KR0173993B1 - 자동차용 5속 변속장치 - Google Patents

Abstract

엔진의 출력을 1속에서 5속까지 변속하여 출력되도록 하기 위하여; 엔진의 동력을 전달하는 토오크 컨버터에 의해 회전하는 변속기 입력축 회전 동력을 제1유성기어장치로 전달하기 위하여 전진 선기어 축으로 동력을 전달하는 앞 클러치와, 후진 선기어 축으로 동력을 전달하는 뒤클러치 및 캐리어로 동력을 전달하는 엔드 클러치를 보유하고 있으며, 각 변속단에서 회전방향을 제어하기 위하여 설치되는 일방향 클러치와 로우리버스 브레이크 및 킥 다운 밴드 브레이크를 갖는 주 변속부와, 상기한 제1유성기어장치로부터 전달되는 회전동력을 체인으로 전달받는 트랜스퍼 피동 스프로켓의 회전동력을 1,2,3,4속에서 일체로 회전하여 종감속 유성기어장치로 전달하는 제2유성기어장치와, 이 제2유성기어장치의 선기어를 고정시켜 증속작용이 이루어질 수 있도록 제3브레이크가 설치되는 부 변속부로 구성됨을 특징으로 하는 자동차용 5속 변속장치를 제공한다.

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 축 32 : 후진 선기어 축

34 : 전진 선기어 36 : 후진 선기어

38 : 제1유성기어장치 40 : 캐리어

42 : 짧은 피니온 기어 44 : 긴 피니온 기어

46 : 애뉼러스 기어 50 : 트랜스퍼 구동 스프로켓

52 : 트랜스퍼 피동 스프로켓 54 : 체인

56 : 제2유성기어장치 68 : 종감속 유성기어장치

B1 : 로우 리버스 브레이크 B2 : 킥 다운 밴드 브레이크

B3 : 제3브레이크 C1 : 엔드 클러치

C2 : 앞 클러치 C3 : 뒤 클러치

C4 : 부변속 클러치 F1,F2,F3 : 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 다른 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 앞 뒤 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 브레이크 등의 마찰요소를 선택적으로 작용시켜 변속을 행하게 된다.

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

상기한 토오크 컨버터는 엔진의 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 바꾸어주는 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 되면 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 후진1단의 변속단을 얻도록 되어 있다.

그러나 자동차의 다용도화와 대형화가 이루어지고, 연속적인 고속주행이 이루어지고 있기 때문에 종래의 전진3,4단과 후진1단의 변속기는 고출력 엔진의 동력성능에 대응할 만한 내구성이 부족하고 또 연비가 나빠짐은 물론 주행중 소음이 심하게 발생하게 된다.

제3도는 종래의 래비뉴식 전자제어4단 변속장치의 동력 계통도로서, 엔진(E)과 토오크 컨버터(TC), 그리고 변속부(S)와 차동장치(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 용접 등으로 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(XI)에 연결되어 엔진의 회전력을 전달하도록 되어 있는데, 이 입력축(XI)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 짧은 피니온 기어(12)와 후진 선기어(8)와 직접 치차결합되는 긴 피니온 기어(14)를 갖고 있다.

상기한 짧은 피니온 기어(12)와 긴 피니온 기어(14)는 입력축(XI)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 애뉼러스 기어(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 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 유압제어 장치에 의해 뒤 클러치(C2)가 계합되어 입력축(XI)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 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)의 내측으로 치차결합되어 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 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(XI)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 밴브 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.

D레인지 3속에서는 유압제어장치에 의해 앞 클러치(C1), 뒤 클러치(C2), 엔드 클러치(C3)가 작동하게 되므로 입력축(XI)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(XI)의 회전수와 트랜스퍼 드라이브 기어(24)를 통하여 나가는 출력측의 회전수는 동일한 1:1의 감속비가 얻어지는 3속이 실현된다.

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

그러면 입력축(XI)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 밴브 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 공전하게 된다.

즉 애튤러스 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(XI)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 반시계 방향으로 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 전달하는 토오크 컨버터에 의해 회전하는 변속기 입력축 회전 동력을 제1유성기어장치로 전달하기 위하여 전진 선기어 축으로 동력을 전달하는 앞 클러치와, 후진 선기어 축으로 동력을 전달하는 뒤 클러치 및 캐리어로 동력을 전달하는 엔드 클러치를 보유하고 있으며, 각 변속단에서 회전방향을 제어하기 위하여 설치되는 일방향 클러치와 로우 리버스 브레이크 및 킥 다운 밴드 브레이크를 갖는 주 변속부와,

상기한 제1유성기어장치로부터 전달되는 회전동력을 체인으로 전달받은 트랜스퍼 피동 스프로켓의 회전동력을 1,2,3,4속에서 일체로 회전하여 종감속 유성기어장치로 전달하는 제2유성기어장치와, 이 제2유성기어장치의 선기어를 고정시켜 증속작용이 이루어질 수 있도록 제3브레이크가 설치되는 부 변속부로 구성됨을 특징으로 하는 자동차용 5속 변속장치를 제공한다.

상기한 주 변속부와 부 변속부에 설치되는 일방향 클러치는 동일한 방향의 회전을 제어하도록 구성된 자동차용 5속 변속장치를 제공한다.

상기한 제1유성기어장치의 후진 선기어는 2속,4속,5속에서 킥 다운 밴드 브레이크에 의해 고정됨을 특징으로 하는 자동차용 5속 변속장치를 제공한다.

상기한 종감속 유성기어장치의 애뉼러스 기어는 고정설치됨을 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 계통도로서, 토오크 컨버터(TC)는 엔진의 크랭크 축에 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)와 터어빈 런너(R)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(XI)에 직결되어 엔진의 회전력을 전달할 수 있도록 되어 있으며, 이 입력축(XI)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 앞 클러치(C2)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(XI)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 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 캐리어(40)와 일체로 되어 회전하는 애뉼러스 기어(46)의 내치차에 치차결합되어 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 반시계 방향의 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 킥 다운 밴드 브레이크(B2)에 의해 선택적으로 회전을 할 수 없는 구조로 되어 있다.

상기한 제1유성기어장치(38)의 애뉼러스 기어(46)는 트랜스퍼 구동스프로켓(50)과 일체로 회전하는 구조를 갖고 있는데, 이 스프로켓은 부변속부(S2)의 트랜스퍼 피동 스프로켓(52)과 치차결합되어 제1유성기어장치(38)의 변속비를 전달할 수 있도록 되어 있다.

상기한 트랜스퍼 피동 스프로켓(52)은 구동 스프로켓(50)과 체인(54)으로 전동가능하게 연결되어 회전력을 동일한 방향으로 전달받을 수 있도록 되어 있으며, 이 회전력을 제2유성기어장치(56)로 전달하도록 되어 있다.

상기한 제2유성기어장치(56)는 트랜스퍼 피동 스프로켓(52)과 직접 연결되는 캐리어(58)와 이 캐리어(58)에 설치되는 피니온 기어(60)를 포함하고 있으며, 이 피니온 기어(60)는 부변속 클러치(C4)를 통하여 회전력을 전달받는 선기어(62)의 외주와 치차물림되고 있다.

또한 상기한 피니온 기어(60)는 애뉼러스 기어(64)에 내치차물림되어 제2유성기어장치(56)를 구성하고 있는데, 선기어(62)는 제3브레이크(B3)에 의해 고정될 수 있는 구조를 갖는다.

상기한 애뉼러스 기어(64)는 캐리어(66)를 통하여 종감속 유성기어장치(68)의 선기어(70)와 연결되어 회전력을 전달할 수 있도록 되어 있으며, 이 선기어(70)의 외주에는 피니온 기어(72)가 치차물림되어 있으며, 이 피니온 기어(72)는 변속기 케이스(74)에 고정된 애뉼러스 기어(76)의 내치차에 물림되고 있다.

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

[P레인지]

P레인지는 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.

[R레인지]

R레인지는 후진 레인지로서, 유압제어장치에 의해 로우 리버스브레이크(B1)와 뒤 클러치(C3) 및 부변속 클러치(C4)가 작동하고 회전방향을 반력요소로 일방향 클러치(F1)(F2)가 작동하여 입력축(XI)의 회전력이 후진 선기어 축(32)으로 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 반시계 방향으로 회전을 하게 된다.

이 회전력은 애뉼러스 기어(46)에 전달되어 이 애뉼러스 기어(46)를 반시계 방향으로 회전시켜 트랜스퍼 구동 스프로켓(50)을 동일한 방향으로 회전시키게 된다.

따라서 트랜스퍼 구동 스프로켓(50)와 체인(54)으로 전동가능하게 연결되어 있는 부 변속부(S2)의 트랜스퍼 피동 스프로켓(52)은 반시계 방향으로 회전하면서 제2유성기어장치(56)의 캐리어(58)로 회전력을 전달하게 된다.

이때 캐리어(58)와 함께 회전하는 피니온 기어(60)에 의해 선기어(62)가 시계 방향으로 회전을 하여 더욱 빠른 속도로 회전을 하려고 하지만, 일방향 클러치(F2)에 의해 트랜스퍼 피동 스프로켓(52)의 회전력을 받기 때문에 엔진 브레이크가 걸리면서 제2유성기어장치(56)는 일체로 회전하게 된다.

이 회전력은 애뉼러스 기어(64)를 통하여 종감속 유성기어장치(68)의 선기어(70)로 전달되는데, 애뉼러스 기어(76)가 고정된 구조로 되어 있기 때문에 이곳에서 최종감속이 이루어지면서 차동장치(D)로 동력이 전달되어 차량이 후진하게 된다.

[D레인지 1속]

변속레버가 D레인지로 선택되면 트랜스밋션 제어 유닛은 유압제어장치를 통하여 앞 클러치(C2)를 작동시키게 된다.

이러한 작용으로 입력축(XI)의 회전동력은 앞 클러치(C2)를 통하여 전진 선기어 축(30)으로 전달되면서 전진 선기어(34)를 시계 방향으로 회전시키게 된다.

이 전진 선기어(34)의 회전력은 짧은 피니온 기어(42)로 전달되어 이 기어를 반시계 방향으로 회전시키고 이 짧은 피니온 기어(42)는 긴 피니온 기어(44)를 시계 방향으로 회전시키게 되는데, 이 긴 피니온 기어(44)는 후진 선기어(36)와 직접 치차물림이 되어 있기 때문에 후진 선기어(36)를 반시계 방향으로 회전시키게 된다.

이러한 상태로 제1유성기어장치(38)는 회전을 하게 되는데, 일방향 클러치(F1)가 반시계 방향의 회전을 제어하기 때문에 긴 피니온 기어(44)를 통하여 1속의 변속비가 애뉼러스 기어(46)로 전달되면서 트랜스퍼 구동 스프로켓(50)을 시계 방향으로 회전시키게 된다.

이 회전력은 체인(54)을 통하여 트랜스퍼 피동 스프로켓(52)으로 전달되어 제2유성기어장치(56)의 캐리어(58)를 회전시키게 된다.

따라서 캐리어(58)에 설치된 피니온 기어(60)가 시계 방향으로 자전과 공전을 하면서 회전하게 되므로 애뉼러스 기어(64)는 일체로 회전하면서 종감속 유성기어장치(68)로 회전력을 전달하여 최종적으로 감속을 하면서 차동장치(D)로 동력을 전달하여 차량을 전진시키게 된다.

[D레인지 2속]

1속 상태에서 차속이 점점 빨라지게 되면, 트랜스미션 제어 유닛에 의해 유압제어장치는 앞 클러치(C2)의 작동을 계속 유지시키면서 킥 다운 밴드 브레이크(B2)를 작동시키게 된다.

그러면 입력축(XI)의 회전동력이 앞 클러치(C2)를 통하여 제1유성기어장치(38)로 전달되어 1속과 같이 일체로 회전하게 되는데, 이때 킥 다운 밴드 브레이크(B2)가 후진 선기어 축(32)를 고정시키고 있으므로 후진 선기어(36)는 어느 방향으로도 회전을 하지 않게 된다.

따라서 긴 피니온 기어(44)는 자전과 공전을 하면서 애뉼러스 기어(46)로 회전력을 전달하게 되므로 그 자전력이 더하여져 1속보다 빠른 상태로 회전하면서 트랜스퍼 구동 스프로켓(50)으로 2속의 변속비를 전달하게 된다.

이 회전력은 체인(54)을 통하여 트랜스퍼 피동 스프로켓(52)으로 전달되어 부 변속부(S2)로 전달되는데, 이곳에서는 1속과 동일한 경로를 거쳐 동력이 전달된다.

[D레인지 3속]

2속에서 차속이 점점 빨라짐으로서 유압제어장치는 앞 클러치(C2)의 작동을 계속 유지시키면서 엔드 클러치(C1)와 뒤 클러치(C3)를 동시에 작동시키게 된다.

이러한 작용으로 입력축(X1)의 회전동력은 캐리어(40)와 전진 선기어축(30) 및 후진 선기어 축(32)을 통하여 동시에 제1유성기어장치(38)로 전달되기 때문에 이 제1유성기어장치(38)는 일체로 회전하는 상태가 되면서 이 회전동력을 트랜스퍼 구동 스프로켓(50)으로 전달하게 된다.

이때 제1유성기어장치(38)는 입력축(XI)의 회전동력을 그대로 전달하는 결과가 되므로 2속보다 빠른 상태로 체인(54)을 통하여 부 변속부(S2)로 회전력을 전달하게 된다.

부 변속부(S2)로 전달된 회전동력은 제2유성기어장치(56)를 통하여 3속과 동일한 작용으로 종감속 유성기어장치(68)에 전달되어 최종적으로 감속되면서 차동장치(D)로 전달된다.

[D레인지 4속]

3속에서 차속이 빨라짐으로서 유압제어장치는 앞 클러치(C2)와 뒤 클러치(C3)의 작동을 해제시키고 엔드 클러치(C1)의 작동만을 계속적으로 유지시키고 다시 킥 다운 밴드 브레이크(B2)를 작동시켜 입력축(XI)의 회전동력을 캐리어(40)를 통하여 제1유성기어장치(38)로 전달하게 된다.

이러한 작용으로 캐리어(40)에 설치된 짧은 피니온 기어(42)가 시계 방향으로 공전과 자전력을 받게 되므로 긴 피니온 기어(44)가 시계 방향으로 회전을 하여 후진 선기어(36)에 대하여 회전력을 가하게 되는데, 킥 다운 밴드 브레이크(B2)가 후진 선기어 축(32)를 고정시키고 있는 상태이므로 긴 피니온 기어(44)의 자전이 합하여진 회전수가 애뉼러스 기어(46)로 전달되어 3속보다 빠른 속도로 트랜스퍼 구동 스프로켓(50)을 회전시키게 된다.

이 회전력은 체인(54)을 통하여 트랜스퍼 피동 스프로켓(52)으로 전달되면서 제2유성기어장치(56)로 회전력을 전달하여 3속과 동일한 동력전달 경로를 거쳐 종감속 유성기어장치(68)로 전달되어 최종적으로 감속이 이루어지고 차동장치(D)로 회전력이 전달된다.

[D레인지 5속]

4속에서 차속이 빨라지고 스로틀 밸브의 개도가 증가함에 의해 유압제어장치는 엔드 클러치(C1)와 킥 다운 밴드 브레이크(B2)를 주변속부(S1)에서 작동시키고 부 변속부(S2)에서 제3브레이크(B3)를 작동시키게 되므로 주 변속부(S1)의 변속작용은 4속과 동일하게 이루어진다.

4속의 변속비가 전달되는 트랜스퍼 피동 스프로켓(52)은 그 회전력을 캐리어(58)를 통하여 제2유성기어장치(56)의 피니온 기어(60)로 전달하게 되는데, 이때 제3브레이크(B3)가 작동하여 선기어(62)의 회전을 제어하기 때문에 피니온 기어(60)는 공전과 자전을 하게 되므로 애뉼러스 기어(64)는 자전분에 해당하는 만큼의 회전력을 전달받아 4속보다 빠른 회전속도로 캐리어(66)를 통하여 종감속 유성기어장치(68)로 회전력을 전달하게 된다.

이러한 작용으로 5속이 이루어지면서 차량이 주행하게 되므로 차륜에서 역으로 전달되는 회전력이 제2유성기어장치(56)의 선기어(62)를 통하여 트랜스퍼 피동 스프로켓(52)으로 전달되지만, 일방향 클러치(F2)에 의해 더 빠른 속도로는 회전을 하지 못하게 되므로 엔진 브레이크가 작동하게 된다.

이하 변속레버가 4레인지, 3레인지, 2레인지로 선택되는 경우에도 제2도의 작동 요소표에 의한 동력전달에 의해 D레인지에서와 같이 변속이 이루어지므로 설명은 생략한다.

이상 설명한 바와 같이 본 별명에 의한 5속 변속장치는, 엔진의 출력을 1속에서 5속까지 변속할 수 있으므로 연비를 향상시킬 수 있으며, 구동성을 좋게할 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 싱글 피니언과 더블 피니언을 보유하는 단순 유성기어셋트의 조합으로 이루어지는 제1유성기어장치로서 변속기 입력축상에 배치되는 주변속부와; 단순 유성기어셋트로 이루어지는 제2유성기어장치로서, 상기 변속기 입력축과 소정의 간격을 두고 평행하게 배치된 출력축상에 배치되는 부변속부를 포함하여 이루어지는 자동변속기의 변속장치에 있어서, 상기 주 변속부와 부 변속부를 상호 체인구동에 의하여 동력이 전달되도록 하되, 상기 주 변속부는 전진 선기어 축이 입력축과 앞 클러치를 개재시켜 연결되고, 후진 선기어 축이 뒤 클러치를 개재시켜 입력축과 연결됨과 동시에 킥 다운 밴드 브레이크에 의하여 선택적인 반력요소로 작용할 수 있도록 하며, 캐리어가 엔드 클러치를 개재시켜 입력축과 연결됨과 동시에 일방향클러치와 로우 리버스 브레이크를 통해 변속기 케이스에 연결되고, 애뉼러스 기어가 트랜스퍼 구동 스프로켓과 일체로 형성되어 출력요소로 작용할 수 있도록 이루어지고, 상기 부 변속부의 제2유성기어장치는 캐리어가 트랜스퍼 피동 스프로켓과 일체로 연결되어 입력요소로 작용하고, 선기어와 트랜스퍼 피동 스프로켓 사이에 클러치와 일방향 클러치가 병렬상태로 연결되도록 함과 동시에 브레이크를 통하여 변속기 케이스와 가변적으로 연결하며, 애뉼러스 기어가 차동장치와 연결되어 출력요소로 작용할 수 있도록 이루어지며, 단순 유성기어장치로 이루어져 상기 부 변속부의 제2유성기어장치로부터 입력되는 회전동력을 최종적으로 감속시켜 출력하는 종감속 유성기어장치를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 자동차용 5속 변속장치.
2. 제1항에 있어서, 주 변속부와 부 변속부에 설치되는 일방향 클러치는 동일한 방향의 회전을 제어하도록 구성된 자동차용 5속 변속장치.
3. 제1항에 있어서, 종감속 유성기어장치는 선기어가 제2유성기어장치의 애뉼러스 기어와 연결되고, 애뉼러스 기어가 변속기 케이스(74)와 고정적으로 연결되며, 캐리어가 차동장치와 연결됨을 특징으로 하는 자동차용 5속 변속장치.