KR100209000B1 - 벨트풀리식 무단변속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진에서 발생된 동력을 무단으로 구동수단에 변속전달하는 벨트풀리식 무단변속기에 관한 것으로, 엔진(E)의 회전력을 전달받아 회전방향을 바꾸어주거나 회전속도를 1차적으로 가변시키는 제1변속기구(10)와, 제1변속기구(10)에 직접적으로 연결되어 엔진(E)의 회전력을 무단변속시키는 무단변속기구(20) 및 무단변속기구(20)에 연결되어 무단변속되는 속도를 2차적으로 가변시켜서 최종적으로 자동기어(40)가 설치된 출력축(41)에 전달하는 제2변속기구(30)를 갖춘 구조로 이루어져, 구조가 간단해지고 동력전달능력이 향상되어짐과 더불어 변속이 부드럽게 이루어질 수 있도록 한 것이다.

Description

벨트풀리식 무단변속기

본 발명은 동력발생장치에서 구동수단으로 전달되는 동력을 벨트와 폴리를 이용해서 무단으로 변속시키는 변속장치에 관한 것으로, 특히 구조가 컴팩트하여 적은 공간에서도 용이하게 탑재시킬 수 있도록 한 벨트식 무단변속기에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차와 같은 구동장치에서는 클러치와 추진축사이에 설치되어 자동차의 주행상태의 변화에 따라 엔진의 회전력을 증대시키거나 감소시킴과 더불어, 구동장치를 역회전(후진)시키기 위해 변속기가 사용되고 있는 바, 이러한 변속기는 대개 구동장치의 구동상태에 따라 적절하게 수동으로 변속단을 조절하도록 된 수동 변속기와, 구동장치의 구동상태에 따라 변속단이 자동으로 조절되는 자동변속기가 있고, 특히 자동차에 있어서는 그 조작의 편이성 때문에 자동변속기를 많이 사용하고 있는 추세에 있다.

한편, 자동변속기에서는 구동장치의 구동상태, 즉 차량 등의 주행상태에 따라 소정의 변속구간을 정해두고 여러가지의 작동요소가 선택적으로 작동하면서 자동적으로 변속이 이루어지도록 하고 있다.

따라서 대부분의 자동변속기는 다수개의 유성기어유닛과 이들 유성기어유닛의 각 구성요소에 대한 동작을 제어하는 다수개의 작동요소 및 이들 작동요소를 제어하기 위한 복잡한 제어장치가 구비되어야 하므로 그 구성이 복잡할 뿐만 아니라, 부피가 크기 때문에 하나의 모델로 이루어진 자동변속기를 모든 구동수단에 범용적으로 설치하기가 곤란하다는 불편함이 있고, 또한 근본적으로 자동변속기의 부피가 크기 때문에 차량과 같은 구동수단에 설치하는 경우에 설치공간을 많이 차지하게 되므로 차량의 제작과정에서 이러한 자동변속기를 설치하는 데에 어려움이 있었다.

그리고, 대부분의 자동변속기는 그 변속과정이 선형적으로 이루어지지 않기 때문에 어느 하나의 변속단에서 다른 변속단으로의 절환이 연속적으로 이루어지지 못하여 동력발생장치인 엔진에 무리가 가해지게 되고, 그 변속시에 발생하는 충격과 진동으로 인해 승차감이 좋지 않게 된다는 결점이 있었다.

이러한 자동변속기의 결점들을 해소시키기 위한 방안으로서, 변속이 차량의 주행상태에 따라 연속적으로 이루어지게 하여 변속시에 발생하는 충격 등을 방지할 수 있도록 한 여러 종류의 무단변속기가 제안되어 있는 바, 이러한 무단변속기중의 하나가 벨트와 풀리를 이용하여 변속이 무단 연속적으로 이루어지게 한 벨트풀리식 무단변속기가 제안되어 있다.

즉, 제4도에 도시한 바와 같은 종래의 벨트풀리식 무단변속기는 엔진(E)으로부터 동력을 전달받아 구동하는 입력축(101)에 유성기어유닛(102)이 설치되고, 이 유성기어유닛(102)의 선기어(103)는 가변구동풀리(104)와 연결되며, 상기 유성기어유닛(102)의 유성기어(105)는 클러치(106)를 통해서 상기 가변구동풀리(104)와 연결된 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 가변구동풀리(104)는 벨트(107)를 통하여 가변종동풀리(108)와 연결되어 있고, 이 가변종동풀리(108)는 출력축(109)에 설치되어, 상기 유성기어유닛(102)에서 1차적으로 변속된 회전속도가 가동지름이 각각 가변되어지는 가변구동풀리(104)와 가변종동풀리(108) 사이에서 최종적으로 변속되어 출력축(109)으로 전달되어지는 한편, 상기 출력축(109)에 전달된 동력은 중간축(110)을 통하여 회전방향이 바뀜과 동시에 감속이 되어지게 한 다음, 차동장치(111)로 전달되어지도록 되어 있다.

이러한 종래의 벨트풀리식 무단변속기에 의하면, 엔진의 동력이 풀리와 벨트를 이용한 변속장치와 중간축(110)을 통하여 차동장치(111)에 전달되어지는 과정 중에 4개의 축이 구성되어지는데, 이러한 구조의 무단변속기를 차량의 내부에 설치하기 위해서는 소정의 설치공간이 확보되어져야 하므로, 그 구성상 차량 내부의 유용한 공간을 효과적으로 활용하지 못한다는 문제가 있었다.

이에 본 발명은 상기한 조래의 무단변속기가 안고 있는 제반 결점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 3축구조로 이루어져 그 내부를 컴팩트하게 구성시켜 작은 공간에서도 용이하게 탑재할 수 있도록 한 벨트식 무단변속기를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진의 회전력을 전달받아 회전 방향을 바꾸어주거나 회전속도를 1차적으로 가변시키는 제1변속기구와, 제1변속기구에 직접적으로 연결되어 엔진의 회전력을 무단변속시키는 무단변속기구 및 무단변속기구에 연결되어 무단변속되는 속도를 2차적으로 가변시켜서 최종적으로 차동기어가 설치된 출력축에 전달하는 제1변속기구를 갖춘 구조로 되어 있다.

여기에서, 상기 제1변속기구는 엔진의 입력축에 연결된 유성기어유닛과, 이 유성기어유닛의 작동을 선택적으로 제어해서 유성기어유닛의 회전방향을 제어하도록 클러치와 브레이크로 이루어진 제어수단으로 이루어져 있다.

그리고, 상기 무단변속기구는 플라이 휠 또는 토오크컨버터를 매개로하여 엔진과 연결되어 엔진의 회전동력을 전달받는 가변구동풀리와, 이 가변구동풀리에 벨트를 매개로 연결되어 함께 회전하는 가변종동풀리로 이루어져, 이들 가변풀리에 벨트가 걸려지는 작동직경을 가변시켜 가변구동풀리로부터 가변종동풀리로 전달되는 회전속도를 무단으로 가변시키게 되어 있다.

이때, 상기 가변풀리는 그 한쪽 휠이 이동장치에 연결되어 이 이동장치의 작동에 따라 벨트가 걸려지는 작동지름이 가변되어지도록 되어 있는 바, 이로써, 이동장치의 작동에 따라 각 가변풀리의 작동지름이 가변되어지면서, 가변구동풀리와 가변종동풀리 사이에서 무단변속이 이루어지게 되어 있다.

또한, 이러한 가변풀리 및 그 작동지름을 가변시키는 이동장치는 이미 본 발명의 장치에서 뿐만 아니라 여러 가지의 무단변속기에서 이미 공지된 기술이므로, 그에 대한 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 제2변속기구는 유성기어유닛으로 이루어지는 바, 이 유성기어유닛의 유성기어 캐리어는 출력기어를 매개로 하여 출력축에 설치된 차동기어와 맞물려 연결되어 있다.

상기한 구조로 된 본 발명에 따르면, 먼저 작동요소인 클러치와 브레이크가 모두 록크작동되지 않고 해제되면 엔진의 회전동력이 제1변속기구까지만 전달되어 중립상태로 되는 반면에, 클러치만이 작동되거나 혹은 브레이크만이 작동되면, 제1변속기구에 의해 회전방향이 선택적으로 바뀌면서 엔진의 회전속도가 1차적으로 변속되고, 무단변속기구에 의해 무단변속된 다음에, 다시 제2변속기구에 의해 회전방향이 바뀌면서 2차적으로 변속되어 출력된다.

따라서, 이러한 구조로 이루어진 본 발명의 벨트식 무단변속기는 동력전달구조가 3층구조로 되어 있기 때문에 그 구성이 컴팩트해지게 되어 좁은 공간에서도 유이하게 탑재될 수 있는 잇점이 있는 것이다.

제1도는 본 발명에 따른 무단변속기의 내부구조를 개략적으로 도시한 구성도이고,

제2도는 본 발명에 따른 무단변속기가 중립일 경우와 전진 및 후진일 경우에 각각의 작동요소인 클러치와 브레이크의 작동관계를 나타낸 표.

제3도는 본 발명에 따른 무단변속기에서 벨트와 풀리 및 기어의 결합관계를 도시한 측면도.

제4도는 종래 기술에 따른 무단변속기의 내부구조를 개략적으로 도시한 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 제1변속기구 11 : 입력축

12 : 제1유성기어유닛 13 : 제1선기어

14 : 제1유성기어 15 : 제1캐리어

16 : 제1링기어 20 : 무단변속기구

21 : 가변구동풀리 22 : 벨트

23 : 가변종동풀리 24, 25 : 이동장치

30 : 제2변속기구 31 : 중간축

32 : 출력기어 33 : 제2유성기어유닛

34 : 제2선기어 35 : 제2유성기어

36 : 제2캐리어 37 : 제2링기어

40 : 차동기어 41 : 출력축

이하 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세하게 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 무단변속기의 개략적인 구성도인 바, 즉 엔진(E)의 회전력을 전달받아 회전방향을 바꾸어주거나 회전속도를 1차적으로 가변시키는 제1변속기구(10)와, 제1변속기구(10)에 직접적으로 연결되어 엔진(E)의 회전력을 무단변속시키는 무단변속기구(20) 및 무단변속기구(20)에 연결되어 무단변속되는 속도를 2차적으로 가변시켜서 최종적으로 차동기어(40)가 설치된 출력축(41)에 전달하는 제2변속기구(30)를 갖춘 구조로 되어 있다.

여기에서, 상기 제1변속기구(10)는 엔진(E)의 입력축(11)에 연결된 제1유성기어유닛(12)과, 이 유성기어유닛(12)의 작동을 선택적으로 제어해서 유성기어유닛(12)의 회전방향을 제어하는 제어수단으로 이루어져 있다.

즉, 상기 제1유성기어유닛(12)을 엔진(E)의 입력축(11)과 동일축선상에 설치된 제1선기어(13)와, 제1선기어(13)의 주위에 외접배치된 다수개의 제1유성기어(14), 이들 제1유성기어(14)가 제1선기어(13)를 중심으로 소정의 간격을 두고 방사상으로 배치되도록 연결지지시키는 제1캐리어(15) 및 이들 제1유성기어(14)가 각각 내접되게 치합되어 있고, 엔진(E)의 입력축(11)과 연결설치된 제1링기어(16)로 이루어져 있다.

그리고, 상기 제어수단은 유성기어유닛(12)의 제1캐리어(15)의 작동을 제어해서 유성기어유닛(12)의 회전출력을 조절하는 것으로서, 상기 제1캐리어(15)를 고정시키거나 해방시킬 수 있도록 상기 제1캐리어(15)와 각각 연결되어 있는 클러치(C1)와 브레이크(Br)로 구성되어 있다.

또한 상기 무단변속기구(20)는 상기 제1유성기어유닛(12)을 매개로 하여 엔진(E)의 회전력을 전달받아 회전하는 가변구동풀리(21)와, 이 가변구동풀리(21)에 벨트(22)를 매개로 연결되어 가변구동풀리(21)로부터 동력을 전달받아 함께 회전하는 가변종동풀리(23) 및 상기 가변구동풀리(21)로부터 벨트(22)를 매개로 하여 가변종동풀리(23)로 전달되는 회전속도를 가변시키기 위해 각 가변풀리(21, 23)의 한쪽 휠(21a, 23a)에 장착되어 가변풀리(21, 23)의 작동지름을 가변시키기 위한 이동장치(24, 25)를 갖춘 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 제2변속기구(30)는 상기 가변종동풀리(23)의 회전축인 중간축(31)에 직접 연결되어 무단변속기구(20)에서 회전력을 전달받아 2차적으로 회전속도 및 회전방향을 가변시켜서 출력기어(32)를 매개로 하여 출력축(41)으로 전달하는 제2유성기어유닛(33)으로 이루어져 있는 바, 제2유성기어유닛(33)은 가변종동풀리(23)의 중간축(31)에 설치된 제2선기어(34)와, 제2선기어(34)와 주위에 외접배치된 다수개의 제2유성기어(35), 이들 제2유성기어(35)가 제2선기어(34)를 중심으로 소정의 간격을 두고 방사상으로 배치되도록 연결지지 시키고, 출력기어(32)를 매개로 상기 차동기어(40)와 연결되어 있는 제2캐리어(36) 및 이들 제2유성기어(35)가 각각 내접되게 치합되어 있고 고정되어 있는 제2링기어(37)로 이루어져 있다.

이와 같은 구조로 이루어지 본 발명의 무단변속기기가 무단으로 변속과정이 이루어지는 각 단계의 변속과정은 다음과 같다.

여기에서 변속기가 중립일 경우와 전진 및 후진하는 경우에 작동하는 각 작동요소의 작동관계는 제2도에 도시한 표와 같다.

즉, 본 발명에 따른 자동변속기기는 엔진(E)의 구동력이 제1유성기어유닛(12)을 거쳐 무단변속기구(20)로 전달되기 전에, 제어수단인 클러치(C1)와 브레이크(Br)의 선택적인 작동에 의해 중립이나 전전 혹은 후진 변속이 이루어지게 되어 있고, 2개의 가변풀리(21, 23)와 벨트(22)를 구비한 무단변속기구(20)에 의해 무단변속이 이루어지며, 무단변속기구(20)를 거쳐 최종적으로 출력축(41)으로 전달되기 전에 제2유성기어유닛(33)로 이루어진 제2변속기구(30)에 의해 다시 회전속도가 가변되도록 이루어져 있다.

여기에서 사이 제1변속기구(10)를 매개로 엔진(E)의 회전속도를 무단변속시키는 작은 다음과 같이 이루어진다. 즉, 상기 가변구동폴리(21)의 한쪽 휠(21a)이 이동장치(24)의 작동에 의해 반대편의 다른쪽 휠(21b)쪽으로 근접되어 2개의 휠(21a, 21b) 사이의 폭이 좁아지도록 하거나, 이와 반대로 가변종동풀리(23)의 한쪽 휠(23a)이 이동장치(25)에 의해 반대편의 다른쪽 휠(23b)에 대해서 멀어지는 방향으로 이동되어 2개의 휠(23a, 23b) 사이의 폭이 넓어지도록 하면, 가변구동풀리(21)에 걸쳐지는 벨트(22)의 작동지름이 가변종동풀리(23)에 걸쳐지는 벨트(22)의 작동 지름보다 커지거나 작아지면서 가변구동풀리(21)에서부터 가변종동풀리(23)로 전달되는 동력이 선형적으로 변속되어지는 것이다.

이에 따라 가변구동풀리(21)로부터 벨트(22)를 통해 회전력을 전달받는 가변종동풀리(23)는 그 회전속도가 가변구동풀리(21)보다 커지거나 작아지게 되고, 그 변속된 회전력이 상기 제2변속기구(30)로 전달되어지게 되는 것이다.

이와 같은 무단변속기구(20)의 동작은 제3도에 자세하게 도시되어 있는 바, (a)의 상태는 가변구동풀리(21)의 작동지름이 가변종동풀리(23)의 작동지름보다 커져서 엔진(E)의 회전속도를 증속가변시킨 상태이고, (b)의 상태는 가변구동풀리(21)의 작동지름이 가변종동풀리(23)의 작동지름보다 작아져서 엔진(E)의 회전속도를 감속가변시킨 상태이다.

그리고 상기와 같이 가변풀리(21, 23)의 작동지름이 각 이동장치(24, 25)에 의해 (a)의 상태로부터 (b)의 상태로 무단계로 변화되면, 가변구동풀리(21)에서부터 가변종동풀리(23)로 전달되는 회전속도가 무단계로 달라지게 되면서 이들 가변풀리(21, 23)에 의해 무단계로 변속이 이루어지게 되는 것인 바, 상기 각 이동장치(24, 25)에 의해 가변풀리(21, 23)의 작동지름이 선형적으로 가변되어질 수 있기 때문에 궁극적으로 엔진(E)에서부터 가변종동풀리(23)로 전달되는 회전속도가 선형적으로 가변되어질 수 있고, 이러한 속도를 전달받아 변속하는 제2변속기구(30)의 최종 출력속도도 선형적으로 가변되어져 무단변속의 실현이 가능하게 되는 것이다.

그리고, 엔진(E)의 회전동력은 무단변속기구(20)로 전달되기 전에 제1변속기구(10)에 의해 가변되어 전달되는데, 이 제1변속기구(10)에서는 2개의 작동요소인 클러치(C1)와 브레이크(Br)의 선택적인 동작으로 후술하는 바와 같이 출력축(41)으로 엔진(E)의 회전동력을 전달하지 않는 중립상태나, 엔진(E)의 회전방향과 반대 방향으로 바꾸어서 변속시키는 전진주행 혹은 엔진(E)의 회전방향과 동일한 방향으로 변속시키는 후진주행동작이 이루어지게 되는 바, 이하에서는 각 변속상태의 단계에 따라 나누어 설명한다.

[중립상태]

본 발명에 따른 무단변속기의 중립상태는 제2도에서 표로 도시한 바와 같이, 2개의 작동요소인 클러치(C1)와 브레이크(Br)가 모두 록크작동되지 않고 해제된 상태로 되어 있는 경우인 바, 이와 같이 클러치(C1)와 브레이크(Br)가 모두 해제되어 있으면 제1캐리어(15)가 구속되지 않고 자유로이 회전가능한 상태로 있게 된다.

따라서, 엔진(E)의 회전력이 제1링기어(16)에 전달되어지면 제1링기어(16)는 회전되기 시작하고 이 제1링기어(16)의 회전력은 제1유성기어(14)에 그대로 전달되어지며, 이때의 제1유성기어(14)는 제1선기어(13)를 중심으로 공전 및 자전하기 시작한다.

그리고, 제1유성기어(14)가 공전하기 시작하면 제1캐리어(15)도 회전되는데, 이 제1캐리어(15)는 클러치(C1)가 해제된 상태에서는 제1변속기구(10)의 출력측으로 어떠한 회전력도 전달시키지 못한다.

즉, 브레이크(Br)와 클러치(C1)가 해제된 경우에는, 엔진(E)의 회전력이 제1링기어(16)를 통해 제1선기어(13)가 연결된 축으로 전달되지 못하고, 제1캐리어(15)를 회전시키는 데에 거의 손실된다. 따라서, 이와 같은 상태에서, 제1유성기어(14)를 매개로 제1선기어(13)를 회전시킬 수 있는 동력이 전달된다 하여도, 이 제1선기어(13)에 전달되는 동력은 정지상태의 구동장치를 구동시키지 못할 정도로 미약하게 된다.

그러므로, 엔진(E)의 회전동력은 제1링기어(16)를 통해 제1캐리어(15)를 회전시키는 데에 거의 손실되어, 무단변속기구(20)의 가변구동풀리(21)를 회전시킬 수 없게 됨에 따라 본 발명에 따른 무단변속기는 중립상태로 되는 것이다.

[전진주행]

본 발명에 따른 무단변속기의 전진주행상태는 제2도에서 표로 도시한 바와 같이 2개의 작동요소 중에 브레이크(Br)는 록크되어 있고, 클러치(C1)만이 해제되어 있는데, 이와 같이 클러치(C1)는 해제되어 있기 때문에 제1선기어(13)는 자유로이 회전가능한 상태로 되는 반면에, 브레이크(Br)는 록크되어 있기 때문에 제1캐리어(15)는 회전하지 못하도록 고정된 상태에 있게 된다.

이에 따라 엔진(E)에 의해 발생된 회전동력이 제1유성기어유닛(12)의 제1링기어(16)로 전달되면, 이 제1링기어(16)의 회전동력이 먼저 다수개의 제1유성기어(14)에 전달되어지고, 제1유성기어(14)의 회전동력은 최종적으로 제1선기어(13)에 전달된다.

이때, 제1유성기어(14)에 연결지지된 제1캐리어(15)는 고정되어 있기 때문에, 이 제1유성기어(14)는 제1링기어(16)의 회전동력에 의해 공전하지 못하고, 자전만을 하게 되면, 그 회전방향은 제1링기어(16)의 회전방향과 동일하다.

그리고, 제1유성기어(14)가 외접치합된 제1선기어(13)는 제1유성기어(14)의 회전방향과 반대로 회전되고, 그 회전속도는 제1링기어(16)의 회전속도에 비해 증속된다.

이와같이 증속된 회전속도는 가변구동풀리(21)의 회전축에 그대로 전달되어지고, 벨트(22)를 매개로 다시 가변종동풀리(23)에 전달되어 중간축(31)에 설치된 제2유성기어유닛(33)의 제2선기어(34)로 전달된다.

상기 제2유성기어유닛(33)은 도시된 바와 같이 제2선기어(34)가 구동상태에 있고, 제2링기어(37)가 고정상태에 있기 때문에, 제2캐리어(36)는 회전상태에 있게 되고, 이때의 회전속도는 상기 제2선기어(34)에 의해 감속 상태에 있게 된다.

즉, 가변구동풀리(21)의 회전축과 동일한 회전방향으로 회전되는 제2선기어(34)가 구동되면, 제2선기어(34)에 외접치합되는 제2유성기어(35)는 제2선기어(34)의 회전방향과 반대방향으로 자전을 하게 되는 반면, 제2선기어(34)에 대한 제2유성기어(35)의 공정 방향은 제2선기어(34)의 회전 방향과 동일하고, 이는 제2캐리어(36)가 제2선기어(34)의 회전 방향과 동일하게 회전되도록 한다.

그리고, 제2캐리어(36)의 회전력은 제2캐리어(36)에 연결설치된 출력기어(32)에 그대로 전달되어지고, 이 출력기어(32)의 회전력은 차동기어(40)에 전달되어져, 출력축(41)은 다시 엔진(E)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전되며, 결국에는 출력축(41)의 회전력은 차동기어(40)를 통해 차량의 구동수단으로 전달되어 차량을 전진주행시킬 수 있게 된다.

이러한 작동상태엣 변속이 이루어지는 과정은 이미 설명한 바와 같이, 제1변속기구에 의해 엔진(E) 입력축(11)의 회전방향 및 속도는 역전증속되어져, 무단변속기구(20)에 전달되어지고, 무단변속기구(20)에서는 가변구동풀리(21)와 가변종동풀리(23) 사이에서 그 작동지름의 선형적인 변화에 의해 선형적인 변속이 이루어지게 되며, 이러한 선형적인 변속결과가 제2변속기구(30)에서 최종적으로 변속되는데, 이 제2변속기구(30)에서는 단지 회전방향을 변화시키고, 구동력의 증대를 위해 회전속도를 감소시키는 작동이 이루어지게 된다.

[후진주행]

본 발명에 따른 무단변속기의 후진주행상태에서는 제2도에서 표로 도시한 바와 같이 클러치(C1)만이 록크작동되고 브레이크(Br)는 해제되는데, 이로써, 브레이크(Br)가 해제되어 있기 때문에 제1캐리어(15)는 자유로이 회전가능한 상태로 되는 반면, 클러치(C1)는 록크작동되어 있기 때문에, 제1선기어(13)는 고정상태에 있게 된다.

이에 따라 엔진(E)에 의해 발생된 회전동력이 제1유성기어유닛(12)의 제1링기어(16)로 전달되면, 이 링기어(16)의 회전동력이 먼저 다수개의 제1유성기어(14)에 전달되어지고, 제1유성기어(14)의 회전동력은 최종적으로 제1캐리어(15)에 전달된다.

이때, 제1유성기어(14)는 제1링기어(16)의 회전동력에 의해 제1링기어(16)의 회전방향과 동일하게 자전 및 공전을 하게 되고, 이로써, 제1유성기어(14)에 지지연결된 제1캐리어(15)도 제1링기어(16)의 회전방향과 동일하게 회전한다.

그리고, 제1캐리어(15)의 회전력은 가변구동풀리(21)의 회전축에 그대로 전달되어진 후, 벨트(22)를 매개로 다시 가변종동풀리(23)가 설치된 중간축(31)으로 전달되어진다. 이때, 중간축(31)의 회전방향은 상기 가변구동풀리(21) 회전축의 회전방향과 동일하며, 중간축(31)에 전달된 회전력은 제2유성기어유닛(33)의 제2선기어(34)로 전달된다.

여기에서, 제2유성기어유닛(33)은 도시된 바와 같이 제2선기어(34)가 구동 상태에 있고, 제2링기어(37)가 고정상태에 있기 때문에, 제2캐리어(36)는 회전 상태에 있게 된다.

즉, 가변구동풀리(21)의 구동축과 동일한 회전방향으로 회전되는 제2선기어(34)가 구동되면, 이 제2선기어(34)에 외접치합되는 제2유성기어(35)는 제2선기어(34)의 회전방향과 반대방향으로 자전을 하게 되는 반면, 제2선기어(34)에 대한 제2유성기어(35)의 공정 방향은 제2선기어(34)의 회전방향과 동일하게 되어, 제2캐리어(36)가 제2선기어(35)의 회전방향과 동일하게 회전되도록 한다.

그리고, 제2캐리어(36)의 회전력은 제2캐리어(36)에 연결설치된 출력기어(32)에 그대로 전달되어지고, 이 출력기어(32)의 회전력은 차동기어(40)에 전달되어지는데, 이때, 출력축(41)은 엔진(E)의 회전방향과 반대방향으로 회전되므로, 결국 전진시와는 그 구동방향이 반대로 바뀌어지게 되어 후진주행이 이루어지게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명에 따른 무단변속기는 클러치(C1)와 브레이크(Br)의 제어작동만으로 중립과 전진 및 후진주행이 가능할 뿐만 아니라 무단계변속도 원활하면서 용이하게 이루어지는 한편, 제1도에 도시한 바와 같이 입력축(11)에서부터 출력축(41)까지가 3개의 축으로만 이루어져 있기 때문에, 그 구조가 간단해지게 되어 차량 등의 좁은 공간에도 용이하게 탑재시킬 수가 있어 여러종류의 구동수단에 범용적으로 사용할 수가 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 무단변속기에 의하면, 전진주행시 엔진(E)에 의한 입력축(11)의 회전속도는 제1유성기어유닛(12)에 의해 역전증속되기 때문에, 가변풀리(21, 23)에 전달되는 회전력은 상기 입력축(11)의 회전력에 비해 작게 된다.

따라서, 상기 엔진(E)을 회전력이 보다 큰 엔진으로 대체하여도 상기 가변풀리(21, 23)는 무리없이 커진 회전력을 수용하고 전달할 수 있는 잇점이 있다.

이상 설명한 본 발명에 따른 무단변속기에 의하면, 벨트식 무단변속기와 2개의 유성기어유닛식 변속기구를 사용함으로써, 3축구조로 컴팩트하게 제작하여 차량 등의 좁은 공간에 용이하게 탑재할 수 있고, 변속과정이 부드러우며 동력전달을 효과적으로 이루어지게 할 수 있는 데에 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 엔진(E)의 입력축(11)에 연결된 제1유성기어유닛(12)과, 이 유성기어유닛(12)의 작동을 선택적으로 제어해서 유성기어유닛(12)의 회전방향을 제어하는 제어수단으로 이루어져, 엔진(E)의 회전력을 전달받아 회전방향을 바꾸어주거나 회전속도를 1차적으로 가변시키는 제1변속기구(10)와; 상기 제1유성기어유닛(12)을 매개로 하여 엔진(E)의 회전력을 전달받아 회전하는 가변구동풀리(21)와, 이 가변구동풀리(21)에 벨트(22)를 매개로 연결되어 가변구동풀리(21)로부터 동력을 전달받아 함께 회전하는 가변종동풀리(23) 및 상기 가변구동풀리(21)로부터 벨트(22)를 매개로 하여 가변종동풀리(23)로 전달되는 회전속도를 가변시키도록 각 가변풀리(21, 23)의 한쪽 휠(21a, 23a)에 장착되어 가변풀리(21, 23)의 작동지름을 가변시키는 이동장치(24, 25)를 갖춘 구조로 이루어져, 제1변속기구(10)에 직접적으로 연결되어 엔진(E)의 회전력을 무단변속시키는 무단변속기구(20) 및; 상기 가변종동풀리(23)의 회전축인 중간축(31)에 직접 연결되어 무단변속기구(20)에서 회전력을 전달받아 2차적으로 회전속도 및 회전방향을 가변시켜서 출력기어(32)를 매개로 하여 출력축(41)으로 전달하는 제2유성기어유닛(33)으로 이루어져, 상기 무단변속기구(20)의 무단계 변속되는 속도를 2차적으로 가변시켜서 최종적으로 자동기어(40)가 설치된 출력축(41)에 전달하는 제2변속기구(30)로 이루어진 벨트풀리식 무단변속기에 있어서, 상기 제2유성기어유닛(33)이, 가변종동풀리(23)의 중간축(31)에 설치된 제2선기어(34)와, 제2선기어(34)와 주위에 외접배치된 다수개의 제2유성기어(35), 이들 제2유성기어(35)가 제2선기어(34)를 중심으로 소정의 간격을 두고 방사상으로 배치되도록 연결지지시키고, 출력기어(32)를 매개로 상기 차동기어(40)와 연결되어 있는 제2캐리어(36) 및 이들 제2유성기어(35)가 각각 내접되게 치합되어 있고 외부 고정단에 고정되어 있는 제2링기어(37)로 이루어진 것을 특징으로 하는 벨트풀리식 무단변속기.