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KR0160930B1 - 전속도 무단변속기 - Google Patents

전속도 무단변속기 Download PDF

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KR0160930B1
KR0160930B1 KR1019960000144A KR19960000144A KR0160930B1 KR 0160930 B1 KR0160930 B1 KR 0160930B1 KR 1019960000144 A KR1019960000144 A KR 1019960000144A KR 19960000144 A KR19960000144 A KR 19960000144A KR 0160930 B1 KR0160930 B1 KR 0160930B1
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김의한
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유환덕
엘지전선주식회사
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Abstract

본 발명은 차량의 전속도 무단변속기에 관한 것이다.
본 발명의 목적은, 추가적인 모드를 부가함으로해서 무단 변속부에 미치는 부하를 줄여줌으로써 소형화가 가능한 전속도 무단변속기를 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 무단변속부와 서머라이저를 기어 또는 체인으로 연결하여 결합하는 한편 동기속도에서 클러치를 연결 또는 해제하여 모드전환함으로써 변속범위를 확대할 수 있는 전속도 무단변속기에 있어서, 입력축과 피동축 사이에 감속비가 다른 2개의 기어쌍, 기어와 기어 및 기어와 기어를 설치하되 상기 기어와 기어은 피동축 위에 회전 자재하게 설치하고, 모드변환에 따라 각각의 기어쌍을 선택하여 동력을 전달 할 수 있도록 클러치와 클러치를 기어쌍의 일측에 설치하고, 상기 기어 및 기어는 모드 1 및 모드 3에서 클러치 변환에 따라 서머라이저의 캐리어를 구동할수 있도록 설치하되, 상기 무단변속부는 입력축 상에 설치하되 변속 출력부에는 스프로켓을 입력축 상에 회전 자재하도록 설치하는 한편 피동축 상에는 스프로켓을 피동 축과 일체로 설치하고, 스프로켓와 스프로켓은 체인으로 연결하고, 피동 축 상에 서머라이저의 선기어를 피동 축과 일체로 설치하고, 서머라이저의 링기어의 일측에 일체로 기어를 피동 축 상에 회전자재하도록 설치하고, 또 피동 축상에는 기어과 기어올 회전 자재토록 설치하고, 스프로켓과 기어사이에 클러치를 설치하는 한편 피동 축과 기어 사이에 클러치를 설치하고, 피동 축과 평행 이격하여 축을 설치하며, 또한 상기 축 상에 기어, 기어, 기어과 각각 쌍을 이루도록 기어, 기어, 기어와 축과 일체가 되도록 설치하여 4개의 모드로 운전하는 것을 특징으로 하는 전속도 무단 변속기를 제공해준다.

Description

전속도 무단변속기
도면은 본 발명의 전속도 무단변속기의 양호한 일 실시예를 도시하는 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 주축 2,4,8,10,18,22,23,25,27 : 기어
6 : 무단변속부 7,21 : 축
11 : 캐리어 26 : 출력축
본 발명은 전속도 무단변속기에 관한 것이다.
지금까지 전속도 무단변속기로 제안된 방식은 유성치차 장치로 구성된 서머라이저와 무단변속부로 구성하여 원하는 속도범위를 얻기 위해 2개의 모드로 작동할 수 있도록 한다.
후진에서부터 저속 전진속도(저속영역)까지는 동력이 서러라이저와 무단변속부를 순환하여 출력되게 하며 저속영역의 최고속도에서 서머라이저는 내부 기어 및 축이 일체가 되어 회전하는 동기상태가 된다. 이때 무단변속부는 최대 가속의 상태에 있게 되며 고속 클러치가 작동함과 거의 동시에 저속 클러치가 해제되어 이후의 속도증가는 순전히 무단변속부의 증속 작용에 의지하게 된다.
그러나, 이렇게 2개의 모드(저속영역과 고속영역)만으로 구성된 전속도 무단변속기는 운전중 지속적으로 저속영역에서 고부하 상태로 운전할 경우 무단변속부와 서머라이저에 과도한 부하가 걸리므로 지속적으로 저속영역에서 고부하상태로 운전해야 하는 장치의 경우 실용적인 설계 제작이 불가능한 만큼 구조가 과도하게 커지는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서 추가적인 모드를 부가함으로 해서 무단변속부에 미치는 부하를 줄여줌으로써 소형화가 가능한 전속도 무단변속기를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 전속도 무단변속기는 상기의 목적을 달성하기 위해서 무단변속부와 서머라이저를 기어 또는 체인으로 연결하여 결합하는 한편 동기속도에서 클러치를 연결 또는 단속하여 모드전환 함으로써 변속범위를 확대할 수 있고, 입력축과 피동축 사이에 감속비가 다른 2개의 기어쌍을 설치하며 2개의 기어는 피동축 위에 회전가능하게 설치하고, 모드변환에 따라 각각의 기어쌍을 선택하여 동력을 전달할 수 있도록 클러치를 각각의 기어쌍의 일측에 설치하며, 상기 기어는 모드1 및 모드3에서 클러치 변환에 따라 서머라이저의 캐리어를 구동할 수 있도록 설치하고, 상기 무단변속부는 입력축상에 설치하며 변속출력부에는 스프로켓을 입력축상에 회전가능하도록 설치하는 한편 피동축 상에는 스프로켓을 피동축과 일체로 설치하고, 스프로켓은 체인으로 연결하고, 피동축상에 서머라이저의 선기어를 피동축과 일체로 설치하고, 서머라이저의 링기어의 일측에 일체로 기어를 피동축상에 회전가능하도록 설치하고, 또한 피동축상에는 기어를 회전가능하게 설치하며, 스프로켓과 기어사이에 클러치를 설치하는 한편 피동축과 기어 사이에 클러치를 설치하고, 피동축과 평행 이격하여 중간축을 설치하며, 상기 피동축상에 기어들과 각각 쌍을 이루도록 기어들을 중간축과 일체가 되도록 설치하여 4개의 모드로 운전된다.
본 발명의 전속도 무단변속기는 첨부된 도면에 도시된 양호한 일 실시예를 참조하여 상세히 설명된다.
도면은 본 발명의 전속도 무단변속기에 따른 양호한 일 실시예를 도시하는 단면도이다.
부호1 은 주축을 나타내며 주축(1)은 변속기 내부에서 축상으로 연장된다. 주축(1)에는 일측에 기어(2)가 설치되고, 기어(2) 다음에는 클러치(3)를 통하여 기어(4)가 설치된다. 클러치(3)는 기어(4)를 회전시키거나 단속시킨다. 기어(4) 다음에 스프로켓(5)을 가진 무단변속부(6)가 설치된다.
피동축(7)은 상기 주축(1) 하부에 연장되며 주축(1)과 이격디어 평행한 위치에 설치된다. 축(7)에는 일측에 상기 기어(2)와 맞물리도록 기어(8)가 설치되고, 기어(8) 다음에는 클러치(9)를 통하여 기어(10)가 설치된다. 기어(10)는 주축(1)의 기어(4)와 맞물리고 상기 기어(10)에는 캐리어(11)가 고정 설치된다. 클러치(9)는 기어(8)와 기어(10) 사이에서 선택적으로 클러치 작용을 한다.
서머라이저는 피동축(7)상의 유성기어(12), 선기어(13) 및 링기어(14)로 구성된다. 유성기어(12)는 상기 캐리어(11)의 둘레에는 설치되고 유성기어(12)의 내측에는 선기어(13)가 축(7)에 고정 설치된다. 상기 링기어(14)의 단부에는 링기어(14)와 일체로 회전하는 기어(15)가 설치되고, 스프로켓(16)은 상기 스프로켓(5)과 대향해서 설치된다.
스프로켓(5)와 스프로켓(16)은 도시되지 않은 체인에 의해서 연결되어 무단변속부(6)가 서머라이저와 함께 연동하는 무단변속기를 형성한다. 무단변속기는 체인과 스프로켓 대신에 기어열에 의해서도 형성될 수 있다.
축(7)상에는 클러치(17)를 가지는 기어(18)가 설치되고 그 다음에는 축(7)과 일체로 회전하는 클러치(19)를 가지는 기어(20)가 설치된다.
중간축(21)은 상기 축(7)의 하부에서 이격되어 평행하게 설치된다. 중간축(21)의 일단에는 상기 기어(15)와 맞물리도록 기어(22)가 설치되고, 그 다음에는 기어(18) 및 기어(20)와 맞물려서 기어(23) 및 기어(24)가 설치되며 또한 타단측에는 기어(25)가 설치된다.
출력축(26)은 상기 중간축(21)과 이격되어 평행한 위치에 설치된다. 출력축(26)의 일단에는 상기 기어(25)와 맞물려는 기어(27)가 설치된다. 따라서, 중간축(21)의 토오크는 출력되기 전에 기어(25)및(27)를 통해 출력축(26)에 전달된다.
본 발명의 전속도 무단변속기는 3 개의 모드로 변속된다. 그러나 무단변속기의 작동모드는 4개로 변속될 수 있다. 4 개의 변속모드를 가지기 위해서는, 클러치(17)를 가지는 기어(18)가 피동축(7)상에서 클러치(16)및(19)사이에 회전가능하게 고정된다.
본 발명의 전속도 무단변속기의 작동을 변속비와 관련하여 설명한다.
클러치(9)를 동작시키면 기어(8)및(10)이 작동하여 모드1 이 실현되며 다음과 같은 토오크 순환이 발생된다.
주축(1)의 토오크는 기어(2), 기어(8), 클러치(9), 기어(10), 캐리어(11), 유성기어(12), 선기어(13), 피동축(7), 스프로켓(16), 체인, 스프로켓(5), 무단변속부(6)로 전달된다. 무단변속부(6)에서는 토오크가 주축(1)으로 되돌아간다.
이 상태에서, 서머라이저의 유성기어(12)는 토오크를 선기어(13)와 링기어(14)로 전달한다. 링기어(14)의 토오크는 차례로 기어(15), 기어(22), 중간축(21), 기어(25), 기어(27)를 통하여 출력축(26)으로 전달된다.
한편, 기어 잇수비를 보면 무단변속부(6)의 변속비가 최대 증속되는 점에서 변속회전 속도가 0 이하가 되도록 기어(2)와 기어(8)의 기어 잇수비와 서머라이저의 기어 잇수비를 정한다. 이 상태에서 무단변속부(6)의 감속비가 증가하면, 즉 무단변속부(6)의 출력속도가 감소하면 선기어(13)의 속도가 감소하고 중간축(21)의 회전속도는 빨라지게 된다. 이후 무단변속비가 최대가 되면 모드1 에서의 최고속도가 실현되며, 이 때 피동축(7)의 회전속도와 링기어(14)의 회전속도가 일치하게 된다.(동기속도) 이 경우 클러치(19)가 동작되어도 동력전달에는 무리가 없으며, 기어(15)와 기어(22)이 잇수비는 기어(20)와 기어(24)의 잇수비와 일치하여야 한다.
모드1 의 동기속도에서, 클러치(19)를 동작시키는 한편 클러치(9)의 동작을 단속시키면 모드2 가 실현되며, 동력은 서머라이저의 유성기어(12), 선기어(13) 및 링기어(14)의 조립체를 거치지 않고서 상기 무단변속부(6)를 거쳐서 피동축(7)과 중간축(21)을 통과하여 출력된다. 무단변속부(6)의 감속비를 감소시키면 출력축의 속도는 증가하게 된다.
무단변속비가 다시 최대 증속 상태가 되면 모드2 에서의 최대속도가 실현되며, 이 때 축(1)과 기어(4)는 동기속도에 도달하게 된다. 이 때에 클러치(3)를 작동시킴과 동시에 클러치(19)의 동작을 단속하면 모드3 이 실현되고, 동력은 서머라이저를 통과하여 기어(15), 기어(22), 중간축(21), 기어(25), 기어(27), 출력축(26)의 순으로 전달된다.
동기속도는 모드2 의 최대 속도에서 기어(10)와 맞물려 회전하는 기어(4)의 회전속도와 입력축(1)의 회전속도가 일치하도록 기어(4)와 기어(10)의 잇수비를 정하여 얻을 수 있다.
모드3에서 무단변속부(6)가 최대 감속상태로 되어 동기속도가 되었을 때 클러치(3)의 동작을 단속하고 클러치(17)를 동작시키면 모드4 가 실현되고, 동력은 무단변속부(6), 클러치(17), 기어(18), 기어(23), 중간축(21), 기어(25), 기어(27), 출력축(26)의 순으로 전달된다.
모드3에서 무단변속부(6)가 최대감속비로 이행하게 되면 피동축(7)과 중간축(21)의 회전속도가 다르므로 모드4 로 전환하려면 무단변속부(6)에서 피동축(7)을 거쳐 기어(18), 기어(23)을 통해 회전하는 중간축(21)의 회전속도와 일치시켜야 한다.
다만, 최대속도가 과도하게 증대되는 것을 방지하기 위하여, 또한 기어(18)와 기어(23)의 잇수비가 과도하게 커지는 것을 방지하기 위해서 모드3에서 모드4 로 전환하는 점을 무단변속부의 최대감속비에서 결정하지 않고 적정한 감속비에서 결정할 수 있다. 이것은 기어(18)와 기어(23)의 잇수비를 적정하게 조정함으로써 가능해 진다.
상기 감속비에서는 클러치(3)와 클러치(17)ㄱ 동시에 물려있어도 동력전달에는 지장을 주지않게 된다.
한편, 감속하는 경우는 클러치의 동작순서는 상술한 바의 역순이 된다. 이상과 같은 동작으로 0 이하의 속도에서 최대속도에 이르기까지 단속없이 연속적으로 동력을 전달할 수 있다. 그리고, 만일 필요에 따라 모드1 에서의 최저속도를 0 으로 할 경우 후진기어를 장착하여 속도 0에서 전후진 변환을 한다면 무리없이 후진을 실현할 수 있으며 또한 후진속도의 증가, 감소는 전진시와 동일한 방법으로 실현할 수 있다.
전후진 기구없이 모드1에서 후진을 실현하려면 기어의 잇수비, 즉 기어(2)와 기어(8)쌍과 기어(4)와 기어(10)쌍의 잇수비 및 서머라이저의 링기어(14)와 선기어(13)의 잇수비를 적절히 조정하면 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 전속도 무단변속기에 따르면, 추가적인 모드 부가에 의해서 무단변속부에 미치는 부하를 감소시켜 줌으로써 소형화가 가능한 전속도 무단변속기가 제공된다.

Claims (3)

  1. 무단변속부(6)와 서머라이저를 동력전달수단으로 연결하여 결합하는 한편 동기속도에서 클러치를 연결 또는 단속하여 모드전환하여 변속범위를 확대할수 있는 전속도 무단변속기에 있어서, 주축(1)과 피동축(7)사이에 감속비가 다른 2개의 기어쌍 인 기어(2)와 기어(8) 및 기어(4)와 기어(10)를 설치하고, 기어(8)와 기어(10)는 피동축(7)위에 회전가능하게 설치되며 클러치(3)와 클러치(9)가 각각의 기어쌍의 일측에 설치되고 무단변속부(6)는 주축(1)상에 설치되며 피동축(7)상에 서머라이저의 선기어(13)가 일체로 설치되며 서머라이저의 링기어(14)의 일측에 기어(15)가 피동축(7)상에 회전가능하게 설치되고, 피동축(7)과 기어(20)사이에 클러치(19)가 설치되고, 피동축(7)과 평행 이격하여 중간축(21)이 설치되며 중간축(21)상의 기어(22)와 기어(24)가 피동축(7)상의 기어(15)와 기어(20)가 각기 쌍을 이루게 설치되어 구성된 전속도 무단변속기.
  2. 제1항에 있어서, 무단변속부(6)에는 스프로켓(5)이 주축(1)상에 회전가능하게 설치되고 피동축(7)상에는 스프로켓(16)이 일체로 설치되며, 스프로켓(5)과 스프로켓(16)은 체인으로 연결되게 구성된 전속도 무단변속기.
  3. 제1항에 있어서, 피동축(7)상에 기어(15)와 기어(20)사이에 클러치(17)를 가지는 기어(18)가 설치되고 중간축(21)상에 기어(22)와 기어(24)사이에 기어(23)이 설치되어 기어(18)와 기어(23)가 쌍을 이루게 되는 전속도 무단변속기.
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