KR19990020581A - 차량용 무단변속기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 원심 유압을 제거하여 정교한 변속비 제어를 가능케 하는 차량용 무단변속기를 제공한다.

본 발명에 따른 차량용 무단변속기는 엔진의 회전 동력을 받아 입력축으로 전달함에 있어서, 발진 가속성을 증대시키고, 동력 단속에 따른 충격을 경감시켜 원활한 출발 및 정지를 가능케 하는 기동 수단;

상기 기동 수단으로부터 전달되는 입력축 동력의 회전 방향을 결정함에 있어서, 과도한 토오크 발생시 이들을 제어하는 클러치와 브레이크가 슬립을 일으키고, 정교한 변속비 제어를 위하여 클러치와 브레이크에서 발생되는 원심 유압 제거를 가능케 하는 전후진 수단;

상기 전후진 수단으로부터 전달되는 정역회전 방향의 동력으로 구동축과 종동축 사이에서 변속비를 제어함에 있어서, 정교한 변속비 제어를 위하여 상기 구동축과 종동축에 각각 장착된 구동 및 종동 풀리에서 발생된 원심 유압 제거를 가능케 하는 무단 변속 수단;

상기 무단 변속 수단으로부터 전달되는 회전 동력을 구동축으로 전달함에 있어서, 종감속비의 변화를 용이하게 하는 종감속 수단;

상기 전후진 수단, 무단 변속 수단, 종감속 수단을 지지 내장함에 있어서, 일체로 형성되는 변속기 하우징을 포함하여 구성된다.

Description

차량용 무단변속기

본 발명은 차량용 무단변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정교한 변속비 제어에 방해가 되는 원심 유압을 제거하는 무단 변속 기구를 적용한 차량용 무단변속기에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 무단변속기는 차량을 전후진시킬 수 있도록 구동륜으로 전달되는 회전 방향을 전환하는 전후진 기구와 이 전후진 기구에 의하여 회전 방향이 결정된 회전 동력을 차량의 운행 상황에 적절하도록 변속시키는 무단 변속 기구를 구비한다.

상기 전후진 기구로는 통상적으로 싱글 및 더블 피니언 유성기어를 많이 사용하고, 무단 변속 기구로는 구동 및 종동 풀리의 직경을 가변시키면서 이에 연결된 벨트로 동력을 전달하는 벨트-풀리 타입을 많이 사용한다.

그러나 상기와 같은 차량용 무단변속기는 상당 수 공지/공용되고 있으나, 입축력축이 회전함에 따라 전후진 기구 및 무단 변속 기구 등에서 원심 유압을 발생시켜 정교한 변속비 제어를 방해하는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 단점을 해소하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 원심 유압을 제거하여 정교한 변속비 제어를 가능케 하는 차량용 무단변속기를 제공한다.

이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 차량용 무단변속기는;

엔진의 회전 동력을 받아 입력축으로 전달함에 있어서, 발진 가속성을 증대시키고, 동력 단속에 따른 충격을 경감시켜 원활한 출발 및 정지를 가능케 하는 기동 수단;

상기 기동 수단으로부터 전달되는 입력축 동력의 회전 방향을 결정함에 있어서, 과도한 토오크 발생시 이들을 제어하는 클러치와 브레이크가 슬립을 일으키고, 정교한 변속비 제어를 위하여 클러치와 브레이크에서 발생되는 원심 유압 제거를 가능케 하는 전후진 수단;

상기 전후진 수단으로부터 전달되는 정역회전 방향의 동력으로 구동축과 종동축 사이에서 변속비를 제어함에 있어서, 정교한 변속비 제어를 위하여 상기 구동축과 종동축에 각각 장착된 구동 및 종동 풀리에서 발생된 원심 유압 제거를 가능케 하는 무단 변속 수단;

상기 무단 변속 수단으로부터 전달되는 회전 동력을 구동축으로 전달함에 있어서, 종감속비의 변화를 용이하게 하는 종감속 수단;

상기 전후진 수단, 무단 변속 수단, 종감속 수단을 지지 내장함에 있어서, 일체로 형성되는 변속기 하우징을 포함한다.

상술한 바와 같이 구성되는 차량용 무단변속기는 기동 수단으로 전달되는 엔진의 회전 동력을 변속기 하우징에 내장된 전후진 수단에서 회전 방향을 결정하여 무단 변속 수단에서 변속비를 결정하여 종감속 수단으로 전달하며, 특히 전후진 수단과 무단 변속 수단에서 발생되는 원심 유압을 제거한다.

이하 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 관련하는 차량용 무단변속기의 단면도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

3 : 토오크 컨버터 9 : 토오크 컨버터 하우징

25 : 변속기 하우징 27 : 유성기어셋트 하우징

33,35 : 구동,종동 풀리 47,49 : 제1유압 챔버

53 : 파킹 기어 63 : 트랜스퍼 샤프트

71 : 오일 펌프 a : 기동 수단

b : 전후진 수단 c : 무단 변속 수단

d : 종감속 수단 B : 브레이크

C : 클러치

도 1은 본 발명에 관련하는 차량용 무단변속기의 단면도로서, 엔진(미도시)에서 발생된 회전 동력의 변속비를 무단으로 제어하여 구동륜(미도시)으로 전달할 수 있도록 구성된다.

즉, 엔진의 회전 동력은 크랭크 샤프트(1)를 통하여 기동 수단(a)인 토오크 컨버터(3)로 전달될 수 있도록 크랭크 샤프트(1)의 선단에 토오크 컨버터(3)의 프론트 케이스(5)가 직결된다.

상기 토오크 컨버터(3)는 엔진의 회전 동력을 받아 입력축(7)으로 전달하고, 토오크 컨버터 하우징(9)에 내장 설치되며, 3스테이지인 펌프(11), 임펠러(13), 스테이터(14)를 구비한다.

이러한 토오크 컨버터(3)를 통하여 입력축(7)에 전달되는 회전 동력은 전후진 수단(b)에 의하여 그 회전 방향이 결정되는 데, 이는 유압 제어 시스템에서 클러치(C)와 브레이크(B)를 어떻게 작동 해방시키느냐에 따른다.

그리고 클러치(C)와 브레이크(B)는 과도한 토오크 발생시에도 정교한 변속비 제어를 가능케 하기 위하여 구동측과 피동측 사이에서 슬립이 일어날 수 있도록 구성되며, 특히 클러치(C)에는 원심 유압을 제거할 수 있도록 밸런스 피스턴(15)이 적용되고, 이 밸런스 피스턴(15)은 리턴 스프링(17)에 의하여 지지된다. 이 리턴 스프링(17)은 코일 타입으로 형성됨이 바람직하다.

즉, 전후진 수단(b)은 더블 피니언 유성기어 셋트를 적용하며, 이의 선기어(19)는 입력축(7)에 고정 연결되고, 이의 캐리어(21)는 클러치(C)를 개재하여 입력축(7)에 가변 연결되며, 링기어(23)는 브레이크(B)를 개재하여 변속기 하우징(25)에 내장된 유성기어 셋트 하우징(27)에 가변 고정되고, 상기 캐리어(21)는 무단 변속 수단(c)에 동력을 전달 가능토록 고정 연결되는 구성을 갖는다.

상기와 같이 구성되는 전후진 수단(b)으로부터 정역회전 동력을 전달받는 무단 변속 수단(c)은 구동축(29)과 종동축(31) 사이에서 원심 유압을 제거하면서 변속비를 무단으로 제어하도록 구성 및 설치된다.

즉, 구동축(29)과 종동축(31)에는 각각 그 직경이 가변 가능한 구동 풀리(33)와 종동 풀리(35)가 설치되고, 이들 풀리(33,35)를 벨트(37)로 연결하여 무단으로 변속비를 제어할 수 있도록 구성된다.

상기 구동 풀리(33)는 구동축(29)에 고정된 구동측 고정 풀리(39)와 이의 대향측에서 구동측 유압 챔버(41)로 공급 배출되는 유압에 의하여 구동축(29)상에서 슬리이드 이동하면서 구동 풀리(33)의 직경을 변화시키는 구동측 가변 풀리(43)를 구비한다.

그리고 상기 종동 풀리(35)는 종동축(31)에 고정된 종동측 고정 풀리(45)와 이의 대향측에서 종동측 제1,2유압 챔버(47,49)로 공급 배출되는 유압에 의하여 종동축(31)상에서 슬리이드 이동하면서 종동 풀리(35)의 직경을 변화시키는 종동측 가변 풀리(51)를 구비한다.

상기 종동 풀리(35)는 정교한 변속비 제어에 방해가 되는 원심 유압을 제거할 수 있도록 제1,2유압 챔버(47,49)에 의하여 형성되는 밸런스 댐을 구비한다. 그리고 종동 풀리(35)의 고정 풀리(45)에는 파킹 기구(미도시)에 결합되는 파킹 기어(53)가 설치된다.

상기와 같이 구성되는 무단 변속 수단(c)으로부터 전달되는 회전 동력을 전달받는 중감속 수단(d)은 종감속비를 용이하게 변화시키고, 디프렌셜(55)을 통하여 구동륜이 장착된 드라이브 샤프트(57,59)에 그 동력을 전달할 수 있도록 구성된다.

이러한 종감속 수단(d)은 종동축(31)의 회전 동력을 전달받아 종감속 기어(61)가 디프렌셜(55)로 전달하며, 기존의 변속기와 동일하게 하여 대응이 가능함과 동시에 동력 성능 향상을 위한 종감속비 변화가 용이하도록 트랜스퍼 샤프트(63)를 개재하여 구성된다.

이 트랜스퍼 샤프트(63)는 종동축(31)의 회전 동력을 종감속 기어(61)에 전달하는 것으로, 이에는 종동축(31)에 장착된 제1트랜스퍼 드라이브 기어(65)와 치합하는 트랜스퍼 드리븐 기어(67), 이 기어(67)의 회전으로 함께 회전하면서 종감속 기어(61)로 그 회전 동력을 전달할 수 있도록 제2트랜스퍼 드라이브 기어(69)가 각각 장착된다.

한편, 상기와 같이 구성되는 무단변속기는 전후진 수단(b)과 무단 변속 수단(c) 및 각 윤활부에 유압을 공급하는 오일 펌프(71)를 구비하는 데, 이 오일 펌프(71)는 원격 구동 외접 치차형으로 구성된다.

즉, 이 오일펌프(71)는 기동 수단(a)인 토오크 컨버터(3)의 펌프(11)측에 구동 치차(73)를 설치하고, 이에 이측으로 치합하는 종동 치차(75)에 드라이브 기어(77)를 스플라인으로 결합하여 구성된다.

상기 구성을 한 전후진 수단(b), 무단 변속 수단(c), 종감속 수단(d)은 상기한 변속기 하우징(25)에 지지 내장되는 데, 이러한 변속기 하우징(25)은 일체로 형성되어 상기 토오크 컨버터 하우징(9)에 체결된다.

상술한 바와 같이 구성되는 차량용 무단변속기는 변속레버(미도시)의 레인지 선택 작동에 따라 이에 상응하도록 전후진 수단(b)의 클러치(C)와 브레이크(B)를 선택적으로 제어하고, 스로틀 개도와 차속과 같은 차량의 운행 상황에 따라 무단 변속 수단(c)의 구동 풀리(33)와 종동 풀리(35)의 직경을 가변시켜 변속된 정역회전의 회전 동력을 종감속 수단(d)으로 전달한다.

상기에서 클러치(C)와 브레이크(B) 및 구동 풀리(33)와 종동 풀리(35)는 오일펌프(71)의 구동 치차(73)와 종동 치차(75)가 구동되어 드라이브 기어(77)를 구동시킴에 따라 발생되는 유압을 유압 제어 시스템이 제어하므로 작동/해방 및 직경이 가변된다.

상기 구동 풀리(33)와 종동 풀리(35)의 직경이 변화되어 변속비를 변화시킬 때, 발생되는 원심 유압은 종동 풀리(35)측에 제1,2유압 챔버(47,49)로 구비된 밸런스 댐에서 유압을 공급 배출함에 따라 제거된다.

즉, 엔진의 기동에 따라 토오크 컨버터(3)의 프론트 케이스(5)와 이에 고정된 펌프(11)가 구동되어 임펠러(13)에 연결된 입력축(7)을 구동시킨다.

이 입력축(7)으로 전달된 회전 동력은 레인지 선택에 따른 클러치(C)와 브레이크(B)의 작동 여부에 따라 입력축(7)에 고정된 선기어(19) 및 캐리어(21)를 통하여 구동축(29)의 구동 풀리(33)로 전달된다.

이 구동 풀리(33)로 전달된 회전 동력은 벨트(37)를 통하여 종동 풀리(35)가 장착된 종동축(31)으로 전달된다.

이 종동축(31)으로 전달된 회전 동력은 제1트랜스퍼 드라이브 기어(65)와 이에 치합된 트랜스퍼 드리븐 기어(67), 이 기어(67)가 장착된 트랜스퍼 샤프트(63)로 감속 전달됨과 동시에 이 샤프트(63)에 장착된 제2트랜스퍼 드라이브 기어(69)와 이에 치합된 종감속 기어(61)와 디프렌셜(55), 드라이브 샤프트(57,59)을 통하여 구동륜으로 감속 전달된다.

상술한 바와 같이 회전 동력이 전달됨에 있어서, 전진시 유압 제어 시스템에서는 클러치(C)를 작동시키고, 후진시에는 브레이크(B)를 작동시킨다. 그리고 파킹시에는 클러치(C)와 브레이크(B)가 모두 해방되고, 파킹 기어(53)가 파킹 기구에 치합되어 차량의 파킹 상태를 유지시킨다.

(전진)

즉, 클러치(C)가 작동되면, 입력축(7)에 장착된 선기어(19), 클러치(C)에 의하여 입력축(7)에 연결된 캐리어(21)에 의하여 전후진 수단(b)의 더블 피니언 유성기어 셋트가 일체로 회전되면서, 캐리어(21)에 연결된 구동축(29)을 정회전시킨다.

상기 구동축(29)으로 전달되는 정회전 동력은 상기한 설명의 과정을 경유하여 구동륜을 정회전시킨다.

(후진)

그리고 브레이크(B)가 작동되면, 링기어(23)가 변속기 하우징(29)에 고정된 유성기어 셋트 하우징(27)에 고정되어 입력축(7)에 연결된 선기어(19)로 전달되는 정회전 동력은 캐리어(21)에 연결된 구동축(29)을 역회전시킨다.

상기 구동축(29)으로 전달되는 역회전 동력은 상기한 설명의 과정을 경유하여 구동륜을 역회전시킨다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 무단변속기는 기동수단으로 전달되는 엔진의 회전 동력을 변속기 하우징에 내장된 전후진 수단에서 회전 방향을 결정하여 무단 변속 수단에서 변속비를 결정하여 종감속 수단으로 전달함에 있어서, 전후진 수단과 무단 변속 수단은 이에서 발생되는 원심 유압을 제거하므로 정교한 변속비 실현을 가능케 한다.

Claims (10)

1. 엔진의 회전 동력을 받아 입력축으로 전달함에 있어서, 발진 가속성을 증대시키고, 동력 단속에 따른 충격을 경감시켜 원활한 출발 및 정지를 가능케 하는 기동 수단;

   상기 기동 수단으로부터 전달되는 입력축 동력의 회전 방향을 결정함에 있어서, 과도한 토오크 발생시 이들을 제어하는 클러치와 브레이크가 슬립을 일으키고, 정교한 변속비 제어를 위하여 클러치와 브레이크에서 발생되는 원심 유압 제거를 가능케 하는 전후진 수단;

   상기 전후진 수단으로부터 전달되는 정역회전 방향의 동력으로 구동축과 종동축 사이에서 변속비를 제어함에 있어서, 정교한 변속비 제어를 위하여 상기 구동축과 종동축에 각각 장착된 구동 및 종동 풀리에서 발생된 원심 유압 제거를 가능케 하는 무단 변속 수단;

   상기 무단 변속 수단으로부터 전달되는 회전 동력을 구동축으로 전달함에 있어서, 종감속비의 변화를 용이하게 하는 종감속 수단;

   상기 전후진 수단, 무단 변속 수단, 종감속 수단을 지지 내장함에 있어서, 일체로 형성되는 변속기 하우징을 포함하는 차량용 무단변속기.
2. 청구항 1에 있어서, 기동 수단은 3스테이지 토오크 컨버터로 구성됨을 특징으로 하는 차량용 무단변속기.
3. 청구항 2에 있어서, 토오크 컨버터는 일체로 형성된 변속기 하우징에 결합되는 토오크 컨버터 하우징에 내장됨을 특징으로 하는 차량용 무단변속기.
4. 청구항 1에 있어서, 전후진 수단은 더블 피니언 유성기어 셋트의 선기어를 입력축에 고정 연결하고, 이의 캐리어를 클러치로 입력축에 가변 연결하며, 링기어를 브레이크로 변속기 하우징에 가변 고정시키고, 상기 캐리어를 무단 변속 수단에 동력을 전달 가능토록 고정 연결하여 구성됨을 특징으로 하는 차량용 무단변속기.
5. 청구항 4에 있어서, 클러치는 정교한 제어가 가능하도록 코일 타입의 리턴 스프링, 이에 의하여 지지되며 원심 유압을 제거할 수 있는 밸런스 피스턴을 적용함을 특징으로 하는 차량용 무단변속기.
6. 청구항 1에 있어서, 무단 변속 수단은 전후진 수단으로부터 회전 동력을 전달받아 변속된 회전 동력을 종감속 수단으로 전달할 수 있도록 구동축 및 종동축에 각각 구동 및 종동 풀리를 설치하고, 이들 풀리를 벨트로 동력 전달 가능하게 연결하며, 정교한 변속비 제어에 방해가 되는 원심 유압을 제거할 수 있도록 종동 풀리에 밸런스 댐을 설치함을 특징으로 하는 차량용 무단변속기.
7. 청구항 6에 있어서, 종동 풀리의 고정 풀리에는 파킹 기구에 결합되는 파킹 기어가 설치됨을 특징으로 하는 차량용 무단변속기.
8. 청구항 1에 있어서, 종감속 수단은 종동축의 회전 동력을 전달받아 종감속 기어가 디프렌셜로 전달하며, 종동축과 종감속 기어 사이에는 이들 간의 동력 전달을 가능케 하는 트랜스퍼 샤프트가 개재됨을 특징으로 하는 차량용 무단변속기.
9. 청구항 1에 있어서, 전후진 수단과 무단 변속 수단 및 각 윤활부에 유압을 공급하는 오일 펌프를 포함하며, 이 오일 펌프는 원격 구동 외접 치차형으로 구성됨을 특징으로 하는 차량용 무단변속기.
10. 청구항 9에서 오일펌프는 기동 수단인 토오크 컨버터의 펌프측에 구동 치차를 설치하고, 이에 외측으로 치합하는 종동 치차에 드라이브 기어를 스플라인으로 결합하여 구성됨을 특징으로 하는 차량용 무단변속기.