KR20130032160A - 유압클러치 - Google Patents

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KR20130032160A
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Abstract

본 발명은 복렬의 클러치를 구비하면서도 부품 수를 감소시키고 자동변속기의 전장을 줄임과 동시에 차량의 중량을 절감할 수 있는 유압클러치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 유압클러치는, 입력축 상에 배치된 제1연결허브; 상기 제1연결허브의 상단에 결합되는 내측 슬리브; 상기 내측 슬리브의 상단에 결합되는 보스; 상기 보스의 상단에 결합되는 외측 슬리브; 상기 외측 슬리브의 상단 일측에 결합되어 클러치 공간을 형성하는 내측 연장부 및 상기 클러치 공간과 다른 하나의 클러치 공간을 더 형성하는 외측 연장부를 포함하는 클러치드럼; 상기 외측 슬리브의 상단 타측에 결합되는 제2연결허브; 상기 제2연결허브와의 사이에 제1피스톤챔버를 형성하고, 상기 제1피스톤챔버에 입력되는 유압에 의하여 작동되는 제1피스톤; 상기 제1피스톤에 의해 축방향으로 가압되도록 상기 외측 연장부에 장착된 복수개의 제1클러치플레이트; 상기 제1클러치플레이트들과 교대로 엇갈려 배치되어 가압되도록 제1클러치허브에 장착되는 복수개의 제1마찰디스크; 상기 제1피스톤을 기준으로 상기 제1피스톤챔버의 반대편에서 상기 내측 연장부에 결합되며, 상기 제1피스톤과의 사이에 제1밸런스챔버를 형성하는 제1밸런스월; 상기 보스와의 사이에 제2피스톤챔버를 형성하며, 상기 제2피스톤챔버에 입력되는 유압에 의하여 작동되는 제2피스톤; 상기 제2피스톤에 의해 축방향으로 가압되도록 상기 내측 연장부에 장착된 복수개의 제2클러치플레이트; 상기 제2클러치플레이트들과 교대로 엇갈려 배치되어 가압되도록 제2클러치허브에 장착되는 복수개의 제2마찰디스크; 그리고 상기 제2피스톤을 기준으로 상기 제2피스톤챔버의 반대편에 배치되어 있으며, 상기 제2피스톤과의 사이에 제2밸런스챔버를 형성하는 제2밸런스월; 을 포함하되, 상기 제1피스톤은 상기 제1클러치플레이트들을 가압할 수 있도록 그 일단이 상기 외측 연장부를 관통하여 형성될 수 있다.

Description

유압클러치{HYDRAULIC CLUTCH}
본 발명은 유압클러치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복렬의 클러치를 구비하는 유압클러치에 관한 것이다.
일반적으로, 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.
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.
상기 마찰요소 중 클러치는 상기 유성기어세트의 작동 부재에 엔진의 동력을 전달하거나, 작동 부재들 사이의 동력전달을 매개하는 역할을 한다. 이러한 클러치는 자동변속기뿐만 아니라 일반 기계에서도 동력의 선택적 전달을 위하여 사용될 수 있다.
상기 클러치는, 피스톤(piston)과, 복수개의 클러치 플레이트(clutch plate)와, 복수개의 클러치 플레이트와 엇갈려 배치되는 복수개의 마찰 디스크(friction disk)를 포함한다. 여기서, 피스톤에 유압이 공급되면, 클러치 플레이트가 이동하여 마찰 디스크에 접촉되고, 궁극적으로 목표 변속단으로 변속이 이루어진다. 또한, 피스톤의 유압이 해제되면, 리턴 스프링 등의 복원부재에 의해 피스톤이 원위치로 복원되고, 리액션 플레이트 등의 복원부재에 의해 클러치 플레이트가 이동하여 마찰 디스크에서 떨어지며, 궁극적으로 작동요소가 해제된다.
한편, 통상적으로 자동변속기 내에는 최소한 3개 이상의 클러치가 구비되고 있다는 점을 고려하면, 하나의 클러치에서 생기는 길이 증가는 자동변속기 전체적인 전장의 길이 증가에 3배 이상의 영향을 미치게 되는 것이다.
최근 전륜구동형 자동변속기의 다단화(multiple gear ratios)가 이루어지고 있는데, 이러한 경향을 고려하면 자동변속기의 전장(total length)의 증가는 엔진 룸(engine room)에 자동변속기의 탑재를 어렵게 하는 원인이 되는 것이다. 따라서, 클러치에 필요한 축 방향 길이를 줄일 수 있다면, 자동변속기의 전장을 줄일 수 있고, 이러한 경우, 보다 많은 변속단을 구현하는 자동변속기를 전륜구동 차량에 탑재할 수 있게 되는 것이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 부품 수를 감소시키고 자동변속기의 전장을 줄임과 동시에 차량의 중량을 절감할 수 있는 유압클러치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 유압클러치는, 입력축 상에 배치된 제1연결허브; 상기 제1연결허브의 상단에 결합되는 내측 슬리브; 상기 내측 슬리브의 상단에 결합되는 보스; 상기 보스의 상단에 결합되는 외측 슬리브; 상기 외측 슬리브의 상단 일측에 결합되어 클러치 공간을 형성하는 내측 연장부 및 상기 클러치 공간과 다른 하나의 클러치 공간을 더 형성하는 외측 연장부를 포함하는 클러치드럼; 상기 외측 슬리브의 상단 타측에 결합되는 제2연결허브; 상기 제2연결허브와의 사이에 제1피스톤챔버를 형성하고, 상기 제1피스톤챔버에 입력되는 유압에 의하여 작동되는 제1피스톤; 상기 제1피스톤에 의해 축방향으로 가압되도록 상기 외측 연장부에 장착된 복수개의 제1클러치플레이트; 상기 제1클러치플레이트들과 교대로 엇갈려 배치되어 가압되도록 제1클러치허브에 장착되는 복수개의 제1마찰디스크; 상기 제1피스톤을 기준으로 상기 제1피스톤챔버의 반대편에서 상기 내측 연장부에 결합되며, 상기 제1피스톤과의 사이에 제1밸런스챔버를 형성하는 제1밸런스월; 상기 보스와의 사이에 제2피스톤챔버를 형성하며, 상기 제2피스톤챔버에 입력되는 유압에 의하여 작동되는 제2피스톤; 상기 제2피스톤에 의해 축방향으로 가압되도록 상기 내측 연장부에 장착된 복수개의 제2클러치플레이트; 상기 제2클러치플레이트들과 교대로 엇갈려 배치되어 가압되도록 제2클러치허브에 장착되는 복수개의 제2마찰디스크; 그리고 상기 제2피스톤을 기준으로 상기 제2피스톤챔버의 반대편에 배치되어 있으며, 상기 제2피스톤과의 사이에 제2밸런스챔버를 형성하는 제2밸런스월; 을 포함하되, 상기 제1피스톤은 상기 제1클러치플레이트들을 가압할 수 있도록 그 일단이 상기 외측 연장부를 관통하여 형성될 수 있다.
상기 제1피스톤챔버는 상기 제2피스톤챔버와 독립적으로 상기 클러치드럼의 외부에 형성될 수 있다.
상기 제1피스톤챔버 및 상기 제2피스톤챔버에는 각각 서로 연통되지 않는 별개의 오일통로가 연결될 수 있다.
상기 제1피스톤을 복귀시키도록 유압이 공급되는 제1밸런스챔버 및 상기 제2피스톤을 복귀시키도록 유압이 공급되는 제2밸런스챔버는 서로 독립적으로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 한 개의 드럼에 두 개의 클러치가 구비됨으로써 유압클러치의 부품수가 감소되고 구성이 간단해질 수 있다. 따라서, 자동변속기의 전장을 줄이고 차량의 중량을 감소시키는 것이 가능하다. 나아가, 유압클러치의 생산비용을 절감하고 차량의 연비를 향상시키는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유압클러치의 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유압클러치의 구성도이다. 한편, 본 명세서의 상세한 설명에서는 도 1의 변속기 입력축(300)을 중심으로 상대적인 경방향 바깥쪽 및 안쪽을 각각 상, 하로 간주하여 설명하였다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유압클러치는 제1,2클러치부(100, 200), 내측 슬리브(260), 외측 슬리브(160), 보스(170) 및 클러치드럼(340)을 포함한다.
제1클러치부(100)는 제1클러치플레이트(110), 제1마찰디스크(120), 제1피스톤(130), 제1피스톤챔버(140) 및 제1밸런스챔버(150)를 포함한다,
제1클러치플레이트(110) 및 제1마찰디스크(120)는 변속기 입력축(300)의 길이방향으로 복수개가 형성되며, 서로 교대로 엇갈려 배치된다. 또한, 상기 제1클러치플레이트들(110)은 선택적으로 가압되어 상기 제1마찰디스크들(120)과 접촉됨으로써 목표 변속단으로 변속이 수행된다.
제1피스톤(130)은 제1클러치플레이트(110)를 선택적으로 가압할 수 있도록 구비된다. 즉, 제1피스톤챔버(140)에 유압이 입력되면, 제1피스톤(130)은 제1클러치플레이트(110)를 변속기 입력축(300)의 길이방향으로 가압한다. 또한, 제1피스톤챔버(140)의 유압이 해제되고 제1밸런스챔버(150)에 유압이 입력되면, 제1피스톤(130)이 원위치로 복귀됨과 동시에 제1클러치플레이트(110)가 원위치로 복귀된다. 한편, 상기 제1클러치플레이트(110)의 복귀는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 구현될 수 있다.
제2클러치부(200)는 제2클러치플레이트(210), 제2마찰디스크(220), 제2피스톤(230), 제2피스톤챔버(240) 및 제2밸런스챔버(250)를 포함한다.
제2클러치부(200)를 구성하는 부품들의 작동은 각각 대응되는 상기 제1클러치부(100)의 구성부품들의 작동과 그 방식이 동일함으로 자세한 설명은 생략한다.
내측 슬리브(260), 외측 슬리브(160) 및 보스(170)는 상호 결합되어 제1,2클러치부(100, 200)의 구성요소들을 지지한다. 또한, 내측 슬리브(260), 외측 슬리브(160) 및 보스(170) 각각의 내부에는 제1,2피스톤챔버(140, 240) 및 제1,2밸런스챔버(150, 250)에 유압이 입력되도록 하는 복수개의 오일통로(162, 164, 172, 174, 262, 264)가 형성된다. 나아가, 보스(170)는 내측 및 외측 슬리브(160, 260)보다 상대적으로 가벼운 재질이 사용되어 형성됨으로써, 차량의 중량을 절감시킬 수 있다.
클러치드럼(340)은 그 내측에 적어도 두 개 이상의 클러치 공간을 형성할 수 있도록 굴곡된 형상을 갖는다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유압클러치는 제1,2연결허브(310, 320), 제1,2클러치허브(330, 332) 및 제1,2밸런스월(350, 352)을 더 포함한다.
제1연결허브(310)는 변속기 입력축(300) 상에 배치되고, 그 상단에 내측 슬리브(260)가 결합된다.
제2연결허브(320)는 외측 슬리브(160) 상단에 결합되고, 제1피스톤(130)과의 사이에 제1피스톤챔버(140)가 형성되도록 구비된다.
제1클러치허브(330)는 그 상단에 제1마찰디스크(120)가 장착될 수 있도록 구비된다.
제2클러치허브(332)는 그 상단에 제2마찰디스크(120)가 장착될 수 있도록 구비된다.
제1밸런스월(350)은 제1피스톤(130)과의 사이에 제1밸런스챔버(150)가 형성되도록 외측 슬리브(160)의 상단에 배치된다.
제2밸런스월(352)은 제2피스톤(230)과의 사이에 제2밸런스챔버(250)가 형성되도록 내측 슬리브(260)의 상단에 배치된다.
이하, 도 1을 참조로 상기 부품들의 구성을 자세히 설명한다.
제1연결허브(310)는 입력축(300) 상에 배치된다.
내측 슬리브(260)는 상기 제1연결허브(310)의 상단에 결합되고, 그 내부에는 복수개의 오일통로(262, 264)가 형성된다.
보스(170)는 상기 내측 슬리브(260)의 상단에 결합되고, 그 내부에는 복수개의 오일통로(172, 174)가 형성된다. 또한, 상기 보스(170)의 내부에 형성된 복수개의 오일통로(172, 174)는 상기 내측 슬리브(260)의 내부에 형성된 복수개의 오일통로(262, 264)와 짝을 이루어 연통될 수 있다.
외측 슬리브(160)는 보스(170)의 상단에 결합되고, 그 내부에는 복수개의 오일통로(162, 164)가 형성된다. 또한, 상기 외측 슬리브(160)의 내부에 형성된 복수개의 오일통로(162, 164)는 상기 보스(170)의 내부에 형성된 복수개의 오일통로(172, 174)와 짝을 이루어 연통될 수 있다. 즉, 내측 슬리브(260), 보스(170) 및 외측 슬리브(160)에 형성된 오일통로들(162, 164, 172, 174, 262, 264)은 제1,2피스톤챔버(140, 240) 및 제1,2밸런스챔버(150, 250)에 각각 유압이 입력되도록 서로 짝을 이루어 연통될 수 있다.
클러치드럼(340)은 내측 연장부(342) 및 외측 연장부(344)를 포함한다.
내측 연장부(342)는 상기 외측 슬리브(160)의 상단 일측에 결합되고, 그 내측에 제2클러치부(200)를 구성하는 클러치 공간이 형성될 수 있도록 굴곡된 형상을 갖는다.
외측 연장부(344)는 내측 연장부(342)에서 연장되어 일체로 형성되고, 그 내측에 제1클러치부(100)를 구성하는 클러치 공간이 더 형성될 수 있도록 굴곡된 형상을 갖는다.
제2연결허브(320)는 상기 외측 슬리브(160)의 상단에 결합된다. 또한, 제2연결허브(320)는 상기 외측 슬리브(160)의 상단 일측에 결합된 내측 연장부(342)와 이격되어 상기 외측 슬리브(160)의 상단 타측에 결합된다.
제1피스톤(130)은 외측 슬리브(160)의 상단에서 제2연결허브(320)와 클러치드럼(340)의 내측 연장부(342) 사이에 배치된다. 또한, 제1피스톤(130)과 제2연결허브(320)의 사이에는 제1피스톤챔버(140)가 형성된다. 나아가, 제1피스톤(130)은 제1피스톤챔버(140)에 입력되는 유압에 의하여 작동될 수 있다.
제1클러치플레이트(110)는 외측 연장부(344)에 장착되고, 제1마찰디스크(120)는 제1클러치허브(330)에 장착된다. 앞에서 설명한 바와 같이, 제1클러치플레이트(110) 및 제1마찰디스크(120)는 입력축(300)의 길이방향으로 복수개가 장착되고, 제1클러치플레이트들(110) 및 제1마찰디스크들(120)은 교대로 엇갈려 배치된다. 나아가, 제1클러치플레이트(110)는 상기 제1피스톤(130)에 의해 입력축(300) 길이방향으로 가압될 수 있다. 즉, 상기 제1피스톤(130)의 일단은 제1클러치플레이트(110)를 가압할 수 있도록 클러치드럼(340)의 외측 연장부(344)를 관통하여 형성된다.
제1밸런스월(350)은 외측 슬리브(160)의 상단에 배치되고, 제1피스톤(130)을 기준으로 제1피스톤챔버(140)의 반대편에서 내측 연장부(342)에 결합된다. 또한, 제1밸런스월(350)과 제1피스톤(130)의 사이에는 제1밸런스챔버(150)가 형성된다. 나아가, 제1피스톤챔버(140)에 입력되는 유압에 의하여 작동된 제1피스톤(130)은 제1밸런스챔버(150)에 입력되는 유압에 의하여 원위치로 복귀될 수 있다.
제2피스톤(230)은 보스(170)의 일측에 배치된다. 또한, 보스(170)와 제2피스톤의 사이에는 제2피스톤챔버(240)가 형성된다. 나아가, 제2피스톤(230)은 제2피스톤챔버(240)에 입력되는 유압에 의하여 작동될 수 있다.
제2클러치플레이트(210)는 내측 연장부(342)에 장착되고, 제2마찰디스크(220)는 제2클러치허브(332)에 장착된다. 앞에서 설명한 바와 같이, 제2클러치플레이트(210) 및 제2마찰디스크(220)는 입력축(300)의 길이방향으로 복수개가 장착되고, 제2클러치플레이트들(210) 및 제2마찰디스크들(220)은 교대로 엇갈려 배치된다. 나아가, 제2클러치플레이트(210)는 상기 제2피스톤(230)에 의해 입력축(300) 길이방향으로 가압될 수 있다. 즉, 상기 제2피스톤(230)은 보스(170)와 클러치드럼(340)의 내측에 배치된다.
제2밸런스월(352)은 내측 슬리브(260)의 상단에서 제2피스톤(230)을 기준으로 제2피스톤챔버(240)의 반대편에 배치된다. 또한, 제2밸런스월(352)과 제2피스톤(230)의 사이에는 제2밸런스챔버(250)가 형성된다. 나아가, 제2피스톤챔버(240)에 입력되는 유압에 의하여 작동된 제2피스톤(230)은 제2밸런스챔버(250)에 입력되는 유압에 의하여 원위치로 복귀될 수 있다.
앞에서 설명한 바와 같이, 제1피스톤챔버(140), 제1밸런스챔버(150), 제2피스톤챔버(240) 및 제2밸런스챔버(250)는 각각 독립적으로 형성된다. 또한, 도 1에서와 같이, 제1피스톤챔버(140) 및 제2피스톤챔버(240)에는 각각 별개의 오일통로가 연통되어 독립적인 오일이 공급이 가능하다.
나아가, 한 개의 클러치드럼(340)에 두 개의 클러치부(100, 200)가 구비되고, 제1피스톤(130), 제1피스톤챔버(140) 및 제1밸런스챔버(150)가 클러치드럼(340)의 외측에 배치됨으로써, 유압클러치의 부품수가 감소되고 구성이 간단해질 수 있다. 한편, 본 발명의 실시예에서는 두 개의 클러치부(100, 200)가 형성된 유압클러치를 설명하였지만 이에 한정되지 않고 그 이상의 클러치부가 형성될 수 있다.
따라서, 자동변속기의 전장을 줄이고 차량의 중량을 감소시키는 것이 가능하다. 나아가, 유압클러치의 생산비용을 절감하고 차량의 연비를 향상시키는 것이 가능하다.
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.
100: 제1클러치부 110: 제1클러치플레이트
120: 제1마찰디스크 130: 제1피스톤
140: 제1피스톤챔버 150: 제1밸런스챔버
160: 외측 슬리브 170: 보스
200: 제2클러치부 210: 제2클러치플레이트
220: 제2마찰디스크 230: 제2피스톤
240: 제2피스톤챔버 250: 제2밸런스챔버
260: 내측 슬리브 300: 입력축
310: 제1연결허브 320: 제2연결허브
330: 제1클러치허브 332: 제2클러치허브
340: 클러치드럼 342: 내측 연장부
344: 외측 연장부 350: 제1밸런스월
352: 제2밸런스월
162, 164, 172, 174, 262, 264: 오일통로

Claims (4)

  1. 입력축 상에 배치된 제1연결허브;
    상기 제1연결허브의 상단에 결합되는 내측 슬리브;
    상기 내측 슬리브의 상단에 결합되는 보스;
    상기 보스의 상단에 결합되는 외측 슬리브;
    상기 외측 슬리브의 상단 일측에 결합되어 클러치 공간을 형성하는 내측 연장부 및 상기 클러치 공간과 다른 하나의 클러치 공간을 더 형성하는 외측 연장부를 포함하는 클러치드럼;
    상기 외측 슬리브의 상단 타측에 결합되는 제2연결허브;
    상기 제2연결허브와의 사이에 제1피스톤챔버를 형성하고, 상기 제1피스톤챔버에 입력되는 유압에 의하여 작동되는 제1피스톤;
    상기 제1피스톤에 의해 축방향으로 가압되도록 상기 외측 연장부에 장착된 복수개의 제1클러치플레이트;
    상기 제1클러치플레이트들과 교대로 엇갈려 배치되어 가압되도록 제1클러치허브에 장착되는 복수개의 제1마찰디스크;
    상기 제1피스톤을 기준으로 상기 제1피스톤챔버의 반대편에서 상기 내측 연장부에 결합되며, 상기 제1피스톤과의 사이에 제1밸런스챔버를 형성하는 제1밸런스월;
    상기 보스와의 사이에 제2피스톤챔버를 형성하며, 상기 제2피스톤챔버에 입력되는 유압에 의하여 작동되는 제2피스톤;
    상기 제2피스톤에 의해 축방향으로 가압되도록 상기 내측 연장부에 장착된 복수개의 제2클러치플레이트;
    상기 제2클러치플레이트들과 교대로 엇갈려 배치되어 가압되도록 제2클러치허브에 장착되는 복수개의 제2마찰디스크; 그리고
    상기 제2피스톤을 기준으로 상기 제2피스톤챔버의 반대편에 배치되어 있으며, 상기 제2피스톤과의 사이에 제2밸런스챔버를 형성하는 제2밸런스월;
    을 포함하되,
    상기 제1피스톤은 상기 제1클러치플레이트들을 가압할 수 있도록 그 일단이 상기 외측 연장부를 관통하여 형성되는 유압클러치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1피스톤챔버는 상기 제2피스톤챔버와 독립적으로 상기 클러치드럼의 외부에 형성되는 것을 특징으로 하는 유압클러치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1피스톤챔버 및 상기 제2피스톤챔버에는 각각 별개의 오일통로가 연결되는 것을 특징으로 하는 유압클러치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1피스톤을 복귀시키도록 유압이 공급되는 제1밸런스챔버 및 상기 제2피스톤을 복귀시키도록 유압이 공급되는 제2밸런스챔버는 서로 독립적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유압클러치.
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