KR101526789B1

KR101526789B1 - 클러치 액추에이터

Info

Publication number: KR101526789B1
Application number: KR1020140022548A
Authority: KR
Inventors: 이희락
Original assignee: 주식회사평화발레오
Priority date: 2014-02-26
Filing date: 2014-02-26
Publication date: 2015-06-12

Abstract

본 발명은 클러치 디스크의 마모 발생시 이를 보상하기 위한 클러치 액추에이터에 관한 것으로, 구동축이 구비되고, 회전력을 발생시키는 구동부와, 구동부의 회전력에 의해 구동축에 직선 이동되도록 결합되고, 경사면을 갖는 슬라이더와, 슬라이더의 경사면이 향하는 방향과 반대 방향을 향하는 경사면을 가지는 안내부재와, 일단이 하우징 외측으로 연장되어 클러치 액추에이터 포크에 연결되며, 직선 운동하면서 클러치 액추에이터 포크를 작용시키기 위한 로드 어셈블리와, 슬라이더에 의해 가압되어 안내부재의 경사면을 따라 이동하면서 로드 어센블리로 구동부의 동력을 전달하는 동력 전달기구를 포함하는 클러치 액추에이터를 제공한다.

Description

클러치 액추에이터 {CLUTCH ACTUATOR}

본 발명은 클러치 액추에이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 클러치 디스크의 마모 발생시 이를 보상할 수 있는 클러치 액추에이터에 관한 것이다.

일반적으로, 수동변속기는 운전자가 클러치 페달을 밟음으로써, 클러치 마스터 실린더에서 발생한 유입이 클러치 릴리스 실린더의 태핏을 통하여 힘을 전달하고 태핏을 통해서 전달된 힘은 클러치 릴리스 포크를 밀어 릴리스 베어링을 축 방향으로 움직으로써 클러치 다이어프램 스프링에 힘을 전달하게 된다.

이러한 클러치는 엔진과 변속기 사이에 설치되어 있는바, 엔진측 플라이휠과 변속기 입력축 사이에 연결되어 엔진의 회전력을 변속기로 전달하거나 차단하는 목적으로 하고 있다.

그런데, 클러치 페달 및 유압 실린더의 경우 운전자가 클러치 페달을 직접 작동해야 하는 번거로움이 있고, 운전자의 숙련도에 따라 주행감 및 주행 안전성에 커다란 영향을 주게 되므로, 최근에는 자동형 수동변속기와 더블 클러치 변속기가 사용되고 있는 추세이다.

이때, 자동형 수동변속기와 더블 클러치 변속기에서의 클러치 단속 작용은 클러치 액추에이터에 의해 이루어지며, 이 클러치 액추에이터의 일예가 한국특허 공개번호 제10-2012-0011527호(특허문헌1)에 개시되어 있다.

한편, 클러치는 엔진의 동력을 변속기를 통해 바퀴로 전달하는 과정에서 변속시 동력을 단속하는 수단으로 사용되고 있는데, 엔진의 크랭크 축에 설치된 플라이 휠의 일측면과 변속기 입력축의 일측면에 디스크를 마주하게 설치하여 그 마찰력으로 동력을 전달하도록 되어 있다.

이러한 클러치의 클러치 디스크에는 마찰력을 발생시키는 마찰재가 구비되는데, 클러치의 반복되는 단속작용으로 인하여 심한 마모가 발생하게 되고, 이 디스크 마모는 클러치 액추에이터에 의해 작동되는 클러치의 작동이 불완전하게 이루어지는 문제점이 있었다.

이와 같이 클러치 작동이 불완전하게 이루어지는 것을 방지하기 위하여 클러치의 유격 조정이 필요로 하게 된다.

한국특허 공개번호 제10-2012-0011527호

따라서, 본 발명은 클러치 유격 조정을 위하여, 메인하우징 외부로 노출되는 작동로드의 길이를 조절되도록 함으로써, 클러치의 마모 보상을 할 수 있도록 한 클러치 액추에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 구동축이 구비되고, 회전력을 발생시키는 구동부와, 구동부의 회전력에 의해 구동축에 직선 이동되도록 결합되고, 경사면을 갖는 슬라이더와, 슬라이더의 경사면이 향하는 방향과 반대 방향을 향하는 경사면을 가지는 안내부재와, 일단이 하우징 외측으로 연장되어 클러치 액추에이터 포크에 연결되며, 직선 운동하면서 클러치 액추에이터 포크를 작용시키기 위한 로드 어셈블리와, 슬라이더에 의해 가압되어 안내부재의 경사면을 따라 이동하면서 로드 어센블리로 구동부의 동력을 전달하는 동력 전달기구를 포함하고, 로드 어셈블리의 타단에 적어도 하나이상의 치형이 형성되고, 로드 어셈블리의 치형에 대응되며 내주면에 원주 방향으로 적어도 하나 이상의 치형이 형성되는 링부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.

삭제

또한, 로드 어셈블리는 동력 전달기구에 의해 왕복 이동되는 이동부재와, 이동부재에 이동 가능하게 결합되는 제1로드와, 일단이 액추에이션 포크에 연결되고 타단이 제1로드에 연결되는 제2로드를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 동력 전달기구는 일단이 로드 어셈블리에 힌지 고정되어 회동되고, 수용공간이 형성되는 힌지 하우징과, 힌지 하우징의 타단에 구비되는 축부재와, 수용공간에 수용되어 회전축을 탄력 지지하는 탄성부재와, 회전축에 회전 가능하게 구비되는 회전부재를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 클러치 디스크의 마모 발생시 로드 어셈블리에 구비되는 치형이 하우징에 구비되는 링부재의 치형과의 상호 작용에 의해 로드 어셈블리의 길이 조절이 이루어짐으로써, 클러치 디스크의 마모 보상이 이루어지게 되는 것이다.

또한, 간단한 구조로서 제작 및 유지 보수 비용이 절감되고, 컴팩트하게 제작 가능할 수 있어 차량의 경량화에 일조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 클러치 액추에이터를 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 클러치 액추에이터에서 작동된 상태를 도시한 단면도.
도 3과 도 4는 클러치 액추에이터에서 클러치 디스크의 마모 보상 작동이 이루어지는 상태를 도시한 단면도.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 클러치 액추에이터를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 클러치 액추에이터에서 작동된 상태를 도시한 단면도이며, 도 3과 도 4는 클러치 액추에이터에서 클러치 디스크의 마모 보상 작동이 이루어지는 상태를 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 클러치 액추에이터는, 하우징(100), 구동부(110), 슬라이더(120), 안내부재(130), 로드 어셈블리(150), 링부재(170), 동력 전달기구(140)를 포함한다.

먼저, 하우징(100)은 클러치 액추에이터의 외형을 구성하는 것으로, 내측에 설치공간이 형성되고, 이 설치공간에 다수의 구성부품들이 상호 유기적으로 결합되어 작동되도록 구성된다.

구동부(110)는 회전력을 발생시키는 것으로, 구동축(111)이 구비되는 모터로 구성된다. 모터는 하우징(100)의 일측에서 관통 결합되되, 구동축(111)이 설치공간에서 배치된다. 구동축(111)에는 모터()의 작동에 의해 구동축(111)이 회전될 때 하우징(100) 내에서 왕복 이동하는 슬라이더(120)가 구비된다.

슬라이더(120)는 구동축(111)에 회전 가능하게 결합되며, 모터의 작동에 의해 구동축(111)이 회전할 때, 하우징(100)의 내측 바닥면에 접촉되어 왕복 이동된다. 슬라이더(120)는 초기 상태가 모터 쪽에 있다가 모터의 작동에 의해 후술하는 안내부재(130) 쪽으로 직선 이동된다. 즉, 슬라이더(120)는 스크류 형태로 구성되는 구동축(111)에 나사 결합되어, 구동축(111)이 회전될 때 안내부재(130) 쪽으로 이동된다.

슬라이더(120)에는 모터의 작동에 의해 슬라이더(120)가 안내부재(130) 쪽으로 이동할 때 후술하는 동력 전달기구(140)가 접촉되면서 가압되어 원호 궤적으로 회동되도록 하는 가압 경사면(121)이 형성된다. 이 가압 경사면(121)은 슬라이더(120)가 모터 쪽에서 후술하는 안내부재(130) 쪽으로 이동할 때 동력 전달기구(140)를 가압할 수 있도록 안내부재(130)를 향하여 형성된다.

안내부재(130)는 하우징(100) 내에 구비되되, 하우징(100) 내에 설치된 모터의 구동축(111)과 마주보는 방향에 있는 하우징(100) 내면에 구비된다. 이 안내부재(130)는 동력 전달기구(140)가 슬라이더(120)에 의해 가압될 때, 동력 전달기구(140)의 이동을 안내하기 위한 것으로, 구동부(110)의 구동축(111)을 향하는 면에 동력 전달기구(140)가 접촉되어 이동하는 안내 경사면(131)이 구비된다.

여기서, 슬라이더(120)의 가압 경사면(121)은 구동축(111)에서 슬라이더(120)가 직선 이동할 때 후술하는 축부재(141)를 가압하기 위하여 볼록하게 형성되고, 안내부재(130)의 안내 경사면(131)은 축부재(141)에 결합된 회전부재(142)의 이동을 안내하기 위하여 오목하게 형성된다.

동력 전달기구(140)는 구동부(110)의 구동에 의해 구동축(111)이 회전될 때 이동하는 슬라이더(120)에 의해 가압되어 안내부재(130)의 안내 경사면(131)을 따라 이동하여 후술하는 로드 어셈블리(150)를 직선 이동시키는 것으로, 힌지 하우징(143), 축부재(141), 회전부재(142), 탄성부재(144)를 포함한다.

힌지 하우징(143)은 일단이 후술하는 로드 어셈블리(150)의 이동부재(154)에 힌지 고정된다. 힌지 하우징(143)에는 후술하는 탄성부재(144)를 수용하기 위한 수용공간이 구비된다. 힌지 하우징(143)의 타단에는 후술하는 축부재(141)이 구비되되, 이 축부재(141)는 탄성부재(144)에 의해 탄력 지지된다.

축부재(141)는 후술하는 포크 작용기구()에 결합되고 슬라이더(120)의 가압 경사면(121)에 접촉되도록 구성되되, 슬라이더(120)의 이동시 가압 경사면(121)을 따라 이동된다. 즉, 축부재(141)은 구동부(110)의 작동 전에는 슬라이더(120)의 가압 경사면(121)의 하측에 위치하고 있다가 구동부(110)의 작동 후에는 슬라이더(120)의 가압 경사면(121)의 상측에 위치하게 된다.

회전부재(142)는 축부재(141)에 회전 가능하게 결합되며, 구동부(110)의 구동으로 슬라이더(120)가 축부재(141)를 가압할 때, 축부재(141)와 함께 이동되되 안내부재(130)의 안내 경사면(131)을 따라 이동된다. 이 회전부재(142)는 구동부(110)의 작동 전에는 안내 경사면(131)의 하측에 있다가 구동부(110)의 작동 후에는 안내 경사면(131)의 상측에 위치하게 된다.

로드 어셈블리(150)는 일단이 하우징(100)의 일측을 관통하여 외부로 돌출되어 액추에이션 포크에 연결되며, 타단이 하우징(100)의 내측에 구비되어 동력 전달기구(140)에 의해 왕복 이동되도록 구성된다.

이 로드 어셈블리(150)는 동력 전달기구(140)에 의해 왕복 이동되는 이동부재(154), 이동부재(154)에 이동 가능하게 결합되는 제1로드(151), 제1로드(151)에 연결되며 액추에이션 포크에 연결되는 제2로드(153)를 포함한다.

이동부재(154)는 동력 전달기구(140)에 의해 하우징(100) 내에서 직선으로 왕복 이동되도록 설치된다.

제1로드(151)는 이동부재(154)를 관통하여 결합되되, 이동부재(154)에서 이동되도록 나사 결합된다. 즉, 제1로드(151)와 이동부재(154)에는 각각 나사산이 형성되어 제1로드(151)가 회전되면서 이동부재(154)에서 이동되도록 구성된다.

제2로드(153)는 일단이 하우징(100)의 외측으로 돌출되어 액추에이션 포크에 연결되고, 타단이 제1로드(151)에 연결부재(152)에 의해 연결된다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 클러치 액추에이터는 로드 어셈블리(150)의 타단에 구비되는 적어도 하나 이상의 치형(160)이 구비되고, 하우징(100)의 내측에 로드 어셈블리(150)의 치형(160)에 대응되는 적어도 하나 이상의 치형(171)을 갖는 링부재(170)를 더 포함한다.

여기서, 로드 어셈블리(150)에 구비되는 치형(160)과 링부재(170)의 치형(171)이 상호 작용함으로써, 클러치 디스크의 마모를 보상하는 역할을 하게 된다. 즉, 일반적으로 구동부(110)의 작동에 의한 로드 어셈블리(150)의 이동거리는 임의의 값으로 제한됨으로, 클러치 디스크의 마모시 발생시 다른 수단에 의해 로드 어셈블리(150)를 마모된 간격만큼 더 이동시켜야 하는데, 이러한 마모 보상이 로드 어셈블리(150)의 치형(160)과 링부재(170)의 치형(171)의 상호 작용에 의해 이루어지는 것이다. 여기서, 링부재(170)의 치형(171)과 로드 어셈블리(150)의 치형(160)에 대한 구조는 본 출원인이 기출원한 등록 제10-1235975호에 개시되어 있는 것으로, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

즉, 로드 어셈블리(150)의 타단의 치형(160)이 링부재(170) 쪽으로 이동(도면에서 좌측에서 우측으로 이동)하여 도 3과 같이, 링부재(170)를 끼워져 관통할 때, 로드 어셈블리(150)의 치형(160)과 링부재(170)의 치형(171)의 상호 작용에 의해 로드 어셈블리(150)의 제2로드(153)가 이동부재(154)에서 회전하게 되고, 로드 어셈블리(150)의 치형(160)이 링부재(170)에 관통된 상태에서 링부재(170)를 이탈될 때에는 로드 어셈블리(150)의 제2로드(153)가 회전되지 않도록 구성된다.

상기와 같이, 로드 어셈블리(150)의 치형이 링부재(170)를 관통하면서 링부재(170) 쪽으로 이동하면서 제2로드(153)가 회전하게 되는데, 이때 이동부재(154)가 제2로드(153)에서 링부재(170)가 쪽으로 이동하게 된다. 이와 같이, 클러치의 작동시 제2로드(153)의 치형(160)이 링부재(170)의 치형(171)를 관통하면서, 제2로드(153)가 이동부재(154)에서 회전하면서 링부재(170) 쪽으로 이동하고, 제2로드(153)의 치형(160)이 링부재(170)에서 이탈될 때에는 제2로드(153)가 회전되지 않고 이탈되어 제2로드(153)가 이동부재(154)에서 링부재(170) 쪽으로 이동된 상태를 유지함으로써, 클러치 디스크의 마모 보상이 이루어지는 것이다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 클러치 액추에이터에 대한 작용을 간략하게 설명하기로 한다.

먼저, 차량은 운전 중에 변속을 위한 클러치가 작동되면 구동부(110)가 구동하게 된다.

그러면, 구동축(121)이 회전하게 되고, 이때 슬라이더(130)가 구동축(121)을 따라 도 2와 같이 우측으로 일정거리 이동하면서 슬라이더(120)의 가압 경사면(121)은 동력 전달기구(140)의 축부재(141)를 가압하게 된다. 이때, 축부재(141)에 결합된 회전부재(142)가 안내부재(130)의 안내 경사면(131)을 따라 이동하여 안내 경사면(131)의 위쪽에 위치하게 된다.

힌지 하우징(143)은 회전부재(142)가 안내 경사면(131)을 따라 이동할 때, 슬라이더(120)의 가압력과 탄성부재(144)의 탄성력에 의해 이동부재(154)에 힌지 결합된 일단을 중심으로 회동된다. 이때, 하우징(100) 내에 이동 가능하게 구비되는 이동부재(154)는 슬라이더(120)의 가압력과 탄성부재(144)의 탄성력에 의해 도 2와 같이, 우측에서 좌측으로 이동하게 된다. 그러면, 이동부재에 결합되는 제1로드와 제2로드가 좌측으로 이동하면서 클러치 액추에이션 포크를 작용시키게 된다.

이때, 클러치의 액추에이션 포크는 엑추에이션 베어링으로 클러치의 다이어프램 스프링을 가압하는 클러치 작용을 하게 되는 것이다.

이후에, 클러치의 작동이 해제되면, 클러치의 다이어프램 스프링의 반력에 의해 클러치 액추에이션 포크는 원위치로 이동하게 되며, 이때, 로드 어셈블리(150)의 제2로드(153)는 도 2와 같은 상태에서 우측으로 이동하게 된다. 그러면, 로드 어셈블리(150)의 이동부재(154)에 힌지 결합되는 힌지 하우징(143)이 회동하게 되고, 이 안내 경사면(131)의 위쪽에 있던 동력 전달기구(140)의 회전부재(142)가 안내 경사면(131)을 따라 이동하여 안내 경사면(131)의 하측으로 이동하게 된다. 이와 동시에 힌지 하우징(143)의 단부에 결합되어 있는 축부재(141)는 슬라이더(120)의 가압 경사면(121)을 따라 이동하되, 가압 경사면(121)의 위쪽에서 하측으로 이동하면서 슬라이더(120)를 구동부(110) 쪽으로 가압하게 된다. 그러면, 슬라이더(120)는 구동부(110) 쪽으로 이동하고, 이때 구동부(110)의 구동축(111)이 공회전하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100 : 하우징
110 : 구동부 111 : 구동축
120 : 슬라이더 121 : 가압 경사면
130 : 안내부재 131 : 안내 경사면
140 : 동력 전달기구 141 : 축부재
142 : 회전부재 143 : 힌지 하우징
144 : 탄성부재
150 : 로드 어셈블리 151 : 제1로드
152 : 연결부재 153 : 제2로드
154 : 이동부재
160 : 치형
170 : 링부재 171 : 치형

Claims

구동축이 구비되고, 회전력을 발생시키는 구동부;
구동부의 회전력에 의해 구동축에 직선 이동되도록 결합되고, 경사면을 갖는 슬라이더;
슬라이더의 경사면이 향하는 방향과 반대 방향을 향하는 경사면을 가지는 안내부재;
일단이 하우징 외측으로 연장되어 클러치 액추에이터 포크에 연결되며, 직선 운동하면서 클러치 액추에이터 포크를 작용시키기 위한 로드 어셈블리;
슬라이더에 의해 가압되어 안내부재의 경사면을 따라 이동하면서 로드 어센블리로 구동부의 동력을 전달하는 동력 전달기구;를 포함하고,
로드 어셈블리의 타단에 적어도 하나이상의 치형이 형성되고, 로드 어셈블리의 치형에 대응되며 내주면에 원주 방향으로 적어도 하나 이상의 치형이 형성되는 링부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치 액추에이터.
삭제
청구항 1에 있어서,
로드 어셈블리는,
동력 전달기구에 의해 왕복 이동되는 이동부재;
이동부재에 이동 가능하게 결합되는 제1로드;
일단이 액추에이션 포크에 연결되고 타단이 제1로드에 연결되는 제2로드;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치 액추에이터.
청구항 1에 있어서,
동력 전달기구는,
일단이 로드 어셈블리에 힌지 고정되어 회동되고, 수용공간이 형성되는 힌지 하우징;
힌지 하우징의 타단에 구비되는 축부재;
수용공간에 수용되어 회전축을 탄력 지지하는 탄성부재;
회전축에 회전 가능하게 구비되는 회전부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치 액추에이터.