JP6043654B2

JP6043654B2 - 多段自動変速機

Info

Publication number: JP6043654B2
Application number: JP2013035148A
Authority: JP
Inventors: 泰錫徐; 仁燦金; 炳大崔
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2012-11-05
Filing date: 2013-02-25
Publication date: 2016-12-14
Anticipated expiration: 2033-02-25
Also published as: KR101338087B1; US8882629B2; CN103807386B; CN103807386A; JP2014092268A; US20140128197A1

Description

本発明は多段自動変速機に係り、より詳しくは、車両に搭載されて多数の変速比を提供するように構成される多段自動変速機に関する。

通常、自動変速機の多段変速メカニズムは、複数の遊星ギアと摩擦要素を組み合せて具現されており、具現可能な変速段が多いほど動力性能及び燃費の面で優れているので、より多い変速段を具現する自動変速機は常に研究の対象となっている。
また、同一変速段を具現しても、複数の遊星ギアと摩擦要素の組合せ方法によってギアトレインの耐久性、動力伝達効率、大きさなどが変わるため、より堅固で、動力損失が小さく、よりコンパクトなギアトレインの構成を開発するための努力が常になされている。

また、多数の変速段を具現しながらも、変速制御面で、隣接した変速段での順次変速の際、一つの摩擦要素を解除し他の一つの摩擦要素を作動させる変速段の作動条件の満足有無、及び隣接変速段間のギア比、段間比が適切な水準に具現されるかどうかも次第に多段化しているギアトレインの発明分野で差別化する機能の一つとして注目されており、このような機能を満たすギアトレインの構成を開発するための努力が進んでいる。

特開２００７−０３２５９３号公報

本発明は、遊星ギア装置と外接ギア及び摩擦要素を組み合せ、摩擦要素の作動条件及び段間比に優れた前進９速及び後進１速を具現することにより、動力性能及び燃費の面で優れた車両用多段自動変速機を提供することにその目的がある。

前述したような目的を達成するための本発明の多段自動変速機は、互いに平行に配置された入力軸及び出力軸と、前記入力軸に同心軸をなして設置され、二つの回転要素がそれぞれ前記入力軸に断続可能に連結された第１遊星ギア装置と、前記第１遊星ギア装置と互いに外接ギア対で連結され、前記出力軸が連結される第２遊星ギア装置と、前記第２遊星ギア装置の回転要素の中で前記第１遊星ギア装置及び出力軸に連結されなかった残り一つの回転要素と前記入力軸の間に動力を伝達するように備えられた複数の外接ギア対と、前記第２遊星ギア装置の回転要素と前記入力軸の間の外接ギア対を介しての動力伝達を断続するように備えられた複数の動力断続部材と、前記第２遊星ギア装置の回転要素の中で前記第１遊星ギア装置及び出力軸に連結されなかった残り一つの回転要素の運動を拘束するように備えられた拘束部材と、を含んでなることを特徴とする。

本発明によれば、遊星ギア装置と外接ギア及び摩擦要素を組み合せ、摩擦要素の作動条件及び段間比に優れた前進９速及び後進１速を具現することで、動力性能及び燃費の面で優れる効果がある。

本発明による多段自動変速機の第１実施例を示す構成図である。本発明の実施例の作動モード表である。第１実施例の構造をレバー線図として示す図である。本発明の第２実施例を示す構成図である。本発明の第３実施例を示す構成図である。本発明の第４実施例を示す構成図である。本発明の第５実施例を示す構成図である。本発明の第６実施例を示す構成図である。本発明の第７実施例を示す構成図である。

図１〜図９に示す通り、本発明の多段自動変速機の実施例は、互いに平行に配置された入力軸１０及び出力軸２０と、前記入力軸１０に同心軸をなして設置され、二つの回転要素がそれぞれ前記入力軸１０に断続可能に連結された第１遊星ギア装置ＰＧ１と、前記第１遊星ギア装置ＰＧ１も互いに外接ギア対として連結され、前記出力軸２０が連結される第２遊星ギア装置ＰＧ２と、前記第２遊星ギア装置ＰＧ２の回転要素の中で前記第１遊星ギア装置ＰＧ１及び出力軸２０に連結されなかった残り一つの回転要素と前記入力軸１０の間に動力を伝達するように備えられた複数の外接ギア対と、前記第２遊星ギア装置ＰＧ２の回転要素と前記入力軸１０の間の外接ギア対を介しての動力伝達を断続するように備えられた複数の動力断続部材と、前記第２遊星ギア装置ＰＧ２の回転要素の中で前記第１遊星ギア装置ＰＧ１及び出力軸２０に連結されなかった残り一つの回転要素の運動を拘束するように備えられた拘束部材とを含んでなる。

すなわち、互いに平行に配置される入力軸１０と出力軸２０の間に二つの遊星ギア装置と五つの外接ギア対及び六つの摩擦要素を組み合せて前進９速及び後進１速を具現する多段変速機を構成したものである。
ここで、前記摩擦要素は前記動力断続部材と拘束部材を包括する表現である。
前記実施例は、前記入力軸１０に断続可能に連結された第１遊星ギア装置ＰＧ１の一回転要素が前記第２遊星ギア装置ＰＧ２の回転要素に第１外接ギア対５１、５２で連結され、前記第１外接ギア対５１、５２に連結された回転要素の回転を拘束するように第１ブレーキＣ５がさらに備えている。

前記第１遊星ギア装置ＰＧ１は、第１サンギア４１と第１キャリア４３が前記入力軸１０に断続可能に連結されたダブルピニオン遊星ギア装置で構成され、前記第１キャリア４３は第１クラッチＣ１を介して前記入力軸１０に断続可能に連結され、前記第１サンギア４１は第２クラッチＣ２を介して前記入力軸１０に断続可能に連結される。
また、前記第２遊星ギア装置ＰＧ２はシングルピニオン遊星ギア装置で構成され、前記第２遊星ギア装置ＰＧ２の第２キャリア１０２は前記第１外接ギア対５１、５２を介して前記第１遊星ギア装置ＰＧ１の第１キャリア４３に連結され、前記第２遊星ギア装置ＰＧ２の第２リングギア１０３は前記出力軸２０に連結されるとともに、第２外接ギア対６１、６２を介して前記第１遊星ギア装置ＰＧ１の第１リングギア４２に連結される。

前記第２遊星ギア装置ＰＧ２の回転要素の中で前記第１遊星ギア装置ＰＧ１及び出力軸２０に連結されなかった残り一つの回転要素は第２サンギア１０１であり、前記第２サンギア１０１と入力軸１０の間の外接ギア対は、前記入力軸１０と第２サンギア１０１の間に直列で配置される第３外接ギア対７１、７２、第４外接ギア対８１、８２、及び前記第３外接ギア対７１、７２と第４外接ギア対８１、８２に対して並列で配置される第５外接ギア対９１、９２でなる。
以上の構成は本発明の第１実施例〜第７実施例に共通した構成である。

請求項６の構成は図１に示す本発明の第１実施例に相当するものであり、前記動力断続部材は、前記入力軸１０と第３外接ギア対７１、７２の間に設置された第３クラッチＣ３と、前記入力軸１０と第５外接ギア対９１、９２の間に設置された第４クラッチＣ４とからなり、前記拘束部材は、前記第２サンギア１０１に直結された第２ブレーキＣ６からなる。
図４の第２実施例は請求項７の限定に相当する実施例であり、前記動力断続部材は、前記入力軸１０と第３外接ギア対７１、７２の間に設置された第３クラッチＣ３と、前記第５外接ギア対９１、９２と第２サンギア１０１の間に設置された第４クラッチＣ４とからなり、前記拘束部材は、前記第２サンギア１０１に直結された第２ブレーキＣ６からなる。

図５の第３実施例は請求項８項の限定に相当する実施例であり、前記動力断続部材は、前記第４外接ギア対８１、８２と第２サンギア１０１の間に設置された第３クラッチＣ３と、前記入力軸１０と第５外接ギア対９１、９２の間に設置された第４クラッチＣ４とからなり、前記拘束部材は、前記第２サンギア１０１に直結された第２ブレーキＣ６からなる。
図６の第４実施例は請求項９項の限定に相当する実施例であり、前記動力断続部材は、前記第４外接ギア対８１、８２と第２サンギア１０１の間に設置された第３クラッチＣ３と、前記第５外接ギア対９１、９２と第２サンギア１０１の間に設置された第４クラッチＣ４とからなり、前記拘束部材は、前記第２サンギア１０１に直結された第２ブレーキＣ６からなる。

一方、前記第１ブレーキＣ５は前記第１外接ギア対５１、５２に連結された第１遊星ギア装置ＰＧ１の第１キャリア４３に連結される構成が可能である。この構成は、図７の第５実施例を除いた残りの実施例に共通するように表現されており、請求項１０に相当する構成である。
これに対し、図７の第５実施例は請求項１１項に相当する構成であり、前記第１ブレーキＣ５が前記第１外接ギア対５１、５２に連結された第２遊星ギア装置ＰＧ２の第２キャリア１０２に連結される。すなわち、前記第１ブレーキＣ５は第１外接ギア対５１、５２と動力を伝達するように連結されたどんな要素にも連結される構成が可能なものである。

図８の第６実施例は請求項１２項の限定に相当する実施例であり、前記動力断続部材は、前記入力軸１０と第３外接ギア対７１、７２の間に設置された第３クラッチＣ３と、前記入力軸１０と第５外接ギア対９１、９２の間に設置された第４クラッチＣ４とからなり、前記拘束部材は、前記第４クラッチＣ４と第５外接ギア対９１、９２の間に直結された第２ブレーキＣ６からなる。
また、図９の第７実施例は請求項１３項の限定に相当する実施例であり、前記動力断続部材は、前記入力軸１０と第３外接ギア対７１、７２の間に設置された第３クラッチＣ３と、前記入力軸１０と第５外接ギア対９１、９２の間に設置された第４クラッチＣ４とからなり、前記拘束部材は、前記第３クラッチＣ３と第３外接ギア対７１、７２の間に直結された第２ブレーキＣ６からなる。

前述したように構成されたすべての実施例は、図２の作動モード表によって前進１速〜９速の変速段及び後進段を形成することができ、前記作動モード表を見れば分かるように、隣接した変速段に順次変速するとき、一つの摩擦要素を解除し他の一つの摩擦要素を作動する変速段の作動条件を満たし、隣接した変速段間の段間比も適切に形成されることが分かる。
参考として、図面において、数字４〜１０が内部に書かれている四角形は図３のレバー線図に相応する一つのレバーを形成する部分を表示するものである。
本発明は特定の実施例について図示して説明したが、以下の特許請求範囲によって決められる本発明の技術的思想を逸脱しない範疇内で、本発明が多様に改良及び変形できるというのは当業界で通常の知識を持った者に明らかであろう。

本発明は、遊星ギア装置と外接ギア及び摩擦要素を組み合せ、摩擦要素の作動条件及び段間比に優れた前進９速及び後進１速を具現することにより、動力性能及び燃費の面で優れた車両用多段自動変速機に適用可能である。

１０入力軸
２０出力軸
４１第１サンギア
４２第１リングギア
４３第１キャリア
５１、５２第１外接ギア対
６１、６２第２外接ギア対
７１、７２第３外接ギア対
８１、８２第４外接ギア対
９１、９２第５外接ギア対
１０１第２サンギア
１０２第２キャリア
１０３第２リングギア
ＰＧ１第１遊星ギア装置
ＰＧ２第２遊星ギア装置
Ｃ１第１クラッチ
Ｃ２第２クラッチ
Ｃ３第３クラッチ
Ｃ４第４クラッチ
Ｃ５第１ブレーキ
Ｃ６第２ブレーキ

Claims

互いに平行に配置された入力軸（１０）及び出力軸（２０）と、
前記入力軸（１０）に同心軸をなして設置され、二つの回転要素がそれぞれ前記入力軸（１０）に断続可能に連結された第１遊星ギア装置（ＰＧ１）と、
前記第１遊星ギア装置（ＰＧ１）と互いに外接ギア対で連結され、前記出力軸（２０）が連結される第２遊星ギア装置（ＰＧ２）と、
前記第２遊星ギア装置（ＰＧ２）の回転要素の中で前記第１遊星ギア装置（ＰＧ１）及び出力軸（２０）に連結されなかった残り一つの回転要素と前記入力軸（１０）の間に動力を伝達するように備えられた複数の外接ギア対と、
前記第２遊星ギア装置（ＰＧ２）の回転要素と前記入力軸（１０）の間の外接ギア対を介しての動力伝達を断続するように備えられた複数の動力断続部材と、
前記第２遊星ギア装置（ＰＧ２）の回転要素の中で前記第１遊星ギア装置（ＰＧ１）及び出力軸（２０）に連結されなかった残り一つの回転要素の運動を拘束するように備えられた拘束部材と、
を含んでなることを特徴とする多段自動変速機。
前記入力軸（１０）に断続可能に連結された第１遊星ギア装置（ＰＧ１）の一回転要素が前記第２遊星ギア装置（ＰＧ２）の回転要素に第１外接ギア対（５１、５２）で連結され、
前記第１外接ギア対（５１、５２）に連結された回転要素の回転を拘束するように第１ブレーキ（Ｃ５）をさらに備えたこと、
を特徴とする請求項１に記載の多段自動変速機。
前記第１遊星ギア装置（ＰＧ１）は、第１サンギア（４１）と第１キャリア（４３）が前記入力軸（１０）に断続可能に連結されたダブルピニオン遊星ギア装置からなり、
前記第１キャリア（４３）は、第１クラッチ（Ｃ１）を介して前記入力軸（１０）に断続可能に連結され、
前記第１サンギア（４１）は、第２クラッチ（Ｃ２）を介して前記入力軸（１０）に断続可能に連結されたこと
を特徴とする請求項２に記載の多段自動変速機。
前記第２遊星ギア装置（ＰＧ２）はシングルピニオン遊星ギア装置からなり、
前記第２遊星ギア装置（ＰＧ２）の第２キャリア１０２は前記第１外接ギア対（５１、５２）を介して前記第１遊星ギア装置（ＰＧ１）の第１キャリア（４３）に連結され、
前記第２遊星ギア装置（ＰＧ２）の第２リングギア（１０３）は前記出力軸（）２０）に連結されるとともに、第２外接ギア対（６１、６２）を介して前記第１遊星ギア装置（ＰＧ１）の第１リングギア（４２）に連結されたこと、
を特徴とする請求項３に記載の多段自動変速機。
前記第２遊星ギア装置ＰＧ２の回転要素の中で前記第１遊星ギア装置ＰＧ１及び出力軸２０に連結されなかった残り一つの回転要素は第２サンギア１０１であり、
前記第２サンギア（１０１）と入力軸（１０）の間の外接ギア対は、前記入力軸（１０）と第２サンギア（１０１）の間に直列で配置される第３外接ギア対（７１、７２）、第４外接ギア対（８１、８２）、及び前記第３外接ギア対（７１、７２）と第４外接ギア対（８１、８２）に対して並列で配置される第５外接ギア対（９１、９２）からなること、
を特徴とする請求項４に記載の多段自動変速機。
前記動力断続部材は、前記入力軸（１０）と第３外接ギア対（７１、７２）の間に設置された第３クラッチ（Ｃ３）と、前記入力軸（１０）と第５外接ギア対（９１、９２）の間に設置された第４クラッチ（Ｃ４）とからなり、
前記拘束部材は、前記第２サンギア（１０１）に直結された第２ブレーキ（Ｃ６）からなること、
を特徴とする請求項５に記載の多段自動変速機。
前記動力断続部材は、前記入力軸（１０）と第３外接ギア対（７１、７２）の間に設置された第３クラッチ（Ｃ３）と、前記第５外接ギア対（９１、９２）と第２サンギア（１０１）の間に設置された第４クラッチ（Ｃ４）とからなり、
前記拘束部材は、前記第２サンギア（１０１）に直結された第２ブレーキ（Ｃ６）からなること、
を特徴とする請求項５に記載の多段自動変速機。
前記動力断続部材は、前記第４外接ギア対（８１、８２）と第２サンギア（１０１）の間に設置された第３クラッチ（Ｃ３）と、前記入力軸（１０）と第５外接ギア対（９１、９２）の間に設置された第４クラッチ（Ｃ４）とからなり、
前記拘束部材は、前記第２サンギア（１０１）に直結された第２ブレーキ（Ｃ６）からなること、
を特徴とする請求項５に記載の多段自動変速機。
前記動力断続部材は、前記第４外接ギア対（８１、８２）と第２サンギア（１０１）の間に設置された第３クラッチ（Ｃ３）と、前記第５外接ギア対（９１、９２）と第２サンギア（１０１）の間に設置された第４クラッチ（Ｃ４）とからなり、
前記拘束部材は、前記第２サンギア（１０１）に直結された第２ブレーキ（Ｃ６）からなること、
を特徴とする請求項５に記載の多段自動変速機。
前記第１ブレーキ（Ｃ５）は、前記第１外接ギア対（５１、５２）に連結された第１遊星ギア装置（ＰＧ１）の第１キャリア（４３）に連結されたこと、
を特徴とする請求項５に記載の多段自動変速機。
前記第１ブレーキ（Ｃ５）は、前記第１外接ギア対（５１、５２）に連結された第２遊星ギア装置（ＰＧ２）の第２キャリア（１０２）に連結されたこと、
を特徴とする請求項５に記載の多段自動変速機。
前記動力断続部材は、前記入力軸（１０）と第３外接ギア対（７１、７２）の間に設置された第３クラッチ（Ｃ３）と、前記入力軸（１０）と第５外接ギア対（９１、９２）の間に設置された第４クラッチ（Ｃ４）とからなり、
前記拘束部材は、前記第４クラッチ（Ｃ４）と第５外接ギア対（９１、９２）の間に直結された第２ブレーキ（Ｃ６）からなること、
を特徴とする請求項５に記載の多段自動変速機。
前記動力断続部材は、前記入力軸（１０）と第３外接ギア対（７１、７２）の間に設置された第３クラッチ（Ｃ３）と、前記入力軸（１０）と第５外接ギア対（９１、９２）の間に設置された第４クラッチ（Ｃ４）とからなり、
前記拘束部材は、前記第３クラッチ（Ｃ３）と第３外接ギア対（７１、７２）の間に直結された第２ブレーキ（Ｃ６）からなること、
を特徴とする請求項５に記載の多段自動変速機。