KR100946208B1 - 더블클러치 변속장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 더블클러치 변속장치에 관한 것으로서, 특히 하나의 변속기에 2개의 클러치를 적용한 더블클러치와 이에 상호 작용하는 변속기의 제1입력축과 제2입력축이 연결되어 기어변속 및 클러치 조작을 홀수단과 짝수단에 번갈아 가며 TCU와 액츄에이터에 의하여 자동적으로 선택되어 변속시퀀스가 이루어질 수 있도록 하기 위한 장치에 관한 것으로, 변속기의 더블클러치 작동에 따라 제1입력축(1) 및 제2입력축(2)이 마련되며, 상기 제1입력축(1) 및 제2입력축(2)이 변속단에 연결되어 기어와 맞물려 회전시킬 수 있게 하는 슬리브(10)와, 상기 슬리브(10)가 원하는 변속방향으로 이동시킬 수 있는 러그부(21)를 포함하는 포크(20)와, 상기 러그부(21)에 작동하여 상기 포크(20)를 주행상태에 따라 적절한 변속단으로 상기 슬리브(10)와 함께 이동시킬 수 있는 핑거(31)가 마련된 컨트롤 샤프트(30)로 이루어진 더블클러치 변속장치에 있어서, 상기 핑거(31)는 돌출 형성되어 상기 컨트롤 샤프트(30)의 축방향을 중심으로 회전하게 하여 변속단을 선택할 수 있으며, 상기 컨트롤 샤프트(30)의 핑거(31) 양측에는 셀렉트부(32)가 구비되어 변속단의 동일 입력축 상에서 상기 컨트롤 샤프트(30)가 축방향으로 이동하게 되는 변속단 셀렉트시 변속의 해제가 가능하도록 하여, 차량의 주행 상태에 따라 변속기 내부에서 변속이 이루어지게 작동되어 변속감을 향상시키는 동시에 차량의 상품성을 증대시킬 수 있도록 하는 것이다.
변속기, 더블클러치, DCT, 슬리브, 러그, 포크, 핑거, 컨트롤 샤프트

Description

더블클러치 변속장치{Double clutch transmission}
본 발명은 더블클러치 변속장치에 관한 것으로서, 특히 하나의 변속기에 2개의 클러치를 적용한 더블클러치와 이에 상호 작용하는 변속기의 제1입력축과 제2입력축이 연결되어 기어변속 및 클러치 조작을 홀수단과 짝수단에 번갈아 가며 TCU와 액츄에이터에 의하여 자동적으로 선택되어 변속시퀀스가 이루어질 수 있도록 하기 위한 더블클러치 변속장치에 관한 발명이다.
변속기는 클러치와 추진축 사이에 설치되어 차량의 주행 상태 변화에 따라서 엔진의 구동력을 적절히 변속시키는 장치로서, 운전자의 조작에 의해 변속기가 조작되도록 하는 변속조작기구가 구비된다.
이때, 수동변속기에서 자동변속기의 변속감을 얻기 위하여 더블클러치변속기(DCT:Double Clutch Transmission)가 장착되는데 상기 더블클러치변속기는 습식타입(Wet type)과 건식타입(Dry type)으로 대분된다.
먼저 습식타입은 자동변속기에서 사용되고 있는 습식다판 클러치와 유사한 구조를 가지는 클러치드럼을 변속기의 입력단측에 위치시켜 엔진의 동력을 변속기의 입력으로 사용할 수 있도록 동력을 전달하거나 차단하는 역할을 하게 된다.
반면에 건식타입은 변속기의 클러치와 유사한 구조에 유효 반경이 큰 외측클러치와 반경이 작은 내측클러치 2개를 평행하게 배치하여 1,3,5속(홀수단) 구동시에는 외측클러치를 직결시키고, 2,4,6속(짝수단) 구동시에는 내측클러치를 직결시켜 엔진의 동력을 변속기의 입력으로 사용할 수 있도록 동력을 전달하거나 차단하는 역할을 하게 된다.
도 1 내지 도 3의 종래의 더블클러치 변속장치에 관한 것으로, 도 1 및 도 2는 종래의 더블클러치 변속장치를 도시하는 도이며, 도 3은 종래의 더블클러치 변속장치의 실시예를 도시하는 도이다.
종래의 더블클러치 변속장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 변속기의 더블클러치 작동에 따라 제1입력축(1) 및 제2입력축(2)이 마련되며, 상기 제1입력축(1) 및 제2입력축(2)이 변속단에 연결되어 기어와 맞물려 회전시킬 수 있게 하는 슬리브(10)와, 상기 슬리브(10)가 원하는 변속방향으로 이동시킬 수 있는 러그부(21)를 포함하는 포크(20)와, 상기 러그부(21)에 작동하여 상기 포크(20)를 주행상태에 따라 적절한 변속단으로 상기 슬리브(10)와 함께 이동시킬 수 있는 핑거(31)가 마련된 컨트롤 샤프트(30)로 이루어진다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1입력축(1)에는 1,3,5단의 홀수기어가 인풋기어(미도시)를 통해 연결되며, 제2입력축(2)에는 2,4,6단의 짝수기어 및 후진 기어가 연결된다.
슬리브(10)는 제1입력축(1) 및 제2입력축(2)과 연결된 기어와 맞물려 회전할 수 있도록 마련되며, 포크(20)는 운전자가 변속조작시 원하는 변속단이 위치하는 방향으로 상기 슬리브(10)를 이동시킬 수 있도록 러그부(21)를 포함하게 된다.
그 결과, 컨트롤 샤프트(30)는 러그부(21)를 작동하여 최종적으로 포크(20)를 주행상태에 따라 적절한 변속단으로 슬리브(10)와 함께 이동시켜 변속이 이루어질 수 있도록 한다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 운전자가 기어를 변속하게 되면 컨트롤 샤프트(30)가 시계방향 또는 시계반대방향으로 회전하게 되는데, 상기 컨트롤 샤프트(30)가 회전하게 될 때 상기 컨트롤 샤프트(30) 중단에 마련된 핑거(31)가 일체로 회전하게 되면서 러그부(21)를 움직여 운전자가 원하는 변속단으로 이동시키게 된다.
이때, 현재 진행중인 동작이나 상태가 끝날 때까지 다음 동작이나 상태로 전환되지 않도록 하는 인터락 기능을 수행하기 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이 러그부(21)를 형성하도록 하며, 컨트롤 샤프트(30)의 핑거(31) 좌우측에는 핑거암이 돌출 형성되어 입력축의 기어가 변속하게 될 때 기존에 변속된 기어단을 중립으로 복원시켜 주도록 한다.
그러나 종래의 더블클러치 변속장치는 컨트롤 샤프트에 마련된 핑거가 러그부를 포함한 포크를 이동시켜 하나의 변속단을 선택하게 되며, 그 후 또다른 변속단을 선택하고자 할 때는 컨트롤 샤프트가 축방향을 중심으로 회전하여 기존에 선 택된 변속단을 중립으로 복원하여 변속을 해제시키고 난 뒤에 운전자가 원하는 변속단을 선택할 수 있게 되어 변속감을 저하시키거나 사용자의 편의성을 저감시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 변속기의 더블클러치 변속장치에 관한 것으로서, 특히 하나의 변속기에 2개의 클러치를 적용한 더블클러치와 이에 상호 작용하는 변속기의 제1입력축과 제2입력축이 연결되어 기어변속 및 클러치 조작을 홀수단과 짝수단에 번갈아 가며 TCU와 액츄에이터에 의하여 자동적으로 선택되어 변속시퀀스가 이루어져 차량 운행시 변속감을 향상시킬 수 있도록 하기 위한 것을 목적으로 한다.
이러한 본 발명은 변속기의 더블클러치 작동에 따라 제1입력축 및 제2입력축이 마련되며, 상기 제1입력축 및 제2입력축이 변속단에 연결되어 기어와 맞물려 회전시킬 수 있게 하는 슬리브와, 상기 슬리브가 원하는 변속방향으로 이동시킬 수 있는 러그부를 포함하는 포크와, 상기 러그부에 작동하여 상기 포크를 주행상태에 따라 적절한 변속단으로 상기 슬리브와 함께 이동시킬 수 있는 핑거가 마련된 컨트롤 샤프트로 이루어진 더블클러치 변속장치에 있어서, 상기 핑거는 돌출 형성되어 상기 컨트롤 샤프트의 축방향을 중심으로 회전하게 하여 변속단을 선택할 수 있으 며, 상기 컨트롤 샤프트의 핑거 양측에는 셀렉트부가 구비되어 변속단의 동일 입력축 상에서 상기 컨트롤 샤프트가 축방향으로 이동하게 되는 변속단 셀렉트시 변속의 해제가 가능하도록 함으로써 달성된다.
이상과 같은 본 발명은 제1변속작동은 하나의 입력축을 사용하여 선택되고 제2변속작동은 기존에 선택된 입력축의 변속단을 해제하지 않은 상태에서 남은 다른 하나의 입력축을 사용하여 변속이 가능하도록 함으로써, 차량의 주행 상태에 따라 변속기 내부에서 변속이 이루어지게 작동되어 변속감을 향상시키는 동시에 차량의 상품성을 증대시키는데 효과가 있는 발명인 것이다.
도 4 내지 도 11은 본 발명의 변속기의 더블클러치 변속장치에 관한 것으로, 도 4는 본 발명의 더블클러치 변속장치를 도시하는 도이며, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 더블클러치 변속장치의 요부를 도시하는 도이다.
또한, 도 8은 본 발명의 더블클러치 변속장치의 컨트롤 샤프트를 도시하는 도이며, 도 9 및 도 10은 본 발명의 더블클러치 변속장치의 실시예를 도시하는 도이고, 도 11은 본 발명의 더블클러치 변속장치의 변속단계를 도시하는 도이다.
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 변속기의 더블클러치 변속장치는 도 4 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 변속기의 더블클러치 작동에 따라 제1입력축(1) 및 제2입력축(2)이 마련되며, 상기 제1입력축(1) 및 제2입력축(2)이 변속단에 연결되어 기어와 맞물려 회전시킬 수 있게 하는 슬리브(10)와, 상기 슬리브(10)가 원하는 변속방향으로 이동시킬 수 있는 러그부(21)를 포함하는 포크(20)와, 상기 러그부(21)에 작동하여 상기 포크(20)를 주행상태에 따라 적절한 변속단으로 상기 슬리브(10)와 함께 이동시킬 수 있는 핑거(31)가 마련된 컨트롤 샤프트(30)로 이루어진 더블클러치 변속장치에 있어서, 상기 핑거(31)는 돌출 형성되어 상기 컨트롤 샤프트(30)의 축방향을 중심으로 회전하게 하여 변속단을 선택할 수 있으며, 상기 컨트롤 샤프트(30)의 핑거(31) 양측에는 셀렉트부(32)가 구비되어 변속단의 동일 입력축 상에서 상기 컨트롤 샤프트(30)가 축방향으로 이동하게 되는 변속단 셀렉트시 변속의 해제가 가능하도록 함으로써, 차량의 주행 상태에 따라 변속기 내부에서 변속이 이루어지게 작동되어 변속감을 향상시키는 동시에 차량의 상품성을 증대시키게 되는 것을 그 기술상의 기본 특징으로 한다.
이하 본 발명의 변속기의 더블클러치 변속장치에 대한 각 구성요소를 첨부한 도면을 참조하여 하나씩 살펴보면 다음과 같다.
우선 본 발명은 더블클러치 작동에 따라 마련되는 제1입력축(1) 및 제2입력축(2)이 기어와 맞물릴 수 있게 하는 슬리브(10)와, 상기 슬리브(10)를 이동시킬 수 있는 러그부(21)를 포함하는 포크(20)와, 주행상태에 따라 적절한 변속단으로 상기 슬리브(10)와 함께 이동시킬 수 있는 핑거(31)가 마련되며 상기 핑거(31) 양측에 셀렉트부(32)가 구비된 컨트롤 샤프트(30)로 이루어진다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 슬리브(10)는 변속기 내부에 마련되는 더블클러치의 작동에 따라 제1입력축(1) 및 제2입력축(2)이 마련되며, 상기 제1입력축(1) 및 제2입력축(2)이 변속단에 연결되어 기어와 맞물려 회전시킬 수 있게 한다.
이때, 제1입력축(1)에는 1,3,5단의 홀수기어가 인풋기어를 통해 연결되며, 제2입력축(2)에는 2,4,6단의 짝수기어 및 후진기어가 연결된다.
러그부(21)를 포함한 포크(20)는 운전자가 변속조작시 원하는 변속단이 위치하는 방향으로 슬리브(10)를 이동시킬 수 있도록 한다.
컨트롤 샤프트(30)는 러그부(21)를 작동하여 최종적으로 포크(20)를 주행상태에 따라 적절한 변속단으로 슬리브(10)와 함께 이동시켜 변속이 이루어질 수 있도록 하며, 이때 상기 컨트롤 샤프트(30)의 중단에는 핑거(31)가 마련되어 상기 러그부(21)를 포함한 포크(20)의 이동이 가능하도록 한다.
이때, 도 7에 도시된 바와 같이, 핑거(31)는 컨트롤 샤프트(30)의 축방향을 중심으로 시계방향 또는 시계반대방향으로 회전하여 원하는 변속단을 선택할 수 있으며, 상기 컨트롤 샤프트(30)의 핑거(31) 양측에는 셀렉트부(32)가 구비되어 변속단의 동일 입력축 상에서 변속 해제와 선택이 가능하게 한다.
또한, 컨트롤 샤프트(30)의 셀렉트부(32)는 타원형의 형상을 취하여 변속단의 해제가 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 회전수단(33)은 컨트롤 샤프트에 마련된 셀렉트부(32)의 외주면에 마련되어, 상기 컨트롤 샤프트(30)가 축방향으로 이동하게 될 때 회전이 가능하도록 하는 것이 바람직하며, 그 결과 동일한 입력축 상에서 기존에 선택된 변속단에서 다른 변속단으로 변속시키고자 할 때는 상기 컨트롤 샤프트(30)가 도면상 좌우방향에 해당하는 셀렉트 방향으로 이동하게 되는데 이때 상기 컨트롤 샤프트(30)에 마련된 회전수단(33) 포함하는 셀렉트부(32)가 먼저 변속된 러그부(21)를 밀면서 중립으로 복원시키게 되는 것으로 즉, 동일 입력축 상에서는 기 변속된 변속단을 중립으로 복원하여 해제시킴과 동시에 다른 단으로 변속이 이루어질 수 있도록 하는 것이다.
또한, 도 9 및 도 11에 도시된 바와 같이, 컨트롤 샤프트(30)에 마련된 회전수단(33)을 포함하는 셀렉트부(32)와 맞닿게 되는 변속단의 러그부(21) 일측에는 면취(22)가 형성되도록 하여 상기 회전수단(33)이 상기 러그부(21)에 자연스럽게 접촉할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이처럼 본 발명은 1,3,5단이 제1입력축(1)에 연결되고, 2,4,6,R단은 제2입력축(2)에 연결되도록 함으로써 먼저 선택된 변속단을 해제하지 않은 상태에서 상기 제1입력축(1) 및 제2입력축(2) 각각 하나씩 원하는 변속단을 동시에 연결시킬 수 있게 된다.
한편, 일례로 동일한 입력축 상에서 2개의 변속단이 동시에 선택되는 현상을 방지하기 위해서는 제1입력축(1)에 걸려있는 3단과 제2입력축(2)에 걸려있는 4단이 변속된 상태에서 상기 제1입력축(1)에 걸려있는 5단으로 변속시키기 위해서는 상기 제1입력축(1)에 이미 걸려있던 3단을 미리 중립으로 복원하여 해제시켜야만 한다.
이러한 변속조작이 가능하도록 하는 것은 핑거(31)와 셀렉트부(32)가 마련된 컨트롤 샤프트(30)에 의한 것이며, 상기 컨트롤 샤프트(30)는 상호 다른 입력축에 구속된 변속단을 동시에 선택할 수 있을 뿐만 아니라 동일 입력축에 구속된 변속단을 선택할 때에는 동일 입력축 상에 있는 변속단을 해제시키고 다른 변속단을 선택하여 변속이 이루어지도록 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 변속기의 더블클러치 작동에 따라 마련되는 제1입력축(1) 및 제2입력축(2)이 기어와 맞물릴 수 있게 하는 슬리브(10)와, 상기 슬리브(10)를 이동시킬 수 있는 러그부(21)를 포함하는 포크(20)와, 주행상태에 따라 적절한 변속단으로 상기 슬리브(10)와 함께 이동시킬 수 있는 핑거(31)가 마련되며 상기 핑거(31) 양측에 셀렉트부(32)가 구비된 컨트롤 샤프트(30)로 이루어져, 2개의 클러치와 상호 작용하는 제1입력축(1)과 제2입력축(2)을 갖춘 변속기를 통해 자동적으로 변속 시퀀스가 이루어지도록 한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 더블클러치에 각각 연결되어 있는 제1입력축(1) 및 제2입력축(2)에 물려있는 변속단을 컨트롤 샤프트(30) 중단에 마련된 핑거(31)가 선택하는 구조이며, 상기 핑거(31)가 시계방향 또는 시계반대방향으로 회전하여 운전자가 원하는 변속단으로 러그부(21)를 이동시키게 한 뒤에는 상기 핑거(31)만 다시 원래 상태로 회전하여 위치하게 된다.
즉, 이미 변속된 러그부(21)를 해제시키기 않은 상태에서 핑거(31)는 운전자가 원하는 다른 변속단 위치로 셀렉트 이동을 하게 되어 변속을 준비하게 되는 것으로, 종래에는 하나의 변속단만 선택하여 변속할 수 있었지만 본 발명은 2개의 클러치를 사용하기 때문에 기존에 변속된 변속단을 해제시키지 않은 상태에서 운전자 차량의 운행정보에 따라 사전에 예측 가능한 변속단을 미리 선택할 수 있다.
한편, 도 10에 도시된 바와 같이, 퀵다운시에는 입력축 상에 5단과 3단이 있을 경우, 차량이 5단 주행상태에서 변속기는 5단과 4단이 연결되어 있을 때는 5단에서 3단으로 변속할 때 반드시 5단을 해제시키고 3단을 변속시켜 주어야 하는데 이러한 경우를 위하여 컨트롤 샤프트(30)의 핑거(31)를 중심으로 양측에 셀렉트부(32)를 위치하도록 하여 3단으로 이동하기 이전에 설렉트 과정중에 상기 셀렉트부(32)가 5단 러그부(21)를 중립으로 복원시켜 주는 역학을 수행하게 하며, 또한 상기 셀렉트부(32)는 동일한 입력축에 존재하는 하나의 변속 러그부(21)와 맞닿아 있게 되어 동일 입력단에 물려있는 변속단 2개가 이중으로 들어가게 되는 것을 방지하게 한다.
도 11은 더블클러치 변속장치의 변속단계를 도시하는 것으로, 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 변속을 위해 핑거(31)와 셀렉트부(32)가 마련된 컨트롤 샤프트(30)가 일측방향으로 이동하게 되며, 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 컨트롤 샤프트(30)가 셀렉트 이동하게 될 때 상기 컨트롤 샤프트(30)의 회전수단(33)을 포함하는 셀렉트부(32)와 맞닿게 되는 러그부(21) 내측에 면취(22)가 형성되도록 하여 상기 회전수단(33)이 자연스럽게 접촉하면서 상기 러그부(21)를 중립으로 복원 하여 해제시키도록 한다.
또한, 도 11의 (c)에 도시된 바와 같이, 러그부(21)와 컨트롤 샤프트(30)의 회전수단(33)을 포함하는 셀렉트부(32)가 맞닿아 동일 입력축에 물려 있는 변속단이 이중으로 선택되는 것을 방지하게 되며, 상기 컨트롤 샤프트(30)에 마련된 핑거(31)는 동일 입력축상의 다른 변속단 위치로 이동하게 되어 도 11의 (d)에 도시된 바와 같이, 상기 컨트롤 샤프트(30)의 핑거(31)를 회전시켜 동일 입력축에 물려있는 변속단을 선택하여 변속이 이루어지도록 하는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 변속기의 더블클러치 변속장치는 더블클러치 작동에 따라 마련되는 제1입력축 및 제2입력축이 기어와 맞물릴 수 있게 하는 슬리브와, 상기 슬리브를 이동시킬 수 있는 러그부를 포함하는 포크와, 주행상태에 따라 적절한 변속단으로 상기 슬리브와 함께 이동시킬 수 있는 핑거가 마련되며 상기 핑거 양측에 셀렉트부가 구비된 컨트롤 샤프트로 이루어져, 제1변속작동은 하나의 입력축을 사용하여 선택되고 제2변속작동은 기존에 선택된 입력축의 변속단을 해제하지 않은 상태에서 남은 다른 하나의 입력축을 사용하여 변속이 가능하도록 함으로써, 차량의 주행 상태에 따라 변속기 내부에서 변속이 이루어지게 작동되어 변속감을 향상시키는 동시에 차량의 상품성을 증대시키는데 탁월한 이점을 가진 발명인 것이다.
도 1 및 도 2는 종래의 더블클러치 변속장치를 도시하는 도,
도 3은 종래의 더블클러치 변속장치의 실시예를 도시하는 도,
도 4는 본 발명의 더블클러치 변속장치를 도시하는 도,
도 5 내지 도 7은 본 발명의 더블클러치 변속장치의 요부를 도시하는 도,
도 8은 본 발명의 더블클러치 변속장치의 컨트롤 샤프트를 도시하는 도,
도 9 및 도 10은 본 발명의 더블클러치 변속장치의 실시예를 도시하는 도,
도 11은 본 발명의 더블클러치 변속장치의 변속단계를 도시하는 도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 제1입력축 2 : 제2입력축
10 : 슬리브 20 : 포크
21 : 러그부 30 : 컨트롤 샤프트
31 : 핑거 32 : 셀렉트부

Claims (4)

  1. 변속기의 더블클러치 작동에 따라 제1입력축 및 제2입력축이 마련되며, 상기 제1입력축 및 제2입력축이 변속단에 연결되어 기어와 맞물려 회전시킬 수 있게 하는 슬리브와, 상기 슬리브가 원하는 변속방향으로 이동시킬 수 있는 러그부를 포함하는 포크와, 상기 러그부에 작동하여 상기 포크를 주행상태에 따라 적절한 변속단으로 상기 슬리브와 함께 이동시킬 수 있는 핑거가 마련된 컨트롤 샤프트로 이루어진 더블클러치 변속장치에 있어서,
    상기 핑거는 돌출 형성되어 상기 컨트롤 샤프트의 축방향을 중심으로 회전하게 하여 변속단을 선택할 수 있으며, 상기 컨트롤 샤프트의 핑거 양측에는 셀렉트부가 구비되어 변속단의 동일 입력축 상에서 상기 컨트롤 샤프트가 축방향으로 이동하게 되는 변속단 셀렉트시 변속의 해제가 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 더블클러치 변속장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 컨트롤 샤프트의 셀렉트부는 타원형의 형상을 취하여 변속단의 해제를 원활하게 하는 것을 특징으로 하는 더블클러치 변속장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 컨트롤 샤프트의 셀렉트부와 맞닿는 변속단의 러그부 일측에는 면취가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 더블클러치 변속장치.
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