KR20070104657A - 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘을 위한 동력 전달 구성 - Google Patents

듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘을 위한 동력 전달 구성 Download PDF

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KR20070104657A
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pinion
torque
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토머스 이. 브래포드
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보르그워너 인코퍼레이티드
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Abstract

한쌍의 선택적으로 맞물릴수 있는 클러치 시스템들을 갖는 트랜스미션 메카니즘이 유효기어비를 제공하기 위하여 조합되는 상류 기어비와 하류기어비를 갖는 것이 개시된다. 다른 클러치 구동 부재(42,44)는 클러치 시스템들의 쌍의 각각의 입력측과 결합된다. 클러치 구동 부재들은 엔진 입력 부재(26)에 의하여 회전을 위해 구동된다. 상류 기어비는 엔진 입력 부재와 클러치 구동 부재들(42,44) 중의 하나 사이에서 기어비에 의하여 결정된다. 클러치 시스템들의 각각의 출력측들은 한쌍의 비동축의 레이샤프트들(20,22) 중 결합된 하나를 구동한다. 피니언들은 레이샤프트들위에 배치되고 레이샤프트에 의하여 선택적으로 구동된다. 중간축은 레이샤프트들로부터 거리를 두고 배치되고 복수의 기어들을 갖는다. 기어들의 각각은 레이샤프트들의 피니언들중의 하나에 의하여 회전을 위하여 구동된다. 하류 기어비는 선택된 피니언과 맞물린 기어사이의 기어비에 의하여 결정된다.

Description

듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘을 위한 동력 전달 구성{POWER FLOW CONFIGURATION FOR DUAL CLUTCH TRANSMISSION MECHANISM}
본 발명은 듀얼 클러치 트랜스미션에 관한 것이며, 특히 개선된 구성을 갖는 듀얼 클러치 트랜스미션들과 듀얼 클러치 트랜스미션들을 이용하여 동력을 전달하는 방법에 관한 것이다.
전형적인 자동차 트랜스미션은 엔진으로부터 평행한 출력축(이하, 중간축(countershaft))상에 배치된 대응 기어들과 정렬되고 이와 맞물리는 하나 또는 그 이상의 구동축들(이하, "레이샤프트(layshaft)")상에 배치된 일련의 기어들(이하, "피니언")로 구동 동력을 제공하는 공통 입력축을 이용한다. 레이샤프트상의 대응 피니언들과 중간축상의 기어들의 특정 조합들은 다른 전형적인 중첩 회전 속도 범위에서 토크를 전달하기 위한 다른 기어비를 제공하도록 선택될 수도 있다.
더 상세하게는, 대응 피니언들과 기어의 조합들은 엔진으로부터 차동 시스템과 같은 구동 트레인의 하류 요소, 궁극적으로는 구동 트레인에 작동가능하게 연결된 휠들에 토크와 회전을 전달하기 위한 기어비들을 제공한다. 레이샤프트의 피니 언이 회전을 위해 중간축의 대응 기어를 구동할 때, 최종 기어비는 일반적으로 특정 기어 번호로 언급된다. 예를 들면, 트랜스미션 시스템의 제1의 기어는 레이샤프트상의 "제1의 기어" 피니언과 중간축상의 맞물리고 대응하는 "제1의 기어"사이의 기어비의 결과일 수 있다. "기어비"란 용어는 2개의 회전 요소들사이에서 토크 또는 속도의 어떠한 감소를 포함하기 위하여 여기서는 넓게 이용된다. 예를 들면, 기어비란 용어는 맞물린 이들(teeth)을 갖는 기어들사이의 비(ratio)와 공통 체인을 거쳐 회전된 스프로켓들사이의 비들은 포함한다.
특정 트랜스미션에서, 한쌍의 동축으로(coaxially) 배열된 드라이브와 레이샤프트들이 제공된다. 각각의 레이샤프트들은 일련의 피니언들로 피니언들의 직경이 증가함에 따라 레이샤프트들사이에서 전형적으로 변하는 토크를 선택적으로 전달한다. 레이샤프트상에 배치된 피니언들은 바람직한 기어비들을 제공하기 위하여 중간축상에 배치된 대응 기어들과 맞물린다. 중간축은 토크와 회전 속도를 선택된 기어비에서 구동 트레인의 하류 요소들로 차례로 전달한다. 이 방법으로, 예를 들면, 홀수 레이샤프트는 제1의, 제3의, 제5의 기어비들을 제공하도록 선택될 수 있는 피니언들과 기어들로 토크와 회전을 전달하고, 짝수 레이샤프트는 제2의, 제4의, 제6의 기어비들을 제공하도록 선택될 수 있는 피니언들과 기어들로 토크와 회전을 전달한다. 그러므로, 레이샤프트들상의 피니언들과 출력축 또는 중간축상의 기어들은 트랜스미션에 의하여 제공된 기어비들의 상대적인 진행에서 그들의 위치에 의하여 종종 언급된다(예를들면, 제1의 기어 피니언과 제1의 기어; 제2의 기어 피니언과 제2의 기어; 등등).
각각의 레이샤프트들이 선택된 기어비들을 통하여 토크와 회전을 중간축으로 공급하기 위하여 레이샤프트들을 선택적으로 맞물리거나 맞물림을 해제하기 위한 독립적으로 맞물릴수 있는 클러치 시스템을 구비할 때, 동축으로 배열된 레이샤프트들을 가지는 트랜스미션은 듀얼 클러치 트랜스미션으로 종종 언급된다. 바람직한 "기어", 즉 기어비를 제공하는 피니언과 기어의 바람직한 조합은 자동 또는 수동 변속 시스템을 통하여 선택된다. 클러치 시스템들은 선택된 클러치 시스템과 레이샤프트를 통하여 엔진 입력축으로부터 토크와 회전 속도를 제공하기 위해 선택적으로 맞물릴 수 있고, 대응 피니언들과 기어들의 선택된 조합을 통하여 입력축 토크, 속도, 선택된 기어비에 의하여 결정된 중간축에 그리고 그후 구동 트레인의 다른 요소들에 토크와 회전을 전달하도록 선택적으로 맞물릴수 있다.
서로 맞물린 피니언과 기어 조합을 선택할때, 피니언 및/또는 기어의 회전 속도는 그 각각의 레이샤프트 또는 중간축의 회전과 일반적으로 동기화되어야 한다. 이 조절을 용이하게 하기 위하여, 예를 들면, 기어, 피니언 및/또는 레이샤프트가 중간축과 동일한 회전 속도를 점차 갖도록 구동 회전에서 중간축의 원하는 기어를 맞물기 위하여 중간축은 예를 들면 유압을 이용함으로써 개별적으로 작동할 수 있는 다중 동기화 장치(synchronizer)들을 포함한다. 기어와 중간축은 그후 추가적인 상대 회전을 방지하기 위하여 잠궈진다. 이에 따라, 특별한 기어비가 선택될 때, 중간축의 회전 속도는 선택된 레이샤프트상에 배치된 대응 피니언에 의해 회전을 위해 구동된 중간축의 선택된 기어의 속도에 일치된다.
출력축 또는 중간축의 최종 토크와 속도는 공통 입력축의 토크와 속도에 의 해서 결정되고, 선택된 피니언과 기어 조합사이의 기어비에 의해서 트랜스미션에서 수정된다. 예를 들면, 제1의 기어를 선택하기 위하여, 홀수 레이샤프트 클러치는 입력축에서 홀수 레이샤프트까지 토크를 전달하기 위하여 맞물릴 수도 있다. 홀수 레이샤프트의 회전은 예를 들면 제1의 기어 피니언, 제3의 기어 피니언, 제5의 기어 피니언과 같은 그 위에 장착된 각각의 피니언들이 회전하게 한다.
홀수 레이샤프트의 회전은 제1의 기어 피니언, 제3의 기어 피니언, 제5의 기어 피니언이 이와 회전을 위해 중간축의 대응 기어들의 각각을 구동하게 한다. 그러나, 중간축의 대응 기어들의 각각은 맞물리지 않는 한 중간축에 대해 자유 회전(free-wheel)하는 것이 허용된다. 제1의 기어가 선택될 때, 중간축상에 배치되고 제1의 기어와 결합된 동기화 장치는 제1의 기어가 이와 회전을 위해 중간축과 맞물리도록 작동된다. 홀수 레이샤프트상에 장착되고 이에 의해서 구동된 제1의 기어 피니언은 중간축상의 제1의 기어와 서로 맞물리고, 이에 따라 제1의 기어 회전을 통하여 중간축을 구동하고 이는 구동 트레인을 회전시킨다. 유사한 절차는 다른 기어들에서 수행되고, 상위 기어(예를 들면 제2의 기어)에서 하위 기어(예를 들면 제1의 기어)까지 변속하기 위하여 이 순서는 역으로 될 수 있다.
트랜스미션은 일반적으로 엔진, 라디에이터, 냉각 시스템, 배터리, 등과 같은 많은 다른 부품들을 또한 포함하는 엔진실에 배치된다. 대부분의 현대 차량들에서, 엔진실은 거의 여분의 룸이나 공간을 허용하지 않는다. 결과로서, 차량의 설계는 엔진실내에 설치될 각 부품의 치수와 형상을 고려하는 것이 요구된다. 자주, 엔진실내의 공간 제약 때문에 하나 또는 그 이상의 부품들의 소정의 치수와 형 상은 다른 부품의 특별한 허용가능성을 결정하게 된다. 게다가, 엔진실과 차체의 설계는 자주 작동 부품들의 최소 포장 요구조건에 의해서 영향을 받는다. 몇 가지의 경우에, 트랜스미션의 치수 및/또는 무게의 10%의 절감은 상업적인 관점에서 중요하게 고려된다.
많은 듀얼 클러치 트랜스미션에서, 트랜스미션들의 길이를 최소화하고자 하는 요구와 동축 레이샤프트들과 중간축의 배열 때문에 동기화 장치들은 중간축상에 배치된다. 예를 들면, 이 배열은, 동기화 장치들이 레이샤프트들상에 그리고 피니언들사이에 배치될 때 보다 레이샤프트들상의 피니언들이 더 밀접하게 배치되도록 할 수 있다. 그러나, 이러한 트랜스미션 배열은 결점을 가진다.
예를 들면, 동기화 장치들의 각각은 중간축과 중간축상에 배치된 선택된 기어사이의 토크를 전달할 충분한 용량을 가지고 있어야 한다. 동기화 장치들에서 요구되는 토크 용량은 기어의 회전 관성력과 그 맞물림전 중간축과 선택된 기어사이에 차동 속도(w)의 제곱의 함수이고, 이는 기어의 직경과 다른 요인의 함수이다. 기어들의 직경은 원하는 기어비들에 따라서 변할 수 있다. 예를 들면, 제1의 기어에서, 입력축의 토크와 속도에 비해 증가된 토크와 회전 속도에 있어서 감소를 중간축에 제공하는 것이 바람직하다. 이를 달성하기 위하여, 제1의 기어 피니언들은 그 각각의 레이샤프트의 직경에 의해 제한된 작은 직경을 종종 가지고, 중간축상의 대응하는 제1의 기어는 매우 큰 직경을 가진다. 전형적인 레이샤프트상에 배치된 제2의 기어 피니언은 제1의 기어 피니언보다 더 큰 직경을 가지고, 중간축상에 배치된 제2의 기어는 제1의 기어보다 더 작은 직경을 가진다.
제1의 기어비에서 요구되는 토크의 증가와 속도의 비교적 큰 감소로 인하여, 중간축의 제1의 기어의 동기화 장치 토크 용량은 다른 기어들의 동기화 장치 용량들보다 종종 아주 커야 한다. 제1의 기어의 동기화 장치가 중간축상에 장착되기 때문에, 동기화 장치는 피니언과 레이샤프트로부터 반영된 관성을 포함할수도 있는 제1기어의 상대적으로 큰 회전 관성과 기어비에 의해 제기된 추가 토크 부하를 보상할 충분한 토크 용량을 가져야 한다. 전형적인 5단 트랜스미션에 있어서, 예를 들면, 기어비들은 다음과 같을 수 있다: 4.12(제1의 기어); 2.17(제2의 기어); 1.52(제3의 기어); 1.04(제4의 기어); 0.78(제5의 기어); 그리고 3.32(후진 기어).
일반적으로, 동기화 장치에 필요한 용량이 크면 클수록 동기화 장치는 더 커지고 더 고가로 된다. 그러므로, 이러한 트랜스미션들의 비용을 최소화 하기 위하여, 다른 용량들을 가지는 다양한 상이한 동기화 장치들이 이용된다. 예를 들면, 제1의 기어를 위한 동기화 장치들은 다른 기어들의 동기화 장치들보다 일반적으로 더 크고 더 고가이고, 멀티콘(multiple-cone) 동기화 장치들과 같은 다른 많은 복합 구성을 가지며, 추가적인 내구성과 서비스 문제들을 제기한다.
피니언들과 기어의 배열은 추가적으로 트랜스미션의 최소 직경들(레이샤프트들의 축선에 수직)과 최소 길이들(레이샤프트들의 축선에 평행)을 제한한다. 예를 들면, 제1의 기어의 직경, 일반적으로 가장 큰 기어의 직경은 종종 전체 트랜스미션의 직경의 감소를 제한하는 요인이다. 추가로, 기어들이 일반적으로 일렬로 정렬됨에 따라 다른 기어비들을 위한 레이샤프트들의 각각의 기어들을 위해 제공된 별도의 중간축 기어와 함께 중간축상의 기어들의 수는 트랜스미션의 최소 길이를 제 한하는 요인이 될수 있다.
따라서, 엔진실에 설치된 트랜스미션 부품들의 설계, 설치, 선택에서 유연성을 제공할 수 있는 부품들을 제공하는 것이 바람직하다. 특히, 선택된 형상으로 구성될 수 있고, 비용이 감소되고, 설계 제한의 감소된 복잡성으로 작동될 수 있는 차량 트랜스미션을 제공하는 것이 바람직하다.
엔진 입력축에서 구동 트레인까지 토크를 전달하기 위한 더 비용효율적인 차량 트랜스미션 메카니즘과 시스템은 더 좋은 공간 효율들을 위해 구성될 수 있고, 자기 적응력(self-apply force)과 클러치 드래그(clutch drag)를 감소시키다. 일 양상에서, 상기 시스템은 덜 복잡하고 저렴한 트랜스미션을 제공하기 위하여 추가적인 기어비에서 중간축상의 기어들을 구동할 클러치에 의하여 구동된 레이샤프트들과 맞물릴수 있으며 그 위에 장착된 피니언들로 다른 기어비들에서 구동된 듀얼 클러치들의 조합을 이용한다.
이러한 양상에서, 상기 시스템은 중간축에서, 종래의 시스템들과 같은 유효기어비에서 감소된 레이샤프트 회전 속도들로, 구동 트레인으로 엔진 토크와 회전을 전달하기 위한 내구성과 효과적인 비용의 메카니즘을 제공하며 이에 따라 감소된 클러치 드래그와 클러치 자기 적용압력을 제공한다. 게다가, 상기 시스템은 더 효율적인 비용과 덜 복잡한 동기화 장치들과 다른 맞물림 시스템들을 위하여 치수화된 피니언들과 감소된 직경의 중간축 기어들을 이용알 수 있게 한다. 트랜스미션과 시스템의 이러한 양상에 의하여 제공된 공간 효율들은 클러치들의 복잡성과 비용의 감소, 교환가능한 클러치 부품들의 이용, 그리고 클러치들, 레이샤프트들, 중간축과 댐퍼들과 오일 펌프와 같은 관련 요소들의 비용 또는 공간에서 효율적인 배열들을 허용한다.
일 양상에서, 트랜스미션 메카니즘과 시스템은 별개의 제1의 클러치와 제2의 클러치를 동시에 구동하는 스프로켓 또는 기어와 같은 엔진 입력 구동 부재를 가지는 엔진으로부터의 입력축을 포함한다. 각 클러치는 엔진 입력축으로부터 클러치의 입력측으로 토크를 전달하도록 구성된 스프로켓 또는 기어와 같은 구동 부재를 포함한다. 엔진 토크는 제1의 기어비에서는 제1의 클러치로, 다른, 제2의 기어비에서는 제2의 클러치의 입력측으로 전달된다.
일 양상에서, 레이샤프트는 각각의 제1의 또는 제2의 기어비에서 레이샤프트로 엔진 토크와 회전을 전달할 클러치에 의하여 선택적으로 맞물릴수 있는 각각의 클러치를 위하여 제공된다. 제1의 클러치는 제1의 레이샤프트 축선 주위를 회전할 수 있는 예를 들면, 제1의 기어, 제3의 기어, 제5의 기어인 홀수 트랜스미션 기어들을 위하여 제1의 또는 홀수 레이샤프트를 구비한다. 제2의 또는 짝수 클러치는 제2의 레이샤프트 축선 주위를 회전할 수 있는 예를 들면, 제2의 기어, 제4의 기어, 제6의 기어, 후진 기어인 짝수 트랜스미션 기어들을 위하여 제2의 레이샤프트를 구비한다. 제1의 레이샤프트 축선은 제2의 레이샤프트 축선으로부터 간격을 두고 이에 평행하다.
각각의 레이샤프트는 추가로 복수의 동축으로 배열된 피니언들을 가진다. 제1, 홀수 레이샤프트상의 제1 세트의 피니언들은 홀수 기어들이고, 제2 세트의 피니언들은 제2의, 짝수 레이샤프트위에 있다. 피니언들은 중간축상에 장착된 기어들과 연속적으로 맞물리고 이를 구동하도록 위치된다. 이 양상에서, 중간축은 제1의 레이샤프트 축선과 제2의 레이샤프트 축선의 모두로부터 간격을 두고 이에 평행한 축선주위를 회전하고, 중간축 기어들은 중간축상에 동축으로 배열된다. 각각의 홀수 트랜스미션 기어에서, 중간축 기어는 제1, 홀수 레이샤프트 피니언들로부터 대응하는 피니언과 맞물리고 이에 의하여 구동된다. 각각의 짝수 트랜스미션 기어에서, 중간축 기어는 제2의, 짝수 레이샤프트로부터의 피니언에 의해서 연속적으로 맞물리고 이에 의해 구동된다.
중간축 기어들과 피니언들의 각 쌍은, 클러치들중의 하나를 통하여 제공된 기어비와 조합된때, 각 트랜스미션 기어용 구동 트레인에 중간축을 통하여 공급된 기어비 즉, 최종, 유효 트랜스미션 기어비를 공급하는 다른 기어비를 제공한다. 이 양상에서, 레이샤프트들은 각 세트의 피니언들로 상이한 기어비들에서 회전과 토크를 전달하기 위하여 독립적으로 맞물릴수 있고, 각 세트내의 각 피니언은 다른 기어비에서 그 대응하는 중간축 기어와 독립적으로 맞물릴수 있다. 이에 따라, 이 양상의 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘에서, 레이샤프트 피니언들과 대응하는 중간축 기어들사이의 기어비들은 비교가능한 최종, 유효 기어비들을 제공하면서 종래의 트랜스미션들에서 이용된 것들에 비하여 감소될 수도 있다.
또 다른 양상에서, 피니언들과 중간축 기어들에 의해서 공급된 기어비들의 감소는 특히 저속 기어들(예를들면, 1단, 2단, 후진 기어)에서 피니언들의 직경을 증가시키고; 이는 중간축에 대비되는 레이샤프트에서 동기화 장치를 이용할 수 있게 한다. 이 양상에서, 피니언들과 중간축 기어들의 각 쌍은 그 각각의 레이샤프트와 피니언의 맞물림에 의해 맞물린다. 레이샤프트 동기화 장치는 하나 또는 그 이상의 피니언들을 선택적으로 맞물기 위하여 각 레이샤프트상에 장착된다. 몇 가지의 응용에서, 동기화 장치는 인접한 피니언들사이에 배치되고, 하나의 피니언을 맞물기 위해 중립의 맞물림이 해제된 위치로부터 일방향으로 이동할 수 있고, 다른 피니언을 맞물기 위하여 다른 방향으로 이동할 수 있다.
동기화 장치들의 각각은 피니언상의 수용 부분의 마찰 표면을 맞물도록 배위된 제1의 마찰 표면을 갖는 접촉 부분을 포함한다. 레이샤프트와 피니언의 회전을 동기화시키기 위하여, 레이샤프트와 피니언의 회전 속도가 실질적으로 동일하고, 피니언이 위치에서 잠겨질때까지, 동기화 장치의 접촉 부분은 피니언 수용 표면과 마찰 접촉하도록 점진적으로 이동하고, 토크와 회전을 전달한다. 동기화 장치의 토크 용량은 기어, 피니언, 레이샤프트 관성, 클러치 드래그 및 관련된 요인들을 보상하기에 충분하다.
듀얼 클러치 트랜스미션의 전형적인 중간축 위치에서 레이샤프트들까지 동기화 장치들을 이동시킴으로써, 기어비의 요인에 의해서 동기화 장치들에서 토크 부하의 증가는 회피된다. 그 결과로서, 저속 기어 동기화 장치들의 토크 용량은 종래의 듀얼 클러치 트랜스미션들에서 이용된 것들에 비해 실질적으로 감소될 수 있다. 일 양상에서, 싱글 콘(single-cone) 동기화 장치 또는 일방향 클러치는 종래의 듀얼 클러치 트랜스미션들에서 이용된 다른 높은 토크 용량 시스템들 또는 더 비싸고 더 복잡한 다단 동기화 장치를 대체할 수 있다. 일방향 클러치를 이용하는 일 양상에서, 유압으로 작동하는 동기화 장치는 또한 제어 시스템을 단순화하여 제거될 수 있다.
또 다른 양상에서, 엔진 입력축과 제1과 제2의 클러치들사이의 선택된 기어비들은 중간축으로 요구된 토크와 회전을 전달하기 위하여 필요한 클러치들과 레이샤프트들의 회전 속도를 감소시킨다. 이 속도 감소는 클러치 회전의 결과로서 클러치들을 냉각하고 작동하기 위하여 이용된 유체들에 작용된 원심력의 기능들인 클러치들에서 클러치 드래그, 부양( drift-on) 또는 자기 적용 속도를 감소시킨다. 자기 적용력에서의 감소는 자기 적용력을 상쇄하기 위하여 요구된 스프링력과 자기 적용력을 상쇄하는 평형 시스템들의 복잡성을 감소시킨다. 결과로서, 상기 메카니즘과 시스템은 추가적인 비용 절감과 작동 효율들을 제공한다.
또 다른 양상에서, 차량 트랜스미션 메카니즘은 제1의, 홀수 클러치와 제2의, 짝수 클러치로 별개의 동시의 스프로켓과 체인 구동을 제공하는 2개의 스프로켓을 갖는 엔진 샤프트를 통한 엔진 입력을 갖는다. 엔진 입력 스프로켓들과 클러치 구동 스프로켓들의 각각은 제1의, 홀수 클러치에서 제1의 기어비와 제2의, 짝수 클러치에서 제2의 기어비를 형성하기 위하여 복수의 스프로켓 이들(teeth)을 가진다.
또 다른 양상에서, 엔진 입력 드라이브, 제1의 클러치 드라이브, 제2의 클러치 드라이브는 스프로켓들 대신에 기어들을 갖는다. 아이들러 기어는 엔진 입력 기어와 맞물리고 이에 의하여 구동되고, 아이들러는 제1의 클러치 기어와 제1의 클러치를 구동한다. 제2의 아이들러 기어는 엔진 입력 기어에 의하여 구동되고, 제2의 클러치 구동 기어를 구동한다. 엔진 입력 기어들과 클러치 구동 기어들의 직경들은 제1의, 홀수 클러치를 위하여 제1의 기어비를 제공하고, 제2의, 짝수 클러치를 위하여 제2의 기어비를 제공한다.
또 다른 양상에서, 제1의 상류 기어비에서 엔진 입력축과 제1의, 홀수 클러치사이의 스프로켓 드라이브와 엔진 입력축과 제2의, 짝수 클러치사이의 기어 드라이브는 제2의 상류 기어비를 제공하기 위하여 이용된다. 다른 양상들에서, 제1의 클러치의 구동 기어 또는 스프로켓이 제2의 기어비에서 제2의 클러치의 기어 또는 스프로켓을 구동할 수도 있는 드라이브를 포함하여 다른 기어비들에서 클러치들을 구동하도록 상류 스프로켓과 기어 드라이브의 조합들은 이용된다.
일 양상에서, 선택적인 후진 기어 구성들은 클러치들의 하류에서 이용된 기어비들의 감소로부터 얻어지는 이점을 이용할 수 있다. 추가의 양상에서, 여기에 기술된 듀얼 클러치 메카니즘과 시스템은 엔진 입력축, 클러치들, 레이샤프트들, 중간축들의 배열에 매우 중요한 유연성을 허용하며, 이에 따라 다른 요소들이 효율적으로 시스템에서 이용될수도 있다. 이러한 양상들에서, 제1과 제2의 레이샤프트 축선은 중간축 축선으로부터 등거리에 위치될 수도 있다. 댐퍼는 엔진의 입력축에서 진동들을 감쇄할 엔진 입력 부재와 엔진의 입력축사이에 동축으로 개재될 수도 있다. 댐퍼는 또한 트랜스미션 오일 흐름으로 즉, "습윤" 환경으로 공급된 트랜스미션 하우징내에 위치될 수도 있다. 펌프 드라이브는 오일 공급 시스템에서 효율들을 얻기 위하여 엔진의 입력축상에 동심원적으로 장착될 수도 있다.
여기에 기술된 듀얼 클러치 메카니즘과 시스템은 클러치들의 상류와 하류에서의 기어비들을 선택함으로써 트랜스미션 요소들을 수정하는 방법을 더 제공한다. 이 시스템에 의해 제공된 유연성을 이용함으로써, 후술하는 것처럼 비용과 작동 효율들은 특정 용도들을 위한 트랜스미션 구성과 작동을 최적화하도록 이용될 수도 있다. 여기에 기술된 듀얼 클러치 메카니즘과 시스템의 다른 양상들, 이점과 용도는 후술된다.
도1은 홀수 기어비를 제공하는 피니언들과 기어들(예를 들면 제1의, 제3의, 그리고 제5의 기어)을 구동하는데 적합한 제1의 클러치 구동 스프로켓과 짝수 기어비를 제공하는 피니언들과 기어들(예를 들면 제2의, 제4의, 그리고 제6의 기어)을 구동하는데 적합한 제2의 클러치 구동 스프로켓을 구동하기 위한 체인을 갖는 엔진 입력축상에 장착된 엔진 입력 스프로켓을 갖는 6단 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘의 입력측의 구성의 정단면도이다.
도2는 도1의 2-2선을 따른 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘의 단면도이며, 홀수 기어비용 피니언을 갖는 제1 또는 홀수 레이샤트프, 짝수 기어비용 피니언을 갖는 제2 또는 짝수 레이샤트프, 중간축, 동기화 작동 제1기어, 그리고 동기화 작동 후진 기어를 도시한다.
도3은 도1의 3-3선을 따른 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘의 단면도이며, 엔진 입력축, 홀수 레이샤프트, 중간축, 그리고 차동 시스템을 도시한다.
도4는 엔진 입력축상에 장착된 엔진 입력 기어를 거쳐 제1의 또는 홀수 클러치 구동 기어와 제2의 또는 짝수 클러치 구동 기어를 구동하기 위한 아이들러 기어를 갖는 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘의 구성의 입력측의 정단면도이다.
도5는 도4의 5-5선을 따른 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘의 입력측의 단면도이다.
도6는 입력축상에 장착된 입력 기어를 거쳐 제1의 또는 홀수 클러치 구동 기어를 구동하기 위한 아이들러 기어와 엔진 입력축상에 장착된 엔진 입력 스프로켓을 거쳐 제2의 또는 짝수의 클러치 구동 스프로켓을 구동하기 위한 체인을 갖는 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘의 구성의 입력측의 정단면도이다.
도7은 도6의 7-7선을 따른 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘 구성의 입력측의 단면도이다.
도8a는 엔진 입력축상에 장착된 제1의 엔진 입력 스프로켓을 거쳐 제1의 또는 홀수 클러치 구동 스프로켓을 구동하기 위한 제1의 체인과 엔진 입력축상에 장착된 제2의 엔진 입력 스프로켓을 거쳐 제2의 또는 짝수의 클러치 구동 스프로켓을 구동하기 위한 제2의 체인을 갖는 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘의 구성의 입력측의 정단면도이다.
도8b은 도8a의 8-8선을 따른 구성의 제1과 제2의 입력 스프로켓들과 제1과 제2의 체인들의 부분 단면도이다.
도9는 엔진 입력축상에 장착된 엔진 입력 기어를 거쳐 제1의 또는 홀수 클러치 구동 기어와 제2의 또는 짝수 클러치 구동 기어를 구동하는 아이들러 기어들을 갖는 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘의 구성의 입력측의 정단면도이다.
도10은 도9의 10-10선을 따른 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘 구성의 입력측의 단면도이다.
도11은 엔진 입력축상에 장착된 엔진 입력 스프로켓을 거쳐 제1의 또는 홀수 클러치 구동 스프로켓/기어를 구동하는 체인과 제1의 또는 홀수 클러치 구동 스프로켓/기어를 거쳐 제2의 또는 짝수 구동 기어를 구동하는 아이들어 기어를 갖는 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘의 구성의 입력측의 정단면도이다.
도12는 도11의 12-12선을 따른 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘 구성의 단면도이다.
도13은 엔진 입력축, 중간축과 제1의 또는 홀수 레이샤프트, 상기 엔진 입력축상에 동심원적으로 장착된 펌프, 제1 또는 홀수 레이샤프트와 제1의 기어 피니언사이의 외부 댐퍼와 일방향 클러치를 도시하는 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘의 또 다른 구성의 단면도이다.
도14는 5단의 속도를 가지고 그리고 제1의 또는 홀수 레이샤프트, 제2의 또는 짝수 레이샤프트와 중간축, 제1의 기어 피니언과 제1의 또는 홀수 레이샤프트와 동기화 장치 작동 후진 기어사이의 일방향 클러치를 도시하는 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘의 구성의 단면도이다.
도15는 제1의 또는 홀수 레이샤프트, 중간축 그리고 엔진 입력축, 제1의 또는 홀수 레이샤프트와 제1의 기어 피니언과 내부 댐퍼사이의 일방향 클러치를 도시하는 도14의 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘의 구성의 다른 단면도이다.
도16은 도14, 15의 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘의 구성의 동력 흐름의 개략도이다.
도17은 도1-3의 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘 구성의 동력 흐름의 개략도이다.
도18은 5단의 속도를 가지고 그리고 제1의 또는 홀수 레이샤프트, 제2의 또는 짝수 레이샤프트와 중간축, 일방향 클러치 작동 제1의 기어 피니언과 슬라이딩 후진 아이들러 기어를 도시하는 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘의 구성의 단면도이다.
도19는 엔진 입력축, 중간축, 그리고 제1의 또는 홀수 레이샤프트와 내부 댐퍼 그리고 차동 시스템을 도시하고, 도18의 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘의 구성의 단면도이다.
도20은 6단의 속도를 가지고 그리고 제1의 또는 홀수 레이샤프트, 제2의 또는 짝수 레이샤프트와 중간축, 제1의 또는 홀수 레이샤프트와 제1의 기어 피니언과 슬라이딩 후진 아이들러 기어사이의 일방향 클러치를 도시하는 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘의 구성의 단면도이다.
도21은 5단의 속도를 가지고 그리고 제1의 또는 홀수 레이샤프트, 제2의 또는 짝수 레이샤프트와 중간축, 동기화 장치 작동 제1의 기어 피니언 그리고 동기화 장치 작동 후진 기어 피니언을 도시하는 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘의 구성의 단면도이다.
도22는 5단의 속도를 가지고 그리고 제1의 또는 홀수 레이샤프트, 제2의 또 는 짝수 레이샤프트와 중간축, 제1의 또는 홀수 레이샤프트와 제1의 기어 피니언사이의 일방향 클러치와 유성 작동 후진 기어를 도시하는 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘의 구성의 단면도이다.
먼저 도1을 참조하여, 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘(10)의 구성의 실시예가 기술된다. 도시된 것처럼, 여기에서 홀수 레이샤프트(20)로서 언급된 제1의 레이샤프트와 여기에서 짝수 레이샤프트(22)로서 언급된 제2의 레이샤프트는 차량의 엔진(도시안됨)으로부터 전달된 동력을 받기 위하여 평행하고, 비동축이며, 나란히 배열된 샤프트들로서 도시된다. 엔진 속도들의 범위에 걸쳐 엔진 작동에 의해 발생된 가변 토크의 형태의 엔진 동력은 입력 메카니즘(26)에 연결된 엔진 입력축(24)(도3 참조)를 통하여 전달된다.
일 실시예에서, 입력 메카니즘(26)은 엔진 입력 스프로켓(28)의 형상을 하고, 다른 요소들뿐만 아니라 이하에서 상세하게 기술된 엔진으로부터의 돌발적이거나 가변적인 동력으로부터 야기되는 쇼크와 진동을 감소하기 위해 도3에 도시된 것처럼 댐퍼(30)를 포함할수도 있다. 도1의 실시예에서, 스프로켓(28)은 사일런트 체인과 같은 체인(40)에 연결되고, 체인(40)은 제1의 또는 홀수 클러치 구동 스프로켓(42)과 제2의 또는 짝수 클러치 구동 스프로켓(44)에 연결되고, 각각은 도2에 도시된 것처럼, 클러치 시스템들(60, 62)을 통하여 홀수 레이샤프트(20)와 짝수 레이샤프트(22)에 작동가능하게 연결된다. 다른 실시예에서, 기어 시스템, 기어 시 스템과 체인 시스템의 조합, 벨트, 또는 다른 동력 트랜스미션 시스템들은 전형적으로 클러치 시스템들(60, 62)들을 통하여 홀수와 짝수 레이샤프트들(20, 22)의 각각을 구동할 엔진 입력축(24)를 이용하기 위하여 엔진 입력 스프로켓(28)을 거쳐 홀수 클러치 구동 스프로켓(42)과 짝수 클러치 구동 스프로켓(44)를 구동하기 위하여 이용될 수도 있고, 입력 메카니즘(26)의 예는 도4-12에 예시되고 아래에서 상세하게 기술된다.
도1,2를 참조로, 출력축 또는 중간축(50)은 구동 또는 동력 트레인을 통하여 토크와 회전 속도를 전달하기 위한 중간축(50)상에 배치된 기어들과 레이샤프트들(20,22)상에 배치된 일련의 피니언을 거쳐 홀수, 짝수 레이샤프트들(20, 22)의 각각과 연결하도록 배치된다. 클러치 시스템들(60, 62)이 각각의 홀수 클러치 구동 스프로켓(42) 또는 짝수 구동 스프로켓(44)으로부터 토크를 전달하기 위하여 맞물림에 따라, 중간축(50)은 레이샤프트들(20, 22)중의 하나로부터 동력을 받을수도 있다. 중간축(50)은 차량을 구동할 차량의 휠들로 토크를 전달할 동력 트레인의 하류 요소들을 구동하도록 구성된다.
더 상세하게, 이 양상에서, 도3에 예시된 것처럼, 최종 구동 기어(52)는 중간축(50)에 의한 회전을 위해 구동된다. 최종 구동기어(52)는 트랜스액슬 또는 차동장치와 같은 구동 트레인의 하류 부품들로 토크를 전달한다. 이 양상에서, 홀수 레이샤프트(20)와 짝수 레이샤프트(22)의 둘다에 평행하고 이로부터 거리를 둔 중간축(50)의 위치 결정은 이를 통하여 전달된 토크를 처리할 충분한 용량을 제공하기 위하여 중간축(50)의 평균 직경과 같은 치수 결정을 허용하면서 트랜스미션(10) 의 최소 축방향 길이를 감소시킨다. 다른 대체적인 배열들이 원한다면 이용될 수도 있고, 트랜스미션 메카니즘(10)이 배치될 차량의 엔진실의 설계제약에 따라 부품이 선택될수 있다.
도1-3에 예시된 트랜스미션 메카니즘(10)에서, 레이샤프트들(20, 22)의 회전축선들은 일반적으로 중간축(50)의 회전축선으로부터 등거리에 있다. 다른 배열들에서, 중간축 축선과 레이샤프트들의 축선들사이의 거리들은 특별한 엔진, 동력 트레인, 및/또는 엔진실의 필요에 따라 수정될 수도 있다.
도2를 참조로, 홀수와 짝수 레이샤프트들(20, 22)이 기술된다. 도시된 것처럼, 각각의 레이샤프트(20, 22)는 그 각각의 클러치 시스템들(60, 62)과 결합된다. 홀수 클러치 시스템(60)은 홀수 레이샤프트(20)와 결합되고, 짝수 클러치 시스템(62)은 짝수 레이샤프트(22)와 결합된다. 트랜스미션 메카니즘(10)의 제어 시스템(도시안됨)은 엔진, 특히 엔진 입력축(24)과 입력 메카니즘(26)을 거쳐 회전을 위해 홀수, 짝수 샤프트들(20, 22)을 구동시킬 클러치 시스템들(60, 62)의 선택적인 작동 또는 맞물림을 허용한다.
클러치들(60, 62)의 상류측에는, 홀수 클러치 시스템(60)이 홀수 클러치 구동 스프로켓(42)과 엔진 입력 스프로켓(28)사이의 소정의 비로 홀수 클러치 구동 스프로켓(42)를 통하여 엔진으로부터 동력을 받고, 반면에 짝수 클러치 시스템(62)은 짝수 클러치 구동 스프로켓(44)과 엔진 입력 스프로켓(28)사이의 소정의 비로 짝수 클러치 구동 스프로켓(44)를 통하여 엔진으로부터 동력을 받는다. 홀수 클러치 구동 스프로켓(42)와 짝수 클러치 구동 스프로켓(44)은 다른 수의 이 및/또는 다른 직경들 및/또는 피치 반경을 갖는다. 이에 따라, 홀수 클러치 구동 스프로켓(42)과 짝수 클러치 구동 스프로켓(44)의 둘다가 공통 엔진 입력 스프로켓(28)에 의해 회전을 위해 구동될 지라도, 엔진 입력 스프로켓(28)과 홀수 클러치 구동 스프로켓(42)사이의 기어비는 엔진 입력 스프로켓(28)과 짝수 클러치 구동 스프로켓(44)사이의 기어비와는 다르다. 이는 두개의 클러치 시스템들(60, 62)이 그들의 입력측에서 다른 토크들과 회전 속도들을 받게 한다.
클러치 시스템들(60, 62)의 하류로 돌아가서, 각 레이샤프트(20, 22)는 출력축 또는 중간축(50)상의 대응하는 기어들과 맞물리는 한세트의 피니언들을 갖는다. 레이샤프트들(20, 22)의 피니언들의 각각과 중간축(50)의 대응 기어사이에 기어비가 존재한다. 피니언들과 대응 기어들은 최종 구동 기어(52)를 구동하는 중간축(50)과 엔진 입력축(24)사이의 유효 기어비에 기여할 그 기어비들에 따라서 순차적으로 이용될 수도 있다. 유효 기어비는 엔진 입력 스프로켓(28)과 선택된 홀수 또는 짝수 클러치 구동 스프로켓(42, 44)사이의 비, 즉 상류기어비와 홀수 또는 짝수 레이샤프트들(20, 22)중 선택된 것의 선택된 피니언과 중간축(50)의 대응 기어 사이의 비, 즉 하류 기어비의 곱이다. 이에 따라, 중간축(50)의, 토크에 역으로 관련된 회전 속도는 유효 기어비에 의하여 결정된다.
클러치 시스템들(60, 62)의 하류에서, 후진 기어 피니언(82) 뿐만 아니라 제1의 기어 피니언(70), 제3의 기어 피니언(74), 제5의 기어 피니언(78)은 홀수 레이샤프트(20)상에 배치된다. 제2의 기어 피니언(72), 제4의 기어 피니언(76), 제6의 기어 피니언(80)은 짝수 레이샤프트(22)상에 배치된다. 제1내지 제6의 기어 피 니언들(70, 72, 74, 76, 78, 80)은 일반적으로 번갈아 레이샤프트들(20, 22)상에 배열되고, 이에 따라 회전을 위해 각각의 홀수 레이샤프트(20)와 짝수 레이샤프트들(22)를 구동하는 홀수와 짝수의 클러치 시스템들(60, 62)의 맞물림과 레이샤프트들(20, 22)상의 기어의 선택을 번갈아 함으로써, 트랜스미션(10)은 중간축(50)의 대응 기어와 레이샤프트들(20, 22)의 기어 피니언들(70, 72, 74, 76, 78, 80)중 하나의 선택되고 맞물린 세트로부터 다음의 것(더 높거나 또는 더 낮은 기어비)으로 회전 토크와 속도를 변속할수 있다. 후진 기어의 바람직힌 기어비가 일반적으로 제2의 기어의 비보다 크고 제1의 기어의 비보다 작기 때문에 제1의 기어 피니언(70)과 후진 기어 피니언(82) 모두는 특별한 예에서 동일한 레이샤프트인 홀수 레이샤프트(20)에 배치된다.
레이샤프트들(20, 22)의 각 피니언(70, 72, 74, 76, 78, 80, 82)은 그 그 각각의 레이샤프트(20, 22)와 동축이고 일반적으로 그 각각의 레이샤프트(20, 22) 주위를 자유롭게 회전하는 것이 허용된다. 피니언을 그 레이샤프트와 맞물리게 하기 위하여, 동기화 장치(120)(일반적으로 싱크로로서 알려짐)들은 레이샤프트(20, 22)의 속도와 선택된 피니언의 속도를 일치시키거나 선택된 피니언의 속도와 각각의 레이샤프트(20, 22)의 속도를 일치시키기 위하여 피니언들을 맞문다.
도2에 예시된 것과 같은 동기화 장치(120)들의 각각은 홀수 레이샤프트(20) 또는 짝수 레이샤프트(22)인 레이샤프트의 주위에 배치된 내부 구멍을 갖는 스플라인부분(121)을 가질수도 있다. 동기화 장치의 내부 구멍은 동기화 장치(120)의 내부 구멍과 정렬되고 레이샤프트(20, 22)상에 배치된 외부 스플라인들과 협동하는 내부 스플라인들을 가진다. 동기화 장치(120)는 레이샤프트(20, 22)의 외부 스플라인들과 맞물림을 유지하는 동기화 장치(120)의 내부 구멍의 스플라인들을 이용하여 그 레이샤프트(20, 22)를 따라 이동할수도 있다. 그러므로, 동기화 장치(120)의 스플라인 부분(121)은 레이샤프트(20, 22)와 함께 회전한다.
동기화 장치(120)는 또한 이와 결합된 하나 또는 그 이상의 기어 피니언들(70, 72, 74, 76, 78, 80, 82)과 맞물릴수 있거나 맞물림이 해제될수 있는 마찰 부분(122)을 가진다. 예를 들면, 제1의 동기화 장치(123)는 홀수 레이샤프트(20)상에 제공되고, 제1의 기어 피니언(70)과 후진 기어 피니언(82)의 둘다와 결합된다. 트랜스미션 메카니즘(10)이 제1의 기어비로 변속될때, 동기화 장치(123)는 제1의 기어 피니언(70)쪽으로 이동하고 이에 따라 마찰 부분(122)은 제1의 기어 피니언(70)의 대응 부분과 맞물린다. 이렇게 함으로써, 제1의 기어 피니언(70)은 임펄스 쇼크들을 방지하는 것이 필요하다면 미끄러뜨릴 수 있는 동안 홀수 레이샤프트(20)의 속도까지 가속된다. 즉, 제1의 기어 피니언(70)은 상당한 요동없이 트랜스미션을 트랜스미션 메카니즘(10)에 잠그지 않고, 홀수 레이샤프트(20)의 회전 속도까지 가속하고 이에 따라 차량을 가속한다.
제1의 기어 피니언(70)의 회전 속도가 홀수 레이샤프트(20)의 회전 속도와 일치하도록(또는 역으로, 홀수 레이샤프트(20)의 회전 속도가 제1의 기어 피니언(70)의 회전 속도에 일치하도록) 가속되면, 동기화 장치(123)의 칼라(121)(일반적으로 독 칼라(dog collar)로 알려짐)는 제1의 기어 피니언(70)과 맞물리도록 변경된다. 칼라(121)는 또한 홀수 레이샤프트(20)에 대해 회전한다. 칼라(121)는 제1의 기어 피니언(70)의 대응 함몰부내에 수용된 이들(일반적으로 독 이(dog teeth)로 알려짐)(도시안됨)을 포함하고, 이에 따라 제1의 기어 피니언(70)과 홀수 레이샤프트(20)는 동일한 회전 속도에서 회전한다.
예를 들면, 동기화 장치들(120)은 제1의, 제2의, 제3의, 제4의, 제5의, 제6의, 후진 기어 피니언들(70, 72, 74, 76, 78, 80, 82)의 각각을 위한 홀수와 짝수 레이샤프트들(20, 22)상에 제공된다. 동기화 장치들(120)의 배열들의 다른예들은 도14-22의 설명에서 기술된다. 상술한 것처럼, 제1의 동기화 장치(123)는 제1과 후진 기어 피니언들(70, 82)을 이와 회전 구동하기 위한 홀수 레이샤프트(20)과 맞물리게 하기 위한 홀수 레이샤프트(20)상에 배치된다. 제1의 동기화 장치(123)는 기어비를 선택하기 위해 제1과 후진 기어 피니언들(70, 82)사이에서 움직이고, 제1과 후진 기어 피니언들(70, 82)의 각각을 위해 각각의 마찰 부분들(122)의 하나를 포함한다. 제1의 동기화 장치들(123)의 마찰 부분들(122)의 각각은 컵의 형상을 한다. 더 상세하게, 제1의 동기화 장치(120)는 바람직하기로는 싱글 콘 동기화 장치다.
예를 들면 동축으로 배열된 홀수와 짝수 레이샤프트들을 이용하는 종래의 트랜스미션 시스템들에서, 레이샤프트 또는 샤프트들은 여기에 기술된 트랜스미션 메카니즘(10)의 단일 중간축(50)에 비교가능한 하나 또는 그 이상의 출력축 또는 중간축과 연결된다. 이러한 종래의 트랜스미션 시스템들에서, 동기화 장치들은 중간축들, 특히 제1의 기어 피니언과 중간축의 대응 기어에 일반적으로 제공된다. 제1의 기어의 레이샤프트 피니언의 직경은 바람직한 제1의 기어 (높은 토크)비를 제공 하기 위하여 중간축 기어의 직경에 비해 작은 것이 필요하다. 몇몇 경우에, 제1의 기어 피니언은 그 직경을 최소화하기 위하여 레이샤프트내로 기계 가공된다. 이에 따라, 어떠한 타입의 동기화 장치의 레이샤프트에는 불충분한 작업 공간이 있거나, 레이샤프트상의 동기화 장치는 제1의 기어 피니언이 레이샤프트상에서 기계가공될 때 부적합하다.
상술한 것처럼, 이러한 종래의 트랜스미션 시스템들에서 피니언들과 레이샤프트의 회전 속도를 일치시키기 위하여 이러한 중간축들과 중간축 기어들이 가속과 감속되고, 이들 기어들을 가속하기 위해서는 예를 들면 홀수 레이샤프트들(20)상의 제1의 동기화 장치(123)과 같은 레이샤프트들(20, 22)상의 동기화 장치들(120)을 이용한 트랜스미션 메카니즘(10)의 본 실시예의 배열보다 상당히 큰 기어 토크 용량을 가지는 이러한 기어들이 요구된 동기화 장치들이 요구된다. 전형적인 종래의 트랜스미션 시스템에서, 제1의 기어, 제2의 기어, 제3의 기어, 후진 기어용 동기화 장치들은 일반적으로 중간축상에 배치된다. 그러나, 상술한 것처럼, 기어들, 특히 제1과 후진 기어비들과 같은 더 높은 기어비의 기어들은 레이샤프트들상에 배치된 그 대응 기어 피니언들보다 훨씬 더 큰 직경들을 가질 수 있다. 중간축상에 배치된 저속 기어들의 더 큰 직경들은 하위 기어들의 회전 관성의 증가를 가져오고, 이에 따라 하위 기어들을 중간축과 동기화하기 위하여 요구된 토크 용량을 증가시킨다.
더 상세하게, 동기화 장치에 요구된 토크 용량은 동기화되는 두 기어들 사이의 차동 속도와 기어들의 회전 관성의 함수이다. 예를 들면, 종래의 트랜스미션 시스템의 출력축 또는 중간축상에 장착된 결합 동기화 장치와 기어를 이용하여 제1의 기어가 선택될때, 동기화 장치는 구동축 또는 레이샤프트상에 배치된 대응 기어 피니언과 맞물린 중간축상에 적절한 기어를 맞물도록 이용된다. 레이샤프트의 회전을 가속(또는 감속)하기 위하여, 동기화 장치에 의해 분배된 토크와 회전은 중간축의 선택된 기어와 레이샤프트의 대응하고 맞물리는 기어 피니언을 통하여 전달되어야 한다. 이 공정동안, 레이샤프트로 부터의 회전 관성은 중간축상의 동기화 장치로 뒤로 반영되고, 중간축의 선택된 기어와 레이샤프트의 대응하고 맞물리는 기어 피니언사이의 기어비의 제곱만큼 증가될 수 있다.
이에 따라, 예를 들면, 레이샤프트상의 제1의 기어 피니언과 중간축상의 대응 기어사이의 비가 1:4일때, 종래의 트랜스미션 시스템에서는 일반적일수 있는, 중간축상에 동기화 장치를 장착하는 것은 여기에 기술되고 도1-3에 예시된 트랜스미션 메카니즘(10)의 구성에서 제1의 기어 피니언(70)을 홀수 레이샤프트(22)와 맞물기 위해 홀수 레이샤프트(20)상에 배치된 동기화 장치(120)에서 요구된 토크 용량보다 16배만큼 큰 토크 용량을 요구한다.
다른 종래의 트랜스미션 시스템들의 높은 토크 요구들을 수용하는 하나의 접근은 기어들을 중간축과 맞물리게 하기 위한 멀티 포스트(multipost)와 상대적으로 복잡한 기구를 이용하거나 또는 제1의, 후진, 다른 상대적으로 높은 비의 기어를 위한 트리플 콘(triple-cone) 동기화 장치와 같은 멀티콘(multi-cone) 마찰 부분들을 가지는 더 복잡한 동기화 장치들을 이용하는 것이다. 이러한 멀티콘 동기화 장치들은 콘들과 중간축 또는 레이샤프트사이의 상호 작용을 통하여 기어 또는 피니 언으로 토크를 점진적으로 전달하기 위하여 상호 작용하는 마찰 표면을 갖는 일련의 한벌(nested) 콘들을 요구한다. 이들은 그 적절한 작동을 보장할 추가적이고 더 복잡한 중앙 시스템을 요구한다. 이에 따라, 이러한 증가된 토크 용량들을 제공하는 멀티콘 동기화 장치들과 다른 시스템들은 일반적으로 자주 감소된 토크 용량들을 가지는 싱글콘 동기화 장치들보다 크기에 더 크고 더 비싸다.
도1-3에 예시되고 여기에 기술된 일 양상의 트랜스미션 메카니즘(10)에서, 동기화 장치들(120)이 레이샤프트들상에 장착되기 때문에 이러한 멀티콘 동기화 장치들 또는 더 복잡한 높은 토크 용량 시스템들은 부분적으로 필요하지 않다. 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘(10)의 기술된 실시예에서, 클러치 시스템들(60, 62)의 상류와 하류의 둘다의 결합된 기어비들의 이용은 레이샤프트들, 즉 홀수 레이샤프트(20)과 짝수 레이샤프트(22)상에 장착된 동기화 장치(120)들의 이용을 허용한다. 이는 중간축(50)상에 배치된 것처럼, 전술한 반영된 토크를 극복하기 위하여 요구되지 않는 것처럼 동기화 장치들(120)을 위한 토크 용량 요구를 감소시킨다. 이에 따라 싱글 콘 동기화 장치(120)와 같은 더 작고 더 단순한 동기화 장치들이 이용될 수 있다. 이에 따라, 동기화 장치들(120)의 요구된 토크 용량이 감소되고, 이 시스템의 비용과 치수가 감소될 수 있다.
중간축(50)에 대비되는 홀수 레이샤프트(20)와 짝수 레이샤프트상(22)에 장착된 동기화 장치들(120)을 가지는 또 다른 이점은 종래의 트랜스미션 시스템에서 전형적일 수 있는 것처럼, 동기화 장치들(120)의 각각이 토크 용량과 같은 동일한 또는 거의 동일한 작동 변수를 가질수 있다는 것이다. 이 양상에서, 동기화 장치 들(120)의 모두는 모든 동기화 장치들(120)을 위해 요구된 토크 용량을 감소시키기 위하여 중간축(50)에 대비되는 홀수 레이샤프트(20)와 짝수 레이샤프트(22)상에 장착된다
다른 양상에서, 출력축 또는 중간축(50)에 대비되는 홀수 레이샤프트(20)와 짝수 레이샤프트(22)상에 동기화 장치들(120)을 장착하는 것은 동기화 장치(120)가 레이샤프트들(20, 22)의 회전을 가속하기 위하여 극복해야 하는 드래그 토크의 감소를 제공할수 있다. 예를 들면, 도1-3에 기술된 것처럼, 트랜스미션 메카니즘(10)의 동기화 장치들(120)은 홀수 레이샤프트(20)와 짝수 레이샤프트(22)상에 장착될때에, 극복해야 하는 드래그 토크는 일반적으로 각각의 레이샤프트(20, 22)의 요소들의 드래그 토크이다. 그러나, 종래의 트랜스미션 시스템에서 전형적일 수 있는 것처럼, 동기화 장치가 중간축상에 배치될때, 동기화 장치가 극복해야 하는 드래그 토크는 기어비가 곱해진다. 예를 들면, 레이샤프트상의 제1의 기어 피니언과 중간축상의 대응 기어사이의 비가 1:4일때, 여기에 기술된 트랜스미션 메카니즘(10)에서처럼, 레이샤프트(20) 또는 (22)에 대비되는 중간축상에 동기화 장치를 장착하는 것은 동기화 장치가 극복해야 하는 토크 드래그를 약 4배만큼 증가시킬 수 있다.
레이샤프트들(20, 22)의 기어 피니언들(70, 72, 74, 76, 78, 80, 82)과 중간축(50)의 대응 기어들(100, 102, 104, 106, 108, 110)사이의 기어비들이 종래의 트랜스미션 시스템의 유사한 요소들사이에서 전형적으로 요구된 기어비들보다 더 근접하기 때문에, 동기화 장치들(120)은 모두 동일한 타입과 동일한 토크 용량들을 가진다. 이와 같은 공통 동기화 장치들(120)을 가지는 것은 트랜스미션 메카니즘(10)의 비용을 감소시키고 트랜스미션의 조립에서 효율들을 증가시킬 수 있다. 다른 토크 용량들을 갖는 다른 타입의 동기화 장치들의 요구, 조립과 제어 시스템의 복잡성의 증가와 관련된 비용과 다른 타입의 동기화 장치들의 재고를 줄이므로서 비용 절감이 이루어질 수 있다.
이러한 경우에, 레이샤프트들(20, 22)과 중간축(50)사이의 중심 거리는 피니언과 레이샤프트사이의 베어링을 위한 공간뿐만 아니라 더 큰 직경의 기어 피니언들을 위하여 충분한 공간을 제공하기 위해 필요하다면 증가될 수 있다. 많은 구성에서, 그러나 이러한 증가는 중간축(50)(또는 다른 하위 기어들)상에 배치된 제1의 기어(100)의 직경의 감소가 제1의 기어 피니언(70)(또는 다른 하위 기어 피니언들)의 증가된 직경을 상쇄에 따라 필요하지 않다.
다른 양상에서, 홀수와 짝수 클러치 시스템들(60, 62)의 각각의 입력 또는 상류측에 다른 기어비들을 가지는 것은 엔진 입력축(26)의 속도에 비해 홀수와 짝수 클러치 시스템들(60, 62)에 요구된 회전 속도들의 범위의 감소를 허용한다. 이 양상에서, 홀수 구동 스프로켓(42)과 짝수 구동 스프로켓(44)을 각각 갖는 홀수와 짝수 클러치 시스템들(60, 62)의 입력측들은 입력 스프로켓(28)과 각각의 홀수 구동 스프로켓(42)과 짝수 구동 스프로켓(44)사이의 기어비만큼 감소된 속도에서 구동된다. 이에 따라, 클러치 시스템들(60, 62)의 입력측들과 클러치 시스템들(60, 62) 그리고 결합된 홀수와 짝수 레이샤프트들(20, 22)은 상술한 다른 상류 기어비가 없는 종래의 트랜스미션 시스템과 비교하여 감소된 속도에서 회전하고, 반면에 입력축(24)와 중간축(50)사이의 유효 기어비들은 동일한 레벨에서 유지된다.
이 양상에서, 홀수 클러치 시스템(60)과 짝수 클러치 시스템(62)의 치수와 용량이 동일하거나 매우 유사하고, 상호교환가능한 요소를 이용하므로서 클러치 시스템들(60, 62)의 구성은 또한 단순화된다. 홀수와 짝수의 클러치 시스템들(60, 62)의 요소들은 도2에 도시된 것처럼, 홀수 클러치 시스템(60)에 대하여 기술되며, 유사하거나 또는 동일한 요소들이 짝수 클러치 시스템(62)에 존재하는 것으로 이해된다. 홀수 클러치 시스템(60)은 복수의 출력측 클러치판(94)과 번갈아 배치된 복수의 입력측 클러치판(92)을 포함한다. 입력측 클러치판들(92)은 홀수 입력 스프로켓(42)에 의하여 회전을 위해 구동되도록 작동가능하게 연결된 입력측 클러치판 운반체(96)상에 장착된다. 출력측 클러치판들(94)은 회전을 위해 홀수 레이샤프트(20)를 구동하도록 작동가능하게 연결된 출력측 클러치판 운반체(98)상에 장착된다.
홀수 구동 스프로켓(42)으로부터 홀수 레이샤프트(20)로 토크를 전달하는 것이 바람직할 때, 가압된 유압 유체는 이러한 클러치 시스템 설계들을 위한 전형적인 유압 제어 시스템(도시안됨)을 거쳐 홀수 클러치 시스템(62)의 적용실(apply chamber)(90)로 안내된다. 적용실(90)은 일반적으로 약간의 유압 유체를 포함한다. 입력측 클러치판들(92) 또는 출력측 클러치판들(94)의 하나에 대해 적용 피스톤(93)을 추진하기에 충분한 압력으로 가압된 추가의 유압 유체가 적용실(90)을 채울때, 번갈아 작동하는 클러치판들(92, 94)은 마찰로 함께 압축되고, 이에 따라 입력측 클러치판(92)은 이와 회전을 위해 출력측 클러치판(94)을 구동한다.
이 방식으로, 홀수 클러치 시스템(60)이 맞물릴때, 토크는 홀수 구동 스프로켓(42)으로부터 그 위에 장착된 입력측 클러치판 운반체(96)와 입력측 클러치판들(92)로, 이들이 장착될 때 번갈아 작동하고, 마찰로 맞물린 출력측 클러치판들(94)과 출력측 클러치판 운반체(98)로, 최종적으로 출력측 클러치판 운반체(98)가 연결된 홀수 레이샤프트(20)로 전달된다.
입력측 클러치판들(92)을 출력측 클러치판들(94)과 맞물리도록 하기 위하여 적용 피스톤(93)이 미리 성급하게 이동하는 것을 방지하기 위하여, 평형 스프링(95)이 적용실(90)에 대해 적용 피스톤(93)의 반대측에 위치된다. 작동중인 홀수 클러치(60)의 회전으로 인해, 일반적으로 적용실(90)에 있는 유압 유체의 압력은 홀수 클러치 시스템(60)의 회전의 속도가 증가함에 따라 원심력으로 인해 증가한다. 일반적으로 적용실(90)에 있는 유압 유체상의 원심력의 영향은 홀수 클러치 시스템(60)의 낮은 회전 속도들과 증가된 회전 속도들의 둘다에서 적용 피스톤(93)이 미리 성급하게 이동되는 것을 방지하기에 충분한 편향력(biasing force)을 적용 피스톤(93)에 작용하도록 치수된 평형 스프링(95)에 의해 적용 피스톤(93)의 정반대측에 가해진 힘에 의해 없어진다. 이에 따라, 입력측 클러치판들(92)을 출력측 클러치판들(94)과 맞물리도록 적용 피스톤(93)을 이동하기 위하여, 적용실(90)에서의 유압은 적용 피스톤(93)의 반대측에 배치된 평형 스프링(95)의 편향력을 극복해야 한다.
여기에 기술된 트랜스미션 메카니즘(10)의 일 양상 에서, 클러치 시스템들(60, 62)의 감소된 회전 속도는 각각의 홀수 구동 스프로켓(42) 또는 짝수 구동 스프로켓(44)으로부터 대응하는 홀수 또는 짝수 레이샤프트(20, 22)로 선택된 홀수와 짝수 클러치 시스템(60, 62)이 토크를 전달하는 것을 허용하기 위하여 입력측 클러치판들(92)을 출력측 클러치판들(94)과 맞물리도록 하기 위하여 적용 피스톤들(93)의 각각을 이동하기 위하여 필요한 유압 요구의 감소를 허용한다. 이는 트랜스미션 메카니즘(10)의 클러치 시스템들(60, 62)의 낮은 회전속도가 적용실(90)의 유체에 가하는 감소된 원심력으로 인해 클러치 시스템들(60, 62)의 자체 적용 압력을 감소시키기 때문이다.
적용실(90)에 작용하는 원심력은 클러치 시스템(60, 62)의 회전 속도의 제곱의 함수이다. 그러므로, 현재 개시된 트랜스미션 메카니즘(10)에서 클러치 시스템(60, 62)의 낮은 회전 속도는 적용실(90)에서 최고 자체 적용압력의 아주 상당한 감소를 일으킨다. 이는 자체 적용압력을 없애도록 선택된 스프링(95)의 편향력의 비례적 감소를 초래한다. 그러므로, 입력측 클러치판들(92)을 출력측 클러치판들(94)와 맞물리도록 적용 피스톤(93)을 이동하기 위하여 적용실(90)에서 요구된 유압은 특히 낮은 회전속도에서 상당히 감소된다.
클러치 시스템(60, 62)을 맞물리게 적용 피스톤(93)을 이동하기 위하여 요구된 감소된 자체 적용압력과 대응하는 감소된 유압을 갖는 것은 여러 이점들이 있다. 그 하나의 이점은 더 가벼운 스프링(95) 또는 더 낮은 스프링 상수를 갖는 스프링(95)이 이용될 수 있다는 것이며, 이는 트랜스미션의 비용을 감소시킬 수 있다. 또 다른 이점은 유압 유체 공급 및 제어 시스템(도시안됨)에 의해서 제공되도록 요구된 최대 유압이 감소된 것이며, 이는 유압 유체 공급 및 제어 시스템을 단 순화하고 그 비용을 감소시키는 것이다.
또 다른 이점은 적은 수량의 부품을 갖도록 단순화되고, 저렴한 클러치 시스템들(60, 62)이 이용될 수 있는 것이다. 예를 들면, 어떠한 종래의 트랜스미션 시스템에서는, 자주 평형 스프링을 포함하는 평형실은 적용실로 제공된 공급과는 별개의 유압 유체의 공급을 갖는다. 적용실에서의 유압이 클러치 시스템의 회전동안 원심력의 결과로서 증가함에 따라 평형실에서의 유체는 압력이 상당히 증가하며 이에 따라 적용 피스톤의 적용측에 작용하는 유체가 일반적으로 평형 스프링의 스프링 힘과 함께 적용 피스톤의 평형측에 작용하는 유체에 의해 평형을 이루도록 평형실이 구성된다. 그러나, 유체로 공급된 평형실을 갖는 것은 개별 유체 유동 통로 및 제어 시스템을 요구하며, 이에 의해 현재 개시된 트랜스미션 메카니즘(10)의 클러치 시스템들(60, 62)의 감소된 회전 속도들과 비교하여 클러치 시스템들의 증가된 회전 속도들을 가지는 종래의 트랜스미션 시스템용 클러치 시스템의 복잡성을 증가시킨다. 종래의 듀얼 클러치 트랜스미션 시스템들용 유체 공급 시스템들에서 발생하는 문제점이 공고된 미국특허출원 제 2005-0067251호에 개시된다.
클러치 시스템들(60, 62)의 상류의 다른 기어비와 클러치 시스템들(60, 62)의 최종 감소된 회전 속도들의 상술한 이용은 클러치 시스템들(60, 62)에서 클러치 드래그를 감소시키는 추가적인 이점을 갖는다. 클러치 시스템들(60, 62)은 클러치 시스템들(60, 62)의 입력측과 출력측 사이의 차동 속도에 의해 발생된 드래그력들을 본질적으로 극복해야한다. 더 상세하게는, 클러치 드래그는 예를 들면 이들이 맞물리지 않을 때 번갈아 발생하는 입력측 클러치판들(92)과 출력측 클러치판 들(94)사이 뿐만 아니라 클러치 시스템들(60, 62)의 유체 주위 요소들과 요소들사이의 저항으로 인해 본질적으로 생성된다.
클러치 시스템들(60, 62)의 드래그의 양은 클러치 시스템들(60, 62)의 입력측과 출력측 사이의 유체 유동율과 회전 차동계수의 함수이다. 예를 들면, 클러치 시스템(60, 62)의 입력측에서 더 높은 회전 속도들에서, 드래그는 비교가능한 유체 유동을 위해 클러치 시스템들(60, 62)의 입력측에서 더 낮은 회전 속도들에서의 드래그와 비교하여 증가한다. 이에 따라, 클러치 시스템들(60, 62)의 입력측들의 감소된 회전 속도들은 클러치 드래그를 감소시킬 수 있다. 상술한 것처럼, 클러치 시스템들(60, 62)의 감소된 클러치 드래그는 동기화 장치들(120)의 토크 요구조건을 감소시킨다. 상술한 것처럼, 동기화 장치들(120)의 낮은 토크 용량 요구조건은 더 높은 토크 용량들을 가지는 동기화 장치들과 비교하여 덜 비싸고, 더 작은 치수를 가지고, 감소된 복잡성을 갖는 동기화 장치들(120)의 이용을 허용한다.
도1-3에 도시된 트랜스미션 메카니즘(10)의 예의 양상에서, 하류 기어비들의 각각은 홀수와 짝수 레이샤프트들(20, 22)의 피니언들(70, 72, 74, 76, 78, 80, 82)과 중간축(50)의 그 대응 기어들(100, 102, 104, 106, 108, 110)사이의 비에 의하여 제공된다. 상술한 것처럼, 하위 기어들을 위해서는 더 높은 기어비가 바람직하고, 이에 따라 제1의 기어 피니언(70)은 예를 들면, 중간축(50)의 속도를 감소시키고 토크를 증가시키기 위하여 중간축(50)에 제공된 그 각각의 기어(100)와 비교하여 상대적으로 작다. 대조적으로, 더 상위의 기어들은 레이샤프트들(20, 22)에 대해 반대 방법으로 중간축의 속도를 증가시키고 토크를 감소시키는 기능을 한다.
그러므로, 각 레이샤프트(20, 22)상의 최상위의 기어 피니언들(78, 80)은 중간축(50)상에 장착되거나 또는 심지어 중간축(50)내로 기계가공된 대응하는 기어 부분들(예를 들면, 108, 110)에 대해 큰 직경을 가진다. 일 양상에서, 중간축(50)상의 기어(108, 110)의 이의 수와 직경과 상위 기어 피니언들(78)(제5의 기어)과 (80)(제6의 기어)의 이들의 수와 직경은 제5와 제6의 기어비들을 각각 제공하기 위하여 협동한다. 추가적으로, 중간축(50)의 기어들(108, 110)과 레이샤프트들(20, 22)의 피니언들(78, 80)에 의해서 제공된 하류 기어비들과 관련하여 엔진 입력축(24)과 홀수와 짝수 클러치 구동 스프로켓들(42, 44)의 각각 사이의 기어비는 바람직한 유효 기어비들을 제공하는 다른 상류 기어비들을 제공하도록 이용될 수 있다.
또 다른 양상에서, 중간축(50)상의 기어들(100, 102, 104, 108)이 홀수와 짝수 피니언들(70, 72, 74, 76, 78, 80)의 조합과 관련하여 하나 이상의 유효 기어비에 대응하도록 상류 기어비들이 허용하는 것을 주목해야 한다. 예를 들면, 제1의 기어 피니언(70)(제1의 기어비를 위해)에 대응하는 중간축 기어(100)가 제2의 기어 피니언(72)(제2의 기어비를 위해)에 대응하는 중간축 기어(100)와 동일할수도 있다. 도2에 도시된 것처럼, 최종 구동 기어를 구동하는 중간축(50)의 최종 구동 기어(108)뿐만 아니라 제5의 기어 피니언(78)과 제6의 기어 피니언(80)은 동일한 중간축 기어를 이용할 수도 있고, 이에 따라 중간축에서 기계 가공되거나 또는 형성된 기어 부분들(108, 110)이 하나이며 동일하다. 또한, 도시된 것처럼, 제3의 그리고 제4의 기어 피니언들(74, 76)은 기어 부분들(104, 106)이 하나이며 동일한 공 통 기어를 공유할수도 있다. 도1을 참조하면, 각 레이샤프트(20, 22)의 피니언들(70, 72, 74, 76, 78, 80, 82)이 중간축(50)으로부터의 출력 구동 기어 또는 최종 구동 기어(52)로부터 뿐만 아니라 서로 다른 방향으로부터 중간축(50)에 접근하고 이와 연결하는 것을 허용함으로써 이 공유 배열이 얻어진다. 이러한 공유는 또한 중간축들(50)에서 기어들의 수를 감소함으로써 종래의 트랜스미션 시스템들과 비교하여 트랜스미션(10)의 축방향 길이를 감소시키고, 제조하는데 비용이 덜 비싸고 더 용이할 수 있다.
상술한 것처럼, 어떤 기어 피니언들(70, 72, 74, 76, 78, 80, 82)과 대응 기어들(100, 102, 104, 106, 108, 110)이 이용되고 어떤 클러치 시스템들(60, 62)이 맞물리냐에 따라 결정되는 입력축(24)와 중간축(50)사이에 특별한 기어비들의 범위가 있다. 이에 따라, 엔진 입력 스프로켓과 홀수와 짝수 클러치 구동 스프로켓들(42, 44)은 또한 바람직한 범위의 기어비들을 위해 선택적으로 치수된다. 즉, 여기에 기술된 것처럼, 트랜스미션 메카니즘(10)은 이(teeth)의 다른 직경들과 수를 가지는 다양한 엔진 입력 스프로켓들(28)과 클러치 구동 스프로켓들(42, 44)과 쌍을 이룰수도 있고, 이에 따라 상류 기어비들이 바뀔 수도 있다. 이는 다른 바람직한 기어를 요구하는 다양한 용도들에서 트랜스미션 메카니즘(10)을 이용하는 것을 허용한다.
이는 예를 들면, 중간축(50)상의 기어(110)가 기계적 오류를 피하기 위하여 최소 요구 치수를 가지는 것처럼 홀수 레이샤프트(20)상의 제1의 기어 피니언(70)이 기계적 오류를 피하기 위하여 최소 요구 치수를 가지는 것이 특히 유용하다. 게다가, 중간축(50)상에 배치된 기어들의 치수를 증가시키는 것은 트랜스미션 메카니즘(10) 자체의 치수를 증가시키는 것을 요구할 수도 있다. 더 상세하게는. 전술한 것처럼, 제1의 기어 피니언(70)과 같은 하위 기어들과 결합된 피니언들은 피니언(70)과 기어(100)가 이들 사이에 높은 비를 요구하지 않음에 따라 현재 형태에서 더 커질수도 있고, 유효 기어비는 또한 상류비에 의하여 결정된다. 게다가, 제1의 기어 피니언(70)은 제1의 기어 피니언(70)과 홀수 레이샤프트(20)사이의 베어링 및/또는 일방향 클러치를 수용하도록 충분히 큰 치수를 가질 수도 있다.
클러치 시스템들(60, 62)은 독립하여 작동하거나 또는 맞물릴수도 있음이 인식되어야 한다. 상세하게는, 클러치 시스템들의 하나는 다른 것이 맞물릴 때 맞물림이 해제될 수도 있고, 이에 따라 레이샤프트들(20, 22)(그리고 기어 피니언들 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82)은 순차적으로 맞물리고 그리고 맞물림이 해제될 수도 있다. 더 상세하게는, 클러치 시스템들(60, 62)중의 하나가 충분히 맞물리지 않고 맞물리는 시간동안에, 클러치 시스템들(60, 62)의 다른 하나는 충분히 맞물림이 해제되지 않으면서 맞물림이 해제될 수도 있다. 달리 표현하면, 각각의 클러치 시스템들(60, 62)의 맞물림과 맞물림의 해제는 어느 정도 동시에 수행될 수도 있다. 추가의 양상에서, 레이샤프트들(20, 22)의 각각은 혼합된 기어비를 제공하기 위하여 부분적으로 맞물릴수도 있다.
도1-3의 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘(10)의 특별한 예는 도2를 참조로 기술된 것처럼, 베어링들(46(a-f))과 (47(a-g))을 포함한다. 더 상세하게는, 홀수와 짝수 레이샤프트들(20, 22)의 각각과 중간축(50)은 도2에 예시된 것처럼, 베어 링(46(a-f))에 의하여 트랜스미션 메카니즘(10)의 하우징(48)에 대해 지지된다. 트러스트 베어링을 포함할수도 있는 베어링(46)은 이러한 회전이 최소 마찰로 수행되도록 허용하는 기능을 수행하면서 트랜스미션 메카니즘(10)의 하우징(48)에 대해 홀수와 짝수 레이샤프트들(20, 22)과 중간축(50)이 회전하게 한다. 더 상세하게는, 베어링(46a)은 짝수 클러치 시스템(62)의 출력측에 작동가능하게 연결된 짝수 레이샤프트(22)의 끝에 대향된 짝수 레이샤프트(22)의 단부와 제2의 기어 피니언(72)과 결합된 동기화 장치(120)사이의 짝수 레이샤프트(22)와 하우징(48)에 인접하게 위치된다.
또 다른 베어링(46b)은 짝수 클러치 시스템(62)의 짝수 입력 스프로켓(44)과 제6의 기어 피니언(80)사이의 홀수 레이샤프트(20)와 하우징(48)에 인접하게 위치한다. 중간축(50)에 대하여, 도2에 도시된 것처럼, 베어링(46c)은 그 일 단부에 위치하고, 또 다른 베어링(46d)은 반대 단부에 위치한다. 베어링(46e)은 홀수 클러치 시스템(60)의 출력측에 작동가능하게 연결된 홀수 레이샤프트(20)의 단부에 대향되는 홀수 레이샤프트(20)의 단부와 제1의 기어 피니언(70)사이의 홀수 레이샤프트(20)와 베어링(48)에 인접하게 위치된다. 또 다른 베어링(46f)은 제5의 기어 피니언(78)과 홀수 입력 스프로켓(42)사이의 다른 베어링(46e)에 대향된 단부에서 홀수 레이샤프트(20)와 하우징(48)에 인접하게 위치된다.
트랜스미션 메카니즘(10)의 기어 피니언들(70, 72, 74, 76, 78, 80)의 각각은 도2에 예시된 것처럼, 기어 피니언(70, 72, 74, 76, 78, 80)과 각각의 홀수와 짝수 레이샤프트들(20, 22)사이에 위치된 롤러 베어링과 같은 베어링(47(a-g))을 가진다. 기어 피니언들(70, 72, 74, 76, 78, 80)이 동기화 장치들(120)을 거쳐 회전을 위해 각각의 홀수와 짝수 레이샤프트들(20, 22)과 맞물리지 않고, 중간축(50)에 장착된 각각의 맞물린 기어들(100, 102, 106, 108)에 의해 자유 바퀴 회전을 위해 구동된 때, 기어 피니언들(70, 72, 74, 76, 78, 80)이 각각의 홀수와 짝수 레이샤프트들(20, 22)에 대해 회전함에 따라, 베어링(47(a-g))은 마찰을 감소시키는 것을 돕는다. 마찰을 감소시키는 것을 추가로 돕기 위하여, 베어링들(47)의 각각은 홀수와 짝수 레이샤프트들(20, 22)에 형성된 유동 통로들(21, 23)을 통하여 윤활유를 유동시킨다.
트랜스미션(10)은 엔진으로부터 차량의 휠들까지 동력을 전달하기 위하여 작동한다. 엔진은 분당 회전수(RPM)의 범위내에서 작동한다. 엔진의 분당 회전수가 특정 레벨이하로 떨어진다면, 엔진은 정지할 것이다. 역으로, 엔진의 분당 회전수가 특정 레벨을 초과한다면, 엔진은 손상을 입고, 고장난 엔진은 엔진실에 손상을 입히거나 그 이상을 야기할수 있다. 그러므로, 트랜스미션(10)은 엔진(엔진 입력축(24)로부터 트랜스미션(10)까지)의 출력축이 엔진 작동 범위내에서 회전하는 것을 허용하기 위하여 작동한다.
트랜스미션(10)은 엔진 입력축(24)의 높은 회전 속도를 차량의 속도를 가속, 감속, 및/또는 유지하기 위하여 적합한 회전 속도로 변속한다. 후진 또는 제1단기어에서 정지 또는 저속에서 차량의 초기이동동안, 상당한 힘이 차량을 가속하기 위하여 요구된다. 더 적절하게는, 저속으로부터의 가속이 구동 트레인을 통하여 높은 토크를 요구한다. 저속에서 가속되는 동안, 트랜스미션(10)은 엔진 입력축(24) 의 비교적 높은 회전 속도를 여기에 기술된 다른 기어비들을 이용하여 중간축(50)를 거쳐 최종 구동 기어(52)로 전달된 저속, 높은 토크 회전으로 감속된다. 또한, 트랜스미션(10)은 홀수 레이샤프트(20)의 후진 기어 피니언(82)과 중간축(50)의 후진 기어(54)사이에 위치된 후진 아이들러 기어(112)를 이용하여 중간축(50)의 역방향으로 이동하도록 이용될 수도 있다.
트랜스미션(10)은 다양한 방법으로 제어될 수도 있다. 즉, 마이크로 프로세서 기반 시스템과 같은 제어 시스템 또는 작동자는 트랜스미션 메카니즘(10)이 변속되어야 하는 결정을 내리기 위하여 차량 속도(예를 들면, 반 잠금 브레이크 시스템에 의하여 모니터됨), 엔진의 분당회전수 또는 다른 요인을 모니터할 수도 있다. 그러므로, 바람직한 변속 지시에 대한 응답으로, 클러치 시스템들(60, 62)은 선택적으로 작동될수도 있고, 기어 피니언들(70, 72, 74, 76, 78, 80, 82)은 각각의 레이샤프트들(20, 22)과의 회전을 위해 선택적으로 맞물리거나 맞물림이 해제될 수도 있다.
도4, 5를 참조로, 트랜스미션 메카니즘(200)의 입력측의 추가 구성은 홀수 레이샤프트(202)와 짝수 레이샤프트(204)를 평행하게 나란하게 배열한다. 엔진 입력축(206)는 후술하는 것처럼, 엔진으로부터 가변 동력으로 인한 쇼크와 진동을 감소시키기 위한 댐퍼(30)와, 엔진으로부터 레이샤프트들(202, 204)로 동력을 제공할 입력 메카니즘(208)을 포함한다. 도시된 것처럼, 입력 메카니즘(208)은 다른 요소들중 한 쌍의 거리를 두고 떨어진 아이들러 기어들(212, 214)과 맞물린 엔진 입력 기어(210)를 포함한다. 각각의 아이들러 기어(212, 214)는 또한 레이샤프트 들(202, 204)에 연결된 각각의 클러치 구동 기어(216, 218)와 맞물린다. 이 방식으로, 동력은 입력축(206)과 입력 메카니즘(208)을 통하여 엔진으로부터 전달되고, 이에 따라 엔진 입력 기어(210)는 두개의 아이들러 기어들(212, 214)을 회전시킨다. 동력은 그후 아이들러 기어들(212, 214)로부터 클러치 구동 기어들(216, 218)로 전달된다.
더 상세하게는, 도5에 도시된 것처럼, 클러치 시스템들(220, 222)의 하나가 맞물릴 때, 동력은 아이들어 기어들(212, 214)로부터 각각의 클러치 시스템들(220, 222)의 클러치 구동 기어들(216, 218)을 통하여 레이샤프트들(202, 204)로 전달된다. 레이샤프트들(202, 204)은 도시되지 않지만 이들이 엔진으로부터 동력 트레인까지 토크를 전달하기 위한 일련의 기어비들을 제공하기 위한 중간축상의 기어들에 대응하는 복수의 기어 피니언들을 포함한다는 점에서 상술한 레이샤프트들(20, 22)에 실질적으로 유사하다.
도시된 것처럼, 엔진 입력축(206)는 레이샤프트들(202, 204)의 각각으로 동력비를 전달한다. 엔진 입력 기어(210), 아이들러 기어들(212, 214), 그리고 클러치 구동 기어들(216, 218)의 각각은 이들 사이에 상류 기어비를 제공하기 위하여 이용될 수도 있는 특정 수를 이(teeth)들을 가진다. 도시된 형태에서, 엔진 입력 기어(210)와 아이들러 기어들(212, 214)의 각각은 동일한 수의 이를 가지고, 표준 부품이 각각에 이용될수 있도록 동일한 치수를 가진다. 입력축(206)과 레이샤프트들(202, 204)사이의 상류 기어비를 제공하기 위한 주된 방법은 클러치 구동 기어들(216, 218)과 다른 수의 이와 다른 직경을 갖는 엔진 입력축 기어(210)를 제공하 는 것이다. 바람직하기로는, 클러치 구동 기어들(216, 218)의 각각은 다른 수의 이와 치수를 또한 가지고, 이에 따라 레이샤프트들(202, 204)은 상류 기어비들과는 다르게 결합되고 이에 따라 다른 회전 속도들을 가진다. 일 예로서, 엔진 입력 기어(210)와 아이들러 기어들(212, 214)은 각각 26개의 이를 가질 수도 있고, 클러치 구동 기어(218)는 28개의 이를 가질 수도 있고, 클러치 구동 기어(216)는 40개의 이를 가질 수도 있다.
도6, 7을 참조로, 트랜스미션 메카니즘(250)의 입력측을 위한 또 다른 구성은 나란히 배열된 평행한 홀수와 짝수 레이샤프트들(252, 254)을 갖는다. 엔진 입력축(256)은 입력 메카니즘(258)에 연결된다. 댐퍼(30)는 엔진으로부터의 가변적인 동력으로 인한 쇼크와 진동을 감소시키기 위해 제공된다.
엔진 입력 기어(260)는 아이들러 기어(262)와 협동하고 맞물리고, 이는 엔진 입력축(256)에서 홀수 레이샤프트(252)까지 토크를 전달하기 위한 홀수 레이샤프트(252)로 홀수 클러치 시스템(270)을 통하여 작용하게 연결된 클러치 구동 기어(264)와 협동하고 맞물린다. 엔진 입력 메카니즘(258)은 또한 짝수 클러치 시스템(272)을 통하여 짝수 레이샤프트(254)에 작용하게 연결된 클러치 구동 스프로켓(268)으로 토크를 전달하기 위하여 도7에 예시된 것처럼, 체인(267)과 협동하는 엔진 입력 스프로켓(266)을 포함한다.
도시된 것처럼, 엔진 입력 메카니즘(258)이 체인을 거쳐 짝수 레이샤프트(254)에 연결될 때, 짝수 레이샤프트(254)와 엔진 입력축(256)은 동일한 방향으로 회전한다. 대조적으로, 기어들(중간 아이들러 기어들 없이)에 의해 연결된 샤 프트들은 반대 방향으로 회전할 것이다. 그러므로, 아이들러 기어(262)는 입력 메카니즘(258)의 엔진 입력 기어(260)와 홀수 샤프트(252)의 클러치 구동 기어(264)사이에 제공된다. 이 방식으로, 두 레이샤프트들(252, 254)은 동일한 회전 방향으로 구동된다.
상술한 방식으로, 엔진 입력축(256)는 도7에 잘 도시된 것처럼 엔진부터 엔진 입력 기어(260)와 엔진 입력 스프로켓(266)을 포함하는 엔진 입력 메카니즘(258)을 통하여 각각의 클러치 시스템들(270, 272)을 거쳐 레이샤프트들(252, 254)로 동력을 전달한다. 레이샤프트들(252, 254)은 상술한 레이샤프트들(20, 22)에 실질적으로 유사하고, 엔진으로부터 동력 트레인으로 토크를 전달하기 위한 기어비들을 제공하기 위하여 중간축(274)상의 일련의 기어들(도시안됨)과 협동하는 일련의 피니언들(도시안됨)을 포함한다. 상술한 중간축(50)에 유사하게, 레이샤프트들(252,254)상에 장착된 홀수와 짝수 피니언들의 각각은 중간축(274)으로부터 최종 구동 기어(52)로 동력을 전달하기위해 중간축(254)과 협동한다.
엔진 입력축(256)로부터의 토크는 레이샤프트들(252, 254)의 각각과 비율을 이룬다. 홀수 레이샤프트(252)에서, 비율은 엔진 입력 기어(260), 아이들러 기어(262), 그리고 클러치 구동 기어(264)의 각각의 이(teeth)와 직경들의 상대적인 수치를 선택함으로써 얻어질 수 있다. 짝수 레이샤프트(254)에서, 비율은 엔진 입력 스프로켓(266)과 클러치 구동 스프로켓(268)의 이(teeth)와 직경들의 상대적인 수치를 선택함으로써 얻어질 수 있다. 입력축(256), 홀수 레이샤프트(252), 짝수 레이샤프트(254)사이의 비율들의 각각은 상술한 실시예와 관련하여 바람직한 것처 럼, 홀수와 짝수 레이샤프트들(252, 254)사이의 상대적인 비를 제공하도록 선택될수도 있다.
도8a-b로 돌아가서, 나란히 배열된 평행한 홀수와 짝수 레이샤프트들(302, 304)을 갖는 트랜스미션 메카니즘(300)의 입력측의 추가적인 구성은 엔진으로부터 최종 구동 기어(52)까지 동력을 전달한다. 엔진 입력축(306)은 홀수와 짝수 레이샤프트들(302, 304)로 동력을 전달하기 위한 입력 메카니즘(308)과 후술하는 댐퍼(30)를 구비한다. 도8a, 8b를 비교함으로써 알수 있는 것처럼, 입력 메카니즘(308)은 스프로켓 이(316)의 제1과 제2의 일반적으로 동일한 열들(312, 314)을 가지는 엔진 입력 스프로켓(310)을 포함한다. 스프로켓 이의 열들(312, 314)의 각각은 엔진 입력 메카니즘(308)과 엔진 입력축(306)로부터 홀수 클러치 시스템과 짝수 클러치 시스템(도시안됨)을 통하여 레이샤프트들(302, 304)로 토크를 전달하기 위하여 개별 체인(318) 또는 (320)을 구동한다.
클러치 시스템들의 상류측 또는 입력측들은 체인들(318, 320)에 의하여 구동되는 각각의 클러치 구동 스프로켓들(330, 332)을 포함한다. 더 상세하게는, 홀수 레이샤프트(302)는 홀수 클러치 시스템을 통하여 체인(318)과 협동하기 위한 스프로켓(330)에 작동가능하게 연결되고, 짝수 레이샤프트(304)는 짝수 클러치(355)를 통하여 체인(320)과 협동하기 위한 클러치 구동 스프로켓(332)에 작동가능하게 연결된다. 레이샤프트들(302, 304)의 각각은 상술한 것처럼, 각각의 클러치 시스템들을 거쳐 입력축(306)로부터 토크를 받고, 레이샤프트들(304, 330)상의 피니언들과 중간축(340)상의 대응 기어를 거쳐 동력을 중간축(340)으로 전달한다.
전술한 실시예에 기술된 것처럼, 엔진 입력축(306)의 회전은 홀수와 짝수 샤프트들(302, 304)의 회전에 비례할수도 있다. 이는 엔진 입력 메커니즘(308)의 이(teeth)(316)의 열들(312, 314)의 직경과 수들에 관련된 클러치 구동 스프로켓들(330, 332)의 이의 직경과 수를 선택함으로써 수행된다. 게다가, 비율은 그 이의 상대적인 직경과 수를 선택함으로써 홀수 클러치 구동 스프로켓(330)과 짝수 클러치 구동 스프로켓(332)사이에 제공될 수도 있다.
도9, 10을 참조하면, 트랜스미션 메카니즘(350)의 입력측의 구성은 홀수와 짝수 레이샤프트들(352, 354)을 가진다. 엔진 입력축(356)은 다른 요소들중 엔진 입력 기어(360)과 댐퍼(30)를 포함하는 엔진 입력 메카니즘(358)을 가진다. 홀수 클러치 시스템(353)을 통하여 홀수 레이샤프트(352)에 작동가능하게 연결된 홀수 클러치 구동 기어(366)와 협동하고 맞물리는 제1의 아이들러 기어(364)와 엔진 입력 기어(360)는 협동하고 맞물린다. 이에 따라, 홀수 레이샤프트(352)와 엔진 입력축(356)은 홀수 클러치 시스템(353)이 맞물릴때 동일한 방향으로 회전한다.
홀수 클러치 구동 기어(366)는 또한 제2의 아이들러 기어(368)와 맞물리고, 그후 제2의 아이들러 기어(368)는 짝수 클러치 구동 기어(370)와 맞물린다. 짝수 클러치 구동 기어(370)는 짝수 클러치 시스템(355)을 통하여 짝수 레이샤프트(354)에 작용가능하게 연결된다. 제2의 아이들러 기어(368)를 이용함으로써, 홀수 레이샤프트, 엔진 입력축(352, 356)과 짝수 레이샤프트(354)의 각각은 그 각각의 클러치 시스템들(353, 355)이 맞물릴 때, 동일한 방향으로 회전한다. 레이샤프트들(352, 354)의 각각은 출력 최종 구동 기어(52)로 토크를 전달하기 위해 하류 기 어비들을 제공하는 것으로 기술된 것처럼, 중간축(380)상에 장착된 구동 기어들(도시안됨)과 맞물릴수 있는 피니언들(도시안됨)을 가진다. 엔진 입력 기어(36)와 클러치 구동 기어들(366, 370)사이의 비율들인 상류 비율들은 기술된 것처럼, 클러치 구동 기어들(366, 370)과 엔진 입력 기어(360)의 이의 직경과 수의 상대적인 선택에 의해 얻어진다.
도11, 12를 참조하면, 트랜스미션 메카니즘(400)의 입력측 구성은 엔진 입력축(406), 홀수 레이샤프트(402), 그리고 짝수 레이샤프트(404)를 이용한다. 트랜스미션 메카니즘(350)에서처럼, 엔진 입력축(406)은 홀수 클러치 시스템(430)을 통하여 홀수 레이샤프트(402)로 동력을 전달하고, 이는 짝수 클러치 시스템(432)을 통하여 짝수 레이샤프트(404)로 동력을 전달한다. 엔진 입력축(406)은 또한 엔진으로부터 전달된 진동을 감소시키는 댐퍼(30)를 포함한다.
엔진 입력축(406)은 다른 요소들 중 엔진 입력 스프로켓(410)을 포함하는 엔진 입력 메카니즘(408)을 포함한다. 엔진 입력 스프로켓(410)은 홀수 클러치 시스템(430)을 통하여 홀수 레이샤프트(402)와 작용가능하게 연결된 홀수 클러치 구동 스프로켓(412)으로 체인(414)를 거쳐 토크를 전달한다. 홀수 레이샤프트(402)는 또한 도12에 잘 도시된 것처럼, 홀수 클러치 구동 기어(416)에 연결된다. 홀수 클러치 구동 기어(416)는 아이들러 기어(420)와 맞물리고, 아이들러 기어(420)는 짝수 클러치 시스템(432)을 통하여 짝수 레이샤프트(404)와 작용가능하게 연결된 짝수 클러치 구동 기어(422)와 맞물린다. 이에 따라, 엔진 입력축(406)로부터의 토크는 엔진 입력 스프로켓(410)을 거쳐 체인(414)으로 전달되고 그후 홀수 클러치 구동 스프로켓(412)으로 전달된다. 홀수 클러치 구동 스프로켓(412)과 홀수 클러치 구동 기어(416)는 홀수 레이샤프트(402)와 상호 회전하고, 이에 따라 홀수 클러치 구동 기어(416)는 아이들러 기어(420)로 토크를 전달하고, 그후 짝수 클러치 시스템(432)을 거쳐 짝수 레이샤프트(404)에 작동하게 연결된 짝수 클러치 구동 기어(422)로 토크를 전달한다. 선택된 기어비들에서 레이샤프트들(402, 404)로부터 그 각각의 피니언들(도시안됨)을 통하여 중간축(434)의 기어들(도시안됨)과 출력 최종 구동 기어(52)로 동력을 전달하도록 레이샤프트들(402, 404)은 각각의 클러치 시스템들(430, 432)을 거쳐 선택적으로 맞물린다.
엔진 입력 스프로켓(410), 클러치 구동 스프로켓(412), 홀수 구동 기어(416), 아이들러 기어(420)및 짝수 클러치 구동 기어(422)상의 이의 직경과 상대적인 수에 의해서, 레이샤프트들(402, 404)의 피니언들과 중간축(432)의 대응 기어들사이의 하류 기어비들과 조합하여 작동하는, 엔진 입력축(406)과 레이샤프트들(402, 404)의 각각 사이에 제공된 상류 기어비들은 결정된다. 아이들러 기어(420)는 짝수와 홀수 레이샤프트들(402, 404)이 동일한 방향으로 회전하게 하는 것을 주목해야 한다.
기술된 것처럼, 댐퍼는 각 트랜스미션을 구비할수도 있다. 도3에서, 댐퍼(30)는 엔진으로부터의 가변적인 동력으로 인한 진동과 쇼크의 영향을 감소시키기 위해 입력축(24)상에 제공된다. 도시된 것처럼, 댐퍼(30)는 엔진 입력축(24)의 내측에, 즉 트랜스미션 메커니즘내의 한 위치에 배치되고, 이에 따라 입력 메카니즘(26)은 댐퍼(30)와 엔진사이에 배치된다. 유사하게, 여기에 기술된 다른 트랜스 미션 메카니즘들의 각각은 도시된 것처럼 댐퍼(30)를 구비할수도 있다. 다른 전술한 트랜스미션들(200, 250, 300, 350, 400)의 각각은 댐퍼(30)를 유사한 위치에 가짐을 보여준다. 그러나, 도13을 참조하면, 트랜스미션 메카니즘(448)의 댐퍼(450)는 선택적으로 엔진 입력축(452)상에 배치될수도 있고, 이에 따라 이는 체인(456)을 구동하는 엔진 입력 스프로켓(454)을 포함하는 것으로서 기술된 엔진 입력 메카니즘(452)과 엔진사이에 위치된다.
도3의 구성에서, 예를 들면, 댐퍼(30)는 소위 습윤 구역에 배치된다. 더 정확하게는, 댐퍼(30)는 오일 또는 다른 윤활제들의 실질적으로 연속적인 흐름을 받는 트랜스미션 메카니즘(10)의 부분내에 배치된다. 도13의 트랜스미션 메카니즘(448)의 구성에서, 댐퍼(450)는 일반적으로 윤활제로 적셔지지 않은 트랜스미션 메카니즘(448)의 부분내에 배치되고 이에 따라 건조 구역으로서 언급된다. 도시된 것처럼, 도13의 트랜스미션 메카니즘(448)의 댐퍼(450)는 도1-3의 트랜스미션 메카니즘(10)의 댐퍼(30)보다 비교적 크다. 그러므로, 댐퍼(450)와 같은 더 큰 댐퍼는 여러가지 트랜스미션 메카니즘에서 이용될 수 있다. 더 큰 댐퍼는 여전히 축축하게 하면서 바람직한 레벨의 토크 전달을 제공하기 위하여 더 높은 토크 엔진들과 함께 사용하는 것이 허용될 수 있다.
도1과 4-12에 예시된 구성들과 같은 트랜스미션 메카니즘의 입력측들을 위한 다른 구성들중에서 선택할때, 많은 다른 고려들이 있다. 예를 들면, 도4, 5, 9, 10에 예시된 구성과 같이 엔진 입력축에서 클러치 시스템들의 입력측들까지 연결하기 위한 기어를 이용하는 트랜스미션 메카니즘의 입력측들의 구성들은 터보 충전 엔진과 같이 더 강할 수 있고 더 고속에서 구동하는 엔진과 함께 이용할 수 있다. 기어들은 또한 일반적으로 체인-스프로켓 구동 구성보다 더 긴 서비스 수명을 가질수 있다.
그러나, 클러치 시스템들의 입력측들, 클러치 시스템들의 출력측과, 결합한 레이샤프트들이 엔진 입력축과 동일한 방향으로 회전할수 있도록 이 방식의 기어들의 사용은 일반적으로 하나 또는 그 이상의 아이들러 기어들의 포함을 필요로 한다. 즉, 단일 체인과 한 쌍의 스프로켓들은 일반적으로 한 쌍의 기어들과 비용을 경쟁하지만, 하나 또는 그 이상의 아이들러 기어들에 의해서 구동된 한 쌍의 클러치 구동 기어들은 체인-스프로켓 배열보다 일반적으로 더 비용이 든다. 그러므로, 스프로켓들 대신에 기어들을 이용하는 것은 시스템의 전반적인 비용을 증가시킬수도 있다. 그러나, 어떠한 비용에서의 이점은 트랜스미션 메카니즘의 적합한 입력측 구성을 결정하는데 있어서 다른 고려들과 균형을 이룬다.
트랜스미션 메카니즘의 입력측의 다른 구성들중 선택을 위한 다른 고려는 엔진실에서 트랜스미션 메카니즘을 포장하기 위해 제공되는 유연성이다. 상술한 것처럼, 트랜스미션의 축방향 길이는 다른 알려진 듀얼 클러치 시스템들과 비교하여 짧아질 수 있다. 도시된 구성들을 갖는 요소들의 상대적인 배위는 상이한 전체 치수 또는 형상을 트랜스미션에 제공하기 위하여 변경될수도 있고, 이는 트랜스미션이 내부의 다른 요소들에 의해 엔진실내에 허용된 공간에 맞춰지게 한다. 몇몇 차량에서, 트랜스액슬, 트랜스미션, 그리고 엔진의 상대적인 위치들은 구성, 공간, 및/또는 다른 설치 문제들을 제기할 수 있다. 여기에 기술된 여러 트랜스미션들은 입력축의 중심선과 출력 구동 기어 또는 최종 구동 기어의 중심선사이에서 매우 작은 거리를 포함하여 변화하는 거리를 제공할 수 있다. 그후, 여러 구성들은 트랜스미션 메카니즘의 적용을 위한 특별한 설계 변수에 따라 이동되거나 또는 선택될 이들 중심선들사이에 상대적인 거리를 허용할 수 있다.
도13를 참조하여, 트랜스미션 메카니즘(448)은 차동장치(462)를 가지는 트랜스액슬(460)의 부분과의 상대적인 변위로 나타내어 진다. 기술된 것처럼, 트랜스액슬(460)은 엔진실에서 좌에서 우로 또는 포트에서 스타보드(starboard)로 위치한다. 그러므로, 등속(CV)조인트(464)는 전륜 구동 차량의 왼쪽 앞 바퀴로 동력을 제공한다. 등속 조인트(464)는 좌측 앞바퀴의 내부에 위치하고, 최종 구동 기어(52)와 협동하는 차동 장치(462)는 등속 조인트(464)의 오른쪽에 위치한다. 최종 구동 기어(52)는 트랜스미션 메카니즘(448)으로부터 동력을 받는다.
도시된 것처럼, 엔진실에 배치된 많은 다른 요소들뿐만 아니라 트랜스액슬(460)은 최소 작동과 설치 요구조건을 가진다. 인식할 수 있는 것처럼, 여기에 기술된 다른 트랜스미션 메카니즘들 뿐만 아니라 트랜스미션 메카니즘(448)의 구성과 설치는 엔진실에서의 그 배열과 설치 요구조건에서 유연성을 허용할 트랜스미션 메카니즘을 구성하는 데 있어서 선택 항목들을 제공하는 이점을 가진다. 예를 들면, 종래의 트랜스미션 메카니즘과 비교할때, 트랜스미션 메커니즘(448)의 감소된 축방향 길이는 트랜스미션 메카니즘(448)의 포트 또는 스타보드측에 요소들을 배치하는 데 있어서 더 우수한 유연성을 제공하고, 입력축(451)으로 입력 동력을 제공하기 위한 엔진실 내에 엔진을 배치하는 데 더 우수한 유연성을 제공한다.
도1-3의 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘(10)의 6단의 정방향 속도에 대비하여 5단의 정방향 속도를 가지는 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘(500)의 또 다른 예는 피니언들 사이에 일방향 클러치(594)를 가진다. 일 예에서, 제1의 기어 피니언(570), 레이샤프트들중의 하나인 홀수 레이샤프트(520)가 도14-16에 예시된다. 일방향 클러치(594)는 결합된 피니언(570)을 각각의 입력축(520)과 맞물기 위하여 이용될 동기화 장치들(120)에 대한 필요성을 제거하고, 이는 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘(500)에서 이용되는 동기화 장치들(120)의 수를 감소시킬 수 있고 그리고 이에 의하여 트랜스미션 메카니즘(500)의 비용을 감소시킨다.
상술한 것처럼, 종래의 트랜스미션 시스템들은 전체의 제1의 기어비가 레이샤프트상에 배치된 제1의 기어 피니언과 중간축상에 배치된 상대적으로 큰 대응하는 제1의 기어사이의 비에 의해 결정되기 때문에 매우 작은 직경을 갖는 제1의 기어 피니언을 요구한다. 또한 상술한 것처럼, 최소 직경의 제1의 기어 피니언에 대한 이 요구조건은 제1의 기어 피니언이 레이샤프트내로 자주 기계가공되게 하고, 이는 제1의 기어 피니언과 레이샤프트사이에서 일방향 클러치의 이용을 확실히 방지할 것이다. 조합으로 작용하는 레이샤프트 피니언들과 중간축 기어들사이의 기어비들과 엔진 입력과 클러치 입력사이의 기어비의 둘다를 트랜스미션(500)에 제공하는 것은 상술한 것처럼, 제1의 기어 피니언(570)과 대응하는 제1의 기어(552)사이에서 치수 불일치를 감소시킨다. 이에 따라, 제1의 기어 피니언(570)의 직경은 홀수 레이샤프트(520)와 제1의 기어 피니언(570)사이에 일방향 클러치(594)를 배치하기에 충분한 치수만큼 증가될 수 있다.
예시된 예에서, 일방향 클러치(594)는 그 위에 형성된 제1의 기어 피니언(570)을 가지는 부분과 인접한 레이스(race) 부분(598)을 포함한다. 일세트의 일방향 클러치 베어링(596)은 일방향 클러치(594)의 레이스 부분(598)과 홀수 레이샤프트(520)사이에 위치된다. 입력축(524)이 미리 선택된 최대 회전 속도까지 회전을 위해 홀수 레이샤프트(520)와 짝수 레이샤프트(522)의 둘다를 구동할 때, 일방향 클러치 베어링(596)은 제1의 기어(570)가 홀수 레이샤프트(520)에 의해서 회전을 위해 구동되도록 하기 위하여 일방향 클러치(594)의 레이스 부분(598)과 홀수 레이샤프트(520)사이에서 마찰로 맞물리게 한다. 일단 미리 선택된 최대 회전 속도가 초과되면, 일방향 클러치 베어링(596)은 일방향 클러치(594)의 레이스 부분(598)과 홀수 레이샤프트(520)사이에서 자유회전하게 한다. 제1의 기어(570)는 더이상 홀수 레이샤프트(520)에 의해 회전을 위해 구동되지 않고, 이에 의하여 제3의 기어(574)와 제5의 기어(578)와 같은 홀수 레이샤프트(520)상의 다른 기어가 홀수 레이샤프트(520)에 의해 회전을 위해 선택적으로 구동되게 하고, 제2의 기어 피니언(582)와 제4의 기어 피니언(576)과 같은 짝수 레이샤프트(522)상의 다른 기어 피니언들이 회전을 위해 구동되게 한다.
도14, 15에 예시된 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘(500)으로 돌아가서, 한 쌍의 클러치 시스템들(560, 562)은 엔진 입력축(524)로부터 홀수 레이샤프트(520)와 짝수 레이샤프트(522)까지 토크를 선택적으로 전달하도록 제공되고, 한쌍의 클러치 시스템들(560, 562)의 각각은 회전을 위해 구동되도록 이와 선택적으로 맞물릴수 있는 복수의 기어 피니언들을 가진다. 더 상세하게는, 클러치 시스템들(560, 562)의 상류 측에서, 엔진 입력축(524)은 회전을 위해 엔진 입력 스프로켓(528)을 구동한다. 댐퍼(530)는 진동들을 흡수하기 위한 엔진 입력축(524)과 엔진 입력 스프로켓(528)사이에 배치된다. 또한, 클러치들(560, 562)의 상류 측에는, 홀수 클러치 구동 스프로켓(542)이 홀수 클러치(560)의 입력측에 연결되고, 짝수 클러치 구동 스프로켓(544)은 짝수 클러치(562)의 입력측에 연결된다. 홀수 클러치 구동 스프로켓(542)과 짝수 클러치 구동 스프로켓(544)은 도1과 4-12를 참조로 상술한 것처럼, 체인, 기어, 또는 그 조합과 엔진 입력 스프로켓(528)에 의해 회전을 위해 동시에 구동된다.
클러치들(560, 562)의 하류측에는, 홀수 클러치(560)의 출력측이 홀수 레이샤프트(520)와 맞물리고, 짝수 클러치(562)의 출력측은 짝수 레이샤프트(522)와 맞물린다. 홀수 기어 피니언들은 홀수 레이샤프트(520)를 따라 축방향으로 위치되고, 이 예에서, 제1의 기어 피니언(570), 제3의 기어 피니언(574), 제5의 기어 피니언(578)이 홀수 레이샤프트(520)를 따라 축방향으로 위치된다. 짝수 기어 피니언들은 짝수 레이샤프트(522)를 따라 축방향으로 위치되고, 이 예에서, 제2의 기어 피니언(572), 제4의 기어 피니언(576)은 짝수 레이샤프트(522)를 따라 축방향으로 위치된다. 또한, 동기화 장치 작동 후진 기어 피니언(582)은 짝수 레이샤프트(522)상에 위치된다.
기어 피니언들(570, 572, 576, 574, 578, 582)의 각각은 회전을 위해 구동될 그 각각의 레이샤프트(520) 또는 (522)와 선택적으로 맞물릴 수 있다. 더 상세하게 기술된 것처럼, 제1의 기어 피니언(570)은 엔진 입력 스프로켓(528)이 소정의 회전 속도들에서 회전을 위해 구동될 때 회전을 위해 구동될 일방향 클러치(594)에 의해 홀수 레이샤프트(520)와 선택적으로 맞물릴 수 있다. 동기화 장치들(120), 바람직하기로는 싱글 콘 동기화 장치들은 다른 기어 피니언들(572, 576, 574, 578, 582)이 회전을 위해 구동될 그 각각의 레이샤프트들(520) 또는 (522)과 맞물리도록 이용된다. 더 상세하게는, 하나의 동기화 장치(120)는 홀수 레이샤프트(520)상에 위치되고, 회전을 위해 제3의 기어 피니언(574) 또는 제5의 기어 피니언(578)이 홀수 레이샤프트(520)와 선택적으로 맞물릴 수 있다. 2개의 동기화 장치(120)는 짝수 레이샤프트(522)위에 위치되고, 그 중의 하나는 회전을 위해 후진 기어 피니언(582)이 짝수 레이샤프트(522)와 선택적으로 맞물리게 하고, 다른 하나는 회전을 위해 제2의 기어 피니언(572) 또는 제4의 기어 피니언(576)이 짝수 레이샤프트(522)와 선택적으로 맞물리게 한다.
중간축(550)은 비동축이고, 홀수 레이샤프트(520)와 짝수 레이샤프트(522)로부터 간격을 둔다. 중간축(550)은 이와 회전을 위해 그 위에 장착된 복수의 피동 기어들(552, 554, 556)을 가진다. 기어 피니언들이 각각의 홀수 레이샤프트(520) 또는 짝수 레이샤프트(522)와 회전을 위해 맞물릴 때, 중간축(550) 위에 장착된 복수의 피동 기어들(552, 554, 556)의 각각은 제1의 기어 피니언(570), 제2의 기어 피니언(572), 제3의 기어 피니언(574), 제4의 기어 피니언(576)및 제5의 기어 피니언(578)의 하나 또는 그 이상에 의하여 회전을 위해 구동된다. 짝수 레이샤프트의 후진 기어 피니언(582)은 아이들러 기어 샤프트(592)를 중심으로 회전하기 위해 장착된 중간 아이들러 기어(590)를 거쳐 중간축(550)상의 복수의 피동 기어들(552, 554, 556)의 하나를 구동한다. 그러나, 기어 피니언들(570, 572, 574, 576, 578, 582)의 각각을 위해 중간축(550)상에 각각의 피동 기어(552, 554, 556)를 가질 필요가 없다.
대신에, 중간축(550)상의 피동 기어들(552, 554, 556)의 하나 또는 그 이상은 홀수 레이샤프트(520)와 짝수 레이샤프트(522)상의 기어 피니언들(570, 572, 574, 576, 578, 582)의 하나 또는 그 이상에 의하여 공유된다. 예를 들면, 제1의 기어 피니언(578)은 대응하는 제1의 피동 기어(552)를 구동할수도 있고, 제2의 기어 피니언(572), 제3의 기어 피니언(574), 후진 기어 피니언(582)(아이들러 기어(590)를 거쳐)는 대응하는 공통의 제2/제3/후진 기어 피동기어(554)를 구동할수도 있고, 제4의 기어 피니언(576)과 제5의 기어 피니언(578)은 대응하는 공통의 제4/제5 피동 기어(556)를 구동할 수도 있다. 출력 기어(532)는 중간축(550)의 제4/제5 피동 기어(556)에 의해 회전을 위해 구동되고, 차동장치(534)를 가지는 트랜스액슬(536)을 구동한다.
듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘(500)은 클러치들(560, 562)의 상류와 하류 둘다의 기어비를 결합한다. 더 상세하게는, 제1의, 제3의, 그리고 제5의 기어들의 상류 기어비는 홀수 클러치 구동 스프로켓(542)과 엔진 입력 스프로켓(528)사이의 비이고, 제2의, 제4의, 후진 기어들의 상류 기어비는 짝수 클러치 구동 스프로켓(544)과 엔진 입력 스프로켓(528)사이의 비이다. 제1의 기어의 하류 기어비는 제1 기어 피니언(570)과 제1의 피동 기어(552)사이의 비이고, 제2의 기어의 하류 기어비는 제2의 기어 피니언(572)과 제2/제3/후진 피동 기어(554)사이의 비이고, 제3의 기어의 하류 기어비는 제3의 기어 피니언(574)과 제2/제3/후진 피동 기어(554)사이의 비이고, 후진 기어의 하류 기어비는 후진 기어 피니언(582)과 제2/제3/후진 피동 기어(554)사이의 비이고, 제4의 기어의 하류 기어비는 제4의 기어 피니언(576)과 제4/제5 피동 기어(556)사이의 비이고, 제5의 기어의 하류 기어비는 제5의 기어 피니언(578)과 제4/제5 피동 기어(556)사이의 비이다. 유효 기어비는 주어진 기어의 상류 기어비와 하류 기어비의 곱이다. 상류 기어비와 하류 기어비의 둘다를 가짐으로써 상술한 이점들의 몇몇 또는 모두가 얻어질 수 있다.
실시예
여기에 기술된 듀얼 클러치 트랜스미션의 여러 양상의 이점들의 예시가 5단의 정방향 속도와 하나의 역방향 속도를 가지는 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘(500)에서 이용하기 위해 이하와 같은 스프로켓, 피니언 및, 기어 구성들을 선택함으로써 도시될수 있으며, 각각의 스프로켓(528, 542, 544), 기어(552, 554, 556) 또는 피니언(570, 572, 574, 576, 578, 582)상의 이(teeth)의 수를 기준으로 아래에 기재된다:
기어/스프로켓 이(teeth)
입력 스프로켓(528) 24
홀수 입력 스프로켓(542) 42
짝수 입력 스프로켓(544) 56
제1(570) 17
제2(572) 29
제3(574) 31
제4(576) 39
제5(578) 38
후진(582) 19
제1의 피동(552) 39
제2/제3/후진 피동(554) 27
제4/제5 피동(578) 17
이 예에서, 상류 기어비들(홀수 클러치 구동 스프로켓 542 또는 짝수 클러치 구동 스프로켓(544)과 엔진 입력 스프로켓(528)사이의 비), 하류 기어비들(홀수 레이샤프트(520)상에 배치된 기어 피니언들(570, 572, 574, 576, 578, 582)과 중간축(550)상에 장착된 짝수 레이샤프트(522)와 피동 기어들(552, 554, 556)사이의 비), 그리고 중간축에서 유효 기어비들은 다음과 같이 계산될 수 있다:
기어 엔진 입력-클러치 구동 기어비 레이샤프트 피니언-중간축 기어비 유효비
제1 1.75 2.29 4.01
제2 2.33 0.93 2.17
제3 1.75 0.87 1.52
제4 2.33 0.44 1.02
제5 1.75 0.45 0.78
후진 2.33 1.42 3.31
이 예에 도시된 것처럼, 상류와 하류 기어비들의 둘다는 상기 가정된 스프로켓, 피니언, 그리고 기어 구성들을 이용하는 상기 중간축에서의 유효 기어비들보다 훨씬 작다. 이에 따라, 상기에 상세하게 기술된 이점들의 일부 또는 모두가 달성될 수 있다. 상류와 하류 기어비들에서의 유사한 감소는 유사한 이점으로, 다른 유효 기어비들에서 다른 스프로켓 또는 기어, 피니언 그리고 중간축 기어 구성들로 달성될 수 있다.
여기에 기술된 듀얼 클러치 메카니즘의 작동의 다른 양상은 종래의 듀얼 클러치 트랜스미션과의 비교를 통해서 예시된다. 예를 들면, 종래의 듀얼 클러치 트랜스미션에서, 제1의, 홀수 클러치가 맞물릴 때, 엔진 입력 회전 속도와 제1의, 홀수 레이샤프트 속도 사이의 관계는 RL1 = RE로서 표현될 수 있으며, 여기서 RL1은 제1의 레이샤프트의 회전 속도이고, RE는 엔진 입력축의 회전 속도이다. 유사하게, 제2의, 짝수 클러치가 맞물릴 때 엔진 입력 회전 속도와 제2의, 짝수 레이샤프트 속도 사이의 관계는 RL2 = RE로서 표현될 수 있으며, 여기서 RL2은 제2의 레이샤프트의 회전 속도이다.
실제로, 엔진 입력축과 레이샤프트들사이의 회전 속도의 전달 효율을 감소할수도 있는 클러치 미끄럼, 드래그, 또는 다른 요인들로 인해 RL1과 RL2 가 RE보다 실제적으로 다소 작을수 있다.
레이샤프트와 클러치가 맞물린채(상술한 전달 비효율을 받으며), 종래의 듀얼 클러치 시스템에서 선택된 기어에서 중간축의 속도와 엔진 입력 회전 속도사이의 관계는 또한 Rc = (RE)(rn)으로서 표현될 수 있으며, 여기서 Rc는 중간축의 회전 속도이고, rn은 선택된 레이샤프트 피니언과 중간축 기어들 쌍 사이의 기어비이고, n은 선택된 기어(예를들면, 제1의 기어, 제2의 기어, 등등)의 수이다.
예를 들면 트랜스미션 메카니즘(500)과 같은 여기에 기술된 트랜스미션 메카니즘에서, 홀수 기어들을 위한 중간축 회전 속도와 엔진 입력사이의 관계는 RCodd=(RE)(rnodd)(rL1)로서 표현될 수 있고, 짝수 기어들과 후진 기어들을 위한 중간축의 회전속도는 RCeven=(RE)(rneven)(rL2)로 표현될 수 있다. 이 식에서, rL1은 엔진 입력 스프로켓(528)과 제1의, 홀수 클러치 구동 스프로켓(42)사이의 기어비이고, rL2은 엔진 입력 스프로켓(528)과 제2의, 짝수 클러치 구동 스프로켓(44)사이의 기어비이다.
이에 따라, 상술한 것처럼 이들 관계로부터, 클러치 시스템들(560, 562)과 레이샤프트(520, 522)의 회전 속도의 감소에 대한 상류와 하류 스트림 기어비들의 조합의 효과가 증명될 수 있다. 예를 들면, 하기의 표는 전형적인 종래의 듀얼 클러치 트랜스미션 시스템의 추정 속도와 비교되었으며 클러치 시스템들(560, 562)과 레이샤프트들(520, 522)의 최종 추정 분당 회전수(RPM) 범위와 상술한 것처럼 도14-16의 트랜스미션 메카니즘(500)의 다른 기어들에서 분당 회전수로 표현된 전형적인 엔진 입력축(526)의 속도범위를 나타낸다. 많은 경우에, 엔진 입력축의 속도 범위는 전형적으로 약 800내지 7700rpm이고, 전형적인 작동 범위는 약 1000내지 4000 rpm이다.
기어 유효기어비 엔진입력축의 전형적인 RPM범위 종래 트랜스미션 시스템용 레이샤프트의 대략 RPM 종래 트랜스미션 시스템용 중간축의 대략 RPM
제1 4.01 1000-4000 1000-4000 249-998
제2 2.17 1000-4000 1000-4000 461-1843
제3 1.52 1000-4000 1000-4000 658-2632
제4 1.02 1000-4000 1000-4000 980-3922
제5 0.78 1000-4000 1000-4000 1282-5128
후진 3.31 1000-4000 1000-4000 302-1208
기어 엔진 입력 RPM범위 엔진 입력-클러치 구동기어비 레이샤프트의 대략 RPM 레이샤프트 피니언-중간축 기어비 중간축의 대략 RPM 레이샤프트의 RPM에서 퍼센트감소
제1 1000-4000 1.75 571-2286 2.29 249-998 57%
제2 1000-4000 2.33 429-1717 0.93 461-1843 43%
제3 1000-4000 1.75 571-2286 0.87 658-2632 57%
제4 1000-4000 2.33 429-1717 0.44 980-3922 43%
제5 1000-4000 1.75 571-2286 0.45 1282-5128 57%
후진 1000-4000 2.33 429-1717 1.42 302-1208 43%
이 비교에 의해 알수 있는 것처럼, 이 실시예의 도14-16의 트랜스미션 메카니즘(500)의 클러치 시스템(560, 562)과 레이샤프트들(520, 522)은 전형적인 종래 의 듀얼 클러치 트랜스미션 시스템들과 비교하여 대단히 감소된 속도들로 회전하고, 이에 따라 감소된 클러치 드래그와 감소된 클러치의 자기 적용력과 같은 감소된 회전 속도의 몇 개 또는 모든 이점을 얻을수 있으며, 이에 따라 특별한 용도들을 위한 트랜스미션 메카니즘(500)을 설계하는 것이 실현되고 이점을 갖는다.
이 실시예는 또한 여기에 기술된 트랜스미션 시스템들의 클러치들에 의해 경험된 자기 적용력과 클러치 드래그 토크에서 상당한 감소를 보여줄 수 있다. 자기 적용력은 클러치의 회전 속도의 함수이며, 이는 자기 적용력=f(Rclutch 2)로 표현될수 있고, 여기서 Rclutch는 제1의, 홀수 또는 제2의, 짝수 클러치의 회전 속도이다(이는 또한 상술한 것처럼 RL1 또는 RL2와 대략 같다). 따라서, 제1의 기어에서 실시예의 회전 속도들의 상단에서 1.75의 계수만큼 클러치 회전 속도의 감소는 종래의 시스템들에 비해 클러치 자기 적용력의 1.752의 계수 또는 67%만큼 감소시킬 것이다(모든 다른 변수들은 일정하게 남아 있다). 유사하게, 제5의 기어에서 실시예의 회전 속도들의 상단에서 1.75의 계수만큼 클러치 회전 속도의 감소는 종래의 시스템들에 비해 1.752의 계수 또는 67%만큼 감소시킬 것이다. 이 실시예에서, 짝수 기어들은 2.332 또는 82%만큼 감소된 클러치 자기 적용력을 가질 것이다.
이에 따라, 가장 큰 자기 적용력을 보상해야 하는 자기 적용력을 상쇄하기 위하여 필요한 보상 클러치 평형력은 비례하여 감소될 수 있다. 상술한 것처럼, 이는 감소된 스프링 힘 또는 상수를 가진 평형 스프링을 이용함으로써 여기에 기술된 트랜스미션 메카니즘을 위한 클러치 시스템들의 부품과 작동, 설계의 복잡성을 감소시킨다.
클러치 드래그 Dclutch은 클러치 구조과 재료, 오일 유동, 클러치 동작조건들에 관련된 여러 요인들과 다른 요인들의 함수이다. 클러치 회전 속도와 클러치 드래그사이의 관계는 Dclutch = f(Rclutch,q)로서 표현될 수 있고, 여기서 q = 오일 유속이다. 그러므로, 제1의 기어에서 실시예의 회전 속도들의 상단에서 1.75의 계수만큼 클러치 회전 속도의 감소는 종래의 시스템들에 비해 약 43%만큼 클러치 드래그를 감소시킬 것이다(모든 다른 변수들은 일정하게 남아 있다). 유사하게, 제5의 기어에서 실시예의 회전 속도들의 상단에서 1.75의 계수만큼 클러치 회전 속도의 감소는 종래의 시스템들에 비해 약 43%만큼 클러치 드래그를 감소시킬 것이다. 유사하게, 짝수 클러치의 클러치 드래그는 약 57%의 감소인 2.33의 계수만큼 감소될 것이다.
상기 실시예는 종래의 시스템에서처럼 중간축에 동기화 장치들을 배치하기보다는 여기에 기술된 트랜스미션 메카니즘의 레이샤프트들에 동기화 장치들을 배치하는 이점을 예시하기 위하여 또한 이용될 수 있다. 트랜스미션 메카니즘(500)과 같은 시스템에서 요구된 동기화 장치 토크 용량은 시스템의 특정 구조와 작동에 의존할 여러 변수들의 함수이다. 여러 중요한 변수들사이의 관계는 동기화 장치 토크 용량 = f(l, w2, t, D)로서 표현될 수 있다. 여기서 w는 기어 또는 피니언과 각 각의 샤프트(중간축 또는 레이샤프트)사이의 차동 속도; l은 동기화 장치가 극복해야 하는 회전 관성력; t는 바람직한 동기화 시간; 그리고 D는 시스템 드래그이다.
상술한 것처럼, 제1의 기어 동기화 장치가 중간축상에 장착된 종래의 듀얼 클러치 트랜스미션 시스템들에서, 레이샤프트로부터 뒤로 반영된 회전 관성력은 기어비의 제곱 또는 rn 2의 함수이다. 그러므로, 동기화 장치가 제1의, 홀수 레이샤프트와 같은 레이샤프트에 배치된 여기에 기술된 트랜스미션 메카니즘의 양상들에서 동기화 장치에서 요구된 토크 용량은 종래의 시스템들에 비해 비례량만큼 감소될 수 있다. 상기 실시예에서, 제1의 기어의 기어비는 r1st = 4.01이고, 이에 따라 요구된 제1의 기어 동기화 장치 토크 용량은 종래의 시스템들에 비해 계수 4.012 또는 16.08만큼 감소될 것이다. rreverse= 3.31의 기어비를 갖는 실시예의 후진 기어는 대응하는 레이샤프트에서 동기화 장치를 이용하며, 3.312 또는 10.96의 계수만큼 동기화 장치 토크 용량의 감소를 허용한다.
유사하게, 종래의 시스템에서 각 레이샤프트의 클러치 시스템을 위한 클러치 드래그 토크 Dclutch는 맞물린 레이샤프트 피니언들과 중간축 기어들사이의 기어비를 통하여 반영된다. 그러므로 그러한 종래의 시스템에서 Dclutch를 보상할 동기화 장치 토크 용량은 또한 rn의 계수만큼 증가된다. 레이샤프트들상에 동기화 장치를 이용하는 여기의 트랜스미션 메카니즘의 양상들에서, Dclutch를 보상하기 위하여 필요한 동 기화 장치 토크 용량에서의 감소는 제1의 기어가 4.01의 계수를 갖는 상술한 실시예에서 종래의 시스템에 비해 rn의 계수만큼 감소될 수 있다.
상기 예에서, 피니언들(DP)과 기어들(DG)의 적절한 직경들은 피니언들과 기어(rn)사이의 바람직한 비에 의하여 결정될 수 있다. 예를 들면, 제1의 기어(DG1)의 주어진 기어 직경에 대하여, 제1의 기어 피니언(DP1)의 대응 직경은 다음 식에 의해 결정된다: DP1 = DG1/r1. 바람직한 유효 기어비가 4.01인 상기 예에서, 제1의 기어비는 2.29이고, 즉 제1의 기어 피니언이 제1의 기어의 각각의 회전을 위해 2.29배 회전하고, 제1의 기어 피니언 DP1의 직경은 DG1/2.29, 또는 제1의 기어의 직경의 약 40%(약 2/5)에 의해서 결정된다. 상류 기어비가 없는 종래의 트랜스미션 시스템들에서, 유효 기어비는 피니언과 기어사이의 기어비에 의해서 전적으로 결정된다. 비교를 위해, 제1의 기어에 대해 4.01의 기어비를 얻기 위하여, 피니언은 대응 제1의 기어의 직경의 약 25%인 직경을 가져야 한다.
이에 따라, 상류 기어비와 하류 기어비를 가지는 여기에 기술된 트랜스미션 메카니즘은 종래 트랜스미션 시스템에서 이러한 피니언의 직경과 비교하여 더 큰 직경을 가지는 제1의 기어 피니언과 다른 피니언들을 가지는 상술한 이점을 가질수 있다. 예를 들면, 본 트랜스미션 메카니즘의 더 큰 제1의 기어 피니언은 피니언과 대응 레이샤프트사이에 베어링이 삽입되게 하며, 회전 구동을 위한 피니언을 선택하기 위하여 레이샤프트상에 동기화 장치가 장착되게 한다.
도1의 설명들에 대하여 상술한 것처럼, 단일 체인(40)은 엔진 입력 스프로켓(528)을 이용하여 홀수 클러치 구동 스프로켓(542)과 짝수 클러치 구동 스프로켓(544)를 동시에 구동시키도록 이용될 수 있다. 실시예1의 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘(500)에서 이용하기 위한 적절한 체인의 일예는 94개의 링크를 가지고, 약 20mm의 폭과, 약 8mm의 피치를 가진다. 이 예에서, 홀수 클러치 입력 스프로켓(542)의 중심은 엔진 입력 스프로켓(528)의 중심으로부터 약 108mm의 간격을 갖고, 짝수 입력 스프로켓(544)의 중심은 엔진 입력 스프로켓(528)의 중심으로부터 약 218mm의 간격을 갖고, 짝수 클러치 구동 스프로켓(544)의 중심은 홀수 클러치 구동 스프로켓(542)의 중심으로부터 약 218mm의 간격을 갖는다.
듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘(600)의 구성의 또 다른 예는 도18 과 19에 도시된다. 이 트랜스미션 메카니즘은 도14-16의 트랜스미션 메커니즘과 구조가 유사하나, 동기화 장치로 작동되는 대신에 슬라이딩 후진 기어 아이들러(692)를 가지는 점에서 주로 다르다. 동기화 장치들(120)의 수의 감소는 트랜스미션 메카니즘(600)의 비용을 감소시킬 수 있다. 다른 차이들은 여기에 기술된 것으로부터 명백하게 될 것이다.
트랜스미션 메카니즘(600)은 엔진 입력축(624), 홀수 레이샤프트(620), 짝수 레이샤프트(622), 중간축(650)를 가진다. 이 샤프트들(624, 620, 622, 650)의 각각의 축선은 비동축이고 서로 평행하다. 홀수 클러치 시스템(660)과 짝수 클러치 시스템(662)이 제공되고 상세하게 기술된 목적을 위하여 각각 별개로 맞물릴수 있다.
클러치 시스템들(660, 662)의 상류측에서, 체인(640)은 엔진 입력축(624)에 장착된 엔진 입력 스프로켓(628)을 거쳐 회전을 위해 홀수 클러치 구동 스프로켓(642)와 짝수 클러치 구동 스프로켓(644)을 구동한다. 홀수 클러치 구동 스프로켓(642)과 엔진 입력 스프로켓(628)사이의 비는 짝수 클러치 구동 스프로켓(644)과 엔진 입력 스프로켓(628)사이의 비와는 다르다. 홀수 클러치 시스템(660)의 구동측 또는 상류측은 홀수 클러치 구동 스프로켓(642)에 작동가능하게 연결되고 이에 의하여 회전을 위해 구동된다. 유사하게, 짝수 클러치 시스템(662)의 구동측 또는 상류측은 짝수 클러치 구동 스프로켓(644)에 작용가능하게 연결되고 이에 의하여 회전을 위해 구동된다.
클러치 시스템들(660, 662)의 하류측으로 돌아가서, 홀수 클러치 시스템(660)의 하류 또는 출력측은 홀수 레이샤프트(620)에 작동가능하게 연결되고, 짝수 클러치 시스템(662)의 하류 또는 출력측은 짝수 레이샤프트(622)에 작동가능하게 연결된다. 홀수 클러치 시스템(660)이 맞물릴때, 토크는 홀수 클러치 구동 스프로켓(642)으로부터 홀수 클러치 시스템(660)을 통하여 홀수 레이샤프트(620)로 전달된다. 유사하게, 짝수 클러치 시스템(662)이 맞물릴때, 토크는 짝수 클러치 구동 스프로켓(644)으로부터 짝수 클러치 시스템(662)을 통하여 짝수 레이샤프트(622)로 전달된다.
홀수 레이샤프트(620)상에 제1의 기어 피니언(670), 제3의 기어 피니언(674), 제5의 기어 피니언(678)이 배치된다. 일방향 클러치(694)는 회전을 위해 제1의 기어 피니언(670)이 홀수 레이샤프트(620)와 맞물리도록 위치한다. 동기화 장치(120)는 홀수 레이샤프트(620)위에 배치되고, 홀수 레이샤프트(620)와 피니언(674) 또는 (678)의 선택적인 맞물림을 위해 제3의 기어 피니언(674)과 제5의 기어 피니언(678)사이에 위치된다. 짝수 레이샤프트(622)위에 제2의 기어 피니언(672), 제4의 기어 피니언(676), 후진 기어 피니언(682)이 배치된다. 동기화 장치(120)는 짝수 레이샤프트(622)위에 배치되고, 피니언들(672, 676)중의 하나가 이와 회전을 위해 짝수 레이샤프트(622)와 선택적으로 맞물리도록 제2의 기어 피니언(672)과 제4의 기어 피니언(676)사이에 위치된다. 후진 기어 피니언(682)은 짝수 레이샤프트(622)에 장착된다. 후진 기어 아이들러(690)는 아이들러 샤프트(692) 주위를 회전할 수 있다. 후진 기어 아이들러(690)는 제1의 위치와 제2의 위치사이에서 후진 기어 피니언(682)를 따라 선택적으로 미끄러질수 있다. 후진 기어 아이들러(690)는 유압으로, 기계적으로 또는 전자적으로 작동하는 포크 또는 레버암(도시안됨)을 거쳐 여러 방법으로 제1의 위치와 제2의 위치사이에서 미끄러질 수 있다.
중간축(650)은 제1의/후진 피동 기어(652), 제2의 피동 기어(654), 제3/제4의 피동 기어(656), 제5의 피동 기어(658)를 가진다. 제1/후진 피동 기어(652)는 후진 아이들러 기어(690)가 제2의 위치에 있을 때 제1의 기어 피니언(670)및 후진 아이들러 기어(690)와 정렬된다. 제1/후진 피동 기어(652)는 후진 아이들러 기어가 제1의 위치에 있을 때 후진 아이들러 기어(690)와 정렬하지 않는다. 제2의 피동 기어(654)는 제2의 기어 피니언(672)과 정렬되고, 제3/제4의 피동 기어(656)는 제3의 기어 피니언(674)및, 제4의 기어 피니언(676)과 정렬되고, 제5의 피동 기 어(658)는 제5의 기어 피니언(678)과 정렬된다. 제5의 피동 기어(658)는 또한 최종 구동기어로서 작용하고, 차동 시스템(634)의 하우징에 결합된 출력 기어(632)와 정렬되고 회전을 위해 이를 구동한다.
다른 하류 기어비들은 레이샤프트들(620, 622)의 여러 기어 피니언들(670, 672, 674, 676, 678, 682)과 중간축(650)의 정렬된 피동 기어들(652, 654, 656, 658)사이에 존재한다. 기어비는 어떤 클러치 시스템들(660, 662)이 어떤 레이샤프트들(620, 622)을 구동하기 위하여 맞물리고, 어떤 기어 피니언들(672, 674, 676, 678, 682)이 각각의 레이샤프트(620, 622)와 맞물리느냐에 의해서 결정된다. 이 하류 기어비들과 상류 기어비들의 곱은 기어, 예를 들면 제1의, 제2의, 제3의, 제4의, 제5의, 또는 후진 기어가 선택됨에 따른 트랜스미션 메카니즘(600)의 총유효 기어비를 나타낸다.
도20에 예시된 또 다른 예에서, 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘(700)은 슬라이딩 후진 아이들러 기어(790)를 거쳐 작동된 6단의 정방향 속도와 역방향 속도를 가진다. 트랜스미션 메카니즘(700)은 홀수 클러치 시스템(760)과 짝수 클러치 시스템(762)을 포함하며, 그 기능은 더 상세하게 기술된다. 클러치 시스템들(760, 762)의 상류측에서, 엔진 입력 스프로켓(도시안됨)은 체인(740)을 거쳐 회전을 위해 홀수 클러치 구동 스프로켓(742)과 짝수 클러치 구동 스프로켓(744)를 구동한다. 홀수 클러치 구동 스프로켓(742)은 홀수 클러치 시스템(760)의 입력측을 구동하기 위하여 작동가능하게 연결되고, 짝수 클러치 구동 스프로켓(744)은 짝수 클러치 시스템(762)의 입력측을 구동하기 위하여 작동가능하게 연결된다. 엔진 입력 스프로켓과 홀수 클러치 구동 스프로켓(742)사이의 비는 엔진 입력 스프로켓과 짝수 클러치 구동 스프로켓(744)사이의 비와는 다르다.
클러치 시스템들(760, 762)의 하류측에는, 홀수 레이샤프트(720)가 입력 레이샤프트(722)와 홀수 클러치 시스템(760)의 출력측에 의해서 회전을 위해 구동된다. 제1의 기어 피니언(770), 제3의 기어 피니언(774), 제5의 기어 피니언(778)은 홀수 레이샤프트(720)위에 배치된다. 도14-16의 트랜스미션 메카니즘(500)에 대해, 상술한 것과 유사한 구조를 가지고 작동하는 일방향 클러치(794)는 회전을 위해 제1의 기어 피니언(770)이 홀수 레이샤프트(720)와 선택적으로 맞물리게 한다. 동기화 장치(120)는 홀수 레이샤프트(720)위에 배치되고, 회전을 위해 피니언들(774, 778)중의 하나가 홀수 레이샤프트(720)와 선택적으로 맞물리도록 하기 위해 제3의 기어 피니언(774)와 제5의 기어 피니언(778)사이에 위치된다. 제2의 기어 피니언(772), 제4의 기어 피니언(776), 제6의 기어 피니언(780)은 짝수 레이샤프트(722)위에 배치된다.
동기화 장치(120)는 짝수 레이샤프트(722)위에 배치되고, 제2의 기어 피니언(772)을 이와 회전을 위해 짝수 레이샤프트(722)와 선택적으로 맞물릴 수 있다. 또 다른 동기화 장치(120)는 또한 짝수 레이샤프트(722)위에 배치 되고, 회전을 위해 피니언들(776, 780)중의 하나가 짝수 레이샤프트(722)와 선택적으로 맞물리도록 하기 위해 제4의 기어 피니언(776)과 제6의 기어 피니언(780)사이에 위치된다. 후진 기어 피니언(782)은 짝수 레이샤프트(722)와 일체로 형성되고, 아이들러 샤프트(792)를 중심으로 회전하도록 채택된 후진 아이들러 기어(790)와 맞물린다. 후 진 기어 피니언(782)의 길이는 후진 아이들러 기어(790)의 폭보다 크고, 이에 따라 후진 아이들러 기어(790)는 도18과 19의 트랜스미션 메카니즘(600)에 대해, 예를 들면 상술한 수단을 이용하여 제1의 위치에서 제2의 위치까지 미끄러질수 있으며, 이는 상세하게 기술될 것이다.
중간축(750)은 홀수와 짝수 레이샤프트들(720, 722)에 평행하게 그리고 이로부터 간격을 두고 배치된다. 제1의/후진 기어(752), 제2의 기어(754), 제3/제4의 기어(756), 제5/제6의 기어(758)는 중간축(750)에 장착된다. 제1/후진 기어(752)는 제1의 위치가 아닌 제2의 위치에서 제1의 기어 피니언(770) 또는 후진 아이들러 기어(790)에 의하여 구동되도록 정렬된다. 제2의 기어(754)는 제2의 기어 피니언(772)에 의하여 구동되도록 정렬된다. 제3/제4의 기어(756)는 홀수 클러치 시스템(760)이 홀수 레이샤프트(720)를 회전시키기 위해 맞물릴 때, 제3의 기어 피니언(774)에 의해 구동되거나, 짝수 클러치 시스템(762)이 짝수 레이샤프트(722)를 회전시키기 위해 맞물릴 때, 제4의 기어 피니언(776)에 의해 구동되도록 정렬된다. 또한 최종 구동 기어로서 작용하는 제5/제6의 기어(758)는 홀수 클러치 시스템(760)이 홀수 레이샤프트(720)를 회전시키기 위해 맞물릴 때, 제5의 기어 피니언(778)에 의해 구동되고 또는 짝수 클러치 시스템(762)이 짝수 레이샤프트(722)를 회전시키기 위해 맞물릴 때, 제6의 기어 피니언(780)에 의해 구동되도록 정렬된다.
중간축(750)의 기어들(752, 754, 756, 758)과 피니언들(770, 772, 774, 776, 778, 780, 782)의 조합들의 각각은 다른 하류 기어비를 가진다. 하류 기어비가 홀 수 기어들에 대해서는 홀수 클러치 구동 스프로켓(742)과 엔진 입력 스프로켓 사이의 상류 스프로켓 비에 의해 곱해지고 짝수와 후진 기어에 대해서는 짝수 클러치 구동 스프로켓(744)과 엔진 입력 스프로켓 사이의 상류 스프로켓 비에 의해 곱해지며, 이에 따라 트랜스미션 메카니즘(700)의 유효 기어비가 얻어진다.
도21에 예시된 또 다른 실시에에서, 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘(800)은 5단의 정방향 속도와 동기화 장치 작동 후진 기어와 제1의 기어를 갖는다. 트랜스미션 메카니즘(800)은 홀수 클러치 시스템(860)과 짝수 클러치 시스템(862)을 포함하며, 그 기능은 더 상세하게 기술될 것이다. 클러치 시스템들(860, 862)의 상류측에서, 엔진 입력 스프로켓(도시안됨)은 체인(840)을 거쳐 회전을 위해 홀수 클러치 구동 스프로켓(842)과 짝수 클러치 구동 스프로켓(844)을 구동한다. 홀수 클러치 구동 스프로켓(842)는 홀수 클러치 시스템(860)의 입력측을 구동하기 위하여 작동가능하게 연결되고, 짝수 클러치 구동 스프로켓(844)은 짝수 클러치 시스템(862)의 입력측을 구동하기 위하여 작동가능하게 연결된다. 엔진 입력 스프로켓과 홀수 클러치 구동 스프로켓(842)사이의 비는 엔진 입력 스프로켓과 짝수 클러치 구동 입력 스프로켓(844)사이의 비와는 다르다.
클러치 시스템들(860, 862)의 하류측에는, 홀수 레이샤프트(820)가 입력 레이샤프트(822)와 홀수 클러치 시스템(860)의 출력측에 의해서 회전을 위해 구동된다. 제1의 기어 피니언(870), 후진 기어 피니언(882), 제3의 기어 피니언(874), 제5의 기어 피니언(878)은 홀수 레이샤프트(820)위에 배치된다. 동기화 장치(120)는 홀수 레이샤프트(820)위에 배치되고, 피니언들(870, 882)중의 하나가 홀수 레이 샤프트(820)와 선택적으로 맞물리도록 하기 위해 제1의 기어 피니언(870)과 후진 기어 피니언(882)사이에 위치된다. 또 다른 동기화 장치(120)는 회전을 위해 피니언들(874, 878)중의 하나가 홀수 레이샤프트(820)와 선택적으로 맞물리도록 하기 위해 제3의 기어 피니언(874)와 제5의 기어 피니언(878)사이와 홀수 레이샤프트(820)상에 배치된다. 제2의 기어 피니언(872)과 제4의 기어 피니언(876)은 짝수 레이샤프트(822)상에 배치되고, 제2의 기어 피니언(872) 또는 제4의 기어 피니언(876)이 이와 회전을 위해 짝수 레이샤프트(822)와 선택적으로 맞물릴 수 있는 동기화 장치(120)를 이들 사이에 갖는다.
중간축(850)은 홀수와 짝수 레이샤프트들(820, 822)에 평행하고 이들로부터 간격을 두고 배치된다. 제1의 기어(852), 제2의/후진 기어(854), 제3/제4의 기어(856), 제5의 기어(858)는 중간축(850)에 장착된다. 제1의 기어(852)는 제1의 기어 피니언(870)에 의해 구동되도록 정렬된다. 제2/후진 기어(854)는 후진 아이들러 기어(도시안됨)를 거쳐 제2의 기어 피니언(872) 또는 후진 기어 피니언(882)에 의해 구동되도록 정렬된다. 제3/제4의 기어(856)는 홀수 클러치 시스템(860)이 홀수 레이샤프트(820)를 회전시키도록 맞물릴 때, 제3의 기어 피니언(874) 의해 구동되거나, 짝수 클러치 시스템(862)이 짝수 레이샤프트(822)를 회전시키도록 맞물릴 때, 제4의 기어 피니언(876)에 의해 구동되도록 정렬된다. 제5의 기어(858)는 또한 최종 구동 기어로서 작용하며, 제5의 기어 피니언(878)에 의해 구동되도록 정렬된다.
중간축(850)의 기어들(852, 854, 856, 858)과 피니언들(870, 872, 874, 876, 878, 882)의 조합들의 각각은 다른 하류 기어비를 가진다. 하류 기어비는 홀수 기어들에 대해서는 홀수 클러치 구동 스프로켓(842)과 엔진 입력 스프로켓사이의 상류 스프로켓 비에 의해 곱해지고 짝수와 후진 기어들에 대해서는 짝수 클러치 구동 스프로켓(844)과 입력 스프로켓사이의 상류 스프로켓 비에 의해 곱해지며, 이에 따라 트랜스미션 메카니즘(800)의 유효 기어비를 얻는다.
도22에 예시된 또 다른 예에서, 트랜스미션 메카니즘(900)은 5단의 정방향 속도와 하나의 역방향 속도를 가진다. 트랜스미션 메카니즘(900)은 또한 제1의 기어 피니언(970)과 연결된 일방향 클러치(994)와 후진 기어 피니언(982)과 연결된 유성 기어 시스템(992)을 가지며, 이는 상세하게 기술될 것이다. 트랜스미션 메카니즘(900)은 홀수 클러치 시스템(960)과 짝수 클러치 시스템(962)을 포함하며, 그 기능은 상세하게 기술될 것이다. 클러치 시스템들(960, 962)의 상류측에는, 엔진 입력 스프로켓(도시안됨)이 체인(940)을 거쳐 회전을 위한 짝수 클러치 구동 스프로켓(944)과 홀수 클러치 구동 스프로켓(942)을 구동한다. 홀수 클러치 구동 스프로켓(942)은 홀수 클러치 시스템(960)의 입력측을 구동하기 위하여 작동가능하게 연결되고, 짝수 클러치 구동 스프로켓(944)은 짝수 클러치 시스템(962)의 입력측을 구동하기 위하여 작동가능하게 연결된다. 엔진 스프로켓과 홀수 클러치 구동 스프로켓(942)사이의 비는 엔진 입력 스프로켓과 짝수 클러치 구동 입력 스프로켓(944) 사이의 비와 다르다.
클러치 시스템들(960, 962)의 하류측에는 홀수 레이샤프트(920)가 입력 레이샤프트(922)와 홀수 클러치 시스템(960)의 출력측에 의해서 회전을 위해 구동된다. 제1의 기어 피니언(970), 제3의 기어 피니언(974), 제5의 기어 피니언(978)은 홀수 레이샤프트(920)상에 배치된다. 도14-16의 트랜스미션 메카니즘(500)에 대해 상술한 것과 유사한 구조를 가지고 작동하는 일방향 클러치(994)는 회전을 위해 제1의 기어 피니언(970)이 홀수 레이샤프트(920)와 선택적으로 맞물리게 한다. 동기화 장치(120)는 홀수 레이샤프트(920)상에 배치되고, 제3의 기어 피니언(974)과 제5의 기어 피니언(978)사이에 위치한다. 이 동기화 장치(120)는 회전을 위해 제3의 기어(974)와 제5의 기어(978)중의 하나가 홀수 레이샤프트(920)와 선택적으로 맞물리게 할수 있다.
제2의 기어 피니언(972), 제4의 기어 피니언(976)및, 후진 기어 피니언(982)은 짝수 레이샤프트(922)상에 배치된다. 동기화 장치(120)는 짝수 레이샤프트(922)상에 배치되고, 회전을 위해 제2기어의 피니언들(972, 976)중의 하나가 짝수 레이샤프트(922)와 선택적으로 맞물리도록 하기 위해 제2의 기어 피니언(972) 또는 제4의 기어 피니언(976)을 선택적으로 맞물릴수 있다. 또한 짝수 레이샤프트(922)상에 배치된 후진 기어 피니언(982)은 유성 기어 시스템(planetary gear system)(992)과 결합된다.
유성 기어 시스템(992)은 짝수 레이샤프트(922)와 일체로 형성되고 중심에 배치된 태양 기어(966)와 링기어(964)에 의해서 둘러싸인 하나 또는 그 이상의 유성 기어들(996)을 포함한다. 링기어(964)가 예를 들면 밴드, 맞물림 클러치(dog clutch) 또는 마찰 클러치(도시안됨)에 의해 맞물릴 때, 이는 트랜스미션 시스템(900)의 하우징(998)에 대해 잠겨진다. 이는 회전 구동을 위해 후진 기어 피니 언(982)에 연결된 유성 기어(964)를 태양 기어(966)가 회전시키는 원인이 된다. 그후 후진 기어 피니언(982)은 그 외부 원주를 거쳐 회전을 위해 최종 구동 기어(990)를 구동시킨다.
중간축(950)은 홀수 및 짝수 레이샤프트들(920, 922)에 평행하고 이들로부터 간격을 갖도록 배위된다. 제1의 기어(952), 제2의 기어(954), 제3/제4의 기어(956), 제5의 기어(958)는 중간축(950)에 장착된다. 제1의 기어(952)는 제1의 기어 피니언(970)에 의해 구동되도록 정렬된다. 제2의 기어(954)는 제2의 기어 피니언(972)에 의해 구동되도록 정렬된다. 제3/제4의 기어(956)는 홀수 클러치 시스템(960)이 홀수 레이샤프트(920)를 회전하도록 맞물릴 때 제3의 기어 피니언(974)에 의해 구동되거나 짝수 클러치 시스템(962)이 짝수 레이샤프트(922)를 회전하도록 맞물릴 때 제4의 기어 피니언(976)에 의해서 구동되도록 정렬된다. 제5의 기어(958)는 홀수 클러치 시스템(960)이 홀수 레이샤프트(920)를 회전하도록 맞물릴 때 제5의 기어 피니언(978)에 의햐여 구동되거나 짝수 클러치 시스템(962)이 짝수 레이샤프트(922)를 회전하도록 맞물릴 때와 후진 기어 피니언(982)이 유성 기어 시스템(992)에 의하여 회전을 위해 구동될 때 후진 기어 피니언(982)을 거쳐 최종 아이들러 기어(990)의 내부 원주에 의해 구동되도록 맞물린다.
중간축(950)의 기어들(952, 954, 956, 958)과 기어 피니언들(970, 972, 974, 976, 978, 982)의 조합들의 각각은 다른 하류 기어비를 가진다. 하류 기어비가 홀수 기어에 대해서는 홀수 클러치 구동 스프로켓(942)과 엔진 입력 스프로켓 사이의 상류 스프로켓 비에 의해 곱해지고 짝수와 후진 기어에 대해서는 짝수 클러치 구동 스프로켓(944)과 입력 스프로켓 사이의 상류 스프로켓 비에 의해 곱해지며, 이에 따라 트랜스미션 메카니즘(900)의 유효 기어비가 얻어진다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. 예를 들면, 도1-3, 13, 14-22의 트랜스미션 메카니즘이 그 클러치 시스템들의 상류에서 체인-스프로켓 구동 구성을 가지는 것으로 기술되지만 특별한 용도에 따라서 도4-12의 다른 입력측 구성들의 어떠한 것도 치환될 수 있다.

Claims (32)

  1. 엔진의 입력축에서 구동 트레인까지 토크를 전달하기 위한 차량 트랜스미션 메카니즘에 있어서,
    제1의 클러치 구동 부재 및 제2의 클러치 구동 부재와 동시 구동 관계에 있는 엔진 입력 부재를 가지는 엔진의 입력축을 포함하며, 상기 제1의 클러치 구동 부재는 제1의 기어비에서 상기 엔진 입력 부재로부터 제1의 클러치의 입력측까지 토크를 전달하도록 구성되며, 상기 제2의 클러치 구동 부재는 제2의 기어비에서 상기 엔진 입력 부재로부터 제2의 클러치의 입력측까지 토크를 전달하도록 구성되고, 상기 제2의 기어비는 상기 제1 기어비와 상이하며;
    축선을 중심으로 회전가능하고, 상기 제1의 기어비에서 상기 엔진 입력부재로부터 전달된 토크를 수용가능하며 상기 제1의 클러치에 의하여 구동되도록 선택적으로 맞물릴수 있는 제1의 레이샤프트와; 상기 제1의 레이샤프트 축선으로부터 거리를 둔 제2의 레이샤프트 축선을 중심으로 회전가능하며, 상기 제2의 클러치에 의하여 구동되도록 선택적으로 맞물릴수 있고, 상기 제2의 기어비에서 엔진 입력부재로부터 전달된 토크를 수용가능한 제2의 레이샤프트를 포함하고; 상기 제1의 레이샤프트는 제1의 세트의 복수의 동축의 피니언들을 가지며, 상기 제2의 레이샤프트는 제2의 세트의 복수의 동축 피니언들을 가지며;
    상기 제1의 레이샤프트 축선과 상기 제2의 레이샤프트 축선으로부터 거리를 둔 축선을 중심으로 회전가능한 중간축을 포함하며, 상기 중간축은 그 위에 동축으 로 장착된 제1의 세트의 기어와 제2의 세트의 기어를 가지며, 상기 제1의 세트의 기어로 부터의 각 기어는 이들 사이의 기어비로 제1의 세트의 피니언으로부터의 피니언과 맞물림, 구동관계에 있으며, 상기 제2의 세트의 기어로 부터의 각 기어는 이들 사이의 기어비로 제2의 세트의 피니언으로부터의 피니언과 맞물림, 구동관계에 있으며, 각 쌍의 피니언과 기어의 기어비는 다른 쌍의 피니언과 기어의 기어비와 다르며,
    맞물린 피니언과 기어쌍 사이의 기어비와 상기 엔진 입력부재와 상기 제1의 클러치 구동 부재 사이의 상기 제1의 기어비의 곱인 유효 기어비에서 상기 제1의 클러치가 상기 중간축으로 토크를 전달하도록 맞물린때, 상기 제1의 세트의 피니언들 각각은 상기 제1의 레이샤프트와 독립적으로 맞물릴수 있고; 상기 맞물린 피니언과 기어쌍 사이의 기어비와 상기 엔진 입력부재와 상기 제2의 클러치 구동 부재사이의 상기 제2의 기어비의 곱인 유효 기어비에서 상기 제2의 클러치가 상기 중간축으로 토크를 전달하도록 맞물린때, 상기 제2의 세트의 피니언들 각각은 상기 제2의 레이샤프트와 독립적으로 맞물릴수 있으며; 이에 의해 상기 유효기어비들의 각각은 다른 유효기어비들과는 다르게 제공되는 것을 특징으로 하는 차량 트랜스미션 메카니즘.
  2. 제1항에 있어서,
    제1의 레이샤프트 동기화 장치는 제1의 레이샤프트상에 장착되고, 상기 제1의 세트의 피니언들의 적어도 하나를 이와 함께 회전시키기 위해 상기 제1의 레이 샤프트와 선택적으로 맞물도록 채택되며, 그리고
    제2의 레이샤프트 동기화 장치는 제2의 레이샤프트상에 장착되고, 상기 제2의 세트의 피니언들의 적어도 하나를 이와 함께 회전시키기 위해 상기 제2의 레이샤프트와 선택적으로 맞물도록 채택되는 것을 특징으로 하는 차량 트랜스미션 메카니즘.
  3. 제2항에 있어서,
    복수의 동기화 장치들은 상기 제1과 제2의 레이샤프트들상에 장착되며, 제1세트의 동기화 장치들의 하나는 상기 제1세트의 피니언들과 상기 제2세트의 피니언들중 적어도 하나를 이와 회전시키기 위해 상기 제1과 제2의 레이샤프트들의 각각과 선택적으로 맞물리도록 채택되는 것을 특징으로 하는 차량 트랜스미션 메카니즘.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 동기화 장치들의 각각은 제1의 마찰 표면을 가지는 접촉 부분을 포함하고, 상기 피니언들은 제2의 마찰 표면을 가지는 수용 부분을 포함하며, 상기 동기화 장치들은 제1과 제2의 마찰 표면들 사이의 마찰 접촉의 점진적 증가에 의해 피니언들을 맞물며, 동기화 장치의 접촉 부분은 상기 제1의 마찰 표면을 포함하는 외곽 표면을 갖는 싱글 콘 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 트랜스미션 메카니즘.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1의 세트의 피니언들의 하나는 일방향 클러치를 이용하여 상기 제1의 레이샤프트와 회전하도록 선택적으로 맞물리며, 상기 일방향 클러치는 상기 제1의 레이샤프트가 소정 범위의 속도내에서 회전중일 때 상기 제1의 레이샤프트를 회전시키기 위한 상기 제1의 세트의 피니언들의 하나와 맞물리며, 상기 제1의 레이샤프트가 소정 범위의 속도를 초과하는 속도로 회전중일 때 상기 제1의 레이샤프트를 회전시키기 위한 상기 제1의 세트의 피니언들의 하나와 맞물리지 않는 것을 특징으로 하는 차량 트랜스미션 메카니즘.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 엔진 입력 부재는 스프로켓을 포함하며, 상기 제1의 클러치 구동 부재는 스프로켓을 포함하고, 상기 제2의 클러치 구동 부재는 스프로켓을 포함하고, 상기 엔진 입력 스프로켓은 상기 제1의 클러치 구동 스프로켓과 제2의 클러치 구동 스프로켓을 적어도 하나의 무단 체인으로 동시에 구동하며, 상기 엔진 입력 스프로켓은 상기 제1의 클러치 구동 스프로켓을 구동하며, 상기 제1의 클러치 구동 스프로켓과 상기 제2의 클러치 구동 스프로켓은 소정의 수의 스프로켓 이(teeth)를 구비하며, 상기 엔진 입력 스프로켓과 상기 제1의 구동 클러치 스프로켓의 이들(teeth)의 수는 이들 사이에 상기 제1의 기어비를 형성하도록 선택되며, 상기 엔진 입력 스프로켓과 상기 제2의 구동 클러치 스프로켓의 이들의 수는 이들 사이에 상기 제2의 기어 비를 형성하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 차량 트랜스미션 메카니즘.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 엔진 입력 부재는 제1의 스프로켓과 제2의 스프로켓을 포함하며, 상기 제1의 엔진 입력 스프로켓은 제1의 무단 체인으로 상기 제1의 클러치 구동 스프로켓을 구동하고, 제2의 엔진 입력 스프로켓은 제2의 무단 체인으로 상기 제2의 클러치 구동 스프로켓을 구동하고, 상기 제1의 엔진 입력 스프로켓과 상기 제1의 구동 클러치 스프로켓의 이들의 수는 이들 사이에 상기 제1의 기어비를 형성하도록 선택되며, 상기 제2의 엔진 입력 스프로켓과 상기 제2의 구동 클러치 스프로켓의 이들의 수는 이들 사이에 상기 제2의 기어비를 형성하도록 선택된 것을 특징으로 하는 차량 트랜스미션 메카니즘.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 엔진 입력 부재, 상기 제1의 클러치 구동 부재, 상기 제2의 클러치 구동 부재는 기어들을 포함하며;
    제1의 아이들러 기어는 상기 엔진 입력 기어와 맞물리고 그리고 상기 엔진 입력 기어에 의해 회전하도록 구동되며, 상기 제1의 아이들러 기어는 또한 상기 제1의 클러치 구동 기어와 맞물리며 그리고 상기 제1의 클러치 구동 기어를 회전시키기 위해 구동하며;
    제2의 아이들러 기어는 상기 엔진 입력 기어와 맞물리고 그리고 상기 엔진 입력 기어에 의해 회전하도록 구동되며, 상기 제2의 아이들러 기어는 또한 상기 제2의 클러치 구동 기어와 맞물리며 그리고 상기 제2의 클러치 구동 기어를 회전시키기 위해 구동하고; 상기 엔진 입력 기어는 미리 선택된 직경을 가지며, 상기 제1의 클러치 구동 기어는 이들 사이에서 상기 제1의 기어비를 형성하도록 선택된 직경을 가지며, 상기 제2의 클러치 구동 기어는 상기 제2의 클러치 구동 기어와 상기 엔진 입력 기어 사이에서 상기 제2의 기어비를 형성하도록 선택된 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 차량 트랜스미션 메카니즘.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 엔진 입력 부재는 엔진 입력 스프로켓과 엔진 입력 기어를 포함하고, 상기 제1의 클러치 구동 부재는 기어를 포함하고, 그리고 상기 제2의 클러치 구동 부재는 스프로켓을 포함하며;
    제1의 아이들러 기어는 상기 엔진 입력 부재의 상기 엔진 입력 기어와 맞물리고 상기 엔진 입력 기어에 의해 회전을 위해 구동되고, 상기 제1의 아이들러 기어는 또한 상기 제1의 클러치 구동 기어와 맞물리고 상기 제1의 클러치 구동 기어를 회전시키기 위해 구동하며; 그리고
    상기 엔진 입력 부재의 상기 엔진 입력 스프로켓은 무단 체인으로 회전시키기 위해 상기 제2의 클러치 구동 스프로켓을 구동하고, 상기 엔진 입력 기어는 미리 선택된 직경을 가지고 상기 제1의 클러치 구동 기어는 이들 사이에서 상기 제1 의 기어비를 형성하도록 선택된 직경을 가지며, 상기 엔진 입력 스프로켓과 상기 제2의 클러치 구동 스프로켓은 이들 사이에서 상기 제2의 기어비를 형성하도록 미리 선택된 수의 이(teeth)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 트랜스미션 메카니즘.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 엔진 입력 부재, 상기 제1의 클러치 구동 부재와, 상기 제2의 클러치 구동 부재는 기어들을 포함하며;
    제1의 아이들러 기어는 상기 엔진 입력 부재와 맞물리고 그리고 상기 엔진 입력 부재에 의해 회전하도록 구동되며, 상기 제1의 아이들러 기어는 또한 상기 제1의 클러치 구동 기어와 맞물리며 그리고 상기 제1의 클러치 구동 기어를 회전시키기 위해 구동하며;
    제2의 아이들러 기어는 상기 제1의 클러치 구동 기어와 맞물리고 제1의 클러치 구동 기어에 의해 회전하도록 구동되며, 상기 제2의 아이들러 기어는 또한 상기 제2의 클러치 구동 기어와 맞물리며 상기 제2의 클러치 구동 기어를 회전시키기 위해 구동하고; 상기 엔진 입력 기어는 미리 선택된 직경을 가지며, 상기 제1의 클러치 구동 기어는 이들 사이에서 상기 제1의 기어비를 형성하도록 선택된 직경을 가지며, 상기 엔진 입력 기어, 상기 제1의 클러치 구동 기어와, 상기 제2의 클러치 구동 기어는 상기 제2의 클러치 구동 기어와 상기 엔진 입력 기어 사이에서 상기 제2의 기어비를 형성할 직경들을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 트랜스미션 메 카니즘.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 엔진 입력 부재는 스프로켓을 포함하고, 상기 제1의 클러치 구동 부재는 제1의 클러치 구동 기어와 제1의 클러치 구동 스프로켓을 포함하며, 상기 제1의 클러치 구동 기어와 상기 제1의 클러치 구동 스프로켓은 하나의 회전이 다른 것을 회전시키도록 결합되며, 상기 제2의 클러치 구동 부재는 기어를 포함하며;
    상기 엔진 입력 스프로켓은 무단 체인으로 회전시키기 위한 제1의 클러치 구동 스프로켓을 구동하며;
    제1의 아이들러 기어는 상기 제1의 클러치 구동 기어와 맞물리고 상기 제1의 클러치 구동 기어에 의해 회전하도록 구동되며, 상기 제1의 아이들러 기어는 또한 상기 제2의 클러치 구동 기어와 맞물리고 상기 제2의 클러치 구동 기어에 의해 회전하도록 구동되며; 상기 엔진 입력 스프로켓과 상기 제1의 클러치 구동 스프로켓은 이들 사이에서 상기 제1의 기어비를 형성할 미리 선택된 수의 이(teeth)를 구비하며, 상기 제1의 클러치 구동 기어와 제2의 클러치 구동 기어는 상기 엔진 입력 스프로켓과 상기 제2의 클러치 구동 기어 사이에서 상기 제2의 기어비를 형성하도록 미리 선택된 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 차량 트랜스미션 메카니즘.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1의 레이샤프트는 독립하여 이와 맞물릴수 있는 리버스 피니언을 가 지고, 상기 리버스 피니언은 후진 아이들러 기어와 맞물리며, 상기 제1의 클러치가 상기 리버스 피니언과 상기 후진 기어 사이의 비와 상기 엔진 입력 부재와 상기 제1의 클러치 구동 부재 사이의 상기 제1의 기어비의 곱인 유효 기어비에서 중간축으로 토크를 전달하도록 맞물릴 때, 상기 리버스 피니언은 상기 중간축상에 장착된 후진 기어와 맞물리며 이와 구동관계에 있으며, 상기 후진 기어 회전은 상기 제1의 레이샤프트의 회전 방향과 동일 방향에 있는 것을 특징으로 하는 차량 트랜스미션 메카니즘.
  13. 제1항에 있어서,
    리버스 피니언은 상기 제1의 레이샤프트 상에 장착되며;
    후진 아이들러 기어는 상기 리버스 피니언과 맞물리며;
    상기 후진 아이들러 기어의 제1의 위치에서, 상기 제1의 클러치가 상기 리버스 피니언과 상기 후진 기어 사이의 비와 상기 엔진 입력 부재와 상기 제1의 클러치 구동 부재 사이의 상기 제1의 기어비의 곱인 유효 기어비에서 상기 중간축으로 토크를 전달하도록 맞물릴 때, 상기 후진 아이들러 기어가 상기 후진 기어를 구동하기 위해 상기 중간축상에 장착된 후진 기어와 맞물리며, 그리고 상기 후진 기어는 상기 제1의 레이샤프트의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전하며;
    상기 후진 아이들러 기어의 제2의 위치에서, 상기 후진 아이들러 기어는 상기 후진 기어와 맞물리지 않으며;
    상기 후진 아이들러 기어를 이동시키기 위한 수단은 상기 제1의 위치와 상 기 제2의 위치 사이에 있는 것을 특징으로 하는 차량 트랜스미션 메카니즘.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1의 레이샤프트는 그 회전 방향과 반대 방향의 상기 제1의 레이샤프트에 의한 회전을 위해서 구동될 유성 기어 시스템을 거쳐 독립적으로 맞물릴수 있는 리버스 피니언을 가지며, 상기 유성 기어 시스템이 상기 리버스 피니언과 상기 후진 기어 사이의 비와 상기 엔진 입력 부재와 상기 제1의 클러치 구동 부재 사이의 상기 제1의 기어비의 곱인 유효 기어비에서 상기 중간축으로 토크를 전달하도록 맞물릴 때, 상기 리버스 피니언은 이와 구동관계에 있으며 상기 중간축상에 장착된 후진 기어와 맞물리는 것을 특징으로 하는 차량 트랜스미션 메카니즘.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1의 세트의 피니언의 각 피니언과 상기 제2의 세트의 피니언의 각 피니언은 직경(Dp)을 가지고;
    상기 제1의 세트의 기어의 각 기어와 상기 제2의 세트의 기어의 각 기어는 직경(Dg)을 가지며;
    상기 제1과 제2의 세트의 피니언들의 피니언의 직경은 가장 작은 직경(Dp')을 가지고, 상기 제1과 제2의 세트의 기어들(Dg')의 직경은 (Dg') * 2/5 ≤ Dp' 의 관계를 가지는 것을 특징으로 하는 차량 트랜스미션 메카니즘.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 중간축은 제1의 세트의 기어들 중의 하나와 상기 제2의 세트의 기어들 중의 하나인 공통 기어를 포함하고, 상기 공통 기어는 상기 제1의 또는 제2의 클러치들의 하나가 맞물릴때 상기 제1의 세트의 피니언들의 하나와 상기 제2의 세트의 피니언들 중의 하나에 의해 구동되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 트랜스미션 메카니즘.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 중간축은 하나 이상의 공통 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 트랜스미션 메카니즘.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 제1의 레이샤프트의 상기 제1 세트의 피니언들은 제1의 피니언, 제3의 피니언, 제5의 피니언을 포함하고, 상기 제1의, 제3의, 제5의 피니언들 중의 적어도 둘은 상기 제1의 레이샤프트 상에 장착된 하나 또는 그 이상의 동기화 장치들을 이용하여 상기 제1의 레이샤프트와 맞물릴수 있고;
    상기 제2의 레이샤프트의 상기 제2 세트의 피니언들은 제2의 피니언, 제4의 피니언을 포함하고, 상기 제2와 제4의 피니언들은 상기 제2의 레이샤프트 상에 장착된 하나 또는 그 이상의 동기화 장치들을 이용하여 상기 제2의 레이샤프트와 맞 물릴수 있고;
    상기 중간축의 상기 제1세트의 기어들은 상기 제1의 피니언과 맞물린 제1의 기어, 상기 제3의 피니언과 맞물린 제3의 기어, 상기 제5의 피니언과 맞물린 제5의 기어를 포함하고;
    상기 중간축의 상기 제2세트의 기어들은 상기 제2의 피니언과 맞물린 제2의 기어, 상기 제4의 피니언과 맞물린 제4의 기어를 포함하고, 상기 제4의 기어는 상기 제3의 기어와 동일한 것을 특징으로 하는 차량 트랜스미션 메카니즘.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제2의 레이샤프트의 상기 제2의 세트의 피니언들은 제6의 피니언을 포함하고;
    상기 중간축의 제2의 세트의 기어들은 상기 제6의 피니언과 맞물린 제6의 기어를 포함하고, 상기 제6의 기어는 상기 제5의 기어와 동일하며, 상기 제2의 레이샤프트 상에 장착된 동기화 장치를 이용하여 상기 제2의 레이샤프트와 맞물릴수 있는 것을 특징으로 하는 차량 트랜스미션 메카니즘.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 제1의 레이샤프트의 상기 제1 세트의 피니언들은 제1의 피니언, 제3의 피니언, 제5의 피니언을 포함하고, 상기 제1의, 제3의, 제5의 피니언들 중의 적어도 둘은 상기 제1의 레이샤프트상에 장착된 하나 또는 그 이상의 동기화 장치들을 이용하여 상기 제1의 레이샤프트와 맞물릴수 있고;
    상기 제2의 레이샤프트의 상기 제2 세트의 피니언들은 제2의 피니언, 제4의 피니언을 포함하고, 상기 제2와 제4의 피니언들은 상기 제2의 레이샤프트 상에 장착된 하나 또는 그 이상의 동기화 장치들을 이용하여 상기 제2의 레이샤프트와 맞물릴수 있고;
    상기 중간축의 상기 제1세트의 기어들은 상기 제1의 피니언과 맞물린 제1의 기어, 상기 제3의 피니언과 맞물린 제3의 기어, 상기 제5의 피니언과 맞물린 제5의 기어를 포함하고;
    상기 중간축의 상기 제2세트의 기어들은 상기 제2의 피니언과 맞물린 제2의 기어, 상기 제4의 피니언과 맞물린 제4의 기어를 포함하고, 상기 제2의 기어는 상기 제3의 기어와 동일한 것을 특징으로 하는 차량 트랜스미션 메카니즘.
  21. 제20항에 있어서,
    제4의 기어가 제5의 기어와 같은 것을 특징으로 하는 차량 트랜스미션 메카니즘.
  22. 엔진의 입력축에서 구동 트레인까지 토크를 전달하기 위한 자동차 트랜스미션 메카니즘에 있어서,
    제1의 기어비에서 상기 엔진 입력 부재로부터 제1의 클러치의 입력측까지 토크를 전달하도록 구성된 제1의 클러치 구동 부재 및 제2의 기어비에서 상기 엔진 입력 부재로부터 제2의 클러치의 입력측까지 토크를 전달하도록 구성된 제2의 클러치 구동 부재와 구동관계에 있는 엔진 입력 부재를 가지는 엔진의 입력축을 포함하며, 상기 제2의 기어비는 상기 제1의 기어비와 다르며, 상기 엔진 입력 부재, 상기 제1의 클러치 구동 부재 및 상기 제2의 클러치 구동 부재의 각각은 공통 회전 방향으로 회전을 위해 구동되며;
    축선을 중심으로 회전가능하고, 상기 제1의 기어비에서 상기 엔진 입력부재로부터 전달된 토크에 의해 상기 제1의 클러치에 의하여 구동되도록 선택적으로 맞물릴수 있는 제1의 레이샤프트와, 상기 제1의 레이샤프트의 축선으로부터 거리를 둔 제2 레이샤프트 축선을 중심으로 회전가능하며, 상기 제2의 기어비에서 상기 엔진 입력부재로부터 전달된 토크를 수용하는 상기 제2의 클러치에 의하여 구동되도록 선택적으로 맞물릴수 있는 제2의 레이샤프트를 포함하며; 상기 제1의 레이샤프트는 제1의 세트의 복수의 동축 피니언을 가지며, 상기 제1세트의 피니언들 중의 하나 또는 그 이상은 상기 제1의 레이샤프트 상에 장착된 제1의 동기화 장치를 이용하여 이와 회전하기 위해 상기 제1의 레이샤프트와 선택적으로 맞물릴수 있으며, 상기 제2의 레이샤프트는 제2의 세트의 복수의 동축 피니언을 가지며, 상기 제2세트의 피니언들 중의 하나 또는 그 이상은 상기 제2의 레이샤프트 상에 장착된 제2의 동기화 장치를 이용하여 이와 회전하기 위해 상기 제2의 레이샤프트와 선택적으로 맞물릴수 있으며;
    상기 제1의 레이샤프트의 축선과 제2의 레이샤프트의 축선으로부터 거리를 둔 축선을 중심으로 회전가능한 중간축을 포함하며, 상기 중간축은 그 위에 동축으 로 장착된 제1의 세트의 기어와 제2의 세트의 기어를 가지며, 상기 제1의 세트의 기어로부터의 각 기어는 이들 사이에서 기어비로 제1의 세트의 피니언으로부터의 피니언과 맞물림, 구동관계에 있으며, 상기 제2의 세트의 기어로부터의 각 기어는 이들 사이의 기어비로 제2의 세트의 피니언으로부터의 피니언과 맞물림, 구동관계에 있으며, 각 쌍의 피니언과 기어의 기어비는 다른 쌍의 피니언과 기어의 기어비와 다르며;
    맞물린 피니언과 이와 맞물린 기어 사이의 기어비와 상기 엔진 입력부재와 상기 제1의 클러치 구동 부재 사이의 상기 제1의 기어비의 곱인 유효 기어비에서 상기 제1의 클러치가 중간축으로 토크를 전달하도록 맞물린때, 상기 제1의 세트의 피니언들의 각각은 상기 제1의 레이샤프트와 독립적으로 맞물릴수 있으며; 상기 맞물린 피니언과 이와 맞물린 기어 사이의 기어비와 상기 엔진 입력부재와 제2의 클러치 구동 부재 사이의 상기 제2의 기어비의 곱인 유효 기어비에서 상기 제2의 클러치가 상기 중간축으로 토크를 전달하도록 맞물린때, 상기 제2의 세트의 피니언들의 각각은 상기 제2의 레이샤프트와 독립적으로 맞물릴수 있으며; 이에 의해 유효기어비들의 각각은 다른 유효기어비들과는 다르게 제공되는 것을 특징으로 하는 자동차 트랜스미션 메카니즘.
  23. 제22항에 있어서,
    댐퍼는 상기 엔진의 입력축에서 진동들을 완충하기 위해 상기 엔진의 입력축과 엔진 입력 부재 사이에서 동축으로 개재된 것을 특징으로 하는 자동차 트랜스미 션 메카니즘.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제1의 세트의 피니언들, 상기 제2의 세트의 피니언들, 상기 제1의 세트의 기어들, 상기 제2의 세트의 기어들, 상기 엔진 입력 부재, 상기 제1의 클러치 구동 부재, 상기 제2의 클러치 구동 부재 및 상기 댐퍼는 이를 통해 유체 유동을 갖는 공통 하우징에 의해서 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 자동차 트랜스미션 메카니즘.
  25. 제22항에 있어서,
    펌프 구동 부재는 상기 엔진의 입력축 상에 동심원상으로 장착되고 이에 의해 회전을 위해 구동되는 것을 특징으로 하는 자동차 트랜스미션 메카니즘.
  26. 제22항에 있어서,
    상기 제1의 레이샤프트 축선과 상기 제2의 레이샤프트 축선은 상기 중간축 축선으로부터 실질적으로 등거리에 있는 것을 특징으로 하는 자동차 트랜스미션 메카니즘.
  27. 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘을 이용하여 복수의 다른 유효 토크들로 회전을 위한 중간축을 구동하기 위해 엔진 입력축에서 상기 중간축으로 입력 토크를 전달하는 방법에 있어서,
    입력 토크로 회전을 위한 엔진 입력축의 입력축 부재를 구동하고;
    제1의 클러치 토크에서 상기 입력축 부재를 거쳐 회전을 위해 제1의 클러치의 제1의 클러치 구동 부재를 구동하고, 상기 제1의 클러치 토크는 상기 입력 토크와 다르며;
    제2의 클러치 토크에서 상기 입력축 부재를 거쳐 회전을 위해 제2의 클러치의 제2의 클러치 구동 부재를 구동하고, 상기 제2의 클러치 토크는 상기 입력 토크와 상기 제1의 클러치 토크와 다르며;
    상기 제1의 클러치가 상기 제1의 클러치 토크를 상기 제1의 레이샤프트로 전달하도록 맞물릴 때, 회전을 위해 제1의 레이샤프트를 구동시키고, 상기 제1의 레이샤프트는 상기 제1의 레이샤프트에 의한 회전을 위해 구동되도록 독립적이고 선택적으로 맞물릴 수 있는 복수의 제1의 피니언들을 가지며;
    상기 제2의 클러치가 상기 제2의 클러치 토크를 상기 제2의 레이샤프트로 전달하도록 맞물릴 때, 회전을 위해 제2의 레이샤프트를 구동시키고, 상기 제2의 레이샤프트는 상기 제2의 레이샤프트에 의해 회전을 위해 구동되도록 독립적이고 선택적으로 맞물릴 수 있는 복수의 피니언들을 가지며;
    유효 토크에서 회전을 위한 중간축을 구동하고, 상기 중간축은 그 위에 장착된 복수의 기어들을 가지며, 상기 복수의 기어들의 각각은, 상기 제1의 클러치가 맞물릴 때 상기 복수의 제1의 피니언들의 하나와 맞물리고 이에 의하여 구동되도록 채택되고, 상기 제2의 클러치가 상기 유효 토크에서 회전을 위해 상기 중간축을 구 동하도록 맞물릴 때 상기 복수의 제2의 피니언들의 하나와 맞물리고 이에 의하여 구동되도록 채택되고, 제1의 클러치가 맞물린때 유효 토크와 복수의 제1의 피니언들의 각각 사이의 다른 기어비는 상기 제1의 클러치 토크에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 입력 토크를 전달하는 방법.
  28. 듀얼 클러치 트랜스미션 메카니즘을 이용하여 토크를 수정하는 방법에 있어서,
    입력 토크에서 입력 부재를 구동하고;
    상기 입력 부재를 거쳐 제1의 토크에서 제1의 구동 부재를 구동하고, 상기 제1의 토크는 상기 입력 부재와 상기 제1의 구동 부재 사이에서의 제1의 비에 의해 결정되고, 상기 제1의 토크는 상기 입력 토크와는 다르나 동일 회전 방향을 가지고;
    상기 입력 부재를 거쳐 제2의 토크에서 제2의 입력 부재를 구동하고, 상기 제2의 토크는 상기 입력 부재와 상기 제2의 구동 부재 사이에서 제2의 비에 의해 결정되고, 상기 제2의 토크는 상기 제1의 토크 및 상기 입력 토크와 다르나 동일한 회전 방향을 가지며;
    상기 제1의 구동 부재를 거쳐 상기 제1의 토크에서 제1의 클러치를 구동하고;
    상기 제2의 구동 부재를 거쳐 상기 제2의 토크에서 제2의 클러치를 구동하고;
    상기 제1의 클러치가 맞물릴 때 상기 제1의 토크에서 제1의 레이샤프트를 구동하고, 상기 제1의 레이샤프트는 상기 제1의 토크에서 회전을 위해 구동될 상기 제1의 레이샤프트와 각각이 독립적이고 선택적으로 맞물릴수 있는 복수의 제1의 피니언들을 가지며;
    상기 제2의 클러치가 맞물릴 때 상기 제2의 토크에서 제2의 레이샤프트를 구동하고, 상기 제2의 레이샤프트는 상기 제2의 토크에서 회전을 위해 구동될 상기 제2의 레이샤프트와 각각이 독립적이고 선택적으로 맞물릴수 있는 복수의 제2의 피니언들을 가지며;
    상기 제1의 클러치가 맞물릴때 상기 제1의 레이샤프트를 회전을 위해 제1의 레이샤프트의 피니언들 중의 하나와 맞물리고;
    상기 제2의 클러치가 맞물릴때 상기 제2의 레이샤프트를 회전을 위해 제2의 레이샤프트의 피니언들 중의 하나와 맞물리고;
    중간축 토크에서 회전을 위해 중간축을 구동하고, 상기 중간축은 그 위에 장착된 복수의 기어들을 가지며, 상기 제1과 제2의 피니언들 중의 하나 또는 그 이상의 피니언이 상기 제1과 제2의 레이샤프트의 각각과 맞물리고 상기 제1과 제2의 클러치의 각각이 맞물릴 때 상기 기어들의 각각은 중간축 토크에서 회전을 위해 구동될 상기 제1의 피니언들 중의 하나 또는 그 이상과 상기 제2의 피니언들의 하나 또는 그 이상과 맞물리며, 상기 중간축의 복수의 기어들 중의 각각과 상기 제1과 제2의 피니언들 중의 하나 또는 그 이상 중의 맞물린 피니언 사이의 기어/피니언 비, 상기 중간축 토크는 상기 제1의 클러치가 맞물릴때 상기 제1의 비와 상기 선택된 기어/피니언 비의 곱에 의하여 수정되고 상기 제2의 클러치가 맞물릴때 상기 제2의 비와 상기 선택된 기어/피니언 비의 곱에 의하여 수정되는 것을 특징으로 하는 토크를 수정하는 방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 제1의 클러치가 맞물릴때 회전을 위한 상기 제1의 레이샤프트의 피니언들 중의 하나를 상기 제1의 레이샤프트와 맞물리게 하는 단계는 상기 제1의 레이샤프트로 회전을 위한 상기 제1의 레이샤프트의 피니언들 중의 하나를 구동시키기 위하여 상기 제1의 레이샤프트상에 장착된 제1의 동기화 장치를 작동하는 단계를 포함하며;
    상기 제2의 클러치가 맞물릴때 회전을 위한 상기 제2의 레이샤프트의 피니언들 중의 하나를 상기 제2의 레이샤프트와 맞물리게 하는 단계는 상기 제2의 레이샤프트로 회전을 위한 상기 제2의 레이샤프트의 피니언들 중의 하나를 구동시키기 위하여 상기 제2의 레이샤프트 상에 장착된 제2의 동기화 장치를 작동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크를 수정하는 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 중간축의 기어들 중의 하나는 상기 제1의 레이샤프트의 피니언들 중의 하나와 상기 제2의 레이샤프트의 피니언들 중의 하나에 의해 공유되는 것을 특징으로 하는 토크를 수정하는 방법.
  31. 제28항에 있어서,
    상기 제1의 구동 부재를 거쳐 상기 제1의 토크에서 제1의 클러치를 구동하고 상기 제2의 구동 부재를 거쳐 상기 제2의 토크에서 제2의 클러치를 구동하는 단계는, 하나 또는 그 이상의 체인을 이용하여 상기 제1의 토크에서 상기 입력 부재로부터 상기 제1의 구동 부재로 상기 입력 토크를 전달하고 상기 제2의 토크에서 상기 제2의 구동 부재로 상기 입력 토크를 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크를 수정하는 방법.
  32. 제28항에 있어서,
    상기 제1의 구동 부재를 거쳐 상기 제1의 토크에서 제1의 클러치를 구동하고 상기 제2의 구동 부재를 거쳐 상기 제2의 토크에서 제2의 클러치를 구동하는 단계는, 상기 입력 부재와 상기 제1의 구동 부재와 상기 제2의 구동 부재들 중의 하나 또는 그 이상 사이에 배치된 하나 또는 그 이상의 기어를 이용하여 상기 제1의 토크에서 상기 입력 부재로부터 상기 제1의 구동 부재로 상기 입력 토크를 전달하고 상기 제2의 토크에서 상기 제2의 구동 부재로 상기 입력 토크를 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크를 수정하는 방법.
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