KR101848572B1

KR101848572B1 - 다단 변속기

Info

Publication number: KR101848572B1
Application number: KR1020167000827A
Authority: KR
Inventors: 다카요시 가토; 다카시 모리모토; 도시히코 아오키; 히로시 가토; 사토루 가스야; 도모치카 이나가키; 미노루 도도; 신지 오이타; 마사루 모리세; 데루후미 미야자키; 요시오 하세가와
Original assignee: 아이신에이더블류 가부시키가이샤; 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2018-05-24
Also published as: US9945453B2; CN105378338B; EP2998613B1; KR20180038074A; US20160138683A1; JP6219145B2; EP3444503A1; EP2998613A1; KR20160019535A; KR101940462B1; EP2998613A4; JP2015064099A; WO2015029481A1; CN105378338A

Abstract

동력의 전달 효율과 운전 용이성의 양쪽을 향상시킴과 함께, 대형화를 억제할 수 있는 다단 변속기의 제공을 주 목적으로 하여, 본 발명의 자동 변속기(20)는 싱글 피니언식의 제1 및 제2 유성 기어(21, 22)와, 싱글 피니언식의 제3 및 제4 유성 기어(23, 24)를 포함하는 심슨형의 복합 유성 기어열(25)과, 제1 내지 제4 클러치(C1 내지 C4)와, 제1 및 제2 브레이크(B1, B2)를 포함하고, 제1 유성 기어(21)의 제1 캐리어(21c)는 입력축(20i)에 연결되고, 제1 유성 기어(21)의 제1 링 기어(21r)는 제1 클러치(C1)에 의해 출력축(20o)에 선택적으로 접속된다.

Description

다단 변속기 {MULTI-STAGE TRANSMISSION}

본 발명은, 입력 부재에 전달된 동력을 변속해서 출력 부재에 전달하는 다단 변속기에 관한 것이다.

종래, 이러한 종류의 다단 변속기로서, 2개의 싱글 피니언식의 유성 기어와, 소위 심슨형의 복합 유성 기어열과, 4개의 클러치와, 2개의 브레이크를 포함하고, 제1속단으로부터 제10속단까지의 전진단과 후진단을 제공하는 것이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이 다단 변속기에서는, 복합 유성 기어열의 입력 요소(2개의 유성 기어측에 배치되는 캐리어)가 원동기로부터의 동력이 전달되는 입력축에 항상 연결됨과 함께, 복합 유성 기어열로부터 이격해서 배치되는 한쪽 유성 기어의 캐리어가 클러치에 의해 입력축에 선택적으로 연결된다. 그리고 이 다단 변속기에서는, 당해 한쪽 유성 기어의 링 기어와 복합 유성 기어열에 근접해서 배치되는 다른 쪽 유성 기어의 캐리어가 출력 부재에 연결된다.

특허문헌 1 : 미국 특허 제8,202,190호 명세서(도 2, 도 3)

상기 종래의 다단 변속기와 같이, 제1속단으로부터 제10속단까지의 전진단을 제공할 수 있는 다단 변속기에 의하면, 동력의 전달 효율(차량의 연비나 가속 성능)과 운전 용이성의 양쪽을 향상시킬 수 있을 것이다. 그러나 상기 종래의 다단 변속기에서는, 복합 유성 기어열로부터 이격해서 배치되는 한쪽 유성 기어의 캐리어를 입력축에 선택적으로 연결하는 클러치의 토크 분담이 커져 버린다. 이로 인해, 상기 다단 변속기에서는, 당해 클러치를 축 방향 및 직경 방향의 양쪽에 있어서 컴팩트화하는 것이 곤란해져, 그에 수반하여 장치 전체가 대형화되어 버린다.

따라서, 본 발명은 동력의 전달 효율과 운전 용이성의 양쪽을 향상시킴과 함께, 대형화를 억제할 수 있는 다단 변속기의 제공을 주 목적으로 한다.

본 발명에 의한 다단 변속기는,

입력 부재에 전달된 동력을 변속해서 출력 부재에 전달하는 다단 변속기에 있어서,

속도선도 상에서 기어비에 대응한 간격을 두고 순서대로 배열되는 제1 회전 요소, 제2 회전 요소 및 제3 회전 요소를 갖는 제1 유성 기어와,

속도선도 상에서 기어비에 대응한 간격을 두고 순서대로 배열되는 제4 회전 요소, 제5 회전 요소 및 제6 회전 요소를 갖는 제2 유성 기어와,

속도선도 상에서 기어비에 대응한 간격을 두고 순서대로 배열되는 고정 가능 요소, 상기 입력 부재에 항상 연결된 입력 요소, 제1 출력 요소 및 제2 출력 요소를 갖는 복합 유성 기어열과,

각각 상기 제1 유성 기어, 상기 제2 유성 기어 및 상기 복합 유성 기어열의 회전 요소 중 어느 하나를 다른 회전 요소 또는 정지 부재에 접속함과 함께 양자의 접속을 해제하는 6개의 결합 요소를 구비하고,

상기 제1 유성 기어의 상기 제1 회전 요소와 상기 제2 유성 기어의 상기 제4 회전 요소는 항상 연결되고,

상기 제1 유성 기어의 상기 제2 회전 요소와 상기 복합 유성 기어열의 상기 입력 요소는 항상 연결되고,

상기 제2 유성 기어의 상기 제5 회전 요소와 상기 출력 부재는 항상 연결되고,

상기 6개의 결합 요소 중 제1 결합 요소는, 항상 연결된 상기 제2 유성 기어의 상기 제5 회전 요소 및 상기 출력 부재와, 상기 제1 유성 기어의 상기 제3 회전 요소를 서로 접속함과 함께, 양자의 접속을 해제하고,

상기 제1 결합 요소를 포함하는 상기 6개의 결합 요소 중 3개를 선택적으로 결합시킴으로써, 제1속단으로부터 제10속단까지의 전진단과 후진단을 형성하는 것을 특징으로 한다.

이 다단 변속기는, 제1 및 제2 유성 기어와, 복합 유성 기어열과, 제1 결합 요소를 포함하는 6개의 결합 요소를 구비하는 것이다. 그리고 이 다단 변속기에서는, 6개의 결합 요소 중 3개를 선택적으로 결합시킴으로써, 제1속단으로부터 제10속단까지의 전진단과 후진단을 형성할 수 있게 된다. 이 결과, 이 다단 변속기에서는 스프레드(기어비 폭=최저 변속단의 기어비/최고 변속단의 기어비)를 보다 크게 해서 동력의 전달 효율 즉 차량의 연비나 가속 성능을 향상시킴과 함께, 스텝비(어떤 변속단의 기어비/1단계 고속단측의 변속단의 기어비)를 적정화(보다 커지는 것을 억제)해서 변속 필링을 향상시킬 수 있다. 따라서, 이 다단 변속기에 의하면, 동력의 전달 효율과 운전 용이성의 양쪽을 양호하게 향상시킬 수 있다.

또한, 이 다단 변속기에서는 복합 유성 기어열의 입력 요소와 마찬가지로, 제1 유성 기어의 제2 회전 요소가 입력 부재에 항상 연결되고, 제1 유성 기어의 제3 회전 요소가 제1 클러치에 의해 출력 부재(및 제2 유성 기어의 제5 회전 요소)에 선택적으로 접속된다. 이에 의해, 예를 들어 제1 유성 기어의 제3 회전 요소가 제2 유성 기어의 제5 회전 요소와 함께 출력 부재에 항상 연결되고, 또한 제1 유성 기어의 제2 회전 요소가 입력 부재에 선택적으로 접속되는 변속기에 있어서 제2 회전 요소와 입력 부재를 선택적으로 접속시키는 클러치에 비하여, 제1 클러치의 토크 분담을 저감시킬 수 있다. 이 결과, 이 다단 변속기에서는 제1 클러치를 축 방향 및 직경 방향 중 적어도 어느 한쪽에 있어서 컴팩트화할 수 있다. 따라서, 이 다단 변속기에 의하면, 동력의 전달 효율과 운전 용이성의 양쪽을 향상시킴과 함께, 장치 전체의 대형화를 억제할 수 있게 된다.

또한, 상기 6개의 결합 요소 중 제2 결합 요소는 상기 제2 유성 기어의 상기 제6 회전 요소와, 상기 복합 유성 기어열의 상기 제1 출력 요소를 서로 접속함과 함께, 양자의 접속을 해제하는 것이라도 좋고, 상기 6개의 결합 요소 중 상기 제3 결합 요소는, 항상 연결된 상기 제1 유성 기어의 상기 제1 회전 요소 및 상기 제2 유성 기어의 상기 제4 회전 요소와, 상기 복합 유성 기어열의 상기 제2 출력 요소를 서로 접속함과 함께, 양자의 접속을 해제하는 것이라도 좋고, 상기 6개의 결합 요소 중 상기 제4 결합 요소는, 항상 연결된 상기 제1 유성 기어의 상기 제1 회전 요소 및 상기 제2 유성 기어의 상기 제4 회전 요소와, 상기 복합 유성 기어열의 상기 제1 출력 요소를 서로 접속함과 함께, 양자의 접속을 해제하는 것이라도 좋고, 상기 6개의 결합 요소 중 상기 제5 결합 요소는 상기 제2 유성 기어의 상기 제6 회전 요소를 상기 정지 부재에 접속해서 회전 불가능하게 고정함과 함께, 양자의 접속을 해제하는 것이라도 좋고, 상기 6개의 결합 요소 중 상기 제6 결합 요소는 상기 복합 유성 기어열의 상기 고정 가능 요소를 상기 정지 부재에 접속해서 회전 불가능하게 고정함과 함께, 양자의 접속을 해제하는 것이라도 좋다.

그리고 본 발명에 의한 다단 변속기는, 다음과 같이 제1 내지 제6 결합 요소를 결합시킴으로써, 제1속단으로부터 제10속단까지의 전진단과 후진단을 형성한다. 즉, 전진 제1속단은, 제3 결합 요소, 제4 결합 요소 및 제5 결합 요소를 결합시킴으로써 형성된다. 전진 제2속단은, 제4 결합 요소, 제5 결합 요소 및 제6 결합 요소를 결합시킴으로써 형성된다. 전진 제3속단은, 제3 결합 요소, 제5 결합 요소 및 제6 결합 요소를 결합시킴으로써 형성된다. 전진 제4속단은, 제1 결합 요소, 제5 결합 요소 및 제6 결합 요소를 결합시킴으로써 형성된다. 전진 제5속단은, 제1 결합 요소, 제3 결합 요소 및 제6 결합 요소를 결합시킴으로써 형성된다. 전진 제6속단은, 제1 결합 요소, 제4 결합 요소 및 제6 결합 요소를 결합시킴으로써 형성된다. 전진 제7속단은, 제1 결합 요소, 제2 결합 요소 및 제4 결합 요소를 결합시킴으로써 형성된다. 전진 제8속단은, 제1 결합 요소, 제2 결합 요소 및 제6 결합 요소를 결합시킴으로써 형성된다. 전진 제9속단은, 제2 결합 요소, 제4 결합 요소 및 제6 결합 요소를 결합시킴으로써 형성된다. 전진 제10속단은, 제2 결합 요소, 제3 결합 요소 및 제6 결합 요소를 결합시킴으로써 형성된다. 후진단은, 제2 결합 요소, 제3 결합 요소 및 제5 결합 요소를 결합시킴으로써 형성된다.

이와 같이, 본 발명에 의한 다단 변속기에서는, 6개의 결합 요소, 즉 제1 내지 제6 결합 요소 중, 3개를 결합시킴과 함께 나머지 3개를 해방시킴으로써 전진 제1속단으로부터 전진 제10속단 및 후진단이 형성된다. 이에 의해, 예를 들어 6개의 결합 요소 중 2개를 결합시킴과 함께 나머지 4개를 해방시킴으로써 복수의 변속단을 형성하는 변속기에 비하여, 변속단의 형성에 따라 해방되는 결합 요소의 수를 줄일 수 있다. 이 결과, 변속단의 형성에 따라 해방된 결합 요소에 있어서의 끌림 손실을 저감시켜서, 다단 변속기에 있어서의 동력의 전달 효율을 한층 더 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 제1 유성 기어는 제1 선 기어와, 제1 링 기어와, 각각 상기 제1 선 기어 및 상기 제1 링 기어에 맞물리는 복수의 제1 피니언 기어를 자전 가능하고 또한 공전 가능하게 보유 지지하는 제1 캐리어를 갖는 싱글 피니언식의 유성 기어라도 좋고, 상기 제2 유성 기어는 제2 선 기어와, 제2 링 기어와, 각각 상기 제2 선 기어 및 상기 제2 링 기어에 맞물리는 복수의 제2 피니언 기어를 자전 가능하고 또한 공전 가능하게 보유 지지하는 제2 캐리어를 갖는 싱글 피니언식의 유성 기어라도 좋고, 상기 제1 회전 요소는 상기 제1 선 기어라도 좋고, 상기 제2 회전 요소는 상기 제1 캐리어라도 좋고, 상기 제3 회전 요소는 상기 제1 링 기어라도 좋고, 상기 제4 회전 요소는 상기 제2 선 기어라도 좋고, 상기 제5 회전 요소는 상기 제2 캐리어라도 좋고, 상기 제6 회전 요소는 상기 제2 링 기어라도 좋다.

이와 같이, 제1 및 제2 유성 기어를 싱글 피니언식의 유성 기어로 함으로써, 제1 및 제2 유성 기어에 있어서의 회전 요소 간의 맞물림 손실을 저감시켜서 다단 변속기에 있어서의 동력의 전달 효율을 보다 향상시킴과 함께, 부품 개수를 삭감해서 장치 전체의 중량 증가를 억제하면서 조립성을 향상시킬 수 있게 된다. 그리고 제1 유성 기어의 제1 캐리어를 입력 부재에 항상 연결되는 제2 회전 요소로 함과 함께, 제1 유성 기어의 제1 링 기어를 제1 클러치에 의해 출력 부재에 선택적으로 접속되는 제3 회전 요소로 함으로써, 예를 들어 제1 유성 기어의 제1 링 기어가 출력 부재에 항상 연결됨과 함께 제1 유성 기어의 제1 캐리어가 입력 부재에 선택적으로 접속되는 변속기에 있어서 제1 캐리어와 입력 부재를 선택적으로 접속시키는 클러치에 비하여, 결합한 제1 클러치를 통하여 전달되는 토크를 저하시켜, 당해 제1 클러치의 토크 분담을 양호하게 저감시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 복합 유성 기어열은 제3 선 기어와, 제3 링 기어와, 각각 상기 제3 선 기어 및 상기 제3 링 기어에 맞물리는 복수의 제3 피니언 기어를 자전 가능하고 또한 공전 가능하게 보유 지지하는 제3 캐리어를 갖는 싱글 피니언식의 제3 유성 기어와, 제4 선 기어와, 제4 링 기어와, 각각 상기 제4 선 기어 및 상기 제4 링 기어에 맞물리는 복수의 제4 피니언 기어를 자전 가능하고 또한 공전 가능하게 보유 지지하는 제4 캐리어를 갖는 싱글 피니언식의 제4 유성 기어를 포함하는 것이라도 좋고, 상기 고정 가능 요소는 항상 연결된 상기 제3 선 기어 및 상기 제4 선 기어라도 좋고, 상기 입력 요소는 상기 제3 캐리어라도 좋고, 상기 제1 출력 요소는 항상 연결된 상기 제3 링 기어 및 상기 제4 캐리어라도 좋고, 상기 제2 출력 요소는 상기 제4 링 기어라도 좋다. 이와 같이, 복합 유성 기어열로서, 2개의 싱글 피니언식의 유성 기어를 포함하는 심슨형(SS-CR형)의 복합 유성 기어열을 채용하면, 복합 유성 기어열의 회전 요소 간의 맞물림 손실을 저감시켜서 다단 변속기에 있어서의 동력의 전달 효율을 보다 향상시킴과 함께, 부품 개수를 삭감해서 장치 전체의 중량 증가를 억제하면서 조립성을 향상시킬 수 있게 된다. 게다가, 심슨형의 복합 유성 기어열을 구성하는 제3 유성 기어의 제3 캐리어를 입력 부재에 항상 연결함으로써, 예를 들어 CR-CR형의 복합 유성 기어열을 채용하는 경우에 비하여, 제3 링 기어 및 제3 선 기어의 토크 분담을 작게 하는 것이 가능하게 되어, 그에 의해 맞물림 효율을 한층 더 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 복합 유성 기어열은 제3 선 기어와, 제3 링 기어와, 각각 상기 제3 선 기어 및 상기 제3 링 기어에 맞물리는 복수의 제3 피니언 기어를 자전 가능하고 또한 공전 가능하게 보유 지지하는 제3 캐리어를 갖는 싱글 피니언식의 제3 유성 기어와, 제4 선 기어와, 제4 링 기어와, 각각 상기 제4 선 기어 및 상기 제4 링 기어에 맞물리는 복수의 제4 피니언 기어를 자전 가능하고 또한 공전 가능하게 보유 지지하는 제4 캐리어를 갖는 싱글 피니언식의 제4 유성 기어를 포함하는 것이라도 좋고, 상기 고정 가능 요소는 상기 제4 선 기어라도 좋고, 상기 입력 요소는 항상 연결된 상기 제3 링 기어 및 상기 제4 캐리어라도 좋고, 상기 제1 출력 요소는 항상 연결된 상기 제3 캐리어 및 상기 제4 링 기어라도 좋고, 상기 제2 출력 요소는 상기 제3 선 기어라도 좋다. 이와 같이, 복합 유성 기어열로서, 2개의 싱글 피니언식의 유성 기어를 포함하는, 소위 CR-CR형의 복합 유성 기어열을 채용해도, 복합 유성 기어열의 회전 요소 간의 맞물림 손실을 저감시켜서 다단 변속기에 있어서의 동력의 전달 효율을 보다 향상시킴과 함께, 부품 개수를 삭감해서 장치 전체의 중량 증가를 억제하면서 조립성을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 복합 유성 기어열은 제3 선 기어와, 제4 선 기어와, 상기 제3 선 기어에 맞물리는 제3 피니언 기어와, 상기 제4 선 기어에 맞물림과 함께 상기 제3 피니언 기어에 맞물리는 제4 피니언 기어와, 상기 제3 및 제4 피니언 기어를 자전 가능하고 또한 공전 가능하게 보유 지지하는 제3 캐리어와, 상기 제4 피니언 기어에 맞물리는 제3 링 기어를 갖는 라비뇨식 유성 기어라도 좋고, 상기 고정 가능 요소는 상기 제4 선 기어라도 좋고, 상기 입력 요소는 상기 제4 캐리어라도 좋고, 상기 제1 출력 요소는 상기 제3 링 기어라도 좋고, 상기 제2 출력 요소는 상기 제3 선 기어라도 좋다. 이와 같이, 복합 유성 기어열로서, 라비뇨식 유성 기어를 채용해도, 부품 개수를 삭감해서 장치 전체의 중량 증가를 억제하면서 조립성을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 출력 부재는 차동 기어를 개재해서 차량의 후륜에 연결되는 출력축이라도 좋다. 즉, 본 발명에 의한 다단 변속기는, 후륜 구동 차량에 탑재되는 변속기로서 구성되어도 좋다.

이 경우, 상기 제1 결합 요소는 피스톤과, 적어도 상기 피스톤 및 상기 출력 부재에 의해 구획 형성되는 결합유실을 포함해도 좋고, 상기 출력 부재에는 상기 결합유실에 결합유압을 공급하기 위한 출력 부재 유로가 형성되어도 좋고, 상기 결합유실은 상기 출력 부재의 상기 출력 부재 유로와 직접 연통해도 좋고, 상기 출력 부재 유로는 상기 다단 변속기의 케이스에 형성된 케이스 내 유로와 연통해도 좋고, 상기 케이스와 상기 출력축 사이에는, 상기 출력 부재 유로와 상기 케이스 내 유로의 연통부를 전후로부터 사이에 끼우도록 한 쌍의 시일 부재가 개재 설치되어도 좋다. 즉, 본 발명에 의한 다단 변속기의 제1 클러치는, 제1 유성 기어의 제3 회전 요소를 출력 부재(및 제2 유성 기어의 제5 회전 요소)에 선택적으로 접속하는 것이다. 따라서, 본 발명에 의한 다단 변속기에서는, 적어도 피스톤 및 출력 부재에 의해 결합유실을 구획 형성함과 함께, 당해 결합유실에 결합유압을 공급하기 위한 유로를 출력 부재에 형성하여, 제1 클러치의 결합유실과 출력 부재의 유로를 직접 연통시킬 수 있다.

이에 의해, 입력 부재에 형성된 유로를 통하여 제1 클러치의 결합유실에 결합유압을 공급할 필요가 없어져, 제1 클러치의 결합유실에 출력 부재측으로부터 용이하게 결합유압을 공급할 수 있게 된다. 또한, 예를 들어 제1 유성 기어의 제2 회전 요소(제1 캐리어)가 클러치에 의해 입력 부재에 선택적으로 접속되는 변속기에서는, 당해 클러치의 결합유실을 구획 형성하는 부재가 입력 부재측에 설치되므로, 당해 결합유실에 출력 부재측으로부터 결합유압을 공급하기 위해서는, 출력 부재에 형성된 유로와 입력 부재에 형성된 유로를 연통시켜야만 해, 시일 부재의 수가 증가해 버린다. 그리고 이러한 변속기에서는, 입력 부재의 유로와 출력 부재의 유로와의 연통부에서, 입력 부재와 출력 부재의 회전 속도차에 기인해서 오일의 끌림 손실이 증가하거나, 시일 부재가 증가하는 분만큼 오일의 누설량도 증가하거나 할 우려가 있다. 이에 반해, 본 발명에 의한 다단 변속기에서는, 제1 클러치의 결합유실과 출력 부재의 유로를 직접 연통시킬 수 있으므로, 상술한 바와 같이 오일의 끌림 손실의 증가를 양호하게 억제함과 함께, 시일 부재의 수를 저감시켜서 오일 누설량의 증가를 양호하게 억제할 수 있게 된다.

또한, 상기 복합 유성 기어열은 상기 차량의 원동기에 근접해서 배치되어도 좋고, 상기 제1 유성 기어는 상기 출력 부재에 근접해서 배치되어도 좋고, 상기 제2 유성 기어는 상기 복합 유성 기어열과 상기 제1 유성 기어 사이에 배치되어도 좋다.

또한, 상기 출력 부재는 차량의 전륜에 연결된 차동 기어에 동력을 전달하는 기어열에 포함되는 카운터 드라이브 기어라도 좋다. 즉, 본 발명에 의한 다단 변속기는 전륜 구동 차량에 탑재되는 변속기로서 구성되어도 좋다.

도 1은 본 발명에 일실시 형태에 관한 다단 변속기를 포함하는 동력 전달 장치의 개략 구성도이다.
도 2는 도 1의 다단 변속기에 있어서의 입력 회전 속도에 대한 각 회전 요소의 회전 속도비를 나타내는 속도선도이다.
도 3은 도 1의 다단 변속기에 있어서의 각 변속단과 클러치 및 브레이크의 작동 상태와의 관계를 나타내는 작동표이다.
도 4는 도 1의 다단 변속기의 주요부를 도시하는 확대 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 다단 변속기를 포함하는 동력 전달 장치의 개략 구성도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 다단 변속기를 포함하는 동력 전달 장치의 개략 구성도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 다단 변속기를 포함하는 동력 전달 장치의 개략 구성도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 다단 변속기를 포함하는 동력 전달 장치의 개략 구성도이다.
도 9는 도 8의 다단 변속기에 있어서의 입력 회전 속도에 대한 각 회전 요소의 회전 속도비를 나타내는 속도선도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 다단 변속기를 포함하는 동력 전달 장치의 개략 구성도이다.

이어서, 도면을 참조하면서, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서 설명한다.

도 1은, 본 발명에 일실시 형태에 관한 다단 변속기로서의 자동 변속기(20)를 포함하는 동력 전달 장치(10)의 개략 구성도이다. 도 1에 나타내는 동력 전달 장치(10)는, 후륜 구동 차량의 전방부에 세로로 탑재되는 도시하지 않은 엔진(내연 기관)의 크랭크 샤프트에 접속됨과 함께 엔진으로부터의 동력(토크)을 도시하지 않은 좌우의 후륜(구동륜)에 전달 가능한 것이다. 도시한 바와 같이, 동력 전달 장치(10)는, 자동 변속기(20)에 추가하여, 변속기 케이스(정지 부재)(11)나, 발진 장치(유체 전동 장치)(12), 오일 펌프(17) 등을 포함한다.

발진 장치(12)는, 엔진의 크랭크 샤프트에 연결되는 입력측의 펌프 임펠러(14p)나, 자동 변속기(20)의 입력축(입력 부재)(20i)에 연결되는 출력측의 터빈 러너(14t), 펌프 임펠러(14p) 및 터빈 러너(14t)의 내측에 배치되어서 터빈 러너(14t)로부터 펌프 임펠러(14p)로의 작동유의 흐름을 정류하는 스테이터(14s), 스테이터(14s)의 회전 방향을 일방향으로 제한하는 원웨이 클러치(14o) 등을 갖는 토크 컨버터를 포함한다. 또한, 발진 장치(12)는 엔진의 크랭크 샤프트에 연결된 프론트 커버와 자동 변속기(20)의 입력축(20i)을 서로 접속함과 함께 양자의 접속을 해제하는 로크업 클러치(15)와, 프론트 커버와 자동 변속기(20)의 입력축(20i)과의 사이에서 진동을 감쇠하는 댐퍼 기구(16)를 갖는다. 또한, 발진 장치(12)는 스테이터(14s)를 갖지 않는 유체 커플링을 포함하는 것이라도 좋다.

오일 펌프(17)는 펌프 바디와 펌프 커버를 포함하는 펌프 어셈블리, 발진 장치(12)의 펌프 임펠러(14p)에 연결된 외기어(이너 로터), 당해 외기어에 맞물리는 내기어(아우터 로터) 등을 갖는 기어 펌프로서 구성된다. 오일 펌프(17)는, 엔진으로부터의 동력에 의해 구동되어, 도시하지 않은 오일 팬에 저류되어 있는 작동유(ATF)를 흡인해서 도시하지 않은 유압 제어 장치로 압송한다.

자동 변속기(20)는, 10단 변속식의 변속기로서 구성되어 있고, 도 1에 도시한 바와 같이, 입력축(20i)에 추가하여, 도시하지 않은 차동 기어 및 드라이브 샤프트를 개재해서 좌우의 후륜에 연결되는 출력축(출력 부재)(20o)이나, 싱글 피니언식의 제1 유성 기어(21) 및 제2 유성 기어(22), 싱글 피니언식의 제3 유성 기어(23) 및 제4 유성 기어(24)를 포함하는 심슨형의 복합 유성 기어열(25)을 포함한다. 또한, 자동 변속기(20)는 입력축(20i)으로부터 출력축(20o)까지의 동력 전달 경로를 변경하기 위한 제1 클러치(C1), 제2 클러치(C2), 제3 클러치(C3), 제4 클러치(C4), 제1 브레이크(B1) 및 제2 브레이크(B2)를 포함한다.

본 실시 형태에 있어서, 제1 및 제2 유성 기어(21, 22) 및 복합 유성 기어열(25)은, 발진 장치(12) 즉 엔진측(도 1에 있어서의 좌측)으로부터, 복합 유성 기어열(25), 제2 유성 기어(22), 제1 유성 기어(21), 즉 제4 유성 기어(24), 제3 유성 기어(23), 제2 유성 기어(22), 제1 유성 기어(21)라고 하는 순서로 배열되도록 변속기 케이스(11) 내에 배치된다. 이에 의해, 복합 유성 기어열(25)[제4 유성 기어(24)]은, 도시하지 않은 엔진에 근접하도록 차량의 전방부측에 배치되고, 제1 유성 기어(21)는 출력축(20o)에 근접하도록 차량의 후부측에 배치되고, 제2 유성 기어(22)는 복합 유성 기어열(25)[제3 유성 기어(23)]과 제1 유성 기어(21) 사이에 배치된다.

제1 유성 기어(21)는 외기어인 제1 선 기어(21s)와, 제1 선 기어(21s)와 동심원 상에 배치되는 내기어인 제1 링 기어(21r)와, 각각 제1 선 기어(21s) 및 제1 링 기어(21r)에 맞물리는 복수의 제1 피니언 기어(21p)와, 복수의 제1 피니언 기어(21p)를 자전(회전) 가능하고 또한 공전 가능하게 보유 지지하는 제1 캐리어(21c)를 갖는다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 유성 기어(21)의 기어비 λ1[제1 선 기어(21s)의 잇수/제1 링 기어(21r)의 잇수]은, 예를 들어 λ1=0.333로 정해져 있다.

제1 유성 기어(21)의 제1 캐리어(21c)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 입력축(20i)에 연결된 자동 변속기(20)의 중간축(중질유 샤프트)(20m)에 항상 연결(고정)된다. 이에 의해, 엔진으로부터 입력축(20i)에 동력이 전달되고 있을 때, 제1 캐리어(21c)에는 엔진으로부터의 동력이 입력축(20i) 및 중간축(20m)을 통하여 항상 전달되게 된다. 따라서, 제1 캐리어(21c)는 제1 유성 기어(21)의 입력 요소[자동 변속기(20)의 제1 입력 요소]로서 기능한다. 또한, 제1 유성 기어(21)의 제1 링 기어(21r)는, 당해 제1 유성 기어(21)의 출력 요소[자동 변속기(20)의 제1 출력 요소]로서 기능한다.

제2 유성 기어(22)는, 외기어인 제2 선 기어(22s)와, 제2 선 기어(22s)와 동심원 상에 배치되는 내기어인 제2 링 기어(22r)와, 각각 제2 선 기어(22s) 및 제2 링 기어(22r)에 맞물리는 복수의 제2 피니언 기어(22p)와, 복수의 제2 피니언 기어(22p)를 자전(회전) 가능하고 또한 공전 가능하게 보유 지지하는 제2 캐리어(22c)를 갖는다. 본 실시 형태에 있어서, 제2 유성 기어(22)의 기어비 λ2[제2 선 기어(22s)의 잇수/제2 링 기어(22r)의 잇수]는, 예를 들어 λ2=0.278로 정해져 있다.

제2 유성 기어(22)의 제2 선 기어(22s)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 제1 유성 기어(21)의 제1 선 기어(21s)와 일체로 연결(항상 연결)되어 있고, 당해 제1 선 기어(21s)와 항상 일체(또한 동일축)로 회전 또는 정지한다. 단, 제1 선 기어(21s)와 제2 선 기어(22s)는, 별개로 구성됨과 함께 도시하지 않은 연결 부재(제1 연결 부재)를 개재해서 항상 연결되어도 좋다. 또한, 제2 유성 기어(22)의 제2 캐리어(22c)는 출력축(20o)에 항상 연결되어 있고, 당해 출력축(20o)과 항상 일체(또한 동일축)로 회전 또는 정지한다. 이에 의해, 제2 캐리어(22c)는 제2 유성 기어(22)의 출력 요소[자동 변속기(20)의 제2 출력 요소]로서 기능한다. 또한, 제2 유성 기어(22)의 제2 링 기어(22r)는, 당해 제2 유성 기어(22)의 고정 가능 요소[자동 변속기(20)의 제1 고정 가능 요소]로서 기능한다.

복합 유성 기어열(25)을 구성하는 제3 유성 기어(23)는, 외기어인 제3 선 기어(23s)와, 제3 선 기어(23s)와 동심원 상에 배치되는 내기어인 제3 링 기어(23r)와, 각각 제3 선 기어(23s) 및 제3 링 기어(23r)에 맞물리는 복수의 제3 피니언 기어(23p)와, 복수의 제3 피니언 기어(23p)를 자전(회전) 가능하고 또한 공전 가능하게 보유 지지하는 제3 캐리어(23c)를 갖는다. 본 실시 형태에 있어서, 제3 유성 기어(23)의 기어비 λ3[제3 선 기어(23s)의 잇수/제3 링 기어(23r)의 잇수]은, 예를 들어 λ3=0.453로 정해져 있다.

복합 유성 기어열(25)을 구성하는 제4 유성 기어(24)는, 외기어인 제4 선 기어(24s)와, 제4 선 기어(24s)와 동심원 상에 배치되는 내기어인 제4 링 기어(24r)와, 각각 제4 선 기어(24s) 및 제4 링 기어(24r)에 맞물리는 복수의 제4 피니언 기어(24p)와, 복수의 제4 피니언 기어(24p)를 자전(회전) 가능하고 또한 공전 가능하게 보유 지지하는 제4 캐리어(24c)를 갖는다. 본 실시 형태에 있어서, 제4 유성 기어(24)의 기어비 λ4[제4 선 기어(24s)의 잇수/제4 링 기어(24r)의 잇수]는, 예를 들어 λ4=0.360로 정해져 있다.

제3 유성 기어(23)의 제3 선 기어(23s)와 제4 유성 기어(24)의 제4 선 기어(24s)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 일체로 연결(항상 연결)되어 있고, 양자는 항상 일체(또한 동일축)로 회전 또는 정지한다. 이렇게 항상 연결된 제3 선 기어(23s)와 제4 선 기어(24s)는, 복합 유성 기어열(25)의 고정 가능 요소[자동 변속기(20)의 제2 고정 가능 요소]로서 기능한다. 또한, 제3 유성 기어(23)의 제3 캐리어(23c)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 입력축(20i)에 항상 연결(고정)됨과 함께, 연결 부재(제2 연결 부재)로서의 중간축(20m)을 개재해서 제1 유성 기어(21)의 제1 캐리어(21c)에 항상 연결된다. 이에 의해, 엔진으로부터 입력축(20i)에 동력이 전달되고 있을 때, 제3 캐리어(23c)에는 엔진으로부터의 동력이 입력축(20i)을 통하여 항상 전달되게 된다. 따라서, 제3 캐리어(23c)는 복합 유성 기어열(25)의 입력 요소[자동 변속기(20)의 제2 입력 요소]로서 기능한다. 또한, 제3 유성 기어(23)의 제3 링 기어(23r)와 제4 유성 기어(24)의 제4 캐리어(24c)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 일체로 연결(항상 연결)되어 있고, 양자는 항상 일체(또한 동일축)로 회전 또는 정지한다. 이렇게 항상 연결된 제3 링 기어(23r)와 제4 캐리어(24c)는, 복합 유성 기어열(25)의 제1 출력 요소[자동 변속기(20)의 제3 출력 요소]로서 기능한다. 또한, 제4 유성 기어(24)의 제4 링 기어(24r)는, 복합 유성 기어열(25)의 제2 출력 요소[자동 변속기(20)의 제4 출력 요소]로서 기능한다.

제1 클러치(C1)는, 제1 유성 기어(21)의 출력 요소인 제1 링 기어(21r)와 출력축(20o)을 서로 접속함과 함께 양자의 접속을 해제하는 것이다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 클러치(C1)는, 상기 6개의 클러치(C1 내지 C4) 및 브레이크(B1, B2) 중에서 가장 출력축(20o)에 근접하도록 제1 유성 기어(21)보다도 차량 후방부측(도 1에 있어서의 우측)에 배치된다. 제2 클러치(C2)는, 제2 유성 기어(22)의 제2 링 기어(22r)와 복합 유성 기어열(25)의 제1 출력 요소인 제3 링 기어(23r) 및 제4 캐리어(24c)를 서로 접속함과 함께 양자의 접속을 해제하는 것이다. 본 실시 형태에 있어서, 제2 클러치(C2)는 제2 유성 기어(22)에 근접하도록 제2 유성 기어(22)와 복합 유성 기어열(25)[제3 유성 기어(23)] 사이에 배치된다.

제3 클러치(C3)는 제1 유성 기어(21)의 제1 선 기어(21s) 및 제2 유성 기어(22)의 제2 선 기어(22s)와 복합 유성 기어열(25)의 제2 출력 요소인 제4 링 기어(24r)를 서로 접속함과 함께 양자의 접속을 해제하는 것이다. 본 실시 형태에 있어서, 제3 클러치(C3)는 제3 유성 기어(23)의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치된다. 제4 클러치(C4)는 제1 유성 기어(21)의 제1 선 기어(21s) 및 제2 유성 기어(22)의 제2 선 기어(22s)와 복합 유성 기어열(25)의 제1 출력 요소인 제3 링 기어(23r) 및 제4 캐리어(24c)를 서로 접속함과 함께 양자의 접속을 해제하는 것이다. 본 실시 형태에 있어서, 제4 클러치(C4)는 복합 유성 기어열(25)[제3 유성 기어(23)]에 근접하도록 제2 클러치(C2)와 제3 클러치(C3) 사이에 배치된다.

제1 브레이크(B1)는, 제2 유성 기어(22)의 고정 가능 요소인 제2 링 기어(22r)를 정지 부재로서의 변속기 케이스(11)에 대하여 회전 불가능하게 고정(접속)함과 함께 당해 제2 링 기어(22r)를 변속기 케이스(11)에 대하여 회전 가능하게 해방하는 것이다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 브레이크(B1)는 제2 클러치(C2) 중 적어도 일부를 둘러싸도록 배치된다. 제2 브레이크(B2)는 복합 유성 기어열(25)의 고정 가능 요소인 제3 선 기어(23s) 및 제4 선 기어(24s)를 정지 부재로서의 변속기 케이스(11)에 대하여 회전 불가능하게 고정(접속)함과 함께 양자를 변속기 케이스(11)에 대하여 회전 가능하게 해방하는 것이다. 본 실시 형태에 있어서, 제2 브레이크(B2)는 제4 유성 기어(24) 중 적어도 일부를 둘러싸도록 배치된다.

본 실시 형태에서는, 제1 내지 제4 클러치(C1 내지 C4)로서, 피스톤, 복수의 마찰 결합 플레이트(마찰 플레이트 및 세퍼레이터 플레이트), 작동유가 공급되는 결합유실 등에 의해 구성되는 유압 서보를 갖는 다판 마찰식 유압 클러치(마찰 결합 요소)가 채용된다. 또한, 제1 및 제2 브레이크(B1, B2)로서는, 피스톤, 복수의 마찰 결합 플레이트(마찰 플레이트 및 세퍼레이터 플레이트), 작동유가 공급되는 결합유실 등에 의해 구성되는 유압 서보를 갖는 다판 마찰식 유압 브레이크가 채용된다. 그리고 제1 내지 제4 클러치(C1 내지 C4), 제1 및 제2 브레이크(B1, B2)는, 도시하지 않은 유압 제어 장치에 의한 작동유의 공급 및 배출을 받아 동작한다.

도 2는, 자동 변속기(20)에 있어서의 입력축(20i)의 회전 속도(입력 회전 속도)에 대한 각 회전 요소의 회전 속도비를 나타내는 속도선도이다[단, 입력축(20i) 즉 제1 캐리어(21c) 및 제3 캐리어(23c)의 회전 속도를 값 1로 함]. 또한, 도 3은 자동 변속기(20)의 각 변속단과 제1 내지 제4 클러치(C1 내지 C4), 제1 및 제2 브레이크(B1, B2)의 작동 상태와의 관계를 나타내는 작동표이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 싱글 피니언식의 제1 유성 기어(21)를 구성하는 3개의 회전 요소, 즉 제1 선 기어(21s), 제1 링 기어(21r) 및 제1 캐리어(21c)는, 당해 제1 유성 기어(21)의 속도선도(도 2에 있어서의 우측의 속도선도) 상에서 기어비 λ1에 따른 간격을 두고 도면 중 좌측으로부터 제1 선 기어(21s), 제1 캐리어(21c), 제1 링 기어(21r)라고 하는 순서로 배열된다. 이러한 속도선도에서의 정렬 순서에 따라, 본 발명에서는 제1 선 기어(21s)를 자동 변속기(20)의 제1 회전 요소로 하고, 제1 캐리어(21c)를 자동 변속기(20)의 제2 회전 요소로 하고, 제1 링 기어(21r)를 자동 변속기(20)의 제3 회전 요소로 한다. 따라서, 제1 유성 기어(21)는, 속도선도 상에서 기어비 λ1에 따른 간격을 두고 순서대로 배열되는 자동 변속기(20)의 제1 회전 요소, 제2 회전 요소 및 제3 회전 요소를 갖는다.

또한, 싱글 피니언식의 제2 유성 기어(22)를 구성하는 3개의 회전 요소, 즉 제2 선 기어(22s), 제2 링 기어(22r) 및 제2 캐리어(22c)는, 당해 제2 유성 기어(22)의 속도선도(도 2에 있어서의 중앙의 속도선도) 상에서 기어비 λ2에 따른 간격을 두고 도면 중 좌측으로부터 제2 선 기어(22s), 제2 캐리어(22c), 제2 링 기어(22r)라고 하는 순서로 배열된다. 이러한 속도선도에서의 정렬 순서에 따라, 본 발명에서는 제2 선 기어(22s)를 자동 변속기(20)의 제4 회전 요소로 하고, 제2 캐리어(22c)를 자동 변속기(20)의 제5 회전 요소로 하고, 제2 링 기어(22r)를 자동 변속기(20)의 제6 회전 요소로 한다. 따라서, 제2 유성 기어(22)는 속도선도 상에서 기어비 λ2에 따른 간격을 두고 순서대로 배열되는 자동 변속기(20)의 제4 회전 요소, 제5 회전 요소 및 제6 회전 요소를 갖는다.

또한, 심슨형의 복합 유성 기어열(25)을 구성하는 4개의 회전 요소, 즉 고정 가능 요소로서의 제3 선 기어(23s) 및 제4 선 기어(24s), 입력 요소로서의 제3 캐리어(23c), 제1 출력 요소로서의 제3 링 기어(23r) 및 제4 캐리어(24c), 및 제2 출력 요소로서의 제4 링 기어(24r)는, 이 순서로 도면 중 좌측으로부터 제3 및 제4 유성 기어(23, 24)의 기어비 λ3, λ4에 따른 간격을 두고 당해 복합 유성 기어열(25)의 속도선도(도 2에 있어서의 좌측의 속도선도) 상에 배열된다. 이러한 속도선도에서의 정렬 순서에 따라, 본 발명에서는 제3 선 기어(23s) 및 제4 선 기어(24s)를 자동 변속기(20)의 제7 회전 요소로 하고, 제3 캐리어(23c)를 자동 변속기(20)의 제8 회전 요소로 하고, 제3 링 기어(23r) 및 제4 캐리어(24c)를 자동 변속기(20)의 제9 회전 요소로 하고, 제4 링 기어(24r)를 자동 변속기(20)의 제10 회전 요소로 한다. 따라서, 복합 유성 기어열(25)은 속도선도 상에서 기어비 λ3, λ4에 따른 간격을 두고 순서대로 배열되는 자동 변속기(20)의 제7 회전 요소, 제8 회전 요소, 제9 회전 요소 및 제10 회전 요소를 갖는다.

그리고 자동 변속기(20)에서는, 제1 내지 제4 클러치(C1 내지 C4), 제1 및 제2 브레이크(B1, B2)를 도 3에 도시한 바와 같이 결합 또는 해방시켜서 상술한 제1 내지 제10 회전 요소(단, 제1 회전 요소와 제4 회전 요소가 항상 연결되어 있으므로, 실질적으로는 합계 9개의 회전 요소)의 접속 관계를 변경함으로써, 입력축(20i)으로부터 출력축(20o)까지의 사이에 전진 회전 방향으로 10가지 및 후진 회전 방향으로 1가지의 동력 전달 경로, 즉 제1속단으로부터 제10속단의 전진단과 후진단을 설정할 수 있다.

구체적으로는, 전진 제1속단은 제3 클러치(C3), 제4 클러치(C4) 및 제1 브레이크(B1)를 결합시킴과 함께, 남은 클러치(C1, C2) 및 브레이크(B2)를 해방시킴으로써 형성된다. 즉, 전진 제1속단의 형성 시에는, 제3 클러치(C3)에 의해 제1 유성 기어(21)의 제1 선 기어(21s) 및 제2 유성 기어(22)의 제2 선 기어(22s)와 복합 유성 기어열(25)의 제4 링 기어(24r)(제2 출력 요소)가 서로 접속됨과 함께, 제4 클러치(C4)에 의해 제1 유성 기어(21)의 제1 선 기어(21s) 및 제2 유성 기어(22)의 제2 선 기어(22s)와 복합 유성 기어열(25)의 제3 링 기어(23r) 및 제4 캐리어(24c)(제1 출력 요소)가 서로 접속되고, 또한 제1 브레이크(B1)에 의해 제2 유성 기어(22)의 제2 링 기어(22r)(고정 가능 요소)가 변속기 케이스(11)에 대하여 회전 불가능하게 고정된다. 본 실시 형태[제1 내지 제4 유성 기어(21 내지 24)의 기어비가 λ1=0.333, λ2=0.278, λ3=0.453, λ4=0.360일 경우, 이하 마찬가지]에 있어서, 전진 제1속단에 있어서의 기어비[입력축(20i)의 회전 속도/출력축(20o)의 회전 속도] γ1은, γ1=4.597이 된다.

전진 제2속단은, 제4 클러치(C4), 제1 브레이크(B1) 및 제2 브레이크(B2)를 결합시킴과 함께, 남은 클러치(C1, C2 및 C3)를 해방시킴으로써 형성된다. 즉, 전진 제2속단의 형성 시에는, 제4 클러치(C4)에 의해 제1 유성 기어(21)의 제1 선 기어(21s) 및 제2 유성 기어(22)의 제2 선 기어(22s)와 복합 유성 기어열(25)의 제3 링 기어(23r) 및 제4 캐리어(24c)(제1 출력 요소)가 서로 접속되고, 또한 제1 브레이크(B1)에 의해 제2 유성 기어(22)의 제2 링 기어(22r)(고정 가능 요소)가 변속기 케이스(11)에 대하여 회전 불가능하게 고정됨과 함께, 제2 브레이크(B2)에 의해 복합 유성 기어열(25)의 제3 선 기어(23s) 및 제4 선 기어(24s)(고정 가능 요소)가 변속기 케이스(11)에 대하여 회전 불가능하게 고정된다. 본 실시 형태에 있어서, 전진 제2속단에 있어서의 기어비 γ2는, γ2=3.164가 된다. 또한, 전진 제1속단과 전진 제2속단 사이의 스텝비는, γ1/γ2=1.453이 된다.

전진 제3속단은 제3 클러치(C3), 제1 브레이크(B1) 및 제2 브레이크(B2)를 결합시킴과 함께, 남은 클러치(C1, C2 및 C4)를 해방시킴으로써 형성된다. 즉, 전진 제3속단의 형성 시에는 제3 클러치(C3)에 의해 제1 유성 기어(21)의 제1 선 기어(21s) 및 제2 유성 기어(22)의 제2 선 기어(22s)와 복합 유성 기어열(25)의 제4 링 기어(24r)(제2 출력 요소)가 서로 접속되고, 또한 제1 브레이크(B1)에 의해 제2 유성 기어(22)의 제2 링 기어(22r)(고정 가능 요소)가 변속기 케이스(11)에 대하여 회전 불가능하게 고정됨과 함께, 제2 브레이크(B2)에 의해 복합 유성 기어열(25)의 제3 선 기어(23s) 및 제4 선 기어(24s)(고정 가능 요소)가 변속기 케이스(11)에 대하여 회전 불가능하게 고정된다. 본 실시 형태에 있어서, 전진 제3속단에 있어서의 기어비 γ3은, γ3=2.326이 된다. 또한, 전진 제2속단과 전진 제3속단 사이의 스텝비는, γ2/γ3=1.360이 된다.

전진 제4속단은, 제1 클러치(C1), 제1 브레이크(B1) 및 제2 브레이크(B2)를 결합시킴과 함께, 남은 클러치(C2, C3 및 C4)를 해방시킴으로써 형성된다. 즉, 전진 제4속단의 형성 시에는 제1 클러치(C1)에 의해 제1 유성 기어(21)의 제1 링 기어(21r)(출력 요소)와 출력축(20o)이 서로 접속되고, 또한 제1 브레이크(B1)에 의해 제2 유성 기어(22)의 제2 링 기어(22r)(고정 가능 요소)가 변속기 케이스(11)에 대하여 회전 불가능하게 고정됨과 함께, 제2 브레이크(B2)에 의해 복합 유성 기어열(25)의 제3 선 기어(23s) 및 제4 선 기어(24s)(고정 가능 요소)가 변속기 케이스(11)에 대하여 회전 불가능하게 고정된다. 본 실시 형태에 있어서, 전진 제4속단에 있어서의 기어비 γ4는, γ4=1.899가 된다. 또한, 전진 제3속단과 전진 제4속단 사이의 스텝비는, γ3/γ4=1.225가 된다.

전진 제5속단은, 제1 클러치(C1), 제3 클러치(C3) 및 제2 브레이크(B2)를 결합시킴과 함께, 남은 클러치(C2, C4) 및 브레이크(B1)를 해방시킴으로써 형성된다. 즉, 전진 제5속단의 형성 시에는 제1 클러치(C1)에 의해 제1 유성 기어(21)의 제1 링 기어(21r)(출력 요소)와 출력축(20o)이 서로 접속됨과 함께, 제3 클러치(C3)에 의해 제1 유성 기어(21)의 제1 선 기어(21s) 및 제2 유성 기어(22)의 제2 선 기어(22s)와 복합 유성 기어열(25)의 제4 링 기어(24r)(제2 출력 요소)가 서로 접속되고, 또한 제2 브레이크(B2)에 의해 복합 유성 기어열(25)의 제3 선 기어(23s) 및 제4 선 기어(24s)(고정 가능 요소)가 변속기 케이스(11)에 대하여 회전 불가능하게 고정된다. 본 실시 형태에 있어서, 전진 제5속단에 있어서의 기어비 γ5는, γ5=1.482가 된다. 또한, 전진 제4속단과 전진 제5속단 사이의 스텝비는, γ4/γ5=1.281이 된다.

전진 제6속단은, 제1 클러치(C1), 제4 클러치(C4) 및 제2 브레이크(B2)를 결합시킴과 함께, 남은 클러치(C2, C3) 및 브레이크(B1)를 해방시킴으로써 형성된다. 즉, 전진 제6속단의 형성 시에는 제1 클러치(C1)에 의해 제1 유성 기어(21)의 제1 링 기어(21r)(출력 요소)와 출력축(20o)이 서로 접속됨과 함께, 제4 클러치(C4)에 의해 제1 유성 기어(21)의 제1 선 기어(21s) 및 제2 유성 기어(22)의 제2 선 기어(22s)와 복합 유성 기어열(25)의 제3 링 기어(23r) 및 제4 캐리어(24c)(제1 출력 요소)가 서로 접속되고, 또한 제2 브레이크(B2)에 의해 복합 유성 기어열(25)의 제3 선 기어(23s) 및 제4 선 기어(24s)(고정 가능 요소)가 변속기 케이스(11)에 대하여 회전 불가능하게 고정된다. 본 실시 형태에 있어서, 전진 제6속단에 있어서의 기어비 γ6은, γ6=1.482가 된다. 또한, 전진 제5속단과 전진 제6속단 사이의 스텝비는, γ5/γ6=1.258이 된다.

전진 제7속단은 제1 클러치(C1), 제2 클러치(C2) 및 제4 클러치(C4)를 결합시킴과 함께, 남은 클러치(C3), 브레이크(B1 및 B2)를 해방시킴으로써 형성된다. 즉, 전진 제7속단의 형성 시에는 제1 클러치(C1)에 의해 제1 유성 기어(21)의 제1 링 기어(21r)(출력 요소)와 출력축(20o)이 서로 접속됨과 함께, 제2 클러치(C2)에 의해 제2 유성 기어(22)의 제2 링 기어(22r)와 복합 유성 기어열(25)의 제3 링 기어(23r) 및 제4 캐리어(24c)(제1 출력 요소)가 서로 접속되고, 또한 제4 클러치(C4)에 의해 제1 유성 기어(21)의 제1 선 기어(21s) 및 제2 유성 기어(22)의 제2 선 기어(22s)와 복합 유성 기어열(25)의 제3 링 기어(23r) 및 제4 캐리어(24c)(제1 출력 요소)가 서로 접속된다. 본 실시 형태에 있어서, 전진 제7속단에 있어서의 기어비 γ7은, γ7=1.000이 된다. 또한, 전진 제6속단과 전진 제7속단 사이의 스텝비는, γ6/γ7=1.178이 된다.

전진 제8속단은, 제1 클러치(C1), 제2 클러치(C2) 및 제2 브레이크(B2)를 결합시킴과 함께, 남은 클러치(C3, C4) 및 브레이크(B1)를 해방시킴으로써 형성된다. 즉, 전진 제8속단의 형성 시에는 제1 클러치(C1)에 의해 제1 유성 기어(21)의 제1 링 기어(21r)(출력 요소)와 출력축(20o)이 서로 접속됨과 함께, 제2 클러치(C2)에 의해 제2 유성 기어(22)의 제2 링 기어(22r)와 복합 유성 기어열(25)의 제3 링 기어(23r) 및 제4 캐리어(24c)(제1 출력 요소)가 서로 접속되고, 또한 제2 브레이크(B2)에 의해 복합 유성 기어열(25)의 제3 선 기어(23s) 및 제4 선 기어(24s)(고정 가능 요소)가 변속기 케이스(11)에 대하여 회전 불가능하게 고정된다. 본 실시 형태에 있어서, 전진 제8속단에 있어서의 기어비 γ8은, γ8=0.823이 된다. 또한, 전진 제7속단과 전진 제8속단 사이의 스텝비는, γ7/γ8=1.214가 된다.

전진 제9속단은, 제2 클러치(C2), 제4 클러치(C4) 및 제2 브레이크(B2)를 결합시킴과 함께, 남은 클러치 C1, C3 및 브레이크(B1)를 해방시킴으로써 형성된다. 즉, 전진 제9속단의 형성 시에는 제2 클러치(C2)에 의해 제2 유성 기어(22)의 제2 링 기어(22r)와 복합 유성 기어열(25)의 제3 링 기어(23r) 및 제4 캐리어(24c)(제1 출력 요소)가 서로 접속됨과 함께, 제4 클러치(C4)에 의해 제1 유성 기어(21)의 제1 선 기어(21s) 및 제2 유성 기어(22)의 제2 선 기어(22s)와 복합 유성 기어열(25)의 제3 링 기어(23r) 및 제4 캐리어(24c)(제1 출력 요소)가 서로 접속되고, 또한 제2 브레이크(B2)에 의해 복합 유성 기어열(25)의 제3 선 기어(23s) 및 제4 선 기어(24s)(고정 가능 요소)가 변속기 케이스(11)에 대하여 회전 불가능하게 고정된다. 본 실시 형태에 있어서, 전진 제9속단에 있어서의 기어비 γ9는, γ9=0.688이 된다. 또한, 전진 제8속단과 전진 제9속단 사이의 스텝비는, γ8/γ9=1.196이 된다.

전진 제10속단은, 제2 클러치(C2), 제3 클러치(C3) 및 제2 브레이크(B2)를 결합시킴과 함께, 남은 클러치(C1, C4) 및 브레이크(B1)를 해방시킴으로써 형성된다. 즉, 전진 제10속단의 형성 시에는, 제2 클러치(C2)에 의해 제2 유성 기어(22)의 제2 링 기어(22r)와 복합 유성 기어열(25)의 제3 링 기어(23r) 및 제4 캐리어(24c)(제1 출력 요소)가 서로 접속됨과 함께, 제3 클러치(C3)에 의해 제1 유성 기어(21)의 제1 선 기어(21s) 및 제2 유성 기어(22)의 제2 선 기어(22s)와 복합 유성 기어열(25)의 제4 링 기어(24r)(제2 출력 요소)가 서로 접속되고, 또한 제2 브레이크(B2)에 의해 복합 유성 기어열(25)의 제3 선 기어(23s) 및 제4 선 기어(24s)(고정 가능 요소)가 변속기 케이스(11)에 대하여 회전 불가능하게 고정된다. 본 실시 형태에 있어서, 전진 제10속단에 있어서의 기어비 γ10은, γ10=0.638이 된다. 또한, 전진 제9속단과 전진 제10속단 사이의 스텝비는, γ9/γ10=1.078이 된다. 그리고 자동 변속기(20)에 있어서의 스프레드(기어비 폭=최저 변속단인 전진 제1속단의 기어비 γ1/최고 변속단인 전진 제10속단의 기어비 γ10)는 γ1/γ10=7.203이 된다.

후진단은, 제2 클러치(C2), 제3 클러치(C3) 및 제1 브레이크(B1)를 결합시킴과 함께, 남은 클러치(C1, C4) 및 브레이크(B2)를 해방시킴으로써 형성된다. 즉, 후진단의 형성 시에는 제2 클러치(C2)에 의해 제2 유성 기어(22)의 제2 링 기어(22r)와 복합 유성 기어열(25)의 제3 링 기어(23r) 및 제4 캐리어(24c)(제1 출력 요소)가 서로 접속됨과 함께, 제3 클러치(C3)에 의해 제1 유성 기어(21)의 제1 선 기어(21s) 및 제2 유성 기어(22)의 제2 선 기어(22s)와 복합 유성 기어열(25)의 제4 링 기어(24r)(제2 출력 요소)가 서로 접속되고, 또한 제1 브레이크(B1)에 의해 제2 유성 기어(22)의 제2 링 기어(22r)(고정 가능 요소)가 변속기 케이스(11)에 대하여 회전 불가능하게 고정된다. 본 실시 형태에 있어서, 후진단에 있어서의 기어비 γrev는, γrev=-3.981이 된다. 또한, 전진 제1속단과 후진단 사이의 스텝비는, |γrev/γ1|=0.866이 된다.

상술한 바와 같이, 자동 변속기(20)에 의하면, 제1 내지 제4 클러치(C1 내지 C4), 제1 및 제2 브레이크(B1, B2)의 결합 분리에 의해 제1속단으로부터 제10속단까지의 전진단과 후진단을 제공할 수 있게 된다. 이 결과, 자동 변속기(20)에서는, 스프레드를 보다 크게 해서(본 실시 형태에서는, 7.203) 동력의 전달 효율 즉 차량의 연비나 가속 성능을 향상시킴과 함께, 스텝비를 적정화(보다 커지는 것을 억제)해서 변속 필링(변속 전후에 있어서의 가감속의 필링)을 향상시킬 수 있다. 따라서, 자동 변속기(20)에 의하면, 동력의 전달 효율과 운전 용이성의 양쪽을 양호하게 향상시킬 수 있다.

또한, 자동 변속기(20)에서는 6개의 결합 요소, 즉 제1 내지 제4 클러치(C1 내지 C4), 제1 및 제2 브레이크(B1, B2) 중 3개를 결합시킴과 함께 나머지 3개를 해방시킴으로써 전진 제1속단으로부터 전진 제10속단 및 후진단이 형성된다. 이에 의해, 예를 들어 6개의 클러치나 브레이크 중 2개를 결합시킴과 함께 나머지 4개를 해방시킴으로써 복수의 변속단을 형성하는 변속기에 비하여, 변속단의 형성에 따라 해방되는 결합 요소의 수를 줄일 수 있게 된다. 이 결과, 변속단의 형성에 따라 해방된 결합 요소에 있어서의 부재 간의 약간의 접촉에 기인한 끌림 손실을 저감시켜서, 자동 변속기(20)에 있어서의 동력의 전달 효율을 한층 더 향상시킬 수 있다.

또한, 자동 변속기(20)에서는, 복합 유성 기어열(25)의 제3 캐리어(23c)(입력 요소)와 마찬가지로, 제1 유성 기어(21)의 제1 캐리어(21c)(제2 회전 요소)가 중간축(20m)을 개재해서 입력축(20i)에 항상 연결되고, 전진 제4속단으로부터 전진 제8속단의 형성 시에, 제1 유성 기어(21)의 제1 링 기어(21r)(제3 회전 요소)가 제1 클러치(C1)에 의해 출력축(20o)[제2 유성 기어(22)의 제2 캐리어(22c)]에 접속된다. 이에 의해, 예를 들어 제1 유성 기어의 제1 링 기어(제3 회전 요소)가 제2 유성 기어의 제2 캐리어(제5 회전 요소)와 함께 출력축에 항상 연결됨과 함께, 제1 유성 기어의 제1 캐리어(제2 회전 요소)가 클러치에 의해 입력축에 선택적으로 접속되는 변속기(특허문헌 1의 도 2 참조)에 비하여, 제1 클러치(C1)의 토크 분담을 저감시킬 수 있다.

즉, 제1 유성 기어(21)의 제1 캐리어(21c)를 입력축(20i)에 항상 연결되는 제2 회전 요소로 함과 함께, 제1 유성 기어(21)의 제1 링 기어(21r)를 제1 클러치(C1)에 의해 출력축(20o)에 선택적으로 접속되는 제3 회전 요소로 함으로써, 예를 들어 제1 유성 기어의 제1 링 기어가 제2 유성 기어(22)의 제2 캐리어와 함께 출력축에 항상 연결됨과 함께 제1 유성 기어의 제1 캐리어가 입력축에 선택적으로 접속되는 변속기에 있어서 제1 캐리어와 입력축을 선택적으로 접속시키는 클러치에 비하여, 결합한 제1 클러치(C1)를 통하여 전달되는 토크를 저하시킬 수 있다[1/(1+λ1)로 함]. 따라서, 자동 변속기(20)에서는, 제1 클러치(C1)의 토크 분담을 양호하게 저감시킬 수 있게 된다. 이 결과, 자동 변속기(20)에서는 제1 클러치(C1)를 축 방향 및 직경 방향 중 적어도 어느 한쪽에 있어서 컴팩트화할 수 있다. 따라서, 자동 변속기(20)에 의하면, 동력의 전달 효율과 운전 용이성의 양쪽을 향상시킴과 함께, 장치 전체의 대형화를 억제할 수 있게 된다.

또한, 제1 및 제2 유성 기어(21, 22)를 싱글 피니언식의 유성 기어로 함으로써, 양자를 예를 들어 더블 피니언식의 유성 기어로 한 경우에 비하여, 제1 및 제2 유성 기어(21, 22)에 있어서의 회전 요소 간의 맞물림 손실을 저감시켜서 자동 변속기(20)에 있어서의 동력의 전달 효율을 보다 향상시킴과 함께, 부품 개수를 삭감해서 장치 전체의 중량 증가를 억제하면서 조립성을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 상기 자동 변속기(20)와 같이, 2개의 싱글 피니언식의 제3 및 제4 유성 기어(23, 24)를 포함하는 심슨형(SS-CR형)의 복합 유성 기어열(25)을 채용하면, 복합 유성 기어열(25)의 회전 요소 간의 맞물림 손실을 저감시켜서 자동 변속기(20)에 있어서의 동력의 전달 효율을 보다 향상시킴과 함께, 부품 개수를 삭감해서 장치 전체의 중량 증가를 억제하면서 조립성을 향상시킬 수 있게 된다. 게다가, 심슨형의 복합 유성 기어열(25)을 구성하는 제3 유성 기어(23)의 제3 캐리어(23c)를 입력축(20i)에 항상 연결함으로써, 예를 들어 CR-CR형의 복합 유성 기어열을 채용하는 경우에 비하여, 제3 링 기어(23r) 및 제3 선 기어(23s)의 토크 분담을 작게 하는 것이 가능하게 되어, 그에 의해 맞물림 효율을 한층 더 향상시킬 수 있다.

도 4는, 자동 변속기(20)의 주요부를 도시하는 확대 단면도이다. 도 4는, 자동 변속기(20)의 제1 클러치(C1)의 주변에 있어서의 구성을 나타내는 것이다. 도시한 바와 같이, 제1 클러치(C1)는 클러치 허브(100)와, 클러치 드럼(110)과, 클러치 허브(100)에 내주부가 끼워 맞추어져 당해 클러치 허브(100)에 의해 이동 가능하게 지지되는 복수의 마찰 플레이트(제1 마찰 결합 플레이트)(105)와, 클러치 드럼(110)에 외주부가 끼워 맞추어져 당해 클러치 드럼(110)에 의해 이동 가능하게 지지되는 복수의 세퍼레이터 플레이트(제2 마찰 결합 플레이트)(115)를 포함한다.

제1 클러치(C1)의 클러치 허브(100)는, 레디얼 베어링을 개재해서 중간축(20m)에 의해 회전 가능하게 지지됨과 함께, 전후에 배치되는 2개의 스러스트 베어링을 개재해서 출력축(20o)과 중간축(20m)에 고정 또는 일체화된 제1 유성 기어(21)의 제1 캐리어(21c)에 의해 축 방향으로 지지된다. 또한, 클러치 허브(100)는 스플라인 및 스냅링을 개재해서 제1 유성 기어(21)의 제1 링 기어(21r)에 고정되고, 당해 제1 링 기어(21r)와 항상 일체(또한 동일축)로 회전 또는 정지한다. 클러치 허브(100)에 끼워 맞추어지는 마찰 플레이트(105)는, 환상 부재의 양면에 마찰재를 접착함으로써 구성된다.

또한, 제1 클러치(C1)의 클러치 드럼(110)은 출력축(20o)에 형성된 직경 확장부(291)에 용접 등에 의해 고정되는 환상 벽부(111)와, 환상 벽부(111)의 외주부로부터 출력축(20o) 등의 축 방향으로 연장된 외통부(112)를 갖는다. 또한, 클러치 드럼(110)은, 별개의 환상 벽부(111)와 외통부(112)를 접합함으로써 구성되어도 좋다. 외통부(112)의 내주면에는, 세퍼레이터 플레이트(115)의 외주부와 결합하는 스플라인이 형성되어 있고, 외통부(112)의 헐거운 단부는 스플라인 및 스냅링을 개재해서 제2 유성 기어(22)의 제2 캐리어(22c)에 고정된다. 이에 의해, 클러치 드럼(110)은 출력축(20o) 및 제2 유성 기어(22)의 제2 캐리어(22c)와 항상 일체(또한 동일축)로 회전 또는 정지한다. 클러치 드럼(110)에 끼워 맞추어지는 세퍼레이터 플레이트(115)는, 양면이 평활하게 형성된 환상 부재이다.

또한, 제1 클러치(C1)는 세퍼레이터 플레이트(115) 및 마찰 플레이트(105)를 가압해서 마찰 결합시키는 피스톤(120)과, 캔슬 플레이트(캔슬유실 구획 형성 부재)(130)와, 복수의 리턴 스프링(140)을 포함한다. 피스톤(120)은 클러치 드럼(110)의 외통부(112) 내에서 환상 벽부(111)보다도 제1 유성 기어(21)측(차량 전방부측)에 위치하도록 출력축(20o)에 의해 축 방향으로 이동 가능하게 지지되고, 출력축(20o)과 일체로 회전하는 유실 구획 형성부로서의 클러치 드럼(110)이나 출력축(20o)과 함께 결합유실(150)을 구획 형성한다. 캔슬 플레이트(130)는 피스톤(120)보다도 제1 유성 기어(21)측(차량 전방부측)에 위치하도록 출력축(20o)에 설치되고, 피스톤(120)과 함께 결합유실(150) 내에서 발생하는 원심유압을 캔슬하기 위한 캔슬유실(160)을 구획 형성한다. 그리고 복수의 리턴 스프링(140)은, 피스톤(120)과 캔슬 플레이트(130) 사이에 둘레 방향으로 간격을 두고 배치된다.

도 4에 도시한 바와 같이, 출력축(20o)은 레디얼 베어링이나 스러스트 베어링을 개재해서 변속기 케이스(11)에 형성된 샤프트 지지부(11a)에 의해 회전 가능하게 지지되고 있다. 변속기 케이스(11)의 샤프트 지지부(11a)에는, 도시하지 않은 유압 제어 장치에 접속되는 케이스 내 유로(11b)가 형성되어 있고, 당해 케이스 내 유로(11b)에는, 유압 제어 장치로부터 제1 클러치(C1)로의 결합유압(작동유)이 공급된다. 또한, 출력축(20o)의 상기 직경 확장부(291)의 근방에는, 제1 클러치(C1)의 결합유실(150)과 직접 연통함과 함께 변속기 케이스(11)의 케이스 내 유로(11b)와 연통되도록 유로(출력 부재 유로)(292)가 형성되어 있다. 또한, 변속기 케이스(11)의 샤프트 지지부(11a)와 출력축(20o) 사이에는, 케이스 내 유로(11b)와 유로(292)의 연통부를 전후로부터 사이에 끼우도록 한 쌍(2개)의 시일 부재(170)가 개재 설치된다.

이에 의해, 제1 클러치(C1)의 결합유실(150)에는 변속기 케이스(11)의 케이스 내 유로(11b)와 출력축(20o)의 유로(292)를 통하여 유압 제어 장치로부터의 결합유압이 공급되게 된다. 그리고 결합유실(150) 내의 유압의 높아짐에 따라서 피스톤(120)이 출력축(20o)의 축 방향으로 이동해서 세퍼레이터 플레이트(115) 및 마찰 플레이트(105)가 가압하면, 제1 클러치(C1)가 결합해서 제1 유성 기어(21)의 제1 링 기어(21r)와 출력축(20o)이 서로 접속되게 된다. 또한, 제1 클러치(C1)의 캔슬 유실(160)에는, 출력축(20o) 등에 형성된 도시하지 않은 유로를 통하여 유압 제어 장치로부터의 작동유(예를 들어, 드레인유)가 공급된다.

이와 같이, 제1 유성 기어(21)의 제1 링 기어(21r)와, 차동 기어를 개재해서 차량의 후륜에 연결되는 출력축(20o)을 선택적으로 접속하는 제1 클러치(C1)에서는, 출력축(20o)과 일체로 회전하는 유실 구획 형성부로서의 클러치 드럼(110), 피스톤(120) 및 출력축(20o)에 의해 결합유실(150)을 구획 형성할 수 있다. 또한, 제1 클러치(C1)에서는 결합유실(150)에 결합유압을 공급하기 위한 유로(292)를 출력축(20o)에 형성하여, 당해 결합유실(150)과 출력축(20o)의 유로(292)를 직접 연통시킬 수 있다.

이 결과, 자동 변속기(20)에서는 입력축(20i)이나 중간축(20m)에 형성된 긴 유로를 통하여 복합 유성 기어열(25)측(차량 전방부측)으로부터 제1 클러치(C1)의 결합유실(150)에 결합유압을 공급할 필요가 없어져, 결합유실(150)에 출력축(20o)측(차량 후부측)으로부터 용이하게 결합유압을 공급할 수 있게 된다. 또한, 예를 들어 제1 유성 기어의 제1 캐리어가 클러치에 의해 입력축에 선택적으로 접속되는 변속기에서는, 당해 클러치의 결합유실을 구획 형성하는 부재가 입력축(중간축)측에 설치되므로, 당해 결합유실에 출력축측으로부터 결합유압을 공급하기 위해서는, 출력축에 형성된 유로와 입력축(중간축)에 형성된 유로를 연통시켜야만 해, 시일 부재의 수가 증가해 버린다. 그리고 이러한 변속기에서는, 입력축(중간축)의 유로와 출력 부재의 유로와의 연통부에서, 입력축과 출력축의 회전 속도차에 기인해서 작동유의 끌림 손실이 증가하거나, 시일 부재가 증가하는 분만큼 작동유의 누설량도 증가하거나 할 우려가 있다. 이에 반해, 자동 변속기(20)에서는 제1 클러치(C1)의 결합유실(150)과 출력축(20o)의 유로(292)를 직접 연통시킬 수 있으므로, 상술한 바와 같이 작동유의 끌림 손실의 증가를 양호하게 억제함과 함께, 시일 부재(170)의 수를 저감시켜서 작동유의 누설량의 증가를 양호하게 억제할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 자동 변속기(20)에서는 스프레드를 더 크게 해서 동력의 전달 효율 즉 차량의 연비나 가속 성능을 향상시킴과 함께, 스텝비를 적정화해서 변속 필링(변속 전후에 있어서의 가감속의 필링)을 향상시킬 수 있다. 또한, 자동 변속기(20)에서는 제1 클러치(C1)의 토크 분담을 양호하게 저감시킬 수 있으므로, 제1 클러치(C1)를 축 방향 및 직경 방향 중 적어도 어느 한쪽에 있어서 컴팩트화할 수 있다. 따라서, 자동 변속기(20)에 의하면, 동력의 전달 효율과 운전 용이성의 양쪽을 향상시킴과 함께, 장치 전체의 대형화를 억제할 수 있게 된다.

또한, 자동 변속기(20)에서는 출력축(20o)과 일체로 회전하는 유실 구획 형성부로서의 클러치 드럼(110), 피스톤(120) 및 출력축(20o)에 의해 제1 클러치(C1)의 결합유실(150)을 구획 형성함과 함께, 결합유실(150)에 결합유압을 공급하기 위한 유로(292)를 출력축(20o)에 형성하여, 당해 결합유실(150)과 출력축(20o)의 유로(292)를 직접 연통시킬 수 있다. 이에 의해, 입력축(20i)이나 중간축(20m)에 형성된 긴 유로를 통하여 복합 유성 기어열(25)측(차량 전방부측)으로부터 제1 클러치(C1)의 결합유실(150)에 결합유압을 공급할 필요가 없어져, 결합유실(150)에 출력축(20o)측(차량 후부측)으로부터 용이하게 결합유압을 공급할 수 있게 된다. 또한, 자동 변속기(20)에서는 제1 클러치(C1)의 결합유실(150)과 출력축(20o)의 유로(292)를 직접 연통시킬 수 있으므로, 작동유의 끌림 손실의 증가를 양호하게 억제함과 함께, 시일 부재(170)의 수를 저감시켜서 작동유의 누설량의 증가를 양호하게 억제할 수 있게 된다.

도 5는, 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 다단 변속기로서의 자동 변속기(20B)를 포함하는 동력 전달 장치(10B)의 개략 구성도이다. 도 5에 나타내는 동력 전달 장치(10B)의 자동 변속기(20B)는, 상술한 자동 변속기(20)에 있어서, 심슨형의 복합 유성 기어열(25)을 2개의 싱글 피니언식의 제3 및 제4 유성 기어(23, 24)를 포함하는, 소위 CR-CR형의 복합 유성 기어열(25B)로 치환한 것에 상당한다. 이와 같이, CR-CR형의 복합 유성 기어열(25B)을 채용한 자동 변속기(20B)에 있어서도, 복합 유성 기어열(25B)의 회전 요소 간의 맞물림 손실을 저감시켜서 동력의 전달 효율을 보다 향상시킴과 함께, 부품 개수를 삭감해서 장치 전체의 중량 증가를 억제하면서 조립성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 5에 도시한 바와 같이, 자동 변속기(20B)에 있어서, 제4 유성 기어(24)의 제4 선 기어(24s)는, 자동 변속기(20B)의 제7 회전 요소(제2 고정 가능 요소)에 상당하는 복합 유성 기어열(25B)의 고정 가능 요소로서 기능한다. 또한, 제3 유성 기어(23)의 제3 링 기어(23r)와 제4 유성 기어(24)의 제4 캐리어(24c)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 일체로 연결(항상 연결)됨과 함께, 입력축(20i)에 연결(고정)된다. 이에 의해, 엔진으로부터 입력축(20i)에 동력이 전달되고 있을 때, 항상 연결된 제3 링 기어(23r)와 제4 캐리어(24c)에는, 엔진으로부터의 동력이 입력축(20i)을 통하여 항상 전달되게 된다. 따라서, 제3 링 기어(23r)와 제4 캐리어(24c)는, 자동 변속기(20B)의 제8 회전 요소(제2 입력 요소)에 상당하는 복합 유성 기어열(25B)의 입력 요소로서 기능한다. 또한, 제3 유성 기어(23)의 제3 캐리어(23c)와 제4 유성 기어(24)의 제4 링 기어(24r)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 일체로 연결(항상 연결)되어 있고, 양자는 항상 일체(또한 동일축)로 회전 또는 정지한다. 이렇게 항상 연결된 제3 캐리어(23c)와 제4 링 기어(24r)는, 자동 변속기(20B)의 제9 회전 요소(제3 출력 요소)에 상당하는 복합 유성 기어열(25B)의 제1 출력 요소로서 기능한다. 그리고 제3 유성 기어(23)의 제3 선 기어(23s)는, 자동 변속기(20B)의 제10 회전 요소(제4 출력 요소)에 상당하는 복합 유성 기어열(25B)의 제2 출력 요소로서 기능한다.

도 6은, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 다단 변속기로서의 자동 변속기(20C)를 포함하는 동력 전달 장치(10C)의 개략 구성도이다. 도 6에 나타내는 동력 전달 장치(10C)는, 전륜 구동 차량의 전방부에 가로 간격으로 탑재되는 도시하지 않은 엔진(내연 기관)의 크랭크 샤프트에 접속됨과 함께 엔진으로부터의 동력(토크)을 도시하지 않은 좌우의 전륜(구동륜)에 전달 가능한 것이다. 동력 전달 장치(10C)의 자동 변속기(20C)는, 상술한 자동 변속기(20)를 전륜 구동 차량용으로 개변한 것에 상당한다. 또한, 도 7에, 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 다단 변속기로서의 자동 변속기(20D)를 포함하는 동력 전달 장치(10D)를 나타낸다. 도 7에 나타내는 동력 전달 장치(10D)도, 전륜 구동 차량의 전방부에 가로 간격으로 탑재되는 도시하지 않은 엔진(내연 기관)의 크랭크 샤프트에 접속됨과 함께 엔진으로부터의 동력(토크)을 도시하지 않은 좌우의 전륜(구동륜)에 전달 가능한 것이다. 동력 전달 장치(10D)의 자동 변속기(20D)는, 상술한 자동 변속기(20B)를 전륜 구동 차량용으로 개변한 것에 상당한다.

이들 자동 변속기(20C, 20D)에서는, 제2 유성 기어(22)의 제2 캐리어(22c)가 출력 부재로서의 카운터 드라이브 기어(41)에 항상 연결됨과 함께, 제1 클러치(C1)가 제1 유성 기어(21)의 출력 요소인 제1 링 기어(21r)와 출력 부재로서의 카운터 드라이브 기어(41)[제2 유성 기어(22)의 제2 캐리어(22c)]를 선택적으로 접속하도록 구성되어 있다. 자동 변속기(20C, 20D)로부터 출력 부재로서의 카운터 드라이브 기어(41)에 전달된 동력(토크)은 카운터 드라이브 기어(41)에 추가하여, 당해 카운터 드라이브 기어(41)에 맞물리는 카운터 드리븐 기어(42), 카우터 샤프트(43)를 개재해서 카운터 드리븐 기어(42)에 연결된 드라이브 피니언 기어(파이널 드라이브 기어)(44), 드라이브 피니언 기어(44)에 맞물리는 차동 링 기어(파이널 드리븐 기어)(45)를 포함하는 기어열(40)과, 차동 링 기어(45)에 연결된 차동 기어(50)와, 드라이브 샤프트(51)를 통하여 좌우의 전륜에 전달된다. 이와 같이, 본 발명에 의한 다단 변속기는, 전륜 구동 차량에 탑재되는 변속기로서 구성되어도 좋다.

도 8은, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 다단 변속기로서의 자동 변속기(20E)를 포함하는 동력 전달 장치(10E)의 개략 구성도이다. 도 8에 나타내는 동력 전달 장치(10E)의 자동 변속기(20E)는, 상술한 자동 변속기(20)에 있어서, 심슨형의 복합 유성 기어열(25)을 복합 유성 기어열로서의 라비뇨식 유성 기어 기구(250)로 치환한 것에 상당한다. 라비뇨식 유성 기어 기구(250)는, 외기어인 제3 선 기어(23s) 및 제4 선 기어(24s)와, 제3 및 제4 선 기어(23s, 24s)와 동심원 상에 배치되는 내기어인 제3 링 기어(23r)와, 제3 선 기어(23s)에 맞물리는 복수의 제3 피니언 기어(숏 피니언 기어)(23p)와, 제4 선 기어(24s) 및 복수의 제3 피니언 기어(23p)에 맞물림과 함께 링 기어(23r)에 맞물리는 복수의 제4 피니언 기어(롱 피니언 기어)(24p)와, 복수의 제3 피니언 기어(23p) 및 복수의 제4 피니언 기어(24p)를 자전 가능(회전 가능)하고 또한 공전 가능하게 보유 지지하는 제3 캐리어(23c)를 갖는다.

라비뇨식 유성 기어 기구(250)의 제3 선 기어(23s), 제3 캐리어(23c), 제3 및 제4 피니언 기어(23p, 24p), 및 제3 링 기어(23r)는, 복합 유성 기어열(25, 25B)에 있어서의 제3 유성 기어(23)에 대응한 더블 피니언식 유성 기어를 구성한다. 또한, 라비뇨식 유성 기어 기구(250)의 제4 선 기어(24s), 제3 캐리어(23c), 제4 피니언 기어(24p) 및 제3 링 기어(23r)는, 복합 유성 기어열(25, 25B)에 있어서의 제4 유성 기어(24)에 대응한 싱글 피니언식 유성 기어를 구성한다. 그리고 라비뇨식 유성 기어 기구(250)는, 제3 유성 기어로서의 더블 피니언식 유성 기어의 기어비 λ3[제3 선 기어(23s)의 잇수/제3 링 기어(23r)의 잇수]이 λ3=0.464가 되고, 또한 제4 유성 기어로서의 싱글 피니언식 유성 기어의 기어비 λ4[제4 선 기어(24s)의 잇수/제3 링 기어(23r)의 잇수]가 λ4=0.453이 되도록 구성된다.

도 9는, 도 8의 자동 변속기(20E)에 있어서의 입력 회전 속도에 대한 각 회전 요소의 회전 속도비를 나타내는 속도선도이다. 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 라비뇨식 유성 기어 기구(250)의 제4 선 기어(24s)는, 제2 브레이크(B2)에 의해 변속기 케이스(11)에 대하여 회전 불가능하게 고정(접속)될 수 있는 것이며, 자동 변속기(20E)의 제10 회전 요소(제2 고정 가능 요소)에 상당하는 라비뇨식 유성 기어 기구(250)의 고정 가능 요소로서 기능한다. 또한, 라비뇨식 유성 기어 기구(250)의 제3 캐리어(23c)는 입력축(20i)에 항상 연결(고정)되어, 엔진으로부터 입력축(20i)에 동력이 전달되고 있을 때, 제3 캐리어(23c)에는 엔진으로부터의 동력이 입력축(20i)을 통하여 항상 전달되게 된다. 따라서, 제3 캐리어(23c)는 자동 변속기(20E)의 제8 회전 요소(제2 입력 요소)에 상당하는 라비뇨식 유성 기어 기구(250)의 입력 요소로서 기능한다. 또한, 제3 유성 기어(23)의 제3 링 기어(23r)는, 자동 변속기(20E)의 제9 회전 요소(제3 출력 요소)에 상당하는 라비뇨식 유성 기어 기구(250)의 제1 출력 요소로서 기능한다. 그리고 라비뇨식 유성 기어 기구(250)의 제3 선 기어(23s)는, 자동 변속기(20E)의 제10 회전 요소(제4 출력 요소)에 상당하는 라비뇨식 유성 기어 기구(250)의 제2 출력 요소로서 기능한다.

상술한 바와 같은 더블 피니언식 유성 기어(제3 유성 기어)와 싱글 피니언식 유성 기어(제4 유성 기어)를 조합해서 구성되는 복합 유성 기어열인 라비뇨식 유성 기어 기구(250)를 채용한 자동 변속기(20E)에 있어서도, 부품 개수를 삭감해서 장치 전체의 중량 증가를 억제하면서 조립성을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 복합 유성 기어열로서의 라비뇨식 유성 기어 기구(250)를 포함하는 자동 변속기(20E)는, 전륜 구동 차량에 탑재되도록 개변되어도 좋다. 도 10에, 상술한 자동 변속기(20E)를 전륜 구동 차량에 탑재되도록 개변한 자동 변속기(20F)를 포함하는 동력 전달 장치(10F)를 나타낸다.

또한, 자동 변속기(20E)에 있어서, 라비뇨식 유성 기어 기구(250)는 고정 가능 요소로서의 제4 선 기어(24s)가 제2 브레이크(B2)에 의해 회전 불가능하게 고정되었을 때에, 입력 요소로서의 제3 캐리어(23c)에 전달된 동력을 증속해서 제1 출력 요소로서의 제3 링 기어(23r)와 제2 출력 요소로서의 제3 선 기어(23s)에 전달한다. 그리고 자동 변속기(20E)에서는, 도 9로부터 알 수 있는 바와 같이, 출력축(20o)이 차량 전진 방향으로 회전할 때, 제1 출력 요소로서의 제3 링 기어(23r)에 비하여, 그것보다도 소직경이며 강도를 용이하게 확보할 수 있는 제2 출력 요소로서의 제3 선 기어(23s)의 최고 회전 속도가 높아진다. 따라서, 자동 변속기(20E)에서는, 대직경의 제4 링 기어(24r)가 제1 출력 요소에 비하여 고속 회전하는 제2 출력 요소가 되는 자동 변속기(20)에 비하여, 제2 출력 요소로서의 제3 선 기어(23s)와 일체로 회전하는 제3 클러치(C3)의 클러치 허브나 피스톤, 캔슬 플레이트 등의 구성 부재의 강도 확보에 수반하는 치수(외경이나 두께 등) 즉 중량의 증가를 억제할 수 있다. 이 결과, 제3 선 기어(23s) 및 그것과 일체로 회전하는 부재의 회전 시의 이너셔를 양호하게 저감화해서 자동 변속기(20E)의 변속 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 자동 변속기(20E)에 있어서, 고속 회전하는 제3 선 기어(23s)에 대응한 제3 클러치(C3)는, 상술한 바와 같이 소직경의 제3 선 기어(23s)와, 마찬가지로 소직경이며 항상 연결된 제1 유성 기어(21)의 제1 선 기어(21s) 및 제2 유성 기어(22)의 제2 선 기어(22s)를 접속·절단 접속하는 것이다. 따라서, 자동 변속기(20E)에서는, 제3 클러치(C3)의 구성 부재, 즉 제3 선 기어(23s)와 일체로 회전하는 클러치(C3)의 클러치 허브나 피스톤, 캔슬 플레이트, 제1 및 제2 선 기어(21s, 22s)와 일체로 회전하는 클러치 드럼(적어도 그 일부) 등을 자동 변속기(20E)의 축심 즉 입력축(20i)이나 중간축(20m)에 가능한 한 근접하도록, 라비뇨식 유성 기어 기구(250)와 제2 유성 기어(22)[제1 및 제2 유성 기어(21, 22) 중 라비뇨식 유성 기어 기구(250)에 근접해서 배치되는 한쪽] 사이에 배치할 수 있다. 이 결과, 자동 변속기(20E)에서는, 고속 회전하는 제3 선 기어(23s) 및 그것과 일체로 회전하는 부재나, 도 9에 도시한 바와 같이 제3 선 기어(23s)보다도 고속으로 회전하는 제1 및 제2 선 기어(21s, 22s) 및 그것과 일체로 회전하는 부재의 회전 시의 이너셔를 한층 더 양호하게 저감화할 수 있게 된다.

또한, 상술한 자동 변속기(20, 20B, 20C, 20D, 20E 및 20F)에 있어서, 제1 내지 제4 클러치(C1 내지 C4), 제1 및 제2 브레이크(B1, B2) 중 적어도 어느 하나는, 도구 클러치 또는 도구 브레이크 등의 맞물림 결합 요소로 되어도 좋다. 예를 들어, 자동 변속기(20 내지 20F)에서는 전진 제1속단으로부터 전진 제4속단의 형성 시에 연속해서 결합됨과 함께, 후진단의 형성 시에 결합되는 제1 브레이크(B1)로서, 도구 브레이크를 채용해도 좋다. 또한, 자동 변속기(20) 등에 있어서, 제1 내지 제4 유성 기어(21 내지 24)의 기어비 λ1 내지 λ4는, 상기 설명에 있어서 예시된 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 자동 변속기(20) 등에 있어서, 제1 및 제2 유성 기어(21, 22) 중 적어도 어느 하나를 더블 피니언식의 유성 기어로 해도 좋고, 복합 유성 기어열을 심슨형이나 CR-CR형, 라비뇨식 이외의 형식인 것으로 해도 좋다.

본 발명은 다단 변속기의 제조 산업 등에 있어서 이용 가능하다.

Claims

입력 부재에 전달된 동력을 변속해서 출력 부재에 전달하는 다단 변속기에 있어서,
속도선도 상에서 기어비에 대응한 간격을 두고 순서대로 배열되는 제1 회전 요소, 제2 회전 요소 및 제3 회전 요소를 갖는 제1 유성 기어와,
속도선도 상에서 기어비에 대응한 간격을 두고 순서대로 배열되는 제4 회전 요소, 제5 회전 요소 및 제6 회전 요소를 갖는 제2 유성 기어와,
속도선도 상에서 기어비에 대응한 간격을 두고 순서대로 배열되는 고정 가능 요소, 상기 입력 부재에 항상 연결된 입력 요소, 제9 회전 요소 및 제10 회전 요소를 갖는 복합 유성 기어열과,
각각 상기 제1 유성 기어, 상기 제2 유성 기어 및 상기 복합 유성 기어열의 회전 요소 중 어느 하나를 다른 회전 요소 또는 정지 부재에 접속함과 함께 양자의 접속을 해제하는 6개의 결합 요소를 구비하고,
상기 제1 유성 기어의 상기 제1 회전 요소와 상기 제2 유성 기어의 상기 제4 회전 요소는 항상 연결되고,
상기 제1 유성 기어의 상기 제2 회전 요소와 상기 복합 유성 기어열의 상기 입력 요소는 항상 연결되고,
상기 제2 유성 기어의 상기 제5 회전 요소와 상기 출력 부재는 항상 연결되고,
상기 6개의 결합 요소 중 제1 클러치는, 항상 연결된 상기 제2 유성 기어의 상기 제5 회전 요소 및 상기 출력 부재와, 상기 제1 유성 기어의 상기 제3 회전 요소를 서로 접속함과 함께, 양자의 접속을 해제하고,
상기 제1 클러치를 포함하는 상기 6개의 결합 요소 중 3개를 선택적으로 결합시킴으로써, 전진 제1속단으로부터 전진 제10속단과 후진단을 형성하고,
상기 6개의 결합 요소 중 제2 클러치는 상기 제2 유성 기어의 상기 제6 회전 요소와, 상기 복합 유성 기어열의 상기 제9 회전 요소를 서로 접속함과 함께, 양자의 접속을 해제하고,
상기 6개의 결합 요소 중 제3 클러치는, 항상 연결된 상기 제1 유성 기어의 상기 제1 회전 요소 및 상기 제2 유성 기어의 상기 제4 회전 요소와, 상기 복합 유성 기어열의 상기 제10 회전 요소를 서로 접속함과 함께, 양자의 접속을 해제하고,
상기 6개의 결합 요소 중 제4 클러치는, 항상 연결된 상기 제1 유성 기어의 상기 제1 회전 요소 및 상기 제2 유성 기어의 상기 제4 회전 요소와, 상기 복합 유성 기어열의 상기 제9 회전 요소를 서로 접속함과 함께, 양자의 접속을 해제하고,
상기 6개의 결합 요소 중 제1 브레이크는 상기 제2 유성 기어의 상기 제6 회전 요소를 상기 정지 부재에 접속해서 회전 불가능하게 고정함과 함께, 양자의 접속을 해제하고,
상기 6개의 결합 요소 중 제2 브레이크는 상기 복합 유성 기어열의 상기 고정 가능 요소를 상기 정지 부재에 접속해서 회전 불가능하게 고정함과 함께, 양자의 접속을 해제하고,
상기 제2 클러치, 상기 제3 클러치 및 상기 제2 브레이크의 결합 및 상기 제1 클러치, 상기 제4 클러치 및 상기 제1 브레이크의 해방에 의해 상기 전진 제10속단이 형성되고,
상기 제1 유성 기어는 제1 선 기어와, 제1 링 기어와, 각각 상기 제1 선 기어 및 상기 제1 링 기어에 맞물리는 복수의 제1 피니언 기어를 자전 가능하고 또한 공전 가능하게 보유 지지하는 제1 캐리어를 갖는 싱글 피니언식의 유성 기어이며,
상기 제2 유성 기어는 제2 선 기어와, 제2 링 기어와, 각각 상기 제2 선 기어 및 상기 제2 링 기어에 맞물리는 복수의 제2 피니언 기어를 자전 가능하고 또한 공전 가능하게 보유 지지하는 제2 캐리어를 갖는 싱글 피니언식의 유성 기어이며,
상기 제1 회전 요소는 상기 제1 선 기어이며, 상기 제2 회전 요소는 상기 제1 캐리어이며, 상기 제3 회전 요소는 상기 제1 링 기어이며, 상기 제4 회전 요소는 상기 제2 선 기어이며, 상기 제5 회전 요소는 상기 제2 캐리어이며, 상기 제6 회전 요소는 상기 제2 링 기어이고,
상기 복합 유성 기어열은 제3 선 기어와, 제4 선 기어와, 상기 제3 선 기어에 맞물리는 제3 피니언 기어와, 상기 제4 선 기어에 맞물림과 함께 상기 제3 피니언 기어에 맞물리는 제4 피니언 기어와, 상기 제3 및 제4 피니언 기어를 자전 가능하고 또한 공전 가능하게 보유 지지하는 제3 캐리어와, 상기 제4 피니언 기어에 맞물리는 제3 링 기어를 갖는 라비뇨식 유성 기어이며,
상기 고정 가능 요소는 상기 제4 선 기어이며, 상기 입력 요소는 상기 제3 캐리어이며, 상기 제9 회전 요소는 상기 제3 링 기어이며, 상기 제10 회전 요소는 상기 제3 선 기어인 것을 특징으로 하는, 다단 변속기.
삭제
제1항에 있어서, 상기 제3 클러치, 상기 제4 클러치 및 상기 제1 브레이크의 결합에 의해 상기 전진 제1속단이 형성되고,
상기 제4 클러치, 상기 제1 브레이크 및 상기 제2 브레이크의 결합에 의해 전진 제2속단이 형성되고,
상기 제3 클러치, 상기 제1 브레이크 및 상기 제2 브레이크의 결합에 의해 상기 전진 제3속단이 형성되고,
상기 제1 클러치, 상기 제1 브레이크 및 상기 제2 브레이크의 결합에 의해 상기 전진 제4속단이 형성되고,
상기 제1 클러치, 상기 제3 클러치 및 상기 제2 브레이크의 결합에 의해 상기 전진 제5속단이 형성되고,
상기 제1 클러치, 상기 제4 클러치 및 상기 제2 브레이크의 결합에 의해 상기 전진 제6속단이 형성되고,
상기 제1 클러치, 상기 제2 클러치 및 상기 제4 클러치의 결합에 의해 상기 전진 제7속단이 형성되고,
상기 제1 클러치, 상기 제2 클러치 및 상기 제2 브레이크의 결합에 의해 상기 전진 제8속단이 형성되고,
상기 제2 클러치, 상기 제4 클러치 및 상기 제2 브레이크의 결합에 의해 전진 제9속단이 형성되고,
상기 제2 클러치, 상기 제3 클러치 및 상기 제2 브레이크의 결합에 의해 상기 전진 제10속단이 형성되고,
상기 제2 클러치, 상기 제3 클러치 및 상기 제1 브레이크의 결합에 의해 상기 후진단이 형성되는 것을 특징으로 하는, 다단 변속기.
삭제
삭제
삭제
삭제
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 출력 부재는 차동 기어를 개재해서 차량의 후륜에 연결되는 출력축인 것을 특징으로 하는, 다단 변속기.
제8항에 있어서, 상기 제1 클러치는 피스톤과, 적어도 상기 피스톤 및 상기 출력 부재에 의해 구획 형성되는 결합유실을 포함하고,
상기 출력 부재에는 상기 결합유실에 결합유압을 공급하기 위한 출력 부재 유로가 형성되어 있고,
상기 결합유실은 상기 출력 부재의 상기 출력 부재 유로와 직접 연통하고,
상기 출력 부재 유로는, 상기 다단 변속기의 케이스에 형성된 케이스 내 유로와 연통하고,
상기 케이스와 출력축 사이에는, 상기 출력 부재 유로와 상기 케이스 내 유로의 연통부를 전후로부터 사이에 끼우도록 한 쌍의 시일 부재가 개재 설치되는 것을 특징으로 하는, 다단 변속기.
제8항에 있어서, 상기 복합 유성 기어열은 상기 차량의 원동기에 근접해서 배치되고, 상기 제1 유성 기어는 상기 출력 부재에 근접해서 배치되고, 상기 제2 유성 기어는 상기 복합 유성 기어열과 상기 제1 유성 기어 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 다단 변속기.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 출력 부재는 차량의 전륜에 연결된 차동 기어에 동력을 전달하는 기어열에 포함되는 카운터 드라이브 기어인 것을 특징으로 하는, 다단 변속기.