KR101272948B1 - 클러치용 액추에이터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원가가 절감됨과 동시에 연비 및 공간활용도가 향상될 수 있도록 전기자동차의 변속기에 적용되는 클러치용 액추에이터에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 클러치용 액추에이터는, 모터의 구동에 따라 변속기의 클러치를 작동시키는 클러치용 액추에이터에 있어서, 상기 모터의 구동에 따라 그 길이방향으로 직선운동되도록 그 일부가 상기 모터의 내부에 삽입되어 구비되는 리드 스크류; 상기 리드 스크류와 함께 그 길이방향으로 직선운동되도록 구비되는 로드; 상기 리드 스크류 및 상기 로드의 직선운동을 가이드 하는 가이드 레일; 및 상기 리드 스크류와 상기 로드를 연결하며, 상기 가이드 레일을 따라 슬라이딩되도록 구비되는 슬라이더; 를 포함할 수 있다.

Description

클러치용 액추에이터{ACTUATOR FOR CLUTCH}
본 발명은 클러치용 액추에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기자동차의 변속기에 적용되는 클러치용 액추에이터에 관한 것이다.
일반적으로, 액추에이터는 전기 에너지, 유체 에너지 및 압축 공기 등을 기계적인 에너지로 변환시키는 기구를 말한다. 또한, 변속기에는 클러치를 작동시키는 액추에이터가 구비된다.
수동변속기(Manual Transmission)의 경우에는, 클러치 릴리스 실린더(Clutch Release Cylinder) 또는 컨센트릭 슬리브 실린더(Concentric Sleeve Cylinder) 타입의 클러치 컨트롤 시스템이 사용된다.
클러치 릴리스 실린더(Clutch Release Cylinder) 타입은 운전자가 클러치 페달(Clutch pedal)을 밟으면, 클러치 마스터 실린더(Clutch Master Cylinder)에서 발생한 유압에 의해 클러치 릴리스 실린더의 태핏(Tappet)이 작동하여 힘이 발생된다. 또한, 상기 발생된 힘이 클러치 릴리스 포크(Clutch Release Fork)를 밀어 클러치 릴리스 베어링(Clutch Release Bearing)을 축방향으로 이동시킨다. 나아가, 축방향으로 이동된 클러치 릴리스 베어링이 클러치 다이어프램 스프링(Clutch Diaphragm Spring)을 작동시킨다.
자동변속기(automatic transmission)의 경우에는, 클러치를 자동으로 결합 및 해제시키는 클러치 액추에이터가 적용된다. 또한, 자동변속기의 클러치 액추에이터는 ECU로부터 신호를 전달받아 클러치를 구동시킨다. 이러한 클러치 액추에이터는 마스터실린더, 운동방향변환기구 및 모터로 구성된다.
마스터실린더는 클러치의 릴리스장치(release device)의 근방에 배치된 슬레이브실린더(slave cylinder)에 연결된다. 또한, 운동변환기구는 로드, 웜 휠(worm wheel) 및 웜 기어로 구성된다. 상기 로드는 마스터실린더의 피스톤에 접촉한다. 상기 웜 휠은 로드의 타단에 고정되어 크랭크기구를 구성한다. 상기 웜 기어는 웜 휠과 결합되고 모터의 회전축에 고정된다. 즉, 모터가 회전되면, 웜 기어의 회전에 의해 웜 휠이 회전된다. 나아가, 로드가 직선운동됨으로써 마스터실린더의 피스톤이 구동된다. 따라서, 마스터실린더로부터 슬레이브실린더에 유압이 공급되고 슬레이브실린더가 릴리스기구를 구동시킴으로써, 클러치가 결합 및 해제된다.
하지만 종래의 클러치 액추에이터들은 구성부품의 수가 많으므로 원가가 상승되고, 공간의 활용도가 저하될 수 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 원가가 절감됨과 동시에 연비 및 공간활용도가 향상될 수 있는 클러치용 액추에이터를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 클러치용 액추에이터는, 모터의 구동에 따라 변속기의 클러치를 작동시키는 클러치용 액추에이터에 있어서, 상기 모터의 구동에 따라 그 길이방향으로 직선운동되도록 그 일부가 상기 모터의 내부에 삽입되어 구비되는 리드 스크류; 상기 리드 스크류와 함께 그 길이방향으로 직선운동되도록 구비되는 로드; 상기 리드 스크류 및 상기 로드의 직선운동을 가이드 하는 가이드 레일; 및 상기 리드 스크류와 상기 로드를 연결하며, 상기 가이드 레일을 따라 슬라이딩되도록 구비되는 슬라이더; 를 포함할 수 있다.
상기 모터의 구동축은 내주와 외주를 포함하는 중공의 원통형상으로 형성될 수 있다.
상기 리드 스크류의 외주면에는 나사산이 형성되고, 상기 구동축의 내주면 중 일부에는 나사산이 형성됨으로써, 상기 구동축의 회전에 의해 상기 리드 스크류가 직선운동될 수 있다.
상기 로드와 상기 클러치는 연결레버에 의해 연결되고, 상기 로드의 직선운동이 상기 연결레버의 레버운동에 의해 상기 클러치에 전달됨으로써 상기 클러치가 작동될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 부품의 수가 적어짐으로써, 원가가 절감될 수 있다. 또한, 리드 스크류가 사용됨으로써, 공간의 활용도가 개선될 수 있다. 나아가, 클러치가 결합되기 위한 별도의 에너지를 필요로 하지 않으므로 연비가 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 클러치용 액추에이터의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모터의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 클러치용 액추에이터의 작동도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 클러치용 액추에이터의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 클러치용 액추에이터(10)는 모터(20), 케이스(60), 리드 스크류(30), 로드(50), 가이드 레일(42) 및 슬라이더(40)를 포함한다.
상기 모터(20)는 상기 액추에이터(10)의 작동에 필요한 동력을 발생시킨다. 즉, 상기 모터(20)의 구동에 따라 상기 액추에이터(10)가 작동된다.
상기 케이스(60)의 내부에는 리드 스크류(30), 가이드 레일(42) 및 슬라이더(40) 등의 구성요소들이 배치된다. 또한, 상기 케이스(60)는 상기 모터(20)와 결합되어 고정된다.
상기 리드 스크류(30)는 상기 모터(20)의 구동에 따라 그 길이방향으로 직선운동된다. 또한, 상기 리드 스크류(30)의 일부분은 상기 모터(20)의 내부에 삽입된다.
상기 로드(50)는 상기 리드 스크류(30)와 함께 그 길이 방향으로 직선운동된다. 또한, 상기 로드(50)의 일부분은 상기 케이스(60)의 내부에 위치되고, 상기 로드(50)의 다른 일부분은 상기 케이스(60)의 외부로 노출된다.
한편, 상기 케이스(60)의 외부로 노출되는 상기 로드(50)를 보호하기 위해 부트(70)가 구비될 수 있다. 또한, 상기 로드(50)에는 그 길이방향으로 제1지지부(56) 및 제2지지부(62)가 이격되어 구비된다. 상기 제1지지부(56) 및 상기 제2지지부(62)는 상기 부트(70)의 양단을 각각 지지한다.
상기 가이드 레일(42)은 상기 리드 스크류(30) 및 상기 로드(50)의 직선운동이 용이하도록 가이드 한다. 또한, 상기 가이드 레일(42)은 상기 케이스(60)의 내측면에 고정적으로 구비된다.
상기 슬라이더(40)는 상기 가이드 레일(42)과 접촉되고, 상기 가이드 레일(42)을 따라 슬라이딩된다. 따라서, 상기 리드 스크류(30) 및 상기 로드(50)의 직선운동이 용이하도록 가이드 된다. 또한, 상기 슬라이더(40)는 상기 리드 스크류(30)와 상기 로드(50)의 사이에 구비된다. 나아가, 상기 슬라이더(40)는 상기 리드 스크류(30)와 상기 로드(50)를 연결한다. 즉, 상기 리드 스크류(30), 상기 슬라이더(40) 및 상기 로드(50)는 일체로 직선운동된다.
상기 리드 스크류(30)에는 상기 슬라이더(40)에서의 이탈이 방지되도록 걸림부(32)가 구비된다. 또한, 상기 리드 스크류(30)는 회전되지 않는 상기 슬라이더(40)와 결함됨으로써, 회전되지 않을 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모터의 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 모터(20)의 구동축(22)은 내주와 외주를 포함하는 중공의 원통형상으로 형성된다. 또한, 상기 구동축(22)의 중공 부분은 상기 모터(20)에 삽입되는 상기 리드 스크류(30)의 일부분이 수용되는 리드 스크류 수용홀(24)이다.
상기 구동축(22)의 내주면 중 일부에는 나사산이 형성된다. 나아가, 상기 리드 스크류(30)의 외주면에 나사산이 형성된다. 따라서, 상기 모터(20)가 구동되면, 상기 구동축(22)의 회전에 따라 상기 리드 스크류(30)가 직선운동된다. 한편, 상기 구동축(22)은 양방향으로 회전 가능하다. 즉, 상기 리드 스크류(30)는 그 길이방향의 양방향으로 직선운동 가능하다.
상기 리드 스크류 수용홀(24)의 내부에는 탄성부재(26)가 구비될 수 있다. 또한, 탄성부재(26)의 탄성력에 의해 상기 모터(20)의 구동토크를 저감시키면서도 상기 리드 스크류(30)의 직선운동이 원활해질 수 있다.
상기 모터(20)에 삽입되지 않은 상기 리드 스크류(30)의 다른 일부분에는 캠(34)이 구비될 수 있다. 또한, 상기 캠(34)은 회전관성력을 증대시킴으로써, 상기 모터(20)의 구동토크를 저감시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 클러치용 액추에이터의 작동도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 로드(50)는 클러치 연결부(54) 및 유격부(52)를 포함한다.
상기 클러치 연결부(54)는 상기 케이스(60)의 외부로 노출된 상기 로드(50) 중 부트(70)로 덮어지지 않은 부분에 형성된다. 또한, 상기 클러치 연결부(54)는 연결레버(82)에 의해 클러치(80)과 연결된다. 나아가, 상기 로드(50)의 직선운동은 상기 연결레버(82)의 레버운동에 의해 상기 클러치(80)에 전달됨으로써, 상기 클러치(80)가 작동된다. 한편, 상기 로드(50)가 양방향으로 직선운동됨으로써, 상기 클러치(80)를 결합 또는 해제시킬 수 있다.
상기 유격부(52)는 상기 로드(50)가 상기 슬라이더(40)와 연결되는 부분에 구비된다. 하나의 점을 중심으로 회전되는 상기 연결레버(82)의 레버운동에 의해 상기 로드(50)에는 그 길이방향의 수직방향으로 요동이 발생된다. 또한, 상기 유격부(52)는 상기 로드(50)의 요동을 보상한다. 즉, 상기 로드(50)와 상기 슬라이더(40)가 연결된 부분에서 상기 로드(50)가 상기 수직방향으로 움직일 수 있는 유격을 형성시킨다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 부품의 수가 적어짐으로써, 원가가 절감될 수 있다. 또한, 리드 스크류(30)가 사용됨으로써, 공간의 활용도가 개선될 수 있다. 나아가, 클러치(80)가 결합되기 위한 별도의 에너지를 필요로 하지 않는 다. 따라서, 연비가 향상될 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
10: 액추에이터
20: 모터
22: 구동축
24: 리드 스크류 수용홀
26: 탄성부재
30: 리드 스크류
32: 걸림부
34: 캠
40: 슬라이더
42: 가이드 레일
50: 로드
52: 유격부
54: 연결부
56: 제1지지부
60: 케이스
62: 제2지지부
70: 부트(boot)
80: 클러치
82: 연결레버

Claims (4)

  1. 모터의 구동에 따라 변속기의 클러치를 작동시키는 클러치용 액추에이터에 있어서,
    상기 모터의 구동에 따라 그 길이방향으로 직선운동되도록 그 일부가 상기 모터의 내부에 삽입되어 구비되는 리드 스크류;
    상기 리드 스크류와 함께 그 길이방향으로 직선운동되도록 구비되는 로드;
    상기 리드 스크류 및 상기 로드의 직선운동을 가이드 하는 가이드 레일; 및
    상기 리드 스크류와 상기 로드를 연결하며, 상기 가이드 레일을 따라 슬라이딩되도록 구비되는 슬라이더;
    를 포함하는 클러치용 액추에이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모터의 구동축은 내주와 외주를 포함하는 중공의 원통형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 클러치용 액추에이터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 리드 스크류의 외주면에는 나사산이 형성되고, 상기 구동축의 내주면 중 일부에는 나사산이 형성됨으로써, 상기 구동축의 회전에 의해 상기 리드 스크류가 직선운동되는 것을 특징으로 하는 클러치용 액추에이터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 로드와 상기 클러치는 연결레버에 의해 연결되고,
    상기 로드의 직선운동이 상기 연결레버의 레버운동에 의해 상기 클러치에 전달됨으로써 상기 클러치가 작동되는 것을 특징으로 하는 클러치용 액추에이터.
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