KR102262105B1 - 자동변속기용 클러치장치 - Google Patents

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Abstract

자동변속기용 클러치장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 자동변속기용 클러치장치는: 클러치 리테이너 상에 배치되는 클러치 플레이트와, 클러치 허브 상에 배치되며, 클러치 플레이트와 이격되는 클러치 디스크와, 클러치 리테이너의 내부에 설치되고 유압에 의해 이동되며, 클러치 플레이트와 클러치 디스크 중 어느 하나를 가압하는 피스톤과, 클러치 플레이트와 클러치 디스크 사이에 배치되고, 피스톤의 가압시 압축되면서 동력을 전달하고, 피스톤의 가압해제시 탄성복원력에 의해 원상태로 복원되면서 동력전달을 차단하는 동력전달부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동변속기용 클러치장치{CLUTCH DEVICE FOR AUTOMATIC TRANSMISSION}
본 발명은 자동변속기용 클러치장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 드래그 토크의 발생을 줄여 변속기의 전달효율을 향상시키는 자동변속기용 클러치장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동변속기용 클러치장치는 클러치 리테이너, 디스크 유닛, 피스톤 등으로 구성된다. 이 중 디스크 유닛은 클러치 디스크와 클러치 플레이트를 구비하고, 클러치 디스크와 클러치 플레이트 사이에는 오일이 공급되며 오일의 점성에 의해 오일 필름층이 형성된다. 그러나, 오일 필름층의 점성력으로 인해 디스크 유닛의 가압을 해제하더라도 클러치 디스크와 클러치 플레이트가 서로 접촉되어 드래그 토크(drag troque)가 발생하는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명에 대한 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1189231호(발명의 명칭: 자동변속기용 클러치 어셈블리, 등록일: 2012.10.02.)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 드래그 토크의 발생을 줄여 변속기의 전달효율을 향상시키는 자동변속기용 클러치장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 자동변속기용 클러치장치는: 클러치 리테이너 상에 배치되는 클러치 플레이트; 클러치 허브 상에 배치되며, 상기 클러치 플레이트와 이격되는 클러치 디스크; 상기 클러치 리테이너의 내부에 설치되고 유압에 의해 이동되며, 상기 클러치 플레이트와 상기 클러치 디스크 중 어느 하나를 가압하는 피스톤; 및 상기 클러치 플레이트와 상기 클러치 디스크 사이에 배치되고, 상기 피스톤의 가압시 압축되면서 동력을 전달하고, 상기 피스톤의 가압해제시 탄성복원력에 의해 원상태로 복원되면서 동력전달을 차단하는 동력전달부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 동력전달부는, 상기 클러치 플레이트 및 상기 클러치 디스크 중 어느 하나와 마주보는 제1플레이트판; 상기 제1플레이트판과 이격되게 배치되며, 상기 클러치 플레이트 및 상기 클러치 디스크 중 다른 하나와 마주보는 제2플레이트판; 상기 제1플레이트판과 상기 제2플레이트판 사이에 배치되고, 상기 피스톤의 가압시 압축되며, 상기 피스톤의 가압해제시 상기 제1플레이트판과 상기 제2플레이트판에 탄성복원력을 제공하는 탄성부; 및 상기 제1플레이트판과 상기 제2플레이트판 사이에 배치되고, 상기 피스톤의 가압시 상기 제1플레이트판 및 상기 제2플레이트판과 접촉되어 동력을 전달하고, 상기 피스톤의 가압해제시 상기 제1플레이트판 및 상기 제2플레이트판과 미접촉되어 동력의 전달을 차단하는 스프래그;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 동력전달부는 상기 제1플레이트판과 상기 제2플레이트판 사이에 배치되고, 상기 스프래그가 각각 삽입되는 복수개의 삽입홀부를 구비하는 케이지;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 케이지는 상기 삽입홀부 사이에 배치되며, 상기 탄성부가 각각 삽입되는 복수개의 탄성홀부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스프래그는, 상기 삽입홀부에 소정의 각도로 기울어지게 삽입되는 제1스프래그; 및 상기 제1스프래그와 번갈아 배치되게 상기 삽입홀부에 삽입되며, 상기 제1스프래그와 반대방향으로 소정의 각도로 기울어지게 삽입되는 제2스프래그;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 탄성부는 일단부가 상기 제1플레이트판과 결합되고, 타단부가 상기 제2플레이트판과 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자동변속기용 클러치장치는 탄성부의 탄성복원력에 의해 스프래그가 제1플레이트판 및 제2플레이트판과 이격되면서 동력전달이 중단되도록 하는 동력전달부를 통해 피스톤의 가압해제시 동력전달이 중단되면서 토크가 발생하는 것을 막을 수 있어, 드래그 토크의 발생을 줄여 변속기의 전달효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기용 클러치장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 A부분을 확대한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기용 클러치장치의 피스톤이 클러치디스크, 동력전달부 및 클러치 플레이트를 가압하는 것을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 B부분을 확대한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기용 클러치장치의 동력전달부를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 A-A' 단면도이다.
도 7은 도 5의 측면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기용 클러치장치를 설명하도록 한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기용 클러치장치의 단면도이고, 도 2는 도 1의 A부분을 확대한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기용 클러치장치의 피스톤이 클러치디스크, 동력전달부 및 클러치 플레이트를 가압하는 것을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 B부분을 확대한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기용 클러치장치의 동력전달부를 나타낸 도면이고, 도 6은 도 5의 A-A' 단면도이고, 도 7은 도 5의 측면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기용 클러치장치(1)는 클러치 플레이트(100), 클러치 디스크(200), 피스톤(300) 및 동력전달부(400)를 포함한다. 클러치 플레이트(100)는 클러치 리테이너(10) 상에 배치된다. 클러치 리테이너(10)는 입력축(미도시)과 결합되어 회전 동력을 전달받는다.
클러치 디스크(200)는 클러치 허브(20) 상에 배치되며, 클러치 플레이트(100)와 이격된다. 클러치 허브(20)는 클러치 리테이너(10)와 함께 회전된다. 클러치 허브(20)의 외륜(21)에는 클러치 디스크(200)가 배치된다.
피스톤(300)은 클러치 리테이너(10)의 내부에 설치되고 유압에 의해 이동되며, 클러치 플레이트(100)와 클러치 디스크(200) 중 어느 하나를 가압한다. 피스톤(300)은 리턴스프링(310)과 피스톤바디(320)을 포함한다. 피스톤바디(320)는 리턴스프링(310)을 감싸며, 유압에 의해 이동된다. 피스톤바디(320)는 유압의 미공급시 리턴스프링(310)의 탄성복원력에 의해 원위치로 복귀된다.
구체적으로, 클러치 리테이너(10)의 내부에는 피스톤(300)이 설치되고, 클러치 리테이너(10)와 피스톤(300) 사이의 공간에 유압이 공급되면 피스톤(300)이 클러치 플레이트(100)와 클러치 디스크(200) 중 어느 하나 측으로 이동되어 클러치 플레이트(100)와 클러치 디스크(200) 중 어느 하나를 가압할 수 있다. 일 예로, 피스톤(300)은 클러치 디스크(200) 측으로 이동되어 클러치 디스크(200)를 가압할 수 있다.
클러치 리테이너(10)와 피스톤(300) 사이의 공간에 유압이 공급되는 것이 해제되면 피스톤(300)은 리턴스프링(310)의 탄성복원력에 의해 클러치 플레이트(100)의 반대측으로 이동되어 클러치 플레이트(100)와 클러치 디스크(200) 중 어느 하나의 가압을 해제한다.
동력전달부(400)는 클러치 플레이트(100)와 클러치 디스크(200) 사이에 배치되고, 피스톤(300)의 가압시 압축되면서 동력을 전달하고, 피스톤(300)의 가압해제시 탄성복원력에 의해 원상태로 복원되면서 동력전달을 차단한다.
구체적으로, 클러치 플레이트(100)는 클러치 플레이트몸체(110)와 클러치 플레이트치(120)를 포함한다. 클러치 플레이트몸체(110)는 링 형상으로 형성된다. 클러치 플레이트치(120)는 클러치 플레이트몸체(110)의 둘레를 따라 등간격으로 복수개가 외측으로 돌출된다.
클러치 디스크(200)는 코어 플레이트(210)와 디스크(220)를 포함한다. 코어 플레이트(210)는 링 형상으로 형성된다. 디스크(220)는 코어 플레이트(210)와 연결되며, 코어 플레이트(210)의 내주면을 따라 등간격으로 내측으로 돌출된다.
동력전달부(400)는 클러치 플레이트몸체(110)와 코어 플레이트(210) 사이에 배치되고, 피스톤(300)의 가압에 의해 압축된다. 이때, 피스톤(300)의 동력이 동력전달부(400)를 통해 클러치 플레이트(100) 및 클러치 디스크(200)로 전달된다.
이후, 피스톤(300)의 가압이 해제되면 동력전달부(400)는 탄성복원력에 의해 원상태로 복원된다. 피스톤(300)의 동력이 클러치 플레이트(100) 및 클러치 디스크(200)로 전달되는 것이 차단된다.
도 5 내지 도 7에 도시된 것과 같이, 동력전달부(400)는 제1플레이트판(410), 제2플레이트판(420), 탄성부(430), 스프래그(440), 케이지(450) 및 마찰재(460)를 포함한다.
제1플레이트판(410)은 클러치 플레이트(100) 및 클러치 디스크(200) 중 어느 하나와 마주본다. 일 예로, 제1플레이트판(410)은 링 형상으로 클러치 플레이트(100)의 클러치 플레이트몸체(110)와 마주본다.
제2플레이트판(420)은 제1플레이트판(410)과 이격되게 배치되며, 클러치 플레이트(100) 및 클러치 디스크(200) 중 다른 하나와 마주본다. 일 예로, 제2플레이트판(420)은 링 형상으로 클러치 디스크(200)의 코어 플레이트(210)와 마주본다.
탄성부(430)는 제1플레이트판(410)과 제2플레이트판(420) 사이에 배치되고, 피스톤(300)의 가압시 압축되며, 피스톤(300)의 가압해제시 제1플레이트판(410)과 제2플레이트판(420)에 탄성복원력을 제공한다. 탄성부(430)은 압축스프링으로 제1플레이트판(410)과 제2플레이트판(420) 사이에 배치되며, 제1플레이트판(410)과 제2플레이트판(420)에 탄성복원력을 제공하여 후술된 스프래그(440)와, 제1플레이트판(410) 및 제2플레이트판(420)을 이격시킨다.
탄성부(430)는 일단부가 제1플레이트판(410)과 결합되고, 타단부가 제2플레이트판(420)과 결합된다. 이로 인해, 제1플레이트판(410) 및 제2플레이트판(420)이 탄성부(430)의 탄성변형에 쉽게 압축되거나 탄성부(430)의 탄성복원력에 의해 쉽게 이격될 수 있다.
스프래그(Sprag, 440)는 제1플레이트판(410)과 제2플레이트판(420) 사이에 배치되고, 피스톤(300)의 가압시 제1플레이트판(410) 및 제2플레이트판(420)과 접촉되어 동력을 전달하고, 피스톤(300)의 가압해제시 제1플레이트판(410) 및 제2플레이트판(420)과 미접촉되어 동력의 전달을 차단한다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 케이지(450)는 제1플레이트판(410)과 제2플레이트판(420) 사이에 배치되고, 스프래그(440)가 각각 삽입되는 복수개의 삽입홀부(451)를 구비한다. 케이지(450)는 삽입홀부(431) 사이에 배치되며, 탄성부(430)가 각각 삽입되는 복수개의 탄성홀부(452)를 구비한다. 이로 인해, 스프래그(440) 및 탄성부(430)가 케이지(450)를 통해 제1플레이트판(410)과 제2플레이트판(420) 사이에 안정적으로 설치될 수 있다.
스프래그(430)는 제1스프래그(431)와 제2스프래그(432)를 포함한다. 제1스프래그(431)는 삽입홀부(431)에 소정의 각도로 기울어지게 삽입된다. 제1스프래그(431)는 제2스프래그(432)와의 간격(L)이 우측에서 좌측으로(도 7 기준) 갈수록 좁아지도록 기울지게 형성된다.
제2스프래그(432)는 제1스프래그(431)와 번갈아 배치되게 삽입홀부(431)에 삽입되며, 제1스프래그(431)와 반대방향으로 소정의 각도로 기울어지게 삽입된다. 제2스프래그(432)는 제1스프래그(431)와의 간격이 우측에서 좌측으로(도 7 기준) 갈수록 좁아지도록 기울지게 형성된다. 이와 같이, 서로 다른 방향으로 기울어진 제1스프래그(431)와 제2스프래그(432)를 통해 양방향으로 동력을 전달할 수 있다.
마찰재(460)는 제1스프래그(431) 및 제2스프래그(432)와 각각 결합되며, 클러치 플레이트(310)와 클러치 디스크(320)가 각각 접촉되어 클러치 플레이트(310)와 클러치 디스크(320)에 동력이 원활하게 전달될 수 있도록 한다.
피스톤(300)이 클러치 플레이트(100)와 클러치 디스크(200) 중 어느 하나를 가압하면, 제1플레이트판(410) 및 제2플레이트판(420) 사이가 좁혀지면서 스프래그(440)가 제1플레이트판(410) 및 제2플레이트판(420)과 접촉된다. 클러치 플레이트(100) 및 클러치 디스크(200)와, 제1플레이트판(410) 및 제2플레이트판(420)이 밀착되고 동력이 전달된다. 이때, 탄성부(430)는 압축된다. 또한, 마찰재(460)가 클러치 플레이트(100) 및 제1플레이트판(410)와, 클러치 디스크(200) 및 제2플레이트판(420) 사이에 배치되어 동력이 원활하게 전달될 수 있도록 한다.
피스톤(300)이 클러치 플레이트(100)와 클러치 디스크(200) 중 어느 하나의 가압을 해제하면, 탄성부(430)의 탄성복원력에 의해 제1플레이트판(410) 및 제2플레이트판(420) 사이가 넓혀지면서 스프래그(440)가 제1플레이트판(410) 및 제2플레이트판(420)과 이격된다. 클러치 플레이트(100) 및 클러치 디스크(200)와, 제1플레이트판(410) 및 제2플레이트판(420)이 이격되고 동력전달이 차단된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 자동변속기용 클러치장치(1)에서는 탄성부(430)의 탄성복원력에 의해 스프래그(440)가 제1플레이트판(410) 및 제2플레이트판(420)과 이격되면서 동력전달이 중단되므로, 피스톤(300)의 가압이 해제되어도 클러치 디스크(320) 및 클러치 플레이트(310)가 분리되지 않고 접촉된 상태가 지속됨으로써, 동력이 전달되어 토크가 발생되는 종래기술과 달리 피스톤(300)의 가압해제시 동력전달이 중단되면서 토크가 발생하는 것을 막을 수 있다. 그 결과, 드래그 토크가 발생하는 것을 줄일 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기용 클러치 장치(1)의 작동 및 효과를 살펴보도록 한다.
클러치 리테이너(10)와 피스톤(300) 사이의 공간에 유압이 공급되면 피스톤(300)이 클러치 디스크(200) 측으로 이동되어 클러치 디스크(200)를 가압한다. 즉, 피스톤(300)이 클러치 디스크(200)를 민다. 이와 같이, 피스톤(300)이 클러치 디스크(200)를 밀면, 제1플레이트판(410) 및 제2플레이트판(420) 사이가 좁혀지면서 스프래그(440)가 제1플레이트판(410) 및 제2플레이트판(420)과 접촉된다. 클러치 플레이트(100)와 제1플레이트판(410)가 밀착되고, 클러치 디스크(200)와 제2플레이트판(420)이 밀착된다. 이때, 제1플레이트판(410) 및 제2플레이트판(420) 사이에 위치한 탄성부(430)는 압축된다. 이로써, 동력이 전달된다.
클러치 리테이너(10)와 피스톤(300) 사이의 공간에 유압이 공급되는 것이 해제되면 피스톤(300)은 리턴스프링(310)의 탄성복원력에 의해 클러치 디스크(200)의 반대측으로 이동되어 클러치 디스크(200)의 가압을 해제한다.
이와 같이, 클러치 리테이너(10)와 피스톤(300) 사이의 공간에 유압이 공급되는 것이 해제되면, 스프래그(440)가 제1플레이트판(410) 및 제2플레이트판(420)과 이격되면서 동력전달이 중단된다. 이로 인해, 피스톤(300)의 가압이 해제되어도 클러치 디스크(320) 및 클러치 플레이트(310)가 분리되지 않고 접촉된 상태가 지속됨으로써, 동력이 전달되어 드래그 토크가 발생하는 것을 줄일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1 : 자동변속기용 클러치 장치 10 : 클러치 리테이너
11 : 고정홈부 20 : 클러치 허브
21 : 외륜 100 : 클러치 플레이트
110 : 클러치 플레이트몸체 120 : 클러치 플레이트치
200 : 클러치 디스크 210 : 코어 플레이트
220 : 디스크 300 : 피스톤
310 : 리턴스프링 320 : 피스톤바디
400 : 동력전달부 410 : 제1플레이트판
420 : 제2플레이트판 430 : 탄성부
440 : 스프래그 441 : 제1스프래그
442 : 제2스프래그 450 : 케이지
451 : 삽입홀부 452 : 탄성홀부
460 : 마찰부재 500 : 스냅링

Claims (6)

  1. 클러치 리테이너 상에 배치되는 클러치 플레이트;
    클러치 허브 상에 배치되며, 상기 클러치 플레이트와 이격되는 클러치 디스크;
    상기 클러치 리테이너의 내부에 설치되고 유압에 의해 이동되며, 상기 클러치 플레이트와 상기 클러치 디스크 중 어느 하나를 가압하는 피스톤; 및
    상기 클러치 플레이트와 상기 클러치 디스크 사이에 배치되고, 상기 피스톤의 가압시 압축되면서 동력을 전달하고, 상기 피스톤의 가압해제시 탄성복원력에 의해 원상태로 복원되면서 동력전달을 차단하는 동력전달부;를 포함하고,
    상기 동력전달부는 상기 클러치 플레이트 및 상기 클러치 디스크 중 어느 하나와 마주보는 제1플레이트판과, 상기 제1플레이트판과 이격되게 배치되며, 상기 클러치 플레이트 및 상기 클러치 디스크 중 다른 하나와 마주보는 제2플레이트판과, 상기 제1플레이트판과 상기 제2플레이트판 사이에 배치되고, 상기 피스톤의 가압시 상기 제1플레이트판 및 상기 제2플레이트판과 접촉되어 동력을 전달하고, 상기 피스톤의 가압해제시 상기 제1플레이트판 및 상기 제2플레이트판과 미접촉되어 동력의 전달을 차단하는 스프래그와, 상기 제1플레이트판과 상기 제2플레이트판 사이에 배치되고, 상기 스프래그가 각각 삽입되는 복수개의 삽입홀부를 구비하는 케이지를 포함하고,
    상기 스프래그는 상기 삽입홀부에 소정의 각도로 기울어지게 삽입되는 제1스프래그와, 상기 제1스프래그와 번갈아 배치되게 상기 삽입홀부에 삽입되며, 상기 제1스프래그와 반대방향으로 소정의 각도로 기울어지게 삽입되는 제2스프래그를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기용 클러치 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 동력전달부는 상기 제1플레이트판과 상기 제2플레이트판 사이에 배치되고, 상기 피스톤의 가압시 압축되며, 상기 피스톤의 가압해제시 상기 제1플레이트판과 상기 제2플레이트판에 탄성복원력을 제공하는 탄성부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기용 클러치 장치.
  3. 삭제
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 케이지는 상기 삽입홀부 사이에 배치되며, 상기 탄성부가 각각 삽입되는 복수개의 탄성홀부를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동변속기용 클러치 장치.
  5. 삭제
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 탄성부는 일단부가 상기 제1플레이트판과 결합되고, 타단부가 상기 제2플레이트판과 결합되는 것을 특징으로 하는 자동변속기용 클러치 장치.
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