KR101177947B1 - 자동 변속식 엔진 차량 변속기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 7개의 전진 기어 및 하나의 후진 기어를 갖는 엔진 차량 변속기에 관한 것으로서, 이 변속기는 하우징(G)에 배치된 하나의 구동축(1) 및 하나의 출력축(2), 3개의 싱글 웨브 유성 기어 트레인(P1, P2, P3), 회전 가능한 적어도 6개의 샤프트(1, 2, 3, 4, 5, 6), 및 브레이크(03, 04, 05) 및 클러치(14, 15, 24, 45)를 갖는 6개의 변속 부재(03, 04, 05, 14, 15 45, 24)를 포함한다.

Description

자동 변속식 엔진 차량 변속기{AUTOMATICALLY SHIFTABLE MOTOR VEHICLE TRANSMISSION}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 유성 기어 구조의 자동 변속식 엔진 차량 변속기에 관한 것이다.
종래 기술에 따른, 특히 엔진 차량용 유성 기어 트레인은 클러치 및 브레이크와 같은 마찰 부재 또는 변속 부재를 통해 개폐되는 일반적 유성 기어 트레인 및 유체동역학적 토크 컨버터 또는 유압 클러치와 같은, 슬립 효과에 영향을 받으며 선택적으로 록업 클러치(lockup clutch)를 포함하는 일반적 스타팅 부재를 포함한다.
이런 유형의 변속기는 유럽 특허 EP 0 434 525 B1에 공개되어 있다. 이런 변속기는 크게 상호 평행하게 배치된 구동축 및 출력축, 출력축에 동심성으로 배치된 듀얼 유성 기어 트레인 및 3개의 클러치와 2개의 브레이크로 구성된 5개의 변속 부재를 포함하는데, 이런 변속 부재 쌍의 선택적 잠금을 통해 구동축과 출력축 사이에서 복수의 기어비가 결정된다. 여기에서 변속기는 하나의 프런트 기어셋 및 2개의 출력 경로를 가지므로, 5개의 변속 부재의 쌍단위의 선택적 맞물림을 통해 6개의 전진 기어가 구현된다.
제1 출력 경로에서는 프런트 기어셋의 토크를 듀얼 유성 기어 트레인의 2개의 부재에 전달하기 위해 2개의 클러치가 필요하다. 이 두 개의 클러치는 동력 흐름의 방향을 기준으로 프런트 기어셋의 후단에 배치에서 듀얼 유성 기어 트레인의 방향으로 배치된다. 제2 출력 경로에서는 다른 클러치가 제공되는데, 이 클러치는 듀얼 유성 기어 트레인의 다른 부재와 이 출력 경로를 탈착식으로 결합시킨다. 여기에서 내측 디스크 서포트가 구동부를 형성하도록 클러치가 배치된다.
이런 유형의 다른 유성 기어 트레인은 예로서 미국 특허 US 4,070,927에 공개되어 있는데, 이 특허에서는 제공되는 전진 기어의 수가 마찰 부재 또는 변속 부재의 수보다 각각 하나가 많다. 전진 기어 사이에서의 각 기어 변속은, 마찰 부재 또는 변속 부재의 각각 하나가 접속 또는 차단됨으로써 달성된다.
출원인의 독일 특허 DE 199 12 480 A1에서는 6개의 전진 기어 및 하나의 후진 기어를 변속하기 위한 2개의 클러치 및 3개의 브레이크 및 3개의 싱글 웨브 유성 기어 트레인을 포함하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기가 공개되어 있는데, 이 특허에서 구동축은 직접 제2 유성 기어 트레인의 선기어와 결합하며 제1 클러치를 통해 제1 유성 기어 트레인의 선기어와 결합이 가능하며 및/또는 제2 클러치를 통해 제1 유성 기어 트레인의 웨브와 결합이 가능하다. 추가적 또는 대안적으로 제1 유성 기어 트레인의 선기어가 제1 브레이크를 통해 변속기의 하우징과 결합이 가능하고 및/또는 제1 유성 기어 트레인의 웨브가 제2 브레이크를 통해 하우징과 결합이 가능하고 및/또는 제3 유성 기어 트레인의 선기어가 제3 브레이크를 통해 하우징과 결합이 가능하다.
또한 유럽 특허 EP 1 265 006 A2에서는 유성 기어 방식의 6단 자동 변속기가 공개되어 있는데, 마찬가지로 이 자동 변속기도 2개의 브레이크 및 2개의 클러치를 포함하며, 각각의 기어단은 각 2개의 변속 부재의 조합을 통해 실현 가능하다.
일반적으로 유성 기어 방식의 자동 변속식 엔진 차량 변속기는 종래 기술에서 이미 자주 설명되었으며 지속적으로 개량 개발 및 개선되고 있다. 이런 변속기는 충분한 수의 전진 기어 및 후진 기어 및 차량에 매우 적합하며, 매우 높은 총기어비를 포함하는 기어비 및 양호한 감속비를 갖는다. 또한 이런 변속기는 전진 방향으로의 높은 스타트 기어비를 실현해야 하며 하나의 다이렉트 기어를 가져야 하고 승용차 뿐 아니라 상용차에도 적합해야 한다. 또한 이런 변속기의 제조 비용이 낮아야 하고 특히 적은 수의 변속 부재가 요구되며 순차 변속 시 이중 변속이 억제되어야 하는데, 이로서 정의된 기어 레인지에서 변속 시 각각 단 하나의 변속 부재만 변속된다.
도입부에 전술한 유형의 변속기는 일반적으로 6개의 전진 기어를 갖는다. 다른 제7단 기어는 바람직하게도 운전자의 편의성 및 최적의 연비를 실현하는 의미에서 제공된다. 또한 제7단 기어를 통해 역동적인 운전이 보장된다.
본 발명의 목적은 적어도 7개의 전진 기어의 구현이 가능한, 도입부에 전술한 유형의 다단 변속기를 제안하는 것이다. 본 발명에 따른 변속기에서는 약한 토크가 변속 부재 및 유성 기어 트레인에 작용하며 샤프트, 변속 부재 및 유성 기어 트레인의 회전 속도는 가능한 한 저속으로 유지되어야 한다. 또한 본 발명에 따른 변속기는 컴팩트한 디자인의 경량 구조를 가져야 한다. 또한 구동 부재 및 구동부 및 출력부의 임의의 형성 및 배치가 가능해야 한다.
이 목적은 본 발명에 따라 특허 청구항 1의 특징을 통해 달성된다. 다른 이점 및 바람직한 형태는 종속항에 명시된다.
본 발명에서는 유성 기어 방식의 다단 자동 변속기가 제안되는데, 이 변속기는 하우징에 배치된 하나의 구동축 및 하나의 출력축; 3개의 싱글 웨브 유성 기어 트레인; 회전 가능한 적어도 6개의 샤프트; 및 바람직하게도 3개의 브레이크 및 3개의 클러치를 갖는 적어도 6개의 변속 부재를 포함하는데, 이 변속 부재의 (쌍단위의) 선택적 맞물림을 통해 구동축과 출력축 사이에서 복수의 변속비가 실현되므로, 적어도 7개의 전진 기어 및 적어도 하나의 후진 기어가 구현 가능하며, 구동축은 제2 유성 기어 트레인의 선기어와 결합되며, 클러치를 통해 제1 유성 기어 트레인의 웨브와 결합 가능하고, 다른 클러치를 통해 제5 샤프트와 결합 가능한데, 이 샤프트는 한편으로 제1 유성 기어 트레인의 선기어와 지속적으로 결합하며, 다른 한편으로는 브레이크를 통해 하우징에 연결 가능하다. 또한 출력축은 제3 유성 기어 트레인의 웨브 및 제1 유성 기어 트레인의 내기어와 지속적으로 결합하며, 다른 제3 샤프트는 제3 유성 기어 트레인의 선기어와 결합하고 브레이크를 통해 하우징에 연결 가능하다.
또한 본 발명에서는 다른 제4 샤프트가 제2 유성 기어 트레인의 웨브 및 제1 유성 기어 트레인의 웨브와 지속적으로 결합하며, 브레이크를 통해 하우징에 연결 가능하고; 다른 제6 샤프트는 제3 유성 기어 트레인의 내기어 및 제2 유성 기어 트레인의 웨브와 지속적으로 결합한다. 본 발명에서는 다른 클러치가 제공되는데, 이 클러치는 제4 샤프트를 출력축 또는 제5 샤프트에 탈착식으로 서로 결합시킨다. 싱글 웨브 유성 기어 트레인은 바람직하게도 감속 유성 기어 트레인으로서 형성된다.
본 발명에 따른 다단 변속기의 형태를 통해 적합한 기어비 및 종래 기술에 비해 현저하게 증가된 다단 변속기 총감속비가 실현되며, 이로써 다단 변속기와 연결된 각 구동 엔진에 맞는 기어단의 개선된 적응이 차량의 모든 주행 범위에서 가능하며 그 결과로서 차량의 개선된 주행성 및 현저한 연비 개선이 나타난다. 또한 비교적 양호한 기어 변속 및 전진 주행 방향에서의 높은 스타트 기어비가 구현 가능하다.
본 발명에 따른 다단 변속기는 모든 차량, 특히 예를 들어 트럭, 버스, 건설차, 레일 차량, 캐터필러 차량과 같은 상용차(CV) 및 승용차(PC)에 적합하다.
또한 본 발명에 따른 다단 변속기에서는 바람직하게도 3개의 클러치 및 3개의 브레이크로 실현되는 적은 수의 변속 부재를 통해 제조 비용이 현저하게 절감된다. 본 발명에 따른 다단 변속기에서는 바람직한 방법으로, 유체동역학적 컨버터, 외부 스타트 클러치 또는 기타 적합한 외부 스타팅 부재를 통해 시동하는 것이 가능하다. 또한 변속기에 내장된 스타팅 부재를 통한 기동 과정을 실현하는 것도 고려할 수 있다.
본 발명에서는 하나의 기어, 바람직하게는 제6단 기어를 다이렉트 기어로서 설계할 수 있다. 또한 순차 변속 시 이중 변속 또는 레인지 변속이 억제된다.
구동축 및 출력축은 상호 동축성으로 대향측에 배치될 수 있을 뿐 아니라 트랜스미션 하우징의 동일 측에 배치될 수도 있다. 또한 출력부가 유성 기어 트레인과 클러치 사이에 배치될 수도 있다.
본 발명의 기타 목적, 특징, 이점 및 적용 범위는 도면에 상세히 도시한 하기 실시예에 대한 설명을 통해 기술된다. 기술된 및/또는 도면으로 도시된 모든 특징은 그 자체로 또는 임의의 바람직한 조합으로서 본 발명의 대상을 형성하며, 이 사항은 청구항의 그 명시 내용 및 그 상호 관계와는 무관하게 적용된다.
서로 다른 도면에 도시한 동일 부품 또는 동일한 기능을 갖는 부품은 도면에서 동일한 부호로 표시된다.
도 1은 본 발명에 따른 변속기의 제1 실시 형태에 대한 개략적 도시이다.
도 2는 도 1에 도시한 변속기의 예시적 변속 패턴이다.
도 3은 본 발명에 따른 변속기의 제2 실시 형태에 대한 개략적 도시이다.
도 4는 도 2에 도시한 변속기의 예시적 변속 패턴이다.
도 5는 도 1에 도시한 변속기의 부품 배치 변형에 대한 개략적 도시이다.
도 6은 도 3에 도시한 변속기의 부품 배치 변형에 대한 개략적 도시이다.
도 1에서 본 발명에 따른 변속기는 주로 감속 유성 기어 트레인으로서 형성된 3개의 싱글 웨브 유성 기어 트레인(P1, P2, P3), 6개의 회전식 샤프트(1, 2, 3, 4, 5, 6), 3개의 브레이크(03, 04, 05) 및 3개의 클러치(14, 15, 45)를 포함한다. 이 모든 부품은 하우징(G) 내에 배치된다. 유성 기어 트레인(P1, P2, P3)은 각각 하나의 선기어, 유성 기어를 포함하는 하나의 웨브 및 하나의 내기어로 구성된다. 여기에서 3개의 유성 기어 트레인(P1, P2, P3)은 서로 동축성으로 배치되며, 공간적으로 볼 때 중앙의 유성 기어 트레인은 부호(P2)로 표시된다. 도 1에 도시한 실시예의 범위 내에서 유성 기어 트레인은 아래와 같이 서로 결합한다.
구동축(1)은 지속적으로 제2 유성 기어 트레인(P2)의 선기어와 결합하며 클러치(14)를 통해 제1 유성 기어 트레인(P1)의 웨브와 결합이 가능하며, 또한 구동축(1)은 다른 클러치(15)를 통해 샤프트(5)와 결합이 가능한데, 한편으로 이 샤프트는 제1 유성 기어 트레인(P1)의 선기어와 지속적으로 결합하며, 다른 한편으로는 브레이크(05)를 통해 하우징(G)에 연결될 수 있다. 출력축(2)은 제3 유성 기어 트레인(P3)의 웨브 및 제1 유성 기어 트레인(P1)의 내기어와 지속적으로 결합하며 다른 샤프트(3)는 제3 유성 기어 트레인(P3)의 선기어와 지속적으로 결합하고 브레이트(03)를 통해 하우징에 연결될 수 있다. 다른 샤프트(4)는 제2 유성 기어 트레인(P2)의 내기어 및 제1 유성 기어 트레인(P1)의 웨브와 지속적으로 결합하며 브레이크(04)를 통해 하우징(G)에 연결될 수 있다. 또한 샤프트(6)는 제3 유성 기어 트레인(P3)의 내기어 및 제2 유성 기어 트레인(P2)의 웨브와 지속적으로 결합한다. 본 발명에서는 샤프트(4)를 샤프트(5)와 탈착식으로 결합시키는 클러치(45)가 제공된다. 이 내측 클러치의 제공으로 7개의 전진 기어가 구현된다.
여기에서 샤프트(4)는 제1 유성 기어 트레인(P1)의 웨브와 브레이크(04) 사이의 구역에서 클러치(45)를 통해 샤프트(5)와 탈착식으로 결합이 가능하다.
도 2는 본 발명에 따른 도 1의 다단 변속기의 변속 패턴을 도시한다. 각 기어단의 각각의 기어비(i) 및 이로써 결정되는 감속비를 변속 패턴에서 예로서 참고할 수 있다. 또한 이 변속 패턴에서는 순차 변속(sequential gearshift) 시 이중 변속 또는 레인지 변속이 억제되는 것을 알 수 있는데, 그 이유는 인접한 2개의 기어단이 각각 하나의 변속 부재를 공동으로 사용하기 때문이다. 변속 패턴에서 알 수 있듯이, 레인지 변속 없이 기어를 변속하는 가능성도 존재한다. 바람직하게도 제6단 기어는 직접 구동식 기어로서 형성된다.
5개의 제1단 기어들을 위해 브레이크(03)가 지속적으로 작동하며, 추가적으로 제1단 기어를 위해 브레이크(04), 제2단 기어를 위해 브레이크(05), 제3단 기어를 위해 클러치(45), 제4단 기어를 위해 클러치(15) 및 제5단 기어를 위해 클러치(14)가 닫힌다. 제6단 기어를 위해 클러치(14, 15) 및 제7단 기어를 위해 클러치(14) 및 브레이크(5)가 닫혀야 한다. 후진 기어를 위해 브레이크(04) 및 클러치(15)가 닫힌다.
본 발명에 따른 변속기에서 변속 부재의 공간적 배치가 임의로 결정될 수 있으며 단지 치수 및 외형적 형상에 의해서만 제한된다. 구동부(AN) 및 출력부(AB)의 비동축성 배치, 특히 축에 대해 평행한 배치와 관련하여 클러치(14, 15, 45)는 방사상 방향에서 관찰할 때 바람직하게도 유성 기어 트레인(P1, P2, P3) 상단에 배치된다. 도 1에 따른 예시적 실시 형태에서는 클러치(45)가 방사상 방향에서 관찰할 때 구동측의 제1 유성 기어 트레인(P1)의 거의 상단에서 클러치(14, 15)보다 더 인접하게 이 유성 기어 트레인에 배치된다. 클러치(45)의 내측 디스크 서포트는 바람직하게도 출력측에 배치되며, 클러치(45)의 (간략한 도시를 위해 도시하지 않은) 서보 장치는 디스크 패킷과 외측 디스크 서포트 사이에 배치될 수 있다. 바람직하게도 클러치(14, 15)의 외측 디스크 서포트도 구동측에 배치된다.
도 3에 도시한 변속기 구조는 도 1에 따른 실시 형태와 거의 일치하지만, 샤프트(4)가 브레이크(04)와 제1 유성 기어 트레인(P1)의 웨브 사이의 구역에서 클러치(24)를 통해 구동축(2)와 탈착식으로 결합 가능하다는 차이점을 갖는다. 이 실시 형태에서는 클러치(24)의 내측 디스크 서포트가 바람직하게도 출력측에 배치된다.
또한 도 3에서는, 브레이크(04)와 클러치(24)를 동시에 닫음으로써 변속기를 위한 소위 “힐홀더(hillholder)"가 간단하게 도시되는 것을 알 수 있는데, 이 힐홀더를 통해 변속기의 출력축(2)이 하우징(G) 방향으로 잠길 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 도 3의 다단 변속기의 변속 패턴을 도시한다. 도 2에 따른 변속 패턴과 다른 단 하나의 차이점은, 클러치(45) 대신 클러치(24)가 제공되고 작동되는 것이다(제3단 기어).
5개의 제1단 기어들을 위해 브레이크(03)가 지속적으로 작동하며, 추가적으로 제1단 기어를 위해 브레이크(04), 제2단 기어를 위해 브레이크(05), 제3단 기어를 위해 클러치(24), 제4단 기어를 위해 클러치(15) 및 제5단 기어를 위해 클러치(14)가 닫힌다. 제6단 기어를 위해 클러치(14, 15) 및 제7단 기어를 위해 클러치(14) 및 브레이크(5)가 닫혀야 한다. 후진 기어를 위해 브레이크(04) 및 클러치(15)가 닫힌다.
전술한 본 발명에 따른 두 가지 실시 형태는 각각 구동부(AN) 및 출력부(AB)의 축에 평행한 배치를 나타내며, 이제 아래에서는 구동부(AN) 및 출력부(AB)가 서 로 동축성으로 배치되는 두 가지 실시 형태에 대해 각각 하나의 부품 배치 변형을 설명한다.
도 5에는 도 1에 도시한 변속기에 대한 예시적 부품 배치 변형이 개략적으로 도시된다. 3개의 유성 기어 트레인(P1, P2, P3)과 6개의 변속 부재(03, 04, 05, 14, 15, 24)의 동적 결합은 도 1에서 변경 없이 수용되었다. 전술한 바와 같이, 변속기의 구동부(AN) 및 출력부(AB)는 도 1에서와는 달리 서로 동축으로 진행한다. 이에 따라 변속기의 구동부(AN)은 제1 유성 기어 트레인(P1)의 (중앙의) 제2 유성 기어 트레인(P2) 대응측에 배치되며 변속기의 출력부(AB)는 변속기의 구동부(AN) 대향측, 즉 제3 유성 기어 트레인(P3)의 (중앙의) 제2 유성 기어 트레인(P2) 대응측에 배치된다. 샤프트(4)를 구동축(1)에 결합시킬 수 있는 클러치(14)는 축방향에서 양측 유성 기어 트레인(P1, P2) 사이에 배치된다. 다른 2개의 클러치(15, 45) 및 2개의 브레이크(04, 05)는 변속기의 구동측, 즉 제1 유성 기어 트레인(P1)의 중앙 유성 기어 트레인(P2) 대응측에 배치된다. 여기에서 브레이크(05)는 하우징(G)의 구동측 외측벽에 배치된다. 2개의 클러치(15, 45)는 서로 인접하게 배치되며, 클러치(45)는 클러치(15)보다 유성 기어 트레인(P1)에 더 인접하게 배치된다. 도 5에 도시한 예에서 클러치(45) 및 브레이크(04)는 공간적으로 볼 때 제1 유성 기어 트레인(P1)에 인접하게 배치된다.
부품 배치에 대한 다른 형태에서는 예로서, 브레이크(04)가 공간적으로 볼 때 유성 기어 트레인의 방사상 상단 구역, 특히 제1 유성 기어 트레인(P1)의 방사상 상단 구역에 배치되는 것이 가능하다. 또한 클러치(45)도 방사상 방향에서 볼 때 브레이크(04)의 하단에 배치된다. 부품 배치에 대한 또 다른 형태에서는 클러치(15, 45)가 공동의 디스크 서포트를 포함하는 선조립이 가능한 어셈블리로서 통합될 수도 있다. 또한 클러치(15)도 공간적으로 볼 때 브레이크(05)의 방사상 상단에 배치되거나 또는 예를 들어 밴드 브레이크로서 실시되는 브레이크(05)도 공간적으로 볼 때 클러치(15)의 방사상 상단에 배치될 수 있다.
전문가는 각 변속 부재의 공간적 배치를 차량에서 변속기를 위해 제공되는 설치 공간에 항상 적응시킨다.
마지막으로 도 6은 도 3에 도시한 변속기에 대한 예시적 부품 배치를 개략적으로 도시한다. 3개의 유성 기어 트레인(P1, P2, P3)과 6개의 변속 부재(03, 04, 05, 14, 15, 24)의 동적 결합은 도 3에서 변경 없이 수용되었다. 전술한 바와 같이, 변속기의 구동부(AN) 및 출력부(AB)는 도 3에서와는 달리 서로 동축으로 진행한다. 또한 브레이크(03)를 제외한 모든 변속 부재(04, 05, 14, 15, 24)가 변속기의 구동측, 즉 제1 유성 기어 트레인(P1)의 제2 유성 기어 트레인(P2) 대향측에 배치된다. 출력축(2)을 추가적으로 샤프트(4)에 결합시킬 수 있는 클러치(24)는 제1 유성 기어 트레인(P1)에 접한다. 양측 클러치(14, 15), 특히 그 디스크 패킷은 나란히 배치되며, 클러치(14)는 하우징(G)의 구동측 외측벽에 접한다. 여기에서 양측 클러치(14, 15)가 특히 공동의 디스크 서포트를 포함하는 선조립이 가능한 어셈블리로서 통합될 수도 있다. 다른 형태에서는 예로서, 양측 클러치(14, 15)가 서로 결합된 형태로 배치될 수 있으며, 클러치(14)가 완전히 클러치 공간 내에 배치되는데, 이 클러치 공간은 양측 클러치(14, 15)를 위한 공동의 디스크 서포트를 통해 형성된다. 여기에서 클러치(15)의 디스크는 공간적으로 볼 때 클러치(14) 디스크의 방사상 상단에 배치되지만, 축방향에서는 클러치(14)의 디스크 측면에 배치된다. 도 6에서 예로서 축방향에서 양측 클러치(15 및 24) 사이에 배치된 브레이크(04, 05)가 부품 배치에 대한 다른 형태에서는 공간적으로 볼 때 유성 기어 트레인의 방사상 상단에 배치될 수도 있다.
본 발명에 따른 변속기의 모든 실시 형태에서는 하나의 샤프트를 두개로 분할하기 위해 예를 들어 샤프트와 하우징 사이 또는 두 개의 샤프트 사이에서 변속기의 모든 위치에 추가적으로 프리휠(free wheel)이 배치될 수 있다. 샤프트(3)와 하우징(G) 사이에 추가적으로 장착된 프리휠은 브레이크(03)를 지원하는 기능을 하며, 샤프트(4)와 하우징(G) 사이에 추가적으로 장착된 프리휠은 브레이크(04)를 지원하고, 샤프트(5)와 하우징(G) 사이에 추가적으로 장착된 프리휠은 브레이크(05)를 지원하는 기능을 한다. 변속 부재에 평행한 추가적인 프리휠의 이런 형태의 장착은 예로서 감속 변속(shift-in) 시 변속 편의성을 개선하기 위해 제공될 수도 있다.
또한 구동축이 클러치 부재에 의해 엔진으로부터 분리될 수 있는데, 클러치 부재는 예로서 건식 또는 습식 스타팅 클러치로서, 자기 분말 클러치(magnetic particle clutch)로서, 원심 클러치로서, 유체 클러치(hydrodynamic clutch) 등으로서 형성될 수 있다.
또한 구동축이 전환 부재를 통해 엔진으로부터 분리될 수 있는데, 이런 전환 부재는 유체동역학적 컨버터로서, 디퍼런셜 컨버터(differential converter)로서, 스타팅 리타더(starting retarder)로서, 유체정역학적 기어로서, 전동식 기어로서 또는 전동 기계식 기어로서 또는 유사하게 형성될 수 있다. 이는, 엔진과 변속기 사이에 고정 또는 가변 기어비를 갖는 추가적인 감속단이 하나 또는 그 이상 제공될 수 있다는 것을 의미한다.
대안적 방법으로서 구동 부재가 동력 흐름 방향을 기준으로 변속기 후단에 배치될 수 있으므로, 구동축이 엔진의 커플링 샤프트(coupling shaft)와 고정적으로 결합된다. 이런 경우에는 기동이 변속기의 변속 부재를 통해, 예를 들어 브레이크(04)를 통해 이루어지는데, 이 브레이크는 제1 전진 기어 뿐 아니라 후진 기어에서도 작동한다.
또한 내마모성 브레이크, 예로서 유압식 또는 전동식 리타더 또는 이와 유사한 브레이크가 각 샤프트, 더욱 바람직하게는 구동축(1) 또는 출력축(2) 상에 배치될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 구조에서는, 구동부(AN) 및 출력부(AB)가 횡치엔진, 전륜구동방식, 종치엔진, 후륜구동 종치엔진 또는 사륜구동방식에서 변속기 또는 변속기 하우징(G)의 동일 측에 배치하거나 또는 표준 구동방식을 위해 변속기 또는 변속기 하우징(G)의 대향측에 배치하는 것도 가능하다. 이외에도 액슬 디퍼런셜(axle differential) 및/또는 인터액슬 디퍼런셜(inter-axle differential)이 구동측 또는 출력측에 배치될 수 있다. 즉 본 발명에 따른 다단 변속기의 구동부(AN) 및 출력부(AB)는 서로 동축성 또는 비동축성으로 배치될 수 있다.
또한 추가적 장치의 구동을 위해 동력인출장치가 각 샤프트, 더욱 바람직하 게는 구동축(1) 또는 출력축(2)에 제공될 수 있다.
바람직하게도 변속 부재 자체는 멀티디스크 클러치, 밴드 브레이크, 원뿔 클러치(cone clutch) 또는 이와 유사한 것과 같은 부하 개폐(load switching) 클러치 또는 브레이크로 구성된다. 하지만 이 변속 부재는 확동 클러치(positive clutch) 또는 브레이크, 예를 들어 맞물림 클러치(claw clutch) 또는 동기 장치로 구성될 수도 있다.
본 특허에서 설명한 다단 변속기의 다른 이점은, 각 샤프트에 추가적으로 제너레이터로서 및/또는 추가 구동 기계로서 전동 기계의 부착이 가능하다는 것이다.
물론 유성 기어 트레인과 변속 부재 자체 또는 상호간 및 기술적으로 의미가 있는 모든 구조적 형태, 특히 모든 공간적 배치가, 청구항에 명시된 변속기에 영향을 미치지 않으면서 제시된 청구항의 보호 범위에 속하는데, 이는 이런 형태가 도면 또는 설명부에 정확하게 도시 설명되지 않은 경우에도 동일하게 적용된다.
본 발명은 자동 변속식 엔진 차량 변속기에 이용될 수 있다.

Claims (35)

  1. 유성 기어 방식의 자동 변속식 엔진 차량 변속기에 있어서,
    하우징(G)에 배치된 하나의 구동축(1) 및 하나의 출력축(2), 3개의 싱글 웨브 유성 기어 트레인(P1, P2, P3), 회전 가능한 적어도 6개의 샤프트(1, 2, 3, 4, 5, 6), 및 브레이크(03, 04, 05) 및 클러치(14, 15, 24, 45)를 갖는 적어도 6개의 변속 부재(03, 04, 05, 14, 15, 45, 24)를 포함하며, 이 변속 부재의 선택적 맞물림을 통해 구동축(1)과 출력축(2) 사이에서 복수의 변속비가 실현되므로, 적어도 7개의 전진 기어가 구현 가능하며, 구동축(1)은 제2 유성 기어 트레인(P2)의 선기어와 결합되며 클러치(14)를 통해 제1 유성 기어 트레인(P1)의 웨브와 결합 가능하고 클러치(15)를 통해 샤프트(5)와 결합 가능한데, 이 샤프트는 한편으로 제1 유성 기어 트레인(P1)의 선기어와 지속적으로 결합하며 다른 한편으로는 브레이크(05)를 통해 하우징(G)에 연결 가능하고, 출력축(2)은 제3 유성 기어 트레인(P3)의 웨브 및 제1 유성 기어 트레인(P1)의 내기어와 지속적으로 결합하며, 샤프트(3)는 제3 유성 기어 트레인(P3)의 선기어와 지속적으로 결합하고 브레이크(03)를 통해 하우징(G)에 연결 가능하고, 샤프트(4)가 제2 유성 기어 트레인(P2)의 내기어 및 제1 유성 기어 트레인(P1)의 웨브와 지속적으로 결합하며 브레이크(04)를 통해 하우징(G)에 연결 가능하고, 샤프트(6)는 제3 유성 기어 트레인(P3)의 내기어 및 제2 유성 기어 트레인(P2)의 웨브와 지속적으로 결합하며, 샤프트(4)를 샤프트(5) 또는 출력축(2)에 탈착식으로 결합시키는 클러치(45, 24)가 제공되는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  2. 제1항에 있어서,
    샤프트(4)가 브레이크(04)와 제1 유성 기어 트레인(P1)의 웨브 사이에서 클러치(45, 24)를 통해 샤프트(5) 또는 샤프트(2)와 탈착식으로 결합 가능한 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    하나의 기어에서 그 다음 고단 기어 또는 그 다음 저단 기어로의 변속을 위해 현재 작동된 변속 부재에서 각각 단 하나의 변속 부재만 개방되고 다른 변속 부재는 닫히는 방식으로 변속 부재(03, 04, 05, 14, 15, 45 또는 24)의 선별적 닫음을 통해 7개의 전진 기어가 변속 가능한 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제1단 전진 기어에서는 브레이크(03, 04), 제2단 전진 기어에서는 브레이크(03, 05), 제3단 전진 기어에서는 브레이크(03) 및 클러치(45 또는 24), 제4단 전진 기어에서는 브레이크(03) 및 클러치(15), 제5단 전진 기어에서는 브레이크(03) 및 클러치(14), 제6단 전진 기어에서는 클러치(14, 15), 제7단 전진 기어에서는 브레이크(05) 및 클러치(14), 및 후진 기어에서는 브레이크(04) 및 클러치(15)가 닫히는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    유성 기어 트레인(P1, P2, P3)이 감속 유성 기어 트레인으로서 실시되는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    클러치(14, 15, 45)가 방사상 방향에서 볼 때 유성 기어 트레인(P1, P2, P3) 상단에 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    클러치(45)가 방사상 방향에서 볼 때 제1 유성 기어 트레인(P1)의 약간 상단에 배치되고 클러치(14, 15)보다 이 유성 기어 트레인에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    클러치(15, 45)가 제1 유성 기어 트레인(P1)의 제2 유성 기어 트레인(P2) 대향측에 배치되며, 클러치(14)가 축방향에서 제1 및 제2 유성 기어 트레인(P1, P2) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    클러치(14, 15, 24)가 제1 유성 기어 트레인(P1)의 제2 유성 기어 트레인(P2) 대향측에 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    클러치(45 또는 24)가 클러치(15)보다 제1 유성 기어 트레인(P1)에 더 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    클러치(45 또는 24)가 제1 유성 기어 트레인(P1)에 접하는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    멀티디스크 클러치에서는 클러치(14, 15, 24, 45)의 외측 디스크 서포트가 구동측에 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    브레이크(03)가 제3 유성 기어 트레인(P3)의 제2 유성 기어 트레인(P2) 대향측에 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    브레이크(04) 및 브레이크(05) 중 최소한 하나가 방사상 방향에서 볼 때 유성 기어 트레인(P1, P2, P3) 상단에 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  15. 제14항에 있어서,
    브레이크(05)가 브레이크(04)보다 제1 유성 기어 트레인(P1)에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  16. 제14항에 있어서,
    클러치(45 또는 24)가 축방향에서 브레이크(05)와 클러치(15) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    브레이크(04) 및 브레이크(05) 중 최소한 하나가 제1 유성 기어 트레인(P1)의 제2 유성 기어 트레인(P2) 대향측에 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  18. 제17항에 있어서,
    브레이크(04)가 브레이크(05)보다 제1 유성 기어 트레인(P1)에 더 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  19. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    클러치(15, 45)가 서로 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  20. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    적어도 하나의 추가적인 프리휠이 샤프트(1, 2, 3, 4, 5, 6)와 하우징(G) 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  21. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    변속기의 구동부(AN) 및 출력부(AB)가 서로 동축성으로 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  22. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    변속기의 구동부(AN) 및 출력부(AB)는 변속기의 구동부(AN) 및 출력부(AB)가 축방향으로 평행하게 또는 서로 각을 이루며 진행하도록 서로 비동축성으로 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  23. 제22항에 있어서,
    구동부(AN) 및 출력부(AB)가 하우징(G)의 동일 측에 제공되는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  24. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    액슬 디퍼런셜 및 인터액슬 디퍼런셜 중 최소한 하나가 변속기의 구동측 또는 출력측에 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  25. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    구동축(1)이 클러치 부재 또는 전환 부재에 의해 구동 엔진에서 분리 가능한 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  26. 제25항에 있어서,
    전환 부재 또는 클러치 부재로서 유체동역학적 컨버터, 디퍼런셜 컨버터, 스타팅 리타더, 유체정역학적 기어, 전동식 기어 또는 전동 기계식 기어 또는 유체동역학적 클러치, 건식 스타팅 클러치, 습식 스타팅 클러치, 자기 분말 클러치, 원심 클러치가 제공되는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  27. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    스타팅 부재가 동력 흐름 방향에서 변속기 후단에 배치될 수 있으며, 구동축(1)이 엔진의 크랭크축과 고정적으로 결합하는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  28. 제27항에 있어서,
    기동이 변속기에 내장된 변속 부재(04)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  29. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    샤프트(4)를 출력축(2)과 결합시킬 수 있는 클러치(24)가 하우징(G)에 출력축(2)을 고정하기 위해 브레이크(04)와 함께 변속기를 위한 힐홀더를 형성하는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  30. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    각 샤프트에 내마모성 브레이크의 배치가 가능한 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  31. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    추가적 장치의 구동을 위해 각 샤프트에 동력인출장치의 배치가 가능한 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  32. 제31항에 있어서,
    변속기의 구동부(AN) 및 동력인출장치가 변속기 또는 하우징(G)의 동일 측에 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  33. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    변속 부재(03, 04, 05, 14, 15, 45, 24)가 부하 개폐 클러치 또는 브레이크로서 형성되는 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  34. 제33항에 있어서,
    멀티디스크 클러치, 밴드 브레이크 및 원뿔 클러치 중 최소한 하나가 투입가능한 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
  35. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    변속기의 각 샤프트에 추가적으로 전동식 기계를 제너레이터 및 추가 구동 기계 중 최소한 하나로서 부착 가능한 것을 특징으로 하는 자동 변속식 엔진 차량 변속기.
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