KR19990066814A - 치차식 변속기의 자동변속장치 - Google Patents

Abstract

치차식 변속기를 자동변속시킬 수 있는 소형 자동변속장치의 제공을 목적으로 한다.

자동변속장치(1) 내부에 조립된 셀렉트기구는, 셀렉트모터(6)에 의해 기어(7,8)를 통하여 정역회동되는 치차식 변속기(M)의 셀렉트시프트로드(5)에 연결된 셀렉트시프트축(11)을 구비하고, 또한 내부에 조립된 시프트기구는, 셀렉트시프트축(11)을 축방향으로 이동시키는 유압실(13,14) 내에 설치된 피스톤(12)을 구비하며, 이 유압실(13,14)에는 외부의 시프트동작용 유압발생장치로부터 배관을 통하여 유압이 공급되도록 구성되어 있다.

Description

치차식 변속기의 자동변속장치

본 발명은, 치차식 변속기의 자동변속장치에 관한 것이다.

종래에, 수동의 치차식 변속기의 메카니즘을 그대로 사용하여, 컴퓨터에 의해 유압장치를 통하여 변속조작을 자동화한 것이 있으나, 클러치용, 시프트용, 셀렉트용의 3가지 실린더와, 이들을 구동시키는 다수의 전자밸브가 필요하며, 구조가 복잡하고 장치가 대형화하여 값이 비싸진다는 문제점이 있었다. 또한 치차식 변속기의 셀렉트 또는 시프트의 액튜에이터에 모터를 사용한 것으로서, 예를들면 일본국 특공소 61-51497호 공보에 개시되어 있는 것이 있으나, 이 장치에서는 셀렉트라인의 수만큼 모터가 필요하게 되며, 복수의 모터 및 솔레노이드가 사용되어, 구조가 복잡하고 장치가 대형화되어 버리므로, 값이 비싸지게 된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 기존의 치차식 변속기를 자동변속시킬 수 있는 소형의 자동변속장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은, 치차식 변속기에 대하여 자동변속장치와 시프트동작용 유압 발생장치를 배치한 상태의 개략 배치구성도,

도 2는, 치차식 변속기에 직접 연결하여 설치한 자동변속장치의 단면구성도,

도 3은, 시프트동작용 유압발생장치의 단면구성도,

도 4는, 도 3에서 있어서의 스트로크 센서의 부착구조를 나타낸 주요부분의 분해사시도,

도 5는, 치차식 변속기의 셀렉트동작을 나타낸 설명도,

도 6은, 치차식 변속기의 시프트동작을 나타낸 시프트 패턴도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

M : 치차식 변속기 H : 하우징

1 : 자동변속장치 2 : 시프트동작용 유압발생장치

3 : 제 1 유압배관 4 : 제 2 유압배관

5 : 셀렉트시프트로드 6 : 셀렉트모터

7 : 셀렉트구동기어 8 : 셀렉트종동기어

9 : 통부 11 : 셀렉트시프트축

12 : 피스톤 13 : 제 1 유압실

14 : 제 2 유압실 15 : 셀렉트센서

20 : 시프트모터 21 : 시프트구동기어

22 : 시프트종동기어 23 : 중간축

24 : 롱시프트기어 25 : 시프트기어

26 : 암나사 27 : 슬라이더

28 : 숫나사 29 : 시프트축

31 : 슬리브 32 : 슬라이더 베어링

33 : 피스톤로드 34 : 피스톤

35 : 실린더 36 : 제 1 유압실

37 : 제 2 유압실 42 : 스트로크센서

본 발명의 제 1의 요지는, 셀렉트시프트로드를 축회전 방향으로 회동시켜 내부의 시프트포크의 라인을 셀렉트하고, 이어서 상기 셀렉트시프트로드를 축방향으로 이동시켜, 상기 시프트포크를 연결구동시켜서 기어의 시프트를 완료시키도록 구성한 치차식 변속기의, 상기 셀렉트시프트로드에 연결되어 상기 셀렉트 및 시프트동작을 실행하는 자동변속장치로서, 이 자동변속장치 내부에는, 상기 셀렉트동작을 실행하는 셀렉트기구와, 상기 시프트동작을 실행하는 시프트기구가 조립되고, 상기 셀렉트기구는, 셀렉트모터에 의해 기어를 통하여 축회전방향으로 정역회동되는 상기 셀렉트시프트로드에 연결된 셀렉트시프트축을 구비하며, 상기 시프트기구는, 상기 셀렉트시프트축을 축방향으로 이동시키는 유압실 내에 설치된 피스톤을 구비하고 있는 동시에, 상기 유압실에는, 외부의 시프트동작용 유압발생장치로부터 유압배관을 통하여 유압이 공급되도록 구성한 것이다.

또한, 제 2의 요지는, 상기 시프트동작용 유압발생장치가, 시프트모터의 회전에 의해 기어열 및 나사기구를 통하여 축방향으로 이동되는 슬리브와, 이 슬리브에 연결되어 유압실 내에서 이동하여 유압을 발생시키는 피스톤을 구비하고 있는 것이다.

또한, 제 3의 요지는, 상기 시프트동작용 유압발생장치가, 엔진이라든가 전동모터 등으로 구동되는 유압펌프로 구성되고, 이 유압펌프로부터의 작동유가 제어밸브를 통하여 상기 자동변속장치의 유압실로 공급되도록 구성한 것이다.

또한, 제 4의 요지는, 상기 자동변속장치가, 상기 치차식 변속기에 직접 연결되어 차량의 아래쪽 위치에 설치되고, 상기 시프트동작용 유압발생장치는, 차량의 위쪽 위치에 설치된 것이다.

(실시예)

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은, 차량 운전실(R)의 플로어(F) 내부에 탑재된 치차식 변속기(M)를 자동변속하는 자동변속장치(1)와, 이 자동변속장치(1)에 작동용의 유압을 공급하는 시프트동작용 유압발생장치(2)의 배치구성을 나타낸 것으로, 자동변속장치(1)는 치차식 변속기(M)의 셀렉트시프트로드(5)에 직접 연결되는 형태로 설치되어, 좁은 아래쪽의 공간 내에 배치되어 있고, 또한 상기 시프트동작용 유압발생장치(2)는 비교적 넓은 위쪽의 공간 내에 배치되어 있으며, 이 시프트동작용 유압발생장치(2)와 상기 자동변속장치(1)는 제 1 유압배관(3) 및 제 2 유압배관(4)으로서 연결되어 있다.

즉, 본 예의 자동변속장치(1)는 소형으로 형성할 수 있기 때문에, 차량 하부의 좁은 공간 내에 콤팩트하게 설치할 수 있으며, 비교적 대형인 시프트동작용 유압발생장치(2)는 비교적 넓은 차량의 위쪽 위치에 설치하여, 자유로운 레이아웃 배관이 가능한 유압배관(3,4)으로 연결시켜, 전체를 콤팩트하게 플로어(F)의 아래쪽에 탑재할 수 있도록 구성한 것이다.

또한, 치차식 변속기(M)는, 바깥쪽으로 연장된 상기 셀렉트시프트로드(5)를 축회전방향으로 회동시킴으로써, 도 5의 셀렉트동작 도면에 나타낸 바와 같이, 치차식 변속기(M) 내부의 시프트방향의 라인을 선택할 수 있는 것이며, 도 5에 나타낸 바와 같이, 셀렉트시프트로드(5)를 축회전방향으로 시계방향으로 돌려서, 예를들면 1속 또는 2속 위치에 셀렉트할 수 있고, 또 반시계방향으로 돌려 5속 위치에 셀렉트할 수 있으며, 또한 중앙부에서 3속 및 4속의 위치에 셀렉트할 수 있는 것이다.

이렇게 하여, 내부의 시프트방향의 라인을 셀렉트한 후에, 셀렉트시프트로드(5)를 축방향으로 이동시켜 내부의 시프트포크를 연결구동시키고, 도 6의 시프트패턴 도면에 나타낸 바와 같이, 내부의 기어를 소정의 1속 또는 2속 등의 위치로 시프트시켜 변속조작을 완료할 수 있도록 되어 있다.

상기 자동변속장치(1)는, 이 치차식 변속기(M)에서 연장된 셀렉트시프트로드(5)에 직접 연결하여 설치되고, 그 내부에는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 셀렉트시프트로드(5)와 동축상으로 연결되어 셀렉트시프트축(11)이 설치되어 있고, 정역회전이 제어가능한 셀렉트모터(6)를 구비하고 있으며, 이 셀렉트모터(6)의 모터축에는 셀렉트구동기어(7)가 고정 설치되고, 이 셀렉트구동기어(7)는 하우징(H)에 설치된 축받이를 개재하여 회전가능하도록 되어 있으며, 축받이로부터 연장된 외부에는, 이 셀렉트구동기어(7)와 동축상으로 셀렉트센서(15)가 설치되고, 이 셀렉트센서(15)에 의해 상기 셀렉트모터(6)의 회동각도가 검출되도록 구성되어 있으며, 상기 셀렉트구동기어(7)에는 셀렉트종동기어(8)가 맞물려 있고, 이 셀렉트종동기어(8)는 부채형으로 통부(9)에 일체적으로 형성되어 있으며, 통부(9)는 상기 셀렉트시프트축(11)의 바깥둘레쪽에 배치되어 있고, 셀렉트시프트축(11)의 바깥둘레에 고정된 슬라이드키(10)가 통부(9)의 안둘레에 축방향으로 형성된 스프라인(9a) 내에 끼워맞춤하여 통부(9)에 대하여 셀렉트시프트축(11)은 축방향으로 이동가능하며, 또한 통부(9)의 회전은 슬라이드키(10)를 통하여 셀렉트시프트축(11)으로 전달되도록 구성되어 있다.

셀렉트시프트축(11)의 도시한 좌측 끝단은 상기 치차식 변속기(M)의 셀렉트시프트로드(5)에 연결되어 있고, 다른 끝단쪽은 우측으로 연장되어, 하우징(H)에 형성되는 실린더 내부에 배치된 피스톤(12)에 연결되어 있으며, 피스톤(12)에 의해 실린더 내부는 제 1 유압실(13)과 제 2 유압실(14)로 구획되어 있고, 각각의 유압실(13,14)에는 각각 작동유의 출입구(13a,14a)가 형성되어 있다.

이러한 구성에 있어서, 상기 셀렉트모터(6)가 구동되면, 셀렉트구동기어(7), 셀렉트종동기어(8), 통부(9)가 회동하고, 이에 따라 셀렉트시프트축(11)이 축회전방향으로 회동하며, 이에 따라 셀렉트시프트로드(5)가 회동하여, 전술한 바와 같이 치차식 변속기(M)의 내부의 시프트포크의 라인이 셀렉트되는 것이다.

다음에, 전술한 시프트작동용 유압발생장치(2)로부터 유압배관(3,4)을 통하여 제 1 유압실(13) 또는 제 2 유압실(14)의 어느 하나에 작동유가 공급되면, 피스톤(12)이 축방향으로 움직이고, 이에 따라 셀렉트시프트축(11)이 축방향으로 이동하여 셀렉트시프트로드(5)를 축방향으로 이동시키고, 치차식 변속기(M) 내부의 시프트포크를 연결구동시켜 기어의 시프트가 행해지는 것이다.

이와 같이 본 예의 자동변속장치(1)는, 그 내부에 셀렉트모터(6)에 의해 회동되는 기어(7,8)와, 이에 따라 회동되는 셀렉트시프트축(11)으로 이루어진 셀렉트기구와, 유압실(13,14) 내에 설치된 피스톤(12)에 의해 축방향으로 이동하는 상기 셀렉트시프트축(11)으로 이루어진 시프트기구가 콤팩트하게 조합되어, 전체를 매우 소형으로 콤팩트한 형태로 형성할 수 있으며, 좁은 공간 내에도 콤팩트하게 설치할 수 있다. 또 상기 작동유 출입구(13a)에는 제 1 유압배관(3)이 접속되고, 상기 작동유 출입구(14a)에는 제 2 유압배관(4)이 접속되는 것이다.

한편, 상기 자동변속장치(1)의 제 1 유압실(13), 제 2 유압실(14)로 시프트동작용의 유압을 공급하는 시프트동작용 유압발생장치(2)는, 도 3의 단면 구성도에 나타낸 바와 같이, 정역회전이 가능한 시프트모터(20)를 구비하고, 하우징(H) 내부에는 시프트모터(20)의 축에 고정된 시프트구동기어(21)가 설치되며, 이 시프트구동기어(21)에는 시프트종동기어(22)가 맞물려져 있고, 시프트종동기어(22)는 중간축(23)에 고정된 것이며, 중간축(23)에는 축방향으로 더욱 연장되는 롱시프트기어(24)가 고정 설치되어 있고, 이 롱시프트기어(24)에는 시프트기어(25)가 맞물려지며, 시프트기어(25)에는 암나사(26) 및 축방향으로 신장하는 슬라이더(27)가 고정되어 있고, 암나사(26)에는 시프트축(29)의 바깥에 끼워고정된 숫나사(28)가 나사맞춤되어 있다.

시프트축(29)은 좌측 끝단쪽이 하우징(H)에 고정되어 있고, 우측 끝단쪽의 바깥둘레에는 슬라이드키(30)가 설치되어, 이 슬라이드키(30)의 바깥둘레에 축방향으로 슬라이드 가능하도록 슬리브(31)가 설치되어 있으며, 슬리브(31)의 좌측 끝단쪽은 슬라이드 베어링(32)을 개재하여 상기 슬라이더(27)의 우측 끝단쪽과 연결되어 있다. 또한 상기 슬라이더(27)는 축받이(38)에 의해 하우징(H)에 대하여 회전가능하게 배치되어 있고, 또 슬리브(31)는 축받이(39)를 개재하여 하우징(H)에 축방향으로 이동가능하도록 배치되어 있다.

상기 슬리브(31)의 우측 끝단쪽에는 우측방향으로 연장되는 피스톤로드(33)가 연결되어 있고, 피스톤로드(33)의 끝단부에는 피스톤(34)이 고정되어 있다. 이 피스톤(34)은 하우징에 형성된 실린더(35) 내부에 배치되어, 피스톤(34)에 의해 실린더(35) 내부는 제 1 유압실(36)과 제 2 유압실(37)로 구획되어 있으며, 각각의 유압실(36,37)에는 각각 작동유 출입구(36a,37a)가 개구되어 있다. 작동유 출입구(36a)는 상기 제 1 유압배관(3)에 접속되어 있고, 또한 작동유 출입구(37a)는 상기 제 2 유압배관(4)에 접속되어 있다.

또한, 상기 시프트기어(25)에는 도 4의 분해도에서 나타낸 바와 같이, 바깥둘레쪽에 걸쳐진 슬라이드 피스(40)가 배치되어 있고, 이 슬라이드 피스(40) 측면의 가이드홈(40a)에 U자홈(41a)이 끼워넣어지는 가이드 브래킷(41)이 하우징에 고정되어 있으며, 또한 슬라이드 피스(40)의 끝단부는 스트로크센서(42)로부터 돌출된 접촉자(42a)에 연결되어 있고, 시프트기어(25)의 축방향 이동량이 슬라이드 피스(40)를 통하여 스트로크센서(42)로 검출되도록 구성되어 있다.

이러한 시프트동작용 유압발생장치(2)에 있어서는, 시프트모터(20)가 구동되는 것에 의해 시프트구동기어(21), 시프트종동기어(22)를 통해 롱시프트기어(24)가 회전되고, 이에 따라 시프트기어(25)가 회전되는데, 이 시프트기어(25)에 고정된 암나사(26)는 숫나사(28)에 나사맞춤되어 있기 때문에, 숫나사(28)를 따라 시프트기어(25)는 축방향으로 이동하게 되고, 이에 따라 슬라이더(27)가 회전하면서 축방향으로 이동하며, 슬라이더(27)의 회전력은 슬라이더 베어링(32)에 의해 차단되기 때문에, 슬리브(31)에는 회전력이 전달되지 않고, 슬리브(31)는 축방향으로만 이동하게 되며, 이에 따라 피스톤로드(33)가 축방향으로 이동하여, 피스톤(34)의 축방향이동에 의해 제 1 유압실(36) 혹은 제 2 유압실(37)의 어느 한쪽이 압축되어 외부로 작동유가 압송되는 것이며, 전술한 자동변속장치(1)의 제 1 유압실(13) 또는 제 2 유압실(14)로 유압이 공급되어 자동변속장치(1)의 시프트동작이 유압에 의해 행해지는 것이다.

즉, 셀렉트동작이 행해질 때에는 시프트모터(20)는 정지하고 있으며, 상기 셀렉트모터(6)만이 구동되어 셀렉트동작이 행해지고, 그 후에 셀렉트모터(6)가 정지되고 시프트모터(20)가 구동되는 것에 의해 시프트동작이 행해지는 것이다.

또, 본 예에서, 상기 스트로크센서(42)는 시프트기어(25)의 축이동을 검출하도록 구성하였으나, 그 이외에 슬라이더(27), 슬리브(31), 피스톤로드(33)의 어느 하나, 혹은 상기 셀렉트시프트축(11)의 축방향의 이동량을 검지할 수 있도록 스트로크센서(42)를 설치할 수 있다.

이와 같이 본 예에서, 시프트동작용 유압발생장치(2)는 상기 자동변속장치(1)로부터 떨어진 위치에 설치하여, 유압배관(3,4)을 통해 양자를 연결시켜 양호하게 치차식 변속기(M)의 셀렉트동작 및 시프트동작을 자동적으로 행할 수 있게 된다.

또, 상기 시프트동작용 유압발생장치(2) 대신에, 상기 자동변속장치(1)의 제 1 유압실(13) 또는 제 2 유압실(14)로 유압을 공급하기 위해서 유압펌프를 이용할 수도 있고, 이 유압펌프는 엔진이라든가 전동모터에 의해 구동하도록 구성하여, 유압펌프로부터 압송되는 작동유를 제어밸브를 통해 상기 자동변속장치(1)의 제 1 유압실(13) 또는 제 2 유압실(14)로 바꿔 공급할 수 있도록 구성하여도 좋고, 이 경우에도 유압펌프로부터 유압배관을 통해서 자동변속장치(1)의 유압실(13,14)로 유압을 공급할 수 있어, 자동변속장치(1)를 소형으로 형성시켜 콤팩트하게 설치할 수 있게 된다.

본 발명은, 셀렉트시프트로드를 축회전방향으로 회동시켜 내부의 시프트포크의 라인을 셀렉트하고, 이어서 상기 셀렉트시프트로드를 축방향으로 이동시켜, 상기 시프트포크를 연결구동시켜서 기어의 시프트를 완료하도록 구성한 치차식 변속기의, 상기 셀렉트시프트로드에 연결되어 상기 셀렉트 및 시프트동작을 실행하는 자동변속장치로서, 이 자동변속장치 내부에는, 상기 셀렉트동작을 실행하는 셀렉트기구와, 상기 시프트동작을 실행하는 시프트기구가 조립되고, 상기 셀렉트기구는, 셀렉트모터에 의해 기어를 통하여 축회전방향으로 정역회동되는 상기 셀렉트시프트로드에 연결된 셀렉트시프트축을 구비하며, 상기 시프트기구는, 상기 셀렉트시프트축을 축방향으로 이동시키는 유압실 내에 설치된 피스톤을 구비하고 있음과 동시에, 상기 유압실에는, 외부의 시프트동작용 유압발생장치로부터 유압배관을 통과시켜 유압이 공급되도록 구성함으로써, 셀렉트모터를 구동시켜 기어를 통하여 셀렉트시프트축을 회전방향으로 회전시키고, 치차식 변속기의 셀렉트시프트로드를 회전방향으로 회동시켜 셀렉트동작을 행할 수 있으며, 또한 별개체의 시프트동작용 유압발생장치에서 발생된 유압배관을 통하여 유압실 내로 공급하여 피스톤을 축방향으로 이동시키고, 셀렉트시프트축을 통하여 셀렉트시프트로드를 축방향으로 이동시켜, 시프트동작을 양호하게 행할 수 있으며, 자동변속장치를 소형화시켜 콤팩트하게 형성할 수 있어, 자동변속장치를 좁은 공간 내에 콤팩트하게 설치할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 상기 시프트동작용 유압발생장치는, 시프트모터의 회전에 의해 기어열 및 나사기구를 통하여 축방향으로 이동되는 슬리브와, 이 슬리브에 연결되어 유압실 내에서 이동하여 유압을 발생시키는 피스톤을 구비함으로써, 시프트동작용 유압발생장치는 시프트모터의 회전을 기어열 및 나사기구를 통해 축방향의 이동력으로 바꾸어 피스톤을 축방향으로 이동시켜 양호하게 유압을 발생시키고, 이 유압을 상기 자동변속장치로 공급하여 양호하게 시프트동작을 행할 수 있게 되며, 시프트동작용 유압발생장치는 자동변속장치와 떨어진 위치에 양호하게 레이아웃하여 설치할 수 있다.

또한, 상기 시프트동작용 유압발생장치는, 엔진이나 전동모터 등으로 구동되는 유압펌프로 구성되고, 이 유압펌프부터의 작동유가 제어밸브를 통해 상기 자동변속장치의 유압실로 공급되도록 구성함으로써, 유압펌프에서 발생한 유압을 제어밸브를 통해 바꿔서 양호하게 상기 자동변속장치의 유압실 내부로 공급하여, 자동변속장치의 시프트동작을 양호하게 행하게 할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 상기 자동변속장치는 상기 치차식 변속기에 직접 연결하여 차량의 아래쪽 위치에 설치하고, 상기 시프트동작용 유압발생장치는 차량의 위쪽 위치에 설치함으로써, 소형의 자동변속장치는 좁은 공간 내에 콤팩트하게 설치되고, 비교적 대형의 시프트동작용 유압발생장치는 차량의 위쪽이 넓은 공간 내에 양호하게 설치되어, 치차식 변속기의 주변에 양호한 레이아웃을 형성하여 전체를 콤팩트화시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (4)

1. 셀렉트시프트로드를 축회전방향으로 회동시켜 내부의 시프트포크의 라인을 셀렉트하고, 이어서 상기 셀렉트시프트로드를 축방향으로 이동시켜, 상기 시프트 포크를 연결구동시켜서 기어의 시프트를 완료하도록 구성한 치차식 변속기의, 상기 셀렉트시프트로드에 연결되어 상기 셀렉트 및 시프트동작을 실행하는 자동변속장치로서, 이 자동변속장치 내부에는, 상기 셀렉트동작을 실행하는 셀렉트기구와, 상기 시프트동작을 실행하는 시프트기구가 조립되고, 상기 셀렉트기구는, 셀렉트모터에 의해 기어를 통하여 축회전방향으로 정역회동되는 상기 셀렉트시프트로드에 연결된 셀렉트시프트축을 구비하며, 상기 시프트기구는, 상기 셀렉트시프트축을 축방향으로 이동시키는 유압실 내에 설치된 피스톤을 구비하고 있는 동시에, 상기 유압실에는, 외부의 시프트동작용 유압발생장치로부터 유압배관을 통하여 유압이 공급되도록 구성한 것을 특징으로 하는 치차식 변속기의 자동변속장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 시프트동작용 유압발생장치는, 시프트모터의 회전에 의해 기어열 및 나사기구를 통하여 축방향으로 이동되는 슬리브와, 이 슬리브에 연결되어 유압실 내에서 이동하여 유압을 발생시키는 피스톤을 구비하는 것을 특징으로 하는 치차식 변속기의 자동변속장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 시프트동작용 유압발생장치는, 엔진이라든가 전동모터 등으로 구동되는 유압펌프로 구성되며, 이 유압펌프로부터의 작동유가 제어밸브를 통하여 상기 자동변속장치의 유압실로 공급되도록 구성한 것을 특징으로 하는 치차식 변속기의 자동변속장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 자동변속장치는, 상기 치차식 변속기에 직접 연결되어 차량의 아래쪽 위치에 설치되고, 상기 시프트동작용 유압발생장치는, 차량의 위쪽 위치에 설치된 것을 특징으로 하는 치차식 변속기의 자동변속장치.