KR20090021575A - 더블 클러치 변속기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 후진 피동기어와 제2피동기어를 치합하여 제2피동기어를 후진 아이들 기어 대용으로 레이아웃을 구성하여 종래의 후진 아이들 축과 후진 아이들 기어를 삭제함으로써, 변속기의 전체적인 부피 및 중량을 축소하며, 컨트롤 레이아웃의 자유도를 향상시키는 더블 클러치 변속기를 제공한다.
더블 클러치, 변속기, 부피, 후진 아이들 기어, 후진 피동기어

Description

더블 클러치 변속기{DOUBLE CLUTCH TRANSMISSION}
본 발명은 더블 클러치 변속기(double clutch transmission)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 후진 피동기어와 제2피동기어를 치합하여 제2피동기어를 후진 아이들 기어 대용으로 레이아웃을 구성하여 변속기의 전체적인 부피 및 중량을 축소하며, 컨트롤 레이아웃의 자유도를 향상시키는 더블 클러치 변속기에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이, 더블 클러치 변속기는, 자동변속기 내에 두 개의 클러치 기구(clutch device)를 포함하는 변속기를 말한다.
통상적으로 더블 클러치 변속기는, 엔진으로부터 입력되는 회전력을 두 개의 클러치를 이용하여 두 개의 입력축으로 선택적으로 전달하고, 이 두 개의 입력축 상에 배치되는 기어의 회전력을 이용하여 변속 후 출력한다.
이러한 더블 클러치 변속기는, 5단 이상의 고단 변속기를 컴팩트(compact)하게 구현하기 위해 시도되고 있다. 또한, 더블 클러치 변속기에 사용된 두 개의 클러치, 그리고 더블 클러치 변속기 내의 동기치합기구(synchronizing device)를 컨트롤러에 의해 제어함으로써, 이러한 더블 클러치 변속기는 운전자의 수동적인 변속을 불필요하게 하는 ASG(Automated shift gear)로 구현되고 있다.
더블 클러치 변속기에 포함된 클러치는 그 작동 방식에 따라, 건식(dry-type)과 습식(wet-type)으로 구분된다. 건식은 엔진과 수동변속기 사이에 통상적으로 배치되는 클러치 기구의 원리를 이용한다. 습식은 자동변속기 내의 클러치 기구의 원리를 이용한다.
도 1은 일 실시예에 따른 종래 건식 더블 클러치 변속기의 구성 다이어그램으로, 도시된 바와 같이, 종래 일례에 따른 더블 클러치 변속기는, 제1,2입력축(first and second input shafts)(110,120), 제1,2클러치(first and second clutches)(C1,C2), 제1,2,3,4,5구동기어(first, second, third, fourth and fifth drive gears)(G1,G2,G3,G4,G5), 제1,2출력장치(first and second output devices)(OUT1,OUT2), 그리고 디프렌셜 기어(DIFF)를 포함한다.
상기 제2입력축(120)은 상기 제1입력축(110)의 둘레에서 그 회전축을 중심으로 회전 가능하게 구성된다.
상기 제1,2클러치(C1,C2)는 엔진(101)의 회전력을 상기 제1,2입력축(110,120)에 선택적으로 전달한다. 따라서 제1클러치(C1)가 작동되면 엔진(101)의 회전력은 제1입력축(110)에 전달되고, 제2클러치(C2)가 작동되면 엔진(101)의 회전력은 제2입력축(120)에 전달된다.
상기 제1,3구동기어(G1,G3)는 상기 제1입력축(110)에 형성되고, 상기 제2,4,5구동기어(G2,G4,G5)는 상기 제2입력축(120)에 형성된다.
또한, 상기 더블 클러치 변속기는 상기 제1,2,3구동기어(G1,G2,G3)의 회전력을 선택적으로 변속하여 출력하기 위한 제1출력장치(first output device)(OUT1) 와, 상기 제1,3,4,5구동기어(G1,G3,G4,G5)의 회전력을 선택적으로 변속하여 출력하기 위한 제2출력장치(OUT2)를 구성한다.
상기 제1출력장치(OUT1)는 제1출력축(first output shaft)(130), 제1,2,3피동기어들(first, second, and third driven gears)(D1,D2,D3), 제1,2싱크로 기구(first and second synchronizing devices)(S1,S2), 및 제1출력기어(output gear)(135)를 포함한다.
상기 제1출력축(130)은 상기 제2입력축(120)으로부터 설정거리만큼 이격되어 평행하게 배치된다. 상기 제1,2,3피동기어(D1,D2,D3)는 상기 제1,2,3구동기어(G1,G2,G3)에 각각 치합된 상태로 상기 제1출력축(130)에 배치된다.
상기 제1싱크로 기구(S1)는 상기 제1,3피동기어(D1,D3) 중 어느 하나의 회전력을 상기 제1출력축(130)에 선택적으로 전달하고, 상기 제2싱크로 기구(S2)는 상기 제2피동기어(D2)의 회전력을 상기 제1출력축(130)에 선택적으로 전달하도록 제1출력축(130)상에 구성된다.
그리고 상기 제1출력기어(output gear)(135)는 상기 디프렌셜 기어(DIFF)에 치합된 상태로 상기 제1출력축(130)의 일측에 구성되어 상기 제1,2,3구동기어(G1,G2,G3)의 회전력을 선택적으로 변속한 후, 상기 디프렌셜 기어(DIFF)로 출력한다.
상기 제2출력장치(OUT2)는 제2출력축(second output shaft)(140), 후진 아이들 축(150), 제4,5,6피동기어(D4,D5,D6), 제1,2후진 아이들 기어(M1,M2), 후진 피동기어(reverse driven gear)(R), 제3,4싱크로 기구(third and fourth synchronizing devices)(S3,S4), 및 제2출력기어(145)를 포함한다.
상기 제2출력축(140)과 후진 아이들 축(150)은 상기 제2입력축(120)으로부터 설정거리만큼 이격되어 평행하게 배치된다.
제4,5,6피동기어(D4,D5,D6)는 상기 제4,3,5구동기어(G4,G3,G5)에 각각 치합된 상태로 상기 제2출력축(140)상에 구성된다.
상기 제1후진 아이들 기어(M1)는 상기 제1구동기어(G1)에 치합된 상태로, 상기 제2후진 아이들 기어(M2)와 함께, 후진 아이들 축(150) 상에 구성된다.
상기 후진 피동기어(R)는 상기 제1후진 아이들 기어(M1)와 제4피동기어(D4) 사이의 위치에서 상기 제2후진 아이들 기어(M2)에 치합된 상태로 제2출력축(140)상에 배치되며, 그 치면(TF)이 상기 제1,4구동기어(G2,G4) 사이에서 상기 제2입력축(120)의 외주면에 근접하게 형성된다.
상기 제3싱크로 기구(S3)는 상기 제5피동기어(D5) 및 후진 피동기어(R) 중 어느 하나의 회전력을 상기 제2출력축(140)에 선택적으로 전달하고, 상기 제4싱크로 기구(S4)는 제4피동기어(D4) 및 제6피동기어(D6) 중 어느 하나의 회전력을 상기 제2출력축(140)에 선택적으로 전달하도록 구성된다.
그리고 상기 제2출력기어(145)는 상기 디프렌셜 기어(DIFF)와 치합된 상태로 상기 제2출력축(140)의 일측에 구성되어 상기 제1,3,5구동기어의 회전력을 선택적으로 변속한 후, 상기 디프렌셜 기어(DIFF)로 출력한다.
도 1에서는, 제1후진 아이들 기어(M1)와 제1구동기어(G1)의 연결 관계, 그리고, 제2출력축(140)과 디프렌셜 기어(DIFF)의 연결 관계는 도시되지 않았다. 이는 도시의 편의상, 입체적으로 배치되는 제1,2입력축(110,120), 제1,2출력축(130,140), 후진 아이들 축(150), 및 디프렌셜 기어(DIFF)의 배치관계를 평면적으로 전개하여 도시한 때문이다.
이러한 제1,2입력축(110,120), 제1,2출력축(130,140), 후진 아이들 축(150), 및 디프렌셜 기어(DIFF)의 입체적인 배치 관계를 도 2에 도식화하였다.
즉, 도 2는 종래 건식 더블 클러치 변속기의 후진 아이들 축(150), 디프렌셜 기어(DIFF), 제1,2입력축(110,120), 및 제1,2출력축(130,140)들의 배치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 우측에서 바라본 도면으로서, 회전축들의 배치 관계를 설명하기 위해 필요한 한도에서 도 1에 도시된 일부의 기어들만을 도시하였다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1,2출력축(130,140)은 제2입력축(120)으로부터 이격된 위치에 배치된다.
후진 아이들 축(150)은 제1입력축(110)과 제2출력축(140)과 삼각형을 이루는 위치에 배치되어, 후진 아이들 축(150) 상의 제1후진 아이들 기어(M1)는 제1입력축(110)의 제1구동기어(G1)와 치합됨과 아울러, 후진 아이들 축(150) 상의 제2후진 아이들 기어(M2)는 제2출력축(140)의 후진 피동기어(R)와 치합된다.
디프렌셜 기어(DIFF)는 제1,2출력축(130,140)과 삼각형을 이루는 위치에 배치되어, 제1,2출력축(130,140)의 제1,2출력기어(135,145)에 공통적으로 치합된다.
이와 같은 종래의 더블 클러치 변속기에 의하면, 입력축들 상에 5개의 구동기어를 배치하여 6속의 전진 변속단과 1속의 후진 변속단을 합해, 총 7개의 변속단 을 구현할 수 있다.
즉, 이러한 더블 클러치 변속기의 변속 과정을 간단하게 설명하면, 먼저, 제1속으로의 변속은, 상기 제1싱크로 기구(S1)가 도 1의 우측으로 작동하여 제1피동기어(D1)와 제1출력축(130)을 동기속도로 체결한 다음, 제1클러치(C1)가 동작하여 제1속을 이루게 된다.
제2속으로의 변속은, 상기 제2클러치(C2)가 해제되고 제1클러치(C1)는 동작하는 상태에서, 제2싱크로 기구(S2)가 도 1의 우측으로 작동하여 제2피동기어(D2)와 제1출력축(130)을 동기속도로 체결한 다음, 제1클러치(C1)가 해제되면서 제2클러치(C2)가 동작하여 제2속으로의 변속이 완료된다.
제3속으로의 변속은, 상기 제1클러치(C1)가 해제되고 제2클러치(C2)는 동작하는 상태에서, 제1싱크로 기구(S1)가 도 1의 좌측으로 작동하여 제3피동기어(D3)와 제1출력축(130)을 동기속도로 체결한 다음, 제2클러치(C2)가 해제되면서 제1클러치(C1)가 동작하여 제3속으로의 변속이 완료된다.
제4속으로의 변속은, 상기 제2클러치(C2)가 해제되고 제1클러치(C1)는 동작하는 상태에서, 제4싱크로 기구(S4)가 도 1의 좌측으로 작동하여 제4피동기어(D4)와 제2출력축(140)을 동기속도로 체결한 다음, 제1클러치(C1)가 해제되면서 제2클러치(C2)가 동작하여 제4속으로의 변속이 완료된다.
제5속으로의 변속은, 상기 제1클러치(C2)가 해제되고 제2클러치(C2)가 동작하는 상태에서 제3싱크로 기구(S3)가 도 1의 좌측으로 작동하여 제5피동기어(D5)와 제2출력축(140)을 동기속도로 체결한 다음, 제2클러치(C2)가 해제되면서 제1클러 치(C1)가 동작하여 제5속으로의 변속이 완료된다.
제6속으로의 변속은, 상기 제1클러치(C1)가 동작하고 제2클러치(C2)가 해제된 상태에서 제4싱크로 기구(S4)가 도 1의 우측으로 작동하여 제6피동기어(D6)와 제2출력축(140)을 동기속도로 체결한 다음, 제1클러치(C1)가 해제되면서 제2클러치(C2)가 동작하여 제6속으로의 변속이 완료된다.
그리고 후진 변속단으로의 변속은 상기 제1클러치(C1)는 해제되고, 제2클러치(C2)는 동작하는 상태에서 제3싱크로 기구(S4)가 도 1의 우측으로 작동하여 후진 피동기어(R)와 제2출력축(140)을 동기속도로 체결한 다음, 제2클러치(C2)가 해제되면서 제1클러치(C1)가 동작하여 상기 제1속의 감속비에 상당하는 후진 감속비로 후진변속단으로의 변속이 이루어진다.
그러나 종래의 더블 클러치 변속기는 후진 변속 시, 제1입력축(110)의 제1구동기어(G1)를 통하여 후진 아이들 축(150) 상의 상기 제1후진 아이들 기어(M1)에 동력이 전달되고, 이 동력은 다시 제2후진 아이들 기어(M2)를 통하여 후진 피동기어(R)로 전달하는 구조로, 레이아웃 상에 제1,제2입력축(110,120), 제1,제2출력축(130,140) 이외에 추가로 상기 후진 아이들 축(150)과 상기 제1,제2후진 아이들 기어(M1,M2)를 배치함으로, 레이아웃 상의 제약으로 컨트롤 시스템이 복잡하고, 전체적인 변속기의 부피가 증가하며, 중량 및 원가측면에서도 불리한 문제점을 내포하고 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로써, 본 발명의 목적은 후진 피동기어와 제2피동기어를 치합하여 제2피동기어를 후진 아이들 기어 대용으로 레이아웃을 구성하여 종래의 후진 아이들 축과 후진 아이들 기어를 삭제함으로써, 변속기의 전체적인 부피 및 중량을 축소하며, 컨트롤 레이아웃의 자유도를 향상시키는 더블 클러치 변속기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 제1입력축 상에는 후진단 및 짝수단의 피동기어와 치합되는 구동기어를 배치하고, 제2입력축 상에는 홀수단의 피동기어와 치합되는 구동기어를 배치하여 전진 7단을 구현하여 연비 향상을 가능하게 하는 더블 클러치 변속기를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 더블 클러치 변속기는, 제1,2클러치를 통하여 각각 엔진의 회전력을 선택적으로 전달받아 회전하며, 각각에는 적어도 2개 이상 구동기어를 구성하는 제1,2입력축; 상기 제1,2입력축으로부터 설정거리 이격하여 평행하게 제1출력축을 배치하고, 상기 제1출력축 상에 복수개의 전진 피동기어와 파킹기어 및 제1출력기어를 구성하여 상기 제1,2입력축 상의 각 구동기어의 회전력을 선택적으로 변속하여 전진출력 및 파킹하기 위한 제1출력장치; 상기 제1,2입력축으로부터 설정거리 이격하여 평행하게 제2출력축을 배치하고, 상기 제2출력축 상에 복수개의 전진 피동기어와 후진 피동기어 및 제2출력기어를 구성하여 상기 제1,2입력축 상의 각 구동기어 및 상기 제1출력장치의 하나의 전진 피동기어의 회전력을 선택적으로 변속하여 전진출력 및 후진출력하기 위한 제2출력장치; 및 상기 제1출력기어 및 제2출력기어에 공통적으로 연결되는 디프렌셜 기어를 포함한다.
여기서, 상기 구동기어는 상기 제1입력축에 형성되는 제2,4구동기어; 상기 제2입력축에 형성되는 제1,3,5구동기어로 이루어진다.
그리고 상기 제1출력장치는 상기 제1출력축; 상기 제1,2입력축 상의 4개의 구동기어에 각각 치합되고, 상기 제1출력축에 배치되는 제1,2,3,4피동기어; 상기 제2입력축 상의 하나의 구동기어에 치합되고, 상기 제1출력축에 배치되는 파킹기어; 상기 제1,3피동기어 중 어느 하나의 회전력을 상기 제1출력축에 선택적으로 전달하기 위한 제1싱크로 기구; 상기 제2,4피동기어 중 어느 하나의 회전력을 상기 제1출력축에 선택적으로 전달하기 위한 제2싱크로 기구; 및 상기 디프렌셜 기어와 치합되어 상기 제1출력축 상의 일측에 구성되는 제1출력기어를 포함하여 상기 제1,2입력축 상의 각 구동기어의 회전력을 선택적으로 변속하여 전진출력 및 파킹하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2출력장치는 상기 제2출력축; 상기 제1,2입력축 상의 3개의 구동기어에 각각 치합되고, 상기 제2출력축에 배치되는 제5,6,7피동기어; 상기 제1출력축 상의 하나의 피동기어에 치합되고, 상기 제2출력축에 배치되는 후진 피동기어; 상기 제5,7피동기어 중 어느 하나의 회전력을 상기 제2출력축에 선택적으로 전달하기 위한 제3싱크로 기구; 상기 제6피동기어와 후진 피동기어 중 어느 하나의 회전력을 상기 제2출력축에 선택적으로 전달하기 위한 제4싱크로 기구; 및 상기 디프렌셜 기어와 치합되어 상기 제2출력축 상의 일측에 구성되는 제2출력기어를 포함하여 상기 제1,2입력축 상의 각 구동기어 및 제1출력장치의 하나의 피동기어의 회전력을 선택적으로 변속하여 전진출력 및 후진출력하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 더블 클러치 변속기에 의하면, 제2출력축 상의 후진 피동기어와 제1출력축 상의 제2피동기어를 치합하여 엔진의 회전력을 역방향으로 출력하도록 함으로써, 종래 후진 아이들 축과 후진 아이들 기어를 삭제하여 변속기의 전체적인 부피 및 중량을 축소하며, 컨트롤 레이아웃의 자유도를 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 제1입력축 상에는 후진단 및 짝수단의 피동기어와 치합되는 구동기어를 배치하고, 제2입력축 상에는 홀수단의 피동기어와 치합되는 구동기어를 배치하여 전진 7단을 구현하여 연비 향상을 가능하게 하는 효과도 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 더블 클러치 변속기의 구성 다이어그램이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 더블 클러치 변속기는, 제1,2입력축(first and second input shafts)(3,5), 제1,2클러치(first and second clutches)(C1,C2), 제1,2,3,4,5구동기어(first, second, third, fourth and fifth drive gears)(G1,G2,G3,G4,G5), 제1,2출력장치(first and second output devices)(OUT1,OUT2), 그리고 디프렌셜 기어(DIFF)를 포함한다.
상기 제1입력축(3)의 둘레에는 제2입력축(5)이 배치되는데, 상기 제2입력축(5)은, 상기 제1입력축(3)의 둘레에서 회전 가능하게 구성된다.
상기 제1,2클러치(C1,C2)는 엔진(1)의 회전력을 상기 제1,2입력축(3,5)에 선택적으로 전달한다. 따라서 제1클러치(C1)가 작동되면 엔진(1)의 회전력은 제1입력축(3)에 전달되고, 제2클러치(C2)가 작동되면 엔진(1)의 회전력은 제2입력축(5)에 전달된다.
본 실시예에 따른 상기 제2,4구동기어(G2,G4)는 상기 제1입력축(3)에 형성되고, 상기 제1,3,5구동기어(G1,G3,G5)는 상기 제2입력축(5)에 형성된다.
구체적으로, 상기 제1입력축(3) 상에서 상기 제2,4구동기어(G2,G4)는, 상기 제2입력축(5)의 단부에 가까운 쪽에 제4구동기어(G4)가, 먼 쪽에 제2구동기어(G2)가 배치된다. 그리고 상기 제2입력축(5) 상에서 상기 제1,3,5구동기어(G1,G3,G5)는 상기 엔진(1)에 가까운 쪽에 제5구동기어(G5)가, 그 다음에 제1구동기어(G1)가, 가장 먼 쪽에 제3구동기어(G3)가 배치된다.
이와 같은 구동기어들의 배치 구조는, 도 3에 도시된 바와 같은, 본 발명의 실시예의 더블 클러치 변속기에 한정하여 보면, 상기 제1,2,3,4,5구동기어(G1,G2,G3,G4,G5)는, 제2구동기어(G2), 제4구동기어(G4), 제3구동기어(G3), 제1구동기어(G1), 제5구동기어(G5)의 순서로 배치되는 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 더블 클러치 변속기는, 상기 제1,2입력축(3,5) 상의 제1,2,3,4,5구동기어(G1,G2,G3,G4,G5)의 회전력을 각각 선택적으로 변속하여 제1,2,3,4속 전진출력 및 파킹을 위한 제1출력장치(OUT1)와, 상기 제1,2입력축(3,5) 상의 제3,4,5구동기어(G3,G4,G5) 및 상기 제1입력축(3) 상의 제2구동기어(G2)와 치합되는 제1출력장치(OUT1)의 하나의 피동기어의 회전력을 선택적으로 변속하여 전진출력 및 후진출력하기 위한 제2출력장치(OUT2)를 구성한다.
상기 제1출력장치(OUT1)는 제1출력축(first output shaft)(7), 제1,2,3,4피동기어(D1,D2,D3,D4), 파킹기어(P), 제1,2싱크로 기구(S1,S2), 및 제1출력기어(11)를 포함한다.
상기 제1출력축(7)은 상기 제2입력축(5)으로부터 설정거리만큼 이격되어 평행하게 배치된다. 상기 제1,2,3,4피동기어(D1,D2,D3,D4)는 상기 제1,2,3,4구동기어(G1,G2,G3,G4)에 각각 치합된 상태로 상기 제1출력축(7)에 배치된다.
또한, 상기 파킹기어(P)는 상기 제2입력축(5) 상의 제5구동기어(G5)에 치합된 상태로 상기 제1출력축(7)에 배치된다.
상기 제1싱크로 기구(S1)는 제1출력축(7) 상에서, 상기 제1,3피동기어(D1,D3) 중 어느 하나의 회전력을 상기 제1출력축(7)에 선택적으로 전달하도록 구성된다.
상기 제2싱크로 기구(S2)도 제1출력축(7) 상에서, 상기 제2,4피동기어(D2,D4) 중 어느 하나의 회전력을 상기 제1출력축(7)에 선택적으로 전달하도록 구성된다.
그리고 상기 제1출력기어(11)는 상기 디프렌셜 기어(DIFF)에 치합된 상태로 상기 제1출력축(7)의 일측에 배치된다.
즉, 상기 제1출력장치는 상기 제1,2,3,4구동기어(G1,G2,G3,G4)의 회전력을 선택적으로 변속한 후, 상기 디프렌셜 기어(DIFF)를 통하여 1속에서 4속까지의 전진출력을 생성하며, 제5구동기어의 회전력을 제한하여 파킹작동을 이루게 된다.
한편, 상기 제2출력장치(OUT2)는 제2출력축(second output shaft)(9), 제5,6,7피동기어(D5,D6,D7), 후진 피동기어(R), 제3,4싱크로 기구(S3,S4), 및 제2출력기어(13)를 포함한다.
상기 제2출력축(9)은 제2입력축(5)으로부터 설정거리만큼 이격되어 평행하게 배치되고, 상기 제5,6,7피동기어(D5,D6,D7)는 상기 제3,4,5구동기어(G3,G4,G5)에 각각 치합된 상태로 상기 제2출력축(9)상에 배치된다.
그리고 상기 후진 피동기어(R)는 상기 제2출력축(9) 상의 일측에 구성되어 상기 제1출력축(7) 상의 제2피동기어(D2)에 치합되어 상기 제1입력축(3) 상의 제2구동기어(G2)의 회전력을 역전하여 전달받도록 구성된다.
상기 제3싱크로 기구(S3)는 상기 제2출력축(9) 상에서, 상기 제5,7피동기어(D5,D7) 중 어느 하나의 회전력을 상기 제2출력축(9)에 선택적으로 전달하도록 구성된다.
상기 제4싱크로 기구(S4)도, 상기 제2출력축(9) 상에서, 상기 제6피동기어(D6) 및 후진 피동기어(R) 중 어느 하나의 회전력을 상기 제2출력축(9)에 선택적으로 전달하도록 구성된다.
그리고 상기 제2출력기어(13)는 상기 디프렌셜 기어(DIFF)와 치합된 상태로 상기 제2출력축(9)의 일측에 배치되어 상기 제3,4,5구동기어(G3,G4,G5)의 회전력과 상기 제2피동기어(D2)의 회전력을 선택적으로 변속한 후, 상기 디프렌셜 기어(DIFF)를 통하여 전진 5속에서 전진 7속까지의 전진출력과 후진출력을 생성시키게 된다.
한편, 상기 제1,2,3,4싱크로 기구(S1,S2,S3,S4)의 구체적인 구성은, 통상적인 수동변속기의 싱크로 기구로부터 당업자가 자명하게 이해할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제1,2,3,4싱크로 기구(S1,S2,S3,S4)를, 도 3의 좌우측으로 작동시킬 수 있는 제1,2,3,4액츄에이터(도시하지 않음)를 더 구비하는 것으로 할 수 있고, 이때, 이들 제1,2,3,4액츄에이터(도시하지 않음)는 컨트롤러(도시하지 않음)에 의해 구동되는 것으로 할 수 있다.
도 3에서는, 상기 후진 피동기어(R)와 제2피동기어(D2)의 연결 관계, 그리 고, 제2출력기어(13)와 디프렌셜 기어(DIFF)의 연결 관계는 도시되지 않았다. 이는 도시의 편의상, 입체적으로 배치되는 제1,2입력축(3,5), 제1,2출력축(7,9) 및 디프렌셜 기어(DIFF)의 배치관계를 평면적으로 전개하여 도시한 때문이다.
이러한 제1,2입력축(3,5), 제1,2출력축(7,9) 및 디프렌셜 기어(DIFF)의 입체적인 배치 관계를 도 4에 도식화하였다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 더블 클러치 변속기의 디프렌셜 기어(DIFF), 제1,2입력축(3,5) 및 제1,2출력축(7,9)들의 배치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 좌측에서 바라본 도면으로서, 회전축들의 배치 관계를 설명하기 위해 필요한 한도에서 도 3에 도시된 일부의 기어들만을 도시하였다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1,2출력축(7,9)은 제2입력축(5)으로부터 이격된 위치에 배치되며, 제1입력축(3)에 장착된 제2구동기어(G2)와 제1출력축(7) 상의 제2피동기어(D2)가 치합되며, 상기 제2피동기어(D2)와 제2출력축(9) 상의 후진 피동기어(R)가 치합된다.
이때, 상기 후진 피동기어(R)는 상기 제2구동기어(G2)와는 일정간격 떨어져 치합되지 않는 것이 중요하다.
또한, 상기 디프렌셜 기어(DIFF)는 제1,2출력축(7,9)과 삼각형을 이루는 위치에 배치되어, 제1,2출력축(7,9)의 제1,2출력기어(11,13)에 공통적으로 치합된다.
이와 같은 더블 클러치 변속기에 의하면, 입력축들 상에 단지 5개의 구동기어만 배치되는 것으로도 7속의 전진 변속단과 1속의 후진 변속단을 합해, 총 8개의 변속단을 구현할 수 있다.
이하에서는, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 의한 더블 클러치 변속기의 변속 과정을 간단하게 설명한다.
먼저, 제1속으로의 변속은, 상기 제1싱크로 기구(S1)가 도 3에서 우측으로 작동하여 제1피동기어(D1)와 제1출력축(7)을 동기속도로 체결한 다음, 제2클러치(C2)가 동작하여 제1속을 이루게 된다.
제2속으로의 변속은, 상기 제2클러치(C2)가 동작하는 상태에서, 제2싱크로 기구(S2)가 도 3에서 좌측으로 작동하여 제2피동기어(D2)와 제1출력축(7)을 동기속도로 체결한 다음, 제2클러치(C2)가 해제되면서 제1클러치(C1)가 동작하여 제2속으로의 변속이 완료된다.
제3속으로의 변속은, 상기 제1클러치(C1)가 동작하는 상태에서, 제1싱크로 기구(S1)가 도 3에서 좌측으로 작동하여 제3피동기어(D3)와 제1출력축(7)을 동기속도로 체결한 다음, 제1클러치(C1)가 해제되면서 제2클러치(C2)가 동작하여 제3속으로의 변속이 완료된다.
제4속으로의 변속은, 상기 제2클러치(C2)가 동작하는 상태에서, 제4싱크로 기구(S4)가 도 3에서 우측으로 작동하여 제4피동기어(D4)와 제1출력축(7)을 동기속도로 체결한 다음, 제2클러치(C2)가 해제되면서 제1클러치(C1)가 동작하여 제4속으로의 변속이 완료된다.
제5속으로의 변속은, 상기 제1클러치(C1)가 동작하는 상태에서, 제3싱크로 기구(S3)가 도 3에서 좌측으로 작동하여 제5피동기어(D5)와 제2출력축(9)을 동기속 도로 체결한 다음, 제1클러치(C1)가 해제되면서 제2클러치(C2)가 동작하여 제5속으로의 변속이 완료된다.
제6속으로의 변속은, 상기 제2클러치(C2)가 동작하는 상태에서, 제4싱크로 기구(S4)가 도 3에서 우측으로 작동하여 제6피동기어(D6)와 제2출력축(9)을 동기속도로 체결한 다음, 제2클러치(C2)가 해제되면서 제1클러치(C1)가 동작하여 제6속으로의 변속이 완료된다.
제7속으로의 변속은, 상기 제1클러치(C1)가 동작하는 상태에서, 제3싱크로 기구(S3)가 도 3에서 우측으로 작동하여 제7피동기어(D7)와 제2출력축(9)을 동기속도로 체결한 다음, 제1클러치(C1)가 해제되면서 제2클러치(C2)가 동작하여 제7속으로의 변속이 완료된다.
그리고 후진 변속단으로의 변속은 상기 제1,2클러치(C1,C2)가 해제된 상태에서, 제4싱크로 기구(S4)가 도 3에서 좌측으로 작동하여 후진 피동기어(R)와 제2출력축(9)을 동기속도로 체결한 다음, 제1클러치(C1)가 동작하여 상기 제1속의 감속비에 상당하는 후진 감속비로 후진변속단으로의 변속이 이루어진다.
이러한 각 변속단의 구현 원리에서, 제1,2,3,4,5,6,7속 중 인접한 변속단들은 그 구현을 위해 동작할 클러치가 교번(alternate)한다. 또한, 인접한 변속단들은, 그 구현에 관계되는 싱크로 기구가 서로 다르다.
따라서 인접한 변속단들 사이에서 변속될 때, 현재 변속단의 해제 및 목표 변속단의 체결이 독립적으로 제어될 수 있다. 또한, 인접한 변속단으로의 변속 과정에서 해제될 클러치의 해제 타이밍과, 계합된 클러치의 계합 타이밍을 조절함으 로써, 반클러치 상태 등 수동변속기에서 운전자가 조작할 수 있는 각종의 조작 형태를 구현할 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
도 1은 종래 기술에 건식 더블 클러치 변속기의 구성 다이어그램이다.
도 2는 종래 기술에 따른 더블 클러치 변속기의 후진용 아이들 축, 디프렌셜 기어, 제1,2입력축, 제1,2출력축의 배치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 더블 클러치 변속기의 구성 다이어그램이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 더블 클러치 변속기의 디프렌셜 기어, 제1,2입력축, 제1,2출력축의 배치 관계를 설명하기 위한 도면이다.

Claims (16)

  1. 더블 클러치 변속기에 있어서,
    제1,2클러치를 통하여 각각 엔진의 회전력을 선택적으로 전달받아 회전하며, 각각에는 적어도 2개 이상 구동기어를 구성하는 제1,2입력축;
    상기 제1,2입력축으로부터 설정거리 이격하여 평행하게 제1출력축을 배치하고, 상기 제1출력축 상에 복수개의 전진 피동기어와 파킹기어 및 제1출력기어를 구성하여 상기 제1,2입력축 상의 각 구동기어의 회전력을 선택적으로 변속하여 전진출력 및 파킹하기 위한 제1출력장치;
    상기 제1,2입력축으로부터 설정거리 이격하여 평행하게 제2출력축을 배치하고, 상기 제2출력축 상에 복수개의 전진 피동기어와 후진 피동기어 및 제2출력기어를 구성하여 상기 제1,2입력축 상의 각 구동기어 및 상기 제1출력장치의 하나의 전진 피동기어의 회전력을 선택적으로 변속하여 전진출력 및 후진출력하기 위한 제2출력장치; 및
    상기 제1출력기어 및 제2출력기어에 공통적으로 연결되는 디프렌셜 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 더블 클러치 변속기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1클러치 및 제2클러치는
    건식 클러치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 더블 클러치 변속기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구동기어는
    상기 제1입력축에 형성되는 제2,4구동기어;
    상기 제2입력축에 형성되는 제1,3,5구동기어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 더블 클러치 변속기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 각 구동기어는
    상기 제1입력축 상에서, 상기 제2입력축의 단부에 가까운 쪽에 제4구동기어가 배치되고, 먼 쪽에 제2구동기어가 배치되며,
    상기 제2입력축 상에서, 상기 엔진에 가까운 쪽에 제5구동기어가 배치되고, 그 다음에 제1구동기어가 배치되며, 가장 먼 쪽에 제3구동기어가 배치되는 것을 특징으로 하는 더블 클러치 변속기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1출력장치는
    상기 제1출력축;
    상기 제1,2입력축 상의 4개의 구동기어에 각각 치합되고, 상기 제1출력축에 배치되는 제1,2,3,4피동기어;
    상기 제2입력축 상의 하나의 구동기어에 치합되고, 상기 제1출력축에 배치되는 파킹기어;
    상기 제1,3피동기어 중 어느 하나의 회전력을 상기 제1출력축에 선택적으로 전달하기 위한 제1싱크로 기구;
    상기 제2,4피동기어 중 어느 하나의 회전력을 상기 제1출력축에 선택적으로 전달하기 위한 제2싱크로 기구; 및
    상기 디프렌셜 기어와 치합되어 상기 제1출력축 상의 일측에 구성되는 제1출력기어를 포함하여 상기 제1,2입력축 상의 각 구동기어의 회전력을 선택적으로 변속하여 전진출력 및 파킹하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 더블 클러치 변속기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1,3피동기어는
    상기 제2입력축 상의 2개의 구동기어에 각각 치합되는 것을 특징으로 하는 더블 클러치 변속기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2,4피동기어는
    상기 제1입력축 상의 2개의 구동기어에 각각 치합되는 것을 특징으로 하는 더블 클러치 변속기.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 파킹기어는
    상기 제2입력축 상의 1개의 구동기어에 치합되는 것을 특징으로 하는 더블 클러치 변속기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2출력장치는
    상기 제2출력축;
    상기 제1,2입력축 상의 3개의 구동기어에 각각 치합되고, 상기 제2출력축에 배치되는 제5,6,7피동기어;
    상기 제1출력축 상의 하나의 피동기어에 치합되고, 상기 제2출력축에 배치되는 후진 피동기어;
    상기 제5,7피동기어 중 어느 하나의 회전력을 상기 제2출력축에 선택적으로 전달하기 위한 제3싱크로 기구;
    상기 제6피동기어와 후진 피동기어 중 어느 하나의 회전력을 상기 제2출력축에 선택적으로 전달하기 위한 제4싱크로 기구; 및
    상기 디프렌셜 기어와 치합되어 상기 제2출력축 상의 일측에 구성되는 제2출력기어를 포함하여 상기 제1,2입력축 상의 각 구동기어 및 제1출력장치의 하나의 피동기어의 회전력을 선택적으로 변속하여 전진출력 및 후진출력하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 더블 클러치 변속기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제5,7피동기어는
    상기 제2입력축 상의 2개의 구동기어에 각각 치합되는 것을 특징으로 하는 더블 클러치 변속기.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제6피동기어와 후진 피동기어는
    상기 제1입력축 상의 2개의 구동기어에 각각 치합되는 것을 특징으로 하는 더블 클러치 변속기.
  12. 더블 클러치 변속기에 있어서,
    제1클러치를 통하여 엔진의 회전력을 가변적으로 전달받아 회전하며, 제2,4구동기어를 구성하는 제1입력축;
    상기 제1입력축의 둘레에 구성되어 제2클러치를 통하여 엔진의 회전력을 가변적으로 전달받아 회전하며, 제1,3,5구동기어를 구성하는 제2입력축;
    상기 제1,2입력축으로부터 설정거리 이격하여 평행하게 제1출력축(first output shaft)을 배치하고, 상기 제1출력축 상에는 4개의 전진 피동기어와 파킹기어 및 제1출력기어를 구성하여 상기 제1,2입력축 상의 제1,2,3,4,5구동기어의 회전 력을 각각 선택적으로 변속하여 제1,2,3,4속 전진출력 및 파킹을 위한 제1출력장치;
    상기 제1,2입력축으로부터 설정거리 이격하여 평행하게 제2출력축(first output shaft)을 배치하고, 상기 제2출력축 상에는 3개의 전진 피동기어와 후진 피동기어 및 제2출력기어를 구성하여 상기 제1,2입력축 상의 제3,4,5구동기어 및 상기 제1입력축 상의 제2구동기어와 치합되는 제1출력장치의 전진 피동기어의 회전력을 선택적으로 변속하여 전진출력 및 후진출력하기 위한 제2출력장치; 및
    상기 제1출력기어 및 제2출력기어에 공통적으로 연결되는 디프렌셜 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 더블 클러치 변속기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1클러치 및 제2클러치는
    건식 클러치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 더블 클러치 변속기.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 각 구동기어는
    상기 제1입력축 상에서, 상기 제2입력축의 단부에 가까운 쪽에 제4구동기어가 배치되고, 먼 쪽에 제2구동기어가 배치되며,
    상기 제2입력축 상에서, 상기 엔진에 가까운 쪽에 제5구동기어가 배치되고, 그 다음에 제1구동기어가 배치되며, 가장 먼 쪽에 제3구동기어가 배치되는 것을 특 징으로 하는 더블 클러치 변속기.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제1출력장치는
    상기 제1출력축;
    상기 제1,2입력축 상의 제1,2,3,4구동기어에 각각 치합되고, 상기 제1출력축에 배치되는 제1,2,3,4피동기어;
    상기 제2입력축 상의 제5구동기어에 치합되고, 상기 제1출력축에 배치되는 파킹기어;
    상기 제1출력축 상에서, 상기 제1,3피동기어 중 어느 하나의 회전력을 상기 제1출력축에 선택적으로 전달하기 위한 제1싱크로 기구;
    상기 제1출력축 상에서, 상기 제2,4피동기어 중 어느 하나의 회전력을 상기 제1출력축에 선택적으로 전달하기 위한 제2싱크로 기구; 및
    상기 디프렌셜 기어와 치합되어 상기 제1출력축 상의 일측에 구성되는 제1출력기어를 포함하여 상기 제1,2입력축 상의 제1,2,3,4,5구동기어의 회전력을 선택적으로 변속하여 전진출력 및 파킹하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 더블 클러치 변속기.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제2출력장치는
    상기 제2출력축;
    상기 제1,2입력축 상의 제3,4,5구동기어에 각각 치합되고, 상기 제2출력축에 배치되는 제5,6,7피동기어;
    상기 제1입력축 상의 제2구동기어와 치합되는 제1출력장치의 전진 피동기어에 치합되고, 상기 제2출력축에 배치되는 후진 피동기어;
    상기 제2출력축 상에서, 상기 제5,7피동기어 중 어느 하나의 회전력을 상기 제2출력축에 선택적으로 전달하기 위한 제3싱크로 기구;
    상기 제2출력축 상에서, 상기 제6피동기어와 후진 피동기어 중 어느 하나의 회전력을 상기 제2출력축에 선택적으로 전달하기 위한 제4싱크로 기구; 및
    상기 디프렌셜 기어와 치합되어 상기 제2출력축 상의 일측에 구성되는 제2출력기어를 포함하여 상기 제1,2입력축 상의 제3,4,5구동기어 및 제1출력장치의 하나의 전진 피동기어의 회전력을 선택적으로 변속하여 전진출력 및 후진출력하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 더블 클러치 변속기.
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