KR101272719B1 - 연속 가변식 자동변속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속 가변식 자동변속기에 관한 것으로서, 특히, 부품수를 줄여 자동변속기의 크기 및 무게를 감소시킬 수 있는 연속 가변식 자동변속기에 관한 것이다.
본 발명은, 입력축에 연결되는 벨트가변부; 상기 입력축 및 상기 벨트가변부와 출력축 사이에 설치되는 유성기어세트; 상기 입력축과 상기 유성기어세트 사이에서 동력을 전달 또는 차단하고, 상기 유성기어세트를 구속하여 전진 2속 후진 1속의 변속단을 구현하는 마찰요소; 및 상기 입력축으로부터 전달되는 동력의 회전 방향을 전환시키는 방향전환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 가변식 자동변속기를 제공한다.

Description

연속 가변식 자동변속기 {CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION}

본 발명은 연속 가변식 자동변속기에 관한 것으로서, 특히, 부품수를 줄여 자동변속기의 크기 및 무게를 감소시킬 수 있는 연속 가변식 자동변속기에 관한 것이다.

일반적으로 연속 가변 변속기(continuously variable transmission, CVT)는 주어진 일정 범위 내에서 기어비를 무한대에 가까운 단계로 제어할 수 있는 변속기이다.

미리 정해진 몇 개의 단계로만 기어비를 제어할 수 있는 다른 변속기들과 대조적이어서 무단 변속기라고도 부르며, CVT는 차량의 속도에 따라 가장 효율적인 회전수(RPM)로 엔진을 구동시킨다.

벨트 구동 방식 연속 가변 변속기의 구동방식은 두 개의 풀리(pulley) 사이에 벨트를 걸어 동력을 전달한다.

엔진에 직접 동력 연결되는 입력축 상에 설치되어 회전 하는 풀리를 주동풀리라고 하고, 출력축 상에 설치되어 벨트에 의하여 주동풀리의 동력이 전달되는 풀리를 종동풀리라고 한다.

벨트 구동식 CVT의 경우 동력을 전달하는 과정에서 풀리의 직경을 바꾸어 기어비를 조절한다.

예컨대, 저속에서는 엔진 측의 주동풀리의 직경을 바퀴 측의 종동풀리의 직경보다 작게 만들어 바퀴 측 종동풀리에 큰 힘이 전달될 수 있도록 하고, 고속에서는 각 풀리의 직경의 크기를 반대로 조절하여 고속의 회전이 가능하도록 한다.

상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.

일반적인 연속 가변 변속기는 전진 2속 후진 1속의 변속단을 구현하기 위해 2조의 유성기어세트와 3개의 마찰요소의 설치가 요구되며, 1조의 유성기어세트를 생략하는 경우에는 1개의 마찰요소의 추가 설치가 요구되기 때문에 부품수를 절감하기 어려운 문제점이 있다.

따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 부품수를 줄여 자동변속기의 크기 및 무게를 감소시킬 수 있는 연속 가변식 자동변속기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 입력축에 연결되는 벨트가변부; 상기 입력축 및 상기 벨트가변부와 출력축 사이에 설치되는 유성기어세트; 상기 입력축과 상기 유성기어세트 사이에서 동력을 전달 또는 차단하고, 상기 유성기어세트를 구속하여 전진 2속 후진 1속의 변속단을 구현하는 마찰요소; 및 상기 입력축으로부터 전달되는 동력의 회전 방향을 전환시키는 방향전환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 가변식 자동변속기를 제공한다.

또한, 상기 유성기어세트는, 상기 출력축에 연결되고 상기 벨트가변부에 연결되는 선기어; 상기 선기어에 기어연결되고 상기 마찰요소에 의해 상기 입력축에 연결 또는 분리되는 유성기어; 및 상기 유성기어에 기어연결되고 상기 마찰요소에 의해 상기 입력축 및 케이스에 연결 또는 분리되는 링기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 마찰요소는, 상기 입력축과 상기 링기어 사이에 설치되는 제1클러치; 및 상기 링기어와 상기 케이스 사이에 설치되는 브레이크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 방향전환부는 상기 입력축과 상기 제1클러치 사이에 설치되는 외접기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유성기어세트는, 상기 출력축에 연결되고 상기 벨트가변부에 연결되는 선기어; 상기 선기어에 기어연결되고 상기 마찰요소에 의해 상기 입력축에 연결 또는 분리되는 유성기어; 및 상기 유성기어에 기어연결되고 상기 마찰요소에 의해 상기 입력축에 연결 또는 분리되는 링기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 마찰요소는, 상기 입력축과 상기 링기어 사이에 설치되는 제1클러치; 및 상기 유성기어와 상기 링기어 사이에 설치되는 제2클러치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 방향전환부는 상기 입력축과 상기 제1클러치 사이에 설치되는 외접기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 연속 가변식 자동변속기는 1조의 유성기어세트와 3개의 마찰요소를 설치하여 전진 2속 후진 1속의 변속단을 구현할 수 있으므로 부품수가 감소되어 자동변속기의 크기 및 무게를 줄이고 자동변속기 제작에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 가변식 자동변속기가 도시된 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 가변식 자동변속기의 레버해석이 도시된 그래프이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연속 가변식 자동변속기가 도시된 구성도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 연속 가변식 자동변속기의 일 실시예를 설명한다.

이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.

그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 가변식 자동변속기가 도시된 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 가변식 자동변속기의 레버해석이 도시된 그래프이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 가변식 자동변속기는 입력축(10)에 연결되는 벨트가변부(30)와, 입력축(10) 및 벨트가변부(30)와 출력축(80) 사이에 설치되는 유성기어세트(50)와, 입력축(10)과 유성기어세트(50) 사이에서 동력을 전달 또는 차단하고, 유성기어세트(50)를 구속하여 전진 2속 후진 1속의 변속단을 구현하는 마찰요소(72, 74)와, 입력축(10)으로부터 전달되는 동력의 회전 방향을 전환시키는 방향전환부(78)를 포함한다.

입력축(10)을 통해 엔진의 동력이 전달되면 벨트가변부(30)를 지나면서 변속되고, 유성기어세트(50)를 통과하면서 변속되어 출력축(80)에 변속된 엔진의 동력이 전달된다.

이때, 마찰요소(72, 74)의 작동에 의해 입력축(10)을 통해 전달되는 엔진의 동력이 유성기어세트(50)에 전달 또는 차단되므로 차량의 속도에 맞는 변속단을 구현하게 된다.

유성기어세트(50)는, 출력축(80)에 연결되고 벨트가변부(30)에 연결되는 선기어(52)와, 선기어(52)에 기어연결되고 마찰요소(72, 74)에 의해 입력축(10)에 연결 또는 분리되는 유성기어(54)와, 유성기어(54)에 기어연결되고 마찰요소(72, 741)에 의해 입력축(10) 및 케이스(90)에 연결 또는 분리되는 링기어(56)를 포함한다.

마찰요소(72, 74)는, 입력축(10)과 링기어(56) 사이에 설치되는 제1클러치(72)와, 링기어(56)와 케이스(90) 사이에 설치되는 브레이크(74)를 포함한다.

제1클러치(72)가 작동되면 입력축(10)을 통해 전달되는 엔진의 동력이 방향전환부(78)를 통과한 후에 제1클러치(72)를 지나 링기어(56)에 전달된다.

또한, 입력축(10)으로부터 벨트가변부(30)에 전달되는 엔진의 동력은 선기어(52) 및 유성기어(54)를 통해 출력축(80)에 전달되며, 이때, 링기어(56)와 유성기어(54) 사이에 형성되는 회전속도 차이에 의해 전진 1속과 후진 1속의 변속단이 구현된다.

링기어(56)와 유성기어(54) 사이의 회전속도 차이는 벨트가변부(30)의 작동에 의해 형성되는 변속비에 의해 결정되며, 벨트가변부(30)의 기술구성 및 작동은 본 발명의 기술구성을 인지한 당업자가 용이하게 실시할 수 있는 것이므로 구체적인 도면이나 설명은 생략하기로 한다.

차량 주행 중에 차량의 속도가 증가하면 제1클러치(72)가 해제되고 브레이크(74)가 작동되어 링기어(56)가 구속된다.

따라서 입력축(10)을 통해 벨트가변부(30)를 지나 선기어(52) 및 링기어(56)로 전달되는 동력은 감속된 기어비로 전진 2속의 변속단을 구현하게 된다.

방향전환부(78)는 입력축(10)과 제1클러치(72) 사이에 설치되는 외접기어(78a)를 포함하므로 입력축(10)을 통해 전달되는 동력의 방향을 전환하여 링기어(56)에 전달하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 가변식 자동변속기의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

차량의 주행이 개시되면 제1클러치(72)가 작동되어 엔진의 동력이 외접기어(78a)를 지나면서 회전 방향이 전환된 후에 제1클러치(72)를 지나 링기어(56)에 전달된다.

또한, 입력축(10)을 통해 벨트가변부(30)에 전달되는 동력은 벨트가변부(30)의 작동에 의해 변속된 후에 선기어(52) 및 유성기어(54)를 지나 출력축(80)에 전달된다.

이때, 링기어(56)와 유성기어(54)는 서로 회전속도가 다르므로 벨트가변부(30)에서 변경되는 변속비에 의해 유성기어(54)가 자전 또는 공전을 행하게 된다.

링기어(56)와 유성기어(54)의 회전속도 차이에 의해 유성기어(54)가 정방향으로 공전되거나 역방향으로 공전될 수 있으므로 전진 1속 또는 후진 1속의 변속단을 구현할 수 있게 된다.

차량 주행 중에 차속이 증가하면 제1클러치(72)가 해제되고 브레이크(74)가 작동되어 링기어(56)가 구속된다.

따라서 입력축(10)을 통해 전달되는 동력은 벨트가변부(30), 선기어(52) 및 유성기어(54)를 통해 출력축(80)에 전달되고, 구속된 링기어(56)에 의해 유성기어(54)가 공전되면서 전진 2속의 변속단을 구현하게 된다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연속 가변식 자동변속기가 도시된 구성도이다.

도 3은 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연속 가변식 자동변속기의 유성기어세트(150)는, 출력축(180)에 연결되고 벨트가변부(130)에 연결되는 선기어(152)와, 선기어(152)에 기어연결되고 마찰요소(172, 176)에 의해 입력축(110)에 연결 또는 분리되는 유성기어(154)와, 유성기어(154)에 기어연결되고 마찰요소(172, 176)에 의해 입력축(110)에 연결 또는 분리되는 링기어(156)를 포함한다.

마찰요소(172, 176)는, 입력축(110)과 링기어(156) 사이에 설치되는 제1클러치(172)와, 유성기어(154)와 링기어(156) 사이에 설치되는 제2클러치(176)를 포함한다.

제1클러치(172)가 작동되면 입력축(110)을 통해 전달되는 엔진의 동력이 외접기어(178a)를 통과한 후에 제1클러치(172)를 지나 링기어(156)에 전달된다.

또한, 입력축(110)으로부터 벨트가변부(130)에 전달되는 엔진의 동력은 선기어(152) 및 유성기어(154)를 통해 출력축(180)에 전달되며, 이때, 링기어(156)와 유성기어(154) 사이에 형성되는 회전속도 차이에 의해 전진 1속과 후진 1속의 변속단이 구현된다.

주행 중에 차량의 속도가 증가되면, 제1클러치(172)의 작동이 해제되고 제2클러치(176)가 작동되므로 입력축(110)을 통해 벨트가변부(130)에 전달되는 동력이 변속되어 선기어(152) 및 유성기어(154)를 통해 출력축(180)에 전달된다.

이때, 제2클러치(176)에 의해 유성기어(154)와 링기어(156)가 연결되므로 유성기어(154)가 공회전되면서 선기어(152)와 유성기어(154) 사이에 일대일의 동력전달이 이루어져 전진 2속의 변속단이 구현된다.

이로써, 부품수를 줄여 자동변속기의 크기 및 무게를 감소시킬 수 있는 연속 가변식 자동변속기를 제공할 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

또한, 차량용 연속 가변식 자동변속기를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 차량이 아닌 다른 제품에도 본 발명의 연속 가변식 자동변속기가 사용될 수 있다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10, 110 : 입력축 30, 130 : 벨트가변부
50, 150 : 유성기어세트 52, 152 : 선기어
54, 154 : 유성기어 56, 156 : 링기어
72, 172 : 제1클러치 74 : 브레이크
78, 178 : 방향전환부 78a, 178a : 외접기어
80, 180 : 출력축 176 : 제2클러치
90 : 케이스

Claims (7)

1. 입력축에 연결되는 벨트가변부;
   상기 입력축 및 상기 벨트가변부와 출력축 사이에 설치되는 유성기어세트;
   상기 입력축과 상기 유성기어세트 사이에서 동력을 전달 또는 차단하고, 상기 유성기어세트를 구속하여 전진 2속 후진 1속의 변속단을 구현하는 마찰요소; 및
   상기 입력축으로부터 전달되는 동력의 회전 방향을 전환시키는 방향전환부를 포함하고;
   상기 유성기어세트는,
   상기 출력축에 연결되고 상기 벨트가변부에 연결되는 선기어;
   상기 선기어에 기어연결되고 상기 마찰요소에 의해 상기 입력축에 연결 또는 분리되는 유성기어; 및
   상기 유성기어에 기어연결되고 상기 마찰요소에 의해 상기 입력축 및 케이스에 연결 또는 분리되는 링기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 가변식 자동변속기.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 마찰요소는,
   상기 입력축과 상기 링기어 사이에 설치되는 제1클러치; 및
   상기 링기어와 상기 케이스 사이에 설치되는 브레이크를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 가변식 자동변속기.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 방향전환부는 상기 입력축과 상기 제1클러치 사이에 설치되는 외접기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 가변식 자동변속기.
   
5. 입력축에 연결되는 벨트가변부;
   상기 입력축 및 상기 벨트가변부와 출력축 사이에 설치되는 유성기어세트;
   상기 입력축과 상기 유성기어세트 사이에서 동력을 전달 또는 차단하고, 상기 유성기어세트를 구속하여 전진 2속 후진 1속의 변속단을 구현하는 마찰요소; 및
   상기 입력축으로부터 전달되는 동력의 회전 방향을 전환시키는 방향전환부를 포함하고;
   상기 유성기어세트는,
   상기 출력축에 연결되고 상기 벨트가변부에 연결되는 선기어;
   상기 선기어에 기어연결되고 상기 마찰요소에 의해 상기 입력축에 연결 또는 분리되는 유성기어; 및
   상기 유성기어에 기어연결되고 상기 마찰요소에 의해 상기 입력축에 연결 또는 분리되는 링기어를 포함하고;
   상기 마찰요소는,
   상기 입력축과 상기 링기어 사이에 설치되는 제1클러치; 및
   상기 유성기어와 상기 링기어 사이에 설치되는 제2클러치를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 가변식 자동변속기.
   
6. 삭제
7. 제5항에 있어서,
   상기 방향전환부는 상기 입력축과 상기 제1클러치 사이에 설치되는 외접기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 가변식 자동변속기.
   

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