KR100564194B1

KR100564194B1 - 차량용 다단 자동 변속기

Info

Publication number: KR100564194B1
Application number: KR1020040058498A
Authority: KR
Inventors: 이시마루와따루
Original assignee: 쟈트코 가부시키가이샤
Priority date: 2003-07-28
Filing date: 2004-07-27
Publication date: 2006-03-27
Also published as: US20050026739A1; JP2005042790A; JP3837128B2; KR20050013946A; US7282007B2; DE102004035768B4; DE102004035768A1

Abstract

본 발명의 과제는 기어비의 와이드화를 도모하면서 다단화를 도모하는 것이 가능한 차량용 다단 자동 변속기를 제공하는 것이다.

적어도 항상 고정되어 있는 회전 멤버를 갖고, 3개의 회전 멤버로 구성되는 감속 유성 기어(G1)와 제1 클러치(C1)와 제2 클러치(C2)를 구비하고, 고정 감속비를 갖는 제1 동력 전달 경로(P1)와, 제3 클러치(C3)를 구비하고, 상기 고정 감속비와 동일 방향이고, 또한 상기 고정 감속비보다도 작은 변속비를 갖는 제2 동력 전달 경로(P2)와, 상기 출력부에 연결하여 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 회전 멤버를 갖는 변속 유성 기어 세트와, 상기 회전 멤버를 고정하는 제1, 제2, 제3 브레이크(B1, B2, B3)를 입력부와 출력부 사이에 갖는 차량용 다단 자동 변속기로 하였다.

제1 유성 기어, 제1 클러치, 제2 클러치, 제3 클러치, 입력축, 출력 기어

Description

차량용 다단 자동 변속기 {VARIABLE SPEED AUTOMATIC TRANSMISSION FOR VEHICLE}

도1은 제1 실시예의 차량용 다단 자동 변속기를 도시하는 골격도.

도2는 제1 실시예의 차량용 다단 자동 변속기에서의 체결 작동표를 나타내는 도면.

도3은 제1 실시예의 차량용 다단 자동 변속기의 공선도.

도4는 제1 실시예의 1속 내지 3속의 토크 전달 경로를 나타내는 골격도.

도5는 제1 실시예의 4속 내지 6속의 토크 전달 경로를 나타내는 골격도.

도6은 제1 실시예의 7속 내지 8속의 토크 전달 경로를 나타내는 골격도.

도7은 제1 실시예의 후퇴 1속 및 후퇴 2속의 토크 전달 경로를 나타내는 골격도.

도8은 제2 실시예의 차량용 다단 자동 변속기를 표시하는 골격도.

도9는 제2 실시예의 차량용 다단 자동 변속기의 공선도.

도10은 제2 실시예의 1속 내지 3속의 토크 전달 경로를 나타내는 골격도.

도11은 제2 실시예의 4속 내지 6속의 토크 전달 경로를 나타내는 골격도.

도12는 제2 실시예의 7속 내지 8속의 토크 전달 경로를 나타내는 골격도.

도13은 제2 실시예의 후퇴 1속 및 후퇴 2속의 토크 전달 경로를 나타내는 골 격도.

도14는 전진 6속 타입의 차량용 다단 자동 변속기를 표시하는 골격도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

G1 : 제1 유성 기어

C1 : 제1 클러치

C2 : 제2 클러치

C3 : 제3 클러치

B1 : 제1 브레이크

B2 : 제2 브레이크

B3 : 제3 브레이크

Input : 입력축(입력부)

Output : 출력 기어(출력부)

본 발명은, 변속단의 다단화 요구가 있는 차량의 변속 장치로서 유용하고, 특히 자동차의 구동원 출력축에 접속되는 자동 변속기의 기어 변속부에 이용하는 데 적합한 차량용 다단 자동 변속기에 관한 것이다.

전진 6속 이상의 변속 장치를 달성하는 기술로서, 특허 문헌 1에 기재된 기술이 개시되어 있다. 이 특허 문헌 1에 기재된 기술로는 회전 멤버 중 하나가 고 정된 감속 유성 기어와, 라비뇨형의 유성 기어와, 3개의 클러치와 2개의 브레이크로 구성되는 전진 6속의 변속 장치가 기재되어 있다. 또한, 이 전진 6속의 변속 장치에 대해, 클러치(C4)를 추가함으로써 한층 더 다단화를 도모한 전진 8속의 변속 장치도 기재되어 있다.

[특허 문헌 1]

일본 특허 공개 제2001-182785호 공보(제4 페이지 하단 표 2, 도1 참조)

그러나, 상술한 종래 기술에 있어서는 전진 6속의 자동 변속기를 다단화할 때, 전진 6속의 변속 장치의 3속과 4속 사이에 1단, 전진 6속의 변속 장치의 4속과 5속 사이에 1단을 추가하여 각 변속단을 크로스레시오화함으로써, 전진 8속의 변속 장치에의 다단화를 달성하고 있기 때문에, 다단화에 따라서 변속 장치의 레시오커버리지(최저 변속단 기어비/최고 변속단 기어비)는 변화하지 않는다. 따라서, 연비의 향상에 공헌하는 기어비의 와이드화를 요구되는 오늘날에는, 상기 변속 장치로는 공통된 유성 기어비를 사용한 전진 6속 내지 전진 8속으로의 다단화에 의한 기어비의 와이드화는 곤란하다.

본 발명은, 상기 문제에 착안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는 기어비의 와이드화를 도모하면서 다단화를 도모하는 것이 가능한 차량용 다단 자동 변속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 청구항 1에 기재된 발명으로서는 적어도 항상 고정되어 있는 회전 멤버를 갖고, 3개의 회전 멤버로 구성되는 감속 유성 기어(G1) 와 제1 클러치(C1)와 제2 클러치(C2)를 구비하고, 고정 감속비를 갖는 제1 동력 전달 경로(P1)와, 제3 클러치(C3)를 구비하고, 상기 고정 감속비와 동일 방향이고, 또한 상기 고정 감속비보다도 작은 변속비를 갖는 제2 동력 전달 경로(P2)와, 상기 출력부에 연결하여 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 회전 멤버를 갖는 변속 유성 기어 세트와, 상기 회전 멤버를 고정하는 제1, 제2, 제3 브레이크(B1, B2, B3)를 입력부와 출력부 사이에 갖는 차량용 다단 자동 변속기로 하였다.

특히, 변속 유성 기어 세트는 제2 선 기어(S2), 제3 선 기어(S3) 및 제4 선 기어(S4)와, 제3 선 기어(S3)에 맞물리는 하나의 제2 피니온(Pb1)과, 제2 피니온(Pb1)에 맞물리고, 또한 제2 선 기어(S2)에 맞물리는 대직경부와 제4 선 기어(S4)에 맞물리는 소직경부를 갖는 단차식 형상의 제3 피니온(Pb2)과, 제2 피니온(Pb1) 및 제3 피니온(Pb2)을 지지하는 제2 캐리어(PC2)와, 제3 피니온(Pb2)에 맞물리는 제2 링 기어(R2)로 구성되는 것으로 하였다.

청구항 2에 기재된 발명으로서는, 적어도 항상 고정되어 있는 회전 멤버를 갖고, 3개의 회전 멤버로 구성되는 감속 유성 기어(G1)와 제1 클러치(C1)와 제2 클러치(C2)를 구비하고, 고정 감속비를 갖는 제1 동력 전달 경로(P1)와, 제3 클러치(C3)를 구비하고, 상기 고정 감속비와 동일 방향이고, 또한 상기 고정 감속비보다도 작은 변속비를 갖는 제2 동력 전달 경로(P2)와, 상기 출력부에 연결하여 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 회전 멤버를 갖는 변속 유성 기어 세트와, 상기 회전 멤버를 고정하는 제1, 제2, 제3 브레이크(B1, B2, B3)를 입력부와 출력부 사이에 갖는 차량용 다단 자동 변속기로 하였다.

특히 변속 유성 기어 세트는 제2 선 기어(S2) 및 제3 선 기어(S3)와, 제3 선 기어(S3)에 맞물리는 하나의 제2 피니온(Pb1)과, 제2 피니온(Pb1)에 맞물리고, 또한 제2 선 기어(S2)에 맞물리는 제3 피니온(Pb2)과, 제3 피니온(Pb2)에 맞물리는 제4 피니온(Pb3)을 지지하는 제2 캐리어(PC2)와, 제3 피니온(Pb2)에 맞물리는 제2 링 기어(R2)와, 제4 피니온(Pb3)에 맞물리는 제3 링 기어(R3)로 구성되는 것으로 하였다.

청구항 3에 기재된 발명으로서는, 청구항 1, 2에 기재된 구성을 갖는 차량용 다단 자동 변속기에 대해, 특히 제1 클러치(C1)와 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 새로운 2속을 추가하고, 제3 클러치(C3)와 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 새로운 8속을 추가하였다.

청구항 4에 기재된 발명으로서는, 적어도 항상 고정되어 있는 회전 멤버를 갖고, 3개의 회전 멤버로 구성되는 감속 유성 기어(G1)와 제1 클러치(C1)와 제2 클러치(C2)를 구비하고, 고정 감속비를 갖는 제1 동력 전달 경로(P1)와, 제3 클러치(C3)를 구비하고, 상기 고정 감속비와 동일 방향이고, 또한 상기 고정 감속비보다도 작은 변속비를 갖는 제2 동력 전달 경로(P2)와, 출력부에 연결하여 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 회전 멤버를 갖는 변속 유성 기어 세트와, 회전 멤버를 고정하는 제1, 제2, 제3 브레이크(B1, B2, B3)를 입력부와 출력부 사이에 갖는 차량용 다단 자동 변속기로 하였다.

또한, 제1 클러치(C1)를, 제1 회전 멤버를 선택적으로 제1 동력 전달 경로(P1)를 경유하여 입력부에 연결 가능하게 하는 클러치로 하고, 제2 회전 멤버는 출 력부에 연결되어 있고, 제3 클러치(C3)를, 제3 회전 멤버를 선택적으로 제2 동력 전달 경로(P2)를 경유하여 입력부에 연결 가능하게 하는 클러치로 하고, 제1 브레이크(B1)를, 제3 회전 멤버를 선택적으로 고정 가능한 브레이크로 하고, 제2 클러치(C2)를, 제4 회전 멤버를 선택적으로 제1 동력 전달 경로(P1)를 경유하여 입력부에 연결 가능하게 하는 클러치로 하고, 제2 브레이크(B2)를, 제4 회전 멤버를 선택적으로 고정 가능한 브레이크로 하고, 제3 브레이크(B3)를, 제5 회전 멤버를 선택적으로 고정 가능한 브레이크로 하였다.

이하, 본 발명의 차량용 다단 자동 변속기를 실현하는 제1 실시예와 제2 실시예를 첨부 도면을 기초로 하여 설명한다.

(제1 실시예)

우선, 구성을 설명한다. 제1 실시예는, 청구항 1, 3, 4에 기재된 발명에 대응하는 차량용 다단 자동 변속기로, 도1은 제1 실시예의 차량용 다단 자동 변속기를 도시하는 골격도이다.

제1 실시예의 차량용 다단 자동 변속기는, 도1의 좌단부에 감속 장치로서의 싱글 피니온형의 제1 유성 기어(G1)(특허 청구의 범위에 기재된 감속 유성 기어에 상당)를 배치하고, 축 방향으로 병렬로 변속 유성 기어 세트를 배치한 예이다.

제1 유성 기어(G1)는 제1 선 기어(S1)와, 제1 링 기어(R1)와, 양 기어(S1, R1)에 맞물리는 제1 피니온(P1)을 지지하는 제1 캐리어(PC1)를 갖는 감속 장치로서의 싱글 피니온형 유성 기어이다.

변속 유성 기어 세트는 제2 선 기어(S2), 제3 선 기어(S3) 및 제4 선 기어(S4)와, 제2 및 제4 선 기어(S2, S4)의 각각에 맞물리는 단차식 형상의 제3 피니온(Pb2)과, 이 제(3)의 피니온(Pb2)에 맞물리는 제2 피니온(Pb1)을 지지하는 제2 캐리어(PC2)와, 제3 피니온(Pb2)에 맞물리는 제2 링 기어(R2)를 갖는 유성 기어이다. 제3 피니온(Pb2)의 소직경부에는 제4 선 기어가 맞물리고, 제3 피니온(Pb2)의 대직경부에는 제2 선 기어(S2)가 맞물리는 동시에, 제2 피니온(Pb1)이 맞물리고, 이 제2 피니온(Pb1)과 제3 선 기어(S3)가 맞물리고 있다.

이 변속 유성 기어 세트는 5개의 회전 멤버를 갖고 있다. 제1 회전 멤버는 제3 선 기어(S3)와 일체로 회전하는 멤버이다. 제2 회전 멤버는 제2 링 기어(R2)와 일체로 회전하는 멤버이고, 출력 기어(Output)와 연결되어 있다. 제3 회전 멤버는 제2 캐리어(PC2)와 일체적으로 연결하는 멤버이다. 제4 회전 멤버는 제2 선 기어(S2)와 일체로 회전하는 멤버이다. 제5 회전 멤버는 제4 선 기어(S4)와 일체로 회전하는 멤버이다.

입력축(Input)은 제1 링 기어(R1)에 연결되어 구동원인 도시하지 않은 엔진으로부터의 회전 구동력을 토크 컨버터 등을 통해 입력한다.

출력 기어(Output)는 제2 링 기어(R2)에 연결되어 출력 회전 구동력을 도시하지 않은 최종 기어 등을 통해 구동륜에 전달한다.

제1 클러치(C1)는 제1 캐리어(PC1)와 제3 선 기어(S3)(제1 회전 멤버)를 선택적으로 단락접속하는 클러치이다.

제2 클러치(C2)는 제1 캐리어(PC1)와 제2 선 기어(S2)(제4 회전 멤버)를 선 택적으로 단락접속하는 클러치이다.

제3 클러치(C3)는 입력축(Input)과 제2 캐리어(PC2)(제3 회전 멤버)를 선택적으로 단락접속하는 클러치이다.

제1 브레이크(B1)는 제2 캐리어(PC2)(제3 회전 멤버)의 회전을 선택적으로 정지시키는 브레이크이다.

제2 브레이크(B2)는 제2 선 기어(S2)(제4 회전 멤버)의 회전을 선택적으로 정지시키는 브레이크이다.

제3 브레이크(B3)는 제4 선 기어(S4)(제5 회전 멤버)의 회전을 선택적으로 정지시키는 브레이크이다.

상기 각 클러치(C1, C2, C3) 및 브레이크(B1, B2, B3)에는, 도2의 체결 작동표에 나타내는 바와 같이 각 변속단에서 체결압(● 표시)이나 해방압(무표시)을 발생시키는 도시하지 않은 변속 유압 제어 장치(변속 제어 수단)가 접속되어 있다. 또한, 변속 유압 제어 장치로서는 유압 제어식, 전자 제어식, 유압 + 전자 제어식 등이 채용된다.

다음에, 작용을 설명한다.

[변속 작용]

도2는 제1 실시예의 차량용 다단 자동 변속기에서의 체결 작동표를 나타내는 도면, 도3은 제1 실시예의 차량용 다단 자동 변속기에 있어서 각 변속단에 있어서의 멤버의 회전 정지 상태를 나타내는 공선도, 도4 내지 도6은 제1 실시예의 차량용 다단 자동 변속기의 각 변속단에서의 토크 흐름을 도시하는 도면이다. 도3에 있어서, 굵은 선은 제1 유성 기어(G1)의 공선도, 가는 선은 변속 유성 기어 세트의 공선도이다. 도4 내지 도6에 있어서, 클러치ㆍ브레이크ㆍ멤버의 토크 전달 경로는 굵은 선으로 나타내고, 기어의 토크 전달 경로는 해칭으로 나타낸다.

<1속>

1속은, 도2에 나타낸 바와 같이 제1 클러치(C1)와 제1 브레이크(B1)의 체결에 의해 얻어진다.

이 1속에서는 변속 유성 기어 세트에 있어서, 제1 클러치(C1)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제3 선 기어(S3)에 입력된다. 또한, 제1 브레이크(B1)의 체결에 의해 제2 캐리어(PC2)가 고정된다. 따라서, 제3 선 기어(S3), 제2 피니온(Pb1), 제3 피니온(Pb2), 제2 링 기어(R2)로 구성되는 더블 피니온형의 유성 기어라 간주할 수 있는 구성이 되고, 제1 유성 기어(G1)에 의해 감속된 회전이 제3 선 기어(S3)에 입력되고, 제3 선 기어(S3)의 회전을 더 감속한 회전이 제2 링 기어(R2)로부터 출력 기어(Output)로 출력된다.

즉, 1속은 도3의 공선도에 나타낸 바와 같이, 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제3 선 기어(S3)에의 입력 회전으로 하는 제1 클러치(C1)의 체결점과, 제2 캐리어(PC2)의 회전을 정지하는 제1 브레이크(B1)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되고, 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 감속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.

이 1속에서의 토크 흐름은, 도4의 (a)에 도시한 바와 같이 굵은 선으로 나타내는 제1 클러치(C1)와 제1 브레이크(B1)와 각 멤버와, 해칭으로 나타내는 제1 유 성 기어(G1)와 변속 유성 기어 세트[제4 선 기어(S4), 제2 선 기어(S2)를 제외함]로 토크가 작용하고, 제1 유성 기어(G1)와 변속 유성 기어 세트가 토크 전달에 관여한다.

<2속>

2속은, 도2에 나타낸 바와 같이 1속에서의 제1 브레이크(B1)를 해방하고, 제3 브레이크(B3)를 체결하는, 즉 제1 클러치(C1)와 제3 브레이크(B3)를 체결함으로써 얻어진다.

이 2속에서는 변속 유성 기어 세트에 있어서, 제1 클러치(C1)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제3 선 기어(S3)에 입력된다. 또한, 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 제3 피니온(Pb2)의 소직경부와 맞물리는 제4 선 기어(S4)가 고정된다. 따라서, 제3 선 기어(S3), 제2 피니온(Pb1), 제3 피니온(Pb2), 제2 링 기어(R2)로 구성되는 더블 피니온형의 유성 기어라 간주한 경우, 제3 피니온(Pb2)이 단차식 형상의 대직경부와 소직경부 사이에 발생하는 기어비만큼 약간 회전하는 구성이 되고, 제1 유성 기어(G1)에 의해 감속된 회전이 제3 선 기어(S3)에 입력되고, 제3 선 기어(S3)의 회전을 더 감속(1속보다 증속)된 회전이 제2 링 기어(R2)로부터 출력 기어(Output)로 출력된다.

즉, 2속은 도3의 공선도에 나타낸 바와 같이, 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제3 선 기어(S3)에의 입력 회전으로 하는 제1 클러치(C1)의 체결점과, 제4 선 기어(S4)의 회전을 정지하는 제3 브레이크(B3)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되고, 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 감속하여 출력 기어(Output)로부 터 출력한다.

이 2속에서의 토크 흐름은, 도4의 (b)에 도시한 바와 같이 굵은 선으로 나타내는 제1 클러치(C1)와 제3 브레이크(B3)와 각 멤버와, 해칭으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 변속 유성 기어 세트[제2 선 기어(S2)를 제외함]로 토크가 작용하고, 제1 유성 기어(G1)와 변속 유성 기어 세트가 토크 전달에 관여한다.

<3속>

3속은, 도2에 나타낸 바와 같이 2속에서의 제3 브레이크(B3)를 해방하고, 제2 브레이크(B2)를 체결하는, 즉 제1 클러치(C1)와 제2 브레이크(B2)를 체결함으로써 얻어진다.

이 3속에서는 변속 유성 기어 세트에 있어서, 제1 클러치(C1)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제3 선 기어(S3)에 입력된다. 또한, 제2 브레이크(B2)의 체결에 의해 제2 선 기어(S2)가 고정된다. 따라서, 제2 선 기어(S2), 제3 피니온(Pb2)(대직경부), 제2 링 기어(R2)로 구성되는 싱글 피니온형의 유성 기어라 간주할 수 있는 구성에 있어서, 제2 캐리어(PC2)의 회전이 규정된다. 한편, 제3 선 기어(S3), 제2 피니온(Pb1), 제3 피니온(Pb2), 제2 링 기어(R2)로 구성되는 더블 피니온형의 유성 기어라 간주한 경우, 제1 유성 기어(G1)에 의해 감속된 회전이 제3 선 기어(S3)에 입력되고, 제3 선 기어(S3)의 회전을 더 감속(2속보다 증속)된 회전이 제2 링 기어(R2)로부터 출력 기어(Output)로 출력된다.

즉, 3속은 도3의 공선도에 나타낸 바와 같이, 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제3 선 기어(S3)에의 입력 회전으로 하는 제1 클러치(C1)의 체결점과, 제2 선 기어(S2)의 회전을 정지하는 제2 브레이크(B2)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되고, 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 감속(2속보다도 고속)으로서 출력 기어(Output)로부터 출력한다.

이 3속에서의 토크 흐름은, 도4의 (c)에 도시한 바와 같이 굵은 선으로 나타내는 제1 클러치(C1)와 제2 브레이크(B2)와 각 멤버와, 해칭으로 나타내는 제1 유성 기어(G1) 및 변속 유성 기어 세트[제4 선 기어(S4)를 제외함]로 토크가 작용한다.

<4속>

4속은, 도2에 나타낸 바와 같이 3속에서의 제2 브레이크(B2)를 해방하고, 제2 클러치(C2)를 체결하는 것, 즉 제1 클러치(C1)와 제2 클러치(C2)를 체결함으로써 얻어진다.

이 4속에서는 변속 유성 기어 세트에 있어서, 제1 클러치(C1)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제3 선 기어(S3)에 입력된다. 또한, 제2 클러치(C2)의 체결에 의해 제2 선 기어(S2)에도 제3 선 기어(S3)와 동일 회전이 입력된다. 따라서, 제1 유성 기어(G1)에 의해 감속된 회전이 제2 선 기어(S2) 및 제3 선 기어(S3)에 입력되고, 변속 유성 기어 세트가 일체가 되어 회전한다. 즉, 제1 유성 기어(G1)에 의해 감속된 회전이 제2 링 기어(R2)로부터 출력 기어(Output)로 출력된다.

즉, 4속은 도3의 공선도에 나타낸 바와 같이, 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제3 선 기어(S3)에의 입력 회전으로 하는 제1 클러치(C1)의 체결점과, 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제2 선 기어(S2)에의 입력 회전으로 하는 제2 클러치(C2)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되고, 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 감속[= 제1 유성 기어(G1)의 감속비]하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.

이 4속에서의 토크 흐름은, 도5의 (a)에 도시한 바와 같아 굵은 선으로 나타내는 제1 클러치(C1)와 제2 클러치(C2)와 각 멤버와, 해칭으로 나타내는 제1 유성 기어(G1) 및 변속 유성 기어 세트[제4 선 기어(S4)를 제외함]로 토크가 작용한다.

<5속>

5속은, 도2에 나타낸 바와 같이 4속에서의 제2 클러치(C2)를 해방하고, 제3 클러치(C3)를 체결하는 것, 즉 제1 클러치(C1)와 제3 클러치(C3)를 체결함으로써 얻어진다.

이 5속에서는 변속 유성 기어 세트에 있어서, 제1 클러치(C1)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제3 선 기어(S3)에 입력된다. 또한, 제3 클러치(C3)의 체결에 의해 제2 캐리어(PC2)에 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 입력된다. 따라서, 제3 선 기어(S3), 제2 피니온(Pb1), 제3 피니온(Pb2), 제2 링 기어(R2)로 구성되는 더블 피니온형 유성 기어라 간주한 경우, 제3 선 기어(S3)에 입력되는 회전보다도 큰 회전이 제2 캐리어(PC2)에 입력되고, 제3 선 기어(S3)의 회전과 제2 캐리어(PC2)의 회전 사이의 회전이 제2 링 기어(R2)로부터 출력 기어(Output)로 출력된다.

즉, 5속은 도3의 공선도에 나타낸 바와 같이, 제1 유성 기어(G1)로부터의 감 속 회전을 제3 선 기어(S3)에의 입력 회전으로 하는 제1 클러치(C1)의 체결점과, 제2 캐리어(PC2)의 회전을 입력 회전으로 하는 제3 클러치(C3)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되고, 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 약간 감속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.

이 5속에서의 토크 흐름은, 도5의 (b)에 도시한 바와 같이 굵은 선으로 나타내는 제1 클러치(C1)와 제3 클러치(C3)와 각 멤버와, 해칭으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 변속 유성 기어 세트[제4 선 기어(S4), 제2 선 기어(S2)를 제외함]로 토크가 작용하게 된다.

<6속>

6속은, 도2에 나타낸 바와 같이 5속에서의 제1 클러치(C1)를 해방하고, 제2 클러치(C2)를 체결하는, 즉 제2 클러치(C2)와 제3 클러치(C3)를 체결함으로써 얻어진다.

이 6속에서는 제2 클러치(C2)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제2 선 기어(S2)에 입력된다. 동시에, 제3 클러치(C3)의 체결에 의해 입력축(Input)으로부터의 입력 회전이 제2 캐리어(PC2)에 입력된다.

따라서, 제2 선 기어(S2), 제3 피니온(Pb2), 제2 링 기어(R2)로 구성되는 싱글 피니온형 유성 기어라 간주한 경우 제2 선 기어(S2)에 입력되는 감속된 회전과, 제2 캐리어(PC2)에 입력되는 입력 회전에 따라서 규정되는 증속 회전이 제2 링 기어(R2)로부터 출력 기어(Output)에 출력된다.

즉, 6속은 도3의 공선도에 나타낸 바와 같이, 제1 유성 기어(G1)로부터의 감 속 회전을 제2 선 기어(S2)에의 입력 회전으로 하는 제2 클러치(C2)의 체결점과, 제2 캐리어(PC2)의 회전을 입력 회전으로 하는 제3 클러치(C3)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되고, 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 약간 증속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.

이 6속에서의 토크 흐름은, 도5의 (c)에 도시한 바와 같이 굵은 선으로 나타내는 제2 클러치(C2)와 제3 클러치(C3)와 각 멤버와, 해칭으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 변속 유성 기어 세트[제3 선 기어(S3), 제4 선 기어(S4), 제2 피니온(Pb1)을 제외함]로 토크가 작용하게 된다.

<7속>

7속은, 도2에 나타낸 바와 같이 6속에서의 제2 클러치(C2)를 해방하고, 제2 브레이크(B2)를 체결하는, 즉 제3 클러치(C3)와 제2 브레이크(B2)를 체결함으로써 얻어진다.

이 7속에서는 제3 클러치(C3)의 체결에 의해, 입력축(Input)으로부터의 입력 회전이 제2 캐리어(PC2)에 입력된다. 또한, 제2 브레이크(B2)의 체결에 의해 제2 선 기어(S2)가 케이스에 고정된다.

따라서, 제2 선 기어(S2), 제3 피니온(Pb2), 제2 링 기어(R2)로 구성되는 싱글 피니온형 유성 기어라 간주한 경우, 제2 캐리어(PC2)에 입력되는 입력 회전에 의해 규정되는 증속 회전이 제2 링 기어(R2)로부터 출력 기어(Output)에 출력된다.

즉, 7속은 도3의 공선도에 나타낸 바와 같이, 제2 캐리어(PC2)의 회전을 입력 회전으로 하는 제3 클러치(C3)의 체결점과, 제2 선 기어(S2)를 케이스에 고정으 로 하는 제2 브레이크(B2)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되고, 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 증속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.

이 7속에서의 토크 흐름은, 도6의 (a)에 도시한 바와 같이 굵은 선으로 나타내는 제3 클러치(C3)와 제2 브레이크(B2)와 각 멤버와, 해칭으로 나타내는 변속 유성 기어 세트[제2 선 기어(S2), 제2 피니온(Pb1), 제3 선 기어(S3)를 제외함]로 토크가 작용하게 된다.

<8속>

8속은, 도2에 나타낸 바와 같이 7속에서의 제2 브레이크(B2)를 해방하고, 제3 브레이크(B3)를 체결하는, 즉 제3 클러치(C3)와 제3 브레이크(B3)를 체결함으로써 얻어진다.

이 8속에서는, 제3 클러치(C3)의 체결에 의해 입력축(Input)으로부터의 입력 회전이 제2 캐리어(PC2)에 입력된다. 또한, 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 제4 선 기어(S4)가 케이스에 고정된다.

따라서, 제4 선 기어(S4), 제3 피니온(Pb2), 제2 링 기어(R2)로 구성되는 싱글 피니온형 유성 기어라 간주한 경우, 제2 캐리어(PC2)에 입력되는 입력 회전에 의해 규정되는 증속 회전이 제2 링 기어(R2)로부터 출력 기어(Output)에 출력된다. 또한, 제4 선 기어(S4)는 제3 피니온(Pb2)의 소직경부와 맞물려 있으므로, 7속보다도 증속측이 된다.

즉, 8속은 도3의 공선도에 나타낸 바와 같이, 제2 캐리어(PC2)의 회전을 입력 회전으로 하는 제3 클러치(C3)의 체결점과, 제4 선 기어(S4)를 케이스에 고정으 로 하는 제3 브레이크(B3)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되고, 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 증속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.

이 8속에서의 토크 흐름은, 도6의 (b)에 도시한 바와 같이 굵은 선으로 나타내는 제3 클러치(C3)와 제3 브레이크(B3)와 각 멤버와, 해칭으로 나타내는 변속 유성 기어 세트[제2 선 기어(S2), 제3 선 기어(S3), 제2 피니온(Pb2)을 제외함]로 토크가 작용하게 된다.

<후퇴 1속>

후퇴 1속은, 도2에 나타낸 바와 같이 제2 클러치(C2)와 제1 브레이크(B1)를 체결함으로써 얻어진다.

이 후퇴 1속에서는 제2 클러치(C2)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제2 선 기어(S2)에 입력된다. 한편, 제1 브레이크(B1)의 체결에 의해 제2 캐리어(PC2)가 케이스에 고정된다.

따라서, 제2 선 기어(S2), 제3 피니온(Pb2), 제2 링 기어(R2)로 구성되는 싱글 피니온형 유성 기어라 간주한 경우 제2 캐리어(PC2)가 고정되어 있고, 제2 선 기어(S2)에 입력되는 감속된 회전과 역회전이 제2 링 기어(R2)로부터 출력 기어(Output)에 출력된다.

즉, 후퇴 1속은 도3의 공선도에 나타낸 바와 같이, 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제2 선 기어(S2)에의 입력 회전으로 하는 제2 클러치(C2)의 체결점과, 제2 캐리어(PC2)의 회전을 정지하는 제1 브레이크(B1)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되고, 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 역방향으로 감속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.

이 후퇴 1속에서의 토크 흐름은, 도7의 (a)에 도시한 바와 같이 굵은 선으로 나타내는 제2 클러치(C2)와 제1 브레이크(B1)와 각 멤버와, 해칭으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 변속 유성 기어 세트[제4 선 기어(S4), 제2 피니온(Pb1), 제3 선 기어(S3)를 제외함]로 토크가 작용하게 된다.

<후퇴 2속>

후퇴 2속은, 도2에 나타낸 바와 같이 제2 클러치(C2)와 제3 브레이크(B3)를 체결함으로써 얻어진다.

이 후퇴 2속에서는 제2 클러치(C2)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제2 선 기어(S2)에 입력된다. 한편, 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 제4 선 기어(S4)가 케이스에 고정된다.

따라서, 변속 유성 기어 세트에 있어서, 제2 클러치(C2)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제2 선 기어(S2)에 입력된다. 또한, 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 제3 피니온(Pb2)의 소직경부와 맞물리는 제4 선 기어(S4)가 고정된다. 따라서, 제2 선 기어(S2), 제3 피니온(Pb2), 제2 링 기어(R2)로 구성되는 싱글 피니온형의 유성 기어라 간주한 경우, 제3 피니온(Pb2)이 단차식 형상의 대직경부와 소직경부 사이에 발생하는 기어비만큼 약간 회전하는 구성이 되고, 제1 유성 기어(G1)에 의해 감속된 회전이 제2 선 기어(S2)에 입력되고, 제2 선 기어(S2)의 회전과 역회전(1속보다 증속)이 제2 링 기어(R2)로부터 출력 기어(Output)로 출력된다.

즉, 후퇴 2속은 도3의 공선도에 나타낸 바와 같이, 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제2 선 기어(S2)에의 입력 회전으로 하는 제2 클러치(C2)의 체결점과, 제4 링 기어(R4)의 회전을 정지하는 제3 브레이크(B3)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되고, 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 역방향으로 감속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.

이 후퇴 2속에서의 토크 흐름은, 도7의 (b)에 도시한 바와 같이 굵은 선으로 나타내는 제2 클러치(C2)와 제3 브레이크(B3)와 각 멤버와, 해칭으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 변속 유성 기어 세트[제3 선 기어(S3), 제2 피니온(Pb1)을 제외함]로 토크가 작용하게 된다.

<제1 실시예의 작용 및 효과>

다음에, 제1 실시예의 자동 변속기에 대응하는 전진 6속 타입의 자동 변속기에 대해 도14를 이용하여 설명한다. 또한, 공통된 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하여, 차이에 대해서만 설명한다.

제1 실시예의 차량용 다단 자동 변속기로서는 제2 선 기어(S2), 제3 선 기어(S3) 및 제4 선 기어(S4)와, 제2 및 제4 선 기어(S2, S4)의 각각에 맞물리는 단차식 형상의 제3 피니온(Pb2)과, 이 제3 피니온(Pb2)에 맞물리는 제2 피니온(Pb1)을 지지하는 제2 캐리어(PC2)와, 제3 피니온(Pb2)에 맞물리는 제2 링 기어(R2)를 갖는 유성 기어이다. 이에 대해, 도14에 나타낸 전진 6속 타입의 차량용 다단 자동 변속기는, 변속 유성 기어 세트에 제3 피니온(Pb2)을 대직경부와 소직경부를 갖는 단차식 형상의 제3 피니온(Pb2)과, 이 소직경부와 맞물리는 제4 선 기어(S4)를 갖고 있지 않은 더블 선 기어형 유성 기어인 것이 다르다.

바꿔 말하면, 도14의 전진 6속 타입의 차량용 다단 자동 변속기로부터 제1 실시예의 전진 8속의 차량용 다단 자동 변속기에 다단화하기 위해서는, 제3 피니온(Pb2)을 대직경부와 소직경부를 갖는 단차식 형상으로 하고, 이 소직경부와 맞물리는 제4 선 기어(S4)와, 제4 선 기어(S4)를 선택적으로 정지하는 제3 브레이크(B3)를 단순하게 추가하면 좋다.

이러한 구성을 추가함으로써, 하기에 열거하는 효과를 얻을 수 있다.

(1) 도2의 체결표에 나타낸 바와 같이, 제1 클러치(C1)와 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 대응하는 전진 6속의 자동 변속기의 1속과 2속 사이이며, 또한 감속비로서도 대응하는 전진 6속의 자동 변속기의 1속과 2속의 중간이 되는 변속단을 추가하는 것이 가능해진다. 또한, 제3 클러치(C3)와 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해, 대응하는 전진 6속의 자동 변속기의 6속보다도 증속측의 변속단을 추가하는 것이 가능해진다.

따라서, 대응하는 전진 6속의 자동 변속기와 공통된 유성 기어비를 사용한 6속 내지 8속으로의 다단화를 달성하는 동시에, 각각의 변속단으로 적절한 변속비를 설정할 수 있다. 또한, 최고 변속단의 추가에 의해 레시오커버리지가 확대되고, 다단화의 목적인 연비의 향상을 달성할 수 있다. 특히, 도2의 체결표에 기재한 바와 같이 대응하는 전진 6속의 자동 변속기의 레시오커버리지가 6.35이었던 데 반해, 본 출원 발명으로서는 레시오커버리지가 8.13으로 비약적으로 향상되어 있는 것을 알 수 있다.

(2) 대응하는 6속 타입의 차량용 다단 자동 변속기에 대해, 특히 토크 변동의 큰 1속과 2속 사이에 중간 변속단이 되는 새로운 2속을 추가하게 되므로, 토크 변동을 억제하여 변속 쇼크를 양호하게 저감하는 데에도 적합한 차량용 다단 자동 변속기를 제공할 수 있다. 특히, 도2의 체결표에 기재한 바와 같이 대응하는 전진 6속 타입에 있어서의 1속과 2속 사이의 기어비의 차가 2.09이었던 데 반해 제1 실시예로서는 1속과 2속 사이의 감속비의 차가 1.63, 2속과 3속 사이의 감속비의 차가 0.46이 되고, 순조로운 1 → 2 변속을 달성 가능하게 하고 있는 것을 알 수 있다(청구항 1, 3에 대응).

또한, 1속과 2속 사이에 중간 변속단이 되는 새로운 2속을 추가하게 되므로, 록 업 영역 한계 차속을 저차속측으로 확대하는 것이 가능해지고, 연비를 더 향상시킬 수 있다는 부차적인 효과도 얻어진다. 즉, 1속이라는 것은 차량 정지시로부터 저차속까지의 변속단이고, 페일 세이프의 관점으로부터 록 업을 행하지 않는 것이 일반적이다. 즉, 통상은 상기 한계 차속은 2속이 한계 차속이 되고, 이를 저차속측으로 하면 할수록, 바꿔 말하면 2속의 기어비를 크게 할수록 한계 차속을 저차속화할 수 있어 연비의 향상을 도모할 수 있는 것이다.

(3) 제2 클러치(C2)와 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해, 후퇴 변속단으로서 저속측의 후퇴 속에다가, 이 후퇴 속보다도 증속측의 후퇴 속도 새롭게 추가하는 것이 가능해진다(청구항 1, 3에 대응).

<제2 실시예>

제2 실시예는, 청구항 2, 3, 4에 기재된 발명에 대응하는 차량용 다단 자동 변속기이다.

우선, 구성을 설명한다.

도8은 제2 실시예의 차량용 다단 자동 변속기를 도시하는 골격도이다. 제2 실시예의 차량용 다단 자동 변속기는, 도8의 좌단부에 감속 장치로서의 제1 유성 기어(G1)를 배치하고, 축 방향으로 병렬로 변속 유성 기어 세트를 배치한 예이다.

상기 제1 유성 기어(G1)는 제1 선 기어(S1)와, 제1 링 기어(R1)와, 양 기어(S1, R1)에 맞물리는 피니온(P1)을 지지하는 제1 캐리어(PC1)를 갖는 감속 장치로서의 싱글 피니온형 유성 기어이다.

변속 유성 기어 세트는 제2 선 기어(S2) 및 제3 선 기어(S3)와, 제3 피니온(Pb2)과, 이 제3 피니온(Pb2)에 맞물리는 제2 링 기어(R2)와, 제3 피니온(Pb2)에 맞물리는 제2 피니온(Pb1)을 지지하는 제2 캐리어(PC2)와, 제3 피니온(Pb2)에 맞물리는 제4 피니온(Pb3)과, 이 제4 피니온(Pb3)과 맞물리는 제3 링 기어(R3)를 갖는 유성 기어이다. 제1 실시예로서는, 제3 피니온(Pb2)이 단차식 형상을 갖는 구성인 데 반해, 제2 실시예로서는 동일 직경의 피니언 기어로 하고 있다.

이 변속 유성 기어 세트는 5개의 회전 멤버를 갖고 있다. 제1 회전 멤버는 제3 선 기어(S3)와 일체로 회전하는 멤버이다. 제2 회전 멤버는 제2 링 기어(R2)와 일체로 회전하는 멤버이고, 출력 기어(Output)와 연결되어 있다. 제3 회전 멤버는 제2 캐리어(PC2)와 일체적으로 연결하는 멤버이다. 제4 회전 멤버는 제2 선 기어(S2)와 일체로 회전하는 멤버이다. 제5 회전 멤버는 제3 링 기어(R3)와 일체로 회전하는 멤버이다.

상기 입력축(Input)은 제1 캐리어(PC1)에 연결되고, 구동원인 도시하지 않은 엔진으로부터의 회전 구동력을 토크 컨버터 등을 통해 입력한다. 입력된 회전은 제1 링 기어(R1)로부터 제1 클러치(C1) 및 제2 클러치(C2)를 통해 변속 유성 기어 세트에 출력된다.

다음에, 작용을 설명한다.

[변속 작용]

도9는 제2 실시예의 차량용 다단 자동 변속기에 있어서 각 변속단에 있어서의 멤버의 회전 정지 상태를 나타내는 공선도, 도10 내지 도13은 제2 실시예의 각 변속단에서의 토크 흐름을 도시한 도면이다.

또, 도10 내지 도13에 있어서 클러치ㆍ브레이크ㆍ멤버의 토크 전달 경로는 굵은 선으로 나타내고, 기어의 토크 전달 경로는 해칭으로 나타낸다.

<1속>

이 1속에서는 변속 유성 기어 세트에 있어서, 제1 클러치(C1)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제3 선 기어(S3)에 입력된다. 또한, 제1 브레이크(B1)의 체결에 의해 제2 캐리어(PC2)가 고정된다. 따라서, 제3 선 기어(S3), 제2 피니온(Pb1), 제3 피니온(Pb2), 제2 링 기어(R2)로 구성되는 더블 피니온형의 유성 기어라 간주할 수 있는 구성이 되고, 제1 유성 기어(G1)에 의해 감속된 회전이 제3 선 기어(S3)에 입력되고, 제3 선 기어(S3)의 회전을 더 감속한 회전 이 제2 링 기어(R2)로부터 출력 기어(Output)로 출력된다.

즉, 1속은 도9의 공선도에 나타낸 바와 같이, 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제2 링 기어(R2)에의 입력 회전으로 하는 제1 클러치(C1)의 체결점과, 제2 캐리어(PC2)의 회전을 정지하는 제1 브레이크(B1)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되고, 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 감속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.

이 1속에서의 토크 흐름은, 도10의 (a)에 도시한 바와 같이 굵은 선으로 나타내는 제1 클러치(C1)와 제1 브레이크(B1)와 각 멤버와, 해칭으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 변속 유성 기어 세트[제2 선 기어(S2), 제4 피니온(Pb3), 제3 링 기어(R3)를 제외함]로 토크가 작용하여 토크 전달에 관여한다.

<2속>

이 2속에서는 변속 유성 기어 세트에 있어서, 제1 클러치(C1)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제3 선 기어(S3)에 입력된다. 또한, 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 제3 링 기어(R3)가 고정된다. 따라서, 제3 링 기어(R3)의 고정에 의해 제3 피니온(Pb2)의 회전이 규정되고, 제3 선 기어(S3), 제2 피니온(Pb1), 제3 피니온(Pb2), 제2 링 기어(R2)로 구성되는 더블 피니온형의 유성 기어라 간주한 경우 제3 피니온(Pb2)이 1속에 비해 약간 회전하는 구성이 되고, 제 1 유성 기어(G1)에 의해 감속된 회전이 제3 선 기어(S3)에 입력되고, 제3 선 기어(S3)의 회전을 더 감속(1속보다 증속)된 회전이 제2 링 기어(R2)로부터 출력 기어(Output)로 출력된다.

즉, 2속은 도9의 공선도에 나타낸 바와 같이, 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제3 선 기어(S3)에의 입력 회전으로 하는 제1 클러치(C1)의 체결점과, 제3 링 기어(R3)의 회전을 정지하는 제3 브레이크(B3)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되고, 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 감속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.

이 2속에서의 토크 흐름은, 도10의 (b)에 도시한 바와 같이 굵은 선으로 나타내는 제1 클러치(C1)와 제3 브레이크(B3)와 각 멤버와, 해칭으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 변속 유성 기어 세트[제2 선 기어(S2)를 제외함]로 토크가 작용하고, 제1 유성 기어(G1)와 변속 유성 기어 세트가 토크 전달에 관여한다.

<3속>

이 3속에서는 변속 유성 기어 세트에 있어서, 제1 클러치(C1)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제3 선 기어(S3)에 입력된다. 또한, 제2 브레이크(B2)의 체결에 의해 제2 선 기어(S2)가 고정된다. 따라서, 제2 선 기어(S2), 제3 피니온(Pb2), 제2 링 기어(R2)로 구성되는 싱글 피니온형의 유성 기어라 간주할 수 있는 구성에 있어서, 제2 캐리어(PC2)의 회전이 규정된다. 한편, 제3 선 기어(S3), 제2 피니온(Pb1), 제3 피니온(Pb2), 제2 링 기어(R2)로 구성되는 더블 피니온형의 유성 기어라 간주한 경우 제1 유성 기어(G1)에 의해 감속된 회전이 제3 선 기어(S3)에 입력되고, 제3 선 기어(S3)의 회전을 더 감속(2속보다 증속)된 회전이 제2 링 기어(R2)로부터 출력 기어(Output)로 출력된다.

즉, 3속은 도9의 공선도에 나타낸 바와 같이, 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제3 선 기어(S3)에의 입력 회전으로 하는 제1 클러치(C1)의 체결점과, 제2 선 기어(S2)의 회전을 정지하는 제2 브레이크(B2)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되고, 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 감속(2속보다도 고속)으로서 출력 기어(Output)로부터 출력한다.

이 3속에서의 토크 흐름은, 도10의 (c)에 도시한 바와 같이 굵은 선으로 나타내는 제1 클러치(C1)와 제2 브레이크(B2)와 각 멤버와, 해칭으로 나타내는 제1 유성 기어(G1) 및 변속 유성 기어 세트[제4 피니온(Pb3), 제3 링 기어(R3)를 제외함]로 토크가 작용한다.

<4속>

즉, 4속은 도9의 공선도에 나타낸 바와 같이, 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제3 선 기어(S3)에의 입력 회전으로 하는 제1 클러치(C1)의 체결점과, 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제2 선 기어(S2)에의 입력 회전으로 하는 제2 클러치(C2)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되고, 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 감속[= 제1 유성 기어(G1)의 감속비]하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.

이 4속에서의 토크 흐름은, 도11의 (a)에 도시한 바와 같이 굵은 선으로 나타내는 제1 클러치(C1)와 제2 클러치(C2)와 각 멤버와, 해칭으로 나타내는 제1 유성 기어(G1) 및 변속 유성 기어 세트[제4 피니온(Pb3), 제3 링 기어(R3)를 제외함]로 토크가 작용한다.

<5속>

즉, 5속은 도9의 공선도에 나타낸 바와 같이, 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제3 선 기어(S3)에의 입력 회전으로 하는 제1 클러치(C1)의 체결점과, 제2 캐리어(PC2)의 회전을 입력 회전으로 하는 제3 클러치(C3)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되고, 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 약간 감속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.

이 5속에서의 토크 흐름은, 도11의 (b)에 도시한 바와 같이 굵은 선으로 나타내는 제1 클러치(C1)와 제3 클러치(C3)와 각 멤버와, 해칭으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 변속 유성 기어 세트[제4 피니온(Pb3), 제3 링 기어(R3)를 제외함]로 토크가 작용하게 된다.

<6속>

6속은, 도2에 나타낸 바와 같이 5속에서의 제1 클러치(C1)을 해방하고, 제2 클러치(C2)를 체결하는, 즉 제2 클러치(C2)와 제3 클러치(C3)를 체결함으로써 얻어진다.

즉, 6속은 도9의 공선도에 나타낸 바와 같이, 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제2 선 기어(S2)에의 입력 회전으로 하는 제2 클러치(C2)의 체결점과, 제2 캐리어(PC2)의 회전을 입력 회전으로 하는 제3 클러치(C3)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되고, 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 약간 증속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.

이 6속에서의 토크 흐름은, 도11의 (c)에 도시한 바와 같이 굵은 선으로 나타내는 제2 클러치(C2)와 제3 클러치(C3)와 각 멤버와, 해칭으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 변속 유성 기어 세트[제3 선 기어(S3), 제2 피니온(Pb1), 제4 피니온(Pb3), 제3 링 기어(R3)를 제외함]로 토크가 작용하게 된다.

<7속>

즉, 7속은 도9의 공선도에 나타낸 바와 같이, 제2 캐리어(PC2)의 회전을 입력 회전으로 하는 제3 클러치(C3)의 체결점과, 제2 선 기어(S2)를 케이스에 고정으로 하는 제2 브레이크(B2)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되고, 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 증속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.

이 7속에서의 토크 흐름은, 도12의 (a)에 도시한 바와 같이 굵은 선으로 나타내는 제3 클러치(C3)와 제2 브레이크(B2)와 각 멤버와, 해칭으로 나타내는 변속 유성 기어 세트[제3 선 기어(S3), 제2 피니온(Pb1), 제4 피니온(Pb3), 제3 링 기어(R3)를 제외함]로 토크가 작용하게 된다.

<8속>

이 8속에서는 제3 클러치(C3)의 체결에 의해, 입력축(Input)으로부터의 입력 회전이 제2 캐리어(PC2)에 입력된다. 또한, 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 제3 링 기어(R3)가 케이스에 고정된다.

따라서, 제3 피니온(Pb2)의 회전은 제3 링 기어(R3) 및 제4 피니온(Pb3)에 의해 규정되고, 이 제3 피니온(Pb3)의 회전에 의해 규정되는 증속 회전이 제2 링 기어(R2)로부터 출력 기어(Output)에 출력된다.

즉, 8속은 도9의 공선도에 나타낸 바와 같이, 제2 캐리어(PC2)의 회전을 입력 회전으로 하는 제3 클러치(C3)의 체결점과, 제3 링 기어(R3)를 케이스에 고정으로 하는 제3 브레이크(B3)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되고, 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 증속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.

이 8속에서의 토크 흐름은, 도12의 (b)에 도시한 바와 같이 굵은 선으로 나타내는 제3 클러치(C3)와 제3 브레이크(B3)와 각 멤버와, 해칭으로 나타내는 변속 유성 기어 세트[제2 선 기어(S2), 제3 선 기어(S3), 제2 피니온(Pb2)을 제외함]로 토크가 작용하게 된다.

<후퇴 1속>

따라서, 제2 선 기어(S2), 제3 피니온(Pb2), 제2 링 기어(R2)로 구성되는 싱글 피니온형 유성 기어라 간주한 경우 제2 캐리어(PC2)가 고정되어 있고, 제2 선 기어(S2)에 입력되는 감속된 회전의 역회전이 제2 링 기어(R2)로부터 출력 기어(Output)에 출력된다.

즉, 후퇴 1속은 도9의 공선도에 나타낸 바와 같이, 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제2 선 기어(S2)에의 입력 회전으로 하는 제2 클러치(C2)의 체결점과, 제2 캐리어(PC2)의 회전을 정지하는 제1 브레이크(B1)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되고, 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 역방향으로 감속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.

이 후퇴 1속에서의 토크 흐름은, 도13의 (a)에 도시한 바와 같이 굵은 선으로 나타내는 제2 클러치(C2)와 제1 브레이크(B1)와 각 멤버와, 해칭으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 변속 유성 기어 세트[제3 선 기어(S3), 제2 피니온(Pb1), 제4 피니온(Pb3), 제3 링 기어(R3)를 제외함]에 토크가 작용하게 된다.

<후퇴 2속>

이 후퇴 2속에서는, 제2 클러치(C2)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제2 선 기어(S2)에 입력된다. 한편, 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 제3 링 기어(R3)가 케이스에 고정된다.

따라서, 변속 유성 기어 세트에 있어서 제2 선 기어(S2), 제3 피니온(Pb2), 제4 피니온(Pb3), 제3 링 기어(R3)로 구성되는 더블 피니온형의 유성 기어라 간주한 경우 제2 캐리어(PC2)는 제2 선 기어(S2)와 역회전이 된다. 한편, 제2 선 기어 (S2), 제2 캐리어(PC2), 제2 링 기어(R2)로 구성되는 싱글 피니온형의 유성 기어라 간주한 경우 제2 캐리어(PC2)가 역회전하고 있으므로, 제2 링 기어(R2)는 역회전이 더 증속되게 된다. 따라서, 제1 유성 기어(G1)에 의해 감속된 회전이 제2 선 기어(S2)에 입력되고, 제2 선 기어(S2)의 회전과 역회전(1속보다 증속)이 제2 링 기어(R2)로부터 출력 기어(Output)로 출력된다.

즉, 후퇴 2속은 도9의 공선도에 나타낸 바와 같이, 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제2 선 기어(S2)에의 입력 회전으로 하는 제2 클러치(C2)의 체결점과, 제3 링 기어(R3)의 회전을 정지하는 제3 브레이크(B3)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되고, 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 역방향으로 감속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.

이 후퇴 2속에서의 토크 흐름은, 도13의 (b)에 도시한 바와 같이 굵은 선으로 나타내는 제2 클러치(C2)와 제3 브레이크(B3)와 각 멤버와, 해칭으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 변속 유성 기어 세트[제3 선 기어(S3), 제2 피니온(Pb1)을 제외함]로 토크가 작용하게 된다.

다음에, 효과를 설명한다. 제2 실시예의 차량용 다단 자동 변속기에 있어서는, 제1 실시예의 (1), (2), (3)의 효과에다가, 하기의 효과를 얻을 수 있다.

(4) 제1 실시예로서는, 제3 피니온(Pb2)을 단차식 형상으로 하고 있으므로, 피니언 기어의 가공이 곤란하다. 이에 대해, 제2 실시예로서는 동일 직경의 피니언 기어를 이용하고 있으므로, 용이한 가공으로 제1 실시예와 마찬가지의 작용 효과를 달성할 수 있다.

(5) 제2 실시예로서는, 제2 선 기어(S2)의 외주 위치에 제4 피니온(Pb3) 및 제3 링 기어(R3)를 추가함으로써 변속단의 추가를 달성하는 것이 가능해지고, 제1 실시예에 비해 축 방향의 치수가 증대되는 일 없이 다단화를 달성할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예를 제1 실시예와 제2 실시예를 기초로 하여 설명해 왔지만, 구체적인 구성에 대해서는 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 특허 청구의 범위에 기재의 각 청구항에 기재된 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 한, 설계의 변경이나 추가 등은 허용된다.

청구항 1에 기재된 발명으로서는, 변속 유성 기어 세트에 제3 피니온(Pb2)을 단차식 형상으로 하고, 이 제3 피니온(Pb2)의 소직경부에 제4 선 기어(S4)를 추가하고, 또한 제4 선 기어(S4)를 변속기 케이스에 고정 가능한 제3 브레이크(B3)를 추가하였다. 이러한 구성을 추가함으로써, 종래의 전진 6속의 공선도에 대해, 변속 유성 기어 세트를 도3의 공선도에 나타낸 바와 같이 변경할 수 있다. 즉, 제3 브레이크(B3)를 갖는 [제4 선 기어(S4)]의 기어비를 [제2 선 기어(S2)]의 기어비와, [제2 캐리어(PC2)]의 기어비 사이에 마련하고, 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 대응하는 전진 6속의 자동 변속기의 변속단에다가 다른 변속비로 규정하는 것이 가능해진다. 따라서, 새로운 변속단으로 하여 대응하는 전진 6속의 자동 변속기의 1속과 2속의 중간에 새로운 2속을 추가할 수 있는 동시에, 6속보다도 증속측에 새로운 변속단(8속)을 추가할 수 있다.

따라서, 종래의 변속 장치와 공통된 유성 기어비를 사용하였을 때 6속 내지 8속으로의 다단화에 의한 기어비의 와이드화를 달성할 수 있다.

또한, 차량용 다단 자동 변속기의 입력측에 록 업 클러치를 갖는 토크 컨버터를 구비한 경우, 종래의 1속과 2속의 기어비의 관계보다도 본 출원 발명의 1속과 2속의 기어비의 관계는 크로스레시오가 된다. 따라서, 변속시의 엔진 회전수 차이가 작아지고, 이에 수반하여 록 업 영역을 확대한 것이 가능해져 연비의 향상을 도모할 수 있다.

청구항 2에 기재된 발명으로서는, 변속 유성 기어 세트에 제2 캐리어(PC2)에 의해 지지되는 제4 피니온(Pb3)을 추가하고, 또한 제4 피니온(Pb3)의 외주측에 제3 링 기어(R3)를 추가하고, 이 제3 링 기어(R3)를 변속기 케이스에 고정 가능한 제3 브레이크(B3)를 추가하였다. 이러한 구성을 추가함으로써, 대응하는 전진 6속의 공선도에 대해, 변속 유성 기어 세트를 도9의 공선도에 나타낸 바와 같이 변경할 수 있다. 즉, 제3 브레이크(B3)를 갖는 [제3 링 기어(R3)]의 기어비를 [제2 선 기어(S2)]의 기어비와, [제2 캐리어(PC2)]의 기어비 사이에 마련하고, 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 종래의 변속단에다가 다른 변속비로 규정하는 것이 가능해진다. 따라서, 청구항 1에 기재된 발명과 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.

청구항 4에 기재된 발명으로서는, 대응하는 전진 6속의 공선도에 대해, 변속 유성 기어 세트에 회전 멤버 및 제3 브레이크(B3)를 추가하는 것으로 하였다. 즉, 제3 브레이크(B3)를 갖는 추가된 회전 멤버의 기어비를 [제2 선 기어(S2)]의 기어비와, [제2 캐리어(PC2)]의 기어비 사이에 마련하고, 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 대응하는 전진 6속의 자동 변속기의 변속단에다가 다른 변속비로 규정하는 것 이 가능해진다. 따라서, 새로운 변속단으로서 대응하는 전진 6속의 자동 변속기의 1속과 2속의 중간에 새로운 2속을 추가할 수 있는 동시에, 대응하는 전진 6속의 자동 변속기의 6속보다도 증속측에 새로운 변속단(8속)을 추가할 수 있다.

따라서, 대응하는 전진 6속의 자동 변속기의 변속 장치와 공통된 유성 기어비를 사용한 6속 내지 8속으로의 다단화에 의한 기어비의 와이드화를 달성할 수 있다.

Claims

적어도 항상 고정되어 있는 회전 멤버를 갖고, 3개의 회전 멤버로 구성되는 감속 유성 기어(G1)와 제1 클러치(C1)와 제2 클러치(C2)를 구비하고, 고정 감속비를 갖는 제1 동력 전달 경로(P1)와,

제3 클러치(C3)를 구비하고, 상기 고정 감속비와 동일 방향이고, 또한 상기 고정 감속비보다도 작은 변속비를 갖는 제2 동력 전달 경로(P2)와,

상기 출력부에 연결하여 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 회전 멤버를 갖는 변속 유성 기어 세트와,

상기 회전 멤버를 고정하는 제1, 제2, 제3 브레이크(B1, B2, B3)를 입력부와 출력부 사이에 갖는 차량용 다단 자동 변속기이며,

상기 제1 클러치(C1)는 제1 회전 멤버(S3)를 선택적으로 상기 제1 동력 전달 경로(P1)를 경유하여 상기 입력부에 연결 가능하게 하는 클러치이고,

상기 제2 회전 멤버(R2)는 상기 출력부에 연결되어 있고,

상기 제3 클러치(C3)는 제3 회전 멤버(PC2)를 선택적으로 상기 제2 동력 전달 경로(P2)를 경유하여 상기 입력부에 연결 가능하게 하는 클러치이고,

상기 제1 브레이크(B1)는 제3 회전 멤버(PC2)를 선택적으로 고정 가능한 브레이크이고,

상기 제2 클러치(C2)는 상기 제4 회전 멤버(S2)를 선택적으로 상기 제1 동력 전달 경로(P1)를 경유하여 상기 입력부에 연결 가능하게 하는 클러치이고,

상기 제2 브레이크(B2)는 상기 제4 회전 멤버(S2)를 선택적으로 고정 가능한 브레이크이고,

상기 제3 브레이크(B3)는 상기 제5 회전 멤버(S4)를 선택적으로 고정 가능한 브레이크이고,

상기 변속 유성 기어 세트는 제2 선 기어(S2), 제3 선 기어(S3) 및 제4 선 기어(S4)와, 상기 제3 선 기어(S3)에 맞물리는 하나의 제2 피니온(Pb1)과, 상기 제2 피니온(Pb1)에 맞물리고, 또한 상기 제2 선 기어(S2)에 맞물리는 대직경부와 상기 제4 선 기어(S4)에 맞물리는 소직경부를 갖는 단차식 형상의 제3 피니온(Pb2)과, 상기 제2 피니온(Pb1) 및 상기 제3 피니온(Pb2)을 지지하는 제2 캐리어(PC2)와, 상기 제3 피니온(Pb2)에 맞물리는 제2 링 기어(R2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 다단 자동 변속기.
적어도 항상 고정되어 있는 회전 멤버를 갖고, 3개의 회전 멤버로 구성되는 감속 유성 기어(G1)와 제1 클러치(C1)와 제2 클러치(C2)를 구비하고, 고정 감속비를 갖는 제1 동력 전달 경로(P1)와,

제3 클러치(C3)를 구비하고, 상기 고정 감속비와 동일 방향이고, 또한 상기 고정 감속비보다도 작은 변속비를 갖는 제2 동력 전달 경로(P2)와,

상기 출력부에 연결하여 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 회전 멤버를 갖는 변속 유성 기어 세트와,

상기 회전 멤버를 고정하는 제1, 제2, 제3 브레이크(B1, B2, B3)를 입력부와 출력부 사이에 갖는 차량용 다단 자동 변속기이며,

상기 제1 클러치(C1)는 제1 회전 멤버(S3)를 선택적으로 상기 제1 동력 전달 경로(P1)를 경유하여 상기 입력부에 연결 가능하게 하는 클러치이고,

상기 제2 회전 멤버(R2)는 상기 출력부에 연결되어 있고,

상기 제3 클러치(C3)는 제3 회전 멤버(PC2)를 선택적으로 상기 제2 동력 전달 경로(P2)를 경유하여 상기 입력부에 연결 가능하게 하는 클러치이고,

상기 제1 브레이크(B1)는 제3 회전 멤버(PC2)를 선택적으로 고정 가능한 브레이크이고,

상기 제2 클러치(C2)는 상기 제4 회전 멤버(S2)를 선택적으로 상기 제1 동력 전달 경로(P1)를 경유하여 상기 입력부에 연결 가능하게 하는 클러치이고,

상기 제2 브레이크(B2)는 상기 제4 회전 멤버(S2)를 선택적으로 고정 가능한 브레이크이고,

상기 제3 브레이크(B3)는 상기 제5 회전 멤버(R3)를 선택적으로 고정 가능한 브레이크이고,

상기 변속 유성 기어 세트는 제2 선 기어(S2) 및 제3 선 기어(S3)와, 상기 제3 선 기어(S3)에 맞물리는 하나의 제2 피니온(Pb1)과, 상기 제2 피니온(Pb1)에 맞물리고, 또한 상기 제2 선 기어(S2)에 맞물리는 제3 피니온(Pb2)과, 상기 제3 피니온(Pb2)에 맞물리는 제4 피니온(Pb3)을 지지하는 제2 캐리어(PC2)와, 상기 제3 피니온(Pb2)에 맞물리는 제2 링 기어(R2)와, 상기 제4 피니온(Pb3)에 맞물리는 제3 링 기어(R3)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 다단 자동 변속기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 클러치(C1)와 상기 제1 브레이크(B1)의 체결에 의해 1속, 상기 제1 클러치(C1)와 상기 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 2속, 상기 제1 클러치(C1)와 상기 제2 브레이크(B2)의 체결에 의해 3속, 상기 제1 클러치(C1)와 상기 제2 클러치(C2)의 체결에 의해 4속, 상기 제1 클러치(C1)와 상기 제3 클러치(C3)의 체결에 의해 5속, 상기 제2 클러치(C2)와 상기 제3 클러치(C3)의 체결에 의해 6속, 상기 제3 클러치(C3)와 상기 제2 브레이크(B2)의 체결에 의해 7속, 상기 제3 클러치(C3)와 상기 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 8속, 상기 제2 클러치(C2)와 상기 제1 브레이크(B1) 또는 상기 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 후퇴 속으로 하고, 전진 8속에서 적어도 후퇴 1속을 얻는 변속 제어 수단을 마련한 것을 특징으로 하는 차량용 다단 자동 변속기.
적어도 항상 고정되어 있는 회전 멤버를 갖고, 3개의 회전 멤버로 구성되는 감속 유성 기어(G1)와 제1 클러치(C1)와 제2 클러치(C2)를 구비하고, 고정 감속비를 갖는 제1 동력 전달 경로(P1)와,

제3 클러치(C3)를 구비하고, 상기 고정 감속비와 동일 방향이고, 또한 상기 고정 감속비보다도 작은 변속비를 갖는 제2 동력 전달 경로(P2)와,

상기 출력부에 연결하여 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 회전 멤버를 갖는 변속 유성 기어 세트와,

상기 회전 멤버를 고정하는 제1, 제2, 제3 브레이크(B1, B2, B3)를 입력부와 출력부 사이에 갖는 차량용 다단 자동 변속기이며,

상기 제1 클러치(C1)를, 제1 회전 멤버를 선택적으로 상기 제1 동력 전달 경로(P1)를 경유하여 상기 입력부에 연결 가능하게 하는 클러치로 하고,

상기 제2 회전 멤버는 상기 출력부에 연결되어 있고,

상기 제3 클러치(C3)를, 제3 회전 멤버를 선택적으로 상기 제2 동력 전달 경로(P2)를 경유하여 상기 입력부에 연결 가능하게 하는 클러치로 하고,

상기 제1 브레이크(B1)를, 제3 회전 멤버를 선택적으로 고정 가능한 브레이크로 하고,

상기 제2 클러치(C2)를, 상기 제4 회전 멤버를 선택적으로 상기 제1 동력 전달 경로(P1)를 경유하여 상기 입력부에 연결 가능하게 하는 클러치로 하고,

상기 제2 브레이크(B2)를, 상기 제4 회전 멤버를 선택적으로 고정 가능한 브레이크로 하고,

상기 제3 브레이크(B3)를, 상기 제5 회전 멤버를 선택적으로 고정 가능한 브레이크로 한 것을 특징으로 하는 차량용 다단 자동 변속기.