KR20110090582A - Friction element - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 마찰요소에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마찰 디스크의 수를 감소시켜 마찰요소의 비작동시 발생되는 드래그 토크(drag torque)를 저감시킬 수 있고 보다 적은 작동 유압으로도 충분한 가압력을 얻을 수 있어 변속기의 효율을 향상시킬 수 있는 마찰요소에 관한 것이다.The present invention relates to a friction element, and more particularly, it is possible to reduce the drag torque generated when the friction element is inactive by reducing the number of friction disks and to obtain sufficient pressing force even with less operating hydraulic pressure. It relates to a friction element that can improve the efficiency of the transmission.
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. 또한, 상기 클러치와 브레이크는 유압뿐만 아니라 공압(pneumatic)으로 작동될 수도 있다.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. 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, 본 명세서에서는 클러치와 브레이크에서 공통적으로 사용되는 부품에 대하여는 동일한 명칭을 부여하여 설명하기로 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. Therefore, in the present specification, components commonly used in clutches and brakes will be described with the same names.
자동변속기에 사용되는 브레이크 및 클러치에는 여러 형태가 있을 수 있으나, 여기서는 본 발명과 관련된 종래 기술의 문제점을 도출할 수 있는 몇 개의 예만을 설명하기로 한다. The brakes and clutches used in the automatic transmission may have various forms, but only a few examples of the above-described problems that may lead to problems of the related art of the present invention will be described.
통상적인 자동변속기는 유압에 의하여 작동하는 복수개의 클러치와 브레이크를 포함한다. A typical automatic transmission includes a plurality of clutches and brakes operated by hydraulic pressure.
도 1에 도시된 바와 같이, 브레이크(1)는 마찰요소 공간이 내부에 형성된 케이스(2)(통상적으로, 브레이크에서는 변속기 하우징이 케이스로 사용된다.)를 포함한다. 상기 케이스(2) 내의 마찰요소 공간에는 피스톤(8)이 장착되어 상기 케이스(2)와의 사이에 피스톤 챔버(6)를 형성한다. 또한, 상기 케이스(2)에는 상기 피스톤 챔버(6)에 작동 유압을 공급하기 위한 오일 포켓(4)이 형성되어 있으며, 상기 오일 포켓(4)은 오일 통로(도시하지 않음)에 연결되어 작동 유압을 공급받는다. 또한, 상기 피스톤(8)의 외경부와 케이스(2) 사이 및 상기 피스톤(8)의 내경부와 케이스(2) 사이에는 각각 씰링부재(28, 30)가 장착되어 피스톤 챔버(6) 내의 작동 유압이 누유되지 않도록 한다. As shown in Fig. 1, the
상기 피스톤(8)은 피스톤 챔버(6)에 공급되는 작동 유압에 의하여 축방향으로 움직이도록 되어 있다. The
리턴 스프링(10)은 상기 피스톤(8)을 기준으로 피스톤 챔버(6)의 반대쪽에 배치되어 상기 작동 유압에 대항하는 탄성력을 상기 피스톤(8)에 제공한다. 상기 리턴 스프링(10)은 케이스(2)에 장착된 스프링 지지수단(16)에 의하여 축방향으로 움직임이 제한된 지지판(14)에 의하여 지지된다. 상기 스프링 지지수단(16)으로 스냅링 등이 사용될 수 있다. A
상기 피스톤(8)의 피스톤 챔버(6)의 반대편에는 작동부(18)가 축방향으로 길게 형성되어 있다. On the opposite side of the
상기 케이스(2)에는 복수개의 가압 플레이트들(20)이 스플라인 결합되어 있고, 허브(24)에는 상기 복수개의 가압 플레이트들(20)과 교대로 배치된 복수개의 마찰 디스크들(22)이 스플라인 결합되어 있다. 또한, 상기 가압 플레이트들(20)의 후단부에 있는 케이스(2)에는 상기 가압 플레이트들(20)이 가압될 수 있도록 축방향으로 지지하는 스냅링(26)이 장착되어 있다.The
피스톤(8)의 작동부(18)는 피스톤 챔버(6)에 공급되는 작동 유압에 의하여 도면에서 우측으로 움직여 가압 플레이트(20)와 마찰 디스크(22)를 축방향으로 가압함으로써 가압 플레이트(20)와 마찰 디스크(22)는 그들 사이의 마찰력에 의하여 계합한다. The actuating
만일 피스톤 챔버(6)에 작동 유압이 공급되지 않으면, 피스톤(8)은 리턴 스프링(10)의 탄성력에 의하여 도면에서 좌측으로 이동하게 되고, 이에 따라 서로 계합된 가압 플레이트(20)와 마찰 디스크(22)는 그 계합 상태로부터 해제된다. If the hydraulic pressure is not supplied to the
그런데, 브레이크의 비계합시에는 마찰 디스크들(22)은 유성기어세트의 어느 작동부재와 연결된 허브(24)에 의하여 임의의 속도로 회전하고 가압 플레이트(20)는 케이스(2)에 연결되어 정지되어 있다. 이 때, 브레이크의 냉각을 위해서 공급되는 오일은 브레이크의 비계합시에도 계속 공급되므로, 오일의 점성에 의해 상대 회전운동을 하는 마찰 디스크들(22)과 가압 플레이트들(20) 사이에 회전 저항, 즉 드래그 토크(drag torque)가 발생하게 된다. 이러한 드래그 토크는 자동변속기의 총 동력손실의 최대 40%까지 차지하며 자동변속기의 효율을 저감시키는 주요 원인이 되고 있다. However, in the non-engagement of the brake, the
드래그 토크를 감소시키기 위해서는 사용되는 마찰 디스크의 수를 감소시키는 것이 가장 바람직한 방법이나, 이 경우 필요한 브레이크의 토크 용량을 확보하지 못하는 문제가 있었다. In order to reduce the drag torque, it is most desirable to reduce the number of friction disks used, but in this case, there is a problem in that it is impossible to secure the required torque capacity of the brake.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같은 브레이크가 개발될 수 있다. In order to solve this problem, a brake as shown in FIG. 2 may be developed.
도 2에 도시된 브레이크(1)에 따르면, 피스톤(8)의 내경부에 축방향으로 돌출된 가압부(9)를 형성하고 이 가압부(9)가 작동 유압에 피스톤 챔버(6)에 유입되는 작동 유압에 해당하는 힘으로 리턴 스프링(10)을 밀도록 되어 있으며, 상기 리턴 스프링(10)에는 케이스(2)에 스플라인 결합된 푸쉬 링(push ring)(18)이 접촉되어 있다. 따라서, 피스톤 챔버(6)에 유입되는 작동 유압에 의하여 피스톤(8)이 리턴 스프링(10)을 도면에서 우측으로 밀면, 리턴 스프링(10)이 푸쉬 링(18)을 도면에서 우측으로 밀어 가압 플레이트(20)와 마찰 디스크(22)가 계합되도록 되어 있다. 이 때, 피스톤(8)의 가압부(9)와 리턴 스프링(10)이 접촉하는 피스톤 작용점(P1)의 위치가 리턴 스프링(10)과 푸쉬 링(18)이 접촉하는 작동로드 작용점(P2)의 위치가 달라 푸쉬 링(18)의 가압력이, 도 1에 도시된 브레이크(1)와 비교할 때, 커지게 된다. 즉, 리턴 스프링(10)과 스프링 지지수단(16)이 접촉하는 점(Po)부터 피스톤 작용점(P1)까지의 수직거리가 리턴 스프링(10)과 스프링 지지수단(16)이 접촉하는 점(Po)부터 작동로드 작용점(P2)까지의 수직거리보다 크므로 지렛대 원리에 의하여 푸쉬 링(18)의 가압력이 커지게 된다. 결국, 도 2에 도시된 브레이크(1)는 동일한 작동 유압을 가지고 더 큰 힘으로 가압 플레이트(20)와 마찰 디스크(22)를 가압할 수 있다. 따라서, 보다 적은 개수의 마찰 디스크(22)와 가압 플레이트(20)를 사용하더라도 필요한 브레이크의 토크 용량을 확보할 수 있게 되고, 이에 따라 드래그 토크가 감소하게 된다. According to the
그러나, 도 2에 도시된 브레이크(1)의 경우 다음과 같은 문제점을 갖고 있다.However, the
우선, 도 3에 도시된 바와 같이, 푸쉬 링(18)의 우측 일단은 상기 케이스(2)와 스플라인으로 지지되어 있으나, 푸쉬 링(18)은 자중에 의해 임의의 방향으로 중심이 기울어질 수 있어, 푸쉬 링(18)의 중심과 리턴 스프링(10)의 중심이 일치하지 않게 되고 이로 인해 상기 리턴 스프링(10)과의 접촉이 국부적으로 이루어지게 된다. 이러한 국부적인 접촉은 푸쉬 링(18)을 통한 가압력이 국부적으로 가압 플레이트들(20)과 마찰 디스크들(22)에 작용하여 마찰 디스크(22)의 내구성 저하와 브레이크의 비정상적인 계합을 초래할 수 있다. 또한, 상기 푸쉬 링(18)과 상기 리턴 스프링(10)의 국부적인 접촉은 리턴 스프링(10)의 내구성에도 문제를 일을킬 수 있다. First, as shown in FIG. 3, the right end of the
더 나아가, 브레이크가 계합된 이후에도 작동 유압은 상기 피스톤(8)에 계속 작용ㅇ하고 있으므로, 도 4에서 실선으로 표현된 바와 같이, 리턴 스프링(10)이 과도하게 변형되어 리턴 스프링(10)의 탄성 특성이 변하거나 내구성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. Furthermore, since the hydraulic pressure continues to act on the
한편, 자동변속기의 클러치도 서로 다른 속도로 회전하는 마찰 디스크와 가압 플레이트를 지니고 있으므로, 드래그 토크의 발생 문제가 있었다. On the other hand, since the clutch of the automatic transmission also has a friction disk and a pressure plate rotating at different speeds, there is a problem in generating drag torque.
도 5에 도시된 바와 같이, 종래의 클러치(50)는 입력축(52) 상에 장착되어 있다. As shown in FIG. 5, the
상기 클러치(50)는 입력축(52) 상에 배치되어 마찰요소 공간을 형성하는 케이스(58)(통상적으로, 클러치의 경우 프레스로 성형된 부분과 기계가공으로 제작된 부분을 용접하여 케이스를 제작하는 경우가 많다.), 상기 케이스(58)와의 사이에 피스톤 챔버(84)를 형성하며 상기 피스톤 챔버(84)에 입력되는 작동 유압에 의하여 동작되는 피스톤(60), 상기 피스톤(60)의 피스톤 챔버(84)의 반대편 위치에서 케이스(58) 상에 장착되며 상기 피스톤(60)과의 사이에 발란스 챔버(86)를 형성하는 발란스월(82), 그리고 상기 피스톤(60)과 상기 발란스월(82) 사이에 배치되어 피스톤 챔버(84)의 작동 유압에 대항하는 탄성력을 상기 피스톤(60)에 제공하는 리턴 스프링(80)을 포함한다. 상기 발란스 챔버(86)에는 피스톤 챔버(86)의 원심유압에 대항하는 발란스 유압이 형성된다.The
또한, 자동변속기 내의 허브(76)에는 복수개의 마찰 디스크들(74)이 스플라인 결합되어 있으며, 케이스(58)에는 복수개의 가압 플레이트들(72)이 스플라인 결합되어 있다. 상기 마찰 디스크들(74)과 상기 가압 플레이트들(72)은 서로 번갈아 배치된다. In addition, a plurality of
상기 케이스(58)는 피스톤(60)이 그 내부에 장착되며 입력축(52) 상에 장착되는 피스톤 장착부(54), 상기 피스톤 장착부(54)에서 축방향으로 연장되어 피스톤(60)의 작동 공간을 확보하는 어깨부(55), 상기 어깨부(55)에 용접 등의 방법으로 고정 장착되며 반경 외측 방향으로 형성된 연결부(56), 그리고 상기 연결부(56)에 일체로 형성되며 축방향으로 연장되어 상기 가압 플레이트들(72)이 스플라인 결합되는 스플라인부(57)를 포함한다. 상기 스플라인부(57)의 후단부에는 상기 가압 플레이트들(72)이 가압될 수 있도록 축방향으로 지지하는 스냅링(78)이 장착되어 있다. 또한, 상기 입력축(52) 상의 피스톤 장착부(54)에는 상기 피스톤 챔버(84)에 작동 유압을 공급하기 위한 제1오일통로(90)와 상기 발란스 챔버(86)에 발란스 유압을 공급하기 위한 제2오일통로(92)가 형성되어 있으며, 상기 발란스월(82)을 지지하기 위한 발란스월 지지수단(88)가 장착되어 있다. 상기 발란스월 지지수단(88)으로는 스냅링 등이 사용된다.The
상기 피스톤(60)은 피스톤 내경부(62), 상기 피스톤 내경부(62)에서 반경 외측으로 연장되는 피스톤 연결부(64), 상기 피스톤 연결부(64)에 축방향으로 연결되어 있으며 상기 발란스월(82)의 외경면이 접촉하여 발란스 챔버(86)를 형성하도록 하는 피스톤 외경부(66), 상기 피스톤 외경부(66)의 반대 방향으로 연장되어 상기 케이스(58)의 어깨부(55)와 밀착되는 축방향 연장부(68), 그리고 상기 축방향 연장부(68)에서 반경 외측으로 연장되어 상기 가압 플레이트(72)의 근처에 배치되어 피스톤 챔버(84)에 공급되는 작동 유압에 의하여 가압 플레이트(72)와 마찰 디스크(74)를 가압하는 가압부(70)를 포함한다. The
또한, 상기 피스톤 내경부(62)와 입력축(52) 상의 피스톤 장착부(54) 사이 및 상기 축방향 연장부(68)와 어깨부(55) 사이에는 각각 씰링부재(96, 94)가 장착되어 피스톤 챔버(84) 내의 작동 유압이 누유되지 않도록 하며, 발란스월(82)의 외경면과 피스톤 외경부(66) 사이에도 씰링부재(98)가 장착되어 발란스 챔버(86) 내의 발란스 유압이 누유되지 않도록 한다. In addition, sealing
이러한 종래의 클러치(50) 역시 작동 유압에 해당하는 힘만을 그 크기의 변화 없이 가압 플레이트(72)와 마찰 디스크(74)에 전달하므로 필요한 토크 용량을 확보하기 위하여 마찰 디스크의 수를 감소시키지 못하였다. 따라서, 드래그 토크가 크게 발생하게 되었다.
The conventional clutch 50 also transmits only the force corresponding to the working hydraulic pressure to the
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 기존의 마찰요소에 작용하는 것과 동일한 작동 유압으로 큰 가압력을 생성하여 마찰 디스크의 수를 감소시키면서도 토크 용량을 확보할 수 있고, 이로 인해 드래그 토크를 줄일 수 있는 마찰요소를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to generate a large pressing force with the same operating hydraulic pressure as that applied to an existing friction element, thereby reducing the number of friction disks and reducing torque capacity. It is possible to secure, thereby providing a friction element that can reduce the drag torque.
또한, 가압력을 증가시키는 수단을 사용하더라도 가압 플레이트와 마찰 디스크에 균일하게 가압력을 전달하도록 하여 구성 부품의 내구성을 보장할 수 있는 마찰요소를 제공하는데 다른 목적이 있다. In addition, even if the means for increasing the pressing force is used to provide a friction element capable of uniformly transmitting the pressing force to the pressing plate and the friction disk to ensure the durability of the component.
더 나아가, 마찰 디스크의 수를 기존의 마찰요소에 사용되는 마찰 디스크의 수와 동일하게 유지시키는 경우, 피스톤의 작동 유압을 낮출 수 있으므로 오일 펌프에서 토출유압을 낮출 수 있고 이로 인해 오일 펌프의 구동토크가 작아져 변속기의 효율을 증가시키는 데 또 다른 목적이 있다. Furthermore, if the number of friction disks is kept equal to the number of friction disks used for the existing friction elements, the operating hydraulic pressure of the piston can be lowered, so that the discharge oil pressure can be lowered in the oil pump, thereby driving torque of the oil pump. Is further aimed at increasing the efficiency of the transmission.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따른 마찰요소는 내부에 마찰요소 공간이 형성된 케이스; 상기 케이스 내에 설치되어 있으며, 상기 케이스와의 사이에 피스톤 챔버를 형성하여 상기 피스톤 챔버에 유입되는 작동 유압에 의하여 축방향으로 이동하는 피스톤; 상기 피스톤으로부터 작동 유압에 해당하는 힘을 받아 가압력으로 변환하고, 상기 작동 유압에 대항하는 탄성력을 상기 피스톤에 제공하는 리턴 스프링; 상기 케이스에 스플라인 결합하는 복수개의 가압 플레이트들; 상기 가압 플레이트와 교대로 배치되어 있으며, 허브에 스플라인 결합하는 복수개의 마찰 디스크들; 그리고 상기 작동 유압이 변환된 가압력을 상기 가압 플레이트들과 상기 마찰 디스크들에 전달하여 이들을 축방향으로 가압하는 푸쉬 링;을 포함하되, 상기 푸쉬 링은 상기 리턴 스프링에 장착되어 있을 수 있다.Friction element according to embodiments of the present invention for achieving this object is a case formed with a friction element space therein; A piston installed in the case, the piston being formed between the case and moving in an axial direction by operating hydraulic pressure flowing into the piston chamber; A return spring which receives a force corresponding to operating hydraulic pressure from the piston and converts it into a pressing force and provides the piston with an elastic force against the operating hydraulic pressure; A plurality of pressure plates splined to the case; A plurality of friction disks disposed alternately with the pressing plate and splined to the hub; And a push ring for transmitting the pressure applied by the operation hydraulic pressure to the pressing plates and the friction disks to press them in the axial direction, wherein the push ring may be mounted to the return spring.
상기 피스톤이 작동 유압에 해당하는 힘을 상기 리턴 스프링에 가하는 지점과 상기 리턴 스프링이 가압력을 상기 푸쉬 링에 가하는 지점은 서로 이격되어 있을 수 있다. The point at which the piston exerts a force corresponding to the working hydraulic pressure to the return spring and the point at which the return spring exerts a pressing force on the push ring may be spaced apart from each other.
상기 리턴 스프링은 상기 케이스에 장착된 스프링 지지수단에 의하여 지지되며, 상기 스프링 지지수단에 의하여 지지되는 점으로부터 상기 피스톤이 작동 유압에 해당하는 힘을 가하는 지점까지의 거리는 상기 스프링 지지수단에 의하여 지지되는 점으로부터 상기 푸쉬 링에 가압력을 가하는 지점까지의 거리보다 커서 상기 가압력은 상기 작동 유압에 해당하는 힘보다 센 것일 수 있다. The return spring is supported by a spring support means mounted on the case, and the distance from the point supported by the spring support means to the point where the piston exerts a force corresponding to the hydraulic pressure is supported by the spring support means. The pressing force may be greater than the force corresponding to the operating hydraulic pressure because the distance from the dot to the point of applying the pressing force to the push ring is greater.
상기 리턴 스프링은 링 형상의 림(rim); 상기 림의 내주면에서 반경 내측으로 돌출되어 있는 적어도 하나 이상의 가이드 핑거(finger); 그리고 상기 림의 내주면에서 반경 내측으로 돌출되어 있되 상기 가이드 핑거보다 길게 돌출되어 있으며, 상기 피스톤에 접촉하여 상기 피스톤으로부터 작동 유압에 해당하는 힘을 전달받는 작동 핑거;를 포함할 수 있다. The return spring has a ring shaped rim; At least one guide finger protruding radially inward from an inner circumferential surface of the rim; And an operation finger that protrudes radially inward from the inner circumferential surface of the rim but protrudes longer than the guide finger and receives a force corresponding to the hydraulic pressure from the piston in contact with the piston.
본 발명의 제1실시예에 따른 마찰요소에서, 상기 푸쉬 링은 상기 가압 플레이트와 상기 마찰 디스크를 축방향으로 가압하는 작동부; 상기 작동부의 일측부에 경방향으로 돌출되어 형성되어 있으며, 상기 리턴 스프링과 접촉하여 가압력을 전달받는 스프링 접촉부; 상기 작동부의 축방향 반대쪽으로 연장되어 있으며, 상기 가이드 핑거에 의하여 가이드되며 상기 리턴 스프링을 관통하는 가이드부; 그리고 상기 가이드부에서 절곡 성형된 절곡부;를 포함할 수 있다. In the friction element according to the first embodiment of the present invention, the push ring includes an actuating portion for pressing the pressing plate and the friction disk in an axial direction; A spring contact part which protrudes in a radial direction on one side of the operation part and receives a pressing force in contact with the return spring; A guide part extending in an axial direction opposite to the actuating part and guided by the guide finger and penetrating the return spring; And a bent portion bent and formed in the guide portion.
상기 푸쉬 링은 상기 스프링 접촉부의 반대편으로 돌출되어 리턴 스프링의 작동 핑거의 과도한 변형을 제한하는 스프링 프로텍터가 일체로 형성될 수 있다. The push ring may be integrally formed with a spring protector protruding opposite the spring contact to limit excessive deformation of the actuating finger of the return spring.
상기 절곡부와 상기 리턴 스프링 사이에는 상기 푸쉬 링을 상기 리턴 스프링에 장착하기 위한 리테이너 링이 장착되어 있을 수 있다. A retainer ring may be mounted between the bent portion and the return spring to mount the push ring to the return spring.
상기 리턴 스프링, 상기 푸쉬 링, 그리고 상기 리테이너 링은 하나의 모듈로서 미리 제작될 수 있다. The return spring, the push ring, and the retainer ring may be prefabricated as one module.
본 발명의 제2실시예에 따른 마찰요소에서, 상기 푸쉬 링은 가압 플레이트와 상기 마찰 디스크를 축방향으로 가압하는 작동부; 상기 작동부의 일측부를 절곡 성형하여 형성하고, 상기 리턴 스프링과 접촉하여 가압력을 전달받는 스프링 접촉부; 상기 작동부의 축방향 반대쪽으로 연장되어 있으며, 상기 가이드 핑거 또는 상기 리턴 스프링의 림의 내경부에 의하여 가이드되며 상기 리턴 스프링을 관통하는 가이드부; 그리고 상기 가이드부에서 절곡 성형된 절곡부;를 포함할 수 있다. In the friction element according to the second embodiment of the present invention, the push ring includes an actuating portion for pressing the pressing plate and the friction disk in an axial direction; A spring contact part formed by bending one side of the operating part and being in contact with the return spring to receive a pressing force; A guide part extending in an axial direction opposite to the operating part and guided by the guide finger or the inner diameter of the rim of the return spring and penetrating the return spring; And a bent portion bent and formed in the guide portion.
상기 푸쉬 링은 상기 스프링 접촉부의 반대편으로 절곡 성형하여 리턴 스프링의 변형을 제한하는 스프링 프로텍터가 일체로 형성될 수 있다. The push ring may be integrally formed with a spring protector which is bent to the opposite side of the spring contact to limit deformation of the return spring.
상기 푸쉬 링은 하나의 판재를 프레스 가공하여 작동부, 스프링 접촉부, 가이드부, 절곡부, 그리고 스프링 프로텍터가 형성되도록 제작될 수 있다. The push ring may be manufactured by pressing a single plate to form an operating part, a spring contact part, a guide part, a bent part, and a spring protector.
상기 절곡부와 상기 리턴 스프링 사이에는 상기 푸쉬 링을 상기 리턴 스프링에 장착하기 위한 리테이너 링이 장착되어 있을 수 있다. A retainer ring may be mounted between the bent portion and the return spring to mount the push ring to the return spring.
상기 리턴 스프링, 상기 푸쉬 링, 그리고 상기 리테이너 링은 하나의 모듈로서 미리 제작될 수 있다. The return spring, the push ring, and the retainer ring may be prefabricated as one module.
한편, 본 발명의 제2실시예에 따른 마찰요소를 변형하여 피스톤, 리턴 스프링, 그리고 푸쉬 링을 하나의 모듈로 구성하기 위한 리테이너를 사용할 수도 있다. Meanwhile, a retainer for configuring the piston, the return spring, and the push ring as a module may be used by deforming the friction element according to the second embodiment of the present invention.
즉, 상기 케이스와 상기 피스톤 사이에 상기 피스톤의 외경면을 감싸는 원통 형상의 리테이너를 더 포함하되, 상기 리테이너의 일단은 반경 내측으로 절곡되어 피스톤의 전면을 감싸고, 상기 리테이너의 타단은 반경 내측으로 절곡되어 상기 리턴 스프링의 일단을 지지할 수 있다. That is, further comprising a cylindrical retainer surrounding the outer diameter surface of the piston between the case and the piston, one end of the retainer is bent inward radially to surround the front of the piston, the other end of the retainer is bent inward radially To support one end of the return spring.
상기 리턴 스프링의 일단은 리테이너의 타단에 의하여 지지되고, 상기 리턴 스프링의 타단은 상기 피스톤에 의하여 지지될 수 있다. One end of the return spring may be supported by the other end of the retainer, and the other end of the return spring may be supported by the piston.
상기 피스톤, 상기 리턴 스프링, 상기 푸쉬 링, 그리고 상기 리테이너는 하나의 모듈로서 미리 제작될 수 있다. The piston, the return spring, the push ring, and the retainer may be prefabricated as a module.
본 발명의 제3실시예에 따른 마찰요소에서, 상기 푸쉬 링은 상기 가압 플레이트와 상기 마찰 디스크를 축방향으로 가압하는 작동부; 상기 작동부의 일측부에 형성되어 있으며, 상기 리턴 스프링과 접촉하여 가압력을 전달받는 스프링 접촉부; 상기 작동부의 타측부에 형성되어 있으며, 상기 케이스에 스플라인 결합되어 푸쉬 링을 지지하는 장착부; 상기 스프링 접촉부의 일부분이 축방향으로 연장되어 있으며, 상기 리턴 스프링의 움직임을 가이드하는 가이드부; 그리고 상기 스프링 접촉부의 경방향 반대쪽으로 절곡 성형되어 리턴 스프링의 변형을 제한하는 스프링 프로텍터;를 포함할 수 있다. In the friction element according to the third embodiment of the present invention, the push ring includes an actuating portion for pressing the pressing plate and the friction disk in an axial direction; A spring contact part formed at one side of the operation part, the spring contact part receiving a pressing force in contact with the return spring; Is formed on the other side of the operating portion, the mounting portion splined to the case to support the push ring; A portion of the spring contact portion extending in the axial direction and guiding movement of the return spring; And a spring protector that is bent in a radially opposite direction of the spring contact to limit deformation of the return spring.
상기 푸쉬 링은 하나의 판재를 프레스 가공하여 작동부, 스프링 접촉부, 가이드부, 그리고 스프링 프로텍터가 형성되도록 제작될 수 있다. The push ring may be manufactured by pressing a single plate to form an operating part, a spring contact part, a guide part, and a spring protector.
본 발명의 제4,5실시예에 따른 마찰요소는 본 발명의 기술적 사상을 클러치에 적용한 것이다. 이에 따라, 본 발명의 제4,5실시예에 따른 마찰요소에서, 상기 피스톤을 기준으로 상기 피스톤 챔버의 반대쪽에는 상기 피스톤과의 사이에 발란스 챔버를 형성하는 발란스월이 상기 케이스에 장착되어 있을 수 있다. The friction elements according to the fourth and fifth embodiments of the present invention apply the technical spirit of the present invention to a clutch. Accordingly, in the friction elements according to the fourth and fifth embodiments of the present invention, a balance wall that forms a balance chamber between the piston and the piston chamber on the opposite side of the piston may be mounted in the case. have.
본 발명의 제4,5실시예에 따른 마찰요소에서, 상기 푸쉬 링은 상기 가압 플레이트와 상기 마찰 디스크를 축방향으로 가압하는 작동부; 상기 리턴 스프링과 접촉하여 가압력을 전달받는 스프링 접촉부; 상기 작동부의 축방향 반대쪽으로 연장되어 있으며, 상기 가이드 핑거에 의하여 가이드되며 상기 리턴 스프링을 관통하는 가이드부; 그리고 상기 가이드부에서 절곡 성형된 절곡부;를 포함할 수 있다. In the friction elements according to the fourth and fifth embodiments of the present invention, the push ring may include an operation part for urging the pressure plate and the friction disk in an axial direction; A spring contact portion in contact with the return spring to receive a pressing force; A guide part extending in an axial direction opposite to the actuating part and guided by the guide finger and penetrating the return spring; And a bent portion bent and formed in the guide portion.
상기 푸쉬 링은 상기 스프링 접촉부의 반대편으로 돌출되어 리턴 스프링의 변형을 제한하는 스프링 프로텍터가 일체로 형성될 수 있다. The push ring may be integrally formed with a spring protector protruding to the opposite side of the spring contact to limit deformation of the return spring.
상기 절곡부와 상기 리턴 스프링 사이에는 상기 푸쉬 링을 상기 리턴 스프링에 장착하기 위한 리테이너 링이 장착될 수 있다. A retainer ring for mounting the push ring to the return spring may be mounted between the bent portion and the return spring.
상기 리턴 스프링, 상기 푸쉬 링, 그리고 상기 리테이너 링은 하나의 모듈로서 미리 제작될 수 있다. The return spring, the push ring, and the retainer ring may be prefabricated as one module.
본 발명의 제4실시예 또는 제1실시예에 따른 마찰요소에서, 상기 리턴 스프링과 상기 스프링 접촉부 사이에는 상기 푸쉬 링의 변형 및/또는 마모를 방지하기 위하여 접촉링이 장착되어 있을 수 있다.
In the friction element according to the fourth or first embodiment of the present invention, a contact ring may be mounted between the return spring and the spring contact to prevent deformation and / or wear of the push ring.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 작동 유압에 해당하는 피스톤의 힘을 지렛대 원리를 이용하여 가압력으로 변환한 후 가압 플레이트와 마찰 디스크에 작용시키므로 동일한 작동 유압을 사용하더라도 가압 플레이트에 가해지는 가압력이 커지게 된다. 따라서, 마찰요소에 사용되는 마찰 디스크의 수를 줄이고도 충분한 토크 용량을 확보할 수 있다. 한편 기존의 마찰요소와 동일한 수의 마찰 디스크를 사용할 경우 피스톤의 작동 유압을 낮출 수 있어 오일펌프의 토출유압을 낮게 설정할 수 있다. 오일펌프의 토출유압이 낮아지면 오일펌프를 구동하는데 필요한 동력이 감소되므로 자동변속기의 효율이 향상되고 차량의 연비 향상 및 배기가스의 절감이 가능해진다. As described above, according to the present invention, since the force of the piston corresponding to the working hydraulic pressure is converted to the pressing force using the lever principle, the pressure is applied to the pressing plate and the friction disk, so even if the same operating hydraulic pressure is used, the pressing force applied to the pressing plate is large. You lose. Therefore, sufficient torque capacity can be ensured even if the number of friction disks used for the friction elements is reduced. On the other hand, when using the same number of friction disks as the existing friction elements, the operating hydraulic pressure of the piston can be lowered, so that the discharge oil pressure of the oil pump can be set low. When the discharge oil pressure of the oil pump is lowered, the power required to drive the oil pump is reduced, so that the efficiency of the automatic transmission is improved, the fuel efficiency of the vehicle can be improved, and the exhaust gas can be reduced.
또한, 푸쉬 링이 리턴 스프링에 장착될 때 푸쉬 링의 중심과 리턴 스프링의 중심이 일치되게 가이드되어 조립되므로 리턴 스프링이 푸쉬 링에 힘을 가하는 지점(즉, 작동로드 작용점)이 일정하게 되고 또한 피스톤 작동 중에도 그 지점이 변화하지 않게 된다. 이에 따라 리턴 스프링과 마찰 디스크의 내구성을 보장할 수 있게 되며 마찰요소의 계합특성도 일정하게 유지할 수 있다. In addition, when the push ring is mounted to the return spring, the center of the push ring and the center of the return spring are guided and assembled so that the point at which the return spring exerts force on the push ring (ie, the operating rod working point) is fixed and the piston The point does not change during operation. As a result, durability of the return spring and the friction disk can be ensured, and the engagement characteristic of the friction element can be kept constant.
한편, 푸쉬 링에 리턴 스프링의 과도한 변형을 제한하는 스프링 프로텍터가 형성되어 있으므로, 과다한 힘에 의한 리턴 스프링의 파손을 방지할 수 있다. On the other hand, since a spring protector is formed on the push ring to limit excessive deformation of the return spring, it is possible to prevent breakage of the return spring due to excessive force.
마지막으로, 리턴 스프링과 푸쉬 링이 조립될 때 리턴 스프링에 프리로드(pre-load)가 부가되므로 자동변속기 조립라인에서 프레스를 사용하여 리턴 스프링을 조립할 필요가 없어진다. 이로 인해 자동변속기 조립라인에서 마찰요소를 조립하는데 소요되는 시간이 단축되어 변속기의 생산원가 절감에도 기여할 수 있다. Finally, when the return spring and push ring are assembled, a pre-load is added to the return spring, eliminating the need to assemble the return spring using a press on the automatic transmission assembly line. As a result, the time required for assembling the friction elements in the automatic transmission assembly line may be shortened, thereby contributing to the reduction of the production cost of the transmission.
도 1은 종래의 브레이크의 하나의 예이다.
도 2는 종래의 브레이크의 다른 예이다.
도 3은 도 2의 브레이크의 장착 상태에서 리턴 스프링의 중심과 푸쉬 링의 중심의 편차를 표시한 개략도이다.
도 4는 도 2의 브레이크의 작동 상태를 도시한 단면도이다.
도 5는 종래의 클러치의 하나의 예이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 브레이크의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 브레이크에 사용되는 리턴 스프링에 푸쉬 링을 조립하는 개략도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 브레이크에 사용되는 푸쉬 링의 개략도이다.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 브레이크에 사용되는 리턴 스프링의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 브레이크에 사용되는 리턴 스프링에 푸쉬 링이 조립된 상태를 보여주는 평면도와 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 브레이크를 사용하여 드래그 토크를 줄이는 경우를 보인 개략도이다.
도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 브레이크의 작동 상태를 도시한 개략도이다.
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 브레이크의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제2실시예에 따른 브레이크에 사용되는 리턴 스프링에 푸쉬 링이 조립된 상태를 도시한 개략도이다.
도 15는 본 발명의 제2실시예가 변형된 브레이크의 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제2실시예가 변형된 브레이크에 사용되는 리테이너에 피스톤, 리턴 스프링, 그리고 푸쉬 링이 조립된 상태를 도시한 개략도이다.
도 17은 본 발명의 제3실시예에 따른 브레이크의 단면도이다.
도 18은 본 발명의 제3실시예에 따른 브레이크에 사용되는 리턴 스프링과 푸쉬 링의 개략도이다.
도 19는 본 발명의 제4실시예에 따른 클러치의 단면도이다.
도 20은 본 발명의 제4실시예에 따른 클러치의 작동 상태를 도시한 단면도이다.
도 21은 본 발명의 제5실시예에 따른 클러치의 단면도이다.
도 22는 본 발명의 제5실시예에 따른 클러치의 작동 상태를 도시한 단면도이다.
도 23은 본 발명의 제4,5실시예에 따른 클러치에 사용되는 리턴 스프링의 평면도이다.
도 24는 본 발명의 제4,5실시예에 따른 클러치에 사용되는 리턴 스프링에 푸쉬 링이 조립된 상태를 도시한 단면도와 평면도이다.1 is an example of a conventional brake.
2 is another example of a conventional brake.
3 is a schematic diagram showing a deviation between the center of the return spring and the center of the push ring in the brake state of FIG. 2.
4 is a cross-sectional view illustrating an operating state of the brake of FIG. 2.
5 is an example of a conventional clutch.
6 is a cross-sectional view of the brake according to the first embodiment of the present invention.
Figure 7 is a schematic diagram of assembling the push ring to the return spring used for the brake according to the first embodiment of the present invention.
8 is a schematic diagram of a push ring used in a brake according to the first embodiment of the present invention.
9 is a plan view of a return spring used for the brake according to the first embodiment of the present invention.
10 is a plan view and a sectional view showing a state in which a push ring is assembled to a return spring used for a brake according to a first embodiment of the present invention.
11 is a schematic view showing a case in which drag torque is reduced by using a brake according to the first embodiment of the present invention.
12 is a schematic diagram showing an operating state of a brake according to the first embodiment of the present invention.
13 is a cross-sectional view of a brake according to a second embodiment of the present invention.
14 is a schematic view showing a state in which a push ring is assembled to a return spring used for a brake according to a second embodiment of the present invention.
15 is a cross-sectional view of the brake modified in the second embodiment of the present invention.
16 is a schematic diagram showing a state in which a piston, a return spring, and a push ring are assembled to a retainer used in a modified brake according to a second embodiment of the present invention.
17 is a cross-sectional view of a brake according to a third embodiment of the present invention.
18 is a schematic diagram of a return spring and a push ring for use in a brake according to a third embodiment of the present invention.
19 is a cross-sectional view of the clutch according to the fourth embodiment of the present invention.
20 is a sectional view showing an operating state of the clutch according to the fourth embodiment of the present invention.
21 is a cross-sectional view of the clutch according to the fifth embodiment of the present invention.
22 is a sectional view showing an operating state of the clutch according to the fifth embodiment of the present invention.
23 is a plan view of a return spring used for the clutch according to the fourth and fifth embodiments of the present invention.
24 is a cross-sectional view and a plan view showing a state in which a push ring is assembled to a return spring used in a clutch according to the fourth and fifth embodiments of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이 명세서에서는 각 실시예에서 대응되는 구성요소에 대하여는 유사한 도면번호를 부여하였다. 다만, 각 도면번호의 백의 자리는 각 실시예의 번호를 나타낸 것이다. 따라서, 대표적인 실시예들(제1실시예 및 제4실시예)에 대하여는 구성요소를 자세하게 설명하고 나머지 실시예들에 대하여는 대표적인 실시예들과 동일한 작용을 하는 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다. In this specification, similar reference numerals are given to corresponding elements in the embodiments. However, the digit of the bag of each reference number indicates the number of each embodiment. Therefore, the exemplary embodiments (first embodiment and the fourth embodiment) will be described in detail with respect to the components, and the description of the components having the same function as the representative embodiments will be omitted for the remaining embodiments. .
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 마찰요소(100)는 본 발명의 기술 사상이 자동변속기의 브레이크에 적용된 것을 예시한 것이다. As shown in FIG. 6, the
상기 마찰요소(100)는 마찰요소 공간이 그 내부에 형성된 케이스(102)를 포함한다. 통상적으로 브레이크의 케이스(102)로는 변속기 하우징이 사용되나, 여기에서는 이에 한정되지 않는다. 상기 케이스(102) 내의 마찰요소 공간에는 피스톤(108)이 장착되어 상기 케이스(102)와의 사이에 피스톤 챔버(106)를 형성한다. 이를 위하여 상기 피스톤(108)의 외경면과 상기 케이스(102) 사이 및 상기 피스톤(108)의 내경면과 상기 케이스(102) 사이에는 각각 씰링부재(128, 130)가 장착되어 피스톤 챔버(106) 내에 입력되는 작동 유압이 누유되지 않도록 한다. 또한, 상기 케이스(102)에는 상기 피스톤 챔버(106)와 연결되는 오일 포켓(104)이 형성되어 있으며, 상기 오일 포켓(104)은 오일 통로(도시하지 않음)에 연결되어 작동 유압을 상기 피스톤 챔버(106)에 공급한다. The
상기 피스톤(108)의 피스톤 챔버(106)의 반대면 내경부에는 가압부(109)가 축방향으로 돌출되어 있으며, 이 가압부(109)는 리턴 스프링(110)과 피스톤 작용점(P1)에서 맞닿아 있다. 따라서, 피스톤 챔버(106)에 작동 유압이 공급되면 상기 가압부(109)는 그 작동 유압에 해당하는 힘(Fpis)으로 상기 리턴 스프링(110)을 축방향으로 밀게 된다. The
상기 리턴 스프링(110)은 가압부(109)로부터 받은 작동 유압에 해당하는 힘(Fpis)을 가압력(Fop)으로 변환하여 푸쉬 링(118)에 전달하며, 작동 유압이 피스톤(108)에 가해지지 않을 때에는 상기 피스톤(108)을 원래의 위치(즉, 마찰요소가 해제된 위치)로 되돌리도록 피스톤(108)에 항시 탄성력을 가한다. 이러한 리턴 스프링(110)은 그 외경면이 케이스(102)에 장착된 스프링 지지수단(116)에 의하여 지지되며 그 내경부는 상기 가압부(109)와 피스톤 작용점(P1)에서 맞닿아 있다. 상기 스프링 지지수단(116)은 그 일면이 경사지게 성형된 스냅링 등이 사용될 수 있다. The
상기 리턴 스프링(110)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 림(rim)(150), 가이드 핑거(finger)(152), 그리고 작동 핑거(154)로 이루어져 있다. 여기에서는, 리턴 스프링(110)으로 판 스프링(disk spring)이 사용한 것을 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. The
상기 림(150)은 링 형상으로 되어 있으며, 그 내주면에는 반경 내측으로 가이드 핑거(152)와 작동 핑거(154)가 돌출되어 있다. 이러한 가이드 핑거(152)와 작동 핑거(154)는 상기 림(150)과 설정된 각도를 이루도록 되어 있다. The
가이드 핑거(152)는 상기 푸쉬 링(118)을 가이드 하는 것으로 상기 림(150)의 내주면에서 반경 내측으로 돌출되어 있다. 이러한 가이드 핑거(152)는 적어도 하나 이상 구비된다.The
작동 핑거(154)는 상기 림(150)의 내주면에서 반경 내측으로 돌출되어 있되, 상기 가이드 핑거(152)보다 더 길게 돌출되어 있을 수 있다. 이와 같이 길게 돌출된 부분에 있는 피스톤 작용점(P1)에 상기 가압부(109)가 접촉된다. 이러한 작동 핑거(154)는 적어도 하나 이상 구비된다. The
여기에서는, 상기 가이드 핑거(152)와 상기 작동 핑거(154)가 상기 림(150)의 원주방향을 따라 등간격으로 교대로 배치된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지는 않는다.Here, the
상기 피스톤(108)을 기준으로 피스톤 챔버(106)의 반대쪽에 있는 상기 케이스(102)에는 복수개의 가압 플레이트들(120)이 스플라인 결합되어 있으며, 허브(124)에는 복수개의 마찰 디스크들(122)이 스플라인 결합되어 있다. 이러한 가압 플레이트들(120)과 마찰 디스크들(122)은 서로 교대로 배치되어 있다. 또한, 상기 가압 플레이트들(120)의 후단부에 있는 케이스(102)에는 상기 가압 플레이트들(120)이 가압될 수 있도록 축방향으로 지지하는 스냅링(126)이 장착되어 있다. 따라서, 가압력(Fop)이 상기 가압 플레이트(120)에 가해지면 상기 가압 플레이트(120)와 마찰 디스크(122) 사이에 마찰력이 발생하여 마찰요소는 비계합 상태에서 계합 상태로 변화된다. 이에 따라, 임의의 속도로 회전하는 허브(124)는 정지하게 된다. A plurality of
한편, 본 발명의 실시예들에서는 가압 플레이트(120)를 가압하기 위한 푸쉬 링(118)이 리턴 스프링(110)에 장착되어 있다. 이러한 푸쉬 링(118)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 작동부(119), 스프링 접촉부(132), 스프링 프로텍터(134), 가이드부(136), 그리고 절곡부(138)를 포함한다. Meanwhile, in the embodiments of the present invention, the
작동부(119)는 상기 가압 플레이트(120)와 마찰 디스크(122)를 축방향으로 가압하기 위한 것으로, 상기 리턴 스프링(110)으로부터 상기 가압 플레이트(120)의 근처까지 축방향으로 길게 형성되어 있다. The
스프링 접촉부(132)는 상기 작동부(119)의 일측부에 반경 바깥쪽으로 라운드지게(둥근 형상으로) 돌출되어 있으며, 상기 리턴 스프링(110)과 작동로드 작용점(P2)에서 맞닿아 리턴 스프링(110)으로부터 가압력(Fop)을 전달받는다. The
스프링 프로텍터(134)는 상기 작동부(119)의 일측부에 반경 내측으로 돌출되어 있으며, 리턴 스프링(110)의 변형을 제한함으로써 리턴 스프링(110)의 과도한 변형에 의한 파손을 방지한다. 즉, 가압부(109)에 의하여 작동 유압에 해당하는 힘(Fpis)이 리턴 스프링(110)에 가해지면 림(150)과 설정 각도를 이루고 있는 작동 핑거(154)가 펴지게 된다. 만일 작동 유압에 해당하는 힘(Fpis)이 과다하여 상기 작동 핑거(154)가 림(150)으로부터 설정 각도 이상 펴지게 되면, 상기 스프링 프로텍터(134)에 걸려 더 이상 펴지지 않게 된다. 이에 따라, 리턴 스프링(110)의 파손을 방지하게 된다.The
가이드부(136)는 상기 작동부의 축방향 반대쪽으로 연장되어 있으며, 가이드 핑거(152)에 의하여 가이드 되고, 상기 리턴 스프링(110)을 관통한다. 따라서, 상기 가이드부(136)의 일단과 타단은 상기 리턴 스프링(110)을 기준으로 서로 반대편에 위치하게 된다. 상기 푸쉬 링(118)의 가이드부(136) 및 상기 리턴 스프링(110)의 가이드 핑거(152)에 의해 상기 리턴 스프링(110)과 상기 푸쉬 링(118)의 중심이 서로 일치하게 된다.The
경우에 따라서는, 상기 가이드 핑거(152)를 삭제하고 상기 림(150)의 내경부를 이용하여 상기 푸쉬 링(118)을 가이드할 수도 있다. 즉, 상기 림(150)의 내경부가 상기 가이드 핑거(152)의 역할을 대신하게 되는 것이다.In some cases, the
절곡부(138)는 상기 가이드부(136)에서 리턴 스프링(110) 쪽으로 절곡 성형된다. 이러한 절곡부(138)와 리턴 스프링(110) 사이에는, 도 10에 도시된 바와 같이, 리테이너 링(140)이 장착되어 상기 푸쉬 링(118)이 상기 리턴 스프링(110)에 장착되게 한다. 이러한 푸쉬 링(118)과 리턴 스프링(110)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 미리 조립되어 모듈로서 제작될 수 있다. The
즉, 리테이너 링(140)을 장착하지 않고 푸쉬 링(118)를 리턴 스프링(110)에 장착하면 스프링 접촉점(Po)과 작동 핑거(154)의 내경면 사이의 거리가 l0이다. 이 상태에서는 별다른 힘을 가하지 않아도 푸쉬 링(118)이 리턴 스프링(110)으로부터 분해될 수 있다. 따라서, 프레스 장치를 이용하여 리턴 스프링(110)을 누른 후 리테이너 링(140)을 장착하면 푸쉬 링(118)이 리턴 스프링(110)으로부터 분해되지 않는다. 이 상태에서 스프링 접촉점(Po)과 작동 핑거(154)의 내경면 사이의 거리는 lins가 된다. That is, when the
이와 같이, 푸쉬 링(118)과 리턴 스프링(110)을 모듈로서 미리 제작하면, 자동변속기 조립라인에서 마찰요소를 조립하는 과정이 간단해지게 된다. 즉, 자동변속기 조립라인에서는 프레스 장치를 이용하여, 도 1의 경우처럼, 리턴 스프링(110)을 가압한 후 스프링 지지수단(116)을 설치할 필요가 없이 미리 모듈로서 제작된 푸쉬 링(118)과 리턴 스프링(110)을 케이스(102)와 피스톤(108) 사이에 장착만 하면 되므로, 마찰요소의 조립 과정이 간단해지고 이에 따라 자동변속기의 제작 속도가 빨라지게 된다. 이에 따라, 자동변속기의 생산 원가가 절감될 수 있다. As such, when the
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 가압부(109)가 리턴 스프링(110)에 작동 유압에 해당하는 힘(Fpis)을 가하는 피스톤 작용점(P1)과 리턴 스프링(110)이 푸쉬 링(118)에 가압력(Fop)을 가하는 작동로드 작용점(P2)가 이격되어 있으므로 리턴 스프링(110)은 힘의 크기를 변화시키게 된다. 즉, 지렛대 원리에 의하여 [식 1]과 같은 관계식이 성립된다.On the other hand, according to the embodiment of the present invention, the piston operative point (P1) and the
[식 1][Equation 1]
Fpis * p = Fop * qF pis * p = F op * q
여기서, p는 스프링 지지점(Po)으로부터 피스톤 작용점(P1)까지의 거리이며, q는 스프링 지지점(Po)으로부터 작동로드 작용점(P2)까지의 거리이다. 또한, 스프링 지지점(Po)은 리턴 스프링(110)의 외경면과 스프링 지지수단(116)이 맞닿는 지점이다. Here, p is the distance from the spring support point Po to the piston action point P1, and q is the distance from the spring support point Po to the actuation rod action point P2. In addition, the spring support point Po is a point where the outer diameter surface of the
도 6에 도시된 바와 같이, p가 q보다 크므로 가압력(Fop)이 작동 유압에 해당하는 힘(Fpis)보다 커지게 된다. 즉, 본 발명의 실시예들에 따르면, 동일한 작동 유압에 의하여 발생하는 가압력(Fop)이 증가하게 된다. 따라서, 도 11에 도시된 바와 같이, 마찰 디스크(122)의 수를 줄이더라도 충분한 토크 용량을 확보할 수 있다. 다만, 마찰력이 증가함으로써 발생할 수 있는 열에 의한 피해를 막기 위하여 가압 플레이트(120)와 마찰 디스크(122)의 두께는 두꺼워져야 한다. As shown in FIG. 6, since p is greater than q, the pressing force F op is greater than the force F pis corresponding to the working hydraulic pressure. That is, according to embodiments of the present invention, the pressing force F op generated by the same operating hydraulic pressure is increased. Therefore, as shown in FIG. 11, even if the number of
또한, 리턴 스프링(110)에 푸쉬 링(118)이 장착되어 가이드부(136)에 의해 지지되므로 피스톤(108)이 작동하더라도 리턴 스프링(110)과 푸쉬 링(118)의 중심이 일치하여 피스톤(108)에 의한 가압력이 균일하게 가압 플레이트(120)에 전달되게 된다. 이에 따라, 리턴 스프링(110) 및 마찰 디스크(122)의 내구성이 보장된다. In addition, since the
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 마찰요소(100)의 작동을 설명한다. Hereinafter, the operation of the
도 12에 도시된 바와 같이, 피스톤 챔버(106)에 작동 유압이 공급되면, 피스톤(108)은 도면에서 우측으로 밀리면서 피스톤(108)의 작동부(109)는 리턴 스프링(110)을 상기 작동 유압에 해당하는 힘(Fpis)으로 도면에서 우측으로 밀게 된다. As shown in FIG. 12, when operating hydraulic pressure is supplied to the
이 때, 리턴 스프링(110)은 지렛대 원리에 의하여 작동 유압에 해당하는 힘(Fpis)을 가압력(Fop)으로 바꾸어 푸쉬 링(118)에 전달하고, 상기 푸쉬 링(118)은 가압력(Fop)으로 가압 플레이트(120)와 마찰 디스크(122)를 가압하여 서로 계합하도록 한다. At this time, the
이 상태에서, 피스톤 챔버(106)에 공급되던 작동 유압이 사라지면, 피스톤(108)은 리턴 스프링(110)의 탄성력에 의하여 도면에서 좌측으로 밀려가며, 가압 플레이트(120)와 마찰 디스크(122)는 서로 해방되게 된다. In this state, when the working hydraulic pressure supplied to the
도 13 및 도 14는 본 발명의 제2실시예에 따른 마찰요소를 도시한 그림이다. 13 and 14 illustrate a friction element according to a second embodiment of the present invention.
도 13 및 도 14에서 알 수 있듯이, 본 발명의 제2실시예에 따른 마찰요소는 푸쉬 링의 구성을 제외하고는 본 발명의 제1실시예에 따른 마찰요소와 그 구성이 동일하다. 따라서, 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하고, 푸쉬 링의 구성에 대하여만 설명하기로 한다. As can be seen in Figures 13 and 14, the friction element according to the second embodiment of the present invention is the same as the friction element according to the first embodiment of the present invention except for the configuration of the push ring. Therefore, the description of the same components will be omitted, and only the configuration of the push ring will be described.
도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 마찰요소에서, 푸쉬 링(218)은 작동부(219), 스프링 접촉부(232), 스프링 프로텍터(234), 가이드부(236), 그리고 절곡부(238)를 포함한다. 그런데, 본 발명의 제2실시예에 따른 푸쉬 링(218)는 판재를 프레스 가공하여 작동부(219), 스프링 접촉부(232), 스프링 프로텍터(234), 가이드부(236), 그리고 절곡부(238)가 일체로 형성되도록 제작된다. As shown in FIGS. 13 and 14, in the friction element according to the second embodiment of the present invention, the
상기 작동부(219)는 가압 플레이트(220)와 마찰 디스크(222)를 축방향으로 가압하기 위한 것으로, 리턴 스프링(210)으로부터 상기 가압 플레이트(220)의 근처까지 축방향으로 길게 형성되어 있다.The
스프링 접촉부(232)는 상기 작동부(219)의 일측부를 반경 바깥쪽으로 절곡 성형하여 형성하며, 상기 리턴 스프링(210)과 작동로드 작용점(P2)에서 맞닿아 리턴 스프링(210)으로부터 가압력(Fop)을 전달받는다.The
스프링 프로텍터(234)는 상기 작동부(219)의 일측부를 반경 내측으로 절곡 성형하여 형성하며, 리턴 스프링(210)의 과도한 변형을 제한함으로써 리턴 스프링(210)의 파손을 방지한다. The
가이드부(236)는 상기 작동부의 축방향 반대쪽으로 연장되어 있으며, 가이드 핑거(제1실시예와 유사하므로 구체적으로 도시하지 않음, 도 9를 참조)에 의하여 가이드 되고, 상기 리턴 스프링(210)을 관통한다. 경우에 따라서는 리턴 스프링(210)의 가이드 핑거를 삭제하고 림(도 9 참조)의 내경부를 상기 가이드부(236)를 지지하는데 사용할 수 있다. 이 경우, 림의 내경부와 상기 가이드부(236)에 의해 리턴 스프링(210)의 중심과 푸쉬 링(218)의 중심이 일치하게 된다.The
절곡부(238)는 상기 가이드부(236)에서 리턴 스프링(210) 쪽으로 절곡 성형된다. 이러한 절곡부(238)와 리턴 스프링(210) 사이에는 리테이너 링(240)이 장착되어 상기 푸쉬 링(218)이 상기 리턴 스프링(210)에 장착되게 한다. 이러한 푸쉬 링(218)과 리턴 스프링(210)은, 도 14에 도시된 바와 같이, 미리 조립되어 모듈로서 제작될 수 있다. The
도 15 및 도 16은 본 발명의 제2실시예에 따른 마찰요소가 변형된 형태를 도시한 것이다. 도 15 및 도 16에 도시된 마찰요소는, 본 발명의 제2실시예에 따른 마찰요소에서 피스톤(208), 리턴 스프링(210), 푸쉬 링(218)을 리테이너(244)를 이용하여 하나의 모듈로서 제작하기 위한 것이다. 이 경우, 도 16에서와 같이, 케이스(202)에 피스톤(208), 리턴 스프링(210), 푸쉬 링(218), 그리고 리테이너(244)가 미리 조립된 모듈을 장착하기만 하면 되므로, 자동변속기 조립 라인에서 마찰요소를 변속기에 조립하는 공정은 더욱 간단해 진다. 15 and 16 show a modified form of the friction element according to the second embodiment of the present invention. 15 and 16, the friction element according to the second embodiment of the present invention, the
도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 마찰요소의 변형에서는, 상기 케이스(202)와 피스톤(208) 사이에 상기 피스톤(208)의 외경면을 감싸는 원통 형상의 리테이너(244)가 배치되어 있다. 이러한 리테이너(244)의 전단(246)과 후단(248)은 각각 피스톤(208)과 리턴 스프링(210)을 고정하기 위하여 반경 내측으로 절곡되어 있다. 즉, 상기 리테이너(244)의 전단(246)은 반경 내측으로 절곡되어 피스톤(208)의 전면을 감싸 피스톤(208)이 전방으로 이탈되는 것을 방지하고, 상기 리테이너(244)의 후단(248)은 반경 내측으로 절곡되어 상기 리턴 스프링(210)의 외경면을 지지하여 상기 리턴 스프링(210)이 후방으로 이탈되는 것을 방지한다. 15 and 16, in the deformation of the friction element according to the second embodiment of the present invention, a cylindrical shape surrounding the outer diameter surface of the
이 경우, 피스톤 챔버(206)에 공급된 작동 유압이 피스톤(208)의 내경면과 케이스(202) 사이, 피스톤(208)의 외경면과 리테이너(244) 사이, 그리고 리테이너(244)와 케이스(202) 사이를 통하여 누유될 수 있으므로, 각각의 곳에 씰링부재(230, 228, 242)를 장착하게 된다. In this case, the working hydraulic pressure supplied to the piston chamber 206 is between the inner diameter surface of the
이와 같이 피스톤(208), 리턴 스프링(210) 및 푸쉬 링(218)을 상기 리테이너(244)를 이용하여 미리 조립하면 변속기 생산라인에서 마찰요소의 조립시간은 더욱 단축될 수 있다. As such, when the
도 17 및 도 18은 본 발명의 제3실시예에 따른 마찰요소를 도시한 것이다. 17 and 18 illustrate a friction element according to a third embodiment of the present invention.
도 17 및 도 18에서 알 수 있듯이, 본 발명의 제3실시예에 따른 마찰요소는 푸쉬 링의 구성을 제외하고는 본 발명의 제1실시예에 따른 마찰요소와 그 구성이 동일하다. 따라서, 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하고, 푸쉬 링의 구성에 대하여만 설명하기로 한다. As can be seen in Figures 17 and 18, the friction element according to the third embodiment of the present invention is the same as the friction element according to the first embodiment of the present invention except for the configuration of the push ring. Therefore, the description of the same components will be omitted, and only the configuration of the push ring will be described.
도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 마찰요소에서, 푸쉬 링(318)은 작동부(319), 스프링 접촉부(336), 장착부(332), 가이드부(338), 그리고 스프링 프로텍터(334)를 포함한다. 본 발명의 제3실시예에 푸쉬 링(318)는 하나의 판재를 가공하여 작동부(319), 스프링 접촉부(336), 장착부(332), 가이드부(338), 그리고 스프링 프로텍터(334)가 일체로 형성되도록 제작된다. As shown in FIGS. 17 and 18, in the friction element according to the third embodiment of the present invention, the
작동부(319)는 가압 플레이트(320)와 마찰 디스크(322)를 축방향으로 가압하기 위한 것으로, 리턴 스프링(310)으로부터 상기 가압 플레이트(320)의 근처까지 축방향으로 길게 형성되어 있다. The
스프링 접촉부(336)는 상기 작동부의 일측부에 형성되어 있으며, 상기 리턴 스프링(310)과 접촉하여 가압력(Fop)을 전달받는다.The
장착부(332)는 상기 작동부의 타측부에 절곡 형성되며, 상기 케이스(302)에 스플라인 결합되어 푸쉬 링(318)을 지지한다. The mounting
가이드부(338)는 상기 스프링 접촉부(336)의 일부분이 축방향으로 연장되어 형성되며, 상기 리턴 스프링(310)의 움직임을 가이드한다. 즉, 상기 리턴 스프링(310)은 상기 가이드부(338)와 상기 스프링 접촉부(336)의 경계선에 의하여 가이드된다. The
본 실시예의 경우, 푸쉬 링(318)은 장착부(332)와 리턴 스프링(310)의 림의 내경부(도 9 참조) 및 가이드부(338)에 의해 지지되므로 리턴 스프링(310)의 중심과 푸쉬 링(318)의 중심은 잘 일치될 수 있다. In the present embodiment, the
스프링 프로텍터(334)는 상기 작동부의 일측부에서 반경 내측으로 절곡 성형하여 형성하며, 리턴 스프링(310)의 과도한 변형을 제한함으로써 리턴 스프링(310)의 파손을 방지한다. The
도 19 및 도 20은 본 발명의 제4실시예에 따른 마찰요소를 도시한 것이다. 본 발명의 제4실시예에 따른 마찰요소는 본 발명의 기술 사상이 자동변속기의 클러치에 적용된 것을 예시한 것이다. 19 and 20 show a friction element according to a fourth embodiment of the present invention. The friction element according to the fourth embodiment of the present invention illustrates that the technical idea of the present invention is applied to a clutch of an automatic transmission.
도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 마찰요소(400)는 입력축(402) 상에 배치되어 마찰요소 공간을 형성하는 케이스(412), 상기 케이스(412)와의 사이에 피스톤 챔버(414)를 형성하며 상기 피스톤 챔버(414)에 공급되는 작동 유압에 의하여 동작되는 피스톤(416), 상기 피스톤(416)의 피스톤 챔버(414)의 반대편 위치에서 케이스(412) 상에 장착되며 상기 피스톤(416)과의 사이에 발란스 챔버(452)를 형성하는 발란스월(454), 상기 피스톤(416)으로부터 작동 유압에 해당하는 힘(Fpis)을 받아 가압력(Fop)으로 변환하고 상기 작동 유압에 대항하는 탄성력을 상기 피스톤(416)에 제공하는 리턴 스프링(442), 그리고 상기 작동 유압이 변환된 가압력(Fop)을 상기 리턴 스프링(442)으로부터 받아 작동하는 푸쉬 링(429)을 포함한다. 19 and 20, the
또한, 자동변속기 내의 허브(450)에는 복수개의 마찰 디스크들(446)이 스플라인 결합되어 있으며, 케이스(412)에는 복수개의 가압 플레이트들(444)이 스플라인 결합되어 있다. 상기 마찰 디스크들(446)과 상기 가압 플레이트들(444)은 서로 번갈아 배치된다. In addition, a plurality of
상기 케이스(412)는 피스톤(416)이 그 내부에 장착되며 입력축(402) 상에 장착되는 피스톤 장착부(404), 상기 피스톤 장착부(404)에서 축방향으로 연장되어 피스톤(416)의 작동 공간을 확보하는 어깨부(406), 상기 어깨부(406)에 용접 등의 방법으로 고정 장착되며 반경 외측 방향으로 형성된 연결부(408), 그리고 상기 연결부(408)에 일체로 형성되며 축방향으로 연장되어 상기 가압 플레이트들(444)이 스플라인 결합되는 스플라인부(410)를 포함한다. 상기 스플라인부(410)의 후단부에는 상기 가압 플레이트들(444)이 가압될 수 있도록 축방향으로 지지하는 스냅링(448)이 장착되어 있다. 또한, 상기 입력축(402) 상의 피스톤 장착부(404)에는 상기 피스톤 챔버(414)에 작동 유압을 공급하기 위한 제1오일통로(464)와 상기 발란스 챔버(452)에 발란스 유압을 공급하기 위한 제2오일통로(466)가 형성되어 있으며, 상기 발란스월(454)을 지지하기 위한 발란스월 지지수단(456)이 장착되어 있다. 상기 발란스월 지지수단(456)으로는 스냅링 등이 사용될 수 있다. The
상기 피스톤(416)은 피스톤 내경부(418), 상기 피스톤 내경부(418)에서 반경 외측으로 연장되는 피스톤 연결부(420), 상기 피스톤 연결부(420)에서 축방향으로 연결되어 있으며 상기 발란스월(454)의 외경면이 접촉하여 발란스 챔버(452)를 형성하도록 하는 피스톤 외경부(422), 상기 피스톤 외경부(422)의 반대 방향으로 연장되어 상기 케이스(412)의 어깨부(406)와 밀착되는 축방향 연장부(424), 그리고 상기 축방향 연장부(424)에서 반경 외측으로 연장되어 작동 유압에 해당하는 힘(Fpis)을 상기 리턴 스프링(442)에 제공하는 가압부(426)를 포함한다. The
또한, 상기 피스톤 내경부(418)와 입력축(402) 상의 피스톤 장착부(404) 사이 및 상기 축방향 연장부(424)와 어깨부(406) 사이에는 각각 씰링부재(458, 460)가 장착되어 피스톤 챔버(414) 내의 작동 유압이 누유되지 않도록 하며, 발란스월(454)의 외경면과 피스톤 외경부(422) 사이에도 씰링부재(462)가 장착되어 발란스 챔버(452) 내의 발란스 유압이 누유되지 않도록 한다. In addition, sealing
상기 리턴 스프링(442)은 상기 가압부(426)로부터 받은 작동 유압에 해당하는 힘(Fpis)을 가압력(Fop)으로 변환하여 푸쉬 링(429)에 전달하며, 작동 유압이 피스톤(416)에 가해지지 않을 때에는 상기 피스톤(416)을 원래의 위치(즉, 마찰요소가 해제된 위치)로 되돌리도록 피스톤(416)에 항시 탄성력을 가한다. 이러한 리턴 스프링(442)은 그 외경면이 케이스(412)의 스플라인부(410)에 장착된 스프링 지지수단(440)에 의하여 지지되며 그 내경부는 상기 가압부(426)와 피스톤 작용점(P1)에서 맞닿아 있다. 상기 스프링 지지수단(440)으로는 일면이 경사지게 성형된 스냅링 등이 사용될 수 있다. The
상기 리턴 스프링(442)은, 도 23에 도시된 바와 같이, 림(470), 가이드 핑거(472), 그리고 작동 핑거(474)로 이루어져 있다. 여기에서는, 리턴 스프링(442)으로 판 스프링이 사용한 것을 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. The
상기 림(470)은 링 형상으로 되어 있으며, 그 내주면에는 반경 내측으로 가이드 핑거(472)와 작동 핑거(474)가 돌출되어 있다. 이러한 가이드 핑거(472)와 작동 핑거(474)는 상기 림(470)과 설정된 각도를 이루도록 되어 있다. The
가이드 핑거(472)는 상기 푸쉬 링(429)을 가이드 하는 것으로 상기 림(470)의 내주면에서 반경 내측으로 돌출되어 있다. 이러한 가이드 핑거(472)는 적어도 하나 이상 구비된다.The
작동 핑거(474)는 상기 림(470)의 내주면에서 반경 내측으로 돌출되어 있되, 상기 가이드 핑거(472)보다 더 길게 돌출되어 있을 수 있다. 이와 같이 길게 돌출된 부분에 있는 피스톤 작용점(P1)에 상기 가압부(426)가 접촉된다. 이러한 작동 핑거(474)는 적어도 하나 이상 구비된다. The
여기에서는, 상기 가이드 핑거(472)와 상기 작동 핑거(474)가 상기 림(470)의 원주방향을 따라 등간격으로 교대로 배치된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지는 않는다.Here, the
가압 플레이트들(444)을 가압하기 위한 푸쉬 링(429)은 리턴 스프링(442)에 장착되어 있다. 이러한 푸쉬 링(429)은, 도 19, 도 20 및 도 24에 도시된 바와 같이, 작동부(428), 스프링 접촉부(430), 가이드부(432), 절곡부(434), 그리고 스프링 프로텍터(438)를 포함한다. A
작동부(428)는 상기 가압 플레이트(444)와 마찰 디스크(446)를 축방향으로 가압하기 위한 것으로 그 끝단이 상기 가압 플레이트(444)의 근처에 배치된다. The
스프링 접촉부(430)는 상기 작동부(428)의 일측부에 형성되어 있으며, 상기 리턴 스프링(442)과 접촉링(431)의 작동로드 작용점(P2)을 통해 리턴 스프링(442)으로부터 가압력(Fop)을 전달받는다. The
상기 접촉링(431)은 푸쉬 링(429)을 가벼운 재질(예를 들어, 알루미늄)로 제작하는 경우에는 상기 스프링 접촉부(430)가 상기 리턴 스프링(442)에 의해 변형 또는 마모되는 것을 방지해 준다. 상기 접촉링(431)은 강한 재질(예를 들어, 스틸)로 제작될 수 있으며 단면이 원형 또는 사각형인 소재를 사용할 수 있다. The
경우에 따라서는, 도 20 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 접촉링(431)이 스프링 기능을 갖도록 파형으로 성형하여 기존 마찰요소에 사용되는 쿠션 스프링(cushion spring)의 역할을 하게 할 수도 있다. 즉, 상기 리턴 스프링(442)과 상기 푸쉬 링(429) 사이에 접촉 링(431)을 개재하여 완충기능을 부여함으로써 보다 원할하게 마찰요소의 계합이 이루어지도록 할 수 있다. In some cases, as shown in FIG. 20 (b), the
가이드부(432)는 상기 작동부(428)의 축방향 반대쪽으로 연장되어 있으며, 가이드 핑거(472)에 의하여 가이드 되고, 상기 리턴 스프링(442)를 관통한다. The
절곡부(434)는 상기 가이드부(432)에서 리턴 스프링(442) 쪽으로 절곡 성형된다. 이러한 절곡부(434)와 리턴 스프링(442) 사이에는, 도 24에 도시된 바와 같이, 리테이너 링(436)이 장착되어 상기 푸쉬 링(429)이 상기 리턴 스프링(442)에 장착되게 된다. 이러한 푸쉬 링(429)과 리턴 스프링(442)은, 도 24에 도시된 바와 같이, 미리 조립되어 모듈로서 제작될 수 있다. The
스프링 프로텍터(438)는 상기 작동부(428)의 일측부에서 반경 내측으로 돌출되어 있으며, 리턴 스프링(442)의 과도한 변형을 제한함으로써 리턴 스프링(442)의 파손을 방지한다. The
본 발명의 제4실시예에 따른 마찰요소의 작동을 설명하면 다음과 같다. Referring to the operation of the friction element according to the fourth embodiment of the present invention is as follows.
도 20에 도시된 바와 같이, 피스톤 챔버(414)에 작동 유압이 공급되면, 피스톤(416)은 도면에서 우측으로 밀리면서 피스톤(416)의 작동부(426)는 리턴 스프링(442)을 상기 작동 유압에 해당하는 힘(Fpis)으로 도면에서 우측으로 밀게 된다. As shown in FIG. 20, when actuation hydraulic pressure is supplied to the
이 때, 리턴 스프링(442)은 지렛대 원리에 의하여 작동 유압에 해당하는 힘(Fpis)을 가압력(Fop)으로 바꾸어 푸쉬 링(429)에 전달하고, 상기 푸쉬 링(429)은 가압력(Fop)으로 가압 플레이트(444)와 마찰 디스크(446)를 가압하여 서로 계합하도록 한다. At this time, the
이 상태에서, 피스톤 챔버(414)에 공급되던 작동 유압이 사라지면, 피스톤(416)은 리턴 스프링(442)의 탄성력에 의하여 도면에서 좌측으로 밀려가며, 가압 플레이트(444)와 마찰 디스크(446)는 서로 해방되게 된다.In this state, when the working hydraulic pressure supplied to the
한편, 피스톤 챔버(414)에 공급되던 작동 유압의 공급이 중단된 경우라도, 피스톤 챔버(414) 내의 오일이 완벽하게 배출되지 않는 경우가 있다. 이 때, 자동변속기 내의 입력축(402)은 매우 빠른 속도로 회전하고 있으므로, 피스톤 챔버(414) 내의 오일은 원심력을 받아 반경 외측으로 이동하게 된다. 따라서, 오일의 원심력에 의하여 원심 유압이 발생하고 이 원심 유압은 피스톤(416)을 도면에서 우측으로 밀어 작동 플레이트들(444)과 마찰 디스크들(446)는 그 계합 상태가 충분히 해제되지 못하고 지속적인 마찰을 일으킬 수 있다. On the other hand, even when the supply of the working hydraulic pressure supplied to the
이러한 작동 플레이트들(444)과 마찰 디스크들(446) 사이의 마찰을 줄이기 위하여, 상기 원심 유압에 대항하는 발란스 유압을 상기 발란스 챔버(452)에 공급하게 된다. In order to reduce the friction between these
도 21과 도 22는 본 발명의 제5실시예에 따른 마찰요소를 도시한 그림이다. 21 and 22 illustrate a friction element according to a fifth embodiment of the present invention.
도 21과 도 22에서 알 수 있듯이, 본 발명의 제5실시예에 따른 마찰요소는 푸쉬 링의 구성을 제외하고는 본 발명의 제4실시예에 따른 마찰요소와 그 구성이 동일하다. 특히, 본 발명의 제5실시예에 따른 마찰요소의 푸쉬 링(529)은 그 스프링 접촉부(530)가 강성이 강한 재질(예를 들면, 스틸)로 되어 있어 본 발명의 제4실시예에 따른 푸쉬 링(429)처럼 접촉링(431)을 필요로 하지 않는다. 대신에, 리턴 스프링(542)로부터 가압력(Fop)을 잘 전달받도록 스프링 접촉부(530)가 둥글게 형성되어 돌출되어 있다. 따라서, 나머지 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다. As can be seen in Figures 21 and 22, the friction element according to the fifth embodiment of the present invention is the same as the friction element according to the fourth embodiment of the present invention except for the configuration of the push ring. In particular, the
도 24의 상반부는 상기 접촉링(431)이 설치된 경우를 도시하고, 하반부는 접촉링을 사용하지 않는 경우를 도시하고 있다. The upper half of FIG. 24 shows a case where the
한편, 본 실시예의 접촉링은 도 6과 같이 본 발명의 제1실시예에도 동일하게 적용될 수 있으며, 접촉링을 사용하지 않는 경우에는 스프링 접촉부(132)가 둥글게 형성되어 돌출되어 있다. On the other hand, the contact ring of the present embodiment can be equally applied to the first embodiment of the present invention as shown in Figure 6, when the contact ring is not used, the
또한 접촉링을 사용할 경우, 필요에 따라 접촉링이 스프링의 기능을 갖도록 파형(wave form)으로 성형하여(도 20 (b) 참조) 기존 마찰요소에 사용되는 쿠션 스프링(cushion spring)의 역할을 하게 할 수도 있다. 즉, 리턴 스프링과 상기 푸쉬 링 사이에 접촉링을 통해 완충기능을 부여함으로써 보다 원할하게 마찰요소의 계합이 이루어지도록 할 수 있다. In addition, in the case of using the contact ring, the contact ring may be formed into a wave form to have the function of the spring as needed (see FIG. 20 (b)) to serve as a cushion spring used for the existing friction element. You may. That is, by providing a cushioning function between the return spring and the push ring through the contact ring, the friction element can be more smoothly engaged.
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.
Claims (29)
상기 케이스 내에 설치되어 있으며, 상기 케이스와의 사이에 피스톤 챔버를 형성하여 상기 피스톤 챔버에 유입되는 작동 유압에 의하여 축방향으로 이동하는 피스톤;
상기 피스톤으로부터 작동 유압에 해당하는 힘을 받아 가압력으로 변환하고, 상기 작동 유압에 대항하는 탄성력을 상기 피스톤에 제공하는 리턴 스프링;
상기 케이스에 스플라인 결합하는 복수개의 가압 플레이트들;
상기 가압 플레이트와 교대로 배치되어 있으며, 허브에 스플라인 결합하는 복수개의 마찰 디스크들; 그리고
상기 작동 유압이 변환된 가압력을 상기 가압 플레이트들과 상기 마찰 디스크들에 전달하여 이들을 축방향으로 가압하는 푸쉬 링;
를 포함하되,
상기 푸쉬 링은 상기 리턴 스프링에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰요소.A case having a friction element space formed therein;
A piston installed in the case, the piston being formed between the case and moving in an axial direction by operating hydraulic pressure flowing into the piston chamber;
A return spring which receives a force corresponding to operating hydraulic pressure from the piston and converts it into a pressing force and provides the piston with an elastic force against the operating hydraulic pressure;
A plurality of pressure plates splined to the case;
A plurality of friction disks disposed alternately with the pressing plate and splined to the hub; And
A push ring for transferring the pressing force of which the working hydraulic pressure is converted to the pressing plates and the friction disks to press them in the axial direction;
Including,
And the push ring is mounted to the return spring.
상기 피스톤이 작동 유압에 해당하는 힘을 상기 리턴 스프링에 가하는 지점과 상기 리턴 스프링이 가압력을 상기 푸쉬 링에 가하는 지점은 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰요소.The method of claim 1,
And the point at which the piston exerts a force corresponding to the actuating hydraulic pressure on the return spring and the point at which the return spring exerts an urging force on the push ring are spaced apart from each other.
상기 리턴 스프링은 상기 케이스에 장착된 스프링 지지수단에 의하여 지지되며,
상기 스프링 지지수단에 의하여 지지되는 점으로부터 상기 피스톤이 작동 유압에 해당하는 힘을 가하는 지점까지의 거리는 상기 스프링 지지수단에 의하여 지지되는 점으로부터 상기 푸쉬 링에 가압력을 가하는 지점까지의 거리보다 커서 상기 가압력은 상기 작동 유압에 해당하는 힘보다 큰 것을 특징으로 하는 마찰요소.The method of claim 2,
The return spring is supported by a spring support means mounted to the case,
The pressing force is greater than the distance from the point supported by the spring supporting means to the point at which the piston exerts a force corresponding to the working hydraulic pressure is greater than the distance from the point supported by the spring supporting means to the point at which the pushing ring is pressed. The friction element, characterized in that greater than the force corresponding to the operating hydraulic pressure.
상기 리턴 스프링은
링 형상의 림;
상기 림의 내주면에서 반경 내측으로 돌출되어 있는 적어도 하나 이상의 가이드 핑거; 그리고
상기 림의 내주면에서 반경 내측으로 돌출되어 있되 상기 가이드 핑거보다 길게 돌출되어 있으며, 상기 피스톤에 접촉하여 상기 피스톤으로부터 작동 유압에 해당하는 힘을 전달받는 작동 핑거;
를 포함하는 마찰요소. The method of claim 1,
The return spring
Ring-shaped rims;
At least one guide finger protruding radially inward from an inner circumferential surface of the rim; And
An operation finger that protrudes radially inward from an inner circumferential surface of the rim but protrudes longer than the guide finger and receives a force corresponding to the hydraulic pressure from the piston in contact with the piston;
Friction element comprising a.
상기 푸쉬 링은
상기 가압 플레이트와 상기 마찰 디스크를 축방향으로 가압하는 작동부;
상기 작동부의 일측부에 경방향으로 돌출되어 형성되어 있으며, 상기 리턴 스프링과 접촉하여 가압력을 전달받는 스프링 접촉부;
상기 작동부의 축방향 반대쪽으로 연장되어 있으며, 상기 가이드 핑거 또는 상기 림의 내경부에 의하여 가이드되며 상기 리턴 스프링을 관통하는 가이드부; 그리고
상기 가이드부에서 절곡 성형된 절곡부;
를 포함하는 마찰요소.The method of claim 4, wherein
The push ring is
An actuating portion for pressing the pressing plate and the friction disk in an axial direction;
A spring contact part which protrudes in a radial direction on one side of the operation part and receives a pressing force in contact with the return spring;
A guide part extending in an axial direction opposite to the actuating part and guided by the guide finger or the inner diameter of the rim and penetrating the return spring; And
A bending part bent and formed in the guide part;
Friction element comprising a.
상기 푸쉬 링은 상기 스프링 접촉부의 반대편으로 돌출되어 리턴 스프링의 과도한 변형을 제한하는 스프링 프로텍터가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 마찰요소.6. The method of claim 5,
And the push ring is integrally formed with a spring protector protruding opposite the spring contact to limit excessive deformation of the return spring.
상기 절곡부와 상기 리턴 스프링 사이에는 상기 푸쉬 링을 상기 리턴 스프링에 장착하기 위한 리테이너 링이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰요소.6. The method of claim 5,
And a retainer ring for mounting the push ring to the return spring between the bent portion and the return spring.
상기 리턴 스프링, 상기 푸쉬 링, 그리고 상기 리테이너 링은 하나의 모듈로서 미리 제작되는 것을 특징으로 하는 마찰요소.The method of claim 7, wherein
And the return spring, the push ring, and the retainer ring are prefabricated as a module.
상기 푸쉬 링은
가압 플레이트와 상기 마찰 디스크를 축방향으로 가압하는 작동부;
상기 작동부의 일측부를 절곡 성형하여 형성하고, 상기 리턴 스프링과 접촉하여 가압력을 전달받는 스프링 접촉부;
상기 작동부의 축방향 반대쪽으로 연장되어 있으며, 상기 가이드 핑거에 의하여 가이드되며 상기 리턴 스프링을 관통하는 가이드부; 그리고
상기 가이드부에서 절곡 성형된 절곡부;
를 포함하는 마찰요소.The method of claim 4, wherein
The push ring is
An actuating portion for pressing the pressing plate and the friction disk in an axial direction;
A spring contact part formed by bending one side of the operating part and being in contact with the return spring to receive a pressing force;
A guide part extending in an axial direction opposite to the actuating part and guided by the guide finger and penetrating the return spring; And
A bending part bent and formed in the guide part;
Friction element comprising a.
상기 푸쉬 링은 상기 스프링 접촉부의 반대편으로 절곡 성형하여 리턴 스프링의 과도한 변형을 제한하는 스프링 프로텍터가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 마찰요소.The method of claim 9,
And the push ring is integrally formed with a spring protector integrally bent to the opposite side of the spring contact to limit excessive deformation of the return spring.
상기 푸쉬 링은 하나의 판재를 프레스 가공하여 작동부, 스프링 접촉부, 가이드부, 절곡부, 그리고 스프링 프로텍터가 형성되도록 제작되는 것을 특징으로 하는 마찰요소.The method of claim 10,
The push ring is a friction element, characterized in that the press forming a plate, the operating portion, the spring contact portion, the guide portion, the bent portion, and the spring protector is formed to be formed.
상기 절곡부와 상기 리턴 스프링 사이에는 상기 푸쉬 링을 상기 리턴 스프링에 장착하기 위한 리테이너 링이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰요소.The method of claim 9,
And a retainer ring for mounting the push ring to the return spring between the bent portion and the return spring.
상기 리턴 스프링, 상기 푸쉬 링, 그리고 상기 리테이너 링은 하나의 모듈로서 미리 제작되는 것을 특징으로 하는 마찰요소.The method of claim 12,
And the return spring, the push ring, and the retainer ring are prefabricated as a module.
상기 케이스와 상기 피스톤 사이에는 상기 피스톤의 외경면을 감싸는 원통 형상의 리테이너를 더 포함하되,
상기 리테이너의 일단은 반경 내측으로 절곡되어 피스톤의 전면을 감싸고, 상기 리테이너의 타단은 반경 내측으로 절곡되어 상기 리턴 스프링의 일단을 지지하는 것을 특징으로 하는 마찰요소.The method according to any one of claims 9 to 12,
Between the case and the piston further comprises a cylindrical retainer surrounding the outer diameter surface of the piston,
And one end of the retainer is bent radially inwardly to enclose the front face of the piston, and the other end of the retainer is bent radially inward to support one end of the return spring.
상기 리턴 스프링의 일단은 리테이너의 타단에 의하여 지지되고, 상기 리턴 스프링의 타단은 상기 피스톤에 의하여 지지되는 것을 특징으로 하는 마찰요소.The method of claim 14,
And one end of the return spring is supported by the other end of the retainer and the other end of the return spring is supported by the piston.
상기 피스톤, 상기 리턴 스프링, 상기 푸쉬 링, 그리고 상기 리테이너는 하나의 모듈로서 미리 제작되는 것을 특징으로 하는 마찰요소.16. The method of claim 15,
And the piston, the return spring, the push ring, and the retainer are prefabricated as a module.
상기 푸쉬 링은
상기 가압 플레이트와 상기 마찰 디스크를 축방향으로 가압하는 작동부;
상기 작동부의 일측부에 형성되어 있으며, 상기 리턴 스프링과 접촉하여 가압력을 전달받는 스프링 접촉부;
상기 작동부의 타측부에 형성되어 있으며, 상기 케이스에 스플라인 결합되어 푸쉬 링을 지지하는 장착부;
상기 스프링 접촉부의 일부분이 축방향으로 연장되어 있으며, 상기 리턴 스프링의 움직임을 가이드하는 가이드부; 그리고
상기 스프링 접촉부의 경방향 반대쪽으로 절곡 성형되어 리턴 스프링의 과도한 변형을 제한하는 스프링 프로텍터;
를 포함하는 마찰요소.The method of claim 4, wherein
The push ring is
An actuating portion for pressing the pressing plate and the friction disk in an axial direction;
A spring contact part formed at one side of the operation part, the spring contact part receiving a pressing force in contact with the return spring;
Is formed on the other side of the operating portion, the mounting portion splined to the case to support the push ring;
A portion of the spring contact portion extending in the axial direction and guiding movement of the return spring; And
A spring protector that is bent in a radially opposite direction of the spring contact to limit excessive deformation of the return spring;
Friction element comprising a.
상기 푸쉬 링은 하나의 판재를 프레스 가공하여 작동부, 스프링 접촉부, 가이드부, 그리고 스프링 프로텍터가 형성되도록 제작되는 것을 특징으로 하는 마찰요소.The method of claim 17,
The push ring is a friction element, characterized in that the press forming a plate of the operating portion, the spring contact portion, the guide portion and the spring protector is formed to be formed.
상기 피스톤을 기준으로 상기 피스톤 챔버의 반대쪽에는 상기 피스톤과의 사이에 발란스 챔버를 형성하는 발란스월이 상기 케이스에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰요소.The method of claim 4, wherein
And a balance wall mounted to the case on an opposite side of the piston chamber relative to the piston to form a balance chamber between the piston.
상기 푸쉬 링은
상기 가압 플레이트와 상기 마찰 디스크를 축방향으로 가압하는 작동부;
상기 리턴 스프링과 접촉하여 가압력을 전달받는 스프링 접촉부;
상기 작동부의 축방향 반대쪽으로 연장되어 있으며, 상기 가이드 핑거 또는 상기 림의 내경부에 의하여 가이드되며 상기 리턴 스프링을 관통하는 가이드부; 그리고
상기 가이드부에서 절곡 성형된 절곡부;
를 포함하는 마찰요소.The method of claim 19,
The push ring is
An actuating portion for pressing the pressing plate and the friction disk in an axial direction;
A spring contact portion in contact with the return spring to receive a pressing force;
A guide part extending in an axial direction opposite to the actuating part and guided by the guide finger or the inner diameter of the rim and penetrating the return spring; And
A bending part bent and formed in the guide part;
Friction element comprising a.
상기 푸쉬 링은 상기 스프링 접촉부의 반대편으로 돌출되어 리턴 스프링의 과도한 변형을 제한하는 스프링 프로텍터가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 마찰요소.The method of claim 20,
And the push ring is integrally formed with a spring protector protruding opposite the spring contact to limit excessive deformation of the return spring.
상기 절곡부와 상기 리턴 스프링 사이에는 상기 푸쉬 링을 상기 리턴 스프링에 장착하기 위한 리테이너 링이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰요소.The method of claim 20,
And a retainer ring for mounting the push ring to the return spring between the bent portion and the return spring.
상기 리턴 스프링, 상기 푸쉬 링, 그리고 상기 리테이너 링은 하나의 모듈로서 미리 제작되는 것을 특징으로 하는 마찰요소.The method of claim 22,
And the return spring, the push ring, and the retainer ring are prefabricated as a module.
상기 리턴 스프링과 상기 스프링 접촉부 사이에는 상기 스프링 접촉부의 변형 및/또는 마모를 방지하기 위하여 접촉링이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰요소.24. The method of claim 23,
And a contact ring is mounted between the return spring and the spring contact to prevent deformation and / or wear of the spring contact.
상기 접촉링은 쿠션 스프링 역할을 하도록 웨이브 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 마찰요소.25. The method of claim 24,
And the contact ring has a wave shape to serve as a cushion spring.
상기 스프링 접촉부는 둥근 형상으로 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 마찰요소.The method of claim 20,
And the spring contact portion is formed to protrude in a round shape.
상기 리턴 스프링과 상기 스프링 접촉부 사이에는 상기 스프링 접촉부의 변형 및/또는 마모를 방지하기 위하여 접촉링이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰요소.6. The method of claim 5,
And a contact ring is mounted between the return spring and the spring contact to prevent deformation and / or wear of the spring contact.
상기 스프링 접촉부는 둥근 형상으로 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 마찰요소.6. The method of claim 5,
And the spring contact portion is formed to protrude in a round shape.
상기 접촉링은 쿠션 스프링 역할을 하도록 웨이브 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 마찰요소.The method of claim 27,
And the contact ring has a wave shape to serve as a cushion spring.
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- 2010-02-04 KR KR1020100010453A patent/KR101155647B1/en active IP Right Grant
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KR100949837B1 (en) | Disc spring of automatic transmission and clutch of automatic transmission using the same |
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