KR200234184Y1 - 차량용무단변속기 - Google Patents

Abstract

이동풀리를 작동시키는 유압쳄버의 제한된 범위내에서 극대화하여 이동풀리를 작동시키는 유압을 최소로 하여 엔진의 효율을 극대화시키기 위하여, 엔진의 구동력을 전달받아 토오크를 변환시키는 토오크 컨버터와, 동일축상에 설치되어 유압을 발생시키는 오일펌프와, 상기한 토오크 컨버터를 통하여 전달된 구동력을 입력받으며, 구동축 또는 종동축에 설치되어 차량의 전진 및 후진을 제어하는 전후진 제어수단과, 상기한 토오크 컨버터의 구동력을 직경 가변하여 벨트 전동함으로서 무단 변속을 이루며 오일펌프의 유압을 입력받아 풀리의 일측에 형성되는 이동풀리를 이동시키기 위하여 직렬로 다단의 유압쳄버가 형성되는 무단 변속수단과, 상기한 무단 변속수단을 통하여 변속된 구동력을 최종 감속하여 구동바퀴에 전달하기 위한 종감속 장치로 이루어진다.

따라서 구동풀리의 구동력이 이동풀리의 직경가변에 의하여 피동풀리로 동력전달이 이루어질 때 구동풀리의 이동풀리를 가압하는 유압은 제1,2,3리테이너부를 반력으로 하는 유압의 합에 의하여 이동풀리의 가변이 이루어지고, 피동풀리의 이동풀리를 가압하는 유압은 제4,5,6리테이너부를 반력으로 하는 유압의 합에 의하여 피동풀리의 직경가변이 이루어지게 된다. 상대적으로 적은 유압에 의하여 구동 및 피동풀리의 이동풀리를 가변시키는 것이 가능하여 유압을 증대시키지 않고도 큰 유압으로 이동풀리를 작동시키게 되어 엔진의 출력을 증대시킬 수 있게 된다.

Description

차량용 무단 변속기

본 고안은 차량의 변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 벨트 전동되어 무단 변속이 이루어지는 벨트전동 무단 변속기에 관한 것이며, 풀리의 직경 가변시에 동일한 출력으로 효율을 증대시키기 위한 벨트 전동무단 변속기에 관한 것이다.

일반적으로 변속기는 엔진과 구동차축 사이에 설치되어 차량의 주행상태에 따라 원활한 주행이 이루어지도록 하기 위하여 엔진의 구동력을 적절하게 변환시키는 장치이다.

이러한 변속기는 운전자의 의지에 따라 운전자가 가변 조작하는 엔진의 구동력을 변환시키는 수동변속기와, 각종 센서를 통한 신호를 입력받아 자동적으로 변속이 이루어지도록 하는 자동변속기로 대별된다.

특히 상기한 자동변속기는 유성기어셋트에 의하여 다단 변속 시점을 갖는 것과, 벨트전동에 의하여 무단으로 변속이 이루어지는 것으로 구분된다.

본 고안은 벨트 전동에 의하여 무단으로 변속이 이루어지는 무단 변속기에 관계하며, 이러한 벨트 전동식 무단 변속기는 엔진의 구동력을 전달받아 토오크를 변환하는 토오크 컨버터와, 이 토오크 컨버터의 동력을 전달받을 수 있도록 토오크 컨버터가 설치되는 동일축상에 구동풀리가 설치되고 이 구동풀리와 대응하여 또 다른 축상에 피동풀리가 설치된다.

상기한 구동풀리와 피동풀리는 벨트에 의하여 연결되어 회전력을 전달할 수 있는 구조로 이루어진다.

상기한 구동 및 피동풀리는 그 직경이 별도로 구성되는 유압에 의하여 가변이 이루어지는 데, 풀리의 일측이 축방향으로 이동할 수 있도록 이동풀리를 갖게 된다.

이 이동풀리의 일측에는 유압쳄버가 형성되어 이 유압쳄버에 유압이 인입되거나 배출됨으로서 이동풀리가 가변하여 풀리가 직경 가변되는 것이다.

이때 토오크 컨버터와 연결되는 구동풀리의 직경이 작게 제어되고 이 구동풀리와 대응하고 있는 피동풀리의 직경이 크게 되는 경우에는 차량의 저속주행이 이루어지고, 이와 반대로 구동풀리의 직경이 크게 가변되고 상대적으로 피동풀리의 직경이 작게 되도록 제어되면 차량의 고속 주행이 이루어질 수 있게 된다.

상기한 종래의 벨트 전동식 무단 변속기는 구동 및 피동풀리의 일측에 배치되는 이동풀리를 이동시킴으로서 풀리의 직경가변이 이루어지는 데, 이 때 이동풀리를 이동시키기 위하여 고압의 유압을 필요로 하게 된다.

이동풀리의 작동을 위하여 사용되는 유압은 고압을 필요로 하게 되며, 이 유압이 지속적으로 고압이 작용하게 되면 상대적으로 엔진의 효율이 감소하게 되어 엔진의 효율이 떨어지는 문제점을 가지게 된다.

특히 이동풀리를 작동시키는 유압은 또한 작용하는 유압쳄버의 면적에 비례하게 되는데, 이동풀리의 이동시키는 유압쳄버의 면적을 늘리는 데는 변속기의 크기의 제한으로 한계가 있는 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 이동풀리를 작동시키는 유압쳄버의 제한된 범위내에서 극대화하여 이동풀리를 작동시키는 유압을 최소로 하여 엔진의 효율을 극대화시키는 차량용 무단 변속기를 제공하는 데 있다.

도1은 본 고안에 따른 실시예를 설명하기 위한 벨트전동 무단 변속기를 도시한 단면도,

도2는 도1의 주요부인 이동풀리의 유압쳄버구조를 상세하게 도시한 단면도이다.

본 고안에 따른 차량용 무단 변속기는 엔진의 구동력을 전달받아 토오크를 변환시키는 토오크 컨버터와,

동일축상에 설치되어 유압을 발생시키는 오일펌프와,

상기한 토오크 컨버터를 통하여 전달된 구동력을 입력받으며, 구동축 또는 종동축에 설치되어 차량의 전진 및 후진을 제어하는 전후진 제어수단과,

상기한 토오크 컨버터의 구동력을 직경가변하여 벨트 전동함으로서 무단 변속을 이루며 오일펌프의 유압을 입력받아 풀리의 일측에 형성되는 이동풀리를 이동시키기 위하여 직렬로 다단의 유압쳄버가 형성되는 무단 변속수단과,

상기한 무단 변속수단을 통하여 변속된 구동력을 최종 감속하여 구동바퀴에 전달하기 위한 종감속 장치로 이루어진다.

따라서 구동풀리의 구동력이 이동풀리의 직경가변에 의하여 피동풀리로 동력전달이 이루어질 때 구동풀리의 이동풀리를 가압하는 유압은 제1,2,3리테이너부를 반력으로 하는 유압의 합에 의하여 이동풀리의 가변이 이루어지고, 피동풀리의 이동풀리를 가압하는 유압은 제4,5,6리테이너부를 반력으로 하는 유압의 합에 의하여 피동풀리의 직경가변이 이루어지게 된다.

이하, 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부한 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도1은 본 고안에 따른 무단 변속기를 도시한 단면도로서, 엔진(도시생략)의 구동력을 전달받는 토오크 컨버터(1)와, 상기한 토오크 컨버터(1)와 동일축상에 설치되어 유압을 발생시키는 오일펌프(3)와, 상기한 토오크 컨버터(1)를 통하여 전달되는 구동력을 전달받아 회전하는 풀리를 직경가변하여 벨트 전동에 의하여 엔진의 구동력을 무단 변속하는 무단 변속수단(5)과, 상기한 무단 변속수단(5)을 통하여 변속된 엔진의 구동력을 종감속하여 구동바퀴(도시생략)에 전달하기 위한 종감속 장치(7)를 도시하고 있다.

상기한 토오크 컨버터(1)는 엔진의 크랭크축 및 변속기의 구동축에 연결되어 차량의 주행상태에 따라 엔진의 토오크를 적절하게 가변시키는 역할을 하고 있다.

그리고 오일펌프(3)는 구동축의 일측에 설치되어 엔진의 회전과 동시에 작동하여 유압을 발생시켜 변속기의 유압사용부에 유압을 공급할 수 있도록 하고 있다.

상기한 무단 변속수단(5)은 구동축에 배치되는 구동풀리(9)와, 이 구동풀리(9)와 대응하여 피동축의 일측에 설치되는 피동풀리(11)와, 이 구동풀리(9) 및 피동풀리(11)를 연결하는 벨트(13)로 이루어지고 있다.

상기한 구동풀리(9)는, 도2에 도시하고 있는 바와 같이, 직경 가변되는 구조로 이루어지기 위하여 고정풀리(15) 및 이동풀리(17)로 이루어지고 있다.

상기한 고정풀리(15)는 구동축에 고정되며 이동풀리(17)는 구동축의 외주에 배치되어 축방향으로 이동 가능한 구조로 배치된다.

그리고 이동풀리(17)의 일측에는 오일펌프(3)의 유압을 공급받아 이동풀리(17)를 축방향으로 선택적으로 이동시킬 수 있도록 직렬로 복수의 유압쳄버(19)(21)(23)가 형성된다.

상기한 직렬로 이루어지는 복수의 유압쳄버(19)(21)(23)는, 고정풀리(15)가 배치되는 구동축에 고정되는 리테이너(25)가 배치되는 데, 이 리테이너(25)는 축의 외주방향으로 연장부를 갖으며, 이 연장부는 이동풀리(17)측으로 부터 제1,2,3리테이너부(27)(29)(31)로 이루어지고 있다.

상기한 제1리테이너(27)는 이동풀리(17)의 외측 선단부를 연장하여 이 이동풀리(17)의 외측선단부 내측과 제1리테이너(27)의 외주와 접촉하고 있다.

따라서 제1리테이너(27)를 반력으로 이동풀리에 작용할 수 있는 유압쳄버(19)가 형성된다. 이동풀리(17)의 연장부 내측과 제1리테이너(27)의 외주부 접촉부는 이동풀리(17)의 연장부가 슬라이드 이동 할 수 있도록 구성되며, 이 이동풀리(17)의 슬라이드 이동을 원활하게 함과 동시에 유압쳄버(19)의 기밀성을 유지하기 위하여 실부재(33)가 삽입된다.

그리고 제1,2리테이너부재(27)(29) 사이에는 또다른 유압쳄버(21)를 형성하는 것과 동시에 이동풀리(17)를 이동시킬 수 있도록 슬라이드 이동 가능하게 제1피스톤(35)이 배치된다.

그리고 역시 이 제1피스톤(35)은 리테이너(25)와 접촉하는 부분에는 실부재(37)가 개재되어 유압쳄버(21)의 실링을 증대시킬 수 있도록 형성된다. 또한 제2,3리테이너부재(29)(31)사이에는 제1피스톤 부재(35)를 밀착하여 이동풀리(17)를 이동시킬 수 있도록 유압쳄버(23)를 형성하는 제2피스톤(39)가 배치되고 있다.

상기 제2피스톤(39) 역시 유압쳄버(23)의 기밀성을 증대시키기 위하여 그 접촉면에 실링부재(41)가 형성되고 있다.

그리고 상기한 각각의 유압쳄버(19)(21)(23)에는 구동축으로부터 오일펌프(3)의 유압을 공급받을 수 있도록 유압인입공(43)(45)(47)이 형성되어 있다.

그리고 상기한 피동풀리(11)의 이동풀리 역시 구동풀리(9)의 이동풀리(17)에 형성된 것과 동일하게 제4,5,6 리테이부재 및 3,4피스톤이 배치되어 직렬로 유압쳄버가 형성되어 이동풀리를 축방향으로 이동시켜 직경가변이 이루어진다.

이와 같이 이루어지는 차량용 무단 변속기는, 차량의 주행을 위하여 엔진이 시동되면 엔진의 구동력은 토오크 컨버터(1)를 통하여 토오크 변환이 이루어지고 동시에 오일펌프(3)가 작동하여 유압을 방생시키게 된다.

차량의 정상적인 주행을 위하여 변속이 이루어지게 되는 데, 이는 트랜스밋션 제어유닛(TCU)에 의하여 적절하게 구동풀리(9) 또는 피동풀리(11)의 이동풀리 일측에 형성되는 유압쳄버에 유압을 공급하게 된다.

그러면 구동축 또는 피동축에 형성되는 있는 유압인입공을 통하여 유압쳄버에 유압이 공급된다. 이때 유압쳄버의 유압은 구동풀리(9)의 경우에 있어서는 제1,2,3리테이너(27)(29)(31)를 반력으로 이동풀리(17) 및 제1,2피스톤(35)(39)이 이동하게 되어 이동풀리(17)를 가압하여 이동시키게 된다.

이때 이동풀리(17)에 작용하는 유압은 각각의 유압쳄버(19)(21)(23)를 이루는 피스톤의 면적의 합에 비례하게 됨으로서 비교적 적은 유압으로도 이동풀리(17)를 이동시키기 위한 큰 힘이 작용하게 되는 것이다.

그리고 피동풀리(11)의 이동풀리 역시 구동풀리(9)의 이동풀리(17)와 동일하게 작용함으로서 풀리의 직경 가변이 이루어지는 것이다.

그러면 구동풀리(9) 및 피동풀리(11)를 연결하고 있는 벨트(13)는, 구동풀리(9)의 회전력을 피동풀리(11)로 전달함으로서 구동력을 전달하게 되는 데, 이때 구동풀리(9)의 직경이 피동풀리(11)에 비하여 작은 경우에는 차량의 저속이 구현되고 구동풀리(9)의 직경이 피동풀리(11)의 직경보다 큰 경우에는 고속주행이 이루어지는 변속을 하게 된다.

이렇게 무단 변속된 구동력은 종감속 장치(7)를 통하여 구동바퀴에 전달됨으로서 차량의 적절한 주행이 이루어지게 된다.

따라서 상기한 본 고안에 따른 차량용 무단 변속기는, 상대적으로 적은 유압에 의하여 구동 및 피동풀리의 이동풀리를 가변시키는 것이 가능하여 유압을 증대시키지 않고도 큰 유압으로 이동풀리를 작동시키게 되어 엔진의 출력을 증대시킬 수 있게 된다.

Claims (1)

1. 엔진의 구동력을 전달받아 토오크를 변환시키는 토오크 컨버터와,

   상기 토오크 컨버터가 설치되는 축과 동일축에 동일축에 설치되어 유압을 발생시키는 오일펌프와;

   상기 토오크 컨버터를 통하여 전달된 구동력을 입력받으며, 구동축 또는 종동축에 설치되어 차량의 전진 및 후진을 제어하는 전후진 제어수단과;

   상기 토오크 컨버터의 구동력을 전달받아 직경을 가변시켜 벨트로 동력을 전달하여 무단 변속을 하며 오일펌프의 유압을 입력받아 풀리의 일측에 형성되는 이동풀리를 이동시키기 위하여 직렬로 다단의 유압쳄버가 형성되는 구동풀리 및 이동풀리는 포함하는 무단 변속수단과;

   상기 무단 변속수단을 통하여 변속된 구동력을 최종 감속하여 구동바퀴에 전달하기 위한 종감속 장치를 더 포함하며;

   상기 무단 변속수단의 구동 및 이동풀리는 축에 고정배치되어 축과 함께 회전하는 고정풀리와;

   상기 고정풀리의 일측에 설치되어 축방향으로 이동 가능하도록 배치되는 이동풀리와;

   상기 이동풀리의 일측에 배치되며 고정풀리를 고정하는 축에 고정되며 이동풀리에서부터 순차적으로 다단의 유압쳄버를 형성하기 위한 제1리테이너부, 제2리테이너부,제3리테이너부를 형성하는 리테이너와;

   상기 이동풀리의 외측 선단부를 연장하여 리테이너의 제1리테이너부와 슬라이드 접촉하도록 배치함과 동시에 유압쳄버를 형성하고, 제1리테이너부와 재2리테이너부 사이에 개재되어 또 다른 유압챔버를 형성하며 이동풀리의 외측 선단부와 접촉하여 이동풀리를 가변시킬 수 있도록 배치되는 제1 피스톤과;

   상기한 제1피스톤의 외측 선단부를 연장하여 이 제1피스톤을 가압할 수 있도록 배치되며 제2리테이너부와, 제3리테이너부 사이에 개재되어 또 다른 유압쳄버를 형성하는 제2피스톤을 구비한 차량용 무단 변속기.