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KR102817377B1 - 듀얼 클러치 변속기 - Google Patents

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KR102817377B1
KR102817377B1 KR1020200015890A KR20200015890A KR102817377B1 KR 102817377 B1 KR102817377 B1 KR 102817377B1 KR 1020200015890 A KR1020200015890 A KR 1020200015890A KR 20200015890 A KR20200015890 A KR 20200015890A KR 102817377 B1 KR102817377 B1 KR 102817377B1
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KR
South Korea
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gear
output shaft
synchronous device
rotation
dual clutch
Prior art date
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KR1020200015890A
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어순기
김동우
채민호
김천옥
황성욱
메이어 마르쿠스
리히 미르코
쉐리쳐 에릭
리치 리코
호흔 마티아스
뮐러 조지
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Publication date
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Priority to US16/920,180 priority patent/US11359698B2/en
Priority to DE102020209207.9A priority patent/DE102020209207A1/de
Priority to CN202010750883.3A priority patent/CN113251116B/zh
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Abstract

본 발명은 동심축으로 배치된 제1입력축 및 제2입력축; 상기 제1입력축과 평행하게 배치된 제1출력축 및 제2출력축; 상기 제1입력축에 회전을 구속할 수 있도록 구비된 제1기어 및 제2기어; 상기 제2입력축에 회전이 구속된 제3기어 및 제4기어; 상기 제2기어에 치합되고 상기 제1출력축에 회전을 구속할 수 있도록 구비된 제5기어; 상기 제3기어에 치합되고 상기 제1출력축에 회전을 구속할 수 있도록 구비된 제6기어; 상기 제1기어에 치합되고 상기 제2출력축에 회전이 구속된 제7기어; 상기 제2기어에 치합되고 상기 제2출력축을 중심으로 회전 가능하게 구비된 제8기어; 상기 제4기어에 치합되고 상기 제2출력축에 회전을 구속할 수 있도록 구비되며, 상기 제8기어에 구속될 수 있도록 설치된 제9기어를 포함하여 구성된다.

Description

듀얼 클러치 변속기{DUAL CLUTCH TRANSMISSION}
본 발명은 차량에 탑재되는 듀얼 클러치 변속기에 관한 것이다.
DCT(Dual Clutch Transmission)는 동력 전달 효율이 우수하면서도, 변속 품질이 우수한 장점이 있다.
한편, 차량의 변속기는 일반적으로 다수의 변속단을 제공할수록 엔진의 운전점을 보다 이상적으로 구현할 수 있어서, 차량 연비를 향상시킬 수 있다.
그러나, 변속기는 다수의 변속단을 구현할수록 그 전장(길이)이 증대되는 경향이 있어서, 차량 탑재성이 떨어지게 되며, 특히 FF(Front Engine Front Drive)차량의 경우 변속기가 차지할 수 있는 공간이 매우 협소하여, 차량에 탑재 자체가 불가능할 수 있다.
상기 발명의 배경이 되는 기술로서 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 1020190065668 A
본 발명은 다수의 변속단 구현으로 차량의 연비를 향상시킬 수 있도록 하면서도, 변속기의 전장을 비교적 짧게 구성할 수 있어서 차량 탑재성을 우수하게 확보할 수 있도록 한 듀얼 클러치 변속기를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 듀얼 클러치 변속기는,
동심축으로 배치된 제1입력축 및 제2입력축;
상기 제1입력축과 평행하게 배치되고, 디퍼렌셜의 링기어에 치합되는 출력기어들을 각각 구비한 제1출력축 및 제2출력축;
상기 제1입력축에 회전을 구속할 수 있도록 구비된 제1기어 및 제2기어;
상기 제2입력축에 회전이 구속된 제3기어 및 제4기어;
상기 제2기어에 치합되고 상기 제1출력축에 회전을 구속할 수 있도록 구비된 제5기어;
상기 제3기어에 치합되고 상기 제1출력축에 회전을 구속할 수 있도록 구비된 제6기어;
상기 제1기어에 치합되고 상기 제2출력축에 회전이 구속된 제7기어;
상기 제2기어에 치합되고 상기 제2출력축을 중심으로 회전 가능하게 구비된 제8기어;
상기 제4기어에 치합되고 상기 제2출력축에 회전을 구속할 수 있도록 구비되며, 상기 제8기어에 구속될 수 있도록 설치된 제9기어;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 제2입력축은 상기 제1입력축을 감싸는 중공축으로 형성되고;
상기 제1기어 내지 제4기어는 축방향을 따라 차례로 배치될 수 있다.
상기 제1기어와 제2기어 사이에는 상기 제1기어의 회전을 제1입력축에 구속할 수 있는 제1동기장치가 구비되고;
상기 제1동기장치와 제2기어 사이에는 상기 제2기어의 회전을 제1입력축에 구속할 수 있는 제2동기장치가 구비될 수 있다.
상기 제1출력축에는 상기 제5기어의 회전을 제1출력축에 구속할 수 있는 제3동기장치와, 상기 제6기어의 회전을 제1출력축에 구속할 수 있는 제4동기장치가 구비되고;
상기 제5기어와 제6기어는 상기 제3동기장치와 제4동기장치 사이에 위치할 수 있다.
상기 제1입력축과 평행하게 배치되고, 상기 디퍼렌셜의 링기어에 치합되는 제3출력기어를 구비한 제3출력축이 더 구비되고;
상기 제6기어와 제4동기장치 사이에는 상기 제6기어에 회전이 구속된 제10기어가 구비되고;
상기 제3출력축에는 상기 제10기어에 치합되고 제3출력축에 회전이 구속될 수 있도록 제11기어가 구비될 수 있다.
상기 제3출력축에는 상기 제11기어의 회전을 제3출력축에 구속할 수 있는 제7동기장치와 파킹기어가 구비될 수 있다.
상기 제2출력축에는 상기 제9기어를 제2출력축에 구속할 수 있는 제5동기장치가 구비되고;
상기 제8기어와 제9기어 사이에는 상기 제8기어와 제9기어를 서로 연결할 수 있는 제6동기장치가 구비될 수 있다.
상기 제8기어는 상기 제2출력축에 회전 가능하게 설치되고;
상기 제6동기장치는 축방향을 따라 상기 제8기어와 제9기어 사이에 구비될 수 있다.
축방향에 수직한 방향으로 서로 치합되는 기어들이 축방향을 따라 차지하는 공간인 기어컬럼이 총 6개만 구비되고;
상기 기어컬럼이 축방향을 따라 차지하는 공간 이외에, 추가로 상기 동기장치들이 축방향을 따라 차지하는 공간인 슬리브컬럼이 총 3개만 구비되면서;
전진 6단 및 후진 1단의 변속단들을 모두 구현할 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 제8기어는 상기 제9기어와 제5동기장치의 연결부 외측에 회전 가능하게 설치되고;
상기 제6동기장치는 상기 제2출력축의 축방향을 따라 상기 제8기어와 제5동기장치 사이에 구비될 수 있다.
축방향에 수직한 방향으로 서로 치합되는 기어들이 축방향을 따라 차지하는 공간인 기어컬럼이 총 6개만 구비되고;
상기 기어컬럼이 축방향을 따라 차지하는 공간 이외에, 추가로 상기 동기장치들이 축방향을 따라 차지하는 공간인 슬리브컬럼이 총 2개만 구비되면서;
전진 6단 및 후진 1단의 변속단들을 모두 구현할 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 제2입력축은 상기 제1입력축을 감싸는 중공축으로 형성되고;
축방향을 따라 상기 제1기어, 제2기어, 제4기어 및 제3기어가 차례로 배치될 수 있다.
상기 제1기어와 제2기어 사이에는 상기 제1기어의 회전을 제1입력축에 구속할 수 있는 제1동기장치가 구비되고;
상기 제1동기장치와 제2기어 사이에는 상기 제2기어의 회전을 제1입력축에 구속할 수 있는 제2동기장치가 구비될 수 있다.
상기 제1출력축에는 상기 제5기어의 회전을 제1출력축에 구속할 수 있는 제3동기장치와, 상기 제6기어의 회전을 제1출력축에 구속할 수 있는 제4동기장치가 구비되고;
상기 제5기어는 상기 제3동기장치와 제4동기장치 사이에 위치하며;
상기 제4동기장치는 상기 제5기어와 제6기어 사이에 위치하도록 구성할 수 있다.
상기 제2출력축에는 상기 제9기어를 제2출력축에 구속할 수 있는 제5동기장치가 구비되고;
상기 제8기어와 제9기어 사이에는 상기 제8기어와 제9기어를 서로 연결할 수 있는 제6동기장치가 구비될 수 있다.
상기 제8기어는 상기 제9기어와 제5동기장치의 연결부 외측에 회전 가능하게 설치되고;
상기 제6동기장치는 상기 제2출력축의 축방향을 따라 상기 제8기어와 제5동기장치 사이에 구비될 수 있다.
본 발명은 다수의 변속단 구현으로 차량의 연비를 향상시킬 수 있도록 하면서도, 변속기의 전장을 비교적 짧게 구성할 수 있어서 차량 탑재성을 우수하게 확보할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 듀얼 클러치 변속기의 제1실시예를 도시한 도면,
도 2는 도 1의 변속기가 1단을 구현하는 것을 설명한 도면,
도 3은 도 1의 변속기가 2단을 구현하는 것을 설명한 도면,
도 4는 도 1의 변속기가 3단을 구현하는 것을 설명한 도면,
도 5는 도 1의 변속기가 4단을 구현하는 것을 설명한 도면,
도 6은 도 1의 변속기가 5단을 구현하는 것을 설명한 도면,
도 7은 도 1의 변속기가 6단을 구현하는 것을 설명한 도면,
도 8은 도 1의 변속기가 R단을 구현하는 것을 설명한 도면,
도 9는 도 1의 변속기가 각 변속단을 구현하기 위한 작동표,
도 10은 도 1의 변속기의 변속테이블,
도 11은 본 발명에 따른 듀얼 클러치 변속기의 제2실시예를 도시한 도면,
도 12는 본 발명에 따른 듀얼 클러치 변속기의 제3실시예를 도시한 도면,
도 13은 도 12의 변속기가 1단을 구현하는 것을 설명한 도면,
도 14는 도 12의 변속기가 2단을 구현하는 것을 설명한 도면,
도 15는 도 12의 변속기가 3단을 구현하는 것을 설명한 도면,
도 16은 도 12의 변속기가 4단을 구현하는 것을 설명한 도면,
도 17은 도 12의 변속기가 5단을 구현하는 것을 설명한 도면,
도 18은 도 12의 변속기가 6단을 구현하는 것을 설명한 도면,
도 19는 도 12의 변속기가 R단을 구현하는 것을 설명한 도면,
도 20은 본 발명에 따른 듀얼 클러치 변속기의 제4실시예를 도시한 도면,
도 21은 본 발명에 따른 듀얼 클러치 변속기의 제1실시예에 기어컬럼과 슬리브컬럼을 표시한 도면,
도 22는 본 발명에 따른 듀얼 클러치 변속기의 제3실시예에 기어컬럼과 슬리브컬럼을 표시한 도면이다.
도 1, 도 11, 도 12 및 도 20을 참조하면, 본 발명 듀얼 클러치 변속기의 모든 실시예들은 공통적으로, 동심축으로 배치된 제1입력축(IN1) 및 제2입력축(IN2); 상기 제1입력축(IN1)과 평행하게 배치되고, 디퍼렌셜(DF)의 링기어(RG)에 치합되는 출력기어들을 각각 구비한 제1출력축(O1) 및 제2출력축(O2); 상기 제1입력축(IN1)에 회전을 구속할 수 있도록 구비된 제1기어(G1) 및 제2기어(G2); 상기 제2입력축(IN2)에 회전이 구속된 제3기어(G3) 및 제4기어(G4); 상기 제2기어(G2)에 치합되고 상기 제1출력축(O1)에 회전을 구속할 수 있도록 구비된 제5기어(G5); 상기 제3기어(G3)에 치합되고 상기 제1출력축(O1)에 회전을 구속할 수 있도록 구비된 제6기어(G6); 상기 제1기어(G1)에 치합되고 상기 제2출력축(O2)에 회전이 구속된 제7기어(G7); 상기 제2기어(G2)에 치합되고 상기 제2출력축(O2)을 중심으로 회전 가능하게 구비된 제8기어(G8); 상기 제4기어(G4)에 치합되고 상기 제2출력축(O2)에 회전을 구속할 수 있도록 구비되며, 상기 제8기어(G8)에 구속될 수 있도록 설치된 제9기어(G9)를 포함하여 구성된다.
즉, 본 발명의 실시예들은 각각 엔진이나 모터 등과 같은 동력원으로부터 동력을 입력 받는 상기 제1입력축(IN1)과 제2입력축(IN2) 및 이들과 평행하게 배치된 제1출력축(O1) 및 제2출력축(O2)을 구비하고, 상기 제1기어(G1) 내지 제9기어(G9)를 포함하여 구성된 것이다.
여기서, 상기 제1입력축(IN1)은 제1클러치(CL1)를 통해 동력을 입력 받으며, 상기 제2입력축(IN2)은 제2클러치(CL2)를 통해 동력을 입력 받을 수 있도록 설치되어 있다.
상기 제1출력축(O1)은 제1출력기어(OG1)를 통해 상기 디퍼렌셜(DF)의 링기어(RG)에 치합되어 있고, 상기 제2출력축(O2)은 제2출력기어(OG2)를 통해 상기 디퍼렌셜(DF)의 링기어(RG)에 치합되어 있다.
참고로, 여기서 "축방향"이란, 상기 제1입력축(IN1), 제2입력축(IN2), 제1출력축(O1) 및 제2출력축(O2) 각각의 길이 방향을 의미하는 것으로서, 이들은 모두 서로 평행하게 배치되어 있으므로, 모두 같은 방향을 의미하는 것이다.
제1실시예 내지 제3실시예에서, 상기 제2입력축(IN2)은 상기 제1입력축(IN1)을 감싸는 중공축으로 형성되고, 상기 제1기어(G1) 내지 제4기어(G4)는 축방향을 따라 차례로 배치되어 있다.
다만, 제4실시예는 상기 제3기어(G3)와 제4기어(G4)의 위치가 다른 실시예들에 비교하여 서로 바뀐 것으로, 제4실시예에 대하여는 별도로 후술한다.
상기 제1기어(G1)와 제2기어(G2) 사이에는 상기 제1기어(G1)의 회전을 제1입력축(IN1)에 구속할 수 있는 제1동기장치(S1)가 구비되고, 상기 제1동기장치(S1)와 제2기어(G2) 사이에는 상기 제2기어(G2)의 회전을 제1입력축(IN1)에 구속할 수 있는 제2동기장치(S2)가 구비된다.
즉, 상기 제1기어(G1)와 제2기어(G2) 사이에 제1동기장치(S1)와 제2동기장치(S2)가 차례로 구비된 것이다.
참고로, 여기서 "동기장치"는 종래에, 축과 일체로 회전하는 허브와 축에 대해 상대회전 가능하게 설치된 클러치기어 사이를 축방향으로 슬라이딩하여 결합하거나 해제하도록 구비된 슬리브를 포함한 장치로서, 상기 슬리브의 움직임에 따라 동기작용을 수행하는 싱크로나이저링도 포함하는 것이 일반적이다.
그러나, 최근 하이브리드 차량이나 전기차 등에서는 별도의 싱크로나이저링을 구비하지 않고 모터의 적극적이고도 정밀한 제어에 의해 동기작용을 수행하는 경우도 있는 바, 이러한 차량에도 본 발명이 적용될 수 있음을 고려하면, 본 발명에서의 "동기장치"는 반드시 싱크로나이저링을 포함한 장치만을 의미하는 것은 아니라고 해석될 수 있다.
도면에서, 상기 동기장치는 상기 축방향에 수직하게 인접한 두 직선으로 표현되고 있다. 상기 두 직선은 각각 종래의 허브와 클러치기어를 나타내는 것으로 볼 수 있고, 이들 중 어느 하나에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 슬리브가 설치되어 다른 하나에 결합될 수 있도록 구성된 것을 간단히 표시한 것으로 이해될 수 있다.
상기 제1출력축(O1)에는 상기 제5기어(G5)의 회전을 제1출력축(O1)에 구속할 수 있는 제3동기장치(S3)와, 상기 제6기어(G6)의 회전을 제1출력축(O1)에 구속할 수 있는 제4동기장치(S4)가 구비되고, 상기 제5기어(G5)와 제6기어(G6)는 상기 제3동기장치(S3)와 제4동기장치(S4) 사이에 위치한다.
상기 제2출력축(O2)에는 상기 제9기어(G9)를 제2출력축(O2)에 구속할 수 있는 제5동기장치(S5)가 구비되고, 상기 제8기어(G8)와 제9기어(G9) 사이에는 상기 제8기어(G8)와 제9기어(G9)를 서로 연결할 수 있는 제6동기장치(S6)가 구비된다.
이상은 본 발명의 제1실시예 내지 제3실시예에 공통된 구성이다.
제1실시예와 제2실시예는 공통적으로, 상기 제8기어(G8)는 상기 제2출력축(O2)에 회전 가능하게 설치되고; 상기 제6동기장치(S6)는 축방향을 따라 상기 제8기어(G8)와 제9기어(G9) 사이에 구비된 구성이다.
상기 제1실시예는 상기 제1입력축(IN1)과 평행하게 배치되고, 상기 디퍼렌셜(DF)의 링기어(RG)에 치합되는 제3출력기어(OG3)를 구비한 제3출력축(O3)이 더 구비되고; 상기 제6기어(G6)와 제4동기장치(S4) 사이에는 상기 제6기어(G6)에 회전이 구속된 제10기어(G10)가 구비되며; 상기 제3출력축(O3)에는 상기 제10기어(G10)에 치합되고 제3출력축(O3)에 회전이 구속될 수 있도록 제11기어(G11)가 구비되어, 후진단인 R단을 구현할 수 있도록 한다.
상기 제3출력축(O3)에는 상기 제11기어(G11)의 회전을 제3출력축(O3)에 구속할 수 있는 제7동기장치(S7)와 파킹기어(P)가 구비되어 있다.
이에 비해, 상기 제2실시예는 상기와 같은 제3출력축(O3) 및 이를 이용한 R단을 구현하기 위한 장치들이 구비되지 않은 것으로서, 하이브리드 차량이나 전기차 등에 탑재될 수 있는 보다 간단한 구성의 변속기를 구성하는 것이다.
이 경우, 상기 변속기로 1단을 형성한 상태에서, 상기 하이브리드 차량이나 전기차의 모터를 역회전시키는 방법으로 R단을 구현할 수 있다.
참고로, 제2실시예에서 파킹기어(P)는 제2출력축(O2)에 배치하였다.
상기한 바와 같은 제1실시예와 제2실시예는, 축방향에 수직한 방향으로 서로 치합되는 기어들이 축방향을 따라 차지하는 공간인 기어컬럼(GC)이 총 6개만 구비되고; 상기 기어컬럼이 축방향을 따라 차지하는 공간 이외에, 추가로 상기 동기장치들이 축방향을 따라 차지하는 공간인 슬리브컬럼(SC)이 총 3개만 구비되면서, 전진 6단 및 후진 1단의 변속단들을 모두 구현할 수 있도록 구성됨으로써, 변속기의 전장이 비교적 짧게 구성되면서도 상대적으로 많은 수의 변속단을 구현할 수 있는 것이다(도 21참조).
여기서, 상기 "기어컬럼"은 변속단을 형성하기 위해 기어들이 치합된 부분이 요구되는 수준의 강도를 확보하기 위해 필요한 축방향의 최소한의 길이를 고려하여, 변속기에 확보되어야 하는 공간을 의미하며, 상기 "슬리브컬럼"은 동기장치의 슬리브가 축방향 이동을 통해 두 회전체를 서로 연결시키거나 해제시키는 데에 필요한 축방향의 최소한의 길이를 고려하여 변속기에 확보되어야 하는 공간으로서, 상기 기어컬럼과 중복되지 않는 부분만을 카운트한 것이다.
도 12의 제3실시예와 도 20의 제4실시예는 공통적으로, 상기 제8기어(G8)는 상기 제9기어(G9)와 제5동기장치(S5)의 연결부 외측에 회전 가능하게 설치되고, 상기 제6동기장치(S6)는 상기 제2출력축(O2)의 축방향을 따라 상기 제8기어(G8)와 제5동기장치(S5) 사이에 구비된다.
상기 제3실시예는 상기 제1입력축(IN1)과 평행하게 배치되고, 상기 디퍼렌셜(DF)의 링기어(RG)에 치합되는 제3출력기어(OG3)를 구비한 제3출력축(O3)이 더 구비되고; 상기 제6기어(G6)와 제4동기장치(S4) 사이에는 상기 제6기어(G6)에 회전이 구속된 제10기어(G10)가 구비되며; 상기 제3출력축(O3)에는 상기 제10기어(G10)에 치합되고 제3출력축(O3)에 회전이 구속될 수 있도록 제11기어(G11)가 구비되어, 후진단인 R단을 구현할 수 있도록 한다.
상기 제3출력축(O3)에는 상기 제11기어(G11)의 회전을 제3출력축(O3)에 구속할 수 있는 제7동기장치(S7)와 파킹기어(P)가 구비되어 있다.
상기 제3실시예는, 축방향에 수직한 방향으로 서로 치합되는 기어들이 축방향을 따라 차지하는 공간인 기어컬럼(GC)이 총 6개만 구비되고; 상기 기어컬럼이 축방향을 따라 차지하는 공간 이외에, 추가로 상기 동기장치들이 축방향을 따라 차지하는 공간인 슬리브컬럼(SC)이 총 2개만 구비되면서; 전진 6단 및 후진 1단의 변속단들을 모두 구현할 수 있도록 구성된다(도 22참조).
즉, 상기 제1실시예와 제2실시예보다 더 짧은 변속기 전장을 가지면서도, 동일하게 전진 6단 및 후진 1단의 변속단들을 모두 구현할 수 있는 것이다.
한편, 상기 제4실시예는 상기와 같은 제3출력축(O3) 및 이를 이용한 R단을 구현하기 위한 장치들이 구비되지 않은 것으로서, 하이브리드 차량이나 전기차 등에 탑재될 수 있는 보다 간단한 구성의 변속기를 구성하는 것이다.
이 경우, 상기 변속기로 1단을 형성한 상태에서, 상기 하이브리드 차량이나 전기차의 모터를 역회전시키는 방법으로 R단을 구현할 수 있다.
참고로, 제4실시예에서 파킹기어(P)는 제2출력축(O2)에 배치하였다.
또한, 제4실시예는 상술한 바와 같이 다른 실시예에 비해 상기 제3기어와 제4기어의 위치가 서로 바뀐 것 이외에, 상기 제1출력축에는 상기 제5기어의 회전을 제1출력축에 구속할 수 있는 제3동기장치와, 상기 제6기어의 회전을 제1출력축에 구속할 수 있는 제4동기장치가 구비되는데, 상기 제5기어는 상기 제3동기장치와 제4동기장치 사이에 위치하며, 상기 제4동기장치는 상기 제5기어와 제6기어 사이에 위치하는 점에 차이가 있다.
이와 같은 제4실시예는, 상기 기어컬럼(GC)이 총 5개만 구비되고, 상기 슬리브컬럼(SC)이 총 2개만 구비되면서, 전진 6단 및 후진 1단의 변속단들을 모두 구현할 수 있어서, 구현할 수 있는 변속단의 수는 동일하면서도 전장이 가장 짧은 변속기를 구성할 수 있다.
이하에서는, 도 2 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 제1실시예가 1단 내지 6단의 전진 변속단과 후진 변속단을 구현하는 것을 살펴본다.
도 2는 1단을 구현하는 것을 표시한 것으로서, 제1클러치(CL1)를 통해 제1입력축(IN1)으로 공급된 동력은 제2동기장치(S2), 제2기어(G2), 제8기어(G8), 제6동기장치(S6), 제9기어(G9), 제4기어(G4), 제3기어(G3), 제6기어(G6), 제4동기장치(S4)를 차례로 통해 디퍼렌셜(DF)의 링기어(RG)로 전달된다.
즉, 1단 변속비를 구현하기 위한 별도의 1단변속기어를 구비하지 않고, 여러 기어들을 조합하여 1단 변속비를 구현하도록 한 것이다.
도 3은 2단을 구현하는 것을 표시한 것으로서, 1단에서 2단으로의 변속은 제1클러치(CL1)를 해제하면서 제2클러치(CL2)를 체결하여 구현하며, 동력은 제2클러치(CL2)를 통해 제2입력축(IN2)으로 전달된 후, 제3기어(G3), 제6기어(G6), 제4동기장치(S4)를 차례로 통하여 상기 디퍼렌셜(DF)로 전달된다.
도 4는 3단을 구현하는 것을 표시한 것으로서, 2단에서 3단으로의 변속은 상기 제2동기장치(S2)와 제3동기장치(S3)의 예치합으로 3단 동력 경로를 구성한 상태에서, 상기 제2클러치(CL2)를 해제하면서 제1클러치(CL1)를 연결하여 구현한다.
상기 제1입력축(IN1)으로 전달된 동력은, 제2동기장치(S2), 제2기어(G2), 제5기어(G5), 제3동기장치(S3)를 차례로 경유하여 상기 디퍼렌셜(DF)로 전달된다.
도 5는 4단을 구현하는 것을 표시한 것으로서, 상기 1단과 마찬가지로 별도로 4단을 구현하기 위한 4단변속기어를 구비하지 않고, 여러 기어들을 조합하여 4단을 구현한다.
상기 제2입력축(IN2)으로 전달된 동력은, 제4기어(G4), 제6동기장치(S6), 제8기어(G8), 제2기어(G2), 제5기어(G5), 제3동기장치(S3)를 차례로 경유하여 상기 디퍼렌셜(DF)로 전달된다.
도 6은 5단을 구현하는 것을 표시한 것으로서, 4단에서 5단으로의 변속은 제1동기장치(S1)를 예치합하고, 상기 제2클러치(CL2)를 해제하면서 제1클러치(CL1)를 체결하여 구현한다.
상기 제1입력축(IN1)으로 전달된 동력은, 제1동기장치(S1), 제1기어(G1), 제7기어(G7)를 차례로 경유하여 상기 디퍼렌셜(DF)로 전달된다.
도 7은 6단을 구현하는 것을 표시한 것으로서, 5단에서 6단으로의 변속은 제5동기장치(S5)를 예치합하고, 상기 제1클러치(CL1)를 해제하고 제2클러치(CL2)를 체결하여 구현한다.
상기 제2입력축(IN2)으로 전달된 동력은, 상기 제4기어(G4), 제9기어(G9), 제5동기장치(S5)를 차례로 경유하여 상기 디퍼렌셜(DF)로 인출된다.
도 8은 후진단인 R단을 구현하는 것을 표시한 것으로서, 제1클러치(CL1)를 통해 제1입력축(IN1)으로 전달된 동력은, 제2동기장치(S2), 제2기어(G2), 제8기어(G8), 제9기어(G9), 제4기어(G4), 제3기어(G3), 제6기어(G6), 제10기어(G10), 제11기어(G11), 제7동기장치(S7)를 차례로 경유하여 상기 디퍼렌셜(DF)로 전달되어 후진을 구현한다.
이상과 같은 각 변속단의 형성 시, 클러치와 각 동기장치들의 체결 상태를 도 9와 같이 정리할 수 있고, 도 10은 각 변속단 사이의 변속 시, 동력 단절이 없는 파워 쉬프트(Power Shift)가 가능한 변속을 점으로 표시하고 있는 것이다.
참고로, 도 9와 도 10은 후진단을 구현하는 부분을 제외하고는 본 발명의 제1실시예 내지 제4실시예에 모두 적용 가능한 것이다.
한편, 도 13 내지 도 19는 상기 제3실시예의 변속기가 1단 내지 6단 및 후진단을 구현하는 것을 차례로 도시한 것으로서, 구체적인 변속 동작과 동력 흐름이 실질적으로 상기 제1실시예와 거의 동일하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
IN1; 제1입력축
IN2; 제2입력축
DF; 디퍼렌셜
RG; 링기어
O1; 제1출력축
O2; 제2출력축
G1; 제1기어
G2; 제2기어
G3; 제3기어
G4; 제4기어
G5; 제5기어
G6; 제6기어
G7; 제7기어
G8; 제8기어
G9; 제9기어
CL1; 제1클러치
CL2; 제2클러치
OG1; 제1출력기어
OG2; 제2출력기어
S1; 제1동기장치
S2; 제2동기장치
S3; 제3동기장치
S4; 제4동기장치
S5; 제5동기장치
S6; 제6동기장치
OG3; 제3출력기어
O3; 제3출력축
G10; 제10기어
G11; 제11기어
S7; 제7동기장치
P; 파킹기어
GC; 기어컬럼
SC; 슬리브컬럼

Claims (16)

  1. 동심축으로 배치된 제1입력축 및 제2입력축;
    상기 제1입력축과 평행하게 배치되고, 디퍼렌셜의 링기어에 치합되는 출력기어들을 각각 구비한 제1출력축 및 제2출력축;
    상기 제1입력축에 회전을 구속할 수 있도록 구비된 제1기어 및 제2기어;
    상기 제2입력축에 회전이 구속된 제3기어 및 제4기어;
    상기 제2기어에 치합되고 상기 제1출력축에 회전을 구속할 수 있도록 구비된 제5기어;
    상기 제3기어에 치합되고 상기 제1출력축에 회전을 구속할 수 있도록 구비된 제6기어;
    상기 제1기어에 치합되고 상기 제2출력축에 회전이 구속된 제7기어;
    상기 제2기어에 치합되고 상기 제2출력축을 중심으로 회전 가능하게 구비된 제8기어;
    상기 제4기어에 치합되고 상기 제2출력축에 회전을 구속할 수 있도록 구비되며, 상기 제8기어에 구속될 수 있도록 설치된 제9기어;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2입력축은 상기 제1입력축을 감싸는 중공축으로 형성되고;
    상기 제1기어 내지 제4기어는 축방향을 따라 차례로 배치된 것
    을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1기어와 제2기어 사이에는 상기 제1기어의 회전을 제1입력축에 구속할 수 있는 제1동기장치가 구비되고;
    상기 제1동기장치와 제2기어 사이에는 상기 제2기어의 회전을 제1입력축에 구속할 수 있는 제2동기장치가 구비된 것
    을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1출력축에는 상기 제5기어의 회전을 제1출력축에 구속할 수 있는 제3동기장치와, 상기 제6기어의 회전을 제1출력축에 구속할 수 있는 제4동기장치가 구비되고;
    상기 제5기어와 제6기어는 상기 제3동기장치와 제4동기장치 사이에 위치하는 것
    을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1입력축과 평행하게 배치되고, 상기 디퍼렌셜의 링기어에 치합되는 제3출력기어를 구비한 제3출력축이 더 구비되고;
    상기 제6기어와 제4동기장치 사이에는 상기 제6기어에 회전이 구속된 제10기어가 구비되고;
    상기 제3출력축에는 상기 제10기어에 치합되고 제3출력축에 회전이 구속될 수 있도록 제11기어가 구비된 것
    을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제3출력축에는 상기 제11기어의 회전을 제3출력축에 구속할 수 있는 제7동기장치와 파킹기어가 구비된 것
    을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2출력축에는 상기 제9기어를 제2출력축에 구속할 수 있는 제5동기장치가 구비되고;
    상기 제8기어와 제9기어 사이에는 상기 제8기어와 제9기어를 서로 연결할 수 있는 제6동기장치가 구비된 것
    을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제8기어는 상기 제2출력축에 회전 가능하게 설치되고;
    상기 제6동기장치는 축방향을 따라 상기 제8기어와 제9기어 사이에 구비된 것
    을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기.
  9. 청구항 8에 있어서,
    축방향에 수직한 방향으로 서로 치합되는 기어들이 축방향을 따라 차지하는 공간인 기어컬럼이 총 6개만 구비되고;
    상기 기어컬럼이 축방향을 따라 차지하는 공간 이외에, 추가로 상기 제1동기장치 내지 제6동기장치들 중 적어도 하나 이상이 축방향을 따라 차지하는 공간으로서, 상기 기어컬럼과 중복되지 않는 부분인 슬리브컬럼이 총 3개만 구비되면서;
    전진 6단 및 후진 1단의 변속단들을 모두 구현할 수 있도록 구성된 것
    을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 제8기어는 상기 제9기어와 제5동기장치의 연결부 외측에 회전 가능하게 설치되고;
    상기 제6동기장치는 상기 제2출력축의 축방향을 따라 상기 제8기어와 제5동기장치 사이에 구비된 것
    을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기.
  11. 청구항 10에 있어서,
    축방향에 수직한 방향으로 서로 치합되는 기어들이 축방향을 따라 차지하는 공간인 기어컬럼이 총 6개만 구비되고;
    상기 기어컬럼이 축방향을 따라 차지하는 공간 이외에, 추가로 상기 제1동기장치 내지 제6동기장치들 중 적어도 하나 이상이 축방향을 따라 차지하는 공간으로서, 상기 기어컬럼과 중복되지 않는 부분인 슬리브컬럼이 총 2개만 구비되면서;
    전진 6단 및 후진 1단의 변속단들을 모두 구현할 수 있도록 구성된 것
    을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2입력축은 상기 제1입력축을 감싸는 중공축으로 형성되고;
    축방향을 따라 상기 제1기어, 제2기어, 제4기어 및 제3기어가 차례로 배치된 것
    을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1기어와 제2기어 사이에는 상기 제1기어의 회전을 제1입력축에 구속할 수 있는 제1동기장치가 구비되고;
    상기 제1동기장치와 제2기어 사이에는 상기 제2기어의 회전을 제1입력축에 구속할 수 있는 제2동기장치가 구비된 것
    을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1출력축에는 상기 제5기어의 회전을 제1출력축에 구속할 수 있는 제3동기장치와, 상기 제6기어의 회전을 제1출력축에 구속할 수 있는 제4동기장치가 구비되고;
    상기 제5기어는 상기 제3동기장치와 제4동기장치 사이에 위치하며;
    상기 제4동기장치는 상기 제5기어와 제6기어 사이에 위치한 것
    을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제2출력축에는 상기 제9기어를 제2출력축에 구속할 수 있는 제5동기장치가 구비되고;
    상기 제8기어와 제9기어 사이에는 상기 제8기어와 제9기어를 서로 연결할 수 있는 제6동기장치가 구비된 것
    을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제8기어는 상기 제9기어와 제5동기장치의 연결부 외측에 회전 가능하게 설치되고;
    상기 제6동기장치는 상기 제2출력축의 축방향을 따라 상기 제8기어와 제5동기장치 사이에 구비된 것
    을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기.


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