KR930010448B1 - 자동변속기구 - Google Patents

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KR930010448B1
KR930010448B1 KR1019860002784A KR860002784A KR930010448B1 KR 930010448 B1 KR930010448 B1 KR 930010448B1 KR 1019860002784 A KR1019860002784 A KR 1019860002784A KR 860002784 A KR860002784 A KR 860002784A KR 930010448 B1 KR930010448 B1 KR 930010448B1
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automatic transmission
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마사가쓰 미우라
히데유끼 아오끼
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아이신· 와아나아 가부시끼가이샤
니시무라 마사시
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Abstract

내용 없음.

Description

자동변속기구
제1도는 본발명에 관한 4속 자동변속기구를 나타내는 개략도.
제2도는 그 각 요소의 작동상태를 나타내는 도면.
제3도는 본발명의 기초가 되는 변속기를 나타내는 전체 단면도.
제4도는 그 개략도.
제5도는 그 각 요소의 작동상태를 나타내는 도면.
제6도는 본발명에 따른 실시예를 나타내는 전체 단면도.
제7도는 일부 변경된 클러치부를 나타내는 확대 단면도.
제8도는 그 개략도.
제9도 및 제10도는 그 다른 태양에 있어서의 각 요소의 작동상태를 나타내는 도면.
제11도는 종래의 라비뇨 방식(Ravigneaux type)을 나타내는 개략도.
제12도는 그 각 요소의 작동상태를 나타내는 도면임.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12, 14, 15: 자동변속기 2 : 싱글 플라네터리 기어 유니트
3 : 듀얼 플라네터리 기어 유니트 6, 6' : 클러치
5 : 입력부재 9 : 출력부재
101: (3속) 자동변속기구(부) 102: (4속) 자동변속기구(부)
202 : 부가변속부 37 : (트랜스 액슬) 케이스
39' : (트랜스 액슬)커버 54 : 플랜지부
54c : 단붙은 칼라부 63, 93 : 가동부재
62a : 피스톤 63 : 피스톤부재
65, 67, 98 : 유실 66, 69, 96 : 유압 액튜에이터
66a : 실린더 70, 100 : 복귀스프링
93a : 아암 93b : 피스톤부
99 : 혀 C1: 제1클러치
C2: 제2클러치 C0: 제3클러치
B1: 제1브레이트 B2: 제2브레이트
B3: 제3브레이크 F1: 제1원웨이 클러치
F2: 제2원웨이 클러치 F0: 제3원웨이 클러치
R1, R2, R3: 링기어 S, S1, S2, S3: 선기어
P, P1, P2: 캐리어 피니언 CR, CR1, CR2: 캐리어
본 발명은 자동변속기 특히 토오크 콘버어터와 함께 사용되는 자동차용 자동변속기에 관한 것으로서 상세히는 2개의 플라네터리 기어 유니트로 전신 4속을 달성하는 자동변속기구에 관한 것이다.
일반적으로 자동변속기는 2개의 싱글 플라네터리 기어 유니트를 구비하고 양 플라네터리 유니트의 선기어를 공통함과 동시에 제1플라네터리 기어 유니트의 캐리어와 제2플라네터리 기어 유니트의 링기어를 일체로 연결해서 되는 이른바 심프슨 방식(Simpson type)으로 구성되어 있고 제1플라네터리 기어 유니트의 링 기어 및/또는 선기어로 클러치에 의하여 선택적으로 입력하고 또한 플라네터리 기어 유니트의 소정 회전요소를브레이크 또는 원웨이 클러치로 걸고 다시 제1플라네터리 기어 유니트의 캐리어에 일체로 연결되어 있는 2플라네터리 기어 유니트의 링기어로 출력해서 전진 3속을 얻고 있다.
또한, 종래 4속 자동변속기는 상술한 2개의 플라네터리 기어 유니트로 된 3속 자동변속기구를 기본으로 하여 이 3속 자동변속기구에 1개의 플라네터리 기어 유니트로 된 오우버 드라이브(O/D)기구 또는 언더 드라이브(U/D)기구를 부설해서 전진 4속의 변속단을 얻고 있다.
그런데, 최근 예를들면, 차량의 FㆍF(프런트 엔진ㆍ프런트 드라이브)화 및 고마력화 등에 의하여 자동변속기는 더 한층의 소형화가 요망되고 있음과 아울러 전달토오크 용량의 증대화가 요망되고 있지만 상기 O/D 기구 따위를 부설해서 3개의 플라네터리 기어 유니트로 된 4속 자동변속기로는 상술한 요망을 충족시킬 수 없다.
그래서, 종래부터의 소위 심프슨 방식의 플라네터리 기어를 유니트에 2개의 클러치를 추가해서 4속을 얻는 자동변속기구가 특개소 59-183147호 공보로 제안되어 있다. 즉, 이 자동변속기구는 종래의 심프슨 방식에 있어서 일체로 연결되어 있는 제1플라네터리 기어 유니트의 선기어와 제2플라네터리 기어 유니트의 선기어간에 제3클러치를 개재시킴과 동시에 제1기어 유니트의 선기어와 제2기어 유니트의 캐리어를 제4클러치를 통하여 연결한 것이고 제3클러치를 풀어서 제1기어 유니트와 제2기어 유니트를 분리시키고 또한 제4클러치를 접속해서 이 제2기어 유니트의 캐리어에 입력을 줌과 동시에 이 제2기어 유니트의 선기어를 고정시켜 링기어로부터 오우버 드라이브를 출력하고 종래의 3속에 가해서 4속을 얻는 것이다.
그러나, 이 개량된 심프슨 방식의 자동변속기는 양플라네터리 기어 유니트를 클러치로 분리하고 있으므로 양 플라네터리 기어 유니트를 일체화해서 배설하는 것이 곤란함과 동시에 다수 클러치를 모아서 설치하기도 곤란하다. 따라서, 통상의 심프슨 방식의 3속 자동변속기구를 제3 및 제4클러치를 추가해서 4속 자동기구로 하려면 매우 커다란 변경을 필요로 하고 3속 자동변속기구와 4속 자동변속기구를 따로 제조하지 않으면 안된다. 이 때문에 부품 및 조립라인의 공통화가 곤란하고 다종 소량생산으로는 대폭적인 코스트업을 초래하고 최근의 경향인 차종의 다종류화 및 와이드 바리에이션화에 대응할 수 없다.
한편, 2조의 캐리어를 일체로 구성할 수 있고 더욱 소형화를 기대할 수 있는 소위 라비뇨 방식의 자동변속기구가 주목되고 있다.
이 라비뇨 방식 자동변속기구(1)는 제11도에 표시하는 바와 같이 1개의 싱글 플라네터리 기어 유니트(2') 및 1개의 듀얼 플라네터리 기어 유니트(3')로 되고 입력부재(1)는 클러치(C1)를 통하여 듀얼 유니트(3')의 선기어(S2)에 연결함과 동시에 클러치(C2) 또는 원웨이 클러치(F0)를 통하여 싱글 유니트(2')의 선기어(S1)에 연결되어 있고 또 클러치(C0)를 통하여 듀얼 피니언 P2ㆍP2'을 지지하는 캐리어(CR2)및 이 제2캐리어(CR2)와 일체로 연결되어 있는 제1캐리어(CR1)에 연결되어 있다.
또, 출력부재(O)는 서로 연결되어서 일체로 회전하는 양 유니트(2', 3')의 링기어(R1, R2)에 연결되어 있다.
그리고 이 라비뇨 방식 자동변속기는 제12도의 작동표에 표시하는 바와 같이 각 클러치(C1, C2, C0) 및 가브레이크(B1, B2, B3)또한 각 원웨이 클러치(F1, F2, F0)의 작동에 의거하여 1속 내지 4속(1st 내지 4th) 및 후진(Rev)를 취할 수 있다.
더구나 도면중 ○는 클러치의 걸어맞춤,브레이크 및 원웨이 클러치의 작동을 표시하고 또한 △는 타주시(coast time)에만의 작동을 표시하며 또한 ○는 변속시에만 작동해서 그후는 동기회전함을 표시한다.
그러나, 상술한 라비뇨 방식에 의한 자동변속기구는 엔진토오크가 신기어 S2ㆍ(S1)에 입력되기 때문에 지름이 작은 선기어에 작용하는 접선력이 높고 특히 전달토오크가 큰 제1속인 경우에 현저하게 나타나지만 이 선기어(S2)의 기어면의 내구성에 문제를 발생시킴과 동시에 캐리어(CR1, CR2)의 반력을 받는브레이크(B3) 및 원웨이 클러치(F2)의 내구성에 문제를 발생시킨다.
이 때문에 입력허용 토오크가 낮게 억제되고 최근의 대마력 경향에 대응할 수 없고 또, 입력허용 토오크를 크게 하려고 하면 선기어의 기어폭을 두껍게 함과 동시에브레이크 따위 계지수단의 허용량을 크게 할 필요가 있고 자동변속기가 대형화되어 버리고 차량 탑재상의 문제가 생겨버린다.
그래서 본 발명은 플라네터리 기어 유니트에 있어서의 링기어로 입력부재로부터의 토오크를 입력함으로서 소정 입력허용 토오크를 확보할 수 있는 것임과 아울러 더욱 소형화를 꾀할 수 있음과 동시에 대부분의 부품을 공통화시켜 약간의 변경으로 전진 3속에서 4속으로 변경할 수 있는 자동변속기구를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서 제1도에 표시하는 바와 같이 싱글 플라네터리 기어 유니트(2) 및 듀얼 플라네터리 기어 유니트(3)를 구비하고 또한 이들 양 플라네터리 기어 유니트(2, 3)의 캐리어CR(CR1, CR2)끼리 및 선기어S(S1, S2)끼리가 일체로 연결되어 있다.
또한 엔진출력축(15)에서 토오크 콘버터(16) 또는 록업 클러치(17)를 통하여 연결되어 있는 입력부재(5)가 제1클러치(C1)를 통하여 싱글 플라네터리 기어 유니트(2)의 링기어(R1)에 연결됨과 동시에 제2클러치(C2)를 통하여 선기어(S)에 연결되어 있다. 또 선기어(S)가 제1브레이크(B1)로 직접 제동됨과 동시에 지1원웨이 클러치(F1)를 통하여 제2브레이크(B2)로 1방향의 회전이 규제되고 또, 듀얼 플라네터리 기어 유니트(3)의 링기어(R2)가 제3(B3)에 의하여 직접 제동됨과 동시에 제2원웨이 클러치(F2)에 의하여 1방향의 회전이 규제되고 있다.
더욱이, 입력부재(5)가 제3클러치(C0)를 통하여 듀얼 플라네터리 기어(3)의 링기어(R2)에 연결되어 있고 또, 입력부재(5)와 선기어(S)간에 선기어(S)의 회전이 입력부재(5)의 회전을 초과하지 않도록 규제하는 제3원웨이 클러치(F0)를 개재시키고 있다.
상술한 구성에 의거하여, 4속 자동변속기구(102)는 제2도에 표시하는 작동표대로 작동한다. 즉, D레인지에 있어서의 1속상태는 제1(포워드)클러치(C1)를 접속한다. 그리하면 입력부재(축)(5)의 회전은 클러치(C1)를 통하여 싱글 유니트(2)의 링기어(R1)에 전달되고 또한 이 상태에서는 듀얼 유니트(3)의 링기어(R2)가 제2원웨이 클러치(F2)에 의하여 회전이 저지되어 있으므로 선기어(S)를 반대방향으로 공전시키면서 공통 캐리어(CR)가 정방향으로 대폭 감속 회전되고 이 회전이 출력부재(기어)(9)로부터 전달돼 나온다. 또한, 2속상태에서는 제1클러치(C1)의 접속에 가하여 제2(세컨드)브레이크(B2)가 작동한다. 그리하면 선기어(S)가브레이크(B2)에 의거한 제1원웨이 클러치(F1)의 작동에 의하여 회전이 정지되고 따라서 입력부재(5)로부터의 링(R1)의 회전은 듀얼 유니트(3)의 링기어(R2)를 정방향으로 공전시키면서 캐리어(CR)를 정방향으로 감속 회전시키고 이 회전이 출력부재(9)에 2속으로 전달된다. 또한, 3속상태는 제1(포워드) 클러치(C2)의 접속에 가해서 제3클러치(C0)(또는 제2클러치 C2)가 접속된다. 그리하면 입력부재(5)의 회전은 클러치(C1)를 통하여 싱글유니트(2)의 링기어(R1)에 전달됨과 동싱 클러치(C0)를 통하여 듀얼 유니트(3)의 링기어(R2)에 전달된다.
따라서 양 플라네터리 기어 유니트(2, 3)의 각 요소가 일체로 되어서 회전하고 캐리어(CR)에서 출력부재(9)에 입력부재(5)와 동속회전이 전달된다. 더구나 이때 제2브래이크(B2)는 클러치(C0)가 걸어맞춰지기까지 계지상태를 유지해서 2속으로부터 일단 1속상태로 복귀하는 것을 저지하고 또한 클러치(C0)의 걸어맞춤이 완료되어서 플라네터리 유니트(12, 13)가 일체로 회전된 상태에서는 제3원웨이 클러치(F0)가 동기 회전한다.
그리고 4속상태에서는 제1클러치(C1)을 풀음과 동시에 제1브레이크(B1)를 작동시킨다. 그리하면 입력부재(5)의 회전은 클러치(C0)을 통하여 듀얼 유니트(13)의 링기어(R2)에 전달되고 또한 이 상태에서는 선기어(S)가 정지되어 있으므로 싱글 유니트 링기어(R1)를 증속 공전하면서 캐리어(CR)가 고속 회전하고 이 고속회전이 오우버 드라이브(O/D)로서 출력부재(9)에 전달된다.
더욱이 3속에서 4속으로의 증속변속(up-shift)시에 제1브레이크(B1)의 작동에 앞서서 제1클러치(C1)를 풀고 제3원웨이 클러치(F0)로 선기어(S)의 증속을 저지하는 구성에 의거하여 제1브레이크(B1)의 걸기작동에 시간적 여유를 주고 작동타이밍을 용이하게 함과 동시에 바꾸어 잡는데 따른 시프트 쇼크(shift shock)를 방지해서 시프트의 원할이 꾀하여진다. 더구나 이때 제2클러치(B2) 및 제1원웨이 클러치(F1)를 걸어맞추어도 좋다.
또한 마찬가지로 4속에서 3속으로의 감속변속(down-shift)시에 제3원웨이 클러치(F0)의 존재에 의하여 제1브레이크(B1) 해방으로 인한 선기어(S)가 입력부재(5)보다 고속으로 회전하는 것을 방지해서 제1클러치(C1)의 접속에 시간적 여유를 주고 작동타이밍을 용이하게 함과 동시에 바꿔잡는데 따른 시프트 쇼크를 방지해서 시프트의 원할이 꾀하여진다. 더구나 3레인지는 D레인지에 있어서의 1속, 2속, 3속과 마찬가지이다.
또한, 리버스(R) 레인지에서는 제2클러치(C2) 및 제3(1st·리버스)브레이크(B2)가 작동한다. 그리하면 입력부재(5)의 회전은 클러치(C₂)를 통하여 선기어(S)에 전달되고 또한 이 상태로는 듀얼 유니트(3)의 링기어(R2)가 제3브레이크(B3)의 작동에 의하여 고정되어 있으므로 싱글 유니트(2)의 링기어(R₁)를 역전시키면서 캐리어(CR)도 역전하고 이 캐리어의 역전이 출력부재(9)로 전달된다.
또, 제1 레인지에서는 D레인지에 있어서의 1속상태에 가해서 제3브레이크(B3)가 작동한다. 따라서 엔진브레이크(입출력 역전)시에 D레인지에 있어서는 원웨이 클러치(F2)에 의하여 전동이 단절되어서 공전상태로 되지만 1레인지에 있어서는브레이크(B3)에 의하여 링기어(R2)가 고정상태로 있고 1속상태로 유지된다.
또한 2레인지의 1속은 D레인지의 1속과 같고 또한 2속은 D레인지의 2속상태에 가해서 제1(2nd 코어스트)브레이크(B1)가 작동한다. 그리하면 엔진브레이크시에 D레인지에 있어서는 원웨이 클러치(F1)에 의하여 공전상태로 되지만 2레인지에서는브레이크(B1)에 의하여 선기어(S)가 고정상태에 있고 2속상태로 유지된다.
이하 본 발명을 구체화한 실시예에 대하여 설명한다.
그리고 본 발명의 실시예를 설명하기 전에 본 발명의 기초가 되는 3속 자동변속기구를 구비한 자동변속기에 대하여 설명한다.
3속 자동변속기구부(10₁)를 구비한 자동변속기(1₂)는 제4 도에 표시하는 바와 같이 토오크 콘버어터부(31), 3속 자동변속기구부(10₁), 부가변속부(20₂) 및 디퍼렌셜부(35)를 구비하고 있고 또한 이들 각 부는 서로 접합되어서 일체로 구성되는 트랜스 액슬 하우징(36), 트랜스 액슬 케이스(37) 및 트랜스 액슬 커버(39)에 수납되어 있다.
그리고 콘버어터부(31)는 토오크 콘버어터(16) 및 록업 클러치(17)로 되고(제4도 참조) 엔진 크랭크 시프트에 연결되어 있는 축(15)으로부터 토오크 콘버어터(16)내의 유류(油流) 또는 록업 클러치(17)의 접속을 통하여 자동변속기구부(101)내의 입력축(5)에 전동한다. 또한, 트랜스 액슬 케이스(37)의 상부에 밸브 보디(46)가 배설되어 있고 또, 자동변속기구(101)와 토오크 콘버어터부(31)와의 사이부분에 오일펌프(47)가 설치되어 있다.
3속 자동변속기구부(101)는 엔진 출력부보다 축방향으로 바깥쪽을 향해서브레이크(49), 출력부(50), 플라네터리 기어 유니트(51) 그리고 클러치부(6)가 차례로 배치되어 있고 또한 입력축(5)에 피감(被嵌)해서 회전 자유롭게 중공축(53)이 지지되어 있다. 그리고 플라네터리 기어 유니트부(51)는 싱글 기어 유니트(2)와 듀얼 기어 유니트(3)로 이루어지고 싱글 유니트(2)는 중공축(53)에 형성된 선기어(S1), 링기어(R1) 및 이들 기어에 기어맞물림된 피니언(P1)을 지지한 캐리어(CR1)로 이루어지고 또한, 듀얼 유니트(3)는 중공축(53)에 형성된 선기어(S2), 링기어(R2), 및 선기어(S2)에 기어맞물림된 제1피니언(P1) 및 링기어(R2)에 기어맞물림된 제2피니언(P2)을 서로 기어맞물림되도록 지지하는 캐리어(CR2)로 이루어진다.
그리고 이들 양 유니트(2, 3)는 선기어(S1, S2)가 함께 중공축(53)에 형성된 동일 톱니수의 기어로 이루어지고(이하, 단순히 S라고 표시) 또한, 캐리어(CR1,CR2)는 3장의 측판(側板)으로 일체로 구성되어 있다(이하, 단순히 CR라고 표시함).
또한, 본 실시예는 피니어 P1과 P2를 별체로 구성하였지만 제4도에 표시하는 바와 같이 일체의 롱피니언(P)으로 구성하여도 되고 또한, 양 선기어(S1,S2)를 공통으로 구성하여도 좋다.
또,브레이크(49)는 내경쪽에서 외경방향을 향해서 순차로 제1원웨이 클러치(F1), 제2브레이크(B2) 그리고 제1브레이크(B1)가 배설되어 있고 또한 각브레이크에 인접하는 위치에는 오일펌프(47)의 케이스에 형성된 유압 액튜에이터(55, 56)가 지름방향으로 병설되어 있다.
또한, 제1브레이크(B1)는 중공축(53) 선단의 플랜지부(53a)와 액슬 케이스(37)와 일체의 펌프 케이스(37a)간에 개재되어 있고 또 제2브레이크(B2)는 제1원웨이 클러치(F1)의 아우터 레이스와 펌프 케이스(37a)간에 개재하고 또한 제1 원웨이 클러치(F1)는 중공축(53)과 제2브레이크(B2)간에 개재되어 있다.
한편, 출력부(50)는 변속기구부(101)의 거의 중앙부에 위치되어 있고 출력(카운터 드라이브) 기어를 가진 출력부재(9)를 구비하고 있다. 이 출력부재(9)는 그 보스부의 외경을 액슬 케이스(37)에 일체로 형성되어 있는 격벽(37b)에 베어링(57)을 통하여 회전 자유롭게 또한 축방향 이동이 불가능하게 지지되어 있고 또한 베어링(57)은 격벽(37b)에 스플라인 결합되어 있는 아우터 레이스 및 스페이서링을 개재시킨 2개의 인너레이스를 가진 더블 테이퍼드 로울러 베어링으로 이루어진다.
또한 아우터 레이스는 단부를 지니고 축방향으로 뻗어 있고 이 연장부분은 제2원웨이 클러치(F2)의 인너레이스로 겸용되고 있다. 또, 듀얼 유니트(3)의 링기어(R2)와 스플라인 결합되어서 축방향으로 뻗어 원웨이 클러치의 아우터 레이스가 되는 연결부재(59)가 배치되어 있고 이들 양 레이스간에 제2 원웨이 클러치(F2)가 개재되어 있다. 따라서 이 원웨이 클러치(F2)는 플라네터리 기어 유니트(3)와 케이스 격벽(37b)과의 사이에서 축방향으로 정열되고 또한 이 유니트(3) 링기어(R2)의 거의 안쪽으로 배치된다.
또, 링기어(R2) 외주와 액슬 케이스(37)간에는 제3브레이크(B2)가 개재되어 있고 또한 격벽(37b) 한쪽 벽면부에는 실린더가 형성되고 또한 이 실린더에는 피스톤으로 된 유압 액튜에이터(60)가 제2 원웨이 클러치(F2)간에서 끼워지도록 배설되어 있다.
또한, 이 유압 액튜에이터(60)는 원통형상의 빗이빨 모양으로 된 아암을 가지고 있고 이 아암은 제2원웨이 클러치(F2)의 외경측을 통과해서 축방향으로 뻗어서 제3브레이크(B3)를 제어함과 동시에 그 빗이빨 부분에 복귀스프링이 배설된다.
그리고 클러치부(6)는 제1(포워드) 클러치(C1) 및 제2(다이렉트) 클러치(C2)를 구비하고 있고 또한 자동변속기구부(101) 선단에 위치해서 트랜스 액슬 커버(39) 부분에 수납되어 있다. 또 입력축(5) 선단부에는 플랜지부(54)가 일체로 연결되어 있고 이 플랜지부(54)에는 가동부재(62)가 끼워맞춰져 있고 또한 이 가동부재(62)에는 피스톤부재(63)가 끼워 맞춰져 있다.
또 가동부재(62)는 그 내경부분에서 플랜지부(54) 내주면으로 된 실린더와의 사이에서 유실(65)을 구성함과 동시에 그 외경부가 플랜지부(54)와 상대회전만을 저지하도록 연결되고 또한 제1클러치와 약간 간격(d1)을 벌려서 대접(對接)해 있고 제1클러치(C1)용인 유압 액튜에이터(66)을 구성하고 있다. 한편, 피스톤부재(63)는 가동부재(62) 내주면으로 된 실린더와의 사이에서 유실(67)을 구성함과 동시에 반대면에서 제2클러치(C2)와 상기 간격(d1)보다 큰 간격(d2) (d1＜d2)을 두고서 제2클러치(C2)와 대접해 있고 제2클러치(C2)용인 유압 액튜에이터(69)를 구성하고 있다.
더구나, 유압 액튜에이터(66, 69)는 유실(65, 67)내의 압유를 배출할시에 원심력에 의해 빠지기 어려운 구조로 되어 있기 때문에 소정압력으로 배출되는 체크밸브가 설치되어 있다.
또한 이 피스톤부재(63)와 플랜지 연결보스부(5b)에 고착된 링간에는 스프링(70)이 압축설치되어 있고 이 스프링(70)은 양 유압 액튜에이터(66, 69)의 피스톤부재(62, 63)에 공통되는 복귀스프링을 구성하고 있다. 또, 제1클러치(C₁)는 플랜지부(54) 외경측 내주와 싱글 유니트(2)의 링기어(R1) 외주간에 개재되어 있고 또, 제2클러치(C2)는 가동부재(62)의 내주와 중공축(53) 선단에 연결된 플랜지부(53b)간에 개재되어 있다. 또한 복귀스프링(70)은 제2클러치(C2)의 내경측에서 피스톤부재(63)와 플랜지부(53b)간에 배치되어 있다.
한편, 부가변속부(202)는 액슬 케이스(37)에 회전 자유롭게 지지되어 있는 카운터 샤프트(71)를 가지고 있고 이 샤프트(71)의 선단부분에는 언더드라이브(U/D) 용인 싱글 폴라네터리 기어 유니트(26)로 된 부변속유니트(22)가 장착되어 있다.
또한, 이 샤프트(71)에는 디페렌셜 드라이브 피니언(23)이 연결·지지되어 있고 또 이피니언(23)의 중공보스부(23a)상에는 카운터 드라이브 기어(9)와 기어맞물림되어 있는 카운터 드라이브 기어(21)가 베어링으로 회전 자유롭게 지지되어 있다.
또, 상기 폴라네터리 기어 유니트(26)는 선기어(S3), 피니언(P3)을 지지하고 또한 디퍼렌셜 드라이브 피니언(23)에 연결되어 있는 캐리어(CR3) 및 카운터 드라이븐 기어(21)에 일체로 연결되어 있는 링기어(R3)로 이루어진다.
또한, 선기어(S3)가 형성되어 있는 보스부재(76)가 샤프트(71)에 회전 자유롭게 지지되어 있고 이 보스부재(76)에는 플랜지부(76a)가 결합되어 있다.
그리고 보스부재(76) 선단과 액슬 케이스(37)에 연결되어 있는 연결부재(37c)간에는 제4 (U/D) 원웨이 클러치(F3)가 개재되어 있고 또, 플랜지부(76a)의 외주에는 밴드브레이크로 된 제4(U/D)브레이크(B4)가 배설되어 있다.
또, 플랜지부(76a)의 내주와 기어 유니트(26)의 캐리어(CR3)간에는 제4 (U/D 다이렉트) 클러치(C2)가 개재되어 있고 또한 이 클러치(C3)는 플랜지부(76a)내에 형성된 유압 액튜에이터(77)로 제어된다. 더구나 캐리어(CR3)를 구성하는 칼라부착 측판(79)의 안쪽에 액튜에이터(77) 복귀용인 스프링(80)이 배설되어 있다.
또한, 디퍼렌셜부(35)는 액슬 케이스(37)에 회전자유롭게 지지되어 있는 좌우 프론트 액슬(81l,81r), 디퍼렌셜 기어 유니트(82) 및 링기어 마운트 케이스(83)를 구비하고 있다.
마운트 케이스(83)는 상기 디퍼렌셜 드라이브 피니언(23)과 기어맞물려져 있는 링기어(85)를 고착하고 있음과 동시에 디퍼렌셜 기어 유니트(82)의 피니언(86)을 지지해서 디프 캐리어를 구성하고 있다.
또, 디퍼렌셜 기어 유니트(82)의 좌우 사이드 기어(87l, 87r)는 디퍼렌셜 피니언(86)과 기어맞물림 되어 있음과 동시에 좌우 프론트 액슬(81l, 81r)에 연결되어 있다.
이어서, 상술한 변속기(l2)의 작동을 제4도에 나타내는 개략도 및 제5도에 나타내는 작동표에 따라서 설명한다.
엔진 토오크는 토오크 콘버어터부(31)를 통하여 3속 자동변속기구부(101)의 입력축(5)에 전달된다. 그리고 이 변속기구부(101)로 제6 도에 나타내는 작동표에 의한 각 클러치(C1,C2)각브레이크(B1,B2,B3) 및 각 원웨이 클러치(F1,F2)의 작동에 의거하여 전진 3속 후진 1속이 얻어지고 이 변속된 회전이 카운터 드라이브 기어(9)에서 부가변속부(202)의 카운터 드라이븐 기어(21)에 전달된다.
또한 이 부가변속부(202)로 클러치(C3),브레이크(B4) 및 원웨이 클러치(F3)의 작동에 의거하여 직결 및 U/D로 2변속된다.
그리고 이들 자동변속기구부(101)와 부가변속부(202)의 변속이 조합되고 종합적으로 전진 4속(최대조합으로 6속이 가능)이 얻어진다.
즉, 자동변속기구부(101)가 1속 및 2속에 있고 또한 부가변속부(202)가 U/D상태에 있어 전체로서 1속, 2속을 얻고 이어서 자동변속기구부(101)가 2속인 상태이고 부가변속부(202)를 직결로 변환시켜서 전체로서 3속을 얻고 그리고 이 상태에서 자동변속기구부(101)를 3속으로 변환시켜서 전체로서 4속을 얻는다.
그리고 이 전진 4속 회전은 디퍼렌셜 드라이브 피니언(23)에서 디퍼렌셜부(35)의 링기어(85)에 전달되고 또한 디퍼렌셜 기어 유니트(82)로 좌우 프론트 액슬(81, 81r)에 전달되면서 전륜을 구동한다. 다음으로, 제6도에 의거하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
더욱이, 본실시예는 앞에 설명한 3속 변속기구에 제3클러치(C0) 및 제3원웨이 클러치를 부가한 것으로서 클러치부분만이 상이하고 다른 부분은 동일하므로 동일부분은 동일부호를 붙이고 설명은 생략한다.
자동변속기 l4(l5)는 4속 자동변속기구부(102)를 가지고 있고 또한 이 변속기구부(10)는 그 선단부분 즉, 트랜스 액슬 커버(39')로 커버되는 부분에 클러치부(6')를 가지고 있다.
이 클러치부(6')는 제1클러치(C1)와 축방향의 깊숙한 쪽에 나란히 제3클러치(C0)가 배설되어 있고 또한, 복귀스프링(70)과 플랜지부(53b)간에 제3원웨이 클러치(F0)가 배치되어 있다.
따라서 이들 제3클러치(C0) 및 원웨이 클러치(F0)는 지름방향과 다른 위치에 있으므로 3속 자동변속기구부(101)보다는 축방향으로 거의 클러치(C0)의 폭만큼 길게 구성되어 있다.
또한, 제1클러치(C1) 및 제클러치(C2), 또한 이들 유압 액튜에이터(62, 63)는 전술한 3속 자동변속기구부(101)와 대략 같지만 제1클러치(C1)와 걸어맞추어 있는 링기어(R1)가 축방향으로 뻗는 연결부(92)를 통하여 걸어맞추어져 있는 점 및 제2클러치(C2)와 걸어맞춰져 있는 플랜지부(53b)의 칼라부가 축방향으로 길게 구성되어 있는 점 그리고 입력측(5) 선단에 결합되어 있는 플랜지부(54)가 축방향으로 길게 구성되어 있는 점에서 상이하고 있다.
그리고 이 플랜지부(54)의 외주에 통모양인 가동부재(93)가 피감되어 있고 이 가동부재(93)는 그 일단부 내주면이 플랜지부(54)에 끼워 맞춰져 있는 반력부재(95)에 유밀(油密)형상으로 끼워 맞추어서 더블 피스톤으로 된 제3클러치(C0)용인 액튜에이터(96)를 구성하고 있다.
또한, 이 가동부재(93)는 플랜지부(54)의 외경측으로 뻗는 아암으로 되어 있고 그 선단에서 제3클러치(C0)에 맞닿을 수 있는 혀(99)가 내경방향으로 드리워서 고정되어 있고, 또, 이 가동부재(93)의 타단과 플랜지부(5a)에 고정된 링간에는 복귀스프링(100)이 압축 설치되어 있다.
또한, 이 클러치(6')의 일부 변경된 실시예에 대해서 제7 도에 따라서 상세하게 설명한다.
본 실시예에 의한 제3클러치(C0)용 유압 액튜에이터(96)는 단일 유실(98)로 된 싱글 피스톤을 구성하는 가동부재(93)를 가지고 있고 또한 이 가동부재(93)의 피스톤부(93b)는 플랜지부(54)의 외주면에서 구성되는 실린더(96a)에 따라서 구성되어 있다.
또한 이 가동부재(93)의 선단부분은 플랜지부(54)의 외경측으로 뻗는 아암(93a)으로 되어있고 그 선단에서 혀(99)가 내경방향으로 내려 드리워지도록 구성되어 있다.
또한, 이 혀(99)의 기부와 플랜지부(54)의 고리형상 돌출부(54d)간에 복귀스프링(100)이 압축설치 되어 있다.
또한 싱글 플라네터리 기어 유니트(2)의 링기어(R1)가 축방향으로 뻗어 있고 직접 제1클러치(C1)와 걸어맞춰져 있다.
또한 플랜지부(54)의 입설부에는 액튜에이터(96)용의 유로(C)가 형성되어 있고 커버(39')로 형성된 고리 형상 칼라부(39a')에서 보스부(5b)의 유로를 통하여 액튜에이터(96)에 유압이 공급된다.
또한 듀얼 플라네터리 기어 유니트(3)의 링기어(R2)는 그 외주면에 스플라인 형성되어 있고 이 스플라인에는 제3브레이크(B3)가 걸어 맞춰져 있음과 동시에 단붙은 원통형상으로 된 연결부재(101)가 걸어맞춰져 있고 또한 이 연결부재(101)의 소경부 외주에 형성된 스플라인에는 제3클러치(C0)가 걸어 맞춰져 있다.
이어서, 상술한 실시예의 작동을 제8도에 나타내는 개략도 그리고 제9도 및 제10도에 표시하는 작동표에 따라서 설명한다.
토오크 콘버어터부(31)를 통하여 동력 전달되는 입력측(5)의 회전은 4속 자동변속기구부(102)에서 작동표에 의한 각 클러치(C1,C2,C), 각브레이크(B1,B2,B3) 및 각 원웨이 클러치(F1,F2,F0)에 작동에 의거하여 전진 4속 및 후진 1속이 얻어진다.
더구나, R레인지, 2레인지 및 D레인지에 있어서의 1속, 2속시에는 이미 설명한 3속 자동변속기구(101)와 같으므로 설명을 생략한다.
즉, D레인지에 있어서의 3속상태는 제1클러치(C1)접속에 가해져 제3클러치(C0)가 접속한다. 그리하면 입력축(5)의 회전은 클러치 C1를 통하여 싱글 유니트(2)의 링기어(R1)에 전달됨과 동시에 클러치 C0을 통하여 듀얼 유니트(3)의 링기어(R2)에 전달된다.
따라서 양 플라네터리 유니트(2, 3)의 각 요소는 일체가 되어서 회전하고 캐리어(CR)로부터 카운터 드라이브 기어(9)에 입력측(5)과 동속회전이 전달된다. 더구나, 이때 제2브레이크(B2)는 클러치 C0이 걸어맞춰질때까지 계지상태를 유지해서 2속으로부터 일단 1속상태로 되돌아가는 것을 저지하고, 또, 클러치(C0)의 걸어맞춤이 완료되어서 플라네터리 유니트(12, 13)가 일체로 회전된 상태에서는 제3원웨이 클러치(F0)가 동기회전한다.
그리고 4속상태에서는 제1클러치(C1)를 풀음과 동시에 제1브레이크(B1)를 작동한다.
그리하면 입력측(5)의 회전은 클러치(C0)를 통하여 듀얼 유니트(13)의 링기어(R2)에 전달되고 또한 이 상태에서는 선기어(S)가 정지되어 있으므로 싱글 유니트 링기어(R1)를 종속 공전하면서 캐리어(CR)는 고속회전하고 이 고속회전이 오우버 드라이브(O/D)로서 카운터 드라이브 기어(9)에 전달한다.
또한 이 카운트 드라이브 기어의 변속회전은 부가 변속부(202)에서 작동표에 의한 클러치(C3),브레이크(B4) 및 원웨이 클러치(F3)의 각 작동에 의거하여 직결 및 U/D로 변속된다.
그리고 이들 자동변속기구부(102) 및 부가변속부(202)의 각 변속이 조합되고 변속기 전체로 전진 5속단(l4) 또는 전진 6속(l5) (최대조합으로 8속이 가능)이 얻어진다. 상세히 설명하면 4속 자동변속기구부(101)의 1속과 부가변속부(202)의 U/D의 조합으로 전체로서 1속을 얻고 이어서 기구부(102)를 1속으로 한채로 부가변속부(202)를 직결로 바꾸어서 전체로서 2속을 얻고 또한, 기구부(102)를 2속으로 함과 동시에 부가변속부(202)를 U/D로 바꾸어서 전체로 3속을 얻고 이어서 부가변속부(202)만을 직결로 바꾸어서 전체로서 4속을 얻고 그리고 이 직결상태로 자동변속기구부(102)를 3속, 4속으로 바꾸어서 전체로서 5속, 6속을 얻게해서 진속 6속단의 자동변속기(l5)가 얻어진다.
또, 이 자동변속기(l5)로부터 자동변속기구부(102)가 1속이고 부가변속부(20)가 U/D로 된 2속상태를 삭제해서 전진 5속단의 자동변속기(l4)가 얻어진다.
이상 설명한 바와같이 본 발명에 의하면 캐리어(CR1,CR2)끼리를 일체로 연결해서 소형화를 꾀할 수 있는 방식을 사용하는 것이면서 후진시를 제외하고 링기어(R1,R2)에 입력부재(I)로부터의 토오크가 입력되므로 기어면에 작용하는 접선력을 작게 하고 면의 두께를 두껍게 할 것 없이 또한 계지수단의 용량을 크게 할 것 없이 입력허용 토오크를 크게 할수 있고 최근의 차량의 고마력 경향에 대응할 수가 있다.
또한, 캐리어(CR)끼리를 일체로 연결하고 또한 선기어(S)로 일체로 연결해서 구성하므로 콤팩트하게 구성할 수 있고 F·F화 등에 의한 설치공간의 제한에도 대응할 수 있고 차량 탑재상의 문제를 해결할 수가 있다.
또한, 제3클러치(C0) 및 (제3원웨이 클러치(F0))를 부가하는 것만으로 3속 자동변속기구(101)에서 4속 자동변속기구(102)로 전환할 수가 있고 제조설비 및 부품의 공통화를 피할 수가 있고 차종의 다종류화에 수반되는 다종 소량생산에 코스트업을 수반하지 않고 대응할 수 있다.
또한, 3개의 클러치(C1,C2,C0) 및 계지수단 상세하게는브레이크(B1,B2,B3) 3개의 원웨이 클러치(F1,F2,F0)로 4속 자동변속기구(102)를 달성할 수 있고 콤팩트하고 적정한 기어비로 된 다단 자동변속기를 얻을 수 있다.
또한, 제1 원웨이 클러치(F1), 제2 원웨이 클러치(F2) 그리고 제3원웨이 클러치(F0)를 설치하면 모든 변속시에 원웨이 클러치를 통해서 행할 수가 있고 작동타이밍에 시간적 여유도 생겨서 클러치 및브레이크 작동의 타이밍을 용이 또한 확실하게 행할 수 있음과 동시에 바꿔잡는데 따른 시프트 쇼크를 없애서 시프트의 원할을 도모할 수 있다.
또, 싱글 플라네터리 기어 유니트(12) 및 듀얼 플라네터리 기어 유니트(13)의 선기어(S)를 공통으로 하고 또한 싱글 유니트(12)의 캐리어 피니언(P1)과 듀얼 플라네터리 기어 유니트(3)의 일방의 캐리어 피니언(P2)을 일체로 한 통피니언(P)으로 구성하면 가공성 및 생산성을 향상시킬 수 있고 또 더 한층의 콤팩트화를 꾀할 수 있다.
또, 제1클러치(C1)를 싱글 기어 유니트(2)와의 링기어(R1) 외경측에서 플랜지부(54)의 내경측으로, 또한 제2클러치(C2)는 이 링기어(R1)와 축방향으로 나란히 하고 다시 제3클러치(C0)는 제1클러치(C1)와 축방향 깊숙한 쪽에 병렬시키고 그리고 제3원웨이 클러치(F0)를 제2클러치(C2)의 내경측으로 위치시키면 불필요한 공간이 생기지 않도록 배치할 수 있고 더 한층의 콤팩트화가 달성된다.
또, 제1클러치(C1), 제2클러치(C2) 및 제3클러치(C0) 그리고 그 조작용 유압 액튜에이터(66, 69, 96)를 모아서 자동변속기구(102)의 선단부에 배치하였으므로 클러치부(6') 약간의 변경으로 3속 자동변속기구(101)를 4속 자동변속기구(102)로 바꿀 수가 있고 이에 따라서 복수의 자동변속기를 부품 및 조립라인을 공통으로 해서 조립할 수 있고 설비의 대폭적인 증가 및 코스트업을 초래함이 없이 차종의 다종류화 및 와이드 배리에이션 외에도 대응할 수 있다.
또, 유압 액튜에이터(66)의 일부(실린더) (66a)를 구성함과 동시에 입력부재(5)와 각 클러치(C1,C2)의 연결부재인 플랜지부(54)를 끼워서 축방향 속깊은쪽 부분에 제3클러치(C0)를, 또한 선단부분에 그 유압 액튜에이터(96)를 배치하고 다시 이들 클러치(C0) 및 액튜에이터(96)를 플랜지부(54)의 외경으로 뻗는 아암(93a)으로 연결하였으므로 콤팩트하게 구성할 수 있고 특히 자동변속기 축방향의 길이를 작게 할 수가 있다.
또, 플랜지부(54)가 단붙은 칼라부(54c)를 가졌고 그 내주면에서 유압 액튜에이터(66)의 실린더(66a)를 구성하고 또한 외주면에서 제3클러치(C0)용 유압 액튜에이터(96)의 실린더(96a)를 구성하면 클러치(C1,C0) 및 유압 액튜에이터(69, 96)의 조립 및 분해도 용이해지고 조립성 및 정비성을 향상시킬 수 있음과 동시에 더 한층의 콤팩트화를 꾀할 수 있다.

Claims (7)

  1. 싱글 플라네터리 기어 유니트, 듀얼 플라네터리 기어 유니트, 서로 연결된 양 플라네터리 기어 유니트의 캐리어, 서로 연결된 양 플라네터리 기어 유니트의 선기어, 캐리어가 연결된 출력부재, 제1클러치를 통하여 싱글 플라네터리 기어 유니트의 링기어에 연결됨과 동시에 제2클러치를 통하여 선기어에 연결되고, 그리고 제3클러치를 통하여 듀얼 플라네터리 기어 유니트의 링기어에 연결된 입력부재, 및 선기어 및 듀얼 플라네터리 기어 유니트의 링기어의 회전을 제동하는 계지수단으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동변속기구.
  2. 제1항에 있어서, 상기 선기어의 계지수단은 이 선기어의 회전을 직접 제동하는 제1브레이크, 선기어의 회전을 1방향의 회전으로 규제하는 원웨이클러치 및 제2브레이크, 듀얼 플라네터리 기어 유니트의 링기어를 직접 제동하는 제3브레이크, 듀얼 플라네터리 기어 유니트의 링기어의 회전을 1방향으로 규제하는 제1 원웨이브레이크, 선기어의 회전이 입력부재의 회전을 초과하지 않도록 선기어의 회전속도를 제한하기 위하여 입력부재와 선기어 사이에서 작동적으로 연결된 제2 원웨이 클러치로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동변속기구.
  3. 제1항에 있어서, 양 플라네터리 기어 유니트의 선기어는 서로 일체로 구성되어 있으며, 기어 유니트의 캐리어 피니언과 듀얼 플라네터리 기어 유니트의 캐리어 피니언과 일체로된 싱글 플라네터리 기어 유니트의 캐리어 피니언을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동변속기구.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1클러치는 싱글 플라네터리 기어 유니트의 링 기어의 외경측에 위치하며, 상기 제2클러치수단은 싱글 플라네터리 기어 유니트의 링기어와 나란히 위치하고 변속기구의 축을 따라 뻗어있는 축방향에 이격되어 있으며, 상기 제3클러치수단은 상기 제1클러치수단과 나란히 위치하고, 제2클러치수단으로 부터 그 대향측에 배치되어 있으며, 제2원웨이 클러치는 상기 제2클러치수단의 내경측에 인접하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동변속기구.
  5. 싱글 플라네터리 기어 유니트, 듀얼 플라네터리 기어 유니트, 서로 연결된 양 플라네터리 기어 유니트의 캐리어, 서로 연결된 양 플라네터리 기어 유니트의 선기어, 캐리어가 연결된 출력부재, 제1클러치를 통하여 싱글 플라네터리 기어 유니트의 링기어에 연결됨과 동시에 제2클러치를 통하여 선기어에 연결되고 제3클러치를 통하여 듀얼 플라네터리 기어 유니트의 연결된 입력부재, 제1클러치, 제2클러치 및 제3클러치를 작동시키는 유압 액튜에이터, 자동변속기구의 선단부에 배치된 유압 액튜에이터 및 클러치, 제1 및 제2클러치로부터 변속기구의 축을 따라 뻗어있는 축방향내측으로 배치된 제3클러치, 입력부재를 각각의 클러치에 작동적으로 연결하는 플랜지 부분을 가진 유압 액튜에이터, 및 제3클러치를 유압 액튜에이터에 작동적으로 연결시키기 위하여 플랜지로부터 그 외경쪽으로 뻗는 아암으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동변속기구.
  6. 제5항에 있어서, 상기 플랜지부는 내주면과 외주면을 지닌 단붙는 칼라부를 포함하고 있으며, 내주면은 제1클러치를 작동시키는 유압 액튜에이터의 실린더를 포함하며, 외주면은 제3클러치를 작동시키는 유압 액튜에이터의 실린더를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 자동변속기구.
  7. 싱글 플라내터리 기어 유니트, 듀얼 플라내터리 기어 유니트, 서로 연결된 양 플라내터리의 캐리어, 서로 연결된 양 플라내터리의 선기어, 캐리어가 연결된 출력부재, 제1클러치를 통하여 싱글 플라네터리 기어 유니트의 링기어에 연결됨과 동시에 제2클러치를 통하여 선기어에 연결되고 제3클러치를 통하여 듀얼 플라네터리 기어 유니트의 링기어에 연결된 입력부재, 선기어 및 듀얼 플라네터리 기어 유니트의 링기어의 회전을 제동하는 계지수단, 제1, 제2 및 제3클러치를 작동시키는 유압 액튜에이터, 유압 변속기구의 선단에 배치된 유압 액튜에이터 및 클러치, 플랜지부분을 가진 유압 액튜에이터, 제1클러치를 작동시키는 유압 액튜에이터의 실린더, 제3클러치를 작동시키는 유압 액튜에이터의 다른 실린더, 및 입력부재를 각각의 클러치에 연결시키는 연결부재를 포함한 플랜지부, 자동변속기구의 축을 따라 뻗어있는 축방향으로 이동하는 비회전 가동부재를 가진 플랜지부, 제1클러치를 작동시키는 유압 액튜에이터의 피스톤, 및 제2클러치를 작동시키기 위하여 제2클러치에 작동적으로 연결된 유압 액튜에이터의 실린더를 포함한 가동부재, 축방향으로 가동가능한 피스톤 부재를 가진 가동부재, 제2클러치를 작동시키는 유압 액튜에이터의 피스톤, 피스톤부재를 가압하는 복귀스프링을 포함한 피스톤 부재로 구성되어 있으며, 북귀스프링은 제1 및 제2클러치를 복귀위치에서 작동시키기 위하여 액튜에이터를 가압하는 것을 특징으로 하는 자동변속기구.
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