KR20160019116A - 두 개 이상의 피스톤이 구비된 동력 전달 장치 및 리턴 스프링 하중을 결정하는 방법 - Google Patents

두 개 이상의 피스톤이 구비된 동력 전달 장치 및 리턴 스프링 하중을 결정하는 방법 Download PDF

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Abstract

두 개 이상의 피스톤을 가진 동력 전달 장치에서 리턴 스프링 하중을 결정하는 방법이 개시된다.
상기 동력 전달 장치는 장착 공간을 형성하는 하우징; 상기 하우징에 스플라인 결합되는 복수개의 세퍼레이트 판과, 상기 복수개의 세퍼레이트 판들과 교대로 배치되는 복수개의 마찰 디스크를 포함하며, 상기 복수개의 세퍼레이트 판과 상기 복수개의 마찰 디스크는 선택적으로 마찰에 의하여 결합되도록 된 클러치 팩; 상기 복수개의 마찰 디스크에 스플라인 결합하는 동력 전달 판; 각각의 피스톤 챔버를 가지고, 상기 피스톤 챔버에 공급되는 작동 유압에 의하여 선택적으로 상기 클러치 팩에 축력을 가하여 상기 하우징과 동력 전달 판을 작동적으로 연결시키는 두 개 이상의 피스톤; 그리고 상기 작동 유압에 의한 축력에 대항하는 리턴 스프링 하중을 제공하는 적어도 하나 이상의 리턴 스프링;을 포함할 수 있다.

Description

두 개 이상의 피스톤이 구비된 동력 전달 장치 및 리턴 스프링 하중을 결정하는 방법{POWER TRANSMISSION DEVICE PROVIDED WITH MORE THAN TWO PISTONS AND METHOD OF DETERMINING RETURN SPRING FORCE IN THE SAME}
본 발명은 두 개 이상의 피스톤이 구비된 동력 전달 장치 및 상기 동력 전달 장치 내에서 리턴 스프링 하중을 결정하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 동력 전달 장치는 하나의 부재의 동력을 다른 부재에 선택적으로 전달하기 위하여 사용된다. 또한, 동력 전달 장치는 회전하고 있는 부재를 고정시키기 위하여 사용되기도 한다.
일반적인 동력 전달 장치는 하우징 내에 장착되며 하우징과의 사이에 피스톤챔버를 형성하는 피스톤과, 상기 하우징을 선택적으로 동력 전달 판에 작동적으로 결합하는 클러치 팩을 포함한다. 상기 동력 전달 장치는 상기 피스톤 챔버에 공급된 작동 유압에 대항하는 탄성력을 피스톤에 제공하기 위한 리턴 스프링을 더 포함할 수 있다.
상기 피스톤 챔버에 작동 유압이 공급되면, 상기 피스톤은 축방향으로 밀리면서 상기 클러치 팩에 축력을 가한다. 이 경우, 상기 클러치 팩에 포함된 복수개의 세퍼레이트 플레이트와 복수개의 마찰 디스크가 상기 축력에 의하여 서로 접촉하며 마찰력에 의하여 결합된다. 이에 따라, 상기 하우징의 동력은 상기 동력 전달 판에 전달된다.
상기 피스톤 챔버에 공급되었던 작동 유압이 배출되면, 상기 피스톤은 리턴 스프링의 탄성력에 의하여 초기 위치로 되돌아간다. 이 경우, 클러치 팩에 포함된 복수개의 세퍼레이트 플레이트와 복수개의 마찰 디스크가 이격되며 서로의 결합이 끊기게 된다. 이에 따라, 상기 하우징의 동력은 상기 동력 전달 판에 전달되지 않는다.
최근에는, 동력 전달 장치에서 작동 유압의 크기는 줄이면서 피스톤에 가해지는 축력의 크기를 증가시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 따라, 하나의 동력 전달 장치에 두 개 이상의 피스톤이 구비하기 위한 기술이 연구되고 있다.
피스톤의 개수가 증가될수록, 작동 유압이 가해지는 피스톤의 면적이 증가되고 이에 따라 피스톤에 가해지는 축력의 크기도 증가하게 된다. 그러나, 피스톤에 가해지는 축력의 크기가 증가되면, 상기 축력에 대항하는 리턴 스프링 하중도 커져야 한다. 특히, 두 개 이상의 피스톤을 구비한 동력 전달 장치가 제대로 작동하기 위해서는, 적절한 리턴 스프링 하중을 결정하는 것이 매우 중요하나, 이에 대한 연구는 아직까지는 진행되고 있지 않은 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 두 개 이상의 피스톤을 구비한 동력 전달 장치에서 리턴 스프링 하중을 적절하게 결정하는 방법 및 상기 방법이 적용될 수 있는 동력 전달 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 양상에 따른 리턴 스프링 하중을 결정하는 방법은 하우징과, 상기 하우징에 장착되며 피스톤 챔버에 공급되는 작동 유압에 의하여 선택적으로 두 개의 부재를 작동적으로 연결시키는 두 개 이상의 피스톤과, 상기 작동 유압에 의한 축력에 대항하는 리턴 스프링 하중을 제공하는 적어도 하나 이상의 리턴 스프링을 포함하는 동력 전달 장치에 적용될 수 있다.
상기 방법에서 상기 적어도 하나 이상의 리턴 스프링의 리턴 스프링 하중의 합력의 최소값(Fsmin)(Kgf)은
Figure pat00001
의 식에 의하여 결정될 수 있으며, A는 두 개 이상의 피스톤의 총 피스톤 면적(cm2)이고, 1 bar는 1.033kgf/cm2이다.
상기 방법에서 상기 적어도 하나 이상의 리턴 스프링의 리턴 스프링 하중의 합력의 최대값(Fsmax)(Kgf)은
Figure pat00002
의 식에 의하여 결정될 수 있으며, P는 작동 유압(Kgf/cm2)이고, Ac는 하우징에 의해 형성되는 압력챔버 면적(cm2)이다.
즉, 상기 방법에서 상기 적어도 하나 이상의 리턴 스프링의 리턴 스프링 하중의 합력(F)은 다음의 범위 내에서 결정할 수 있다.
Figure pat00003
바람직하게는, 상기 방법에서 적어도 하나 이상의 리턴 스프링의 리턴 스프링 하중의 합력(F)은 다음의 범위 내에서 결정할 수 있다.
Figure pat00004
다양한 실시예에서, 상기 두 개 이상의 피스톤은 코킹, 용접, 압입, 접착 등과 같은 고정수단을 통하여 고정하거나, 작동 유압과 리턴 스프링 하중에 의한 작동적 결합에 의하여 축방향으로 함께 이동할 수 있도록 되어 있을 수 있다.
상기 두 개 이상의 피스톤 각각은 그에 해당하는 피스톤 챔버를 가지고 있으며, 상기 피스톤 챔버들에는 동일한 작동 유압이 공급되도록 되어 있을 수 있다.
상기 동력 전달 장치는 상기 피스톤 챔버에 작용하는 원심 유압에 대항하는 발란스 유압을 공급하도록 되어 있을 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따른 동력 전달 장치는 장착 공간을 형성하는 하우징; 상기 하우징에 스플라인 결합되는 하나 이상의 세퍼레이트 판과, 상기 하나 이상의 세퍼레이트 판들과 교대로 배치되는 하나 이상의 마찰 디스크를 포함하며, 상기 하나 이상의 세퍼레이트 판과 상기 하나 이상의 마찰 디스크는 선택적으로 마찰에 의하여 결합되도록 된 클러치 팩; 상기 하나 이상의 마찰 디스크에 스플라인 결합하는 동력 전달 판; 각각의 피스톤 챔버를 가지고, 상기 피스톤 챔버에 공급되는 작동 유압에 의하여 선택적으로 상기 클러치 팩에 축력을 가하여 상기 하우징과 동력 전달 판을 작동적으로 연결시키는 두 개 이상의 피스톤; 그리고 상기 작동 유압에 의한 축력에 대항하는 리턴 스프링 하중을 제공하는 적어도 하나 이상의 리턴 스프링;을 포함하며, 상기 적어도 하나 이상의 리턴 스프링의 리턴 스프링 하중의 합력의 최소값(Fsmin)은
Figure pat00005
의 식에 의하여 결정될 수 있으며, A는 두 개 이상의 피스톤의 총 피스톤 면적이고, 1bar는 1.033kgf/cm2이다.
상기 적어도 하나 이상의 리턴 스프링의 리턴 스프링 하중의 합력의 최대값(Fsmax)은
Figure pat00006
의 식에 의하여 결정될 수 있으며, 1bar는 1.033kgf/cm2이다.
즉, 상기 적어도 하나 이상의 리턴 스프링의 리턴 스프링 하중의 합력(F)은 다음의 범위 내에서 결정할 수 있다.
Figure pat00007
바람직하게는, 상기 방법에서 적어도 하나 이상의 리턴 스프링의 턴 스프링 하중의 합력(F)은 다음의 범위 내에서 설정할 수 있다.
Figure pat00008
다양한 실시예에서, 상기 두 개 이상의 피스톤은 코킹, 용접, 압입, 접착 등과 같은 고정수단에 의하여 고정되거나, 작동 유압과 리턴 스프링 하중에 의한 작동적 결합에 의하여 축방향으로 함께 이동할 수 있도록 되어 있을 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 동력 전달 장치는 상기 피스톤 챔버에 작용하는 원심 유압에 대항하는 발란스 유압을 공급하도록 적어도 하나 이상의 발란스 챔버를 형성하기 위한 적어도 하나 이상의 발란스 월을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 적어도 하나 이상의 리턴 스프링은 상기 적어도 하나 이상의 발란스 챔버 내에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 적어도 하나 이상의 발란스 챔버는 서로 유체적으로 연통되어 있을 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 적어도 하나 이상의 리턴 스프링은 상기 두 개 이상의 피스톤 중 어느 하나에 작동 유압에 의한 축력의 반대 방향으로 탄성력을 직접 가하도록 되어 있을 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 적어도 하나 이상의 리턴 스프링은 이웃하는 세퍼레이트 판들 사이에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 적어도 하나 이상의 리턴 스프링은 일측 끝의 세퍼레이트 판과 타측 끝의 세퍼레이트 판 사이에 배치될 수 있다.
다양한 실시에에서, 상기 두 개 이상의 피스톤 챔버들에는 동일한 작동 유압이 공급되도록 되어 있을 수 있다.
다양한 실시예에서, 상기 두 개 이상의 피스톤 챔버들 중 어느 하나에 공급된 작동 유압은 작동 유체 통로를 통하여 다른 피스톤 챔버들에 공급될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 두 개 이상의 피스톤을 사용하는 동력 전달 장치에서 적절한 리턴 스프링 하중범위를 결정하는 방법을 제시함으로써, 보다 적절한 동력 전달 장치의 설계를 가능하게 한다.
이에 따라, 동력 전달 장치의 전장을 줄일 수 있고, 작동성과 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 동력 전달 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 동력 전달 장치의 다른 단면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 동력 전달 장치에서 최소 리턴 스프링 하중과 최대 리턴 스프링 하중을 결정하기 위해 필요한 치수들을 도시하였다.
도 5 내지 도 10은 발란스 챔버를 가진 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 동력 전달 장치의 단면도이다.
도 11 내지 도 20은 발란스 챔버가 없는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 동력 전달 장치의 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 동력 전달 장치의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 동력 전달 장치의 다른 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 동력 전달 장치(1)는 하우징(10)과, 클러치 팩(120)과, 동력 전달 판(110)과, 제1, 제2피스톤(30, 50), 그리고 리턴 스프링(70)을 포함한다. 또한, 상기 동력 전달 장치(1)는 제1, 제2발란스 월(80, 90)을 더 포함한다. 설명의 편의 상 본 명세서에서는 주로 두 개의 피스톤을 사용하는 동력 전달 장치를 예시하나, 본 발명의 기술적 사상은 두 개의 피스톤만을 사용하는 동력 전달 장치에 한정되지 않는다.
하우징(10)은 장착 공간을 형성하는 것으로, 본 발명의 제1실시예에서는 두 개의 부재(12, 14)를 용접, 압입 또는 쎄레이션(serration) 등의 수단을 통해 결합하여 형성된다. 이 외에도, 상기 하우징(10)은 일체로 형성될 수도 있다.
제1부재(12)는 입력축(도시하지 않음)에 직접 또는 작동적으로 연결되어 있으며, 축방향으로 연장된 부분과, 상기 축방향으로 연장된 부분의 일단부에서 경방향 외측으로 연장된 부분을 포함한다. 상기 축방향으로 연장된 부분에는 작동 유체 공급홀(18)과 발란스 유체 공급홀(20)이 형성될 수 있다.
본 명세서 및 청구항에서 두 개의 부재가 “작동적으로 연결”되어 있다는 의미는 상대 회전 가능한 두 개의 부재가 서로 연결되어 함께 회전하는 것을 의미한다.
제2부재(14)는 상기 제1부재(12)의 경방향 외측으로 연장된 부분에 결합되는 경방향으로 연장된 부분과, 상기 경방향으로 연장된 부분의 외경단에서 축방향으로 연장되는 부분을 포함한다. 상기 제2부재(14)의 축방향으로 연장되는 부분의 내주면에는 스플라인 또는 홈이 형성될 수 있다.
클러치 팩(120)은 상기 하우징(10)과 동력 전달 판(110)을 선택적으로 연결하여 하우징(10)의 동력을 동력 전달 판(110)에 선택적으로 전달한다. 상기 클러치 팩(120)은 적어도 하나 이상의 세퍼레이트 판(122)과 적어도 하나 이상의 마찰 디스크(124)를 포함한다.
적어도 하나 이상의 세퍼레이트 판(122)은 제2부재(14)의 축방향으로 연장되는 부분의 내주면에 스플라인 또는 이빨 등의 수단으로 결합되어 있다. 상기 적어도 하나 이상의 세퍼레이트 판(122) 중 제1피스톤(30)으로부터 가장 멀리 있는 세퍼레이트 판(122)은 지지 부재(126)에 의하여 축방향 움직임이 저지된다.
적어도 하나 이상의 마찰 디스크(124)는 상기 적어도 하나 이상의 세퍼레이트 판(122)과 교대로 배치된다. 즉, 이웃하는 세퍼레이트 판(122) 사이에는 하나의 마찰 디스크(124)가 배치된다. 또한, 적어도 하나 이상의 마찰 디스크(124)는 상기 동력 전달 판(110)의 외주면에 스플라인 결합된다.
세퍼레이트 판(122)에 축력이 가해지면, 세퍼레이트 판(122)는 축방향으로 이동하며 상기 마찰 디스크(124)와 마찰 결합된다. 이에 따라, 하우징(10)의 동력은 동력 전달 판(110)에 전달된다.
한편, 여기에서는 하우징(10)의 동력이 클러치 팩(120)을 통하여 동력 전달 판(110)에 전달되는 것을 예시하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 약간의 변경을 통해 하우징(10)의 동력을 동력 전달 판(110)에 전달되는 어떠한 수단도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 할 것이다. 상기 어떠한 수단으로는, 예를 들어 볼 램프(ball ramp), 콘 클러치(cone clutch), 브레이크 슈(brake shoe), 도그 클러치(dog clutch), 싱크로나이저(synchronizer) 등을 들 수 있다.
제1피스톤(30)은 상기 장착 공간 내에 배치되며, 상기 제1피스톤(30)과 하우징(10) 사이에는 제1피스톤 챔버(22)가 형성된다. 상기 제1피스톤 챔버(22)는 상기 작동 유체 공급홀(18)과 유체적으로 연통되어 작동 유체를 공급받도록 되어 있다. 상기 제1피스톤(30)의 형상은 하우징(10)의 형상과 거의 유사하며, 제1피스톤 내경부(32), 제1피스톤 몸체(34), 그리고 제1피스톤 외경부(36)를 포함한다. 제1피스톤 내경부(32), 제1피스톤 몸체(34), 그리고 제1피스톤 외경부(36)는 일체로 형성될 수 있다.
제1피스톤 내경부(32)는 축방향으로 배치되어 있으며, 상기 제1피스톤 내경부(32)의 내주면에는 반경 내측으로 돌출된 복수개의 제1, 제2돌기(38, 40)가 형성된다. 상기 복수개의 제1, 제2돌기(38, 40)는 원주 방향으로 이격되어 형성될 수 있으며, 이웃하는 제1돌기(38) 사이와 이웃하는 제2돌기(40) 사이에는 각각 작동 유체 통로(42, 44)가 형성된다. 또한, 제1돌기(38)와 제2돌기(40) 사이의 제1피스톤 내경부(32)에는 발란스 유체 통로(48)가 형성되어 있다.
제1피스톤 몸체(34)는 상기 제1피스톤 내경부(32)의 일단부에서 반경 외측으로 형성된다. 제1피스톤 몸체(34)는 제1피스톤 챔버(22)에 공급된 작동 유압이 대부분 작용하는 부분이다.
제1피스톤 외경부(36)는 상기 제1피스톤 몸체(34)의 외경단에 연결되며 축방향으로 상기 클러치 팩(120)의 부근까지 연장되어 있다. 상기 제1피스톤 외경부(36)와 상기 하우징(10) 사이에는 씰링 부재(102)가 게재되어 제1피스톤 챔버(22)의 기밀을 유지한다.
제1발란스 월(80)은 상기 제1피스톤 내경부(32)와 상기 제1피스톤 외경부(36) 사이에 장착되어 있으며, 상기 제1피스톤(30)과의 사이에 제1발란스 챔버(86)를 형성한다. 상기 제1발란스 월(80)은 제1발란스 몸체(82)와 제1발란스 연장부(84)를 포함한다.
상기 제1발란스 몸체(82)는 상기 제1피스톤 내경부(32)와 제1피스톤 외경부(36) 사이에서 반경 방향으로 형성되어 있으며, 제1발란스 연장부(84)는 제1발란스 몸체(82)의 중간부에서 상기 제1피스톤 몸체(34)로부터 멀어지도록 축방향으로 형성되어 있다. 상기 제1발란스 연장부(84)는 상기 클러치 팩(120)의 반경 내측에 위치한다.
상기 제1발란스 몸체(82)의 내경단과 상기 제1피스톤 내경부(32) 사이에는 씰링 부재(104)가 게재되고, 상기 제1발란스 몸체(82)의 외경단과 상기 제1피스톤 외경부(36) 사이에는 씰링 부재(106)가 게재되어 상기 제1발란스 챔버(86)의 기밀을 유지한다.
제2피스톤(50)은 상기 하우징(10)의 제1부재(12) 상에 장착되어 있으며, 상기 제1발란스 월(80)과의 사이에 제2피스톤 챔버(62)를 형성한다. 상기 제2피스톤(50)은 제2피스톤 내경부(52)와 제2피스톤 몸체(54)를 포함한다.
상기 제2피스톤 내경부(52)는 상기 제1부재(12)와 상기 제1피스톤 내경부(32) 사이에 배치되며, 축방향으로 형성된다. 상기 제2피스톤 내경부(52)는 제1부재(12)에 접촉하고 상기 제1피스톤 내경부(32)와는 복수개의 제1, 제2돌기(38, 40)에 의하여 이격되어 있다. 따라서, 제1피스톤 내경부(32)와 제2피스톤 내경부(52) 사이에는 유체가 흘러갈 수 있는 공간(33)이 형성된다. 또한, 상기 제2피스톤 내경부(52)의 일단에는 반경 외측으로 절곡되어 제1돌기(38)에 걸리는 복수개의 코킹부(56)가 형성된다. 상기 복수개의 코킹부(56)는 원주 방향으로 이격되어 형성되며, 이웃하는 코킹부(56) 사이에는 작동 유체 통로(60)가 형성된다. 더 나아가, 상기 제2피스톤 내경부(52)에는 상기 발란스 유체 통로(48)와 연통하는 발란스 유체 통로(58)가 형성될 수 있다.
원주 방향으로 설정된 특정위치(도 1 참조)에서는, 제1피스톤 내경부(32)에 제1, 제2돌기(38, 40) 및 제2피스톤 내경부(52)에 코킹부(56)가 형성되지 않고 작동 유체 통로(60, 42, 33, 44)가 형성된다. 따라서, 제1피스톤 챔버(22)와 제2피스톤 챔버(62)는 상기 작동 유체 통로(60, 42, 33, 44)에 의하여 연통된다. 원주 방향으로 설정된 다른 위치(도 2 참조)에서는, 제1피스톤 내경부(32)에 제1, 제2돌기(38, 40) 및 제2피스톤 내경부(52)에 코킹부(56)가 형성된다. 제1, 제2돌기(38, 40) 사이에는 또 다른 공간(35)이 형성된다. 또한, 제1피스톤 내경부(32)에는 발란스 유체 통로(48)가 형성되고 제2피스톤 내경부(52)에는 발란스 유체 통로(58)가 형성되어 상기 공간(35)을 통해 서로 연통된다. 따라서, 원주 방향으로 작동 유체 통로(60, 42, 33, 44)와 발란스 유체 통로(58, 35, 48)가 교대로 형성된다. 또한, 작동 유체 통로(60, 42, 33, 44)와 발란스 유체 통로(58, 35, 48)는 격벽(도시 하지 않음) 등에 의하여 서로 연통되지 않도록 되어 있다.
한편, 상기 제2피스톤 내경부(52)와 제1부재(12) 사이에는 씰링 부재(100)가 게재되어 제1피스톤 챔버(22)의 기밀을 유지한다.
제2피스톤 몸체(54)는 제2피스톤 내경부(52)의 타단에서 반경 외측으로 상기 제1발란스 연장부(84)까지 형성된다. 상기 제2피스톤 몸체(54)의 외경단과 상기 제1발란스 연장부(84) 사이에는 씰링 부재(108)가 게재되어 제2피스톤 챔버(62)의 기밀을 유지한다.
제2발란스 월(90)은 상기 제2피스톤 몸체(54)를 기준으로 제1발란스 월(80)의 축방향 반대측에 배치된다. 상기 제2발란스 월(90)은 상기 제1부재(12)와 제1발란스 연장부(84)사이에 설치되며, 제2발란스 월(90)과 제2피스톤(50) 사이에는 발란스 유체 공급홀(20)과 연통하는 제2발란스 챔버(92)가 형성된다. 상기 제2발란스 챔버(92)는 발란스 유체 통로(58, 35, 48)를 통하여 제1발란스 챔버(86)와도 연통한다. 제2발란스 월(90)의 내경단은 제1부재(12)에 형성된 단차부와 제1부재(12)에 장착된 지지 부재(132)에 의하여 축방향 움직임이 저지된다. 또한, 상기 지지 부재(132)가 제1부재(12)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여 상기 제1부재(12)에는 지지 부재(132)의 외주면을 덮는 이탈 방지 링(134)이 장착된다. 제2발란스 월(90)의 외경단은 제1발란스 연장부(84)에 형성된 단차부와 제1발란스 연장부(84)에 장착된 지지 부재(130)에 의하여 축방향 움직임이 저지된다.
한편, 제2발란스 월(90)의 외경단은 제1발란스 연장부(84)에 압입됨으로써 제2발란스 챔버(92)의 기밀을 유지하게 된다.
상기 제1발란스 챔버(86) 내에는 리턴 스프링(70)이 설치된다. 상기 리턴 스프링(70)의 일단은 상기 제1피스톤(30)에 의하여 지지되고, 상기 리턴 스프링(70)의 타단은 상기 제1발란스 월(80)에 의하여 지지되어 상기 리턴 스프링(70)은 제1피스톤 챔버(22) 및 제2 피스톤 챔버(62)에 공급된 작동 유압에 의한 축력에 대항하는 탄성력을 상기 제1피스톤(30)에 작용시킨다.
도 1 및 도 2에서는 리턴 스프링(70)의 예로 디스크 스프링이 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 코일 스프링, 웨이브 스프링, 고무 스프링 등과 같이 탄성력을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 리턴 스프링(70)으로 사용될 수 있다.
도 1 및 도 2에 의한 본 발명의 제1실시예에서는 제1, 제2피스톤(30, 50), 제1, 제2발란스 월(80, 90) 및 리턴 스프링(70)은 하나의 모듈로 미리 조립되어 하우징(10)에 장착될 수 있다. 이 경우, 동력전달장치(1)의 조립 시간이 단축될 수 있다.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 동력 전달 장치(1)의 작동을 설명한다.
초기 상태에서는 동력 전달 장치(1)의 하우징(10)과 동력 전달 판(110)이 작동적으로 연결되어 있지 않는다. 초기 상태에서 작동 유체 공급홀(18)을 통해 작동 유압이 제1피스톤 챔버(22)에 공급되면, 상기 작동 유압은 작동 유체 통로(60, 42, 33, 44)을 통해 제2피스톤 챔버(62)에도 공급된다. 제1, 제2피스톤 챔버(22, 62)에 공급된 작동 유압은 각각 제1피스톤(30)과 제2피스톤(50)을 도면에서 우측으로 밀게 된다. 또한, 제1피스톤(30)과 제2피스톤(50)은 코킹부(56)와 제1돌기(38)를 통하여 축방향으로 함께 움직이도록 되어 있으므로, 제1피스톤(30)과 제2피스톤(50)의 축력은 합해지게 된다. 결국, 제1피스톤 외경부(36)의 타측단이 세퍼레이트 판(122)을 도면에서 우측으로 밀고, 세퍼레이트 판(122)과 마찰 디스크(124)는 마찰 결합된다. 따라서, 하우징(10)의 동력이 동력 전달 판(110)으로 전달된다.
작동 상태에서 제1, 제2피스톤 챔버(22, 62)에 공급되었던 작동 유압이 배출되면, 리턴 스프링(70)이 제1피스톤(30)을 도면에서 좌측으로 밀게 된다. 이 경우, 제1피스톤(30)과 제2피스톤(50)은 코킹부(56)와 제1돌기(38)를 통하여 축방향으로 함께 움직이도록 되어 있으므로, 제1피스톤(30)과 제2피스톤(50)은 함께 도면에서 좌측으로 움직이며 동력 전달 장치(1)는 하우징(10)과 동력 전달 판(110)을 분리하게 된다.
한편, 작동 유압이 배출되더라도 동력 전달 장치(1)가 완전하게 해제되지 못하는 경우가 있다. 즉, 원심력에 의하여 제1, 제2피스톤 챔버(22, 62) 내의 작동 유체가 완전히 배출되지 못하고 원심 유압을 제1, 제2피스톤(30, 50)에 작용할 수 있다. 이 경우, 발란스 유체 공급홀(20)을 통하여 제2발란스 챔버(92)에 발란스 유압을 공급한다. 제2발란스 챔버(92)에 공급된 발란스 유압은 발란스 유체 통로(58, 35, 48)를 통하여 제1발란스 챔버(86)에도 공급된다. 제1, 제2발란스 챔버(86, 92)에 공급된 발란스 유압은 원심 유압에 대항하여 제1, 제2피스톤(30, 50)을 도면에서 좌측으로 밀게 된다. 이에 따라 동력 전달 장치(1)가 완전히 해제되게 되며, 어떠한 회전 속도에서도 원심유압에 의한 피스톤의 오작동을 방지하여 동력전달장치의 원활한 작동 및 제어성을 향상시킬 수 있다.
앞에서 언급한 바와 같이, 두 개 이상의 피스톤을 구비한 동력 전달 장치는 피스톤의 개수가 증가되기 때문에 동일한 작동 유압 하에서 클러치 팩에 가해지는 축력이 커지게 된다. 또한, 클러치 팩에 가해지는 축력이 커지므로 상기 축력에 대항하는 리턴 스프링 하중 역시 커져야 한다.
두 개 이상의 피스톤을 구비한 동력 전달 장치가 제대로 작동하기 위해서는, 적절한 리턴 스프링 하중을 결정하는 것이 매우 중요하다. 도 1 및 도 2에서는 적절한 리턴 스프링 하중을 구현하기 위하여 하나의 리턴 스프링이 사용되는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 요구되는 리턴 스프링 하중 범위 및/또는 리턴 스프링의 설치 공간을 위하여 하나 이상의 리턴 스프링이 상기 동력 전달 장치에 사용될 수 있다. 이 경우, 리턴 스프링 하중은 두 개 이상의 피스톤을 목표 위치로 되돌리기 위하여 사용되는 각 리턴 스프링 하중의 합력(즉, 두 개 이상의 피스톤에 실제로 가해지는 리턴 스프링의 하중(벡터합))을 의미한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 리턴 스프링 하중을 결정하는 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 두 개 이상의 피스톤을 구비한 동력 전달 장치(1)의 작동력(축력)은 다음과 같이 계산된다. 설명의 편의 상, 본 명세서에서는 두 개의 피스톤이 구비된 동력 전달 장치(도 1 내지 도 4 참조)를 예시하나, 본 발명의 기술적 사상은 두 개의 피스톤을 구비한 동력 전달 장치에만 적용될 수 있는 것이 아님을 이해하여야 할 것이다.
[식 1]
Figure pat00009
[식 2]
Figure pat00010
여기서, F는 동력 전달 장치의 작동력(Kgf)이고, A는 동력 전달 장치의 총 피스톤 면적(cm2)이며, P는 작동 유압(Kgf/cm2)이고, Fs는 리턴 스프링 하중(Kgf)이며, A1은 제1피스톤 면적(cm2)으로
Figure pat00011
에 의하여 계산되고, A2는 제2피스톤 면적(cm2)으로
Figure pat00012
에 의하여 계산된다(도 3 참조).
[식 1]에서 Fs로 표현된 리턴 스프링 하중의 적절한 범위를 선택하는 바람직한 방법이 여기에서 설명된다.
동력 전달 장치(1)에서, 동력 전달을 멈추기 위하여 작동 유압이 끊긴 시점으로부터 약간의 시간이 지난 후 작동 유압은 “0”으로 떨어질 것이다. 피스톤 챔버 내의 작용압이 “0”으로 떨어지는 시간은 피스톤 챔버 내의 원심 유압, 씰의 저항, 유로의 저항력, 작동 유체의 점성, 압력 제어 밸브의 제어 방법 등에 의하여 변화한다. 이것들은 동력 전달 장치의 해제 시간에 영향을 미치는 주요 팩터들로 알려져 있다.
동력 전달 장치(1)가 동력을 전달하지 않을 때, 두 개의 피스톤은 최초 위치, 즉 장착 위치로 되돌아 가서 거기에서 머물러야 한다. 그런데, 몇몇 경우에 두 개의 피스톤은 앞에서 언급한 팩터들 및/또는 다른 이유로 클러치 팩을 미는 위치에 있거나 그러한 위치로 이동할 수 있다.
이러한 점을 방지하기 위하여, 리턴 스프링을 사용하여 두 개의 피스톤을 장착 위치로 미는 것이 필요하다. 이러한 목적으로, 리턴 스프링 하중을 작동 위치(두 개의 피스톤이 클러치 팩에 접촉하기 시작하는 위치)에서 1bar(거의 대기압 수준, 1bar = 1.033Kgf/cm2) 이상인 것이 바람직하다. 이것은 리턴 스프링이 두 개의 피스톤을 작동 위치로부터 초기 위치로 적어도 1bar 이상의 압력으로 미는 것이 바람직하다는 것을 의미한다.
이것은 수학적으로 다음과 같이 표현된다.
[식 3]
Figure pat00013
여기서, Fso는 두 개의 피스톤의 작동 위치에서 리턴 스프링 하중(Kgf)을 의미한다.
두 개의 피스톤의 작동 위치에서 리턴 스프링 하중이 [식 3]과 같이 선택되면, 장착 위치에서 리턴 스프링 하중은 [식 3]에 의하여 계산된 값보다 작을 것이다. 이것은 리턴 스프링의 자유 위치에서 장착 위치까지의 거리가 작동 위치에서의 리턴 스프링 위치까지의 거리보다 작기 때문이다.
이에 한정되지 않지만 하나의 예로 자동 변속기의 동력 전달 장치에서 피스톤의 이동 거리, 즉 장착 위치에서 작동 위치까지의 거리가 대략 0.4mm~7.0mm이고 사용 가능한 스프링 상수 “k” (Kgf/mm)가 현대 스프링 설계에서는 제한되므로, 장착 위치에서 리턴 스프링 하중을 작동 위치에서의 리턴 스프링 하중의 60~80%로 설정하는 것이 바람직하다. 장착 위치에서 이 정도의 리턴 스프링 하중은 두 개의 피스톤을 가진 동력 전달 장치의 제어성에 적절한 영향을 제공한다.
따라서, [식 3]은 다음과 같이 다시 쓰여질 수 있다.
[식 4]
Figure pat00014
여기서, Fsi는 두 개의 피스톤의 장착 위치에서 리턴 스프링 하중(Kgf)을 의미한다.
현대 스프링의 하중 오차는 그 종류와 사용 형태(예를 들어, ± 15% 하중 오차를 가진 디스크 스프링이 직렬로 쌓인 경우)에 따라 ± 25%까지 커질 수 있으므로, 가장 큰 스프링 하중 오차를 포함한 리턴 스프링의 최소 하중은 다음과 같이 정의하는 것이 바람직하다.
[식 5]
Figure pat00015
여기서, Fsimin는 두 개의 피스톤의 장착 위치에서 최소 리턴 스프링 하중(Kgf)을 의미한다.
그리고 장착 위치에서 리턴 스프링 하중이 항상 작동 위치에서 리턴 스프링 하중보다 작으므로, [식 5]는 다음과 같이 다시 표현될 수 있다.
[식 6]
Figure pat00016
여기서, Fsmin는 최소 리턴 스프링 하중(Kgf)이다.
따라서, [식 6]에 의하여 계산된 스프링 하중을 두 개의 피스톤을 가진 동력 전달 장치의 최소 리턴 스프링 하중으로 선택할 수 있다.
두 개의 피스톤을 가진 동력 전달 장치에서, 총 피스톤 면적은 하우징, 피스톤, 발란스 월, 리테이너 등에 의하여 정의되는 압력 챔버의 면적(Ac)보다 크도록 설계된다(도 4 참조). 한정되지 않는 예로서 자동 변속기의 동력 전달 장치의 경우 두 개의 피스톤으로부터 적절한 이득을 얻기 위하여, 증가된 피스톤 면적에 의한 증가된 피스톤의 작동력은 압력챔버 면적(Ac)에 작용하는 작동 유압에 따른 하중과 비교할 때, 최소 20% 이상 큰 것이 바람직하다. 이것은 수학적으로 다음과 같이 표현된다.
[식 7]
Figure pat00017
여기서, Fc는 하우징에 의해 형성되는 압력챔버 면적(Ac)에 작용하는 작동 유압(P)에 따른 하중(Kgf)이고, Ac는 압력챔버 면적(cm2)으로
Figure pat00018
에 의하여 계산되며, Fs c는 압력챔버 면적에 기초한 리턴 스프링 하중(Kgf)으로 가상의 값이다.
상기 압력챔버는 제1피스톤 챔버와 동일한 개념으로서 설명의 편의를 위하여 제1피스톤 챔버와 구분하여 표시한다.
[식 7]에서 볼 수 있듯이, 만약 리턴 스프링 하중(Fs)이 어떤 값보다 크면, 피스톤의 작동력(F)는 총 피스톤 면적이 20% 이상으로 증가하여도 20%보다 커지지 않는다. 따라서, 최소 20% 이상 피스톤 작동력의 증폭 효과를 얻기 위하여 작동 위치에서 리턴 스프링 하중은 다음과 같은 조건을 만족해야 한다.
[식 8]
Figure pat00019
여기서, Fsomax는 두 개의 피스톤의 작동 위치에서 최대 리턴 스프링 하중(Kgf)이다.
Fs c가 가상의 값이라도, 그 값은 [식 3]에 의하여 동일하게 정의될 수 있다.
[식 9]
Figure pat00020
두 개의 피스톤의 작동 위치에서 리턴 스프링 하중은 장착 위치에서의 리턴 스프링 하중보다 항상 크기 때문에, [식 9]는 하기와 같이 다시 쓰여진다.
[식 10]
Figure pat00021
여기서, Fsmax는 최대 리턴 스프링 하중(Kgf)을 의미한다.
따라서, [식 10]에 의하여 결정된 리턴 스프링 하중은 두 개의 피스톤을 가진 동력 전달 장치를 위한 최대 리턴 스프링 하중으로 선택될 수 있다.
이를 종합하여 하나의 식으로 표현하면 다음과 같다.
[식 11]
Figure pat00022
즉, 상기 리턴 스프링의 하중의 합력(F)(Kgf)은 [식 11]을 만족하는 범위 내에서 설정할 수 있다.
더 나아가, 피드백 제어(feedback control) 또는 어댑티브 제어(adaptive control) 방법을 통하여 동력전달장치의 결합과 해제를 제어하는 경우, 피스톤 씰의 저항, 최소 제어가능 압력, 솔레노이드 밸브의 선형제어 구간 등을 고려하여 상기 리턴 스프링의 하중의 합력(F)(Kgf)은 다음의 범위 내에서 설정하면 더 효과적일 수 있다.
[식 12]
Figure pat00023
여기서, A는 두 개 이상의 피스톤의 총 피스톤 면적(cm2)이다.
[식 12]의 범위 내에서 리턴 스프링의 하중을 결정하면, 동력전달장치의 제어성 및 피스톤의 작동성이 더욱 향상될 수 있다.
이상의 설명과 식에 사용한 단위는 설명의 편의를 위한 하나의 예에 불과하며, SI 단위계와 같은 다른 단위계를 사용하여도 본 발명의 기본 사상은 동일하게 적용될 수 있음은 자명하다.
두 개 이상의 피스톤을 가진 동력 전달 장치를 위하여, 본 명세서에서 제시한 동일한 원리 및 동일한 방법이 적절한 리턴 스프링 하중의 범위를 결정하기 위하여 적용될 수 있다.
도 5 내지 도 10은 발란스 챔버를 가진 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 동력 전달 장치의 단면도이다.
도 5 내지 도 10에 기재된 동력 전달 장치에도 앞에서 언급한 리턴 스프링 하중을 결정하기 위한 방법이 적용될 수 있다. 또한, 도 5 내지 도 10에 기재된 동력 전달 장치는 도 1 및 도 2에 기재된 동력 전달 장치와 거의 유사하므로, 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 동력 전달 장치의 단면도이다.
본 발명의 제2실시예에 따른 동력 전달 장치는, 본 발명의 제1실시예와 비교할 때, 제1피스톤(30)과 제1발란스 월(80)의 구조에 차이가 있다.
제1피스톤(30)은 제1피스톤 내경부(32), 제1피스톤 몸체(34), 제1피스톤 외경부(36), 그리고 제1피스톤 가압부(46)를 포함한다. 여기서, 제1피스톤 내경부(32), 제1피스톤 몸체(34), 제1피스톤 외경부(36)는 제1실시예에 따른 그것들과 거의 동일하다. 제1피스톤 가압부(46)는 상기 제1피스톤 외경부(36)의 타측부로부터 반경 외측으로 연장되고 클러치 팩(120)을 항하여 절곡된다.
제1발란스 월(80)은 제1발란스 몸체(82)와 제1발란스 연장부(84)를 포함한다. 제1발란스 연장부(84)는 제1발란스 몸체(82)의 외경단에서 축방향으로 연장되게 된다.
이러한 제1피스톤(30) 및 제1발란스 월(80)의 구조에 의하여 상기 클러치 팩(120)이 반경 방향으로 더 외측에 배치될 수 있고, 이에 따라 제2발란스 챔버(92)와, 제2피스톤 챔버(62)의 크기를 키울 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 동력 전달 장치의 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 동력 전달 장치(1)는 하우징(10)과, 클러치 팩(120)과, 동력 전달 판(110)과, 제1, 제2피스톤(30, 50), 그리고 리턴 스프링(70)을 포함한다. 또한, 상기 동력 전달 장치(1)는 리테이너(140)와 제2발란스 월(90)을 더 포함한다. 본 발명의 제3실시예에 따른 동력 전달 장치(1)에서, 클러치 팩(120)과 동력 전달 판(110)에 대한 설명은 생략하기로 한다.
하우징(10)은 장착 공간을 형성하는 것으로, 본 발명의 제3실시예에서는 세 개의 부재(12, 14, 16)가 결합되어 형성되거나 일체로 형성될 수 있다.
제1부재(12)는 입력축(도시하지 않음)에 작동적으로 연결되어 있으며, 축방향으로 연장된 부분을 포함한다. 상기 축방향으로 연장된 부분에는 작동 유체 공급홀(18)과 발란스 유체 공급홀(20)이 형성될 수 있다.
제2부재(14)는 상기 제1부재(12)의 일단에 결합되며, 경방향 외측으로 연장된다. 또한, 상기 제2부재(14)의 외경부는 축방향으로 절곡되어 하우징 중간부(17)를 형성한다.
제3부재(16)는 상기 제2부재(14)의 외경단에 결합되는 경방향으로 연장된 부분과, 상기 경방향으로 연장된 부분의 외경단에서 축방향으로 연장되는 부분을 포함한다. 상기 제3부재(16)의 축방향으로 연장되는 부분의 내주면에는 스플라인나 이빨 등이 형성될 수 있다.
제1피스톤(30)은 상기 장착 공간 내에 배치되며, 특히 제1부재(12)와 제2부재(14)에 의하여 형성되는 공간에 배치된다. 상기 제1피스톤(30)과 하우징(10) 사이에는 제1피스톤 챔버(22)가 형성된다. 상기 제2부재(14)의 일부분에는 원주방향을 따라 적어도 하나 이상의 그루브(15)가 형성되어 상기 작동 유체 공급홀(18)과 제1피스톤 챔버(22)를 유체적으로 연통한다. 즉, 상기 제1피스톤 챔버(22)는 상기 작동 유체 공급홀(18)에 상기 그루브(15)를 통하여 유체적으로 연통되어 작동 유체를 공급받도록 되어 있다. 상기 제1피스톤(30)은 제1피스톤 몸체(34)와 제1피스톤 외경부(36)를 포함한다.
제1피스톤 몸체(34)는 경방향으로 형성되어 있으며, 제1피스톤 외경부(36)는 상기 제1피스톤 몸체(34)의 외경단에서 축방향으로 형성되어 있다.
리테이너(140)는 상기 제1부재(12) 상에 설치되며, 리테이너 내경부(142)와 리테이너 연장부(146)를 포함한다.
리테이너 내경부(142)는 축방향으로 형성되어 있으며, 상기 리테이너 내경부(142)의 일단은 상기 제2부재(14)의 하단부에 접촉하고 상기 리테이너 내경부(142)의 타단은 상기 제2발란스 월(90)에 접촉한다. 따라서, 상기 리테이너 내경부(142)는 제2부재(14)와 제2발란스 월(90)에 의하여 축방향 움직임이 저지된다. 상기 리테이너 내경부(142)의 내주면 일측에는 상기 작동 유체 공급홀(18)과 연통되는 공간(148)이 형성되며, 상기 리테이너 내경부(142)의 내주면 타측에는 상기 발란스 유체 공급홀(20)과 연통되는 다른 공간(145)이 형성된다. 또한, 상기 리테이너 내경부(142)의 내주면 중간부와 상기 제1부재(12) 사이에는 씰링 부재(100)가 구비되어 작동 유체 공급홀(18)과 연통되는 공간(148)과 발란스 유체 공급홀(20)과 연통되는 공간(145)을 서로 밀폐한다. 또한, 상기 리테이너 내경부(142)와 접촉하는 제2발란스 월(90)의 부분에는 원주 방향을 따라 적어도 하나 이상의 그루브(95)가 형성되어 상기 발란스 유체 공급홀(20)과 제2발란스 챔버(92)를 연통한다. 또한, 상기 리테이너 내경부(142)에는 상기 작동 유체 공급홀(18)과 연통되는 공간(148)을 제2피스톤 챔버(62)에 유체가 흘러갈 수 있도록 연결하는 작동 유체 통로(144)가 형성될 수 있다. 상기 제1피스톤 몸체(34)는 상기 리테이너 내경부(142) 상에 장착되며 상기 제1피스톤 몸체(34)의 내측단과 상기 리테이너 내경부(142) 사이에는 씰링 부재(104)가 게재되어 제1피스톤 챔버(22)의 기밀을 유지한다.
리테이너 연장부(146)은 상기 리테이너 내경부(142)에 결합되며 경방향으로 형성되어 있다. 상기 리테이너 연장부(146)의 외측단은 상기 제1피스톤 외경부(36)까지 뻗어 있으며, 상기 리테이너 연장부(146)의 외측단과 상기 제1피스톤 외경부(36) 사이에는 씰링 부재(106)가 게재된다.
제2피스톤(50)은 상기 리테이너 내경부(142) 상에 장착되어 있으며, 제2피스톤 몸체(54), 제2피스톤 중간부(64), 제2피스톤 연결부(66), 그리고 제2피스톤 가압부(68)를 포함한다. 상기 제2피스톤(50), 제1피스톤(30) 및 리테이너(140)는 제2피스톤 챔버(62)를 형성한다.
제2피스톤 몸체(54)는 상기 리테이너 내경부(142) 상에서 경방향 외측으로 형성된다. 상기 제1피스톤 외경부(36)의 타단은 상기 제2피스톤 몸체(54)에 접촉하여 제1피스톤(30)과 제2피스톤(50)은 축방향으로 함께 움직이도록 되어 있다. 또한, 제2피스톤 몸체(54)의 내측단과 상기 리테이너 내경부(142) 사이에는 씰링 부재(108)가 게재되어 있다.
제2피스톤 중간부(64)는 상기 제2피스톤 몸체(54)의 외측단에서 축방향으로 하우징(10)을 향하여 형성된다. 상기 제2피스톤 중간부(64)는 상기 하우징 중간부(17)보다 반경 내측에 위치하며, 상기 제2피스톤 중간부(64), 하우징 중간부(17) 및 제1피스톤 외경부(36)에 밀착하는 씰링 부재(102)가 구비되어 제1피스톤 챔버(22)와 제2피스톤 챔버(62)의 기밀을 유지한다.
한편, 상기 제2피스톤 중간부(64)와 상기 제1 피스톤 외경부(36) 사이를 서로 이격시켜, 제1피스톤 챔버(22)와 제2피스톤 챔버(62)가 유체적으로 서로 연통되게 할 수도 있다. 이럴 경우, 상기 씰링부재(102)는 상기 하우징 중간부(17)에만 밀착하게 된다.
제2피스톤 연결부(66)는 상기 제2피스톤 중간부(64)의 외주면에서 반경 외측으로 형성되고, 제2피스톤 가압부(68)는 상기 제2피스톤 연결부(66)의 외측단에서 축방향으로 상기 클러치 팩(120)까지 연장되어 있다.
제2발란스 월(90)은 상기 제2피스톤(50)를 기준으로 제1피스톤(30)의 축방향 반대측에 배치된다. 상기 제2발란스 월(90)은 상기 제1부재(12)와 제2피스톤 가압부(68) 사이에 경방향으로 설치되며, 제2발란스 월(90)과 제2피스톤(50) 사이에는 발란스 유체 공급홀(20)과 연통하는 제2발란스 챔버(92)가 형성된다. 제2발란스 월(90)의 내경단은 상기 리테이너 내경부(142)의 일단과 제1부재(12)에 장착된 지지 부재(132)에 의하여 축방향 움직임이 저지된다. 또한, 상기 지지 부재(132)가 제1부재(12)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여 상기 제1부재(12)에는 지지 부재(132)의 외주면을 덮는 이탈 방지 링(134)이 장착된다. 제2발란스 월(90)의 외측단과 제2피스톤 가압부(68) 사이에는 씰링 부재(107)가 게재되어 제2발란스 챔버(92)의 기밀을 유지한다.
한편, 제2발란스 월(90) 상에는 스프링 지지링(72)이 장착되며, 리턴 스프링(70)은 상기 스프링 지지링(72)과 제2피스톤 연결부(66) 사이에 배치되어 제2피스톤(50)에 탄성력을 제공한다.
본 발명의 제3실시예에 따르면, 작동 유체 공급홀(18)을 통하여 작동 유체가 공급되면, 상기 작동 유체는 리테이너 내경부(142)와 접촉하는 제2부재(14)의 부분에 형성된 적어도 하나 이상의 그루브(15)를 통하여 제1피스톤 챔버(22)에 공급되고, 공간(148)과 작동 유체 통로(144)를 통하여 제2피스톤 챔버(62)에 공급된다. 또한, 제1피스톤 외경부(36)의 타단은 제2피스톤 몸체(54)에 접촉하고 있으므로, 제1피스톤(30)과 제2피스톤(50)은 작동 유압에 의하여 함께 도면에서 우측으로 이동하며 클러치 팩(120)을 밀게 된다.
또한, 작동 유체가 배출되면, 리턴 스프링(70)이 제2피스톤 연결부(66)를 밀어 제2피스톤(50)을 도면에서 좌측으로 이동하게 하고, 제2피스톤 몸체(54)가 제1피스톤 외경부(36)를 도면에서 좌측으로 밀게 된다
본 발명의 제3실시예에 따르면, 제2발란스 챔버(92)의 크기를 키울 수 있으므로 제1, 제2피스톤 챔버(22, 62)의 원심 유압에 대항하는 충분한 발란스 하중을 확보할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 동력 전달 장치의 단면도이다. 본 발명의 제4실시예는 본 발명의 제3실시예에 따른 동력 전달 장치의 변형된 예이다.
본 발명의 제4실시예에 따르면, 리턴 스프링(70)이 하우징(10)의 외측(도면에서 좌측)에 장착된다. 이러한 목적을 위하여, 하우징(10)의 외경부와, 이에 대응하는 제2피스톤 연결부(66)에 각각 장착홀(19, 67)을 형성하고, 상기 장착홀(19, 67)을 관통하여 스프링 지지링(72)을 장착한다. 스프링 지지링(72)은 림(75)과 적어도 하나 이상의 핑거(74)를 포함하며, 상기 핑거(74)가 상기 장착홀(19, 67)을 관통하여 절곡된다. 또한, 상기 핑거(74)를 제2피스톤(50)에 고정하기 위하여, 상기 핑거(74)의 절곡부에 설치링(76)을 장착한다. 한편, 상기 스프링 지지링(72)의 림(75)도 절곡되며, 리턴 스프링(70)은 상기 림(75)의 절곡부와 하우징(10)의 외경부 일측에 지지되어 제1, 제2피스톤(30, 50)의 작동력에 대항하는 탄성력을 제2피스톤(50)에 제공한다.
도 8은 본 발명의 제5실시예에 따른 동력 전달 장치의 단면도이다. 본 발명의 제5실시예는 본 발명의 제3실시예에 따른 동력 전달 장치의 변형된 예이다.
본 발명의 제5실시예에 따르면, 리턴 스프링(70)은 이웃하는 세퍼레이트 판(122) 사이에 배치된다. 리턴 스프링(70)을 이웃하는 세퍼레이트 판(122) 사이에 배치하면, 세퍼레이트 판(122)과 마찰 디스크(124) 사이의 간격이 확보되어 동력전달장치(1)가 해제되었을 때 발생하는 드래그 토크를 줄일 수 있다. 또한, 리턴 스프링(70)이 클러치 팩(70) 내에 설치되므로 동력전달장치(1)를 컴팩트하게 설계할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제6실시예에 따른 동력 전달 장치의 단면도이다.
본 발명의 제6실시예에 따른 동력 전달 장치(1)는 본 발명의 제3실시예와 비교할 때, 리테이너(140), 제2피스톤(50) 및 제2발란스 월(90)의 구조에 차이가 있다.
리테이너(140)는 상기 제1부재(12) 상에 설치되며, 리테이너 내경부(142)와 리테이너 연장부(146)를 포함한다. 상기 리테이너(140)와 제1피스톤(30)은 제1발란스 챔버(86)를 형성한다.
리테이너 내경부(142)는 축방향으로 형성되어 있으며, 상기 리테이너 내경부(142)의 일단은 상기 제2부재(14)의 하단부에 접촉하고 상기 리테이너 내경부(142)의 타단은 상기 제2발란스 월(90)에 접촉한다. 따라서, 상기 리테이너 내경부(142)는 제2부재(14)와 제2발란스 월(90)에 의하여 축방향 움직임이 저지된다. 상기 리테이너 내경부(142)의 내주면 일측에는 상기 작동 유체 공급홀(18)과 연통되는 공간(148)이 형성되며, 상기 공간(148)은 리테이너 내경부(142)에 구비된 작동유압 통로(144)와 유체적으로 연통된다.
상기 리테이너 내경부(142)의 내주면 타측에는 상기 발란스 유체 공급홀(20)과 연통되는 다른 공간(145)이 형성된다. 또한, 상기 리테이너 내경부(142)의 내주면 중간부와 상기 제1부재(12) 사이에는 씰링 부재(100)가 구비되어 작동 유체 공급홀(18)과 연통되는 공간(148)과 발란스 유체 공급홀(20)과 연통되는 공간(145)을 서로 밀폐한다. 또한, 상기 리테이너 내경부(142)와 접촉하는 제2부재(14)의 부분에는 원주방향을 따라 적어도 하나 이상의 그루브(15)가 형성되어 상기 작동 유체 공급홀(18)과 제1피스톤 챔버(22)를 연통한다. 더 나아가, 상기 리테이너 내경부(142)와 접촉하는 제2발란스 월(90)의 부분에는 원주 방향을 따라 적어도 하나 이상의 그루브(95)가 형성되어 상기 발란스 유체 공급홀(20)과 제2발란스 챔버(92)를 연통한다. 또한, 상기 리테이너 내경부(142)에는 상기 발란스 유체 공급홀(20)과 연통되는 공간(145)을 제1발란스 챔버(86)에 유체가 흘러갈 수 있도록 연결하는 발란스 유체 통로(143)가 형성될 수 있다. 상기 제1피스톤 몸체(34)는 상기 리테이너 내경부(142) 상에 장착되며 상기 제1피스톤 몸체(34)의 내측단과 상기 리테이너 내경부(142) 사이에는 씰링 부재(104)가 게재되어 제1피스톤 챔버(22)의 기밀을 유지한다.
리테이너 연장부(146)은 상기 리테이너 내경부(142)에 결합되며 경방향으로 형성되어 있다. 상기 리테이너 연장부(146)의 외측단은 상기 제1피스톤 외경부(36)까지 뻗어 있으며, 상기 리테이너 연장부(146)의 외측단과 상기 제1피스톤 외경부(36) 사이에는 씰링 부재(106)가 게재된다.
제2피스톤(50)은 상기 리테이너 내경부(142) 상에 장착되어 있으며, 제2피스톤 몸체(54), 제2피스톤 중간부(64), 제2피스톤 연결부(66), 제2피스톤 돌출부(69), 그리고 제2피스톤 가압부(68)를 포함한다. 상기 제2피스톤(50), 제1피스톤(30) 및 리테이너(140)는 제2피스톤 챔버(62)를 형성한다.
제2피스톤 몸체(54)는 상기 리테이너 내경부(142) 상에서 경방향 외측으로 형성된다. 상기 제1피스톤 외경부(36)의 타단은 상기 제2피스톤 몸체(54)에 접촉 가능하여 제1피스톤(30)과 제2피스톤(50)은 축방향으로 함께 움직이도록 되어 있다. 또한, 제2피스톤 몸체(54)의 내측단과 상기 리테이너 내경부(142) 사이에는 씰링 부재(108)가 게재되어 있다.
제2피스톤 중간부(64)는 상기 제2피스톤 몸체(54)의 외측단에서 축방향으로 하우징(10)을 향하여 형성된다. 상기 제2피스톤 중간부(64)는 상기 하우징 중간부(17)보다 반경 내측에 위치하며, 상기 제2피스톤 중간부(64)와 하우징 중간부(17) 사이에는 씰링 부재(102)가 구비되어 있다. 또한, 제2피스톤 중간부(64)는 제1피스톤 외경부(36)와 경방향으로 이격되어 있어 제1피스톤 챔버(22)에 공급된 작동 유체는 제2피스톤 중간부(64)와 제1피스톤 외경부(36) 사이의 틈새(38)와 제1피스톤 외경부(36)의 타단에 원주 방향으로 적어도 하나 이상 구비된 작동유체 통로(37)를 통하여 제2피스톤 챔버(62)에 공급될 수 있다.
제2피스톤 연결부(66)는 상기 제2피스톤 중간부(64)의 외주면에서 반경 외측으로 형성되고, 제2피스톤 돌출부(69)는 제2피스톤 연결부(66)와 일체로 형성되며 하우징(10)으로부터 멀어지도록 축방향으로 연장된다. 상기 제2피스톤 몸체(54)와 제2피스톤 연결부(66)는 일체로 형성될 수도 있다.
제2피스톤 가압부(68)는 상기 제2피스톤 연결부(66)의 외측단에서 축방향으로 상기 클러치 팩(120)까지 연장되어 있다. 또한, 상기 제2피스톤 가압부(68)에는 장착홀(67) 또는 핑거가 형성되어 있으며, 스프링 지지링(72)은 제3부재(16)의 내주면에 지지 부재(73)를 통하여 장착된 상태로 상기 장착홀(67) 또는 핑거를 관통한다.
제2발란스 월(90)은 상기 제2피스톤(50)를 기준으로 제1피스톤(30)의 축방향 반대측에 배치된다. 상기 제2발란스 월(90)은 상기 제1부재(12)와 제2피스톤 돌출부(69) 사이에 경방향으로 설치되며, 제2발란스 월(90)과 제2피스톤(50) 사이에는 발란스 유체 공급홀(20)과 연통하는 제2발란스 챔버(92)가 형성된다. 제2발란스 월(90)의 내경단은 리테이너 내경부(142)의 일단과 제1부재(12)에 장착된 지지 부재(132)에 의하여 축방향 움직임이 저지된다. 또한, 상기 지지 부재(132)가 제1부재(12)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여 상기 제1부재(12)에는 지지 부재(132)의 외주면을 덮는 이탈 방지 링(134)이 장착된다. 제2발란스 월(90)의 외측단과 제2피스톤 돌출부(69) 사이에는 씰링 부재(107)가 게재되어 제2발란스 챔버(92)의 기밀을 유지한다.
리턴 스프링(70)은 상기 스프링 지지링(72)과 제2피스톤 연결부(66) 사이에 배치되어 제2피스톤(50)에 탄성력을 제공한다.
도 10은 본 발명의 제7실시예에 따른 동력 전달 장치의 단면도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제7실시예에 따른 동력 전달 장치(1)는 하우징(10)과, 클러치 팩(120)과, 동력 전달 판(110)과, 제1, 제2피스톤(30, 50)과, 리턴 스프링(70)을 포함한다. 또한, 상기 동력 전달 장치(1)는 제1, 제2발란스 월(80, 90)을 더 포함한다. 본 발명의 제7실시예에 따른 동력 전달 장치(1)에서 하우징(10), 클러치 팩(120), 그리고 동력 전달 판(110)에 대한 설명은 생략하기로 한다.
제1피스톤(30)은 상기 장착 공간 내에 배치되며, 상기 제1피스톤(30)과 하우징(10) 사이에는 제1피스톤 챔버(22)가 형성된다. 상기 제1피스톤 챔버(22)는 상기 작동 유체 공급홀(18)과 유체적으로 연통되어 작동 유체를 공급받도록 되어 있다. 상기 제1피스톤(30)은 제1피스톤 내경부(32), 제1피스톤 몸체(34), 그리고 제1피스톤 외경부(36)를 포함한다. 제1피스톤 내경부(32), 제1피스톤 몸체(34), 그리고 제1피스톤 외경부(36)는 일체로 형성될 수 있다.
제1피스톤 내경부(32)는 축방향으로 배치되어 있으며, 제1피스톤 내경부(32)와 제1부재(12) 사이에는 씰링 부재(100)가 게재되어 제1피스톤 챔버(22)의 기밀을 유지한다.
제1피스톤 몸체(34)는 상기 제1피스톤 내경부(32)의 일단에서 반경 외측으로 형성되고, 제1피스톤 외경부(36)는 상기 제1피스톤 몸체(34)의 외경단에 연결되며 축방향으로 연장되어 있다. 상기 제1피스톤 외경부(36)는 하우징 중간부(17)로부터 경방향으로 이격되어 있으며, 상기 제1피스톤 외경부(36)의 타단에는 원주 방향으로 따라 적어도 하나 이상의 작동 유체 통로(37)가 형성된다. 따라서, 제1피스톤 챔버(22)와 제2피스톤 챔버(62)는 상기 제1피스톤 외경부(36)와 하우징 중간부(17) 사이의 틈새와 상기 작동 유체 통로(37)를 통하여 연통되게 된다.
제1발란스 월(80)은 상기 제1부재(12) 상에 장착되며, 제1부재(12), 제1피스톤(30) 및 제1발란스 월(80)은 제1발란스 챔버(86)를 형성한다. 상기 제1발란스 월(80)과 제1부재(12)의 접촉 부위 근처의 제1부재(12)에는 발란스 유체 공급홀(20)이 형성되며, 제1발란스 월(80)에는 발란스 유체 통로(88)가 형성된다. 상기 발란스 유체 통로(88)는 제1발란스 챔버(86)와 제2발란스 챔버(92)에 모두 연통되어 있다. 상기 제1발란스 월(80)은 제1발란스 내경부(85)와 제1발란스 몸체(82)를 포함한다.
상기 제1발란스 내경부(85)는 상기 제1부재(12) 상에 장착되는 장착부(150)와, 장착부의 일단에서 경방향으로 절곡된 부분(152)과, 상기 제1피스톤 내경부(32)와 경방향으로 이격되어 있으며 제1피스톤 몸체(34)를 향하여 축방향으로 연장되는 부분(154)을 포함한다. 상기 장착부(150)에는 앞에서 언급한 발란스 유체 통로(88)가 형성된다.
상기 제1발란스 몸체(82)는 상기 제1발란스 내경부(85)의 일단에서 제1피스톤 외경부(36)를 향하여 경방향으로 연장되어 있다. 상기 제1발란스 몸체(82)의 외경단과 상기 제1피스톤 외경부(36) 사이에는 씰링 부재(106)가 게재되어 제1발란스 챔버(86)의 기밀을 유지한다.
제2피스톤(50)은 제1발란스 내경부(85) 상에 장착되며, 제1피스톤(30), 제1발란스 월(80), 그리고 제2피스톤(50)은 제2피스톤 챔버(62)를 형성한다. 상기 제2피슨톤(50)은 피스톤 몸체(54)와, 제2피스톤 중간부(64)와 제2피스톤 연결부(66)를 포함한다.
제2피스톤 몸체(54)는 제1발란스 내경부(85) 상에서 경방향 외측으로 형성된다. 상기 제2피스톤 몸체(54)의 내경단과 제1발란스 내경부(85) 사이에는 씰링 부재(108)가 게재되어 제2피스톤 챔버(62)의 기밀을 유지한다. 또한, 제1피스톤 외경부(36)의 타단은 상기 제2피스톤 몸체(54)에 접촉되어 제1피스톤(30)과 제2피스톤(50)은 함께 움직이도록 되어 있다. 앞에서 언급한 바와 같이, 제1피스톤 외경부(36)의 타단부에는 작동 유체 통로(37)가 형성되어 제1피스톤 챔버(22)와 제2피스톤 챔버(62)는 서로 연통된다. 또한, 제2피스톤 몸체(54)에는 스프링 지지링(72)이 장착되어 있다.
제2피스톤 중간부(64)는 상기 제2피스톤 몸체(54)의 외경단에서 절곡되어 제3부재(16)를 향하여 축방향으로 연장되어 있다. 상기 제2피스톤 중간부(64)와 하우징 중간부(17) 사이에는 씰링 부재(102)가 게재되어 제2피스톤 챔버 및 제1피스톤 챔버(22)의 기밀을 유지한다.
제2피스톤 연결부(66)는 상기 제2피스톤 중간부(64)의 일단에서 경방향 외측으로 상기 클러치 팩(120) 근처까지 연장되어 있다. 제1피스톤 챔버(22) 및/또는 제2피스톤 챔버(62)에 작동 유압이 공급되면, 제2피스톤(50)은 제1피스톤(30)과 함께 도면에서 우측으로 이동하며, 제2피스톤 연결부(66)는 클러치 팩(120)에 축력을 가하게 된다.
제2발란스 월(90)은 상기 제2피스톤 몸체(54)를 기준으로 제1발란스 월(80)의 축방향 반대측에 배치되며, 제1발란스 월(80), 제2피스톤(50), 그리고 제2발란스 월(90)은 제2발란스 챔버(92)를 형성한다. 상기 제2발란스 월(90)은 상기 제1부재(12) 상에 장착되며, 제2발란스 월(90)의 내경부는 제1발란스 월(80)의 장착부와 접촉하고, 제1부재(12)에 장착된 지지 부재(132)에 의하여 축방향 움직임이 저지된다. 또한, 상기 지지 부재(132)가 제1부재(12)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여 상기 제1부재(12)에는 지지 부재(132)의 외주면을 덮는 이탈 방지 링(134)이 장착된다. 상기 제2발란스 월(90)의 외경부에는 하우징(10)을 향하여 축방향으로 연장된 제2발란스 외경부(94)가 형성된다. 상기 제2발란스 외경부(94)와 제2피스톤 중간부(64) 사이에는 씰링 부재(107)가 게재되어 제2발란스 챔버(92)의 기밀을 유지한다.
리턴 스프링(70)은 상기 제2발란스 챔버(92) 내에 장착된다. 즉, 리턴 스프링(70)의 일단은 제2피스톤 몸체(52)에 장착된 스프링 지지링(72)에 의하여 지지되고 리턴 스프링(70)의 타단은 상기 제2발란스 월(90)에 의하여 지지되어 제1, 제2피스톤(30, 50)의 작동력에 대응하는 탄성력을 제2피스톤(50)에 가한다.
도 11 내지 도 20은 발란스 챔버가 없는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 동력 전달 장치의 단면도이다.
도 11 내지 도 20에 기재된 동력 전달 장치에도 앞에서 언급한 리턴 스프링 하중을 결정하기 위한 방법이 적용될 수 있다. 특히, 도 11 내지 도 20에 기재된 동력 전달 장치(200)는 하우징(210)이 정지된 것일 수 있다.
도 11은 본 발명의 제8실시예에 따른 동력 전달 장치의 단면도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제8실시예에 따른 동력 전달 장치(200)는 하우징(210)과, 클러치 팩(290)과, 동력 전달 판(300)과, 제1, 제2피스톤(230, 270), 리테이너(250), 그리고 리턴 스프링(280)을 포함한다.도 11 내지 도 20에 따른 실시예들에서 하우징(210)은 입력축(도시하지 않음)과 함께 회전하도록 되어 있을 수도 있고, 회전 불가능하게 고정되어 있어 동력 전달 판(300)의 회전을 정지시키는 기능을 할 수도 있다. 본 발명의 제8실시예에 따른 동력 전달 장치(200)에서, 클러치 팩(290)과 동력 전달 판(300)에 대한 설명은 생략하기로 한다.
하우징(210)은 장착 공간을 형성하는 것으로, 동력 전달 장치(200)가 자동 변속기에 사용되는 경우 상기 하우징(210)은 변속기 하우징일 수 있다. 상기 하우징(210)에는 작동 유압을 공급하기 위한 작동 유체 공급홀(218)이 형성될 수 있다. 하우징(210)은 축방향으로 연장된 하우징 내경부(212), 상기 하우징 내경부(212)의 일단에서 반경 외측으로 형성된 하우징 연결부(214), 그리고 상기 하우징 연결부(21)의 외경단에서 축방향으로 연장된 하우징 외경부(216)를 포함한다.
제1피스톤(230)은 상기 장착 공간 내에 배치되며, 상기 제1피스톤(230)과 하우징(210) 사이에는 제1피스톤 챔버(220)가 형성된다. 상기 제1피스톤 챔버(220)는 상기 작동 유체 공급홀(218)과 유체적으로 연통되어 작동 유체를 공급받도록 되어 있다. 상기 제1피스톤(230)은 제1피스톤 몸체(234), 제1피스톤 외경부(236), 그리고 제1피스톤 가압부(238)를 포함한다. 제1피스톤 몸체(234), 제1피스톤 외경부(236), 그리고 제1피스톤 가압부(238)는 일체로 형성될 수 있다.
제1피스톤 몸체(234)는 하우징 내경부(212) 상에 경방향으로 형성되며 제1피스톤 몸체(234)의 내경단과 하우징 내경부(212) 사이에는 씰링 부재(310)가 게재되어 제1피스톤 챔버(220)의 기밀을 유지한다.
제1피스톤 외경부(236)는 상기 제1피스톤 몸체(234)의 외경단에 연결되며 축방향으로 상기 클러치 팩(290)을 향하여 연장되어 있다. 상기 제1피스톤 외경부(236)와 상기 하우징 외경부(216) 사이에는 씰링 부재(316)가 게재되어 제1피스톤 챔버(220)의 기밀을 유지한다. 또한, 제1피스톤 외경부(236)에는 작동 유체 통로(240)가 형성되어 있다.
제1피스톤 가압부(238)는 상기 제1피스톤 외경부(236)의 타단에서 경방향 외측으로 연장된다. 상기 제1피스톤 가압부(238)는 제1피스톤 챔버(220) 및 제2피스톤 챔버(278)에 공급되는 작동 유압에 의하여 클러치 팩(290)을 가압하도록 되어 있다.
리테이너(250)는 상기 하우징 내경부(212) 상에 장착되며, 축방향 연장부(252), 경방향 연장부(254), 그리고 삽입부(256)를 포함한다. 삽입부(256)는 복수개의 이빨과 같은 형태로 형성될 수 있다.
축방향 연장부(252)는 상기 하우징 내경부(212) 상에서 축방향으로 형성된다.
경방향 연장부(254)는 상기 축방향 연장부(252)의 일단에서 반경 방향 외측으로 형성된다.
삽입부(256)는 상기 리테이너(250)를 고정하기 위하여 상기 축방향 연장부(252)의 타단에서 반경 방향 내측으로 절곡되어 상기 하우징 내경부(212)에 삽입된다. 상기 삽입부(256)는 하우징 내경부(212)에 장착된 지지 부재(284)에 의하여 축방향 움직임이 저지되며, 상기 삽입부(256)와 지지 부재(284) 사이에는 스프링 지지링(282)이 게재되어 있다.
제2피스톤(270)은 상기 제1피스톤 외경부(236)에 압입 되어 제1피스톤(230)과 함께 움직이도록 되어 있으며, 리테이너(250)와 제2피스톤(270)은 제2피스톤 챔버(278)를 형성한다. 제2피스톤(270)은 제2피스톤 외경부(272)와 제2피스톤 몸체(274)를 포함한다.
상기 제2피스톤 외경부(272)는 상기 제1피스톤 외경부(236)에 압입 되어 있으며, 상기 제1피스톤 외경부(236)에 장착된 지지 부재(277)에 의하여 축방향 움직임이 저지된다. 상기 제2피스톤 외경부(272)에는 작동 유체 통로(240)와 연통되는 공간(275)과 작동 유체 통로(276)가 형성되어 있다. 따라서, 제1피스톤 챔버(220)와 제2피스톤 챔버(278)는 작동 유체 통로(240, 276, 275)를 통하여 서로 연통된다. 제2피스톤 외경부(272)와 리테이너(250)의 경방향 연장부(254)의 외경단 사이에는 씰링 부재(312)가 게재되어 제2피스톤 챔버(278)의 기밀을 유지한다.
제2피스톤 몸체(274)는 제2피스톤 외경부(272)의 타단에 용접되거나 일체로 형성되며 경방향 내측으로 연장되어 있다. 상기 제2피스톤 몸체(274)의 내경단과 축방향 연장부(252) 사이에는 씰링 부재(314)가 게재되어 제2피스톤 챔버(278)의 기밀을 유지한다.
리턴 스프링(280)의 일단은 상기 제2피스톤 외경부(272)의 타단에 지지되고, 리턴 스프링(280)의 타단은 상기 피스톤 지지링(282)에 의하여 지지된다. 따라서, 리턴 스프링(280)은 작동 유압에 의한 축력에 대항하는 탄성력을 제2피스톤(270)에 가한다.
이하, 본 발명의 제8실시예에 따른 동력 전달 장치(200)의 작동을 설명한다.
초기 상태에서는 동력 전달 장치(200)의 하우징(210)과 동력 전달 판(300)이 작동적으로 연결되어 있지 않는다. 초기 상태에서 작동 유체 공급홀(18)을 통해 작동 유압이 제1피스톤 챔버(220)에 공급되면, 상기 작동 유압은 작동 유체 통로(240, 276) 및 공간(275)을 통해 제2피스톤 챔버(278)에도 공급된다. 제1, 제2피스톤 챔버(220, 278)에 공급된 작동 유압은 각각 제1피스톤(230)과 제2피스톤(270)을 도면에서 우측으로 밀게 된다. 또한, 제2피스톤(230)과 제2피스톤(270)은 압입 및 지지 부재(277)를 통하여 축방향으로 함께 움직이도록 되어 있으므로, 제1피스톤(230)과 제2피스톤(270)의 축력은 합해지게 된다. 결국, 제1피스톤 가압부(238)가 세퍼레이트 판(292)을 도면에서 우측으로 밀고, 세퍼레이트 판(292)과 마찰 디스크(294)는 마찰 결합된다. 따라서, 하우징(210)과 함께 동력 전달 판(300)은 고정 된다.
작동 상태에서 제1, 제2피스톤 챔버(220, 278)에 공급되었던 작동 유압이 배출되면, 리턴 스프링(280)이 제2피스톤(270)을 도면에서 좌측으로 밀게 된다. 이 경우, 제1피스톤(230)도 제2피스톤(270)과 함께 도면에서 좌측으로 움직이며 동력 전달 장치(200)는 하우징(210)과 동력 전달 판(300)을 분리하게 된다.
도 12는 본 발명의 제9실시예에 따른 동력 전달 장치의 단면도이다. 본 발명의 제9실시예에 따른 동력 전달 장치는, 본 발명의 제8실시예와 비교할 때, 제1피스톤(230)과 제2피스톤(270)의 구조 및 리턴 스프링(280)의 배치만이 차이가 있다.
제1피스톤(230)은 제1피스톤 몸체(234), 제1피스톤 외경부(236), 제1피스톤 가압부(238), 그리고 절곡부(242)를 포함한다.
제1피스톤 몸체(234)는 하우징 내경부(212) 상에 경방향으로 형성되며 제1피스톤 몸체(234)의 내경단과 하우징 내경부(212) 사이에는 씰링 부재(310)가 게재되어 제1피스톤 챔버(220)의 기밀을 유지한다.
제1피스톤 외경부(236)는 상기 제1피스톤 몸체(234)의 외경단에 연결되며 축방향으로 상기 클러치 팩(290)을 향하여 연장되어 있다. 상기 제1피스톤 외경부(236)와 상기 하우징 외경부(216) 사이에는 씰링 부재(316)가 게재되어 제1피스톤 챔버(220)의 기밀을 유지한다. 또한, 제1피스톤 외경부(236)에는 작동 유체 통로(240)가 형성되어 있다. 제1피스톤 외경부(236)와 리테이너(250)의 경방향 연장부(254)의 외경단 사이에는 씰링 부재(312)가 게재되어 제2피스톤 챔버(278)의 기밀을 유지한다.
상기 제1피스톤 외경부(236)의 타단에는 원주 방향을 따라 제1피스톤 가압부(238)와 절곡부(242)가 형성된다. 즉, 상기 제1피스톤 외경부(236)의 타단에 복수개의 핑거를 형성하고, 일부 핑거는 그대로 두어 제1피스톤 가압부(238)를 형성하고, 다른 핑거는 절곡하여 절곡부(242)를 형성한다. 상기 제1피스톤 가압부(238)는 제1, 제2피스톤 챔버(220, 278)에 공급되는 작동 유압에 의하여 클러치 팩(290)을 가압하도록 되어 있다.
제2피스톤(270)은 상기 제1피스톤 외경부(236)에 압입 되어 제1피스톤(230)과 함께 움직이도록 되어 있으며, 리테이너(250), 제1피스톤(230) 및 제2피스톤(270)은 제2피스톤 챔버(278)를 형성한다. 제2피스톤(270)은 제2피스톤 외경부(275)와 제2피스톤 몸체(274)를 포함한다.
상기 제2피스톤 외경부(275)는 상기 제1피스톤 외경부(236)에 압입 되어 있으며, 절곡부(242)에 의하여 제1피스톤(230)과 제2피스톤(270)은 함께 움직이게 된다.
제2피스톤 몸체(274)는 제2피스톤 외경부(275)의 타단에서 경방향 내측으로 연장되어 있다. 상기 제2피스톤 몸체(274)의 내경단과 축방향 연장부(252) 사이에는 씰링 부재(314)가 게재되어 제2피스톤 챔버(278)의 기밀을 유지한다.
리턴 스프링(280)은 이웃하는 세퍼레이트 판(292) 사이에 배치된다.
도 13은 본 발명의 제10실시예에 따른 동력 전달 장치의 단면도이다. 본 발명의 제10실시예에 따른 동력 전달 장치는, 본 발명의 제8실시예와 비교할 때, 제1피스톤(230)과 제2피스톤(270)의 구조만이 차이가 있다.
제1피스톤(230)은 제1피스톤 몸체(234)와, 제1피스톤 외경부(236)를 포함한다.
제1피스톤 몸체(234)는 하우징 내경부(212) 상에 경방향으로 형성되며 제1피스톤 몸체(234)의 내경단과 하우징 내경부(212) 사이에는 씰링 부재(310)가 게재되어 제1피스톤 챔버(220)의 기밀을 유지한다.
제1피스톤 외경부(236)는 상기 제1피스톤 몸체(234)의 외경단에 연결되며 축방향으로 상기 클러치 팩(290)을 향하여 연장되어 있다. 상기 제1피스톤 외경부(236)는 하우징 외경부(216)와 경방향으로 이격되어 있다. 상기 제1피스톤 외경부(236)는 제1피스톤 챔버(220)와 제2피스톤 챔버(278)를 연통하는 작동 유체 통로(240)가 형성되어 있다.
제2피스톤(270)은 리테이너(250) 및 제1피스톤(230)과 함께 제2피스톤 챔버(278)를 형성한다. 제2피스톤(270)은 제2피스톤 몸체(274), 제2피스톤 가압부(277), 그리고 제2피스톤 외경부(272)를 포함한다.
제2피스톤 몸체(274)는 리테이너(250)의 축방향 연장부(252) 상에서 반경 외측으로 형성된다. 상기 제2피스톤 몸체(274)의 내경단과 축방향 연장부(252) 사이에는 씰링 부재(314)가 게재되어 제2피스톤 챔버(278)의 기밀을 유지한다.
제2피스톤 가압부(277)는 제2피스톤 몸체(274)의 외경단으로부터 반시계방향으로 두 번 절곡되어 형성된다. 상기 제1피스톤 외경부(236)의 타단은 상기 제2피스톤 가압부(277)에 접촉하여 상기 제1피스톤(230)과 제2피스톤(270)은 함께 움직이도록 되어 있다.
제2피스톤 외경부(272)는 상기 제2피스톤 가압부(277)의 단부로부터 축방향으로 클러치 팩(290)으로부터 멀어지도록 형성된다. 상기 제2피스톤 외경부(272)와 제1피스톤 외경부(236)는 서로 경방향으로 이격되어 작동 유체가 흘러갈 수 있도록 되어 있다. 제2피스톤 외경부(272)와 하우징 외경부(216) 사이에는 씰링 부재(316)가 게재되어 제1피스톤 챔버(220)의 기밀을 유지한다.
도 14는 본 발명의 제11실시예에 따른 동력 전달 장치의 단면도이다. 본 발명의 제11실시예에 따른 동력 전달 장치는, 본 발명의 제8실시예와 비교할 때, 제1피스톤(230)과 제2피스톤(270)의 구조만이 차이가 있다.
제1피스톤(230)은 제1피스톤 몸체(234)와, 제1피스톤 외경부(236)와, 제1피스톤 가압부(238)를 포함한다.
제1피스톤 몸체(234)는 하우징 내경부(212) 상에 경방향으로 형성되며 제1피스톤 몸체(234)의 내경단과 하우징 내경부(212) 사이에는 씰링 부재(310)가 게재되어 제1피스톤 챔버(220)의 기밀을 유지한다.
제1피스톤 외경부(236)는 상기 제1피스톤 몸체(234)의 외경단에 연결되며 축방향으로 상기 클러치 팩(290)을 향하여 형성되어 있다. 상기 제1피스톤 외경부(236)는 제1피스톤 챔버(220)와 제2피스톤 챔버(278)를 연통하는 작동 유체 통로(240)가 형성되어 있다.
제1피스톤 가압부(238)는 제1피스톤 외경부(236)의 타단에서 경방향 외측으로 절곡된 후 클러치 팩(290)을 향하여 축방향으로 절곡되어 형성된다. 상기 제1피스톤 가압부(238)와 하우징 외경부(216) 사이에는 씰링 부재(316)가 게재되어 제1피스톤 챔버(220)의 기밀을 유지한다.
제2피스톤(270)은 리테이너(250) 및 제1피스톤(230)과 함께 제2피스톤 챔버(278)를 형성한다. 제2피스톤(270)은 제2피스톤 몸체(274)와, 제2피스톤 가압부(277)를 포함한다.
제2피스톤 몸체(274)는 리테이너(250)의 축방향 연장부(252) 상에서 반경 외측으로 형성된다. 상기 제2피스톤 몸체(274)의 내경단과 축방향 연장부(252) 사이에는 씰링 부재(314)가 게재되어 제2피스톤 챔버(278)의 기밀을 유지한다.
제2피스톤 가압부(277)는 제2피스톤 몸체(274)의 외경단에서 축방향으로 절곡되어 형성된다. 상기 제2피스톤 가압부(277)는 제1피스톤 가압부(238)와 경방향으로 이격되어 있으며, 그들 사이에는 씰링 부재(318)가 게재되어 제2피스톤 챔버(278)의 기밀을 유지한다. 또한, 제2피스톤 가압부(277)는 제1피스톤(230)이 도면에서 우측으로 움직일 때, 제1피스톤 가압부(238)에 걸려 함께 축방향으로 이동하게 되어 있다. 역으로, 리턴 스프링(280)이 제2피스톤(270)을 도면에서 좌측으로 밀면, 제2피스톤 가압부(277)는 제1피스톤 가압부(238)를 도면에서 좌측으로 밀게 된다.
도 15는 본 발명의 제12실시예에 따른 동력 전달 장치의 단면도이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제12실시예에 따른 동력 전달 장치(200)는 하우징(210)과, 클러치 팩(290)과, 동력 전달 판(300)과, 제1, 제2피스톤(230, 270), 리테이너(250), 그리고 리턴 스프링(280)을 포함한다. 본 발명의 제12실시예에 따른 동력 전달 장치(200)에서, 하우징(210), 클러치 팩(290) 및 동력 전달 판(300)에 대한 설명은 생략하기로 한다.
제1피스톤(230)은 상기 장착 공간 내에 배치되며, 상기 제1피스톤(230)과 하우징(210) 사이에는 제1피스톤 챔버(220)가 형성된다. 상기 제1피스톤 챔버(220)는 작동 유체 공급홀(218)과 유체적으로 연통되어 작동 유체를 공급받도록 되어 있다. 상기 제1피스톤(230)은 제1피스톤 몸체(234)와 제1피스톤 내경부(232)를 포함한다.
제1피스톤 몸체(234)는 하우징 연결부(214) 상에 경방향으로 형성되며 제1피스톤 몸체(234)의 외경단과 하우징 외경부(216) 사이에는 씰링 부재(310)가 게재되어 제1피스톤 챔버(220)의 기밀을 유지한다.
제1피스톤 내경부(232)는 상기 제1피스톤 몸체(234)의 내경단에 연결되며 축방향으로 상기 하우징 연결부(214)로부터 멀어지도록 연장되어 있다. 상기 제1피스톤 내경부(232)의 내주면에는 작동 유체 통로(231)가 형성되어 있다.
리테이너(250)는 상기 하우징 외경부(216) 상에 장착되며, 축방향 연장부(252), 경방향 연장부(254), 그리고 삽입부(256)를 포함한다.
축방향 연장부(252)는 상기 하우징 외경부(216) 상에서 축방향으로 형성된다.
경방향 연장부(254)는 상기 축방향 연장부(252)의 일단에서 반경 방향 내측으로 형성된다. 상기 경방향 연장부(254)의 내경단과 상기 제1피스톤 내경부(232) 사이에는 씰링 부재(314)가 게재되어 제2피스톤 챔버(278)의 기밀을 유지한다.
삽입부(256)는 상기 리테이너(250)를 고정하기 위하여 상기 축방향 연장부(252)의 타단에서 반경 방향 외측으로 절곡되어 상기 하우징 외경부(216)의 스플라인부에 삽입될 수 있다. 상기 삽입부(256)는 이빨 등의 형상으로 성형되며 하우징 외경부(216)에 장착된 지지 부재(284)에 의하여 축방향 움직임이 저지된다.
제2피스톤(270)은 상기 제1피스톤 내경부(232)의 내주면을 감싸며, 상기 제1피스톤(230)과 제2피스톤(270)은 코킹에 의하여 함께 움직이도록 결합된다. 리테이너(250), 제1피스톤(230) 및 제2피스톤(270)은 제2피스톤 챔버(278)를 형성한다. 제2피스톤(270)은 제2피스톤 내경부(271)와, 제2피스톤 몸체(274)와, 제2피스톤 가압부(277)를 포함한다.
상기 제2피스톤 내경부(271)는 상기 제1피스톤 내경부(232)와 하우징 내경부(212) 사이에 접촉하여 배치되며, 상기 제2피스톤 내경부(271)의 일단은 코킹에 의하여 제1피스톤 몸체(234)를 향하여 절곡된다. 상기 제2피스톤 내경부(271)의 코킹된 부분의 원주 방향 일부에는 작동 유체 통로(279)가 형성되어 제1피스톤 챔버(220)와 제1피스톤 내경부(232)에 형성된 작동 유체 통로(231)를 연통한다. 제2피스톤 내경부(271)와 하우징 내경부(212) 사이에는 씰링 부재(318)가 게재되어 제1피스톤 챔버(220)의 기밀을 유지한다.
제2피스톤 몸체(274)는 상기 제2피스톤 내경부(271)의 타단에서 경방향 외측으로 연장되어 형성된다. 상기 제2피스톤 몸체(274)의 내경부 일부는 프레스 등의 방법으로 하우징 연결부(214)를 향하여 축방향으로 돌출되게 비드가 형성된다. 상기 비드가 형성된 부분에는 상기 작동 유체 통로(231)와 제2피스톤 챔버(278)를 연통하는 작동 유체 통로(273)가 형성된다. 따라서, 제1피스톤 챔버(220)는 작동 유체 통로(279, 231, 273)를 통하여 제2피스톤 챔버(278)와 연통된다.
제2피스톤 가압부(277)는 상기 제2피스톤 몸체(274)의 외경단에서 클러치 팩(290)을 향하여 축방향으로 연장된다. 상기 제2피스톤 가압부(277)와 리테이너(250)의 축방향 연장부(252) 사이에는 씰링 부재(312)가 게재되어 제2피스톤 챔버(278)의 기밀을 유지한다.
리턴 스프링(280)은 상기 제1피스톤 몸체(234)와 리테이너(250)의 경방향 연장부(254) 사이에 배치되어 제1피스톤(230)에 작동 유압에 의한 축력에 대항하는 탄성력을 가한다.
도 15에 도시된 제11실시예에서, 제1, 제2피스톤(230, 270), 리테이너(250) 및 리턴 스프링(280)은 하나의 모듈로 미리 조립되어 상기 하우징(120)에 삽입될 수 있다.
도 16은 본 발명의 제13실시예에 따른 동력 전달 장치의 단면도이다. 본 발명의 제13실시예에 따른 동력 전달 장치는, 본 발명의 제12실시예와 비교할 때, 제1피스톤(230)과 제2피스톤(270)의 연결 방식과 리턴 스프링(280)의 배치에만 차이가 있다.
제12실시예와 유사하게, 제1피스톤(230)은 제1피스톤 몸체(234)와 제1피스톤 내경부(232)를 포함하고, 제2피스톤(270)은 제2피스톤 내경부(271)와, 제2피스톤 몸체(274)와, 제2피스톤 가압부(277)를 포함한다. 그러나, 제1피스톤 내경부(232)와 제2피스톤 내경부(271)는 경방향으로 이격되어 그들 사이에 작동 유체가 흘러갈 수 있는 통로가 형성된다. 또한, 상기 제2피스톤 몸체(274)의 내경부 일부는 프레스 등의 방법으로 하우징 연결부(214)를 향하여 축방향으로 돌출되게 비드가 형성되고, 상기 비드가 형성된 부분에는 작동 유체 통로(273)가 형성된다. 따라서, 제1피스톤 챔버(220)는 제1피스톤 내경부(232)와 제2피스톤 내경부(271) 사이의 틈 및 작동 유체 통로(273)를 통하여 제2피스톤 챔버(278)와 연통된다.
리턴 스프링(280)의 일단은 제2피스톤 가압부(277)에 지지되고, 리턴 스프링(280)의 타단은 하우징 내경부(212)에 장착된 스프링 지지링(282)에 지지되어 작동 유압에 의한 축력에 대항하는 탄성력을 제2피스톤(270)에 가한다.
제1피스톤(230)과 제2피스톤(270)의 연결 방식은 다음과 같다.
작동 유압이 제1피스톤 챔버(220)에 공급 되면, 작동 유압은 제2피스톤 챔버(278)에도 공급되게 된다. 이 경우, 제1피스톤(230)는 도면에서 우측으로 움직이며 제2피스톤(270)을 밀게 되고, 제2피스톤(270)은 제1피스톤(230)의 미는 힘과 제2피스톤 챔버(278)에 공급된 작동 유압이 미는 힘에 의하여 도면에서 우측으로 제1피스톤(230)과 함께 움직이게 된다.
또한, 피스톤 챔버(220, 278)에 공급되었던 작동 유압이 배출되면, 리턴 스프링(280)이 제2피스톤(270)을 도면에서 좌측으로 밀게 된다. 이 경우, 제2피스톤(270)이 제1피스톤(230)을 도면에서 좌측으로 밀게 된다.
도 17은 본 발명의 제14실시예에 따른 동력 전달 장치의 단면도이다. 본 발명의 제14실시예에 따른 동력 전달 장치는, 본 발명의 제13실시예와 비교할 때, 리턴 스프링(280)의 배치에만 차이가 있다.
즉, 본 발명이 제14실시예에 따르면, 리턴 스프링(280)이 이웃하는 세퍼레이트 판(292) 사이에 배치된다. 앞에서 언급한 바와 같이, 리턴 스프링(280)이 세퍼레이트 판(292) 사이에 배치되면, 드래그 토크를 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 18은 본 발명의 제15실시예에 따른 동력 전달 장치의 단면도이다.
도 18에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제15실시예에 따른 동력 전달 장치(200)는 하우징(210)과, 클러치 팩(290)과, 동력 전달 판(300)과, 제1, 제2피스톤(230, 270), 리테이너(250), 그리고 리턴 스프링(280)을 포함한다. 본 발명의 제15실시예에 따른 동력 전달 장치(200)에서, 클러치 팩(290)과 동력 전달 판(300)에 대한 설명은 생략하기로 한다.
하우징(210)은 장착 공간을 형성하는 것으로, 상기 하우징(210)에는 작동 유압을 공급하기 위한 작동 유체 공급홀(218)이 형성될 수 있다. 하우징(210)은 축방향으로 연장된 하우징 내경부(212), 상기 하우징 내경부(212)의 일단에서 반경 외측으로 형성된 하우징 연결부(214), 그리고 상기 하우징 연결부(214)의 외경단에서 축방향으로 연장된 하우징 외경부(216)를 포함한다. 본 발명의 제15실시예에 따른 하우징(210)은 제1피스톤(230)을 장착할 장착 공간이 협소한 점을 제외하고는 본 발명의 제8실시예에 따른 하우징(210)과 동일하다.
제1피스톤(230)은 상기 장착 공간 내에 배치되며, 상기 제1피스톤(230)과 하우징(210) 사이에는 제1피스톤 챔버(220)가 형성된다. 상기 제1피스톤 챔버(220)는 상기 작동 유체 공급홀(218)과 유체적으로 연통되어 작동 유체를 공급받도록 되어 있다. 상기 제1피스톤(230)은 제1피스톤 내경부(232), 제1피스톤 몸체(234), 그리고 제1피스톤 외경부(236)를 포함한다. 제1피스톤 내경부(232), 제1피스톤 몸체(234), 그리고 제1피스톤 외경부(236)는 일체로 형성될 수 있다.
제1피스톤 내경부(232)는 상기 하우징 내경부(212) 상에서 축방향으로 형성되며, 제1피스톤 내경부(232)의 타단은 제2피스톤 내경부(271)에 압입되며, 제2피스톤(270)의 일부를 감싸도록 반경 방향 외측으로 절곡되어 있다. 상기 제1피스톤 내경부(232)와 하우징 내경부(212) 사이에는 씰링 부재(310)가 게재되어 제1피스톤 챔버(220)의 기밀을 유지한다.
제1피스톤 몸체(234)는 제1피스톤 내경부(232)의 일단으로부터 경방향 외측으로 절곡되어 형성된다. 상기 제1피스톤 몸체(234)에는 상기 제1피스톤 챔버(220)와 연통되는 작동 유체 통로(240)가 형성되어 있다.
제1피스톤 외경부(236)는 상기 제1피스톤 몸체(234)의 외경단에 연결되며 축방향으로 형성되어 있다. 상기 제1피스톤 외경부(236)와 상기 하우징 연결부(214) 사이에는 씰링 부재(316)가 게재되어 제1피스톤 챔버(220)의 기밀을 유지한다.
리테이너(250)는 상기 하우징 외경부(216) 상에 장착되며, 축방향 연장부(252), 경방향 연장부(254), 그리고 삽입부(256)를 포함한다.
축방향 연장부(252)는 상기 하우징 외경부(216) 상에서 축방향으로 형성된다.
경방향 연장부(254)는 상기 축방향 연장부(252)의 일단에서 반경 방향 내측으로 형성된다. 상기 경방향 연장부(254)에는 스프링 지지링(282)이 장착된다.
삽입부(256)는 상기 리테이너(250)를 고정하기 위하여 상기 축방향 연장부(252)의 타단에서 반경 방향 외측으로 절곡되어 상기 하우징 외경부(216)에 삽입된다. 상기 삽입부(256)는 하우징 외경부(216)에 장착된 지지 부재(284)에 의하여 축방향 움직임이 저지된다.
제2피스톤(270)은 상기 제1피스톤 외경부(236) 및 제1피스톤 내경부(232)에 압입 되어 제1피스톤(230)과 함께 움직이도록 되어 있으며, 리테이너(250)와 제2피스톤(270)은 제2피스톤 챔버(278)를 형성한다. 제2피스톤(270)은 제2피스톤 내경부(271)와, 제2피스톤 몸체(274)와, 제2피스톤 가압부(277)를 포함한다.
상기 제2피스톤 내경부(271)는 축방향으로 형성되며, 제2피스톤 내경부(271)의 일단부는 상기 제1피스톤(230)이 형성하는 공간에 삽입된다. 제1피스톤 내경부(232)에는 작동 유체가 흘러갈 수 있는 그루브(239)가 형성되며, 제2피스톤 챔버(278)에 연통된 작동 유체 통로(276)와 유체적으로 연통된다. 따라서, 제2피스톤 챔버(278)는 상기 공간, 상기 그루브(239), 그리고 작동 유체 통로(240, 276)를 통하여 제1피스톤 챔버(240)와 연통된다. 상기 제2피스톤 내경부(271)의 타단부는 반경 외측으로 절곡된 제1피스톤 내경부(232)의 타단부에 의하여 적어도 일부분이 감싸진다. 이로 인하여, 제1, 제2피스톤(230, 270)은 함께 움직인다. 제2피스톤 내경부(271)와 리테이너(250)의 경방향 연장부(254)의 내경단 사이에는 씰링 부재(314)가 게재되어 제2피스톤 챔버(278)의 기밀을 유지한다.
제2피스톤 몸체(274)는 제2피스톤 내경부(271)의 타단에서 경방향 외측으로 연장되어 있다.
제2피스톤 가압부(277)는 상기 제2피스톤 몸체(274)의 외경단에서 클러치 팩(290)을 향하여 축방향으로 연장된다. 상기 제2피스톤 가압부(277)와 리테이너(250)의 축방향 연장부(252) 사이에는 씰링 부재(312)가 게재되어 제2피스톤 챔버(278)의 기밀을 유지한다.
리턴 스프링(280)의 일단은 상기 제1피스톤 외경부(236)의 타단에 지지되고, 리턴 스프링(280)의 타단은 상기 피스톤 지지링(282)에 의하여 지지된다. 따라서, 리턴 스프링(280)은 작동 유압에 의한 축력에 대항하는 탄성력을 제1피스톤(230)에 가한다.
도 18에 도시된 제15실시예에서, 제1, 제2피스톤(230, 270), 리테이너(250) 및 리턴 스프링(280)은 하나의 모듈로 미리 조립되어 상기 하우징(210)에 삽입될 수 있다.
도 19는 본 발명의 제16실시예에 따른 동력 전달 장치의 단면도이다. 본 발명의 제16실시예에 따른 동력 전달 장치는, 본 발명의 제15실시예와 비교할 때, 리턴 스프링(280)의 배치에만 차이가 있다.
본 발명의 제16실시예에 따르면, 리턴 스프링(280)이 이웃하는 세퍼레이트 판(292) 사이에 배치된다. 앞에서 언급한 바와 같이, 리턴 스프링(280)이 세퍼레이트 판(292) 사이에 배치되면, 드래그 토크를 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 20은 본 발명의 제17실시예에 따른 동력 전달 장치의 단면도이다. 본 발명의 제17실시예에 따른 동력 전달 장치는, 본 발명의 제15실시예와 비교할 때, 리턴 스프링(280)의 배치에만 차이가 있다.
본 발명의 제17실시예에 따르면, 리턴 스프링(280)이 도면에서 제일 좌측의 세퍼레이트 판(292)과 도면에서 제일 우측의 세퍼레이트 판(292) 사이에 배치된다. 이를 위하여, 중간의 세퍼레이트 판(292)의 외경부 일부에는 리턴 스프링(280)이 지나가는 구멍을 형성하거나 중간의 세퍼레이트 판(292)의 외경부를 핑거로 형성할 수 있다.
앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들은 두 개 이상의 피스톤이 구비된 동력 전달 장치에서 리턴 스프링 하중의 적절한 범위를 선택하는 방법을 제시함으로써, 동력 전달 성능을 향상시키고, 효율을 증가시키며, 동력 전달 장치의 내구성을 향상시킬 수 있다.
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.

Claims (28)

  1. 하우징과, 상기 하우징에 장착되며 피스톤 챔버에 공급되는 작동 유압에 의하여 선택적으로 두 개의 부재를 작동적으로 연결시키는 두 개 이상의 피스톤과, 상기 작동 유압에 의한 축력에 대항하는 리턴 스프링 하중을 제공하는 적어도 하나 이상의 리턴 스프링을 포함하는 동력 전달 장치에서,
    상기 적어도 하나 이상의 리턴 스프링의 리턴 스프링 하중의 합력의 최소값(Fsmin)은
    Figure pat00024
    의 식에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치에서 리턴 스프링 하중을 결정하는 방법.
    (단, A는 두 개 이상의 피스톤의 총 피스톤 면적이고, 1 bar는 1.033kgf/cm2임)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 리턴 스프링의 리턴 스프링 하중의 합력의 최대값(Fsmax)은
    Figure pat00025
    의 식에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치에서 리턴 스프링 하중을 결정하는 방법.
    (단, P는 작동 유압이고, Ac는 하우징에 의해 형성되는 압력챔버 면적임)
  3. 제2항에 있어서,
    상기 두 개 이상의 피스톤은 축방향으로 함께 이동하며 작동 유압에 의한 각각의 축력이 합해질 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치에서 리턴 스프링 하중을 결정하는 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 두 개 이상의 피스톤 각각은 그에 해당하는 피스톤 챔버를 가지고 있으며, 상기 피스톤 챔버들에는 동일한 작동 유압이 공급되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치에서 리턴 스프링 하중을 결정하는 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 동력 전달 장치는 상기 피스톤 챔버에 작용하는 원심 유압에 대항하는 발란스 유압을 공급하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 리턴 스프링 하중을 결정하는 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 리턴 스프링의 리턴 스프링 하중의 합력은
    Figure pat00026
    의 식에 의하여 계산되는 범위 내에서 결정되는 것을 특징으로 하는 리턴 스프링 하중을 결정하는 방법.
  7. 장착 공간을 형성하는 하우징;
    상기 하우징에 선택적으로 및 작동적으로 연결되는 동력 전달 판;
    각각의 피스톤 챔버를 가지고, 상기 피스톤 챔버에 공급되는 작동 유압에 의하여 선택적으로 상기 하우징과 동력 전달 판을 작동적으로 연결시키는 두 개 이상의 피스톤; 그리고
    상기 작동 유압에 의한 축력에 대항하는 리턴 스프링 하중을 제공하는 적어도 하나 이상의 리턴 스프링;
    을 포함하며,
    상기 적어도 하나 이상의 리턴 스프링의 리턴 스프링 하중의 합력의 최소값(Fsmin)은
    Figure pat00027
    의 식에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
    (단, 1bar는 1.033kgf/cm2임)
  8. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 리턴 스프링의 리턴 스프링 하중의 합력의 최대값(Fsmax)은
    Figure pat00028
    의 식에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
    (단, 1bar는 1.033kgf/cm2임)
  9. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 리턴 스프링의 리턴 스프링 하중의 합력은
    Figure pat00029
    의 식에 의하여 계산되는 범위 내에서 결정되는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 두 개 이상의 피스톤은 피스톤 챔버에 공급되는 작동 유압과 리턴 스프링 하중에 의하여 축방향으로 함께 이동할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
  11. 제7항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 피스톤 챔버에 작용하는 원심 유압에 대항하는 발란스 유압을 제공하도록 적어도 하나 이상의 발란스 챔버를 형성하기 위한 적어도 하나 이상의 발란스 월을 더 포함하는 동력 전달 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 리턴 스프링은 상기 적어도 하나 이상의 발란스 챔버 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
  13. 제7항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 리턴 스프링은 상기 두 개 이상의 피스톤 중 어느 하나에 작동 유압에 의한 축력의 반대 방향으로 탄성력을 직접 가하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
  14. 제7항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 하우징에 스플라인 결합되는 적어도 하나 이상의 세퍼레이트 판과, 상기 적어도 하나 이상의 세퍼레이트 판과 교대로 배치되는 적어도 하나 이상의 마찰 디스크가 구비된 클러치 팩을 더 포함하며,
    상기 적어도 하나 이상의 리턴 스프링은 이웃하는 세퍼레이트 판들 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
  15. 제7항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 하우징에 스플라인 결합되는 적어도 하나 이상의 세퍼레이트 판과, 상기 적어도 하나 이상의 세퍼레이트 판과 교대로 배치되는 적어도 하나 이상의 마찰 디스크가 구비된 클러치 팩을 더 포함하며,
    상기 적어도 하나 이상의 리턴 스프링은 일측 끝의 세퍼레이트 판과 타측 끝의 세퍼레이트 판 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
  16. 제7항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 두 개 이상의 피스톤 챔버들에는 동일한 작동 유압이 공급되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 두 개 이상의 피스톤 챔버들 중 어느 하나에 공급된 작동 유압은 작동 유체 통로를 통하여 다른 피스톤 챔버들에 공급되는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 발란스 챔버는 서로 유체적으로 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
  19. 장착 공간을 형성하는 하우징;
    상기 하우징에 선택적으로 및 작동적으로 연결되는 동력 전달 판;
    각각의 피스톤 챔버를 가지고, 상기 피스톤 챔버에 공급되는 작동 유압에 의하여 선택적으로 상기 하우징과 동력 전달 판을 작동적으로 연결시키는 두 개 이상의 피스톤; 그리고
    상기 작동 유압에 의한 축력에 대항하는 리턴 스프링 하중을 제공하는 적어도 하나 이상의 리턴 스프링;
    을 포함하며,
    상기 리턴 스프링 하중의 합력(F)은
    Figure pat00030
    의 범위 내의 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
    (단, A는 두 개 이상의 피스톤의 총 피스톤 면적임)
  20. 제19항에 있어서,
    상기 두 개 이상의 피스톤은 피스톤 챔버에 공급되는 작동 유압과 리턴 스프링 하중에 의하여 축방향으로 함께 이동할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 피스톤 챔버에 작용하는 원심 유압에 대항하는 발란스 유압을 제공하도록 적어도 하나 이상의 발란스 챔버를 형성하기 위한 적어도 하나 이상의 발란스 월을 더 포함하는 동력 전달 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 리턴 스프링은 상기 적어도 하나 이상의 발란스 챔버 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 리턴 스프링은 상기 두 개 이상의 피스톤 중 어느 하나에 작동 유압에 의한 축력의 반대 방향으로 탄성력을 직접 가하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
  24. 제19항에 있어서,
    상기 하우징에 스플라인 결합되는 적어도 하나 이상의 세퍼레이트 판과, 상기 적어도 하나 이상의 세퍼레이트 판과 교대로 배치되는 적어도 하나 이상의 마찰 디스크가 구비된 클러치 팩을 더 포함하며,
    상기 적어도 하나 이상의 리턴 스프링은 이웃하는 세퍼레이트 판들 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
  25. 제19항에 있어서,
    상기 하우징에 스플라인 결합되는 적어도 하나 이상의 세퍼레이트 판과, 상기 적어도 하나 이상의 세퍼레이트 판과 교대로 배치되는 적어도 하나 이상의 마찰 디스크가 구비된 클러치 팩을 더 포함하며,
    상기 적어도 하나 이상의 리턴 스프링은 일측 끝의 세퍼레이트 판과 타측 끝의 세퍼레이트 판 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
  26. 제19항에 있어서,
    상기 두 개 이상의 피스톤 챔버들에는 동일한 작동 유압이 공급되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 두 개 이상의 피스톤 챔버들 중 어느 하나에 공급된 작동 유압은 작동 유체 통로를 통하여 다른 피스톤 챔버들에 공급되는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
  28. 제21항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 발란스 챔버는 서로 유체적으로 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
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