KR101155648B1

KR101155648B1 - Friction element

Info

Publication number: KR101155648B1
Application number: KR1020100017730A
Authority: KR
Inventors: 박동훈
Original assignee: 씨스톤 테크놀로지스(주)
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2012-06-13
Also published as: KR20110098226A

Abstract

본 발명은 마찰 디스크의 수를 감속시켜 마찰요소의 비작동시 발생되는 드래그 토크를 저감시킬 수 있고 보다 적은 작동 유압으로도 충분한 가압력을 얻을 수 있어 변속기의 효율을 향상시킬 수 있는 마찰요소에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 마찰요소는 케이스; 상기 케이스에 착탈 가능하게 설치되어 그 내부에 마찰요소 공간을 형성하는 마찰요소 블록; 상기 마찰요소 블록 내에 설치되어 있으며, 상기 마찰요소 블록과의 사이에 피스톤 챔버를 형성하여 상기 피스톤 챔버에 유입되는 작동 유압에 의하여 축방향으로 이동하는 피스톤; 상기 피스톤으로부터 작동 유압에 해당하는 힘을 받아 가압력으로 변환하고, 상기 피스톤에 상기 작동 유압에 대항하는 탄성력을 항시 제공하는 리턴 스프링; 상기 케이스에 스플라인 결합하는 복수개의 가압 플레이트들; 상기 가압 플레이트와 교대로 배치되어 있으며 작동 플레이트에 스플라인 결합하는 복수개의 마찰 디스크들; 그리고 상기 작동 유압에 해당하는 힘이 변환된 가압력을 상기 가압 플레이트들과 상기 마찰 디스크들에 전달하여 이들을 축방향으로 가압하는 푸쉬 링;을 포함하되, 상기 푸쉬 링은 그 전단부가 상기 리턴 스프링에 장착되어 있으며, 그 후단부가 상기 가압 플레이트들 중 상기 리턴 스프링과 가장 가까운 가압 플레이트의 내주면에 압입되어 있을 수 있다.The present invention relates to a friction element that can reduce the drag torque generated when the friction element is inactive by reducing the number of friction disks and obtain sufficient pressing force even with less operating hydraulic pressure, thereby improving the efficiency of the transmission. .
Friction element according to an embodiment of the present invention is a case; A friction element block detachably installed in the case to form a friction element space therein; A piston installed in the friction element block, the piston moving between the friction element block and the axial direction by operating hydraulic pressure flowing into the piston chamber; A return spring which receives a force corresponding to the working hydraulic pressure from the piston and converts it into a pressing force and provides the piston with an elastic force against the working hydraulic pressure at all times; A plurality of pressure plates splined to the case; A plurality of friction disks disposed alternately with the pressure plate and splined to an actuation plate; And a push ring configured to transmit a pressing force converted from a force corresponding to the working hydraulic pressure to the pressing plates and the friction disks to press them in the axial direction, wherein the push ring has its front end mounted on the return spring. The rear end may be pressed into the inner circumferential surface of the pressure plate closest to the return spring of the pressure plates.

Description

Friction element {FRICTION ELEMENT}

본 발명은 마찰요소에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마찰 디스크의 수를 감소시켜 마찰요소의 비작동시 발생되는 드래그 토크를 저감시킬 수 있고 보다 적은 작동 유압으로도 충분한 가압력을 얻을 수 있어 변속기의 효율을 향상시킬 수 있는 마찰요소에 관한 것이다.The present invention relates to a friction element, and more particularly, to reduce the drag torque generated when the friction element is inactive by reducing the number of friction disks, and to obtain sufficient pressing force even with less operating hydraulic pressure, thereby increasing the efficiency of the transmission. It relates to a friction element that can improve the.

주지하는 바와 같이 자동변속기는 차량의 주행상태에 따라 적절한 변속단으로 자동으로 변속하여 주는 장치이다. 이러한 자동 변속을 구현하기 위하여 자동변속기 내에는, 선기어(sun gear), 링기어(ring gear), 그리고 유성 캐리어(planet carrier)를 그 작동 부재(operating member)들로 포함하는 유성기어세트(planetary gear set)를 적어도 하나 이상 포함하고, 이러한 작동 부재들의 동작을 제어하기 위하여 클러치(clutch)와 브레이크(brake)와 같은 마찰요소(friction element)가 복수개 구비된다.As is well known, an automatic transmission is a device that automatically shifts to an appropriate shift stage according to a driving state of a vehicle. In order to implement such automatic transmission, the automatic transmission includes a planetary gear set including sun gear, ring gear, and planet carrier as its operating members. and at least one set, and a plurality of friction elements, such as a clutch and a brake, are provided to control the operation of such operating members.

그리고, 자동변속기에는, 이러한 마찰요소를 유압적으로 제어하기 위하여 유압 제어 시스템(hydraulic control system)이 구비된다. 따라서, 각 변속단에 따라 정해진 클러치와 브레이크들이 유압 제어 시스템에 의하여 결합 또는 해제되도록 제어됨으로써 각 변속단이 구현되게 된다.The automatic transmission is provided with a hydraulic control system for hydraulically controlling such friction elements. Accordingly, the clutches and the brakes determined according to the shift stages are controlled to be engaged or released by the hydraulic control system, thereby implementing each shift stage.

마찰요소 중 클러치는 상기 유성기어세트의 작동 부재에 엔진의 동력을 전달하거나, 작동 부재들 사이의 동력전달을 매개하는 역할을 한다. Among the friction elements, the clutch serves to transfer power of the engine to the actuating member of the planetary gear set or to mediate power transmission between the actuating members.

또한, 마찰요소 중 브레이크는 회전하고 있는 상기 유성기어세트의 작동 부재를 정지시키거나 회전을 못하도록 변속기 케이스에 고정시키는 역할을 한다.In addition, the brake of the friction element serves to stop or prevent the rotation of the operating member of the planetary gear set that is rotating to the transmission case to prevent rotation.

이러한 클러치와 브레이크는 자동변속기뿐만 아니라 일반 기계에서도 동력의 선택적 전달 또는 입력 속도와 다른 출력 속도를 얻기 위하여 사용된다. 또한, 상기 클러치와 브레이크는 유압뿐만 아니라 공압(pneumatic)으로 작동될 수도 있다.These clutches and brakes are used to obtain selective transmission of power or output speeds different from the input speeds in normal machines as well as automatic transmissions. In addition, the clutch and brake may be operated pneumatic as well as hydraulically.

이러한 클러치와 브레이크는 회전하는 부재를 다른 회전 부재 또는 고정 부재에 전달하는 점에서는 차이가 있으나 마찰력에 의하여 두 부재를 연결시키는 점에서는 유사하며, 이에 따라 그 구조도 상당히 유사하다. 따라서, 설명의 편의상 본 명세서에서는 브레이크만을 기준으로 설명하기로 한다. These clutches and brakes are different in terms of transmitting the rotating member to another rotating member or the fixing member, but are similar in that the two members are connected by the frictional force, and thus the structure is also very similar. Therefore, for convenience of description, the description will be made based only on the brake.

또한, 자동변속기에 사용되는 브레이크는 여러 형태가 있을 수 있으나, 여기에서는 본 발명과 관련된 종래 기술의 문제점을 도출할 수 있는 하나의 예만을 설명하기로 한다. In addition, the brakes used in the automatic transmission may have various forms, but only one example that may lead to problems of the related art related to the present invention will be described.

통상적인 자동변속기는 유압에 의하여 작동하는 복수개의 마찰요소(클러치 및 브레이크)를 포함한다. A typical automatic transmission includes a plurality of friction elements (clutch and brake) operated by hydraulic pressure.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 브레이크(1)는 케이스(2)(통상적으로, 브레이크에서는 변속기 하우징이 케이스로 사용된다.)에 장착된다. 이러한 브레이크(1)를 케이스(2)에 장착하기 위하여 브레이크 블록(8)을 상기 케이스(2)의 단차부(4)에 축방향으로 삽입하고, 스냅링(6)을 상기 케이스(2)에 체결하여 브레이크 블록(8)이 케이스(2)로부터 이탈되는 것을 방지한다. As shown in Fig. 1, a conventional brake 1 is mounted on a case 2 (typically, a transmission housing is used as the case in the brake). In order to mount the brake 1 to the case 2, the brake block 8 is axially inserted into the stepped portion 4 of the case 2, and the snap ring 6 is fastened to the case 2. This prevents the brake block 8 from being separated from the case 2.

상기 브레이크 블록(8)은 그 내부에 마찰요소 공간이 형성되어 있으며, 축방향으로 형성된 블록 내경부(10)와, 이 블록 내경부(10)에 반경 외측으로 연결되어 있는 블록 연결부(12)와, 상기 블록 연결부(12)에 연결되어 있으며 상기 블록 내경부(10)와 동일한 방향으로 연장된 블록 외경부(14)를 포함한다. 또한, 상기 브레이크 블록(8) 내에는 오일 통로(18)와 연결된 오일 포켓(16)이 형성되어 있다. The brake block 8 has a friction element space formed therein, a block inner diameter portion 10 formed in the axial direction, and a block connecting portion 12 connected radially outwardly to the block inner diameter portion 10; And a block outer diameter portion 14 connected to the block connecting portion 12 and extending in the same direction as the block inner diameter portion 10. In addition, an oil pocket 16 connected to the oil passage 18 is formed in the brake block 8.

상기 브레이크 블록(8) 내의 마찰요소 공간에는 피스톤(22)이 장착되어 있다. 상기 피스톤(22)의 전면은 상기 브레이크 블록(8)과의 사이에 피스톤 챔버(20)를 형성한다. 이러한 피스톤 챔버(20)는 상기 오일 포켓(16)에 연결되어 작동 유압을 공급받는다. 상기 피스톤(22)은 상기 피스톤 챔버(20)에 유입되는 작동 유압에 의하여 축방향으로 움직일 수 있도록 되어 있으며, 상기 블록 내경부(10)에 밀착되는 피스톤 내경부(24)와, 상기 피스톤 내경부(24)로부터 반경 외측으로 연장되어 있는 피스톤 중간부(26)와, 상기 블록 외경부(14)와 밀착되는 피스톤 외경부(28)를 포함한다. 상기 피스톤(22)의 피스톤 챔버(20)의 반대면에는 피스톤 가압부(30)가 축방향으로 길게 형성되어 있다. 또한, 상기 피스톤 내경부(24)와 블록 내경부(10) 사이에는 씰링부재(46)가 장착되고, 상기 피스톤 외경부(28)와 블록 외경부(14) 사이에는 씰링부재(48)가 장착되어 피스톤 챔버(20) 내의 작동 유압이 누유되지 않도록 한다. The piston 22 is mounted in the friction element space in the brake block 8. The front face of the piston 22 forms a piston chamber 20 between the brake block 8. The piston chamber 20 is connected to the oil pocket 16 is supplied with a working hydraulic pressure. The piston 22 is movable in the axial direction by the operating hydraulic pressure flowing into the piston chamber 20, the piston inner diameter 24 in close contact with the block inner diameter portion 10 and the piston inner diameter portion And a piston intermediate portion 26 extending radially outward from (24) and a piston outer diameter portion 28 in close contact with the block outer diameter portion 14. On the opposite side of the piston chamber 20 of the piston 22, the piston pressing portion 30 is formed long in the axial direction. In addition, a sealing member 46 is mounted between the piston inner diameter portion 24 and the block inner diameter portion 10, and a sealing member 48 is mounted between the piston outer diameter portion 28 and the block outer diameter portion 14. This prevents the hydraulic oil in the piston chamber 20 from leaking.

리턴 스프링(40)은 상기 피스톤(22)을 기준으로 피스톤 챔버(20)의 반대쪽에 배치되어 상기 작동 유압에 대항하는 탄성력을 상기 피스톤(22)에 항시 제공한다. 이러한 리턴 스프링(40)은 스프링 지지 수단(42)에 의하여 지지되며, 이 스프링 지지 수단(42)은 블록 내경부(10)에 장착된 스냅링(44)에 의하여 축방향으로 지지된다. A return spring 40 is disposed on the opposite side of the piston chamber 20 relative to the piston 22 to provide the piston 22 with an elastic force against the working hydraulic pressure at all times. This return spring 40 is supported by a spring support means 42, which is axially supported by a snap ring 44 mounted to the block inner diameter 10.

한편, 상기 케이스(2)에는 복수개의 가압 플레이트들(32)이 스플라인 결합되어 있고, 허브(36)에는 상기 복수개의 가압 플레이트들(32)과 교대로 배치된 복수개의 마찰 디스크들(34)이 스플라인 결합되어 있다. 또한, 상기 가압 플레이트들(32)의 후단부에 있는 케이스(2)에는 상기 가압 플레이트들(32)이 가압될 수 있도록 축방향으로 지지하는 가압 플레이트 지지수단(38)이 장착되어 있다. 이러한 가압 플레이트 지지수단(38)에는 스냅링 등이 사용될 수 있다.Meanwhile, a plurality of pressure plates 32 are splined to the case 2, and the hub 36 has a plurality of friction disks 34 alternately disposed with the plurality of pressure plates 32. Spline is bonded. In addition, the case 2 at the rear end of the pressing plates 32 is equipped with a pressing plate support means 38 for supporting the pressing plates 32 in the axial direction so that the pressing plates 32 can be pressed. A snap ring or the like may be used for the pressing plate support means 38.

한편, 앞에서 설명한 바 있는, 피스톤 가압부(30)는 상기 가압 플레이트(32)의 근처까지 축방향으로 연장되어 있다. 따라서, 피스톤 챔버(20)에 작동 유압이 공급되면, 상기 피스톤(22)은 도면에서 우측으로 움직이며 상기 피스톤 가압부(30)는 상기 가압 플레이트(32)를 작동 유압에 해당하는 힘(Fpis)(즉, 피스톤의 면적에 작동 유압을 곱한 값)으로 밀어 가압 플레이트(32)와 마찰 디스크(34) 사이에 마찰이 발생하도록 한다. 이에 따라, 상기 가압 플레이트(32)와 마찰 디스크(34)는 그들 사이의 마찰력에 의하여 계합한다. 이 경우, 허브(36)는 상기 케이스(2)와 연결됨으로써 정지하게 된다. On the other hand, as described above, the piston pressing portion 30 extends in the axial direction to the vicinity of the pressing plate 32. Therefore, when the hydraulic pressure is supplied to the piston chamber 20, the piston 22 is moved to the right in the drawing and the piston pressurization portion 30 is the force (Ppis) corresponding to the hydraulic pressure of the pressure plate 32 (Ie, the area of the piston multiplied by the working hydraulic pressure) to cause friction between the pressure plate 32 and the friction disk 34. Thus, the pressing plate 32 and the friction disk 34 are engaged by the friction force therebetween. In this case, the hub 36 is stopped by being connected to the case 2.

만일 피스톤 챔버(20)에 작동 유압이 공급되지 않으면, 피스톤(22)은 리턴 스프링(40)의 탄성력에 의하여 도면에서 좌측으로 이동하게 되고, 이에 따라 서로 계합된 가압 플레이트(32)와 마찰 디스크(34)는 그 계합 상태로부터 해제된다.If the hydraulic pressure is not supplied to the piston chamber 20, the piston 22 is moved to the left in the drawing by the elastic force of the return spring 40, and thus the pressure plate 32 and the friction disk (engaged with each other) are engaged. 34 is released from the engaged state.

그런데, 브레이크의 비계합시에는 마찰 디스크들(34)은 유성기어세트의 어느 작동부재와 연결된 허브(36)에 의하여 임의의 속도로 회전하고 가압 플레이트들(32)은 케이스(2)에 연결되어 정지되어 있다. 이 때, 냉각을 위해서 공급되는 오일은 브레이크의 비계합시에도 계속 공급되므로, 오일의 점성에 의해 상대 회전운동을 하는 마찰 디스크들(34)과 가압 플레이트들(32) 사이에 회전 저항, 즉 드래그 토크(drag torque)가 발생하게 된다. 이러한 드래그 토크는 자동변속기의 총 동력손실의 최대 40%까지 차지하며 자동변속기 효율을 저감시키는 주요 원인이 되고 있다. However, during non-engagement of the brake, the friction disks 34 are rotated at an arbitrary speed by the hub 36 connected to any of the operating members of the planetary gear set, and the pressure plates 32 are connected to the case 2 to stop. It is. At this time, since the oil supplied for cooling continues to be supplied even when the brakes are not engaged, the rotational resistance, that is, the drag torque, between the friction disks 34 and the pressure plates 32 which make relative rotational movements due to the viscosity of the oil. (drag torque) will occur. The drag torque accounts for up to 40% of the total power loss of the automatic transmission and is a major cause of reducing the automatic transmission efficiency.

드래그 토크를 감소시키기 위해서는 사용되는 마찰 디스크의 수를 감소시키는 것이 가장 바람직한 방법이나, 이 경우 필요한 브레이크의 토크 용량을 확보하지 못하는 문제가 있었다. In order to reduce the drag torque, it is most desirable to reduce the number of friction disks used, but in this case, there is a problem in that it is impossible to secure the required torque capacity of the brake.

마찰 디스크의 수를 감소시키지 않고 필요한 브레이크의 토크 용량을 확보하기 위해서는 작동 유압의 크기를 크게 하거나 작동 유압이 작용하는 피스톤의 유효 면적을 증가시키는 방법이 있다. In order to secure the required torque capacity of the brake without reducing the number of friction disks, there is a method of increasing the size of the hydraulic pressure or increasing the effective area of the piston on which the hydraulic pressure acts.

그러나, 작동 유압의 크기를 크게 하려면 용량이 큰 오일 펌프를 사용하여야 하며 이 경우 자동변속기의 효율이 떨어지는 문제점이 있었다. 이와는 달리, 피스톤의 유효 면적을 증가시키는 것은 설치 공간에 따른 한계 때문에 개발하기가 힘든 문제점이 있었다.
However, in order to increase the size of the working hydraulic pressure, an oil pump having a large capacity must be used, and in this case, there is a problem in that the efficiency of the automatic transmission falls. On the contrary, increasing the effective area of the piston has a problem that is difficult to develop due to the limitation of the installation space.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 기존의 마찰요소와 동일한 작동 유압으로 큰 가압력을 생성하여 마찰 디스크의 수를 감소시키면서도 충분한 토크 용량을 확보할 수 있고, 이로 인해 드래그 토크를 줄일 수 있는 마찰요소를 제공하는 것이다. Accordingly, the present invention was created to solve the above problems, and an object of the present invention is to generate a large pressing force with the same operating hydraulic pressure as the existing friction element, thereby reducing the number of friction disks and ensuring sufficient torque capacity. It is possible to provide a friction element that can reduce drag torque.

또한, 가압 플레이트와 마찰 디스크에 균일하게 가압력을 전달하여 구성 부품의 내구성을 확보할 수 있는 마찰요소를 제공하는데 다른 목적이 있다. In addition, another object is to provide a friction element that can uniformly transmit the pressing force to the pressing plate and the friction disk to ensure durability of the component.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 마찰요소는 케이스; 상기 케이스에 착탈 가능하게 설치되어 그 내부에 마찰요소 공간을 형성하는 마찰요소 블록; 상기 마찰요소 블록 내에 설치되어 있으며, 상기 마찰요소 블록과의 사이에 피스톤 챔버를 형성하여 상기 피스톤 챔버에 유입되는 작동 유압에 의하여 축방향으로 이동하는 피스톤; 상기 피스톤으로부터 작동 유압에 해당하는 힘을 받아 가압력으로 변환하고, 상기 피스톤에 상기 작동 유압에 대항하는 탄성력을 항시 제공하는 리턴 스프링; 상기 케이스에 스플라인 결합하는 복수개의 가압 플레이트들; 상기 가압 플레이트와 교대로 배치되어 있으며 허브에 스플라인 결합하는 복수개의 마찰 디스크들; 그리고 상기 작동 유압에 해당하는 힘이 변환된 가압력을 상기 가압 플레이트들과 상기 마찰 디스크들에 전달하여 이들을 축방향으로 가압하는 푸쉬 링;을 포함하되, 상기 푸쉬 링은 그 전단부가 상기 리턴 스프링에 장착되어 있으며, 그 후단부가 상기 가압 플레이트들 중 상기 리턴 스프링과 가장 가까운 가압 플레이트의 내주면에 압입되어 있을 수 있다. Friction element according to an embodiment of the present invention for achieving this object is a case; A friction element block detachably installed in the case to form a friction element space therein; A piston installed in the friction element block, the piston moving between the friction element block and the axial direction by operating hydraulic pressure flowing into the piston chamber; A return spring which receives a force corresponding to the working hydraulic pressure from the piston and converts it into a pressing force and provides the piston with an elastic force against the working hydraulic pressure at all times; A plurality of pressure plates splined to the case; A plurality of friction disks disposed alternately with the pressure plate and splined to the hub; And a push ring configured to transmit a pressing force converted from a force corresponding to the working hydraulic pressure to the pressing plates and the friction disks to press them in the axial direction, wherein the push ring has its front end mounted on the return spring. The rear end may be pressed into the inner circumferential surface of the pressure plate closest to the return spring of the pressure plates.

상기 리턴 스프링의 내주면은 상기 피스톤에 의하여 지지되어 피스톤으로부터 작동 유압에 해당하는 힘을 전달받고, 상기 리턴 스프링의 외주면은 상기 케이스 및/또는 마찰요소 블록에 장착된 지지링에 의하여 지지될 수 있다. The inner circumferential surface of the return spring may be supported by the piston to receive a force corresponding to the hydraulic pressure from the piston, and the outer circumferential surface of the return spring may be supported by a support ring mounted to the case and / or the friction element block.

상기 리턴 스프링은 링 형상의 림; 상기 림의 내주면에서 반경 내측으로 돌출되어 있는 적어도 하나 이상의 가이드 핑거; 그리고 상기 림의 내주면에서 반경 내측으로 돌출되어 있되 상기 가이드 핑거보다 길게 돌출되어 있으며, 상기 피스톤에 접촉하여 상기 피스톤으로부터 작동 유압에 해당하는 힘을 전달받는 작동 핑거;를 포함할 수 있다. The return spring has a ring shaped rim; At least one guide finger protruding radially inward from an inner circumferential surface of the rim; And an operation finger that protrudes radially inward from the inner circumferential surface of the rim but protrudes longer than the guide finger and receives a force corresponding to the hydraulic pressure from the piston in contact with the piston.

상기 푸쉬 링은 상기 가압 플레이트의 내주면에 압입되는 압입부; 상기 압입부로부터 반경 외측으로 절곡되어 상기 가압 플레이트의 전면에 밀착되어 있으며, 상기 가압력을 상기 가압 플레이트에 가하는 가압부; 상기 가압부에 연결되어 리턴 스프링을 향하여 연장되어 있으며, 상기 리턴 스프링에 접촉하여 가압력을 전달받는 스프링 접촉부; 상기 스프링 접촉부로부터 반경 내측으로 절곡 형성되며 상기 리턴 스프링의 변형을 제한하는 스프링 프로텍터; 상기 스프링 프로텍터에서 축방향으로 연장되어 있으며, 상기 가이드 핑거에 의하여 가이드되고, 상기 리턴 스프링을 관통하는 가이드부; 그리고 상기 가이드부에서 리턴 스프링을 향하여 절곡 성형되는 절곡부;를 포함할 수 있다. The push ring may be press-fitted into the inner circumferential surface of the pressing plate; A pressing portion bent radially outward from the pressing portion to be in close contact with the front surface of the pressing plate and to apply the pressing force to the pressing plate; A spring contact part connected to the pressing part and extending toward a return spring, the spring contact part receiving a pressing force in contact with the return spring; A spring protector bent inward from the spring contact and limiting deformation of the return spring; A guide portion extending in the axial direction from the spring protector, guided by the guide finger and passing through the return spring; And a bending part bent and formed toward the return spring in the guide part.

상기 절곡부와 상기 리턴 스프링 사이에는 상기 푸쉬 링을 상기 리턴 스프링에 장착하기 위한 리테이너 링이 장착되어 있을 수 있다. A retainer ring may be mounted between the bent portion and the return spring to mount the push ring to the return spring.

상기 지지링의 내주면은 상기 가압부의 외주면에 의하여 가이드 될 수 있다.The inner circumferential surface of the support ring may be guided by the outer circumferential surface of the pressing portion.

상기 스프링 접촉부가 리턴 스프링에 접촉하는 지점은 상기 리턴 스프링의 외주면이 상기 지지링에 접촉하는 지점과 이격되어 있어 상기 작동 유압에 해당하는 힘과 상기 가압력은 그 크기가 서로 다를 수 있다. The point where the spring contact part contacts the return spring is spaced apart from the point where the outer circumferential surface of the return spring contacts the support ring so that the force corresponding to the working hydraulic pressure and the pressing force may be different in magnitude.

상기 리턴 스프링, 상기 푸쉬 링, 상기 지지링, 그리고 상기 푸쉬 링이 압입된 가압 플레이트 및 상기 리테이너 링은 하나의 모듈로서 미리 제작될 수 있다. The return spring, the push ring, the support ring, the press plate into which the push ring is pressed, and the retainer ring may be manufactured in advance as one module.

상기 케이스와 상기 마찰요소 블록은 일체로 형성될 수 있다. The case and the friction element block may be integrally formed.

상기 리턴 스프링의 내주면과 상기 피스톤 사이에는 안착링이 장착될 수 있다.
A seating ring may be mounted between the inner circumferential surface of the return spring and the piston.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 작동 유압에 해당하는 피스톤의 힘을 지렛대 원리를 이용하여 가압력으로 변환한 후 가압 플레이트와 마찰 디스크에 작용시키므로 동일한 작동 유압을 사용하더라도 가압 플레이트에 가해지는 가압력이 커지게 된다. 따라서, 마찰요소에 사용되는 마찰 디스크의 수를 줄이고도 충분한 토크 용량을 확보할 수 있다. 한편 동일한 수의 마찰 디스크를 사용할 경우 피스톤의 작동유압을 낮출 수 있어 오일펌프의 토출유압을 낮게 설정할 수 있다. 이와 같은 효과에 의해 자동변속기의 효율이 향상되고 차량의 연비향상 및 배기가스의 절감이 가능해 진다. As described above, according to the present invention, since the force of the piston corresponding to the working hydraulic pressure is converted to the pressing force using the lever principle, the pressure is applied to the pressing plate and the friction disk, so even if the same operating hydraulic pressure is used, the pressing force applied to the pressing plate is large. You lose. Therefore, sufficient torque capacity can be ensured even if the number of friction disks used for the friction elements is reduced. On the other hand, when the same number of friction disks are used, the hydraulic pressure of the piston can be lowered, so that the discharge oil pressure of the oil pump can be set lower. This effect improves the efficiency of the automatic transmission, it is possible to improve the fuel economy of the vehicle and to reduce the exhaust gas.

또한, 푸쉬 링이 리턴 스프링에 장착될 때 푸쉬 링의 중심과 리턴 스프링의 중심이 일치되게 가이드되어 조립되므로 리턴 스프링이 푸쉬 링에 힘을 가하는 지점(즉, 스프링 작용점)이 일정하게 되고 또한 피스톤 작동 중에도 그 지점이 변화하지 않게 된다. 이에 따라 리턴 스프링의 가압력이 가압 플레이트에 균일하게 전달될 수 있고, 그 결과 리턴 스프링과 마찰 디스크의 내구성을 보장할 수 있게 된다. In addition, when the push ring is mounted on the return spring, the center of the push ring and the center of the return spring are guided and assembled so that the point at which the return spring exerts force on the push ring (i.e., the spring operating point) and the piston actuation The point does not change during the process. Accordingly, the pressing force of the return spring can be evenly transmitted to the pressing plate, and as a result, it is possible to ensure the durability of the return spring and the friction disk.

한편, 푸쉬 링에 리턴 스프링의 과도한 변형을 제한하는 스프링 프로텍터가 형성되어 있으므로, 과다한 힘에 의한 리턴 스프링의 파손을 방지할 수 있다. On the other hand, since a spring protector is formed on the push ring to limit excessive deformation of the return spring, it is possible to prevent breakage of the return spring due to excessive force.

마지막으로, 리턴 스프링과 푸쉬 링이 조립될 때 리턴 스프링에 프리로드(pre-load)가 부가되므로 자동변속기 조립라인에서 프레스를 사용하여 리턴 스프링을 조립할 필요가 없어진다. 이로 인해 자동변속기 조립라인에서 마찰요소를 조립하는데 소요되는 시간이 단축되어 변속기의 생산원가 절감에도 기여할 수 있다. Finally, when the return spring and push ring are assembled, a pre-load is added to the return spring, eliminating the need to assemble the return spring using a press on the automatic transmission assembly line. As a result, the time required for assembling the friction elements in the automatic transmission assembly line may be shortened, thereby contributing to the reduction of the production cost of the transmission.

도 1은 종래의 마찰요소를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마찰요소를 도시한 단면도로서, 비작동 상태를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에서 푸쉬 링이 장착된 리턴 스프링을 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마찰요소에 사용되는 리턴 스프링을 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마찰요소에서 리턴 스프링, 푸쉬 링, 지지링, 그리고 가압 플레이트가 하나의 모듈로서 미리 제작된 것을 도시한 측면도이다.
도 6은 도 5의 배면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 하나의 모듈을 제작하는 과정을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 마찰요소를 도시한 단면도로서, 작동 상태를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional friction element.
Figure 2 is a cross-sectional view showing a friction element according to an embodiment of the present invention, a cross-sectional view showing a non-operating state.
3 is an enlarged view of a return spring mounted with a push ring in FIG. 2.
4 is a plan view illustrating a return spring used in a friction element according to an embodiment of the present invention.
5 is a side view showing that the return spring, the push ring, the support ring, and the pressure plate in the friction element according to the embodiment of the present invention is manufactured in advance as a module.
6 is a rear view of FIG. 5.
FIG. 7 is a diagram illustrating a process of manufacturing one module shown in FIG. 5.
8 is a cross-sectional view showing a friction element according to an embodiment of the present invention, a cross-sectional view showing an operating state.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

설명의 편의상 이 명세서에서는 본 발명의 기술적 사상이 브레이크에 적용된 것만을 나타내었다. 그러나, 앞에서 설명한 바와 같이, 클러치와 브레이크는 그 구성 및 작동이 매우 유사하므로, 당업자라면 본 발명의 실시예를 간단히 변형함으로써 본 발명의 기술적 사상을 클러치에도 적용할 수 있을 것이다. 따라서, 여기에서 말하는 마찰요소는 브레이크뿐만 아니라 클러치도 포함하는 것으로 이해하여야 할 것이다. For convenience of description, this specification shows only that the technical spirit of the present invention is applied to a brake. However, as described above, since the configuration and operation of the clutch and the brake are very similar, those skilled in the art will be able to apply the technical spirit of the present invention to the clutch by simply modifying the embodiment of the present invention. Therefore, it should be understood that the friction element referred to herein includes the clutch as well as the brake.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 마찰요소(100)는 자동변속기 내에 복수개 장착되어 있다. As shown in FIG. 2, a plurality of friction elements 100 according to an embodiment of the present invention are mounted in an automatic transmission.

상기 마찰요소(100)는 케이스(102)의 단차부(104)에 마찰요소 블록(108)을 축방향으로 삽입하고, 상기 마찰요소 블록(108)이 케이스(102)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여 스냅링(106)을 케이스(102)에 장착하는 것에 의하여 조립된다. 여기에서는, 상기 케이스(102)와 마찰요소 블록(108)이 별도로 제작된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 상기 케이스(102)와 마찰요소 블록(108)은 일체로 형성될 수 있다. The friction element 100 axially inserts the friction element block 108 into the stepped portion 104 of the case 102 and prevents the friction element block 108 from being disengaged from the case 102. The snap ring 106 is assembled by attaching it to the case 102. Herein, the case 102 and the friction element block 108 are illustrated separately, but are not limited thereto. That is, the case 102 and the friction element block 108 may be integrally formed.

이러한 케이스(102)에는 복수개의 가압 플레이트들(132)이 스플라인 결합되어 있으며, 마찰요소(100)의 작동에 의하여 상기 케이스(102)와 선택적으로 결합되는 허브(136)에는 복수개의 마찰 디스크들(134)이 스플라인 결합되어 있다. 이러한 가압 플레이트들(132)과 마찰 디스크들(134)은 서로 교대로 배치되어 축방향으로 가압력(Fop)이 가해지면 그들 사이의 마찰력에 의하여 체결된다. 또한, 가압 플레이트(132)의 후방(도면에서 우측) 케이스(102)에는 플레이트 지지수단(138)이 장착되어 가압 플레이트(132)와 마찰 디스크(134)가 가압될 수 있도록 축방향으로 지지한다. 상기 플레이트 지지수단(138)으로 스냅 링 등이 사용될 수 있다. A plurality of pressure plates 132 are splined to the case 102, and a plurality of friction disks are provided on the hub 136 selectively coupled to the case 102 by the operation of the friction element 100. 134 is splined. The pressing plates 132 and the friction disks 134 are alternately disposed so that the pressing plates 132 and the friction disks 134 are fastened by the friction force therebetween when the pressing force Pop is applied in the axial direction. In addition, a plate supporting means 138 is mounted on the rear side of the pressing plate 132 (right side in the drawing) to support the pressing plate 132 and the friction disk 134 in the axial direction. A snap ring or the like may be used as the plate support means 138.

마찰요소 블록(108)은 그 내부에 마찰요소 공간이 형성되어 있으며, 블록 내경부(110), 블록 연결부(112), 그리고 블록 외경부(114)를 포함한다. 상기 블록 내경부(110), 블록 연결부(112), 그리고 블록 외경부(114)는 전체적으로 'ㄷ'자 형상으로 이루어진다. The friction element block 108 has a friction element space formed therein and includes a block inner diameter portion 110, a block connecting portion 112, and a block outer diameter portion 114. The block inner diameter portion 110, the block connecting portion 112, and the block outer diameter portion 114 are formed in a 'c' shape as a whole.

블록 내경부(110)는 축방향을 따라 전방에서 후방으로 형성되어 있다. The block inner diameter portion 110 is formed from the front to the rear along the axial direction.

블록 연결부(112)는 상기 블록 내경부(110)의 전단부에서 반경 외측으로 형성되어 있다. The block connection part 112 is formed radially outward at the front end of the block inner diameter part 110.

블록 외경부(114)는 상기 블록 연결부(112)의 외경면에서 축방향을 따라 전방에서 후방으로 형성되어 있다. 이러한 블록 외경부(114)는 상기 케이스(102)의 단차부(104)에 삽입된다.Block outer diameter portion 114 is formed from the front to the rear along the axial direction on the outer diameter surface of the block connecting portion 112. The block outer diameter part 114 is inserted into the stepped part 104 of the case 102.

또한, 상기 마찰요소 블록(108)에는 피스톤 챔버(120)에 작동 유압을 공급하기 위한 오일 포켓(116)이 형성되어 있으며, 이 오일 포켓(116)은 오일 통로(118)에 유체적으로 연결되어(fluidly connected) 오일 펌프(도시하지 않음)로부터 작동 유압을 공급 받는다. In addition, the friction element block 108 is formed with an oil pocket 116 for supplying a hydraulic pressure to the piston chamber 120, the oil pocket 116 is fluidly connected to the oil passage 118 (fluidly connected) Receives hydraulic pressure from an oil pump (not shown).

상기 마찰요소 블록(108) 내의 마찰요소 공간에는 피스톤(122)이 장착되어 있다. 상기 피스톤(122)은 피스톤 챔버(120)에 공급되는 작동 유압에 의하여 축방향으로 이동하며 리턴 스프링(150)에 작동 유압에 해당하는 힘(Fpis)(일반적으로, 작동 유압에 해당하는 힘(Fpis)은 작동 유압과 피스톤 유효 면적의 곱으로 나타나게 된다.)을 가한다. The piston 122 is mounted in the friction element space in the friction element block 108. The piston 122 is moved axially by the working hydraulic pressure supplied to the piston chamber 120 and the force (Fpis) corresponding to the working hydraulic pressure on the return spring 150 (generally, the force (Fpis) corresponding to the working hydraulic pressure). ) Is the product of the working hydraulic pressure and the piston effective area.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 상기 피스톤(122)은 상기 마찰요소 블록(108)과의 사이에 피스톤 챔버(120)를 형성하며, 피스톤 내경부(124), 피스톤 중간부(126), 그리고 피스톤 외경부(128)를 포함한다. To achieve this purpose, the piston 122 forms a piston chamber 120 between the friction element block 108, the piston inner diameter portion 124, the piston middle portion 126, and the piston, and the like. Neck 128.

피스톤 내경부(124)는 상기 블록 내경부(110)에 밀착되며, 피스톤 중간부(126)는 상기 피스톤 내경부(124)의 전단부에서 반경 외측으로 형성되어 있고, 상기 피스톤 외경부(128)는 상기 블록 외경부(114)에 밀착된다. 또한, 상기 피스톤 내경부(124)와 상기 블록 내경부(110) 사이 및 상기 피스톤 외경부(128)와 상기 블록 외경부(114) 사이에는 각각 씰링부재(146, 142)가 장착되어 피스톤 챔버(120) 내의 작동 유압의 누유를 방지한다. The piston inner diameter portion 124 is in close contact with the block inner diameter portion 110, the piston middle portion 126 is formed radially outward at the front end of the piston inner diameter portion 124, the piston outer diameter portion 128 Is in close contact with the block outer diameter 114. In addition, sealing members 146 and 142 may be mounted between the piston inner diameter portion 124 and the block inner diameter portion 110 and between the piston outer diameter portion 128 and the block outer diameter portion 114, respectively, to form a piston chamber ( The leakage of the working hydraulic pressure in 120 is prevented.

한편, 상기 피스톤 중간부(126)의 피스톤 챔버(120)의 반대면에는 축방향을 따라 전방에서 후방으로 피스톤 가압부(130)가 돌출되어 있다. 이러한 피스톤 가압부(130)의 후면에는 안착링(170)이 장착되어 리턴 스프링(150)을 지지함과 동시에 부드러운 재질로 제작되는 피스톤(126)의 마모를 방지한다. On the other hand, the piston pressing portion 130 protrudes from the front to the rear along the axial direction on the opposite surface of the piston chamber 120 of the piston middle portion 126. A mounting ring 170 is mounted on the rear surface of the piston pressurizing unit 130 to support the return spring 150 and to prevent abrasion of the piston 126 made of a soft material.

상기 피스톤(122)을 기준으로 상기 피스톤 챔버(120)의 반대쪽에는 리턴 스프링(150)이 배치되어 있다. 이 리턴 스프링(150)의 내주면은 상기 안착링(170)과 피스톤 작용점(P1)에서 맞닿아 피스톤 가압부(130)로부터 작동 유압에 해당하는 힘(Fpis)을 받는다. 이러한 리턴 스프링(150)의 외주면은 상기 케이스(102)와 상기 마찰요소 블록(108)의 경계면에 장착된 지지링(180)에 의하여 축방향으로 지지된다. 여기에서는, 상기 지지링(180)이 케이스(102)와 마찰요소 블록(108) 사이의 경계면에 장착된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 상기 지지링(180)은 마찰요소의 구조에 따라 케이스(102) 또는 마찰요소 블록(108)의 블록 외경부(114) 중 어느 한 곳에만 장착될 수 있다. 설명의 편의상, 본 명세서에서는 리턴 스프링(150)의 내주면과 안착링(170)이 접촉하는 지점을 피스톤 작용점(P1)이라고 하고, 리턴 스프링(150)의 외주면과 지지링(180)이 접촉하는 지점을 힌지점(P0)이라고 나타내기로 한다. The return spring 150 is disposed on the opposite side of the piston chamber 120 with respect to the piston 122. The inner circumferential surface of the return spring 150 abuts at the seat ring 170 and the piston operating point P1 to receive a force Fpis corresponding to the hydraulic pressure from the piston pressurizing unit 130. The outer circumferential surface of the return spring 150 is axially supported by the support ring 180 mounted on the boundary surface of the case 102 and the friction element block 108. Herein, the support ring 180 is illustrated as being mounted on the interface between the case 102 and the friction element block 108, but is not limited thereto. That is, the support ring 180 may be mounted only at any one of the case 102 or the block outer diameter 114 of the friction element block 108 according to the structure of the friction element. For convenience of description, in the present specification, a point where the inner circumferential surface of the return spring 150 contacts the seating ring 170 is referred to as a piston operating point P1, and a point where the outer circumferential surface of the return spring 150 contacts the support ring 180. Denotes the hinge point P0.

여기에서는, 상기 지지링(180)이 환형의 림(rim)(182)의 내주면에 다수개의 핑거(finger)(184)가 반경 내측으로 돌출된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 본 실시예와는 달리, 환형의 림(182)만으로 이루어진 지지링(180)을 사용할 수도 있다. Here, the support ring 180 is illustrated that a plurality of fingers (184) protruding radially inward on the inner circumferential surface of the annular rim (182), but is not limited thereto. Unlike the present embodiment, it is also possible to use a support ring 180 consisting of only an annular rim 182.

상기 리턴 스프링(150)은 피스톤(122)으로부터 받은 작동 유압에 해당하는 힘(Fpis)을 가압력(Fop)으로 변환하여 푸쉬 링(160)에 전달하며, 작동 유압이 피스톤(122)에 가해지지 않을 때에는 상기 피스톤(122)을 원래의 위치(즉, 마찰요소가 해제된 위치)로 되돌리도록 피스톤(122)에 항시 탄성력을 가한다. The return spring 150 converts the force (Fpis) corresponding to the operating hydraulic pressure received from the piston 122 to the pressing force (Fop) to transmit to the push ring 160, the operating hydraulic pressure is not applied to the piston 122 At this time, an elastic force is always applied to the piston 122 to return the piston 122 to its original position (ie, the position where the friction element is released).

이러한 리턴 스프링(150)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 림(rim)(152), 가이드 핑거(154), 그리고 작동 핑거(156)로 이루어져 있다. 여기에서는, 리턴 스프링(150)으로 판 스프링(disk spring)이 사용한 것을 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. This return spring 150, as shown in FIG. 4, consists of a rim 152, a guide finger 154, and an actuating finger 156. Here, the disk spring used as the return spring 150 is illustrated, but is not limited thereto.

상기 림(152)은 링 형상으로 되어 있으며, 그 내주면에는 반경 내측으로 가이드 핑거(154)와 작동 핑거(156)가 돌출되어 있다. 이러한 가이드 핑거(154)와 작동 핑거(156)는 상기 림(152)과 설정된 각도를 이루도록 되어 있다. The rim 152 has a ring shape, and the inner circumferential surface of the rim 152 protrudes radially inward from the guide finger 154 and the operating finger 156. The guide finger 154 and the operating finger 156 are configured to have a set angle with the rim 152.

가이드 핑거(154)는 상기 푸쉬 링(160)을 가이드 하는 것으로 상기 림(152)의 내주면에서 반경 내측으로 돌출되어 있다. 이러한 가이드 핑거(154)는 적어도 하나 이상 구비된다.The guide finger 154 guides the push ring 160 to protrude radially inward from the inner circumferential surface of the rim 152. At least one guide finger 154 is provided.

작동 핑거(156)는 상기 림(152)의 내주면에서 반경 내측으로 돌출되어 있되, 상기 가이드 핑거(154)보다 더 길게 돌출되어 있다. 이와 같이 길게 돌출된 작동 핑거(156)의 내주면이 상기 안착링(170)과 피스톤 작용점(P1)에서 접촉하게 된다. 이러한 작동 핑거(156)는 적어도 하나 이상 구비된다.The actuating finger 156 protrudes radially inward from the inner circumferential surface of the rim 152, but protrudes longer than the guide finger 154. The inner circumferential surface of the operation finger 156 protruding in this way is in contact with the seat ring 170 and the piston operating point (P1). At least one such operation finger 156 is provided.

여기에서는, 상기 가이드 핑거(154)와 작동 핑거(156)가 상기 림(152)의 원주방향을 따라 등간격으로 교대로 배치된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. Here, the guide finger 154 and the operating finger 156 is illustrated that alternately arranged at equal intervals along the circumferential direction of the rim 152, but is not limited thereto.

상기 리턴 스프링(150)에는 상기 가압 플레이트(132)를 가압하기 위한 푸쉬 링(160)이 장착되어 있다. 상기 푸쉬 링(160)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 압입부(162), 가압부(164), 스프링 접촉부(165), 스프링 프로텍터(166), 가이드부(167), 그리고 절곡부(168)를 포함한다. 이러한 푸쉬 링(160)은 하나의 판재를 인발가공(drawing) 등에 의하여 각 부분이 서로 다른 직경을 가진 원통 형상으로 제작된 후, 프레스 가공 및 벤딩 가공 등을 거쳐 최종적인 형태를 가지도록 제작된다. 따라서, 상기 압입부(162), 가압부(164), 스프링 접촉부(165), 스프링 프로텍터(166), 가이드부(167), 그리고 절곡부(168)는 일체로서 성형될 수 있다. The return spring 150 is equipped with a push ring 160 for pressing the pressing plate 132. As shown in FIG. 3, the push ring 160 includes a press-fit part 162, a pressing part 164, a spring contact part 165, a spring protector 166, a guide part 167, and a bent part ( 168). The push ring 160 is manufactured to have a final shape through a press or bending process after each plate is made into a cylindrical shape having a different diameter by drawing a single plate (drawing). Accordingly, the press-fitting part 162, the pressing part 164, the spring contacting part 165, the spring protector 166, the guide part 167, and the bent part 168 may be integrally formed.

경우에 따라서는, 상기 푸쉬 링(160)을 판재로 제작하지 않고 블록 형태의 소재를 절삭 가공하여 제작할 수도 있다. In some cases, the push ring 160 may be manufactured by cutting the block-shaped material without manufacturing the plate.

압입부(162)는 상기 복수개의 가압 플레이트(132) 중 상기 리턴 스프링(150)에 가장 가까운 가압 플레이트(132)의 내주면에 압입된다. The press-fit unit 162 is press-fitted into the inner circumferential surface of the press plate 132 closest to the return spring 150 among the press plates 132.

가압부(164)는 상기 압입부(162)의 전단부에서 반경 외측으로 절곡되어 상기 가압 플레이트(132)의 전면에 밀착된 후 다시 반대 방향(즉, 반경 내측)으로 꺾인 형태를 지니고 있다. 이러한 구조에 의하여 상기 가압부(164)는 상기 가압 플레이트(132)에 면접촉을 하므로, 가압력(Fop)을 안정적으로 그리고 균일하게 가압 플레이트(132)에 가할 수 있다. 물론 본 발명의 실시예와는 다른 형태의 가압부(164)도 사용할 수 있다. 이와 같이, 상기 푸쉬 링(160)이 리턴 스프링(150)과 가압 플레이트(132)에 장착되어 있으므로 피스톤(122)의 작동 시에도 푸쉬 링(160), 리턴 스프링(150), 그리고 가압 플레이트(132)의 중심이 일치하게 되고 그 지점이 변화하지 않게 된다. 따라서, 리턴 스프링(150), 푸쉬 링(160), 그리고 가압 플레이트(132)의 안정적인 접촉에 의하여 마찰 디스크(134)의 내구성 저하 및 브레이크의 비정상적인 계합이 방지된다. The pressing unit 164 is bent radially outward at the front end of the press-fitting unit 162 to be in close contact with the front surface of the pressing plate 132 and has a shape that is bent again in the opposite direction (ie, radially inner). Due to this structure, the pressing unit 164 is in surface contact with the pressing plate 132, and thus it is possible to stably and uniformly apply the pressing force Pop to the pressing plate 132. Of course, it is also possible to use a pressing portion 164 of a different form than the embodiment of the present invention. As such, since the push ring 160 is mounted on the return spring 150 and the pressure plate 132, the push ring 160, the return spring 150, and the pressure plate 132 may be used even when the piston 122 is operated. ) The center of the coincidence and the point does not change. Thus, stable contact between the return spring 150, the push ring 160, and the pressure plate 132 prevents the durability of the friction disk 134 and abnormal engagement of the brake.

한편, 상기 지지링(180)의 핑거(184)는 상기 가압부(164)의 외주면에 의하여 가이드된다. On the other hand, the finger 184 of the support ring 180 is guided by the outer peripheral surface of the pressing portion 164.

스프링 접촉부(165)는 상기 가압부(164)의 전방으로 축방향을 따라 또는 축방향에 가깝게 연장되어 있으며, 상기 리턴 스프링(150)과 스프링 작용점(P2)에서 접촉하여 리턴 스프링(150)으로부터 가압력(Fop)을 전달받는다. 이러한 스프링 작용점(P2)은 피스톤 작용점(P1)보다 상기 힌지점(P0)에 가깝게 위치하게 되고, 이에 따라 리턴 스프링(150)이 푸쉬 링(160)에 전달하는 가압력(Fop)은 리턴 스프링(150)이 피스톤(122)으로부터 전달받는 작동 유압에 해당하는 힘(Fpis)보다 커지게 된다. 즉, 지렛대 원리에 의하여 [식 1]과 같은 관계식이 성립된다.The spring contact portion 165 extends along the axial direction or close to the axial direction toward the front of the pressing portion 164, and is pressed from the return spring 150 by contacting the return spring 150 at the spring action point P2. Receive (Fop) This spring action point (P2) is located closer to the hinge point (P0) than the piston action point (P1), so that the pressing force (Fop) that the return spring 150 transmits to the push ring 160 is the return spring 150 ) Is greater than the force (Fpis) corresponding to the operating hydraulic pressure transmitted from the piston (122). In other words, the relational expression [Equation 1] is established by the lever principle.

[식 1][Formula 1]

Fpis * p = Fop * qFpis * p = Fop * q

여기서, p는 힌지점(P0)으로부터 피스톤 작용점(P1)까지의 수직 거리이며, q는 힌지점(P0)으로부터 스프링 작용점(P2)까지의 수직 거리이다. Here, p is the vertical distance from the hinge point P0 to the piston operating point P1, and q is the vertical distance from the hinge point P0 to the spring operating point P2.

도 3에 도시된 바와 같이, p가 q보다 크므로 가압력(Fop)이 작동 유압에 해당하는 힘(Fpis)보다 커지게 된다. 즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 동일한 작동 유압에 의하여 발생하는 가압력(Fop)이 증가하게 된다. 따라서, 마찰 디스크(134)의 수를 줄이더라도 충분한 토크 용량을 확보할 수 있게 된다(도 2 참조). 다만, 마찰력이 증가함으로써 발생할 수 있는 열에 의한 피해를 막기 위하여 가압 플레이트(132)와 마찰 디스크(134)의 두께는 두꺼워질 수 있다. As shown in FIG. 3, since p is greater than q, the pressing force Pop becomes greater than the force Fpis corresponding to the working hydraulic pressure. That is, according to the embodiment of the present invention, the pressing force Pop generated by the same operating hydraulic pressure is increased. Therefore, even if the number of friction disks 134 is reduced, sufficient torque capacity can be ensured (see Fig. 2). However, the thickness of the pressing plate 132 and the friction disk 134 may be thick in order to prevent the damage caused by heat caused by the increased frictional force.

스프링 프로텍터(166)는 상기 스프링 접촉부(165)로부터 반경 내측으로 절곡 형성되어 있으며, 리턴 스프링(150)의 과도한 변형을 제한함으로써 파손을 방지한다. 즉, 피스톤(122)에 의하여 작동 유압에 해당하는 힘(Fpis)이 리턴 스프링(150)에 가해지면 림(152)과 설정 각도를 이루고 있는 작동 핑거(156)가 펴지게 된다. 만일 작동 유압에 해당하는 힘이 과다하여 상기 작동 핑거(156)가 림(152)으로부터 설정 각도 이상 펴지려고 하면, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 작동 핑거(156)는 스프링 프로텍터(166)에 걸려 더 이상 펴지지 않게 된다. 이에 따라, 과도한 변형에 따른 리턴 스프링(150)의 파손을 방지하게 된다. The spring protector 166 is bent inward from the spring contact 165 and prevents breakage by limiting excessive deformation of the return spring 150. That is, when a force (Fpis) corresponding to the operating hydraulic pressure by the piston 122 is applied to the return spring 150, the operating finger 156 at the set angle with the rim 152 is extended. If the force corresponding to the actuation hydraulic pressure is excessive and the actuation finger 156 tries to extend beyond the set angle from the rim 152, as shown in FIG. 8, the actuation finger 156 is applied to the spring protector 166. The jam will no longer spread. Accordingly, damage to the return spring 150 due to excessive deformation is prevented.

가이드부(167)는 상기 스프링 프로텍터(166)로부터 축방향을 따라 전방으로 연장되어 있으며, 가이드 핑거(154)에 의하여 가이드 되고, 상기 리턴 스프링(150)을 관통한다. 따라서, 상기 가이드부(167)의 일단과 타단은 상기 리턴 스프링(150)을 기준으로 서로 반대편에 위치하게 된다. 이러한 가이드부(167) 및 가이드 핑거(154)에 의하여 상기 리턴 스프링(150)과 푸쉬 링(160)의 중심이 서로 일치하게 된다. The guide part 167 extends forward along the axial direction from the spring protector 166, is guided by the guide finger 154, and passes through the return spring 150. Therefore, one end and the other end of the guide portion 167 are located opposite to each other with respect to the return spring 150. By the guide part 167 and the guide finger 154, the centers of the return spring 150 and the push ring 160 coincide with each other.

경우에 따라서는, 상기 가이드 핑거(154)를 삭제하고 상기 림(152)의 내경부를 이용하여 푸쉬 링(160)의 가이드부(167)를 가이드 할 수도 있다. 즉, 상기림(152)의 내경부가 상기 가이드 핑거(154)의 역할을 대신하게 되는 것이다. In some cases, the guide finger 154 may be deleted and the guide part 167 of the push ring 160 may be guided using the inner diameter of the rim 152. That is, the inner diameter of the rim 152 is to take the role of the guide finger 154.

절곡부(168)는 상기 가이드부(167)에서 리턴 스프링(150)을 향하여 절곡 성형된다. 이러한 절곡부(168)와 리턴 스프링(150) 사이에는, 도 2, 3, 5 내지 8에 도시된 바와 같이, 리테이너 링(172)이 장착되어 상기 푸쉬 링(160)이 상기 리턴 스프링(150)에 장착되게 한다. The bent portion 168 is bent from the guide portion 167 toward the return spring 150. Between the bent portion 168 and the return spring 150, as shown in FIGS. 2, 3, 5 to 8, a retainer ring 172 is mounted such that the push ring 160 returns the return spring 150. To be mounted on the

한편, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 리턴 스프링(150), 푸쉬 링(160), 지지링(180), 리테이너 링(172), 그리고 가압 플레이트(132)는 하나의 모듈로서 미리 제작될 수 있다. 이와 같이, 상기 리턴 스프링(150), 푸쉬 링(160), 지지링(180), 리테이너 링(172), 그리고 가압 플레이트(132)를 하나의 모듈로서 미리 제작하는 과정을 간단히 설명하면 다음과 같다. Meanwhile, as shown in FIGS. 5 and 6, the return spring 150, the push ring 160, the support ring 180, the retainer ring 172, and the pressing plate 132 are previously provided as one module. Can be made. As such, the process of pre-fabricating the return spring 150, the push ring 160, the support ring 180, the retainer ring 172, and the pressure plate 132 as one module will be described below. .

먼저, 도 7(a)와 같이 가압 플레이트(132)와 푸쉬 링(160)을 준비하고, 도 7(b)와 같이 푸쉬 링(160)의 압입부(162)를 상기 가압 플레이트(132)의 내주면에 압입한다. 또한, 상기 푸쉬 링(160)의 가압부(164)의 외주면에 지지링(180)을 위치시킨다. First, the pressing plate 132 and the push ring 160 are prepared as shown in FIG. 7 (a), and the press-fitting portion 162 of the push ring 160 as shown in FIG. Indent to the inner circumference. In addition, the support ring 180 is positioned on the outer circumferential surface of the pressing unit 164 of the push ring 160.

그 후, 도 7(c)와 같이, 리턴 스프링(150)의 외주면이 상기 지지링(180)과 접촉하도록 한다. 이 때, 상기 힌지점(P0)과 상기 리턴 스프링(150)의 내주면 사이의 축방향 거리는 L0이다. 이 상태에서는 별다른 힘을 가하지 않아도 푸쉬 링(160)이 리턴 스프링(150)으로부터 분해될 수 있다. 따라서, 도 7(d)에 도시된 바와 같이, 프레스 장치를 이용하여 리턴 스프링(150)을 누른 후 리테이너 링(172)을 장착하면 푸쉬 링(160)이 리턴 스프링(150)으로부터 분해되지 않는다. 이 상태에서 힌지점(P0)과 리턴 스프링(150)의 내주면 사이의 축방향 거리는 Ls이다. Thereafter, as shown in FIG. 7C, the outer circumferential surface of the return spring 150 is in contact with the support ring 180. At this time, the axial distance between the hinge point P0 and the inner circumferential surface of the return spring 150 is L0. In this state, the push ring 160 may be disassembled from the return spring 150 without applying any force. Therefore, as shown in FIG. 7D, when the retainer ring 172 is mounted after pressing the return spring 150 using the press device, the push ring 160 is not disassembled from the return spring 150. In this state, the axial distance between the hinge point P0 and the inner circumferential surface of the return spring 150 is Ls.

이와 같이, 리턴 스프링(150), 푸쉬 링(1600), 지지링(180), 리테이너 링(172), 그리고 가압 플레이트(132)를 하나의 모듈로서 미리 제작되면, 자동변속기 조립라인에서 마찰요소를 조립하는 과정이 간단해지게 된다. 즉, 자동변속기 조립라인에서는 미리 모듈로서 제작된 푸쉬 링(160)이 장착된 가압 플레이트(132)를 케이스(102)에 스플라인 결합하고 리턴 스프링(150)의 내주면이 상기 안착링(170)에 의하여 지지되도록 장착하기만 하면 되므로, 마찰요소(100)의 조립 과정이 간단해지고 이에 따라 자동변속기의 제작 속도가 빨라지게 된다. 또한, 자동변속기의 생산 원가도 절감될 수 있다. As such, when the return spring 150, the push ring 1600, the support ring 180, the retainer ring 172, and the pressure plate 132 are manufactured in advance as a module, the friction element may be removed from the automatic transmission assembly line. The assembly process is simplified. That is, in the automatic transmission assembly line, the pressing plate 132 equipped with the push ring 160 manufactured as a module is spline-coupled to the case 102 and the inner circumferential surface of the return spring 150 is provided by the seating ring 170. Since only the mounting so as to be supported, the assembly process of the friction element 100 is simplified, thereby increasing the manufacturing speed of the automatic transmission. In addition, the production cost of the automatic transmission can be reduced.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 마찰요소(100)의 작동을 설명한다. Hereinafter, the operation of the friction element 100 according to the embodiment of the present invention.

도 2와 같이, 마찰요소(100)가 장착된 상태에서 피스톤 챔버(120)에 작동 유압이 공급되면, 피스톤(122)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 도면에서 우측으로 움직인다. 이에 따라, 피스톤 가압부(130)는 상기 리턴 스프링(150)의 피스톤 작용점(P1)에 작동 유압에 해당하는 힘(Fpis)을 가하게 된다. As shown in FIG. 2, when operating hydraulic pressure is supplied to the piston chamber 120 while the friction element 100 is mounted, the piston 122 moves to the right in the figure, as shown in FIG. 8. Accordingly, the piston pressing unit 130 is applied to the force (Fpis) corresponding to the operating hydraulic pressure to the piston action point (P1) of the return spring 150.

그러면, 리턴 스프링(150)은 지렛대 원리에 의하여 상기 작동 유압에 해당하는 힘(Fpis)을 가압력(Fop)으로 변환하고 이 가압력(Fop)을 스프링 작용점(P2)에 접촉하고 있는 푸쉬 링(160)의 스프링 접촉부(165)에 전달한다. Then, the return spring 150 converts the force Fpis corresponding to the operating hydraulic pressure to the pressing force Pop according to the lever principle, and the push ring 160 which is in contact with the spring operating point P2. To the spring contact 165.

상기 푸쉬 링(160)은 리턴 스프링(150)으로부터 전달 받은 가압력(Fop)을 가압 플레이트(132)와 마찰 디스크(134)에 가하여 서로 계합하도록 한다. The push ring 160 applies the pressing force (Fop) received from the return spring 150 to the pressing plate 132 and the friction disk 134 to engage with each other.

마찰요소(100)가 계합된 상태에서, 피스톤 챔버(120)에 공급되던 작동 유압이 사라지면, 피스톤(122)은 리턴 스프링(150)의 탄성력에 의하여 도면에서 좌측으로 밀려가게 되고, 이에 따라 서로 계합 되었던 가압 플레이트(132)와 마찰 디스크(134)는 서로 해방되게 된다. When the operating hydraulic pressure supplied to the piston chamber 120 disappears while the friction element 100 is engaged, the piston 122 is pushed to the left in the drawing by the elastic force of the return spring 150, thus engaging each other. The pressurizing plate 132 and the friction disk 134, which have been released, are released from each other.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And all changes to the scope that are deemed to be valid.

Claims

case;
A friction element block detachably installed in the case to form a friction element space therein;
A piston installed in the friction element block or case, the piston moving between the friction element block or the case to move in the axial direction by operating hydraulic pressure flowing into the piston chamber;
A return spring which receives a force corresponding to the working hydraulic pressure from the piston and converts it into a pressing force and provides the piston with an elastic force against the working hydraulic pressure at all times;
A plurality of pressure plates splined to the case;
A plurality of friction disks disposed alternately with the pressure plate and splined to an actuation plate; And
A push ring for transferring the pressing force, to which the force corresponding to the working hydraulic pressure is converted, to the pressing plates and the friction disks to press them in the axial direction;
Including,
And the front end of the push ring is mounted to the return spring, and the rear end of the push ring is integrally formed with one of the pressure plates closest to the return spring.

The method of claim 1,
And a rear end of the push ring is press-fitted or mechanically coupled to a pressurized plate closest to the return spring of the pressurized plates.

The method of claim 2,
Friction, characterized in that the inner circumferential surface of the return spring is supported by the piston receives a force corresponding to the operating hydraulic pressure from the piston, the outer circumferential surface of the return spring is supported by a support ring mounted to the case or friction element block Element.

The method of claim 3, wherein
The return spring
Ring-shaped rims;
At least one guide finger protruding radially inward from an inner circumferential surface of the rim; And
An operation finger that protrudes radially inward from an inner circumferential surface of the rim but protrudes longer than the guide finger and receives a force corresponding to the hydraulic pressure from the piston in contact with the piston;
Friction element comprising a.

The method of claim 4, wherein
The push ring is
A press-fitting part pressed into the inner circumferential surface of the pressing plate;
A pressing portion bent radially outward from the pressing portion to be in close contact with the front surface of the pressing plate and to apply the pressing force to the pressing plate;
A spring contact part connected to the pressing part and extending toward a return spring, the spring contact part receiving a pressing force in contact with the return spring;
A spring protector bent inward from the spring contact and limiting deformation of the return spring;
A guide portion extending in the axial direction from the spring protector, guided by the guide finger and passing through the return spring; And
A bending portion bent from the guide portion toward the return spring;
Friction element comprising a.

6. The method of claim 5,
And a retainer ring for mounting the push ring to the return spring between the bent portion and the return spring.

6. The method of claim 5,
An inner circumferential surface of the support ring is guided by an outer circumferential surface of the pressing portion.

6. The method of claim 5,
The point where the spring contact part is in contact with the return spring is spaced apart from the point where the outer circumferential surface of the return spring is in contact with the support ring, so that the force corresponding to the hydraulic pressure and the pressing force are different in magnitude. .

6. The method of claim 5,
And the return spring, the push ring, the support ring, and the press plate into which the push ring is press-fitted are prefabricated as a module.

The method of claim 1,
And the case and the friction element block are integrally formed.

The method of claim 3, wherein
And a seating ring is mounted between the inner circumferential surface of the return spring and the piston.