KR19980017163A - 차량용 무단 변속장치 - Google Patents

Abstract

구성이 간단하면서도 무단 변속 영역의 폭을 크게 할 수 있도록 하여 엔진의 동력을 효과적으로 이용하여 동력성능을 향상시키고, 벨트가 분담하는 하중을 양분시켜 분담토록 함으로써, 내구성을 향상시킬 수 있는 차량용 무단 변속장치를 제공할 목적으로; 엔진으로부터 출력되는 회전동력에 대한 토오크 변형을 이루는 토오크 컨버터와; 더블 피니언 유성기어셋트로서, 상기 제 1 축상에 배치되어 차량의 전, 후진을 제어하는 전, 후진 제어수단과; 상기 전, 후진 제어수단의 후측부 제 1 축에 배치되어 1차적으로 무단 변속을 행하는 제 1 무단 변속수단과; 상기 제 1 축의 후단부와, 그의 하측에 소정의 간격을 두고 배치되는 제 2 축상에 배치되어 제 1 축으로부터 전달되는 회전동력을 무단 변속하여 제 2 축으로 전달하는 제 2 무단 변속수단과; 상기 제 2 축으로부터 출력되는 회전동력을 최종적으로 감속시키며, 또한, 차동기능으로 양 전륜에 동력을 분배할 수 있는 차동기구를 갖는 종감속 수단과;를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치를 제공한다.

Description

차량용 무단 변속장치

제 1 도는 본 발명에 의한 제 1 실시예의 구성도.

제 2 도는 본 발명에 적용되는 무단 변속수단의 일실시예를 보인 구성도.

제 3 도는 본 발명에 의한 제 2 실시예의 구성도.

제 4 도는 본 발명에 의한 제 3 실시예의 구성도이다.

본 발명은 차량용 무단 변속장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구성을 간단히 하여 제조원가를 절감하고, 2차에 걸친 무단 변속으로 무단 변속폭을 확대하여 엔진의 출력을 효과적으로 이용함으로써, 동력 손실을 방지할 수 있도록 한 차량용 무단 변속장치에 관한 것이다.

차량의 변속장치는 엔진의 구동력을 구동륜에 전달하는 기능을 갖고 있는데, 이러한 변속장치에는 운전자의 의지대로 직접 변속단을 선택하는 수동 변속장치와, 차량의 주행 조건에 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 자동 변속장치의 단점을 보완하여 연비 및 동력 전달성능, 그리고 중량면에서 큰 장점을 갖는 무단 변속장치에 관계한다.

그러나 상기와 같은 종래의 무단 변속장치에 있어서는 대개 벨트와 직경의 가변되는 풀리를 이용하는 무단 변속수단을 이용하게 되는데, 이는 하나의 무단 변속수단을 이용함으로써, 그 무단 변속 영역이 크게 한정되어 엔진의 동력을 효과적으로 이용하지 못한다는 문제점을 내포하고 있다.

또한, 모든 회전동력의 하중이 하나의 벨트에 의하여 전달됨으로써, 이에 따른 벨트의 수명이 단축됨은 물론 내구성을 크게 기대할 수 없다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 보다 구성이 간단하면서도 무단 변속 영역의 폭을 크게 할 수 있도록 하여 엔진의 동력을 효과적으로 이용할 수 있는 차량용 무단 변속장치를 제공함에 있다.

또한, 상기 엔진의 동력을 효과적으로 이용함으로써, 동력성능을 향상시키고, 벨트가 분담하는 하중을 양분시켜 분담토록 함으로써, 내구성을 향상시킬 수 있는 차량용 무단 변속장치를 제공함에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 엔진으로부터 출력되는 회전동력에 대한 토오크 변형을 이루는 토오크 컨버터와; 더블 피니언 유성기어셋트로서, 상기 제 1 축상에 배치되어 차량의 전, 후진을 제어하는 전, 후진 제어수단과;

상기 전, 후진 제어수단의 후측부 제 1 축에 배치되어 1차적으로 무단 변속을 행하는 제 1 무단 변속수단과; 상기 제 1 축의 후단부와, 그의 하측에 소정의 간격을 두고 배치되는 제 2 축상에 배치되어 제 1 축으로부터 전달되는 회전동력을 무단 변속하여 제 2 축으로 전달하는 무단 변속수단과; 상기 제 2 축으로부터 출력되는 회전동력을 최종적으로 감속시키며, 또한, 차동기능으로 양 전륜에 동력을 분배할 수 있는 차동기구를 포함하여 종감속 수단과; 를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치를 제공함에 특징이 있다.

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

제 1 도는 본 발명에 의한 제 1 실시예의 구성도로서, 토오크 컨버터(2)는 엔진(4)의 크랭크축에 직결되어 회전하는 펌프 임펠러(6)와; 이 펌프 임펠러(6)와 대향 배치되어 분출되는 오일에 의하여 함께 회전하는 터어빈 런너(8)와; 이들 펌프 임펠러(6)와 터어빈 런너(8)사이에 배치되어 오일의 흐름을 바꾸어 주어 펌프 임펠러(10)의 회전력을 증가시켜 주는 스테이터(10)를 포함하여 이루어진다.

이에 따라 엔진이 회전을 하면, 상기 토오크 컨버터(2)내에 충진된 오일이 펌프 임펠러(6)에서 분출되어 터어빈 런너(8)로 공급되면서 터어빈 런너(8)를 구동시킨 다음 스테이터(10)로 유입된다.

또한, 상기 스테이터(10)로 유입된 오일은 그 방향을 바꾸어 다시 펌프 임펠러(6)로 유입되는 작용을 반복하게 되는데, 이때 스테이터(10)의 회전에 의하여 스테이터(10)가 분담하는 터어빈 런너(8)의 회전력과 펌프의 회전력과의 사이에 차이가 생겨 토오크 변환이 이루어지게 되는 것이다.

그리고 상기 토오크 컨버터(2)를 통해 출력되는 회전동력은 제 1 축(12)상에 배치되는 전, 후진 제어수단(14)에 의하여 운전자의 의지에 따라 차량의 전, 후진을 제어된다.

이의 전, 후진 제어수단(14)은 더블 피니온 유성기어셋트로서, 선기어(16)가 토오크 컨버터(2)의 출력측과 일체로 형성되고, 유성 캐리어(18)는 상기 토오크 컨버터(2)의 출력측과 제 1 마찰부재(20)를 개재시켜 연결됨은 물론 그 반대측은 제 1 축(12)과 연결된다.

또한, 링기어(22)는 변속기 하우징(24)과 제 2 마찰부재(26)를 개재시켜 연결이 이루어져, 상기 제 1 마찰부재(20)를 작동시키면 유성기어셋트가 직결되면서 제 1 축(12)를 정방향으로 구동시켜 전진 주행이 이루어지도록 하고, 제 2 마찰부재(20)를 작동시키면 유성 캐리어(18)가 역방향으로 회전하면서 후진 주행이 이루어지도록 제어하게 되는 것이다.

상기와 같이, 전, 후진 제어수단(14)에 의하여 그 회전방향이 동일하거나 또는 전환되어 제 1 축(12)으로 입력된 동력은 제 1 무단 변속수단(28)을 통해 무단변속이 이루어지게 된다.

상기 제 1 무단 변속수단(28)은 한쌍의 곡면 마찰차(30)(32)와, 상기 곡면 마찰차(30)(32)의 외주 곡면부에 상호 보완적으로 마찰되면서 구동 곡면 마찰차(30)와 종동 곡면 마찰차(32)의 회전차를 가변시키는 한쌍의 중간 마찰차(34)(36)로 이루어진다.

즉, 상기 원동 및 피동 곡면 마찰차(30)(32)는 서로 마주하는 부분의 외주연에 반원형의 곡면부가 이루어져 중간 마찰차(34)(36)의 전측부분이 원동곡면 마찰차(30)의 소직경부에 마찰되고, 후측부분이 종동 곡면 마찰차(32)의 대직경부와 접촉이 이루어지면 감속이 이루어지고, 상기와는 반대의 경우에 증속이 이루어지면서 무단 변속이 이루어지게 되는 것이다.

그리고 상기와 같은 과정을 제 1 무단 변속수단(28)에 의하여 변속된 동력은 제 2 무단 변속수단(38)을 통해 다시 무단 변속이 이루어지게 된다.

즉, 제 2 무단 변속수단(38)은 제 1 축(12)의 후단부와, 이 제 1 축(12)의 하측에 소정의 간격을 두고 평행하게 배치되는 제 2 축(40)상에 배치되어 직경이 유압에 의하여 가변되는 구동 및 종동풀리(42)(44)와, 상기 풀리를 상호 연결하여 주는 벨트(46)를 포함하여 이루어진다.

상기에서 구동 및 종동풀리(42)(44)는 직경의 변화에 의하여 무단 변속이 이루어지도록 하는 것으로서, 제 2 도는 그것을 가능하게 하는 일 실시예의 구성을 보여주고 있다.

상기 구동풀리(42)는 고정측 쉬이브(48)와 가변측 쉬이브(50)로 이루어지는데, 고정측 쉬이브(48)는 제 1 축(12)과 일체로 형성되어 있으며, 가변측 쉬이브(50)는 이 제 1 축(12)상에서 좌우 이동할 수 있는 상태로 결합되고 있다.

상기 가변측 쉬이브(50)측에는 케이싱 부재(52)가 설치되어 이들 사이에 유압 쳄버(54)를 형성하고 있으며, 이 유압 쳄버(54)는 제 1 축(12)에 형성된 유로(54)를 통하여 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력 유체가 공급될 수 있도록 되어 있다.

그리고 종동풀리(44)는 상기와 마찬가지로 고정측 쉬이브(58)와 가변측 쉬이브(60)로 이루어지되, 상기 고정측 쉬이브(58)가 제 2 축(40)과 일체로 형성되고, 가변측 쉬이브(60)는 상기 제 2 축(40)상에서 좌우 이동할 수 있도록 결합된다.

또한, 이의 가변측 쉬이브(60)에는 케이싱 부재(62)가 개재되어 유압 쳄버(64)를 형성하고 있으며, 상기 유압 쳄버(64)에는 제 2 축(40)에 형성된 유로(66)를 통하여 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력 유체가 공급될 수 있도록 되어 있다.

따라서 제 1 축(12)을 통해 회전동력이 제 2 무단 변속수단(38)으로 전달되면, 무단 변속이 이루어지면서 제 2 축(40)을 구동하게 되는데, 이때 구동풀리(42)와 종동풀리(44)의 외경 변화에 따라 변속이 이루어지게 된다.

그의 회전속도 변화 조건은, 첫째, 구동풀리(42)와 종동풀리(44)의 외경이 동일할 때와, 둘째 구동풀리(42)의 외경이 종동풀리(44)의 직경보다 큰 경우와, 셋째 구동풀리(42)의 직경이 종동풀리(44)의 직경보다 작은 경우로 나누어 생각할 수 있다.

첫째 조건으로 구동 및 종동풀리(42)(44)의 외경이 동일한 경우에는 1 : 1의 변속비를 갖게 된다.

그리고 둘째로 구동풀리(42)의 외경이 종동풀리(44)의 직경보다 큰 경우에는 구동풀리(42)의 회전수 보다 종동풀리(44)의 회전수가 커지기 때문에 증속이 이루어지게 되며, 셋째 구동풀리(42)의 외경이 종동풀리(44)의 직경보다 작아지는 경우에는 구동풀리(42)의 회전수가 종동풀리(44)의 회전수 보다 작아지기 때문에 감속이 이루어지게 되는 것이다.

이러한 작용으로 주행 레인지에서는 출발 시점부터 고속 주행까지 변속단 구분이 없는 점진적인 변속이 이루어지게 되는 것이다.

상기와 같이 무단 변속이 이루어진 회전동력은 종감속 수단(68)으로 입력되는데, 이의 종감속 수단(68)은 상기 제 2 축상(40)의 전단부로 형성되는 기어(70)와 기어(72) 연결되어 제 2 축(40)과 평행하게 배치되는 트랜스퍼 샤프트(74)와, 상기 트랜스퍼 샤프트(74)의 전단부에 배치되는 기어(76)와 치합되는 링기어(78)에 의하여 동력을 전달받아 작동 작용을 실시하여 양측 전륜 구동축(80)(82)으로 동력을 분배하는 차동기구(84)를 포함하여 이루어진다.

따라서, 제 2 축(40)을 통해 전달되는 회전동력은 제 2 축(40)과 트랜스퍼 샤프트(74)를 연결하여 주는 기어(70)(72)와, 트랜스 샤프트(74)의 전단부 기어(76)와 링기어(78)의 기어비에 의하여 2차로 감속이 이루어지면서 구동축(80)(82)으로 회전동력을 전달하여 차량의 전, 후진이 이루어지도록 하는 것이다.

제 3 도는 본 발명에 의한 제 2 실시예를 도시한 것으로서, 이는 제 1 실시예에 있어서, 후륜을 동시에 구동시켜 4륜 구동을 실시할 목적으로 상기 종감속 수단(68)의 후측으로 후륜 구동수단(90)을 부가 배치한 것이다.

즉, 상기 구동축(80)(82)과 평행하게 배치되어 후측단의 기어(92)가 상기 링기어(78)에 치합되는 중간축(94)과, 상기 중간축(94)의 전단부에서 이의 축과 직교하는 방향으로 배치되어 상호 베벨기어(96)(98)로서 연결되는 드라이브 샤프트(100)를 포함하여 이루어진다.

이에 따라 4륜을 동시에 구동시킬 수 있게 되는 것으로서, 그 작용 효과는 제 1 실시예와 동일하다.

제 4 도는 본 발명에 의한 제 3 실시예를 도시한 것으로서, 이는 제 1 실시예에 있어서, 종감속 수단(68)을 생략하고, 제 2 축(40)의 일측단으로 후륜 구동수단(90)을 배치한 것이다.

이는 전륜 구동은 하지 않고 후륜만을 구동하기 위한 것으로서, 상기 제 2 축(40)의 후측단으로 배치되는 출력기어(102)와, 이의 제 2 축(40)의 후측으로 배치되어 상호 기어(104)(106) 연결되는 출력축(108)을 포함하여 이루어진다.

따라서 제 3 실시예에서는 전륜구동을 위한 종감속 수단(68)이 생략됨으로써, 전륜 구동은 불가능하고, 후륜만을 구동할 수 있는 것으로서, 상기 출력축(108)의 후단부는 미도시한 후륜 종 감속수단과 연결이 이루어지게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 전, 후진 제어수단으로부터 회전 방향이 결정된 회전동력이 제 1, 2 무단 변속수단을 통해 2차로 무단 변속이 이루어져 그 변속폭이 매우 커진다.

이에 따라 엔진의 출력을 보다 효과적으로 이용할 수 있음은 물론 동력성능을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

그리고 회전 하중이 2개의 벨트로 양분됨으로써, 무단 변속수단의 내구성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

Claims (9)

1. 엔진으로부터 출력되는 회전동력에 대한 토오크 변형을 이루는 토오크 컨버터와;

   더블 피니언 유성기어셋트로서, 상기 제 1 축상에 배치되어 차량의 전, 후진을 제어하는 전, 후진 제어수단과;

   상기 전, 후진 제어수단의 후측부 제 1 축에 배치되어 1차적으로 무단 변속을 행하는 제 1 무단 변속수단과;

   상기 제 1 축의 후단부와, 그의 하측에 소정의 간격을 두고 배치되는 제 2 축상에 배치되어 제 1 축으로부터 전달되는 회전동력을 무단 변속하여 제 2 축으로 전달하는 제 2 무단 변속수단과;

   상기 제 2 축으로부터 출력되는 회전동력을 최종적으로 감속시키며, 또한, 차동기능으로 양 전륜에 동력을 분배할 수 있는 차동기구를 갖는 종감속 수단과;

   를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치.
2. 제 1 항에 있어서, 전, 후진 제어수단은 선기어가 토오크 컨버터의 출력측과 일체로 형성되고, 유성 캐리어가 상기 토오크 컨버터의 출력측과 제 1 마찰부재를 개재시켜 연결됨은 물론 그 반대측은 제 1 축과 연결되며, 링기어가 변속기 하우징과 제 2 마찰부재를 개재시켜 연결이 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.
3. 제 1 항에 있어서, 제 1 무단 변속수단은 서로 마주 하는 부위에 외주면에 반원형의 곡면부가 형성되는 한쌍의 곡면을 마찰차와, 상기 곡면 마찰차의 외주 곡면부에 상호 보완적으로 마찰되면서 구동 곡면 마찰차와 종동 곡면 마찰차의 회전차를 가변시키는 한쌍의 중간 마찰차를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치.
4. 제 1 항에 있어서, 무단 변속수단은 각각 직경 가변이 이루어질 수 있도록 형성되어 구동축과, 이에 소정의 간격을 두고 평행하게 배치되는 종동축에 배치되는 구동 및 종동풀리와, 상기 풀리를 상호 연결하여 주는 벨트를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치.
5. 제 1 항에 있어서, 종감속 수단은 상기 제 2 축상의 전단부로 형성되는 기어와 기어 연결되어 제 2 축과 평행하게 배치되는 트랜스퍼 샤프트와, 상기 트랜스퍼 샤프트의 전단부에 배치되는 기어와 치합되는 링기어에 의하여 동력을 전달받아 차동 작용을 실시하여 양측 전륜 구동축으로 동력을 분배하는 차동기구를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.
6. 제 1 항에 있어서, 종감속 수단의 후측에 후륜을 동시에 구동시켜 4륜 구동을 위한 후륜 구동수단이 부가 배치됨을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.
7. 제 6 항에 있어서, 후륜 구동수단은 구동축과 평행하게 배치되어 후측단의 기어가 상기 링기어에 치합되는 중간측과, 상기 중간축의 전단부에서 이의 축과 직교하는 방향으로 배치되어 후륜과 연결되는 드라이브 샤프트를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.
8. 제 1 항에 있어서, 종감속 수단(68)이 생략되고, 제 2 축(40)의 일측단으로 후륜 구동수단이 배치됨을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.
9. 제 8 항에 있어서, 후륜 구동수단은 상기 제 2 축의 후측단으로 배치되는 출력기어와, 이의 제 2 축의 후측으로 배치되어 상호 기어 연결되는 출력축을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.