KR101172304B1 - 자동변속기용 동력전달장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동변속기용 동력전달장치에 관한 것으로서, 특히, 자동변속기의 크기를 증가시키지 않고 전진6속 및 후진1속을 구현할 수 있는 자동변속기용 동력전달장치에 관한 것이다.
본 발명은, 제1주동기어와, 제2주동기어와, 제3주동기어와, 제4주동기어가 구비되는 입력축; 제1클러치에 의해 상기 제2주동기어와 연결되고 제1브레이크가 연결되는 제1선기어와, 상기 제1선기어와 기어결합되는 복수 개의 제1유성기어를 연결하고 상기 제4주동기어와 연결되고 제2클러치에 의해 상기 입력축에 연결되며 제2브레이크가 연결되는 제1캐리어와, 상기 제1유성기어와 기어결합되고 상기 제3주동기어와 연결되는 제1링기어를 포함하는 제1유성기어세트; 상기 제1주동기어와 기어결합되는 제1종동기어, 상기 제2주동기어와 기어결합되는 제2종동기어, 상기 제3주동기어와 기어결합되는 제3종동기어 및 상기 제4주동기어와 기어결합되는 제4종동기어를 구비하는 변속축; 상기 변속축에 제3클러치에 의해 연결되는 제2선기어와, 상기 제2선기어와 기어결합되는 복수 개의 제2유성기어를 연결하고 상기 제3종동기어에 연결되며 출력주동기어가 연결되는 제2캐리어와, 상기 제2유성기어와 기어결합되고 상기 제4종동기어에 연결되는 제2링기어를 포함하는 제2유성기어세트; 및 상기 출력주동기어와 기어연결되는 출력기어와, 상기 출력기어와 연결되는 차동기어를 구비하는 출력축을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기용 동력전달장치를 제공한다.

Description

자동변속기용 동력전달장치 {POWER TRAIN FOR AUTOMATIC TRANSMISSION}
본 발명은 자동변속기용 동력전달장치에 관한 것으로서, 특히, 자동변속기의 크기를 증가시키지 않고 전진6속 및 후진1속을 구현할 수 있는 자동변속기용 동력전달장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 그 차량의 주행속도를 자동으로 제어할 수 있는 자동변속기가 설치되어 있으며, 자동변속기의 다단 변속 메커니즘은 복수의 유성기어세트의 조합으로 이루어져 있다.
복수의 유성기어세트가 조합된 파워 트레인은 엔진 토크를 변환하여 전달하는 토크 컨버터로부터 회전동력이 입력되면 이를 다단으로 변속하여 출력축으로 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.
동일 수의 변속단을 구현하더라도 유성기어세트의 조합 방법에 따라 내구성 및 동력 전달 효율, 그리고 크기 및 중량 등이 크게 달라지기 때문에, 보다 견고하고 동력 손실을 최소화하면서도 소형화할 수 있는 파워 트레인의 개발을 위한 노력이 계속되고 있다.
상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
일반적인 자동변속기는 유성기어세트의 개수를 증가시켜 구현 가능한 변속단의 개수를 증가시키므로 구현 가능한 변속단이 증가될수록 자동변속기의 크기, 특히 자동변속기의 전장 길이가 증가되는 문제점이 있다.
따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 제품의 크기를 증가시키지 않고 전진6속 및 후진1속을 구현할 수 있는 자동변속기용 동력전달장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 제1주동기어와, 제2주동기어와, 제3주동기어와, 제4주동기어가 구비되는 입력축; 제1클러치에 의해 상기 제2주동기어와 연결되고 제1브레이크가 연결되는 제1선기어와, 상기 제1선기어와 기어결합되는 복수 개의 제1유성기어를 연결하고 상기 제4주동기어와 연결되고 제2클러치에 의해 상기 입력축에 연결되며 제2브레이크가 연결되는 제1캐리어와, 상기 제1유성기어와 기어결합되고 상기 제3주동기어와 연결되는 제1링기어를 포함하는 제1유성기어세트; 상기 제1주동기어와 기어결합되는 제1종동기어, 상기 제2주동기어와 기어결합되는 제2종동기어, 상기 제3주동기어와 기어결합되는 제3종동기어 및 상기 제4주동기어와 기어결합되는 제4종동기어를 구비하는 변속축; 상기 변속축에 제3클러치에 의해 연결되는 제2선기어와, 상기 제2선기어와 기어결합되는 복수 개의 제2유성기어를 연결하고 상기 제3종동기어에 연결되며 출력주동기어가 연결되는 제2캐리어와, 상기 제2유성기어와 기어결합되고 상기 제4종동기어에 연결되는 제2링기어를 포함하는 제2유성기어세트; 및 상기 출력주동기어와 기어연결되는 출력기어와, 상기 출력기어와 연결되는 차동기어를 구비하는 출력축을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기용 동력전달장치를 제공한다.
또한, 상기 제3주동기어와 상기 제3종동기어는 서로 동일한 회전비를 가지는 외접기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제4주동기어와 상기 제4종동기어는 서로 동일한 회전비를 가지는 외접기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자동변속기용 동력전달장치는 유성기어세트의 개수를 증가시키지 않고 전진6속 및 후진1속을 구현할 수 있으므로 자동변속기의 크기, 특히 자동변속기의 전장 길이를 증가시키지 않고 전전6속 및 후진1속의 변속단을 구현할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기용 동력전달장치가 도시된 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기용 동력전달장치의 작동요소표이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 자동변속기용 동력전달장치의 일 실시예를 설명한다.
이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.
그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기용 동력전달장치가 도시된 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기용 동력전달장치의 작동요소표이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기용 동력전달장치는 제1주동기어(12), 제2주동기어(14), 제3주동기어(16) 및 제4주동기어(18)가 구비되는 입력축(10)과, 제1클러치(81)에 의해 제2주동기어(14)와 연결되고 제1브레이크(84)가 연결되는 제1선기어(32), 제1선기어(32)와 기어결합되는 복수 개의 제1유성기어(34)를 연결하고 제4주동기어(18)와 연결되고 제2클러치(82)에 의해 입력축(10)에 연결되며 제2브레이크(85)가 연결되는 제1캐리어(34a) 및 제1유성기어(34)와 기어결합되고 제3주동기어(16)와 연결되는 제1링기어(36)를 포함하는 제1유성기어세트(30)와, 제1주동기어(12)와 기어결합되는 제1종동기어(52), 제2주동기어(14)와 기어결합되는 제2종동기어(54), 제3주동기어(16)와 기어결합되는 제3종동기어(56) 및 제4주동기어(18)와 기어결합되는 제4종동기어(58)를 구비하는 변속축(50)과, 변속축(50)에 제3클러치(83)에 의해 연결되는 제2선기어(72), 제2선기어(72)와 기어결합되는 복수 개의 제2유성기어(74)를 연결하고 제3종동기어(56)에 연결되며 출력주동기어(59)가 연결되는 제2캐리어(74a), 제2유성기어(74)와 기어결합되고 제4종동기어(58)에 연결되는 제2링기어(76)를 포함하는 제2유성기어세트(70)와, 출력주동기어(59)와 기어연결되는 출력기어(94) 및 출력기어(94)와 연결되는 차동기어(92)를 구비하는 출력축(90)을 포함한다.
제3클러치(83)가 작동되면 입력축(50)을 통해 전달되는 엔진의 동력이 변속축(50) 및 제2유성기어세트(70)에 직접 전달되고, 제2클러치(82)가 작동되면 입력축(10)를 통해 전달되는 엔진의 동력이 제1유성기어세트(30)를 통과하여 제2유성기어세트(70) 및 변속축(50)에 전달된다.
제1클러치(81)는 제1선기어(32)와 제2주동기어(14) 사이의 연결여부를 결정하고, 제2클러치(82)는 입력축(10)과 제1캐리어(34a) 사이의 연결여부를 결정한다.
제1주동기어(12), 제2주동기어(14), 제3주동기어(16), 제4주동기어(18), 제1종동기어(52), 제2종동기어(54), 제3종동기어(56) 및 제4종동기어(58)는 둘레면에 톱니가 형성되는 외접기어를 포함한다.
따라서 다수 개의 유성기어세트를 하나의 축 상에 연결되어 다수의 변속단을 구현하는 자동변속기의 동력전달장치와 비교하여 자동변속기의 전장 길이가 작아짐을 알 수 있다.
제3주동기어(16)와 제3종동기어(56)는 서로 동일한 회전비를 가지는 외접기어를 포함하고, 제4주동기어(18)와 제4종동기어(58)는 서로 동일한 회전비를 가지는 외접기어를 포함한다.
따라서 제3주동기어(16) 및 제4주동기어(18)로부터 제3종동기어(56) 및 제4종동기어(58)로 전달되는 동력은 일대일의 변속비를 이루며 동력전달이 이루어짐을 알 수 있다.
또한, 제1주동기어(12) 및 제2주동기어(14)와 제1종동기어(52) 및 제2종동기어(54) 사이에는 서로 다른 회전비가 형성되므로 설계자의 의도에 맞는 감속 또는 증속이 이루어지게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기용 동력전달장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 차량의 운행이 개시되어 전진1속의 변속단이 구현되면 작동요소표에 도시된 바와 같이 제3클러치(83)와 제2브레이크(85)가 작동된다.
따라서 입력축(10)을 통해 전달되는 엔진의 동력은 제1주동기어(12) 및 제1종동기어(52)를 통해 변속축(50)에 전달되고, 제3클러치(83)를 지나 제2선기어(72)에 전달된다.
제2선기어(72)가 회전되면 제2유성기어(74)가 자전되면서 공전되어 제2캐리어(74a)에 연결되는 출력주동기어(59)를 회전시키게 된다.
이때, 제2유성기어(74)와 기어결합되는 제2링기어(76)는 제4종동기어(58)에 의해 제4주동기어(18)와 기어결합된 상태를 이루는데, 제2브레이크(85)에 의해 제4주동기어(18)가 구속되므로 제4종동기어(58) 및 제2링기어(76)도 구속된 상태를 이루게 된다.
따라서 제2링기어(76)와 기어결합되는 제2유성기어(74)의 회전비를 변화시키게 되므로 출력주동기어(59)의 회전비를 변화시켜 출력기어(94)에 전달되는 엔진의 동력이 전진1속을 구현할 수 있도록 한다.
차량 주행이 진행되는 중에 전진2속으로 변속작동이 이루어지면, 제3클러치(83)의 작동은 유지되고 제2브레이크(85)의 작동이 해제된 후에 제1브레이크(84)의 작동이 이루어져 제3클러치(83) 및 제1브레이크(84)의 작동에 의해 전진2속의 변속단이 구현된다.
입력축(10)을 통해 전달되는 엔진의 동력은 제1주동기어(12) 및 제1종동기어(52)를 통해 변속축(50)에 전달되고, 제3클러치(83)를 따라 제2선기어(72)에 전달된다.
제2선기어(72)가 회전되면 제2유성기어(74)가 자전되면서 공정되어 제2캐리어(74a)가 회전되므로 출력주동기어(59)를 회전시켜 출력기어(94) 및 차동기어(92)를 지나 출력축(90)에 동력이 전달된다.
이때, 제1브레이크(84)에 의해 제1선기어(32)가 구속되므로 제2캐리어(74a)가 회전될 때에 연동되는 제3종동기어(56) 및 제3주동기어(16)는 제1선기어(32)와 기어연결되는 제1유성기어(34) 및 제1링기어(36)에 의해 회전비가 변화되므로 출력주동기어(59)를 통해 전달되는 동력이 전진2속의 변속단을 이루도록 한다.
작동요소표에 도시된 바와 같이 전진6속 및 후진1속의 변속단은 제1클러치(81), 제2클러치(82), 제3클러치(83), 제1브레이크(84) 및 제2브레이크(85) 중 어느 두 개의 마찰요소가 작동되어 전진6속 및 후진1속의 변속단을 이루게 된다.
전진3속의 경우에는 제1클러치(81) 및 제3클러치(83)가 작동되고, 전진4속의 경우에는 제2클러치(82) 및 제3클러치(83)가 작동되고, 전진5속의 경우에는 제1클러치(81) 및 제2클러치(82)가 작동되고, 전진6속의 경우에는 제2클러치(82) 및 제1브레이크(84)가 작동되고, 후진1속의 경우에는 제1클러치(81) 및 제2브레이크(85)가 작동되어 변속단을 이루게 된다.
이로써, 제품의 크기를 증가시키지 않고 전진6속 및 후진1속을 구현할 수 있는 자동변속기용 동력전달장치를 제공할 수 있게 된다.
본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
또한, 차량용 자동변속기용 동력전달장치를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 차량이 아닌 다른 제품에도 본 발명의 자동변속기용 동력전달장치가 사용될 수 있다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 입력축 12 : 제1주동기어
14 : 제2주동기어 16 : 제3주동기어
18 : 제4주동기어 30 : 제1유성기어세트
32 : 제1선기어 34 : 제1유성기어
34a : 제1캐리어 36 : 제1링기어
50 : 변속축 52 : 제1종동기어
54 : 제2종동기어 56 : 제3종동기어
58 : 제4종동기어 70 : 제2유성기어세트
72 : 제2선기어 74 : 제2유성기어
74a : 제2캐리어 76 : 제2링기어
81 : 제1클러치 82 : 제2클러치
83 : 제3클러치 84 : 제1브레이크
85 : 제2브레이크 90 : 출력축
92 : 차동기어 94 : 출력기어

Claims (3)

  1. 제1주동기어와, 제2주동기어와, 제3주동기어와, 제4주동기어가 구비되는 입력축;
    제1클러치에 의해 상기 제2주동기어와 연결되고 제1브레이크가 연결되는 제1선기어와, 상기 제1선기어와 기어결합되는 복수 개의 제1유성기어를 연결하고 상기 제4주동기어와 연결되고 제2클러치에 의해 상기 입력축에 연결되며 제2브레이크가 연결되는 제1캐리어와, 상기 제1유성기어와 기어결합되고 상기 제3주동기어와 연결되는 제1링기어를 포함하는 제1유성기어세트;
    상기 제1주동기어와 기어결합되는 제1종동기어, 상기 제2주동기어와 기어결합되는 제2종동기어, 상기 제3주동기어와 기어결합되는 제3종동기어 및 상기 제4주동기어와 기어결합되는 제4종동기어를 구비하는 변속축;
    상기 변속축에 제3클러치에 의해 연결되는 제2선기어와, 상기 제2선기어와 기어결합되는 복수 개의 제2유성기어를 연결하고 상기 제3종동기어에 연결되며 출력주동기어가 연결되는 제2캐리어와, 상기 제2유성기어와 기어결합되고 상기 제4종동기어에 연결되는 제2링기어를 포함하는 제2유성기어세트; 및
    상기 출력주동기어와 기어연결되는 출력기어와, 상기 출력기어와 연결되는 차동기어를 구비하는 출력축을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기용 동력전달장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3주동기어와 상기 제3종동기어는 서로 동일한 회전비를 가지는 외접기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기용 동력전달장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제4주동기어와 상기 제4종동기어는 서로 동일한 회전비를 가지는 외접기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기용 동력전달장치.
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