KR20110030787A - Hydraulic brake - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동변속기에 사용되는 유압브레이크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마찰 디스크의 수를 감소시켜, 브레이크의 비작동시 발생하는 드래그 토크(drag torque)를 저감시킴과 동시에 조립성이 향상된 유압브레이크에 관한 것이다. The present invention relates to a hydraulic brake for use in an automatic transmission, and more particularly, to reduce the number of friction disks, to reduce the drag torque generated when the brake is inactive, and at the same time improved hydraulic brake assembly It is about.
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.And the automatic transmission is equipped with a hydraulic control system (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 브레이크는 회전하고 있는 상기 유성기어세트의 작동 부재를 정지시키거나, 회전을 하지 못하도록 고정시키는 역할을 한다.Among the friction elements, the brake serves to stop or prevent the rotation of the operating member of the planetary gear set that is rotating.
이러한 브레이크는 자동변속기뿐만 아니라 일반 기계에서도 회전부재의 정지를 위하여 사용된다.Such brakes are used to stop rotating members in general machines as well as automatic transmissions.
도 1은 종래 기술에 따른 자동변속기의 유압브레이크를 도시한 단면도이다. 설명의 편의를 위하여 자동변속기에 적용되는 유압브레이크를 도시하였으나, 이에 한정되지 아니하고 일반 기계에도 적용될 수 있다. 1 is a cross-sectional view showing a hydraulic brake of an automatic transmission according to the prior art. Although the hydraulic brake applied to the automatic transmission is shown for convenience of description, the present invention is not limited thereto and may be applied to a general machine.
도 1에 도시된 바와 같이, 통상적인 자동 변속기의 유압브레이크(100)는 변속기 케이스(case)(110)에 설치된다. As shown in FIG. 1, a
상기 유압브레이크(100)는 상기 케이스(110)에 형성되는 실린더(130), 상기 실린더(130)에 삽입되어 입력되는 유압(hydraulic pressure)에 의하여 작동되는 피스톤(120), 그리고 상기 피스톤(120)의 상기 실린더(130)의 반대편 위치에 배치되어 상기 피스톤(120)에 복원력을 작용하는 리턴 스프링(return spring)(140)을 포함한다. The
상기 피스톤(120)의 외경부 및 내경부와 상기 실린더(130) 사이에는 각각 실링부재(122, 124)가 개재되어 있다.
상기 리턴 스프링(140)은 스프링 써포트(142)에 의해 지지되며, 상기 스프링 써포트(142)는 스냅링(145)에 의해 케이스(110)에 고정된다.The
또한, 자동변속기 내의 브레이크 허브(brake hub)(150)는 복수개의 마찰 디스크들(friction disks)(170)을 그 외주면에 스플라인(spline) 구조로 구비하고 있으며, 상기 케이스(110)는 복수개의 작동 플레이트들(operating plates)(160)을 그 내주면에 스플라인 구조로 구비하고 있다. 상기 마찰 디스크들(170)과 상기 작동 플레이트들(160)은 서로 번갈아 배치된다. In addition, the
상기 케이스(110)에는 오일 홀(122)과 오일 포켓(oil pocket)(114)이 형성되어 상기 실린더(110)에 오일을 공급한다. 이와 같이 실린더(130)에 공급된 오일은 피스톤(120)을 도면에서 좌측으로 가압하여 리턴 스프링(140)의 탄성력을 극복하고 피스톤(120)을 도면에서 좌측으로 이동시킨다.An
따라서, 피스톤(120)은 축 방향을 따라 작동 플레이트들(160)을 가압하게 되고, 이에 따라 작동 플레이트들(160)과 마찰 디스크들(170)은 그들 사이의 마찰력에 의해 계합(engage)하게 된다. 이러한 과정에 의해 브레이크 허브(150)의 회전이 정지된다.Thus, the
오일 홀(112)을 통한 실린더(130)에의 오일 공급이 중단되면, 피스톤(120)은 리턴 스프링(140)의 복원력에 의하여 도면에서 우측으로 이동하게 되고, 이에 따라 서로 계합된 작동 플레이트들(160)과 마찰 디스크들(170)은 그 계합 상태로부터 해제(disengage)되게 된다. 이에 따라, 브레이크 허브(150)는 회전 가능한 상태가 된다.When the oil supply to the
그런데 자동변속기 등에 사용되는 유압브레이크(100)에서는, 브레이크 계합시 작동 플레이트(160)와 마찰 디스크(170) 사이의 슬립에 의해 발생하는 열을 냉각 시키기 위하여 오일을 마찰 디스크(170)와 작동 플레이트(160) 사이에 지속적으로 공급하여 준다. However, in the
그런데 주지하는 바와 같이 브레이크의 비계합시에는 마찰 디스크들(170)은 유성기어 부재와 연결된 브레이크 허브(150)에 의하여 임의의 속도로 회전하고, 작동 플레이트들(160)은 변속기 케이스와 연결되어 정지되어 있다. As is well known, when the brakes are not engaged, the
그런데 냉각을 위하여 공급되는 오일은 브레이크 비계합시에도 계속 공급되므로, 오일의 점성에 의해 상대 회전운동을 하는 마찰 디스크들(170)과 작동 플레이트들(60) 사이에 회전 저항 즉, 드래그 토크(drag torque)가 발생하게 된다. However, since the oil supplied for cooling is continuously supplied even when the brake is not engaged, the rotational resistance, that is, the drag torque, is between the
이러한 드래그 토크는 자동변속기의 총 동력손실의 최대 40%까지 차지하며 자동변속기의 효율을 저감시키는 주요 원인이 되고 있다. The drag torque accounts for up to 40% of the total power loss of the automatic transmission and is a major cause of reducing the efficiency of the automatic transmission.
드래그 토크를 감소시키기 위해서는 사용되는 마찰 디스크의 수를 감소시키는 것이 가장 바람직한 방법이나, 이럴 경우 필요한 브레이크의 토크 용량을 확보하지 못하는 문제가 있다. In order to reduce the drag torque, it is most desirable to reduce the number of friction disks used, but there is a problem in that it is not possible to secure the torque capacity of the required brake.
종래의 유압 브레이크에서는 브레이크의 토크 용량을 충분히 확보하기 위해서 피스톤의 면적을 크게 하거나 마찰 디스크들의 수를 늘려야 했다. 그러나 자동변속기에서와 같이 브레이크의 설치 공간이 제약되는 경우에는 피스톤의 직경을 크게 하기 어려우므로 주로, 마찰 디스크들의 수를 증가시켜 브레이크의 토크 용량을 확보하여 왔는데 이로 인해 드래그 토크는 더욱 증가되는 결과를 초래하였다. In conventional hydraulic brakes, the piston area has to be increased or the number of friction disks has to be increased in order to sufficiently secure the torque capacity of the brake. However, when the installation space of the brake is limited, such as in an automatic transmission, it is difficult to increase the diameter of the piston. Therefore, the torque capacity of the brake has been secured mainly by increasing the number of friction disks, which results in an increase in drag torque. Caused.
또한, 기존의 자동변속기의 유압브레이크는 변속기 조립라인에서 작업자가 상기 피스톤(120), 상기 리턴 스프링(140) 및 상기 스프링 써포트(142)를 상기 실린더(130)에 각각 삽입한 후, 프레스를 사용하여 상기 리턴 스프링 써포트(142)을 가압한 후, 상기 스냅 링(145)을 상기 케이스(110)에 체결하므로, 변속기의 생산 싸이클이 길어지는 문제가 있었다.In addition, the hydraulic brake of the existing automatic transmission is a press after the operator inserts the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 피스톤을 2개를 설치하되 탠덤(tandem)식으로 배열하여 주어진 설치 공간 내에서 최대한의 토크 용량을 확보하도록 하여, 마찰 디스크의 수를 감소시킬 수 있는 유압클러치를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, install two pistons, but in tandem (tandem) arrangement to ensure the maximum torque capacity in a given installation space, reducing the number of friction disks The purpose is to provide a hydraulic clutch that can be made.
또한, 변속기 조립라인에서 유압브레이크의 조립시간을 단축하기 위해, 피스톤, 리턴 스프링 등을 일체화시킨 피스톤 모듈로 공급함으로써, 작업자가 피스톤 모듈을 실린더에 삽입하고 프레스의 사용 없이 피스톤 모듈을 스냅 링으로 체결만 하게 함으로써 변속기의 조립시간을 대폭 단축시키는데 또 다른 목적이 있다.In addition, in order to reduce the assembly time of the hydraulic brake in the transmission assembly line, by supplying a piston module incorporating a piston, a return spring, etc., the operator inserts the piston module into the cylinder and fastens the piston module with a snap ring without using a press. Another purpose is to drastically reduce the assembly time of the transmission.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 유압브레이크는 변속기의 케이스에 형성된 실린더, 상기 실린더 내에 설치되며 작동 유압에 의하여 작동하는 피스톤 모듈, 상기 피스톤 모듈의 작동에 의해 축 방향으로 가압되는 작동 플레이트들; 그리고 상기 작동 플레이트들과 교대로 배치되어 가압되는 마찰 디스크들;을 포함할 수 있다. In order to achieve the above object, the hydraulic brake according to the first embodiment of the present invention is a cylinder formed in a case of a transmission, a piston module installed in the cylinder and operated by operating hydraulic pressure, the shaft by the operation of the piston module Working plates pressurized in a direction; And friction disks which are alternately disposed and pressurized with the operation plates.
상기 피스톤 모듈은 제1피스톤, 제2피스톤, 제1리테이너, 제2리테이너 및 리턴 스프링으로 구성되며 각각이 조립되어 하나의 모듈로 되어 있을 수 있다. The piston module is composed of a first piston, a second piston, a first retainer, a second retainer, and a return spring, each of which may be assembled into one module.
상기 제1피스톤의 외경부는 상기 실린더와 밀착하고 그 내경부는 상기 제1리테이너의 내경부와 밀착되어 작동유압에 의해 축방향으로 왕복운동을 한다. 상기 제1피스톤의 외경부와 내경부에는 씰링부재가 각각 구비되어 있을 수 있다. The outer diameter of the first piston is in close contact with the cylinder and the inner diameter of the first piston is in close contact with the inner diameter of the first retainer to reciprocate in the axial direction by operating hydraulic pressure. Sealing members may be provided at the outer diameter portion and the inner diameter portion of the first piston, respectively.
상기 제1피스톤의 외경부는 상기 작동 플레이트 및 상기 마찰 디스크를 가압하기 위한 연장부를 포함할 수 있다.The outer diameter portion of the first piston may include an extension for pressing the operating plate and the friction disk.
상기 연장부는 제2피스톤의 외경부와 고정수단에 의하여 고정되며, 상기 제2피스톤의 또 다른 외경부는 상기 제1리테이너의 외경부와 밀착된다.The extension part is fixed by the outer diameter part of the second piston and the fixing means, and another outer diameter part of the second piston is in close contact with the outer diameter part of the first retainer.
또한 상기 제2피스톤의 내경부는 상기 제2리테이너와 밀착되며, 상기 제2피스톤은 작동유압에 의해 상기 제1피스톤과 함께 왕복운동을 한다. 상기 제2피스톤의 내경부와 상기 제2리테이너 사이 및 상기 제2피스톤의 외경부 및 제1리테이너의 외경부 사이에는 씰링부재가 각각 구비되어 있을 수 있다.In addition, the inner diameter of the second piston is in close contact with the second retainer, and the second piston reciprocates together with the first piston by operating hydraulic pressure. Sealing members may be provided between the inner diameter portion of the second piston and the second retainer, and between the outer diameter portion of the second piston and the outer diameter portion of the first retainer, respectively.
상기 제1피스톤과 상기 제1리테이너 사이에 형성되는 공간에 상기 리턴 스프링이 배치될 수 있다. The return spring may be disposed in a space formed between the first piston and the first retainer.
상기 제1리테이너 및 상기 제2리테이너는 프레스 등의 방법으로 가압, 조립되며, 상기 제2피스톤에 작동유압을 공급하기 위한 유로가 형성되어 있을 수 있다. The first retainer and the second retainer may be pressurized and assembled by a press or the like, and a flow path for supplying hydraulic pressure to the second piston may be formed.
상기 실린더와 상기 피스톤 모듈 사이에는 작동유압의 밀봉을 위한 씰링부재가 설치될 수 있다.A sealing member for sealing hydraulic pressure may be installed between the cylinder and the piston module.
상기 피스톤 모듈은 상기 실린더에 삽입된 후, 스냅 링에 의해 상기 케이스에 고정될 수 있다.After the piston module is inserted into the cylinder, it may be fixed to the case by a snap ring.
본 발명의 제2실시예에 따른 유압브레이크는 변속기의 케이스에 형성된 실린더, 상기 실린더 내에 설치되며 작동 유압에 의하여 작동하는 피스톤 모듈, 상기 피스톤 모듈의 작동에 의해 축방향으로 가압되는 작동 플레이트들; 그리고 상기 작동 플레이트들과 교대로 배치되어 가압되는 마찰 디스크들을 포함할 수 있다. The hydraulic brake according to the second embodiment of the present invention includes a cylinder formed in a case of a transmission, a piston module installed in the cylinder and operated by operating hydraulic pressure, and operation plates pressurized in an axial direction by the operation of the piston module; And friction disks that are alternately disposed and pressurized with the actuation plates.
상기 피스톤 모듈은 제1피스톤, 제2피스톤, 리테이너 및 리턴 스프링으로 구성되며 각각이 조립되어 하나의 모듈로 되어 있을 수 있다. The piston module is composed of a first piston, a second piston, a retainer and a return spring, and each may be assembled into a single module.
상기 제1피스톤의 외경부는 상기 리테이너에 밀착되고 그 내경부는 상기 실리더의 내경부와 밀착되어 작동유압에 의해 축방향으로 왕복운동을 한다. 상기 제1피스톤의 외경부와 내경부에는 씰링부재가 각각 구비되어 있을 수 있다. The outer diameter portion of the first piston is in close contact with the retainer and the inner diameter portion is in close contact with the inner diameter portion of the cylinder to reciprocate in the axial direction by operating hydraulic pressure. Sealing members may be provided at the outer diameter portion and the inner diameter portion of the first piston, respectively.
상기 제1피스톤의 내경부에는 상기 제2피스톤과 연결, 고정되기 위한 연장부가 형성되어 있을 수 있다.An inner diameter portion of the first piston may be provided with an extension part for connecting and fixing with the second piston.
상기 연장부와 상기 리테이너 사이에는 씰링부재가 구비되어 있을 수 있다.A sealing member may be provided between the extension part and the retainer.
상기 제1피스톤의 상기 연장부는 제2피스톤의 내경부와 고정수단에 의하여 고정된다.The extension portion of the first piston is fixed by the inner diameter portion and the fixing means of the second piston.
상기 제2피스톤의 외경부는 상기 리테이너와 밀착되며, 상기 제2피스톤은 작동 유압에 의해 상기 제1피스톤과 함께 왕복운동을 한다.The outer diameter portion of the second piston is in close contact with the retainer, and the second piston reciprocates with the first piston by operating hydraulic pressure.
상기 제2피스톤의 외경부 및 리테이너 사이에는 씰링부재가 구비되어 있을 수 있다.A sealing member may be provided between the outer diameter portion and the retainer of the second piston.
상기 제2피스톤은 상기 작동 플레이트 및 상기 마찰 디스크를 가압하기 위한 연장부를 포함할 수 있다.The second piston may include an extension for pressing the actuation plate and the friction disk.
상기 제2피스톤과 상기 리테이너 사이에 형성되는 공간에 상기 리턴 스프링이 배치될 수 있다. 상기 리턴 스프링은 스냅 링에 의해 리테이너에 고정될 수 있다.The return spring may be disposed in a space formed between the second piston and the retainer. The return spring may be secured to the retainer by a snap ring.
상기 리테이너에는 제2피스톤에 작동유압을 공급하기 위한 유로가 형성되어 있을 수 있다. The retainer may have a flow path for supplying hydraulic pressure to the second piston.
상기 실린더와 상기 피스톤 모듈 사이에는 작동유압의 밀봉을 위한 씰링부재가 설치될 수 있다.A sealing member for sealing hydraulic pressure may be installed between the cylinder and the piston module.
상기 피스톤 모듈은 상기 실린더에 삽입된 후, 스냅 링에 의해 상기 케이스에 고정될 수 있다.After the piston module is inserted into the cylinder, it may be fixed to the case by a snap ring.
본 발명에 의하면, 제한된 공간 내에 2개의 피스톤을 효과적으로 설치하여 피스톤의 작용력을 증가시킨 피스톤 모듈을 사용함으로써. 브레이크의 크기나 마찰 다스크의 수를 증가시키지 않고도 브레이크의 토크 용량을 증가시킬 수 있다. According to the present invention, by using a piston module that effectively installs two pistons in a limited space to increase the action of the pistons. The torque capacity of the brakes can be increased without increasing the size of the brakes or the number of friction dacks.
한편, 증가된 토크 용량만큼 마찰 디스크의 수를 감소시킬 수 있는데, 이로 인해 브레이크의 드래그 토크는 감소한다. 감소된 드래그 토크는 자동변속기의 효율을 증대시키고 이로 인해 자동차의 연비가 향상된다. On the other hand, the number of friction disks can be reduced by the increased torque capacity, which reduces the drag torque of the brake. Reduced drag torque increases the efficiency of the automatic transmission, thereby improving the fuel economy of the car.
또한, 증가된 토크 용량만큼 오일펌프의 토출유압을 낮출 수도 있어 자동변속기의 효율이 증대된다.In addition, the discharge oil pressure of the oil pump can be lowered by the increased torque capacity, thereby increasing the efficiency of the automatic transmission.
한편, 본 발명에 의하면 변속기 조립라인에서는 피스톤, 리테이너 및 리턴 스프링 등을 미리 조립하여 일체화시킨 피스톤 모듈만 삽입하면 되므로, 기존의 상기 부품들을 별개로 각각 조립할 경우와 대비하여 생산 싸이클이 단축되는 효과가 있다.On the other hand, according to the present invention, in the transmission assembly line, only the piston module integrated with the piston, the retainer and the return spring is assembled in advance and integrated, so that the production cycle is shortened as compared with the case where the existing parts are separately assembled. have.
통상 자동변속기에는 2~3개의 유압브레이크가 사용되므로 이를 모두 모듈화 시킨다면, 변속기의 효율이 큰 폭으로 향상될 뿐만 아니라 자동변속기의 생산 싸이클도 크게 짧아져 생산원가가 절감될 수 있다. Usually two to three hydraulic brakes are used in the automatic transmission, if all of them are modularized, the efficiency of the transmission can be greatly improved, and the production cycle of the automatic transmission can be significantly shortened, thereby reducing the production cost.
한편 기존의 유압브레이크와 대비, 본 발명의 피스톤 모듈에서는 2~3개의 부품이 증가하나, 이로 인해 고가의 마찰 디스크 및 작동 플레이트들이 다수 개 삭제되므로 오히려 변속기의 재료원가 절감에 기여할 수 있다. On the other hand, in contrast to the existing hydraulic brakes, the piston module of the present invention increases the number of two to three parts, this is because a large number of expensive friction disks and operating plates are deleted, rather it can contribute to the material cost of the transmission.
이하, 첨부된 도면을 참조로, 본 발명의 제1실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a first embodiment of the present invention will be described in detail.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 자동변속기의 유압브레이크의 비작동 상태를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 피스톤 모듈의 단면도이다.Figure 2 is a cross-sectional view showing a non-operating state of the hydraulic brake of the automatic transmission according to the first embodiment of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view of a piston module in an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예들에 따른 유압브레이크는 설명의 편의를 위하여 자동변속기에 적용되는 경우를 설명하였으나, 이에 한정되지 아니하고 일반 기계에도 적용될 수 있다. Although the hydraulic brake according to the embodiments of the present invention has been described to be applied to an automatic transmission for convenience of description, the present invention is not limited thereto and may be applied to a general machine.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 의한 자동변속기의 유압브레이크(200)는 변속기의 케이스(210)에 형성된 실린더(230), 상기 실린더(230) 내에 설치되며 작동 유압에 의하여 작동하는 피스톤 모듈(220), 상기 피스톤 모듈(220)의 작동에 의해 축방향으로 가압되는 작동 플레이트(260)들; 그리고 상기 작동 플레이트들(160)과 교대로 배치되어 가압되는 마찰 디스크들(270)을 포함한다. As shown in Figure 2, the
상기 피스톤 모듈(220)은 스냅 링(241)에 의하여 상기 케이스(210)에 지지,고정되며, 상기 케이스(210)에는 상기 피스톤 모듈(220)에 작동유압을 공급하기 위한 오일 홀(212)과 오일 포켓(oil pocket)(214)이 형성되어 있다.The
상기 피스톤 모듈(220)과 상기 케이스(210) 사이에는 작동유압의 밀봉을 위한 씰링부재(218)가 구비되어 있다.A sealing
상기 오일 홀(212)와 상기 오일포켓(214)를 통해 작동유압이 상기 실린더(230)에 공급되면, 상기 피스톤 모듈(220)의 상단부는 도2에서 좌측으로 이동하여 작동 플레이트들(260) 및 마찰 디스크들(270)을 가압하여 변속기내의 회전부재 와 연결된 브레이크 허브(250)를 정지시킨다. (도 5 참조) When operating hydraulic pressure is supplied to the
작동유압의 공급이 중단되면 상기 피스톤 모듈(220)은 내장된 리턴 스프링의작용에 의해 원래의 위치로 복원된다.When the supply of hydraulic pressure is stopped, the
이하 피스톤 모듈(220)의 구조와 작동원리를 도3을 통해 자세히 설명한다.Hereinafter, the structure and operation principle of the
상기 피스톤 모듈(220)은 제1피스톤(222), 제2피스톤(245), 제1리테이너(280), 제2리테이너(290) 및 리턴 스프링(240)으로 구성되며 각각이 조립되어 하나의 모듈로 이루어진다. The
상기 제1피스톤(222)의 외경부는 상기 실린더(230)의 외경부와 밀착되고(도2) 그 내경부는 상기 제1리테이너(280)의 내경부와 밀착되며, 상기 제1피스톤(220)은 상기 실린더(230)에 공급되는 작동유압에 의해 축방향으로 왕복운동하게 한다. 상기 제1피스톤(222)의 외경부와 내경부에는 씰링부재(223, 224)가 각각 구비되어 있을 수 있다. The outer diameter of the
상기 제1피스톤(222)의 외경부에는 상기 작동 플레이트들(260) 및 상기 마찰 디스크들(270)를 가압하기 위한 연장부(225)가 형성되어 있다.The outer diameter portion of the
상기 연장부(225)는 상기 제2피스톤(245)의 외경부와 고정수단(247)에 의하여 고정되며, 또한 상기 제2피스톤(245)의 외경부는 상기 제1리테이너(280)의 외경부와 밀착된다. 상기 고정수단(247)은 핀(pin), 볼트, 코킹(calking) 등과 같은 수단일 수 있다. The
상기 제2피스톤(245)의 내경부는 상기 제2리테이너(290)와 밀착되며, 상기 제2피스톤(245)은 작동유압에 의해 상기 제1피스톤(222)과 함께 왕복운동을 한다. 상기 제2피스톤(245)의 내경부와 상기 제2리테이너(290) 사이 및 상기 제2피스톤(245)의 외경부 및 제1리테이너(280)의 외경부 사이에는 씰링부재(292, 285))가 각각 구비되어 있다.The inner diameter portion of the
상기 제1리테이너(280) 및 상기 제2리테이너(290)는 프레스 등의 방법으로 가압, 조립되며, 도4에서와 같이 상기 제2피스톤(245)에 작동유압을 공급하기 위한 유로(284, 294)가 형성되어 있을 수 있다. 또한 상기 제1리테이너(280)의 내경부의 우측일단은 상기 실린더(230)의 내벽과 맞닿아 있어 도면에서 상기 피스톤 모듈(220)의 우측방향 움직임을 제한한다. (도 2 참조)The
도 3에서와 같이 상기 제1피스톤(222)과 상기 제1리테이너(280) 사이에 형성되는 공간(295)에 상기 리턴 스프링(240)이 설치될 수 있다. 상기 리턴 스프링(240)은 도시된 바와 같은 코일형 웨이브 스프링(coiled wave spring) 뿐만 아니라 접시 스프링(disc spring), 멀티 코일 스프링(multi coil spring) 등이 사용될 수 있다.As shown in FIG. 3, the
상기 피스톤 모듈(220)은 상기 실린더(230)에 삽입된 후, 상기 스냅 링(241)에 의해 상기 케이스(230)에 고정되어 도면에서 좌측방향의 움직임이 제한된다.After the
도 2, 도3, 도 4 및 도5에서 상기 오일 홀(216)과 상기 오일포켓(214)을 통해 상기 실린더(230)에 유입된 작동오일은 상기 제1피스톤(222)을 도면에서 좌측으로 가압하여 상기 리턴 스프링(240)의 반발력을 이기고 상기 작동 플레이트들(260) 및 상기 마찰 디스크들(270)을 가압하게 된다.2, 3, 4, and 5, the operating oil introduced into the
한편, 상기 작동오일은 도 4에서와 같이 제1리테이너(280) 및 제2리테이너(290)에 형성된 오일통로(284, 294)를 통해 제2피스톤(245)에도 작용하여 상기 제2피스톤(245)을 도면에서 좌측으로 가압하게 된다.Meanwhile, the working oil also acts on the
그런데, 상기 제2피스톤(245)에 작용하는 힘은 상기 고정수단(247)을 통해 상기 제1피스톤(222)의 작용력에 더해지므로 상기 피스톤 모듈(220)은 더욱 큰 힘으로 상기 작동플레이트들(260)과 마찰 디스크들(270)을 가압하게 된다. However, since the force acting on the
작동오일의 공급이 중단되면, 상기 리턴 스프링(240)의 작용에 의해 상기 제1피스톤(222)은 원래의 위치로 복원하게 되며, 상기 제1피스톤(222)과 연결된 고정수단(247)에 의해 제1피스톤(245)도 원래의 위치로 복원하게 된다.When the supply of the operating oil is stopped, the
상기 피스톤 모듈은 변속기 조립라인에 공급되기 전에 부품업체에서 미리 조립하여 납품할 수 있는데, 상기 피스톤 모듈의 바람직한 조립예를 설명하면 다음과 같다.(도 3 참조) The piston module may be preassembled and delivered by a parts supplier before being supplied to a transmission assembly line. A preferred assembly example of the piston module will be described below (see FIG. 3).
먼저 제1리테이너(280)와 제2리테이너(290)를 프레스 등을 통해 압입, 조립한다.First, the
그 후 상기 제1리테이너(280) 및 제2리테이너(290)에 씰링부재(285, 292)를 각각 설치한다. 그 후 제2피스톤(245)을 상기 제1리테이너(280)와 제2리테이너(290) 사이에 삽입한다.Thereafter, sealing
그 후 상기 제2리테이너(280) 상에 리턴 스프링(240)을 위치시키고 씰링부재(223, 224)가 미리 설치된 제1피스톤(222)을 제1리테이너(280)의 내경부 및 제2피스톤(245)의 외경부에 삽입한 후, 고정수단(247)을 체결하면 피스톤 모듈(220)의 조립은 완료된다. Thereafter, the
통상적으로 유압브레이크에서 리턴 스프링은 피스톤에 일정한 예압(pre-load)를 주기 위해 스프링의 자유높이 보다 압축되어 조립되는데, 이로 인해 변속기 조립라인에서는 리턴 스프링을 가압하기 위한 프레스가 설치되어 있다.Typically, in hydraulic brakes, the return spring is assembled by compressing the free height of the spring to give a constant pre-load to the piston, so that a press for pressing the return spring is installed in the transmission assembly line.
상기 피스톤 모듈(220)에서도, 상기 제1피스톤(222)의 조립 시에는 리턴 스프링(240)을 압축하며 조립하여야 하는데 이로 인해 상기 제1피스톤(222)에는 도면에서 우측으로 반발하려는 힘이 발생한다.In the
그러나, 상기 제1피스톤은(222)는 상기 연장부(225)와 고정수단(247)를 통해 상기 제2피스톤(245)과 연결되어 있고, 상기 제2피스톤(245)의 우측은 제2리테이너(280)와 밀착되어 있으므로, 상기 리턴 스프링(240)의 예압에 의한 상기 제2피스톤 (245) 및 상기 제1피스톤(222)의 우측방향 움직임은 제한되는 것이다. However, the
이와 같이 본 발명에 의한 피스톤 모듈(220)은 조립과정에서 그 내부에 리턴 스프링(240)의 예압이 이미 인가되어 있으므로, 변속기 생산라인에서는 프레스의 사용 없이 피스톤 모듈(220)을 실린더(230)에 삽입 후 스냅 링(241)만 체결하면 되므로 조립과정이 단순해지고, 조립시간도 대폭 단축되어 변속기의 생산원가가 절감된다. (도4참조)As described above, the
또한, 본 발명에 의한 유압브레이크는 기존의 유압브레이크의 공간의 확장 없이 피스톤의 작용력을 증가시킬 수 있는 피스톤 모듈을 사용하므로, 마찰 디스크 수의 증가 없이 토크 용량을 증대 시키거나, 혹은 마찰 디스크의 수를 줄이면서 기존의 유압브레이크와 동일한 토크 용량을 유지할 수 있게 된다.In addition, the hydraulic brake according to the present invention uses a piston module that can increase the action force of the piston without expanding the space of the conventional hydraulic brake, thereby increasing the torque capacity without increasing the number of friction disks, or the number of friction disks It is possible to maintain the same torque capacity as conventional hydraulic brakes while reducing the pressure.
이에 따라, 유압브레이크의 비계합시 발생하는 드래크 토크를 감소시킬 수 있으며 이로 인해 변속기의 효율과 이를 사용하는 자동차의 연비를 향상 시킬 수 있다. Accordingly, it is possible to reduce the drag torque generated when the hydraulic brakes are not engaged, thereby improving the efficiency of the transmission and the fuel efficiency of the vehicle using the same.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 제2실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 자동변속기의 유압브레이크의 비작동 상태를 도시한 단면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 피스톤 모듈의 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing a non-operating state of the hydraulic brake of the automatic transmission according to the second embodiment of the present invention, Figure 7 is a cross-sectional view of the piston module in the embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 의한 자동변속기의 유압브레이크(300)는 변속기의 케이스(310)에 형성된 실린더(330), 상기 실린더(330) 내에 설치되며 작동 유압에 의하여 작동하는 피스톤 모듈(320), 상기 피스톤 모듈(320)의 작동에 의해 축방향으로 가압되는 작동 플레이트(360)들; 그리고 상기 작동 플레이트들(360)과 교대로 배치되어 가압되는 마찰 디스크들(370)을 포함한 다. As shown in FIG. 6, the
상기 피스톤 모듈(320)은 스냅 링(341)에 의하여 상기 케이스(310)에 지지,고정되며, 또한 상기 케이스(310)에는 상기 피스톤 모듈(320)에 작동유압을 공급하기 위한 오일 홀(312)과 오일 포켓(oil pocket)(314)이 형성되어 있다.The
상기 피스톤 모듈(320)과 상기 케이스(310) 사이에는 작동유압의 밀봉을 위한 씰링부재(318)가 구비되어 있다.A sealing
상기 오일 홀(312)과 상기 오일포켓(314)를 통해 작동유압이 상기 실린더(330)에 공급되면, 상기 피스톤 모듈(320)에는 도6에서 우측으로 작용하는 힘이 발생하여 작동 플레이트들(360) 및 마찰 디스크들(370)을 가압하여 변속기내의 회전부재와 연결된 브레이크 허브(350)를 정지시킨다. (도 9 참조) When operating hydraulic pressure is supplied to the
작동유압의 공급이 중단되면 상기 피스톤 모듈(320)은 내장된 리턴 스프링의 작용에 의해 원래의 위치로 복원된다.When the supply of the hydraulic pressure is stopped, the
이하 피스톤 모듈(320)의 구조와 작동원리를 도 7을 통해 자세히 설명한다.Hereinafter, the structure and operation principle of the
상기 피스톤 모듈(320)은 제1피스톤(322), 제2피스톤(345), 리테이너(380) 및 리턴 스프링(340)으로 구성되며 각각이 조립되어 하나의 모듈로 이루어진다. The
상기 제1피스톤(322)의 내경부는 상기 실린더(330)의 내경부와 밀착되고(도6) 그 외경부는 상기 리테이너(380)와 밀착되며, 상기 실린더(330)에 공급되는 작동유압에 의해 상기 제1피스톤(322)은 축방향으로 왕복운동 한다. 상기 제1피스 톤(322)의 외경부와 내경부에는 씰링부재(323, 324)가 각각 구비되어 있을 수 있다. The inner diameter of the
상기 제1피스톤(322)의 내경부에는 상기 제2피스톤(345)와 연결되기 위한 연장부(325)가 형성되어 있다. 상기 연장부(325)는 상기 제2피스톤(345)의 내경부와 고정수단(347)에 의하여 고정되며, 상기 고정수단(347)은 핀(pin), 볼트, 코킹(calking) 등과 같은 수단일 수 있다. An
또한, 상기 제1피스톤(322)의 상기 연장부(325)는 상기 리테이너(380)의 내경부와 밀착되며 상기 연장부(325)와 상기 리테이너(380)의 내경부 사이에는 씰링부재(392)가 개재되어 있다.In addition, the
상기 제2피스톤(345)의 외경부는 상기 리테이너(380)와 밀착되며, 상기 제2피스톤(345)은 작동유압에 의해 상기 제1피스톤(322)과 함께 왕복운동을 한다. 상기 제2피스톤(345)의 외경부와 상기 리테이너(380) 사이에는 씰링부재(385)가 개재되어 있다.The outer diameter portion of the
한편, 상기 제2피스톤(345)에는 상기 작동 플레이트들(360) 및 상기 마찰 디스크들(370)을 가압하기 위한 돌출부(375)가 형성되어 있다.On the other hand, the
도 8에서와 같이 상기 리테이너(380)에는 상기 제2피스톤(345)에 작동유압을 공급하기 위한 유로(384)가 형성되어 있을 수 있다. 또한 상기 리테이너(380)의 외 경부의 좌측 일단은 상기 실린더(330)의 내벽과 맞닿아 있어 상기 피스톤 모듈(320)의 좌측방향 움직임을 제한한다.(도 6 참조)As shown in FIG. 8, the
상기 제2피스톤(345)과 상기 리테이너(380) 사이에 형성되는 공간에 리턴 스프링(340)이 설치될 수 있다. 상기 리턴 스프링(340)은 스냅 링(343)에 의해 상기 리테이너(380)에 지지, 고정된다.A
상기 리턴 스프링(240)은 도시된 바와 같은 멀티 코일 스프링(multi coil spring)뿐만 아니라 코일형 웨이브 스프링(coiled wave spring), 접시 스프링(disc spring) 등이 사용될 수 있다.The
상기 피스톤 모듈(320)은 상기 실린더(330)에 삽입된 후, 상기 스냅 링(341)에 의해 상기 케이스(310)에 고정되어 축방향의 움직임이 제한된다.After the
도 6, 도 7, 도 8 및 도 9에서 오일 홀(312)과 오일 포켓(314)을 통해 상기 실린더(330)에 유입된 작동오일은 상기 제1피스톤(322)을 도면에서 우측으로 가압하여 상기 리턴 스프링(340)의 반발력을 이기고 상기 작동 플레이트들(360) 및 상기 마찰 디스크들(370)을 가압하게 된다.6, 7, 8, and 9, the operating oil introduced into the
한편, 상기 작동오일은 도 8에서와 같이 리테이너(380)에 형성된 오일통로(384)와 피스톤쳄버(385)를 통해 제2피스톤(345)에도 작용하여 상기 제2피스톤(345)을 도면에서 우측으로 가압하게 된다.Meanwhile, the working oil also acts on the
그런데, 상기 제1피스톤(322)에 작용하는 힘은 상기 고정수단(347)을 통해 상기 제2피스톤(345)의 작용력에 더해지므로 상기 피스톤 모듈(320)은 더욱 큰 힘으로 상기 작동플레이트들(360)과 마찰 디스크들(370)을 가압하게 된다. (도 9) However, since the force acting on the
작동오일의 공급이 중단되면, 상기 리턴 스프링(340)의 작용에 의해 상기 제2피스톤(345)는 원래의 위치로 복원하게 되며, 상기 제2피스톤(345)과 연결된 고정수단(347)에 의해 제1피스톤(322)도 원래의 위치로 복원하게 된다.When the supply of the operating oil is stopped, the
상기 피스톤 모듈(320)은 변속기 조립라인에 공급되기 전에 부품업체에서 미리 조립하여 납품할 수 있는데, 상기 피스톤 모듈(320)의 바람직한 조립예를 설명하면 다음과 같다. (도 7 참조) The
먼저 리테이너(380)에 씰링부재(392)를 설치하고, 씰링부재(323, 324)가 미리 설치된 제1피스톤(322)을 리테이너(380)에 조립한다.First, the sealing
그 후 씰링부재(385)가 설치된 제2피스톤(345)을 리테이너(380)와 제1피스톤(322)의 연장부(325) 사이에 삽입한 후, 상기 제1피스톤(322)과 상기 제2피스톤(345)을 연결수단(347)을 통해 연결한다.Thereafter, the
그 후 상기 제2피스톤(345) 상에 리턴 스프링(340)을 위치시키고 프레스 등으로 상기 리턴 스프링(340)을 압축한 상태에서, 스냅 링(343)을 리테이너(380)에 체결함으로써, 상기 피스톤 모듈(320)의 조립은 완료된다. Thereafter, by returning the
통상적으로 유압브레이크에서 리턴 스프링은 피스톤에 일정한 예압(pre- load)를 주기 위해 스프링의 자유높이 보다 압축되어 조립되는데, 이로 인해 변속기 조립라인에서는 리턴 스프링을 가압하기 위한 프레스가 설치되어 있다.Typically, in a hydraulic brake, the return spring is assembled by compressing it more than the free height of the spring in order to give a constant pre-load to the piston, so that a press for pressing the return spring is installed in the transmission assembly line.
도 7의 피스톤 모듈(320)에서도, 리턴 스프링(340)을 압축하며 조립하여야 하는데 이로 인해 제2피스톤(345)에는 도면에서 좌측으로 반발하려는 힘이 발생한다.In the
그러나, 상기 제2피스톤(345)은 상기 리턴 스프링(340)의 반대편 측이 상기리테이너(380))와 밀착되어 있으므로, 상기 리턴 스프링(340)의 예압에 의한 상기 제2피스톤(345)의 좌측방향 움직임은 제한된다. 또한 제1피스톤(222)은 고정수단(347)에 의해 상기 제2피스톤(345)과 연결되어 있으므로 상기 제1피스톤(322)의 좌측방향 움직임도 제한된다. However, since the opposite side of the
이와 같이 본 발명에 의한 피스톤 모듈(320)은 조립과정에서 그 내부에 리턴 스프링(340)의 예압이 이미 인가되어 있으므로, 변속기 생산라인에서는 프레스의 사용 없이 피스톤 모듈(320)을 실린더(330)에 삽입 후 스냅 링(341)만 체결하면 되므로 조립과정이 단순해지고, 조립시간도 대폭 단축되어 변속기의 생산원가가 절감된다. (도8참조)As described above, the
또한, 본 발명에 의한 유압브레이크는 기존의 유압브레이크 공간의 확장 없이 피스톤의 작용력을 증가시킬 수 있는 피스톤 모듈을 사용하므로, 마찰 디스크 수의 증가 없이 토크 용량을 증대 시키거나, 혹은 마찰 디스크의 수를 줄이면서 기 존의 유압브레이크와 동일한 토크 용량을 유지할 수 있게 된다.In addition, the hydraulic brake according to the present invention uses a piston module that can increase the action force of the piston without expanding the existing hydraulic brake space, thereby increasing the torque capacity without increasing the number of friction disks, or increasing the number of friction disks. It can reduce and maintain the same torque capacity as the existing hydraulic brakes.
이에 따라, 유압브레이크의 비계합시 발생하는 드래크 토크를 감소시킬 수 있으며 이로 인해 변속기의 효율과 이를 사용하는 자동차의 연비를 향상시킬 수 있다. Accordingly, it is possible to reduce the drag torque generated when the hydraulic brake is not engaged, thereby improving the efficiency of the transmission and the fuel efficiency of the vehicle using the same.
본 발명의 실시예들에 따르면 도 5에서 보는 바와 같이 마찰 디스크의 수를 6매(도 1)에서 4매로 감소시킬 수 있다. 드래그 토크의 크기는 마찰 디스크의 수와 직접 비례하므로 본 발명의 실시예에서는 드래그 토크를 30% 이상 감소시킬 수 있음을 의미한다. According to embodiments of the present invention, as shown in FIG. 5, the number of friction disks may be reduced from 6 sheets (FIG. 1) to 4 sheets. Since the magnitude of the drag torque is directly proportional to the number of friction disks, it means that the drag torque can be reduced by 30% or more in the embodiment of the present invention.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 피스톤 모듈을 사용하여 브레이크의 토크 용량을 증대시킬 수 있으므로, 브레이크에 작용하는 작동유압의 크기를 낮출 수 있다. 브레이크의 작동유압이 낮아지면 오일펌프의 토출유압도 낮출 수 있으므로, 오일펌프에서의 소모동력이 감소하여 자동변속기의 효율이 향상된다. In addition, according to the embodiment of the present invention, it is possible to increase the torque capacity of the brake by using the piston module, thereby reducing the magnitude of the hydraulic pressure acting on the brake. When the operating oil pressure of the brake is lowered, the discharge oil pressure of the oil pump can be lowered, thereby reducing the power consumption of the oil pump, thereby improving the efficiency of the automatic transmission.
지금까지는 피스톤, 리테이너 및 리턴 스프링 등이 미리 조립된 클러치 모듈의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 경우에 따라서는 변속기 생산라인에서 작업자가 직접 피스톤 모듈을 구성하는 각 부품들을 직접 변속기 케이스에 조립할 수도 있다.So far, embodiments of the clutch module in which the piston, the retainer, and the return spring are pre-assembled have been described. However, the present invention is not limited thereto. Can be assembled directly to the transmission case.
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 종래 기술에 따른 자동변속기의 유압브레이크의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a hydraulic brake of an automatic transmission according to the prior art.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 자동변속기의 유압브레이크의 비작동 상태를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a non-operating state of the hydraulic brake of the automatic transmission according to the first embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 피스톤 모듈의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the piston module according to the first embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 피스톤 모듈의 유압공급 통로와 피스톤모듈의 조립과정을 나타내는 단면도이다 4 is a cross-sectional view illustrating a process of assembling the hydraulic supply passage and the piston module of the piston module according to the first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 마찰 디스크 수가 감소된 유압브레이크의 작동상태를 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing an operating state of a hydraulic brake in which the number of friction disks according to the first embodiment of the present invention is reduced.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 자동변속기의 유압브레이크의 비작동 상태를 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing a non-operating state of the hydraulic brake of the automatic transmission according to the second embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 피스톤 모듈의 단면도이다.7 is a sectional view of a piston module according to a second embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 피스톤 모듈의 유압공급 통로와 피스톤 모듈의 조립과정을 나타내는 단면도이다 8 is a cross-sectional view showing a process of assembling the hydraulic supply passage and the piston module of the piston module according to the second embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 유압브레이크의 작동상태를 도시한 단면도이다.9 is a cross-sectional view showing an operating state of the hydraulic brake according to the second embodiment of the present invention.
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Cited By (2)
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KR101495821B1 (en) * | 2013-08-14 | 2015-02-26 | 씨스톤 테크놀로지스(주) | Brake |
KR20160100420A (en) * | 2015-02-13 | 2016-08-24 | 현대 파워텍 주식회사 | Hydraulic brake apparatus for automatic transmission |
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KR101495821B1 (en) * | 2013-08-14 | 2015-02-26 | 씨스톤 테크놀로지스(주) | Brake |
KR20160100420A (en) * | 2015-02-13 | 2016-08-24 | 현대 파워텍 주식회사 | Hydraulic brake apparatus for automatic transmission |
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KR101194348B1 (en) | 2012-10-25 |
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