KR100617460B1 - 베벨기어부와 차동기어부 사이에 설치된 단순구조형다단변속기 - Google Patents

베벨기어부와 차동기어부 사이에 설치된 단순구조형다단변속기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중장비용 트랜스미션에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상기 트랜스미션이 엔진으로부터 동력을 전달받는 베벨기어부와 베벨기어부로부터 동력을 전달받아 변속을 수행하는 변속클러치부 및 유성기어장치부와 상기 유성기어장치부에서 출력된 동력을 휠구동부로 전달하는 차동기어부를 포함하여 이루어짐에 따라 차량 구동시 변속충격량을 줄이고 변속이 다단으로 구성되어 작동성이 향상되도록 베벨기어부 및 차동기어부가 일체로 통합형성된 트랜스미션 구조가 구현되어 동력계통구조가 단순화되고 차량중량 및 부품수를 현격히 감소시키며 차량 설계의 공간자유도를 향상시킬 수 있는 다단변속기에 관한 것이다.
다단변속기, 트랜스미션, 중장비

Description

베벨기어부와 차동기어부 사이에 설치된 단순구조형 다단변속기{Compact Variable Transmission installed between bevel and differential gear}
도1은 종래의 전진3단, 후진2단 변속기를 장착한 지게차의 개략적인 동력전달 구성도.
도2는 종래 트랜스미션의 요부구성도.
도3은 본 발명에 따른 다단변속기 제1실시예의 전체적인 구성을 나타낸 단면도.
도4는 변속클러치부와 고정클러치부에 연결되어 작동유체가 공급되는 유압라인과 피스톤을 지지하는 탄성수단을 나타낸 단면도.
도5는 변속클러치부와 후진링기어고정클러치부를 나타낸 확대단면도.
도6은 선기어고정클러치부와 제2캐리어고정클러치부 및 제2링기어고정클러치부를 나타낸 확대단면도.
도7은 유성기어장치부와 메인구동축 및 메인구동기어를 나타낸 단면도.
도8은 메인구동기어, 아이들기어 및 차동기어부의 연결관계를 도시한 도7의 E-E, F-F 및 G-G 측단면도.
도9는 변속클러치부나 후진클러치부로 유압이 공급되지 않았을 때의 동력전 달 경로를 도시한 단면도
도10은 제1클러치조립체에 유압이 공급되어 차량이 전진1단으로 전진되도록 동력이 전달되는 경로를 나타낸 단면도.
도11은 제2클러치조립체와 선기어고정클러치부에 유압이 공급되어 차량이 전진2단으로 전진되도록 동력이 전달되는 경로를 나타낸 단면도.
도12는 제2클러치조립체와 제2캐리어고정클러치부에 유압이 공급되어 차량이 전진3단으로 전진되도록 동력이 전달되는 경로를 나타낸 단면도.
도13은 후진클러치부와 제1캐리어고정클러치부에 유압이 공급되어 차량이 후진1단으로 후진되도록 동력이 전달되는 경로를 나타낸 단면도.
도14는 후진클러치부와 제2캐리어고정클러치부에 유압이 공급되어 차량이 후진2단으로 후진되도록 동력이 전달되는 경로를 나타낸 단면도.
도15는 각 변속에 따른 후진유성기어장치와 제1유성기어장치 및 제2유성기어장치 내에서의 선기어와 유성기어, 캐리어축 및 링기어의 운동상태를 나타낸 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 베벨기어부 20 : 변속클러치부
30 : 고정클러치부 40 : 유성기어장치부
50 : 메인구동기어 60 : 메인구동축
70 : 아이들기어 80 : 차동기어부
일반적으로 포크레인 지게차등과 같은 중장비는 일반차량과 달리 고속주행을 목적으로 하는 것이 아니므로 다수의 변속단을 필요로 하지 않으며 2 내지 3단정도의 변속만으로도 작업을 원활히 수행할 수 있다.
도1은 종래의 전진3단, 후진2단 변속기를 장착한 지게차의 개략적인 동력전달 구성도이다.
종래의 중장비에 사용된 트랜스미션(200)은 엔진회전축과 연결된 토크컨버터(118)에 직접 연결되어 동력을 전달받고 다수의 클러치와 기어조합을 통해 변속을 수행한 후 베벨기어부(300)를 거쳐 휠축으로 동력을 전달한다.
도2는 상기 트랜스미션의 세부구성도로서 엔진에 연결된 토오크 컨버터(118)의 입력축(119)에 설치되며 외주부에 복수개의 기어(122)가 정렬형성되는 클러치 실린더(120)와, 상기 클러치 실린더(120)의 기어(122)들 중 해당 기어에 치합되며, 상기 해당 기어에 각각 해제가능하게 치합되는 기어가 형성된 전진 1단 클러치(132) 및 전진 2단 클러치(134)를 구비하는 전진 샤프트조립체(130)와, 상기 클러치 실린더(120)의 기어(122)들 중 다른 해당 기어에 치합되며, 상기 다른 해당 기어에 각각 해제가능하게 치합되는 기어가 형성된 후진 1단 클러치(142)와 후진 2단 클러치(144)를 구비하는 후진 샤프트조립체(140)와, 상기 클러치 실린더(120)의 기어(122)들 중 또 다른 해당 기어에 해제가능하게 치합되는 기어가 형성된 전진 3단 클러치(152)를 구비하는 전진 3단 샤프트조립체(150)와, 중장비의 휠(170)에 변속동력을 전달하도록 상기 각각의 샤프트조립체(130,140,150)가 각각 독립적으로 연계되는 1단 출력기어(162), 2단 출력기어(164) 및 3단 출력기어(166)가 장착되는 출력축(160)으로 구성된다.
그러나 이러한 구성을 갖는 종래의 트랜스미션은 토크컨버터에 트랜스미션이 직접 연결되어 있어 변속시 충격이 크며, 특히 전후진 변속시 베벨기어부(10)에서의 입력축 회전방향을 반대로 바꾸어 주어야 하므로 베벨기어부(10)에서의 변속충격량이 증폭되고 차량소음이 크게 증가하는 문제점이 상존해 있었다.
또한 일반적으로 트랜스미션이 별도의 공간을 점유하고 있으므로 차량설계에 있어 공간적인 제한요소가 되고 특히 트랜스미션 하우징 및 관련 기계요소들이 별도로 소요됨에 따라 차량전체 중량이 증가되는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 차량의 변속시 충격량을 줄이고 변속이 다단으로 구성되어 작동성이 향상된 다단변속기를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 베벨기어부 및 차동기어부와 일체로 통합형성된 트랜스미션 구조를 구현하여 동력계통의 구조를 단순화함으로써 중량 및 부품수를 감소시키고 차량 설계의 자유도를 향상시킬 수 있는 다단변속기를 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 트랜스미션은, 동력차량의 엔진회전축에 연결된 토크컨버터로부터 동력이 입력되는 베벨기어부(10)와 변속된 동력을 휠구동부(90)에 출력하는 차동기어부(80) 사이에 위치한 트랜스미션에 있어서, 상기 베벨기어부(10)로부터 동력이 전달되며 제1클러치조립체조립체(20a)와 제2클러치조립체(20b)로 이루어진 변속클러치부(20);와 상기 변속클러치부(20)로부터 전달된 동력을 변속하는 제1유성기어장치(40a)와 후진유성기어장치(40c)로 이루어진 유성기어장치부(40);와 상기 트랜스미션의 하우징에 결합되며 변속에 따라 상기 후진유성기어장치(40c)의 후진링기어(44c)와 상기 유성기어장치부(40)의 선기어(41a, 41c) 또는 제1유성기어장치(40a)의 제1캐리어축(43a)의 회전을 구속하는 고정클러치부(30);와 상기 제1클러치조립체(20a)의 내부로 연장형성되어 있고 상기 변속클러치부(20)와 제1유성기어장치(40a)를 거쳐 최종 변속된 동력을 아이들기어(70)를 통해 차동기어부(80)에 전달하는 메인구동기어(50);와 상기 제2클러치조립체(20b) 내부로 연장형성되어 있고 상기 제1유성기어장치(40a)로 동력을 전달하는 제1캐리어축(43a); 및 일측에 제1선기어(41a)와 선기어고정클러치부(30a)의 커플링(34a)이 일체로 결합되고 타측에 후진선기어(41c)가 일체로 결합된 메인구동축(60);을 포함하여 이루어지며 베벨기어부(10)에서 변속클러치부(20)를 통해 전달된 동력이 전진시에는 메인구동기어(50) 또는 제1캐리어축(43a)과 제1유성기어장치(40a)를 거쳐 전진1단 또는 전진2단으로 변속전달되고 후진시에는 후진유성기어장치(40c)와 메인구동축(60), 제1유성기어장치(40a)를 거쳐 후진1단으로 변속전달되는 것을 특징으 로 하는 베벨기어부(10)와 차동기어부(80) 사이에 설치된 단순구조형 다단변속기를 제공한다.
또한 동력차량의 엔진회전축에 연결된 토크컨버터로부터 동력이 입력되는 베벨기어부(10)와 변속된 동력을 휠구동부(90)에 출력하는 차동기어부(80) 사이에 위치한 트랜스미션에 있어서, 상기 베벨기어부(10)로부터 동력이 전달되며 제2클러치조립체(20b)로 이루어진 변속클러치부(20);와 상기 변속클러치부(20)로부터 전달된 동력을 변속하여 전달하는 제1유성기어장치(40a) 및 제2유성기어장치(40b)와 후진유성기어장치(40c)로 이루어진 유성기어장치부(40);와 상기 트랜스미션의 하우징에 고정결합되며 변속에 따라 상기 후진유성기어장치(40c)의 후진링기어(44c)와 상기 유성기어장치부(40)의 선기어(21a 21b, 21c) 및 상기 제2유성기어장치(40b)의 제2링기어(44b)와 제2캐리어축(43b)의 회전을 구속하는 고정클러치부(30);와 상기 변속클러치부(20)와 유성기어장치부(40)를 거쳐 최종변속된 동력을 아이들기어(70)를 통해 차동기어부(80)에 전달하는 메인 구동기어(50);와 상기 제2클러치조립체(20b) 내부로 연장형성되어 있고 상기 제1유성기어장치(40a)로 동력을 전달하는 제1캐리어축(43a); 및 일측에 제1선기어(41a) 및 제2선기어(41b)와 선기어고정클러치부(30a)의 커플링(34a)이 일체로 결합되고 타측에 후진선기어(41c)가 일체로 결합된 메인구동축(60);을 포함하여 이루어지며 전진시에는 베벨기어부(10)에서 변속클러치부(20)를 통해 제1캐리어축(43a)과 제1유성기어장치(40a) 및 제2유성기어장치(40b)를 거쳐 동력이 전진1단 또는 전진2단으로 변속전달되고 후진시에는 베벨기어부(10)에서 변속클러치부(20)를 통해 후진유성기어장치(40c)와 메인구동축(60), 제 1유성기어장치(40a) 및 제2유성기어장치(40b)를 거쳐 동력이 후진1단 또는 후진2단으로 변속전달되는 것을 특징으로 하는 베벨기어부(10)와 차동기어부(80) 사이에 설치된 단순구조형 다단변속기를 제공한다.
또한 동력차량의 엔진회전축에 연결된 토크컨버터로부터 동력이 입력되는 베벨기어부(10)와 변속된 동력을 휠구동부(90)에 출력하는 차동기어부(80) 사이에 위치한 트랜스미션에 있어서, 상기 베벨기어부(10)로부터 동력이 전달되며 제1클러치조립체(20a)와 제2클러치조립체(20b)로 이루어진 변속클러치부(20);와 상기 변속클러치부(20)로부터 전달된 동력을 변속하여 전달하는 제1유성기어장치(40a) 및 제2유성기어장치(40b)와 후진유성기어장치(40c)로 이루어진 유성기어장치부(40);와 상기 트랜스미션의 하우징에 고정결합되며 변속에 따라 상기 후진유성기어장치(40c)의 후진링기어(44c)와 상기 유성기어장치부(40)의 선기어(21a 21b, 21c) 및 상기 제2유성기어장치(40b)의 제2링기어(44b)와 제2캐리어축(43b)의 회전을 구속하는 고정클러치부(30);와 상기 제1클러치조립체(20a)의 내부로 연장형성되어 있고 상기 변속클러치부(20)와 유성기어장치부(40)를 거쳐 최종변속된 동력을 아이들기어(70)를 통해 차동기어부(80)에 전달하는 메인 구동기어(50);와 상기 제2클러치조립체(20b) 내부로 연장형성되어 있고 상기 제1유성기어장치(40a)로 동력을 전달하는 제1캐리어축(43a); 및 일측에 제1선기어(41a) 및 제2선기어(41b)와 선기어고정클러치부(30a)의 커플링(34a)이 일체로 결합되고 타측에 후진선기어(41c)가 일체로 결합된 메인구동축(60);을 포함하여 이루어지며 전진시에는 베벨기어부(10)에서 변속클러치부(20)를 통해 메인구동기어(50) 또는 제1캐리어축(43a)과 제1유성기어장치 (40a) 및 제2유성기어장치(40b)를 거쳐 동력이 전진1단, 전진2단 또는 전진3단으로 변속전달되고 후진시에는 베벨기어부(10)에서 변속클러치부(20)를 통해 후진유성기어장치(40c)와 메인구동축(60), 제1유성기어장치(40a) 및 제2유성기어장치(40b)를 거쳐 동력이 후진1단 또는 후진2단으로 변속전달되는 것을 특징으로 하는 베벨기어부(10)와 차동기어부(80) 사이에 설치된 단순구조형 다단변속기를 제공한다.
또한 상기 변속클러치부(20)는 클러치드럼(21a, 21b)과 상기 클러치드럼(21a, 21b)의 내주면에 결합된 마찰플레이트(22a, 22b)와 상기 클러치드럼(21a, 21b) 내부에 설치된 커플링(24a, 24b)의 외주면에 결합된 마찰디스크(23a, 23b)와 상기 클러치드럼(21a, 21b)의 내부에 형성된 실린더(26a, 26b)에 위치하며 유압에 의해 길이방향으로 이동되어 상기 마찰플레이트(22a, 22b)와 마찰디스크(23a, 23b)를 압착하는 피스톤(25a, 25b)을 포함하여 이루어지며 제1클러치조립체(20a)의 커플링(24a)은 메인구동기어(50)와 스플라인 결합되고 제2클러치조립체(20b)의 커플링(24b)은 제1캐리어축(43a)과 스플라인 결합되는 것을 특징으로 하는 베벨기어부(10)와 차동기어부(80) 사이에 설치된 단순구조형 다단변속기를 제공한다.
또한 상기 유성기어장치부(40)는 제1유성기어장치(40a)와 제2유성기어장치(40b), 후진유성기어장치(40c)로 이루어지고, 상기 제1유성기어장치(40a)는 상기 메인구동축(60)과 일체로 결합된 제1선기어(41a)와 상기 제1선기어(41a)에 외접하는 하나 이상의 제1유성기어(42a)와 상기 제1유성기어(42a)의 회전축과 일체로 형성되며 제2클러치조립체(20b)로 연장형성되어 상기 제2클러치조립체(20b)의 커플링(24b)과 스플라인 결합되는 제1캐리어축(43a)과 상기 제1유성기어(42a)와 내접기어 로 치합되는 제1링기어(44a)로 이루어지며, 상기 제2유성기어장치(40b)는 상기 메인구동축(60)과 일체로 결합된 제2선기어(41b)와 상기 제2선기어(41b)에 외접하는 하나 이상의 제2유성기어(42b)와 상기 제2유성기어(42b)의 회전축과 일체로 형성되는 제2캐리어축(43b)과 상기 제2유성기어(42b)들과 내접기어로 치합되며 상기 제1캐리어축(43a)에 결합되어 일체로 회전하는 제2링기어(44b)로 이루어지고, 상기 후진유성기어장치(40c)는 상기 메인구동축(60)과 일체로 결합된 후진선기어(41c)와 상기 후진선기어(41c)에 외접하는 다수의 후진유성기어(42c)들과 상기 후진유성기어(42c)들의 회전축과 일체로 형성된 후진캐리어축(43c)과 상기 후진유성기어(42c)들과 내접기어로 치합되는 후진링기어(44c)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 베벨기어부(10)와 차동기어부(80) 사이에 설치된 단순구조형 다단변속기를 제공한다.
또한 상기 고정클러치부(30)는 선기어고정클러치부(30a), 제2캐리어고정클러치부(30b), 제2링기어고정클러치부(30c) 및 후진링기어고정클러치부(30d)로 이루어지며, 상기 선기어고정클러치부(30a), 제2캐리어고정클러치부(30b), 제2링기어고정클러치부(30c) 및 후진링기어고정클러치부(30d)는 하우징에 고정결합된 클러치드럼(31a, 31, 31d)과, 상기 클러치드럼(31a, 31, 31d)의 내주면에 결합된 하나이상의 마찰플레이트(32a, 32b, 32c, 32d)와, 선기어고정클러치부(30a)의 내부에 형성되며 메인구동축(60)에 스플라인 결합된 커플링(34a)과 제2캐리어축(43b) 및 제2링기어(44b)와 후진링기어고정클러치부(30d)의 클러치드럼(31d)의 내부로 연장형성된 후진링기어(44c)의 외주면에 각각 결합된 하나 이상의 마찰디스크(33a, 33b, 33c, 33d)와, 상기 클러치드럼(31a, 31, 31d) 내부에 형성된 실린더(36a, 36b, 36c, 36d)에 탄성수단(28)으로 지지되어 설치되고 유압에 의해 길이방향으로 이동되어 상기 마찰플레이트(32a, 32b, 32c, 32d)와 마찰디스크(33a, 33b, 33c, 33d)를 압착함으로써 메인구동축(60)에 일체로 결합된 선기어(41a, 41b, 41c), 제2캐리어축(43b), 제2링기어(44b)와 후진링기어(44c)를 각각 고정시키는 피스톤(35a, 35b, 35c, 35d)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 베벨기어부(10)와 차동기어부(80) 사이에 설치된 단순구조형 다단변속기를 제공한다.
이하, 본 발명의 제1실시예를 예시도면을 참고하여 상세히 설명하고자 한다.
도3은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따라 전진3단과 후진2단의 변속이 가능한 베벨기어부와 차동기어부 사이에 설치된 단순구조형 다단변속기(이하 '다단변속기')의 전체적인 구성을 나타낸 단면도이다.
도시된 바와 같이 다단변속기는 베벨링기어(12)와 일체로 결합되어 동력을 전달받는 제1클러치조립체(20a) 및 이와 결합되어 일체로 회전하는 제2클러치조립체(20b)로 이루어진 변속클러치부(20)와 변속클러치부(20)에서 동력을 전달받아 유성기어조합에 의해 동력을 변속전달하는 제1유성기어장치(40a), 제2유성기어장치(40b) 및 후진유성기어장치(40c)로 이루어진 유성기어장치부(40)를 포함하여 이루어진다.
또한 상기 다단변속기는 변속에 따라 선기어(41a,41b,41c), 제2캐리어축(43b), 제2링기어(44b)와 후진캐리어축(43c)를 각각 고정하는 선기어고정클러치부 (30a), 제2캐리어고정클러치부(30b), 제2링기어고정클러치부(30c) 및 후진캐리어고정클러치부(30d)로 이루어진 고정클러치부(30)와 일측이 제1클러치조립체(20a) 내부로 연장형성되고 타측면이 제1유성기어장치(40a)의 제1링기어(44a)와 결합된 메인구동기어(50)와 일측이 제2클러치조립체(20b) 내부로 연장형성되고 타측이 제1유성기어장치(40a)의 제1유성기어(42a) 회전축과 일체로 결합된 제1캐리어축(43a)을 더 포함하여 이루어진다.
한편 도시되지 않았지만 후방에 위치한 차동기어부(80)와 상기 차동기어부(80)에 연결된 휠구동부(90)가 상기 다단변속기에 순차적으로 연결되어 있다.
도4는 변속클러치부(20)와 고정클러치부(30)에 연결되어 작동유체가 공급되는 유압라인(27a, 27b, 37a, 37b, 37c, 37d)과 피스톤(25a, 25b, 35a, 35b, 35c, 35d)을 지지하는 탄성수단(28)을 나타낸 단면도이다.
유압라인(27a, 27b, 37a, 37b, 37c, 37d)은 변속클러치부(20)의 제1클러치조립체(20a)와 제2클러치조립체(20b)에 각각 형성된 유압라인(27a, 27b)과 선기어고정클러치부(30a), 제2캐리어고정클러치부(30b) 및 제2링기어고정클러치부(30c)와 후진링기어고정클러치부(30d)에 형성된 유압라인(37a, 37b, 37c, 37d)으로 이루어진다.
또한 변속클러치부(20) 및 고정클러치부(30)에 유압이 공급되면 작동유체에 의해 상기 피스톤(25a, 25b, 35a, 35b, 35c, 35d)이 탄성수단(28)의 탄성력을 극복하여 길이방향으로 이동하고, 유압의 공급이 제거되면 상기 피스톤(25a, 25b, 35a, 35b, 35c, 35d)은 상기 탄성수단(28)의 복원력에 의해 다시 원위치로 복귀한다.
한편 본실시예에 있어 탄성수단(28)은 스프링을 사용하였으며, 대표적으로 변속클러치부(20)에 사용된 탄성수단(28)을 도면에 도시하였다.
도5는 다단변속기의 변속클러치부(20)와 후진링기어고정클러치부(30d)를 나타낸 확대단면도이다.
변속클러치부(20)는 전진1단시 유압이 공급되어 동력을 전달하는 제1클러치조립체(20a)와 전진2단과 전진3단시 유압이 공급되어 동력을 전달하는 제2클러치조립체(20b)로 이루어진다.
또한 제1클러치조립체(20a)와 제2클러치조립체(20b)는 베벨링기어(12)와 일체로 결합된 클러치드럼(21a)과 클러치드럼(21a,21b)의 내주면에 결합된 마찰플레이트(22a, 22b)와 클러치드럼(21a,21b) 내부에 형성되며 외주면에 마찰디스크(23a, 23b)가 결합된 커플링(24a, 24b)과 클러치드럼(21a,21b)의 내부에 형성된 실린더(26a, 26b)에 위치하며 탄성수단(28)으로 지지되고 유압이 공급됨에 따라 길이방향으로 이동하여 상기 마찰플레이트(22a, 22b)와 마찰디스크(23a, 23b)를 압착하는 피스톤(25a, 25b)으로 이루어진다.
그리고 상기 제1클러치조립체(20a)의 클러치드럼(21a)과 제2클러치조립체(20b)의 클러치드럼(21b)은 상호 볼트로 체결되어 일체로 이루어진다.
한편 제1클러치조립체(20a)의 커플링(24a)은 일측이 제1클러치조립체(20a)의 클러치드럼(21a) 내부로 연장형성된 메인구동기어(50)와 스플라인 결합되며, 제2클러치조립체(20b)의 커플링(24b)은 일측이 제2클러치조립체(20b)의 클러치드럼(21b) 내부로 연장형성된 제1유성기어장치(40a)의 제1캐리어축(43a)에 스플라인 결합된 다.
후진링기어고정클러치부(30d)는 하우징에 고정결합된 클러치드럼(31d)과 클러치드럼(31d)의 내주면에 결합된 마찰플레이트(32d)와 클러치드럼(31d) 내부로 연장형성된 후진링기어(44c)의 외주면에 결합된 마찰디스크(33d)와 클러치드럼의 내부에 형성된 실린더(36d)에 위치하며 탄성수단(28)으로 지지되고 유압이 공급됨에 따라 길이방향으로 이동하여 마찰플레이트(32d)와 마찰디스크(33d)를 압착하는 피스톤(35d)으로 이루어진다.
도6은 선기어고정클러치부(30a)와 제2캐리어고정클러치부(30b) 및 제2링기어고정클러치부(30c)를 나타낸 확대단면도이다.
도시된 바와 같이 선기어고정클러치부(30a)는 하우징에 고정결합된 클러치드럼(31a)과 클러치드럼(31a)의 내주면에 결합된 마찰플레이트(32a)와 클러치드럼(31a) 내부에 형성되어 있고 메인구동축(60)과 스플라인결합된 커플링(34a)의 외주면에 결합된 마찰디스크(33a)와 클러치드럼(31a)의 내부에 형성된 실린더(36a)에 위치하며 탄성수단(28)으로 지지되고 유압이 공급됨에 따라 좌측으로 이동하여 마찰플레이트(32a)와 마찰디스크(33a)를 압착하는 피스톤(35a)으로 이루어진다.
또한 제2캐리어고정클러치부(30b) 및 제2링기어고정클러치부(30c)는 하우징에 고정결합된 클러치드럼(31)과 클러치드럼(31)의 내주면 일측과 타측에 각각 결합된 마찰플레이트(32b, 32c)와 클러치드럼(31) 내부로 각각 연장형성된 제2링기어(44b) 및 제2캐리어축(43b)의 외주면에 각각 결합된 마찰디스크(33b, 33c)와 상기 제2캐리어고정클러치부(30b)와 제2링기어고정클러치부(30c)의 클러치드럼(31) 내부 일측과 타측에 각각 형성된 실린더(36b, 36c)에 위치하며 탄성수단(28)으로 지지되고 유압이 공급됨에 따라 길이방향으로 이동하여 상기 마찰플레이트(32b, 32c)와 마찰디스크(33b, 33c)를 각각 압착하는 피스톤(35b, 35c)으로 이루어진다.
도7 내지 도8은 제1유성기어장치(40a) 및 제2유성기어장치(40b)와 후진유성기어장치(40c)로 이루어진 유성기어장치부(40)와 메인구동축(60) 및 메인구동기어(50)를 나타낸 단면도와 메인구동기어, 아이들기어 및 차동기어부의 연결관계를 도시한 도7의 E-E, F-F 및 G-G측단면도이다.
제1유성기어장치(40a)는 메인구동축(60)과 일체로 형성되거나 스플라인 결합된 제1선기어(41a)와 상기 제1선기어(41a)에 외접하여 치합되는 하나 이상의 제1유성기어(42a)와 일측이 상기 제1유성기어(42a)의 회전축과 일체로 형성되며 타측이 상기 제2클러치조립체(20b)의 클러치드럼(21b) 내부로 연장형성되어 커플링(24b)과 스플라인 결합되는 제1캐리어축(43a)과 상기 제1유성기어(42a)와 내접기어로 치합되며 메인구동기어(50)와 결합되어 일체로 운동하는 제1링기어(44a)로 이루어진다.
제2유성기어장치(40b)는 메인구동축(60)과 일체로 형성되거나 스플라인 결합된 제2선기어(41b)와 상기 제2선기어(41b)에 외접하여 치합되는 하나 이상의 제2유성기어(42b)와 상기 제2유성기어(42b)의 회전축과 일체로 형성되며 제2캐리어고정클러치부(30b)의 클러치드럼(31) 내부로 연장형성되어 외주면에 하나 이상의 마찰디스크(33b)가 결합되는 제2캐리어축(43b)과 상기 제2유성기어(42b)와 내접기어로 치합되며 상기 제1캐리어축(43a)과 결합되고 제2링기어고정클러치부(30c)의 클러치드럼(31) 내부로 연장형성되어 외주면에 하나 이상의 마찰디스크(33c)가 결합되는 제2링기어(44b)로 이루어진다.
후진유성기어장치(40c)는 메인구동축(60)과 일체로 형성되거나 스플라인 결합된 후진선기어(41c)와 상기 후진선기어(41c)에 외접하여 치합되는 하나 이상의 후진유성기어(42c)와 상기 후진유성기어(42c)의 회전축과 일체로 형성되는 후진캐리어축(43c)과 상기 후진유성기어(42c)와 내접기어로 치합되며 후진링기어고정클러치부(30d)의 클러치드럼(31d) 내부로 연장형성된 외주면에 하나 이상의 마찰디스크(33d)가 결합된 후진링기어(44c)로 이루어진다.
메인구동축(60)은 일측에 후진선기어(41c)가 스플라인 결합되고 타측에 제1선기어(41a) 및 제2선기어(41b)와 선기어고정클러치부(30a)의 커플링(34a)이 일체로 형성되거나 보다 바람직하게는 스플라인 결합된다.
메인구동기어(50)는 일측 외주면이 상기 제1클러치조립체(20a)의 클러치드럼(21a) 내부로 연장형성되어 커플링(24a)의 내주면과 스플라인 결합되고 타측면이 상기 제1유성기어장치(40a)의 제1링기어(44a)와 결합되며 또한 타측 외주면에 형성된 기어는 차동기어부(80)에 연결된 아이들기어(70)와 치합된다.
따라서 상기 메인구동기어(50)는 제1클러치조립체(20a)에서 상기 아이들기어(70)를 통해 차동기어부(80)로 직접 동력을 출력하거나 제1유성기어장치(40a)나 제2유성기어장치(40b)를 거쳐 변속된 동력을 전달받아 아이들기어(70)를 통해 차동기어부(80)로 출력한다.
한편 도8에 도시된 바와 같이 상기 메인구동기어(50)는 아이들기어(70)와 치합되고 상기 아이들기어(70)는 차동기어부(80) 케이스와 치합되어 동력을 전달한 다.
또한 제1유성기어장치(40a) 및 제2유성기어장치(40b)는 선기어(41a, 41b)와 상기 선기어(41a, 41b)에 치합되는 유성기어(42a, 42b)와 상기 유성기어(42a, 42b)의 회전축과 일체로 형성된 캐리어축(43a, 43b)과 상기 유성기어(42a, 42b)에 내접기어로 치합되는 링기어(44a, 44b)로 이루어진다.
도9는 변속클러치부(20)나 후진클러치부(30)로 유압이 공급되지 않았을 때의 동력전달 경로를 도시한 단면도이다.
도시된 바와 같이 엔진의 동력은 베벨피니언기어(11)와 치합되는 베벨링기어(12)를 통해 변속클러치부(20)로 입력된다.
상기 변속클러치부(20)로 입력된 동력에 의해 제1클러치조립체(20a)와 제2클러치조립체(20b)의 클러치드럼(21a, 21b)과 상기 클러치드럼(21a, 21b)에 결합되어 있는 마찰플레이트(22a, 22b)가 회전하게 된다.
한편 상기 마찰플레이트(22a, 22b)는 커플링(24a, 24b)에 결합되어 있는 마찰디스크(23a, 23b)와 일정한 간격을 유지한 채 교번되게 설치되어 있어 상기 커플링(24a, 24b)으로 동력이 전달되지 않으므로 상기 변속클러치부(20)는 공회전하게 된다.
또한 제2클러치조립체(20b)의 클러치드럼(21b)은 후진유성기어장치(40c)를 통해 후진캐리어축(43c)과 결합되어 일체로 운동하므로 상기 클러치드럼(21b)으로 전달된 동력은 후진캐리어축(43c)으로 전달되어 후진유성기어(42c)를 거쳐 후진링기어(44c)에 전달된다.
그러나 후진링기어(44c)의 외주면에 결합된 마찰디스크(33d)와 후진클러치드럼(31d)의 내주면에 결합된 마찰플레이트(32d)도 일정한 간격을 유지한 채 교번되게 설치되어 있으므로 상기 후진링기어(44c) 역시 공회전하게 된다.
즉 변속클러치부(20)나 후진클러치부(30)로 유압이 공급되지 않았을 때는 변속클러치부(20)나 후진유성기어부(40c)로 전달되는 동력이 메인구동기어(50)로 전달되지 못하여 차량을 구동시키지 못하게 된다.
도10은 변속클러치부(20)의 제1클러치조립체(20a)에 유압이 공급되어 차량이 전진1단으로 전진되도록 동력이 전달되는 경로를 나타낸 단면도이다.
전술한 바와 같이 엔진의 동력은 베벨피니언기어(11)와 치합되는 베벨링기어(12)를 통해 변속클러치부(20)로 입력된다
또한 동시에 제1클러치조립체(20a)에 공급된 유압은 클러치드럼(21a)내의 피스톤(25a)을 우측으로 이동시켜 클러치드럼(21a)의 내주면에 결합된 마찰플레이트(22a)와 커플링(24a) 외주면에 결합된 마찰디스크(23a)를 압착함으로써 동력을 커플링(24a)으로 전달하고 상기 커플링(24a)은 메인구동기어(50)에 스플라인 결합되어 있으므로 결국 동력을 메인구동기어(50)에 전달하게 된다.
그리고 메인구동기어(50)로 전달된 동력은 상기 메인구동기어(50)와 치합되는 아이들기어(70)로 전달되고 상기 아이들기어(70)와 차동기어부(80)를 통해 최종적으로 휠구동부(90)에 전달된다.
따라서 차량은 베벨링기어(12)를 통해 입력된 회전속도와 동일한 비율을 가진 전진1단으로 전진시키게 된다.
도11은 변속클러치부(20)의 제2클러치조립체(20b)와 선기어고정클러치부(30a)에 유압이 공급되어 차량이 전진2단으로 변속되어 전진되도록 동력이 전달되는 경로를 나타낸 단면도이다.
전술한 바와 같이 엔진의 동력은 베벨피니언기어(11)와 치합되는 베벨링기어(12)를 통해 변속클러치부(20)로 입력된다.
또한 제2클러치조립체(20b)에 공급된 유압은 클러치드럼(21b)내의 피스톤(25b)을 우측으로 이동시켜 클러치드럼(21b)의 내주면에 결합된 마찰플레이트(22b)와 커플링(24b) 외주면에 결합된 마찰디스크(23b)를 압착함으로써 커플링(24b)에 동력을 전달시킨다.
그리고 제1캐리어축(43a)의 일측 외주면이 상기 커플링(24b)의 내주면과 스플라인 결합되어 있고, 타측면은 제1유성기어장치(40a)의 제1유성기어 회전축과 일체로 결합되어 있다.
따라서 제2클러치조립체(20b)에 유압이 공급되는 경우 동력은 상기 제2클러치조립체(20b)에서 제1캐리어축(43a)을 통해 제1유성기어장치(40a)로 전달된다.
한편 선기어고정클러치부(30a)에 공급된 유압은 피스톤(35a)을 좌측으로 이동시켜 하우징에 고정결합된 클러치드럼(31a)의 내주면에 결합된 마찰플레이트(32a)와 메인구동축(60)과 스플라인 결합된 커플링(34a)의 외주면에 결합된 마찰디스크(33a)를 압착하여 상기 커플링(34a)을 고정시킨다.
따라서 상기 선기어고정클러치부(30a)에 유압이 공급되어 커플링(34a)이 고정됨에 따라 상기 커플링(34a)과 스플라인 결합된 메인구동축(60)이 고정되고 상기 메인구동축(60)에 형성된 제1유성기어장치(40a)의 제1선기어(41a)가 고정된다.
즉 제2클러치조립체(20b)에 공급된 유압에 의해 제1캐리어축(43a)으로 입력된 동력은 제1선기어(41a)가 고정된 조건하에서 제1유성기어장치(40a)의 기어조합에 의해 전진2단으로 변속되어 제1링기어(44a)와 메인구동기어(50) 및 아이들기어(70)를 거쳐 차동기어부(80)로 출력된다.
도12는 변속클러치부(20)의 제2클러치조립체(20b)와 제2캐리어고정클러치부(30b)에 유압이 공급되어 차량이 전진3단으로 전진되도록 동력이 전달되는 경로를 나타낸 단면도이다.
전술한 바와 같이 엔진동력은 베벨기어부(10)를 통해 변속클러치부(20)에 입력되며, 동시에 제2클러치조립체(20b)에 공급된 유압은 클러치드럼(21b)내의 피스톤(25b)을 우측으로 이동시켜 클러치드럼(21b)의 내주면에 결합된 마찰플레이트(22b)와 커플링(24b) 외주면에 결합된 마찰디스크(23b)를 압착함으로써 커플링(24b)에 동력을 전달시킨다.
또한 제1캐리어축(43a)의 일측 외주면이 상기 커플링(24b)의 내주면과 스플라인 결합되어 있고, 타측면은 제1유성기어장치(40a)의 제1유성기어 회전축과 일체로 결합되어 있다.
따라서 제2클러치조립체(20b)에 유압이 공급되는 경우 동력은 상기 제2클러치조립체(20b)에서 제1캐리어축(43a)을 통해 제1유성기어장치(40a)로 전달된다.
한편 제2캐리어고정클러치부(30b)에 공급된 유압은 피스톤(35b)을 길이방향으로 이동시켜 하우징에 고정결합된 클러치드럼(31) 내주면에 결합된 마찰플레이트 (32b)와 클러치드럼(31) 내부로 연장형성된 제2캐리어축(43b)의 외주면에 결합된 마찰디스크(33b)를 압착하여 제2캐리어축(43b)을 고정한다.
따라서 제2클러치조립체(20b)에 유압이 공급되어 제1캐리어축(43a)으로 입력된 동력은 제1유성기어장치(40a)내에서 제1유성기어(41a)를 회전시킨다.
또한 이와 동시에 제1캐리어축(43a)이 제2링기어(44b)와 결합되어 일체로 회전하므로 동력은 제1캐리어축(43a)에서 제2링기어(44b)로 전달된다.
동시에 상기 제2링기어(44b)로 전달된 동력은 제2캐리어고정클러치부(30b)에 유압이 공급되어 제2캐리어축(43b)이 고정된 상태에서 제2유성기어(42b)와 제2선기어(41b) 그리고 제1선기어(41a)로 전달된다.
따라서 상기 제2클러치조립체(20b)에서 제1캐리어축(43a)으로 전달된 동력에 의해 제1유성기어(42a)에 발생된 1차적 회전력은 상기 제1캐리어축(43a)에서 제2링기어(44b)로 전달된 동력으로 인한 제1선기어(41a)의 회전력에 의해 2차적으로 증가되어 제1링기어(44a)를 통해 출력된다.
즉 제2클러치조립체(20b)에 공급된 유압에 의해 제1캐리어축(43a)으로 입력된 동력은 제1유성기어장치(40a) 및 제2유성기어장치(40b)의 기어조합에 의해 전진3단으로 변속되어 제1링기어(44a)와 메인구동기어(50) 및 아이들기어(70)를 거쳐 차동기어부(80)로 출력된다.
도13은 후진클러치부(30d)와 제1캐리어고정클러치부(30c)에 유압이 공급되어 차량이 후진1단으로 후진되도록 동력이 전달되는 경로를 나타낸 단면도이다.
엔진동력이 베벨기어부(10)를 통해 변속클러치부(20)로 입력됨과 동시에 후 진클러치부(30d)에 공급된 유압은 하우징에 고정결합된 클러치드럼(31d)내의 피스톤(35d)을 우측으로 이동시켜 클러치드럼(31d)의 내주면에 결합된 마찰플레이트(32d)와 후진클러치부(30d)의 내부로 연장형성된 후진링기어(44c)의 외주면에 결합된 마찰디스크(33d)를 압착함으로써 후진링기어(44c)를 고정시킨다.
따라서 변속클러치부(20)로 입력된 동력은 제2클러치조립체(20b)의 클러치드럼(21b)과 결합된 후진캐리어축(43c)에 전달되고 후진링기어(44c)가 고정된 상태에서 후진유성기어(42c)를 통해 후진선기어(41c)로 동력이 전달된다.
또한 후진선기어(41c)는 메인구동축(60)과 일체로 형성되거나 스플라인 결합되어 있으므로 상기 후진선기어(41c)로 전달된 동력은 메인구동축(60)을 거쳐 상기 메인구동축(60)에 결합된 제1선기어(41a)에 전달된다.
한편 제1캐리어고정클러치부(30c)에 공급된 유압은 하우징에 고정결합된 클러치드럼(31)내의 피스톤(35c)을 좌측으로 이동시켜 클러치드럼(31)의 내주면에 결합된 마찰플레이트(32c)와 클러치드럼(31)의 내부로 연장형성된 제2링기어(44b)의 외주면에 결합된 마찰디스크(33c)를 압착함으로써 제2링기어(44b)를 고정시키고 제2링기어(44b)는 제1캐리어축(43a)과 결합되어 있으므로 제1캐리어축(43a)을 고정시키게 된다.
즉 후진클러치부(30d)에 공급된 유압에 의해 후진선기어(41c)와 메인구동축(60)을 거쳐 제1선기어(41a)로 입력된 동력은 제1캐리어축(43a)이 고정된 조건하에서 제1유성기어장치(40a)의 기어조합에 의해 후진1단으로 변속되어 제1링기어(44a)와 메인구동기어(50) 및 아이들기어(70)를 거쳐 차동기어부(80)로 출력된다.
도14는 후진클러치부(30d)와 제2캐리어고정클러치부(30b)에 유압이 공급되어 차량이 후진2단으로 후진되도록 동력이 전달되는 경로를 나타낸 단면도이다.
후진1단의 경우와 동일하게 엔진동력은 베벨기어부(10)를 통해 변속클러치부(20)로 입력되며 후진클러치부(30d)에 공급된 유압은 후진링기어(44c)를 고정시킨다.
따라서 변속클러치부(20)로 입력된 동력은 후진1단의 경우와 동일하게 제2클러치조립체(20b)의 클러치드럼(21b)과 결합된 후진캐리어축(43c)에 전달되고 후진링기어(44c)가 고정된 상태에서 후진유성기어(42c)를 통해 후진선기어(41c)로 동력이 전달되며 후진선기어(41c)는 메인구동축(60)과 일체로 형성되거나 스플라인 결합되어 있으므로 상기 메인구동축(60)과 결합된 제1선기어(41a)에 전달된다.
한편 제2캐리어고정클러치부(30b)에 공급된 유압은 하우징에 고정결합된 클러치드럼(31)내의 피스톤(35b)을 우측으로 이동시켜 클러치드럼(31)의 내주면에 결합된 마찰플레이트(32b)와 후진클러치부(30d)의 내부로 연장형성된 제2캐리어축(43b)의 외주면에 결합된 마찰디스크(33b)를 압착함으로써 제2캐리어축(43b)을 고정시킨다.
즉 후진클러치부(30d)에 공급된 유압에 의해 후진선기어(41c)와 메인구동축(60)을 거쳐 제1선기어(41a)로 입력된 동력은 제1선기어(41a)의 회전에 의해 제1유성기어장치(40a)내의 제1유성기어(42a)를 1차적으로 회전시킨다.
또한 이와 동시에 제2선기어(41b)에 입력된 동력은 제2캐리어축(43b)이 고정된 상태에서 제2유성기어(42b)를 통해 제2링기어(44b)로 전달되고 상기 제2링기어 (44b)는 제1캐리어축(43a)과 결합되어 일체로 회전한다.
따라서 상기 제1선기어(41a)의 회전에 의한 상기 제1유성기어(42a)의 1차 회전속도는 상기 제2링기어를 통해 상기 제1캐리어축(43a)이 회전함에 따라 2차적으로 증가되어 제1링기어를 통해 출력된다.
즉 후진링기어고정클러치부(30d)에 공급된 유압에 의해 메인구동축(60)으로 입력된 동력은 제2캐리어축(43a)이 고정된 조건하에서 제1유성기어장치(40a) 및 제2유성기어장치(40b)의 기어조합에 의해 후진2단으로 변속되어 제1링기어(44a)와 메인구동기어(50) 및 아이들기어(70)를 거쳐 차동기어부(80)로 출력된다.
한편 전술한 다단변속기의 동력전달과정에 있어 전진3단과 후진2단 변속을 위한 조건과 각 구성요소별 회전방향을 정리하면 아래 표1과 같으며 cw는 시계방향을, ccw는 반시계 방향의 회전방향을 나타낸다.
구 분 변 속 조 건 동력전달경로 및 각 요소별 회전방향
전진 1단 제1클러치조립체에 유압공급 : 베벨링기어 회전이 차동기어부로 그대로 전달 E/G 출력(cw) → 베벨피니언기어(cw) → 베벨링기어(cw) → 제1클러치조립체(cw) → 제1클러치조립체 커플링(cw) → 메인구동기어(cw) → 아이들기어(ccw) → 차동기어부(cw) → 휠구동부(cw)
전진 2단 선기어고정클러치부에 유압공급 : 선기어고정 & 제2클러치조립체에 유압공급 제2클러치조립체(cw) → 제2클러치조립체커플링(cw) → 제1캐리어축(cw) → 제1선기어(고정)&제1유성기어(cw) → 제1링기어(cw) → 메인구동기어(cw) → 아이들기어(ccw) → 차동기어부(cw) → 휠구동부(cw)
전진 3단 제2캐리어고정클러치부에 유압공급 : 제2캐리어 고정 제2클러치조립체(cw) → 제2클러치조립체 커플링 → 제1캐리어축(cw) → 제1링기어 & 제2링기어(cw) → 제2캐리어축(고정) → 제2유성기어(cw) → 제2선기어(ccw) → 제1선기어(ccw) → 제1유성기어(cw) → 제1링기어(cw) → 메인구동기어(cw) → 아이들기어(ccw) → 차동기어부(cw) → 휠구동부(cw)
후진 1단 제1캐리어고정클러치부에 유압공급 : 제1캐리어 고정 & 후진클러치부에 유압공급 : 후진링기어 고정 제2클러치조립체(cw) → 후진캐리어축(cw) → 후진유성기어(ccw) → 후진선기어(cw) → 메인구동축(cw) → 제1선기어(cw) → 제1유성기어(ccw) → 제1링기어(ccw) → 메인구동기어(ccw) → 아이들기어(cw) → 차동기어부(ccw) → 휠구동부(ccw)
후진 2단 제2캐리어고정클러치부에 유압공급 : 제2캐리어 고정 & 후진클러치부에 유압공급 : 후진링기어 고정 제2클러치조립체(cw) → 후진캐리어축(cw) → 후진유성기어(ccw) → 후진선기어(cw) → 메인구동축(cw) → 제1선기어 & 제2선기어(cw) → 제2유성기어(ccw) → 제2링기어(ccw) → 제1캐리어축(ccw) → 제1유성기어(ccw) → 제1링기어(ccw) → 메인구동기어(ccw) → 아이들기어(cw) → 차동기어부(ccw) → 휠구동부(ccw)
[ 표1 : 변속 조건 및 동력전달경로와 각 요소별 회전방향]
도15는 각 변속에 따른 후진유성기어장치(40c)와 제1유성기어장치(40a) 및 제2유성기어장치(40b) 내에서의 선기어(41a, 41b, 41c)와 유성기어(42a, 42b, 42c), 캐리어축(43a, 43b, 43c) 및 링기어(44a, 44b, 44c)의 운동상태를 나타낸 구성도이다.
FWD는 전진 변속을, REV는 후진변속을 의미하며 이어지는 숫자는 변속단수를 나타내고 음영으로 표시된 구성요소는 해당 변속시 고정되는 구성요소를 나타낸다.
또한 본 발명의 제1실시예에 따른 변속시 유성기어장치부의 입출력 요소와 속도비는 아래 표2와 같다.
구 분 입 력 출 력 고 정 속도비
전진1단 메인구동기어 메인구동기어 × 1 : 1
전진2단 제1캐리어축 제1링기어 메인구동축(제1선기어) 약1.35배
전진3단 제1캐리어축 제1링기어 제2캐리어축 약2.46배
후진1단 후진캐리어축 제1링기어 후진링기어&제1캐리어축 약1.18배
후진2단 후진캐리어축 제1링기어 후진링기어&제2캐리어축 약2.33배
[ 표2 : 유성기어 입/출력 요소 및 속도비]
한편 제2실시예는 도면에 도시되지 않았으나 상기 제1실시예의 다단변속기 구성요소에서 제2유성기어장치(40b)와 제2캐리어고정클러치부(30b)를 제거하여 전진1단 및 전진2단과 후진1단의 변속만 가능하도록 구성되며 동력전달은 전술한 제1실시예의 동력전달경로와 동일하게 이루어진다.
또한 제3실시예 역시 도면에 도시되지 않았으나 상기 제1실시예의 다단변속기 구성요소에서 제1클러치조립체(20a)를 제거하여 베벨링기어(12)를 제2클러치조립체(20b)에 직접 결합시킴으로써 전진1단 및 전진2단과 후진1단 및 후진2단의 변속만 가능하도록 구성될 수 있다.
즉 상기 제3실시예에서 전진1단 및 전진2단에 해당되는 변속은 제1실시예의 전진2단과 전진3단에 대응되는 것으로써 동일한 구성요소와 동력전달 경로를 사용하여 변속이 수행되며 후진1단과 후진2단은 제1실시예와 동일하게 구현된다.
본 발명은 이상 설명한 상기 실시 예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 변형 실시될 수 있음은 물론이다.
트랜스미션을 베벨기어부와 차동기어부 사이에 설치함으로써 베벨기어부와 트랜스미션 및 차동기어부가 통합되어 일체로 구성됨에 따라 종래 트랜스미션의 하우징 및 지지베어링 등 관련 기계요소들이 불필요하게 되어 차량중량이 현격히 감 소하게 되고 트랜스미션이 점유하던 공간 자체가 제거되어 차량설계의 공간자유도가 향상된다.
또한 베벨기어부에서 1차 감속된 엔진출력이 트랜스미션에 전달되고 전후진 변속을 위해 베벨기어부의 회전방향을 반대로 바꾸어 줄 필요없이 일정한 회전방향을 유지한 채 트랜스미션 내부의 클러치와 기어조합에 의해 자체적으로 변속을 수행하여 변속충격량이 감소됨에 따라 차량소음이 감소되고 트랜스미션의 사용수명이 증대된다.

Claims (6)

  1. 동력차량의 엔진회전축에 연결된 토크컨버터로부터 동력이 입력되는 베벨기어부(10)와 변속된 동력을 휠구동부(90)에 출력하는 차동기어부(80) 사이에 위치한 트랜스미션에 있어서,
    상기 베벨기어부(10)로부터 동력이 전달되며 제1클러치조립체조립체(20a)와 제2클러치조립체(20b)로 이루어진 변속클러치부(20);와
    상기 변속클러치부(20)로부터 전달된 동력을 변속하는 제1유성기어장치(40a)와 후진유성기어장치(40c)로 이루어진 유성기어장치부(40);와
    상기 트랜스미션의 하우징에 결합되며 변속에 따라 상기 후진유성기어장치(40c)의 후진링기어(44c)와 상기 유성기어장치부(40)의 선기어(41a, 41c) 또는 제1유성기어장치(40a)의 제1캐리어축(43a)의 회전을 구속하는 고정클러치부(30);와
    상기 제1클러치조립체(20a)의 내부로 연장형성되어 있고 상기 변속클러치부(20)와 제1유성기어장치(40a)를 거쳐 최종 변속된 동력을 아이들기어(70)를 통해 차동기어부(80)에 전달하는 메인구동기어(50);와
    상기 제2클러치조립체(20b) 내부로 연장형성되어 있고 상기 제1유성기어장치(40a)로 동력을 전달하는 제1캐리어축(43a); 및
    일측에 제1선기어(41a)와 선기어고정클러치부(30a)의 커플링(34a)이 일체로 결합되고 타측에 후진선기어(41c)가 일체로 결합된 메인구동축(60);을 포함하여 이루어지며 베벨기어부(10)에서 변속클러치부(20)를 통해 전달된 동력이 전진시에는 메인구동기어(50) 또는 제1캐리어축(43a)과 제1유성기어장치(40a)를 거쳐 전진1단 또는 전진2단으로 변속전달되고 후진시에는 후진유성기어장치(40c)와 메인구동축(60), 제1유성기어장치(40a)를 거쳐 후진1단으로 변속전달되는 것을 특징으로 하는 베벨기어부(10)와 차동기어부(80) 사이에 설치된 단순구조형 다단변속기.
  2. 동력차량의 엔진회전축에 연결된 토크컨버터로부터 동력이 입력되는 베벨기어부(10)와 변속된 동력을 휠구동부(90)에 출력하는 차동기어부(80) 사이에 위치한 트랜스미션에 있어서,
    상기 베벨기어부(10)로부터 동력이 전달되며 제2클러치조립체(20b)로 이루어진 변속클러치부(20);와
    상기 변속클러치부(20)로부터 전달된 동력을 변속하여 전달하는 제1유성기어장치(40a) 및 제2유성기어장치(40b)와 후진유성기어장치(40c)로 이루어진 유성기어장치부(40);와
    상기 트랜스미션의 하우징에 고정결합되며 변속에 따라 상기 후진유성기어장치(40c)의 후진링기어(44c)와 상기 유성기어장치부(40)의 선기어(21a 21b, 21c) 및 상기 제2유성기어장치(40b)의 제2링기어(44b)와 제2캐리어축(43b)의 회전을 구속하는 고정클러치부(30);와
    상기 변속클러치부(20)와 유성기어장치부(40)를 거쳐 최종변속된 동력을 아이들기어(70)를 통해 차동기어부(80)에 전달하는 메인 구동기어(50);와
    상기 제2클러치조립체(20b) 내부로 연장형성되어 있고 상기 제1유성기어장치(40a)로 동력을 전달하는 제1캐리어축(43a); 및
    일측에 제1선기어(41a) 및 제2선기어(41b)와 선기어고정클러치부(30a)의 커플링(34a)이 일체로 결합되고 타측에 후진선기어(41c)가 일체로 결합된 메인구동축(60);을 포함하여 이루어지며 전진시에는 베벨기어부(10)에서 변속클러치부(20)를 통해 제1캐리어축(43a)과 제1유성기어장치(40a) 및 제2유성기어장치(40b)를 거쳐 동력이 전진1단 또는 전진2단으로 변속전달되고 후진시에는 베벨기어부(10)에서 변속클러치부(20)를 통해 후진유성기어장치(40c)와 메인구동축(60), 제1유성기어장치(40a) 및 제2유성기어장치(40b)를 거쳐 동력이 후진1단 또는 후진2단으로 변속전달되는 것을 특징으로 하는 베벨기어부(10)와 차동기어부(80) 사이에 설치된 단순구조형 다단변속기.
  3. 동력차량의 엔진회전축에 연결된 토크컨버터로부터 동력이 입력되는 베벨기어부(10)와 변속된 동력을 휠구동부(90)에 출력하는 차동기어부(80) 사이에 위치한 트랜스미션에 있어서,
    상기 베벨기어부(10)로부터 동력이 전달되며 제1클러치조립체(20a)와 제2클러치조립체(20b)로 이루어진 변속클러치부(20);와
    상기 변속클러치부(20)로부터 전달된 동력을 변속하여 전달하는 제1유성기어장치(40a) 및 제2유성기어장치(40b)와 후진유성기어장치(40c)로 이루어진 유성기어 장치부(40);와
    상기 트랜스미션의 하우징에 고정결합되며 변속에 따라 상기 후진유성기어장치(40c)의 후진링기어(44c)와 상기 유성기어장치부(40)의 선기어(21a 21b, 21c) 및 상기 제2유성기어장치(40b)의 제2링기어(44b)와 제2캐리어축(43b)의 회전을 구속하는 고정클러치부(30);와
    상기 제1클러치조립체(20a)의 내부로 연장형성되어 있고 상기 변속클러치부(20)와 유성기어장치부(40)를 거쳐 최종변속된 동력을 아이들기어(70)를 통해 차동기어부(80)에 전달하는 메인 구동기어(50);와
    상기 제2클러치조립체(20b) 내부로 연장형성되어 있고 상기 제1유성기어장치(40a)로 동력을 전달하는 제1캐리어축(43a); 및
    일측에 제1선기어(41a) 및 제2선기어(41b)와 선기어고정클러치부(30a)의 커플링(34a)이 일체로 결합되고 타측에 후진선기어(41c)가 일체로 결합된 메인구동축(60);을 포함하여 이루어지며 전진시에는 베벨기어부(10)에서 변속클러치부(20)를 통해 메인구동기어(50) 또는 제1캐리어축(43a)과 제1유성기어장치(40a) 및 제2유성기어장치(40b)를 거쳐 동력이 전진1단, 전진2단 또는 전진3단으로 변속전달되고 후진시에는 베벨기어부(10)에서 변속클러치부(20)를 통해 후진유성기어장치(40c)와 메인구동축(60), 제1유성기어장치(40a) 및 제2유성기어장치(40b)를 거쳐 동력이 후진1단 또는 후진2단으로 변속전달되는 것을 특징으로 하는 베벨기어부(10)와 차동기어부(80) 사이에 설치된 단순구조형 다단변속기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 변속클러치부(20)는 클러치드럼(21a, 21b)과 상기 클러치드럼(21a, 21b)의 내주면에 결합된 마찰플레이트(22a, 22b)와 상기 클러치드럼(21a, 21b) 내부에 설치된 커플링(24a, 24b)의 외주면에 결합된 마찰디스크(23a, 23b)와 상기 클러치드럼(21a, 21b)의 내부에 형성된 실린더(26a, 26b)에 위치하며 유압에 의해 길이방향으로 이동되어 상기 마찰플레이트(22a, 22b)와 마찰디스크(23a, 23b)를 압착하는 피스톤(25a, 25b)을 포함하여 이루어지며 제1클러치조립체(20a)의 커플링(24a)은 메인구동기어(50)와 스플라인 결합되고 제2클러치조립체(20b)의 커플링(24b)은 제1캐리어축(43a)과 스플라인 결합되는 것을 특징으로 하는 베벨기어부(10)와 차동기어부(80) 사이에 설치된 단순구조형 다단변속기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 유성기어장치부(40)는 제1유성기어장치(40a)와 제2유성기어장치(40b), 후진유성기어장치(40c)로 이루어지고,
    상기 제1유성기어장치(40a)는 상기 메인구동축(60)과 일체로 결합된 제1선기어(41a)와 상기 제1선기어(41a)에 외접하는 하나 이상의 제1유성기어(42a)와 상기 제1유성기어(42a)의 회전축과 일체로 형성되며 제2클러치조립체(20b)로 연장형성되어 상기 제2클러치조립체(20b)의 커플링(24b)과 스플라인 결합되는 제1캐리어축 (43a)과 상기 제1유성기어(42a)와 내접기어로 치합되는 제1링기어(44a)로 이루어지며,
    상기 제2유성기어장치(40b)는 상기 메인구동축(60)과 일체로 결합된 제2선기어(41b)와 상기 제2선기어(41b)에 외접하는 하나 이상의 제2유성기어(42b)와 상기 제2유성기어(42b)의 회전축과 일체로 형성되는 제2캐리어축(43b)과 상기 제2유성기어(42b)들과 내접기어로 치합되며 상기 제1캐리어축(43a)에 결합되어 일체로 회전하는 제2링기어(44b)로 이루어지고,
    상기 후진유성기어장치(40c)는 상기 메인구동축(60)과 일체로 결합된 후진선기어(41c)와 상기 후진선기어(41c)에 외접하는 다수의 후진유성기어(42c)들과 상기 후진유성기어(42c)들의 회전축과 일체로 형성된 후진캐리어축(43c)과 상기 후진유성기어(42c)들과 내접기어로 치합되는 후진링기어(44c)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 베벨기어부(10)와 차동기어부(80) 사이에 설치된 단순구조형 다단변속기.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 고정클러치부(30)는 선기어고정클러치부(30a), 제2캐리어고정클러치부(30b), 제2링기어고정클러치부(30c) 및 후진링기어고정클러치부(30d)로 이루어지며,
    상기 선기어고정클러치부(30a), 제2캐리어고정클러치부(30b), 제2링기어고정 클러치부(30c) 및 후진링기어고정클러치부(30d)는 하우징에 고정결합된 클러치드럼(31a, 31, 31d)과,
    상기 클러치드럼(31a, 31, 31d)의 내주면에 결합된 하나이상의 마찰플레이트(32a, 32b, 32c, 32d)와,
    선기어고정클러치부(30a)의 내부에 형성되며 메인구동축(60)에 스플라인 결합된 커플링(34a)과 제2캐리어축(43b) 및 제2링기어(44b)와 후진링기어고정클러치부(30d)의 클러치드럼(31d)의 내부로 연장형성된 후진링기어(44c)의 외주면에 각각 결합된 하나 이상의 마찰디스크(33a, 33b, 33c, 33d)와,
    상기 클러치드럼(31a, 31, 31d) 내부에 형성된 실린더(36a, 36b, 36c, 36d)에 탄성수단(28)으로 지지되어 설치되고 유압에 의해 길이방향으로 이동되어 상기 마찰플레이트(32a, 32b, 32c, 32d)와 마찰디스크(33a, 33b, 33c, 33d)를 압착함으로써 메인구동축(60)에 일체로 결합된 선기어(41a, 41b, 41c), 제2캐리어축(43b), 제2링기어(44b)와 후진링기어(44c)를 각각 고정시키는 피스톤(35a, 35b, 35c, 35d)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 베벨기어부(10)와 차동기어부(80) 사이에 설치된 단순구조형 다단변속기.
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