KR100242063B1 - 차량용 무단 변속장치 - Google Patents

Abstract

구조가 간단하여 제조원가를 절감하고 경량화에 기여하면서 4균 구동을 구현할 수 있는 차량용 무단 변속장치를 제공할 목적으로; 엔진과 연결되는 입력축상에 배치되는 발진기구와; 상기 발진기구의 후측 제1축상에 배치되어 차량의 전,후진 방향을 제어하는 전, 후진 제어기구와; 상기 전, 후진 제어기구의 출력측단에 배치되는 구동풀리와, 프론트 액슬상의 종동풀리와, 상기 구동 및 종동풀리를 연결하는 벨트로 이루어져 이들 풀리의 직경가변으로 무단 변속을 행하는 무단 변속기구와, 상기 프론트 액슬상에 배치되어 상기 무단 변속기구로 부터 동력을 전달받아 전,후륜에 대한 차동기능을 수행하는 센터 차동기구와; 상기 센터 차동기구의 일측으로 배치되어 센터 차동기구로 부터 동력을 전달받아 전륜의 양측륜에 대한 차동기능을 수행하는 프론트 차동기구와; 를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치를 제공한다.

Description

차량용 무단 변속장치

본 발명은 차량용 무단 변속장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구조가 간단하고 경량화에 기여하면서 4륜 구동을 실현할 수 있는 차량용 무단 변속장치에 과한 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 변속장치는 입력축과 출력축에 장착되는 풀리의 직경변위를 이용하는 방식이 주로 사용되고 있다.

그러나 종래 무단 변속장치를 이용하여 4륜 구동을 실현하기 위하여는 적어도 2개 이상의 축을 사용하여야 하고, 또한, 센터 차동수단과, 프론트 차동수단이 분리 형성되는 바, 그 부피가 매우 커지고, 그 구성이 매우 복잡해지며, 제조원가가 상승되고, 경량화에 역행한다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 구조가 간단하여 제조원가를 절감하고 경량화에 기여하면서 4륜 구동을 구현할 수 있는 차량용 무단 변속장치를 제공함에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 엔진과 연결되는 입력축상에 배치되는 발진기구와; 상기 발진기구의 후측 제1축상에 배치되어 차량의 전, 후진 방향을 제어하는 전, 후진 제어기구와; 상기 전, 후진 제어기구의 출력측단에 배치되는 구동풀리와, 프론트 액슬상의 종동풀리와, 상기 구동 및 종동풀리를 연결하는 벨트로 이루어져 이들 풀리의 직경가변으로 무단 변속을 행하는 무단 변속기구와; 상기 프론트 액슬상에 배치되어 상기 무단 변속기구로 부터 동력을 전달받아 전, 후륜에 대한 차동기능을 수행하는 센터 차동기구와; 상기 센터 차동기구의 일측으로 배치되어 센터 차동기루로부터 동력을 전달받아 전륜의 양측륜에 대한 차동기능을 수행하는 프론트 차동기구와; 를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치를 제공한다.

제1도는 본 발명에 의한 부단 변속장치의 구성도.

제2도는 본 발명에 적용되는 무단 변속수단의 단면도이다.

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 발생된 회동력은 이에 연결된 입력축(4)상에 배치된 발진기구(6)에 전달된다.

상기 발진기구(6)는 엔진(2)의 회전동력을 전달 및 차단하거나 토오크 변환이 이루어질 때의 비틀림 진동을 흡수하는 기구로서, 흔하게는 토오크 컨버터 또는 토셔널 댐퍼를 예로 들수가 있으며, 이들 중 그 어느 것을 사용하여도 좋다.

그리고 발진기구(6)의 후측 상기 입력축(4)상에 배치되는 전,후진 제어기구(8)는 더블 피니언 유성기어 셋트가 적용되는데, 이의 선기어(10)가 상기 입력축(4)과 직결되며, 링기어(12)는 제1마찰부재(14)를 개재시켜 상기 입력축(4)과 연결되어 입력요소로 작용할 수 있도록 하였으며, 제2마찰부재(16)를 통해 변속기 하우징(18)과 연결되어 반력요소로 작용할 수 있도록 이루어진다.

또한, 상기 선기어(10)와 링기어(12) 사이에 치합되는 제1,2피니언(20)(22)을 연결하는 유성캐리어(24)는 제1동력전달부재(26)를 통해 무단 변속기구(28)와 연결된다.

상기에서 제1마찰부재(14)는 클러치 수단으로 통상의 다판 클러치가 사용될 수 있으며, 제2마찰요소(16)는 브레이크 수단으로 통상의 밴드 브레이크가 사용될 수 있다.

상기한 무단 변속기구(28)는 상기한 제1동력전달부재(26)의 후단부에 연결되는 구동풀리(30)와, 프론트 액슬(32)상에 회전 간섭없이 배치되는 종동풀리(34)와, 상기 양 풀리(30)(34)를 연결하는 벨트(36)를 포함하여 이루어진다.

상기에서 구동 및 종동풀리(30)(34)는 엔진(2)의 구동력에 의하여 발생되는 유압에 의하여 제어되면서 그의 외경이 가변되어 변속작용을 행할 수 있게 되는데, 제2도는 그것을 가능하게 하는 일 실시예의 구성을 보여주고 있다.

즉, 구동풀리(30)는 고정측 풀리(38)와 가변측 풀리(40)로 이루어지는데, 고정측 풀리(38)는 제1동력 전달부재(26)과 일체로 형성되어 있으며, 가변측 풀리(40)는 이 제1동력 전달부재(26)상에서 좌우 이동할 수 있는 상태로 결합되고 있다.

상기 가변측 풀리(40)측에는 케이싱 부재(42)가 설치되어 이들 사이에 유압쳄버(44)를 형성하고 있다.

이 유압쳄버(44)는 제1동력 전달부재(26)에 형성된 유로(46)를 통하여 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력유체가 공급될 수 있도록 되어 있다.

그리고 종동풀리(34)는 상기와 마찬가지로 고정측 풀리(48)와 가변측 풀리(50)로 이루어지되, 상기 고정측 풀리(48)가 중공축으로 이루어지는 제2동력전달부재(52)에 일체로 형성된다.

또한, 가변측 풀리(50)는 상기 제2동력 전달부재(52)상에서 좌우 이동할 수 있도록 결합되고, 이의 가변측 풀리(50)에는 케이싱 부재(54)가 개재되어 유압쳄버(56)를 형성하고 있으며, 상기 유압쳄버(56)에는 제2동력 전달부재(52)에 형성된 유로(58)를 통하여 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력유체가 공급될 수 있도록 되어 있다.

물론 상기 구동 및 종동풀리(30)(34)의 구성은 상기 구성에 한정되는 것은 아니고 이의 구성으로부터 용이하게 발명할 수 있는 것은 모두 포함한다.

그리고 상기 제2동력 전달부재(52)를 중공측으로 형성한 것은 프론트 액슬(32)이 회전 간섭됨이 없이 관통될 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 상기 제2동력 전달부재(52)의 일측으로는 센터 차동기구(60)가 연결되는데, 상기 센터 차동기구(60)는 프론트 액슬(32)상에 회전 간섭없이 배치되어 하나는 제3동력전달부재(62)를 통해 프론트 차동기구(64)와 연결되고, 다른 하나는 후륜 드라이브 기어(66)와 연결되는 한쌍의 사이드 기어(68)(70)와, 상기 사이드 기어(68)(70) 사이에 치합되어 상기 제2동력전달부재(52)와 연결되는 한쌍의 피니언(72)(74)을 포함하여 이루어진다.

이에 따라 제2동력전달부재(52)로부터 전달되는 회전 동력이 전,후륜에 걸리는 부하에 따라 등속 또는 차동이 이루어지게 되는 것이다.

그리고 상기 제3동력전달부재(62)를 통해 센터 차동기구(60)와 연결되는 프론트 차동기구(64)는 전륜(76)에 구동력을 전달하는 프론트 액슬(32)과 연결되는 한쌍의 사이드 기어(78)(80)와, 상기 사이드 기어(78)(80) 사이에 치합되어 상기 제3동력전달부재(62)와 연결되는 피니언(82)(84)을 포함하여 이루어진다.

이에 따라 상기 센터 차동기구(60)로부터 전달되는 회전 동력이 전륜의 좌, 우측륜에 걸리는 부하에 따라 등속 또는 차동기능을 수행하게 되는 것이다.

상기에서 센터 및 프론트 차동기구(60)(64)는 베벨기어를 이용하는 공지의 것인 바, 차동기능의 작동설명은 생략한다.

그리고 상기 센터 차동기구(60)로부터 전달받은 회전 동력을 미도시한 후륜에 전달하는 후륜 드라이브 기어(66)는 베벨기어로 이루어지며, 이에 치합되는 후륜 드리이븐 기어(86)를 통해 직교하는 방향으로 배치되는 드라이브 샤시프트(88)를 통해 동력이 후륜으로 전달될 수 있도록 하였다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 무단 변속장치는, 운전자가 도시한 셀렉터 레버를 주행 “D”레인지로 선택하게 되면, 제1마찰부재(14)를 작동 제어하게된다.

그러면 입력축(4)의 동력이 선기어(10)과 링기어(12)를 통해 입력됨으로써, 더블 피니언 유성기어셋트가 직결되면서 유성캐리어(24)와 제1동력 전달부재(26)를 통해 정회전 동력을 출력시키게 된다.

이와 같이 정,역회전 제어기구(8)로부터 동력이 출력되면 구동풀리(30)와 종동풀리(34)의 외경변화에 따라 변속이 이루어지게 되는데, 그의 회전속도 변화조건은, 첫째, 구동풀리(30)와 종동풀리(34)의 외경이 동일할 때와, 둘째 구동풀리(30)의 외경이 종동풀리(34)의 직경 보다 큰 경우와, 셋째 구동풀리(30)의 직경이 종동풀리(34)의 직경보다 작은 경우로 나누어 생각할 수 있다.

첫째 조건으로 구동 및 종동(30)(34)의 외경이 동일한 경우에는 1 : 1의 변속비를 갖게된다.

그리고 둘째로 구동풀리(30)의 외경이 종동풀리(34)의 직경 보다 큰 경우에는 구동풀리(30)의 회전수 보다 종동풀리(34)의 회전수가 커지기 때문에 증속이 이루어지게 되며, 셋째 구동풀리(30)의 외경이 종동풀리(34)의 직경 보다 작아지는 경우에는 구동풀리(30)의 회전수가 종동풀리(34)의 회전수 보다 작아지기 때문에 감속이 이루어지게 되는 것이다.

이러한 작용으로 주행 레인지에서는 출발시점부터 고속 주행까지 변속단 구분이 없는 점진적인 변속이 이루어지게 되는 것이다.

상기한 구동풀리(30)와 종동풀리(34)의 외경변화는 유압쳄버(44)(56)로 공급되는 유압에 따라 결정되는데, 이러한 유압 제어는 통상적으로 무단 변속 차량에서 사용하고 있는 유압 제어시스템을 사용하는 것으로 가능하게 되므로 그의 상세한 설명은 생략한다.

또한, 상기와 같은 작용으로 종동풀리(34)가 증감속이 이루어져 동력이 전달되면 이의 회전동력은 제2동력부재(52)를 센터 차동기구(60)로 전달되어 전,후륜의 부하 조건에 따라 등속 또는 차동이 이루어져 프론트 차동기구(64)와 후륜으로 전달이 이루어지게 된다.

그리고 프론트 차동기구(64)로 전달되는 회전동력은 전륜의 양측륜에 걸리는 부하 조건에 따라 등속 또는 차동기능을 수행하면서 구동이 이루어지고, 후륜 구동을 위한 동력은 드라이브 샤프트(88)를 통해 미도시한 후륜 차동기구로 전달되어 후륜을 구동시키게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 무단 변속장치는 프론트 액슬상에 센터 및 프론트 차동기구를 배치함으로써, 1개의 축으로 무단 변속은 물론 4륜 구동을 구현할 수 있는 바, 그 구성을 간단히 할 수 있게 된다.

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

Claims (5)

1. 엔진과 연결되는 입력축상에 배치되는 발진기구와; 상기 발진기구의 후측 제1축상에 배치되어 차량의 전, 후진 방향을 제어하는 전, 후진 제어기구와; 상기 전, 후진 제어기구의 출력측단에 배치되는 구동풀리와, 프론트 액슬상의 종동풀리와, 상기 구동 및 종동풀리를 연결하는 벨트로 이루어져 이들 풀리의 직경가변으로 무단 변속을 행하는 무단 변속기구와, 상기 프론트 액슬상에 배치되어 상기 무단 변속기구로 부터 동력을 전달받아 전, 후륜에 대한 차동기능을 수행하는 센터 차동기구와; 상기 센터 차동기구의 일측으로 배치되어 센터 차동기루로부터 동력을 전달받아 전륜의 양측륜에 대한 차동기능을 수행하는 프론트 차동기구와; 를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치.
2. 제1항에 있어서, 전,후진 제어기구는 더블 피니언 유성기어 셋트로 이루어지되, 선기어는 입력축과 직결되며, 링기어는 제1마찰부재를 개재시켜 상기 입력축과 연결됨과 동시에 제2마찰부재를 통해 변속기 하우징과 연결되며, 상기 선기어와 링기어 사이에 치합되는 제1,2피니언을 연결하는 유성캐리어는 제1동력전달부재를 통해 무단 변속기구과 연결됨을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.
3. 제2항에 있어서, 제1마찰부재는 클러치 수단으로 다판 클러치가 사용되고, 제2마찰부재는 브레이크 수단으로 밴드 브레이크가 사용됨을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.
4. 제1항에 있어서, 센터 차동기구는 프론트 액슬상에 회전 간섭없이 배치되어 하나는 제3동력전달부재를 통해 프론트 차동기구와 연결되고, 다른 하나는 후륜 드라이브 기어와 연결되는 한쌍의 사이드 기어와, 상기 사이드 기어 사이에 치합되어 상기 제2동력전달부재와 연결되는 한쌍의 피니언을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.
5. 제1항에 있어서, 프론트 차동기구는 전륜에 구동력을 전달하는 프론트 액슬과 연결되는 한쌍의 사이드 기어와, 상기 사이드 기어 사이에 치합되어 상기 제3동력전달부재와 연결되는 피니언을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.