KR100427667B1 - 이중 클러치 방식 수동 변속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본 발명은 변속레버의 움직임을 감지하여 TCU가 유압 또는 공압을 이용하여 동기장치를 작동시킴으로써 변속이 이루어지도록 하는 반자동식 수동변속기에 관한 것으로서,

엔진과 변속기 입력축 사이에 설치되어 동력 전달을 단속하는 메인 클러치와, 상기 변속기 입력축에 의해 회전되는 부축과, 상기 부축에 회전 가능하게 설치된 중공축과, 상기 중공축과 부축 사이에 설치되어 중공축으로의 동력 전달을 단속하는 서브 클러치와, 상기 부축 및 중공축에 설치되어 회전되는 다수의 변속 부기어와, 상기 부축과 평행하게 설치되고 상기 변속 부기어에 각각 치합되는 다수의 변속 기어를 구비한 주축과, 상기 주축에 스플라인 결합된 복수의 동기장치와, 상기 메인 클러치 및 동기장치의 작동을 제어하는 TCU와, 상기 TCU의 제어 신호에 따라 상기 서브 클러치의 작동을 제어하는 클러치 제어부를 포함함으로써,

고속에서는 메인 클러치를 이용하고 저속에서는 서브 클러치를 이용하게 되므로 클러치의 내구성이 향상되고 변속 응답성 및 변속감이 향상되도록 하는 이중 클러치 방식 수동 변속기에 관한 것이다.

Description

이중 클러치 방식 수동 변속기 { Dual clutch type Manual Transmission }

본 발명은 변속레버의 움직임을 감지하여 TCU가 유압 또는 공압을 이용하여 동기장치를 작동시킴으로써 변속이 이루어지도록 하는 반자동식 수동변속기에 관한 것으로서, 특히 2개의 클러치를 이용하여 주축으로의 동력 전달이 이루어지도록 함으로써 클러치의 내구성을 향상시킴과 동시에 변속감을 향상시킬 수 있도록 한 이중 클러치 방식 수동 변속기에 관한 것이다.

일반적으로 변속기는 동기장치를 이용하여 변속기어를 치합시킴으로써 변속이 이루어지도록 하는 수동 변속기와, 유압을 이용하여 유성기어세트 및 다판 클러치를 작동시킴으로써 변속이 이루어지도록 하는 자동변속기로 구분된다. 특히, 수동변속기는 엔진으로부터의 동력전달을 단속하는 클러치를 구비하고 있어, 클러치 페달을 밟아 엔진으로부터의 동력전달을 차단하여야만 변속이 가능하다.상기한 수동변속기는 운전중 클러치 페달을 밟아야만 변속이 가능하고, 운전자가 변속레버를 움직일 때 발생되는 변속 조작력을 이용하여 동기장치를 이동시키게 되므로, 초보 운전자들이 운전을 시작할 때 많은 불편을 겪게 된다. 즉, 운전자가 클러치 페달과 가속 페달 및 브레이크 페달을 번갈아 가면서 밟아야만 원활한 운전이 가능하기 때문에, 가속 페달과 브레이크 페달만 있는 자동변속기 차량에 비하여 운전하기가 어려운 것이 현실이다.

자동변속기 차량의 경우에는 가속 페달과 브레이크 페달만 이용하여 운전하므로 차량을 운전하기가 용이하기는 하나, 자동 변속기를 작동시키기 위한 변속기 오일 등으로 인하여 차체 중량이 증가되어, 연료 소모량이 증대되는 단점이 있다.

따라서, 연료 소모량이 작은 수동변속기의 특성을 살리면서도 클러치 페달을삭제하여 운전자의 편의성을 향상시킨 반자동식 수동변속기가 개발되었으며, 본원발명도 그 중 하나이다.

그런데, 반자동식 수동변속기는 엔진으로부터 전달되는 동력을 하나의 클러치를 이용하여 단속하게 되므로, 클러치에 가해지는 부하가 커져 클러치의 내구성이 약해지게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 변속기와 엔진을 연결하는 클러치 이외에 변속기 내부에서 동력 전달을 단속하는 또하나의 클러치를 설치하여 전달되는 동력의 단속을 이중으로 할 수 있도록 함으로써 각각의 클러치에 가해지는 부하를 감소시켜 클러치의 내구성을 증대시킴과 동시에 변속감이 향상되도록 한 이중 클러치 방식 수동변속기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 이중 클러치 방식 수동 변속기가 개략적으로 도시된 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10 : 엔진 15 : 메인 클러치

20 : 변속기 입력축 21 : 드라이브 기어

30 : 부축 31 : 드리븐 기어

32,33,34,35 : 변속부기어 37 : 중공축

39 : 서브 클러치 40 : 주축

41,42,43,44 : 변속기어 45,46 : 동기장치

47 : 바퀴 50 : TCU

60 : 브레이크 부스터 65 : 록업 클러치

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 엔진과 변속기 입력축 사이에 설치되어 동력 전달을 단속하는 메인 클러치와, 상기 변속기 입력축에 설치된 드라이브 기어와 치합된 드리븐 기어에 의하여 회전되는 부축과, 상기 부축에 회전 가능하게 설치된 중공축과, 상기 중공축과 부축 사이에 설치되어 중공축으로의 동력 전달을 단속하는 서브 클러치와, 상기 부축 및 중공축에 설치되어 회전되는 다수의 변속 부기어와, 상기 부축과 평행하게 설치되고 상기 변속 부기어에 각각 치합되어 회전되는 다수의 변속 기어를 구비한 주축과, 상기 주축에 스플라인 결합되고 상기 변속기어와 치합되어 주축을 회전시키는 복수의 동기장치와, 상기 변속기 입력축 및 주축의 회전을 감지하고 운전자의 제어에 따라 상기 메인 클러치 및 동기장치의 작동을 제어하는 TCU와, 상기 TCU의 제어 신호에 따라 상기 서브 클러치의 작동을 제어하는 클러치 제어부를 포함한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 이중 클러치 방식 수동변속기는 도 1에 도시된 바와 같이 엔진(10)과 변속기 입력축(20) 사이에 설치되어 동력 전달을 단속하는 메인 클러치(15)와, 상기 변속기 입력축(20)에 설치된 드라이브 기어(21)와 치합된 드리븐 기어(31)에 의하여 회전되는 부축(30)과, 상기 부축(30)에 회전 가능하게 설치된 중공축(27)과, 상기 중공축(37)과 부축(30) 사이에 설치되어 중공축(37)으로의 동력 전달을 단속하는 서브 클러치(39)와, 상기 부축(30) 및 중공축(37)에 설치되어 회전되는 다수의 변속 부기어(32,33,34,35)와, 상기 부축(30)과 평행하게 설치되고 상기 변속 부기어(32,33,34,35)에 각각 치합되어 회전되는 다수의 변속 기어(41,42,43,44)를 구비한 주축(40)과, 상기 주축(40)에 스플라인 결합되고 상기 변속기어(41,42,43,44)와 치합되어 주축(40)을 회전시키는 복수의 동기장치(45,46)와, 상기 주축(40)에 연결되어 회전됨으로써 차량을 진행시키는 바퀴(47)와, 상기 변속기 입력축(20) 및 주축(40)의 회전을 감지하고 운전자의 제어에 따라 상기 메인 클러치(15) 및 동기장치(45,46)의 작동을 제어하는 TCU(50)와, 상기 TCU(50)의 제어 신호에 따라 상기 서브 클러치(39)의 작동을 제어하는 클러치 제어부로 구성되어 있다.여기서, 상기 중공축(37)은 당연히 부축(30)의 끝단 부분에 설치되고,상기 중공축(37)에는 1단 변속부기어(35) 및 2단 변속부기어(34)와 같은 저단측 변속 부기어가 설치된다. 따라서, 1속 또는 2속에서는 상기 서브 클러치(39)를 통해 동력을 전달받게 된다. 또, 상기 클러치 제어부는 상기 서브 클러치(39)를 통한 동력 전달을 차단하는 록업 클러치(65)와, 상기 TCU(50)의 제어 신호에 따라 상기 록업 클러치(65)를 작동시키는 브레이크 부스터(60)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 이중 클러치 방식 수동 변속기는 TCU가 메인 클러치와 서브 클러치 및 각 동기장치를 작동시켜 변속이 이루어지도록 하게 된다.

운전중 변속을 위하여 변속레버를 움직이면 이를 감지한 TCU(50)가 메인 클러치(15)를 작동시켜 엔진(10)과 변속기 입력축(20) 사이의 동력 전달을 차단하게 된다. 동시에 주축(40)의 동기장치(45,46)를 변속기어(41,42,43,44)로부터 이탈시켜 주축(40)이 변속기 입력축(20)과는 무관하게 회전되도록 한다. 또, 상기 TCU(50)는 변속기 입력축(20) 및 주축(40)의 회전을 감지하여 적어도 둘 중 하나의 축이 완전히 정지된 상태에서 동기장치(45,46)를 이동시켜 변속이 이루어지게 한다.그런데, 1단 변속 부기어(35) 및 2단 변속 부기어(34)가 중공축(37)에 설치되고 중공축(37)은 서브 클러치(39)에 의하여 부축(30)과의 동력 전달이 단속되므로, 저속에서는 메인 클러치(15)를 그대로 둔 상태에서도 서브 클러치(39)를 이용하여 주축(40)으로 전달되는 동력을 차단할 수 있다. 상기 서브 클러치(39)를 이용하여 1단 변속기어(44) 및 2단 변속기어(43)로 전달되는 동력을 차단할 경우 저속단 동기장치(46)를 이용한 저속 변속이 용이해지고, 변속이 완료된 후 서브 클러치(39)를 인게이지시키면 동력 전달이 빠르게 이루어지게 된다. 이와 같은 결과는 변속시 응답성이 좋게 하고 변속감을 향상시킨다.

여기서, 상기 서브 클러치(39)는 브레이크 부스터(60)에 의해 작동되는 록업 클러치(65)에 의하여 동력 전달이 차단되거나 허용되며, 상기 록업 클러치(65)는 TCU(50)의 제어 신호에 상기 브레이크 부스터(60)가 작동시키게 된다.즉, 본 발명의 이중 클러치 방식 수동변속기는 고속에서는 메인 클러치(15)를 이용하여 동력을 차단하고 변속을 수행하며, 저속에서는 서브 클러치(39)를 이용하여 동력을 차단하고 변속을 수행한다. 물론, 메인 클러치(15)와 서브 클러치(39) 모두 동력을 차단하더라도 상관없다. 따라서, 메인 클러치(15)에 가해지는 부하가 경감되며, 이는 메인 클러치(15)의 내구성이 향상되는 요인이 된다.

이와 같이, 본 발명의 이중 클러치 방식 수동 변속기는 유압 또는 공압을 이용한 반자동식이며 고속에서는 메인 클러치를 이용하고 저속에서는 서브 클러치를 이용하게 되므로 클러치의 내구성이 향상되고 변속 응답성 및 변속감이 향상되는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 엔진과 변속기 입력축 사이에 설치되어 동력 전달을 단속하는 메인 클러치와, 상기 변속기 입력축에 설치된 드라이브 기어와 치합된 드리븐 기어에 의하여 회전되는 부축과, 상기 부축에 회전 가능하게 설치된 중공축과, 상기 중공축과 부축 사이에 설치되어 중공축으로의 동력 전달을 단속하는 서브 클러치와, 상기 부축 및 중공축에 설치되어 회전되는 다수의 변속 부기어와, 상기 부축과 평행하게 설치되고 상기 변속 부기어에 각각 치합되어 회전되는 다수의 변속 기어를 구비한 주축과, 상기 주축에 스플라인 결합되고 상기 변속기어와 치합되어 주축을 회전시키는 복수의 동기장치와, 상기 변속기 입력축 및 주축의 회전을 감지하고 운전자의 제어에 따라 상기 메인 클러치 및 동기장치의 작동을 제어하는 TCU와, 상기 TCU의 제어 신호에 따라 상기 서브 클러치의 작동을 제어하는 클러치 제어부를 포함한 것을 특징으로 하는 이중 클러치 방식 수동변속기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 중공축은 상기 부축의 끝단 부분에 설치되고, 상기 중공축에는 저단측 변속 부기어가 설치되는 것을 특징으로 하는 이중 클러치 방식 수동변속기.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 클러치 제어부는 상기 서브 클러치를 통한 동력 전달을 차단하는 록업클러치와, 상기 TCU의 제어 신호에 따라 상기 록업 클러치를 작동시키는 브레이크 부스터로 구성된 것을 특징으로 하는 이중 클러치 방식 수동변속기.