KR101163865B1 - 더블 클러치 변속기용 기어변속장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 더블 클러치 변속기인 DCT(Double Clutch Transmission)의 기어변속장치가 축중심이 서로간에 편심(a-b, Offset)된 상태를 갖고, 러그 움직임을 위한 적어도 2개의 핑거를 각각 갖는 셀렉트기구(2)와 시프트기구(5)로 이루어지고, 변속기어를 조작하는 포크의 1-3/5-7/2-4/6-R러그(11,12,13,14)를 가 180도 영역내에서 서로 균등한 간격을 갖고 모여 배열시켜 변속기내부의 좁은 공간에 대한 장착성을 향상하고, 회전만 이루어지는 셀렉트기구(2)와 달리 시프트기구(5)가 회전과 더불어 축방향이동됨으로써, 특정 변속단 주행중 프리셀렉트(Pre-select)된 상태에서 스킵(Skip)변속을 용이하게 구현할 수 있는 특징을 갖는다.

Description

더블 클러치 변속기용 기어변속장치{Gear Shift device for Double Clutch Transmission}

본 발명은 더블 클러치 변속기에 관한 것으로, 특히 셀렉트기구(Select device)의 내부에 위치한 시프트기구(Shift device)를 셀렉트 기구의 중심과 일치하지 않도록 하고, 순차 변속이외에 스킵(Skip)변속을 구현할 수 있는 더블 클러치 변속기용 기어변속장치에 관한 것이다.

일반적으로 더블 클러치 변속기인 DCT(Double Clutch Transmission)는 자동화 수동변속기인 AMT(Auto Manual Transmission)의 2세대에 해당되는 것으로, 수동변속기의 입력축을 분리해 2개의 클러치를 사용하고, 클러치/기어 액추에이터를 장착한 자동화 수동변속기인 AMT(Auto Manual Transmission)타입이다.

상기와 같은 DTC는 습식다판 클러치에 유사한 구조인 습식타입(Wet type)과 클러치에 유사한 구조인 건식타입(Dry type)으로 분류되며, 변속 구현을 위한 기어변속장치를 구비한다.

상기 기어변속장치는 변속단 선택과 중립 및 복원에 따른 변속감과 사용자 편의성을 제공하며, 그 한 예로서 축방향으로 고정되어 회전 가능한 셀렉트기구와, 축방향으로 이동 가능하지만 회전은 셀렉트 기구의 회전으로 이루어지는 시프트기구로 구성하고, 셀렉트기구와 시프트기구의 중심을 서로 일치시킨 구조를 갖는 방식이 있다.

상기와 같은 셀렉트기구와 시프트기구를 컨트롤기구라 칭하며, 통상 변속시 변속단에 따라 구비된 러그를 움직임으로서 변속단 기어를 맞물리는 시프트포크가 조작된다.

상기와 같이 기어변속장치는 짝수변속단과 홀수변속단에 맞춰 구비된 러그(Lug)들중 변속시 선택된 변속단에 해당되는 러그를 움직여야 하므로, 셀렉트기구와 시프트기구에 대한 러그 배치는 변속성능과 효율에 영향을 줄 수밖에 없다.

일례로, 1-3, 2-4, 5-7, 6-R 변속기에 적용된 기어변속장치가 서로의 중심을 일치시킨 셀렉트기구와 시프트기구를 갖고, 3개의 셀렉트핑거와 4개의 러그를 갖춘 경우, 러그 배치는 짝수변속단쪽 러그는 180도 간격으로 홀수변속단쪽 러그는 60도 간격으로 배열하며, 셀렉트기구와 시프트기구의 축중심에 대해 짝수변속단쪽과 홀수변속단쪽 러그의 간격은 한쪽은 30도로 다른 한쪽은 90도로 배열되는 구조를 갖게 된다.

하지만, 상기와 같이 4개를 쌍으로 하고, 짝수변속단쪽과 홀수변속단쪽 간격이 30도와 90도로 균등하지 않은 배열을 갖는 러그는 기어변속장치를 변속기 내부의 좁은 공간에 설치할 때, 설치공간구조로부터 많은 제약조건을 발생시켜 낮은 장착성을 제공한다.

특히, 상기와 같은 구조를 가짐으로써, 변속시 순차 변속만이 가능할 뿐 스킵(Skip)변속이 - 일례로, 4단 주행중 5단 프리셀렉트(Pre-select)되어 있는 경우에 1단으로 변속하고자 할 때 바로 1단 변속을 구현하는 기능- 불가능한 제약을 갖을 수밖에 없다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 셀렉트기구와 시프트기구가 서로간에 축중심을 불일치시킨 상태에서 모두 회전가능하고, 시프트기구에 축방향이동성을 부여함으로써, 변속기의 내부설치공간에 대한 제약을 낮추고 변속시 순차변속과 더불어 프리셀렉트(Pre-Select)된 상태에서 스킵(Skip)변속을 구현할 수 있는 더블 클러치 변속기용 기어변속장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 2개의 클러치에 각각 연결된 2개의 입력축과 기어비가 다른 기어들과 슬리브들로 구성된 2개의출력축을 갖추고, 각각의 슬리브에는 러그를 갖춘 포크가 연결된 더블 클러치 변속기용 기어변속장치에 있어서,

컨트롤샤프트에 결합된 상태에서 서로 축중심이 일치하지 않는 편심(Offset)된 셀렉트기구와 시프트기구를 포함하고, 상기 셀렉트기구는 상기 컨트롤샤프트에 대해 회전되고, 상기 시프트기구는 상기 컨트롤샤프트에 대해 회전과 축방향으로 이동되는 것을 특징으로 한다.

상기 시프트기구는 상기 컨트롤샤프트에 축중심이 일치하고, 상기 셀렉트기구는 상기 시프트기구의 축중심에 대해 편심된다.

상기 셀렉트기구는 상기 시프트기구를 삽입하는 축홀을 갖는 셀렉트드럼의 중심에 대해 대향되는 양쪽으로 셀렉트핑거를 각각 형성하고, 상기 시프트기구는 상기 컨트롤샤프트에 일치하는 축중심을 갖는 시프트드럼의 중심에 대해 대향되는 양쪽으로 시프트핑거를 각각 형성한다.

상기 셀렉트핑거와 상기 시프트핑거는 상기 컨트롤샤프트의 조립상태에서 서로 직교하고, 상기 시프트핑거는 상기 셀렉트드럼에서 한쪽끝이 틔여지고 길이방향을 따라 형성된 개구슬롯으로 위치된다.

상기 셀렉트기구를 통해 회전된 상기 셀렉트핑거는 변속하고자 하는 단과 같은 입력축에 있는 러그를 중립으로 이동시켜 움직이지 않게 구속하고, 상기 셀렉트기구를 통해 회전된 상기 시프트기구의 상기 시프트핑거는 변속하고자 하는 단의 러그의 위치로 회전되고, 축방향이동으로 해당 러그를 밀어 변속을 구현한다.

이러한 본 발명에 의하면, 회전가능하면서 서로간 불일치된 축중심을 갖는 셀렉트기구와 시프트기구로 이루어지고, 축방향이동성을 시프트기구에 부여해 변속기의 내부설치공간에 대한 제약을 낮추면서, 변속시 프리셀렉트된 상태에서 스킵(Skip)변속도 구현하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 더블 클러치 변속기용 기어변속장치의 구성도이고, 도 2(가),(나)는 본 발명에 따른 기어변속장치를 구성하는 셀렉트기구와 시프트기구의 세부구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 기어변속장치의 사시도이고, 도 4(가),(나)는 본 발명에 따른 기어변속장치를 통한 5단 주행시 4-6단 프리셀렉트(Pre-Select)되고, 6단 변속이 이루어지는 스킵(Skip)변속과정을 나타낸다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 더블 클러치 변속기용 기어변속장치의 구성도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 기어변속장치는 컨트롤샤프트(1)에 결합된 셀렉트기구(2)와 시프트기구(5)를 갖추며, 상기 셀렉트기구(2)와 시프트기구(5)쪽으로는 변속단기어를 조작하는 포크유닛(20)과 결합된 러그유닛(10)이 위치됨으로써, 선택된 변속단으로 변속이 이루어진다.

본 실시예에선 상기 컨트롤샤프트(1)를 중심으로 할때 시프트기구(5)는 일치하는 축중심(a)을 갖지만, 셀렉트기구(2)는 편심(Offset)된 축중심(b)을 가짐으로써, 러그유닛(10)은 각 변속단에 따른 러그들간 상대적인 이격정도를 줄여 보다 콤팩트(Compact)한 배열을 형성할 수 있다.

상기 러그유닛(10)은 홀수변속단 러그와 짝수변속단 러그가 컨트롤샤프트(1)의 중심에 대해 180도 영역내로 배열된다.

일례로, 서로 인접된 1-3러그(11)와 2-4러그(13)에서 1-3러그(11)를 기준으로 할 때 인접된 2-4러그(13)는 90도 영역내 동일 사분면에 위치되고, 서로 인접된 5-7러그(12)와 6-R러그(14)에서 5-7러그(12)를 기준으로 할 때 인접된 6-R러그(14)는 90도 영역내 동일 사분면에 위치된다.

즉, 컨트롤샤프트(1)의 축중심을 90도 간격으로 사분면 구획할 때, 홀수변속단 1-3러그(11)와 짝수변속단 2-4러그(13)가 동일한 사분면(90도 영역)에 배열되고, 또 다른 홀수변속단 5-7러그(12)와 짝수변속단 6-R러그(14)도 인접한 위치에서 동일한 사분면(90도 영역)에 배열된다.

이로 인해, 홀수변속단 1-3러그(11)가 짝수변속단 2-4러그(13)에 대해 갖는 간격과 또 다른 홀수변속단 5-7러그(12)가 짝수변속단 6-R러그(14)에 대해 갖는 간격이 서로 균등하고, 180도 영역내로 모두 모아짐으로써, 러그유닛(10)을 보다 콤팩트(Compact)한 구조로 만들 수 있어 변속기내부의 좁은 공간에 대한 장착성을 높여준다.

상기 포크유닛(20)은 변속단에 맞춰 변속기어를 움직이기 위한 것으로 1-3러그(11)를 갖는 1-3포크(21)와, 2-4러그(13)를 갖는 5-7포크(22), 5-7러그(12)를 갖는 2-4포크(23) 및 6-R러그(14)를 갖는 6-R포크(24)로 구성된다.

이러한 포크수량과 배열은 1-3, 2-4, 5-7, 6-R 변속기에 적용되는 구성이다.

도 2(가)와 (나)는 본 실시예에 따른 셀렉트기구와 시프트기구의 세부구성도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 셀렉트기구(2)는 컨트롤샤프트(1)의 축중심에 대해 편심(Offset)된 축중심(b)을 갖는 셀렉트드럼(3)과, 상기 셀렉트드럼(3)의 중심에 대해 대향되는 양쪽으로 각각 형성된 셀렉트핑거(4)로 이루어진다.

상기 셀렉트드럼(3)에는 한쪽끝이 틔여지고 180도 위치로 2곳에 형성된 개구슬롯(3a)이 길이방향을 따라 형성되고, 상기 셀렉트핑거(4)는 상기 개구슬롯(3a)에 대해 180도 회전된 위치를 갖고 2곳에 형성된다.

상기 셀렉트핑거(4)는 셀렉트드럼(3)의 중심에 대해 부채꼴단면형상을 이루도록 돌출된 형상으로 이루어진다.

상기 시프트기구(5)는 컨트롤샤프트(1)에 일치하는 축중심(a)을 갖는 시프트드럼(6)을 갖추고, 상기 시프트드럼(6)에는 180도 위치에 각각 시프트핑거(7)가 형성되며, 상기 시프트핑거(7)는 셀렉트기구(2)를 이루는 셀렉트드럼(3)의 개구슬롯(3a)으로 빠져나와 러그유닛(10)쪽으로 위치된다.

상기 시프트기구(5)는 컨트롤샤프트(1)를 따라 전후로 이동하고 회전해 변속단에 맞는 러그를 움직이도록, 도 2(나)의 A-A단면 도시와 같이 컨트롤샤프트(1)에 결합된 별도 부재를 이용해 조립된다.

본 실시예에선 컨트롤샤프트(1)에 일치하는 축중심(a)을 갖는 시프트기구(5)에 대해 셀렉트기구(2)가 편심(Offset)된 축중심(a)을 가지므로, 도 2(나)의 D-D단면 도시와 같이 상기 셀렉트기구(2)와 시프트기구(5)는 축중심간 편심량(a-b)만큼 한쪽 부위로 부분 접촉된 상태를 형성한다.

즉, 상기 시프트기구(5)가 셀렉트기구(2의 안쪽으로 결합되면, 상기 셀렉트드럼(3)은 시프트드럼(6)에 대해 밀착된 접촉부위(Ka)를 180도 미만으로 밀착되지 않고 떨어진 비접촉부위(Kb)를 180도 이상으로 형성한다.

본 실시예에서 셀렉트기구(2)는 회전만 하는 반면, 시프트기구(5)는 셀렉트기구(2)의 회전을 통해 회전하고 또한 축방향이동을 구현한다.

또한, 상기 셀렉트기구(2)의 셀렉트핑거(4)와 상기 시프트기구(5)의 시프트핑거(7)는 각각 최소한 2개를 한쌍으로 갖추는데, 이는 변속하고자 하는 단의 러그에 1개의 시프트핑거(7)가 위치하면, 1개의 셀렉트핑거(4)는 변속하고자 하는 단과 동일한 입력축과 연결된 단쪽에서 또 다른 러그에 위치해 주어야하기 때문이다.

도 3은 본 실시예에 따른 기어변속장치의 사시도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 1-3, 2-4, 5-7, 6-R 변속기에 적용된 1-3포크(21)와 5-7포크(22), 2-4포크(23) 및 6-R포크(24)로 각각 1-3러그(11)와 2-4러그(13), 5-7러그(12) 및 6-R러그(14)가 결합되고, 상기 1-3러그(11)와 2-4러그(13), 5-7러그(12) 및 6-R러그(14)쪽으로 셀렉트기구(2)와 시프트기구(5)가 위치된다.

상기 셀렉트기구(2)는 한쪽 셀렉트핑거(4)만이 1-3러그(11)와 2-4러그(13), 5-7러그(12) 및 6-R러그(14)쪽으로 위치되지만, 상기 시프트기구(5)는 한쪽 시프트핑거(7)가 1-3러그(11)와 2-4러그(13)쪽으로 위치되고, 반대쪽 시프트핑거(7)가 5-7러그(12)와 6-R러그(14)쪽으로 위치된다.

이러한 배열구조에선 셀렉트기구(2)와 시프트기구(5)의 축중심이 서로간에 편심(a-b, Offset)된 상태를 갖고, 홀수변속단 1-3/5-7러그(11,12)와 짝수변속단 2-4/6-R러그(13,14)가 컨트롤샤프트(1)의 중심에 대해 180도 영역내에서 서로 균등한 간격을 갖고 모여 배열됨으로써, 러그유닛(10)을 보다 콤팩트(Compact)한 구조로 만들 수 있어 변속기내부의 좁은 공간에 대한 장착성을 높여준다.

본 실시예에 따른 기어변속장치는 변속이 이루어지면, 변속하고자 하는 단의 러그에 시프트기구(5)의 양쪽 시프트핑거(7)중 한쪽의 시프트핑거(7)가 위치하면, 셀렉트기구(2)의 양쪽 셀렉트핑거(4)중 한쪽의 셀렉트핑거(4)는 변속하고자 하는 단과 동일한 입력축과 연결된 단쪽에서 또 다른 러그에 위치된다.

상기와 같은 위치관계를 나타낸 도 3과 같이, 시프트기구(5)의 한쪽 시프트핑거(7)가 6-R러그(14)에 위치되면, 셀렉트기구(2)의 한쪽 셀렉트핑거(4)는 변속하고자 하는 단과 동일한 입력축과 연결된 단쪽에서 또 다른 러그인 5-7러그(12)에 위치된다.

이는, 상기 셀렉트기구(2)의 회전으로 셀렉트핑거(4)도 함께 회전해 변속하고자 하는 6-R러그(14)와 동일축에 위치된 또 다른 러그인 5-7러그(12)를 중립이동시켜 움직이지 않게 하고, 이와 동시에 상기 셀렉트기구(2)의 회전으로 시프트기구(5)도 함께 회전해 한쪽 시프트핑거(7)가 변속하고자 하는 단의 러그인 6-R러그(14)에 위치됨으로써 이루어진다.

이러한 작동은 변속하고자 하는 단과 다른 입력축의 러그들은 건드리지 않는 상태에서 구현된다.

이어, 상기 시프트기구(5)는 6-R러그(14)에 위치된 시프트핑거(7)를 컨트롤샤프트(1)의 축방향으로 움직여 6-R러그(14)를 밀어 선택된 변속이 완료되며, 이러한 변속은 순차 변속 구현으로서 각 변속단에 대해 동일한 과정을 거쳐 이루어진다.

도 4(가),(나)는 5단 주행중 본 발명에 따른 기어변속장치를 통한 4-6단 프리셀렉트(Pre-Select) 후 6단 스킵(Skip)변속작용을 나타낸다.

도시된 바와 같이 도 4(가)는 중립상태이고, 도 4(나)는 5단 주행중에 4단에서 6단으로 미리 변속한 프리-셀렉트(Pre-select)하는 스킵(Skip)변속 과정을 순차적으로 이루어지는 (a)->(b)->(c)를 통해 나타낸다.

(a)와 같이 순차변속을 통해 5-7러그(12)가 조작되어 5단 주행중이고 4단 프리-셀렉팅된 상태일 때, 셀렉트기구(2)의 회전으로 (b)와 같이 셀렉트핑거(4)가 2-4단용 2-4러그(13)를 중립으로 이동시켜 움직이지 않게 하고, 동시에 시프트기구(6)의 시프트핑거(7)는 6-R단용 6-R러그(14)쪽으로 위치이동된다.

이러한 움직임시 홀수변속단에 연결된 다른 러그들에 대한 간섭은 발생되지 않으며, 상기와 같은 (b)상태에서 시프트기구(6)가 6단 변속을 위치 움직이면, (c)와 같이 시프트핑거(7)가 6단 축방향으로 이동됨으로써 스킵(Skip)변속 과정을 통해 6단 변속을 완료한다.

1 : 컨트롤샤프트 2 : 셀렉트기구
3 : 셀렉트드럼 4 : 셀렉트핑거
5 : 시프트기구 6 : 시프트드럼
7 : 시프트핑거 10 : 러그유닛
11 : 1-3러그 12 : 5-7러그
13 : 2-4러그 14 : 6-R러그
20 : 포크유닛 21 : 1-3포크
22 : 5-7포크 23 : 2-R포크
24 : 6-R포크

Claims (5)

1. 2개의 클러치에 각각 연결된 2개의 입력축과 기어비가 다른 기어들과 슬리브들로 구성된 2개의출력축을 갖추고, 각각의 슬리브에는 러그를 갖춘 포크가 연결된 더블 클러치 변속기용 기어변속장치에 있어서,
   컨트롤샤프트에 결합된 축중심을 갖는 시프트기구에 대하여 셀렉트기구가 한쪽 부위로 부분 접촉되어 상기 축중심에 대해 서로 축중심이 일치하지 않는 편심(Offset)된 상태를 포함하고, 상기 셀렉트기구는 상기 컨트롤샤프트에 대해 회전되고, 상기 시프트기구는 상기 컨트롤샤프트에 대해 회전과 축방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 더블 클러치 변속기용 기어변속장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 시프트기구는 상기 컨트롤샤프트에 축중심이 일치하고, 상기 셀렉트기구는 상기 시프트기구의 축중심에 대해 편심된 것을 특징으로 하는 더블 클러치 변속기용 기어변속장치
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 셀렉트기구는 상기 시프트기구를 삽입하는 축홀을 갖는 셀렉트드럼의 중심에 대해 대향되는 양쪽으로 셀렉트핑거를 각각 형성하고, 상기 시프트기구는 상기 컨트롤샤프트에 일치하는 축중심을 갖는 시프트드럼의 중심에 대해 대향되는 양쪽으로 시프트핑거를 각각 형성한 것을 특징으로 하는 더블 클러치 변속기용 기어변속장치
   
4. 청구항 3에 있어서, 상기 셀렉트핑거와 상기 시프트핑거는 상기 컨트롤샤프트의 조립상태에서 서로 직교하고, 상기 시프트핑거는 상기 셀렉트드럼에서 한쪽끝이 틔여지고 길이방향을 따라 형성된 개구슬롯으로 위치되는 것을 특징으로 하는 더블 클러치 변속기용 기어변속장치
   
5. 청구항 3에 있어서, 상기 셀렉트기구를 통해 회전된 상기 셀렉트핑거는 변속하고자 하는 단과 같은 입력축에 있는 러그를 중립으로 이동시켜 움직이지 않게 구속하고, 상기 셀렉트기구를 통해 회전된 상기 시프트기구의 상기 시프트핑거는 변속하고자 하는 단의 러그의 위치로 회전되고, 축방향이동으로 해당 러그를 밀어 변속을 구현하는 것을 특징으로 하는 더블 클러치 변속기용 기어변속장치

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