KR100199168B1 - 차량용 무단 변속장치 - Google Patents

Abstract

구조가 간단하여 제조원가를 절감하고 경량화에 기여할 수 있는 차량용 무단 변속장치를 제공할 목적으로; 엔진으로부터 동력을 전달받아 토오크 변환 시키는 토오크 컨버터와, 외경 가변이 가능하도록 형성되어 상기 토오크 컨버터의 터어빈측과 직결된 입력축에 연결되는 구동풀리와, 외경 가변이 가능하도록 형성되어 상기 구동풀리에 벨트 구동되는 종동풀리로부터 동력을 전달받아 차량의 전, 후진 방향을 결정하는 전, 후진 제어수단과, 상기 전, 후진제어수단으로부터 입력되는 회전동력을 종감속시켜 양측으로 구동휠이 장착된 구동축을 구동시키는 종감속수단을 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치를 제공한다.

Description

차량용 무단 변속장치

제1도는 본 발명에 의한 변속장치의 구성도.

제2도는 본 발명에 적용되는 풀리 직경 변위 발생수단의 구성도이다.

본 발명은 차량용 무단 변속장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구조가 간단하고 경량화에 기여할 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 연속적인 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 변속장치 변속장치는 입력축과 출력축에 장치되는 풀리의 직경변위를 이용하는 방식이 주로 사용되고 있다.

그러나 종래 무단 변속장치, 특히 F-F방식 차량에 적용되는 무단 변속장치에 있어서는 종감속수단이 별도 구성됨으로써, 적어도 2개 이상의 축을 사용하여야 하는 바, 그 구성이 매우 복잡해지고, 제조원가가 상승되며, 경량화에 역행한다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 구조가 간단하여 제조원가를 절감하고 경량화에 기여할 수 있는 차량용 무단 변속장치를 제공함에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 엔진으로부터 동력을 전달받아 토오크를 변환시키는 토오크 컨버터와;

외경 가변이 가능하도록 형성되어 상기 토오크 컨버터의 터어빈측과 직결된 입력축에 연결되는 구동풀리와 출력측에 배열된 종동풀리로 구성된 무단 변속수단과;

외경이 가변이 가능하도록 형성되어 상기 구동풀리에 벨트 구동되는 종동풀리로부터 동력을 전달받아 차량의 전, 후진 방향을 결정하는 전, 후진 제어수단과;

단순 유성기어로 이루어진 감속장치와 차동장치로 구성되어 상기 전, 후진제어수단으로부터 입력되는 회전동력을 종감속시켜 양측으로 구동휠이 장착된 구동축을 구동시키고, 출력축상에 배열된 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 무단 변속장치의 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 바꾸어주어 펌프 임펠러(6)의 회전력을 증가시켜 주는 스테이터(10)를 포함하여 이루어진다.

이에따라 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 펌프의 회전력과의 사이에 차이가 생겨 토오크 변환이 이루어지게 되는 것이다.

그리고 상기 터어빈 런너(8) 측과 직결되는 입력축(12) 상에 배치되는 구동풀리(14)는 이의 회전동력을 벨트 전동으로 구동차축상의 제1동력 전달부재(16) 상에 배치되는 종동풀리(18)에 전달하게 된다.

상기에서 구동풀리(14)와 종동풀리(18)는 그의 외경이 가변되면서 변속작용을 행할 수 있게 되는데, 제2도는 그것을 가능하게 하는 일 실시예의 구성을 보여주고 있다.

즉, 구동풀리(14)는 고정측 풀리(20)와 가변측 풀리(22)로 이루어지는데, 고정측 풀리(20)는 입력축(12)과 일체로 형성되어 있으며, 가변측 풀리(22)는 이 입력축(12) 상에서 좌우 이동할 수 있는 상태로 결합되어 있다.

상기 가변측 풀리(22) 측에는 케이싱 부재(24)가 설치되어 이들 사이에 유압쳄버(26)를 형성하고 있다.

이 유압쳄버(26)는 입력축(12)에 형성된 유로(28)를 통하여 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력유체가 공급될 수 있도록 되어 있다.

그리고 종동풀리(18)는 상기와 마찬가지로 고정측 풀리(30)와 가변측 풀리(32)로 이루어지되, 상기 고정측 풀리(30)가 중공축으로 이루어지는 제1동력전달부재(16)에 일체로 형성된다.

또한, 가변측 풀리(32)는 상기 제1동력 전달부재(16) 상에서 좌우 이동할 수 있도록 결합되고, 이의 가변측 풀리(32)에는 케이싱 부재(36)가 개재되어 유압쳄버(38)를 형성하고 있으며, 상기 유압쳄버(38)에는 제1동력 전달부재(16)에 형성된 유로(40)를 통하여 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력유체가 공급될 수 있도록 되어 있다.

이에따라 상기 유압쳄버(24)(38)내의 유압 공급 정도에 따라 가변풀리(22)(32)가 이동하면서 그의 외경을 가변시킬 수 있게 되는 것이다.

물론, 상기 구동 및 종동풀리(14)(18)의 구성은 상기 구성에 한정되는 것은 아니고 이의 구성으로부터 용이하게 발명할 수 있는 것은 모두 포함한다.

그리고 상기 제1동력 전달부재(16) 상에 배치되는 정, 역회전 제어수단(42)은 더블 피니언 유성기어 셋트가 적용되는데, 이의 선기어(44)가 상기 제1동력 전달부재(16)와 직결되며, 링기어(46)는 제1마찰부재(48)를 개재시켜 상기 제1동력 전달부재(16)와 연결되어 입력요소로 작용할 수 있고, 제2마찰부재(50)를 통해 변속기 하우징(52)과 연결되어 반력요소로 작용할 수 있게 된다.

또한, 상기 선기어(44)와 링기어(46) 사이에 치합되는 제1, 2피니언(54)(56)을 연결하는 유성캐리어(58)는 제2동력전달부재(60)를 통해 종감속수단(62)과 연결된다.

상기에서 제1마찰부재(20)는 클러치 수단으로 통상의 다판 클러치가 사용될 수 있으며, 제2마찰요소(22)는 브레이크 수단으로 통상의 밴드 브레이크가 사용될 수 있다.

상기 제2동력 전달부재(60)의 일측단으로 장착되는 종감속수단(62)은 감속장치(64)와 차동장치(66)로 이루어진다.

상기에서 감속장치(66)는 싱글 피니언 유성기어셋트로 이루어지는데, 이의 선기어(68)가 제2동력 전달부재(60)와 일체로 연결되며, 링기어(70)가 변속기 하우징(52)에 고정된다.

그리고 상기 선기어(68)와 링기어(70) 사이에 치합되는 피니언(72)을 연결하는 유성 캐리어(74)는 출력요소로서, 차동장치(66)와 연결된다.

상기 차동장치(66)는 공지와 마찬가지로 케이스(76) 내부 좌우측에 배치되어 양단으로 구동휠(78)(80)이 장착되는 구동축(82)(84)과 결합되는 한쌍의 사이드 기어(86)(88)와, 상기 사이드 기어(86)(88)의 전후측 사이에 치합되는 한쌍의 피니언(90)(92)으로 이루어진다.

그리고 상기에서 제1, 2동력 전달부재(16)(60)를 중공축으로 형성한 것은 일측의 구동축(82)이 회전 간섭됨이 없이 관통될 수 있도록 하기 위함이다.

즉, 상기와 같이 이루어지는 본 발명의 무단 변속장치는, 정, 역회전 제어수단(42)과 종감속수단(62)이 모두 구동차축상에 설치됨으로써, 엔진 크기가 큰 차량에 매우 유리하게 적용할 수 있게 된다.

이와같은 본 발명의 무단 변속장치는, 운전자가 미도시한 셀렉터 레버를 주행 D 레인지로 선택하게 되면, 제1마찰부재(48)를 작동 제어하게 된다.

이러한 상태에서 입력축(12)을 통해 동력이 출력되면 구동풀리(14)와 종동풀리(18)의 외경변화에 따라 변속이 이루어지게 되는데, 그의 회전속도 변화조건은, 첫째, 구동풀리(14)와 종동풀리(18)의 외경이 동일할 때와, 둘째 구동풀리(14)의 외경이 종동풀리(18)의 직경 보다 큰 경우와, 셋째 구동풀리(14)의 직경이 종동풀리(18)의 직경보다 작은 경우로 나누어 생각할 수 있다.

첫째 조건으로 구동 및 종동(14)(18)의 외경이 동일한 경우에는 1 : 1의 변속비를 갖게된다.

그리고 둘째로 구동풀리(14)의 외경이 종동풀리(18)의 직경 보다 큰 경우에는 구동풀리(14)의 회전수 보다 종동풀리(18)의 회전수가 커지기 때문에 증속이 이루어지게 되며, 셋째 구동풀리(14)의 외경이 종동풀리(18)의 직경 보다 작아지는 경우에는 구동풀리(14)의 회전수가 종동풀리(18)의 회전수 보다 작아지기 때문에 감속이 이루어지게 되는 것이다.

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

상기한 구동풀리(14)와 종동풀리(18)의 외경변화는 유압쳄버(26)(38)로 공급되는 유압에 따라 결정되는데, 이러한 유압 제어는 통상적으로 무단 변속차량에서 사용하고 있는 유압 제어시스템을 사용하는 것으로 가능하게 되므로 그의 상세한 설명은 생략한다.

상기와 같은 경로로 종동풀리(18)를 통해 제1동력 전달부재(16)로 동력이 전달되면, 이의 동력이 정, 역회전 제어수간(42)의 선기어(44)와 링기어(46)를 통해 입력됨으로써, 더블 피니언 유성기어셋트가 직결되면서 유성캐리어(58)와 제2동력 전달부재(60)를 통해 정회전 동력을 출력시키게 된다.

이와같이 정, 역회전 제어수단(42)으로부터 동력이 출력되면 이의 회전동력은 종감속 장치(64)의 선기어(69)가 입력요소가 되고, 링기어(70)가 반력요소로 작용하게 되는 바, 출력요소인 유성캐리어(74)가 감속되어 차동장치(66)로 회전동력을 전달함으로써, 전진 주행이 이루어지게 되는 것이다.

그리고 셀렉터 레버가 후진 R 레인지로 선택되면, 제1마찰요소(48)의 작동은 해제되고, 제2마찰요소(50)의 작동이 이루어지게 되는데, 이는 정, 역회전 제어수단(42)의 선기어(44)가 입력요소가 되고, 링기어(46)가 반력요소로 작용하게 됨으로써, 캐리어(58)가 역회전하게 된다.

그러면 이의 회전동력은 전진 주행과 마찬가지로 종감속장치(64)에서 종감속되어 차동장치(66)를 통해 후진 주행이 가능하도록 하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 무단 변속장치는 정, 역회전 제어수단과 종감속수단이 모두 구동차축상에 설치됨으로써, 엔진 크기가 큰 차량에 매우 유리하게 적용할 수 있으며, 1개의 축으로 무단 변속장치를 구성할 수 있는 바, 구조를 간단히 할 수 있게 된다.

그리고 구조의 단순화로 제조원가를 크게 절감할 수 있으며, 차량의 경량화에 기여할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (5)

1. 엔진으로부터 동력을 전달받아 토오크를 변환시키는 토오크 컨버터와, 외경 가변이 가능하도록 형성되어 상기 토오크 컨버터의 터어빈측과 직결된 입력축에 연결되는 구동풀리와 출력측에 배열된 종동풀리로 구성된 무단 변속수단과, 외경이 가변이 가능하도록 형성되어 상기 구동풀리에 벨트 구동되는 종동풀리로부터 동력을 전달받아 차량의 전, 후진 방향을 결정하는 전, 후진 제어수단과, 단순 유성기어로 이루어진 감속장치와 차동장치로 구성되어 상기 전, 후진제어수단으로부터 입력되는 회전동력을 종감속시켜 양측으로 구동휠이 장착된 구동축을 구동시키고, 출력축상에 배열된 종감속수단을 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치.
2. 제1항에 있어서, 전, 후진 제어수단은 더블 피니언 유성기어 셋트로 형성하되, 선기어가 입력축에 직결되며, 링기어는 제1마찰부재를 개재시켜 상기 입력축과 연결되고, 제2마찰부재를 통해 변속기 하우징과 연결되며, 선기어와 링기어 사이에 치합되는 제1, 2피니언을 연결하는 유성캐리어는 제1동력전달부재를 통해 구동풀리와 연결됨을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.
3. 제2항에 있어서, 제1마찰부재는 다판 클러치로 형성하고, 제2마찰요소는 밴드 브레이크로 형성함을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.
4. 제1항에 있어서, 감속장치는 선기어가 내부호 구동축이 관통하는 중공부재로 이루어지는 제2동력 전달부재와 일체로 형성되어 입력요소로 작용하고, 링기어가 변속기 하우징에 고정되어 반력요소로 작용토록 하며, 선기어와 링기어 사이에 치합되는 피니언을 연결하는 유성 캐리어는 출력요소로 작용토록 형성함을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.
5. 제1항에 있어서, 종동풀리와, 전, 후진제어수단 및 종감속수단이 동일축상에 배열됨을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.