KR19980016978A - 차량용 무단 변속장치 - Google Patents

Abstract

2개의 동력원과 유성기어장치로서 무단 변속이 이루어지도록하여 종래의 벨트 및 풀리를 사용하지 않음으로써, 구성을 간단히 함과 동시에 보다 넓은 변속범위를 확보하고, 내구성을 향상시킬 수 있는 차량용 무단 변속장치를 제공할 목적으로; 싱글 피니언 유성기어셋트로 이루어져 제1동력원의 출력축상에 배치되어 반력요소 반력을 가변시킴으로써, 무단 변속이 이루어지도록 하는 무단변속기구와; 상기 제1동력원에 이웃하게 배치되는 제2동력원의 출력축상에 배치되어 상기 무단 변속기구의 반력을 제어하는 반력 제어기구와; 싱글 피니언 유성기어셋트로서 상기 무단 변속기구의 출력측단에 동일선상으로 배치되어 복수개인 마찰부재의 선택적인 제어에 따라 전, 후진을 제어하는 전, 후진제어기구와; 상기 전, 후진 제어기구의 출력측단에 배치되어 종감속으로 행하여 차동기구를 통해 구동축을 구동시키는 종감속기구와;를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치를 제공한다.

Description

차량용 무단 변속장치

제1도는 본 발명에 의한 실시예의 구성도.

제2도는 본 발명에 적용되는 무단 변속기구의 작동 설명을 위한 레버해석선도.

제3도는 본 발명에 적용되는 전, 후진 제어기구의 작동 설명을 위한 레버 해석선도이다.

본 발명은 차량용 무단 변속장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2개의 동력원과 유성기어장치로서 무단 변속이 이루어지도록 하여 종래의 벨트 및 풀리를 사용하지 않음으로써, 구성을 간단히 함과 동시에 보다 넓은 변속범위를 확보하고, 내구성을 향상시킬 수 있는 차량용 무단 변속장치에 관한 것이다.

차량의 변속장치는 엔진의 구동력을 구동륜에 전달하는 기능을 갖고 있는데, 이러한 변속장치에서 운전자의 의지대로 운전자가 직접 변속단을 선택하는 수동 변속장치와, 차량의 주행조건에 따라 자동적으로 변속이 이루어지는 자동 변속장치와, 각 변속단 사이에 특정한 변속 영역이 없이 무단으로 연속적인 변속이 이루어지는 무단 변속장치로 대별된다.

상기와 같은 변속장치에 있어서, 본 발명은 유압을 이용하는 자동변속장치의 단점을 보완하여 연비 및 동력 전달성능, 그리고 중량면에서 큰 장점을 갖는 무단 변속장치에 관계하며, 이의 무단 변속장치는 입력축과 출력축에 장착되는 풀리의 직경변위를 이용하는 방식이 주로 사용되고 있다.

그러나 종래 무단 변속장치는 구동 및 피동풀리의 직경 변화에 다라 변속비가 결정됨으로써, 그의 무단 변속폭이 극히 작은 범위로 제한되며, 벨트가 사용됨으로서, 내구성이 좋지 않다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 2개의 동력원과 유성기어장치로서 무단 변속이 이루어지도록 하여 종래의 벨트 및 풀리를 사용하지 않음으로써, 구성을 간단히 함과 동시에 보다 넓은 변속범위를 확보하고, 내구성을 향상시킬 수 있는 차량용 무단 변속장치를 제공함에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 싱글 피니언 유성기어셋트로 이루어져 제1동력원의 출력축상에 배치되어 반력요소 반력을 가변시킴으로서, 무단 변속이 이루어지도록 하는 무단 변속기구와; 상기 제1동력원에 이웃하게 배치되는 제2동력원의 출력축상에 배치되어 상기 무단 변속기구의 반력을 제어하는 반력 제어기구와; 싱글 피니언 유성기어셋트로서 상기 무단 변속기구의 출력측단에 동일선상에 배치되어 복수개인 마찰부재의 선택적인 제어에 따라 전, 후진을 제어하는 전, 후진 제어기구와; 상기 전, 후진 제어기구의 출력측단에 배치되어 종감속으로 행하여 차동기구를 통해 구동축을 구동시키는 종감속기구와;를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치를 제공한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 의한 실시예의 구성도로서, 본 발명에서의 2개의 동력원(2)(4)이 적용되는데, 이의 제1, 2동력원(2)(4)은 각각 독립적인 제어에 의하여 각기 다른 회전력을 출력할 수 있게 된다.

그의 사용례로서는 전원을 이용하는 모터 또는 일반 자동차 엔진과 같은 2개의 엔진을 사용하거나, 2개의 크랭트 축을 갖는 엔진을 사용할 수 있는 등 여러 가지가 있으나, 본 발명에서는 어느 하나를 한정하지는 않는다.

이러한 점을 전제한 후에 본 발명의 실시예를 설명하면, 제1동력원(2)의 출력측(6)상에는 무단 변속기구(8)가 배치된다.

이의 무단 변속기구(8)는 싱글 피니언 유성기어셋트로 형성하되, 선기어(10)는 상기 출력축(6)상에 배치되어 입력요소로 작용하게 되고, 상기 선기어(10)의 외주연에 등간격으로 치합되는 다수의 피니언(12)을 상호연결하는 캐리어(14)는 출력요소로 작용하게 되며, 상기 피니언(12)의 외측으로 결합되는 링기어(16)는 반력 제어기구(18)와 연결한다.

그리고 반력 제어기구(18)는 상기 무단 변속기구(8)의 링기어(16) 외주연 전후측으로 형성되는 크고 작은 기어(20)(22)에 차합되는 한쌍의 기어(24)(26)와, 상기 한쌍의 기어(24)(26)와 제2동력원(4)의 출력축(28)과의 사이에 개재되어 이들을 선택적으로 연결하여 주는 제1, 2마찰부재(C1)(C2)로 이루어진다.

이에 따라 제1동력원(2)의 회전동력이 선기어(10)를 통해 입력되고, 링기어(16)가 반력요소로 작용하면 캐리어(14)는 감속된 상태로 출력이 이루어지게 된다.

이러한 상태에서 반력 제어기구(18)의 제1마찰부재(C1)를 작동시켜 작은 기어(26)가 링기어(10)에 형성되어 있는 큰 기어(20)를 통해 링기어(10)를 선기어(10)와 같은 방향으로 서서히 회전시켜 주면 출력요소인 유성캐리어(14)는 점차적으로 빠르게 회전하면서 출력이 이루어지게 된다.

그리고 상기와 같은 상태로 주행중 일정속도 이상이 되면 제1마찰부재(C1)의 작동을 정지시키고, 제2마찰부재(C2)를 작동시키면, 반력제어기구(18)의 큰 기어(24)가 링기어(10)의 작은 기어(22)를 통해 링기어(10)를 빠르게 회전시켜 줌으로서, 유성 캐리어(14)는 더욱 증속이 이루어지면서 무단 변속이 이루어지게 되는 것이다.

즉, 무단의 변속은 링기어(10)의 회전 속도에 따라 증감이 이루어지게 되는 바, 제1동력원(2)의 회전 동력은 선기어(10)를 일정하게 구동시켜 주는데 사용되고, 제2동력원(4)는 무단 변속의 가감하는데 이용되는 것이다.

따라서 주행속도에다라 제2동력원(4)의 제어만 이루어지면 차속의 증감이 이루어지게 되는 바, 양 동력원(2)(4)의 구동력은 그다지 크지 않아도 차량을 주행하는 데에는 별다른 문제점이 없게 된다.

상기와 같은 무단 변속 과정을 레버 해석법으로 살펴보면, 제2도에서와 같이, 무단 변속에 사용되는 싱글 피니언 유성기어셋트에 있어서는 레버(L)상의 제1노드(N1)가 선기어(10), 제2노드(N2)가 유성 캐리어(14), 제3노드(N3)가 링기어(16)로 설정되며, 이때, 선기어(10)(N1)를 통해 입력되고, 링기어(20)(N3)가 반력요로로 작동하면 제1노드(N1)의 입력선(T1)과 제3노드(N3)를 연결하는 선(L1)과 제2노드(N2)를 가장 가깝게 연결하는 선(D1)이 출력속도선이 되어 초기에는 크게 감속된 상태로 출력이 이루어지게 된다.

이러한 상태에서 링기어(20) 즉, 제3노드(N3)에서 입력이 이루어지면 그 입력 속도에 따라 빗줄부분과 같은 무단 변속이 이루어지게 되는 것이다.

또한, 상기 무단 변속기구(8)의 출력측단에는 전, 후진 제어기구(30)가 배치되는데, 이의 전, 후진 제어기구(30)는 싱글 피니어 유성기어셋트로 이루어지되, 그의 선기어(32)가 무단 변속기(8)의 출력부재(34)와 일체로 형성되고, 상기 선기어(32)의 외주연에 등간격으로 치합되는 다수의 피니언(36)을 연결하여 주는 유성 캐리어(38)는 상기 출력부재(34)와 제3마찰부재(C3)와 연결됨과 동시에 제4마찰부재(C4)를 통해 변속기 하우징(40)과 연결되어 선택적으로 입력 및 반력요소로 작용하게 된다.

또한, 상기 피니언(36)의 외측으로 결합되는 링기어(42)는 종감속기구(44)와 연결되어 출력요소로 작용하게 된다.

이에 따라 상기 제3, 4마찰요소(C3)(C4)의 작동에 다라 입력되는 회전동력을 동일방향 또는 역방향으로 전환시켜 출력시키게 되는데, 먼저 전진주행시에는 제3마찰부재(C3)를 작동시키면 선기어(32)와 유성캐리어(38)로 동시에 입력이 이루어지게 되는바, 유성기어셋트가 직결되어 전방향 회전을 출력하게 된다.

그리고 후진시에는 제3마찰부재(C3)의 작동을 정지시키고 제4마찰부재(C4)를 작동시키면 싱글 피니언 유성기어셋트의 작동 특성에 따라 링기어(42)가 역회전하면서 출력이 이루어지게 되는 바, 후진이 가능해지는 것이다.

즉, 이의 작동을 레버해석법으로 설명하면 제3도에서와 같이, 레버(ℓ)상의 1노드(n1)가 선기어(32), 제2노드(n2)가 유성 캐리어(38), 제3노드(n3)가 링기어(42)로 설정되며, 이때, 전진 주행시에는 선기어(32)(n1)와 유성캐리어(38)(n2)를 통해 입력되는 바, 유성기어셋트가 직결이 되면서 링기어(42)(n3)를 통해 동일방향 동일 회전수로 출력(D2)이 이루어지게 된다.

그리고 상기와는 반대로 후진시에는 제4마찰부재(C4)가 작동되면서 선기어(32)(n1)를 통해 입력이 이루어지고, 유성캐리어(38)(n2)가 반력요로로 작동하게 되는 바, 링기어(42)(n3)가 역회전하면서 후진 출력(R)이 이루어지게 되는 것이다.

상기에서와 같이 무단 변속기구(8)를 통해 무단 변속이 이루어진 상태에서 전, 후진 제어기구(30)에서 전, 후진 제어된 회전 동력은 종감속 기구(44)로 전달된다.

상기에서 종감속기구(44)는 전, 후진 제어기구(30)의 출력측단에 형성되는 피니언(46)과, 차동케이스에 형성되어 상기 피니언(46)에 치합되는 링기어(48)로 이루어진다.

그리고 상기 종감속기구(44)는 미도시한 차동케이스에 내장되는 차동기구를 포함하게 되는데, 이의 차동기구는 공지와 같은 다수의 베벨기구(52)(54)(56)(58)을 포함하여 이루어져, 양 구동륜(60)에 걸리는 부하정도에 따라 차동기능을 수행하면서 구동륜(60)을 구동시켜 차량의 주행이 가능하도록 한다.

상기 본 발명에 적용되는 제1, 2, 3, 4마찰부재(C1)(C2)(C3)(C4)는 클러치 수단으로 일반적인 다판 클러치가 적용된다.

이상에서와 같이, 본 발명은 2개의 동력원과 유성기어장치로서 무단 변속이 이루어지도록 하여 종래의 벨트 및 폴리를 사용하지 않음으로써, 구성을 간단히 함과 동시에 보다 넓은 변속범위를 확보할 수 있게 된다.

그리고 벨트를 사용하지 않음으로서, 내구성을 향상시켜 고장율을 줄일 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 싱글 피니언 유성기어셋트로 이루어져 제1동력원의 출력축상에 배치되어 반력요소 반력을 가변시킴으로써, 무단 변속이 이루어지도록 하는 무단 변속기구와;

   상기 제1동력원에 이웃하게 배치되는 제2동력원의 출력축상에 배치되어 상기 무단 변속기구의 반력을 제어하는 반력 제어기구와;

   싱글 피니언 유성기어셋트로서 상기 무단 변속기구의 출력측단에 동일선상으로 배치되어 복수개인 마찰부재의 선택적인 제어에 따라 전, 후진을 제어하는 전, 후진 제어기구와;

   상기 전, 후진 제어기구의 출력측단에 배치되어 종감속으로 행하여 차동기구를 통해 구동축을 구동시키는 종감속기구와;

   를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치.
2. 제1항에 있어서, 무단 변속기구는 선기어가 제1동력원의 출력축과 일체로 연결되어 입력요소로 작용하고, 상기 선기어의 외주연에 등간격으로 치합되는 피니언을 지지하는 유성 캐리어를 출력요소하며, 이들 피니언에 치합되는 링기어는 반력 제어기구와 연결되어 가변적인 반력요소로 작용하도록 형성함을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.
3. 제1항에 있어서, 반력 제어기구는 무단 변속기구의 링기어 외주연 전후측으로 형성되는 크고 작은 기거에 치합되는 한쌍의 기어와, 상기 한쌍의 기어와 제2동력원의 출력측과의 사이에 개재되어 이들을 선택적으로 연결하여 주는 제1 2마찰부재로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.
4. 제1항에 있어서, 전, 후진 제어기구는 싱글피니언 유성기어셋트와; 상기 더블 피니언 유성기어셋트의 1개의 요소를 입력 또는 반력요소를 작용할 수 있도록 제어하는 제3, 4마찰부재를 포함하여 이루어지는 차량용 무단변속장치.
5. 제4항에 있어서, 싱글 피니언 유성기어셋트는 선기어가 무단변속기구의 출력요소인 유성캐리어의 후측단에 일체로 연결되어 입력요소로 작용하고, 상기 선기어의 외주연에 등간격으로 치합되는 피니언을 지지하는 유성캐리어을 제3, 4마찰부재를개재시켜 상기 무단 변속기구의 출력부재와 변속기 하우징에 여결되어 입력요소 또는 반력요소로 작용할 수 있도록 형성하여, 링기어가 출력요소로 작용할 수 있도록 형성함을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.
6. 제3항 또는 제4, 5항에 있어서, 제1, 2, 3, 4 마찰부재는 클러치 수단으로 통상의 다판클러치를 사용함을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.