KR100566491B1 - 자동변속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동변속기에서 고(高)토크 전달경로를 단축하여 변속단수에 대하여 기구의 경량화와 소형화를 도모하는 것으로, 자동변속기는 감속회전과 비감속회전을 입력으로 하여 복수의 변속회전을 출력하는 유성기어세트(G)와, 감속유성기어(G1)와, 입력축(11)과, 입력축을 감속유성기어를 통하여 유성기어세트의 2개의 다른 감속입력요소(S2)(S3)에 각각 결합·해제가 자유롭게 연결하는 제1 및 제3클러치(C-1, C-3)와, 입력축을 유성기어세트의 비감속회전 입력요소(C2(C3))에 결합·해제가 자유롭게 연결하는 제2클러치(C-2)를 구비한다. 제1클러치와 제3클러치를 감속유성기어의 근방에 정리하여 배치하고, 제2클러치를 유성기어세트에 대하여 감속유성기어와는 반대측에 배치하였다.

자동변속기

Description

자동변속기{Automatic transmission}

도 1은 본 발명을 적용한 자동변속기의 제1실시형태의 기어열을 나타낸 개략도,

도 2는 기어열의 3축 위치관계를 나타낸 축방향 단면도,

도 3은 기어열의 작동 및 달성되는 기어비와 기어비 스텝을 나타낸 도표,

도 4는 기어열의 속도선도,

도 5는 기어열의 전체구성을 나타낸 단면도,

도 6은 기어열의 주축부분의 전반부를 나타낸 확대단면도,

도 7은 기어열의 주축부분의 후반부를 나타낸 확대단면도,

도 8은 제1실시형태에 대한 제1변형예를 나타낸 축방향 모식단면도,

도 9는 제1실시형태에 대한 제2변형예를 나타낸 축방향 모식단면도,

도 10은 제1실시형태에 대한 제3변형예를 나타낸 축방향 모식단면도,

도 11은 제1실시형태에 대한 제4변형예를 나타낸 축방향 모식단면도,

도 12는 본 발명의 제2실시형태를 나타낸 축방향 모식단면도,

도 13은 제2실시형태를 기본으로 하는 제5변형예를 나타낸 축방향 모식단면도,

도 14는 제2실시형태를 기본으로 하는 제6변형예를 나타낸 축방향 모식단면 도,

도 15는 제2실시형태를 기본으로 하는 제7변형예를 나타낸 축방향 모식단면도,

도 16은 본 발명의 제3실시형태를 나타낸 축방향 모식단면도,

도 17은 제3실시형태를 기본으로 하는 제8변형예를 나타낸 축방향 모식단면도,

도 18은 본 발명의 제4실시형태의 기어열을 나타낸 개략도,

도 19는 제4실시형태의 기어열의 전체구성을 나타낸 단면도,

도 20은 제4실시형태의 기어열의 주축부분을 나타낸 모식단면도,

도 21은 본 발명의 제5실시형태의 기어열의 개략도,

도 22는 제5실시형태의 기어열을 나타낸 축방향 모식단면도,

도 23은 제5실시형태를 기본으로 하는 제9변형예를 나타낸 축방향 모식단면도,

도 24는 본 발명의 제6실시형태의 기어열의 개략도,

도 25는 제6실시형태의 기어열의 작동 및 달성되는 기어비와 기어비 스텝을 나타낸 도표,

도 26은 제6실시형태의 기어열의 속도선도,

도 27은 제6실시형태의 기어열의 축방향 단면도,

도 28은 제6실시형태를 기본으로 하는 제10변형예의 축방향 단면도,

도 29는 제6실시형태를 기본으로 하는 제11변형예의 축방향 모식단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

G : 유성기어세트 G1 : 감속유성기어

C-1 : 제1클러치 C-2 : 제2클러치

C-3 : 제3클러치 B-1 : 밴드브레이크(브레이크)

S1 : 태양기어(제1요소) S2 : 대구경 태양기어(감속 입력요소)

S3 : 소구경 태양기어(감속 입력요소) C1 : 캐리어(출력요소)

C2, C3 : 캐리어(비감속회전 입력요소)

R2, R3 : 링기어(유성기어세트의 출력요소)

3 : 차동장치(differential unit) 5, 6, 7 :유압서보

10 : 변속기 케이스 10A : 전단벽(벽)

10e : 후단벽부(10e) 10a, 10b, 10c : 보스부

10C : 서포트벽(다른 벽) 11 : 입력축

19 : 카운터구동기어 19A : 출력축

20 : 카운터축 21 : 카운터피동기어

50, 60, 70 : 실린더 52, 62, 72 : 드럼

53, 63, 73 : 마찰부재 51, 61, 71 : 피스톤

74 : 허브(공통의 허브)

본 발명은 차량에 탑재되는 자동변속기에 관한 것으로, 특히 그 기어열(gear train)에 있어서의 각 변속기 구성요소의 배치에 관한 것이다.

자동변속기는 유성기어세트(planetary gear set)와, 그것을 통하는 동력의 전달경로를 변경하는 걸어맞춤요소 즉, 클러치와 브레이크로 구성된다. 자동변속기에는 종래부터 운전성능의 향상과 연료비의 개선을 위하여 다단화의 요청이 있고, 근래에는 전진5속·후진1속의 변속단을 달성하는 것이 실용화되어 있다. 이러한 5속 구성의 자동변속기에서는 걸어맞춤요소의 수가 증가하여 특정의 변속단간의 시프트업·다운시에 3개 이상의 걸어맞춤요소를 동시에 결합·해제(이른바 "클러치-클러치")제어할 필요가 있어서 제어가 복잡해 지는 것과, 기어열이 대형화되는 것을 피하여 3세트의 유성기어의 1개를 더블피니언식으로 하고, 3개의 클러치와 2개의 브레이크로 5속구성을 실현하여 3개이상의 걸어맞춤요소의 클러치-클러치를 없앤 기어열이 일본국 특허공개 평4-125345호 공보에 개시되어 있다.

상기 종래기술에서는 더블피니언 유성기어에 의해 얻어진 입력회전을 감속한 감속회전을, 1개의 클러치로부터 유성기어의 소정의 요소에 입력함으로써 적은 걸어맞춤요소로 다단을 달성하고 있지만, 다음과 같은 문제점이 있다. 즉, 연료비 개선과 운전성능 향상을 위해서는 단순히 다단화할 뿐만 아니라 변속기구 전체로서의 기어비 폭을 넓힐 필요가 있지만, 이와 같은 관점에서 상기 종래기술을 살펴보면 1속은 입력회전을 클러치에 의해 소정의 요소에 입력하고, 다른 요소를 브레이크에 의해 고정함으로써 달성하고 있기 때문에 큰 감속회전을 얻는 것은 어려운 구성으로 되어 있고, 그 결과 기어비 폭을 넓히는 것은 곤란하다. 이와 같은 과제를 해결 하는 것으로서 3개의 클러치와 2개의 브레이크로 전진6속·후진1속을 달성하는 기어열이 일본국 특허공개 평4-219553호 공보에서 제안되고 있다. 이 기어열은 입력회전에 대하여 감속한 회전을 라비뇨(ravigneaux)식의 유성기어세트의 2개의 변속요소에 입력하고, 비감속회전을 다른 하나의 변속요소에 입력함으로써 보다 다단인 6속을 달성가능하게 한 것이다. 이 종래기술에서는 1속을 달성하기 위하여 감속회전을 클러치에 의해 소정의 요소에 입력하고 다른 요소를 브레이크에 의해 고정함으로써 달성하고 있기 때문에, 비교적 큰 감속회전을 얻을 수 있어 기어비 폭을 넓게 한 다단의 자동변속을 달성할 수 있다.

후자의 종래기술에서의 기어열 구성에서는 기어비 폭이 넓고 양호한 기어비 스텝의 6속이 얻어지는 반면, 감속유성기어(reduction planetary gear)에서의 감속으로 증폭된 고토크를 전달하기 위해서 고강도화를 요하는 동력전달경로가 2계통 필요하게 되고, 이 전달경로를 소형으로 구성하지 않으면 변속기의 대형화나 중량증가를 초래한다. 이점에 대하여 후자의 기술은 감속유성기어, 2개의 감속토크전달용 클러치와 유성기어세트의 사이에 비감속토크전달용 클러치가 배치되고, 고토크전달에 관한 특별한 배려가 이루어져 있지 않다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 유성기어세트에 대한 고토크전달경로를 단축함으로써 달성되는 변속단수에 대하여 기어열을 경량·소형화한 다단의 자동변속기를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

또, 걸어맞춤요소로서의 클러치는 동력전달경로를 구성하는 마찰부재와 그 입출력 연결부재로서의 드럼 및 허브와, 결합·해제제어를 위한 유압서보로 구성된 것으로, 마찰부재는 설치위치의 자유도가 큰데 대하여 유압서보는 그것으로의 유압공급을 필요로 함으로써, 유로접속이 가능한 축주위 또는 자동변속기 케이스에 직접 또는 간접으로 지지하는 것을 필수로 하여 설치위치에 제약을 받는다. 이러한 관계와 감속유성기어의 반응요소의 고정방법에 따라 단지 2개의 감속회전입력 클러치와 감속유성기어를 집약배치하는 것은 오히려 복잡한 부재의 배열에 의한 기구의 대형화를 초래, 걸어맞춤요소의 수를 적게 한 기어열의 소형성을 손상하는 결과가 된다.

그래서, 본 발명은 감속유성기어와 2개의 감속입력 클러치의 집약배치에 따른 기구의 대형화를 방지하는 기어열 배치를 제공하는 것을 보다 구체적인 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 이러한 기어열 배치를 구체적인 각종 형식의 자동변속기에 적용하는데 따른 다양한 문제점을 해결하는 것을 더욱 구체적인 개개의 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 감속회전과 비감속회전을 입력으로하여 복수의 변속회전을 출력하는 유성기어세트와, 유성기어세트와 축방향으로 나란히 설치된 감속유성기어와, 유성기어세트의 내주측을 통하는 입력축과, 입력축을 감속유성기어를 통하여 유성기어세트의 2개의 다른 감속입력요소에 각각 자유롭게 결합·해제할 수 있게 연결하는 제1 및 제3클러치와, 입력축을 유성기어세트의 비감속회전 입력요소에 자유롭게 결합·해제할 수 있게 연결하는 제2클러치를 구비한 자동변속기에 있어서, 제1클러치와 제3클러치는 감속유성기어의 근방에 정리되어 배치되고, 제2클러치는 유성기어세트에 대하여 감속유성기어와는 반대측에 배치된 것을 특징으로 한다.

상기 구성에서, 상기 각 클러치는 각각 마찰부재와 유압서보로 이루어지고, 변속기 케이스의 벽에서 축방향으로 연장된 보스부(boss portion)의 선단에 감속유성기어가 그 1요소를 고정하여 배치되고, 벽과 감속유성기어 사이의 상기 보스부의 외주에 제3클러치의 유압서보가 배치되며, 감속유성기어에 대하여 제3클러치의 유압서보와는 반대측의 입력축 외주에 제1클러치의 유압서보가 배치된 구성으로 하는 것이 유효하다.

또, 상기 각 클러치는 각각 마찰부재와 유압서보로 이루어지고, 변속기 케이스의 벽에서 축방향으로 연장된 보스부의 선단에 감속유성기어가 그 1요소를 고정하여 배치되며, 벽과 감속유성기어 사이의 상기 보스부의 외주에 감속유성기어 근처에 제1클러치의 유압서보, 벽 근처에 제3클러치의 유압서보가 배치된 구성을 채택하는 것도 가능하다.

또, 상기 각 클러치는 각각 마찰부재와 유압서보로 이루어지고, 변속기 케이스의 벽에서 축방향으로 연장된 보스부의 선단에 감속유성기어가 그 1요소를 고정하여 배치되며, 벽과 감속유성기어 사이의 상기 보스부의 외주에 제1클러치의 유압서보가 배치되고, 감속유성기어에 인접하여 별도의 벽이 설치되며, 제3클러치의 유압서보는 그 별도의 벽과 감속유성기어의 사이에 배치되며, 제1클러치와 제3클러치는 보스부와 별도의 벽 사이를 통하여 유성기어세트에 연결된 구성으로 하여도 된 다.

다음에, 상기 제3클러치의 마찰부재와 제1클러치의 마찰부재는 제1클러치의 유압서보, 제3클러치의 유압서보, 감속유성기어의 어느 하나의 직경방향 외측에 배치된 구성을 채택하는 것이 유효하다.

또한, 상기 제3클러치의 마찰부재는 감속유성기어의 직경방향 외측에 배치되고, 제1클러치의 마찰부재는 제1클러치의 유압서보의 직경방향 외측에 배치된 구성으로 하는 것도 가능하다.

그리고, 상기 제1클러치는 그 유압서보에 일체화된 드럼을 갖고, 상기 드럼은 유압서보의 실린더가 감속유성기어측으로 열리는 방향을 향하여 유성기어세트의 감속회전 입력요소에 연결되며, 제1클러치의 마찰부재는 그 외주측이 자신의 드럼에 걸어맞추어져 내주측이 감속유성기어의 출력요소에 연결된 구성으로 하는 것도 가능하다.

또, 상기 제3클러치는 그 유압서보에 일체화된 드럼을 갖고, 상기 드럼은 유압서보의 실린더가 감속유성기어측으로 열리는 방향을 향해서 유성기어세트의 감속회전 입력요소에 연결되며, 제3클러치의 마찰부재는 그 외주측이 자신의 드럼에 걸어맞추어지고 내주측이 제1클러치의 마찰부재와 공통의 허브를 통하여 감속유성기어의 출력요소에 연결된 구성으로 하여도 된다.

그리고, 상기 유성기어세트의 감속회전 입력요소를 변속기 케이스에 거는 브레이크가 설치되고, 브레이크는 제3클러치의 드럼의 외주면을 브레이크밴드의 걸어맞춤면으로 하는 밴드브레이크로 구성하는 것이 유효하다.

또, 상기 제1클러치는 그 유압서보에 일체화된 드럼을 갖고, 상기 드럼은 유압서보의 실린더가 감속유성기어와는 반대측으로 열리는 방향을 향하여 감속유성기어의 출력요소에 연결된 구성으로 하는 것이 유효하다.

또한, 상기 제1클러치의 마찰부재는 감속유성기어의 직경방향 외측에 배치되고, 제3클러치의 마찰부재는 제1클러치의 유압서보의 직경방향 외측에 배치된 구성을 채택하는 것도 가능하다.

더욱이, 상기 제1클러치는 그 유압서보에 일체화된 드럼을 갖고, 상기 드럼은 유압서보의 실린더가 감속유성기어측으로 열리는 방향을 향하여 감속유성기어의 출력요소에 연결되며, 제1클러치의 마찰부재는 그 외주측이 자신의 드럼에 걸어맞추어지고 내주측이 유성기어세트의 감속회전 입력요소에 연결된 구성으로 하는 것이 유효하다.

또한, 상기 제3클러치는 그 유압서보에 일체화된 드럼을 갖고, 상기 드럼은 유압서보의 실린더가 제1클러치의 유압서보측으로 열리는 방향을 향하여 유성기어세트의 감속회전 입력요소에 연결되고, 제3클러치의 마찰부재는 그 외주측이 자신의 드럼에 걸어맞추어지고 내주측이 제1클러치의 드럼에 연결된 구성으로 하는 것이 유효하다.

그리고, 상기 유성기어세트의 감속회전 입력요소를 변속기 케이스에 거는 브레이크가 설치되고, 브레이크는 제3클러치의 드럼의 외주면을 브레이크밴드의 걸어맞춤면으로 하는 밴드브레이크로 구성하는 것이 유효하다.

또, 상기 감속유성기어와 유성기어세트는 인접하여 배치되고, 제1클러치의 마찰부재는 감속유성기어의 직경방향 외측에 배치되며, 제3클러치의 마찰부재는 유성기어세트의 직경방향 외측에 배치된 구성으로 하는 것이 유효하다.

또한, 상기 제1클러치의 드럼을 일체화시킨 유압서보의 실린더의 배후에 제3클러치의 유압서보의 실린더가 형성되고, 배후에 형성된 실린더에 제1클러치의 드럼에 회전불가능하게 걸어맞추어서 제3클러치의 유압서보의 피스톤이 끼워넣어진 구성으로 하는 것이 유효하다.

더욱이, 상기 제3클러치의 마찰부재는 그 외주측이 제3클러치의 유압서보의 피스톤을 드럼으로 하여 상기 드럼에 걸어맞추어지고, 내주측이 유성기어세트의 감속회전 입력요소에 연결되며, 제1클러치의 드럼에 대한 밀고 끌음에 의해 자유롭게 결합·해제할 수 있게 된 구성으로 하는 것이 유효하다.

그리고, 상기 제3클러치의 드럼은 그것과 일체화된 유압서보의 실린더가 감속유성기어측으로 열리는 방향을 향하여 유성기어세트의 감속회전 입력요소에 연결되고, 제3클러치의 마찰부재는 그 외주측이 제3클러치의 드럼에 걸어맞춰지고 내주측이 제1클러치의 유압서보와 일체화된 드럼에 연결된 구성으로 하는 것이 유효하다.

또한, 상기 제3클러치의 드럼은 그것과 일체화된 유압서보를 통하여 상기 별도의 벽에서 연장된 보스부에 의해 회전지지되고, 유성기어세트의 감속회전 입력요소를 변속기 케이스에 걸어야 하는 밴드브레이크로 구성된 브레이크가, 제3클러치의 드럼의 외주면이 브레이크밴드의 걸어맞춤면으로서 설치된 구성으로 하는 것이 유효하다.

또, 상기 유성기어세트의 출력요소에 연결시켜서 입력축의 외주에 설치된 카운터구동기어와, 카운터구동기어에 맞물리는 카운터피동기어가 설치되어서 입력축과 병렬적으로 배치된 카운터축과, 카운터축에 병렬적으로 배치되어서 카운터축에 의해 회전구동되는 차동장치를 갖는 구성으로 하는 것도 가능하다.

그리고, 상기 카운터구동기어는 제1클러치, 제3클러치 및 감속유성기어와, 유성기어세트의 사이에 배치된 구성으로 하는 것이 유효하다.

또한, 상기 카운터구동기어는 제2클러치와 유성기어세트의 사이에 배치된 구성으로 하여도 된다.

또, 상기 카운터구동기어는 유성기어세트에 대하여 제2클러치와는 반대측에 배치된 구성으로 하는 것도 가능하다.

또한, 상기 제1클러치, 제3클러치 및 감속유성기어는 변속기의 엔진으로의 접속측에 배치되고, 제2클러치는 변속기의 후단측에 배치된 구성으로 하는 것이 유효하다.

그리고, 상기 제2클러치는 변속기의 엔진으로의 접속측에 배치되고, 제1클러치, 제3클러치 및 감속유성기어는 변속기의 후단측에 배치된 구성으로 하는 것도 가능하다.

또, 상기 각 클러치는 각각 유압서보를 갖고, 유성기어세트에 대하여 제1클러치의 유압서보, 감속유성기어 및 제3클러치의 유압서보의 순으로 나란히 배치된 구성으로 하는 것이 유효하다.

혹은, 상기 각 클러치는 각각 유압서보를 갖고, 유성기어세트에 대하여 감속 유성기어, 제1클러치의 유압서보, 제3클러치의 유압서보의 순으로 나란히 배치된 구성으로 하여도 된다.

또, 상기 각 클러치는 각각 유압서보를 갖고, 유성기어세트에 대하여 제3클러치의 유압서보, 감속유성기어, 제1클러치의 유압서보의 순으로 나란히 배치된 구성으로 하여도 된다.

또한, 상기 유성기어세트의 출력요소에 연결시켜서 출력축이 설치되고, 출력축은 입력축과 동축적으로 배치된 구성을 채택하는 것도 가능하다.

이 경우, 상기 제1클러치, 제3클러치 및 감속유성기어는 변속기의 엔진으로의 접속측에 배치되고, 제2클러치는 변속기의 후단측에 배치되며, 유성기어세트의 출력요소는 제2클러치의 외주를 통하여 출력축에 연결된 구성으로 하는 것이 유효하다.

더욱이, 상기 각 클러치는 각각 유압서보를 갖고, 유성기어세트에 대하여 제1클러치의 유압서보, 감속유성기어, 제3클러치의 유압서보의 순으로 나란히 배치된 구성으로 하는 것이 유효하다.

또한, 상기 각 클러치는 각각 유압서보를 갖고, 유성기어세트에 대하여 감속유성기어, 제1클러치의 유압서보, 제3클러치의 유압서보의 순으로 나란히 배치된 구성으로 하는 것도 가능하다.

그리고, 상기 각 클러치는 각각 유압서보를 갖고, 유성기어세트에 대하여 제3클러치의 유압서보, 감속유성기어, 제1클러치의 유압서보의 순으로 나란히 배치된 구성으로 하여도 된다.

이하, 도면에 따라 본 발명의 실시형태를 설명한다. 도 1은 본 발명을 구체화한 자동변속기의 일실시형태의 기어열을 축간을 공통평면내에 전개하여 개략적으로 나타낸다. 또, 도 2는 상기 자동변속기를 단면에서 보아 실제의 축 위치관계를 나타낸다. 이 자동변속기는 감속회전과 비감속회전을 입력으로 하여 복수의 변속회전을 출력하는 유성기어세트(G)와, 유성기어세트(G)와 축방향으로 나란히 설치된 감속유성기어(G1)와, 유성기어세트(G)의 내주측을 통하는 입력축(11)과, 입력축(11)을 감속유성기어(G1)를 통하여 유성기어세트(G)의 2개의 다른 감속입력요소(S2)(S3)에 각각 자유롭게 결합·해제할 수 있도록 연결하는 제1 및 제3클러치(C-1)(C-3)와, 입력축(11)을 유성기어세트(G)의 비감속회전 입력요소(C2(C3))에 자유롭게 결합·해제할 수 있도록 연결하는 제2클러치(C-2)를 구비한다. 그리고, 본 발명의 기본적 특징에 따라 제1클러치(C-1)와 제3클러치(C-3)는 감속유성기어(G1)의 근방에 정리되어 배치되고, 제2클러치(C-2)는 유성기어세트(G)에 대하여 감속유성기어(G1)와는 반대측에 배치되어 있다.

이하, 이 자동변속기의 더욱 구체적인 기어열 구성을 설명한다. 이 변속기는 프론트엔진·프론트드라이브(FF)차 또는 리어엔진·리어드라이브(RR)차용의 횡치식 트랜스액슬(transaxle) 형태를 채택하고 있고, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 서로 병렬적으로 배치된 주축(X), 카운터축(Y), 차동축(Z)의 각 축상에 변속기구의 각 요소가 설치된 3축구성으로 되어 있다. 그리고, 주축(X)상의 입력축(11)의 주위에는 4개의 변속요소 S2, S3, C2(C3), R2(R3)를 갖는 유성기어세트(G)와, 감속유성기어(G1)와, 2개의 브레이크(B-1)(B-2)와, 3개의 클러치(C-1)(C-2)(C-3)를 갖춘 변 속기구가 배치되어 있다. 이 기어열에서는 유성기어세트(G)의 한쪽의 감속회전 입력요소(S3)가 제1클러치(C-1)에 의해 감속유성기어(G1)를 통하여 입력축(11)에 연결되고, 다른쪽 입력요소(S2)가 제3클러치(C-3)에 의해 감속유성기어(G1)를 통하여 입력축(11)에 연결됨과 더불어, 제1브레이크(B-1)에 의해 변속기 케이스(10)에 걸릴 수 있게 되고, 비감속회전의 입력요소(C2(C3))가 제2클러치(C-2)에 의해 입력축(11)에 연결됨과 더불어 제2브레이크(B-2)에 의해 변속기 케이스(10)에 걸릴 수 있게 되고, 남은 변속요소(R2(R3))가 출력요소로서 주축(X)상의 출력요소로서의 카운터구동기어(19)에 연결되어 있다.

또한, 도면에 나타낸 기어열에서는 상기의 외에, 걸어맞춤요소로서 브레이크(B-2)에 병렬시켜서 일방향클러치(F-1)를 배치하고 있지만, 이것은 뒤에 상세히 기재하는 1→2변속시의 브레이크(B-2)와 브레이크(B-1)의 클러치-클러치를 위한 복잡한 유압제어를 피하고, 브레이크(B-2)의 해제제어를 단순화해야 하고, 브레이크(B-1)의 걸어맞춤에 따라서 자연히 걸어맞춤력을 해제하는 일방향클러치(F-1)를 사용한 것으로, 상기와 같은 과도적인 기능을 제외하고 본질적으로는 브레이크(B-2)와 동등한 것이다.

또, 주축(X)상에는 도시하지 않은 엔진에 접속되어서 그 회전을 입력축(11)에 전달하는 록업클러치 부착의 토크컨버터(4)가 배치되어 있다. 그리고, 카운터축(Y)상에는 카운터기어(2)가 배치되어 있다. 카운터기어(2)는 카운터축(20)에 고정되어 주축(X)상의 출력부재로서의 카운터구동기어(19)에 맞물리는 대구경의 카운터피동기어(21)와, 같은 카운터축(20)에 고정되어 카운터축(Y)상의 출력요소로 서의 소구경의 차동구동피니언기어(22)가 설치되어 있고, 이들에 의해 주축(X)측에서의 출력을 감속함과 더불어 반전시켜서 차동장치(differential unit;3)에 전달하는 것으로, 적절한 최종감속비를 얻음과 더불어 입력축(11)의 회전방향과 차동장치(3)로부터의 출력의 회전방향을 맞추는 기능을 다한다. 차동축(Z)상에는 차동장치(3)가 설치되어 있다, 차동장치(3)는 차동케이스(32)에 고정된 차동링기어(31)를 차동구동피니언기어(22)에 맞물려서 카운터축(20)에 연결되고, 차동케이스(32) 내에 배치된 차동기어의 차동회전이 좌우축(30)으로 출력되는 구성으로 되어, 이 출력이 최종적으로 휠구동력으로 된다.

유성기어세트(G)는 대구경의 태양기어(S2)와, 소구경의 태양기어(S3)와, 서로 맞물리는 롱피니언(P2)과 쇼트피니언(P3)를 지지하는 캐리어(C2(C3))와, 링기어(R2(R3))(이 링기어는 이론상 2개의 기어를 구성하지만, 실제는 어느 하나의 태양기어의 외주측에만 위치하는 하나의 기어이기 때문에, 이하 태양기어에 대한 위치에 따라서 R2 또는 R3로 하여, 한쪽의 약호만을 부기한다)로 구성되고, 롱피니언(P2)이 대구경의 태양기어(S2)와 링기어(R2)에 맞물리고, 쇼트피니언(P3)이 소구경의 태양기어(S3)에 맞물리는 라비뇨식(ravegneaux type)의 기어세트로 구성되어 있다. 그리고, 이 상태에서는 대구경의 태양기어(S2)와 소구경의 태양기어(S3)가 감속회전의 입력요소, 캐리어(C2(C3))가 비감속회전의 입력요소, 링기어(R2)가 출력요소로 되어 있다. 유성기어세트(G)의 소구경의 태양기어(S3)는 클러치(C-1)에 연결되고, 대구경의 태양기어(S2)는 클러치(C-3)에 연결됨과 더불어, 밴드브레이크로 구성된 브레이크(B-1)에 의해 자동변속기 케이스(10)에 걸릴 수 있도록 되어 있 다. 또, 캐리어(C2(C3))는 클러치(C-2)를 통하여 입력축(11)에 연결되고, 또 브레이크(B-2)에 의해 변속기 케이스(10)에 걸릴 수 있도록 됨과 더불어, 일방향클러치(F-1)에 의해 변속기 케이스(10)에 일방향 회전걸림가능하게 되어 있다. 그리고, 링기어(R2)가 카운터구동기어(19)에 연결되어 있다.

감속유성기어(G1)는 그 1요소로서의 태양기어(S1)가 변속기 케이스(10)에 고정되고, 링기어(R1)가 입력요소로서 입력축(11)에 연결되며, 캐리어(C1)가 출력요소로서 클러치(C-1) 및 클러치(C-3)를 통하여 상기의 연결관계로 유성기어세트(G)에 연결되어 있다.

이러한 구성으로 된 자동변속기는, 도시하지 않은 전자제어장치와 유압제어장치에 의한 제어로, 운전자에 의해 선택된 레인지에 따라서 변속단의 범위에서 차량부하에 기초하여 변속을 행한다. 도 3은 각 클러치 및 브레이크의 걸어맞춤 및 해제(○표로 걸어맞춤, 무표로 해제를 나타낸다)로 달성되는 변속단을 도표화하여 나타낸다. 또, 도 4는 각 클러치 및 브레이크의 걸어맞춤(●표로 그들의 걸어맞춤을 나타낸다)에 의해 달성된 변속단과, 그 때의 각 변속요소의 회전수비와의 관계를 속도선도로 나타낸다. 또한 이 속도선도에서는 감속유성기어(G1)와 유성기어세트(G)의 각 변속요소의 위치가 기어비에 대응시킨 종축방향의 간격으로 종축으로서 표시됨과 더불어, 상기 축상에 각 변속요소의 회전수비가 표시되어 있다. 그리고, 횡축방향에 그 일단(도시 우측)에서부터 차례로 각 변속요소를 제1 내지 제4변속요소라 칭하였을 때에, 제1변속요소는 소구경의 태양기어(S3)에 대응하여, 감속유성기어에 의해서 감속된 회전을 제1클러치(C-1)에 의해 입력하는 경로로 연결되고, 제2변속요소는 링기어(R2(R3))에 대응하여 출력부재에 연결되며, 제3변속요소는 캐리어(C2(C3))에 대응하여 입력축의 회전을 감속하지 않고 제2클러치(C-2)에 의해 입력되는 경로로 연결됨과 더불어 제2걸림요소(B-2)에 의해 걸림가능하게 되며, 제4변속요소는 대구경의 태양기어(S2)에 대응하여 감속유성기어(G1)에 의해서 감속된 회전을 제3클러치(C-3)에 의해 입력하는 경로로 연결됨과 더불어 제1걸림요소(B-1)에 의해 걸림가능하게 연결되어 있다.

양 도면을 아울러 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 제1속(1ST)은 클러치(C-1)와 브레이크(B-2)의 걸어맞춤(본 형태에 있어서 작동표를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 이 브레이크(B-2)의 걸어맞춤 대신에 일방향클러치(F-1)의 자동걸어맞춤이 사용되고 있지만, 이 걸어맞춤을 사용하고 있는 이유 및 이 걸어맞춤이 브레이크(B-2)의 걸어맞춤에 상당하는 이유에 대하여는 뒤에 상세히 설명한다.)에 의해 달성된다. 이 경우, 입력축(11)에서 감속유성기어(G1)를 거쳐 감속된 회전이 클러치(C-1) 경유로 소구경의 태양기어(S3)에 입력되고, 일방향클러치(F-1)의 걸어맞춤에 의해 변속기 케이스(10)에 걸린 캐리어(C3)에 반력을 취하여, 링기어(R2)의 최대감속비의 감속회전이 카운터구동기어(19)로 출력된다.

다음에, 제2속(2ND)은 클러치(C-1)와 브레이크(B-1)의 걸어맞춤에 의해 달성된다. 이 경우 입력축(11)에서 감속유성기어(G1)를 거쳐 감속된 회전이 클러치(C-1)경유로 소구경의 태양기어(S3)에 입력되고, 브레이크(B-1)의 걸어맞춤에 의해 변속기 케이스(10)에 걸린 대구경의 태양기어(S2)에 반력을 취하여, 링기어(R2)의 감속회전이 카운터구동기어(19)로 출력된다. 이때의 감속비는 도 4에 보여지는 바와 같이, 제1속(1ST)보다 작게 된다.

또, 제3속(3RD)은 클러치(C-1)와 클러치(C-3)의 동시 걸어맞춤에 의해 달성된다. 이 경우, 입력축(11)에서 감속유성기어(G1)를 거쳐 감속된 회전이 클러치(C-1)와 클러치(C-3) 경유로 동시에 대구경의 태양기어(S2)와 소구경의 태양기어(S3)로 입력되어 유성기어세트(G)가 직결상태가 되기 때문에, 양 태양기어로의 입력회전과 동일한 링기어(R2)의 회전이 입력축(11)의 회전에 대해서는 감속된 회전으로서 카운터구동기어(19)로 출력된다.

또한, 제4속(4TH)은 클러치(C-1)와 클러치(C-2)의 동시 걸어맞춤으로 달성된다. 이 경우, 한쪽에서 입력축(11)에서 감속유성기어(G1)를 거쳐 감속된 회전이 클러치(C-1) 경유로 소구경의 태양기어(S3)로 입력되고, 다른쪽에서 입력축(11)에서 클러치(C-2) 경유로 입력된 비감속회전이 캐리어(C2(C3))로 입력되어 2개의 입력회전의 중간의 회전이 입력축(11)의 회전에 대해서는 약간 감속된 링기어(R2)의 회전으로서 카운터구동기어(19)로 출력된다.

이어서, 제5속(5TH)은 클러치(C-2)와 클러치(C-3)의 동시 걸어맞춤으로 달성된다. 이 경우, 한쪽에서 입력축(11)에서 감속유성기어(G1)를 거쳐 감속된 회전이 클러치(C-3) 경유로 대구경의 태양기어(S2)로 입력되고, 다른쪽에서 입력축(11)에서 클러치(C-2) 경유로 입력된 비감속회전이 캐리어(C2(C3))로 입력되어 링기어(R2)의 입력축(11)의 회전보다 약간 증속된 회전이 카운터구동기어(19)로 출력된다.

그리고, 제6속(6TH)은 클러치(C-2)와 브레이크(B-1)의 걸어맞춤으로 달성된 다. 이 경우, 입력축(11)에서 클러치(C-2) 경유로 비감속회전이 캐리어(C2(C3))에만 입력되어 브레이크(B-1)의 걸어맞춤에 의해 변속기 케이스(10)에 걸린 태양기어(S2)에 반력을 취하는 링기어(R2)의 더욱 증속된 회전이 카운터구동기어(19)로 출력된다.

또한, 후진(REV)은 클러치(C-3)와 브레이크(B-2)의 걸어맞춤에 의해 달성된다. 이 경우, 입력축(11)에서 감속유성기어(G1)를 거쳐 감속된 회전이 클러치(C-3) 경유로 태양기어(S2)에 입력되고, 브레이크(B-2)의 걸어맞춤으로 변속기 케이스(10)에 걸린 캐리어(C2(C3))에 반력을 취하는 링기어(R2)의 역회전이 카운터구동기어(19)로 출력된다.

여기서, 먼저 언급한 일방향클러치(F-1)와 브레이크(B-2)의 관계에 대해서 설명한다. 상기 제1속과 제2속시의 양 브레이크(B-1)(B-2)의 결합·해제관계로 보는 바와 같이, 이들 양 브레이크는 양 변속단간에서의 업다운시프트(up/down shift)시에 한쪽의 해제와 동시에 다른쪽의 걸어맞춤이 행해지는 이른바 붙잡음대체되는 마찰걸어맞춤요소로 된다. 이러한 마찰걸어맞춤요소의 붙잡음대체는 그들을 조작하는 유압서보의 걸어맞춤압과 해제압의 정밀한 동시제어를 필요로 하고, 이러한 제어를 하는데는 그를 위한 컨트롤밸브의 부가나 유압회로의 복잡화 등을 초래하게 된다. 그래서, 본 발명에서는 제1속과 제2속으로 캐리어(C2(C3))에 걸리는 반력토크가 역전하는 것을 이용하여 일방향클러치(F-1)의 걸어맞춤방향을 제1속시의 반력토크 지지방향에 맞춘 설정으로 함으로써, 일방향클러치(F-1)에 실질상 브레이크(B-2)의 걸어맞춤과 동등의 기능을 발휘시켜서, 제1속시의 브레이크(B-2)의 걸어 맞춤에 대신하여(단, 휠구동의 엔진탄력상태(engine coasting state)에서는 캐리어(C2(C3))에 걸리는 반력토크의 방향이 엔진구동의 상태에 대해서 역전하기 때문에, 엔진브레이크효과를 얻기 위해서는 도 3에 괄호친 ○표로 나타낸 바와 같이 브레이크(B-2)의 걸어맞춤을 필요로 한다), 캐리어(C2(C3))의 걸림을 행하고 있기 때문이다. 따라서, 변속단을 달성한 후에는 일방향클러치를 설치하지 않고 브레이크(B-2)의 걸어맞춤으로 제1속을 달성하는 구성을 채택하는 것도 가능하다.

이와 같이 하여 달성된 각 변속단은, 도 4의 속도선도 상에서 링기어(R2)(R3)의 속도비를 나타낸 ○표의 상하방향의 간격을 참조하여 정성적(定性的)으로 알 수 있는 바와 같이 각 변속단에 대하여 비교적 등간격의 양호한 속도스텝으로 된다. 이 관계를 구체적으로 수치를 설정하여 정량적으로 나타내면, 도 3에 나타낸 기어비로 된다. 이 경우의 기어비는 감속유성기어(G1)의 태양기어(S1)와 링기어(R1)의 치수비(λ1)=44/78, 유성기어세트(G)의 대구경 태양기어측의 태양기어(S2)와 링기어(R2(R3))의 치수비(λ2)=36/78, 소구경 태양기어측의 태양기어(S3)와 링기어(R3)의 치수비(λ3)=30/78로 설정하면, 입출력 기어비는,

제1속(1ST) : (1+λ1)/λ3=4.067

제2속(2ND) : (1+λ1)(λ2+λ3)/λ3(1+λ2)

=2.354

제3속(3RD) : 1+λ=1.564

제4속(4TH) : (1+λ1)/(1+λ1-λ1·λ3)=1.161

제5속(5TH) : (1+λ1)/(1+λ1-λ1·λ2)=0.857

제6속(6TH) : 1/(1+λ2)=0.684

후진(REV) : -(1+λ1)/λ2=-3.389

로 된다. 그리고 이들 기어비간의 스텝은,

제1·2속간 : 1.73

제2·3속간 : 1.51

제3·4속간 : 1.35

제4·5속간 : 1.35

제5·6속간 : 1.25

로 된다.

다음에, 도 5는 자동변속기의 전체구성을 더욱 구체화한 단면을 나타낸다. 또, 도 6 및 도 7은 도 5의 일부를 확대하여 나타낸다. 먼저 개략도를 참조하여 설명한 각 구성요소에 대해서는, 동일 참조부호를 붙여서 설명에 대신하지만, 개략도로부터 참조할 수 없는 세부에 대해서, 전체적인 위치관계에 대해서는 도 5, 각부의 상세에 대해서는 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서를 통하여 클러치 및 브레이크라는 용어는 그들의 입출력요소로의 연결부재로서의 드럼과 허브, 결합·해제부재로서의 마찰부재 및 조작기구로서의 드럼과 일체화된 실린더를 구비한 유압서보를 총칭하는 것으로 한다. 따라서, 각 클러치 및 브레이크에 대해서, 제1클러치(C-1)는 마찰부재(63)와 유압서보(6)로, 마찬가지로 제2클러치(C-2)는 마찰부재(53)와 유압서보(5)로, 제3클러치(C-3)는 마찰부재(73)와 유압서보(7)로 구성되고, 브레이크(B-2)는 마찰부재(93)와 유압서보(9)로 구성되어 있다. 또 한, 브레이크(B-1)만은 밴드브레이크 구성으로 되어 있기 때문에 마찰부재는 드럼을 체결하는 밴드(83)로 되고, 도시하지 않은 유압서보를 구비한 것으로 된다.

변속기 케이스(10)는 후단벽부(10e)에서 전방을 향하여 테이퍼(taper)형상으로 확대되는 주벽부(10f)를 구비한 케이스 본체(10B)와, 전단의 개구를 닫는 오일펌프보디와, 그것에 고정의 오일펌프커버로 이루어지고, 케이스본체(10B)에 볼트조임으로 고정되는 전단벽(10A)과, 케이스본체(10B)의 축방향 거의 중앙부에 고정되는 서포트벽(10C)으로 구성되어 있다. 그리고, 본체(10B)의 주벽부(10f) 내면에는 전단의 개구에서 거의 후단벽부(10e)에 달하는 스플라인(spline;10g)이 형성되고, 후단벽부(10e)에는 입력축(11)의 후단을 지지하여야 하고, 후단벽부에서 전방으로 돌출되는 뒷쪽 보스부(10b)와, 뒤에 상세히 기재하는 브레이크(B-2)의 유압서보의 실린더의 내주벽을 구성하는 고리형상벽(10e')이 형성되어 있다. 또, 전단벽(10A)에는 오일펌프커버에서 후방으로 돌출되는 앞쪽 보스부(10a)가 형성되어 있다. 또한 서포트벽(10C)에는 그 내주를 후방으로 연장하여 카운터구동기어(19)의 지지부를 구성하는 중앙보스부(10h)가 형성되어 있다.

입력축(11)은 가공의 편의상 전후 2축 11A, 11B로 분할되고, 스플라인 걸어맞춤으로 상호로 연결 일체화되며, 축 전반부(11A)의 축내에는 윤활압(潤滑壓)의 공급유로(11r)와 서보압의 공급유로(11p)가 형성되고, 축 후반부(11B)의 축내에는 윤활압유로(11s)가 형성되어 있다. 또, 축 전반부(11A)의 후단근처의 외주에는 플랜지(11a)가 형성되고, 축 후반부(11B)의 후단근처의 외주에는 플랜지(11b)가 형성되어 있다. 그리고, 축 전반부(11A)는 오일펌프 설치위치의 내주측과 플랜지(11a)의 직전부로, 각각 부시(bush)를 통하여 앞쪽 보스부(10a)의 내주에 끼어넣어진 슬리브축(13)에 지지되고, 축 후반부(11B)는 전단을 축 전반부(11A)와의 스플라인 걸어맞춤으로, 또 후단을 케이스(10)의 뒷쪽 보스부(10b)에 베어링을 통하여 직경방향 지지되고, 지지부에 인접시켜서 형성된 각각의 플랜지(11a)(11b)와 양 보스부 선단과의 사이에 끼워장착된 스러스트베어링(thrust bearing)에 의해 축방향 지지되어 있다.

유성기어세트(G)는 입력축(11)의 축 후반부(11B)의 외주에 배치되고, 태양기어(S3)는 그 기어부와 연장축부를 각각 부시를 통하여 축 후반부(11B)에 양단 지지되며, 태양기어(S2)는 그 기어부와 연장축부를 각각 부시를 통하여 태양기어(S3)의 연장축부에 양단 지지되어 있다. 캐리어(C2(C3))는 그 전단측을 부시를 통하여 태양기어(S2)의 연장축부에 한쪽편으로 지지되고, 링기어(R2)는 플랜지부재를 통하는 스플라인 연결로 카운터구동기어(19)에 지지되어 있다. 그리고, 유성기어세트(G)의 태양기어(S2)는 그 연장축부를 스플라인 걸어맞춤으로 동력전달부재(14)에 연결되고, 동력전달부재(14)는 제3클러치(C-3)의 드럼(72)에 단면 맞물림으로 연결되어 있다. 또 태양기어(S3)는 그 연장축부를 제1클러치(C-1)의 유압서보 실린더(60)의 연장축부에 스플라인 걸어맞춤으로 연결되어 있다. 그리고, 캐리어(C2(C3))는 그 후단에 고정되어서 유성기어세트(G)의 외주측을 전방으로 향해서 연장된 제2클러치의 허브(54)와 제2브레이크(B-2)의 허브와 일방향클러치(F-1)의 내측 레이스(inner race)를 일체화한 부재에 연결되어 있다. 또한 링기어(R2)는 상기와 같이 연결부재를 통하여 카운터구동기어(19)에 연결되어 있다.

감속유성기어(G1)는 앞쪽 보스부(10a)의 내주에 끼어맞춰 고정되어 전단부에서 토크컨버터의 고정자(stator)를 일방향클러치를 통하여 오일펌프커버에 고정하는 슬리브축(13)의 후단부에, 반력요소로서의 태양기어(S1)를 스플라인 걸어맞춤으로 고정하고, 입력요소로서의 링기어(R1)를 입력축(11)의 플랜지(11a)의 외주에 스플라인 걸어맞춤으로 연결시켜서, 변속기구의 앞쪽에 배치되어 있다. 그리고, 출력요소로서의 캐리어(C1)는 그 전단측을 뒤에 상세히 기재하는 제1 및 제3클러치에 공통의 허브(74)에 고정되어 있다.

다음에, 제1 및 제3클러치(C-1)(C-3)의 유압서보(6)(7)는 감속유성기어(G1)를 끼워서 그 양측에 전후로 마주보게, 즉 유압서보(6)(7)의 실린더(60)(70)가 감속유성기어(G1)측으로 열리는 방향으로 배치되어 있다. 그리고, 제1클러치의 유압서보(6)는 입력축의 축 전반부(11A)의 후단부 외주에 지지부(62a)로 회전이 자유롭게 지지되고, 외주측에 드럼(62)을 고정한 실린더(60)와, 실린더(60)에 미끄러져 움직임이 자유롭게 끼워넣은 피스톤(61)과, 피스톤(61)의 배면에 걸리는 원심유압(遠心油壓)을 상쇄하는 캔슬플레이트(cancel plate;65)와, 리턴스프링(66)으로 구성되어 있다. 이 유압서보에 대한 서보압의 공급·배출은 축 전반부(11A)의 축내유로(11p)를 통하여 행해지고 있다.

이 제1클러치(C-1)의 실린더(60)는 상기 클러치의 마찰부재(63)의 내주측에 배치되고, 유성기어세트(G)의 태양기어(S3)에 연장축부에서 스플라인 연결시켜서 제1클러치의 드럼(62)으로부터 유성기어세트(G)의 태양기어(S3)로 동력을 전달하는 부재로 되어 있다. 그리고, 유성기어세트(G)의 링기어(R3)로부터의 출력을 카운터 축(20)에 전달하는 카운터구동기어(19)의 지지부재로서의 서포트(10C)의 내주측에서 입력축 전반부(10A)에 지지되어 있다.

이러한 구성에 의해, 제1클러치(C-1)에서 유성기어세트(G)의 태양기어(S3)로의 동력의 전달을, 제1클러치(C-1)의 실린더(60)를 이용하여 동력전달을 위한 특별한 부재를 축방향에 개재시키지 않고 할 수 있어, 그것에 의한 축길이의 단축이 이루어지고 있다. 또, 제1클러치의 유압서보(6)를 통하는 드럼(62)의 지지부(62a)를 실질적인 축방향 공간을 요하지 않도록 동력전달부재(14)의 내주측에 배치함으로써, 유압서보(6)의 축방향 길이를, 상기 유압서보로의 서보압의 공급로를 축방향 양측에서 누출방지하는 실링의 배치간격에 대응하는 축방향 길이까지 얇게 하여, 클러치 드럼(62)을 확실히 지지하면서 변속기구의 축 길이의 단축이 이루어지고 있다.

제3클러치의 유압서보(7)는 앞쪽 보스부(10a)의 외주에 지지부(72a)로 부시를 통하여 회전이 자유롭게 지지되고, 외주측의 직경을 확대하여 드럼(72)으로 된 실린더(70)와, 실린더(70)에 미끄러져 움직임이 자유롭게 끼워넣은 피스톤(71)과, 피스톤(71)의 배면에 걸리는 원심유압을 상쇄하는 캔슬플레이트(75)와, 리턴스프링(76)으로 구성되어 있다. 이 유압서보(7)에 대한 서보압의 공급·배출은 앞쪽 보스부(10a)에 형성된 케이스내 유로(10q)를 통하여 행해지고 있다.

제1클러치(C-1)의 마찰부재(63)와 제3클러치(C-3)의 마찰부재(73)는 감속유성기어(G1)의 외주측에 나란히 설치되어 있다. 그리고, 제1클러치(C-1)의 마찰부재(63)는 내주측을 허브(74)에 스플라인 걸어맞춤시키고, 외주측을 드럼(62) 에 스플라인 걸어맞춘 다판의 마찰재와 세퍼레이터플레이트로 구성되고, 드럼(62)의 선단에 고정된 배킹플레이트(backing plate)와, 유압서보(6) 내로의 유압의 공급에 의해 실린더(60)로부터 압출되는 피스톤(61)으로 끼워지는 클러치 걸어맞춤 작동으로, 허브(74)에서 드럼(62)으로 토크를 전달하는 구성으로 되어 있다.

제3클러치(C-3)의 마찰부재(73)는 내주측을 허브(74)에 스플라인 걸어맞추고, 외주측을 드럼(72)에 스플라인 걸어맞춘 다판의 마찰재와 세퍼레이터플레이트로 구성되고, 드럼(72)의 선단에 고정된 배킹플레이트와, 유압서보(7) 내로의 유압의 공급에 의해 실린더(70)에서 압출되는 피스톤(71)으로 끼워지는 클러치 걸어맞춤 작동에 의해, 허브(74)에서 드럼(72)으로 토크를 전달하는 구성으로 되어 있다.

이와 같이, 감속유성기어(G1)로부터 출력되는 감속토크를 유성기어세트(G)에 전달하는 제1 및 제3클러치(C-1)(C-3)를 감속유성기어(G1)의 바로 근처에, 더구나 감속유성기어(G1)의 외주측의 마찰부재(63)(73) 및 전후의 유압서보(6)(7)로 둘러싸는 구성으로 하고 있기 때문에, 감속유성기어(G1)로부터 양 클러치(C-1)(C-3)로의 동력전달을 둘러싸여진 내부만으로, 캐리어(C1)에서 양 클러치에 공통의 허브(74)로, 특별한 부재를 배치하지 않고 직접 행하여, 2개의 클러치를 거친 한쪽 동력의 유성기어세트(G)로의 전달을 제1유압서보(6)를 통하여 행할 수 있도록 하고, 동력전달을 위한 축으로의 지지를 필요로 하여 축방향에 겹쳐지는 부재의 수를 감속유성기어(G1)에서 양 클러치(C-1)(C-3)로의 직접 동력전달과, 제1클러치의 유압서보(6)를 이용한 동력전달에 의해 삭감하고 있다. 따라서, 이 구성으로 변속기구의 축길이가 단축되고 있다. 또, 감속토크의 전달경로를 집약화하고, 유성기어세 트(G)로의 감속토크의 입력경로와 비감속토크의 입력경로의 착종(錯綜)에 의해 유성기어세트(G)의 내주측으로 동력전달을 위한 축을 통하게 하는 것과 같은 다축구조를 없애고 있기 때문에 변속기의 경량, 소형화가 이루어지고 있다.

또, 입력축(11)의 전후 분할에 따른 그들 상호의 연결부와, 입력축(11)의 외주와 카운터구동기어 내주의 사이를 통해서의 제1클러치(C-1) 및 제3클러치(C-3)의 유성기어세트(G)의 연결에 관해서, 입력축 전반부(11A)와 후반부(11B)의 스플라인 연결부, 태양기어(S3)의 연장축부와 실린더(60)의 연장축부의 스플라인 연결부 및 태양기어(S2)의 연장축부와 동력전달부재(14)의 스플라인 연결부가 상호 축방향에 어긋나 있기 때문에, 그들 3개의 연결부의 직경방향의 중첩에 의한 대경화가 방지되어 소경의 구성으로 되어 있다.

다른 한편, 제2클러치의 유압서보(5)는 유성기어세트(G)의 후측, 즉 변속기구의 최후부에 배치되고, 내주측은 입력축 후반부(11B)의 플랜지(11b)에 연결되고, 외주측의 직경을 확대 연장하여 드럼(52)으로 된 실린더(50)와, 실린더(50)에 끼워넣어진 피스톤(51)과, 원심유압의 캔슬플레이트(55)와, 리턴스프링(56)으로 구성되어 있다. 이 유압서보(6)의 유압의 공급·배출은 변속기 케이스의 뒷쪽 보스부(10b)에 형성된 케이스내 유로(10t)를 통하여 행해진다.

제2클러치(C-2)의 마찰부재(53)는 유성기어세트(G)의 외주측에서의 후방으로, 또한 링기어가 아닌 부위에, 내주측을 허브(54)에 스플라인 걸어맞추고 외주측을 드럼(52)에 스플라인 걸어맞춘 다판의 마찰재 디스크와 세퍼레이터플레이트로 구성되고, 드럼(52)의 선단에 고정된 배킹플레이트와, 유압서보(5) 내로의 유압의 공급에 의해 실린더(50)로부터 압출되는 피스톤(51)으로 끼워지는 클러치 걸어맞춤 작동에 의해, 드럼(52)에서 허브(54)로 토크를 전달하는 구성으로 되어 있다.

이와 같이, 제2클러치(C-2) 및 제2브레이크(B-2)에 관하여, 감속되지 않은 토크를 전달함으로써 제1 및 제3클러치에 비하여 토크용량이 작은 제2클러치(C-2)의 마찰부재(53)를 유성기어세트(G)의 외주측에 배치하는 것으로, 대구경화 되어 마찰부재측에서 용량을 벌어, 그만큼 소구경화된 제2클러치의 유압서보(5)의 외주측에 제2브레이크(B-2)의 유압서보(9)가 직경방향으로 겹쳐진 배치로 되기 때문에, 직경방향 공간을 유효하게 이용한 양 유압서보의 배치로 한층 변속기 축길이의 단축이 이루어지고 있다.

다음에, 제1브레이크(B-1)는 밴드브레이크로 되고, 그 브레이크밴드(83)는 제3클러치(C-3)의 드럼(72)의 외주면을 걸어맞춤면으로 하여 조이는 구성으로 되어 있다. 이에 의해 제1브레이크(B-1)는 축방향 공간을 요하지 않고, 또한 직경방향 길이를 거의 증가시키지 않고 배치되어 있게 된다. 이 밴드브레이크의 유압서보는 브레이크밴드(83)와 같은 축방향 위치에서 드럼(72)에 대하여 접선방향으로 연장된 것이기 때문에 도시를 생략하고 있다. 이와 같이, 감속유성기어(G1)의 외주측에 배치된 제3클러치의 마찰부재(73)를 지지하는 클러치 드럼(72)을 제1브레이크의 드럼으로 하고, 게다가, 상기 드럼의 지지부(72a)를 감속유성기어(G1)의 태양기어(S1)와 겹쳐진 위치에 배치하였기 때문에, 브레이크드럼 설치를 위한 직경방향 공간과 드럼 지지를 위한 축방향 공간을 함께 삭감하여 변속기구의 외경과 축길이의 단축이 이루어지고 있다. 더욱이, 밴드(83)로 체결된 드럼을 체결부의 내주측에서 케이 스의 내측 보스부(10a)에 지지한 구성으로 되기 때문에 클러치 드럼을 이용하면서 안정된 브레이크 성능을 얻을 수 있다.

제2브레이크(B-2)는 각 클러치와 마찬가지로 다판구성으로 되고, 이 마찰부재(93)는 유성기어세트(G)의 외주측에서의 전방에 배치되고, 제2브레이크의 유압서보(9)는 제2클러치의 유압서보(5)의 외주측에서의 케이스(10)의 후단벽부(10e)에 배치되며, 제2클러치의 마찰부재(53)의 외측을 통하여 제2브레이크의 마찰부재(93)를 압압가능하게 되고, 일방형클러치(F-1)와 나란히 배치되어 있다. 그리고, 제2브레이크(B-2)의 유압서보(9)는 변속기 케이스(10)의 후단벽부(10e)에 피스톤(91)을 끼워넣어서 실린더를 내장시킨 상태로 설치되어 있다. 보다 상세히는 마찰부재(93)의 세퍼레이터플레이트가 그들의 외주측을 스플라인 걸어맞춤으로 케이스(10)의 주벽부(10f)에 회전정지 지지되고, 마찰부재 디스크가 그들의 내주측을 스플라인 걸어맞춤으로 클러치(54)와 일체의 브레이크에 회전정지 지지되어 있다. 또, 유압서보(9)는 케이스(10)의 주벽부(10f)와 후단벽부(10e)와, 후단벽부(10e)에서 축방향으로 연장된 고리형상벽(10e')으로 획정되는 실린더에 고리형상의 피스톤(91)을 끼워넣은 구성으로 되며, 피스톤(91)의 연장부가 제2클러치의 드럼(52)의 외주를 통하여 마찰부재(93)에 대치하는 배치로 되어 있다. 제2브레이크(B-2)의 유압서보(9)의 리턴스프링(96)과 그 수용부(96')는 제2브레이크(B-2)의 마찰부재(93)를 지지하는 스플라인(10g)의 오목부(10g')에 배치되어 있다.

이와 같이, 제2브레이크의 유압서보(9)의 리턴스프링(96)과 그 수용부(96')를 케이스(10)의 스플라인(10g)의 오목부(10g')에 배치하는 것으로, 리턴스프링(96)에 대하여 실질상 설치공간을 요하지 않는 배치를 실현할 수 있어 그만큼 변속기의 케이스 외경이 작아지게 된다.

다음에, 카운터구동기어(19)의 지지에 관해서는, 상기 카운터구동기어(19)는 그 지지부재를 구성하는 서포트(10C)의 내주를 후방으로 연장하는 보스부(10h)의 외주에 베어링(12)을 통하여 지지되어 있다. 이 서포트(10C)는 도 5를 참조하여 알수 있는 바와 같이, 케이스 본체(10B)의 거의 중간부의 직경을 약간 확대하여 형성된 단차부에서의 스플라인의 볼록부의 단면에 외주측을 볼트조임으로 케이스 본체(10B)에 고정되어 있다.

상기와 같이 변속기구가 배치된 입력축(10)에 대해서 도 5를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 카운터축(20)의 전단부에는 오일펌프보디를 일부 자른 형태로 전단벽(10A)에 축방향으로 겹쳐서 차동장치(3)의 차동링기어(31)에 맞물린 차동구동피니언기어(22)가 배치되어 있다. 이 최전방부로의 차동구동피니언기어(22)의 배치에 따라 카운터축(20)의 앞쪽은 차동구동피니언기어(22)의 후방에서 케이스 본체(10B)로 베어링을 통하여 지지되어 있다. 그리고, 이 위치관계에서 제3클러치(C-3)의 유압서보(7)는 차동링기어(31)와 직경방향으로 겹쳐진 위치에 배치되고, 제3클러치의 마찰부재(73)는 감속유성기어(G1)의 외주에서 차동링기어(31)와 축방향으로 일부 겹쳐진 배치로 되어 있다.

이러한 배치는 차동구동피니언기어(22)를 가능한 한 전방으로 배치하는 것으로 차동링기어(31)와 제3클러치의 마찰부재(73)의 직경방향의 겹침을 없애고, 마찰부재(73)의 직경방향 길이의 제약을 없애서 용량을 확보하는데 도움이 되고, 축간 거리의 단축 혹은 기어직경의 확대에 의한 차동링기어(31)의 간섭으로 제3클러치의 유압서보(7)가 소구경화되어도 충분한 클러치 용량을 얻는 것을 가능하게 하고 있다. 따라서, 이 구성으로 입력축(10)과 차동축(30)의 사이에서 일정의 축간거리를 채택하는 경우에 있어서, 차동링기어 직경의 선택의 폭을 크게 함으로써, 차동비 설정의 자유도를 늘리는데 도움이 되고, 또한 축간거리의 단축도 용이하게 하고 있다.

다음에, 도 8은 제1실시형태와 실질적으로 같은 각 요소배치에 있어서, 카운터구동기어(19)만을 변속기의 최후방부로 옮긴 제1변형예를 모식화한 단면을 나타낸다. 이 형태의 경우, 제2클러치의 유압서보(5)는 입력축 후반부(11B)의 외주에 지지되고, 대신에 카운터구동기어(19)가 케이스 본체(10B)의 대구경의 제2의 뒷쪽 보스부(10b')에 지지된다. 또, 제2브레이크의 유압서보(9)는 케이스 본체(10B)의 단차부를 실린더로 하여 배치되어 있다.

이 제1변형예에 의한 이점은, 케이스 본체(10B)의 후단부 외주를 카운터구동기어(19)의 외경에 맞추어서 축소하는 것으로 변형 후 단부를 소구경화할 수 있는 점에 있고, 이에 의해 차량탑재시의 차량측 부재와의 간섭을 일으키기 쉬운 후단부를 특히 소구경화 함으로써 축길이에 비하여 변속기의 탑재성을 향상시킬 수 있다.

마찬가지로 도 9는 제1실시형태와 실질적으로 같은 각 요소배치에 있어서, 카운터구동기어(19)를 유성기어세트(G)와 제2클러치(C-2)의 사이에 설치한 제2변형예를 모식화한 단면을 나타낸다. 이 형태의 경우, 카운터구동기어(19)는 케이스본체(10B)의 주벽(10f)에 고정된 서포트(10C)에서 전방으로 연장된 보스부(10h)에 지 지된다. 이에 따라, 유성기어세트(G)와 제2클러치(C-2)의 관계에서는 양자의 카운터구동기어(19)가 위치하게 되기 때문에, 제2클러치의 허브(54)를 입력축(11)을 따라서 전방으로 연장하고, 마찬가지로 유성기어세트(G)의 캐리어(C2(C3))의 축지지부를 입력축(11)을 따라서 후방으로 연장하여, 쌍방의 축방향 연장부를 카운터구동기어(19)를 지지하는 서포트(10C)의 내주측에서 스플라인 걸어맞춤으로 연결하는 구성으로 된다. 또, 브레이크(B-2)의 유압서보(9)에 대해서는 케이스 본체(10B)의 주벽(10f)에 고정된 독자의 실린더(90)를 구비하는 구성으로 된다. 또한, 이 경우 브레이크(B-2)와 일방향클러치(F-1)의 위치가 바뀌어져 있지만, 이것은 유성기어세트(G)의 링기어(R2)를 소구경의 태양기어(S3)의 외주측으로 옮김으로써 외주에 링기어를 없앤 부분에 실린더(90)를 배치하는 것으로 서보용량을 확보하기 위함이다.

이 제2변형예에 의한 이점은, 토크부하가 작은 제2클러치(C-2)를 최후방부에 위치시킴으로써 고토크 부하의 각 요소를 정리하여 상대적으로 전방에 치우친 위치로 되기 때문에 변속기 전체로서의 강성의 유지가 용이하게 되는 점에 있다. 또, 유압공급의 관계는 제1실시형태의 구성을 따를 수 있기 때문에 제1변형예에 대해서는 실링에 의한 슬라이딩 저항의 경감의 점에서 유리하게 된다.

그런데, 상기 각 형태에서는 제1 및 제3클러치(C-1)(C-3) 및 감속유성기어(G1)(이하, 이들 3자를 총칭하여 "고토크 전달계"라 한다)를 변속기에서의 엔진으로의 접속측에 설치하고 있지만, 이것은 같은 구성과 연결관계대로 변속기의 후단측에 배치하는 것도 가능하다. 도 10은 이러한 구성을 채택하는 제3변형예를 모식화한 단면을 나타낸다. 이 형태에서는 유성기어세트(G), 감속유성기어(G1) 및 3개의 클러치(C-1∼C-3)의 배치를 제1실시형태에 대하여 모두 반대방향으로 하고, 최전방부의 제2클러치(C-2)와 유성기어세트(G)의 사이에 카운터구동기어(19)를 배치하고 있다. 그리고, 유성기어세트(G)의 링기어(R2)에 대해서는 카운터구동기어(19)와의 연결경로를 짧게 하는 의미로 소구경의 태양기어(S3)측의 외주측에 설치하고 있다. 이에 따라, 상기 제2변형예의 경우와 같은 이유로 유성기어세트(G)의 링기어가 없는 측의 외주에 제2브레이크(B-2)의 유압서보(9)를 위치시켜야 하고, 제2브레이크(B-2)와 일방향클러치(F-1)의 방향의 상대위치관계를 변경하지 않은 배치로 되어 있다.

이러한 배치를 채택하는 경우, 감속유성기어(G1)의 태양기어(S1)는 케이스 본체(10B)에서 연장된 뒷쪽 보스부(10b)에 고정되고, 제1클러치의 유압서보(6)도 뒷쪽 보스부(10b)에 지지되며, 제3클러치의 유압서보(7)는 입력축 후반부(11B)에 지지된다. 또, 제2클러치의 유압서보(5)는 앞쪽 보스부(10a)에 지지된다. 또한, 제2브레이크의 유압서보(9)는 케이스 본체 주벽(10f)에 고정된 독자의 실린더(90)를 갖는 구성으로 된다. 또, 유성기어세트(G)와 제2클러치(C-2)의 관계에서는 양자의 사이에 카운터구동기어(19)가 위치하게 되기 때문에 제2클러치의 허브(54)를 입력축 전반부(11A)를 따라서 후방으로 연장하고, 마찬가지로 유성기어세트(G)의 캐리어(C2(C3))를 입력축 전반부(11A)를 따라서 전방으로 연장하여, 쌍방의 축방향 연장부를 카운터구동기어(19)를 지지하는 서포트(10C)의 내주측에서 스플라인 걸어맞춤 연결하는 구성으로 된다.

이 제3변형예의 이점은, 감속토크의 전달에 관여하지 않기 때문에 토크전달 용량이 작고, 그것에 의해 마찰부재의 외경을 작게할 수 있는 제2클러치(C-2)가 최전방에 위치하고, 그것에 인접하여 카운터구동기어(19)가 위치하는 관계로 되기 때문에, 클러치 마찰부재(53)와 차동링기어(31)의 간섭의 제약이 완화되어, 도 1에 나타낸 주축(X)과 차동축(Z)의 축간거리(차동기어비의 설정으로 영향받는다)의 설정의 자유도가 증가하는 점에 있다. 더구나, 카운터구동기어(19)에 맞물리는 카운터피동기어(21)와 차동구동피니언기어(22)의 위치가 근접하기 때문에 카운터축의 단축에 의한 중량경감도 가능하게 된다.

이 점에 대하여 더욱 상세히 설명하면, 캐리어(C2(C3))에 입력축(11)의 회전을 직접 입력하는 클러치(C-2)는 앞의 변속단의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 전진 1속(1ST) 내지 3속(3RD) 및 후진(REV)시에 걸어맞추어지지 않는 클러치이다. 이 때문에, 이 클러치(C-2)는 차량정지시와 같은 토크컨버터(4)로부터의 엔진토크를 증폭한 스톨토크(stole torque)를 받지 않고, 또 도 4의 속도선도를 참조하여, 다른 2개의 클러치(C-1, C-3)와의 대비로 알 수 있는 바와 같이, 감속에 의한 증폭토크를 부담하는 것은 아니다. 따라서, 이 클러치(C-2)는 다른 클러치에 비하여 토크용량(이 용량은 클러치 직경과 마찰부재의 매수에 의해 결정된다)이 작은 클러치로 할 수 있다. 따라서, 이 클러치 직경을 작게함으로써 도 2에 나타낸 축 위치관계로부터 주축(X)과 차동축(Z)의 축간거리에 대하여 클러치 직경을 작게 한 만큼 차동링기어(31)의 기어직경을 크게 할 수 있다.

다음에, 상기와 같은 고토크 전달계를 변속기의 후단측에 배치하는 구성에서도 상기 각 변형예와 같은 그 나머지의 요소위치의 변경이 가능하다. 도 11은 유성 기어세트(G)와 제1클러치(C-1)의 사이에 카운터구동기어(19)를 배치한 제4변형예를 모식화한 단면을 나타낸다. 이 형태의 경우, 유성기어세트(G)에 대하여 대구경의 태양기어(S2)측에 카운터구동기어(19)가 위치함으로써 상기 제3변형예의 경우와 같은 연결관계의 이유로부터 유성기어세트(G)의 링기어(R2)는 대구경의 태양기어(S2)측에 설치되고, 그것에 따라 제2브레이크(B-2)와 일방향클러치(F-1)의 위치관계는 제3변형예에 대하여 반대로 되어 있다.

이 제4변형예의 경우, 상기 제3변형예보다 감속토크의 전달경로가 서포트벽(10C)의 내주를 통하는 만큼 길게 되는 점은 부정하지 않지만, 대중량 요소인 유성기어세트(G)를 제3변형예보다 더욱 전방에 둠으로써 변속기의 강성을 높일 수 있고, 또, 제2클러치(C-2)와 유성기어세트(G)의 연결경로가 짧아지는 이점을 얻을 수 있다.

다음에, 상기 각 실시형태에서는 제1 및 제3클러치(C-1, C-3)에 관하여, 그들 클러치의 유압서보(6)(7)가 감속유성기어(G1)의 양측, 즉 제1클러치의 유압서보(6)가 감속유성기어(G1)와 유성기어세트(G)의 사이, 제3클러치의 유압서보(7)가 감속유성기어(G1)와 전벽(10A) 또는 후단벽부(10e)의 사이에 나누어 배치되어 있지만, 이들 유압서보(6)(7)는 감속유성기어(G1)의 한쪽측에 정리하여 배치할 수도 있다. 도 12는 이러한 구성을 채택하는 제2실시형태를 모식화한 단면을 나타낸다.

이 형태의 경우, 양 클러치의 유압서보(6)(7)와 일체화된 드럼(62)(72)은 둘다 변속기 케이스(10) 앞쪽 보스부(10a) 외주에 지지되고, 제1클러치의 실린더(60) 의 내주측이 감속유성기어(G1)의 캐리어(C1)에 연결되며, 실린더(60)의 외주측이 제3클러치(C-3)의 허브로 되어, 직경확대부가 자신의 드럼(62)으로 되어 있다. 따라서, 제1클러치의 마찰부재(63)에 대해서는 그 내주측이 허브(64)를 통하여 유성기어세트(G)의 소구경의 태양기어(S3)에 연결되고, 외주측이 드럼(62)에 걸어맞춘 구성으로 된다. 또, 제3클러치의 마찰부재(73)에 대해서는, 그 내주측이 제1클러치(C-1)의 실린더(60)의 외주에 걸어맞추어지고, 외주측이 자신의 드럼(72)을 통하여 유성기어세트(G)의 대구경의 태양기어(S2)에 연결되는 구성으로 되어 있다.

이 제2실시형태의 경우, 양 클러치의 유압서보(6)(7)의 공급유로(10p)(10q)가 모두 보스부(10a)에 형성되어 유로를 횡단하는 상대회전부가 모두 한 곳에만 이루어지기 때문에, 상기 각 형태에 비하여 실링에 의한 슬라이딩 저항의 경감이 가능한 이점을 얻을 수 있다.

그래서, 클러치의 유압서보에 유압을 공급하는 유로 혹은 자동변속기 전체에 윤활유를 공급하기 위한 유로에 있어서, 상대회전하는 부재의 유로 사이에서의 기름의 누출을 방지하기 위하여 배치되는 실링수 및 축내에 겹쳐 형성되는 유로의 개수에 대하여 생각한다. 1개의 유로가 경유하는 실링이 많으면 비용이 들 뿐만 아니라, 그 유로에 유압이 가해지는 상태에서는 실링에 압력이 가해짐으로써 슬라이딩 저항이 증대되고, 동력전달효율을 생각하는 경우 로스가 커진다는 결점이 있다. 따라서 실링은 적은 쪽이 좋다. 또, 축 내에 겹쳐서 배치되는 유로가 많으면, 축의 강도상의 문제로부터 축경을 크게 하지 않을 수 없다. 따라서, 축 내에 겹쳐서 배 치되는 유로가 많으면 그만큼 자동변속기의 직경방향 길이가 커지게 되기 때문에 축 내의 유로는 적은 편이 좋다. 본 실시형태에서는 실링에 대해서는 변속기 케이스(10)의 앞쪽 보스부(10a)에 형성된 유로에서 제3클러치(C-3)의 유압서보(7)까지의 유로(10q)에 한쌍의 실링이 배치되고, 마찬가지로 앞쪽 보스부(10a)에 형성된 유로에서 제1클러치(C-1)의 유압서보(6)까지의 유로(10p)에 한쌍의 실링이 배치되어 있고, 또 변속기 케이스(10)의 뒷쪽 보스부(10b)에 형성된 유로(10t)에서 제2클러치(C-2)의 유압서보(5)까지의 유로에 한쌍의 실링이 배치되어 있다. 또한, 변속기 케이스(10)의 뒷쪽 보스부(10b)에 형성된 유로와 입력축(11)에 형성된 윤활유로(11s)를 연결하는 유로에 하나의 실링이 배치되어 있다. 따라서, 합계 3쌍과 하나의 실링이 배치되어 있게 된다. 또, 축 내에 형성되는 유로에 대해서는 겹쳐지는 유로가 없다. 이와 같이, 본 실시형태에서는 실링의 수나 축 내의 유로를 적게 할 수 있기 때문에 동력전달에서의 로스가 작고 직경방향 길이가 짧은 자동변속기로 할 수 있다는 효과도 얻을 수 있다.

이러한, 제1 및 제3클러치(C-1, C-3)를 배열한 구성을 채택하는 경우에 대해서도 제1실시형태의 경우와 같이 각종의 변형이 가능하다. 도 13은 제2실시형태를 기본으로 하여 제2변형예와 같은 요소배치를 채택한 제5변형예를 모식화한 단면을 나타낸다. 이 경우의 제2실시형태에 대한 이해득실은 제1실시형태에 대한 제2변형예의 관계와 같다.

다음에, 도 14는 제2실시형태에 대하여 제1변형예와 같은 변형을 가한 제6변형예를 모식화한 단면을 나타낸다. 이 경우의 제2실시형태에 대한 이해득실도 제1 실시형태에 대한 제1변형예의 관계와 같다.

또한, 도 15는 제2실시형태에 대하여 제4변형예와 같은 변형을 가한 제7변형예를 모식화한 단면을 나타낸다. 이 경우의 제2실시형태에 대한 이해득실도 제1실시형태에 대한 제4변형예의 관계와 같다.

다음에, 도 16은 제1실시형태에 대해서 제1 및 제3클러치(C-1, C-3)의 위치관계를 반대로 한 제3실시형태를 나타낸다. 이 형태에서는 제1클러치(C-1)의 유압서보(6)가 전단벽(10A)과 감속유성기어(G1)의 사이에 배치되고, 제3클러치(C-3)의 유압서보(7)가 감속유성기어(G1)와 서포벽(10C)의 사이에 배치되어 있다. 그리고, 제1클러치(C-1)의 유압서보(6)는 전단벽(10A)에서 연장되는 앞쪽 보스부(10a)의 외주에 지지되고, 또한 앞쪽 보스부(10a)의 유로(10p)에서 유압공급 가능하게 된다. 이것에 대하여 제3클러치(C-3)의 유압서보(7)는 서포트벽(10C)에서 전방으로 연장된 보스부(10i) 외주에 지지되고, 보스부(10i)의 유로(10u)에서 유압공급 가능하게 된다. 이 경우, 감속유성기어(G1)가 앞쪽 보스부(10a)의 외주에 지지되는 점은 제1실시형태와 같지만, 그 출력요소로서의 캐리어(C1)는 제1클러치의 유압서보(6)의 실린더(60)의 내주측에 연결된다. 또, 제3클러치(C-3)의 유압서보(7)의 실린더(70)는 그것을 유성기어세트(G)의 대구경의 태양기어(S2)로 연결되는 부재에 고정되고, 연결부재는 제3클러치의 드럼(72)에 대한 밴드브레이크(B-1)의 밴드 체결위치의 내주측을 서포트벽(10C)의 보스부(10i)의 내주에 지지된다.

이 제3실시형태의 경우, 제1실시형태에 대하여 고토크 전달계의 길이는 제1클러치의 유압서보(6)의 실린더(60)와 드럼(62)을 경유하는 만큼 길게 되는 점은 부정할 수 없지만, 모든 클러치의 유압서보로의 유압공급이 각 보스부에서 직접 행할 수 있게 되기 때문에 필요로 하는 실링수는 모든 실시형태 중 최소로 되어 마찰저항의 저감효과가 최대로 발휘된다.

이러한, 클러치배치의 제3실시형태를 기본으로 하는 구성에 있어서도, 제1실시형태의 경우와 같이 다른 요소의 배열변경이 가능하다. 도 17은 그러한 일예로서의 제8변형예를 마찬가지의 모식화한 단면을 나타낸다. 이 예는 제3실시형태에 대해서 모든 배열을 전후 뒤바꾼 것이다. 이 경우의 이점은 도 11을 참조하여 상기한 제4변형예와 같다.

다음에, 도 18 내지 도 20은 본 발명의 제4실시형태를 나타낸다. 도 18에 그 기어열(gear train)을 축간을 공통평면 내로 전개하여 개략적으로 나타내고, 도 19에 실제의 단면을 나타내며, 도 20에 그 일부를 확대하여 나타낸 바와 같이, 이 제4실시형태에서는 개괄적으로 앞의 제1실시형태의 도 10에 나타낸 제3변형예와 거의 같은 요소배치가 채택되고 있기 때문에, 도 18의 개략도, 도 19, 도 20의 단면으로 나타낸 각 요소에 대해서는 대응하는 요소에 같은 부호를 붙여서 공통부분의 설명을 대신한다. 또, 도시를 생략합니다만, 축간배치, 걸어맞춤 도표, 속도선도에 대해서도 제1실시형태와 같기 때문에 그들을 참조하는 앞의 제1실시형태의 설명으로써 기능의 설명에 대신한다.

이 실시형태는 고토크 전달계의 구성이 앞의 어느 형태와도 다르다. 또, 변속기 케이스(10)의 구성, 제2클러치(C-2)의 구성에 대해서도 선행 실시형태와는 다른 구성이 채택되고 있다. 이하, 이 실시형태의 기어열에 대해서 상위점을 주로 설 명한다.

이 형태에서는 변속기 케이스(10)의 후단이 케이스 본체(10B)와는 별체의 커버(10E)로 되고, 서포트벽(10C)이 케이스 본체(10B)와 일체화 되어 있다. 따라서, 서포트벽(10C)보다 뒷쪽의 각 구성요소가 케이스 후단측에서 편입가능하도록 케이스 본체(10B)의 주벽(10f)에는 앞의 각 실시형태와는 반대의 뒷쪽으로 넓어지는 테이퍼가 형성되어 있다.

고토크 전달계를 구성하는 감속유성기어(G1)는 이 구성에서는 통상 알루미늄재제로 되는 커버(10E)에 지지되게 되기 때문에 커버(10E)의 뒷쪽 보스부(10e)에 끼운 철계 금속제의 슬리브에 반력요소로서의 태양기어(S1)를 스플라인 걸어맞춤 고정하는 것으로 슬리브를 통하여 커버(10E)에 고정하는 구성으로 되어 있다. 그리고, 입력요소로서의 링기어(R1)는 입력축(11)에 축방향 가동에 스플라인 걸어맞춘 플랜지(11b)를 통하여 연결되어 있다. 또, 출력요소로서의 캐리어(C1)는 제1 및 제3클러치에 공통의 실린더(60)에 연결 지지되어 있다.

제1클러치(C-1)의 마찰부재(63)는 감속유성기어(G1)의 외주측에 배치되어 있다. 그리고, 제3클러치(C-3)의 마찰부재(73)는 유성기어세트(G)의 외주측에 배치되어 있다. 이와 같이, 이들 마찰부재(63)(73)를 각각 감속유성기어(G1) 및 유성기어세트(G)에 대하여 외경측으로 오버랩시키고 있는 것은, 이들의 마찰부재가 엔진토크를 감속하여 증폭된 토크를 전달하는 것과, 상기 스톨토크 부하의 관계에서 상기 클러치(C-2)보다 대용량의 것인 것으로부터, 감속유성기어(G1)와 유성기어세트(G)에 대하여 축방향으로 나란한 경우의 소구경화에 따른 마찰부재 매수의 증가에 의 한 폭방향 길이의 증가를 피하는 이유를 가지고 있다.

이와 같이 배치한 양 클러치(C-1, C-3)의 마찰부재에 대하여 감속유성기어(G1)의 축방향 다른쪽 측에 제1클러치(C-1) 및 제3클러치(C-3)를 조작하는 유압서보(6) 및 유압서보(7)가 설치되어 있다. 이들 유압서보(6)(7)는 그들의 개개의 피스톤(61)(71)을 한쪽의 실린더(60)의 내측 및 외측에 끼워맞추어서 개개로 작동가능하게 배치되어 있다. 더욱 상세하게는 클러치(C-1)를 구성하는 마찰부재(63)의 외주측에 걸어맞추는 드럼(62)과 일체의 실린더(60)의 내측에 피스톤(61)이 끼워넣어지고, 실린더(60)의 외측에 덮이는 클러치(C-3)의 피스톤(71)이 드럼(72)과 일체화되어 있다.

이 배열의 유압서보 구성에서는 피스톤(61)이 클러치(C-1)의 마찰부재(63)를 드럼(62)의 사이에 끼우고, 그것에 의해 캐리어(C1)의 감속회전을 허브(64)를 통하여 소구경의 태양기어(S3)에 입력하는 작동을 행한다. 이 때의 서보력은 피스톤(61)에서 마찰부재(63)를 거쳐 실린더(60)로 되돌아 가고, 실린더(60)에 가해지는 유압반력과 상쇄되는 폐루프를 구성한다. 한편, 실린더(71)는 클러치(C1-3)의 마찰부재(73)를 제1클러치의 드럼(62) 사이에 끼우고, 그것으로 캐리어(C1)의 감속회전을 허브(74)를 통하여 대구경의 태양기어(S2)에 입력하는 동작을 한다. 이 때의 서보력도 피스톤(71)에서 마찰부재(72)를 거쳐 실린더(60)에 되돌아가서 실린더(60)에 가해지는 유압반력과 상쇄되는 폐루프를 구성한다.

이와 같이, 양 클러치(C-1, C-3)의 마찰부재의 위치를 자동변속기의 바깥단에서 떨어진 배치로 하고, 비교적 설계자유도가 높은 그들 조작용의 유압서보(6)(7)를 바깥단에 배치함으로써, 탑재되는 차량과의 간섭이 문제로 되는 변속기 단부의 형상에 자유도를 부여하여 차량 탑재성을 향상시키고 있다. 더구나, 한쪽의 클러치(C-1)의 실린더를 공통화하고, 각각의 피스톤(61)(71)을 내외 위치관계에 두어 개개로 작동가능하게 함으로써, 2개의 클러치(C-1, C-3)의 클러치-클러치 조작(이러한 조작은 뛰는 변속시에 필요하다)을 가능하게 하면서 양 유압서보가 차지하는 공간을 소형화하고 있다.

한편, 이 형태에서의 클러치(C-2)는 기어열의 전단부에 위치함으로써 그 마찰부재와 유압서보의 사이에 장해물이 없는 배치로 할 수 있다. 여기서, 본 형태에서는 클러치(C-2)를 조작하는 유압서보(5)를 변속기 케이스(10)에 실린더와 피스톤을 내장시킨 정지실린더형의 유압서보로 하고 있다. 상세하게는 실린더(50)는 변속기 케이스(10)의 전단벽(10A)를 구성하는 오일펌프커버에 고리형상홈으로서 형성되어 있고, 그 내부에 같은 고리판형상의 피스톤(51)이 축방향으로 자유롭게 미끄러져 움직이도록 끼워맞추어진 구성으로 되어 있다. 그리고, 이 피스톤(51)은 스러스트베어링(57)을 통하여 프레셔플레이트(pressure plate;58)를 압압하는 구성으로 되고, 입력축(11)에 일체화된 플랜지(59)와의 사이에서 마찰부재(53)를 끼우고, 플랜지(59)측의 허브로부터의 입력회전을 드럼(52)을 통하여 캐리어(C2)(C3)에 입력하게 된다.

그런데, 이러한 정지실린더형의 유압서보구성을 채택하면, 일반적인 드럼과 일체화 된 유압서보와 같이 서보드럼 내에서 서보력을 폐루프시킴으로써 축방향의 불평형력을 상쇄할 수 없게 되지만, 본 형태에서는 감속유성기어(G1)를 그 반력요 소로서의 태양기어(S1)가 변속기 케이스(10)에 고정되고, 그 입력요소로서의 링기어(R1)가 플랜지(11b)를 통하여 입력축(11)에 연결되어 있고, 플랜지(11b)와 태양기어(S1)의 사이에 베어링(15)이 설치된 구성에 의해, 정지실린더형 유압서보(5)의 서보력은 입력축(11), 플랜지(11b) 및 베어링(15)을 통하여 태양기어(S1)에 전달되고, 변속기 케이스(10)의 커버(10E)에 지지되도록 하고 있다.

다음에, 도 21 내지 도 23은 제5실시형태와 그 변형예를 나타낸다. 이들의 형태는 본 발명의 기본적 특징에 관한 고토크 전달계 자체에 변경을 가한 것은 아니지만, 트랜스액셀(transaxle)의 형태를 채택하는 자동변속기에서의 카운터축(Y)을 감속축으로 하지 않는 구성의 것으로의 적용예로서 들고 있다.

도 21에 기어열 구성을 개략적으로 나타낸 바와 같이, 이 상태에서는 카운터축(Y)상의 기어가 카운터구동기어(19)의 회전방향과 차동링기어(31)의 회전방향을 맞추는 것만의 간단한 아이들기어(23)로 되기 때문에 주축(X)상의 출력부재로서의 카운터구동기어(19)는 차동링기어(31)의 위치에 맞추어서 변속기구의 최전방부에 배치된다. 이 경우의 그 외의 각 요소배치는 도 10에 나타낸 제1실시형태의 제3변형예와 거의 같다. 단지, 카운터구동기어(19)와 제2클러치(C-2)의 배치의 역전에 따라 도 22에 나타낸 바와 같이 유성기어세트(G)의 링기어(R2)와 카운터구동기어(19)는 제2클러치(C-2)의 외주에 덮이는 드럼형상의 동력전달부재로 연결된다.

이 실시형태에 의한 이점은, 거의 마찬가지의 위치를 채택하는 상기 제3변형예의 경우와 유사하지만, 특히 이 형태의 특징으로서 카운터구동기어(19)를 케이스 전단벽(10A)에서 지지하게 되기 때문에, 케이스 본체(10B)에 서포트를 설치할 필요가 없고, 게다가 마찬가지로 케이스로의 지지구조를 채택하는 도 8에 나타낸 제1변형예에 비하여 기어노이즈를 발생하는 카운터구동기어(19)를 노이즈 방사되기 어려운 변속기의 최오부(最奧部)에 둔 것으로 되기 때문에 기어노이즈의 감소의 점에서 유리하게 된다.

다음에, 도 23에 모식화한 단면을 나타낸 기어열 구성은 제5실시형태에서 고토크 전달계의 구성을 제4실시형태의 경우와 같게 한 제9변형예를 나타낸다. 이 경우, 제3클러치(C-3)의 마찰부재(73)가 유성기어세트(G)의 외주까지 뻗음으로써 제2브레이크(B-2)와 일방향클러치(F-1)는 상대적으로 전방으로 이동되고, 앞에서 설명한 바와 같은 유성기어세트(G)의 외경과의 관계로부터 제2브레이크(B-2)의 유압서보의 용량을 확보하여야 하고, 위치관계와 방향이 역전되어 있다.

이 형태의 이점은 제4실시형태의 고토크 전달계의 이점과 상기 제5실시형태의 이점을 합친 것으로 한다.

이상의 각 실시형태는 본 발명의 트랜스액슬로의 적용을 나타낸 것이지만, 본 발명은 프론트엔진·리어드라이브(FR)차용의 종치식의 변속기에도 적용가능하다. 도 24 내지 도 29는 이러한 예시로서의 제6실시형태와 그 변형예를 나타낸다. 이들의 형태에서의 변속기구도 본질적으로는 상기 각 형태와 동일한 것이지만, 종치화된 것에 따른 2개의 상위점이 있다. 그 제1은 횡치식의 경우에 비하여 축길이의 제약이 완만하기 때문에 변속과도시, 특히 클러치-클러치 변속시의 유압제어를 간략화 해야 하고, 선행 실시형태에서의 제2브레이크(B-2)에 대한 일방향클러치(F- 1)의 병설과 같은 의미를 갖는 일방향클러치와 브레이크의 조합을 제1브레이크(B-1)에 대하여 설치하고 있는 점이다. 그리고, 제2는 출력요소로서의 링기어(R2)를 입력축(11)과 동축의 출력축에 연결하고 있는 점이다.

이러한 구성요소의 부가에 따라, 제2브레이크와 일방향클러치의 호칭이 각 선행 상태에 대하여 어긋나 있기 때문에, 쓸데없이 장황하게는 되지만 혼란을 피하는 의미에서 기어열 구성부터 다시 설명한다.

도 24 내지 도 27은 제6실시형태의 기어열을 개략적으로 나타낸다. 도 24를 참조하여, 이 자동변속기에서는 그 기구의 최전방부에 도시하지 않은 엔진에 연결되는 록업클러치 부착의 토크컨버터(4)가 배치되고, 그 후부에 전진6속·후진1속을 달성하는 변속기구가 배치된 구성이 채택되고 있다. 토크컨버터(4)는 펌프임펠러(pump impeller;41)와, 터빈러너(turbine runner;42)와, 그들의 사이에 배치된 고정자(43)와, 고정자(43)를 변속기의 케이스부(10)에 일방향 회전 걸어맞추는 일방향클러치(44)와, 일방향클러치의 내측레이스(inner race)를 변속기의 케이스부(10)에 고정하는 고정자축(stator shaft;45)을 구비한다.

변속기구의 주체를 이루는 유성기어세트(G)는 앞의 각 실시형태와 같이 대소구경의 다른 한쌍의 태양기어(S2)(S3)와, 서로 맞물려서 한쪽이 대구경의 태양기어(S2)에 맞물림과 더불어 링기어(R3)에 맞물리고, 다른쪽이 소구경의 태양기어(S3)에 맞물리는 한쌍의 피니언기어(pinion gear)(P2)(P3)를 지지하는 캐리어(C2(C3))로 이루어지는 라비뇨식의 기어세트로 구성되어 있다.

또, 감속유성기어(G1)에 대해서도 마찬가지로, 심플유성기어로 구성되고, 그 입력요소로서의 링기어(R1)를 입력축(11)에 연결하고, 출력요소로서의 캐리어(C1)를 제1클러치(C-1)를 통하여 소구경 태양기어(S3)에 연결함과 더불어, 제3클러치(C-3)를 통하여 대구경의 태양기어(S2)에 연결되어, 반력을 취하는 고정요소로서의 태양기어(S1)가 변속기 케이스(10)에 고정되어 있다.

이 자동변속기의 경우의 각 클러치, 브레이크 및 일방향클러치의 결합·해제로 달성되는 변속단의 관계는 도 25의 걸어맞춤도표에 나타낸 바와 같게 된다. 걸어맞춤표에서의 ○표는 걸어맞춤, 무(無)표는 해제, △표는 엔진브레이크시만의 걸어맞춤, ●표는 변속단의 달성에 직접 작용하지 않는 걸어맞춤을 나타낸다. 또, 도 26은 각 클러치 및 브레이크의 걸어맞춤(●표로 그들의 걸어맞춤을 나타낸다)에 의해 달성되는 변속단과, 그 때의 각 변속요소의 회전수비의 관계를 속도선도로 나타낸다.

양 도면을 아울러 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 제1속(1st)은 클러치(C-1)와 브레이크(B-3)의 걸어맞춤(본 형태에서 작동표를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 이 브레이크(B-3)의 걸어맞춤에 대신하여 일방향클러치(F-2)의 자동걸어맞춤이 사용되고 있지만, 이 걸어맞춤을 사용하고 있는 이유 및 이 걸어맞춤이 브레이크(B-3)의 걸어맞춤에 상당하는 이유에 대해서는, 그들의 호칭만으로 앞의 실시형태에 있어서 브레이크(B-2)와 일방향클러치(F-1)의 관계로 설명한 대로이다.)에 의해 달성된다. 이 경우, 입력축(11)에서 감속유성기어(G1)를 거쳐 감속된 회전이 클러치(C-1) 경유로 소구경 태양기어(S3)에 입력되고, 일방향클러치(F-2)의 걸어맞춤으로 걸린 캐리어(C3)에 반력을 취하여 링기어(R3)의 최대감속비의 감속회전이 출 력축(19A)으로 출력된다.

다음에, 제2속(2nd)은 클러치(C-1)와 브레이크(B-1)의 걸어맞춤에 상당하는 일방향클러치(F-1)의 걸어맞춤과 그것을 유효하게 하는 브레이크(B-2)의 걸어맞춤(이들의 걸어맞춤이 브레이크(B-1)의 걸어맞춤에 상당하는 이유에 대해서는 뒤에 상세히 설명한다.)에 의해 달성된다. 이 경우, 입력축(11)에서 감속유성기어(G1)를 거쳐 감속된 회전이 클러치(C-1) 경유로 소구경 태양기어(S3)에 입력되고, 브레이크(B-2) 및 일방향클러치(F-1)의 걸어맞춤으로 걸리는 대구경 태양기어(S2)에 반력을 취하여 링기어(R3)의 감속회전이 출력축(19A)으로 출력된다. 이 때의 감속비는 도 26에서 보는 바와 같이, 제1속(1st)보다 작아진다.

또, 제3속(3rd)은 클러치(C-1)와 클러치(C-3)의 동시 걸어맞춤으로 달성된다. 이 경우, 입력축(11)에서 감속유성기어(G1)를 거쳐 감속된 회전이 클러치(C-1)와 클러치(C-3) 경유로 동시에 대구경 태양기어(S2)와 소구경 대양기어(S3)에 입력되고, 유성기어세트(G)에 직결상태로 되기 때문에 양 태양기어로의 입력회전과 같은 링기어(R3)의 회전이 입력축(11)의 회전에 대하여 감속된 회전으로서 출력축(19A)으로 출력된다.

또한, 제4속(4th)은 클러치(C-1)와 클러치(C-2)의 동시 걸어맞춤으로 달성된다. 이 경우, 한쪽에서 입력축(11)에서 감속유성기어(G1)를 거쳐 감속된 회전이 클러치(C-1) 경유로 태양기어(S3)에 입력되고, 다른쪽에서 입력축(11)에서 클러치(C-2) 경유로 입력된 비감속회전이 캐리어(C3)에 입력되어, 2개의 입력회전의 중간 회전이 입력축(11)의 회전에 대하여는 약간 감속된 링기어(R3)의 회전으로서 출력축(19A)으로 출력된다.

다음에, 제5속(5th)은 클러치(C-2)와 클러치(C-3)의 동시 걸어맞춤으로 달성된다. 이 경우, 한쪽에서 입력축(11)에서 감속유성기어(G1)를 거쳐 감속된 회전이 클러치(C-3) 경유로 태양기어(S2)에 입력되고, 다른쪽에서 입력축(11)에서 클러치(C-2) 경유로 입력된 비감속회전이 캐리어(C2)에 입력되어, 링기어(R3)의 입력축(11)의 회전보다 약간 증속된 회전이 출력축(19A)으로 출력된다.

그리고, 제6속(6th)은 클러치(C-2)와 브레이크(B-1)의 걸어맞춤으로 달성된다. 이 경우, 입력축(11)에서 클러치(C-2) 경유로 비감속회전이 캐리어(C2)에만 입력되고, 브레이크(B-1)의 걸어맞춤으로 걸린 태양기어(S2)에 반력을 취하여, 링기어(R3)의 더욱 증속된 회전이 출력축(19A)으로 출력된다.

또한, 후진(R)은 클러치(C-3)와 브레이크(B-3)의 걸어맞춤으로 달성된다. 이 경우, 입력축(11)에서 감속유성기어(G1)를 거쳐 감속된 회전이 클러치(C-3) 경유로 태양기어(S2)에 입력되고, 브레이크(B-3)의 걸어맞춤으로 걸린 캐리어(C2)에 반력을 취하여, 링기어(R3)의 역회전이 출력축(19A)으로 출력된다.

여기서, 앞에서 언급한 일방향클러치(F-1)와 양 브레이크(B-1)(B-2)의 관계에 대하여 설명한다. 이 경우는 태양기어(S2)에 연결된 일방향클러치(F-1)의 걸어맞춤방향을 태양기어(S2)의 제2속 시의 반력토크 지지방향에 맞춘 설정으로 함으로써 일방향클러치(F-1)에 실질상 브레이크(B-1)의 걸어맞춤과 동등의 기능을 발휘시킬 수 있다. 단, 이 태양기어(S2)는 캐리어(C2(C3))와는 달리, 제2속시의 엔진브레이크 효과를 얻기 위하여 걸어맞출 뿐만 아니라 제6속 달성을 위해서도 걸리는 변 경요소이기 때문에, 브레이크(B-1)가 필요하게 된다. 또 태양기어(S2)는 도 24의 속도선도에서도 알 수 있는 바와 같이, 제1속(1st) 달성시에는 입력회전방향에 대하여 역방향으로 회전하지만 제3속 이상의 변속단의 경우는 입력회전방향과 같은 방향으로 회전한다. 따라서, 일방향클러치(F-1)는 직접 고정부재에 연결할 수 없기 때문에 브레이크(B-2)와의 직렬배치에 의해 걸어맞춤상태의 유효성을 제어할 수 있는 구성으로 하고 있다.

이와 같이 하여 달성되는 각 변속단은, 도 26의 속도선도상에서 링기어(R3)(R2)의 속도비를 나타내는 ○표의 상하방향의 간격을 참조하여 정성적으로 알수 있는 바와 같이, 각 변속단에 대하여 비교적 등간격의 양호한 속도스텝으로 된다. 이 관계를 구체적으로 수치를 설정하여 정량적으로 나타내면, 도 25에 나타낸 기어비 및 기어비간의 스텝으로 된다. 이 경우의 기어비는 감속유성기어(G1)의 태양기어(S1)와 링기어(R1)의 치수비(λ1)=0.556, 유성기어세트(G)의 대구경 태양기어측의 태양기어(S2)와 링기어(R2(R3))의 치수비(λ2)=0.458, 소구경 태양기어측의 태양기어(S3)와 링기어(R3)의 치수비(λ3)=0.375로 설정한 경우이고, 기어비 폭은 6.049로 된다.

다음에, 도 27은 자동변속기의 구성을 더욱 상세히 단면으로 나타낸다. 앞의 개략도를 참조하여 설명한 각 구성요소에 대해서는, 같은 참조부호를 붙임으로써 설명을 대신하지만, 개략도로부터 참조할 수 없는 세부에 대해서는 다음에 설명한다. 우선, 입력축(11)은 이 상태에서는 주로 가공상의 편의를 위하여 축 전반부(11A)와 축 후반부(11B)로 분할되어 있지만, 서로 스플라인 등으로 긴밀하게 끼워맞추어 실질상 일체화된 구성으로 되어 있다. 입력축(11)의 소구경화된 전단부는 토크컨버터(4)의 터빈러너(42)에 연결되고, 대구경의 전단부가 고정자축(45)을 통하여 변속기 케이스(10)의 오일펌프커버로 구성되는 전단벽(10A)의 앞쪽 보스부(10a)에 회전이 자유롭게 지지되어 있다. 입력축(11)의 소구경화된 후단부는 출력축(19A)의 오목부(19a)에 끼워넣어서 출력축(19A)을 통하여 변속기 케이스(10)의 후단벽부(10e)에 회전이 자유롭게 지지되어 있다. 감속유성기어(G1)로의 입력부는 입력축 전반부(11A)의 플랜지로 되어 링기어(R1)에 연결되어 있다.

이 입력축 전반부(11A)에는 앞쪽 보스부(10a)에 형성된 케이스 내 유로에 연결하는 라인압의 공급로(11p)와 윤활압의 공급로(11r)가 형성되고, 공급로(11p)의 축방향 단부는 폐전(閉栓)되고, 직경방향 유로에 의해 제1클러치의 유압서보에 연결되어 있다. 또, 윤활압의 공급로(11r)의 축방향 단부는 개방되어, 입력축 후반부(11B)에 형성된 윤활유압의 공급로(11s)에 연결되어 있다. 입력축 후반부(11B)의 윤활유압의 공급로(11s)는 축의 후단부 근방에서 종단하고 축의 후단측에 형성된 라인압의 공급로(11t)와 분리되어 있다.

다음에, 출력축(19A)은 그 전단부를 롤러베어링을 통하여 변속기 케이스(10)의 후단벽부(10e)에 회전이 자유롭게 지지되고, 후단부를 볼베어링을 통하여 변속기 케이스(10)의 최후방부에 회전이 자유롭게 지지되어 있다. 유성기어세트(G)의 출력요소로의 연결부는 입력축 후반부(11B)의 플랜지로 되고, 드럼상부재를 통하여 링기어(R3)에 연결되어 있다.

이 출력축(19A)에는 변속기 케이스(10)의 후부의 케이스 내 유로로 통하는 라인압의 공급로가 상기 오목부(19a)에 의해 형성되어 있고, 이 공급로가 오목부(19a)에 끼워넣은 입력축 후반부(11B)의 후단부에 형성된 공급로(11t)를 통하여 제2클러치(C-2)의 유압서보(5)에 연결되어 있다.

유성기어세트(G)는 입력축 후반부(11B)의 축방향 거의 중앙부분의 외주측에 배치되고, 입력축 후반부(11B)의 외주에 태양기어(S3)가 회전이 자유롭게 지지되며, 또한 그 외주에 태양기어(S2)가 회전이 자유롭게 지지된다. 피니언(P2)(P3)을 지지하는 캐리어(C2)(C3)는 일체화되어 그 전단부는 태양기어(S2)에 회전이 자유롭게 지지되고, 후단부는 입력축 후반부(11B)에 회전이 자유롭게 지지되어 있다.

감속유성기어(G1)는 입력축 전반부(11A)의 대구경부의 축방향 거의 중앙위치의 외주에 배치되고, 그 태양기어(S1)는 변속기 케이스(10)의 앞쪽 보스부(10a)의 내주에 끼워넣은 고정자축(45)의 후단에 스플라인 끼워맞춤으로 고정되어 있다. 감속유성기어(G1)의 캐리어(C1)는 앞쪽 보스부(10a)의 외주에 한쪽편으로 지지되어 있다.

제1클러치(C-1)는 그 실린더(60)의 내주부를 입력축 전반부(11A)의 외주에 회전이 자유롭게 지지되고, 제3클러치(C-3)의 허브(74)를 통하여 감속유성기어(G1)의 캐리어(C1)에 연결되어 있다. 클러치(C-1)의 다판(多板)의 마찰재와 세퍼레이터플레이트로 이루어진 마찰부재(63)는 세퍼레이터플레이트를 드럼(62)의 내주에 걸어맞추어 지지하고, 마찰재의 내주를 허브(64)의 외주에 걸어맞춤 지지되어서 드럼(62)과 허브(64)의 사이에 배치되고, 허브(64)의 내주가 태양기어(S3)에 연결되어 있다. 클러치(C-1)의 유압서보(6)는 드럼(62)의 내측을 실린더(60)로 하고, 그것에 축방향 미끄러져 움직임이 자유롭게 끼워넣어진 피스톤(61)과, 드럼(62)의 내주부에 축방향 고정된 캔슬플레이트와, 피스톤(61)과 캔슬플레이트의 사이에 설치된 리턴스프링을 구비한 구성으로 되어 있다.

제3클러치(C-3)는 그 드럼(72)이 일방향클러치(F-1)의 내측레이스와 연결됨과 더불어, 그 전단부가 변속기 케이스(10)의 앞쪽 보스부(10a)에 회전이 자유롭게 지지되고, 후단부를 태양기어(S2)에 연결하여 지지되어 있다. 클러치(C-3)의 다판의 마찰재와 세퍼레이터플레이트로 이루어진 마찰부재(73)는 세퍼레이터플레이트를 드럼(72)의 내주에 걸어맞추어 지지되고, 마찰재의 내주를 허브(74)의 외주에 걸어맞추어 지지되어서 드럼(72)과 허브(74)의 사이에 배치되며, 허브(74)의 후단이 제1클러치(C-1)의 드럼(62)에 고정되어 있다. 클러치(C-3)의 유압서보(7)는 드럼(72)과 일체의 실린더(70)와, 그것에 축방향 미끄러져 움직임이 자유롭게 끼워넣어진 피스톤(71)과, 실린더(70)의 내주부에 축방향 고정된 캔슬플레이트와, 피스톤(71)과 캔슬플레이트의 사이에 설치된 리턴스프링을 구비한 구성으로 되어 있다.

제2클러치(C-2)는 그 드럼(52)의 후단부를 입력축 후반부(10B)의 플랜지에 고정하고, 한쪽편 상태로 지지되어 있다. 클러치(C-2)의 다판의 마찰재와 세퍼레이터로 이루어진 마찰부재(53)는 세퍼레이터플레이트를 드럼(52)의 내주에 걸어맞추어 지지되고, 마찰재의 내주를 허브(54)의 외주에 걸어맞추어 지지되어서 드럼(52)과 허브(54)의 사이에 배치되고, 허브(54)의 전단이 유성기어세트(G)의 캐리어(C3)에 고정되어서 한쪽편 상태로 지지되어 있다. 클러치(C-2)의 유압서보(5)는 입력축(11)의 외주를 실린더(50)의 일부로서 드럼(52)과 일체화되고, 그것에 축방 향 미끄러져 움직임이 자유롭게 끼워넣어진 피스톤(51)과, 입력축 후반부(11B)에 축방향 고정된 캔슬플레이트와, 피스톤(51)과 캔슬플레이트의 사이에 설치된 리턴스프링을 구비한 구성으로 되어 있다.

제1브레이크(B-1)는 제3클러치(C-3)의 드럼(72)의 외주에 걸어맞추는 밴드(83)를 구비한 밴드브레이크로 되어 있다. 또한, 이 브레이크의 유압서보에 대해서는 도시를 생략하고 있다.

제2브레이크(B-3)는 다판의 마찰재와 세퍼레이터플레이트를 마찰부재(93)로 하는 다판 브레이크로 되고, 세퍼레이터플레이트가 변속기 케이스 내주에 걸림지지되며, 마찰재가 캐리어(C2)에 고정된 허브(94)에 걸어맞춤 지지되어 있다. 브레이크(B-3)의 유압서보(9)는 변속기 케이스 본체(10B)의 후단벽부(10e)를 실린더로 하고, 그것에 미끄러져 움직임이 자유롭게 끼워넣어진 피스톤(91)과, 변속기 케이스의 후단벽부에 축방향 고정되어서 피스톤(91)에 접촉하는 리턴스프링을 구비한 구성으로 되어 있다. 피스톤(91)의 케이스의 주벽(10f)을 따라서 연장되어서 마찰부재(93)의 후단에 이르는 연장부는, 그 외주를 케이스 주벽(10f)의 스플라인(10g)으로 끼워맞추어서 회전정지되어 있다.

이 브레이크(B-3)의 마찰부재(93)는 유성기어세트(G)의 소구경의 태양기어(S3)의 외주측에 경방향으로 중합시켜서 배치되어 있다.

또, 일방향클러치(F-1)는 그 내측레이스가 제3클러치(C-3)의 실린더(70)에 고정되고, 외측레이스가 브레이크(B-2)의 허브와 일체화된 구성으로 되며, 제3클러치(C-3)의 전방, 즉 변속기구의 최전방부에 배치되어 있다. 외측레이스를 변속기 케이스(10)에 거는 브레이크(B-2)는 외측레이스에 걸어맞춤 지지된 마찰재와, 변속기 케이스의 내주 스플라인에 걸어맞춤 지지된 세퍼레이터플레이트를 마찰부재로 하는 다판구성의 브레이크로 되어 있다. 브레이크(B-2)의 유압서보는 변속기 케이스(10)의 전단벽(10A)을 실린더로 하고, 그것에 미끄러져 움직임이 자유롭게 끼워넣어진 피스톤과, 변속기 케이스(10)의 전단벽에 축방향 정지되어서 피스톤에 접촉하는 리턴스프링을 구비한 구성으로 되어 있다.

그리고, 일방향클러치(F-2)는 그 내측레이스가 캐리어(C2)의 전단부에 스플라인 결합되고, 외측레이스를 변속기 케이스 내주의 스플라인(10g)에 걸어맞추어 제1클러치(C-1)의 마찰부재(63)와 유성기어세트(G) 사이의 축방향 위치에 배치되어 있다.

이 제6실시형태의 경우도 캐리어(C2(C3))에 입력축(11)의 회전을 직접 입력하는 클러치(C-2)는, 상기의 설명으로부터 명백한 바와 같이 전진1속(1st) 내지 3속(3rd) 및 후진(R)시에 걸어맞추어지지 않은 클러치이다. 이 때문에 이 클러치(C-2)는 차량정지시와 같은 토크컨버터(4)에서 엔진토크를 증폭한 스톨토크를 받는 것은 아니고, 또 도 26의 속도선도를 참조하여 다른 2개의 클러치(C-1, C-3)의 대비로 알 수 있는 바와 같이, 감속에 의한 증폭토크를 부담하는 것은 아니다. 따라서, 이 클러치(C-2)는 다른 클러치에 비하여 토크용량(이 용량은 클러치 직경과 마찰부재의 마찰재의 매수에 의해 결정된다)이 작은 클러치로 할 수 있다. 따라서, 이 클러치직경을 작게 함으로써 자동변속 후부의 외경을 작게 할 수 있어 차실 내 공간으로의 영향을 작게 할 수 있다.

또, 출력축(19A)은 입력축(11)의 단부와 마주보는 오목부(19a)를 형성하여 자동변속기의 후부에서 지지되고, 입력축(11)은 출력축(19A)의 전단부와 마주보는 선단부가 출력축의 오목부(19a)에 끼워넣어져서 거기서 후단부를 지지하며, 제2클러치(C-2)의 유압서보(5)로의 유압의 공급로는 출력축(19A)에서 입력축(11)의 후단부에 걸쳐서 형성되고, 자동변속기 내부윤활용의 유로(10s)는 입력축(11)에서의 공급로(11t)가 형성된 후단부 보다 전방에 형성되어 있기 때문에, 클러치 작동용 유압과 윤활유 공급을 위한 2개의 유로를 입력축 후단부에 병설하는 경우에 비하여, 그만큼 출력축(19A)의 오목부(19a)에 삽입되는 입력축(11) 후단부의 직경을 작게 할 수 있고, 입력축(11)의 후단부에 지지를 위해서 출력축(19A)의 오목부(19a)에 끼워넣은 입력축 후부의 직경을 작게 할 수 있다. 따라서, 이 구성에 의하면, 자동변속기에서의 후부의 외경을 축직경의 면에서도 작게 할 수 있어 한층 차실 내 공간으로의 영향을 작게 할 수 있다.

또, 유성기어세트(G)는 그 캐리어(C2)(C3)가 일체로 형성되고 캐리어(C2)(C3)는 그 축방향의 한쪽 끝을 태양기어(S2)를 통하여, 또 다른쪽 끝을 직접 입력축(11)에 유지되고, 거의 양단 위치에서 입력축(11)에 지지되어 있기 때문에 변속요소수가 많아져서 질량이 커지는 것을 피하고 싶은 유성기어세트(G)를 그 거의 양단위치에서 동일부재인 입력축(11)에 지지하는 것이 가능하기 때문에, 지지의 동심성(同心性)이 높아져서 정밀도가 좋은 유성기어세트 배치가 가능하게 된다.

다음에, 유성기어세트(G)의 링기어를 뺀 외주측에 제2브레이크(B-3)의 마찰 부재(93)가 배치되어 있기 때문에, 유성기어세트(G) 외주측의 본래 데드공간이 되는 부분을 브레이크의 마찰부재(93)의 배치로 유효하게 활용할 수 있기 때문에 변속기의 축방향 및 직경방향의 단축에 도움이 될 수 있다.

또한, 제2브레이크(B-3)는 그 마찰부재(93)가 다판의 마찰부재로 되고 그 유압서보(9)가 변속기의 최후단에 배치되어 있기 때문에, 자동변속기 케이스(10)의 후단벽부를 유압서보실린더로서 이용할 수 있어 유압서보가 밴드브레이크의 경우와 같이 변속기 케이스 외부로 뻗치는 일이 없어져서 차실의 공간을 작게 하지 않는다. 또, 밴드브레이크의 경우, 그 걸어맞춤에 의해서 밴드브레이크가 배치되는 캐리어에 대하여 어느 방향으로의 힘이 작용하고, 이것이 유성기어세트의 센터링이나 지지, 혹은 유성기어세트가 지지되고 있는 입력축의 지지나 센터링에 악영향을 미친다. 그 때문에, 입력축이나 유성기어세트를 지지하기 위한 부시나 베어링, 혹은 입력축 자체를 대형화할 필요가 있다. 그러나, 이 실시형태에서 제2브레이크(B-3)는 다판 브레이크이기 때문에 상기와 같은 일이 없이 소형인 자동변속기로 할 수 있다.

그리고, 제3클러치(C-3)가 감속유성기어(G1)의 전방에 배치되고, 그 클러치의 유압서보(7)를 형성하는 실린더(70)가 변속기 전단벽(10A)에서 연장되는 앞쪽 보스부(10a)에 지지되며, 그 유압서보(7)로의 유압의 공급로가 앞쪽 보스부(10a)에 형성되어 감속유성기어(G1)는 그 태양기어(S1)를 앞쪽 보스부(10a)에 고정하고, 링기어(R1)를 감속유성기어(G1)의 후방에서 입력축(11)에 연결하며, 캐리어(C1)에서의 출력을 감속유성기어(G1)의 전방으로 꺼내는 구조로 하고 있기 때문에, 클러치 드럼(72)의 지지 및 유압의 공급을 위한 앞쪽 보스부(10a)를 감속유성기어(G1)의 태양기어(S1)의 고정부재로서 이용함으로써 별도 태양기어 고정을 위하여 서포트부재를 설치할 필요가 없어져 그만큼 소형화가 이루어져 있다.

또한, 앞쪽 보스부(10a)의 내주에 고정자축(45)을 연장하고, 고정자축의 다른쪽 끝에 감속유성기어(G1)의 태양기어(S1)를 고정하였기 때문에, 태양기어(S1)의 소구경화에 의한 감속유성기어 전체의 소형화가 달성되고, 이 소형화에 의해 제3클러치(C-3)의 마찰부재(73)의 내주측에 감속유성기어(G1)를 배치함으로써 자동변속기의 축방향 길이가 단축되고 있다.

또, 감속유성기어(G1)는 제1클러치 및 제3클러치의 유압서보(6)(7)의 사이에 배치되고, 그들 유압서보의 한쪽을 구성하는 실린더(70)가 앞쪽 보스부의 외주에 회전이 자유롭게 지지되며, 유압서보의 다른쪽을 구성하는 실린더(60)가 입력축(11)의 외주에 회전이 자유롭게 지지된 구성에 의해, 변속기 케이스(10)의 앞쪽 보스부(10a) 외주에 유압서보를 지지한 경우와 비교하여 지지부의 지름이 작은만큼 피스톤(61)의 수압면적을 크게 채택할 수 있기 때문에 토크용량의 확보가 용이하게 되어 있다.

그런데, 상기 제6실시형태에서는 입력축(11)을 분할구성으로 하였지만, 순수하게 기구적인 이점을 구한다면 입력축은 일체구성으로 할 수도 있다. 도 28은 이러한 구성을 채택하는 제10변형예의 단면구조를 나타낸다. 이하, 중복을 피하는 의미에서 이 형태에서의 상기 제6실시형태와의 상위점만 설명한다. 이 형태에서는 제6실시형태에 대하여 제1클러치의 유압서보(6)와 감속유성기어(G1)의 축방향 위치 관계가 역전되어 있다. 이에 따라, 제1클러치(C-1)의 유압서보(6)도 제3클러치(C-3)의 유압서보(7)와 같이 변속기 케이스의 앞쪽 보스부(10a)의 외주에 배치하는 것이 가능하게 되고, 상기 서보로의 유압공급도 제3클러치(C-3)와 같이 앞쪽 보스부(10a)의 유로에서 입력축(11)을 통하지 않고 이루어진다. 또한, 이 구성의 이점은 변속기 케이스의 앞쪽 보스부(10a)가 길게 되어 입력축(11)의 앞쪽 지지부와 뒷쪽 지지부의 간격이 단축되는 점에도 있다.

더구나, 이 제10변형예에서는 제1클러치의 마찰부재(63)의 내주측에 감속유성기어(G1)가 배치되고, 감속유성기어의 전방에 제1클러치의 유압서보(6)가 배치되며, 그 외주측에 제3클러치의 마찰부재(73)가 배치되어, 한쪽 클러치의 유압서보(6)의 전방에 다른쪽 클러치의 유압서보(7)가 배치된 구성에 의해 감속유성기어(G1)와 양 클러치의 마찰부재(63)(73)와 유압서보(6)(7)의 조합배치로 소형의 구성을 실현할 수 있다. 또, 유압서보(6)(7)와 마찰부재(63)(73)의 배치위치가 오프셋되어 있기 때문에 피스톤(61)(71)이 복수의 곡부(曲部)를 가지지 않을 수 없지만, 그 결과 피스톤의 강성이 향상되는 이점을 얻을 수 있다.

그리고, 감속유성기어(G1)는 제1클러치 및 제3클러치의 유압서보(6)(7)의 후방에 배치되고, 양 유압서보를 구성하는 2개의 실린더(60)(70)가 앞쪽 보스부(10a)의 외주에 회전이 자유롭게 지지되며, 양 유압서보(6)(7)로의 유압의 공급로가 앞쪽 보스부(10a)에 형성된 구성에 의해, 유압서보(6)(7)로의 유압의 공급로를 입력축(11)을 거치지 않고 구성할 수 있기 때문에 유로의 형성이 용이하게 된다. 또, 입력축(11)이 1개축이기 때문에 높은 축 강성을 확보할 수 있다. 또한, 변속기 케 이스의 앞쪽 보스부(10a)가 자동변속기의 내부까지 연재되어 있으므로 변속기 케이스에 의한 입력축(11) 및 출력축(19A)의 지지부간의 간격이 좁아지고, 게다가 그와 같은 지지부 간격을 좁힌 축상에 유성기어세트(G)가 지지되기 때문에 유성기어세트의 지지가 확실해 진다.

또, 이 제10변형예에서는 클러치의 유압서보에 유압을 공급하는 유로 혹은 자동변속기 전체에 윤활유를 공급하기 위한 유로에 있어서, 상대회전하는 부재의 유로 사이에서 기름의 누출을 방지하기 위하여 배치되는 실링수 및 축 내에 겹쳐서 형성되는 유로의 개수에 대해서는, 도 28을 보아도 알 수 있는 바와 같이, 변속기 케이스(10)의 후단부에서 제2클러치(C-2)의 유압서보로의 유로 중에 배치되는 실링이 2세트와 1개, 변속기 케이스(10)의 앞쪽 보스부(10a) 내에 형성된 유로에서 제1 및 제3의 유압서보에 유압을 공급하는 유로에 각각 1세트씩, 그리고 변속기 케이스(10)의 앞쪽 보스부(10a) 내에 형성된 유로에서 입력축(11) 내에 형성된 윤활유로에 유압을 공급하는 유로 중에 1세트(도시하지 않음) 배치되어 있다. 따라서 합계 5세트와 1개의 실링이 배치되어 있게 된다. 또, 축내의 유로는 1개이다. 이와 같이, 본 실시형태에서는 실링의 수나 축 내의 유로를 적게 할 수 있기 때문에 동력전달에서의 로스가 적고, 축방향 길이가 작은 자동변속기로 할 수 있다는 효과도 얻을 수 있다.

마지막으로, 도 29는 제6실시형태에 대해서 주로 서포트벽(10C)을 설치한 점이 다른 제11변형예를 나타낸다. 이 형태에서는 서포트벽(10C)의 부설에 따라 상기 벽을 이용하여 제2브레이크(B-2)의 유압서보를 내장하여야 하고, 일방향클러치(F- 1)와 제2브레이크(B-2)의 마찰부재는 서포트벽(10C)에 이설되어 있다. 그리고, 제3클러치(C-3)의 유압서보(7)에 대해서는 입력축(11)을 통하지 않는 유압공급을 가능하게 하여야 하고, 그 실린더(7)를 서포트벽(10C)에서 전방으로 연장한 보스부(10c)의 외주에 지지하는 배치로 되어 있다.

이 제11변형예에 의한 이점은 클러치의 걸거나 벗김에 관계없이 감속유성기어(G1)를 거친 감속회전으로 상시 회전하는 제1클러치(C-1)의 드럼(62)을 변속기 케이스(10)의 주벽(10f)측에 대면시킬 수 있는 점에 있다. 이에 의해 변속기 제어를 위한 필요한 입력회전수의 검출을 그를 위한 센서를 기부의 오부(奧部)에 매설시키지 않고 변속기 케이스(10)의 주벽(10f)에 설치한 센서(Sn)에 의해 검출가능하게 된다.

이상, 본 발명을 6개의 실시형태에 기초하여 변형예도 포함해서 상세히 설명하였지만, 본 발명은 특허청구 범위의 개개의 청구항에 기재된 사항의 범위 내에서 다양하게 세부의 구체적인 구성을 변경하여 실시할 수 있다.

상기 청구항 1 기재의 구성은 제2클러치를 유성기어세트에 대하여 감속유성기어와는 반대측에 배치하였기 때문에 감속유성기어, 제1클러치, 제3클러치의 3자를 유성기어세트에 접근시켜서 배치할 수 있고, 감속유성기어의 출력측과 양 클러치의 입력측 및 양 클러치의 출력측과 유성기어세트의 감속 입력요소간을 연결하는 증폭토크전달에 알맞은 강도를 요하는 고토크 전달부재를 짧게 할 수 있어 변속기를 경량소형으로 구성할 수 있다.

다음에, 청구항 2 기재의 구성에서는, 제1클러치의 외주에는 제3클러치의 연결부재가 필연적으로 위치하는 구조로 되고, 제3클러치의 마찰부재에 비하여 제1클러치의 마찰부재는 외경에 제약이 발생하지만 그만큼 제1클러치의 유압서보의 수압면적을 입력축 지지에 의해 증가시킴으로써 제1클러치의 용량을 확보할 수 있어 축방향의 길이의 증대를 방지할 수 있다.

또, 청구항 3 기재의 구성에서는, 제1 및 제3클러치의 유압서보 모두 변속기 케이스측의 고정부재인 보스부로 유압의 공급이 가능하기 때문에 제1 및 제3클러치의 유압서보로의 공급유로의 상대회전부를 통하는 곳이 각각 1곳으로 되고, 각각 1세트의 실링에 의한 상대회전부의 누락방지로 유압이 공급가능하게 되며, 슬라이딩 저항이 되는 실링의 수를 적게 할 수 있다.

그리고, 청구항 4 기재의 구성에서는, 제1 및 제3클러치의 외주에는 다른 클러치의 연결부재가 통하지 않기 때문에 양 클러치 모두 마찰부재의 외경의 제약이 없어 직경방향 길이를 충분히 취함으로써 용량을 확보할 수 있고, 용량확보를 위해서 마찰부재의 구성매수를 증가시킴에 의한 축방향 길이의 증대를 막을 수 있기 때문에 변속기의 축길이의 단축상 유리하게 된다.

또한, 청구항 5 기재의 구성에서는, 제1 및 제3클러치의 마찰부재를 다른 부재의 외주에 배치함으로써 축방향 길이를 단축할 수 있다. 또 그 축방향 길이의 단축분만큼 고토크 전달경로를 짧게 할 수 있다.

또한, 청구항 6 기재의 구성에서는, 제3클러치의 유압서보가 보스부 외주에 배치되어 있기 때문에 내경방향으로는 수압면적을 확대하기 어렵지만, 제3클러치의 마찰부재를 감속유성기어의 외주에 배치하였기 때문에 제3클러치의 유압서보의 외경측으로의 직경확대의 제약이 완화되어 직경확대에 의한 수압면적의 확보가 용이하게 된다. 또, 제1클러치의 유압서보는 외주측에 마찰부재가 배치되는 만큼 외경측으로 직경확대에 의한 수압면적의 확보는 어렵게 되지만, 내주측으로는 입력축 지지에 의한 만큼 크게 하기 쉬우므로 제1 및 제3클러치의 유압서보 모두 충분한 수압면적을 확보할 수 있게 되어, 토크전달 용량확보를 위한 마찰걸어맞춤부재의 구성매수의 증가를 방지하여, 축방향 길이의 증대를 방지할 수 있다.

또, 청구항 7 기재의 구성에서는, 제1클러치의 마찰부재에 대한 출력측의 연결을 클러치 드럼으로 행하고, 입력측의 연결은 감속유성기어의 출력요소와 직접 행하게 되기 때문에 제1클러치의 마찰부재에 관한 입·출력 연결을 위하여 직경방향으로 통하는 연결부재를 적게 함으로써 축방향 길이가 단축된다. 게다가, 그것에 의한 축길이의 단축에 따라 고(高)토크 전달부재도 더욱 짧게 구성할 수 있게 된다.

그리고, 청구항 8 기재의 구성에서는, 제1 및 제3클러치의 허브의 공통화에 의해 제1클러치의 드럼과 제3클러치의 드럼을 근접하여 배치하는 것이 가능하게 되어 더욱 축방향 길이의 단축, 고토크 전달부재의 단축이 가능하게 된다.

또, 청구항 9 기재의 구성에서는, 고토크 전달부재를 걸 필요가 있는 브레이크를 큰 직경방향 공간을 요하지 않는 밴드브레이크로 함으로써 제1 및 제3클러치의 외경 길이를 가능한 한 대구경화 할 수 있고, 클러치의 축방향 길이의 단축이 가능하게 되며, 고토크 전달부재의 단축도 가능하게 된다. 또, 브레이크의 밴드화 에 따른 브레이크 드럼의 지지를 제3클러치의 드럼의 지지와 겸용할 수 있다.

또한, 청구항 10 기재의 구성에서는, 제1클러치가 연결된 유성기어세트의 감속회전 입력요소는 고속단 시에 고속회전하기 때문에, 특히 고출력 엔진으로의 적용에 의해 제1클러치가 대형화되는 바와 같은 경우에 대해서 회전이 느린 감속유성기어의 출력측에 드럼을 연결하는 것으로 축 흔들림 등에 대하여 유리하게 할 수 있다.

그리고, 청구항 11 기재의 구성에서는, 마찰부재를 다른 부재의 외주에 배치함으로써, 축방향 길이가 단축될 수 있다. 또한 그 축방향 길이의 단축만큼 고토크 전달경로를 짧게 할 수 있다.

또한, 청구항 12 기재의 구성에서는, 한쪽 클러치의 드럼과 일체의 실린더를 공통의 실린더로 하여 각각의 피스톤을 내외 위치관계에 두고 개개로 작동가능하게 함으로써, 2개의 클러치의 클러치-클러치 조작을 가능하게 하면서 양 클러치의 유압서보의 실린더의 공통화에 의해 양 유압서보가 차지하는 공간을 소형화할 수 있다.

또, 청구항 13 기재의 구성에서는, 제3클러치의 마찰부재로의 입력에 제1클러치의 드럼을 사용하고 있기 때문에 회전부재의 수를 줄여서 더욱 축방향 길이의 단축, 고토크 전달부재의 단축이 가능하게 된다.

더욱이, 청구항 14 기재의 구성에서는, 고토크 전달부재를 걸 필요가 있는 브레이크를 밴드브레이크로 함으로써, 제1 및 제3클러치의 외경 길이를 가능한 한 대형화할 수 있어 클러치의 축방향 길이의 단축이 가능하게 되고, 고토크 전달부재 의 단축도 가능하게 된다. 또, 밴드화에 따른 브레이크 드럼의 지지를 제3클러치의 드럼의 지지와 겸용할 수 있다.

또한, 청구항 15 기재의 구성에서는, 마찰부재를 다른 부재의 외주에 배치함으로써 축방향 길이가 단축될 수 있다.

또, 청구항 16 기재의 구성에서는, 제3클러치의 드럼과 제1클러치의 드럼을 공통화할 수 있어 더욱 축방향 길이의 단축, 고토크 전달부재의 단축이 가능하게 된다.

또, 청구항 17 기재의 구성에서는, 제1 및 제3클러치의 조합구성을 단순화 할 수 있다.

그리고, 청구항 18 기재의 구성에서는, 제1 및 제3클러치의 마찰부재를 제1클러치에 직접 걸어맞춤으로써 양 클러치의 연결부재를 없앨 수 있어 양 클러치 구성부재의 일부 공통화에 의한 소형화가 가능하게 된다.

또한, 청구항 19 기재의 구성에서는, 고토크 전달부재를 걸 필요가 있는 브레이크를 밴드브레이크로 함으로써 제3클러치의 외경 길이를 가능한 한 대구경화 할 수 있어, 클러치의 축방향 길이의 단축이 가능하게 되고, 고토크 전달부재의 단축도 가능하게 된다. 그리고 밴드화에 따른 브레이크 드럼의 지지를 제3클러치의 드럼 지지와 겸용할 수 있다.

더욱이, 청구항 20 기재의 구성에서는, 프론트엔진·전륜구동(front drive) 또는 리어엔진·리어드라이브 전용의 횡치식(橫置式) 다단 자동변속기를 소형의 구성으로 실현할 수 있다.

또한, 청구항 21 기재의 구성에서는, 상기 횡치식 다단 자동변속기에서의 카운터축의 축길이의 단축이 가능하게 되어 중량경감의 점에서 유리하게 된다.

또, 청구항 22 기재의 구성에서는, 상기 횡치식 다단 자동변속기에 있어서 고토크 전달부재를 최단으로 할 수 있다.

그리고, 청구항 23 기재의 구성에서는, 상기 횡치식 다단 변속기에 있어서 고토크 전달부재를 최단으로 할 수 있는 것에 더하여, 카운터구동기어의 지지에 변속기 케이스의 단벽을 이용할 수 있기 때문에, 서포트벽을 설치할 필요가 없게 되어 축길이의 단축도 가능하게 된다.

또, 청구항 24 기재의 구성에서는, 일반적으로 변속기구는 차량의 탑재제약상 엔진측으로의 접속측의 쪽이 대구경으로 되는데 맞추어서 고토크 전달부재를 엔진으로의 접속측에 배치함으로써 결과적으로 축방향 길이를 짧게 할 수 있다.

또한, 청구항 25 기재의 구성에서는, 횡치식 다단 자동변속기의 경우 차동기어가 정확히 변속기구의 엔진으로의 접속측 단부에 위치하기 때문에, 이 위치에 비교적 용량이 작은 제2클러치를 배치함으로써 차동축과 주축의 축간을 단축하는 설정이 용이하게 된다.

또, 청구항 26 기재의 구성에서는, 감속유성기어에 대하여 제1 및 제3클러치의 유압서보를 양측에 배치함으로써 그 양측에 위치하는 감속유성기어와 외측에 위치하는 유성기어세트에 대한 마찰부재의 연결을 단순한 연결구성으로 자연히 행할 수 있고, 고토크 연결부재를 짧게 할 수 있다.

한편, 청구항 27 기재의 구성에서는, 제1 및 제3클러치의 유압서보가 옆에 맞추어 나란한 배치로 되기 때문에, 양 유압서보에 대한 각각의 마찰부재의 설치위치를 감속유성기어의 외주에서 제3클러치의 유압서보의 외주까지의 범위로 비교적 자유롭게 설정할 수 있게 된다.

또한, 청구항 28 기재의 구성에서는, 제1 및 제3클러치의 유압서보가 옆에 맞추어 나란한 배치로 되기 때문에, 양 유압서보에 대한 각각의 마찰부재의 설치위치를 감속유성기어의 외주에서 제3클러치의 유압서보의 외주까지의 범위로 비교적 자유롭게 설정할 수 있게 됨과 더불어, 항상 감속유성기어의 출력회전으로 회전하는 제1클러치의 입력측의 부재를 변속기구의 외주측에 위치시키는 배치를 채택할 수 있게 되어 변속제어를 위한 입력회전수의 검출이 용이하게 된다.

또, 청구항 29 기재의 구성에서는, 프론트엔진·리어드라이브차용의 종치식(縱置式) 다단 자동변속기를 소형의 구성으로 실현할 수 있다.

그리고, 청구항 30 기재의 구성에서는, 일반적으로 변속기구는 차량의 탑재제약상 엔진으로의 접속측의 쪽이 대구경으로 되는데 맞추어서 고토크 전달부재를 엔진으로의 접속측에 배치함으로써, 결과적으로 축방향 길이를 짧게 할 수 있다.

또, 청구항 31 기재의 구성에서는, 프론트엔진·리어드라이브차용의 종치식 다단 자동변속기에 적용할 때, 감속유성기어에 대하여 제1 및 제3클러치의 유압서보를 양측에 배치함으로써, 그 내측에 위치하는 감속유성기어와 외측에 위치하는 유성기어세트에 대한 마찰부재의 연결을 단순한 연결구성으로 자연히 행할 수 있고, 고토크 연결부재를 짧게 할 수 있다.

또한, 청구항 32 기재의 구성에서는, 프론트엔진·리어드라이브차용의 종치 식 다단 자동변속기에 적용할 때, 제1 및 제3클러치의 유압서보가 옆에 맞추어 나란한 위치가 되기 때문에 양 유압서보에 대한 각각의 마찰부재의 설치위치를 감속유성기어의 외주에서 제3클러치의 유압서보의 외주까지의 범위로 비교적 자유롭게 설정할 수 있게 된다.

그리고, 청구항 33 기재의 구성에서는, 프론트엔진·리어드라이브차용의 종치식 다단 자동변속기에 적용할 때, 제1 및 제3클러치의 유압서보가 옆에 맞추어 나란한 위치가 되기 때문에 양 유압서보에 대한 각각의 마찰부재의 설치위치를 감속유성기어의 외주에서 제3클러치의 유압서보의 외주까지의 범위로 비교적 자유롭게 설정할 수 있게 됨과 더불어, 항상 감속유성기어의 출력회전으로 회전하는 제1클러치의 입력측의 부재를 변속기구의 외주측에 위치시키는 배치를 채택할 수 있게 되어 변속제어를 위한 입력회전수의 검출이 용이하게 된다.

Claims (36)

1. 감속회전과 비감속회전을 입력으로 하여 복수의 변속회전을 출력하는 유성기어세트와, 유성기어세트와 축방향으로 나란히 설치된 감속유성기어와, 유성기어세트의 내주측을 통하는 입력축과, 입력축을 감속유성기어를 통하여 유성기어세트의 2개의 다른 감속입력요소에 각각 자유롭게 결합·해제할 수 있게 연결하는 제1 및 제3클러치와, 입력축을 유성기어세트의 비감속회전 입력요소에 자유롭게 결합·해제할 수 있게 연결하는 제2클러치를 갖춘 자동변속기에 있어서,

   제1클러치와 제3클러치는 감속유성기어의 근방에 정리하여 배치되고, 제2클러치는 유성기어세트에 대하여 감속유성기어와는 반대측에 배치된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 각 클러치는 각각 마찰부재와 유압서보로 이루어지고, 변속기 케이스의 벽에서 축방향으로 연장된 보스부의 선단에 감속유성기어가 그 1요소를 고정하여 배치되고, 벽과 감속유성기어 사이의 상기 보스부의 외주에 제3클러치의 유압서보가 배치되며, 감속유성기어에 대하여 제3클러치의 유압서보와는 반대측의 입력축의 외주에 제1클러치의 유압서보가 배치된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 각 클러치는 각각 마찰부재와 유압서보로 이루어지고, 변속기 케이스의 벽에서 축방향으로 연장된 보스부의 선단에 감속유성기어가 그 1요소를 고정하여 배치되며, 벽과 감속유성기어 사이의 상기 보스부의 외주에 감속유성기어 근처에 제1클러치의 유압서보, 벽 근처에 제3클러치의 유압서보가 배치된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
4. 제1항에 있어서,

   상기 각 클러치는 각각 마찰부재와 유압서보로 이루어지고, 변속기 케이스의 벽에서 축방향으로 연장된 보스부의 선단에 감속유성기어가 그 1요소를 고정하여 배치되며, 벽과 감속유성기어 사이의 상기 보스부의 외주에 제1클러치의 유압서보가 배치되고, 감속유성기어에 인접하여 별도의 벽이 설치되어 제3클러치의 유압서보는 그 별도의 벽과 감속유성기어의 사이에 배치되며, 제1클러치와 제3클러치는 보스부와 별도의 벽의 사이를 통하여 유성기어세트에 연결된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제3클러치의 마찰부재와 제1클러치의 마찰부재는 제1클러치의 유압서보, 제3클러치의 유압서보, 감속유성기어의 어느 하나의 직경방향 외측에 배치된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
6. 제5항에 있어서,

   상기 제3클러치의 마찰부재는 감속유성기어의 직경방향 외측에 배치되고, 제1클러치의 마찰부재는 제1클러치의 유압서보의 직경방향 외측에 배치된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
7. 제2항에 있어서,

   상기 제1클러치는 그 유압서보에 일체화된 드럼을 갖고, 상기 드럼은 유압서보의 실린더가 감속유성기어측으로 열리는 방향을 향하여 유성기어세트의 감속회전 입력요소에 연결되며, 제1클러치의 마찰부재는 그 외주측이 자신의 드럼에 걸어맞추어지고 내주측이 감속유성기어의 출력요소에 연결된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
8. 제7항에 있어서,

   상기 제3클러치는 그 유압서보에 일체화된 드럼을 갖고, 상기 드럼은 유압서보의 실린더가 감속유성기어측으로 열리는 방향을 향해서 유성기어세트의 감속회전 입력요소에 연결되며, 제3클러치의 마찰부재는 그 외주측이 자신의 드럼에 걸어맞추어지고 내주측이 제1클러치의 마찰부재와 공통의 허브를 통하여 감속유성기어의 출력요소에 연결된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
9. 제8항에 있어서,

   상기 유성기어세트의 감속회전 입력요소를 변속기 케이스에 거는 브레이크가 설치되고, 브레이크는 제3클러치 드럼의 외주면을 브레이크밴드의 걸어맞춤면으로 하는 밴드브레이크로 구성된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
10. 제2항에 있어서,

    상기 제1클러치는 그 유압서보에 일체화된 드럼을 갖고, 상기 드럼은 유압서보의 실린더가 감속유성기어와는 반대측으로 열리는 방향을 향하여 감속유성기어의 출력요소에 연결된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
11. 제5항에 있어서,

    상기 제1클러치의 마찰부재는 감속유성기어의 직경방향 외측에 배치되고, 제3클러치의 마찰부재는 제1클러치의 유압서보의 직경방향 외측에 배치된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
12. 제5항에 있어서,

    상기 제1클러치는 그 유압서보에 일체화된 드럼을 갖고, 상기 드럼은 유압서보의 실린더가 감속유성기어측으로 열리는 방향을 향하여 감속유성기어의 출력요소에 연결되며, 제1클러치의 마찰부재는 그 외주측이 자신의 드럼에 걸어맞추어지고 내주측이 유성기어세트의 감속회전 입력요소에 연결된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
13. 제12항에 있어서,

    상기 제3클러치는 그 유압서보에 일체화된 드럼을 갖고, 상기 드럼은 유압서보의 실린더가 제1클러치의 유압서보측으로 열리는 방향을 향하여 유성기어세트의 감속회전 입력요소에 연결되며, 제3클러치의 마찰부재는 그 외주측이 자신의 드럼에 걸어맞추어지고 내주측이 제1클러치의 드럼에 연결된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
14. 제13항에 있어서,

    상기 유성기어세트의 감속회전 입력요소를 변속기 케이스에 거는 브레이크가 설치되고, 브레이크는 제3클러치 드럼의 외주면을 브레이크밴드의 걸어맞춤면으로 하는 밴드브레이크로 구성된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
15. 제3항에 있어서,

    상기 감속유성기어와 유성기어세트는 인접하여 배치되고, 제1클러치의 마찰부재는 감속유성기어의 직경방향 외측에 배치되며, 제3클러치의 마찰부재는 유성기어세트의 직경방향 외측에 배치된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
16. 제12항에 있어서,

    상기 제1클러치의 드럼을 일체화시킨 유압서보 실린더의 배후에 제3클러치의 유압서보 실린더가 형성되고, 배후에 형성된 실린더에 제1클러치의 드럼을 회전불가능하게 걸어맞추어서 제3클러치의 유압서보의 피스톤이 끼워넣어진 것을 특징으로 하는 자동변속기.
17. 제16항에 있어서,

    상기 제3클러치의 마찰부재는 그 외주측이 제3클러치의 유압서보의 피스톤을 드럼으로 하여 상기 드럼에 걸어맞추어지고, 내주측이 유성기어세트의 감속회전 입력요소에 연결되며, 제1클러치의 드럼에 대한 밀고끌음에 의해 결합·해제가 자유롭게 된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
18. 제12항에 있어서,

    상기 제3클러치의 드럼은 그것과 일체화된 유압서보의 실린더가 감속유성기어측으로 열리는 방향을 향하여 유성기어세트의 감속회전 입력요소에 연결되고, 제3클러치의 마찰부재는 그 외주측이 제3클러치의 드럼에 걸어맞춰지고 내주측이 제1클러치의 유압서보와 일체화된 드럼에 연결된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
19. 제18항에 있어서,

    상기 제3클러치의 드럼은 그것과 일체화된 유압서보를 통하여 상기 별도의 벽에서 연장된 보스부에 의해 회전지지되고, 유성기어세트의 감속회전 입력요소를 변속기 케이스에 걸어야 하는 밴드브레이크로 구성된 브레이크가, 제3클러치 드럼의 외주면을 브레이크밴드의 걸어맞춤면으로서 설치된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
20. 제1항에 있어서,

    상기 유성기어세트의 출력요소에 연결시켜서 입력축의 외주에 설치된 카운터구동기어와, 카운터구동기어에 맞물리는 카운터피동기어가 설치되어서 입력축과 병렬적으로 배치된 카운터축과, 카운터축에 병렬적으로 배치되어서 카운터축에 의해 회전구동되는 차동장치를 갖는 것을 특징으로 하는 자동변속기.
21. 제20항에 있어서,

    상기 카운터구동기어는 제1클러치, 제3클러치 및 감속유성기어와, 유성기어세트의 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
22. 제20항에 있어서,

    상기 카운터구동기어는 제2클러치와 유성기어세트의 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
23. 제20항에 있어서,

    상기 카운터구동기어는 유성기어세트에 대하여 제2클러치와는 반대측으로 배치된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
24. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제1클러치, 제3클러치 및 감속유성기어는 변속기의 엔진으로의 접속측에 배치되고, 제2클러치는 변속기의 후단측에 배치된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
25. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제2클러치는 변속기의 엔진으로의 접속측에 배치되고, 제1클러치, 제3클러치 및 감속유성기어는 변속기의 후단측에 배치된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
26. 제24항에 있어서,

    상기 각 클러치는 각각 유압서보를 갖고, 유성기어세트에 대하여 제1클러치의 유압서보, 감속유성기어 및 제3클러치의 유압서보의 순으로 나란히 배치된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
27. 제24항에 있어서,

    상기 각 클러치는 각각 유압서보를 갖고, 유성기어세트에 대하여 감속유성기어, 제1클러치의 유압서보, 제3클러치의 유압서보의 순으로 나란히 배치된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
28. 제24항에 있어서,

    상기 각 클러치는 각각 유압서보를 갖고, 유성기어세트에 대하여 제3클러치의 유압서보, 감속기유성기어, 제1클러치의 유압서보의 순으로 나란히 배치된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
29. 제1항에 있어서,

    상기 유성기어세트의 출력요소에 연결시켜서 출력축이 설치되고, 출력축은 상기 입력축과 동축적으로 배치된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
30. 제29항에 있어서,

    상기 제1클러치, 제3클러치 및 감속유성기어는 변속기의 엔진으로의 접속측에 배치되고, 제2클러치는 변속기의 후단측에 배치되며, 유성기어세트의 출력요소는 제2클러치의 외주를 통하여 출력축에 연결된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
31. 제30항에 있어서,

    상기 각 클러치는 각각 유압서보를 갖고, 유성기어세트에 대하여 제1클러치의 유압서보, 감속유성기어, 제3클러치의 유압서보의 순으로 나란히 배치된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
32. 제30항에 있어서,

    상기 각 클러치는 각각 유압서보를 갖고, 유성기어세트에 대하여 감속유성기어, 제1클러치의 유압서보, 제3클러치의 유압서보의 순으로 나란히 배치된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
33. 제30항에 있어서,

    상기 각 클러치는 각각 유압서보를 갖고, 유성기어세트에 대하여 제3클러치의 유압서보, 감속유성기어, 제1클러치의 유압서보의 순으로 나란히 배치된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
34. 제25항에 있어서,

    상기 각 클러치는 각각 유압서보를 갖고, 유성기어세트에 대하여 제1클러치의 유압서보, 감속유성기어 및 제3클러치의 유압서보의 순으로 나란히 배치된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
35. 제25항에 있어서,

    상기 각 클러치는 각각 유압서보를 갖고, 유성기어세트에 대하여 감속유성기어, 제1클러치의 유압서보, 제3클러치의 유압서보의 순으로 나란히 배치된 것을 특징으로 하는 자동변속기.
36. 제25항에 있어서,

    상기 각 클러치는 각각 유압서보를 갖고, 유성기어세트에 대하여 제3클러치의 유압서보, 감속기유성기어, 제1클러치의 유압서보의 순으로 나란히 배치된 것을 특징으로 하는 자동변속기.

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