KR0152623B1 - 자동변속기의 유압식 파킹 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동변속기의 유압식 파킹 시스템을 개시한다. 개시된 본 발명은, 오일펌프(20); 상기 오일펌프(20)에 의해 강제압송되는 오일의 유로가 형성된 변속기 몸체(10); 상기 변속기 몸체(10)의 유로 공간체적을 변속레버에 연동되는 동작에 의해 선택적으로 변화시키는 메뉴얼 밸브(30); 상기 몸체(10)의 유로 최종단에 설치되어, 오일의 압력에 의해 왕복이동되는 파킹 캠(5); 상기 파킹 캠(5)의 후단부를 탄력지지하는 스프링(51); 및 상기 파킹 캠(5)의 전단부에 마찰접촉되어, 출력축에 끼워진 파킹 기어에 결합되는 파킹 폴을 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

자동변속기의 유압식 파킹 시스템

제1도는 종래의 자동변속기의 기계식 파킹 시스템 구조를 나타낸 사시도.

제2도 및 제3도는 종래의 자동변속기의 파킹 동작을 나타낸 설명도.

제4도는 본 발명에 따른 자동변속기의 유압식 파킹 시스템 구조를 나타낸 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

5 : 파킹 캠 10 : 변속기 몸체

11 : 제 1 유로 12 : 제 2 유로

13 : 제 1 공간부 14 : 제 2 공간부

15 : 바이패스 유로 16 : 토출구

20 : 오일펌프 30 : 메뉴얼 밸브

31 : 듀티 솔레노이드 밸브 41 : 체크 볼

42,51 : 스프링 43 : 브래키트

[발명의 분야]

본 발명은 자동변속기의 유압식 파킹 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 주차시에 변속레버를 파킹(P) 레인지로 이동시켜 동력전달을 차단시키는 작동을 유압으로 동작되도록 한 자동변속기의 유압식 파킹 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 유체를 이용해서 변속을 자동화한 자동 변속기는 유체동력 전달장치와, 유체동력 전달장치의 변환능력을 보조하고 후진조작을 하기 위해 유성기어를 이용한 변속장치를 포함하고 있다.

유체동력 전달장치는 기관의 회전력을 유체의 운동 에너지로 전환하여, 이 에너지를 다시 동력을 바꾸어 변소기에 전달하는 일종의 클러치로서, 토크 변환기(torque converter)가 주로 사용되고 있다.

토크 변환기는 펌프 임펠러, 터어빈 러너, 및 스테이터와, 그 내부에 봉입된 작동유체인 오일로 구성되어 있다. 펌프 임펠러는 크랭크축에 연결되고 터어빈 러너는 변속기의 입력축에 스플라인결합되어 있으며, 스테이터는 변속기 케이스에 고정된 스테이터축에, 동력을 한 방향으로만 전달하는 기구인 1방향 클러치를 통해 부착되어 있다.

유성기어 변속장치는 토크 변환기의 후단부에 결합되어 있고, 선(sun)기어와, 수개의 유성기어, 링기어, 및 각 유성기어를 서로 연결시키는 캐리어로 구성되어 있다. 정중앙에 위치한 선기어의 외주면에 일정간격으로 이격배치된 3개의 유성기어가 치합되어 있고, 이 각 유성기어는 캐리어에 의해 서로 연결되어 있으며, 또한 유성기어의 외주면에 링기어가 치합된 구조로 이루어져 있다.

또한, 토크 변환기와 유성기어 변속장치 사이에는 다판 클러치가 설치되어, 이 다판 클러치중 앞클러치는 토크 변환기에서 중간 선기어로 전달되는 동력을 단속하고, 뒤클러치는 제 2 선기어로 전달되는 동력을 단속하게 되며, 이러한 다판 클러치의 작동은 유압을 통해 실행된다.

상기와 같이 구성된 자동변속기의 동작을 간단히 살펴보면 다음과 같다.

기관에 의해 크랭크축에 회전함에 의해 펌프 임펠러가 회전되면, 그 내부의 오일은 원심력에 의하여 순환운동을 하게 된다. 이때, 오일은 펌프 임펠러에서 터어빈 러너 방향으로 분출되어, 터어빈 러너에 회전력을 주면서 터어빈 러너의 내부로 들어가 스테이터로 유출된다. 그러면, 오일은 스테이터에서 방향이 전환되어 다시 펌프 잎펠러를 뒤에서 밀어주게 되므로써, 펌프 임펠러의 회전을 돕는 결과가 되어 그 만큼 터어빈 러너에 가해지는 힘이 커지게 되고, 따라서 터어빈 러너의 회전력은 증대된다.

터어빈 러너에 의해 증대된 유압은 출력축으로 전달되기 전에, 운전자가 선택한 레인지에 따라 유성기어 변속장치에 의해 적절히 조절되어 출력축으로 전달된다. 예를 들어서, 증속 상태에서는 선기어가 고정되고, 캐리어가 구동되어서 유성기어는 캐리어축에 지지되면서 캐리어의 회전에 따라 선 기어 주위를 공전하게 된다. 이와 동시에, 유성기어는 선기어와도 맞물려 있는 상태이므로, 유성기어는 공전과 함께 자전도 하게 된다. 이와같이, 유성기어가 자전 및 공전을 하는 것에 의하여, 링기어는 캐리어보다 빠른 속도로 회전하게 되므로써, 증속이 가능하게 된다.

이와 같이 동작되는 자동변속기를 탑재한 자동차는, 운전자가 P-R-N-D-S-L 레인지 중에서 하나를 수동으로 선택함에 따라, 즉 변속레버를 조작하는 것에 의하여, 그 조작력이 유압 제어 시스템에 의해 제어되어 전진 1속에서 4속까지와 후진 1속 변속이 이루어지게 된다.

여기서, 자동변속기가 장착된 자동차에서, D, S, 및 L 레인지 상태일 때는 토크 변환기의 특성 때문에 가속페달을 밟지 않아도 차량이 전진하게 된다. 토크 변환기의 특성이란, 터어빈 러너의 회전속도가 펌프 임펠러의 회전속도보다 빠르기 때문에 그 차이만큼 오일이 순환되어 동력전달이 이루어지는 특성을 말한다.

따라서, 상기와 같은 현상 때문에 오직 P 또는 N 레인지에서만 시동이 걸리도록 되어 있다. 특히, P 레인지는 주차시에 사용되는 레인지로서, 유압이 아닌 기계적 수단으로 출력축에서의 동력전달을 차단하도록 되어 있다.

[종래 기술]

상기와 같이, 기계식으로 작동되는 종래의 자동변속기의 파킹 시스템이 제1도에 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 변속레버(1)의 회전력을 직선운동력으로 전환시키는 기구(2)가 변속레버(1)에 연결되어 있고, 이 전환기구(2)는 출력축에 고정된 파킹 기어(3)로 전환된 조작력을 전달하여, 파킹 기어(3)의 회전을 제한하도록 되어 있다.

부연하면, 전환기구(2)는 파킹 로드(4)에 의해 파킹 캠(5)에 연결되어 있고, 파킹 램(5)은 파킹 기어(3)와 결합되어 회전을 차단하는 파킹 폴(6:pawl)에 마찰접촉이 이루어지도록 연결되어 있다. 파킹 폴(6)은 폴 힌지(7)에 의해 지지되고, 또한 폴 힌지(7)에는 코일 스프링(8)이 설치되어서, 파킹 폴(6)에 복원력을 부여하도록 되어 있다.

상기와 같이 구성되어서, 운전자가 변속레버(1)을 조작하여 P 레인지로 이동시키면, 그 회전력은 전환기구(2)에 의해 직선운동력으로 전환된다. 따라서, 파킹 로드(4)가 제2도에 도시된 바와 같이, 직선운동을 하게 되어, 파킹 캠(5)이 전진되어 파킹 폴(6)에 마찰접촉하게 된다. 파킹 폴(6)은 하방 이동되어 제3도에 도시된 바와 같이, 파킹 기어(3)에 결합되므로써 출력축의 회전이 차단된다.

[발명이 해결하고자 하는 기술적 과제]

그러나, 종래의 자동변속기의 파킹 시스템은 변속레버(1)의 조작력을 파킹 기어(3)로 전달하는 수단이 기계식이기 때문에, 구조가 매우 복잡하고, 또한 설치공간을 확보하기가 매우 어려워서 설계상의 제한을 받는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 종래의 자동변속기의 기계식 파킹 시스템의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 변속레버의 조작력을 기계식이 아닌 유압식으로 전달하도록 하여 파킹 시스템의 구조를 단순화시키고, 아울러 설계 여유도 확보할 수 있는 자동변속기의 유압식 파킹 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

[발명의 구성 및 작용]

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 오일펌프; 상기 오일펌프에 의해 강제 압송되는 오일의 유로가 형성된 변속기 몸체; 상기 변속기 몸체의 유로 공간체적을 변속레버에 연동되는 동작에 의해 선택적으로 변화시키는 메뉴얼 밸브; 상기 몸체의 유로 최종단에 설치되어, 오일의 압력에 의해 왕복이동되는 파킹 캠; 상기 파킹 캠의 후단부를 탄력지지하는 스프링; 및 상기 파킹 캠의 전단부에 마찰접촉되어, 출력축에 끼워진 파킹 기어에 결합되는 파킹 폴을 포함하고,

상기 몸체의 유로는 오일펌프, 메뉴얼 밸브가 왕복이동되는 제 2 공간부, 및 파킹 캠이 왕복이동되는 제 1 공간부를 연통시키는 제 1 유로와; 제 1 및 제 2 공간부 사이의 제 1 유로에서 분기되어, 제 2 공간부를 거쳐서 직접 오일펌프로 연결된 제 2 유로; 및 상기 제 1 및 제 2 유로가 연결되는 지점에서 분기된 바이패스 유로로 구성되고,

상기 바이패스 유로의 최종단에는 변속레버의 파킹 레인지로 이동되는 동작이 연동되어, 제 1 공간부에 가해지는 오일을 토출시켜 오일 압력을 제어하는 듀티 솔레노이드 밸브가 설치되며,

또한, 상기 1 유로와 오일 펌프 사이와, 제 1 및 제 2 유로가 연결되는 지점 각각에 오일의 흐름을 선택적으로 제어하는 수단이 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 오일흐름 제어수단은 제 1 및 제 2 유로를 밀폐할 정도의 직경을 갖는 체크 볼; 상기 체크볼을 하방탄력지지하는 스프링; 및 상기 스프링의 상단이 고정되고, 제 1 및 제 2 유로의 내벽에 설치된 브래키트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기된 본 발명의 구성에 의하면, 변속기 몸체에 유로를 형성하고, 변속레버에 연동되는 메뉴얼 밸브의 이동에 따른 유로 공간체적이 변화되는 것에 의해 파킹 캠이 이동되도록 하여 출력축의 파킹 기어를 로킹시키게 되므로써, 변속기 내부 공간이 여유롭게 되고 구조가 간단해지며, 따라서, 설계 여유를 보다 여유롭게 확보할 수가 있게 된다.

[실시예]

제4도는 본 발명에 따른 자동변속기의 유압식 파킹 시스템의 구조를 나타낸 단면도이다.

도시된 바와 같이, 변속기 몸체(10)에 오일 펌프(20)와 파킹 캠(5)을 서로 연통시키는 유로가 형성된다. 상기 유로는 오일펌프(20)와 파킹 캠(5)을 직접 연결시키는 제 1 유로(11)와, 파킹 캠(5)으로 연결되는 지점에서 분기되어 다시 오일펌프(20)로 연결되는 제 2 유로(12)로 이루어진다.

상기 제 1 및 제 2 유로(11,12)의 연결구조를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 파킹 캠(5)이 왕복이동되는 제 1 공간부(13)가 변속기 몸(10)에 횡방향을 따라 형성되고, 상기 제 1 공간부(13)의 후벽에 파킹 캠(5)을 탄력지지하는 스프링(51)이 설치된다. 또한, 변속레버의 동작에 연동되는 메뉴얼 밸브(30)가 왕복이동되는 제 2 공간부(14)가 제 1 공간부(13)의 하부에 역시 횡방향을 따라 형성된다.

상기 제 1 유로(11)는 제 1 공간부(13)와, 제 2 공간부(14)를 직접 연결시키면서 오일펌프(20)로 직접 연결되도록 형성된다. 상기 제 2 유로(12)는 제 1 공간부(13)와 제 1 유로(11)가 연결되는 지점에서 분기되어, 제 2 공간부(14)를 거쳐서 다시 오일펌프(20)로 연결되도록 형성된다.

또한, 제 1 및 제 2 유로(11,12)를 따라 흐르게 되는 오일의 흐름을 선택적으로 제어하는 수단이 상기 제 1 유로(11)와 오일펌프(20)가 연결되는 지점과, 상기 제 1 및 제 2 유로(11,12)가 연결되는 지점 각각에 구비된다. 상기 오일흐름 제어수단은 제 1 및 제 2 유로(11,12)를 밀폐할 정도의 직경을 갖는 체크 볼(41)과, 상기 체크 볼(41)에 하단이 고정되어 체크 볼(41)을 하방으로 탄력지지하는 스프링(42), 및 상기 스프링(42)의 상단이 고정되고 제 1 및 제 2 유로(11,12)의 내벽에 설치된 브래키트(43)로 구성된다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 유로(11,12)가 연결되는 지점에서 바이패스 유로(15)가 형성된다. 트랜스미션 컨트롤 유니트에 의해 제어되는 듀티 솔레노이드 밸브(31)가 상기 바이패스 유로(15)의 최종단에 설치되어, 제 1 공간부(13)에 인가되는 오일의 압력을 선택적으로 조절하게 된다.

그리고, 토출구(16)가 상기 제 1 및 제 2 공간부(13,14)에 각각 형성되고, 제 4 도에서는 도시되지 않았지만, 종래의 기술을 설명하기 위한 도면인 제 1 도에서 도시된 파킹 기어와 파킹 폴이 각각 구비되어, 상기 파킹 캠(5)의 동작에 따라 선택적으로 결합하게 된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 실시예의 동작을 상세히 설명한다.

시동이 걸린 상태에서 변속레버가 P 레인지가 아닌 레인지에 위치하고 있을 때는, 오일펌프(20)에 의해 강제압송되는 오일이 스프링(42)의 탄성력을 이겨내면서 체크 볼(41)을 밀면서 제 1 및 제 2 유로(11,12)를 거쳐 제 1 공간부(13)로 이동된다. 제 1 공간부(13)로 강제압송된 오일은 스프링(51)의 탄성력을 이겨내면서 파킹 캠(5)을 후진시키게 된다. 이때, 듀티 솔레노이드 밸브(31)가 파킹 캠(5)이 전진되지 않을 정도의 최소압력, 즉 파킹이 되지 않을 정도의 최소압력이 제 1 공간부(13)에 유지되도록 오일을 선택적으로 토출시켜 제어하게 된다.

이러한 상태에서, 변속레버를 P 레인지로 이동시키면, 듀티 솔레노이드 밸브(31)의 개도량이 증가되어 제 1 공간부(13)의 오일이 바이패스 유로(15)를 통해 토출된다. 또한, 메뉴얼 밸브(30)가 제 4 도를 기준으로 좌측으로 이동되고, 따라서 제 2 공간부(14)의 체적이 증가하게 되어 제 1 공간부(13)의 오일이 제 1 유로(11)를 거쳐서 증가된 제 2 공간부(14)로 이동하게 되어, 제 1 공간부(13)의 압력이 감소하게 되므로써, 파킹 캠(5)은 스프링(51)의 탄성력에 의해 전진하게 되어, 파킹 폴과 마찰접촉을 하게 된다. 하향이동된 파킹 폴은 파킹 기어와 결합되어, 출력축의 회전을 방지하게 되므로써 파킹동작이 이루어지게 된다.

또한, 시동을 끄면 오일펌프(20)의 구동이 중단되어, 각 체크 볼(41)이 스프링(42)의 탄성력에 의해 하향이동되어 제 1 및 제 2 유로(11,12)를 폐쇄하게 된다. 따라서, 제 2 유로(12)는 완전차단되고, 제 1 공간부(13)와 제 1 유도(11), 및 제 2 공간부(14)로 이어지는 폐쇄유로가 형성되므로써, 시동을 끄기 직전의 압력상태가 유지된다.

만일, P 레인지가 아닌 레인지에서 시동을 끈 후, 변속레버를 P 레인지로 이동시키면, 상기된 바와 같이, 메뉴얼 밸브(30)가 좌측으로 이동되어 제 2 공간부(14)의 체적이 증가되어, 제 1 공간부(13)의 오일이 제 1 유로(11)를 거쳐 제 2 공간부(14)로 빠져나가게 되므로써 제 1 공간부(13)의 오일압력이 감소되고, 따라서 파킹 캠(5)의 이동에 의해 파킹동작이 이루어지게 된다.

[발명의 효과]

상기된 바와 같이 본 발명에 의하면, 자동변속기에 구비된 오일펌프(20)에 의해 강제압송되는 오일을 작동매체로 하여 파킹 캠(5)과 파킹 폴을 마찰접촉시키게 되므로써, 변속기 내부 구조가 매우 단순화되고, 설치 공간을 보다 여유롭게 확보할 수가 있게 된다.

기타, 본 발명은 상기의 실시예에 한정하는 것을 아니며, 그 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (2)

1. 오일펌프; 상기 오일펌프에 의해 강제압송되는 오일의 유로가 형성된 변속기 몸체; 상기 변기 몸체의 유로 공간체적을 변속레버에 연동되는 동작에 의해 선택적으로 변화시키는 메뉴얼 밸브; 상기 몸체의 유로 최종단에 설치되어, 오일의 압력에 의해 왕복이동되는 파킹 캠; 상기 파킹 캠의 후단부를 탄력지지하는 스프링; 및 상기 파킹 캠의 전단부에 마찰접촉되어, 출력축에 끼워진 파킹 기어에 결합되는 파킹 폴을 포함하고, 상기 몸체의 유로는 오일펌프, 메뉴얼 밸브가 왕복이동되는 제 2 공간부, 및 파킹 캠이 왕복이동되는 제 1 공간부를 연통시키는 제 1 유로와; 제 1 및 제 2 공간부 사이의 제 1 유로에서 분기되어, 제 2 공간부를 거쳐서 직접 오일펌프로 연결된 제 2 유로; 및 상기 제 1 및 제 2 유로가 연결되는 지점에서 분기된 바이패스 유로로 구성되고, 상기 바이패스 유로의 최종단에는 변속레버의 파킹 레인지로 이동되는 동작에 연동되어, 제 1 공간부에 가해지는 오일을 토출시켜 오일압력을 제어하는 듀티 솔레노이드 밸브가 설치되며, 또한, 상기 1 유로와 오일 펌프 사이와, 제 1 및 제 2 유로가 연결되는 지점 각각에 오일의 흐름을 선택적으로 제어하는 수단이 구비된 것을 특징으로 하는 자동변속기의 유압식 파킹 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 오일흐름 제어수단은 제 1 및 제 2 유로를 밀폐할 정도의 직경을 갖는 체크 볼; 상기 체크 볼을 하방탄력지지하는 스프링; 및 상기 스프링의 상단이 고정되고, 제 1 및 제 2 유로의 내벽에 설치된 브래키트를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 유압식 파킹 시스템.