KR20150098582A - 원 모드 무단 트랜스미션 - Google Patents

원 모드 무단 트랜스미션 Download PDF

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KR20150098582A
KR20150098582A KR1020150023010A KR20150023010A KR20150098582A KR 20150098582 A KR20150098582 A KR 20150098582A KR 1020150023010 A KR1020150023010 A KR 1020150023010A KR 20150023010 A KR20150023010 A KR 20150023010A KR 20150098582 A KR20150098582 A KR 20150098582A
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housing
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pulley
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피트 알. 가르시아
제임스 엠. 하트
에드워드 더블유. 멜레트
엘리자베스 아이. 우든
더글라스 존 드웬저
Original Assignee
지엠 글로벌 테크놀러지 오퍼레이션스 엘엘씨
지엠 글로벌 테크놀러지 오퍼레이션스 엘엘씨
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Abstract

자동차용 파워트레인은 원 모드 무단 트랜스미션(CVT)와, 풀리 및 체인 조립체 또는 다른 무단 유닛(CVU)에 연결되는 유성 기어 세트 조립체에 연결된 토크 컨버터를 구비한다. 일반적으로, 유성 기어 세트 배열체는 하나의 유성 기어 세트, 하나의 브레이크 및 하나의 클러치를 구비한다. CVU는 최종 구동 유닛에 연결된다. CVU의 시브는 인벌류트 스플라인 연결부를 갖는다.

Description

원 모드 무단 트랜스미션{ONE MODE CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION}
본 출원은 2014년 2월 20일자로 출원된 미국 가출원 61/942,426호를 우선권으로 하며, 그 출원의 개시내용은 본원에 참고로 편입된다.
본 개시내용은 자동 트랜스미션에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전륜 구동 자동차용 원 모드 무단 트랜스미션에 관한 것이다.
본란에서는 본 개시내용에 관한 배경기술을 단지 제공하며, 종래기술을 구성할 수도 있고 구성하지 않을 수도 있다.
일반적으로, 무단 트랜스미션(continuously variable transmission: CVT)은 엔진 또는 전기 모터와 같은 로터리 파워 소스를 이중 기어 최종 구동 유닛에 작동가능하게 결합하는 체인 및 풀리 시스템을 구비한다. 일반적으로, 체인 및 풀리 시스템은 콘 페어들(cone pairs) 사이에서 연장되는 토크 전달 체인을 갖는 제1 및 제2 쌍의 풀리 콘들을 구비한다. 각각의 풀리 콘 페어(pulley cone pair)는 축방향 고정형 풀리 부재와, 축방향 가동형 풀리 부재를 구비한다. 각각의 가동형 풀리 부재는 유압 시스템에 의해 고정형 풀리 부재에 대해 축방향으로 조절가능하다. 유압 시스템은 1차 및 2차 유압 압력을 해당하는 가동형 풀리 부재에 제공함으로써, 무단 트랜스미션의 출력/입력비를 교대로 제어하는 제1 및 제2 풀리 콘 페어의 런닝 반경(running radius)을 조절한다. 콘의 운동은 입력 속도 대 출력 속도의 비를 단차없이(steplessly) 또는 연속적으로(continuously) 변경한다. 무단 트랜스미션의 경우, 작지만 효율적인 비율 변경이 달성될 수 있다. 이는 임의의 비율 변경이 단차 값(step values)인 고정형 기어비와는 대조적이다.
기존 설계가 그 의도된 목적을 위해 적합하지만, 충분한 성능 특성을 제공하면서, 축방향 길이 및 질량을 최소화하는 개선된 CVT 설계에 대한 필요성이 부단히 필요하다.
원 모드 무단 트랜스미션(one mode continuously variable transmission)을 갖는 자동차용 파워트레인이 제공된다. 상기 파워트레인은 엔진, 상기 엔진에 연결되는 토크 컨버터 및 원 모드 무단 트랜스미션을 구비한다. 상기 원 모드 무단 트랜스미션은, 트랜스미션 하우징, 상기 토크 컨버터에 연결된 입력 부재, 출력 부재, 상기 입력 부재에 연결된 링 기어, 캐리어 부재 및 태양 기어 부재를 갖는 유성 기어 세트, 상기 입력 부재와 상기 링 기어 부재를 상기 태양 기어 부재에 연결하도록 선택적으로 결합가능한 클러치, 상기 캐리어 부재를 상기 트랜스미션 하우징에 연결하도록 선택적으로 결합가능한 브레이크, 상기 태양 기어 부재에 연결되는 제1 풀리, 상기 출력 부재에 연결되는 제2 풀리, 및 상기 제1 풀리와 상기 제2 풀리 둘레에 감싸지는 엔드리스 부재를 구비한다. 상기 클러치의 결합은 전진 속도 범위를 개시(initiate)하고, 상기 브레이크의 결합은 후진 속도 범위를 개시한다.
본 발명의 일 관점에서, 상기 엔드리스 부재는 체인이고, 상기 제1 풀리는 고정형 시트 상에 슬라이딩 가능하게 배치된 가동형 시브를 구비하고, 상기 가동형 시브는 인벌류트 스플라인 연결부(involute spline connection)에 의해 상기 고정형 시브에 연결된다.
본 발명의 다른 관점에서, 상기 고정형 시브는 축방향 연장부를 구비하고, 상기 축방향 연장부의 외경 상에는 제1 인벌류트 스플라인이 형성되고, 상기 가동형 시브는 상기 가동형 시브의 내경 상에 형성된 제2 인벌류트 스플라인을 구비하고, 상기 제1 인벌류트 스플라인은 상기 제2 인벌류트 스플라인과 상호 맞물린다.
본 발명의 또 다른 관점에서, 상기 브레이크는 피스톤 하우징 내에 슬라이딩 가능하게 배치된 피스톤을 갖는 피스톤 조립체에 의해 작동되고, 상기 피스톤 하우징은 상기 트랜스미션 하우징과는 별개의 유닛이다.
본 발명의 또 다른 관점에서, 상기 피스톤 조립체는 상기 트랜스미션 하우징의 내부면에 결합된다.
본 발명의 또 다른 관점에서, 상기 브레이크는 각각의 인접한 클러치 플레이트와 반동 플레이트 사이에 배치된 복수의 세퍼레이터 스프링을 구비하고, 상기 세퍼레이터 스프링은 상기 브레이크를 분리된 상태로 바이어스한다.
본 발명의 또 다른 관점에서, 트랜스퍼 샤프트는 피니언 및 기어 조립체에 연결되고, 상기 트랜스퍼 샤프트는 공통 평면의 기어 세트에 의해 상기 트랜스미션의 출력 부재에 연결되고, 상기 트랜스퍼 샤프트와 상기 피니언 및 기어 조립체는 상기 트랜스미션 하우징 내에 지지된다.
본 발명의 또 다른 관점에서, 상기 트랜스퍼 샤프트는 제1 롤러 베어링 세트에 의해 일 단부에 지지되고, 제2 볼 베어링 세트에 의해 또 다른 대향 단부에 지지되고, 상기 제2 볼 베어링 세트에는 엔드 링이 축방향 지지를 제공하고, 상기 피니언 및 기어 조립체의 하우징은 제3 볼 베어링 세트 및 제4 볼 베어링 세트에 의해 지지된다.
본 발명의 또 다른 관점에서, 상기 트랜스퍼 샤프트는 제1 롤러 베어링 세트에 의해 일 단부에 지지되고, 제2 볼 베어링 세트에 의해 또 다른 대향 단부에 지지되고, 상기 제1 롤러 베어링 세트의 양측부 상에는 제1 스냅 링과 제2 스냅 링이 배치된다.
본 발명의 또 다른 관점에서, 상기 트랜스퍼 샤프트는 제1 롤러 베어링 세트에 의해 일 단부에 지지되고, 제2 롤러 베어링 세트 및 제2 스러스트 베어링 세트에 의해 또 다른 대향 단부에 지지되고, 상기 제1 롤러 베어링 세트와 상기 제1 스러스트 베어링 세트 사이에는 제1 브레이스 플레이트가 축방향으로 배치되고, 상기 제2 롤러 베어링 세트와 상기 제2 스러스트 베어링 세트 사이에는 제2 브레이스 플레이트가 축방향으로 배치된다.
본 발명의 또 다른 관점에서, 상기 파워트레인은 상기 엔진에 의해 구동되는 메인 펌프와, 보조 펌프를 구비하고, 상기 보조 펌프는 상기 트랜스미션 하우징의 하부 근방에서 상기 메인 펌프에 인접하게 배치된다.
본 발명의 또 다른 관점에서, 상기 파워트레인은 상기 엔진에 의해 구동되는 메인 펌프와, 보조 펌프를 구비하고, 상기 보조 펌프는 상기 트랜스미션 하우징의 상부에 배치되고 상기 트랜스미션 하우징 외부에 배치된다.
본 발명의 또 다른 관점에서, 상기 토크 컨버터는 상기 엔진과 상기 트랜스미션의 입력 부재 사이에 연결된 3-스테이지 댐퍼 조립체(three-stage damper assembly)를 구비한다.
본 발명의 또 다른 관점에서, 상기 토크 컨버터는 상기 엔진과 상기 트랜스미션의 입력 부재 사이에 연결된 튠드 업소버(tuned absorber)를 구비한다.
본 발명의 또 다른 관점에서, 상기 토크 컨버터는 상기 엔진과 상기 트랜스미션의 입력 부재 사이에 연결된 펜듈럼 댐퍼(pendulum damper)를 구비한다.
본원에 제공된 설명으로부터 또 다른 영역의 적용성이 명백할 것이다. 설명 및 특정례는 단지 예시의 목적으로 의도된 것으로서, 본 개시내용의 범위를 제한할 의도의 것이 아니다.
본원에 기재된 도면은 단지 예시의 목적으로 의도된 것으로서, 본 개시내용의 범위를 제한할 의도의 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 원리에 따른 파워트레인의 개략도,
도 2는 본 발명의 원리에 따른 파워트레인의 단면도,
도 3a는 3-스테이지 댐퍼 조립체를 갖는 토크 컨버터의 단면도,
도 3b는 튠드 진동 업소버를 갖는 토크 컨버터의 단면도,
도 3c는 펜듈럼 댐퍼 조립체를 갖는 토크 컨버터의 단면도,
도 4는 파워트레인 내의 유성 기어 세트 조립체의 단면도,
도 5는 파워트레인 내에 이용되는 무단 유닛의 단면도,
도 6은 파워트레인 내에 이용되는 최종 구동 유닛의 단면도,
도 7a는 최종 구동 유닛을 지지하기 위한 제1 지지 배열체를 도시한 단면도,
도 7b는 최종 구동 유닛을 지지하기 위한 제2 지지 배열체를 도시한 단면도,
도 7c는 최종 구동 유닛을 지지하기 위한 제3 지지 배열체를 도시한 단면도,
도 8은 트랜스미션의 측면도,
도 9는 트랜스미션의 부분 측단면도.
하기의 설명은 단지 예시이며, 본 개시내용, 적용 또는 용도를 제한할 의도의 것이 아니다.
도 1-2를 참조하면, 자동차용 파워트레인은 참조부호 10으로 지칭된다. 파워트레인(10)은 트랜스미션(14)과 상호연결되는 엔진(12)을 구비한다. 엔진(12)은 본 개시내용의 범위로부터 벗어나지 않고서, 종래의 가솔린, 디젤, 플렉스 연료 내연기관, 하이브리드 엔진 또는 전기 모터, 혹은 임의의 다른 타입의 원동기일 수 있다. 엔진(12)은 토크 컨버터(16)를 통해 구동 토크를 트랜스미션(14)에 공급하는 엔진 출력 샤프트(15)를 구비한다.
토크 컨버터(16)는 토크 컨버터 하우징(18) 내에 수용된 토러스(17)를 구비한다. 토크 컨버터 하우징(18)은 트랜스미션 하우징(19)에 결합된다. 토러스(17)는 펌프(17A), 토러스(17)가 일방향으로의 회전만을 보장하는 일방향 클러치(21)를 통해 트랜스미션 하우징(19)에 연결하는 스테이터(20), 및 터빈 또는 출력부(17B)를 구비한다. 펌프(17A)는 샤프트 또는 부재(22)에 의해 엔진 출력 샤프트(15)에 연결된다. 토크 컨버터(16)는 터빈(17B)에 연결된 스프링/댐퍼 조립체(24)를 더 구비한다. 도 1에 도시한 예에서, 스프링/댐퍼 조립체(24)는 2개의 스프링/댐퍼(24A, 24B)를 갖는 2-스테이지 댐퍼 조립체이다. 스프링/댐퍼 조립체(24)는 토크 컨버터 클러치(26)에 의해 펌프(17A) 또는 상호연결 부재(22)에 선택적으로 결합된다. TCC(26)은 토러스(17)를 바이패스하고 스프링/댐퍼 조립체(24)를 통해 토크가 직업 전달됨으로써, 엔진(12)으로부터 트랜스미션(14)으로의 진동을 최소화한다. 스프링/댐퍼 조립체(24)는 터빈 샤프트(25)에 토크를 출력한다. 터빈 샤프트(25)는 후술한 바와 같이 트랜스미션(14)의 입력부에 연결된다.
도 3a를 참조하면, 변형 실시예에서, 토크 컨버터(16) 내의 스프링/댐퍼 조립체(24)는 3-스테이지 댐퍼 조립체(24')로 대체된다. 3-스테이지 댐퍼 조립체(24')는 제1, 제2 및 제3 스프링 조립체를 구비한다.
도 3b를 참조하면, 변형 실시예에서, 토크 컨버터(16) 내의 스프링/댐퍼 조립체(24)는 튠드 업소버(tuned absorber)(24")로 대체된다. 튠드 업소버(24")는 TCC(26)와 터빈(25) 사이에 연결된 매스(mass)(30)를 구비한다.
도 3c를 참조하면, 변형 실시예에서, 토크 컨버터(16) 내의 스프링/댐퍼 조립체(24)는 펜듈럼 댐퍼(pendulum damper)(24"')로 대체된다. 펜듈럼 댐퍼(24"')는 TCC(26)와 터빈(25) 사이의 중간 플레이트(34)에 연결된 펜듈럼 매스(32)를 구비한다.
도 1, 2 및 4를 참조하면, 트랜스미션(14)은 가변 직경 풀리 또는 시브 구동 무단 트랜스미션(CVT)이다. 트랜스미션(14)은, 트랜스미션(14)의 각종 부품을 봉입하고 보호하는 전형적인 주조, 금속 하우징(19)을 구비한다. 하우징(19)은 이러한 부품을 위치설정 및 지지하는 각종 개구, 통로, 숄더 및 플랜지를 구비한다. 일반적으로 말하면, 트랜스미션(14)은 트랜스미션 입력 샤프트(28)와 트랜스미션 출력 샤프트(30)를 구비한다. 트랜스미션 입력 샤프트(28)는 토크 컨버터(16)의 출력 또는 터빈 샤프트(25)에 연결된다. 트랜스미션 입력 샤프트(28)와 트랜스미션 출력 샤프트(30) 사이에는 유성 기어 세트 조립체(32) 및 풀리 조립체 또는 무단 유닛(34)이 연결되어, 트랜스미션 입력 샤프트(28)와 트랜스미션 출력 샤프트(30) 사이의 전진 및 후진 속도비 또는 기어비를 제공하도록 연동한다. 트랜스미션 입력 샤프트(28)는 토크 컨버터(16)를 통해 엔진(12)과 기능적으로 상호연결되고, 엔진(12)으로부터 입력 토크 또는 파워를 수용한다. 바람직하게, 트랜스미션 출력 샤프트(30)는 최종 구동 유닛(36)과 연결된다. 트랜스미션 출력 샤프트(30)는 최종 구동 유닛(36)에 구동 토크를 제공한다. 최종 구동 유닛(36)은 차동장치, 액슬 샤프트 및 로드 휠(미도시)을 구비할 수 있다.
유성 기어 조립체(32)는 유성 기어 세트(50)를 구비한다. 유성 기어 세트(50)는 태양 기어 부재(50A), 유성 캐리어 부재(50B) 및 링 기어 부재(50C)를 구비한다. 유성 캐리어 부재(50B)는 유성 기어 세트(50D)(그 중 하나만이 도시됨)를 회전가능하게 지지한다. 유성 기어(50D) 각각은, 태양 기어 부재(50A)와 링 기어 부재(50C) 양자와 상호 맞물리도록 구성된다.
태양 기어 부재(50A)는 제1 샤프트 또는 상호연결 부재(52)와 공통 회전을 위해 연결된다. 유성 캐리어 부재(50B)는 제2 샤프트 또는 상호연결 부재(54)와 공통 회전을 위해 연결된다. 변형적으로, 제2 샤프트 및 유성 캐리어 부재(50B)는 일체 형성될 수 있다. 링 기어 부재(50C)는 입력 부재(28)에 연결된 중간 부재 또는 클러치 하우징 부재(29)를 거쳐 트랜스미션 입력 샤프트 또는 부재(28)와 공통 회전을 위해 연결된다.
더욱이, 클러치(56) 및 브레이크(58)를 구비하는 토크 전달 기구는 샤프트 또는 상호연결 부재, 유성 기어 세트의 부재 및 하우징의 선택적인 상호연결을 허용하도록 제공된다. 토크 전달 기구는 마찰, 도그 또는 싱크로나이저 타입의 기구 등이다. 예컨대, 클러치(56)는 클러치 허브(53)를 거쳐 제1 상호연결 샤프트 또는 부재(52)를 트랜스미션 입력 샤프트(28)와 연결하도록 선택적으로 결합가능하다. 브레이크(58)는 제2 샤프트 또는 상호연결 부재(54)를 트랜스미션 하우징(19)과 연결하도록 선택적으로 결합가능하여, 상호연결 부재(54) 및 그에 따른 캐리어 부재 기어(50B)의 상대 회전을 구속한다. 클러치(56)는 전진 속도비 또는 기어비를 제공하도록 결합된다. 브레이크(58)는 후진 속도비 또는 기어비를 제공하도록 결합된다.
클러치(56)는 클러치 하우징(29) 내에 슬라이딩 가능하게 배치된 피스톤(60)에 의해 작동된다. 브레이크(58)는 피스톤 조립체(62)에 의해 작동된다. 피스톤 조립체(62)는 피스톤 하우징(64) 내에 슬라이딩 가능하게 배치된 피스톤(63)을 구비한다. 피스톤 하우징(64)은 트랜스미션 하우징(19)과는 별개의 유닛이므로, 하우징(19)의 기계가공 요건을 단순화시킨다. 피스톤 조립체(62)는 트랜스미션 하우징(19)의 내부면에 결합된다. 바람직하게, 피스톤 조립체(62)는 모듈형 부품이며, 이는 그 부품이 트랜스미션 하우징(19)의 나머지 부분에 영향을 미치지 않고서 변경, 재배향 또는 교체될 수 있는 자체 수용형 유닛임을 의미한다. 또한, 브레이크(58)는 각각의 인접한 클러치 플레이트 또는 라이닝(67)과 반동 플레이트 또는 마찰 플레이트(68) 사이에 배치된 복수의 세퍼레이터 스프링(66)을 구비한다. 세퍼레이터 스프링(66)은 브레이크(58)를 분리된 상태로 가압함으로써, 브레이크(58)가 피스톤 조립체(62)에 의해 결합되지 않을 때 스핀 손실을 감소시킨다.
도 1, 2 및 5를 참조하면, 제1 상호연결 부재(52)는 풀리 조립체(74)와 연결되거나 또는 일체 형성된다. 풀리 조립체(74)는 제1 풀리 또는 시브 페어(70) 및 제2 풀리 또는 시브 페어(72)를 구비한다. 제1 풀리(70)는 제1 절두원추형 시브 또는 부재(70A), 및 상기 제1 절두원추형 시브 또는 부재(70A)와 축방향 정렬하는 제2 절두원추형 시브 또는 부재(70B)를 구비한다. 제2 시브(70B)는 제1 상호연결 부재(52)와 회전을 위해 직접 연결되고, 제1 상호연결 부재 또는 샤프트(52)와 일체 형성될 수 있다. 제1 시브(70A)는 유압 제어 시스템(미도시) 또는 다른 작동 시스템에 의해 제2 시브(70B)에 대해 축방향으로 이동가능하다. 시브(70A, 70B)는 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서 축방향으로 전환될 수 있다.
제2 풀리(72)는 제1 절두원추형 시브 또는 부재(72A), 및 상기 제1 절두원추형 시브 또는 부재(72A)와 축방향 정렬하는 제2 절두원추형 시브 또는 부재(72B)를 구비한다. 제2 시브(72B)는 트랜스미션 출력 샤프트 또는 부재(30)와 회전을 위해 직접 연결되고, 출력 샤프트(30)와 일체 형성될 수 있다. 제1 시브(72A)는 유압 제어 시스템(미도시) 또는 다른 작동 시스템에 의해 제2 시브(72B)에 대해 축방향으로 이동가능하다. 시브(72A, 72B)는 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서 축방향으로 전환될 수 있다. 또한, 시브(72A)는 시브(72A)의 외경 상에 배치된 파크 기어(73)를 구비한다. 파크 기어(73)는 파크 기구(미도시)와 연결가능하다.
제1 풀리 쌍(70)과 제2 풀리 쌍(72) 사이에는, V자형 단면을 갖는 토크 전달 체인 또는 엔드리스 부재(76)가 장착된다. 바람직한 실시예에서, 엔드리스 부재(76)가 체인이지만, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서, 벨트, 포지티브 결합 장치 또는 V자형이 아닌 벨트 또는 체인을 포함하는 다른 타입의 부재가 채용될 수 있다. 제1 상호연결 부재(52)로부터 연통된 구동 토크는 시브(70A, 70B)와 체인(76) 사이의 마찰을 거쳐 전달된다. 입력 풀리(70) 대 출력 풀리(72)의 비는 시브들(70A, 70B) 사이 그리고 시브들(72A, 72B) 사이의 이격거리를 변경함으로써 조절된다. 예컨대, 풀리들(70, 72) 사이의 비율을 변경하기 위해, 시브들(70A, 70B) 사이의 축방향 거리가 시브(70B)를 향해 시브(70A)를 이동시킴으로써 감소될 수 있는 동시에, 시브들(72A, 72B) 사이의 축방향 거리는 시브(72B)로부터 멀어지게 시브(72A)를 이동시킴으로써 증가될 수 있다. 체인(76)의 V자형 단면으로 인해, 체인(76)은 제1 풀리(70) 상에서 높게 그리고 제2 풀리(72) 상에서 낮춰지게 주행한다. 따라서, 풀리(70, 72)의 유효 직경이 변하므로, 제1 풀리(70)와 제2 풀리(72) 사이의 전체 기어비를 변경시킨다. 풀리(70, 72)와 체인(76)의 길이 사이의 반경방향 거리가 일정하기 때문에, 풀리(70, 72)로부터 체인(76)으로 토크가 전달되는 것을 보장하도록 체인(76) 상에 적절한 양의 인장력을 유지하기 위해, 시브(70A, 72A)의 운동이 동시에 발생해야 한다. CVU(36)는 약 8.4 내지 약 6의 전체 비율을 제공한다. 더욱이, 풀리(70, 72)는 감소된 직경 및 최적화된 중심 거리를 갖는다.
일반적인 벨트 구동에 비하면, 체인(76)은 풀리 페어(70A, 70B)와 풀리 페어(72A, 72B) 사이의 백래시(backlash)에 내성이 있다. 따라서, 시브(70A)는 인벌류트 스플라인 연결부(78)를 거쳐 시브(70B)에 연결된다. 예컨대, 시브(70B)는 축방향 연장부(80)를 구비한다. 제1 인벌류트 스플라인(82)은 축방향 연장부(80)의 외경 상에 형성된다. 매칭하는 제2 인벌류트 스플라인(84)은 시브(70A)의 내경 상에 형성된다. 시브(70A)는 축방향 연장부(80) 상에서 축방향으로 슬라이딩하고, 스플라인(82, 84)은 스플라인 연결부(78)을 형성하도록 맞물린다. 스플라인 연결부(78)는 시브(70A, 70B)가 서로에 대해 축방향으로 이동하게 하는 한편, 시브(70A, 70B)를 회전식으로 결합하게 한다.
마찬가지로, 시브(72B)는 인벌류트 스플라인 연결부(86)를 거쳐 시브(72A)에 연결된다. 예컨대, 시브(72A)는 (트랜스미션 출력 샤프트(30)와 일체 형성된) 축방향 연장부(88)를 구비한다. 제1 인벌류트 스플라인(90)은 축방향 연장부(88)의 외경 상에 형성된다. 매칭하는 제2 인벌류트 스플라인(92)은 시브(72B)의 내경 상에 형성된다. 시브(72B)는 축방향 연장부(88) 상에서 축방향으로 슬라이딩하고, 스플라인(90, 92)은 스플라인 연결부(86)을 형성하도록 맞물린다. 스플라인 연결부(86)는 시브(72A, 72B)가 서로에 대해 축방향으로 이동하게 하는 한편, 시브(72A, 72B)를 회전식으로 결합하게 한다. 시브들 사이의 임의의 백래시는 체인(76)에 의해 흡수 또는 보상된다.
도 1, 2 및 6을 참조하면, 풀리 조립체(34)는 최종 구동 유닛(36)에 토크를 전달한다. 최종 구동 유닛(36)은 제1 공통 평면의 기어 세트(102) 및 제2 공통 평면의 기어 세트(104)를 구비한다. 제1 기어 세트(102)는 종동 기어(120B)와 상호 맞물린 구동 기어(102A)를 구비한다. 종동 기어(102B)는 트랜스퍼 샤프트 또는 부재(106)에 연결된다. 트랜스퍼 샤프트(106)는 제2 유성 기어 세트(104)의 구동 기어(104A)에 연결된다. 구동 기어(104A)는 종동 기어(104B)와 상호 맞물린다. 구동 기어(104A)는 트랜스퍼 샤프트(106) 상의 스프로켓 또는 스플라인으로서 형성될 수 있다. 종동 기어(104B)는 피니언/기어 조립체(108)의 하우징(107)에 연결된다. 제1 및 제2 기어 세트의 구동비는 최종 구동비의 가장 넓은 범위를 제공하기 위해 플렉스 기어 메쉬(flex gear meshes)가 되도록 설계된다.
피니언/기어 조립체(108)는 피니언 기어 세트(11)와 결합하는 핀(110)을 구비하여, 트랜스미션(14)으로부터의 토크가 하우징(107)을 통해, 핀(108)과 피니언(110)을 통해 자동차의 전륜을 구동하는 액슬(114, 116) 세트에 전달된다. 또한, 최종 구동 유닛(36)은 트랜스미션(14)이 4륜 구동 모드에 적합하도록 해당하는 스플라인과 결합하는 한 쌍의 기구(118, 120)를 구비할 수 있다. 최종 구동 유닛(36)은 약 7.0 내지 약 3.8의 최종 구동비 범위를 제공한다. 공통 기어 세트(102, 104)는 감소된 직경 및 최적화된 중심 거리를 갖는다.
도 7a, 7b 및 7c를 참조하면, 트랜스미션 하우징(19) 내의 최종 구동 유닛(36)을 지지하기 위한 각종 계획이 도시된다. 도 7a에서, 트랜스퍼 샤프트(106)는 제1 볼 베어링 세트(202A)에 의해 일 단부(106A)에 지지되고, 제2 볼 베어링 세트(202B)에 의해 또 다른, 대향 단부(106B)에 지지된다. 제2 볼 베어링 세트(202B)에는 엔드 링(203)이 축방향 지지를 제공한다. 피니언/기어 조립체(108)의 하우징(107)은 제3 볼 베어링 세트(202C) 및 제4 볼 베어링 세트(202D)에 의해 지지된다. 볼 베어링들은 최종 구동 유닛(36)으로부터 트랜스미션 하우징(19)으로 축방향 및 반경방향 부하를 전달한다.
도 7b에서, 제1 볼 베어링 세트(202A)는 제1 니들 또는 롤러 베어링 세트(206)로 대체되어 있다. 롤러 베어링(206)은 반경방향 부하를 전달하지만, 축방향 부하를 전달하지 않는다. 그러나, 롤러 베어링들은 볼 베어링들보다 낮은 손실을 갖는다. 엔드 링(203)은 제2 롤러 베어링 세트(202B)의 양측부 상에 배치된 제1 및 제2 스냅 링(208, 210)으로 대체되어 있다. 스냅 링(208, 210)은 제2 롤러 베어링 세트(202B)가 각 방향으로 축방향 부하를 취하게 한다. 또한, 제2 롤러 베어링(202B)은 도 7a에 이용된 것에 대해 확대된다.
도 7c에서, 제1 및 제2 볼 베어링 세트(202A, 202B)는 제1 및 제2 롤러 또는 니들 베어링(212A, 212B)과, 제1 및 제2 스러스트 베어링 세트(214A, 214B)로 대체된다. 제1 롤러 베어링 세트(212A)와 제1 스러스트 베어링 세트(214A) 사이에는 제1 브레이스 플레이트(216A)가 배치된다. 제2 롤러 베어링 세트(212B)와 제2 스러스트 베어링 세트(214B) 사이에는 제2 브레이스 플레이트(216B)가 배치된다. 스러스트 베어링(214A, 214B)은 브레이스 플레이트(216A, 216B)와 구동 기어(104A)와 종동 기어(102B) 사이에 각각 배치된다.
도 8을 참조하면, 트랜스미션(14)은 밸브 바디(300)를 구비한다. 밸브 바디(300)는 트랜스미션(14)의 작동을 전기 유체식으로 제어하는데 이용되는 유체 통로, 솔레노이드 및 밸브를 구비한다. 밸브 바디(300)는 트랜스미션(14)에 대해 수직방향으로 배향되고, 즉 예시적인 밸브(302)는 서로에 대해 수직이다. 밸브 바디(300)는 트랜스미션(14)의 전방에 배치된다. 예컨대, 트랜스미션(14)의 하우징(19)은 하부(19A), 상부(19B), 후방부(19C) 및 전방부(19D)를 구비한다. 밸브 바디(300)를 덮도록 하우징(19)의 전방부(19D)에는 전방 커버(304)가 연결된다. 변형 실시예에서, 밸브 바디(300)는 하우징(19)의 바디(19A)에 수평방향으로 배치될 수 있으며, 커버(304)는 밸브 바디(300)보다 높게 배치되어 하우징(19)의 하부(19A)에 연결된다. 또한, 밸브 바디(300)는 외부 또는 내부 전자 트랜스미션 범위 선택부(external or internal electronic transmission range selection)를 구비할 수 있다.
도 9를 참조하면, 트랜스미션(14)은 하우징(19)의 하부(19A) 근방에 배치된 메인 펌프(402)를 구비한다. 메인 펌프(402)는 체인 연결부(미도시)를 거쳐 엔진(12)에 의해 직접 구동되는 것이 바람직하다. 메인 펌프(402)는 각종 타입, 예컨대 기어 펌프, 베인 펌프, 제로터 펌프 또는 임의의 다른 포지티브 변위 펌프일 수 있다. 메인 펌프(402)는 섬프 필터(404)와 연통하는 입구와, 밸브 바디(300)와 연통하는 출구를 갖는다. 도 9는 보조 펌프(406)에 대한 2가지의 바람직한 위치를 도시한다. 보조 펌프(406)는 메인 펌프(402)를 구동하는 원동기와는 상이한 전기 모터 또는 다른 원동기에 의해 구동된다. 보조 펌프(406)는 각종 타입, 예컨대 기어 펌프, 베인 펌프, 제로터 펌프 또는 임의의 다른 포지티브 변위 펌프일 수 있다. 일 실시예에서, 보조 펌프(406)는 트랜스미션 하우징(19)의 하부 근방에서 메인 펌프(402)의 옆에 배치된다. 또 다른 실시예에서, 보조 펌프(406)는 트랜스미션 하우징(19)의 상부에 배치되고, 트랜스미션 하우징(19)의 외부에 있다.
본 발명의 기재는 단지 예시적인 것이며, 본 발명의 요지로부터 벗어나지 않는 변형이 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 이러한 변형은 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어난 것으로 간주되지 않아야 한다.

Claims (10)

  1. 엔진;
    상기 엔진에 연결되는 토크 컨버터; 및
    트랜스미션
    을 포함하며,
    상기 트랜스미션은,
    트랜스미션 하우징;
    상기 토크 컨버터에 연결된 입력 부재;
    출력 부재;
    상기 입력 부재에 연결된 링 기어, 캐리어 부재 및 태양 기어 부재를 갖는 유성 기어 세트;
    상기 입력 부재와 상기 링 기어 부재를 상기 태양 기어 부재에 연결하도록 선택적으로 결합가능한 클러치;
    상기 캐리어 부재를 상기 트랜스미션 하우징에 연결하도록 선택적으로 결합가능한 브레이크;
    상기 태양 기어 부재에 연결되는 제1 풀리;
    상기 출력 부재에 연결되는 제2 풀리; 및
    상기 제1 풀리와 상기 제2 풀리 둘레에 감싸지는 엔드리스 부재
    를 갖고,
    상기 클러치의 결합은 전진 속도 범위를 개시하고, 상기 브레이크의 결합은 후진 속도 범위를 개시하는,
    자동차용 파워트레인.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 엔드리스 부재는 체인이고, 상기 제1 풀리는 고정형 시트 상에 슬라이딩 가능하게 배치된 가동형 시브를 구비하고, 상기 가동형 시브는 인벌류트 스플라인 연결부(involute spline connection)에 의해 상기 고정형 시브에 연결되고,
    상기 고정형 시브는 축방향 연장부를 구비하고, 상기 축방향 연장부의 외경 상에는 제1 인벌류트 스플라인이 형성되고, 상기 가동형 시브는 상기 가동형 시브의 내경 상에 형성된 제2 인벌류트 스플라인을 구비하고, 상기 제1 인벌류트 스플라인은 상기 제2 인벌류트 스플라인과 상호 맞물리는,
    자동차용 파워트레인.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 브레이크는 피스톤 하우징 내에 슬라이딩 가능하게 배치된 피스톤을 갖는 피스톤 조립체에 의해 작동되고, 상기 피스톤 하우징은 상기 트랜스미션 하우징으로부터 별개의 유닛이고,
    상기 피스톤 조립체는 상기 트랜스미션 하우징의 내부면에 결합되고,
    상기 브레이크는 각각의 인접한 클러치 플레이트와 반동 플레이트 사이에 배치된 복수의 세퍼레이터 스프링을 구비하고, 상기 세퍼레이터 스프링은 상기 브레이크를 분리된 상태로 바이어스하는,
    자동차용 파워트레인.
  4. 제1항에 있어서,
    피니언 및 기어 조립체에 연결된 트랜스퍼 샤프트를 더 포함하며,
    상기 트랜스퍼 샤프트는 공통 평면의 기어 세트에 의해 상기 트랜스미션의 출력 부재에 연결되고,
    상기 트랜스퍼 샤프트와 상기 피니언 및 기어 조립체는 상기 트랜스미션 하우징 내에 지지되는,
    자동차용 파워트레인.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 트랜스퍼 샤프트는 제1 롤러 베어링 세트에 의해 일 단부에 지지되고, 제2 볼 베어링 세트에 의해 또 다른 대향 단부에 지지되고,
    상기 제2 볼 베어링 세트에는 엔드 링이 축방향 지지를 제공하고,
    상기 피니언 및 기어 조립체의 하우징은 제3 볼 베어링 세트 및 제4 볼 베어링 세트에 의해 지지되는,
    자동차용 파워트레인.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 트랜스퍼 샤프트는 제1 롤러 베어링 세트에 의해 일 단부에 지지되고, 제2 볼 베어링 세트에 의해 또 다른 대향 단부에 지지되고,
    상기 제1 롤러 베어링 세트의 양측부 상에는 제1 스냅 링과 제2 스냅 링이 배치되는,
    자동차용 파워트레인.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 트랜스퍼 샤프트는 제1 롤러 베어링 세트에 의해 일 단부에 지지되고, 제2 롤러 베어링 세트 및 제2 스러스트 베어링 세트에 의해 또 다른 대향 단부에 지지되고,
    상기 제1 롤러 베어링 세트와 상기 제1 스러스트 베어링 세트 사이에는 제1 브레이스 플레이트가 축방향으로 배치되고, 상기 제2 롤러 베어링 세트와 상기 제2 스러스트 베어링 세트 사이에는 제2 브레이스 플레이트가 축방향으로 배치되는,
    자동차용 파워트레인.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 엔진에 의해 구동되는 메인 펌프와, 보조 펌프를 더 포함하고,
    상기 보조 펌프는 상기 트랜스미션 하우징의 하부 근방에서 상기 메인 펌프에 인접하게 배치되고,
    상기 토크 컨버터는 상기 엔진과 상기 트랜스미션의 입력 부재 사이에 연결된 3-스테이지 댐퍼 조립체를 구비하는,
    자동차용 파워트레인.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 엔진에 의해 구동되는 메인 펌프와, 보조 펌프를 더 포함하고,
    상기 보조 펌프는 상기 트랜스미션 하우징의 상부에 배치되고 상기 트랜스미션 하우징 외부에 배치되고,
    상기 토크 컨버터는 상기 엔진과 상기 트랜스미션의 입력 부재 사이에 연결된 튠드 업소버(tuned absorber)를 구비하는,
    자동차용 파워트레인.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 토크 컨버터는 상기 엔진과 상기 트랜스미션의 입력 부재 사이에 연결된 펜듈럼 댐퍼(pendulum damper)를 구비하는,
    자동차용 파워트레인.

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