KR100300728B1 - 자동 변속기용 다판 클러치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동 변속기용 다판 클러치에 관한 것으로서, 특히 밸런스 피스톤이 구비된 다판 클러치에서 해제 유압실의 작용력을 크게 하여 클러치 해제 작동시 원심 유압이 신속히 배출되도록 하여 클러치 작동의 응답성이 향상되도록 한 자동 변속기용 다판 클러치에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명은 클러치 피스톤과 클러치 리테이너 사이에 유압 작용실이 구비되고, 상기 클러치 피스톤과 밸런스 피스톤 사이에 유압 해제실 및 리턴 스프링이 구비된 자동 변속기용 다판 클러치에 있어서, 상기 유압 작용실에서 상기 클러치 피스톤에 작용하는 면적보다 유압 해제실에서 상기 클러치 피스톤에 작용하는 면적이 더 커지도록 상기 유압 작용실의 반경보다 상기 밸런스 피스톤의 반경이 더 크게 설정된 것을 특징으로 하여 가능하게 된다.

Description

자동 변속기용 다판 클러치{Clutch Assembly for Automatic Transmission}
본 발명은 자동 변속기용 다판 클러치에 관한 것으로서, 특히 밸런스 피스톤이 구비된 다판 클러치에서 해제 유압실의 작용력을 크게 하여 클러치 해제 작동시 원심 유압이 신속히 배출되도록 하여 클러치 작동의 응답성이 향상되도록 한 자동 변속기용 다판 클러치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 자동 변속기는 토크 컨버터와, 상기 토크 컨버터에 연결된 변속기어 메커니즘과, 차량의 운행 상태에 따라 상기 변속기어 메커니즘의 기어를 선택적으로 작동시키는 유압 제어 회로로 구성되어 있다.
여기서, 상기 변속기어 메커니즘의 각 기어를 제어하기 위해서는 다수의 마찰부재를 사용하게 되는 바, 상기 마찰부재로는 일반적으로 프론트 클러치와, 리어 클러치, 로우-리버스 브레이크, 엔드 클러치 및 킥다운 브레이크를 사용하며, 상기와 같은 마찰부재는 오일 펌프에 의해 발생된 유압으로 작동된다.
도 1은 상기한 마찰 부재중 자동 변속기용 밸런스 피스톤식 클러치가 도시된 도면으로서, 회전 동력이 전달되는 샤프트(1)와, 상기 샤프트(1)에 결합되어 회전 동력을 전달받는 클러치 리테이너(2)와, 상기 클러치 리테이너(2)에 연결되어 회전하면서 회전 동력을 단속하는 클러치 디스크(3)와, 상기 클러치 디스크(3)와 접속 이격되면서 클러치 허브(7)에 회전 동력을 전달하는 클러치 플레이트(4)와, 상기 클러치 디스크(3)를 유압에 의해 단속하는 클러치 피스톤(5)으로 구성된다.
그리고, 상기 클러치 리테이너(2)와 클러치 피스톤(5) 사이에 작동 유압실(A)을 형성함과 동시에 클러치 피스톤(5)과 밸런스 피스톤(8) 사이에도 해제 유압실(B)을 형성하여, 상기 두 유압실(A)(B)의 대항된 힘에 의해 작동 유압실(A)내의 원심 유압을 제거할 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 상기 작동 유압실(B)내에는 상기 클러치 피스톤(5)을 원위치시키는 리턴 스프링(6)이 설치되어 있다.
물론, 상기 샤프트(1)와 클러치 리테이너(2)에는 상기 작동 유압실(A)과 해제 유압실(B)에 유압을 제공하거나 배출할 수 있도록 유압 통로(1a)(1b)가 형성되어 있다.
상기와 같이 구성된 밸런스 피스톤식 클러치는 상기 작동 유압실(A)에 제공되는 유압에 의해 클러치 피스톤(5)이 이동되어 클러치 디스크(3)와 클러치 플레이트(4)를 밀착시킴으로써 샤프트(1), 클러치 리테이너(2)를 통해 전달되는 회전 동력이 클러치 허브(7)측으로 전달된다.
반대로 작동 유압실(A)에 제공되는 유압이 해제되면 해제 유압실(B)에 차있던 유압과 리턴 스프링(6)의 복원력에 의해 클러치 피스톤(5)에 후진하면서 동력 전달은 차단된다.
여기서, 상기 유압 작용실(A)에서 클러치 피스톤(5)에 작용하는 힘은 유압에 의한 힘(FP)과 원심 유압에 의한 힘(FC)이 작용하고, 유압 해제실(B)에서 클러치 피스톤(5)에 작용하는 힘은 밸런스 기구에 의한 힘(FR)과 리턴 스프링의 복원력(FSp)이 작용하게 된다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술의 다판 클러치는 유압 작용실(A)의 반경(R1)이 유압 해제실(B)의 반경(R2)보다 크기 때문에 클러치 해제시에는 원심 유압에 의한 힘(FC)이 밸런스 기구에 의한 힘(FR)보다 크게 되어 클러치 해제의 응답성이 떨어지게 되는 문제점이 있다.
물론, 상기와 같은 문제점 때문에 클러치 해제시의 응답성을 크게 하기 위해서 상기 리턴 스프링(6)의 복원력(FSp)을 크게 설정할 수는 있으나 이와 같이 하게 되면 클러치 작동시에 클러치 피스톤(5)에 작용하는 유압의 힘(FP)을 필요 이상으로 크게 설계해야 하므로 클러치 설계상의 상당한 어려움이 초래된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 클러치 해제시에 밸런스 피스톤측에서 클러치 피스톤에 작용하는 힘이 원심 유압의 힘보다 크게 설정함으로써 클러치 작동의 응답성이 향상되도록 하는 자동 변속기용 다판 클러치를 제공하는 데 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 자동 변속기용 다판 클러치는, 클러치 피스톤과 클러치 리테이너 사이에 유압 작용실이 구비되고, 상기 클러치 피스톤과 밸런스 피스톤 사이에 유압 해제실 및 리턴 스프링이 구비된 자동 변속기용 다판 클러치에 있어서, 상기 유압 작용실에서 상기 클러치 피스톤에 작용하는 면적보다 유압 해제실에서 상기 클러치 피스톤에 작용하는 면적이 더 커지도록 상기 유압 작용실의 반경보다 상기 밸런스 피스톤의 반경이 더 크게 설정된 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래 기술에 의한 자동 변속기용 다판 클러치가 도시된 단면 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 자동 변속기용 다판 클러치가 도시된 단면 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
51 : 샤프트 51a, 51b : 유압 통로
52 : 클러치 리테이너 53 : 클러치 디스크
54 : 클러치 플레이트 55 : 클러치 피스톤
56 : 리턴 스프링 57 : 클러치 허브
58 : 밸런스 피스톤
C : 유압 작용실 D : 유압 해제실
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 의한 자동 변속기용 다판 클러치가 도시된 구성도로서, 샤프트(51)의 둘레에 클러치 리테이너(52)가 결합되고, 상기 클러치 리테이너(52)와 클러치 허브(57) 사이에는 클러치 작동시 접속 이격되는 클러치 디스크(53) 및 클러치 플레이트(54)가 각각 설치되어 있다.
그리고, 상기 클러치 디스크(53)와 클러치 플레이트(54)를 단속하기 위해 상기 클러치 리테이너(52)의 내측에는 클러치 피스톤(55)이 구비되고, 이 클러치 피스톤(55)은 클러치 리테이너(52)와의 사이에는 유압으로 클러치를 단속할 수 있도록 유압 작용실(C)이 구비되어 있다.
그리고, 상기 유압 작용실(C)의 반대쪽에는 클러치 해제시에 상기 클러치 피스톤(55)에 해제력을 제공할 수 있도록 리턴 스프링(56) 및 밸런스 피스톤(58)이 설치되며, 특히 상기 밸런스 피스톤(58)과 클러치 피스톤(55) 사이에는 유압 해제실(D)이 형성된다.
여기서, 상기 유압 작용실(C)과 유압 해제실(D)은 샤프트(51)에 형성된 유압 통로(51a)(51b)를 통해 유압을 공급받게 된다.
특히, 본 발명에서 상기 밸런스 피스톤(58)의 반경(R4), 즉 유압 해제실(D)의 반경을 유압 작용실(C)의 반경(R3)보다 크게 설정된다. 이것은 상기 유압 작용실(C)에서 상기 클러치 피스톤(55)에 작용하는 면적보다 유압 해제실(D)에서 상기 클러치 피스톤(55)에 작용하는 면적이 더 커지도록 함으로써 클러치 해제 작동이 보다 신속하게 이루어지도록 하기 위한 것이다.
따라서, 상기 클러치 피스톤(55)은 상대적으로 작은 반경을 갖는 제1 내주면(55a)과, 상기 제1 내주면(55a)의 반경과 상기 유압 작용실(C)의 반경(R3)보다 큰 제2 내주면(55b)을 갖도록 형성되고, 상기 밸런스 피스톤(58)은 상기 클러치 피스톤(55)의 제2 내주면(55b)의 내측에 설치된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 자동 변속기용 다판 클러치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
클러치 작동시에는 샤프트(51)의 유압 통로(51a)를 통해 유압 작용실(C)에 유압이 제공되므로 클러치 피스톤(55)이 리턴 스프링(56)의 힘을 이기고 이동되어 클러치 디스크(53)와 클러치 플레이트(54)를 밀착시켜 샤프트(51), 클러치 리테이너(52)의 회전 동력을 클러치 허브(57)측에 전달하게 된다.
이때에는 상기 유압 작용실(C)에 유압이 제공되어 유압 해제실(D)의 밸런스 기구에 의한 힘(FR)과 리턴 스프링의 복원력에 의한 힘(FSp)보다 유압 작용실(C)의 유압에 의한 힘(FP)이 더 크게 작용하게 되므로 클러치 피스톤(55)은 유압 해제실(D)쪽으로 이동하게 된다.
반대로, 클러치 해제시에는 상기 유압 작용실(C)에 유압이 작용하지 않으므로 잔류 유압이 남게 되고, 이때, 유압 작용실(C)의 잔류 유량의 원심 유압에 의한 힘(FC)보다 유압 해제실(D)의 밸런스 기구에 의한 힘(FR)과 리턴 스프링의 복원력에 의한 힘(FSp)이 클러치 피스톤(55)에 더 크게 작용하게 된다. 따라서, 상기 클러치피스톤(55)은 유압 작용실(C)의 잔류 유압을 배출하면서 원위치로 복귀하게 되고, 클러치 플레이트(54)와 클러치 디스크(53)가 이격되면서 클러치 허브(57)로의 동력 전달은 차단된다.
따라서, 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명의 자동 변속기용 다판 클러치는 클러치 해제 작동시에 유압 해제실이 힘이 유압 작용실의 힘보다 커지도록 밸런스 피스톤의 반경이 설치되어 있기 때문에 클러치 해제 작동시에 클러치 피스톤이 신속하게 유압 작용실쪽으로 이동하게 되어 클러치 작동의 응답성이 향상되어 변속 성능이 좋아지는 이점을 제공하게 된다.
또한, 상기와 같이 밸런스 피스톤의 반경을 조정하게 되면 리턴 스프링의 탄성 강도를 필요 이상으로 증대시키지 않고도 유압 작용실의 잔류 유량에 의한 원심 유압을 제거할 수 있으므로 리턴 스프링의 설계 자유도가 높아지고, 더불어 유압 작용실에 제공되는 유압 제어 구간을 용이하게 확대할 수 있는 이점도 있다.

Claims (2)

  1. 클러치 피스톤과 클러치 리테이너 사이에 유압 작용실이 구비되고, 상기 클러치 피스톤과 밸런스 피스톤 사이에 유압 해제실 및 리턴 스프링이 구비된 자동 변속기용 다판 클러치에 있어서,
    상기 유압 작용실에서 상기 클러치 피스톤에 작용하는 면적보다 유압 해제실에서 상기 클러치 피스톤에 작용하는 면적이 더 커지도록 상기 유압 작용실의 반경보다 상기 밸런스 피스톤의 반경이 더 크게 설정된 것을 특징으로 하는 자동 변속기용 다판 클러치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 클러치 피스톤은 상대적으로 작은 반경을 갖는 제1 내주면과, 상기 제1 내주면의 반경과 상기 유압 작용실의 반경보다 큰 제2 내주면을 갖도록 형성되고;
    상기 밸런스 피스톤은 상기 클러치 피스톤의 제2 내주면의 내측에 설치된 것을 특징으로 하는 자동 변속기용 다판 클러치.
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