KR102238052B1 - 변속기 축간거리 조정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 변속기 축간거리 조정장치는 엔진의 크랭크샤프트와 동심축을 이루도록 연결되어 회전하는 구동기어와, 구동기어에 치합되되, 구동기어 중심축과 편심된 위치에서 회전하고, 변속기의 인풋샤프트와 동심축을 이루도록 연결되는 피동기어로 구성된 연결장치;를 포함할 수 있다.

Description

변속기 축간거리 조정장치 {APPARATUS FOR ADJUSTING INTERVAL BETWEEN SHAFT OF TRANSMISSION}
본 발명은 변속기의 레이아웃을 변화시키지 않으면서도 변속기 내부의 인풋샤프트를 기준으로 아웃풋샤프트 또는 카운터샤프트 사이의 축간거리가 조정가능하도록 마련된 변속기 축간거리 조정장치에 관한 것이다.
차량에 탑재되는 변속기는 그 소요되는 부품의 수와 중량 및 전체 길이와 부피의 축소가 개발의 주요한 과제이다.
특히, 변속기의 부피는 차량에의 탑재성에 영향을 미치고, 중량은 차량의 연비에 큰 영향을 주는 주요 인자라 할 수 있다.
일반적으로 변속기의 인풋 샤프트 중심 위치와 차동기어의 중심 위치는 엔진의 크랭크 샤프트 중심 및 전륜 휠의 위치로 인하여 그 값의 변경이 자유롭지 않다. 이에 따라, 변속기의 인풋 샤프트와 아웃풋 샤프트의 중심 위치도 제약이 크기 때문에 인풋 샤프트와 아웃풋 샤프트에 배치되는 변속단 기어 설계에 큰 제약이 발생한다.
이에 변속기의 인풋 샤프트 및 아웃풋 샤프트 상의 변속단 기어들이 불필요하게 크게 설계되어 변속기 중량이 증가하거나, 인풋 샤프트와 아웃풋 샤프트 사이의 거리 확보를 위해 변속기가 보다 크게 설계됨으로써, 변속기 볼륨이 증가하는 문제점이 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2008-0045441 A JP 2004-301139 A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 변속기의 레이아웃을 변화시키지 않으면서도 변속기 내부의 인풋 샤프트를 기준으로 아웃풋 샤프트 또는 카운터 샤프트와의 축간거리가 자유롭게 조정 가능하도록 마련됨으로써, 변속기의 중량 및 부피를 최소화할 수 있는 변속기 축간거리 조정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 변속기 축간거리 조정장치는 엔진의 크랭크샤프트와 동심축을 이루도록 연결되어 회전하는 구동기어와, 구동기어에 치합되되, 구동기어 중심축과 편심된 위치에서 회전하고, 변속기의 인풋샤프트와 동심축을 이루도록 연결되는 피동기어로 구성된 연결장치;를 포함할 수 있다.
구동기어의 중심축을 기준으로 피동기어의 중심축이 일측으로 멀어질수록 변속기의 인풋샤프트와 아웃풋샤프트 또는 카운터샤프트 사이의 축간거리가 좁아지고, 구동기어의 중심축을 기준으로 피동기어의 중심축이 타측으로 멀어질수록 변속기의 인풋샤프트와 아웃풋샤프트 또는 카운터샤프트 사이의 축간거리가 멀어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
연결장치는 오일펌프인 것을 특징으로 할 수 있다.
연결장치는 구동기어와 피동기어를 감싸는 하우징을 포함하여 구성되고, 하우징에는 내부로 오일을 유입시키는 유입구와, 내부로 유입된 오일이 구동기어와 피동기어에 의해 가압되어 토출되는 토출구가 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
구동기어는 피동기어에 내접하도록 마련되고, 구동기어와 피동기어 사이 공간에는 크레센트가 마련되며, 하우징의 유입구와 토출구는 구동기어와 피동기어 사이 공간에 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
구동기어가 피동기어의 일측에 접하면 인풋샤프트와 아웃풋샤프트 또는 카운터샤프트 사이의 축간거리가 멀어지고, 구동기어가 피동기어의 타측에 접하면 인풋샤프트와 아웃풋샤프트 또는 카운터샤프트 사이의 축간거리가 좁아지도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
구동기어와 피동기어는 서로 외접하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 변속기 축간거리 조정장치에 따르면, 변속기의 레이아웃을 변화시키지 않으면서도 변속기 내부의 인풋 샤프트와 아웃풋 샤프트 또는 카운터 샤프트 사이의 축간거리를 자유롭게 가변할 수 있어 간편하게 변속기의 중량과 부피를 저감할 수 있다.
특히, 인풋 샤프트와 아웃풋 샤프트 또는 카운터 샤프트 사이의 축간거리를 가변하는 연결장치는 오일펌프로 대체될 수 있어, 기존 차량에 별도의 연결장치를 부가하지 않으면서도 축간거리 조정을 구현할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내접기어방식의 변속기 축간거리 조정장치의 동작을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 내접기어방식의 변속기 축간거리 조정장치의 동작을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 외접기어방식의 변속기 축간거리 조정장치를 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 변속기 축간거리 조정장치에 대하여 살펴본다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 내접기어방식의 변속기 축간거리 조정장치의 동작을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 내접기어방식의 변속기 축간거리 조정장치의 동작을 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 변속기 축간거리 조정장치는 엔진(10)의 크랭크샤프트(C)와 동심축을 이루도록 연결되어 회전하는 구동기어(23)와, 구동기어(23)에 치합되되 구동기어(23) 중심축과 편심된 위치에서 회전하고, 변속기(30)의 인풋샤프트(IS)와 동심축을 이루도록 연결되는 피동기어(25)로 구성된 연결장치(20);를 포함할 수 있다.
즉, 본 발명에서 엔진(10)의 크랭크샤프트(C)는 변속기(30)의 인풋샤프트(IS)와 연결되되, 구동기어(23)와 피동기어(25)로 구성된 연결장치(20)를 매개로 연결된다.
여기서, 연결장치(20)는 크랭크샤프트(C)와 연결된 구동기어(23), 인풋샤프트(IS)와 연결된 피동기어(25)로 구성되고, 구동기어(23)와 피동기어(25)는 각각의 중심축이 서로 이격되도록 마련됨으로써, 크랭크샤프트(C)를 기준으로 인풋샤프트(IS)가 편심된 위치를 중심으로 회전하도록 마련된다.
이와 같이, 연결장치(20)를 통해 변속기(30)의 인풋샤프트(IS) 위치를 변경하면, 변속기(30) 내부의 아웃풋샤프트(OS)는 고정되어 있는바, 변속기(30)의 인풋샤프트(IS)와 아웃풋샤프트(OS) 사이의 축간거리(d)가 조정될 수 있다.
따라서, 설계자는 변속단기어를 자유롭게 그 크기를 설정하여 변속기(30)에 적용할 수 있고, 변속기(30)나 변속단 기어류를 최소화하여 설계할 수 있는바, 변속기(30)의 중량이나 부피를 효과적으로 저감할 수 있다.
일반적으로 차량의 구동륜과 차동장치는 그 위치가 차량의 종류에 따라 특정되어 설계되는바, 이에 연결되는 변속기(30)의 아웃풋샤프트(OS)도 특정 위치로 제한된다.
따라서, 본 발명과 같이 크랭크샤프트(C)를 기준으로 인풋샤프트(IS)의 상대적인 위치를 조정함으로써, 변속기(30) 내부의 인풋샤프트(IS)와 아웃풋샤프트(OS) 또는 카운터샤프트(CS) 사이의 축간거리를 조정하여, 설계자가 요구하는 부피나 설계사항의 변속기를 자유롭게 구현할 수 있다.
본 발명에서 변속기(30)가 차량의 전륜 측에 형성되면, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 인풋샤프트(IS)와 아웃풋샤프트(OS)가 변속단기어를 통해 서로 치합되도록 마련됨으로써, 엔진동력이 아웃풋샤프트(OS)로 전달된다.
또 다른 예로써, 본 발명에서 변속기(30)가 차량의 후륜 측에 형성되면, 도 3에 도시된 바와 같이 인풋샤프트(IS)와 아웃풋샤프트(OS)는 카운터샤프트(CS)를 매개로 서로 연결되도록 마련될 수 있다.
즉, 연결장치(20)를 통해 크랭크샤프트(C)를 기준으로 인풋샤프트(IS)를 편심된 위치에 형성하면, 변속기(30)가 전륜 측에 마련된 경우라면 도 1 내지 도 2와 같이 인풋샤프트(IS)와 아웃풋샤프트(OS) 사이의 축간거리(d)를 가변할 수 있고, 변속기(30)가 후륜 측에 마련된 경우라면 도 3과 같이 인풋샤프트(IS)와 카운터샤프트(CS) 사이의 축간거리(d)를 가변 조정하여, 변속기(30)의 부피나 무게가 저감되도록 설계할 수 있다.
구체적으로, 구동기어(23)의 중심축을 기준으로 피동기어(25)의 중심축이 일측으로 멀어질수록 변속기(30)의 인풋샤프트(IS)와 아웃풋샤프트(OS) 또는 카운터샤프트(CS) 사이의 축간거리가 좁아지고, 구동기어(23)의 중심축을 기준으로 피동기어(25)의 중심축이 타측으로 멀어질수록 변속기(30)의 인풋샤프트(IS)와 아웃풋샤프트(OS) 또는 카운터샤프트(CS) 사이의 축간거리(d)가 멀어질 수 있다.
도 1는 본 발명에서 구동기어(23)의 중심축이 피동기어(25)의 중심축보다 일측으로 이격되도록 마련된 상태를 도시한 것이다. 이에 따라, 인풋샤프트(IS)의 위치도 함께 일측으로 이동되고, 변속기(30)의 아웃풋샤프트(OS)는 고정되어 있기 때문에 인풋샤프트(IS)와 아웃풋샤프트(OS) 간의 축간거리(d)가 좁아짐으로써 변속단기어의 크기를 최소화하여 설계할 수 있다.
반대로, 도 2는 본 발명에서 구동기어(23)의 중심축이 피동기어(25)의 중심축보다 타측으로 이격되도록 마련된 상태를 도시한 것이다. 따라서, 아웃풋샤프트(OS)가 고정된 상태에서 인풋샤프트(IS)가 타측으로 이동되는바, 인풋샤프트(IS)와 아웃풋샤프트(OS) 사이의 축간거리(d)가 멀어짐으로써 변속기(30)에 부피가 큰 변속단기어를 적용할 수 있다.
특히나, 본 발명에서 연결장치(20)는 오일펌프일 수 있다. 여기서, 오일펌프는 기계식 오일 펌프(MOP:Mechanical Oil Pump)를 칭한다.
좀 더 구체적으로, 연결장치(20)는 구동기어(23)와 피동기어(25)를 감싸는 하우징(29)을 포함하여 구성되고, 하우징(29)에는 내부로 오일을 유입시키는 유입구(IN)와, 내부로 유입된 오일이 구동기어(23)와 피동기어(25)에 의해 가압되어 토출되는 토출구(OUT)가 형성될 수 있다.
즉, 연결장치(20)는 기계식 오일펌프로 대체 가능하여, 오일을 가압하기 위한 구동기어(23)와 피동기어(25)를 감싸고, 오일이 유출입하는 유입구(IN)와 토출구(OUT)가 형성된 하우징(29)으로 구성된다.
일 예로, 본 발명의 구동기어(23)는 피동기어(25)에 내접하도록 마련되고, 구동기어(23)와 피동기어(25) 사이 공간에는 크레센트(27)가 마련되며, 하우징(29)의 유입구(IN)와 토출구(OUT)는 구동기어(23)와 피동기어(25) 사이 공간에 형성될 수 있다.
즉, 연결장치(20)의 구동기어(23)는 외주면에 기어치가 형성되고, 피동기어(25)는 기어치가 형성된 내주면이 구동기어(23)보다 크도록 마련되어, 구동기어(23)와 피동기어(25)가 서로 치합되는 내접기어방식의 기계식 오일펌프일 수 있다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 크랭크샤프트(C)와 연결된 구동기어(23)가 인풋샤프트(IS)와 연결된 피동기어(25)에 내접되고, 구동기어(23)의 회전방향을 따라 유입구(IN)와 토출구(OUT)가 형성되며, 피동기어(25)의 내주면와 구동기어(23) 사이에 오일이 가압되도록 크레센트(27)가 마련된다.
따라서, 유입구(IN)로 유입된 오일은 구동기어(23)의 회전에 의해 피동기어(25) 내주면을 따라 흐르다가 크레센트(27)에 의해 좁아진 경로를 유동하면서 가압되고, 가압된 오일이 최종적으로 토출구(OUT)로 배출됨으로써 오일펌핑을 실시한다.
이때, 구동기어(23)가 피동기어(25)의 일측에 접하면 인풋샤프트(IS)와 아웃풋샤프트(OS) 또는 카운터샤프트(CS) 사이의 축간거리(d)가 멀어지고, 구동기어(23)가 피동기어(25)의 타측에 접하면 인풋샤프트(IS)와 아웃풋샤프트(OS) 또는 카운터샤프트(CS) 사이의 축간거리(d)가 좁아지도록 마련될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 구동기어(23)가 피동기어(25)의 내주면 타측에 접하면, 인풋샤프트(IS)가 크랭크샤프트(C)를 기준으로 일측에 마련되는바, 인풋샤프트(IS)와 아웃풋샤프트(OS) 사이의 축간거리(d)가 줄어든다.
반대로, 도 2와 같이 구동기어(23)가 피동기어(25)의 내주면 일측에 접하면, 인풋샤프트(IS)가 크랭크샤프트(C)를 기준으로 타측에 형성되는바, 인풋샤프트(IS)와 아웃풋샤프트(OS) 사이의 축간거리(d)가 늘어난다.
한편, 본 발명의 구동기어(23)와 피동기어(25)는 서로 외접하도록 마련될 수도 있다.
즉, 연결장치(20)는 구동기어(23)와 피동기어(25)가 모두 외주면을 따라 기어치가 형성되어 서로 맞물린 형상인 외접기어방식의 기계식 오일펌프일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 외접기어방식의 변속기 축간거리 조정장치를 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 하우징(29) 아래 측에는 오일이 공급되는 유입구(IN)가 형성되고, 위측에는 오일이 배출되는 토출구(OUT)가 형성되며, 하우징(29) 내부에 구동기어(23)와 피동기어(25)가 서로 맞물려 회전하는 것을 확인할 수 있다.
이때, 엔진(10)의 구동력에 의해 구동기어(23)와 피동기어(25)가 회전하면, 유입구(IN)를 통해 유입된 오일이 화살표로 도시된 바와 같이 하우징(29)과 기어들 사이 공간을 유동하면서 가압되고, 토출구(OUT)로 토출되면서 오일펌핑이 이루어진다.
여기서, 구동기어(23)와 피동기어(25) 중심축 간의 거리에 따라 인풋샤프트(IS)와 아웃풋샤프트(OS) 사이의 축간거리(d)가 가변된다. 따라서, 구동기어(23)와 피동기어(25)의 크기를 조정함으로써 변속기(30) 내부의 축간거리(d)를 조정할 수 있다.
또는, 연결장치(20) 내부에 마련된 2개의 기어 중 변속기(30)의 아웃풋샤프트(OS)와 보다 인접한 기어를 구동기어(23)로 설정함으로써, 변속기(30)의 축간거리(d)를 줄일 수 있고, 반대로 연결장치(20) 내부에 마련된 2개의 기어 중에 아웃풋샤프트(OS)와 보다 먼 위치의 기어를 구동기어(23)로 삼음으로써, 변속기(30)의 축간거리(d)를 증가시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 변속기 축간거리 조정장치에 따르면, 변속기의 레이아웃을 변화시키지 않으면서도 변속기 내부의 인풋 샤프트와 아웃풋 샤프트 또는 카운터 샤프트 사이의 축간거리를 자유롭게 가변할 수 있어 간편하게 변속기의 중량과 부피를 저감할 수 있다.
특히, 인풋샤프트와 아웃풋샤프트 또는 카운터샤프트 사이의 축간거리를 가변하는 연결장치는 오일펌프로 대체될 수 있어, 기존 차량에 별도의 연결장치를 부가하지 않으면서도 축간거리 조정을 구현할 수 있다.
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 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10: 엔진 20: 연결장치
23: 구동기어 25: 피동기어
27: 크레센트 29: 하우징
30: 변속기
C: 크랭크샤프트 IS: 인풋샤프트
OS: 아웃풋샤프트 CS: 카운터샤프트
IN: 유입구 OUT: 토출구

Claims (7)

  1. 엔진의 크랭크샤프트와 동심축을 이루도록 연결되어 회전하는 구동기어와, 구동기어에 치합되되, 구동기어 중심축과 편심된 위치에서 회전하고, 변속기의 인풋샤프트와 동심축을 이루도록 연결되는 피동기어로 구성된 연결장치;를 포함하는 변속기 축간거리 조정장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    구동기어의 중심축을 기준으로 피동기어의 중심축이 일측으로 멀어질수록 변속기의 인풋샤프트와 아웃풋샤프트 또는 카운터샤프트 사이의 축간거리가 좁아지고, 구동기어의 중심축을 기준으로 피동기어의 중심축이 타측으로 멀어질수록 변속기의 인풋샤프트와 아웃풋샤프트 또는 카운터샤프트 사이의 축간거리가 멀어지는 것을 특징으로 하는 변속기 축간거리 조정장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    연결장치는 오일펌프인 것을 특징으로 하는 변속기 축간거리 조정장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    연결장치는 구동기어와 피동기어를 감싸는 하우징을 포함하여 구성되고,
    하우징에는 내부로 오일을 유입시키는 유입구와, 내부로 유입된 오일이 구동기어와 피동기어에 의해 가압되어 토출되는 토출구가 형성된 것을 특징으로 하는 변속기 축간거리 조정장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    구동기어는 피동기어에 내접하도록 마련되고,
    구동기어와 피동기어 사이 공간에는 크레센트가 마련되며,
    하우징의 유입구와 토출구는 구동기어와 피동기어 사이 공간에 형성된 것을 특징으로 하는 변속기 축간거리 조정장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    구동기어가 피동기어의 일측에 접하면 인풋샤프트와 아웃풋샤프트 또는 카운터샤프트 사이의 축간거리가 멀어지고, 구동기어가 피동기어의 타측에 접하면 인풋샤프트와 아웃풋샤프트 또는 카운터샤프트 사이의 축간거리가 좁아지도록 마련된 것을 특징으로 하는 변속기 축간거리 조정장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    구동기어와 피동기어는 서로 외접하도록 마련된 것을 특징으로 하는 변속기 축간거리 조정장치.
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