KR100680798B1

KR100680798B1 - 자동 변속기의 매뉴얼 밸브

Info

Publication number: KR100680798B1
Application number: KR1020050123552A
Authority: KR
Inventors: 이진희
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2005-12-15
Publication date: 2007-02-08
Also published as: KR20060069279A

Abstract

본 발명은 자동변속기의 매뉴얼 밸브에 관한 것으로 보다 상세하게는 매뉴얼 밸브의 일측에 홈(groove)을 형성하여, N (neutral) 레인지로의 변속시 변속기 오일이 홈을 통해 빠져나가도록 함으로써, 충격을 감소시키고 변속감을 향상시킨 자동변속기의 매뉴얼 밸브에 관한 것이다.

자동 변속기, 매뉴얼 밸브, 밸브 스풀

Description

자동 변속기의 매뉴얼 밸브{MANUAL VALVE OF AUTOMATIC TRANSMISSION}

도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 밸브 스풀을 도시한 사시도.

도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 언더 드라이브 랜드 어셈블리를 도시한 측단면도.

도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 리버스 랜드 어셈블리를 도시한 측단면도.

도4A는 본 발명의 일 실시예에 의한 매뉴얼 밸브를 개략적으로 도시한 단며도.

도4B는 본 발명의 일 실시예에 의한 매뉴얼 밸브를 개략적으로 도시한 단며도.

도5A는 본 발명의 일 실시예에 의한 매뉴얼 밸브를 개략적으로 도시한 단며도.

도5B는 본 발명의 일 실시예에 의한 매뉴얼 밸브를 개략적으로 도시한 단며도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 언더 드라이브 클러치 (U/D clutch) 20: 리버스 클러치 (reverse clutch)

30: 펌프 (pump) 100: 밸브 스풀

110: 언더 드라이브 랜드 어셈블리 111: 제1랜드

112: 제2랜드 113: 평면부

114: 관통홀 115: 홈

120: 리버스 랜드 어셈블리 121: 제3랜드

122: 제4랜드 123: 평면부

124: 관통홀 125: 홈

130: 커넥터 140: 중심축

200: 밸브 바디 (valve body) 210: 제1포트

220: 제2포트 230: 제3포트

240: 스풀 수용부

통상적인 자동 변속 차량에서 D 레인지에서 N 레인지로의 변속을 위해서는, 언더 드라이브 클러치(U/D CLUTCH) 압력이 해제되어야 하며, R 레인지에서 N 레인지로의 변속을 위해서는 리버스 클러치의 압력이 해제되어야 한다. 상기 언더 드라이브 클러치의 압력 해제 및 상기 리버스 클러치의 압력 해제는 일반적으로 오리피스(ORIFICE) 및 매뉴얼 밸브(MANUAL VALVE)를 사용하여 이루어진다.

그런데, 상기 언더 드라이브 클러치 또는 리버스 클러치로 인가되던 유압이 갑자기 해제되면, 쇼크가 발생하여 변속감이 나빠진다는 문제가 있다.

이를 해결하고자 종래의 자동 변속 차량에서는, D 레인지에서 N 레인지로 또는 R 레인지에서 N 레인지로의 변속시 변속감을 향상시키기 위해 오리피스 사이즈(ORIFICE SIZE)를 튜닝하는 방법이 사용되었다.

그런데, 유압이 급격히 해제되는 것을 방지하기 위해, 오리피스 사이즈(ORIFICE SIZE)를 줄이게 되면, 유압 인가시 언더 드라이브 클러치로의 오일 유입 속도가 느려진다는 문제가 있다.

또한, 오리피스의 사이즈를 줄일경우 온도에 따른 점도 변화의 영향을 크게 받아, 저온시 및 고온시 변속감이 상이하게 나타난다는 문제가 있다.

본 발명의 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 자동 변속 차량의 D 레인지 또는 R 레인지에서 N 레인지로의 변속시 쇼크 발생을 억제하고, 변속감을 향상시키는 자동 변속기의 매뉴얼 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 자동변속기 매뉴얼 밸브는, 밸브 바디와 상기 밸브 바디 내부에 슬라이딩 가능하게 장착되는 밸브 스풀을 포함하는 매뉴얼 밸브에 있어서, 상기 밸브 바디는, 상기 밸브 스풀을 수용하기 위한 스풀 수용부; 상기 스풀 수용부를 언더 드라이브 클러치에 연결하는 제1포트; 상기 스풀 수용부를 리버스 클러치에 연결하는 제2포트; 및 상기 스풀 수용부를 펌프에 연결하는 제3포트를 포함하며, 상기 밸브 스풀은, 상기 제1 포트를 선택적으로 개폐하는 언더 드라이브 랜드 어셈블리; 및 상기 제2포트를 선택적으로 개폐하는 리버스 랜드 어셈블리를 포함하되, 상기 언더 드라이브 랜드 어셈블리 또는 리버스 랜드 어셈블리 중 적어도 어느 하나의 외주면에는 유압 해제시 오일이 통과할 수 있도록, 슬라이딩 방향을 따라 홈이 형성된다.

상기 언더 드라이브 랜드 어셈블리는 양단에서 돌출 형성되는 제1랜드 및 제2랜드; 상기 제1랜드 및 제2랜드의 사이에 형성되는 평면부; 및 슬라이딩 방향을 따라 외주면에 형성된 홈을 포함할 수 있으며, 상기 스풀 수용부는, 상기 제1포트에서 직경이 더 크게 형성되되, D레인지에서 N레인지로의 변속시, 상기 제1랜드와 상기 제2랜드 사이에 상기 제1포트가 위치하여, 오일이 상기 제1포트로부터 상기 홈(groove)를 통해 상기 밸브 스풀 외부로 빠져나갈 수 있다.

상기 평면부에는 관통홀이 형성될 수 있다.

언더 드라이브 랜드 어셈블리는 양단에서 돌출 형성되는 제3랜드 및 제4랜드; 상기 제3랜드 및 제4랜드의 사이에 형성되는 평면부를 더 포함하며, 상기 스풀 수용부는, 상기 제2포트에서 더 큰 직경을 갖도록 형성되되, R레인지에서 N레인지로의 변속시, 상기 제3랜드와 상기 제4랜드 사이에 상기 제2포트가 위치하여, 오일이 상기 제2포트로부터 상기 홈을 통해 상기 밸브 스풀 외부로 빠져나갈 수 있다.

상기 평면부에는 관통홀이 형성될 수 있다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 매뉴얼 밸브는 밸브 보디(200)와 밸브 스풀(100)을 포함하여 구성된다.

이하, 도1 내지 도3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 밸브 스풀(100)의 구성을 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 밸브 스풀(100)은 중심축(140)과 상기 중심축의 일단에 형성되는 언더 드라이브 랜드 어셈블리(110)와, 타단에 형성되어 변속 레버와 연결되는 커넥터(130)와, 상기 언더 드라이브 랜드 어셈블리(110) 및 상기 커넥터(130)의 사이에 위치하는 리버스 랜드 어셈블리(120)를 포함한다.

상기 언더 드라이브 랜드 어셈블리(110)는 수평방향 양단에서 원통형상으로 돌출된 제1랜드(111)와 제2랜드(112), 상기 제1랜드(111) 및 제2랜드(112)의 사이에 형성되는 상,하 한쌍의 평면부(113), 상기 평면부(113)의 중앙을 관통하는 관통홀(114), 및 외주면에 수평 방향으로 형성된 홈(groove, 115)을 포함한다.

상기 언더 드라이브 랜드 어셈블리(110)는 전체적으로 원통형상을 하고 있으며, 원통의 외주면 상부와 하부의 일부가 평평하게 깍여 한쌍의 평면부(113)를 형성하고, 상기 평면부(113)가 형성되지 않고 원통 형상을 그대로 유지하고 있는 나머지 부분은 상대적으로 돌출되어 제1랜드(111)와 제2랜드(112)를 형성하게 된다.

상기 평면부(113)의 중앙에는 관통홀(114)이 형성된다.

상기 홈(115)은 상기 언더 드라이브 랜드 어셈블리(110)의 외주면에 형성된다. 상기 홈의 일단은 상기 제1랜드(111)에 의해 차단되며, 타단은 제2랜드(112)의 바깥쪽을 향해 오픈되도록 형성된다.

상기 리버스 랜드 어셈블리(110)는 수평방향 양단에서 원통형상으로 돌출된 제3랜드(121)와 제4랜드(122), 상기 제3랜드(121) 및 제4랜드(122)의 사이에 형성 되는 상,하 한쌍의 평면부(123), 상기 평면부(123)의 중앙을 관통하는 관통홀(124), 및 외주면에 수평 방향으로 형성된 홈(groove, 125)을 포함한다.

상기 리버스 랜드 어셈블리(120)는 전체적으로 원통형상을 하고 있으며, 원통의 외주면 상부와 하부의 일부가 평평하게 깍여 한쌍의 평면부(123)를 형성하고, 상기 평면부(123)가 형성되지 않고 원통 형상을 유지하고 있는 나머지 부분은 상대적으로 돌출되어 제3랜드(121)와 제4랜드(122)를 형성하게 된다.

상기 평면부(123)의 중앙에는 관통홀(124)이 형성된다.

상기 홈(125)은 상기 리버스 랜드 어셈블리(120) 외주면에 형성된다. 상기 홈(125)의 일단은 상기 제3랜드(121)에 의해 차단되며, 타단은 제4랜드(122)의 바깥쪽을 향해 오픈되도록 형성된다.

상기 커넥터(130)는 도시되지 않은 쉬프트 레버가 이동하면 상기 밸브 스풀(100)이 이동할 수 있도록, 상기 쉬프트 레버와 연결된다.

이하 도4A 내지 도5B를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 밸브 바디(200)의 구성을 설명한다.

본 실시예에 의한 밸브 바디는 상기 밸브 스풀(100)이 슬라이딩 가능하도록 형성된 스풀 수용부(240), 상기 언더 드라이브 클러치(10)와 연결되는 제1포트(210), 리버스 클러치(20)와 연결되는 제2포트(220), 및 펌프(30)와 연결되는 제3포트(230)를 포함한다.

상기 밸브 보디(200)의 내부에는 상기 밸브 스풀(100)이 슬라이딩 가능하도록 스풀 수용부(240)가 형성된다.

상기 스풀 수용부(240)는 실린더 형상을 갖고 있으며, 상기 제1랜드(111) 내지 제4랜드(122)의 외경과 동일한 내경을 갖되, 상기 제1포트(210) 및 제2포트(220)가 형성되는 부분에서는 보다 큰 직경을 갖는다.

따라서, 상기 스풀 수용부(240)의 내주면과 상기 제1랜드(111) 내지 제4랜드(122)의 외주면 사이로는, 일부 큰 직경을 갖는 부분을 제외하고는, 원칙적으로 오일(ATF)이 흐르지 않는다.

도2는 밸브 보디(200) 내부에 수용된 언더 드라이브 랜드 어셈블리(110)의 단면을 개략적으로 도시하고 있다.

상기 언더 드라이브 랜드 어셈블리(110)는 직경 d2 를 갖도록 원통 형상으로 형성되며, 외주면에 홈(115)이 형성되어 있다. 점선으로 도시된 도면부호 140은 중심축을 지칭하는데, 상기 중심축의 직경 d1은 상기 언더 드라이브 랜드 어셈블리의 직경 d2에 비해 작게 형성된다.

밸브 보디(200)의 스풀 수용부 내주면의 직경은 언더 드라이브 랜드 어셈블리의 직경과 거의 동일한 d2이며, 제1포트가 형성되는 지점에서는 d3의 직경을 갖는다.

도3은 밸브 보디(200) 내부에 수용된 리버스 랜드 어셈블리(120)의 단면을 개략적으로 도시하고 있다.

상기 리버스 랜드 어셈블리(120)는 직경 d2 를 갖도록 원통 형상으로 형성되며, 외주면에 홈(125)이 형성되어 있다. 점선으로 도시된 도면부호 140은 중심축을 지칭하는데, 상기 중심축의 직경 d1은 상기 리버스 랜드 어셈블리(120)의 직경 d2 에 비해 작게 형성된다.

밸브 보디(200)의 스풀 수용부 내주면의 직경은 리버스 랜드 어셈블리(120)의 직경과 동일한 d2이며, 제1포트가 형성되는 지점에서는 d3의 직경을 갖는다.

이하 도4A 내지 도4B를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 매뉴얼 밸브가 D레인지와 N레인지 사이에서 작동하는 과정을 설명한다.

도4A는 제3포트(230)를 통해 스풀 수용부(240)로 유입된 오일이 제1포트(210)를 통해 언더 드라이브 클러치(10)로 유입되는 과정을 도시하고 있다.

운전자가 변속 레버를 D 레인지로 이동시키면, 상기 밸브 스풀(100)은 상기 제1랜드(111)가 상기 제1포트의 외곽(도4A의 좌측)에 위치하도록 이동한다. 그러면, 상기 제3포트(230)와 제1포트(210)가 연통되어, 펌프(30)의 작동에 의해 인가되는 유압이 언더 드라이브 클러치(10)에 인가된다. 이 때, 스풀 수용부(240) 내부에서는, 제1랜드(111)와 제3랜드(121)의 사이의 공간에만 오일이 위치할 뿐, 상기 제1랜드(111) 및 제3랜드(121) 외측으로는 오일이 흐르지 못하게 된다.

도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 상기 제1랜드(111) 및 제3랜드(121)는 스풀 수용부의 외경과 동일한 내경 d2을 가지므로, 제1랜드(111)의 좌측 또는 상기 제3랜드(121)의 우측으로의 오일 흐름은 차단되는 것이다.

이러한 상태에서 운전자가 변속 레버를 D레인지에서 N레인지로 이동시키면, 상기 밸브 스풀(100)은 도4B에 도시된 바와 같이 우측으로 이동하여, 상기 제1포트(210)가 상기 제1랜드(111)와 상기 제2랜드(112)의 사이에 위치하게 된다.

이 때, 상기 제1포트와 연결되는 부분에서의 스풀 수용부의 직경 d3는 상기 언더 드라이크 랜드 어셈블리의 직경 d2 보다 크므로, 상기 홈(115)으로 오일이 유입되게 된다. 그리고 상기 홈(115)으로 유입된 오일은 상기 홈의 개구부를 통해 상기 제2랜드(112) 외측으로 흘러 나가게 된다.

이 때, 제1포트(210)를 통해 언더 드라이브 클러치(10)로부터 흘러나온 오일은 상기 평면부(113)로도 유입된다. 상기 평면부(113)로 유입된 오일은 제1랜드(111) 및 제2랜드(112)에 의해 막혀 외부로 흘러나가지 못하게 되며, 관통홀(114)을 통해 반대쪽 평면부로 흘러들어가게 되어, 양쪽 평면부(113) 사이에서의 유압이 균형을 이룰수 있게 된다.

이러한 과정을 통해 D레인지와 N레인지 사이에서 매뉴얼 밸브가 작동하게 되면, 언더 드라이브 클러치(10)로 오일이 유입될 때는 빠른 속도로 유입이 가능하지만, 언더 드라이브 클러치(10)로부터 오일이 빠져 나올 때는 천천히 느린 속도로 빠져 나오게 되어, 쇼크가 없어 지고 변속감이 향상된다.

이하 도5A 내지 도5B를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 매뉴얼 밸브가 R레인지와 N레인지 사이에서 작동하는 과정을 설명한다.

도5A는 제3포트(230)를 통해 스풀 수용부(240)로 유입된 오일이 제2포트(220)를 통해 리버스 클러치(20)로 유입되는 과정을 도시하고 있다.

운전자가 변속 레버를 R 레인지로 이동시키면, 상기 밸브 스풀(100)은 상기 제3랜드(121)가 상기 제2포트(220)의 외곽(도5A의 우측)에 위치하도록 이동한다. 그러면, 상기 제3포트(230)와 제2포트(220)가 연통되어, 펌프(30)의 작동에 의해 인가되는 유압이 리버스 클러치(20)에 인가된다. 이 때, 스풀 수용부(240) 내부에 서는, 제1랜드(111)와 제3랜드(121)의 사이의 공간에만 오일이 위치할 뿐, 상기 제1랜드(111) 및 제3랜드(121) 외측으로는 오일이 흐르지 못하게 된다.

이러한 상태에서 운전자가 변속 레버를 R레인지에서 N레인지로 이동시키면, 상기 밸브 스풀(100)은 도5B에 도시된 바와 같이 좌측으로 이동하여, 상기 제2포트(220)가 상기 제3랜드(121)와 상기 제4랜드(122)의 사이에 위치하게 된다.

이 때, 상기 제2포트(220)와 연결되는 부분에서의 스풀 수용부의 직경 d3는 상기 리버스 랜드 어셈블리의 직경 d2 보다 크므로, 상기 홈(125)으로 오일이 유입되게 된다. 그리고 상기 홈(125)으로 유입된 오일은 상기 홈의 개구부를 통해 상기 제4랜드(122) 외측으로 흘러 나가게 된다.

이 때, 제1포트(210)를 통해 리버스 클러치(20)로부터 흘러나온 오일은 상기 평면부(123)로도 유입된다. 상기 평면부(123)로 유입된 오일은 제3랜드(121) 및 제4랜드(122)에 의해 막혀 외부로 흘러나가지 못하게 되며, 관통홀(124)을 통해 반대쪽 평면부로 흘러들어가게 되어, 양쪽 평면부(123) 사이에서의 유압이 균형을 이룰수 있게 된다.

이러한 과정을 통해 R레인지와 N레인지 사이에서 매뉴얼 밸브가 작동하게 되면, 리버스 클러치(20)로 오일이 유입될 때는 빠른 속도로 유입이 가능하지만, 리버스 클러치(20)로부터 오일이 빠져 나올 때는 천천히 느린 속도로 빠져 나오게 되 어, 쇼크가 없어 지고 변속감이 향상된다.

따라서, 상기 홈의 크기를 조절하면, 적절한 변속감을 얻을 수 있다.

본 발명에 의하면, D 레인지 또는 R 레인지에서 N 레인지로의 변속시 유압이 급격히 빠져나가는 것을 방지하여, 쇼크를 줄일 수 있게 되며, 변속감이 향상된다.

Claims

밸브 바디와 상기 밸브 바디 내부에 슬라이딩 가능하게 장착되는 밸브 스풀을 포함하는 매뉴얼 밸브에 있어서,

상기 밸브 바디는,

상기 밸브 스풀을 수용하기 위한 스풀 수용부;

상기 스풀 수용부를 언더 드라이브 클러치에 연결하는 제1포트;

상기 스풀 수용부를 리버스 클러치에 연결하는 제2포트; 및

상기 스풀 수용부를 펌프에 연결하는 제3포트;

를 포함하며,

상기 밸브 스풀은,

상기 제1포트를 선택적으로 개폐하는 언더 드라이브 랜드 어셈블리; 및

상기 제2포트를 선택적으로 개폐하는 리버스 랜드 어셈블리;

를 포함하되,

상기 언더 드라이브 랜드 어셈블리 또는 리버스 랜드 어셈블리 중 적어도 어느 하나의 외주면에는 유압 해제시 오일이 통과할 수 있도록, 슬라이딩 방향을 따라 홈이 형성되는 자동변속기용 매뉴얼 밸브.
제1항에 있어서,

상기 언더 드라이브 랜드 어셈블리는

양단에서 돌출 형성되는 제1랜드 및 제2랜드;

상기 제1랜드 및 제2랜드의 사이에 형성되는 평면부; 및

슬라이딩 방향을 따라 외주면에 형성된 홈을 포함하며,

상기 스풀 수용부는,

상기 제1포트에서 직경이 더 크게 형성되되,

D레인지에서 N레인지로의 변속시,

상기 제1랜드와 상기 제2랜드 사이에 상기 제1포트가 위치하여,

오일이 상기 제1포트로부터 상기 홈(groove)를 통해 상기 밸브 스풀 외부로 빠져나가는 자동변속기용 매뉴얼 밸브.
제2항에 있어서,

상기 평면부에는 관통홀이 형성되는 자동변속기용 매뉴얼 밸브.
제1항에 있어서,

리버스 랜드 어셈블리는

양단에서 돌출 형성되는 제3랜드 및 제4랜드;

상기 제3랜드 및 제4랜드의 사이에 형성되는 평면부;

를 더 포함하며,

상기 스풀 수용부는,

상기 제2포트에서 더 큰 직경을 갖도록 형성되되,

R레인지에서 N레인지로의 변속시,

상기 제3랜드와 상기 제4랜드 사이에 상기 제2포트가 위치하여,

오일이 상기 제2포트로부터 상기 홈을 통해 상기 밸브 스풀 외부로 빠져나가는 자동변속기용 매뉴얼 밸브.
제4항에 있어서,

상기 평면부에는 관통홀이 형성되는 자동변속기용 매뉴얼 밸브.