KR0158168B1 - 차량용 무단 변속장치 - Google Patents

Abstract

회전동력은 주로 기어들에 의하여 전달되고, 변속비 제어는 벨트에 의하여 이루어지도록 함으로써, 풀리의 변위를 작게 하여 벨트의 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 차량용 무단 변속장치를 제공할 목적으로; 엔진과 직결되는 입력축상에 배치되어 토오크 변동에 따른 입력축의 비틀림 진동을 흡수하는 토셔널 댐퍼와; 상기 토셔널 댐퍼의 후측 입력축상에 배치되어 회전동력 전달을 단속하는 동력전달 단속수단과; 상기 동력전달 단속수단의 후측으로 배치되어 차량의 전, 후진 방향을 결정하여 이의 회전동력을 출력하는 전, 후진 제어수단과; 상기 전, 후진 제어수단으로부터 출력되는 회전동력을 기어전동과 벨트전동으로 전달받아 양측으로부터 입력되는 회전수에 따라 무단 변속을 행하는 변속수단과; 상기 변속수단으로부터 입력되는 회전동력을 종감속시켜 출력하는 종감속수단을 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치를 제공한다

Description

차량용 무단 변속장치

제1도는 본 발명에 의한 제1 실시예의 구성도.

제2도는 본 발명에 적용되는 풀리 직경 변위 발생수단의 구성도이다.

본 발명은 차량용 무단 변속장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 풀리의 외경변화를 작게 하여 벨트의 이동량을 줄임으로써, 벨트의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 차량용 무단 변속장치에 관한 것이다.

차량의 변속장치는 엔진의 구동력을 구동륜에 전달하는 기능을 갖고 있는데, 이러한 변속장치에는 운전자의 의지대로 운전자가 직접 변속단을 선택하는 수동 변속장치와, 차량의 주행조건에 따라 자동적으로 변속이 이루어지는 자동 변속장치와, 각 변속단 사이에 특정한 변속 영역이 없이 무단으로 변속이 이루어지는 무단 변속장치로 대별된다.

상기와 같은 변속장치에 있어서, 본 발명은 유압을 이용하는 자동 변속장치의 단점을 보완하여 연비 및 동력 전달성능, 그리고 중량면에서 큰 장점을 갖는 무단 변속장치에 관계하며, 이의 무단 변속장치는 입력축과 출력축에 장착되는 풀리의 직경변위를 이용하는 방식이 주로 사용되고 있다.

이에 따라 상기와 같은 무단 변속장치에 있어서는 벨트의 내구성이 매우 중요한데, 풀리의 직경 변화가 크게 이루어지는 경우에는 벨트의 이동량이 커지기 때문에 내구성이 취약하다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 회전동력은 주로 기어들에 의하여 전달되고, 변속비 제어는 벨트에 의하여 이루어지도록 함으로써, 풀리의 변위를 작게하여 벨트의 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 차량용 무단 변속장치를 제공함에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 엔진과 직결되는 입력축상에 배치되어 토오크 변동에 따른 입력축의 비틀림 진동을 흡수하는 토셔널 댐퍼와; 상기 토셔널 댐퍼의 후측 입력축상에 배치되어 회전동력 전달을 단속하는 동력전달 단속수단과; 상기 동력전달 단속수단의 후측으로 배치되어 차량의 전, 후진 방향을 결정하여 이의 회전동력을 출력하는 전, 후진 제어수단과; 상기 전, 후진 제어수단으로부터 출력되는 회전동력을 기어전동과 벨트전동으로 전달받아 양측으로부터 입력되는 회전수에 따라 무단 변속을 행하는 변속수단과; 상기 변속수단으로부터 입력되는 회전동력을 종감속시켜 출력하는 종감속수단을 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치를 제공한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 의한 제1 실시예의 구성도로서, 엔진(2)에 연결된 입력축(4)상에는 토셔널 댐퍼(Torsional Damper)(6)가 장착되며, 이의 토셔널 댐퍼(6)는 입력축(4)에 토오크 변동이 이루어질 때의 비틀림 진동을 흡수하게 된다.

그리고 상기 입력축(4)의 선단에는 동력전달 단속수단인 제1 마찰부재(8)를 개재시켜 제1 동력 전달부재(10)과 연결되며, 이의 제1 동력 전달부재(10)상에 배치되는 정,역회전 제어수단(12)은 더블 피니언 유성기어 셋트가 적용되는데, 이의 선기어(14)가 상기 제1 동력 전달부재(10)와 일체로 형성되며, 링기어(16)는 제2 마찰부재(18)를 개재시켜 상기 제1 동력전달부재(10)와 연결되어 입력요소로 작용할 수 있고, 제3 마찰부재(20)를 통해 변속기 하우징(22)과 연결되어 반력요소로 작용할 수 있게 된다.

또한, 상기 선기어(14)와 링기어(16) 사이에 치합되는 제1,2 피니언(24)(26)을 연결하는 유성캐리어(28)는 제2 동력전달부재(30)를 통해 변속수단(32)과 연결된다.

상기에서 제1,2 마찰부재(8)(18)는 클러치 수단으로 통상의 다판 클러치가 사용될 수 있으며, 제3 마찰부재(20)는 브레이크 수단으로 통상의 밴드 브레이크가 사용될 수 있다.

그리고 변속수단(32)은 상기 제2 동력 전달부재(30)에 장착되는 구동기어(34) 및 외경 가변이 이루어지는 구동풀리(36)와, 상기 구동기어(34)의 사이에 개재되는 아이들러 기어(28)를 통하여 입력요소로 작용하는 링기어(40)를 보유하는 유성기어셋트(42)와, 외경 가변이 이루어지도록 형성되어 상기 구동풀리(36)에 벨트(44) 전동되면서 유성기어셋트(42)의 선기어(46)를 구동하는 종동풀리(48)를 포함하여 이루어진다.

상기에서 유성기어셋트(42)는 싱글 피니언 유성기어셋트가 이용되며, 링기어(40)와 선기어(46) 사이에 등분 배치되는 피니언(50)을 상호 연결하는 유성캐리어(52)는 출력요소로 작용하게 된다.

그리고 상기한 구동풀리(36)는 종동풀리(48)와 벨트(44)로 연결되어 동력을 전달하게 되며, 그의 외경이 가변되면서 변속작용을 행할 수 있게 되는데, 제2도는 그것을 가능하게 하는 일 실시예의 구성을 보여주고 있다.

즉, 구동풀리(36)는 고정측 풀리(54)와 가변측 풀리(56)로 이루어지는데, 고정측 풀리(54)는 제2 동력 전달부재(30)과 일체로 형성되어 있으며, 가변축 풀리(56)는 이 제2 동력전달부재(30)상에서 좌우 이동할 수 있는 상태로 결합되고 있다.

상기 가변측 풀리(56)측에는 케이싱 부재(58)이 설치되어 이들 사이에 유압쳄버(60)를 형성하고 있으며, 이 유압쳄버(60)는 제2 동력전달부재(30)에 형성된 유로(62)를 통하여 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력유체가 공급될 수 있도록 되어 있다.

그리고 종동풀리(48)는 상기와 마찬가지로 고정측 풀리(64)와 가변측 풀리(66)로 이루어지되, 상기 고정측 풀리(64)가 제3 동력전달부재(68)에 일체로 형성된다.

또한, 가변측 풀리(66)는 상기 제3 동력전달부재(68)상에서 좌우 이동할 수 있도록 결합되고, 이의 가변측 풀리(66)에는 케이싱 부재(70)가 개재되어 유압쳄버(72)를 형성하고 있으며, 상기 유압쳄버(72)에는 제2 동력 전달부재(68)에 형성된 유로(74)를 통하여 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력유체가 공급될 수 있도록 되어 있다.

물론 상기 구동 및 종동풀리(36)(48)의 구성은 상기 구성에 한정되는 것은 아니고 이의 구성으로부터 용이하게 발명할 수 있는 것은 모두 포함한다.

그리고 상기 유성기어셋트(42)의 출력요소인 유성캐리어(52)의 말단부에는 종감속수단(76)이 연결되는데, 이의 종감속수단(76)은 다수의 기어들로 이루어지는 종감속장치(78)와, 차동장치(80)를 포함하여 이루어진다.

상기에서 감속장치(78)는 상기 유성기어셋트(42)의 유성캐리어(52)에 장착되는 출력기어(82)와 이에 외접되는 아이들러 기어(84), 그리고 디프렌셜 케이스에 장착된 링기어(86)를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 차동장치(80)는 공지와 마찬가지로 케이스 내부 좌우측에 배치되어 양단으로 구동휠(88)(90)이 장착되는 구동축(92)(94)과 결합되는 한쌍의 사이드 기어(96)(98)와, 상기 사이드 기어(96)(98)의 전후측 사이에 치합되는 한쌍의 피니언(100)(102)으로 이루어진다.

이와같이 이루어지는 본 발명의 무단 변속장치는, 운전자가 미도시한 셀렉터 레버를 주행 D 레인지로 선택하게 되면, 제2 마찰부재(18)를 작동제어하게 된다.

이의 상태에서 차량의 출발을 위하여 가속페달을 밟는 등의 출발조치를 취하면 제1 마찰부재(8)가 작동 제어되면서 입력축(4)의 동력이 제1 동력전달부재(10)와 일체로 형성된 선기어(16)과 링기어(16)를 통해 입력됨으로써, 더블 피니언 유성기어셋트가 직결되면서 유성캐리어(28)와 제2 동력전달부재(30)를 통해 정회전 동력을 출력시키게 된다.

이와 같이 정, 역회전 제어수단(12)으로부터 동력이 출력되면 구동기어(34)와 구동풀리(36)와 종동풀리(48)를 통해 유성기어셋트(42)로 입력이 이루어진다.

이때 구동기어(34)를 통해 입력되는 회전동력은 링기어(40)를 입력요소로하여 입력되고, 구동 및 피동풀리(36)(48)를 통해 입력되는 동력은 이들 외견변화에 따른 회전수가 선기어(46)를 입력요소로 하여 입력됨으로써, 변속이 이루어지게 되는 것이다.

즉, 싱글 피니언 유성기어셋트의 작동 특성상 어는 한 입력요소로 일정한 속도로 동력이 입력되는 상태에서 또 다른 입력요소로 입력되는 속도에 따라 출력요소의 회전수가 증감되는 것을 이용하여 변속이 이루어지게 된다.

이에따라 링기어(40)를 통해 회전동력이 입력되는 상태에서 선기어(46)를 통해 입력되는 회전수를 가변시킴으로써, 무단 변속이 이루어지게 되는데, 선기어(46)의 속도가 링기어(40)의 회전속도보다 빠르면 증속되고, 느리면 감속된다.

그리고 상기 선기어(46)의 회전속도 변화는 구동 및 종동풀리(36)(48)의 외경변화에 따라 증감되는데, 이의 변화조건은, 첫째 구동풀리(36)와 종동풀리(48)의 외경이 동일할 때와, 둘째 구동풀리(36)의 외경이 종동풀리(48)의 직경보다 큰 경우와, 셋째 구동풀리(36)의 직경이 종동풀리(48)의 직경보다 작은 경우로 나누어 생각할 수 있다.

첫째 조건으로 구동 및 종동(36)(48)의 외경이 동일한 경우에는 1:1의 변속비를 갖게 된다.

그리고 둘째로 구동풀리(36)의 외경이 종동폴리(48)의 직경 보다 큰 경우에는 구동폴리(36)의 회전수보다 종동풀리(48)의 회전수가 커지기 때문에 증속이 이루어지게 되며, 셋째 구동풀리(36)의 외경이 종동풀리(48)의 직경보다 작아지는 경우에는 구동풀리(36)의 회전수가 종동풀리(48)의 회전수보다 작아지기 때문에 감속이 이루어지게 되는 것이다.

이러한 작용으로 주행레인지에서는 출발싯점부터 고속 주행까지 변속단구분이 없는 점진적인 변속이 이루어지게 되는 것이다.

상기한 구동풀리(36)와 종동풀리(48)의 외경변화는 유압쳄버(60)(72)로 공급되는 유압에 따라 결정되는데, 이러한 유압 제어는 통상적으로 무단 변속 차량에서 사용하고 이는 유압 제어시스템을 사용하는 것으로 가능하게 되므로 그의 상세한 설명은 생략한다.

또한, 상기와 같은 작용으로 선기어(46)의 회전수 변화에 따라 유성기어셋트(42)에서 변속이 이루어진 후에는 종감속장치(78)를 통해 감속되어 차동장치(80)로 전달함으로써, 전진 주행이 이루어지게 되는 것이다.

그리고 셀렉터 레버가 후진 R 레인지로 선택되면, 제2 마찰부재(18)의 작동은 해제되고, 제3 마찰부재(20)의 작동이 이루어지게 되는데, 이는 정, 역회전 제어수단(12)의 선기어(14)가 입력요소가 되고, 링기어(16)가 반력요소로 작용하게 됨으로써, 유성 캐리어(28)가 역회전 하면서 구동풀리(36)를 구동시키게 된다.

그러면 이의 회전동력은 변속수단(32)와 종감속수단(76)을 통해 후진주행이 가능하도록 하게 되는 것이다.

상기 와 같은 작동이 이루어지면서 변속이 이루어지는 경우에는 선기어(46)의 회전수 변환이 크지 않더라도 변속이 큰 폰으로 이루어지게 되는 바, 구동 및 종동풀리(36)(48)의 외경 변화를 작게할 수 있다.

이에따라 풀리의 외경변화를 작게하여 벨트의 이동량을 줄임으로써, 벨트의 수명을 연장시킬 수 있는 발명인 것이다.

Claims (7)

1. 엔진과 직결되는 입력축상에 배치되어 토오크 변동에 따른 입력축의 비틀림 진동을 흡수하는 토셔널 댐퍼와; 상기 토셔널 댐퍼의 후측 입력축상에 배치되어 회전동력 전달을 단속하는 동력전달 단속수단과; 상기 동력전달 단속수단의 후측으로 배치되어 차량의 전, 후진 방향을 결정하여 이의 회전동력을 출력하는 전, 후진 제어수단과; 상기 전, 후진 제어수단으로부터 출력되는 회전동력을 기어전동과 벨트전동으로 전달받아 양측으로부터 입력되는 회전수에 따라 무단 변속을 행하는 변속수단과; 상기 변속수단으로부터 입력되는 회전동력을 종감속시켜 출력하는 종감속수단과; 를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치.
2. 제1항에 있어서, 동력전달 단속수단은 다판 클러치로 이루어지는 제1 마찰부재로 형성함을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.
3. 제1항에 있어서, 전, 후진 제어수단은 더블 피니언 유성기어 셋트로 형성하되, 선기어가 제1 동력 전달부재와 일체로 형성되어 항시 입력요소로 작용토록 하고, 링기어는 제2 마찰부재를 개재시켜 상기 입력축과 연결되고, 제3 마찰부재를 통해 변속기 하우징과 연결되어 선택적으로 입력 및 반력요소로 작용토록 하며, 선기어와 링기어 사이에 치합되는 제1,2 피니언을 연결하는 유성캐리어는 출력요소로서 제2 동력전달부재와 연결됨을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.
4. 제3항에 있어서, 제1,2 마찰부재는 다판 클러치로 형성하고, 제3 마찰부재는 밴드 브레이크로 형성함을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.
5. 제1항에 있어서, 변속수단은 제2 동력전달부재에 장착되는 구동기어 및 외경가변이 이루어지는 구동풀리와; 상기 구동풀리의 사이에 개재되는 아이들러 기어를 통하여 입력요소로 작용하는 링기어를 보유하는 유성기어셋트와; 외경 가변이 이루어지도록 형성되어 상기 구동풀리에 벨트 전동되면서 유성기어셋트의 선기어를 구동하는 종동풀리를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치.
6. 제1항 또는 제5항에 있어서, 유성기어셋트는 싱글 피니언 유성기어셋트가 이용되며, 링기어와 선기어 사이에 등분 배치되는 피니언을 상호 연결하는 유성캐리어가 출력요소로 작용토록 형성함을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.
7. 제1항에 있어서, 종감속수단은 유성기어셋트의 유성캐리어에 장착되는 출력기어와 이에 외접되는 아이들러 기어, 그리고 디프렌셜 케이스에 장착된 링기어를 포함하는 종감속장치와; 차동장치로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.