KR101852267B1 - 변속기 브레이크 어셈블리 - Google Patents

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KR101852267B1
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김원
이만복
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현대다이모스(주)
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    • F16H2063/3089—Spring assisted shift, e.g. springs for accumulating energy of shift movement and release it when clutch teeth are aligned

Abstract

본 발명은 변속기 브레이크 어셈블리에 관한 것으로, 차량용 변속기에 구비된 인풋 샤프트를 통해 구동력을 전달받는 카운터 샤프트, 상기 카운터 샤프트의 일측에 구비되고, 측면에 마찰을 발생시켜 상기 카운터 샤프트에 브레이크 기능을 수행하도록 구비된 적어도 하나 이상의 프릭션 플레이트 및 적어도 하나 이상의 스틸 플레이트, 상기 스틸 플레이트의 일측에 배치되고 상기 프릭션 플레이트 및 스틸 플레이트가 브레이크 기능을 수행할 수 있도록 측면에 힘을 가하는 피스톤부, 상기 피스톤부의 내부에 수납되고 상기 피스톤부로부터 가압되는 힘이 해제되면 상기 피스톤부의 위치를 복귀시키는 판스프링, 상기 피스톤부가 내부에 수납되는 수납부가 구비되고 상기 변속기의 일측에 고정되는 브레이크 하우징을 제공할 수 있게 된다.

Description

변속기 브레이크 어셈블리{Wear Compensation Device of Clutch Actuator}
본 발명은 변속기 브레이크 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피스톤부의 위치를 복원하기 위해 판스프링을 적용하여 마찰에 의한 마모를 방지할 수 있는 변속기 브레이크 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 변속기에서 동력이 전달되는 축의 동기작용을 수행하도록 싱크로나이저가 적용된다. 하지만, 일부 대형차량의 자동화 수동변속기에는 동력이 전달되는 축을 회전시키거나 또는 회전을 억제하기 위해 싱크로나이저가 적용되는 대신 축의 동기작용을 수행하도록 변속기 브레이크 어셈블리가 사용된다.
종래의 변속기 브레이크 어셈블리에는 피스톤부가 공압 또는 유압에 의해 다판 클러치에 힘을 가하여 압착시키고 상기 다판 클러치 측면의 마찰에 의해서 브레이크가 작동되는 구조이다. 이때, 피스톤부에 공압 또는 유압이 제거되어 다판 클러치에 가압되는 힘이 해제되면 다판 클러치의 내경부에 구비된 플런저와 스프링이 복원력에 의해서 상기 피스톤부를 다판 클러치와 분리시키게 된다.
하지만 상기 스프링이 다판 클러치의 내경부에 구비됨으로서, 다판 클러치의 회전에 따라 플런저 및 스프링도 회전하게 되고 이에 따라, 플런저 및 스프링에 마모가 발생되고, 상기 피스톤부에 진동을 전달하게 되어 고장의 원인이 된다.
따라서, 플런저와 스프링을 대체하여 구조를 단순화하고 고장을 방지할 수 있는 변속기 브레이크 어셈블리에 대한 필요성이 매우 높은 실정이다.
한국공개특허 제 2015-0093478호
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 변속기 브레이크 어셈블리에 발생하는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로, 스프링과 플런저 대신에 판스프링을 장착하여 피스톤부를 제어함으로써, 구조를 단순화하고 카운터 샤프트에서 발생되는 진동을 방지하며, 부품간의 마찰로 인한 마모를 방지할 수 있는 변속기 브레이크 어셈블리를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 변속기 브레이크 어셈블리는, 차량용 변속기에 구비된 인풋 샤프트를 통해 구동력을 전달받는 카운터 샤프트, 상기 카운터 샤프트의 일측에 구비되고, 측면에 마찰을 발생시켜 상기 카운터 샤프트에 브레이크 기능을 수행하도록 구비된 적어도 하나 이상의 프릭션 플레이트 및 적어도 하나 이상의 스틸 플레이트, 상기 스틸 플레이트의 일측에 배치되고 상기 프릭션 플레이트 및 스틸 플레이트가 브레이크 기능을 수행할 수 있도록 측면에 힘을 가하는 피스톤부, 상기 피스톤부의 내부에 수납되고 상기 피스톤부로부터 가압되는 힘이 해제되면 상기 피스톤부의 위치를 복귀시키는 판스프링, 상기 피스톤부가 내부에 수납되는 수납부가 구비되고 상기 변속기의 일측에 고정되는 브레이크 하우징을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 변속기 브레이크 어셈블리에 있어서, 상기 피스톤부의 일면에는 네방향으로 수납홈이 구비되고, 상기 판스프링은 상기 수납홈의 형상에 대응하여 중심부에 관통홀이 구비된 원판형상의 바디 플레이트 및 상기 바디 플레이트로부터 네방향으로 돌출된 레그 플레이트가 구비된 것일 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 변속기 브레이크 어셈블리에 있어서, 상기 수납홈의 일측에는 지지부가 각각 형성되어 상기 상기 레그 플레이트를 지지하고, 상기 레그 플레이트의 일측에는 상기 피스톤부를 향해 굴곡진 형상의 밴딩부가 각각 형성되어 상기 피스톤부로부터 하중이 해제되면 탄성에 의해 작동 전 위치로 상기 피스톤부를 복귀시키는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 변속기 브레이크 어셈블리에 있어서, 제 3 항에 있어서, 상기 브레이크 하우징에 구비된 수납부에는 외주를 따라 상기 스틸 플레이트를 지지하는 걸림턱이 형성되고, 상기 걸림턱의 일측에는 삽입홈이 구비되어 상기 판스프링이 삽입되며 상기 판스프링을 원주방향으로 회전시켜 원주방향으로 이동가능하도록 상기 삽입홈과 이어진 가이드홈이 구비된 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 변속기 브레이크 어셈블리에 있어서, 상기 스틸 플레이트의 외주와 상기 브레이크 하우징의 내부에는 체결홈이 구비되고, 상기 체결홈을 통해 상기 스틸 플레이트를 상기 브레이크 하우징에 고정시키며, 상기 판스프링의 원주방향으로 회전을 방지하여 상기 피스톤부에 고정시키도록 고정핀이 구비된 것일 수 있다.
이에 대한 보다 자세한 내용은 이후 도면 등을 통해 설명한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 변속기 브레이크 어셈블리에 의하면, 피스톤부에 판스프링을 적용하여 본래 위치로 복귀되도록 함으로써, 구조를 단순화 할 수 있고 각 부품간의 회전마찰에 의한 마모를 개선하여 고장을 예방하고 내구수명을 증가시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 변속기 브레이크 어셈블리 및 카운터 샤프트의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 변속기 브레이크 어셈블리 및 카운터 샤프트의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 또 하나의 실시 예에 따른 마찰발생부가 제외된 변속기 브레이크 어셈블리의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 또 하나의 실시 예에 따른 피스톤부와 판스프링의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 하나의 실시 예에 따른 변속기 브레이크 어셈블리의 정단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 변속기 브레이크 어셈블리(100)는 차량용 변속기에 구비된 인풋 샤프트를 통해 구동력을 전달받는 카운터 샤프트(120)와 연결된다. 상기 카운터 샤프트(120)에는 수동 변속기에 구비된 싱크로나이저를 대신하여 동기작용을 수행하도록 일측에 상기 변속기 브레이크 어셈블리(100)가 구비된다.
상기 변속기 브레이크 어셈블리(100)에는 마찰발생부(130)가 구비되고, 상기 마찰발생부(130)는 프릭션 플레이트(132) 및 스틸 플레이트(131)로 구성되어 상기 프릭션 플레이트(132)가 상기 카운터 샤프트(120)와 결합된다. 보다 상세하게는, 상기 카운터 샤프트(120)의 일측에는 스플라인 기어(121)가 형성되고 상기 스플라인 기어(121)와 결합되도록 내경에 기어가 형성되어 상기 카운터 샤프트(120)와 기어결합되는 적어도 하나 이상의 프릭션 플레이트(132)가 구비된다. 상기 프릭션 플레이트(132)는 양측면에 마찰부재(133)가 구비되어 원판형상으로 형성되고 중심축에 관통홀이 형성되며 상기 관통홀의 외주를 따라 기어가 형성된다. 따라서, 상기 기어는 카운터 샤프트(120)의 일측과 기어결합되어 고정되어 있으므로, 카운터 샤프트(120)가 회전되면 함께 회전되는 구조이다. 또한, 상기 프릭션 플레이트(132)의 양측면에는 스틸 플레이트(131)가 배치되고 일측으로 외력이 가해지면 상기 프릭션 플레이트(132)와 측면이 맞닿게 되고 마찰을 발생시켜 상기 카운터 샤프트(120)에 브레이크 기능을 수행할 수 있다.
상기 스틸 플레이트(131)의 최외측에는 피스톤부(150)가 구비된다. 상기 피스톤부(150)는 상기 최외측의 스틸 플레이트(131)에 일측으로 힘을 가하도록 구비된다. 보다 상세하게는, 상기 피스톤부(150)는 원형으로 형성되고, 공압 또는 유압을 외부에서 공급받아 상기 피스톤부(150)의 측면으로 상기 최외측에 구비된 스틸 플레이트(131)의 측면을 가압하게 된다. 이때, 상기 최외측의 스틸 플레이트(131)는 측면에 마찰부재(133)가 구비된 프릭션 플레이트(132)와 스틸 플레이트(131)를 차례로 가압하게 되고 측면이 맞닿아 마찰력이 발생하게 된다. 따라서, 프릭션 플레이트(132)와 스틸 플레이트(131)의 측면에 발생한 마찰력으로 인해 상기 카운터 샤프트(120)에 브레이크 기능이 작동하게 된다.
상기 피스톤부(150)는 브레이크 하우징(110)에 수납되고 상기 브레이크 하우징(110)에는 상기 피스톤부(150)가 수납되도록 수납부(111)가 구비된다. 보다 상세하게는, 상기 브레이크 하우징(110)은 원형으로 형성되어 상기 피스톤부(150)가 수납되도록 내부에 수납부(111)가 구비된다. 상기 수납부(111)에 수납된 피스톤부(150)는 피스톤과 피스톤 실링으로 구성되고 상기 피스톤 실링은 상기 수납부(111)에서 피스톤이 작동했을 때, 작동압력이 새어나가지 않도록 구비된다.
또한, 상기 수납부(111)의 외주에는 상기 프릭션 플레이트(132) 및 스틸 플레이트(131)가 수납되도록 걸림턱(112)이 형성된다. 보다 상세하게는, 상기 브레이크 하우징(110)의 내측에 구비된 수납부(111)에 피스톤부(150)가 수납되고 상기 피스톤부(150)의 측면에 상기 프릭션 플레이트(132)와 스틸 플레이트(131)가 수납된다. 이때, 수납부(111)의 외주에 걸림턱(112)이 형성되고 상기 걸림턱(112)에서 연장된 내주의 벽면에 상기 프릭션 플레이트(132) 및 스틸 플레이트(131)가 수납된다. 따라서, 상기 걸림턱(112)은 상기 피스톤부(150)와 상기 프릭션 플레이트(132) 및 스틸 플레이트(131)의 수납을 구분시킨다. 상기 스틸 플레이트(131)의 외주에는 체결홈이 형성되고 이와 대응하여 상기 브레이크 하우징(110)의 내부에도 체결홈이 구비된다. 따라서, 상기 스틸 플레이트(131)는 고정핀(153)에 의해서 상기 브레이크 하우징(110)에 구비된 체결홈과 체결될 수 있다. 따라서, 상기 피스톤부(150)가 작동되지 않을 때, 상기 카운터 샤프트(120)의 회전에 의해서 상기 프릭션 플레이트(132)만 회전되고 상기 스틸 플레이트(131)는 브레이크 하우징(110)에 고정되어 있다. 반대로, 상기 피스톤부(150)가 유압 또는 공압을 공급받아 상기 최외측의 스틸 플레이트(131)를 가압하면 상기 스틸 플레이트(131)는 프릭션 플레이트(132)와 마찰되고 카운터 샤프트(120)에 브레이크 기능을 작용하게 된다.
이때, 상기 피스톤부(150)의 유압 또는 공압이 해제되면 본래의 위치로 복귀되도록 상기 피스톤부(150)와 최외측 스틸 플레이트(131)의 사이에는 판스프링(140)이 구비된다. 상기 판스프링(140)은 중심에 관통홀이 형성된 원판 형상의 바디 플레이트(141)와 상기 바디 플레이트(141)로부터 네방향으로 돌출되어 형성된 레그 플레이트(142)가 형성된다. 상기 판스프링(140)의 형상에 대응하여 상기 피스톤부(150)에는 네방향으로 수납홈(151)이 구비되어 상기 판스프링(140)이 수납될 수 있다. 또한, 상기 수납홈(151)의 일측에는 지지부(152)가 네방향에 각각 형성되어 상기 판스프링(140)이 피스톤부(150)를 일방향으로 항상 가압하도록 지지한다. 따라서, 피스톤부(150)의 작동이 해제되면 상기 판스프링(140)의 탄성에 의해서 안정적으로 상기 피스톤부(150)는 상기 스틸 플레이트(131)와 분리되어 있으므로, 각 부품간의 마모를 방지할 수 있다.
한편, 상기 브레이크 하우징(110)의 걸림턱(112)에는 상기 판스프링(140)이 수납되도록 네방향에 삽입홈(113)이 구비되고 상기 삽입홈(113)과 연결되어 상기 판스프링(140)이 원주방향으로 회전가능하도록 가이드홈(114)이 구비된다. 따라서, 상기 판스프링(140)은 조립시 브레이크 하우징(110)의 삽입홈(113)에 삽입되고 원주방향으로 형성된 가이드홈(114)을 따라 원주방향으로 회전시키면 상기 피스톤부(150)의 수납홈(151)에 수납되게 된다. 상기 판스프링(140)은 가이드홈(114)에 위치되어 피스톤의 작동해제시 일측으로 상기 피스톤부(150)를 가압할 수 있게 된다. 또한, 상기 판스프링(140)의 레그 플레이트(142)에는 상기 지지부(152)와 함께 피스톤부(150)를 본래의 위치로 복귀시키도록 상기 피스톤부를 향해 굴곡진 형상의 밴딩부(143)가 형성된다. 상기 밴딩부(143)는 피스톤의 작동해제시 피스톤부(150)에 구비된 지지부(152)를 일측으로 가압하므로 피스톤의 복귀를 더욱 촉진시킬 수 있다.
한편, 상기 가이드부에 수납된 판스프링(140)은 원주 방향으로 회전될 수 있으므로, 상기 고정핀(153)을 원주방향으로 회전시킨 판스프링(140)의 일측에 고정시켜 즉, 상기 고정핀(153)은 상기 레그 플레이트(142)가 위치된 체결홈에 각각 체결되어 판스프링(140)이 원주방향으로 회전되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 피스톤부(150)는 공압 또는 유압을 외부로부터 공급받아 상기 최외측에 위치한 스틸 플레이트(131)를 가압하게 되고, 상기 스틸 플레이트(131)는 일측에 배치된 프릭션 플레이트(132) 및 스틸 플레이트(131)를 차례로 가압하여 카운터 샤프트(120)에 브레이크를 작동시키게 된다.
이와는 반대로, 상기 피스톤부(150)에 작동을 해제시키면 일측으로 가압되던 판스프링(140)이 탄성력으로 인해 상기 피스톤부(150)를 본래의 위치로 복귀시키게 되고, 상기 스틸 플레이트(131) 및 프릭션 플레이트(132)가 서로 떨어지며 브레이크 기능이 해제되는 구조이다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
100 : 변속기 브레이크 어셈블리
110 : 브레이크 하우징
111 : 수납부
112 : 걸림턱
113 : 삽입홈
114 : 가이드홈
120 : 카운터 샤프트
121 : 스플라인 기어
130 : 마찰발생부
131 : 스틸 플레이트
132 : 프릭션 플레이트
133 : 마찰부재
140 : 판스프링
141 : 바디 플레이트
142 : 레그 플레이트
143 : 밴딩부
150 : 피스톤부
151 : 수납홈
152 : 지지부
160 : 고정핀

Claims (5)

  1. 차량용 변속기에 구비된 인풋 샤프트를 통해 구동력을 전달받는 카운터 샤프트;
    상기 카운터 샤프트의 일측에 구비되고, 측면에 마찰을 발생시켜 상기 카운터 샤프트에 브레이크 기능을 수행하도록 구비된 적어도 하나 이상의 프릭션 플레이트 및 적어도 하나 이상의 스틸 플레이트;
    상기 스틸 플레이트의 일측에 배치되고 상기 프릭션 플레이트 및 스틸 플레이트가 브레이크 기능을 수행할 수 있도록 측면에 힘을 가하는 피스톤부;
    상기 피스톤부의 내부에 수납되고 상기 피스톤부로부터 가압되는 힘이 해제되면 상기 피스톤부의 위치를 복귀시키는 판스프링;
    상기 피스톤부가 내부에 수납되는 수납부가 구비되고 상기 변속기의 일측에 고정되는 브레이크 하우징;을 포함하며,
    상기 브레이크 하우징에 구비된 수납부에는 외주를 따라 상기 스틸 플레이트를 지지하는 걸림턱이 형성되고, 상기 걸림턱의 일측에는 삽입홈이 구비되어 상기 판스프링이 삽입되며 상기 판스프링을 원주방향으로 회전시켜 원주방향으로 이동가능하도록 상기 삽입홈과 이어진 가이드홈이 구비된 것을 특징으로 하는 변속기 브레이크 어셈블리
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 피스톤부의 일면에는 네방향으로 수납홈이 구비되고, 상기 판스프링은 상기 수납홈의 형상에 대응하여 중심부에 관통홀이 구비된 원판형상의 바디 플레이트 및 상기 바디 플레이트로부터 네방향으로 돌출된 레그 플레이트가 구비된 것을 특징으로 하는 변속기 브레이크 어셈블리.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 수납홈의 일측에는 지지부가 각각 형성되어 상기 상기 레그 플레이트를 지지하고, 상기 레그 플레이트의 일측에는 피스톤부를 향해 굴곡진 형상의 밴딩부가 각각 형성되어 상기 피스톤부로부터 하중이 해제되면 탄성에 의해 작동 전 위치로 상기 피스톤부를 복귀시키는 것을 특징으로 하는 변속기 브레이크 어셈블리.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 스틸 플레이트의 외주와 상기 브레이크 하우징의 내부에는 체결홈이 구비되고, 상기 체결홈을 통해 상기 스틸 플레이트를 상기 브레이크 하우징에 고정시키며, 상기 판스프링의 원주방향으로 회전을 방지하여 상기 피스톤부에 고정시키도록 고정핀이 구비된 것을 특징으로 하는 변속기 브레이크 어셈블리.
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