KR20200042842A - 차량을 위한 동력 전달 장치 - Google Patents

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유스케 오가타
신지 오이타
메구미 후지카와
데라스 하라시마
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도요타 지도샤（주）
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Abstract

동력 전달 장치 (16 ; 122 ; 142 ; 162 ; 182) 는, 엔진 (12) 과 구동륜 (14) 사이에 형성되는 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 와, 상기 엔진 (12) 과 상기 구동륜 (14) 사이에 형성되고, 상기 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 와 병렬로 형성되는 제 2 동력 전달 경로 (PT2) 를 포함한다. 상기 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 는, 제 1 클러치 (C1) 와, 상기 제 1 클러치 (C1) 보다 상기 구동륜 (14) 측에 배치되어 있는 부클러치 (TWC) 를 포함한다. 상기 제 2 동력 전달 경로 (PT2) 는, 무단 변속기 (24) 와 제 2 클러치 (C2) 를 포함한다. 상기 부클러치 (TWC) 는, 제 1 모드와 제 2 모드를 전환하도록 구성된다.

Description

차량을 위한 동력 전달 장치{POWER TRANSMISSION DEVICE FOR VEHICLE}
본 발명은, 엔진과 구동륜 사이에, 제 1 동력 전달 경로와 제 2 동력 전달 경로를, 병렬로 구비하여 구성되는 차량을 위한 동력 전달 장치에 관한 것이다.
엔진과 구동륜 사이에, 제 1 클러치, 기어 기구, 및 도그 클러치를 구비하여 구성되는 제 1 동력 전달 경로와, 무단 변속기 및 제 2 클러치를 구비하여 구성되는 제 2 동력 전달 경로를, 병렬로 구비하는 차량용 동력 전달 장치가 알려져 있다. 국제 공개 제2013/176208 에 기재된 차량을 위한 동력 전달 장치가 그것이다.
그런데, 국제 공개 제2013/176208 에 기재된 동력 전달 장치에서는, 제 1 동력 전달 경로 상에 도그 클러치가 형성되어 있다. 그리고, 제 1 클러치가 고회전화하는 주행 상태가 되면, 도그 클러치를 해방함으로써, 제 1 클러치의 고회전화를 방지하고 있었다. 그러나, 국제 공개 제2013/176208 의 도그 클러치는, 싱크로 기구를 구비하여 구성되어 있기 때문에, 부품 점수가 증가하고 제조 비용이 높아졌다.
본 발명은, 엔진과 구동륜 사이에, 제 1 동력 전달 경로와 제 2 동력 전달 경로를, 병렬로 포함하는 차량을 위한 동력 전달 장치에 있어서, 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
본 발명의 양태는, 차량을 위한 동력 전달 장치이다. 상기 동력 전달 장치는, 엔진과 구동륜 사이에 형성되는 제 1 동력 전달 경로와, 상기 엔진과 상기 구동륜 사이에 형성되고, 상기 제 1 동력 전달 경로와 병렬로 형성되는 제 2 동력 전달 경로를 포함한다. 상기 제 1 동력 전달 경로는, 제 1 클러치와, 상기 제 1 클러치보다 상기 구동륜측에 배치되어 있는 부클러치를 포함한다. 상기 제 2 동력 전달 경로는, 무단 변속기와 제 2 클러치를 포함한다. 상기 부클러치는, 제 1 모드와 제 2 모드를 전환하도록 구성된다. 상기 제 1 모드는, 정전 (正轉) 방향으로 작용하는 제 1 동력을 전달하는 한편, 역전 (逆轉) 방향으로 작용하는 제 2 동력을 차단하고, 상기 제 2 모드는, 역전 방향으로 작용하는 상기 제 2 동력을 적어도 전달한다.
상기 구성에 의하면, 부클러치가 적어도 제 1 모드 및 제 2 모드로 전환 가능한 부클러치로 구성되어 있기 때문에, 부클러치가 제 1 모드로 전환됨으로써, 제 1 동력 전달 경로에 있어서 정전 방향 (차량 전진 방향) 으로 작용하는 동력을 전달할 수 있다. 또, 부클러치가 제 2 모드로 전환됨으로써, 제 1 동력 전달 경로에 있어서 역전 방향 (차량 후진 방향) 으로 작용하는 동력을 전달할 수 있다. 또, 제 2 동력 전달 경로에 의한 주행 중에 있어서, 부클러치가 제 1 모드로 전환됨으로써, 구동륜측으로부터 전달되는 회전을 부클러치에 의해 차단할 수 있기 때문에, 부클러치보다 엔진측에 위치하는 제 1 클러치 등의 고회전화가 방지된다. 이와 같이, 부클러치의 모드가 전환됨으로써, 제 1 동력 전달 경로를 경유한 차량의 전진 주행 및 후진 주행이 가능해짐과 함께, 제 1 클러치의 고회전화가 방지되는 점에서, 제 1 동력 전달 경로에 부클러치로서 싱크로 기구를 갖는 도그 클러치가 형성되어 있는 경우와 동일한 주행이 가능해진다. 또, 부클러치는, 싱크로 기구 등이 불필요하게 되기 때문에, 제 1 동력 전달 경로에 싱크로 기구를 갖는 도그 클러치가 형성되는 경우에 비하여 부품 점수가 적어지고, 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
상기 차량을 위한 상기 동력 전달 장치는, 상기 부클러치의 상기 제 1 모드와 상기 제 2 모드를 전환하기 위한 액추에이터를 포함해도 된다. 상기 액추에이터는, 상기 부클러치와 동일한 회전축 상에 배치되어도 된다.
상기 구성에 의하면, 부클러치의 모드를 전환하기 위한 액추에이터가, 부클러치와 동일한 회전축 상에 배치되어 있기 때문에, 액추에이터를 구성하는 부품을 부클러치와 이웃하는 위치에 집약시켜, 액추에이터를 컴팩트하게 구성할 수 있다.
상기 차량을 위한 상기 동력 전달 장치에 있어서, 상기 부클러치는, 상기 액추에이터에 작동유가 공급되지 않는 상태에서, 상기 제 1 모드로 전환되도록 설정되어도 된다.
상기 구성에 의하면, 부클러치는, 액추에이터에 작동유가 공급되지 않는 상태에서 제 1 모드로 전환되기 때문에, 제 1 모드로 주행 중에는, 액추에이터에 작동유를 공급할 필요가 없어지는 점에서, 작동유의 소비량을 감소시킬 수 있다.
상기 차량을 위한 상기 동력 전달 장치에 있어서, 상기 부클러치는, 상기 엔진에 동력 전달 가능하게 연결되어 있는 입력측 회전 부재와, 상기 구동륜에 동력 전달 가능하게 연결되어 있는 출력측 회전 부재와, 상기 입력측 회전 부재와 상기 출력측 회전 부재 사이에 개재 삽입되어 있는 제 1 스트럿 및 제 2 스트럿을 포함해도 된다. 상기 제 1 스트럿은, 상기 제 1 모드에 있어서, 정전 방향으로 작용하는 상기 제 1 동력이 부클러치에 전달되면, 상기 입력측 회전 부재와 상기 출력측 회전 부재의 상대 회전을 저지하도록 구성되어도 된다. 상기 제 2 스트럿은, 상기 제 2 모드에 있어서, 역전 방향으로 작용하는 상기 제 2 동력이 부클러치에 전달되면, 상기 입력측 회전 부재와 상기 출력측 회전 부재의 상기 상대 회전을 저지하도록 구성되어도 된다.
상기 구성에 의하면, 부클러치가 제 1 모드에 있어서, 부클러치에 정전 방향으로 작용하는 동력이 전달되면, 입력측 회전 부재와 출력측 회전 부재의 상대 회전이 저지되기 때문에, 정전 방향으로 작용하는 동력을 구동륜에 전달할 수 있다. 또, 부클러치가 제 2 모드에 있어서, 부클러치에 역전 방향으로 작용하는 동력이 전달되면, 입력측 회전 부재와 출력측 회전 부재의 상대 회전이 저지되기 때문에, 역전 방향으로 작용하는 동력을 구동륜에 전달할 수 있다.
상기 차량을 위한 상기 동력 전달 장치에 있어서, 상기 액추에이터는, 가압 피스톤과 스프링을 포함해도 된다. 상기 가압 피스톤은, 상기 출력측 회전 부재와 상기 회전축의 축 방향에서 이웃하는 위치에 배치되어도 된다. 상기 스프링은, 상기 가압 피스톤에 맞닿고, 상기 가압 피스톤을 상기 출력측 회전 부재를 향하여 탄성 지지하도록 구성되어도 된다. 상기 스프링은, 상기 회전축의 축 방향에 있어서, 상기 가압 피스톤과 상기 회전축에 형성되어 있는 카운터 기어 사이에 개재 삽입되어도 된다.
상기 구성에 의하면, 스프링이, 가압 피스톤과 카운터 기어 사이에 개재 삽입되어 있는 점에서, 카운터 기어를 스프링의 반력을 발생시키는 부재로서 이용함으로써, 부품 점수의 증가를 억제할 수 있다.
상기 차량을 위한 동력 전달 장치에 있어서, 상기 카운터 기어 및 상기 가압 피스톤을, 상기 회전축의 직경 방향의 외측으로부터 보았을 때, 상기 가압 피스톤의 일부가 상기 카운터 기어와 중복되어도 된다.
상기 구성에 의하면, 회전축의 직경 방향의 외측으로부터 보았을 때, 가압 피스톤의 일부가 카운터 기어와 중복됨으로써, 액추에이터 주변의 기구를 회전축의 축 방향에 있어서, 컴팩트하게 구성할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시형태들의 특징들, 장점들 및 기술적 그리고 산업적 중요성은 첨부된 도면을 참조하여 이하 설명되고, 동일한 도면부호는 동일한 요소를 나타낸다.
도 1 은, 본 발명이 적용되는 차량의 개략 구성을 설명하는 도면이다.
도 2 는, 도 1 의 투웨이 클러치의 단면도이다.
도 3 은, 도 2 의 투웨이 클러치의 둘레 방향의 일부를 절단한 단면도로서, 투웨이 클러치가 원웨이 모드로 전환된 상태를 나타내는 도면이다.
도 4 는, 도 2 의 투웨이 클러치의 둘레 방향의 일부를 절단한 단면도로서, 투웨이 클러치가 로크 모드로 전환된 상태를 나타내는 도면이다.
도 5 는, 본 발명의 다른 실시예에 대응하는 차량의 개략 구성을 설명하는 도면이다.
도 6 은, 본 발명의 또 다른 실시예에 대응하는 차량의 개략 구성을 설명하는 도면이다.
도 7 은, 본 발명의 또 다른 실시예에 대응하는 차량의 개략 구성을 설명하는 도면이다.
도 8 은, 본 발명의 또 다른 실시예에 대응하는 차량의 개략 구성을 설명하는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 또한, 이하의 실시예에 있어서 도면은 적절히 간략화 혹은 변형되어 있고, 각 부의 치수비 및 형상 등은 반드시 정확하게 그려져 있지는 않다.
도 1 은, 본 발명이 적용된 차량 (10) 의 개략 구성을 설명하는 도면이다. 도 1 에 있어서, 차량 (10) 은, 동력원으로서 기능하는 엔진 (12) 의 동력을 구동륜 (14) 에 전달하는 차량용 동력 전달 장치 (16) (이하, 동력 전달 장치 (16) 라고 한다) 를 구비하고 있다.
동력 전달 장치 (16) 는, 엔진 (12) 과 구동륜 (14) 사이에 형성되어 있다. 동력 전달 장치 (16) 는, 비회전 부재로서의 케이스 (18) 내에 있어서, 엔진 (12) 에 연결된 유체식 전동 장치로서의 공지된 토크 컨버터 (20) 와, 토크 컨버터 (20) 에 연결된 입력축 (22) 과, 입력축 (22) 에 연결된 벨트식의 무단 변속기 (24) 와, 동일하게 입력축 (22) 에 연결된 전후진 전환 장치 (26) 와, 전후진 전환 장치 (26) 를 개재하여 입력축 (22) 에 연결되고 무단 변속기 (24) 와 병렬로 형성된 기어 기구 (28) 와, 무단 변속기 (24) 및 기어 기구 (28) 의 공통의 출력 회전 부재인 출력축 (30) 과, 카운터축 (32) 과, 출력축 (30) 및 카운터축 (32) 에 각각 상대 회전 불가능하게 형성되고 맞물리는 1 쌍의 기어로 이루어지는 감속 기어 장치 (34) 와, 카운터축 (32) 에 상대 회전 불가능하게 형성되어 있는 기어 (36) 와, 기어 (36) 에 동력 전달 가능하게 연결된 디퍼렌셜 장치 (38) 와, 디퍼렌셜 장치 (38) 와 좌우의 구동륜 (14) 사이를 연결하는 좌우 1 쌍의 차축 (40) 을 구비하고 있다.
이와 같이 구성된 동력 전달 장치 (16) 에 있어서, 엔진 (12) 으로부터 출력되는 동력이, 토크 컨버터 (20), 전후진 전환 장치 (26), 기어 기구 (28), 감속 기어 장치 (34), 디퍼렌셜 장치 (38), 차축 (40) 등을 순차 개재하여, 좌우의 구동륜 (14) 에 전달된다. 혹은, 동력 전달 장치 (16) 에 있어서, 엔진 (12) 으로부터 출력되는 동력이, 토크 컨버터 (20), 무단 변속기 (24), 감속 기어 장치 (34), 디퍼렌셜 장치 (38), 차축 (40) 등을 순차 개재하여, 좌우의 구동륜 (14) 에 전달된다. 상기 동력은, 특별히 구별하지 않는 경우에는 토크나 힘도 동일한 의미이다.
동력 전달 장치 (16) 는, 엔진 (12) 과 구동륜 (14) 사이의 동력 전달 경로 (PT) 에 병렬로 형성된, 기어 기구 (28) 및 무단 변속기 (24) 를 구비하고 있다. 구체적으로는, 동력 전달 장치 (16) 는, 입력축 (22) 과 출력축 (30) 사이에 병렬로 형성되고, 엔진 (12) 의 동력을 입력축 (22) 으로부터 출력축 (30) 으로 각각 전달하는 2 개의 동력 전달 경로를 구비하고 있다. 2 개의 동력 전달 경로는, 기어 기구 (28) 를 포함하여 구성되는 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 와, 무단 변속기 (24) 를 포함하여 구성되는 제 2 동력 전달 경로 (PT2) 로 구성되어 있다. 즉, 동력 전달 장치 (16) 는, 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 와 제 2 동력 전달 경로 (PT2) 의 2 개의 동력 전달 경로를, 입력축 (22) 과 출력축 (30) 사이에서 병렬로 구비하고 있다.
제 1 동력 전달 경로 (PT1) 는, 제 1 클러치 (C1) 및 제 1 브레이크 (B1) 를 포함하여 구성되는 전후진 전환 장치 (26), 기어 기구 (28), 부클러치로서 기능하는 투웨이 클러치 (TWC) 를 구비하고, 엔진 (12) 의 동력을 입력축 (22) 으로부터 기어 기구 (28) 를 경유하여 구동륜 (14) 에 전달하는 동력 전달 경로이다. 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 에 있어서, 엔진 (12) 으로부터 구동륜 (14) 을 향하여, 전후진 전환 장치 (26), 기어 기구 (28), 투웨이 클러치 (TWC) 의 순서로 배치되어 있다. 이것으로부터, 투웨이 클러치 (TWC) 는, 제 1 클러치 (C1) 보다 구동륜 (14) 측에 배치되어 있다. 제 2 동력 전달 경로 (PT2) 는, 무단 변속기 (24) 및 제 2 클러치 (C2) 를 구비하고, 엔진 (12) 의 동력을 입력축 (22) 으로부터 무단 변속기 (24) 를 경유하여 구동륜 (14) 에 전달하는 동력 전달 경로이다. 제 2 동력 전달 경로 (PT2) 에 있어서, 엔진 (12) 으로부터 구동륜 (14) 을 향하여, 무단 변속기 (24), 제 2 클러치 (C2) 의 순서로 배치되어 있다.
제 2 동력 전달 경로 (PT2) 를 구성하는 무단 변속기 (24) 는, 입력축 (22) 과 동축심 상에 형성되고 입력축 (22) 과 일체적으로 연결된 프라이머리축 (58) 과, 프라이머리축 (58) 에 연결된 유효 직경이 가변인 프라이머리 풀리 (60) 와, 출력축 (30) 과 동축심 상에 형성된 세컨더리축 (62) 과, 세컨더리축 (62) 에 연결된 유효 직경이 가변인 세컨더리 풀리 (64) 와, 그들 각 풀리 (60, 64) 사이에 감아 걸쳐진 전달 요소로서의 전동 벨트 (66) 를 구비하고 있다. 무단 변속기 (24) 는, 각 풀리 (60, 64) 와 전동 벨트 (66) 사이의 마찰력을 개재하여 동력 전달이 실시되는 공지된 벨트식의 무단 변속기이고, 엔진 (12) 의 동력을 구동륜 (14) 측에 전달한다. 무단 변속기 (24) 에 있어서, 프라이머리 풀리 (60) 의 유효 직경이, 유압 액추에이터 (60a) 에 의해 변경되고, 세컨더리 풀리 (64) 의 유효 직경이, 유압 액추에이터 (64a) 에 의해 변경됨으로써, 무단 변속기 (24) 의 변속비 (γcvt) 가 조정된다.
또, 기어 기구 (28) 를 갖는 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 에 있어서의 기어비 (EL) (＝ 입력축 회전 속도 (Nin)/출력축 회전 속도 (Nout)) 는, 제 2 동력 전달 경로 (PT2) 에 있어서의 최대 변속비인 무단 변속기 (24) 의 최 (最) 로우측 변속비 (γmax) 보다 큰 값으로 설정되어 있다. 즉, 기어비 (EL) 는, 최로우측 변속비 (γmax) 보다 로우측의 변속비로 설정되어 있다. 이것으로부터, 제 2 동력 전달 경로 (PT2) 는, 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 보다 하이측의 변속비가 형성된다. 또한, 입력축 회전 속도 (Nin) 는 입력축 (22) 의 회전 속도이고, 출력축 회전 속도 (Nout) 는 출력축 (30) 의 회전 속도이다.
동력 전달 장치 (16) 에서는, 엔진 (12) 의 동력을 구동륜 (14) 에 전달하는 동력 전달 경로가, 차량 (10) 의 주행 상태에 따라, 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 와 제 2 동력 전달 경로 (PT2) 사이에서 전환된다. 그 때문에, 동력 전달 장치 (16) 는, 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 와 제 2 동력 전달 경로 (PT2) 를 선택적으로 형성하는 복수의 걸어맞춤 장치를 구비하고 있다. 복수의 걸어맞춤 장치는, 제 1 클러치 (C1), 제 1 브레이크 (B1), 제 2 클러치 (C2), 및 투웨이 클러치 (TWC) 에 대응하고 있다.
제 1 클러치 (C1) 는, 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 상에 형성되고, 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 를 선택적으로 접속하거나, 차단하거나 하기 위한 걸어맞춤 장치로서, 차량 전진 주행하는 경우에 걸어맞춤으로써, 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 를 동력 전달 가능하게 하는 걸어맞춤 장치이다. 제 1 브레이크 (B1) 는, 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 상에 형성되고, 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 를 선택적으로 접속하거나, 차단하거나 하기 위한 걸어맞춤 장치로서, 차량 후진 주행하는 경우에 걸어맞춤으로써, 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 를 동력 전달 가능하게 하는 걸어맞춤 장치이다. 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 는, 제 1 클러치 (C1) 또는 제 1 브레이크 (B1) 의 걸어맞춤에 의해 형성된다.
제 2 클러치 (C2) 는, 제 2 동력 전달 경로 (PT2) 에 형성되고, 제 2 동력 전달 경로 (PT2) 를 선택적으로 접속하거나, 차단하거나 하기 위한 걸어맞춤 장치로서, 차량 전진 주행하는 경우에 걸어맞춤으로써, 제 2 동력 전달 경로 (PT2) 를 동력 전달 가능하게 하는 걸어맞춤 장치이다. 제 1 클러치 (C1), 제 1 브레이크 (B1), 제 2 클러치 (C2) 는, 어느 것이나 유압 액추에이터에 의해 마찰 걸어맞춤되는 공지된 유압식의 습식 마찰 걸어맞춤 장치이다. 제 1 클러치 (C1) 및 제 1 브레이크 (B1) 는, 각각 전후진 전환 장치 (26) 를 구성하는 요소의 하나이다.
투웨이 클러치 (TWC) 는, 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 에 형성되고, 차량 전진 방향으로 작용하는 동력을 전달하는 한편, 차량 후진 방향으로 작용하는 동력을 차단하는 원웨이 모드와, 차량 전진 방향 및 차량 후진 방향으로 작용하는 동력을 전달하는 로크 모드로, 전환 가능하게 구성되어 있다. 또한, 차량 전진 방향이, 본 발명의 정전 방향에 대응하고, 차량 후진 방향이, 본 발명의 역전 방향에 대응하고 있다. 또, 원웨이 모드가, 본 발명의 제 1 모드에 대응하고, 로크 모드가, 본 발명의 제 2 모드에 대응하고 있다.
예를 들어, 투웨이 클러치 (TWC) 가 원웨이 모드로 전환된 상태에 있어서, 투웨이 클러치 (TWC) 에 엔진 (12) 으로부터 차량 전진 방향으로 작용하는 동력이 전달된 경우에는, 그 동력이 투웨이 클러치 (TWC) 를 경유하여 구동륜 (14) 에 전달된다. 한편, 투웨이 클러치 (TWC) 가 원웨이 모드로 전환된 상태에 있어서, 투웨이 클러치 (TWC) 에 엔진 (12) 으로부터 차량 후진 방향으로 작용하는 동력이 전달된 경우에는, 그 동력이 투웨이 클러치 (TWC) 에 의해 차단된다.
또, 투웨이 클러치 (TWC) 가 로크 모드로 전환된 상태에 있어서, 투웨이 클러치 (TWC) 에 엔진 (12) 으로부터 차량 전진 방향으로 작용하는 동력이 전달된 경우에는, 그 동력이 투웨이 클러치 (TWC) 를 경유하여 구동륜 (14) 에 전달된다. 동일하게, 투웨이 클러치 (TWC) 가 로크 모드로 전환된 상태에 있어서, 투웨이 클러치 (TWC) 에 엔진 (12) 으로부터 차량 후진 방향으로 작용하는 동력이 전달된 경우에는, 그 동력이 투웨이 클러치 (TWC) 를 경유하여 구동륜 (14) 에 전달된다. 또한, 투웨이 클러치 (TWC) 가 로크 모드로 전환된 상태에 있어서, 차량 전진 주행 중에 액셀 페달의 밟기가 해제되고 타성 주행된 경우에는, 구동륜 (14) 의 회전이 투웨이 클러치 (TWC) 를 경유하여 엔진 (12) 측에 전달되고 엔진 (12) 이 따라 돎으로써, 엔진 브레이크가 발생한다. 또한, 투웨이 클러치 (TWC) 의 구조에 대해서는 후술한다.
엔진 (12) 은, 전자 스로틀 장치나 연료 분사 장치나 점화 장치 등의 엔진 (12) 의 출력 제어에 필요한 여러 가지 기기를 갖는 엔진 제어 장치 (42) 를 구비하고 있다. 엔진 (12) 은, 도시되지 않은 전자 제어 장치에 의해, 운전자에 의한 차량 (10) 에 대한 구동 요구량에 대응하는 액셀 페달의 조작량인 액셀 조작량 (θacc) 에 따라 엔진 제어 장치 (42) 가 제어됨으로써, 엔진 (12) 의 출력 토크인 엔진 토크 (Te) 가 제어된다.
토크 컨버터 (20) 는, 엔진 (12) 과 무단 변속기 (24) 사이에 형성되고, 엔진 (12) 에 연결된 펌프 임펠러 (20p), 및 입력축 (22) 에 연결된 터빈 임펠러 (20t) 를 구비하고 있다. 토크 컨버터 (20) 는, 엔진 (12) 의 동력을 입력축 (22) 에 전달하는 유체 전동 장치이다. 토크 컨버터 (20) 는, 펌프 임펠러 (20p) 와 터빈 임펠러 (20t) 사이 즉 토크 컨버터 (20) 의 입출력 회전 부재 사이를 직결 가능한 공지된 로크업 클러치 (LU) 를 구비하고 있다. 로크업 클러치 (LU) 는, 차량의 주행 상태에 따라 펌프 임펠러 (20p) 와 터빈 임펠러 (20t) 사이 (즉 엔진 (12) 과 입력축 (22) 사이) 를 직결한다. 예를 들어, 비교적 고차속 영역에 있어서, 로크업 클러치 (LU) 에 의해 엔진 (12) 과 입력축 (22) 이 직결된다.
동력 전달 장치 (16) 는, 펌프 임펠러 (20p) 에 연결된 기계식의 오일 펌프 (44) 를 구비하고 있다. 오일 펌프 (44) 는, 엔진 (12) 에 의해 회전 구동됨으로써, 무단 변속기 (24) 를 변속 제어하거나, 무단 변속기 (24) 에 있어서의 벨트 협압력 (挾壓力) 을 발생시키거나, 상기 복수의 걸어맞춤 장치의 각각의 걸어맞춤이나 해방 등의 작동 상태를 전환하거나, 로크업 클러치 (LU) 의 작동 상태를 전환하거나 하기 위한 작동 유압의 원압을, 차량 (10) 에 구비된 도시되지 않은 유압 제어 회로에 공급한다.
전후진 전환 장치 (26) 는, 더블 피니언형의 유성 기어 장치 (26p), 제 1 클러치 (C1), 및 제 1 브레이크 (B1) 를 구비하고 있다. 유성 기어 장치 (26p) 는, 입력 요소로서의 캐리어 (26c) 와, 출력 요소로서의 선 기어 (26s) 와, 반력 요소로서의 링 기어 (26r) 의 3 개의 회전 요소를 갖는 차동 기구이다. 캐리어 (26c) 는, 입력축 (22) 에 연결되어 있다. 링 기어 (26r) 는, 제 1 브레이크 (B1) 를 개재하여 케이스 (18) 에 선택적으로 연결된다. 선 기어 (26s) 는, 입력축 (22) 의 외주측에 배치되고, 그 입력축 (22) 에 대하여 상대 회전 가능하게 형성된 소직경 기어 (48) 에 연결되어 있다. 캐리어 (26c) 와 선 기어 (26s) 는, 제 1 클러치 (C1) 를 개재하여 선택적으로 연결된다.
기어 기구 (28) 는, 소직경 기어 (48) 와, 카운터축 (50) 과, 카운터축 (50) 에 상대 회전 가능하게 형성되고, 소직경 기어 (48) 와 맞물리는 대직경 기어 (52) 를 구비하고 있다. 또, 카운터축 (50) 에는, 출력축 (30) 에 형성되어 있는 출력 기어 (56) 와 맞물리는 카운터 기어 (54) 가, 카운터축 (50) 에 대하여 상대 회전 불가능하게 형성되어 있다. 또한, 카운터축 (50) 이, 본 발명의 회전축에 대응하고 있다.
카운터축 (50) 의 축 방향에서, 대직경 기어 (52) 와 카운터 기어 (54) 사이에, 투웨이 클러치 (TWC) 가 형성되어 있다. 투웨이 클러치 (TWC) 는, 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 에 있어서, 기어 기구 (28) 보다 구동륜 (14) 측에 형성되어 있다. 투웨이 클러치 (TWC) 는, 유압식의 유압 액추에이터 (41) 에 의해, 원웨이 모드 및 로크 모드의 일방으로 전환 가능하게 구성되어 있다.
도 2 는, 투웨이 클러치 (TWC), 및, 투웨이 클러치 (TWC) 의 모드를 전환하기 위한 유압 액추에이터 (41) 의 구조를 설명하기 위한 단면도이다. 도 2 에 있어서, 카운터축 (50) 이 회전축선 (CL) 을 중심으로 하여 회전 가능하게 배치되어 있다. 투웨이 클러치 (TWC) 및 유압 액추에이터 (41) 는, 어느 것이나 카운터축 (50) 의 회전축 상에 배치되어 있다. 즉, 투웨이 클러치 (TWC) 및 유압 액추에이터 (41) 가, 카운터축 (50) 과 동심으로 배치되어 있다. 투웨이 클러치 (TWC) 및 유압 액추에이터 (41) 는, 카운터축 (50) 의 외주측에 형성되어 있다. 또한, 대직경 기어 (52), 카운터 기어 (54), 투웨이 클러치 (TWC), 및 유압 액추에이터 (41) 는, 회전축선 (CL) 을 중심으로 하여 대략 대칭이기 때문에, 도 2 에 있어서 회전축선 (CL) 의 하측 절반이 생략되어 있다.
대직경 기어 (52) 는, 원반상으로 형성되고, 카운터축 (50) 의 외주에 베어링 (75) 을 개재하여 상대 회전 가능하게 끼워져 있다. 대직경 기어 (52) 의 외주측에는, 소직경 기어 (48) 와 맞물리는 대직경 기어 (52) 의 맞물림 이 (52a) 가 형성되어 있다. 또, 대직경 기어 (52) 의 내주측은, 투웨이 클러치 (TWC) 를 구성하는 후술하는 입력측 회전 부재 (68) 로서 기능한다. 즉, 대직경 기어 (52) 와 투웨이 클러치 (TWC) 의 입력측 회전 부재 (68) 가 일체 성형되어 있다.
카운터 기어 (54) 는, 원환상으로 형성되고, 내주부가 카운터축 (50) 의 외주면에 상대 회전 불가능하게, 또한, 축 방향으로의 상대 이동 불가능하게 고정되어 있다. 또한, 카운터 기어 (54) 가, 본 발명의 기어에 대응하고 있다.
투웨이 클러치 (TWC) 는, 대직경 기어 (52) 의 내주측에 형성되어 있는 입력측 회전 부재 (68) 와, 카운터축 (50) 의 축 방향 (이하, 특별히 언급하지 않는 한, 축 방향은 카운터축 (50) 의 축 방향에 대응한다) 에서 입력측 회전 부재 (68) 와 이웃하는 위치에 배치되어 있는 제 1 출력측 회전 부재 (70a) 및 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 와, 축 방향에서 입력측 회전 부재 (68) 와 제 1 출력측 회전 부재 (70a) 사이에 개재 삽입되어 있는 복수 개의 제 1 스트럿 (72a) 및 복수 개의 비틀림 코일 스프링 (73a) 과, 축 방향에서 입력측 회전 부재 (68) 와 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 사이에 개재 삽입되어 있는 복수 개의 제 2 스트럿 (72b) 및 복수 개의 비틀림 코일 스프링 (73b) 을 포함하여 구성되어 있다. 또, 입력측 회전 부재 (68) 의 내주면과 카운터축 (50) 의 외주면 사이에는, 이들을 상대 회전 가능하게 유지하는 베어링 (75) 이 개재 삽입되어 있다. 또한, 제 1 출력측 회전 부재 (70a) 및 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 가, 본 발명의 출력측 회전 부재에 대응하고 있다.
입력측 회전 부재 (68) 는, 원반상으로 형성되고, 회전축선 (CL) 을 중심으로 하여 카운터축 (50) 에 대하여 상대 회전 가능하게 배치되어 있다. 입력측 회전 부재 (68) 는, 축 방향에 있어서 제 1 출력측 회전 부재 (70a) 와 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 사이에 끼이도록 하여 배치되어 있다. 또, 입력측 회전 부재 (68) 의 외주측에는 대직경 기어 (52) 의 맞물림 이 (52a) 가 형성되어 있는 점에서, 입력측 회전 부재 (68) 는, 기어 기구 (28), 전후진 전환 장치 (26) 등을 개재하여 엔진 (12) 에 동력 전달 가능하게 연결되어 있다.
입력측 회전 부재 (68) 의 축 방향에서 제 1 출력측 회전 부재 (70a) 와 대향하는 면에는, 제 1 스트럿 (72a) 및 비틀림 코일 스프링 (73a) 이 수용되는 제 1 수용부 (76a) 가 형성되어 있다. 제 1 수용부 (76a) 는, 둘레 방향에서 등각도 간격으로 복수 개 형성되어 있다. 또, 입력측 회전 부재 (68) 의 축 방향에서 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 와 대향하는 면에는, 제 2 스트럿 (72b) 및 비틀림 코일 스프링 (73b) 이 수용되는 제 2 수용부 (76b) 가 형성되어 있다. 제 2 수용부 (76b) 는, 둘레 방향에서 등각도 간격으로 복수 개 형성되어 있다. 제 1 수용부 (76a) 및 제 2 수용부 (76b) 는, 입력측 회전 부재 (68) 의 직경 방향에서 동일한 위치에 형성되어 있다.
제 1 출력측 회전 부재 (70a) 는, 원반상으로 형성되고, 축 방향에 있어서, 베어링 (75) 과 베어링 (67) 사이에 끼이도록 하여 배치되어 있다. 또, 제 1 출력측 회전 부재 (70a) 의 내주부가, 카운터축 (50) 에 스플라인 끼워맞춤됨으로써, 제 1 출력측 회전 부재 (70a) 는, 카운터축 (50) 과 일체적으로 회전한다. 제 1 출력측 회전 부재 (70a) 는, 카운터 기어 (54), 출력 기어 (56), 출력축 (30), 디퍼렌셜 장치 (38) 등을 개재하여 구동륜 (14) 에 동력 전달 가능하게 연결되어 있다. 제 1 출력측 회전 부재 (70a) 의 축 방향에서 입력측 회전 부재 (68) 와 대향하는 면에는, 입력측 회전 부재 (68) 에 대하여 멀어지는 쪽으로 오목해지는, 제 1 오목부 (78a) 가 형성되어 있다.
제 1 오목부 (78a) 는, 제 1 수용부 (76a) 와 동일한 수만큼 형성되고, 둘레 방향에서 등각도 간격으로 배치되어 있다. 또, 제 1 오목부 (78a) 는, 제 1 출력측 회전 부재 (70a) 의 직경 방향에서, 입력측 회전 부재 (68) 에 형성되는 제 1 수용부 (76a) 와 동일한 위치에 형성되어 있다. 따라서, 제 1 수용부 (76a) 와 제 1 오목부 (78a) 의 회전 위치가 일치하면, 각 제 1 수용부 (76a) 와 각 제 1 오목부 (78a) 가, 축 방향에서 서로 인접한 상태가 된다 (도 2 참조).
제 2 출력측 회전 부재 (70b) 는, 단면이 L 자상으로 형성된 환상 부재이고, 축 방향에 있어서, 카운터축 (50) 의 외주면으로부터 직경 방향으로 돌출되는 플랜지부 (50a) 와 베어링 (75) 사이에 끼이도록 하여 배치되어 있다. 또, 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 의 내주부가, 카운터축 (50) 에 스플라인 끼워맞춤됨으로써, 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 는, 카운터축 (50) 과 일체적으로 회전한다. 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 는, 카운터 기어 (54), 출력 기어 (56), 출력축 (30), 디퍼렌셜 장치 (38) 등을 개재하여 구동륜 (14) 에 동력 전달 가능하게 연결되어 있다. 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 의 축 방향에서 입력측 회전 부재 (68) 와 대향하는 면에는, 입력측 회전 부재 (68) 에 대하여 멀어지는 쪽으로 오목해지는, 제 2 오목부 (78b) 가 형성되어 있다.
제 2 오목부 (78b) 는, 제 2 수용부 (76b) 와 동일한 수만큼 형성되고, 둘레 방향에서 등각도 간격으로 배치되어 있다. 또, 제 2 오목부 (78b) 는, 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 의 직경 방향에서, 입력측 회전 부재 (68) 에 형성되는 제 2 수용부 (76b) 와 동일한 위치에 형성되어 있다. 따라서, 제 2 수용부 (76b) 와 제 2 오목부 (78b) 의 회전 위치가 일치하면, 각 제 2 수용부 (76b) 와 각 제 2 오목부 (78b) 가, 축 방향에서 서로 인접한 상태가 된다 (도 2 참조).
제 2 출력측 회전 부재 (70b) 에는, 회전축선 (CL) 과 병행한 복수 개의 관통공 (88) 이 형성되어 있다. 관통공 (88) 은, 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 를 축 방향으로 관통하고 있다. 또, 각 관통공 (88) 은, 카운터축 (50) 의 축 방향으로부터 보았을 때, 각 제 2 오목부 (78b) 와 중복되는 위치에 형성되어 있다. 따라서, 각 관통공 (88) 의 일단은, 제 2 오목부 (78b) 에 각각 연통되어 있다. 각 관통공 (88) 에는, 각각 핀 (90) 이 꽂혀 통과되어 있다. 핀 (90) 은, 원기둥상으로 형성되고, 관통공 (88) 내를 슬라이딩 가능하게 되어 있다. 핀 (90) 의 일단은, 유압 액추에이터 (41) 를 구성하는 후술하는 가압 피스톤 (74) 에 맞닿아 있음과 함께, 핀 (90) 의 타단은, 제 2 오목부 (78b) 내에 수용되어 있는 원환상의 링 (86) 에 맞닿아 있다.
링 (86) 은, 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 에 형성되고, 둘레 방향에서 이웃하는 제 2 오목부 (78b) 를 연결하도록 형성되어 있는 복수 개의 원호상의 홈 (84) (도 3, 도 4 참조) 에 끼워맞춰져 있고, 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 에 대하여 축 방향으로 상대 이동 가능하게 되어 있다. 따라서, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 핀 (90) 이 가압 피스톤 (74) 에 밀려 축 방향에서 입력측 회전 부재 (68) 측으로 이동하면, 링 (86) 에 대해서도 핀 (90) 에 밀려 축 방향에서 입력측 회전 부재 (68) 측으로 이동한다. 링 (86) 은, 도 2 에 나타내는 핀 (90) 이 축 방향에서 가장 입력측 회전 부재 (68) 측으로 이동된 상태에 있어서, 축 방향의 단부가, 입력측 회전 부재 (68) 와 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 의 맞댐면의 위치까지 이동된다. 이 때, 제 2 수용부 (76b) 에 수용되어 있는 제 2 스트럿 (72b) 이 링 (86) 에 의해 가압됨으로써, 제 2 스트럿 (72b) 의 제 2 오목부 (78b) 측으로의 이동이 저지되고 있다. 또한, 도 2 에 나타내는 상태는, 투웨이 클러치 (TWC) 의 원웨이 모드 상태에 대응하고 있다.
핀 (90) 은, 유압 액추에이터 (41) 에 의해, 축 방향으로 이동된다. 유압 액추에이터 (41) 는, 투웨이 클러치 (TWC) 와 동일하게, 카운터축 (50) 상에 배치되어 있다. 유압 액추에이터 (41) 는, 축 방향에 있어서 카운터 기어 (54) 와 투웨이 클러치 (TWC) 사이로서, 투웨이 클러치 (TWC) 의 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 와 축 방향에서 인접하는 위치에 형성되어 있다.
유압 액추에이터 (41) 는, 가압 피스톤 (74) 과, 축 방향에서 카운터 기어 (54) 와 가압 피스톤 (74) 사이에 개재 삽입되어 있는 복수 개의 코일 스프링 (92) 과, 가압 피스톤 (74) 및 카운터축 (50) 에 의해 둘러싸여 형성되는 유압실 (94) 을 구비하고 있다.
가압 피스톤 (74) 은, 원통상으로 형성되고, 내주면이 카운터축 (50) 의 외주면에 슬라이딩 가능하게 끼워져 있다. 가압 피스톤 (74) 의 내주면과 카운터축 (50) 의 외주면 사이에는, 1 쌍의 O 링 (96, 98) 이 개재 삽입되어 있다. 따라서, 축 방향에서 1 쌍의 O 링 (96, 98) 사이에 형성되는 유압실 (94) 이 유밀 (油密) 한 공간이 된다.
가압 피스톤 (74) 의 축 방향에서 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 측에는, 직경 방향으로 신장되는 플랜지부 (74a) 가 형성되어 있다. 플랜지부 (74a) 는, 축 방향에서 핀 (90) 과 맞닿음 가능한 위치까지 직경 방향으로 신장되어 있다.
축 방향에서 가압 피스톤 (74) 의 플랜지부 (74a) 와 카운터 기어 (54) 사이에, 복수 개의 스프링 (92) 이 개재 삽입되어 있다. 스프링 (92) 은, 가압 피스톤 (74) 의 둘레 방향에서 등각도 간격으로 배치되어 있다. 스프링 (92) 은, 가압 피스톤 (74) 을 축 방향에서 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 측으로 탄성 지지하고 있다. 따라서, 유압실 (94) 에 작동유가 공급되지 않는 상태에서는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 스프링 (92) 의 탄성력에 의해 가압 피스톤 (74) 이 축 방향에서 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 측으로 이동되고, 가압 피스톤 (74) 의 플랜지부 (74a) 가 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 에 접촉된다. 또, 스프링 (92) 은, 가압 피스톤 (74) (플랜지부 (74a)) 의 둘레 방향에서 등각도 간격으로 배치되어 있는 점에서, 가압 피스톤 (74) 에 대하여 둘레 방향에서 대략 균등하게 탄성력이 부여된다.
또, 유압실 (94) 에 작동유가 공급된 경우에는, 스프링 (92) 의 탄성력에 저항하여 가압 피스톤 (74) 이 축 방향에서 카운터 기어 (54) 측으로 이동되고, 가압 피스톤 (74) 이 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 로부터 멀어진 상태가 된다. 이 때, 핀 (90), 링 (86), 및 제 2 스트럿 (72b) 의 일단은, 비틀림 코일 스프링 (73b) 의 탄성력에 의해, 축 방향에서 카운터 기어 (54) 측으로 이동된다. 또한, 유압실 (94) 에는, 카운터축 (50) 내에 형성되어 있는 축 방향 유로 (100) 및 직경 방향 유로 (102) 를 경유하여 작동유가 공급된다.
상기와 같이 구성되는 유압 액추에이터 (41) 에 있어서, 유압실 (94) 에 작동유가 공급되지 않는 상태에서는, 둘레 방향에서 등각도 간격으로 배치되어 있는 스프링 (92) 에 의해, 가압 피스톤 (74) 에 둘레 방향에서 대략 균등하게 탄성력이 부여되는 점에서, 가압 피스톤 (74) 의 경사가 억제된다. 또, 유압실 (94) 에 작동유가 공급된 경우에 있어서도, 작동유의 유압이 가압 피스톤 (74) 에 둘레 방향에서 균등하게 작용하기 때문에, 가압 피스톤 (74) 의 경사가 억제된다. 이와 같이, 가압 피스톤 (74) 의 경사가 억제되기 때문에, 가압 피스톤 (74) 의 경사를 억제하기 위한 기구나 경사를 검출하는 센서 등도 불필요하게 된다. 또한, 스프링 (92) 의 탄성력이, 유압 액추에이터 (41) 에 있어서, 가압 피스톤 (74) 을 축 방향에서 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 측으로 이동시키기 위한 하중으로서 작용하고, 유압실 (94) 의 작동유의 유압에 의해 발생하는 힘이, 유압 액추에이터 (41) 에 있어서, 가압 피스톤 (74) 을 축 방향에서 카운터 기어 (54) 측으로 이동시키기 위한 하중으로서 작용한다.
또, 유압 액추에이터 (41) 가 투웨이 클러치 (TWC) 와 동일한 카운터축 (50) 상에 배치되기 때문에, 유압 액추에이터 (41) 를 축 방향에서 투웨이 클러치 (TWC) 에 인접시키는 구성으로 할 수 있고, 유압 액추에이터 (41) 를 구성하는 부재를 투웨이 클러치 (TWC) 와 이웃하는 위치에 집약시킴으로써, 유압 액추에이터 (41) 를 컴팩트하게 구성할 수 있다. 또, 스프링 (92) 의 일단을 카운터 기어 (54) 에 맞닿게 하고, 카운터 기어 (54) 를 스프링 (92) 의 반력을 받는 부재로서 사용함으로써, 부품 점수의 증가가 억제됨과 함께 유압 액추에이터 (41) 가 컴팩트해진다. 또한, 카운터 기어 (54) 및 가압 피스톤 (74) 을, 카운터축 (50) 의 직경 방향 외측으로부터 본 경우에 있어서, 가압 피스톤 (74) 의 일부가 카운터 기어 (54) 와 중복됨으로써, 유압 액추에이터 (41) 주변의 기구가 축 방향에 있어서 컴팩트하게 구성된다.
도 3 및 도 4 는, 도 2 의 투웨이 클러치 (TWC) 를 1 점 쇄선 A 로 나타내는 위치에서 둘레 방향을 따라 절단한 일부를 나타내는 단면도이다. 도 3 은, 투웨이 클러치 (TWC) 가 원웨이 모드로 전환된 상태를 나타내고, 도 4 는, 투웨이 클러치 (TWC) 가 로크 모드로 전환된 상태를 나타내고 있다. 또한, 도 3 및 도 4 의 지면 상하 방향이 회전 방향에 대응하고, 지면 상방이 차량 후진 방향 (후진 회전 방향) 에 대응하고, 지면 하방이 차량 전진 방향 (전진 회전 방향) 에 대응하고 있다. 또, 도 3 및 도 4 의 지면 좌우 방향이, 카운터축 (50) 의 축 방향 (즉 회전축선 (CL) 방향) 에 대응하고, 지면 우측이 도 2 의 대직경 기어 (52) 측에 대응하고, 지면 좌측이 도 2 의 카운터 기어 (54) 측에 대응하고 있다.
도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 입력측 회전 부재 (68) 의 축 방향 (지면 좌우 방향) 에서 제 1 출력측 회전 부재 (70a) 와 대향하는 측에는, 제 1 스트럿 (72a) 및 비틀림 코일 스프링 (73a) 이 수용되는 제 1 수용부 (76a) 가 형성되어 있다. 제 1 스트럿 (72a) 은, 소정의 두께를 갖는 판상의 부재로 이루어지고, 도 3 및 도 4 의 단면으로 나타내는 바와 같이, 회전 방향 (둘레 방향) 을 따라 긴 형상으로 형성되어 있다. 또, 제 1 스트럿 (72a) 은, 도 3, 도 4 에 있어서 지면에 대하여 수직인 방향 (도 2 에 있어서 직경 방향) 으로 소정의 치수를 가지고 있다.
제 1 스트럿 (72a) 의 길이 방향의 일단은, 비틀림 코일 스프링 (73a) 에 의해 제 1 출력측 회전 부재 (70a) 측으로 탄성 지지되어 있다. 또, 제 1 스트럿 (72a) 의 길이 방향의 타단은, 제 1 수용부 (76a) 에 형성되어 있는 제 1 단차부 (82a) 에 맞닿아 있다. 제 1 스트럿 (72a) 은, 제 1 단차부 (82a) 와 맞닿는 타단을 중심으로 하여 회동 가능하게 되어 있다. 비틀림 코일 스프링 (73a) 은, 제 1 스트럿 (72a) 과 입력측 회전 부재 (68) 사이에 개재되고, 제 1 스트럿 (72a) 의 일단을 제 1 출력측 회전 부재 (70a) 를 향하여 탄성 지지하고 있다.
제 1 출력측 회전 부재 (70a) 의 축 방향에 있어서 입력측 회전 부재 (68) 와 대향하는 면에는, 입력측 회전 부재 (68) 에 대하여 멀어지는 방향으로 오목해지는 제 1 오목부 (78a) 가 형성되어 있다. 제 1 오목부 (78a) 는, 제 1 스트럿 (72a) 의 일단을 수용 가능한 형상으로 되어 있다. 또, 제 1 오목부 (78a) 의 회전 방향의 일단에는, 엔진 (12) 의 동력에 의해 입력측 회전 부재 (68) 가 차량 전진 방향 (도 3, 도 4 에 있어서 지면 하방) 으로 회전한 경우에 있어서, 제 1 스트럿 (72a) 의 일단과 맞닿는 제 1 벽면 (80a) 이 형성되어 있다. 상기 서술한 제 1 스트럿 (72a), 비틀림 코일 스프링 (73a), 제 1 수용부 (76a), 및 제 1 오목부 (78a) (제 1 벽면 (80a)) 에 의해, 차량 전진 방향으로 작용하는 동력을 구동륜 (14) 에 전달하는 한편으로, 차량 후진 방향으로 작용하는 동력을 차단하는 원웨이 클러치가 구성된다.
또, 도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 입력측 회전 부재 (68) 의 축 방향에서 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 와 대향하는 면에는, 제 2 스트럿 (72b) 및 비틀림 코일 스프링 (73b) 이 수용되는 제 2 수용부 (76b) 가 형성되어 있다. 제 2 스트럿 (72b) 은, 소정의 두께를 갖는 판상의 부재로 이루어지고, 도 3 및 도 4 의 단면으로 나타내는 바와 같이, 회전 방향을 따라 길이 방향으로 형성되어 있다. 또, 제 2 스트럿 (72b) 은, 도 3, 도 4 에 있어서 지면에 대하여 수직인 방향 (도 2 에 있어서 직경 방향) 으로 소정의 치수를 가지고 있다.
제 2 스트럿 (72b) 의 길이 방향의 일단은, 비틀림 코일 스프링 (73b) 에 의해 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 측으로 탄성 지지되어 있다. 또, 제 2 스트럿 (72b) 의 길이 방향의 타단은, 제 2 수용부 (76b) 에 형성되어 있는 제 2 단차부 (82b) 에 맞닿아 있다. 제 2 스트럿 (72b) 은, 제 2 단차부 (82b) 와 맞닿는 타단을 중심으로 하여 회동 가능하게 되어 있다. 비틀림 코일 스프링 (73b) 은, 제 2 스트럿 (72b) 과 입력측 회전 부재 (68) 사이에 개재되고, 제 2 스트럿 (72b) 의 일단을 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 를 향하여 탄성 지지하고 있다.
제 2 출력측 회전 부재 (70b) 의 축 방향에 있어서 입력측 회전 부재 (68) 와 대향하는 면에는, 입력측 회전 부재 (68) 에 대하여 멀어지는 방향으로 오목해지는 제 2 오목부 (78b) 가 형성되어 있다. 제 2 오목부 (78b) 는, 제 2 스트럿 (72b) 의 일단을 수용 가능한 형상으로 되어 있다. 또, 제 2 오목부 (78b) 의 회전 방향의 일단에는, 도 4 에 나타내는 투웨이 클러치 (TWC) 가 로크 모드로 전환된 상태에 있어서, 엔진 (12) 의 동력에 의해 입력측 회전 부재 (68) 가 차량 후진 방향 (도 3, 도 4 에 있어서 지면 상방) 으로 회전한 경우, 및, 차량 전진 주행 중에 타성 주행된 경우에 있어서, 제 2 스트럿 (72b) 의 일단과 맞닿는 제 2 벽면 (80b) 이 형성되어 있다. 상기 서술한 제 2 스트럿 (72b), 비틀림 코일 스프링 (73b), 제 2 수용부 (76b), 및 제 2 오목부 (78b) (제 2 벽면 (80b)) 에 의해, 차량 후진 방향으로 작용하는 동력을 구동륜 (14) 에 전달하는 한편으로, 차량 전진 방향으로 작용하는 동력을 차단하는 원웨이 클러치가 구성된다.
또, 도 2 에서도 나타낸 바와 같이, 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 에는, 축 방향으로 관통하는 관통공 (88) 이 형성되어 있고, 이 관통공에 핀 (90) 이 꽂혀 통과되어 있다. 핀 (90) 의 일단은, 가압 피스톤 (74) 에 맞닿음과 함께, 핀 (90) 의 타단은, 원환상의 링 (86) 에 맞닿아 있다. 가압 피스톤 (74) 은, 스프링 (92) 에 의해 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 측으로 탄성 지지되어 있다.
도 3 에 나타내는 투웨이 클러치 (TWC) 가 원웨이 모드인 상태에서는, 가압 피스톤 (74) 이 스프링 (92) 의 탄성력에 의해 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 에 맞닿게 된다. 이 때, 핀 (90) 이 가압 피스톤 (74) 에 밀려 축 방향에서 입력측 회전 부재 (68) 측으로 이동됨과 함께, 링 (86) 에 대해서도 핀 (90) 에 밀려 축 방향에서 입력측 회전 부재 (68) 측으로 이동된다. 결과적으로, 제 2 스트럿 (72b) 의 일단이, 링 (86) 에 가압되어 입력측 회전 부재 (68) 측으로 이동함으로써, 제 2 스트럿 (72b) 의 일단과 제 2 벽면 (80b) 의 맞닿음이 저지된다. 이 때, 입력측 회전 부재 (68) 와 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 의 상대 회전이 허용되기 때문에, 제 2 스트럿 (72b) 이 원웨이 클러치로서 기능하지 않게 된다. 한편, 제 1 스트럿 (72a) 의 일단은, 비틀림 코일 스프링 (73a) 에 의해 제 1 출력측 회전 부재 (70a) 측으로 탄성 지지됨으로써, 제 1 오목부 (78a) 의 제 1 벽면 (80a) 과 맞닿음 가능하게 되어 있다. 즉, 도 3 에 나타내는 상태에 있어서, 입력측 회전 부재 (68) 와 제 1 출력측 회전 부재 (70a) 의 차량 전진 방향으로의 상대 회전이 저지된다.
투웨이 클러치 (TWC) 가 원웨이 모드인 상태에서는, 제 1 스트럿 (72a) 이 제 1 출력측 회전 부재 (70a) 의 제 1 벽면 (80a) 에 맞닿음 가능하게 되는 점에서, 투웨이 클러치 (TWC) 에 차량 전진 방향으로 작용하는 동력이 전달되면, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 1 스트럿 (72a) 의 일단과 제 1 벽면 (80a) 이 맞닿음과 함께, 제 1 스트럿 (72a) 의 타단과 제 1 단차부 (82a) 가 맞닿음으로써, 입력측 회전 부재 (68) 와 제 1 출력측 회전 부재 (70a) 사이에서 차량 전진 방향으로의 상대 회전이 저지된다. 따라서, 투웨이 클러치 (TWC) 가 원웨이 모드인 상태에서는, 제 1 스트럿 (72a) 이 원웨이 클러치로서 기능하고, 차량 전진 방향으로 작용하는 동력을 구동륜 (14) 에 전달하는 한편으로, 차량 후진 방향으로 작용하는 동력이 차단된다.
도 4 에 나타내는 투웨이 클러치 (TWC) 의 로크 모드 상태에서는, 유압 액추에이터 (41) (도 2 참조) 에 작동유가 공급됨으로써, 스프링 (92) 의 탄성력에 저항하여, 가압 피스톤 (74) 이 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 로부터 멀어지는 방향으로 이동된다. 이 때, 제 2 스트럿 (72b) 의 일단이, 비틀림 코일 스프링 (73b) 의 탄성력에 의해, 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 의 제 2 오목부 (78b) 측으로 이동되고, 제 2 벽면 (80b) 에 맞닿음 가능하게 된다. 또, 제 1 스트럿 (72a) 에 대해서는, 도 3 의 원웨이 모드와 동일하게, 그 일단이 제 1 출력측 회전 부재 (70a) 의 제 1 벽면 (80a) 에 맞닿음 가능하게 되어 있다.
투웨이 클러치 (TWC) 가 로크 모드인 상태에서는, 차량 전진 방향으로 작용하는 동력이 전달되면, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 제 1 스트럿 (72a) 의 일단이 제 1 출력측 회전 부재 (70a) 의 제 1 벽면 (80a) 에 맞닿음과 함께, 제 1 스트럿 (72a) 의 타단이 제 1 단차부 (82a) 와 맞닿음으로써, 입력측 회전 부재 (68) 와 제 1 출력측 회전 부재 (70a) 사이의 차량 전진 방향으로의 상대 회전이 저지된다. 또한, 투웨이 클러치 (TWC) 가 로크 모드에 있어서, 차량 후진 방향으로 작용하는 동력이 전달되면, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 제 2 스트럿 (72b) 의 일단이 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 의 제 2 벽면 (80b) 에 맞닿음과 함께, 제 2 스트럿 (72b) 의 타단이 제 2 단차부 (82b) 와 맞닿음으로써, 입력측 회전 부재 (68) 와 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 사이에서 차량 후진 방향으로의 상대 회전이 저지된다. 따라서, 투웨이 클러치 (TWC) 가 로크 모드인 상태에서는, 제 1 스트럿 (72a) 및 제 2 스트럿 (72b) 이 각각 원웨이 클러치로서 기능하고, 투웨이 클러치 (TWC) 에 있어서, 차량 전진 방향 및 차량 후진 방향으로 작용하는 동력을 구동륜 (14) 에 전달 가능하게 된다. 따라서, 예를 들어 차량 후진시에 있어서, 투웨이 클러치 (TWC) 가 로크 모드로 전환됨으로써 후진 주행이 가능해진다. 또, 타성 주행시에 있어서, 투웨이 클러치 (TWC) 가 로크 모드로 전환됨으로써, 구동륜 (14) 측으로부터 전달되는 회전이 투웨이 클러치 (TWC) 를 경유하여 엔진 (12) 측에 전달됨으로써, 엔진 (12) 이 따라 도는 것에 의한 엔진 브레이크를 발생시킬 수 있다.
또, 유압 액추에이터 (41) 에 작동유가 공급되지 않는 상태에 있어서, 스프링 (92) 의 탄성력에 의해 투웨이 클러치 (TWC) 가 원웨이 모드로 전환되도록 설정되어 있다. 따라서, 투웨이 클러치 (TWC) 를 원웨이 모드로 하는 주행에 있어서, 유압 액추에이터 (41) 에 대한 작동유의 공급이 불필요하게 된다.
상기와 같이 구성되는 동력 전달 장치 (16) 의 작동에 대하여 설명한다. 차량 발진시 및 저차속 주행시에 있어서는, 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 를 경유하여 엔진 (12) 의 동력을 구동륜 (14) 에 전달하여 차량 (10) 을 주행시키는 기어 주행으로 전환된다. 이 때, 제 1 클러치 (C1) 가 걸어맞춰짐과 함께, 제 2 클러치 (C2) 가 해방되고, 투웨이 클러치 (TWC) 가 원웨이 모드로 전환된다. 제 1 클러치 (C1) 가 걸어맞춰짐으로써, 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 측에 엔진 (12) 의 동력이 전달된다. 또, 투웨이 클러치 (TWC) 가, 원웨이 모드로 전환되기 때문에, 차량 전진 방향으로 작용하는 동력을 전달할 수 있는 점에서, 엔진 (12) 의 동력을 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 를 경유하여 구동륜 (14) 에 전달하는 기어 주행이 가능해진다.
또, 차량 (10) 의 주행 상태가 저차속으로부터 중고차속으로 되면, 제 2 동력 전달 경로 (PT2) 를 경유하여 엔진 (12) 의 동력을 구동륜 (14) 에 전달하여 차량 (10) 을 주행시키는 벨트 주행으로 전환된다. 이 때, 제 1 클러치 (C1) 가 해방되고, 제 2 클러치 (C2) 가 걸어맞춰진다. 제 2 클러치 (C2) 가 걸어맞춰짐으로써, 제 2 동력 전달 경로 (PT2) 측에 엔진 (12) 의 동력이 전달된다. 벨트 주행으로 전환되면, 무단 변속기 (24) 의 변속비 (γcvt) 가 차량 (10) 의 주행 상태에 따라 적절히 변경되는 무단 변속 제어가 실행된다. 또한, 무단 변속기 (24) 의 무단 변속 제어는 공지된 기술이기 때문에, 상세한 설명을 생략한다.
여기서, 벨트 주행에 의한 차량 (10) 의 고차속 주행 중에 있어서, 구동륜 (14) 의 회전이 투웨이 클러치 (TWC) 를 개재하여 제 1 클러치 (C1) 에 전달되면, 제 1 클러치 (C1) 를 구성하는 드럼 등이 고회전으로 회전될 우려가 있지만, 투웨이 클러치 (TWC) 가 원웨이 모드로 전환됨으로써, 투웨이 클러치 (TWC) 가 공전되고, 구동륜 (14) 측으로부터 전달되는 회전이 투웨이 클러치 (TWC) 에 의해 차단된다. 따라서, 제 1 클러치 (C1) 에는, 구동륜 (14) 의 회전이 전달되지 않기 때문에, 제 1 클러치 (C1) 가 고회전으로 회전되는 것이 방지된다. 또한, 종래에는, 투웨이 클러치 (TWC) 대신에 도그 클러치가 형성되고, 이 도그 클러치를 차단함으로써 제 1 클러치 (C1) 에 전달되는 회전을 차단하고 있었다. 이 경우에는, 기어 주행으로부터 벨트 주행으로 전환될 때마다 도그 클러치를 차단할 필요가 생겼었지만, 본 실시예에서는, 투웨이 클러치 (TWC) 가 적용됨으로써, 투웨이 클러치 (TWC) 가 로크 모드로 전환되어 있는 경우를 제외하고, 투웨이 클러치 (TWC) 의 전환이 불필요하게 된다.
또, 예를 들어 저차속으로 주행 중에 차속이 상승하면, 주행 모드가 기어 주행으로부터 벨트 주행으로 변경된다, 즉 동력 전달 경로 (PT) 가 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 로부터 제 2 동력 전달 경로 (PT2) 로 전환된다. 이 때, 제 2 클러치 (C2) 의 토크 용량이 제어됨으로써, 기어 주행으로부터 벨트 주행으로 전환된다. 이 제 2 클러치 (C2) 의 토크 용량의 제어 과도기에 있어서, 투웨이 클러치 (TWC) 가 원웨이 모드로 전환되어 있으면, 투웨이 클러치 (TWC) 의 제 1 스트럿 (72a) 이 원웨이 클러치로서 기능하고, 제어 과도기의 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 의 전달 토크가, 투웨이 클러치 (TWC) 에 의해 적절히 조정된다. 따라서, 기어 주행으로부터 벨트 주행으로의 전환 과도기에 있어서 매끄러운 전환이 가능해지고, 전환 과도기에 발생하는 쇼크가 억제된다. 동일하게, 벨트 주행으로부터 기어 주행으로의 전환 과도기에 있어서도, 투웨이 클러치 (TWC) 에 의해 적절한 타이밍에서 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 에 동력이 전달됨으로써, 전환 과도기에 발생하는 쇼크가 억제된다. 또, 동력 전달 경로 (PT) 의 전환은, 제 2 클러치 (C2) 의 토크 용량의 제어만으로 실행되는 점에서, 제 1 클러치 (C1) 및 제 2 클러치 (C2) 의 클러치 투 클러치 제어를 실행하는 경우에 비하여 제어가 용이해진다.
또, 기어 주행으로 타성 주행 중에 엔진 브레이크를 발생시키는 경우에는, 투웨이 클러치 (TWC) 가 로크 모드로 전환된다. 이 때, 구동륜 (14) 측으로부터 전달되는 회전이, 투웨이 클러치 (TWC) 및 제 1 클러치 (C1) 를 경유하여 엔진 (12) 측에 전달되고, 엔진 (12) 이 따라 도는 것에 의한 엔진 브레이크를 발생시킬 수 있다.
또, 차량 후진 주행시에 있어서는, 제 1 브레이크 (B1) 가 걸어맞춰짐과 함께, 투웨이 클러치 (TWC) 가 로크 모드로 전환된다. 제 1 브레이크 (B1) 가 걸어맞춰지면, 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 에 차량 후진 방향으로 작용하는 동력이 전달된다. 또, 투웨이 클러치 (TWC) 가 로크 모드로 전환됨으로써, 차량 후진 방향으로 작용하는 동력이 투웨이 클러치 (TWC) 를 경유하여 구동륜 (14) 에 전달되기 때문에, 후진 주행이 가능해진다.
상기와 같이, 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 에, 부클러치로서 원웨이 모드와 로크 모드로 전환 가능한 투웨이 클러치 (TWC) 가 형성된 경우에도, 동력 전달 장치 (16) 에 있어서, 투웨이 클러치 (TWC) 의 모드가 전환됨으로써, 차량 (10) 의 전진 주행 및 후진 주행이 가능해짐과 함께, 타성 주행시에는, 엔진 브레이크를 발생시키는 것도 가능해진다. 또, 벨트 주행 중에 투웨이 클러치 (TWC) 가 원웨이 모드로 전환됨으로써, 구동륜 (14) 측으로부터 전달되는 회전이 투웨이 클러치 (TWC) 에 의해 차단됨으로써, 투웨이 클러치 (TWC) 보다 엔진 (12) 측에 위치하는 제 1 클러치 (C1) 를 구성하는 부재 등이 고회전으로 회전되는 것이 방지된다. 이와 같이, 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 에 있어서, 부클러치로서 투웨이 클러치 (TWC) 가 형성됨으로써, 투웨이 클러치 (TWC) 대신에 싱크로 기구를 갖는 도그 클러치가 형성되는 경우와 동일한 주행이 가능해진다. 또, 투웨이 클러치 (TWC) 는, 싱크로 기구를 구비하지 않는 점에서, 싱크로 기구를 구비한 도그 클러치에 비하여 부품 점수도 적어지고, 제조 비용이 도그 클러치에 비하여 저감된다.
상기 서술한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 부클러치로서 원웨이 모드 및 로크 모드로 전환 가능한 투웨이 클러치 (TWC) 가 형성되어 있기 때문에, 예를 들어 투웨이 클러치 (TWC) 가 원웨이 모드로 전환됨으로써, 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 에 있어서 차량 전진 방향으로 작용하는 동력을 전달할 수 있다. 또, 투웨이 클러치 (TWC) 가 로크 모드로 전환됨으로써, 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 에 있어서 차량 후진 방향으로 작용하는 동력을 전달할 수 있다. 또, 제 2 동력 전달 경로 (PT2) 에 의한 주행 중에 있어서, 투웨이 클러치 (TWC) 가 원웨이 모드로 전환됨으로써, 구동륜 (14) 측으로부터 전달되는 회전을 투웨이 클러치 (TWC) 에 의해 차단할 수 있기 때문에, 투웨이 클러치 (TWC) 보다 엔진측에 위치하는 제 1 클러치 (C1) 등의 고회전화가 방지된다. 이와 같이, 투웨이 클러치 (TWC) 의 모드가 전환됨으로써, 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 를 경유한 차량의 전진 주행 및 후진 주행이 가능해짐과 함께, 제 1 클러치 (C1) 의 고회전화가 방지되는 점에서, 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 에 부클러치로서 싱크로 기구를 갖는 도그 클러치가 형성되어 있는 경우와 동일한 주행이 가능해진다. 또, 투웨이 클러치 (TWC) 는, 싱크로 기구가 불필요하게 되기 때문에, 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 에 싱크로 기구를 갖는 도그 클러치가 형성되는 경우에 비하여 부품 점수가 적어지고, 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
또, 본 실시예에 의하면, 투웨이 클러치 (TWC) 의 모드를 전환하기 위한 유압 액추에이터 (41) 가, 투웨이 클러치 (TWC) 와 동일한 카운터축 (50) 상에 배치되어 있기 때문에, 유압 액추에이터 (41) 를 구성하는 부품을 투웨이 클러치 (TWC) 와 이웃하는 위치에 집약시켜, 유압 액추에이터 (41) 를 컴팩트하게 구성할 수 있다. 또, 투웨이 클러치 (TWC) 는, 유압 액추에이터 (41) 에 작동유가 공급되지 않는 상태에서 원웨이 모드로 전환되기 때문에, 원웨이 모드로 주행 중에는, 유압 액추에이터 (41) 에 작동유를 공급할 필요가 없어지는 점에서, 작동유의 소비량을 감소시킬 수 있다. 또, 유압 액추에이터 (41) 를 구성하는 스프링 (92) 이, 가압 피스톤 (74) 과 카운터 기어 (54) 사이에 개재 삽입되어 있기 때문에, 카운터 기어 (54) 를 스프링 (92) 의 반력을 발생시키는 부재로서 이용함으로써, 부품 점수의 증가를 억제할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예를 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서 전술한 실시예와 공통되는 부분에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
도 5 는, 본 발명의 다른 실시예에 대응하는 차량 (120) 의 개략 구성을 설명하는 도면이다. 본 실시예의 차량 (120) 에 있어서는, 엔진 (12) 과 구동륜 (14) 사이에, 차량용 동력 전달 장치 (122) (이하, 동력 전달 장치 (122) 라고 한다) 를 구비하고 있다.
동력 전달 장치 (122) 를 전술한 실시예 1 의 동력 전달 장치 (16) 와 비교하면, 전후진 전환 장치 (126) 의 구조가 상이하다. 이하, 전술한 실시예 1 과 상이한 전후진 전환 장치 (126) 의 구조에 대하여 설명한다.
전후진 전환 장치 (126) 는, 더블 피니언형의 유성 기어 장치 (126p), 제 1 클러치 (C1), 및 제 1 브레이크 (B1) 를 구비하고 있다. 유성 기어 장치 (126p) 는, 입력 요소로서의 선 기어 (126s) 와, 출력 요소로서의 캐리어 (126c) 와, 반력 요소로서의 링 기어 (126r) 의, 3 개의 회전 요소를 갖는 차동 기구이다. 선 기어 (126s) 는, 입력축 (22) 에 연결되어 있다. 링 기어 (126r) 는, 제 1 브레이크 (B1) 를 개재하여 케이스 (18) 에 선택적으로 연결된다. 캐리어 (126c) 는, 소직경 기어 (48) 에 연결되어 있다. 캐리어 (126c) 와 선 기어 (126s) 는, 제 1 클러치 (C1) 를 개재하여 선택적으로 연결된다.
상기와 같이 전후진 전환 장치 (126) 에 있어서, 선 기어 (126s) 가 입력 요소로서 기능하고, 캐리어 (126c) 가 출력 요소로서 기능하는 경우에도, 제 1 클러치 (C1) 가 걸어맞춰지면, 엔진 (12) 의 동력이 캐리어 (126c) 를 경유하여 차량 전진 방향으로 작용하는 동력으로서 소직경 기어 (48) 에 전달되고, 제 1 브레이크 (B1) 가 걸어맞춰지면, 엔진 (12) 의 동력이 캐리어 (126c) 를 경유하여 차량 후진 방향으로 작용하는 동력으로서 소직경 기어 (48) 에 전달된다. 따라서, 전후진 전환 장치 (126) 가, 상기와 같이 구성되는 경우에도, 전술한 실시예와 동일하게 차량 (10) 을 주행시키는 것이 가능해진다. 이와 같이, 본 실시예의 전후진 전환 장치 (126) 이더라도, 전술한 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 전후진 전환 장치 (126) 는, 전술한 실시예의 전후진 전환 장치 (26) 와 동일하게, 더블 피니언형의 유성 기어 장치로 구성되어 있었지만, 전후진 전환 장치가 싱글 피니언형의 유성 기어 장치로 구성하는 것이어도, 본 발명을 적용할 수 있다.
도 6 은, 본 발명의 또 다른 실시예에 대응하는 차량 (140) 의 개략 구성을 설명하는 도면이다. 본 실시예의 차량 (140) 에 있어서는, 엔진 (12) 과 구동륜 (14) 사이에, 차량용 동력 전달 장치 (142) (이하, 동력 전달 장치 (142) 라고 한다) 를 구비하고 있다.
동력 전달 장치 (142) 를 전술한 실시예 1 의 동력 전달 장치 (16) 와 비교하면, 투웨이 클러치 (TWC) 가 배치되는 장소가 상이하다. 구체적으로는, 투웨이 클러치 (TWC) 가, 입력축 (22) 과 동일한 회전축 상에 배치되어 있다. 이하, 전술한 실시예 1 과 상이한 점에 대하여 설명한다.
동력 전달 장치 (142) 에 있어서는, 투웨이 클러치 (TWC) 가, 입력축 (22) 과 동일한 회전축 상에 배치되어 있다. 투웨이 클러치 (TWC) 는, 입력축 (22) 의 외주로서, 전후진 전환 장치 (26) 의 캐리어 (26c) 와 소직경 기어 (48) 사이에 개재되어 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 에 있어서 엔진 (12) 측으로부터, 전후진 전환 장치 (26), 투웨이 클러치 (TWC), 기어 기구 (28) 의 순서로 배치되게 된다.
상기와 같이, 투웨이 클러치 (TWC) 가 입력축 (22) 과 동일한 회전축 상에 배치되는 경우에도, 전술한 실시예 1 과 동일한 주행이 가능해진다. 예를 들어, 전진 주행시에는, 투웨이 클러치 (TWC) 가 원웨이 모드로 전환됨으로써, 엔진 (12) 의 동력에 의한 전진 주행이 가능해진다. 후진 주행시에는, 투웨이 클러치 (TWC) 가 로크 모드로 전환됨으로써, 엔진 (12) 의 동력에 의한 후진 주행이 가능해진다. 벨트 주행시에는, 투웨이 클러치 (TWC) 가 원웨이 모드로 전환됨으로써, 구동륜 (14) 의 회전이 기어 기구 (28) 에 전달되기는 하지만, 투웨이 클러치 (TWC) 보다 엔진 (12) 측에 위치하는 제 1 클러치 (C1) 에는, 회전의 전달이 투웨이 클러치 (TWC) 에 의해 차단된다. 따라서, 제 1 클러치 (C1) 가 고회전으로 회전되는 것이 방지된다. 또, 타성 주행시에 있어서, 투웨이 클러치 (TWC) 가 로크 모드로 전환됨으로써, 엔진 브레이크를 발생시킬 수 있다. 따라서, 투웨이 클러치 (TWC) 가, 입력축 (22) 과 동일한 회전축 상에 배치되는 경우에도, 전술한 실시예와 동일한 효과가 얻어진다.
도 7 은, 본 발명의 또 다른 실시예에 대응하는 차량 (160) 의 개략 구성을 설명하는 도면이다. 본 실시예의 차량 (160) 에 있어서는, 엔진 (12) 과 구동륜 (14) 사이에, 차량용 동력 전달 장치 (162) (이하, 동력 전달 장치 (162) 라고 한다) 를 구비하고 있다.
동력 전달 장치 (162) 를 전술한 실시예 1 의 동력 전달 장치 (16) 와 비교하면, 투웨이 클러치 (TWC) 가 배치되는 위치가 상이하다. 구체적으로는, 투웨이 클러치 (TWC) 가, 출력축 (30) 과 동일한 회전축 상에 배치되어 있다. 이하, 전술한 실시예 1 과 상이한 점에 대하여 설명한다.
동력 전달 장치 (162) 에 있어서는, 투웨이 클러치 (TWC) 가, 출력축 (30) 과 동일한 회전축 상에 배치되어 있다. 투웨이 클러치 (TWC) 는, 출력축 (30) 의 외주로서, 출력 기어 (56) 와 출력축 (30) 사이에 개재되어 있다. 상기와 같이, 투웨이 클러치 (TWC) 가 출력축 (30) 과 동일한 회전축 상에 배치되는 경우에도, 전술한 실시예 1 과 동일한 주행이 가능해진다. 예를 들어, 전진 주행시에는, 투웨이 클러치 (TWC) 가 원웨이 모드로 전환됨으로써, 엔진 (12) 의 동력에 의한 전진 주행이 가능해진다. 후진 주행시에는, 투웨이 클러치 (TWC) 가 로크 모드로 전환됨으로써, 엔진 (12) 의 동력에 의한 후진 주행이 가능해진다. 벨트 주행시에는, 투웨이 클러치 (TWC) 가 원웨이 모드로 전환됨으로써, 구동륜 (14) 측으로부터 전달되는 회전이 투웨이 클러치 (TWC) 에 의해 차단되기 때문에, 기어 기구 (28) 및 제 1 클러치 (C1) 가 고회전으로 회전되는 것이 방지된다. 또, 타성 주행시에 있어서, 투웨이 클러치 (TWC) 가 로크 모드로 전환됨으로써, 엔진 브레이크를 발생시킬 수 있다. 따라서, 투웨이 클러치 (TWC) 가 출력축 (30) 과 동일한 회전축 상에 배치되는 경우에도, 전술한 실시예와 동일한 효과가 얻어진다.
도 8 은, 본 발명의 또 다른 실시예에 대응하는 차량 (180) 의 개략 구성을 설명하는 도면이다. 본 실시예의 차량 (180) 에 있어서는, 엔진 (12) 과 구동륜 (14) 사이에, 차량용 동력 전달 장치 (182) (이하, 동력 전달 장치 (182) 라고 한다) 를 구비하고 있다.
동력 전달 장치 (182) 를 전술한 실시예 1 의 동력 전달 장치 (16) 와 비교하면, 제 2 클러치 (C2) 가 배치되는 위치가 상이하다. 구체적으로는, 제 2 클러치 (C2) 가, 입력축 (22) 과 동일한 회전축 상에 배치되어 있다. 이하, 전술한 실시예 1 과 상이한 점에 대하여 설명한다.
동력 전달 장치 (182) 에 있어서는, 제 2 클러치 (C2) 가, 입력축 (22) 과 프라이머리 풀리 (60) 의 프라이머리축 (58) 사이에 형성되어 있다. 따라서, 제 2 동력 전달 경로 (PT2) 에 있어서, 엔진 (12) 측으로부터 제 2 클러치 (C2), 무단 변속기 (24) 의 순서로 배치되게 된다.
상기와 같이, 제 2 클러치 (C2) 가 입력축 (22) 과 동일한 회전축 상에 배치되는 경우에도, 전술한 실시예와 동일한 주행이 가능해진다. 또, 제 2 클러치 (C2) 가 입력축 (22) 과 동일한 회전축 상에 배치됨으로써, 제 2 클러치 (C2) 가 출력축 (30) 과 동일한 회전축 상에 배치되는 경우에 비하여, 제 2 클러치 (C2) 의 토크 용량을 작게 할 수 있다. 결과적으로, 제 2 클러치 (C2) 의 제조 비용을 저감시킬 수 있고, 제 2 클러치 (C2) 의 제어성도 향상된다.
이상, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 상세히 설명했지만, 본 발명은 그 밖의 양태에 있어서도 적용된다.
예를 들어, 전술한 실시예에서는, 투웨이 클러치 (TWC) 는, 차량 전진 방향으로 작용하는 동력을 전달하는 한편으로 차량 후진 방향으로 작용하는 동력을 차단하는 원웨이 모드와, 차량 전진 방향 및 차량 후진 방향으로 작용하는 동력을 전달하는 로크 모드로 전환 가능하게 구성되어 있었지만, 본 발명은 반드시 이것에만 한정되지 않는다. 예를 들어, 원웨이 모드 및 로크 모드에 더하여, 차량 전진 방향 및 차량 후진 방향의 동력을 차단하는 프리 모드가 추가되거나, 차량 후진 방향으로 작용하는 동력만을 전달하는 모드가 추가되거나 해도 상관없다.
또, 전술한 실시예에 있어서, 투웨이 클러치 (TWC) 의 구조는 반드시 본 실시예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 투웨이 클러치가, 별체로 형성된 제 1 원웨이 클러치와 제 2 원웨이 클러치로 구성되고, 제 1 원웨이 클러치는 차량 전진 방향으로 작용하는 동력을 전달 가능하게 구성되고, 제 2 원웨이 클러치는 차량 후진 방향으로 작용하는 동력을 전달 가능하게 구성되고, 또한, 제 2 원웨이 클러치가, 차량 후진 방향으로 작용하는 동력을 차단하는 모드로 전환 가능하게 구성되는 것이어도 상관없다. 요컨대, 적어도 원웨이 모드 및 로크 모드로 전환 가능한 투웨이 클러치이면, 그 구조에 대해서는 적절히 변경할 수 있다. 또한, 상기 구성에 있어서, 제 1 원웨이 클러치에 대해서도, 차량 전진 방향으로 작용하는 동력을 차단하는 모드로 전환 가능하게 구성되어도 상관없다.
또, 전술한 실시예에 있어서, 기어 기구 (28) 로 이루어지는 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 에 있어서의 기어비 (EL) 는, 제 2 동력 전달 경로 (PT2) 에 있어서의 최대 변속비인 무단 변속기 (24) 의 최로우측 변속비 (γmax) 보다 큰 값으로 설정되어 있었지만, 본 발명은 반드시 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 기어비 (EL) 가, 무단 변속기 (24) 의 최로우측 변속비 (γmax) 보다 작은 값, 즉 하이측으로 설정되는 것이어도 상관없다.
또, 전술한 실시예에서는, 제 2 동력 전달 경로 (PT2) 상에 벨트식의 무단 변속기 (24) 가 배치되어 있었지만, 본 발명은 반드시 벨트식의 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 토로이달식의 무단 변속기 등 적절히 변경할 수 있다.
또, 전술한 실시예에서는, 유압 액추에이터 (41) 는 작동유의 유압에 의해 차동되는 것이었지만, 액추에이터는 반드시 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 액추에이터가 전동 모터에 의해 구동되는 것이어도 상관없다.
또, 전술한 실시예에서는, 입력측 회전 부재 (68) 에 제 1 스트럿 (72a) 이 배치되고, 제 1 출력측 회전 부재 (70a) 에 제 1 오목부 (78a) 가 형성되어 있었지만, 입력측 회전 부재 (68) 에 제 1 오목부 (78a) 가 형성되고, 제 1 출력측 회전 부재 (70a) 에 제 1 스트럿 (72a) 이 배치되는 것이어도 상관없다.
또, 전술한 실시예에서는, 카운터 기어 (54) 와 입력측 회전 부재 (68) 사이에 유압 액추에이터 (41) 가 배치되어 있었지만, 입력측 회전 부재 (68) 에 대하여 카운터 기어 (54) 의 배면측에 유압 액추에이터 (41) 가 배치되는 것이어도 상관없다. 이 경우에는, 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 에 인접하도록 하여 유압 액추에이터 (41) 가 배치되고, 입력측 회전 부재 (68) 와 제 2 출력측 회전 부재 (70b) 사이에 개재 삽입되는 제 1 스트럿 (72a) 이, 유압 액추에이터 (41) 에 의해 전환 가능하게 구성되고, 제 1 스트럿 (72a) 이, 차량 후진 방향으로 작용하는 동력을 전달하는 한편, 차량 전진 방향으로 작용하는 동력을 차단하는 원웨이 클러치로서 기능하게 된다.
또, 전술한 실시예에서는, 유압 액추에이터 (41) 에 작동유가 공급되지 않는 경우에, 투웨이 클러치 (TWC) 가 원웨이 모드로 전환되는 것이었지만, 유압 액추에이터 (41) 에 작동유가 공급되지 않는 경우에, 투웨이 클러치 (TWC) 가 로크 모드로 전환되도록 구성되는 것이어도 상관없다.
또, 전술한 실시예에서는, 투웨이 클러치 (TWC) 가 로크 모드로 전환되면, 차량 전진 방향 및 차량 후진 방향으로 작용하는 동력을 전달 가능하게 되지만, 본 발명은 반드시 이것에 한정되지 않는다. 구체적으로는, 차량 후진 방향으로 작용하는 동력을 적어도 전달하는 것이면 족하고, 차량 전진 방향으로 작용하는 동력에 대해서는 반드시 전달되지 않아도 상관없다.
또한, 상기 서술한 것은 어디까지나 일 실시형태이고, 본 발명은 당업자의 지식에 기초하여 여러 가지 변경, 개량을 가한 양태로 실시할 수 있다.

Claims (6)

  1. 차량 (10 ; 120 ; 140 ; 160 ; 180) 을 위한 동력 전달 장치 (16 ; 122 ; 142 ; 162 ; 182) 로서,
    상기 동력 전달 장치 (16 ; 122 ; 142 ; 162 ; 182) 는 :
    엔진 (12) 과 구동륜 (14) 사이에 형성되는 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 로서, 상기 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 는, 제 1 클러치 (C1) 와, 상기 제 1 클러치 (C1) 보다 상기 구동륜 (14) 측에 배치되어 있는 부클러치 (TWC) 를 포함하는, 상기 제 1 동력 전달 경로 (PT1) ; 및
    상기 엔진 (12) 과 상기 구동륜 (14) 사이에 형성되고, 상기 제 1 동력 전달 경로 (PT1) 와 병렬로 형성되는 제 2 동력 전달 경로 (PT2) 로서, 상기 제 2 동력 전달 경로 (PT2) 는, 무단 변속기 (24) 와 제 2 클러치 (C2) 를 포함하는, 상기 제 2 동력 전달 경로 (PT2) 를 포함하고,
    상기 부클러치 (TWC) 는, 제 1 모드와 제 2 모드를 전환하도록 구성되고, 상기 제 1 모드는, 정전 (正轉) 방향으로 작용하는 제 1 동력을 전달하는 한편, 역전 (逆轉) 방향으로 작용하는 제 2 동력을 차단하고, 상기 제 2 모드는, 역전 방향으로 작용하는 상기 제 2 동력을 적어도 전달하는 것을 특징으로 하는 차량 (10 ; 120 ; 140 ; 160 ; 180) 을 위한 동력 전달 장치 (16 ; 122 ; 142 ; 162 ; 182).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부클러치 (TWC) 의 상기 제 1 모드와 상기 제 2 모드를 전환하기 위한 액추에이터 (41) 를 추가로 포함하고,
    상기 액추에이터 (41) 는, 상기 부클러치 (TWC) 와 동일한 회전축 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량 (10 ; 120 ; 140 ; 160 ; 180) 을 위한 동력 전달 장치 (16 ; 122 ; 142 ; 162 ; 182).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 부클러치 (TWC) 는, 상기 액추에이터 (41) 에 작동유가 공급되지 않는 상태에서, 상기 제 1 모드로 전환되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 차량 (10 ; 120 ; 140 ; 160 ; 180) 을 위한 동력 전달 장치 (16 ; 122 ; 142 ; 162 ; 182).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부클러치 (TWC) 는, 상기 엔진 (12) 에 동력 전달 가능하게 연결되어 있는 입력측 회전 부재 (68) 와, 상기 구동륜에 동력 전달 가능하게 연결되어 있는 출력측 회전 부재 (70a) 와, 상기 입력측 회전 부재 (68) 와 상기 출력측 회전 부재 (70a) 사이에 개재 삽입되어 있는 제 1 스트럿 (72a) 및 제 2 스트럿 (72b) 을 포함하고,
    상기 제 1 스트럿 (72a) 은, 상기 제 1 모드에 있어서, 정전 방향으로 작용하는 상기 제 1 동력이 부클러치 (TWC) 에 전달되면, 상기 입력측 회전 부재 (68) 와 상기 출력측 회전 부재 (70a) 의 상대 회전을 저지하도록 구성되고,
    상기 제 2 스트럿 (72b) 은, 상기 제 2 모드에 있어서, 역전 방향으로 작용하는 상기 제 2 동력이 부클러치 (TWC) 에 전달되면, 상기 입력측 회전 부재 (68) 와 상기 출력측 회전 부재 (70a) 의 상기 상대 회전을 저지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 (10 ; 120 ; 140 ; 160 ; 180) 을 위한 동력 전달 장치 (16 ; 122 ; 142 ; 162 ; 182).
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액추에이터 (41) 는, 가압 피스톤 (74) 과 스프링 (92) 을 포함하고,
    상기 가압 피스톤 (74) 은, 출력측 회전 부재 (70a) 와 상기 회전축의 축 방향에서 이웃하는 위치에 배치되고,
    상기 스프링 (92) 은, 상기 가압 피스톤 (74) 에 맞닿고, 상기 가압 피스톤 (74) 을 상기 출력측 회전 부재 (70a) 를 향하여 탄성 지지하도록 구성되고, 상기 스프링 (92) 은, 상기 회전축의 축 방향에 있어서, 상기 가압 피스톤 (74) 과 상기 회전축에 형성되어 있는 카운터 기어 (54) 사이에 개재 삽입되는 것을 특징으로 하는 차량 (10 ; 120 ; 140 ; 160 ; 180) 을 위한 동력 전달 장치 (16 ; 122 ; 142 ; 162 ; 182).
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 카운터 기어 (54) 및 상기 가압 피스톤 (74) 을, 상기 회전축의 직경 방향의 외측으로부터 보았을 때, 상기 가압 피스톤 (74) 의 일부가 상기 카운터 기어 (54) 와 중복되는 것을 특징으로 하는 차량 (10 ; 120 ; 140 ; 160 ; 180) 을 위한 동력 전달 장치 (16 ; 122 ; 142 ; 162 ; 182).
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