KR100260172B1 - 차량용 무단 변속장치 - Google Patents

Abstract

변속기의 변속비 범위를 증대시켜 엔진의 출력을 효율적으로 사용하고, 대용량의 토오크를 필요로 하는 차량에 적용하기 할 수 있게 하기 위하여, 변속기의 전단부에 배치되어 엔진으로부터 출력되는 동력을 단속하는 동력 단속기구와 상기 동력 단속기구의 후방에 배치되어 동력 단속기구로 전달되는 엔진의 동력을 무단 변속시키는 무단 변속기구와 상기 무단 변속기구와 연결되어 이의 출력으로 구동되며 각속 입력기어와 이들 입력기어를 제어하는 동기장치가 장착되는 메인 샤프트와 상기 메인 샤프트의 각속 입력기어와 치합되는 각속 출력기어와 이들 출력기어를 제어하는 동기장치가 장착되는 카운터 샤프트를 포함하는 차량용 무단 변속장치.

Description

차량용 무단 변속장치

제1도는 본 발명에 관련하는 제1실시예의 구성도,

제2도는 본 발명에 관련하는 무단 변속기구의 단면도,

제3도는 본 발명에 관련하는 제2실시예의 구성도이다.

[산업상의 이용분야]

본 발명은 차량용 무단 변속장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무단 변속기구와 수동 변속기구를 조합하여 폭 넓은 변속비를 발생시켜 엔진의 출력을 효과적으로 이용하는 차량용 무단 변속장치에 관한 것이다.

[종래 기술]

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

상기 무단 변속장치는 유압을 이용하는 자동 변속장치의 단점을 보완하여 연비 및 동력성능 그리고 중량면에서 장점을 갖으며, 벨트로 연결되는 폴리를 입력축과 출력축에 각각 장착하고, 이 풀리의 외경을 상대적으로 변환시키는 방식이 주로 사용된다.

[본 발명이 해결하려는 문제점]

그러나 종래의 무단 변속장치는 폴리의 외경 변위만으로 변속을 실현하기 때문에 변속비의 범위가 제한되고, 이로 인하여 엔진의 출력을 효율적으로 사용하지 못하고, 대용량의 토오크를 필요로 하는 차량에는 적용할 수 없는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 변속기의 변속비 범위를 증대시켜 엔진의 출력을 효율적으로 사용하고, 대용량의 토오크를 필요로 하는 차량에 적용할 수 있는 차량용 무단 변속장치를 제공하는 것이다.

[문제점을 해소하기 위한 수단]

이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 차량용 무단 변속장치는 변속기의 전단부에 배치되어 엔진으로부터 출력되는 동력을 단속하는 동력 단속기구와 상기 동력 단속기구의 후방에 배치되어 동력 단속기구로 전달되는 엔진의 동력을 무단 변속시키는 무단 변속기구와 상기 무단 변속기구와 연결되어 이의 출력으로 구동되며 각속 입력기어와 이들 입력기어를 제어하는 동기장치가 장착되는 메인 샤프트와 상기 메인 샤프트의 각속 입력기어와 치합되는 각속 출력기어와 이들 출력기어를 제어하는 동기장치가 장착되는 카운터 샤프트를 포함한다.

[작용]

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 무단 변속장치는 동력 단속기구의 작동에 의하여 엔진의 동력이 무단 변속기구로 전달되면, 무단 변속기구에서 1차로 무단변속을 실현하고, 메인 샤프트와 카운터 샤프트에서 동기장치의 작동에 의하여 2차로 변속을 실현한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의하여 보다 상세히 설명한다.

[실시예]

제1도는 본 발명에 관련하는 제1실시예의 구성도로서, 도면 부호 1을 파우더 클러치(1)라 지칭한다.

이 파우더 클러치(1)는 자력에 의하여 동력을 전달하거나 차단하는 동력 단속기구로 구동체(5)와 피동체(7)로 구성되며, 여자 코일을 내장한 구동체(5)는 엔진측에 연결되고, 피동체(7)는 구동체(5)와 일정한 틈새를 유지하면서 조립됨과 아울러 무단 변속기구(9)의 구동풀리(11)에 연결된다. 그리고 상기 구동체(5)와 피동체(7)가 형성하는 틈새에는 파우더(13)를 내장하며, 이 파우더(13)의 자화에 따라서 구동체(5)의 동력이 피동체(7)로 전달 및 차단된다.

상기 파우더 클러치(1)로부터 동력을 전달받는 무단 변속기구(9)는 상술한 바와 같이 구동풀리(11)와 이에 벨트(15)로 연결되는 종동풀리(17)를 포함하여 구성된다.

상기의 구동풀리(11)와 종동풀리(17)는 각각의 풀리 직경의 상대적 변화에 의하여 무단변속을 실현하는 것으로서, 제2도는 그것을 가능케 하는 일 실시예의 구성을 보여준다.

즉, 구동풀리(11)는 고정측 풀리(19)와 가변측 풀리(21)로 이루어지는 데, 고정측 풀리(19)는 파우더 클러치(1)와 구동풀리(11)를 연결시키는 입력축(23)에 일체로 형성되고, 가변측 풀리(21)는 이 입력축(23) 상에서 축방향으로 직선 왕복이동가능하게 장착된다. 그리고 가변측 풀리(21)의 일측에는 케이싱 부재(25)가 설치되어 이들 사이에 유압쳄버(27)를 형성하며, 이 유압쳄버(27)는 입력축(23)에 형성된 유로(29)와 연결되고, 이를 통하여 엔진의 구동력에 의하여 생성된 압력유체가 공급될 수 있도록 된다.

그리고 종동풀리(17)는 구동풀리(11)와 마찬가지로 고정측 풀리(31)와 가변측 풀리(33)로 이루어지며, 고정측 풀리(31)는 수동 변속기구의 메인 샤프트(35)와 일체로 형성되고, 가변측 풀리(33)는 이 메인 샤프트(35) 상에서 축방향으로 직선 왕복이동가능하게 장착된다. 그리고 가변측 풀리(33)의 일측에는 케이싱 부재(37)가 설치되어 이들 사이에 유압쳄버(39)를 형성하며, 이 유압쳄버(39)는 메인 샤프트(35)에 형성된 유로(41)와 연결되고, 이를 통하여 엔진의 구동력에 의하여 생성된 압력유체가 공급될 수 있도록 된다.

물론 상기 무단 변속기구(9)의 구동풀리(11)와 종동풀리(17)는 상기의 구성에 한정되는 것은 아니고 이의 구성으로부터 용이하게 발명할 수 있는 것 모두를 포함한다.

이에 따라 동력 단속기구의 파우더 클러치(1)를 통하여 입력축(23)으로 전달되는 엔진의 동력은 무단 변속기구(9)를 통하여 무단으로 변속되어 메인 샤프트(35)를 구동시키게 된다.

이 때 무단 변속기구(9)에서는 구동풀리(11)와 종동풀리(17)의 외경변환에 따라 변속이 이루어지는 데, 그 회전속도 변화조건은 첫째 구동풀리(11)와 종동풀리(17)의 직경이 동일한 경우, 둘째 구동풀리(11)이 외경이 종동풀리(17)의 외경보다 큰 경우, 셋째 구동풀리(11)의 직경이 종동풀리(17)의 직경보다 작은 경우로 나누어 생각할 수 있다.

상기에서 첫째 조건은 구동풀리(11)와 종동풀리(17)의 회전속도가 동일하기 때문에 변속비가 1 : 1이 되고, 둘째 조건은 구동풀리의 회전수보다 종동풀리(17)의 회전수가 커지기 때문에 변속비가 증속이 되며, 셋째 조건은 구동풀리(11)의 회전수가 종동풀리(17)의 회전수보다 작기 때문에 변속비가 감속이 된다.

이러한 작용으로 주행 레인지에서는 출발 시점부터 고속 주행까지 변속단 구분 없이 점진적으로 변속이 이루어지게 된다.

그리고 구동풀리(11)와 종동풀리(17)의 외경변화는 유압쳄버(27,39)로 공급되는 유압에 의하여 결정되며, 이러한 유압 제어는 통상적으로 무단변속 차량에서 사용하는 유압 제어시스템을 사용하는 것으로 가능하기 때문에 그 상세한 설명은 생략한다.

상기와 같이 무단 변속기구(9)에서 변속된 동력을 전달받는 수동 변속기구의 메인 샤프트(35)에는 1,2,후진,3속 입력기어(43,45,47,49)와 1,2속 입력기어(43,45)를 메인 샤프트(35)에 연결되도록 제어하는 1-2속 동기장치(51)가 장착되어 있다.

상기 메인 샤프트(35)로부터 동력을 전달받아 다시 변속하여 출력하는 카운터 샤프트(53)에는 상기 1,2,후진,3속 입력기어(43,45,47,49)와 치합되는 1,2,후진,3출력기어(55,57,59,61)와 후진-3속 입력기어(59,61)를 카운터 샤프트(53)에 연결되도록 제어하는 후진-3속 동기장치(63)가 장착되어 있다.

그리고 상기 후진 입력기어(47)와 후진 출력기어(59) 사이에는 후진 아이들링 기어(65)가 장착되며, 카운터 샤프트(53)의 일단에는 변속된 최종동력을 전달하는 트랜스퍼 드라이브 기어(67)가 장착된다.

상기 메인 샤프트(35)에 장착되는 1-2속 동기장치(51)와 카운터 샤프트(53)에 장착되는 후진-3속 동기장치(63)는 일반 수동변속기의 동기장치와 같이 해당 변속단 입·출력기어들을 보유하는 공지의 것으로, 그 상세한 설명은 생략한다.

따라서 각 변속단의 1-2 및 후진-3속 동기장치(51,63)를 선택적으로 작동시킴에 따라 재변속이 이루어지게 된다.

제3도는 본 발명에 따른 제2실시예의 구성도로서, 제1실시예에서는 동력 단속기구로 파우더 클러치(1)를 사용하였으나 본 실시예에는 토오크 컨버터(69)를 적용한 것으로, 그 작용 효과는 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.

그리고 제1실시예에서는 수동 변속기구에서 1-2속 입력기어(43,45)를 메인 샤프트(35)에 연결시키기 위하여 1-2속 동기장치(51)를 사용하였으나 본 실시예에서는 제1,2클러치(C1,C2)를 사용하고, 후진,3속 출력기어(59,61)를 카운터 샤프트(53)에 연결시키기 위하여 후진-3속 동기장치(63)를 사용하였으나 본 실시예에서는 제3,4클러치(C3,C4)를 사용한 것으로, 그 작용효과는 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.

상기 제1,2,3,4클러치(C1,C2,C3,C4)는 여러 종류의 클러치를 사용할 수 있으나 변속기 하우징 내에 오일이 있기 때문에, 유압에 의하여 작용하는 습식 다판 클러치를 사용함이 바람직하다.

[발명의 효과]

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 무단 변속장치는 동력 단속기구의 작동에 의하여 엔진의 동력이 무단 변속기구로 전달되면, 무단 변속기구에서 1차로 무단변속을 실현하고, 수동 변속기구의 메인 샤프트와 카운터 샤프트에서 동기장치의 작동에 의하여 2차로 변속을 실현하므로 변속비의 범위를 증대시켜 엔진의 출력을 효율적으로 사용하고, 대용량의 토오크를 필요로 하는 차량에 적용할 수 있다.

Claims (3)

1. 변속기의 전단부에 배치되어 엔진으로부터 출력되는 동력을 단속하는 동력 단속기구로 전.후 회전체 사이에 파우터를 충진한 파우더 클러치와, 상기 동력 단속기구의 후방에 배치되어 동력 단속기구로 전달되는 엔진의 동력을 무단 변속시키게 직경이 가변되도록 고정측 풀리와 가변측 풀리로 이루어져 상기 동력 단속기구의 일측에 연결되는 구동풀리와, 이 구동풀리와 벨트로 연결되며, 직경이 가변되도록 고정측 풀리와 가변측 풀리로 이루어져 메인 샤프트에 장착되는 피동풀리를 무단 변속기구와, 상기 무단 변속기구와 연결되어 이의 출력으로 구동되며 각속 입력기어와 이들 입력기어를 제어하는 동기장치가 장착되는 메인 샤프트와 상기 메인 샤프트의 각속 입력기어와 치합되는 각속 출력기어와 이들 출력기어를 제어하는 동기장치가 장착되는 카운터 샤프트를 포함하는 차량용 무단 변속장치.
2. 제1항에 있어서, 메인 샤프트와 카운터 샤프트에 장착되어 각속 입력기어와 출력기어는 클러치에 의하어 제어됨을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 클러치는 습식 다판 클러치를 사용함을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.