KR100574716B1 - 차량용 다단 자동 변속기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는 기어비의 와이드화를 도모하면서 다단화를 도모하는 것이 가능한 차량용 다단 자동 변속기를 제공하는 것이다.
적어도 항시 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, 제6 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.
유성 기어, 클러치, 회전 멤버, 브레이크, 연결 멤버, 센터 멤버

Description

차량용 다단 자동 변속기 {VARIABLE SPEED AUTOMATIC TRANSMISSION FOR VEHICLE}
도1은 제1 실시예의 차량용 다단 자동 변속기를 도시하는 골격도를 도시하는 도면.
도2는 제1 실시예의 차량용 다단 자동 변속기에서의 체결 작동표를 나타내는 도면.
도3은 제1 실시예의 차량용 다단 자동 변속기의 공통선도.
도4는 제1 실시예의 1속 내지 3속의 토오크 전달 경로를 나타내는 골격도.
도5는 제1 실시예의 4속 내지 6속의 토오크 전달 경로를 나타내는 골격도.
도6은 제1 실시예의 7속 내지 8속의 토오크 전달 경로를 나타내는 골격도.
도7은 제1 실시예의 후퇴 1속 및 후퇴 2속의 토오크 전달 경로를 나타내는 골격도.
도8은 제2 실시예-1의 차량용 다단 자동 변속기를 도시하는 골격도를 도시하는 도면.
도9는 제2 실시예-1의 차량용 다단 자동 변속기의 공통선도.
도10은 제2 실시예-1의 1속 내지 3속의 토오크 전달 경로를 나타내는 골격도.
도11은 제2 실시예-1의 4속 내지 6속의 토오크 전달 경로를 나타내는 골격도.
도12는 제2 실시예-1의 7속 내지 8속의 토오크 전달 경로를 나타내는 골격도.
도13은 제2 실시예-1의 후퇴 1속 및 후퇴 2속의 토오크 전달 경로를 나타내는 골격도.
도14는 제2 실시예-2의 차량용 다단 자동 변속기를 도시하는 골격도를 도시하는 도면.
도15는 제2 실시예-2의 1속 내지 3속의 토오크 전달 경로를 나타내는 골격도.
도16은 제2 실시예-2의 4속 내지 6속의 토오크 전달 경로를 나타내는 골격도.
도17은 제2 실시예-2의 7속 내지 8속의 토오크 전달 경로를 나타내는 골격도.
도18은 제2 실시예-2의 후퇴 1속 및 후퇴 2속의 토오크 전달 경로를 나타내는 골격도.
도19는 제3 실시예의 차량용 다단 자동 변속기를 도시하는 골격도를 도시하는 도면.
도20은 제3 실시예의 차량용 다단 자동 변속기의 공통선도.
도21은 제3 실시예의 1속 내지 3속의 토오크 전달 경로를 나타내는 골격도.
도22는 제3 실시예의 4속 내지 6속의 토오크 전달 경로를 나타내는 골격도.
도23은 제3 실시예의 7속 내지 8속의 토오크 전달 경로를 나타내는 골격도.
도24는 제3 실시예의 후퇴 1속 및 후퇴 2속의 토오크 전달 경로를 나타내는 골격도.
도25는 제1 실시예의 8속 골격도에 대응하는 6속 골격도.
도26 제3 실시예의 8속 골격도에 대응하는 6속 골격도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
G1 : 제1 유성 기어
G2 : 제2 유성 기어
G3 : 제3 유성 기어
M1 : 제1 연결 멤버
M2 : 제2 연결 멤버
CM : 센터 멤버
C1 : 제1 클러치
C2 : 제2 클러치
C3 : 제3 클러치
B1 : 제1 브레이크
B2 : 제2 브레이크
B3 : 제3 브레이크
Input : 입력축(입력부)
0utput : 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, 특허문헌 1에 기재된 기술이 있다. 이 특허문헌 1에는 회전 멤버 중 1개가 고정된 감속 유성 기어와, 라비니오형의 유성 기어와, 3개의 클러치와 2개의 브레이크로 구성되는 전진 6속의 변속 장치에 대해 클러치(C4)를 추가함으로써 한층 다단화를 도모한 전진 8속의 변속 장치도 기재되어 있다.
[특허문헌 1]
일본 특허 공개 2001-182785호 공보(제4 페이지 하단 표2, 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 있으므로, 다단화에 의해 변속 장치의 레시오커버레이지(최저 변속단 기어비/최고 변속단 기어비)는 변화되지 않는다. 따라서, 연비의 향상에 공헌하는 기어비의 와이드화가 요구되는 오늘날에는, 상기 변속 장치에서는 공통의 유성 기어비를 사용한 6속 내지 8속에의 다단화에 의한 기어비의 와이드화는 곤란하다.
본 발명은 상기 문제에 주목하여 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 발명에서는, 적어도 항시 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, 제6 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 싱글 피니온형 유성 기어(G2)와, 2개의 선 기어(S3, S4)와, 상기 2개의 선 기어의 각각과 맞물리는 제3 피니온(P3)과, 상기 제3 피니온(P3)에 맞물리는 제4 피니온(P4)을 지지하는 동시에, 상기 2개의 선 기어(S3, S4) 사이로부터 회전을 입력 또는 출력 가능한 센터 멤버를 구비하는 제3 피니온 캐리어(PC3)와, 상기 제3 피니온(P3)에 맞물리는 제3 링 기어(R3)와, 상기 제4 피니온(P4)과 맞물리는 제4 링 기어(R4)를 구비하는 더블 선 기어형 유성 기어 (G3)로 구성되는 것으로 하였다.
청구항 2에 기재된 발명에서는, 청구항 1에 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 3에 기재된 발명에서는, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 차량용 다단 자동 변속기를 구성하는 데 있어서, 입력부측으로부터 축방향을 향해 제1 유성 기어(G1), 제2 유성 기어(G2), 제3 유성 기어(G3)의 순으로 배치하였다. 특히, 제3 유성 기어(G3)에 제4 피니온(P4) 및 제4 링 기어(R4)의 구성을 추가할 때, 입력부측으로부터 축방향 반대측이며, 제4 선 기어(S4)의 외주 위치에 배치하였다.
청구항 4에 기재된 발명에서는, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 차량용 다단 자동 변속기를 구성하는 데 있어서, 입력부측으로부터 축방향을 향해 제1 유성 기어(G1), 제3 유성 기어(G3), 제2 유성 기어(G2)의 순으로 배치하였다. 또한, 제1 유성 기어(G1)를 더블 피니온 타입의 유성 기어로 하고, 동력원으로부터의 입력 회전을 캐리어 입력으로 하였다.
청구항 5에 기재된 발명에서는, 적어도 항시 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, 제6 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 싱글 피니온형 유성 기어(G2)와, 2개의 제3 및 제4 선 기어(S3, S4)와, 상기 싱글 피니온형 유성 기어(G2)의 제2 선 기어(S2)에 연결하는 제5 선 기어(S5)와, 상기 제3 및 제4 선 기어(S3, S4)의 각각과 맞물리는 대경부와 상기 제5 선 기어(S5)가 맞물리는 소경부를 갖는 단차식 형상의 제3 피니온(P3)과, 상기 제3 피니온(P3)을 지지하는 동시에 상기 제3 및 제4 선 기어(S3, S4) 사이로부터 회전을 입력 또는 출력 가능한 센터 멤버(CM)와, 상기 제3 피니온(P3)에 맞물리는 제3 링 기어(R3)를 구비하는 트리플 선 기어형 유성 기어(G3)로 구성되는 것으로 하였다.
청구항 6에 기재된 발명에서는, 청구항 5에 기재된 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 7에 기재된 발명에서는, 청구항 5 또는 청구항 6에 기재된 차량용 다단 자동 변속기를 구성하는 데 있어서, 입력부측으로부터 축방향을 향해 제1 유성 기어(G1), 제2 유성 기어(G2), 제3 유성 기어(G3)의 순으로 배치하였다. 또한, 제1 유성 기어(G1)를 더블 피니온 타입의 유성 기어로 하고, 동력원으로부터의 입력 회전을 캐리어 입력으로 하였다.
이하, 본 발명의 차량용 다단 자동 변속기를 실현하는 제1 실시예 내지 제4 실시예를 첨부 도면을 기초로 하여 설명한다.
(제1 실시예)
우선, 구성을 설명한다. 제1 실시예는 청구항 1, 청구항 2, 청구항 3에 기재된 발명에 대응하는 차량용 다단 자동 변속기이고, 도1은 제1 실시예의 차량용 다단 자동 변속기를 도시하는 골격도이다.
제1 실시예의 차량용 다단 자동 변속기는 도1의 좌측단부에 감속 장치로서의 싱글 피니온형의 제1 유성 기어(G1)(특허청구의 범위에 기재된 감속 유성 기어에 상당)를 배치하고, 중앙부에 싱글 피니온형의 제2 유성 기어(G2)[특허 청구의 범위에 기재된 싱글 피니온형 유성 기어(G2)에 상당]를 배치하고, 우측단부에 더블 선 기어형의 제3 유성 기어(G3)[특허 청구의 범위에 기재된 더블 선 기어형 유성 기어(G3)에 상당]를 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 장치로서 싱글 피니온형 유성 기어이다.
제2 유성 기어(G2)는 제2 선 기어(S2)와, 제2 링 기어(R2)와, 양 기어(S2, R2)와 맞물리는 제2 피니온(P2)을 지지하는 제2 캐리어(PC2)를 갖는 싱글 피니온형 유성 기어이다.
제3 유성 기어(G3)는 2개의 제3 선 기어(S3) 및 제4 선 기어(S4)와, 제3 및 제4 선 기어(S3, S4) 각각에 맞물리는 제3 피니온(P3)과, 이 제3 피니온(P3)에 맞물리는 제4 피니온(P4)을 지지하는 동시에, 2개의 선 기어(S3, S4) 사이로부터 회전을 입력 또는 출력 가능한 센터 멤버(CM)를 구비하는 제3 캐리어(PC3)와, 제3 피니온에 맞물리는 제3 링 기어(R3)와, 제4 피니온(P4)과 맞물리는 제4 링 기어(R4)를 갖는 더블 선 기어형 유성 기어이다.
제2 유성 기어(G2)와 제3 유성 기어(G3)로 구성되는 변속 유성 기어 세트는 6개의 회전 멤버를 갖고 있다. 제1 회전 멤버는 제2 링 기어(R2)와 일체로 회전하는 멤버이다. 제2 회전 멤버는 제2 캐리어(PC2)와 제3 링 기어(R3)를 일체적으로 연결하는 제2 연결 멤버(M2)와 일체로 회전하는 멤버로, 출력 기어(Output)와 연결되어 있다. 제3 회전 멤버는 제3 캐리어(PC3)와 일체적으로 연결하는 멤버이다. 제4 회전 멤버는 제2 선 기어(S2)와 일체적으로 연결하는 멤버이다. 제5 회전 멤버는 제4 선 기어(S4)와 일체로 회전하는 멤버이다. 제6 회전 멤버는 제4 링 기어(R4)와 일체로 회전하는 멤버이다.
또한, 제2 유성 기어(G2)와 제3 유성 기어(G3) 사이이며, 제2 선 기어(S2)와 제3 선 기어(S3)를 일체적으로 연결하는 제1 연결 멤버(M1)가 설치되어 있다. 또한, 마찬가지로 제2 유성 기어(G2)와 제3 유성 기어(G3) 사이이며, 제2 피니온(P2)과 제3 링 기어(R3)를 일체적으로 연결하는 제2 연결 멤버(M2)가 설치되어 있다.
또한, 상기 센터 멤버(CM)는 제3 캐리어(PC3)의 원주 상에 인접하는 복수의 제3 피니온(P3)과의 공간 위치에 있어서 제3 캐리어(PC3)에 결합되어, 즉 제3 회전 멤버와 일체적으로 회전한다.
입력축(Input)은 제1 링 기어(R1)에 연결되어 구동원인 도면 밖의 엔진으로부터의 회전 구동력을 토오크 컨버터 등을 거쳐서 입력한다.
출력 기어(Output)는, 제2 캐리어(PC2)에 연결되어 출력 회전 구동력을 도면 밖의 파이널 기어 등을 거쳐서 구동륜으로 전달한다.
제1 클러치(C1)는 제1 캐리어(PC1)와 제2 링 기어(R2)(제1 회전 멤버)를 선택적으로 단락 접속하는 클러치이다.
제2 클러치(C2)는 제1 캐리어(PC1)와 제2 선 기어(S2)(제4 회전 멤버)를 선택적으로 단락 접속하는 클러치이다.
제3 클러치(C3)는 입력축(Input)과 센터 멤버(CM)(제3 회전 멤버)를 선택적으로 단락 접속하는 클러치이다.
제1 브레이크(B1)는 제3 캐리어(PC3)(제3 회전 멤버)의 회전을 선택적으로 정지시키는 브레이크이다.
제2 브레이크(B2)는 제4 선 기어(S4)(제5 회전 멤버)의 회전을 선택적으로 정지시키는 브레이크이다.
제3 브레이크(B3)는 제4 링 기어(R4)(제6 회전 멤버)의 회전을 선택적으로 정지시키는 브레이크이다.
상기 각 클러치(C1, C2, C3) 및 브레이크(B1, B2, B3)에는 도2의 체결 작동표에 나타낸 바와 같이, 각 변속단에서 체결압(○표)이나 해방압(표시 없음)을 만들기 시작하는 도면 밖의 변속 유압 제어 장치(변속 제어 수단)가 접속되어 있다. 또한, 변속 유압 제어 장치로서는 유압 제어 타입, 전자 제어 타입, 유압 ＋ 전자 제어 타입 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 도시하는 공통선도, 도4 내지 도6은 제1 실시예의 차량용 다단 자동 변속기의 각 변속단에서의 토오크 흐름을 도시하는 도면이다. 도3에 있어서, 굵은선은 제1 유성 기어(G1)의 공통선도, 중간선은 제2 유성 기어(G2) 및 제3 유성 기어(G3)의 공통선도이다. 도4 내지 도6에 있어서, 클러치 브레이크 멤버의 토오크 전달 경로는 굵은선으로 나타내고, 기어의 토오크 전달 경로는 빗금으로 나타낸다.
<1속>
1속은, 도2에 도시한 바와 같이 제1 클러치(C1)와 제1 브레이크(B1)의 체결에 의해 얻을 수 있다.
이 1속에서는 제2 유성 기어(G2)에 있어서 제1 클러치(C1)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제2 링 기어(R2)로 입력된다.
한편, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 제1 브레이크(B1)의 체결에 의해 제3 캐리어(PC3)가 케이스에 고정되므로, 제3 링 기어(R3)로부터의 출력 회전에 대해 제3 선 기어(S3)의 회전은 회전 방향이 역방향의 감속 회전이 된다. 그리고, 이 제3 선 기어(S3)의 회전은 제1 연결 멤버(M1)를 거쳐서 제2 유성 기어(G2)의 제2 선 기어(S2)로 전달된다.
따라서, 제2 유성 기어(G2)에 있어서는 제2 링 기어(R2)로부터 정방향의 감속 회전이 입력되고, 제2 선 기어(S2)로부터 역방향의 감속 회전이 입력되게 되어 제2 링 기어(R2)로부터의 감속 회전을 더욱 감속한 회전이 제2 캐리어(PC2)로부터 제2 연결 멤버(M2)를 경과하여 출력 기어(Output)로 출력된다.
즉, 1속은, 도3의 공통선도에 도시한 바와 같이, 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제2 링 기어(R2)에의 입력 회전으로 하는 제1 클러치(C1)의 체결점과, 제3 캐리어(PC3)의 회전을 정지하는 제1 브레이크(B1)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 감속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 1속에서의 토오크 흐름은, 도4의 (a)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제1 클러치(C1)와 제1 브레이크(B1)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 제2 유성 기어(G2)와 제3 유성 기어(G3)[제4 선 기어(S4), 제4 피니온(P4), 제4 링 기어(R4)를 제외함]에 토오크가 작용하고, 제1 유성 기어(G1)와, 제2 유성 기어(G2)와 제3 유성 기어(G3)가 토오크 전달에 관여한다.
<2속>
2속은, 도2에 도시한 바와 같이 1속에서의 제1 브레이크(B1)를 해방하여 제3 브레이크(B3)를 체결함으로써, 즉 제1 클러치(C1)와 제3 브레이크(B3)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 2속에서는 제2 유성 기어(G2)에 있어서 제1 클러치(C1)의 체결에 의해 제 1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제2 링 기어(R2)로 입력된다.
한편, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 제4 링 기어(R4)가 케이스에 고정되므로, 제3 링 기어(R3)로부터의 출력 회전에 대해 제3 선 기어(S3)의 회전은 회전 방향이 역방향의 감속 회전(1속보다 저속)이 된다. 그리고, 이 제3 선 기어(S3)의 회전은 제1 연결 멤버(M1)를 거쳐서 제2 유성 기어(G2)의 제2 선 기어(S2)로 전달된다.
따라서, 제2 유성 기어(G2)에 있어서는 제2 링 기어(R2)로부터 정방향의 감속 회전이 입력되고, 제2 선 기어(S2)로부터 역방향의 감속 회전이 입력되게 된다. 또한, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 이 제4 링 기어(R4)와 제3 선 기어(S3)의 회전에 의해 제3 캐리어(PC3)의 회전이 규정되고, 이 제3 선 기어(S3)와 제3 캐리어(PC3)의 회전에 의해 제3 링 기어(R3)의 회전이 규정된다. 따라서, 제2 링 기어(R2)로부터의 감속 회전을 더욱 감속한 회전이 제2 캐리어(PC2) 및 제3 링 기어(R3)로부터 제2 연결 멤버(M2)를 경과하여 출력 기어(Output)로 출력된다.
즉, 2속은, 도3의 공통선도에 도시한 바와 같이 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제2 링 기어(R2)에의 입력 회전으로 하는 제1 클러치(C1)의 체결점과, 제4 링 기어(R4)의 회전을 정지하는 제3 브레이크(B3)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 감속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 2속에서의 토오크 흐름은, 도4의 (b)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제1 클러치(C1)와 제3 브레이크(B3)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 제2 유성 기어(G2)와 제3 유성 기어(G3)[제4 선 기어(S4)를 제외함]에 토오크가 작용하고, 제1 유성 기어(G1)와, 제2 유성 기어(G2)와 제3 유성 기어(G3)가 토오크 전달에 관여한다.
<3속>
3속은, 도2에 도시한 바와 같이 2속에서의 제3 브레이크(B3)를 해방하여 제2 브레이크(B2)를 체결함으로써, 즉 제1 클러치(C1)와 제2 브레이크(B2)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 3속에서는 제2 유성 기어(G2)에 있어서 제1 클러치(C1)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제2 링 기어(R2)로 입력된다.
한편, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 제2 브레이크(B2)의 체결에 의해 제4 선 기어(S4)가 케이스에 고정되므로, 제3 피니온(P3)에 의해 연결되어 있는 제3 선 기어(S3)가 고정된다. 그리고, 제3 선 기어(S3)는 제1 연결 멤버(M1)를 거쳐서 연결되어 있는 제2 선 기어(S2)가 케이스에 고정된다.
따라서, 제2 유성 기어(G2)에 있어서는 제2 링 기어(R2)로부터 정방향의 감속 회전이 입력되어 제2 선 기어(S2)가 고정되게 되고, 제2 링 기어(R2)로부터의 감속 회전을 더욱 감속한 회전이 제2 캐리어(PC2)로부터 제2 연결 멤버(M2)를 경과하여 출력 기어(Output)로 출력된다.
즉, 3속은, 도3의 공통선도에 도시한 바와 같이 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제2 링 기어(R2)에의 입력 회전으로 하는 제1 클러치(C1)의 체결점과, 제4 선 기어(S4)의 회전을 정지하는 제2 브레이크(B2)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 감속(2속보다도 고속)으로 하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 3속에서의 토오크 흐름은, 도4의 (c)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제1 클러치(C1)와 제2 브레이크(B2)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제1 유성 기어(G1) 및 제2 유성 기어(G2)에 토오크가 작용하고, 제3 유성 기어(G3)에 대해서는, 토오크 전달에는 관여하지 않는다.
<4속>
4속은, 도2에 도시한 바와 같이 3속에서의 제2 브레이크(B2)를 해방하여 제2 클러치(C2)를 체결함으로써, 즉 제1 클러치(C1)와 제2 클러치(C2)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 4속에서는 제2 유성 기어(G2)에 있어서, 제1 클러치(C1)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제2 링 기어(R2)에 입력된다. 동시에, 제2 클러치(C2)의 체결에 의해 이 감속 회전이 제2 유성 기어(G2)의 제2 선 기어(S2)에 입력된다.
따라서, 제2 유성 기어(G2)에 있어서는 제2 링 기어(R2)와 제2 선 기어(S2)로부터 동일한 감속 회전이 입력됨으로써 양 기어(R2, S2)와 일체로 회전하는 제2 캐리어(PC2)로부터 제2 연결 멤버(M2)를 경과하여 출력 기어(Output)로 감속 회전[＝ 제1 유성 기어(G1)의 감속 회전]이 출력된다.
즉, 4속은, 도3의 공통선도에 도시한 바와 같이 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제2 링 기어(R2)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 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 감속[＝ 제1 유성 기어(G1)의 감속비]하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 4속에서의 토오크 흐름은, 도5의 (a)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제1 클러치(C1)와 제2 클러치(C2)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제1 유성 기어(G1) 및 제2 유성 기어(G2)에 토오크가 작용하고, 제3 유성 기어(G3)는 토오크 전달에 전혀 관여하지 않는다.
<5속>
5속은, 도2에 도시한 바와 같이 4속에서의 제2 클러치(C2)를 해방하여 제3 클러치(C3)를 체결함으로써, 즉 제1 클러치(C1)와 제3 클러치(C3)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 5속에서는 제2 유성 기어(G2)에 있어서 제1 클러치(C1)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제2 링 기어(R2)로 입력된다.
한편, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 제3 클러치(C3)의 체결에 의해 입력축(Input)으로부터의 입력 회전이 센터 멤버(CM)를 거쳐서 제3 캐리어(PC3)로 입력된다. 이로 인해, 제3 선 기어(S3)의 회전은 제3 링 기어(R3)의 출력 회전보다도 증속되고, 이 제3 선 기어(S3)의 증속 회전은 제1 연결 멤버(M1)를 거쳐서 제2 선 기어(S2)로 전달된다.
따라서, 제2 유성 기어(G2)에 있어서는 제2 링 기어(R2)로부터 감속 회전이 입력되고, 제2 선 기어(S2)로부터 증속 회전이 입력되게 되어 제2 링 기어(R2)로부터의 감속 회전을 증속한 회전(입력 회전보다도 저회전)이 제2 캐리어(PC2)로부터 제2 연결 멤버(M2)를 경과하여 출력 기어(Output)로 출력된다.
즉, 5속은, 도3의 공통선도에 도시한 바와 같이 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제2 링 기어(R2)에의 입력 회전으로 하는 제1 클러치(C1)의 체결점과, 제3 캐리어(PC3)의 회전을 입력 회전으로 하는 제3 클러치(C3)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 약간 감속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 5속에서의 토오크 흐름은, 도5의 (b)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제1 클러치(C1)와 제3 클러치(C3)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 제2 유성 기어(G2)와 제3 유성 기어(G3)[제4 선 기어(S4), 제4 피니온(P4), 제4 링 기어(R4)를 제외함]에 토오크가 작용하게 된다.
<6속>
6속은, 도2에 도시한 바와 같이 5속에서의 제1 클러치(C1)를 해방하여 제2 클러치(C2)를 체결함으로써, 즉 제2 클러치(C2)와 제3 클러치(C3)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 6속에서는 제2 클러치(C2)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제2 선 기어(S2) 및 제1 연결 멤버(M1)를 거쳐서 제3 선 기어(S3)로 입력된다. 동시에, 제3 클러치(C3)의 체결에 의해 입력축(Input)으로부터의 입력 회전이 센터 멤버(CM)를 거쳐서 제3 캐리어(PC3)로 입력된다.
따라서, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 제3 캐리어(PC3)에 입력 회전이 입력되고, 제3 선 기어(S3)에 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 입력되게 되어 입력 회전보다도 증속된 회전이 제3 링 기어(R3)로부터 제2 연결 멤버(M2)를 경과하여 출력 기어(Output)로 출력된다.
즉, 6속은, 도3의 공통선도에 도시한 바와 같이 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제3 선 기어(S3)에의 입력 회전으로 하는 제2 클러치(C2)의 체결점과, 제3 캐리어(PC3)의 회전을 입력 회전으로 하는 제3 클러치(C3)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 약간 증속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 6속에서의 토오크 흐름은, 도5의 (c)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제2 클러치(C2)와 제3 클러치(C3)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 제3 유성 기어(G3)[제4 선 기어(S4), 제4 피니온(P4), 제4 링 기어(R4)를 제외함]에 토오크가 작용하게 된다.
<7속>
7속은, 도2에 도시한 바와 같이 6속에서의 제2 클러치(C2)를 해방하여 제2 브레이크(B2)를 체결함으로써, 즉 제3 클러치(C3)와 제2 브레이크(B2)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 7속에서는 제3 클러치(C3)의 체결에 의해 입력축(Input)으로부터의 입력 회전이 제3 유성 기어(G3)의 센터 멤버(CM)를 거쳐서 제3 캐리어(PC3)로 입력된다. 또한, 제2 브레이크(B2)의 체결에 의해 제3 유성 기어(G3)의 제4 선 기어(S4)가 케 이스에 고정된다.
따라서, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 제3 캐리어(PC3)에 입력 회전이 입력되고, 제4 선 기어(S4)가 케이스에 고정되게 되어 입력 회전보다도 증속된 회전이 제3 링 기어(R3)로부터 제2 연결 멤버(M2)를 경과하여 출력 기어(Output)로 출력된다.
즉, 7속은, 도3의 공통선도에 도시한 바와 같이 제3 캐리어(PC3)의 회전을 입력 회전으로 하는 제3 클러치(C3)의 체결점과, 제4 선 기어(S4)를 케이스에 고정으로 하는 제2 브레이크(B2)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 증속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 7속에서의 토오크 흐름은, 도6의 (a)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제3 클러치(C3)와 제2 브레이크(B2)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제3 유성 기어(G3)[제3 선 기어(S3), 제4 피니온(P4), 제4 링 기어(R4)를 제외함]에 토오크가 작용하게 된다.
<8속>
8속은, 도2에 도시한 바와 같이 7속에서의 제2 브레이크(B2)를 해방하여 제3 브레이크(B3)를 체결함으로써, 즉 제3 클러치(C3)와 제3 브레이크(B3)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 8속에서는 제3 클러치(C3)의 체결에 의해 입력축(Input)으로부터의 입력 회전이 제3 유성 기어(G3)의 센터 멤버(CM)를 거쳐서 제3 캐리어(PC3)로 입력된다. 또한, 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 제3 유성 기어(G3)의 제4 링 기어(R4)가 케 이스에 고정된다.
따라서, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 제3 캐리어(PC3)에 입력 회전이 입력되고, 제4 링 기어(R4)가 케이스에 고정되게 되어, 이에 의해 제4 선 기어(S4)의 회전을 규정하게 된다. 이 때, 제4 선 기어(S4)와 제3 선 기어(S3)는 일체로 회전하므로 제3 선 기어(S3)의 회전을 규정하게 되고, 제3 선 기어(S3)와 제3 캐리어(PC3)의 회전에 의해 규정되어 제3 캐리어(PC3)에의 입력 회전보다도 증속된 회전이 제3 링 기어(R3)로부터 제2 연결 멤버(M2)를 경과하여 출력 기어(Output)로 출력된다.
즉, 8속은, 도3의 공통선도에 도시한 바와 같이 제3 캐리어(PC3)의 회전을 입력 회전으로 하는 제3 클러치(C3)의 체결점과, 제4 링 기어(R4)를 케이스에 고정으로 하는 제3 브레이크(B3)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 증속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 8속에서의 토오크 흐름은, 도6의 (b)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제3 클러치(C3)와 제3 브레이크(B3)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제3 유성 기어(G3)[제4 선 기어(S4)를 제외함]에 토오크가 작용하게 된다.
<후퇴 1속>
후퇴 1속은, 도2에 도시한 바와 같이 제2 클러치(C2)와 제1 브레이크(B1)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 후퇴 1속에서는 제2 클러치(C2)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제2 선 기어(S2) 및 제1 연결 멤버(M1)를 거쳐서 제3 선 기어(S3) 로 입력된다. 한편, 제1 브레이크(B1)의 체결에 의해 제3 캐리어(PC3)가 케이스에 고정된다.
따라서, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 제3 선 기어(S3)에 정방향의 감속 회전이 입력되어 제3 캐리어(PC3)가 케이스에 고정이 되고, 제3 링 기어(R3)로부터는 감속된 역회전이 제2 연결 멤버(M2)를 경과하여 출력 기어(Output)로 출력된다.
즉, 후퇴 1속은, 도3의 공통선도에 도시한 바와 같이 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제3 선 기어(S3)에의 입력 회전으로 하는 제2 클러치(C2)의 체결점과, 제3 캐리어(PC3)의 회전을 정지하는 제1 브레이크(B1)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 역방향으로 감속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 후퇴 1속에서의 토오크 흐름은, 도7의 (a)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제2 클러치(C2)와 제1 브레이크(B1)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 제3 유성 기어(G3)[제4 선 기어(S4), 제4 피니온(P4), 제4 링 기어(R4)를 제외함]에 토오크가 작용하게 된다.
<후퇴 2속>
후퇴 2속은, 도2에 도시한 바와 같이 제2 클러치(C2)와 제3 브레이크(B3)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 후퇴 2속에서는 제2 클러치(C2)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제2 선 기어(S2) 및 제1 연결 멤버(M1)를 거쳐서 제3 선 기어(S3)로 입력된다. 한편, 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 제4 링 기어(R4)가 케이스에 고정된다.
따라서, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 제3 선 기어(S3)에 정방향의 감속 회전이 입력되어 제4 링 기어(R4)가 케이스에 고정이 되고, 제3 선 기어(S3)의 입력 회전에 의해 제3 캐리어(PC3)의 회전이 규정된다. 따라서, 입력 회전인 제3 선 기어(S3)와 제3 캐리어(PC3)의 회전에 의해 규정된 제3 링 기어(R3)로부터는 감속된 역회전(후퇴 1속보다도 증속)이 제2 연결 멤버(M2)를 경과하여 출력 기어(Output)로 출력된다.
즉, 후퇴 2속은, 도3의 공통선도에 도시한 바와 같이, 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제3 선 기어(S3)에의 입력 회전으로 하는 제2 클러치(C2)의 체결점과, 제4 링 기어(R4)의 회전을 정지하는 제3 브레이크(B3)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 역방향으로 감속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 후퇴 2속에서의 토오크 흐름은, 도7의 (b)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제2 클러치(C2)와 제3 브레이크(B3)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 제3 유성 기어(G3)[제4 선 기어(S4)를 제외함]에 토오크가 작용하게 된다.
(제1 실시예의 작용 및 효과)
〔전진 6속 타입의 차량용 다단 자동 변속기와의 차이에 대해〕
다음에, 제1 실시예의 차량용 다단 자동 변속기에 대응하는 전진 6속 타입의 자동 변속기에 대해 도25를 사용하여 설명한다. 또한, 공통의 구성에 대해서는 동 일한 부합을 붙여 차이에 대해서만 설명한다.
제1 실시예의 차량용 다단 자동 변속기에서는, 제3 유성 기어(G3)는 2개의 제3 선 기어(S3) 및 제4 선 기어(S4)와, 제3 및 제4 선 기어(S3, S4)의 각각에 맞물리는 제3 피니온(P3)과, 이 제3 피니온(P3)에 맞물리는 제4 피니온(P4)을 지지하는 동시에, 2개의 선 기어(S3, S4) 사이로부터 회전을 입력 또는 출력 가능한 센터 멤버(CM)를 구비하는 제3 캐리어(PC3)와, 제3 피니온에 맞물리는 제3 링 기어(R3)와, 제4 피니온(P4)과 맞물리는 제4 링 기어(R4)를 갖는 더블 선 기어형 유성 기어인 것에 반해, 도25의 전진 6속 타입의 자동 변속기는 제4 피니온(P4)과, 제4 링 기어(R4)를 갖고 있지 않은 타입의 더블 선 기어형 유성 기어라는 점이 다르다.
환언하면, 도25의 전진 6속 타입의 자동 변속기로부터 제1 실시예의 전진 8속의 자동 변속기에 다단화되기 위해서는, 제4 피니온(P3)과, 제3 브레이크(B3)와, 이에 연결하는 제4 링 기어(R4)를 단순히 추가하면 된다.
다음에, 제1 실시예의 작용 효과에 대해 설명한다.
(1) 대응하는 전진 6속 타입의 자동 변속기로부터 제1 실시예의 전진 8속의 자동 변속기에 다단화되기 위해, 제4 피니온(P4)과, 제3 브레이크(B3)와, 이에 연결하는 제4 링 기어(R4)를 추가하고, 도2의 체결표에 나타낸 바와 같이 제1 클러치(C1)와 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 대응하는 6속 타입의 자동 변속기의 1속과 2속 사이이며, 또한 감속비로서도 대응하는 6속 타입의 1속과 2속의 중간이 되는 변속단을 추가하는 것이 가능해진다. 또한, 제3 클러치(C3)와 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 대응하는 6속 타입의 자동 변속기의 6속보다도 증속측의 변속단을 추 가하는 것이 가능해진다.
따라서, 대응하는 6속 타입의 자동 변속기와 공통의 유성 기어비를 사용한 서의 6속으로부터 8속에의 다단화를 달성하는 동시에, 각각의 변속단에서 적절한 변속비를 설정할 수 있다. 또한, 최고 변속단의 추가에 의해 레시오커버레이지가 넓어져 1속 기어비를 불필요하게 지나치게 낮게 하는 일 없이 다단화의 목적인 연비의 향상을 달성할 수 있다. 특히, 도2의 체결표에 기재한 바와 같이, 6속 타입의 레시오커버레이지가 5.41인 것에 반해, 제1 실시예에서는 레시오커버레이지가 －7.38로 비약적으로 향상되어 있는 것을 알 수 있다(청구항 1, 청구항 2에 대응).
(2) 대응하는 6속 타입의 차량용 다단 자동 변속기에 대해, 특히 토오크 변동이 큰 1속과 2속 사이에 중간 변속단이 되는 새로운 2속을 추가하게 되므로, 토오크 변동을 억제하여 변속 쇼크를 양호하게 저감하는 데에도 적합한 차량용 다단 자동 변속기를 제공할 수 있다. 특히, 도2의 체결표에 기재한 바와 같이 대응하는 6속 타입에 있어서의 자동 변속기의 1속과 2속 사이의 감속비의 차가 1.6이었던 것에 반해, 제1 실시예에서는 1속과 2속 사이의 감속비의 차가 1.04, 2속과 3속 사이의 감속비의 차가 0.56이 되어 원활한 1 → 2변속을 달성 가능하게 하고 있는 것을 알 수 있다.
또한, 1속과 2속 사이에 중간 변속단이 되는 새로운 2속을 추가하게 되므로, 로크 업 영역 한계 차속을 저차속측으로 확대하는 것이 가능해져 연비를 더욱 향상시킬 수 있다는 부차적인 효과도 얻을 수 있다. 즉, 1속이라 함은 차량 정지시로부터 저차속까지의 변속단이고, 페일 세이프의 관점으로부터 로크 업을 행하지 않 는 것이 일반적이다. 즉, 통상은, 상기 한계 차속은 2속이 한계 차속이 되어 이를 저차속측으로 하면 할 수록, 환언하면 2속의 기어비를 크게 할 수록, 한계 차속을 저차속화할 수 있어 연비의 향상을 도모할 수 있는 것이다(청구항 1, 청구항 2에 대응).
(3) 제2 클러치(C2)와 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 후퇴 변속단으로서 저속측의 후퇴속에다가 이 후퇴속보다도 증속측의 후퇴속도 새롭게 추가하는 것이 가능해진다(청구항 1, 청구항 2에 대응).
(4) 각 유성 기어열의 배치로서, 입력축(Input)측으로부터 제1 유성 기어(G1) → 제2 유성 기어(G2) → 제3 유성 기어(G3)의 순으로 배치하고, 더블 선 기어형의 제3 유성 기어(G3)의 제4 선 기어(S4) 외주에 제4 피니온(P4) 및 제4 링 기어(R4)를 배치함으로써, 대응하는 6속 타입의 차량용 다단 자동 변속기와 비교해도 입력축측으로부터 제2 유성 기어(G2)까지를 공통의 것으로 할 수 있는 동시에, 축방향의 치수의 증가도 최소한으로 억제하는 것이 가능해져 차량 탑재성을 확보하면서 다단화를 도모할 수 있다(청구항 3에 대응).
(제2 실시예)
제2 실시예는 청구항 1, 청구항 2, 청구항 4에 기재된 발명에 대응하는 차량용 다단 자동 변속기이다. 또한, 제2 실시예에 있어서, 다른 타입인 제2 실시예-1와, 제2 실시예-2에 대해 설명한다.
(제2 실시예-1)
우선, 구성을 설명한다.
도8은 제2 실시예의 차량용 다단 자동 변속기를 도시하는 골격도이다. 제2 실시예의 차량용 다단 자동 변속기는 도8의 좌측단부에 감속 장치로서의 더블 피니온형의 제1 유성 기어(G1)를 배치하고, 중앙부에 싱글 피니온형의 제2 유성 기어(G2)를 배치하고, 우측단부에 더블 선 기어형의 제3 유성 기어(G3)를 배치한 예이다.
상기 제1 유성 기어(G1)는 제1 선 기어(S1)와, 제1 링 기어(R1)와, 양 기어(S1, R1)에 맞물리는 제1 더블 피니온(P1)(특허청구의 범위에 기재된 Pd1, Pd2에 대응함. 본 실시예 내에서는 P1이라 기재함)을 지지하는 제1 캐리어(PC1)를 갖는 감속 장치로서의 더블 피니온형 유성 기어이다.
상기 제2 유성 기어(G2)는 제2 선 기어(S2)와, 제2 링 기어(R2)와, 양 기어(S2, R2)에 맞물리는 제2 피니온(P2)을 지지하는 제2 캐리어(PC2)를 갖는 싱글 피니온형 유성 기어이다.
제3 유성 기어(G3)는 2개의 제3 선 기어(S3) 및 제4 선 기어(S4)와, 제3 및 제4 선 기어(S3, S4)의 각각에 맞물리는 제3 피니온(P3)과, 이 제3 피니온(P3)에 맞물리는 제4 피니온(P4)을 지지하는 동시에, 2개의 선 기어(S3, S4) 사이로부터 회전을 입력 또는 출력 가능한 센터 멤버(CM)를 구비하는 제3 캐리어(PC3)와, 제3 피니온에 맞물리는 제3 링 기어(R3)와, 제4 피니온(P4)과 맞물리는 제4 링 기어(R4)를 갖는 더블 선 기어형 유성 기어이다. 또한, 제2 유성 기어(G2)와 제3 유성 기어(G3)의 구성은 제1 실시예와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
상기 입력축(Input)은 제1 캐리어(PC1)에 연결되어 구동원인 도면 밖의 엔진 으로부터의 회전 구동력을 토오크 컨버터 등을 거쳐서 입력한다. 입력된 회전은 제1 링 기어(R1)로부터 제1 클러치(C1) 및 제2 클러치(C2)를 거쳐서 제2 유성 기어(G2)로 출력된다.
다음에, 작용을 설명한다.
[변속 작용]
도9는 제2 실시예의 차량용 다단 자동 변속기에 있어서 각 변속단에 있어서의 멤버의 회전 정지 상태를 도시하는 공통선도, 도10 내지 도13은 제2 실시예의 각 변속단에서의 토오크 흐름을 도시하는 도면이다.
또한, 도10 내지 도13에 있어서 클러치, 브레이크, 멤버의 토오크 전달 경로는 굵은선으로 나타내고, 기어의 토오크 전달 경로는 빗금으로 나타낸다.
<1속>
1속은, 도2에 도시한 바와 같이 제1 클러치(C1)와 제1 브레이크(B1)의 체결에 의해 얻을 수 있다.
이 1속에서는 제2 유성 기어(G2)에 있어서 제1 클러치(C1)의 체결에 의해, 제1 유성 기어(G1)에 의해 감속된 입력 회전이 제2 유성 기어(G2)의 제2 링 기어(R2)에 입력된다.
한편, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 제1 브레이크(B1)의 체결에 의해 제3 캐리어(PC3)가 케이스에 고정된다. 이로 인해, 제3 유성 기어(G3)는 링 기어(R3)로부터의 입력으로 캐리어(PC3) 고정의 상태가 되고, 제3 선 기어(S3)는 회전 방향이 역방향으로 감속된 회전이 된다. 이 제3 선 기어(S3)의 역방향의 감속 회전은 제1 연결 멤버(M1)를 거쳐서 제2 선 기어(S2)로 전달된다.
따라서, 제2 유성 기어(G2)에 있어서는 제2 링 기어(R2)로부터 정방향의 감속 회전이 입력되고, 제2 선 기어(S2)로부터 역방향의 감속 회전이 입력되게 되어 제2 링 기어(R2)로부터의 감속 회전을 더욱 감속한 회전이 제2 캐리어(PC2)로부터 제2 연결 멤버(M2)를 경과하여 출력 기어(Output)로 출력된다.
즉, 1속은 도9의 공통선도에 도시한 바와 같이 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제2 링 기어(R2)에의 입력 회전으로 하는 제1 클러치(C1)의 체결점과, 제3 캐리어(PC3)의 회전을 정지하는 제1 브레이크(B1)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 감속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 1속에서의 도10의 (a)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제 B1의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 제2 유성 기어(G2)와 제3 유성 기어(G3)[제4 선 기어(S4), 제4 피니온 기어(P4), 제4 링 기어(R4)를 제외함]에 토오크가 작용하고, 토오크 전달에 관여한다.
<2속>
2속은, 도2에 도시한 바와 같이 1속에서의 제1 브레이크(B1)를 해방하여 제3 브레이크(B3)를 체결함으로써, 즉 제1 클러치(C1)와 제3 브레이크(B3)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 2속에서는 제2 유성 기어(G2)에 있어서 제1 클러치(C1)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제2 링 기어(R2)로 입력된다.
한편, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 제4 링 기어(R4)가 케이스에 고정되므로, 제3 링 기어(R3)로부터의 출력 회전에 대해 제3 선 기어(S3)의 회전은 회전 방향이 역방향의 감속 회전(1속보다 저속)이 된다. 그리고, 이 제3 선 기어(S3)의 회전은 제1 연결 멤버(M1)를 거쳐서 제2 유성 기어(G2)의 제2 선 기어(S2)로 전달된다.
따라서, 제2 유성 기어(G2)에 있어서는 제2 링 기어(R2)로부터 정방향의 감속 회전이 입력되고, 제2 선 기어(S2)로부터 역방향의 감속 회전이 입력되게 된다. 또한, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 이 제4 링 기어(R4)와 제3 선 기어(S3)의 회전에 의해 제3 캐리어(PC3)의 회전이 규정되고, 이 제3 선 기어(S3)와 제3 캐리어(PC3)의 회전에 의해 제3 링 기어(R3)의 회전이 규정된다. 따라서, 제2 링 기어(R2)로부터의 감속 회전을 더욱 감속한 회전이 제2 캐리어(PC2) 및 제3 링 기어(R3)로부터 제2 연결 멤버(M2)를 경과하여 출력 기어(Output)로 출력된다.
즉, 2속은, 도9의 공통선도에 도시한 바와 같이 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제2 링 기어(R2)에의 입력 회전으로 하는 제1 클러치(C1)의 체결점과, 제4 링 기어(R4)의 회전을 정지하는 제3 브레이크(B3)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 감속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 2속에서의 토오크 흐름은, 도10의 (b)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제1 클러치(C1)와 제3 브레이크(B3)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 제2 유성 기어(G2)와 제3 유성 기어(G3)[제4 선 기어(S4)를 제외 함]에 토오크가 작용하고, 제1 유성 기어(G1)와, 제2 유성 기어(G2)와 제3 유성 기어(G3)가 토오크 전달에 관여한다.
<3속>
3속은, 도2에 도시한 바와 같이 2속에서의 제3 브레이크(B3)를 해방하여 제2 브레이크(B2)를 체결함으로써, 즉 제1 클러치(C1)와 제2 브레이크(B2)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 3속에서는 제2 유성 기어(G2)에 있어서 제1 클러치(C1)의 체결에 의해, 제1 유성 기어(G1)에 의해 감속된 입력 회전이 제2 유성 기어(G2)의 제2 링 기어(R2)에 입력된다.
한편, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 제2 브레이크(B2)의 체결에 의해 제4 선 기어(S4)가 케이스에 고정된다. 이로 인해, 제3 피니온(P3)에 의해 연결되어 있는 제3 선 기어(S3)가 고정되고, 제1 연결 멤버(M1)를 거쳐서 제3 선 기어(S3)와 연결되는 제2 선 기어(S2)가 케이스에 고정된다.
따라서, 제2 유성 기어(G2)에 있어서는 제2 링 기어(R2)로부터 정방향의 감속 회전이 입력되고, 제2 선 기어(S2)가 고정되게 되어 제2 링 기어(R2)로부터의 감속 회전을 더욱 감속한 회전이 제2 캐리어(PC2)로부터 제2 연결 멤버(M2)를 경과하여 출력 기어(Output)로 출력된다.
즉, 3속은, 도9의 공통선도에 도시한 바와 같이 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제2 링 기어(R2)에의 입력 회전으로 하는 제1 클러치(C1)의 체결점과, 제4 선 기어(S4)의 회전을 정지하는 제2 브레이크(B2)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 감속(2속보다도 고속)으로 하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 3속에서의 토오크 흐름은, 도10의 (c)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제1 클러치(C1)와 제2 브레이크(B2)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제1 유성 기어(G1) 및 제2 유성 기어(G2)에 토오크가 작용하게 된다. 또한, 제3 유성 기어(G3)에 대해서는, 토오크 전달에는 관여하지 않는다.
<4속>
4속은, 도2에 도시한 바와 같이 3속에서의 제2 브레이크(B2)를 해방하여 제2 클러치(C2)를 체결함으로써, 즉 제1 클러치(C1)와 제2 클러치(C2)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 4속에서는 제2 유성 기어(G2)에 있어서 제1 클러치(C1)의 체결에 의해, 제1 유성 기어(G1)에 의해 감속된 입력 회전이 제2 유성 기어(G2)의 제2 링 기어(R2)에 입력된다. 동시에, 제2 클러치(C2)의 체결에 의해, 제1 유성 기어(G1)에 의해 감속된 입력 회전이 제2 유성 기어(G2)의 제2 선 기어(S2)에 입력된다.
따라서, 제2 유성 기어(G2)에 있어서는 제2 링 기어(R2)와 제2 선 기어(S2)로부터 동일한 감속 회전이 입력됨으로써, 양 기어(R2, S2)와 일체로 회전하는 제2 캐리어(PC2)로부터 제2 연결 멤버(M2)를 경과하여 출력 기어(Output)로 감속 회전[＝ 제1 유성 기어(G1)의 감속 회전]이 출력된다.
즉, 4속은, 도9의 공통선도에 도시한 바와 같이 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제2 링 기어(R2)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 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 감속[＝ 제1 유성 기어(G1)의 감속비]하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 4속에서의 토오크 흐름은, 도11의 (a)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제1 클러치(C1)와 제2 클러치(C2)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제1 유성 기어(G1) 및 제2 유성 기어(G2)에 토오크가 작용하고, 제3 유성 기어(G3)는 토오크 전달에 전혀 관여하지 않는다.
<5속>
5속은, 도2에 도시한 바와 같이 4속에서의 제2 클러치(C2)를 해방하여 제3 클러치(C3)를 체결함으로써, 즉 제1 클러치(C1)와 제3 클러치(C3)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 5속에서는 제2 유성 기어(G2)에 있어서 제1 클러치(C1)의 체결에 의해, 제1 유성 기어(G1)에 의해 감속된 입력 회전이 제2 유성 기어(G2)의 제2 링 기어(R2)에 입력된다.
한편, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 제3 클러치(C3)의 체결에 의해 입력축(Input)으로부터의 입력 회전이 센터 멤버(CM)를 거쳐서 제3 캐리어(PC3)로 입력된다. 이로 인해, 제3 선 기어(S3)의 회전이 입력 회전보다도 증속되어 이 제3 선 기어(S3)의 증속 회전은 제1 연결 멤버(M1)를 거쳐서 제2 선 기어(S2)로 전달된다.
따라서, 제2 유성 기어(G2)에 있어서는 제2 링 기어(R2)로부터 감속 회전이 입력되고, 제2 선 기어(S2)로부터 증속 회전이 입력되게 되어 제2 링 기어(R2)로부터의 감속 회전을 증속한 회전(입력 회전보다도 저회전)이 제2 캐리어(PC2)로부터 제2 연결 멤버(M2)를 경과하여 출력 기어(Output)로 출력된다.
즉, 5속은, 도9의 공통선도에 도시한 바와 같이 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제2 링 기어(R2)에의 입력 회전으로 하는 제1 클러치(C1)의 체결점과, 제3 캐리어(PC3)의 회전을 입력 회전으로 하는 제3 클러치(C3)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 약간 감속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 5속에서의 토오크 흐름은, 도11의 (b)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제1 클러치(C1)와 제3 클러치(C3)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 제2 유성 기어(G2)와 제3 유성 기어(G3)[제4 선 기어(S4), 제4 피니온(P4), 제4 링 기어(R4)를 제외함]에 토오크가 작용하게 된다.
<6속>
6속은, 도2에 도시한 바와 같이 5속에서의 제1 클러치(C1)를 해방하여 제2 클러치(C2)를 체결함으로써, 즉 제2 클러치(C2)와 제3 클러치(C3)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 6속에서는 제2 클러치(C2)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제2 유성 기어(G2)의 제2 선 기어(S2)와 제1 연결 멤버(M1)를 거쳐서 제3 선 기어(S3)로 입력된다. 동시에, 제3 클러치(C3)의 체결에 의해 입력축(Input)으로부터의 입력 회전이 센터 멤버(CM)를 거쳐서 제3 캐리어(PC3)로 입력된다.
따라서, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 제3 캐리어(PC3)에 입력 회전이 입력되고, 제3 선 기어(S3)에 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 입력되게 되어 입력 회전보다도 증속된 회전이 제3 링 기어(R3)로부터 제2 연결 멤버(M2)를 경과하여 출력 기어(Output)로 출력된다.
즉, 6속은, 도9의 공통선도에 도시한 바와 같이 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제3 선 기어(S3)에의 입력 회전으로 하는 제2 클러치(C2)의 체결점과, 제3 캐리어(PC3)의 회전을 입력 회전으로 하는 제3 클러치(C3)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 약간 증속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 6속에서의 토오크 흐름은, 도11의 (c)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제2 클러치(C2)와 제3 클러치(C3)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 제3 유성 기어(G3)[제4 선 기어(S4), 제4 피니온(P4), 제4 링 기어(R4)를 제외함]에 토오크가 작용하게 된다.
<7속>
7속은, 도2에 도시한 바와 같이 6속에서의 제2 클러치(C2)를 해방하여 제2 브레이크(B2)를 체결함으로써, 즉 제3 클러치(C3)와 제2 브레이크(B2)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 7속에서는 제3 클러치(C3)의 체결에 의해 입력축(Input)으로부터의 입력 회전이 제3 유성 기어(G3)의 센터 멤버(CM)를 거쳐서 제3 캐리어(PC3)로 입력된다. 또한, 제2 브레이크(B2)의 체결에 의해 제3 유성 기어(G3)의 제4 선 기어(S4)가 케 이스에 고정된다.
따라서, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 제3 캐리어(PC3)에 입력 회전이 입력되고, 제4 선 기어(S4)가 케이스에 고정되게 되어 입력축(Input)으로부터의 입력 회전보다도 증속된 회전이 제2 캐리어(PC2)로부터 제2 연결 멤버(M2)를 경과하여 출력 기어(Output)로 출력된다.
즉, 7속은, 도9의 공통선도에 도시한 바와 같이 제3 캐리어(PC3)의 회전을 입력 회전으로 하는 제3 클러치(C3)의 체결점과, 제4 선 기어(S4)를 케이스에 고정으로 하는 제2 브레이크(B2)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 증속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 7속에서의 토오크 흐름은, 도12의 (a)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제3 클러치(C3)와 제2 브레이크(B2)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제3 유성 기어(G3)[제3 선 기어(S3), 제4 피니온(P4), 제4 링 기어(R4)를 제외함]에 토오크가 작용하게 된다.
<8속>
8속은, 도2에 도시한 바와 같이 7속에서의 제2 브레이크(B2)를 해방하여 제3 브레이크(B3)를 체결함으로써, 즉 제3 클러치(C3)와 제3 브레이크(B3)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 8속에서는 제3 클러치(C3)의 체결에 의해 입력축(Input)으로부터의 입력 회전이 제3 유성 기어(G3)의 센터 멤버(CM)를 거쳐서 제3 캐리어(PC3)로 입력된다. 또한, 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 제3 유성 기어(G3)의 제4 링 기어(R4)가 케 이스에 고정된다.
따라서, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 제3 캐리어(PC3)에 입력 회전이 입력되고, 제4 링 기어(R4)가 케이스에 고정되게 되고, 이에 의해 제4 선 기어(S4)의 회전을 규정하게 된다. 이 때, 제4 선 기어(S4)와 제3 선 기어(S3)는 일체로 회전하므로, 제3 선 기어(S3)의 회전을 규정하게 되어 제3 선 기어(S3)와 제3 캐리어(PC3)의 회전에 의해 규정되어 제3 캐리어(PC3)에의 입력 회전보다도 증속된 회전이 제3 링 기어(R3)로부터 제2 연결 멤버(M2)를 경과하여 출력 기어(Output)로 출력된다.
즉, 8속은, 도9의 공통선도에 도시한 바와 같이 제3 캐리어(PC3)의 회전을 입력 회전으로 하는 제3 클러치(C3)의 체결점과, 제4 링 기어(R4)를 케이스에 고정으로 하는 제3 브레이크(B3)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 증속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 8속에서의 토오크 흐름은, 도12의 (b)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제3 클러치(C3)와 제3 브레이크(B3)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제3 유성 기어(G3)[제4 선 기어(S4)를 제외함]에 토오크가 작용하게 된다.
<후퇴 1속>
후퇴 1속은, 도2에 도시한 바와 같이 제2 클러치(C2)와 제1 브레이크(B1)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 후퇴 1속에서는 제2 클러치(C2)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)의 제1 링 기어(R1)로부터의 감속 회전이 제2 유성 기어(G2)의 제2 선 기어(S2)와 제1 연 결 멤버(M1)를 거쳐서 제3 선 기어(S3)로 입력된다. 한편, 제1 브레이크(B1)의 체결에 의해 제3 캐리어(PC3)가 케이스에 고정된다.
따라서, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 제3 선 기어(S3)에 정방향의 감속 회전이 입력되고, 제3 캐리어(PC3)가 케이스에 고정이 되어 제3 링 기어(R3)로부터는 감속된 역회전이 제2 연결 멤버(M2)를 경과하여 출력 기어(Output)로 출력된다.
즉, 후퇴 1속은, 도9의 공통선도에 도시한 바와 같이 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제3 선 기어(S3)에의 입력 회전으로 하는 제2 클러치(C2)의 체결점과, 제3 캐리어(PC3)의 회전을 정지하는 제1 브레이크(B1)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 역방향으로 감속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 후퇴 1속에서의 토오크 흐름은, 도13의 (a)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제2 클러치(C2)와 제1 브레이크(B1)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 제3 유성 기어(G3)[제4 선 기어(S4), 제4 피니온(P4), 제4 링 기어(R4)를 제외함]에 토오크가 작용하게 된다.
<후퇴 2속>
후퇴 2속은, 도2에 도시한 바와 같이 제2 클러치(C2)와 제3 브레이크(B3)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 후퇴 2속에서는 제2 클러치(C2)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제2 선 기어(S2) 및 제1 연결 멤버(M1)를 거쳐서 제3 선 기어(S3)로 입력된다. 한편, 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 제4 링 기어(R4)가 케이스에 고정된다.
따라서, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 제3 선 기어(S3)에 정방향의 감속 회전이 입력되어 제4 링 기어(R4)가 케이스에 고정이 되고, 제3 선 기어(S3)의 입력 회전에 의해 제3 캐리어(PC3)의 회전이 규정된다. 따라서, 입력 회전인 제3 선 기어(S3)와 제3 캐리어(PC3)의 회전에 의해 규정된 제3 링 기어(R3)로부터는 감속된 역회전(후퇴 1속보다도 증속)이 제2 연결 멤버(M2)를 경과하여 출력 기어(Output)로 출력된다.
즉, 후퇴 2속은, 도9의 공통선도에 도시한 바와 같이 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제3 선 기어(S3)에의 입력 회전으로 하는 제2 클러치(C2)의 체결점과, 제4링 기어(R4)의 회전을 정지하는 제3 브레이크(B3)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 역방향으로 감속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 후퇴 2속에서의 토오크 흐름은, 도13의 (b)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제2 클러치(C2)와 제3 브레이크(B3)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 제3 유성 기어(G3)[제4 선 기어(S4)를 제외함]에 토오크가 작용하게 된다
(제2 실시예-2)
우선, 구성을 설명한다. 도14는 제2 실시예-2의 차량용 다단 자동 변속기를 도시하는 골격도이다. 도14의 좌측단부에 감속 장치로서의 더블 피니온형의 제1 유성 기어(G1)를 배치하고, 중앙부에 더블 선 기어형의 제3 유성 기어(G3)를 배치 하고, 우측단부에 싱글 피니온형의 제2 유성 기어(G2)를 배치한 예이다.
제2 실시예-2의 차량용 다단 자동 변속기의 제1 유성 기어(G1)와 제2 유성 기어(G2)와 제3 유성 기어(G3)의 배치 관계는 제2 유성 기어(G2)와 제3 유성 기어(G3)를 교체한 점에서 제2 실시예-1과 배치 관계가 서로 다르다. 그리고, 제3 클러치(C3)와 제1 브레이크(B1)와 제2 브레이크(B2)를 제1 유성 기어(G1)와 제3 유성 기어(G3) 사이에 배치하고, 제3 유성 기어(G3)와 제2 유성 기어(G2) 사이에는 제3 브레이크(B3)만 배치하고, 제1 클러치(C1)와 제2 클러치(C2)를 제2 유성 기어(G2)의 외측에 배치함으로써, 출력부를 입력축(Input)과 동축의 출력축(Output)으로 한 점이다.
즉, 제2 유성 기어(G2)와 제3 유성 기어(G3) 사이에 출력부(Output)가 설치되는 점에 비추어 입력측으로부터 축방향 반대측으로 제3 유성 기어 → 제2 유성 기어의 순으로 배치하였다. 제3 유성 기어(G3)에는 복수의 브레이크(B1, B2, B3)를 배치할 필요가 있고, 제2 유성 기어(G2) → 제3 유성 기어(G3)의 순으로 배치하면, 각 브레이크 및 각 멤버에 의해 축방향으로 폐쇄되어 버린다. 이에 대해, 제1 유성 기어(G1)를 더블 피니온으로 하여 공통선도의 캐리어와 링 기어의 관계를 교체하고, 제2 유성 기어(G2)를 축방향 단부측에 배치함으로써 출력부(Output)가 각 브레이크에 밀폐되는 일 없이 타방측으로 취출할 수 있다.
또한, 다른 구성은 제2 실시예-1과 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
또한, 도15 내지 도18은 제2 실시예-2의 차량용 다단 자동 변속기의 각 변속단에서의 토오크 흐름을 도시하는 도면이다. 이 도15 내지 도18에 있어서 클러치 브레이크 멤버의 토오크 전달 경로는 굵은선으로 나타내고, 기어의 토오크 전달 경로는 빗금으로 나타낸다. 각 변속단에서의 토오크 흐름은 제2 실시예-1과 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
다음에, 효과를 설명한다. 제2 실시예의 차량용 다단 자동 변속기에 있어서는 제1 실시예의 (1), (2), (3)의 효과에다가 하기의 효과를 얻을 수 있다.
(5) 감속 장치의 1세트인 제1 유성 기어(G1)를 더블 피니온형 유성 기어로 하였으므로, 레이아웃 자유도를 높일 수 있다. 즉, 출력부로서 제2 실시예-1에 나타낸 바와 같이 출력 기어(Output)로 하는 것 이외에, 제2 실시예-2에 나타낸 바와 같이 입력축(Input)과 반대측에, 동축에 출력축(Output)을 배치하는 것이 가능해져 전방 엔진 및 전방 드라이브차(FF 차량)의 자동 변속기에 적합한 레이아웃을 얻을 수 있는 동시에, 전방 엔진 및 후방 드라이브차(FR 차량)의 자동 변속기에 적합한 레이아웃을 얻을 수 있다.
(제3 실시예)
제3 실시예는 청구항 5, 청구항 6, 청구항 7에 기재된 발명에 대응하는 차량용 다단 자동 변속기이다.
우선, 구성을 설명한다.
도19는 제3 실시예의 차량용 다단 자동 변속기를 도시하는 골격도이다. 제3 실시예의 차량용 다단 자동 변속기는 도19의 좌측단부에 감속 장치로서의 더블 피니온형의 제1 유성 기어(G1)를 배치하고, 중앙부에 싱글 피니온형의 제2 유성 기어(G2)를 배치하고, 우측단부에 트리플 선 기어형의 제3 유성 기어(G3)를 배치한 예 이다.
상기 제1 유성 기어(G1)는 제1 선 기어(S1)와, 제1 링 기어(R1)와, 양 기어(S1, R1)에 맞물리는 제1 더블 피니온(P1)(특허 청구의 범위에 기재된 Pd1, Pd2에 상당. 본 실시예에서는 P1이라 기재함)을 지지하는 제1 캐리어(PC1)를 갖는 감속 장치로서의 더블 피니온형 유성 기어이다.
상기 제2 유성 기어(G2)는 제2 선 기어(S2)와, 제2 링 기어(R2)와, 양 기어(S2, R2)에 맞물리는 제2 피니온(P2)을 지지하는 제2 캐리어(PC2)를 갖는 싱글 피니온형 유성 기어이다.
제3 유성 기어(G3)는 3개의 제3 선 기어(S3), 제4 선 기어(S4) 및 제5 선 기어(S5)와, 제3, 제4 및 제5 선 기어(S3, S4, S5)의 각각에 맞물리는 단차식 형상의 제3 피니온(P3)과, 이 제3 피니온(P3)을 지지하는 동시에, 2개의 선 기어(S3, S4) 사이로부터 회전을 입력 또는 출력 가능한 센터 멤버(CM)와, 제3 피니온에 맞물리는 제3 링 기어(R3)를 갖는 트리플 선 기어형 유성 기어이다. 예를 들어, 제4 선 기어(S4)가 정지하고 있는 상태에서 센터 멤버(CM)가 회전하면, 제5 선 기어(S5)는 센터 멤버(CM)의 회전과 같은 방향에서 감속된 회전수가 된다. 또한, 센터 멤버(CM)가 정지하고 있는 상태에서 제3 또는 제4 선 기어(S3, S4)가 회전하면, 제5 선 기어(S5)는 제3 또는 제4 선 기어(S3, S4)와 같은 방향으로 감속된 회전수가 된다.
제2 유성 기어(G2)와 제3 유성 기어(G3)로 구성되는 변속 유성 기어 세트는 6개의 회전 멤버를 갖고 있다. 제1 회전 멤버는 제2 링 기어(R2)와 일체로 회전하는 멤버이다. 제2 회전 멤버는 제2 캐리어(PC2)와 제3 링 기어(R3)를 일체적으로 연결하는 제2 연결 멤버(M2)와 일체로 회전하는 멤버로, 출력 기어(Output)와 연결되어 있다. 제3 회전 멤버는 센터 멤버(CM)와 일체적으로 연결하는 멤버이다. 제4 회전 멤버는 제2 선 기어(S2)와 제5 선 기어(S5)를 일체적으로 연결하는 제1 연결 멤버(M1)와 일체로 회전하는 멤버이다. 제5 회전 멤버는 제4 선 기어(S4)와 일체로 회전하는 멤버이다. 제6 회전 멤버는 제3 선 기어(S3)와 일체로 회전하는 멤버이다.
상기 입력축(Input)은 제1 캐리어(PC1)에 연결되어 구동원인 도면 밖의 엔진으로부터의 회전 구동력을, 토오크 컨버터 등을 거쳐서 입력한다. 입력된 회전은 제1 링 기어(R1)로부터 제1 클러치(C1) 및 제2 클러치(C2)를 거쳐서 제2 유성 기어(G2) 및 제3 유성 기어(G3)로 출력된다.
다음에, 작용을 설명한다.
[변속 작용]
도20은 제3 실시예의 차량용 다단 자동 변속기에 있어서 각 변속단에 있어서의 멤버의 회전 정지 상태를 도시하는 공통선도, 도21 내지 도24는 제3 실시예의 각 변속단에서의 토오크 흐름을 도시하는 도면이다.
또한, 도21 내지 도24에 있어서 클러치 브레이크 멤버의 토오크 전달 경로는 굵은선으로 나타내고, 기어의 토오크 전달 경로는 빗금으로 나타낸다.
<1속>
1속은, 도2에 도시한 바와 같이 제1 클러치(C1)와 제1 브레이크(B1)의 체결에 의해 얻을 수 있다.
이 1속에서는 제2 유성 기어(G2)에 있어서 제1 클러치(C1)의 체결에 의해, 제1 유성 기어(G1)에 의해 감속된 입력 회전이 제2 유성 기어(G2)의 제2 링 기어(R2)에 입력된다.
한편, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 제1 브레이크(B1)의 체결에 의해 센터 멤버(CM)가 케이스에 고정된다. 이로 인해, 제3 유성 기어(G3)는 링 기어(R3)로부터의 입력에 의해, 제5 선 기어(S5)는 회전 방향이 역방향으로 감속된 회전이 된다. 이 제5 선 기어(S5)의 역방향의 감속 회전은 제1 연결 멤버(M1)를 거쳐서 제2 선 기어(S2)로 전달된다.
따라서, 제2 유성 기어(G2)에 있어서는 제2 링 기어(R2)로부터 정방향의 감속 회전이 입력되고, 제2 선 기어(S2)로부터 역방향의 감속 회전이 입력되게 되어 제2 링 기어(R2)로부터의 감속 회전을 더욱 감속한 회전이 제2 캐리어(PC2)로부터 출력 기어(Output)로 출력된다.
즉, 1속은, 도20의 공통선도에 도시한 바와 같이 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제2 링 기어(R2)에의 입력 회전으로 하는 제1 클러치(C1)의 체결점과, 센터 멤버(CM)의 회전을 정지하는 제1 브레이크(B1)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 감속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 1속에서의 토오크 흐름은, 도21의 (a)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제1 클러치(C1)와 제1 브레이크(B1)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 제2 유성 기어(G2)와 제3 유성 기어(G3)[제3 선 기어(S3), 제4 선 기어(S4)를 제외함]에 토오크가 작용하여 토오크 전달에 관여한다.
<2속>
2속은, 도2에 도시한 바와 같이 1속에서의 제1 브레이크(B1)를 해방하여 제3 브레이크(B3)를 체결함으로써, 즉 제1 클러치(C1)와 제3 브레이크(B3)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 2속에서는 제2 유성 기어(G2)에 있어서 제1 클러치(C1)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제2 링 기어(R2)로 입력되고, 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 제2 선 기어(S2)가 케이스에 고정된다.
따라서, 제2 유성 기어(G2)에 있어서는 제2 링 기어(R2)로부터 정방향의 감속 회전이 입력되어 제2 선 기어(S2)가 고정되게 되고, 제2 링 기어(R2)로부터의 감속 회전을 더욱 감속한 회전이 제2 캐리어(PC2)로부터 출력 기어(Output)로 출력된다.
즉, 2속은, 도20의 공통선도에 도시한 바와 같이 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제2 링 기어(R2)에의 입력 회전으로 하는 제1 클러치(C1)의 체결점과, 제2 선 기어(S2)의 회전을 정지하는 제3 브레이크(B3)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 감속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 2속에서의 토오크 흐름은, 도21의 (b)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제1 클러치(C1)와 제3 브레이크(B3)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 제2 유성 기어(G2)에 토오크가 작용하고, 제1 유성 기어(G1)와 제 2 유성 기어(G2)가 토오크 전달에 관여한다. 또한, 제3 유성 기어(G3)에 대해서는 토오크 전달에 관여하지 않는다.
<3속>
3속은, 도2에 도시한 바와 같이 2속에서의 제3 브레이크(B3)를 해방하여 제2 브레이크(B2)를 체결함으로써, 즉 제1 클러치(C1)와 제2 브레이크(B2)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 3속에서는 제2 유성 기어(G2)에 있어서 제1 클러치(C1)의 체결에 의해, 제1 유성 기어(G1)에 의해 감속된 입력 회전이 제2 유성 기어(G2)의 제2 링 기어(R2)에 입력된다.
한편, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 제2 브레이크(B2)의 체결에 의해 제4 선 기어(S4)가 케이스에 고정된다. 이로 인해, 단차식의 제3 피니온(P3)에 의해 연결되어 있는 제5 선 기어(S5)는 단차만큼의 감속비로 회전하여 제1 연결 멤버(M1)를 거쳐서 제5 선 기어(S5)와 연결되는 제2 선 기어(S2)를 회전한다.
따라서, 제2 유성 기어(G2)에 있어서는 제2 링 기어(R2)로부터 정방향의 감속 회전이 입력되고, 제2 선 기어(S2)가 제3 피니온(P3)의 단차만큼의 감속비로 회전하게 되어 제2 링 기어(R2)로부터의 감속 회전을 더욱 감속한 회전이 제2 캐리어(PC2)로부터 출력 기어(Output)로 출력된다.
즉, 3속은, 도20의 공통선도에 도시한 바와 같이 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제2 링 기어(R2)에의 입력 회전으로 하는 제1클러치(C1)의 체결점과, 제4 선 기어(S4)의 회전을 정지하는 제2 브레이크(B2)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 감속(2속보다도 고속)으로 하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 3속에서의 토오크 흐름은, 도21의 (c)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제1 클러치(C1)와 제2 브레이크(B2)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제1 유성 기어(G1) 및 제2 유성 기어(G2)와 제3 유성 기어(G3)[제3 선 기어(S3)는 제외함]에 토오크가 작용하게 된다.
<4속>
4속은, 도2에 도시한 바와 같이 3속에서의 제2 브레이크(B2)를 해방하여 제2 클러치(C2)를 체결함으로써, 즉 제1 클러치(C1)와 제2 클러치(C2)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 4속에서는 제2 유성 기어(G2)에 있어서 제1 클러치(C1)의 체결에 의해, 제1 유성 기어(G1)에 의해 감속된 입력 회전이 제2 유성 기어(G2)의 제2 링 기어(R2)에 입력된다. 동시에, 제2 클러치(C2)의 체결에 의해, 제1 유성 기어(G1)에 의해 감속된 입력 회전이 제3 유성 기어(G3)의 제3 선 기어(S3)에 입력된다.
따라서, 제2 유성 기어(G2)에 있어서는 제2 링 기어(R2)에 감속 회전이 입력되고, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 제2 링 기어(R2)와 동일한 감속 회전이 입력됨으로써 제2 유성 기어(G2)와 제3 유성 기어(G3)가 일체로 회전하여 출력 기어(Output)로 감속 회전[＝ 제1 유성 기어(G1)의 감속 회전]이 출력된다.
즉, 4속은, 도20의 공통선도에 도시한 바와 같이 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제2 링 기어(R2)에의 입력 회전으로 하는 제1 클러치(C1)의 체결점과, 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제3 선 기어(S3)에의 입력 회전으로 하는 제2 클러치(C2)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 감속[＝ 제1 유성 기어(G1)의 감속비]하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 4속에서의 토오크 흐름은, 도22의 (a)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제1 클러치(C1)와 제2 클러치(C2)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제1 유성 기어(G1) 및 제2 유성 기어(G2)와 제3 유성 기어(G3)[제4 선 기어(S4)를 제외함]에 토오크가 작용한다.
<5속>
5속은, 도2에 도시한 바와 같이 4속에서의 제2 클러치(C2)를 해방하여 제3 클러치(C3)를 체결함으로써, 즉 제1 클러치(C1)와 제3 클러치(C3)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 5속에서는 제2 유성 기어(G2)에 있어서 제1 클러치(C1)의 체결에 의해, 제1 유성 기어(G1)에 의해 감속된 입력 회전이 제2 유성 기어(G2)의 제2 링 기어(R2)에 입력된다.
한편, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 제3 클러치(C3)의 체결에 의해 입력축(Input)으로부터의 입력 회전이 센터 멤버(CM)로 입력된다. 이로 인해, 제5 선 기어(S5)의 회전이 입력 회전보다도 증속되고, 이 제5 선 기어(S5)의 증속 회전은 제1 연결 멤버(M1)를 거쳐서 제2 선 기어(S2)로 전달된다.
따라서, 제2 유성 기어(G2)에 있어서는 제2 링 기어(R2)로부터 감속 회전이 입력되고, 제2 선 기어(S2)로부터 증속 회전이 입력되게 되어 제2 링 기어(R2)로부터의 감속 회전이 증속된 회전(입력 회전보다도 저회전)이 제2 캐리어(PC2)로부터 출력 기어(Output)로 출력된다.
즉, 5속은, 도20의 공통선도에 도시한 바와 같이 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제2 링 기어(R2)에의 입력 회전으로 하는 제1 클러치(C1)의 체결점과, 센터 멤버(CM)의 회전을 입력 회전으로 하는 제3 클러치(C3)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 약간 감속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 5속에서의 토오크 흐름은, 도22의 (b)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제1 클러치(C1)와 제3 클러치(C3)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 제2 유성 기어(G2)와 제3 유성 기어(G3)[제3 선 기어(S3), 제4 선 기어(S4)를 제외함]에 토오크가 작용하게 된다.
<6속>
6속은, 도2에 도시한 바와 같이 5속에서의 제1 클러치(C1)를 해방하여 제2 클러치(C2)를 체결함으로써, 즉 제2 클러치(C2)와 제3 클러치(C3)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 6속에서는 제2 클러치(C2)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제3 선 기어(S3)로 입력된다. 동시에, 제3 클러치(C3)의 체결에 의해 입력축(Input)으로부터의 입력 회전이 센터 멤버(CM)로 입력된다.
따라서, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 센터 멤버(CM)에 입력 회전이 입력되 고, 제3 선 기어(S3)에 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 입력되게 되어 입력 회전보다도 증속된 회전이 제3 링 기어(R3)로부터 제2 연결 멤버(M2)를 경과하여 출력 기어(Output)로 출력된다.
즉, 6속은, 도20의 공통선도에 도시한 바와 같이 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제3 선 기어(S3)에의 입력 회전으로 하는 제2 클러치(C2)의 체결점과, 센터 멤버(CM)의 회전을 입력 회전으로 하는 제3 클러치(C3)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 약간 증속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 6속에서의 토오크 흐름은, 도22의 (c)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제2 클러치(C2)와 제3 클러치(C3)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 제3 유성 기어(G3)[제4 선 기어(S4), 제5 선 기어(S5)를 제외함]에 토오크가 작용하게 된다. 또한, 제2 유성 기어(G2)는 토오크 전달에는 관여하지 않는다.
<7속>
7속은, 도2에 도시한 바와 같이 6속에서의 제2 클러치(C2)를 해방하여 제2 브레이크(B2)를 체결함으로써, 즉 제3 클러치(C3)와 제2 브레이크(B2)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 7속에서는 제3 클러치(C3)의 체결에 의해 입력축(Input)으로부터의 입력 회전이 제3 유성 기어(G3)의 센터 멤버(CM)로 입력된다. 또한, 제2 브레이크(B2)의 체결에 의해 제3 유성 기어(G3)의 제4 선 기어(S4)가 케이스에 고정된다.
따라서, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 센터 멤버(CM)에 입력 회전이 입력되어 제4 선 기어(S4)가 케이스에 고정되게 되고, 입력축(Input)으로부터의 입력 회전보다도 증속된 회전이 제3 링 기어(R3)로부터 제2 연결 멤버(M2)를 경과하여 출력 기어(Output)로 출력된다.
즉, 7속은, 도20의 공통선도에 도시한 바와 같이 센터 멤버(CM)의 회전을 입력 회전으로 하는 제3 클러치(C3)의 체결점과, 제4 선 기어(S4)를 케이스에 고정으로 하는 제2 브레이크(B2)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 증속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 7속에서의 토오크 흐름은, 도23의 (a)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제3 클러치(C3)와 제2 브레이크(B2)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제3 유성 기어(G3)[제3 선 기어(S3), 제5 선 기어(S5)를 제외함]에 토오크가 작용하게 된다.
<8속>
8속은, 도2에 도시한 바와 같이 7속에서의 제2 브레이크(B2)를 해방하여 제3 브레이크(B3)를 체결함으로써, 즉 제3 클러치(C3)와 제3 브레이크(B3)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 8속에서는, 제3 클러치(C3)의 체결에 의해 입력축(Input)으로부터의 입력 회전이 제3 유성 기어(G3)의 센터 멤버(CM)로 입력된다. 또한, 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 제3 유성 기어(G3)의 제5 선 기어(S5)가 케이스에 고정된다.
따라서, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 제3 캐리어(PC3)에 입력 회전이 입력 되어 제5 선 기어(S5)가 케이스에 고정되게 되고, 센터 멤버(CM)에의 입력 회전보다도 증속된 회전이 제3 링 기어(R3)로부터 제2 연결 멤버(M2)를 경과하여 출력 기어(Output)로 출력된다.
즉, 8속은, 도20의 공통선도에 도시한 바와 같이 센터 멤버(CM)의 회전을 입력 회전으로 하는 제3 클러치(C3)의 체결점과, 제5 선 기어(S5)를 케이스에 고정으로 하는 제3 브레이크(B3)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 증속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 8속에서의 토오크 흐름은, 도23의 (b)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제3 클러치(C3)와 제3 브레이크(B3)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제3 유성 기어(G3)[제3 선 기어(S3), 제4 선 기어(S4)를 제외함]에 토오크가 작용하게 된다.
<후퇴 1속>
후퇴 1속은, 도2에 도시한 바와 같이 제2 클러치(C2)와 제1 브레이크(B1)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 후퇴 1속에서는 제2 클러치(C2)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)의 제1 링 기어(R1)로부터의 감속 회전이 제3 유성 기어(G3)의 제3 선 기어(S3)로 입력된다. 한편, 제1 브레이크(B1)의 체결에 의해 센터 멤버(CM)가 케이스에 고정된다.
따라서, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 제3 선 기어(S3)에 정방향의 감속 회전이 입력되어 센터 멤버(CM)가 케이스에 고정이 되고, 제3 링 기어(R3)로부터는 감속된 역회전이 제2 연결 멤버(M2)를 경과하여 출력 기어(Output)로 출력된다.
즉, 후퇴 1속은, 도20의 공통선도에 도시한 바와 같이 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제3 선 기어(S3)에의 입력 회전으로 하는 제2 클러치(C2)의 체결점과, 센터 멤버(CM)의 회전을 정지하는 제1 브레이크(B1)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 역방향으로 감속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 후퇴 1속에서의 토오크 흐름은, 도24의 (a)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제2 클러치(C2)와 제1 브레이크(B1)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 제3 유성 기어(G3)[제4 선 기어(S4)를 제외함]에 토오크가 작용하게 된다.
<후퇴 2속>
후퇴 2속은, 도2에 도시한 바와 같이 제2 클러치(C2)와 제3 브레이크(B3)를 체결함으로써 얻을 수 있다.
이 후퇴 2속에서는 제2 클러치(C2)의 체결에 의해 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전이 제3 선 기어(S3)로 입력된다. 한편, 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 제5 선 기어(S5)가 케이스에 고정된다.
따라서, 제3 유성 기어(G3)에 있어서는 제3 선 기어(S3)에 정방향의 감속 회전이 입력되어 제5 선 기어(S5)가 케이스에 고정이 되고, 제3 선 기어(S3)의 입력 회전에 의해 센터 멤버(CM)의 회전이 규정된다. 따라서, 입력 회전인 제3 선 기어(S3)와 센터 멤버(CM)의 회전에 의해 규정된 제3 링 기어(R3)로부터는 감속된 역회전(후퇴 1속보다도 증속)이 제2 연결 멤버(M2)를 경과하여 출력 기어(Output)로 출 력된다.
즉, 후퇴 2속은, 도20의 공통선도에 도시한 바와 같이 제1 유성 기어(G1)로부터의 감속 회전을 제3 선 기어(S3)에의 입력 회전으로 하는 제2 클러치(C2)의 체결점과, 제5 선 기어(S5)의 회전을 정지하는 제3 브레이크(B3)의 체결점을 연결하는 선으로 규정되어 입력축(Input)으로부터 입력된 회전을 역방향으로 감속하여 출력 기어(Output)로부터 출력한다.
이 후퇴 2속에서의 토오크 흐름은, 도24의 (b)에 도시한 바와 같이 굵은선으로 나타내는 제2 클러치(C2)와 제3 브레이크(B3)의 각 멤버와, 빗금으로 나타내는 제1 유성 기어(G1)와 제3 유성 기어(G3)[제4 선 기어(S4)를 제외함]에 토오크가 작용하게 된다.
(제3 실시예의 작용 및 효과)
다음에, 제3 실시예의 차량용 다단 자동 변속기에 있어서의 전진 6속 타입의 자동 변속기에 대해 도26을 사용하여 설명한다. 또한, 공통의 구성에 대해서는 동일한 부합을 붙여 차이에 대해서만 설명한다.
제3 실시예의 차량용 다단 자동 변속기에서는, 제3 유성 기어(G3)는 3개의 제3 선 기어(S3), 제4 선 기어(S4) 및 제5 선 기어(S5)와, 제3, 제4 및 제5 선 기어(S3, S4, S5) 각각에 맞물리는 단차식 형상의 제3 피니온(P3)과, 이 제3 피니온(P3)을 지지하는 동시에, 2개의 선 기어(S3, S4) 사이로부터 회전을 입력 또는 출력 가능한 센터 멤버(CM)와, 제3 피니온에 맞물리는 제3 링 기어(R3)를 갖는 트리플 선 기어형 유성 기어인 것에 반해, 도26의 전진 6속 타입의 자동 변속기는 제5 선 기어(S5)와, 제3 피니온(P3)의 단차식 형상 소경부를 갖고 있지 않은 타입의 더블 선 기어형 유성 기어인 점이 다르다.
환언하면, 도26의 전진 6속 타입의 자동 변속기로부터 제3 실시예의 전진 8속의 자동 변속기로 다단화하기 위해서는, 제3 브레이크(B3)와, 이에 연결하는 제5 선 기어(S5)와, 이 제5 선 기어(S5)와 맞물리는 제3 피니온(P3)의 단차식 형상 소경부를 단순히 추가하면 된다.
즉, 제3 피니온(P3)을 대경부와 소경부를 갖는 단차식 형상의 피니온으로 하여, 대경부는 제3 및 제4 선 기어(S3, S4)와 맞물리고, 소경부는 제5 선 기어(S5)와 맞물리도록 구성하였다.
이에 의해, 제3 링 기어(R3), 제3 피니온(P3)(대경부)을 지지하는 센터 멤버(CM), 제3 및 제4 선 기어(S3, S4)에 의해 더블 선 기어형의 유성 기어를 구성하는 동시에, 제3 피니온(P3)(소경부)과 맞물리는 제5 선 기어(S5)만 다른 감속비를 갖는 회전체로서 배치할 수 있다. 또한, 제5 선 기어(S5)와 제2 유성 기어(G2)의 제2 선 기어(S2)를 제1 연결 멤버(M1)에 의해 연결하고, 제5 선 기어(S5)를 선택적으로 정지하는 제3 브레이크(B3)를 추가한다.
이들 구성을 추가함으로써, 대응하는 전진 6속의 공통선도에 대해 제2 유성 기어(G2)와 제3 유성 기어(G3)에 의해 구성되는 변속 유성 기어 세트를 도20의 공통선도에 도시한 바와 같이 변경할 수 있다. 즉, 제3 브레이크(B3)를 갖는[제2 선 기어(S2), 제5 선 기어(S5)]의 기어비를 [제1 링 기어(R1), 제3 선 기어(S3), 제4 선 기어(S4)]의 기어비와, [제1 캐리어(PC1), 제3 캐리어(PC3)]의 기어비 사이에 마련하고, 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 대응하는 전진 6속의 자동 변속기의 변속단에다가 다른 변속비로 규정하는 것이 가능해진다(청구항 5, 청구항 6에 대응).
또한, 그 밖의 작용 효과에 대해서는 제1 실시예 및 제2 실시예의 (1), (2), (3), (5)에 기재된 작용 효과와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
이상, 본 발명의 실시예를 제1 실시예 내지 제3 실시예를 기초로 하여 설명해 왔지만, 구체적인 구성에 대해서는 이들 실시예에 한정되는 것은 아니고, 특허 청구의 범위에 기재된 각 청구항에 기재된 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 한, 설계의 변경이나 추가 등은 허용된다.
청구항 1에 기재된 발명에서는, 변속 유성 기어 세트의 더블 선 기어형 유성 기어(G3)에 제4 피니온(P4)과 제4 링 기어(R4)를 추가하고, 또한 제4 링 기어(R4)를 변속기 케이스에 고정 가능한 제3 브레이크(B3)를 추가하였다. 이들 구성을 추가함으로써 대응하는 전진 6속의 공통선도에 대해 제2 유성 기어(G2)와 제3 유성 기어(G3)에 의해 구성되는 변속 유성 기어 세트를 도3의 공통선도에 도시한 바와 같이 변경할 수 있다. 즉, 제3 브레이크(B3)를 갖는 [제4 링 기어(R4)]의 기어비를 [제1 캐리어(PC1), 제2 선 기어(S2), 제3 선 기어(S3), 제4 선 기어(S4)]의 기어비와, [제1 링 기어(R1), 제3 캐리어(PC3)]의 기어비 사이에 마련하고, 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 대응하는 전진 6속의 자동 변속기의 변속단에다가 다른 변속비로 규정하는 것이 가능해진다. 따라서, 새로운 변속단으로서, 대응하는 6속 타입의 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 6속 타입의 변속 장치와 공통의 유성 기어비를 사용한 6속으로부터 8속에의 다단화에 의한 기어비의 와이드화를 달성할 수 있다.
청구항 5에 기재된 발명에서는, 변속 유성 기어 세트의 제3 유성 기어(G3)를 트리플 선 기어형의 유성 기어로 하였다. 구체적으로는 제3 및 제4 선 기어(S3, S4)의 각각과 맞물리는 대경부와 제5 선 기어(S5)가 맞물리는 소경부를 갖는 단차식 형상의 제3 피니온(P3)으로 하고, 또한 제5 선 기어(S5)를 변속기 케이스에 고정 가능한 제3 브레이크(B3)를 추가하였다. 이들 구성을 추가함으로써, 대응하는 전진 6속 타입의 공통선도에 대해 제2 유성 기어(G2)와 제3 유성 기어(G3)에 의해 구성되는 변속 유성 기어 세트를 도20의 공통선도에 도시한 바와 같이 변경할 수 있다. 즉, 제3 브레이크(B3)를 갖는 [제2 선 기어(S3), 제5 선 기어(S5)]의 기어비를 [제1 링 기어(R1), 제3 선 기어(S3), 제4 선 기어(S4)]의 기어비와, [제1 캐리어(PC1), 센터 멤버(CM)]의 기어비 사이에 마련하고, 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 종래의 변속단에다가 다른 변속비로 규정하는 것이 가능해진다. 따라서, 새로운 변속단으로서, 대응하는 전진 6속 타입의 자동 변속기의 1속과 2속의 중간에 새로운 2속을 추가할 수 있는 동시에, 대응하는 전진 6속 타입보다도 증속측에 새로운 변속단(8속)을 추가할 수 있다.
따라서, 대응하는 전진 6속의 변속 장치와 공통의 유성 기어비를 사용한 6속으로부터 8속에의 다단화에 의한 기어비의 와이드화를 달성할 수 있다.

Claims (7)

  1. 적어도 항시 고정되어 있는 회전 멤버를 갖고 3개의 회전 멤버로 구성되는 감속 유성 기어(G1)와, 제1 클러치(C1)와 제2 클러치(C2)를 구비하여 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, 제6 회전 멤버를 갖는 변속 유성 기어 세트와,
    상기 회전 멤버를 고정하는 제1, 제2, 제3 브레이크(B1, B2, B3)를 입력부와 상기 출력부 사이에 갖는 차량용 다단 자동 변속기이며,
    상기 제1 클러치(C1)는 제1 회전 멤버(R2)를 선택적으로 상기 제1 동력 전달 경로(P1)를 경유하여 상기 입력부에 연결 가능하게 하는 클러치이고,
    상기 제2 회전 멤버(PC2-R3)는 상기 출력부에 연결되어 있고,
    상기 제3 클러치(C3)는 제3 회전 멤버(PC3)를 선택적으로 상기 제2 동력 전달 경로(P2)를 경유하여 상기 입력부에 연결 가능하게 하는 클러치이고,
    상기 제1 브레이크(B1)는 제3 회전 멤버(PC3)를 선택적으로 고정 가능한 브레이크이고,
    상기 제2 클러치(C2)는 상기 제4 회전 멤버(S2-S3)를 선택적으로 상기 제1 동력 전달 경로(P1)를 경유하여 상기 입력부에 연결 가능하게 하는 클러치이고,
    상기 제2 브레이크(B2)는 상기 제5 회전 멤버(S4)를 선택적으로 고정 가능한 브레이크이고,
    상기 제3 브레이크(B3)는 상기 제6 회전 멤버(R4)를 선택적으로 고정 가능한 브레이크이고,
    상기 변속 유성 기어 세트는 제2 선 기어(S2)와, 상기 제2 선 기어(S2)에 맞물리는 1개의 제2 피니온(P2)을 지지하는 제2 캐리어(PC2)와, 상기 제2 피니온(P2)에 맞물리는 제2 링 기어(R2)를 구비하는 싱글 피니온형 유성 기어(G2)와,
    2개의 선 기어(S3, S4)와, 상기 2개의 선 기어의 각각과 맞물리는 제3 피니온(P3)과, 상기 제3 피니온(P3)에 맞물리는 제4 피니온(P4)을 지지하는 동시에, 상기 2개의 선 기어(S3, S4) 사이로부터 회전을 입력 또는 출력 가능한 센터 멤버를 구비하는 제3 피니온 캐리어(PC3)와, 상기 제3 피니온(P3)에 맞물리는 제3 링 기어(R3)와, 상기 제4 피니온(P4)과 맞물리는 제4 링 기어(R4)를 구비하는 더블 선 기어형 유성 기어(G3)로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 다단 자동 변속기.
  2. 제1항에 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) 혹은 상기 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 후퇴속으로 하고, 전진 8속이고 적어도 후퇴 1속을 얻는 변속 제어 수단을 마련한 것을 특징으로 하는 차량용 다단 자동 변속기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 입력부측을 일방측이라 하고, 상기 입력부측과 축방향 반대측을 타방측이라 정의하였을 때,
    일방측으로부터 타방측으로 상기 감속 유성 기어(G1), 상기 싱글 피니온형 유성 기어(G2), 상기 더블 선 기어형 유성 기어(G3)의 순으로 배치하고,
    상기 더블 선 기어형 유성 기어(G3)의 상기 제4 링 기어(R4)는 상기 2개의 선 기어(S3, S4) 중 타방측의 선 기어(S4) 외주 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 다단 자동 변속기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 입력부측을 일방측이라 하고, 상기 입력부측과 축방향 반대측을 타방측이라 정의하였을 때,
    일방측으로부터 타방측으로 상기 감속 유성 기어(G1), 상기 더블 선 기어형 유성 기어(G3), 상기 싱글 피니온형 유성 기어(G2)의 순으로 배치하고,
    상기 감속 유성 기어(G1)를 항시 고정되는 제1 선 기어(S1)와, 상기 제1 선 기어(S1)에 맞물리는 제1 더블 피니온(Pd1)과, 상기 제1 더블 피니온(Pd1)에 맞물리는 제2 더블 피니온(Pd2)을 지지하는 제1 캐리어(PC1)와, 상기 제2 더블 피니온 (Pd2)에 맞물리는 제1 링 기어(R1)를 구비하는 더블 피니온형 유성 기어로 한 것을 특징으로 하는 차량용 다단 자동 변속기.
  5. 적어도 항시 고정되어 있는 회전 멤버를 갖고 3개의 회전 멤버로 구성되는 감속 유성 기어(G1)와, 제1 클러치(C1)와 제2 클러치(C2)를 구비하여 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, 제6 회전 멤버를 갖는 변속 유성 기어 세트와,
    상기 회전 멤버를 고정하는 제1, 제2, 제3 브레이크(B1, B2, B3)를 입력부와 상기 출력부 사이에 갖는 차량용 다단 자동 변속기이며,
    상기 제1 클러치(C1)는 제1 회전 멤버(R2)를 선택적으로 상기 제1 동력 전달 경로(P1)를 경유하여 상기 입력부에 연결 가능하게 하는 클러치이고,
    상기 제2 회전 멤버(PC2-R3)는 상기 출력부에 연결하고 있고,
    상기 제3 클러치(C3)는 제3 회전 멤버(PC3)를 선택적으로 상기 제2 동력 전달 경로(P2)를 경유하여 상기 입력부에 연결 가능하게 하는 클러치이고,
    상기 제1 브레이크(B1)는 제3 회전 멤버(PC3)를 선택적으로 고정 가능한 브레이크이고,
    상기 제2 클러치(C2)는 상기 제4 회전 멤버(S3)를 선택적으로 상기 제1 동력 전달 경로(P1)를 경유하여 상기 입력부에 연결 가능하게 하는 클러치이고,
    상기 제2 브레이크(B2)는 상기 제5 회전 멤버(S4)를 선택적으로 고정 가능한 브레이크이고,
    상기 제3 브레이크(B3)는 상기 제6 회전 멤버(S5)를 선택적으로 고정 가능한 브레이크이고,
    상기 변속 유성 기어 세트는 제2 선 기어(S2)와, 상기 제2 선 기어(S2)에 맞물리는 1개의 제2 피니온(P2)을 지지하는 제2 캐리어(PC2)와, 상기 제2 피니온(P2)에 맞물리는 제2 링 기어(R2)를 구비하는 싱글 피니온형 유성 기어(G2)와,
    2개의 제3 및 제4 선 기어(S3, S4)와, 상기 싱글 피니온형 유성 기어(G2)의 제2 선 기어(S2)에 연결하는 제5 선 기어(S5)와, 상기 제3 및 제4 선 기어(S3, S4)의 각각과 맞물리는 대경부와 상기 제5 선 기어(S5)가 맞물리는 소경부를 갖는 단차식 형상의 제3 피니온(P3)을 지지하는 동시에, 상기 제3 및 제4 선 기어(S3, S4) 사이로부터 회전을 입력 또는 출력 가능한 센터 멤버(CM)를 구비하는 제3 피니온 캐리어(PC3)와, 상기 제3 피니온(P3)에 맞물리는 제3 링 기어(R3)를 구비하는 트리플 선 기어형 유성 기어(G3)로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 다단 자동 변속기.
  6. 제5항에 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) 혹은 상기 제3 브레이크(B3)의 체결에 의해 후퇴속으로 하고, 전진 8속이고 적어도 후퇴 1속을 얻는 변속 제어 수단을 마련한 것을 특징으로 하는 차량용 다단 자동 변속기.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 입력부측을 일방측으로 하고, 상기 입력부측과 축방향 반대측을 타방측이라 정의하였을 때,
    일방측으로부터 타방측으로 상기 감속 유성 기어(G1), 상기 싱글 피니온형 유성 기어(G2), 상기 트리플 선 기어형 유성 기어(G3)의 순으로 배치하고,
    상기 트리플 선 기어형 유성 기어(G3)의 제3 피니온은 일방측을 소경부로 하고, 타방측을 대경부로 하고,
    상기 감속 유성 기어(G1)를 항시 고정되는 제1 선 기어(S1)와, 상기 제1 선 기어(S1)에 맞물리는 제1 더블 피니온(Pd1)과, 상기 제1 더블 피니온(Pd1)에 맞물리는 제2 더블 피니온(Pd2)을 지지하는 제1 캐리어(PC1)와, 상기 제2 더블 피니온(Pd2)에 맞물리는 제1 링 기어(R1)를 구비하는 더블 피니온형 유성 기어로 한 것을 특징으로 하는 차량용 다단 자동 변속기.
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