KR20090091241A - 자동 변속기 - Google Patents

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마사시 기토우
유이치 세키
히로키 신타니
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아이신에이더블류 가부시키가이샤
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Abstract

자동 변속기(1)는 클러치(C―1), 클러치(C―3) 및 클러치(C―4)를 유성 기어 유닛(PU)보다도 축방향으로 유성 기어(DP)측에 배치하고 있다. 클러치(C―1)의 마찰판(21) 및 클러치(C―3)의 마찰판(31)은 유성 기어(DP)의 외주측에 배치되는 동시에, 클러치(C―4)의 마찰판(41)이 클러치(C―3)의 마찰판(31)의 내주측에 적어도 일부가 축방향으로 중첩되도록 배치되어 있다. 이에 따라, 클러치(C―3)의 마찰판(31)과 클러치(C―4)의 마찰판(41)을 축방향으로 중첩시킨 분만큼 자동 변속기(1)의 축방향 길이를 컴팩트화할 수 있다.
자동 변속기, 유성 기어, 마찰판, 축방향

Description

자동 변속기{AUTOMATIC TRANSMISSION}
본 발명은, 차량 등에 이용하기에 적합한 자동 변속기에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 입력 회전이 입력되고 감속 회전이 출력되는 감속 유성 기어 및 4개의 회전요소를 가지는 유성 기어 유닛을 구비하여, 전진 8단 및 후진단을 달성할 수 있는 자동 변속기에 관한 것이다.
종래, 예를 들면 FF 타입(프런트 엔진, 프런트 드라이브)의 차량에 이용하기에 적합한 자동 변속기에 있어서는, 자동 변속 기구의 출력부재(카운터 기어)의 변속비를 생성하는 변속 유성 기어 세트 및 감속 회전을 생성하는 감속 유성 기어를 구비하여 전진 8단 및 후진단을 달성하는 것이 제안되어 있다. 이러한 자동 변속기는, 변속 유성 기어 세트 각각의 회전요소에 상기 감속 유성 기어로부터의 감속 회전 및 입력 회전을 선택적으로 입력하기 위한 3개의 클러치(C1, C2, C3)가 구비되어 있고, 이 3개의 클러치(C1, C2, C3)가 변속 유성 기어 세트에 대해 축방향에 있는 상기 감속 유성 기어측에 배치되어 있다(예를 들면, 일본 특허공개 제2007―32624호 공보, 도 4 참조).
그런데, 최근에 차량 등에 탑재되는 자동 변속기에 있어서, 환경 문제에 대한 요구 때문에 연비 향상 등이 요구되고 있고, 비교적 소형의 차량 등에 있어서도 다단 변속화가 요구되고 있다. 한편, 자동 변속기에 있어서는, 상기 특허문헌 1에 나타낸 바와 같은 FF(프런트 엔진·프런트 드라이브) 타입의 차량에 이용되는 다단 변속이 가능한 자동 변속기에 있어서도 컴팩트화가 요구되고 있다. 즉, FF 타입의 차량에서는 좌우 전륜 사이에 엔진과 자동 변속기가 배치되므로, 전륜 조타각(steering angle)의 확보 등의 관점에서 특히 축방향 길이의 컴팩트화가 요구되고 있다.
그러나, 상기 특허문헌 1의 자동 변속기에 있어서는, 각각에 복수의 마찰판이 구비된 3개의 클러치(C1, C2, C3)가 축방향으로 병렬로 배치되어 있다. 이 3개의 클러치(C1, C2, C3)의 마찰판은 각각 담당하는 토크 용량이 결정되어 있으므로 마찰판의 개수를 줄일 수는 없다. 또한, 마찰판의 토크 용량을 확보하기 위해 마찰판 1개당 면적을 늘리는 것이 고려될 수 있지만, 자동 변속기의 직경 방향의 비대화를 초래하므로 바람직하지 않다. 결과적으로, 종래의 자동 변속기는 축방향으로 컴팩트화하는 것이 어렵다.
따라서, 본 발명은 제1클러치, 제3클러치 및 제4클러치의 배치를 개선함으로써 축방향의 컴팩트화를 도모할 수 있는 자동 변속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 자동 변속기(예를 들면 도 1 내지 도 4 참조)는, 입력축(7)의 회전을 입력하고 상기 입력축(7)의 회전을 감속한 감속 회전을 출력할 수 있는 감속 유성 기어(DP); 상기 감속 유성 기어와 동축상에 배치되고, 회전수비 관계의 순서대로 제1회전요소(S3)와 제2회전요소(CR2)와 제3회전요소(R3)와 제4회전요소(S2)를 갖는 유성 기어 유닛(PU); 상기 감속 회전을 상기 제4회전요소(S2)에 입력하는 제1클러치(C―1); 상기 입력축(7)의 회전을 상기 제2회전요소(CR2, CR3)에 입력하는 제2클러치(C―2); 상기 감속 회전을 상기 제1회전요소(S3)에 입력하는 제3클러치(C―3); 상기 입력축(7)의 회전을 상기 제1회전요소(S3)에 입력하는 제4클러치(C―4); 상기 제1회전요소(S3)의 회전을 고정하는 제1제동수단(breaking means)(B―1); 상기 제2회전요소(CR2, CR3)의 회전을 고정하는 제2제동수단(B―2); 및 상기 제3회전요소(R3)와 연결되는 출력부재(8)를 포함하여 적어도 전진 7단 및 후진단을 달성할 수 있는 자동 변속기(1)로서,
상기 제1클러치(C―1), 상기 제3클러치(C―3) 및 상기 제4클러치(C―4)를 상기 유성 기어 유닛(PU)보다도 축방향에 있는 상기 감속 유성 기어(DP)측에 배치하고,
상기 제1클러치(C―1)의 마찰판(21)이 상기 제3클러치(C―3)의 마찰판(31)과 제4클러치(C―4)의 마찰판(41)에 대해 축방향으로 오프셋되어 배치되고,
상기 제3클러치(C―3)의 마찰판(31)과 적어도 일부가 축방향으로 중첩되도록, 상기 제4클러치(C―4)의 마찰판(41)을 상기 제3클러치(C―3)의 마찰판(31)의 내주측에 배치한 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 제3클러치의 마찰판과 제4클러치의 마찰판을 축방향으로 중첩시킨 분만큼 자동 변속기의 축방향 길이를 컴팩트화할 수 있다.
또한, 제1클러치와 제3클러치는 감속 회전을 전달하고 제4클러치는 입력 회전을 전달하므로, 제1클러치와 제3클러치는 제4클러치보다 큰 토크를 전달한다. 또한, 제1클러치는 저단 달성시에 결합하고 제3클러치는 제1클러치보다도 고단측에서 결합하므로, 제1클러치는 제3클러치보다 큰 토크를 전달한다. 따라서, 가장 큰 토크 용량이 필요한 제1클러치는 제3클러치의 마찰판과 제4클러치의 마찰판과 축방향으로 중첩되지 않도록 배치하고, 이어서 토크 용량이 필요한 제4클러치의 마찰판의 내주측에 가장 작은 토크 용량이 필요한 제4클러치의 마찰판을 배치했기 때문에, 제1클러치의 마찰판은 직경 방향으로 제3클러치의 마찰판과 제4클러치의 마찰판에 제한받지 않고 배치될 수 있고, 제3클러치의 마찰판은 그 외경을 제4클러치의 마찰판의 외경보다도 크게 할 수 있다. 따라서 제4클러치보다 제3클러치의 토크 용량을 크게 할 수 있고, 제3클러치보다 제1클러치의 토크 용량을 크게 할 수 있기 때문에, 각각에 필요한 토크 용량을 확보하면서 자동 변속기의 축방향 길이를 컴팩트화할 수 있다.
또한, 구체적으로(예를 들면, 도 4 참조), 상기 제4클러치(C―4)의 유압 서보(40)를, 상기 제3클러치(C―3)의 유압 서보(30)의 내주측에 적어도 일부가 축방향으로 중첩되도록 배치한다.
이에 따라, 제3클러치의 유압 서보와 제4클러치의 유압 서보를 축방향으로 중첩시킨 분만큼 자동 변속기의 축방향 길이를 컴팩트화할 수 있다.
또한, 제3클러치는 감속 회전을 제1회전요소에 전달하고 제4클러치는 입력 회전을 제1회전요소에 전달하기 때문에, 제3클러치가 제4클러치보다도 큰 토크를 전달한다. 따라서, 제4클러치의 유압 서보가 제3클러치의 유압 서보보다도 내추측에 배치됨으로써, 제3클러치의 유압 서보의 직경을 제4클러치의 유압 서보의 직경보다도 크게 할 수 있고, 제4클러치보다 제3클러치의 토크 용량을 크게 할 수 있어, 토크 용량을 확보하면서 자동 변속기의 축방향 길이를 컴팩트화할 수 있다.
또한, 구체적으로(예를 들면, 도 4 참조), 상기 제3클러치(C―3)의 캔슬 오일 챔버(cancel oil chamber)(38)의 적어도 일부를, 상기 제4클러치(C―4)의 마찰판(41)의 외주측에서 상기 제4클러치(C―4)의 마찰판(41)과 축방향으로 중첩되면서 상기 제3클러치(C―3)의 마찰판(31)과 직경 방향으로 중첩되도록 배치한다.
이에 따라, 제3클러치의 캔슬 오일 챔버의 일부와 제4클러치의 마찰판을 축방향으로 중첩시킨 분만큼 자동 변속기의 축방향 길이를 컴팩트화할 수 있다.
또한, 구체적으로(예를 들면, 도 4 참조), 상기 제1클러치(C―1)의 유압 서보(20)를 상기 감속 유성 기어(DP)와 상기 유성 기어 유닛(PU)의 축방향 사이에 배치하는 동시에, 상기 제3클러치(C―3)의 유압 서보(30) 및 상기 제4클러치(C―4)의 유압 서보(40)를 상기 감속 유성 기어(DP)에 대해 상기 유성 기어 유닛(PU)과는 축방향 반대측에 배치하고,
상기 제1클러치(C―1)의 유압 서보(20)의 클러치 드럼(22)과 상기 제3클러치(C―3)의 유압 서보(30)의 클러치 드럼(32)을, 상기 감속 유성 기어(DP)를 사이에 끼워 개구 방향이 대향하도록 배치한다.
이에 따라, 제1클러치의 마찰판과 제3클러치의 마찰판을, 예를 들면 이들 사이에 제1클러치의 유압 서보의 클러치 드럼을 개재시켜 배치하는 경우에 비해, 상기 제1클러치의 마찰판과 제3클러치의 마찰판과 접근시켜 배치할 수 있어 자동 변속기를 축방향으로 컴팩트화할 수 있다.
또한, 구체적으로(예를 들면, 도 1 및 도 4 참조), 상기 감속 유성 기어(DP)는, 케이스(6)에 대해 고정된 제1선기어(S1); 상기 입력축(7)의 회전이 입력되는 제1캐리어(CR1); 및 회전이 고정된 상기 제1선기어(S1)와 상기 제1캐리어(CR1)의 상기 입력축(7)의 회전에 의해, 상기 입력축(7)의 회전보다 감속된 감속 회전이 되는 제1링기어(R1)를 포함해서 구성된다.
또한, 구체적으로(예를 들면, 도 4 참조), 상기 감속 유성 기어(DP)의 제1링기어(R1)의 외주측에, 상기 제1링기어(R1)로부터 적어도 축방향 일측으로 일부가 돌출된 허브부(51)를 형성하고,
상기 제3클러치(C―3)의 마찰판(31)의 적어도 일부를, 상기 허브부(51)의 상기 제1링기어(R1)로부터 돌출된 부분에 스플라인 결합하도록 배치한다.
이에 따라, 제3클러치의 마찰판의 일부를 허브부에 배치할 뿐인 간단한 구성에 의해, 상기 제3클러치의 마찰판과 제4클러치의 마찰판을 축방향으로 중첩시켜 배치할 수 있어 자동 변속기를 축방향으로 컴팩트화할 수 있다.
또한, 구체적으로(예를 들면, 도 4 참조), 상기 허브부(51)의 상기 제1링기어(R1)로부터 돌출된 부분에, 내주측으로부터 공급되는 윤활유를 외주측으로 안내하는 윤활유 홀(51d)을 형성한다.
이에 따라, 허브부의 제1링기어로부터 돌출된 부분에 배치되어 있는 제3클러치의 마찰판의 윤활 효율을 양호하게 할 수 있다. 즉, 감속 회전이 전달되어 토크 용량이 많은 제3클러치에 효율적으로 윤활유를 공급할 수 있다.
또한, 구체적으로(예를 들면, 도 2 및 도 3 참조), 상기 제3클러치(C―3)는 2단 이상 떨어진 복수의 변속단에서 결합되는 클러치로 이루어진다.
이에 따라, 2단 이상 떨어진 복수의 변속단에서 결합되는 제3클러치가 결합/해제를 수행하는 횟수가 많아지는 경우라도 자동 변속기로서의 윤활 효율을 양호하게 할 수 있다.
또한, 구체적으로(예를 들면, 도 4 참조), 상기 허브부(51)를, 상기 제1링기어(R1)의 외주측에서 축방향 타측으로도 돌출되도록 형성하고,
상기 제1클러치(C―1)의 마찰판(21)의 적어도 일부가 상기 허브부(51)의 타측으로 돌출된 부분에 스플라인 결합하도록, 상기 제1클러치(C―1)의 마찰판(21)과 상기 제3클러치(C―3)의 마찰판(31)을 상기 허브부(51)의 외주측에 병렬로 배치한다.
이에 따라, 제1클러치의 마찰판과 제3클러치의 마찰판을 감속 유성 기어의 외주측에서 접근시켜 배치할 수 있는 동시에, 제1클러치의 마찰판과 감속 유성 기어를 축방향으로 중첩시켜 배치할 수 있다. 따라서, 제1클러치와 제3클러치의 토크 용량을 확보하면서 자동 변속기를 축방향으로 컴팩트화할 수 있다.
또한, 구체적으로(예를 들면, 도 4 참조), 상기 제4클러치(C―4)의 마찰판(41)에 스플라인 결합하는 클러치 허브(56)를 구비하고,
상기 감속 유성 기어(DP)의 제1캐리어(CR1)는 피니언을 회전가능하게 지지하는 측판(CR1b)을 가지며, 상기 클러치 허브(56)와 상기 측판(CR1b)을 별개로 구성하는 동시에 상기 측판(CR1b)에 상기 클러치 허브(56)를 고정 배치한다.
이에 따라, 예를 들면 제1캐리어와 클러치 허브를 일체로 형성한 경우, 피니언 샤프트의 지지부와 클러치 허브의 베이스를 직경 방향 위치에서 어긋나게 할 필요가 있어 클러치 허브가 배치될 수 있는 직경 방향 위치에 제약이 있다. 그러나 본 발명에 의하면 캐리어의 측판과 클러치 허브를 별개로 구성하므로, 클러치 허브를 원하는 직경 방향 위치에 고정 배치할 수 있어 제4클러치를 제3클러치의 내주측에 배치할 수 있다.
또한, 구체적으로(예를 들면, 도 1 참조), 상기 유성 기어 유닛(PU)은 서로 캐리어가 연결된 싱글 피니언 유성 기어(PUS) 및 더블 피니언 유성 기어(PUD)를 구비하고,
상기 싱글 피니언 유성 기어(PUS)를 상기 더블 피니언 유성 기어(PUD)보다도 상기 감속 유성 기어(DP)측에 배치하고,
상기 제4회전요소는 상기 더블 피니언 유성 기어(PUD)의 제2선기어(S2)이고,
상기 제1회전요소는 상기 싱글 피니언 유성 기어(PUS)의 제3선기어(S3)이다.
이에 따라, 제2선기어와 제3선기어 각각이 감속 유성 기어측으로부터 연장되는 부재와 연결되는 경우에, 제2선기어에 연결되는 부재를 제3선기어의 내주측을 통과하여 배치할 수 있어 직경 방향으로 컴팩트화할 수 있는 것이면서, 제4클러치가 감속 유성 기어의 유성 기어 유닛과는 반대측에 배치될 때에도 축방향 길이를 컴팩트화할 수 있다.
또한, 구체적으로(예를 들면, 도 1 참조), 상기 제2회전요소는 상기 싱글 피니언 유성 기어(PUS)와 상기 더블 피니언 유성 기어(PUD)에 공통되는 롱 피니언(P3) 및 상기 롱 피니언에 치합되어 상기 더블 피니언 유성 기어(PUD)를 형성하는 쇼트 피니언(P4)을 회전가능하게 지지하는 제2캐리어(CR2, CR3)이고,
상기 제3회전요소는 상기 롱 피니언(P3)에 치합되는 제2링기어(R3)이다.
또한, 구체적으로(예를 들면, 도 1 및 도 2 참조), 상기 제1클러치(C―1)를 결합하는 동시에 상기 제2제동수단(B―2)을 록킹함으로써 전진 1단을,
상기 제1클러치(C―1)를 결합하는 동시에 상기 제1제동수단(B―1)을 록킹함으로써 전진 2단을,
상기 제1클러치(C―1)를 결합하는 동시에 상기 제3클러치(C―3)를 결합함으로써 전진 3단을,
상기 제1클러치(C―1)를 결합하는 동시에 상기 제4클러치(C―4)를 결합함으로써 전진 4단을,
상기 제1클러치(C―1)를 결합하는 동시에 상기 제2클러치(C―2)를 결합함으로써 전진 5단을,
상기 제2클러치(C―2)를 결합하는 동시에 상기 제4클러치(C―4)를 결합함으로써 전진 6단을,
상기 제2클러치(C―2)를 결합하는 동시에 상기 제3클러치(C―3)를 결합함으로써 전진 7단을,
상기 제2클러치(C―2)를 결합하는 동시에 상기 제1제동수단(B―1)을 록킹함으로써 전진 8단을,
상기 제3클러치(C―3) 또는 상기 제4클러치(C―4)를 결합하는 동시에 상기 제2제동수단(B―2)을 록킹함으로써 후진단을 각각 달성하여 이루어진다.
이에 따라, 본 자동 변속기를 전진 8단 및 적어도 후진 1단을 달성하는 자동 변속기에 이용하기에 적합하게 할 수 있다.
또, 상기 괄호 안의 부호는 도면과 대조하기 위한 것이지만, 이는 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 편의적인 것이며, 특허청구범위의 구성에 아무런 영향을 미치지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 변속기를 도시한 개략도이다.
도 2는 자동 변속기의 결합 표이다.
도 3은 자동 변속기의 속도선도이다.
도 4는 자동 변속기의 일부를 도시한 측면 단면도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 변속기를 도시한 개략도이고, 도 2는 자동 변속기의 결합 표이고, 도 3은 자동 변속기의 속도선도이고, 도 4는 자동 변속기의 일 부를 도시한 측면 단면도이다. 또, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 변속기는, 차량에 탑재되었을 때, 축방향이 차량의 진행 방향에 대해 좌우 방향이 되지만, 본 명세서 내에서는, 엔진이 접속되는 측, 즉 토크 컨버터(2)측에서 본 자동 변속기(1)를 정면으로 한다. 따라서, 도 4는 측방향 측에서 본 측면 단면도가 된다. 또한, 축방향에서 상기 토크 컨버터(2)측을 전방측으로 하고, 클러치(C―2)측을 후방측으로 하고 있다.
우선, 본 발명을 적용할 수 있는 자동 변속기(1)의 개략적인 구성에 대해 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 예를 들면 FF 타입(프런트 엔진, 프런트 드라이브)의 차량에 이용하기에 적합한 자동 변속기(1)는 하우징 케이스와 트랜스미션 케이스로 이루어진 케이스(6)를 구비하고 있고, 상기 케이스(6)의 전방측에, 미도시한 엔진에 접속할 수 있는 자동 변속기(1)로서의 입력 부재(프런트 커버 및 센터 피스)(10)를 가지고 있다. 또한, 자동 변속기(1)는 록-업 클러치(lock-up clutch)(2a)를 가지는 토크 컨버터(2)가 배치되어 있고, 케이스(6) 내에 변속 기구(3), 카운터 샤프트부(4) 및 차동부(5)가 배치되어 있다.
상기 토크 컨버터(2)는 자동 변속기(1)의 입력 부재(10)에 접속된 펌프 임펠러(2b) 및 작동 유체를 통해 상기 펌프 임펠러(2b)의 회전이 전달되는 터빈 러너(turbine runner)(2c)를 가지고 있고, 상기 터빈 러너(2c)는 상기 입력 부재(10)와 동축상에 배치된 상기 변속 기구(3)의 입력축(7)에 접속되어 있다. 또한, 상기 토크 컨버터(2)에는 록-업 클러치(2a)가 구비되어 있고, 상기 록-업 클러치(2a)가 미도시한 유압 제어 장치의 유압 제어에 의해 결합되면, 상기 자동 변속기(1)의 입 력 부재(10)의 회전이 변속 기구(3)의 입력축(7)에 직접 전달된다.
상기 변속 기구(3)에는 입력축(7)상에서 유성 기어(감속 유성 기어)(DP) 및 유성 기어 유닛(PU)이 구비되어 있다. 상기 유성 기어(DP)는 선기어(제1선기어)(S1), 캐리어(제1캐리어)(CR1) 및 링기어(제1링기어)(R1)를 구비하고 있고, 선기어(S1)에 치합되는 피니언(P2) 및 링기어(R1)에 치합되는 피니언(P1)을 상기 캐리어(CR1)에 서로 치합되게 하는 형태로 가지고 있는 소위 더블 피니언 유성 기어이다.
또한, 상기 유성 기어 유닛(PU)은 싱글 피니언 유성 기어(PUS) 및 더블 피니언 유성 기어(PUD)의 두 유성 기어를 연결한 형태로 구성되어 있고, 상기 싱글 피니언 유성 기어(PUS)는 선기어(제3선기어)(S3), 캐리어(제2캐리어)(CR3) 및 링기어(제2링기어)(R3)를 구비하고, 상기 더블 피니언 유성 기어(PUD)는 선기어(제2선기어)(S2) 및 캐리어(제2캐리어)(CR2)를 구비하고 있다. 또한, 싱글 피니언 유성 기어(PUS) 및 더블 피니언 유성 기어(PUD)는 공통되는 피니언을 롱 피니언(P3)으로서 가지며, 상기 더블 피니언 유성 기어(PUD)에 구비되는 동시에 상기 롱 피니언(P3)과 서로 치합되는 쇼트 피니언(P4)을 가진다. 그리고, 상기 싱글 피니언 유성 기어(PUS) 및 상기 더블 피니언 유성 기어(PUD)는 상기 롱 피니언(P3)을 회전가능하게 지지하는 피니언 샤프트(PS3) 및 상기 쇼트 피니언(P4)을 회전가능하게 지지하는 피니언 샤프트(PS4)를 지지하는 캐리어(CR2, CR3)를 구비하고 있다. 또, 캐리어(CR2, CR3)는 더블 피니언 유성 기어(PUD)의 캐리어(CR2) 및 싱글 피니언 유성 기어(PUS)의 캐리어(CR3)와 같이 설명했지만, 공통되는 롱 피니언(P3)을 가지며, 동일한 회전을 하는 하나의 캐리어이다. 즉, 유성 기어 유닛(PU)은 4개의 회전요소로서 더블 피니언 유성 기어(PUD)의 선기어가 되는 선기어(제4회전요소, 제2선기어)(S2), 싱글 피니언 유성 기어(PUS)의 선기어가 되는 선기어(제1회전요소, 제3선기어)(S3), 상기 캐리어(제2회전요소, 제2캐리어)(CR2, CR3) 및 링기어(제3회전요소, 제2링기어)(R3)를 가지고 있는 소위 라비뇨형(Ravigneaux type) 유성 기어이다. 또, 상기 괄호 안에 나타낸 각 회전요소(제1 내지 제4회전요소)의 숫자의 순서는 이들 회전요소가 회전할 때의 회전수 비율의 순서로 되어 있다. 즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 구체적으로 후술하는 속도선도에 있어서의 유성 기어 유닛(PU) 부분의 도면 좌측으로부터의 순서로 되어 있다.
또한, 유성 기어 유닛(PU)은 더블 피니언 유성 기어(PUD)에 있어서의 롱 피니언(P3)의 내주측에 쇼트 피니언(P3)을 가지고 있다. 따라서, 싱글 피니언 유성 기어(PUS)의 선기어(S3)는 더블 피니언 유성 기어(PUD)의 선기어(S2)보다도 외경이 큰 선기어로 되어 있다. 또한, 싱글 피니언 유성 기어(PUS)는 더블 피니언 유성 기어(PUD)보다도 유성 기어(DP)측(도면 우측)에 배치되어 있고, 상기 유성 기어(DP)측으로부터 연장된 부재와 연결될 때에, 선기어(S2)에 연결되는 부재를 선기어(S3)의 내주측을 통과하여 배치할 수 있기 때문에, 더블 피니언 유성 기어(PUD)가 유성 기어(DP)측에 배치되는 경우보다도, 자동 변속기(1)를 직경 방향으로 컴팩트화하는 것이 가능해진다.
상기 유성 기어(DP)의 선기어(S1)는 케이스(6)에 일체로 고정되어 있다. 또한, 상기 캐리어(CR1)는 상기 입력축(7)의 회전과 동일 회전(이하 "입력 회전"이라 함)으로 되어 있는 동시에, 클러치(제4클러치)(C―4)에 접속되어 있다. 또한, 상기 링기어(R1)는 상기 고정된 선기어(S1)와 상기 입력 회전하는 캐리어(CR1)에 의해 입력 회전이 감속된 감속 회전이 되는 동시에, 클러치(제1클러치)(C―1) 및 클러치(제3클러치)(C―3)에 접속되어 있다.
상기 유성 기어 유닛(PU)의 선기어(S3)는 브레이크(제1제동수단(breaking means)(B―1)에 접속되어 케이스(6)에 대해 고정 가능하게 되어 있는 동시에, 상기 클러치(C―4) 및 클러치(C―3)에 접속되어, 상기 클러치(C―4)를 통해 상기 캐리어(CR1)의 입력 회전이, 상기 클러치(C―3)를 통해 상기 링기어(R1)의 감속 회전이 각각에 입력 가능하게 되어 있다. 또한, 상기 선기어(S2)는 클러치(C―1)에 접속되어 있고, 상기 링기어(R1)의 감속 회전이 입력 가능하게 되어 있다.
또한, 상기 캐리어(CR2(CR3))는 입력축(7)의 회전이 입력되는 클러치(제2클러치)(C―2)에 접속되어, 상기 클러치(C―2)를 통해 입력 회전이 입력 가능하게 되어 있고, 또한 일방향 클러치(F―1) 및 브레이크(제2제동수단)(B―2)에 접속되어, 상기 일방향 클러치(F―1)를 통해 케이스(6)에 대해 일방향 회전이 규제되는 동시에, 상기 브레이크(B―2)를 통해 회전이 고정 가능하게 되어 있다. 그리고, 상기 링기어(R3)는 케이스(6)에 대해 고정된 미도시한 센터 서포트 부재에 회전가능하게 지지된 카운터 기어(출력부재)(8)에 접속되어 있다.
또한, 상기 카운터 기어(8)에는 상기 카운터 샤프트부(4)의 카운터 샤프트(12)상에 고정되어 있는 대경 기어(large diameter gear)(11)가 치합되어 있고, 상기 카운터 샤프트(12)에는 외주면상에 형성되어 있는 소경 기어(small diameter gear)(12a)를 통해 차동부(5)의 기어(14)가 치합되어 있다. 그리고, 상기 기어(14)는 차동 기어(13)에 고정되어 있고, 상기 차동 기어(13)를 통해 좌우 차축(15, 15)에 접속되어 있다.
계속해서, 상기 구성을 기초로 변속 기구(3)의 작용에 대해 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.
상기 구성으로 이루어진 자동 변속기(1)는, 미도시한 전자 제어 장치와 유압 제어 장치에 의한 제어로 운전자에 의해 선택된 레인지(range)에 따른 변속단의 범위에서 차량 부하에 기초하여 변속을 수행한다. 도 2는 각 클러치 및 브레이크의 결합 및 해제(○ 표시는 결합, 표시가 없는 것은 해제를 나타냄)로 달성되는 변속단을 도표화하여 나타낸 것이다. 또한, 도 3은 각 클러치 및 브레이크의 결합(● 표시는 그 결합을 나타냄)에 의해 달성되는 변속단과 그 때의 각 변속요소의 회전수비의 관계를 속도선도로 나타낸 것이다. 또, 이 속도선도에서 세로축은 각각의 회전요소(각 기어)의 회전수를 나타내고 있고, 가로축은 그 회전요소의 기어비에 대응되게 나타내고 있다. 또한, 상기 속도선도의 유성 기어 유닛(PU) 부분에서 가로축 방향으로 그 일단(도 3의 좌측)으로부터 순차적으로 각 변속요소를 제1 내지 제4회전요소로 할 경우에, 제1회전요소는 대경의 선기어(S3)에 대응되며, 유성 기어(DP)에 의해 감속된 회전을 클러치(C―3)에 의해, 입력축(7)의 입력 회전을 클러치(C―4)에 의해 각각 입력하는 경로와 연결되는 동시에, 브레이크(B―1)에 의해 록킹(locking)가능하게 연결되어 있다. 또한, 제2회전요소는, 캐리어(CR2(CR3))에 대응되며, 입력축(7)의 입력 회전을 클러치(C―2)에 의해 입력하는 경로와 연결되 는 동시에, 브레이크(B―2)에 의해 록킹가능하게 연결되어 있다. 또한, 제3회전요소는, 링기어(R3)에 대응되며, 카운터 기어(8)와 연결되어 있다. 또한, 제4회전요소는, 소경의 선기어(S2)에 대응되며, 유성 기어(DP)에 의해 감속된 회전을 클러치(C―1)에 의해 입력하는 경로와 연결되어 있다.
예를 들면, D(드라이브) 레인지로서, 전진 1단(1st)에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 클러치(C―1) 및 일방향 클러치(F1)가 결합된다. 그러면, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 고정된 선기어(S1)와 입력 회전인 캐리어(CR1)에 의해 감속 회전하는 링기어(R1)의 회전이 클러치(C―1)를 통해 선기어(S2)에 입력된다. 또한, 캐리어(CR2(CR3))의 회전이 일방향(정전 회전 방향(forward rotation direction))으로 규제되어, 즉 캐리어(CR2)의 역회전이 방지되어 고정된 상태가 된다. 그러면, 선기어(S2)에 입력된 감속 회전이 고정된 캐리어(CR2)를 통해 링기어(R3)로 출력되고, 전진 1단으로서의 정회전이 카운터 기어(8)로부터 출력된다.
또, 엔진 브레이크시(코스팅시)에는 브레이크(B―2)를 록킹하여 캐리어(CR2)를 고정시키고, 상기 캐리어(CR2)의 정회전을 방지하는 형태로 상기 전진 1단의 상태를 유지한다. 또한, 상기 전진 1단에서는 일방향 클러치(F1)에 의해 캐리어(CR2)의 역회전을 방지하면서 정회전을 가능하게 하므로, 예를 들면 비주행 레인지로부터 주행 레인지로 전환했을 때의 전진 1단의 달성을 일방향 클러치(F1)의 자동 결합에 의해 원만하게 수행할 수 있다.
전진 2단(2nd)에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 클러치(C―1)가 결합되고 브레이크(B―1)가 록킹된다. 그러면, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 고정된 선 기어(S1)와 입력 회전인 캐리어(CR1)에 의해 감속 회전하는 링기어(R1)의 회전이 클러치(C―1)를 통해 선기어(S2)에 입력된다. 또한, 브레이크(B―1)의 록킹에 의해 선기어(S3)의 회전이 고정된다. 그러면, 캐리어(CR2)가 선기어(S2)보다도 낮은 회전인 감속 회전이 되고, 상기 선기어(S2)에 입력된 감속 회전이 상기 캐리어(CR2)를 통해 링기어(R3)로 출력되고, 전진 2단으로서 정전 회전이 카운터 기어(8)로부터 출력된다.
전진 3단(3rd)에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 클러치(C―1) 및 클러치(C―3)가 결합된다. 그러면, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 고정된 선기어(S1)와 입력 회전인 캐리어(CR1)에 의해 감속 회전하는 링기어(R1)의 회전이 클러치(C―1)를 통해 선기어(S2)에 입력된다. 또한, 클러치(C―3)의 결합에 의해 링기어(R1)의 감속 회전이 선기어(S3)에 입력된다. 즉, 선기어(S3) 및 선기어(S2)에 링기어(R1)의 감속 회전이 입력되기 때문에 유성 기어 유닛(PU)은 감속 회전에 직접 연결된 상태가 되며, 그 상태에서 감속 회전이 링기어(R3)로 출력되고, 전진 3단으로서의 정전 회전이 카운터 기어(8)로부터 출력된다.
전진 4단(4th)에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 클러치(C―1) 및 클러치(C―4)가 결합된다. 그러면, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 고정된 선기어(S1)와 입력 회전인 캐리어(CR1)에 의해 감속 회전하는 링기어(R1)의 회전이 클러치(C―1)를 통해 선기어(S2)에 입력된다. 또한, 클러치(C―4)의 결합에 의해 캐리어(CR1)의 입력 회전이 선기어(S3)에 입력된다. 그러면, 캐리어(CR2)가 선기어(S2)보다도 높은 회전인 감속 회전이 되고, 상기 선기어(S2)에 입력된 감속 회전이 상기 캐리 어(CR2)를 통해 링기어(R3)로 출력되고, 전진 4단으로서의 정전 회전이 카운터 기어(8)로부터 출력된다.
전진 5단(5th)에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 클러치(C―1) 및 클러치(C―2)가 결합된다. 그러면, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 고정된 선기어(S1)와 입력 회전인 캐리어(CR1)에 의해 감속 회전하는 링기어(R1)의 회전이 클러치(C―1)를 통해 선기어(S2)에 입력된다. 또한, 클러치(C―2)의 결합에 의해 캐리어(CR2)에 입력 회전이 입력된다. 그러면, 상기 선기어(S2)에 입력된 감속 회전과 캐리어(CR2)에 입력된 입력 회전에 의해 상기 전진 4단보다 높은 감속 회전이 되어 링기어(R3)로 출력되고, 전진 5단으로서의 정전 회전이 카운터 기어(8)로부터 출력된다.
전진 6단(6th)에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 클러치(C―2) 및 클러치(C―4)가 결합된다. 그러면, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 클러치(C―4)의 결합에 의해 선기어(S3)에 캐리어(CR1)의 입력 회전이 입력된다. 또한, 클러치(C―2)의 결합에 의해 캐리어(CR2)에 입력 회전이 입력된다. 즉, 선기어(S3) 및 캐리어(CR2)에 입력 회전이 입력되기 때문에 유성 기어 유닛(PU)은 입력 회전에 직접 연결된 상태가 되며, 그 상태에서 입력 회전이 링기어(R3)로 출력되고, 전진 6단으로서의 정전 회전이 카운터 기어(8)로부터 출력된다.
전진 7단(7th)에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 클러치(C―2) 및 클러치(C―3)가 결합된다. 그러면, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 고정된 선기어(S1)와 입력 회전인 캐리어(CR1)에 의해 감속 회전하는 링기어(R1)의 회전이 클러치(C―3) 를 통해 선기어(S3)에 입력된다. 또한, 클러치(C―2)의 결합에 의해 캐리어(CR2)에 입력 회전이 입력된다. 그러면, 상기 선기어(S3)에 입력된 감속 회전과 캐리어(CR2)에 입력된 입력 회전에 의해 입력 회전보다 약간 높은 증속 회전이 되어 링기어(R3)로 출력되고, 전진 7단으로서의 정전 회전이 카운터 기어(8)로부터 출력된다.
전진 8단(8th)에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 클러치(C―2)가 결합되고 브레이크(B―1)가 록킹된다. 그러면, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 클러치(C―2)의 결합에 의해 캐리어(CR2)에 입력 회전이 입력된다. 또한, 브레이크(B―1)의 록킹에 의해 선기어(S3)의 회전이 고정된다. 그러면, 고정된 선기어(S3)에 의해 캐리어(CR2)의 입력 회전이 상기 전진 7단보다 높은 증속 회전이 되어 링기어(R3)로 출력되고, 전진 8단으로서의 정전 회전(positive rotation)이 카운터 기어(8)로부터 출력된다.
후진 1단(Rev1)에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 클러치(C―3)가 결합되고 브레이크(B―2)가 록킹된다. 그러면, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 고정된 선기어(S1)와 입력 회전인 캐리어(CR1)에 의해 감속 회전하는 링기어(R1)의 회전이 클러치(C―3)를 통해 선기어(S3)에 입력된다. 또한, 브레이크(B―2)의 록킹에 의해 캐리어(CR2)의 회전이 고정된다. 그러면, 선기어(S3)에 입력된 감속 회전이 고정된 캐리어(CR2)를 통해 링기어(R3)로 출력되고, 후진 1단으로서의 역전 회전(reverse rotation)이 카운터 기어(8)로부터 출력된다.
후진 2단(Rev2)에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 클러치(C―4)가 결합되고 브레이크(B―2)가 록킹된다. 그러면, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 클러치(C―4)의 결합에 의해 캐리어(CR1)의 입력 회전이 선기어(S3)에 입력된다. 또한, 브레이크(B―2)의 록킹에 의해 캐리어(CR2)의 회전이 고정된다. 그러면, 선기어(S3)에 입력된 입력 회전이 고정된 캐리어(CR2)를 통해 링기어(R3)로 출력되고, 후진 2단으로서의 역전 회전이 카운터 기어(8)로부터 출력된다.
또, 예를 들면 P(파킹) 레인지 및 N(뉴트럴) 레인지에서는, 클러치(C―1), 클러치(C―2), 클러치(C―3) 및 클러치(C―4)가 해제된다. 그러면, 캐리어(CR1)와 선기어(S3) 사이, 링기어(R1)와 선기어(S3) 사이, 링기어(R1)와 선기어(S2) 사이, 즉 유성 기어(DP)와 유성 기어 유닛(PU) 사이가 절단(연결해제; disconnecting) 상태가 된다. 또한, 입력축(7)과 캐리어(CR2) 사이가 절단 상태가 된다. 이에 따라, 입력축(7)과 유성 기어 유닛(PU) 사이의 동력 전달이 절단 상태가 되며, 즉 입력축(7)과 카운터 기어(8)의 동력 전달이 절단 상태가 된다.
또, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 변속기(1)에 있어서는, 전진 8단 및 후진 2단을 달성하는 것을 설명했지만, 예를 들면 상기 전진 8단(8th)을 사용하지 않고 전진 7단 및 후진 2단을 달성하여도 좋으며, 즉 소정의 제동수단과 4개의 클러치에 의해 변속단을 형성할 수 있는 자동 변속기이면 어떠한 변속단 수를 갖는 자동 변속기여도 본 발명을 적용할 수 있다.
이어서, 본 발명에 따른 자동 변속기(1)의 클러치(C―1), 클러치(C―3), 클러치(C―4) 및 유성 기어(DP)에 대해 도 4를 참조하여 설명한다. 케이스(6)(도 1 참조)의 내측에는, 입력축(7)상에 더블 피니언 유성 기어로 이루어진 유성 기 어(DP)가 배치되어 있고, 선기어(S1), 캐리어(CR1) 및 링기어(R1)가 배치되어 있다. 이 중 선기어(S1)는 입력축(7)의 외주면에 끼워맞춰지는(fitting) 동시에, 전방으로 연장되는 슬리브 부재(sleeve member)(71)의 후방측 단부의 외주면에 형성된 스플라인(71s)에 의해 상기 슬리브 부재(71)와 연결되어 있다. 이 슬리브 부재(71)는 베어링(b1)을 통해 입력축(7)을 회전가능하게 지지하는 동시에, 케이스(6)의 전방에 설치된 오일 펌프의 펌프 커버(미도시)의 내경측으로부터 후방측으로 연장 배치된 보스부(70)의 내주면에 일체로 고정되어 있다. 따라서, 선기어(S1)는 케이스(6)에 대해 회전할 수 없도록 연결되어 있다.
상기 캐리어(CR1)는 후방측의 후방 캐리어 플레이트(CR1a)와 전방측의 전방 캐리어 플레이트(CR1b)를 가지고 있고, 상기 양 캐리어 플레이트(CR1a, CR1b)에 의해 피니언 샤프트(PS1, PS2)를 지지하고 있다. 또한, 피니언 샤프트(PS1)가 상기 피니언(P1)을 회전가능하게 지지하고, 피니언 샤프트(PS2)가 상기 피니언(P2)을 회전가능하게 지지하고 있다. 그리고, 피니언(P1)은 외주측에서 링기어(R1)와 치합되는 동시에 피니언(P2)과 치합되어 있고, 상기 피니언(P2)은 내주측에서 선기어(S1)와 치합되어 있다. 또한, 후방 캐리어 플레이트(CR1a)는 내주 단부에서 입력축(7)에 일체로 고정되어 있다. 이에 따라, 캐리어(CR1)는 입력축(7)에 대해 지지되어 있는 동시에, 입력축(7)과 동일 회전하도록 구성되어 있다.
상기 링기어(R1)는 구체적으로 후술하는 허브부(51)가 외주측에 일체로 형성되어 있고, 후방측 부분에서 대략 중공원판 형태(hollow disc shape)로 형성된 지지부재(53)의 외경 단부에 고착되어 있다. 상기 지지부재(53)는 내주측에서 후방측 이 베어링(66)을 통해 후술하는 클러치(C―1)의 클러치 드럼(22)의 중공축부(22c)에 회전가능하게 지지되어 있고, 전방측이 베어링(67)을 통해 상기 캐리어(CR1)의 후방 캐리어 플레이트(CR1a)에 회전가능하게 지지되어 있다. 이에 따라, 링기어(R1)는 클러치(C―1)의 클러치 드럼(22), 캐리어(CR1)의 후방 캐리어 플레이트(CR1a) 및 지지부재(53)를 통해 입력축(7)에 대해 회전가능하게 지지되어 있다.
계속해서, 본 발명에 따른 클러치(C―1, C―3 및 C―4)에 대해 구체적으로 설명한다. 상기 브레이크(B―1)의 내주측에 있으며, 유성 기어(DP)의 외주측으로부터 후방측으로 클러치(C―1)가 배치되어 있다. 상기 클러치(C―1)는 외부 마찰판(21a)과 내부 마찰판(21b)으로 이루어진 마찰판(21) 및 이 마찰판(21)을 연결/해제(결합/해제)시키는 유압 서보(20)를 구비하고 있고, 상기 내부 마찰판(21b)은 후술하는 허브부(51)에 스플라인 결합되어 있다.
상기 유압 서보(20)는 클러치 드럼(22), 피스톤 부재(24), 캔슬 플레이트(cancel plate)(25), 리턴 스프링(26)을 가지고 있고, 이것들에 의해 작동 오일 챔버(27), 캔슬 오일 챔버(28)를 구성하고 있다. 클러치 드럼(22)은 외주측 부재(22A)와 내주측 부재(22B)가 고착되어 일체로 구성되어 있고, 유성 기어(DP)측(전방측)을 향해 개구되어 있는 동시에, 내주측으로부터 외주측으로 연장되는 플랜지부(22b), 상기 플랜지부(22b)의 외주측으로부터 전방측으로 유성 기어(DP)의 외주측까지 연장되는 드럼부(22a), 및 상기 플랜지부(22b)의 내주측에 있어서 전방측으로 연장되는 동시에 중공축 형태로 형성된 중공축부(22c)를 가지고 있다.
상기 플랜지부(22b)의 전방측에는, 피스톤 부재(24)와 대향하는 부분에 상기 작동 오일 챔버(27)를 구성하기 위한 실린더부(22d)가 형성되어 있다. 클러치 드럼(22)의 드럼부(22a)는 유성 기어(DP)의 외주측에 있어서 내주면에 상기 외부 마찰판(21a)이 스플라인 결합되어 있다. 상기 중공축부(22c)는 슬리브 부재(72)에 끼워맞춤(fitting) 형태로 배치되어 있고, 상기 슬리브 부재(72)는 베어링(b2)에 의해 상기 입력축(7)에 대해 회전가능하도록 배치되어 있다. 즉, 중공축부(22c)는 슬리브 부재(72)를 통해 입력축(7)에 대해 회전가능하게 배치되어 있다.
상기 피스톤 부재(24)는 상술한 클러치 드럼(22)의 플랜지부(22b)의 전방측에 있으며, 상기 중공축부(22c)의 전방측에 끼워맞춤 형태로 상기 실린더부(22d)에 대향시켜 축방향 이동 가능하게 배치되어 있다. 또한, 피스톤 부재(24)는 실 링(seal ring)(61) 및 실 부재(seal member)(62)에 의해 밀봉됨으로써, 클러치 드럼(22)과의 사이에 유밀(oil-tight) 형태의 작동 오일 챔버(27)를 구성하고 있다. 또한, 피스톤 부재(24)의 외주측에는 가압부(pressing portion)(24a)가 연장 배치되어 있고, 상기 가압부(24a)는 그 전단이 마찰판(21)에 대향 배치되어 있다. 또한, 상기 가압부(24a)의 외주 단부에는 스플라인이 형성되어 있고, 상기 클러치 드럼(22)의 드럼부(22a)의 내주측에 형성된 스플라인에 스플라인 결합하고 있다.
상기 캔슬 플레이트(25)는 상술한 중공축부(22c)의 전방측에서 끼워맞춰진 스냅링(73)에 의해 전방측으로의 이동이 규제되어 있다. 캔슬 플레이트(25)는 그 후방측에 배치된 피스톤 부재(24)와의 사이에 리턴 스프링(26)이 수축 배치되는 동시에, 상기 캔슬 플레이트(25)의 외주부에 배치된 실 부재(74)에 의해 유밀 형태의 캔슬 오일 챔버(28)를 구성하고 있다.
상기 브레이크(B―1)의 내주측에 있으며, 유성 기어(DP)의 외주측으로부터 전방측으로 클러치(C―3)가 배치되어 있다. 상기 클러치(C―3)는 외부 마찰판(31a)과 내부 마찰판(31b)으로 이루어진 마찰판(31) 및 이 마찰판(31)을 연결/해제시키는 유압 서보(30)를 구비하고 있고, 상기 내부 마찰판(31b)은 후술하는 허브부(51)에 스플라인 결합되어 있다.
상기 유압 서보(30)는 실린더부(32e)가 형성된 클러치 드럼(32), 피스톤 부재(34), 캔슬 플레이트(35), 리턴 스프링(36)을 가지고 있고, 이것들에 의해 작동 오일 챔버(37), 캔슬 오일 챔버(38)를 구성하고 있다. 클러치 드럼(32)은 내주측으로부터 외주측으로 연장되는 플랜지부(32b) 및 상기 플랜지부(32b)의 외주측으로부터 상기 마찰판(31)의 외주측까지 연장되는 드럼부(32a)를 가지는 외주측 부재(32A)와, 상기 펌프 커버(미도시)의 보스부(70)에 끼워맞춰진 중공축부(32c)를 가지는 내주측 부재(32B)가 고착되어 일체로 구성되어 있고, 상기 클러치(C―1)의 클러치 드럼(22)과 대향하는 방향(후방측)을 향해 개구되는 형태로 배치되어 있다. 또한, 상기 내주측 부재(32B)는 중공축부(32c)의 전방측 부분으로부터 외주측을 향해 연장되고, 플랜지 형태로 형성된 피스톤 지지부(32f)를 가지고 있다.
상기 드럼부(32a)는 상기 유성 기어(DP)의 외주측에 있어서 내주측으로 상기 외부 마찰판(31a)이 스플라인 결합되어 있고, 전방 단부에 있어서 내주측을 향해 플랜지부(32b)가 형성되어 있다. 또, 드럼부(32a)는 상기 클러치 드럼(22)의 외주측을 통과하여 상기 클러치 드럼(22)의 대략 후방측까지 연장 배치되고, 접속부재(76)에 접속되어 있다. 그리고, 상기 접속부재(76)는 전술한 유성 기어 유닛(PU) 의 선기어(S3)에 대해 접속되어 있다. 즉 클러치(C―3)가 결합되면 클러치 드럼(32)과 접속부재(76)가 동일 회전이 되어, 즉 유성 기어(DP)의 링기어(R1)의 회전(감속 회전)이 유성 기어 유닛(PU)의 선기어(S3)에 전달되게 된다.
또, 드럼부(32a)의 전단부, 즉 플랜지부(32b)의 외주 단부에는 두껍게 형성된 두께부(32d)가 구비되어 있다. 상기 두께부(32d)는 둘레 방향의 임의 부분에서 전방측으로부터 축방향으로 드릴 등으로 구멍을 뚫어 형성할 수 있고, 이에 따라, 클러치 드럼(32)의 균형을 맞출 수 있다.
상기 중공축부(32c)는 후방측 부분의 내주면에 있어서, 전술한 바와 같이 펌프 커버의 보스부(70)의 선단 부분에 베어링(b3)을 통해 회전가능하게 지지되어 있다. 또한, 중공축부(32c)의 전방측 부분, 즉 상기 내주측 부재(32B)의 피스톤 지지부(32f)에는 외주측에 있어서 축방향 후방측으로 짧게 연장되도록 형성된 턱부(32g)가 구비되어 있고, 상기 턱부(32g)는 내주측에서 클러치(C―4)의 클러치 드럼(42)의 단차부(42d)와 스플라인 결합하고 있다.
상기 피스톤 부재(34)는 상기 클러치 드럼(32)의 플랜지부(32b)의 후방에 있으며, 상기 피스톤 지지부(32f)에 끼워맞춤 형태로 상기 실린더부(32e)에 대향시켜 축방향 이동 가능하게 배치되어 있고, 실 부재(63) 및 실 링(64)에 의해 밀봉됨으로써, 클러치 드럼(32)과의 사이에 유밀 형태의 작동 오일 챔버(37)를 구성하고 있다. 또한, 피스톤 부재(34)의 후방 외주측에는 가압부(pressing portion)(34a)가 형성되어 있고, 상기 가압부(34a)는 그 후단이 마찰판(31)에 대향 배치되어 있다. 또한, 상기 가압부(34a)의 외주면에는 스플라인이 형성되어 있고, 상기 클러치 드 럼(32)의 드럼부(32a)의 내주측에 형성된 스플라인에 스플라인 결합하고 있다.
상기 캔슬 플레이트(35)는 상기 피스톤 부재(34)의 후방측에 배치되고, 상기 피스톤 부재(34)와의 사이에 리턴 스프링(36)이 수축 배치되어 있고, 상기 캔슬 플레이트(35)의 외주부 및 내주부에 배치된 실 부재에 의해 유밀 형태의 캔슬 오일 챔버(38)를 구성하고 있다.
한편, 유성 기어(DP)와 클러치(C―3) 사이, 즉 클러치 드럼(32)에 내포된 부분에는 상기 클러치(C―4)가 배치되어 있다. 상기 클러치(C―4)에는 외부 마찰판(41a)과 내부 마찰판(41b)으로 이루어진 마찰판(41) 및 이 마찰판(41)을 연결/해제시키는 유압 서보(40)를 구비하고 있고, 상기 마찰판(41)은 상기 클러치(C―3)의 마찰판(31)의 내주측에서 일부가 축방향으로 중첩되는 형태로 배치되어 있다. 또한, 내부 마찰판(41b)은 클러치 허브(56)에 스플라인 결합되어 있고, 상기 클러치 허브(56)는 상기 캐리어(CR1)의 전방 캐리어 플레이트(CR1b)에 접속되어 있다. 이에 따라, 클러치(C―4)의 내부 마찰판(41b)의 스플라인 결합하고 있는 클러치 허브(56)와 캐리어(CR1)의 전방 캐리어 플레이트(CR1b)는 다른 부재로 구성되어 있고, 상기 클러치 허브(56)와 상기 전방 캐리어 플레이트(CR1b)를 일체로 형성하는 경우에 비해, 전방 캐리어 플레이트(CR1b)의 피니언 샤프트(PS1, PS2)의 직경 방향 위치와 클러치 허브(56)의 직경 방향 위치가 어긋나게 형성되는 제약을 없앨 수 있다.
상기 유압 서보(40)는 실린더부(42e)가 형성된 클러치 드럼(42), 피스톤 부재(44), 캔슬 플레이트(45), 리턴 스프링(46)을 가지고 있고, 이것들에 의해 작동 오일 챔버(47), 캔슬 오일 챔버(48)를 구성하고 있다. 클러치 드럼(44)은 내주측으로부터 외주측으로 연장되는 플랜지부(42b), 상기 플랜지부(42b)의 외주측으로부터 상기 마찰판(41)의 외주측까지 연장되는 드럼부(42a), 및 상기 클러치 드럼(32)의 중공축부(32c)에 덮여서 맞물리고 있는 보스부(42c)에 의해 구성되어 있고, 상기 클러치(C―3)와 동일한 방향(후방측)을 향해 개구되는 형태로 배치되어 있다.
상기 드럼부(42a)는 상기 유성 기어(DP)의 전방측이면서 클러치(C―3)의 마찰판(31)의 내주측에 배치되고, 내주측에 상기 외부 마찰판(41a)이 스플라인 결합되어 있고, 전방 단부에 있어서 상기 클러치 드럼(32)의 턱부(32g)와 스플라인 결합하고 있는 단차부(42d)가 형성되고, 상기 단차부(42d)로부터 내주측을 향해 플랜지부(42b)가 형성되어 있다. 상기 보스부(42c)는 상기 클러치 드럼(32)의 중공축부(32c)의 전방 부분에서 끼워맞춤되고, 스냅링(55)에 의해 후방측으로의 이동이 규제되어 있다.
상기 피스톤 부재(44)는 상기 클러치 드럼(42)의 플랜지부(42b)의 후방에 있으며, 상기 클러치 드럼(32)의 중공축부(32c)에 끼워맞춤 형태로 상기 실린더부(42e)에 대향시켜 축방향 이동 가능하게 배치되어 있고, 실 부재(68) 및 실 링(69)에 의해 밀봉됨으로써, 클러치 드럼(42)과의 사이에 유밀 형태의 작동 오일 챔버(47)를 구성하고 있다. 또한, 피스톤 부재(44)의 후방 외주측에는 가압부(44a)가 형성되어 있고, 상기 가압부(44a)는 그 후단이 마찰판(41)에 대향 배치되어 있다.
상기 캔슬 플레이트(45)는 상기 피스톤 부재(44)의 후방측에 배치되고, 상기 피스톤 부재(44)와의 사이에 리턴 스프링(46)이 수축 배치되어 있고, 상기 캔슬 플레이트(45)의 외주부에 배치된 실 부재(59)에 의해 대략 유밀 형태의 캔슬 오일 챔버(48)를 구성하고 있다.
이어서, 허브부(51)에 대해 설명한다. 허브부(51)는 상기 링기어(R1)의 외주면측에 일체로 형성되어 있고, 링기어(R1)의 외주면 부분이 되는 근위 단부(proximal end portion)(51c), 축방향 전방측에 돌출되는 형태로 배치된 전방 돌출부(51a), 및 축방향 후방측에 돌출되는 형태로 배치된 후방 돌출부(51b)를 구비하고 있다. 또한, 허브부(51)의 외주면에는 상기 근위 단부(51c), 전방 돌출부(51a) 및 후방 돌출부(51b) 부분에 걸쳐 스플라인(51s)이 형성되어 있다. 그리고, 이 스플라인(51s)의 전방 돌출부(51a) 부분에는 상기 클러치(C―3)의 내부 마찰판(31b)이 스플라인 결합하고 있고, 또한 근위 단부(51c) 및 후방 돌출부(51b) 부분에는 상기 내부 마찰판(31b)에 인접한 형태로 상기 클러치(C―1)의 내부 마찰판(21b)이 스플라인 결합하고 있다.
또한, 허브부(51)의 전방 돌출부(51a)에는 상기 스플라인(51s)의 리세스부(recess portion)와 내주측을 연통하는 윤활유 홀(51d)이 둘레 방향으로 복수개 형성되어 있다. 또한 허브부(51)의 후방 돌출부(51b)에는 상기 스플라인(51s)의 리세스부와 내주측을 연통하는 윤활유 홀(51e)이 둘레 방향으로 복수개 형성되어 있다.
계속해서, 클러치(C―1), 클러치(C―3) 및 클러치(C―4)의 작용에 대해 설명한다. 클러치(C―1)는 작동 오일 챔버(27)에 발생하는 유압에 의해 피스톤 부 재(24)를 축방향으로 이동시켜 마찰판(21)을 가압함으로써 클러치(C―1)의 결합/해제를 수행한다. 상기 작동 오일 챔버(27)에는, 미도시한 유압 제어 장치로부터 클러치(C―1)용 작동 유압이 클러치 드럼(22)에 형성된 오일 통로(oil path)(c21)를 통과하여 공급된다. 또한, 작동 오일 챔버(27)에는 원심 유압이 작용하기 때문에, 클러치 드럼(22)에 형성된 오일 통로(c23)를 통해 피스톤 부재(24)를 사이에 끼워 대향하는 캔슬 오일 챔버(28)에 윤활유가 공급되고, 작동 오일 챔버(27)에 발생한 원심 유압과 평형을 이루고 있다.
클러치(C―3)는 작동 오일 챔버(37)에 발생하는 유압에 의해 피스톤 부재(34)를 축방향으로 이동시켜 마찰판(31)을 가압함으로써 클러치(C―3)의 결합/해제(연결/해제)를 수행한다. 상기 작동 오일 챔버(37)에는, 미도시한 유압 제어 장치로부터 클러치(C―3)용 작동 유압이, 클러치 드럼(32)에 형성된 오일 통로(c24)로부터 전체 둘레에 걸쳐 면(面) 형태로 형성된 간극(A)을 통과하여 공급된다. 또한, 상기 작동 오일 챔버(37)에는 원심 유압이 작용하기 때문에, 클러치 드럼(32)에 형성된 오일 통로(c25)로부터 전체 둘레에 걸쳐 면 형태로 형성된 간극(B)을 통해 피스톤 부재(34)를 사이에 끼워 대향하는 캔슬 오일 챔버(38)에 윤활유가 공급되고, 상기 캔슬 오일 챔버(38)에 원심 유압을 발생시켜 작동 오일 챔버(37)에 발생한 원심 유압과 평형을 이루고 있다.
클러치(C―4)는 작동 오일 챔버(47)에 발생하는 유압에 의해 피스톤 부재(44)를 축방향으로 이동시켜 마찰판(41)을 가압함으로써 클러치(C―4)의 결합/해제를 수행한다. 상기 작동 오일 챔버(47)에는, 미도시한 유압 제어 장치로부터 클 러치(C―4)용 작동 유압이 클러치 드럼(22)의 중공축부(32c)에 형성된 오일 통로(c28)를 통과하여 공급된다. 또한, 작동 오일 챔버(47)에는 원심 유압이 작용하기 때문에, 중공축부(32c)에 형성된 오일 통로(c29)를 통해 피스톤 부재(44)를 사이에 끼워 대향하는 캔슬 오일 챔버(48)에 윤활유가 공급되고, 작동 오일 챔버(47)에 발생한 원심 유압과 평형을 이루고 있다.
이어서, 윤활유의 공급에 대해 설명한다. 예를 들면 오일 펌프(미도시)에 의해 발생한 유압을 기초로 한 윤활유가 상기 클러치 드럼(22)에 형성된 오일 통로(c23)에 공급되면, 캔슬 오일 챔버(28)에 캔슬 오일로서 공급되는 동시에, 캔슬 플레이트(25)에 형성된 노치부(notch portion)(25a)를 통해 상기 캔슬 플레이트(25)와 상기 지지부재(53) 사이를 통과하여 외주측에 공급된다. 캔슬 플레이트(25)와 지지부재(53) 사이에 공급된 윤활유는 허브부(51)의 후방 돌출부(51b)의 내주측에 공급되고, 상기 허브부(51)의 윤활유 홀(51e)을 통해 상기 마찰판(21)을 윤활시킨다.
한편, 예를 들면 오일 펌프(미도시)에 의해 발생한 유압을 기초로 한 윤활유가 상기 보스부(70)에 형성된 오일 통로(c26)에 공급되면, 오일 통로(c27)를 통해 보스부(70)와 클러치 드럼(32)의 중공축부(32c) 사이에 공급된다. 보스부(70)와 중공축부(32c) 사이에 공급된 윤활유는 베어링(b3)을 윤활시키는 동시에, 상기 중공축부(32c)와 선기어(S1) 사이를 통과하여 유성 기어(DP)의 전방측에 공급된다. 유성 기어(DP)의 전방측에 공급된 윤활유는 상기 전방 캐리어 플레이트(CR1b)에 형성된 오일 통로를 통해 피니언(P1) 및 피니언(P2)을 윤활시키는 동시에, 상기 전방 캐리어 플레이트(CR1b)의 간극을 통과하여 허브부(51)의 전방 돌출부(51a)의 내주측에 공급되고, 상기 허브부(51)의 윤활유 홀(51d)을 통해 상기 마찰판(31)을 윤활시킨다.
이때, 마찰판(31)을 배치한 상태의 축방향 길이에 대한 윤활유 홀(51d)의 내경의 비율은 마찰판(21)을 배치한 상태의 축방향 길이에 대한 윤활유 홀(51e)의 내경의 비율보다 커져 있어, 즉 마찰판(31)은 마찰판(21)보다 윤활유가 효율적으로 공급된다. 또한, 클러치(C―1) 및 클러치(C―3)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 주행시에 있어서 클러치(C―3) 쪽이 클러치(C―1)에 비해 결합/해제 횟수가 많아지는 것을 알 수 있다. 따라서, 결합/해제 횟수가 많아지는 클러치(C―3)의 마찰판(31)이 클러치(C―1)의 마찰판(21)보다 윤활유가 효율적으로 공급되어 자동 변속기(1)로서의 윤활 효율이 양호해진다.
이상과 같이 본 발명에 따른 자동 변속기(1)는 클러치(C―1)와 클러치(C―3)가 감속 회전을 전달하고 클러치(C―4)가 입력 회전을 전달하므로, 클러치(C―1)와 클러치(C―3)는 클러치(C―4)보다 큰 토크를 전달한다. 또한, 클러치(C―1)는 저단 달성시에 결합하고 클러치(C―3)는 클러치(C―1)보다도 고단측에서 결합하므로, 클러치(C―1)는 클러치(C―3)보다 큰 토크를 전달한다. 따라서, 가장 큰 토크 용량이 필요한 클러치(C―1)는 클러치(C―3)의 마찰판(31)과 클러치(C―4)의 마찰판(41)과 축방향으로 중첩되지 않도록 배치하고, 이어서 토크 용량이 필요한 클러치(C―3)의 마찰판(31)의 내주측에 가장 작은 토크 용량이 필요한 클러치(C―4)의 마찰판(41)을 배치했기 때문에, 클러치(C―1)의 마찰판(21)은 직경 방향으로 클러치(C―3)의 마찰판(31)과 클러치(C―4)의 마찰판(41)에 제한받지 않고 배치될 수 있고, 클러치(C―3)의 마찰판(31)은 그 외경을 클러치(C―4)의 마찰판(41)의 외경보다도 크게 할 수 있다. 따라서 클러치(C―4)보다 클러치(C―3)의 토크 용량을 크게 할 수 있고, 클러치(C―3)보다 클러치(C―1)의 토크 용량을 크게 할 수 있기 때문에, 각각에 필요한 토크 용량을 확보하면서 자동 변속기(1)의 축방향 길이를 컴팩트화할 수 있다.
또한, 클러치(C―1)의 유압 서보(20)의 클러치 드럼(22)과 클러치(C―3)의 유압 서보(30)의 클러치 드럼(32)은 유성 기어(DP)를 사이에 끼워 개구 방향이 대향하도록 배치되고, 링기어(R1)로부터 축방향 양측에 돌출되도록 형성한 허브부(51)에 클러치(C―1)의 마찰판(21)과 클러치(C―3)의 마찰판(31)이 스플라인 결합하도록 상기 링기어(R1)의 외주측에 병렬 배치되어 있으므로, 클러치(C―1)의 마찰판(21)과 클러치(C―3)의 마찰판(31)을, 이들 사이에 클러치(C―1)의 유압 서보(20)의 클러치 드럼(22)을 개재시키지 않고 배치할 수 있다. 이에 따라, 상기 클러치(C―1)의 마찰판(21)과 클러치(C―3)의 마찰판(31)과 접근시켜 배치할 수 있는 동시에, 클러치(C―1)의 마찰판(21)과 유성 기어(DP)를 축방향으로 중첩시켜 배치할 수 있어 자동 변속기(1)를 축방향으로 컴팩트화할 수 있다.
또한, 클러치(C―4)의 마찰판(41)을, 클러치(C―3)의 마찰판(31)의 내주측에 적어도 일부가 축방향으로 중첩되도록 배치하고 있으므로, 상기 클러치(C―4)의 마찰판(41) 및 클러치(C―3)의 마찰판(31)이 축방향으로 나란히 배치된 경우에 비해, 축방향 치수를 단축시킬 수 있어 자동 변속기(1)를 축방향으로 컴팩트화할 수 있 다.
또한, 클러치(C―3)의 마찰판(31)은 허브부(51)의 링기어(R1)로부터 축방향으로 돌출되어 윤활유 홀(51d)이 형성된 부분에 스플라인 결합되어 있으므로, 윤활유가 내주측으로부터 공급되도록 할 수 있다. 따라서, 클러치(C―1)의 마찰판(21)은 허브부(51)의 링기어(R1)로부터 축방향 일측으로 돌출된 부분으로부터 링기어(R1)와 축방향으로 중첩되는 부분에 걸쳐 스플라인 결합하도록 배치되어 있으므로, 클러치(C―3)의 마찰판(31)이 효율적으로 윤활유를 공급할 수 있어, 2단 이상 떨어진 복수의 변속단에서 결합되는 클러치(C―3) 쪽이 결합/해제를 수행하는 횟수가 많아지는 경우라도 자동 변속기(1)로서의 윤활 효율을 양호하게 이루어질 수 있다.
또한, 클러치(C―4)의 클러치 허브(56)와 유성 기어(DP)의 캐리어(CR1)의 전방 캐리어 플레이트(CR1b)를 별개로 구성하는 동시에 상기 클러치 허브(56)를 상기 전방 캐리어 플레이트(CR1b)에 고정 배치했으므로, 예를 들면 캐리어(CR1)와 클러치 허브(56)를 일체로 형성한 경우, 피니언 샤프트(PS1, PS2)의 지지부와 클러치 허브(56)의 베이스를 직경 방향 위치에서 어긋나게 할 필요가 있어 클러치 허브(56)가 배치될 수 있는 직경 방향 위치에 제약이 있다. 그러나 본 발명에 의하면 전방 캐리어 플레이트(CR1b)와 클러치 허브(56)를 별개로 구성하므로, 클러치 허브(56)를 원하는 직경 방향 위치에 고정 배치할 수 있어 클러치(C―4)를 클러치(C―3)의 내주측에 배치할 수 있다.
또한, 선기어(S2)와 선기어(S3) 각각이 유성 기어(DP)측으로부터 연장되는 부재와 연결되는 경우, 선기어(S2)에 연결되는 부재를 선기어(S3)의 내주측을 통과하여 배치할 수 있어 직경 방향으로 컴팩트화할 수 있으면서, 클러치(C―4)가 유성 기어(DP)의 유성 기어 유닛(PU)과는 반대측에 배치될 때에도 축방향 길이를 컴팩트화할 수 있다.
본 발명에 따른 자동 변속기는, 승용차, 트럭, 버스, 농업용 차량 등의 차량에 이용하는 것이 가능하고, 자동 변속기의 축방향 길이의 컴팩트화가 요구되는 곳에 적합하게 이용될 수 있으며, 특히 FF 타입의 차량에 이용되는 다단 변속이 가능한 자동 변속기에 있어서의 축방향 길이의 컴팩트화가 요구되는 곳에 적합하다.

Claims (13)

  1. 입력축의 회전을 입력하고 상기 입력축의 회전을 감속한 감속 회전을 출력할 수 있는 감속 유성 기어;
    상기 감속 유성 기어와 동축상에 배치되고, 회전수비 관계의 순서대로 제1회전요소와 제2회전요소와 제3회전요소와 제4회전요소를 갖는 유성 기어 유닛;
    상기 감속 회전을 상기 제4회전요소에 입력하는 제1클러치;
    상기 입력축의 회전을 상기 제2회전요소에 입력하는 제2클러치;
    상기 감속 회전을 상기 제1회전요소에 입력하는 제3클러치;
    상기 입력축의 회전을 상기 제1회전요소에 입력하는 제4클러치;
    상기 제1회전요소의 회전을 고정하는 제1제동수단;
    상기 제2회전요소의 회전을 고정하는 제2제동수단; 및
    상기 제3회전요소와 연결되는 출력부재를 포함하여 적어도 전진 7단 및 후진단을 달성할 수 있는 자동 변속기로서,
    상기 제1클러치, 상기 제3클러치 및 상기 제4클러치를 상기 유성 기어 유닛보다도 축방향에 있는 상기 감속 유성 기어측에 배치하고;
    상기 제1클러치의 마찰판이 상기 제3클러치의 마찰판과 제4클러치의 마찰판에 대해 축방향으로 오프셋되어 배치되고;
    상기 제3클러치의 마찰판과 적어도 일부가 축방향으로 중첩되도록, 상기 제4클러치의 마찰판을 상기 제3클러치의 마찰판의 내주측에 배치하는
    자동 변속기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제4클러치의 유압 서보를, 상기 제3클러치의 유압 서보의 내주측에 적어도 일부가 축방향으로 중첩되도록 배치하는
    자동 변속기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제3클러치의 캔슬 오일 챔버의 적어도 일부를, 상기 제4클러치의 마찰판의 외주측에서 상기 제4클러치의 마찰판과 축방향으로 중첩되고 상기 제3클러치의 마찰판과 직경 방향으로 중첩되도록 배치하는
    자동 변속기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1클러치의 유압 서보를 상기 감속 유성 기어와 상기 유성 기어 유닛의 축방향 사이에 배치하며, 상기 제3클러치의 유압 서보 및 상기 제4클러치의 유압 서보를 상기 감속 유성 기어에 대해 상기 유성 기어 유닛과는 축방향 반대측에 배치하고;
    상기 제1클러치의 유압 서보의 클러치 드럼과 상기 제3클러치의 유압 서보의 클러치 드럼을, 상기 감속 유성 기어를 사이에 끼워 개구 방향이 대향하도록 배치하는
    자동 변속기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감속 유성 기어는,
    케이스에 대해 고정된 제1선기어;
    상기 입력축의 회전이 입력되는 제1캐리어; 및
    회전이 고정된 상기 제1선기어와 상기 제1캐리어의 상기 입력축의 회전에 의해 상기 입력축의 회전보다 감속된 감속 회전이 되는 제1링기어를 포함하는
    자동 변속기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 감속 유성 기어의 제1링기어의 외주측에, 상기 제1링기어로부터 적어도 축방향 일측으로 일부가 돌출된 허브부를 형성하고;
    상기 제3클러치의 마찰판의 적어도 일부를, 상기 허브부의 상기 제1링기어로 부터 돌출된 부분에 스플라인 결합하도록 배치하는
    자동 변속기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 허브부의 상기 제1링기어로부터 돌출된 부분에, 내주측으로부터 공급되는 윤활유를 외주측으로 안내하는 윤활유 홀을 형성하는
    자동 변속기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제3클러치는 2단 이상 떨어진 복수의 변속단에서 결합되는 클러치로 이루어지는
    자동 변속기.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 허브부를 상기 제1링기어의 외주측에서 축방향 타측으로도 돌출되도록 형성하고;
    상기 제1클러치의 마찰판의 적어도 일부가 상기 허브부의 타측으로 돌출된 부분에 스플라인 결합하도록, 상기 제1클러치의 마찰판과 상기 제3클러치의 마찰판을 상기 허브부의 외주측에 병렬로 배치하는
    자동 변속기.
  10. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제4클러치의 마찰판에 스플라인 결합하는 클러치 허브를 구비하고;
    상기 감속 유성 기어의 제1캐리어는 피니언을 회전가능하게 지지하는 측판을 가지며, 상기 클러치 허브와 상기 측판을 별개로 구성하고 상기 측판에 상기 클러치 허브를 고정 배치하는
    자동 변속기.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유성 기어 유닛은 서로 캐리어가 연결된 싱글 피니언 유성 기어 및 더블 피니언 유성 기어를 구비하고;
    상기 싱글 피니언 유성 기어를 상기 더블 피니언 유성 기어보다도 상기 감속 유성 기어측에 배치하고;
    상기 제4회전요소는 상기 더블 피니언 유성 기어의 제2선기어이고;
    상기 제1회전요소는 상기 싱글 피니언 유성 기어의 제3선기어인
    자동 변속기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2회전요소는 상기 싱글 피니언 유성 기어와 상기 더블 피니언 유성 기어에 공통되는 롱 피니언 및 상기 롱 피니언에 치합되어 상기 더블 피니언 유성 기어를 형성하는 쇼트 피니언을 회전가능하게 지지하는 제2캐리어이고;
    상기 제3회전요소는 상기 롱 피니언에 치합되는 제2링기어인
    자동 변속기.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1클러치를 결합하고 상기 제2제동수단을 록킹함으로써 전진 1단이 달성되고;
    상기 제1클러치를 결합하고 상기 제1제동수단을 록킹함으로써 전진 2단이 달성되고;
    상기 제1클러치를 결합하고 상기 제3클러치를 결합함으로써 전진 3단이 달성되고;
    상기 제1클러치를 결합하고 상기 제4클러치를 결합함으로써 전진 4단이 달성되고;
    상기 제1클러치를 결합하고 상기 제2클러치를 결합함으로써 전진 5단이 달성되고;
    상기 제2클러치를 결합하고 상기 제4클러치를 결합함으로써 전진 6단이 달성되고;
    상기 제2클러치를 결합하고 상기 제3클러치를 결합함으로써 전진 7단이 달성되고;
    상기 제2클러치를 결합하고 상기 제1제동수단을 록킹함으로써 전진 8단이 달성되고;
    상기 제3클러치 또는 상기 제4클러치를 결합하고 상기 제2제동수단을 록킹함으로써 후진단이 달성되는
    자동 변속기.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090084971A (ko) * 2007-02-23 2009-08-05 아이신에이더블류 가부시키가이샤 자동 변속기
WO2008102884A1 (ja) * 2007-02-23 2008-08-28 Aisin Aw Co., Ltd. 自動変速機
CN101578460B (zh) * 2007-02-23 2011-09-28 爱信艾达株式会社 自动变速器
US7862461B2 (en) * 2007-07-05 2011-01-04 Aisin Aw Co., Ltd. Automatic transmission
JP4854720B2 (ja) * 2008-09-24 2012-01-18 正博 大窪 複合遊星歯車を用いた多段自動変速機
US8409048B2 (en) * 2010-10-20 2013-04-02 GM Global Technology Operations LLC Planetary layshaft transmission
JP5919850B2 (ja) * 2012-01-31 2016-05-18 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 変速装置
US8961357B2 (en) * 2012-12-04 2015-02-24 Ford Global Technologies, Llc Multi-speed automatic transmission
JP6187353B2 (ja) * 2014-03-27 2017-08-30 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 動力伝達装置
US9841098B2 (en) * 2015-09-28 2017-12-12 Ford Global Technologies, Llc Transmission with fluid distributing clutch hub
JP2017171258A (ja) * 2016-03-25 2017-09-28 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 ハイブリッド駆動装置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56156549A (en) * 1980-05-06 1981-12-03 Toyota Motor Corp Friction connecting device for automatic transmission
JPH01132844A (ja) * 1987-11-16 1989-05-25 Nichiasu Kosen Kk ロックウール培地材およびその製造方法
JPH0723645Y2 (ja) * 1988-02-29 1995-05-31 アイシン精機株式会社 パワーテークオフ付自動変速機のクラッチ装置
JPH0539866A (ja) * 1991-08-02 1993-02-19 Toyota Motor Corp 自動変速機の摩擦係合装置
JPH07269665A (ja) * 1994-03-31 1995-10-20 Mazda Motor Corp 自動変速機
JP4144106B2 (ja) 1998-12-21 2008-09-03 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 車両用自動変速機
DE10004186B4 (de) * 1999-09-30 2013-03-07 Volkswagen Ag Mehrfach-Kupplungseinrichtung
JP4438247B2 (ja) * 2001-03-29 2010-03-24 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 車両用自動変速機
JP4130320B2 (ja) * 2002-03-26 2008-08-06 ジヤトコ株式会社 自動変速機の液路構造
JP4172351B2 (ja) * 2003-08-14 2008-10-29 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 自動変速機
DE602004024218D1 (de) * 2003-09-10 2009-12-31 Aisin Aw Co Automatikgetriebe für fahrzeug
JP4269992B2 (ja) 2004-03-24 2009-05-27 トヨタ自動車株式会社 車両用遊星歯車式多段変速機
KR100816152B1 (ko) * 2004-04-16 2008-03-24 아이신에이더블류 가부시키가이샤 차량용 자동 변속기
DE102004038286A1 (de) * 2004-08-06 2006-02-23 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufen-Automatgetriebe
JP4720301B2 (ja) 2005-06-07 2011-07-13 トヨタ自動車株式会社 自動変速機のクラッチ装置
JP4747708B2 (ja) * 2005-07-25 2011-08-17 トヨタ自動車株式会社 車両用自動変速機
US7604558B2 (en) * 2005-11-17 2009-10-20 Aisin A W Co., Ltd. Automatic transmission with lubricating structure
JP4776360B2 (ja) * 2005-11-30 2011-09-21 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 自動変速機
CN101578460B (zh) * 2007-02-23 2011-09-28 爱信艾达株式会社 自动变速器
WO2008102884A1 (ja) * 2007-02-23 2008-08-28 Aisin Aw Co., Ltd. 自動変速機
KR20090084971A (ko) * 2007-02-23 2009-08-05 아이신에이더블류 가부시키가이샤 자동 변속기
US7862461B2 (en) * 2007-07-05 2011-01-04 Aisin Aw Co., Ltd. Automatic transmission

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