KR19980047934A - 전진 2속 후진 2속용 자동변속기의 기어 트레인 - Google Patents

Abstract

산업용 기계 및 레져용 자동차에 적용될 수 있도록 전진 2속 및 후진 2속의 변속단을 출력할 수 있도록 한 기어 트레인을 제공할 목적으로;

동력원으로부터 출력되는 회전동력의 토오크를 변환하여 출력하는 발진수단과;

베벨기어식 디프렌셜기어로 이루어져 상기 발진기구의 후측으로 배치되며, 입력조건에 따라 정,역회전을 제어하는 정,역회전 제어수단과;

베벨기어식 디프렌셜기어로 이루어져 상기 정,역회전 제어수단으로부터 입력되는 회전동력을 감속 및 등속으로 출력하는 감속/등속 제어수단과;

상기 정,역회전 제어수단 및 감속/등속 제어수단의 입력조건을 제어하는 클러치 수단과;

상기 정,역회전 제어수단 및 감속/등속 제어수단의 반력조건을 제어하는 브레이크 수단과;

를 포함하여 이루어지는 전진 2속 및 후진 2속용 자동변속기의 기어 트레인을 제공한다.

Description

전진 2속 후진 2속용 자동 변속기의 기어 트레인

본 발명은 각종 산업용 기계 및 자동차에 적용될 수 있는 자동 변속기의 기어 트레인에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2조의 디프렌셜 기어를 조합하여 전진 2속과 후진 2속을 구현할 수 있도록 한 전진 2속 및 후진 2속용 자동변속기의 기어 트레인에 관한 것이다.

예컨대, 건설용 기계를 포함하는 산업용 기계 또는 자동차에는 자동으로 변속이 이루어질 수 있는 자동 변속기가 널리 적용되고 있다.

이러한 자동 변속기에 있어서, 차량에 적용되는 자동변속기의 기어 트레인을 살펴보면, 적어도 2개 이상의 단순 유성기어 셋트를 적절히 조합하여 복합 유성기어 셋트를 형성하고, 이의 복합 유성기어 셋트를 주행속도와, 그 부하의 변동에 따라 트랜스밋션 제어유닛으로 제어하여 자동적으로 변속비를 조절할 수 있도록 하고 있다.

즉, 상기한 트랜스밋션 제어 유닛은 유성기어 셋트에 설치된 다수개의 마찰요소들을 작동 또는 비작동 상태로 제어하여 유성기어 셋트의 3요소(선기어, 링기어, 유성 캐리어)중 어느 요소를 입력요소로 하고, 다른 요소를 반력요소로 선택하여 출력단 회전수를 조절하게 된다.

그리고 상기와 같은 복합 유성기어 장치는 차량의 변속수단으로 사용되기 위하여 유성 캐리어가 서로 연결되는 구조를 갖거나, 선기어를 공용으로 하고 유성 캐리어와 링기어가 직결되는 구조를 갖거나, 유성 캐리어와 링기어가 상호간 직결되는 구조를 갖는다.

그러나 상기와 같은 기어 트레인에 있어서는 자동차의 주행 조건에 따라 다단으로 변속이 이루어질 수 있도록 구성되어 있는 바, 다단의 변속을 요구하지 않고, 큰 힘을 요하는 레져용 자동차 또는 산업용 중장비에는 적용이 불가능하다는 문제점을 내포하고 있다.

그리고 고가의 유성 기어셋트를 사용하게 됨으로써, 제조원가가 크게 상승한다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 산업용 기계 및 레져용 자동차에 적용될 수 있도록 전진 2속 및 후진 2속의 변속단을 출력할 수 있도록 한 기어 트레인을 제공함에 있다.

상기 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 동력원으로부터 출력되는 회전동력의 토오크를 변환하여 출력하는 발진수단과;

베벨기어식 디프렌셜기어로 이루어져 상기 발진기구의 후측으로 배치되며, 입력조건에 따라 정,역회전을 제어하는 정,역회전 제어수단과;

베벨기어식 디프렌셜기어로 이루어져 상기 정,역회전 제어으로부터 입력되는 회전동력을 감속 및 등속으로 출력하는 감속/등속 제어수단과;

상기 정,역회전 제어수단 및 감속/등속 제어수단의 입력조건을 제어하는 클러치 수단과;

상기 정,역회전 제어수단 및 감속/등속 제어수단의 반력조건을 제어하는 브레이크 수단과;

를 포함하여 이루어지는 전진 2속 및 후진 2속용 자동변속기의 기어 트레인을 제공한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예 의한 기어 트레인 구성도.

도 2는 제1 실시예의 각 변속단별 마찰요소의 작동표.

도 3은 본 발명에 적용되는 발진기구의 다른 실시예도.

도 4는 본 발명에 적용되는 발진기구의 또 다른 실시예도이다.

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

도 1은 본 발명에 의한 실시예의 기어 트레인을 나타내는 도면으로서, 동력원(2)인 엔진으로부터 발생된 동력은 발진수단인 토오크 컨버터(4)를 통해 토오크 변환이 이루어져 정,역회전 제어수단(6)으로 입력되어 전,후진이 결정된다.

그리고 이에 전, 후진이 결정된 회전동력은 감속/등속 제어수단(8)으로 입력되어 감속 또는 등속의 상태로 출력이 이루어지게 된다.

상기에서 동력원(2)인 엔진으로부터 발생되는 토오크를 변환시키는 토오크 컨버터(4)는 발진수단으로서, 동력원(2)의 크랭크축에 직결되어 회전하는 펌프 임펠러(10)와; 이 펌프 임페럴(10)와 대향 배치되어 분출되는 오일에 의하여 함께 회전하는 터어빈 런너(12)와; 이들 펌프 임펠러(10)와 터어빈 런너(12) 사이에 배치되어 오일의 흐름을 바꾸어주어 펌프 임펠러(10)의 회전력을 증가시켜 주는 스테이터(14)를 포함하여 이루어진다.

이에 따라 엔진이 회전을 하면 상기 토오크 컨버터(4)내에 충진된 오일이 펌프 임펠러(10)에서 분출되어 터어빈 런너(12)로 공급되면서 터어빈 런너(12)를 구동시킨 다음 스테이터(14)로 유입된다.

또한, 상기 스테이터(14)로 유입된 오일은 그 방향을 바꾸어 다시 펌프 임펠러(10)로 유입되는 작용을 반복하게 되는데, 이때 스테이터(14)의 회전에 의하여 스테이터(14)가 분담하는 터어빈 런너(12)의 회전력과 펌프 임펠러(10)의 회전력과의 사이에 차이가 생겨 토오크 변환이 이루어지게 되는 것이다.

그리고 상기 토오크 컨버터(4)로부터 동력을 전달받아 정,역회전을 선택하는 정,역회전수단(6)은 4개의 베벨기어로 이루어지는 디프렌셜 기어로 이루어진다.

즉, 이의 정,역회전 수단(6)은 케이스(6) 내부에 전후측에 구동 피니언(18)(20)이 배치되고, 이들 좌, 우측 사이에는 피동 피니언(22)(24)이 개재된다.

상기 구동 피니언(18)(20)은 케이스(16)를 관통하는 제1,2 입력축(26)(28)에 의하여 전측의 상기 발진수단과 후측의 감속/등속 제어수단(8)과 연결이 이루어진다.

그리고 피동 피니언(22)(24)은 케이스(16)를 관통하는 제1 연결부재(30)와 연결되고, 이의 제1 연결부재(30)는 제1 클러치(32)와 제1 브레이크(34)를 개재시켜 제1 입력축(26)과 변속기 하우징(36)에 가변적으로 연결되어 선택적으로 입력 및 반력요소로 작용하게 된다.

이에 따라 상기 제1 클러치(32)가 작동하면, 입력이 구동 피니언(18)과 제1 동력전달부재(30)로 동시에 입력이 이루어지게 되는 바, 이의 정,역회전 제어수단(6)이 직결의 상태가 되면서 정방향으로 회전동력을 전달하게 된다.

그리고 제1 브레이크(34)만이 작동할 때에는 케이스(16)가 정지된 상태를 유지하게 되는 바, 피동 피니언(22)(24)이 자전을 하면서 후측 구동 피니언(20)을 역회전시키게 되는 것이다.

또한, 상기 후측 구동 피니언(20)을 지지하는 제2 입력축(28)상에 연결되는 감속/등속 제어수단(8)은 상기의 정,역회전 제어수단(6)과 마찬가지로 케이스(38) 내부에 전후측에 구동 피니언(40)(42)이 배치되고, 이들 좌, 우측 사이에는 피동 피니언(44)(46)이 개재된다.

상기 구동 피니언(40)(42) 중 전측 구동 피니언(40)은 상기 정,역회전 제어수단(6)의 출력측단을 형성하는 제2 입력축(28)상에 배치되고, 후측 구동 피니언(42)은 제2 연결부재(48)와 제2 브레이크(50)를 개재시켜 변속기 하우징(36)과 가변적으로 연결된다.

그리고 피동 피니언(44)(46)은 케이스(38)를 관통하는 제3 연결부재(52)와 연결되며, 이의 제3 연결부재(52)는 출력기어(54)가 장착됨과 동시에 제2 클러치(56)를 통해 제2 입력축(28)과 가변적으로 연결된다.

이에 따라 상기 제2 클러치(56)가 작동하면, 입력이 구동 피니언(40)과 제3 연결부재(52)로 동시에 입력이 이루어지게 되는 바, 직결의 상태가 되면서 전진 2속 및 후진 2속 제어수단(6)으로부터 입력되는 회전동력을 그대로 출력하게 된다.

그리고 제2 브레이크(50)만이 작동할 때에는 후측 구동 피니언(42)이 정지된 상태를 유지하게 되는 바, 피동 피니언(22)(24)이 자전 및 공전을 하면서 구동하게 되는 바, 감속된 상태로 회전하면서 출력이 이루어지게 되는 것이다.

상기에서 정,역회전 제어수단(6) 및 감속/등속 제어수단(8)을 형성하는 디프렌셜기어의 작동은 공지이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기와 같이 이루어지는 기어 트레인은 도 2에서와 같은 마찰요소의 작동에 의하여 변속이 이루어지게 된다.

즉, 전진 1속에서는 트랜스밋션 제어유닛이 제1 클러치(32)와 제2 브레이크(50)를 작동 제어한다.

그러면 정,역회전 제어수단(6)이 직결되면서 회전동력을 전달하면, 감속/등속 제어수단(8)에서 제2 브레이크(50)의 작동으로 감속이 이루어져 1속 변속이 이루어지게 된다.

그리고 2속에서 제2 브레이크(50)의 작동은 해제하고, 제1,2 클러치(32)(56)를 작동 제어한다.

그러면 정,역회전 제어수단(6)이 직결되면서 회전동력을 전달하면, 감속/등속 제어수단(8)에서도 직결의 상태가 되면서 등속의 상태로 출력이 이루어져 2속의 변속이 이루어지게 된다.

그리고 후진 1속에서는 제1,2 브레이크(34)(50)가 작동 제어된다.

그러면, 정,역회전 제어수단(6)에서는 역회전 출력이 이루어지고, 감속/등속 제어수단(8)에서는 감속이 이루어지면서 후진 1속의 변속이 이루어지게 된다.

또한, 후진 2속에서는 제2 브레이크(50)의 작동을 해제하고, 제2 클러치(56)를 작동 제어한다.

그러면, 정,역회전 제어수단(6)에서는 역회전이 이루어지고, 감속/등속 제어수단(8)이 직결되면서 등속 출력되어 후진 2속의 변속이 이루어지게 되는 것이다.

그리고 도 3과 4는 본 발명에 적용되는 발진수단의 다른 예를 보인 것으로서, 도 3은 펌프 임펠러(60)와 터어비 런너(62)로 이루어지는 유체 클러치를 도시한 것이며, 도 4는 토셔널 댐퍼(64)와 클러치(66)로 구성한 것이다.

상기에서 유체 클러치는 공지에서와 같이, 펌프 임펠러(60)가 일정속도 이상으로 회전하면 터어빈 런너(62)가 유체가 가지고 있는 유체 운동에너지에 의하여 회전하면서 동력으로 전달하는 것이다.

그리고 토셔널 댐퍼(64)는 엔진으로부터 출력되는 회전동력에 비틀림 진동이 발생되는 것을 감쇠시켜 주는 것이며, 클러치(66)는 상기 토셔널 댐퍼(64)로부터 전달되는 회전동력을 단속하는 기능을 수행하는 것으로서, 상기의 것들은 모두 공지 기술인 바, 그 구성의 상세한 설명은 생략한다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 2조의 디프렌셜기어 조합으로 전진 2속 후진 2속의 변속비를 구현함으로써, 산업용 기계 및 레져 차량등에 널리 적용할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (6)

1. 동력원으로부터 출력되는 회전동력의 토오크를 변환하여 출력하는 발진수단과;

   베벨기어식 디프렌셜기어로 이루어져 상기 발진기구의 후측으로 배치되며, 입력조건에 따라 정,역회전을 제어하는 정,역회전 제어수단과;

   베벨기어식 디프렌셜기어로 이루어져 상기 정,역회전 제어수단으로부터 입력되는 회전동력을 감속 및 등속으로 출력하는 감속/등속 제어수단과;

   상기 정,역회전 제어수단 및 감속/등속 제어수단의 입력조건을 제어하는 클러치 수단과;

   상기 정,역회전 제어수단 및 감속/등속 제어수단의 반력조건을 제어하는 브레이크 수단과;

   를 포함하여 이루어지는 전진 2속 및 후진 2속용 자동변속기의 기어 트레인.
2. 청구항 1에 있어서, 정,역회전 제어수단은 케이스 내부에 전후측에 배치되는 구동 피니언과, 상기 구동 피니언의 양측부 사이에 개재되는 피동 피니언을 포함하여 이루어지며,

   상기 구동 피니언은 케이스를 관통하는 제1,2 입력축에 의하여 전측의 상기 발진수단과 후측의 감속/등속 제어수단과 연결이 이루어지며, 피동 피니언은 케이스를 관통하는 제1 연결부재를 통해 제1 입력축과 변속기 하우징에 가변적으로 연결됨을 특징으로 하는 전진 2속 후진 2속용 자동 변속기의 기어 트레인.
3. 청구항 1에 있어서, 감속/등속 제어수단은 케이스 내부에 전후측에 배치되는 구동 피니언과, 상기 구동 피니언의 양측부 사이에 개재되는 피동 피니언을 포함하여 이루어지며,

   상기 전측 구동 피니언은 케이스를 관통하는 제2 입력축에 의하여 전측의 감속/등속 제어수단과 연결이 이루어지며, 후측의 구동 피니언은 변속기 하우징과 가변적으로 연결되고, 피동 피니언은 케이스를 관통하는 연결부재를 통해 출력기어와 연결됨과 동시에 가변적으로 제2 입력축과 연결됨을 특징으로 하는 전진 2속 후진 2속용 자동 변속기의 기어 트레인.

   를 포함하여 이루어지는 전진2속 후진2속용 자동변속기의 기어 트레인.
4. 청구항 1에 있어서, 클러치 수단은 정,역회전 제어수단의 제1 연결부재와 제1 입력축을 가변적으로 연결하는 주는 제1 클러치와;

   감속/등속 제어수단의 제3 연결부재와 제2 입력축을 가변적으로 연결하여 주는 제2 클러치와;

   를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 전진2속 후진2속용 자동 변속기의 기어 트레인.
5. 청구항 1에 있어서, 브레이크 수단은 정,역회전 제어수단의 제1 연결부재와 변속기 하우징을 가변적으로 연결하여 주는 제1 브레이크와;

   감속/등속 제어수단의 제2 연결부재와 변속기 하우징을 가변적으로 연결하여 주는 제2 브레이크와;

   를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 전진2속 후진2속용 자동 변속기의 기어 트레인.
6. 청구항 1에 있어서, 발진수단은 토오크 컨버터, 유체 클러치, 토셔널 댐퍼와 클러치 중 어느 하나를 사용함을 특징으로 하는 전진 2속 및 후진 2속용 자동 변속기의 기어 트레인.