KR19980050518A - 차량용 자동변속기의 유압 누설방지 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 자동변속기의 유압 누설방지 구조를 개시한다. 개시된 본 발명은, 트랜스미션 케이스(1)의 외측에 장착된 밸브 바디(2)로부터 트랜스미션 케이스(1)내로 연통되는 각 통로(11,21)의 경계면 사이로 유압의 누설을 방지하는 구조로서, 상기 밸브 바디(2)의 통로(21) 입구는 트랜스미션 케이스(1)의 통로(11)로 이어지는 출구보다 직경이 짧고, 각 통로(11,21)의 경계면에 걸림홈(12)이 형성되며, 각 통로(11,21)의 중심선을 향하는 밸브 바디(2)의 입구와 출구 경계면에 원주선을 따라 플랜지(22)가 형성되고, 상기 밸브 바디(2)의 출구와 트랜스미션 케이스(l)의 통로(11) 내주 전체에 중공형의 핀(4)이 끼워지고, 상기 핀(4)의 상단이 상기 플랜지(22)와 밸브 바디(2)의 출구 내주 사이에 끼워지며, 상기 핀(4)의 외주에 상기 걸림홈(12)에 삽입되는 걸림턱(41)이 원주선을 따라 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 자동변속기의 유압 누설방지 구조

본 발명은 차량용 자동변속기의 유압 누설방지 구조에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 자동변속기를 작동시키는 유압이 밸브 바디로부터 트랜스미션 케이스내로 이동되는 통로에서 유압의 누설을 방지하는 구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 기관은, 기관의 탄성영역(elastic range of engines), 즉 기관성능곡선에서 최대 회전력을 발생시키는 회전속도에서부터 최대 출력을 발생시키는 회전속도까지를 일컫는 기관의 탄성영역내에서 주로 운전되도록 설계되어 있으며, 발진시, 가속시 및 등반시에 구동륜의 최대 견인력이나 최대 출력을 필요로 한다. 그러나 변속비가 1이하일 경우, 즉 기관의 회전속도에 비해 출력축 회전속도가 같거나 높을 경우엔 가속 능력과 등반 능력이 크게 저하되므로 기관과 구동륜 사이에 변속기를 설치하여 기관의 출력과 회전속도를 구동륜에 필요한 수준으로 변환시키고 있다. 다시 말하면 변속기는 기관의 토크 및 회전속도를 변환시켜 전달하고, 정차시 기관의 공전운동을 가능하게 하며, 구동륜의 회전방향을 변환시켜 후진을 가능하게 한다.

이러한 변속기는 변속 방식에 따라 수동 변속기와 자동 변속기로 대별할 수 있는데, 수동 변속기의 경우는 운전자가 부하상태 및 차속에 적절한 상태로 변속조작을 해야하는 것인데 반하여 자동 변속기는 수동식 클러치 조작기구가 생략되어 있어서 운전자가 가속 페달만 조작하여 차량의 주행 속도를 가감할 수 있도록 만들어진 것으로, 운전이 간편하고 편안하다는 장점 이외에도 엔진이나 구동장치에 무리한 힘이나 충격이 전달되지 않는다는 등의 좋은점이 많아 보급이 급속히 확대되고 있는 실정에 있다.

상술한 바와 같은 자동 변속기는 통상, 유체 토크 컨버터와 유성기어장치를조합하고 유압제어장치를 이용하여 운전 조건과 기관의 부하에 따라 자동 변속하도록 구성되어 있고, 이를 간단히 살펴보면 다음과 같다.

일반적인 4단 자동 변속기는 엔진의 크랭크축에 연결되어 발진 클러치로서의 기능과 회전 토크를 증가시키는 역할을 하는 유체 토크 컨버터, 이 유체 토크 컨버터의 다음에 설치되어 회전력과 회전속도를 변환시키며 경우에 따라서는 회전방향을 변환시키는 유성기어장치, 유성기어장치를 차속이나 운전 조건에 맞추어 자동 또는 수동으로 유압을 변환하여 조작하는 유압제어장치, 상기 장치들을 에워싸고 있는 하우징 및 모드, 예컨대 파킹, 후진 및 전진고속주행 등과 같은 모드를 선택하기 위한 선택 레버의 구성을 가지고 있다.

유체 토크 컨버터는 펌프 임펠러, 터빈 러너, 스테이터 등의 3개의 날개차로 구성되어 있으며, 펌프 임펠러는 엔진의 크랭크축에 의해 구동되고, 터빈 러너는 변속기 입력축에, 그리고 스테이터는 일방향 클러치를 거쳐 하우징에 각각 장치되어 있으며, 내부에는 오일이 들어 있다.

유성기어장치는 선기어와, 링기어와, 유성기어 캐리어와, 이들 기어들을 구동 또는 피동축에 연결하거나 고정하기 위한 마찰작동요소를 포함하고 있다. 상기 마찰작동요소로는 클러치, 브레이크, 일방향 클러치가 사용되며, 이들 마찰작동요소는 유압제어장치에 의해 작동하면서 선기어, 링기어 및 유성기어 캐리어를 선택적으로 구동시키거나 피동축에 연결 또는 고정하도록 되어 있으며, 이와 같은 작용에 의해 유체 토크 컨버터를 통하여 입력되는 엔진의 회전속도 및 회전력이 증속되거나 감속되고 경우에 따라서는 회전 방향이 바뀌어 추진축의 종감속기어장치로 전달되는 바,이와 같은 차속 및 부하 상태에 따른 변속 작용을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

① N레인지(중립)

이 레인지는 모든 마찰작동요소가 작동하지 않아 유성기어세트를 이루는 구성 요소, 즉 선기어, 링기어 및 유성기어 캐리어가 자유롭게 회전하는 상태가 되므로 입력축의 동력은 출력축에 전달되지 않는다.

② P레인지(주차)

이 레인지는 ①항의 N레인지와 기능적으로는 같지만, 시프트 레버를 P레인지로 하면 오일 디스트리뷰터의 바깥쪽 톱니바퀴에 파킹 홀이 끼워짐과 아울러 출력축이 기계적으로 고정된다. 또 저속 후진 브레이크가 작용하여 뒤 유성기어 캐리어를 고정한다.

③ D레인지(1속상태)

이 레인지에서는 전진용 클러치와 일방향 클러치가 작용한다. 따라서 동력은 제 2 유성기어세트의 선기어로 입력되는데, 이때 유성기어 캐리어가 일방향 클러치에 의해 고정되어 있으므로 선기어로 입력된 동력은 링기어 캐리어를 통하여 출력축으로 감속 전달된다.

④ D레인지(2속상태)

이 레인지에서는 전진용 클러치와 2-4단 브레이크가 작용한다. 따라서 동력은 제 2 유성기어세트의 선기어로 입력되는데, 링기어가 자유롭게 회전하는 상태에 있게되므로 선기어로 입력된 동력은 유성기어 캐리어로 전달되나, 제 1 유성기어세트의 선기어가 제 1 브레이크에 의해 고정되어 있으므로 그의 유성기어 캐리어를통하여 소정의 속도로 감속되어 제 2 유성기어세트의 링기어로 전달된다. 여기서 제2 유성기어세트를 보면, 그의 선기어와 링기어의 양측을 통한 동력의 입력이 있게되는데, 이와 같이 입력된 동력은 유성기어 캐리어를 거쳐 링기어를 통하여 출력축으로 전달된다. 이 레인지에서도 동력은 감속은 있으나, 제 2 유성기어세트의 선기어로 입력이 있음으로써 1속의 경우보다는 빠른 속도를 얻을 수 있다.

⑤ D레인지(3속상태)

이 레인지에서는 전진용 클러치와 코우스팅 클러치가 작용한다. 따라서 동력은 제 1 유성기어세트의 유성기어 캐리어와, 제 2 유성기어세트의 선기어로 동시에 입력된다. 이때, 제 1 유성기어세트의 유성기어 캐리어로 입력된 동력은 그의 선기어와 링기어가 자유 상태에 있으므로 유성기어 캐리어를 통하여 링기어로 전달된다. 이와 같은 동력 전달의 과정을 통하여 제 2 유성기어세트에서는 선기어와 링기어를통한 동력의 입력이 있게 되므로, 이 제 2 유성기어세트가 직결되어 입력된 동력의 가감없이 유성기어 캐리어를 통하여 그대로 출력축으로 전달된다.

⑥ D레인지(4속상태)

이 레인지에서는 전진용 클러치와 2-4단 브레이크가 작용한다. 따라서 동력은 제 1 유성기어세트의 유성기어 캐리어로 입력되는데, 이때 이 유성기어세트의 선기어가 2-4단 브레이크에 의해 고정되어 있으므로 링기어를 통하여 증속 출력된다. 이와 같이 링기어를 통하여 출력되는 동력은 제 2 유성기어세트의 선기어와 링기어가 자유롭게 회전할 수 있는 상태에 있으므로, 동력의 증, 감속 없이 제 1 유성기어세트에서 증속된 상태로 출력축으로 전달되어 오버 드라이브를 이루는 것이다.

⑦ R레인지(후진)

이 레인지에서는 후진용 클러치와, 저속 및 후진용 브레이크가 작용한다. 따라서 동력은 제 1 유성기어세트의 선기어로 입력된다. 이때, 유성기어 캐리어가 저속 및 후진용 브레이크에 의해 고정되어 있으므로 선기어로 입력된 동력은 그 방향이 바뀌어 감속된 상태로 링기어를 통하여 출력축으로 전달된다. 따라서 언더 드라이브 상태의 후진이 이루어지는 것이다.

상기와 같이, 각 클러치와 브레이크를 작동시켜 각각의 속도단을 조합시키는 변속동작은 오일펌프에서 발생된 유압으로 이루어진다. 즉, 자동 변속기는 유압을 차량의 주행속도와 엔진 부하 및 변속레버의 위치에 따라 유압을 제어하는 장치와, 이러한 유압 제어장치의 동작을 전자적으로 제어하는 트랜스미션 제어 유니트를 포함하고 있다.

상기와 같은 작용을 하는 유압은 밸브 바디에서 조절되어, 트랜스미션 케이스내로 이동되어, 클러치를 작동시키도록 되어 있고, 도 1에 유압이 이동되는 통로가 형성된 트랜스미션 케이스 구조가 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 트랜스미션 케이스(1)에 유압 이동통로(11)가 형성되어 있고, 이 통로(11)는 도 2에 도시된 바와 같이, 트랜스미션 케이스(1)의 외측면에 장착된 밸브 바디(2)에 형성된 통로와 (21)와 연결되어 있다. 각 통로(11,2l)의 구조를 보다 자세히 살펴보면, 밸브 바디(2)의 통로(21)는 입구보다는 트랜스미션 케이스(1)의 통로(11)로 이어지는 출구의 직경이 더 긴 형상이고, 트랜스미션 케이스(1)의 통로(11)는 밸브 바디(2) 통로(11)의 출구 직경과 동일한 직경으로 이루어져 있다. 또한, 밸브 바디(2)와 트랜스미션 케이스(1) 사이로 오일이 누설되는 것을 방지하기 위해서, 각 통로(11,21) 사이의 경계면 외주에는 아크릴계 고무 재질의 오-실(3:O-seal)이 끼워져 있다.

그러나, 종래의 자동변속기의 유압 누설방지 구조는, 오-실(3)의 재질이 아크릴계 고무이기 때문에 내구성이 취약하여, 장시간이 경과하면 유압의 누설을 방지하지 못하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 트랜스미션 케이스(1)의 통로(11)와 밸브 바디(2)의 통로(21) 사이의 설계가 정밀하게 이루어지지 않으면, 오-실(3)이 경계면에 끼워져서 자주 파손되는 문제점도 있었다.

상기와 같은 유압 누설이 발생되면, 트랜스미션 케이스(1)내에 장착된 클러치로 충분한 유압이 전달되지 못하기 때문에, 기어장치의 동력전달이 이루어지지 못하게 되어 자동변속기의 기능이 완전히 상실되는 문제점을 유발시킨다.

따라서, 본 발명은 종래의 자동변속기의 유압 누설방지 구조로 인해 야기되는 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 종래의 오-실을 내구성이 강한 재질의 대체수단으로 변경하여 트랜스미션 케이스와 밸브 바디 사이로 유압의 누설을 확실하게 방지할 수 있고, 자동변속기의 작동이 원활히 이루어지도록 할 수 있는 차량용 자동변속기의 유압 누설방지 구조를 제공하는데 목적이 있다.

도 1은 종래의 자동변속기의 유압 통로를 나타낸 단면도

도 2는 종래의 자동변속기의 유압 누설방지 구조를 나타낸 단면도

도 3은 본 발명에 따른 자동변속기의 유압 누설방지 구조를 나타낸 단면도

도 4는 본 발명의 주요부인 핀을 나타낸 단면도

도 5는 본 발명의 주요부인 트랜스미션 케이스의 통로 형상을 나타낸 단면도

도 6은 본 발명의 주요부인 밸브 바디의 통로 형상을 나타낸 단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 트랜스미션 케이스 2 : 밸브 바디

4 : 핀 11,21 : 통로

12 : 걸림홈 22 : 플랜지

41 : 걸림턱

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 트랜스미션 케이스의 외측에 장착된 밸브 바디로부터 트랜스미션 케이스내로 연통되는 각 통로의 경계면 사이로 유압의 누설을 방지하는 구조로서, 상기 밸브 바디의 통로 입구는 트랜스미션 케이스의 통로로 이어지는 출구보다 직경이 짧고, 각 통로의 경계면에 걸림홈이 형성되며, 각 통로의 중심선을 향하는 밸브 바디의 입구와 출구 경계면에 원주선을 따라 플랜지가 형성되고, 상기 밸브 바디의 출구와 트랜스미션 케이스의 통로 내주 전체에 중공형의 핀이 끼워지고, 상기 핀의 상단이 상기 플랜지와 밸브 바디의 출구 내주 사이에 끼워지며, 상기 핀의 의주에 상기 걸림홈에 삽입되는 걸림턱이 원주선을 따라 형성된 것을 특징으로 한다.

상기된 본 발명의 구성에 의하면, 핀이 통로 전체를 따라 끼워지면서 통로에 형성된 걸림턱에 핀의 걸림턱이 끼워지게 되므로써, 각 통로의 경계면이 기밀이 확실하게 유지되어 유압의 누설이 방지된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.

[실시예]

도 3은 본 발명에 따른 자동변속기의 유압 누설방지 구조를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명의 주요부인 핀을 나타낸 단면도이며, 도 5는 본 발명의 주요부인 트랜스미션 케이스의 통로 형상을 나타낸 단면도이고, 도 6은 본 발명의 주요부인 밸브 바디의 통로 형상을 나타낸 단면도이다.

참고로, 본 실시예의 구성을 설명함에 있어, 명세서의 서두에서 설명된 종래의 기술과 동일한 부분에 대해서는 설명의 중복을 피하기 위하여 반복설명은 생략하고 개선된 부분만을 주로하여 설명하며, 또한 동일부번을 사용한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 중공형의 핀(4)이 밸브 바디(2)의 통로(21)중 출구부분과 트랜스미션 케이스(1)의 통로(11) 전체 내주에 끼워진다. 즉, 본 발명에서는 각 통로(11,21) 사이의 경계면에만 누설방지 구조가 형성되는 것이 아니라, 통로(11,21) 전체에 끼워지는 핀(4)에 의해 유압 누설방지 구조가 형성된다.

핀(4)은 도 4에 보다 상세히 도시된 바와 같이, 유압이 이동되도록 내부가 빈 중공형으로서, 중간부 외주에는 원주선을 따라 걸림턱(4l)이 돌출, 형성된 구조로 이루어진다.

상기 걸림턱(41)이 삽입되는 걸림홈(12)이 도 5에 도시된 바와 같이, 밸브 바디의 통로로 이어지는 트랜스미션 케이스(1)의 통로(11)에 형성되는데, 이 걸림홈(11)은 종래의 오-실이 끼워지는 부분으로서, 별도의 가공작업없이 종래의 구조를 공용하게 된다.

한편, 핀을 고정시키기 위해서, 도 6에 도시된 바와 같이, 밸브 바디(2)의 통로(21)의 중심선을 향하는 입구와 출구의 경계면에 원주선을 따라 플랜지(22)가 형성된다. 즉, 플랜지(22)와 통로(21)의 내주 사이에 핀의 상단이 끼워지게 된다.

상기된 바와 같이 본 발명에 의하면, 핀(4)이 밸브 바디(2)의 통로(21)와 트랜스미션 케이스(1)의 통로(11) 내주 전체를 따라 끼워지면서, 핀(4)의 걸림턱이 각 통로(11,21)의 경계면에 형성된 걸림홈(12)에 삽입되므로써, 유압이 누설되는 부위인 각 통로(11,21)의 경계면으로 유압의 진입이 근원적으로 방지되고, 따라서 유압의 누설도 보다 확실하게 방지된다.

결과적으로, 클러치로 충분한 유압이 제공될 수가 있게 되므로, 자동변속기의 작동이 원활하게 이루어질 수가 있게 된다.

한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (1)

1. 트랜스미션 케이스의 외측에 장착된 밸브 바디로부터 트랜스미션 케이스내로연통되는 각 통로의 경계면 사이로 유압의 누설을 방지하는 구조로서, 상기 밸브 바디의 통로 입구는 트랜스미션 케이스의 통로로 이어지는 출구보다 직경이 짧고, 각 통로의 경계면에 걸림홈이 형성되며, 각 통로의 중심선을 향하는 밸브 바디의 입구와 출구 경계면에 원주선을 따라 플랜지가 형성되고, 상기 밸브 바디의 출구와 트랜스미션 케이스의 통로 내주 전체에 중공형의 핀이 끼워지고, 상기 핀의 상단이 상기 플랜지와 밸브 바디의 출구 내주 사이에 끼워지며, 상기 핀의 외주에 상기 걸림홈에 삽입되는 걸림턱이 원주선을 따라 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 유압 누설방지 구조.