KR101862471B1 - 듀얼클러치 액츄에이터 - Google Patents

듀얼클러치 액츄에이터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 듀얼클러치 액츄에이터에 관한 것으로, 모터의 작동에 의하여 푸쉬로드를 스트로크 이동시켜 클러치의 단속을 제어하는 듀얼클러치 액츄에이터에 있어서, 상기 모터와 연결되어 구동력을 발생시키는 동력발생부, 상기 동력발생부와 치합되어 회동되고 상기 푸쉬로드와 결합되어 상기 푸쉬로드를 스트로크 이동시키도록 형성된 스트로크 제어부, 및 상기 스트로크 제어부와 결합되고 상기 스트로크 제어부를 탄성지지하여 클러치의 연결 해제 시 스트로크 이동된 상기 푸쉬로드를 원위치로 복귀시키도록 형성된 스트로크 리턴부를 포함하여 클러치 연결을 해제시킬 때 별도의 액츄에이터 작동 없이 푸쉬로드를 원위치로 복귀시키는 효과가 있다.

Description

듀얼클러치 액츄에이터 {ACTUATOR FOR DUAL CLUTCH}
본 발명은 듀얼클러치 액츄에이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모터의 작동에 의하여 푸쉬로드를 스트로크 이동시켜 클러치의 단속을 제어하는 듀얼클러치 액츄에이터 관한 것이다.
일반적으로 더블 클러치 변속기(DCT; Dual Clutch Transmission)는 기어 액츄에이터와 클러치 액츄에이터의 작동을 매개로 변속이 자동적으로 이루어질 수 있는 것으로 높은 효율과 빠른 변속이 그 장점이다. 이 경우, 변속을 위한 셀렉트 및 시프트 액츄에이터는 전동식과 유압식으로 구성되는 데, 주로 모터와 솔레노이드의 조합으로 이루어진다.
기존의 자동화 수동 변속기(AMT; Automated Manual Transmission)에 사용 또는 개발된 클러치 액츄에이터는 클러치를 컨트롤하기 위한 큰 구동력 확보를 위해 주로 유압식을 사용해 왔으나 많은 재료비와 유지보수비를 필요로 하는 문제가 있었다.
그 이후 개발된 모터 기계식 변속기 중에는 웜과 윔기어를 이용한 구조가 많이 개발되어 왔다. 이와 같은 구조는 대부분 더블(듀얼)클러치 해제 시 액츄에이터를 구동시켜야 한다. 그러나 만약 고장으로 인해 액츄에이터 구동이 불가능할 경우에는 자동 해제는 물로 수동으로 클러치를 해제시키는 것도 곤란하여 예상하지 않은 클러치의 오작동을 발생시키는 문제가 있다.
따라서, 고장 시 액츄에이터의 구동 없이도 클러치의 연결을 해제시켜 오작동을 방지시키는 듀얼클러치 액츄에이터에 대한 개발이 필요하다.
대한민국등록특허공보 제10-1603795호(2016.03.09.)
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 듀얼클러치 액츄에이터가 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로, 액츄에이터의 구동 없이 클러치의 연결을 해제시킬 수 있는 듀얼클러치 액츄에이터를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 듀얼클러치 액츄에이터는 모터의 작동에 의하여 푸쉬로드를 스트로크 이동시켜 클러치의 단속을 제어하는 듀얼클러치 액츄에이터에 있어서, 상기 모터와 연결되어 구동력을 발생시키는 동력발생부, 상기 동력발생부와 치합되어 회동되고 상기 푸쉬로드와 결합되어 상기 푸쉬로드를 스트로크 이동시키도록 형성된 스트로크 제어부, 및 상기 스트로크 제어부와 결합되고 상기 스트로크 제어부를 탄성지지하여 클러치의 연결 해제 시 스트로크 이동된 상기 푸쉬로드를 원위치로 복귀시키도록 형성된 스트로크 리턴부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 동력발생부는 상기 모터와 결합되어 구동력을 전달받고, 상기 스트로크 제어부와 치합되어 구동력을 전달시키도록 형성된 구동기어를 포함하는 것도 가능하다.
한편, 상기 스트로크 제어부는 상기 동력발생부와 치합되도록 형성된 피동기어, 및 상기 피동기어와 결합되고 상기 푸쉬로드와 결합되도록 형성된 푸쉬로드결합부를 포함하는 것도 가능하다.
또한, 상기 스트로크 제어부는 상기 피동기어 및 상기 푸쉬로드결합부를 관통하되, 상기 피동기어를 편심되게 관통하는 회동축을 더 포함하는 것도 가능하다.
한편, 상기 스트로크 리턴부는 상기 스트로크 제어부와 회동 가능하게 결합되는 제1가이드, 일측 단부가 고정된 축에 힌지결합되고, 상기 제1가이드와 슬라이드이동 가능하게 결합되는 제2가이드, 및 일측 단부는 상기 제1가이드와 결합되고 타측 단부는 상기 제2가이드와 결합되어 상기 제1가이드와 상기 제2가이드를 탄성지지하도록 형성된 리턴스프링을 포함하는 것도 가능하다.
한편, 상기 푸쉬로드결합부는 상기 푸쉬로드와 결합되도록 형성된 푸쉬로드홀더, 상기 푸쉬로드홀더와 연결되어 상기 푸쉬로드의 스트로크 이동 시 상기 푸쉬로드가 흔들리는 것을 방지하도록 형성된 홀더서포트, 및 상기 홀더서포트의 이동을 가이드하도록 형성된 가이드홀을 포함하는 것도 가능하다.
또한, 제1항의 상기 동력발생부, 상기 스트로크 제어부 및 상기 스트로크 리턴부가 서로 마주보도록 한 쌍을 이루어 배치되는 것도 가능하다.
이때, 상기 한 쌍의 스트로크 제어부 사이에 상기 스트로크 제어부 상호간의 마찰을 방지하도록 스러스트베어링이 구비된 것도 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 듀얼클러치 액츄에이터에 의하면, 클러치 연결을 해제시킬 때 별도의 액츄에이터 작동 없이 푸쉬로드를 원위치로 복귀시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼클러치 액츄에이터에 대한 사시도,
도 2는 도 1과 다른 방향에서 바라본 사시도,
도 3은 한 쌍의 액츄에이터를 분리시킨 상태의 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼클러치 액츄에이터는 동력발생부(100), 스트로크 제어부(200) 및 스트로크 리턴부(300)를 포함한다. 이때, 상기 동력발생부(100)는 상기 스트로크 제어부(200)와 치합되어 결합되고, 상기 스트로크 제어부(200)는 상기 스트로크 리턴부(300)와 힌지결합된다. 한편, 상기 동력발생부(100)는 모터(1)에 연결되고, 상기 스트로크 제어부(200)는 푸쉬로드(2)와 결합된다.
한편, 본 실시예에서 상기 모터(1), 상기 푸쉬로드(2), 상기 동력발생부(100), 상기 스트로크 제어부(200) 및 상기 스트로크 리턴부(300)는 서로 마주보도록 한 쌍을 이루어 배치된다.
상기 동력발생부(100)는 상기 모터(1)의 동력을 받아 상기 스트로크 제어부(200)로 전달시키도록 구동기어(110)를 포함한다. 즉, 상기 구동기어(110)는 상기 모터(1)의 구동력을 받아 회전하는 기어 형태를 갖는다. 한편, 본 실시예에서는 상기 구동기어(110)는 피니언기어를 사용하였으나, 이에 한정되지 않고, 상기 스트로크 제어부(200)와 치합되어 구동력을 전달할 수 있는 것을 포함한다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 스트로크 제어부(200)는 피동기어(210), 푸쉬로드결합부(230) 및 회동축(250)을 포함한다. 이때, 상기 피동기어(210) 및 상기 푸쉬로드결합부(230)는 서로 고정결합되어 상기 회동축(250)을 축으로 함께 회동가능하게 결합된다. 즉, 상기 회동축(250)은 상기 피동기어(210) 및 상기 푸쉬로드결합부(230)를 관통한다.
상기 피동기어(210)는 상기 구동기어(110)와 치합되고, 상기 모터(1)의 작동에 의하여 상기 회동축(250)을 축으로 회동가능하게 결합된다. 본 실시예에서 상기 피동기어(210)는 헬리컬기어를 사용하였으나, 이에 한정되지 않고, 구동력 전달시 치합되는 기어의 반지름이 점차 증가하는, 캠(cam)과 유사한 형태의 기어를 포함한다. 한편, 상기 피동기어(210)에는 상기 스트로크 리턴부(300)가 힌지결합되는 홀 형태의 스프링결합부(211)가 형성된다.
상기 푸쉬로드결합부(230)은 상기 피동기어(210)와 결합하여 함께 회동하되, 푸쉬로드홀더(231), 홀더서포트(233) 및 가이드홀(235)을 포함한다. 이때, 상기 푸쉬로드홀더(231)는 상기 푸쉬로드(2)와 결합된다. 상기 홀더서포트(233)의 일측 단부는 상기 푸쉬로드홀더(231)와 연결되고, 타측 단부는 상기 가이드홀(235)에 수용된다. 한편, 상기 가이드홀(235)은 상기 푸쉬로드(2) 방향으로 개방된 홀 형태로 형성되되, 상기 푸쉬로드(2)의 스트로크 축보다 내측에 형성된다(도 3 참조).
상기 회동축(250)은 상기 피동기어(210) 및 상기 푸쉬로드결합부(230)를 관통하되, 상기 한 쌍의 푸쉬로드결합부(230) 사이에 스러스트베어링(251)이 구비된다. 한편 본 실시예에서는 상기 회동축(250)은 상기 피동기어(210)를 상기 스트로크 리턴부(300) 방향으로 편심되게 관통한다.
상기 스트로크 리턴부(300)은 제1가이드(310), 제2가이드(330) 및 리턴스프링(350)을 포함한다. 이때, 상기 제1가이드(310)는 상기 피동기어(210)의 상기 스프링결합부(211)에 결합되고, 상기 제2가이드(330)는 클러치 하우징(도면 미기재)에 결합된다. 이때, 상기 제1가이드(310)와 상기 제2가이드(330)는 슬라이드 이동 가능하게 끼워져 결합되고, 상기 제1가이드(310) 및 상기 제2가이드(330) 사이에는 상기 리턴스프링(350)이 결합된다. 즉, 상기 리턴스프링(350)의 일측 단부는 상기 제1가이드(310)와 결합되고, 타측 단부는 상기 제2가이드(330)와 결합되어, 상기 제1가이드(310) 및 상기 제2가이드(330)를 탄성지지한다.
도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼클러치 액츄에이터의 작동 및 효과를 설명하면, 먼저 시동이 걸리면 상기 한 쌍의 모터(1) 중에서 일측의 모터(1)가 작동하여 상기 구동기어(110)를 회전시켜 구동력을 전달하고, 상기 구동기어(110)와 치합된 상기 피동기어(210)를 회동시킨다. 상기 피동기어(210)가 회동하면, 상기 피동기어(210)의 형태에 따라 반지름이 증가하도록 회전하고, 그 결과 상기 피동기어(210)의 토크(τ=F×R, F: 힘, R:기어의 반지름)가 증가하며, 상기 피동기어(210)와 함께 회전하는 상기 푸쉬로드결합부(230)가 이동하면서 상기 푸쉬로드(2)를 클러치(도면 미기재) 방향으로 스트로크 이동시킨다. 즉, 상기 푸쉬로드(2)의 스트로크 이동에 의하여 일측의 클러치가 연결된다. 이와 함께, 상기 스프링결합부(211)에 결합된 상기 제1가이드(310)도 이동하고, 일측이 클러치 하우징(도면 미기재)에 고정된 상태로 회전가능하게 결합된 상기 제2가이드(330) 방향으로 가압하면서 함께 상기 리턴스프링(350)을 압축시키게 된다.
한편, 짝수단에서 홀수단, 또는 홀수단에서 짝수단으로 변속이 이루어지거나, 차량의 운행이 중단되는 경우에는 상기 모터(1)의 작동이 정지된다. 이 경우 상기 피동기어(210)에 인가되던 구동력이 소멸되고, 상기 제1가이드(310) 및 상기 제2가이드(330)에 의하여 압축되어 있던 상기 리턴스프링(350)의 복원력에 의하여 상기 제1가이드(310)를 원위치로 밀어낸다. 따라서, 상기 제1가이드(310)는 상기 피동기어(210)를 구동력 인가 전의 위치로 밀어내고, 상기 푸쉬로드결합부(230)가 상기 모터(1) 작동 전의 위치로 돌아가면서 상기 푸쉬로드(2)의 스트로크 이동을 해제시킨다.
즉, 본 발명에서는 상기 모터(1)의 작동 시에는 상기 피동기어(210)의 치합되는 위치의 반지름이 점차 커지도록 회동하여 상기 푸쉬로드(2)를 스트로크 운동시키고, 상기 모터(1)의 작동이 중단되면, 상기 리턴스프링(350)의 복원력에 의하여 상기 피동기어(210)의 치합되는 위치의 반지름이 점차 작아지도록 회동되는 스트로크 시스템을 구성하였다. 이는 종래에 스트로크 해제 시에 상기 피동기어(210)를 역회전시키는 데에 동력원을 필요로 한 것은 물론, 상기 피동기어(210) 및 상기 구동기어(110) 사이의 마찰 및 상기 구동기어(110)의 역회전을 위하여 추가적인 힘이 필요하였던 것과 달리, 상기 리턴스프링(350)의 복원력만으로도 상기 피동기어(210)가 상기 회동축(250)과 편심되게 결합되어 상기 푸쉬로드(2)의 스트로크 운동을 해제시킬 수 있다.
한편 본 발명에서는 상기 푸쉬로드홀더(231)을 지지하도록 상기 홀더서포트(233)을 추가하였다. 이는 상기 한 쌍의 푸쉬로드(2)의 스트로크 이동 시에 발생할 수 있는 흔들림에 의하여, 상기 푸쉬로드(2)가 서로 마찰을 일으키는 것을 방지하도록 상기 한 쌍의 푸쉬로드(2)의 안 쪽에 상기 홀더서포트(233)를 형성시킨 것이다. 또한 이와 함께 상기 홀더서포트(233)의 이동을 가이드하는 상기 가이드홀(235)을 형성하였다. 따라서 상기 홀더서포트(233) 방향으로 상기 푸쉬로드(2)가 흔들릴 경우 이를 상기 가이드홀(235)의 형성 방향으로 가이드하여 상기 푸쉬로드(2)의 상호 마찰을 방지한다.
그리고, 본 발명에서는 상기 한 쌍의 푸쉬로드결합부(230) 사이에 상기 스러스트베어링(251)을 구비하여, 상기 푸쉬로드결합부(230) 간의 마찰을 방지시킬 수 있다.
또한, 상기 리턴스프링(350)은 일측 단부는 상기 제1가이드(310)과 접촉되고, 타측 단부는 상기 제2가이드(330)과 접촉되어 상기 제1가이드(310) 및 상기 제2가이드(330)를 서로 탄성지지시키므로 주행 시 발생되는 진동을 감쇠킨다. 따라서, 상기 푸쉬로드(2)의 스트로크 구동력을 일정하게 유지시킬 수 있다.
그러므로, 본 발명에 따른 듀얼클러치 액츄에이터에 따르면, 상기 리턴스프링(350)의 탄성력 및 상기 피동기어(210)의 형태에 의하여 추가적인 구동력 없이 상기 푸쉬로드(2)의 스트로크를 해제시킬 수 있고, 상기 홀더서포트(233) 및 상기 가이드홀(235)에 의하여 상기 푸쉬로드(2) 간의 마찰을 방지시키며, 상기 스러스트베어링(251)에 의하여 상기 푸쉬로드결합부(230) 사이의 마찰을 최소화시킬 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
1 : 모터
2 : 푸쉬로드
100 : 동력발생부
110 : 구동기어
200 : 스트로크 제어부
210 : 피동기어
230 : 푸쉬로드결합부
231 : 푸쉬로드홀더
233 : 홀더서포트
235 : 가이드홀
251 : 스퍼스트베어링
300 : 스트로크 리턴부
310 : 제1가이드
330 : 제2가이드
350 : 리턴스프링

Claims (8)

  1. 모터의 작동에 의하여 푸쉬로드를 스트로크 이동시켜 클러치의 단속을 제어하는 듀얼클러치 액츄에이터에 있어서,
    상기 모터와 연결되어 구동력을 발생시키는 동력발생부;
    상기 동력발생부와 치합되어 회동되고, 상기 푸쉬로드와 결합되어 상기 푸쉬로드를 스트로크 이동시키도록 형성된 스트로크 제어부; 및
    상기 스트로크 제어부와 결합되고, 상기 스트로크 제어부를 탄성지지하여 클러치의 연결 해제 시 스트로크 이동된 상기 푸쉬로드를 원위치로 복귀시키도록 형성된 스트로크 리턴부;
    를 포함하고,
    상기 스트로크 제어부는,
    상기 동력발생부와 치합되도록 형성된 피동기어; 및
    상기 피동기어와 결합되고, 상기 푸쉬로드와 결합되도록 형성된 푸쉬로드결합부;
    를 포함하며,
    상기 푸쉬로드결합부는,
    상기 푸쉬로드와 결합되도록 형성된 푸쉬로드홀더;
    상기 푸쉬로드홀더와 연결되어 상기 푸쉬로드의 스트로크 이동 시 상기 푸쉬로드가 흔들리는 것을 방지하도록 형성된 홀더서포트; 및
    상기 홀더서포트의 이동을 가이드하도록 형성된 가이드홀;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼클러치 액츄에이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 동력발생부는,
    상기 모터와 결합되어 구동력을 전달받고, 상기 스트로크 제어부와 치합되어 구동력을 전달시키도록 형성된 구동기어;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼클러치 액츄에이터.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스트로크 제어부는,
    상기 피동기어 및 상기 푸쉬로드결합부를 관통하되, 상기 피동기어를 편심되게 관통하는 회동축;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼클러치 액츄에이터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스트로크 리턴부는,
    상기 스트로크 제어부와 회동 가능하게 결합되는 제1가이드;
    일측 단부가 고정된 축에 힌지결합되고, 상기 제1가이드와 슬라이드이동 가능하게 결합되는 제2가이드; 및
    일측 단부는 상기 제1가이드와 결합되고, 타측 단부는 상기 제2가이드와 결합되어, 상기 제1가이드와 상기 제2가이드를 탄성지지하도록 형성된 리턴스프링;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼클러치 액츄에이터.
  6. 삭제
  7. 제1항의 상기 동력발생부, 상기 스트로크 제어부 및 상기 스트로크 리턴부가 서로 마주보도록 한 쌍을 이루어 배치되는 것을 특징으로 하는 듀얼클러치 액츄에이터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 한 쌍의 스트로크 제어부 사이에 상기 스트로크 제어부 상호간의 마찰을 방지하도록 스러스트베어링이 구비된 것을 특징으로 하는 듀얼클러치 액츄에이터.
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