KR100305395B1 - 자동차밸트형무단변속기의프라이머리풀리구동장치 - Google Patents

Abstract

본발명은 자동차 밸트형무단변속기의 프라이머리풀리구동장치에 관한 것으로서, 한쌍의 가변 내직경구성의 프라이머리풀리와 세컨더리풀리및 상기 프라이머리풀리와 세컨더리풀리 사이에 접속인가된 밸트를 구비하고, 상기 프라이머리풀리의 접속 내직경의 가변을 모우터접속수단으로서 분리된 풀리하프의 상대적인 이격을 조절하여 수행하며, 상기 세컨더리풀리의 접속 내직경의 가변을 상기 프라이머리풀리의 내직경의 변화에 대응하여 가압스프링의 가압력으로 수행함으로서 밸트에 지속적인 장력이 인가되게 구성하는 자동차 밸트형무단변속기의 프라이머리풀리구동장치에 있어서; 시동및 저속시에는 기어어레이(10)로서 엔진(E)으로부터의 회전력을 드라이브샤프트(60)로까지 직접 전달하는 부동력모우드를 구비하고, 일정속이상의 변속상태에서는 모우터(M)-프라이머리풀리(20)-세컨더리풀리(30)-드라이브샤프트(60)로 동력연결되는 주동력모우드를 가지는 2 중의 변속모우드및 그 모우드절환수단을 구비하기 위하여, 상기 프라이머리풀리(20)의 가변 접속 내직경을 구동하도록 풀리하프에 대하여 가동풀리하프의 접속, 이탈을 수행하는 미소피치의 스파이럴궤적의 작동기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하여, 케이싱내방에 수납되는 모우터구동방식의 것으로서 각각의 구성부재가 긴밀한 접속관계를 가짐으로 인하여 작동의 신뢰성 또한 높은 유용성을 가진다.

Description

자동차 밸트형무단변속기의 프라이머리풀리구동장치.

본발명은 자동차 밸트형무단변속기의 프라이머리풀리구동장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 자동차의 동력변속을 수행하는 변속기중,

밸트구동하는 한쌍의 대향하는 풀리를 가지는 밸트형 무단변속기(CVT:Continouly Variable Transmission)에서 풀리의 내직경을 가변시키는 구성의 제공에 관한 것이다.

다양한 자동차변속장치중, 한쌍의 풀리사이에 접속인가되는 밸트를 구비하고 한쌍의 풀리를 분할된 2 개의 분할하프(Half)체로서 구성하여, 하나의 고정된 분할하프체에 대하여 가동하는 가동하프체를 구비함으로써 밸트가 안착되는 풀리의 내직경을 변경함에 의하여 변속비를 변경하는 구성의 것이 안출되어 있다.

종래로부터 안출된 이러한 무단변속기에는 한국 공개특허 93-703560 호의 모우터를 이용한 가변직경의 풀리구동방식, 한국 공개특허 94-8949 호의 평탄부를 가지는 풀리구동의 가변방식, 공개특허 95-33196호의 유압에 의한 풀리가변직경구동방식, 공개특허 95-33197 호의 유압구동방식의 풀리가변직경구동방식등에서와 같이,

기히 공지의 기술로서 인정되는 한쌍의 풀리사이에 밸트를 인가하고 이 밸트의 풀리에 대한 상대적인 직경을 가변하여 변속을 수행하는 장치는 널리 안출되어 있다.

그러나, 상기하는 종래의 방식중 유압구동을 사용한 풀리의 내직경의 가변방식은 매우 복잡한 유압라인및 제어수단을 구비하여야 하고, 또한 부동모우터를 내장하는 탈착방식의 모우터 구동의 밸트 내직경의 가변수단은 그 구성이 복잡할 뿐만아니라 작동의 신뢰성이 저하되는 문제점을 가지고 있었다.

도 1 은 본발명의 자동차 밸트형무단변속기의 프라이머리풀리구동장치가 적용되는 무단변속기가 예시적으로 케이싱내에 구현된 배열상태를 도시하는 단면도.

도 2 는 본발명의 자동차 밸트형무단변속기의 프라이머리풀리구동장치의 주요부만의 접속상태를 도시하는 단면도.

도 3 는 본발명의 자동차 밸트형무단변속기의 프라이머리풀리구동장치의 구성을 도시하는 도 1 의 A 부의 확대단면도.

도 4 는 본발명의 자동차 밸트형무단변속기의 프라이머리풀리구동장치의 구성을 도시하는 실제 변속기의 컷어웨이상태에서의 사시도.

도 5 는 본발명의 자동차 밸트형무단변속기의 프라이머리풀리구동장치의 작동을 설명하는 풀리의 사시도.

도 6 은 본발명의 자동차 밸트형무단변속기의 세컨더리풀리의 토오크캠을 설명하는 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

M: 모우터

MP: 모우터피니언

21: 액튜에이터기어

100: 케이싱

200: 구동기어

210: 구동피니언

상기하는 종래로부터의 자동차 밸트형무단변속기의 프라이머리풀리구동장치의 문제점을 감안하여,

본발명의 자동차 밸트형무단변속기의 프라이머리풀리구동장치는 컴팩트한 구성을 가지고 스파이럴구동방식의 분할된 하프체의 상대적인 구동을 구현함으로서 작동의 신뢰성이 높은 구성의 풀리구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본발명의 자동차 밸트형무단변속기의 프라이머리풀리구동장치는;

엔진으로부터의 동력을 변속전달함에 있어서,

한쌍의 가변 내직경구성의 프라이머리풀리와 세컨더리풀리및 상기 프라이머리풀리와 세컨더리풀리 사이에 접속인가된 밸트를 구비하고, 상기 프라이머리풀리의 접속 내직경의 가변을 모우터접속수단으로서 분리된 풀리하프의 상대적인 이격을 조절하여 수행하며, 상기 세컨더리풀리의 접속 내직경의 가변을 상기 프라이머리풀리의 내직경의 변화에 대응하여 가압스프링의 가압력으로 수행함으로서 밸트에 지속적인 장력이 인가되게 구성하는 자동차 밸트형무단변속기의 프라이머리풀리구동장치에 있어서;

시동및 저속시에는 기어어레이로서 엔진으로부터의 회전력을 드라이브샤프트로까지 직접 전달하는 부동력모우드를 구비하고,

일정속이상의 변속상태에서는 모우터-프라이머리풀리-세컨더리풀리-드라이브샤프트로 동력연결되는 주동력모우드를 가지는 2 중의 변속모우드및 그 모우드절환수단을 구비하기 위하여,

상기 프라이머리풀리의 가변 접속 내직경을 구동하도록 풀리하프에 대하여 가동풀리하프의 접속, 이탈을 수행하는 미소피치의 스파이럴궤적의 작동기구를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하의 부수된 도면과 함께 본발명의 자동차 밸트형무단변속기의 프라이머리풀리구동장치의 구성을 상세히 설명한다.

도 1 은 본발명의 자동차 밸트형무단변속기의 프라이머리풀리구동장치가 적용되는 무단변속기가 예시적으로 케이싱내에 구현된 배열상태를 도시하는 단면도, 도 2 는 주요부만의 접속상태를 도시하는 단면도, 도 3 는 프라이머리풀리구동장치의 구성을 도시하는 도 1 의 A 부의 확대단면도, 도 4 는 프라이머리풀리구동장치의 구성을 도시하는 실제 변속기 적용상태에서의 컷어웨이상태에서의 사시도, 도 5 는 프라이머리풀리구동장치의 작동을 설명하는 풀리의 사시도, 도 6 은 세컨더리풀리의 토오크캠을 설명하는 단면도이다.

본발명의 자동차 밸트형무단변속기의 프라이머리풀리구동장치는 상기하는 선원 등에서 일부 공지화된 구성을 가지고 있으며 그러한 공지기술부는 본발명의 범위에 속하지 않음은 물론이다.

도 1 내지 4 에 본발명의 자동차 밸트형무단변속기의 프라이머리풀리구동장치가 적용되는 밸트형의 무단변속기가 예시적인 구성으로서 도시된다.

엔진(E)으로부터의 동력은 파우더클러치등의 전기적신호에 의하여 단속을 제어받는 전자클러치(1)를 경유하여,

저속변속및 후진작동을 위한 기어어레이(10), 모우터(M) 구동에 의하여 가변 내직경을 구성하는 구동풀리인 본발명의 프라이머리풀리(20),

프라이머리풀리(20)와 밸트(V)로서 연결되는 피동풀리인 세컨더리풀리(30)및 복수개의 모우드의 설정을 자동적으로 수행하는 2웨이클러치(40), 피동풀리인 세컨더리풀리(30)의 가변 내직경의 구동을 수행하는 토오크캠(50), 드라이브샤프트(60)및 차륜(70)을 경유하는 기구적인 작동부를 가지게 된다.

상기하는 기구적인 작동부와 협동하는 전자적인 제어부로서는 도시하지 아니하는 전장제어품인 트랜스미션제어유니트및 중앙제어유니트가 상기의 각 구동부재와 연동하는 각각의 센서및 스위치와 결합연동하여 제어를 수행한다.

이하에서 본발명의 요부인 각각의 기계적인 구동부의 구성및 작동중 무단변속기의 프라이머리풀리구동장치부를 중심으로 상세히 설명한다.

본발명의 자동차 밸트형무단변속기의 프라이머리풀리구동장치는 도 2 에 도시되는 바와 같이, 시동및 저속시에는 기어어레이(10)로서 엔진(E)으로부터의 회전력을 드라이브샤프트(60)로까지 직접 기어접속으로서 전달하는 부동력모우드(도면의 점선화살표의 구동경로)를 구비하고,

일정속이상의 변속상태에서는 모우터(M)-프라이머리풀리(20)-세컨더리풀리-드라이브샤프트(60)로 동력연결되는 주동력모우드(도면의 실선화살표의 구동경로)를 가지는 2 중의 복수변속모우드를 구비하고,

이러한 2 중의 변속모우드를 기계적인 작동으로서 자동적으로 수행하는 부재로서 일정속도 이상의 상대회전속에서 회전및 공전을 하는 2웨이클러치(40)를 구비하게 된다. 이러한 구성의 것은 기히 다양한 종류의 것이 개시되어 있고 본발명의 요부가 아니므로 상술을 약한다.

본발명의 요부인 프라이머리풀리(20)의 접속내직경(D1)의 가변은 도 3 에 가장 상세히 도시되는 바와 같이,

정역회전이 가능한 직류의 모우터(M)가 케이싱(C) 내방에 수납되고 모우터(M)는 중간연결기어로서 케이싱(C) 내방에서 베어링(101,102)에 의하여 지지되는 액튜에이터기어(21)와 모우터피니언(MP)로서 접속하고,

액튜에이터기어(21)는 다시 구동기어(200)를 구비하게 된다. 구동기어(200)역시 케이싱(C) 내방에 베어링(201,202)에 의하여 부동지지되어 있고 액튜에이터기어(21)와 접속하는 타단에는 구동피니언(210)이 일체로 고정되어 있다.

상기의 구성과 함께,

프라이머리풀리(20)의 샤프트(23) 역시 케이싱(C) 내방에 베어링(24,25)에 의하여 현가부동지지되고 프라이머리풀리(20)의 일측의 풀리하프(20')에 대하여 풀리하프(20')와 일체고정된 샤프트(23)상에서 직선이동하는 다른 가동풀리하프(20")는 샤프트(23) 상에서 직선이동이 가능하도록 구성된다.

가동풀리하프(20")는 샤프트(23)상에 함께 끼워지는 일체의 풀리관부(24)와 함께 유동하게되고 풀리관부(24)는 그 외방측에 고정베어링(27)을 개재하여 드라이브기어(28)와 함께 이동하도록 되어 있다.

따라서 가동풀리하프(20")가 이동하는 경우에는 고정베어링(27)에 의하여 가동풀리하프(20")가 회전은 가능하지만 드라이브기어(28)와 일체로 이동하게 된다.

드라이브기어(28)는 고정베어링(27)이 끼워지는 유격부(G) 내방측으로 나사산인 구동스레드(28')를 가지게 되고 이 구동스레드(28')는 케이싱(C)의 베어링(110)을 개재하여 고정되는 관체형상의 가이드스레드관체(121)의 외방스레드(121')와 나사산접속되어 있다. 또한 드라이브기어(28)의 외방측으로는 연장한 기어허브(29)의 외방으로 평기어와 같은 기어치부(29')를 구비함으로서 구동기어(200)의 구동피니언(210)과 접속하고 있다.

상기의 각각의 구성은 도 4 에 실제적으로 구성적용한 본발명의 자동차 밸트형 무단변속기의 예시적인 구성의 일부파절사시도에 더욱 자세히 도시된다.

이러한 구성으로서의 작동을 설명한다.

트랜스미션제어유니트등의 제어신호에 의하여 직류의 모우터(M)가 구동하여 정역회전하게 되면, 모우터피니언(MP)과 접속하고 있는 액튜에이터기어(21)를 경유하여 증대된 힘으로서 구동기어(200)로 전달된다.

구동기어(200)는 구동피니언(210)에 의하여 드라이브기어(28)의 기어허브(29)의 기어치부(29')와 접속하고 있으므로 드라이브기어(28)를 회전시킨다.

드라이브기어(28)의 회전과 동시에 드라이브기어(28)의 구동스레드(28')와 관체형상의 가이드스레드관체(120)와의 접속에서 나사산의 작동으로서 드라이브기어(28)를 도면 좌우로 이동시키게 된다.

따라서, 또한 드라이브기어(28)와 고정베어링(27)으로 일체로 고정된 가동풀리하프(20") 역시 드라이브기어(28)와 함께 이동하여 고정된 풀리하프(20')에 대하여 접근 또는 이탈하게 됨으로서 프라이머리풀리(20)의 밸트(V)가 안착되는 내직경(D1)은 증대되거나 감소되어 세컨더리풀리(30)로의 동력의 전달에 있어서 변속을 수행하게 되는 것이다.

밸트(V)의 폭(b)에 대한 풀리의 내접속 간극(t)을 조절하여 내직경이 가변하게 수행되는 것이다.

상기의 작동은 통상적인 벨트구동과 결과적인 구동은 동일하게 될 것이며 도 5에 상세히 도식적으로 설명된다.

이러한 상기의 구성으로서,

드라이브기어(28)의 기어허브(29)의 기어치부(29')와 접속하고 있는 상태에서 드라이브기어(28)의 구동스레드(28')와 관체형상의 가이드스레드관체(120)와의 접속에서 나사산의 접속과 동시에,

구동기어(200)의 구동피니언(210)에 대하여 드라이브기어(28)의 기어치부(29')는 조금씩 도면 좌우로 이동하면서 치합하게 됨으로서 드라이브기어(28)의 기어치부(29')는 실제적으로는 미소한 피치의 스파이럴이동궤적을 형성하게 된다.

따라서,실제적으로 구동기어(200)의 구동피니언(210)의 길이는 상기 드라이브기어(28)의 기어치부(29')가 이동가능하도록 연장된 길이를 가지게 된다.

도 1 에서 풀리부의 상반부(A,B)와 하반부(a,b)는 서로 다른 벨트간극에서의 구성도면이다.

상기 프라이머리풀리(20)의 구동양식에 대하여 밸트(V)에 지속적인 장력을 부여하고 동시에 무단변속을 수행하는 장치가 세컨더리풀리(30)의 샤프트(31)상에 동축으로 끼워져 장착되는 토오크캠(50)이다.

토오크캠(50)은 도 6 에 도시하는 바와 같이,

세컨더리풀리(30)를 구성하는 샤프트(31)와 일체인 풀리하프(30')에 대하여 샤프트(31) 상에 동축상으로 끼워지는 가동풀리하프(30")에 리테인된 작동부재의 어셈블리로서,

풀리하프(30')에 대하여 탄력을 부여하여 밀어붙이는 가압스프링(51)을 가지고 풀리하프(30')와 일체인 관체형상이고 그 외주연을 따라서 캠이 형성된 캠관부(52)및 가동풀리하프(30")와 일체인 캠관부(53)가 각각 축방향을 따라서 그 외주연에 캠부를 형성하고 있어 상호 접속및 이탈이 가능하도록 구성된다.

상기의 구성으로서 프라이머리풀리(20)측의 내직경(D1)의 변화가 있는 경우,

밸트(V)를 내직경(D2) 부사이에 파지하고 있던 세컨더리풀리(30)의 샤프트(31)와 일체인 풀리하프(30')와 가동풀리하프(30")가 구성하는 내접속부의 외방으로 원심력에 의하여 밸트(V)는 이동하여 벗어나게 되고,

이 상태에서 가압스프링(51)에 의하여 가동풀리하프(30")는 풀리하프(30')에 대하여 밀어붙이는 힘을 부여함으로서 다시 조절된 내직경(D2)으로서 밸트(V)를 그 사이에 접속하게 된다,

이 과정에서, 풀리하프(30')와 일체인 캠관부(52)및 가동풀리하프(30")와 일체인 캠관부(53)는 캠경사면(52',53')이 이탈 또는 접속하게되고 일단 조절된 내직경(D2)상태에서는 풀리하프(30')의 가동풀리하프(30")에 대한 상대적인 회전으로서 즉시 각각의 경사면에서 접속하게 되어 회전력이 전달된다.

따라서, 풀리하프(30')의 캠관부(52)와 가동풀리하프(30")의 캠관부(53)는 각각 축방향을 따라서 그 외주연에 캠부를 형성하고 있으므로 상호 접속및 이탈이 수행되고 그 즉시 캠경사면(52',53')의 접속에 의하여 조절된 세컨더리풀리(30)의 내직경(D2)상태에서 다시 세컨더리풀리(30)를 회동구동하게 되는 것이다.

이러한 일련의 세컨더리풀리(30)의 내직경(D2)의 조절과정은 프라이머리풀리(20)의 내직경(D1)의 변화가 유발되는 즉시 순간적으로 수행되는 작동으로서 타임래그가 없게 된다.

상기하는 과정으로 주동력모우드 또는 부동력모우드로서 전달된 변속회전력은 드라이브샤프트(60)를 거쳐 차동장치(90)로 전달되어 차륜(70)을 구동하게 된다.

이상과 같은 실시예의 자동차 밸트형무단변속기의 프라이머리풀리구동장치 는; 케이싱내방에 수납되는 모우터구동방식의 것으로서 종래의 부동지지구성에 비하여 수납공간을 적게 차지하며 각각의 구성부재가 긴밀한 접속관계를 가짐으로 인하여 작동의 신뢰성 또한 높은 유용성을 가진다.

Claims (1)

1. 엔진으로부터의 동력을 변속전달함에 있어서, 한쌍의 가변 내직경구성의 프라이머리풀리와 세컨더리풀리및 상기 프라이머리풀리와 세컨더리풀리 사이에 접속인가된 밸트를 구비하고, 상기 프라이머리풀리의 접속 내직경의 가변을 모우터접속수단으로서 분리된 풀리하프의 상대적인 이격을 조절하여 수행하며, 상기 세컨더리풀리의 접속 내직경의 가변을 상기 프라이머리풀리의 내직경의 변화에 대응하여 가압스프링의 가압력으로 수행함으로서 밸트에 지속적인 장력이 인가되게 구성하는 자동차 밸트형무단변속기의 프라이머리풀리구동장치에서, 시동및 저속시에는 기어어레이로서 엔진으로부터의 회전력을 드라이브샤프트로까지 직접 전달하는 부동력모우드를 구비하고, 일정속이상의 변속상태에서는 모우터-프라이머리풀리-세컨더리풀리-드라이브샤프트로 동력연결되는 주동력모우드를 가지는 2 중의 변속모우드및 그 모우드절환수단을 구비하기 위하여, 상기 프라이머리풀리의 가변 접속 내직경을 구동하도록 풀리하프에 대하여 가동풀리하프의 접속, 이탈을 수행하는 미소피치의 스파이럴궤적의 작동기구를 포함하는 자동차 밸트형무단변속기의 프라이머리풀리구동장치에 있어서;

   상기 스파이럴궤적의 작동기구는;

   모우터(M)의 모우터피니언(MP)과 순차적으로 접속하는 액튜에이터기어(21)- 구동기어(200)및 구동피니언(210)을 증력수단으로서 구비하고,

   상기 케이싱(C) 내방에서 베어링(24,25)에 의하여 현가부동지지되는 프라이머리풀리(20)의 샤프트(23),

   상기 샤프트(23)와 일체의 풀리하프(20'),

   상기 풀리하프(20')에 대하여 이동가능하며 가동풀리하프(20")와 일체로서 상기 샤프트(23)상에 끼워지는 일체의 풀리관부(24),

   상기 풀리관부(24)의 외방에 고정베어링(27) 개재고정의 드라이브기어(28),

   상기 드라이브기어(28)의 상기 고정베어링(27)이 끼워지는 유격부(G) 내방측의 구동스레드(28')및 상기 구동스레드(28')와 케이싱(C)에 고정되고 외방스레드(121')를 가지는 관체형상의 가이드스레드관체(121),

   상기 드라이브기어(28)의 외방측 연장의 기어허브(29)의 기어치부(29')를;

   를 더 포함하여 상기 구동기어(200)의 구동피니언(210)과 접속하는 것을 특징으로 하는 자동차 밸트형무단변속기의 프라이머리풀리구동장치.