KR20120012721A - 자동차용 무단변속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선기어(S)와 링기어(R) 및 캐리어(C)를 구비하고, 상기 캐리어(C)는 나머지 2개의 회전요소들 중 어느 하나에 직결되거나 회전이 구속될 수 있도록 구성되고, 상기 선기어(S)와 링기어(R)는 입력축(1)과 제1축(3)에 상호 배타적으로 각각 연결된 유성기어장치(5)와; 상기 제1축(3)에 구비된 구동풀리(7)와; 상기 구동풀리(7)와 벨트(9)로 연결되는 피동풀리(11)를 구비하고 상기 제1축(3)에 평행하게 구비된 제2축(13)과; 상기 제2축(13)에 구비된 아웃풋기어(15)를 포함하여 구성되어, 상대적으로 적은 부품수로 종래의 무단변속기가 구현하는 구동모드를 모두 구현해 낼 수 있도록 함으로써, 상대적으로 중량 및 부피가 작아지고 제조비용이 저감될 수 있도록 한 자동차용 무단변속기를 제공한다.

Description

자동차용 무단변속기{Continuously Variable Transmission for Vehicle}

본 발명은 자동차용 무단변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무단변속기의 부피와 중량 및 부품수를 저감시킬 수 있도록 하는 무단변속기의 구성에 관한 기술이다.

종래의 차량에 탑재되는 변속기는 엔진의 회전 방향과, 최종 변속비, 각 단별 변속비 등을 고려하여 대부분 3개의 평행한 축이 배치되는 구성을 가지고 있고, 상기 각 축의 동력전달은 외접기어를 통해 이루어진다.

한편, 종래의 무단변속기는 대부분 무단변속을 구현하는 베리에이터(variator)로서, 벨트와 풀리를 이용하고 있는데, 벨트와 풀리를 통해 동력의 전달이 이루어지는 경우에는 외접기어가 맞물려서 회전방향이 바뀌는 것과는 달리 구동축과 피동축의 회전방향이 동일하게 되며, 이 때문에 종래 벨트와 풀리를 사용하는 무단변속기는 원하는 출력의 회전 방향을 얻기 위하여 하나의 축이 더 추가되어 총 4개의 축이 평행하게 배치되는 구성을 가지고 있다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 무단변속기는 엔진(500)으로부터 입력된 동력은 토크컨버터(502)를 통하여 제1축(504), 제2축(506) 및 제3축(508)을 차례로 거쳐 제4축(510)인 차동축으로 인출되도록 된 것이다.

전진시에는 더블피니언유성기어장치(512)의 선기어(S)와 캐리어(C) 사이를 단속하도록 설치된 전진클러치(514)가 체결되므로, 상기 더블피니언유성기어장치(512)는 일체로 되어 입력축(516)이 제1축(504)과 직결되도록 한다.

따라서, 상기 토크컨버터(502)를 통해 전달된 엔진(500)의 동력은 상기 제1축(504)의 구동풀리(518)로 전달된 후, 벨트(520)를 통해 제2축(506)의 피동풀리(522)로 전달되고, 이어 트랜스퍼드라이브기어(524)와 트랜스퍼드리븐기어(526)를 통해 제3축(508)을 회전시키게 되며, 상기 제3축(508)의 아웃풋기어(528)는 디퍼렌셜드라이브기어(530)를 구동함으로써, 제4축(510)인 차동축으로부터 구동륜을 구동할 동력이 인출되게 된다.

후진시에는 상기 더블피니언유성기어장치(512)의 링기어(R)를 구속하는 후진브레이크(532)가 체결됨으로써, 상기 토크컨버터(502)로부터의 동력이 상기 더블피니언유성기어장치(512)에서 회전방향이 전환되어 결과적으로 상기 제1축(504)은 상기 입력축(516)과 반대방향으로 회전되며, 이 회전력은 상기한 바와 같은 동력 전달 경로를 통해 차동축으로 인출됨으로써, 후륜 구동상태를 구현하게 된다.

그런데, 상기한 바와 같은 자동차용 무단변속기는 4개의 축이 서로 평행하게 배치된 구성으로서, 그 부피와 중량이 비교적 크고, 상대적으로 부품수와 제조비용이 높은 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 상대적으로 적은 부품수로 종래의 무단변속기가 구현하는 구동모드를 모두 구현해 낼 수 있도록 함으로써, 상대적으로 중량 및 부피가 작아지고 제조비용이 저감될 수 있도록 한 자동차용 무단변속기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 자동차용 무단변속기는

선기어와 링기어 및 캐리어를 구비하고, 상기 캐리어는 나머지 2개의 회전요소들 중 어느 하나에 직결되거나 회전이 구속될 수 있도록 구성되고, 상기 선기어와 링기어는 입력축과 제1축에 상호 배타적으로 각각 연결된 유성기어장치와;

상기 제1축에 구비된 구동풀리와;

상기 구동풀리와 벨트로 연결되는 피동풀리를 구비하고 상기 제1축에 평행하게 구비된 제2축과;

상기 제2축에 구비된 아웃풋기어;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 종래에 비하여 상대적으로 적은 부품수로 종래의 무단변속기가 구현하는 구동모드를 모두 구현해 낼 수 있도록 함으로써, 상대적으로 중량 및 부피가 작아지고 제조비용이 저감될 수 있도록 한다.

도 1은 종래 기술에 의한 자동차용 무단변속기의 구조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 자동차용 무단변속기의 구조를 설명한 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면이다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명 실시예들은 선기어(S)와 링기어(R) 및 캐리어(C)를 구비하고, 상기 캐리어(C)는 나머지 2개의 회전요소들 중 어느 하나에 직결되거나 회전이 구속될 수 있도록 구성되고, 상기 선기어(S)와 링기어(R)는 입력축(1)과 제1축(3)에 상호 배타적으로 각각 연결된 유성기어장치(5)와; 상기 제1축(3)에 구비된 구동풀리(7)와; 상기 구동풀리(7)와 벨트(9)로 연결되는 피동풀리(11)를 구비하고 상기 제1축(3)에 평행하게 구비된 제2축(13)과; 상기 제2축(13)에 구비된 아웃풋기어(15)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 유성기어장치(5)는 싱글피니언 유성기어장치로서, 상기 유성기어장치(5)의 선기어(S)와 링기어(R)가 입력축(1)과 제1축(3)에 상호 배타적으로 각각 연결되었다는 의미는, 상기 선기어(S)가 상기 입력축(1)에 연결된 경우에는 상기 링기어(R)는 상기 제1축(3)에 각각 연결되고, 반대로 상기 선기어(S)가 상기 제1축(3)에 연결된 경우에는 상기 링기어(R)는 상기 입력축(1)에 각각 연결된다는 의미이다.

즉, 도 2의 실시예는 상기 선기어(S)가 제1축(3)에 연결되고 링기어(R)는 입력축(1)에 연결된 구성이며, 도 3의 실시예는 상기 선기어(S)가 입력축(1)에 연결되고, 링기어(R)는 제1축(3)에 연결된 것으로서, 이들 두 실시예를 모두 포괄하는 의미인 것이다.

상기 입력축(1)과 제1축(3)은 동심축을 이루어 배치되고, 상기 아웃풋기어(15)에는 차동장치(17)의 디퍼렌셜드라이브기어(19)가 치합되는 트랜스액슬의 구조를 가지고 있어서, 상기 차동장치(17)의 차동축(21)까지 합하여 총 3개의 축이 평행하게 배치된 구조로서, 전륜구동 차량에 사용할 수 있는 구성을 가지고 있다.

그러나, 상기 아웃풋기어(15)로부터의 동력을 추진축을 통하여 후륜으로 전달하는 구성을 취함으로써, 후륜 구동차량에도 적용할 수 있음은 물론이다.

도 2의 실시예에서, 상기 유성기어장치(5)는 상기 링기어(R)에 상기 입력축(1)이 연결되고, 상기 선기어(S)는 상기 제1축(3)에 연결되며, 상기 캐리어(C)와 변속기케이스(23) 사이에는 상기 캐리어(C)의 회전을 구속할 수 있도록 전진브레이크(25)가 구비되고, 상기 캐리어(C)와 상기 선기어(S) 사이에는 상호 연결상태를 전환할 수 있도록 후진클러치(27)가 구비된 구조이다.

한편, 도 3의 실시예에서, 상기 유성기어장치(5)는 상기 선기어(S)에 상기 입력축(1)이 연결되고, 상기 링기어(R)는 상기 제1축(3)에 연결되며, 상기 캐리어(C)와 변속기케이스(23) 사이에는 상기 캐리어(C)의 회전을 구속할 수 있도록 전진브레이크(25)가 구비되고, 상기 캐리어(C)와 상기 링기어(R) 사이에는 상호 연결상태를 전환할 수 있도록 후진클러치(27)가 구비된 구조이다.

상기한 바와 같이 구성된 자동차용 무단변속기는 일단 구성하고 있는 축이 종래에 비하여 1개가 줄어들어, 최대 총 3개의 축으로 구성됨으로써, 부품수가 저감되고, 부피 및 중량이 저감됨은 물론, 제조원가를 절감시킬 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 구성된 무단변속기의 작용을 도 2의 실시예를 통해 살펴보면 다음과 같다.

전진시에는 상기 전진브레이크(25)를 체결하여, 엔진(29)으로부터 입력된 동력이 토크컨버터(31)를 통하여 상기 입력축(1)으로 전달되고, 상기 전진브레이크(25)에 의해 캐리어(C)가 고정되므로 상기 입력축(1)을 통해 링기어(R)로 입력된 동력은 회전방향이 전환되어 상기 선기어(S)를 통해 상기 제1축(3)으로 전달된다.

상기 제1축(3)과 제2축(13) 사이에는 상기 구동풀리(7)와 벨트(9) 및 피동풀리(11)에 의해 동력이 전달되며, 상기 제2축(13)의 아웃풋기어(15)는 상기 디퍼렌셜드라이브기어(19)를 구동시킴으로써, 제3축인 차동축(21)을 통해 전진 방향의 동력이 인출되도록 되어 있다.

후진시에는 상기 전진브레이크(25)는 해제상태에 있고, 상기 후진클러치(27)가 체결되는데, 상기 후진클러치(27)는 상기 캐리어(C)를 상기 선기어(S)에 직결시킴으로써, 상기 유성기어장치(5) 전체가 일체로 회전되도록 하므로, 상기 입력축(1)에서 상기 링기어(R)로 전달된 동력은 그대로 상기 제1축(3)으로 전달되어, 상기한 바와 같은 경로를 통해 상기 차동축(21)을 상기와는 반대방향으로 구동함으로써, 후진 방향의 동력이 인출되게 한다.

상기한 바와 같은 작용은 상기 도 3의 실시예에서도 상기 유성기어장치(5)의 링기어(R)와 선기어(S)의 역할만 반대로 전환될 뿐 나머지는 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

1; 입력축
3; 제1축
5; 유성기어장치
7; 구동풀리
9; 벨트
11; 피동풀리
13; 제2축
15; 아웃풋기어
17; 차동장치
19; 디퍼렌셜드라이브기어
21; 차동축
23; 변속기케이스
25; 전진브레이크
27; 후진클러치
29; 엔진
31; 토크컨버터
S; 선기어
R; 링기어
C; 캐리어

Claims (4)

1. 선기어와 링기어 및 캐리어를 구비하고, 상기 캐리어는 나머지 2개의 회전요소들 중 어느 하나에 직결되거나 회전이 구속될 수 있도록 구성되고, 상기 선기어와 링기어는 입력축과 제1축에 상호 배타적으로 각각 연결된 유성기어장치와;
   상기 제1축에 구비된 구동풀리와;
   상기 구동풀리와 벨트로 연결되는 피동풀리를 구비하고 상기 제1축에 평행하게 구비된 제2축과;
   상기 제2축에 구비된 아웃풋기어;
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 무단변속기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 입력축과 제1축은 동심축을 이루어 배치되고;
   상기 아웃풋기어에는 차동장치의 디퍼렌셜드라이브기어가 치합되는 것
   을 특징으로 하는 자동차용 무단변속기.
3. 청구항 1또는 청구항 2에 있어서, 상기 유성기어장치는
   상기 링기어에 상기 입력축이 연결되고;
   상기 선기어는 상기 제1축에 연결되며;
   상기 캐리어와 변속기케이스 사이에는 상기 캐리어의 회전을 구속할 수 있도록 전진브레이크가 구비되고;
   상기 캐리어와 상기 선기어 사이에는 상호 연결상태를 전환할 수 있도록 후진클러치가 구비된 것;
   을 특징으로 하는 자동차용 무단변속기.
4. 청구항 1또는 청구항 2에 있어서, 상기 유성기어장치는
   상기 선기어에 상기 입력축이 연결되고;
   상기 링기어는 상기 제1축에 연결되며;
   상기 캐리어와 변속기케이스 사이에는 상기 캐리어의 회전을 구속할 수 있도록 전진브레이크가 구비되고;
   상기 캐리어와 상기 링기어 사이에는 상호 연결상태를 전환할 수 있도록 후진클러치가 구비된 것;
   을 특징으로 하는 자동차용 무단변속기.
   
   

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