KR101963468B1 - 차량 변속기 - Google Patents

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Abstract

변속기는 엔진으로부터 전달된 동력의 동력 전달 경로를 선택적으로 변경하여 주변속을 수행하는 주변속부와, 상기 주변속부로부터 전달된 동력의 동력 전달 경로를 선택적으로 변경하여 부변속을 수행하는 부변속부 및 상기 부변속부로부터 전달된 동력을 차량의 바퀴로 전달하는 출력부를 포함하고, 상기 부변속부에 상기 바퀴의 회전 방향을 반전시키는 동력 전달 경로를 형성하기 위한 후진 기어가 형성되어, 부변속과 후진이 선택적으로 이루어진다.

Description

차량 변속기{Transmission of vehicle}
본 발명은 차량 변속기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 트랙터 등과 같은 작업 차량에 적합한 변속기에 관한 것이다.
차량의 변속기는 동력 전달 경로를 다변화하여 변속을 수행하기 위해 복수의 축과 다수의 기어를 포함한다.
공간적 제약을 극복하고, 동력 전달 효율을 증대시키기 위해, 축과 기어의 배치는 변속기에 있어 고려해야할 중요한 문제이다.
트랙터 등과 같은 작업 차량은 작업 환경에 따라 다양한 변속이 가능하도록 주변속부과 부변속이 이루어질 수 있는 변속기를 구비한다. 또한, 동력 전달 방향을 역전시켜 차량을 후진시키기 위한 후진 기어를 구비한다.
하지만, 종래 기술에 따르면, 후진 기어가 별도의 후진부에 포함되거나 주변속부에 속하도록 변속기가 구성되는 것이 일반적이다. 즉, 후진부와 부변속부가 별도로 구성된다.
후진부와 부변속부를 별도로 구성하는 경우 변속기를 구성하는 부품이 수량이 매우 많아질 수밖에 없다.
부품의 수가 많아질수록 그만큼 동력 전달 효율은 떨어지며, 변속기가 차지하는 공간이 많아지게 된다.
한국 특허등록 제10-1326368호
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 후진 기어의 위치를 최적화하여 변속기 구조를 단순화하면서도 동력 전달 효율을 증대시킬 수 있는 차량의 변속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 엔진으로부터 전달된 동력의 동력 전달 경로를 선택적으로 변경하여 주변속을 수행하는 주변속부와, 상기 주변속부로부터 전달된 동력의 동력 전달 경로를 선택적으로 변경하여 부변속을 수행하는 부변속부 및 상기 부변속부로부터 전달된 동력을 차량의 바퀴로 전달하는 출력부를 포함하고, 상기 부변속부에 상기 바퀴의 회전 방향을 반전시키는 동력 전달 경로를 형성하기 위한 후진 기어가 형성되어, 부변속과 후진이 선택적으로 이루어지는 변속기가 제공된다.
일 실시예에 따르면, 상기 부변속부는, 상기 주변속부로부터 전달된 동력에 의해 회전하는 부변속 구동축 및 상기 부변속 구동축의 동력을 전달받아 회전하는 부변속 피동축을 포함하고, 상기 부변속 구동축에 복수의 부변속 구동 기어와 상기 후진 기어가 형성된다.
일 실시예에 따르면, 상기 부변속 피동축에는 부변속/후진 선택 기어가 형성되고, 상기 부변속/후진 선택 기어는 상기 부변속 피동축 상에서 이동하여, 선택적으로 상기 복수의 부변속 구동 기어 중 하나 또는 상기 후진 기어에 동력적으로 연결된다.
일 실시예에 따르면, 상기 부변속 구동축에는, 상기 부변속 구동축과 선택적으로 연결 또는 분리되는 제1부변속 구동 기어와, 상기 부변속 구동축과 선택적으로 연결 또는 분리되고 상기 부변속 구동축의 길이방향으로 위치 이동 가능한 제2부변속 구동 기어가 형성되고, 상기 부변속 피동축에는 각각 상기 제1부변속 구동 기어 및 상기 제2부변속 구동 기어와 치합될 수 있고, 상기 부변속 피동축과 일체로 회전하는 제1부변속 피동 기어 및 제2부변속 피동 기어가 형성된다.
일 실시예에 따르면, 상기 부변속 구동축에는, 상기 부변속 구동축과 일체로 회전하는 제3부변속 구동 기어 및 상기 후진 기어가 형성되고, 상기 부변속/후진 선택 기어는 상기 부변속 피동축과 선택적으로 연결 또는 분리되고 상기 부변속 피동축의 길이방향으로 위치 이동 가능하며, 상기 부변속/후진 선택 기어는 위치 이동하여 상기 제3부변속 구동 기어에 치합되거나, 아이들 기어를 통해 상기 후진 기어에 동력적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 주변속부는, 상기 엔진으로부터 전달된 동력에 의해 회전하는 주변속 구동축 및 상기 주변속 구동축의 동력을 전달받아 회전하는 주변속 피동축을 포함하고, 상기 주변속 구동축에는 상기 주변속 구동축과 일체로 회전하는 복수의 주변속 구동 기어가 형성되고, 상기 주변속 피동축에는 상기 주변속 구동축과 선택적으로 연결 또는 분리되고, 각각 대응하는 주변속 구동 기어와 동력적으로 연결될 수 있는 복수의 주변속 피동 기어가 형성된다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수의 주변속 구동 기어는 제1주변속 구동 기어, 제2주변속 구동 기어, 제3주변속 구동 기어 및 제4주변속 구동 기어를 포함하고, 상기 복수의 주변속 피동 기어는, 상기 주변속 피동축과 선택적으로 연결 또는 분리되는 제1주변속 피동 기어, 상기 주변속 피동축과 선택적으로 연결 또는 분리되며 상기 주변속 피동축을 따라 이동 가능한 제2주변속 피동 기어, 상기 주변속 피동축과 선택적으로 연결 또는 분리되며 상기 주변속 피동축을 따라 이동 가능한 기어축에 형성된 제3주변속 피동 기어 및 제4주변속 피동 기어를 포함한다. 이때, 상기 제1주변속 피동 기어는 상기 제1주변속 구동 기어와 치합되고, 상기 제2주변속 피동 기어는 상기 주변속 피동축을 따라 이동하여 상기 제2주변속 구동기어와 선택적으로 치합될 수 있으며, 상기 기어축이 상기 주변속 피동축을 따라 이동하여 선택적으로 상기 제3주변속 피동기어가 상기 제3주변속 구동기어와 치합되거나 또는 상기 제4주변속 피동기어가 상기 제4주변속 구동기어와 치합될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변속기의 선도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변속기의 부변속부를 도시한 사시도이다.
도 3a 내지 도 3d는 각각 도 1의 변속기의 1단 내지 4단 주변속시 동력 전달 경로를 나타내는 선도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 1의 변속기의 2단 및 3단 부변속시 동력 전달 경로를 나타내는 선도이다.
도 5는 도 1의 변속기의 후진시 동력 전달 경로를 나타내는 선도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변속기의 선도이다.
본 실시예에 따른 변속기는, 엔진(1)으로부터 전달된 동력의 전달 경로를 선택적으로 변경하여 주변속을 수행하는 주변속부(10)와, 상기 주변속부(10)로부터 전달된 동력의 전달 경로를 선택적으로 변경하여 부변속을 수행하는 부변속부(20) 및, 상기 부변속부(20)로부터 전달된 동력을 차량의 바퀴로 전달하는 출력부(30)를 포함한다.
도면에서 검은색 원으로 표현된 것은 볼 베어링을 나타내고, 검은색 네모로 표현된 것을 니들 베어링이다.
주변속부(10)는 엔진(1)에 의해 회전하는 제1입력축(2)에 형성되어 제1입력축(2)과 일체로 회전하는 주변속 구동축(110)과, 상기 주변속 구동축(110)의 회전 구동력을 전달받아 회전하며 주변속 구동축(110)과 평행하게 연장되는 주변속 피동축(120)을 포함한다.
주변속 구동축(110)에는 주변속 구동축(110) 상에 형성되어 일체로 회전하는 복수의 주변속 구동 기어(111, 112, 113, 114)가 형성된다. 본 실시예에 따르면, 주변속 구동축(110)에는 상류측에서부터 차례로 제1주변속 구동 기어(111), 제2주변속 구동 기어(112), 제3주변속 구동 기어(113) 및 제4주변속 구동 기어(114)가 형성되어 4단의 주변속이 이루어진다.
본 명세서에 사용된 용어 "상류"는 선도에서 볼 때 엔진(1)이 위치하는 방향을 의미하고, 용어 "하류"는 동력 전달의 최종단인 바퀴가 위치하는 방향을 의미한다. 때로는, 용어 "상류"는 하나의 부재에 의해 동력이 입력되는 쪽을 의미하며, 용어 "하류"는 상기 부재로부터 입력된 동력이 전달되어 가는 쪽을 의미하는 것으로 보아도 좋다.
주변속 피동축(120)에는 주변속 구동축(110)과 선택적으로 연결 또는 분리되고, 각각 대응하는 주변속 구동 기어와 동력적으로 연결될 수 있는 복수의 주변속 피동 기어가 형성된다.
본 실시예에 따르면, 주변속 피동축(120)에는 상류측에서부터 차례로 제1주변속 피동 기어(121), 제2주변속 피동 기어(122), 제3주변속 피동 기어(123) 및 제4주변속 피동 기어(124)의 4개의 주변속 피동 기어가 형성된다.
제1주변속 피동 기어(121)는 제1기어축(125) 상에 형성된다. 제1기어축(125)는 일종의 클러치 수단을 구비하여 주변속 피동축(120)에 대해 선택적으로 연결 또는 분리될 수 있다. 제1기어축(125)이 주변속 피동축(120)에 대해 연결 또는 분리됨에 따라서, 제1주변속 피동 기어(121)는 주변속 피동축(120)과 선택적으로 연결 또는 분리되어 그와 함께 회전하거나 공회전 상태에 놓일 수 있다.
제2주변속 피동 기어(122)는 제2기어축(126) 상에 형성된다. 제2기어축(126)은 일종의 클러치 수단을 구비하여 주변속 피동축(120)에 대해 선택적으로 연결 또는 분리될 수 있다. 또한, 제2기어축(126)은 변속 조작에 따라서 주변속 피동축(120)을 따라 상하류측으로 위치 이동 가능하도록 형성되어 있다.
제2기어축(126)이 주변속 피동축(120)에 대해 연결 또는 분리됨에 따라서, 제2주변속 피동 기어(122)는 주변속 피동축(120)과 선택적으로 연결 또는 분리되어 그와 함께 회전하거나 공회전 상태에 놓일 수 있다.
주변속 피동축(120)에는 제3기어축(127)이 형성된다. 제3기어축(127)은 일종의 클러치 수단을 구비하여 주변속 피동축(120)에 대해 선택적으로 연결 또는 분리될 수 있고, 주변속 피동축(120)의 길이 방향을 따라 상하류측으로 위치 이동 가능하다.
제3기어축(127)의 상류측 단부에는 제3주변속 피동 기어(123)가 형성되고, 하류측 단부에는 제4주변속 피동 기어(124)가 형성된다.
제3기어축(127)이 주변속 피동축(120)에 대해 연결 또는 분리됨에 따라서, 제3주변속 피동 기어(123) 및 제4주변속 피동 기어(124)가 주변속 피동축(120)과 선택적으로 연결 또는 분리되어 주변속 피동축(120)과 함께 회전하거나 공회전 상태에 놓일 수 있다.
제1주변속 피동 기어(121)는 제1주변속 구동 기어(111)와 치합된다.
제2주변속 피동 기어(122)는 제2기어축(126)의 위치 이동에 의해 주변속 피동축(120)을 따라 이동하여 제2주변속 구동기어(112)와 선택적으로 치합될 수 있다.
제3기어축(127)이 주변속 피동축(120)을 따라 이동함에 따라서 선택적으로 제3주변속 피동기어(123)가 제3주변속 구동기어(113)와 치합되거나 또는 제4주변속 피동기어(124)가 제4주변속 구동기어(114)와 치합될 수 있다.
주변속 피동축(120)의 최하류측에는 연결 기어(128)가 형성되며, 연결 기어(128)는 부변속부(20)의 부변속 구동축(210)의 최상류에 형성된 연결 기어(215)와 치합된다. 주변속 피동축(120)이 회전하면, 두 연결 기어(128, 215) 사이의 동력 전달에 의해 부변속 구동축(210)이 회전하게 된다.
도 2는 본 실시예에 따른 부변속부(20)의 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 부변속부(20)는 주변속부(10)의 주변속 피동축(120)의 동력을 전달받아 회전하는 부변속 구동축(210)과, 상기 부변속 구동축(210)의 회전 구동력을 전달받아 회전하며 부변속 구동축(210)과 평행하게 연장되는 부변속 피동축(220)을 포함한다.
또한, 부변속부(20)는 비교적 길이가 짧은 아이들 축(230)을 포함하고, 아이들 축(230)에는 아이들 기어(231)가 형성되어 있다.
주변속 구동축(210)은 제1입력축(2)과 일자로 연장되지만, 제1입력축(2)과는 별개로 회전 가능하게 형성되는 제2입력축(3) 상에 형성되어 제2입력축(3)과 일체로 회전한다.
부변속 구동축(210)에는 세 개의 부변속 구동 기어(211, 212, 213)가 형성되어 3단의 부변속이 이루어진다.
또한, 부변속 구동축(210)에는 후진 기어(214)가 형성된다. 후진 기어(214)는 차량의 바퀴의 회전 방향을 반전시키는 동력 전달 경로(후진)를 형성한다. 본 실시예에 따르면, 후진 기어(214)가 부변속부(20)에 통합되어 있다.
즉, 본 실시예에 따르면, 차량의 후진 구동이 부변속 구동축(210)의 회전 구동력에 의해 이루어진다. 따라서, 차량의 후진 구동을 위한 별도의 후진 구동축 및/또는 후진 피동축을 형성하지 않아도 되므로, 변속기를 구성하는데 필요한 기어 등의 부품 수를 현저하게 감소시킬 수 있어 장치의 간소화가 가능하다.
또한, 후진 구동이 부변속 구동축(210)의 회전 구동력에 의해 이루어지므로, 후술하는 바와 같이 구동력의 전달 경로가 연속적으로 이어지도록 형성되고, 중간에서 분기되었다가 합성되는 과정을 거치지 않게 되므로, 동력 전달 경로가 단순화되어 동력 손실을 최소화할 수 있다.
아울러, 주변속부(10)에서 전달된 동력이 후진시에도 전진시와 실질적으로 동일하게 출력부(30)로 전달되므로, 전진시와 마찬가지로 큰 동력을 가지고 차량의 후진시키며 작업을 수행할 수 있게 된다.
또한, 부변속과 후진이 선택적으로 이루어지므로, 전진 및 후진 모드를 전환하기 위한 별도의 레버가 불필요하고, 운전자의 운전 공간을 효율적으로 구성할 수 있고, 변속 조작을 위한 인터페이스를 간소화할 수 있다.
제1부변속 구동 기어(211)는 제4기어축(216) 상에 형성된다. 제4기어축(216)은 일종의 클러치 수단을 구비하여 부변속 구동축(210)에 대해 선택적으로 연결 또는 분리될 수 있다. 제4기어축(216)이 부변속 구동축(210)에 대해 연결 또는 분리됨에 따라서, 제1부변속 구동 기어(211)는 부변속 구동축(210)과 선택적으로 연결 또는 분리되어 부변속 구동축(210)과 함께 회전하거나 공회전 상태에 놓일 수 있다.
제2부변속 구동 기어(212)는 제5기어축(217) 상에 형성된다. 제5기어축(217)은 일종의 클러치 수단을 구비하여 부변속 구동축(210)에 대해 선택적으로 연결 또는 분리될 수 있다. 또한, 제5기어축(217)은 변속 조작에 따라서 부변속 구동축(210)을 따라 상하류측으로 위치 이동 가능하도록 형성되어 있다.
제5기어축(217)이 부변속 구동축(210)에 대해 연결 또는 분리됨에 따라서, 제2부변속 구동 기어(212)는 부변속 구동축(210)과 선택적으로 연결 또는 분리되어 부변속 구동축(210)과 함께 회전하거나 공회전 상태에 놓일 수 있다.
제3부변속 구동 기어(213)와 후진 기어(214)는 부변속 구동축(210)에 일체로 형성되어 있다.
부변속 피동축(220)에는 상류측에서부터 차례로 제1부변속 피동 기어(221), 제2부변속 피동 기어(222) 및 부변속/후진 선택 기어(223)가 형성되어 있다.
제1부변속 피동 기어(221)는 부변속 피동축(220)과 일체로 형성되어 제1부변속 구동 기어(211)와 치합된다.
제2부변속 피동 기어(222)는 부변속 피동축(220)과 일체로 형성되어 제2부변속 구동 기어(212)와 치합될 수 있다.
부변속/후진 선택 기어(223)는 제6기어축(225) 상에 형성된다. 제6기어축(225)는 일종의 클러치 수단을 구비하여 부변속 피동축(220)에 대해 선택적으로 연결 또는 분리될 수 있다. 제6기어축(225)이 부변속 피동축(220)에 대해 연결 또는 분리됨에 따라서, 부변속/후진 선택 기어(223)는 부변속 피동축(220)과 선택적으로 연결 또는 분리되어 부변속 피동축(220)과 함께 회전하거나 공회전 상태에 놓일 수 있다.
부변속 구동축(210)에 형성된 후진 기어(214)는 아이들 기어(231)와 치합되고, 부변속/후진 선택 기어(223)는 선택적으로 아이들 기어(231)와 치합될 수 있다.
후진 기어(214)의 회전 동력은 아이들 기어(231)를 거쳐 부변속/후진 선택 기어(223)로 전달되며, 이 과정에서 부변속 피동축(220)의 회전 방향이 반대로 전환된다.
출력부(30)는, 작업장치 구동부(310), 후륜 구동부(320) 및 전륜 구동부(330)를 포함한다.
작업장치 구동부(310)는, 차량이 트랙터 등 작업 차량인 경우 굴삭 등의 작업을 수행할 수 있는 작업 장치(미도시)를 작동시키기 위한 구동력을 전달한다. 작업장치 구동부(310)는 제2입력축(3)의 회전력을 전달받아 회전하는 작업장치 출력축(4)과, 그 하류측으로 동력을 전달하기 위한 복수의 축과 기어(311)를 포함한다.
엔진의 회전력을 축(4)을 통해 전달하여 작업장치를 동작시키는 구성과 원리는 공지된 것이고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나는 것이므로, 여기서는 더 자세한 설명은 생략한다.
후륜 구동부(320)는 부변속 피동축(220)의 회전력을 전달받아 후륜(Rear Wheel)을 회전 구동시키도록 구성된다. 후륜 구동부(320)는 부변속 피동축(220)의 회전력을 전달받아 회전하는 후륜 출력축(5)과, 그 하류측으로 동력을 전달하여 후륜을 회전시키도록 구성된 복수의 축과 기어(322)를 포함한다.
전륜 구동부(330)는 부변속 피동축(220)의 회전력을 전달받아 전륜(Front Wheel)을 회전 구동시키도록 구성된다. 전륜 구동부(330)는 부변속 피동축(220)의 회전력을 전달받아 회전하는 전륜 출력축(6)과, 그 하류측으로 동력을 전달하여 전륜을 회전시키도록 구성된 복수의 축과 기어(332)를 포함한다.
변속부를 통해 전달된 동력이 축을 통해 전륜과 후륜으로 전달되는 구성 및 원리는 공지된 것이고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나는 것이므로 여기서는 더 자세한 설명은 생략한다.
이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 실시예에 따른 변속기의 동력 전달 과정을 설명한다.
도 3a 내지 도 3d는 본 실시예에 따른 변속기의 주변속시 동력 전달 경로를 설명하는 선도이다. 도 3a 내지 도 3d에서는 설명의 편의를 위해 부변속부(20)가 고속 모드(H)에 있는 경우를 도시하였다.
도 3a 내지 도 3d에 도시된 바와 같이, 고속 모드(H)에서는 제4기어축(216)이 부변속 구동축(210)에 연결되어 부변속 구동축(210)과 함께 회전할 수 있도록 조작된다. 이때, 제2부변속 구동 기어(212)는 상류측으로 이동하여 제2부변속 피동 기어(222)와 치합되지 않도록 배치된다. 또한, 부변속/후진 선택 기어(223)는 제3부변속 구동 기어(213)와 후진 기어(214) 사이에 위치하여 제3부변속 구동 기어(213) 및 후진 기어(214)에 맞물리지 않는다.
도 3a는 1단 주변속시 동력 전달 경로를 도시한다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 1단 주변속시 제1기어축(125)은 주변속 피동축(120)에 연결되어 주변속 피동축(120)과 함께 회전하도록 고정된다.
이때, 제2주변속 피동 기어(122)는 상류측으로 이동하여 제2주변속 구동 기어(112)와 치합되지 않도록 되어 있고, 제3기어축(127)은 제3주변속 구동기어(113)와 제4주변속 구동기어(114) 사이에 위치하여 제3주변속 피동기어(123)와 제4주변속 피동기어(124)가 제3주변속 구동기어(113)와 제4주변속 구동기어(114)와 맞물리지 않도록 한다.
엔진(1)의 회전 구동력에 의해 주변속 구동축(110)이 회전하고, 그와 함께 제1주변속 구동기어(111)가 회전한다.
제1주변속 구동기어(111)가 회전하면, 그에 치합된 제1주변속 피동 기어(121)가 회전하고 제1기어축(125)이 회전한다.
제1기어축(125)은 주변속 피동축(120)과 함께 회전하도록 연결된 상태이므로, 제1기어축(125)의 회전에 의해 주변속 피동축(120)이 회전한다.
주변속 피동축(120)의 회전력은 두 연결 기어(128, 215)의 맞물림에 의해 부변속 구동축(210)으로 전달되어 부변속 구동축(210)을 회전시킨다.
제4기어축(216)은 부변속 구동축(220)과 함께 회전하도록 연결된 상태이므로, 부변속 구동축(220)이 회전하면 제4기어축(216)이 회전하고 그에 형성된 제1부변속 구동 기어(211)가 회전한다.
제1부변속 구동 기어(211)의 회전력이 그에 치합된 제1부변속 피동 기어(221)로 전달되어 부변속 피동축(220)이 회전하게 된다.
부변속 피동축(220)의 하류측에는 두 연결기어(224, 226)가 형성되어 있다. 연결기어(224)는 전륜 구동부(330)의 최상류측에 형성된 연결기어(332)와 치합된다. 연결기어(226)는 후륜 구동부(320)의 최상류측에 형성된 연결기어(321)와 치합된다.
부변속 피동축(220)의 회전력은 연결기어(224)를 통해 연결기어(332)로 전달되어 연결기어(332)를 회전시킨다. 연결기어(332)의 회전력을 전륜 출력축(6)의 상류축에 형성된 기어(331)로 전달되어 전륜 출력축(6)을 회전시키고, 그 구동력에 의해 전륜이 회전하게 된다.
또한, 부변속 피동축(220)의 회전력은 동시에 연결기어(226)를 통해 연결기어(321)로 전달되어 연결 기어(321)를 회전시킨다. 연결기어(321)의 회전력을 후륜 출력축(5)으로 전달되고 그 구동력에 의해 후륜이 회전하게 된다.
도 3b는 2단 주변속시 동력 전달 경로를 도시한다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 2단 주변속시 제2기어축(126)이 하류측으로 이동하여 제2주변속 피동 기어(122)가 제2주변속 구동 기어(112)와 치합된다. 제2주변속 피동 기어(122)가 제2주변속 구동 기어(112)와 맞물린 상태에서 제2기어축(126)은 주변속 피동축(120)과 연결되어 주변속 피동축(120)과 함께 회전하도록 고정된다.
제1기어축(125)은 주변속 피동축(120)과 분리되어 제1주변속 피동기어(121)가 주변속 피동축(120)에 대해 공회전 상태가 된다. 제3기어축(127)은 제3주변속 구동기어(113)와 제4주변속 구동기어(114) 사이에 위치하여 제3주변속 피동기어(123)와 제4주변속 피동기어(124)가 제3주변속 구동기어(113)와 제4주변속 구동기어(114)와 맞물리지 않는 상태를 유지한다.
엔진(1)의 회전 구동력에 의해 주변속 구동축(110)이 회전하고, 그와 함께 제2주변속 구동기어(112)가 회전한다.
제2주변속 구동기어(112)가 회전하면, 그에 치합된 제2주변속 피동 기어(122)가 회전하면서 제2기어축(126)이 회전한다.
제2기어축(126)은 주변속 피동축(120)과 함께 회전하도록 연결된 상태이므로, 제2기어축(126)의 회전에 의해 주변속 피동축(120)이 회전한다.
주변속 피동축(120)의 회전력은 두 연결 기어(128, 215)의 맞물림에 의해 부변속 구동축(210)으로 전달되어 부변속 구동축(210)을 회전시킨다.
이후, 부변속 구동축(210)의 회전력이 출력부(30)로 전달되는 과정은 상술한 1단 주변속시와 동일하므로 설명을 생략한다.
도 3c는 3단 주변속시 동력 전달 경로를 도시한다.
도 3c에 도시된 바와 같이, 3단 주변속시 제3기어축(127)이 상류측으로 이동하여, 제3주변속 피동기어(123)가 제3주변속 구동기어(113)와 맞물리도록 한다. 제3주변속 피동기어(123)가 제3주변속 구동기어(113)가 맞물린 상태에서 제3기어축(127)은 주변속 피동축(120)과 연결되어 주변속 피동축(120)과 함께 회전하도록 고정된다.
이때, 제2기어축(126)은 상류측으로 이동하여 제2주변속 피동 기어(122)가 제2주변속 구동 기어(112)와 치합되지 않도록 하며, 제1주변속 피동기어(121)는 주변속 피동축(120)에 대해 공회전 상태를 유지한다.
엔진(1)의 회전 구동력에 의해 주변속 구동축(110)이 회전하고, 그와 함께 제3주변속 구동기어(113)가 회전한다.
제3주변속 구동기어(113)가 회전하면, 그에 치합된 제3주변속 피동 기어(123)가 회전하면서 제3기어축(127)이 회전한다.
제3기어축(127)은 주변속 피동축(120)과 함께 회전하도록 연결된 상태이므로, 제3기어축(127)의 회전에 의해 주변속 피동축(120)이 회전한다.
주변속 피동축(120)의 회전력은 두 연결 기어(128, 215)의 맞물림에 의해 부변속 구동축(210)으로 전달되어 부변속 구동축(210)을 회전시킨다.
이후, 부변속 구동축(210)의 회전력이 출력부(30)로 전달되는 과정은 상술한 1단 주변속시와 동일하므로 설명을 생략한다.
도 3d는 4단 주변속시 동력 전달 경로를 도시한다.
도 3d에 도시된 바와 같이, 4단 주변속시 제3기어축(127)은 하류측으로 이동하여, 제4주변속 피동기어(124)가 제4주변속 구동기어(114)와 맞물리도록 한다. 제4주변속 피동기어(124)가 제4주변속 구동기어(114)가 맞물린 상태에서 제3기어축(127)은 주변속 피동축(120)과 연결되어 주변속 피동축(120)과 함께 회전하도록 고정된다.
이때, 제1주변속 피동기어(121)와 제2주변속 구동 기어(112)는 3단 주변속시와 동일한 상태를 유지한다.
엔진(1)의 회전 구동력에 의해 주변속 구동축(110)이 회전하고, 그와 함께 제4주변속 구동기어(114)가 회전한다.
제4주변속 구동기어(114)가 회전하면, 그에 치합된 제4주변속 피동 기어(124)가 회전하면서 제3기어축(127)이 회전한다.
제3기어축(127)은 주변속 피동축(120)과 함께 회전하도록 연결된 상태이므로, 제3기어축(127)의 회전에 의해 주변속 피동축(120)이 회전한다.
주변속 피동축(120)의 회전력은 두 연결 기어(128, 215)의 맞물림에 의해 부변속 구동축(210)으로 전달되어 부변속 구동축(210)을 회전시킨다.
이후, 부변속 구동축(210)의 회전력이 출력부(30)로 전달되는 과정은 상술한 1단 주변속시와 동일하므로 설명을 생략한다.
도 4a 및 도 4b는 본 실시예에 따른 변속기의 부변속시 동력 전달 경로를 설명하는 선도이다. 도 4a 및 도 4b에서는 설명의 편의를 위해 주변속부(10)가 1단 변속 상태에 경우를 도시하였다.
본 실시예에 따른 변속기는 고속 모드(H), 중속 모드(M) 및 저속 모드(L)의 3단의 부변속을 수행한다.
고속 모드(H)에서의 동력 전달 경로는 도 1을 참조하여 이미 설명하였다.
도 4a는 중속(M)의 부변속시 동력 전달 경로를 도시한다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 중속(M) 부변속시 제5기어축(217)이 하류측으로 이동하여 제2부변속 구동 기어(212)가 제2부변속 피동 기어(222)와 치합된다. 제2부변속 구동 기어(212)가 제2부변속 피동 기어(222)와 맞물린 상태에서 제5기어축(217)은 부변속 구동축(210)과 연결되어 부변속 구동축(210)과 함께 회전하도록 고정된다.
제4기어축(216)은 부변속 구동축(210)과 분리되어 제1부변속 구동기어(211)가 부변속 구동축(210)에 대해 공회전 상태가 된다. 부변속 피동축(220) 상에 형성된 제6기어축(225)은 제3부변속 구동기어(213)와 제4부변속 구동기어(214) 사이에 위치하여 제3부변속 피동기어(223)와 제4부변속 피동기어(224)가 제3부변속 구동기어(213)와 제4부변속 구동기어(214)와 맞물리지 않는 상태를 유지한다.
도 1에서 설명한 경로로 부변속 구동축(210)으로 전달된 동력에 의해 부변속 구동축(210)이 회전하고, 그에 고정된 제2부변속 구동기어(212)가 회전한다.
제2부변속 구동기어(212)가 회전하면, 그에 치합된 제2부변속 피동 기어(222)가 회전하여 부변속 피동축(220)이 회전한다.
이후 부변속 피동축(220)의 구동력이 출력부(30)로 전달되는 과정은 상술한 주변속시(도 3a 내지 도 3d)와 동일하므로 설명을 생략한다.
도 4b는 저속(L)의 부변속시 동력 전달 경로를 도시한다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 저속 부변속시 제6기어축(225)이 상류측으로 이동하여, 부변속/후진 선택기어(223)가 제3부변속 구동기어(213)와 맞물리도록 한다. 부변속/후진 선택기어(223)가 제3부변속 구동기어(213)와 맞물린 상태에서 제6기어축(225)은 부변속 피동축(220)과 연결되어 부변속 피동축(220)과 함께 회전하도록 고정된다.
이때, 제5기어축(217)은 상류측으로 이동하여 제2부변속 구동 기어(212)가 제2부변속 구동 기어(222)와 맞물리지 않도록 하며, 제1부변속 구동 기어(211)은 부변속 구동축(210)에 대해 공회전 상태를 유지한다.
도 1에서 설명한 경로로 부변속 구동축(210)으로 전달된 동력에 의해 부변속 구동축(210)이 회전하고, 그와 함께 제3부변속 구동기어(213)가 회전한다.
제3부변속 구동기어(213)가 회전하면, 그에 치합된 부변속/후진 선택 기어(223)가 회전하여 부변속 피동축(220)이 회전한다.
이후 부변속 피동축(220)의 구동력이 출력부(30)로 전달되는 과정은 상술한 주변속시(도 3a 내지 도 3d)와 동일하므로 설명을 생략한다.
본 실시예에 따르면, 후진 기어(214)가 부변속부(20)에 통합되어 있어, 부변속과 후진이 선택적으로 이루어진다.
도 5는 후진시 동력 전달 경로를 도시한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 후진시 제6기어축(225)이 하류측으로 이동하여, 부변속/후진 선택기어(223)가 아이들 기어(231)와 맞물리도록 한다. 부변속/후진 선택기어(223)가 아이들 기어(231)와 맞물린 상태에서 제6기어축(225)은 부변속 피동축(220)과 연결되어 부변속 피동축(220)과 함께 회전하도록 고정된다.
이때, 제1부변속 구동 기어(211)와 제2부변속 구동 기어(212)는 저속(L)의 부변속시와 동일한 상태를 유지한다.
도 1에서 설명한 경로로 부변속 구동축(210)으로 전달된 동력에 의해 부변속 구동축(210)이 회전하고, 그와 함께 후진 기어(214)가 회전한다.
후진 기어(214)가 회전하면, 그에 치합된 아이들 기어(231)가 회전하고, 아이들 기어(231)의 회전력을 부변속/후진 선택 기어(223)로 전달된다. 이 과정에서 부변속 피동축(220)의 회전 방향이 전진시와 반대로 전환된다.
이후 부변속 피동축(220)의 구동력이 출력부(30)로 전달되는 과정은 출력부(30)의 축들의 회전 방향이 반대라는 점을 제외하고는 상술한 주변속시(도 3a 내지 도 3d)와 동일하므로 설명을 생략한다.

Claims (7)

  1. 엔진으로부터 전달된 동력의 동력 전달 경로를 선택적으로 변경하여 주변속을 수행하는 주변속부(10);
    상기 주변속부(10)로부터 전달된 동력의 동력 전달 경로를 선택적으로 변경하여 부변속을 수행하는 부변속부(20);
    상기 부변속부(20)로부터 전달된 동력을 차량의 바퀴로 전달하는 출력부(30)를 포함하고,
    상기 부변속부(20)에 복수의 부변속 구동 기어(211, 212, 213)와 상기 바퀴의 회전 방향을 반전시키는 동력 전달 경로를 형성하기 위한 후진 기어(214) 및 부변속/후진 선택 기어(223)가 형성되어,
    부변속과 후진이 선택적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 변속기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부변속부(20)는,
    상기 주변속부(10)로부터 전달된 동력에 의해 회전하는 부변속 구동축(210); 및
    상기 부변속 구동축(210)의 동력을 전달받아 회전하는 부변속 피동축(220)을 포함하고,
    상기 부변속 구동축(210)에 상기 복수의 부변속 구동 기어(211, 212, 213)와 상기 후진 기어(214)가 형성되는 것을 특징으로 하는 변속기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 부변속 피동축(220)에는 상기 부변속/후진 선택 기어(223)가 형성되고,
    상기 부변속/후진 선택 기어(223)는 상기 부변속 피동축(220) 상에서 이동하여, 선택적으로 상기 복수의 부변속 구동 기어 중 하나(213) 또는 상기 후진 기어(214)에 동력적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 변속기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 부변속 구동축(210)에는, 상기 부변속 구동축(210)과 선택적으로 연결 또는 분리되는 제1부변속 구동 기어(211)와, 상기 부변속 구동축(210)과 선택적으로 연결 또는 분리되고 상기 부변속 구동축(210)의 길이방향으로 위치 이동 가능한 제2부변속 구동 기어(212)가 형성되고,
    상기 부변속 피동축(220)에는 각각 상기 제1부변속 구동 기어(211) 및 상기 제2부변속 구동 기어(212)와 치합될 수 있고, 상기 부변속 피동축(220)과 일체로 회전하는 제1부변속 피동 기어(221) 및 제2부변속 피동 기어(222)가 형성된 것을 특징으로 하는 변속기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 부변속 구동축(210)에는, 상기 부변속 구동축(210)과 일체로 회전하는 제3부변속 구동 기어(213) 및 상기 후진 기어(214)가 형성되고,
    상기 부변속/후진 선택 기어(223)는 상기 부변속 피동축(220)과 선택적으로 연결 또는 분리되고 상기 부변속 피동축(220)의 길이방향으로 위치 이동 가능하며,
    상기 부변속/후진 선택 기어(223)는 위치 이동하여 상기 제3부변속 구동 기어(213)에 치합되거나, 아이들 기어(231)를 통해 상기 후진 기어(214)에 동력적으로 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 변속기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 주변속부(10)는,
    상기 엔진으로부터 전달된 동력에 의해 회전하는 주변속 구동축(110); 및
    상기 주변속 구동축(110)의 동력을 전달받아 회전하는 주변속 피동축(120)을 포함하고,
    상기 주변속 구동축(110)에는 상기 주변속 구동축(110)과 일체로 회전하는 복수의 주변속 구동 기어(111, 112, 113, 114)가 형성되고,
    상기 주변속 피동축(120)에는 상기 주변속 구동축(110)과 선택적으로 연결 또는 분리되고, 각각 대응하는 주변속 구동 기어(111, 112, 113, 114)와 동력적으로 연결될 수 있는 복수의 주변속 피동 기어(121, 122, 123, 124)가 형성된 것을 특징으로 하는 변속기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 주변속 구동 기어(111, 112, 113, 114)는 제1주변속 구동 기어(111), 제2주변속 구동 기어(112), 제3주변속 구동 기어(113) 및 제4주변속 구동 기어(114)를 포함하고,
    상기 복수의 주변속 피동 기어(121, 122, 123, 124)는,
    상기 주변속 피동축(120)과 선택적으로 연결 또는 분리되는 제1주변속 피동 기어(121),
    상기 주변속 피동축(120)과 선택적으로 연결 또는 분리되며 상기 주변속 피동축(120)을 따라 이동 가능한 제2주변속 피동 기어(122),
    상기 주변속 피동축(120)과 선택적으로 연결 또는 분리되며 상기 주변속 피동축(120)을 따라 이동 가능한 기어축(127)에 형성된 제3주변속 피동 기어(123) 및 제4주변속 피동 기어(124)를 포함하고,
    상기 제1주변속 피동 기어(121)는 상기 제1주변속 구동 기어(111)와 치합되고,
    상기 제2주변속 피동 기어(122)는 상기 주변속 피동축(120)을 따라 이동하여 상기 제2주변속 구동기어(112)와 선택적으로 치합될 수 있으며,
    상기 기어축(127)이 상기 주변속 피동축(120)을 따라 이동하여 선택적으로 상기 제3주변속 피동기어(123)가 상기 제3주변속 구동기어(113)와 치합되거나 또는 상기 제4주변속 피동기어(124)가 상기 제4주변속 구동기어(114)와 치합될 수 있는 것을 특징으로 하는 변속기.
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