KR100245720B1 - 차량용 무단 변속장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 다판 클러치를 종동축에 배치하여 동력 성능과 변속쇼크가 없는 차량용 무단 변속장치로 이를 실현하기 위하여 엔진으로부터 동력을 전달받아 토오크 변환시키는 토오크 컨버터와; 상기 토오크 컨버터의 터어빈측과 직결되는 입력축에 기어전동으로 연결되어 차량의 전, 후진 방향을 결정 이의 회전 동력을 출력하는 전, 후진 제어수단과; 상기 전, 후진 제어수단으로부터 출력되는 회전 동력을 기어전동과 벨트 전동으로 전달받아 양측으로부터 입력되는 회전수에 따라 무단 변속을 행하여 출력되도록 한 변속수단을 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치를 제공하는데 있다.

Description

차량용 무단 변속장치

제1도는 본 발명에 따른 제1실시예를 도시한 도면.

제2도는 본 발명에 적용되는 풀리 직경 변위 발생수단의 구성도.

제3도는 본 발명에 의한 제2실시예의 구성도.

제4도는 본 발명에 의한 제3실시예의 구성도.

제5도는 본 발명에 의한 제4실시예의 구성도.

제6도는 본 발명에 의한 제5실시예의 구성도.

제7도는 본 발명에 의한 제6실시예의 구성도.

[발명의 분야]

본 발명은 차량용 무단 변속장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다중 다판 클러치를 종동축에 배치하여 동력 성능과 변속 쇼크가 없는 차량용 무단 변속장치에 관한 것이다.

[종래 기술]

일반적으로 차량의 변속장치는 엔진의 구동력을 구동륜에 전달하는 기능을 갖고 있는데, 이러한 변속장치에는 운전자의 의지대로 운전자가 직접 변속단을 선택하는 수동 변속장치와, 차량의 주행 조건에 따라 자동적으로 변속이 이루어지는 자동 변속장치와, 각 변속단 사이에 특정한 변속 영역이 없는 무단으로 연속적인 변속이 이루어지는 무단 변속장치로 대별된다.

상기한 무단 변속장치는 연비 및 동력 전달 성능, 그리고 중량면에서 큰 장점을 갖는 무단 변속장치에 관계하며, 이의 무단 변속장치는 입력축과 출력축에 장착되는 풀리의 직경 변위를 이용하는 방식이 주로 사용되고 있다.

그러나 상기한 무단 변속장치는 종동풀리와 구동풀리 및 동력을 전달하는 벨트를 구성하여 이루어지고 있는데, 이 때문에 동력 전달상의 내구성이 떨어지는 문제점이 있다.

[발명의 요약]

본 발명의 목적은 다중 다판 클러치를 종동축에 배치하여 동력 성능과 변속 쇼크가 없는 차량용 무단 변속장치를 제공하는데 있다.

이를 실현하기 위한 본 발명은 엔진으로부터 동력을 전달받아 토오크 변환시키는 토크 컨버터와; 상기 토크 컨버터의 터어빈측과 직결되는 입력축에 기어전동으로 연결되어 차량의 전, 후진 방향을 결정 이의 회전 동력을 출력하는 전, 후진 제어수단과; 상기 전, 후진 제어수단으로부터 출력되는 회전 동력을 기어전동과 벨트전동으로 전달받아 양측으로부터 입력되는 회전수에 따라 무단 변속을 행하여 출력되도록 한 변속수단을 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치를 특징으로 한다.

[실시예]

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면에 의하여 더욱 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 제1 실시예를 도시한 도면이고, 제2도는 본 발명에 적용되는 풀리 직경 변위 발생수단의 구성도로, 부호(1)은 차량용 무단 변속장치를 지칭한다.

상기한 무단 변속장치(1)는 크게 토오크 컨버터(2)와, 전, 후진 제어수단(4), 그리고 변속수단(6)으로 구성되어 이루어진다.

상기한 무단 변속장치(1)는 토오크 컨버터(2)는 엔진으로부터 동력을 전달받아 토오크 변환시키는 것이다.

상기한 토오크 컨버터(2)는 엔진(8)의 크랭크축에 직결되어 회전하는 펌프 임펠러(10)와, 이 펌프 임펠러(10)와 대향 배치되어 분출되는 오일에 의하여 함께 회전하는 터어빈 런너(12)와, 이들 펌프 임펠러(10)와 터어빈 런너(12)사이에 배치되어 오일의 흐름을 바꾸어 주는 펌프 임펠러(10)의 회전력을 증가시켜 주는 스테이터(14)를 포함하여 이루어진다.

이에 따라 엔진이 회전을 하면 상기 토오크 컨버터(2)내에 충진된 오일이 펌프 임펠러(10)에서 분출되어 터어빈 런너(12)로 공급되면서 터어빈 런너(12)를 구동시킨 다음 스테이터(14)로 유입된다.

또한, 상기 스테이터(14)로 유입된 오일은 그 방향을 바꾸어 다시 펌프 임펠러(10)로 유입되는 작용을 반복하게 되는데, 이때 스테이터(14)의 회전에 의하여 스테이터(14)가 분담하는 터어빈 런너(12)의 회전력과 펌프 임펠러(10)의 회전력과의 사이에 차이가 생겨 토오크 변환이 이루어지게 되는 것이다.

상기한 무단 변속장치(1)의 전, 후진 제어수단(4)은 토오크 컨버터(2)의 터어빈측과 직결되는 입력축(16)에 전동기어(18)로 연결되어 동력을 전달받게 되고, 이어서 차량의 전, 후진 방향을 제어하게 한다.

상기한 전동기어(18)로 연결 설치되는 제1축(20)에는 일정 간격을 두고, 후진기어(22)와, 전진기어(24)를 설치하고 있다.

상기한 전, 후진 제어수단(4)은 제2축(20)상에 제1 동력 전달부재(26)의 양측에 병렬되게 제1,2 마찰부재(28)(30)를 설치하여 전, 후진을 제어하고 있다.

상기한 전, 후진 제어수단(4)은 제1 마찰부재(28)의 제어시 전진기어(24)와 전진 동력 전달부재(32)와의 기어 물림을 통해 정회전 출력이 이루어지도록 하고, 또 제2 마찰부재(30)의 제어시 후진기어(22)와 후진 동력 전달부재(34)와의 기어 물림을 제어하여 역회전 출력이 이루어지도록 한다.

그리고 상기 전, 후진 제어수단(4)은 클러치 수단인 습식 다판 클러치로 이루어지며, 제1축(20)의 전, 후진 기어(24)(22)로 전동되게 제2축(36)에 설치하고 있다.

상기한 전, 후진 제어수단(4)으로 사용되는 다판 클러치는 공지의 것과 동일한 구성과 동작이 이루어지는 것으로서, 이는 반드시 다판 클러치만이 사용될 수 있는 것은 아니고 토오크 컨버터를 사용하여도 무방하다.

그리고 상기 제2축(36)상에 배치되는 전, 후진 제어수단(4)은 다판 클러치로 이루어지되, 제2축(36)과, 이의 제2축(36)상에 회전 간섭 없이 배치되는 다판 클러치로 이루어진다.

그리고 상기 전, 후진 제어수단(4)에 의해 동력 전달이 용이하도록 제2축(36)의 전, 후진 수단인 다판 클러치가 작동하면 제2축(36)을 통해 회전 동력이 변속수단(6)에 동력을 전달한다.

상기한 무단 변속장치91)의 변속수단(6)은 전, 후진 제어수단(4)으로부터 출력되는 회전 동력을 기어전동과 벨트 전동으로 전달받아 양측으로부터 입력되는 회전수에 따라 무단 변속을 행하여 출력하도록 한다.

상기한 변속수단(6)은 전, 후진 제어수단(4)에 의해 전동되는 제2축(36)에 배치되는 구동풀리(38)와, 제3축(40)상에 배치되어 구동풀리(38)와 벨트(42)로 연결되는 종동풀리(44)로 이루어지면서 직경의 변화에 의하여 무단 변속이 이루어지도록 하고 있다.

상기에서 구동 및 종동풀리(38)(44)는 직경의 변화에 의하여 무단 변속이 이루어지도록 하는 것으로서, 제2도는 그 무단 변속을 가능하게 하는 일 실시예의 구성을 보여주고 있다.

즉, 구동풀리(38)는 고정측 풀리(46)와 가변측 풀리(48)로 이루어지는데, 고정측 풀리(46)는 제2축(36)에 일체로 형성되어 있으며, 가변측 풀리(48)는 이 제2축(36)상에서 좌우 이동할 수 있도록 볼 스플라인(110)으로 결합되고 있다.

상기 가변측 풀리(48)측에는 케이싱 부재(50)가 설치되어 이들 사이에 유압쳄버(52)를 형성하고 있으며, 이 유압쳄버(52)는 제2축(36)에 형성된 유로(54)를 통하여 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력 유체가 공급될 수 있도록 되어 있다.

그리고 종동풀리(44)는 상기와 마찬가지로 고정측 풀리(56)와 가변측 풀리(58)로 이루어지되, 고정측 풀리(56)는 제3축(60)에 고정되고, 상기 가변측 풀리(58)는 제3축(60)상에서 좌, 우 이동할 수 있도록 볼 스플라인(120)으로 결합된다.

상기 가변측 풀리(58)에는 케이싱 부재(62)가 개재되어 유압쳄버(64)를 형성하고 있으며, 상기 유압쳄버(64)에는 제3축(60)에 형성된 유로(66)를 통하여 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력 유체가 공급될 수 있도록 되어 있다.

또한, 벨트(42)와 상기 구동 및 종동풀리(38)(44)와의 미끄럼 없이 동력을 전달하도록 상기 가변측 유압쳄버(64) 내부에 탄성부재(100)을 설치하여 항상 미끄럼을 방지하도록 하였다.

물론 상기 구동 및 종동풀리(38)(44)의 구성은 상기 구성에 한정되는 것은 아니고 이의 구성으로부터 용이하게 발명할 수 있는 모두를 포함한다.

상기한 제3축(60)에 도시 생략한 감속기어와 차동장치를 통해 동력의 전달이 이루어지도록 한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 무단 변속기는 운전자가 미도시한 셀렉터 레버를 주행 "D" 레인지로 선택하게 되면, 제1 마찰부재(28)를 작동 제어한다.

그러면 입력축(16)의 동력은 전동기어(18)를 거친후 전진기어(24)를 통해 제1 동력 전달부재(26)의 제2축(36)에 전동되어 정회전 동력을 변속수단(6)의 구동풀리(38)에 전달하여 회전시킨다.

이와 같이 전, 후진 제어수단(4)으로부터 동력이 출력되면 구동풀리(38)와 종동풀리(44)를 통해 출력이 이루어진다.

이때 전, 후진 제어수단(4)을 통한 동력의 변속은 구동 및 종동풀리(38)(44)의 외경 변화에 따라 증감되는데, 이의 변화 조건은, 첫째 구동풀리(38)와 종동풀리(44)의 외경이 동일할 때와, 둘째 구동풀리(38)의 외경이 종동풀리(44)의 직경보다 큰 경우와, 셋째 구동풀리(38)의 직경이 종동풀리(44)의 직경보다 작은 경우로 나누어 생각할 수 있다.

상기한 첫째 조건으로 구동 및 종동풀리(38)(44)의 외경이 동일한 경우에는 1:1의 변속비를 갖게 된다.

그리고 둘째로 구동풀리(38)의 외경이 종동풀리(44)의 직경보다 큰 경우에는 구동풀리(38)의 회전수보다 종동풀리(44)의 회전수가 커지기 때문에 증속이 이루어지게 되며, 셋째 구동풀리(38)의 외경이 종동풀리(44)의 직경보다 작아지는 경우에는 구동풀리(38)의 회전수가 종동풀리(44)의 회전수보다 작아지기 때문에 감속이 이루어지게 되는 것이다.

이러한 작용으로 주행 레인지에서는 출발 시점부터 고속 주행까지 변속단 구분이 없는 점진적인 변속이 이루어지게 되는 것이다.

상기한 구동풀리(38)와 종동풀리(44)의 외경 변화는 유압쳄버(52)(64)로 공급되는 유압에 따라 결정되는데, 이러한 유압 제어는 통상적으로 무단 변속 차량에서 사용하고 있는 유압 제어시스템을 사용하는 것으로 가능하게 되므로 그의 상세한 설명은 생략한다.

또한 상기와 같은 작용으로 전, 후진 제어수단(4)에 의해 변속이 이루어진 후에는 도시 생략한 가속기어나 차동장치를 통한 동력 전달에 의해 전진주행이 이루어지게 되는 것이다.

그리고 셀렉터 레버가 후진 "R"레인지로 선택하면, 제1 마찰부재(28)의 작동은 해제되고, 제2 마찰부재(30)의 작동이 이루어지게 되는데, 이는 전, 후진 제어수단(4)을 통해 동력이 제1 동력 전달부재(26)에 전달되는 동력이 후진기어(22)를 통해 동력의 전달이 이루어짐으로서 변속수단(6)의 구동풀리(38)를 구동시킨다.

그러면 이의 회전 동력은 변속수단(6)을 통해 후진 주행이 가능하도록 하게 되는 것이다.

상기와 같은 작동이 이루어지면서 변속이 이루어지는 경우에는 전, 후진 제어수단(4)을 통해 회전수 변환이 크지 않더라도 변속이 큰폭으로 이루어지게 되는바, 구동 및 종동풀리(38)(44)의 외경 변화를 작게 할 수 있다.

제3도는 본 발명에 의한 제2 실시예를 도시한 것으로서, 제1 실시예에서는 토오크 컨버터(2)에 의한 동력 전달이 이루어지도록 하고 있고, 전, 후진 제어수단(4)과 변속수단(6)의 전동이 제2축(36)에 의해 직결하고 있으나, 제2 실시예에서는 토셔널 댐퍼(68)를 사용하여 비틀림 진동을 저감하도록 하면서 중간에 스타팅 클러치(70)를 설치하여 부드럽게 출발이 이루어지도록 하고 있으며, 그외의 작동은 제1 실시예와 동일하므로 생략한다.

제4도는 본 발명에 의한 제3 실시예를 도시한 도면으로, 제1 실시예에서는 입력축(16)과 전, 후진 제어수단(4) 사이에 제1축(20)을 게재 설치하여 전동기어(18)와, 후진기어(22) 및 전진기어(24)를 설치하여 전동하도록 하고 있으나, 제3 실시예에서는 입력축(16)을 연장하여 전진기어(16)와 후진기어(22)를 설치하여 전동함으로서 구조의 콤팩트화를 꾀하고, 변속수단(6)을 통해 동력이 공지의 차동장치(72)를 통해 출력이 이루어지도록 한다.

제5도는 본 발명에 의한 제4 실시예를 도시한 도면으로, 제3 실시예에서는 토오크 컨버터(2)에 직결되는 입력축(16)에 설치되는 전진기어(24)와 후진기어(22)를 통해, 전, 후진 제어수단(4)에 동력을 전동하고 있지만, 제4 실시예에서는 토셔널 댐퍼(70)를 설치하여 비틀림 진동을 저감하도록 하면서 입력축(16)의 후진기어(22)와 토셔널 댐퍼(68) 사이에 스타팅 클러치(70)를 설치함으로서 간단한 구조를 꾀하면서 공지의 차동장치(72)를 설치하고 있다.

제6도는 본 발명에 의한 제5실시예를 도시한 도면으로, 제3 실시예에서는 입력축(16)에 설치된 전, 후진 기어(24)(22)를 통해 전, 후진 제어수단(4)에 전동하고 있고, 제1축(20)에 구동풀리(38)를 설치하여 동력의 전달이 이루어지도록 하고 있으나, 제5 실시예에서는 전, 후진 제어수단(4)을 입력축(16)에 직결하고, 변속수단(4)에 구동풀리(48)를 전, 후진 기어(24)(22)를 제1축(20)에 설치하고 있다.

그리고 변속수단(4)의 종동풀리(44)가 설치된 제2축(36)의 출력기어(74)를 통해 전동되는 공지의 차동장치(72)를 통해 프론트 휠(F)측에 동력 전달이 이루어지도록 하고, 전, 후륜 전동기어(76)(78)을 통해 '리어 휠(R)측에 동력 전달되도록 함으로서 4륜 구동이 이루어지도록 하고 있다.

제7도는 본 발명에 의한 제6실시예를 도시한 도면으로, 제5실시예에서는 전, 후진 제어수단(4)으로부터 동력의 전동이 이루어지도록 제1축(에 설치된 전, 후진 기어(24)(22)의 중간에 변속수단(6)의 구동풀리(38)를 설치하여 전동되게 하여 연비 및 동력 성능을 향상한 4륜 구동 무단 변속장치를 도모하고 있다.

이에 따라 풀리의 외경 변화를 작게 하여 벨트의 이동량을 줄임으로써, 벨트의 수명을 연장시킬 수 있으면서, 연비향상 및 차량성능 향상 등의 고유기술을 확보할 수 있는 발명이다.

이상에서와 같이 본 발명의 무단 변속장치는 구조가 간단하여 제조원가를 절감하고 경량화에 기여할 수 있다.

Claims (6)

1. 엔진으로부터 동력을 전달받아 토오크 변환시키는 토크 컨버터와; 상기 토크 컨버터의 터어빈측과 직결되는 입력축에 전동기어로 연결되어 차량의 전, 후진 방향을 결정 이의 회전 동력을 출력하게 2개의 다판 클러치인 제1, 2 마찰부재와, 이 제1, 2 마찰부재를 제2축에 형성된 제1동력 전달부재를 기어 결합으로 연결하는 전, 후진 동력 전달부재와 입력축에 전동기어로 연결되는 제1축에 전달된 동력으로 전진이 이루어지게 설치한 전진기어와 입력축에 전동기어로 연결되어 제1축에 전달된 동력으로 전진이 이루어지게 설치한 후진기어를 보유한 전, 후진 제어수단과; 상기 전, 후진 제어수단으로부터 출력되는 회전 동력을 기어전동과 벨트전동으로 전달받아 양측으로부터 입력되는 회전수에 따라 무단 변속을 행하여 출력되도록 한 변속수단을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 무단 변속장치.
2. 제1항에 있어서, 후진 동력 전달부재는 입력축에 전동기어로 연결되는 제1축에 전달된 동력으로 전진이 이루어지게 설치한 후진기어를 포함하는 차량용 무단 변속장치.
3. 제1항에 있어서, 전, 후진 제어수단과 변속수단 사이에 차량의 출발시 부드러움을 도모하기 위하여 스타팅 클러치를 설치하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치.
4. 제1항에 있어서, 입력축을 연장하여 전진기어와 후진기어를 설치하여 전동하게 하므로서 변속수단을 통해 동력이 차동장치를 거쳐 출력이 이루어지게 콤팩트화 한 배치 구조로 이루어지는 차량용 무단 변속장치.
5. 제1항에 있어서, 전, 후진 제어수단을 입력축에 직결하고, 변속수단의 구동풀리를 전, 후진 기어 제1축에 설치하며, 변속수단의 종동풀리가 설치된 제2축의 출력기어를 통해 전동되는 차동장치를 통해 프론트휠측에 동력전달이 이루어지게 하면서 전, 후륜 전동기어를 통해 리어휠측에 동력이 전달되어 구동이 이루어지게 배치된 차량용 무단 변속장치.
6. 제1항에 있어서, 전, 후진 제어수단(4)으로부터 동력의 전동이 이루어지도록 제1축에 설치된 전, 후진 기어(24)(22)의 중간에 변속수단(6)의 구동풀리(38)를 설치하여 전동되게 배치되어 이루어지는 차량용 무단 변속장치.