KR102360572B1 - 신규한 구조의 회전축 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 시스템 내 엔진 및 트랜스미션간 토크 전달률을 100% 보장하고 기존 수동 및 자동 변속기 차량에 공통으로 적용할 수 있는 신개념의 클러치 시스템에 적용되는 회전축 어셈블리를 제공한다. 회전축 어셈블리는 돌기와 경사진 가이드의 조합으로 한 부재의 직선운동을 다른 부재의 회전 운동으로 변환한다.

Description

신규한 구조의 회전축 어셈블리{Novel structure of shaft assembly}

출원인은 한국 출원 제10-2019-0128511호(2019년 10월 16일 출원)에서 동력전달기구의 구동력을 클러치 기구로 전달하는 연결부를 제안하였다. 이러한 연결부는 출원인의 또 다른 한국 출원 제10-2019-0166488호(2019년 12월 13일 출원)에 개시한 엑셀 및 브레이크 연동 동력 전달 기구를 포함하는 클러치 시스템에 적용된다.

출원인은 한국 출원 제10-2020-0034811호(2020년 3월 23일 출원)에서 엑셀과 브레이크 페달 답입에 따라 일방향 또는 타방향으로 회전하는 아웃캠, 아웃캠과 접촉하는 회전부재를 지지하는 포크부를 구비한 클러치 어셈블리를 제안하였다.

본 발명은 한국 출원 제10-2019-0128511호를 개량한 신규한 구조의 회전축 어셈블리에 관한 것이다. 특히 상기 한국 출원 제10-2020-0034811호에 후속하여 이에 적합한 구조의 회전축 어셈블리를 제공한다.

자동차의 바퀴는 엔진의 회전이 플라이휠과 클러치 디스크를 통하여 변속기에서 변속되고 메인축에 전달되어 회전한다.

수동 변속 차량의 경우 플라이휠과 디스크의 접속 또는 단절은, 운전석 좌측의 윗쪽 플로어에 설치된 클러치 페달로 수행한다. 클러치 페달을 밟으면 두 부재의 접속이 차단되고 답입을 해제하면 두 부재가 연결된다. 운전자는 기어 변속을 위하여 클러치 페달을 밟으며, 페달 답입 상태에서 기어를 변속한 다음, 페달에서 서서히 발을 떼면 플라이휠과 디스크가 막 접촉하기 시작하는 상태가 되는 반클러치 상태가 된다.

자동 변속 차량의 경우 클러치 페달은 없으며, 엔진 회전, 차량 속도 등을 감지해 차량 부하에 따라 자동으로 변속하는 방식으로 토크컨버터, 오일펌프, 유압 클러치, 유성 기어세트, 회전 센서, 감속 기어 및 밸브 바디로 구성되고, 유성 기어 세트, 습식 다판 클러치 및 브레이크의 조합으로 변속단이 구성된다.

수동 및 자동 변속기는 각각의 장점을 서로 모방하면서 발전해 왔다. 예를 들면 수동 변속기는 자동 변속기에 적용된 자동제어 알고리듬을 적용해 왔고, 자동 변속기는 연비 향상을 위해 수동 변속기에 적용된 기계적인 마찰 클러치 방식을 일부 적용해 왔다. 하지만, 수동 및 자동 변속기의 설계 구조는 최초 개발된 플랫폼 형태를 유지하고 있다.

수동 변속 차량의 경우, 클러치 페달과 동시에 연동하여 변속해야 하고, 경사로 재출발 시 미끌림 현상 발생으로 인하여 국내 및 북미 지역에서 선호도가 떨어지는 편이다. 따라서, 브레이크 및 가속 페달과 연동하여 별도의 클러치 페달이 필요 없이 변속을 가능하게 하며, 경사로에서의 미끌림 현상을 방지할 수 있는 시스템의 개발이 필요하다.

자동 변속 차량의 경우, 유체에 의한 토크 전달로 연비 효율이 떨어지며 급발진과 같은 이상 현상 발생 시 엔진으로부터 트랜스미션으로 유입되는 토크 단락에 취약한 문제가 있다. 따라서, 브레이크 페달 및 가속 페달에 의한 가속, 반클러치, 정지(브레이크) 상태를 기계적으로 작동함으로써 자동 변속기에서 발생하는 급발진 현상을 제거하는 시스템의 개발이 필요하다.

따라서 본 발명은 차량 시스템 내 엔진 및 트랜스미션간 토크 전달률을 100% 보장하고 기존 수동 및 자동 변속기 차량에 공통으로 적용할 수 있는 신개념의 클러치 시스템에 적용되는 회전축 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 엑셀 페달 및 브레이크 페달의 답입에 따라 선형 이동하는 구동축의 이동을, 클러치 어셈블리를 이루는 구성이며, 회전 가능한 캠의 회전운동으로 변환하는 회전축 어셈블리로서, 상기 캠의 회전축의 슬리이브에는 적어도 하나의 돌기가 형성되고, 상기 구동축에는 상기 각각의 돌기를 수용하기 위한 가이드 슬롯이 형성되며, 상기 가이드 슬롯은 선형의 제 1경로와, 제 1경로와 소정의 경사각을 이루도록 연장된 제 2경로를 포함하며, 상기 돌기는 상기 구동축의 일 방향 선형 이동에 의하여 제 1경로와 제 2경로가 이루는 경사각만큼 제1방향으로 회전하여 상기 캠이 회전하도록 된, 회전축 어셈블리를 제공한다.

상기 돌기는 상기 구동축의 일 방향과의 반대 방향인 타방향 선형 이동에 의하여 제 1경로와 제 2경로가 이루는 경사각만큼 상기 제1방향과 반대인 제2방향으로 회전하여 상기 캠이 회전할 수 있다.

클러치 어셈블리를 이루는 구성이며, 구동축의 선형 이동에 불구하고 회전하지 않는 포크부의 회전축에 적어도 하나의 돌기를 형성하고, 상기 구동축에는 이 돌기를 수용하기 위한 선형의 가이드 슬롯을 추가로 형성할 수 있다.

또한, 본 발명은 구동축의 이동을 캠의 회전운동으로 변환하는 회전축 어셈블리로서, 상기 캠의 회전축의 슬리이브에는 적어도 하나의 돌기가 형성되고, 상기 구동축에는 상기 각각의 돌기를 수용하기 위한 가이드 슬롯이 형성되며, 상기 가이드 슬롯은 선형의 제 1경로와, 제 1경로와 소정의 경사각을 이루도록 연장된 제 2경로를 포함하며, 상기 돌기는 상기 구동축의 일 방향 선형 이동에 의하여 제 1경로와 제 2경로가 이루는 경사각만큼 제1방향으로 회전하여 상기 캠이 회전하도록 된, 회전축 어셈블리를 제공한다.

또한, 본 발명은 엑셀 페달 및 브레이크 페달의 답입에 따라 선형 이동하는 구동축의 이동을, 클러치 어셈블리를 이루는 구성이며, 회전 가능한 캠의 회전운동으로 변환하는 회전축 어셈블리로서, 상기 캠의 회전축의 슬리이브에는 제1 및 제2 돌기가 형성되고, 상기 구동축에는 상기 제 1및 제2 돌기를 수용하기 위한 상부 및 하부 가이드 슬롯이 형성되며, 상기 상부 가이드 슬롯은 선형의 제 1경로와, 제 1경로와 소정의 경사각을 이루도록 연장된 제 2경로를 포함하며, 상기 하부 가이드 슬롯은 상기 상부 가이드 슬롯을 180도 회전시킨 형상이며, 선형의 제 3경로와, 제 3경로와 소정의 경사각을 이루도록 연장된 제 4경로를 포함하며, 상기 제1돌기는 상기 구동축의 일 방향 선형 이동에 의하여 제 1경로와 제 2경로가 이루는 경사각만큼 제1방향으로 회전하고, 상기 제2돌기는 상기 구동축의 일 방향 선형 이동에 의하여 제 3경로와 제 4경로가 이루는 경사각만큼 제1방향으로 회전하여 상기 캠이 회전하는, 회전축 어셈블리를 제공한다.

본 발명의 클러치 시스템의 회전축 어셈블리는 변속의 간소화로 수동 변속기 차량의 저변층을 확대할 수 있으며, 엑셀 및 브레이크 페달과 연동 구동되어 정확하고 영구적인 사용이 가능하다는 효과를 발휘한다.

또한, 본 발명의 회전축 어셈블리는 동력 전달과 단락이 기계적으로 작동하기 때문에 급발진으로부터 자유롭고 운전자와 보행자 모두를 보호할 수 있다.

또한, 본 발명의 회전축 어셈블리는 모든 승용차에 적용이 가능하며, 하이브리드 자동차 운영 시, 내연기관이 관여하게 될 시점에 내연기관으로부터 발생하는 동력을 전달하는 주요 부품으로 대체 가능하며, 전기자동차와 기타 파워 플랜트 등 내연 기관이 쓰이는 대형 시스템 내 동력 전달 및 단락이 요구되는 부분에 확대 적용 가능하다.

도 1은 본 발명의 신개념의 클러치 시스템의 전체 구성도;
도 2는 운전자가 엑셀 페달을 밟은 경우 클러치 시스템의 전체 구성도;
도 3은 도 2의 상태에서 운전자가 엑셀 페달의 답입을 해제한 경우 클러치 시스템의 전체 구성도;
도 4는 도 3의 상태, 즉 운전자가 엑셀 페달의 답입을 해제한 상태에서 브레이크 페달을 밟은 경우 클러치 시스템의 전체 구성도;
도 5는 도 4의 상태, 즉 운전자가 브레이크 페달을 밟은 상태에서 그 답입을 해제한 경우 클러치 시스템의 전체 구성도;
도 6은 본 발명의 클러치 어셈블리에서 외곽을 이루는 림과, 림 사이게 개재된 포크부재의 사시도;
도 7은 도 6의 일부분을 확대한 도면;
도 8은 포크판 사이의 공간에서 절단하여 바라 본 본 발명의 클러치 어셈블리의 단면도;
도 9는 도 8의 일부분을 확대한 도면;
도 10은 본 발명의 회전축 어셈블리중의 구동축의 사시도;
도 11은 본 발명의 회전축을 포함한 포크부의 사시도;
도 12는 본 발명의 아웃캠의 회전축을 포함한 클러치 어셈블리의 사시도;
도 13은 본 발명의 회전축 어셈블리와 클러치 어셈블리를 결합한 사시도; 그리고
도 14는 본 발명의 회전축 어셈블리의 기능을 설명하기 위한 개념도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니다.

본 발명의 회전축 어셈블리를 설명하기 이전에 클러치 시스템 및 클러치 어셈블리의 전체 구성에 대하여 도 1내지 도 9를 참조로 설명한다.

<클러치 시스템의 전체 구성도>

도 1은 본 발명의 신개념의 클러치 시스템의 전체 구성도이다.

클러치 시스템은 엔진(Eg)과, 엔진(Eg)에 연결되거나 단절되는 클러치 어셈블리(C)를 포함한다. 입력축(200’)이 적어도 클러치 어셈블리(C)에서 변속기구(Tr)로 연결된다. 엔진(Eg)과 변속기구(Tr)와 입력축(200’)의 구성과 기능은 공지되었지만, 현재 또는 장래의 어느 것도 이용할 수 있다.

클러치 어셈블리(C)는 엑셀 페달(E)의 밟음(답입)과 답입 해제, 그리고 브레이크 페달(B)의 답입과 답입 해제에 의하여 위치와 상태가 변한다. 엑셀 및 브레이크 페달(E, B)의 답입과 답입해제를 클러치 어셈블리(C)로 전달하기 위하여 동력전달기구(1) 및 구동축(100’)이 제공된다. 동력전달기구(1)와 구동축(100’)은 로드와 같은 연결부재(S)에 의하여 연결된다. 동력전달기구(1)의 작동은 구동축(100’)으로 전달되고, 구동축(100’)의 작동은 클러치 어셈블리(C)로 전달된다. 구동축(100’)은 변속기(Tr)와는 연결되지 않는다. 동력전달기구(1)의 일측은 엑셀 페달(E)과 예를 들면 케이블을 통하여 연동되며, 반대측은 브레이크 페달(B)과 연동된다.

도 2는 운전자가 엑셀 페달(E)을 밟은 경우 클러치 시스템의 전체 구성도이다.

운전자가 엑셀 페달(E)을 밟으면 동력전달기구(1)의 구동에 의하여 연결부재(S)가 도면의 제1방향, 예를 들어 좌측으로 선형 이동한다. 그러면 구동축(100’)이 좌측으로 선형이동하고, 구동축(100’)의 선형 이동은 클러치 어셈블리(C)의 회전 운동으로 변환되며, 클러치 어셈블리(C)는 엔진(Eg)의 회전력을 입력축(200’)을 통해 변속기구(Tr)로 전달하는 상태, 즉 “제 1상태”로 전환된다. 운전자가 엑셀 페달(E)을 계속 밟으면 엔진(Eg)의 증가된 회전력이 변속기(Tr)로 전달되며, 클러치 어셈블리(C)는 제1 상태를 계속 유지한다.

도 3은 도 2의 상태에서 운전자가 엑셀 페달(E)의 답입을 해제한 경우 클러치 시스템의 전체 구성도이다.

운전자가 엑셀 페달(E)의 답입을 해제하면 동력전달기구(1)의 구동에 의하여 연결부재(S)가 도면의 제2방향, 예를 들어 우측으로 약간 선형 이동한다. 그러면 구동축(100’)이 우측으로 다소 선형이동하고, 구동축(100’)의 선형 이동은, 도 2와는 반대 방향으로의 클러치 어셈블리(C)의 회전 운동으로 변환된다. 클러치 어셈블리(C)의 위치는 제1상태와 약간 다르지만, 엔진(Eg)의 회전력을 입력축(200’)을 통해 변속기(Tr)로 전달하는 상태(“제 2상태”)는 그대로 유지한다.

일반적으로 클러치 기구는 엑셀 페달(E)을 답입하는 경우에도, 그 답입을 해제하는 경우에도 엔진과 변속기를 연결하는 기능을 변함없이 수행한다. 이 점에서 도 2와 도 3의 클러치 어셈블리(C)의 기능은 근본적으로 동일하다고 할 수 있다.

도 4는 예를 들어 도 3의 상태, 즉 운전자가 엑셀 페달(E)의 답입을 해제한 상태에서 브레이크 페달(B)을 밟은 경우 클러치 시스템의 전체 구성도이다.

운전자가 브레이크 페달(E)을 밟으면 동력전달기구(1)의 구동에 의하여 연결부재(S)가 도면의 제2방향, 즉 우측으로 선형 이동한다. 그러면 구동축(100’)이 우측으로 선형이동하고, 구동축(100’)의 선형 이동은, 도 2와는 반대 방향으로의 클러치 어셈블리(C)의 회전 운동으로 변환된다. 클러치 어셈블리(C)는 엔진(Eg)과 입력축(200’)의 접속을 단절하는 단계, 즉 변속기(Tr)로 동력을 전달하지 않는 상태(“제 3상태”)로 전환된다. 도 3과의 차이점은, 동력전달기구(1)의 연결부재가 더 우측으로 이동하고 클러치 어셈블리(C)가 도 3과 동일한 방향으로 더 회전하여 엔진(Eg)의 회전력이 입력축(200’)으로 전달되지 않는 확실한 차단 상태로 전환되는 것에 있다.

도 5는 예를 들어 도 4의 상태, 즉 운전자가 브레이크 페달(B)을 밟은 상태에서 그 답입을 해제한 경우 클러치 시스템의 전체 구성도이다.

운전자가 브레이크 페달(E)의 답입을 해제하면 동력전달기구(1)의 구동에 의하여 연결부재(S)가 도면의 제1방향, 즉 좌측으로 약간 선형 이동한다. 그러면 구동축(100’)이 좌측으로 다소 선형이동하고, 구동축(100’)의 선형 이동은, 도 2와 동일한 방향으로의 클러치 어셈블리(C)의 회전 운동으로 변환된다. 이때 클러치 어셈블리(C)는 엔진의 플라이휠과 디스크가 막 접촉하기 시작하는 소위 반클러치 상태로 전환된다(“제 4상태”). 본 발명에서의 “반클러치 상태”는 엔진의 회전력을 변속기로 전달하는 초기의 불안정한 상태라는 점에서, 종전 수동 차량에서 클러치 페달의 답입을 해제한 “반클러치 상태”와 동일한 용어를 사용하지만, 브레이크 페달의 답입을 해제한 상태인 점에서 근본적으로 다르다. 따라서, 이하에서는 설명에 따라 “반클러치 상태”를 “전이 상태(transition condition or status)” 또는 “중간 상태(intermediate condition or status)”로 호칭하기로 한다.

운전자는 차량을 구동하기 위하여 브레이크 페달(B)을 밟으면서 시동을 걸고 브레이크 페달(B)의 답입을 해제하고 난 후 엑셀 페달(E)을 밟는다. 이 경우 클러치 시스템은 순차적으로 도 4, 도 5 및 도 2의 상태, 즉 엔진(Eg)과 변속기(Tr)간의 동력 단절, 초기 동력 전달(반클러치 상태 또는 전이 상태) 및 엔진(Eg)과 변속기(Tr)간의 동력 연결 상태로 전환된다. 운전자가 주행 중 엑셀 페달(E) 및 브레이크 페달(B)의 답입과 해제를 반복하는 경우 클러치 시스템도 2 내지 도 5의 어느 한 상태로 전환되거나 기존의 상태를 유지한다. 이와 같이 클러치 시스템은 수동 차량의 클러치 페달을 없애면서 수동 및 자동을 포함한 모든 차량에 적용될 수 있다.

<클러치 어셈블리의 구조>

이하 기술하는 클러치 어셈블리(C)는 엑셀 페달(E) 및 브레이크 페달(B)과 연동하여 동력을 전달 또는 단속할 수 있는 구조이면 어느 것이나 채용 가능하다.

도 6은 클러치 어셈블리(C)에서 외곽을 이루는 림(10)과, 림(10) 사이게 개재된 포크부(20)의 사시도이다.

림(10)은 서로 대향하는 한 쌍의 원형의 디스크로 이루어지며 디스크들은 도시하지 않은 체결도구에 의해 결합되어 기능적으로 일체가 된다. 림(10)은 하우징의 역할을 한다.

도 7에 잘 도시한 것과 같이 포크부(20)는 서로 대향하는 한 쌍의 대략 원형의 디스크 형상인 포크판(22)을 포함한다. 포크판(22)의 외면에는 일정한 간격으로 예를 들어 5개의 오목한 곡면부(24)가 형성되고, 연결부(26)가 곡면부(24) 사이를 연결한다. 연결부(26)의 양 측면에는 포크(28)가 설치된다. 연결부(26) 사이에서 대면하는 포크(28) 사이에는 예를 들어 니들베어링과 같은 회전부재(30)가 설치된다.

회전부재(30)는 포크(28)의 양 측면과 맞닿는다. 즉, 포크(28)는 회전부재(30)와 접촉하여 이를 지지하는 기능을 한다. 회전부재(30)는 포크부(20)와는 독립된 구성이다. 회전부재(30)는 곡면부(24) 위에 장착되어 포크(28)에 의해 협지되므로, 회전부재(30)가 회전하면 포크부(20)도 회전한다. 포크부(20)의 중앙에는 회전축(20A)이 형성되며, 회전축(20A)의 회전이 변속기구(Tr)로 전달된다.

본 발명에서는 한 쌍의 포크판(22) 사이의 빈 공간에, 회전부재(30)의 하면과 인접해서는 인캠(100)을, 상면과 인접해서는 아웃캠(200)을 설치한 점에 특징이 있다.

도 8은 포크판(22) 사이의 공간에서 절단하여 바라 본 본 발명의 클러치 어셈블리(C)의 단면도이다.

인캠(100)은 포크판(22)보다 직경이 작은 전체적으로 오각 원형 형상을 가진다. 아웃캠(200)은 포크판(22)보다 직경이 큰 원형의 디스크 형상이다. 인캠(100)과 아웃캠(200)은 회전부재(30)를 매개로 연결되어 있을 뿐 서로 동력적으로 단절되며 어느 한 부재가 회전한다고 자동적으로 다른 부재가 회전하는 것은 아니다. 인캠(100)과 아웃캠(200)은 포크판(22) 사이의 빈 공간에 배치되므로 각자의 회전에 의하여 포크판(22)과의 충돌이나 간섭은 일어나지 않는다. 인캠(100)과 아웃캠(200)은 림(10)이나 포크부(20)와 같이 대향하는 이중판으로 이루어지지 않으며 소정 두께를 가지는 단일 플레이트로 제작된다.

인캠(100)은 도시하지 않은 엔진(Eg)의 회전축과 연결되어 있다. 따라서, 인캠(100)은 엔진(Eg)의 회전에 따라 자동으로 회전하는 종속 부재이다. 인캠(100)의 외주에는 회전부재(30)의 숫자에 맞추어 균등한 간격으로 외부로 돌출된 곡선형의 볼록면(102)이 5개 형성된다.

아웃캠(200)의 외주부에는 테두리(204)가 형성되며, 테두리(204)의 내면에는 회전부재(30)의 숫자에 맞추어 균등한 간격으로 테두리(204)의 외면을 향하여 오목하게 들어간 곡선형의 수용면(202)이 5개 형성된다. 이와 같은 구조로 인하여 각각의 회전부재(30)에 대하여 각각의 볼록면(102)과 수용면(202)이 배치되고 “정렬”된다고 할 수 있다. 도시한 예에서는 회전부재(30)를 하나 도시하였지만 모두 5개의 회전부재(30)가 장착된다.

아웃캠(200)은 엑셀 또는 브레이크 페달(E,B)의 답입 또는 답입 해제에 의하여 시계 또는 반시계 방향으로 회전한다. 구동축(100‘)은 도시하지 않은 아웃캠(200)의 축과 연결되어 구동축(100’)의 선형 이동은 아웃캠(200)의 축을 통하여 아웃캠(200)의 회전 운동으로 변환된다. 이로 인하여 수용면(202)에 수용된 회전부재(30)의 위치가 달라지게 된다.

도 8에서는, 회전부재(30)가 수용면(202)의 정점에 접촉하여 완전히 수용되며, 볼록면(102)과는 미세한 간격을 두고 이격되어 있다. 따라서, 엔진(Eg)과 인캠(100)이 회전하여도 회전부재(30)와 이를 지지하는 포크부(20)는 회전하지 않으며, 변속기구(Tr)로 회전력이 전달되지 않는다. 이점에서, 도 8은 차량에서 브레이크 페달(B)을 완전히 밟아 동력이 단절된 상태를 도시한다고 할 수 있다.

도 8의 일부를 확대한 도 9를 참조로 클러치 어셈블리(C)의 동작 원리에 대하여 설명한다.

도 9의 상태에서 아웃캠(200)이 반시계 방향으로 회전(R1)하면, 수용면(202)이 같은 방향으로 회전하는데, 이때 수용면(202)의 정점이 아닌 다른 부분이 회전부재(30)를 하부로 강제로 밀어내므로 회전부재(30)는 방향(H1)으로 하부로 이동한다. 회전부재(30)의 측면은 전술한 것과 같이 포크(28)의 측면(28A)에 의해 지지되고 아웃캠(200)이 회전하여도 포크부(20)는 회전하지 않으므로, 회전부재(30)는 측방향으로 이동하지 않는다. 즉, 방향(H1)은 회전부재(30)가 측면(28A)을 따라 아래로 이동하는 거의 수직선에 가까운 선형 경로이다. 회전부재(30)가 하부로 이동하면 회전부재(30)는 인캠(100)의 볼록면(102)과 접촉한다. 따라서, 엔진(Eg)이 구동하여 인캠(100)이 회전하면, 볼록면(102)의 회전에 수반하여 회전부재(30)가 회전하고, 회전부재(30)를 파지하는 포크부(20)도 회전하며, 포크부(20)의 회전축(20A)을 경유하여 회전력이 변속기구(Tr)로 전달된다. 아웃캠(200)은 그 테두리(204)가 항상 회전부재(30)와 맞닿아 있으므로 회전부재(30)의 회전에 수반하여 같이 회전한다.

도 9의 상태에서 아웃캠(200)이 시계 방향으로 회전(R2)하면 위와 마찬가지의 원리가 적용됨을 이해할 수 있을 것이다.

<회전축 어셈블리>

다음, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전축 어셈블리에 대하여 설명한다. 회전축 어셈블리는 구동축(100‘)의 선형 이동을 클러치 어셈블리(C)의 아웃캠(200)의 회전운동으로 변환하는 장치이다. 하기는 일례를 설명한 것이며, 직선 운동을 타 부재의 회전운동으로 전환시킬 수 있는 구조이면 어느 것을 채용해도 좋다.

도 10을 참조하면, 구동축(100‘)이 클러치 어셈블리(C)에 인접한 부위에는 제1가이드 슬롯(1002)과 제2가이드슬롯(1004)이 구동축(100’)의 슬리이브에 형성된다. 도시하지는 않았지만 도면의 좌측에는 클러치 어셈블리(C)가, 우측에는 동력전달기구(1)가 위치한다.

제1 가이드슬롯(1002)은 서로 대향하여 한 쌍이 형성되며, 구동축(100‘)의 길이 방향을 따라 소정 길이를 가지는 긴 직선의 채널 형상이다. 한 쌍의 제1 가이드슬롯(1002)은 서로 180도로 대향할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

제2 가이드슬롯(1004) 역시 마찬가지로 서로 대향하는 제2 상부 가이드슬롯(1004A)과 제2 하부 가이드슬롯(1004B)으로 이루어진다. 제2 상부 가이드슬롯(1004A)은 소정 길이의 직선형의 채널인 제1 경로(1006A)와, 제1 경로(1006A)에 연속하여 경사진 채널인 제 2경로(1008A)로 이루어진다. 제2하부 가이드슬롯(1004B)은 제2 상부 가이드슬롯(1004A)을 180도의 각도로 회전시킨 형상이다. 즉, 제1 경로(1006A)에 대응해서는 구동축(100’)의 외면을 따라 대향하여 위치한 제3 경로(1008B)가 형성되며, 제2 경로(1008A)에 대응해서는 소정 길이의 경사진 채널인 제4 경로(1006B)가 형성된다. 제1 경로(1006A) 및 제2 경로(1008A)의 경계와, 제3 경로(1008B) 및 제4 경로(1006B)의 경계는 가상선에서 알 수 있는 것과 같이 원주 방향을 따라 동일하다. 제1 경로(1006A)및 제 3경로(1008B)의 길이 및 제2 경로(1008A)와 제4 경로(1006B)의 길이 각각은 동일하다. 제2 상부 가이드슬롯(1004A)과 제2 하부 가이드슬롯(1004B)은 서로 180도로 대향할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

도 11을 참조하면, 포크부(20)의 회전축(20A)에는 길이 방향에 수직인 원주 방향으로 슬리이브에서 외부를 향하여 한 쌍의 돌기(2002)가 형성된다. 한 쌍의 돌기(2002)는 각각의 제 1가이드슬롯(1002)에 삽입되기 위한 것이다. 돌기(2002)의 원주를 따른 이격 거리는 제 1가이드슬롯(1002)의 이격 거리와 동일하며, 돌기(2002)의 슬리이브를 따른 길이 방향 위치는 동일하다.

도 12를 참조하면, 아웃캠(200)의 회전축(3000)에는 길이 방향에 수직인 원주 방향으로 슬리이브에서 내부를 향하여 제 1 및 제 2돌기(3002A,3002B)가 형성된다. 제 1돌기(3002A)는 제 2상부 가이드슬롯(1004A)에, 제 2돌기(3002B)는 제 2하부 가이드슬롯(1004B)에 삽입되기 위한 것이다. 제1 및 제 2돌기(3002A,3002B)의 원주를 따른 이격 거리는, 제 2 상부 및 제 2하부 가이드슬롯(1004A,1004B)의 이격 거리와 동일하며, 제 1 및 제 2돌기(3002A,3002B)의 슬리이브를 따른 길이 방향 위치는 동일하다.

도 13은 구동축(100‘)에, 포크부의 회전축(20A) 및 아우터캠(200)의 회전축(3000)을 구조적으로 연결한 것을 보인 사시도이다. 구동축(100’)의 직경은 회전축(20A)의 직경보다 크고 회전축(3000)의 직경보다 작다. 따라서, 구동축(100‘)의 제 1가이드슬롯(1002)이 그 아래에서는 각각의 돌기(2002)와 대향하고, 제 2가이드슬롯(1004) 위에서는 제 1 및 제 2돌기(3002A,3002B)와 대향한 상태로 3개의 축들을 결합하면, 도시한 것과 같이, 돌기(2002)는 구동축(100’)의 제1 가이드슬롯(1002)의 아래에서 위를 향하여, 그리고 제 1 및 제 2돌기(3002A,3002B)는 제2 상부 및 하부 가이드슬롯(1004A,1004B)의 위에서 아래를 향하여 각각 삽입되어 결합된다.

도시하지 않은 인캠(100)의 회전축은 회전축(20A)보다 소직경으로 제작되어 회전축(20A)에 결합되거나, 회전축(20A) 자체가 인캠(100) 회전축의 일부가 될 수 있다. 따라서, 엔진(Eg)의 회전은 본 발명의 회전축 어셈블리와 간섭 또는 충돌하지 않고 구동축(100’)을 통해 변속기구(Tr)로 전달된다.

이상의 설명을 토대로 도 14를 참조로, 구동축(100‘)의 선형 이동에 따른 아웃캠(200)의 회전 동작에 대하여 설명한다.

운전자가 엑셀 페달을 답입하여 구동축(100‘)이 좌측, 즉 A방향으로 선형이동하면, 제 1 가이드슬롯(1002)이 같은 방향으로 이동하지만, 후자는 직선형이므로, 돌기(2002)는 원주 방향으로 이동하지 않는다. 따라서, 포크부(20)는 회전하지 않고 안정된 제 위치를 유지한다.

한편, 제2 상부가이드슬롯(1004A)이 선형 이동하면 제2 경로(1008A)의 경사면이 제 1돌기(3002A)를 가압하므로 제 1돌기(3002A)는 제 자리를 유지하지 못하고, 제 1경로(1006A)와 제 2경로(1008A)가 이루는 경사각만큼 방향(Ar)으로 회전하려는 힘을 받는다. 이때, 제2 하부가이드슬롯(1004B) 또한 동일한 원리에 의해 제 3경로(1008B)와 제 4경로(1006B)의 경사면의 경사각만큼 제2 상부가이드 슬롯(1004A)에서의 작동 원리와 동일하게, 제 2돌기(3002B)도 방향(Ar)으로 회전하게 된다. 따라서 아우터캠(200)의 회전축(3000)이 제 1및 제 2 돌기(3002A, 3002B)에 의해 지지되면서 방향(Ar)으로 회전하고 최종적으로 아웃캠(200)이 회전한다.

구동축이 A 방향으로 이동한 상태에서, 반대로 브레이크 페달을 답입하여 구동축(100‘)이 우측, 즉 B방향으로 선형이동하면, 제 1 가이드슬롯(1002)이 같은 방향으로 이동하지만, 후자는 직선형이므로, 돌기(2002)는 원주 방향으로 이동하지 않는다. 따라서, 포크부(20)는 회전하지 않고 안정된 제 위치를 유지한다.

한편, 제2 상부가이드슬롯(1004A)이 선형 이동하면 제2 경로(1008A)의 경사면이 제 1돌기(3002A)를 가압하므로 제 1돌기(3002A)는 제 자리를 유지하지 못하고, 제 1경로(1006A)와 제 2경로(1008A)가 이루는 경사각만큼 방향(Br)으로 회전하려는 힘을 받는다. 이때, 제2 하부가이드슬롯(1004B) 또한 동일한 원리에 의해 제 3경로(1008B)와 제 4경로(1006B)의 경사면의 경사각만큼 제2 상부가이드 슬롯(1004A)에서의 작동 원리와 동일하게 제 2돌기(3002B)도 방향(Br)으로 회전하게 된다. 따라서 아우터캠(200)의 회전축(3000)이 제 1및 제 2 돌기(3002A, 3002B)에 의해 지지되면서 방향(Br)으로 회전하고 최종적으로 아웃캠(200)이 회전한다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 개시하였으며, 이는 예시를 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하거나 제한하는 취지는 아니다.

Claims (5)

1. 엑셀 페달 및 브레이크 페달의 답입에 따라 선형 이동하는 구동축의 이동을, 클러치 어셈블리를 이루는 구성이며, 회전 가능한 캠의 회전운동으로 변환하는 회전축 어셈블리로서,
   상기 캠의 회전축의 슬리이브에는 적어도 하나의 돌기가 형성되고,
   상기 구동축에는 돌기를 수용하기 위한 가이드 슬롯이 형성되며,
   상기 가이드 슬롯은 선형의 제 1경로와, 제 1경로와 소정의 경사각을 이루도록 연장된 제 2경로를 포함하며, 상기 돌기는 상기 구동축의 일 방향 선형 이동에 의하여 제 1경로와 제 2경로가 이루는 경사각만큼 제1방향으로 회전하여 상기 캠이 회전하도록 된, 회전축 어셈블리.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 돌기는 상기 구동축의 일 방향과의 반대 방향인 타방향 선형 이동에 의하여 제 1경로와 제 2경로가 이루는 경사각만큼 상기 제1방향과 반대인 제2방향으로 회전하여 상기 캠이 회전하도록 된, 회전축 어셈블리.
3. 제 2항에 있어서,
   클러치 어셈블리를 이루는 구성이며, 구동축의 선형 이동에 불구하고 회전하지 않는 포크부의 회전축에 적어도 하나의 돌기를 형성하고, 상기 구동축에는 이 돌기를 수용하기 위한 선형의 가이드 슬롯을 추가로 형성한, 회전축 어셈블리.
4. 구동축의 이동을 캠의 회전운동으로 변환하는 회전축 어셈블리로서,
   상기 캠의 회전축의 슬리이브에는 적어도 하나의 돌기가 형성되고,
   상기 구동축에는 돌기를 수용하기 위한 가이드 슬롯이 형성되며,
   상기 가이드 슬롯은 선형의 제 1경로와, 제 1경로와 소정의 경사각을 이루도록 연장된 제 2경로를 포함하며, 상기 돌기는 상기 구동축의 일 방향 선형 이동에 의하여 제 1경로와 제 2경로가 이루는 경사각만큼 제1방향으로 회전하여 상기 캠이 회전하도록 된, 회전축 어셈블리.
5. 엑셀 페달 및 브레이크 페달의 답입에 따라 선형 이동하는 구동축의 이동을, 클러치 어셈블리를 이루는 구성이며, 회전 가능한 캠의 회전운동으로 변환하는 회전축 어셈블리로서,
   상기 캠의 회전축의 슬리이브에는 제1 및 제2 돌기가 형성되고,
   상기 구동축에는 상기 제 1및 제2 돌기를 수용하기 위한 상부 및 하부 가이드 슬롯이 형성되며,
   상기 상부 가이드 슬롯은 선형의 제 1경로와, 제 1경로와 소정의 경사각을 이루도록 연장된 제 2경로를 포함하며,
   상기 하부 가이드 슬롯은 상기 상부 가이드 슬롯을 180도 회전시킨 형상이며, 선형의 제 3경로와, 제 3경로와 소정의 경사각을 이루도록 연장된 제 4경로를 포함하며
   상기 제1돌기는 상기 구동축의 일 방향 선형 이동에 의하여 제 1경로와 제 2경로가 이루는 경사각만큼 제1방향으로 회전하고, 상기 제2돌기는 상기 구동축의 일 방향 선형 이동에 의하여 제 3경로와 제 4경로가 이루는 경사각만큼 제1방향으로 회전하여 상기 캠이 회전하는, 회전축 어셈블리.
   
   

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