KR20090104249A - 자동 변속기의 마찰기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피스톤으로부터 전달되는 가압력을 마찰기구에 구비된 다수의 플레이트와 디스크 사이에 적절하게 분산시켜 주는 기능을 케이스의 내부에서 축방향으로 이동이 구속된 하중 지지체를 매개로 구현함으로써, 자동 변속기용 마찰기구의 구성을 보다 컴팩트하게 구성할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 케이스(10)의 내주면에 스플라인 결합되는 다수의 플레이트(12)와, 상기 다수의 플레이트(12) 사이에 교번적으로 끼워지고 허브(14)의 외주면에 스플라인 결합되는 다수의 디스크(16), 상기 케이스(10)내에 상기 플레이트(12)와 상기 디스크(16)를 압축시키는 방향으로 설치된 피스톤(18) 및, 상기 케이스(10)내에 고정되어 상기 피스톤(18)으로부터 전달되는 가압력을 상기 플레이트(12)와 상기 디스크(16)에 분산시키는 축방향의 하중 지지체를 구비하는 것을 특징으로 한다.

자동 변속기, 마찰기구, 플레이트, 디스크, 원웨이 클러치, 센터 서포트

Description

자동 변속기의 마찰기구{Friction device for automatic transmission}

본 발명은 자동 변속기의 마찰기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피스톤으로부터 전달되는 가압력을 마찰기구의 플레이트와 디스크 사이로 분산시켜 주는 리액션 플레이트를 삭제하고, 리액션 플레이트의 기능을 케이스의 내부에서 축방향으로 이동이 구속된 하중 지지체를 매개로 구현할 수 있도록 하는 자동 변속기의 마찰기구에 관한 것이다.

일반적으로 자동 변속기는 차속과 스로틀 개도 및 주행의 상황 등의 여러 조건에 따라 변속을 자동적으로 수반하는 장치로서, 엔진으로부터 토크 컨버터를 거쳐 동력을 제공받는 입력축과, 상기 입력축상에 설치된 유성기어세트 및, 상기 입력축과 상기 유성기어세트의 각 작동요소 사이의 동력전달과 상기 유성기어세트의 각 작동요소 사이에 대한 동력전달을 구현하는 다수의 클러치 및, 상기 유성기어세트의 각 작동요소를 케이스에 연결하여 해당 요소에 대한 회전을 구속하는 브레이크 등을 구비한다.

이 경우, 상기 클러치와 브레이크는 통칭적으로 마찰기구로 일컫는 바, 상기 마찰기구는 변속시 변속제어장치(TCU)의 제어에 따라 제공되는 작동압에 의해 체결이 이루어지고, 작동압의 해제시 체결이 해제되며, 체결과 해제시 쇽크의 발생을 억제하기 위해 작동압에 대한 적정의 제어가 수반된다.

도 1은 종래 자동 변속기에 있어 적용되는 마찰기구의 일례를 도시하는 것인 바, 이의 구성은 다음과 같다. 즉, 자동 변속기의 마찰기구는 케이스(10)의 내주면에 형성된 세레이션부(10a)에 대해 스플라인 결합되는 다수의 플레이트(12)와, 상기 케이스(10)의 내부에서 유성기어세트의 해당 요소와 동력 전달이 가능하게 설치되는 허브(14), 상기 허브(14)의 외주면에 형성된 세레이션부(14a)에 대해 스플라인 결합되고 상기 플레이트(12)와 상호 교번적으로 끼워지는 다수의 디스크(16) 및, 상기 케이스(10)에 대해 배면에 압력실(18a)을 형성하고 상기 플레이트(12)와 상기 디스크(16)를 향해 배치되는 피스톤(18)을 구비한다.

또한, 자동 변속기의 마찰기구는 상기 피스톤(18)에 복원력을 제공하도록 상기 케이스(10)에 대해 스냅링(SR-1)을 매개로 고정된 스프링 리테이너(20)를 매개로 설치된 리턴 스프링(22)과, 상기 피스톤(18)의 가압단부와 대향되는 위치에 설치되어 상기 플레이트(12)와 상기 디스크(16)에 가압력을 전달하는 압력 플레이트(24) 및, 상기 압력 플레이트(24)와 대향된 위치에서 상기 피스톤(18)으로부터 전달되는 가압력을 상기 플레이트(12)와 상기 디스크(16) 사이로 분산시키도록 상기 케이스(10)의 세레이션부(10a)에 설치되는 리액션 플레이트(26)를 구비한다.

이 경우, 상기 리액션 플레이트(26)는 상기 케이스(10)에 고정되는 스냅 링(SR-2)에 의해 축방향으로의 이동을 구속받게 된다.

그리고, 상기 허브(14)는 상기 케이스(10)에 대해 원웨이 클러치(28)를 매개로 일방향으로의 회전 구속이 가능하도록 설치되는 데, 상기 원웨이 클러치(28)는 상기 케이스(10)의 세레이션부(10a)에 스플라인 결합되는 아우터 레이스(28a)와 상기 허브(14)의 외주면에 고정되는 스프래그(28b)로 이루어진다.

또한, 상기 원웨이 클러치(28)는 상기 리액션 플레이트(26)의 축방향 위치를 고정시키는 스냅링(SR-2)에 의해 일단이 고정됨과 더불어 상기 케이스(10)의 세레이션부(1a)에 설치되는 스냅링(SR-3)을 매개로 타단이 고정된다.

도면중 미설명 부호 "CL"은 자동 변속기의 입력축에 대한 중심축선을 표시하는 것이다.

그런데, 상기와 같은 구성의 종래 자동 변속기의 마찰기구에서는 상기 리액션 플레이트(26)는 상기 피스톤(18)으로부터 전달되는 가압력을 상기 플레이트(12)와 상기 디스크(16)에 분산시키는 기능을 수행하도록 상기 피스톤(18)의 가압방향과 반대되는 배면 부위가 상기 케이스(10)에 고정된 스냅링(SR-3)에 의해 구속되어야 할 뿐만 아니라, 하중의 분산 작용을 위해 비교적 두꺼운 두께를 가지는 중량물로 형성되어야 하기 때문에 변속기의 중량과 전체 길이의 측면에서 불리하게 작용하는 단점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 피스톤으로부터 전달되는 가압력을 마찰기구에 구비된 다수의 플레이트와 디스크 사이에 적절하게 분산시켜 주는 기능을 수행하는 리액션 플레이트를 삭제하고, 리액션 플레이트의 기능을 케이스의 내부에서 축방향으로 이동이 구속된 하중 지지체를 매개로 구현함으로써, 구성요소의 삭제에 따른 마찰기구의 구성을 보다 컴팩트하게 구성할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적으로 달성하기 위한 본 발명은, 케이스의 내주면에 스플라인 결합되는 다수의 플레이트와;

상기 다수의 플레이트 사이에 교번적으로 끼워지고 허브의 외주면에 스플라인 결합되는 다수의 디스크;

상기 케이스내에 상기 플레이트와 상기 디스크를 압축시키는 방향으로 설치된 피스톤 및;

상기 케이스내에 고정되어 상기 피스톤으로부터 전달되는 가압력을 상기 플레이트와 상기 디스크에 분산시키는 축방향의 하중 지지체를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 축방향의 하중 지지체는 상기 케이스에 설치되는 스냅링을 매개로 축방향으로 이동이 구속되는 것을 특징으로 한다.

상기 축방향의 하중 지지체는 상기 케이스에 대해 고정 지지된 원웨이 클러 치의 아우터 레이스로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 아우터 레이스는 일단부에 상기 플레이트와 상기 디스크를 향해 돌출된 돌기부를 일체로 형성한 것을 특징으로 한다.

상기 축방향의 하중 지지체는 상기 케이스로부터 돌출되어 변속기의 내부 공간을 분할하도록 고정 설치된 센터 서포트로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 센터 서포트는 상기 플레이트와 상기 디스크를 향해 돌출된 돌기부를 일체로 형성한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 자동 변속기의 마찰기구를 구성하는 부품중에서 피스톤으로부터 전달되는 가압력을 다수의 플레이트와 디스크 사이로 적절하게 분산시키는 기능을 수행하는 리액션 플레이트를 삭제하고, 리액션 플레이트가 담당하는 역할을 케이스의 내부에서 축방향으로 이동이 구속된 하중 지지체를 매개로 대체할 수 있게 되므로, 구성요소의 삭제에 따른 마찰기구의 구성을 보다 컴팩트하게 구현할 수 있는 효과를 얻게 된다.

특히, 자동 변속기의 마찰기구에 있어, 리액션 플레이트는 피스톤의 작동 하중을 다수로 구비되는 플레이트와 디스크에 걸쳐 균일하게 분산시켜 주는 기능을 수행하기 위해, 마찰기구의 다른 구성요소에 비해 두께가 두텁게 형성되는 부품이므로, 리액션 플레이트의 삭제는 자동 변속기의 전체 중량에 대한 저감 효과가 상당함은 물론, 자동 변속기의 내부에서 회전축의 축방향을 따라 리액션 플레이트가 점유하는 공간의 폐지로 인해 자동 변속기의 전체 길이를 축소할 수 있는 효과를 기대할 수 있게 된다.

이 경우, 상기 하중 지지체는 케이스의 내부에서 축방향으로의 이동이 구속되는 부재라면 어느 것이나 기존의 리액션 플레이트를 대체시켜 적용이 가능한 바, 예컨대 케이스의 내주면에 고정되는 원웨이 클러치의 아우터 레이스로 대체 적용할 수 있고, 케이스로부터 돌출되어 변속기의 내부 공간을 분할하도록 형성된 센터 서포트 등을 대체시켜 적용할 수 있다.

이 결과, 자동 변속기에 구비되는 다수의 마찰기구를 구성함에 있어, 리액션 플레이트의 삭제에 따른 조립부품의 수량을 축소할 수 있고, 이로부터 자동 변속기의 조립시 소요되는 시간을 단축시킬 수 있게 된다. 또한, 자동 변속기를 구성하는 부품의 종류를 축소할 수 있으므로, 종래에 비해 변속기의 생산 관리에 있어 편의를 제공할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 자동 변속기의 케이스(10)의 내주면에 형성된 세레이션부(10a)에 대해 다수의 플레이트(12)가 스플라인 결합되어 축방향으로 이동이 자유롭게 설치되고, 상기 케이스(10)의 내부에 유성기어세트의 해당 요소와 동력 전달이 가능하게 결합되는 허브(14)가 설치되며, 상기 허브(14)의 외주면에 형성된 세레이션부(14a)에 대해 다수의 디스크(16)가 스플라인 결합되어 축방향으로 이동이 자유롭게 설치된다.

이 경우, 상기 플레이트(12)와 상기 디스크(16)는 상호 교번적으로 끼워지며, 상기 디스크(16)에는 상기 플레이트(12)와의 대향되는 면상으로 습식 마찰재를 부착하고 있다.

상기 케이스(10)에는 배면에 상기 케이스(10)와의 사이로 밀폐된 공간의 압력실(18a)을 형성하는 피스톤(18)이 상기 플레이트(12)와 상기 디스크(16)를 향해 이동 가능하게 배치되고, 상기 피스톤(18)은 상기 케이스(10)에 대해 스냅링(SR-1)을 매개로 고정된 스프링 리테이너(20)에 의해 일단이 지지되고 타단이 상기 피스톤(18)에 지지되는 리턴 스프링(22)을 매개로 복원력을 제공받게 된다.

상기 다수의 플레이트(12)중에서 상기 피스톤(18)의 가압단부와 직접적으로 대향되는 위치에는 상기 케이스(10)의 내주면에 형성된 세레이션부(10a)에 대해 이동이 자유롭게 설치되어 상기 플레이트(12)와 상기 디스크(16)에 가압력을 전달하는 압력 플레이트(24)가 구비되고, 상기 압력 플레이트(24)와 대향된 위치에는 상기 피스톤(18)으로부터 전달되는 가압력을 상기 다수의 플레이트(12)와 상기 다수의 디스크(16) 사이로 분산시키도록 상기 케이스(10)에 고정되는 축방향의 하중 지지체가 설치되는 데, 상기 축방향의 하중 지지체는 종래 마찰기구에 있어 리액션 플레이트(26;도 1 참조)의 기능을 대신 수행하는 구성요소이다. 이때, 상기 축방향의 하중 지지체는 상기 케이스(10)에 대해 축방향으로 이동이 구속되는 형태로 설치된다.

여기서, 상기 축방향의 하중 지지체는 다양한 구성요소를 이용하여 구현할 수 있는 바, 먼저 상기 축방향의 하중 지지체는 상기 케이스(10)의 세레이션부(10a)에 대해 스냅링(SR-2,SR-3)을 매개로 축방향으로의 이동이 구속되도록 고정 지지되는 원웨이 클러치(28)의 아우터 레이스(28a)로 대체될 수 있는 바,

상기 아우터 레이스(28a)는 일단부에 상기 플레이트(12)와 상기 디스크(16)를 향해 돌출된 돌기부(28c)를 일체로 형성하고 있다. 이때, 상기 돌기부(28c)의 형성방향은 상기 피스톤(18)의 가압방향과 대향되는 방향으로 설정됨은 물론이다. 아울러, 상기 원웨이 클러치(28)는 상기 허브(14)의 외주면에 고정되는 스프래그(28b)를 구비한다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 축방향의 하중 지지체는 상기 케이스(10)로부터 돌출되어 변속기의 내부 공간을 분할하도록 설치된 센터 서포트(30)로 대체될 수 있는 바, 상기 센터 서포트(30)를 매개로 상기 플레이트(12)와 상기 디스크(16)가 상기 피스톤(18)의 가압방향을 향해 배면을 견고하게 지지받게 되면, 상기 피스톤(18)의 작동시 상기 플레이트(12)와 상기 디스크(16) 사이가 밀착될 때, 상기 피스톤(18)으로부터 전달되는 가압력은 상기 센터 서포트(30)에 의해 배면이 견고하게 지지된 상기 플레이트(12)와 상기 디스크(16)의 전체 부위에 걸쳐 고르게 분산될 수 있게 된다.

이 경우, 상기 센터 서포트(30)는 상기 원웨이 클러치(28)의 아우터 레이스(28a)와 같이 상기 케이스(10)에 대해 스냅링(SR-2,SR-3)을 매개로 고정되도록 설치되어 있어, 상기 플레이트(12)와 상기 디스크(16)의 압축방향의 배면을 견고하게 지지할 수 있게 된다.

아울러, 상기의 경우에 있어, 변속기 내부의 레이-아웃에 따라 상기 센터 서포트(30)는 상기 플레이트(12)와 상기 디스크(16)를 향해 돌출되도록 형성되는 돌기부(30a)를 적절하게 마련할 수도 있음은 물론이다.

또한, 본 발명에 있어, 상기 축방향의 하중 지지체는 자동 변속기의 내부에서 축방향으로 이동이 구속되는 다양한 구성요소를 이용하여 상기 피스톤(18)의 가압방향을 향해 상기 플레이트(12)와 상기 디스크(16)의 배면을 지지하게 되면, 종래 리액션 플레이트(26;도 1에 도시)를 갖추지 않고도 상기 피스톤(18)으로부터 전달되는 가압력을 상기 플레이트(12)와 상기 디스크(16) 사이로 균일하게 분산시킬 수 있게 된다.

도 2와 도 3에 있어, 미설명 부호 "CL"은 자동 변속기의 입력축에 대한 중심축선을 표시하는 것이다.

도 1은 종래 자동 변속기의 마찰기구를 도시한 부분 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 자동 변속기의 마찰기구에 대한 제1실시예를 도시한 부분 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 자동 변속기의 마찰기구에 대한 제2실시예를 도시한 부분 단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10-케이스 12-플레이트

14-허브 16-디스크

18-피스톤 20-스프링리테이너

22-리턴스프링 24-압력플레이트

26-리액션플레이트 28-원웨이클러치

30-센터서포트

Claims (6)

1. 케이스(10)의 내주면에 스플라인 결합되는 다수의 플레이트(12)와;

   상기 다수의 플레이트(12) 사이에 교번적으로 끼워지고 허브(14)의 외주면에 스플라인 결합되는 다수의 디스크(16);

   상기 케이스(10)내에 상기 플레이트(12)와 상기 디스크(16)를 압축시키는 방향으로 설치된 피스톤(18) 및;

   상기 케이스(10)내에 고정되어 상기 피스톤(18)으로부터 전달되는 가압력을 상기 플레이트(12)와 상기 디스크(16)에 분산시키는 축방향의 하중 지지체를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 마찰기구.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 축방향의 하중 지지체는 상기 케이스(10)에 설치되는 스냅링을 매개로 축방향으로 이동이 구속되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 마찰기구.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 축방향의 하중 지지체는 상기 케이스(10)에 대해 고정 지지된 원웨이 클러치(28)의 아우터 레이스(28a)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 마찰기구.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 아우터 레이스(28a)는 일단부에 상기 플레이트(12)와 상기 디스크(16)를 향해 돌출된 돌기부(28c)를 일체로 형성한 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 마찰기구.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 축방향의 하중 지지체는 상기 케이스(10)로부터 돌출되어 변속기의 내부 공간을 분할하도록 고정 설치된 센터 서포트(30)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 마찰기구.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 센터 서포트(30)는 상기 플레이트(12)와 상기 디스크(16)를 향해 돌출된 돌기부(30a)를 일체로 형성한 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 마찰기구.

Images