자동 변속기의 드럼식 구조

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개실용신안공보(U)
(51) Int. Cl.
6
F16H 57/02
(11) 공개번호 실1999-0027695
(43) 공개일자 1999년07월15일
(21) 출원번호 20-1997-0040291
(22) 출원일자 1997년12월24일
(71) 출원인 대우자동차 주식회사 양재신
인천광역시 부평구 청천동 199번지
(72) 고안자 성용현
전라북도 군산시 나운동 주공5차 504동 401호
(74) 대리인 강철중, 석혜선, 윤창일, 진천웅
심사청구 : 있음
(54) 자동 변속기의 드럼식 구조
요약
본 고안은 자동 변속기의 드럼식 구조에 관한 것으로, 유성기어 장치(1)가 설치되는 드럼형 허브(2)의
내측에 링 기어(3)가 형성되고, 상기 링 기어(3)의 내측에 길이방향으로 신장된 원통형의 유성기어(4)가
다수개 치합되며, 상기 유성기어(4)들을 드럼형 허브(2)의 내측에서 각각 연결하는 캐리어(5)가 설치되
고, 상기 캐리어(5)의 내측에 위치함과 더불어 차축(6)에 고정되면서 상기 유성기어(4)들과 치합된 원통
형의 선기어(7)가 설치된 구조로 되어, 유성기어 장치를 이루는 각각의 기어들이 보다 넓은 접촉면적을
가지면서 서로 치합됨으로써, 각 기어들의 구름속도를 향상시킴으로써 차량에 공급되는 출력 및 엔진 열
효율을 증대시킬 수 있는 것이다.
대표도
도1
명세서
도면의 간단한 설명
도 1은 본 고안에 따른 자동 변속기의 드럼식 구조를 개략적으로 나타낸 개략도,
도 2는 도 1의 유성기어 장치를 확대하여 나타낸 개략도,
도 3은 종래의 기술에 따른 자동 변속기의 유성기어 장치를 개략적으로 나타낸 개략도,
도 4는 도 3의 유성기어 장치가 설치되는 차축의 허브를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 유성기어 장치 2 : 드럼형 허브
3 : 링 기어 4 : 유성기어
5 : 캐리어 6 : 차축
7 : 선기어 8 : 너클
9 : 베어링 10 : 팩킹 플레이트
고안의 상세한 설명
고안의 목적
고안이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 고안은 자동차의 자동 변속기에 관한 것으로, 특히 자동 변속기의 유성기어 장치가 설치되는 허브의
내측에 드럼식으로 된 링 기어를 형성시켜 유성기어 장치의 효율을 높여줌으로써 기계적으로 자동차의
출력 및 엔진 열효율을 향상시켜 줄 수 있도록 된 자동 변속기의 드럼식 구조에 관한 것이다.
일반적으로 변속기는 클러치와 추진축사이에 설치되어 자동차의 주행상태 변화에 따른 엔진의 회전력을
증대시키거나 감소시키는 역할을 하며, 자동차를 후진시키기 위한 역전장치도 갖추고 있는 것이다.
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공개실용신안실1999-0027695
또한, 엔진을 조정할 때나 엔진을 워엄 업(warm-up)시키기 위해 엔진과 구동륜과의 연결을 일정시간 끊
어두는 역할도 하며, 대개는 수동 변속기와 자동 변속기로 나뉘어진다.
한편, 상기 자동 변속기는 클러치와 변속기의 조작을 사람대신에 기계가 하도록 자동화 한 것이며, 기계
식 변속기와 마찬가지로 동력원을 유성기어 장치에서 얻도록 된 것이다.
예컨대, 상기의 유성기어 장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 외측의 링 기어(101)와, 링 기어(101)의 내
측에 치합된 다수개의 유성기어(102), 이 유성기어(102)들을 연결하는 캐리어(103) 및, 이 캐리어(103)
의 내측에 위치함과 더불어 차축(104)에 고정되면서 상기 유성기어(102)들과 치합된 선기어(105)로 이루
어진 구조이다.
즉, 상기 유성기어 장치(106)의 작동중에 증속 구동은, 상기 유성기어(102)들에 의해 종속상태로 연결된
상기 캐리어(103)를 구동시키는 한편, 상기 중앙부의 선기어(105)를 고정하면 상기 유성기어(102)들이
동력방향으로 자전과 공전을 하면서 회전하게 되고, 이에 따라 유성기어(102)들에 치합된 상기
링기어(101)가 상기 유성기어(102)들의 회전속도 보다 더욱 빠르게 회전되면서 속도를 증가시키게 되는
것이다.
그리고, 상기의 링 기어(101)는 도 4에 도시된 바와 같이 차축(104)에 설치되는 허브(107)의 내측에 설
치되는 바, 상기 허브(107)를 차축(101)에 조립하기 위한 구조는 외측의 테이퍼 베어링(108)과
록크와셔(109) 등이 허브(107) 내측에 삽입되어 차축(104)과 연결설치된 것이다.
그런데, 상기와 같이 자동 변속기의 유성기어 장치(106)가 차축(104)의 허브 (107)내측에 설치되어, 상
기 허브(107)에서의 마찰로 인해 그 효율이 저하됨에 따라 엔진 출력의 열효율도 저하되게 되는 문제점
이 있었다.
고안이 이루고자하는 기술적 과제
이에 본 고안은 상기한 바의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 자동 변속기의 유성기어 장치가 설
치되는 허브의 내측에 드럼식으로 된 링 기어를 형성시켜 유성기어 장치의 효율을 높여줌으로써 기계적
으로 자동차의 출력 및 엔진 열효율을 향상시켜 줄 수 있도록 된 자동 변속기의 드럼식 구조를 제공함에
그 목적이 있는 것이다.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 유성기어 장치가 설치되는 드럼형 허브의 내측에 링 기어
가 형성되고, 상기 링 기어의 내측에 길이방향으로 신장된 원통형의 유성기어가 다수개 치합되며, 상기
유성기어들을 드럼형 허브의 내측에서 각각 연결하는 캐리어가 설치되고, 상기 캐리어의 내측에 위치함
과 더불어 차축에 고정되면서 상기 유성기어들과 치합된 원통형의 선기어가 설치된 구조이다.
즉, 상기 유성기어 장치를 이루는 링 기어가 드럼형 허브의 내측에 폭이 넓은 형태로 형성되고, 이에 치
합되는 유성기어 또한 접촉면적을 넓히는 형태로 설치되며, 상기 유성기어에 치합되는 선기어 또한 길이
방향의 원통형으로 되어 그 접촉면적을 넓히면서 설치되는 것이다.
따라서, 상기와 같이 유성기어 장치를 이루는 각각의 기어들이 보다 넓은 접촉면적을 가지면서 서로 치
합되어, 각 기어들의 구름속도를 향상시킴으로써 차량에 공급되는 출력 및 엔진 열효율을 증대시킬 수
있는 것이다.
고안의 구성 및 작용
이하 본 고안을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 고안에 따른 자동 변속기의 드럼식 구조를 개략적으로 도시한 개략도이고, 도 2는 도 1의 유
성기어 장치를 확대하여 도시한 개략도로서, 유성기어 장치(1)가 설치되는 드럼형 허브(2)의 내측에 링
기어(3)가 형성되고, 상기 링 기어(3)의 내측에 길이방향으로 신장된 원통형의 유성기어(4)가 다수개 치
합되며, 상기 유성기어(4)들을 드럼형 허브(2)의 내측에서 각각 연결하는 캐리어(5)가 설치되고, 상기
캐리어(5)의 내측에 위치함과 더불어 차축(6)에 고정되면서 상기 유성기어(4)들과 치합된 원통형의 선기
어(7)가 설치된 구조이다.
즉, 상기의 유성기어 장치(1)가 삽입되는 드럼형 허브(2)의 내측에 종속상태의 유성기어(4)들이 원통형
으로 이루어져 길이방향으로 설치되고, 상기 차축(6)과 너클(8)사이에 베어링(9)을 설치하여 이
베어링(9)을 통해 선기어(7)가 고정설치되며, 상기 차축(6)에 고정된 선기어(7)와 상기 캐리어(5)의 내
측이 각각 치합되고, 상기 드럼형 허브(2)의 내측에 링 기어(3)를 형성시켜 캐리어(5) 및 유성기어(4)들
과 치합시키며, 상기 드럼형 허브(2)와 차축(6)은 테이퍼 형태의 베어링(9)을 이용하여 서로 록킹시키도
록 된 것이다.
또한, 상기 차축(6)에 연결된 너클(8)의 일측에 팩킹 플레이트(10)가 고정설치되어, 상기 드럼형
허브(2) 내측에 설치된 유성기어 장치(1)를 외부로부터 보호할 수 있도록 된 것이다.
한편, 상기 유성기어 장치(1)의 작동중에 증속 구동은, 상기 원통형의 유성기어(4)들에 의해 종속상태로
연결된 상기 캐리어(5)를 구동시키는 한편, 상기 중앙부의 차축(6)에 연결된 선기어(7)를 고정하면 상기
유성기어(4)들이 동력방향으로 자전과 공전을 하면서 회전하게 되고, 이에 따라 유성기어(4)들에 치합된
상기 드럼형의 링 기어(3)가 상기 유성기어(4)들의 회전속도 보다 더욱 빠른게 회전되면서 속도를 증가
시키게 되는 것이다.
그러므로, 상기 드럼형의 링 기어(3)는 유성기어(4)의 출력 회전방향에 따라 회전하게 되는 바, 이러한
회전력이 입력 속도 보다 더욱 빠르게 회전하게 되고, 이때 상기 링 기어(3)의 역할을 허브(2)의 내측에
기어를 만들어줌으로써 이루어지도록 되며, 상기 너클(8)과 차축(6)간의 베어링(9)을 연장시켜 상기 선
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기어(7)를 삽입고정하고, 이에 따라 상기 차축(6)과 캐리어(5)가 서로 기어들에 치합되어 회전함으로써
허브(2)의 입력 속도 보다 더 빠르게 회전할 수 있는 것이다.
다시말하자면, 상기 유성기어 장치(1)를 이루는 링 기어(3)가 드럼형 허브(2)의 내측에 폭이 넓은 형태
로 형성되고, 이에 치합되는 유성기어(4) 또한 접촉면적을 넓히는 형태로 설치되며, 상기 유성기어(4)에
치합되는 선기어(7) 또한 길이방향의 원통형으로 되어 그 접촉면적을 넓히면서 설치되는 것이다.
따라서, 상기 유성기어 장치(1)의 경우 주로 0.739 정도의 변속비를 갖게 되는 바, 실제 적용시에는 속
도의 증가는 있지만 토크가 떨어지게 되나, 운전 조건에 맞는 셀렉터나 하이브리드 엔진과 병합하여 사
용하게 되면, 하이브리드 엔진에서 전기충전 모우터를 저속에서 사용하고, 고속에서는 변속을 위해 사용
함으로써 효율의 증대를 도모할 수 있는 것이다.
고안의 효과
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 자동 변속기의 드럼식 구조에 의하면, 유성기어 장치를 이루
는 각각의 기어들이 보다 넓은 접촉면적을 가지면서 서로 치합되어, 각 기어들의 구름속도를 향상시킴으
로써 차량에 공급되는 출력 및 엔진 열효율을 증대시킬 수 있는 것이다.
(57) 청구의 범위
청구항 1
유성기어 장치(1)가 설치되는 드럼형 허브(2)의 내측에 링 기어(3)가 형성되고, 상기 링 기어(3)의 내측
에 길이방향으로 신장된 원통형의 유성기어(4)가 다수개 치합되며, 상기 유성기어(4)들을 드럼형
허브(2)의 내측에서 각각 연결하는 캐리어(5)가 설치되고, 상기 캐리어(5)의 내측에 위치함과 더불어 차
축(6)에 고정되면서 상기 유성기어(4)들과 치합된 원통형의 선기어(7)가 설치된 자동 변속기의 드럼식
구조.
도면
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