KR20010001562U - 자동차 무단변속기용 밸트냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 밸트가 연결되는 프라이머리 및 세컨더리풀리에 밸트와의 마찰로 야기될 수 있는 발열을 냉각시켜주기 위한 냉각장치로서 냉각홀을 더 구비함으로서 냉각성을 향상시켜 동력전달의 원활성과 밸트의 내구성 향상 등에 기여할 수 있도록 한 자동차 무단변속기용 밸트냉각장치에 관한 것으로서, 신축성을 부여할 수 있도록 내부에 길이방향으로 심재(53,54)를 가지고 외부 폭방향으로는 등간격으로 결합홈(55)을 포함하는 텐션멤버(51)와; 프라이머리 및 세컨더리풀리(21,22)의 내면과 동일한 경사를 가지도록 양측에 형성하는 경사면(66) 및 중앙에 형성되는 센터필러(60)를 중심으로 상,하측에서 횡방향으로 형성되는 어퍼빔(62)과 로어빔(61)을 포함하여 텐션멤버(51)와 결합되는 블록(52)을 포함하여 프라이머리풀리(21)와 세컨더리풀리(22)상간에 연결되어 가변하는 프라이머리 및 세컨더리풀리(21,22)의 폭에 따라 자연스럽게 변화되는 무단변속력을 전달하는 무단변속기(10)의 밸트(27)냉각장치를 구성함에 있어서; 상기 프라이머리풀리(21)와 세컨더리풀리(22)의 고정풀리(23,24)와 가변풀리(25,26)상에 다수개의 냉각홀(100,101)을 등간격으로 형성하여 외부에서 유입된 공기가 밸트(27)로 직접 전달되도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

자동차 무단변속기용 밸트냉각장치{Belt cooling apparatus of continuously variable transmission for vehicle}

본 발명은 자동차 무단변속기용 밸트냉각장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 무단변속기의 프라이머리 및 세컨더리풀리 상간에 연결되는 밸트어셈블리의 발열에 의한 변형을 줄임으로서 마찰력의 증가로 동력전달성을 향상시키고 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 밸트냉각장치의 제공에 관한 것이다.

자동차의 변속기는 무단변속기와 유단변속기로 구분되며 유단변속기는 엔진회전의 상승에 비례하여 파워가 커지고 토크특성도 저속때는 작고 중속영역에서 최대토크를 발휘하는 성질을 가지고 있는 특성 때문에, 부득이하게 클러치와 다단변속기를 사용하여 주행상황에 따라 감속비를 바꾸어 필요한 구동력을 확보하게 된다.

상기와 같은 유단변속기는 수동의 경우에는 단계적인 상황에 따라 운전자가 직접적인 클러치의 조작과 변속시점을 판단하여 저단에서 고단, 고단에서 저단으로 전환하여야 하는 불편함이 있다.

자동변속기의 경우에는 토크컨버터를 이용하여 토크를 얻더라도 수동과 같은 단계적인 구동특성을 가지고 토크컨버터의 경우에는 슬립토크로 인한 가속성이나 연비면에서 수동변속기보다 현저하게 떨어지는 단점을 가지는 한편, 변속시점에서 상당한 변속쇼크가 잔존하는 등의 문제점을 가진다.

상기와 같은 수동변속기와 자동변속기의 단점을 보완하기 위하여 개발된 것이 무단변속기(continuously Variable Transmission)이다.

상기 무단변속기는 연속적으로 변속비를 바꿀 수 있도록 한 것으로서 엔진의 최고출력만을 사용하여 부드럽게 고성능화할 수 있고, 시가지 주행에서는 저연비화를 실행할 수 있으며, 변속시점이나 변속단이 없어 변속쇼크가 발생하지 않는등의 목적에 근접할 수 있고 또 이를 달성할 수 있는 특성을 지닌다.

이러한 무단변속기는;

밸트와 풀리를 결합하여 밸트타입과 트랙션드라이브타입으로 대분되며, 밸트타입무단변속기의 대표적인 예를 살펴보면 다음과 같다.

밸트타입의 무단변속기는 엔진의 동력을 전달받는 클러치기구와 전,후진절환기구, 무단변속을 위한 밸트풀리기구등으로 구성되고,

입력축상에 고정되는 프라이머리풀리와 출력축상에 고정되는 세컨더리풀리로 구성되고, 각 풀리는 입력축과 출력축상에 고정되어 입력축 및 출력축과 함께 회전하는 고정풀리와;

상기 입력축과 출력축의 축방향으로 슬라이딩 이동하면서 풀리의 폭을 가변시켜주는 가변풀리를 구비한다.

상기 입력축상의 가변풀리는 엔진의 회전수, 차속, 변속레버의 위치, 스로틀밸브의 개도정도등의 외부신호를 인가받아 이시유(ECU)와 동조하는 트랜스미션컨트롤유니트(TCU)에 의하여 제어되는 가변수단에 의하여 이루어진다.

상기 가변수단에 의하여 프라이머리풀리의 가변풀리가 변화되면 출력축상의 가변풀리역시 동종 또는 이종의 가변수단에 의하여 입력축상의 가변풀리의 가변폭에 대응하여 가변한다.

상기 각각의 가변풀리에 의하여 프라이머리풀리의 폭이 넓어지면 세컨더리풀리의 폭이 좁아져 저속상태의 변속이 이루어지고, 프라이머리풀리의 폭이 좁아지면 세컨더리풀리의 폭이 넓어져 고속상태의 변속이 자연스럽게 이루어지는 것이다.

상기 프라이머리풀리의 가변풀리를 가변시키기위한 가변수단은 디시(D.C)모터를 이용하여 입력축의 풀리를 가변시키고 출력축상의 가변풀리는 토크캠과 스프링을 이용하여 입력축상의 가변풀리의 가변폭에 대응하여 스프링과 밸트의 압력등에 의하여 변화할 수 있도록 한 것이다.

이러한 무단변속기(10)를 도 1내지 도 2의 도면을 참고로 하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

케이스(11)의 일측방에 위치하여 엔진(12)의 동력을 전달받는 전자파우더클러치(13)와 상기 전자파우더클러치(13)와 연결되고 다수개의 기어체로 되는 전,후진절환기구(14), 상기 전,후진절환기구(14)와 연결되는 입력축(15)과 부동력전달기구(16), 상기 부동력전달기구(16)와 연결되고 출력축(17)과 연결되는 최종감속기(18) 및 디퍼런셜기어(19)등으로 구성된다.

상기 입력축(15)과 출력축(17)에는 프라이머리풀리(21)와 세컨더리풀리(22)가 구비되는데;

상기 각각의 풀리(21,22)는 입력축(15)과 출력축(17)에 고정되는 고정풀리(23,24)와 입력축(15) 및 출력축(17)의 축방향으로 슬라이딩 이동하면서 폭을 가변하는 가변풀리(25,26)로 구성된다.

상기 풀리(21,22)에는 밸트(27)가 연결되어 입력축(15)의 동력을 출력축(17)으로 전달하여 가변되는 풀리(21,22)의 폭에 따라 무단변속이 이루어진 동력을 타이어(30)로 최종 전달하게 된다.

상기 입력축(15)상의 가변풀리(25)는 케이스(11)상에 설치되는 디시모터(31)의 축에 고정되는 구동기어(32)와 다수개의 매개기어(33)를 통하여 피동기어(34)로 전달된다.

상기 피동기어(34)의 내측과 입력축(15)의 후방에서 케이스(11)상에 고정된 슬라이드(35)에는 나사(36)를 형성하여 디시모터(31)의 정,역회전으로 피동기어(34)가 슬라이드(35)의 전,후방향으로 이동함으로서 가변풀리(25)를 입력축(15)의 축방향으로 슬라이딩시켜 폭을 가변할 수 있도록 한다.

상기 출력축(17)상의 가변풀리(26)에는 토크캠(40)과 스프링(41)이 개재되어 가변되는 프라이머리풀리(21)의 폭에 따라 스프링(41)의 힘과 밸트(27)의 압박력에 의하여 프라이머리풀리(21)에 대응하여 폭을 가변하게 된다.

상기와 같은 전,후진절환기구(14)는 운전석에 구비되는 셀렉터레버와 연결되어 전,후진을 선택하게되고,

상기 부동력전달기구(16)의 경우에는 투웨이(2Way)런닝클러치로 구성하여 초기발진시에는 엔진의 동력을 입력축(15)으로 전달하지않고 바로 출력축(17)과 최종감속기(18)를 통하여 구동하도록 하고, 발진후에는 입력축(15)을 거쳐 출력축(17) 및 최종감속기(18)를 거쳐 타이어로 전달되도록 구성된다.

상기 디시모터(31)와 클러치등은 엔진의 회전수, 차속, 변속레버의 위치, 스로틀밸브의 개도정도등의 외부신호를 인가받아 이시유(ECU)와 동조하는 트랜스미션컨트롤유니트(TCU)에 의하여 제어되는 구성이다.

상기와 같은 무단변속기(10)에 적용되는 밸트(27)는;

신축성을 부여할 수 있도록 고무재질과 기타 심재로 구성되는 텐션멤버(51)와 상기 텐션멤버(51)와 결합되고 프라이머리 및 세컨더리풀리(21,22)와 직접적인 마찰(연접)로 동력을 전달하는 판상형태를 한 수개의 블럭(52)의 조합체로 구성된다.

상기 텐션멤버(51)는 내부에 강도보강을 위한 수단으로 아라미드화이버(Aramid Fiber)와 같은 다수개의 심재(53,54)를 길이방향으로 가지도록 하고, 텐션멤버(51)의 상,하면 폭방향으로는 블럭(52)을 결합할 수 있도록 등간격으로 형성하는 결합홈(55)을 포함한다.

상기 블럭(52)은 경량화를 위해 알미늄계를 사용하는 것이 좋고 또한, 충분한 강도보강을 위해서는 알미늄합금등의 재질로 성형하여 상,하측면은 내열수지(56)로 몰드하는 것이 바람직하다.

상기 블럭(52)의 양측면은 프라이머리 및 세컨더리풀리(21,22)의 내면이 가지는 경사각과 동일한 경사면(66)을 가지도록 하여 상기 풀리(21,22)의 폭이 가변되더라도 정확한 연접상태가 되도록 한다.

상기 블럭(52)은 중앙에 형성되는 센터필러(60)를 중심으로 하측에서 횡방향으로 형성되는 로어빔(61)과 상측에서 횡방향으로 형성되는 어퍼빔(62)으로 구성된다.

상기 로어빔(61)과 어퍼빔(62)상간에는 텐션멤버(51)를 수용할 수 있는 수용홈(63)을 형성하고, 상기 수용홈(63)의 중앙에는 텐션멤버(51)에 형성되는 결합홈(55)과 억지결합하여 텐션멤버(51)와 블럭(52)을 견고한 상태로 유지시켜주기 위한 고정돌기(65)를 일체로 형성한다.

상기 프라이머리 및 세컨더리풀리(21,22)의 내면과 연접하는 블럭(52)의 양측 경사면(66)에는 풀리(21,22)와의 마찰력을 높혀 동력전달의 효율성을 높이고, 마찰에 의한 소음을 저감시킬 수 있도록 수지(Resin)계통으로 처리한 코팅면(70)을 더 가지도록 하여 구성된다.

종래에는 상기와 같은 밸트가 프라이머리 및 세컨더리풀리상간에 연결되어 무단변속을 수행하는 과정에서 풀리와 밸트의 접촉면에 상당한 발열이 일어나게 된다.

상기와 같은 발열이 있을 시에는 밸트와 풀리상간의 접착력의 약화로 인한 슬립현상이 일어나 원활한 동력전달의 불가능으로 무단변속이 이루어지지 않게되는 문제점을 가진다.

특히 풀리와 밸트의 냉각을 자연흡기에 의하여 의존하고 있기 때문에 더욱더 냉각성이 저하되고, 풀리와 연접되는 밸트로의 외부공기의 유입이 전무한 상태에 있기 때문에 발열로 인한 동력전달의 미비와 내구성등에 악영향을 미치는 등 많은 문제점들이 있었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 밸트가 연결되는 프라이머리 및 세컨더리풀리에 밸트와의 마찰로 야기될 수 있는 발열을 냉각시켜주기 위한 냉각장치를 더 구비함으로서 냉각성을 향상시켜 마찰력의 향상으로 동력전달의 원활성과 밸트의 내구성 향상 등에 기여할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

도 1은 본 고안을 설명하기 위한 무단변속기의 제어시스템 블럭도.

도 2는 본 고안을 설명하기 위한 무단변속기의 단면 구성도.

도 3은 본 고안을 설명하기 위한 무단변속기의 요부 사시도.

도 4은 본 고안을 설명하기 위한 밸트의 일부생략 상태 사시도.

도 5는 본 고안을 설명하기 위한 밸트의 단면 구성도.

도 6는 본 고안인 밸트냉각장치가 적용된 무단변속기의 요부 사시도.

도 7은 본 고안인 밸트냉각장치가 적용된 프라이머리 및 세컨더리풀리의 측면도.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

10; 무단변속기

21; 프라이머리풀리

22; 세컨더리풀리

23,24; 고정풀리

25,26; 가변풀리

27; 밸트

100,101; 냉각홀

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성 및 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안을 설명하기 위한 무단변속기의 제어시스템 블럭도, 도 2는 본 고안을 설명하기 위한 무단변속기의 단면 구성도, 도 3은 본 고안을 설명하기 위한 무단변속기의 요부 사시도, 도 4은 본 고안을 설명하기 위한 밸트의 일부생략 상태 사시도, 도 5는 본 고안을 설명하기 위한 밸트의 단면 구성도, 도 6는 본 고안인 밸트냉각장치가 적용된 무단변속기의 요부 사시도, 도 7은 본 고안인 밸트냉각장치가 적용된 프라이머리 및 세컨더리풀리의 측면도로서 함께 설명한다.

무단변속기(10)의 프라이머리풀리(21)와 세컨더리풀리(22)상간에 변속동력을 전달하기 위한 수단으로 텐션멤버(51)와 블럭(52)으로 구성되는 밸트(27)가 연결된다.

본 고안에서는 상기 밸트(27)와 풀리(21,22)의 연접으로 발생하는 발열을 냉각할 수 있도록 프라이머리와 세컨더리풀리(21,22)에 밸트냉각을 위한 냉각장치를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이를 위하여 프라이머리풀리(21)와 세컨더리풀리(22)의 고정풀리(23,24)와 가변풀리(25,26)상에 다수개의 냉각홀(100,101)을 등간격으로 형성하여 외부에서 유입된 공기가 고정풀리(23,24)와 가변풀리(25,26)상간에 위치한 밸트(27)로 전달되도록 한다.

상기 냉각홀(100,101)은 프라이머리 및 세컨더리풀리(21,22)의 축중심에 대하여 여러개의 동심원 중심에 등간격으로 배치함으로서 가변되는 풀리(21,22)에 의하여 밸트(27)의 위치가 변경되더라도 냉각시킬 수 있도록 하는 것이 좋다.

상기와 같은 본 고안의 밸트(27)는;

종래기술과 같이 무단변속기(10)의 입력축(15)과 출력축(17)에 각각 구비되는 프라이머리 및 세컨더리풀리(21,22)상간에 연결되어 가변되는 풀리(21,22)의 폭에 따라 무단변속되는 동력을 출력하여 최종감속기(18)로 전달하게 된다.

상기의 동력전달과정에서 밸트(27)와 풀리(21,22)가 연접되면서 마찰을 일으켜 발생하는 발열은 외부에서 유입된 공기가 프라이머리 및 세컨더리풀리(21,22)에 형성된 냉각홀(100,101)을 통하여 고정풀리(23,24)와 가변풀리(25,26)상간에 위치하여 밸트(27)를 직접적으로 냉각시켜주게 된다.

그러므로, 밸트(27)와 풀리(21,22)상간의 마찰로 발열이 되더라도 쉽게 냉각이 이루어져 원활한 동력전달과 밸트의 내구성을 보장할 수 있는 것이다.

이상과 같은 본 고안은 밸트가 연결되는 프라이머리 및 세컨더리풀리에 밸트와의 마찰로 야기될 수 있는 발열을 냉각시켜주기 위한 냉각장치로서 냉각홀을 더 구비함으로서 냉각성을 향상시켜 동력전달의 원활성과 밸트의 내구성 향상 등에 기여할 수 있는 효과를 가진다.

Claims (2)

1. 신축성을 부여할 수 있도록 내부에 길이방향으로 심재(53,54)를 가지고 외부 폭방향으로는 등간격으로 결합홈(55)을 포함하는 텐션멤버(51)와;

   상기 프라이머리 및 세컨더리풀리(21,22)의 내면과 동일한 경사를 가지도록 양측에 형성하는 경사면(66) 및 중앙에 형성되는 센터필러(60)를 중심으로 상,하측에서 횡방향으로 형성되는 어퍼빔(62)과 로어빔(61)을 포함하여 텐션멤버(51)와 결합되는 블록(52)을 포함하여 프라이머리풀리(21)와 세컨더리풀리(22)상간에 연결되어;

   상기 프라이머리 및 세컨더리풀리(21,22)의 가변풀리(25,26)의 이동으로 변화하는 프라이머리 및 세컨더리풀리(21,22)의 폭에 따라 자연스럽게 변화되는 무단변속력을 전달하는 무단변속기(10)의 밸트(27)냉각장치를 구성함에 있어서;

   상기 프라이머리풀리(21)와 세컨더리풀리(22)의 고정풀리(23,24)와 가변풀리(25,26)상에 다수개의 냉각홀(100,101)을 형성하여 외부에서 유입된 공기가 고정풀리(23,24)와 가변풀리(25,26)상간에 위치한 밸트(27)로 전달되도록 한 것을 특징으로 하는 자동차 무단변속기용 밸트냉각장치.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 냉각홀(100,101)은 가변되는 풀리(21,22)에 의하여 밸트(27)의 위치가 변경되더라도 냉각시킬 수 있도록 프라이머리 및 세컨더리풀리(21,22)의 축중심에 대하여 여러개의 동심원 중심에 등간격으로 배치하는 것을 특징으로 하는 자동차 무단변속기용 밸트냉각장치.