KR101558688B1

KR101558688B1 - 차량의 변속기

Info

Publication number: KR101558688B1
Application number: KR1020130155491A
Authority: KR
Inventors: 박종윤; 김경하; 김기남
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2015-10-07
Also published as: US20150167787A1; CN104712718A; US9581227B2; CN104712718B; KR20150069263A

Abstract

본 발명은 변속기의 축 개수를 최소화하면서도 후진 및 다수의 변속단을 구현할 수 있도록 함으로써, 변속기의 제조 비용을 저감하고, 차량에의 탑재성을 향상시키며, 차량의 연비 향상에 크게 기여할 수 있도록 한다.

Description

차량의 변속기{TRANSMISSION FOR VEHICLE}

본 발명은 차량의 변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용되는 축의 개수를 최소화하면서 다수의 변속단을 형성하는 변속기의 구조에 관한 것이다.

차량의 변속기는 가급적 소요되는 부품의 수가 작고 중량이 작으며 컴팩트하게 구성되어야 제작에 소요되는 비용이 저감되고 차량의 연비를 향상시킬 수 있으며, 차량에의 탑재성이 용이해진다.

특히 변속기의 구성에 사용되는 축의 개수를 최소화하면, 변속기의 전체적인 부피와 중량이 크게 저감되는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기한 바와 같이 비교적 적은 부품과 중량으로 컴팩트하게 구성되어야 하면서도 가급적 많은 변속단을 구현할 수 있도록 구성되어야 엔진의 효율적인 운전이 가능하여 차량의 연비를 향상시킬 수 있게 된다.

상기의 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR

1020080058388

A

본 발명은 변속기의 축 개수를 최소화하면서도 후진 및 다수의 변속단을 구현할 수 있도록 함으로써, 변속기의 제조 비용을 저감하고, 차량에의 탑재성을 향상시키며, 차량의 연비 향상에 크게 기여할 수 있도록 한 차량의 변속기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 변속기는

제1클러치에 의해 동력을 전달받도록 형성된 제1입력축과;

상기 제1입력축을 감싸는 동심축으로 형성되고 제2클러치에 의해 동력을 전달받도록 설치된 제2입력축과;

상기 제1입력축 및 제2입력축에 평행하게 배치된 제1출력축 및 제2출력축과;

상기 제1입력축 및 제2입력축에 구비된 기어들과 치합되어 각각 변속단을 형성할 수 있도록 상기 제1출력축 및 제2출력축에 구비된 다수의 변속단기어와;

상기 변속단기어들을 각각 해당 변속단을 형성하도록 상기 제1출력축 또는 제2출력축에 연결하거나 차단하는 상태를 전환할 수 있도록 구비되는 다수의 동기장치와;

상기 변속단기어들 중 어느 하나의 회전 방향을 선택적으로 전환할 수 있도록 설치되는 유성기어장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 변속기의 구성을 도시한 도면,
도 2는 도 1의 본 발명 변속기가 후진단을 구현하는 상태를 설명한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명 차량의 변속기의 실시예는, 제1클러치(CL1)에 의해 동력을 전달받도록 형성된 제1입력축(IN-1)과; 상기 제1입력축(IN-1)을 감싸는 동심축으로 형성되고 제2클러치(CL2)에 의해 동력을 전달받도록 설치된 제2입력축(IN-2)과; 상기 제1입력축(IN-1) 및 제2입력축(IN-2)에 평행하게 배치된 제1출력축(OUT-1) 및 제2출력축(OUT-2)과; 상기 제1입력축(IN-1) 및 제2입력축(IN-2)에 구비된 기어들과 치합되어 각각 변속단을 형성할 수 있도록 상기 제1출력축(OUT-1) 및 제2출력축(OUT-2)에 구비된 다수의 변속단기어와; 상기 변속단기어들을 각각 해당 변속단을 형성하도록 상기 제1출력축(OUT-1) 또는 제2출력축(OUT-2)에 연결하거나 차단하는 상태를 전환할 수 있도록 구비되는 다수의 동기장치와; 상기 변속단기어들 중 어느 하나의 회전 방향을 선택적으로 전환할 수 있도록 설치되는 유성기어장치(PG)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명 실시예는 다른 변속기들과 달리 별도의 후진아이들러축을 구비하지 않고 상기 유성기어장치(PG)를 사용함에 의해 후진단인 R단을 구현하도록 구성됨으로써, 별도의 축이 설치되지 않아서 변속기의 부피 및 중량의 축소가 가능하며, 구현할 수 있는 변속단이 비교적 많아 차량의 연비 향상에 기여할 수 있게 되는 것이다.

상기 제1클러치(CL1) 및 제2클러치(CL2)에는 모터(M)가 연결되어 있어서, 이대로는 전기차를 구성할 수 있을 것이며, 상기 모터(M)에 별도의 엔진클러치와 엔진을 차례로 연결하면 하이브리드 차량을 구성할 수 있을 것이다.

상기 유성기어장치(PG)는 선기어가 상기 제1출력축(OUT-1) 또는 제2출력축(OUT-2)에 직결되고, 캐리어가 선택적으로 고정 가능하게 설치되며, 링기어가 상기 선기어가 직결되는 축에 설치된 변속단기어에 직결되는 구성으로 할 수 있다.

상기 캐리어는 본 실시예에서, 도그클러치(DC)에 의해 변속기케이스에 고정되거나 자유로운 상태로 전환 가능하도록 구성하였으나, 이외에 동기장치나 별도의 브레이크 등으로 대체될 수도 있을 것이다.

상기 제1출력축(OUT-1)에는 1단변속단기어(1D)와 2단변속단기어(2D)와 3단변속단기어(3D) 및 4단변속단기어(4D)가 배치되고, 상기 1단변속단기어(1D)와 3단변속단기어(3D)는 상기 제1입력축(IN-1)의 기어와 치합되어 서로 인접하여 설치되며, 상기 2단변속단기어(2D)와 4단변속단기어(4D)는 상기 제2입력축(IN-2)의 기어와 치합되어 서로 인접하여 설치되어 있다.

또한, 상기 제1출력축(OUT-1)에는 상기 1단변속단기어(1D)와 3단변속단기어(3D) 중 어느 하나를 상기 제1출력축(OUT-1)에 연결하거나 해제할 수 있도록 1＆3단동기장치(1＆3S)가 구비되어 있고, 상기 2단변속단기어(2D)와 4단변속단기어(4D) 중 어느 하나를 상기 제1출력축(OUT-1)에 연결하거나 해제할 수 있도록 2＆4단동기장치(2＆4S)가 구비되어 있다.

상기 제2출력축(OUT-2)에는 5단변속단기어(5D)와 6단변속단기어(6D)가 서로 인접하여 배치되고, 상기 5단변속단기어(5D)는 상기 제1입력축(IN-1)의 기어와 치합되고 상기 6단변속단기어(6D)는 상기 제2입력축(IN-2)의 기어와 치합되며, 상기 5단변속단기어(5D)와 6단변속단기어(6D) 중 어느 하나를 상기 제2출력축(OUT-2)에 연결하거나 해제할 수 있도록 5＆6단동기장치(5＆6S)가 상기 제2출력축(OUT-2)에 구비되어 있다.

도 1에 도시된 본 실시예에서, 상기 유성기어장치(PG)는 선기어가 상기 제2출력축(OUT-2)에 직결되고, 링기어가 상기 6단변속단기어(6D)에 연결되며, 캐리어는 도그클러치(DC)에 의해 변속기케이스에 고정 가능하게 설치된 구성이다.

한편, 상기 제1출력축(OUT-1)에는 디퍼렌셜의 링기어(RG)로 동력을 인출하기 위한 제1출력기어(O1)가 구비되고 상기 제2출력축(OUT-2)에는 상기 디퍼렌셜의 링기어(RG)로 동력을 인출하기 위한 제2출력기어(O2)가 구비되어 있다.

상기한 바와 같이 구성된 변속기는 상기 제1클러치(CL1) 또는 제2클러치(CL2)를 결합하여 상기 제1입력축(IN-1) 또는 제2입력축(IN-2)으로 동력을 제공하면 상기 동기장치들 중 어느 하나로 해당 변속단기어를 해당 출력축과 연결하여 변속된 동력이 상기 디퍼렌셜로 인출되도록 작동된다.

본 발명 변속기의 작동 중 후진단인 R단의 작동을 도 2을 참조로 살펴보면 다음과 같다.

후진단인 R단을 구현하려면, 도 2에 도시된 바와 같이 도그클러치(DC)를 체결하여 상기 캐리어를 변속기케이스 등에 고정시킨 상태에서 상기 제2클러치(CL2)를 체결하여 동력을 인가한다.

즉, 상기 제2클러치(CL2)는 모터(M) 또는 엔진 등과 같은 동력원으로부터의 동력을 전달받아 상기 제2입력축(IN-2)을 구동하면, 상기 제2입력축(IN-2)의 기어에 치합된 상기 6단변속단기어(6D)가 회전되며, 이때 상기 6단변속단기어(6D)의 회전력은 링기어(RG)를 통해 상기 유성기어장치(PG)로 입력되어 상기 선기어를 통해 역전되어 출력되고, 이 동력은 상기 제2출력기어(O2)를 통해 상기 디퍼렌셜의 링기어(RG)를 구동함으로써, 후진단의 출력이 구동륜으로 인출되게 되는 것이다.

6단의 구현시에는 물론, 상기 도그클러치(DC)는 해제한 상태에서 상기 5＆6단동기장치(5＆6S)로 상기 6단변속단기어(6D)를 상기 제2출력축(OUT-2)에 연결한 상태에서 상기 제2클러치(CL2)를 체결하여 동력을 전달하면, 상기 제2입력축(IN-2)의 기어와 상기 6단변속단기어(6D)의 기어비에 의해 6단 변속단이 형성되어 상기 제2출력기어(O2)로 인출되게 된다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

CL1; 제1클러치
IN-1; 제1입력축
CL2; 제2클러치
IN-2; 제2입력축
OUT-1; 제1출력축
OUT-2; 제2출력축
PG; 유성기어장치
M; 모터
DC; 도그클러치
1D; 1단변속단기어
2D; 2단변속단기어
3D; 3단변속단기어
4D; 4단변속단기어
1＆3S; 1＆3단동기장치
2＆4S; 2＆4단동기장치
5D; 5단변속단기어
6D; 6단변속단기어
5＆6S; 5＆6단동기장치
RG; 링기어
O1; 제1출력기어
O2; 제2출력기어

Claims

제1클러치(CL1)에 의해 동력을 전달받도록 형성된 제1입력축(IN-1)과;
상기 제1입력축(IN-1)을 감싸는 동심축으로 형성되고 제2클러치(CL2)에 의해 동력을 전달받도록 설치된 제2입력축(IN-2)과;
상기 제1입력축(IN-1) 및 제2입력축(IN-2)에 평행하게 배치된 제1출력축(OUT-1) 및 제2출력축(OUT-2)과;
상기 제1입력축(IN-1) 및 제2입력축(IN-2)에 구비된 기어들과 치합되어 각각 변속단을 형성할 수 있도록 상기 제1출력축(OUT-1) 및 제2출력축(OUT-2)에 구비된 다수의 변속단기어와;
상기 변속단기어들을 각각 해당 변속단을 형성하도록 상기 제1출력축(OUT-1) 또는 제2출력축(OUT-2)에 연결하거나 차단하는 상태를 전환할 수 있도록 구비되는 다수의 동기장치와;
상기 변속단기어들 중 어느 하나의 회전 방향을 선택적으로 전환하여 후진단을 형성할 수 있도록 설치되는 유성기어장치(PG);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 변속기.
청구항 1에 있어서,
상기 유성기어장치(PG)는
선기어가 상기 제1출력축(OUT-1) 또는 제2출력축(OUT-2)에 직결되고;
캐리어가 선택적으로 고정 가능하게 설치되며;
링기어(RG)가 상기 선기어가 직결되는 축에 설치된 변속단기어에 직결되는 것
을 특징으로 하는 차량의 변속기.
청구항 2에 있어서,
상기 캐리어는 도그클러치(DC)에 의해 변속기케이스에 고정되거나 자유로운 상태로 전환 가능하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 차량의 변속기.
청구항 2에 있어서,
상기 제1출력축(OUT-1)에는 1단변속단기어(1D)와 2단변속단기어(2D)와 3단변속단기어(3D) 및 4단변속단기어(4D)가 배치되고;
상기 1단변속단기어(1D)와 3단변속단기어(3D)는 상기 제1입력축(IN-1)의 기어와 치합되어 서로 인접하여 설치되며;
상기 2단변속단기어(2D)와 4단변속단기어(4D)는 상기 제2입력축(IN-2)의 기어와 치합되어 서로 인접하여 설치된 것
을 특징으로 하는 차량의 변속기.
청구항 4에 있어서,
상기 제2출력축(OUT-2)에는 5단변속단기어(5D)와 6단변속단기어(6D)가 서로 인접하여 배치되고;
상기 5단변속단기어(5D)는 상기 제1입력축(IN-1)의 기어와 치합되고 상기 6단변속단기어(6D)는 상기 제2입력축(IN-2)의 기어와 치합되며;
상기 5단변속단기어(5D)와 6단변속단기어(6D) 중 어느 하나를 상기 제2출력축(OUT-2)에 연결하거나 해제할 수 있도록 5＆6단동기장치(5＆6S)가 상기 제2출력축(OUT-2)에 구비된 것
을 특징으로 하는 차량의 변속기.
청구항 5에 있어서,
상기 유성기어장치(PG)는 선기어가 상기 제2출력축(OUT-2)에 직결되고, 링기어(RG)가 상기 6단변속단기어(6D)에 연결되며;
캐리어는 도그클러치(DC)에 의해 변속기케이스에 고정 가능하게 설치된 것
을 특징으로 하는 차량의 변속기.