KR101154784B1 - 자동 변속기의 6속 파워 트레인 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 변속기의 6속 파워 트레인에 관한 것으로, 차량 상태에서의 1속 및 2속 주행시 저 토크가 입력축(1)으로 입력될 때 더블 피니언 유성기어셋트(30)의 제3선기어(31)가 베어링(70)과 스페이서(80) 및 접시 스프링(90)의 탄성력에 의해 충분히 지지되어 리어커버(3)쪽으로의 이동이 제한됨으로써 상기 입력축(1)과 제3선기어(31)의 기어접촉이 원활히 이루어지고 이 결과 소음이 크게 개선되며, 또한 기후 조건에 따라 더블 피니언 유성기어셋트(30)의 열팽창 계수 변화하여 부피가 커지는 변화가 발생하더라도 접시 스프링(90)의 탄성변형에 의해 이를 자체적으로 충분히 흡수할 수 있게 됨으로써 제2 싱글 피니언 유성기어셋트(20) 및 상기 제1 싱글 피니언 유성기어셋트(10)의 간극이 축소되는 현상이 발생하지 않게 되며 이 결과 6속 파워 트레인의 전체적인 내구성 향상을 도모할 수 있도록 된 것이다.

Description

자동 변속기의 6속 파워 트레인{A 6th-speed power train of an automatic transmission}

본 발명은 자동 변속기의 6속 파워 트레인에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 상태에서의 1속 및 2속 주행시 더블 피니언 유성기어셋트에서 발생하는 소음을 저감시킬 수 있도록 하고, 동시에 열팽창 계수 변화에 따른 상기 더블 피니언 유성기어셋트의 부피변화를 자체적으로 흡수할 수 있도록 함으로써 내구성 향상을 도모할 수 있도록 하는 자동 변속기의 6속 파워 트레인에 관한 기술이다.

일반적으로, 자동 변속기의 다단 변속 메커니즘은 복수의 유성 기어 셋트를 조합하여 구현되고 있으며, 이러한 복수의 유성 기어 셋트가 조합된 파워 트레인은 자동 변속기에 포함된 토크 컨버터(torque converter)로부터 토크를 입력받아 이를 변속하여 출력축에 전달하는 기능을 하게 된다.

여기서 상기 각각의 유성 기어 셋트는 선기어, 유성 캐리어 및 링기어를 그 작동 요소로 포함하고 있으며, 유성캐리어에는 링기어와 선기어에 기어 결합하는 피니언 기어가 연결되어 있다.

한편, 전진 6속 및 후진 1속의 변속단을 구현할 수 있는 자동 변속기의 6속 파워 트레인은 기본적으로 토크 컨버터(미도시)를 통하여 엔진 출력측에 접속되는 입력축(1) 상의 전방 측으로부터 제1 싱글 피니언 유성기어셋트(10)와 제2 싱글 피니언 유성기어셋트(20) 및 더블 피니언 유성기어셋트(30)가 순차적으로 배열되어 구성된다.

상기 제1 싱글 피니언 유성기어셋트(10)는 제1선기어(11)와 제1유성기어(12) 및 제1링기어(13)로 구성되고, 상기 제2 싱글 피니언 유성기어셋트(20)는 상기 제1 싱글 피니언 유성기어셋트(10)의 후방에 마련되는 것으로 제2선기어(21)와 제2유성기어(22) 및 제2링기어(23)로 구성되며, 상기 더블 피니언 유성기어셋트(30)는 상기 제2 싱글 피니언 유성기어셋트(20)의 후방에 마련되는 것으로 제3선기어(31)와 2조의 제3유성기어(32) 및 제3링기어(33)로 구성된다.

즉, 상기 유성기어셋트들(10,20,30)의 배열은 변속기 전측에 상기 제1 싱글 피니언 유성기어셋트(10)가 배치되고, 변속기 후측에 상기 더블 피니언 유성기어셋트(30)가 배치되며, 그 사이에 상기 제2 싱글 피니언 유성기어셋트(20)가 배치되는 것이다.

상기 더블 피니언 유성기어셋트(30)는 클러치리테이너(40)를 통하여 입력축(1)에 가변 연결되는 바, 상기 클러치리테이너(40)는 제3선기어(31)와 용접을 통해 일체로 연결되어 있다.

상기와 같이 구성된 자동 변속기의 6속 파워 트레인은 차량 상태에서의 1속 및 2속 주행시 저 토크가 입력축(1)으로 입력될 때 상기 제3선기어(31)가 리어커버(3)쪽으로 이동하려는 힘을 받게 되는데, 이는 상기 입력축(1)과 제3선기어(31)의 결합구조인 헬리스(helix) 각의 추력에 의해서 발생하게 된다.

상기와 같이 1속 및 2속 주행시 제3선기어(31)가 헬리스 각의 추력에 의해서 리어커버(3)쪽으로 이동하려는 힘을 받게 되면, 상기 제3선기어(31)와 결합된 클러치리테이너(40)도 상기 리어커버(3)쪽으로 이동하려는 힘을 받게 되는 바, 이때 종래의 6속 파워 트레인은 상기 클러치리테이너(40)가 상기 리어커버(3)에 의해 지지받고 있지 못한 구조이기 때문에 상기 제3선기어(31)는 상기 리어커버(3)쪽으로 이동을 하게 되고, 이로 인해 상기 입력축(1)과 상기 제3선기어(31)는 기어간의 접촉이 원활치 않게 되며, 이 결과 1속 및 2속 주행시 저 토크가 입력축(1)으로 입력될 때 심한 소음이 발생하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 소음문제를 개선하기 위하여 도 2와 같이 더블 피니언 유성기어셋트(30)의 클러치리테이너(40)와 리어커버(3) 사이에 베어링(50)과 스페이서(60)를 설치하여, 상기 클러치리테이너(40)가 상기 베어링(50)과 스페이서(60)를 통해 상기 리어커버(3)에 의해 충분히 지지받는 구조가 제안되었다.

즉, 도 2와 같은 자동 변속기의 6속 파워 트레인 구조는 차량 상태에서의 1속 및 2속 주행시 저 토크가 입력축(1)으로 입력될 때 더블 피니언 유성기어셋트(30)의 제3선기어(31)가 리어커버(3)쪽으로 이동하려는 힘을 받더라도, 상기 제3선기어(31)와 결합된 클러치리테이너(40)는 베어링(50)과 스페이서(60)에 의해 상기 리어커버(3)쪽으로 이동하는 것이 제한되고, 동시에 상기 제3선기어(31)도 리어커버(3)쪽으로 이동하려는 것이 제한되는 바, 이를 통해 1속 및 2속 주행시 입력축(1)과 상기 제3선기어(31)의 기어접촉이 원활히 이루어지고, 이 결과 1속 및 2속 주행시 저 토크가 입력축(1)으로 입력될 때 심하게 발생하는 소음을 크게 개선할 수 있었다.

하지만, 도 2와 같은 종래 구조의 6속 파워 트레인 구조는 클러치리테이너(40)와 리어커버(3) 사이에 설치된 베어링(50)과 스페이서(60)에 의해 제2 싱글 피니언 유성기어셋트(20) 및 상기 제1 싱글 피니언 유성기어셋트(10)의 간극이 축소되는 새로운 문제가 발생하게 되었다.

상기와 같이 간극이 축소되는 문제는 기후 조건에 따라 유성기어셋트들(10,20,30)의 열팽창 계수가 변화하여 부피가 커지는 변화가 일어날 때에 이를 충분히 흡수하지 못하게 됨으로써 발생하게 되는 바, 이와 같이 유성기어셋트들(10,20,30)의 간극이 축소되면 전체적으로 내구성이 약해지는 새로운 문제가 발생하게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 모든 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 차량 상태에서의 1속 및 2속 주행시 저 토크가 입력축으로 입력될 때에는 리어커버쪽으로의 클러치리테이너 이동을 제한함으로써 상기 클러치리테이너와 결합된 제3선기어의 리어커버쪽 이동을 제한하고, 이를 통해 1속 및 2속 주행시 입력축과 상기 제3선기어의 기어접촉이 원활히 이루어지도록 함으로써 소음 발생을 크게 줄일 수 있도록 하는 자동 변속기의 6속 파워 트레인을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 기후 조건에 따라 유성기어셋트들의 열팽창 계수 변화하여 부피가 커지는 변화가 일어날 때에는 이를 자체적으로 충분히 흡수할 수 있도록 함으로써 유성기어셋트들의 간극 축소를 예방할 수 있도록 하고, 이를 통해 전체적인 내구성 향상을 도모할 수 있도록 하는 데에 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 토크 컨버터를 통하여 엔진 출력축에 접속되는 입력축 상의 전측으로부터 제1 싱글 피니언 유성기어셋트와 제2 싱글 피니언 유성기어셋트 및 더블 피니언 유성기어셋트가 순차적으로 배열되어 구성된 자동 변속기의 6속 파워 트레인에 있어서, 상기 더블 피니언 유성기어셋트의 제3선기어는 클러치리테이너와 일체로 연결되게 구성되고; 상기 클러치리테이너와 리어커버 사이에는 베어링과 스페이서 및 접시 스프링이 순차적으로 중첩을 이루도록 장착되어 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 베어링은 상기 클러치리테이너와 접촉하도록 설치되고; 상기 스페이서는 상기 베어링과 접촉하도록 설치되며; 상기 접시 스프링은 상기 리어커버에 지지되도록 설치되면서 상기 스페이서와 접촉하도록 설치된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 리어커버에는 상기 접시 스프링의 설치를 위하여 스프링홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 접시 스프링은, 상기 리어커버에 형성된 상기 스프링홈으로 삽입 설치되는 원형고리 모양의 플레이트부와; 일단은 상기 플레이트부의 내주면에 일체로 연결되고 타단은 상기 플레이트부의 일측으로 돌출되게 절곡 형성되어서 상기 스페이서와 접촉하는 다수개의 탄성부로 구성되는데; 상기 탄성부는 상기 플레이트부의 내주면을 따라 등간격으로 배치되면서 상기 플레이트부의 중심을 향하여 방사상으로 돌출되게 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 자동 변속기의 6속 파워 트레인은, 차량 상태에서의 1속 및 2속 주행시 저 토크가 입력축으로 입력될 때 더블 피니언 유성기어셋트의 제3선기어가 접시 스프링의 탄성력에 의해 충분히 지지되어 리어커버쪽으로의 이동이 제한됨으로써 상기 입력축과 제3선기어의 기어접촉이 원활히 이루어지고, 이 결과 소음이 크게 개선되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 자동 변속기의 6속 파워 트레인은, 기후 조건에 따라 더블 피니언 유성기어셋트의 열팽창 계수 변화하여 부피가 커지는 변화가 발생하더라도 접시 스프링에 의해 이를 자체적으로 충분히 흡수할 수 있게 됨으로써, 제2 싱글 피니언 유성기어셋트 및 상기 제1 싱글 피니언 유성기어셋트의 간극이 축소되는 현상이 발생하지 않게 되며, 이 결과 6속 파워 트레인의 전체적인 내구성 향상을 도모할 수 있는 효과도 있다.

도 1과 도 2는 종래 기술에 따른 자동 변속기의 6속 파워 트레인 구성을 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따라 더블 피니언 유성기어셋트의 클러치리테이너와 리어커버 사이에 베어링과 스페이서 및 접시 스프링이 설치된 자동 변속기의 6속 파워 트레인의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 3에서 스페이서와 접시 스프링을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명 실시예의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

이하 본 발명의 실시예에 대해 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명 실시예에 따른 자동 변속기의 6속 파워 트레인은 도 3에 도시된 바와 같이, 토크 컨버터(미도시)를 통하여 엔진 출력측에 접속되는 입력축(1) 상의 전방 측으로부터 제1 싱글 피니언 유성기어셋트(10)와 제2 싱글 피니언 유성기어셋트(20) 및 더블 피니언 유성기어셋트(30)가 순차적으로 배열되어 구성된다.

상기 제1 싱글 피니언 유성기어셋트(10)는 제1선기어(11)와 제1유성기어(12) 및 제1링기어(13)로 구성되고, 상기 제2 싱글 피니언 유성기어셋트(20)는 상기 제1 싱글 피니언 유성기어셋트(10)의 후방에 마련되는 것으로 제2선기어(21)와 제2유성기어(22) 및 제2링기어(23)로 구성되며, 상기 더블 피니언 유성기어셋트(30)는 상기 제2 싱글 피니언 유성기어셋트(20)의 후방에 마련되는 것으로 제3선기어(31)와 2조의 제3유성기어(32) 및 제3링기어(33)로 구성된다.

즉, 상기 유성기어셋트들(10,20,30)의 배열은 변속기 전측에 상기 제1 싱글 피니언 유성기어셋트(10)가 배치되고, 변속기 후측에 상기 더블 피니언 유성기어셋트(30)가 배치되며, 그 사이에 상기 제2 싱글 피니언 유성기어셋트(20)가 배치된 것이다.

상기 더블 피니언 유성기어셋트(30)는 클러치리테이너(40)를 통하여 입력축(1)에 가변 연결되는 바, 상기 클러치리테이너(40)는 제3선기어(31)와 용접을 통해 일체로 연결된다.

상기와 같이 구성된 자동 변속기의 6속 파워 트레인에서 본 발명의 실시예는 상기 클러치리테이너(40)와 리어커버(3) 사이에 베어링(70)과 스페이서(80) 및 접시 스프링(90)이 순차적으로 상호 접촉하도록 설치된 구성을 포함한다.

여기서, 상기 베어링(70)은 상기 클러치리테이너(40)와 접촉하도록 설치되고, 상기 스페이서(80)는 상기 베어링(70)과 접촉하도록 설치되며, 상기 접시 스프링(90)은 상기 리어커버(3)에 지지되도록 설치되면서 상기 스페이서(80)와 접촉하도록 설치된 구성을 갖는다.

그리고, 상기 리어커버(3)에는 상기 접시 스프링(90)의 설치를 위하여 스프링홈(3a)이 형성되며, 상기 접시 스프링(90)은 상기 스프링홈(3a)에 의해 지지되어 유동이 방지된다.

한편, 상기 스페이서(80)는 도 4와 같이 일정한 두께를 갖춘 원형고리 모양으로 형성된다.

그리고, 상기 접시 스프링(90)은 상기 리어커버(3)에 형성된 상기 스프링홈(3a)으로 삽입 설치되는 원형고리 모양의 플레이트부(91)와, 일단은 상기 플레이트부(91)의 내주면에 일체로 연결되고 타단은 상기 플레이트부(91)의 일측으로 돌출되게 절곡 형성되어서 상기 스페이서(80)와 접촉하는 다수개의 탄성부(93)로 구성된다.

여기서, 상기 탄성부(93)는 상기 플레이트부(91)의 내주면을 따라 등간격으로 배치되면서 상기 플레이트부(91)의 중심을 향하여 방사상으로 돌출되게 형성된 구조를 갖는다.

상기와 같이 구성된 본 발명 실시예에 따른 자동 변속기의 6속 파워 트레인은 더블 피니언 유성기어셋트(30)의 클러치리테이너(40)가 베어링(70)과 스페이서(80) 및 접시 스프링(90)을 통해서 리어커버(3)에 의해 충분히 지지받는 구조가 된다.

따라서, 본 발명에 따른 자동 변속기의 6속 파워 트레인은 차량 상태에서의 1속 및 2속 주행시 저 토크가 입력축(1)으로 입력될 때 입력축(1)과 제3선기어(31)의 결합구조인 헬리스(helix) 각의 추력에 의해 상기 제3선기어(31)가 리어커버(3)쪽으로 이동하려는 힘을 받더라도, 상기 제3선기어(31)와 결합된 클러치리테이너(40)는 도 5의 (A)와 같이 베어링(70)과 스페이서(80) 및 접시 스프링(90)의 탄성력에 의해 충분히 지지되어 상기 리어커버(3)쪽으로 이동하는 것이 제한되고, 동시에 상기 제3선기어(31)도 리어커버(3)쪽으로 이동하는 것이 제한된다.

이를 통해, 1속 및 2속 주행시 입력축(1)과 상기 제3선기어(31)의 기어접촉이 원활히 이루어지고, 이 결과 1속 및 2속 주행시 저 토크가 입력축(1)으로 입력될 때 심하게 발생하던 소음을 크게 개선할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 자동 변속기의 6속 파워 트레인은 기후 조건에 따라 더블 피니언 유성기어셋트(30)의 열팽창 계수 변화하여 부피가 커지는 변화가 일어나게 되면, 상기 더블 피니언 유성기어셋트(30)의 클러치리테이너(40)와 접촉하고 있던 베어링(70) 및 스페이서(80)는 접시 스프링(90)의 탄성부(93)의 힘을 이기면서 도 5의 (B)에 도시된 화살표와 같이 리어커버(3)쪽으로 이동하게 된다.

그러면, 접시 스프링(90)의 탄성부(93)가 탄력적으로 변형되면서 클러치리테이너(40)와 리어커버(3) 사이의 공간이 축소되고, 이러한 일련의 과정을 통해 부피 커지는 변화가 발생할 때에 이를 자체적으로 충분히 흡수할 수 있게 된다.

상기와 같이 열팽창 계수 변화에 의해 더블 피니언 유성기어셋트(30)의 부피가 커지는 변화가 일어날 때에 접시 스프링(90)이 탄성변형에 의해 이를 자체적으로 충분히 흡수할 수 있게 되면, 제2 싱글 피니언 유성기어셋트(20) 및 상기 제1 싱글 피니언 유성기어셋트(10)의 간극이 축소되는 문제가 발생하지 않게 되며, 이 결과 6속 파워 트레인의 전체적인 내구성 향상을 도모할 수 있게 된다.

또한, 차량 상태에서의 1속 및 2속 주행시 고 토크가 입력축(1)으로 입력될 때도 제3선기어(31)가 접시 스프링(90)의 탄성부(93)의 힘을 이기면서 리어커버(3)쪽으로 이동하게 됨으로써, 제2 싱글 피니언 유성기어셋트(20) 및 상기 제1 싱글 피니언 유성기어셋트(10)는 충분한 간극을 확보할 수 있게 되고, 이 결과 6속 파워 트레인의 전체적인 내구성 향상을 도모할 수 있게 된다.

1 - 입력축 3 - 리어커버
10 - 제1 싱글 피니언 유성기어셋트 20 - 제2 싱글 피니언 유성기어셋트
30 - 더블 피니언 유성기어셋트 31 - 제3선기어
40 - 클러치리테이너 70 - 베어링
80 - 스페이서 90 - 접시 스프링
91 - 플레이트부 93 - 탄성부

Claims (4)

1. 토크 컨버터를 통하여 엔진 출력축에 접속되는 입력축 상의 전측으로부터 제1 싱글 피니언 유성기어셋트와 제2 싱글 피니언 유성기어셋트 및 더블 피니언 유성기어셋트가 순차적으로 배열되어 구성된 자동 변속기의 6속 파워 트레인에 있어서,
   상기 더블 피니언 유성기어셋트의 제3선기어는 클러치리테이너와 일체로 연결되게 구성되고;
   상기 클러치리테이너와 리어커버 사이에는 베어링과 스페이서 및 접시 스프링이 순차적으로 중첩을 이루도록 장착되어 구성되고,
   상기 베어링은 상기 클러치리테이너와 접촉하도록 설치되고, 상기 스페이서는 상기 베어링과 접촉하도록 설치되며, 상기 접시 스프링은 상기 리어커버에 지지되도록 설치되면서 상기 스페이서와 접촉하도록 설치되며,
   상기 리어커버에는 상기 접시 스프링의 설치를 위하여 스프링홈이 형성된 것;을 특징으로 하는 자동 변속기의 6속 파워 트레인.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서, 상기 접시 스프링은,
   상기 리어커버에 형성된 상기 스프링홈으로 삽입 설치되는 원형고리 모양의 플레이트부와;
   일단은 상기 플레이트부의 내주면에 일체로 연결되고 타단은 상기 플레이트부의 일측으로 돌출되게 절곡 형성되어서 상기 스페이서와 접촉하는 다수개의 탄성부로 구성되는데;
   상기 탄성부는 상기 플레이트부의 내주면을 따라 등간격으로 배치되면서 상기 플레이트부의 중심을 향하여 방사상으로 돌출되게 형성된 것;
   을 특징으로 하는 자동 변속기의 6속 파워 트레인.

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