KR102589912B1

KR102589912B1 - 자동변속기용 동력전달장치

Info

Publication number: KR102589912B1
Application number: KR1020180082076A
Authority: KR
Inventors: 채민호; 박주현; 신용욱; 지성욱
Original assignee: 현대자동차 주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2018-07-16
Filing date: 2018-07-16
Publication date: 2023-10-13
Also published as: KR20200008220A; US20200018393A1; US10760621B2

Abstract

자동변속기용 동력전달장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동변속기용 동력전달장치는 하나의 회전요소에 연결되는 클러치 드럼과, 상기 클러치 드럼 내부 구성되어 클러치 허브를 통하여 다른 하나의 회전요소와 연결되어 회전동력을 전달하도록 구성되는 클러치와, 상기 클러치에 대응하여 선단이 배치된 상태로 유압에 의해 상기 클러치를 작동시키는 피스톤 유닛을 포함하는 자동변속기용 동력전달장치에 있어서, 상기 피스톤 유닛은 상기 하나의 회전요소와 상기 클러치 드럼 사이에 내단부와 외단부가 각각 시일링된 상태로 배치되어 상기 하나의 회전요소에 형성된 제1 유로를 통해 상기 클러치 드럼과의 사이에 유압을 공급받아 상기 외단부의 선단이 상기 클러치에 직접 가압 작동하는 제1 피스톤; 상기 하나의 회전요소와 상기 제1 피스톤의 외단부의 내주면과의 사이에 내단부와 외단부가 각각 시일링된 상태로 배치되는 스프링 리테이너; 상기 제1 피스톤과 상기 스프링 리테이너 사이에서, 상기 하나의 회전요소와 상기 제1 피스톤의 외단부의 내주면과의 사이에 내단부와 외단부가 각각 시일링된 상태로 배치되어 상기 하나의 회전요소에 형성된 제2 유로를 통해 상기 스프링 리테이너와의 사이로 공급되는 유압으로 상기 제1 피스톤의 가압력을 제어하는 제2 피스톤; 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤 사이에 설치되어 상기 제1 피스톤에 복원력을 제공하는 제1 리턴 스프링; 및 상기 스프링 리테이너와 상기 제2 피스톤 사이에 설치되어 상기 제2 피스톤에 복원력을 제공하는 제2 리턴 스프링을 포함한다.

Description

자동변속기용 동력전달장치{CLUTCH DEVICE FOR AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은 자동변속기용 동력전달장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전력을 전달하는 클러치의 구동을 위해 2중 피스톤을 적용하여 작동 구간별로 마찰재간의 최적화된 간극제어와 결합력을 제공하는 자동변속기용 동력전달장치에 관한 것이다.

차량에 있어서의 친환경 기술은 미래 자동차 산업의 생존이 달린 핵심 기술로서, 최근에는 배기가스 규제가 심화되면서 자동차 메이커들은 환경 규제와 및 연비 향상을 통한 친환경 자동차 개발에 총력을 기울이고 있다.

이러한 연비 향상 목표를 달성하기 위해 고효율 엔진, 고효율 변속기, 차체 경량화 등 다양한 연구가 활발하게 진행되고, 있으며, 특히, 변속기 분야에서는 수동변속기의 효율성과 자동 변속기의 편리성을 접목한 더블 클러치 변속기, 자동화 수동변속기 등의 개발이 활발하게 이루어지고 있다.

이러한 변속기들은 건식 또는 습식 클러치를 통해 엔진의 회전력과 토크를 전달하는데, 더블 클러치 변속기 및 자동화 수동변속기 등에 적용되는 클러치는 자동변속기의 클러치와 같이 토크 컨버터를 거치지 않고, 엔진으로부터 직접적으로 전달되는 엔진 토크를 전달하므로 큰 결합력과 제어 정밀성이 요구된다.

즉, 이러한 더블 클러치 변속기 및 자동화 수동변속기용 클러치는 마찰재인 클러치 디스크와 클러치 플레이트 사이의 결합 초기구간까지는 신속한 동력전달을 위해 피스톤의 빠른 작동속도가 요구되고, 클러치 디스크와 클러치 플레이트가 결합 후에는 동력전달을 시작하면서 피스톤의 빠른 작동속도보다는 동력전달을 위한 큰 결합력이 요구된다.

이러한 관점에서, 최근의 회전력을 전달하는 클러치는 피스톤의 빠른 작동속도와 큰 결합력의 조건을 모두 만족하고 있으나, 피스톤의 빠른 작동속도와 큰 결합력이 동시에 필요하지는 않음에도 이를 작동 구간별로 정밀하게 제어하지 않고 있어 클러치의 전체적인 작동 효율이 감소하는 단점이 있다.

또한, 피스톤의 큰 결합력과 빠른 작동속도가 클러치 플레이트에 반복적으로 작용하게 됨에 따라 누적피로에 의해 클러치 손상의 원인이 되는 단점도 있다.

본 발명의 실시 예는 회전력을 전달하는 클러치의 구동을 위해 순차적으로 작동하는 2중 피스톤을 적용하여 마찰재간의 신속한 간극제어에 의한 변속 응답성과 결합력을 확보하는 자동변속기용 동력전달장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 실시 예는 2중 피스톤에 직접 작용하는 2개의 리턴 스프링과 보상유압에 의해 클러치의 작동 해제 시, 드레그 손실을 방지하면서도 잔존 유체의 원심유압을 상쇄하여 제어 신뢰성을 확보하는 자동변속기용 동력전달장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 하나의 회전요소에 연결되는 클러치 드럼과, 상기 클러치 드럼 내부 구성되어 클러치 허브를 통하여 다른 하나의 회전요소와 연결되어 회전동력을 전달하도록 구성되는 클러치와, 상기 클러치에 대응하여 선단이 배치된 상태로 유압에 의해 상기 클러치를 작동시키는 피스톤 유닛을 포함하는 자동변속기용 동력전달장치에 있어서, 상기 피스톤 유닛은 상기 하나의 회전요소와 상기 클러치 드럼 사이에 내단부와 외단부가 각각 시일링된 상태로 배치되어 상기 하나의 회전요소에 형성된 제1 유로를 통해 상기 클러치 드럼과의 사이에 유압을 공급받아 상기 외단부의 선단이 상기 클러치에 직접 가압 작동하는 제1 피스톤; 상기 하나의 회전요소와 상기 제1 피스톤의 외단부의 내주면과의 사이에 내단부와 외단부가 각각 시일링된 상태로 배치되는 스프링 리테이너; 상기 제1 피스톤과 상기 스프링 리테이너 사이에서, 상기 하나의 회전요소와 상기 제1 피스톤의 외단부의 내주면과의 사이에 내단부와 외단부가 각각 시일링된 상태로 배치되어 상기 하나의 회전요소에 형성된 제2 유로를 통해 상기 스프링 리테이너와의 사이로 공급되는 유압으로 상기 제1 피스톤의 가압력을 제어하는 제2 피스톤; 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤 사이에 설치되어 상기 제1 피스톤에 복원력을 제공하는 제1 리턴 스프링; 및 상기 스프링 리테이너와 상기 제2 피스톤 사이에 설치되어 상기 제2 피스톤에 복원력을 제공하는 제2 리턴 스프링을 포함하는 자동변속기용 동력전달장치가 제공될 수 있다.

상기 피스톤 유닛은 상기 제1, 제2 피스톤 사이의 상기 하나의 회전요소 상에 설치되며, 상기 제2 피스톤의 스트로크를 제한하는 제1 스토퍼를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 스토퍼는 상기 제2 피스톤의 클러치 복귀방향 스트로크를 제한하도록 상기 제1, 제2 유로 사이의 상기 하나의 회전요소 상에 끼워져 설치되는 스냅링으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 스프링 리테이너는 상기 하나의 회전요소 상의 일측에 설치되는 제2 스토퍼에 의해 클러치 방향으로 지지된 상태로, 상기 제2 리턴 스프링의 일단을 지지하며, 상기 제1 피스톤의 외단부의 내주면과의 사이에 실링을 개재하여 접촉되며, 상기 제2 피스톤과의 사이에 상기 하나의 회전요소에 형성된 제2 유로를 통해 유압을 공급받아 보상유압을 형성하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 제2 스토퍼는 상기 하나의 회전요소 상에 끼워져 설치되는 스냅링으로 이루어질 수 있다.

상기 제1 피스톤은 외단부가 축방향에 평행하게 배치되어 상기 클러치 드럼과의 사이에 실링을 개재하여 접촉될 수 있다.

또한, 상기 제1, 제2 피스톤은 각 내단부가 상기 하나의 회전요소 상에 평행하게 배치되어 상기 하나의 회전요소 상에 설치되는 각각의 실링에 접촉되어 슬라이드 이동하도록 구성될 수 있다.

상기 제2 피스톤은 외단부가 상기 제1 피스톤 상에 설치되는 실링에 접촉되어 슬라이드 이동하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 하나의 회전요소는 엔진의 출력측과 동력 연결되는 입력축으로 이루어지고, 상기 다른 하나의 회전요소는 유성기어세트의 3개의 회전요소 중, 하나의 회전요소로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 입력축 상에는 상기 제1, 제2 피스톤 사이에 보상유압을 공급하도록 상기 제1, 제2 유로 사이에 제3 유로가 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예는 회전력을 전달하는 클러치의 구동을 위해 2중 피스톤을 적용하여 신속한 작동속도에 의한 마찰재간의 간극제어로 변속 응답성을 향상시키며, 결합력을 확보하여 동력전달효율을 높일 수 있다.

이와 같이, 2중 피스톤의 마찰재간의 빠른 간극제어와 결합력이 작동 구간별로 순차적으로 이루어져 클러치 플레이트에 반복적으로 작용하던 누적피로를 최소화하며, 이로 인해 클러치 손상의 원인을 배제할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예는 2중 피스톤에 직접 작용하는 2개의 리턴 스프링과, 2중 피스톤과 스프링 리테이너 사이에 공급되는 보상유압을 통해 클러치의 작동 해제 시, 드레그 손실을 방지하면서도 잔존 유체의 원심유압을 상쇄하여 제어 신뢰성을 확보할 수 있다.

또한, 2중 피스톤에 적용되는 2개의 리턴 스프링의 스프링력 이상에서 제어가 시작되어 저압구간에서 불안정한 유압 솔레노이드 밸브의 제어가 배제되어 제어 신뢰성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동변속기용 동력전달장치의 구성 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동변속기용 동력전달장치의 1단 작동 상태의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동변속기용 동력전달장치의 2단 작동 상태의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동변속기용 동력전달장치의 3단 작동 상태의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 자동변속기용 동력전달장치의 구성 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 통하여 상세하게 설명한다.

단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.

하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동변속기용 동력전달장치의 구성 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동변속기용 동력전달장치는 회전요소와 회전요소 사이에 적용되어 동력전달을 가능하게 하는 클러치 장치를 예로 하여 설명한다.

즉, 클러치 장치는 기본적으로 엔진의 회전동력을 회전요소와 회전요소 사이에서 전달하도록 구성되며, 본 발명의 제1 실시 예에서는 회전요소인 입력축(IS)과 유성기어세트(미도시)의 하나의 회전요소인 유성캐리어(PC) 사이에 구성되는 예를 통하여 설명한다.

여기서, 상기 유성기어세트는 3개의 회전요소로 선기어와 유성캐리어(PC), 및 링기어가 구성된다. 즉, 상기 선기어와, 상기 선기어 의 외주 측에 방사상 등간격으로 외접 치합되는 복수의 피니언 기어를 자전 및 공전이 가능하게 지지하는 유성캐리어(PC)와, 상기 복수의 피니언 기어와 내접 치합되어 상기 선기어와 동력 연결되는 링기어를 포함한다.

본 발명의 동력전달장치의 제1 실시 예로 적용되는 클러치 장치는 클러치 드럼(11)과 클러치 허브(13) 사이에 마찰재를 포함하는 클러치(CL)와, 상기 클러치(CL)를 구동 제어하는 피스톤 유닛(20)을 포함한다.

즉, 상기 클러치 드럼(11)은 엔진 출력측에 동력 연결된 입력축(IS) 상에 연결되며, 내경부에 복수의 클러치 플레이트(15)가 스플라인 결합된다.

상기 클러치 허브(13)는 클러치 작동 시, 상기 입력축(IS)의 회전동력을 유성기어세트(미도시)의 유성캐리어(PC)에 전달하도록 내주단이 상기 유성캐리어(PC)와 연결되고, 외경부에 복수의 클러치 디스크(17)가 스플라인 결합된다.

이때, 상기 복수의 클러치 디스크(17)는 상기 복수의 클러치 플레이트(15) 사이사이에 배치되며, 상기 클러치 드럼(11)의 내경부 선단측에 끼워져 설치된 스냅링(19)에 의해 상기 복수개의 클러치 플레이트(15)와 함께 지지된다.

그리고 상기 피스톤 유닛(20)은 링 플레이트 형상의 제1, 제2 피스톤(21)(23)으로 이루어지는 2중 피스톤과, 복원력을 제공하는 스프링 리테이너(25)와 제1, 제2 리턴 스프링(27)(29)으로 구성된다.

이러한 피스톤 유닛(20)은 클러치(CL)에 대응하는 선단이 유압에 의해 클러치(CL)를 작동시켜 회전동력을 전달하도록 이루어진다.

먼저, 상기 제1 피스톤(21)은 내단부와 외단부가 상기 입력축(IS)과 상기 클러치 드럼(11)에 각각 시일링되어 상기 입력축(IS)과 상기 클러치 드럼(11) 사이에 시일링된 상태로 배치되며, 상기 입력축(IS)에 형성된 제1 유로(L1)를 통해 상기 클러치 드럼(11)과의 사이로 유압을 공급받아 상기 클러치(CL)를 향하여 스트로크 작동을 이루면서 외단부의 선단을 통해 상기 클러치(CL)를 직접 가압 작동하며, 제2 피스톤(23)과 함께 상기 클러치(CL)의 복수개의 클러치 플레이트(15)와 클러치 디스크(17) 사이를 밀착시키도록 간극을 제어한다.

상기 제2 피스톤(23)은 내단부와 외단부가 상기 입력축(IS)과 상기 제1 피스톤(21)의 외단부의 내주면에 각각 시일링되어 상기 입력축(IS)과 제1 피스톤(21) 사이에 시일링된 상태로 배치된다.

또한, 상기 스프링 리테이너(25)는 상기 제2 피스톤(23)의 클러치(CL) 방향 일측에서, 내단부와 외단부가 상기 입력축(IS)과 제1 피스톤(21)의 외단부의 내주면에 각각 시일링되어 입력축(IS)과 제1 피스톤(21) 사이에 시일링된 상태로 설치된다.

그리고 상기 제2 피스톤(23)은 상기 입력축(IS)에 형성된 제2 유로(L2)를 통해 상기 스프링 리테이너(25)와의 사이로 유압을 공급받아 상기 제1 피스톤(21)의 가압력을 제어한다.

또한, 상기 제1, 제2 피스톤(21)(23) 사이의 상기 입력축(IS) 상에는 제1 스토퍼(31)가 설치되는데, 상기 제1 스토퍼(31)는 상기 제2 피스톤(23)의 클러치 복귀방향 스트로크를 제한한다.

즉, 상기 제1 스토퍼(31)는 스냅링으로 이루어져 상기 제1, 제2 유로(L1)(L2) 사이의 상기 입력축(IS) 상에 끼워져 설치된다.

또한, 상기 제1, 제2 피스톤(21)(23)은 각 외단부가 시일링되는데, 상기 제1 피스톤(21)의 외단부는 상기 클러치 드럼(11)과의 사이에 실링(SR)을 개재하여 기밀을 유지하고, 상기 제2 피스톤(23)의 외단부는 상기 제1 피스톤(21)의 외단부의 내주면과의 사이에 실링(SR)을 개재하여 기밀을 유지하면서 각각 스트로크 작동 가능하게 접촉 상태를 유지한다.

또한, 상기 제1, 제2 피스톤(21)(23)은 각 내단부가 상기 입력축(IS)에 대하여 평행하게 배치되어 상기 입력축(IS) 상에 설치되는 각각의 실링(SR)에 접촉되어 슬라이드 이동하도록 구성된다.

한편, 상기 스프링 리테이너(25)는 디스크 형상으로 형성되어 상기 입력축(IS) 상의 일측에 설치되는 제2 스토퍼(33)에 의해 클러치 방향으로 지지된 상태로, 상기 제1 피스톤(21)의 외단부 내주면과의 사이에 실링(SR)을 개재하여 접촉된다.

이러한 스프링 리테이너(25)는 상기 입력축(IS)에 형성된 제2 유로를 통해 상기 제2 피스톤(23)과의 사이에 유압을 공급받아 보상유압을 형성한다.

여기서, 상기 제2 스토퍼(33)는 상기 입력축(IS) 상에 끼워져 설치되는 스냅링으로 이루어질 수 있다.

그리고 상기 제1 리턴 스프링(27)은 상기 제1 피스톤(21)과 상기 제2 피스톤(23) 사이에 양단이 지지된 상태로 설치되어 상기 제1 피스톤(21)에 복원력을 제공하며, 복수개의 코일 스프링으로 형성될 수 있다.

그리고 상기 제2 리턴 스프링(29)은 상기 스프링 리테이너(25)와 상기 제2 피스톤(23) 사이에 양단이 지지된 상태로 설치되어 상기 제2 피스톤(23)에 복원력을 제공하며, 복수개의 코일 스프링으로 형성될 수 있다.

도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동변속기용 동력전달장치의 1단 작동 상태의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동변속기용 동력전달장치의 2단 작동 상태의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동변속기용 동력전달장치의 3단 작동 상태의 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하여 상기한 바와 같은 구성을 갖는 동력전달장치인 클러치 장치의 작동을 설명한다.

도 2를 참조하면, 먼저, 클러치 드럼(11)은 엔진(미도시)의 출력측에 연결된 입력축(IS)과 함께 회전하여 엔진의 동력이 전달된다.

이러한 상태로, 클러치(CL) 작동을 위해 제1 유로(L1)를 통해 클러치 드럼(11)과 제1 피스톤(21) 사이로 유압이 공급되고, 동시에 제2 유로(L2)를 통해 스프링 리테이너(25)와 제2 피스톤(23)으로 유압이 공급되면, 제1 피스톤(21)은 클러치(CL) 방향으로 신속한 스트로크 작동을 이루게 되고, 동시에 제2 피스톤(23)은 클러치(CL) 반대 방향으로 신속한 스트로크 작동을 이루게 된다.

이때, 제2 피스톤(23)은 제1 스토퍼(31)에 의해 클러치(CL) 반대 방향으로의 스트로크가 제한되고, 제1 피스톤(21)은 일측이 제2 피스톤(23)의 일측에 닿아서 클러치(CL) 방향으로의 스트로크 작동 속도가 감속된다. 즉, 제2 유로(L2)로 공급되는 유압과 제2 리턴 스프링(29)의 탄성력에 의해 제1 피스톤(21)의 스트로크 작동 속도를 제어할 수 있다.

이후, 도 3을 참조하면, 제2 유로(L2)를 통해 스프링 리테이너(25)와 제2 피스톤(23) 사이로 공급되는 유압을 감압 제어하면, 제1 유로(L1)를 통해 클러치 드럼(11)과 제1 피스톤(21) 사이로 공급되는 유압에 의해 제2 피스톤(23)은 제1 피스톤(21)과 함께 클러치(CL) 방향으로 작동 속도를 감속한 상태로 스트로크 작동을 이루게 된다.

이에 따라, 제1 피스톤(21)은 선단이 클러치(CL)의 클러치 플레이트(15)까지 이동하여 복수의 클러치 플레이트(15)와 복수의 클러치 디스크(17) 사이를 밀착시켜 간극을 제어하게 된다.

이어서, 도 4를 참조하면, 제2 유로(L2)를 통해 스프링 리테이너(25)와 제2 피스톤(23) 사이로 공급되는 유압을 완전히 제거하면, 제1 피스톤(21)은 선단이 클러치(CL)의 클러치 플레이트(15)를 가압하여 복수의 클러치 플레이트(15)와 복수의 클러치 디스크(17) 사이의 결합력을 형성하게 된다.

이러한 제1, 제2 피스톤(21)(23)의 3단계에 걸친 순차적 작동으로 상기 클러치(CL)는 빠른 응답성과 충분한 결합력으로 입력축(IS)의 회전동력을 유성기어세트(PG)의 유성캐리어(PC)로 전달한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 자동변속기용 동력전달장치의 구성 단면도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 자동변속기용 동력전달장치는 본 발명의 제1 실시 예와 동일한 클러치 장치가 적용되며, 클러치 드럼(11)과 클러치 허브(13) 사이에 마찰재를 포함하는 클러치(CL)와, 상기 클러치(CL)를 구동 제어하는 피스톤 유닛(20)을 포함한다.

이때, 본 발명의 제2 실시 예에 적용되는 피스톤 유닛(20)은 제1 실시 예와 동일하게 링 플레이트 형상의 제1, 제2 피스톤(21)(23)으로 이루어지는 2중 피스톤과, 복원력을 제공하는 스프링 리테이너(25)와 제1, 제2 리턴 스프링(27)(29)으로 구성된다.

단, 본 발명의 제2 실시 예는 제1 실시 예와 비교하여 제1, 제2 유로(L1)(L2) 사이에 제3 유로(L3)를 더 형성하는 차이점이 있다. 즉, 상기 제3 유로(L3)는 상기 제1 피스톤(21)과 제2 피스톤(23) 사이에 유압을 공급하도록 상기 입력축(IS) 상에 형성되며, 이외의 구성 및 작동은 모두 상기 제1 실시 예와 동일하게 구성된다.

이에 따라, 클러치 작동이 해제된 상태에서, 제1, 제2, 피스톤(21)(23)에 직접 작용하는 제1, 제2 리턴 스프링(27)(29)의 탄성력과 상기 제2 피스톤(23)과 스프링 리테이너(25) 사이에 제2, 제3 유로(L2)(L3)를 통해 공급되는 보상유압에 의해 상기 제1 피스톤(21)과 클러치 드럼(11) 사이에 잔존하는 유체의 원심유압이 완전히 상쇄되어 마찰재의 드레그 손실을 방지하면서도 제어 신뢰성을 더욱 높여준다.

한편, 도 1과 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1, 제2 실시 예에 따른 동력전달장치인 클러치 장치는 클러치 작동이 해제된 상태에서, 제1, 제2, 피스톤(21)(23)에 직접 작용하는 제1, 제2 리턴 스프링(27)(29)의 탄성력과 상기 제2 피스톤(23)과 스프링 리테이너(25) 사이에 제2 유로(L2)를 통해 공급되는 보상유압에 의해 상기 제1 피스톤(21)과 클러치 드럼(11) 사이에 잔존하는 유체의 원심유압이 상쇄되어 마찰재의 드레그 손실을 방지하면서도 제어 신뢰성을 높여준다.

이와 같이, 본 발명의 제1, 제2 실시 예에 따른 동력전달장치는 회전요소와 함께 회전하면서 회전력을 전달하는 클러치(CL)의 구동을 위해 제1, 제2 피스톤(21)(23)으로 이루어지는 2중 피스톤을 적용하여 신속한 작동속도에 의한 마찰재간의 간극제어로 변속 응답성을 향상시키며, 충분한 결합력을 확보하여 동력전달효율을 높일 수 있다.

또한, 제1, 제2 피스톤(21)(23)으로 이루어지는 2중 피스톤의 순차적 3단계 작동으로, 마찰재간의 빠른 간극제어와 결합력이 작동 구간별로 이루어져 클러치 플레이트(15)에 반복적으로 작용하던 누적피로를 최소화하며, 이로 인해 클러치(CL) 손상을 최소화할 수 있다.

또한, 제1, 제2 피스톤(21)(23)으로 이루어지는 2중 피스톤에 직접 작용하는 제1, 제2 리턴 스프링(27)(29)과, 제2 피스톤(23)과 스프링 리테이너(25) 사이에 공급되는 보상유압을 통해 클러치(CL)의 작동 해제 시, 마찰재간의 드레그 손실을 방지하면서도 제1 피스톤(21)과 클러치 드럼(11) 사이의 잔존 유체의 원심유압을 상쇄하여 제어 신뢰성을 확보할 수 있다.

또한, 제2 피스톤(23)에 작용하는 제1, 제2 리턴 스프링(27)(29)의 스프링력 이상에서 제어가 시작되어 저압구간에서 불안정한 유압 솔레노이드 밸브(미도시)의 제어가 배제되어 제어 신뢰성을 높일 수 있다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 개시하고 있으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 발명하여 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

CL: 클러치
11: 클러치 드럼
13: 클러치 허브
15: 클러치 플레이트
17: 클러치 디스크
19: 스냅링
20: 피스톤 유닛
21,23: 제1, 제2 피스톤
25: 스프링 리테이너
27,29: 제1, 제2 리턴 스프링
31,33: 제1, 제2 스토퍼
IS: 입력축
L1,L2,L3: 제1, 제2, 제3 유로
SR: 실링
PC: 유성캐리어

Claims

하나의 회전요소에 연결되는 클러치 드럼과, 상기 클러치 드럼 내부 구성되어 클러치 허브를 통하여 다른 하나의 회전요소와 연결되어 회전동력을 전달하도록 구성되는 클러치와, 상기 클러치에 대응하여 선단이 배치된 상태로 유압에 의해 상기 클러치를 작동시키는 피스톤 유닛을 포함하는 자동변속기용 동력전달장치에 있어서,
상기 피스톤 유닛은
상기 하나의 회전요소와 상기 클러치 드럼 사이에 내단부와 외단부가 각각 시일링된 상태로 배치되어 상기 하나의 회전요소에 형성된 제1 유로를 통해 상기 클러치 드럼과의 사이에 유압을 공급받아 상기 외단부의 선단이 상기 클러치에 직접 가압 작동하는 제1 피스톤;
상기 하나의 회전요소와 상기 제1 피스톤의 외단부의 내주면과의 사이에 내단부와 외단부가 각각 시일링된 상태로 배치되는 스프링 리테이너;
상기 제1 피스톤과 상기 스프링 리테이너 사이에서, 상기 하나의 회전요소와 상기 제1 피스톤의 외단부의 내주면과의 사이에 내단부와 외단부가 각각 시일링된 상태로 배치되어 상기 하나의 회전요소에 형성된 제2 유로를 통해 상기 스프링 리테이너와의 사이로 공급되는 유압으로 상기 제1 피스톤의 가압력을 제어하는 제2 피스톤;
상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤 사이에 설치되어 상기 제1 피스톤에 복원력을 제공하는 제1 리턴 스프링;
상기 스프링 리테이너와 상기 제2 피스톤 사이에 설치되어 상기 제2 피스톤에 복원력을 제공하는 제2 리턴 스프링; 및
상기 제1, 제2 피스톤 사이의 상기 하나의 회전요소 상에 설치되며, 상기 제2 피스톤의 스트로크를 제한하는 제1 스토퍼;
를 포함하는 자동변속기용 동력전달장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 스토퍼는
상기 제2 피스톤의 클러치 복귀방향 스트로크를 제한하도록 상기 제1, 제2 유로 사이의 상기 하나의 회전요소 상에 끼워져 설치되는 스냅링으로 이루어지는 자동변속기용 동력전달장치.
제1항에 있어서,
상기 스프링 리테이너는
상기 하나의 회전요소 상의 일측에 설치되는 제2 스토퍼에 의해 클러치 방향으로 지지된 상태로, 상기 제2 리턴 스프링의 일단을 지지하며, 상기 제1 피스톤의 외단부의 내주면과의 사이에 실링을 개재하여 접촉되며, 상기 제2 피스톤과의 사이에 상기 하나의 회전요소에 형성된 제2 유로를 통해 유압을 공급받아 보상유압을 형성하도록 구성되는 자동변속기용 동력전달장치.
제4항에 있어서,
상기 제2 스토퍼는
상기 하나의 회전요소 상에 끼워져 설치되는 스냅링으로 이루어지는 자동변속기용 동력전달장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 피스톤은
외단부가 축방향에 평행하게 배치되어 상기 클러치 드럼과의 사이에 실링을 개재하여 접촉되는 자동변속기용 동력전달장치.
제1항에 있어서,
상기 제1, 제2 피스톤은
각 내단부가 상기 하나의 회전요소 상에 평행하게 배치되어 상기 하나의 회전요소 상에 설치되는 각각의 실링에 접촉되어 슬라이드 이동하도록 구성되는 자동변속기용 동력전달장치.
제7항에 있어서,
상기 제2 피스톤은
외단부가 상기 제1 피스톤 상에 설치되는 실링에 접촉되어 슬라이드 이동하도록 구성되는 자동변속기용 동력전달장치.
제1항에 있어서,
상기 하나의 회전요소는 엔진의 출력측과 동력 연결되는 입력축으로 이루어지고,
상기 다른 하나의 회전요소는 유성기어세트의 3개의 회전요소 중, 하나의 회전요소로 이루어지는 자동변속기용 동력전달장치.
제9항에 있어서,
상기 입력축 상에는
상기 제1, 제2 피스톤 사이에 보상유압을 공급하도록 상기 제1, 제2 유로 사이에 제3 유로가 형성되는 자동변속기용 동력전달장치.
입력축에 연결되는 클러치 드럼과, 상기 클러치 드럼 내부 구성되어 클러치 허브를 통하여 유성기어세트의 회전요소와 연결되어 회전동력을 전달하도록 마찰재를 포함하는 클러치와, 상기 클러치에 대응하여 선단이 배치된 상태로 유압에 의해 상기 클러치를 작동시키는 피스톤 유닛을 포함하는 자동변속기용 동력전달장치에 있어서,
상기 피스톤 유닛은
상기 입력축과 상기 클러치 드럼 사이에 내단부와 외단부가 각각 실링을 통하여 접촉된 상태로 배치되어 상기 입력축에 형성된 제1 유로를 통해 상기 클러치 드럼과의 사이에 유압을 공급받아 상기 외단부의 선단이 상기 클러치에 직접 가압 작동하는 제1 피스톤;
상기 입력축과 상기 제1 피스톤의 외단부의 내주면과의 사이에 내단부와 외단부가 각각 실링을 통하여 접촉된 상태로 배치되는 스프링 리테이너;
상기 제1 피스톤과 상기 스프링 리테이너 사이에서, 상기 입력축과 상기 제1 피스톤의 외단부의 내주면과의 사이에 내단부와 외단부가 각각 실링을 통하여 접촉된 상태로 배치되어 상기 입력축에 형성된 제2 유로를 통해 상기 스프링 리테이너와의 사이로 공급되는 유압으로 상기 제1 피스톤의 가압력을 제어하는 제2 피스톤;
상기 제1, 제2 피스톤 사이의 상기 입력축 상에 설치되며, 상기 제2 피스톤의 스트로크를 제한하는 제1 스토퍼;
상기 입력축 상의 일측에 설치되어 상기 스프링 리테이너를 클러치 방향으로 지지하는 제2 스토퍼;
상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤 사이에 설치되어 상기 제1 피스톤에 복원력을 제공하는 제1 리턴 스프링; 및
상기 스프링 리테이너와 상기 제2 피스톤 사이에 설치되어 상기 제2 피스톤에 복원력을 제공하는 제2 리턴 스프링;
을 포함하는 자동변속기용 동력전달장치.
제11항에 있어서,
상기 제1 스토퍼는
상기 제2 피스톤의 클러치 복귀방향 스트로크를 제한하도록 상기 제1, 제2 유로 사이의 상기 입력축 상에 끼워져 설치되는 스냅링으로 이루어지는 자동변속기용 동력전달장치.
제11항에 있어서,
상기 제2 스토퍼는
상기 입력축 상에 끼워져 설치되는 스냅링으로 이루어지는 자동변속기용 동력전달장치.
제11항에 있어서,
상기 입력축 상에는
상기 제1, 제2 피스톤 사이에 보상유압을 공급하도록 상기 제1, 제2 유로 사이에 제3 유로가 형성되는 자동변속기용 동력전달장치.