KR101766153B1

KR101766153B1 - 차량용 변속기

Info

Publication number: KR101766153B1
Application number: KR1020160095146A
Authority: KR
Inventors: 어순기; 손우철; 이승호; 강마루
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2016-07-27
Filing date: 2016-07-27
Publication date: 2017-08-24
Also published as: CN107664177A; CN107664177B; US10337588B2; US20180031082A1

Abstract

본 발명은 본 발명은 전 변속단에서 변속 단절감을 개선하면서도 변속기 구조를 컴팩트화한 기술에 관한 것으로, 본 발명에서는, 엔진의 동력을 상시 제공받거나 클러치에 의해 제공받는 제1입력축 및 제2입력축; 기어비를 달리하는 복수의 부변속기어짝과 주변속기어짝이 각각 제1,2입력축, 제1,2카운터축, 제1,2출력축 중 두 개의 축에 치합 결합되어, 부변속기어짝과 주변속기어짝을 선택하는 부변속장치 및 주변속장치; 엔진의 동력을 제1카운터축에서 제1출력축 방향으로만 전달되도록 마련된 제1원웨이클러치; 엔진의 동력을 제2카운터축에서 제2출력축 방향으로만 전달되도록 마련된 제2원웨이클러치; 및 제1출력축과 제2출력축 사이에 치합 결합된 동력전달기어세트;를 포함하는 구성되는 차량용 변속기가 소개된다.

Description

차량용 변속기{TRANSMISSION FOR VEHICLE}

본 발명은 전 변속단에서 변속 단절감을 개선하면서도 변속기 구조를 컴팩트화한 차량용 변속기에 관한 것이다.

자동화 수동변속기는 차량의 운전중 액추에이터에 의해 자동적으로 변속이 이루어져서 자동변속기와 유사한 운전 편의성을 제공하고, 자동변속기보다 우수한 동력 전달 효율로 차량의 연비향상에 기여할 수 있다.

이 같은, 자동화 수동변속기는 기존의 수동 변속기에 유공압 액츄에이터를 이용하여, 기어 콘트롤에 의한 변속과정을 운전자가 아닌 TCU(Transmission Control Unit)를 통해 자동으로 변속하게 하는 장치이다.

그러나, 동기치합식 변속메커니즘을 기반으로 하는 자동화 수동변속기의 경우, 액추에이터에 의해 자동적으로 변속이 이루어지는 중간에도 기어의 변속 중에는 엔진의 동력이 단절되는 순간이 필연적으로 존재하게 되며, 이에 따라 발생되는 토크 저하에 의해 마치 차량을 후방으로 끌어당기는 듯한 변속감 저하현상이 수반되는 문제점이 있다.

이에, 메인클러치와 별도로 특정 변속단 형성을 위한 어시스트클러치를 둠으로써, 변속이 이루어지는 과정에서 메인클러치와 어시스트클러치의 토크 교차 제어를 통해 변속을 실시하게 되고, 이에 변속 과정에서 발생하는 토크드롭 현상을 방지하여 변속 단절감이 발생하는 것을 방지하게 기술이 제안된바 있다(DCT의 더블클러치 변속과 유사).

그러나, 이 같은 변속기의 경우, 통상 1단에서 3단까지의 변속에서만 토크 어시스트가 가능하여, 고단 변속시에는 운전자가 변속 단절감을 느끼게 되는 문제가 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-2013-0115618 A

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 전 변속단에서 변속 단절감을 개선하면서도 변속기 구조를 컴팩트화한 차량용 변속기를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 엔진의 동력을 상시 제공받는 제1입력축; 클러치를 매개로 엔진의 동력을 선택적으로 제공받는 제2입력축; 제1입력축 및 제1카운터축과, 제1입력축 및 제2카운터축에 기어비를 달리하는 복수의 부변속기어짝이 치합 결합되어, 단속장치에 의해 주행속도에 적합한 부변속기어짝을 선택하는 부변속장치; 제2입력축 및 제1출력축과, 제2입력축 및 제2출력축에 기어비를 달리하는 복수의 주변속기어짝이 치합 결합되어, 단속장치에 의해 주행속도에 적합한 주변속기어짝을 선택하는 주변속장치; 엔진의 동력을 제1카운터축에서 제1출력축 방향으로만 전달되도록 그 동력전달 경로 상에 마련된 제1원웨이클러치; 엔진의 동력을 제2카운터축에서 제2출력축 방향으로만 전달되도록 그 동력전달 경로 상에 마련된 제2원웨이클러치; 및 상기 제1출력축과 제2출력축 사이에 치합 결합된 동력전달기어세트;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제1입력축과 제2입력축은 동심축을 이루어 배치되고; 상기 제2입력축이 중공축으로 형성되어 상기 제1입력축이 제2입력축에 삽입되며; 상기 클러치는 엔진과 상대적으로 가까이 위치한 제2입력축의 일단에 설치될 수 있다.

상기 부변속기어짝 및 주변속기어짝은 상호 간에 동일한 기어비를 갖는 기어짝이 존재하도록 구성할 수 있다.

상기 부변속기어짝 중 복수의 기어짝이 하나의 입력기어를 공유하여 치합 결합되고; 상기 주변속기어짝 중 복수의 기어짝이 하나의 입력기어를 공유하여 치합 결합될 수 있다.

상기 제1입력축 및 제1카운터축에 치합 결합된 부변속기어짝과, 제1입력축 및 제2카운터축에 치합 결합된 부변속기어짝이 입력기어를 서로 공유하도록 구성되며; 상기 제2입력축 및 제1출력축에 치합 결합된 주변속기어짝과, 제2입력축 및 제2출력축에 치합 결합된 주변속기어짝이 입력기어를 서로 공유하도록 구성될 수 있다.

입력기어를 서로 공유하는 부변속기어짝은 1단 부변속기어짝 및 2단 부변속기어짝이고; 입력기어를 서로 공유하는 주변속기어짝은 1단 주변속기어짝 및 2단 주변속기어짝과, 3단 주변속기어짝 및 5단 주변속기어짝일 수 있다.

상기 제1출력축에 구비된 동력전달입력기어와, 상기 제2출력축에 구비된 동력전달출력기어 및, 상기 동력전달입력기어와 동력전달출력기어 사이에 치합 상태로 구비된 동력전달아이들기어를 포함하여 동력전달기어세트;를 구성하되, 상기 제1입력축 및 제1카운터축에 치합 결합된 부변속기어짝과, 상기 제2입력축 및 제1출력축에 치합 결합된 주변속기어짝은, 상기 동력전달기어세트가 갖는 기어비와의 곱으로 특정 변속단의 기어비를 형성할 수 있다.

상기 제1카운터축과 제1출력축이 동심축 상에 배치되고; 상기 제1원웨이클러치는 제1카운터축에서 제1출력축을 거쳐 제2출력축으로 이어지는 동력전달경로 중간에 설치될 수 있다.

상기 제1출력축에 동력전달입력기어가 구비되고; 상기 동력전달입력기어와 제1카운터축 사이에 제1원웨이클러치가 구비되며; 상기 제2출력축에 동력전달출력기어가 구비되고; 상기 동력전달입력기어와 동력전달출력기어 사이에 동력전달아이들기어가 치합 상태로 구비될 수 있다.

상기 제2카운터축과 제2출력축이 동심축 상에 배치되고; 상기 제2원웨이클러치는 제2카운터축에서 제2출력축으로 이어지는 동력전달경로 중간에 설치될 수 있다.

상기 제1출력축에 동력전달입력기어가 구비되고; 상기 제2출력축에 동력전달출력기어가 구비되며; 상기 동력전달출력기어와 제2카운터축 사이에 제2원웨이클러치가 구비되며; 상기 동력전달입력기어와 동력전달출력기어 사이에 동력전달아이들기어가 치합 상태로 구비될 수 있다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 상술한 바와 같이, 본 발명은 각 변속단 형성을 위한 기어짝으로서 주변속기어짝과 부변속기어짝을 중복하여 배치하고, 이들을 이용한 모든 변속단의 변속시점에서 제1원웨이클러치(OWC1) 및 제2원웨이클러치(OWC2)를 통해 토크 변동을 흡수함으로써, 저단 변속상황은 물론 고단 변속상황에서도 토크 단절감을 해소하여 변속감을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 변속기의 구성을 예시하여 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 변속기를 이용한 업쉬프트 변속시의 각 변속단별 변속작동표를 나타낸 도면.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 차량용 변속기는 크게, 제1입력축(IP1) 및 제2입력축(IP2)과, 부변속장치(3)와, 주변속장치(1)와, 제1원웨이클러치(OWC1)와, 제2원웨이클러치(OWC2) 및 동력전달기어세트(TGS)를 포함하여 구성할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명을 구체적으로 살펴보면, 제1입력축(IP1)은 엔진(E)의 동력을 상시 제공받아 회전된다.

그리고, 제2입력축(IP2)은 클러치(CL)의 선택적인 단속작동을 통해서 엔진(E)의 동력을 선택적으로 제공받아 회전된다.

예컨대, 상기 제1입력축(IP1)과 제2입력축(IP2)은 동심축 상에 배치될 수 있고, 상기 제2입력축(IP2)이 중공축으로 형성되어 상기 제1입력축(IP1)이 제2입력축(IP2) 내에 삽입될 수 있다.

그리고, 상기 클러치(CL)는 상대적으로 엔진(E)에 가까운 제2입력축(IP2)의 일단에 구비될 수 있다. 또한, 상기 제1입력축(IP1)의 일단에는 엔진(E)이 직결상태로 결합되거나 댐퍼를 통해 결합되어, 상기 제1입력축(IP1)은 엔진(E) 동력에 의해 상시 회전될 수 있다.

부변속장치(3)는, 상기 제1입력축(IP1) 및 제1카운터축(CNT1)과, 제1입력축(IP1) 및 제2카운터축(CNT2)에 기어비를 달리하는 복수의 부변속기어짝이 치합 결합되어, 단속장치에 의해 주행속도에 적합한 부변속기어짝을 선택하여 해당 변속단을 형성할 수 있다.

예컨대, 두 개의 부변속기어짝 사이 또는 부변속기어짝 일측에 마련된 단속장치를 통해 하나의 부변속기어짝을 선택하여 특정 변속단을 형성할 수 있는 것으로, 이때에 상기 단속장치는 동기치합식의 싱크로 동기장치, 도그클러치, 변형된 도그클러치, 건/습식 클러치, 전기/전자식 건/습식 마그네트 클러치, 커플링, 유체커플링, 스플라인에 의한 결합 등 동력을 단속하는 모든 단속장치가 적용 가능하다.

주변속장치(1)는, 상기 제2입력축(IP2) 및 제1출력축(OP1)과, 제2입력축(IP2) 및 제2출력축(OP2)에 기어비를 달리하는 복수의 주변속기어짝이 치합 결합되어, 단속장치에 의해 주행속도에 적합한 주변속기어짝을 선택하여 해당 변속단을 형성할 수 있다.

예컨대, 두 개의 주변속기어짝 사이 또는 주변속기어짝 일측에 마련된 단속장치를 통해 하나의 주변속기어짝을 선택하여 특정 변속단을 형성할 수 있는 것으로, 이때에 상기 단속장치는 동기치합식의 싱크로 동기장치, 도그클러치, 변형된 도그클러치, 건/습식 클러치, 전기/전자식 건/습식 마그네트 클러치, 커플링, 유체커플링, 스플라인에 의한 결합 등 동력을 단속하는 모든 단속장치가 적용 가능하다.

제1원웨이클러치(OWC1)는, 엔진(E)의 동력을 제1카운터축(CNT1)에서 제1출력축(OP1) 방향으로만 전달되도록 그 동력전달 경로 상에 마련될 수 있다.

그리고, 제2원웨이클러치(OWC2)는, 엔진(E)의 동력을 제2카운터축(CNT2)에서 제2출력축(OP2) 방향으로만 전달되도록 그 동력전달 경로 상에 마련될 수 있다.

여기서, 동력을 기계적으로 단속하는 제1원웨이클러치(OWC1)와 제2원웨이클러치(OWC2)는, 이와 동일한 원리로 작동되는 기계장치, 유체로 작동되는 부품 또는 유체-기계 복합 구조장치, 전기/전자력을 이용한 장치 등이 적용 가능할 수 있다.

아울러, 상기 동력전달기어세트는 제1출력축(OP1)과 제2출력축(OP2) 사이에 치합 결합되어, 제1출력축(OP1)으로 전달되는 엔진의 동력을 제2출력축(OP2)으로 전달하는 역할을 한다.

즉, 상기한 구성에 따르면, 각 변속단 형성을 위한 기어짝으로서 주변속기어짝과 부변속기어짝을 중복하여 배치하고, 이들을 이용한 모든 변속단의 변속시점에서 제1원웨이클러치(OWC1) 및 제2원웨이클러치(OWC2)를 통해 토크 변동을 흡수함으로써, 저단 변속상황은 물론 고단 변속상황에서도 토크 단절감을 해소하여 변속감을 향상시키게 된다.

한편, 도 1을 참조하면, 상기 부변속기어짝 및 주변속기어짝은 상호 간에 동일한 기어비를 갖는 기어짝이 존재하도록 구성하게 된다.

즉, 1,2,3,4단 기어비 형성을 위한 부변속기어짝(GS1,GS2,GS3,GS4)이 각각 구비된 경우, 이와 동일한 기어비를 갖도록 1,2,3,4단 기어비 형성을 위한 주변속기어짝(GM1,GM2,GM3,GM4)이 각각 구비될 수 있다.

다만, 5단 기어짝의 경우, 부변속기어짝 없이 주변속기어짝만이 구비될 수 있다.

아울러, 상기 부변속기어짝 중 복수의 기어짝이 하나의 입력기어를 공유하여 치합 결합될 수 있고, 상기 주변속기어짝 중 복수의 기어짝이 하나의 입력기어를 공유하여 치합 결합될 수 있다.

예컨대, 상기 제1입력축(IP1) 및 제1카운터축(CNT1)에 치합 결합된 부변속기어짝과, 제1입력축(IP1) 및 제2카운터축(CNT2)에 치합 결합된 부변속기어짝이 입력기어를 서로 공유하도록 구성될 수 있다.

그리고, 상기 제2입력축(IP2) 및 제1출력축(OP1)에 치합 결합된 주변속기어짝과, 제2입력축(IP2) 및 제2출력축(OP2)에 치합 결합된 주변속기어짝이 입력기어를 서로 공유하도록 구성될 수 있다.

조금 더 구체적으로, 입력기어를 서로 공유하는 부변속기어짝은 1단 부변속기어짝(GS1) 및 2단 부변속기어짝(GS2)이고, 입력기어를 서로 공유하는 주변속기어짝은 1단 주변속기어짝(GM1) 및 2단 주변속기어짝(GM2)과, 3단 주변속기어짝(GM3) 및 5단 주변속기어짝(GM5)일 수 있다.

즉, 1단 부변속기어짝(GS1)과 2단 부변속기어짝(GS2)의 경우 제1입력축(IP1)에 구비된 1&2단 부변속 공용입력기어(GS1&2_IN)를 공용 사용하고, 1단 주변속기어짝(GM1)과 2단 주변속기어짝(GM2)은 제2입력축(IP2)에 구비된 1&2단 주변속 공용입력기어(GM1&2_IN)를 공용 사용하며, 3단 주변속기어짝(GM3)과 5단 주변속기어짝(GM5)은 제2입력축(IP2)에 구비된 3&5단 주변속 공용입력기어(GM3&5_IN)를 공용 사용한다.

그리고, 1단 부변속기어짝(GS1)의 출력기어와 3단 부변속기어짝(GS3)의 출력기어 사이에 부변속 1&3단 단속장치(SS1&3)가 구비되어 두 부변속기어짝(GS1,GS3) 중 하나를 선택할 수 있고, 2단 부변속기어짝(GS2)의 출력기어와 4단 부변속기어짝(GS4)의 출력기어 사이에 부변속 2&4단 단속장치(SS2&4)가 구비되어 두 부변속기어짝(GS2,GS4) 중 하나를 선택할 수 있다.

또한, 1단 주변속기어짝(GM1)의 출력기어와 3단 주변속기어짝(GM3)의 출력기어 사이에 주변속 1&3단 단속장치(SM1&3)가 구비되어 두 주변속기어짝(GM1,GM3) 중 하나를 선택할 수 있고, 2단 주변속기어짝(GM2)의 출력기어와 5단 주변속기어짝(GS5)의 출력기어 사이에 주변속 2&5단 단속장치(SM2&5)가 구비되어 두 주변속기어짝(GM2,GM5) 중 하나를 선택할 수 있다.

또, 4단 주변속기어짝(GM4)의 출력기어 일측에 주변속 4단 단속장치(SM4)가 구비되어 상기 4단 주변속기어짝(GM4)을 선택할 수 있다.

즉, 상기한 구성에 따르면, 두 개의 기어짝이 하나의 입력기어를 공용 사용함으로써, 전장의 증가없이 모든 변속단에서 변속 충격이 발생하는 것을 차단하게 된다.

아울러, 상기 동력전달기어세트(TGS)는, 제1출력축(OP1)에 구비된 동력전달입력기어(TG_IN)와, 상기 제2출력축(OP2)에 구비된 동력전달출력기어(TG_OUT) 및, 상기 동력전달입력기어(TG_IN)와 동력전달출력기어(TG_OUT) 사이에 치합 상태로 구비된 동력전달아이들기어(TG_ID)를 포함하여 구성할 수 있다.

그리고, 상기 제1입력축(IP1) 및 제1카운터축(CNT1)에 치합 결합된 부변속기어짝과, 상기 제2입력축(IP2) 및 제1출력축(OP1)에 치합 결합된 주변속기어짝은, 상기 동력전달기어세트(TGS)가 갖는 기어비와의 곱으로 특정 변속단의 기어비를 형성할 수 있다.

예컨대, 1단 주변속기어짝(GM1)의 기어비와 동력전달기어세트(TGS)의 기어비의 곱으로 1단 기어비를 형성할 수 있고, 3단 주변속기어짝(GM3)의 기어비와 동력전달기어세트(TGS)의 기어비의 곱으로 3단 기어비를 형성할 수 있다.

이와 마찬가지로, 1단 부변속기어짝(GS1)의 기어비와 동력전달기어세트(TGS)의 기어비의 곱으로 1단 기어비를 형성할 수 있고, 3단 부변속기어짝(GS3)의 기어비와 동력전달기어세트(TGS)의 기어비의 곱으로 3단 기어비를 형성할 수 있다.

이때에, 1단 주변속기어짝(GM1)이 갖는 기어비와 동력전달기어세트(TGS)가 갖는 기어비의 곱을 2단 주변속기어짝(GM2)이 갖는 기어비와 동일하게 형성하고, 또한 3단 주변속기어짝(GM3)이 갖는 기어비와 동력전달기어세트(TGS)가 갖는 기어비의 곱을 5단 주변속기어짝(GM5)이 갖는 기어비와 동일하게 형성하는 것이 기어 설계 측면에서 바람직할 수 있다.

즉, 1단 기어비의 경우 상대적으로 가장 큰 기어비를 갖는 만큼, 1단 출력기어의 직경이 커지게 되는데, 이에 동력전달기어세트(TGS)의 기어비를 1단 기어비 형성을 위해 활용하게 되면, 1단 출력기어의 직경을 무리하게 증대시키지 않고도 1단 기어비를 크게 형성할 수 있고, 결국 변속기의 크기를 줄일 수 있게 된다.

한편, 상기 제2출력축(OP2)에는 디퍼렌셜로 이어지는 종감속기어(FGR)가 마련될 수 있다.

그리고, 상기 제1출력축(OP1)과 제1카운터축(CNT1)은 동심축 상에서 서로 마주하여 배치되고, 상기 제1원웨이클러치(OWC1)는 상기 제1카운터축(CNT1)에서 제1출력축(OP1)을 거쳐 제2출력축(OP2)으로 이어지는 동력전달경로 중간에 설치될 수 있다. 이에, 상기 제1카운터축(CNT1)에서 제2출력축(OP2)으로 동력을 전달하기 위한 구성이 더 마련될 수 있다.

이는, 앞서 설명한 동력전달기어세트(TGS)를 통해 구성 가능할 수 있으며, 조금 더 구체적으로 설명하면, 상기 제1출력축(OP1)의 단부에 동력전달입력기어(TG_IN)가 구비되고, 상기 동력전달입력기어(TG_IN)와 제1카운터축(CNT1) 사이에 제1원웨이클러치(OWC1)가 구비될 수 있다. 예컨대, 제1원웨이클러치(OWC1)의 외륜이 동력전달입력기어(TG_IN)에 고정되고, 제1원웨이클러치(OWC1)의 내륜이 제1카운터축(CNT1)에 고정되는 형태로 구비될 수 있다.

그리고, 상기 제2출력축(OP2)에 동력전달출력기어(TG_OUT)가 구비되고, 상기 동력전달입력기어(TG_IN)와 동력전달출력기어(TG_OUT) 사이에 동력전달아이들기어(TG_ID)가 치합 상태로 구비될 수 있다.

즉, 제1카운터축(CNT1)으로 전달되는 엔진(E)의 동력이 제1원웨이클러치(OWC1)를 통해 동력전달입력기어(TG_IN)에 전달되고, 이는 동력전달아이들기어(TG_ID)와 동력전달출력기어(TG_OUT)를 거쳐 제2출력축(OP2)에 배치된 종감속기어(FGR)를 통해 디퍼렌셜로 이어질 수 있게 된다.

특히, 상기 동력전달입력기어(TG_IN)보다 제1카운터축(CNT1)의 회전속도가 빠른 경우, 제1원웨이클러치(OWC1)를 통해 그 회전속도 차이를 흡수하여 제1카운터축(CNT1)이 상대 회전할 수 있게 된다.

아울러, 상기 제2카운터축(CNT2)과 제2출력축(OP2)은 동심축 상에서 서로 마주하여 배치될 수 있고, 상기 제2원웨이클러치(OWC2)는 제2카운터축(CNT2)에서 제2출력축(OP2)으로 이어지는 동력전달경로 중간에 설치될 수 있다.

예컨대, 상기 동력전달출력기어(TG_OUT)와 제2카운터축(CNT2) 사이에 제2원웨이클러치(OWC2)가 구비될 수 있는 것으로, 상기 제2원웨이클러치(OWC2)의 외륜이 동력전달출력기어(TG_OUT)에 고정되고, 제2원웨이클러치(OWC2)의 내륜이 제2카운터축(CNT2)에 고정되는 형태로 구비될 수 있다.

즉, 제2카운터축(CNT2)으로 전달되는 엔진(E)의 동력이 제2원웨이클러치(OWC2)를 통해 동력전달출력기어(TG_OUT)에 전달되고, 이는 제2출력축(OP2)에 배치된 종감속기어(FGR)를 통해 디퍼렌셜로 이어질 수 있게 된다.

특히, 상기 동력전달출력기어(TG_OUT)보다 제2카운터축(CNT2)의 회전속도가 빠른 경우, 제2원웨이클러치(OWC2)를 통해 그 회전속도 차이를 흡수하여 제2카운터축(CNT2)이 상대 회전할 수 있게 된다.

이하에서는, 본 발명의 변속기를 이용한 일부 주행단의 변속 작동관계를 살펴보기로 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 차량의 1단 구동시, 주변속 1&3단 단속장치(SM1&3)를 이용하여 1단 주변속기어짝(GM1)을 선택한다.

이 상태에서, 클러치(CL)가 체결되면 엔진의 동력이 1단 주변속기어짝(GM1)과, 동력전달기어세트(TGS)를 통해 제2출력축(OP2)으로 전달되어, 차량을 1단 주행할 수 있게 된다.

아울러, 1단에서 2단으로 업쉬프트 변속하는 경우에는, 부변속 1&3단 단속장치(SS1&3)를 이용하여 1단 부변속기어짝(GS1)을 선택한다. 이때에, 1단 주변속기어짝(GM1)과 1단 부변속기어짝(GS1)은 기어비가 같으므로 인터록 발생 없이 함께 회전할 수 있게 된다.

그리고, 클러치(CL)를 해제한 후, 상기 주변속 1&3단 단속장치(SM1&3)를 1단 주변속기어짝(GM1)으로부터 해제하게 되는데, 클러치(CL)와 주변속 1&3단 단속장치(SM1&3)가 해제되더라도, 엔진(E)의 구동력은 여전히 1단 부변속기어짝(GS1)을 통해 전달되고 있고, 특히 제1원웨이클러치(OWC1)를 통해 제1카운터축(CNT1)이 동력전달입력기어(TG_IN)를 끌면서 회전 작동됨으로써, 엔진(E)의 구동력으로 1단 주행하는 상태를 유지할 수 있게 된다.

이 후, 상기 주변속 2&5단 단속장치(SM2&5)를 이용하여 2단 주변속기어짝(GM2)을 선택하고, 클러치(CL)를 체결함으로써, 엔진(E)의 구동력으로 차량을 2단 주행할 수 있게 된다.

특히, 클러치(CL)를 체결하는 순간에는 2단 주변속기어짝(GM2)의 기어비를 타고 제2출력축(OP2)을 거쳐 동력전달입력기어(TG_IN)에 전달되는 회전속도가 1단 부변속기어짝(GS1)의 기어비를 타고 제1카운터축(CNT1)에 전달되는 회전속도보다 더 빠른 속도로 회전하게 됨으로써, 제1원웨이클러치(OWC1)를 통해 이 둘의 회전속도 차이를 흡수하여 인터록이 발생하는 것을 방지하게 된다.

아울러, 2단에서 3단으로 업쉬프트 변속하는 경우에는, 부변속 2&4단 단속장치(SS2&4)를 이용하여 2단 부변속기어짝(GS2)을 선택한다. 이때에, 2단 주변속기어짝(GM2)과 2단 부변속기어짝(GS2)은 기어비가 같으므로 인터록 발생 없이 함께 회전할 수 있게 된다.

그리고, 클러치(CL)를 해제한 후, 상기 주변속 2&5단 단속장치(SM2&5)를 2단 주변속기어짝(GM2)으로부터 해제한다. 이때에는, 앞서 설명한 바와 같이, 엔진(E)의 구동력이 2단 부변속기어짝(GS2)을 통해 전달되고 있고, 제2원웨이클러치(OWC2)를 통해 제2카운터축(CNT2)이 동력전달출력기어(TG_OUT)를 끌면서 회전 작동됨으로써, 엔진(E)의 구동력으로 2단 주행하는 상태를 유지할 수 있게 된다.

이 후, 상기 주변속 1&3단 단속장치(SM1&3)를 이용하여 3단 주변속기어짝(GM3)을 선택하고, 클러치(CL)를 체결함으로써, 엔진(E)의 구동력으로 차량을 3단 주행할 수 있게 된다.

특히, 클러치(CL)를 체결하는 순간에는 3단 주변속기어짝(GM3)의 기어비를 타고 제1출력축(OP1)을 거쳐 동력전달출력기어(TG_OUT)에 전달되는 회전속도가 2단 부변속기어짝(GS2)의 기어비를 타고 제2카운터축(CNT2)에 전달되는 회전속도보다 더 빠른 속도로 회전하게 됨으로써, 제2원웨이클러치(OWC2)를 통해 이 둘의 회전속도 차이를 흡수하여 인터록이 발생하는 것을 방지하게 된다.

아울러, 3단에서 4단으로의 업쉬프트 변속은 물론, 4단에서 5단으로의 업쉬프트 변속 역시 상기한 변속 작동방법과 동일한 방법으로 변속이 이루어지게 되는바, 전 변속단에서 변속 충격없이 안정적으로 변속이 이루어질 수 있게 된다.

한편, 다운쉬프트 변속시에는, 싱글클러치 변속을 통해 변속을 수행할 수 있다.

예컨대, 3단에서 2단으로 다운쉬프트 변속시에, 클러치(CL)를 해제한 후, 주변속 1&3단 단속장치(SM1&3)를 3단 주변속기어짝(GM3)으로부터 해제한다. 그리고, 주변속 2&5단 단속장치(SM2&5)를 이용하여 2단 주변속기어짝(GM2)을 체결한 후, 클러치(CL)를 체결함으로써, 2단 변속단을 형성하여 주행할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 각 변속단 형성을 위한 기어짝으로서 주변속기어짝과 부변속기어짝을 중복하여 배치하고, 이들을 이용한 모든 변속단의 변속시점에서 제1원웨이클러치(OWC1) 및 제2원웨이클러치(OWC2)를 통해 토크 변동을 흡수함으로써, 저단 변속상황은 물론 고단 변속상황에서도 토크 단절감을 해소하여 변속감을 향상시키게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

1 : 주변속장치 3 : 부변속장치
E : 엔진 CL : 클러치
IP1 : 제1입력축 IP2 : 제2입력축
CNT1 : 제1카운터축 CNT2 : 제2카운터축
OP1 : 제1출력축 OP2 : 제2출력축
TSG : 동력전달기어세트 TG_IN : 동력전달입력기어
TG_OUT : 동력전달출력기어 TG_ID : 동력전달아이들기어
OWC1 : 제1원웨이클러치 OWC2 : 제2원웨이클러치

Claims

엔진의 동력을 상시 제공받는 제1입력축;
클러치를 매개로 엔진의 동력을 선택적으로 제공받는 제2입력축;
제1입력축 및 제1카운터축과, 제1입력축 및 제2카운터축에 기어비를 달리하는 복수의 부변속기어짝이 치합 결합되어, 단속장치에 의해 주행속도에 대응하는 부변속기어짝을 선택하는 부변속장치;
제2입력축 및 제1출력축과, 제2입력축 및 제2출력축에 기어비를 달리하는 복수의 주변속기어짝이 치합 결합되어, 단속장치에 의해 주행속도에 대응하는 주변속기어짝을 선택하는 주변속장치;
엔진의 동력을 제1카운터축에서 제1출력축 방향으로만 전달되도록 그 동력전달 경로 상에 마련된 제1원웨이클러치;
엔진의 동력을 제2카운터축에서 제2출력축 방향으로만 전달되도록 그 동력전달 경로 상에 마련된 제2원웨이클러치; 및
상기 제1출력축과 제2출력축 사이에 치합 결합된 동력전달기어세트;를 포함하는 차량용 변속기.
청구항 1에 있어서,
상기 제1입력축과 제2입력축은 동심축을 이루어 배치되고;
상기 제2입력축이 중공축으로 형성되어 상기 제1입력축이 제2입력축에 삽입되며;
상기 클러치는 엔진과 상대적으로 가까이 위치한 제2입력축의 일단에 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 변속기.
청구항 1에 있어서,
상기 부변속기어짝 및 주변속기어짝은 상호 간에 동일한 기어비를 갖는 기어짝이 존재하도록 구성한 것을 특징으로 하는 차량용 변속기.
청구항 3에 있어서,
상기 부변속기어짝 중 복수의 기어짝이 하나의 입력기어를 공유하여 치합 결합되고;
상기 주변속기어짝 중 복수의 기어짝이 하나의 입력기어를 공유하여 치합 결합된 것을 특징으로 하는 차량용 변속기.
청구항 4에 있어서,
상기 제1입력축 및 제1카운터축에 치합 결합된 부변속기어짝과, 제1입력축 및 제2카운터축에 치합 결합된 부변속기어짝이 입력기어를 서로 공유하도록 구성되며;
상기 제2입력축 및 제1출력축에 치합 결합된 주변속기어짝과, 제2입력축 및 제2출력축에 치합 결합된 주변속기어짝이 입력기어를 서로 공유하도록 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 변속기.
청구항 5에 있어서,
입력기어를 서로 공유하는 부변속기어짝은 1단 부변속기어짝 및 2단 부변속기어짝이고;
입력기어를 서로 공유하는 주변속기어짝은 1단 주변속기어짝 및 2단 주변속기어짝과, 3단 주변속기어짝 및 5단 주변속기어짝인 것을 특징으로 하는 차량용 변속기.
청구항 3에 있어서,
상기 제1출력축에 구비된 동력전달입력기어와, 상기 제2출력축에 구비된 동력전달출력기어 및, 상기 동력전달입력기어와 동력전달출력기어 사이에 치합 상태로 구비된 동력전달아이들기어를 포함하여 동력전달기어세트;를 구성하되,
상기 제1입력축 및 제1카운터축에 치합 결합된 부변속기어짝과, 상기 제2입력축 및 제1출력축에 치합 결합된 주변속기어짝은, 상기 동력전달기어세트가 갖는 기어비와의 곱으로 특정 변속단의 기어비를 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기.
청구항 1에 있어서,
상기 제1카운터축과 제1출력축이 동심축 상에 배치되고;
상기 제1원웨이클러치는 제1카운터축에서 제1출력축을 거쳐 제2출력축으로 이어지는 동력전달경로 중간에 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 변속기.
청구항 8에 있어서,
상기 제1출력축에 동력전달입력기어가 구비되고;
상기 동력전달입력기어와 제1카운터축 사이에 제1원웨이클러치가 구비되며;
상기 제2출력축에 동력전달출력기어가 구비되고;
상기 동력전달입력기어와 동력전달출력기어 사이에 동력전달아이들기어가 치합 상태로 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 변속기.
청구항 1에 있어서,
상기 제2카운터축과 제2출력축이 동심축 상에 배치되고;
상기 제2원웨이클러치는 제2카운터축에서 제2출력축으로 이어지는 동력전달경로 중간에 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 변속기.
청구항 10에 있어서,
상기 제1출력축에 동력전달입력기어가 구비되고;
상기 제2출력축에 동력전달출력기어가 구비되며;
상기 동력전달출력기어와 제2카운터축 사이에 제2원웨이클러치가 구비되며;
상기 동력전달입력기어와 동력전달출력기어 사이에 동력전달아이들기어가 치합 상태로 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 변속기.