KR100243581B1 - 차량용 5속 자동 변속기의 기어 트레인 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 5속 자동 변속기의 기어 트레인에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 주행상태에 따라 전진 1속에서 5속까지 변속비를 출력하고, 후진 1속의 변속비를 출력할 수 있도록 한 비동기식 쉬프트 자동변속기의 기어 트레인에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 마찰요소가 1세트 감소됨으로써 부품수 감소, 전장 감소 및 하중 감소의 효과를 얻을 수 있다.

Description

차량용 5속 자동 변속기의 기어 트레인
제1도는 종래의 5속 자동변속기의 기어 트레인을 나타내는 도면이고,
제2도는 본 발명에 관한 5속 자동변속기의 기어 트레인을 나타내는 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 토오크 컨버터 P : 컨버터 펌프
T : 컨버터 터빈 S : 컨버터 스테이터
4 : 입력축 6 : 트랜스퍼 드라이브 기어
8 : 트랜스퍼 드리븐 기어 10 : 출력축
12 : 유성기어장치 S1 : 제1선 기어
S2 : 제2선 기어 S3 : 제3선 기어
PC1 : 제1피니온 기어 PC2 : 제2피니온 기어
PC3 : 제3피니온 기어 R1 : 제1링 기어
R2 : 제2링 기어 R3 : 제3링 기어
C1 : 제1마찰요소 C2 : 제2마찰요소
C3: 제3마찰요소 C4 : 제4마찰요소
C5 : 제5마찰요소 B1 : 제6마찰요소
B2 : 제7마찰요소 B3 : 제8마찰요소
B4 : 제9마찰요소 F1 : 제1일방향 클러치
F2 : 제2일방향 클러치 F3 : 제3일방향 클러치
F4 : 제4일방향 클러치 D : 디퍼렌셜
본 발명은 차량용 5속 자동 변속기의 기어 트레인에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 주행상태에 따라 전진 1속에서 5속까지 변속비를 출력하고, 후진 1속의 변속비를 출력할 수 있도록 한 비동기식 쉬프트 자동변속기의 기어 트레인에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 자동 변속기는 토오크 컨버터와 피동축(Driven Shaft)사이에 연결된 유성기어장치를 포함한다.
상기한 유성기어장치는, 선기어와 다수개의 유성(피니온)기어 및 이들 유성기어를 연결하는 유성 캐리어, 그리고 링기어를 포함하여 이루어진다.
다수개의 클러치들과 브레이크들(마찰요소)은, 요구되는 변속비를 내기 위해 유성기어장치의 기어들을 선댁적으로 고정하거나 혹은 이들이 입력요소로 사용된다.
종래의 비동기식 쉬프팅 5속 자동 변속기는 4개의 일방향 클러치와 9개의 마찰요소로 구성되나, 본 발명의 목적은 이를 감소시킬 수 있는 구조의 5속 자동변속기를 제공하는 것이다.
제1도는 종래의 자동 변속기의 기어 트례인을 나타내는 도면으로서, 엔진(미도시)과 토오크 컨버터(2)를 통하여 회동가능하게 연결되는 입력축(4)과, 이 입력축과 제1유성기어장치(12)를 통하여 결합되는 트랜스퍼 드라이브 기어(6) 및 이 트랜스퍼 드라이브 기어와 미도시된 일련의 기어열을 통해 치차결합되어 입력축(4)의 회전구동력을 차동장치(D)로 전달하는 트랜스퍼 드리븐 기어(8)를 포함하고 있다.
상기한 드라이브 기어(6)와 드리븐 기어(8)는 이들 기어비를 통하여 변속비를 출력하게 되는 것으로서 이들 기어의 잇수에 의해 변속이 이루어진다.
상기한 드리븐 기어(8)와 출력축(10) 사이에는 제5마찰요소(C5)가 설치되어 이 요소가 작동시 입력축(4)의 회전동력을 출력축(10)으로 전달할 수 있도록 되어 있으며, 변속시 충격을 줄여주기 위한 수단으로 제5마찰요소(C5)와 출력축(10) 사이에는 반력요소로 제4일방향 클러치(F4)가 설치되어 있다. 다시 상기 출력축(10)의 회전은 제2유성기어장치(13)를 통해 디퍼렌셜(D)에 연결되어 있다.
상기한 제4일방향 클러치(F4)는 엔진측에서 보아 엔진의 동력이 반시계 방향으로 전달될 수 있는 구조로서 1속에서 타성주행시 차량의 역구동 토오크가 엔진에 전달되지 않도록 되어 있다.
본 실시예에 의한 기어 트레인은 제1유성기어장치(12)를 포함하여 이루어지는데, 이 유성기어장치(12)는 제1, 제2선기어(Sl,S2), 제1, 제2피니온 기어(PC1,PC2), 유성캐리어(18) 및 제1, 제2링기어(R1,R2)를 포함한다.
제1선기어(S1)는 제1마찰요소(C1)를 통하여 또는 제2마찰요소(C2) 및 제1일방향 클러치(F1)를 통하여 입력축과 접속되어 있다. 또한 제1링기어(R1) 및 제2피니온기어(PC2)는 제3마찰요소(C3)를 통하여 입력축과 연결되며, 제2선기어(S2)는 제4마찰요소(C4)를 통하여 입력축과 연결되며 동시에 제7마찰요소(B2) 및 제3일방향 클러치(F3)를 통하여 변속기 케이스 내측에 접속되어 진다. 제2유성기어 역시 제6마찰요소(Bl) 및 제2일방향 클러치를 통하여 변속기 케이스 내측에 접속되어 진다.
유성기어장치(12)의 제2선기어(S2)를 고정시키기 위하여 제8마찰요소(B3)를 변속기 케이스(T) 내측으로 설치하고 있다.
상기한 제8마찰요소(B3)는 해당동력전달부재의 외주를 잡아 회전을 중단시킬 수 있는 밴드 브레이크류가 사용될 수 있다.
한편, 제2링기어(R2) 및 제1피니언기어(PC1)가 트랜스퍼 드라이브 기어(6)와 접속되어 있다.
제1도에 따른 각 변속단별 작동요소를 <표 1>에 작동표로서 나타내었다.
여기에서, C1내지 B4는 제1 내지 제9마찰요소를, F1 내지 F4는 제1 내지 제4일방향 클러치를, E/B는 엔진 브레이크를 나타내며, 기호 X는 잡혀 있으나 변속 또는 동력전달에 영향을 주지 못함을 나타내며, 기호 i는 입력을, 기호 t는 드라이브시 동력전달을, 기호 d 및 c는 드라이브 및 코우스팅(coasting)시 각각 동력전달 및 반력임을, 그리고 r은 드라이브시 반력임을 나타낸다.
[표 1]
이에 반해 제2도에서는 본 발명에 관한 비동기식 쉬프트 5속 자동변속 기의 기어 트레인 구조를 작동 선도로서 나타내고 있으며, <표 2>는 이에 따른 변속단별 작동요소, 즉 제2도의 기어 트레인이 전진 5속과 후진 1속의 변속비를 낼 수 있도록 하는 각 변속단별 마찰요소의 작동표이다.
본 발명에서는, 종래의 제2마찰요소를 제거하고 제1일방향 클러치의 위치를 변경하여 동일한 변속 성능을 얻을 수 있으며 상기 마찰요소를 제거한 만큼의 하중감소를 도모한다. 즉, 변속단별 작동요소표에서 보는 바와 같이 변속 메카니즘을 변경하여 작동요소의 수를 크게 줄일 수 있다.
본 발명에 관한 기어트레인을 제2도를 들어 좀 더 상술하면, 제2마찰요소(C2)를 제거하고, 제1일방향 클러치는 제4마찰요소(C4)와 입력축(4)에 접속한다. 따라서 이때의 변속단별 작동요소는 <표 2>에서와 같이 간략화 될 수 있다. <표 2>에서 기호 s는 쉬프트시의 반력임을 나타낸다.
이상, 본 발명에 의하면, 마찰요소가 1세트 감소됨으로써 부품수 감소, 전장 감소 및 하중 감소의 효과를 얻을 수 있다.
또한 3↔4, 4 ↔5속 변속 메카니즘을 변속하므로써 클러치 드래그(Drag)손실, 회전관성 손실 및 기어링 손실을 줄여주어 효율이 개선 된다.
게다가, 작동요소의 수를 대폭 줄여줌으로써 오일 펌프 용량 및 ATF양을 줄여 줄 수 있으며 마찰요소의 내구수명 연장에도 기여한다.
[표 2]
또한, 본원발명을 편의상 일실시례를 예로 들어 설명하였으나, 이외에도 여러가지 변형례가 가능하며, 이외에도 상기 실시례에 의하여 통상의 기술자에 의하여 당연히 용이하게 변경가능한 다른 변경례도 본원발명의 기술사상을 벗어나지 않는 한, 본 발명의 범위를 넘지 않는다. 따라서 상기 실시례가 어떠한 의미에서건 본 발명을 제한하는 의미로 해석되어져서는 않되며, 단지 본 발명은 다음의 특허청구범위에 의해서만 제한되는 것으로 해석되어 진다.

Claims (3)

  1. 엔진과 토오크 컨버터(2)를 통하여 회동가능하게 연결되는 입력축(4)과, 이 입력축상에 마찰요소를 통해 결합되는 제1유성기어장치(12)와, 상기 제1유성장치를 통하여 결합되는 트랜스퍼 드라이브 기어(6) 및 이 트랜스퍼 드라이브 기어와 일련의 유성기어열을 통해 치차결합되어 입력축(4)의 회전구동력을 차동장치(D)로 전달하는 트랜스퍼 드리븐 기어(8)를 포함하여 이루어지되, 상기 유성기어장치(12)는 제1, 제2선기어(S1,S2)와, 제1, 제2피니온 기어(PC1,PC2), 유성캐리어(18) 및, 제1,제2링기어(R1,R2)를 포함하며, 상기 제1선기어(S1)는 제1마찰요소(C1)를 통하여 입력축과 접속되어 있고, 상기 제2선기어(S2)는 제7마찰요소(B2) 및 제3일방향 클러치(F3)를 통하여 변속기 케이스 내측에 접속되고, 상기 제2유성기어는 제6마찰요소(B1) 및 제2일방향 클러치를 통하여 변속기 케이스 내측에 접속되어 이루어지는 5속 자동변속기의 기어트레인에 있어서, 상기 제2선기어(S2)는 제1일방향 클러치(F1)를 통하여 상기 입력축에 연결되며, 상기 제1링기어(R1) 및 제2피니온기어(PC2)는 상기 제1일방향 클러치 및 제3 또는 제4마찰요소(C3,C4)를 통하여 입력축과 더 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 5속 자동변속기의 기어트레인.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유성기어장치(12)의 제2선기어(S2)를 고정시키도록 제8마찰요소(B3)를 변속기 케이스(T) 내측으로 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 5속 자동변속기의 기어트레인.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 드리븐 기어(8)와 출력축(10) 사이에는 제5마찰요소(C5)가 설치되어 이 요소가 작동시 입력축(4)의 출력축(10)으로 전달하도록 되어 있으며, 변속시 충격을 줄여주기 위한 수단으로 제5마찰요소(C5)와 출력축(10) 사이에는 반력요소로 제4일방향 클러치(F4)가 설치되어 있고, 상기 출력축(10)의 회전은 제2유성기어장치(13)를 통해 디퍼랜셜(D)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 5속 자동변속기의 기어트레인.
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