KR0183224B1 - 차량용 무단 변속장치 - Google Patents

Abstract

전, 후진 제어기구를 차폭방향으로 배치하여 변속충격을 줄임으로써, 조종 안정성을 향상시키고, 전장의 단축으로 전륜 구동형 차량에 적용이 적합한 차량의 무단 변속장치를 제공할 목적으로; 엔진으로부터 출력되는 회전동력의 토오크를 변환시키는 토오크 컨버터와; 상기 토오크 컨버터의 터어빈 런너에 직결되는 제1축의 후단부와, 이의 하측에 소정의 간격을 두고 평행하게 배치되는 제2축의 선단부에 배치되어 무단 변속을 행하는 무단 변속기구와; 상기 제2축의 후단부에 직교하는 방향으로 배치되어 기어 전동이 이루어지는 제1트랜스퍼 샤프트와; 유성기어 셋트로서 상기 제1트랜스퍼 샤프트 상에 배치되어 전, 후진을 제어하는 전, 후진 제어기구와; 상기 제1축과 평행하게 배치되어 그의 후단부가 상기 제1트랜스퍼 샤프트의 일측단부와 기어 연결되는 제2트랜스퍼 샤프트와; 상기 제2트랜스퍼 샤프트의 전단부에 기어 연결되어 종감속을 이룸과 동시에 차동기능을 수행하는 종감속 및 차동기구와; 를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치를 제공한다.

Description

차량용 무단 변속장치

제1도는 본 발명에 의한 제1실시예의 구성도.

제2도는 본 발명에 적용되는 무단 변속기구의 구성도.

제3도는 본 발명에 의한 제2실시예의 구성도이다.

본 발명은 차량용 무단 변속장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전, 후진 제어기구를 차폭방향으로 배치하여 변속충격을 줄임으로써, 조종 안정성을 향상시키고, 전장의 단축으로 전륜 구동형 차량에 적용이 적합한 차량의 무단 변속장치에 관한 것이다.

차량의 변속장치는 엔진의 출력과 회전속도를 구동륜에 필요한 수준으로 변환시켜 전달하는 기능을 갖고 있는데, 이러한 변속장치에는 운전자의 의지대로 운전자가 직접 변속단을 선택하는 수동 변속장치와, 차량의 주행조건에 따라 자동적으로 변속이 이루어지는 자동 변속장치와, 각 변속단 사이에 특정한 변속 영역이 없이 무단으로 연속적인 변속이 이루어지는 무단 변속장치로 대별된다.

상기와 같은 변속장치에 있어서, 본 발명은 유압을 이용하는 자동 변속장치의 단점을 보완하여 연비 및 동력 전달성능, 그리고 중량면에서 큰 장점을 갖는 무단 변속장치에 관계하며, 이의 무단 변속장치는 입력축과 출력축에 장착되는 풀리의 직경변위를 이용하는 방식이 주로 사용되고 있다.

그러나 종래 무단 변속장치에 있어서는 전, 후진 제어기구를 차체 길이 방향으로 배치하고 있는 바, 모든 변속 충격이 차량의 전진방향과 일치함으로써, 조종 안정성을 저하시킨다는 문제점이 있다.

또한, 토오크 컨버터를 입력측 즉, 엔진 후측에 배치하고, 이의 후측으로 변속장치를 배치하게 되는 바, 전장이 길어져 전륜 구동 차량에 적용하는데 많은 어려움이 뒤따른다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 전, 후진 제어기구를 차폭방향으로 배치하여 변속충격을 줄임으로써, 조종 안정성을 향상시키고, 전장의 단축으로 전륜 구동형 차량에 적용이 적합한 차량의 무단 변속장치를 제공함에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 엔진으로부터 출력되는 회전동력의 토오크를 변환하는 토오크 컨버터와; 상기 토오크 컨버터의 터어빈 런너에 직결되는 제1축의 후단부와, 이의 하측에 소정의 간격을 두고 평행하게 배치되는 제2축의 선단부에 배치되어 무단 변속을 행하는 무단 변속기구와; 상기 제2축의 후단부에 직교하는 방향으로 배치되어 기어 전동이 이루어지는 제1트랜스퍼 샤프트와; 더블 피니언 유성기어 셋트로서 상기 제1트랜스퍼 샤프트 상에 배치되어 전, 후진을 제어하는 전, 후진 제어기구와; 상기 제1축과 평행하게 배치되어 그의 후단부가 상기 제1트랜스퍼 샤프트의 일측단부와 기어 연결되는 제2트랜스퍼 샤프트와; 상기 제2트랜스퍼 샤프트의 전단부에 기어 연결되어 종감속을 이룸과 동시에 차동기능을 수행하는 종감속 및 차동기구와; 를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치를 제공함에 특징이 있다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 의한 제1실시예의 구성도로서, 엔진(2)의 회전동력은 토오크 컨버터(4)로 입력되어 이에 토오크 변환이 이루어지게 되는데, 이의 토오크 컨버터(4)는 엔진의 크랭크축과 연결되는 펌프 임펠러(6)와; 이 펌프 임펠러(6)와 대향 배치되어 분출되는 오일에 의하여 함께 회전하는 터어빈 런너(8)와; 이들 펌프 임펠러(6)와 터어빈 런너(8) 사이에 배치되어 오일의 흐름을 바꾸어 주는 스테이터(10)를 포함하여 이루어진다.

이에 따라 엔진(2)의 회전동력이 회전을 하면 상기 토오크 컨버터(4)내에 충진된 오일이 펌프 임펠러(6)에서 분출되어 터어빈 런너(8)로 공급되면서 터어빈 런너(8)를 구동시킨 다음 스테이터(10)로 유입된다.

또한, 상기 스테이터(10)로 유입된 오일은 그 방향을 바꾸어 다시 펌프 임펠러(6)로 유입되는 작용을 반복하게 되는데, 이때 스테이터(10)의 회전에 의하여 스테이터(10)가 분담하는 터어빈 런너(8)의 회전력과 펌프 임펠러(6)의 회전력과의 사이에 차이가 생겨 토오크 변환이 이루어지게 되는 것이다.

그리고 상기 터어빈 런너(8)에 직결되는 제1축(12)의 후단부와, 상기 제1축(12)의 일측에 소정의 간격을 두고 평행하게 배치되는 제2축(14)의 선단에 배치되는 무단 변속기구(16)는 제1축(12)에 배치되는 구동풀리(18)와 제2축의 선단으로 배치되는 종동풀리(20), 그리고 상기 구동 및 종동풀리(18)(20)를 상호 연결하는 벨트(22)를 포함하여 이루어지며, 이들 풀리(18)(20)의 상호 보완적인 직경 가변에 의하여 무단 변속을 실시하게 된다.

상기에서 구동풀리(18)는 제2도에서와 같이, 고정측 풀리(26)와 가변측 풀리(28)로 이루어지는데, 고정측 풀리(26)는 제1축(12)과 일체로 형성되어 있으며, 가변측 풀리(28)는 이 제1축(12)상에서 상하 이동할 수 있는 상태로 결합되고 있다.

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

이 유압쳄버(32)는 제1축(12)에 형성된 유로(34)를 통하여 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력유체가 공급될 수 있도록 되어 있다.

그리고 종동풀리(20)는 상기와 마찬가지로 고정측 풀리(36)와 가변측 풀리(38)로 이루어지되, 상기 고정측 풀리(36)는 제2축(14)에 일체로 형성되며, 가변측 풀리(38)는 상기 제2축(14)상에서 좌우 이동할 수 있도록 결합되고, 이의 가변측 풀리(38)에는 케이싱 부재(40)가 개재되어 유압쳄버(42)를 형성하고 있으며, 상기 유압쳄버(42)에는 제2축(14)에 형성된 유로(44)를 통하여 엔진의 구동력에 의해 생성되는 압력유체가 공급될 수 있도록 되어 있다.

물론 상기 구동 및 종동풀리(18)(20)의 구성은 상기 구성에 한정되는 것은 아니고 이의 구성으로부터 용이하게 발명할 수 있는 것은 모두 포함한다.

상기 구성에 의하여 터어빈 런너(8)로부터 동력이 출력되면 구동풀리(18)와 종동풀리(20)의 외경변화에 따라 변속이 이루어지게 되는데, 그의 회전속도 변화조건은, 첫째 구동풀리(18)와 종동풀리(20)의 외경이 동일할 때와, 둘째 구동풀리(18)의 외경이 종동풀리(20)의 직경 보다 큰 경우와, 셋째 구동풀리(18)의 직경이 종동풀리(20)의 직경 보다 작은 경우로 나누어 생각할 수 있다.

첫째 조건으로 구동 및 종동(18)(20)의 외경이 동일한 경우에는 1 : 1의 변속비를 갖게 된다.

그리고 둘째로 구동풀리(18)의 외경이 종동풀리(20)의 직경 보다 큰 경우에는 구동풀리(18)의 회전수 보다 종동풀리(20)의 회전수가 커지기 때문에 증속이 이루어지게 되며, 셋째 구동풀리(18)의 외경이 종동풀리(20)의 직경 보다 작아지는 경우에는 구동풀리(18)의 회전수가 종동풀리(20)의 회전수 보다 작아지기 때문에 감속이 이루어지게 되는 것이다.

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

상기한 구동풀리(18)와 종동풀리(20)의 외경변화는 유압쳄버(36)(48)로 공급되는 유압에 따라 결정되는데, 이러한 유압 제어는 통상적으로 무단 변속 차량에서 사용하고 있는 유압 제어시스템을 사용하는 것으로 가능하게 되므로 그의 상세한 설명은 생략한다.

그리고 상기와 같이 무단 변속이 이루어진 상태로 제2축(14)으로 입력되는 회전동력은 제2축(14)의 후단부에 직교하는 방향 즉, 차폭방향으로 배치되는 제1트랜스퍼 샤프트(46)로 전달되며, 이의 제1트랜스퍼 샤프트(46)상에는 전, 후진 제어기구(48)가 배치된다.

상기에서 전, 후진 제어기구(48)는 더블 피니언 유성기어셋트로 이루어지는데, 선기어(50)는 상기 제2축(14)과 직결되며, 상기 선기어(50)의 외주연에 등간격으로 중첩 배치되는 제1, 2피니언(52)(54)를 연결하는 유성 캐리어(56)는 출력부재(58)와 연결되어 출력요소로 작용하게 되며, 상기 제2피니언(54)의 외측으로 치합되는 링기어(60)는 제1마찰부재(62)를 개재시켜 상기 제2축(14)과 연결되어 입력요소로 작용함과 동시에 제2마찰부재(64)를 통해 변속기 하우징(66)과 연결되어 반력요소로 작용할 수 있게 된다.

상기에서 제1마찰부재(62)는 클러치 수단으로 통상의 다판 클러치가 사용될 수 있으며, 제2마찰요소(64)는 브레이크 수단으로 통상의 밴드 브레이크가 사용될 수 있다.

상기의 구성에 의하여 셀렉터 레버를 주행 D 레인지로 선택하게 되면, 전, 후진 제어기구(48)에서는 제1 마찰부재(62)를 작동 제어하게 된다.

그러면 제2축(14)의 동력이 선기어(50)와 링기어(60)를 통해 입력됨으로써, 유성기어 셋트가 직결되면서 유성캐리어(56)와 출력부재(58)를 통해 정회전 동력을 출력시키게 된다.

또한, 상기와는 반대로 셀렉트 레버를 R 레인지로 변환하면 제2마찰부재(64)를 작동 제어하게 되는데, 이때에는 제1마찰부재(62)의 작동은 해제하고 제2마찰부재(64)를 작동 제어함으로써, 선기어(50)가 입력요소가 되고, 링기어(60)가 반력요소로 작용하게 됨으로써, 유성 캐리어(56)가 역회전하면서 출력이 이루어지게 되는 것이다.

그리고 상기 출력부재(58)의 후측에는 이에 직교하는 방향 즉, 차량의 길이 방향으로 제2트랜스퍼 샤프트(68)가 배치된다.

상기에서 제2트랜스퍼 샤프트(68)를 차체의 길이 방향으로 배치한 것은 그의 전단부에 차동기구(70)를 포함하는 종감속기구(72)를 배치시켜 전륜 구동이 가능하도록 하기 위함이다.

그리고 차동 및 종감속기구(70)(72)는 여러 형태로 형성할 수 있으나 본 발명에서는 베벨기어식으로 이루어지는 차동기구(70)와, 제2트랜스퍼 샤프트(68)의 선단에 배치되는 피니언(74)과 차동 케이스에 형성되어 이에 치합되는 링기어(76)를 포함하여 이루어진다.

이에 따라 제2트랜스퍼 샤프트(68)로부터 입력되는 회전 동력은 종감속기구(72)의 피니언(74)과 링기어(76)의 작동으로 종감속이 이루어져 차동기구(70)로 입력되면 이의 차동기구(70)에서 주행길의 조건 등에 의하여 차동작용을 실시하면서 이에 연결되는 구동축(78)과 구동휠(80)을 구동시키게 되는 것이다.

또한, 상기와 같이 이루어지는 무단 변속장치는 차체 길이 방향으로 무단 변속기구와 전후진 제어기구만이 배치됨으로써, 그 전장을 매우 짧게 제작할 수 있다.

또한, 전, 후진 제어기구(48)가 차폭 방향으로 배치됨으로써, 변속시 충격이 발생하더라도 차량의 진행방향으로 전달되지 않게 되어 조종 안정성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

그리고 제3도는 본 발명에 의한 제2실시예를 도시한 것으로서, 이는 제1실시예의 토오크 컨버터(4) 대신에 토셔널 댐퍼(82)와, 동력 단속기능을 수행하는 클러치(84)를 적용하였다.

상기에서 토셔널 댐퍼(82)는 엔진(2)으로부터 출력되는 회전 동력의 토오크 변환에 따른 비틀림 진동 발생시 이를 감쇠시켜 주는 것이며, 클러치(84)는 상기 토셔널 댐퍼(82)가 동력 단속기능이 없기 때문에 이를 보조하기 위한 출발 제어기구로서, 제1 트랜스퍼 샤프트(58)에 배치된다.

도면에서는 클러치(84)를 전, 후진 제어기구(48)의 전측에 배치한 것을 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것이 아니고, 다른 축상에 배치하여도 무관하다.

상기와 같은 제2실시예의 작용은 제1실시예와 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 무단 변속장치는 전, 후진 제어기구를 차폭방향으로 배치하여 변속충격을 줄임으로써, 조종 안정성을 향상시키고, 전장의 단축으로 전륜 구동형 차량에 적용이 적합한 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 엔진으로부터 출력되는 회전동력의 토오크를 변환하는 토오크 컨버터와; 상기 토오크 컨버터의 터어빈 런너에 직결되는 제1축의 후단부와, 이의 하측에 소정의 간격을 두고 평행하게 배치되며, 제1축에 배치되는 구동풀리와 제2축의 선단으로 배치되는 종동풀리, 그리고 상기 구동 및 종동풀리를 상호 연결하는 벨트를 포함하여 이루어지며, 이들 풀리가 유압에 의하여 상호 보완적인 직경 가변에 의하여 무단 변속이 이루어지도록 형성되는 무단 변속기구와; 상기 제2축의 후단부에 직교하는 방향으로 배치되어 기어 전동이 이루어지는 제1트랜스퍼 샤프트와; 상기 제1트랜스퍼 샤프트 상에 배치되는 더블형 유성기어 셋트로 형성하되, 선기어가 제1트랜스퍼 샤프트에 직결되며, 제1, 2피니언을 연결하는 유성 캐리어가 제1트랜스퍼 샤프트의 후측부와 연결되어 출력요소로 작용하며, 링기어가 다판 클러치로 이루어진 제1마찰부재를 개재시켜 상기 제1트랜스퍼 샤프트와 연결됨과 동시에 밴드 브레이크로 이루어진 제2마찰부재를 통해 변속기 하우징과 연결되는 전, 후진 제어기구와; 상기 제1축과 평행하게 배치되어 그의 후단부가 상기 제1트랜스퍼 샤프트의 일측단부와 기어 연결되는 제2트랜스퍼 샤프트와; 상기 제2트랜스퍼 샤프트의 전단부에 기어 연결되어 종감속을 이룸과 동시에 차동기능을 수행하는 종감속 및 차동기구와; 를 포함하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치.
2. 제1항에 있어서, 제1축상의 토오크 컨버터 대신에 토셔널 댐퍼를 배치하고, 클러치를 제1트랜스퍼 샤프트 상에 배치하여 이루어지는 차량용 무단 변속장치.