KR100541911B1 - 벨트식 무단 변속기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는, 벨트식 무단 변속기의 내구성을 향상시키는 것을 목적으로 하는 것이다.

고정 풀리와 가동 풀리 사이의 V 벨트의 접촉 풀리 폭을 유압에 따라서 변경 가능한 구동 풀리(16) 및 종동 풀리(26)와, 구동 풀리와 종동 풀리 사이에 걸쳐지는 V 벨트(5)와, 차량의 구동원으로서의 내연 기관으로부터 구동 풀리로의 동력 전달을 제어하는 클러치를 구비한 벨트식 무단 변속기에 있어서, 상기 구동 풀리의 가동 풀리를 항상 고정 풀리측으로 압박하는 제1 스프링(40)과 상기 종동 풀리의 가동 풀리를 항상 고정 풀리측으로 압박하는 제2 스프링(41)을 구비하였다.

변속 제어 밸브, 구동 풀리, 리턴 스프링, 가동 풀리, 금속 벨트

Description

벨트식 무단 변속기{BELT TYPE CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION}

도1은 본 발명의 일실시 형태를 도시한 자동 변속기의 개략 구성도.

도2는 도1의 자동 변속기의 상세 구성도.

도3은 리턴 스프링의 스프링 정수비와 발열량의 관계를 나타낸 그래프.

도4는 리턴 스프링의 스프링 정수비와 코어 어긋남량의 관계를 나타낸 그래 프.

도5는 종래의 자동 변속기의 개략 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : CVT 제어 유닛

2 : 변속 제어 밸브

3 : 유압 제어 밸브

5 : 금속 벨트(V 벨트)

16 : 구동 풀리

17 : 무단 자동 변속기

18, 34 : 가동 풀리

22, 30 : 고정 풀리

26 : 종동 풀리

40 : 리턴 스프링(구동 풀리측)

41 : 리턴 스프링(종동 풀리측)

본 발명은, 벨트식 무단 변속기의 개량에 관한 것이다.

종래 기술로서, 도5에 도시한 벨트식 무단 변속기가 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조). 이 무단 변속기의 엔진으로부터의 동력 경로를 설명하면, 엔진의 출력은 우선 입력축을 거쳐서 구동 풀리로 전달된다. 구동 풀리와 종동 풀리 사이에는 금속 벨트가 걸쳐져 있어, 동력이 종동 풀리에 전달되게 된다. 또한 동력은, 종동 풀리의 고정측 풀리와 일체적으로 형성된 출력축으로부터 클러치를 거쳐서, 세컨더리 샤프트, 차동 장치, 구동륜으로 전달된다. 여기서, 구동륜으로의 동력의 전달을 제어하는 클러치는 구동 풀리와 종동 풀리로 이루어지는 변속기에 대해, 동력의 유동 방향으로 하류측에 위치하고 있다. 따라서, 피견인시에 구동륜이 노면에 접한 상태로 견인되면 구동륜으로부터의 입력이 변속기에 들어가게 되지만, 클러치를 비체결 상태로 하면 입력이 변속기에 전달되는 일은 없다.

[특허 문헌 1]

혼다 시빅 서비스 매뉴얼, 1995년 9월 발행, p.4 - 53

그러나, 종래 기술의 구성과 달리 클러치를 변속기의 상류측, 즉 엔진과 변속기 사이에 설치한 구성에서는 전술한 견인시에 구동륜으로부터의 입력이 변속기 에 전달된다. 통상, 클러치가 비체결 상태가 되는 피견인 주행시에서의 변속비는 로우측으로 설정되어 있고, 견인된 경우에 변속비는 구동륜측으로부터 입력되므로 외관상 하이측에서 주행하게 된다.

여기서 구동 풀리와 종동 풀리의 홈 폭 중심선에 생기는 오정렬량(이하, 이 오정렬을 코어 어긋남이라 함)은, 일본 특허 공보 평7-92124호 공보에 기재된 바와 같이 풀리비의 톱측에서 0(제로)이 되도록 설정되기 때문에 로우측에서는 코어 어긋남량이 커지고, 이 상태로 견인되면 홈으로부터 비어져 나온 금속 벨트의 측면이 풀리 표면과 접촉하여 발열하고, 금속 벨트와 풀리의 내구성의 저하를 초래할 우려가 있다.

또한, 클러치 비체결 상태에서의 피견인 주행시에는 구동륜으로부터의 입력이 되기 때문에 풀리비는 외관상 하이측이 되며, 금속 벨트의 주위 속도가 빨라 변속기 내의 발열량이 커진다는 문제도 있다.

그래서, 본 발명은 상기 문제점에 비추어 이루어진 것으로 금속 벨트와 풀리의 내구성을 향상시키는 벨트식 무단 변속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

제1 발명은, 고정 풀리와 가동 풀리 사이의 V 벨트의 접촉 풀리 폭을 유압에 따라서 변경 가능한 구동 풀리 및 종동 풀리와, 구동 풀리와 종동 풀리 사이에 걸쳐지는 V 벨트와, 차량의 구동원으로서의 내연 기관으로부터 구동 풀리로의 동력 전달을 제어하는 클러치를 구비한 벨트식 무단 변속기에 있어서, 상기 구동 풀리의 가동 풀리를 항상 고정 풀리측으로 압박하는 제1 스프링과, 상기 종동 풀리의 가동 풀리를 항상 고정 풀리측으로 압박하는 제2 스프링을 구비한다.

제2 발명은, 제1 발명에 있어서 상기 제1 및 제2 스프링의 스프링 정수비는 상기 구동측 풀리의 V 벨트 홈 폭 중심선과 상기 종동측 풀리의 V 벨트 홈 폭 중심선의 어긋남량이 대략 0이 되도록 설정된다.

제3 발명은, 제1 발명에 있어서 상기 제1 및 제2 스프링의 스프링 정수비는 상기 무단 변속기의 발열량이 소정량 이하가 되도록 설정된다.

제4 발명은, 제1 또는 제2 발명에 있어서 상기 제1 및 제2 스프링의 스프링 정수비는 피견인시의 풀리비가 상기 제2 스프링만으로 설정되는 풀리비보다 하이측이 되도록 설정된다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면을 기초로 하여 설명한다.

도1은 V 벨트식 무단 변속기의 개략 구성도를 도시하고, 무단 변속기(17)는 가변 풀리로서 도시하지 않는 엔진에 접속된 구동 풀리(16)와 구동축으로 연결된 종동 풀리(26)를 구비하고, 이들 가변 풀리는 V 벨트(금속 벨트)(5)에 의해 연결되어 있다.

도1에 있어서, 구동 풀리(16)는 도시하지 않는 엔진에 결합된 축과 일체가 되어 회전하는 고정 풀리(22)와, 고정 풀리(22)와 대향 배치되어 V 자형의 풀리 홈을 형성하는 동시에 변속 제어 밸브(2)로부터 구동 풀리 피스톤실(20)에 작용하는 유압에 따라서 축 방향으로 변위 가능한 가동 풀리(18)로 구성된다.

한편, 종동 풀리(26)는 차축에 연결된 축과 일체가 되어 회전하는 고정 풀리(30)와, 이 고정 풀리(30)와 대향 배치되어 V 자형의 풀리 홈을 형성하는 동시에 종동 풀리 피스톤실(32)에 작용하는 유압 제어 유닛(3)으로부터의 라인압에 따라서 축 방향으로 변위 가능한 가동 풀리(34)로 구성된다.

이러한 구동 풀리(16)와 종동 풀리(26)의 V 자형 풀리 홈 폭을 변화시키는 변속 제어는, 구동 풀리 피스톤실(20)에의 작동유의 공급 배출을 조정하는 변속 제어 밸브(2)에 의해 행해진다.

즉 변속 제어는, CVT 제어 유닛(1)으로부터의 지령에 응동하는 액튜에이터로서의 솔레노이드(4)와 솔레노이드(4)에 구동되는 변속 제어 밸브(2) 등으로 이루어지는 유압 제어 유닛(3)에 의해 제어된다.

또한 유압 제어 유닛(3)에는, 도시하지 않는 라인압 공급 수단이 배치되어 종동 풀리 피스톤실(32)과 변속 제어 밸브(2)에 소정의 라인압을 공급한다.

마이크로 컴퓨터 등을 주체로 구성된 CVT 제어 유닛(1)은, 차량의 운전 상태를 기초로 하여 연산한 목표 변속비를 실변속비로 일치시키도록 목표치와 실제 값의 편차에 따라서 솔레노이드(4)를 구동한다.

도2는, 무단 변속기의 상세 구성을 도시한 도면이다.

변속기(17)와 도시하지 않는 엔진으로부터의 입력을 전달하는 토크 변환기(8) 사이에는, 토크 변환기(8)로부터 변속기(17)로의 동력의 전달을 제어하는 클러치부(9)가 설치된다.

도면 중 구동 풀리(16)측에 설치된 제1 리턴 스프링(40)은, 시프트 위치를 N 레인지를 선택한 정차시에 풀리비를 하이측으로 하기 위해 가동 풀리(18)를 고정 풀리측으로 항상 압박하기 위한 것이다.

한편, 종동 풀리(26)측에 설치된 제2 리턴 스프링(41)은 시프트 위치를 N 레인지를 선택한 정차시에 풀리비(변속비)를 로우측으로 하기 위해 가동 풀리(34)를 고정 풀리측으로 항상 압박하기 위한 것이다.

통상, 엔진 정지 상태이면 제2 리턴 스프링(41)의 작용에 의해 풀리비는 로우측으로 변속된다. 그러나, 본 발명에 있어서는 구동 풀리(16)에 제1 리턴 스프링(40)을 설치함으로써 풀리비가 하이측으로 설정된다. 즉 본 발명의 경우에는, 제1 리턴 스프링(40)의 스프링 정수와 제2 리턴 스프링(41)의 스프링 정수와의 비에 의해 풀리비를 설정할 수 있다. 피견인 주행시에, 풀리비를 제2 리턴 스프링(41)에 의해서만 설정되는 풀리비보다 하이측으로 설정함으로써 코어 어긋남량을 줄일 수 있고, 금속 벨트와 풀리 사이의 접촉을 억제하여 금속 벨트와 풀리의 내구성을 향상시킬 수 있다. 금속 벨트의 주위 속도가 빨라지는 것을 억제하여, 변속기 내의 발열량을 저감할 수 있다.

도3은 제1, 제2 리턴 스프링(40, 41)의 스프링 정수비[제1 리턴 스프링(40)의 스프링 정수/제2 리턴 스프링(41)의 스프링 정수]와 발열량의 관계를 나타낸 그래프이다. 발열량은, 예를 들어 풀리와 금속 벨트의 코마 사이의 발열량과 금속 벨트의 코마와 링 사이의 발열량이다. 도면에 도시한 바와 같이, 스프링 정수의 비가 클수록 발열량이 작아지는 경향을 나타낸다. 따라서, 예를 들어 실험 등에 의해 미리 허용되는 발열량을 산출하여, 이 허용 발열량 이하가 되도록 리턴 스프링의 스프링 정수비를 설정할 수 있다.

또한, 제1, 제2 리턴 스프링(40, 41)의 스프링 정수의 비를 소정치로 설정함으로써 풀리 사이의 코어 어긋남량을 0(실제로는 설정 오차나 동적인 코어 어긋남량을 고려하여 ±15 ％의 공차를 가짐)으로 할 수 있다. 코어 어긋남량을 0으로 함으로써 금속 벨트의 측면이 풀리 표면과 접촉하여 발열되어 금속 벨트와 풀리의 내구성의 저하를 초래할 우려를 방지할 수 있다.

도4는 리턴 스프링의 스프링 정수의 비와 코어 어긋남량의 관계의 일예를 나타낸 것으로, 이러한 관계를 미리 실험 등에 의해 산출해 두고 코어 어긋남량이 O이 되는 스프링 정수비가 되도록 제1, 제2 리턴 스프링의 스프링 정수를 설정한다. 또한, 리턴 스프링의 스프링 정수의 비와 풀리비의 관계를 나타낸다.

따라서, 제1 및 제2 리턴 스프링(40, 41)의 스프링 정수의 비는 발열량을 허용 열량 이하로 할 것 및 코어 어긋남량을 0으로 할 것의 조건을 만족시키도록 설정함으로써, V 벨트와 풀리의 내구성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변경을 할 수 있는 것은 명백하다.

따라서 제1 발명에서는, 구동 풀리 및 종동 풀리의 각각에 스프링을 마련하였으므로 풀리비를 변화시키기 위한 유압이 작용하지 않을 때에 이들 스프링의 스프링 정수에 따라서 풀리비를 설정할 수 있다.

제2 발명에서는, 제1 및 제2 스프링의 스프링 정수비가 각 풀리의 중심선의 어긋남량이 대략 O이고, 또한 변속기의 발열량이 소정량 이하가 되도록 설정되므로 풀리와 V 벨트의 접촉을 방지하여 풀리와 V 벨트의 내구성을 향상시킬 수 있다.

제3 발명에서는, 상기 제1 및 제2 스프링의 스프링 정수비가 피견인시의 풀리비가 상기 제2 스프링만으로 설정되는 풀리비보다 하이측이 되도록 설정되므로, 견인시의 겉보기 변속비가 로우측이 되고 변속기의 발열량을 억제할 수 있어 내구성을 향상할 수 있다.

Claims (4)

1. 고정 풀리와 가동 풀리 사이의 V 벨트의 접촉 풀리 폭을 유압에 따라서 변경 가능한 구동 풀리 및 종동 풀리와, 구동 풀리와 종동 풀리 사이에 걸쳐지는 V 벨트와, 차량의 구동원으로서의 내연 기관으로부터 구동 풀리로의 동력 전달을 제어하는 클러치를 구비한 벨트식 무단 변속기에 있어서,

   상기 구동 풀리의 가동 풀리를 상시 고정 풀리측으로 압박하는 제1 스프링과,

   상기 종동 풀리의 가동 풀리를 상시 고정 풀리측으로 압박하는 제2 스프링을 구비하고,

   상기 제1 및 제2 스프링의 스프링 정수비는 상기 구동측 풀리의 V 벨트 홈 폭 중심선과 상기 종동측 풀리의 V 벨트 홈 폭 중심선의 어긋남량이 대략 0이 되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 벨트식 무단 변속기.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 스프링의 스프링 정수비는 상기 무단 변속기의 발열량이 소정량 이하가 되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 벨트식 무단 변속기.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 스프링의 스프링 정수비는 피견인시의 풀리비가 상기 제2 스프링만으로 설정되는 풀리비보다 하이측이 되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 벨트식 무단 변속기.

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