KR100660570B1

KR100660570B1 - 차량용 자동변속기

Info

Publication number: KR100660570B1
Application number: KR1020010001339A
Authority: KR
Inventors: 스기우라노부타다; 이시이다쿠야; 도도미노루; 오자키가즈히사; 하야카와요이치; 이토히로시; 가나다도시키; 호죠야스오; 가시하라유지
Original assignee: 아이신에이더블류 가부시키가이샤; 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2000-01-11
Filing date: 2001-01-10
Publication date: 2006-12-22
Also published as: EP1118798A2; KR20010070491A; JP3463274B2; EP1118798A3; JP2001263438A; EP1118798B1; DE60137277D1; US20010034284A1; EP2039961A1; US6517463B2

Abstract

변속요소 간(間)의 상대회전이 증가하는 것을 방지하며, 또한 소형 구성이 되는 차량용 자동변속기를 제공한다.

플래니터리 기어 유닛(5)은 입력축의 회전이 입력되는 선기어(S1)와, 고정 가능한 캐리어(CR1)와, 입력회전수에 대하여 감속된 회전을 플래니터리 기어 세트(9)에 출력하는 링기어(R1)로 구성된다. 클러치(C-3)를 단속(斷續)시켜 입력축과 선기어(S1)를 적절하게 접속ㆍ접속해제함과 동시에, 브레이크(B-1), 원웨이 클러치(F-1)에 의하여 캐리어(CR1)를 적절하게 고정ㆍ고정해제함으로써, 변속동작에 관여하지 않는 기어 유닛(5)의 변속요소 간의 상대회전이 극도로 증가하는 것을 방지한다. 클러치(C-3)를 입력축(2)과 선기어(S1)의 사이에 설치한 경우에는, 클러치(C-3)의 용량을 기어 유닛(5)과 기어 세트(9)의 사이에 설치하는 경우보다도 작게 할 수 있으며, 소형 구성의 클러치로서 자동변속기를 소형화할 수 있다.

자동변속기, 클러치, 플래니터리 기어 유닛, 맞물림

Description

차량용 자동변속기{Automatic Transmission For Vehicle}

도 1은 본 발명이 적용되는 차량용 자동변속기의 제1실시형태를 나타낸 도면으로, 도 1a는 그 작동표와 기어비(比) 및 기어비 스텝을 나타낸 것이며, 도 1b는 그 개략도이다.

도 2는 본 발명이 적용되는 차량용 자동변속기의 다른 실시형태를 나타낸 도면으로, 도 2a는 그 작동표와 기어비 및 기어비 스텝을 나타낸 것이며, 도 2b는 그 개략도이다.

도 3은 본 발명이 적용되는 차량용 자동변속기의 또 다른 실시형태를 나타내는 도면으로, 도 3a는 그 작동표와 기어비 및 기어비 스텝을 나타낸 것이며, 도 3b는 그 개략도이다.

도 4는 도 1의 자동변속기의 각 변속단에 있어서의 토크전달 도면이다.

도 5는 도 2의 자동변속기의 각 변속단에 있어서의 토크전달 도면이다.

도 6은 도 1에서 도 3에 나타낸 자동변속기의 속도선(速度線) 도면이다.

도 7은 프론트 플래니터리 기어 유닛의 클러치와 브레이크의 배치의 일예를 나타낸 개략도이다.

도 8은 프론트 플래니터리 기어 유닛의 클러치와 브레이크의 배치의 다른 예를 나타낸 개략도이다.

도 9는 프론트 플래니터리 기어 유닛의 다른 예를 나타낸 개략도이다.

도 10은 플래니터리 기어 세트의 다른 예를 나타낸 개략도이다.

도 11은 플래니터리 기어 세트의 또 다른 예를 나타낸 개략도이다.

도 12는 플래니터리 기어 세트의 또 다른 예를 나타낸 개략도이다.

도 13은 도 2에 나타낸 자동변속기에 있어서의 프론트 플래니터리 기어 유닛의 클러치와 브레이크의 역할을 나타낸 속도선 도면이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1, 11 : 자동변속기

2 : 입력축

3 : 출력축

5 : 제1플래니터리 기어 유닛(프론트 플래니터리 기어 유닛)

9 : 플래니터리 기어 세트(리어 플래니터리 기어 세트)

10 : 케이스(기어 케이스)

B-1 : 제1브레이크, 제1맞물림수단(브레이크)

B-2 : 제3브레이크, 제2맞물림수단(브레이크)

B-3 : 제2브레이크, 제2맞물림수단(브레이크)

B-4 : 제3맞물림수단(브레이크)

C-1 : 제3클러치

C-2 : 제2클러치

C-3 : 제1클러치

CR1 : 제2변속요소(캐리어)

CR2 : 제5변속요소(캐리어)

CR3 : 제6변속요소(캐리어)

F-1 : 제1원웨이 클러치, 제1맞물림수단(원웨이 클러치)

F-2 : 제2원웨이 클러치, 제2맞물림수단(원웨이 클러치)

R1 : 제3변속요소(링기어)

R2 : 제4변속요소(링기어)

R3 : 제5변속요소(링기어)

S1 : 제1변속요소(선기어)

S2, S3 : 제7변속요소(선기어)

RIN : 입력회전

본 발명은 차량용 자동변속기에 관한 것으로, 상세하게는 적어도 4개의 변속요소를 가지는 플래니터리 기어 세트와 한 개의 플래니터리 기어 유닛을 가지며, 플래니터리 기어 세트로의 입력회전이 플래니터리 기어 유닛으로부터 전달 입력되는 외에, 플래니터리 기어 유닛을 통하지 않고 플래니터리 기어 세트의 변속요소에 전달되는 형식의 차량용 자동변속기에 관한 것이다.

이러한 종류의 자동변속기로서는 일본국 특허공개 평2-129446호 공보나 일본 국 특허공개 평4-29650호 공보에 개시된 것이 알려져 있다. 개시된 자동변속기는 적은 변속요소로 5속(速)(또는 6속)을 달성할 수 있으며, 자동변속기를 콤팩트하게 구성할 수 있는 특징이 있다.

통상적으로, 이러한 종류의 자동변속기에는 변속제어를 용이하게 하기 위하여 한쪽 방향만의 회전을 허용하는 원웨이 클러치(이하, 간단히 「OWC」라고 한다)가 널리 사용된다. 예컨대, 일본국 특허공개 평2-129446호 공보에 개시된 자동변속기에서는 플래니터리 기어 유닛과 플래니터리 기어 세트의 사이에 3속용 클러치(K4)에 코스트(coast)용의 OWC와 클러치의 세트가 평행하게 배치되어 있다. 또, 일본국 특허공개 평4-29650호 공보에서는 마찬가지로 플래니터리 기어 유닛과 플래니터리 기어 세트의 사이에 3속 및 5속용 클러치(C3)가 설치되어 있다.

일반적으로, 클러치는 전달측과 피(被)전달측이 모두 회전체이기 때문에, 회전체 부품 개수가 증대함과 더불어, 그만큼 기체(機體)가 대형화되는 불편함이 있다.

또, 플래니터리 기어 유닛과 플래니터리 기어 세트의 사이에 배치되는 클러치(K4, C3)는 플래니터리 기어 세트의 회전에 의하여 변속동작에 관여하지 않는 상태, 즉 입력축 회전이 플래니터리 기어 유닛을 통하지 않고 직접 플래니터리 기어 세트에 입력되는 상태에 있어서, 상류측 플래니터리 기어 유닛의 변속요소 간(間)의 상대회전이 높아지는 것을 방지하는 목적도 가지고 있다. 그러나, 이러한 구성을 채택함으로써 입력축 회전이 플래니터리 기어 유닛에 입력되어 한창 변속동작을 행하고 있을 때에 있어서는, 필연적으로 클러치(K4, C3)는 플래니터리 기어 유닛에서 감속되어 토크가 증대된 회전을 플래니터리 기어 세트 측에 전달하게 되며, 클러치(K4, C3)는 전달할 토크에 따라 대용량의 것이 필요하게 되는 등, 구조도 대형화되는 불편함이 있다.

본 발명은 상술한 사정을 감안하여, 상술한 한 개의 플래니터리 기어 유닛을 가지며, 플래니터리 기어 세트로의 입력회전이 플래니터리 기어 유닛으로부터 전달입력되는 외에, 플래니터리 기어 유닛을 통하지 않고 플래니터리 기어 세트의 변속요소에 전달되는 형식의 차량용 자동변속기에 있어서, 클러치의 수를 가능한 한 적게 하여 전체적으로 콤팩트한 구성으로 할 수 있을 뿐만 아니라, 클러치 그 자체도 소형화할 수 있는 차량용 자동변속기를 제공하는 것을 제 1 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 상술한 형식의 차량용 자동변속기에 있어서, 용이하면서도 소형 구성으로, 변속동작에 관여하지 않는 플래니터리 기어 유닛 측의 변속요소 간의 상대회전이 증가하는 것을 방지할 수 있는 차량용 자동변속기를 제공하는 것을 제 2 목적으로 하는 것이다.

청구항 1의 발명은, 입력축(2) 및 출력축(3)을 가지며,

제1플래니터리 기어 유닛(5)과,

적어도 4개의 변속요소를 가지는 플래니터리 기어 세트(9)를 가지며,

이들 플래니터리 기어 유닛 및 플래니터리 기어 세트에 의하여 다단(多段)의 변속단을 구성하는 자동변속기(1)에 있어서,

상기 제1플래니터리 기어 유닛은,

상기 입력축의 회전이 제1클러치(C-3)를 통하여 입력되는 제1변속요소(S1)와,

제1맞물림수단(B-1, F-1)에 의하여 고정되는 제2변속요소(CR1)와,

상기 입력축의 회전수에 대하여 감속된 회전수의 회전을 상기 플래니터리 기어 세트(9)의 제4변속요소(R2)에 출력하는 제3변속요소(R1)로 구성된다.

청구항 2의 발명은, 상기 제1맞물림수단은 제1브레이크(B-1) 및 한쪽 방향의 회전만을 허용하는 제1원웨이 클러치(F-1)로 이루어지며,

상기 제1브레이크 또는 제1원웨이 클러치가 맞물린 경우에 케이스(10)에 접속되어 상기 제2변속요소(CR1)가 고정되도록 하여 구성된다.

청구항 3의 발명은, 청구항 2의 발명에 있어서, 상기 제1변속요소(S1)는 제2원웨이 클러치(F-2)와 제2브레이크(B-3)를 통하여 케이스에 접속되며,

상기 제2브레이크(B-3)를 맞물리게 함으로써 제2원웨이 클러치(F-2)가 록(lock)되어, 제4변속요소(R2)를 고정하도록 구성된다.

청구항 4의 발명은, 청구항 2의 발명에 있어서, 상기 제1변속요소(S1)는 또한 제3브레이크(B-2)를 통하여 케이스에 접속되며,

상기 제1브레이크(B-1)와 제3브레이크(B-3)를 맞물리게 함으로써 상기 제4변속요소(R2)를 고정하도록 하여 구성한다.

청구항 5의 발명은, 청구항 1의 발명에 있어서, 상기 플래니터리 기어 세트(9)는 4개의 변속요소를 가지며,

제4변속요소(R2)는 상기 제1플래니터리 기어 유닛(5)의 제3변속요소(R1)에 접속됨과 동시에, 제2맞물림수단(B-2, B-3, F-2)에 의하여 고정가능하게 설치되며,

제5변속요소(CR2, R3)는 제2클러치(C-2)에 의하여 상기 입력축(2)과 접속ㆍ접속해제 가능하게 접속됨과 동시에, 제3맞물림수단(F-3, B-4)에 의하여 고정가능하게 설치되며,

제6변속요소(CR3)는 상기 출력축(3)에 접속되며,

제7변속요소(S2, S3)는 제3클러치(C-1)에 의하여 상기 입력축과 접속ㆍ접속해제 가능하게 접속되어 구성된다.

청구항 6의 발명은, 입력축(2) 및 출력축(3)을 가지며,

한 개의 변속요소(CR1)를 제1맞물림수단(F-1, B-1)에 의하여 고정가능한 제1플래니터리 기어 유닛(5)과,

적어도 4개의 변속요소를 가지는 플래니터리 기어 세트(9)와,

상기 입력축(2)의 입력회전(RIN)을 상기 제1플래니터리 기어 유닛(5)을 통하여, 상기 플래니터리 기어 세트의 한 개의 변속요소(S1)에 전달하는 제1클러치(C-3)를 가지며, 이들 다수의 변속요소를 적절하게 선택하여 입력축(2)의 회전을 이들 선택된 변속요소를 통하여 출력축(3)으로 전달함으로써 다단(多段)의 변속단을 달성하는 자동변속기(1)에 있어서,

상기 제1플래니터리 기어 유닛(5)은,

상기 입력축의 회전이 입력되는 제1변속요소(S1)와,

상기 제1맞물림수단(F-1, B-1)에 의하여 고정되는 제2변속요소(CR1)와,

입력축(2)의 회전과는 다른 회전수의 회전을 상기 플래니터리 기어 세트(9)의 제4변속요소(R2)에 출력하는 제3변속요소(R1)를 가지며,

상기 제1맞물림수단은 제1브레이크(B-1) 및 한쪽 방향의 회전만을 허용하는 제1원웨이 클러치(F-1)로 이루어지며,

상기 제1브레이크 또는 제1원웨이 클러치가 맞물린 경우에, 상기 제2변속요소(CR1)가 고정되도록 하여 구성된다.

청구항 7의 발명은, 청구항 6에 기재된 차량용 자동변속기에 있어서, 상기 제1클러치(C-3)는 상기 제1변속요소(S1)와 상기 입력축(2)의 사이에 배치되며,

상기 제1변속요소(S1)는 제2원웨이 클러치(F-2)와 제2브레이크(B-3)를 통하여 케이스(10)에 접속되고,

상기 제2브레이크(B-3)를 맞물리게 함으로써 제2원웨이 클러치(F-2)가 록(lock)되어 제4변속요소(R2)를 고정하도록 구성된다.

청구항 8의 발명은, 청구항 6에 기재된 차량용 자동변속기에 있어서, 상기 제1클러치(C-3)는 상기 제1변속요소(S1)와 상기 입력축(2)의 사이에 배치되며,

상기 제1변속요소(S1)는 또한 제3브레이크(B-2)를 통하여 케이스(10)에 접속되고,

상기 제1브레이크(B-1)와 제3브레이크(B-2)를 맞물리게 함으로써, 상기 제4변속요소(R2)를 고정하도록 하여 구성된다.

청구항 9의 발명은, 청구항 6 내지 청구항 8의 어느 한 항에 기재된 차량용 자동변속기에 있어서, 상기 제1플래니터리 기어 유닛(5)은 상기 제1맞물림수단(B- 1, F-1)에 의하여 제2변속요소(CR1)가 고정되었을 때, 감속된 회전을 상기 제3변속요소(R1)로부터 출력하는 것을 특징으로 하여 구성된다.

청구항 10의 발명은, 청구항 9에 기재된 차량용 자동변속기에 있어서, 상기 플래니터리 기어 세트(9)는 4개의 변속요소를 가지며,

제4변속요소(R2)는 상기 제1플래니터리 기어 유닛(5)의 제3변속요소(R1)에 접속됨과 동시에, 상기 제2맞물림수단(F-2, B-2, B-3)에 의하여 적어도 한쪽 방향의 회전이 고정되는 형태로 고정가능하게 설치되며,

제5변속요소(CR2, R3)는 제2클러치(C-2)에 의하여 상기 입력축(2)과 접속ㆍ접속해제 가능하게 접속됨과 동시에, 제3맞물림수단(B-4, F-3)에 의하여 적어도 한쪽 방향의 회전이 고정되는 형태로 고정가능하게 설치되며,

제6변속요소(CR3)는 상기 출력축(3)에 접속되며,

제7변속요소(S2, S3)는 상기 제3클러치(C-1)에 의하여 상기 입력축(2)과 접속ㆍ접속해제 가능하게 접속되어 구성된다.

청구항 11의 발명은, 입력축(2) 및 출력축(3)을 가지며,

제1플래니터리 기어 유닛(5)과,

이들 플래니터리 기어 유닛 및 플래니터리 기어 세트에 의하여 다단(多段)의 변속단을 달성하는 자동변속기에 있어서,

상기 제1플래니터리 기어 유닛은,

상기 입력축(2)의 회전이 제1클러치(C-3)를 통하여 입력되는 제1변속요소(S1)와,

제1원웨이 클러치(F-1) 또는 제1브레이크(B-1)에 의하여 고정되는 제2변속요소(CR1)와,

상기 입력축의 회전수에 대하여 감속된 회전수의 회전을 상기 플래니터리 기어 세트(9)의 제4변속요소(R2)에 출력하는 제3변속요소(R1)로 이루어지며,

상기 제1브레이크(B-1) 또는 제1원웨이 클러치(F-1)가 맞물린 경우에, 상기 제2변속요소(CR1)가 고정되도록 하여 구성된다.

청구항 12의 발명은, 청구항 11의 발명에 있어서, 상기 제1클러치(C-3)는 상기 제1변속요소(S1)와 상기 입력축(2)의 사이에 배치되며,

상기 제1변속요소(S1)는 제2원웨이 클러치(F-2)와 제2브레이크(B-3)를 통하여 케이스(10)에 접속되며,

청구항 13의 발명은, 청구항 11의 발명에 있어서, 상기 제1변속요소(S1)는 또한 제3브레이크(B-2)를 통하여 케이스(10)에 접속되며,

상기 제1브레이크(B-1)와 제3브레이크(B-2)를 맞물리게 함으로써 상기 제4변속요소(R2)를 고정하도록 하여 구성된다.

청구항 14의 발명은, 청구항 11 내지 청구항 13의 발명에 있어서, 상기 제1플래니터리 기어 유닛(5)은 상기 제1맞물림수단(B-1, F-1)에 의하여 제 2변속요소(CR1)가 고정되었을 때, 감속된 회전을 상기 제3변속요소(R1)로부터 출력 하는 것을 특징으로 하여 구성된다.

청구항 15의 발명은, 청구항 14의 발명에 있어서, 상기 플래니터리 기어 세트(9)는 4개의 변속요소를 가지며,

제4변속요소(R2)는 상기 제1플래니터리 기어 유닛의 제3변속요소(R1)에 접속됨과 동시에, 제2맞물림수단(F-2, B-3, B-3)에 의하여 고정가능하게 설치되며,

제5변속요소(CR2, R3)는 제2클러치(C-2)에 의하여 상기 입력축과 접속ㆍ접속해제 가능하게 접속됨과 동시에, 제3맞물림수단(B-4, F-3)에 의하여 고정가능하게 설치되며,

제6변속요소(CR3)는 상기 출력축에 접속되며,

제7변속요소(S2, S3)는 상기 제3클러치(C-1)에 의하여 상기 입력축과 접속ㆍ접속해제 가능하게 접속되어 구성된다.

또한, 괄호 내의 번호 등은 도면에 있어서의 대응하는 요소를 나타내는 편의적인 것이며, 따라서 본 기술(記述)은 도면 상의 기재에 한정 구속되는 것이 아니다.

<실시예>

도 1은, 본 발명이 적용되는 차량용 자동변속기의 제1실시형태를 나타낸 것으로, 도 1a는 그 작동표와 기어비(比) 및 기어비 스텝, 도 1b는 개략도이다.

차량용 자동변속기(1)는 토크 컨버터를 통하여 엔진 출력축 등에 접속되는 입력축(2) 및 차륜 등에 접속되는 출력축(3)을 가지고 있으며, 입력축(2)과 출력축(3) 사이에는 듀얼 플래니터리 기어 유닛으로 이루어지는 프론트 플래니터리 기어 유닛(5) 및 두 개의 심플 플래니터리 기어 유닛, 즉 미들 플래니터리 기어 유닛(6) 및 리어 플래니터리 기어 유닛(7)으로 이루어지는 리어 플래니터리 기어 세트(9)를 가지고 있다.

제1플래니터리 기어 유닛을 구성하는 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)은 입력축(2)에 클러치(C3)를 통하여 접속된 선기어(S1)를 가지고 있으며, 선기어(S1)에는 피니언(P1)이 맞물려 있으며, 피니언(P1)에는 링기어(R1)에 맞물린 피니언(P2)이 맞물려 있다. 피니언(P1, P2)은 캐리어(CR1)에 지지되어 있으며, 캐리어(CR1)는 제1맞물림수단을 구성하는 기어 케이스(10)에 설치된 원웨이 클러치(F-1) 및 브레이크(B-1)에 접속되어 있다.

또, 리어 플래니터리 기어 세트(9)의 프론트 플래니터리 기어 유닛(5) 측의 미들 플래니터리 기어 유닛(6)은 입력축(2)에 클러치(C-1)를 통하여 접속된 선기어(S2)를 가지고 있으며, 선기어(S2)는 링기어(R2)와 맞물리는 피니언(P3)과 맞물려 있다. 피니언(P3)은 캐리어(CR2)에 지지되어 있으며, 캐리어(CR2)에는 클러치(C-2)를 통하여 입력축(2)이 접속되어 있다. 링기어(R2)에는 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)의 링기어(R1)가 접속되어 있으며, 이들 링기어(R1, R2)는 모두 기어 케이스(10)에 접속된 제2맞물림수단을 구성하는 브레이크(B-2)로 고정할 수 있음과 동시에, 마찬가지로 기어 케이스(10)에 접속된 브레이크(B-2)와 함께 제2맞물림수단을 구성하는 원웨이 클러치(F-2), 브레이크(B-3)를 통하여 고정할 수 있다.

그리고, 리어 플래니터리 기어 세트(9)의 출력축(3) 측의 리어 플래니터리 기어 유닛(7)은 입력축(2)에 클러치(C-1)를 통하여 선기어(S2)와 동기(同期)회전할 수 있도록 일체적으로 접속된 선기어(S3)를 가지고 있으며, 선기어(S3)는 링기어(R3)와 맞물리는 피니언(P4)과 맞물려 있다. 링기어(R3)는 미들 플래니터리 기어 유닛(6)의 캐리어(CR2)와 접속하고 있음과 동시에, 기어 케이스(10)에 설치된 제3맞물림수단을 구성하는 원웨이 클러치(F-3) 및 브레이크(B-4)에 의하여 고정할 수 있다. 또, 피니언(P4)은 캐리어(CR3)에 지지되어 있으며, 상술한 출력축(3)이 캐리어(CR3)에 접속되어 있다.

여기서, 리어 플래니터리 기어 세트(9)는 입력축(2)에 접속되어, 상호 연결된 선기어(S2, S3)로 이루어지는 변속요소와, 미들 플래니터리 기어 유닛(6)의 캐리어(CR2)와 리어 플래니터리 기어 유닛(7)의 링기어(R3)로 구성되는 변속요소와, 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)의 출력부재인 링기어(R1)에 접속된 링기어(R2)로 이루어지는 변속요소와, 출력축(3)이 접속되는 캐리어(CR3)로 이루어지는 변속요소로 합계 4개의 변속요소로 구성된다.

다음으로, 본 자동변속기(1)의 작동을 도 1a의 작동표 및 도 4에 나타내는 토크 전달선(傳達線) 도면 및 도 6에 나타내는 속도선(速度線) 도면에 근거하여 설명한다. 또, 도 6의 속도선 도면에 있어서, 리어 플래니터리 기어 세트(9)의 각 변속요소에 대응하는 도면 우측의 선(線)에 있어서 세로선은 왼쪽부터 차례대로 제4변속요소, 제5변속요소, 제6변속요소 및 제7변속요소를 나타내고 있다.

1속(速)에서는, 도 1a에 나타낸 바와 같이 클러치(C-1)가 맞물려 원웨이 클러치(F-3)가 작동하며, 입력축(2)과 선기어(S2, S3)가 연결됨과 동시에, 링기어(R3)의 역전(逆轉)이 원웨이 클러치(F-3)에 의하여 저지되어, 도 4a 및 도 6 에 나타낸 바와 같이 입력축(2)의 회전(RIN)은 클러치(C-1)를 통하여 직접 리어 플래니터리 기어 세트(9)의 선기어(S3)에 입력된다. 그러면, 정지상태에 있는 링기어(R3)에 의하여, 도 6의 속도선 도면에 있어서 선(線)(L1)으로 나타낸 상태가 되어, 출력축(3)이 접속된 캐리어(CR3)로부터는 정(正)회전의 1속(速)(1ST)이 출력된다. 이때, 미들 플래니터리 기어 유닛(6)은 선기어(S2)의 회전에 의하여 공전(空轉)상태가 된다.

이때의 기어비는 리어 플래니터리 기어 유닛(7)의 기어비를

λ₃ = Ζ_S3 / Ζ_R3

Ζ_S3 : 선기어(S3)의 톱니수, Ζ_R3 : 링기어(R3)의 톱니수로 하면,

(1 + λ₃ ) / λ₃

가 되며, Ζ_S3 = 32, Ζ_R3 = 80을 대입하면, λ₃ = 0.4000이 되고, 1속의 기어비는 도 1a에 나타낸 바와 같이 3.500이 된다.

2속(速)에서는, 도 1a에 나타낸 바와 같이 1속시(時)의 클러치(C-1)의 맞물림에 더하여, 브레이크(B-3)가 맞물림과 동시에, 원웨이 클러치(F-3)의 작동이 해제되고, 원웨이 클러치(F-2)가 작동한다. 이 상태에서는 그때까지 공전상태에 있던 미들 플래니터리 기어 유닛(6)의 링기어(R2)가 브레이크(B-3), 원웨이 클러치(F-2)에 의하여 고정된다. 이 상태에서는 도 4b에 나타낸 바와 같이 입력축(2)의 회전은 선기어(S2)로부터 미들 플래니터리 기어 유닛(6)의 선기어(S2)에 입력됨과 동시에, 리어 플래니터리 기어 유닛(7)의 선기어(S3)에 입력된다. 그러나, 링기어(R2)는 고 정상태에 있기 때문에 그 회전은 저지되며(속도 = 0), 도 6의 속도선 도면에 있어서 선(L2)으로 나타낸 상태가 되며, 출력축(3)이 접속된 캐리어(CR3)로부터는 정(正)회전의 2속(2ND)이 출력된다.

이때의 기어비는 미들 플래니터리 기어 유닛(6)의 기어비를

λ₂ = Ζ_S2 / Ζ_R2

Ζ_S2 : 선기어(S2)의 톱니수, Ζ_R2 : 링기어(R2)의 톱니수로 하면,

(1 + λ₂ ) (1 + λ₃ ) / (λ₂ + λ₃ + λ₂ λ ₃)

가 되며, Ζ_S2 = 31, Ζ_R2 = 73을 대입하면, λ₂ = 0.4247이 되고, 2속의 기어비는 상술한 λ₃의 수치를 고려하여, 도 1a에 나타낸 바와 같이 2.006이 된다.

3속(速)에서는, 도1a에 나타낸 바와 같이 1, 2속시의 클러치(C-1)의 맞물림에 더하여, 클러치(C-3)가 맞물림과 동시에, 원웨이 클러치(F-2)의 작동이 해제되고, 원웨이 클러치(F-1)가 작동한다. 이 상태에서는 입력축(2)의 회전은 그때까지의 클러치(C-1)를 통한 리어 플래니터리 기어 세트(9)로의 입력에 더하여, 클러치(C-3)를 통하여 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)의 선기어(S3)에도 입력됨과 동시에, 캐리어(CR1)의 역전(逆轉)이 케이스(10)에 접속된 원웨이 클러치(F-1)에 의하여 저지되어, 캐리어(CR1)는 케이스(10)에 접속되어 고정된다.

그러면, 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)에서는 선기어(S1)에 입력축(2)의 회전이 입력되고 캐리어(CR1)가 고정됨으로써, 도 6의 속도선 도면에 있어서 선(L3)으로 나타낸 상태가 되며, 출력부재로서의 링기어(R1)로부터는 정(正)의 감 속회전(RV1)이 미들 플래니터리 기어 유닛(6)의 링기어(R2)에 출력된다. 한편, 리어 플래니터리 기어 세트(9)에는, 도 4c에 나타낸 바와 같이 선기어(S2, S3)에 입력축(2)의 회전(RIN)이 입력되어 있기 때문에, 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)으로부터 링기어(R2)로 입력되는 회전(RV1)은, 도 6의 선(L4)으로 나타낸 바와 같이 합성(合成)되어 출력축(3)이 연결되는 캐리어(CR3)로부터는 3속(3RD)이 출력된다.

이때, 브레이크(B-3)는 맞물림상태로 되어 있지만, 원웨이 클러치(F-2)가 공전상태이기 때문에, 브레이크(B-3)는 변속에는 전혀 기여(寄與)하지 않는다.

이때의 기어비는 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)의 기어비를

λ₁ = Ζ_S1 / Ζ_R1

Ζ_S1 : 선기어(S1)의 톱니수, Ζ_R1 : 링기어(R1)의 톱니수로 하면,

(1 + λ₂ ) (1 + λ₃ ) / {(1 + λ₂ ) (1 + λ₃ ) - (1 - λ ₁ )}

가 되며, Ζ_S1 = 39, Ζ_R2 = 91을 대입하면, λ₁ = 0.4286이 되며, 3속의 기어비는 상술한 λ₂, λ₃의 수치를 고려하여, 도 1a에 나타낸 바와 같이 1.402가 된다.

4속(速)에서는, 도 1a에 나타낸 바와 같이 1, 2, 3속시의 클러치(C-1)의 맞물림에 더하여, 클러치(C-2)가 맞물림과 동시에, 원웨이 클러치(F-1)의 작동이 해제된다. 이 상태에서는 입력축(2)의 회전은 그때까지의 클러치(C-1)를 통한 리어 플래니터리 기어 세트(9)의 선기어(S2, S3)로의 입력에 더하여, 클러치(C-2)를 통하여 리어 플래니터리 기어 세트(9)의 캐리어(CR2) / 링기어(R3)에도 입력되어, 리어 플래니터리 기어 세트(9)는 전체가 직결 회전이 되며, 도 6의 선(L5)으로 나타 낸 상태가 되어, 출력축(3)이 연결되는 캐리어(CR3)로부터는 4속(4TH)이 출력된다.

이 때, 클러치(C-3) 및 브레이크(B-3)는, 도 1a에 나타낸 바와 같이 맞물림상태로 되어 있지만, 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)은 선기어(S1)에 입력축(2)의 회전이 전달되는 한편, 미들 플래니터리 기어 유닛(6)이 입력축(2)과 직결상태에서 정(正)회전함으로써, 그 링기어(R2)에 연결된 링기어(R1)에도 입력축(2)의 회전이 입력되어, 도 6의 선(L6)의 상태가 되며, 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)은 전체가 직결상태에서 공전(空轉)한다. 4속상태일 때의 기어비는 리어 플래니터리 기어 세트(9)가 직결상태에서 회전되기 때문에 1이 된다.

5속(速)에서는, 도 1a에 나타낸 바와 같이 클러치(C-1)의 맞물림이 해제됨과 동시에, 클러치(C-2) 및 클러치(C-3)가 그대로 맞물림상태가 유지되고 브레이크(B-1)가 맞물린다. 이 상태에서는 입력축(2)의 회전은 클러치(C-2)를 통하여 리어 플래니터리 기어 세트(9)의 캐리어(CR2) / 링기어(R3)에 입력됨과 동시에, 클러치(C-3)를 통하여 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)의 선기어(S1)에 입력된다. 그러면, 캐리어(CR1)가 브레이크(B-1)에 의하여 고정되므로, 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)은 도 6의 선(L3)으로 나타낸 상태가 되며, 링기어(R1)로부터는 감속된 정(正)회전(RV1)이 리어 플래니터리 기어 세트(9)의 링기어(R2)에 출력된다. 이미 서술한 바와 같이, 리어 플래니터리 기어 세트(9)의 캐리어(CR2) / 링기어(R3)에는 입력축(2)의 회전이 입력되므로, 속도선 도면은 도 6의 선(L7)이 되며, 캐리어(CR3)로부터 출력축(3)으로는 5속 회전(5TH)이 출력된다.

이때, 브레이크(B-3)는 도 1a에 나타낸 바와 같이 맞물림상태로 되어 있지 만, 원웨이 클러치(F-2)가 공전(空轉)상태로 되어 있기 때문에, 브레이크(B-3)는 전혀 변속에는 관여하지 않는다.

이때의 기어비는,

λ₂ (1 + λ₃) / {λ₂ (1 + λ₃ ) + (1 - λ₁ ) λ₃ }

가 되며, 5속의 기어비는 상술한 λ₁, λ₂, λ₃의 수치를 고려하여, 도 1a에 나타낸 바와 같이 0.722가 된다.

6속(速)에서는, 도 1a에 나타낸 바와 같이 클러치(C-3)의 맞물림이 해제됨과 동시에 브레이크(B-2)가 맞물린다. 이 상태에서는 입력축(2)의 회전(RIN)은 클러치(C-2)를 통하여 리어 플래니터리 기어 세트(9)의 캐리어(CR2) / 링기어(R3)에 입력됨과 동시에, 링기어(R2)가 브레이크(B-2)에 의하여 고정되기 때문에, 리어 플래니터리 기어 세트(9)는 도 6의 선(L8)으로 나타낸 상태가 되며, 캐리어(CR3)로부터 출력축(3)으로는 6속 회전(6TH)이 출력된다.

이때, 브레이크(B-1, B-3)는 도 1a에 나타낸 바와 같이 맞물림상태로 되어 있지만, 링기어(R1)는 브레이크(B-2)에 의하여 고정상태에 있기 때문에, 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)은 회전하지 않으며, 브레이크(B-1, B-3)는 전혀 변속에는 관여하지 않는다.

후진(後進)에서는, 도 1a에 나타낸 바와 같이 클러치(C-3)가 맞물림과 동시에, 브레이크(B-4) 및 원웨이 클러치(F-1)가 맞물린다. 이 상태에서는 입력축(2)의 회전(RIN)은 클러치(C-3)를 통하여 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)의 선기어(S1) 에 입력되며, 캐리어(CR1)가 원웨이 클러치(F-1)에 의하여 고정됨으로써, 속도선 도면은 도 6의 선(L3)으로 나타낸 상태가 되며, 링기어(R1)로부터는 정(正)회전의 출력회전(RV1)이 리어 플래니터리 기어 세트(9)의 링기어(R2)에 출력된다. 리어 플래니터리 기어세트(9)는 링기어(R3) / 캐리어(CR2)가 브레이크(B-4)에 의하여 고정되기 때문에, 리어 플래니터리 기어 세트(9)는 도 6의 선(L10)으로 나타낸 상태가 되며, 캐리어(CR3)로부터 출력축(3)으로는 후진 회전(REV)이 출력된다.

이때의 기어비는,

λ₂ ( 1 + λ₃ ) / λ₃ λ₁

가 되며, 후진의 기어비는 상술한 λ₁, λ₂, λ₃의 수치를 고려하여, 도 1a에 나타낸 바와 같이 3.468이 된다.

또, 엔진 브레이크(코스트)시(時)에는, 도 1에 나타낸 바와 같이 통상의 작동에 더하여, 3속시에는 케이스(10)에 접속된 브레이크(B-1)가 맞물리고, 캐리어(CR1)를 케이스(10)에 접속하여 그 회전을 방지하여 확실하게 고정하며, 도 6에 나타낸 속도선 도면에 근거하는 3속을 확실하게 생성할 수 있도록 한다. 이에 따라, 원웨이 클러치(F-1)가 케이스(10)와의 사이에 배치되어 있음과 더불어 종래 기술과 같이 코스트용으로 제1플래니터리 기어 유닛(5)과 플래니터리 기어 세트(9) 등의 두 개의 회전체 사이에 클러치와 원웨이 클러치의 세트를 배치할 필요가 없어지므로, 이들 기구를 배치하기 위한 복잡한 지지기구가 불필요하게 되며, 그만큼 자동변속기를 콤팩트하게 구성할 수 있다.

또, 2속시에는 브레이크(B-2)가 맞물리고 링기어(R2)를 확실하게 케이스(10)에 접속하여 고정하며, 또한 1속시에는 브레이크(B-4)가 맞물려 링기어(R3)가 확실하게 고정된다.

상술한 실시형태는 리어 플래니터리 기어 세트(9)의 링기어(R2)의 맞물림수단으로서의 브레이크(B-3)와 원웨이 클러치(F-2)를 링기어(R2)에 직접 설치한 경우에 대하여 서술하였지만, 브레이크(B-3)와 원웨이 클러치(F-2)는 링기어(R2)를 고정할 수 있으면 어느 위치에 설치하여도 무방하며, 도 2에 나타낸 바와 같이 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)의 선기어(S1)와 클러치(C-3) 사이에 설치하여, 링기어(R2)를 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)을 통하여 고정하도록 할 수도 있다.

이하, 본 발명의 다른 실시형태인 도 2에 나타내는 자동변속기에 대하여 설명하는데, 링기어(R2)의 맞물림수단인 브레이크(B-3)와 원웨이 클러치(F-2)의 배치 이외에는, 도 1의 자동변속기와 구조 및 동작(속도선 도면도, 도 6과 동일)이 같으므로, 여기서는 도 1의 자동변속기(1)와 상이한 부분만을 설명하며, 도 1의 자동변속기(1)와 동일한 부분은 동일 부호를 부가하여 해당 부분의 설명을 생략한다.

도 2b의 자동변속기(11)는 선기어(S1)와 클러치(C-3)의 사이에, 원웨이 클러치(F-2), 브레이크(B-3)가 기어 케이스(10)와의 사이에 설치되어 있다. 자동변속기(11)에서 2속 상태를 출력축(3)으로부터 출력하기 위해서는, 도 2a에 나타낸 바와 같이 클러치(C-1), 브레이크(B-3), 원웨이 클러치(F-1, F-2)를 작동시킨다. 2속에서는, 도 2a에 나타낸 바와 같이 1속시의 클러치(C-1)의 맞물림에 더하여, 브레이크(B-3)가 맞물림과 동시에, 원웨이 클러치(F-3)의 작동이 해제되고, 원 웨이 클러치(F-1) 및 원웨이 클러치(F-2)가 작동한다. 이 상태에서는 도 5b에 나타낸 바와 같이, 그때까지 공전상태에 있던 미들 플래니터리 기어 유닛(6)의 링기어(R2)가, 록(lock)상태의 원웨이 클러치(F-1)에 의하여 고정된 캐리어(CR1) 및 브레이크(B-3)의 작동에 의하여 록(lock)상태가 된 원웨이 클러치(F-2)에 의하여 고정된 선기어(S1)를 통하여 고정된다.

이 상태에서는 도 5b에 나타낸 바와 같이 입력축(2)의 회전은 선기어(S2)로부터 미들 플래니터리 기어 유닛(6)에 입력됨과 동시에, 리어 플래니터리 기어 유닛(7)의 선기어(S3)에 입력된다. 그러나, 링기어(R2)는 고정상태에 있기 때문에, 그 회전은 저지되어(속도 = 0), 도 6의 속도선 도면에 있어서 선(L2)으로 나타낸 상태가 되며, 출력축(3)이 접속된 캐리어(CR3)로부터는 정(正)회전의 2속(2ND)이 출력된다.

이때의 링기어(R2)의 회전토크는 원웨이 클러치(F-1)에 의하여 캐리어(CR1)의 회전이, 원웨이 클러치(F-2)를 통한 브레이크(B-3)에 의하여 선기어(S1)의 회전이 고정되는 형태로 각각 분담된다. 이에 따라, 링기어(R2)는 각각 고정상태로 유지된 캐리어(CR1) 및 선기어(S1)에 의하여 확실하게 고정 유지되며, 그 회전토크도 양(兩) 속도요소에 각각 부담된 형태로 유지되게 된다. 이렇게 하여, 원웨이 클러치(F-1)의 토크 부담능력을 이용하는 형태로써, 그만큼 원웨이 클러치(F-2) 및 브레이크(B-3)의 토크 부담능력을 작은 것으로 할 수 있으며, 링기어(R2)에 직접 원웨이 클러치(F-2) 및 브레이크(B-3)를 장착한 경우보다도, 그 토크 용량을 작게 하는 것이 가능하게 되어, 원웨이 클러치(F-2) 및 브레이크(B-3)의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 2속 이외의 속도에 있어서의 토크 전달 경로나 각 클러치, 브레이크, 원웨이 클러치 등의 마찰맞물림요소의 작동은, 도 1의 속도변속기(1)의 경우와 동일하며, 기어비 등도 동일하게 된다.

또한, 도 3b에 나타낸 바와 같이 2속시의 엔진 브레이크용 브레이크(B-2)를, 마찬가지로 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)의 선기어(S1)와 클러치(C-3)와의 사이의 기어 케이스(10)와의 사이에 배치하고, 2속의 엔진 브레이크시(時)에 도 3a에 나타낸 바와 같이, 본래의 엔진 브레이크용 브레이크(B-2)에 더하여 5속용 브레이크(B-1)를 동작시켜, 링기어(R2)의 고정을, 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)을 통하여 브레이크(B-1, B-2)에 의하여 행하게 하고, 브레이크(B-2)의 토크 용량을 작게 하여 그만큼 브레이크(B-2)를 소형화하는 것도 가능하다. 즉, 링기어(R2)의 고정을, 브레이크(B-1)에 의하여 캐리어(CR1)를 고정하고, 브레이크(B-2)에 의하여 선기어(S1)를 고정하여, 양쪽의 속도요소의 회전을 고정함으로써 프론트 플래니터리 기어 유닛(5) 전체를 고정하고, 링기어(R2)의 회전을 고정하고 있다. 따라서, 두 개의 브레이크(B-1, B-2)에 토크 분담시킬 수 있기 때문에. 링기어(R2)에 직접 브레이크(B-2)를 설치하는 경우에 비교하여, 브레이크(B-2)의 용량을 작게 할 수 있어 콤팩트화가 가능하게 된다.

또, 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)은 선기어(S1)와 링기어(R1)의 사이에 피니언(P1, P2)이 두 개 직렬로 맞물린 듀얼 플래니터리 기어 유닛으로 설명하고 있지만, 도 9b, 도 9c에서 후술하는 바와 같이 선기어(S1)와 링기어(R1)의 사이에 피니언이 한 개의 심플 플래니터리 기어 유닛이라도 무방하다.

또한, 리어 플래니터리 기어 세트(9)는 실시형태에서 기재한 이외에, 도 11에 나타낸 바와 같은 라비뇨형(ravigneaux-type), 도 10에 나타낸 바와 같은 CR-CR형, 또는 도 12에 나타낸 바와 같은 계단이 있는(stepped) 피니언형 등, 적어도 4개의 변속요소를 가지는 것이면 좋다.

그런데, 도 2b에 나타낸 자동변속기(11)에 있어서 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)의 캐리어(CR1)가 설치된 브레이크(B-1) 및 선기어(S1)와 입력축(2)의 사이에 설치된 클러치(C-3)의 역할에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

즉, 도 13에 나타낸 바와 같이, 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)과 리어 플래니터리 기어 세트(9)를 구성하는 미들 플래니터리 기어 유닛(6) 사이의 변속요소 간(間)에 클러치가 배치되지 않고, 브레이크(B-1) 또는 클러치(C-3)의 어느 한쪽만이 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)에 배치되어 있는 경우, 이 상태에서 상술한 도 6에 나타낸 전진(前進) 5속(6속) 후속 1속을 출력축(3)으로부터 출력하고자 하면, 후진시(時) 3속 및 6속시에 입력축(2)의 회전에 대한 감속회전(RV1)을 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)으로부터 리어 플래니터리 기어 세트(9)에 대하여 출력하지 않으면 안되며, 또 1속시에는 리어 플래니터리 기어 세트(9) 측으로부터 역회전(RV2)이 플래니터리 기어 유닛(6) 측으로 입력되게 된다. 이러한 조건을 만족시키는 형태로써 브레이크(B-1) 또는 클러치(C-3)를 배치하기 위해서는, 브레이크(B-1)만의 경우 선기어(S1)에 입력축(2)은 직결되고, 클러치(C-3)만의 경우에는 캐리어(CR1)가 케이스(10)에 고정되게 된다.

이러한 구성의 자동변속기의 경우, 도 13의 속도선 도면으로부터 분명한 바와 같이, 속도에 관여하는 입력축 회전이 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)을 통하지 않고, 직접 리어 플래니터리 기어 세트(9)에 입력되는 1속시나 4속시에는, 미들 플래니터리 기어 유닛(6)의 링기어(R2)의 회전이 직접 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)의 링기어(R1)에 입력되어 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)을 공전(空轉)시킨다.

만약, 1속시에 클러치(C-3)가 없고 선기어(S1)와 입력축(2)이 직결상태이며, 브레이크(B-1)만인 경우에는 캐리어(CR1)는 고속으로 역전(逆轉)하며, 입력회전수로 정(正)회전하는 선기어(S1)와, 캐리어(CR1) 및 이 캐리어(CR1)에 지지되는 피니언(P1, P2) 사이의 상대속도는 매우 큰 것이 되며, 변속기의 실용영역을 초과하여 버린다.

또, 4속시에 브레이크(B-1)가 없고 캐리어(CR1)가 케이스(10)에 고정되며, 클러치(C-3)만인 경우에는 링기어(R1)의 회전에 의하여 클러치(C-3)가 해방되어 자유회전상태가 된 선기어(S1)는 고속으로 공전(空轉)하고, 정지상태의 캐리어(CR1)와의 상대속도가 매우 커지게 되어, 마찬가지로 변속기의 실용영역을 초과하여 버린다.

이러한 사태의 발생을 방지하기 위하여, 본 발명에서는 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)의 두 개의 변속요소, 즉 선기어(S1)와 입력축(2)의 사이에 클러치(C-3)를 배치하고 캐리어(CR1)에 브레이크(B-1)를 배치하여, 도 6의 속도선 도면에 나타낸 바와 같이 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)의 각 변속요소 간의 상대회전이 과도하게 커지지 않도록 하고 있다.

도 7에 브레이크(B-1)와 클러치(C-3)의 배치를 주안(主眼)으로 한 본 발명의 개략도의 일예를 나타낸다. 각 원웨이 클러치(F-1, F-2, F-3)를 브레이크(B-1, B-2, B-4)에 겸용시키고 있는 이외에, 기본적인 동작은 도 1의 자동변속기(11)와 동일하다.

그리고, 클러치(C-3)의 위치는, 도 1의 경우보다도 클러치(C-3)의 토크 용량이 증대하지만, 도 8에 나타낸 바와 같이 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)의 링기어(R1)와 미들 플래니터리 기어 유닛(6)의 링기어(R2)의 사이에 배치하여도 좋으며, 이 경우에도 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)의 변속요소 간의 상대회전은 적정한 범위 내로 수용할 수 있다. 또, 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)과 플래니터리 기어 세트(9)의 사이에 배치되는 것은 클러치(C-3)뿐이므로, 코스트용 원웨이 클러치와 해당 원웨이 클러치를 동작시키는 클러치를 병렬적으로 배치할 필요가 없어, 자동변속기를 콤팩트하게 수용할 수 있다.

또, 프론트 플래니터리 기어 유닛(5)으로서는 입력축(2)의 회전을 감속한 형태로 플래니터리 기어 세트(9)에 전달할 수 있으면 어떠한 구성이라도 좋으며, 도 1b, 도 2b 이외에도 도 9a에 나타낸 바와 같이, 입력축(2)의 회전을 클러치(C-3)를 통하여 캐리어(CR1)에 입력하고, 선기어(S1)를 브레이크(B-1)와 원웨이 클러치(F-1)를 통하여 케이스에 접속하는 구조와, 도 9b에 나타낸 바와 같이 입력축(2)의 회전을 클러치(C-3)를 통하여 선기어(S1)에 입력하고, 링기어(R1)를 브레이크(B-1)와 원웨이 클러치(F-1)를 통하여 케이스에 접속하여, 심플 피니언(P1)의 캐리어(CR1) 를 리어 플래니터리 기어 세트(9)의 변속요소에 접속하는 구조도 채용 가능하다.

또한, 도 9c에 나타낸 바와 같이, 입력축(2)의 회전을 클러치(C-3)를 통하여 링기어(R1)에 입력하고, 선기어(S1)를 브레이크(B-1)와 원웨이 클러치(F-1)를 통하여 케이스에 접속하여, 심플 피니언(P1)의 캐리어(CR1)를 리어 플래니터리 기어 세트(9)의 변속요소에 접속하는 구조도 채용 가능하다.

청구항 1의 발명에 의하면, 플래니터리 기어 유닛과 플래니터리 기어 세트 사이의 변속요소 간에 클러치를 설치하지 않아도, 제1클러치(C-3)를 단속(斷續)시켜 입력축과 제1변속요소(S1)의 접속을 적절하게 접속ㆍ접속해제함과 동시에, 제1맞물림수단(B-1, F-1)에 의하여 제2변속요소(CR1)를 적절하게 고정ㆍ고정해제함으로써, 도 13에 나타낸 바와 같이 변속동작에 관여하지 않는 제1플래니터리 기어 유닛(5)의 변속요소 간의 상대회전이 극도로 증가하는 것을 방지할 수 있으며, 자동변속기로서 적절한 구성의 기어 트레인의 제공이 가능하게 된다.

또, 제1클러치(C-3)가 입력축 회전이 전달되는 입력축(2)과 제1변속요소(S1)의 사이에 설치됨으로써, 제1클러치의 용량을, 해당 클러치를, 입력축 회전에 비하여 감속회전(따라서, 대(大)토크)이 전달되는 플래니터리 기어 유닛(5)과 플래니터리 기어 세트(9) 사이의 변속요소 간에 설치하는 경우보다도 작게 할 수 있으며, 소형 구성의 클러치로 할 수 있다. 따라서, 자동변속기 자체를 소형화할 수 있다.

청구항 2의 발명에 의하면, 제2변속요소(CR1)가 제1브레이크(B-1) 또는 제1원웨이 클러치(F-1)를 통하여 케이스(10)에 접속되어 고정되기 때문에, 엔진 브레 이크(코스트(coast))시(時)에는 제1브레이크(B-1)에 의한 작동이 가능하게 되며, 종래 기술과 같이 코스트용으로 제1플래니터리 기어 유닛과 플래니터리 기어 세트 등의 회전체 상호간에 클러치와 원웨이 클러치의 세트를 배치할 필요가 없어지고, 복잡한 구성을 배제할 수 있어 그만큼 자동변속기를 콤팩트하게 구성할 수 있다.

또, 제1브레이크(B-1)는 제1플래니터리 기어 유닛의 공전(空轉)시(時)에 제1변속요소(S1)가 고속으로 회전하는 것을 방지하기 위하여 본래 필요한 부품이기 때문에, 고속회전방지용 브레이크와 엔진 브레이크용 브레이크를 겸용시킬 수 있으며, 그만큼 마찰맞물림요소의 수를 줄이는 것이 가능하게 된다. 따라서, 변속제어가 그만큼 용이해지고, 또 자동변속기 자체의 소형화에 기여할 수 있다.

청구항 3의 발명에 의하면, 제4변속요소(R2)를 고정할 때에 제1원웨이 클러치(F-1) 및 제2원웨이 클러치(F-2)와 제2브레이크(B-3)로 반력(反力 ; reaction force)을 분담(分擔)시킨 형태로 부담(負擔)시킬 수 있기 때문에(도 5b 참조), 제4변속요소(R2)에 직접 제2원웨이 클러치(F-2)와 제2브레이크(B-3)를 설치하는 경우(도 4b 참조)에 비하여, 제2원웨이 클러치(F-2)와 제2브레이크(B-3)의 토크 용량을 작게 할 수 있어 자동변속기의 소형화가 가능하게 된다.

청구항 4의 발명은, 제4변속요소(R2)를 고정할 때에 제1브레이크(B-1)와 제3브레이크(B-2)로 토크를 분담시키는 형태로 부담시킬 수 있기 때문에, 제4변속요소(R2)에 직접 제3브레이크(B-2)를 설치하는 경우에 비하여, 제3브레이크(B-2)의 토크 용량을 작게 할 수 있어 자동변속기의 소형화가 가능하게 된다.

청구항 5의 발명에 의하면, 제4 내지 제7변속요소의 구성에 의하여 전진(前進) 5속(速) 또는 6속의 자동변속기를 콤팩트하게 구성하는 것이 가능하게 된다.

청구항 6의 발명에 의하면, 제2변속요소(CR1)가 케이스(10)와의 사이에 배치되는 제1브레이크(B-1) 및 제1원웨이 클러치(F-1)를 통하여 고정되기 때문에, 엔진 브레이크(코스트)시(時)에는 제1브레이크(B-1)에 의한 작동이 가능하게 되며, 종래 기술과 같이 코스트용으로 제1플래니터리 기어 유닛과 플래니터리 기어 세트 등의 회전체 사이에 클러치와 원웨이 클러치의 세트를 배치할 필요가 없어지고, 이들 기구를 배치하기 위한 복잡한 지지기구가 불필요하게 되기 때문에, 그만큼 자동변속기를 콤팩트하게 구성할 수 있다.

또한, 제1브레이크(B-1)는 제1플래니터리 기어 유닛의 공전(空轉)시(時)에 제1변속요소(S1)가 고속으로 회전하는 것을 방지하기 위하여 본래 필요한 부품이기 때문에, 고속회전방지용 브레이크와 엔진 브레이크용 브레이크를 겸용시킬 수 있으며, 그만큼 마찰맞물림요소의 수를 줄이는 것이 가능하게 된다. 따라서, 변속제어가 그만큼 용이하게 되고, 또 자동변속기 자체의 소형화에 기여할 수 있다.

청구항 7의 발명에 의하면, 제4변속요소(R2)를 고정할 때에 제1원웨이 클러치(F-1) 및 제2원웨이 클러치(F-2)와 제2브레이크(B-3)로 반력을 분담시킨 형태로 부담시킬 수 있기 때문에(도 5b 참조), 제4변속요소(R2)에 직접 제2원웨이 클러치(F-2)와 제2브레이크(B-3)를 설치하는 경우(도 4b 참조)에 비하여, 제2원웨이 클러치(F-2)와 제2브레이크(B-3)의 토크 용량을 작게 할 수 있으며, 자동변속기의 소형화가 가능하게 된다.

청구항 8의 발명에 의하면, 제4변속요소(R2)를 고정할 때에 제1브레이크(B-1)와 제3브레이크(B-2)로 토크를 분담시킨 형태로 부담시킬 수 있기 때문에, 제4변속요소(R2)에 직접 제3브레이크(B-2)를 설치하는 경우에 비하여, 제3브레이크(B-2)의 토크 용량을 작게 할 수 있으며, 자동변속기의 소형화가 가능하게 된다.

청구항 9의 발명에 의하면, 2계통의 입력축 회전에 더하여, 감속된 회전을 플래니터리 기어 세트(9)에 입력시킬 수 있기 때문에, 변속단의 다단화에 따라 플래니터리 기어 세트(9) 측에서 다양한 속도선(速度線) 도면을 설정할 수 있으며, 기어비(比)의 자유도가 향상하여 양호한 기어비를 채용할 수 있다.

청구항 10의 발명에 의하면, 제4 내지 제7변속요소의 구성에 의하여 전진(前進) 5속(速) 또는 6속의 자동변속기를 콤팩트하게 구성하는 것이 가능하게 된다.

청구항 11의 발명에 의하면, 플래니터리 기어 유닛과 플래니터리 기어 세트 사이의 변속요소 간에 클러치를 설치하지 않아도, 제1클러치(C-3)를 단속(斷續)시켜 입력축과 제1변속요소(S1)의 접속을 적절하게 접속ㆍ접속해제함과 동시에, 제1원웨이 클러치(F-1) 또는 제1브레이크(B-1)에 의하여 제2변속요소(CR1)를 적절하게 고정ㆍ고정해제함으로써, 도 13에 나타낸 바와 같이 변속동작에 관여하지 않는 제1플래니터리 기어 유닛(5)의 변속요소 간의 상대회전이 극도로 증가하는 것을 방지할 수 있으며, 자동변속기로서 적절한 구성의 기어 트레인의 제공이 가능하게 된다.

또한, 제1클러치(C-3)가 입력축 회전이 전달되는 입력축(2)과 제1변속요소(S1) 사이에 설치됨으로써, 제1클러치의 용량을, 해당 클러치를, 입력 축 회전에 비하여 감속회전(따라서, 대(大)토크)이 전달되는 플래니터리 기어 유닛과 플래니터리 기어 세트 사이의 변속요소 간에 설치하는 경우보다도 작게 할 수 있으며, 소형 구성의 클러치로 할 수 있다. 따라서, 자동변속기 자체를 소형화할 수 있다.

청구항 12의 발명에 의하면, 제4변속요소(R2)를 고정할 때에 제1원웨이 클러치(F-1) 및 제2원웨이 클러치(F-2)와 제2브레이크(B-3)로 반력을 분담시킨 형태로 부담시킬 수 있으며(도 5b 참조), 제4변속요소(R2)에 직접 제2원웨이 클러치(F-2)와 제2브레이크(B-3)를 설치하는 경우(도 4b 참조)에 비하여, 제2원웨이 클러치(F-2)와 제2브레이크(B-3)의 토크 용량을 작게 할 수 있으며, 자동변속기의 소형화가 가능하게 된다.

청구항 13의 발명에 의하면, 제4변속요소(R2)를 고정할 때에 제1브레이크(B-1)와 제3브레이크(B-2)로 토크를 분담시킨 형태로 부담시킬 수 있기 때문에, 제4변속요소(R2)에 직접 제3브레이크(B-2)를 설치하는 경우에 비하여, 제3브레이크(B-2)의 토크 용량을 작게 할 수 있으며, 자동변속기의 소형화가 가능하게 된다.

청구항 14의 발명에 의하면, 2계통의 입력축 회전에 더하여, 감속된 회전을 플래니터리 기어 세트(9)에 입력시킬 수 있기 때문에, 변속단의 다단화에 따라 플래니터리 기어 세트(9) 측에서 다양한 속도선(速度線) 도면을 설정할 수 있으며, 기어비(比)의 자유도가 향상하여, 양호한 기어비를 채용할 수 있다.

청구항 15의 발명에 의하면, 제4 내지 제7변속요소의 구성에 의하여 전진(前進) 5속(速) 또는 6속의 자동변속기를 콤팩트하게 구성하는 것이 가능하게 된다.

Claims

플래니터리 기어 유닛과,

적어도 4개의 변속요소를 가지는 플래니터리 기어 세트,를 가지고,

입력축으로부터의 회전을 상기 플래니터리 기어 유닛 및 상기 플래니터리 기어 세트에 의하여 다단(多段)으로 변속하여 출력축에 전달하도록 구성되는 자동변속기에 있어서,

상기 플래니터리 기어 유닛은, 상기 입력축의 회전이 제1클러치를 통하여 입력되는 제1변속요소와, 제1맞물림(engage)수단에 의하여 맞물리는 제2변속요소와, 상기 플래니터리 기어 세트의 제4변속요소에 직접 연결하는 제3변속요소,를 가지고,

상기 플래니터리 기어 유닛과 상기 플래니터리 기어 세트는, 상기 제3변속요소와 상기 제4변속요소와의 직접 연결만으로 연결되고,

상기 플래니터리 기어 세트는, 상기 입력축의 회전수에 대하여 감속한 회전수의 회전이 상기 제3변속요소를 통하여 제4변속요소에 전달됨과 함께, 상기 입력축의 회전이 상기 제4변속요소 이외의 소정의 변속요소에, 상기 제1클러치에 병렬하여 배치된 소정의 클러치를 통하여 전달되도록 구성되는, 차량용 자동변속기.
플래니터리 기어 유닛과,

적어도 4개의 변속요소를 가지는 플래니터리 기어 세트,를 가지고,

입력축으로부터의 회전을 상기 플래니터리 기어 유닛 및 상기 플래니터리 기어 세트에 의하여 다단으로 변속하여 출력축에 전달하도록 구성되는 자동변속기에 있어서,

상기 플래니터리 기어 유닛은, 상기 입력축의 회전이 제1클러치를 통하여 입력되는 제1변속요소와, 제1맞물림수단에 의하여 맞물리는 제2변속요소와, 상기 플래니터리 기어 세트의 제4변속요소에 직접 연결하는 제3변속요소,를 가지고,

상기 입력축의 회전이 입력되는 상기 플래니터리 기어 유닛의 변속요소는, 상기 제1클러치를 통하여 입력되는 상기 제1변속요소 뿐이고,

상기 제1맞물림수단에 의하여 맞물리는 상기 플래니터리 기어 유닛의 변속요소는, 상기 제2변속요소뿐이며,

상기 플래니터리 기어 세트는, 상기 입력축의 회전수에 대하여 감속한 회전수의 회전이 상기 제3변속요소를 통하여 제4변속요소에 전달됨과 함께, 상기 입력축의 회전이 상기 제4변속요소 이외의 소정의 변속요소에, 상기 제1클러치에 병렬하여 배치된 소정의 클러치를 통하여 전달되도록 구성되는, 차량용 자동변속기.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 제1맞물림수단은, 제1브레이크 및 1방향의 회전만을 허용하는 제1원웨이 클러치로 이루어지고,

상기 제1브레이크 또는 제1원웨이 클러치가 맞물린 경우에, 상기 제2변속요소가 케이스에 접속되어 맞물림되도록 하여 구성된, 차량용 자동변속기.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 제1변속요소는, 제2원웨이 클러치와 제2브레이크를 통하여 케이스에 접속되고,

상기 제1맞물림수단을 맞물림과 함께, 상기 제2브레이크를 맞물림으로써 제2원웨이 클러치가 로크(lcok)되어, 상기 플래니터리 기어 유닛을 통하여 제4변속요소를 맞물리도록 구성되는, 차량용 자동변속기.
청구항 3에 있어서,

상기 제1변속요소는, 더욱 제3브레이크를 통하여 케이스에 접속되고,

상기 제1브레이크와 제3브레이크를 맞물리게 함으로써, 상기 플래니터리 기어 유닛을 통하여 상기 제4변속요소를 맞물리도록 하여 구성한, 차량용 자동변속기.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 플래니터리 기어 세트는, 4개의 변속요소를 가지고,

상기 제4변속요소는, 상기 플래니터리 기어 유닛의, 상기 제3변속요소에 접속됨과 함께, 제2맞물림수단에 의하여 맞물림 가능하게 구비되고,

제5변속요소는, 제2클러치에 의하여 상기 입력축과 접속·접속해제 가능하게 접속됨과 함께, 제3맞물림수단에 의하여 맞물림 가능하게 구비되고,

제6변속요소는, 상기 출력축에 접속되고,

제7변속요소는, 제3클러치에 의하여 상기 입력축과 접속·접속해제 가능하게 접속되고,

상기 소정의 클러치는, 상기 제2클러치 및 상기 제3클러치인, 차량용 자동변속기.
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