KR930007002B1

KR930007002B1 - 자동변속장치

Info

Publication number: KR930007002B1
Application number: KR1019910010947A
Authority: KR
Inventors: 나종오; 임준영
Original assignee: 나종오; 임준영
Priority date: 1991-06-26
Filing date: 1991-06-26
Publication date: 1993-07-26
Also published as: IT1255177B; DE4220975A1; FR2678340B1; JPH0772581B2; FR2678340A1; KR930000858A; GB2257211A; ITMI921568A0; GB2257211B; GB9213323D0; US5326334A; ITMI921568A1; JPH05196103A

Abstract

내용 없음.

Description

자동변속장치

제1도 내지 제7도는 본 발명 자동변속장치의 제1실시예로서, 제1도는 제1실시예의 부분 절결단면 사시도.

제2도는 제1실시예의 조립단면도.

제3도는 본 발명의 자동변속장치가 중립상태에서 공회전되고 있는 상태를 나타낸 단면도.

제4도는 본 발명의 자동변속장치에 의해 입력이 저속으로 출력축에 전달되는 상태를 나타낸 단면도.

제5도는 본 발명의 자동변속장치에 의해 입력이 중속으로 출력축에 전달되는 상태를 나타낸 단면도.

제6도는 본 발명의 자동변속장치에 의해 입력이 고속으로 출력축에 전달되는 상태를 나타낸 단면도.

재7도는 본 발명의 자동변속장치에 의해 출력축이 입력축과 반대방향으로 회전되는 후진상태를 나타낸 단면도.

제8도 내지 제11도는 본 발명 자동변속장치의 제2실시예로서, 제8도는 제2실시예의 조립단면도.

제9도는 중립상태를 나타낸 단면도.

제10도는 전진상태를 나타낸 단면도.

제11도는 후진상태를 나타낸 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 100 : 자동변속장치 12 : 입력축

12A : 제1부분 12B : 제2부분

14, 114 ; 입력선기어 16 : 조정축

16A : 단부 18 : 선기어

20, 20' : 베어링 22 : 캐리어

24A, 24B : 베어링 26 : 중공원통부

28 : 캐리어 30 : 출력축

32A, 32B, 132A, 132B : 고정핀 34, 34', 134, 134' : 베어링

36, 136 : 제1차동기어 38, 138 : 부싱

40, 40', 140, 140' : 베어링 42, 142 : 제2차동기어

44, 144 : 부싱 46, 146 : 제1링기어

48, 148 : 관축보스부 50, 150 : 관축보스부

56, 156 : 베어링 60 : 제1브레이크 시스템

62 : 제2브레이크 시스템 64 : 제3브레이크 시스템

66 : 연동시스템 160 : 전진용 브레이크 시스템

164 : 후진용 브레이크 시스템

본 발명은 자동변속장치에 관한 것으로, 특히 어떠한 상태에서도 기어의 이탈이나 교체를 할 필요가 없고, 동력을 차단하거나 연결하는 클러치도 없이, 입력축으로 입력되는 동력을 출력축의 부하에 상응하는 회전으로 변속시켜 출력할 수 있도록 구성된 자동변속장치에 관한 것이다.

일반적으로 변속장치는 자동과 수동 모두 정해진 기어비에 따른 선택방법의 택일로서 변속을 하게 된다. 이와 같은 변속장치는 출력축에서 요하는 부하에 대응하여 변속할 수 있는 다단기어로 구성되기 때문에 변속시에는 기어를 이탈, 교체시켜 주어야 하는 번거로움과, 입력을 차단 또는 연결시켜주는 클러치 장치가 별도로 설치되어야 하기 때문에 구조적으로 매우 복잡하고 그 규모가 커 설치공간이 많이 요구됨은 물론 출력축의 부하에 따라 신속하게 클러치와 변속장치를 조작시켜 주어야 하므로 매우 세심한 주의가 요구되는 등 많는 불편이 있었다.

또, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인은 1989년 8월 26일자로 대한민국 특허출원 제89-12212호(이하 선출원이라 함)로서 출원한 바 있으나, 상기 선출원에서는 후진 구동을 하기 위해 별도 구성을 취하여야 하는 불편이 있었다. ㅇ;에 본 발명은 상기와 같은 여러가지 문제점들을 동시에 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 클러치나 복잡한 기구들을 사용하지 않고 부하의 변동에 신속하게 대응할 수 있으며, 회전력도 가장 원만하게 전달할 수 있음은 물론 후진구동이 가능하고 구조도 간단한 자동변속장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 문제점을 달성하기 위해 본 발명은 기관에서 발생된 동력을 전달받는 입력선기어와, 입력선기어와 치합되는 제1차동기어와, 제1차동기어와 맞물려 회전하는 제2차동기어를 구비하고, 제1, 2차동기어를 지지하는 캐리어와, 이 캐리어와 일체로 형성된 출력축을 설치하고, 제1차동기어의 한쪽에 저속용의 제1링기어를 구비하여 치합하고, 제2차동기어의 한쪽에는 후진용의 제2링기어가 치합되고 제2차동기어의 다른 한쪽에는 선기어가 치합되고 이 선기어와 일체로 형성된 조정축이 구비된 하나의 차동기어 세트로 구성되어 있다.

이렇게 구성된 자동변속장치의 작동방법으로는, 출력축이 부하로 인하여 정지상태일때에는 입력되는 동력은 속도를 조정하는 선기어와 제1링기어를 입력방향과 반대방향으로 회전시켜 중립상태가 되고, 입력방향과 반대방향으로 회전하고 있는 제1링기어에 제1브레이크 시스템을 통해 제동력을 서서히 가해주고, 제1링기어를 완전히 정지시켜주면 출력축에 저속으로 전달된다.

그리고 동력을 중속으로 출력축에 전달하기 위해서는 선기어와 일체로 형성된 조정축에 제2브레이크 시스템을 통하여 제동력을 가해 조정축을 정지시켜 준다. 또한 구동축의 동력을 고속으로 출력축에 전달하기 위해서, 공지의 장치나 기를 응용한 연동시스템을 사용하여 입력축과 조정축을 일체로 연결하면 하나의 회전체가 되어 고속으로 전달된다. 후진의 방법으로는, 제2링기어에 제동력을 가해주어 정지시켜 주면 동력은 출력축을 입력축과 반대방향으로 회전시키게 된다.

이와 같이 클러치를 사용하여 기어를 이탈, 교체시켜주지 않고서도 기관에서 발생된 동력이 중립, 저속, 중속, 고속 및 후진으로 변속되어 출력축에 전달할 수 있으며, 간단한 구조이기 때문에 그 조작이 매우 편리하고, 설치공간과 생산비용을 최소화 할 수 있으며, 회전전달도 원만하게 이룰 수 있다.

이하 본 발명의 자동변속장치를 첨부도면에 의거 상세히 설명한다.

본 발명 제1실시예의 자동변속장치(10)에는 제1도 및 제2도에 도시되어 있는 바와 같이, 기관의 구동축으로부터 구동력이 입력되는 입력축(12)이 설치되고, 이 입력축(12)은 제1부분(12A)과 제2부분(12B)으로 되어 있다. 또 입력축(12)의 제1부분(12A)과 제2부분(12B) 사이에는 입력선기어(14)를 입력축(12)과 일체로 형성시킨다. 입력축(12)의 제1부분(12A)상에는 소정길이의 중공의 조정축(16)이 입력축과 동축적으로 설치되고, 이 조정축(16)의 한단부(16A)에는 선기어(18)가 일체로 형성된다. 그리고, 조정축(16)과 입력축(12)이 독립적으로 회전하도록 베어링(20,20')을 설치한다. 선기어(18) 근방의 조정축(16)상에는 원판형 캐리어(22)가 베어링(24A)에 의해 자유롭게 회전하도록 설치된다. 또 중공원통부(26)를 갖는 캐리어(28)가 베어링(24B)에 의해 자유롭게 회전하도록 입력축의 제2부분(12B)상에 설치된다. 그리고, 캐리어(28)는 입력축(30)과 일체로 형성된다.

입력축(12)에 관해 양 캐리어(22,28)가 함께 회전하도록 하기 위해, 다수의 고정핀(32A,32B)이 양 캐리어(22,28)간에 삽입 고정된다. 이때 캐리어(28) 근방의 각 고정핀(32A) 상에는 베어링(34,34')에 의해 회전이 자유롭도록 다수의 제1차동기어(36)가 삽입된다. 그리고 고정핀(32A) 상에는 부싱(38)을 삽입하면 제1차동기어의 유동을 보다 확실히 방지할 수도 있다. 또 캐리어(22) 근방의 고정핀(32B) 상에는 베어링(40,40')에 의해 회전이 자유롭도록 다수의 제2차동기어(42)가 삽입된다. 이때 제2차동기어의 유동을 방지하기 위해 부싱(44)를 삽입할 수 있음은 부싱(38)의 경우와 같다.

여기서 고정핀(32A,32B), 제1차동기어(36), 제2차동기어(42), 및 베어링(34,34' ; 40,40')은 각각 3개씩 설치되어, 즉 고정핀(32A), 제1차동기어(36) 및 베어링(34,34')이 한조로 되어 세조로 이루어지고, 마찬가지로 고정핀(32B), 제2차동기어(42) 및 베어링(40,40')이 한조가 되어 세조로 이루어지도록 하였으나 이러한 갯수가 한정되지 않음은 물론이다.

그리고, 각 제1차동기어(36)의 후반부 내측은 입력선기어(14)와 치합시키고, 그 후반부 외측은 저속용의 제1링기어(46)와 치합시킨다. 이 제1링기어(46)는 관축보스부(48)를 가지며, 이 관축보스부(48)와 중공원통부(26)간에 베어링(50)을 삽입하여 저속용의 제1링기어(46)가 종공원통부(26)에 대해 독립적으로 회전하게 되어 있다.

각 제1차동기어(36)의 전반부는 각 제2차동기어(42)의 후반부와 치합된다. 또, 제2차동기어(42)의 전반부 내측은 선기어(18)와 치합되고, 그 전반부 외측은 후진용의 제2링기어(52)와 치합된다. 후진용의 제2링기어(52)는 관축보스부(54)를 가지며, 이 관축보스부(54)와 조정축(16)간에 베어링(66)을 삽입하여 후진용의 제2링기어(52)가 조정축(16)에 대해 독립적으로 회전하게 되어 있다.

각 단계별로 변속을 행하기 위해 외부에서 제동력을 가해주는 브레이크 시스템이 사용된다. 먼저, 저속상태에서 제1링기어(46)에 제동력을 가하기 위해 제1링기어(46)의 관축보스부(48)에 제1브레이크 시스템(60)을 설치한다. 중속상태에서는 조정축(16) 즉 선기어(18)를 조정하는바 이를 위해 조정축(16)에 제2브레이크 시스템(62)이 설치된다. 후진을 위해서는 제2링기어(52)에 제동력을 가하며, 이를 위해 제2링기어(52)의 관축보스부(54)에 제3브레이크 시스템(64)이 설치된다.

이러한 브레이크 시스템이 관축보스부상에 설치하는 것으로 설명되었지만 제동력을 가하여 조정할 수 있는 설치위치나 구조를 달리할 수 있음은 물론이다. 또한 상기에서 상술한 제1, 제2, 제3브레이크 시스템은 자동제어 또는 수동형식으로써 전기, 전자, 유공압, 마찰차 등의 메카니즘을 모두 응용할 수 있으며, 여기서는 보다 간단한 브레이크 제동방식인 라이닝을 설치하여 이 라이닝을 압축하므로써 저속시의 제1링기어(46)와 중속시의 조정축(16) 및 후진시의 제2링기어(52)를 제동시켜 주는 방식으로 설명되었으나 이것에 한정되는 것은 아니다.

다음, 고속상태에서는 입력축(12)와 조정축(16)을 일체로 회전시키는데, 이를 위해 연동시스템(66)이 사용된다. 이러한 연동시스템은 공지된 장치나 기구를 사용할 수가 있다.

이와 같이 구성된 자동변속장치의 동력전달 과정과 변속상태를 중립, 저속, 중속, 고속 및 후진상태로 분류하여 다음과 같이 설명한다.

본 발명의 자동변속장치는 자동차 및 산업기계 등의 구동력을 변속하여 출력시켜주는 어떠한 메카니즘에도 사용할 수 있으나 여기서는 자동차의 경우를 예를들어 설명한다.

또, 설명의 편의상 도면 우측에서 봤을때 시계방향으로 회전하는 방향을 입력축의 방향으로 하고, 이 입력축의 방향과 같은 방향을 각 도면에서는 ↑방향으로 정의하여 설명하기 한다.

1. 중립상태(제3도)

입력축(12)-입력선기어(14)-제1차동기어(36)(공회전)

중립상태는 기관의 구동력이 출력축(30)으로 출력되지 않고 제3도에 도시되어 있는 바와 같이 공회전되고 있는 상태이다. 즉, 기판의 구동축으로부터 회전력이 입력되면 입력축(12)이 회전되면서 이 축에 일체로 형성된 입력선기어(14)가 동일한 방향 A로 회전하고, 입력선기어(14)가 회전함에 따라 이에 치합된 제1차동기어(36)가 고정핀(32A)을 중심으로 입력선기어(14)의 회전방향과 반대인 방향 B로 회전한다. 즉 부하가 걸린 출력축(30)과 일체로 형성된 캐리어(28) 때문에 제1차동기어(36)는 고정핀(32A)에 관하여 자전만하게 된다. 또 제1차동기어(36)와 치합된 제1링기어(46)는 입력선기어(14)의 회전방향과 반대인 방향 C로 회전된다. 그리고, 제1차동기어(36)와 치합된 제2링기어(52)도 고정핀(32B)을 중심으로 제1차동기어(36)의 회전방향과 반대인 방향 D 즉 입력선기어(14)와 같은 방향으로 자전만하게 된다. 제2차동기어(42)와 치합된 제2링기어(52)는 입력선기어(14)와 같은 방향 E로 회전하게 되며 이때 선기어(1)는 입력선기어(14)의 회전방향과 반대인 방향 F로 회전하여, 입력된 회전력이 공회전하게 된다.

이러한 중립상태에서는 캐리어(28)와 일체로 형성된 출력축(30)에 부하가 걸려 출력축이 정시지상태이므로 제1, 2차동기어들과 선기어(18)와 제1, 2링기어들은 공회전되고, 즉 입력축(12)으로 입력된 구동력은 출력축(30)으로 전달되지 못하고 공회전하게 된다.

2. 저속상태(제4도)

입력축(12)-입력선기어(14)-제1차동기어(36)-캐리어(22,28)-출력축(30)

저속상태는 출력축(30)이 천천히 회전하는 상태로서, 전술한 중립상태에서 제1링기어(46)의 관축보스부(48)에 설치된 제1브레이크 시스템(60)에 의해 제동력 P1을 서서히 가해주면 중립상태에서 입력축과 반대방향 C로 회전하고 있던 제1링기어(46)의 회전력은 감소되면서 정지하게 되며, 아울러 출력축(30)의 회전은 제1링기어(46)의 회전감소 및 정지함에 따라 점진적으로 증가하게 된다. 즉 입력축(12)과 입력선기어(14)를 통과한 회전력은 제1차동기어(36)를 방향 B로 회전시키고, 이때 제1차동기어(36)는 자전과 동시에 제동력 P1에 의해 정지된 제1링기어(46)의 내측주위를 회전 즉 공전하게 되고 캐리어(28)를 방향 G로 회전시키게 되며 캐리어(28)와 일체로 형성된 출력축(30)을 회전시킨다.

이러한 저속상태에서 각 기어들의 회전방향을 보면, 제1차동기어(36)는 입력선기어(14)의 방향 A와 반대인 방향 B로 회전하고 캐리어(22,28)와 출력축(30)은 입력선기어(14)의 방향과 동일한 방향 G로 회전한다. 그리고, 제1차동기어(36)는 고정핀(32A)에 관해 방향 B로 자전하면서 캐리어(22,28)와 함께 제1링기어(46)의 내측을 방향 G로 공전한다.

3. 중속상태(제5도)

입력축(12)-입력선기어(14)-제1차동기어(36)-제2차동기어(42)-캐리어(22,28)-출력축(30)

중속상태는 저속상태보다 출력축(30)의 회전을 증가시키고자 할 경우에 변속되는 상태로서, 저속상태에서 제1링기어(46)에 가해진 제동력 P1을 해제시켜주고 조정축(16)에 설치된 제2브레이크 시스템(62)에 의해 제동력 P2를 가해주면 입력축과 반대방향 F로 회전하고 있던 조정축(16)과 일체로 형성된 선기어(18)의 회전력은 감소되어 정지하게 된다. 이러한 상태에서 입력축(12)과 입력선기어(14)를 통과한 회전력은 제1차동기어(36)를 입력선기어(14)의 방향 A와 반대인 방향B로 회전시키며, 제1차동기어(36)와 치합된 제2차동기어(42)는 자전이 감소되면서 제동력 P2로 인하여 정지된 선기어(18)의 주위를 공전하게 되고 캐리어(22,28)의 회전(G방향)을 증가시키게 되며, 캐리어(22,28)와 일체로 형성된 출력축(30)의 회전도 증가한다. 이때 출력축의 회전방향은 입력선기어(14)와 동일한 방향이다.

각 기어들의 회전상태를 보면, 제1차동기어(36)에 치합된 제1링기어(46)와 제2차동기어(42)의 외측에 치합된 제2링기어(52)는 모두 입력선기어(14)와 동일한 회전방향 H,I로 회전하며, 제2차동기어(42) 내측에 치합된 선기어(18)가 정지된 상태이므로 캐리어(22,28)의 회전력은 더욱 증대하며 제1, 2차동기어들의 자전력은 감소하게 되는 상태이다.

4. 고속상태(제6도)

이 고속상태는 중속상태보다 더욱 가속시켜 주기 위해 변속되는 상태로서, 조정축(16)에 가해진 제동력 P2를 해제시키고, 연동시스템(66)을 사용하여 입력축(12)과 조정축(16)을 일체로 회전시킨다.

이러한 고속상태에서는 입력축(12)을 통한 회전력이 두 계통으로 분리되어 전달하는데, 우선, 입력축(12)를 통과하여 입력선기어(14)를 회전시켜 입력선기어(14)와 제1차동기어(36)로 전달되는 계통과, 조정축(16)을 입력축(12)과 일체로 회전시키고 동시에 선기어(18)를 회전시켜 선기어(18)와 제2차동기어(42)로 전달되는 계통이 있다.

이 두 계통을 통과한 회전력은 캐리어(22,28)에서 합류하여 출력축(30)을 회전시키게 된다. 다시 말해, 입력선기어(14)와 선기어(18)로 입력되는 회전이 동일회전, 동일방향이기 때문에 제1차동기어(36)와 제2차동기어(42)를 자전시키지 못하고 캐리어(22,28)와 출력축(30)을 입력축(12)과 동일하게 회전시키게 된다.

이러한 상태에서는 입력선기어(14)와 선기어(18)를 제외하고 모든 기어들과 캐리어(22,28)는 두 선기어(14,18)를 중심으로 하여 전체가 하나의 회전체를 이루어 방향 J로 회전하는 상태가 되는 것이다. 이때 제1차동기어(36)과 제2차동기어(42)는 자전을 하지 않는 상태에서 캐리어(22,28)와 하께 회전한다.

5. 후진상태(제7도)

입력축(12)-입력선기어(14)-제1차동기어(36)-제2차동기어(42)-캐리어(22,28)-출력축(30)(입력축과 반대방향)

후진상태는 출력축(30)의 회전방향이 입력선기어(14)의 회전방향과 반대인 방향으로 회전하는 상태로서, 전술한 중립상태에서 제2링기어(52)의 관축보스부(54)에 설치된 제3브레이크 시스템(64)에 의해 제동력 P3을 가해주면 제2링기어(52)가 정지하면서 출력축(30)이 입력선기어(14)의 회전과 반대방향으로 회전하게 된다.

즉, 입력축(12)과 입력선기어(14)를 통과한 회전력은 제1차동기어(36)를 통하여 제2차동기어(42)를 방향 D로 회전시키고 제2차동기어(42)는 제동력 P3로 인하여 정지된 제2링기어(52)의 내측주위를 자전과 공전을 병행하여 캐리어(22,28)를 방향 K로 회전시키게 되며 캐리어(28)와 일체로 형성된 출력축(30)이 입력축(12)의 방향과 반대인 방향으로 회전하게 된다. 이러한 상태에서 각 기어들의 회전방향을 보면, 제1차동기어(36)는 입력선기어(14)의 회전방향 A과 반대인 방향 B으로 회전하고 그와 치합된 제2차동기어(42)는 입력선기어(14)와 같은 방향 D로 회전하고, 출력축(30)과 일체인 캐리어(22,28)는 입력축의 방향과 반대인 방향 K로 회전된다. 그리고, 제1, 2차동기어는 자전하면서 캐리어(22,28)와 함께 회전하게 된다.

한편, 본 발명에서의 각 기어의 잇수에 대해서는 한정하지 않았으나, 이는 결국 기어의 잇수비를 목적에 따라 적절히 조정하면 그에 따른 필요한 출력회전수를 얻을 수가 있다는 의미이다.

참고로, 각 기어의 잇수가 정해질 때 입력축 1회전에 대한 출력축의 회전수를 구해보기로 한다. 각 기어의 잇수, 즉 입력선기어(14) : Ia, 선기어(18) : Ma, 제1차동기어(36) : D1, 제2차동기어(42) : D2, 제1링기어(46) : La, 제2링기어(52) : Ra라고 할때, 입력축 1회전에 대한 출력축의 회전수 Wp를 구하는 공식은 다음과 같다.

1) 제1링기어(46)가 정지시

2) 선기어(18)가 정지시

3) 제2링기어(52)가 정지시

표 1은 각 기어의 잇수를 예로든 경우이며, 표 2는 그에 따른 출력축의 회전수(입력축 1회전에 대한)를 나타낸 것이다.

[표 1]

[표 2]

다음, 본 발명의 제2실시예에 대하여 설명한다.

이 제2실시예는, 제1실시예에서의 조정축(16), 선기어(18) 및 베어링(20,20')을 없애고, 또 제1실시예의 입력선기어(14)의 위치를 바꾸면서, 아울러 제1차동기어와 제2차동기어의 위치 및 제1링기어 및 제2링기어의 위치를 각각 바꾼 실시예이다. 또 중속하고자할 경우 공지된 중속시스템을 사용할 수 있다.

제8도를 참고하여 설명하고자 하며, 제1실시예와 동일한 부품에 대하여는 동일부호가 부여된다.

본 발명 제2실시예의 자동변속장치(100)에는 제1부분(12A)과 제2부분(12B)으로 이루어진 입력축(12)이 설치되며, 제1부분(12A)과 제2부분(12B) 사이에 입력선기어(114)를 입력축(12)과 일체로 형성한다.

입력선기어(114) 근방의 제1단부(12A)상에는 베어링(24A)에 의해 원판형 캐리어(22)가 회전가능하게 설치되고, 중공원통부(26)를 갖는 캐리어(28)는 입력축의 제2부분(12B)상에서 베어링(24B)에 의해 회전가능하게 설치된다. 이 캐리어(28)는 출력축(30)과 일체로 형성한다.

또, 양 캐리어(22,28)가 함께 회전하도록 하기 위해 고정핀(132A,132B)을 삽입고정한다. 고정핀(132A)상에는 제1차동기어(136)를 베어링(134,134')에 의해 회전가능하게 설치하되, 제1차동기어(136)의 전반부 내측은 입력선기어(114)와 치합하도록 하고, 전반부 외측은 제1링기어(146)와 치합하도록 한다. 이 제1링기어(146)는 관축보스부(148)를 가지며 베어링(150)에 의해 입력축의 제1부분(12A)상에 회전가능하게 설치된다.

그리고, 고정핀(132B)상에는 제2차동기어(142)가 베어링(140,140')에 의해 회전가능하게 설치되되, 제2차동기어(142)의 전반부는 제1차동기어(136)의 후반부와 맞물리며, 그 후반부 외측은 제1링기어(146)와 치합한다. 제2링기어(152)는 관축보스부(154)를 가지며, 중공원통부(26)상에서 베어링(156)에 의해 회전가능하게 설치된다.

그리고, 제1, 2차동기어의 유동을 방지하기 위해 부싱(138,144)을 삽입할 수 있음은 제1실시예의 경우와 동일하다.

또한 외부에서 제동력을 가해주기 위해 제1링기어(146)의 관축보스부(148)상에는 전진용 브레이크 시스템(160)이 설치되고, 제2링기어(152)의 관축보스부(154)상에는 후진용 브레이크 시스템(164)이 설치된다. 이러한 브레이크 시스템의 설치방법등은 제1실시예와 동일하다.

이와 같이 구성된 본 발명 자동변속장치의 제2실시예의 동력전달과정과 변속상태의 원리도 제1실시예와 유사하여 이하 간략하게 설명한다.

A. 중립상태(제9도)

중립상태는 출력축(30)으로 동력이 전달되지 않고 공회전하는 상태이다. 제9도에서 입력축(12)이 회전함에 따라 입력선기어(114)가 방향 A'로 회전한다. 이때 출력축(30)에 부하가 걸려 캐리어(22,28)가 정지상태이므로 입력선기어(114)와 치합한 제1차동기어(136)는 고정핀(132A)에 관해 방향 B'로 자전만 한다. 또 제1차동기어(136)의 회전에 따라 제2차동기어(142)도 고정핀(32B)에 관해 방향 C'로 자전만하고, 따라서 제2링기어(152)가 방향 D'으로 회전한다. 그리고, 제1차동기어(136)의 회전에 따라 제1링기어(146)가 방향 E'로 회전한다.

B. 전진상태(제10도)

입력축(12)-입력선기어(114)-제1차동기어(136)-캐리어(22,28)-출력축(30)

제1링기어(146)의 관축보스부(148)에 설치된 전진용 브레이크 시스템(160)에 의해 제동력 F1을 가해서 중립상태에서 방향 E'로 회전하는 제1링기어(146)를 정지시킨다. 즉 입력축(12)의 회전에 의해 입력선기어(114)가 방향 A'로 회전되고, 이 입력선기어(114)는 제1차동기어(136)를 회전시키는데, 이때 제1링기어(146)가 정지되어 있으므로 제1차동기어(136)는 고정편(132A)에 관해 방향 B'로 자전하면서 동시에 제1링기어(146) 내측을 공전하게 되고 따라서 캐리어(22,23)가 방향 F'로 회전하면서 출력축(30)도 입력축과 같은 방향으로 회전하게 된다.

그리고, 출력축의 속도를 증가시키고자 할 경우 공지된 중속시스템, 예를들어 유체토오크 컨버터 등을 응용하여 본 발명에 적용할 수가 있다.

C. 후진상태(제11도)

입력축(12)-입력선기어(114)-제1차동기어(136)-제2차동기어(142)-캐리어(22,28)-출력축(30)(입력축과 반대방향)

제2링기어(152)의 관축보스부(154)에 설치된 후진용 브레이크 시스템(164)에 의해 제동력 F2를 가해주어 중립상태에서 방향 D'로 회전하고 있는 제2링기어(152)를 정지시킨다. 즉, 입력축(12)의 회전에 따라 입력선기어(114)가 방향 A'로 회전하고, 이에 치합된 제1차동기어(136)가 방향 B'로 회전하고, 따라서 제2차동기어(142)도 방향 C'로 회전한다. 그런데, 제동력 F2에 의해 정지된 제2링기어(152)에 의해 제2차동기어(142)는 고정핀(132B)을 중심으로 자전하면서 제2링기어(152) 내측주위를 공전하게 되고, 따라서 캐리어(22,28)가 방향 G'로 회전하게 되고, 캐리어(28)와 일체로 형성된 출력축(30)도 입력축의 회전방향과 반대인 방향으로 회전하게 된다. 이때 제1링기어(146)는 방향 H'로 회전한다.

이상과 같이 본 발명의 자동변속장치의 구성은 기관의 동력을 입력축을 통하여 출력축으로 변속하여 출력시킬 때 동력을 차단시키는 클러치 장치를 설치할 필요가 없으며 또한 기어의 이탈, 교체없이 변속비를 조정하여 원활한 속도조정이 가능하고 특히 후진구동도 가능하며, 구조가 간단하고 부품이 적어 생산원가 절감과 좁은 공간에서도 설치가 가능하고 충격없이 가동시킬 수 있는 장점이 있다.

그리고 본 발명의 변속장치는 본 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 취지를 기초로한 모든 차량과 산업기계에서 구동력을 출력축에 변속하여 출력시켜 줄 수 있는 장치에 응용할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서 브레이크 시스템으로 제동력을 가해주는 방식으로는 간단한 가압식 브레이크 라이닝 제동방식을 사용하였으나 이러한 시스템은 그 구성 및 실시방법과 위치 등이 여러 가지 방법으로 변형될 수 있음은 물론 장치로는 유, 공압, 전기, 전자 등의 자동제어를 위한 여러 가지 회로구성이 가능하며 이 또한 본 발명의 범위를 배제하는 것은 아니다.

Claims

제1부분(12A)과 제2부분(12B)을 가지면서 입력구동력을 받는 입력축(12)과, 입력축의 제1부분(12A)과 제2부분(12B)사이에 입력축(12)과 일체적으로 형성한 입력선기어(14)와, 한단부(16A)에 선기어(18)가 일체적 형성되고 입력축(12)에 대해 독립적으로 회전할 수 있도록 제1부분(12A)상에 동축적으로 설치된 중공의 조정축(16)과, 조정축(16)에 대해 독립적으로 회전할 수 있도록 선기어(18) 근방의 조정축(16)상에 설치된 캐리어(22)와, 중공원통부(26)를 가지면서 입력축의 제2부분(12B)에 대해 독립적으로 회전할수 있도록 동축적으로 설치된 캐리어(28)와, 캐리어(22,28)를 서로 동시에 회전시키기 위해 캐리어(22,28)에 삽입 고정된 다수의 고정핀(32A,32B)과, 각 고정핀(32A)상에 회전가능하게 설치되고 그 후반부 내측은 입력선기어(14)와 치합된 다수의 제1차동기어(36)와, 중공원통부(26)상에서 회전가능하게 동축적으로 설치되고 각 제1차동기어(36)의 후반부 외측과 치합하는 제1링기어(46)와, 각 고정핀(32B)상에 회전가능하게 설치되고 그 후반부는 제1차동기어(36)의 전반부와 치합하고 그 전반부 내측은 선기어(18)와 치합하는 다수의 제2차동기어(142)와, 조정축(16)상에서 회전가능하게 동축적으로 설치되고 제2차동기어(142)의 전반부 외측과 치합하는 제2링기어(52)와, 캐리어(28)의 중공원통부(26)와 동축적으로 일체로 형성된 출력축(30)과, 저속구동을 위해 제1링기어(46)에 제동력을 가하는 제1브레이크 시스템(60)과, 중속구동을 위해 조정축(16)에 제동력을 가하는 제2브리에크 시스템(62)와, 고속구동을 위해 입력축(12)과 조정축(16)을 일체로 연결시켜 동시 회전시키는 연동시스템(66)과, 후진구동을 위해 제2링기어(52)에 제동력을 가하는 제3브레이크 시스템(64)을 포함하는 것이 특징인 자동변속장치.
제1항에 있어서, 각 상태별 변속단계에서 하나의 브레이크 시스템이 작동할시 나머지 브레이크 시스템은 작동하지 않는 것이 특징인 자동변속장치.
제1부분(12A)과 제2부분(12B)을 가지면서 입력구동력을 받는 입력축(12)과, 입력축의 제1부분(12A)과 제2부분(12B)사이에 입력축과 일체적으로 형성한 입력선기어(114)와, 입력축(12)에 대해 독립적으로 회전할 수 있도록 입력선기어(114) 근방의 제1부분(12A)상에 설치된 캐리어(22)와, 중공원통부(26)를 가지면서 입력축의 제2부분(12B)에 대해 독립적으로 회전할 수 있도록 동축적으로 설치된 캐리어(28)와, 캐리어(22,28)를 서로 동시에 회전시키기 위해 캐리어(22,28)에 삽입, 고정된 다수의 고정핀(132A,132B)과, 각 고정핀(132A)상에 회전가능하게 설치되고 그 전반부 내측은 입력선기어(114)와 치합된 다수의 제1차동기어(136)와, 입력축의 제1부분(12A)상에서 회전가능하게 동축적으로 설치되고 각 제1차동기어(136)의 전반부 외측과 치합하는 제1링기어(146)와, 각 고정핀(132B)상에 회전가능하게 설치되고 그 전반부는 제1차동기어(136)의 후반부와 치합하는 다수의 제2차동기어(142)와, 캐리어(28)의 원통부(26)상에서 회전가능하게 동축적으로 설치되고 제2차동기어(142)의 후반부 외측과 치합하는 제2링기어(152)와, 캐리어(28)의 중공원통부(26)와 동축적으로 일체로 형성된 출력축(30)과, 전진구동을 위해 제1링기어(146)에 제동력을 가하는 전진용 브레이크 시스템(160)과, 후진구동을 위해 제2링기어(152)에 제동력을 가하는 후진용 브레이크 시스템(164)을 포함하는 것이 것이 특징인 자동변속장치.
제3항에 있어서, 출력축의 속도를 증가시키기 위해 중속시스템을 적용하는 것을특징으로 하는 자동변속장치.