KR20000013687A - 미끄럼 방지 수단을 가지는 기어식 무단 변속기 - Google Patents

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Abstract

기어식 무단 변속기가 개시되어 있다. 개시된 기어식 무단 변속기는, 각각의 피니언이 서로 맞물리고, 하나의 캐리어를 출력축으로 공유하는 제 1 및 제 2 유성 기어 장치; 입력축을 통해 제 1 유성 기어 장치의 제 1 선 기어와 동시에 구동되는 펌프와, 입력축이 관통되는 중공축을 통해 제 2 유성 기어 장치의 제 2 선 기어와 연결된 터빈을 가지는 유체 커플링; 및 펌프와 터빈 사이의 미끄러짐을 방지하기 위한 수단을 포함한다. 여기서, 미끄럼 방지 수단은 제 1 선 기어와 제 2 선기어 사이에 설치된 속도 감응식 차동 제한 장치이다. 이에 따르면, 제 1 선 기어와 제 2 선 기어 사이에 설치된 미끄럼 방지 수단이 펌프와 터빈 사이의 과도한 미끄러짐을 방지하므로, 무단 변속기의 효율이 크게 향상된다. 더욱이 저속단에서의 미끄럼 방지 효과가 탁월하여 출발시의 가속성이 크게 향상된다.

Description

미끄럼 방지 수단을 가지는 기어식 무단 변속기
본 발명은 변속기에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 저속에서의 과도한 미끄러짐을 방지할 수 있는 장치를 채택함으로써 효율과 가속성을 향상시킬 수 있는 기어식 무단 변속기에 관한 것이다.
일반적으로 자동차를 비롯한 운송 수단에 널리 사용되는 변속기에는 수동 변속기와 자동 변속기가 있다. 그러나, 수동 변속기의 경우 조작이 번거롭다는 불편함이 있으며, 자동 변속기의 경우 구조가 복잡하다는 단점이 있었다. 특히 이들은 그 변속비의 수가 제한되어 있어 다양한 주행 조건에 따른 변속비 요구를 충족시키지 못하는 단점이 있었다. 따라서, 최근에는 주어진 변속 구간 내에서 연속적으로 무한히 많은 변속비 중 차량의 주행 조건에 가장 알맞은 변속비를 스스로 선택하여 동력을 전달하도록 된 무단 변속기(CVT; continuous variable transmission)가 제안되었다.
이러한 무단 변속기 중 기어식 무단 변속기를 도 1 및 도 2를 참조하여 간략하게 살펴보면 다음과 같다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기어식 무단 변속기는 유체 커플링(11)과 한 쌍의 유성 기어 장치(12, 13)를 포함하여 이루어져 있다.
입력 축(14)으로 입력되는 엔진의 구동력은 유체 커플링(11)의 펌프(11p)와 제 1 유성 기어 장치(12)의 선 기어(12s)를 구동시킨다.
제 2 유성 기어 장치(13)의 선기어(13s)는 중공축(15)을 통해 유체 커플링(11)의 터빈(11t)과 연결되어 있다. 입력 축(14)은 이 중공축(15)을 관통하여 제 1 선 기어(12s)와 연결되어 있다.
제 1 유성 기어 장치(12)와 제 2 유성 기어 장치(13)는 각각의 피니언(12p, 13p)이 연장되어 서로 맞물리는 것에 의해 연결되어 있다. 이들 피니언(12p, 13p)은 동일한 하나의 캐리어(16)에 연결되어 있으며, 이 캐리어(16)가 출력축과 연결되어 있다. 도면에서 미설명 부호 12r과 13r은 각각 제 1 및 제 2 링 기어이며, 17a, 17b, 17c는 제 1 및 제 2 링 기어(12r, 13r)와 중공축(15)을 단속하기 위한 브레이크이다.
이와 같이 구성되어, 엔진의 구동력은 유체 커플링(11)과 제 1 선 기어(12s)로 전달된다. 유체 커플링(12)을 거친 구동력은 중공축(16)을 통해 제 2 선 기어(13s)로 전달되며, 제 2 선 기어(13s)와 제 1 선 기어(12s)의 토크 비에 따라 입력축(15)과 출력축, 즉 입력축(15)과 캐리어(16)의 변속비가 연속적으로 변화되는 것이다.
그러나, 이러한 종래의 기어식 무단 변속기는 유체 커플링의 특성상 발생되는 미끄러짐에 의해 효율이 낮다는 단점이 있었다. 특히, 도 4에 도시된 바와 같이, 저속단에서 과도한 미끄러짐이 발생되어 출발시의 가속성이 매우 나쁘고 연료 소비율도 높다는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 단점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 유체 커플링의 펌프와 터빈 사이의 과도한 미끄럼을 방지함으로써 효율을 높일 수 있도록 된 기어식 무단 변속기를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 기어식 무단 변속기의 구성을 보인 개략도.
도 2는 도 1에 도시된 유성 기어 장치의 정면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어식 무단 변속기의 구성을 보인 대략도.
도 4는 종래의 기어식 무단 변속기와 본 발명의 일 실시예에 따른 기어식 무단 변속기의 미끄럼 특성을 비교, 도시한 그래프.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
21 ; 유체 커플링 21p ; 펌프
21t ; 터빈 22 ; 제 1 유성 기어 장치
22p ; 제 1 피니언 22r ; 제 1 링 기어
22s ; 제 1 선 기어 23 ; 제 2 유성 기어 장치
23p ; 제 2 피니언 23r ; 제 2 링 기어
23s ; 제 2 선 기어 24 ; 입력축
25 ; 중공축 26 ; 캐리어
27a, 27b, 27c ; 브레이크 28 ; 차동 제한 장치
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기어식 무단 변속기는, 각각의 피니언이 서로 맞물리고, 하나의 캐리어를 출력축으로 공유하는 제 1 및 제 2 유성 기어 장치; 입력축을 통해 제 1 유성 기어 장치의 제 1 선 기어와 동시에 구동되는 펌프와, 입력축이 관통되는 중공축을 통해 제 2 유성 기어 장치의 제 2 선 기어와 연결된 터빈을 가지는 유체 커플링; 및 펌프와 터빈 사이의 미끄러짐을 방지하기 위한 수단을 포함한다.
여기서, 미끄럼 방지 수단은 제 1 선 기어와 제 2 선기어 사이에 설치된 속도 감응식 차동 제한 장치이다.
이에 따르면, 제 1 선 기어와 제 2 선 기어 사이에 설치된 미끄럼 방지 수단이 펌프와 터빈 사이의 과도한 미끄러짐을 방지하므로, 무단 변속기의 효율이 크게 향상된다. 더욱이 저속단에서의 미끄럼 방지 효과가 탁월하여 출발시의 가속성이 크게 향상된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기어식 무단 변속기가 도 3에 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기어식 무단 변속기는 한 쌍의 유성 기어 장치(22, 23)와, 유체 커플링(21)과, 차동 제한 장치(28)를 포함하고 있다.
제 2 유성 기어 장치(23)의 선 기어(23s)와 유체 커플링(21)의 터빈(21t)이 중공축(26)을 통해 서로 연결되어 있다. 엔진의 구동력을 전달하는 입력축(24)은 중공축(25)을 관통하여 제 1 유성 기어 장치(22)의 선 기어(22s)와 연결되어 있으며, 이 입력축(24)은 또한 유체 커플링(21)의 펌프(21p)를 구동시킨다.
제 1 유성 기어 장치(22)의 피니언(22p)과 제 2 유성 기어 장치(23)의 피니언(23p)이 서로 맞물려 있다. 따라서, 제 1 선 기어(22s)의 구동력은 이들 피니언(22p, 23p)을 통해 제 2 선 기어(23s)로 전달된다. 그리고, 이들 피니언(22p, 23p)은 출력축과 연결된 하나의 캐리어(26)에 연결되어 있다.
또한, 제 1 선 기어(22s)와 제 2 선 기어(23s) 사이에는 미끄러짐을 방지하기 위한 장치가 설치되어 있다. 이 미끄럼 방지 장치로는 일반적인 차량의 차동 장치에서 한쪽 휠이 미끄러지는 것을 방지하기 위하여 사용되는 차동 제한 장치(28)가 사용된다. 이러한 차동 제한 장치에는 여러 가지가 있으며, 그 구조와 기능 또한 널리 알려져 있으므로 구체적인 설명은 생략한다. 다만 본 발명의 일 실시예에 따른 무단 변속기에는 속도 감응식 차동 제한 장치를 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 도면에서 미설명 부호 22r과 23r은 각각 제 1 및 제 2 링 기어이고, 27a, 27b, 27c는 각각 제 1 및 제 2 링 기어(22r, 23r)와 중공축(25)을 단속하기 위한 브레이크이다.
이와 같이 구성되어, 유체 커플링(21)의 펌프(21p)와 터빈(21t) 사이에 미끄러짐이 발생되면 차동 제한 장치(28)가 각각 펌프(21p) 및 터빈(21t)과 연결된 제 1 선 기어(22s)와 제 2 선 기어(23s)를 서로 고착시키는 것에 의해 펌프(21p)와 터빈(21t) 사이의 미끄러짐 현상을 크게 저하시킬 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 무단 변속기의 미끄러짐 특성을 종래의 무단 변속기와 비교한 그래프가 도 4에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 차동 제한 장치를 채택한 본 발명의 일 실시예에 따른 무단 변속기(실선)는 그렇지 않은 종래의 무단 변속기(점선)에 비하여 그 미끄럼 특성이 크게 향상된 것을 알 수 있다. 특히, 차동 제한 장치의 차동 제한력은 미끄럼 속도가 클수록 높아지므로, 저속단에서 탁월한 효과를 얻을 수 있다.
상기된 바와 같은 본 발명은, 제 1 선 기어와 제 2 선 기어 사이에 차동 제한 장치가 설치되어 있으므로, 펌프와 터빈의 과도한 미끄러짐을 방지할 수 있어 무단 변속기의 효율이 크게 향상되는 장점이 있다. 특히 저속단에서의 미끄럼 방지 효과가 탁월하여 출발시의 가속성이 크게 향상된다.
이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

Claims (2)

  1. 각각의 피니언이 서로 맞물리고, 하나의 캐리어를 출력축으로 공유하는 제 1 및 제 2 유성 기어 장치; 및 입력축을 통해 상기 제 1 유성 기어 장치의 제 1 선 기어와 동시에 구동되는 펌프와, 상기 입력축이 관통되는 중공축을 통해 상기 제 2 유성 기어 장치의 제 2 선 기어와 연결된 터빈을 가지는 유체 커플링을 포함하는 기어식 무단 변속기에 있어서,
    상기 펌프와 터빈 사이의 미끄러짐을 방지하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기어식 무단 변속기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 미끄럼 방지 수단은 상기 제 1 선 기어와 상기 제 2 선기어 사이에 설치된 속도 감응식 차동 제한 장치인 것을 특징으로 하는 기어식 무단 변속기.
KR1019980032684A 1998-08-12 1998-08-12 미끄럼 방지 수단을 가지는 기어식 무단 변속기 KR20000013687A (ko)

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