KR100412810B1 - 무단변속기의 밸런스피스톤 오일공급장치 - Google Patents

무단변속기의 밸런스피스톤 오일공급장치 Download PDF

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KR100412810B1
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Abstract

본 발명은 무단변속기의 밸런스피스톤 오일공급장치에 관한 것으로, 종동풀리의 이동쉬브내에 축방향을 따라 형성되어 밸런스체임버 하우징내의 밸런스피스톤으로 연통하는 윤활용 통로의 경로를 이동쉬브와 트랜스퍼 드라이브기어 사이의 슬립이음부위로 우회시킴으로써, 축의 내경가공부위에 대한 길이를 단축시킴과 더불어 그에 따른 안정된 축강성의 확보 및 가공성의 용이함을 부여할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
전술한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 종동풀리(22)의 제2이동쉬브(22b)의 배면에서 원심유압의 보상을 위해 마련된 밸런스피스톤(22e)으로 작동유의 공급을 위한 윤활용 통로(34)가 상기 제2고정쉬브(22a)의 내부에서 축방향을 따라 단축된 전장을 가지도록 형성됨과 더불어, 이 윤활용 통로(34)는 상기 제2고정쉬브(22a)의 외주면상에서 트랜스퍼 드라이브기어(24)와 파킹기어(24a) 및 베어링(24b)의 내주면을 따라 연장된 상태에서 상기 밸런스피스톤(22e)의 내부로 연통되도록 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

무단변속기의 밸런스피스톤 오일공급장치{oil suppling device of balance piston for continuously variable transmission}
본 발명은 무단변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종동풀리의 이동쉬브상에 형성된 밸런스피스톤으로 작동유를 공급하는 유로를 변경시켜 고정쉬브를 형성하는 샤프트에 대한 가공성과 축강성의 향상을 도모할 수 있도록 하는 무단변속기의 밸런스피스톤 오일공급장치에 관한 것이다.
일반적으로 무단변속기는 자동변속기와는 달리 주어진 변속패턴에 따라 최상의 변속비와 최소의 변속비 사이를 연속적으로 무한대의 단으로 변속시킴으로써 엔진으로부터 발생된 구동력을 최대한 이용할 수 있도록 하여 우수한 동력성능과 연비향상을 구현할 수 있도록 하는 장치이다.
그리고, 상기와 같은 무단변속기의 장점으로는 운전이 용이하며 변속시 발생하는 충격이 거의 없고, 차량의 주행조건에 알맞도록 변속되어 동력성능이 향상되며, 최저 연비소모에 따라 주행이 가능하도록 변속패턴에 따라 운전되어 연비의 향상을 도모하는 한편, 엔진의 출력특성을 최대한 발휘하여 파워트레인의 통합제어를 도모할 수 있는 것을 들 수 있다.
한편, 상기와 같은 무단변속기는 크게 벨트구동에 따라 동력전달이 이루어지는 벨트 구동형과, 전단저항이 큰 오일에 의해 금속면 사이에 유막을 형성시켜 동력을 전달하는 트랙션 구동형 및, 유압펌프에서 생성된 유체동력을 기계적인 동력으로 전환시켜 동력전달이 이루어지는 유압모터와 유압펌프의 조합형으로 구분된다.
여기서, 상기 벨트 구동형 무단변속기에는 벨트의 형태에 따라 건식의 고무벨트형과 습식의 금속벨트형 내지 금속체인형으로 구분되는 데, 상기 금속벨트형의 습식 무단변속기는 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진(도시안됨)으로부터 생성된 구동력을 증배시켜 변속기의 입력축(12)으로 전달하는 토오크 컨버터(10)와, 이 토오크 컨버터(10)와 연동되어 작동유를 토출하는 오일펌프(14), 상기 토오크 컨버터(10)로부터 입력축(12)으로 전달되는 엔진의 구동력을 정/역방향으로 변환시키기 위해 한 쌍의 클러치(16a)와 브레이크(16b)를 포함하는 유성기어셋트(16), 이 유성기어셋트(16)에 연결되어 이로부터 구동력을 전달받아 정/역회전이 가능한 구동풀리(18), 이 구동풀리(18)에 금속벨트(20)를 매개로 연결되어 연동되는 종동풀리(22), 이 종동풀리(22)에 설치된 트랜스퍼 드라이브기어(24), 이 트랜스퍼 드라이브기어(24)와 치합되는 트랜스퍼 드리븐기어(26) 및, 이 트랜스퍼 드리븐기어(26)를 설치하고 있는 출력축(28) 등을 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 출력축(28)에는 디퍼렌셜기구(30)가 연동되게 설치되고, 이 디퍼렌셜기구(30)에는 구동축(32)이 연결되어 있다.
여기서, 상기 구동풀리(18)는 입력축(12)상에 지지되면서 상기유성기어셋트(16)로부터 구동력을 전달받는 제1고정쉬브(Fixed Primary Sheave; 18a)와, 이 제1고정쉬브(18a)상으로 이동이 가능하게 설치되어 풀리간 이격거리를 조정가능하게 하는 제1이동쉬브(Movable Primary Sheave; 18b)로 이루어진다.
또한, 상기 종동풀리(22)는 구동풀리(18)의 제1고정쉬브(18a)와 대향된 위치로 설치된 제2고정쉬브(Fixed Secondary Sheave; 22a)와, 이 제2고정쉬브(22a)상으로 이동가능하게 설치되어 풀리간 이격거리를 조정가능하게 하는 제2이동쉬브(Movable Secondary Sheave; 22b)로 이루어진다.
한편, 상기 구동풀리(18)와 종동풀리(22)측에는 각각 미도시된 밸브바디측으로부터 작동압을 받아 상기 제1이동쉬브(18b)와 제2이동쉬브(22b)를 각각 이동가능하게 하는 제1유압작용실(18c)과 제2유압작용실(22c)이 형성되어 있다.
따라서, 상기 구동풀리(18)의 제1고정쉬브(18a)와 제1이동쉬브(18b) 사이의 이격거리와 상기 종동풀리(22)의 제2고정쉬브(22a)와 제2이동쉬브(22b) 사이의 이격거리에 따라 상기 입력축(12)으로부터 금속벨트(20)를 매개로 출력축(28)으로 전달되는 토오크와 회전속도가 조절될 수 있어, 차량의 변속비가 연속적으로 변화될 수 있게 된다.
이때, 상기 구동풀리(18)의 제1유압작용실(18c)과 상기 종동풀리(22)의 제2유압작용실(22c)에는 각각 풀리의 경사면과 금속벨트(20) 사이의 슬립을 방지하기 위한 최소 작동압이 작용하게 되는 데, 이는 밸브바디로부터 공급되는 작동유의 압력에 의해 이루어지는 것이다.
한편, 상기와 같은 무단변속기에서는 가동중 상기 종동풀리(22)의 제2이동쉬브(22b)의 배면에서 피스톤(22d)을 매개로 폐공간을 가지도록 형성된 제2유압작용실(22c)에 공급되는 작동유는 고속회전에 따라 발생되는 원심력을 받게 되는 데, 이는 소위 원심유압이라 지칭되는 것이다.
이와 같이 상기 제2유압작용실(22c)에서 발생되는 작동유의 원심유압은 변속시 시스템에서 필요로 하는 규정압 이상의 압력으로 작용하게 되므로, 상기 제2유압작용실(22c)의 배면에는 원심유압을 보상하여 규정압 이상으로 압력이 작용하지 않도록 하기 위한 이른 바 밸런스피스톤(22e)이 구비되는 바, 이 밸런스피스톤(22e)은 상기 제2유압작용실(22c)과는 별도로 상기 종동풀리(22)의 제2고정쉬브(22a)상에 오일가이드(22f)를 매개로 고정되는 밸런스체임버 하우징(22g)에 의해 형성되는 공간이다.
그리고, 상기 제2유압작용실(22c)의 배면에 형성된 상기 밸런스피스톤(22e)은 상기 종동풀리(22)의 제2고정쉬브(22a)를 관통하는 윤활용 통로(34)를 매개로 밸브바디로부터 작동유를 공급받도록 되어 있는 바, 이 윤활용 통로는 상기 종동풀리(22)의 제2고정쉬브(22a) 내부에 축방향으로 따라 관통된 형태의 제1윤활용 통로(34a)와, 이 제1윤활용 통로(34a)로부터 상기 제2고정쉬브(22a)를 두께방향으로 관통함과 더불어 상기 오일가이드(22f)를 관통하는 제2윤활용 통로(34b)를 포함하여 이루어진다.
그런데, 상기와 같은 경우에 있어 무단변속기의 종동풀리(22)측에 형성된 제2유압작용실(22c)에서 고속 회전중 발생되는 원심유압을 감쇄시키기 위해 밸런스피스톤(22e)을 마련하기 위해서는 이에 작동유의 공급을 위한 윤활용 통로(34)를 형성하여야만 하는 데, 종래 윤활용 통로(34)는 상기 제2고정쉬브(22a)의 내부에서 축방향을 따라 길게 관통하는 제1윤활용 통로(34a)를 밸런스피스톤(22e)이 위치하는 부위에까지 연장하여 형성해야 하므로, 상기 제1윤활용 통로(34a)를 형성함에 있어 가공성은 물론 작업시간적인 측면에서 고려할 때 유리한 점이 없다.
즉, 상기 종동풀리(22)의 제2고정쉬브(22a)의 내부에 축방향을 따라 길게 제1윤활용 통로(34a)의 형성을 위한 구멍을 가공하는 작업은 까다로운 공정이며, 아울러 상기와 같이 축의 내부에 상당부분으로 연장된 형태의 구멍을 형성하는 것은 축강성에 치명적인 단점으로 작용한다.
이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 종동풀리의 고정쉬브내에 축방향을 따라 형성되어 밸런스체임버 하우징내의 밸런스피스톤으로 연통하는 윤활용 통로의 경로를 고정쉬브와 트랜스퍼 드라이브기어 사이의 슬립이음부위로 우회시킴으로써, 축의 내경가공부위에 대한 길이를 단축시킴과 더불어 그에 따른 안정된 축강성의 확보 및 가공성의 용이함을 부여할 수 있도록 하는 무단변속기의 밸런스피스톤 오일공급장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 종동풀리의 제2이동쉬브의 배면에서 원심유압의 보상을 위해 마련된 밸런스피스톤으로 작동유의 공급을 위한 윤활용 통로가 상기 제2고정쉬브의 내부에서 축방향을 따라 단축된 전장을 가지도록 형성됨과 더불어, 이 윤활용 통로는 상기 제2고정쉬브의 외주면상에서 트랜스퍼 드라이브기어와 파킹기어 및 베어링의 내주면을 따라 연장된 상태에서 상기 밸런스피스톤의 내부로 연통되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 윤활용 통로는 제2고정쉬브의 내부에서 트랜스퍼 드라이브기어가 장착되는 부위까지 연장된 제1윤활용 통로와, 이 제1윤활용 통로로부터 상기 제2고정쉬브의 두께방향으로 관통되어 트랜스퍼 드라이브기어의 내주면으로 관통된 제2윤활용 통로 및, 이 제2윤활용 통로로부터 상기 트랜스퍼 드라이브기어와 파킹기어 및 베어링의 내주면을 따라 연장되어 밸런스피스톤이 위치하는 오일가이드에 형성된 관통구에 이르기까지 연장된 제3윤활용 통로로 이루어진 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래 무단변속기의 전체 구성을 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 무단변속기의 전체 구성을 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 요부를 부분적으로 확대하여 도시한 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10-토오크 컨버터 12-입력축
14-오일펌프 16-유성기어셋트
18-구동풀리 18a-제1고정쉬브
18b-제1이동쉬브 18c-제1유압작용실
20-금속벨트 22-종동풀리
22a-제2고정쉬브 22b-제2이동쉬브
22c-제2유압작용실 22d-피스톤
22e-밸런스피스톤 22g-밸런스체임버 하우징
22f-오일가이드 24-트랜스퍼 드라이브기어
24a-파킹기어 24b-베어링
26-트랜스퍼 드리븐기어 28-출력축
30-디퍼렌셜기구 32-구동축
34-윤활용 통로 34a-제1윤활용 통로
34b-제2윤활용 통로 34c-제3윤활용 통로
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 무단변속기의 전체 구성을 도시한 단면도인 바, 본 발명에 따른 실시예의 상세한 기술을 위해 종래 무단변속기의 구성을 도시한 도 1에서와 동일한 참조부위에는 동일한 참조부호를 병기하기로 한다.
본 발명은 도면에 도시된 바와 같이, 엔진(도시안됨)으로부터 생성된 구동력을 증배시켜 변속기의 입력축(12)으로 전달하는 토오크 컨버터(10)와, 이 토오크 컨버터(10)와 연동되어 변속기내의 윤활과 작동에 각각 필요한 작동유를 토출하는 오일펌프(14) 및, 상기 토오크 컨버터(10)로부터 입력축(12)으로 전달되는 엔진의 구동력을 정/역방향으로 변환시키기 위해 한 쌍의 클러치(16a)와 브레이크(16b)를 갖춘 유성기어셋트(16)가 구비되어 이루어진다.
그리고, 본 발명의 무단변속기는 상기 유성기어셋트(16)에 연결됨과 더불어 이로부터 정/역으로 전달되는 구동력을 전달받아 정/역회전되는 구동풀리(18)와,이 구동풀리(18)에 금속벨트(20)를 매개로 연결되어 연동되는 종동풀리(22), 이 종동풀리(22)측에 일체로 회전되도록 설치된 트랜스퍼 드라이브기어(24), 이 트랜스퍼 드라이브기어(24)와 치합되는 트랜스퍼 드리븐기어(26) 및, 이 트랜스퍼 드리븐기어(26)를 설치하고 있는 출력축(28)을 구비하고 있다.
또한, 상기 출력축(28)에는 디퍼렌셜기구(30)가 연동되게 설치되고, 이 디퍼렌셜기구(30)의 양측으로는 구동차륜을 장착하는 구동축(32)이 각각 축이음으로 연결되어 있다.
한편, 상기 구동풀리(18)는 입력축(12)상에 지지되면서 상기 유성기어셋트(16)로부터 구동력을 전달받아 회전되는 제1고정쉬브(Fixed Primary Sheave; 18a)와, 이 제1고정쉬브(18a)상에 볼스플라인을 매개로 이동가능하게 설치되어 풀리간 이격거리를 조정가능하게 하는 제1이동쉬브(Movable Primary Sheave; 18b)로 이루어진다.
여기서, 상기 구동풀리(18)의 제1이동쉬브(18b)측 배면에는 소정용적의 제1유압작용실(18c)이 형성되어 있는 바, 이 제1유압작용실(18c)은 내부에 작동유로부터 유압을 받아 상기 제1이동쉬브(18b)를 이동시키게 된다.
또한, 상기 종동풀리(22)는 구동풀리(18)의 제1고정쉬브(18a)와 대향된 위치로 설치된 제2고정쉬브(Fixed Secondary Sheave; 22a)와, 이 제2고정쉬브(22a)상에 볼스플라인을 매개로 이동가능하게 설치되어 풀리간 이격거리를 조정가능하게 하는 제2이동쉬브(Movable Secondary Sheave; 22b)로 이루어진다.
여기서, 상기 종동풀리(22)의 제2이동쉬브(22b)측 배면에는 소정용적의 제2유압작용실(22c)이 형성되어 있는 바, 이 제2유압작용실(22c)은 내부에 작동유로부터 유압을 받아 상기 제2이동쉬브(22b)를 이동시키게 된다.
따라서, 상기 구동풀리(18)의 제1고정쉬브(18a)와 제1이동쉬브(18b) 사이의 이격거리와 상기 종동풀리(22)의 제2고정쉬브(22a)와 제2이동쉬브(22b) 사이의 이격거리에 따라 상기 입력축(12)으로부터 금속벨트(20)를 매개로 출력축(28)으로 전달되는 토오크와 회전속도가 조절될 수 있어, 차량의 변속비가 연속적으로 변화될 수 있게 된다.
이때, 상기 구동풀리(18)의 제1유압작용실(18c)과 상기 종동풀리(22)의 제2유압작용실(22c)에는 밸브바디로부터 공급되는 작동유에 의해 각각 풀리의 경사면과 금속벨트(20) 사이의 슬립을 방지하기 위한 최소 작동압이 작용하게 된다.
한편, 상기 종동풀리(22)의 제2이동쉬브(22b)의 배면으로 피스톤(22d)을 매개로 형성된 소정 용적의 제2유압작용실(22c)에는 변속시 작동유에 의한 유압이 작용하게 되는 데, 이 제2유압작용실(22c)에 작용하는 작동유는 고속회전에 따라 발생되는 원심력을 받아 원심유압을 발생시키게 된다.
이에 따라, 상기 제2유압작용실(22c)의 배면에는 제2유압작용실(22c)에서 발생되는 작동유의 원심유압을 보상하여 공급된 작동유에 의한 규정된 이상의 압력이 제2유압작용실(22c)에 작용되지 않도록 별도의 작동유가 유입되기 위한 폐공간 형태의 밸런스피스톤(22e)이 구비되어 있다.
그리고, 상기 밸런스피스톤(22e)에는 이에 작동유의 공급을 위한 윤활용 통로(34)가 형성되어 있는 데, 이 윤활용 통로(34)는 도 3에 확대도시된 바와 같이, 상기 종동풀리(22)의 제2고정쉬브(22a) 내부에서 축방향으로 따라 관통된 형태의 제1윤활용 통로(34a)와, 이 제1윤활용 통로(34a)로부터 상기 제2고정쉬브(22a)를 두께방향으로 관통하여 트랜스퍼 드라이브기어(24)의 내측으로 관통형성된 제2윤활용 통로(34b) 및, 상기 제2고정쉬브(22a)의 외주면으로부터 상기 트랜스퍼 드라이브기어(24)와 파킹기어(24a) 및 베어링(24b) 사이의 슬립이음부위중 일부를 순차적으로 지나 상기 오일가이드(22f)에 이르도록 연장형성되는 제3윤활용 통로(34c)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 제3윤활용 통로(34c)는, 상기 종동풀리(22)의 제2고정쉬브(22a)와 상기 트랜스퍼 드라이브기어(24) 및 파킹기어(24a) 사이의 스플라인부중 적어도 하나 이상의 세레이션부가 절삭되어 형성하는 공간으로 이루어짐과 더불어, 상기 제2고정쉬브(22a)의 외주면과 상기 베어링(24b)의 내주면 사이에 형성되는 공간을 포함하여 이루어지는 것이다.
또한, 상기 오일가이드(22f)에는 제3윤활용 통로(34c)와 연통됨과 더불어 상기 밸런스피스톤(22e)과 연통되는 관통구(22f')가 형성되어 있다.
따라서, 상기와 같이 종동풀리(22)의 제2고정쉬브(22a)에 형성된 윤활용 통로(34)는 변속시 상기 제2이동쉬브(22b)의 배면으로 형성된 상기 밸런스피스톤(22e)의 내부공간으로 밸브바디로부터 공급되는 윤활용 작동유를 충진시켜 상기 제2유압작용실(22c)내에 충진되는 작동유에 의한 원심유압을 보상시킬 수 있게 된다.
또한, 상기 종동풀리(22)측에 형성되는 윤활용 통로(34)는 상기 제2고정쉬브(22a)의 내부에서 제1윤활용 통로(34a)가 축방향을 따라 종래 보다 단축된 거리로 형성됨으로써, 상기 제2고정쉬브(22a)에 대한 축강성의 약화를 방지할 수 있게 되고, 아울러 상기 제1윤활용 통로(34a)의 축방향 길이의 단축에 따라 상기 제2고정쉬브(22a)에 대한 가공성을 향상시킬 수 있는 이점이 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 무단변속기의 밸런스피스톤 오일공급장치에 의하면, 변속시 상기 종동풀리(22)의 제2유압작용실(22c)에 공급되는 작동유에 의한 원심유압을 보상하기 위해 제2이동쉬브(22b)의 배면으로 형성된 밸런스피스톤(22e)으로 작동유를 공급시키는 윤활용 통로(34)가 제2고정쉬브(22a)의 축방향을 따라 전장이 단축된 형태의 제1윤활용 통로(34a)를 구비함으로써, 상기 종동풀리(22)의 제2고정쉬브(22a)에 대한 축강성의 약화를 방지할 수 있음과 더불어 상기 제1윤활용 통로(34a)의 가공시 작업성의 향상은 물론 공정의 단축을 도모할 수 있는 효과가 있게 되는 것이다.

Claims (3)

  1. 종동풀리(22)측 제2고정쉬브(22a)의 내부에서 축방향을 따라 트랜스퍼 드라이브기어(24)가 장착되는 부위까지 연장된 제1윤활용 통로(34a)와, 이 제1윤활용 통로(34a)로부터 상기 제2고정쉬브(22a)의 두께방향으로 관통되어 상기 트랜스퍼 드라이브기어(24)의 내주면으로 연장된 제2윤활용 통로(34b) 및, 이 제2윤활용 통로(34b)로부터 상기 트랜스퍼 드라이브기어(24)와 파킹기어(24a) 및 베어링(24b)의 내주면을 따라 연장되어 밸런스피스톤(22e)이 위치하는 오일가이드(22f)에 형성된 관통구(22f')에 이르기까지 연장된 제3윤활용 통로(34c)로 이루어진 윤활용 통로(34)를 갖추고서;
    상기 윤활용 통로(34)를 매개로 제2이동쉬브(22b)의 배면에서 원심유압의 보상을 위해 마련된 상기 밸런스피스톤(22e)으로 작동유를 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무단변속기의 밸런스피스톤 오일공급장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3윤활용 통로(34c)는 상기 제2고정쉬브(22a)의 외주면과, 상기 트랜스퍼 드라이브기어(24)와 파킹기어(24a)의 내주면에 각각 형성된 스플라인부의 세레이션부중에서 적어도 하나 이상의 세레이션부가 절삭되어 형성하는 공간으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무단변속기의 밸런스피스톤 오일공급장치.
  3. 삭제
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