KR101342301B1

KR101342301B1 - 무단 변속기

Info

Publication number: KR101342301B1
Application number: KR1020127014778A
Authority: KR
Inventors: 데루요시 호리이께
Original assignee: 쟈트코 가부시키가이샤
Priority date: 2009-12-11
Filing date: 2010-09-09
Publication date: 2013-12-16
Also published as: JP2011122684A; JP5325754B2; CN102652233A; EP2511574A1; WO2011070833A1; US20120244973A1; EP2511574A4; US8915811B2; KR20120076393A; EP2511574B1

Abstract

무단 변속기는, 프라이머리 풀리와 일체 회전 가능하게 연결되는 제1 축과, 세컨더리 풀리와 일체 회전 가능하게 연결되는 제2 축과, 제1 축에 외부 끼움되어, 제1 축에 대하여 상대 회전 가능한 제1 기어와, 제2 축 상에 고정되어, 제1 기어와 맞물리는 제2 기어와, 엔진과 제1 축을 체결하는 전진 클러치와, 엔진과 제1 기어를 체결하는 후진 클러치를 구비한다.

Description

무단 변속기{CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION}

본 발명은, 한 쌍의 풀리 사이에 무단(endless) 가요성 부재(벨트, 체인)를 감아 걸어, 풀리의 홈 폭을 변경해서 변속비를 무단계로 변경하는 무단 변속기에 관한 것이다.

무단 변속기(이하, 「CVT」라고 한다) 의 입력 측에는, 유성 기어 기구와 복수의 클러치로 구성되는 전후진 전환 기구가 설치되어 있다. CVT를 탑재한 차량의 전후진의 전환은, 이 전후진 전환 기구를 사용해서 행해지는 것이 일반적이다.

그러나, 전후진의 전환에 유성 기어 기구를 사용한 경우, CVT의 축 방향 길이가 길어져서 CVT의 소형화가 어렵다. 그로 인해, JP 2001-330095A에서는, 유성 기어 기구를 사용하지 않고 전후진의 전환을 실현하는 무단 변속기를 제안하고 있다.

그러나, JP 2001-330095A의 구성은 사용하는 기어, 축의 수가 많아, CVT의 대형화, 중량 증가, 비용 증가의 원인이 된다.

본 발명의 목적은, 무단 변속기에 있어서, 부품 개수를 증대시키지 않고, 유성 기어 기구를 사용하지 않는 전후진 전환을 실현하는 것이다.

본 발명의 어떤 형태에 의하면, 무단 변속기이며, 홈 폭을 변경 가능한 프라이머리 풀리 및 세컨더리 풀리와, 상기 2개의 풀리 사이에 감아 걸린 무단 가요성 부재와, 상기 프라이머리 풀리와 일체 회전 가능하게 연결되는 제1 축과, 상기 세컨더리 풀리와 일체 회전 가능하게 연결되는 제2 축과, 상기 제1 축에 외부 끼움되어, 상기 제1 축에 대하여 상대 회전 가능한 제1 기어와, 상기 제2 축 상에 고정되어, 상기 제1 기어와 맞물리는 제2 기어와, 동력원과 상기 제1 축을 체결하는 전진 클러치와, 상기 동력원과 상기 제1 기어를 체결하는 후진 클러치를 구비한 무단 변속기가 제공된다.

또한, 본 발명의 다른 형태에 의하면, 무단 변속기이며, 홈 폭을 변경 가능한 프라이머리 풀리 및 세컨더리 풀리와, 상기 2개의 풀리 사이에 감아 걸린 무단 가요성 부재와, 상기 프라이머리 풀리와 일체 회전 가능하게 연결되어, 동력원으로부터의 동력이 전달되는 제1 축과, 상기 세컨더리 풀리와 일체 회전 가능하게 연결되는 제2 축과, 상기 제1 축에 외부 끼움되어, 상기 제1 축에 대하여 상대 회전 가능한 제1 기어와, 상기 제2 축과 동축 상에, 또한 상기 제2 축에 대하여 상대 회전 가능하게 설치되고, 상기 제1 기어와 맞물리는 제2 기어와, 상기 제2 축과 상기 제2 기어를 체결하는 전진 클러치와, 상기 동력원과 상기 제1 기어를 체결하는 후진 클러치를 구비한 무단 변속기가 제공된다.

이들 형태에 의하면, 유성 기어 기구를 사용하지 않고 전진, 후진을 전환할 수 있다. JP 2001-330095A에 기재된 종래 기술에 비하여 부품 개수가 적으므로, CVT의 소형 경량화, 비용 저감이 가능하다.

본 발명의 실시 형태, 본 발명의 이점에 대해서는, 첨부된 도면을 참조하면서 이하에 상세하게 설명한다.

도 1은, 제1 실시 형태에 관한 무단 변속기를 탑재한 차량의 개략 구성도이다.
도 2a는, 전진시의 동력 전달 경로를 도시한 도면이다.
도 2b는, 후진시의 동력 전달 경로를 도시한 도면이다.
도 3a 내지 도 3d는, 클러치 유닛의 변형을 도시한 도면이다.
도 4는, 제2 실시 형태에 관한 무단 변속기를 탑재한 차량의 개략 구성도이다.
도 5는, 제3 실시 형태에 관한 무단 변속기를 탑재한 차량의 개략 구성도이다.

도 1은, 제1 실시 형태에 관한 무단 변속기(이하, 「CVT」라고 한다: 1)를 탑재한 차량의 개략 구성을 나타내고 있다. 이 차량은, 동력원으로서의 엔진(2)을 구비하고, 엔진(2)의 동력이, 발진 기구(예를 들어, 토크 컨버터: 3), CVT(1), 차동 기구(4)를 통하여 구동륜(5)으로 전달된다.

CVT(1)는, 프라이머리 풀리(11)와, 세컨더리 풀리(12)와, 풀리(11, 12)의 사이에 감아 걸린 벨트(13: 무단 가요성 부재)를 구비한다. 풀리(11, 12)는 각각 고정 원추판과, 고정 원추판에 대향해서 배치되는 가동 원추판으로 구성된다. 가동 원추판의 배면에는 도시하지 않은 유압 실린더가 설치되어 있고, 이 유압 실린더를 신축시킴으로써 축 방향으로 변위할 수 있다. 가동 원추판의 위치를 변경하면 풀리(11, 12)의 홈 폭이 변화해서 벨트(13)와 풀리(11, 12)의 접촉 반경이 변화하고, 프라이머리 풀리(11)와 세컨더리 풀리(12) 사이의 속도비(변속비)가 변화한다.

프라이머리 풀리(11)에는 제1 축(14)이 일체 회전 가능하게 연결되어 있다. 제1 축(14)은 복수의 베어링에 의해 변속기 케이스에 지지된다. 제1 축(14)에는 제1 기어(15)와 중공축(16)이 제1 축(14)에 대하여 상대 회전 가능하게 외부 끼움되어 있고, 제1 기어(15)는 중공축(16)의 외주에 고정되어 있다. 제1 기어(15)는 CVT(1)의 출력 기어로서 기능한다[본 명세서에서는, 차동 기구(4)에 동력을 출력하는 기어를 「출력 기어」라고 정의한다]. 중공축(16)은 복수의 베어링에 의해 변속기 케이스에 지지된다.

한편, 세컨더리 풀리(12)에는, 제2 축(17)이 일체 회전 가능하게 연결되어 있다. 제2 축(17)은 복수의 베어링에 의해 변속기 케이스에 지지된다. 제2 축(17)에는 제2 기어(18)가 고정되고, 이 제2 기어(18)는 제1 기어(15)에 맞물려 있다.

제1 기어(15)는, 차동 기구(4)의 링 기어(41)에도 맞물려 있다. 제1 기어(15)에 전달된 동력은 링 기어(41)로부터 차동 기구(4)에 입력되고, 구동축(42)을 통하여 좌우의 구동륜(5)으로 배분, 전달된다. 구동축(42)은, 복수의 베어링에 의해 차동 기어 케이스에 지지된다.

또한, 제1 축(14)의 엔진(2) 측에는, CVT(1)의 출력 회전 방향의 전환, 즉, 차량의 전진, 후진의 전환을 행하는 클러치 유닛(19)이 설치된다.

클러치 유닛(19)은, 이너 드럼(191)과, 이것을 내부에 수용하는 아우터 드럼(192)으로 이루어진 이중 드럼 구조를 갖는다. 이너 드럼(191)과 아우터 드럼(192)은, 각각 일단부가 개방되고, 타단부가 폐색된 원통 형상이다. 양 드럼(191, 192)은 동축 상에 배치되는 동시에, 폐색 단부 측에서 일체 회전 가능하게 연결되어 있다.

이너 드럼(191)의 개방 단부에는 전진 클러치(193), 아우터 드럼(192)의 개방 단부에는 후진 클러치(194)가 각각 설치되어 있다. 전진 클러치(193)에는, 예를 들어 이너 드럼(191) 내부에 형성되는 유로를 경유해서 도시하지 않은 유압 제어 회로로부터 유압이 공급된다. 또한, 후진 클러치(194)에는, 예를 들어 중공축(16)의 내부에 형성되는 유로를 경유해서 도시하지 않은 유압 제어 회로로부터 유압이 공급된다.

전진 클러치(193)가 체결되면, 제1 축(14)의 엔진(2) 측에 설치된 허브와 이너 드럼(191)이 체결되고, 엔진(2)과 제1 축(14)이 체결된다. 또한, 후진 클러치(194)가 체결되면, 중공축(16)의 엔진(2) 측에 설치된 허브와 아우터 드럼(192)이 연결되어, 엔진(2)과 제1 기어(15)가 체결된다.

이어서, 도 2a, 도 2b를 참조하면서 제1 실시 형태에 있어서의 전진시, 후진시의 동력 전달 경로에 대해서 설명한다.

도 2a의 파선 화살표는 전진시의 동력 전달 경로를 나타내고, 전진 클러치(193)를 체결하고, 후진 클러치(194)를 해방했을 때에 실현된다.

엔진(2)의 동력은, 발진 기구(3), 이너 드럼(191), 제1 축(14)을 거쳐 프라이머리 풀리(11)에 전달된다. 프라이머리 풀리(11)에 전달된 동력은, 벨트(13)를 통하여 세컨더리 풀리(12)에 전달됨과 동시에, 풀리(11, 12)의 홈 폭에 따라서 변속이 행해진다. 세컨더리 풀리(12)에 전달된 동력은, 제2 축(17), 제2 기어(18), 제1 기어(15)를 거쳐서 링 기어(41)에 전달되고, 차동 기구(4)에 의해 좌우의 구동륜(5)으로 배분, 전달된다.

이에 대해, 도 2b의 파선 화살표는 후진시의 동력 전달 경로를 나타내고, 후진 클러치(194)를 체결하고, 전진 클러치(193)를 해방했을 때에 실현된다.

전진시와 달리, 엔진(2)의 동력은, 발진 기구(3), 아우터 드럼(192), 제1 기어(15)를 거쳐서 링 기어(41)에 전달되고, 차동 기구(4)에 의해 동력이 좌우의 구동륜(5)으로 배분, 전달된다. 이 경우의 구동륜(5)의 회전 방향은 전진시와 반대이다.

이와 같이, 제1 실시 형태에 관한 CVT(1)는, 유성 기어 기구를 사용하지 않고 있지만, 전진 클러치(193), 후진 클러치(194)를 체결·해방시킴으로써 전진, 후진을 전환할 수 있다. JP 2001-330095A에 기재된 종래 기술에 비하여 부품 개수가 적고, CVT(1)의 소형 경량화, 비용 저감이 가능하다.

또한, JP 2001-330095A에 기재된 종래 기술과 비교해서 축의 수가 적어지므로, 레이아웃 상 유리하고(JP 2001-330095A에서는 구동축을 넣어서 6축, 제1 실시 형태에서는 구동축(42)을 넣어서 3축), 축 방향에 직각인 방향의 치수를 작게 하고, CVT(1)를 소형화하는 것이 가능하다.

제1 실시 형태에서는, 클러치 유닛(19)의 구조는 도 1에 도시한 구조에 한정되지 않고, 도 3a 내지 도 3d에 나타내는 구조를 채용해도 좋다.

계속해서, 제2 실시 형태에 대해서 설명한다.

도 4는 제2 실시 형태에 관한 CVT(1)를 구비한 차량의 개략 구성을 나타내고 있다. 제1 실시 형태에서는 제1 기어(15)가 출력 기어로서 기능한 것에 대해, 제2 실시 형태에서는 제1 기어(15)와 일체 회전 가능하게 설치되는 제3 기어(20)가 출력 기어로서 기능한다.

구체적으로는, 제1 축(14)에는 제1 기어(15), 중공축(16)과 함께 제3 기어(20)가 제1 축(14)에 대하여 상대 회전 가능하게 외부 끼움되어 있다. 제3 기어(20)는 제1 기어(15)보다도 이수가 적고, 제1 기어(15)와 병렬해서 중공축(16)의 외주에 고정되어 있다. 그리고, 차동 기구(4)의 링 기어(41)에는 제1 기어(15)가 아닌 제3 기어(20)가 맞물려 있다.

기타 구성은 제1 실시 형태와 공통으로, 도면에 공통인 부호를 부여하고 기타 구성에 대해서는 설명을 생략한다. 클러치 유닛(19)의 구조로서 도 3a 내지 도 3d에 나타내는 구조를 채용해도 좋은 점은 마찬가지이다.

제2 실시 형태에서는, 제3 기어(20)를 구비함으로써, 제1 실시 형태보다도 후진시에 큰 감속비를 실현할 수 있다. 기타 작용 효과는 제1 실시 형태와 동일하므로 설명을 생략한다.

계속해서, 제3 실시 형태에 대해서 설명한다.

도 5는 제3 실시 형태에 관한 CVT(1)를 구비한 차량의 개략 구성을 나타내고 있다. 제3 실시 형태는 제1 실시 형태와 다음의 점에서 상이하다.

제3 실시 형태에서는, 클러치 유닛(19)이 아우터 드럼(192)만의 단 드럼 구조이며, 엔진(2)의 동력이 제1 축(14)에 직접 입력된다. 또한, 제2 기어(18)는 제2 축(17)과 동축 상에 설치되지만, 제2 기어(18)는 제2 축(17)에 고정되어 있지 않고, 제2 기어(18)는 복수의 베어링에 의해 제2 축(17)에 대하여 상대 회전 가능하게 변속기 케이스에 지지된다. 또한, 전진 클러치(193)는 제2 축(17)과 제2 기어(18) 사이에 설치되고, 제2 축(17)과 제2 기어(18)를 체결한다.

기타 구성은 제1 실시 형태와 공통이므로, 도면에 공통인 부호를 부여하고 기타 구성에 대해서는 설명을 생략한다.

이러한 구성으로 해도, 제1 실시 형태 마찬가지로 전진 클러치(193), 후진 클러치(194)를 체결·해방시킴으로써 전진, 후진을 전환할 수 있고, 부품 개수를 증가시키지 않고 유성 기어 기구를 사용하지 않는 전후진 전환을 실현할 수 있다.

제2 실시 형태와 제3 실시 형태를 조합하고, 제3 실시 형태에 있어서 제1 기어(15)와 일체 회전 가능한 제3 기어(20)를 설치하여, 제3 기어(20)를 출력 기어로서 기능시켜도 좋다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명했지만, 상기 실시 형태는 본 발명의 적용예를 나타낸 것에 불과하고, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시 형태의 구체적 구성으로 한정하는 취지는 아니다.

예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 동력원으로서 엔진(2)을 구비하고 있지만, 동력원은 엔진(2) 외에, 전기 모터도 좋고, 엔진(2)과 전기 모터를 조합한 것이라도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 프라이머리 풀리(11)와 세컨더리 풀리(12) 사이에 벨트(13)를 감아 걸고 있지만, 벨트(13) 대신 체인을 감아 걸어도 좋다.

본원은 2009년 12월 11일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2009-281588에 기초하는 우선권을 주장하고, 이들 출원의 모든 내용은 참조로서 본 명세서에 포함된다.

Claims

무단 변속기(1)이며,
홈 폭을 변경 가능한 프라이머리 풀리(11) 및 세컨더리 풀리(12)와,
상기 2개의 풀리 사이에 감아 걸린 무단 가요성 부재(13)와,
상기 프라이머리 풀리(11)와 일체 회전 가능하게 연결되는 제1 축(14)과,
상기 세컨더리 풀리(12)와 일체 회전 가능하게 연결되는 제2 축(17)과,
상기 제1 축(14)에 외부 끼움되어, 상기 제1 축(14)에 대하여 상대 회전 가능한 제1 기어(15)와,
상기 제2 축(17) 상에 고정되어, 상기 제1 기어(15)와 맞물리는 제2 기어(18)와,
동력원(2)과 상기 제1 축(14)을 체결하는 전진 클러치(193)와,
상기 동력원(2)과 상기 제1 기어(15)를 체결하는 후진 클러치(194)를 구비한, 무단 변속기(1).
제1항에 있어서, 상기 제1 축(14)의 상기 동력원(2) 측에, 이너 드럼(191)과, 상기 이너 드럼(191)을 내부에 수용하고, 또한, 상기 이너 드럼(191)과 일체 회전 가능하게 연결되는 아우터 드럼(192)을 구비하고,
상기 2개의 드럼에는 상기 동력원(2)으로부터의 동력이 전달되고,
상기 전진 클러치(193)는 상기 이너 드럼(191)과 상기 제1 축(14)을 체결하는 클러치이며,
상기 후진 클러치(194)는 상기 아우터 드럼(192)과 상기 제1 기어(15)를 체결하는 클러치인, 무단 변속기(1).
무단 변속기(1)이며,
홈 폭을 변경 가능한 프라이머리 풀리(11) 및 세컨더리 풀리(12)와,
상기 2개의 풀리 사이에 감아 걸린 무단 가요성 부재(13)와,
상기 프라이머리 풀리(11)와 일체 회전 가능하게 연결되어, 동력원(2)으로부터의 동력이 전달되는 제1 축(14)과,
상기 세컨더리 풀리(12)와 일체 회전 가능하게 연결되는 제2 축(17)과,
상기 제1 축(14)에 외부 끼움되어, 상기 제1 축(14)에 대하여 상대 회전 가능한 제1 기어(15)와,
상기 제2 축(17)과 동축 상에, 또한 상기 제2 축(17)에 대하여 상대 회전 가능하게 설치되고, 상기 제1 기어(15)와 맞물리는 제2 기어(18)와,
상기 제2 축(17)과 상기 제2 기어(18)를 체결하는 전진 클러치(193)와,
상기 동력원(2)과 상기 제1 기어(15)를 체결하는 후진 클러치(194)를 구비한, 무단 변속기(1).
제3항에 있어서, 상기 제1 축(14)의 상기 동력원(2) 측에 상기 제1 축(14)과 일체 회전 가능하게 연결되는 아우터 드럼(192)을 구비하고,
상기 후진 클러치(194)는 상기 아우터 드럼(192)과 상기 제1 기어(15)를 체결하는 클러치인, 무단 변속기(1).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 축(14)에 외부 끼움되어, 상기 제1 기어(15)와 일체 회전 가능한 제3 기어(20)를 구비하고,
상기 제3 기어(20)가 상기 무단 변속기의 출력 기어인, 무단 변속기(1).