KR20070101429A

KR20070101429A - 공회전 기능을 갖는 기어들을 이용한 다단 변속장치

Info

Publication number: KR20070101429A
Application number: KR1020060032395A
Authority: KR
Inventors: 심만조
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2006-04-10
Filing date: 2006-04-10
Publication date: 2007-10-17
Also published as: KR100792849B1

Abstract

본 발명은 공회전 기능을 갖는 기어들을 이용한 다단 변속장치에 관한 것으로, 동력을 제공하는 구동축에 고정 설치된 고정기어; 상기 구동축으로부터 동력을 제공받는 종동축에 고정 설치된 고정기어; 상기 종동축의 고정기어에 맞물려 결합되며, 설정된 크기보다 작은 크기의 압력을 갖는 유압이 제공되면 공회전되고 설정된 크기보다 큰 크기의 압력을 갖는 유압이 제공되면 함께 회전되도록 상기 구동축에 장착된 선택기어; 상기 구동축의 고정기어에 맞물려 결합되며, 설정된 크기보다 작은 크기의 압력을 갖는 유압이 제공되면 공회전되고 설정된 크기보다 큰 크기의 압력을 갖는 유압이 제공되면 함께 회전되도록 상기 종동축에 장착된 선택기어; 및 상기 선택기어에 유압을 제공하는 유압라인에 설치되어 유압을 제공하거나 차단하는 솔레노이드밸브를 포함하여 구성된다.

변속, 공회전, 기어, 구동, 종동, 클러치, 유압

Description

공회전 기능을 갖는 기어들을 이용한 다단 변속장치{Multistage transmission apparatus using idle gears}

도1은 본 발명에 따른 공회전 기능을 갖는 기어들을 이용한 다단 변속장치를 전체적으로 나타낸 사시도;

도2는 도1의 평단면도 및 측면도;

도3은 본 발명의 요부를 상세하게 나타낸 부분 절개 사시도;

도4는 본 발명의 요부를 상세하게 나타낸 단면도;

도5는 본 발명의 요부를 상세하게 나타낸 분해 사시도;

도6은 본 발명의 다단 변속장치를 작동시키는 유압회로도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10 : 입력축 12 : 고정기어

14 : 선택기어 20 : 제1 축

30 : 제2 축 40 : 출력축

50 : 후진 기어축 60 : 공회전축

62 : 공회전기어 72A, 72B : 피스톤

76A, 76B : 스프링 80A, 80B : 중앙마찰판

81 : 관통홈 82A, 82B, 84A, 84B : 측부마찰판

86 : 팽창구 87 : 홈

90 : 유압공급홈

본 발명은 다단 변속장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유압의 공급에 의해 고정 또는 공회전이 선택될 수 있는 기어들을 이용하여 다단 변속을 구현할 수 있는, 공회전 기능을 갖는 기어들을 이용한 다단 변속장치에 관한 것이다.

일반적으로 다단 변속은 유성기어, 클러치 및 브레이크 등을 이용하여 구현된다.

예컨대, 자동변속기의 다단 변속기어 메커니즘은, 복수의 유성기어세트의 조합으로 이루어지고, 이러한 복수의 유성기어세트가 조합된 파워트레인은 엔진 토크를 변환하여 전달하는 토크 컨버터로부터 회전 동력이 입력되면 이를 다단으로 변속하여 출력측으로 전달하는 기능을 수행한다.

이러한 자동변속기의 파워트레인은 많은 변속단을 보유할수록 동력 성능 및 연료 소비율 측면에서 유리하기 때문에 보다 많은 변속단을 구현할 수 있는 파워트레인이 요구되고 있다.

그리고, 동일 수의 변속단을 구현하더라도 유성기어세트의 조합 방법에 따라 내구성 및 동력 전달 효율, 그리고 크기 및 중량 등이 크게 달라지기 때문에, 보다 견고하고 동력 손실을 최소화하면서도 컴팩트화 할 수 있는 파워트레인의 개발을 위한 노력이 계속되고 있다.

이와 같이, 유성기어세트를 이용하는 파워트레인을 개발함에 있어서는 어떤 새로운 유성기어세트를 개발하는 것이 아니라, 기존에 나와 있는 싱글 피니온 유성기어세트, 더블 피니온 유성기어세트 혹은 싱글 및 더블 피니온 유성기어세트를 조합한 라비뉴 타입의 유성기어세트를 어떻게 조합하고, 이에 수반되는 클러치와 브레이크, 그리고 원웨이 클러치를 어느 위치에 몇 개를 배치하여 가능한 동력 손실 없이 원하는 변속단과 이에 따르는 변속비를 구현하여 변속기 성능을 향상시키는 데에 그 목표를 두고 다양한 구조가 연구되고 있다.

그러나, 이렇게 유성기어, 클러치 및 브레이크 등을 이용하여 구현되는 다단 변속 구조는 여전히 구조가 복잡하고 또한 크기 및 중량이 큰 문제점을 갖는다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유성기어를 사용하지 않고 유압의 공급에 의해 고정 또는 공회전이 선택될 수 있는 기어들을 이용하여 간단한 구조로 다단 변속의 구현이 가능하도록 구성된, 공회전 기능을 갖는 기어들을 이용한 다단 변속장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명은, 입력된 동력을 소정의 변속비로 출력하는 다단 변속장치로서, 동력을 제공하는 구동축에 고정 설치된 고정기어; 상기 구동축으로부터 동력을 제공받는 종동축에 고정 설치된 고정기어; 상기 종동축의 고정기어에 맞물려 결합되며, 설정된 크기보다 작은 크기의 압력을 갖는 유압이 제공되면 공회전되고 설정된 크기보다 큰 크기의 압력을 갖는 유압이 제공되면 함께 회전되도록 상기 구동축에 장착된 선택기어; 상기 구동축의 고정기어에 맞물려 결합되며, 설정된 크기보다 작은 크기의 압력을 갖는 유압이 제공되면 공회전되고 설정된 크기보다 큰 크기의 압력을 갖는 유압이 제공되면 함께 회전되도록 상기 종동축에 장착된 선택기어; 및 상기 선택기어에 유압을 제공하는 유압라인에 설치되어 유압을 제공하거나 차단하는 솔레노이드밸브를 포함하여 구성된, 공회전 기능을 갖는 기어들을 이용한 다단 변속장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도1은 본 발명에 따른 공회전 기능을 갖는 기어들을 이용한 다단 변속장치를 전체적으로 나타낸 사시도이며, 도2는 도1의 평단면도 및 측면도이다. 후술하는 여러 개의 축들은 설명의 편의상 입력축, 제1 축, 제2 축, 출력축 및 후진 기어축 등으로 기재하였으며, 동력을 제공하는 쪽의 축이 "구동축"이고 동력을 제공받는 쪽의 축이 "종동축"이다.

미도시된 동력원, 예컨대 구동모터에 연결되어 동력을 제공받는 입력축(10)이 구비되며, 상기 입력축(10)에는 고정기어(12)와 선택기어(14)가 장착된다.

상기 고정기어(12)는 입력축(10)과 함께 회전되도록 고정된 기어이다.

그리고, 상기 선택기어(14)는 설정된 크기보다 큰 압력을 갖는 유압이 제공되면 입력축(10)에 고정되어 그 입력축(10)과 함께 회전되고 설정된 크기보다 작은 크기의 압력을 갖는 유압이 제공되면 공회전되도록 장착된 기어이다.

이러한 고정기어(12)와 선택기어(14)의 장착구조를 도3 내지 도5를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

입력축(10)에는 좌, 우 베어링(11A)(11B)이 장착되고, 상기 좌, 우 베어링(11A)(11B)은 입력축(10)을 지지하여 회전이 원활하게 이루어지게 한다. 물론, 이러한 좌, 우 베어링(11A)(11B)은 미도시된 프레임 등에 고정된다.

상기 고정기어(12)와 선택기어(14)는 좌, 우 베어링(11A)(11B)의 사이에 배치된다.

상기 고정기어(12)는 키이(13)를 매개로 입력축(10)에 고정 설치된다.

상기 선택기어(14)는 입력축(10)의 외경 크기에 비하여 큰 크기의 내경을 갖도록 형성되고, 상기 입력축(10)의 외경 부위와 선택기어(14)의 내경 부위의 사이에 후술하는 구성요소들이 장착됨으로써 설정된 크기보다 큰 압력을 갖는 유압이 제공되면 선택기어(14)가 입력축(10)에 고정되어 그 입력축(10)과 함께 회전되고 설정된 크기보다 작은 크기의 압력을 갖는 유압이 제공되면 선택기어(14)가 공회전되도록 구성된다.

이를 보다 상세하게 설명한다.

상기 입력축(10)에는 선택기어(14)가 장착되는 부위에 좌, 우 스플라인(70A)(70B)이 끼워 고정되며, 상기 좌, 우 스플라인(70A)(70B)은 서로 인접한 부위가 입력축(10)의 외경 부위로부터 소정 거리 떨어져 이격된 모양을 갖도록 형성되고 이렇게 입력축(10)의 외경 부위로부터 이격된 부위의 끝단 사이에는 일정 거리가 형성된다.

상기 좌, 우 스플라인(70A)(70B)의 사이에는 좌, 우 피스톤(72A)(72B)이 끼워져 입력축(10)의 길이방향으로 미끄럼 이동이 가능하도록 장착된다. 이때, 상기 좌, 우 피스톤(72A)(72B)은 입력축(10)에 인접한 부위가 서로 반대방향으로 절곡되며, 이렇게 절곡된 부위가 좌, 우 스플라인(70A)(70B)의 서로 인접한 부위, 즉 입력축(10)의 외경 부위로부터 이격된 부위와 입력축(10) 사이로 끼워진다.

이러한 좌, 우 피스톤(72A)(72B)은 입력축(10)의 외경부를 따라 원주방향으로 연속된 대략의 중공 원판 모양을 갖는다.

그리고, 상기 좌, 우 피스톤(72A)(72B)은 각각 입력축(10)의 외경에 밀착되어 좌, 우 피스톤(72A)(72B)과 입력축(10)의 외경 사이에 기밀이 유지되게 구성된다. 또한, 상기 좌, 우 피스톤(72A)(72B)의 사이에 밀폐 공간을 형성시키는 구성을 갖는바, 좌, 우 피스톤(72A)(72B)의 어느 일측(본 발명의 실시예에서는 우 피스톤)의 외경 부위가 타측(본 발명의 실시예에서는 좌 피스톤)의 외경 부위를 감싸는 형태로 연장되며, 이렇게 일측 피스톤의 연장된 부위는 타측 피스톤의 외경 부위에 밀착되어 그들 사이에 기밀이 유지되게 한다.

따라서, 좌, 우 피스톤(72A)(72B)의 사이에 밀폐 공간이 형성되고, 그 밀폐 공간에 유압이나 공압 등을 공급하면 좌, 우 피스톤(72A)(72B)이 서로로부터 멀어지는 방향으로 이동될 수 있다.

상기 좌, 우 피스톤(72A)(72B)의 외경 부위와 상기 선택기어(14)의 내경 부위의 사이에는 베어링(74)이 설치되며, 이러한 베어링(72)은 선택기어(14)의 내경 부위의 중앙에 형성된 홈(14a)에 일부가 끼워져 장착된다.

그리고, 상기 좌, 우 피스톤(72A)(72B)의 양측, 즉 좌 피스톤(72A)의 좌측과 우 피스톤(72B)의 우측에는 좌, 우 피스톤(72A)(72B)에 탄성력을 가하여 좌, 우 피스톤(72A)(72B)이 서로 가까워지는 방향으로 이동되게 하는 좌, 우 스프링(76A)(76B)이 설치된다. 바람직하게는, 상기 좌, 우 스프링(76A)(76B)은 입력축(10)의 외경 부위와 좌, 우 스플라인(70A)(70B)의 내경 부위, 즉 입력축(10)의 외경 부위로부터 이격된 부위의 사이에 배치된다.

상기 좌, 우 스프링(76A)(76B)의 탄성계수는 좌, 우 피스톤(72A)(72B)의 사이에 미리 설정된 크기 이상의 유압이 공급될 때 좌, 우 피스톤(72A)(72B)이 좌, 우 스프링(76A)(76B)을 수축시키면서 서로 멀어지는 방향으로 이동되고 미리 설정된 크기보다 작은 크기의 유압이 공급될 때 좌, 우 스프링(76A)(76B)이 팽창하면서 좌, 우 피스톤(72A)(72B)을 서로 가까워지는 방향으로 이동시킬 수 있도록 설정된다.

또한, 상기 선택기어(14)의 내경 부위와 상기 좌, 우 스플라인(70A)(70B)의 외경 부위의 사이에는 각각 여러 개의 마찰판이 장착되며, 이들 마찰판은 중앙마찰판(80A)(80B)과 이 중앙 마찰판(80A)(80B)의 좌우 양측에 각각 배치되는 측부마찰판(82A)(82B)(84A)(84B)을 포함한다.

상기 중앙마찰판(80A)(80B)은 외경 부위가 선택기어(14)의 내경 부위에 스플라인 구조로 결합되며, 상기 측부마찰판(82A)(82B)(84A)(84B)은 내경 부위가 스플라인(70A)(70B)의 외경 부위에 스플라인 구조로 결합된다.

그리고, 상기 중앙마찰판(80A)(80B)에는 원주방향을 따라 일정 간격 떨어져 여러 개의 관통홈(81)이 형성되며, 이 관통홈(81)에는 미리 설정된 크기 이상의 유압이나 공압 등이 가해지면 부풀어지고 가해지던 유압이나 공압 등이 미리 설정된 크기보다 낮아지면 원래의 상태로 축소되는 팽창구(86)가 끼워 설치된다.

또한, 상기 측부마찰판(82A)(82B)(84A)(84B)에는 중앙마찰판(80A)(80B)의 관통홈(81)이 형성된 위치와 동일한 위치에 홈(87)이 형성되며, 이러한 구조에 의하면 상기 팽창구(86)가 팽창되어 중앙마찰판(80A)(80B)의 관통홈(81) 외부까지 돌출되는 경우 그 돌출부가 측부마찰판(82A)(82B)(84A)(84B)의 홈(87)에 끼워져 중앙마찰판과 측부마찰판이 함께 회전 거동되게 한다.

그리고, 상기 입력축(10)의 중앙에는 유압 또는 공압 등(이하 "유압"이라 한다)이 공급되는 유압공급홈(90)이 형성되며, 상기 유압공급홈(90)은 제1 분지유로(91)와 제2 분지유로(92)에 연결된다.

상세하게는, 상기 제1 분지유로(91)는 상기 유압공급홈(90)과 입력축(10)의 외경 부위를 연결하도록 형성되고, 이러한 제1 분지유로(91)의 입력축(10) 외경 쪽 단부가 상기 좌, 우 피스톤(72A)(72B)의 경계부에 위치되게 함으로써 좌, 우 피스톤(72A)(72B) 사이에 유압이 공급되게 한다.

그리고, 상기 제2 분지유로(92)도 상기 유압공급홈(90)과 입력축(10)의 외경 부위를 연결하도록 형성되고, 이러한 제2 분지유로(92)의 입력축(10) 외경 쪽 단부는 좌, 우 스플라인(70A)(70B)이 입력축(10)의 외경 부위로부터 이격된 부위의 공간에 유압을 공급시키도록 위치된다. 이렇게 공급된 유압은 상기 스플라인(70A)(70B)과 중앙마찰판(80A)(80B)에 형성된 유로(93)(94)를 통해 팽창구(86) 쪽으로 제공된다.

상기 팽창구(86)는 다양한 구조를 가질 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 대략의 'U'자형 단면을 갖도록 형성되어 개방된 부위가 입력축(10) 쪽으로 배치되도록 중앙마찰판(80A)(80B)의 관통홈(81)에 장착된다. 따라서, 상기 유로(93)(94)를 통해 공급된 유압이 팽창구(86)의 개방된 부위로 유입되면 그 유압에 의해 팽창구(86)가 팽창될 수 있게 된다.

그리고, 상기 스플라인(70A)(70B)의 외경 부위에는 상기 측부마찰판(82A)(82)가 서로 멀어지는 방향으로 일정 거리 이상 이동하는 것을 차단하기 위한 스토퍼링(71)이 고정 설치된다.

이하에서 기재되는 모든 고정기어와 선택기어는 상기와 동일한 구조로 설치되므로 이들에 대한 상세한 구조의 설명은 생략하기로 한다.

상기 입력축(10)과 평행하게 배치된 제1 축(20)이 구비되며, 상기 제1 축(20)에는 입력축(10)의 고정기어(12)에 맞물려 결합된 선택기어(24)와, 입력축(10)의 선택기어(14)에 맞물려 결합된 고정기어(22)가 장착된다. 또한, 상기 제1 축(20)에는 다른 고정기어(26)와 선택기어(28)가 추가로 장착된다.

그리고, 상기 입력축(10)과 동축상에 위치된 제2 축(30)이 구비되며, 상기 제2 축(30)에는 제1 축(20)의 고정기어(26)에 맞물려 결합된 선택기어(34)와, 제1 축(20)의 선택기어(28)에 맞물려 결합된 고정기어(32)가 장착된다. 또한, 상기 제2 축(30)에는 다른 고정기어(36)와 선택기어(38)가 추가로 장착된다.

상기 제1 축(20)과 동축상에 위치된 출력축(40)이 구비되며, 상기 출력 축(40)에는 제2 축(30)의 고정기어(36)에 맞물려 결합된 선택기어(44)와, 제2 축(30)의 선택기어(38)에 맞물려 결합된 고정기어(42)가 장착된다.

또한, 상기 제1 축(20) 및 출력축(40)에 평행하게 배치된 후진 기어축(50)이 구비되며, 상기 후진 기어축(50)에는 출력축(40)의 고정기어(42)에 맞물려 결합된 선택기어(54)와, 출력축(40)의 선택기어(44)에 공회전기어(62)를 매개로 맞물려 결합된 고정기어(52)가 장착된다.

상기 공회전기어(62)는 후진 기어축(50)과 평행하게 배치된 공회전축(60)에 장착되며, 이 공회전기어(62)는 공회전축(60)과 함께 회전이 자유로운 공회전 상태로 유지된다.

상기한 구조의 다단 변속장치는 도6에 도시된 유압회로도의 구성에 의해 유압을 제공받을 수 있다.

이를 도2 및 도6을 참조하여 간단하게 설명하면 다음과 같다.

입력축(10)의 선택기어(14)는 제2 유압라인(95B)의 유압에 의해 제어되며, 제1 축(20)의 선택기어(24)(28)는 제1 유압라인(95A)과 제4 유압라인(95D)의 유압에 의해 각각 제어되며, 제2 축(30)의 선택기어(34)(38)는 제3 유압라인(95C)과 제6 유압라인(95F)의 유압에 의해 각각 제어되며, 출력축(40)의 선택기어(44)는 제5 유압라인(95E)의 유압에 의해 제어되며, 후진 기어축(50)의 선택기어(54)는 제7 유압라인(95F)의 유압에 의해 제어되도록 연결된다.

상기 제1 및 제2 유압라인(95A)(95B)의 유압은 제1 솔레노이드밸브(96A)에 의해 제어되며, 상기 제1 솔레노이드밸브(96A)는 제1 유압라인(95A)에 유압이 공급 되고 제2 유압라인(95B)의 유압이 배출되게 하거나 제2 유압라인(95B)에 유압이 공급되고 제1 유압라인(95A)의 유압이 배출되게 한다.

상기 제3 및 제4 유압라인(95C)(95D)의 유압은 제2 솔레노이드밸브(96B)에 의해 제어되며, 상기 제2 솔레노이드밸브(96B)는 제3 유압라인(95C)에 유압이 공급되고 제4 유압라인(95D)의 유압이 배출되게 하거나 제4 유압라인(95D)에 유압이 공급되고 제3 유압라인(95C)의 유압이 배출되게 한다.

상기 제5 및 제6 유압라인(95E)(95F)의 유압은 제3 솔레노이드밸브(96C)에 의해 제어되며, 상기 제3 솔레노이드밸브(96C)는 제5 유압라인(95E)에 유압이 공급되고 제6 유압라인(95F)의 유압이 배출되게 하거나 제6 유압라인(95F)에 유압이 공급되고 제5 유압라인(95E)의 유압이 배출되게 한다.

상기 제7 유압라인(95G)의 유압은 제4 솔레노이드밸브(96D)에 의해 제어된다. 특히, 상기 제2 및 제3 솔레노이드밸브(96B)(96C)는 상기 제4 솔레노이드밸브(96D)로부터 유압을 공급받으며, 이러한 제4 솔레노이드밸브(96D)는 제2 및 제3 솔레노이드밸브(96B)(96C)로 유압이 공급되고 제7 유압라인(95G)의 유압이 배출되게 하거나 제7 유압라인(95G)에 유압이 공급되게 한다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명한다.

본 발명의 선택기어는 공급되는 유압의 크기에 따라 공회전 여부가 결정되며, 이를 도7a 및 도7b를 참조하여 설명한다.

도7a는 선택기어에 공급되는 유압이 미리 설정된 크기보다 작은 압력을 갖는 경우를 나타내며, 입력축(10)의 유압공급홈(90)에 제공된 유압은 제1 및 제2 분지 유로(91)(92)를 통해 좌, 우 피스톤(72A)(72B) 사이 및 입력축(10)과 선택기어(14) 사이에 공급된다.

상기 좌, 우 피스톤(72A)(72B) 사이에 공급된 유압에 의해 좌, 우 피스톤(72A)(72B)이 서로 멀어지도록 가해지는 힘의 크기는 좌, 우 스프링(76A)(76B)의 탄성력을 극복하지 못한다. 따라서, 좌, 우 스프링(76A)(76B)이 최대로 팽창된 상태를 유지되게 하며, 또한 좌, 우 피스톤(72A)(72B)이 최대로 인접한 상태로 유지되게 한다.

그리고, 입력축(10)과 선택기어(14) 사이에 공급된 유압은 중앙마찰판(80A)(80B)의 팽창구(86)에 제공되지만, 그 유압의 크기는 팽창구(86)를 팽창시킬 수 있을 정도로 크지 않아 팽창구(86)가 수축된 상태를 유지한다. 따라서, 중앙마찰판(80A)(80B)과 그 중앙마찰판(80A)(80B)의 좌, 우측에 설치된 측부마찰판(82A)(82B)(84A)(84B)은 서로 구속하지 않아 선택기어(14)가 공회전되게 한다.

또한, 입력축(10)과 선택기어(14) 사이에 공급되는 유압은 윤활유 등에 의해 제공되며, 이 윤활유는 중앙마찰판과 측부마찰판 사이 및 베어링(74)에 공급되어 이들의 회전이 원할하게 수행되게 한다.

도7b는 선택기어에 공급되는 유압이 미리 설정된 크기보다 큰 압력을 갖는 경우를 나타내며, 입력축(10)의 유압공급홈(90)에 제공된 유압은 제1 및 제2 분지유로(91)(92)를 통해 좌, 우 피스톤(72A)(72B) 사이 및 입력축(10)과 선택기어(14) 사이에 공급된다.

상기 좌, 우 피스톤(72A)(72B) 사이에 공급된 유압에 의해 좌, 우 피스 톤(72A)(72B)이 서로 멀어지도록 가해지는 힘의 크기는 좌, 우 스프링(76A)(76B)의 탄성력을 극복할 수 있을 정도로 크다. 따라서, 좌, 우 스프링(76A)(76B)이 수축되게 하며, 이에 의해 좌, 우 피스톤(72A)(72B)이 서로 멀어지는 방향으로 이동된다.

이렇게 좌, 우 피스톤(72A)(72B)이 서로 멀어지는 방향으로 이동되면 중앙마찰판(80A)(80B)과 측부마찰판(82A)(82B)(84A)(84B)이 서로 밀착되며, 이는 선택기어(14)가 입력축(10)과 함께 회전되게 한다.

그리고, 입력축(10)과 선택기어(14) 사이에 공급되어 중앙마찰판(80A)(80B)의 팽창구(86)에 제공된 유압은 팽창구(86)를 팽창시키며, 이렇게 팽창된 팽창구(86)는 측부마찰판(82A)(82B)(84A)(84B)의 홈(87)에 끼워지도록 돌출되어 중앙마찰판(80A)(80B)과 측부마찰판(82A)(82B)(84A)(84B)의 결합력을 보다 견고하게 한다.

본 발명의 다단 변속장치는 선택기어에 공급되는 유압의 제어에 의해 다단 변속이 구현되게 한다.

제1 솔레노이드밸브(96A)의 제1 유압라인(95A)을 통해 유압을 공급하여 제2 유압라인(95B)을 통해 유압을 배출시켜 제1 축(20)의 선택기어(24)는 제1 축(20)과 함께 회전되게 하고 입력축(10)의 선택기어(14)는 공회전되게 한다. 이러한 제어는 입력축(10)을 통해 공급된 동력이 입력축(10)의 고정기어(12)와 제1 축(20)의 선택기어(24)를 통해 제1 축(20)에 전달된다.

그리고, 제2 솔레노이드밸브(96B)에 의해 제어되는 제3 및 제4 유압라인(95C)(95D) 중 제3 유압라인(95C)에 유압을 공급하고 또한 제3 솔레노이드(96C) 에 의해 제어되는 제5 및 제6 유압라인(95E)(95F) 중 제5 유압라인(95E)에 유압을 공급하면, 상기 제1 축(20)의 동력이 제1 축(20)의 고정기어(26)와 제2 축(30)의 선택기어(34)를 통해 제2 축(30)에 전달되며, 계속하여 제2 축(30)의 동력이 제2 축(30)의 고정기어(36)와 출력축(4)의 선택기어(44)를 통해 출력축(40)에 전달된다. 물론, 제4 솔레노이드밸브(96D)는 제2 및 제3 솔레노이드밸브(96B)(96C)에 유압을 제공한다.

따라서, 소정의 전진 변속비가 얻어진다.

또한, 제4 솔레노이드밸브(96D)가 제7 유압라인(95G)으로 유압을 공급하도록 제어되면, 제1 축(20)의 동력이 제1 축(20)의 고정기어(26), 공회전축(60)의 공회전기어(62) 및 후진 기어축(50)의 선택기어(54)를 통해 후진 기어축(50)에 전달되며, 소정의 후진 변속비가 얻어진다.

이와 같은 방법으로 제1 내지 제4 솔레노이드밸브의 조작에 의한 다양한 방법으로 전진 8속 및 후진 2속의 변속비가 얻어질 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 공회전 기능을 갖는 기어들을 이용한 다단 변속장치에 의하면, 유성기어를 사용하지 않고 유압의 공급에 의해 고정 또는 공회전되어지는 선택기어들을 이용함으로써 간단한 구조로 전진 8속 및 후진 2속의 다단 변속의 구현이 가능한 효과를 갖는다.

Claims

입력된 동력을 소정의 변속비로 출력하는 다단 변속장치로서,

동력을 제공하는 구동축에 고정 설치된 고정기어;

상기 구동축으로부터 동력을 제공받는 종동축에 고정 설치된 고정기어;

상기 종동축의 고정기어에 맞물려 결합되며, 설정된 크기보다 작은 크기의 압력을 갖는 유압이 제공되면 공회전되고 설정된 크기보다 큰 크기의 압력을 갖는 유압이 제공되면 함께 회전되도록 상기 구동축에 장착된 선택기어;

상기 구동축의 고정기어에 맞물려 결합되며, 설정된 크기보다 작은 크기의 압력을 갖는 유압이 제공되면 공회전되고 설정된 크기보다 큰 크기의 압력을 갖는 유압이 제공되면 함께 회전되도록 상기 종동축에 장착된 선택기어; 및

상기 선택기어에 유압을 제공하는 유압라인에 설치되어 유압을 제공하거나 차단하는 솔레노이드밸브를 포함하여 구성된, 공회전 기능을 갖는 기어들을 이용한 다단 변속장치.
제1항에 있어서, 상기 구동축의 외경 부위와 이 구동축에 장착된 선택기어의 내경 부위의 사이 및 상기 종동축의 외경 부위와 이 종동축에 장착된 선택기어의 내경 부위의 사이에는 유압에 의해 서로 멀어지는 방향으로 이동 가능하게 설치된 좌, 우 피스톤이 배치되며, 상기 좌, 우 피스톤은 스프링에 의해 서로 가까워지는 방향으로 이동되게 탄성력을 제공받도록 설치되며, 상기 구동축의 외경 부위와 이 구동축에 장착된 선택기어의 내경 부위 및 상기 종동축의 외경 부위와 이 종동축에 장착된 선택기어의 내경 부위에는 상기 좌, 우 피스톤의 이동에 의해 서로 접촉하여 구동축과 선택기어 및 종동축과 선택기어를 함께 회전시키도록 설치된 마찰판이 구비됨을 특징으로 하는 공회전 기능을 갖는 기어들을 이용한 다단 변속장치.
제2항에 있어서, 상기 마찰판은, 선택기어의 내경 부위에 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 장착된 중앙마찰판과, 상기 중앙마찰판의 양측에 설치되고 일정 길이 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 장착된 측부마찰판을 포함함을 특징으로 하는 공회전 기능을 갖는 기어들을 이용한 다단 변속장치.
제3항에 있어서, 상기 중앙마찰판에는 축 방향으로 관통되고 원주 방향을 따라 여러 개소에 형성된 관통홈이 구비되며, 상기 관통홈에는 유압에 의해 팽창되는 팽창구가 설치되며, 상기 측부마찰판의 중앙마찰판쪽 표면에는 상기 관통홈과 동일한 위치의 배치된 홈이 형성됨을 특징으로 하는 공회전 기능을 갖는 기어들을 이용한 다단 변속장치.