KR20090044448A - Clutch plate, clutch provided with the same, and automatic transmission provided with the clutch - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제조원가 절감을 위해 복수개의 조각들로 분할 제작된 웨이브 스프링이 고정 부착된 클러치 플레이트, 이 클러치 플레이트를 구비한 클러치 및 이 클러치를 구비한 자동변속기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a clutch plate having a wave spring fixedly attached to a plurality of pieces to reduce manufacturing costs, a clutch having the clutch plate, and an automatic transmission having the clutch.
클러치 플레이트, 웨이브 스프링, 클러치, 자동변속기 Clutch plate, wave spring, clutch, automatic transmission
Description
본 발명은 자동변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이브 스프링이 고정 부착되어 있는 클러치 플레이트, 이 클러치 플레이트를 구비한 클러치 및 이 클러치를 구비한 자동변속기에 관한 것이다. The present invention relates to an automatic transmission, and more particularly, to a clutch plate to which a wave spring is fixedly attached, a clutch having the clutch plate, and an automatic transmission having the clutch.
주지하는 바와 같이 자동변속기는 차량의 주행상태에 따라 적절한 변속단으로 자동으로 변속하여 주는 장치이다. 이러한 자동 변속을 구현하기 위하여 자동변속기 내에는, 선기어(sun gear), 링기어(ring gear), 그리고 유성 캐리어(planet carrier)를 그 작동 부재(operating member)들로 포함하는 유성기어세트(planetary gear set)를 적어도 하나 이상 포함하고, 이러한 작동 부재들의 동작을 제어하기 위하여 클러치(clutch)와 브레이크(brake)와 같은 마찰요소(friction element)가 복수개 구비된다.As is well known, an automatic transmission is a device that automatically shifts to an appropriate shift stage according to a driving state of a vehicle. In order to implement such automatic transmission, the automatic transmission includes a planetary gear set including sun gear, ring gear, and planet carrier as its operating members. and at least one set, and a plurality of friction elements, such as a clutch and a brake, are provided to control the operation of such operating members.
그리고, 자동변속기에는, 이러한 마찰요소를 유압적으로 제어하기 위하여 유압 제어 시스템(hydraulic control system)이 구비된다. 따라서, 각 변속단에 따라 정해진 클러치와 브레이크들이 유압 제어 시스템에 의하여 결합 또는 해제되도록 제어됨으로써 각 변속단이 구현되게 된다.The automatic transmission is provided with a hydraulic control system for hydraulically controlling such friction elements. Accordingly, the clutches and the brakes determined according to the shift stages are controlled to be engaged or released by the hydraulic control system, thereby implementing each shift stage.
마찰요소 중 클러치는 상기 유성기어세트의 작동 부재에 엔진의 동력을 전달하거나, 작동 부재들 사이의 동력전달을 매개하는 역할을 한다.Among the friction elements, the clutch serves to transfer power of the engine to the actuating member of the planetary gear set or to mediate power transmission between the actuating members.
또한, 마찰요소 중 브레이크는 회전하고 있는 상기 유성기어세트의 작동 부재를 정지시키거나 회전을 못하도록 변속기 케이스에 고정시키는 역할을 한다. In addition, the brake of the friction element serves to stop or prevent the rotation of the operating member of the planetary gear set that is rotating to the transmission case to prevent rotation.
이러한 클러치와 브레이크는 자동변속기뿐만 아니라 일반 기계에서도 동력의 선택적 전달 또는 입력 속도와 다른 출력 속도를 얻기 위하여 사용된다. These clutches and brakes are used to obtain selective transmission of power or output speeds different from the input speeds in normal machines as well as automatic transmissions.
또한, 상기 클러치와 브레이크는 유압뿐만 아니라 공압(pneumatic)으로 작동될 수도 있다.In addition, the clutch and brake may be operated pneumatic as well as hydraulically.
이러한 클러치와 브레이크는 회전하는 부재를 다른 회전 부재 또는 고정 부재에 전달하는 점에서는 차이가 있으나 마찰력에 의하여 두 부재를 연결시키는 점에서는 유사하며, 이에 따라 그 구조도 상당히 유사하다. 따라서, 여기에서 클러치라 함은 클러치와 브레이크를 포함하는 마찰요소를 모두 지칭하는 것으로 한다. These clutches and brakes are different in terms of transmitting the rotating member to another rotating member or the fixing member, but are similar in that the two members are connected by the frictional force, and thus the structure is also very similar. Accordingly, the term clutch herein refers to both friction elements including a clutch and a brake.
도 1은 일반적인 자동변속기의 클러치를 도시한 단면도이다. 자동변속기의 클러치에는 여러 형태가 있을 수 있으나, 여기서는 설명의 편의를 위하여 그 대표적인 형태의 한 종류를 예시하였다. 1 is a cross-sectional view showing a clutch of a general automatic transmission. The clutch of the automatic transmission may have various forms, but here, for convenience of description, one type of the representative form is illustrated.
통상적인 자동변속기는, 도 1에 도시된 바와 같은 클러치를 다수 포함하고 있으며, 상기 클러치들은 유압에 의하여 작동한다. A typical automatic transmission includes a plurality of clutches as shown in FIG. 1, which are operated by hydraulic pressure.
자동변속기의 클러치(10)는 변속기 내에 배치되어 클러치 공간을 형성하는 클러치 하우징(15), 상기 클러치 공간 내에 설치되어 상기 클러치 하우징(15)과의 사이에 피스톤 챔버(25)를 형성하며 상기 피스톤 챔버(25)에 입력되는 유압(hydraulic pressure)에 의하여 동작되는 피스톤(20), 상기 피스톤(20)을 기준으로 상기 피스톤 챔버(25)의 반대쪽 위치에서 상기 클러치 하우징(15) 상에 장착되어 있으며 상기 피스톤(20)과 발란스 챔버(balance chamber)(30)를 형성하는 발란스 월(balance wall)(35), 그리고 상기 피스톤(20)과 상기 발란스 월(35) 사이에 배치되어 있으며 상기 피스톤(20)에 탄성력을 제공하는 리턴 스프링(45)을 포함한다. 상기 발란스 월(35)은 지지체(80)에 의해 지지된다. The
상기 자동변속기 내의 허브(75)는 양면에 마찰재(62)가 부착된 클러치 디스크들(clutch disks)(60)을 그 외주면에 스플라인(spline) 구조로 구비하고 있으며, 상기 클러치 하우징(15)은 클러치 플레이트들(clutch plates)(65)을 그 내주면에 스플라인 구조로 구비하고 있다. 이러한 클러치 디스크들(60)과 클러치 플레이트들(65)은 번갈아 배치된다. The
상기 클러치 하우징(15)에는 상기 피스톤 챔버(25)와 발란스 챔버(30)에 각각 오일을 공급하는 제1,2오일 통로(50, 55)가 형성되어 있다. The
피스톤 챔버(25)에 공급된 오일은 피스톤(20)을 도면에서 우측으로 가압하여 리턴 스프링(45)의 탄성력을 이기고 피스톤(20)을 도면에서 우측으로 이동시킨다. 따라서, 피스톤(20)은 축 방향을 따라 클러치 플레이트들(65)을 가압하게 되고, 이에 따라 클러치 플레이트들(65)과 클러치 디스크들(60)은 그들 사이의 마찰력에 의해 계합(engage)하게 된다. The oil supplied to the
제1오일 통로(50)를 통한 피스톤 챔버(25)에의 오일 공급이 중단되면, 피스톤(20)은 리턴 스프링(45)의 복원력에 의해 도면에서 좌측으로 이동하게 되고, 이에 따라 서로 계합된 클러치 플레이트들(65)과 클러치 디스크들(60)은 그 계합 상태로부터 해제(disengage)되게 된다. When the oil supply to the
또한, 상기 피스톤(20)과 클러치 하우징(15) 사이에는 피스톤 챔버(25)의 밀폐를 위한 실링부재(82, 84)가 게재되어 있으며, 상기 발란스 월(35)과 피스톤(20) 사이 및 발란스 월(35)과 클러치 하우징(15) 사이에는 각각 발란스 챔버(30)의 밀폐를 위한 실링부재(86, 88)가 게재되어 있다. In addition, sealing
한편, 상기 복수개의 클러치 플레이트들(65)과 피스톤(20) 사이에는 웨이브 스프링(wave spring)(70)이 게재되어 있다. 상기 웨이브 스프링(70)은 상기 피스톤(20)이 상기 클러치 플레이트(65)를 압착할 때의 충격을 완화시켜줌으로써 자동변속기의 변속감을 향상시키고 클러치 계합시에 나타나는 진동현상인 저더(judder)를 예방한다. Meanwhile, a
이하, 도 2를 참조로, 종래의 웨이브 스프링(70)의 제조 방법을 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to FIG. 2, the manufacturing method of the
도 2는 종래의 웨이브 스프링을 제조하는 방법을 설명하기 위한 평면도이다. 2 is a plan view illustrating a conventional method for manufacturing a wave spring.
도 2에 도시된 바와 같이, 웨이브 스프링(70)은 링 형상의 림(rim)(72)과 클러치 하우징(15)에 스플라인 결합을 하기 위한 키(key)(74)를 포함한다. As shown in FIG. 2, the
종래의 웨이브 스프링의 제조 방법은, 도 2a와 같이, 판소재(90)를 림(72)과 키(74)를 포함하는 웨이브 스프링(70)의 평면 형상으로 프레스를 이용하여 절단한 뒤 이를 도 2b와 같이 별도의 프레스 공정을 통하여 웨이브 모양을 성형함으로써 웨이브 스프링(70)을 제작하였다. 따라서, 웨이브 스프링(70)을 제작하고 남은 판소재(90)는 폐기(scrap) 처리를 하였고, 이로 인해 웨이브 스프링(70)의 제조원가가 높았다. 즉, 한 변의 길이가 a인 정사각형의 판소재(90)를 이용하여 웨이브 스프링(70)을 제작하는 경우 림(72) 및 키(74)를 제작하는데 필요한 판소재(90)를 제외한 나머지 부분은 버려지게 되었다. In the conventional method for manufacturing a wave spring, as shown in Figure 2a, the
또한, 웨이브 스프링(70)이 클러치 하우징(15)에 스플라인 결합되어 있으므로 웨이브 스프링(70)의 림(72)에 복수개의 키(74)를 형성하여야 하였고, 이로 인해 필요한 판소재(90)의 길이(a)가 더욱 증가하여 제조원가의 상승 폭을 증가시켰다. In addition, since the
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 제조 원가가 낮은 웨이브 스프링을 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a wave spring having a low manufacturing cost.
또한, 웨이브 스프링을 클러치 플레이트에 고정 부착시킴으로써 기존의 웨이브 스프링과 클러치 플레이트를 각각 조립하던 방식과는 달리 클러치 플레이트만을 조립하게 되므로 클러치의 조립시간이 단축되고 변속기의 제조과정이 간단해진 자동변속기를 제공하는데 다른 목적이 있다. In addition, unlike the conventional way of assembling the wave spring and the clutch plate by fixing the wave spring to the clutch plate, only the clutch plate is assembled, thus providing an automatic transmission that reduces the assembly time of the clutch and simplifies the manufacturing process of the transmission. Has a different purpose.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 클러치 플레이트는 자동변속기의 클러치에 구비되고, 상기 클러치 플레이트는 그 일면에 웨이브 스프링이 고정 부착되어 있을 수 있다. Clutch plate according to an embodiment of the present invention for achieving this object is provided in the clutch of the automatic transmission, the clutch plate may be fixedly attached to a wave spring on one surface thereof.
상기 웨이브 스프링은 적어도 두 개 이상의 조각으로 분리되어 있으며, 그 각각이 클러치 플레이트에 고정 부착되어 있을 수 있다. The wave spring is separated into at least two pieces, each of which may be fixedly attached to the clutch plate.
상기 웨이브 스프링의 조각들은 전체적으로 링 형상이 되도록 상기 클러치 플레이트에 고정 부착될 수 있다. Pieces of the wave spring can be fixedly attached to the clutch plate so as to be entirely ring-shaped.
본 발명의 제1실시예에 따른 클러치 플레이트에서, 상기 웨이브 스프링의 조각들에는 각각 삽입 구멍이 형성되어 있으며, 상기 클러치 플레이트에는 상기 삽입 구멍에 삽입되는 돌출부가 형성되어 있을 수 있다. In the clutch plate according to the first embodiment of the present invention, pieces of the wave spring may have insertion holes formed therein, and the clutch plate may have protrusions inserted into the insertion holes.
상기 돌출부는 펀칭에 의하여 형성되며, 상기 클러치 플레이트의 타면에는 상기 돌출부에 대응하는 위치에 펀칭 홈이 형성되어 있을 수 있다. The protrusion may be formed by punching, and a punching groove may be formed at a position corresponding to the protrusion on the other surface of the clutch plate.
상기 펀칭 홈의 입구 가장자리는 곡률지게 형성되어 있을 수 있다. The inlet edge of the punching groove may be formed to be curved.
본 발명의 제2실시예에 따른 클러치 플레이트에서, 상기 웨이브 스프링의 삽입 구멍의 가장자리에는 상기 돌출부의 머리 부분이 안착되도록 단차면이 형성되어 있을 수 있다. In the clutch plate according to the second embodiment of the present invention, a stepped surface may be formed at the edge of the insertion hole of the wave spring so that the head of the protrusion is seated.
본 발명의 제3실시예에 따른 클러치 플레이트에서, 상기 웨이브 스프링의 조각들에는 각각 삽입 구멍이 형성되어 있으며, 상기 클러치 플레이트에는 상기 삽입 구멍에 대응하는 결합 구멍이 형성되어 있을 수 있다. In the clutch plate according to the third embodiment of the present invention, pieces of the wave spring may have insertion holes formed therein, and the clutch plate may have coupling holes corresponding to the insertion holes.
상기 삽입 구멍과 상기 결합 구멍에는 결합 핀이 압입되어 상기 웨이브 스프링의 조각들이 상기 클러치 플레이트에 고정 부착될 수 있다. A coupling pin may be pressed into the insertion hole and the coupling hole so that pieces of the wave spring may be fixedly attached to the clutch plate.
상기 삽입 구멍과 상기 결합 구멍에는 상기 결합 핀이 삽입되어 상기 웨이브 스프링의 조각들이 상기 클러치 플레이트에 리벳 결합될 수 있다. The coupling pin may be inserted into the insertion hole and the coupling hole so that pieces of the wave spring may be riveted to the clutch plate.
본 발명의 제4실시예에 따른 클러치 플레이트에서, 상기 웨이브 스프링의 조각들은 압착 클립(clip)에 의하여 상기 클러치 플레이트에 압착될 수 있다. In the clutch plate according to the fourth embodiment of the present invention, pieces of the wave spring may be pressed onto the clutch plate by a pressing clip.
상기 웨이브 스프링의 조각들에는 각각 상기 압착 클립(clip)이 안착되는 제1안착홈이 형성되어 있을 수 있다. Each of the pieces of the wave spring may be formed with a first seating groove for seating the pressing clip (clip).
본 발명의 제5실시예에 따른 클러치 플레이트에서, 상기 웨이브 스프링의 각 조각들에 수직에 가깝게 구부러진 핑거(finger)가 형성되어 있으며 상기 클러치 플레이트에는 상기 핑거가 압입되는 제2안착홈이 형성되어 있을 수 있다. In the clutch plate according to the fifth embodiment of the present invention, a finger bent close to a perpendicular to each piece of the wave spring is formed, and the clutch plate may have a second seating groove into which the finger is pressed. Can be.
한편, 본 발명의 실시예들에 따른 클러치 플레이트에서, 상기 웨이브 스프링 의 각 조각들에 형성된 웨이브의 형상과 개수에 의하여 상기 웨이브 스프링의 스프링 계수가 다단계 특성을 갖도록 할 수 있다. On the other hand, in the clutch plate according to the embodiments of the present invention, the spring coefficient of the wave spring can have a multi-stage characteristic by the shape and number of waves formed in each piece of the wave spring.
또한, 상기 웨이브 스프링의 각 조각들에 형성된 웨이브의 두께를 변화시킴으로써 상기 웨이브 스프링의 스프링 계수가 비선형적 특성을 갖도록 할 수도 있다.In addition, by varying the thickness of the wave formed in each of the pieces of the wave spring, the spring coefficient of the wave spring may have a nonlinear characteristic.
또한, 길이가 다른 웨이브 스프링들을 복수개 겹쳐 조립함으로써 상기 웨이브 스프링의 스프링 계수가 비선형적 또는 다단계 특성을 갖도록 할 수도 있다. In addition, by assembling a plurality of wave springs of different lengths superimposed, the spring coefficient of the wave spring may have a nonlinear or multi-step characteristic.
상기 웨이브 스프링은 그 크기가 다른 복수개의 조각들을 겹쳐서 쌓음으로써 상기 웨이브 스프링의 스프링 계수를 비선형적으로 조절할 수 있다. The wave spring may non-linearly adjust the spring coefficient of the wave spring by stacking a plurality of pieces having different sizes.
또한, 상기 클러치 플레이트의 웨이브 스프링이 부착된 반대면에는 마찰재가 부착되어 있을 수 있다. In addition, a friction material may be attached to the opposite surface to which the wave spring of the clutch plate is attached.
본 발명의 실시예들에 따른 클러치는, 클러치 공간을 형성하는 클러치 하우징; 상기 클러치 하우징과의 사이에 형성되는 피스톤 챔버에 입력되는 유압에 의하여 작동하는 피스톤; 상기 피스톤의 상기 피스톤 챔버 반대편 위치에 배치되어 상기 피스톤에 복원력을 작용하는 리턴 스프링; 상기 피스톤의 작동에 의하여 축방향으로 가압되는 복수개의 클러치 플레이트들; 그리고 상기 복수개의 클러치 플레이트들과 교대로 배치되어 가압되며 마찰재가 부착된 클러치 디스크들;을 포함하되, 상기 복수개의 클러치 플레이트들 중 상기 피스톤에 가장 가까운 클러치 플레이트는 본 발명의 실시예들에 따른 클러치 플레이트일 수 있다. A clutch according to embodiments of the present invention includes a clutch housing forming a clutch space; A piston operated by hydraulic pressure input to a piston chamber formed between the clutch housing; A return spring disposed at a position opposite the piston chamber of the piston to apply a restoring force to the piston; A plurality of clutch plates pressurized in the axial direction by operation of the piston; And clutch discs alternately disposed with the plurality of clutch plates and pressurized and to which a friction material is attached, wherein a clutch plate closest to the piston among the plurality of clutch plates is a clutch according to embodiments of the present invention. It may be a plate.
본 발명의 실시예들에 따른 자동변속기는 유압에 의해 동작하는 하나 이상의 클러치를 포함하되, 상기 하나 이상의 클러치는 본 발명의 실시예들에 따른 클러치일 수 있다. An automatic transmission according to embodiments of the present invention includes one or more clutches operated by hydraulic pressure, and the one or more clutches may be clutches according to embodiments of the present invention.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 클러치 플레이트에 의하면, 링 형상의 웨이브 스프링을 복수개의 조각으로 분할하여 제작한 뒤 각 조각들을 클러치 플레이트에 고정 부착시키므로 웨이브 스프링의 제조 원가가 절감된다. As described above, according to the clutch plate according to the present invention, since the ring-shaped wave spring is divided into a plurality of pieces and manufactured, the pieces are fixedly attached to the clutch plate, thereby reducing the manufacturing cost of the wave spring.
또한, 클러치 하우징에 스플라인 결합하기 위한 키를 형성할 필요가 없으므로 웨이브 스프링의 제조 원가가 더욱 절감된다. In addition, the manufacturing cost of the wave spring is further reduced because it is not necessary to form a key for spline coupling to the clutch housing.
마지막으로, 웨이브 스프링을 클러치 플레이트에 고정 부착시킴으로써 기존에 웨이브 스프링과 클러치 플레이트를 각각 조립하던 방식과는 달리 웨이브 스프링이 이미 부착된 클러치 플레이트만을 조립하게 되므로 클러치의 조립시간이 단축되어 변속기의 제조과정이 간단해진다. Lastly, unlike the conventional way of assembling the wave spring and the clutch plate by fixing the wave spring to the clutch plate, only the clutch plate to which the wave spring is already attached is assembled, so the assembly time of the clutch is shortened and the manufacturing process of the transmission This becomes simpler.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail as follows.
본 발명의 실시예에 따른 클러치의 구조는 도 1에 도시된 통상적인 클러치의 구조와 유사하다. 따라서, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다. The structure of the clutch according to the embodiment of the present invention is similar to that of the conventional clutch shown in FIG. Therefore, the same reference numerals will be used for the same components.
또한, 클러치라 함은 클러치와 브레이크를 포함하는 마찰요소를 모두 지칭하 는 것으로 한다.In addition, the clutch refers to all friction elements including the clutch and the brake.
자동변속기의 클러치(10)는 변속기 내에 배치되어 클러치 공간을 형성하는 클러치 하우징(15), 상기 클러치 공간 내에 설치되어 상기 클러치 하우징(15)과의 사이에 피스톤 챔버(25)를 형성하며 상기 피스톤 챔버(25)에 입력되는 유압에 의하여 동작되는 피스톤(20), 상기 피스톤(20)을 기준으로 상기 피스톤 챔버(25)의 반대쪽 위치에서 상기 하우징(15) 상에 장착되어 있으며 상기 피스톤(20)과 발란스 챔버 (30)를 형성하는 발란스 월 (35), 그리고 상기 피스톤(20)과 상기 발란스 월(35) 사이에 배치되어 있으며 상기 피스톤(20)에 탄성력을 제공하는 리턴 스프링(45)을 포함한다. 상기 발란스 월(35)은 지지체(80)에 의해 지지된다. The clutch 10 of the automatic transmission is disposed in the transmission and forms a
여기에서, 상기 리턴 스프링(45)은 코일 스프링인 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 아니하고 접시 스프링 등 다양한 종류의 스프링이 사용될 수 있다. Here, the
상기 자동변속기 내의 허브(75)는 마찰재(62)가 양면에 부착된 클러치 디스크들(clutch disks)(60)을 그 외주면에 스플라인(spline) 구조로 구비하고 있으며, 상기 클러치 하우징(15)은 클러치 플레이트들(clutch plates)(65)을 그 내주면에 스플라인 구조로 구비하고 있다. 이러한 클러치 디스크들(60)과 클러치 플레이트들(65)은 번갈아 배치된다. The
상기 클러치 하우징(15)에는 상기 피스톤 챔버(25)와 발란스 챔버(30)에 각각 오일을 공급하는 제1,2오일 통로(50, 55)가 형성되어 있다. The
피스톤 챔버(25)에 공급된 오일은 피스톤(20)을 도면에서 우측으로 가압하여 리턴 스프링(45)의 탄성력을 이기고 피스톤(20)을 도면에서 우측으로 이동시킨다. 따라서, 피스톤(20)은 축 방향을 따라 클러치 플레이트들(65)을 가압하게 되고, 이에 따라 클러치 플레이트들(65)과 클러치 디스크들(60)은 그들 사이의 마찰력에 의해 계합(engage)하게 된다. The oil supplied to the
제1오일 통로(50)를 통한 피스톤 챔버(25)에의 오일 공급이 중단되면, 피스톤(20)은 리턴 스프링(45)의 복원력에 의해 도면에서 좌측으로 이동하게 되고, 이에 따라 서로 계합된 클러치 플레이트들(65)과 클러치 디스크들(60)은 그 계합 상태로부터 해제(disengage)되게 된다. When the oil supply to the
또한, 상기 피스톤(20)과 클러치 하우징(15) 사이에는 피스톤 챔버(25)의 밀폐를 위한 실링부재(82, 84)가 게재되어 있으며, 상기 발란스 월(35)과 피스톤(20) 사이 및 발란스 월(35)과 클러치 하우징(15) 사이에는 각각 발란스 챔버(30)의 밀폐를 위한 실링부재(86, 88)가 게재되어 있다. In addition, sealing
한편, 상기 복수개의 클러치 플레이트들(65) 중 피스톤(20)에 가장 가까운 클러치 플레이트(100)와 피스톤(20) 사이에는 본 발명의 실시예들에 따른 웨이브 스프링(wave spring)(110)이 게재되어 있다. 상기 웨이브 스프링(110)은 상기 피스톤(20)이 상기 클러치 플레이트(65)를 압착할 때의 충격을 완화시켜줌으로써 자동변속기의 변속감을 향상시키고 클러치 계합 시에 나타나는 진동현상인 저더(judder)를 예방한다.Meanwhile, a
도 3 및 도 4를 참고로, 본 발명의 실시예들에 따른 웨이브 스프링(110)을 보다 상세히 설명한다. 3 and 4, the
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 웨이브 스프 링(110)은 복수개의 조각들(110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f)로 분리되어 있으며, 상기 복수개의 조각들(110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f)이 모여 전체적으로 링 형상의 웨이브 스프링(110)을 형성한다. 이러한 복수개의 조각들(110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f)에는 각각 클러치 플레이트(100)와의 결합을 위한 삽입 구멍(112)이 형성되어 있다. 또한, 상기 삽입 구멍(112)의 가장자리에는 단차면(114)이 형성되어 있을 수 있다. 상기 삽입 구멍(112)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 각 조각들(110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f)의 중앙부에 형성되어 있을 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같이, 각 조각들(110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f)의 양 끝단에 형성되어 있을 수도 있다. 상기 삽입 구멍(112)은 당업자가 바람직하다고 판단되는 위치에 형성될 수 있다. 3 and 4, the
도 5 및 도 6을 참고로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 클러치 플레이트의 제조 과정을 상세히 설명한다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 클러치 플레이트에 따르면 상기 복수개의 조각들(110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f)의 양 끝단에 삽입 구멍(112)이 형성되어 있다. 5 and 6, the manufacturing process of the clutch plate according to the first embodiment of the present invention will be described in detail. According to the clutch plate according to the first embodiment of the present invention, insertion holes 112 are formed at both ends of the plurality of
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 클러치 플레이트(100)의 적당한 위치에 돌출부(102)를 형성한다. 즉, 제1다이(120)를 이용하여 클러치 플레이트(100)를 펀칭(punching)한다. 이 경우, 제1다이(120)와 접촉하는 클러치 플레이트(100)의 일면에는 펀칭 홈(104)이 형성되고 그 반대편 면에는 돌출부(102)가 형성된다. As shown in FIGS. 6A and 6B, the
그 후, 도 6c에 도시된 바와 같이, 웨이브 스프링(110)의 조각들(110a, 110b)에 형성된 삽입 구멍(112)에 상기 돌출부(102)를 삽입한다. Thereafter, as shown in FIG. 6C, the
그 후, 도 6d에 도시된 바와 같이, 상기 펀칭 홈(104)을 제1다이(120)로 받치고 상기 돌출부(102)를 제2다이(130)으로 두드린다. 상기 제2다이(130)에는 상기 돌출부(102)의 직경보다 그 직경이 크고 돌출부(102)가 각 조각들(110a, 110b)으로부터 돌출된 높이보다 그 깊이가 얕은 헤드 홈(132)이 형성되어 있다. 따라서, 제2다이(130)의 헤드 홈(132)으로 상기 돌출부(102)를 두드리는 경우, 상기 돌출부(102)의 끝단은 직경방향으로 펴지며 상기 각 조각들(110a, 110b)을 상기 클러치 플레이트(100)에 고정 부착시킨다. Thereafter, as shown in FIG. 6D, the punching
한편, 펀칭에 의하여 형성된 상기 펀칭 홈(104)은 클러치 디스크(60)에 접촉하게 된다. 클러치 플레이트(100)와 클러치 디스크(60)의 마찰면이 가압되어 마찰이 일어나는 경우, 상기 펀칭 홈(104)은 상기 클러치 디스크(60)의 마찰재(62)를 손상시킬 수 있다. 따라서, 도 6e에 도시된 바와 같이, 상기 펀칭 홈(104)의 입구 가장자리는 제1다이(120)로 펀칭 홈(104)을 펀칭할 때 상기 펀칭 홈(104)의 모서리를 곡률지게 성형할 수 있고, 별도의 연마공정을 통해 모서리를 제거할 수도 있다. On the other hand, the punching
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 삽입 구멍(112)의 가장 자리에 단차면(114)을 형성하여 돌출부(102)의 머리 부분이 안착되도록 할 수 있다. 즉, 돌출부(102)의 끝단과 상기 각 조각들(110a, 110b)의 일면이 평면을 이루도록 하여 필요한 경우 피스톤(20)이 웨이브 스프링(110)이 완전히 평평(flat)해질 때까지 압착할 수 있도록 한다. In addition, as shown in FIG. 7, the stepped
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 클러치 플레이트에 따르면, 상기 웨이브 스프링(110)의 각 조각들(110a, 110b)에는 각각 삽입 구 멍(112)이 형성되어 있으며 상기 클러치 플레이트(100)에는 상기 삽입 구멍(112)에 대응하는 결합 구멍(108)이 드릴 가공 등에 의해 형성되어 있다. 이 경우, 상기 결합 구멍(108)과 상기 삽입 구멍(112)의 중심 축의 위치를 맞추고 상기 결합 구멍(108)과 상기 삽입 구멍(112)에 동시에 결합 핀(106)을 압입하여 상기 각 조각들(110a, 110b)을 상기 클러치 플레이트(100)에 고정 부착한다. 또한, 상기 클러치 플레이트(100)를 관통하도록 결합구멍(108)을 형성하여 상기 조각들(110a, 110b)과 상기 클러치 플레이트(100)는 리벳 등의 수단으로 결합할 수 있다. As shown in FIG. 8, according to the clutch plate according to another embodiment of the present invention, each of the
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 클러치 플레이트에 따르면, 상기 웨이브 스프링(110)의 각 조각들(110a, 110b)에 각각 제1안착홈(116)을 형성하고 상기 클러치 플레이트(100)에는 상기 제1안착홈(116)에 대응하는 위치에 제2안착홈(109)을 형성되어 있다. 이 경우, 상기 제1,2안착홈(116, 109)의 위치를 맞추고 압착 클립(107)을 압입하여 상기 압착 클립(107)을 상기 제1안착홈(116)과 상기 제2안착홈(109)에 안착시킨다. As shown in FIG. 9, according to the clutch plate according to another embodiment of the present invention, the
또한, 압착 클립(107)을 사용하는 대신, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 웨이브 스프링(100)의 각 조각들(110a)에 수직에 가깝게 구부러진 핑거(107)를 각각 형성하여 이를 상기 제2안착홈(109)에 압입하여 상기 웨이브 스프링의 조각(110a)을 클러치 플레이트(100)에 부착할 수도 있다. In addition, instead of using the
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 웨이브 스프링(110)의 제조 방법은 원호 모양의 웨이브 스프링의 조각들(110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f)을 판소재(90)로부터 프레스 공정을 통해 추출하는 과정에서 웨이브 형 상과 삽입 구멍(112)을 동시에 형성할 수 있어 그 제조 공정이 매우 간단해 진다. As illustrated in FIG. 11, the method of manufacturing the
또한, 링 형상의 웨이브 스프링을 찍어내는 대신 원호(圓弧) 형상의 각 조각들(110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f)을 찍어내므로 웨이브 스프링(110)의 제작 후 남는 잉여의 판소재(90)가 줄어들게 된다. 즉, 한 변의 길이가 a인 정사각형의 판소재(90)를 이용하여 웨이브 스프링(110)을 제작하는 경우 링 형상의 웨이브 스프링(110)을 복수개의 조각들(110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f)로 나누어 찍게 되므로 두 변의 길이가 a 및 b인 직사각형 부분은 남게 된다. 따라서, 동일한 크기의 판소재(90)를 사용하여 더 많은 개수의 웨이브 스프링(110)을 제작할 수 있으며, 이는 제조 원가를 낮추게 된다. In addition, instead of taking out a ring-shaped wave spring, each
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 웨이브 스프링은 클러치 하우징(15)에 스플라인 결합되는 대신에 클러치 플레이트(100)에 직접 결합되므로 키(key)(74)를 형성할 필요가 없다. 따라서, 제조 원가를 더욱 낮출 수 있다. In addition, the wave spring according to the embodiments of the present invention does not need to form a key 74 because it is directly coupled to the
한편, 여기에서는 웨이브 스프링(110)을 6개의 조각들(110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f)로 분리하여 제작하는 것을 예시하였으나 이에 한정되지 아니하고 상기 웨이브 스프링(110)은 3개의 조각 또는 9개의 조각 등 당업자가 필요한 개수로 분리하여 제작할 수 있다. Meanwhile, in this example, the
도 12 내지 도 15를 참고로, 웨이브 스프링(110)의 각 조각들(110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f)의 형상과 이에 따른 탄성 계수의 관계를 설명한다. 12 to 15, the relationship between the shapes of the
도 12는 웨이브 스프링(110)의 조각(110a)에 하나의 웨이브(wave)를 형성한 경우를 도시하였다. 도 12에 도시된 바와 같이, 웨이브 스프링(110)의 조각(110a) 에 하나의 웨이브가 형성되어 있는 경우 웨이브가 평평해질 때까지 피스톤(20)의 하중(F)이 가해지면 변위(S)는 선형적으로 비례하여 증가하게 된다. 그 후, 웨이브가 평평해지면 하중이 증가하여도 변위는 증가하지 못한다. FIG. 12 illustrates a case in which one wave is formed in the
도 13은 웨이브 스프링(110)의 조각(110a)에 두 개의 웨이브(high wave, low wave)를 형성한 경우를 도시하였다. 도 13에 도시된 바와 같이, 피스톤(20)이 작동하면 피스톤(20)은 먼저 웨이브 스프링(110)의 하이 웨이브(high wave)와 접촉하게 되고, 하이 웨이브의 아랫면이 클러치 플레이트(100)와 접촉하기 전까지는 변위는 1차 기울기를 형성하며 선형적으로 증가한다. 그 후 피스톤(20)의 하중이 더욱 증가하게 되면 피스톤(20)은 하이 웨이브와 로 웨이브(low wave)에 동시에 접촉하게 되고 이때에는 하이 웨이브와 로 웨이브의 특성이 더하여진 2차 기울기를 갖게 된다. 상기 2차 기울기는 상기 1차 기울기보다 더 가파르게 증가한다. 그 후, 하이 웨이브 및 로 웨이브가 평평해지면 하중이 증가하여도 변위가 증가하지 못한다. FIG. 13 illustrates a case where two waves (high wave, low wave) are formed in the
도 14는 웨이브 스프링(110)의 조각(110a)의 두께가 변하는 하나의 웨이브가 형성된 경우를 도시하였다. 상기 웨이브는 그 중심으로 갈수록 두께가 두꺼워진다(t3>t2>t1). 도 14에 도시된 바와 같이, 웨이브 스프링(110)에 하중이 가해지면 웨이브가 평평해질 때까지 변위는 비선형적인 곡선 형태로 증가하게 된다. FIG. 14 illustrates a case in which one wave in which the thickness of the
도 15는 크기가 다른 복수개의 조각들을 겹쳐서 쌓아 웨이브 스프링을 형성한 경우를 도시하였다. 이와 같이 복수개의 조각들을 겹쳐서 쌓는 경우에는 웨이브 스프링에서 웨이브의 두께를 변화시키는 것과 동일한 효과가 있다. FIG. 15 illustrates a case where a wave spring is formed by stacking a plurality of pieces having different sizes. When stacking a plurality of pieces in this way, the same effect as changing the thickness of the wave in the wave spring.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 웨이브 스프링(110)은 각 조각들(110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f)에 형성된 웨이브의 형상과 개수에 의하여 그 스프링 계수가 다단계로 조절될 수 있다. 또한, 각 조각들(110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f)에 형성된 웨이브의 두께를 변화시킴으로써 그 스프링 계수를 비선형적으로 조절할 수도 있다. Accordingly, the spring coefficient of the
이와 같이 다단계 및 비선형적인 웨이브 스프링의 특성은 자동변속기의 전진 및 후진용 클러치에 유용하게 적용될 수 있다. As such, the characteristics of the multi-stage and nonlinear wave springs can be usefully applied to the forward and reverse clutches of the automatic transmission.
또한, 도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 모든 실시예들에 따른 클러치 플레이트(100)에는 필요에 따라서 상기 웨이브 스프링(110)이 부착된 반대면에는 마찰재(62)를 부착할 수도 있다.In addition, as illustrated in FIG. 16, the
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 클러치 플레이트가 적용된 클러치와 상기 클러치가 적용된 자동변속기의 개략적인 단면도이다.17 is a schematic cross-sectional view of a clutch to which a clutch plate is applied and an automatic transmission to which the clutch is applied according to an embodiment of the present invention.
도 17에 도시된 바와 같이, 통상적인 자동변속기는 본 발명의 실시예에 따른 클러치 플레이트가 적용된 클러치를 복수개 포함하고 있으며, 상기 클러치들은 유압에 의하여 작동한다. 통상적으로 자동변속기에는 4~7개 정도의 클러치가 사용되고 있으므로 하나의 클러치를 제조하는 원가를 낮추게 되는 경우 하나의 자동변속기를 제조하는 원가는 더욱 많이 낮춰지게 된다. As shown in FIG. 17, a typical automatic transmission includes a plurality of clutches to which a clutch plate according to an embodiment of the present invention is applied, and the clutches are operated by hydraulic pressure. Typically, since about 4-7 clutches are used in the automatic transmission, when the cost of manufacturing one clutch is lowered, the cost of manufacturing one automatic transmission is further lowered.
마지막으로, 웨이브 스프링을 클러치 플레이트에 고정 부착시킴으로써 기존에 웨이브 스프링과 클러치 플레이트를 각각 조립하던 방식과는 달리 웨이브 스프링이 이미 부착된 클러치 플레이트만을 조립하게 되므로 클러치의 조립시간이 단축되어 변속기의 제조과정이 간단해진다.Lastly, unlike the conventional way of assembling the wave spring and the clutch plate by fixing the wave spring to the clutch plate, only the clutch plate to which the wave spring is already attached is assembled, so the assembly time of the clutch is shortened and the manufacturing process of the transmission This becomes simpler.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and easily changed and equalized by those skilled in the art from the embodiments of the present invention. It includes all changes to the extent deemed acceptable.
도 1은 일반적인 자동변속기의 클러치를 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a clutch of a general automatic transmission.
도 2는 종래의 웨이브 스프링을 제조하는 방법을 설명하기 위한 평면도이다.2 is a plan view illustrating a conventional method for manufacturing a wave spring.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 웨이브 스프링의 일 실시예의 평면도이다.3 is a plan view of one embodiment of a wave spring in accordance with embodiments of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 웨이브 스프링의 다른 실시예의 평면도이다.4 is a plan view of another embodiment of a wave spring according to embodiments of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 클러치 플레이트의 제1실시예를 보인 전체 사시도이다.5 is an overall perspective view showing a first embodiment of a clutch plate according to embodiments of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 클러치 플레이트의 제1실시예의 제조 과정을 보인 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment of the clutch plate according to the embodiments of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 클러치 플레이트의 제2실시예의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of a second embodiment of a clutch plate according to embodiments of the present invention.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 클러치 플레이트의 제3실시예의 단면도이다.8 is a cross-sectional view of a third embodiment of a clutch plate according to embodiments of the present invention.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 클러치 플레이트의 제4실시예의 일부 사시도이다.9 is a partial perspective view of a fourth embodiment of a clutch plate according to embodiments of the present invention.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 클러치 플레이트의 제5실시예의 일부 사시도이다.10 is a partial perspective view of a fifth embodiment of a clutch plate according to embodiments of the present invention.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 웨이브 스프링을 제조하는 방법을 설명 하기 위한 평면도이다.11 is a plan view illustrating a method of manufacturing a wave spring according to embodiments of the present invention.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 웨이브 스프링의 일 실시예의 형상과 그에 따른 스프링 특성을 도시한 개략도이다.12 is a schematic diagram showing the shape of one embodiment of a wave spring according to embodiments of the present invention and the spring characteristics accordingly.
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 웨이브 스프링의 다른 실시예의 형상과 그에 따른 스프링 특성을 도시한 개략도이다.Figure 13 is a schematic diagram showing the shape of the other embodiment of the wave spring according to embodiments of the present invention and the spring characteristics accordingly.
도 14는 본 발명의 실시예들에 따른 웨이브 스프링의 다른 실시예의 형상과 그에 따른 스프링 특성을 도시한 개략도이다.14 is a schematic diagram showing the shape of another embodiment of the wave spring according to embodiments of the present invention and the spring characteristics accordingly.
도 15는 본 발명의 실시예들에 따른 웨이브 스프링의 다른 실시예의 형상과 그에 다른 스프링 특성을 도시한 개략도이다.15 is a schematic diagram showing the shape and other spring characteristics of another embodiment of a wave spring according to embodiments of the present invention.
도 16은 본 발명의 실시예들에 따른 클러치 플레이트에 마찰재가 부착된 형상을 보인 단면도이다.16 is a cross-sectional view showing a friction material attached to the clutch plate according to the embodiments of the present invention.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 클러치 플레이트가 적용된 클러치와 상기 클러치가 적용된 자동변속기의 개략적인 단면도이다.17 is a schematic cross-sectional view of a clutch to which a clutch plate is applied and an automatic transmission to which the clutch is applied according to an embodiment of the present invention.
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