KR100276912B1 - 자동 변속기의 마찰부재 - Google Patents

Abstract

작동시 변속충격을 최소화하여 승차감을 향상시키고, 기어트레인의 크기 및 중량을 줄일 수 있고, 이에 따른 제조원가를 절감할 수 있는 자동 변속기의 마찰부재를 제공할 목적으로;

자동변속기의 기어 트레인에 적용되어 이들 작동요소의 작동 및 비작동을 제어하는 마찰부재를 형성함에 있어서,

원웨이 클러치와 다판 클러치의 조합으로 회전방향에 따른 원웨이 클러치 기능과, 다판 또는 브레이크로서의 기능을 수행할 수 있도록 형성함을 특징으로 하는 자동변속기의 마찰부재를 제공한다.

Description

자동 변속기의 마찰부재

본 발명은 자동 변속기의 기어 트레인에 적용되는 마찰부재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 작동시 변속충격을 최소화하여 승차감을 향상시키고, 기어 트레인의 크기 및 중량을 줄이고, 이에 따른 제조원가를 절감할 수 있는 자동 변속기의 마찰부재에 관한 것이다.

예컨대, 자동차에 탑재되는 자동 변속기는, 유성기어셋트로 이루어지는 기어 트레인과, 상기 기어 트레인에 배치되는 마찰부재에 유압을 공급, 차단하면서 변속이 이루어질 수 있도록 유압을 제어하는 유압제어장치와, 차량의 운전조전에 따라 상기 유압제어장치의 각종 밸브를 전기적으로 제어하는 트랜스밋션 제어유닛을 구비하게 된다.

이에 따라 트랜스밋션 제어유닛에서는 차량의 주요부에 배치되는 감지수단으로부터 현재의 차량 주행속도와 부하의 변동을 감지하여 유압제어장치를 제어함으로써, 기어 트레인의 적소에 배치된 마찰부재에 유압을 공급/차단하여 자동적으로 변속이 이루어지도록 한다.

즉, 상기한 트랜스밋션 제어유닛은 기어 트레인에 설치된 다수개의 마찰부재들을 작동 또는 비작동 상태로 제어하여 기어 트레인을 형성하는 유성기어셋트의 3요소(선기어, 링기어, 유성 캐리어)중 어느 요소를 입력요소로 하고, 다른 요소를 반력요소로 선택하여 출력단 회전수를 조절하게 된다.

상기와 같이 기어 트레인의 각 작동요소에 배치되어 이들 작동요소의 작동 및 비작동을 제어하는 마찰부재는 작동시점과 해제시접이 짧은 시간내에 정확하게 이루어져야만 타이 업(Tie - Up) 또는 런 업(Run - Up) 현상의 발생을 방지하여 변속충격을 최소화할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 자동변속기의 변속성능에 지대한 영향을 미치는 마찰부재는 대개 다판 클러치 또는 밴드 브레이크가 사용되는 것이 일반적인데, 클러치 수단으로 사용되고 있는 다판 클러치의 구성을 살펴보면, 클러치 리테이너의 내를 요철부에 다수매의 클러치 플레이트를 횡설하고, 허브의 외륜 요철부에는 상기 클러치 플레이트 사이로 클러치 디스크가 배치된다.

그리고 상기 클러치 리테이너의 내측에는 유압에 의하여 동작되는 피스톤이 배치되어 실린더내로 유압이 공급되면 이의 유압에 의하여 이동되면서 내측에 위치하는 클러치 플레이트를 밀어주어 클러치 디스크와 압착되면서 동력 전달이 이루어지게 되는 것이다.

그러나 상기와 같이 이루어지는 마찰부재를 정확하게 작동제어하기 위하여는 유압제어장치에 적용되는 각 밸브의 작동을 정확하게 제어하여야 하는데, 이에 대한 제어가 용이하지 못하여 그 한계를 극복하는 데에 많은 어려움이 있다.

그리고 이의 보조수단으로 원웨이 클러치를 사용하는 예도 있으나, 원웨이 클러치를 다수 사용하는 경우에는 기어 트레인의 구성이 복잡해지고, 크기가 커지며, 이에 따른 제조원가의 상승을 초래한다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 작동시 변속충격을 최소화하여 승차감을 향상시키고, 기어 트레인의 크기 및 중량을 줄일 수 있고, 이에 따른 제조원가를 절감할 수 있는 자동 변속기의 마찰부재를 제공함에 있다.

상기 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 자동변속기의 기어 트레인에 적용되어 이들 작동요소의 작동 및 비작동을 제어하는 마찰부재를 형성함에 있어서,

원웨이 클러치와 다판 클러치의 조합으로 회전방향에 따른 원웨이 클러치 기능과, 다판 또는 브레이크로서의 기능을 수행할 수 있도록 형성함을 특징으로 하는 자동변속기의 마찰부재를 제공한다.

제1도는 본 발명이 사용상태를 설명하기 위한 자동 변속기의 기어 트레인 구성도.

제2도는 본 발명에 의한 마찰부재의 단면도.

제3도는 제2도의 A부분 확대 측면도.

제4도는 제2도의 A부분 작동상태도이다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명이 적용될 수 있는 기어 트레인의 일실시예를 도시한 것으로서, 기어 트레인은 엔진(2)으로부터 발생된 동력의 토오크를 변환하여 출력하는 발진수단인 토오크 컨버터(4)와, 상기 토오크 컨버터(4)로부터 입력된 회전동력을 변속하여 출력하는 복합유성기어셋트(6)로 이루어진다.

상기 복합유성기어셋트(6)는 싱글 피니언 유성기어셋트와 더블 피니언 유성기어셋트의 조합으로 이루어지되, 링기어(8)와 유성캐리어(10)를 공유할 수 있도록 조합한 것으로서, 제1, 2 선기어(12)(14)와 유성캐리어(10)가 제1,2,3 마찰부재(16)(18)(20)를 개재시켜 입력축(22)과 연결되어 선택적인 입력요소로 작용하게 된다.

그리고 상기 제1 선기어(12)와 유성 캐리어(10)가 제4, 5, 마찰부재(24)(26)를 개재시켜 변속기 하우징(28)과 연결되어 선택적인 반력요소로 작용할 수 있게 되며, 링기어(8)의 일측으로는 트랜스퍼 기어(30)가 장착되어 출력요소로 작용하게 된다.

이에 따라 상기 제1,2,3 마찰부재(16)(18)(20)의 선택적인 작동과, 제4,5 마찰부재(24)(26)의 선택적인 작동에 따라 전진4속 및 후진1 속의 변속단을 얻을 수 있게 되는 것이며, 이의 자세한 변속과정은 이미 알고 있는 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기와 같은 기어 트레인에 적용되어 이들의 작동요소가 입력, 또는 반력요소로 작용할 수 있도록 하는 마찰부재를 형성함에 있어서, 본 발명은 제2도에서와 같이, 형성한 것이다.

즉, 다판 클러치의 일측에 일방향 클러치를 일체로 형성한것으로서, 다판 클러치는 클러치 리테이너(32)의 내륜 요철부(34)에 다수매의 클러치 플레이트(36)를 횡설하고, 허브(38)의 외륜 요철부(40)에는 상기 클러치 플레이트(36) 사이로 클러치 디스크(42)가 배치된다.

그리고 상기 클러치 리테이너(32)의 내측에는 유압에 의하여 동작되는 제1피스톤(44)이 배치되어 실린더(46)내로 유압이 공급되면 이의 유압에 의하여 이동되면서 내측에 위치하는 클러치 플레이트(36)를 밀어주어 클러치 디스크(42)와 압착되면서 동력 전달이 이루어지게 되는 것이다.

이러한 다판 클러치에 있어서, 상기 실린더(46)내에 또 다른 제2 피스톤(48)을 배치하여 이의 제2 피스톤(48)에 의하여 좌우로 분리되는 제1,2 실린더(50)(52)에 각각 제1,2 포트(54)(56)를 형성하였다.

그리고 그 반대측의 허브(38)를 수직으로 연장하는 수직 연장편(58)에 제3,4도에서와 같이, 내면이 경사면(60)으로 이루어지는 호형 장홈(62)을 형성하고, 이에 탄성부재(64)와, 스틸볼(66)을 배치하여 이루어지는 원웨이 클러치를 형성한 것이다.

상기에서 장홈(62)의 경사면(60)은 동력전달방향에 따라 왼경사 또는 오른경사로 결정이 되며, 이의 장홈(62)에 배치되는 탄성부재(64)는 스틸볼(66)이 경사면을 따라 이동하면서 클러치 플레이트(36)으로 밀려나갈 수 있도록 배치된다.

이에 따라 탄성부재(64)가 스틸볼(66)을 도면의 우측으로 밀어주는 상태가 유지되는 상태에서 허브(38)가 원동측으로 가정할 때에는 허브(38)의 좌회전시 동력 전달이 이루어지게 되며, 허브(38)의 우회전시에는 프리휠링의 상태가 된다.

그리고 상기와는 반대로 클러치 플레이트(36)측이 원동측일 때에는 클러치 플레이트(36)의 우회전시 동력 전달이 이루어지게 되는 것이다.

상기와 같이 이루어지는 마찰부재의 작동을 살펴보면, 먼저 제1포트(54)로 유압이 공급되는 경우 제2 피스톤(48)이 스톱퍼(68)까지 이동하게 된다.

이러한 상태에서 허브(58)의 좌회전으로 스틸볼(64)이 경사가 낮은 이동하는 경우에는 원웨이 클러치가 작동하고, 반대방향으로 회전할 때에는 프리휠링의 상태가 된다.

그리고 제2포트(56)로 유압이 공급되는 경우에는 제1 피스톤(44)이 이동하여 완전한 클러치 또는 브레이크 역할을 수행하게 되는 것이다.

상기와 같이 이루어지는 마찰부재를 제1,2,4,5 마찰부재(16)(18)(24)(26)에 적용하는 경우에는 변속시 그 회전방향에 따른 원웨이 클러치 작용과, 다판 또는 브레이크로서의 기능을 수행함으로써, 변속충격을 최소화할 수 있게 되는 것이다.

그리고 전자제어에 의하여 마찰부재를 제어하더라도 그 제어가 매우 용이하게 이루어질 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 작동시 변속충격을 최소화하여 숭차감을 향상시키고, 원웨이 클러치가 일체형으로 형성되는 바, 기어 트레인의 크기 및 중량을 줄일 수 있고 이에 따른 제조원가를 절감할 수 있게 된다.

Claims (1)

1. 자동변속기의 기어 트레인에 적용되어 이들 작동요소의 작동 및 비작동을 제어하는 마찰부재를 형성함에 있어서, 원웨이 클러치와 다판 클러치의 조합으로 회전방향에 따른 원웨이 클러치 작용과, 다판 또는 브레이크로서의 기능을 수행할 수 있도록 형성하되, 상기 다판 클러치는 클러치 리테이너의 내륜 요철부에 다수매의 클러치 플레이트를 횡설하고, 허브의 외륜 요철부에 상기 클러치 플레이트 사이로 클러치 디스크를 배치하며, 상기 클러치 리테이너의 내측에 유압에 의하여 동작되는 제1 피스톤을 배치하여 이루어지고, 상기 원웨이 클러치는 상기 실린더내에 또 다른 제2 피스톤을 배치하여 이의 제2 피스톤에 의하여 좌우로 분리되는 제1,2 실린더에 각각 제1,2 포트를 형성하며, 그 반대측의 허브를 수직으로 연장하는 수직 연장편에 내면이 경사면으로 이루어지는 호형의 장홈을 형성하고, 이에 탄성부재와, 상기 클러치 플레이트와 접촉을 이룰 수 있는 스틸볼을 배치하여 이루어짐을 특징으로 하는 자동변속기의 마찰부재.