KR0173992B1 - 자동차용 5속 변속장치 - Google Patents

Abstract

전5단과 후진1단의 변속단을 얻을 수 있도록 하기 위하여; 변속기의 입력축 회전 동력을 제1,2앞 클러치, 뒤 클러치 및 엔드 클러치를 통하여 전달받는 제1유성기어장치를 보유하는 주 변속부와, 상기한 주 변속부의 트랜스퍼 구동 기어와 치차 결합되어 회전하는 트랜스퍼 피동 기어를 통하여 회전 동력을 전달받으며 제4클러치 및 제3브레이크를 통하여 선택된 부재를 회전시킴으로써 출력축으로 변속된 회전력을 추력하는 제2유성기어장치를 보유하는 부 변속부를 포함하여 이루어지는 자동차용 5속 변속 장치를 제공함으로써, 연비를 향상시키고 구동성을 좋게 하는 이점을 얻을 수 있다.

Description

자동차용 5속 변속 장치

제1도는 본 발명의 실시예에 의한 변속기의 동력 전달계통도.

제2도는 본 발명에 변속기의 각 변속단별 작동 요소표.

제3도는 종래의 4속 변속 장치를 설명하기 위한 동력 전달계통도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30 : 전진 선 기어 축 32 : 후진 선 기어축

34 : 전진 선 기어 36 : 후진 선 기어

38 : 제1유성기어장치 40 : 캐리어

42 : 짧은 피니온 기어 44 : 긴 피니온 기어

46,62 : 애뉼런스 기어 50 : 트랜스퍼 구동 기어

52 : 트랜스퍼 피동 기어 54 : 제2유성기어장치

56 : 피니온 기어 58 : 중공축

60 : 출력축 66 : 선 기어

68 : 선 기어 축 TC : 토오크 컨버터

X1 : 입력축 B1 : 로우 리버스 브레이크

B2 : 킥다운 밴드 브레이크 B3 : 제3브레이크

C1 : 엔드 클러치 C2 : 제2앞 클러치

C3 : 뒤 클러치 C4 : 제1앞 클러치

F1,F2,F3 : 일방향 클러치

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

변속 장치는 자동차의 주행상태 변화에 따른 엔진의 회전력을 증대시키거나 감소시키는 역할을 하며 차량을 후진시키는 역진 장치도 갖추고 있다.

이러한 변속 장치는 변속 조작을 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 킥다운 밴드 브레이크와 앞 뒤 클러치 등을 작용시키거나 해방시켜 차가 원활한 주행이 되도록 하는 유압 변속 제어 장치를 갖추고 있다.

유압 변속 제어장치는 오일 펌프에서 발생한 유압을 레글레이터 밸브, 매뉴얼 밸브 리듀싱 밸브, 시프트 컨트롤 밸브, 압력조절밸브 등으로 보내어 변속조작에 필요한 클러치 및 브레이크 등의 마찰 요소를 선택적으로 작용시켜 변속을 행하게 된다.

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

상기한 토오크 컨버터는 엔진의 크랭크축에 고정되어 엔진 가동 시 함께 회전하는 펌프 임펠러와, 변속기의 입력축에 스플라인으로 결합되어 펌프 임펠러와 대향 배치되는 터어번 런너와, 상기한 펌프 임펠러와 터어빈 런너 사이에 위치되어 오일의 흐름을 바꾸어주는 스테이터를 포함하여 이루어진다.

이러한 토오크 컨버터는 엔진이 구동을 하면 펌프 임펠러가 회전력을 전달받아 회전하여 토오크 컨버터내의 오일을 터어빈 런너 축으로 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 회전 속도에 0.8 정도의 비율로 회전을 하게 되면 오일의 흐름이 스테이터의 뒷면에 작용하게 되어 스테이터도 펌프 임펠러나 터어빈 런너의 회전방향과 일치하여 회전하게 된다.

일반적으로 사용되고 있는 자동차의 자동 변속기는 래비뉴식 또는 심프슨 식의 유성기어장치를 사용하여 전진 3단과 후진1단/ 전진 4단과 후진 1단의 변속단을 얻도록 되어 있다

그러나 자동차의 다용도화와 대형화가 이루어지고, 연속적인 고속 주행이 이루어지고 있기 때문에 종래의 전진 3,4단과 후진 1단의 변속기는 고출력 엔진의 돌력 성능에 대응할 만 한 내구성이 부족하고 또 연비가 나빠짐은 물론 주행 중 소음이 심하게 발생하게 된다.

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

상기한 토오크 컨버터(TC)는 엔진(E)의 동력을 변속부(F)에 전달하는 기능을 갖고 있는데, 엔진의 크랭크축에 직접 연결된 프론트 커버와 용접 등으로 부착되는 펌프 임펠러(P)와 이 펌프 임펠러(P)와 대향 배치되는 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 중공 상으로 이루어진 전진 선 기어 축(2)이 설치되어 있으며, 이 전진 선 기어 축(2)의 외주에는 후진 선 기어 축(4)이 중공 상으로 이루어져 각각 개별적으로 회전 가능하게 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 치차 결합되는 짧은 피니언 기어(12)와 후진 선기어(8)와 직접 치차 결합되는 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 등분 배치되어 회전하는 구조를 갖는다.

상기한 긴 피니온 기어(14)는, 캐리어(16)와 일체로 형성된 애뉼러스 기어(18)의 내측에 치차 결합됨과 아울러 짧은 피니온 기어(12)와도 치차 결합되어 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 브레이크(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 전진 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)으로 전달된다.

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

그런데 이 긴 피니온 기어(14)는 애뉼러스 기어(18)의 내측으로 치차 결합되어 있기 때문에 이 애뉼러스 기어(18)를 동일한 시계방향으로 회전시켜 1속의 감속비를 얻는다.

이때 구동력의 일부는 긴 피니온 기어(14)가 설치된 캐리어(16)에 전달되어 반시계방향으로 회전하려고 하나, 일방향 클러치(0)에 의해 반시계방향의 회전이 저지되어 구동력은 캐리어(16)에 전달되지 않고 전부 애뉼러스 기어(18)에 전달된다.

그리고 D 레인지 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 킥다운 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 비회전상태로 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 출력 측의 회전수는 동일한 1:1의 감속비가 얻어지는 3속이 실현된다.

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

그러면 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, 킥다운 밴드 브레이크(B1)가 작동하고 있기 때문에 후진 선기어(8)가 고정되어 긴 피니온 기어(14)는 후진 선기어(8) 위를 캐리어(16)와 동일한 속도로 공정하게 된다.

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

한편 변속레거가 R 레인지로 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 시계방향으로 회전시키게 된다.

이때 후진 선기어(8)의 구동력이 긴 피니온 기어(14)에 전달되어 이 긴 피니온 기어(14)를 반시계방향으로 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 반시계방향으로 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 종래기술의 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, 주축 상에 제1유성기어장치를 설치하고, 부축 상에 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, 변속기의 입력축 회전동력을 제1,2앞 클러치, 뒤 클러치 및 엔드 클러치를 통하여 전달받는 제1유성기어장치를 보유하는 주 변속부와, 상기한 주 변속부의 트랜스퍼 구동기어와 치차 결합되어 회전하는 트랜스퍼 피동기어를 통하여 회전 동력을 전달받으며 제4클러치 및 제3브레이크를 통하여 선택된 부재를 회전시킴으로서 출력축으로 변속된 회전력을 추력하는 제2유성기어장치를 보유하는 부 변속부를 포함하여 이루어지는 자동차용 5속 변속장치를 제공한다.

상기한 부 변속부는 제3브레이크의 작동으로 4속보다 빠르게 애뉼러스 기어를 회전시킴으로서 5속을 실현하도록 구성된 자동차용 5속 변속장치를 제공한다.

상기한 부 변속부의 선기어와 트랜스퍼 피동기어 사이에는 엔진 브레이크를 위하여 제4클러치가 설치됨을 특징으로 하는 자동차용 5속 변속장치를 제공한다.

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

제1도는 본 발명에 의한 5속 변속장치의 동력 전달 계통도이고 제2도는 작동 요소표로서, 토오크 컨버터(TC)는 엔진(E)의 크랭크축에 직결되어 회전하는 임펠러(P)와 이 임펠러와 대향 배치되어 분출되는 오일에 의해 회전하는 터어빈 런너(R)와 이들 임펠러와 런너 사이에 위치하여 오일의 흐름을 바꾸어 줌으로서 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 회전 가능하게 설치되고 있다.

상기한 전진 선기어 축(30)과 후진 선기어 축(32)은 각각 제1앞 클러치(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 전진 선기어 축(30)은 일방향 클러치(F2)를 개재하여 제2앞 클러치(C2)에 의해 입력축(X1)의 회전동력을 전달받도록 이루어져 있다.

상기한 입력축(X1)의 회전력은 또한 엔드 클러치(C1)를 통하여 캐리어(40)를 회전시킬 수 있도록 되어 있으며, 이 캐리어(40)에는 각각 짧은 피니온 기어(42)와 긴 피니온 기어(44)가 설치되어 제1유성기어장치(38)를 구성하고 있다.

상기한 제1유성기어장치(38)는 래비뉴어(ravigneaux) 식의 구조를 갖고 있는데, 전진 선기어(34)와 치차 결합되는 짧은 피니온 기어(42)와, 이 짧은 피니온 기어(42) 및 후진 선기어(36)와 동시에 치차 결합되는 긴 피니온 기어(44)를 갖고 있으며, 이 긴 피니온 기어(44)는 캐리어(40)와 일체로 되어 회전하는 애뉼러스 기어(46)의 내치차에 치차 결합되어 이루어지고 있다.

상기한 캐리어(40)는 긴 피니온 기어(44)를 관통하는 연장부(48)를 갖고 있는데, 이 연장부(48)는 일방향 클러치(F1)에 의해 반시계방향의 회전이 이루어지지 않도록 되어 있으며, 또한 로우 리버스 브레이크(B1)에 의해 선택적으로 어느 방향으로도 회전할 수 없도록 되어 있다.

또한 상기한 후진 선기어 축(32)은 킥다운 밴드 브레이크(B2)에 의해 선택적으로 회전을 할 수 없는 구조로되어 있다.

상기한 제1유성기어장치(38)의 애뉼러스 기어(46)는 트랜스퍼 구동기어(50)와 일체로 회전하는 구조를 갖고 있는데, 이 기어(50)는 부변속부(S2)의 트랜스퍼 피동기어(52)와 치차 결합되어 제1유성기어장치(38)의 변속비를 전달할 수 있도록 되어 있다.

상기한 트랜스퍼 피동기어(52)는 제2유성기어장치(54)의 피니온 기어(56)와 중공축(58)을 통하여 연결되고 있는데, 이 중공축(58)은 출력축(60)의 외주로 끼워져 개별적으로 회전할 수 있는 구조를 갖는다.

상기한 중공축(58)은 제2유성기어장치(54)의 애뉼러스 기어(62)와 직결되고 있는데, 이 애뉼러스 기어(62)의 내측으로 상기한 피니온 기어(56)가 치차 결합되고 있다.

상기한 피니온 기어(56)는 다수개가 설치되고 있는데, 이들 피니온 기어(56)는 변속기 케이스(64)에 설치된 제3브레이크(B3)에 의해 회전이 제어되는 선기어(66)의 외주에 등분 배치되어 치차 결합을 이루고 있다.

이를 위하여 선기어(66)는 중공축(58)의 외주로 회전 가능하게 설치되는 선기어 축(68)에 설치되고 있는데, 이 선기어 축(68)은 제3브레이크(B3)에 의해 회전이 선택적으로 제어될 수 있으며, 또 트랜스퍼 피동기어(52)와 선기어 축(68) 사이에는 일방향 클러치(F3)와 엔진 브레이크를 실현하는 제5클러치(C5)가 설치되고 있다.

상기한 출력축(60)에는 차동장치(D)의 증감속기어(70)로 회전력을 전달하는 피동기어(72)가 설치되고 있는데, 주 변속부(S1)의 일방향 클러치(F1)(F2)는 동일방향의 회전력을 제어하고 부 변속부(S2)의 일방향 클러치(F3)는 반대 방향의 회전력을 제어하도록 되어 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 주 변속부(S1)에서 뒤 클러치(C3)와 로우 리버스 브레이크(B1)가 작동하고 부 변속부(S2)에서 제5클러치(C5)가 작동하여 입력축(X1)의 회전력은 뒤 클러치(C3)를 통하여 후진 선기어(36)로 전달된다.

이 회전력에 의해 후진 선기어(36)가 회전하여 긴 피니온 기어(44)를 회전시키게 되는데, 캐리어(40)의 연장부(48)가 로우 리버스 브레이크(B1)에 의해 회전을 하지 못하게 되므로 긴 피니온 기어(44)는 반시계방향으로 자전을 하게 된다.

이 회전력은 애뉼러스 기어(46)에 전달되어 이 애뉼러스 기어(46)를 반시계방향으로 회전시켜 트랜스퍼 구동기어(50)를 동일한 방향으로 회전시키게 된다.

따라서 트랜스퍼 구동기어(50)와 치차 결합되어 있는 트랜스퍼 피동기어(52)는 회전을 하게 되는데, 일방향 클러치(F3)가 작동하고 있는 상태이므로 이 트랜스퍼 피동기어(52)의 회전력은 중공축(58)을 통하여 피니온 기어(56)로 전달되어 이와 치차 결합되어 있는 애뉼러스 기어(62)를 경유하여 출력축(60)을 통하여 차동장치(D)를 구동시킴으로서 차량을 역진시키게 된다.

[D 레인지 1속]

변속레버가 D 레인지로 위치하게 되면 유압제어장치에서 제2앞 클러치(C2)를 작동시키게 되므로 입력축(X1)의 회전력을 일방향 클러치(F2)를 통하여 전진 선기어 축(30)으로 전달되어 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 반시계방향의 회전은 제어되어 모든 회전력이 애뉼러스 기어(46)로 전달된다.

이 애뉼러스 기어(46)의 회전력은 트랜스퍼 구동기어(50)를 통하여 트랜스퍼 피동기어(52)로 전달되어 중공축(58)에 의해 피니온 기어(56)가 회전을 하게 된다.

이 피니온 기어(56)의 회전으로 애뉼러스 기어(62)는 회전을 하면서 출력축(60)으로 회전을 전달하고, 이때 피니온 기어(56)와 치차 결합되어 있는 선기어(66)가 회전을 하면서 더욱 빠른 속도로 회전을 하려고 하지만 일방향 클러치(F3)에 의해 트랜스퍼 피동기어(52)로 회전력이 전달되므로 트랜스퍼 피동기어(52)와 동일한 속도로 회전하여 제2유성기어장치(54)도 일체로 회전하는 상태가 된다.

따라서 부 변속부(S2)에서는 애뉼러스 기어(62)의 회전력이 출력축(60)을 차동장치(D)로 전달되므로 결국 주 변속부(S1)의 변속비가 얻어져 1속을 실현하게 된다.

[D 레인지 2속]

상기한 상태에서 차속이 점차 빨라지고 가속페달을 밟는 정도(스로틀밸브의 개도가 점차적으로 커짐)가 증가하게 되면 유압제어 장치에 의해 제2앞 클러치(C2)와 킥다운 밴드 브레이크(B2)가 작용하게 된다.

그러면 변속기의 입력축(X1) 회전력은 제2앞 클러치(C2)를 통하여 1속과 같은 경로를 거쳐 애뉼러스 기어(46)로 전달되는데, 킥다운 밴드 브레이크(B2)가 작동하여 후진 선기어 축(32)을 고정시키게 되므로 후진 선기어(36)는 회전을 하지 않는 상태가 된다.

따라서 긴 피니온 기어(44)는 후진 선기어(36) 위를 공전하는 상태가 되므로 이 회전분만큼 애뉼러스 기어(46)는 빠르게 회전한다.

이러한 회전력이 트랜스퍼 구동기어(50)로 전달되어 트랜스퍼 피동기어(52)를 통하여 부 변속부(S2)로 전달되어 1속보다 빠른 2속으로 차륜을 회전시키게 된다.

[D 레인지 3속]

2속의 상태에서 스로틀밸브의 개도가 증가하고 차속이 빠르게 되면 유압제어장치에 의해 제2앞 클러치(C2) 및 엔드 클러치(C1)가 주 변속부(S1)에서 작동하게 된다.

그러면 입력축(X1)의 회전력은 제2앞 클러치(C2)를 통하여 전진 선기어 축(30)으로 전달되고 엔드 클러치(C1)를 통하여 캐리어(40)를 회전시키게 된다.

따라서 전진 선기어(34)가 회전하면서 짧은 피니온 기어(42)로 회전력을 전달하고 캐리어(40)에 의해 긴 피니온 기어(44)가 후진 선기어(36)를 회전시키면서 제1유성기어장치(38)는 일체로 회전하는 상태가 되고, 긴 피니온 기어(44)와 치차 물림되어 있는 후진 선기어(36)는 자유스러운 상태로 회전하게 된다.

이때 긴 피니온 기어(44)의 회전력이 애뉼러스 기어(46)로 전달되면서 변속이 이루어지고 트랜스퍼 드라이브 기어(50)를 통하여 부 변속부(S2)로 전달된다.

따라서 트랜스퍼 피동기어(52)로 전달되는 회전력은 중공축(58)을 통하여 피니온 기어(56)로 전달되어 애뉼러스 기어(62)와 선기어(66)를 회전시키게 되는데, 이때 애뉼러스 기어(62)로 전달되는 회전력은 출력축(60)을 통하여 차동장치(D)를 구동시킴으로서 차륜을 전진시키게 되고, 반대로 선기어(66)로 전달된 회전력은 차륜 측으로부터 전달되는 회전력에 의해 더욱 빠른 속도로 회전을 하려고 하지만, 일방향 클러치(F3)에 의해 트랜스퍼 피동기어(52)와 동일한 속도로 회전하게 된다.

[D 레인지 4속]

3속의 상태에서 차속이 더욱 빠르게 되면 유압제어장치에 의해 엔드 클러치(C1)와 킥다운 밴드 브레이크(B2) 및 제2앞 클러치(C2)가 주 변속부(S1)에서 작동하고 부 변속부(S2)에서는 일방향 클러치(F3)만이 회전방향을 제어하게 된다.

그러면 입력축(X1)의 회전력은 엔드 클러치(C1)에 의해 캐리어(40)를 통하여 제1유성기어장치(38)로 전달되는데, 이때 킥다운 밴드 브레이크(B2)가 작동을 하고 있으므로 후진 선기어 축(32)이 고정되어 후진 선기어(36)의 회전은 제어되고, 제2앞 클러치(C2)를 통하여 전진 선기어(34)로 회전력이 전달된다.

따라서 캐리어(40)로 전달된 입력축(X1)의 회전력은 긴 피니온 기어(44)를 사이에 두고 애뉼러스 기어(46)를 회전시키려고 하지만, 전진 선기어(34)에 의해 고정되어 제1유성기어장치(38)가 일체로 회전하면서 그 회전력을 애뉼러스 기어(46)를 통하여 부 변속부(S2)로 전달하게 된다.

이때 전달되는 회전은 후진 선기어(36)가 고정된 상태로 있기 때문에 3속보다 빠르게 되면서 부 변속부(S2)에서는 3속과 동일한 변속작용이 이루어진다.

[D 레인지 5속]

차속이 더욱 빠르게 되면 유압제어장치에 의해 주 변속부(S1)의 엔드 클러치(C1)와 킥다운 밴드 브레이크(B1) 및 제2앞 클러치(C2)가 작동하고 부 변속부(S2)에서는 제2브레이크(B3)가 작동하게 된다.

따라서 입력축(X1)의 회전력은 제2앞 클러치(C2)를 통하여 4속과 동일한 작용으로 변속이 이루어지면서 부 변속부(S2)로 회전력이 전달되어 피니온 기어(56)를 회전시키게 된다.

이때 피니온 기어(56)와 치차 결합된 선기어(66)가 회전력을 받지만, 제3브레이크(B3)가 작동하기 때문에 회전을 하지 못하게 되므로 피니온 기어(56)를 선기어(66) 주위를 공전하는 상태가 되면서 애뉼러스 기어(62)로 회전력을 전달하게 되므로 4속의 상태보다 빠른 회전수가 되어 5속을 실현하게 된다.

이때 차동장치(D)를 통하여 나가는 회전력은 역으로 중공축(58)을 통하여 주 변속부(S1)를 경유하여 엔진으로 들어가는 결과가 되므로 엔진 브레이크가 작동하는 상태가 된다.

[4 레인지 1속]

변속레버가 4 레인지로 선택되면 트랜스미션 제어 유닛에 의해 유압제어장치는 주 변속부(S1)의 제2앞 클러치(C2)를 작동시키고 부 변속부(S2)에서 제5클러치(C5)를 작동시키게 되므로 주 변속부(S2)에서 제5클러치(C5)가 작용함에 의해 피니온 기어(56)와 선기어(66)와 치차 결합된 상태로 일체로 회전하게 되므로 1속의 변속비가 얻어지게 된다.

이하 4 레인지에서 2속, 3속, 4속 및 3 레인지에서 1속, 2속, 3속 2 레인지에서 1속, 2속은 제2도의 작동 요소표에 따라 상기한 변속작용으로 실현되므로 이들의 변속작용은 생략한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 자동차용 5속 변속장치는, 출력축 상에 증속용 제2유성기어장치를 설치하여 5속을 실현토록 하고 있기 때문에 연비를 향상시킬 수 있으며, 또 구동성을 좋게 할 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 싱글 피니언과 더블 피니언을 보유하는 2개의 단순 유성기어셋트 조합으로 이루어진 제1유성기어장치로서 변속기 입력축 상에 배치되는 주 변속부와; 단순 유성기어셋트로 이루어지는 제2유성기어장치로서, 상기 변속기 입력축과 소정의 간격으로 두고 평행하게 배치된 출력축 상에 배치되는 부 변속부를 포함하여 이루어지는 자동변속기의 변속장치에 있어서, 상기 주 변속부는 입력축의 외주에 배치되는 중공의 전진 선기어 축이 제1앞 클러치를 개재시켜 입력축과 연결됨과 동시에 다른 경로로 직렬연결되는 제2앞 클러치와 일방향 클러치로 연결되며, 상기 전진 선기어 축의 외주에 배치되는 중공의 후진 선기어축은 뒤 클러치를 개재시켜 입력축과 연결됨과 동시에 킥다운 밴드 브레이크에 의하여 선택적인 반력요소로 작용할 수 있도록 하며, 캐리어는 엔드 클러치를 개재시켜 입력축과 연결됨과 동시에 직렬로 배치되는 일방향 클러치와 로우 리버스 브레이크를 개재시켜 변속기 케이스와 연결되며, 애뉼러스 기어는 트랜스퍼 구동기어가 연결되어 출력요소로 작용할 수 있도록 구성되는 제1변속부와; 부 변속부는 캐리어가 트랜스퍼 피동기어와 일체로 연결되어 입력요소로 작용하고, 선기어와 트랜스퍼 피동기어 사이에 클러치와 일방향 클러치가 병렬로 연결되도록 함과 동시에 브레이크를 통하여 변속기 케이스와 가변적으로 연결하며, 애뉼러스 기어가 출력축과 연결되어 출력요소로 작용할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 자동차용 5속 변속장치.