KR100488702B1 - 무단 변속기의 세컨더리 풀리 측력 보상장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 외부 충격으로부터 발생하는 토크 변동에 대응되는 측력을 세컨더리 풀리의 이동 쉬브에 전달하여 벨트 슬립을 감소시킴으로써 무단 변속기의 동력 전달 효율을 증가시킬 수 있는 무단 변속기의 세컨더리 풀리 측력 보상장치에 관한 것이다. 본 발명은 무단 변속기의 세컨더리 풀리 측력 보상장치에 있어서, 상기 세컨더리 풀리의 고정 쉬브가 결합되는 고정 쉬브 축과; 상기 고정 쉬브 축에 축결합되어 상기 고정 쉬브 축에 전달되는 토크 변동에 따라 연동되어 측력을 발생하는 토크 캠과; 상기 고정 쉬브 축에서 상기 토크 캠과 마주보는 위치에 축결합되며, 상기 토크 캠에서 발생하는 측력과 유압 공급회로를 통해 형성된 유압을 상기 세컨더리 풀리의 이동 쉬브로 전달하여 상기 고정 쉬브 축의 토크 변동에 따른 측력을 보상하는 토크 캠 피스톤을 포함하여 구성한다.

Description

무단 변속기의 세컨더리 풀리 측력 보상장치{SECONDARY PULLEY CLAMPING FORCE COMPENSATION DEVICE OF CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION}

본 발명은 무단 변속기에 관한 것으로서, 특히 무단 변속기의 세컨더리 풀리 측력 보상장치에 관한 것이다.

통상적으로, 금속 벨트식 무단 변속기는 벨트 슬립을 방지하기 위해서 자동 변속기 대비 고압(50 BAR)의 대용량 오일 펌프를 사용한다.

이는 엔진의 동력을 손실시키는 요소로 작용하기 때문에 수동 변속기나 자동 변속기보다 효율 및 연비를 크게 개선시키지 못하는 근본 원인이 된다.

도 1을 참조하여 기존 무단 변속기의 유압 제어 구조를 보면 프라이머리 풀리의 이동 쉬브(110)에는 변속비 제어(벨트 회전반경 변화)를 위한 유압 제어를 하고, 세컨더리 풀리의 이동 쉬브(120)에는 벨트가 슬립하지 않도록 입력 토크에 해당하는 유압을 공급하는 구조로 되어 있다.

벨트의 슬립을 막기 위한 세컨더리 풀리의 이동 쉬브(120)에 필요한 측력(Thrust Force(Clamping Force))은 도 2에 도시된 바와 같이 입력 토크에 비례하며, 일반적으로 안전계수를 반영하여 전반적으로 크게 적용하고 있다.

또한, 엔진에서 작용하는 토크는 엔진 제어부(ECU)로부터 변속 제어부(TCU)에 전달되므로 기존 무단 변속기는 변속 제어부(TCU)에서 입력 토크에 해당하는 측력을 발생시키는 유압 제어를 할 수 있다.

그러나, 주행 중 구동 바퀴로부터 들어오는 외부 충격 등 토크 변동(Peak Torque)은 변속 제어부(TCU)가 알 수 없으므로 이에 대한 측력 보상이 불가능하여 벨트가 슬립(Slip)하는 문제가 있다.

무단 변속기 보호를 위해 외부 충격에 의한 토크 변동(Peak Torque)시 벨트가 슬립(Slip)하지 않도록, 세컨더리 풀리의 이동 쉬브(120)에 작용하는 유압의 안전율을 높이면 벨트 슬립 문제는 막을 수 있으나, 높은 유압과 많은 유량이 필요하게 되므로 오일 펌프가 대형화되고, 이는 엔진 토크 손실로 이어지는 문제점이 있었다.

따라서, 고효율을 위해서 소형 오일 펌프를 적용 가능하도록 무단 변속기의 구조를 개선하는 것이 필요하다.

본 발명의 목적은 외부 충격으로부터 발생하는 토크 변동에 대응되는 측력을 세컨더리 풀리의 이동 쉬브에 전달하여 벨트 슬립을 감소시킴으로써 무단 변속기의 동력 전달 효율을 증가시킬 수 있는 무단 변속기의 세컨더리 풀리 측력 보상장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 무단 변속기의 세컨더리 풀리 측력 보상장치에 있어서, 상기 세컨더리 풀리의 고정 쉬브가 결합되는 고정 쉬브 축과; 상기 고정 쉬브 축에 축결합되어 상기 고정 쉬브 축에 전달되는 토크 변동에 따라 연동되어 측력을 발생하는 토크 캠과; 상기 고정 쉬브 축에서 상기 토크 캠과 마주보는 위치에 축결합되며, 상기 토크 캠에서 발생하는 측력과 유압 공급회로를 통해 형성된 유압을 상기 세컨더리 풀리의 이동 쉬브로 전달하여 상기 고정 쉬브 축의 토크 변동에 따른 측력을 보상하는 토크 캠 피스톤을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무단 변속기의 세컨더리 풀리 측력 보상장치의 구성을 설명한다.

참고적으로, 도 4와 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 토크 캠(310)과 토크 캠 피스톤(320)의 형상을 각각 도시한 사시도이다.

그리고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 토크 캠(310)의 제1 안착홈(312)에 롤러(330)가 안착된 상태를 도시한 것이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 토크 캠(310)과 토크 캠 피스톤(320)의 사이에 롤러(330)가 결합된 상태를 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예는 무단 변속기의 세컨더리 풀리 측력 보상장치에 있어서, 고정 쉬브 축(300), 토크 캠(310), 토크 캠 피스톤(320), 롤러(330)를 포함하여 구성한다.

도 3의 참조 번호 (350)는 토크 캠(310)과 고정 쉬브 축(300)의 결합상태를 유지시키는 스냅링이며, (352)는 토크 캠 피스톤(320)의 이동을 제한하는 스냅링을 도시한 것이다.

고정 쉬브 축(300)은 세컨더리 풀리의 고정 쉬브(304)가 결합되는 축이다.

고정 쉬브 축(300)의 외주면과 토크 캠(310)의 내주면은 스플라인 결합된다.

토크 캠(310)은 고정 쉬브 축(300)에 축결합되어 고정 쉬브 축(300)에 전달되는 토크 변동에 따라 연동되어 측력을 발생하는 기능을 한다.

토크 캠(310)은 토크 캠 피스톤(320)과 마주보는 원주면의 표면에서 원주방향으로 설정된 간격을 갖고 롤러(330)가 안착되는 다수개의 제1 안착홈(312)이 형성된다.

토크 캠(310)의 중심부에는 제1 안착홈(312)에 안착되는 롤러(330)가 고정 쉬브 축(300) 방향으로 이탈되는 것을 방지하기 위한 가이드부(314)를 형성한다.

토크 캠 피스톤(320)은 고정 쉬브 축(300)에서 토크 캠(310)과 마주보는 위치에 축결합되며, 토크 캠(310)에서 발생하는 측력과 유압 공급회로를 통해 형성된 유압을 세컨더리 풀리의 이동 쉬브(302)로 전달하여 고정 쉬브 축(300)의 토크 변동에 따른 측력을 보상한다.

토크 캠 피스톤(320)은 토크 캠(310)과 마주보는 원주면의 표면에서 원주방향으로 설정된 간격을 갖고 롤러(330)가 안착되는 다수개의 제2 안착홈(322)이 형성된다.

토크 캠(310)에 형성되는 제1 안착홈(312)과 토크 캠 피스톤(320)에 형성되는 제2 안착홈(322)은 상호 대응되는 형상을 가지며, 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 각각의 원주방향으로 4개씩 형성된다.

여기서, 각각의 안착홈의 개수 및 형상은 다양한 설계변경에 따라 다르게 형성할 수 있음에 유의해야 한다.

롤러(330)는 토크 캠(310)과 토크 캠 피스톤(320)의 사이에서 제1 안착홈(312)과 제2 안착홈(322)에 각각 결합되어 도 7에 도시된 바와 같이 토크 캠(310)의 회전운동을 토크 캠 피스톤(320)의 직선운동으로 전환시키는 기능을 한다.토크 캠(310)의 회전운동에 따른 토크 캠 피스톤(320)의 직선 이동 거리는 제2 안착홈(322)의 홈 깊이 만큼 이동하게 된다.예를 들면, 롤러(330)가 토크 캠(310)과 토크 캠 피스톤(320)의 사이에서 제1 안착홈(312)과 제2 안착홈(322)에 각각 결합된 상태에서 토크 캠(310)의 회전운동시 롤러가 제2 안착홈(322)의 바닥면으로부터 홈의 경사면을 따라 토크 캠 피스톤(320)의 표면으로 이동하는 운동을 하게된다.이때, 토크 캠 피스톤(320)은 제2 안착홈(322)의 홈 깊이 만큼 직선 이동하게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예는 종감속 기어와 연결되는 세컨더리 풀리에 토크 캠(310)을 추가로 구성하고 토크 캠(310)에서 발생하는 측력이 세컨더리 풀리의 이동 쉬브(302)에 작용하는 유압에 영향을 받도록 한 것이다.

이와 같은 구성으로 본 발명의 실시예는 차량의 주행 중 구동 바퀴로부터 들어오는 외부 충격 등 고정 쉬브 축(300)의 토크 변동(Peak Torque)시 기계적으로 측력(클램핑 포스 ; Clamping Force)을 보상할 수 있다.

이와 같이 측력을 보상함에 따라 벨트의 슬립 가능성을 막을 수 있으며, 적용하는 유압의 안전율을 낮출 수 있게 하여 작은 용량의 오일 펌프를 적용할 수 있다.

도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무단 변속기의 세컨더리 풀리 측력 보상장치의 작동상태를 설명한다.

먼저, 차량의 주행중 구동 바퀴로부터 들어오는 외부 충격 등 토크 변동이 발생하게 되면, 종감속 기어로부터 세컨더리 풀리의 고정 쉬브 축(300)에 연결된 토크 캠(310)에 토크가 작용하게 되고, 롤러(330)를 거쳐 토크 캠 피스톤(320)을 미는 힘이 발생하게 된다.

토크 캠 피스톤(320)에 의해 발생된 유압은 세컨더리 풀리의 이동 쉬브 피스톤(340) 및 이동 쉬브 실린더에 추가로 작용하여 세컨더리 풀리의 이동 쉬브(302)에 가해지는 측력을 증가시킴으로써 외부로부터 입력된 토크 변동에 의한 벨트 슬립 가능성을 억제한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 무단 변속기의 세컨더리 풀리 측력 보상장치는 외부 충격으로부터 들어오는 토크 변동에 따라 세컨더리 풀리의 이동 쉬브에 전달되는 측력을 자동으로 조절함으로써 벨트 슬립을 감소시켜 무단 변속기의 신뢰성을 높일 수 있다.

또한, 벨트 슬립 방지를 위해서 기존에 크게 설정하던 유압의 안전율을 낮출 수 있으므로 작은 용량의 오일 펌프를 적용할 수 있다.

그리고, 엔진 토크 손실을 저감시켜 무단 변속기의 동력 전달 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 무단 변속기의 유압 제어 구조를 도시한 도면.

도 2는 무단 변속기의 세컨더리 풀리에 필요한 측력과 입력 토크의 관계를 도시한 그래프.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무단 변속기의 세컨더리 풀리 측력 보상장치의 구성을 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 토크 캠의 형상을 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 토크 캠 피스톤의 형상을 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 토크 캠의 제1 안착홈에 롤러가 안착된 상태를 도시한 도면.

도 7은 본 발명의 실시예에 따라 토크 캠과 토크 캠 피스톤의 사이에 롤러가 결합된 상태를 도시한 도면.

Claims (5)

1. 삭제
2. 무단 변속기의 세컨더리 풀리 측력 보상장치에 있어서,

   상기 세컨더리 풀리의 고정 쉬브가 결합되는 고정 쉬브 축과;

   상기 고정 쉬브 축에 축결합되어 상기 고정 쉬브 축에 전달되는 토크 변동에 따라 연동되어 측력을 발생하는 토크 캠과;

   상기 고정 쉬브 축에서 상기 토크 캠과 마주보는 위치에 축결합되며, 상기 토크 캠에서 발생하는 측력과 유압 공급회로를 통해 형성된 유압을 상기 세컨더리 풀리의 이동 쉬브로 전달하여 상기 고정 쉬브 축의 토크 변동에 따른 측력을 보상하는 토크 캠 피스톤과;

   상기 토크 캠과 토크 캠 피스톤의 사이에 결합되어 상기 토크 캠의 회전운동을 상기 토크 캠 피스톤의 직선운동으로 전환시키는 롤러를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 세컨더리 풀리 측력 보상장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 토크 캠은 상기 토크 캠 피스톤과 마주보는 원주면의 표면에서 원주방향으로 설정된 간격을 갖고 상기 롤러가 안착되는 다수개의 제1 안착홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 세컨더리 풀리 측력 보상장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 토크 캠 피스톤은 상기 토크 캠과 마주보는 원주면의 표면에서 원주방향으로 설정된 간격을 갖고 상기 롤러가 안착되는 다수개의 제2 안착홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 세컨더리 풀리 측력 보상장치.
5. 제2항에 있어서,

   상기 고정 쉬브 축의 외주면과 상기 토크 캠의 내주면은 스플라인 결합되는 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 세컨더리 풀리 측력 보상장치.