KR100298772B1 - 차량용무단변속기 - Google Patents

Abstract

엔진의 효율을 증대시키고 보다 넓은 변속비를 구현하기 위하여,

구동력을 발생시키는 엔진과, 상기한 엔진의 크랭크축과 제1변속기축에 설치되어 엔진의 동력을 변속기에 선택적으로 전달하기 위한 출발 제어수단과, 과부하 주행상태에서 상기한 출발 제어수단과 연결되며 엔진의 구동력을 출력하기 위한 제1변속기축에 설치되는 동력 전달 기어를 통하여 동력을 전달받아 제1변속기축과 나란하게 배되는 제2,3변속기축에 설치되는 선택적으로 직경가변 풀리에 의하여 벨트 전동함으로서 무단 변속이 이루어지는 무단 변속수단과, 엔진의 부하가 정상상태일 경우에 제3변속기축에 설치되며 제1변속기축의 구동력을 전달받아 구동력을 전달받아 구동바퀴에 전달하기 위한 동력전달수단과, 제1변속기축과 동일측상에 배치되는 제4변속기축상에 설치되며 엔진의 구동력을 고속 및 저속으로 분류하여 구동바퀴에 전달하기 위한 저속 및 고속 선택수단과, 제4변속기축에 설치되며 후진주행을 하기 위한 후진 제어수단을 포함하여 이루어진다.

Description

차량용 무단 변속기

본 발명은 차량에 장착되는 무단 변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정상 부하 상태에서 기어변속이 이루어지고 과도한 부하 상태에서는 무단 변속이 이루어지는 변속기에 관한 것이다.

일반적으로 변속기는 엔진과 구동차축 사이에 설치되어 차량의 주행상태에 따라 원활한 주행이 이루어지도록 하기 위하여 엔진의 구동력을 적절하게 변환시키는 장치이다.

이러한 변속기는 운전자의 의지에 따라 운전자가 가변 조작하는 엔진의 구동력을 변환시키는 수동변속기와, 각종 센서를 통한 신호를 입력받아 자동적으로 변속이 이루어지도록 하는 자동변속기로 대별된다.

특히 상기한 자동변속기는 유성기어셋트에 의하여 다단 변속 시점을 갖는 것과, 벨트전동 또는 마찰차에 의하여 무단으로 변속이 이루어지는 것으로 구분된다.

특히 상기한 벨트 전동에 의하여 이루어지는 무단 변속기는 구조가 간단하고 내구성이 뛰어나 다양하게 실용화 연구가 이루어지고 있다.

이러한 종래의 무단 변속기는 구동 및 종동 풀리 사이의 벨트에 축력을 가해 부하가 정상상태나 과도한 상태에 관계없이 무단 변속이 이루어져 엔진의 효율이 저하되는 문제점이 있다.

또한 보다 넓은 변속비를 구현하는 것이 바람직하나 이에 충분하게 만족하지 못하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로 본 발명의 목적은 엔진의 효율을 증대시키고 보다 넓은 변속비를 구현하기 위한 무단 변속기를 제공하는 데 있다.

도1은 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 무단 변속기의 레이아웃도이다.

본 발명에 따른 무단 변속기는,

구동력을 발생시키는 엔진과, 상기한 엔진의 크랭크축과 제1변속기축에 설치되어 엔진의 동력을 변속기에 선택적으로 전달하기 위한 출발 제어수단과, 과부하 주행상태에서 상기한 출발 제어수단과 연결되며 엔진의 구동력을 출력하기 위한 제1변속기축에 설치되는 동력 전달 기어를 통하여 동력을 전달받아 제1변속기축과 나란하게 배되는 제2,3변속기축에 설치되는 선택적으로 직경가변 풀리에 의하여 벨트 전동함으로서 무단 변속이 이루어지는 무단 변속수단과, 엔진의 부하가 정상상태일 경우에 제3변속기축에 설치되며 제1변속기축의 구동력을 전달받아 구동력을 전달받아 구동바퀴에 전달하기 위한 동력전달수단과, 제1변속기축과 동일측상에 배치되는 제4변속기축상에 설치되며 엔진의 구동력을 고속 및 저속으로 분류하여 구동바퀴에 전달하기 위한 저속 및 고속 선택수단과, 제4변속기축에 설치되며 후진주행을 하기 위한 후진 제어수단을 포함하여 이루어진다.

이와 같이 이루어지는 무단 변속기는, 엔진이 고부하 상태일 경우에는 무단 변속수단을 통하여 무단 변속을 이루어 구동력을 변환하고 정상 부하 상태일 경우에는 동력전달수단을 통하여 변속이 이루어져 차량의 주행이 이루어지게 되고, 고속주행인 경우에는 고속주행을 위한 기어비를 가지는 고속 출력으로 출력이 이루어지도록 하고 저속주행인 경우에는 저속 출력축으로 차량의 주행이 이루어지도록 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 변속기의 레이아웃도로서, 엔진(1)과, 엔진(1)의 구동력이 변속기에 전달되는 것을 선택적으로 차폐하기 위하여 다판 클러치로 이루어지는 출발 제어수단(C1)과, 그리고 무단 변속수단(3), 동력전달수단(5) 등을 도시하고 있다.

상기한 출발 제어수단(C1)은 제1변속기축(7)에 설치되며, 제1변속기축(7)과 소정의 거리를 이격하여 나란하게 배치되는 제2,3변속기축(9)(11)에 무단 변속수단(3)이 개재된다. 상기한 무단 변속수단(3)은 제1변속기축(7)에 설치되는 동력 전달 기어(13)를 통하여 제2변속기축(9)을 회전시킬 수 있도록 이루어지며 이 제2변속기축(9)에 설치되는 직경가변 구동풀리(15) 및 제3변속기축(11)에 배치되는 직경가변 피동풀리(17) 그리고 상기한 구동 및 피동풀리(15)(17)를 연결하는 벨트(19)로 이루어지고 있다. 상기한 구동풀리(15) 및 피동풀리(17)는 유압에 의하여 풀리의 직경이 가변하는 통상의 구조로 이루어진다.

그리고 동력전달수단(5)은 엔진의 구동력을 무단 변속하지 않고 제1변속기축(7)의 동력 전달 기어(13)를 통하여 제3변속기축(11)으로 전달하기 위한 것으로서 제3변속기축(11)상에 제1변속기축(7)의 동력 전달 기어(13)와 치합되도록 또다른 동력 전달 기어(21)를 배치하되 동기기구(23)에 의하여 선택적으로 제3변속기축(11)으로 동력전달이 이루어질 수 있는 구조로 형성된다.

그리고 제3변속기축(11)에 저속 및 고속선택수단(25) 그리고 후진 제어수단(27)이 개재된다.

또한 저속 및 고속선택수단(25)은 제3변속기축(11)에 외주에 배치되며 동기기구(29)에 의하여 선택적으로 제3변속기축(11)과 일체로 회전 가능하게 배치되며 기어비에 의하여 각각 제2변속기축(9)과 동일축상에 배치되는 고속 출력축(31), 그리고 제1변속기축(7)과 동일축상에 배치되는 저속 출력축(33)에 각각 기어에 치합됨으로서 엔진(1)의 구동력을 선택적으로 전달할 수 있는 구조로 이루어진다.

또한 후진 제어수단(27)은 제3변속기축(11)의 외주에 배치되며 역시 동기기구(35)에 의하여 제3변속기축(11)과 일체로 되는 구조를 가지며 저속 출력축(33)과 후진 아이들기어(37)를 통하여 치합됨으로서 후진동력을 선택적으로 전달할 수 있는 구조로 이루어진다.

그리고 상기한 제1변속기축(7)과 저속 출력축(33) 그리고 제1변속기축(7)과 고속 출력축(31) 및 제2변속기축(9)에 형성되는 동력 전달 기어(39)와 직경가변 구동풀리(15)를 지지하는 축사이에는 각각 유압에 의하여 제어가 이루어지는 다판 클러치인 제3,4 클러치 및 제2클러치(C3)(C4)(C2)가 개재된다.

이와 같이 이루어지는 무단 변속기는, 엔진의 부하가 설정된 정도 이상이 되는 경우에는 트랜스밋션 제어유닛(TCU)은 제1클러치(C1) 및 제2클러치(C2)를 인게이지 되도록 제어한다. 이 상태에서 엔진(1)의 구동력이, 일점쇄선으로 표시하고 있는 바와 같이, 제1변속기축(7)의 동력 전달 기어(13)를 통하여 제2변속기축(9)으로 전달되며 직경가변 구동풀리(15) 및 직경가변 피동풀리(17)를 연결하는 벨트(19)에 의하여 제3변속기축(11)으로 동력전달이 이루어진다.

계속해서 저속 및 고속선택수단(25)을 고속으로 선택하는 경우에는 고속 출력축(31)에 동력을 전달할 수 있도록 동기가 이루어져 고속주행이 가능하게 되며, 저속선택을 하면, 점선으로 표시하고 있는 바와 같이, 저속기어와 동기가 이루어져 저속 출력축에 동력전달이 이루어져 저속 주행이 가능하게 된다.

그리고 후진 주행의 경우에 있어서도, 이점쇄선으로 표시하고 있는 바와 같이, 후진 제어수단(27)을 작동시키면 제3변속기축(11)상에 연결되는 후진기어가 동기가 이루어지고 후진 아이들 기어(37)를 통하여 저속 출력축(33)으로 동력을 전달하게 되어 후진주행이 이루어진다.

한편 엔진(1)이 정상 부하 상태가 되면 제2마찰요소(C2)를 해제하여 엔진(1)의 구동력이 제1변속기축(7)의 동력 전달 기어(13)를 통하여 제3변속기축(11)으로 직접 전달된다.

이때 제3변속기축(11)은 또다른 조작기구에 의하여 작동하는 동기기구(23)에 의하여 제3변속기축(11)으로 동력을 전달시키도록 하며 이후 저속 및 고속 출력축(33)(31)을 설정하는 것은 무단 변속으로 이루어지는 주행상태와 동일함으로서 그 설명으로 상세한 설명을 대치한다.

이와 같이 이루어지는 무단 변속기는, 엔진의 고부하 상태에서는 무단 변속을 통하여 동력을 전달하고 정상 부하 상태의 경우에 있어서는 단지 동력 전달 기구에 의하여 동력을 전달하여 주행이 이루어지도록 함으로서 엔진의 효율을 증대시키고, 고속 출력축 및 저속 출력축을 선택하여 기어비를 변화시킴으로서 보다 넓은 영역의 변속비를 실현할 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 구동력을 발생시키는 엔진과, 상기한 엔진의 크랭크축과 제1변속기축에 설치되어 엔진의 동력을 변속기에 선택적으로 전달하기 위한 출발 제어수단과, 과부하 주행 상태에서 상기한 출발 제어수단과 연결되며 엔진의 구동력을 출력하기 위한 제1변속기축에 설치되는 동력 전달 기어를 통하여 동력을 전달받아 제1변속기축과 나란하게 배되는 제2,3변속기축에 설치되는 선택적으로 직경 가변 풀리에 의하여 벨트 전동함으로서 무단 변속이 이루어지는 무단 변속수단과, 엔진의 부하가 정상 상태일 경우에 제3변속기축에 설치되며 제1변속기축의 구동력을 전달받아 구동력을 전달받아 구동바퀴에 전달하기 위한 동력전달수단과, 제3변속기축상에 설치되며 엔진의 구동력을 고속 및 저속으로 분류하여 구동바퀴에 전달하기 위한 저속 및 고속 선택수단과, 제3변속기축에 설치되며 후진 주행을 하기 위한 후진 제어수단을 포함하며, 상기 저속 및 고속선택수단은 제3변속기축에 설치되며 동기기구에 의하여 선택적으로 제2변속기축과 동일축상에 배치되는 고속 출력축과 제1변속기축과 동일축상에 배치되는 저속 출력축에 선택적으로 동력을 전달하는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무단 변속기.
2. 제1항에 있어서, 상기 출발 제어수단은 유압에 의하여 선택적으로 인게이지 되는 다판 클러치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 무단 변속기.
3. 제1항에 있어서, 상기 동력전달수단은 제1변속기축에 고정 결합되는 동력 전달 기어와 치합되도록 제3변속기축에 자유 회전 가능하게 배치되고 동기기구에 의하여 제3변속기축에 치합되는 동력 전달 기어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 무단 변속기.
4. 제1항에 있어서, 상기 후진 제어수단은 제3변속기축에 배치되어 동기기구에 의하여 저속 출력축에 동력을 전달하는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무단 변속기.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1변속기축과 저속 출력축 그리고 제1변속기축과 고속 출력축 및 제2변속기축에 형성되는 동력 전달 기어와 직경 가변 구동풀리를 지지하는 축사이에는 각각 유압에 의하여 제어가 이루어지는 다판 클러치가 개재됨을 특징으로 하는 무단 변속기.

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