KR200238053Y1 - 차량의전륜장착무단변속기 - Google Patents

Abstract

기존의 직경 가변 풀리를 이용한 벨트식 무단 변속기 보다 경량 소형으로 제작을 가능하게 함으로서 탑재성이 우수하며 연비를 증대시키기 위하여,

엔진의 구동력을 적절하게 토오크 변환하기 위하여 크랭크 축의 일측에 연결되는 토오크 컨버터와,

상기한 토오크 컨버터를 통하여 전달되는 동력에 의하여 작동되도록 연결되며 다수의 마찰판의 직경 가변을 이룸으로서 무단 변속이 이루어지는 무단 변속수단과, 상기한 무단변속수단에서 전달된 구동력을 전달받아 회전이 이루어지며 전진 및 후진을 제어하는 전,후진 제어수단과,

상기한 전,후진 제어수단을 통하여 전달되는 구동력을 전달받을 수 있도록 설치되는 피동축과, 상기한 피동축과 치합되며 최종 감속을 이룸으로서 전진 구동륜에 구동력을 전달하기 위한 종감속 기어장치로 이루어지는 차량의 전륜 장착 무단 변속기를 제공한다.

Description

차량의 전륜 장착 무단변속기

본 고안은 차량의 전륜 장착 무단 변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무단 변속부를 경량소형으로 제작이 이루어지도록 함으로서 탑재성이 우수한 무단변속기에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 변속기는 엔진과 드라이브 샤프트 사이에 설치되어 엔진의 구동력을 구동륜에 전달할 수 있는 기능을 갖고 있다.

이러한 변속기는 운전자의 의지대로 운전자가 직접 변속단을 선택하는 수동변속기와, 차량의 주행조건에 따라 자동적으로 변속이 이루어지는 자동변속기와, 각 변속단 사이에 특정한 변속영역이 없이 무단으로 연속적인 변속이 이루어지는 무단 변속기로 나누어진다.

상기한 무단 변속장치는 연비 및 동력전달 성능이 우수하여 다양하게 연구가 이루어지고 있다.

이러한 무단 변속기는 입력축과 출력축에 장착되는 풀리의 직경을 가변시켜 무단 변속을 구현하는 벨트식 무단변속기, 그리고 마찰차를 이용한 무단 변속기등 다양한 형태의 것이 있다.

상기한 무단변속기는 경량, 소형으로 제작하여 연비 및 동력 전달을 향상시키기는 구조로 개발되고 있으나, 종래의 무단변속기는 이에 충분히 대응하지 못하는 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 기존의 것보다 경량 소형으로 제작을 가능하게 함으로서 탑재성이 우수하고 연비를 증대시키는 무단변속기를 제공하는 데 있다.

상기한 본 고안의 목적을 달성하기 위하여,

엔진의 구동력을 적절하게 토오크 변환하기 위하여 크랭크 축의 일측에 연결되는 토오크 컨버터와,

상기한 토오크 컨버터를 통하여 전달되는 동력에 의하여 작동되도록 연결되며 다수의 마찰판의 직경 가변을 이룸으로서 무단 변속이 이루어지는 무단 변속수단과,

상기한 무단 변속수단에서 전달된 구동력을 전달받아 회전이 이루어지며 전진 및 후진을 제어하는 전,후진 제어수단과,

상기한 전,후진 제어수단을 통하여 전달되는 구동력을 전달받을 수 있도록 설치되는 피동축과,

상기한 피동축과 치합되며 최종 감속을 이룸으로서 전진 구동륜에 구동력을 전달하기 위한 종감속 기어장치로 이루어지는 차량의 전륜 장착 무단 변속기를 제공한다.

도1은 본 고안에 따른 실시예를 설명하기 위한 무단변속기의 구성도,

도2는 도1의 무단 변속부를 도시한 도면,

도3은 도2의 파워 로울러를 상세하게 도시한 도면,

도4는 도2의 작동 상태를 도시한 도면이다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도1은 본 고안에 따른 실시예를 도시한 무단 변속기의 레이아웃을 도시한 구성도로서, 엔진(1)의 구동력을 전달받아 토오크 변환이 이루어지는 토오크 컨버터(3)와, 이 토오크 컨버터(3)를 통하여 구동력을 전달받을 수 있도록 배치되는 무단변속수단(5)과, 상기한 무단변속수단(5)을 통하여 동력을 전달받도록 배치되는 전후진 제어수단(7)을 도시하고 있다.

상기한 토오크 컨버터(3)는 엔진의 크랭크 축(9)과 연결되어 동력을 전달받는 임펠러(11)와, 상기한 임펠러(11)와 대향되는 위치에 배치되어 임펠러(11)를 통하여 전달되는 동력을 전달받도록 배치되는 터빈(13)을 포함하고 있다.

그리고 상기한 터빈(13)은 엔진의 구동력을 전달할 수 있도록 구동축(15)과 연결되고 있다.

상기한 무단 변속수단(5)은 복수의 마찰판이 배치되어 마찰판의 회전 직경가변에 따라 엔진의 구동력을 무단으로 변속을 실현할 수 있는 구조를 갖게 된다.

상기 무단 변속수단(5)은 구동축(15)을 통하여 엔진의 구동력을 입력받을 수 있는 구조로 이루어지며, 주행상태에 적절하게 변환되는 엔진의 구동력은 또다른 구동축(17)을 통하여 전후진제어수단(7)에 전달할 수 있도록 연결되는 구조로 이루어지고 있다.

상기한 무단 변속수단(5)은, 도2에 도시하고 있는 바와 같이, 인풋 디스크 (21), 파워롤러(23), 그리고 아웃풋 디스크(27)(28) 및 아웃풋 기어 트레인(29)으로 이루어지고 있다.

상기한 인풋 디스크(21)는 토오크 컨버터(3)와 연결되는 구동축(15)의 일측에 구동축(15)의 회전에 따라 역시 회전이 이루어지도록 고정 결합된다.

상기한 인풋 디스크(21)는 원판 형상의 디스크로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기한 파워 롤러(23)는, 도3에 도시하고 있는 바와 같이, 인풋 디스크(21)와 밀착되어 인풋 디스크(21)의 회전에 따라 역시 회전이 이루어지도록 복수의 마찰판(24)(25)이 인풋 디스크(21)의 일면에 밀착되어 고정된다.

상기한 파워 롤러(23)는 마찰판(24)(25)사이에 유압 실린더(31)를 개재하여 이 유압 실린더(31)의 내측에 각각의 마찰판(24)(25)과 고정되는 피스톤(33)(35)이 각각 배치되는 구조로 이루어지고 있다.

상기한 피스톤(33)(35)은 유압에 의하여 양단으로 밀착될 수 있는 구조를 가지며, 유압실린더(31)의 양단에 피스톤(33)(35)이 리턴될 수 있도록 리턴 스프링 (37)(39)을 개재한다.

상기한 리턴 스프링(37)(39)은 압축코일 스프링으로 이루어지며 유압 실린더 (31)의 끝단과 피스톤(33)(35) 사이에 개재되는 것이 바람직하다.

상기한 리턴 스프링(37)(39)은 상술한 압축코일 스프링 및 그 설치 위치가 한정되는 것이 아니고 유압의 작동방향에 따라 적절하게 결정될 수 있다.

계속해서 전,후진 제어수단(7)은 더블 피니언 유성기장치와, 상기한 더블 피니언 유성기어장치의 기어요소를 선택적으로 입력 및 반력으로 작동시켜 엔진의 구동력의 회전방향을 바꾸는 전,후진 마찰요소(43)(45)로 이루어지고 있다.

상기한 더블 피니언 유성기어장치는 아웃풋 기어 트레인(29)과 연결되는 구동축(17)과 연결되어 항상 입력요소로 작용하는 선기어(51)와, 이 선기어(51)의 외주에 치합되는 복수의 피니언 기어(53)를 일체로 연결하는 캐리어(55)와, 상기한 캐리어(55)의 외주에 내접하도록 치합되는 링기어(57)로 이루어지고 있다.

상기한 전진 마찰요소(43)는 아웃풋 기어 트레인(29)과 연결되는 구동축(17)과 캐리어(56) 사이에 배치되어 선택적으로 캐리어(56)에 입력요소로 전달할 수 있는 구조로 이루어지고 있다.

그리고 후진마찰요소(45)는 변속기 케이스(59)의 일측에 설치되어 링기어 (57)를 선택적으로 반력요소로 작용하도록 배치되고 있다.

상기한 전,후진 마찰요소(43)(45)는 다판 클러치로 이루어지고 있다.

그리고 상기한 또 다른 캐리어(55)는 출력기어(61)와 연결되어 항상 출력요소로 작용하게 된다.

상기한 캐리어(55)와 연결되는 출력기어(61)는 피동축(63)의 기어(65)와 치합되어 전,후진이 이루어진 동력을 전달 할 수 있는 구조로 이루어지고 있다.

상기한 피동축(63)은 디퍼렌셜(67)과 연결되어 엔진의 구동력을 전달하고, 이 디퍼렌셜(67)은 전륜(도시생략)과 연결되어 역시 엔진(1)의 구동력을 전달하는 구조로 형성되고 있다.

이와 같이 이루어지는 차량의 전륜 장착 무단 변속기는, 차량의 전,후진 주행시에 엔진(1)이 작동하게 되면 이 엔진(1)의 구동력을 임펠러(11)에 전달하고 임펠러(11)를 통하여 터빈(13)에 구동력을 전달하여 무단변속수단(5)으로 구동력을 전달하게 된다.

상기한 엔진(1)의 구동력은 토오크 컨버터(3)의 임펠러(11)와 터빈(13)을 거치는 과정에서 적절하게 토오크 변환이 이루어지게 된다.

그리고 토오크컨버터(3)를 통하여 전달된 엔진(1)의 구동력은 구동축(15)을 통하여 인풋디스크(21)에 전달된다.

따라서 인풋 디스크(21)는 구동축의 회전에 따라 역시 회전하며 파워롤러 (23)의 마찰판(24)(25)으로 이루어지는 동력전달부재를 회전시키게 된다.

그리고 마찰판(24)(25)은 아웃풋 디스크(27)(28)와 다른 외주면이 밀착되어 인풋 디스크(21)의 동력을 아웃풋 디스크(27)(28)로 전달하게 된다.

상기한 마찰판(24)(25)은, 도3에 도시하고 있는 것과 같이, 주행 상태에 따라서 별도로 구성되는 유압제어장치(도시생략)에 의하여 실린더(31)내로 유압을 공급함으로서 인풋 디스크(21)의 중심에서 외주방향으로 이동할 수 있게 되는 데, 중심에서 내측부분에 밀착되어 회전하게 되면 밀착 지점에서 원주의 길이가 작아 인풋 디스크(21)의 단위 회전수당 마찰판(24)(25)의 회전수가 작게되고, 중심에서 외측부분에 밀착되어 회전하게 되면 중심측에 비하여 밀착 지점에서 원주의 길이가 커 마찰판(24)(25)의 회전수가 증가하게 된다.

이때 마찰판(24)(25)은 유압이 실린더(31)내로 인입되어 피스톤(33)(35)을 가압하면 이 피스톤(33)(35)은 리턴 스프링(37)(39)의 탄성력을 극복하고 피스톤 (33)(35)을 양측단으로 이동되어, 이 피스톤(33)(35)의 이동에 따라 역시 이동하여 무단 변속을 이룬다.

상기한 아웃풋 디스크(27)(28)는 마찰판(24)(25)을 통하여 엔진(1)의 구동력을 전달받아 아웃풋 기어 트레인(29)으로 전달한다.

상기한 아웃풋 기어 트레인(29)은 구동축(17)과 연결되어 있으므로 변속된 구동력을 전,후진 제어수단(7)의 입력요소인 선기어(51)로 동력을 전달한다.

이때 차량의 전진 주행을 하고자하면, 별도로 구성되는 트랜스 미션제어유닛에 의하여 전진 마찰요소(43)를 인게이시킨다.

그러면 선기어(51)는 입력요소로 작용하고 캐리어(55)(56)는 입력요소 및 출력요소로 작용하여 입력되는 동력의 방향 전환 없이 그대로 출력하게 된다.

상기한 전,후진 제어수단(7)을 통하여 피동축(63)에 동력을 전달하고, 이 피동축(63)으로 전달된 동력은 디퍼렌셜(67)을 통하여 전륜 구동륜에 전달되어 차량의 전진 주행이 이루어지게 된다.

그리고 후진 주행시에는 트랜스미션 제어유닛에 의하여 전진 마찰요소(43)의 인게이지 상태를 해제함과 동시에 후진 마찰요소(45)를 인게이지시키게 된다.

그러면 선기어(51)는 계속해서 입력요소로 작용하고 링기어(57)는 반력요소로 작용하며 캐리어(55)가 출력요소로 작용함으로서 무단변속수단(7)을 통하여 전달된 엔진(1)의 구동력의 방향은 바뀌게 되어 피동축(63)에 전달된다.

상기한 피동축(63)으로 전달된 엔진의 구동력은 전진 주행시에 설명한 것과 동일하게 전륜에 전달되어 후진 주행이 이루어지게 되는 것이다.

상기한 본 고안에 따른 차량의 전륜 장착 무단 변속기는, 직경 가변형 풀리를 구비한 무단 변속기에 비하여 소형 경량으로 제작할 수 있어 탑재성이 우수하고 연비를 증대시킬 수 있다.

Claims (5)

1. 엔진의 구동력을 적절하게 토오크 변환하기 위하여 크랭크 축의 일측에 연결되는 토오크 컨버터와,

   상기한 토오크 컨버터를 통하여 전달되는 동력에 의하여 작동되도록 연결되며 다수의 마찰판의 직경 가변을 이룸으로서 무단 변속이 이루어지는 무단 변속수단과,

   상기한 무단 변속수단에서 전달된 구동력을 전달받아 회전이 이루어지며 전진 및 후진을 제어하는 전,후진 제어수단과,

   상기한 전,후진 제어수단을 통하여 전달되는 구동력을 전달받을 수 있도록 설치되는 피동축과,

   상기한 피동축과 치합되며 최종 감속을 이룸으로서 전진 구동륜에 구동력을 전달하기 위한 종감속 기어장치로 이루어지는 차량의 전륜 장착 무단 변속기에 있어서,

   상기 무단 변속수단은 토오크 컨버터와 연결되는 구동축과 일체로 회전하도록 고정 결합되는 인풋 디스크와, 상기한 인풋 디스크의 일면에 밀착되며 이 밀착부분이 인풋 디스크의 원주를 중심으로 이동 가능하도록 유압에 의하여 제어되는 파워 롤러와, 상기한 파워 롤러와 밀착되도록 배치되어 회전력을 전달받는 아웃풋 디스크와, 상기한 아웃풋 디스크와 연결되어 아웃풋 디스크로 전달되는 회전력을 또다른 구동축에 전달하는 아웃풋 기어 트레인으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 전륜 장착 무단 변속기.
2. 제1항에 있어서, 상기 파워 롤러는 유압에 의하여 작동하는 유압 실린더와, 상기한 유압 실린더의 내부 양측에 배치되어 슬라이드 이동하는 피스톤과, 상기한 피스톤과 로드에 의하여 연결되어 동력을 전달하기 위한 동력전달부재와, 상기한 피스톤이 리턴될 수 있도록 실린더의 끝단과 피스톤 사이에 설치되는 탄성 부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 전륜 장착 무단 변속기.
3. 제2항에 있어서, 상기 동력전달부재는 원판상의 롤러로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 전륜 장착 무단 변속기.
4. 제1항에 있어서, 상기 전, 후진 제어수단은 무단 변속수단을 통하여 전달되는 동력을 전달받아 입력요소로 작용하는 선기어와, 상기한 선기어의 외주에 치합되는 피니언 기어를 연결하는 캐리어와, 상기한 캐리어의 피니언 기어의 외주에 내접되어 치합되는 링기어로 이루어지는 더블 피니언 유성기어장치와;

   상기한 캐리어와 구동축 사이에 배치되어 선택적으로 캐리어를 입력요소로 작동시키는 전진 마찰요소와;

   변속기 케이스의 일측에 배치되어 링기어를 선택적으로 반력요소로 작동시키는 후진 마찰요소로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 전륜 장착 무단 변속기.
5. 제4항에 있어서, 상기 전진 및 후진 마찰요소는 클러치 요소인 다판 클러치로 이루어짐을 특징으로 하는 차량의 전륜 장착 무단 변속기.