KR100802949B1

KR100802949B1 - 자동 변속기의 마찰부재 배치구조

Info

Publication number: KR100802949B1
Application number: KR1020060099957A
Authority: KR
Inventors: 박성훈
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2006-10-13
Filing date: 2006-10-13
Publication date: 2008-02-13

Abstract

싱글 피니언 유성기어셋트로 이루어지는 제1,2 유성기어셋트, 더블 피니언 유성기어셋트로 이루어지는 제3 유성기어셋트를 상호 연결하되,

상기 제2 유성기어셋트의 선기어를 제1 클러치와 제3 브레이크를 개재시켜 입력축과 연결하며, 상기 제3 유성기어셋트의 유성 캐리어를 제2 클러치와 제1 브레이크를 개재시켜 입력축과 변속기 하우징에 연결하고, 상기 제1 유성기어셋트의 선기어를 제2 브레이크를 개재시켜 변속기 하우징과 연결하는 자동 변속기에 있어서,

상기 제1클러치 및 제3 브레이크와, 제2 브레이크는 출력기어의 전방부에 배치하고, 상기 제2 클러치와 제1 브레이크는 제3 유성기어셋트의 후측에 배치하여 이루어지는 자동 변속기의 마찰부재 배치구조를 제공한다.

자동 변속기. 클러치. 브레이크. 유성기어셋트

Description

자동 변속기의 마찰부재 배치구조{ARRANGE STRUCTURE OF FRICTION ELEMENT FOR AN AUTOMATIC TRANSMISSION}

도 1은 본 발명이 적용되는 파워 트레인의 일예를 보인 도면.

도 2는 도 1의 파워 트레인에 대한 마찰부재의 작동표.

도 3은 본 발명에 의한 배치구조를 나타낸 도면이다.

본 발명은 차량용 자동 변속기에 적용되는 마찰부재의 배치구조에 관한 것으로서, 다수의 마찰부재를 한데 모아 컴팩트하게 배치함으로써, 자동 변속기의 전장을 줄일 수 있도록 한 자동 변속기의 마찰부재 배치구조에 관한 것이다.

예컨대, 자동 변속기의 다단 변속기어 메카니즘은, 복수의 유성기어셋트의 조합으로 이루어져 있으며, 이러한 복수의 유성기어셋트가 조합된 파워 트레인은 엔진 토크를 변환하여 전달하는 토크 컨버터로부터 회전 동력이 입력되면 이를 다단으로 변속하여 출력측으로 전달하는 기능을 수행하게 된다.

이러한 자동 변속기의 파워 트레인은 많은 변속단을 보유할수록 동력 성능 및 연료 소비율면에서 유리하기 때문에 보다 많은 변속단을 구현할 수 있는 파워 트레인이 요구되고 있다.

그리고 동일 수의 변속단을 구현하더라도 유성기어셋트의 조합 방법에 따라 내구성 및 동력 전달 효율, 그리고 크기 및 중량 등이 크게 달라지기 때문에, 보다 견고하고 동력 손실을 최소화하면서도 컴팩트화 할 수 있는 파워 트레인의 개발을 위한 노력이 계속되고 있다.

또한, 유성기어셋트를 이용하는 파워 트레인을 개발함에 있어서는 어떤 새로운 유성기어셋트를 개발하는 것이 아니라, 기존에 나와 있는 다수의 유성기어셋트를 어떻게 배열하고, 이에 수반되는 클러치와 브레이크, 그리고 원웨이 클러치를 어느 위치에 몇 개를 배치하여 가능한 동력 손실이 없이 원하는 변속단과 이에 따르는 변속비를 구현하여 변속기 성능을 향상시키는 데에 그 목표를 두고 다양한 연구가 이루어지고 있다.

그리고 변속기를 포함하는 엔진이 탑재되는 엔진 룸에는 다른 편의장치가 배치되는 바, 엔진 룸의 빈 공간을 크게 확보하는 바람직하며, 이를 위하여 자동 변속기의 파워 트레인 조합시에도 가능한 한 자동 변속기의 크기를 줄이려고 하는 연구가 계속되고 있다.

이에 따라 본 발명자는 상기와 같은 요구에 부응하고자 하는 데에 그 목적을 두고 본 발명을 제안하게 되었다.

보다 구체적으로, 본 발명은 자동 변속기에 적용되는 마찰부재를 가능한 한 한데 모아 배치함으로써, 자동 변속기의 크기를 최소화 할 수 있도록 한 자동 변속 기의 마찰부재 배치구조를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명은 싱글 피니언 유성기어셋트로 이루어지는 제1,2 유성기어셋트, 더블 피니언 유성기어셋트로 이루어지는 제3 유성기어셋트를 상호 연결하되,

상기 제1 유성기어셋트의 유성 캐리어를 제2 유성기어셋트의 링기어와, 상기 제1 유성기어셋트의 링기어를 제3 유성기어셋트의 링기어와, 상기 제2 유성기어셋트의 유성 캐리어를 제3 유성기어셋트의 유성 캐리어와, 상기 제3 유성기어셋트의 선기어를 입력축과, 상기 제1 유성기어셋트의 유성 캐리어를 출력기어와 상호 직접적으로 연결하고,

상기 제2 유성기어셋트의 선기어를 제1 클러치와 제3 브레이크를 개재시켜 입력축과 연결하며,

상기 제3 유성기어셋트의 유성 캐리어를 제2 클러치와 제1 브레이크를 개재시켜 입력축과 변속기 하우징에 연결하고,

상기 제1 유성기어셋트의 선기어를 제2 브레이크를 개재시켜 변속기 하우징과 연결하는 자동 변속기에 있어서,

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설 명한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 파워 트레인의 일예를 보인 도면으로서, 2개의 싱글 피니언 유성기어셋트와 1개의 더블 피니언 유성기어셋트를 2개의 클러치와 3개의 브레이크로 이루어지는 마찰부재를 이용하여 조합함으로써, 전진 6속 및 후진 1속의 변속단을 구현할 수 있는 파워 트레인을 예시하고 있다.

보다 구체적으로 살펴보면, 싱글 피니언 유성기어셋트로 이루어지는 제1,2 유성기어셋트(PG1)(PG2)와, 더블 피니언 유성기어셋트로 이루어지는 제3 유성기어셋트(PG3)가 엔진측으로부터 후측으로 동일 축선상에 순차적으로 배치된다.

상기와 같은 제1,2,3 유성기어셋트(PG1)(PG2)(PG3)를 상호 연결함에 있어서는 상기 제1 유성기어셋트(PG1)의 유성 캐리어(PC1)와 제2 유성기어셋트(PG2)의 링기어(R2)를 직접적으로 연결하고, 상기 제1 유성기어셋트(PG1)의 링기어(R1)와 제3 유성기어셋트(PG3)의 링기어(R3)를 직접적으로 연결하였다.

그리고 상기 제2 유성기어셋트(PG2)의 유성 캐리어(PC2)와 제3 유성기어셋트(PG3)의 유성 캐리어(PC3)를 직접적으로 연결하고, 상기 제3 유성기어셋트(PG3)의 선기어(S3)를 입력축(IS)와 직접 연결하여 항상 입력요소로 작동하게 하고, 제1 유성기어셋트(PG1)의 유성 캐리어(PC1)를 출력기어(OG)와 연결하여 항상 출력요소로 작동하도록 하였다.

상기와 같은 직접적인 연결이 이루어진 상태에서 나머지의 작동요소를 다수의 클러치(C1)(C2)와, 브레이크(B1)B2)(B3)를 개재시켜 조합하되, 상기 제1 클러치(C1)는 제2 유성기어셋트(PG2)의 선기어(S2)와 입력축(IS) 사이에 개재되어 전진 3, 5속과 후진 변속단에서 작동하게 되며, 상기 제2 클러치(C2)는 상기 제3 유성기어셋트(PG3)의 유성 캐리어(PC3)와 입력축(IS) 사이에 개재되어 전진 4,5,6속에서 작동하게 된다.

그리고 상기 제1 브레이크(B1)는 제3 유성기어셋트(PG3)의 유성 캐리어(PC3)와 변속기 하우징(H) 사이에 개재되어 전진 1속 및 후진 변속단에서 작동하게 되며, 상기 제2 브레이크(B2)는 제1 유성기어셋트(PG1)의 선기어(S1)와 변속기 하우징(H) 사이에 개재되어 전진 1,2,3,4속에서 작동하게 되고, 상기 제3 브레이크(B3)는 제2 유성기어셋트(PG2)의 선기어(S2)와 변속기 하우징(H) 사이에 개재되어 전진 2, 6속에서 작동하게 된다.

상기에서 제1 브레이크(B1)는 병렬로 배치되는 원웨이 클러치(OWC)가 전진 1속에서 작동하게 되는 바, 전진 1속에서 작동되지 않아도 전진 1속 변속에는 아무런 문제가 발생되지 않는다.

상기와 같이 구성되는 파워 트레인의 마찰부재는 각 변속단에서 도 2에서와 같이 작동하게 되는데, 이를 정리하여 보면, 전진 1속에서는 제2 브레이크(B2)와 원웨이 클러치(OWC)가 작동되고, 전진 2속에서는 제2, 3브레이크(B2)(B3)가 작동되며, 전진 3속에서는 제1 클러치(C1)와 제2 브레이크(B2)가 작동되고, 전진 4속에서는 제2 클러치(C2)와 제2 브레이크(B2)가 작동되며, 전진 5속에서는 제1,2 클러치(C1)(c2)가 작동되고, 전진 6속에서는 저2 클러치(C2)와 제3 브레이크(B3)가 작동되면서 변속이 이루어지게 되는 것이다.

상기와 같이 구성 동작되는 파워 트레인을 조합함에 있어서, 본 발명에서는 제1,2 유성기어셋트(PG1)(PG2)에 해당되는 제1 클러치(C1)와 제2,3 브레이크(B2)(B3)는 전측부의 출력기어(OG)와 도 1에서 미도시하고 있는 오일펌프 사이에 배치하고, 제3 유성기어셋트(PG3)에 해당되는 제1 브레이크(B1)와 제2 클러치(C2)는 제3 유성기어셋트(PG3)의 후측에 배치하였다.

그리고 상기와 같이 자동 변속기의 전측에 배치되는 제1 클러치(C1)와 제3 브레이크(B3)는 원주방향으로 중첩 배치하고, 제2 브레이크(B2)는 출력기어(OG)와 제3 브레이크(B3) 사이에 배치하되, 제3 브레이크(B3)와 거의 동일 선상에 위치하도록 배치하였다.

또한, 제3 유성기어셋트(PG3)의 후측에 배치되는 제2 클러치(C2)와 제1 브레이크(B1)도 원주 방향으로 중첩 배치하였다.

그리고 상기 제1 클러치(C1) 및 제2,3 브레이크(B2)(B3)의 배치 구조를 보다 구체적으로 살펴보면 도 3에서와 같다.

상기 제1 클러치(C1)와 제3 브레이크(B3)를 중첩 배치함에 있어서, 이들은 상호 제2 유성기어셋트(PG2)의 선기어(S2)를 제어하게 되는 바, 하나의 동력 전달부재(2)로 연결되도록 하되, 내주측에는 제1 클러치 허브(4)를 형성하고, 이 제1 클러치 허브(4)의 외주측으로 일정 간격을 두고 제3 브레이크 허브(6)를 일체로 형성하였다.

그리고 상기 제3 브레이크 허브(6)의 내주측에 제1 클러치 리테이너(8)를 배치하여 상기 제1 클러치 허브(4)와의 사이에 제1 클러치 디스크셋트(10)를 배치하였다.

또한, 상기 제3 브레이크(B3)는 변속기 하우징(H)을 제3 브레이크 리테이너로 형성하여 이의 변속기 하우징(H)과 제3 브레이크 허브(6) 사이에 제3 브레이크 디스크셋트(12)를 배치하였다.

그리고 제2 브레이크(B2)는 상기 제3 브레이크(B3)와 출력기어(OG) 사이에 배치되는데, 제1 유성기어셋트(PG1)의 선기어(S1)와 연결되는 제2 브레이크 허브(14)는 상기 제1 클러치 허브(4)와 제3 브레이크 허브(6) 사이에 위치하고, 변속기 하우징(H)을 제2 브레이크 리테이너로 형성하여 이의 변속기 하우징(H)과 제2 브레이크 허브(14) 사이에 제2 브레이크 디스크셋트(16)를 배치하였다.

상기에서 제1 클러치 디스크셋트(10) 및 제3 브레이크 디스크셋트(12)와, 제2 브레이크 디스크셋트(16)는 공지에서와 같이 각각의 허브에 형성된 외륜 기어부와, 리테이너에 형성되는 내륜 기어부 사이에 디스크와 압력 플레이트가 교번적으로 배치되는 구성이며, 이들은 각각의 피스톤(18)(20)(22)의 작동에 따른 마찰작용에 의해 작동하게 된다.

그리고 상기와 같은 클러치와 브레이크의 상세 구성은 종래와 동일하고 배치 위치만 다르므로 이에 대한 상세한 구성 설명은 생략하기로 한다.

이와 같이 본 발명에서는 마찰부재를 수평방향으로 나란히 배열하지 않고, 중첩 배치함으로써, 자동 변속기의 길이를 최소화 할 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은, 자동 변속기에 적용되는 다수의 마찰부재를 한데 모아 컴팩트하게 배치하여 자동 변속기의 전장 및 전체적인 크기를 최소화함으 로써, 엔진 룸의 빈 공간을 크게 확보하여 엔진 룸의 공간 활용도를 최대화할 수 있는 발명인 것이다.

Claims

싱글 피니언 유성기어셋트로 이루어지는 제1,2 유성기어셋트, 더블 피니언 유성기어셋트로 이루어지는 제3 유성기어셋트를 상호 연결하되,

상기 제1 유성기어셋트의 유성 캐리어를 제2 유성기어셋트의 링기어와, 상기 제1 유성기어셋트의 링기어를 제3 유성기어셋트의 링기어와, 상기 제2 유성기어셋트의 유성 캐리어를 제3 유성기어셋트의 유성 캐리어와, 상기 제3 유성기어셋트의 선기어를 입력축과, 상기 제1 유성기어셋트의 유성 캐리어를 출력기어와 상호 직접적으로 연결하고,

상기 제2 유성기어셋트의 선기어를 제1 클러치와 제3 브레이크를 개재시켜 입력축과 연결하며,

상기 제3 유성기어셋트의 유성 캐리어를 제2 클러치와 제1 브레이크를 개재시켜 입력축과 변속기 하우징에 연결하고,

상기 제1 유성기어셋트의 선기어를 제2 브레이크를 개재시켜 변속기 하우징과 연결하는 자동 변속기에 있어서,

상기 제1클러치 및 제3 브레이크와, 제2 브레이크는 출력기어의 전방부에 배치하고, 상기 제2 클러치와 제1 브레이크는 제3 유성기어셋트의 후측에 배치함을 특징으로 하는 자동 변속기의 마찰부재 배치구조.
제1항에 있어서, 제1 클러치와 제3 브레이크는 원주방향으로 중첩 배치하고, 제2 브레이크는 출력기어와 제3 브레이크 사이에 배치됨을 특징으로 하는 자동 변속기의 마찰부재 배치구조.
제1항에 있어서, 제1 클러치와 제3 브레이크는 제2 유성기어셋트의 선기어와 연결되는 동력 전달부재의 내,외주측에 각각의 허브를 일체로 형성함을 특징으로 하는 자동 변속기의 마찰부재 배치구조.
제1항 또는 제3항에 있어서, 제1 클러치는 동력 전달부재의 내주측에 형성된 제1 클러치 허브와, 동력 전달부재의 외주측에 형성된 제3 브레이크 허브의 내주측에 형성되는 제1 클러치 리테이너 사이에 클러치 디스크셋트를 배치하여 이루짐을 특징으로 하는 자동 변속기의 마찰부재 배치구조.
제1항 또는 제3항에 있어서, 제3 브레이크는 동력 전달부재의 외주측에 형성된 제3 브레이크 허브와, 변속기 하우징 일체로 형성되는 제3 브레이크 리테이너 사이에 브레이크 디스크셋트를 배치하여 이루어짐을 특징으로 하는 자동 변속기의 마찰부재 배치구조.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 브레이크는 제1 유성기어셋트의 선기어 연결되는 제2 브레이크 허브와, 변속기 하우징 일체로 형성되는 제2 브레이크 리테이너 사이에 브레이크 디스크셋트를 배치하여 이루어짐을 특징으로 하는 자동 변속기 의 마찰부재 배치구조.