KR100276918B1 - 벨트무단변속장치 - Google Patents

Abstract

간단한 구성으로 가변측 풀리의 이동을 보조할 수 있도록 하여 낮은 작동유압으로도 풀리의 직경을 가변시킬 수 있도록 함으로써, 오일펌프의 부하를 적게 하여 동력손실을 최소화할 수 있는 벨트 무단변속장치를 제공할 목적으로; 엔진으로부터 공급되는 유압과 보조수단에 의하여 직경이 가변되면서 변속비를 제어하는 구동풀리와; 상기 구동풀리와 벨트로 연결되어 상기 구동풀리와 상반된 작동으로 직경이 가변되면서 축력을 제어하는 종동풀리와; 로 이로어지는 벨트 무단 변속장치를 제공한다.

Description

벨트 무단 변속장치

본 발명은 벨트 무단 변속장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구성이 간단하고, 오일펌프의 부하를 적게 하여 동력 손실을 최소화할 수 있는 벨트 무단 변속장치에 관한 것이다.

예컨대, 차량의 변속장치는 엔진의 구동력을 구동륜에 전달하는 기능을 갖고 있는데, 이러한 변속장치에는 운전자의 의지대로 운전자가 직접 변속단을 선택하는 수동 변속장치와, 차량의 주행 조건에 따라 자동적으로 변속이 이루어지는 자동 변속장치와, 각 변속단 사이에 특정한 변속영역이 없이 무단으로 연속적인 변속이 이루어지는 무단 변속장치로 대별된다.

상기와 같은 변속장치에 있어서, 본 발명은 유압을 이용하는 자동 변속장치의 단점을 보완하여 연비 및 동력 전달 성능, 그리고 중량면에서 큰 장점을 갖는 무단 변속장치에 관계하며, 이 무단 변속장치는 입력축과 출력축에 장착되는 풀리의 직경변위를 이용하는 방식이 주로 시용되고 있다.

이러한 벨트 무단 변속장치의 구성을 살펴보면, 도 5에서와 같이, 원동축(102)에 장착되는 구동풀리(104)와, 상기 원동축(102)과 소정의 간격을 두고 배치되는 종동축(106)상에 배치되는 종동풀리(108)와, 상기 양 풀리(104)(108)를 연결하는 벨트(110)를 포함하여 이루어진다.

상기 구동 및 종동풀리(104)(108)는 엔진의 구동력에 의하여 발생되는 유압에 의하여 제어되면서 그의 외경이 가변되어 변속 작용을 행할 수 있게 되며, 구동풀리(104)는 고정측 풀리(112)와 가변측 풀리(114)로 이루어지는데, 고정측 풀리(112)는 원동축(102)과 일체로 형성되어 있으며, 가변측 풀리(114)는 이 원동축(102)상에서 좌우 이동할 수 있는 상태로 결합되고 있다.

상기 가변측 풀리(114)측에는 케이싱 부재(116)가 설치되어 이들 사이에 유압 챔버(118)를 형성하고 있으며, 이 유압챔버(118)는 원동축(102)에 형성된 유로(102)를 통하여 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력유체가 공급될 수 있도록 되어있다.

그리고 종동풀리(108)는 마찬가지로 고정측 풀리(112)와 가변측 풀리(124)로이루어지되, 상기 고정측 풀리(112)가 종동축(106)에 일체로 형성된다.

또한, 상기 가변측 풀리(124)는 종동축(106)상에서 좌우 이동할 수 있도록 결합되고, 이 가변측 풀리(124)에는 케이싱 부재(126)가 배치되어 유압챔버(128)를 형성하고 있으며, 상기 유압챔버(128)에는 종동축(106)에 형성된 유로(130)를 통하여 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력유체가 공급될 수 있도록 되어 있다.

물론 상기 구동 및 종동풀리(104)(108)의 구성은 상기와 같은 구성에 한정되는 것은 아니고 이러한 구성으로부터 용이하게 발명할 수 있는 것은 모두 포함한다.

상기와 같이 이루어지는 무단 변속장치는 원동축(102)으로부터 입력되는 회전 동력을 구동풀리(104)와 종동풀리(108)의 적경 변화에 따라 무단 변속을 행하게되는데, 이때 무단 변속 조건은, 첫재, 구동풀리(104)와 종동풀리(108)의 외경이 동일할 때와, 둘째 구동풀리(104)의 외경이 종동풀리(108)의 직경 보다 큰 경우와, 셋째 구동풀리(104)의 직경이 종동풀리(108)의 직경보다 작은 경우로 나누어 생각 할 수 있다.

첫째 조건으로 구동 및 종동풀리(104)(108)의 외경이 동일한 경우에는 1 : 1의 변속비를 갖게 된다.

그리고 둘째로 구동풀리(104)의 외경이 종동풀리(108)의 직경 보다 큰 경우 에는 구동풀리(104)의 회전수 보다 종동풀리(108)의 회전수가 커지기 때문에 증속이 이루어지게 되며, 셋째 구동풀리(104)의 외경이 종동풀리(108)의 직경 보다 작아지는 경우에는 구동풀리(104)의 회전수가 종동풀리(108)의 회전수 보다 작아지기때문에 감속이 이루어지게 되는 것이다.

이러한 작용으로 주행 레인지에서는 출발 시점부터 고속 주행까지 변속단 구분이 없는 점진적인 변속이 이루어지면서 종동축(106)을 통해 출력하게 된다.

그러나 상기와 같이 이루어지는 벨트식 무단 변속장치에 있어서는 양 풀리를 모두 유압으로 제어함으로써, 유로 구성을 위한 구조가 복잡해지고, 이의 유압을 생성하기 위한 오일펌프의 구동력이 커지게 되어 동력 손실을 초래한다는 문제점을 내포하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 간단한 구성으로 가변측 풀리의 이동을 보조할 수 있도록 하여 낮은 작동 유압으로도 풀리의 직경을 가변시킬 수 있도록 함으로써, 오일펌프의 부하를 작게 하여 동력 손실을 최소화할 수 있는 벨트 무단 변속장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 의한 제1 실시예의 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 제2 실시예의 구성도.

도 3은 제2 실시예의 측면도.

도 4는 본 발명에 의한 제3 실시예의 구성도.

도 5는 종래 무단 변속장치의 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2:구동풀리 4:종동풀리 6:벨트

8,30:고정측 풀리 10,32:가변측 풀리 24,44:질량체

46:탄성부재 50:장홈 52:볼

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 벨트 무단변속장치는, 구동축과 일체로 형성되는 고정측 풀리와, 상기 구동축상에서 좌우 이동할 수 있는 상태로 결합되는 가변측 풀리로 이루어지되, 상기 가변측 풀리는 유압 작용면이 외측으로 경사지게 형성되고, 상기 구동축으로부터 돌설되는 램프 가이드는 외주측 부분이 상기 가변측 풀리측으로 경사지게 형성되어 상기 가변측 풀리의 외측 둘레턱과긴밀하게 접촉되며, 이에 형성되는 유압챔버에는 가변측 풀리의 이동 보조수단으로소정의 질량을 갖는 강체와, 상기 강체의 외주에 감긴 스프링으로 이루어진 질량체가 삽입되는 구동풀리와; 상기 구동풀리와 벨트로 연결되어 상기 구동풀리와 상반된 작동으로 직경이 가변되면서 축력을 제어하는 종동풀리;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 벨트 무단 변속장치의 구성도로서, 본 발명에 따른 벨트 무단 변속장치는, 구동풀리(2)와 종동풀리(4), 그리고 이들을 상호 연결하여 주는 벨트(6)로 이루어진다.

상기 구동풀리(2)는 고정측 풀리(8)와 가변측 풀리(10)로 이루어지는데, 고정측 풀리(8)는 구동축(12)과 일체로 형성되어 있으며, 가변측 풀리(10)는 이 구동축(12)상에서 좌우 이동할 수 있는 상태로 결합되고 있다.

그리고 상기 가변측 풀리(10)는 유압 작용면(14)이 외측으로 경사지게 형성하고, 그 외측에는 구동축(12)으로부터 원주방향으로 돌설되는 램프 가이드(16)가 형성되는데, 이 램프 가이드(16)는 외주측 부분이 가변측 풀리(10)측으로 경사지게형성되며, 그외주면은 가변측 풀리(10)의 외주면에서 축방향으로 돌설되는 둘레턱 (18)과 긴밀하게 접촉되어 기밀을 유지하게 된다.

이에 따라 상기 가변측 풀리(10)와 램프 가이드(16) 사이에는 소정 크기의 유압챔버(20)가 형성되며, 이 유압챔버(20)는 구동축(12)에 형성된 유로(22)를 통하여 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력유체가 공급될 수 있도록 되어 있다.

그리고 상기 유압챔버(20)의 내부에는 가변측 풀리(10)의 이동 보조수단으로 소정의 질량을 갖는 질량체(24)를 삽입하였다.

상기 질량체(24)는 내부에 소정의 질량을 갖는 강체(26)의 외주에 스프링(28)을 감아 형성한 것으로서, 이는 원심력에 의하여 외측으로 이동하려고 할 때 이의 힘에 의하여 가변측 풀리(10)를 고정측 풀리(8)로 밀어주는 힘에 의하여 유압을 보조하여 가변측 풀리(10)가 더욱 큰 힘으로 이동될 수 있게 한 것이다.

그리고 상기 종동풀리(4)는 구동풀리(2)와 마찬가지로 고정측 풀리(30)와 가변측 풀리(32)로 이루어지되, 상기 고정측 풀리(32)가 종동축(34)에 일체로 형성된다.

또한, 상기 가변측 풀리(34)는 종동축(34)상에서 좌우 이동할 수 있도록 결합되고, 이 가변측 풀리(34)에는 케이싱 부재(36)가 배치되어 유압챔버(38)를 형성하고 있으며, 상기 유압챔버(38)에는 종동축(34)에 형성된 유로(40)를 통하여 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력유체가 공급될 수 있도록 되어 있다.

이에 따라 상기 유압챔버(38)에 공급되는 유압에 의하여 직경이 가변되면서 벨트(6)에 축력을 가하게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 구동풀리(2)를 유압 이외에 질량체(24)의 원심력에 작용토록 함으로써, 낮은 유압이 공급되어도 작동상에는 전혀 문제가 발생되지 않게 되는 바, 오일펌프의 용량을 작게 하여 동력 손실을 최소화 할 수 있게 되는 것이다.

도 2와 도 3은 본 발명에 따른 제2 실시예를 도시한 것으로서, 이는 상술한 바와 같은 제1 실시예에 있어서, 램프 가이드(16)를 2단으로 경사지게 설치하고, 제1 경사부(42)와 구동축(12) 단부 사이에 또 다른 질량체(44)를 삽입시키고, 유압제어를 생략한 것이다.

즉, 2개의 질량(24)(44)를 사용하는 대신에 유압 공급을 생략하게 됨으로써, 제1 실시예와 같은 작용 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

그리고 도 4는 본 발명에 의한 제3 실시예를 도시한 것으로서, 이는 상기 제1 실시예에 있어서, 종동풀리(4)를 탄성부재(46)에 의하여 제어될 수 있도록 한 것이다.

즉, 가변측 풀리(32)의 외측에는 탄성부재(46)가 배치되는데, 이의 탄성부재(46)는 종동축(34)에 고정되는 고정구(48)와 가변측 풀리(32) 사이에 배치되며, 이의 탄성력은 벨트(6)의 슬립이 발생되지 않을 정도의 축력을 공급할 수 있으면 된다.

그리고 상기 종동축(34)과 가변측 풀리(32)의 접촉부에는 종동축(34)에 호형의 장홈(50)을 형성하고, 이에 다수의 볼(52)을 삽입시켜 관성력에 의하여 가변측 풀리(32)가 항시 고정측 풀리(30)로 이동할 수 있는 힘이 발생되도록 하였다.

이에 따라 상기 종동풀리(4)는 가변측 풀리(32)가 탄성부재(46)의 탄성력에의하여 고정측 풀리(30)로 이동함과 동시에 호형의 장홈(50)의 형상에 따라 관성력에 의하여 고정측 풀리(30)로 이동할 수 있도록 함으로써, 벨트(6)의 슬립 발생을 방지할 수 있는 축력을 유지하게 되는 것이다.

상술한 바롸 같은 제3 실시예도 제1 실시예와 동일하게 작동하므로 다른 작동 설명은 생략하기로 한다.

이와 같이 본 발명에 따른 벨트 무단 변속장치는, 간단한 구성으로 가변측 풀리의 이동을 보조할 수 있도록 하여 낮은 작동 유압으로도 풀리의 직경을 가변시킬 수 있도록 함으로써, 오일펌프의 부하를 적게 하여 동력 손실을 최소화할 수 있다.

Claims (7)

1. 구동축과 일체로 형성되는 고정측 풀리와, 상기 구동축상에서 좌우 이동할 수 있는 상태로 결합되는 가변측 풀리로 이루어지되, 상기 가변측 풀리는 유압 작용면이 외측으로 경사지게 형성되고, 상기 구동축으로부터 돌설되는 램프 가이드는 외주측 부분이 상기 가변측 풀리측으로 경사지게 형성되어 상기 가변측 풀리의 외측 둘레턱과 긴밀하게 접촉되며, 이에 형성되는 유압챔버에는 상기 가변측 풀리의 이동 보조수단으로 소정의 질량을 갖는 강체와, 상기 강체의 외주에 감긴 스프링으로 이루어진 질량체가 삽입되는 구동풀리와; 상기 구동풀리와 벨트로 연결되어 상기 구동풀리와 상반된 작동으로 직경이 가변되면서 출력을 제어하는 종동풀리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트 무단변속장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 구동풀리는 고정측 풀리와 가변측 풀리로 이루어지되, 상기 고정측 풀리는 구동축과 일체로 형성되어 있으며, 상기 가변측 풀리는 상기 구동축상에서 좌우 이동할 수 있는 상태로 결합되고, 상기 가변측 풀리는 유압 작용면이 외측으로 경사지게 형성되고, 상기 구동축으로부터 돌설되는 램프 가이드는 외주측 부분이 상기 가변측 풀리측으로 2단으로 경사지게 제1,2 경사부가 형성되어 상기 가변측 풀리의 외측 둘레턱과 긴밀하게 접촉되며, 상기 제1,2 경사부와 상기 가변측 풀리 사이의 각각에 질량체를 삽입시켜 이루어진 것을 특징으로 하는 벨트 무단 변속장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 종동풀리는 고정측 풀리와 가변측 풀리로 이루어지되, 상기 고정측 풀리는 종동축과 일체로 형성되고, 상기 가변측 풀리는 상기 종동축상에서 축방향 이동이 가능하도록 결합되며, 상기 가변측 풀리의 외측에는 소정의 탄성력을 갖는 탄성부재가 배치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 벨트 무단 변속장치.
4. 청구항 1 또는 3에 있어서, 상기 종동축과 상기 가변측 풀리의 접촉부에는 관성력에 의하여 상기 가변측 풀리가 항시 상기 고정측 풀리측으로 이동할 수 있는 힘이 발생되도록 상기 종동축에 호형의 장홈을 형성하고, 이에 다수의 볼을 삽입시켜 이루어진 것을 특징으로 하는 벨트 무단 변속장치.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 구동풀리는 유압과 상기 질량체 원심력에 의하여 상기 가변측 풀리가 이동하여 직경의 가변되도록 하고, 상기 종동풀리는 유압에 의하여 직경이 가변되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 벨트 무단 변속장치.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 구동풀리는 2개의 상기 질량체에 의하여 상기 가변측 풀리가 이동하여 직경이 가변되도록 하고, 상기 종동풀리는 유압에 의하여 직경의 가변되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 벨트 무단 변속장치.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 구동풀리는 유압과 상기 질량체 원심력에 의하여 상기 가변측 풀리가 이동하여 직경의 가변되도록 하고, 상기 종동풀리는 탄성부재의 탄성력에 의하여 상기 가변측 풀리가 이동하여 직경이 가변되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 벨트 무단 변속장치.