KR100260175B1 - 차량용 무단 변속장치 - Google Patents

Abstract

간단한 구성으로 종치 전륜 구동을 실시할 수 있고, 무단 변속 영역의 폭을 크게 할 수 있도록 하여 엔진의 동력을 효과적으로 이용할 수 있도록 하여 동력성능을 향상시키며, 벨트가 분담하는 하중을 양분시켜 분담토록 함으로써, 내구성을 향상시킬 수 있는 차량용 무단 변속장치를 제공할 목적으로; 엔진으로부터 출력되는 회전동력을 제1축으로 전달하는 발진수단과; 복수의 클러치 수단을 포함하여 이루어져 상기 발진수단과 연결되는 제1축과, 이의 하측으로 평행하게 배치되는 제2축상에 배치되어 전,후진을 제어하는 전,후진 제어수단과; 상기 제2 축과, 그의 하측에 소정의 간격을 두고 배치되는 제3축과의 사이에 배치되어 제2 축으로부터 전달되는 회전동력을 무단 변속하여 제3축으로 전달하는 제1 무단 변속수단과; 상기 제 3축과, 이 제3축과 소정의 간격을 주고 평행하게 배치되는 제4 축과의 사이에 배치되어 제1 무단 변속수단에 의한 무단 변속된 회전동력을 다시 변속하여 제4축으로 전달하는 제2 무단 변속수단과, 상기 제2 무단 변속수단을 통해 출력되는 회전동력을 최종적으로 감속시키고, 이의 동력을 차동장치를 통해 전륜으로 분배하는 종 감속수단과;를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치를 제공한다.

Description

차량용 무단 변속장치

제1도는 본 발명에 의한 제1 실시예의 구성도,

제2도는 본 발명에 적용되는 무단 변속수단의 일실시예를 보인 구성도,

제3도는 본 발명에 의한 제2 실시예의 구성도,

제4도는 본 발명에 의한 제3 실시예의 구성도,

제5도는 본 발명에 의한 제4 실시예의 구성도이다.

본 발명은 차량용 무단 변속장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구성을 간단히 하여 제조원가를 절감하고, 종치 전륜 구동 차량에 용이하게 적용할 수 있도록 한 차량용 무단 변속장치에 관한 것이다.

차량의 변속장치는 엔진의 구동력을 구동륜에 전달하는 기능을 갖고 있는데, 이러한 변속장치에는 운전자의 의지대로 직접 변속단을 선택하는 수동 변속장치와, 차량의 주행 조건에 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 관계한다.

그러나 종래의 무단 변속장치에 있어서는 대개 벨트와 직경의 가변되는 풀리를 이용하는 무단 변속수단을 이용하게 되는데, 이는 하나의 무단 변속수단을 이용함으로써, 그 무단 변속 영역이 크게 한정되어 엔진의 동력을 효과적으로 이용하지 못한다는 문제점을 내포하고 있다.

또한, 모든 회전동력의 하중이 하나의 벨트에 의하여 전달됨으로써, 이에 따른 벨트의 수명이 단축됨은 물론 내구성을 크게 기대할 수 없다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 보다 구성이 간단하면서도 무단 변속 영역의 폭을 크게 할 수 있도록 하여 엔진의 동력을 효과적으로 이용할 수 있도록 하고, 종치 전륜 구동 차량에 용이하게 적용할 수 있는 차량용 무단 변속장치를 제공함에 있다.

또한, 상기 엔진의 동력을 효과적으로 이용함으로써, 동력성능을 향상시키고, 벨크가 분담하는 하중을 양분시켜 분담토록 함으로써, 내구성을 향상시킬 수 있는 차량용 무단 변속장치를 제공함에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 엔진으로부터 출력되는 회전동력을 제1축으로 전달하는 발진 수단과; 복수의 클러치 수단을 포함하여 이루어져 상기 발진수단과 연결되는 제1축과, 이의 하측으로 평행하게 배치되는 제2축상에 배치되어 전,후진을 제어하는 전,후진 제어수단과; 상기 제2 축과, 그의 하측에 소정의 간격을 두고 배치되는 제3축과의 사이에 배치되어 제2 축으로부터 전달되는 회전동력을 무단 변속하여 제3축으로 전달하는 제1 무단 변속수단과; 상기 제 3축과, 이 제3축과 소정의 간격을 주고 평행하게 배치되는 제4축과의 사이에 배치되어 제1 무단 변속수단에 의한 무단 변속된 회전동력을 다시 변속하여 제4축으로 전달하는 제2 무단 변속수단과, 상기 제2 무단 변속수단을 통해 출력되는 회전동력을 최종적으로 감속시키고, 이의 동력을 차동장치를 통해 전륜으로 분배하는 종 감속수단과;를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치를 제공함에 특징이 있다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 의한 제1 실시예의 구성도로서, 이는 발진수단(2)으로 토오크 컨버터(4)를 적용한 예를 도시한 것이다.

상기 토오크 컨버터(4)는 엔진(6)의 크랭크축에 직결되어 회전하는 펌프 임펠러(8)와; 이 펌프 임펠러(8)와 대향 배치되어 분출되는 오일에 의하여 함께 회전하는 터어빈 런너(10)와; 이들 펌프 임펠러(8)와 터어빈 런너(10) 사이에 배치되어 오일의 흐름을 바꾸어 주어 펌프 임펠러(8)의 회전력을 증가시켜 주는 스테이터(12)를 포함하여 이루어진다.

이에 따라 엔진이 회전을 하면 상기 토오크 컨버터(4)내에 충진된 오일이 펌프 임펠러(8)에서 분출되어 터어빈 런너(10)로 공급되면서 터어빈 런너(10)를 구동시킨 다음 스테이터(12)로 유입된다.

또한, 상기 스테이터(12)로 유입된 오일은 그 방향을 바꾸어 다시 펌프 임펠러(8)로 유입되는 작용을 반복하게 되는데, 이때 스테이터(12)의 회전에 의하여 스테이터(12)가 분담하는 터어빈 런너(10)의 회전력과 펌프의 회전력과의 사이에 차이가 생겨 토오크 변환이 이루어지게 되는 것이다.

그리고 상기 발진수단(2)을 통해 출력되는 회전동력은 제1 축(14)과 제2 축(16)상에 배치되는 전,후진 제어수단(18)에 의하여 운전자의 의지에 따라 차량의 전,후진을 제어된다.

상기 전,후진 제어수단(18)은 전,후진 입력기어(20)(22)가 제1 축(14)과 제1,2 마찰부재(24)(26)를 재개시켜 연결되어 이들 제1, 2 마찰부재(24)(26)의 선택적인 작용에 의하여 구동이 이루어지는 멀티 클러치로 형성된다.

물론 상기 제1,2 마찰부재(24)(26)는 동력을 단속할 수 있는 부재이면, 만족하지만 본 발명은 클러치 수단으로 다판 클러치를 사용하였다.

그리고 상기 전,후진 입력기어(20)(22)는 제2 축(16)에 형성되어 있는 전,후진 기어(28)(30)와 치합되는데, 후진 입력기어(22)와 후진기어(30) 사이에는 아이들링 기어(32)가 개재되는 구성을 갖는다.

이에 따라 제1 마찰부재(24)가 작동되면, 전진 입력기어(20)가 구동되면서 전진 기어(28)를 구동시키게 되고, 제2 마찰부재(26)가 작동되면 후진 입력기어(22)가 구동되면서 아이들링 기어(32)를 통해 후진 기어(30)를 구동시켜 제2 축(16)을 동일 방향 또는 그 반대방향으로 회전시키게 된다.

상기와 같이, 전,후진 제어수단(18)에 의하여 그 회전 방향이 동일하거나 또는 전환도어 제2 축(16)으로 입력된 동력은 제1 무단 변속수단(34)를 통해 무단 변속이 이루어지게 된다.

즉, 제1 무단 변속수단(34)은 제2 축(14)의 후단부와, 이 제2 축(14)의 하측에 소정의 간격을 두고 평행하게 배치되는 제3 축(36)상에 배치되어 직경이 유압에 의하여 가변되는 구동 및 종동풀리(38)(40)와, 상기 풀리를 상호 연결하여 주는 벨트(42)를 포함하여 이루어진다.

상기에서 구동 및 종동풀리(38)(40)는 직경의 변화에 의하여 무단 변속이 이루어지도록 하는 것으로서, 제2도는 그것을 가능하게 하는 일 실시예의 구성을 보여주고 있다.

상기 구동풀리(38)는 고정측 쉬이브(44)와 가변측 쉬이브(46)로 이루어지는데, 고정측 쉬이브(44)는 제2 축(16)과 일체로 형성되어 있으며, 가변측 쉬이브(46)는 이 제2 축(16)상에서 좌우 이동할 수 있는 상태로 결합되고 있다.

상기 가변측 쉬이브(46)측에는 케이싱 부재(48)가 설치되어 이들 사이에 유압 쳄버(50)를 형성하고 있으며, 이 유압 쳄버(48)는 제2 축(16)에 형성된 유로(52)를 통하여 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력 유체가 공급될 수 있도록 되어 있다.

그리고 종동풀리(40)는 상기와 마찬가지로 고정측 쉬이브(50)와 가변측 쉬이브(52)로 이루어지되, 상기 고정측 쉬이브(50)가 제3 축(16)과 일체로 형성되고, 가변측 쉬이브(54)는 상기 제3 축(36)상에서 좌우 이동할 수 있도록 결합된다.

또한, 이의 가변측 쉬이브(52)에는 케이싱 부재(56)가 개재되어 유압 쳄버(58)를 형성하고 있으며, 상기 유압 쳄버(58)에는 제3 축(36)에 형성된 유로(60)를 통하여 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력 유체가 공급될 수 있도록 되어 있다.

따라서 제2 축(16)을 통해 회전동력이 제1 무단 변속수단(34)으로 전달되면, 무단 변속이 이루어지면서 제3 축(36)을 구동하게 되는데, 이때 구동풀리(38)와 종동풀리(40)의 외경 변화에 따라 변속이 이루어지게 된다.

그의 회전속도 변화 조건은, 첫째, 구동풀리(38)와 종동풀리(40)의 외경이 동일할 때와, 둘째 구동풀리(38)의 외경이 종동풀리(40)의 직경 보다 큰 경우와, 셋째 구동풀리(38)의 직경이 종동풀리(40)의 직경보다 작은 경우로 나누어 생각할 수 있다.

첫째 조건으로 구동 및 종동풀리(38)(40)의 외경이 동일한 경우에는 1 : 1의 변속비를 갖게 된다.

그리고 둘째로 구동풀리(38)의 외경이 종동풀리(40)의 직경 보다 큰 경우에는 구동풀리(38)의 회전수 보다 종동풀리(40)의 회전수가 커지기 때문에 증속이 이루어지게 되며, 셋째 구동풀리(38)의 외경이 종동풀리(40)의 직경보다 작아지는 경우에는 구동풀리(38)의 회전수가 종동풀리(40)의 회전수 보다 작아지기 때문에 감속이 이루어지게 되는 것이다.

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

상기와 같이 1차로 무단 변속이 이루어진 회전동력은 다시 제2 무단 변속수단(60)에 의하여 2차 무단 변속이 이루어지게 된다.

상기 제2 무단 변속수단(62)은 제1 무단 변속수단(34)과 마찬가지로 구동축인 제3 축(36)의 전측에 배치된 구동풀리(64)와, 제3 축(36)의 하측으로 배치되는 제4 축(66)상에 배치되는 종동풀리(68)와, 이들을 상호 연결하는 벨트(70)를 포함하여 이루어진다.

상기에서 제2 무단 변속수단(62)을 형성하는 구동 및 종동폴리(64)(68)의 구성과 그 작동은 제1 무단 변속수단(34)과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

그리고 상기 제2 무단 변속수단(62)으로부터 동력은 전달받은 제4 축(66)은 이의 회전동력을 종감속 수단(72)으로 전달하게 된다.

상기에서 종감속 수단(72)은 상기 제4 축(66)에 배치된 출력기어(74)와, 이에 치합되어 큰 기어비로 감속 작용을 수행하는 링기어(76)와, 그리고 상기 링기어(76)로 입력되는 회전동력을 양 전륜 구동축(78)(80)에 걸리는 부하에 따라 차동 작용을 하면서 분배하는 차동기구(82)를 포함하여 이루어진다.

이에 따라 상기 제4 축(66)을 통해 출력되는 회전동력으로 전륜을 구동시킬 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명의 제1 실시예에 의하면 전,후진 제어수단(18)으로부터 회전 방향이 결정된 회전동력은 제1, 2 무단 변속수단(34)(60)을 통해 2차로 무단 변속이 이루어져 그 변속폭이 매우 커진다.

이에 따라 엔진의 출력을 보다 효과적으로 이용할 수 있음은 물론 동력성능을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

그리고 회전 하중이 2개의 벨트로 양분됨으로써, 무단 변속수단의 내구성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

제3도는 본 발명에 의한 제2 실시예를 도시한 것으로서, 이는 상기 제1 실시예에 있어서, 제1 축(14)상에 배치되는 멀티 클러치 부분을 제2 축(16)에 배치하고, 제2축(16)상에 배치되어 있던 기어(28)(30)를 제1축(14)상에 배치한 것으로서, 작용 효과는 제1 실시예와 동일하다.

제4도 및 제5도는 본 발명에 의한 제3, 4 실시예를 도시한 것으로서, 이는 상기 제1, 2 실시예에 있어서, 발진수단(2)을 토셔널 댐퍼(100)로 형성한 것이다.

상기 토셔널 댐퍼(100)는 엔진 출력측의 토오크 변동에 따른 비틀림 진동을 방지하기 위한 것으로서, 공지이므로 상세한 설명은 생략한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 2개의 무단 변속수단에 의하여 무단 변속 영역의 폭을 크게 할 수 있도록 하여 엔진의 동력을 효과적으로 이용할 수 있도록 하고, 이에 따른 동력성능을 향상시키며, 벨트가 분담하는 하중을 양분시켜 분담토록 함으로써, 내구성을 향상시킬 수 있는 것이다.

Claims (2)

1. 엔진으로부터 출력되는 회전동력을 제1축으로 전달하는 발진수단과; 제1축상에 배치되어 제1, 2 마찰부재의 의하여 제1축과 가변하여 연결되는 전,후진 입력기어와, 상기 제1축과 소정의 간격을 두고 배치되는 제2축상에 배치되어 상기 전,후진 입력기어와 치합되는 전,후진 기어와, 상기 후진 입력기어와 후진 기어 사이에 개재되는 아이들링 기어로 구성되는 전,후진 제어수단과; 상기 제2축과, 이에 소정의 간격을 두고 평행하게 배치되는 제3축에 각각 직경 가변이 이루어질 수 있도록 형성되어 배치되는 구동 및 종동풀리와, 상기 풀리를 상호 연결하여 주는 벨트로 구성되는 제1 무단 변속수단과; 상기 제 3축과, 이 제3축과 소정의 간격을 주고 평행하게 배치되는 제4축에 각각 직경 가변이 이루어질 수 있도록 형성되어 배치되는 구동 및 종동풀리와, 상기 풀리를 상호 연결하여 주는 벨트로 구성되는 제2 무단 변속수단과; 상기 제4축에 배치된 출력기어와, 이에 치합되어 큰 기어비로 감속 작용을 수행하는 링기어와, 그리고 상기 링기어로 입력되는 회전동력을 양 전륜 구동축에 걸리는 부하에 따라 차동 작용을 하면서 분배하는 차동기구로 구성되는 종 감속수단과;를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치.
2. 엔진으로부터 출력되는 회전동력을 제1축으로 전달하는 발진수단과; 상기 제1축과 소정의 간격을 두고 평행하게 배치되는 제2축상에 배치되어 제1, 2 마찰부재의 의하여 제2축과 가변하여 연결되는 전,후진 입력기어와, 상기 제1축상에 배치되어 상기 전,후진 입력기어와 치합되는 전,후진 기어와, 상기 후진 입력기어와 후진 기어 사이에 개재되는 아이들링 기어로 구성되는 전,후진 제어수단과; 상기 제2축과, 이에 소정의 간격을 두고 평행하게 배치되는 제3축에 각각 직경 가변이 이루어질 수 있도록 형성되어 배치되는 구동 및 종동풀리와, 상기 풀리를 상호 연결하여 주는 벨트로 구성되는 제1 무단 변속수단과; 상기 제 3축과, 이 제3축과 소정의 간격을 주고 평행하게 배치되는 제4축에 각각 직경 가변이 이루어질 수 있도록 형성되어 배치되는 구동 및 종동풀리와, 상기 풀리를 상호 연결하여 주는 벨트로 구성되는 제2 무단 변속수단과; 상기 제4축에 배치된 출력기어와, 이에 치합되어 큰 기어비로 감속 작용을 수행하는 링기어와, 그리고 상기 링기어로 입력되는 회전동력을 양 전륜 구동축에 걸리는 부하에 따라 차동 작용을 하면서 분배하는 차동기구로 구성되는 종 감속수단과;를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치.