KR20110097196A - 차량용 무단변속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 벨트를 무단변속을 위한 변속기구로 사용하는 무단변속기 내에 회전방향의 전환을 위한 별도의 매개축을 사용하지 않도록 함으로써, 무단변속기의 부품수와 중량을 줄이고, 컴팩트한 구성이 가능하게 하며, 제조비용이 저감될 수 있도록 한 차량용 무단변속기를 제공한다.

Description

차량용 무단변속기{Continuously variable Transmission for Vehicle}

본 발명은 차량용 무단변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 보다 간단하고 컴팩트한 구성을 가지는 무단변속기의 구조에 관한 기술이다.

무단변속을 위한 변속기구가 벨트로 이루어진 무단변속기는 벨트가 감기는 구동풀리와 종동풀리의 직경비를 무단으로 변화시킴으로써 무단 변속을 구현하도록 되어 있다.

도 1은 종래에 벨트(B)를 무단변속을 위한 변속기구로 사용하는 차량용 무단변속기를 예시한 것으로서, 크게는 4개의 회전축이 평행하게 배열된 배치구조를 가진다.

즉, 엔진(500)으로부터의 동력이 토크컨버터(502)를 통해 공급되면, 이를 구동풀리(504)에 전달하는 제1축(506)과, 상기 구동풀리(504)에 상응하게 설치되는 종동풀리(508)의 회전축인 제2축(510)과, 상기 제2축(510)으로부터의 동력을 양쪽 차륜에 배분하는 차동장치(512)가 이루는 차동축인 제4축(514)과, 상기 제2축(510)으로부터의 동력의 방향을 반대로 전환하여 상기 제4축(514)으로 전달하기 위해 설치되는 매개축인 제3축(516)이 배치된 구조이다.

물론, 상기 제1축(506)에는 상기 토크컨버터(502)와 상기 구동풀리(504) 사이에 유성기어장치(518)를 구비하여, 상기 토크컨버터(502)로부터의 동력이 상기 구동풀리(504)로 전달되는 방향을 전환함으로써, 전진상태와 후진상태를 전환할 수 있도록 되어 있다.

즉, 상기 유성기어장치(518)는 더블피니언형으로 이루어져 있고, 상기 유성기어장치(518)의 링기어(R)에는 후진브레이크(520)가 연결되고, 캐리어(C)는 상기 토크컨버터(502)에 직결되어 엔진(500)으로부터의 동력을 공급받음과 아울러 상기 구동풀리(504)와 직결된 선기어(S)와의 사이에 전진클러치(522)가 구비되어 있어서, 상기 전진클러치(522) 결합 및 후진브레이크(520) 해제시 상기 유성기어장치(518)가 일체화되어 상기 캐리어(C)가 토크컨버터(502)로부터 전달받은 동력을 그대로 상기 구동풀리(504)에 전달하게 되고, 상기 후진브레이크(520) 체결 및 전진클러치(522) 해제시 상기 링기어(R)가 고정되므로 상기 캐리어(C)로 입력된 동력은 역전되어 상기 구동풀리(504)로 전달됨으로써, 후진상태를 구현하게 되어 있다.

한편, 상기 매개축인 제3축(516)이 필요한 이유는, 종래 대부분의 외접기어를 사용하는 변속기들과는 달리, 벨트를 사용하는 무단변속기에서는 외접기어들 사이에는 서로 회전 방향이 전환되지만, 벨트를 통한 구동풀리(504)와 종동풀리(508) 사이에는 회전방향 전환이 이루어지지 않기 때문에, 회전 방향을 맞춰서 출력해 주기 위해 별도의 방향 전환용 매개축인 제3축(516)이 필요한 것이다.

그러나, 상기한 바와 같은 구조의 무단변속기에서는 4개의 축이 서로 평행하게 배치되는 구조를 가짐에 따라, 변속기의 부피가 증가하여 컴팩트한 구성이 어렵고, 변속기의 중량이 커지며, 상대적으로 부품수가 많고 제조비용이 증가하게 되는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 회전방향의 전환을 위한 별도의 매개축을 사용하지 않도록 함으로써, 부품수와 중량을 줄이고, 컴팩트한 구성이 가능하게 하며, 제조비용이 저감될 수 있도록 한 차량용 무단변속기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 무단변속기는

캐리어로 동력을 공급받는 더블피니언형 유성기어장치와;

상기 유성기어장치의 선기어에 연결된 구동풀리와;

상기 구동풀리와 벨트로 연결되는 종동풀리와;

상기 종동풀리로부터의 회전력을 직접 전달받도록 구비된 차동장치와;

후진클러치와 선택적으로 작동되어 상기 유성기어장치의 링기어를 고정시킴으로써 전진 변속상태를 구현하는 전진브레이크와;

상기 전진브레이크와 선택적으로 작동되어 상기 유성기어장치의 캐리어와 선기어를 연결시킴으로써 후진 변속상태를 구현하는 후진클러치;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 벨트를 무단변속을 위한 변속기구로 사용하는 무단변속기 내에 회전방향의 전환을 위한 별도의 매개축을 사용하지 않도록 함으로써, 무단변속기의 부품수와 중량을 줄이고, 컴팩트한 구성이 가능하게 하며, 제조비용이 저감될 수 있도록 한다.

도 1은 종래 기술에 의한 차량용 무단변속기의 구조를 설명한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 무단변속기의 구조를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명 실시예는 캐리어(C)로 동력을 공급받는 더블피니언형 유성기어장치(1)와; 상기 유성기어장치(1)의 선기어(S)에 연결된 구동풀리(3)와; 상기 구동풀리(3)와 벨트(B)로 연결되는 종동풀리(5)와; 상기 종동풀리(5)로부터의 회전력을 직접 전달받도록 구비된 차동장치(7)와; 후진클러치(9)와 선택적으로 작동되어 상기 유성기어장치(1)의 링기어(R)를 고정시킴으로써 전진 변속상태를 구현하는 전진브레이크(11)와; 상기 전진브레이크(11)와 선택적으로 작동되어 상기 유성기어장치(1)의 캐리어(C)와 선기어(S)를 연결시킴으로써 후진 변속상태를 구현하는 후진클러치(9)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 실시예는 종래의 무단변속기와는 달리, 무단변속을 구현하기 위한 구동풀리(3)의 회전축과 종동풀리(5)의 회전축 이외에, 출력을 위한 차동장치(7)의 차동축(23)만을 구비하고, 회전방향 전환을 위한 매개축은 사용하지 않음으로써, 서로 평행한 3개의 축만으로 변속기를 구현하여, 변속기의 부피가 컴팩트하게 작아질 수 있고, 중량을 저감할 수 있으며, 제조비용도 저감할 수 있도록 한 것이다.

상기 구동풀리(3)의 회전축은 상기 유성기어장치(1)의 선기어(S)에 직결되고, 상기 전진브레이크(11)는 상기 링기어(R)와 변속기케이스(13) 사이에 설치되며, 상기 종동풀리(5)의 회전축은 상기 구동풀리(3)의 회전축과 평행하게 배치되고, 상기 차동장치(7)의 디퍼렌셜드라이브기어(15)는 상기 종동풀리(5)의 회전축에 일체로 구비된 아웃풋기어(17)에 외접하여 치합된다.

상기 유성기어장치(1)의 캐리어(C)에는 토크컨버터(19)가 연결되고, 상기 토크컨버터(19)에는 엔진(21)이 연결되며, 상기 유성기어장치(1)의 캐리어(C) 회전축과 토크컨버터(19) 및 엔진(21)의 회전축은 동심축상에 배치된다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명 실시예의 전진시와 후진시의 작동을 도 3의 레버해석도를 참고하여 살펴본다.

전진시에는 상기 전진브레이크(11)를 체결하고, 상기 후진클러치(9)는 해제한다. 따라서, 상기 전진브레이크(11)에 의해 상기 유성기어장치(1)의 링기어(R)는 고정되고, 상기 캐리어(C)로 입력된 동력은 상기 유성기어장치(1)에서 방향이 전환되어 선기어(S)로 출력된다.

상기 선기어(S)는 상기 구동풀리(3)와 직결되어 있으므로, 상기 구동풀리(3)가 상기 선기어(S)와 함께 회전함으로써, 동력은 벨트(B)를 통해 종동풀리(5)로 전달되며, 이때, 구동풀리(3)와 종동풀리(5)의 회전방향은 동일한 방향이다.

상기 종동풀리(5)의 회전력은 상기 아웃풋기어(17)를 통해 상기 차동장치(7)의 디퍼렌셜드라이브기어(15)로 전달되는데, 여기서 그 회전방향이 최종적으로 전환되어 차동축(23)을 통해 구동륜으로 전달되게 된다.

반대로, 후진시에는 상기 전진브레이크(11)는 해제하고, 상기 후진클러치(9)를 체결한다.

상기 후진클러치(9)가 체결됨에 의해 상기 유성기어장치(1)의 캐리어(C)와 선기어(S)가 서로 고정되므로, 유성기어장치(1)의 모든 요소는 일체화되어 상기 캐리어(C)로부터의 동력을 그대로 상기 구동풀리(3)로 전달한다. 즉, 회전방향이 전환되지 않는다.

상기와 같이 구동풀리(3)로 전달된 회전력은 벨트(B)를 통해 종동풀리(5)로 전달되는데, 이때에도 벨트(B)를 통한 동력전달이므로 상기 구동풀리(3)와 종동풀리(5) 사이의 회전방향 전환은 일어나지 않는다.

상기와 같은 종동풀리(5)의 회전력은 상기 아웃풋기어(17)를 통해 차동장치(7)의 디퍼렌셜드라이브기어(15)로 전달되면서 한번만 방향의 전환이 이루어지면서 구동륜으로 출력되어, 결국 후진 변속단을 구현하게 된다.

즉, 전진시에는 상기 유성기어장치(1)에서 한번 회전방향의 전환이 이루어지고 다시 아웃풋기어(17)와 디퍼렌셜드라이브기어(15)에서 회전방향의 전환이 이루어져, 총 2회의 회전방향 전환으로 결국 엔진(21)의 회전방향이 그대로 구동륜의 회전방향이 되는데, 후진시에는 상기 유성기어장치(1)에서는 회전방향의 전환이 이루어지지 않고, 상기 아웃풋기어(17)와 디퍼렌셜드라이브기어(15) 사이에서만 회전방향의 전환이 이루어져서 엔진(21)의 회전방향과 반대방향의 후진 상태가 구현되는 것이다.

1; 유성기어장치
3; 구동풀리
5; 종동풀리
7; 차동장치
9; 후진클러치
11; 전진브레이크
13; 변속기케이스
15; 디퍼렌셜드라이브기어
17; 아웃풋기어
19; 토크컨버터
21; 엔진
23; 차동축
C; 캐리어
S; 선기어
B; 벨트
R; 링기어

Claims (3)

1. 캐리어로 동력을 공급받는 더블피니언형 유성기어장치와;
   상기 유성기어장치의 선기어에 연결된 구동풀리와;
   상기 구동풀리와 벨트로 연결되는 종동풀리와;
   상기 종동풀리로부터의 회전력을 직접 전달받도록 구비된 차동장치와;
   후진클러치와 선택적으로 작동되어 상기 유성기어장치의 링기어를 고정시킴으로써 전진 변속상태를 구현하는 전진브레이크와;
   상기 전진브레이크와 선택적으로 작동되어 상기 유성기어장치의 캐리어와 선기어를 연결시킴으로써 후진 변속상태를 구현하는 후진클러치;
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 무단변속기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 구동풀리의 회전축은 상기 유성기어장치의 선기어에 직결되고;
   상기 전진브레이크는 상기 링기어와 변속기케이스 사이에 설치되며;
   상기 종동풀리의 회전축은 상기 구동풀리의 회전축과 평행하게 배치되고;
   상기 차동장치의 디퍼렌셜드라이브기어는 상기 종동풀리의 회전축에 일체로 구비된 아웃풋기어에 외접하여 치합된 것
   을 특징으로 하는 차량용 무단변속기.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 유성기어장치의 캐리어에는 토크컨버터가 연결되고;
   상기 토크컨버터에는 엔진이 연결되며;
   상기 유성기어장치의 캐리어 회전축과 토크컨버터 및 엔진의 회전축은 동심축상에 배치된 것
   을 특징으로 하는 차량용 무단변속기.

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