KR20160137796A - 차량용 10단 dct - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 제1클러치를 통해 동력을 전달받도록 설치된 제1입력축과; 상기 제1입력축과 동심축을 이루어 배치되고 제2클러치를 통해 동력을 전달받도록 설치된 제2입력축과; 1단 내지 9단의 변속단들 중 홀수 변속단들을 구현하기 위하여, 상기 제1입력축에 구비된 다수의 홀수단구동기어와; 2단 내지 8단 중 짝수 변속단을 구현하기 위하여, 상기 제2입력축에 구비된 다수의 짝수단구동기어와; 상기 제1입력축 및 제2입력축과 평행하게 배치된 제1출력축 및 제2출력축과; 상기 홀수단구동기어들에 치합되어 홀수 변속단들을 구현하도록 상기 제1출력축 및 제2출력축에 각각 배치된 다수의 홀수단피동기어와; 상기 짝수단구동기어들에 치합되어 짝수 변속단들을 구현하도록 상기 제1출력축 및 제2출력축에 각각 배치된 다수의 짝수단피동기어와; 상기 제1출력축 또는 제2출력축에 설치되어 동일한 축에 설치된 어느 하나의 홀수단피동기어와 어느 하나의 짝수단피동기어를 서로 연결하거나 차단할 수 있도록 구비된 조인트싱크로를 포함하여 구성된다.

Description

차량용 10단 DCT{10-STAGE DCT FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 더블클러치 변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변속기의 전체 길이를 가급적 짧게 형성할 수 있으면서도 다수의 변속단을 구현할 수 있도록 하는 변속기의 구조에 관한 기술이다.
더블클러치 변속기(DCT: Double Clutch Transmission)는 기본적으로는 종래의 동기치합식 수동변속기의 입력축을 2개로 구성하고 엔진으로부터 2개의 클러치를 통해 동력을 전달받아 두 입력축에서 서로 인접한 변속단을 차례로 형성할 수 있도록 구성된다.
따라서, 더블클러치 변속기는 입력축들과 여기에 평행하게 배치된 출력축 사이에 상시 치합된 각 변속단들을 구성하는 변속단기어들이 배치되고, 이들 변속단기어들을 선택적으로 입력축 또는 출력축에 연결하거나 차단하도록 하는 동기장치가 배치되어, 이들 변속단기어들과 동기장치들이 설치되는 개수에 따라 변속기의 전체 길이 및 구현할 수 있는 변속단의 개수가 결정된다.
차량에서 엔진의 운전효율을 최적의 상태로 확보하여 연비를 극대화하기 위해서는, 변속기가 구현할 수 있는 변속단의 수를 가급적 많게 해야 하는데, 상기한 바와 같이 변속단의 수를 증가시키는 것은 반대로 변속기의 전체 길이를 증가시켜서 차량에의 탑재성을 떨어뜨리고 중량을 증가시켜서 연비에 부정적인 영향을 줄 수 있다.
상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 1015099820000 B
본 발명은 변속기의 전체 길이를 가급적 짧게 구성하여, 변속기의 중량을 저감하고, 차량에의 탑재성을 향상시킬 수 있도록 하면서도, 전진 10단의 다단의 변속단을 형성할 수 있도록 한 차량용 10단 DCT를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 10단 DCT는
제1클러치를 통해 동력을 전달받도록 설치된 제1입력축과;
상기 제1입력축과 동심축을 이루어 배치되고 제2클러치를 통해 동력을 전달받도록 설치된 제2입력축과;
1단 내지 9단의 변속단들 중 홀수 변속단들을 구현하기 위하여, 상기 제1입력축에 구비된 다수의 홀수단구동기어와;
2단 내지 8단 중 짝수 변속단을 구현하기 위하여, 상기 제2입력축에 구비된 다수의 짝수단구동기어와;
상기 제1입력축 및 제2입력축과 평행하게 배치된 제1출력축 및 제2출력축과;
상기 홀수단구동기어들에 치합되어 홀수 변속단들을 구현하도록 상기 제1출력축 및 제2출력축에 각각 배치된 다수의 홀수단피동기어와;
상기 짝수단구동기어들에 치합되어 짝수 변속단들을 구현하도록 상기 제1출력축 및 제2출력축에 각각 배치된 다수의 짝수단피동기어와;
상기 제1출력축 또는 제2출력축에 설치되어 동일한 축에 설치된 어느 하나의 홀수단피동기어와 어느 하나의 짝수단피동기어를 서로 연결하거나 차단할 수 있도록 구비된 조인트싱크로를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 제1입력축에 구비된 다수의 홀수단구동기어는 1단을 구현하기 위한 1단구동기어와, 3단 및 5단을 구현하기 위한 3&5단구동기어와, 7단 및 9단을 구현하기 위한 7&9단구동기어로 구성되고;
상기 제2입력축에 구비된 다수의 짝수단구동기어는 2단을 구현하기 위한 2단구동기어와, 4단 및 후진단을 구현하기 위한 4&R단구동기어와, 6단 및 8단을 구현하기 위한 6&8단구동기어로 구성될 수 있다.
상기 제1출력축에 배치된 다수의 홀수단피동기어 및 짝수단피동기어는, 1단을 구현하기 위한 1단피동기어와, 2단을 구현하기 위한 2단피동기어와, 3단을 구현하기 위한 3단피동기어와, 6단을 구현하기 위한 6단피동기어 및 7단을 구현하기 위한 7단피동기어로 이루어지고;
상기 제2출력축에 배치된 다수의 홀수단피동기어 및 짝수단피동기어는, 4단을 구현하기 위한 4단피동기어와, 5단을 구현하기 위한 5단피동기어와, 8단을 구현하기 위한 8단피동기어 및 9단을 구현하기 위한 9단피동기어로 이루어질 수 있다.
상기 제2출력축에 배치된 5단피동기어와 8단피동기어는 서로 인접하게 배치되고;
상기 조인트싱크로는 상기 5단피동기어와 8단피동기어를 서로 연결하거나 차단할 수 있도록 설치될 수 있다.
상기 제1출력축에는 2단피동기어, 6단피동기어, 1단피동기어, 3단피동기어 및 7단피동기어가 차례로 배치되고;
상기 제1출력축의 2단피동기어와 6단피동기어 사이에는 후진변속단을 구현하기 위한 후진피동기어가 배치될 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 제1출력축에 평행하게 배치된 아이들러축과;
상기 아이들러축에 회전 가능하게 설치되고 상기 4단구동기어에 치합된 제1아이들러기어와;
상기 제1아이들러기어와 일체로 연결되고 상기 후진피동기어에 치합된 제2아이들러기어를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제2출력축에는 파킹기어가 일체로 구비되고;
상기 파킹기어는 상기 2단구동기어와 2단피동기어에 나란하게 배치될 수 있다.
상기 제2출력축에는 4단피동기어와, 8단피동기어와, 5단피동기어 및 9단피동기어가 차례로 배치되고;
상기 제1출력축에는 디퍼렌셜에 치합되어 동력을 인출하기 위한 제1출력기어가 일체로 구비되며;
상기 제2출력축에는 상기 제1출력기어와는 별도로 상기 디퍼렌셜에 치합되어 동력을 인출하는 제2출력기어가 일체로 구비될 수 있다.
본 발명은 변속기의 전체 길이를 가급적 짧게 구성하여, 변속기의 중량을 저감하고, 차량에의 탑재성을 향상시킬 수 있도록 하면서도, 전진 10단의 다단의 변속단을 형성할 수 있도록 하여, 차량의 효율적인 운전으로 연비를 향상시킬 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 10단 DCT의 구성을 도시한 도면,
도 2는 도 1의 구성을 측면에서 관측한 각 축들의 배치상태를 도시한 도면,
도 3은 도 1의 변속기로 10속의 전진변속단과 1속의 후진변속단을 구현하는 작동모드들을 도시한 도표이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명 차량용 10단 DCT의 실시예는, 제1클러치(C1)를 통해 동력을 전달받도록 설치된 제1입력축(IS1)과; 상기 제1입력축과 동심축을 이루어 배치되고 제2클러치(C2)를 통해 동력을 전달받도록 설치된 제2입력축(IS2)과; 1단 내지 9단의 변속단들 중 홀수 변속단들을 구현하기 위하여, 상기 제1입력축에 구비된 다수의 홀수단구동기어와; 2단 내지 8단 중 짝수 변속단을 구현하기 위하여, 상기 제2입력축에 구비된 다수의 짝수단구동기어와; 상기 제1입력축 및 제2입력축과 평행하게 배치된 제1출력축(OS1) 및 제2출력축(OS2)과; 상기 홀수단구동기어들에 치합되어 홀수 변속단들을 구현하도록 상기 제1출력축 및 제2출력축에 각각 배치된 다수의 홀수단피동기어와; 상기 짝수단구동기어들에 치합되어 짝수 변속단들을 구현하도록 상기 제1출력축 및 제2출력축에 각각 배치된 다수의 짝수단피동기어와; 상기 제1출력축 또는 제2출력축에 설치되어 동일한 축에 설치된 어느 하나의 홀수단피동기어와 어느 하나의 짝수단피동기어를 서로 연결하거나 차단할 수 있도록 구비된 조인트싱크로(ST)를 포함하여 구성된다.
상기 제1입력축에 구비된 다수의 홀수단구동기어는 1단을 구현하기 위한 1단구동기어(1D)와, 3단 및 5단을 구현하기 위한 3&5단구동기어(3&5D)와, 7단 및 9단을 구현하기 위한 7&9단구동기어(7&9D)로 구성된다.
상기 제2입력축에 구비된 다수의 짝수단구동기어는 2단을 구현하기 위한 2단구동기어(2D)와, 4단 및 후진단을 구현하기 위한 4&R단구동기어(4&RD)와, 6단 및 8단을 구현하기 위한 6&8단구동기어(6&8D)로 구성된다.
상기 제1출력축에 배치된 다수의 홀수단피동기어 및 짝수단피동기어는, 1단을 구현하기 위한 1단피동기어(1P)와, 2단을 구현하기 위한 2단피동기어(2P)와, 3단을 구현하기 위한 3단피동기어(3P)와, 6단을 구현하기 위한 6단피동기어(6P) 및 7단을 구현하기 위한 7단피동기어(7P)로 이루어진다.
상기 제2출력축에 배치된 다수의 홀수단피동기어 및 짝수단피동기어는, 4단을 구현하기 위한 4단피동기어(4P)와, 5단을 구현하기 위한 5단피동기어(5P)와, 8단을 구현하기 위한 8단피동기어(8P) 및 9단을 구현하기 위한 9단피동기어(9P)로 이루어진다.
상기 제2출력축에 배치된 5단피동기어(5P)와 8단피동기어(8P)는 서로 인접하게 배치되고; 상기 조인트싱크로(ST)는 상기 5단피동기어(5P)와 8단피동기어(8P)를 서로 연결하거나 차단할 수 있도록 설치된다.
상기 제1출력축에는 2단피동기어(2P), 6단피동기어(6P), 1단피동기어(1P), 3단피동기어(3P) 및 7단피동기어(7P)가 차례로 배치되고, 상기 제1출력축의 2단피동기어(2P)와 6단피동기어(6P) 사이에는 후진변속단을 구현하기 위한 후진피동기어(RP)가 배치된다.
상기 후진피동기어와 함께 후진단을 구현하기 위해, 상기 제1출력축에 평행하게 배치된 아이들러축(IDS)과; 상기 아이들러축에 회전 가능하게 설치되고 상기 4단구동기어에 치합된 제1아이들러기어(RID1)와; 상기 제1아이들러기어와 일체로 연결되고 상기 후진피동기어에 치합된 제2아이들러기어(RID2)가 구비된다.
상기 제2출력축에는 파킹기어(PG)가 일체로 구비되고, 상기 파킹기어는 상기 2단구동기어(2D)와 2단피동기어(2P)에 나란하게 배치되어, 불필요한 공간의 차지로 변속기의 길이가 길어지는 것을 방지하도록 하였다.
상기 제2출력축에는 4단피동기어(4P)와, 8단피동기어(8P)와, 5단피동기어(5P) 및 9단피동기어(9P)가 차례로 배치되고; 상기 제1출력축에는 디퍼렌셜(DIFF)에 치합되어 동력을 인출하기 위한 제1출력기어(OG1)가 일체로 구비되며; 상기 제2출력축에는 상기 제1출력기어와는 별도로 상기 디퍼렌셜에 치합되어 동력을 인출하는 제2출력기어(0G2)가 일체로 구비되어 있다.
참고로, 본 실시예에서 1단피동기어(1P) 내지 9단피동기어(9P)는 각각 제1출력축 또는 제2출력축에 회전 가능한 상태로 설치되고, 종래의 싱크로메시 방식의 변속메커니즘과 같이, 각 변속단의 피동기어를 제1출력축 또는 제2출력축에 선택적으로 연결하거나 차단할 수 있도록 동기장치들을 구비하는 바, 각각의 변속단 피동기어들 옆에 1단싱크로(S1), 2단싱크로(S2), 3단싱크로(S3), 4단싱크로(S4), 5단싱크로(S5), 6단싱크로(S6), 7단싱크로(S7), 8단싱크로(S8) 및 9단싱크로(S9)가 구비되어 있으며, 후진피동기어를 제1출력축에 선택적으로 연결하거나 차단할 수 있도록 후진단싱크로(SR)가 후진피동기어 옆의 제1출력축(0S1)상에 구비되어 있다.
이상과 같은 본 발명 실시예의 구성에서는 10단 변속단을 구현하기 위한 별도의 변속단기어를 구비하지 않고 있지만, 도 3에 표시된 바와 같이 전진 10속 및 후진 1속의 변속단을 구현할 수 있어서, 보다 작은 변속단기어들을 구비함으로써, 변속기의 중량 및 전체길이를 저감시키면서도, 다수의 변속단을 형성함으로써, 차량의 에너지 효율 향상으로 차량의 연비 향상에 크게 기여할 수 있는 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 차량용 10단 DCT는 도 3과 같은 작동모드표에 따라 각 변속단을 구현할 수 있도록 작동되는 바, 1단 내지 9단의 경우에는 종래 일반적인 DCT와 같이 각 변속단의 해당 싱크로를 체결함에 의해 해당 변속단을 형성할 수 있다.
본 발명 DCT로 10단을 구현하는 것은, 제2클러치를 체결하고, 조인트클러치를 체결한 상태에서, 7단싱크로를 체결하여 구현하며, 이때 엔진의 동력은 상기 제2클러치와 제2입력축으로부터, 8단구동기어와 8단피동기어, 조인트클러치, 5단피동기어와 5단구동기어, 제1입력축, 7단구동기어와 7단피동기어, 7단싱크로, 제1출력축 및 제1출력기어를 차례로 통과하여 디퍼렌셜로 인출된다.
이때, 상기 10단 변속비는 "8단 변속비/5단 변속비*7단 변속비"에 의해 구해지게 된다.
한편, 후진 변속단은 상기 제2클러치를 체결한 상태에서 후진단싱크로를 체결하여 구현하며, 이때 엔진의 동력은 제2입력축으로부터, 4단구동기어, 제1아이들러기어, 제2아이들러기어, 후진피동기어, 후진단싱크로, 제1출력축 및 제1출력기어를 통해 디퍼렌셜로 인출된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
C1; 제1클러치
C2; 제2클러치
IS1; 제1입력축
IS2; 제2입력축
OS1; 제1출력축
OS2; 제2출력축
IDS; 아이들러축
ST; 조인트싱크로
PG; 파킹기어

Claims (8)

  1. 제1클러치를 통해 동력을 전달받도록 설치된 제1입력축과;
    상기 제1입력축과 동심축을 이루어 배치되고 제2클러치를 통해 동력을 전달받도록 설치된 제2입력축과;
    1단 내지 9단의 변속단들 중 홀수 변속단들을 구현하기 위하여, 상기 제1입력축에 구비된 다수의 홀수단구동기어와;
    2단 내지 8단 중 짝수 변속단을 구현하기 위하여, 상기 제2입력축에 구비된 다수의 짝수단구동기어와;
    상기 제1입력축 및 제2입력축과 평행하게 배치된 제1출력축 및 제2출력축과;
    상기 홀수단구동기어들에 치합되어 홀수 변속단들을 구현하도록 상기 제1출력축 및 제2출력축에 각각 배치된 다수의 홀수단피동기어와;
    상기 짝수단구동기어들에 치합되어 짝수 변속단들을 구현하도록 상기 제1출력축 및 제2출력축에 각각 배치된 다수의 짝수단피동기어와;
    상기 제1출력축 또는 제2출력축에 설치되어 동일한 축에 설치된 어느 하나의 홀수단피동기어와 어느 하나의 짝수단피동기어를 서로 연결하거나 차단할 수 있도록 구비된 조인트싱크로;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 10단 DCT.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1입력축에 구비된 다수의 홀수단구동기어는 1단을 구현하기 위한 1단구동기어와, 3단 및 5단을 구현하기 위한 3&5단구동기어와, 7단 및 9단을 구현하기 위한 7&9단구동기어로 구성되고;
    상기 제2입력축에 구비된 다수의 짝수단구동기어는 2단을 구현하기 위한 2단구동기어와, 4단 및 후진단을 구현하기 위한 4&R단구동기어와, 6단 및 8단을 구현하기 위한 6&8단구동기어로 구성된 것
    을 특징으로 하는 차량용 10단 DCT.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1출력축에 배치된 다수의 홀수단피동기어 및 짝수단피동기어는, 1단을 구현하기 위한 1단피동기어와, 2단을 구현하기 위한 2단피동기어와, 3단을 구현하기 위한 3단피동기어와, 6단을 구현하기 위한 6단피동기어 및 7단을 구현하기 위한 7단피동기어로 이루어지고;
    상기 제2출력축에 배치된 다수의 홀수단피동기어 및 짝수단피동기어는, 4단을 구현하기 위한 4단피동기어와, 5단을 구현하기 위한 5단피동기어와, 8단을 구현하기 위한 8단피동기어 및 9단을 구현하기 위한 9단피동기어로 이루어진 것
    을 특징으로 하는 차량용 10단 DCT.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2출력축에 배치된 5단피동기어와 8단피동기어는 서로 인접하게 배치되고;
    상기 조인트싱크로는 상기 5단피동기어와 8단피동기어를 서로 연결하거나 차단할 수 있도록 설치된 것
    을 특징으로 하는 차량용 10단 DCT.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1출력축에는 2단피동기어, 6단피동기어, 1단피동기어, 3단피동기어 및 7단피동기어가 차례로 배치되고;
    상기 제1출력축의 2단피동기어와 6단피동기어 사이에는 후진변속단을 구현하기 위한 후진피동기어가 배치된 것
    을 특징으로 하는 차량용 10단 DCT.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1출력축에 평행하게 배치된 아이들러축과;
    상기 아이들러축에 회전 가능하게 설치되고 상기 4단구동기어에 치합된 제1아이들러기어와;
    상기 제1아이들러기어와 일체로 연결되고 상기 후진피동기어에 치합된 제2아이들러기어;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 10단 DCT.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2출력축에는 파킹기어가 일체로 구비되고;
    상기 파킹기어는 상기 2단구동기어와 2단피동기어에 나란하게 배치된 것
    을 특징으로 하는 차량용 10단 DCT.
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2출력축에는 4단피동기어와, 8단피동기어와, 5단피동기어 및 9단피동기어가 차례로 배치되고;
    상기 제1출력축에는 디퍼렌셜에 치합되어 동력을 인출하기 위한 제1출력기어가 일체로 구비되며;
    상기 제2출력축에는 상기 제1출력기어와는 별도로 상기 디퍼렌셜에 치합되어 동력을 인출하는 제2출력기어가 일체로 구비된 것
    을 특징으로 하는 차량용 10단 DCT.

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