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KR20100081736A - 자동변속기용 직결 댐퍼플라이휠과 이를 구비한 차량구동장치 - Google Patents

자동변속기용 직결 댐퍼플라이휠과 이를 구비한 차량구동장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엔진으로부터의 동력을 적절히 댐핑하여 토크컨버터가 배제된 자동변속기에 직접 공급할 수 있도록 함으로써, 차량의 제조비용을 저감할 수 있고 연비를 개선할 수 있도록 한다.
토크컨버터, 직결, 자동변속기, 댐핑

Description

자동변속기용 직결 댐퍼플라이휠과 이를 구비한 차량구동장치{Direct Connection Damper Flywheel for Auto Transmission and Vehicle Driving Apparatus with the Direct Connection Damper Flywheel}
본 발명은 댐퍼플라이휠에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동변속기에서 토크컨버터를 사용하지 않고 직접 엔진에 결합될 수 있도록, 엔진과 자동변속기 사이를 매개하는 댐퍼플라이휠에 관한 것이다.
종래의 자동변속기에는 엔진으로부터의 토크를 전달받아 토크컨버터를 통해 자동변속기 내부의 작동기구로 엔진의 토크를 유입시키는 구조를 취하고 있다.
상기한 바와 같이 토크컨버터를 사용하면, 유체의 유동을 통해 동력을 전달하므로 아무래도 동력 손실이 초래되어 차량의 연비를 저하시키는 원인이 된다.
따라서, 엔진으로부터의 토크를 충분히 완충하여 전달할 수 있고 정밀한 제어로 엔진의 동력을 적절히 단속할 수 있으면, 토크컨버터를 사용하지 않고 적절한 댐핑장치와 마찰클러치를 사용하여 동력을 전달할 수 있도록 하는 것이 연비 측면에서 바람직하다.
본 발명은 상기한 바와 같은 필요성에 의해 안출된 것으로서, 엔진으로부터의 동력을 적절히 댐핑하여 토크컨버터가 배제된 자동변속기에 직접 공급할 수 있도록 함으로써, 차량의 연비를 개선할 수 있도록 한 자동변속기용 직결 댐퍼플라이휠을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명 자동변속기용 직결 댐퍼플라이휠은
전방측면이 엔진의 크랭크샤프트에 동심축을 이루어 결합되는 프라이머리휠과;
외곽이 상기 프라이머리휠과 일체로 결합되어 하나의 원을 이루는 다수의 원호형 완충공간을 형성하는 프라이머리커버와;
상기 완충공간에 각각 구비되는 탄성부재와;
상기 프라이머리커버의 내주면에 이격된 상태로 상기 프라이머리커버의 중심에 삽입되고 클러치입력축이 스플라인 결합되는 스플라인허브와;
상기 스플라인허브에 동심축을 이루어 일체로 결합되고 반경방향으로 상기 각 완충공간에 구비된 탄성부재들 사이로 돌출되는 피동돌기를 구비한 드라이브플레이트와;
상기 드라이브플레이트와 상기 스플라인허브 사이에 동심축을 이루어 결합되고 후방측면이 상기 프라이머리커버에 면접촉하도록 구비된 씨일와셔와;
상기 드라이브플레이트의 내경부에 이격되어 동심축을 이루어 설치되며, 상기 프라이머리휠과 일체로 결합되고 상기 스플라인허브와 베어링을 매개로 상호 회동 가능하게 설치된 허브와;
상기 허브와 상기 프라이머리휠 사이에 구비되어 상기 드라이브플레이트와 상기 허브의 상대회동 각도에 따라 마찰력을 발생시키는 상태가 전환되도록 구비된 마찰력발생수단;
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 프라이머리커버의 후방측면에는 프라이머리커버와 동일한 외경을 가지고 상기 스플라인허브의 외주면과 이격된 내주면을 가지는 관성링캡이 일체로 결합된 구조로 할 수 있다.
상기 마찰력발생수단은
반경방향 외측으로 돌출된 와셔돌기를 구비하고 상기 허브와 프라이머리휠 사이에 동심축을 이루어 결합되는 프릭션와셔와;
상기 프릭션와셔와 동심축을 이루어 상기 프릭션와셔와 프라이머리휠 사이에 개재되는 서포트와셔와;
상기 서포트와셔와 동심축을 이루어 상기 서포트와셔와 상기 프라이머리휠 사이에 개재되어 상기 서포트와셔와 상기 프릭션와셔를 상기 허브를 향해 가압하는 탄성력을 제공하는 탄성와셔와;
상기 드라이브플레이트의 내측에 상기 프릭션와셔의 와셔돌기보다 원주방향 폭이 넓게 형성되어 상기 와셔돌기가 삽입되도록 형성된 마찰구동홈;
을 포함하여 구성된 구조로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 자동변속기용 직결 댐퍼플라이휠을 구비한 차량구동장치는
상기 자동변속기용 직결 댐퍼플라이휠의 스플라인허브에 건식마찰클러치가 연결되고;
상기 건식마찰클러치에는 자동변속기의 작동기구가 직결된 구조로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 자동변속기용 직결 댐퍼플라이휠을 구비한 차량구동장치는
상기 자동변속기용 직결 댐퍼플라이휠의 스플라인허브에 습식마찰클러치가 연결되고;
상기 습식마찰클러치에는 자동변속기의 작동기구가 직결된 구조로 할 수 있다.
본 발명은 엔진으로부터의 동력을 적절히 댐핑하여 토크컨버터가 배제된 자 동변속기에 직접 공급할 수 있도록 함으로써, 차량의 제조비용을 저감할 수 있고 연비를 개선할 수 있도록 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명 실시예는 전방측면이 엔진의 크랭크샤프트에 동심축을 이루어 결합되는 프라이머리휠(1)과; 외곽이 상기 프라이머리휠(1)과 일체로 결합되어 하나의 원을 이루는 다수의 원호형 완충공간을 형성하는 프라이머리커버(3)와; 상기 완충공간에 각각 구비되는 탄성부재(5)와; 상기 프라이머리커버(3)의 내주면에 이격된 상태로 상기 프라이머리커버(3)의 중심에 삽입되고 클러치입력축이 스플라인 결합되는 스플라인허브(7)와; 상기 스플라인허브(7)에 동심축을 이루어 일체로 결합되고 반경방향으로 상기 각 완충공간에 구비된 탄성부재(5)들 사이로 돌출되는 피동돌기(9)를 구비한 드라이브플레이트(11)와; 상기 드라이브플레이트(11)와 상기 스플라인허브(7) 사이에 동심축을 이루어 결합되고 후방측면이 상기 프라이머리커버(3)에 면접촉하도록 구비된 씨일와셔(13)와; 상기 드라이브플레이트(11)의 내경부에 이격되어 동심축을 이루어 설치되며, 상기 프라이머리휠(1)과 일체로 결합되고 상기 스플라인허브(7)와 베어링(15)을 매개로 상호 회동 가능하게 설치된 허브(17)와; 상기 허브(17)와 상기 프라이머리휠(1) 사이에 구비되어 상기 드라이브플레이트(11)와 상기 허브(17)의 상대회동 각도에 따라 마찰력을 발생시키는 상태가 전환되도록 구비된 마찰력발생수단을 포함하여 구성된다.
여기서, 전방측면은 상기 프라이머리휠(1)에서 엔진을 향하는 축방향이고, 후방측면은 그 반대방향을 말한다.
본 실시예에서 상기 프라이머리휠(1)과 프라이머리커버(3) 사이에 형성되는 완충공간은 반원형의 두 개의 공간으로 이루어지며, 그 두 공간은 상기 프라이머리휠(1)과 프라이머리커버(3)에 각각 상기 완충공간을 향해 돌출된 구동돌기(19)에 의해 구획된다.
상기 완충공간에 설치되는 상기 탄성부재(5)는 도시된 바와 같이 다수의 코일스프링(21)과 이들 코일스프링(21)을 연결하여 그 신축경로를 상기 완충공간의 원호형을 따라 가이드하는 스프링가이드(23) 등으로 이루어진다.
상기 드라이브플레이트(11)의 피동돌기(9)는 구동력을 전달하지 않는 상태에서, 상기 프라이머리휠(1)과 프라이머리커버(3)의 구동돌기(19)와 동일한 위상에 배치되어 상기 탄성부재(5)를 통해 상기 프라이머리휠(1)로부터의 구동력을 전달받을 수 있도록 되어 있다.
상기 프라이머리커버(3)의 후방측면에는 프라이머리커버(3)와 동일한 외경을 가지고 상기 스플라인허브(7)의 외주면과 이격된 내주면을 가지는 관성링캡(25)이 일체로 결합되어 있다.
상기 관성링캡(25)은 상기 프라이머리커버(3)의 두께를 두껍게 하지 않고도 용이하게 상기 프라이머리커버(3)의 관성질량을 증대시킬 수 있어서, 상기 프라이머리커버(3)를 프레스로 가공할 때 용이한 가공성을 확보할 수 있다.
또한, 상기 관성링캡(25)은 프라이머리커버(3)에 결합된 상태에서 상기 스플라인허브(7)의 후방측면과 동일한 면을 이루고 그 이상 후방으로 돌출되지 않으며, 상기 프라이머리커버(3)의 외경과도 동일한 외경을 가지고 있어서, 댐퍼플라이휠(27)의 컴팩트한 구성에 장애를 주지 않으면서 필요로 하는 관성질량을 확보할 수 있도록 한다.
본 실시예에서 상기 마찰력발생수단은 반경방향 외측으로 돌출된 와셔돌기(29)를 구비하고 상기 허브(17)와 프라이머리휠(1) 사이에 동심축을 이루어 결합되는 프릭션와셔(31)와; 상기 프릭션와셔(31)와 동심축을 이루어 상기 프릭션와셔(31)와 프라이머리휠(1) 사이에 개재되는 서포트와셔(33)와; 상기 서포트와셔(33)와 동심축을 이루어 상기 서포트와셔(33)와 상기 프라이머리휠(1) 사이에 개재되어 상기 서포트와셔(33)와 상기 프릭션와셔(31)를 상기 허브(17)를 향해 가압하는 탄성력을 제공하는 탄성와셔(35)와; 상기 드라이브플레이트(11)의 내측에 상기 프릭션와셔(31)의 와셔돌기(29)보다 원주방향 폭이 넓게 형성되어 상기 와셔돌기(29)가 삽입되도록 형성된 마찰구동홈(37)을 포함하여 구성된다.
즉, 상기 프릭션와셔(31)와 서포트와셔(33) 및 상기 탄성와셔(35)는 차례로 상기 허브(17)와 상기 프라이머리휠(1) 사이에 동심축을 이루어 결합되어 압착된 상태를 가지며, 상기와 같은 압착력은 허브리벳(47)에 의해 상기 프라이머리휠(1)과 상기 허브(17)가 결합된 상태에서, 상기 탄성와셔(35)가 제공하는 탄성력에 의해 발생된다.
따라서, 상기 프릭션와셔(31)를 상기 허브(17) 및 상기 프라이머리휠(1)에 대해 상대회전시키면 상기 프릭션와셔(31)가 상기 허브(17)와 서포트와셔(33) 사이에서 마찰력을 발생시키면서 회전하게 되는 것이다.
그런데, 상기 프릭션와셔(31)의 와셔돌기(29)는 상기 드라이브플레이트(11)의 마찰구동홈(37)에 삽입되어 있고, 상기 드라이브플레이트(11)의 마찰구동홈(37)의 원주방향 길이는 상기 와셔돌기(29)보다 길게 설정되어 있으므로, 상기 프라이머리휠(1)과 허브(17)가 회전력을 전달하여, 상기 탄성부재(5)가 압축되면서 상기 드라이브플레이트(11)와 상기 허브(17) 사이에 상대회전이 발생할 때, 처음에는 상기 와셔돌기(29)가 상기 마찰구동홈(37)에서 자유롭게 회동하므로 마찰력이 발생하지 않다가, 상기 와셔돌기(29)가 상기 마찰구동홈(37)에 닿기 시작하면, 그때부터 상기 프릭션와셔(31)가 상기 허브(17)와 상대회전을 하면서 마찰력을 발생시키는 것이다.
한편, 상기 씨일와셔(13)는 상기 스플라인허브(7)와 상기 프라이머리커버(3) 사이의 공간을 밀폐하여 상기 완충공간을 씰링하는 역할과 아울러, 상기 프라이머리커버(3)와의 사이에서 상대회전이 발생할 때 상시의 마찰력을 제공하는 기능을 수행한다.
상기한 바와 같은 댐퍼플라이휠(27)은 상기와 같이 프라이머리휠(1)과 허브(17)를 통해 입력된 회전력을 상기 탄성부재(5)를 거쳐 드라이브플레이트(11) 및 스플라인허브(7)를 통해 인출하여, 후속하여 연결되는 장치에 전달할 수 있도록 하며, 이 동력 전달 과정에서 상기 마찰력발생수단에 의해 마찰력을 발생시켜서 상기 탄성부재(5)의 탄성력과 함께 댐핑기능을 수행하는 것이다.
상기한 바와 같이 구성된 자동변속기용 직결 댐퍼플라이휠(27)은 도 4에 도시된 바와 같이 엔진(39)의 동력을 클러치를 통해 직접 자동변속기(43)로 공급하도록 하는 차량의 구동장치에 사용할 수 있다.
즉, 상기 댐퍼플라이휠(27)의 스플라인허브(7)에 건식마찰클러치(45)가 연결되고, 상기 건식마찰클러치(45)에는 자동변속기(43)의 작동기구가 직결되는 것이다.
여기서, 상기 자동변속기(43)의 작동기구라 함은 종래 토크컨버터로부터 전달된 동력을 연결 및 단속하여 유성기어장치로 전달하는 클러치와 브레이크류 등의 장치를 통칭하는 의미로서, 종래와는 달리 토크컨버터를 사용하지 않는다는 의미이다.
상기와 같이 종래의 토크컨버터를 사용하지 않을 수 있는 것은 건식마찰클러치(45)의 제어가 정밀하게 이루어질 수 있음은 물론, 상기 댐퍼플라이휠(27)의 댐핑성능이 우수하게 동력전달과정에서의 충격을 완충시켜줄 수 있기 때문이며, 이를 통해 토크컨버터가 배제되어 차량의 제조비용이 저감될 수 있고 연비를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 건식마찰클러치는 습식마찰클러치로 대체될 수 있는바, 상기 습식마찰클러치는 상기 건식마찰클러치보다 구성은 다소 복잡하게 이루어지겠지만, 제어에 있어서는 상기 건식마찰클러치보다 더 정밀하고 부드러운 제어가 가능한 장점이 있다.
따라서, 당해 파워트레인에서 요구되는 특성에 따라 건식마찰클러치 또는 습식마찰클러치를 선택적으로 탑재하는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명에 따른 자동변속기용 직결 댐퍼플라이휠의 구조를 설명한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 자동변속기용 직결 댐퍼플라이휠의 구성요소를 분해하여 도시한 사시도,
도 3은 도 1의 프라이머리휠을 제거하여 내부구조를 더 상세히 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 자동변속기용 직결 댐퍼플라이휠을 구비한 차량구동장치를 설명한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
1; 프라이머리휠 3; 프라이머리커버
5; 탄성부재 7; 스플라인허브
9; 피동돌기 11; 드라이브플레이트
13; 씨일와셔 15; 베어링
17; 허브 19; 구동돌기
21; 코일스프링 23; 스프링가이드
25; 관성링캡 27; 댐퍼플라이휠
29; 와셔돌기 31; 프릭션와셔
33; 서포트와셔 35; 탄성와셔
37; 마찰구동홈 39; 엔진
43; 자동변속기 45; 건식마찰클러치
47; 허브리벳

Claims (5)

  1. 전방측면이 엔진의 크랭크샤프트에 동심축을 이루어 결합되는 프라이머리휠과;
    외곽이 상기 프라이머리휠과 일체로 결합되어 하나의 원을 이루는 다수의 원호형 완충공간을 형성하는 프라이머리커버와;
    상기 완충공간에 각각 구비되는 탄성부재와;
    상기 프라이머리커버의 내주면에 이격된 상태로 상기 프라이머리커버의 중심에 삽입되고 클러치입력축이 스플라인 결합되는 스플라인허브와;
    상기 스플라인허브에 동심축을 이루어 일체로 결합되고 반경방향으로 상기 각 완충공간에 구비된 탄성부재들 사이로 돌출되는 피동돌기를 구비한 드라이브플레이트와;
    상기 드라이브플레이트와 상기 스플라인허브 사이에 동심축을 이루어 결합되고 후방측면이 상기 프라이머리커버에 면접촉하도록 구비된 씨일와셔와;
    상기 드라이브플레이트의 내경부에 이격되어 동심축을 이루어 설치되며, 상기 프라이머리휠과 일체로 결합되고 상기 스플라인허브와 베어링을 매개로 상호 회동 가능하게 설치된 허브와;
    상기 허브와 상기 프라이머리휠 사이에 구비되어 상기 드라이브플레이트와 상기 허브의 상대회동 각도에 따라 마찰력을 발생시키는 상태가 전환되도록 구비된 마찰력발생수단;
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동변속기용 직결 댐퍼플라이휠.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 프라이머리커버의 후방측면에는 프라이머리커버와 동일한 외경을 가지고 상기 스플라인허브의 외주면과 이격된 내주면을 가지는 관성링캡이 일체로 결합된 것
    을 특징으로 하는 자동변속기용 직결 댐퍼플라이휠.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 마찰력발생수단은
    반경방향 외측으로 돌출된 와셔돌기를 구비하고 상기 허브와 프라이머리휠 사이에 동심축을 이루어 결합되는 프릭션와셔와;
    상기 프릭션와셔와 동심축을 이루어 상기 프릭션와셔와 프라이머리휠 사이에 개재되는 서포트와셔와;
    상기 서포트와셔와 동심축을 이루어 상기 서포트와셔와 상기 프라이머리휠 사이에 개재되어 상기 서포트와셔와 상기 프릭션와셔를 상기 허브를 향해 가압하는 탄성력을 제공하는 탄성와셔와;
    상기 드라이브플레이트의 내측에 상기 프릭션와셔의 와셔돌기보다 원주방향 폭이 넓게 형성되어 상기 와셔돌기가 삽입되도록 형성된 마찰구동홈;
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동변속기용 직결 댐퍼플라이휠.
  4. 청구항 1의 자동변속기용 직결 댐퍼플라이휠의 스플라인허브에 건식마찰클러치가 연결되고;
    상기 건식마찰클러치에는 자동변속기의 작동기구가 직결된 것
    을 특징으로 하는 자동변속기용 직결 댐퍼플라이휠을 구비한 차량구동장치.
  5. 청구항 1의 자동변속기용 직결 댐퍼플라이휠의 스플라인허브에 습식마찰클러치가 연결되고;
    상기 습식마찰클러치에는 자동변속기의 작동기구가 직결된 것
    을 특징으로 하는 자동변속기용 직결 댐퍼플라이휠을 구비한 차량구동장치.
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