KR100428108B1

KR100428108B1 - 무단변속기의 벨트냉각장치

Info

Publication number: KR100428108B1
Application number: KR10-2000-0084336A
Authority: KR
Inventors: 이충섭
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2004-04-27
Also published as: KR20020055001A

Abstract

본 발명은 무단변속기의 벨트냉각장치에 관한 것으로, 초기 발진시에 구동풀리와 금속벨트 사이의 접촉부위로 별도의 윤활용 작동유가 공급될 수 있도록 하여 초기 발진시 엔진의 낮은 회전수로 인해 오일펌프로부터 토출되는 작동유의 부족으로 초래되는 구동풀리와 금속벨트 사이에서 발생되는 마모를 억제시킴으로써, 부품의 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 구동풀리(18)의 제1이동쉬브(18b)의 이동을 위해 제1고정쉬브(18a)를 통해 공급되는 작동유중 일부가 상기 제1고정쉬브(18a)와 제1이동쉬브(18b) 사이에 형성된 작동유 유동통로(18f)를 매개로 발진 초기에 상기 구동풀리(18)와 금속벨트(20) 사이의 접촉부위에 대한 윤활을 보조하도록 된 것을 특징으로 한다.

Description

무단변속기의 벨트냉각장치{belt cooling device for continuously variable transmission}

본 발명은 무단변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초기 발진시 구동풀리로부터 벨트를 매개로 종동풀리에 큰 구동 토오크의 전달이 필요로 하는 저단 변속비의 구간에서 벨트와 풀리 사이의 충분한 윤활용 오일의 공급을 가능하게 하여 벨트의 효과적인 냉각을 도모할 수 있게 함으로써, 벨트와 풀리의 손상을 방지할 수 있도록 하는 무단변속기의 벨트냉각장치에 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 상기 유성기어셋트(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 금속벨트(20)를 매개로 한 구동풀리(18)와 종동풀리(22) 사이의 동력전달시 금속 대 금속 사이의 접촉에 따른 마모를 방지하기 위해 접촉부위에 대한 윤활이 매우 중요한 바, 이를 위해 무단변속기에는 상기 구동풀리(18)와 금속벨트(20) 및 상기 종동풀리(22)와 금속벨트(20)사이의 접촉부위를 향해 윤활용 오일의 공급을 위한 공급관로(X;가상선으로 도시됨)가 구비되어 있는 데, 이 공급관로(X)는 상기 오일펌프(14)로부터 토출되어 밸브바디를 통해 공급되는 작동유를 분사시킬 수 있도록 된 것이다.

이에 따라, 상기 구동풀리(18)와 금속벨트(20) 및 상기 종동풀리(22)와 금속벨트(20) 사이의 접촉부위에는 상기 공급관로(X)를 매개로 한 작동유가 항상 공급될 수 있어, 상기 금속벨트(20)의 윤활과 그로 인한 냉각성능을 유지시켜 구동력의 원활한 전달을 도모할 수 있게 된다.

그런데, 상기와 같은 무단변속기를 갖춘 차량에서 초기 발진시에는 엔진의 회전수가 낮기 때문에 상기 오일펌프(14)로부터 토출되는 작동유의 양이 작게 되고, 이는 상기 공급관로(X)를 통해 구동풀리(18)와 종동풀리(22)측으로 공급되는 윤활용 작동유의 부족을 초래하게 된다.

그럼에도 불구하고, 차량의 초기 발진시 상기 구동풀리(18)에는 큰 구동 토오크가 필요하고, 상기와 같이 초기 발진시 구동풀리(18)측으로 공급되는 윤활용 작동유의 부족현상은 상기 구동풀리(18)와 금속벨트(20) 사이의 접촉부위에 대한 원활한 윤활을 도모할 수 없게 되므로, 상기 구동풀리(18)와 금속벨트(20)의 접촉부위에서는 마모가 발생될 수 있다.

또한, 상기와 같은 현상은 종국에는 상기 구동풀리(18)와 금속벨트(20)의 내구수명을 단축시키게 되고, 아울러 무단변속기의 내구성에 치명적인 악영향으로 작용하게 되는 단점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 초기 발진시에 구동풀리와 금속벨트 사이의 접촉부위로 별도의 윤활용 작동유가 공급될 수 있도록 하여 초기 발진시 엔진의 낮은 회전수로 인해 오일펌프로부터 토출되는 작동유의 부족으로 초래되는 구동풀리와 금속벨트 사이에서 발생되는 마모를 억제시킴으로써, 부품의 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 무단변속기의 벨트냉각장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 구동풀리의 제1이동쉬브의 이동을 위해 제1고정쉬브를 통해 공급되는 작동유중 일부가 상기 제1고정쉬브와 제1이동쉬브 사이에 형성된 작동유 유동통로를 매개로 발진 초기에 상기 구동풀리와 금속벨트 사이의 접촉부위에 대한 윤활을 보조하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 작동유 유동통로는 제1이동쉬브를 끼워 지지하는 제1고정쉬브의 단차진 부위에서 오목하게 함몰된 형태로 상기 제1이동쉬브의 내측 경사면을 향해 형성된 것을 특징으로 하며, 아울러 상기 작동유 유동통로는 상기 제1이동쉬브가 변속 초기 단계에 위치하는 경우에 한해 상기 제1이동쉬브의 내측 경사면과 연통됨과 더불어, 상기 제1이동쉬브가 변속 초기 단계를 벗어나 상기 제1고정쉬브측으로 이동하면 상기 제1이동쉬브에 의해 폐쇄될 수 있는 위치에 형성된 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 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10-토오크 컨버터 12-입력축

14-오일펌프 16-유성기어셋트

18-구동풀리 18a-제1고정쉬브

18b-제1이동쉬브 18c-제1유압작용실

18d-제1유동 통로 18e-제2유동 통로

18f-작동유 유동통로 20-금속벨트

22-종동풀리 22a-제2고정쉬브

22b-제2이동쉬브 22c-제2유압작용실

24-트랜스퍼 드라이브기어 26-트랜스퍼 드리븐기어

28-출력축 30-디퍼렌셜기구

32-구동축

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 무단변속기의 전체 구성을 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 요부를 부분적으로 확대하여 도시한 사시도인 바, 본 발명에 따른 실시예의 상세한 기술을 위해 종래 무단변속기의 전체 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 PrimarySheave; 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.

그리고, 상기 구동풀리(18)의 제1고정쉬브(18a)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 내부에 축방향으로 따라 관통된 형태의 제1유동 통로(18d)가 형성되고, 이 제1유동 통로(18d)로부터 상기 제1고정쉬브(18a)를 두께방향으로 관통하는 제2유동 통로(18e)가 형성되며, 이 제2유동 통로(18e)로부터 상기 제1고정쉬브(18a)의 단차진 부위에는 오목하게 함몰된 형태의 작동유 유동통로(18f)가 상기 제1이동쉬브(18b)의 내측 경사면을 향해 형성되어 있는 바, 상기 작동유 유동통로(18f)는 상기 제1고정쉬브(18a)와 제1이동쉬브(18b) 사이에서 변속 초기에 구동풀리(18)와 금속벨트(20) 사이의 접촉부위로 작동유를 공급할 수 있는 위치면 어느 위치라도 무방하다.

즉, 상기 제1고정쉬브(18a)측에 형성된 작동유 유동통로(18f)는 상기 제1유동 통로(18d)로부터 제2유동 통로(18e)를 거쳐 제1유압작용실(18c)로 공급되는 작동유중 일부를 상기 제1고정쉬브(18a)와 제1이동쉬브(18b)의 내측 경사면을 향해 공급시키도록 되어 있다.

이를 위해, 상기 작동유 유동통로(18f)의 형성위치는 상기 제1이동쉬브(18b)가 초기 단계에 위치하는 경우에 한해 상기 제1이동쉬브(18b)의 내측 경사면과 연통되는 반면에, 상기 제1이동쉬브(18b)가 변속중에 있어 상기 제1고정쉬브(18a)측으로 이동하는 경우에는 상기 제1이동쉬브(18b)에 의해 폐쇄되는 위치에 형성되어 있다.

이는, 상기 구동풀리(18)에서 발생되는 초기 발진시 윤활용 작동유의 공급부족현상을 회피하여 상기 구동풀리(18)에서의 금속벨트(20)와의 원활한 윤활을 도모하기 위함인 것이다.

그리고, 상기 작동유 유동통로(18f)는 초기 발진시 제1고정쉬브(18a)와 제1이동쉬브(18b)의 내측면을 향해 작동유를 효과적으로 분사시키기 위해 노즐과 같이 입구 보다는 출구의 단면적이 축소된 형태를 띠는 것이 바람직하다.

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.

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.

또한, 상기 무단변속기에는 상기 구동풀리(18)와 금속벨트(20) 및 상기 종동풀리(22)와 금속벨트(20) 사이의 접촉부위를 향해 윤활용 오일의 공급을 위한 공급관로(X;가상선으로 도시됨)가 구비되어 있는 데, 이 공급관로(X)는 상기 오일펌프(14)로부터 토출되어 밸브바디를 통해 공급되는 작동유를 분사시킬 수 있도록 된 것으로, 이는 상기 금속벨트(20)를 매개로 한 구동풀리(18)와 종동풀리(22) 사이의 동력전달시 금속 대 금속 사이의 접촉에 따른 마모를 방지하기 위해 접촉부위에 대한 윤활을 도모하기 위함인 것이다.

한편, 상기와 같이 구성된 본 발명의 무단변속기는 초기 발진시 엔진의 낮은 회전수로 인해 오일펌프(14)로부터 토출되는 작동유의 양이 작더라도, 상기 구동풀리(18)의 초기위치에서 제1고정쉬브(18a)를 관통하는 제1유동 통로(18d)와 제2유동 통로(18e)를 통해 제1유압작용실(18c)로 공급되는 작동유중 일부가 상기 제1고정쉬브(18a)상에 형성된 작동유 유동통로(18f)를 통해 제1고정쉬브(18a)와 제1이동쉬브(18b)의 내측 경사면을 향해 각각 분사될 수 있으므로, 상기 구동풀리(18)와 금속벨트(20) 사이의 접촉부위에 대한 부족한 윤활을 보상할 수 있게 된다.

이후, 상기 무단변속기가 정상 상태로 작동하여 변속단이 초기 낮은 변속단에서 점진적으로 높은 변속단으로 증가하게 되면, 상기 구동풀리(18)의 제1이동쉬브(18b)는 제1고정쉬브(18a)를 향해 이동하게 되면서 상기 작동유 유동통로(18f)는 제1이동쉬브(18b)에 의해 폐쇄되고, 이때 상승된 엔진 회전수에 의해 상기 오일펌프(14)로부터 증가된 양으로 토출되는 작동유가 공급관로(X)를 통해 상기 구동풀리(18)와 금속벨트(20) 사이의 접촉부위로 공급됨에 따라 이들 접촉부위에 대한 윤활은 원활하게 이루어질 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 무단변속기의 벨트냉각장치에 의하면, 구동풀리(18)의 제1고정쉬브(18a)측으로 변속 초기위치에서 제1고정쉬브(18a)와 제1이동쉬브(18b) 사이의 내측 경사면을 향해 개방되는 작동유 유동통로(18f)가 형성됨으로써, 변속 초기에 구동풀리(18)에서 발생되는 작동유의 부족으로 인한 구동풀리(18)와 금속벨트(20) 사이의 마모현상은 배제될 수 있게 된다.

또한, 상기와 같이 변속 초기에 구동풀리(18)와 금속벨트(20) 사이에서 원활한 윤활이 이루어지면, 상기 구동풀리(18)와 금속벨트(20)에 대한 내구수명은 정상적인 상태로 지속될 수 있게 된다.

Claims

구동풀리(18)의 제1이동쉬브(18b)를 이동가능하게 지지하는 입력축(12)상에 오목하게 함몰된 형태로 형성되어 상기 입력축(12)의 내부에 형성된 제1유동 통로(18d)와 연통됨과 더불어, 상기 제1이동쉬브(18b)의 이동에 따라 개폐가 조절되어 개방시 상기 구동풀리(18)의 제1고정쉬브(18a)와 제1이동쉬브(18b)의 내측 경사면을 향해 작동유의 공급이 이루어지도록 하는 작동유 유동통로(18f)가 구비된 것을 특징으로 하는 무단변속기의 벨트냉각장치.
제 1 항에 있어서,

상기 작동유 유동통로(18f)는 상기 제1이동쉬브(18b)가 변속 초기 단계에 위치하는 경우에 한해 상기 제1이동쉬브(18b)의 내측 경사면과 연통되도록 개방됨과 더불어, 상기 제1이동쉬브(18b)가 변속 초기 단계를 벗어나 상기 제1고정쉬브(18a)측으로 이동하면 상기 제1이동쉬브(18b)에 의해 폐쇄되는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 무단변속기의 벨트냉각장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 작동유 유동통로(18f)는 입구로부터 출구를 향해 점진적으로 단면적이 축소된 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 무단변속기의 벨트냉각장치.
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