KR20020058737A

KR20020058737A - 차량용 자동 변속기

Info

Publication number: KR20020058737A
Application number: KR1020000086867A
Authority: KR
Inventors: 박성훈
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-12-30
Filing date: 2000-12-30
Publication date: 2002-07-12

Abstract

동력 전달계인 2개 이상의 클러치(CLUTCH) 요소를 인풋 샤프트의 외주 횡방향으로 복합식 클러치 팩(CLUTCH PACK)화하여 구성하여 전장 축소를 통한 소형, 컴펙트한 구조를 이루어 차량에의 탑재성을 향상시킬 수 있도록 하는 차량용 자동 변속기를 제공할 목적으로,

토크 컨버터를 통하여 엔진의 구동력을 전달받는 인풋 샤프트와, 상기한 인풋 샤프트의 외주부에 배치되어 변속 기어비를 발생시키는 제1,제2 싱글 피니언 유성기어셋트와, 다수의 마찰요소를 포함하는 차량용 자동 변속기에서,

상기 인풋 샤프트의 후부상에서 리어커버에 근접하여 후진시 작동하는 리버스 클러치를 배치하고, 이 리버스 클러치의 리버스 클러치 리테이너와 리버스 클러치 허브 내측으로 주행 3,4속에서 작동하는 오버 드라이브 클러치를 배치하여 하나의 복합식 클러치 팩을 구성하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기를 제공한다.

Description

차량용 자동 변속기{AUTOMATIC TRANSMISSION FOR VEHICLES}

본 발명은 차량용 자동 변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 동력전달계인 클러치(CLUTCH) 요소를 복합식으로 하여 소형, 컴펙트한 구조를 이루어 차량에 탑재성을 향상시키는 차량용 자동 변속기에 관한 것이다.

일반적으로 변속기는 엔진과 드라이브 샤프트 사이에 설치되어 차량의 주행 상태에 따라 엔진의 구동력을 적절하게 변환하여 원활하고 안전한 주행이 이루어질 수 있도록 하는 변속장치이다.

상기한 변속기는 운전자의 의지에 따라 변속을 이룰 수 있는 수동 변속기와, 각종 센서에 의하여 자동적으로 변환이 이루어지도록 하는 자동 변속기로 대분된다.

상기한 자동 변속기는 그 구조가 복잡하기는 하나 사용상의 편리함 때문에널리 이용되고 있는 실정이다.

도 3은 종래의 자동 변속기의 구조를 도시한 단면도로서, 외관을 이루며 그 내부에 수납 공간을 형성시키는 변속기 하우징(101)과, 상기 변속기 하우징(101) 내부에 설치되며 엔진의 구동력을 토크 컨버터(103)를 통하여 전달받아 회전하는 인풋 샤프트(105)과, 상기 인풋 샤프트(105)의 외주에 적절한 간격으로 배치되는 다수의 마찰수단을 도시하고 있다.

그리고 상기 변속기 하우징(101)의 후단부에는 리어커버(107)가 고정되는 구조로 이루어지고 있다.

상기 인풋 샤프트(105)에 적절한 간격으로 배치되는 다수의 마찰수단은 상기 토크 컨버터(103)로부터 후측으로, 포워드 클러치(109), 로우&리버스 브레이크(111), 세컨드 브레이크(113), 리버스 클러치(115) 및 오버 드라이브 클러치(117)가 배치되는 구조로 이루어지고, 상기 포워드 클러치(109)와 로우&리버스 브레이크(111) 사이에는 트랜스퍼 드라이브 기어(119)가 배치된다.

그리고 상기 로우&리버스 브레이크(111)와 세컨드 브레이크(113) 및 리버스 클러치(115)의 내측으로는 2조의 싱글 피니언 유성기어셋트가 배치되어 이루어지는데, 상기 2조의 싱글 피니언 유성기어셋트 및 그 구성요소의 중복기재를 피하기 위하여 상기 토크 컨버터 측에 가까운 싱글 피니언 유성기어셋트로부터 제1 싱글 피니언 유성기어셋트(121), 제2 싱글 피니언 유성기어셋트(123)로 정의하고, 제1 싱글 피니언 유성기어셋트(121)의 선기어, 유성 캐리어 및 링기어를 제1 선기어(125), 제1 유성 캐리어(127), 링기어(129)로 명명하며, 제2 싱글 피니언 유성기어셋트(123)의 선기어, 유성 캐리어 및 링기어를 제2 선기어(131), 제2 유성 캐리어(133), 링기어(129)로 명명한다.

상기 포워드 클러치(109)는 상기 인풋 샤프트(105)와 제1 선기어(125)를 연결하고, 상기 리버스 클러치(115)는 상기 인풋 샤프트(105)와 제2 선기어(131)를 연결되며, 상기 오버 드라이브 클러치(117)는 상기 인풋 샤프트(105)와 제2 유성 캐리어(133)를 연결한다.

그리고 상기 로우&리버스 브레이크(111)는 변속기 하우징(101)과 링기어(129)사이에 설치되며, 상기 세컨드 브레이크(113)는 상기 변속기 하우징(101)과 제2 선기어(131)를 연결하여 설치된다.

따라서, 상기한 바와 같이 이루어지는 자동 변속기는, 엔진이 회전함으로서 인풋 샤프트(105)에 동력이 전달되고 각 마찰수단이 작동함으로서 주행 상태의 변화에 따라 차속이 변화하게 되는 것이다.

그러나 상기 종래의 자동 변속기는 3개의 클러치와 2개의 브레이크가 축방향으로 배열된 형태로 소형, 컴팩트화를 위한 전장 축소에 한계가 있어, 차량에의 탑재성이 나쁘다는 문제점을 내포하고 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 동력전달계인 2개 이상의 클러치(CLUTCH) 요소를 인풋 샤프트의 외주 횡방향으로 복합식 클러치 팩(CLUTCH PACK)화하여 구성하여 전장 축소를 통한 소형, 컴펙트한 구조를 이루어 차량에의 탑재성을 향상시킬 수 있도록 하는 차량용 자동 변속기를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예를 도시한 자동 변속기의 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 자동 변속기의 파워 트레인을 나타내는 도면이다.

도 3은 도1에 대응하는 종래의 자동 변속기를 도시한 단면도이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 차량용 자동 변속기는 토크 컨버터를 통하여 엔진의 구동력을 전달받는 인풋 샤프트와, 상기한 인풋 샤프트의 외주부에 배치되어 변속 기어비를 발생시키는 제1,제2 싱글 피니언 유성기어셋트와, 포워드 클러치, 코우스팅 클러치, 로우&리버스 브레이크, 오버 드라이브 클러치, 세컨드 브레이크, 리버스 클러치로 이루어져 변속 기어비를 결정하는 다수의 마찰요소를 포함하는 차량용 자동 변속기에서,

상기 인풋 샤프트의 후부상에서 리어커버에 근접하여 후진시 작동하는 리버스 클러치를 배치하고, 이 리버스 클러치의 리버스 클러치 리테이너와 리버스 클러치 허브 내측으로 주행 3,4속에서 작동하는 오버 드라이브 클러치를 배치하여 하나의 복합식 클러치 팩을 구성하는 것을 특징으로 하며,

상기 클러치 팩은 상기 리버스 클러치가 클러치 플레이트와 결합되는 리버스 클러치 리테이너와, 상기 클러치 플레이트 사이사이에 배치되는 클러치 디스크와 연결되는 리버스 클러치 허브와, 작동 유압에 의해 상기 클러치 플레이트와 클러치 디스크를 마찰 작동시키는 리버스 클러치 피스톤으로 이루어져, 상기 리버스 클러치 리테이너가 인풋 샤프트와 연결되며, 상기 리버스 클러치 허브는 제2 싱글 피니언 유성기어셋트의 선기어와 연결되고,

상기 오버 드라이브 클러치가 상기 리버스 클러치의 리버스 클러치 리테이너와 리버스 클러치 허브 내측에서, 클러치 플레이트와 결합되고 상기 리버스 클러치피스톤과 일체로 형성되어 인풋 샤프트와 연결되는 오버 드라이브 클러치 리테이너와, 상기 클러치 플레이트 사이사이에 배치되는 클러치 디스크와 연결되어 제2 싱글 피니언 유성기어셋트의 유성 캐리어와 연결되는 오버 드라이브 클러치 허브와, 작동 유압에 의해 상기 클러치 플레이트와 클러치 디스크를 마찰 작동시키는 오버 드라이브 클러치 피스톤으로 이루어지며,

상기 리버스 및 오버 드라이브 클러치 피스톤은 나란히 이웃하여 배치되어 하나의 리턴 스프링에 의해 복원력을 제공받도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 변속기의 단면도로서, 자동 변속기(1)의 변속기 하우징(3) 내부를 도시하고 있다.

상기한 자동 변속기(1)의 전체적인 파원 트레인 구성을, 도 2를 통하여, 먼저 살펴보면, 인풋 샤프트(5)은 미도시한 토오크 컨버터의 터어빈으로부터 동력을 전달받아 제1, 2 싱글 피니언 유성기어셋트(7)(9)로 토오크를 전달하고, 이들 제1, 2 싱글 피니언 유성기어셋트(7)(9)의 상호 보완적인 작동으로 변속이 이루어져 제1 싱글 피니언 유성기어셋트(7)의 링기어(11)와 연결되어 있는 트랜스퍼 드라이브 기어(13)를 통해 출력될 수 있는 클러치 훅 업이 이루어진다.

상기한 제1 싱글 피니언 유성기어셋트(7)의 유성 캐리어(15)와 제2 싱글 피니언 유성기어셋트(9)의 링기어(17)가 고정적으로 연결되고, 제1 싱글 피니언 유성기어셋트(7)의 선기어(19)는 포워드 클러치(C1)를 통해 인풋 샤프트(5)와 연결되어전진 1,2,3,4속에서 입력이 이루어지게 된다.

그리고 상기 제1,2 싱글 피니언 유성기어셋트(7)(9)의 링기어(11)와 유성 캐리어(21)는 코우스팅 클러치(C4)를 개재시켜 전진 3, 4속에서 타성 주행시 동력 전달이 이루어지게 되며, 이때 상기 링기어(11)와 유성 캐리어(21) 사이에는 원웨이 클러치(F2)를 통해 상호 반대방향으로 회전하는 것을 억제하게 된다.

상기 제2 싱글 피니언 유성기어셋트(9)의 선기어(23)는 리버스 클러치(C3)를 개재시켜 인풋 샤프트(5)과 연결되어 후진시에 작용하게 됨과 동시에, 세컨드 브레이크(B1)을 통해 변속기 하우징(3)과 연결되어 전진 2, 4속에서 반력요소로 작용하게 된다.

또한, 상기 제2 싱글 피니언 유성기어셋트(9)의 유성 캐리어(21)는 인풋 샤프트(5)와의 사이에 오버 드라이브 클러치(C2)를 설치하여 전진 3,4속에서 작동하도록 하고, 상기 유성 캐리어(21)는 다시 변속기 하우징(3)과의 사이에 로우& 리버스 브레이크(B1)와 원웨이 클러치(F1)를 구성하여 이루어진다.

상기와 같이 이루어지는 파워 트레인은 트랜스밋션 제어유닛(미도시)에 의해 작동과 비작동이 선택되는 마찰요소들(클러치 수단 및 브레이크 수단)의 작동 유무에 따라 유성기어셋트의 3요소(선기어, 유성 캐리어, 링기어)중 어느 하나의 요소를 입력으로, 그리고 다른 하나의 요소를 고정요소로 선택하여 전진 4속과 후진 1속의 변속비를 출력하게 된다.

이러한 파워 트레인의 클러치 훅 업을 갖는 자동 변속기(1)에서 본 발명은, 상기 도 1에서 도시한 바와 같이, 상기 인풋 샤프트(5)의 후부상에서 리어커버(25)에 근접하여 후진시 작동하는 리버스 클러치(C3)를 배치하고, 이 리버스 클러치(C3)의 리버스 클러치 리테이너(27)와 리버스 클러치 허브(29) 내측으로 주행 3,4속에서 작동하는 오버 드라이브 클러치(C2)를 배치하여 하나의 복합식 클러치 팩을 구성하게 된다.

이러한 클러치 팩을 이루는 상기 리버스 클러치(C3)는 클러치 플레이트(31)와 결합되는 리버스 클러치 리테이너(27)와, 상기 클러치 플레이트(31) 사이사이에 배치되는 클러치 디스크(33)와 연결되는 리버스 클러치 허브(29)와, 작동 유압에 의해 상기 클러치 플레이트(31)와 클러치 디스크(33)를 마찰 작동시키는 리버스 클러치 피스톤(35)으로 이루어진다.

이때, 상기 리버스 클러치 리테이너(27)는 인풋 샤프트(5)와 연결되며, 상기 리버스 클러치 허브(29)는 제2 싱글 피니언 유성기어셋트(9)의 선기어(23)와 연결된다.

또한, 상기 오버 드라이브 클러치(C2)는 상기 리버스 클러치(C3)의 리버스 클러치 리테이너(27)와 리버스 클러치 허브(29) 내측에서, 클러치 플레이트(37)와 결합되는 오버 드라이브 클러치 리테이너(39)가 상기 리버스 클러치 피스톤(35)과 일체로 형성되어 인풋 샤프트(5)에 연결되고, 상기 클러치 플레이트(37) 사이사이에 배치되는 클러치 디스크(41)와 연결되는 오버 드라이브 클러치 허브(43)는 제2 싱글 피니언 유성기어셋트(9)의 유성 캐리어(21)와 연결되어 작동 유압에 의해 오버 드라이브 클러치 피스톤(45)이 상기 클러치 플레이트(37)와 클러치 디스크(41)를 마찰 작동시키도록 이루어진다.

이때, 상기 리버스 및 오버 드라이브 클러치 피스톤(35,45)은 나란히 이웃하여 배치되며, 상기 오버 드라이브 클러치 피스톤(45)에 접촉하는 리턴 스프링(47)에 의해 복원력을 제공받도록 이루어진다.

상기한 바와 같이 이루어지는 차량용 자동 변속기는, 엔진이 회전함에 따라 토오크 컨버터를 통하여 동력이 전달되고 각 클러치 및 브레이크의 작용으로 트랜스퍼 드라이브 기어(13)에 동력을 전달하게 되는 것이다.

상기한 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기는, 동력전달계인 클러치(CLUTCH) 요소 중 2개 이상을 인풋 샤프트의 외주 횡방향으로 복합식 클러치 팩(CLUTCH PACK)으로 구성하여 자동 변속기 조립체가 전장의 길이 방향으로 축소가 가능하게 되어 컴팩트화 할 수 있다.

따라서, 차량의 탑재시에 장착성이 더욱 용이하게 될 수 있는 것이다.

Claims

토크 컨버터를 통하여 엔진의 구동력을 전달받는 인풋 샤프트와, 상기한 인풋 샤프트로부터 동력을 전달받아 변속 기어비를 발생시키는 제1,제2 싱글 피니언 유성기어셋트와, 전진 1,2,3,4속에서 작동하는 제1클러치, 전진 3,4속에서 타성 주행시 작동하는 제2클러치, 전진 1속 및 후진시 반력요소로 작동하는 제1브레이크, 전진 3,4속에서 작동하는 제3클러치와, 전진 2,4속에서 반력요소로 작동하는 제2브레이크, 후진시 작동하는 제4클러치로 이루어져 변속 기어비를 결정하는 다수의 마찰요소를 포함하는 차량용 자동 변속기에 있어서,

상기 인풋 샤프트의 후부상에서 리어커버에 근접하여 후진시 작동하는 제4클러치를 배치하고, 이 제4클러치의 제4클러치 리테이너와 제4클러치 허브 내측으로 주행 3,4속에서 작동하는 제3클러치를 배치하여 하나의 복합식 클러치 팩을 구성하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기.
청구항 1에 있어서, 상기 복합식 클러치 팩은

상기 제4클러치가 클러치 플레이트와 결합되는 제4클러치 리테이너와, 상기 클러치 플레이트 사이사이에 배치되는 클러치 디스크와 연결되는 제4클러치 허브와, 작동 유압에 의해 상기 클러치 플레이트와 클러치 디스크를 마찰 작동시키는 제4클러치 피스톤으로 이루어져, 상기 제4클러치 리테이너가 인풋 샤프트와 연결되며, 상기 제4클러치 허브는 제2 싱글 피니언 유성기어셋트의 선기어와 연결되고,

상기 제3클러치가 상기 제4클러치의 제4클러치 리테이너와 제4클러치 허브 내측에서, 클러치 플레이트와 결합되고 상기 제4클러치 피스톤과 일체로 형성되어 인풋 샤프트와 연결되는 제3클러치 리테이너와, 상기 클러치 플레이트 사이사이에 배치되는 클러치 디스크와 연결되어 제2 싱글 피니언 유성기어셋트의 유성 캐리어와 연결되는 제3클러치 허브와, 작동 유압에 의해 상기 클러치 플레이트와 클러치 디스크를 마찰 작동시키는 제3클러치 피스톤으로 이루어지며,

상기 제4 및 제5클러치 피스톤은 나란히 이웃하여 배치되어 하나의 리턴 스프링에 의해 복원력을 제공받도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기.
청구항 1에 있어서, 상기 제3클러치는

전진 3,4속단에서 작동하는 오버 드라이브 클러치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기.
청구항 1에 있어서, 상기 제4클러치는

후진시 작동하는 리버스 클러치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기.