KR101619530B1

KR101619530B1 - 클러치 변속장치

Info

Publication number: KR101619530B1
Application number: KR1020100045935A
Authority: KR
Inventors: 김종엽; 조성용; 장현덕
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2010-05-17
Filing date: 2010-05-17
Publication date: 2016-05-11
Also published as: CN102252044A; DE102010061052A1; JP5489294B2; CN102252044B; JP2011241976A; US20110278128A1; KR20110126321A; US8640845B2

Abstract

본 발명은 클러치 변속장치가 액추에이터(1)가 갖는 축중심선(K-K)을 따라 전·후이동하는 전후이동체(52)를 통해 양쪽으로 수평하게 이동되는 한쌍의 제1·2롤러윙암(30,40)을 갖추고, 릴리스베어링(60)쪽 스크로크(Stroke)를 발생시키는 레버(11)의 면에 상기 제1·2롤러윙암(30,40)이 액추에이터(1)가 갖는 축중심선(K-K)에 대해 양쪽으로 수평하게 이동하는 피봇점(B)의 이동궤적을 만드는 경사진 롤러경사캠면(12a)을 형성함으로써, 상기 제1·2롤러윙암(30,40)의 이동거리가 짧은 수평이동을 통해서도 레버(11)가 클러치(70)를 물려주는 릴리스베어링(60)쪽 스크로크(Stroke)를 충분히 발생시키는 클러치맞물림간격(Et)만큼 위로 상승될 수 있어 액추에이터(1)의 스트로크 제어를 정밀하게 구현할 수 있는 특징이 있다.

Description

클러치 변속장치{Clutch Driving Device}

본 발명은 클러치 변속장치에 관한 것으로, 특히 양쪽으로 수평이동하는 롤러의 이동거리로 레버쪽 수직변위를 발생시키고 릴리스베어링을 가압하는 작동변위로 전환시킴으로써, 수평이동과 수직변위(Horizontal move and Vertical transform)로 클러치를 작동을 구현하는 클러치 변속장치에 관한 것이다.

일반적으로 수동변속기의 변속조작이 이루어질 때는 변속단 입력전 엔진동력을 잠시 끊고, 변속단 입력 후 다시 엔진동력을 이어주며, 이를 위해 클러치를 적용한다.

클러치의 조작을 위해선 통상 클러치페달과, 이에 연결되어 전달받은 하중으로 클러치팩을 가압하도록 기구적으로 구성된 페달타입 클러치 변속장치를 적용하며, 이러한 페달타입 클러치 변속장치는 통상적인 수동변속기에 적용된다.

클러치페달을 이용한 페달타입 클러치 변속장치는 상시 물림(Close)타입으로서, 운전자가 클러치페달을 밟을 때 클러치 가압력이 해제상태로 전환됨으로써 기어변속을 진행할 수 있다.

기술개발로 수동변속기에서도 수동변속기의 장점에 더해 자동변속기가 갖는 편리성을 구현할 수 있도록 자동화 수동변속기인 AMT(Auto Manual Transmission)가 개발되고, 실차에 적용되고 있다.

이에 더 나아가, 더블 클러치 변속기라 불리는 DCT(Double Clutch Transmission)는 수동변속기의 입력축을 분리해 2개의 클러치를 사용하고, 클러치/기어 액추에이터를 장착함으로써, 2세대 AMT로 불린다.

상기와 같은 DCT는 홀수변속단입력축과 짝수변속단입력축에 각각 장착된 2개의 클러치를 구비하며, 클러치 타입에 따라 습식다판 클러치에 유사한 구조인 습식타입(Wet type)과 클러치에 유사한 구조인 건식타입(Dry type)으로 분류한다.

이로 인해, 상기 DCT는 제1클러치가 엔진과 연결되어 있는 주행 과정에서 제2 클러치에 연결된 변속단을 미리 변속해 놓는 방식을 구현 즉, 기어트레인쪽 변속은 주행조건에 맞는 차량변속단을 미리 변속해 놓는 프리-셀렉션(Pre-Selection)방식으로 구현한다.

상기와 같이 홀수변속단입력축과 짝수변속단입력축에 각각 장착된 2개의 클러치는 클러치 변속장치를 통해 조작되며, 상기 클러치 변속장치는 클러치 조작을 위한 전동식 액추에이터를 이용한다.

통상, 전동식 액추에이터는 클러치 홀딩(Holding)을 위한 작동구조와 더불어 차량 전력차단시 안전성 확보(Fail Safety Concept)를 위한 클러치 셀프 오프닝기능을 반드시 필요로 한다.

도 5는 이러한 기능이 적용된 전동식 액추에이터를 갖춘 클러치 변속장치를 나타낸다.

도 5(가)에 도시된 바와 같이, 상기 클러치 변속장치는 클러치(100)와, 상기 클러치(100)를 맞물리도록 스트로크가 변화되는 릴리스베어링(200)과, 상기 릴리스베어링(200)쪽을 가압하도록 상승되는 레버(300)와, 지지판(310)을 따라 상기 레버(300)의 길이방향으로 이동해 레버(300)를 상승시키는 직선이동체(400)와, 스크류로드(510)를 이용해 상기 직선이동체(400)를 레버(300)의 길이방향으로 전후이동시키는 액추에이터(500)로 구성된다.

상기 액추에이터(500)는 모터를 적용한다.

상기와 같은 구조에서 레버(300)에 대한 직선이동체(400)의 지지점 위치인 피봇점B가 레버(300)의 길이방향을 변화되므로, 릴리스베어링(200)쪽으로 작용하는 총힘은 Ft = Fs(b/a)의 관계를 형성한다.

여기서, Ft는 릴리스베어링(200)쪽으로 작용하는 총힘이고, Fs는 레버스프링장력이며, 거리a는 피봇점B에서 작용점C까지이고, 거리b는 힘점A에서 피봇점B까지이다.

이때, 힘점A는 레버(300)의 전체길이L에서 클러치의 미작동으로 직선이동체(400)가 이동하지 않은 위치이고, 피봇점B는 레버(300)에 대한 직선이동체(400)의 지지점 위치이며, 작용점C는 레버(300)가 릴리스베어링(200)에 힘을 가하는 위치이다. 상기와 같은 구조의 1종 레버에선 피봇점B이 작용점C까지 직접이동하면서 형성하는 스트로크가 액추에이터(500)의 스트로크에 직접 비례하게 된다.

도 5(나)는 상기와 같은 클러치 변속장치의 작동시 기구적인 역학관계에 따른 힘의 관계를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 클러치(100)를 맞물리기 위해 액추에이터(500)를 구동하면, 스크류로드(510)의 회전으로 직선이동체(400)가 레버(300)의 길이방향으로 전진이동되어 피봇점(B)도 위치 이동된다.

상기 직선이동체(400)의 이동거리에 따라 피봇점B가 레버(300)의 길이방향에서 위치 이동됨으로써, Ft = Fs(b/a)의 관계에서 힘점A에서 피봇점B까지의 거리b가 늘어나 릴리스베어링(200)쪽으로 작용하는 총힘Ft이 증가하고, 총힘Ft의 증가로 릴리스베어링(200)을 통해 클러치(100)쪽으로 작용하는 힘도 증가해 클러치 맞물림을 강화시켜준다.

이와 같이 상기 방식에선 레버비 b/a를 가변적으로 이용할 수 있게 직선이동체(400)의 피봇점B가 레버(300)의 길이방향을 따라 변화되는 기구적 구조를 갖는다.

하지만, 클러치(100)의 작동을 위한 레버비 b/a 변화가 피봇점B의 위치이동으로 만들어짐으로써, 피봇점B의 위치에 종속하는 작용력 변화를 레버(300)쪽에 반영해주어야 만 한다.특히, 상기와 같은 1종 레버에선 피봇점B의 작용점C까지 스트로크가 액추에이터(500)의 스트로크와 직접 비례함으로써, 작용점C에서 힘제어를 위한 액추에이터의 스트로크 제어가 정밀하게 구현되기 어려울 수밖에 없다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 모터인 액추에이터 동력을 통해 한쌍의 롤러가 양쪽으로 수평하게 이동하여 레버쪽을 수직하게 변위시키고, 수직변위에 비례한 릴리스베어링의 스크로크(Stroke)형성으로 클러치작동을 위한 작동변위를 발생함으로써, 액추에이터의 스트로크에 비해 더 증가되어진 스트로크의 형성으로 레버쪽 변위를 위한 이동거리를 최소화할 수 있고 클러치 작동을 위한 액추에이터의 스트로크 제어를 정밀하게 구현할 수 있는 클러치 변속장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 클러치 변속장치에 있어서,

동력원이 갖는 축중심선의 좌우양쪽방향으로 이동하는 변위기준점의 이동궤적을 따르고, 상기 변위기준점의 이동궤적에 따른 스트로크 변화에 비례해 클러치를 맞물리는 힘을 변화시켜주는 에너지작용수단;

을 포함해 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 에너지작용수단은 상기 동력원인 액추에이터가 갖는 축중심선의 좌우양쪽으로 변위기준점의 이동궤적이 형성되도록 상기 축중심에 대해 좌우대칭형상으로 경사진 롤러경사캠면을 형성한 레버와;

상기 액추에이터에서 멀어지는 전진이동과 상기 액추에이터로 다가가는 후진이동이 이루어지도록, 상기 액추에이터의 회전을 직선이동으로 전환하는 전후이동체와;

상기 전후이동체의 전후이동거리변화에 맞추어 상기 롤러경사캠면을 따르는 상기 변위기준점의 이동궤적이 만드는 좌우양쪽의 이동거리도 함께 변화되고, 변화된 이동거리에 비례해 상기 레버의 상승높이를 올려 클러치 작동을 위한 릴리스베어링쪽 가압력을 증대시키는 한쌍의 제1·2롤러윙암; 을 포함해 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 레버는 상승시 상기 롤러경사캠면을 형성한 쪽을 올리도록 반대쪽이 레버스프링을 매개로 힌지점으로 작용한다.

상기 롤러경사캠면은 상기 액추에이터가 갖는 축중심선을 정점으로 밑으로 경사진 구배의 단면형상으로 변위기준점의 이동궤적을 형성하거나, 역구배 단면형상으로 변위기준점의 이동궤적을 형성한다.

상기 전후이동체의 양끝쪽에는 롤러를 설치해 상기 제1·2롤러윙암에 구름접촉하고, 상기 전후이동체는 상기 스크류로드와 결합된 너트를 구비한다.

상기 전후이동체는 유압이나 공압을 이용해 전후직선이동하도록 구성할 수 있다.

상기 제1·2롤러윙암은 한쪽 끝단을 힌지중심으로 하는 피봇축으로 고정되고, 그 반대쪽은 상기 롤러경사캠면에 구름접촉되는 롤러를 갖추고, 상기 롤러는 전방롤러와 이에 인접한 후방롤러를 한쌍으로 구성한다.

이러한 본 발명에 의하면, 양쪽으로 수평하게 이동하는 롤러를 통한 레버쪽 수직변위로 릴리스베어링쪽을 움직이고, 이를 클러치 작동을 위한 작동변위로 전환하므로, 액추에이터의 스트로크에 비해 더 증가되어진 스트로크의 형성으로 레버쪽 변위를 위한 이동거리를 최소화하는 효과를 발생하고 특히 클러치 작동을 위한 액추에이터의 스트로크 제어를 정밀하게 구현할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 클러치 변속장치의 작동전 상태도이고, 도 2는 본 발명에 따른 수평이동 및 수직변위타입 클러치 변속장치의 작동후 상태도이며, 도 3(가),(나)는 본 발명에 따른 클러치 변속장치의 작동전후 상태도를 측면과 배면상태에서 나타낸 것이고, 도 4(가),(나)는 본 발명에 따른 클러치 변속장치의 작동전후 상태에 대한 작용상태를 기구학적으로 나타낸 것이며, 도 5(가),(나)는 종래에 따른 전동식 액추에이터를 갖춘 클러치 변속장치의 구성도이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 수평이동 및 수직변위타입 클러치 변속장치의 작동전 상태도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 상기 클러치 변속장치는 회전동력을 발생하는 액추에이터(1)와, 상기 액추에이터(1)의 회전을 직선이동으로 전환해 액추에이터(1)가 갖는 축중심선(K-K)의 양쪽측면에 대한 이동으로 릴리스베어링(60)쪽에 스크로크(Stroke)를 발생시켜줌으로써 클러치(70)를 맞물려주는 에너지작용수단으로 구성한다.

상기 액추에이터(1)는 모터를 적용하지만, 유압이나 또는 공압을 이용한 액추에이터를 적용할 수 도 있다.

본 실시예에 따른 클러치 변속장치는 수평이동 및 수직변위타입 클러치 변속장치(HVCDD; Horizontal move and Vertical transform typed Clutch Driving Device)이며, 이는 액추에이터(1)의 작동시 상기 에너지작용수단에서 구현되는 움직임이 액추에이터(1)가 갖는 축중심선(K-K)에 대해 수평으로 이동되고, 이러한 수평이동이 다시 수직으로 변위되어 클러치쪽을 가압하는 가압력으로 전환됨에 기인한다.

상기와 같은 에너지작용수단은 액추에이터(1)가 갖는 축중심선(K-K)의 양쪽측면에 위치된 한쌍의 제1·2롤러윙암(30,40)으로 이루어진 롤러유닛과, 상기 액추에이터(1)의 회전을 직선이동으로 전환해 액추에이터(1)가 갖는 축중심선(K-K)을 따라 전·후이동하는 직선이동유닛(50)과, 상기 직선이동유닛(50)의 전후직선이동시, 축중심선(K-K)의 양쪽측면에 대한 상기 제1·2롤러윙암(30,40)의 수평이동으로 상승이나 하강됨으로써 클러치(70)를 물려주거나 해제하는 릴리스베어링(60)쪽 스크로크(Stroke)를 발생시키는 레버유닛(10)으로 구성한다.

상기 레버유닛(10)은 위쪽으로 들어 올려질 때 레버스프링(15)의 설치부위를 힌지중심인 힌지고정점(A)으로 하고, 그 반대쪽 부위를 릴리스베어링(60)을 올려주는 작용점(C)으로 하는 레버(11)를 갖추며, 상기 힌지고정점(A)과 작용점(C)사이로 변위기준점(B)을 형성한다. 이러한 타입은 3종 레버로서, 액추에이터(1)의 스트로크에 대해 변위기준점(B)을 중심으로 작용점(C)의 좌우양쪽에 스트로크를 동시에 발생시켜줌으로써, 액추에이터(1)의 스트로크를 크게 증가시켜 레버(11)쪽 변위를 발생시킬 수 있게 된다. 그러므로, 본 실시예와 같은 3종 레버타입에선 레버(11)쪽 변위를 위한 이동거리를 최소화할 수 있고, 특히 클러치 작동을 위한 액추에이터의 스트로크 제어를 정밀하게 구현할 수 있게 된다.

본 실시예에서 상기 힌지고정점(A)과 작용점(C)은 고정된 위치를 갖는데 반해, 상기 변위기준점(B)은 액추에이터(1)가 갖는 축중심선(K-K)을 중심으로 그 양쪽 측면에 대해 움직이는 이동궤적을 가지며, 이를 위해 상기 레버(11)쪽에는 축중심선(K-K)을 정점으로 양쪽측면을 따라 경사지게 꺾여 축중심선(K-K)에 대해 대칭형상을 이루는 롤러경사캠면(12a)을 형성해줌으로써, 상기 변위기준점(B)이 롤러경사캠면(12a)을 따르는 이동궤적을 형성한다. 즉, 상기 변위기준점(B)은 작용점(C)의 좌우양쪽으로 이동되도록 롤러경사캠면(12a)을 따르는 이동궤적을 형성하게 된다.

상기 롤러경사캠면(12a)이 축중심선(K-K)을 정점으로 한 양쪽의 경사각은 레버(11)의 높이상승에 따라 결정되고, 또한 상기 롤러경사캠면(12a)의 형성폭은 롤러유닛을 이루는 제1·2롤러윙암(30,40)의 롤러수량과 롤러폭크기에 따라 결정한다.

그리고, 상기 롤러경사캠면(12a)은 서로 다른 경사각으로 단차를 갖도록 형성할 수 도 있으며, 이때 상기 롤러경사캠면(12a)에 형성되는 단차는 레버(11)의 높이상승에 따라 결정된다.

상기와 같이 힌지고정점(A)과 작용점(C) 및 변위기준점(B)이 레버(11)에 대해 형성하는 도식적 관련성에 따라, 레버(11)의 레버길이L에 대해 변위기준점(B)에서 작용점(C)까지 거리a와, 변위기준점(B)에서 힌지고정점(A)까지 거리b가 고정되고, 이에 따른 레버비 b/(a+b)도 가변적이지 않고 일정한 값을 가짐으로써, 본 실시예에선 레버(11)가 고정된 레버비 b/(a+b)를 가질 수 있다.

그리고, 본 실시예에 따른 롤러유닛과 직선이동유닛(50)은 롤러경사캠면(12a)을 갖는 레버(11)와 편평한 면을 갖는 바닥판(16)이 형성한 공간에 위치되고, 상기 직선이동유닛(50)이 액추에이터(1)가 갖는 축중심선(K-K)을 따라 전후진이동하며, 상기 롤러유닛은 레버(11)의 롤러경사캠면(12a)에 대해 변위기준점(B)이 갖는 수평한 이동궤적을 따라 움직여 레버(11)를 상승시킨다.

상기와 같이 롤러유닛의 움직임으로써, 레버(11)는 롤러경사캠면(12a)의 경사각에 비례한 높이차 만큼 릴리스베어링(60)의 스크로크(Stroke)를 발생시키고, 이는 클러치(70)를 물려주는 힘으로 작용하게 된다.

상기 롤러유닛은 액추에이터(1)가 갖는 축중심선(K-K)의 양쪽측면으로 배열된 한쌍의 제1·2롤러윙암(30,40)과, 상기 제1·2롤러윙암(30,40)이 양쪽으로 수평하게 이동할 때 힌지중심으로 작용하는 한쪽 끝단을 이루는 피봇축(34,44)으로 구성한다.

즉, 상기 제1·2롤러윙암(30,40)은 한쪽 끝단이 피봇축(34,44)으로 고정되고, 그 반대쪽 끝단에 자유회전되는 롤러를 갖춘 윙암(31,41)으로 이루어지며, 상기 롤러는 전·후방롤러(32,42, 33,43)를 한쌍으로 구성한다.

상기 전방롤러(32,42)는 롤러경사캠면(12a)을 따라 구름이동하지만, 상기 후방롤러(33,43)는 상기 롤러경사캠면(12a)에 구름접촉되지 않고 바닥판(16)에 접촉되는데, 이는 상기 후방롤러(33,43)는 상기 전방롤러(32,42)에 비해 상대적으로 작은 직경을 가짐에 기인한다.

상기 피봇축(34,44)은 윙암(31,41)에 일체로 형성하거나 또는 결합할 수 있는 구조를 갖는다.

도 2는 본 발명에 따른 수평이동 및 수직변위타입 클러치 변속장치의 작동후 상태를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 직선이동유닛(50)은 액추에이터(1)가 갖는 축중심선(K-K)에 일치해 회전하는 스크류로드(51)와, 상기 스크류로드(51)에 스크류결합된 너트(51a)를 매개로 전·후이동하는 전후이동체(52)와, 상기 전후이동체(52)의 양쪽으로 구비된 롤러(53)로 구성한다.

상기 전후이동체(52)가 갖는 최대폭은 롤러유닛의 한쌍의 제1·2롤러윙암(30,40)이 최대로 수평이동하는 폭(H)과 같은 크기이다.

상기 롤러(53)는 전후이동체(52)의 전진이동시 제1·2롤러윙암(30,40)에 접촉된 상태로 제1·2롤러윙암(30,40)을 양쪽으로 이동시켜줌으로써, 제1·2롤러윙암(30,40)이 마찰저항을 거의 받지 않고 움직일 수 있도록 작용한다.

상기와 같은 직선이동유닛(50)은 전후이동체(52)의 직선이동을 위한 동력원으로서 모터 타입 액추에이터(1)를 적용한 예를 들었지만, 상기 액추에이터(1)는 유압 또는 공압을 동력원으로 하는 다양한 변형도 간단히 구현될 수 있다.

상기와 같이 유압 또는 공압 타입 액추에이터가 적용되는 경우, 액추에이터(1)와 전후이동체(52)사이에 회전운동을 직선운동으로 변환해주는 스크류로드와 너트와 같은 별도의 수단이 필요 없게 되고, 이로 인해 그 구성도 보다 단순화될 수 있다.

한편, 본 실시예에선 상기 제1·2롤러윙암(30,40)의 움직임을 서로 상반되게 구현할 수 있는데, 이는 제1·2롤러윙암(30,40)이 구름접촉하는 롤러경사캠면(12a)이 갖는 경사면 구조에 따라 그 움직임이 결정됨에 기인된다.

즉, 전술한 바와 같이 변위기준점(B)의 이동궤적을 형성하는 롤러경사캠면(12a)이 액추에이터(1)가 갖는 축중심선(K-K)을 정점으로 양쪽이 아래로 경사진 "∧"형상인 경우, 상기 제1롤러윙암(30)과 제2롤러윙암(40)은 액추에이터(1)가 갖는 축중심선(K-K)에 대해 양쪽으로 벌어지는 변위기준점(B)의 이동궤적을 따르는 움직임을 구현한다.

반면에, 변위기준점(B)의 이동궤적을 형성하는 롤러경사캠면(12a)이 액추에이터(1)가 갖는 축중심선(K-K)을 정점으로 양쪽이 위로 경사진 "∨"형상과 같이 역구배를 갖는 경우, 상기 제1롤러윙암(30)과 제2롤러윙암(40)은 액추에이터(1)가 갖는 축중심선(K-K)에 대해 양쪽에서 축중심선(K-K)으로 모여지는 변위기준점(B)의 이동궤적을 따르는 움직임을 구현한다.

본 발명은 상기와 같이 "∨"형상의 역구배타입 롤러경사캠면(12a)을 적용하더라도 에너지작용수단의 구조적 변화를 거의 수반하지 않는데, 이는 제1롤러윙암(30)과 제2롤러윙암(40)이 한쪽 끝단을 힌지중심으로 하는 피봇축(34,44)을 매개로 양쪽으로 수평이동하는 움직임을 가짐에 기인한다.

즉, 상기와 같이 "∨"형상의 역구배타입 롤러경사캠면(12a)을 형성한 레버(11)를 적용할 땐, 상기 제1롤러윙암(30)과 제2롤러윙암(40)의 피봇축(34,44)쪽 부위를 서로 근접시키고, 반면에 그 반대쪽 부위를 서로 최대로 벌려준 구조를 갖도록 하는 간단한 변형만 가하면 되므로, 에너지작용수단에 대한 전체적인 구조적 변화는 거의 수반되지 않는다.

이러한 "∨"형상의 역구배타입 롤러경사캠면(12a)을 적용한 실시예에선 상기 제1롤러윙암(30)과 제2롤러윙암(40)이 액추에이터(1)가 갖는 축중심선(K-K)에 대해 양쪽에서 축중심선(K-K)으로 모여지는 변위기준점(B)의 이동궤적을 따르는 움직임을 구현하고, 이러한 접근이동이 레버(11)쪽의 상승변위로 전환되어 클러치베어링(60)의 스트로크를 발생함으로써, 이를 통해 클러치가 작용한다.

한편, 상기와 같은 실시예에선 축중심선(K-K)에 대한 변위기준점(B)의 이동궤적을 구현하는 롤러경사캠면(12a)이 레버(11)쪽에 형성됨을 바탕으로 설명되었지만, 제1롤러윙암(30)과 제2롤러윙암(40)이 레버(11)와 바닥판(16)의 사이에 위치되고 그 사이를 구름접촉하면서 움직이므로, 레버(11)쪽을 편평한 바닥면으로 하고 대신 바닥판(16)에 "∧"형상 구배단면이나 "∨"형상 역구배단면을 갖는 상기 롤러경사캠면(12a)을 형성하더라도 동일한 작용을 구현할 수 있고, 이를 통해 본 발명의 목적을 달성할 수 있음은 주지의 사실이다.

도 3(가),(나)는 본 발명에 따른 클러치 변속장치의 작동전후 상태도를 측면과 배면상태에서 나타낸다.

클러치 변속장치는 액추에이터(1)가 미작동시인 도 3(가)에서 액추에이터(1)가 작동된 도 3(나)와 같이 변화를 이루며, 이러한 과정에서 에너지작용수단이 작용한다.

본 실시예는 롤러경사캠면(12a)이 액추에이터(1)가 갖는 축중심선(K-K)을 정점으로 양쪽이 아래로 경사진 "∧"형상이 적용된 경우로서, 액추에이터(1)가 작동하면 제1롤러윙암(30)과 제2롤러윙암(40)은 축중심선(K-K)에 대해 양쪽으로 벌어지는 변위기준점(B)의 이동궤적을 따르는 움직임을 구현하므로, 이를 바탕으로 작동을 설명한다.

상기 에너지작용수단은 액추에이터(1)가 작동하면, 한쌍의 제1·2롤러윙암(30,40)이 피봇축(34,44)으로 고정된 상태에서 액추에이터(1)가 갖는 축중심선(K-K)에 대해 최대한 벌려져 작동간격(At)을 만들어줌으로써, 레버(11)를 위쪽으로 상승시켜 레버(11)쪽에서 클러치맞물림간격(Et)이 형성되도록 작용한다.

즉, 상기 액추에이터(1)를 통해 직선이동유닛(50)을 이루는 스크류로드(51)가 회전하면, 상기 스크류로드(51)에 스크류결합된 너트(51a)를 매개로 전후이동체(52)가 액추에이터(1)의 축중심선(K-K)을 따라 전·후이동함으로써, 한쌍의 제1·2롤러윙암(30,40)이 양쪽으로 벌려지거나 좁혀져 변위기준점(B)의 이동궤적을 따르는 움직임을 구현한다.

일례로, 전후이동체(52)가 전진하는 경우 도 3(가)와 도 3(나)가 갖는 변화와 같이, 상기 전후이동체(52)는 일정한 길이의 고정거리Y에 대해 이동거리가 X에서 X'로 변화되고, 이러한 이동거리 X->X'변화를 이용해 양쪽으로 벌려지는 한쌍의 제1·2롤러윙암(30,40)은 축중심선(K-K)에서 변위기준점(B)의 이동궤적을 따라 최대폭H 만큼 양쪽으로 벌려진다.

이러한 작동시, 본 실시예에 따른 클러치 변속장치는 레버(11)의 길이방향의 양단 끝에 힌지고정점(A)과 작용점(C)이 위치하고, 축중심선(K-K)에서 좌우대칭으로 변위기준점(B)의 이동궤적을 만들어주는 롤러경사면(12a)을 형성한 레버(11)를 갖춤으로써, 힌지고정점(A)과 작용점(C)사이에 위치된 변위기준점(B)이 레버(11)의 길이방향으로는 이동하지 않고 레버비b/(a+b)도 고정된 상태를 갖는다.

이러한 상태에서 한쌍의 제1·2롤러윙암(30,40)은 중심축선(K-K)을 기준해 변위기준(B)의 이동궤적을 따라 좌·우쪽으로 각각 수평하게 멀어져 최대폭H 만큼 벌어지고, 이를 통해 레버(11)에는 작용점(C)부위가 상승(수직)해 릴리스베어링(60)쪽에 대해 작동변위를 발생시켜준다.

도 4(가),(나)는 도 3에 따른 클러치 변속장치의 작동전후 상태에 대한 작용상태를 기구학적으로 나타낸다.

클러치 변속장치가 작동하지 않아 클러치(70)가 맞물리지 않은 도 4(가)는 액추에이터(1)의 구동이 없고, 액추에이터(1)쪽으로 전후이동체(52)가 최대로 당겨짐으로써, 제1·2롤러윙암(30,40)의 전·후방롤러(32,42, 33,43)가 액추에이터(1)가 갖는 축중심선(K-K)으로 모여진 초기상태의 에너지작용수단을 나타낸다.

상기와 같은 상태에서 클러치 변속장치가 작동하면 도 4(나)와 같이, 클러치(70)가 맞물린 상태로 전환된다.

도시된 바와 같이, 액추에이터(1)가 구동되어 스크류로드(51)를 회전시키면, 이에 스크류결합된 너트(51a)를 매개로 전후이동체(52)가 스크류로드(51)를 따라 전진이동(액추에이터(1)에서 멀어지는 방향)되고, 상기 전후이동체(52)의 전진이동에 연계되어 에너지작용수단도 작동된다.

상기 에너지작용수단이 작동하면, 전후이동체(52)의 전진이동거리가 증가할수록 액추에이터(1)가 갖는 축중심선(K-K)에 함께 모여있던 제1·2롤러윙암(30,40)은 레버(11)의 롤러경사캠면(12a)이 갖는 피봇점(B)의 이동궤적을 따른 벌려짐도 함께 증가하고, 이에 따라 상기 제1·2롤러윙암(30,40)은 최대폭H까지 최대로 벌려질 수 있게 된다.

이러한 거동시, 상기 제1·2롤러윙암(30,40)의 전방롤러(32,42)는 레버(11)의 롤러경사캠면(12a)을 따라 구름이동하고, 후방롤러(33,43)는 바닥판(16)을 따라 구름이동한다.

이러한 작동을 통해 피봇축(34,44)을 힌지점으로 하는 제1·2롤러윙암(30,40)이 최대폭H으로 벌려지면, 상기 제1·2롤러윙암(30,40)의 벌어짐의 증가에 비례해 레버(11)의 작용점(C)쪽에 대한 상승움직임도 함께 증가하고, 최종적으로 상기 레버(11)쪽이 형성한 클러치맞물림간격(Et)만큼 릴리스베어링(60)쪽을 가압하는 작동변위를 발생시켜준다.

상기와 같이 릴리스베어링(60)은 레버(11)의 작용점(C)에 집중된 힘Ft로 인한 스크로크(Stroke)로 작동변위를 일으키고, 이러한 릴리스베어링(60)의 작동변위는 다시 클러치(70)쪽으로 전달됨으로써, 클러치(70)는 전달된 힘을 이용해 맞물리므로 작동상태로 전환된다.

이를 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예에 따른 클러치 변속장치는 양쪽으로 수평하게 벌려지는 한쌍의 제1·2롤러윙암(30,40)이 액추에이터(1)가 갖는 축중심선(K-K)에 대해 레버(11)의 롤러경사캠면(12a)이 갖는 변위기준점(B)의 이동궤적을 따른 양쪽의 수평이동거리로 클러치맞물림간격(Et)만큼 레버(11)를 위로 상승시켜줌으로써, 상기 제1·2롤러윙암(30,40)의 이동거리가 짧은 수평이동을 통해서도 레버(11)가 클러치(70)를 물려주는 릴리스베어링(60)쪽 스크로크(Stroke)를 충분히 발생시키는 클러치맞물림간격(Et)만큼 위로 상승될 수 있어 액추에이터(1)의 스트로크 제어를 정밀하게 구현할 수 있게 된다.

1 : 액추에이터 10 : 레버유닛
11 : 레버 12a : 롤러경사캠면
15 : 레버스프링 16 : 바닥판
30,40 : 제1·2롤러윙암
31,41 : 윙암 32,42 : 전방롤러
33,43 : 후방롤러 34,44 : 피봇축
50 : 직선이동유닛 51 : 스크류로드
51a : 너트 52 : 전후이동체
53 : 롤러
60 : 릴리스베어링 70 : 클러치

Claims

클러치 변속장치에 있어서,
동력원이 갖는 축중심선의 좌우양쪽방향으로 이동하는 변위기준점의 이동궤적을 따르고, 상기 변위기준점의 이동궤적에 따른 스트로크 변화에 비례해 클러치를 맞물리는 힘을 변화시켜주는 에너지작용수단;을 포함해 구성되고,
상기 에너지작용수단은 상기 동력원인 액추에이터가 갖는 축중심선의 좌우양쪽으로 변위기준점의 이동궤적이 형성되도록 상기 축중심에 대해 좌우대칭형상으로 경사진 롤러경사캠면을 형성한 레버와;
상기 액추에이터에서 멀어지는 전진이동과 상기 액추에이터로 다가가는 후진이동이 이루어지도록, 상기 액추에이터의 회전을 직선이동으로 전환하는 전후이동체와;
상기 전후이동체의 전후이동거리변화에 맞추어 상기 롤러경사캠면을 따르는 상기 변위기준점의 이동궤적이 만드는 좌우양쪽의 이동거리도 함께 변화되고, 변화된 이동거리에 비례해 상기 레버의 상승높이를 올려 클러치 작동을 위한 릴리스베어링쪽 가압력을 증대시키는 한쌍의 제1·2롤러윙암;으로 구성된 것을 특징으로 하는 클러치 변속장치.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 레버는 상승시 상기 롤러경사캠면을 형성한 쪽을 올리도록 반대쪽이 레버스프링을 매개로 힌지점으로 작용하는 것을 특징으로 하는 클러치 변속장치.
청구항 1에 있어서, 상기 롤러경사캠면은 상기 액추에이터가 갖는 축중심선을 정점으로 밑으로 경사진 구배의 단면형상으로, 상기 변위기준점의 이동궤적을 형성하는 것을 특징으로 하는 클러치 변속장치.
청구항 1에 있어서, 상기 롤러경사캠면은 상기 액추에이터가 갖는 축중심선을 정점으로 위쪽으로 경사진 역구배의 단면형상으로, 상기 변위기준점의 이동궤적을 형성하는 것을 특징으로 하는 클러치 변속장치.
청구항 1에 있어서, 상기 전후이동체의 양끝쪽에는 롤러를 설치해 상기 제1·2롤러윙암에 구름접촉하는 것을 특징으로 하는 클러치 변속장치.
청구항 6에 있어서, 상기 전후이동체는 스크류로드와 결합된 너트를 구비한 것을 특징으로 하는 클러치 변속장치.
청구항 6에 있어서, 상기 전후이동체는 유압이나 공압을 이용해 전후직선이동하는 것을 특징으로 하는 클러치 변속장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제1·2롤러윙암은 한쪽 끝단을 힌지중심으로 하는 피봇축으로 고정되고, 그 반대쪽은 상기 롤러경사캠면에 구름접촉되는 롤러를 갖춘 것을 특징으로 하는 클러치 변속장치.
청구항 9에 있어서, 상기 롤러는 전방롤러와 이에 인접한 후방롤러를 한쌍으로 하는 것을 특징으로 하는 클러치 변속장치.