KR20050046188A

KR20050046188A - 5속 자동변속기

Info

Publication number: KR20050046188A
Application number: KR1020030080208A
Authority: KR
Inventors: 서현승
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-11-13
Filing date: 2003-11-13
Publication date: 2005-05-18

Abstract

본 발명의 5속 자동변속기는 4속 자동변속기의 구성을 유지하면서 5속을 구현하여 기존의 4속 자동변속기와의 공용화율을 높이기 위하여, 유성기어, 이 유성기어를 제어하는 언더 드라이브 클러치, 오버 드라이브 클러치, 리버스 클러치, 세컨드 브레이크, 및 로우 리버스 브레이크와 같은 마찰요소가 구비되는 메인 샤프트(11), 이 마찰요소의 선택적 작동으로 변속 실현된 출력을 최종 감속시키는 종감속 장치가 구비되는 서브 샤프트(21), 및 이 메인 샤프트의 일측에 구비되어 토크 컨버터의 터빈 런너에 직결되는 5속 드라이브 기어(23), 이 5속 드라이브 기어에 상시 기어 결합되며, 5속 드라이브 기어와 증속 관계의 기어비를 형성하는 5속 드리븐 기어(25), 및 이 5속 드리븐 기어를 서브 샤프트에 연결하도록 서브 샤프트에 구비되는 동기장치(b)로 구성되어 있다.

Description

5속 자동변속기 {FIVE SHIFT AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은 5속 자동변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존의 4속 자동변속기에 수동변속기의 동기장치를 적용하여 5속을 구현하는 5속 자동변속기에 관한 것이다.

현재, 대형 및 소형 차량의 경우 자동변속기의 다단화 요구에 의하여 5속 자동변속기의 필요성이 증대되고 있다.

4속 자동변속기는 도 1에 도시된 바와 같이, 유성기어(1), 이 유성기어(1)의 각 요소들을 제어하여 4속을 실현하는 언더 드라이브 클러치(UDC), 오버 드라이브 클러치(ODC), 리버스 클러치(REVC), 세컨드 브레이크(2NDB), 및 로우 리버스 브레이크(LRB)와 같은 마찰요소, 이 마찰요소의 선택적 작동으로 변속 실현된 출력을 최종 감속시키는 종감속 장치(3), 및 이 종감속 장치(3)의 출력을 구동축으로 전달하는 차동장치(5)로 구성되어 있다.

5속 자동변속기는 4속 자동변속기의 구성을 그대로 적용하여 개발되고 있는 것이 현실이다.

이러한 점을 감안하여 개발되어 현재 상용 중인 5속 자동변속기는 도 2에 도시된 바와 같이, 도 1의 4속 자동변속기의 구성에 별도의 유성기어(7), 이 유성기어(7)의 각 요소를 제어하여 5속을 실현하는 다이렉트 클러치(DIRC), 원웨이 클러치(OWC), 및 리듀스 브레이크(REDB)를 더 구비하고 있다.

따라서, 이와 같이 4속 자동변속기에 구성을 더 추가 한 5속 자동변속기는 부품 및 중량 증가와 축간 거리 변경을 발생시키며, 기존의 4속 자동변속기와의 공용화율을 낮추는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 4속 자동변속기의 구성을 유지하면서 5속을 구현하여 기존의 4속 자동변속기와의 공용화율을 높이는 5속 자동변속기를 제공하는 데 있다.

이를 실현하는 본 발명의 5속 자동변속기는,

유성기어, 이 유성기어를 제어하는 언더 드라이브 클러치, 오버 드라이브 클러치, 리버스 클러치, 세컨드 브레이크, 및 로우 리버스 브레이크와 같은 마찰요소가 구비되는 메인 샤프트,

상기 마찰요소의 선택적 작동으로 변속 실현된 출력을 최종 감속시키는 종감속 장치가 구비되는 서브 샤프트, 및

상기 메인 샤프트의 일측에 구비되어 토크 컨버터의 터빈 런너에 직결되는 5속 드라이브 기어,

상기 5속 드라이브 기어에 상시 기어 결합되며, 5속 드라이브 기어와 증속 관계의 기어비를 형성하는 5속 드리븐 기어, 및

상기 5속 드리븐 기어를 서브 샤프트에 연결하도록 서브 샤프트에 구비되는 동기장치를 포함한다.

상기 동기장치는, 허브가 서브 샤프트에 고정 연결되고, 이 허브가 슬리브와 5속 드리븐 기어에 구비되는 싱크로나이저에 의하여 드리븐 기어에 선택적으로 연결되도록 구성되어 있다.

상기 슬리브는 시프트 포크에 의하여 조작되며, 이 시프트 포크는 매뉴얼 컨트롤 레버에 연결되는 것이 바람직하다.

상기 매뉴얼 컨트롤 레버는 D레인지에서 운전자에 의하여 선택되는 5속단을 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명의 이점과 장점은 이하의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명함으로서 보다 명확하게 될 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 5속 자동변속기의 구성도로서, 이 5속 자동변속기는 4속 자동변속기(a)와 이 4속 자동변속기(a)의 일측에 수동변속기에 적용되는 동기장치(b)를 구비하여, 기존의 4속 자동변속기의 구성을 그대로 유지하면서 5속을 실현할 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 이 5속 자동변속기는 4속 자동변속기에 별도의 유성기어열을 추가하지 않고 5속을 실현할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 4속 자동변속기(a)는 기존의 4속 자동변속기 구성과 동일하므로 여기서 간단히 언급하면, 메인 샤프트(11) 측에 유성기어(13), 이 유성기어(13)를 제어하는 언더 드라이브 클러치(UDC), 오버 드라이브 클러치(ODC), 리버스 클러치(REVC), 세컨드 브레이크(2NDC), 및 로우 리버스 브레이크(LRB)와 같은 마찰요소들이 구비되어 있다.

이 마찰요소들은 유압제어회로가 구비된 밸브 바디에서 선택적으로 공급되고 배출되는 유압에 의하여 각 변속단에 상응하도록 작동 해제되면서 유성기어(13)를 제어하여 각 변속단을 실현하게 된다. 이 마찰요소들의 제어 방법은 기존 4속 자동변속기를 제어하는 방법과 동일하므로 이에 대한 상세 설명을 생략한다.

이 마찰요소들의 작동 해제로 변속 실현된 출력은 종감속 장치(15)를 통하여 차동장치(17) 및 구동축(19)으로 전달된다.

이 종감속 장치(5)는 4속 자동변속기(a)에서 전달되는 동력을 최종 감속시키도록 서브 샤프트(21)에 구비되어 있다.

한편, 상기와 같이 구성되는 4속 자동변속기(a)에서, 5속 시, 동기장치(b)로 동력을 전달할 수 있도록 5속 드라이브 기어(23)와 이에 기어 결합되는 5속 드리븐 기어(25)가 구비되어 있다.

5속 드라이브 기어(23)는 메인 샤프트(11)에 구비되며, 특히 토크 컨버터(27)의 터빈 런너(29)에 직결되어 있다. 즉 이 5속 드라이브 기어(23)는 엔진 기동과 동시에 항상 구동된다.

5속 드리븐 기어(25)는 이 5속 드라이브 기어(23)와 상기 기어 결합되어 증속 관계의 기어비를 형성하여 서브 샤프트(21)에 동기장치(b)를 개재하여 장착되어 있다.

따라서, 5속 드라이브 기어(23)로 전달되는 출력은 동기장치(b)의 작동 해제됨에 따라 서브 샤프트(21)로 전달 또는 차단된다. 즉, 이 동기장치(b)는 서브 샤프트(21)에 구비되어, 5속 드리븐 기어(25)를 서브 샤프트(21)에 연결하게 된다.

구체적으로 보면, 동기장치(b)에서 허브(27)는 서브 샤프트(21)에 고정 장착되어 서브 샤프트(21)와 일체로 회전 작동된다. 슬리브(29)는 이 허브(27)에 축 방향으로 이동 가능하게 장착되고, 싱크로나이저(31)는 슬리브(29)와 5속 드리븐 기어(25)에 구비되어 있다.

따라서, 동기장치(b)는 5속 드리븐 기어(25)로 전달되는 출력을 싱크로나이저(31), 슬리브(29), 및 허브(27)를 통하여 서브 샤프트(21)에 전달하게 된다. 이와 같은 동기장치(b)의 작용은 기존의 수동변속기에 사용되는 동기장치와 그 구성 및 작용과 같다.

그리고, 슬리브(29)의 외주에는 시프트 포크(33)가 구비되어 있다. 이 시프트 포크(33)는 매뉴얼 컨트롤 레버(미도시)에 연결되어 운전자의 5속 선택 시 작동하게 된다.

이와 같이 동기장치(b)는 4속 자동변속기에 유성기어를 추가하지 않고도 5속을 실현하는 자동변속기를 구현할 수 있게 한다.

이를 위하여 매뉴얼 컨트롤 레버는 5속을 선택할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하며, 이 5속(D5)은 도 4에 도시된 바와 같이, 매뉴얼 컨트롤 레버 인디케이터의 D레인지에서 수동으로 조작될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 즉 5속은 수동 변속에 의하여 실현된다.

결국, 이 5속 자동변속기는 일반 주행 시에는 1 ~ 4속 변속을 통하여 충분한 변속비를 얻을 수 있으므로 기존의 4속 자동변속기의 변속 패턴을 그대로 유지하며, 고속 주행 시 운전자의 의지에 의하여 5속 변속을 적용할 수 있게 한다.

5속 변속 시, 기존 4속 자동변속기(a)에서 중립(N) 상태로 제어되며, 메인 샤프트(11)와 서브 샤프트(21)의 5속 드라이브 기어(23) 및 5속 드리븐 기어(25)가 동기장치(b)를 통하여 5속을 서브 샤프트(21)로 출력하게 된다.

물론, 5속 변속을 위하여, 4속 자동변속기(a)는 D레인지로 주행하고 있고, 이 상태에서 운전자가 매뉴얼 컨트롤 레버를 5속(D5)으로 전환시키면 시프트 포크(33)에 의하여 슬리브(29)가 싱크로나이저(31)를 작동시키게 된다.

이 5속 상태는 운전석 크러스터에 표시되게 하는 것이 바람직하다.

5속 해제 시, 4속 자동변속기(a)는 다시 4속 상태로 제어된다.

물론, 5속 해제를 위하여, 5속 상태로 주행하고 있는 상태에서 운전자가 매뉴얼 컨트롤 레버를 D레인지로 전환시키면 시프트 포크(33)에 의하여 슬리브(29)가 싱크로나이저(31)를 해제시키게 된다.

이때 4속 자동변속기(a)는 D레인지 4속으로 제어되면서 유성기어(3)를 통하여 자동 변속을 실현하게 된다.

이와 같이 본 발명은 기존의 4속 자동변속기에 수동변속기의 동기장치를 적용하여, 5속 변속을 실현케 함으로서, 변속비 다단화로 연비를 향상시키고, 기존의 4속 자동변속기 구조를 그대로 적용하여 공용화율을 높이며, 5속 자동변속기의 개발 및 생산 원가를 저감시킬 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 4속 자동변속기의 구성도.

도 2는 종래기술에 따른 5속 자동변속기의 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 5속 자동변속기의 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 5속 자동변속기의 매뉴얼 컨트롤 레버 인디케이터의 평면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

a : 4속 자동변속기 b : 동기장치

11 : 메인 샤프트 13 : 유성기어

15 : 종감속 장치 17 : 차동장치

19 : 구동축 21 : 서브 샤프트

23 : 5속 드라이브 기어 25 : 5속 드리븐 기어

27 : 토크 컨버터 29 : 터빈 런너

31 : 싱크로나이저 33 : 시프트 포크

Claims

유성기어, 이 유성기어를 제어하는 언더 드라이브 클러치, 오버 드라이브 클러치, 리버스 클러치, 세컨드 브레이크, 및 로우 리버스 브레이크와 같은 마찰요소가 구비되는 메인 샤프트,

상기 마찰요소의 선택적 작동으로 변속 실현된 출력을 최종 감속시키는 종감속 장치가 구비되는 서브 샤프트, 및

상기 메인 샤프트의 일측에 구비되어 토크 컨버터의 터빈 런너에 직결되는 5속 드라이브 기어,

상기 5속 드라이브 기어에 상시 기어 결합되며, 5속 드라이브 기어와 증속 관계의 기어비를 형성하는 5속 드리븐 기어, 및

상기 5속 드리븐 기어를 서브 샤프트에 연결하도록 서브 샤프트에 구비되는 동기장치를 포함하는 5속 자동변속기.
청구항 1에 있어서,

상기 동기장치는, 허브가 서브 샤프트에 고정 연결되고, 이 허브가 슬리브와 5속 드리븐 기어에 구비되는 싱크로나이저에 의하여 드리븐 기어에 선택적으로 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 5속 자동변속기.
청구항 2에 있어서,

상기 슬리브는 시프트 포크에 의하여 조작되며, 이 시프트 포크는 매뉴얼 컨트롤 레버에 연결되는 것을 특징으로 하는 5속 자동변속기.
청구항 3에 있어서,

상기 매뉴얼 컨트롤 레버는 D레인지에서 운전자에 의하여 선택되는 5속단을 구비하는 것을 특징으로 하는 5속 자동변속기.
4속 자동변속기, 및

상기 4속 자동변속기의 일측에 구비되는 동기장치를 포함하는 5속 자동변속기.