KR100900582B1 - 자동 변속기의 연결구조 - Google Patents

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마사후미 기노시타
히로후미 오타
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아이신에이더블류 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 따르면, 클러치 등의 드럼과 유성기어의 소정의 회전요소(링기어)를 용접에 의해 연결할 경우, 열 영향에 의해 정밀도가 저하되는 것을 해결한 것이다. 드럼 부재(25)의 칼라부(25c)와 베이스부재(26)의 외경부(26b)을 압입에 의해 고정 장착한다. 결합면(26)은 축방향 양단부(26d1, 26d3)를 압입 치수(f)로 하고, 중앙부는 작은 직경의 요부(26d2)로 이루어진다. 베이스 부재의 연결부(26e)와 링기어(R1)를 스플라인 결합함과 동시에, 스냅 링(28)으로 고정한다. 환형 부분(62)의 노치부로부터 외경방향으로 연장하는 스냅 링의 탭을 조작한다.
자동변속기, 연결구조, 스냅링, 탭, 클러치, 회전요소, 링기어

Description

자동 변속기의 연결구조{CONNECTION STRUCTURE OF AUTOMATIC TRANSMISSION}
본 발명은 자동차 등에 탑재되는 자동 변속기에 있어서, 유성기어(planetary gear)의 링기어 등의 소정의 회전요소와, 드럼 부재 및 베이스 부재를 일체로 고정한 드럼의 인접하는 2개 부재의 연결 구조에 관한 것이다.
종래, 프레스 성형 된 원통 부재로 이루어지는 클러치(및/또는 브레이크) 드럼 부재의 내주면을 원통 부재로 이루어지는 베이스 부재에 외측으로 결합하고, 결합면을 외부로부터 전자빔 등으로 용접한 드럼을 구비한 클러치(또는 브레이크) 드럼이, 자동 변속기에서 많이 이용되고 있다(예를 들면, 일본 특개소 61-48616호 공보).
또한, 상기 클러치 드럼에 인접해서 유성기어를 배치하고, 상기 유성기어의 소정의 회전요소, 예를 들면 링기어를 상기 클러치 드럼에 일체로 고정한 연결구조도 자동 변속기에 이용되고 있다(예를 들면, 일본 특허공표 제2005-527744호 공보).
이러한 연결 구조는 일반적으로 용접구조로 이루어지고, 이 때문에 용접 시의 열의 영향을 받아서 링기어 등의 소정 회전요소가 뒤틀림(warping) 등에 의해 그 정밀도가 저하되고, 기어 노이즈나 기어 내구성 저하 등의 문제가 발생할 우려가 있다.
또한, 상기 클러치(또는 브레이크)의 드럼 부재는 다수의 마찰판이 스플라인 결합하여 축방향으로 소정 길이를 가지며, 결합면에는 상기 마찰판의 결합(engagement) 등에 의거하는 큰 벤딩모멘트(bending moment)(비틀림력(wrenching force))가 작용한다. 이 때문에, 상기 벤딩모멘트가 용접부분에 집중하여 작용하고, 용접부 및 그 열 영향부에 대하여 강도 면에서 불리한 구조로 이루어져 있다.
또한, 상기 드럼 부재의 내주부에는 축방향으로 연장하는 보스 형상의 칼라부(collar portion)가 형성되고, 상기 칼라부를 베이스 부재의 외주면에 압입하여 그 선단부를 용접하는 것도 고려할 수 있지만, 이는 압입 면적을 크게하여 그만큼 압입 하중이 커지게 된다.
또한, 상기 압입 하중을 줄이고 조립의 용이화를 도모하기 위하여, 상기 베이스 부재의 결합면에 있어서 그 선단부만을 압입 치수로 하고, 다른 부분을 약간 작은 직경으로 한 단차진 구조로 하여 칼라부의 선단부만을 베이스 부재로 압입하여 위치 결정하고, 이 상태에서 칼라부 선단과 베이스 부재의 선단 전체 둘레를 용접하여 드럼 부재를 베이스 부재에 일체로 고정 장착하는 것도 고려되었다.
상기 단차진 구조로 이루어지는 결합면을 갖는 것은 베이스 부재의 소경부 외주면과 칼라부의 내주면 사이에 좁은 간극이 형성되고, 제조 공정에 있어서 상기간극으로 이물질이 침입할 경우, 상기 간극은 협소하기 때문에 세정 공정에 의해서도 상기 이물질은 제거될 수 없고, 그 상태 그대로 마찰결합장치로서 자동 변속기에 조립되어 버려, 자동 변속기의 가동 중에 상기 이물질이 간극으로부터 빠져나와 상기 이물질에 의해 자동 변속기의 불량이 발생할 수 있다.
본 발명은 드럼 부재와 베이스 부재를 압입에 의해 일체로 고정함과 동시에, 상기 드럼과 유성기어의 소정의 회전요소를 스플라인 및 스냅 링으로 일체로 연결함으로써, 상기한 과제를 해결하는 자동 변속기의 연결 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 베이스부(base portion)(25a), 상기 베이스부의 외경측으로부터 축방향으로 연장하는 외경부(25b) 및 상기 베이스부의 내경측으로부터 축방향으로 연장하는 칼라부(collar portion)(25c)를 구비하는 단면 C자형의 드럼 부재(25); 상향 돌출부(raised portion)(26a), 상기 상향 돌출부의 외경측으로부터 축방향으로 연장하는 외경부(26b), 상기 상향 돌출부의 내경측으로부터 축방향으로 연장하는 보스부(26c), 및 상기 외경부의 일단으로부터 연장하는 연결부(26e)를 구비하는 베이스 부재(26); 내주면 일단부에 스플라인 홈(hs) 및 환형 요홈(63)을 구비하는 유성 기어(DP)의 링기어(R1)를 포함하고, 상기 베이스 부재(26)의 외경부(26b) 외주면에 상기 드럼 부재(25)의 칼라부(25c) 내주면을 압입함으로써 일체로 고정하여 드럼(20)을 구성하고, 상기 베이스 부재(26)의 연결부(26e)의 외주면에 형성된 스플라인(61)이 상기 링기어(R1)의 스플라인 홈(hs)에 결합함과 동시에 상기 환형 요홈(63)에 스냅 링(28)을 결합하여 고정한 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 연결 구조이다.
상기 구성에 의거하여, 단면 C자형의 드럼 부재와 베이스 부재를 압입에 의해 일체로 고정하여 드럼을 구성하고, 상기 드럼과 유성 기어의 링기어를 스플라인 및 스냅 링에 의해 연결함으로써, 용접에 의한 열 영향을 감소시키고, 링기어 및 드럼의 정밀도를 높이며, 노이즈의 발생을 방지함과 동시에 수명을 향상시킬 수 있다.
이하, 바람직한 실시예를 나타내면 다음과 같다.
상기 링기어(R1)의 환형 요홈(63)을 포함하는 환형 부분(62)은 전체 둘레의 적어도 하나의 위치에 노치(notch)부(62a, 62b)를 구비한다. 상기 스냅 링(28)은 C자형으로 이루어지고, 그의 양단부에서 외경방향으로 연장하는 탭(tab)(28a, 28a)을 구비한다. 상기 탭(28a)은 상기 노치부(62a)에 위치되고, 상기 노치부의 외경방향으로부터 상기 탭(28a)을 조작함으로써 상기 스냅 링(28)을 상기 환형 요홈(63)에 결합 및 결합해제할 수 있다.
이에 따라 환형 부분의 노치부로부터 스냅 링의 외경방향으로 연장하는 탭을 조작하여, 스냅 링의 환형 요부로 결합 또는 결합해제할 수 있기 때문에, 스냅 링을 조작하기 위한 축방향 공간을 필요로 하지 않고, 유성 기어와 드럼을 축방향으로 근접해서 배치할 수 있어 자동 변속기의 콤팩트화를 도모할 수 있다.
상기 스냅 링(28)은 상기 탭(28a)에 인접하고, 상기 환형 부분(62)의 노치부(62a)와 면하는 부분(b)과의 간섭을 방지하기 위한 요부(28d)를 구비한다.
이에 따라 환형 부분에 노치부가 구비되더라도, 요부에 의해 노치부 단면이 탭 인접부와 간섭하는 것을 방지하고, 탭 부분이 노치부 단면에 얹혀져 스냅 링에서 직경 감소방향으로의 힘이 작용하는 것을 방지할 수 있다.
상기 환형 부분(62)에 형성된 노치부(62a, 62b)는 적어도 2개 구비되고, 하나의 상기 노치부(62a)를 통해 상기 스냅 링의 탭(28a)을 조작하고, 또한 다른 하나의 상기 노치부(62b)를 통해 상기 스냅 링(28)이 상기 환형 요홈(63)에 끼워맞춰지는 것(fitting)을 확인한다.
이에 따라 환형 부분의 노치부를 적어도 2개 구비하기 때문에, 하나의 노치부를 통해 스냅 링의 직경 감소 조작을 행할 수 있고, 다른 하나의 노치부를 통해 스냅 링의 환형 요부로의 끼워맞춤 확인작업을 행할 수 있기 때문에, 스냅 링의 결합 및 결합해제 조작을 용이하고 확실하게 행할 수 있다.
상기 베이스 부재(26)의 외경부(26b) 외주면과 상기 드럼 부재의 칼라부(25c) 내주면의 결합면(26d)에 있어서의 축방향 양단부분(26d1, 26d3)을 압입 치수(press fit dimension)로 함과 동시에, 그 사이 부분(26d2)에 간극이 형성된다.
이에 따라 드럼 부재는 마찰판이 결합되는 스플라인을 구비하는 외경부 이외에, 내경측으로 축방향 연장하는 칼라부가 형성되고, 상기 칼라부를 베이스 부재의 외경부 외주면에 결합하고, 또한 상기 결합면은 축방향 양단 부분이 압입 치수로 됨과 동시에 그 사이 부분에 간극이 형성된다. 따라서, 마찰판을 결합하기 위한 큰 가압력(pressing force)에 의해 드럼 부재에 큰 벤딩모멘트가 발생하더라도, 상기 칼라부의 양단부분의 압입에 의해 베이스 부재에 지지된다. 그러므로, 드럼 부재는 안정하고 높은 지지 정밀도로 베이스 부재에 지지되어 마찰판의 이동을 원활하게 유지하고, 마찰결합장치의 성능을 장기간에 걸쳐 유지할 수 있다.
또한, 베이스 부재의 외경부에 드럼 부재의 칼라부를 압입할 경우, 축방향으로 이격된 양단부분이 압입 치수로 됨으로써, 압입 하중의 경감화를 도모하고 조립을 용이하게 함과 동시에, 중간 부분의 간극은 그 양측이 압입부에 의해 폐쇄된다. 따라서, 이물질 등이 침입하지 않아 자동 변속기의 조립 후에 이물질이 떨어져 나오는 일이 없어 이물질에 의한 문제 발생을 방지할 수 있다.
상기 베이스 부재 외경부(26b)의 일단과 상기 드럼 부재 칼라부(25c)의 일단을 정렬하여 이들 외경부 및 칼라부의 일단부는 용접(w)된다.
이에 따라 축방향으로 이격된 압입 부분에 의해 드럼 부재의 칼라부는 베이스 부재에 지지되기 때문에, 드럼 부재로부터의 큰 벤딩모멘트에 의거하는 하중이 드럼 부재와 베이스 부재의 용접부에 집중되는 것을 방지하여, 용접부 및 그 열 영향부에서의 내구성의 저하 등을 방지할 수 있다.
상기 드럼 부재(25)는 프레스 성형에 의해 일체 부품으로 이루어지고, 상기 베이스 부재(26)의 외경부(26b) 외주면의 결합면(26d)에 있어서, 축방향 양단 부분에서 압입 치수로 되는 압입부(26d1, 26d3)와, 이들 압입부 사이의 부분에서 상기 압입부보다 작은 직경으로 이루어지는 요부(26d2)가 형성된다.
이에 따라 드럼 부재는 프레스 성형의 일체 부품에 의해 용이하고 저가로 제조될 수 있고, 베이스 부재의 외경부가 압입 치수로 되는 압입부 및 요부를 형성하기 때문에, 제조는 용이하게 이루어진다.
상기 드럼 부재(25)의 외경부(25b)의 내경측에 클러치 허브(21)가 설치되고, 상기 클러치 허브의 외경부(21b) 외주면에 형성된 스플라인(21d)과 상기 드럼 부재(25)의 외경부(25b) 내주면에 형성된 스플라인(25d) 사이에 다수의 마찰판(22, 23)이 교대로 결합하여 배치된다.
이에 따라 클러치 허브가 설치되고, 클러치 드럼에 상기 드럼을 적용하기 때문에, 드럼 부재에 큰 휨모멘트가 작용하더라도, 클러치 드럼의 정밀도 및 강도는 장기간에 걸쳐 유지될 수 있다.
상기 베이스 부재(26)의 상향 돌출부(26a)를 실린더 저면으로 하고, 상기 드럼 부재(25)의 칼라부(25c)의 외주면 및 상기 베이스 부재(26)의 보스부(26c) 외주면을 슬라이딩면으로 하여, 상기 피스톤 부재(43)는 드럼(20)에 유밀(油密)하게 끼워맞춰지고, 상기 다수의 마찰판용의 유압 서보(hydraulic servo)(A)를 구성한다.
이에 따라 드럼을 실린더로 하여 피스톤을 끼워맞춰서 유압 서보를 구성할 경우, 피스톤 부재의 외경측 슬라이딩면이 드럼 부재 칼라부의 외주면된다. 따라서, 피스톤의 수압면적을 크게 확보할 수 있고, 마찰판에 대한 큰 결합력을 부여하여 안정적이고 확실하게 마찰결합장치가 작동할 수 있다.
상기 피스톤 부재(43)는 상기 유압 서보(A)를 구성하는 피스톤부(43a), 상기 피스톤부로부터 외경측으로 연장하는 피스톤 로드부(43c), 및 상기 피스톤부의 외경 측으로부터 축방향 피스톤 배면측으로 연장하는 원통부(43b)를 포함한다. 캔슬 플레이트(49)는 상기 원통부(43b)에 유밀하게 배치되고 상기 베이스 부재의 보스부(26c)에 고정되며, 상기 피스톤부(43a)의 배면에는 캔슬 유실(51)이 형성된다.
이에 따라 피스톤 로드가 피스톤부의 외경측에 설치되고, 또한 원통부와 보스부를 가로질러 설치된 캔슬 플레이트에 의해 캔슬 유실이 피스톤 배면측에 배치된다. 따라서, 피스톤 로드로 조작되는 다수의 마찰판이 피스톤부 및 캔슬 유실 외경측에 배치되어 유압 서보를 포함한 마찰결합장치를 콤팩트, 특히 축방향으로 콤팩트하게 구성할 수 있다.
상기 베이스 부재(26)의 상향 돌출부(26a)는 외경측(b1)보다 내경측(b2)이 두껍게(b1<b2) 형성된다.
이에 따라 베이스 부재의 상향 돌출부는 외경측보다 내경측이 두껍게 이루어지기 때문에, 링기어 등의 소정의 회전요소로부터 작용하는 스러스트력(thrust force) 및 드럼 부재로부터 작용하는 가압력에 대하여 강한 구조로 이루어질 수 있다.
상기 괄호 내의 부호는 도면을 참조하여 나타낸 것이지만, 청구범위에 기재된 구성에 어떠한 영향도 미치는 것은 아니다.
도 1은 본 발명을 적용한 자동 변속기를 나타낸 개략도.
도 2는 상기 자동 변속기의 작동 차트.
도 3은 상기 자동 변속기의 속도 선도.
도 4는 상기 자동 변속기의 일부를 나타낸 확대 단면도.
도 5는 본 발명에 관한 클러치 드럼 및 상기 드럼과 유성 기어의 소정의 회전요소의 연결 구조를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명에 관한 소정의 회전 요소(링기어)의 스냅 링이 결합한 상태를 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명에 관한 스냅 링을 나타낸 도면으로, (A)은 정면도, (B)은 단부(B부분) 확대도, (C)는 C-C선에 따른 단면도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 자동 변속기에 적용한 실시예에 관하여 설 명한다. 먼저, 본 발명을 적용할 수 있는 자동 변속기(11)의 개략적인 구성에 대해서 도 1을 참조하여 설명한다. 예를 들면 FR타입(전방 엔진(front engine), 후방 구동(rear drive))의 차량에 이용하는데 적합한 자동 변속기(11)는 엔진(미도시)에 연결될 수 있는 자동 변속기(11)의 입력축(11)을 구비하고, 상기 입력축(11)의 축방향을 중심으로 해서 토크 컨버터(7) 및 변속 기구(21)를 포함한다. 상기 자동 변속기에 있어서, 전방은 차량의 전방, 즉 자동 변속기에 있어서 엔진측을 의미하고, 후방은 차량의 후방, 즉 자동 변속기에 있어서 엔진과 반대 측의 출력축(프로펠라 샤프트)측을 의미한다.
상기 토크 컨버터(7)는 자동 변속기(11)의 입력축(11)에 연결된 펌프 임펠러(pump impeller)(7a) 및 작동 유체를 통해 상기 펌프 임펠러(7a)의 회전이 전달되는 터빈 런너(turbine runner)(7b)를 포함한다. 상기 터빈 런너(7b)는 상기 입력축(11)과 동축 상에 설치된 상기 변속 기구(21)의 입력축(12)에 연결된다. 상기 토크 컨버터(7)에는 로크업 클러치(10)가 구비되고, 상기 로크업 클러치(10)가 유압제어장치(미도시)의 유압 제어에 의해 결합할 경우, 상기 자동 변속기(11)의 입력축(11)의 회전은 변속 기구(21)의 입력축(12)으로 직접 전달된다.
상기 변속 기구(21)는 입력축(12)(및 중간축(13)) 상에 유성 기어(감속 유성 기어)(DP) 및 유성기어유닛(유성기어 세트)(PU)이 제공된다. 상기 유성기어(DP)는 선기어(S1), 캐리어(CR1) 및 링기어(R1)를 구비한다. 상기 캐리어(CR1)는 상기 선기어(S1)와 치합하는 피니언(P1) 및 링기어(R1)와 치합하는 피니언(P2)이 서로 치합하는 형태로 구비되는, 소위 더블 피니언 유성기어이다.
상기 유성기어유닛(PU)은 4개의 회전요소로서 선기어(S2), 선기어(S3), 캐리어(CR2) 및 링기어(R3)를 구비하고, 상기 캐리어(CR2)는 상기 선기어(S2) 및 링기어(R3)와 치합하는 롱 피니언(P4) 및 선기어(S3)와 치합하는 쇼트 피니언(PS)이 서로 치합하는 형태로 구비되는, 소위 라비뇨형(Ravigneaux) 유성기어이다.
상기 유성기어(DP)의 선기어(S1)는 트랜스미션 케이스(3)에 일체로 고정되는 스타터 샤프트(3b)에 회전 불가능하게 연결된다. 또한, 상기 캐리어(CR1)는 상기 입력축(12)에 연결되고 상기 입력축(12)의 회전과 동일한 회전(이하, "입력회전"이라고 칭함)으로 이루어지고, 제4 클러치(C-4)(입력전달 클러치)에 연결된다. 또한, 상기 링기어(R1)는 상기 고정된 선기어(S1) 및 상기 입력회전하는 캐리어(CR1)에 의해 입력회전이 감속된 감속 회전하고, 제1 클러치(C-1)(감속전달 클러치) 및 제3 클러치(C-3)(감속전달 클러치)에 연결된다.
상기 유성기어유닛(PU)의 선기어(S2)는 제1 브레이크(B-1)에 연결되고, 트랜스미션 케이스(3)에 대하여 고정가능하게 구비된다. 또한, 상기 선기어(S2)는 상기 제4 클러치(C-4) 및 상기 제3 클러치(C-3)에 연결되어 제4 클러치(C-4)를 통해 상기 캐리어(CR1)의 입력회전이 입력가능하게 이루어지고, 상기 제3 클러치(C-3)를 통해 상기 링기어(R1)의 감속 회전이 입력가능하게 이루어진다. 또한, 상기 선기어(S3)는 제1 클러치(C-1)에 연결되어 상기 링기어(R1)의 감속 회전이 입력가능하게 이루어진다.
또한, 상기 캐리어(CR2)는 중간축(13)을 통해 입력축(12)의 회전이 입력되는 제2 클러치(C-2)에 연결되어 상기 제2 클러치(C-2)를 통해 입력 회전이 입력가능하게 이루어진다. 또한, 상기 캐리어(CR2)는 일방향 클러치(F-1) 및 제2 브레이크(B-2)에 연결되어 상기 일방향 클러치(F-1)을 통해 트랜스미션 케이스(3)에 대하여 일방향 회전이 제한되고, 상기 제2 브레이크(B-2)를 통해 회전이 고정가능하게 이루어진다. 상기 링기어(R3)는 구동 차륜(미도시)에 회전을 출력하는 출력축(15)에 연결된다.
이어서, 상기 구성에 의거하여, 변속 기구(21)의 작용에 대해서 도 1, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3에 나타낸 속도 선도에 있어서, 세로축은 각 회전요소(각 기어)의 회전수를 나타내고, 가로축은 이들 회전요소의 대응하는 기어 비를 나타낸 것이다. 또한 상기 속도 선도의 유성 기어(DP) 부분에 있어서, 가로방향 최외측(도 3에서 좌측방향 측)의 세로축은 선기어(S1)에 대응하고, 도면에서 우측방향 측으로 순차적인 세로축은 링기어(R1)와 캐리어(CR1)에 각각 대응한다. 상기 속도 도표의 유성기어유닛(PU) 부분에 있어서, 가로방향 최외측(도 3에서 우측방향 측)의 세로축은 선기어(S3)에 대응하고, 도면에서 좌측방향 측으로 순차적인 세로축은 링기어(R3), 캐리어(CR2), 선기어(S2)에 각각 대응한다.
예를 들면 D(드라이브) 범위의 전진 1단 속도(1st)에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이 제1 클러치(C-1) 및 일방향 클러치(F-1)가 결합한다. 따라서, 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 고정된 선기어(S1)와 입력회전을 제공하는 캐리어(CR1)에 의해 감속회전하는 링기어(R1)의 회전이 제1 클러치(C-1)를 통해 선기어(S3)로 입력된다. 또한, 캐리어(CR2)의 회전은 일방향(정회전 방향)으로 규제되어, 즉 캐리어(CR2)의 역회전이 방지되어 고정된 상태로 된다. 따라서, 선기어(S3)로 입력된 감속회전은 고정된 캐리어(CR2)를 통해 링기어(R3)로 출력되고, 전진 1단 속도로서의 정회전이 출력축(15)으로부터 출력된다.
엔진 브레이크 시(코스팅(coasting) 시)에는, 제2 브레이크(B-2)가 결합하여 캐리어(CR2)를 고정하고, 상기 캐리어(CR2)의 정회전이 방지되는 상태에서, 상기 전진 1단 속도의 상태를 유지한다. 또한, 상기 전진 1단 속도에서는 일방향 클러치(F-1)에 의해 캐리어(CR2)의 역회전은 방지되고, 정회전은 가능하게 되기 때문에, 예를 들면 비주행 범위에서 주행 범위로 전환될 때의 전진 1단 속도의 달성을 일방향 클러치(F-1)의 자동 결합에 의해 스무스하게(smoothly) 실행할 수 있다.
전진 2단 속도(2nd)에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 클러치(C-1)가 결합하고, 제1 브레이크(B-1)는 유지(hold)된다. 따라서, 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 고정된 선기어(S1)와 입력회전을 제공하는 캐리어(CR1)에 의해 감속회전하는 링기어(R1)의 회전은 제1 클러치(C-1)를 통해 선기어(S3)로 입력된다. 또한, 제1 브레이크(B-1)의 유지에 의해 선기어(S2)의 회전은 고정된다. 따라서, 캐리어(CR2)는 선기어(S3)보다 저회전의 감속회전으로 되고, 상기 선기어(S3)에 입력된 감속회전은 상기 캐리어(CR2)를 통해 링기어(R3)로 출력되어 전진 2단 속도로서의 정회전이 출력축(15)으로부터 출력된다.
전진 3단 속도(3rd)에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이 제1 클러치(C-1) 및 제3 클러치(C-3)가 결합한다. 따라서, 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이 고정된 선기어(S1)와 입력회전을 제공하는 캐리어(CR1)에 의해 감속회전하는 링기어(R1)의 회전은 제1 클러치(C-1)를 통해 선기어(S3)로 입력된다. 또한, 제3 클러치(C-3)의 결합에 의해 링기어(R1)의 감속회전이 선기어(S2)로 입력된다. 즉, 선기어(S2) 및 선기어(S3)로 링기어(R1)의 감속회전이 입력되기 때문에, 유성기어 유닛(PU)이 감속회전의 집적 결합상태로 되고, 그대로의 감속회전이 링기어(R3)로 출력되어, 전진 3단 속도로서의 정회전이 출력축(15)으로부터 출력된다.
전진 4단 속도(4th)에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 클러치(C-1) 및 제4 클러치(C-4)가 결합한다. 따라서, 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이 고정된 선기어(S1)와 입력회전을 제공하는 캐리어(CR1)에 의해 감속회전하는 링기어(R1)의 회전은 제1 클러치(C-1)를 통해 선기어(S3)로 입력된다. 또한, 제4 클러치(C-4)의 결합에 의해 캐리어(CR1)의 입력회전이 선기어(S2)로 입력된다. 따라서, 캐리어(CR2)는 선기어(S3)보다 고회전의 감속회전으로 되고, 상기 선기어(S3)로 입력된 감속회전은 상기 캐리어(CR2)를 통해 링기어(R3)로 출력되어 전진 4단 속도로서의 정회전이 출력축(15)으로부터 출력된다.
전진 5단 속도(5th)에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 클러치(C-1) 및 제2 클러치(C-2)가 결합한다. 따라서, 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이 고정된 선기어(S1)와 입력회전을 제공하는 캐리어(CR1)에 의해 감속회전하는 링기어(R1)의 회전은 제1 클러치(C-1)를 통해 선기어(S3)로 입력된다. 또한, 제2 클러치(C-2)의 결합에 의해 캐리어(CR2)로 입력회전이 입력된다. 따라서, 상기 선기어(S3)로 입력된 감속회전과 캐리어(CR2)로 입력된 입력회전에 의하여 상기 전진 4단 속도보다 높은 감속회전으로 되어 링기어(R3)로 출력되어 전진 5단 속도로서의 정회전이 출력축(15)으로부터 출력된다.
전진 6단 속도(6th)에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제2 클러치(C-2) 및 제4 클러치(C-4)가 결합한다. 따라서, 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 제4 클러치(C-4)의 결합에 의해 선기어(S2)에 캐리어(CR1)의 입력회전이 입력된다. 또한, 제2 클러치(C-2)의 결합에 의해 캐리어(CR2)로 입력회전이 입력된다. 선기어(S2) 및 캐리어(CR2)로 입력회전이 입력되기 때문에, 유성기어유닛(PU)이 입력 회전의 직접 결합상태로 되고, 그대로의 입력회전이 링기어(R3)로 출력되어 전진 6단 속도로서의 정회전이 출력축(15)으로부터 출력된다.
전진 7단 속도(7th)에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제2 클러치(C-2) 및 제3 클러치(C-3)가 결합한다. 따라서, 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이 고정된 선기어(S1)와 입력회전을 제공하는 캐리어(CR1)에 의해 감속회전하는 링기어(R1)의 회전이 제3 클러치(C-3)를 통해 선기어(S2)로 입력된다. 또한, 제2 클러치(C-2)의 결합에 의해 캐리어(CR2)로 입력회전이 입력된다. 따라서, 상기 선기어(S2)로 입력된 감속회전과 캐리어(CR2)로 입력된 입력회전에 의하여 입력회전보다 약간 높은 증속 회전으로 되어 링기어(R3)로 출력되어 전진 7단 속도로서의 정회전이 출력축(15)으로부터 출력된다.
전진 8단 속도(8th)에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제2 클러치(C-2)가 결합하고, 제1 브레이크(B-1)는 유지된다. 따라서, 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이 제2 클러치(C-2)의 결합에 의하여 캐리어(CR2)로 입력회전이 입력된다. 또한, 제1 브레이크(B-1)의 결합에 의해 선기어(S2)의 회전은 고정된다. 따라서, 고정된 선기어(S2)에 의해 캐리어(CR2)의 입력회전이 상기 전진 7단 속도보다 높은 증속 회전으로 되어 링기어(R3)로 출력되어 전진 8단 속도로서의 정회전이 출력축(15)으로부터 출력된다.
후진 1단 속도(Rev1)에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제3 클러치(C-3)는 결합하고, 제2 브레이크(B-2)는 유지된다. 따라서, 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이 고정된 선기어(S1)와 입력회전을 제공하는 캐리어(CR1)에 의해 감속회전하는 링기어(R1)의 회전은 제3 클러치(C-3)를 통해 선기어(S2)로 입력된다. 또한, 제2 브레이크(B-2)의 결합에 의해 캐리어(CR2)의 회전은 고정된다. 따라서, 선기어(S2)로 입력된 감속회전은 고정된 캐리어(CR2)를 통해 링기어(R3)로 출력되어 후진 1단 속도로서의 역회전이 출력축(15)으로부터 출력된다.
후진 2단 속도(Rev2)에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이 제4 클러치(C-4)는 결합되고, 제2 브레이크(B-2)는 유지된다. 따라서, 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이 제4 클러치(C-4)의 결합에 의해 캐리어(CR1)의 입력회전은 선기어(S2)로 입력된다. 또한, 제2 브레이크(B-2)의 유지에 의해 캐리어(CR2)의 회전은 고정된다. 따라서, 선기어(S2)로 입력된 입력회전은 고정된 캐리어(CR2)를 통해 링기어(R3)로 출력되어 후진 2단 속도로서의 역회전이 출력축(15)으로부터 출력된다.
또한, 예를 들면 P(파킹) 레인지(range) 및 N(뉴트럴) 레인지에서는, 제1 클러치(C-1), 제2 클러치(C-2), 제3 클러치(C-3) 및 제4 클러치(C-4)는 결합해제된다. 따라서, 캐리어(CR1)와 선기어(S2) 사이, 링기어(R1)과 선기어(S2) 및 선기어(S3) 사이, 즉 유성기어(DP)와 유성기어유닛(PU) 사이가 단절상태로 된다. 또한 입력축(12)(중간축13)과 캐리어(CR2) 사이가 단절상태로 된다. 이에 따라 입력축(12)과 유성기어유닛(PU) 간의 동력전달은 단절 상태가 되고, 즉 입력축(12)과 출력축(15)의 동력전달은 단절 상태가 된다.
다음으로, 본 발명에 관한 마찰결합장치인 제1 클러치(C-1)에 대해서 도 4를 참조하여 상세히 설명한다. 제1 클러치(C-1)는 전술한 바와 같이 감속유성기어(DP)의 링기어(R1)와 유성기어세트(PU)의 선기어(S3)(도 4에서는 미도시)를 연결 및 연결해제하는 다중판 클러치이며, 클러치 드럼(20), 클러치 허브(21), 및 이들 드럼과 허브 사이에 개재되는 클러치 플레이트(외측 마찰판)(22) 및 클러치 디스크(내측 마찰판)(23)을 포함한다.
상기 클러치 드럼(20)은, 도 5에 상세히 나타낸 바와 같이, 드럼 부재(25)와 베이스 부재(26)가 일체로 고정 장착되고, 상기 드럼 부재(25)는 단면 C자형으로 프레스 성형된 일체 부품으로 이루어진다. 상기 드럼 부재(25)는 베이스부(base portion)(25a), 상기 베이스부의 외경측으로부터 축방향 후방으로 연장하는 외경부(25b), 상기 베이스부의 내경측으로부터 축방향 후방으로 연장하는 칼라부(collar portion)(25c)를 구비한다. 상기 베이스 부재(26)는 실린더 저면을 형성하는 상향 돌출부(raised portion)(26a), 상기 상향 돌출부의 외경측으로부터 축방향 전후 방향으로 연장되는 외경부(26b), 상기 상향 돌출부의 내경측으로부터 후방으로 연장하는 보스부(boss portion)(26c)를 구비한다. 상기 외경부(26b)는 그 외주면에 상기 드럼 부재(25)와 결합하는 결합면(26d)을 구비하고, 축방향 전방 단부로부터 외경방향에 연장하는 연결부(26e)를 구비한다.
상기 감속유성기어(DP)는 다른 변속 기구(21)와 함께 트랜스미션 케이스(3)에 수용되고, 선기어(S1) 및 링기어(R1)와 서로 치합되며, 선기어(S1)와 치합하는 제1 피니언(P1) 및 링기어(R1)와 치합하는 제2 피니언(P2)을 지지하는 캐리어(CR1)를 포함한다. 상기 선기어(S1)는, 상기 트랜스미션 케이스(3)에 일체의 펌프 커버의 내주에 압입되는 고정자 샤프트(3b)에 스플라인 결합한다. 상기 캐리어(CR1)는 입력축(11)의 칼라부(11a)에 일체로 고정 장착되고, 입력축(11)은 고정부재인 고정자 샤프트(3b)에 니들 베어링(24)을 통해 회전가능하게 지지된다. 상기 링기어(R1) 는 그 내주면의 치(teeth)(h)에 상기 베이스 부재의 연결부(26e)가 결합하고, 또한 상기 링기어(R1)에 형성된 홈에 스냅 링(28)이 끼워맞춰져서 상기 베이스 부재(26)에 고정된다. 또한, 상기 링기어(R1)의 외주면에도 스플라인(29)이 형성된다. 상기 스플라인(29)과, 오일 펌프 보스부(3f)에 회전가능하게 지지되는 드럼(30) 사이에는 각각 클러치 플레이트(외측 마찰판)(31) 및 클러치 디스크(내측 마찰판)(32)가 결합하여 제3 클러치(C-3)를 구성한다. 상기 드럼(30)은 연결 드럼 부재(33)와 그 선단끼리 스플라인 결합해서 회전방향 일체로 연결되고, 상기 연결드럼 부재(33)는 상기 제1 클러치(C-1)를 덮도록 후방으로 연장된다. 상기 드럼 부재(33)는 C-1용 클러치 허브(21)의 후방부분에서 연결보스부재(35)에 리벳으로 결합하고, 상기 연결보스부재(35)는 그 선단에서 제2 선기어(S2)(도1 참조)에 연결된다. 또한, 부호 38은 도면에 미도시된 유성기어세트(PU)의 캐리어(CR2)(도 1 참조)의 일방향 회전을 유지하는 일방향 클러치이다.
상기 클러치 허브(21)는 상향 돌출부(21a), 상기 상향 돌출부(21a)의 외경측에서 축방향 전방으로 연장하는 외경부(21b), 상기 상향 돌출부의 내경측에서 축방향 후방으로 연장하는 보스부(21c)를 구비한다. 상기 외경부(21b)에 형성된 스플라인(21d)에 결합한 클러치 디스크(23)와 상기 클러치 드럼(20)의 외경부(25b) 내주면에 형성된 스플라인(25d)에 결합한 클러치 플레이트(22)는 교대로 배치되고, 이들 선단에 배치된 백업 플레이트(34)는 드럼 부재의 외경부(25b)에 고정된 스냅 링(36)에 의해 고정되어 다중 판 습식 클러치(multi-plate wet clutch)를 구성한 다. 상기 클러치 허브 보스부(21c)는 단차진 구조로 이루어지고, 그 소경부에 스플라인이 형성되며 그 선단에서 제3 선기어(S3)(도 1 참조)가 연결되는 중공축(37)에 결합한다.
상기 C-1용 클러치 드럼(20)의 베이스 부재의 보스부(26c)는 입력축(11)에 부싱(39) 등을 통해 회전가능하게 지지되고, 그 축방향 일단에서 상기 입력축의 칼라부(11a)와의 사이에 스러스트 베어링(40)이 개재되고, 그 축방향 타단에서 상기 클러치 허브 보스부(21c)의 단차부(a)와의 사이에 스러스트 베어링(41)이 개재되어 축방향으로 위치결정된다. 상기 드럼(20)에는 베이스 부재의 상향 돌출부(26a)를 실린더 저면으로 하고, 상기 드럼 부재의 칼라부(25c) 외주면 및 베이스 부재의 보스부(26c) 외주면을 슬라이딩면으로 하며, O-링(42, 42)이 개재되어 유밀(fluid-tight)하게 피스톤 부재(43)가 결합하여 C-1 클러치용 유압 서보(A)를 구성한다. 상기 피스톤 부재(43)는 실린더 저면으로 되는 상향 돌출부(26a)에 대향하는 피스톤부(43a), 상기 피스톤부의 외경부에서 축방향 전후로 연장하는 원통부(43b), 및 상기 원통부의 전단부에서 외경측으로 연장하는 피스톤 로드(43c)로 이루어진다. 상기 원통부(43b) 내주면에 형성된 요홈 및 피스톤부(43a) 내주면에 형성된 요홈에는 각각 상기 O-링(42, 42)이 결합한다.
상기 피스톤 로드부(43c)는 그 선단이 C-1 클러치 드럼부재의 외경부(25b)의 스플라인(25d)에 결합하고, 클러치 드럼(20)과 피스톤(43)이 일체로 회전하도록 결합한다. 또한, 상기 로드부(43c)의 측면에서 일부 돌출한 돌기부(43d)는 제3 클러 치의 각 마찰판(22, 21)의 베이스 단부 측에 쿠션 플레이트(46)를 통해 대향한다. 상기 피스톤부(43a)의 배면 측에 있어서의 상기 원통부(43b)에는 O-링(47)을 통해 유밀하게 캔슬 플레이트(cancel plate)(49)가 끼워맞춰진다. 상기 캔슬 플레이트(49)는 베이스 부재의 보스부(26c)에 결합한 스냅 링(50)에 의해 고정된 피스톤부 배면과의 사이에 캔슬 유실(51)을 형성한다. 상기 캔슬 플레이트(49)와 상기 피스톤 부재(43)의 배면 사이에는 다수개의 환형 리턴 스프링(48)이 압축 설치된다.
상기 제1 클러치(C-1)는 피스톤 로드(43c)가 피스톤부(43a)로부터 외경방향으로 돌출되게 형성되고, 또한 원통부(43b)는 클러치 허브(21)의 외경부(21b)의 내경측에 형성된다. 또한, 상기 원통부 및 캔슬 플레이트(49)에서 캔슬 유실(51)을 형성하기 때문에, 피스톤부(43a) 및 캔슬 유실(51)의 외경측에 다수의 마찰판(22, 23)이 배치될 수 있고, 상기 유압 서보(A)를 포함하는 상기 클러치(C-1)를 콤팩트, 특히 축방향으로 콤팩트하게 구성할 수 있다.
상기 입력축(11)에는 유로(52, 53)가 형성되고, 상기 유로(52)에는 작동 유압이 공급되고, 상기 입력축(11)의 유로(e), 상기 O-링에서 유밀하게 구획된 환형 홈(f) 및 베이스 부재의 보스부(26c)에 형성된 유공(油(孔)(55)을 통해 상기 유압 서보(A)로 공급된다. 상기 유로(53)에는 윤활유압이 공급되고, 상기 유로(53)는 입력축(11)과 스플라인 결합하는 중간축(56)의 유로(57)에 연통하고, 측방 유로(g), 유실(k)을 통해 베이스 부재의 보스부(26c)에 형성된 유공(59)으로부터 상기 캔슬 유실(51)로 방출된다. 상기 캔슬 플레이트(49)의 내경부에는 노치(notch)(49a)가 형성되고, 상기 캔슬 유실(51)로부터 월류(overflow)되는 오일은 제1 클러치(C-1)로 도입된다.
이어서, 본 발명에 관한 C-1 클러치 드럼(20) 및 상기 클러치 드럼(20)과 링기어(R)의 연결 구조에 대해서 도 5를 참조하여 상세히 설명한다. 상기한 바와 같이, 클러치 드럼(20)은 드럼 부재(25)와 베이스 부재(26)가 일체로 고정 장착되어 형성된다. 상기 베이스 부재(26)의 외경부(26b)의 외주면은 결합면(26d)으로 이루어지고, 상기 결합면(26d)은 중앙부가 환형으로 약간 컷팅된 요부(26d2)로 이루어지고, 그의 전후 양측이 압입 치수를 갖는 압입부(26d1, 26d3)로 이루어진다. 상기 베이스 부재의 결합면(26d)에는 드럼 부재의 칼라부(25c)의 내주면이 결합하지만, 이때 압입하여 밀착하는 것은 압입부(26d1, 26d3)만이며, 요부(26d2)는 내경부(25c) 내주면과의 사이에 약각의 간극을 갖는다. 따라서, 상기 드럼 부재(25)를 베이스 부재(26)에 압입할 경우, 드럼 부재의 칼라부(25c)에 의거하여 비교적 넓은 결합 면적으로 되지만, 압입부(26d1, 26d3)의 축방향 길이(면적)는 비교적 짧고, 비교적 작은 압입 하중에 의해 압입될 수 있다.
상기 드럼 부재(25)와 베이스 부재(26)는 칼라부(25c) 및 원통부(26b)의 후방 위치가 정렬되고 압입에 의해 위치 결정되며, 그 상태에서 상기 정렬된 단면으로부터 칼라부(25c) 및 원통부(26b)가 용접부(w)에서 용접된다. 이에 따라 드럼 부재(25)와 베이스 부재(26)는 일체로 고정 장착되고, 또한 그 결합면 중앙부에 요 부(26d2)에 의한 간극이 존재하지만, 상기 간극은 그 양측에서 압입부(26d1, 26d3)에 의해 폐쇄되어 이물질 등의 침입이 방지된다.
상기 베이스 부재(26)의 상향 돌출부(26a)는 원판 형태로 이루어지며, 그 두께는 외경측(b1) 보다 내경측(b2)이 두껍게 이루어진다(b1<b2). 또한, 도 5에서, 25e는 백업 플레이트(34) 가압용의 스냅 링(36)이 결합하기 위한 환형홈이고, 26f는 캔슬 플레이트(49) 가압용의 스냅 링(50)이 결합하기 위한 환형홈이며, 60은 스러스트 베어링(40)을 수용하는 요부이다.
상기 클러치 드럼(20)은 상기 유성기어(DP)와 인접해서 배치되고, 상기 유성기어의 소정의 회전요소인 링기어(R1)와 일체로 연결된다. 상기 링기어(R1)의 치(h)는 축방향으로 연장하고, 상기 클러치 드럼 측은 스플라인 홈(hs)으로 이루어지며, 상기 베이스 부재(26)의 연결부(26e)의 선단부는 상기 스플라인 홈(hs)에 결합할 수 있는 스플라인(61)이 형성된다.
상기 링기어(R1)의 클러치 드럼 측 단부는 축방향으로 돌출하는 환형 부분(62)으로 이루어지고, 상기 환형 부분의 내주면에는 상기 스플라인 홈(hs)에 인접해서 환형홈(63)이 형성된다. 상기 환형 부분(62)에는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 두 부분이 절결되어(notched) 상기 환형 부분이 존재하지 않는 공극으로 된 노치부(62a, 62b)가 형성된다.
상기 환형 홈(63)에 결합하는 스냅 링(28)은, 도 7에 나타낸 바와 같이 정면 으로 바라볼 때 C자형으로 이루어지고, 그 양단부에 외경방향으로 연장하는 탭(28a, 28a)을 구비한다. 상기 탭 부분은 일측면이 컷팅되어 다른 부분(본체부)(28c)보다 얇게 이루어지고, 상기 탭(28a)과 본체부(28c) 사이에는 요부(28d)가 형성된다.
상기한 클러치 드럼(20)은 기본적으로는, 드럼 부재(25)와 베이스 부재(26)가 그의 외경부 결합면(26d)에 칼라부(25c)의 내주면이 압입됨으로써 일체로 고정 장착되어 용접에 의한 열 영향은 작아진다. 그리고 상기 클러치 드럼(20)과 링기어(R1)는 연결부(26e)의 스플라인 결합부(hs, 61)에 의해 회전방향이 규제되어 일체로 연결됨과 동시에, 스냅 링(28)의 환형 홈(63)으로의 결합에 의해 축방향이 규제되어 일체로 연결된다. 이에 따라 클러치 드럼(20)과 링기어(R1)의 연결도 용접에 의한 열의 영향을 받지 않아 링기어(R1)를 높은 정밀도로 유지할 수 있다.
상기 클러치 드럼과 링기어(R1)는 차량 탑재 면에서 콤팩트하게 구성될 필요가 있어 간극이 매우 작아지도록 배치되고, 스냅 링(28)을 축방향으로부터 조작하는 스페이스는 구비되지 않는다. 이 때문에, 링기어(R1)가 클러치 드럼 측으로 돌출하는 환형 부분(62)에는 노치부(62a, 62b)가 형성되고, 그 하나의 노치부를 통해 외경방향으로 돌출하는 스냅 링(28)의 한 쌍의 탭(28a, 28a)을 개재시켜 스냅 링(28)의 직경을 감소시킨다. 이러한 상태에서, 상기 연결부(26e)의 스플라인(61)에 링기어(R1)의 스플라인 홈(hs)을 결합하면서, 링기어(R1)를 연결부(26e)에 근접시키고, 스냅 링(28)을 환형 요홈(63)에 결합하고, 외경방향으로부터 탭(28a)을 조 작함으로써 스냅 링의 직경 감소를 해제하여 스냅 링(28)을 환형 요홈(63)에 결합시킨다.
이때, 상기 환형부의 타측의 노치부(62b)를 통해 스냅 링(28)과 환형 요홈(63)이 합치되는 위치에 있는 것을 육안으로 확인할 수 있어 스냅 링(28)을 용이하고 확실하게 결합할 수 있다. 또한, 스냅 링(28)의 탭(28a)에 인접하는 요부(28d)는 노치부(62a)에 면하는 환형부의 단면(y)과의 간섭을 방지하기 위한 것으로, 예를 들면 스냅 링(28)이 요홈(63)에 대해 상대 회전하고, 탭(28a)이 상기 단면(y)에 접하더라도, 탭과 본체부(28c)의 인접 경사부에 상기 단면이 접하고, 스냅 링(28)의 직경을 감소시키는 방향으로의 힘을 작용시키지 않는다.
다음으로, 본 발명에 관한 제1 클러치(C-1)(마찰결합장치) 부분의 작용에 관하여 설명한다. 유압 서보(A)에 유압이 공급되지 않은 상태에서는, 리턴 스프링(48)에 의해 피스톤 부재(43)는 도면에 나타낸 상태에 있고, 피스톤 로드(43a)의 돌기부(43d)는 클러치판(21, 22, 46)과 이격되어 제1 클러치(C-1)는 릴리스(release) 상태로 된다. 이 상태에서, 유로(52, e, f, 55)를 통해 유압 서보(A)에 소정 유압이 공급될 경우, 피스톤 부재(43)는 리턴 스프링(48)에 대항하여 이동하고, 피스톤 로드 돌기부(43d)는 쿠션 플레이트(46)를 통해 다수의 클러치 플레이트(22), 클러치 디스크(23)를 가압해서 밀접시킨다. 이에 따라 제1 클러치(C-1)가 접속하고, 링기어(R1)의 회전은 클러치 드럼(20), 상기 클러치판(22, 23), 클러치 허브(21) 및 중간축(37)을 통해 제3 선기어(S3)로 전달된다.
또한, 피스톤 로드(43a)에 의한 클러치 플레이트로의 가압력은 백업 플레이트(34) 및 스냅 링(36)을 통해 드럼 부재(25)의 외경부(25b) 선단 부분에 작용한다. 이에 따라, 드럼 부재(25)는 베이스 부재(26)의 접합면인 결합면(26d)에 대하여 벤딩모멘트(비틀림력)로서 작용하지만, 드럼 부재(25)는 축방향으로 소정길이의 칼라부(25c)를 구비하고, 또한 그 전후단 부분에서 압입부(26d1, 26d3)에 압입 결합하고 있기 때문에, 상기 벤딩모멘트는 집중하중으로 되지 않고, 분산해서 확실하게 지지된다.
한편, 유성기어(DP)는 헬리컬 기어로 이루어지지만, 상기 유성기어의 동력전달에 의거하는 링기어(R1)는 도 5의 우측 방향(화살표 z방향)으로의 스러스트력을 발생시킨다. 상기 스러스트력은 스플라인(hs)의 단차부 및 연결부(26e)를 통해 베이스 부재(26)의 상향 돌출부(26a)로 작용하지만, 상기 베이스 부재(26)의 상향 돌출부(26a)는 내경측으로 갈수록 두께가 증가(b1>b2)하기 때문에, 상기 클러치 가압력 및 링기어(R1)의 헬리컬 기어로 인한 스러스트력에 대하여 강한 구조가 이루어진다. 이에 따라 용접부(w)에 하중이 집중해서 파손되는 등의 문제를 방지한다. 또한, 드럼 부재(25)는 상기한 베이스 부재(26)에 의한 확실하고 정밀도 높은 지지에 의해 상기 클러치 결합 시에 큰 힘이 작용하더라도, 다수의 클러치판(22, 23)으로 스무스하게 이동하고, 정밀도가 높은 결합작용을 실행할 수 있다.
또한, 피스톤 부재(43)의 외경 측은 칼라부(25c)의 외주면에 슬라이딩 이동 하고, 상기한 클러치 드럼 부재(25)의 정확한 지지에 의해 상기 슬라이딩면으로 이루어지는 칼라부(25c)는 높은 위치 정밀도로 유지되고, 피스톤 부재(43)의 스무스한 이동을 유지함과 동시에, 피스톤 면적을 베이스 부재 외경부(26b) 및 드럼 부재 칼라부(25c)의 두께에 대응하는 양만큼 증가시킬 수 있어, 큰 클러치 가압력을 얻을 수 있다.
또한, 유압 서보(A)의 유압 릴리스(release)에 의해 클러치가 단절될 경우, 피스톤 부재(43)는 리턴 스프링(48) 및 캔슬 유실(51)의 오일에 작용하는 원심력에 의해 복귀되지만, 이때, 상기 높은 위치정밀도의 칼라부(25c) 및 보스부(26c)에 피스톤(43)이 스무스하게 슬라이딩해서, 신속하게 클러치 릴리스 상태로 된다.
상기 실시 형태는 베이스 부재(26)의 외경부(26b)의 외주면에 압입부(26d1, 26d3) 및 요부(26d2)를 형성한 것이지만, 이는 드럼 부재(25)의 칼라부(25c)의 내주면에 형성할 수도 있다. 또한, 마찰결합장치로서 제1클러치(C-1)에 적용하였지만, 이는 다른 클러치 또는 브레이크에도 적용할 수 있고, 또한 다른 자동 변속기의 마찰결합장치에도 적용할 수 있다. 또한, 클러치(또는 브레이크) 드럼과 연결되는 유성기어의 소정의 회전요소를 링기어로 하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 캐리어 등의 다른 소정의 회전요소가 이용될 수 있다.
본 발명에 관한 자동 변속기의 연결 구조는, 자동차에 탑재되고 유성기어의 동력전달 경로를 클러치 등의 결합부재의 결합(engagement) 또는 결합해제(disengagement)에 의해서 변경하여 변속하는 자동 변속기에 있어서, 유성 기어의 링기어 등의 소정의 회전요소와 클러치 드럼 등의 드럼 부재 및 베이스 부재를 일체로 고정한 드럼과의 연결구조로서 이용된다.

Claims (11)

  1. 베이스부, 상기 베이스부의 외경 측으로부터 축방향으로 연장하는 외경부 및 상기 베이스부의 내경측으로부터 축방향으로 연장하는 칼라부를 구비하는 단면 C자 형의 드럼 부재;
    상향 돌출부, 상기 상향 돌출부의 외경측으로부터 축방향으로 연장하는 외경부, 상기 상향 돌출부의 내경측으로부터 축방향으로 연장하는 보스부 및 상기 외경부의 일단으로부터 연장하는 연결부를 구비하는 베이스 부재; 및
    내주면 일단부에 스플라인 홈 및 환형 요홈을 구비하는 유성기어의 링기어를 포함하고,
    상기 베이스 부재의 외경부 외주면에 상기 드럼 부재의 칼라부 내주면을 압입함으로써 일체로 고정하여 드럼을 구성하고,
    상기 베이스 부재의 연결부의 외주면에 형성된 스플라인을 상기 링기어의 스플라인 홈에 결합하고, 상기 환형 요홈에 스냅 링을 결합하여 고정한
    자동 변속기의 연결 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 링기어의 상기 환형 요홈을 구비하는 환형 부분은 전체 둘레의 적어도 하나의 위치에 노치부를 구비하고,
    상기 스냅 링은 C자형으로 이루어지고, 양단부에 외경방향으로 연장하는 탭을 구비하며,
    상기 탭을 상기 노치부에 위치시키고, 상기 노치부의 외경방향으로부터 상기 탭을 조작함으로써, 상기 스냅 링을 상기 환형 요홈에 결합하거나 결합해제하도록 하는
    자동 변속기의 연결 구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스냅 링은
    상기 환형 부분의 상기 노치부와 면하는 부분과의 간섭을 방지하기 위하여 상기 탭에 인접하는 요부를 구비하는
    자동 변속기의 연결 구조.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 환형 부분에 형성된 상기 노치부는 적어도 2개 구비되고,
    하나의 상기 노치부에 의해 상기 스냅 링의 탭을 조작하고, 다른 하나의 상 기 노치부에 의해 상기 스냅 링이 상기 환형 요홈으로 끼워맞춰지는 것을 확인하는
    자동 변속기의 연결 구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 부재의 외경부 외주면과 상기 드럼 부재의 칼라부 내주면의 결합면에 있어서의 축방향의 양단부분을 압입 치수로 하고, 그 양단 부분의 사이 부분에 간극을 형성하는
    자동 변속기의 연결 구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 부재 외경부의 일단과 상기 드럼 부재의 칼라부의 일단을 정렬하고, 이들 외경부 및 칼라부의 일단부를 용접하여 이루어지는
    자동 변속기의 연결 구조.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 드럼 부재는 프레스 성형에 의한 일체 부품으로 이루어지고,
    상기 베이스 부재의 외경부 외주면의 결합면에 있어서의 축방향 양단부분에 압입 치수로 되는 압입부와, 이들 압입부의 사이 부분에 상기 압입부보다 작은 직경으로 이루어지는 요부를 형성하여 이루어지는
    자동 변속기의 연결 구조.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 드럼 부재의 외경부의 내경측에 클러치 허브를 설치하고,
    상기 클러치 허브의 외경부 외주면에 형성된 스플라인과 상기 드럼 부재의 외경부 내주면에 형성된 스플라인 사이에 다수의 마찰판을 교대로 결합해서 배치하여 이루어지는
    자동 변속기의 연결 구조.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 베이스 부재의 상향 돌출부를 실린더 저면으로 하고, 상기 드럼 부재의 칼라부의 외주면 및 상기 베이스 부재의 보스부 외주면을 슬라이딩면으로 해서, 상기 드럼에 피스톤 부재를 유밀하게 결합하고, 상기 다수의 마찰판용의 유압 서보를 구성하여 이루어지는
    자동 변속기의 연결 구조.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 피스톤 부재는 상기 유압 서보를 구성하는 피스톤부, 상기 피스톤부로부터 외경측으로 연장하는 피스톤 로드부, 및 상기 피스톤부의 외경측으로부터 축방향 피스톤 배면측으로 연장하는 원통부를 구비하고,
    상기 원통부에 유밀하게 배치되고, 상기 베이스 부재 보스부에 고정되는 캔슬 플레이트를 배치하고, 상기 피스톤부의 배면에 캔슬 유실을 형성하여 이루어지는
    자동 변속기의 연결 구조.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 베이스 부재의 상향 돌출부는 외경측보다 내경측이 두껍게 형성되어 이루어지는
    자동 변속기의 연결 구조.
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