KR100313809B1 - 마찰차를 이용한 무단 변속장치 - Google Patents

Abstract

구성을 간단히 하면서도 내구성을 크게 향상시킬 수 있고, 변속충격을 최소화하며, 동력전달 성능을 향상시킬 수 있도록 한 마찰차를 이용한 무단 변속장치를 제공할 목적으로,

엔진으로부터의 구동력을 전달하는 구동축과, 상기 구동축으로부터 구동력을 전달받아 차륜에 전달하는 종동축 사이에 구성되어 상기 구동력을 무단으로 변속하여 전달하는 무단 변속장치에서,

상기 구동축에 고정된 스플라인에 축방향 슬라이딩 가능하도록 체결되는 작동축에 연결되고, 마찰면을 갖는 구동 마찰차와; 상기 종동축에 연결되어 원형의 단면을 갖고, 그 일측면이 마찰면으로 이루어진 종동 마찰차와; 상기 구동 마찰차와 종동 마찰차 사이의 변속기 하우징에 축부재를 통하여 슬라이드 가능하도록 장착되어 상기 구동 마찰차의 마찰면과 마찰면적을 가변하여 무단으로 변속을 이루어 상기 종동 마찰차에 마찰에 의한 구동력을 전달하는 상,하부 가변 마찰차와; 상기 구동축과 작동축 사이에 구성되어 유압에 의해 상기 구동 마찰차의 전후진 이동을 제어하는 전후진 제어수단을 포함하여 이루어지는 마찰차를 이용한 무단 변속장치를 제공한다.

Description

마찰차를 이용한 무단 변속장치{CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION USING TRICTION WHEEL}

본 발명은 마찰차를 이용한 무단 변속장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구성을 간단히 하면서도 내구성을 크게 향상시킬 수 있고, 변속충격을 최소화하며, 동력전달 성능을 향상시킬 수 있도록 한 마찰차를 이용한 무단 변속장치에 관한 것이다.

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

상기와 같은 변속장치에 있어서, 무단 변속장치는 유압을 이용하는 자동 변속장치의 단점을 보완하여 연비 및 동력 전달성능, 그리고 중량면에서 큰 장점을 갖는다.

이와 같은 종래의 무단 변속장치는 대개 금속 벨트와 직경이 가변되는 프라이머리 풀리 및 세컨들리 풀리를 이용하여 엔진의 구동력을 무단으로 변속하게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 무단 변속장치에 있어서는 모든 회전 동력의 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 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 구성을 간단히 하면서도 내구성을 크게 향상시킬 수 있고, 변속충격을 최소화하며, 동력전달 성능을 향상시킬 수 있도록 한 마찰차를 이용한 무단 변속장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 마찰차를 이용한 무단 변속장치의 부분 단면도이다.

도 2는 본 발명에 의한 마찰차를 이용한 무단 변속장치의 마찰차가 완전 마찰될 때의 작동을 도시한 도면이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 마찰차를 이용한 무단 변속장치는 엔진으로부터의 구동력을 전달하는 구동축과, 상기 구동축으로부터 구동력을 전달받아 차륜에 전달하는 종동축 사이에 구성되어 상기 구동력을 무단으로 변속하여 전달하는 무단 변속장치에서,

상기 구동축에 고정된 스플라인에 축방향 슬라이딩 가능하도록 체결되는 작동축에 연결되고, 마찰면을 갖는 구동 마찰차와; 상기 구동 마찰차와 종동 마찰차 사이의 변속기 하우징에 축부재를 통하여 슬라이드 가능하도록 장착되어 상기 구동 마찰차의 마찰면과의 접촉부 선속도의 차이에 의해 무단으로 변속을 이루어 상기 종동 마찰차와 마찰에 의해 구동력을 전달하는 상,하부 가변 마찰차와; 상기 구동축과 작동축 사이에 구성되어 유압에 의해 상기 구동 마찰차의 전후진 이동을 제어하는 전후진 제어수단을 포함하여 이루어지며,

상기 구동 마찰차는 테이퍼 형상으로 이루어지며, 이 구동 마찰차와 상기 작동축 사이에는 구동 마찰차에 연속적인 회전력을 전달하기 위한 소정의 외경을 갖는 플라이 휠이 구성되며,

상기 상,하부 가변 마찰차는 서로 마주보는 테이퍼 형상으로 이루어지고, 그 원주면과 테이퍼 면은 마찰면으로 이루어지며, 그 배면은 각각 변속기 하우징과의 사이에 압축 코일 스프링에 의해 탄성 지지되며, 상기 축부재는 상기 상,하부 가변 마찰차 사이에 각각의 스톱퍼가 형성되어 이루어진다.

또한, 상기 전후진 제어수단은 상기 플라이 휠과 스플라인 사이에 챔버 케이스와 슬라이드 시일부재에 의해 구성되는 유압 챔버와; 상기 유압 챔버 내부에서 상기 작동축에 일체로 형성된 장착턱과 상기 스플라인 사이에 장착되어 인장력을 발생시키는 인장 스프링과; 상기 유압 챔버에 유압을 공급 및 배출하도록 상기 구동축과 작동축 내부에 형성되는 오일통로로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

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

도 1은 도 1은 본 발명에 의한 마찰차를 이용한 무단 변속장치의 부분 단면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 마찰차를 이용한 무단 변속장치의 마찰차가 완전 마찰될 때의 작동을 도시한 도면으로서, 본 발명은 엔진으로부터의 구동력을 전달하는 구동축(2)과, 상기 구동축(2)으로부터 구동력을 전달받아 차륜에 전달하는 종동축(4) 사이에 마찰차를 이용하여 무단 변속을 이룰 수 있도록 구성된다.

상기 구동축(2) 선단에는 스플라인(6)의 일측이 고정되고, 이 스플라인(6)의 타측으로는 작동축(8)이 축방향 슬라이딩 가능하도록 체결되며, 상기 작동축(8) 선단에는 소정의 외경을 갖는 플라이 휠(10)이 설치된다.

상기 작동축(8)의 반대편 플라이 휠(10)에는 테이퍼 형상의 구동 마찰차(12)가 장착되며, 상기 구동 마찰차(12)의 테이퍼 면은 마찰면으로 이루어진다.

상기 종동축(4)에는 원형의 단면을 갖고, 일측면이 마찰면으로 이루어진 종동 마찰차(14)가 장착된다.

그리고 상기 구동 마찰차(12)와 종동 마찰차(14) 사이에는 변속기 하우징(16)에 축부재(18)가 설치되고, 이 축부재(18)에는 상,하부 가변 마찰차(20,22)가 슬라이드 가능하도록 장착되며, 상기 상,하부 가변 마찰차(20,22) 사이에는 상,하부 스톱퍼(24)가 형성된다.

상기 상,하부 가변 마찰차(20,22)는 테이퍼 형상으로 이루어지고, 테이퍼 면은 서로 마주보도록 배치하며, 상기 가변 마찰차(20,22)의 원주면(즉, 원주 마찰면)과 테이퍼면(즉, 테이퍼 마찰면)은 마찰면으로 이루어진다.

또한, 상기 상,하부 가변 마찰차(20,22)의 배면은 각각 변속기 하우징(16)과의 사이에 압축 코일 스프링(26)이 개재되어 탄성적으로 지지되도록 구성된다.

그리고 상기 구동축(2)과 작동축(8) 사이에는 유압에 의해 작동하여 상기 구동 마찰차(12)의 전후진 이동을 제어하는 전후진 제어수단이 구성되는데, 이 전후진 제어수단은 상기 플라이 휠(10)과 스플라인(6) 사이에서 챔버 케이스(28)와 슬라이드 시일부재(30)로 구성되는 유압 챔버(32)와, 이 유압 챔버(32) 내부에 구성되는 인장 스프링(34)과, 상기 유압 챔버(32)에 유압을 공급 및 배출하는 오일 통로(36)로 이루어진다.

상기 유압 챔버(32)는 플라이 휠(10)에 챔버 케이스(28)가 설치되고, 스플라인(6) 상에는 상기 챔버 케이스(28) 내주면에 접촉하여 슬라이드 되도록 슬라이드 시일부재(30)가 장착된다.

상기 인장 스프링(34)은 그 일측이 상기 작동축(8)에 일체로 형성된 장착턱(38)에 장착되고, 타측은 상기 스플라인(6) 상의 일측에 장착되어 상기 작동축(8)과 스플라인(6) 사이에서 인장력을 발생시켜 작동축(8)이 스플라인(6)에 삽입되도록 작동하게 된다.

상기 오일 통로(36)는 라인압을 상기 유압 챔버(32)에 공급 및 배출하도록 상기 구동축(2)과 작동축(8) 내부에 형성되며, 상기 작동축(8)의 오일 통로(36)가 유압 챔버(32)와 연결되어 이루어진다.

이러한 구성을 갖는 마찰차를 이용한 무단 변속장치는 엔진으로부터 구동력이 구동축(2)에 스플라인(6)을 통하여 연결된 작동축(8)에 전달되고, 상기 작동축(8)은 플라이 휠(10)을 거쳐 구동 마찰차(12)에 상기 구동력을 전달한다.

이때, 변속레버(미도시)가 중립상태일 때는, 상기 도 1에서와 같이, 유압 챔버(32)내 유압이 공급되지 않아, 인장 스프링(34)에 의해 작동축(8)이 스플라인에 삽입되는 방향으로 진행하여 상기 구동 마찰차는 상,하부 가변 마찰차(20,22)로부터 이탈하여 동력전달이 단절된 상태를 유지하게 된다.

그리고 차량이 전진할 때는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 유압 챔버(32)내에는 오일 통로(36)를 통하여 유압이 공급되어 상기 구동 마찰차(12)가 인장 스프링(34)의 인장력을 극복하고 그 테이퍼 마찰면이 상,하부 가변 마찰차(20,22)의 테이퍼 마찰면 사이로 마찰되면서 밀려 들어가도록 작동하게 된다.

이때, 상기 상,하부 가변 마찰차(20,22)는 압축 코일 스프링(26)의 탄성력을 극복하면서 벌어지게 되며, 이에 따라 상,하부 가변 마찰차(20,22)의 테이퍼 마찰면과 구동 마찰차(12)의 테이퍼 마찰면과의 접촉부가 선속도가 달라지면서 무단으로 변속을 이루어 구동력이 전달된다.

그리고 상기 상,하부 가변 마찰차(20,22)는 무단으로 변속이 이루어진 구동력을 원주 마찰면을 통하여 종동 마찰차(14)의 마찰면과 접촉되면서 구동력을 전달하게 된다.

따라서, 상기한 바와 같은 마찰차를 이용한 무단 변속장치는 상,하부 가변 마찰차(20,22)와 구동 마찰차(12)와의 접촉부 선속도가 가변하면서 무단으로 변속을 이루어 상기 종동 마찰차(14)에 구동력을 전달함으로서 엔진으로부터의 구동력을 무단으로 변속하여 동력전달이 이루어지게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 무단 변속수단으로 마찰차를 이용함으로써, 변속기 외부에 별도의 클러치 수단이나 플라이 휠을 구성할 필요가 없고, 내구성이 약한 동력전달용 벨트를 제거할 수 있게 됨으로, 구성요소를 줄일 수 있게 되어 경제적으로 유리하며, 변속기의 크기나 무게를 줄일 수 있어 동력전달 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 구성이 간단하여 내구성을 크게 향상시킬 수 있다는 이점을 갖는다.

Claims (6)

1. 엔진으로부터의 구동력을 전달하는 구동축과, 상기 구동축으로부터 구동력을 전달받아 차륜에 전달하는 종동축 사이에 구성되어 상기 구동력을 무단으로 변속하여 전달하는 무단 변속장치에 있어서,

   상기 구동축에 고정된 스플라인에 축방향 슬라이딩 가능하도록 체결되는 작동축에 연결되고, 마찰면을 갖는 구동 마찰차와;

   상기 종동축에 연결되어 원형의 단면을 갖고, 그 일측면이 마찰면으로 이루어진 종동 마찰차와;

   상기 구동 마찰차와 종동 마찰차 사이의 변속기 하우징에 축부재를 통하여 슬라이드 가능하도록 장착되어 상기 구동 마찰차의 마찰면과의 접촉부 선속도의 차이에 의해 무단으로 변속을 이루어 상기 종동 마찰차와 마찰에 의해 구동력을 전달하는 상,하부 가변 마찰차와;

   상기 구동축과 작동축 사이에 구성되어 유압에 의해 상기 구동 마찰차의 전후진 이동을 제어하는 전후진 제어수단과;

   을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 마찰차를 이용한 무단 변속장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 구동 마찰차는

   테이퍼 형상으로 이루어지며, 상기 테이퍼 면은 마찰면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마찰차를 이용한 무단 변속장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 구동 마찰차와 상기 작동축 사이에는

   구동 마찰차에 연속적인 회전력을 전달하기 위한 소정의 외경을 갖는 플라이 휠이 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰차를 이용한 무단 변속장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 상,하부 가변 마찰차는

   서로 마주보는 테이퍼 형상으로 이루어지고, 그 원주면과 테이퍼 면은 마찰면으로 이루어지며, 그 배면은 각각 변속기 하우징과의 사이에 압축 코일 스프링에 의해 탄성 지지되는 것을 특징으로 하는 마찰차를 이용한 무단 변속장치.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 축부재는

   상기 상,하부 가변 마찰차 사이에 각각의 스톱퍼가 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 마찰차를 이용한 무단 변속장치.
6. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서, 상기 전후진 제어수단은

   상기 플라이 휠과 스플라인 사이에 챔버 케이스와 슬라이드 시일부재에 의해 구성되는 유압 챔버와;

   상기 유압 챔버 내부에서 상기 작동축에 일체로 형성된 장착턱과 상기 스플라인 사이에 장착되어 인장력을 발생시키는 인장 스프링과;

   상기 유압 챔버에 유압을 공급 및 배출하도록 상기 구동축과 작동축 내부에형성되는 오일통로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마찰차를 이용한 무단 변속장치.