KR20070070077A - 차량용 자동 변속기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 자동 변속기의 조립 동안 펌프 하우징 내의 소정의 축선방향 위치에서, 제 1 및 제 2 리테이너 링 (79, 64) 을 통하여 펌프 하우징 (42) 에 의해 지지될 수 있는 제 1 유성 기어 장치 (22) 및 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 를 포함하는 차량용 자동 변속기 (16) 에 관한 것이다. 제 1 리테이너 링 (79) 은 펌프 하우징의 원통형 연장부 (42a) 의 방사상 내부 스플라인 끼움장착부 (48) 에 고정되고, 제 2 리테이너 링 (64) 은 제 1 유성 기어 장치의 링기어 (R1) 에서 형성되는 제 1 원주방향 그루브 (58) 및, 링기어의 외주면과 제 1 마찰 커플링 요소 세트의 방사상 내부에 스플라인 끼움장착되는 제 1 허브 (60) 의 스플라인 원통부 (60a) 의 내주면 내에서 형성되는 제 2 원주방향 그루브 (62) 에 끼움장착된다. 본 자동 변속기는 펌프 하우징이 고정되는 고정 원통형 하우징 (40) 에 대하여 하위조립체를 조립함으로써 제조된다. 하위조립체는 오일 펌프 (94) 에 형성된 펌프 하우징, 제 1 유성 기어 장치 및 제 1 마찰 커플링 요소 세트를 더 포함한다.
Description
본 발명은 일반적으로 차량용 자동 변속기에 관한 것이며, 구체적으로는 차량용 자동 변속기의 조립 효율성의 개선을 가능하게 하는 구조적 개선에 관한 것이다.
근래의 자동차 제조 수량의 증가를 충족시키기 위해, 차량용 자동 변속기의 조립 효율성의 개선 필요성이 증가해왔다. 종래 방법에 의한 차량용 자동 변속기의 조립 방법에서는, 자동 변속기의 모든 부분은 메인 조립 라인에서 조립되므로, 메인 생산 라인의 요구되는 길이는 요구되는 조립 단계 수의 증가에 따라 증가되는 경향이 있어, 결국 메인 조립 라인의 요구되는 설치공간이 증가하게 된다. 메인 조립 라인의 국소 부분에서의 조립 에러 또는 부품의 부족으로 인한 메인 조립 라인의 정지는 자동 변속기 생산의 모든 조립 단계의 중단 및 생산성 하락으로 이어지는 결과를 만든다. JP-8-170699 A 에서는 메인 조립 라인을 단순화하고 메인 조립 라인의 정지 위험을 감소시켜 자동 변속기의 생산성을 개선하는 기술에 대한 실시예가 공개되어 있다. 이 기술에 따르면, 브레이크 형태의 마찰 커플링 장치의 마찰 커플링 요소 세트가 자동 변속기의 후방 케이스에 설치되므로, 마찰 커플링 요소 세트는 하위 조립라인에서 자동변속기에 조립될 수 있다.
서로 다른 형상의 자동차 중 일부는 동일한 형태의 자동 변속기를 사용하면서, 각각 다른 형상의 케이스를 사용한다. 비록 후방 케이스 및 관계되는 부분들이 하위조립체에 조립될 수 있지만, 이 하위조립체는 동일한 형태의 자동 변속기를 사용하는 다양한 형상의 자동차에 사용될 수는 없다. 이런 점에서, 종래의 차량용 변속기는 개선의 여지가 있다. 보통, 후방 케이스 가공의 정확도는 자동 변속기의 메인 케이스와 접촉하고 있는 면을 제외하고는 그리 높지 않다. 하지만, 상기 문헌에 공개된 기술에 따라 관련 부분이 조립되는 후방 케이스는, 예를 들면 브레이크의 피스톤을 위한 오일 챔버 및, 마찰판 형태의 상기 마찰 커플링 요소 세트를 결합하는 스플라인부를 형성하기 위해 더 높은 가공의 정확도를 요구한다. 따라서 본 기술은, 상대적으로 많은 수의 구조적 부분에서 높은 정확도를 가지고 제조되어야 하는 후방 케이스를 요하게 되고, 따라서 많은 수의 가공 단계 및 그 가공 단계를 위한 부가적인 지그(jig) 를 요한다.
본 발명은 상기 설명된 배경 기술을 고려하여 이루어졌다. 본 발명의 목적은 전방엔진 전륜구동 차량 및 전방엔진 후륜구동 차량 모두에 사용가능한 하위조립체를 포함하고, 메인 조립 라인의 정지 위험을 줄여 높은 효율로 자동 변속기를 조립하기 위해 짧은 메인 조립 라인을 사용할 수 있게 하는 차량용 자동 변속기를 제공하는 데 있다.
상기 목적은 다음의 자동 변속기를 제공하는 본 발명의 원리에 따라 달성될 수 있는데, 그 자동 변속기는: 고정 원통형 하우징 (40); 상기 고정 원통형 하우징에 수용되고 링기어 (R1) 를 포함하는 제 1 유성 기어 장치 (22); 상기 고정 원통형 하우징에 수용되는 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50); 상기 고정 원통형 하우징의 축선방향 단부를 차단하도록 그 고정 원통형 하우징에 고정되어 있는, 일반적으로 디스크 형상인 펌프 하우징 (42); 상기 펌프 하우징의 방사상 외부로부터 펌프 하우징의 축선방향으로 상기 고정 원통형 하우징 내부로 연장되고, 방사상 내부 스플라인 끼움장착부 (48) 를 포함하는 원통형 연장부 (42a); 상기 방사상 내부 스플라인 끼움장착부 (48) 의 축선방향 단부에 고정되는 제 1 리테이너 링 (79) 으로서, 그 축선방향 단부는 상기 펌프 하우징으로부터 원거리에 있고, 상기 제 1 리테이너 링은 상기 제 1 마찰 커플링 요소 세트에 접하여, 제 1 마찰 커플링 요소 세트의 축선방향 이동을 제한하게 되는 제 1 리테이너 링 (79); 스플라인 외주면 및 내주면을 갖는 스플라인 원통부 (60a) 를 포함하는 제 1 허브 (60) 로서, 스플라인 원통부의 축선방향 단부로부터 스플라인 원통부의 방사상 내부로 연장되는 환형 플랜지부 (60b) 를 더 포함하고, 상기 스플라인 원통부는 그 스플라인 내주면에서 링기어의 외주면에 스플라인 끼움장착되고, 스플라인 외주면에서 상기 제 1 마찰 커플링 요소 세트의 방사상 내부에 스플라인 끼움장착되어, 링기어 및 제 1 마찰 커플링 요소 세트에 대한 상기 제 1 허브의 축선방향 이동을 가능하게 하고 회전 운동을 방지하게 되는 제 1 허브 (60); 및 상기 제 1 및 제 2 원주방향 그루브에 끼움장착되는 제 2 리테이너 링 (64) 을 포함하는 차량용 자동 변속기로서, 상기 제 1 유성 기어 장치는 상기 방사상 내부 스플라인 끼움장착부의 방사상 내부쪽으로 배치되고, 상기 제 1 마찰 커플링 요소 세트는 상기 제 1 유성 기어 장치의 링기어와 상기 원통형 연장부의 방사상 내부 스플라인 끼움장착부 사이에 배치되어 상기 원통형 연장부에 링기어를 선택적으로 고정시키며, 상기 링기어는 상기 외주면에 형성된 제 1 원주방향 그루브를 갖고, 상기 제 1 허브의 스플라인 원통부 상기 스플라인 내주면에 형성된 제 2 원주방향 그루브를 가지며, 상기 제 1 마찰 커플링 요소 세트 및 제 1 유성 기어 장치는 차량용 자동 변속기의 조립 동안 상기 펌프 하우징의 원통형 연장부 내의 소정의 축선방향 위치에서 상기 제 1 및 제 2 리테이너 링을 통해 펌프 하우징에 의하여 지지될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 차량용 자동 변속기는, 제 1 마찰 커플링 요소 세트가 펌프 하우징의 방사상 외부 원통부의 방사상 내부 스플라인 끼움장착부에 고정된 제 1 리테이너 링에 의해 제한되고, 반면에 제 1 유성 기어 장치의 축선방향 이동이 제 1 허브의 환형 플랜지부에 의해 제한되고 제 1 허브의 축선방향 이동은 제 2 리테이너 링 및 제 1 리테이너 링에 의해 제한되도록 하기 위해, 제 1 마찰 커플링 요소 세트 및 제 1 유성 기어 장치를 펌프 하우징 내에 설치하도록 배열된다. 즉, 제 1 유성 기어 장치 및 제 1 마찰 커플링 요소 세트는, 펌프 하우징의 원통형 연장부 내의 소정의 축선방향 위치에서 제 1 및 제 2 리테이너 링을 통하여 펌프 하우징에 의해 지지되고, 이 때 펌프 하우징을 포함하는 하위조립체, 제 1 유성 기어 장치 및 제 1 마찰 커플링 요소 세트는, 자동 변속기의 조립 동안 그 축이 수직방향으로 연장되도록 위치하게 된다. 따라서, 오일 펌프가 구비된 펌프 하우징을 포함하는 하위조립체는 각각 다른 축선방향 길이를 가지는 다양한 형태의 차량용 자동 변속기에 사용될 수 있고, FF 및 FR 차량과 같은 각각 다른 형태의 자동차에 대해서도 사용될 수 있다. 오일 펌프, 제 1 유성 기어 장치 및 제 1 마찰 커플링 요소 세트는, 차량용 자동 변속기의 다른 부분들을 통합하는 고정 원통형 하우징에 대해서는,하위 조립 라인에서 펌프 하우징 내에 조립되어 그 후 메인 조립 라인에서 조립되는 하위조립체를 제조할 수 있게 되므로, 결국 메인 조립 라인의 요구되는 길이는 감소될 수 있으며, 메인 조립 라인의 정지 위험이 감소될 수 있다.
본 발명의 바람직한 제 1 형태에 따르면, 차량용 자동 변속기는, 제 1 마찰 커플링 요소 세트와 펌프 하우징 사이에 배치된 제 2 마찰 커플링 요소 세트; 제 1 유성 기어 장치의 캐리어에 고정된 제 2 허브; 방사상 내부 스플라인 끼움장착부에 고정된 제 3 리테이너링으로서, 제 2 마찰 커플링 요소 세트의 축선방향 이동을 제한하기 위해 제 2 마찰 커플링 요소 세트에 접해 있는 제 3 리테이너링; 그리고 펌프 하우징 내에 형성된 환형 리세스 내에 축선방향으로 미끄러질 수 있도록 수용되는 피스톤으로서, 제 2 마찰 커플링 요소 세트, 환형 리세스 및 피스톤이 협력하여 상기 피스톤을 축선방향으로 이동시키기 위한 오일 챔버 내의 공간을 규정하도록 하며, 여기서 제 2 마찰 커플링 요소 세트는 그 방사상 외부에서 원통형 연장부의 방사상 내부 스플라인 끼움장착부에 스플라인되고, 방사상 내부에서 제 2 허브의 외주면에 스플라인 끼움장착되어, 그 결과 방사상 내부 스플라인부 및 제 2 허브에 대한 제 2 허브의 축선방향 이동을 가능하게 하고 회전 운동을 방지하게 된다.
본 발명의 상기 바람직한 제 1 형태에 따른 차량용 자동 변속기는, 제 2 마찰 커플링 요소 세트가 제 1 마찰 커플링 요소 세트 및 펌프 하우징 사이에 배치되도록 배열되고, 제 2 마찰 커플링 요소 세트의 축선방향 이동이 방사상 내부 스플라인 끼움장착부에 고정된 제 3 리테이너 링에 의해 제한되도록 배열된다. 또한, 제 2 마찰 커플링 요소 세트에 힘을 가하는 피스톤은 펌프 하우징 내에서 형성된 환형 리세스 내에서 축선방향으로 미끄러질 수 있도록 수용되고, 제 2 피스톤과 협력하여 제 2 피스톤을 축선방향으로 이동시키기 위한 오일 챔버를 규정한다. 비록 환형 리세스, 방사상 내부 스플라인 끼움장착부 등을 형성하기 위해 펌프하우징이 높은 정확도에서 가공될 필요가 있지만, 펌프 하우징에서의 이러한 가공 작업은 일련의 가공 단계가 한번에 수행될 수 있기 때문에, 본 차량용 자동 변속기는 요구되는 가공 단계 수의 증가 없이 제조될 수가 있다. 또한, 오일 챔버는 오일펌프가 유압 동력원으로서 결합되는 펌프 하우징 내에서 형성되므로, 피스톤은 높은 안정성을 갖는 작업이 이루어질 수 있게 된다.
본 발명의 바람직한 제 2 형태에 따라, 제 1 허브는 가압 성형 작업에 의해 형성된다.
본 발명의 바람직한 제 2 형태에 따른 차량용 자동 변속기에 있어서, 가압 성형 작업에 의해 형성된 제 1 허브는 가공 작업 없이 스플라인 원통부 내에서 형성된 제 2 원주방향 그루브를 가진다. 가압 성형 작업은 제 1 허브의 효율적이고 간단한 조립을 가능하게 하여, 결과적으로 차량용 자동 변속기의 생산성이 개선된다.
본 발명의 바람직한 제 3 형태에 따른 차량용 자동 변속기는 펌프 하우징을 관통하여 회전가능하게 연장되는 입력축을 더 포함한다. 본 차량용 자동 변속기에 있어서, 제 1 유성 기어 장치는 입력축의 축선방향 단부에 고정된 태양 기어를 포함한다.
본 발명의 상기 바람직한 제 3 형태에 따른 차량용 자동 변속기에 있어서, 제 1 유성 기어 장치의 태양 기어는 입력축의 반대편 축선방향 단부 중 하나에 고정되어 있으므로, 입력축은 또한 하위조립체의 일 구성요소로서 설치될 수 있어, 메인 조립 라인에서 수행되어야 하는 요구되는 조립 단계의 수를 더욱 감소시키는 것이 가능해지며, 이에 의하여 요구되는 메인 조립 라인의 길이가 감소될 수 있고 메인 조립 라인의 정지 위험이 감소될 수 있다.
본 발명의 바람직한 제 4 형태에 따라, 제 1 유성 기어 장치는, 축선방향에서 제 1 마찰 커플링 요소 세트로부터 멀어지는 쪽으로 연장되는 관형부를 갖는 캐리어를 포함하고, 상기 차량용 자동 변속기는, 태양 기어를 갖고 또한 펌프 하우징으로부터 원거리에 있는 제 1 유성 기어 장치의 반대편 측면 중 한 곳에 배치되는 제 2 유성 기어 장치; 반대편 축선방향 단부 중 한 곳에서, 나머지 반대편 축선방향 단부에 제 2 유성 기어 장치의 태양기어를 구비한 관형부 (tubular portion) 에 스플라인 끼움장착되는 슬리브; 그리고 제 1 유성 기어 장치의 캐리어의 관형부와 슬리브를 결합시켜 관형부와 슬리브의 축선방향 이동을 방지하는 제 4 리테이너 링을 더 포함하게 된다.
본 발명의 상기 바람직한 제 4 형태에 따라, 제 1 유성 기어 장치의 캐리어는 제 2 유성 기어 장치 쪽으로 축선방향으로 연장되는 원통부를 갖고, 원통부는 그 일 축선방향 단부에서 제 2 유성 기어 장치의 태양 기어를 구비한 슬리브의 일 축선방향 단부에 스플라인 끼움장착된다. 원통부와 슬리브의 축선방향 이동은 제 4 리테이너 링에 의해 방지되므로, 결국 슬리브는 하위조립체의 일 구성요소로서 설치될 수 있고, 메인 조립 라인에서 수행되는 요구되는 조립 단계의 수를 더욱 감소시키고, 메인 조립 라인의 정지 위험을 더욱 감소시키는 것이 가능해진다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세하게 설명하기로 한다.
먼저 도 1 의 개략도에서는, 차량용 구동 장치 (10) 가 나타나 있는데, 이 차량용 구동 장치 (10) 는, FF (전방엔진 전륜구동) 형 차량에 사용되는 것이 적합하며, 내연 기관 (12) 의 형태로 구동력원을 갖추고 있다. 이러한 내연 기관 (12) 의 출력은 유체 작동식 동력 전달 장치를 통하여 차량의 좌우측 구동 휠에, 토크 변환기 (14), 자동 변속기 (16), 차동 기어 장치 (도시되어 있지 않음), 및 한 쌍의 차축 (도시되어 있지 않음) 의 형태로 전달된다. 상기 자동 변속기 (16) 는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라 구성된 차량용 자동 변속기이다.
상기 토크 변환기 (14) 는, 내연기관 (12) 의 크랭크축에 연결된 펌프 임펠러 (14p), 자동 변속기 (16) 의 입력축 (32) 에 연결된 터빈 임펠러 (14t), 및 일방향 클러치를 통해 변속기 케이스 (36) 에 연결된 고정자 임펠러 (14s) 를 포함한다. 펌프 임펠러 (14p) 와 터빈 임펠러 (14t) 사이에는, 펌프 임펠러 (14p) 와 터빈 임펠러 (14t) 를 서로 연결하여 하나의 장치로서 회전하도록 결합되어 삽입된 록업 클러치(lock-up clutch) (38) 가 있다.
자동 변속기 (16) 는 서로 동축선 상에 배치되어 있는 제 1 변속부 (24) 와 제 2 변속부 (30) 를 포함한다. 제 1 변속부 (24) 는 주로 단일 피니언형의 제 1 유성 기어 세트 (22) 에 의해 구성되고, 제 2 변속부 (30) 는 주로 단일 피니언형의 제 2 유성 기어 세트 (26) 및 이중 피니언형의 제 3 유성 기어 세트 (28) 에 의해 구성된다. 자동 변속기 (16) 는, 복수의 속도비 중 선택된 하나의 속도비에서 입력축 (32) 의 회전 운동을 출력 기어 (34) 에 전달하도록 배열되어 있다. 입력축 (32) 은 자동 변속기 (16) 의 입력 부재로서 기능하고, 토크 변환기 (14) 의 터빈 임펠러 (14t) 와 함께 회전되는 터빈축으로 간주된다. 한편, 출력 기어 (34) 는 자동 변속기 (16) 의 출력 부재로서 기능하고, 카운터축을 통해 직접적 또는 간접적으로 차동 기어와 맞물려, 좌우 구동휠을 회전시킨다. 차량용 자동 변속기 (16) 와 토크 변환기 (14) 각각은 그 축에 대해 대칭적으로 구성되어 있고, 자동 변속기 (16) 의 하반부 및 토크 변환기 (14) 의 하반부는 도 1 의 개략도에 나타나 있지 않다.
제 1 변속부 (24) 의 제 1 유성 기어 세트 (22) 는 태양 기어 (S1), 캐리어 (CA1) 및 링 기어 (R1) 로 이루어진 3 개의 회전 요소를 포함한다. 태양 기어 (S1) 는 입력축 (32) 에 고정되어 회전되고, 링 기어 (R1) 는 제 3 브레이크 (B3) 를 통해 변속기 케이스 (36) 의 형태로 고정 부재 (stationary member) 에 선택적으로 고정되므로, 캐리어 (CA1) 의 형태인 중간 부재의 회전 속도는 입력축 (32) 의 회전 속도와 비교해 감소된다. 한편, 제 2 변속부 (30) 의 제 2 유성 기어 세트 (26) 및 제 3 유성 기어 세트 (28) 는 함께 작용하여 4 개의 회전 요소 (RM1) 내지 (RM4) 를 형성하게 된다. 구체적으로는, 제 3 유성 기어 세트 (28) 의 태양 기어 (S3) 는 제 1 회전 요소 (RM1) 를 구성하고, 제 2 유성 기어 세트 (26) 의 링 기어 (R2) 및 제 3 유성 기어 세트 (28) 의 링 기어 (R3) 는 서로 일체로 형성되어 제 2 회전 요소 (RM2) 를 구성한다. 또한 제 2 유성 기어 세트 (26) 의 캐리어 (CA2) 및 제 3 유성 기어 세트 (28) 의 캐리어 (CA3) 는 서로 일체로 형성되어 제 3 회전 요소 (RM3) 를 구성하고, 제 2 유성 기어 세트 (26) 의 태양 기어 (S2) 는 제 4 회전 요소 (RM4) 를 구성한다. 즉, 상기 제 2 유성 기어 세트 (26) 및 제 3 유성 기어 세트 (28) 는 협력하여, 캐리어 (CA2) 및 캐리어 (CA3) 가 단일 부재에 의해 구성되고, 링 기어 (R2) 및 링 기어 (R3) 가 단일 부재에 의해 구성되며, 제 2 유성 기어 세트 (26) 의 피니언 기어가 제 3 유성 기어 세트 (28) 의 제 2 피니언 기어로도 기능하게 되는, 라비뇨형 (Ravigneaux type) 유성 기어열을 구성하게 된다.
제 1 회전 요소 (RM1) (태양 기어 (S3)) 는 제 1 브레이크 (B1) 를 통하여 변속기 케이스 (36) 에 선택적으로 고정되고, 제 2 회전 요소 (RM2) (링 기어 (R2) 및 (R3)) 는 제 2 브레이크 (B2) 를 통하여 변속기 케이스 (36) 에 선택적으로 고정된다. 제 4 회전 요소 (RM4) (태양 기어 (S2)) 는 제 1 클러치 (C1) 를 통하여 입력축 (32) 에 선택적으로 연결되고, 제 3 회전 요소 (RM3) 는 제 2 클러치 (C2) 를 통하여 입력축 (32) 에 선택적으로 연결된다. 제 1 회전 요소 (RM1) (태양 기어 (S3))) 는 제 1 유성 기어 세트 (22) 의 캐리어 (CA1) 형태로 중간 출력 부재에 고정되고, 제 3 회전 요소 (RM3) (캐리어 (CA2) 및 (CA3)) 는 출력 기어 (34) 에 고정되어 제 3 회전 요소 (RM3) 의 회전 운동을 출력 기어 (34) 에 전달하게 된다. 제 1 브레이크 (B1), 제 2 브레이크 (B2) 및 제 3 브레이크 (B3), 또 제 1 클러치 (C1) 및 제 2 클러치 (C2) 각각은, 유압 액츄에이터에 의해 마찰 결합되는, 다판식 (multiple-disc type) 의 유압 작동식 마찰 커플링 장치이다. 자동 변속기 (16) 는, 전진 6단 (1단 내지 6단) 및 후진 1단 (후진) 을 포함하는 총 7 개의 변속단 (작동위치) 을 가지며, 각 변속단은 브레이크 (B1 내지 B3) 와 클러치 (C1 및 C2) 의 각 조합에 의해 선택적으로 성립된다.
도 2 의 표는, 각각의 변속단 (구동 위치) 을 성립시키기 위해 서로 결합 상태로 배치된 클러치 (C1 및 C2) 와 브레이크 (B1 내지 B3) 의 7가지 조합을 나타내고 있다. 표에서, "o" 는 클러치와 브레이크가 결합된 상태를 표시한다. 표에서 명백하게 알 수 있듯이, 자동 변속기 (16) 의 전진 6단은 두 개의 클러치 (C1, C2) 및 세 개의 브레이크 (B1, B2, B3) 로부터 선택된 두 마찰 커플링 장치의 결합된 상태의 각 조합들에 의하여 성립된다.
도 3 의 단면으로 나타낸 주요부의 입면도에서는, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라 구성된 차량용 자동 변속기 (16)의 일부가 나타나 있다. 회전축 (C) 에 대해 대칭인 자동 변속기 (16) 의 하반부는 도 3 에 나타나 있지 않다.
도 3 에 나타낸 바와 같이, 차량용 자동 변속기 (16) 는, 고정 원통형 하우징 (40) 및, 일반적으로 원통형 하우징 (40) 의 축선 상의 개방 단부를 차단하기 위해 원통형 하우징 (40) 에 고정되어 있는 디스크 형상의 펌프 하우징 (42) 을 포함한다. 상기 원통형 하우징 (40) 및 펌프 하우징 (42) 에 의해 규정되는 내부 공간에는, 세 개의 유성 기어 세트 (22, 26, 28) (유성 기어 세트 (22, 28) 만이 도 3 에 나타나 있다) 및, 제 1 축 (44) 및 제 2 축 (46) 을 포함하는 입력축 (32) 과 동축인 마찰 커플링 요소 세트들이 배치되어 있다. 도 3 에는, 제 1 유성 기어 세트 (22) 및 제 3 유성 기어 세트 (28), 그리고 제 1 브레이크 (B1) 및 제 3 브레이크 (B3) 만이 나타나 있다. 내연 기관 (12) 의 출력은 토크 변환기 (14) 를 통해 제 1 축 (44) 에 전달되고, 제 1 축 (44) 은 터빈 임펠러 (14t) 의 회전 운동에 의해 회전된다. 제 1 축 (44) 및 제 2 축 (46) 는 상호 결합되는 스플라인 단부를 가지므로, 두 축 (44, 46) 은 하나의 장치로서 회전된다. 입력축 (44) 은 자동 변속기 (16) 의 입력축으로서 기능한다.
펌프 하우징 (42) 은, 방사상 외부로부터 토크 변환기 (14) 의 반대방향인 축선방향으로 연장되는 방사상 외부 원통부 (42a) 를 포함한다. 이 방사상 외부 원통부 (42a) 는, 그 내주면에 스플라인 치형을 가지는 방사상 내부 스플라인부 (48) 를 포함한다. 제 1 브레이크 (B1) 의 일부분인 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 및 제 3 브레이크 (B3) 의 일부분인 제 2 마찰 커플링 요소 세트 (52) 가 펌프 하우징 (42) 의 방사상 외부 원통부 (42a) 의 방사상 내부쪽에 배치되어, 제 2 마찰 커플링 요소 세트 (52) 는 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 보다 더 토크 변환기 (14) 에 가까이 위치하고 있다. 제 1 및 제 2 마찰 커플링 요소 세트 (50, 52) 의 방사상 내부에는, 제 1 유성 기어 세트 (22) 가 배치되어 있다. 출력 기어 (34) 및 제 3 유성 기어 세트 (28) 는, 토크 변환기 (14) 로부터 떨어진 제 1 유성 기어 세트 (22) 의 축선 상의 반대편에 배치되어 있어, 출력 기어 (34) 가 제 3 유성 기어 세트 (28) 보다 토크 변환기 (14) 에 더 가까이 위치하고 있다. 방사상 외부 원통부 (42a) 는 펌프 하우징 (42) 의 방사상 외부로부터 원통형 하우징 (40) 내부로 연장되는 원통형 연장 부분이며, 방사상 내부 스플라인부 (48) 는 원통형 연장 부분의 방사상 내부 스플라인 끼움장착 (spline-fitting) 부분이다.
펌프 하우징 (42) 은 일반적으로 디스크 형상부의 방사상 내부로부터 토크 변환기 (14) 의 반대방향인 축선방향으로 연장되는 방사상 내부 원통부 (42b) 를 더 포함한다. 제 1 유성 기어 세트 (22) 는, 펌프 하우징 (42) 의 방사상 내부 원통부 (42b) 의 외주면에서 압입 (press-fitted) 되는 슬리브 (54) 및 부싱 (63) 에 의하여 회전가능하도록 지지된다. 제 1 유성 기어 세트 (22) 는, 태양 기어 (S1) 와 방사상 내부 원통부 (42b) 사이에 삽입된 스러스트 베어링 (55) 및, 캐리어 (CA1) 와 제1 허브 (60) 의 환형 플랜지부 (60b) (후에 기술하기로 함) 사이에 삽입된 스러스트 베어링 (57) 에 의하여 축선방향으로 위치한다. 특히, 제 1 허브 (60) 는 자동 변속기 (16) 의 제 1 허브로서 기능한다.
제 1 축(44) 은 펌프 하우징 (42) 을 통과해 연장되며, 복수의 베어링에 의해 회전가능하도록 지지된다. 제 1 축 (44) 은 반대편 축선방향 단부중 하나에서 형성된 방사상 연장부 (44a) 를 포함하고 있어, 축선 (C) 에 수직한 방사상방향으로 연장된다. 방사상 연장부 (44a) 는, 예를 들면 용접에 의해 제 1 유성 기어 세트 (22) 의 태양 기어 (S1) 의 외부 단부에 고정되므로, 태양 기어 (S1) 는 제 1 축 (44) 과 같이 회전된다. 제 1 유성 기어 세트 (22) 의 캐리어 (CA1) 는 제 3 유성 기어 세트 (28) 쪽으로 축선방향으로 연장되는 관형부 (56) 를 포함한다. 이 관형부 (56) 는 내주면에서, 슬리브 (59) 의 일 축선의 단부의 스플라인 외주면에 스플라인 끼움장착되어, 관형부 (56) 가 슬리브 (59) 와 함께 회전된다. 제 3 유성 기어 세트 (28) 의 태양 기어 (S3) 는 슬리브 (59) 의 다른 축선방향 단부에서 형성된다. 서로 스플라인 관형부 (56) 및 슬리브 (59) 의 축선방향 이동은, 관형부 (56) 와 슬리브 (59) 가 결합하는 리테이너 링 (retainer ring) (61) 의 형태인 제 4 리테이너 링에 의해 방지된다. 특히, 제 1 유성 기어 세트 (22) 및 제 3 유성 기어 세트 (28) 는 각각 제 1 유성 기어 장치 및 제 2 유성 기어 장치로서 기능한다.
제 1 유성 기어 세트 (22) 의 링 기어 (R1) 는, 제 1 원주방향 그루브 (circumferential groove) (58) 가 형성되는 스플라인 외주면을 가지는 축선방향 단부를 가진다. 제 1 허브 (60) 는 스플라인 외주면 및 내주면을 가지는 스플라인 원통부 (60a) 와 함께, 스플라인 원통부 (60a) 의 일 축선방향 단부로부터 축선방향으로 출력 기어 (34) 쪽으로 연장되는 상기 표시된 환형 플랜지부 (60b) 를 가진다. 링 기어 (R1) 의 스플라인 축선방향 단부는, 내주면에서 스플라인 원통부 (60a) 의 스플라인 외주면에 스플라인 끼움장착되므로, 링 기어 (R1) 및 제 1 허브 (60) 의 스플라인 원통부 (60a) 는 서로 축선방향으로 상대적으로 이동 가능하며 서로 상대적으로 회전가능하지는 않다. 제 1 허브 (60) 의 스플라인 원통부 (60a) 의 스플라인 내주면은, 제 1 원주방향 그루브 (58) 와 폭이 동일한 제 2 원주방향 그루브 (62) 를 가진다. 리테이너 링 (64) 의 형태인 제 2 리테이너 링은, 링 기어 (R1) 의 외주면에서 형성된 제 1 원주방향 그루브 (58) 내의 방사상 내부 및, 스플라인 원통부 (60a) 의 내주면에서 형성된 제 2 원주방향 그루브 (62) 내의 방사상 외부에 끼움장착된다. 리테이너 링 (64) 은 링 기어 (R1) 및 제 1 허브 (60) 의 축선방향 이동을 방지한다. 제 1 허브 (60) 는 가압 작동을 통하여 형성되고, 원주방향 그루브 (62) 는 가압 작동 방법으로 형성된다. 특히, 스플라인 원통부 (60a) 는 제 1 허브 (60) 의 원통형 스플라인 끼움장착부로서 기능하고, 환형 플랜지부 (60b) 는 제 1 허브(60) 의 방사상 내부 환형 플랜지부로서 기능한다.
제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 는 복수의 제 1 마찰판 (70) 및 복수의 제 2 마찰판 (72) 을 포함한다. 제 1 마찰판 (70) 은 방사상 내부 단부에서 제 1 허브 (60) 의 스플라인 원통부 (60a) 의 스플라인 외주면에 스플라인 되므로, 제 1 마찰판 (70) 은 스플라인 원통부 (60a) 에 대해서 상대적으로 축선방향으로 이동 가능하며, 회전가능하지는 않다. 한편, 제 2 마찰판 (72) 은 방사상 외부 단부에서 펌프 하우징 (42) 의 방사상 외부 원통부 (42a) 의 방사상 내부 스플라인부 (48) 의 스플라인 내주면에 스플라인 되므로, 제 2 마찰판 (70) 은 방사상 외부 원통부 (42a) 에 대해 상대적으로 축선방향으로 이동가능하며 회전가능하지는 않고, 또한 제 1 마찰판 (70) 각각은 인접한 제 2 마찰판 (72) 사이에 삽입된다.
고정 원통형 하우징 (40) 내에는, 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 에 축선방향으로 힘을 가하여 축선방향으로 미끄러질 수 있도록 수용되는 제 1 피스톤 (74) 이 있다. 제 1 피스톤 (74) 은 원통형 하우징 (40) 과 협력하여, 제 1 피스톤 (74) 을 축선방향으로 이동시키기 위한 제 1 오일 챔버 (76) 를 규정한다. 제 1 피스톤 (74) 은, 일반적으로 일 축선방향 단부는 차단되고 반대편 축선방향 단부는 개방되어 있는 원통형 부재이고, 비록 마찰 커플링 요소 (50) 가 제 1 오일 챔버 (76) 로부터 상대적으로 먼 거리에 떨어져 있는 경우에도, 마찰 커플링 요소 세트 (50) 가 제 1 피스톤 (74) 에 의해 축선방향으로 서로 힘을 받도록 하기 위해 비교적 큰 축선 길이를 가진다. 판 스프링 (78) 은 원통형 하우징 (40) 및 제 1 피스톤 (74) 의 바닥부 내측면에 고정된 리테이너 링과 인접하여 접촉한 상태로 유지되므로, 제 1 피스톤 (74) 은 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 방향으로의 축선방향 이동이 방지되고, 완전히 후퇴된 위치에서 유지된다. 한편, 리테이너 링 (75) 은, 상대적으로 제 2 마찰 커플링 요소 세트 (52) 의 근처쪽 축선 상의 중간부에 있는 방사상 내부 스플라인부 (48) 의 스플라인 내주면에 고정된다. 이 리테이너 링 (75) 은, 리테이너 링 (75) 으로부터 가장 가까운 제 2 마찰판 (72) 이, 제 1 피스톤 (74) 의 리테이너 링 (75) 방향으로의 축선방향 이동 동안 리테이너 링 (75) 과 인접한 접촉이 이루어진 후에, 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 가 제 2 마찰 커플링 요소 세트 (52) 쪽으로 축선방향으로 이동하는 것을 방지하기 때문에, 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 의 제 1 마찰판 (70) 및 제 2 마찰판 (72) 은 서로 축선방향으로 반대방향으로 힘을 받게 되고, 이에 의하여 펌프 하우징 (42) 의 방사상 외부 원통부 (42a) 및 제 1 허브 (60) 는 서로 연결되어 제 1 허브 (60) 에 고정된 제 1 유성 기어 세트 (22) 의 링 기어 (R1) 의 회전 운동을 방지하게 된다.
리테이너 링 (79) 의 형태인 제 1 리테이너 링은, 펌프 하우징 (42) 및 제 2 마찰 커플링 요소 세트 (52) 로부터 원거리에 있는 축선방향 단부에서 방사상 내부 스플라인부 (48) 의 스플라인 내주면에 고정된다. 이 리테이너 링 (79) 은, 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 가 그 리테이너 링 (79) 을 넘어서 제 1 피스톤 (74) 쪽으로 이동하는 것을 제한한다.
제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 처럼, 제 2 마찰 커플링 요소 세트 (52) 는 축선방향으로 선택적으로 배치되는 복수의 제 1 마찰판 (70) 및 복수의 제 2 마찰판 (72) 을 포함한다. 제 2 마찰 커플링 요소 세트 (52) 는 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 와 펌프 하우징 (42) 사이에 배치된다. 제 2 허브 (80) 는 제 1 유성 기어 세트 (22) 의 캐리어 (CA1) 쪽 내주면에서 고정되고, 스플라인 외주면을 가진다. 제 1 마찰판 (70) 은 제 2 허브 (80) 의 스플라인 외주면 쪽의 방사상 내부 단부에서 스플라인 끼움장착되므로, 제 1 마찰판 (70) 은 제 2 허브 (80) 에 대해 상대적으로 축선방향 이동은 가능하고 회전은 불가능하게 된다. 한편, 제 2 마찰판 (72) 은 펌프 하우징 (42) 의 방사상 외부 원통부의 방사상 내부 스플라인부 (48) 쪽의 방사상 외부 단부에서 스플라인 끼움장착되므로, 제 2 마찰판 (72) 은 방사상 내부 스플라인부 (48) 에 대해 상대적으로 축선방향 이동은 가능하고 회전은 불가능하게 되며, 또한 제 1 마찰판 (70) 각각은 인접한 제 2 마찰판 (72) 사이로 삽입된다.
펌프 하우징 (42) 은 제 2 마찰 커플링 요소 세트 (52) 쪽으로 개방된 환형 리세스 (82) 를 가진다. 제 2 마찰 커플링 요소 세트 (52) 에 축선방향으로 힘을 가하기 위한 제 2 피스톤 (84) 은 축선방향으로 미끄러질 수 있도록 수용되어 있다. 제 2 피스톤 (84) 및 환형 리세스 (82) 는 서로 협력하여 제 2 피스톤 (84) 을 축선방향으로 이동시키기 위한 제 2 오일 챔버 (86) 를 규정하게 된다. 리턴 스프링 (88) 은, 제 2 피스톤 (84) 과 인접한 접촉이 이루어져 제 2 피스톤 (84) 이 제 2 커플링 요소 세트 (52) 의 반대 방향으로 움직이도록 하기 위해 제 2 마찰 커플링 요소 세트 (52) 의 방사상 외부쪽으로 배치되므로, 제 2 피스톤 (84) 은 완전히 후퇴된 위치에서 고정된다. 한편, 리테이너 링 (89) 의 형태인 제 3 리테이너 링은, 상대적으로 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 의 근처쪽 축선 상의 중간부에 있는 방사상 내부 스플라인부 (48) 의 스플라인 내주면에 고정된다. 이 리테이너 링 (79) 은, 리테이너 링 (79) 으로부터 가장 가까운 제 2 마찰판 (72) 이, 제 2 피스톤 (84) 의 리테이너 링 (79) 방향으로의 축선방향 이동 동안 리테이너 링 (79) 과 인접한 접촉이 이루어진 후에, 제 2 마찰 커플링 요소 세트 (52) 가 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 쪽으로 축선방향으로 이동하는 것을 방지하기 때문에, 제 2 마찰 커플링 요소 세트 (52) 의 제 1 마찰판 (70) 및 제 2 마찰판 (72) 은 서로 축선 상으로 반대방향으로 힘을 받게 되고, 이에 의하여 펌프 하우징 (42) 의 방사상 외부 원통부 (42a) 및 제 2 허브 (80) 는 서로 연결되어 제 2 허브 (80) 에 고정된 제 1 유성 기어 세트 (22) 의 캐리어 (CA1) 의 회전 운동을 방지하게 된다. 특히, 제 2 오일 챔버 (86) 는 제 2 피스톤 (84) 을 이동시키기 위한 피스톤 챔버로서 기능하게 된다.
토크 변환기 (14) 의 측면에 있는 펌프 하우징 (42) 의 반대쪽 측면 중 하나에는 오일 펌프 케이스 (92) 가 볼트 또는 다른 적절한 조임 수단에 의해 고정되어 있어서, 오일 펌프 케이스 (92) 및 펌프 하우징 (42) 은 노크 핀 (90) 에 의해 서로 원주 방향으로 상대적으로 위치한다. 오일 펌프 (94) 는 펌프 하우징 (42) 및 오일 펌프 케이스 (92) 사이에 배치된다. 오일 펌프 (94) 는 구동 기어 (94a) 및, 구동 기어 (94a) 와 맞물리는 피동 기어 (94b) 를 포함한다. 구동 기어 (94a) 는 토크 변환기 (14) 의 펌프 임펠러 (14p) 에 의해 회전된다.
도 4 를 참조하여, 차량용 구동 시스템 (10) 의 하위조립체 (SA) 를 하위 조립 라인 위에서 제조하기 위해, 토크 변환기 (14) 및 차량용 자동 변속기 (16) 의 몇 가지 구성 요소를 조립하는 작업을 설명하기로 한다. 하위조립체 (SA) 는 도 4 에서 교차빗금으로 표시되었다. 처음에는, 일방향 클러치를 통해 토크 변환기 (14) 의 고정자에 연결된 고정자축 (96) 은 펌프 하우징 (42) 의 방사상 내부 원통부 (42b) 의 내주면에서 압입되므로, 고정자축 (96) 은 펌프 하우징 (42) 에 대해 상대적인 회전이 없다. 그리고 나면 오일 펌프 (94) 는 토크 변환기 (14) 의 측면에 있는 펌프 하우징 (42) 의 축선방향 반대편에 위치하고, 노크 핀 (90) 은 펌프 하우징 (42) 을 원주 방향으로 위치시키기 위해 펌프 하우징 (42) 내로 삽입된다. 이어서, 오일 펌프 케이스 (92) 가 설치되어, 오일 펌프 (94) 가 펌프 하우징 (42) 과 오일 펌프 케이스 (92) 사이에 끼워지게 되고, 오일 펌프 케이스 (92) 역시 노크 핀 (90) 에 의해 그 원주 방향으로 위치하게 된다.
그 다음에, 차량용 자동 변속기 (16) 의 구성 요소들은 펌프 하우징 (42) 내부에서, 오일 펌프 하우징 (42) 의 반대 방향인 제 3 유성 기어 세트 (28)가 배치되는 축선방향 위치 쪽으로 축선방향 배열에 따라 설치된다. 처음에는, 제 2 피스톤 (84) 이 펌프 하우징 (42) 내에 형성된 환형 리세스 (82) 내에 설치되고, 리턴 스프링 (88) 은 제 2 피스톤 (84) 에 축선방향으로 접하도록 설치된다. 그 다음에, 제 2 마찰 커플링 요소 세트 (52) 의 제 1 마찰판 (70) 및 제 2 마찰판 (72) 이 선택적으로 배치되어, 제 2 마찰판 (72) 은 내부 스플라인부 (48) 의 스플라인 내주면에 스플라인 끼움장착되고, 리테이너 링 (89) 은 방사상 내부 스플라인부 (48) 의 내주면에 고정된다. 이어서, 제 1 유성 기어 세트 (22) 의 태양 기어 (S1) 및 제 1 축 (44) 이 설치된다. 그러면 제 2 허브 (80) 가 설치되어, 제 2 마찰 커플링 요소 세트 (52) 의 제 1 마찰판 (70) 은 제 2 허브 (80) 의 스플라인 외주면에 스플라인 끼움장착된다. 그 다음에, 제 1 유성 기어 세트 (22) 의 캐리어 (CA1) 및 슬리브 (59) 가 설치된다. 캐리어 (CA1), 슬리브 (59) 및 제 2 허브 (80) 는 장치 내에 미리 조립되어 있을 수 있으며, 그 장치는 펌프 하우징 (42) 내에 설치되어 있다. 이어서, 리테이너 링 (64) 에 의해 함께 고정되어 있는 제 1 유성 기어 세트 (22) 의 제 1 허브 (60) 의 장치 및 링기어 (R1) 가 설치되고, 리테이너 링 (75) 은 방사상 내부 스플라인부 (48) 의 스플라인 내주면에 스플라인 끼움장착된다. 그 다음에, 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 의 제 1 마찰판 (70) 및 제 2 마찰판 (72) 은 선택적으로 배치되어, 제 1 마찰판 (70) 은 내부 스플라인부 (48) 에 스플라인 끼움장착되고, 제 2 마찰판 (72) 은 제 1 허브 (60) 에 스플라인 끼움장착된다. 결국, 리테이너 링 (79) 은 방사상 내부 스플라인부 (48) 에 고정된다. 베어링 및 O-링의 조립에 대해서는 설명하지 않았지만, 이 구성 요소들은 상기의 조립 작업동안 적절하게 설치된다.
그렇게 하여 얻어진 하위조립체 (SA) 및, 출력 기어 (34) 와 같은 다양한 구성요소가 적절히 설치된 차량용 자동 변속기 (16) 의 원통형 하우징 (40) 은 메인 조립 라인에서 볼트 (98) 와 함께 조립되고, 원통형 하우징 (40) 은 차량용 자동 변속기 (16) 의 축선 (C) 이 수직 방향으로 연장되도록 위치된다. 그렇게 위치한 원통형 하우징 (40) 내부로, 하위조립체 (SA) 는 원통형 하우징 (40) 의 상부 개방 단부를 통해 흘러 내려간다. 이 점에서, 특히 하위조립체 (SA) 는, 하위조립체 (SA) 가 오일 펌프 케이스 (92) 와 함께 제 1 허브 (60) 위쪽에 위치하게 되는 경우에도 하위조립체 (SA) 의 구성 요소들이 탈락하는 것을 방지하도록 배열된다.
예를 들면, (제 1 마찰판 (70) 및 제 2 마찰판 (72) 을 포함하는) 제 2 마찰 커플링 요소 세트 (52) 는, 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 와 상대적으로 근접한 방사상 내부 스플라인부 (48) 의 축선 상의 중간부에 고정된 리테이너 링 (89) 에 의하여 탈락이 방지된다. 또한, 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 는, 제 2 마찰 커플링 요소 세트 (52) 로부터 원거리에 있는 방사상 내부 스플라인부 (48) 의 축선방향 단부에 고정된 리테이너 링 (79) 에 의하여 탈락이 방지된다. 제 1 유성 기어 세트 (22) 는 제 1 허브 (60) 에 의하여 탈락이 방지된다. 제 1 유성 기어 세트 (22) 의 캐리어 (CA1) 는 스러스트 베어링 (57) 을 통하여 제 1 허브 (60) 의 환형 플랜지부 (60b) 에 의하여 지지되며, 태양 기어 (S1) 는, 제 1 축 (44) 의 방사상 연장부 (44a) 및 방사상 연장부 (44a) 와 캐리어 (CA1) 사이에 삽입된 스러스트 베어링을 통하여 캐리어 (CA1) 에 의해 지지된다. 즉, 태양 기어 (S1) 는 캐리어 (CA1) 를 통하여 제 1 허브 (60) 의 환형 플랜지부 (60b) 에 의해 지지된다. 제 1 유성 기어 세트 (22) 의 링 기어 (R1) 는 제 1 허브 (60) 와 일체적으로 형성되며, 즉 제 1 허브 (60) 에 의해 지지된다. 제 1 유성 기어 세트 (22) 를 지지하는 제 1 허브 (60) 는 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 에 의해 지지된다. 전술한 바와 같이, 하위 조립 라인에서의 조립 과정 동안 제 1 허브 (60) 가 오일 펌프 케이스 (92) 의 하부에 있도록 하위조립체 (SA) 가 위치하게 되면, 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 는 리테이너 링 (79) 에 의해 지지된다. 이 때, 제 1 허브 (60) 는, 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 의 제 1 마찰판 (70) 과, 제 1 허브 (60) 의 스플라인 원통부 (60a) 에 고정된 리테이너 링 (64) 에 의해 탈락이 방지된다. 따라서, 제 1 유성 기어 세트 (22), 제 1 허브 (60) 및 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 는 리테이너 링 (79) 에 의하여 직접적 또는 간접적으로 탈락이 방지된다. 슬리브 (59) 는 리테이너 링 (61) 에 의하여 탈락이 방지된다. 따라서, 하위조립체 (SA) 는 원통형 하우징 (40) 에 대하여 수직 방향으로, 하위조립체 (SA) 의 구성요소의 탈락 없이 조립될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 도시된 실시형태에 따른 차량용 자동 변속기 (16) 는, 펌프 하우징 (42) 내에 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 및 제 1 유성 기어 세트 (22) 를 설치하도록 배열되어, 펌프 하우징 (42) 의 방사상 외부 원통부 (42a) 의 방사상 내부 스플라인부 (48) 에 고정된 제 1 리테이너 링 (79) 에 의해 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 의 축선방향 이동이 방지되고, 제 1 유성 기어 세트 (22) 의 축선방향 이동은 제 1 허브 (60) 의 환형 플랜지부 (60b) 에 의해 제한되며, 제 1 허브 (60) 의 축선방향 이동은 제 2 리테이너 링 (64) 및 제 1 리테이너 링(79) 에 의해 제한된다. 다시 말해, 제 1 유성 기어 세트 (22) 및 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 가, 펌프 하우징 (42) 의 방사상 외부 원통부 (42a) 내의 소정의 축선방향 위치에서, 제 1 리테이너 링 (79) 및 제 2 리테이너 링 (64) 을 통하여 펌프 하우징 (42) 에 의해 지지될 수 있게 되고, 그 경우에, 자동 변속기 (16) 의 조립 동안 수직 방향으로 그 축선이 연장되도록 펌프 하우징, 제 1 유성 기어 세트 및 제 1 마찰 커플링 요소 세트를 포함하는 하위조립체 (SA) 가 위치하게 된다. 따라서, 오일 펌프 (94) 를 구비한 펌프 하우징 (42) 을 포함하는 하위조립체 (SA) 는, 각각 다른 축선 길이를 갖는 서로 다른 형상의 차량용 자동 변속기 (16) 에 사용되거나, FF 및 FR 차량과 같은 각각 다른 형상의 자동차에도 사용될 수 있다. 오일 펌프 (94), 제 1 유성 기어 세트 (22) 및 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 는 하위 조립 라인 상에서 펌프 하우징 (42) 내에서 조립되어, 차량용 자동 변속기 (16) 의 다른 구성 요소들과 결합하는 원통형 하우징 (40) 에 대해, 이후에 메인 조립 라인상에서 조립되는 하위조립체 (SA) 를 제조하게 되므로, 메인 조립 라인의 요구되는 길이는 감소될 수 있고, 메인 조립 라인의 정지 위험을 감소시킬 수 있게 된다.
본 발명의 도시된 실시예에 따른 차량용 자동 변속기 (16) 는 또한, 제 2 마찰 커플링 요소 세트 (52) 가 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 와 펌프 하우징 (42) 사이에 배치되도록 배열되고, 방사상 내부 스플라인부 (48) 에 고정된 리테이너 링 (89) 에 의해 제 2 마찰 커플링 요소 세트 (52) 의 축선방향 이동이 제한되도록 배열된다. 또한, 제 2 마찰 커플링 요소 세트 (52) 에 힘을 가하기 위한 제 2 피스톤 (84) 은 펌프 하우징 (42) 내에 형성된 환형 리세스 (82) 내에 축선방향으로 미끄러질 수 있도록 수용되고, 제 2 피스톤 (84) 과 협력하여 제 2 피스톤 (84) 의 축선방향 이동을 위한 제 2 오일 챔버 (86) 을 규정하게 된다. 비록, 펌프 하우징 (42) 이 환형 리세스 (82), 방사상 내부 스플라인부 (48) 등을 형성하도록 높은 정밀도로 가공될 필요가 있을지라도, 펌프 하우징 (42) 내에서의 이러한 가공은 일련의 가공 단계들이 한번에 수행될 수 있기 때문에, 본 발명인 차량용 자동 변속기 (16) 는 요구되는 가공 공정 수를 증가시키지 않고 제조가 가능하다. 또한, 제 2 오일 챔버 (86) 는, 오일 펌프 (94) 가 유압 동력원으로서 결합되는 펌프 하우징 (42) 내에서 형성되므로, 제 2 피스톤 (84) 은 높은 안정성을 갖는 작업이 이루어질 수 있게 된다.
본 발명 실시형태는 또한, 가압 성형 작업에 의해 형성된 제 1 허브 (60) 가 가공 작업 없이 스플라인 원통부 (60a) 내에 형성된 원주방향 그루브 (62) 를 가지도록 배열된다. 가압 성형 작업은 상대적으로 높은 항복율(yield ratio) 에서 제 1 허브 (60) 의 효율적이고 간단한 조립을 가능하게 하여, 결과적으로 차량용 자동 변속기 (16) 의 생산성이 개선된다.
본 발명 실시형태에 있어서, 제 1 유성 기어 세트 (22) 의 태양 기어 (S1) 는 제 1 축 (44) 의 반대편 축선방향 단부에 고정되므로, 제 1 축 (44) 은 하위조립체 (SA) 의 일 구성요소로서 설치되고, 메인 조립 라인에서 수행되어야 하는 요구되는 조립 단계의 수를 더욱 감소시킬 수 있게 해주며, 그에 의하여 메인 조립 라인의 요구되는 길이가 감소될 수 있으며, 메인 조립 라인의 정지 위험도 따라서 감소될 수 있다.
본 발명의 도시된 실시형태에 따른 차량용 자동 변속기 (16) 는 또한, 제 1 유성 기어 세트 (22) 의 캐리어 (CA1) 가 제 3 유성 기어 세트 (28) 쪽으로 축선방향으로 연장된 관형부 (56) 를 가지도록 배열되고, 관형부 (56) 가 그 일 축선방향 단부에서 제 3 유성 기어 세트 (28)의 태양 기어 (S3) 가 구비된 슬리브 (59)의 일 축선방향 단부에 스플라인 끼움장착 되도록 배열된다. 관형부 (56) 와 슬리브 (59) 의 축선방향 이동은 리테이너 링 (61) 에 의해 방지되므로, 슬리브 (59) 는 하위조립체 (SA) 의 일 구성요소로서 설치될 수 있고, 메인 조립 라인에서 수행되는 조립 단계의 요구되는 수를 감소시킬 수 있게 해주며, 그에 의하여 메인 조립 라인의 정지 위험 또한 감소될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태는 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같이 상세하게 설명되는 한편, 다른 형태로 실시될 수도 있음을 이해해야 한다.
제 1 허브 (60) 가 도시된 실시형태에 따른 가압 성형 작업에 의해 형성되었지만, 제 1 허브 (60) 는 알루미늄 다이캐스팅(die-casting) 작업에 의해 형성될 수도 있다. 이 경우, 다이캐스팅 작업을 위한 주형은 리테이너 링 (64) 이 제 1 허브 (60) 와 일체가 될 수 있도록 형성되어야 한다.
태양 기어 (S1) 가 고정되는 슬리브 (59) 는 도시된 실시형태에서 하위조립체 (SA) 의 일부이지만, 슬리브 (59) 는 하위조립체 (SA) 의 일부일 필요는 없으며, 메인 조립 라인에서 설치될 수도 있다.
상기 하위조립체 (SA) 내의 구성요소들의 조립 공정 및 하위조립체 (SA) 와 원통형 하우징 (40) 의 조립 공정은 도해적인 목적으로만 설명되었다. 그러한 조립 공정은 전술한 내용의 범위에서 적절하게 수정될 수도 있다.
본 발명은 하기 청구항에 규정되는 본 발명의 취지와 범위를 벗어나지 않는 범위에서, 종래 기술의 당업자에게 있어 가능한 범위의 다양한 변화 및 변경을 거쳐 실시될 수도 있다.
본 발명에 따른 차량용 자동 변속기는, 호환 가능한 하위 조립체를 포함하고, 메인 조립 라인에서 요구되는 조립 단계의 수를 더욱 감소시키고 메인 조립 라인의 정지 위험을 줄여 차량용 자동 변속기의 조립 효율성을 개선하는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따라 구성된 자동 변속기를 포함하는 차량용 구동 시스템의 개략도.
도 2 는 도 1 에 나타난 차량용 자동 변속기의 각 기어의 변속단을 성립시키기 위해 클러치 및 브레이크가 결합된 상태의 조합을 나타내는 도면.
도 3 은 도 1 에 나타난 차량용 자동 변속기의 구성을 단면으로 나타낸 주요부의 세부 입면도.
도 4 은 도 1 에 나타난 차량용 자동 변속기에 사용되는 하위조립체를 나타내는 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
22: 제 1 유성 기어 장치
28: 제 3 유성 기어 장치
40: 원통형 하우징 42: 오일 펌프 하우징
42a: 외부 원통부 48: 내부 스플라인부
50: 제 1 마찰 커플링 요소 세트
52: 제 2 마찰 커플링 요소 세트
56: 관형부(tubular portion) 59: 슬리브
60: 제 1 허브
60a: 스플라인 원통부 60b: 환형 플랜지부
61: 리테이너 링 64: 리테이너 링
70,72: 마찰판 79: 리테이너 링
80: 제 2 허브 82: 환형 리세스
84: 제 2 피스톤 86: 제 2 오일 챔버
89: 리테이너 링 SA: 하위조립체
Claims (8)
- 고정 원통형 하우징 (40);상기 고정 원통형 하우징에 수용되고 링기어 (R1) 를 포함하는 제 1 유성 기어 장치 (22);상기 고정 원통형 하우징에 수용되는 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50);상기 고정 원통형 하우징의 축선방향 단부를 차단하도록 그 고정 원통형 하우징에 고정되어 있는, 일반적으로 디스크 형상인 펌프 하우징 (42);상기 펌프 하우징의 방사상 외부로부터 펌프 하우징의 축선방향으로 상기 고정 원통형 하우징 내부로 연장되고, 방사상 내부 스플라인 끼움장착부 (48) 를 포함하는 원통형 연장부 (42a);상기 방사상 내부 스플라인 끼움장착부 (48) 의 축선방향 단부에 고정되는 제 1 리테이너 링 (79) 으로서, 그 축선방향 단부는 상기 펌프 하우징으로부터 원거리에 있고, 상기 제 1 리테이너 링은 상기 제 1 마찰 커플링 요소 세트에 인접하여, 제 1 마찰 커플링 요소 세트의 축선방향 이동을 제한하게 되는 제 1 리테이너 링 (79);스플라인 외주면 및 내주면을 갖는 스플라인 원통부 (60a) 를 포함하는 제 1 허브 (60) 로서, 스플라인 원통부의 축선방향 단부로부터 스플라인 원통부의 방사상 내부로 연장되는 환형 플랜지부 (60b) 를 더 포함하고, 상기 스플라인 원통부는 그 스플라인 내주면에서 링기어의 외주면에 스플라인 끼움장착되고, 스플라인 외주면에서 상기 제 1 마찰 커플링 요소 세트의 방사상 내부에 스플라인 끼움장착되어, 링기어 및 제 1 마찰 커플링 요소 세트에 대한 상기 제 1 허브의 축선방향 이동을 가능하게 하고 회전 운동을 방지하게 되는 제 1 허브 (60); 및상기 제 1 및 제 2 원주방향 그루브에 끼움장착되는 제 2 리테이너 링 (64) 을 포함하는 차량용 자동 변속기로서,상기 제 1 유성 기어 장치는 상기 방사상 내부 스플라인 끼움장착부의 방사상 내부쪽으로 배치되고,상기 제 1 마찰 커플링 요소 세트는 상기 제 1 유성 기어 장치의 링기어와 상기 원통형 연장부의 방사상 내부 스플라인 끼움장착부 사이에 배치되어 상기 원통형 연장부에 링기어를 선택적으로 고정시키며,상기 링기어는 상기 외주면에 형성된 제 1 원주방향 그루브를 갖고, 상기 제 1 허브의 스플라인 원통부는 상기 스플라인 내주면에 형성된 제 2 원주방향 그루브를 가지며,상기 제 1 마찰 커플링 요소 세트 및 제 1 유성 기어 장치는 차량용 자동 변속기의 조립 동안 상기 펌프 하우징의 원통형 연장부 내의 소정의 축선방향 위치에서 상기 제 1 및 제 2 리테이너 링을 통해 펌프 하우징에 의하여 지지될 수 있는 차량용 자동 변속기.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 와 상기 펌프 하우징 (42) 사이에 배치된 제 2 마찰 커플링 요소 세트 (52);상기 제 1 유성 기어 장치의 캐리어 (CA1) 에 고정된 제 2 허브 (80);상기 방사상 내부 스플라인 끼움장착부 (48) 에 고정된 제 3 리테이너 링 (89) 으로서, 제 2 마찰 커플링 요소 세트의 축선방향 이동을 제한하기 위해 상기 제 2 마찰 커플링 요소 세트와 접해 있는 제 3 리테이너 링 (89) 및;상기 펌프 하우징 (42) 내에 형성된 환형 리세스 (82) 내에 축선방향으로 미끄러질 수 있도록 수용된 피스톤 (84) 으로서, 상기 제 2 마찰 커플링 요소 세트, 상기 환형 리세스 및 상기 피스톤이 협력하여 상기 피스톤을 축선방향으로 이동시키기 위한 오일 챔버 (86) 내의 공간을 규정하도록 하는 피스톤 (84) 을 더 포함하고,상기 제 2 마찰 커플링 요소 세트는 그 방사상 외부에서 상기 원통형 연장부 (42a) 의 방사상 내부 스플라인 끼움장착부 (48) 에 스플라인 끼움장착되고, 그 방사상 내부에서는 상기 제 2 허브의 외주면에 스플라인 끼움장착되어, 상기 방사상 내부 스플라인 끼움장착부 및 상기 제 2 허브에 대한 상기 제 2 허브의 축선방향 이동을 가능하게 하고 회전 운동을 방지하게 되는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 허브 (60) 는 가압 성형 작업에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 펌프 하우징 (42) 을 관통하여 회전가능하게 연장되는 입력축 (44) 을 더 포함하고, 상기 제 1 유성 기어 장치 (22) 는 상기 입력축의 축선방향 단부에 고정된 태양 기어 (S1) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 유성 기어 장치 (22) 는, 축선방향에서 상기 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50) 로부터 멀어지는 쪽으로 연장되는 관형부 (56) 를 갖는 캐리어 (CA1) 를 포함하고, 상기 차량용 자동 변속기는,태양 기어 (S3) 를 갖고 또한 상기 펌프 하우징 (42) 으로부터 원거리에 있는 상기 제 1 유성 기어 장치 (22) 의 반대편 측면 중 한 곳에 배치되는 제 2 유성 기어 장치 (28);반대편 축선방향 단부 중 한 곳에서, 나머지 반대편 축선방향 단부에 상기 제 2 유성기어 장치의 태양기어를 구비한 상기 관형부에 스플라인 끼움장착되는 슬리브 (59); 및상기 제 1 유성 기어 장치의 캐리어의 관형부 (56) 와 상기 슬리브 (59) 를 결합시켜, 상기 관형부 및 슬리브의 축선방향 이동을 방지하는 제 4 리테이너 링 (61) 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기.
- 제 2 항에 있어서, 상기 펌프 하우징 (42) 및 원통형 연장부 (42a) 를 포함하는 하위조립체 (SA) 로서, 상기 제 1 유성 기어 장치 (22), 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50), 제 1 허브 (60), 제 2 마찰 커플링 요소 세트 (52), 제 2 허브 (80) 및 피스톤 (84) 을 결합하여, 상기 원통형 연장부 (42a) 가 상기 고정 원통형 하우징 (40) 내에 배치되도록 상기 고정 원통형 하우징 (40) 과 함께 조립되는 하위조립체 (SA) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기.
- 제 4 항에 있어서, 상기 펌프 하우징 (42) 및 원통형 연장부 (42a) 를 포함하는 하위조립체 (SA) 로서, 상기 제 1 유성 기어 장치 (22), 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50), 제 1 허브 (60) 및 입력축 (44) 을 결합하여, 상기 원통형 연장부 (42a) 가 상기 고정 원통형 하우징 (40) 내에 배치되도록 상기 고정 원통형 하우징 (40) 과 함께 조립되는 하위조립체 (SA) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기.
- 제 5 항에 있어서, 상기 펌프 하우징 (42) 및 원통형 연장부 (42a) 를 포함하는 하위조립체 (SA) 로서, 상기 제 1 유성 기어 장치 (22), 제 1 마찰 커플링 요소 세트 (50), 제 1 허브 (60), 제 2 유성 기어 장치 (28) 및 슬리브 (59) 를 결합하여, 상기 원통형 연장부 (42a) 가 상기 고정 원통형 하우징 (40) 내에 배치되도록 상기 고정 원통형 하우징 (40) 과 함께 조립되는 하위조립체 (SA) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기.
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