KR19980041624A - 유압클러치의 변속 충격방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유압클러치의 변속 충격방지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유압펌프의 토출유량을 선택적으로 공급함에 따라 절환되어 저속 및 고속단의 변속을 얻는 클러치와, 상기 유압펌프와 상기 클러치 사이에 설치되어 상기 클러치의 변속을 위한 방향절환 밸브와, 상기 방향절환 밸브와 상기 클러치 사이에 설치되어 소정의 신호에 의해 절환되어 상기 유압펌프로부터 상기 클러치로의 선택적인 유량 공급을 제어하는 쉬프트 밸브와, 설정된 변속점에 따라 상기 클러치 변속을 자동적으로 제어하는 가버너수단과, 상기 가버너수단으로부터 공급되는 압유에 의해 동작됨에 의해 상기 쉬프트 밸브로부터 공급되어지는 유량을 제어하는 콘트롤 밸브를 구비한 유압클러치의 변속 충격방지장치에 있어서, 상기 클러치와 상기 쉬프트 밸브 사이의 유로중에 형성되어 상기 클러치 변속을 위해 상기 클러치로 공급되는 압유의 유량을 제어하여 상기 클러치 압력을 점진적으로 상승시키는 오리피스, 상기 유로에서 분기된 분기유로중에 설치되어 상기 클러치가 디스인게이지될 때 상기 분기유로를 개방하여 상기 클러치 내의 압유를 배출시키는 첵크 밸브, 상기 클러치와 상기 오리피스 사이의 상기 유로중에 설치되어 상기 클러치 변속시 발생하는 부하에 따라 상기 클러치로 공급되는 압유의 유량 및 압력 등을 축적/보충하는 어큐뮬레이터가 구비된 것을 특징으로 하는 유압클러치의 변속 충격방지장치를 제공한다.

Description

유압클러치의 변속 충격방지장치

본 발명은 유압클러치의 변속 충격방지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중장비용 변속기에 사용되는 유압식 클러치의 변속시 발생하는 변속충격을 방지하기 위해 유압클러치의 변속을 제어할 수 있도록 한 유압클러치의 변속 충격방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 중장비용 변속기(Transmission)는 엔진과 구동바퀴 사이에 설치되어 주행상태에 따라 클러치 및 변속 작용이 자동적으로 이뤄지는 자동변속기가 널리 사용되고 있다.

도 1 은 종래의 변속기에 사용되는 유압클러치의 유압장치를 나타내는 회로도로서, 유압펌프(P)의 토출유량을 선택적으로 공급함에 따라 절환되어 저속단 및 고속단의 변속을 얻는 제 1 및 제 2 클러치(10)(11)와, 전술한 유압펌프(P)와 제 1 및 제 2 클러치(10)(11) 사이에 설치되어 제 1 및 제 2 클러치(10)(11)의 변속을 위한 방향절환 밸브(12)와, 전술한 유압펌프(P)와 제 1 및 제 2 클러치(10)(11) 사이에 설치되어 유압펌프(P)로부터 제 1 및 제 2 클러치(10)(11)로의 선택적인 유량 공급을 제어하는 쉬프트 밸브(13)가 구비되어 있으며, 설정된 변속점에 따라 제 1 및 제 2 클러치(10)(11)의 변속을 자동적으로 제어하는 가버너수단(14)과, 이 가버너수단(14)에서 공급되는 압유에 의해 변속을 지연시키는 콘트롤 밸브(15)와, 전술한 방향절환 밸브(12)와 쉬프트 밸브(13) 사이에 설치된 셔틀 밸브(16)로 구성되어 있다.

미설명 부호 20a, 20b, 22a, 22b 는 유로이고, 21a, 21b 는 파일럿 유로를 나타낸다.

이와 같이 구성된 종래의 유압클러치의 유압장치는, 저속단에서는 방향절환 밸브(12)가 제 1 상태(Ⅰ)로 절환되어 유압펌프(P)로부터 토출되는 압유가 방향절환 밸브(12)를 통과한 후, 유로(20a)와 셔틀 밸브(16) 및 방향절환 밸브(12)를 통과한 압유가 파일럿 유로(21a)를 통해 도면상 쉬프트 밸브(13)의 우측에 작용함에 따라 제 1 상태(Ⅰ)로 절환된 쉬프트 밸브(13)를 통과해 유로(22a)를 통해 제 1 클러치(10)로 공급됨에 따라 저속단의 제 1 클러치(10)가 인게이지(engage)되어 저속을 얻을 수 있었다.

그리고, 고속단에서는 방향절환 밸브(12)가 제 2 상태(Ⅱ)로 절환되고, 그에 따라 쉬프트 밸브(13)도 파일럿 유로(21b)를 통한 압유가 쉬프트 밸브(13)의 도면상 좌측에 작용함에 따라 제 2 상태(Ⅱ)로 절환되었다. 따라서 유압펌프(P)로부터 토출된 압유가 방향절환 밸브(12)를 통과한 다음, 유로(20b) 및 셔틀 밸브(16)와 쉬프트 밸브(13)를 통과해 유로(22b)를 통해 제 2 클러치(11)로 공급됨에 따라 고속단의 제 2 클러치(11)가 인게이지되어 고속을 얻을 수 있었다.

한편, 고속단으로 주행중인 상태에서 저속단으로 변속시, 도 1 에 도시된 것과 같은 방향절환 밸브(12)를 제 1 상태(Ⅰ)로 절환되었다. 이 때에 장비가 설정된 변속점의 속도이상으로 주행하고 있으면, 도시되지 않은 변속기의 회전축에 연결된 거버너(14)는 회전축의 회전에 따른 원심력으로 감지스풀(도시되지 않음)이 스프링(도시되지 않음)의 탄성력을 극복하고 상승함에 따라 쉬프트 밸브(13)를 통하여 공급된 오일의 유로를 차단하여 콘트롤 밸브(15)로 오일이 공급되는 것을 막는다. 따라서 쉬프트 밸브(13)에서 콘트롤 밸브(15)로 공급되는 압유는 도면상 쉬프트 밸브(13)의 좌측을 밀어주게 됨에 따라 방향절환 밸브(12)가 제 1 상태(Ⅰ)로 절환되어 작동됨에도 불구하고 쉬프트 밸브(13)는 제 2 상태(Ⅱ)를 유지하여 고속단의 제 2 클러치(11)에 유압을 계속 공급하여 변속이 일어나지 않게 되는 것이다.

그러나, 종래의 유압클러치의 유압장치는, 과속시 변속방지 기능에만 중점을 두어 변속시 기어비차가 큰데서 오는 충격은 방지하였으나, 변속시 미세한 충격방지 및 클러치 물림시간 조절이 불가하여 운전자에 불쾌감을 주게되고, 충격에 의해 변속기 자체 또는 유압장치에 손상을 주게되는 문제점이 있었다.

특히, 가버너수단 내의 스풀은 상하로 움직여야 하는데 스풀이 주행중 움직이는 힘은 스풀의 질량에 비례하여 매우 작으므로 스풀과 부싱 사이의 간극에 이물질이 끼이면 스풀이 부싱에 고착되어 작동 불능인 상황이 자주 발생하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 유압클러치의 변속에 따른 미세한 충격방지 및 클러치 물림 시간을 조절하여 승차감을 향상시키는 것은 물론, 유압장치를 보호하여 장비의 신뢰성을 확보할 수 있는 유압클러치의 변속 충격방지장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 장비의 주행속도를 감지하여 유압클러치의 변속을 제어하는 가버너수단을 유압으로 작동시킴에 따른 장치의 작동신뢰성을 확보할 수 있는 유압클러치의 변속 충격방지장치를 제공하는 것에 있다.

도 1 은 종래의 유압클러치의 유압장치를 나타내는 회로도,

도 2 는 본 발명의 일실시예에 의한 유압클러치의 유압장치를 나타내는 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

P: 유압펌프

T: 오일탱크

10, 11: 제 1 및 제 2 클러치

12: 방향절환 밸브

13: 쉬프트 밸브

14: 가버너수단

15: 콘트롤 밸브

20a, 20b, 22a, 22b: 유로

21a, 21b: 파일럿 유로

100a, 100b: 오리피스

101a, 101b: 첵크 밸브

102a, 102b: 어큐뮬레이터

전술한 본 발명의 목적은, 유압펌프의 토출유량을 선택적으로 공급함에 따라 절환되어 저속 및 고속단의 변속을 얻는 클러치와, 상기 유압펌프와 상기 클러치 사이에 설치되어 상기 클러치의 변속을 위한 방향절환 밸브와, 상기 방향절환 밸브와 상기 클러치 사이에 설치되어 소정의 신호에 의해 절환되어 상기 유압펌프로부터 상기 클러치로의 선택적인 유량 공급을 제어하는 쉬프트 밸브와, 설정된 변속점에 따라 상기 클러치 변속을 자동적으로 제어하는 가버너수단과, 상기 가버너수단으로부터 공급되는 압유에 의해 동작됨에 의해 상기 쉬프트 밸브로부터 공급되어지는 유량을 제어하는 콘트롤 밸브를 구비한 유압클러치의 변속 충격방지장치에 있어서, 상기 클러치와 상기 쉬프트 밸브 사이의 유로중에 형성되어 상기 클러치 변속을 위해 상기 클러치로 공급되는 압유의 유량을 제어하여 상기 클러치 압력을 점진적으로 상승시키는 오리피스, 상기 유로에서 분기된 분기유로중에 설치되어 상기 클러치가 디스인게이지될 때 상기 분기유로를 개방하여 상기 클러치 내의 압유를 배출시키는 첵크 밸브, 상기 클러치와 상기 오리피스 사이의 상기 유로중에 설치되어 상기 클러치 변속시 발생하는 부하에 따라 상기 클러치로 공급되는 압유의 유량 및 압력 등을 축적/보충하는 어큐뮬레이터가 구비된 것을 특징으로 하는 유압클러치의 변속 충격방지장치를 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 유압원의 출력측으로 연장된 다음 소정위치에서 분기되어 일단은 상기 클러치에 접속되고, 타단은 상기 거버너수단에 접속되어 상기 유압원으로부터 토출된 압유를 상기 클러치와 상기 가버너수단에 공급하는 제 2 유로가 구비된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 2 는 본 발명의 일실시예에 의한 유압클러치의 유압장치를 나타내는 회로도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 유압펌프(P)의 토출유량을 선택적으로 공급함에 따라 절환되어 저속단 및 고속단의 변속을 얻는 제 1 및 제 2 클러치(10)(11)와, 전술한 유압펌프(P)와 제 1 및 제 2 클러치(10)(11) 사이에 설치되어 제 1 및 제 2 클러치(10)(11)의 변속을 위한 방향절환 밸브(12)와, 전술한 유압펌프(P)와 제 1 및 제 2 클러치(10)(11) 사이에 설치되어 유압펌프(P)로부터 제 1 및 제 2 클러치(10)(11)로의 선택적인 유량 공급을 제어하는 쉬프트 밸브(13)가 구비되어 있으며, 설정된 변속점에 따라 제 1 및 제 2 클러치(10)(11)의 변속을 자동적으로 제어하는 가버너수단(14)과, 이 가버너수단(14)에서 공급되는 압유에 의해 변속을 지연시키는 콘트롤 밸브(15)와, 전술한 방향절환 밸브(12)와 쉬프트 밸브(13) 사이에 설치된 셔틀 밸브(16) 등의 구성은, 도 1 에 도시된 종래 구성과 동일함으로 이에 대하여 동일명칭 및 동일부호를 부여하고, 상세한 중복설명은 생략한다.

따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 전술한 제 1 및 제 2 클러치(10)(11)와 쉬프트 밸브(13) 사이의 유로(22a)(22b)중에 형성되어 제 1 및 제 2 클러치(10)(11) 변속을 위해 제 1 및 제 2 클러치(10)(11)로 공급되는 압유의 유량을 제어하여 제 1 및 제 2 클러치(10)(11) 압력을 점진적으로 상승시키는 오리피스(100a)(100b)와, 전술한 유로(22a)(22b)에서 분기된 분기유로(23a)(23b)중에 설치되어 제 1 및 제 2 클러치(10)(11)가 릴리즈될 때 분기유로(23a)(23b)를 개방하여 제 1 및 제 2 클러치(10)(11) 내의 압유를 귀환시키는 첵크 밸브(101a)(102b)와, 전술한 제 1 및 제 2 클러치(10)(11)와 오리피스(100a)(100b) 사이의 유로(22a)(22b)중에 설치되어 제 1 및 제 2 클러치(10)(11) 변속시 발생하는 부하에 따라 제 1 및 제 2 클러치(10)(11)로 공급되는 압유의 유량 및 압력 등을 축적/보충하는 어큐뮬레이터(102a)(102b)가 구비된다.

또한, 변속기의 입력축(30)에 연결된 유압원(31)으로부터 연장된 다음 소정위치에서 분기되어 일단은 제 2 및 제 1 클러치(11)(10)에 접속되고, 타단은 가버너수단(14)에 접속되는 제 1 유로(32)가 구비된다.

미설명 부호 T 는 오일탱크를 나타낸다.

이하, 위와 같이 구성된 본 실시예의 작동을 설명한다.

고속단으로 주행중인 상태에서 저속단으로 변속시, 도 2 에 도시된 것과 같이 방향절환 밸브(12)가 제 1 상태(Ⅰ)로 절환된다. 유압펌프(P)로부터 토출된 압유는 방향절환 밸브(12)를 통해 유로(20a) 및 셔틀 밸브(16)를 통과해 쉬프트 밸브(13)로 공급됨과 동시에 가버너수단(14)의 감지스풀에 공급된다. 이 때에 장비가 설정된 변속점의 속도이 상으로 주행하고 있으면 변속기의 축(30)에 연결된 유압원(31)의 회전속도도 빨라져 유압원(31)의 토출 유량이 증가하여 가버너수단(14)의 감지스풀에 작용하는 압력이 증가하여 감지스풀이 스프링의 힘을 극복하며 상승하여 쉬프트 밸브(13)를 통하여 공급된 오일의 유로를 차단하여 콘트롤 밸브(15)로 오일이 공급되는 것을 막는다. 그리고 쉬프트 밸브(13)에서 콘트롤 밸브(15)로 공급되는 압유는 쉬프트 밸브(13)를 도면상 좌측을 밀어 주게 됨에 따라 방향절환 밸브(12)가 제 1 상태(Ⅰ)로 절환되어 작동해도 쉬프트 밸브(13)는 제 2 상태(Ⅱ)를 유지하게 되어 고속단의 제 2 클러치(11)에 압유를 계속 공급하여 변속이 일어나지 않게 한다.

또한, 장비가 설정된 변속점의 속도이하로 주행하고 있으면 변속기의 축(30)에 연결된 유압원(31)의 회전속도도 느려져 유압원(31)의 토출 유량이 감소하여 가버너수단(14)의 감지스풀에 작용하는 압력이 감소하여 감지스풀이 스프링의 힘에 의해 하강하여 쉬프트 밸브(13)를 통해 공급된 압유의 유로를 콘트롤 밸브(15)의 도면상 우측으로 연결한다. 이 때에 콘트롤 밸브(15)를 통해 공급되어 쉬프트 밸브(13)의 도면상 좌측을 밀어주던 오일의 유로가 차단되어 쉬프트 밸브(13)의 좌측을 밀어주지 못하게 된다. 따라서 방향절환 밸브(12)를 통해 공급된 압유는 셔틀 밸브(16)를 통해 파일럿 유로(21a)를 통해 쉬프트 밸브(13)의 도면상 우측을 밀어주게 됨에 따라 쉬프트 밸브(13)가 제 1 상태(Ⅰ)로 절환됨과 동시에 압유가 셔틀 밸브(16)를 통해 제 1 상태(Ⅰ)로 절환된 쉬프트 밸브(13) 및 유로(22a)를 통과해 저속단의 제 1 클러치(10)로 공급되어 변속이 일어나게 한다.

한편, 저속단으로의 변속 및 고속단으로의 변속시 클러치작동을 위한 압유가 유압펌프(P)로부터 토출되어 제 1 클러치(10) 또는 제 2 클러치(10)로 공급되기 전에 유로(20a)(20b)에 형성된 오리피스(100a)(100b)와 어큐뮬레이터(102a)(102b)를 통과함에 따라 쉬프트 밸브(13)에서 제 1 클러치(10) 또는 제 2 클러치(11)로 공급되는 유량이 제어되어 제 1 클러치(10) 또는 제 2 클러치(11) 내의 압력이 점진적으로 상승하게 된다. 이와 같이 제 1 클러치(10) 또는 제 2 클러치(11) 내의 압력이 설정압력까지 상승하게 되면 제 1 클러치(10) 또는 제 2 클러치(11)가 인게이지가 되는 것이다. 이 때에 첵크 밸브(101a)(101b)는 공급되는 압유가 분기유로(23a)(23b)를 통해 제 1 클러치(10) 또는 제 2 클러치(11)로 유입되는 것을 방지함과 동시에 제 1 클러치(10) 또는 제 2 클러치(11)가 디스인게이지될 때 분기유로(23a)(23b)를 개방하여 클러치 내의 압유를 배출시켜 오일탱크(T)로 복귀시키게 된다.

이와 같이, 클러치 작동을 위한 압유가 쉬프트 밸브(13)을 통과한 후 오리피스(100a)(100b)를 통해 제 1 클러치(10) 또는 제 2 클러치(11)에 채워지면서 압력을 상승시킴과 동시에 어큐뮬레이터(102a)(102b)에도 채워지게 된다. 따라서 클러치 압력의 상승구배가 도 4 에 도시된 바와 같이 단계적으로 형성되어 클러치 변속을 위한 목표압력 도달시간이 조절됨에 따라 제 1 및 제 2 클러치(10)(11)의 변속시 발생하는 변속충격을 감소시키게 되는 것이다.

또한, 그리고, 변속기 축(30)에 연결된 유압원(31)으로부터 토출된 압유는 제 1 유로(32)를 통해 일부는 제 2 및 제 1 클러치(11)(10)로 공급되어 제 2 및 제 1 클러치(11)(10)의 냉각시키고, 다른 일부는 가버너수단(14)을 작동시킴으로써 가버너수단(14)에 작용하는 힘이 가중됨에 따라 가버너수단(14) 내의 감지스풀과 홀 사이에 이물질이 끼이더라도 감지스풀을 밀어주는 힘이 강력하여 이물질을 배출시킴과 동시에 과속시 변속방지기능을 원활하게 수행되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 유압클러치의 변속 충격방지장치는, 유압클러치의 작동을 위한 압유가 유압클러치로 공급되면서 오리피스를 통해 공급되어 유압클러치 압력곡선이 오리피스에 의해 변속시 클러치 압력이 상승하는 속도가 느려지게 하여 변속시간을 조절함으로써 변속시 목표압력 도달시간을 조절함으로써 충격을 저하시켜 승차감이 향상되며, 장비의 수명이 연장되어 신뢰성이 향상되는 것은 물론, 주행속도를 감지하여 유압클러치의 변속을 제어하는 가버너수단의 작동이 월활하게 이뤄져 변속방지기능이 대폭 향상되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 유압펌프의 토출유량을 선택적으로 공급함에 따라 절환되어 저속 및 고속단의 변속을 얻는 클러치와, 상기 유압펌프와 상기 클러치 사이에 설치되어 상기 클러치의 변속을 위한 방향절환 밸브와, 상기 방향절환 밸브와 상기 클러치 사이에 설치되어 소정의 신호에 의해 절환되어 상기 유압펌프로부터 상기 클러치로의 선택적인 유량 공급을 제어하는 쉬프트 밸브와, 설정된 변속점에 따라 상기 클러치 변속을 자동적으로 제어하는 가버너수단과, 상기 가버너수단으로부터 공급되는 압유에 의해 동작됨에 의해 상기 쉬프트 밸브로부터 공급되어지는 유량을 제어하는 콘트롤 밸브를 구비한 유압클러치의 변속 충격방지장치에 있어서:

   상기 클러치와 상기 쉬프트 밸브 사이의 유로중에 형성되어 상기 클러치 변속을 위해 상기 클러치로 공급되는 압유의 유량을 제어하여 상기 클러치 압력을 점진적으로 상승시키는 오리피스;

   상기 유로에서 분기된 분기유로중에 설치되어 상기 클러치가 디스인게이지될 때 상기 분기유로를 개방하여 상기 클러치 내의 압유를 배출시키는 첵크 밸브; 및

   상기 클러치와 상기 오리피스 사이의 상기 유로중에 설치되어 상기 클러치 변속시 발생하는 부하에 따라 상기 클러치로 공급되는 압유의 유량 및 압력 등을 축적/보충하는 어큐뮬레이터가 구비된 것을 특징으로 하는 유압클러치의 변속 충격방지장치.
2. 청구항 1 에 있어서,

   유압원의 출력측으로 연장된 다음 소정위치에서 분기되어 일단은 상기 클러치에 접속되고, 타단은 상기 거버너수단에 접속되어 상기 유압원으로부터 토출된 압유를 상기 클러치와 상기 가버너수단에 공급하는 제 2 유로가 구비된 것을 특징으로 하는 유압클러치의 변속 충격방지장치.