KR20080022239A

KR20080022239A - 자동 변속기

Info

Publication number: KR20080022239A
Application number: KR1020087005042A
Authority: KR
Inventors: 가즈미찌 가야마; 노부따다 스기우라; 슈운도오 야마구찌; 다께오 아라이; 도모찌까 이나가끼
Original assignee: 아이신에이더블류 가부시키가이샤
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2008-03-10
Also published as: EP1577582A1; CN1692240A; KR20050094343A; KR100889102B1; JP2007278521A; KR100926386B1; CN100476244C; JP2007285527A; US20050245344A1; CN101387333A; JPWO2004061331A1; CN101392821A; KR20080024241A; US7422538B2; EP1577582A4; EP1577582B1; KR20080024240A; CN101387333B; JP4442655B2; KR100918347B1

Abstract

감속 회전을 출력하기 위한 유성 기어(PR) 및 클러치(C3)를 유성 기어 유닛(PU)의 축방향 한쪽(도면중 우측)에 배치하고, 태양 기어(S2)에 입력하는 입력축(2)의 회전을 접·단하는 클러치(C1)와, 캐리어(CR2)에 입력하는 입력축(2)의 회전을 접·단하는 클러치(C2)를 상기 유성 기어 유닛(PU)의 축방향 다른쪽(도면중 좌측)에 배치하고, 출력 부재를 유성 기어 유닛과 감속 유성 기어 및 걸림 결합 수단 사이에 배치한다. 이에 따라, 유성 기어(PR)와 유성 기어 유닛(PU) 사이에 클러치(C1)나 클러치(C2)를 배치하는 경우에 비해, 유성 기어(PR)와 유성 기어 유닛(PU)을 가까이 배치할 수 있게 되어, 감속 회전을 전달하는 전달 부재(30)가 짧아진다. 또한, 예컨대 클러치(C1, C2, C3)를 한쪽에 집중 배치한 경우에 비해 유로의 구성이 간단해진다.

감속 회전, 유성 기어, 태양 기어, 회전 요소, 다단 변속, 상대 회전

Description

자동 변속기 {AUTOMATIC SPEED CHANGER}

본 발명은 차량 등에 탑재되는 자동 변속기에 관한 것으로서, 상세하게는 유성 기어 유닛의 1개의 회전 요소에 감속 회전의 입력을 가능하게 함으로써 다단 변속을 가능하게 하는 자동 변속기의 배치 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 차량 등에 탑재되는 자동 변속기에 있어서, 2열의 유성 기어를 연결한 유성 기어 유닛과, 입력축의 회전을 감속한 감속 회전의 출력이 가능한 유성 기어를 구비하고 있는 것이 있다(예컨대, 일본 특허공개 평4-125345호 공보 참조). 이것은 예컨대 4개의 회전 요소를 갖는 유성 기어 유닛의 1개의 회전 요소에 상기 유성 기어로부터의 감속 회전을 클러치를 개재하여 입력을 가능하게 함으로써, 예컨대 전진 6속단, 후진 1속단을 달성하고 있다. 또한, 예컨대 전진 4속단시에 유성 기어 유닛의 2개의 회전 요소에 입력축의 회전을 함께 입력하면, 이 전진 4속단을 입력축의 회전과 동일하게, 소위 직결 상태로 할 수 있다.

그런데, 상술한 자동 변속기에는 상기 유성 기어 유닛의 2개의 회전 요소에 입력축의 회전을 입력하기 위한 2개의 클러치와, 감속 회전을 상기 유성 기어 유닛의 회전 요소로 출력하기 위한 유성 기어가 구비되어 있는데, 이들 2개의 클러치나 그들 클러치의 걸림 결합을 제어하는 유압 서보를 유성 기어 유닛과 유성 기어 사이에 배치하게 되면, 상기 유성 기어의 감속 회전을 유성 기어 유닛의 회전 요소로 전달하기 위한 부재가 축방향으로 길어지게 된다.

감속 회전을 전달하는 부재가 길어지는 것은, 즉 큰 토크를 전달하는 부재가 길어지는 것이고, 이 큰 토크에 견딜 수 있는 부재를 길게 설치하는 것은 비교적 두께가 두꺼운 부재를 길게 설치하는 것으로서, 자동 변속기의 컴팩트화에 장애가 된다. 또한, 이러한 부재는 무게도 무거워져서 자동 변속기의 경량화에 지장이 될뿐만 아니라, 이너셔(관성력)가 커져서 자동 변속기의 제어성을 저하시킴으로 인한 변속 충격이 발생하기 쉬워질 우려도 있다.

또한, 예컨대 상기 유성 기어로부터 상기 유성 기어 유닛으로 출력하는 감속 회전을 접·단하기 위해서는 클러치 또는 브레이크를 설치할 필요가 있는데, 클러치를 설치한 경우에는 그 클러치와 상술한 2개의 클러치, 즉 3개의 클러치가 필요해진다. 일반적으로 클러치는 입력되는 회전을 마찰판으로 전달하는 드럼형 부재(클러치 드럼)를 갖고 있기 때문에, 예컨대 상대 회전 등의 문제로 클러치의 유압 서보의 유실에 유압 공급을 하기 위해서는 자동 변속기의 중심측부터 공급하게 된다.

그러나, 예컨대 이들 3개의 클러치를 유성 기어 유닛의 축방향 한쪽에 배치하면, 자동 변속기의 중심 부분에 있어서 3개의 유압 서보에 유압을 공급하기 위한 유로가 예컨대 3중 구조로 되는 등, 유로의 구성이 복잡해질 우려가 있다.

따라서, 본 발명은 유성 기어 및 입력축과 입력 회전 요소의 사이에 개재하는 제1 클러치나 고정 회전 요소를 고정할 수 있는 브레이크를 유성 기어 유닛의 축방향 한쪽에 배치함과 아울러, 제2 클러치 및 제3 클러치를 유성 기어 유닛의 축방향 다른쪽에 배치하고, 이로써 상기 과제를 해결한 자동 변속기를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

청구 범위 제1항에 관한 본 발명은, 구동원의 출력 회전에 기초하여 회전하는 입력축과, 상기 입력축의 회전을 입력할 수 있는 입력 회전 요소와, 회전이 고정되는 고정 회전 요소와, 상기 입력 회전 요소와 상기 고정 회전 요소의 회전에 기초하여 감속 회전할 수 있는 감속 회전 요소를 갖는 감속 유성 기어와, 상기 입력 회전 요소를 회전시키거나 또는 상기 고정 회전 요소의 회전을 정지시키기 위한 걸림 결합 수단과, 상기 감속 회전 요소로부터의 감속 회전을 입력으로 하는 제1 회전 요소와 제2 회전 요소와 제3 회전 요소와 제4 회전 요소를 갖는 유성 기어 유닛과, 상기 입력축과 상기 제2 회전 요소를 걸거나 벗김이 가능하도록 연결하는 제1 클러치와, 상기 입력축과 상기 제3 회전 요소를 걸거나 벗김이 가능하도록 연결하는 제2 클러치와, 상기 제4 회전 요소의 회전을 구동 차륜 전달 기구로 출력하는 출력 부재를 구비하고, 적어도 전진 5속단 및 후진 1속단을 달성할 수 있고, 또한 전진 4속단시에 상기 제1 클러치 및 상기 제2 클러치를 함께 걸림 결합하는 자동 변속기에 있어서, 상기 유성 기어 및 상기 걸림 결합 수단을 상기 유성 기어 유닛의 축방향 한쪽에 배치하고, 상기 제1 클러치 및 상기 제2 클러치를 상기 유성 기어 유닛의 축방향 다른쪽에 배치하고, 상기 출력 부재를 상기 유성 기어 유닛과 상기 감속 유성 기어 및 상기 걸림 결합 수단 사이에 배치하고, 상기 제1 클러치는 마찰 부재와 상기 마찰 부재를 압박하는 유압 서보를 가지고 이루어지고, 상기 제1 클러치의 유압 서보는 상기 유성 기어 유닛의 축방향 다른 쪽에 배치하여 이루어지고, 상기 제2 클러치는 마찰 부재와 상기 마찰 부재를 압박하는 유압 서보를 가지고 이루어지고, 상기 제2 클러치의 유압 서보는 상기 유성 기어 유닛의 축방향 다른 쪽에 배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하여 달성된다.

이에 따라, 전진 4속단시에 소위 직결 상태로 되는 적어도 전진 5속단 및 후진 1속단을 달성하는 자동 변속기를 제공할 수 있으면서, 예컨대 유성 기어와 유성 기어 유닛 사이에 2개의 클러치를 배치하는 경우에 비해, 유성 기어와 유성 기어 유닛을 가까이 배치할 수 있으므로, 감속 회전을 전달하기 위한 전달 부재를 비교적 짧게 할 수 있다. 이에 따라, 자동 변속기의 컴팩트화, 경량화를 가능하게 할 수 있고, 또한 이너셔(관성력)를 작게 할 수 있기 때문에 자동 변속기의 제어성을 향상시킬 수 있고, 변속 충격의 발생을 저감할 수 있다.

또한, 유성 기어 유닛과 감속 유성 기어 및 걸림 결합 수단의 축방향에 있어서의 사이에 출력 부재를 배치하기 때문에, 출력 부재를 자동 변속기의 축방향의 대략 중앙에 배치할 수 있으며, 예컨대 자동 변속기를 차량에 탑재할 때에 출력 부재를 구동 차륜 전달 기구에 맞춰 탑재하기 때문에, 축방향 중 어느 하나(특히, 구 동원으로부터의 입력측을 전방으로 하였을 때의 후방측)로 비대화하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 특히 FF 차량이라면 전륜으로의 간섭을 줄일 수 있으며, 예컨대 조타각의 증대 등이 가능해지는 등, 차량의 탑재성을 향상시킬 수 있다.

청구 범위 제2항에 관한 본 발명은, 상기 걸림 결합 수단은, 상기 고정 회전 요소를 고정할 수 있는 제1 브레이크이도록 구성된다.

청구 범위 제3항에 관한 본 발명은, 상기 걸림 결합 수단은 상기 입력축과 상기 입력 회전 요소 사이에 개재하는 제3 클러치와, 상기 고정 회전 요소를 고정할 수 있는 제1 브레이크이도록 구성된다.

이에 따라, 3개의 클러치를 배치하게 되는데, 예컨대 3개의 클러치를 유성 기어 유닛의 한쪽에 배치하는 경우에 비해, 이들 클러치의 유압 서보에 공급하는 유로의 구성을 쉽게 할 수 있고, 제조 공정의 간이화, 비용 절감 등을 도모할 수 있다. 또한, 제3 클러치가 입력축과 입력 회전 요소 사이에 개재하는 것이기 때문에, 예컨대 제3 클러치가 입력 회전 요소와 제1 회전 요소 사이에 개재하는 것에 비해, 제3 클러치에 걸리는 부하를 저감할 수 있고, 제3 클러치의 컴팩트화를 도모할 수 있다.

청구 범위 제4항에 관한 본 발명은, 걸림 결합 수단은 상기 입력축과 상기 입력 회전 요소 사이에 개재하는 제3 클러치이도록 구성된다.

청구 범위 제5항에 관한 본 발명은, 상기 감속 회전이 입력되는 제1 회전 요소를 고정할 수 있는 제2 브레이크를 구비하고, 상기 제2 브레이크 및 상기 제3 클러치는, 마찰 부재와 이 마찰 부재를 압압하는 유압 서보를 각각 가지며 이루어지고, 상기 제2 브레이크의 마찰 부재의 직경 방향 내주측에 상기 제3 클러치의 마찰 부재를 배치하여 구성된다.

이에 따라, 제3 클러치가 입력축과 입력 회전 요소 사이에 개재되는 것으로서, 예컨대 제3 클러치가 입력 회전 요소와 제1 회전 요소 사이에 개재되는 것에 비해, 제3 클러치에 걸리는 부하를 저감할 수 있고, 제3 클러치의 컴팩트화를 도모할 수 있기 때문에, 제3 클러치의 마찰 부재 및 유압 서보를 작게 할 수 있고, 제2 브레이크의 직경 방향 내주측에 배치하도록 할 수 있어서 자동 변속기의 컴팩트화를 도모할 수 있다.

청구 범위 제6항에 관한 본 발명은, 상기 제3 클러치를 상기 감속 유성 기어와 상기 출력 부재 사이에 배치하여 이루어지고, 상기 제3 클러치의 드럼형 부재를 상기 감속 유성 기어 방향으로 개구하도록 배치하여 구성된다.

청구 범위 제7항에 관한 본 발명은, 상기 감속 회전 요소와 상기 제1 회전 요소를 연결하는 전달 부재를 가지며 이루어지고, 상기 제3 클러치를 상기 전달 부 재의 내주측에 배치하여 구성된다.

청구 범위 제8항에 관한 본 발명은, 상기 제3 클러치의 유압 서보를 상기 입력축상에 배치하고, 케이스에 형성된 유로에 상기 입력축에 형성된 유로를 통해 연이어 통하도록 구성된다.

청구 범위 제9항에 관한 본 발명은, 상기 제3 클러치는 마찰 부재와 이 마찰 부재를 압압하는 유압 서보를 가지며 이루어지고, 상기 유압 서보를 상기 마찰 부재에 대해 상기 감속 유성 기어와는 축방향 반대측에 배치하고, 상기 유압 서보의 실린더를 구성하는 드럼형 부재를 상기 입력축과 연결하여 구성된다.

청구 범위 제10항에 관한 본 발명은, 상기 제1 브레이크는 상기 감속 유성 기어에 대하여 상기 유성 기어 유닛과는 축방향 반대측에 배치하고, 상기 제1 브레이크의 유압 서보를 케이스에 설치하여 구성된다.

청구 범위 제11항에 관한 본 발명은, 상기 감속 회전이 입력되는 제1 회전 요소를 고정할 수 있는 제2 브레이크를 구비하고, 상기 제1 브레이크 및 상기 제2 브레이크는, 마찰 부재와 이 마찰 부재를 압압하는 유압 서보를 각각 가지며 이루어지고, 상기 제2 브레이크의 유압 서보의 직경 방향 내주측에 상기 제1 브레이크의 유압 서보를 배치함과 아울러, 상기 제1 브레이크의 마찰 부재를 상기 제1 브레이크의 유압 서보와 상기 제2 브레이크의 유압 서보 사이로부터 연장되는 부재에 맞물려 구성된다.

청구 범위 제12항에 관한 본 발명은, 상기 감속 회전이 입력되는 제1 회전 요소를 고정할 수 있는 제2 브레이크를 구비하고, 상기 걸림 결합 수단을 상기 제2 브레이크의 직경 방향 내주측에 배치하여 구성된다.

청구 범위 제13항에 관한 본 발명은, 상기 제1 클러치는 저중속단에서 걸림 결합하는 클러치이도록 구성된다.

이에 따라, 제1 클러치가 비교적 고속단이나 후진단 등에서 해방되었을 때에, 특히 상기 제1 클러치와 제2 회전 요소를 접속하는 부재가 비교적 고회전 또는 역전 회전하게 되고, 한편에서 유성 기어로부터 감속 회전을 전달하는 전달 부재가 감속 회전하는 경우나 고정되는 경우가 발생하여 그 회전수 차이가 커지는 경우가 있는데, 상기 제1 클러치는 유성 기어 유닛을 통해 유성 기어의 반대측에 위치하기 때문에, 즉 비교적 고회전 또는 역전 회전하는 부재와 감속 회전 하는 부재(특히, 전달 부재)를 분리하여 배치할 수 있으며, 예컨대 이들 부재가 다중축 구조로 접촉 배치된 경우에 비해, 이들 부재간의 상대 회전에 의해 발생하는 자동 변속기의 효율 저하를 방지할 수 있다.

청구 범위 제14항에 관한 본 발명은, 상기 제1 클러치를 상기 유성 기어 유닛에 인접 배치하고, 상기 제1 클러치는, 마찰 부재와 이 마찰 부재를 압압하는 유압 서보와, 이 유압 서보에 일체적으로 구성된 드럼형 부재와, 허브 부재를 가지며 이루어지고, 상기 드럼형 부재와 상기 입력축을 연결하고, 상기 허브 부재와 상기 제2 회전 요소를 연결하여 구성된다.

청구 범위 제15항에 관한 본 발명은, 상기 유성 기어의 감속 회전 요소와 상기 유성 기어 유닛의 제1 회전 요소를 연결하는 전달 부재는 상기 출력 부재의 내주를 통과하여 서로 연결되어 구성된다.

청구 범위 제16항에 관한 본 발명은, 구동 차륜에 회전을 출력하는 디퍼렌셜부와, 이 디퍼렌셜부에 걸림 결합하는 카운터 샤프트부를 갖고, 상기 출력 부재는 상기 카운터 샤프트부에 맞물리는 카운터 기어이도록 구성된다.

청구 범위 제17항에 관한 본 발명은, 종축에 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 회전 요소 각각의 회전수를 나타냄과 아울러, 횡축에 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 회전 요소의 기어비에 대응시켜 나타내어 이루어지는 속도선도에 있어서, 상기 감속 회전이 입력되는 상기 제1 회전 요소를 횡방향 최단부에 위치하고, 차례로 상기 제3 회전 요소, 상기 출력 부재에 연결된 상기 제4 회전 요소, 상기 제2 회전 요소에 대응시켜 구성된다.

청구 범위 제18항에 관한 본 발명은, 상기 유성 기어 유닛은 제1 태양 기어와, 상기 제1 태양 기어에 맞물리는 롱 피니언과, 이 롱 피니언에 맞물리는 쇼트 피니언과, 상기 롱 피니언 및 상기 쇼트 피니언을 회전 지지하는 캐리어와, 상기 쇼트 피니언에 맞물리는 상기 제2 태양 기어와, 상기 롱 피니언에 맞물리는 링 기어에 의해 구성되는 라비뇨형 유성 기어로서, 상기 제1 회전 요소는 상기 감속 회전 요소의 감속 회전을 입력하고, 또한 제2 브레이크의 걸림에 의해 고정할 수 있는 상기 제1 태양 기어이고, 상기 제2 회전 요소는 상기 제1 클러치의 걸림 결합에 의해 상기 입력축의 회전을 입력하는 상기 제2 태양 기어이고, 상기 제3 회전 요소는 상기 제2 클러치의 걸림 결합에 의해 상기 입력축의 회전을 입력하고, 또한 제3 브레이크의 걸림에 의해 고정할 수 있는 상기 캐리어이고, 상기 제4 회전 요소는 상기 출력 부재에 연결된 상기 링 기어이도록 구성된다.

청구 범위 제19항에 관한 본 발명은, 전진 1속단시에 상기 제1 클러치를 걸림 결합함과 아울러 상기 제3 브레이크를 걸리게 하고, 전진 2속단시에 상기 제1 클러치를 걸림 결합함과 아울러 상기 제2 브레이크를 걸리게 하고, 전진 3속단시에 상기 제1 회전 요소에 상기 감속 회전 요소로부터의 감속 회전을 입력함과 아울러 상기 제1 클러치를 걸림 결합하고, 전진 4속단시에 상기 제1 클러치와 상기 제2 클러치를 함께 걸림 결합하고, 전진 5속단시에 상기 제1 회전 요소에 상기 감속 회전 요소로부터의 감속 회전을 입력함과 아울러 상기 제2 클러치를 걸림 결합하고, 전진 6속단시에 상기 제2 클러치를 걸림 결합함과 아울러 상기 제2 브레이크를 걸리게 하고, 후진 1속단시에 상기 제1 회전 요소에 상기 감속 회전 요소로부터의 감속 회전을 입력함과 아울러 상기 제3 브레이크를 걸리게 하고, 전진 6속단 및 후진 1속단을 달성하도록 구성된다.

본 발명은, 자동 변속기의 컴팩트화, 경량화를 가능하게 할 수 있고, 또한 이너셔(관성력)를 작게 할 수 있기 때문에 자동 변속기의 제어성을 향상시킬 수 있고, 변속 충격의 발생을 저감할 수 있으며, 특히 FF 차량이라면 전륜으로의 간섭을 줄일 수 있으며, 예컨대 조타각의 증대 등이 가능해지는 등, 차량의 탑재성을 향상시킬 수 있다.

<제1 실시 형태>

이하, 본 발명에 관한 제1 실시 형태에 대해 도1 내지 도3에 따라 설명한다. 도1은 제1 실시 형태에 관한 자동 변속기의 자동 변속 기구를 도시한 모식 단면도, 도2는 제1 실시 형태에 관한 자동 변속기의 작동표, 도3은 제1 실시 형태에 관한 자동 변속기의 속도선도이다.

본 발명의 제1 실시 형태에 관한 자동 변속기는, 도1에 도시한 바와 같은 자동 변속 기구(1₁)를 갖고 있고, 특히 FF(프런트 엔진, 프런트 드라이브) 차량에 사용하기에 적합하며, 도시하지 않은 하우징 케이스 및 미션 케이스(3)로 이루어진 케이스를 갖고 있고, 상기 하우징 케이스내에 도시하지 않은 토크 컨버터, 상기 미션 케이스(3)내에 자동 변속 기구(1₁), 도시하지 않은 카운터 샤프트부(구동 차륜 전달 기구) 및 디퍼렌셜부(구동 차륜 전달 기구)가 배치되어 있다.

상기 토크 컨버터는 예컨대 엔진(도시 생략)의 출력축과 동축상인 자동 변속 기구(1₁)의 입력축(2)을 중심으로 한 축상에 배치되어 있고, 상기 자동 변속 기구(1₁)는 상기 엔진의 출력축, 즉 상기 입력축(2)을 중심으로 한 축상에 배치되어 있다. 또한, 상기 카운터 샤프트부는 이들 입력축(2)과 평행한 축상인 카운터 샤프트(도시 생략)상에 배치되어 있고, 상기 디퍼렌셜부는 상기 카운터 샤프트와 평행한 축상에 도시하지 않은 좌우 차축을 갖는 형태로 배치되어 있다.

이어서, 제1 실시 형태에 관한 자동 변속기의 자동 변속 기구(1₁)에 대해 도1에 따라 설명한다. 도1에 도시한 바와 같이, 자동 변속 기구(1₁)는 입력축(2)상에 유성 기어 유닛(PU)과 유성 기어(PR)를 갖고 있다. 상기 유성 기어 유닛(PU)은, 4 개의 회전 요소로서 태양 기어(S2)(제2 회전 요소), 캐리어(CR2)(제3 회전 요소), 링 기어(R3)(제4 회전 요소), 및 태양 기어(S3)(제1 회전 요소)를 갖고, 상기 캐리어(CR2)에, 측판에 지지되어 태양 기어(S3) 및 링 기어(R3)에 맞물리는 롱 피니언(PL)과, 태양 기어(S2)에 맞물리는 쇼트 피니언(PS)을 서로 맞물리는 형태로 갖고 있는, 소위 라비뇨형 유성 기어이다. 또한, 상기 유성 기어(PR)는, 캐리어(고정 회전 요소)(CR1)에, 링 기어(감속 회전 요소)(R1)에 맞물리는 피니언(Pb) 및 태양 기어(입력 회전 요소)(S1)에 맞물리는 피니언(Pa)을 서로 맞물리는 형태로 갖고 있는, 소위 더블 피니언 유성 기어이다.

상기 입력축(2)상에는 유압 서보(13), 마찰판(73), 클러치 드럼을 형성하는 드럼형 부재(25), 허브 부재(26)를 갖는 다판식 클러치(C3)(제3 클러치)가 배치되어 있다.

상기 유압 서보(13)는 마찰판(73)을 압압하기 위한 피스톤 부재(b)와, 실린더부(e)를 갖는 드럼형 부재(25)와, 상기 피스톤 부재(b)와 이 실린더(e) 사이에 밀봉 링(f, g)에 의해 밀봉되어 형성되는 유실(a)과, 상기 피스톤 부재(b)를 상기 유실(a) 방향으로 탄성 지지하는 리턴 스프링(c)과, 이 리턴 스프링(c)의 탄성 지지를 받는 리턴 플레이트(d)에 의해 구성되어 있다.

또, 이하의 설명에 있어서, 각 유압 서보는 마찬가지로 유실(a), 피스톤 부재(b), 리턴 스프링(c), 리턴 플레이트(d), 실린더 부재(e), 밀봉 링(f, g)에 의해 구성되어 있는 것으로 하고, 그 설명을 생략한다.

상기 유압 서보(13)의 유실(a)은 입력축(2)에 형성되어 있는 유로(2a)와 연 이어 통해 있고, 상기 유로(2a)는 케이스(3)의 일단에 연장 형성되고, 상기 입력축(2)상에 슬리브형상으로 형성되어 있는 보스부(3a)의 유로(92)에 연이어 통해 있고, 상기 유로(92)는 도시하지 않은 유압 제어 장치에 연이어 통해 있다. 즉, 상기 유압 서보(13)는 입력축(2)상에 배치되어 있기 때문에, 상기 보스부(3a)와 입력축(2) 사이를 밀봉하는 1쌍의 밀봉 링(81)에 의해 도시하지 않은 유압 제어 장치로부터 유압 서보(13)의 유실(a)까지의 유로가 구성되어 있다.

또한, 상기 입력축(2)에는 상기 드럼형 부재(25)가 접속되어 있고, 이 드럼형 부재(25)의 선단부 내주측에는 클러치(C3)용 유압 서보(13)에 의해 걸림 결합이 가능하게 되어 있는 클러치(C3)의 마찰판(73)이 스플라인 걸림 결합하는 형태로 배치되어 있다. 상기 클러치(C3)의 마찰판(73)의 내주측에는 허브 부재(26)가 스플라인 걸림 결합하는 형태로 접속되어 있고, 상기 허브 부재(26)는 태양 기어(S1)에 접속되어 있다. 또한, 캐리어(CR1)는 피니언(Pa) 및 피니언(Pb)을 갖고 있고, 상기 피니언(Pb)은 상기 링 기어(R1)에 맞물리고, 상기 피니언(Pa)은 입력축(2)에 접속된 태양 기어(S1)에 맞물려 있다. 상기 캐리어(CR1)는 측판을 통해 케이스(3)의 보스부(3a)에 고정되어 있고, 상기 링 기어(R1)는 지지 부재(31)에 의해 보스부(3a)에 회전이 가능하도록 지지되어 있다.

상기 링 기어(R1)의 외주측에는 유압 서보(14), 마찰판(74), 허브 부재(29)를 갖는 다판식 브레이크(B1)(제2 브레이크)가 배치되어 있고, 상기 허브 부재(29)의 외주측에는 브레이크(B1)용 유압 서보(14)에 의해 걸림이 가능하게 되어 있는 브레이크(B1)의 마찰판(74)이 스플라인 걸림 결합되어 있는 형태로 배치되어 있다. 그리고, 상기 허브 부재(29)에는 상기 링 기어(R1)에 접속되어 있음과 아울러 상기 클러치(C3)가 걸림 결합하였을 때에 링 기어(R1)의 회전을 전달하는 전달 부재(30)가 접속되어 있고, 상기 전달 부재(30)의 타단측에는 상기 유성 기어 유닛(PU)의 태양 기어(S3)가 접속되어 있다. 즉, 링 기어(R1)와 태양 기어(S3)는 그 사이에 클러치가 개재되지 않으며 상시 접속되어 있어 상시 회전이 전달되는 상태로 되어 있다.

한편, 입력축(2)의 타단상(도면중 좌측)에는 유압 서보(11), 마찰판(71), 클러치 드럼을 형성하는 드럼형 부재(21), 허브 부재(22)를 갖는 다판식 클러치(C1)(제1 클러치)가 배치되어 있다. 또한, 케이스(3)의 상기 보스부(3a)와는 반대측 타단에 연장 형성되고, 입력축(2)상에 슬리브형상으로 형성되어 있는 보스부(3b)상에는 유압 서보(12), 마찰판(72), 클러치 드럼을 형성하는 드럼형 부재(23), 허브 부재(24)를 갖는 다판식 클러치(C2)(제2 클러치)가 배치되어 있다.

상기 유압 서보(11)의 유실(a)은 상기 입력축(2)에 형성되어 있는 유로(2b)와 연이어 통해 있고, 이 유로(2b)는 상기 보스부(3b)의 유로(93)에 연이어 통하고, 이 유로(93)는 도시하지 않은 유압 제어 장치에 연이어 통해 있다. 즉, 상기 유압 서보(11)는 케이스(3)의 보스부(3b)와 입력축(2) 사이를 밀봉하는 1쌍의 밀봉 링(82)에 의해 도시하지 않은 유압 제어 장치로부터 유압 서보(11)의 유실(a)까지의 유로가 구성되어 있다.

상기 유압 서보(12)의 유실(a)은 상기 보스부(3b)의 유로(94)에 연이어 통해 있고, 상기 유로(94)는 도시하지 않은 유압 제어 장치에 연이어 통해 있다. 즉, 상기 유압 서보(12)에 대해서는 케이스(3)의 보스부(3b)와 드럼형 부재(23) 사이를 밀봉하는 1쌍의 밀봉 링(83)에 의해 도시하지 않은 유압 제어 장치로부터 유압 서보(12)의 유실까지의 유로가 구성되어 있다.

상기 클러치(C1)의 드럼형 부재(21)는 입력축(2)에 접속되어 있고, 상기 드럼형 부재(21)의 선단부 내주측에는 클러치(C1)용 유압 서보(11)에 의해 걸림 결합이 가능하게 되어 있는 클러치(C1)의 마찰판(71)이 스플라인 걸림 결합하는 형태로 배치되어 있다. 상기 클러치(C1)의 마찰판(71)의 내주측에는 허브 부재(22)가 스플라인 걸림 결합하는 형태로 배치되어 있고, 상기 허브 부재(22)는 태양 기어(S2)에 접속되어 있다.

상기 클러치(C2)의 드럼형 부재(23)도 입력축(2)에 접속되어 있고, 상기 드럼형 부재(23)의 선단부 내주측에는 클러치(C2)용 유압 서보(12)에 의해 걸림 결합이 가능하게 되어 있는 클러치(C2)의 마찰판(72)이 스플라인 걸림 결합하는 형태로 배치되어 있다. 상기 클러치(C2)의 마찰판(72)의 내주측에는 허브 부재(24)가 스플라인 걸림 결합하는 형태로 배치되어 있고, 상기 허브 부재(24)는 캐리어(CR2)에 접속되어 있다.

한편, 유성 기어 유닛(PU)의 외주측에는 유압 서보(15), 마찰판(75), 허브 부재(28)를 갖는 다판식 브레이크(B2)(제3 브레이크)가 배치되어 있다. 상기 유성 기어 유닛(PU)의 캐리어(CR2)의 측판에는 상기 브레이크(B2)의 마찰판(75)이 스플라인 걸림 결합하고 있는 형태의 허브 부재(28)가 접속되어 있고, 또 상기 허브 부재(28)에는 원웨이 클러치(F1)의 이너 레이스가 접속되어 있다. 상기 캐리어(CR2) 의 쇼트 피니언(PS)에는 태양 기어(S2)가 맞물려 있고, 상기 캐리어(CR2)의 롱 피니언(PL)에는 상기 태양 기어(S3) 및 링 기어(R3)가 맞물려 있다. 그리고, 상기 링 기어(R3)의 일단에는 연결 부재(27)가 접속되며, 상기 링 기어(R3)가 상기 연결 부재(27)를 통해 카운터 기어(출력 부재)(5)에 연결되어 있다.

이상 설명한 바와 같이, 유성 기어 유닛(PU)의 축방향 한쪽에 유성 기어(PR)와 클러치(C3)가 배치되어 있음과 아울러, 축방향 다른쪽에 클러치(C1) 및 클러치(C2)가 배치되어 있다. 또한, 유성 기어(PR)와 유성 기어 유닛(PU)의 축방향에 있어서의 사이에는 카운터 기어(5)가 배치되어 있다. 또한, 브레이크(B1)는 유성 기어의 외주측에, 브레이크(B2)는 유성 기어 유닛(PU)의 외주측에 각각 배치되어 있다.

계속해서, 상기 구성에 기초하여 자동 변속 기구(1₁)의 작용에 대해 도1, 도2 및 도3에 따라 설명한다. 또, 도3에 도시한 속도선도에 있어서, 종축은 각각의 회전 요소의 회전수를 나타내고, 횡축은 이들 회전 요소의 기어비에 대응하여 나타내고 있다. 또한, 상기 속도선도의 유성 기어 유닛(PU) 부분에 있어서, 횡방향 최단부(도3 중 우측)의 종축은 태양 기어(S3)에, 이후 도면중 좌측으로 차례로 종축은 캐리어(CR2), 링 기어(R3), 태양 기어(S2)에 대응하고 있다. 그리고, 상기 속도선도의 유성 기어(PR) 부분에 있어서, 횡방향 최단부(도3 중 우측)의 종축은 태양 기어(S1)에, 이후 도면중 좌측으로 차례로 종축은 링 기어(R1), 캐리어(CR1)에 대응하고 있다. 또한, 이들 종축의 간격은 각각의 태양 기어(S1, S2, S3)의 잇수 의 역수 및 각각의 링 기어(R1, R3)의 잇수의 역수에 비례하고 있다. 그리고, 도면중 횡축 방향의 파선은 전달 부재(30)에 의해 회전이 전달되는 것을 나타내고 있다.

도1에 도시한 바와 같이, 상기 태양 기어(S2)에는 클러치(C1)가 걸림 결합함으로써 입력축(2)의 회전이 입력된다. 상기 캐리어(CR2)에는 클러치(C2)가 걸림 결합함으로써 입력축(2)의 회전이 입력됨과 아울러, 상기 캐리어(CR2)는 브레이크(B2)의 걸림에 의해 회전이 고정 가능하게 되어 있고, 또한 원웨이 클러치(F1)에 의해 일방향의 회전이 규제되어 있다.

한편, 상기 태양 기어(S1)에는 클러치(C3)가 걸림 결합함으로써 입력축(2)의 회전이 입력된다. 또한, 상기 캐리어(CR1)는 케이스(3)에 접속되어 회전이 고정되어 있고, 상기 태양 기어(S1)에 입력축(2)의 회전이 입력되면, 이에 따라 링 기어(R1)는 감속 회전한다. 상기 링 기어(R1)의 감속 회전은 전달 부재(30)를 통해 태양 기어(S3)에 입력된다. 또한, 클러치(C3)가 걸림 결합하지 않고 브레이크(B1)가 걸리면, 상기 전달 부재(30)를 통해 태양 기어(S3)의 회전이 고정된다.

그리고, 상기 링 기어(R3)의 회전은 상기 카운터 기어(5)로 출력되고, 상기 카운터 기어(5), 도시하지 않은 카운터 샤프트부 및 디퍼렌셜부를 통해 도시하지 않은 구동 차륜으로 출력된다.

D(드라이브) 레인지에 있어서의 전진 1속단에서는, 도2에 도시한 바와 같이 클러치(C1) 및 원웨이 클러치(F1)가 걸림 결합된다. 그러면, 도3에 도시한 바와 같이 클러치(C1)를 통해 태양 기어(S2)에 입력축(2)의 회전이 입력됨과 아울러, 캐 리어(CR2)의 회전이 일방향(정전 회전 방향)으로 규제되어, 즉 캐리어(CR2)의 역전 회전이 방지되어 고정된 상태로 된다. 그리고, 태양 기어(S2)에 입력된 입력축(2)의 회전이 고정된 캐리어(CR2)를 통해 링 기어(R3)로 출력되고, 전진 1속단으로서의 정전 회전이 카운터 기어(5)로부터 출력된다.

또, 엔진 브레이크시(코스트시)에는 브레이크(B2)를 걸리게 하여 캐리어(CR2)를 고정하고, 상기 캐리어(CR2)의 정전 회전을 방지하는 형태로 상기 전진 1속단의 상태를 유지한다. 또한, 상기 전진 1속단에서는 원웨이 클러치(F1)에 의해 캐리어(CR2)의 역전 회전을 방지하고 또한 정전 회전을 가능하게 하기 때문에, 예컨대 비주행 레인지에서 주행 레인지로 전환하였을 때의 전진 1속단의 달성을 원웨이 클러치의 자동 걸림 결합에 의해 원활하게 행할 수 있다.

D(드라이브) 레인지에 있어서의 전진 2속단에서는, 도2에 도시한 바와 같이 클러치(C1)가 걸림 결합되고, 브레이크(B1)가 걸린다. 그러면, 도3에 도시한 바와 같이 클러치(C1)를 통해 태양 기어(S2)에 입력축(2)의 회전이 입력됨과 아울러 브레이크(B1)의 걸림에 의해 태양 기어(S3)가 고정된다. 이에 따라, 캐리어(CR2)가 약간 감속 회전하고, 태양 기어(S2)에 입력된 입력축(2)의 회전이 상기 감속 회전의 캐리어(CR2)를 통해 링 기어(R3)로 출력되고, 전진 2속단으로서의 정전 회전이 카운터 기어(5)로부터 출력된다.

D(드라이브) 레인지에 있어서의 전진 3속단에서는, 도2에 도시한 바와 같이 클러치(C1) 및 클러치(C3)가 걸림 결합된다. 그러면, 도3에 도시한 바와 같이 클러치(C1)를 통해 태양 기어(S2)에 입력축(2)의 회전이 입력된다. 또한, 클러 치(C3)를 통해 태양 기어(S1)에 입력축(2)의 회전이 입력되고, 고정된 캐리어(CR1)에 의해 링 기어(R1)가 감속 회전하여 상기 링 기어(R1)의 감속 회전이 전달 부재(30)를 통해 태양 기어(S3)로 출력된다. 그러면, 태양 기어(S2)에 입력된 입력축(2)의 회전과 태양 기어(S3)의 감속 회전에 의해 캐리어(CR2)가 상기 태양 기어(S3)의 감속 회전보다 약간 큰 감속 회전이 된다. 그리고, 태양 기어(S2)에 입력된 입력축(2)의 회전이 상기 감속 회전의 캐리어(CR2)를 통해 링 기어(R3)로 출력되고, 전진 3속단으로서의 정전 회전이 카운터 기어(5)로부터 출력된다. 또, 이 때 태양 기어(S3) 및 링 기어(R1)는 감속 회전하고 있기 때문에, 상기 전달 부재(30)는 비교적 큰 토크 전달을 행하고 있다.

D(드라이브) 레인지에 있어서의 전진 4속단에서는, 도2에 도시한 바와 같이 클러치(C1) 및 클러치(C2)가 걸림 결합된다. 그러면, 도3에 도시한 바와 같이 클러치(C1)를 통해 태양 기어(S2)와, 클러치(C2)를 통해 캐리어(CR2)에 입력축(2)의 회전이 입력된다. 이에 따라, 태양 기어(S2)에 입력된 입력축(2)의 회전과 캐리어(CR2)에 입력된 입력축(2)의 회전에 의해, 즉 직결 회전의 상태로 되어 링 기어(R3)로 입력축(2)의 회전이 그대로 출력되고, 전진 4속단으로서의 정전 회전이 카운터 기어(5)로부터 출력된다.

D(드라이브) 레인지에 있어서의 전진 5속단에서는, 도2에 도시한 바와 같이 클러치(C2) 및 클러치(C3)가 걸림 결합된다. 그러면, 도3에 도시한 바와 같이 클러치(C2)를 통해 캐리어(CR2)에 입력축(2)의 회전이 입력된다. 또한, 클러치(C3)를 통해 태양 기어(S1)에 입력축(2)의 회전이 입력되고, 고정된 캐리어(CR1)에 의 해 링 기어(R1)가 감속 회전하여 상기 링 기어(R1)의 감속 회전이 전달 부재(30)를 통해 태양 기어(S3)로 출력된다. 그러면, 태양 기어(S3)의 감속 회전과 입력축(2)의 회전이 입력된 캐리어(CR2)에 의해 증속 회전으로 되어 링 기어(R3)로 출력되고, 전진 5속단으로서의 정전 회전이 카운터 기어(5)로부터 출력된다. 또, 이 때 상기 전진 3속단의 상태와 마찬가지로 태양 기어(S3) 및 링 기어(R1)는 감속 회전하고 있기 때문에, 상기 전달 부재(30)는 비교적 큰 토크 전달을 행하고 있다.

*D(드라이브) 레인지에 있어서의 전진 6속단에서는, 도2에 도시한 바와 같이 클러치(C2)가 걸림 결합되고, 브레이크(B1)가 걸린다. 그러면, 도3에 도시한 바와 같이 클러치(C2)를 통해 캐리어(CR2)에 입력축(2)의 회전이 입력됨과 아울러, 브레이크(B1)의 걸림에 의해 태양 기어(S3)가 고정된다. 이에 따라, 캐리어(CR2)에 입력된 입력축(2)의 회전과 고정된 태양 기어(S3)에 의해 (상기 전진 5속단보다 큰) 증속 회전으로 되어 링 기어(R3)로 출력되고, 전진 6속단으로서의 정전 회전이 카운터 기어(5)로부터 출력된다.

*R(리버스) 레인지에 있어서의 전진 1속단에서는, 도2에 도시한 바와 같이 클러치(C3)가 걸림 결합되고, 브레이크(B2)가 걸린다. 그러면, 도3에 도시한 바와 같이 클러치(C3)를 통해 태양 기어(S1)에 입력축(2)의 회전이 입력되고, 고정된 캐리어(CR1)에 의해 링 기어(R1)가 감속 회전하여 상기 링 기어(R1)의 감속 회전이 전달 부재(30)를 통해 태양 기어(S3)로 출력된다. 또한, 브레이크(B2)의 걸림에 의해 캐리어(CR2)가 고정된다. 그러면, 태양 기어(S3)의 감속 회전과 고정된 캐리어(CR2)에 의해 역전 회전으로서 링 기어(R3)로 출력되고, 후진 1속단으로서의 역전 회전이 카운터 기어(5)로부터 출력된다. 또, 이 때 상기 전진 3속단이나 전진 5속단의 상태와 마찬가지로, 태양 기어(S3) 및 링 기어(R1)는 감속 회전하고 있기 때문에, 상기 전달 부재(30)는 비교적 큰 토크 전달을 행하고 있다.

P(파킹) 레인지 및 N(뉴트럴) 레인지에서는, 특히 클러치(C1), 클러치(C2) 및 클러치(C3)가 해방되어 있어 입력축(2)과 카운터 기어(5) 사이의 동력 전달이 절단 상태이며, 자동 변속 기구(1₁) 전체적으로는 공전 상태(뉴트럴 상태)로 된다.

또, 도2 및 도3에 도시한 바와 같이 유성 기어(PR)에 있어서 전진 1속단, 전진 2속단, 전진 4속단, 전진 6속단에서는 전달 부재(30)를 통해 태양 기어(S3)의 회전이 링 기어(R1)에 입력되고, 또한 클러치(C3)가 해방되어 있기 때문에, 도3에 도시한 바와 같이 태양 기어(S1)가 상기 링 기어(R1)의 각각 변속단에 있어서의 회전과 고정된 캐리어(CR1)에 기초하여 회전한다.

이상과 같이, 본 발명에 의한 자동 변속 기구(1₁)에 의하면, 유성 기어(PR) 및 클러치(C3)를 유성 기어 유닛(PU)의 축방향 한쪽에 배치하고, 클러치(C1) 및 클러치(C2)를 유성 기어 유닛(PU)의 축방향 다른쪽에 배치하였기 때문에, 전진 4속단시에 소위 직결 상태가 되는 전진 6속단 및 후진 1속단을 달성하는 자동 변속기를 제공하는 것이면서, 예컨대 유성 기어(PR)와 유성 기어 유닛(PU) 사이에 클러치(C1)나 클러치(C2)를 배치하는 경우에 비해, 유성 기어(PR)와 유성 기어 유 닛(PU)을 가까이 배치할 수 있으므로, 감속 회전을 전달하기 위한 전달 부재(30)를 비교적 짧게 할 수 있다. 이에 따라, 자동 변속기의 컴팩트화, 경량화를 가능하게 할 수 있고, 또한 이너셔(관성력)를 작게 할 수 있기 때문에, 자동 변속기의 제어성을 향상시킬 수 있어 변속 충격의 발생을 저감할 수 있다.

또한, 클러치(C3)를 유성 기어 유닛(PU)의 축방향 한쪽에 배치하고, 클러치(C1) 및 클러치(C2)를 유성 기어 유닛(PU)의 축방향 다른쪽에 배치하였기 때문에, 예컨대 3개의 클러치(C1, C2, C3)를 유성 기어 유닛(PU)의 한쪽에 배치하는 경우에 비해, 이들 클러치(C1, C2, C3)의 유압 서보(11, 12, 13)에 공급하는 유로(예컨대, 2a, 2b, 92, 93, 94)의 구성을 쉽게 할 수 있으므로 제조 공정의 간이화, 비용 절감 등을 도모할 수 있다.

또한, 유압 서보(11, 13)는 입력축(2)상에 설치되어 있기 때문에, 케이스(3)로부터 1쌍의 밀봉 링(81, 82)에 의해 새지 못하게 하여 입력축(2)내에 형성된 유로(2a, 2b)에 오일을 공급함으로써, 예컨대 입력축(2)과 유압 서보(11, 13) 사이에 밀봉 링을 설치하지 않고, 유압 서보(11, 13)의 유실에 오일을 공급할 수 있다. 또한, 유압 서보(12)는 케이스(3)에서 연장 형성된 보스부(3b)로부터 예컨대 다른 부재를 통하지 않고 오일을 공급할 수 있고, 즉 1쌍의 밀봉 링(83)을 설치함으로써 오일을 공급할 수 있다. 따라서, 유압 서보(11, 12, 13)에는 각각 1쌍의 밀봉 링(81, 82, 83)을 설치하는 것만으로 오일을 공급할 수 있고, 밀봉 링에 의한 슬라이딩 저항을 최소로 할 수 있으며, 이에 따라 자동 변속기의 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 클러치(C1)는 비교적 저중속단인 전진 1속단, 전진 2속단, 전진 3속단, 전진 4속단에서 걸림 결합하는 클러치이기 때문에, 상기 클러치(C1)가 비교적 고속단인 전진 5속단, 전진 6속단이나 후진 1속단 등에서 해방되었을 때에, 특히 상기 클러치(C1)와 태양 기어(S2)를 접속하는 허브 부재(22)가 비교적 고회전 또는 역전 회전하게 되고(도3 참조), 한편에서 전진 5속단이나 후진 1속단에서는 전달 부재(30)가 감속 회전하고, 전진 6속단에서는 전달 부재가 고정되는 경우가 발생하여 허브 부재(22)와 전달 부재(30)의 회전수 차이가 커지는 경우가 있는데, 상기 클러치(C1)는 유성 기어 유닛(PU)을 통해 유성 기어(PR)의 반대측에 위치하기 때문에, 즉 허브 부재(22)와 전달 부재(30)를 분리하여 배치할 수 있으며, 예컨대 이들 부재가 다중축 구조에 의해 접촉 배치된 경우에 비해, 이들 부재간의 상대 회전에 의해 발생하는 마찰 등에 기인한 자동 변속기의 효율 저하를 방지할 수 있다.

그리고, 유성 기어 유닛(PU)과 유성 기어(PR)의 축방향에 있어서의 사이에 카운터 기어(5)를 배치하기 때문에, 카운터 기어(5)를 자동 변속기의 축방향의 대략 중앙에 배치할 수 있고, 예컨대 자동 변속기를 차량에 탑재할 때에 카운터 기어(5)를 구동 차륜 전달 기구에 맞춰 탑재하기 때문에, 축방향 중 어느 한쪽(특히, 구동원으로부터의 입력측을 전방으로 하였을 때의 후방측)으로 비대화하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 특히 FF 차량이라면 전륜으로의 간섭을 줄일 수 있으며, 예컨대 조타각의 증대 등이 가능하게 되는 등, 차량의 탑재성을 향상시킬 수 있다.

또한, 예컨대 유압 서보(13)를 유성 기어(PR)에 인접 배치하여 허브 부 재(26)를 유압 서보(13)의 실린더 부재로 하면, 허브 부재(26)와 입력축(2) 사이에 1쌍의 밀봉 링을 설치할 필요가 생기는데, 클러치(C3)의 유압 서보(13)를 마찰판(73)에 대해 유성 기어(PR)와는 축방향 반대측에 배치하였기 때문에, 밀봉 링을 설치하지 않고, 즉 밀봉 링의 개수를 줄일 수 있으므로 슬라이딩 저항을 저감할 수 있으며, 이에 따라 자동 변속기의 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 자동 변속 기구(1₁)는 전진 4속단에서 직결 상태로 되는 변속 기구이고, 전진 5속단 및 전진 6속단에서의 기어비를 높게 설정할 수 있다. 이에 따라, 특히 차량에 탑재되었을 때에 고차속으로 주행하는 차량에 있어서, 엔진 회전수를 낮게 할 수 있으므로 고속 주행에서의 차량의 정숙성에 기여할 수 있다.

그런데, 상술한 문제를 해결하는 것으로서 일본 특허공개 평8-68456호 공보에 개시된 바와 같은 것이 제안되어 있다. 그러나, 상기 공보의 것은 감속 유성 기어의 감속 회전을 유성 기어 유닛의 회전 요소로 전달하는 경로상에 클러치를 배치한 구성으로 되어 있고, 상기 감속 회전을 전달하는 경로는 큰 토크가 입력되는 경로이기 때문에, 상기 클러치나 토크 전달하는 부재 등을 그 큰 토크에 견딜 수 있도록 구성할 필요가 있다. 즉, 클러치의 마찰 부재의 장수를 많게 하거나 크게 하거나 또는 마찰 부재를 압압하는 유압 서보를 크게 할 필요가 있다. 또한, 유성 기어 유닛의 회전 요소를 걸리게 하기 위한 브레이크를 배치할 필요가 있기 때문에, 자동 변속기로서의 컴팩트성이 결여되게 되었다. 따라서, 본 실시 형태에 있 어서는 감속 유성 기어 주변의 클러치 및 브레이크를 컴팩트하게 구성함으로써 상기 과제를 해결한 자동 변속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 실시 형태에 관한 자동 변속 기구(1₁)에 의하면, 클러치(C3)가 입력축(2)과 태양 기어(S1)의 사이에 개재되는 것이기 때문에, 클러치(C3)가 예컨대 링 기어(R1)와 태양 기어(S3) 사이에 개재되는 것에 비해, 클러치(C3)에 걸리는 부하를 저감할 수 있으므로 클러치(C3)의 컴팩트화를 도모할 수 있다. 그리고, 클러치(C3)의 마찰 부재 및 유압 서보를 작게 할 수 있기 때문에, 브레이크(B1)의 직경 방향 내주측에 배치하는 것을 가능하게 할 수 있으므로 자동 변속기의 컴팩트화도 도모할 수 있다.

<제2 실시 형태>

이하, 제1 실시 형태를 일부 변경한 제2 실시 형태에 대해 도4를 따라 설명한다. 도4는 제2 실시 형태에 관한 자동 변속기의 자동 변속 기구를 도시한 모식 단면도이다. 한편, 제2 실시 형태는 일부 변경을 제외하고 제1 실시 형태와 동일한 부분에 대해 동일 부호를 붙이며 그 설명을 생략한다.

도4에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태에 관한 자동 변속기의 자동 변속 기구(1₂)는, 제1 실시 형태의 자동 변속 기구(1₁)에 대해(도1 참조) 입력측과 출력측을 반대로 한 것이다. 또한, 전진 1속단 내지 전진 6속단 및 후진 1속단에 있어서, 그 작용은 동일한 것으로 된다(도2 및 도3 참조).

이상과 같이, 본 발명에 관한 자동 변속 기구(1₂)에 의하면, 유성 기어(PR) 및 클러치(C3)를 유성 기어 유닛(PU)의 축방향 한쪽에 배치하고, 클러치(C1) 및 클러치(C2)를 유성 기어 유닛(PU)의 축방향 다른쪽에 배치하였기 때문에, 전진 4속단시에 소위 직결 상태가 되는 전진 6속단 및 후진 1속단을 달성하는 자동 변속기를 제공하는 것이면서, 예컨대 유성 기어(PR)와 유성 기어 유닛(PU) 사이에 클러치(C1)나 클러치(C2)를 배치하는 경우에 비해, 유성 기어(PR)와 유성 기어 유닛(PU)을 가까이 배치할 수 있으므로, 감속 회전을 전달하기 위한 전달 부재(30)를 비교적 짧게 할 수 있다. 이에 따라, 자동 변속기의 컴팩트화, 경량화를 가능하게 할 수 있고, 또한 이너셔(관성력)를 작게 할 수 있기 때문에, 자동 변속기의 제어성을 향상시킬 수 있어 변속 충격의 발생을 저감할 수 있다.

*또한, 유압 서보(11, 13)는 입력축(2)상에 설치되어 있기 때문에, 케이스(3)로부터 1쌍의 밀봉 링(81, 82)에 의해 새지 못하게 하여 입력축(2)내에 형성된 유로(2a, 2b)에 오일을 공급함으로써, 예컨대 입력축(2)과 유압 서보(11, 13) 사이에 밀봉 링을 설치하지 않고, 유압 서보(11, 13)의 유실에 오일을 공급할 수 있다. 또한, 유압 서보(12)는 케이스(3)에서 연장 형성된 보스부(3b)로부터 예컨대 다른 부재를 통하지 않고 오일을 공급할 수 있고, 즉 1쌍의 밀봉 링(83)을 설치함으로써 오일을 공급할 수 있다. 따라서, 유압 서보(11, 12, 13)에는 각각 1쌍의 밀봉 링(81, 82, 83)을 설치하는 것만으로 오일을 공급할 수 있고, 밀봉 링에 의한 슬라이딩 저항을 최소로 할 수 있으며, 이에 따라 자동 변속기의 효율을 향상시킬 수 있다.

그리고, 유성 기어 유닛(PU)과 유성 기어(PR)의 축방향에 있어서의 사이에 카운터 기어(5)를 배치하기 때문에, 카운터 기어(5)를 자동 변속기의 축방향의 대략 중앙에 배치할 수 있고, 예컨대 자동 변속기를 차량에 탑재할 때에 카운터 기 어(5)를 구동 차륜 전달 기구에 맞춰 탑재하기 때문에, 축방향 중 어느 한쪽(특히, 구동원으로부터의 입력측을 전방으로 하였을 때의 후방향)으로 비대화하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 특히 FF 차량이라면 전륜으로의 간섭을 줄일 수 있으며, 예컨대 조타각의 증대 등이 가능하게 되는 등, 차량의 탑재성을 향상시킬 수 있다.

또한, 예컨대 유압 서보(13)를 유성 기어(PR)에 인접 배치하여 허브 부재(26)를 유압 서보(13)의 실린더 부재로 하면, 허브 부재(26)와 입력축(2) 사이에 1쌍의 밀봉 링을 설치할 필요가 생기는데, 클러치(C3)의 유압 서보(13)를 마찰판(73)에 대해 유성 기어(PR)와는 축방향 반대측에 배치하였기 때문에, 밀봉 링을 설치하지 않고, 즉 밀봉 링의 개수를 줄일 수 있으므로 슬라이딩 저항을 저감할 수 있으며, 이에 따라 자동 변속기의 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 자동 변속 기구(1₂)는 전진 4속단에서 직결 상태로 되는 변속 기구이고, 전진 5속단 및 전진 6속단에서의 기어비를 높게 설정할 수 있다. 이에 따라, 특히 차량에 탑재되었을 때에 고차속으로 주행하는 차량에 있어서, 엔진 회전수를 낮게 할 수 있으므로 고속 주행에서의 차량의 정숙성에 기여할 수 있다.

그런데, 상술한 문제를 해결하는 것으로서, 일본 특허공개 평8-68456호 공보에 개시된 바와 같은 것이 제안되어 있다. 그러나, 상기 공보의 것은 감속 유성 기어의 감속 회전을 유성 기어 유닛의 회전 요소로 전달하는 경로상에 클러치를 배 치한 구성으로 되어 있고, 상기 감속 회전을 전달하는 경로는 큰 토크가 입력되는 경로이기 때문에, 상기 클러치나 토크 전달하는 부재 등을 그 큰 토크에 견딜 수 있도록 구성할 필요가 있다. 즉, 클러치의 마찰 부재의 장수를 많게 하거나 크게 하거나 또는 마찰 부재를 압압하는 유압 서보를 크게 할 필요가 있다. 또한, 유성 기어 유닛의 회전 요소를 걸리게 하기 위한 브레이크를 배치할 필요가 있기 때문에, 자동 변속기로서의 컴팩트성이 결여되게 되었다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서는 감속 유성 기어 주변의 클러치 및 브레이크를 컴팩트하게 구성함으로써 상기 과제를 해결한 자동 변속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 실시 형태에 관한 자동 변속 기구(1₂)에 의하면, 클러치(C3)가 입력축(2)과 태양 기어(S1) 사이에 개재되는 것이기 때문에, 클러치(C3)가 예컨대 링 기어(R1)와 태양 기어(S3) 사이에 개재되는 것에 비해, 클러치(C3)에 걸리는 부하를 저감할 수 있으므로 클러치(C3)의 컴팩트화를 도모할 수 있다. 그리고, 클러치(C3)의 마찰 부재 및 유압 서보를 작게 할 수 있기 때문에, 브레이크(B1)의 직경 방향 내주측에 배치하는 것을 가능하게 할 수 있으므로 자동 변속기의 컴팩트화도 도모할 수 있다.

<제3 실시 형태>

이하, 제1 실시 형태를 일부 변경한 제3 실시 형태에 대해 도5 내지 도7를 따라 설명한다. 도5는 제3 실시 형태에 관한 자동 변속기의 자동 변속 기구를 도시한 모식 단면도, 도6은 제3 실시 형태에 관한 자동 변속기의 작동표, 도7은 제3 실시 형태에 관한 자동 변속기의 속도선도이다. 또, 제3 실시 형태는 변경 부분을 제외하고 제1 실시 형태와 동일한 부분에 대해 동일 부호를 붙이며 그 설명을 생략한다.

도5에 도시한 바와 같이, 제3 실시 형태에 관한 자동 변속기의 자동 변속 기구(1₃)는, 제1 실시 형태의 자동 변속 기구(1₁)에 대해(도1 참조), 유성 기어(PR)의 배치를 변경하고, 또한 클러치(C3) 대신에 브레이크(B3)(제1 브레이크)를 배치하고, 유성 기어(PR)의 캐리어(CR1)를 브레이크(B3)에 의해 고정이 가능해지도록 변경한 것이다.

상기 자동 변속 기구(1₃)에 있어서, 브레이크(B3)는 유성 기어(PR)의 유성 기어 유닛(PU)과는 반대측(도면중 우측)에 배치되어 있다. 상기 브레이크(B3)는 유압 서보(16), 마찰판(76), 허브 부재(33)를 갖고 있다. 또한, 브레이크(B1)는 브레이크(B3)의 외주측에 배치되어 있다.

상기 브레이크(B3)의 허브 부재(33)는 캐리어(CR1)의 일측 측판에 접속되어 있고, 상기 캐리어(CR1)는 입력축(2) 또는 보스부(3a)에 회전이 가능하게 지지되어 있다. 또한, 태양 기어(S1)는 입력축(2)에 접속되어 있다. 그리고, 링 기어(R1)의 외주측에는 브레이크(B1)의 마찰판(74)이 스플라인 걸림 결합되어 있음과 아울러, 상기 링 기어(R1)에는 전달 부재(30)가 접속되며, 이 전달 부재(30)를 통해 태양 기어(S3)가 접속되어 있다. 즉, 링 기어(R1)와 태양 기어(S3)는 그 사이에 예컨대 클러치 등이 개재되지 않으며 상시 접속되어 있어 상시 회전이 전달되는 상태 로 되어 있다.

계속해서, 상기 구성에 기초하여 자동 변속 기구(1₃)의 작용에 대해 도5, 도6 및 도7에 따라 설명한다. 또, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 도7에 도시한 속도선도에 있어서, 종축은 각각의 회전 요소의 회전수를 나타내고 있고, 횡축은 이들 회전 요소의 기어비에 대응하여 나타내고 있다. 또한, 상기 속도선도의 유성 기어 유닛(PU) 부분에 있어서, 횡방향 최단부(도7 중 우측)의 종축은 태양 기어(S3)에, 이후 도면중 좌측으로 차례로 종축은 캐리어(CR2), 링 기어(R2), 태양 기어(S2)에 대응하고 있다. 그리고, 상기 속도선도의 유성 기어(PR) 부분에 있어서, 횡방향 최단부(도7 중 우측)의 종축은 태양 기어(S1)에, 이후 도면중 좌측으로 차례로 종축은 링 기어(R1), 캐리어(CR1)에 대응하고 있다. 또한, 이들 종축의 간격은 각각의 태양 기어(S1, S2, S3)의 잇수의 역수 및 각각의 링 기어(R1, R3)의 잇수의 역수에 비례하고 있다. 그리고, 도면중 횡축 방향의 파선은 전달 부재(30)에 의해 회전이 전달되는 것을 나타내고 있다.

도5에 도시한 바와 같이, 브레이크(B3)가 걸리게 함으로써 상기 캐리어(CR1)는 케이스(3)에 대해 고정된다. 그리고, 태양 기어(S1)에는 입력축(2)의 회전이 입력되어 있고, 상기 링 기어(R1)는 상기 캐리어(CR1)가 고정됨으로써, 상기 태양 기어(S1)에 입력되는 입력축(2)의 회전에 기초하여 감속 회전한다. 즉, 태양 기어(S3)에는, 브레이크(B3)가 걸림 결합함으로써, 전달 부재(30)를 통해 링 기어(R1)의 감속 회전이 입력된다.

그러면, 도6 및 도7에 도시한 바와 같이, 유성 기어(PR)에 있어서 전진 3속단, 전진 5속단, 후진 1속단에서는 브레이크(B3)가 걸리게 함으로써 캐리어(CR1)가 고정되고, 입력축(2)의 회전이 입력되어 있는 태양 기어(S1)의 회전에 의해 링 기어(R3)로 감속 회전이 출력되어 전달 부재(30)를 통해 태양 기어(S3)에 감속 회전이 입력된다. 이 때, 링 기어(R1) 및 태양 기어(S3)는 감속 회전하고 있기 때문에, 상기 전달 부재(30)는 비교적 큰 토크 전달을 행하고 있다. 한편, 전진 1속단, 전진 2속단, 전진 4속단, 전진 6속단에서는 전달 부재(30)를 통해 태양 기어(S3)의 회전이 링 기어(R1)에 입력되고, 브레이크(B3)가 해방되어 있기 때문에, 도7에 도시한 바와 같이 캐리어(CR1)가 상기 링 기어(R1)의 각각 변속단에 있어서의 회전과 입력축(2)의 회전의 태양 기어(S1)에 기초하여 회전한다.

또, 상기 유성 기어(PR) 이외의 작용에 대해서는, 상술한 제1 실시 형태와 동일하므로(도2 및 도3 참조), 그 설명을 생략한다.

이상과 같이, 본 발명에 의한 자동 변속 기구(1₃)에 의하면, 유성 기어(PR) 및 브레이크(B3)를 유성 기어 유닛(PU)의 축방향 한쪽에 배치하고, 클러치(C1) 및 클러치(C2)를 유성 기어 유닛(PU)의 축방향 다른쪽에 배치하였기 때문에, 전진 4속단시에 소위 직결 상태가 되는 전진 6속단 및 후진 1속단을 달성하는 자동 변속기를 제공하는 것이면서, 예컨대 유성 기어(PR)와 유성 기어 유닛(PU) 사이에 클러치(C1)나 클러치(C2)를 배치하는 경우에 비해, 유성 기어(PR)와 유성 기어 유닛(PU)을 가까이 배치할 수 있으므로, 감속 회전을 전달하기 위한 전달 부재(30)를 비교적 짧게 할 수 있다. 이에 따라, 자동 변속기의 컴팩트화, 경량화를 가능하게 할 수 있고, 또한 이너셔(관성력)를 작게 할 수 있기 때문에, 자동 변속기의 제어성을 향상시킬 수 있어 변속 충격의 발생을 저감할 수 있다.

또한, 유압 서보(11)는 입력축(2)상에 설치되어 있기 때문에, 케이스(3)로부터 1쌍의 밀봉 링(82)에 의해 새지 못하게 하여 입력축(2)내에 형성된 유로(2b)에 오일을 공급함으로써, 예컨대 입력축(2)과 유압 서보(11) 사이에 밀봉 링을 설치하지 않고, 유압 서보(11)의 유실에 오일을 공급할 수 있다. 그리고, 유압 서보(12)는 케이스(3)에서 연장 형성된 보스부(3b)로부터, 예컨대 다른 부재를 통하지 않고 오일을 공급할 수 있고, 즉 1쌍의 밀봉 링(83)을 설치함으로써 오일을 공급할 수 있다. 따라서, 유압 서보(11, 12)에는 각각 1쌍의 밀봉 링(82, 83)을 설치하는 것만으로 오일을 공급할 수 있고, 밀봉 링에 의한 슬라이딩 저항을 최소로 할 수 있으며, 이에 따라 자동 변속기의 효율을 향상시킬 수 있다.

*또한, 클러치(C1)는 비교적 저중속단인 전진 1속단, 전진 2속단, 전진 3속단, 전진 4속단에서 걸림 결합하는 클러치이기 때문에, 상기 클러치(C1)가 비교적 고속단인 전진 5속단, 전진 6속단이나 후진 1속단 등에서 해방되었을 때에, 특히 상기 클러치(C1)와 태양 기어(S2)를 접속하는 허브 부재(22)가 비교적 고회전 또는 역전 회전하게 되고(도7 참조), 한편에서 전진 5속단이나 후진 1속단에서는 전달 부재(30)가 감속 회전하고, 전진 6속단에서는 전달 부재가 고정되는 경우가 발생하여 허브 부재(22)와 전달 부재(30)의 회전수 차이가 커지는 경우가 있는데, 상기 클러치(C1)는 유성 기어 유닛(PU)을 통해 유성 기어(PR)의 반대측에 위치하기 때문에, 즉 허브 부재(22)와 전달 부재(30)를 분리하여 배치할 수 있으며, 예컨대 이들 부재가 다중축 구조에 의해 접촉 배치된 경우에 비해, 이들 부재간의 상대 회전에 의해 발생하는 마찰 등에 기인한 자동 변속기의 효율 저하를 방지할 수 있다.

또한, 유성 기어 유닛(PU)과 유성 기어(PR)의 축방향에 있어서의 사이에 카운터 기어(5)를 배치하기 때문에, 카운터 기어(5)를 자동 변속기의 축방향의 대략 중앙에 배치할 수 있고, 예컨대 자동 변속기를 차량에 탑재할 때에 카운터 기어(5)를 구동 차륜 전달 기구에 맞춰 탑재하기 때문에, 축방향 중 어느 한쪽(특히, 구동원으로부터의 입력측을 전방으로 하였을 때의 후방향)으로 비대화하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 특히 FF 차량이라면 전륜으로의 간섭을 줄일 수 있으며, 예컨대 조타각의 증대 등이 가능하게 되는 등, 차량의 탑재성을 향상시킬 수 있다.

또한, 유성 기어(PR)에서 유성 기어 유닛(PU)으로 출력하는 감속 회전을 브레이크(B3)에 의해 접·단하도록 하였기 때문에, 예컨대 클러치(C3)를 설치하는 경우에 비해 부품 점수(예컨대, 드럼형 부재 등)를 삭감할 수 있다. 또한, 브레이크(B3)는 케이스(3)로부터 그대로 유로를 구성할 수 있기 때문에, 예컨대 클러치(C3)를 설치하는 경우에 비해 유로의 구성을 간단하게 할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 자동 변속 기구(1₃)는 전진 4속단에서 직결 상태로 되는 변속 기구이고, 전진 5속단 및 전진 6속단에서의 기어비를 높게 설정할 수 있다. 이에 따라, 특히 차량에 탑재되었을 때에 고차속으로 주행하는 차량에 있어 서, 엔진 회전수를 낮게 할 수 있으므로 고속 주행에서의 차량의 정숙성에 기여할 수 있다.

그런데, 상술한 문제를 해결하는 것으로서, 일본 특허공개 평8-68456호 공보에 개시된 바와 같은 것이 제안되어 있다. 그러나, 상기 공보의 것은 감속 유성 기어의 감속 회전을 유성 기어 유닛의 회전 요소로 전달하는 경로상에 클러치를 배치한 구성으로 되어 있고, 상기 감속 회전을 전달하는 경로는 큰 토크가 입력되는 경로이기 때문에, 상기 클러치나 토크 전달하는 부재 등을 그 큰 토크에 견딜 수 있도록 구성할 필요가 있다. 즉, 클러치의 마찰 부재의 매수(枚數)를 많게 하거나 크게 하거나 또는 마찰 부재를 압압하는 유압 서보를 크게 할 필요가 있다. 또한, 유성 기어 유닛의 회전 요소를 걸리게 하기 위한 브레이크를 배치할 필요가 있기 때문에, 자동 변속기로서의 컴팩트성이 결여되게 되었다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서는 감속 유성 기어 주변의 클러치 및 브레이크를 컴팩트하게 구성함으로써 상기 과제를 해결한 자동 변속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 실시 형태에 관한 자동 변속 기구(1₃)에 의하면, 브레이크(B3)에 의해 캐리어(CR1)를 고정하는 것이기 때문에, 예컨대 링 기어(R1)와 태양 기어(S3) 사이에 개재되는 클러치에 비해, 브레이크(B3)에 걸리는 부하를 저감할 수 있으므로 브레이크(B3)의 마찰 부재 및 유압 서보를 작게 할 수 있기 때문에, 브레이크(B1)의 직경 방향 내주측에 배치하는 것을 가능하게 할 수 있으므로 자동 변속기의 컴팩트화도 도모할 수 있다.

<제4 실시 형태>

이하, 제1 실시 형태를 일부 변경한 제4 실시 형태에 대해 도8 내지 도10에 따라 설명한다. 도8는 제4 실시 형태에 관한 자동 변속기의 자동 변속 기구를 도시한 모식 단면도, 도9는 제4 실시 형태에 관한 자동 변속기의 작동표, 도10은 제4 실시 형태에 관한 자동 변속기의 속도선도이다. 한편, 제4 실시 형태는 일부 변경을 제외하고 제1 실시 형태와 동일한 부분에 대해 동일 부호를 붙이며 그 설명을 생략한다.

도8에 도시한 바와 같이, 제4 실시 형태에 관한 자동 변속기의 자동 변속 기구(1₄)는, 제1 실시 형태의 자동 변속 기구(1₁)에 대해(도1 참조), 유성 기어(PR)의 배치를 변경하고, 또한 브레이크(B3)를 배치하여 유성 기어(PR)의 태양 기어(S1)에 클러치(C3)에 의해 입력축(2)의 회전을 입력 가능하게 함과 아울러, 캐리어(CR1)를 브레이크(B3)에 의해 고정이 가능하도록 한 것이다.

상기 자동 변속 기구(1₄)에 있어서, 클러치(C3)는 유성 기어(PR)의 유성 기어 유닛(PU)측(도면중 좌측)에 배치되어 있고, 브레이크(B3)는 유성 기어(PR)의 유성 기어 유닛(PU)와는 반대측(도면중 우측)에 배치되어 있다. 상기 클러치(C3)의 드럼형 부재(25)의 선단부 내주측에는 마찰판(73)이 스플라인 걸림 결합되어 있고, 이 마찰판(73)의 내주측에는 허브 부재(26)가 스플라인 걸림 결합되어 있다. 또한, 드럼형 부재(25)는 입력축(2)에 접속되어 있고, 허브 부재(26)는 태양 기어(S1)에 접속되어 있다.

브레이크(B3)는 유성 기어(PR)의 유성 기어 유닛(PU)과는 반대측(도면중 우측)에 배치되어 있다. 상기 브레이크(B3)는 유압 서보(16), 마찰판(76), 허브 부재(33)를 갖고 있다. 상기 브레이크(B3)의 상기 허브 부재(33)의 외주측에는 마찰판(76)이 스플라인 걸림 결합되어 있음과 아울러, 상기 허브 부재(33)는 캐리어(CR1)의 일측 측판에 접속되어 있고, 상기 캐리어(CR1)는 입력축(2) 또는 보스부(3a)에 회전이 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 링 기어(R1)의 외주측에 브레이크(B1)의 마찰판(74)이 스플라인 걸림 결합되어 있음과 아울러, 상기 링 기어(R1)에는 전달 부재(30)가 접속되며, 이 전달 부재(30)를 통해 태양 기어(S3)가 접속되어 있다. 즉, 링 기어(R1)와 태양 기어(S3)는 그 사이에 클러치가 개재되지 않으며 상시 접속되어 있어 상시 회전이 전달되는 상태로 되어 있다.

계속해서, 상기 구성에 기초하여 자동 변속 기구(1₄)의 작용에 대해 도8, 도9 및 도10에 따라 설명한다. 또, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로 도10에 도시한 속도선도에 있어서, 종축은 각각의 회전 요소의 회전수를 나타내고 있고, 횡축은 이들 회전 요소의 기어비에 대응하여 나타내고 있다. 또한, 상기 속도선도의 유성 기어 유닛(PU) 부분에 있어서, 횡방향 최단부(도10 중 우측)의 종축은 태양 기어(S3)에, 이후 도면중 좌측으로 차례로 종축은 캐리어(CR2), 링 기어(R3), 태양 기어(S2)에 대응하고 있다. 그리고, 상기 속도선도의 유성 기어(PR) 부분에 있어서, 횡방향 최단부(도10 중 우측)의 종축은 태양 기어(S1)에, 이후 도면중 좌측으로 차례로 종축은 링 기어(R1), 캐리어(CR1)에 대응하고 있다. 또한, 이들 종축의 간격은 각각의 태양 기어(S1, S2, S3)의 잇수의 역수 및 각각의 링 기어(R1, R3)의 잇수의 역수에 비례하고 있다. 그리고, 도면중 횡축 방향의 파선은 전달 부재(30)에 의해 회전이 전달되는 것을 나타내고 있다.

도8에 도시한 바와 같이, 클러치(C3)가 걸림 결합함으로써 상기 태양 기어(S1)에는 입력축(2)의 회전이 입력된다. 또한, 브레이크(B3)가 걸림으로써 상기 캐리어(CR1)는 케이스(3)에 대해 고정된다. 따라서, 클러치(C3)가 걸림 결합되고 또한 브레이크(B3)가 걸리면, 상기 링 기어(R1)는 상기 태양 기어(S1)에 입력되는 입력축(2)의 회전에 기초하여 감속 회전한다. 즉, 태양 기어(S3)에는 클러치(C3)의 걸림 결합과 브레이크(B3)의 걸림에 의해 전달 부재(30)를 통해 링 기어(R1)의 감속 회전이 입력된다.

그러면, 도9 및 도10에 도시한 바와 같이, 유성 기어(PR)에 있어서 전진 3속단, 전진 5속단, 후진 1속단에서는 클러치(C3)가 걸림 결합됨으로써 입력축(2)의 회전이 태양 기어(S1)에 입력되고, 또한 브레이크(B3)가 걸림으로써 캐리어(CR1)가 고정되고, 이에 따라 링 기어(R3)에 감속 회전이 출력되어 전달 부재(30)를 통해 태양 기어(S3)에 감속 회전이 입력된다. 이 때, 링 기어(R1) 및 태양 기어(S3)는 감속 회전하고 있기 때문에, 상기 전달 부재(30)는 비교적 큰 토크 전달을 행하고 있다. 한편, 전진 1속단, 전진 2속단, 전진 4속단, 전진 6속단에서는 전달 부재(30)를 통해 태양 기어(S3)의 회전이 링 기어(R1)에 입력되지만, 클러치(C3) 및 브레이크(B3)가 해방되어 있기 때문에, 캐리어(CR1) 및 태양 기어(S1)는 자유로운 회전 상태로 되어 있다.

이상과 같이, 본 발명에 관한 자동 변속 기구(1₄)에 의하면, 유성 기어(PR), 클러치(C3) 및 브레이크(B3)을 유성 기어 유닛(PU)의 축방향 한쪽에 배치하고, 클러치(C1) 및 클러치(C2)를 유성 기어 유닛(PU)의 축방향 다른쪽에 배치하였기 때문에, 전진 4속단시에 소위 직결 상태가 되는 전진 6속단 및 후진 1속단을 달성하는 자동 변속기를 제공하는 것이면서, 예컨대 유성 기어(PR)와 유성 기어 유닛(PU) 사이에 클러치(C1)나 클러치(C2)를 배치하는 경우에 비해, 유성 기어(PR)와 유성 기어 유닛(PU)을 가까이 배치할 수 있으므로, 감속 회전을 전달하기 위한 전달 부재(30)를 비교적 짧게 할 수 있다. 이에 따라, 자동 변속기의 컴팩트화, 경량화를 가능하게 할 수 있고, 또한 이너셔(관성력)를 작게 할 수 있기 때문에, 자동 변속기의 제어성을 향상시킬 수 있어 변속 충격의 발생을 저감할 수 있다.

또한, 유압 서보(11, 13)는 입력축(2)상에 설치되어 있기 때문에, 케이스(3) 로부터 1쌍의 밀봉 링(81, 82)에 의해 새지 못하게 하여 입력축(2)내에 형성된 유로(2a, 2b, 2c)에 오일을 공급함으로써, 예컨대 입력축(2)과 유압 서보(11, 13) 사이에 밀봉 링을 설치하지 않고, 유압 서보(11, 13)의 유실에 오일을 공급할 수 있다. 그리고, 유압 서보(12)는 케이스(3)에서 연장 형성된 보스부(3b)로부터 예컨대 다른 부재를 통하지 않고 오일을 공급할 수 있고, 즉 1쌍의 밀봉 링(83)을 설치함으로써 오일을 공급할 수 있다. 따라서, 유압 서보(11, 12, 13)에는 각각 1쌍의 밀봉 링(81, 82, 83)을 설치하는 것만으로 오일을 공급할 수 있고, 밀봉 링에 의한 슬라이딩 저항을 최소로 할 수 있으며, 이에 따라 자동 변속기의 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 자동 변속 기구(1₄)는 전진 4속단에서 직결 상태로 되는 변속 기구이고, 전진 5속단 및 전진 6속단에서의 기어비를 높게 설정할 수 있다. 이에 따라, 특히 차량에 탑재되었을 때에 고차속으로 주행하는 차량에 있어서, 엔진 회전수를 낮게 할 수 있으므로 고속 주행에서의 차량의 정숙성에 기여할 수 있다.

그런데, 상술한 문제를 해결하는 것으로서, 일본 특허공개 평8-68456호 공보 에 개시된 바와 같은 것이 제안되어 있다. 그러나, 상기 공보의 것은 감속 유성 기어의 감속 회전을 유성 기어 유닛의 회전 요소로 전달하는 경로상에 클러치를 배치한 구성으로 되어 있고, 상기 감속 회전을 전달하는 경로는 큰 토크가 입력되는 경로이기 때문에, 상기 클러치나 토크 전달하는 부재 등을 그 큰 토크에 견딜 수 있도록 구성할 필요가 있다. 즉, 클러치의 마찰 부재의 장수를 많게 하거나 크게 하거나 또는 마찰 부재를 압압하는 유압 서보를 크게 할 필요가 있다. 또한, 유성 기어 유닛의 회전 요소를 걸리게 하기 위한 브레이크를 배치할 필요가 있기 때문에, 자동 변속기로서의 컴팩트성이 결여되게 되었다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서는 감속 유성 기어 주변의 클러치 및 브레이크를 컴팩트하게 구성함으로써 상기 과제를 해결한 자동 변속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 실시 형태에 관한 자동 변속 기구(1₄)에 의하면, 클러치(C3)가 입력축(2)과 태양 기어(S2) 사이에 개재되는 것이기 때문에, 클러치(C3)가 예컨대 링 기어(R1)와 태양 기어(S3) 사이에 개재되는 클러치에 비해, 클러치(C3)에 걸리는 부하를 저감할 수 있으므로 클러치(C3)의 컴팩트화를 도모할 수 있다. 그리고, 클러치(C3)의 마찰 부재 및 유압 서보를 작게 할 수 있기 때문에, 브레이크(B1)의 직경 방향 내주측에 배치하는 것을 가능할 수 있으므로, 자동 변속기의 컴팩트화도 도모할 수 있다.

또, 이상의 본 발명에 관한 제1 내지 제4 실시 형태에 있어서, 자동 변속기에 토크 컨버터를 구비하고 있는 것이 적용되는 것으로서 설명하였으나, 이것에 한 정되지 않으며, 발진시에 토크(회전)의 전달을 행하는 발진 장치라면 어느것이어도 된다. 또한, 구동원으로서 엔진인 차량에 탑재하는 경우에 대해 설명하였으나, 이것으로 한정되지 않으며, 하이브리드 차량에 탑재할 수도 있고, 구동원이 어떠한 것이어도 무방함은 물론이다. 그리고, 상기 자동 변속기는 FF 차량에 사용하기에 적합하나, 이것으로 한정되지 않으며, FR 차량, 4륜 구동 차량 등 다른 구동 방식의 차량에 사용할 수도 있다.

또한, 이상의 제1 내지 제4 실시 형태의 감속 유성 기어에 있어서, 태양 기어에 입력축의 회전을 입력함과 아울러 캐리어를 고정함으로써 링 기어를 감속 회전시키는 것을 설명하였으나, 이것에 한정되지 않으며, 캐리어에 입력축의 회전을 입력함과 아울러 태양 기어를 고정하여 링 기어를 감속 회전시키는 것이어도 된다.

이상과 같이, 본 발명에 관한 자동 변속기는 승용차, 트럭, 버스 등의 차량에 탑재하는 것으로서 유용하고, 특히 차량의 탑재성으로부터 컴팩트화, 경량화가 요구되고 또한 변속 충격의 저감이 요구되는 차량에 탑재하는 것으로서 사용하기에 적합하다.

도1은 제1 실시 형태에 관한 자동 변속기의 자동 변속 기구를 도시한 모식 단면도.

도2는 제1 실시 형태에 관한 자동 변속기의 작동표.

도3은 제1 실시 형태에 관한 자동 변속기의 속도선도.

도4는 제2 실시 형태에 관한 자동 변속기의 자동 변속 기구를 도시한 모식 단면도.

도5는 제3 실시 형태에 관한 자동 변속기의 자동 변속 기구를 도시한 모식 단면도.

도6은 제3 실시 형태에 관한 자동 변속기의 작동표.

도7은 제3 실시 형태에 관한 자동 변속기의 속도선도.

도8은 제4 실시 형태에 관한 자동 변속기의 자동 변속 기구를 도시한 모식 단면도.

도9는 제4 실시 형태에 관한 자동 변속기의 작동표.

도10은 제4 실시 형태에 관한 자동 변속기의 속도선도.

Claims

구동원의 출력 회전에 기초하여 회전하는 입력축과,

상기 입력축의 회전을 입력할 수 있는 입력 회전 요소와, 회전이 고정되는 고정 회전 요소와, 상기 입력 회전 요소와 상기 고정 회전 요소의 회전에 기초하여 감속 회전할 수 있는 감속 회전 요소를 갖는 감속 유성 기어와,

상기 입력 회전 요소를 회전시키거나 또는 상기 고정 회전 요소의 회전을 정지시키기 위한 걸림 결합 수단과,

상기 감속 회전 요소로부터의 감속 회전을 입력으로 하는 제1 회전 요소와 제2 회전 요소와 제3 회전 요소와 제4 회전 요소를 갖는 유성 기어 유닛과,

상기 입력축과 상기 제2 회전 요소를 서로 결합 또는 해제 가능하게 연결하는 제1 클러치와,

상기 입력축과 상기 제3 회전 요소를 서로 결합 또는 해제 가능하게 연결하는 제2 클러치와,

상기 제4 회전 요소의 회전을 구동 차륜 전달 기구로 출력하는 출력 부재를 구비하고, 적어도 전진 5속단 및 후진 1속단을 달성할 수 있고, 또한 전진 4속단시에 상기 제1 클러치 및 상기 제2 클러치를 함께 걸림 결합하는 자동 변속기에 있어서,

상기 감속 유성 기어 및 상기 걸림 결합 수단을 상기 유성 기어 유닛의 축방향 한쪽에 배치하고,

상기 제1 클러치 및 상기 제2 클러치를 상기 유성 기어 유닛의 축방향 다른쪽에 배치하고,

상기 출력 부재를 상기 유성 기어 유닛과 상기 감속 유성 기어 및 상기 걸림 결합 수단과의 사이에 배치하고,

상기 걸림 결합 수단은 상기 입력축과 상기 입력 회전 요소 사이에 개재하는 제3 클러치인 자동 변속기.
제1항에 있어서,

상기 감속 회전이 입력되는 제1 회전 요소를 고정할 수 있는 제2 브레이크를 구비하고,

상기 제2 브레이크 및 상기 제3 클러치는 마찰 부재와 상기 마찰 부재를 압압하는 유압 서보를 각각 가지며 이루어지고,

상기 제2 브레이크의 마찰 부재의 직경 방향 내주측에 상기 제3 클러치의 마찰 부재를 배치하여 이루어지는 자동 변속기.
제1항에 있어서,

상기 감속 회전이 입력되는 제1 회전 요소를 고정할 수 있는 제2 브레이크를 구비하고,

상기 걸림 결합 수단을 상기 제2 브레이크의 직경 방향 내주측에 배치하여 이루어지는 자동 변속기.
제1항에 있어서, 상기 제1 클러치는 저중속단에서 걸림 결합하는 클러치인 자동 변속기.
제1항에 있어서,

상기 제1 클러치를 상기 유성 기어 유닛에 인접 배치하고,

상기 제1 클러치는 마찰 부재와, 상기 마찰 부재를 압압하는 유압 서보와, 상기 유압 서보에 일체적으로 구성된 드럼형 부재와, 허브 부재를 가지며 이루어지고,

상기 드럼형 부재와 상기 입력축을 연결하고, 상기 허브 부재와 상기 제2 회전 요소를 연결하여 이루어지는 자동 변속기.
제1항에 있어서, 상기 감속 유성 기어의 감속 회전 요소와 상기 유성 기어 유닛의 제1 회전 요소를 연결하는 전달 부재는 상기 출력 부재의 내주를 통과하여 서로 연결되어 이루어지는 자동 변속기.
제1항에 있어서, 구동 차륜에 회전을 출력하는 디퍼렌셜부와, 상기 디퍼렌셜부에 걸림 결합하는 카운터 샤프트부를 갖고,

상기 출력 부재는 상기 카운터 샤프트부에 맞물리는 카운터 기어인 자동 변속기.
제1항에 있어서,

종축에 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 회전 요소 각각의 회전수를 나타냄과 아울러, 횡축에 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 회전 요소의 기어비에 대응시켜 나타내어 이루어지는 속도선도에서,

상기 감속 회전이 입력되는 상기 제1 회전 요소를 횡방향 최단부에 위치하고, 차례로 상기 제3 회전 요소, 상기 출력 부재에 연결된 상기 제4 회전 요소, 상기 제2 회전 요소에 대응시켜 이루어지는 자동 변속기.
제1항에 있어서,

상기 유성 기어 유닛은 제1 태양 기어와, 상기 제1 태양 기어에 맞물리는 롱 피니언과, 상기 롱 피니언에 맞물리는 쇼트 피니언과, 상기 롱 피니언 및 상기 쇼트 피니언을 회전 지지하는 캐리어와, 상기 쇼트 피니언에 맞물리는 제2 태양 기어와, 상기 롱 피니언에 맞물리는 링 기어에 의해 구성되는 라비뇨형 유성 기어이고,

상기 제1 회전 요소는 상기 감속 회전 요소의 감속 회전을 입력하고, 또한 제2 브레이크의 걸림에 의해 고정 가능한 상기 제1 태양 기어이고,

상기 제2 회전 요소는 상기 제1 클러치의 걸림 결합에 의해 상기 입력축의 회전을 입력하는 상기 제2 태양 기어이고,

상기 제3 회전 요소는 상기 제2 클러치의 걸림 결합에 의해 상기 입력축의 회전을 입력하고, 또한 제3 브레이크의 걸림에 의해 고정 가능한 상기 캐리어이며,

상기 제4 회전 요소는 상기 출력 부재에 연결된 상기 링 기어인 자동 변속기.
제9항에 있어서,

전진 1속단시에, 상기 제1 클러치를 걸림 결합함과 아울러 상기 제3 브레이크를 걸리게 하고,

전진 2속단시에, 상기 제1 클러치를 걸림 결합함과 아울러 상기 제2 브레이크를 걸리게 하고,

전진 3속단시에, 상기 제1 회전 요소에 상기 감속 회전 요소로부터의 감속 회전을 입력함과 아울러 상기 제1 클러치를 걸림 결합하고,

전진 4속단시에, 상기 제1 클러치와 상기 제2 클러치를 함께 걸림 결합하고,

전진 5속단시에, 상기 제1 회전 요소에 상기 감속 회전 요소로부터의 감속 회전을 입력함과 아울러 상기 제2 클러치를 걸림 결합하고,

전진 6속단시에, 상기 제2 클러치를 걸림 결합함과 아울러 상기 제2 브레이크를 걸리게 하고,

후진 1속단시에, 상기 제1 회전 요소에 상기 감속 회전 요소로부터의 감속 회전을 입력함과 아울러 상기 제3 브레이크를 걸리게 하며,

전진 6속단 및 후진 1속단을 달성하도록 이루어지는 자동 변속기.