KR20120058663A - Hydraulic brake - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동변속기에 사용되는 유압브레이크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마찰 디스크의 수를 감소시켜, 브레이크의 비작동시 발생하는 드래그 토크(drag torque)를 저감시킴과 동시에 조립성이 향상된 유압브레이크에 관한 것이다.
The present invention relates to a hydraulic brake for use in an automatic transmission, and more particularly, to reduce the number of friction disks, to reduce the drag torque generated when the brake is inactive, and at the same time improved hydraulic brake assembly It is about.
주지하는 바와 같이 자동변속기는 차량의 주행상태에 따라 적절한 변속단으로 자동으로 변속하여 주는 장치이다. 이러한 자동 변속을 구현하기 위하여 자동변속기 내에는, 선기어(sun gear), 링기어(ring gear), 그리고 유성 캐리어(planet carrier)를 그 작동 부재(operating member)들로 포함하는 유성기어세트(planetary gear set)를 적어도 하나 이상 포함하고, 이러한 작동 부재들의 동작을 제어하기 위하여 클러치(clutch)와 브레이크(brake)와 같은 마찰요소(friction element)가 복수개 구비된다. As is well known, an automatic transmission is a device that automatically shifts to an appropriate shift stage according to a driving state of a vehicle. In order to implement such automatic transmission, the automatic transmission includes a planetary gear set including sun gear, ring gear, and planet carrier as its operating members. and at least one set, and a plurality of friction elements, such as a clutch and a brake, are provided to control the operation of such operating members.
그리고 자동변속기에는, 이러한 마찰요소를 유압적으로 제어하기 위하여 유압 제어 시스템(hydraulic control system)이 구비된다. 따라서, 각 변속단에 따라 정해진 클러치와 브레이크들이 유압 제어 시스템에 의하여 결합 또는 해제되도록 제어됨으로써 각 변속단이 구현되게 된다.And the automatic transmission is equipped with a hydraulic control system (hydraulic control system) for hydraulically controlling such friction elements. Accordingly, the clutches and the brakes determined according to the shift stages are controlled to be engaged or released by the hydraulic control system, thereby implementing each shift stage.
마찰요소 중 브레이크는 회전하고 있는 상기 유성기어세트의 작동 부재를 정지시키거나, 회전을 하지 못하도록 고정시키는 역할을 한다.Among the friction elements, the brake serves to stop or prevent the rotation of the operating member of the planetary gear set that is rotating.
이러한 브레이크는 자동변속기뿐만 아니라 일반 기계에서도 회전부재의 정지를 위하여 사용된다.
Such brakes are used to stop rotating members in general machines as well as automatic transmissions.
도 1은 종래 기술에 따른 자동변속기의 유압브레이크를 도시한 단면도이다. 설명의 편의를 위하여 자동변속기에 적용되는 유압브레이크를 도시하였으나, 이에 한정되지 아니하고 일반 기계에도 적용될 수 있다. 1 is a cross-sectional view showing a hydraulic brake of an automatic transmission according to the prior art. Although the hydraulic brake applied to the automatic transmission is shown for convenience of description, the present invention is not limited thereto and may be applied to a general machine.
도 1에 도시된 바와 같이, 통상적인 자동 변속기의 유압브레이크(100)는 변속기 케이스(case)(110)에 설치된다. As shown in FIG. 1, a
상기 유압브레이크(100)는 상기 케이스(110)에 형성되는 실린더(130), 상기 실린더(130)에 삽입되어 입력되는 유압(hydraulic pressure)에 의하여 작동되는 피스톤(120), 그리고 상기 피스톤(120)의 상기 실린더(130)의 반대편 위치에 배치되어 상기 피스톤(120)에 복원력을 작용하는 리턴 스프링(return spring)(140)을 포함한다. The
상기 피스톤(120)의 외경부 및 내경부와 상기 실린더(130) 사이에는 각각 실링부재(143, 144)가 개재되어 있다.
상기 리턴 스프링(140)은 스냅링(145)에 의해 케이스(110)에 고정, 지지된다.
The
또한, 자동변속기 내의 브레이크 허브(brake hub)(150)는 복수개의 마찰 디스크들(friction disks)(170)을 그 외주면에 스플라인(spline) 구조로 구비하고 있으며, 상기 케이스(110)는 복수개의 작동 플레이트들(operating plates)(160)을 그 내주면에 스플라인 구조로 구비하고 있다. 상기 마찰 디스크들(170)과 상기 작동 플레이트들(160)은 서로 번갈아 배치된다. In addition, the
상기 케이스(110)에는 오일 홀(115)이 형성되어 상기 실린더(130)에 오일을 공급한다. 이와 같이 실린더(130)에 공급된 오일은 피스톤(120)을 도면에서 좌측으로 가압하여 리턴 스프링(140)의 탄성력을 극복하고 피스톤(120)을 도면에서 좌측으로 이동시킨다.An
따라서, 피스톤(120)은 축 방향을 따라 작동 플레이트들(160)을 가압하게 되고, 이에 따라 작동 플레이트들(160)과 마찰 디스크들(170)은 그들 사이의 마찰력에 의해 계합(engage)하게 된다. 이러한 과정에 의해 브레이크 허브(150)의 회전이 정지된다.Thus, the
오일 홀(115)을 통한 실린더(130)에의 오일 공급이 중단되면, 피스톤(120)은 리턴 스프링(140)의 복원력에 의하여 도면에서 우측으로 이동하게 되고, 이에 따라 서로 계합된 작동 플레이트들(160)과 마찰 디스크들(170)은 그 계합 상태로부터 해제(disengage)되게 된다. 이에 따라, 브레이크 허브(150)는 회전 가능한 상태가 된다.When the oil supply to the
그런데 자동변속기 등에 사용되는 유압브레이크(100)에서는, 브레이크 계합시 작동 플레이트(160)와 마찰 디스크(170) 사이의 슬립에 의해 발생하는 열을 냉각 시키기 위하여 오일을 마찰 디스크(170)와 작동 플레이트(160) 사이에 지속적으로 공급하여 준다. However, in the
그런데 주지하는 바와 같이 브레이크의 비계합시에는 마찰 디스크들(170)은 유성기어 부재와 연결된 브레이크 허브(150)에 의하여 임의의 속도로 회전하고, 작동 플레이트들(160)은 변속기 케이스와 연결되어 정지되어 있다. As is well known, when the brakes are not engaged, the
그런데 냉각을 위하여 공급되는 오일은 브레이크 비계합시에도 계속 공급되므로, 오일의 점성에 의해 상대 회전운동을 하는 마찰 디스크들(170)과 작동 플레이트들(60) 사이에 회전 저항 즉, 드래그 토크(drag torque)가 발생하게 된다. However, since the oil supplied for cooling is continuously supplied even when the brake is not engaged, the rotational resistance, that is, the drag torque, is between the
이러한 드래그 토크는 자동변속기의 총 동력손실의 최대 40%까지 차지하며 자동변속기의 효율을 저감시키는 주요 원인이 되고 있다. The drag torque accounts for up to 40% of the total power loss of the automatic transmission and is a major cause of reducing the efficiency of the automatic transmission.
드래그 토크를 감소시키기 위해서는 사용되는 마찰 디스크의 수를 감소시키는 것이 가장 바람직한 방법이나, 이럴 경우 필요한 브레이크의 토크 용량을 확보하지 못하는 문제가 있다. In order to reduce the drag torque, it is most desirable to reduce the number of friction disks used, but there is a problem in that it is not possible to secure the torque capacity of the required brake.
종래의 유압 브레이크에서는 브레이크의 토크 용량을 충분히 확보하기 위해서 피스톤의 면적을 크게 하거나 마찰 디스크들의 수를 늘려야 했다. 그러나 자동변속기에서와 같이 브레이크의 설치 공간이 제약되는 경우에는 피스톤의 직경을 크게 하기 어려우므로 주로, 마찰 디스크들의 수를 증가시켜 브레이크의 토크 용량을 확보하여 왔는데 이로 인해 드래그 토크는 더욱 증가되는 결과를 초래하였다.
In conventional hydraulic brakes, the piston area has to be increased or the number of friction disks has to be increased in order to sufficiently secure the torque capacity of the brake. However, when the installation space of the brake is limited, such as in an automatic transmission, it is difficult to increase the diameter of the piston. Therefore, the torque capacity of the brake has been secured mainly by increasing the number of friction disks, which results in an increase in drag torque. Caused.
또한, 기존의 자동변속기의 유압브레이크는 변속기 조립라인에서 작업자가 상기 피스톤(120), 상기 리턴 스프링(140)을 상기 실린더(130)에 각각 삽입한 후, 프레스를 사용하여 상기 리턴 스프링(140)을 가압한 후, 상기 스냅 링(145)을 상기 케이스(110)에 체결하므로, 변속기의 생산 싸이클이 길어지는 문제가 있었다.
In addition, the hydraulic brake of the conventional automatic transmission, the operator inserts the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 피스톤의 힘을 기구학적으로 증대시켜 주어진 설치 공간 내에서 최대한의 토크 용량을 확보하도록 하여, 마찰 디스크의 수를 감소시킬 수 있는 유압브레이크를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, to increase the mechanical strength of the piston to ensure the maximum torque capacity in a given installation space, the hydraulic brake that can reduce the number of friction disks The purpose is to provide.
또한, 변속기 조립라인에서 유압브레이크의 조립시간을 단축하기 위해, 피스톤, 리턴 스프링 등을 일체화시킨 피스톤 모듈로 공급함으로써, 작업자가 피스톤 모듈을 실린더에 삽입하고 프레스의 사용 없이 피스톤 모듈을 스냅 링으로 체결만 하게 함으로써 변속기의 조립시간을 대폭 단축시키는데 또 다른 목적이 있다.
In addition, in order to reduce the assembly time of the hydraulic brake in the transmission assembly line, by supplying a piston module incorporating a piston, a return spring, etc., the operator inserts the piston module into the cylinder and fastens the piston module with a snap ring without using a press. Another purpose is to drastically reduce the assembly time of the transmission.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유압브레이크는 변속기의 케이스에 형성된 실린더, 상기 실린더 내에 설치되며 작동 유압에 의하여 작동하는 피스톤 모듈, 상기 피스톤 모듈의 작동에 의해 축 방향으로 가압되는 작동 플레이트들; 그리고 상기 작동 플레이트들과 교대로 배치되어 가압되는 마찰 디스크들;을 포함할 수 있다.
In order to achieve the above object, the hydraulic brake according to a preferred embodiment of the present invention is a cylinder formed in a case of a transmission, a piston module installed in the cylinder and operated by operating hydraulic pressure, the axial direction by the operation of the piston module Working plates pressurized with; And friction disks which are alternately disposed and pressurized with the operation plates.
상기 피스톤 모듈은 제1피스톤, 제2피스톤, 리턴 스프링 및 서브 플레이트로 구성되며 각각이 조립되어 하나의 모듈로 되어 있을 수 있다. The piston module may include a first piston, a second piston, a return spring, and a sub plate, and may be assembled into one module.
상기 제1피스톤의 외경부 및 내경부는 상기 실린더와 밀착되어 작동유압에 의해 축방향으로 왕복운동을 한다. 상기 제1피스톤의 외경부와 내경부에는 씰링부재가 각각 구비되어 있을 수 있다.
The outer diameter portion and the inner diameter portion of the first piston are in close contact with the cylinder to reciprocate in the axial direction by operating hydraulic pressure. Sealing members may be provided at the outer diameter portion and the inner diameter portion of the first piston, respectively.
상기 제1피스톤의 외경부는 상기 제2피스톤을 가이드하기 위한 연장부를 포함할 수 있다. 상기 연장부에는 가이드핀홈이 형성되어 있을 수 있다.The outer diameter portion of the first piston may include an extension part for guiding the second piston. The extension part may be formed with a guide pin groove.
상기 제2피스톤의 외경부는 상기 제1피스톤의 상기 연장부와 밀착되어 섭동하며, 가이드핀을 고정하기 위한 구멍이 형성되어 있을 수 있다. The outer diameter portion of the second piston is in close contact with the extension portion of the first piston and perturbed, and a hole for fixing the guide pin may be formed.
상기 가이드핀은 상기 제2피스톤의 상기 구멍에 삽입, 고정됨과 동시에 상기 제1피스톤 연장부의 상기 가이드핀홈에 삽입되어 상기 제1피스톤과 상기 제2피스톤의 움직임을 가이드한다. The guide pin is inserted into and fixed to the hole of the second piston and is inserted into the guide pin groove of the first piston extension to guide the movement of the first piston and the second piston.
상기 제2피스톤의 상기 외경부의 좌측단은 상기 작동 플레이트를 가압하기 위한 가압부가 형성되어 있을 수 있다.The left end of the outer diameter portion of the second piston may be formed with a pressing portion for pressing the operating plate.
상기 제1피스톤 및 상기 제2피스톤 사이에는 리턴 스프링 및 서브 플레이트가 설치된다. 상기 서브 플레이트의 외경부는 상기 제1피스톤과 접촉하고, 그 내경부는 상기 케이스에 의해 지지된다.
A return spring and a sub plate are installed between the first piston and the second piston. The outer diameter portion of the sub plate is in contact with the first piston, and the inner diameter portion thereof is supported by the case.
상기 리턴 스프링의 외경부는 상기 서브 플레이트와 맞닿아 있고 내경부는 상기 케이스 의해 지지 되어 있을 수 있다. 상기 서브 플레이트는 피스톤 모듈(220) 작동시 상기 리턴 스프링의 강도를 보강하여 충분한 피로수명을 갖도록 하기 위해 설치된 것으로 경우에 따라서는 생략될 수도 있다.
The outer diameter portion of the return spring may be in contact with the sub plate and the inner diameter portion may be supported by the case. The sub plate is installed to reinforce the strength of the return spring when the
상기 피스톤 모듈은 상기 실린더에 삽입된 후, 스냅 링에 의해 상기 케이스에 고정될 수 있다.
After the piston module is inserted into the cylinder, it may be fixed to the case by a snap ring.
본 발명에 의하면, 제한된 공간 내에서 피스톤의 힘을 기구학적으로 증대시키는 피스톤 모듈을 사용함으로써. 브레이크의 크기나 마찰 다스크의 수를 증가시키지 않고도 브레이크의 토크 용량을 증가시킬 수 있다. According to the present invention, by using a piston module which kinematically increases the force of the piston in a limited space. The torque capacity of the brakes can be increased without increasing the size of the brakes or the number of friction dacks.
한편, 증가된 토크 용량만큼 마찰 디스크의 수를 감소시킬 수 있는데, 이로 인해 브레이크의 드래그 토크는 감소한다. 감소된 드래그 토크는 자동변속기의 효율을 증대시키고 이로 인해 자동차의 연비가 향상된다. On the other hand, the number of friction disks can be reduced by the increased torque capacity, which reduces the drag torque of the brake. Reduced drag torque increases the efficiency of the automatic transmission, thereby improving the fuel economy of the car.
또한, 증가된 토크 용량만큼 오일펌프의 토출유압을 낮출 수도 있어 자동변속기의 효율이 증대된다.
In addition, the discharge oil pressure of the oil pump can be lowered by the increased torque capacity, thereby increasing the efficiency of the automatic transmission.
한편, 본 발명에 의하면 변속기 조립라인에서는 피스톤 및 리턴 스프링 등을 미리 조립하여 일체화시킨 피스톤 모듈만 삽입하면 되므로, 기존의 상기 부품들을 별개로 각각 조립할 경우와 대비하여 생산 싸이클이 단축되는 효과가 있다.
On the other hand, according to the present invention, in the transmission assembly line, only the piston module, which is assembled by integrating the piston and the return spring in advance, is inserted. Therefore, the production cycle is shortened as compared with the case where the existing parts are separately assembled.
통상 자동변속기에는 2~3개의 유압브레이크가 사용되므로 이를 모두 모듈화 시킨다면, 변속기의 효율이 큰 폭으로 향상될 뿐만 아니라 자동변속기의 생산 싸이클도 크게 짧아져 생산원가가 절감될 수 있다.
Usually two to three hydraulic brakes are used in the automatic transmission, if all of them are modularized, the efficiency of the transmission can be greatly improved, and the production cycle of the automatic transmission can be significantly shortened, thereby reducing the production cost.
한편 기존의 유압브레이크와 대비, 본 발명의 피스톤 모듈에서는 2~3개의 부품이 증가하나, 본 발명으로 인해 고가의 마찰 디스크 및 작동 플레이트들이 다수 개 삭제되므로 오히려 변속기의 재료원가 절감에 기여할 수 있다.
On the other hand, in contrast to the existing hydraulic brakes, the piston module of the present invention increases the number of two to three parts, but due to the present invention, a large number of expensive friction disks and operating plates can be deleted, rather it can contribute to the material cost of the transmission.
도 1은 종래 기술에 따른 자동변속기의 유압브레이크의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 유압브레이크의 비작동 상태를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 피스톤 모듈의 조립 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 피스톤 모듈의 분해 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 피스톤 모듈의 작동상태를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 피스톤 모듈의 분해 사시도이다.1 is a cross-sectional view of a hydraulic brake of an automatic transmission according to the prior art.
2 is a cross-sectional view showing an inoperative state of the hydraulic brake of the automatic transmission according to the embodiment of the present invention.
3 is an assembled sectional view of the piston module according to the embodiment of the present invention.
4 is an exploded cross-sectional view of a piston module according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing an operating state of a piston module according to an embodiment of the present invention.
6 is an exploded perspective view of a piston module according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조로, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동변속기의 유압브레이크의 비작동 상태를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 피스톤 모듈의 조립도, 도 4는 피스톤 모듈의 분해단면도이다. 도 5는 피스톤 모듈의 작동상태를 나타내며, 도 6은 피스톤 모듈의 분해 사시도이다.Figure 2 is a cross-sectional view showing a non-operating state of the hydraulic brake of the automatic transmission according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 3 is an assembled view of the piston module according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is an exploded cross-sectional view of the piston module. to be. Figure 5 shows the operating state of the piston module, Figure 6 is an exploded perspective view of the piston module.
본 발명의 실시예에 따른 유압브레이크는 설명의 편의를 위하여 자동변속기에 적용되는 경우를 설명하였으나, 이에 한정되지 아니하고 유압이나 공압 등을 사용하는 일반 기계에도 적용될 수 있다. The hydraulic brake according to the embodiment of the present invention has been described in the case where it is applied to an automatic transmission for convenience of description, but is not limited thereto and may be applied to a general machine using hydraulic pressure or pneumatic pressure.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 자동변속기의 유압브레이크(200)는 변속기의 케이스(210)에 형성된 실린더(230), 상기 실린더(230) 내에 설치되며 작동 유압에 의하여 작동하는 피스톤 모듈(220), 상기 피스톤 모듈(220)의 작동에 의해 축방향으로 가압되는 작동 플레이트(260)들; 그리고 상기 작동 플레이트들(260)과 교대로 배치되어 가압되는 마찰 디스크들(270)을 포함한다.
As shown in Figure 2, the
상기 피스톤 모듈(220)은 스냅 링(245)에 의하여 상기 케이스(210)에 지지,고정되며, 상기 케이스(210)에는 상기 피스톤 모듈(220)에 작동유압을 공급하기 위한 오일 홀(215)이 형성되어 있다.
The
도 3에 도시된 바와 같이 상기 피스톤 모듈(220)은 제1피스톤(290), 제2피스톤(280), 리턴 스프링(240), 서브 플레이트(255) 및 가이드핀(285)로 구성되며 일체로 조립된 하나의 모듈로 제작될 수 있다.
As shown in FIG. 3, the
상기 제1피스톤(290)의 외경부 및 내경부는 상기 실린더(230)와 밀착되어 작동유압에 의해 축방향으로 왕복운동을 한다. 상기 제1피스톤(290)의 외경부와 내경부에는 씰링부재(243, 244)가 각각 구비되어 있을 수 있다.
The outer diameter portion and the inner diameter portion of the
도 4에서와 같이 상기 제1피스톤(290)의 외경부는 상기 제2피스톤(280)을 가이드하기 위한 연장부(222)를 포함할 수 있다. 상기 연장부(222)에는 가이드핀 홈(224)이 형성되어 있을 수 있다.As shown in FIG. 4, the outer diameter portion of the
상기 제2피스톤(280)의 외경부는 상기 제1피스톤(290)의 상기 연장부(222)와 밀착되어 섭동하며, 가이드핀(285)을 고정하기 위한 구멍(286)이 형성되어 있을 수 있다. The outer diameter portion of the
상기 가이드핀(285)은 상기 제2피스톤의 상기 구멍(286)에 삽입, 고정됨과 동시에 상기 제1피스톤 연장부(222)의 상기 가이드핀홈(224)에 삽입되어 상기 제1피스톤(290)과 상기 제2피스톤(280)의 움직임을 가이드한다. The
상기 제2피스톤(280)의 외경부의 좌측단은 상기 작동 플레이트(260)를 가압하기 위한 가압부(282)가 형성되어 있을 수 있다. 또한 상기 제2피스톤(280)의 내경부는 상기 리턴 스프링(240)과 접촉부(287)를 통해 접촉하고 있다.(도 4)The left end of the outer diameter portion of the
상기 제1피스톤(290) 및 상기 제2피스톤(280) 사이에는 상기 리턴 스프링(240) 및 서브 플레이트(255)가 설치된다. 상기 서브 플레이트(255)의 외경부는 상기 제1피스톤(290)과 접촉하고 있고, 그 내경부는 핑거부(257)를 통해 상기 케이스(210)에 의해 지지될 수 있다. (도 2)The
상기 리턴 스프링(240)의 외경부는 상기 서브 플레이트(255)와 맞닿아 있고 내경부는 내경부에 형성된 핑거(241)를 통해 상기 케이스(210) 의해 지지 되어 있을 수 있다. 상기 리턴 스프링(240)의 핑거(241)는 상기 서브 플레이트(255)의 핑거홈부(미도시)를 통과하여 상기 케이스(210)에 지지될 수 있다.(도 6)The outer diameter portion of the
상기 서브 플레이트는(255)는 피스톤 모듈(220) 작동시 상기 리턴 스프링(240)의 강도를 보강하기 위해 설치된 것으로 경우에 따라서는 생략될 수도 있다.
The
도 2에 도시한 바와 같이 상기 피스톤 모듈(220)은 상기 실린더(230)에 삽입된 후, 스냅 링(245)에 의해 상기 케이스(210)에 고정될 수 있다.
As shown in FIG. 2, the
이하 본 발명의 실시예에 의한 상기 피스톤 모듈(220)의 작동원리에 대해 설명한다. 도 5는 피스톤 모듈의 작동상태를 나타낸다.Hereinafter will be described the operating principle of the
도 2, 도 3, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 작동유압이 상기 오일 홀(215)을 통해 상기 실린더(230)에 공급되면 상기 제1피스톤(290)은 도면에서 좌측으로 이동한다.As shown in FIGS. 2, 3, 4 and 5, when the hydraulic pressure is supplied to the
이때 상기 제1피스톤(290)과 접촉하고 있던 상기 서브 플레이트(255)는 상기 리턴 스프링(240)에 피스톤력을 전달하며 상기 리턴 스프링(240)과 함께 좌측으로 움직인다. 그런데, 상기 리턴 스프링(240)은 상기 제2피스톤(280)과 상기 접촉부(287)를 통해 접촉하고 있으므로 상기 리턴 스프링(240)의 움직임이 상기 제2피스톤(280)에 전달되어 상기 제2피스톤의 상기 가압부(282)는 상기 작동 플레이트(260)를 가압하게 되어 유압브레이크가 작동하게 된다. 즉, 상기 제1피스톤(290)의 유압에 의한 힘이 서브 플레이트(255), 리턴 스프링(240) 및 접촉부(287)를 통해 제2피스톤(280)에 전달되는 것이다.
At this time, the
작동유압이 해제되면 상기 리턴 스프링(240)은 상기 서브 플레이트(255) 및 상기 제1피스톤(290)을 도면에서 우측으로 이동시켜 원래의 위치로 되돌려, 브레이크의 작동이 해제된다. 이때 상기 제2피스톤(280)은 상기 가이드핀홈(224)에 삽입된 상기 가이드핀(285)에 의해 원래의 위치(도면에서 우측)로 복귀된다. 한편 상기 서브 플레이트는(255)는 상기 리턴 스프링(240)의 강도를 보강하기 위해 설치된 것으로 경우에 따라서는 생략되어, 제1피스톤(290)의 힘이 직접 리턴 스프링(240)을 통해 제 2피스톤(280)에 작용하게 할 수도 있다.
When the hydraulic pressure is released, the
한편 도 5에 도시한 바와 같이 제1피스톤(290)의 피스톤력(F1)이 상기 제2피스톤(280)에 전달될 때 리턴 스프링(240)의 레버효과에 의해 상기 제2피스톤(280)의 힘(F2)은 증대되어 나타나는데 그 원리를 설명하면 다음과 같다.
Meanwhile, as illustrated in FIG. 5, when the piston force F1 of the
도 5에 도시한 바와 같이 작동유압에 의해 상기 제1피스톤(290)에 작용하는 힘(F1)은 제1작용점(a)를 통해 서브 플레이트(255) 및 리턴 스프링(240)에 작용하고, 상기 제2피스톤은 리턴 스프링(240)과 제2작용점(b)에서 접촉하여 리턴 스프링(240)으로부터 가압력(F2)을 전달받는다. 이러한 제2작용점(b)은 제1작용점(a)보다 힌지점(0)에 가깝게 위치하게 되고, 이에 따라 리턴 스프링(240)이 제2피스톤(280)에 전달하는 가압력(F2)은 리턴 스프링(240)이 제1피스톤(290)으로부터 전달받는 작동 유압에 해당하는 힘(F1)보다 커지게 된다. 즉, 지렛대 원리에 의하여 [식 1]과 같은 관계식이 성립된다.As shown in FIG. 5, the force F1 acting on the
[식 1][Formula 1]
F1 * L1 = F2 * L2F1 * L1 = F2 * L2
여기서, L1은 힌지점(0)으로부터 제1작용점(a)까지의 수직 거리이며, L2는 힌지점(0)으로부터 제2작용점(b)까지의 수직 거리이다. Here, L1 is a vertical distance from the hinge point 0 to the first working point a, and L2 is a vertical distance from the hinge point 0 to the second working point b.
도 5에 도시된 바와 같이, L1이 L2보다 크므로 제2피스톤의 가압력(F2)이 작동 유압에 해당하는 제1피스톤힘(F1)보다 커지게 된다. 즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 동일한 작동 유압에 의하여 발생하는 피스톤 모듈(혹은 제2 피스톤)의 가압력(F2)이 증가하게 된다. 따라서, 마찰 디스크(270)의 수를 줄이더라도 충분한 토크 용량을 확보할 수 있게 된다. 도1과 도2를 비교해 보면 마찰 디스크의 수가 6매에서 3매로 줄어든 것을 볼 수 있다. (50% 감소)As shown in FIG. 5, since L1 is larger than L2, the pressing force F2 of the second piston is greater than the first piston force F1 corresponding to the hydraulic pressure. That is, according to the embodiment of the present invention, the pressing force F2 of the piston module (or the second piston) generated by the same operating hydraulic pressure is increased. Therefore, even if the number of
한편 본 발명에 의한 피스톤 모듈(220)은 조립과정에서 그 내부에 리턴 스프링(240)의 예압이 이미 인가되어 상기 가이드핀(285)에 의해 지지되므로, 변속기 생산라인에서는 프레스의 사용 없이 피스톤 모듈(220)을 실린더(230)에 삽입 후 스냅 링(245)만 체결하면 되므로 조립과정이 단순해지고, 조립시간도 대폭 단축되어 변속기의 생산원가가 절감된다.
Meanwhile, the
또한, 본 발명에 의한 유압브레이크는 기존의 유압브레이크의 공간의 확장 없이 피스톤의 작용력을 증가시킬 수 있는 피스톤 모듈을 사용하므로, 마찰 디스크 수의 증가 없이 토크 용량을 증대시키거나, 혹은 마찰 디스크의 수를 줄이면서 기존의 유압브레이크와 동일한 토크 용량을 유지할 수 있게 된다.In addition, the hydraulic brake according to the present invention uses a piston module that can increase the action force of the piston without expanding the space of the existing hydraulic brake, so that the torque capacity without increasing the number of friction disks, or the number of friction disks It is possible to maintain the same torque capacity as conventional hydraulic brakes while reducing the pressure.
이에 따라, 유압브레이크의 비계합시 발생하는 드래그 토크를 감소시킬 수 있으며 이로 인해 변속기의 효율과 이를 사용하는 자동차의 연비를 향상시킬 수 있다. Accordingly, drag torque generated when non-locking of the hydraulic brake can be reduced, thereby improving the efficiency of the transmission and the fuel efficiency of the vehicle using the same.
드래그 토크의 크기는 마찰 디스크의 수와 직접 비례하므로 본 발명의 실시예에서는 드래그 토크를 50% 이상 감소시킬 수 있음을 의미한다.
Since the magnitude of the drag torque is directly proportional to the number of friction disks, it means that the drag torque can be reduced by 50% or more in the embodiment of the present invention.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 피스톤 모듈을 사용하여 브레이크의 토크 용량을 증대시킬 수 있으므로, 브레이크에 작용하는 작동유압의 크기를 낮출 수 있다. 브레이크의 작동유압이 낮아지면 오일펌프의 토출유압도 낮출 수 있으므로, 오일펌프에서의 소모동력이 감소하여 자동변속기의 효율이 향상된다.
In addition, according to the embodiment of the present invention, since the torque capacity of the brake can be increased by using the piston module, the magnitude of the hydraulic pressure acting on the brake can be reduced. When the operating oil pressure of the brake is lowered, the discharge oil pressure of the oil pump can be lowered, thereby reducing the power consumption of the oil pump, thereby improving the efficiency of the automatic transmission.
지금까지는 피스톤, 리턴 스프링 및 서브 플레이트 등이 미리 조립된 클러치 모듈의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 경우에 따라서는 변속기 생산라인에서 작업자가 직접 피스톤 모듈을 구성하는 각 부품들을 직접 변속기 케이스에 조립할 수도 있다.
So far, embodiments of the clutch module in which the piston, the return spring, and the sub-plate are assembled in advance have been described. However, the present invention is not limited thereto. Parts can also be assembled directly to the transmission case.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And all changes to the scope that are deemed to be valid.
Claims (13)
상기 케이스 내에 유압 작동 공간을 형성하는 실린더;
상기 실린더 내에 설치되어 유압에 의해 작동되는 피스톤 모듈;
상기 피스톤 모듈에 의해 축방향으로 가압되는 작동 플레이트들; 및
상기 작동 플레이트들과 교대로 배치되는 마찰 디스크들;
을 포함하고,
상기 피스톤 모듈은 상기 실린더 내로 유입되는 작동 유압에 의해 축방향으로 이동하는 제1피스톤과, 상기 제1피스톤에 상기 작동 유압에 대항하는 탄성력을 제공하는 탄성부재와, 그 외경부가 상기 제1피스톤의 외경부에 이동 가능하게 결합되고 그 내경부가 상기 탄성부재에 접하도록 설치되는 제2피스톤을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압브레이크.A case having a space formed therein for brake operation;
A cylinder defining a hydraulic operating space in the case;
A piston module installed in the cylinder and operated by hydraulic pressure;
Operating plates pressurized in the axial direction by the piston module; And
Friction disks alternately arranged with the actuation plates;
Including,
The piston module may include a first piston moving in an axial direction by operating hydraulic pressure flowing into the cylinder, an elastic member providing an elastic force against the operating hydraulic pressure to the first piston, and an outer diameter portion of the first piston. And a second piston movably coupled to the outer diameter and installed so that the inner diameter contacts the elastic member.
상기 제1피스톤의 외경과 내경이 상기 실린더의 내주면과 접하는 부분에는 씰링부재가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 유압브레이크.The method of claim 1,
Hydraulic brakes, characterized in that the sealing member is provided in each of the portion where the outer diameter and the inner diameter of the first piston contact the inner peripheral surface of the cylinder.
상기 제1피스톤의 외경부는 축방향으로 돌출된 적어도 하나 이상의 연장부를 포함하고, 상기 제2피스톤의 외경부는 상기 연장부의 내주면에 이동 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 유압브레이크.The method of claim 2,
The outer diameter portion of the first piston includes at least one extension protruding in the axial direction, the outer diameter portion of the second piston hydraulic brake, characterized in that movably coupled to the inner peripheral surface of the extension.
상기 연장부에는 축방향으로 가이드홀이 형성되고, 상기 제2피스톤에는 상기 가이드홀에 대응하는 가이드홈이 형성되며,
상기 가이드홀을 통과하여 상기 가이드홈에 체결되는 가이드핀에 의해 상기 제2피스톤이 상기 제1피스톤에 이동 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 유압브레이크.The method of claim 3,
A guide hole is formed in the extension portion in the axial direction, and a guide groove corresponding to the guide hole is formed in the second piston.
And the second piston is movably coupled to the first piston by a guide pin fastened to the guide groove through the guide hole.
상기 탄성부재는
링 형상의 제1림; 그리고
상기 제1림의 내주면에서 반경 내측으로 돌출되는 적어도 하나 이상의 제1핑거;
를 포함하는 유압브레이크.The method of claim 4, wherein
The elastic member is
A ring shaped first rim; And
At least one first finger protruding radially inward from an inner circumferential surface of the first rim;
Hydraulic brake comprising a.
상기 피스톤 모듈은 상기 탄성부재의 강도를 보강하는 서브 플레이트를 더 포함하는 유압브레이크.The method of claim 5,
The piston module hydraulic brake further comprises a sub plate for reinforcing the strength of the elastic member.
상기 서브 플레이트는
상기 제1림에 밀착되며 링 형상의 제2림; 그리고
상기 제2림의 내주면에서 반경 내측으로 돌출되며 상기 제1핑거와 교대로 배치되는 적어도 하나 이상의 제2핑거;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압브레이크. The method of claim 6,
The sub plate is
A second rim in close contact with the first rim; And
At least one second finger protruding radially inward from an inner circumferential surface of the second rim and alternately disposed with the first finger;
Hydraulic brake comprising a.
상기 제1핑거의 끝단과 상기 제2핑거의 끝단은 축방향 및 반경 방향으로 근처에 위치하는 것을 특징으로 하는 유압브레이크.The method of claim 7, wherein
Hydraulic brake, characterized in that the end of the first finger and the end of the second finger is located near in the axial direction and the radial direction.
상기 실린더에 장착되는 스냅 링에 의하여 상기 제1핑거의 끝단부와 상기 제2핑거의 끝단부는 동시에 지지되는 것을 특징으로 하는 유압브레이크.The method of claim 8,
Hydraulic brake, characterized in that the end of the first finger and the end of the second finger is supported at the same time by a snap ring mounted to the cylinder.
상기 제2피스톤의 외경부에는 상기 작동 플레이트들과 상기 마찰 디스크들을 가압하기 위한 가압부가 축방향으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 유압브레이크.The method of claim 1,
Hydraulic brake, characterized in that the outer portion of the second piston protruding in the axial direction the pressing portion for pressing the operating plates and the friction disks.
상기 피스톤 모듈은 상기 제1피스톤, 상기 탄성부재 및 상기 제2피스톤을 하나의 모듈로 하여 미리 제작되는 것을 특징으로 하는 유압브레이크.The method of claim 1,
The piston module is a hydraulic brake, characterized in that pre-fabricated by using the first piston, the elastic member and the second piston as a module.
상기 제1피스톤은 상기 탄성부재를 통하여 상기 제2피스톤에 작동유압에 해당하는 힘을 전달하고, 상기 제2피스톤은 상기 제1피스톤으로부터 전달받은 작동유압에 해당하는 힘을 가압력으로 변환하여 상기 작동 플레이트에 전하는 것을 특징으로 하는 유압브레이크.The method of claim 1,
The first piston transfers a force corresponding to the hydraulic pressure to the second piston through the elastic member, and the second piston converts the force corresponding to the hydraulic pressure received from the first piston into a pressing force to operate the force. Hydraulic brake, characterized in that transmitted to the plate.
상기 제1피스톤이 상기 탄성부재에 작동유압에 해당하는 힘을 전달하는 지점의 반경은 상기 탄성부재가 상기 제2피스톤에 작동유압에 해당하는 힘을 전달하는 지점의 반경보다 커서 상기 가압력은 상기 작동유압에 해당하는 힘보다 커지는 것을 특징으로 하는 유압브레이크.The method of claim 12,
The radius of the point at which the first piston transmits a force corresponding to the hydraulic pressure to the elastic member is greater than the radius of the point at which the elastic member transmits a force corresponding to the hydraulic pressure to the second piston, so that the pressing force is the actuation force. Hydraulic brake, characterized in that greater than the force corresponding to the hydraulic pressure.
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