KR19990031671U - 차량용 무단 변속기 - Google Patents

Abstract

이동풀리를 작동시키는 유압쳄버의 제한된 범위내에서 극대화하여 이동풀리를 작동시키는 유압을 최소로 하여 엔진의 효율을 극대화시키기 위하여,

엔진의 구동력을 전달받아 토오크를 변환시키는 토오크 컨버터와, 동일축상에 설치되어 유압을 발생시키는 오일펌프와, 상기한 토오크 컨버터를 통하여 전달된 구동력을 입력받으며, 구동축 또는 종동축에 설치되어 차량의 전진 및 후진을 제어하는 전후진 제어수단과, 상기한 토오크 컨버터의 구동력을 직경 가변하여 벨트 전동함으로서 무단 변속을 이루며 오일펌프의 유압을 입력받아 풀리의 일측에 형성되는 이동풀리를 이동시키기거나 이동속도를 제한하기 위하여 직렬로 다단의 유압쳄버가 형성되는 무단 변속수단과, 상기한 무단 변속수단을 통하여 변속된 구동력을 최종 감속하여 구동바퀴에 전달하기 위한 종감속 장치로 이루어진다.

Description

차량용 무단 변속기

본 고안은 차량의 변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 벨트 전동되어 무단 변속이 이루어지는 벨트전동 무단 변속기에 관한 것이며, 풀리의 직경 가변시에 동일한 추력으로 효율을 증대시키기 위한 벨트 전동 무단 변속기에 관한 것이다.

일반적으로 변속기는 엔진과 구동차축 사이에 설치되어 차량의 주행상태에 따라 원활한 주행이 이루어지도록 하기 위하여 엔진의 구동력을 적절하게 변환시키는 장치이다.

이러한 변속기는 운전자의 의지에 따라 운전자가 가변 조작하는 엔진의 구동력을 변환시키는 수동변속기와, 각종 센서를 통한 신호를 입력받아 자동적으로 변속이 이루어지도록 하는 자동변속기로 대별된다.

특히 상기한 자동변속기는 유성기어셋트에 의하여 다단 변속싯접을 갖는 것과, 벨트전동에 의하여 무단으로 변속이 이루어지는 것으로 구분된다.

본 고안은 벨트 전동에 의하여 무단으로 변속이 이루어지는 무단 변속기에 관계하며, 이러한 벨트 전동식 무단 변속기는 엔진의 구동력을 전달받아 토오크를 변환하는 토오크 컨버터와, 이 토오크 컨버터의 동력을 전달받을 수 있도록 토오크 컨버터가 설치되는 동일축상에 구동풀리가 설치되고 이 구동풀리와 대응하여 또 다른 축상에 피동풀리가 설치된다.

상기한 구동풀리와 피동풀리는 벨트에 의하여 연결되어 회전력을 전달할 수 있는 구조로 이루어진다.

상기한 구동 및 피동풀리는 그 직경이 별도로 구성되는 유압에 의하여 가변이 이루어지는 데, 풀리의 일측이 축방향으로 이동할 수 있도록 이동풀리를 갖게 된다.

이 이동풀리의 일측에는 유압쳄버가 형성되어 이 유압쳄버에 유압이 인입되거나 배출됨으로서 이동풀리가 가변하여 풀리가 직경 가변되는 것이다.

이때 토오크 컨버터와 연결되는 구동풀리의 직경이 작게 제어되고 이 구동풀리와 대응하고 있는 피동풀리의 직경이 크게 되는 경우에는 차량의 저속주행이 이루어지고, 이와 반대로 구동풀리의 직경이 크게 가변되고 상대적으로 피동풀리의 직경이 작게 되도록 제어되면 차량의 고속 주행이 이루어질 수 있게 된다.

상기한 종래의 벨트 전동식 무단 변속기는 구동 및 피동풀리의 일측에 배치되는 이동풀리를 이동시킴으로서 풀리의 직경가변이 이루어지는 데, 이 때 이동풀리를 이동시키기 위하여 고압의 유압을 필요로 하게 된다.

이동풀리의 작동을 위하여 사용되는 유압은 고압을 필요로 하게 되며, 이 유압이 지속적으로 고압이 작용하게 되면 상대적으로 엔진의 효율이 감소하게 되어 엔진의 효율이 떨어지는 문제점을 가지게 된다.

특히 이동풀리를 작동시키는 유압은 또한 작용하는 유압쳄버의 면적에 비례하게 되는데, 이동풀리의 이동시키는 유압쳄버의 면적을 늘리는 데는 변속기의 크기의 제한으로 한계가 있는 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 이동풀리를 작동시키는 유압쳄버의 제한된 범위내에서 극대화하여 이동풀리를 작동시키는 유압을 최소로 하여 엔진의 효율을 극대화시키는 차량용 무단 변속기를 제공하는 데 있다.

도1은 본 고안에 따른 실시예를 설명하기 위한 벨트전동 무단 변속기를 도시한 단면도,

도2는 도1의 주요부인 이동풀리의 유압쳄버구조를 상세하게 도시한 단면도이다.

본 고안에 따른 차량용 무단 변속기는, 엔진의 구동력을 전달받아 토오크를 변환시키는 토오크 컨버터와, 동일축상에 설치되어 유압을 발생시키는 오일펌프와, 상기한 토오크 컨버터를 통하여 전달된 구동력을 입력받으며, 구동축 또는 종동축에 설치되어 차량의 전진 및 후진을 제어하는 전후진 제어수단과, 상기한 토오크 컨버터의 구동력을 직경가변하여 벨트 전동함으로서 무단 변속을 이루며 오일펌프의 유압을 입력받아 풀리의 일측에 형성되는 이동풀리를 이동시키기거나 이동속도를 제한하기 위하여 직렬로 다단의 유압쳄버가 형성되는 무단 변속수단과, 상기한 무단 변속수단을 통하여 변속된 구동력을 최종 감속하여 구동바퀴에 전달하기 위한 종감속 장치로 이루어진다.

따라서 구동풀리의 구동력이 이동풀리의 직경가변에 의하여 피동풀리로 동력전달이 이루어질 때 구동풀리의 이동풀리를 가압하는 유압은 제1,3,4유압쳄버가 가압하는 힘으로 작용하고 제2쳄버는 이동풀리의 가압상태를 지연하는 작용을 함으로서 제1,3,4 유압쳄버의 합에 의하여 이동풀리가 이동하게 되고 제2유압쳄버에 의하여 가압상태의 지연이 이루어진다.

그리고 피동풀리의 이동풀리를 가압하는 유압은 제5,7,8유압쳄버에 의하여 이동풀리를 가압하여 구동풀리측으로 이동하도록 작용하고 제6쳄버는 이동속도 등을 제한하거나 지연하게 된다.

이하, 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부한 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도1은 본 고안에 따른 무단 변속기를 도시한 단면도로서, 엔진(도시생략)의 구동력을 전달받는 토오크 컨버터(1)와, 상기한 토오크 컨버터(1)와 동일축상에 설치되어 유압을 발생시키는 오일펌프(3)와, 상기한 토오크 컨버터(1)를 통하여 전달되는 구동력을 전달받아 회전하는 풀리를 직경가변하여 벨트 전동에 의하여 엔진의 구동력을 무단 변속하는 무단 변속수단(5)과, 상기한 무단 변속수단(5)을 통하여 변속된 엔진의 구동력을 종감속하여 구동바퀴(도시생략)에 전달하기 위한 종감속 장치(7)를 도시하고 있다.

상기한 토오크 컨버터(1)는 엔진의 크랭크축 및 변속기의 구동축에 연결되어 차량의 주행상태에 따라 엔진의 토오크를 적절하게 가변시키는 역할을 하고 있다.

그리고 오일펌프(3)는 구동축의 일측에 설치되어 엔진의 회전과 동시에 작동하여 유압을 발생시켜 변속기의 유압사용부에 유압을 공급할 수 있도록 하고 있다.

상기한 무단 변속수단(5)은 구동축에 배치되는 구동풀리(9)와, 이 구동풀리(9)와 대응하여 피동축의 일측에 설치되는 피동풀리(11)와, 이 구동풀리(9) 및 피동풀리(11)를 연결하는 벨트(13)로 이루어지고 있다.

상기한 구동풀리(9)는, 도2에 도시하고 있는 바와 같이, 직경 가변되는 구조로 이루어지기 위하여 고정풀리(15) 및 이동풀리(17)로 이루어지고 있다.

상기한 고정풀리(15)는 구동축에 고정되며 이동풀리(17)는 구동축의 외주에 배치되어 축방향으로 이동 가능한 구조로 배치된다.

그리고 이동풀리(17)는 외주측 선단부가 연장되는 연장부(19)를 이루어 축방향으로 나란하게 일정한 거리를 형성하고 내주측 역시 측방향으로 연장되는 연장부(21)를 형성하여 다시 외주측 방향으로 절곡되어 배치된다.

그리고 구동축의 일측에는 리테이너(23)를 고정하여 이동풀리(17)의 내주측 연장부(21)와 외주측 연장부(19)가 접촉하여 슬라이드 이동 가능하게 배치하고 이동풀리(17)의 내외주 연장부(19)(21)를 나누어 각각 이동풀리(17)측으로 부터 제1,2,3유압쳄버(25)(27)(29)가 형성되도록 구성한다.

물론 상기한 리테이너(23)와 이동풀리(17)의 연장부(19)(21)가 접촉하여 슬라이드 이동하는 부분에는 유압쳄버(25)(27)(29)의 기밀성을 유지하기 위하여 실부재(31)(33)(35)가 개재되는 구조로 이루어진다.

그리고 구동축의 일측에는 또다른 리테이너(37)가 고정되어 외주측으로 연장되고 있다. 이 상기한 리테이너(23)(37) 사이에는 이동풀리(17)의 외주연장부(19)에 밀착되어 제4유압쳄버(39)를 형성하고 슬라이드 이동 가능하게 피스톤 부재(41)가 배치된다.

상기한 피스톤 부재(41)와 리테이너(37)가 접촉하는 부분에도 역시 유압쳄버(39)의 기밀성을 증대시키기 위한 실부재(43)(45)가 배치되는 것은 당연하다.

또한 각각의 유압쳄버(25)(27)(29)(39)에 유압을 공급하기 위한 유압인입공(51)(53)(55)(57)이 이동풀리(17)의 내측 연장부(21) 및 리테이너(23)에 각각의 유압쳄버(25)(27)(29)(39)에 대응되도록 설치된다.

상기한 제1,3,4 유압쳄버(25)(29)(39)는 이동풀리(17)를 가압하는 방향으로 유압이 작용하는 데 반하여 제2유압쳄버(27)는 반력요소가 이동풀리측으로 작용하는 구조를 갖게 되므로 이동풀리(17)의 이동을 제한하는 역할을 한다.

그리고 상기한 피동풀리(11)의 이동풀리 역시 구동풀리(9)의 이동풀리(17)에 형성된 것과 동일하게 제5,6,7,8 유압쳄버 및 피스톤 부재가 배치되어 직렬로 유압쳄버가 형성되어 이동풀리를 축방향으로 이동시켜 직경가변이 이루어진다.

상기한 제6유압쳄버는 구동풀리에 형성되는 제2유압쳄버와 동일한 작용을 나타낸다.

이와 같이 이루어지는 차량용 무단 변속기는, 차량의 주행을 위하여 엔진이 시동되면 엔진의 구동력은 토오크 컨버터(1)를 통하여 토오크 변환이 이루어지고 동시에 오일펌프(3)가 작동하여 유압을 발생시키게 된다.

차량의 정상적인 주행을 위하여 변속이 이루어지게 되는 데, 이는 트랜스밋션 제어유닛(TCU)에 의하여 적절하게 구동풀리(9) 또는 피동풀리(11)의 이동풀리 일측에 형성되는 유압쳄버(25)(27)(29)(39)에 유압을 공급하게 된다.

그러면 구동축 또는 피동축에 형성되는 있는 유압관로를 통하여 유압인입공(51)(53)(55)(57)으로 유압쳄버(25)(27)(29)(39)에 유압이 공급된다. 이때 유압쳄버(25)(27)(29)(39)의 유압은 구동풀리(9)의 경우에 있어서는 제1,3,4 유압쳄버(25)(29)(39)로 유압이 공급되어 리테이너(23)(37)를 반력으로 하여 이동풀리(17)를 이동시키게 된다.

이때 이동풀리(17)에 작용하는 유압은 각각의 유압쳄버(25)(29)(39)를 이루는 피스톤의 면적의 합에 비례하게 됨으로서 비교적 적은 유압으로도 이동풀리(17)를 이동시키기 위한 큰 힘이 작용하게 되는 것이다.

또한 제2유압쳄버(27)에 유압이 작용하게 되면 제1,3,4유압쳄버(25)(29)(39)에 작용하는 유압을 필요에 따라 약화시켜 이동풀리(17)의 이동을 제한하거나 이동속도를 줄일 수 있게 된다.

그리고 피동풀리(11)의 이동풀리 역시 구동풀리(9)의 이동풀리(17)와 동일하게 작용함으로서 풀리의 직경 가변이 이루어지는 것이다.

그러면 구동풀리(9) 및 피동풀리(11)를 연결하고 있는 벨트(13)는, 구동풀리(9)의 회전력을 피동풀리(11)로 전달함으로서 구동력을 전달하게 되는 데, 이때 구동풀리(9)의 직경이 피동풀리(11)에 비하여 작은 경우에는 차량의 저속이 구현되고 구동풀리(9)의 직경이 피동풀리(11)의 직경보다 큰 경우에는 고속주행이 이루어지는 변속을 하게 된다.

이렇게 무단 변속된 구동력은 종감속 장치(7)를 통하여 구동바퀴에 전달됨으로서 차량의 적절한 주행이 이루어지게 된다.

따라서 상기한 본 고안에 따른 차량용 무단 변속기는, 상대적으로 적은 유압에 의하여 구동 및 피동풀리의 이동풀리를 가변시키는 것이 가능하여 유압을 증대시키지 않고도 큰 유압으로 이동풀리를 작동시키게 되어 엔진의 출력을 증대시킬 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 엔진의 구동력을 전달받아 토오크를 변환시키는 토오크 컨버터와,

   동일축상에 설치되어 유압을 발생시키는 오일펌프와,

   상기한 토오크 컨버터를 통하여 전달된 구동력을 입력받으며, 구동축 또는 종동축에 설치되어 차량의 전진 및 후진을 제어하는 전후진 제어수단과,

   상기한 토오크 컨버터의 구동력을 직경가변하여 벨트 전동함으로서 무단 변속을 이루며 오일펌프의 유압을 입력받아 풀리의 일측에 형성되는 이동풀리를 이동시키기거나 이동속도를 제한하기 위하여 직렬로 다단의 유압쳄버가 형성되는 무단 변속수단과,

   상기한 무단 변속수단을 통하여 변속된 구동력을 최종 감속하여 구동바퀴에 전달하기 위한 종감속 장치로 이루어지며, 무단 변속수단은 축에 고정 배치되어 축과 함께 회전하는 고정풀리와,

   상기한 고정풀리의 일측에 설치되어 축방향으로 이동 가능하도록 배치되며 외주측 선단부가 일측 축방향으로 연장되어 연장부를 갖으며 내주측은 외주측과 동일한 방향으로 연장되어 그 끝단이 외주측 연장부측으로 소정의 거리를 이격하도록 절곡되는 또 다른 연장부를 갖는 이동풀리와,

   상기한 고정풀리를 고정하는 축에 일단이 고정되며 이동풀리의 내주측 연장부가 밀착되어 슬라이드 이동 가능하게 배치됨과 동시에 이동풀리의 외주 및 내주면에 슬라이드 이동 가능하게 접촉하여 제1,2,3유압쳄버를 형성하는 리테이너와,

   상기한 리테이너가 고정되는 구동축에 고정되며 외주측으로 연장부를 갖는 또다른 리테이너와,

   상기한 이동풀리의 외주에 형성되는 연장부를 가압할 수 있도록 배치되며 리테이너 사이에 배치되어 제4유압쳄버를 형성하며 축방향으로 슬라이드 가능하게 배치되는 피스톤 부재로 이루어지는 구동풀리와;

   로 이루어지는 차량용 무단 변속기.
2. 제1항에 있어서, 이동풀리의 내주측에 연장되는 연장부 및 리테이너에는 각각 유압쳄버에 오일펌프의 유압을 공급할 수 있도록 유압인입공을 형성함을 특징으로 하는 차량용 무단 변속기.