KR0136081B1 - 자동차용 5속 변속장치 - Google Patents

Abstract

전진 5속의 변속비를 얻을 수 있도록 하기 위하여, 변속기의 입력축 회전동력을 1,2,3,4속의 변속비를 얻을 수 있도록 제1유성기어장치를 설치한 주 변속부를 구성하고, 상기한 주 변속부의 4속 변속비를 증속하여 5속의 변속비를 얻을 수 있도록 제2유성기어장치를 설치한 부 변속부를 포함하는 자동차용 5속 변속장치를 제공함으로서 연비를 향상시키고 구동성을 좋게할 수 있는 이점을 얻을 수 있도록 하고 있다.

Description

자동차용 5속 변속장치

제1도는 본 발명의 실시예에 의한 동력 전달계통도.

제2도는 본 발명에 의한 5속 변속장치의 각 변속단별 계합요소의 작동표.

제3도는 종래의 3속 변속장치를 설명하기 위한 동력 전달계통도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

30 : 전진 선기어 축32 : 후진 선기어 축

34 : 전진 선기어36 : 후진 선기어

38 : 제1유성기어장치42 : 짧은 피니온 기어

44 : 긴 피니온기어46 : 캐리어

48 : 트랜스퍼 구동 스프로켓50 : 애뉼러스 기어

52 : 트랜스퍼 피동 스프로켓54 : 체인

58 : 제2유성기어장치60 : 선기어

64 : 피니온 기어D : 차동장치

S1 : 주 변속부S2 : 부 변속부

C1 : 엔드 클러치C2 : 제2앞 클러치

S3 : 뒤 클러치C4 : 제1앞 클러치

B1 : 로우 리버스 브레이크B2 : 킥 다운 밴드 브레이크

B3 : 제3브레이크B4 : 제4브레이크

F1, F2, F3, F4 : 일방향 클러치

본 발명은 자동차용 5속 변속장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차용 자동 변속기에 사용되어 차량의 주행상태에 따라 1속에서 5속까지 변속을 실현할 수 있는 5속 변속장치에 관한 것이다.

변속장치는 자동차의 주행상태 변화에 따른 엔진의 회전력을 증대시키거나 감소시키는 역할을 하며 차량을 후진시키는 역진장치도 갖추고 있다.

이러한 변속장치는 변속조작을 운전자가 직접 행하는 수동 변속기와 주행 상태에 따라 자동으로 변속이 행하여지는 자동 변속기가 있다.

상기한 자동 변속기는 차의 주행 속도와 엔진의 부하 및 변속레버의 위치에 따라 자동적으로 킥 다운 밴드 브레이크와 앞뒤 클러치 등을 작용시키거나 해방시켜 차가 원활한 주행이 되도록 하는 유압변속 제어장치를 갖추고 있다.

유압변속 제어장치는 오일펌프에서 발생한 유압을 레귤레이터 밸브, 매뉴얼 밸브 리듀싱 밸브, 시프트 컨트롤 밸브, 압력조절밸브 등으로 보내어 변속조작에 필요한 클러치 및 브레이크등의 마찰요소를 선택적으로 작용시켜 변속을 행하게 된다.

이러한 변속기는 엔진 작동시 함께 회전하는 토오크 컨버터의 토오크 변화에 의해 회전력을 전달받게 된다.

상기한 토오크 컨버터는 엔진 크랭크 축에 고정되어 엔진 작동시 함께 회전하는 펌프 임펠러와, 변속기의 입력축에 스플라인으로 결합되어 펌프 임펠러와 대향배치되는 터어빈 런너와, 상기한 펌프 임펠러와 터어빈 런너 사이에 위치되어 오일의 흐름을 바꾸어 주는 스테이터를 포함하여 이루어진다.

이러한 토오크 컨버터는 엔진이 구동을 하면 펌프 임펠러가 회전력을 전달받아 회전하여 토오크 컨버터내의 오일을 터어빈 런너측으로 분출하게 되는데, 이때 터어빈 런너의 내측으로 들어간 오일은 스테이터를 통하여 흐름의 방향이 바뀌면서 다시 펌프 임펠러로 들어가 이 펌프 임펠러에 힘을 가하게 되므로 터어빈 런너의 회전력은 그 만큼 증대하게 된다.

이 스테이터는 일방향 클러치를 사이에 두고 고정축에 설치되어 있기 때문에 펌프 임펠러가 터어빈 런너의 회전속도보다 빠른 동안에는 회전을 하지 않게 된다.

그러나 터어빈 런너의 속도가 펌프 임펠러의 회전속도에 0.8정도의 비율로 회전을 하게 된 오일의 흐름이 스테이터의 뒷면에 작용하게 되어 스테이터도 펌프 임펠러나 터어빈 런너의 회전방향과 일치하여 회전하게 된다.

일반적으로 사용되고 있는 자동차의 자동 변속기는 래비뉴식 또는 심프슨식의 유성기어장치를 사용하여 전진3단과 후진1단/전진4단과 후진1단으 변속단을 얻도록 되어 있다.

그러나 자동차의 다용도화와 대형화가 이루어지고, 연속적인 고속주행이 이루어지고 있기 때문에 종래의 전진 3,4단과 후진1단의 변속기는 고출력 엔진의 동력성능에 대응할만한 한 내구성이 부족하고 또 연비가 나빠짐은 물론 주행중 소음이 심하게 발생하게 된다.

제3도는 종래의 래비뉴식 전자제어 4단 변속장치의 동력 계통도로서, 엔진(E)과 토오크 컨버터(TC), 그리고 변속부(S)와 자동장치(D)가 도시되고 있다.

상기한 토오크 컨버터(TC)는 엔진(E)의 동력을 변속부(F)에 전달하는 기능을 갖고 있는데, 엔진의 크랭크 축에 직접 연결된 프론트 커버와 용접등으로 부착되는 펌프 임펠러(P)와 이 펌프 임펠러(P)와 대향배치되는 터어빈 런너(R) 그리고 이들 사이에 배치되는 스테이터(S)를 포함하여 이루어지고 있다.

상기한 터어빈 런너(R)는 변속부(F)의 입력축(X1)에 연결되어 엔진의 회전력을 전달하도록 되어 있는데, 이 입력축(X1)의 외측으로는 중공상으로 이루어진 전진 선기어 축(2)이 설치되어 있으며, 이 전진 선기어 축(2)의 외주에는 후진 선기어 축(4)이 중공상으로 이루어져 각각 개별적으로 회전가능하게 설치되고 있다.

상기한 후진 선기어 축(4)은 유압제어장치에 의해 작동하는 앞 클러치(C1)에 의해 회전력을 전달받을 수 있도록 되어 있으며, 전진 선기어 축(2)은 뒤 클러치(C2)에 의해 회전할 수 있도록 되어 있다.

상기한 전진 선기어 축(2)에는 전진 선기어(6)가 설치되어 회전할 수 있도록 되어 있으며, 후진 선기어 축(4)에는 후진 선기어(8)가 설치되어 회전력을 전달받을 수 있도록 되어 있다.

상기한 전진 선기어(6) 및 후진 선기어(8)는 유성기어장치(10)의 한 구성요소를 이루고 있는데, 이 유성기어장치(10)는 전진 선기어(6)와 직접 치차결합되는 긴 피니온 기어(14)를 갖고 있다.

상기한 짧은 피니온 기어(12)와 긴 피니온 기어(14)는 입력축(X1)의 종단부에 설치된 엔드 클러치(C3)에 의해 동력을 전달받아 회전하는 캐리어(16)에 3개 또는 그 이상의 수로 등분배치되어 회전하는 구조를 갖는다.

상기한 긴 피니온 기어(14)는, 캐리어(16)와 일체로 형성된 애뉼러스기어(18)의 내측에 치차결합됨과 아울러 짧은 피니온 기어(12)와도 치차결합되어 회전력을 전달받도록 되어 있다.

상기한 캐리어(16)는 이들 피니온 기어(12,14)를 관통하여 이어지는 연장부(20)를 갖고 있는데, 이 연장부(20)는 일방향 클러치(0)에 의해 반시계방향의 회전이 제어된다.

이 일방향 클러치(0)는 변속기 케이스(22)의 내측으로 설치된 로우리버스 브레이(B2)에 의해 어떠한 방향으로도 회전을 할 수 없도록 설치됨으로서 캐리어(16)를 고정시키도록 되어 있다.

상기한 후진 선기어 축(4)은 변속기 케이스(22)의 내측으로 설치된 킥다운 밴드 브레이크(B1)에 의해 회전을 하지 못하도록 구성되고 있다.

상기한 캐리어(16)에는 트랜스퍼 드라이브 기어(24)가 설치되어 아이들러 기어(26)를 통하여 트랜스퍼 드리븐 기어(28)로 회전력을 전달하여 차동장치(D)로 동력을 전달함으로 차륜을 또는 후진할 수 있는 동력 전달계통을 이루고 있다.

이와 같이 이루어지는 종래의 전자제어 4속 자동 변속기는, D레인지 1속에서 유압제어장치에 의해 뒤 클러치(C2)가 계합되어 입력축(X1)의 회전력이 전진 선기어 축(2)로 전달된다.

따라서 전진 선기어(6)는 시계방향으로 회전을 시작하면서 짧은 피니온 기어(12)로 회전력을 전달하여 이 기어를 반시계 방향으로 회전시키게 되는데, 이 기어는 긴 피니온 기어(14)와 치차결합되어 있으므로 이 긴 피니온 기어(14)를 다시 시계방향으로 회전시키게 된다.

그런데 이 긴 피니온 기어(14)는 애뉼러스 기어(18)를 동일한 시계방향으로 회전시켜 1속의 감속비를 얻는다. 이때 구동력의 일부는 긴 피니온 기어(14)가 설치된 캐리어(16)에 전달되어 반시계 방향으로 회전하려고 하나, 일방향 클러치(0)에 의해 반시계 방향의 회전이 저지되어 구동력은 캐리어(16)에 전달되지 않고 전부 애뉼러스 기어(18)에 전달된다.

그리고 D레인지 2속에서는 유압제어장치에 의해 뒤 클러치(C2)와 킥다운 밴드 브레이크(B1)가 작동하게 되므로 입력축(X1)의 회전력은 전진 선기어 축(2)을 통하여 전진 선기어(6)에 전달된다.

전진 선기어(6)로 전달된 구동력은 1속시와 동일하게 짧은 피니온 기어(12)와 긴 피니온 기어(14)를 경유하여 애뉼러스 기어(18)에 전달된다.

그런데 킥 다운 밴드 브레이크(B1)가 작동하고 있으므로 후진 선기어 축(4)이 회전을 하지 못하게 되므로 후진 선기어(8)는 비회전상태로 된다. 따라서 긴 피니온 기어(14)는 후진 선기어(8)위를 공전하는 상태로 되며, 이 회전분만큼 애뉼러스 기어(18)는 1속보다 빨리 회전하는 2속의 감속비를 얻는다.

D 레인지 3속에서는 유압제어장치에 의해 앞 클러치(C1), 뒤 클러치(C2), 엔드 클러치(C3)가 작동하게 되므로 입력축(X1)의 회전력은 전진 선기어(6)와 후진 선기어(8)에 모두 전달된다.

따라서 전진 선기어(6)와 후진 선기어(8)는 시계방향으로 함께 회전하게 되므로 짧은 피니온 기어(12)와 긴 피니온 기어(14)는 비회전 상태로 되면서 유성기어장치(10)는 일체로 회전하게 된다.

이것은 엔드 클러치(C3)가 작동하고 있기 때문인데, 이러한 상태가 되면 입력축(X1)의 회전수와 트랜스퍼 드라이브 기어(24)를 통하여 나가는 출력측의 회전수는 동일한 1:1의 감속비가 얻어지는 3속이 실현된다.

이러한 상태에서 D 레인지 4속으로 변속되기 위해서는 유압제어장치에서 엔드 클러치(C3)와 킥 다운 밴드 브레이크(B1)를 작동시키게 된다.

그런면 입력축(X1)의 회전력은 엔드 클러치(C3)를 경유하여 유성기어장치(10)의 캐리어(16)에 전달된다.

이 캐리어(16)는 긴 피니온 기어(14)를 사이에 두고 애뉼러스 기어(18)를 구동하지만, 킥 다운 밴드 브레이크(B1)가 작동하기 있기 때문에 후진 선기어(8)가 고정되어 긴 피니온 기어(14)는 후진 선기어(8)위를 캐리어(16)와 동일한 속도로 공전하게 된다.

즉 애뉼러스 기어(18)에 긴 피니온 기어(14)의 자전과 공전이 가산된 회전이 전달되어 4속의 감속비를 얻게 된다.

한편 변속레버가 R레인지로 위치하게 되면 유압제어장치에서는 앞 클러치(C1)와 로우 리버스 브레이크(B2)를 작동시키게 된다.

그러면 입력축(X1)의 회전력은 후진 선기어(8)에 전달되어 이 후진 선기어(8)를 시계 방향으로 회전시키게 된다.

이때 후진 선기어(8)의 구동력이 긴 피니온 기어(14)에 전달되어 이 긴 피니온 기어(14)를 반시계 방향으로 회전시켜 애뉼러스 기어(18)를 반시계방향으로 회전시키게 되는데, 긴 피니온 기어(14)가 설치된 캐리어(16)의 연장부(20)는 로우 리버스 브레이크(B1)에 의해 회전이 제어되므로 캐리어(16)는 회전을 하지 않고 애뉼러스 기어(18)만 반시계 방향으로 회전하는 역진 상태가 된다.

이상 설명한 바와 같이 종래의 전자제어 4단 자동 변속기는, 최고 전진 4단의 변속비만을 얻을 수 있도록 되어 있기 때문에 고출력의 엔진에서는 연비를 저하시키는 문제점이 있으며, 또 구동력이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 전진 5속을 실현토록 하여 연비를 향상시키고 구동성을 좋게 할 수 있는 자동차용 5속 변속장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위하여 본 발명의 5속 변속장치는, 주축상에 제1유성기어장치를 설치하고, 부축상에 증속용 제2유성기어장치를 설치하여 전진 5속과 후진 1속의 변속비를 얻을 수 있는 전륜 구동용 차량의 변속장치를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 실현하기 위한 본 발명의 5속 변속장치는, 차속 및 스로틀 밸브의 개도정도에 따라 트랜스밋션 제어 유닛에 의해 제어되는 유압제어장치의 클러치들과 브레이크에 의해 선택적으로 회전 또는 비회전하는 유성기어장치를 포함하는 다단기어 변속 메카니즘을 갖는 자동변속기에 있어서, 엔진의 동력을 제1,2앞 클러치와 뒤 클러치 및 엔드 클러치의 선택작동으로 1, 2, 3, 4 속의 변속을 행하는 제1유성기어장치를 보유하는 주 변속부와, 상기한 주 변속부의 트랜스퍼 구동 스프로켓과 체인으로 전동가능하게 연결되는 트랜스퍼 피동 스프로켓을 동일한 방향으로 회전동력을 전달받으며 제4브레이크의 작동을 4속의 변속비를 증속하는 제2유성기어장치를 보유하는 부 변속부를 포함하여 이루어지는 자동차용 5속 변속장치를 제공한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 의한 5속 변속장치의 동력 전달 계통도로서, 토오크 컨버터(TC)는 엔진의 크랭크축에 직결되어 회전하는 펌프 임펠러(P)와, 이 펌프 임펠러(P)와 대향배치되어 분출되는 오일에 의해 함께 회전하는 터어빈 런너(R)와, 이들 펌프 임펠러(P)의 회전력을 증가시켜 주는 스테이터(S)를 포함하여 이루어지고 있다.

상기한 터어빈 런너(R)는 주 변속부(S1)의 입력축(X1)에 직결되어 엔진의 회전력을 전달할 수 있도록 되어 있으며, 이 입력축(X1)의 외주에는 각각 개별적으로 회전할 수 있는 전진 선기어 축(30)과 후진 선기어 축(32)이 회전가능하게 설치되고 있다.

상기한 전진 선기어 축(30)과 후진 선기어 축(32)은 각각 제1앞클러치(C4)와 뒤 클러치(C3)에 의해 회전력을 전달받을 수 있도록 되어 있으며, 상기한 전 후진 선기어 축(30)(32)에는 각각 전진 선기어(34)와 후진 선기어(36)가 설치되어 제1유성기어장치(38)의 입력측 기어로 사용되는 구조를 갖고 있다.

상기한 입력축(X1)의 회전력은 또한 엔드 클러치(C1)를 통하여 전진 선기어 축(30)으로 전달될 수 있도록 되어 있으며, 또 전진 선기어 축(30)은 일방향 클러치(F2)를 개재하여 제2앞 클러치(C2)를 통하여 회전력을 전달받을 수 있도록 되어 있다.

상기한 뒤 클러치(C3)를 통하여 회전력을 전달받은 후진 선기어축(32)은 일방향 클러치(F3)에 의해 회전방향의 구속을 받도록 되어 있으며, 또 킥 다운 밴드 브레이크(B2)에 의해 어느 방향으로도 회전할 수 없는 구조를 이루고 있고, 변속기 케이스(40)에 설치된 제3브레이크(B3)에 의해 반시계방향의 회전력이 구속되도록 되어 있다.

상기한 전진 선기어 축(30)에는 제1유성기어장치(38)의 짧은 피니온 기어(42)와 긴 피니온 기어(44)를 일정한 각도로 등분배치하는 캐리어(46)가 고정되어 함께 회전을 하도록 되어 있다.

상기한 제1유성기어장치(38)는 래비뉴어(ravigneaux)식의 구조를 갖고 있는데, 전진 선기어(34)와 치차결합되는 짧은 피니온 기어(42)와, 이 짧은 피니온 기어(42) 및 후진 선기어(36)와 동시에 치차결합되는 긴 피니온 기어(44)를 갖고 있으며, 이 긴 피니온 기어(44)는 트랜스퍼 구동 스프로켓(48)과 일체로 연결되는 애뉼러스 기어(50)의 내치차에 치차물림되어 회전력을 전달할 수 있도록 되어 있다.

상기한 긴 피니온 기어(44)를 관통하는 캐리어(46)의 연장부는 일방향 클러치(F1)에 의해 반 시계방향의 구속받도록 되어 있으며 변속기 케이스(40)에 설치된 로우 리버스 브레이크(B1)에 의해 회전을 구속받도록 되어 주 변속부(S1)를 구성하고 있다.

상기한 주변속부(S1)의 트랜스퍼 구동 스프로켓(48)은 부 변속부(S2)의 트랜스퍼 피동 스프로켓(52)과 체인(54)으로 전동가능하게 연결됨으로서 주 변속부(S1)의 출력측 회전방향과 부 변속부(S2)의 입력측 회전방향을 동일하게 할 수 있어 기어물림으로 이루어지는 변속장치는 아이들 기어를 사용하는데 반하여 이 기어를 사용하지 않아도 되므로 구조적으로 간단한 변속기를 이룰 수 있다.

상기한 부 변속부(S2)는 반단면을 도시하고 있는데, 출력축(56)을 중심으로 동일한 구성을 갖는다.

상기한 트랜스퍼 피동 스프로켓(52)에는 엔진 브레이크를 위하여 제5클러치(C5)가 설치되어 제2유성 기어장치(58)의 선기어(60)로 회전력을 선택적으로 전달할 수 있도록 되어 있으며, 또한 직접 중공축(62)이 피니온 기어(64)를 연결하는 캐리어(66)와 연결되어 직접 회전력을 전달할 수 있도록 되어 있다.

또한 상기한 트랜스퍼 피동 스프로켓(52)과 중공축(62)사이에는 일방향 클러치(F4)가 설치되어 회전방향을 구속할 수 있도록 되어 있으며, 변속기 케이스(40)와 중공축(62)사이에는 제4브레이크(B4)가 설치되어 회전을 구속하도록 되어 있다.

상기한 제2유성기어장치(58)의 피니온 기어(64)들은 애뉼러스 기어(68)의 내치차에 치차물림되어 회전력을 전달할 수 있도록 되어 있으며 이 애뉼러스 기어(68)는 종감속용 유성기어장치(70)의 선기어(72)와 캐리어(74)로 연결되어 회전력을 전달할 수 있도록 되어 있다.

상기한 선기어(72)는 캐리어를 통하여 차동장치(D)로 회전력을 전달하는 피니온 기어(76)로 회전력을 전달할 수 있도록 되어 있으며, 이 피니온 기어(76)는 변속기 케이스(40)에 설치된 애뉼러스 기어(78)의 내치차에 치차결합되는 구성으로 이루어지고 있다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 5속 변속장치는, 유압제어장치에 의해 제어되어 변속단별로 작동하는 작동요소표, 즉, 제2도의 표에 의해 1속에서 5속까지 변속작용이 설명된다.

[P 레인지]

P 레인지는 차량을 정차 또는 주차시키기 위한 레인지로서, 이 레인지에서는 어떠한 작동요소도 작동하지 않고 운전자에 의해 작동하는 파킹레버에 의해 파킹 스프레그가 파킹 스프레그 기어에 물림으로서 출력축의 회전을 정지시키게 된다.

[R 레인지]

R 레인지는 후진 레인지로서, 유압제어장치에 의해 로우 리버스 브레이크(B1)와 뒤 클러치(C3) 및 제5클러치(C5)와 일방향 클러치(F1)(F4)가 작동하게 되므로 입력축(X1)의 회전력을 뒤클러치(C3)를 통하여 후진 선기어 축(32)을 시계 방향으로 회전시키게 된다.

이 회전력에 의해 후진 선기어(36)가 회전하여 긴 피니온 기어(44)를 회전시키게 되는데, 캐리어(40)의 연장부가 로우 리버스 브레이크(B1)에 의해 회전을 하지 못하게 되므로 긴 피니온 기어(44)는 반시계 방향으로 회전을 하게 된다.

이 회전력은 애뉼러스 기어(50)에 전달되어 이 애뉼러스 기어(50)를 반시계 방향으로 회전시켜 트랜스퍼 구동 스프로켓(48)을 동일한 방향으로 회전시키게 된다.

따라서 트랜스퍼 구동 스프로켓(48)과 체인(54)으로 전동가능하게 연결된 트랜스퍼 피동 스프로켓(52)이 도일한 방향으로 회전하게 되는데, 부 변속부(S2)의 제5클러치(C5)가 작동하에 의해 이 회전력은 선기어(60)와 피니온 기어(64)에 모두 전달되어 제2유성기어장치(58)는 일체로 회전하는 상태가 된다. 이때 선기어(60)는 자유회전을 하면서 피니온 기어(64)의 회전과 조화를 이루게 된다.

이러한 작용으로 주 변속부(S1)에서만 변속작용이 일어나고 부변속부(S2)에서는 주 변속부(S1)의 회전을 그대도 전달하여 차량을 후진시키게 된다.

[D 레인지 1속]

변속레버가 D 레인지로 위치하게 되면 유압제어장치에서 제2앞 클러치(C2)가 작동시키게 되므로 입력축(X1)의 회전력은 전진 선기어 축(30)을 통하여 제1유성기어장치(38)의 전진 선기어(34)를 시계방향으로 회전시키게 된다.

이 회전력은 짧은 피니온 기어(42)를 통하여 긴 피니온 기어(44)로 전달되어 이 긴 피니온 기어(44)를 시계방향으로 회전시키게 되는데, 일방향 클러치(F1)가 작동을 하게 되므로 이 긴 피니온 기어(44)에 작용하는 반시계 방향의 회전은 제어되고 또다른 일방향 클러치 (F2)가 작동함에 후진 선기어(36)가 회전력을 받게 되므로 제1유성기어장치(38)는 시계 방향으로 일체가 되어 회전을 하게 된다.

따라서 애뉼러스 기어(50)의 회전력은 트랜스퍼 구동 스프로켓(48)을 통하여 트랜스퍼 피동 스프로켓(52)으로 전달되면서 주 변속부(S1)의 회전력을 부 변속부(S2)로 전달하게 된다.

이때 중공축(62)을 통하여 제2유성기어장치(58)의 피니온 기어(64)로 회전력이 전달되어 애뉼러스 기어(68)를 회전시키게 되는데, 이때 선기어(60)가 더욱 빠른 속도로 회전력을 하려고 하지만, 일방향 클러치(F4)에 의해 트랜스퍼 피동 스프로켓(52)의 회전영향을 받게 되므로 제2유성기어장치(58)는 일체로 회전하여 종감속용 유성기어장치(70)로 회전력을 전달하는 1속의 변속을 행하게 된다.

[D 레인지 2속]

1속 상태에서 차속이 빨라지고 스로틀 밸브의 개도가 증가함에 의해 트랜스밋션 제어 유닛은 유압제어장치를 작동시켜 제2앞 클러치(C2)와 제3브레이크(B3)를 작동시키게 된다.

이러한 유압제어에 의해 입력축(X1)의 회전력은 제2앞 클러치(C2)를 통하여 전진 선기어(34)로 전달되어 시계 방향으로 회전시키게 되는데, 이때 전진 선기어 축(30)과 연결된 캐리어(46)가 시계 방향으로 회전을 하게 되므로 이 캐리어(46)에 설치된 짧은 피니온 기어(42)가 잠김상태로 되면서 긴 피니온 기어(44)도 자전을 하지 못하고 일체로 회전하는 공전상태가 된다.

이때 긴 피니온 기어(44)와 치차물림되어 있는 후진 선기어(36)가 반시계 방향으로 회전을 하려고 하지만, 제3브레이크(B3)가 작동을 하게 되므로 회전을 하지 못하는 상태가 된다.

따라서 긴 피니온 기어(44)의 공정력이 애뉼러스 기어(50)로 전달되어 트랜스퍼 구동 스프로켓(48)를 회전시키게 되는데, 후진 선기어(36)가 고정상태로 있기 때문에 제1유성기어장치(38)의 긴 피니온 기어(44)가 공전과 자전을 행하면서 일체로 회전하게 된다.

이 변속력이 부 변속부(S2)로 전달되어 중공축(62)을 통하여 차동장치(D)까지 전달되는 과정은 1속과 동일하다.

[D 레인지 3속]

차량의 주행속도가 더욱 빨라지고 스로틀 밸브의 개도가 커짐에 따라 트랜스밋션 제어 유닛은 유압 제어장치를 제어하여 엔드 클러치(C1)와 제2앞 클러치(C2) 그리고 제3브레이크(B3)를 작동시키게 된다.

그러면 입력축(X1)의 회전력이 엔드 클러치(C1)와 제2앞 클러치(C2)를 통하여 캐리어(46) 및 전진 선기어(34)로 전달되어 제1유성기어장치(38)로 회전력을 전달하게 되는데, 캐리어(46)가 일방향 클러치(F1)에 반시계 방향의 회전이 제어되기 때문에 전진 선기어(34)를 통하여 전달되는 회전동력에 의해 긴 피니온 기어(44)는 시계 방향으로 자전과 공전을 하게 된다.

이 긴 피니온 기어(44)가 회전을 함에 의해 이와 치차물림되어 있는 후진 선기어(36)가 반대 방향으로 회전력을 받지만, 제3브레이크(B3)가 작동하고 있는 상태이므로 후진 선기어(36)는 시계 방향으로 공전을 하는 결과가 된다.

따라서 후진 선기어(36)가 함께 공전을 하는 상태로 회전하면서 캐리어(46)가 입력축(X1)의 회전력을 그대로 전달받게 되므로 긴 피니온 기어(44)는 빠른 속도로 공전을 하면서 2속보다 빠른 속도로 트랜스퍼 구동 스프로켓(48)을 회전시키게 된다.

이 회전력은 부 변속부(S2)로 전달되어 1, 2속과 동일하게 차동장치(D)로 회전력을 전달하여 차량을 3속의 상태로 주행시키게 된다.

[D 레인지 4속]

3속에서 차량의 주행속도가 빨라지게 되면 트랜스밋션 제어유닛은 엔드 클러치(C1)와 제2앞 클러치(C2) 및 킥 다운 밴드 브레이크(B2)와 제3브레이크(B3)를 작동시키게 된다.

그러면 입력축(X1)의 회전력은 3속의 상태와 같이 엔드 클러치(C1) 및 제2앞 클러치(C2)를 통하여 제1유성기어장치(38)로 전달되어 이 유성기어장치는 일체로 회전하는 상태가 되는데, 이때 후진 선기어 축(32)을 킥 다운 밴드 브레이크(B2)가 잡고 있으므로 후진 선기어(36)는 고정상태로 되어 긴 피니온 기어(44)가 공전과 자전을 하게 되므로 애뉼러스 기어(50)에는 자전분 만큼의 회전분이 가하여져 3속보다 빠른 속도로 트랜스퍼 구동 스프로켓(48)을 회전시키게 된다.

이 회전력을 전달받는 부 변속부(S2)에서는 1, 2, 3속과 동일하게 회전력을 차동장치(D)로 전달하게 된다.

[D 레인지 5속]

차량이 5속으로 변속되기 위해서는 엔드 클러치(C1)와 제2앞 클러치(C2) 및 킥 다운밴드 브레이크(B2)와 제3브레이크(B3)가, 부 변속부(S2)에서 제4브레이크(B4)가 유압제어장치에 의해 작동한다.

그러면 주 변속부(S1)에서는 입력축(X1)의 회전력이 제1유성기어장치(38)로 전달되어 4속과 동일한 변속작용이 이루어지는데, 부 변속부(S2)에서 제4브레이크(B4)가 작동함에 의해 선기어(60)를 고정시키게 되므로 피니온 기어(64)는 공전과 자전을 하게 된다.

이러한 작용으로 애뉼러스 기어(68)에는 피니온 기어(64)의 공전과 자전이 합세된 회전력이 전달되어 증속작용이 일어나 차동장치(D)로 전달된다.

한편 변속레버가 4레인지로 선택되면 제2도의 작동 요소표에 따른 작동요소들이 각각의 클러치나 브레이크를 작동시킴으로서 D레인지에서 이루어지는 작용과 동일한 변속작용이 이루어지므로, 이하 3, 2레인지의 변속작용 설명은 생략한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 5속 변속장치는 주 변속부와 부변속부를 체인으로 전동가능하게 하고 있기 때문에 회전방향을 전환하기 위한 아이들 기어를 사용하지 않아도 되므로 구조적으로 간단한 변속기를 설계할 수 있는 이점이 있으며, 5속까지 변속이 이루어지기 때문에 연비 및 구동성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 2개의 단순유성기어 셋트의 조합으로 이루어져 4개의 변속단을 제어할 수 있는 제1 유성기어장치와, 이 제1 유성기어장치로 토오크 컨버터의 동력을 전달하거나 회전하는 요소를 정지시키는 클러치 및 브레이크들과, 그리고 일방향의 회전만을 가능하게 하는 일방향 클러치를 포함하는 주 변속부와, 상기한 제1유성기어장치로부터 나오는 변속단들중에서 첫 번째, 두 번째, 세 번째, 네 번째의 변속비가 전달될 때에는 일체로 회전하여 이들 변속비를 그대로 출력하며, 최고변속단인 다섯 번째의 변속비를 출력하기 위하여 상기한 네 번째 변속비를 증속시키는 단순유성기어셋트로 이루어지는 제2유성기어장치를 포함하는 부 변속부와, 상기한 주 변속부의 출력요소와 부 변속부의 입력요소를 동일한 방향으로 구동시키는 체인전동수단과, 상기한 부 변속부의 제2유성기어장치로부터 나오는 변속비를 최종적으로 동일한 비율로 감속하여 토오크를 증대시키는 종감속 유성기어장치를 포함하며, 상기한 주 변속부는, 1속단에서 회전동력을 제1 유성기어장치의 어느 하나의 요소로 전달할 수 있도록 설치되는 클러치와, 2속단에서 1속단의 클러치와 함께 작동하여 제1 유성기어장치의 다른 요소를 반력으로 제어하기 위한 브레이크와, 3속단에서 1속단에서 작용하는 클러치와 함께 작동하여 제1 유성기어장치의 2개의 요소가 회전동력을 동시에 받도록 하는 또다른 클러치와, 4속단에서 3속단에서 작용하는 클러치의 작동상태를 유지한 상태에서 또다른 요소를 반력으로 선택하기 위하여 작동하는 또다른 브레이크를 포함하며, 상기한 부 변속부는, 증속작용을 위하여 부 변속부의 트랜스퍼 피동 스프로켓과 2개의 동력연결수단을 갖으며, 이중 1개의 동력연결수단은 유성 캐리어와 직접 연결되고, 다른 1개의 동력연결수단은 클러치와 일방향 클러치를 통하여 선기어와 가변 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차용 5속 변속장치.
2. 제1항에 있어서, 제1유성기어장치의 캐리어는 1속에서만 반력을 제공하는 일방향 클러치와 연결되는 자동차용 5속 변속장치.
3. 제1항에 있어서, 증감속 유성기어장치는 선기어가 제2 유성기어장치의 애뉼러스 기어와 연결되고, 애뉼러스 기어가 변속기 케이스와 고정적으로 연결되며, 캐리어가 차동장치와 연결됨을 특징으로 하는 자동차용 5속 변속장치.