KR200461044Y1 - 차량 변속기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 주 변속기와 전륜 차축 변속기를 갖는 차량에 관한 것으로, 주 변속기와 전륜 차축 변속기의 연결이 견고한 설계의 연결 샤프트에 의하여 이루어지고, 연결 샤프트의 주축과 주 변속기의 중심선 사이에 횡방향 오프셋 각도, 종방향 오프셋 각도 및 회전 각도가 있는 방식으로 연결 샤프트의 주축과 주 변속기의 중심선이 서로에 대하여 위치된다.

Description

차량 변속기{VEHICLE TRANSMISSION}

본 고안은 주 변속기로의 전륜 차축 변속기의 연결이 견고한 설계의 연결 샤프트에 의하여 이루어지는 주 변속기와 전륜 차축 변속기를 갖는 차량용 변속기 장치에 관한 것이다.

DE 202 12 093 U1호는 전륜 구동 및 주행 방향에 대하여 종방향으로 배치된 중앙 변속기를 갖고, 중앙 변속기로부터 전륜 차축 변속기로의 동력 전달이 전체 변속기의 종축에 평행하지 않게 정렬된 측면 샤프트에 의하여 이루어지는 차량용 구동 트레인을 개시하고 있다.

본 고안의 기본적인 목적은 주 변속기로의 전륜 차축 변속기의 연결이 개선된 주 변속기와 전륜 차축 변속기를 갖는 차량용 변속기 장치를 제공하는 것이다. 본 고안에 따르면 상기 목적은 청구항 제1항의 특징부를 갖는 변속기 장치에 의하여 달성된다.

본 고안에 따른 변속기 장치는 연결 샤프트의 주축과 주 변속기의 중심선 사이에 횡방향 오프셋 각도, 종방향 오프셋 각도 및 회전 각도가 제공되는 방식으로 연결 샤프트의 주축과 주 변속기의 중심선이 서로에 대하여 위치하는 것을 특징으로 한다. 연결 샤프트의 주축과 주 변속기의 중심선 사이의 횡방향 오프셋 각도는 주축과 중심선이 평면도의 방향에서 또는 변속기 장치의 종방향에서 한 평면으로 투영될 때 얻어진다. 연결 샤프트의 주축과 주 변속기의 중심선 사이의 종방향 오프셋 각도는 주축과 중심선이 변속기 장치의 횡방향으로부터 한 평면으로 투영될 때 얻어진다. 회전 각도는 평면도의 방향에 대해 가로 및 수직으로 배치된 평면, 및 주 변속기와 연결 샤프트 사이의 동력 전달점에서의 주축과 중심선 간의 연결선 사이의 각도에 대응한다.

본 고안에 따른 주 변속기의 측면을 따라 위치되는 연결 샤프트의 배치에 의해, 주 변속기에 가능한 밀접하게 놓일 수 있는 조인트 없는 횡방향 연결 샤프트를 제공하는 것이 가능하다. 따라서 또한 차량의 좁은 터널 영역에서도 연결 샤프트의 유리한 통합(integration)이 이루어지므로 연결 샤프트를 수용하는 추가 설치 공간이 터널 영역에 필요하지 않게 된다. 그러므로 차량의 발밑 공간에서의 추가적인 제약이 없다. 제공되는 회전 각도에 의하여 주 변속기 샤프트와 연결 샤프트는 서로에 대하여 비스듬하게 연장된다. 결과적으로 주 변속기로부터 연결 샤프트로의 동력 전달은 주 변속기 톱니바퀴의 측면과 아래에 배치되는 연결 샤프트의 톱니바퀴로 일어난다. 이는 주 변속기를 따라 연결 샤프트의 컴팩트하고 유리한 수용을 가져온다. 또한 본 고안에 따른 변속기 장치는 두 개의 원추형 구동 차륜에 의하여 주 변속기로부터 연결 샤프트로 동력이 전달될 수 있도록 하여 변속기의 효율과 중량에 대하여 긍정적인 효과가 있다.

본 고안의 유리한 실시예에 따르면, 회전 각도는 30도 내지 60도의 범위에, 바람직하게는 40도 내지 50도의 범위에 있다. 연결 샤프트를 주 변속기에 비교하여 이러한 회전 각도에 위치 결정하는 것은 연결 샤프트를 조인트 없이 구현할 수 있게 하고 차량의 터널 영역에서의 설치 공간의 절감을 가능하게 한다. 이에 의해 중량, 비용과 설치 공간을 최적화하는 것이 가능하다. 또한 연결 샤프트 내에서 추가적인 조인트를 생략하는 것이 가능하다.

본 고안의 다른 실시예에 따르면, 전륜 차축 변속기는 차량의 엔진에 직접 연결되고, 다시 말하면, 전륜 차축 변속기는 엔진 또는 크랭크 케이스의 구역에 직접 연결된다. 본 고안에 따른 전륜 차축 변속기에 있어서, 링 기어는 바람직하게는 내부에, 즉 엔진을 마주하여 위치된다. 본 고안에 따르면, 엔진 상의 전륜 차축 변속기의 배치에 의하여, 연결 샤프트의 공간적 배치에 의해 지지되는 전륜 차축 변속기와 연결 샤프트 사이의 외부 연결이 있다. 결과적으로, 연결 샤프트를 본 고안에 의해 제공되는 방식으로 위치 결정하는 것은 차량 내에서 추가적인 설치 공간이 필요하지 않다는 것을 의미하기 때문에 현재 구동 트레인에서의 전륜 차축 변속기의 컴팩트한 배치가 가능하다. 연결 샤프트는 바람직하게는 주 변속기의 측면에서 변속기 오일 팬 위에 배치된다.

본 고안의 또다른 실시예에 따르면, 연결 샤프트는 변속기 클러치 벨에 형성된 리세스를 통해 주 변속기의 측면에서 적어도 부분적으로 연장된다. 또한 연결 샤프트는 변속기 엔진 플랜지에 형성된 리세스를 통해 주 변속기의 측면에서 적어도 부분적으로 연장된다. 본 고안에 따른 변속기 클러치 벨 및/또는 변속기 엔진 플랜지 상의 리세스는 연결 샤프트가 주 변속기를 따라 주 변속기에 밀접하게 안내될 수 있게 하여, 차량의 구동 트레인에서의 전륜 차축 변속기의 컴팩트한 수용을 가능하게 한다.

본 고안의 유리한 실시예에 따르면, 주 변속기로부터 연결 샤프트로의 동력 전달은 각각 나선형 톱니를 구비하고 원추형 디자인을 갖는 두 개의 톱니바퀴에 의해, 바람직하게는 베베로이드 기어(Beveloid gear)로서도 알려진 두 개의 원추형 톱니바퀴에 의해 이루어진다. 베베로이드 기어의 배치는 하나의 치형 결합을 갖는 연결을 제공한다. 그러므로 마찰 손실이 작다. 베베로이드 각도는 바람직하게는 5도 내지 15도의 범위에, 특히 8도 내지 12도의 범위에 있다. 주 변속기와 연결 샤프트의 축들이 한 평면에 반드시 놓일 필요는 없지만 실제 실시예에 있어서 서로에 대하여 비스듬하게, 즉 어떤 점에서도 만나지 않는 방식으로 톱니가 구현된다. 이러한 배치의 자유가 있어야 최적의 변속기 및 차량 패키지를 얻을 수 있다.

본 고안의 또다른 실시예에 따르면, 주 변속기는 이중 클러치 변속기로서 설계된다. 본 고안에 따른 연결 샤프트는 특히 이중 클러치 변속기와 결합될 때, 컴팩트한 구성을 가지며 전륜 차축 변속기가 엔진에 기밀하게 수용될 수 있게 하는 구동 트레인을 제공한다. 본 고안은 또한 다른 유형의 변속기, 예를 들어 유성 기어세트를 갖는 자동 변속기 또는 수동 변속기에도 적합하다.

앞서 언급된 특징들 및 이후에 설명될 특징들은 본 고안의 범위를 벗어남 없이 예시된 각각의 조합뿐만 아니라 다른 조합에서도 사용될 수 있고 또는 단독으로도 사용될 수 있다는 것이 자명하다.

본 고안에 의해 주 변속기로의 전륜 차축 변속기의 연결이 개선된 주 변속기와 전륜 차축 변속기를 갖는 차량용 변속기 장치가 제공된다.

다른 특징들 및 특징의 조합들은 상세 설명에 의해 명확해질 것이다. 본 고안의 구체적인 실시예들은 도면에 단순화된 양식으로 도시되고 하기 상세 설명에서 보다 상세하게 기재된다. 도면에 있어서,
도 1은 주 변속기, 전륜 차축 변속기 및 측면에 배치되는 연결 샤프트를 갖는 변속기 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 변속기 장치의 개략적인 평면도이다.
도 3은 도 1의 변속기 장치의 개략적인 측면도이다.
도 4는 주 변속기와 연결 샤프트 사이의 동력 전달점에서의 도 1의 변속기 장치의 개략적인 배면도이다.

도 1은 주 변속기(1), 전륜 차축 변속기(2) 및 연결 샤프트(3)를 포함하는 변속기 장치를 도시하고 있다. 주 변속기는 변속기 클러치 벨(17)과 트랜스퍼 기어박스(15) 사이에 위치되는 변속기 케이스(16)에 수용된다. 차량의 엔진(미도시)에 연결되는 엔진 플랜지(14)가 변속기 클러치 벨(17)에 부착되어 있다. 변속기 케이스(16) 뒤에 위치되는 트랜스퍼 기어박스(15)는 카던 샤프트(미도시)에 연결되는 카던 샤프트 플랜지(20)를 갖는다. 변속기 오일 팬(19)은 변속기 케이스(16) 아래에 위치된다. 도 1에 도시된 변속기 장치는 바람직하게는 이중 클러치 변속기로 설계되고 엔진이 차량의 종방향에 위치되는 사륜 구동 차량에 배치된다. 전륜 차축 변속기(2)는 엔진에 직접 부착되고, 전륜 구동 축(21)은 엔진의 구형(spherical) 하우징(미도시)의 하부 절반을 통과하여 안내된다.

엔진(미도시)에 있어서, 엔진의 크랭크 축(미도시)에 의해 변속기 클러치 벨 내에 위치되는 클러치로 전달되는 토크가 생성된다. 클러치(미도시)는 이중 클러치로서 설계되고 부축(layshaft)을 통해, 해당 토크를 카던 샤프트 플랜지에 직접 연결되는 변속기 출력 샤프트로 전달한다. 트랜스퍼 기어박스(15) 내에는, 전환 가능한 클러치(미도시)가 있고, 이에 의하여 주 변속기(1)와 연결 샤프트(3) 사이의 연결이 설정될 수 있다. 이러한 목적을 위해 연결 샤프트(3)의 제1 톱니바퀴(5)와 맞물리는 톱니바퀴(4)가 트랜스퍼 기어박스(15)에 구비된다. 톱니바퀴(4 및 5)는 모두 원추형 디자인을 갖고 따라서 베베로이드 구동기를 형성한다. 주 변속기(1)로부터 연결 샤프트(3)로 전달되는 토크는 견고한 설계의 연결 샤프트(3)에 의해 전륜 차축 변속기(2)로 전달된다. 이러한 목적을 위해 연결 샤프트(3)의 단부에 제공되고 피니언으로서 설계되는 제2 톱니바퀴(6)가 전륜 차축 변속기(2)의, 링 기어로서 설계된 구동 차륜(7)과 맞물린다. 또한 토크의 일부는 카던 샤프트(미도시)에 의해 트랜스퍼 기어박스(15)로부터 후륜 차축 차동 장치로 전달되어 그 자체로 알려진 방식으로 후륜 구동 샤프트들을 구동한다. 전륜 구동 샤프트들을 구동하기 위해, 연결 샤프트(3)로부터 전륜 차축 변속기(2)로 전달된 토크는 전륜 차륜들의 해당 구동 샤프트들로 전달된다.

도 2는 도 1의 변속기 장치의 개략적인 평면도이고, 평면도의 방향은 도 1의 화살표(11)로 나타내었다. 도 2로부터 알 수 있듯이, 횡방향 오프셋 각도(a)가 연결 샤프트(3)의 주축(9)과 주 변속기(1)의 중심선(8) 사이에 제공되고 변속기 케이스(16)에 대하여 연결 샤프트(3)의 컴팩트한 위치 결정을 가능하게 한다. 전륜 차축 변속기(2)로의 연결 샤프트(3)의 보다 컴팩트한 연결이 가능하도록 리세스(18)가 변속기 클러치 벨(17) 및/또는 변속기 엔진 플랜지의 영역에 구비된다. 이는 전륜 차축 변속기(2)를 엔진에 직접 부착하는 것을 가능하게 한다.

도 3은 도 1의 변속기 장치의 개략적인 측면도로, 종방향 오프셋 각도(b)를 도시하고, 측면도의 방향은 도 1의 화살표(12)로 나타내었다. 이에 의해 주 변속기(1)를 따라 연결 샤프트(3)의 컴팩트한 안내가 이루어진다. 또한 도 4는 도 1의 변속기 장치의 개략적인 배면도이고, 도 4에 도시된 평면은 두 개의 톱니바퀴(4 및 5)와 동력 전달점(13)을 통과한다. 도 4는 톱니바퀴(4 및 5)의 서로에 대한 위치 결정을 도시하고, 배면도의 방향은 도 1의 화살표(10)로 나타내었다. 톱니바퀴(4)는 트랜스퍼 기어박스(15)에 구비되며 연결 샤프트(3)의 제1 톱니바퀴(5)와 맞물리는 주 변속기 톱니바퀴(4)를 나타낸다.

도 4로부터 알 수 있듯이, 연결 샤프트(3)의 주축(9)과 주 변속기(1)의 중심선(8)은 회전 각도(c)가 있는 방식으로 서로에 대하여 위치된다. 회전 각도(c)는 동력 전달점(13)에서 시작되어, 연결 샤프트(3)의 제1 톱니바퀴(5)가 주 변속기 톱니바퀴(4)의 측면 및 아래에 위치되는 결과를 가져온다. 회전 각도는 평면도의 방향에 대해 수직으로 배치된 평면(22)과, 주 변속기(1)와 연결 샤프트(3) 사이의 동력 전달점(13)에서의 주축(9)과 중심선(8) 간의 연결선(23) 사이의 각도(c)에 대응한다. 두 개의 톱니바퀴(4 및 5)는 원추형 디자인을 갖고, 따라서 연결 샤프트(3)의 컴팩트한 위치 결정 및 견고한 설계, 즉 조인트 없는 설계를 가능하게 하는 베베로이드 구동기를 형성한다. 베베로이드 톱니바퀴(4 및 5)의 배치는 하나의 치형 결합을 갖는 연결을 제공한다. 그러므로 마찰 손실이 작다. 베베로이드 각도는 바람직하게는 5도 내지 15도의 범위에, 특히 8도 내지 12도의 범위에 있다. 주 변속기(1)와 연결 샤프트(3)의 축들이 한 평면에 반드시 놓일 필요는 없지만 실제 실시예에 있어서 서로에 대하여 비스듬한 방식으로 톱니가 구현된다. 이러한 배치는 최적의 변속기 및 차량 패키지를 가능하게 한다.

따라서 주 변속기(1)로의 트랜스퍼 기어박스(15)의 유리한 통합이 이루어지고, 차량의 터널 영역에서의 전륜 차축 변속기(2)의 적절한 위치 결정이 가능하다. 또한 전륜 차축 변속기(2)는 엔진의 측면 영역에 부착될 수 있다. 주 변속기(1)를 따라 연결 샤프트(3)의 밀접한 안내가 가능하다. 그러므로 연결 샤프트(3)는 전륜 차축 변속기(2)의 방향으로 조인트 사용 없이 하향 개방된 터널을 따르고, 차량에서 연결 샤프트(3)의 이상적이고 유리한 통합이 제공된다. 본 고안에 따른 변속기 장치에 의해 차량의 전방 영역에서 출력부를 높은 위치에 놓는 것이 가능하다. 이는 변속기 아래의 차량 내 크로스 멤버의 위치 결정에 유리하게 작용한다. 그러므로 차량 내에서 유리한 조립체의 장착이 이루어질 수 있고, 이는 엔진 소음 및 변속기 소음을 격리하는데 긍정적으로 작용한다.

1 주 변속기
2 전륜 차축 변속기
3 연결 샤프트
4 주 변속기 톱니바퀴
5 연결 샤프트의 제1 톱니바퀴
6 연결 샤프트의 제2 톱니바퀴
7 전륜 차축 변속기의 구동 차륜
8 주 변속기의 중심선
9 연결 샤프트의 주축
10 배면도 방향
11 평면도 방향
12 측면도 방향
13 주 변속기와 연결 샤프트 사이의 동력 전달점
14 변속기 엔진 플랜지
15 트랜스퍼 기어박스
16 변속기 케이스
17 변속기 클러치 벨
18 리세스
19 변속기 오일 팬
20 카던 샤프트 플랜지
21 전륜 구동 축
22 평면
23 연결선
a 횡방향 오프셋 각도
b 종방향 오프셋 각도
c 회전 각도

Claims (10)

1. 주 변속기(1)로의 전륜 차축 변속기(2)의 연결이 견고한 설계의 연결 샤프트(3)에 의하여 이루어지는 주 변속기(1)와 전륜 차축 변속기(2)를 갖는 차량용 변속기 장치로서,
   연결 샤프트(3)의 주축(9)과 주 변속기(1)의 중심선(8) 사이에 횡방향 오프셋 각도(a), 종방향 오프셋 각도(b) 및 회전 각도(c)가 있는 방식으로 연결 샤프트(3)의 주축(9)과 주 변속기(1)의 중심선(8)이 서로에 대하여 위치되는 것을 특징으로 하는 변속기 장치.
2. 제1항에 있어서, 회전 각도(c)는 주 변속기(1)와 연결 샤프트(3) 사이의 동력 전달점(13)에 있는 것을 특징으로 하는 변속기 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 회전 각도(c)는 30도 내지 60도의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 변속기 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전륜 차축 변속기(2)는 차량의 엔진에 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 변속기 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 연결 샤프트(3)는 주 변속기(1)의 측면에서 변속기 오일 팬(19) 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 변속기 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 연결 샤프트(3)는 변속기 클러치 벨(17)에 형성된 리세스(18)를 통해 주 변속기(1)의 측면에서 적어도 부분적으로 안내되는 것을 특징으로 하는 변속기 장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 연결 샤프트(3)는 변속기 엔진 플랜지(14)에 형성된 리세스(18)를 통해 주 변속기(1)의 측면에서 적어도 부분적으로 안내되는 것을 특징으로 하는 변속기 장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 주 변속기(1)로부터 연결 샤프트(3)로의 동력 전달은, 각각 나선형 톱니를 구비하거나 원추형 디자인을 갖거나 이 둘 모두를 겸비한 두 개의 톱니바퀴(4, 5)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 변속기 장치.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 연결 샤프트(3)로부터 전륜 차축 변속기(2)로의 동력 전달은, 각각 나선형 톱니를 구비하거나 원추형 디자인을 갖거나 이 둘 모두를 겸비한 두 개의 톱니바퀴(6, 7)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 변속기 장치.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 주 변속기(1)는 이중 클러치 변속기로서 설계되는 것을 특징으로 하는 변속기 장치.

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