KR100771961B1 - 오르막 경사로 밀림방지용 단순구조 트랜스미션 내장형액슬장치 - Google Patents

오르막 경사로 밀림방지용 단순구조 트랜스미션 내장형액슬장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지게차, 굴삭기 등의 중장비나 트랙터, 특장차뿐만 아니라 모든 동력차량에도 적용될 수 있는 트랜스미션 내장형 액슬장치에 관한 것으로, 베벨기어와 차동피니언기어 사이에 위치된 단순구조형 클러치부에 전진보조클러치부가 추가 형성됨으로써 오르막 경사로에서 정지 후 변속시 차량이 경사로 내리막 방향으로 밀리는 것을 방지할 수 있고, 습식브레이크수단과 파킹브레이크수단을 액슬하우징에 장착함으로써 사용수명이 신장되어 반영구적으로 사용될 수 있는 브레이크시스템을 제공하고 아울러 파킹시에도 안정성이 보다 확보될 수 있는 오르막 경사로 밀림방지용 단순구조 트랜스미션 내장형 액슬장치에 관한 것이다.
원웨이베어링, 클러치부, 차동피니언기어, 구동축, 유성기어조립체

Description

오르막 경사로 밀림방지용 단순구조 트랜스미션 내장형 액슬장치 {Apparatus of Axle Including Compact Transmission Preventing Vehicle from Moving Backwards on Upward Slope}
도 1은 본 출원인에 의해 기출원된 트랜스미션의 전체 구성도.
도 2는 본 출원인에 의해 기출원된 것으로 전진보조클러치부에 일방향베어링이 추가 형성되어 이루어진 클러치부의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 클러치부와 차동기어부 및 감속기어조립체의 전체단면도.
도 4는 본 발명에 따른 클러치부와 차동기어부의 확대단면도.
도 5는 본 발명에 따른 전지보조클러치부의 일방향베어링을 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 아이들기어와 카운터기어, 전진구동기어의 연결관계를 도시한 단면도.
도 7은 차량의 전진 구동시 본 발명에 따른 트랜스미션의 동력전달상태도.
도 8은 차량이 언덕에서 미끄러지려고 할때 본 발명에 따른 트랜스미션의 동력전달상태도.
도 9는 차량의 후진 구동시 본 발명에 따른 트랜스미션의 동력전달상태도.
도 10은 본 발명에 따른 구동축에서 차량을 구동시키는 감속기어조립체의 구성단면도.
도 11은 본 발명에 따른 감속기어조립체에서 도 14의 B-B' 단면도 및 개략적 작동도.
도 12는 본 발명에 따른 액슬조립체의 습식브레이크조립체와 파킹브레이크조립체의 구성단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 베벨피니언기어 12 : 베벨링기어
16 : 메인구동축 20 : 전진클러치부
30 : 전진보조클러치부 40 : 후진클러치부
21, 31, 41 : 클러치드럼 21', 31', 41' : 실린더
22, 32, 42 : 마찰플레이트 23, 33, 43 : 마찰디스크
24, 34, 44 : 피스톤 25 : 전진커플링
26 : 전진구동기어 35 : 일방향베어링외륜
35a : 보조커플링 36 : 일방향베어링
45 : 후진커플링 46 : 후진구동기어
47 : 아이들기어 48 : 제1카운터기어
49 : 제2카운터기어
본 발명은 지게차, 굴삭기 등의 중장비나 트랙터, 특장차뿐만 아니라 모든 동력차량에도 적용될 수 있는 트랜스미션에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 트랜스미션의 클러치부에 전진보조클러치를 추가형성하여 오르막 경사로에서 변속시에 발생되는 차량의 밀림현상을 방지하는 기능을 부가한 오르막 경사로 밀림방지용 단순구조 트랜스미션 내장형 액슬장치에 관한 것이다.
한편 기존의 지게차에 적용된 동력전달장치의 구성을 살펴보면, 변속기가 클러치와 함께 토크컨버터와 액슬샤프트 사이에 설치되므로 엔진과 샤프트의 길이가 길어지고 엔진에서 발생된 진동 및 소음이 변속기를 통하여 중장비의 중앙에 있는 운전석으로 대부분 전달되는 폐단이 있었다.
또한 동력전달방향의 변경과 기어감속을 행하는 베벨기어부 이전에 변속기가 설치되므로 변속으로 인한 충격이 과도하게 발생되어 변속기의 내구성에 심각한 문제점이 발생하기도 하였다.
이에 본 발명의 출원인은 클러치부를 휠감속기어조립체와 분리시켜 베벨기어와 차동피니언기어 사이에 설치함으로써 베벨기어부가 변속을 위해 회전방향을 변경할 필요없이 한쪽 방향 회전을 유지함에 따라 소음, 진동이나 부품 수를 감소시키고 이로 인한 중량 및 원가절감 효과를 가져올 수 있도록 베벨기어부와 차동기어부 사이에 설치된 단순구조형 트랜스미션(대한민국 특허출원 제10-2004-02909호)을 출원한 바 있다.
상기 대한민국 특허출원 제10-2004-02909호를 도 1을 참조하여 설명하면, 동력차량의 엔진으로부터 발생된 동력이 베벨피니언기어(1)와 베벨링기어(2)로 구성된 베벨기어부에서 직각방향으로 전달되고, 베벨링기어(2)에 전달된 동력은 전진시 연결되는 전진클러치부(3) 및 후진시 연결되는 후진클러치부(4)로 이루어진 클러치부에 전달된다.
또한 클러치부에 전달된 동력은 전진클러치부 및 후진클러치부를 통해 각각 차동기어케이스(10)에 전달되고, 상기 차동기어케이스는 차동피니언기어(11')와 차동사이드기어(12')를 통해 구동축(13')에 연결되어 동력이 전달되며 구동축(13')은 감속기어조립체(14')에 연결되어 동력이 전달됨으로써 차량이 전방 혹은 후방으로 구동된다.
한편 전진클러치부(3)와 후진클러치부(4)는 각각 클러치드럼(7)과 상기 클러치드럼 내부에 실린더가 형성되고 상기 실린더 내부 일측에 피스톤(5)이 작동유의 공급에 따른 유압에 의해 이동될 수 있도록 설치되며 상기 피스톤에는 스프링(6)이 탄성지지되고 상기 클러치드럼의 내면과 커플링(9)의 외면에 클러치팩(8)이 중첩되게 형성되어 있다.
그러나 이와 같은 변속기를 장착한 종래 중장비는 오르막 경사로에서 일시정지하거나 정지상태에서 작업을 수행할 때 브레이크를 사용하여 정지한 후 제한된 엔진출력으로 인해 전진클러치부에 전달되는 유압을 차단하고 엔진에서 별도로 공급되는 동력에 의해 작업을 수행한다.
또한 정지 후 다시 오르막 경사로를 오르기 위해서는 작동유가 전진클러치부에 유입되어 피스톤을 이동시켜 클러치 팩을 가압함으로써 구동축으로 동력을 전달시켜야 한다.
그러나 이때 클러치부에 유입된 작동유의 압력이 동력을 구동축으로 전달시킬 수 있을 정도의 충분한 압력으로 회복되는 시간동안 오르막 경사로에 있는 중장비는 중력의 작용을 받아 뒤로 밀리는 현상이 발생되고, 일단 오르막 경사로에서 뒤로 밀린 중장비를 다시 전진시키기 위해서는 엔진출력이 많이 소모되어 연료소모량이 크게 증대되며 동력전달 구성품 상호간에도 많은 부하가 걸리게 되어 트랜스미션의 사용수명이 단축되는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 본 출원인은 국내특허 출원번호 10-2005-0015918호를 개발하게 되었다.
종래의 상기 트랜스미션은 도 2에서 보는 바와 같이 동력차량의 엔진회전축과 연결된 베벨기어부(100)로부터 전달받은 동력을 단속하는 클러치부(200)가 전진클러치부(20)와 후진클러치부(40)로 이루어지고 상기 전진클러치부(20) 및 후진클러치부(40)는 각각 전진커플링(25)과 후진커플링(45)을 통해 전진구동기어(26)와 후진구동기어(46)에 결합되어 차동기어부(60)와 연결되며 상기 차동기어부(60)에서 메인구동축(16), 액슬조립체 및 감속기어조립체에 순차적으로 동력이 전달된다.
클러치부(200)에는 전진보조클러치부(30)가 추가 형성되고, 전진보조클러치부(30)의 보조클러치드럼(31) 내부에 후진커플링(45')이 연장 형성되며, 후진커플링(45')의 내주면에는 하나 이상의 마찰플레이트(32)가 결합된다.
보조클러치드럼(31)의 내부로 연장 형성된 전진커플링(25)의 외주면에는 일방향베어링(36)이 삽입 형성되며, 일방향베어링(36)의 일방향베어링외륜(35) 외주면에는 하나이상의 마찰디스크(33)가 결합되고, 보조클러치드럼(31) 내부에 탄성수단으로 지지되는 피스톤(34)이 유압에 의해 이동되어 마찰플레이트(32)와 마찰디스크(33)를 압착시키며, 마찰플레이트(32)와 피스톤(34) 사이에 베어링(37)이 삽입된 것을 특징으로 한다.
그러나 기출원건은 마찰플레이트와 피스톤 사이에 베어링이 위치되어 언덕에서 마찰플레이트와 피스톤 등의 하중에 의해 쉽게 파손되는 문제점이 있다. 따라서 마찰플레이트와 피스톤 사이의 베어링이 파손되지 않으면서 보다 단순한 구조의 전진보조클러치부를 포함하는 트랜스미션이 요구되는 실정이다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 개발된 것으로, 종래의 클러치부에 전진보조클러치부를 추가 형성하여 오르막 경사로에서 정지시 전진클러치부에 유압이 차단되기 이전에 전진보조클러치부에 별도의 유압이 공급되어 오르막 경사로에서 뒤로 밀리지 않을 만큼의 동력을 전진방향으로 전달하고, 재출발시에도 전진클러치부와 전진보조클러치부에 각각 별도로 유압이 공급됨에 따라 변속충격이 현저히 감소된 오르막 경사로 밀림방지용 단순구조 트랜스미션 내장형 액슬장치을 제공함에 그 목적이 있다.
또한 본 발명의 또 다른 목적은 마찰플레이트와 피스톤 사이에 베어링을 없 애면서 전진보조클러치부를 보다 단순한 구조로 구성하여 제작공정을 단순화시키면서 제작단가를 절감시키며 작동과정을 단순화시켜 고장의 우려를 줄이는 오르막 경사로 밀림방지용 단순구조 트랜스미션 내장형 액슬장치을 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 트랜스미션은, 동력차량의 엔진회전축과 연결된 베벨기어부(100)로부터 전달받은 동력을 단속하는 클러치부(200)가 전진클러치부(20)와 후진클러치부(40)로 이루어지고, 상기 전진클러치부(20) 및 후진클러치부(40)는 각각 전진커플링(25)과 후진커플링(45)을 통해 전진구동기어(26)와 후진구동기어(46)에 결합되어 차동기어부(60)와 연결되며, 상기 차동기어부(60)에서 메인구동축(16), 액슬조립체 및 감속기어조립체에 순차적으로 동력이 전달되는 트랜스미션에 있어서, 상기 클러치부(200)의 액슬하우징(76) 내부 일측에 연결되는 하나 이상의 마찰플레이트(32);와 상기 마찰플레이트 사이사이에 위치되는 하나 이상의 마찰디스크(33);와 상기 마찰디스크 일단에 연결되는 보조커플링(35a);과 상기 보조커플링과 상기 후진커플링 일측의 사이에 위치되는 일방향베어링(36); 및 상기 마찰플레이트와 상기 마찰디스크의 일측에 위치되는 피스톤(34)을 포함하여 이루어지는 전진보조클러치부(30)가 추가 형성되는 것을 특징으로 한다.
감속기어조립체는 상기 메인구동축(16)에 제1선기어(51)가 결합되고 상기 제1선기어(51)는 다수의 제1유성기어(52)와 치합되며 상기 다수의 제1유성기어(52)는 액슬조립체(300)에 고정된 제1링기어(53)와 치합되면서 제1캐리어축(54)과 연결되 고 상기 제1캐리어축(54)은 제2선기어(51')와 결합되고 상기 제2선기어(51')는 다수의 제2유성기어(52')와 치합되며 상기 다수의 제2유성기어(52')는 액슬조립체(300)에 고정된 제2링기어(53')와 치합되면서 제2캐리어축(54')과 연결되어 바퀴에 동력이 감속전달되는 것을 특징으로 하는 오르막 경사로 밀림방지용 단순구조 트랜스미션 내장형 액슬장치을 제공한다.
액슬조립체(300)에는 구동축을 제동하는 습식브레이크조립체(70) 및 파킹브레이크조립체(80)가 구비되며, 상기 습식브레이크조립체(70)는 메인구동축(16)과 스플라인 결합된 브레이크커플링(71)과 상기 브레이크커플링(71)의 외주면에 결합된 브레이크마찰디스크(73)와 상기 브레이크마찰디스크(73)와 일정간격을 유지한 채 교번되게 설치되며 액슬하우징(76)에 고정결합된 브레이크마찰플레이트(72)와 유압에 의해 상기 브레이크마찰디스크(73)와 브레이크마찰플레이트(72)를 압착시키는 브레이크피스톤(74)과 상기 브레이크피스톤(74)에 복원력을 제공하는 복원스프링(75)으로 이루어지며, 상기 파킹브레이크조립체(80)는 상기 브레이크마찰디스크(73)와 브레이크마찰플레이트(72)를 압착시키는 파킹브레이트피스톤(81) 및 상기 파킹브레이크피스톤(81)에 탄성력을 제공하여 지지하는 스프링(82)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 오르막 경사로 밀림방지용 단순구조 트랜스미션 내장형 액슬장치을 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시도면을 참고하여 상세히 설명하고자 한다.
도 3은 본 발명에 따른 클러치부와 차동기어부 및 감속기어조립체의 전체단면도이다.
도 3을 참고하여 설명하면, 본 발명에 따른 트랜스미션은 베벨기어부(100)로부터 직각방향으로 동력을 전달받아 클러치부(200)를 통해 변속하고, 클러치부(200)와 연결된 차동기어부(60)를 통해 변속된 동력이 메인구동축(16)에 전달되며, 메인구동축(16)에서 액슬조립체(300)를 통해 감속된 동력이 전달되도록 구성된다.
도 4는 본 발명에 따른 클러치부와 차동기어부의 확대단면도이다.
도 4를 참고하여 설명하면 베벨기어부(100)는 베벨피니언기어, 베벨링기어를 포함하여 이루어진다. 베벨피니언기어(11)는 엔진으로부터 발생된 회전동력이 전달된다. 베벨피니언기어(11)에 베벨링기어(12)가 치합되어 베벨피니언기어(11)의 동력이 직각방향으로 전달된다.
클러치부(200)는 전진클러치부(20), 전진보조클러치부(30)와 후진클러치부(40)로 이루어진다.
전진클러치부(20)는 전진클러치드럼, 전진커플링, 피스톤 및 탄성수단을 포함하여 이루어진다.
전진클러치드럼(21)은 베벨링기어(12)에 일체로 연결되면서 액슬하우징 내부에 위치된다. 전진클러치드럼(21)의 내주면에 하나 이상의 마찰플레이트(22)가 결합된다. 전진클러치드럼(21) 내부에 전진커플링(25)이 위치하며 전진커플링의 외주 면에는 하나 이상의 마찰디스크(23)가 결합된다. 마찰플레이트와 마찰디스크는 서로 사이사이에 겹쳐져 위치된다.
전진클러치드럼(21) 내부 일측에 형성된 실린더(21')이면서 마찰플레이트와 마찰디스크의 일측에 피스톤(24)이 위치한다. 피스톤은 전진클러치드럼(21)에 연결된 유로(17)를 따라 유입된 작동유에 의해 실린더(21') 내부에서 좌측으로 위치 이동되어 마찰플레이트(22)와 마찰디스크(23)를 압착시킨다. 피스톤(24) 일측에는 복원력을 제공하는 탄성수단(도시 생략)이 연결된다.
후진클러치부(40)는 후진클러치드럼, 후진커플링, 피스톤 및 탄성수단을 포함하여 이루어진다.
후진클러치드럼(41)은 액슬하우징 내부의 전진클러치드럼의 일측에 위치된다. 후진클러치드럼(41)의 내주면에 하나 이상의 마찰플레이트(42)가 결합된다. 후진클러치드럼(41) 내부에 후진커플링(45)이 위치하며 후진커플링의 외주면에는 하나 이상의 마찰디스크(43)가 결합된다. 마찰플레이트와 마찰디스크는 서로 사이사이에 겹쳐져 위치된다.
후진클러치드럼(41) 내부 일측에 형성된 실린더(41')이면서 마찰플레이트(42)와 마찰디스크(43)의 일측에 피스톤(44)이 위치한다. 피스톤은 후진클러치드럼(41)에 연결된 유로(19)를 따라 유입된 작동유에 의해 실린더(41') 내부에서 좌측으로 위치 이동되어 마찰플레이트(42)와 마찰디스크(43)를 압착시킨다. 피스톤(44) 일측에는 복원력을 제공하는 탄성수단(도시 생략)이 연결된다.
전진보조클러치부(30)는 마찰플레이트, 마찰디스크, 보조커플링, 일방향베어 링 및 피스톤을 포함하여 이루어진다.
클러치부(200)의 액슬하우징(76) 내부 일측에 하나 이상의 마찰플레이트(32)가 연결된다. 마찰플레이트 사이사이에 하나 이상의 마찰디스크(33)가 위치되며, 마찰디스크 일단에 보조커플링(35a)이 연결된다. 여기서 보조커플링은 종래기술 도 2의 일방향베어링외륜(35)과 동일하게 대응되는 구성요소이다.
전진커플링(25)은 전진구동기어(26)와 스플라인 결합되는 것이 바람직하다. 이에 따라 전진커플링(25)과 전진구동기어(26)는 일체로 회전하고 전진구동기어(26)도 차동기어케이스(61)에 볼트로 체결되어 일체로 회전한다.
차동기어케이스(61)와 결합되어 함께 회전하는 차동피니언기어(62)는 차동사이드기어(63)와 치합되고 차동사이드기어(63)는 메인구동축(16)과 스플라인 결합되어 일체로 회전된다.
즉 차동기어케이스(61)와 일체로 회전하는 전진구동기어(26)는 전진커플링(25)을 통해 전달받은 동력을 차동피니언기어(62)와 차동사이드기어(63)를 거쳐 메인구동축(16)으로 전달한다.
후진클러치부(40)의 후진커플링(45)은 마찰디스크(43)가 외주면에 결합되어 있으며, 후진구동기어(46)와 일체 연결된다.
도 5에서 보는 바와 같이 보조커플링(35a)과 후진커플링(26)의 일측 사이에 일방향베어링(36)이 위치된다. 마찰플레이트와 마찰디스크의 일측에 피스톤(34)이 위치된다. 도 5는 본 발명에 따른 전지보조클러치부의 일방향베어링을 나타내는 단 면도이다.
피스톤은 액슬하우징(76)의 일측에 연결된 유로(18 ; 점선부분)를 따라 유입된 작동유에 의해 실린더(31') 내부에서 좌측으로 위치 이동되어 마찰플레이트(32)와 마찰디스크(33)를 압착시킨다. 피스톤(34) 일측에는 복원력을 제공하는 탄성수단(도시 생략)이 연결된다.
도 6은 본 발명에 따른 아이들기어와 카운터기어, 전진구동기어의 연결관계를 도시한 도 4의 A-A 단면도이다.
도 6을 참고하여 설명하면 후진구동기어(46)가 시계방향으로 회전하게 되면 후진구동기어(46)와 치합되는 아이들기어(47)는 반시계방향으로 회전하며 아이들기어(47)와 치합된 제1카운터기어(48) 및 제1카운터기어(48)와 일체로 형성된 제2카운터기어(49)는 시계방향으로 회전하게 된다.
또한 제2카운터기어(49)와 치합된 전진구동기어(26)가 반시계방향으로 회전하게 되고 전진구동기어(26)와 볼트로 체결된 차동기어케이스(61)도 반시계방향으로 회전되며 차동기어케이스(61)에 결합되어 함께 회전하는 차동피니언기어(62)가 반시계방향으로 회전한다.
따라서 차동사이드기어(63)와 스플라인 결합된 메인구동축(16) 역시 반시계방향으로 회전됨에 따라 반시계방향의 회전력이 메인구동축(16)에 전달되어 차량이 후진한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 트랜스미션의 동작에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 7은 차량의 전진 구동시 본 발명에 따른 트랜스미션의 동력전달상태도이다. 도 7에서 보는 바와 같이 차량의 전진방향 시동시를 먼저 살펴보면 다음과 같다.
엔진의 동력은 베벨피니언기어(11)를 통해 베벨링기어(12)로 전달된 후 베벨링기어(12)와 일체로 형성된 클러치부(200)에 전달된다. 엔진의 동력은 회전력의 형태로 전달되므로, 본 발명에서는 베벨피니언기어(11)가 시계방향으로 회전하면서 동력을 전달하고 상기 베벨피니언기어(11)에 치합되는 베벨링기어(12) 역시 시계방향으로 회전하면서 클러치부(200)에 동력을 전달한다.
차량의 전진방향 구동시에는 유압이 전진클러치부(20)와 전진보조클러치부(30)에 함께 공급된다.
전진클러치부(20)에 유압이 공급되면 피스톤(24)이 이동하여 마찰플레이트(22)와 마찰디스크(23)를 압착시켜 전진클러치드럼(21)의 회전력이 전진커플링(25)에 전달되고 전진커플링(25)이 시계방향으로 회전하게 된다.
이때 전진클러치부에 유압이 공급되지 않는 상태에서는 마찰디스크(23)와 마찰플레이트(22)가 일정간격을 유지한 상태이므로 전진클러치드럼(21)의 회전력이 커플링(25)을 통해 전진구동기어(26)로 전달되지 않고 공회전 상태를 유지한다.
전진커플링(25)에 스플라인으로 결합된 전진구동기어(26)도 시계방향으로 회전하게 되고, 전진구동기어(26)와 볼트로 체결된 차동기어케이스(61)도 시계방향으 로 회전하면서 동력이 전달된다.
차동기어케이스(61)와 일체 형성된 차동피니언기어(62)가 시계방향으로 회전됨에 따라 차동사이드기어(63)가 시계방향으로 회전하게 되고 차동사이드 기어(63)와 스플라인 결합된 메인구동축(16)이 시계방향으로 회전하여 차량이 전진하게 된다.
전진구동기어(26)에 치합된 제2카운터기어(49)는 도 6에서 보는 바와 같이 반시계방향으로 회전하게 되고 제2카운터기어(49)와 일체 형성된 제1카운터기어(48) 역시 반시계방향으로 회전하게 된다. 제1카운터기어(48)와 치합된 아이들기어(47)가 시계방향으로 회전하게 되고 아이들기어(47)와 치합된 후진구동기어(46)는 반시계방향으로 회전하게 된다.
한편 전진보조클러치부(30)에 유압이 공급되면 피스톤(34)이 이동하여 마찰플레이트(32)와 마찰디스크(33)를 압착시켜 액슬하우징(76)에 보조커플링(35a)이 고정된다. 보조커플링이 고정된 상태에서 일방향베어링에 의해 후진구동기어는 반시계방향으로 회전하는 오버런닝상태가 된다.
도 8은 차량이 언덕에서 미끄러지려고 할때 본 발명에 따른 트랜스미션의 동력전달상태도이다. 도 8에서 보는 바와 같이 차량이 언덕에서 전진 구동 중 미끄러지려고 할 때를 살펴보면 다음과 같다.
엔진의 동력 전달은 차량의 전진시와 동일하게 전달되고, 차량의 전진구동 중 미끄러질 시에는 유압이 전진클러치부(20)에 차단되며 전진보조클러치부(30)에 만 공급된다.
전진클러치부(20)에 유압이 차단되면 피스톤(24)이 복귀하여 마찰플레이트(22)와 마찰디스크(23)를 이격시켜 전진클러치드럼(21)과 전진커플링(25)도 이격된다.전진클러치드럼(21)과 전진커플링(25)도 이격되면 전진커플링(25)에 회전력이 전달되지 않는다. 전진커플링(25)에 스플라인으로 결합된 전진구동기어(26)에도 회전력이 전달되지 않는다.
이때 차량이 미끄러짐에 따라 메인구동축(16)이 반시계방향으로 회전하고, 메인구동축의 회전에 따라 차동사이드기어(63), 차동피니언기어(62) 및 차동기어케이스(61)도 반시계방향으로 회전한다. 차동기어케이스(61)와 볼트로 체결된 전진구동기어(26)가 반시계방향으로 회전한다.
전진구동기어(26)에 치합된 제2카운터기어(49)는 도 6에서 보는 바와 같이 시계방향으로 회전하게 되고, 제2카운터기어(49)와 일체 형성된 제1카운터기어(48) 역시 시계방향으로 회전하게 된다. 제1카운터기어(48)와 치합된 아이들기어(47)가 반시계방향으로 회전하게 되고, 아이들기어(47)와 치합된 후진구동기어(46)는 시계방향으로 회전하게 된다.
아울러 전진보조클러치부(30)에 유압이 계속 공급되면 피스톤(34)이 이동된 상태로 마찰플레이트(32)와 마찰디스크(33)를 계속 압착시켜 액슬하우징(76)에 보조커플링(35a)이 고정된다. 보조커플링이 고정된 상태에서 후진구동기어는 시계방향으로 회전하려다가 일방향베어링에 의해 고정되고 언덕에서 미끄러지려던 차량은 정지된다.
도 9는 차량의 후진 구동시 본 발명에 따른 트랜스미션의 동력전달상태도이다. 도 9에서 보는 바와 같이 차량이 후진방향으로 구동할 때를 살펴보면 다음과 같다.
엔진의 동력 전달은 차량의 전진시와 동일하게 전달되고, 차량이 후진구동 시에는 유압이 후진클러치부(40)에 공급되고 전진보조클러치부(30)에 차단된다.
후진클러치부(40)에 유압이 공급되면 피스톤(44)이 이동하여 마찰플레이트(42)와 마찰디스크(43)를 압착시켜 후진클러치드럼(41)의 회전력이 후진커플링(45) 에 전달된다. 후진커플링(45)에 일체 형성된 후진구동기어(46)에도 회전력이 전달된다.
후진구동기어(46)는 도 6에서 보는 바와 같이 시계방향으로 회전하고, 아이들기어(47)는 반시계방향으로 회전하며, 제1,2카운터기어(48)는 시계방향으로 회전한다. 제2카운터기어(49)가 시계방향으로 회전하면 전진구동기어(26)는 반시계방향으로 회전한다.
전진구동기어(26)가 반시계방향으로 회전하면 일체 연결된 차동기어케이스(61), 차동피니언기어(62) 및 차동사이드기어(63)도 반시계방향으로 회전하여 차동사이드기어(63)와 스플라인 결합된 메인구동축(16)이 반시계방향으로 회전하면서 차량이 후진한다.
이때 전진보조클러치부(30)에 유압이 차단되면 피스톤(34)이 복귀하여 마찰플레이트(32)와 마찰디스크(33)가 서로 이격되고 액슬하우징(76)에서 보조커플 링(35a)이 자유롭게 된다. 보조커플링이 자유상태에서는 후진구동기어가 시계방향으로 회전하더라도 후진구동기어는 일방향베어링에 의해 저지되지 않고 시계방향으로 회전하여 차량이 후진한다. 본 발명에서 후진커플링과 후진구동기어가 일체 연결되므로 후진커플링이 회전됨은 곧 후진구동기어가 회전됨임은 물론이다.
도 10은 메인구동축(16)에 연결되어 차량을 구동시키는 감속기어조립체(50)의 단면도이다.
여기에서는 감속기어조립체로서 유성기어조립체를 도시하였으나 상기 감속기어조립체가 반드시 유성기어조립체에 한정되는 것은 아니다. 감속을 위해 일반기어감속을 비롯해 다양한 변형이 있을 수 있으며 이러한 단순한 변형은 당업자에게 자명한 것이므로 본 권리의 범주에 있는 것이다.
상기 감속기어조립체(50)는 메인구동축(16)의 동력을 대략 13:1의 비율로 감속하여 차량을 구동시키기 위한 것으로, 메인구동축(16)의 회전은 상기 메인구동축에 스플라인 결합된 제1선기어(51)로 전달된다.
또한 상기 제1선기어(51)는 다수의 제1유성기어(52)와 치합되며 상기 다수의 제1유성기어(52)는 액슬조립체(50)의 하우징에 고정결합된 제1링기어(53)의 내측과 치합되고, 상기 제1유성기어(52)의 중심회전축(55)은 제1캐리어축(54)과 일체로 결합된다.
따라서 제1선기어(51)로 입력된 엔진회전이 다수의 제1유성기어(52)에 의해 1차 감속되어 제1캐리어축(54)을 통해 출력된다.
그리고 상기 제1캐리어축(54)은 제2선기어(51')와 스플라인결합되어 1차감속된 회전을 전달하고 제2선기어(51')는 다수의 제2유성기어(52')와 치합되며 상기 다수의 제2유성기어(52')는 액슬조립체(50)의 하우징에 고정된 제2링기어(53')의 내측과 치합되고, 상기 제2유성기어(52')의 중심회전축(55')은 제2캐리어축(54')과 일체로 결합된다.
즉 제1캐리어축(54)을 통해 제2선기어(51')로 입력된 엔진회전이 다수의 제2유성기어(52')에 의해 2차 감속되며 제2캐리어축(54')을 통해 출력된 최종 회전력에 의해 차량의 휠이 구동된다.
한편 본 실시예에서 상기 제1링기어(53)와 제2링기어(53')는 일체로 제작되어 제1유성기어(52)와 제2유성기어(52')가 치합될 수 있도록 내주면을 형성하였으나 제1링기어(53)와 제2링기어(53')가 각각 별도로 제작되어 볼트로 체결될 수도 있다.
도 11은 구동축(16)과 일체 형성된 선기어(51, 51')가 다수의 유성기어(52, 52')와 링기어(53, 53')에 의해 감속되는 도 10의 B-B' 단면도와 사시도이다.
즉, 다수의 유성기어(52, 52')는 그 중심회전축(55, 55')이 캐리어축(54, 54')과 일체로 형성되어 유성기어의 공전에 따라 휠에 동력을 전달한다.
도 12는 메인구동축(16)의 회전을 제동하는 습식브레이크조립체(70)와 파킹시 메인구동축의 회전을 제동하는 파킹브레이크조립체(80)로 구성된 브레이크조립체의 단면도이다.
상기 습식브레이크조립체(70)는 메인구동축과 스플라인 결합된 브레이크커플 링(71)과 상기 브레이크커플링(71)의 외주면에 결합된 브레이크마찰디스크(73)와 액슬하우징(76)에 고정결합되며 상기 브레이크마찰디스크와 일정간격을 유지한 채 교번되게 설치된 브레이크마찰플레이트(72)와 유압에 의해 상기 브레이크마찰디스크(73)와 브레이크마찰플레이트(72)를 압착시키는 브레이크피스톤(74)과 상기 브레이크피스톤(74)에 복원력을 제공하는 복원스프링(75)으로 이루어진다.
따라서 차량 구동시 메인구동축(16)의 회전에 의해 상기 메인구동축(16)과 스플라인 결합된 브레이크커플링(71)은 상기 메인구동축(16)과 함께 회전하며 상기 브레이크커플링(71)의 외주면에 결합된 브레이크 디스크(73)도 회전하게 된다.
그러나 차량 제동시 브레이크피스톤(74)에 유압이 공급되면 상기 브레이크피스톤(74)이 좌측으로 이동하여 액슬하우징(76)에 고정결합된 브레이크마찰플레이트(72)와 회전하는 브레이크마찰디스크(73)를 압착하여 상기 브레이크마찰디스크(73)의 회전이 제한되어 차량이 정지하게 된다.
또한 상기 파킹브레이크조립체(80)는 상기 브레이크마찰디스크(73)와 브레이크마찰플레이트(72)를 압착시키는 파킹브레이크피스톤(81) 및 상기 파킹브레이크피스톤(81)에 탄성력을 제공하여 지지하는 스프링(82)으로 이루어진다.
한편 차량 이동시에는 상기 파킹브레이크피스톤(81)에 유압이 공급되어 상기 파킹브레이크피스톤(81)가 좌측으로 이동하여 브레이크마찰디스크(73)와 브레이크마찰플레이트(72)를 압착하지 않으며, 파킹시에는 유압이 제거되어 스프링(82)의 탄성력에 의해 브레이크마찰디스크(73)와 브레이크마찰플레이트(72)를 압착하게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 트랜스미션은 클러치부에 전진보조클러치부를 추가 형성하여 오르막 경사로에서 정지시 전진보조클러치부에 유압이 차단되기 이전에 전진보조클러치부에 별도의 유압이 공급되어 오르막 경사로에서 뒤로 밀리지 않을 만큼의 동력을 전진방향으로 전달하고, 재출발시에도 전진클러치부와 전진보조클러치부에 유압이 각각 별도로 공급됨에 따라 변속충격이 현저히 감소될 수 있다.
마찰플레이트와 피스톤 사이에 베어링을 없애면서 전진보조클러치부를 보다 단순한 구조로 구성하여 제작공정을 단순화시키면서 제작단가를 절감시키며 작동과정을 단순화시켜 고장의 우려를 줄일 수 있고, 일방향베어링과 연결되는 보조커플링이 액슬하우징에 고정 또는 자유상태가 되도록 구성하여 언덕에서 차량의 밀림을 보다 확실히 제어할 수 있다.
또한 종래의 브레이크는 주로 드럼브레이크가 사용된 반면, 본 발명은 습식브레이크조립체과 파킹브레이크조립체을 액슬하우징에 장착함으로써 주행중 비정상적으로 엔진이 정지하는 경우에 파킹브레이크가 자동으로 작동되어 차량이 제동됨에 따라 안전성이 크게 신장되며 반영구적으로 사용될 수 있는 브레이크시스템을 제공하고 아울러 파킹시에도 안정성이 보다 확보될 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (3)

  1. 동력차량의 엔진회전축과 연결된 베벨기어부(100)로부터 전달받은 동력을 단속하는 클러치부(200)가 전진클러치부(20)와 후진클러치부(40)로 이루어지고, 상기 전진클러치부(20) 및 후진클러치부(40)는 각각 전진커플링(25)과 후진커플링(45)을 통해 전진구동기어(26)와 후진구동기어(46)에 결합되어 차동기어부(60)와 연결되며, 상기 차동기어부(60)에서 메인구동축(16), 액슬조립체 및 감속기어조립체에 순차적으로 동력이 전달되는 트랜스미션에 있어서,
    상기 클러치부(200)의 액슬하우징(76) 내부 일측에 연결되는 하나 이상의 마찰플레이트(32);
    상기 마찰플레이트 사이사이에 위치되는 하나 이상의 마찰디스크(33);
    상기 마찰디스크 일단에 연결되는 보조커플링(35a);
    상기 보조커플링과 상기 후진커플링 일측의 사이에 위치되는 일방향베어링(36); 및
    상기 마찰플레이트와 상기 마찰디스크의 일측에 위치되는 피스톤(34)을 포함하여 이루어지는 전진보조클러치부(30)가 추가 형성되는 것을 특징으로 하는 오르막 경사로 밀림방지용 단순구조 트랜스미션 내장형 액슬장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감속기어조립체는 상기 메인구동축(16)에 제1선기어(51)가 결합되고 상기 제1선기어(51)는 다수의 제1유성기어(52)와 치합되며 상기 다수의 제1유성기어(52)는 액슬조립체(300)에 고정된 제1링기어(53)와 치합되면서 제1캐리어축(54)과 연결되고 상기 제1캐리어축(54)은 제2선기어(51')와 결합되고 상기 제2선기어(51')는 다수의 제2유성기어(52')와 치합되며 상기 다수의 제2유성기어(52')는 액슬조립체(300)에 고정된 제2링기어(53')와 치합되면서 제2캐리어축(54')과 연결되어 바퀴에 동력이 감속전달되는 것을 특징으로 하는 오르막 경사로 밀림방지용 단순구조 트랜스미션 내장형 액슬장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액슬조립체(300)에는 구동축을 제동하는 습식브레이크조립체(70) 및 파킹브레이크조립체(80)가 구비되며,
    상기 습식브레이크조립체(70)는 메인구동축(16)과 스플라인 결합된 브레이크커플링(71)과 상기 브레이크커플링(71)의 외주면에 결합된 브레이크마찰디스크(73)와 상기 브레이크마찰디스크(73)와 일정간격을 유지한 채 교번되게 설치되며 액슬하우징(76)에 고정결합된 브레이크마찰플레이트(72)와 유압에 의해 상기 브레이크마찰디스크(73)와 브레이크마찰플레이트(72)를 압착시키는 브레이크피스톤(74)과 상기 브레이크피스톤(74)에 복원력을 제공하는 복원스프링(75)으로 이루어지며,
    상기 파킹브레이크조립체(80)는 상기 브레이크마찰디스크(73)와 브레이크마 찰플레이트(72)를 압착시키는 파킹브레이트피스톤(81) 및 상기 파킹브레이크피스톤(81)에 탄성력을 제공하여 지지하는 스프링(82)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 오르막 경사로 밀림방지용 단순구조 트랜스미션 내장형 액슬장치.
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