KR100376696B1 - 무단 변속기의 벨트 풀리 시스템 - Google Patents

Abstract

밸런스 유압실을 이루는 밸런스 케이스의 형상을 변경하고, 축상에 별도의 안내 댐을 구성하여 전체적인 무단 변속기의 전장을 단축시킬 수 있도록 하는 무단 변속기의 벨트 풀리 시스템을 제공할 목적으로,

엔진의 구동에 의해 발생된 유압의 공급에 따라 직경이 가변되면서 변속비를 제어하는 프라이머리 풀리와; 상기 프라이머리 풀리와 벨트로 연결되어 상기 프라이머리 풀리와 상반된 작동으로 직경이 가변되면서 벨트의 장력을 조절하는 세컨들리 풀리로 이루어지는 무단 변속기의 벨트 풀리 시스템에서,

상기 세컨들리 풀리의 가변측 풀리 외측으로 구성되는 실린더와 이에 삽입되는 피스톤 사이에 유압챔버를 형성하고, 상기 유압챔버 내에는 코일 스프링을 설치하며, 상기 피스톤과 축 베어링과의 사이에서 상기 출력축 상에 스페이서를 구성하되,

상기 실린더의 선단에 일단이 장착되고, 타단은 상기 피스톤의 작동범위를 최소한으로 포함할 수 있도록 소정의 형상으로 절곡된 자유단부로 이루어지는 밸런스 케이스를 구성하며, 상기 스페이서의 외주면 일측에는 상기 피스톤을 향하여 소정의 형상으로 절곡되는 안내 댐을 구성하여 상기 밸런스 케이스와 피스톤의 외부면과 함께 밸런스 유압실을 이루며, 상기 스페이서 상에서 상기 출력축 내부에 형성되는 오일통로와 연결되어 공급되는 오일을 상기 안내 댐에 의해 상기 밸런스 유압실 내측으로 분사하도록 분사홀이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 무단변속기의 벨트 풀리 시스템을 제공한다.

Description

무단 변속기의 벨트 풀리 시스템{BELT-PULLEY SYSTEM FOR CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION}

본 발명은 무단 변속기의 벨트 풀리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고속 회전시, 출력축 유압실 내의 원심유압을 상쇄시키기 위하여 밸런스 유압실을 구성하고 벨트에 초기장력을 부여하기 위한 코일 스프링의 압축력을 지지하는 스페이서를 통하여 상기 밸런스 유입실에 오일을 공급할 수 있도록 하는 무단 변속기의 벨트 풀리 시스템에 관한 것이다.

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

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

이러한 벨트식 무단 변속기에 적용되는 무단 변속수단의 일예를 살펴보면, 도 2에서와 같이, 프라이머리 풀리(101)와 세컨들리 풀리(103)는 각각 고정측 풀리(105,107)와 가변측 풀리(109,111)로 이루어지는데, 상기 고정측 풀리(105,107)는 각각 입력축(113)과 출력축(115)에 일체로 형성되어 있으며, 가변측 풀리(109,111)는 각각 상기 입력축(113)과 출력축(115)상에서 좌우 이동할 수 있는 상태로 결합되어 있다.

그리고 상기 가변측 풀리(109,111)에는 실린더(117,119)가 설치되어 피스톤(121,123)이 삽입되어 이들 사이에 유압쳄버(125,127)를 형성하고, 이 유압쳄버(125,127)는 입,출력축(113,115)에 형성된 유로(129,131)를 통하여 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력 유체가 공급될 수 있도록 되어 있다.

그리고 상기 세컨들리 풀리(103)의 유압챔버(127) 내에는 벨트(133)에 초기장력을 제공하기 위한 코일 스프링(135)이 구성되며, 상기 출력축(115) 상에는 상기 코일 스프링(135)의 압축력을 지지하기 위하여 피스톤(123)의 후부와, 상기 출력축(115) 상의 축 베어링(137)과의 사이에 스페이서(139)를 설치하여 이루어진다.

또한, 상기 세컨들리 풀리(103)의 실린더(119)의 선단에는 일단이 장착되어 이에 연동하고, 타단은 상기 스페이서(139) 상에서 슬라이드 작동하도록 밸런스 케이스(141)가 구성되며, 상기 밸런스 케이스(141)는 상기 피스톤(123)의 외측과 함께 밸런스 유압실(143)을 형성한다.

그리고 상기한 스페이서(139)에는 상기 출력축(115) 내부의 오일통로(147)로부터 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력 유체를 공급받아 상기 밸런스 유압실(143)에 분사하도록 분사홀(145)이 형성되는데, 상기 분사홀(145)은 사선방향으로 형성된다.

따라서 입력축(113)을 통하여 입력되는 회전 동력은 프라이머리 풀리(101)와 세컨들리 풀리(103)의 직경 변화에 따라 변속이 이루어지며, 이 회전 동력은 출력축(115)과 평행하게 배치되는 동력전달축(미도시)을 통해 디프렌셜(미도시)로 전달되어 구동륜(미도시)으로 분배되어 차량을 구동시킬 수 있게 된다.

그리고 고속 주행시에는 상기 출력축(115) 상의 세컨들리 풀리(103)의 유압챔버(127) 내에 원심유압이 크게 발생하게 되나, 이때 상기 밸런스 유압실(143)에 스페이서(139)의 분사홀(145)로부터 분사되는 오일에 의해 상기 원심유압은 상쇄되어 상기 풀리 제어가 용이하도록 작동하게 되는 것이다.

그러나 상기와 같이 이루어지는 무단 변속기의 벨트 풀리 시스템에서는 고속 회전시, 출력축 유압실 내에 발생하는 원심유압을 상쇄하기 위해 밸런스 유압실을 구성함으로서, 이의 작동을 위하여 밸런스 케이스가 무단 변속 작동시 풀리의 축방향으로 소정의 스트로크(S)만큼 이동할 수 있는 공간을 확보하여야 하기 때문에, 무단변속기의 전장이 길어지게 되며, 컴팩트한 무단 변속기의 설계가 곤란하게 된다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로 본 발명의 목적은 밸런스 유압실을 이루는 밸런스 케이스의 형상을 변경하고, 축상에 별도의 안내 댐을 구성하여 전체적인 무단 변속기의 전장을 단축시킬 수 있도록 하는 무단 변속기의 벨트 풀리 시스템을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명이 적용된 벨트식 무단 변속기내의 벨트 풀리 시스템의 구성도이다.

도 2는 종래 기술에 의한 벨트식 무단 변속기내의 벨트 풀리 시스템의 구성도이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무단 변속기의 벨트 풀리 시스템은 엔진의 구동에 의해 발생된 유압의 공급에 따라 직경이 가변되면서 변속비를 제어하는 프라이머리 풀리와; 상기 프라이머리 풀리와 벨트로 연결되어 상기 프라이머리 풀리와 상반된 작동으로 직경이 가변되면서 벨트의 장력을 조절하는 세컨들리 풀리로 이루어지는 무단 변속기의 벨트 풀리 시스템에서,

상기 세컨들리 풀리의 가변측 풀리 외측으로 구성되는 실린더와 이에 삽입되는 피스톤 사이에 유압챔버를 형성하고, 상기 유압챔버 내에는 코일 스프링을 설치하며, 상기 피스톤과 축 베어링과의 사이에서 상기 출력축 상에 스페이서를 구성하되,

상기 실린더의 선단에 일단이 장착되고, 타단은 상기 피스톤의 작동범위를 최소한으로 포함할 수 있도록 소정의 형상으로 절곡된 자유단부로 이루어지는 밸런스 케이스를 구성하며,

상기 스페이서의 외주면 일측에는 상기 피스톤을 향하여 소정의 형상으로 절곡되는 안내 댐을 구성하여 상기 밸런스 케이스와 피스톤의 외부면과 함께 밸런스 유압실을 이루며,

상기 스페이서 상에서 상기 출력축 내부에 형성되는 오일통로와 연결되어 공급되는 오일을 상기 안내 댐에 의해 상기 밸런스 유압실 내측으로 분사하도록 분사홀이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

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

본 발명이 적용되는 무단 변속기의 벨트 풀리 시스템은, 도 1에서와 같이, 프라이머리 풀리(1)와 세컨들리 풀리(3)는 각각 고정측 풀리(5,7)와 가변측 풀리(9,11)로 이루어지는데, 상기 고정측 풀리(5,7)는 각각 입력축(13)과 출력축(15)에 일체로 형성되어 있으며, 가변측 풀리(9,11)는 각각 상기 입력축(13)과 출력축(15)상에서 좌우 이동할 수 있는 상태로 결합되어 있다.

그리고 상기 가변측 풀리(9,11)에는 실린더(17,19)가 설치되어 피스톤(21,23)이 삽입되어 이들 사이에 유압쳄버(25,27)를 형성하고, 이 유압쳄버(25,27)는 입,출력축(13,15)에 형성된 유로(29,31)를 통하여 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력 유체가 공급될 수 있도록 되어 있다.

그리고 상기 세컨들리 풀리(3)의 유압챔버(27) 내에는 벨트(33)에 초기장력을 제공하기 위한 코일 스프링(35)이 구성되며, 상기 출력축(15) 상에는 상기 코일 스프링(35)의 압축력을 지지하기 위하여 피스톤(23)의 후부와, 상기 출력축(15) 상의 축 베어링(37)과의 사이에 스페이서(39)를 설치하여 이루어진다.

또한, 상기 세컨들리 풀리(3)의 실린더(19)의 선단에는 일단이 장착되어 이에 연동하고, 타단은 상기 피스톤(23)의 작동범위를 최소한으로 포함할 수 있도록 소정의 형상으로 절곡된 자유단부로 이루어지는 밸런스 케이스(41)가 구성되며,

상기 스페이서(39)의 외주면 일측에는 상기 피스톤(23)을 향하여 소정의 형상으로 절곡되는 안내 댐(50)을 구성하여 상기 밸런스 케이스(41)와 피스톤(23)의 외부면과 함께 밸런스 유압실(43)을 이룬다.

그리고 상기한 스페이서(39) 상에는 상기 출력축(15) 내부의 오일통로(47)와 연결되어 이로부터 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력 유체를 공급받아 상기 안내 댐(50)에 의해 상기 밸런스 유압실(43) 내측으로 분사하도록 상기 피스톤(23)과 안내 댐(50) 사이의 스페이서(39) 일측에 분사홀(45)이 형성된다.

이때, 상기 분사홀(45)은 오일 분사방향이 피스톤(23)을 향하도록 사선방향으로 형성된다.

또한, 상기한 밸런스 케이스(41)와 안내 댐(50)은 각각의 설치 위치에서 그 절곡형상이 상기 피스톤(23)의 외측면 절곡형상과 같은 형상으로 형성된다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 무단 변속기의 벨트 풀리 시스템의 작동은 입력축(13)을 통하여 입력되는 회전 동력은 프라이머리 풀리(1)와 세컨들리 풀리(3)의 직경 변화에 따라 변속이 이루어지며, 이 회전 동력은 출력축(15)과 평행하게 배치되는 동력전달축(미도시)을 통해 디프렌셜(미도시)로 전달되어 구동륜(미도시)으로 분배되어 차량을 구동시킬 수 있게 된다.

그리고 고속 주행시에는 상기 출력축(15) 상의 세컨들리 풀리(3)의 유압챔버(27) 내에 원심유압이 크게 발생하게 되나, 이때 상기 밸런스 유압실(43)에 스페이서(39)의 분사홀(45)로부터 분사되는 오일에 의해 상기 원심유압은 상쇄되어 상기 풀리 제어가 용이하도록 작동하게 되는 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 무단 변속기의 벨트 풀리 시스템에 의하면, 고속 회전시, 출력축(15) 유압챔버(27) 내에 발생하는 원심유압을 상쇄하기 위해 밸런스 유압실(43)을 구성하는 밸런스 케이스(41)의 타단을 상기 피스톤(23)의 작동 반경을 최소한으로 포함할 수 있도록 소정의 형상으로 절곡된 자유단부로 형성시키고, 스페이서(39) 상에 고정되는 안내 댐(50)을 적용하여 오일의 분사를 피스톤(23) 측으로 유도함으로서, 종래 밸런스 케이스(41)가 무단 변속 작동시 풀리의 축방향으로 소정의 스트로크만큼 슬라이드 이동하던 공간을 확보할 필요가 없으며, 이에 따라 무단변속기의 전장을 단축할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 무단 변속기의 벨트 풀리 시스템에 의하면, 고속 회전시, 세컨들리 풀리의 유압챔버 내에 발생하는 원심유압을 상쇄하기 위해 밸런스 케이스와 스페이서 상에 고정되는 별도의 안내 댐을 통하여 밸런스 유압실을 형성함으로서, 종래 밸런스 케이스가 무단 변속 작동시, 풀리의 축방향으로 소정의 스트로크만큼 슬라이드 이동하던 공간을 제거하여 무단 변속기의 전장을 단축하며, 이에 따라 컴팩트한 무단 변속기의 설계가 가능하게 되는 효과가 있는 것이다.

Claims (5)

1. 엔진의 구동에 의해 발생된 유압의 공급에 따라 직경이 가변되면서 변속비를 제어하는 프라이머리 풀리와; 상기 프라이머리 풀리와 벨트로 연결되어 상기 프라이머리 풀리와 상반된 작동으로 직경이 가변되면서 벨트의 장력을 조절하는 세컨들리 풀리로 이루어지는 무단 변속기의 벨트 풀리 시스템에 있어서,

   상기 세컨들리 풀리의 가변측 풀리 외측으로 구성되는 실린더와 이에 삽입되는 피스톤 사이에 유압챔버를 형성하고, 상기 유압챔버 내에는 코일 스프링을 설치하며, 상기 피스톤과 축 베어링과의 사이에서 상기 출력축 상에 스페이서를 구성하되,

   상기 실린더의 선단에 일단이 장착되고, 타단은 상기 피스톤의 작동범위를 최소한으로 포함할 수 있도록 소정의 형상으로 절곡된 자유단부로 이루어지는 밸런스 케이스를 구성하며,

   상기 피스톤의 후방측 밸런스 유압실내에서 스페이서의 외주면상에 별도의 안내 댐을 구성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 벨트 풀리 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 안내 댐은

   상기 스페이서와 밸런스 케이스 사이에서 상기 피스톤을 향하여 소정의 형상으로 절곡되는 절곡부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 벨트 풀리 시스템.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 안내 댐은

   상기 스페이서 상에서 상기 출력축 내부에 형성되는 오일통로와 사선방향으로 연결되는 분사홀을 통하여 일정량의 오일을 상기 밸런스 유압실 내측으로 분사하도록 공급받는 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 벨트 풀리 시스템.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 안내 댐은

   그 절곡형상이 상기 피스톤의 절곡형상을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 벨트 풀리 시스템.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 밸런스 케이스는

   그 절곡형상이 상기 피스톤의 절곡형상을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 벨트 풀리 시스템.