KR101282597B1 - 연속 가변식 자동변속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속 가변식 자동변속기에 관한 것으로서, 특히, 변속기의 크기를 줄이고 변속비의 폭을 넓힐 수 있는 연속 가변식 자동변속기에 관한 것이다.
본 발명은, 엔진의 동력이 전달되는 제1입력축; 상기 제1입력축으로부터 상기 엔진의 동력이 전달되는 제2입력축; 상기 제1입력축과 상기 제2입력축 사이에 설치되고 변속작동을 행하는 벨트구동부; 상기 제2입력축에 연결되는 유성기어세트; 및 상기 유성기어세트에 상기 엔진의 동력을 전달하거나 상기 유성기어세트를 구속하여 전진 2속 후진 1속의 변속단을 구현하는 마찰요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 가변식 자동변속기를 제공한다.

Description

연속 가변식 자동변속기 {CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION}

본 발명은 연속 가변식 자동변속기에 관한 것으로서, 특히, 변속기의 크기를 줄이고 변속비의 폭을 넓힐 수 있는 연속 가변식 자동변속기에 관한 것이다.

일반적인 연속 가변식 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 부른다.

CVT는 차량의 속도에 따라 가장 효율적인 회전수(RPM)로 엔진을 구동시키기 때문에 경제성이 우수한 것으로 평가받고 있다.

벨트 구동 방식 연속 가변식 변속기의 구동방식은 두 개의 풀리 사이에 벨트를 걸어 동력을 전달한다.

엔진에 직접 동력 연결되는 입력축 상에 설치되어 회전하는 풀리를 주동풀리라고 하고, 출력축 상에 설치되어 벨트에 의하여 주동풀리에 동력 연결되는 풀리를 종동풀리라 한다.

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

일반적인 연속 가변식 자동변속기는 구동력과 연비를 만족시키기 위해 보다 넓은 변속비 폭이 요구되기 때문에 주동풀리와 종동풀리를 크게 만들어야 하고 주동풀리와 종동풀리를 제어하기 위한 유압장치도 대용량의 유압장치가 요구되므로 변속기의 크기를 줄이기 어렵고 변속기의 효율이 떨어져 변속작동을 제어하기 어려운 문제점이 있다.

따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 변속기의 크기를 줄이고 변속비의 폭을 넓힐 수 있는 연속 가변식 자동변속기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 엔진의 동력이 전달되는 제1입력축; 상기 제1입력축으로부터 상기 엔진의 동력이 전달되는 제2입력축; 상기 제1입력축과 상기 제2입력축 사이에 설치되고 변속작동을 행하는 벨트구동부; 상기 제2입력축에 연결되는 유성기어세트; 및 상기 유성기어세트에 상기 엔진의 동력을 전달하거나 상기 유성기어세트를 구속하여 전진 2속 후진 1속의 변속단을 구현하는 마찰요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 가변식 자동변속기를 제공한다.

또한, 상기 벨트구동부는, 상기 제1입력축에 연결되고 크기가 가변되는 주동풀리; 상기 제2입력축에 연결되고 크기가 가변되는 종동풀리; 및 상기 주동풀리와 상기 종동풀리를 연결하는 벨트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유성기어세트는, 출력축에 연결되는 선기어; 상기 선기어에 기어연결되고 상기 종동풀리로부터 상기 엔진의 동력이 전달되는 유성기어; 및 상기 유성기어에 기어연결되고 상기 종동풀리로부터 상기 엔진의 동력이 전달되는 링기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 마찰요소는, 상기 선기어의 캐리어와 상기 종동풀리 사이에 설치되는 제1클러치; 상기 링기어와 상기 종동풀리 사이에 설치되는 제2클러치; 상기 링기어와 케이스 사이에 설치되는 제1브레이크; 및 상기 캐리어와 상기 케이스 사이에 설치되는 제2블레이크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 제1클러치 및 상기 제2클러치가 작동되어 전진 1속의 변속단을 구현하고; 상기 제1클러치 및 상기 제1브레이크가 작동되어 전진 2속의 변속단을 구현하며; 상기 제2클러치 및 상기 제2브레이크가 작동되어 후진 1속의 변속단을 구현하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 연속 가변식 자동변속기는 벨트구동부에 의해 변속작동이 이루어진 후에 유성기어세트 및 마찰요소에 의해 변속작동이 이루어지므로 벨트구동부의 크기를 줄이면서 변속비의 폭이 넓어질 수 있어 변속기의 크기 증가 없이 구동력 및 연비를 향상시킬 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 유성기어 속도선도가 도시된 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 가변식 자동변속기의 유성기어 작동요소표이다.

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 유성기어 속도선도가 도시된 그래프이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 가변식 자동변속기의 유성기어 작동요소표이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연속 가변식 자동변속기는, 엔진의 동력이 전달되는 제1입력축(12)과, 제1입력축(12)으로부터 엔진의 동력이 전달되는 제2입력축(14)과, 제1입력축(12)과 제2입력축(14) 사이에 설치되고 변속작동을 행하는 벨트구동부(30)와, 제2입력축(14)에 연결되는 유성기어세트(50)와, 유성기어세트(50)에 엔진의 동력을 전달하거나 유성기어세트(50)를 구속하여 전진 2속 후진 1속의 변속단을 구현하는 마찰요소(70)를 포함한다.

제1입력축(12)을 따라 전달되는 엔진의 동력은 벨트구동부(30)를 지나 제2입력축(14)에 전달되며, 벨트구동부(30)의 작동에 따라 엔진의 동력이 가변되어 전달된다.

제2입력축(14)을 통해 전달되는 엔진의 동력은 유성기어세트(50)를 지나 출력축(16)에 전달되는데, 이때, 마찰요소(70)의 작동에 의해 유성기어세트(50)에 엔진의 동력이 전달되거나 유성기어세트(50)가 구속되면서 전진 2속 후진 1속의 변속단이 구현된다.

따라서 본 실시예는 엔진의 동력이 벨트구동부(30)를 통과하면서 1차 변속이 이루지고, 엔진의 동력이 유성기어세트(50)를 통과하면서 2차 변속이 이루어져 변속비 폭이 넓어지는 효과가 나타나게 된다.

상기한 바와 같이 벨트구동부(30)의 크기를 증가시키지 않고 유성기어세트(50) 및 마찰요소(70)에 의해 2차 변속작동이 이루어지므로 자동변속기의 크기가 증가되지 않으며, 변속비의 폭이 넓어지게 된다.

벨트구동부(30)는, 제1입력축(12)에 연결되고 크기가 가변되는 주동풀리(32)와, 제2입력축(14)에 연결되고 크기가 가변되는 종동풀리(34)와, 주동풀리(32)와 종동풀리(34)를 연결하는 벨트(36)를 포함한다.

제1입력축(12)에 전달되는 엔진의 동력은 주동풀리(32), 벨트(36) 및 종동풀리(34)를 지나 제2입력축(14)에 전달되는데, 주동풀리(32) 및 종동풀리(34)에 연결되는 유압장치에 의해 주동풀리(32)와 종동풀리(34)의 지름이 가변되므로 제1입력축(12)으로부터 전달되는 엔진의 동력이 변속되어 제2입력축(14)에 전달된다.

유성기어세트(50)는, 출력축(16)에 연결되는 선기어(52)와, 선기어(52)에 기어연결되고 종동풀리(34)로부터 엔진의 동력이 전달되는 유성기어(54)와, 유성기어(54)에 기어연결되고 종동풀리(34)로부터 엔진의 동력이 전달되는 링기어(56)를 포함한다.

또한, 마찰요소(70)는, 유성기어(54)의 캐리어(54a)와 종동풀리(34) 사이에 설치되는 제1클러치(72)와, 링기어(56)와 종동풀리(34) 사이에 설치되는 제2클러치(74)와, 링기어(56)와 케이스(10) 사이에 설치되는 제1브레이크(76)와, 캐리어(54a)와 케이스(10) 사이에 설치되는 제2브레이크(78)를 포함한다.

제1클러치(72)가 작동되면 종동풀리(34)로부터 전달되는 엔진의 동력이 유성기어(54)에 전달되어 선기어(52)를 지나 출력축(16)으로 전달된다.

제2클러치(74)가 작동되면 종동풀리(34)로부터 전달되는 엔진의 동력이 링기어(56)에 전달되므로 엔진의 동력이 유성기어(54) 및 선기어(52)를 지나 출력축(16)에 전달된다.

제1브레이크(76)가 작동되면 링기어(56)를 구속하고, 제2브레이크(78)가 작동되면 유성기어(54)의 캐리어(54a)를 구속하므로 유성기어(54)의 공전이 구속된다.

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

먼저, 차량의 주행이 개시되면 제1입력축(12)을 따라 전달되는 엔진의 동력이 주동기어, 벨트(36) 및 종동풀리(34)를 지나 제2입력축(14)에 전달된다.

이때, 유압장치로부터 공급되는 작동유체에 따라 주동기어 및 종동풀리(34)의 지름이 가변되면서 1차 변속작동을 행하게 된다.

제2입력축(14)에 전달되는 엔진의 동력은 유성기어세트(50)를 지나 출력축(16)에 전달되고, 마찰요소(70)의 작동에 의해 전진 2속 후진 1속의 변속단을 구현하게 된다.

마찰요소(70)의 작동에 의해 전진 1속의 변속단이 구현되는 경우에는 제1클러치(72) 및 제2클러치(74)가 작동되므로 종동풀리(34)로부터 전달되는 엔진의 동력은 제1클러치(72)를 지나 유성기어(54) 및 선기어(52)를 따라 출력축(16)에 전달된다.

이때. 종동풀리(34)로부터 전달되는 엔진의 동력은 제2클러치(74)를 지나 링기어(56)에 전달되므로 링기어(56)가 회전되면서 유성기어(54)의 자전 및 공전을 유발시켜 감속작동을 행하게 된다.

따라서 출력축(16)을 통해 전진 1속으로 변속된 엔진의 동력이 전달되다.

차량의 속도가 증가하여 전진 2속의 변속단이 구현되는 경우에는 제1클러치(72) 및 제1브레이크(76)가 작동되므로 종동풀리(34)로부터 전달되는 엔진의 동력은 제1클러치(72)를 지나 유성기어(54) 및 선기어(52)를 따라 출력축(16)에 전달된다.

이때, 제1브레이크(76)의 작동에 의해 링기어(56)가 구속되므로 유성기어(54)의 자전 및 공전을 유발시켜 변속작동을 행하게 된다.

따라서 출력축(16)을 통해 전진 2속으로 변속된 엔진의 동력이 전달된다.

후진 1속의 변속단이 구현되는 경우에는 제2클러치(74) 및 제2브레이크(78)가 작동되므로 종동풀리(34)로부터 전달되는 엔진의 동력은 제2클러치(74)를 지나 링기어(56)에 전달되고 유성기어(54) 및 선기어(52)를 따라 출력축(16)에 전달된다.

이때, 제2브레이크(78)의 작동에 의해 유성기어(54)의 캐리어(54a)가 구속되므로 유성기어(54)는 공전되지 않고 자전만 행하게 되어 링기어(56)로부터 전달되는 엔진의 동력이 역회전으로 선기어(52)에 전달되어 후진 1속으로 변속된 엔진의 동력이 출력축(16)에 전달된다.

이로써, 변속기의 크기를 줄이고 변속비의 폭을 넓힐 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.

12 : 제1입력축 14 : 제2입력축
16 : 출력축 30 : 벨트구동부
32 : 주동풀리 34 : 종동풀리
36 : 벨트 50 : 유성기어세트
52 : 선기어 54 : 유성기어
54a : 캐리어 56 : 링기어
70 : 마찰요소 72 : 제1클러치
74 : 제2클러치 76 : 제1브레이크
78 : 제2브레이크

Claims (5)

1. 엔진의 동력이 전달되는 제1입력축;
   상기 제1입력축으로부터 상기 엔진의 동력이 전달되는 제2입력축;
   상기 제1입력축과 상기 제2입력축 사이에 설치되고 변속작동을 행하는 벨트구동부;
   상기 제2입력축에 연결되는 유성기어세트; 및
   상기 유성기어세트에 상기 엔진의 동력을 전달하거나 상기 유성기어세트를 구속하여 전진 2속 후진 1속의 변속단을 구현하는 마찰요소를 포함하고;
   상기 벨트구동부는,
   상기 제1입력축에 연결되고 크기가 가변되는 주동풀리;
   상기 제2입력축에 연결되고 크기가 가변되는 종동풀리; 및
   상기 주동풀리와 상기 종동풀리를 연결하는 벨트를 포함하고;
   상기 유성기어세트는,
   출력축에 연결되는 선기어;
   상기 선기어에 기어연결되고 상기 종동풀리로부터 상기 엔진의 동력이 전달되는 유성기어; 및
   상기 유성기어에 기어연결되고 상기 종동풀리로부터 상기 엔진의 동력이 전달되는 링기어를 포함하고;
   상기 마찰요소는,
   상기 유성기어의 캐리어와 상기 종동풀리 사이에 설치되는 제1클러치;
   상기 링기어와 상기 종동풀리 사이에 설치되는 제2클러치;
   상기 링기어와 케이스 사이에 설치되는 제1브레이크; 및
   상기 캐리어와 상기 케이스 사이에 설치되는 제2브레이크를 포함하고;
   상기 제1클러치 및 상기 제2클러치가 작동되어 전진 1속의 변속단을 구현하고;
   상기 제1클러치 및 상기 제1브레이크가 작동되어 전진 2속의 변속단을 구현하며;
   상기 제2클러치 및 상기 제2브레이크가 작동되어 후진 1속의 변속단을 구현하고;
   상기 제1클러치가 작동되면 상기 종동풀리로부터 전달되는 상기 엔진의 동력이 상기 유성기어에 전달되어 상기 선기어를 지나 상기 출력축으로 전달되고;
   상기 제2클러치가 작동되면 상기 종동풀리로부터 전달되는 상기 엔진의 동력이 상기 링기어에 전달되므로 상기 엔진의 동력이 상기 유성기어 및 상기 선기어를 지나 상기 출력축에 전달되고;
   상기 제1브레이크가 작동되면 상기 링기어를 구속하고, 상기 제2브레이크가 작동되면 상기 캐리어를 구속하므로 상기 유성기어의 공전이 구속되는 것을 특징으로 하는 연속 가변식 자동변속기.
   
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