KR100276915B1 - 차량용무단변속기 - Google Patents

Abstract

구성을 간단하면서도 무단 변속영역의 폭을 크게 할 수 있도록 하여 엔진의 동력을 효과적으로 이용하여 동력 전달성능을 향상시키고, 벨트가 분담하는 하중을 양분시켜 분담토록 함으로써, 내구성을 향상시킬 수 있는 차량용 무단 변속기를 제공할 목적으로 ; 엔진의 출력단에 배치되어 출력되는 회전동력의 토오크를 변환시키는 토오크 컨버터와; 상기 토오크 컨버터와 직결되는 제1축상에 배치되는 변속제어 입력수단과; 상기 제1축과, 이의 제1축과 소정간격을 두고 이격되어 배치되는 제2축상에 장착되는 구동 및 종동풀리와 이들을 상호 연결하는 벨트로 이루어져 무단 변속을 행하는 무단 변속수단과; 더블 피니온 유성기어셋트로서, 상기 무단 변속수단으로부터 무단 변속된 회전동력과, 상기 변속제어 입력수단으로부터 입력되는 회전 동력을 합성하여 변속비를 제어하는 변속 제어수단과; 를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속기를 제공한다.

Description

차량용 무단 변속기

본 발명은 차량용 무단 변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구성을 간단하면서도 무단 변속영역의 폭을 크게 할 수 있도록 하여 엔진의 동력을 효과적으로 이용하여 동력 전달 성능을 향상시키고, 벨트가 분담하는 하중을 양분시켜 분담토록 함으로써, 내구성을 향상시킬 수 있는 차량용 무단 변속기에 관한 것이다.

차량의 변속기는 엔진의 구동력을 구동륜에 전달하는 기능을 갖고 있는데, 이러한 변속기에는 운전자의 의지대로 운전자가 직접 변속단을 선택하는 수동 변속기와, 차량의 주행 조건에 따라 자동적으로 변속이 이루어지는 자동 변속기와, 각 변속단 사이에 특정한 변속 영역이 없이 무단으로 연속적인 변속이 이루어지는 무단 변속기로 대별된다.

상기와 같은 변속기에 있어서, 본 발명은 유압을 이용하는 자동 변속기의 단점을 보완하여 연비 및 동력 전달 성능, 그리고 중량면에서 큰 장점을 갖는 무단 변속기에 관계하며, 이의 무단 변속기는 입력축과 출력축에 장착되는 풀리의 직경 변위를 이용하는 방식이 주로 사용되고 있다.

그러나 상기와 같이 벨트와 직경의 가변되는 풀리만을 이용하는 무단 변속기구를 사용하는 무단 변속기에 있어서는 그 무단 변속영역이 크게 한정되어 엔진의 동력을 효과적으로 이용하지 못한다는 문제점을 내포하고 있다.

또한, 모든 회전 동력의 하중이 하나의 벨트에 의하여 전달됨으로써, 이에 따른 벨트의 수명이 단축됨은 물론 내구성을 크게 기대할 수 없다는 문제점을 내포하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 보다 구성이 간단하면서도 무단 변속영역의 폭을 크게 할 수 있도록 하여 엔진의 동력을 효과적으로 이용하여 동력 성능을 향상시키고, 벨트가 분담하는 하중을 양분시켜 분담토록 함으로써, 내구성을 향상시킬 수 있는 차량용 무단 변속기를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 의한 제1 실시예의 구성도.

도 2는 본 발명에 적용되는 무단 변속수단의 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 제2 실시예의 구성도.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 무단 변속기는, 엔진의 출력단에 배치되어 출력되는 회전 동력의 토오크를 변환시키는 토오크 컨버터와; 상기 토오크 컨버터와 직결되는 제1축상에 배치되어 이의 회전력을 변속 제어하는데 사용하도록 하는 것으로, 상기 제1축상에 회전 간섭 없이 배치되는 드라이브 기어와, 상기 드라이브 기어를 상기 제1축과 가변적으로 연결하여 주는 제1마찰부재와, 상기 드라이브 기어가 선택적으로 반력요소로 작용할 수 있도록 변속기 하우징과 연결하여 주는 제2 마찰부재를 구비하여 된 변속 제어 입력수단과; 상기 제1축과, 상기 제1축과 소정 간격을 두고 이격되어 배치되는 제2축상에 장착되는 구동 및 종동풀리와 이들을 상호 연결하는 벨트로 이루어져 무단 변속을 행하는 무단 변속수단과; 더블 피니온 유성기어셋트로서, 상기 무단 변속수단으로부터 무단 변속된 회전 동력과, 상기 변속 제어 입력수단으로부터 입력되는 회전 동력을 합성하여 변속비를 제어하는 것으로, 유성 캐리어가 무단 변속수단과 연결되어 무단 변속된 회전 동력이 입력되며, 링기어가 변속 제어 입력수단의 드라이브 기어와 연결되어 제어 동력이 입력되고, 선기어가 출력요소로 작용하도록 구비된 변속 제어수단과; 상기 변속 제어수단의 출력측단과 기어 연결되어 차폭방향으로 배치되는 트랜스퍼 샤프트와, 상기 트랜스퍼 샤프트와 연결되는 디프렌셜을 구비하여 된 전륜 구동수단;을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 무단 변속기의 구성도로서, 엔진(2)으로부터 발생된 회전 동력은 토오크 컨버터(4)에 의하여 토오크 변환이 이루어져 제1축(6)을 통해 전달된다.

상기 토오크 컨버터(4)의 구조와 작동은 공지 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고 상기 제1축(6)상에 배치되는 변속 제어 입력수단(8)은 상기 제1축(6)상에 회전 간섭 없이 배치되는 드라이브 기어(10)와, 상기 드라이브 기어(10)를 제1축(6)과 가변적으로 연결하여 주는 제1 마찰부재(12)와, 상기 드라이브 기어(10)의 회전을 정지시킬 수 있는 제2 마찰부재(14)를 포함하여 이루어진다.

이에 따라 제1 마찰부재(12)를 작동시키면 제1축(6)의 회전 동력을 드라이브 기어(10)를 통해 출력되어 후술하는 변속 제어수단으로 입력되어지며, 제2 마찰부재(14)를 작동시키면 드라이브 기어(10)가 정지되면서 변속 제어수단의 어느 한 요소가 반력요소로 작동할 수 있도록 한다.

그리고 상기 제1축(6)단에는 무단 변속수단(16)이 배치되는데, 이 무단 변속수단(16)은 제1축(6)에 장착되는 구동풀리(18)와, 상기 1축(6)과 소정 간격을 두고 배치되는 제2축(20)상에 배치되는 종동풀리(22)와, 상기 양 풀리(18)(22)를 연결하는 벨트(24)를 포함하여 이루어진다.

상기 구동 및 종동풀리(18)(22)는 엔진(2)의 구동력에 의하여 발생되는 유압에 의하여 제어되면서 그의 외경이 가변되어 변속 작용을 행할 수 있게 되는데, 도 2는 그것을 가능하게 하는 일 실시예의 구성을 보여주고 있다.

즉, 구동풀리(18)는 고정측 풀리(26)와 가변측 풀리(28)로 이루어지는데, 고정측 풀리(26)는 제1축(6)과 일체로 형성되어 있으며, 가변측 풀리(28)는 이 제1축(6)상에서 좌우 이동할 수 있는 상태로 결합되고 있다.

상기 가변측 풀리(28)측에는 케이싱 부재(30)가 설치되어 이들 사이에 유압챔버(32)를 형성하고 있다.

이 유압챔버(32)는 제1축(6)에 형성된 유로(34)를 통하여 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력 유체가 공급될 수 있도록 되어 있다.

그리고 종동풀리(22)는 마찬가지로 고정측 풀리(36)와 가변측 풀리(38)로 이루어지되, 상기 고정측 풀리(36)가 제2축(20)에 일체로 형성된다.

또한, 가변측 풀리(38)는 상기 제2축(20)상에서 좌우 이동할 수 있도록 결합되고, 이의 가변측 풀리(38)에는 케이싱 부재(40)가 개재되어 유압챔버(42)를 형성하고 있으며, 상기 유압챔버(42)에는 제2축(20)에 형성된 유로(44)를 통하여 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력 유체가 공급될 수 있도록 되어 있다.

물론 상기 구동 및 종동풀리(18)(22)의 구성은 상기와 같은 구성에 의해 한정되는 것은 아니고 이들 구성으로부터 용이하게 발명할 수 있는 것은 모두 포함한다.

상기와 같이 이루어지는 무단 변속수단(16)은 제1축(6)으로부터 입력되는 회전 동력을 구동풀리(18)와 종동풀리(22)의 직경 변화에 따라 무단 변속을 행하게 되는데, 이때 무단 변속 조건은, 첫째, 구동풀리(18)와 종동풀리(22)의 외경이 동일할 때와, 둘째 구동풀리(18)의 외경이 종동풀리(22)의 직경 보다 큰 경우와, 셋째 구동풀리(18)의 직경이 종동풀리(22)의 직경보다 작은 경우로 나누어 생각할 수 있다.

첫째 조건으로 구동 및 종동(18)(22)의 외경이 동일한 경우에는 1 : 1의 변속비를 갖게 된다.

그리고 둘째로 구동풀리(18)의 외경이 종동풀리(22)의 직경보다 큰 경우에는 구동풀리(18)의 회전수 보다 종동풀리(22)의 회전수가 커지기 때문에 증속이 이루어지게 되며, 셋째 구동풀리(18)의 외경이 종동풀리(22)의 직경 보다 작아지는 경우에는 구동풀리(18)의 회전수가 종동풀리(22)의 회전수 보다 작아지기 때문에 감속이 이루어지게 되는 것이다.

이러한 작용으로 주행 레인지에서는 출발 시점부터 고속 주행까지 변속단 구분이 없는 점진적인 변속이 이루어지면서 제2축(20)을 통해 출력하게 된다.

상기 무단 변속수단(16)을 통해 무단 변속된 회전 동력은 변속 제어수단(46)으로 입력되어 상기 변속 제어 입력수단(8)으로부터 입력되는 회전 동력과 합성이 이루어지게 된다.

즉, 상기 변속 제어수단(46)은 더블 피니언 유성기어셋트로 이루어져 이의 유성 캐리어(48)가 상기 제2축(20)과 연결되며, 링기어(50)는 일측으로 드리이븐 기어(52)가 장착되어 상기 변속 입력수단(8)의 드라이브 기어(10)와 아이들러 기어(54)를 개재시켜 연결이 이루어지고, 선기어(56)는 출력요소로서, 그 단부에는 출력기어(58)가 장착되며, 이의 출력기어(58)는 구동륜을 구동시키기 위한 구동륜 구동수단과 연결되는데, 본 발명에서는 전륜 구동을 위한 전륜 구동수단(60)이 연결된 것을 도시하고 있다.

물론, 상기 전륜 구동수단(60)은 상기 출력기어(58)와 기어 연결되어 차폭방향으로 배치되는 트랜스퍼 샤프트(62)와 상기 트랜스퍼 샤프트(62)와 연결되는 디프렌셜(64)을 포함하여 이루어진다.

이에 따라 상기 무단 변속수단(16)으로부터 무단 변속되어 입력되는 회전 동력은 변속 제어 입력수단(8)으로부터 입력되는 회전 동력에 따라 그 무단 변속폭이 변환된다.

즉, 무단 변속수단(16)으로부터 무단 변속된 회전 동력이 유성 캐리어(48)로 입력이 이루어지는 상태에서 변속 제어 입력수단(8)으로부터 링기어(50)를 통해 변속 제어를 위한 회전 동력이 입력되는 바, 그 회전 동력의 크기에 따라 선기어(56)의 출력이 변화되는 것으로서, 변속 제어수단(46)을 형성하는 더블 피니언 유성기어셋트의 작동 관계는 공지와 같이 이루어지게 되는 바, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 제1 마찰부재(12)는 클러치 수단으로 다판 클러치가 사용되며, 제2 마찰부재(14)는 브레이크 수단으로 밴드 브레이크가 사용될 수 있다.

이러한 점을 고려하여 볼 때, 변속 제어 입력수단(8)으로부터 입력되는 속도와, 무단 변속수단(16)으로부터 입력되는 회전속도에 따라 출력 속도의 변화폭을 크게 조절할 수 있는 바, 양 입력 속도를 적절히 조절하여 입력하면, 가장 이상적인 변속이 이루어질 수 있게 되는 것이다.

도 3은 본 발명에 의한 제2 실시예를 도시한 것으로서, 이는 상기 제1 실시예에서 전, 후륜 구동을 위한 구성으로서, 이는 변속 제어수단(46)과 전륜 구동수단(60) 사이에 센터 디프렌셜(66)을 배치하고, 이 센터 디프렌셜(66)을 형성하는 사이드 피니언(68)(70) 중 어느 하나를 전륜 구동수단(60)과 연결하고, 다른 하나를 후륜 구동력 전달수단(72)과 연결한 것으로서, 상기 후륜 구동력 전달수단(72)의 구성은 공지이므로 상세한 설명은 생략한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 무단 변속기는, 구성이 간단하면서도 무단 변속영역의 폭을 크게 할 수 있도록 하여 엔진의 동력을 효과적으로 이용할 수 있게 된다.

또한, 상기 엔진의 동력을 효과적으로 이용함으로써, 동력 성능을 향상시키고, 벨트가 분담하는 하중을 양분시켜 분담토록 함으로써, 내구성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 엔진의 출력단에 배치되어 출력되는 회전 동력의 토오크를 변환시키는 토오크 컨버터와; 상기 토오크 컨버터와 직결되는 제1축상에 배치되어 이의 회전력을 변속 제어하는데 사용하도록 하는 것으로, 상기 제1축상에 회전 간섭 없이 배치되는 드라이브 기어와, 상기 드라이브 기어를 상기 제1축과 가변적으로 연결하여 주는 제1마찰부재와, 상기 드라이브 기어가 선택적으로 반력요소로 작용할 수 있도록 변속기 하우징과 연결하여 주는 제2 마찰부재를 구비하여 된 변속 제어 입력수단과; 상기 제1축과, 상기 제1축과 소정 간격을 두고 이격되어 배치되는 제2축상에 장착되는 구동 및 종동풀리와 이들을 상호 연결하는 벨트로 이루어져 무단 변속을 행하는 무단 변속수단과; 더블 피니온 유성기어셋트로서, 상기 무단 변속수단으로부터 무단 변속된 회전 동력과, 상기 변속 제어 입력수단으로부터 입력되는 회전 동력을 합성하여 변속비를 제어하는 것으로, 유성 캐리어가 무단 변속수단과 연결되어 무단 변속된 회전동력이 입력되며, 링기어가 변속 제어 입력수단의 드라이브 기어와 연결되어 제어동력이 입력되고, 선기어가 출력요소로 작용하도록 구비된 변속 제어수단과; 상기 변속 제어수단의 출력측단과 기어 연결되어 차폭방향으로 배치되는 트랜스퍼 샤프트와, 상기 트랜스퍼 샤프트와 연결되는 디프렌셜을 구비하여 된 전륜구동수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 무단 변속기.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 변속 제어 입력수단의 드라이브 기어와 상기 변속 제어수단의 링기어의 일측에 장착된 드리이븐 기어가 아이들러 기어가 개재되어 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 무단 변속기.
3. 청구항 1에 있어서, 후륜 구동을 동시에 수행할 수 있도록 상기 변속 제어수단과 상기 전륜 구동수단 사이에 배치한 센터 디프렌셜을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 무단 변속기.