KR0183219B1 - 차량용 무단 변속장치 - Google Patents

Abstract

간단한 구성으로 보다 넓은 변속범위를 확보하고, 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 차량용 무단 변속장치를 제공할 목적으로; 엔진으로부터 동력을 전달받아 토오크 변환시키는 토오크 컨버터와; 유성기어 셋트로 이루어져 상기 토오크 컨버터의 터어빈 런너측에 연결되는 입력축상에 배치되며, 이 반력요소의 반력을 가변시킴으로써, 무단 변속이 이루어지도록 하는 무단 변속기구와; 유성기어 셋트로 이루어져 상기 무단 변속기구의 출력측단에 연결됨과 동시에 다수의 마찰부재를 구비하며, 이들 마찰부재의 선택적인 작동에 의하여 전진 및 후진이 선택되는 전, 후진 제어기구와; 를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치를 제공한다

Description

차량용 무단 변속장치

제1도는 본 발명에 의한 실시예의 구성도.

제2도는 본 발명에 적용되는 무단 변속기구의 일부 발췌도.

제3도는 본 발명에 적용되는 무단 변속기구의 작동 설명을 레버 해석법으로 설명하기 위한 도면.

제4도는 본 발명에 적용되는 전, 후진 제어기구의 작동 설명을 레버해석법으로 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 차량용 무단 변속장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간단한 구성으로 보다 넓은 변속범위를 확보하고, 내구성을 향상시킬 수 있는 차량용 무단 변속장치에 관한 것이다.

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

상기와 같은 변속장치에 있어서, 본 발명은 유압을 이용하는 자동변속장치의 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.

그러나 종래의 무단 변속장치는 구동 및 피동풀리의 직경 변화에 따라 변속비가 결정됨으로써, 그의 무단 변속폭이 극히 작은 범위로 제한되며, 벨트가 사용됨으로써, 내구성이 좋지 않다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 간단한 구성으로 보다 넓은 변속범위를 확보하고, 내구성을 향상시킬 수 있는 차량용 무단 변속장치를 제공함에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 엔진으로부터 동력을 전달받아 토오크 변환시키는 토오크 컨버터와; 싱글 피니언 유성기어셋트로 이루어져 상기 토오크 컨버터의 터어빈 런너측에 연결되는 입력축상에 배치되며, 이의 반력요소 반력을 가변시킴으로써, 무단 변속이 이루어지도록 하는 무단 변속기구와; 더블 피니언 유성기어셋트로 이루어져 상기 무단 변속기구의 출력측단에 연결됨과 동시에 다수의 마찰부재를 구비하며, 이들 마찰부재의 선택적인 작동에 의하여 전진 및 후진이 선택되는 전, 후진 제어기구와;를 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 실시예의 구성도로서, 엔진(2)으로부터 동력을 전달받는 토오크 컨버터(4)는 엔진(2)의 크랭크축에 직결되어 회전하는 펌프 임펠러(6)와; 이 펌프 임펠러(6)와 대향 배치되어 분출되는 오일에 의하여 함께 회전하는 터어빈 런너(8)와; 이들 펌프 임펠러(6)와 터어빈 런너(8) 사이에 배치되어 오일의 흐름을 바꾸어 주어 펌프 임펠러(6)의 회전력을 증가시켜 주는 스테이터(10)를 포함하여 이루어진다.

이에 따라 엔진이 회전을 하면 상기 토오크 컨버터(4)내에 충진된 오일이 펌프 임펠러(6)에서 분출되어 터어빈 런너(8)로 공급되면서 터어빈 런너(8)를 구동시킨 다음 스테이터(10)로 유입된다.

또한, 상기 스테이터(10)로 유입된 오일은 그 방향을 바꾸어 다시 펌프 임펠러(6)로 유입되는 작용을 반복하게 되는데, 이때 스테이터(10)의 회전에 의하여 스테이터(8)가 분담하는 터어빈 런너(8)의 회전력과 펌프 임펠러(6)의 회전력과의 사이에 차이가 생겨 토오크 변환이 이루어지게 되는 것이다.

그리고 상기 터어빈 런너(8)에 연결되는 입력축(12)과 연결되는 무단 변속기구(14)는 싱글 피니언 유성기어 셋트(16)와, 이의 싱글 피니언 유성기어 셋트(16)의 반력요소를 가변 제어할 수 있는 반력 제어수단(18)을 구비하여 이루어진다.

상기에서 싱글 피니언 유성기어 셋트(16)는 선기어(20)가 입력축(12)과 일체로 연결되어 입력요소로 작용하고, 상기 선기어(2)의 외주연에 등간격으로 치합되는 피니언(22)을 지지하는 유성 캐리어(24)를 출력요소 하며, 이들 피니언(22)에 치합되는 링기어(26)은 반력 제어수단(18)과 연결하여 반력요소로 작용하도록 하였다.

그리고 상기 반력 제어수단(18)은 제1도 및 제2도에서와 같이, 상기 링기어(26)의 일측 또는 외주측에 일체 형성되는 워엄기어(30)와, 상기 워엄기어(30)에 치합되는 워엄(32), 그리고 상기 워엄(32)을 구동시키는 정, 역회전 모터(34)를 포함하여 이루어진다.

물론, 상기에서 정, 역회전 모터(34)는 트랜스밋션 제어유닛(TCU)에 의하여 제어되면서 워엄(32)을 구동시키게 된다.

이에 따라 입력축(12)을 통해 선기어(20)로 동력이 입력되면 링기어(26)를 반력요소로하여 유성캐리어(24)를 통해 출력이 이루어지게 되는데, 이의 동작과정을 레버 해석법으로 분석하여 보면 제3도와 같다.

싱글 피니언 유성기어 셋트(16)에 있어서는 레버상의 제1노드(N1)가 선기어(20), 제2노드(N2)가 유성 캐리어(26), 제3노드(N3)가 링기어(26)로 설정되며. 이때, 선기어(20)(N1)를 통해 입력되고, 링기어(26)(N3)가 반력요소로 작동하면 제1노드(N1)의 입력선(T1)과 제3노드(N3)를 연결하는 선(L1)과 제2노드(N2)를 가장 가깝게 연결하는 선(S1)이 출력속도선이 된다.

물론, 이때 엔진에서 입력된 출력은 도면에서와 같이 감속된 상태로 출력이 이루어지게 된다.

이러한 상태에서 링기어(26)가 반력을 유지할 수 있는 것은 정, 역회전모터(34)가 워엄(32)과 워엄기어(34)에 의하여 연결되어 있는 바, 이들 기어의 특성상 역전이 불가능하므로 정, 역회전 모터(34)의 작동을 정지시키면 완전 고정된 반력요소로 작용할 수 있게 되는 것이며, 이때에는 변속비가 고정된다.

상기와 같은 동력전달과정에서 정, 역회전 모터(34)를 입력동력과 동일방향으로 서서히 증가시키면 출력요소인 유성캐리어(24)의 회전속도가 증가되어 변속비를 작게하면서 무단변속이 이루어지게 된다.

그리고 상기와 반대로 정, 역회전 모터(34)를 역회전시키면 유성캐리어(24)의 회전속도가 작아져 변속비를 크게하면서 무단 변속이 이루어지게 되는 것이다.

즉, 정, 역회전 모터(34)의 회전속도와 토오크에 따라 상기의 과정으로 무단 변속이 이루어지게 되는 것이다.

상기와 같은 무단 변속기구(14)의 출력측단에 연결되는 전, 후진 제어기구(36)는 더블 피니언 유성기어 셋트(38)로 이루어지는데, 이의 더블 피니언 유성기어 셋트(38)는 선기어(40)가 무단변속기구(14)의 출력요소인 유성캐리어(24)의 후측단에 일체로 연결되어 입력요소로 작용하고, 상기 선기어(40)의 외주연에 등간격으로 치합되는 제1, 2피니언(42)(44)을 지지하는 유성 캐리어(46)를 출력요소 하며, 상기 제2 피니언(44)에 치합되는 링기어(48)는 제1, 2마찰부재(50)(52)를 개재시켜 상기 유성캐리어(46)와 변속기 하우징(54)에 연결되어 입력요소 또는 반력요소로 작용할 수 있도록 하였다.

상기에서 제1마찰부재(50)는 클러치 수단으로 통상의 다판클러치가 사용될 수 있으며, 제2 마찰부재(52)는 브레이크 수단으로 통상의 밴드 브레이크가 사용될 수 있다.

이에 따라 상기 제1, 2마찰부재(50)(52)의 작동제어에 의하여 전, 후진 선택이 이루어진다.

즉, 제4도에서와 같이, 더블 피니언 유성기어 셋트(38)에 있어서는 레버상의 제4노드(N4)가 선기어(40), 제5노드(N5)가 링기어(48), 제6노드(N6)가 유성 캐리어(46)로 설정되는데, 이때, 전진을 위하여 제1마찰부재(50)를 작동제어하면 회전동력은 선기어(40)(N4)와 링기어(48)(N5)를 통해 동시에 입력되어진다.

그러면 유성기어셋트는 상호 기어들이 록킹되면서 직결되어 유성캐리어(46)(N6)가 정회전으로 회전하면서 감속없이 출력되어 차량이 전진 주행할 수 있도록 한다.

이때에는 제4노드(N4)(40)의 입력 속도선(T2)와 제5노드(N5)(48)를 연결하는 선(L2)과 제6노드(N6)(46)를 가장 가깝에 연결하는 선(S2)이 전진 출력 속도선이 된다.

그리고 제1마찰부재(50)의 작동은 정지되고, 제2마찰부재(52)가 작동되면 선기어(40)(N4)가 입력요소로 작동하고, 링기어(48)(N5)가 반력요소로 작동하게 되는 바, 제4노드(N4)의 입력선(T2)과 제5노드(N5)를 연결하는 선(L3)과 제6노드(N6)를 가장 가깝에 연결하는 선(S3)이 후진 출력속도선이 된다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 싱글 유성기어 셋트와, 이의 반력요소를 가변적으로 제어함으로써, 기존 벨트 풀리방식의 무단 변속장치에 비하여 그 변속폭을 크게 확보할 수 있게 된다.

또한, 벨트가 사용되지 않음으로써, 그 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 엔진으로부터 동력을 전달받아 토오크 변환시키는 토오크 컨버터의 터어빈 런너측에 연결되는 입력축상에 배치되는 싱글 피니언 유성기어셋트와, 이의 싱글 피니언 유성기어셋트의 반력요소를 가변 제어할 수 있는 반력제어수단을 구비하여 무단 변속이 이루어지도록 하는 무단 변속기구와; 선기어가 무단 변속기구의 출력요소인 유성캐리어의 후측단에 일체로 연결되어 입력요소로 작용하고, 상기 선기어의 외주연에 등간격으로 치합되는 제1, 2피니언을 지지하는 유성 캐리어를 출력요소 하며, 상기 제2피니언에 치합되는 링기어는 제1, 2마찰부재를 개재시켜 상기 유성캐리어와 변속기 하우징에 연결되어 입력요소 또는 반력요소로 작용할 수 있도록 형성된 더블 피니언 유성기어셋트와; 상기 더블 피니언 유성기어셋트의 2개의 요소를 입력 또는 출력요소로 작용할 수 있도록 제어하는, 클러치 수단으로 통상의 다판 클러치를 사용하는 제1 마찰부재와, 브레이크수단으로 통상의 밴드 브레이크를 사용하는 제2마찰부재를 포함하여 이루어지는 전, 후진 제어기구를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치.
2. 제1항에 있어서, 싱글 피니언 유성기어셋트는 선기어가 입력축과 일체로 연결되어 입력요소로 작용하고, 상기 선기어의 외주연에 등간격으로 치합되는 피니언을 지지하는 유성 캐리어를 출력요소 하며, 이들 피니언에 치합되는 링기어는 반력제어수단과 연결하여 반력요소로 작용하도록 형성함을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.
3. 제1항에 있어서, 반력제어수단은 링기어의 일측 또는 외주측에 일체 형성되는 워엄기어와, 상기 워엄기어에 치합되는 워엄, 그리고 상기 워엄을 구동시키는 정, 역회전 모터를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.