KR101189231B1 - 자동변속기용 클러치 어셈블리 - Google Patents

자동변속기용 클러치 어셈블리 Download PDF

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Abstract

자동변속기의 클러치 어셈블리가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기용 클러치 어셈블리는 인풋 샤프트에 연결되는 클러치 보스; 상기 클러치 보스의 외주면 일측에 스플라인 결합되어 스냅링에 의해 일측으로 지지되는 클러치 허브; 상기 클러치 허브의 외주면에 축방향으로 이동 가능하게 설치되는 다수 매의 클러치 디스크; 상기 클러치 허브의 외주면에 내주면이 대응하며, 일단부가 다른 동력전달요소에 연결되는 클러치 리테이너; 상기 클러치 디스크 사이사이에 배치된 상태로 상기 클러치 리테이너의 내주면에 축방향으로 이동 가능하게 설치되는 다수 매의 클러치 플레이트; 상기 클러치 보스와 상기 클러치 허브 사이에 구성되며, 외주단이 상기 클러치 플레이트를 밀도록 대향하는 피스톤; 상기 피스톤과 상기 클러치 허브 사이에 개재되는 다수개의 리턴 스프링을 포함한다.

Description

자동변속기용 클러치 어셈블리{CLUTCH ASSEMBLY FOR AUTOMATIC TRANSMISSIONS}
본 발명은 자동변속기용 클러치 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 클러치 해방 상태에서의 드래그 저감 및 이로 인한 연비 향상을 가능하게 하는 자동변속기용 클러치 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로 자동변속기는 유성기어로 구성되는 각 요소를 입력요소, 출력요소 및 반력요소로 제어하는 복수개의 클러치 어셈블리 및 브레이크 어셈블리 등을 구비하고 있다.
여기서, 상기 자동변속기용 클러치 어셈블리는, 도 1에 도시된 바와 같이, 인풋 샤프트(51) 상에 클러치 보스(53)를 통하여 클러치 리테이너(55)가 구성되고, 이 클러치 리테이너(55)에는 다수 매의 클러치 플레이트(57)가 이동 가능하게 설치된다.
그리고 상기 클러치 플레이트(57) 사이사이에는 다수 매의 클러치 디스크(59)가 클러치 허브(61)에 이동 가능하게 설치되고, 상기 클러치 허브(61)는 다른 동력전달요소에 연결된다.
상기 클러치 리테이너(55)의 단부에는 클러치 플레이트(57)를 지지하도록 리액션 플레이트(63)가 스냅 링(65)에 의해 지지되어 설치된다.
또한, 상기 클러치 보스(53)와 클러치 허브(61) 사이에는 피스톤(67)이 구성되며, 상기 피스톤(67)의 내측으로는 상기 클러치 보스(53) 상에 밸런스 피스톤(69)이 스플라인 방식으로 끼워져 외측에서 스냅링(73)에 지지되어 설치되고, 상기 피스톤(67)과 밸런스 피스톤(69) 사이에는 리턴 스프링(71)이 개재된다.
이러한 자동변속기용 클러치 어셈블리는 인풋 샤프트(51) 상에 구성되는 다수개의 오일홀(H)을 통하여 유압(ATF)이 공급되도록 하여 상기 피스톤(67)을 작동시켜 클러치 플레이트(57)와 클러치 디스크(59)가 결합(클러치 작동) 또는 리턴 스프링(71)에 의해 해제(클러치 해방)되도록 하여 동력 전달 및 차단 작동을 이룬다.
그러나 상기와 같은 종래 자동변속기용 클러치 어셈블리는 인풋 샤프트(51)와 클러치 보스(53)를 통하여 연결된 클러치 리테이너(55)가 인풋 샤프트(51)와 함께 회전하는 구조로, 이때 클러치 리테이너(55) 상의 클러치 플레이트(57)와 클러치 허브(61) 상의 클러치 디스크(59)도 모두 함께 회전함으로 드래그(drag) 저항 등, 부하측면에서 불리한 단점이 있다.
또한, 부품수가 많아 중량 및 원가 측면에서 불리하고, 자동변속기를 컴팩트하게 구성하기에도 불리한 단점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 단점들을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명이 해결하려는 과제는 클러치 보스를 통하여 클러치 허브를 인풋 샤프트에 연결하고, 클러치 허브에 비하여 상대적으로 중량이 많이 나가는 클러치 리테이너를 통하여 다른 동력전달요소에 연결되도록 함으로써 클러치 해방 상태에서 회전요소를 줄여 드래그 저감 및 이로 인한 연비 향상을 가능하게 하는 자동변속기용 클러치 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는 클러치 허브를 클러치 보스와 일체로 회전되도록 하여 밸런스 피스톤의 기능을 동시에 갖도록 함으로써, 부품수를 줄여 중량 및 원가를 절감하며, 자동변속기의 컴팩트화가 가능한 자동변속기용 클러치 어셈블리를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 기술적 과제를 실현하기 위한 자동변속기용 클러치 어셈블리는 인풋 샤프트에 연결되는 클러치 보스; 상기 클러치 보스의 외주면 일측에 스플라인 결합되어 스냅링에 의해 일측으로 지지되는 클러치 허브; 상기 클러치 허브의 외주면에 축방향으로 이동 가능하게 설치되는 다수 매의 클러치 디스크; 상기 클러치 허브의 외주면에 내주면이 대응하며, 일단부가 다른 동력전달요소에 연결되는 클러치 리테이너; 상기 클러치 디스크 사이사이에 배치된 상태로 상기 클러치 리테이너의 내주면에 축방향으로 이동 가능하게 설치되는 다수 매의 클러치 플레이트; 상기 클러치 보스와 상기 클러치 허브 사이에 구성되며, 외주단이 상기 클러치 플레이트를 밀도록 대향하는 피스톤; 상기 피스톤과 상기 클러치 허브 사이에 개재되는 다수개의 리턴 스프링을 포함한다.
상기 클러치 보스는 타측 외주 선단면에 상기 피스톤과의 기밀을 유지하기 위한 시일링이 설치될 수 있다.
상기 리턴 스프링은 그 양단이 각각 스프링 플레이트에 설치된 상태로 상기 피스톤과 상기 클러치 허브 사이에 지지될 수 있다.
상기 리턴 스프링은 코일 스프링으로 이루어질 수 있다.
상기 클러치 리테이너는 그 내주면 내측에 축방향 이동 가능하게 설치되어 상기 각 클러치 플레이트를 지지하는 리액션 플레이트; 상기 리액션 플레이트에 대응하여 상기 클러치 리테이너의 내측면에 설치되어 상기 리액션 플레이트를 지지하는 지지링을 포함하거나, 또는 상기 클러치 허브는 그 외주면 내측에 설치되어 상기 각 클러치 디스크를 지지하는 리액션 스냅링을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 실시예에 따른 자동변속기용 클러치 어셈블리에 의하면, 클러치 보스를 통하여 클러치 허브를 인풋 샤프트에 연결하고, 클러치 허브에 비하여 상대적으로 중량이 많이 나가는 클러치 리테이너를 통하여 다른 동력전달요소에 연결되도록 하여 클러치 해방 상태에서 클러치 리테이너와 클러치 플레이트 등의 회전하는 회전요소를 줄이며, 이로 인해 드래그 저감 및 연비 향상을 가능하게 한다.
또한, 클러치 허브를 클러치 보스와 일체로 회전되도록 설치하여 밸런스 피스톤의 기능을 동시에 갖도록 함으로써, 부품수를 줄여 중량 및 원가를 절감을 가능하게 하며, 동시에 종래의 밸런스 피스톤을 배제할 수 있어 자동변속기의 컴팩트화를 가능하게 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 자동변속기용 클러치 어셈블리의 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기용 클러치 어셈블리의 부분 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기용 클러치 어셈블리의 부분 단면도로써, 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기용 클러치 어셈블리는 인풋 샤프트(1) 상에 클러치 보스(3)가 연결되어 설치된다.
상기 클러치 보스(3)의 외주면 일측에는 클러치 허브(5)가 스플라인 결합되며, 상기 클러치 허브(5)는 상기 클러치 보스(3)의 외주면 일측에 설치되는 스냅링(7)에 의해 지지된다.
클러치 허브(5)의 외주면에는 다수 매의 클러치 디스크(9)가 축방향으로 이동 가능하게 설치된다.
또한, 상기 클러치 허브(5)의 외주면에 대하여 드럼 형상의 클러치 리테이너(11)가 그 내주면이 대응하도록 배치된다.
상기 클러치 리테이너(11)는 그 일단부가 다른 동력전달요소인 유성기어세트(20)의 유성 캐리어(21)에 연결된다.
상기 클러치 리테이너(11)의 내주면에는 다수 매의 클러치 플레이트(13)가 상기 클러치 디스크(9) 사이사이에 배치된 상태로 축방향으로 이동 가능하게 설치된다.
또한, 상기 클러치 리테이너(11)는 그 내주면 내측에 축방향으로 이동 가능하게 리액션 플레이트(15)가 설치되어 상기 각 클러치 플레이트(13)를 지지한다.
이때, 상기 리액션 플레이트(15)에 대응하여 상기 클러치 리테이너(11)의 내측면에 지지링(17)이 설치되어 상기 리액션 플레이트(15)의 축방향 이동을 지지한다.
여기서, 상기 클러치 리테이너(11)에 설치되는 리액션 플레이트(15)와 상기 클러치 리테이너(11)의 내측면에 설치되는 지지링(17)을 대신하여, 다른 실시예로, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 클러치 허브(5)의 외주면 내측에 리액션 스냅링(18)을 설치하여 상기 각 클러치 디스크(9)를 지지하도록 할 수 있다.
이때, 상기 리액션 스냅링(18)은 내측의 클러치 디스크(9)를 직접 접촉하여 지지하도록 클러치 플레이트(13)와 클러치 디스크(9)의 배열을 조정한다.
그리고 상기 클러치 보스(3)와 상기 클러치 허브(5) 사이에는 피스톤(30)이 구성된다.
상기 피스톤(30)은 그 외주단이 상기 클러치 플레이트(13)를 밀도록 대향하며, 상기 클러치 보스(3)와의 사이에는 시일링(31)이 개재되어 기밀을 유지한다.
즉, 상기 시일링(31)은 상기 클러치 보스(3)의 타측 외주 선단면에 설치되어 상기 피스톤(30)과의 사이에 기밀을 유지한다.
또한, 상기 피스톤(30)과 상기 클러치 허브(5) 사이에는 리턴 스프링(33)이 개재되어 피스톤(30)에 복원력을 제공한다.
본 실시예에서는 상기 각 리턴 스프링(33)은 그 양단이 각각 스프링 플레이트(35)에 설치된 상태로 상기 피스톤(30)과 상기 클러치 허브(5) 사이에 지지되는 다수개의 코일 스프링을 적용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 웨이브 스프링 또는 접시 스프링 등이 적용될 수 있다.
또한, 상기 클러치 허브(5)의 내주면 중앙을 기준으로 일측 내주면에 상기 피스톤(30)의 내주단(37)이 접촉되는데, 이때, 상기 피스톤(30)의 내주단(37)에는 시일링(39)이 접착되어 상기 클러치 허브(5)의 일측 내주면에 접촉되어 기밀을 유지한다.
따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 자동변속기용 클러치 어셈블리는 인풋 샤프트(1) 및 클러치 보스(3) 상에 구성되는 다수개의 오일홀(H)을 통하여 상기 피스톤(30)과 클러치 보스(3) 사이에 유압(ATF)이 공급된다.
그러면, 상기 피스톤(30)은 공급되는 유압에 의해 다수개의 리턴 스프링(33)을 압축시키면서 클러치 허브(5)측으로 이동하여 상기 클러치 플레이트(13)와 클러치 디스크(9)를 결합(클러치 작동)시켜 인풋 샤프트(1)의 회전 동력을 상기 유성기어셋트(20)로 전달하게 한다.
반대로, 상기 피스톤(30)과 클러치 보스(3) 사이에 공급되던 유압(ATF)이 해제되면, 상기 피스톤(30)은 다수개의 리턴 스프링(33)의 복원력에 의해 반대로 이동하여 상기 클러치 플레이트(13)와 클러치 디스크(9)를 해제(클러치 해방)시켜 인풋 샤프트(1)의 회전 동력을 상기 유성기어셋트(20)로 전달되지 않도록 차단하게 된다.
이와 같이, 본 실시예에 따르는 자동변속기용 클러치 어셈블리는 클러치 보스(3)를 통하여 클러치 허브(5)를 인풋 샤프트(1)에 연결하고, 클러치 허브(5)에 비하여 상대적으로 중량이 많이 나가는 클러치 리테이너(11)를 통하여 다른 동력전달요소인 유성기어세트(20)에 연결되도록 하여 클러치 해방 상태에서는 클러치 리테이너(11)와 다수 매의 클러치 플레이트(13)가 회전하지 않도록 함으로써, 드래그 저항이 저감되며, 이로 인한 연비 향상이 가능하다.
또한, 클러치 허브(5)를 클러치 보스(3)와 함께 회전되도록 설치하여 종래의 밸런스 피스톤을 제거하여도 그 기능을 대신할 수 있도록 함으로써, 부품수를 줄여 중량 및 원가를 절감을 가능하게 하며, 자동변속기의 컴팩트화가 가능하다.
이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
1: 인풋 샤프트 3: 클러치 보스
5: 클러치 허브 7: 스냅링
9: 클러치 디스크 11: 클러치 리테이너
13: 클러치 플레이트 15: 리액션 플레이트
17: 지지링 17: 리액션 스냅링
20: 유성기어세트 21: 유성 캐리어
30: 피스톤 31,39: 시일링
33: 리턴 스프링 35: 스프링 플레이트
37: 내주단

Claims (6)

  1. 자동변속기의 클러치 어셈블리에 있어서,
    인풋 샤프트에 연결되는 클러치 보스;
    상기 클러치 보스의 외주면 일측에 스플라인 결합되어 스냅링에 의해 일측으로 지지되는 클러치 허브;
    상기 클러치 허브의 외주면에 축방향으로 이동 가능하게 설치되는 다수 매의 클러치 디스크;
    상기 클러치 허브의 외주면에 내주면이 대응하며, 일단부가 다른 동력전달요소에 연결되는 클러치 리테이너;
    상기 클러치 디스크 사이사이에 배치된 상태로 상기 클러치 리테이너의 내주면에 축방향으로 이동 가능하게 설치되는 다수 매의 클러치 플레이트;
    상기 클러치 보스와 상기 클러치 허브 사이에 구성되며, 외주단이 상기 클러치 플레이트를 밀도록 대향하는 피스톤;
    상기 피스톤과 상기 클러치 허브 사이에 개재되는 리턴 스프링을 포함하는 자동변속기용 클러치 어셈블리.
  2. 제1항에서,
    상기 클러치 보스는
    타측 외주 선단면에 상기 피스톤과의 기밀을 유지하기 위한 시일링이 설치되는 자동변속기용 클러치 어셈블리.
  3. 제1항에서,
    상기 리턴 스프링은
    그 양단이 각각 스프링 플레이트에 설치된 상태로 상기 피스톤과 상기 클러치 허브 사이에 지지되는 자동변속기용 클러치 어셈블리.
  4. 제1항 또는 제3항에서,
    상기 리턴 스프링은
    웨이브 스프링 또는 접시 스프링 또는 코일 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동변속기용 클러치 어셈블리.
  5. 제1항에서,
    상기 클러치 리테이너는
    그 내주면 내측에 축방향 이동 가능하게 설치되어 상기 각 클러치 플레이트를 지지하는 리액션 플레이트;
    상기 리액션 플레이트에 대응하여 상기 클러치 리테이너의 내측면에 설치되어 상기 리액션 플레이트를 지지하는 지지링을 포함하는 자동변속기용 클러치 어셈블리.
  6. 제1항에서,
    상기 클러치 허브는
    그 외주면 내측에 설치되어 상기 각 클러치 디스크를 지지하는 리액션 스냅링을 포함하는 자동변속기용 클러치 어셈블리.
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