KR20100021276A - 차량용 자동 변속기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 부품수를 줄임으로써, 그에 따른 조립시간을 단축하여 원가를 절감하고, 마찰요소를 보다 효율적으로 배치하여 자동변속기의 전장 및 외경의 축소가 가능하도록 하여 탑재성과 공간 활용성을 높이고, 소형 경량화에 기여할 수 있도록 하는데 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 클러치를 형성하는 클러치 허브와, 브레이크를 형성하는 브레이크 허브를 유성기어셋트의 외주측에 배치하고, 상기 클러치 허브와 브레이크 허브를 상기 유성기어셋트의 피니언 샤프트를 지지하는 캐리어 플레이트와 결합함에 있어서, 상기 클러치 허브와 브레이크 허브를 상호 결합하여 하나의 회전부재로 형성하고, 상기 클러치 허브의 일측 내경부에 상기 캐리어 플레이트가 삽입되어 기어 결합이 이루어지는 차량용 자동 변속기를 제공한다

브레이크 허브, 클러치 허브, 캐리어 플레이트

Description

차량용 자동 변속기{AN AUTOMATIC TRANSMISSION FOR VEHICLES}

본 발명은 다수의 유성기어셋트와 클러치 등의 다수의 마찰요소를 구비하여 다단의 변속단을 실현하는 차량용 자동 변속기에 있어서, 상기 유성기어셋트의 캐리어 플레이트와 상기 클러치 허브를 결합하는 캐리어 플레이트의 결합 구조에 관한 것이다.

차량 등에 탑재되는 자동 변속기는 다수의 유성기어셋트와 마찰요소인 단수의 클러치 및 브레이크를 조합하여 상기 클러치와 브레이크의 작동 및 작동 해제에 의하여 복수의 변속단을 구현할 수 있도록 구성된다.

또한, 자동 변속기는 동일 수의 변속단을 구현하더라도 유성기어셋트와 마찰요소인 클러치와 브레이크의 조합 방법에 따라 내구성 및 동력 전달 효율, 그리고 크기 및 중량 등이 크게 달라지기 때문에, 보다 견고하고 동력 손실을 최소화하면서도 컴팩트화 할 수 있는 연구 개발이 계속되고 있다.

이러한 자동 변속기에 있어서는 유성기어셋트를 형성하는 다수의 회전요소 중 일부는 고정요소로 작동시키기 위하여 변속기 하우징과의 사이에 브레이크를 배치하여 가변적으로 연결하게 된다.

그 종래 실시예로서는 도 5(일본 특개평 8-177992호)와 같이 유성기어셋트(100)의 피니언 샤프트(102)를 지지하는 캐리어 플레이트(104)와 브레이크 허브(106)를 결합 구조를 들 수가 있다.

즉, 캐리어 플레이트(104)에서 피니언 샤프트(102)를 지지하는 보스부(108)의 외주측에 축선에 대하여 수직방향의 취부면(110)을 갖는 결합부(112)를 형성하고, 브레이크 허브(106)에는 캐리어 플레이트(104)의 취부면(110)에 대응하는 취부면(114)을 갖는 플랜지(116)를 형성하여 캐리어 플레이트(104)의 결합부(112)와 브레이크 허브(106)의 플랜지(116)를 볼트(118)로서 결합하고 있다.

상기 브레이크 허브(106)에는 브레이크 마찰판(120)과 기어 결합되는 스플라인(122)으로부터 연장되는 연장부(124)를 형성하여 원웨이 클러치(126)가 지지되도록 하고 있다.

또한, 브레이크(126)와 원웨이 클러치(128)는 유성기어셋트(100)의 축방향으로 배치되며, 도면에서 캐리어 플레이트(104)의 보스부(108) 좌측에는 도시하지 않은 클러치가 배치되어 그 클러치 허브가 캐리어 플레이트(104)에 접속되는 구조를 갖는다.

도면중 미설명 부호 130은 피니언, 132는 링기어를 지칭한다.

그러나 상기와 같은 캐리어 플레이트 결합구조에 있어서는 캐리어 플레이트와 브레이크 허브를 볼트로 체결하고 있기 때문에 결합 부분의 축 방향 사이즈를 작게 하는 데에 제약이 뒤따르게 된다.

그리고 상기의 원인으로 인하여 인접하는 클러치의 허브는 유성기어셋트로부터 축방향으로 상당량 이격되기 때문에 자동 변속기의 전체 길이를 단축시키는데 악영향을 미친다는 문제점을 내포하고 있다.

또한 캐리어 플레이트와 브레이크 허브를 결합하는 데에 많은 볼트가 사용되기 때문에 부품수가 증가하고 그에 따른 조립 작업이 번거롭다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 부품수를 줄임으로써, 그에 따른 조립시간을 단축하여 원가를 절감하고, 마찰요소를 보다 효율적으로 배치하여 자동변속기의 전장 및 외경의 축소가 가능하도록 하여 탑재성과 공간 활용성을 높이고, 소형 경량화에 기여할 수 있도록 한 차량용 자동 변속기를 제공함에 있다.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 클러치를 형성하는 클러치 허브와, 브레이크를 형성하는 브레이크 허브를 유성기어셋트의 외주측에 배치하고, 상기 클러치 허브와 브레이크 허브를 상기 유성기어셋트의 피니언 샤프트를 지지하는 캐리어 플레이트와 결합함에 있어서,

상기 클러치 허브와 브레이크 허브를 상호 결합하여 하나의 회전부재로 형성하고, 상기 클러치 허브의 일측 내경부에 상기 캐리어 플레이트가 삽입되어 기어 결합이 이루어지는 차량용 자동 변속기를 제공한다

상기에서 회전부재는 클러치 허브의 단부에 외경방향으로 연장되는 플랜지를 형성하고, 상기 플랜지가 브레이크 허브의 단부에 용접 수단등에 의해 결합되어 하나의 2단 허브 형태로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기에서 회전부재는 대직경으로 이루어지는 브레이크 허브의 외주측에 마찰부재의 기어 결합을 위한 스플라인이 형성되고, 소직경으로 이루어지는 클러치 허브의 외주측에 마찰부재의 기어 결합을 위한 스플라인이 형성됨을 특징으로 한다.

상기에서 클러치 허브와 캐리어 플레이트는 상기 클러치 허브의 내경부에 원주방향 등간격으로 형성되는 내륜 기어부와, 상기 내륜 기어부와 대응되도록 캐리어 플레이트의 외주에 형성된 외륜 기어부에 의하여 기어 결합이 이루어짐을 특징으로 한다.

상기에서 내륜 기어부와 외륜 기어부는 원주방향 등간격으로 3개소에서 일정 길이의 호형으로 형성됨을 특징으로 한다.

상기에서 내륜 기어부와 외륜 기어부에는 축방향 이동을 규제할 수 있는 축방향 이동 규제수단이 배치됨을 특징으로 한다.

상기에서 축방향 이동 규제수단은 내륜 기어부를 포함하는 클러치 허브의 내경부와, 외륜 기어부를 포함하는 캐리어 플레이트의 외경부의 중앙에 원주방향으로 형성되는 링 홈과, 상기 링 홈에 결합되는 스냅 링을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명은, 브레이크 허브와 클러치 허브를 서로 다른 외경을 가지는 2단 허브 형태인 하나의 회전부재로 적용함으로써, 외경의 증가를 최소화하고, 길이 증가를 최소화며, 공간활용을 최적화할 수 있는 것이다.

그리고 상기 회전부재와 캐리어 플레이트를 기어 결합수단에 의하여 결합하기 때문에 조립시간을 크게 단축하여 생산원가를 절감할 수 있게 된다.

또한, 회전부재와 캐리어 플레이트의 결합점이 브레이크와 클러치의 중간 부분이 되기 때문에 브레이크와 클러치의 각 부하 지점으로부터의 거리가 짧기 때문에 뒤틀림력이 작아지고 기계적 강도면에서 볼 때 매우 유리하다.

그리고 링 홈과 이의 링 홈에 삽입되는 스냅링에 의하여 축방향 이동 규제 수단을 형성할 수 있는 바, 그 구성을 간단히 할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 자동 변속기의 기어 트레인에 있어서, 본 발명에 관계되는 부분만을 발췌하여 도시한 것으로서, 입력축(IS)상에 유성기어셋트(PG)가 배치되고, 이의 유성기어셋트(PG)는 선기어(S)가 입력축(IS)과 스플라인(2) 연결되어 항상 입력요소로 작동하게 된다.

그리고 피니언 샤프트(4)를 지지하여 주는 캐리어 샤프트(6)는 클러치(C)를 개재시켜 상기 선기어(S)와 가변적으로 연결되면서 상기 클러치(C)의 작동시 유성기어셋트(PG) 전체를 직결의 상태가 되도록 한다.

또한, 상기 캐리어 샤프트(6)는 브레이크(B)를 개재시켜 변속기 하우징(H)과 가변적으로 연결되면서 상기 브레이크(B)의 작동시 고정요소로 작동하게 된다.

그리고 링기어(R)는 출력요소로서 도시하지 않은 다른 유성기어셋트의 회전요소와 가변 또는 직접적으로 연결되어 출력요소로 작동하게 되는 것이다.

이와 같은 자동 변속기에 있어서, 본 발명은 상기한 바와 같이 브레이크(B)와 클러치(C)가 캐리어 플레이트(6)에 동시에 적용되는 경우의 결합구조에 그 특징이 있다.

즉, 상기에서 브레이크(B)는 외주면에 외륜 스플라인(8)이 형성된 브레이크 허브(10)와 변속기 하우징(H)의 내면에 형성된 내륜 스플라인(12) 사이에는 다수매의 브레이크 디스크(14)와 브레이크 플레이트(16)가 교번적으로 위치하는 마찰부재 셋트(18)가 배치되고, 상기 마찰부재 셋트(18)의 후측부에는 유압 액튜에이터(20)가 배치된다.

이에 따라 상기 유압 액튜에이터(20)가 작동하면서 마찰부재 셋트(18)를 가압하여 마찰 작동되도록 함으로써, 캐리어 플레이트(6)의 회전이 억제되면서 고정요소로 작동할 수 있도록 하는 것이다.

그리고 상기에서 클러치(C)는 외주면에 외륜 스플라인(22)이 형성된 클러치 허브(24)와 리테이너(26) 사이에는 다수매의 클러치 디스크(28)와 클러치 플레이 트(30)가 교번적으로 위치하는 마찰부재 셋트(32)가 배치되고, 상기 마찰부재 셋트(32)의 전측 내경부에는 유압 액튜에이터(34)가 배치된다.

이에 따라 상기 유압 액튜에이터(34)가 작동하면서 마찰부재 셋트(32)를 가압하여 마찰 작동되도록 함으로써, 선기어(S)와 캐리어 플레이트(6)를 연결하게 되는 것이다.

도 1에서 미설명 부호 F는 원웨이 클러치를 지칭한다.

이러한 자동 변속기의 기어 트레인에 있어서, 본 발명은 도 2에서와 같이 상기 브레이크 허브(10)와 클러치 허브(24)를 상호 결합하여 하나의 회전부재(36)로 형성하고, 상기 회전부재(36)를 캐리어 플레이트(6)와 결합한 것이다.

보다 구체적으로는 상기 클러치 허브(24)의 일측단부에 외경으로 연장되는 플랜지(38)를 형성하고, 상기 브레이크 허브(10)의 일측단부에는 상기 플랜지(38)가 삽입될 수 있는 요입홈(40)을 형성하여 상호 끼워 맞춘 상태에서 용접등과 같은 고정수단으로 견고하게 고정하였다.

이에 따라 상기 회전부재(36)는 하나의 2단 허브 형태를 갖게 되는데, 대직경 부분이 브레이크 허브(10)가 되고, 소직경 부분이 클러치 허브(24)가 된다.

그리고 상기 회전부재(36)에 있어서, 소직경으로 이루어지는 클러치 허브(24)의 일측 내경부에 내륜 기어부(42)를 형성하고, 캐리어 플레이트(6)의 외주면에는 상기 내륜 기어부(42)에 대응하는 외륜 기어부(44)를 형성하여 상호 기어 결합이 이루어질 수 있도록 하였다.

상기에서 내,외륜 기어부(42)(44)를 형성함에 있어서는 클러치 허브(24)의 내경부 전체와 캐리어 플레이트(6) 외경부 전체에 형성할 수 있으나, 가공하는데에 많은 비용과 시간이 소요되므로 본 발명에서는 도 3, 4에서와 같이 원주방향 등간격으로 다수개소에 일정길이를 갖는 내,외륜 기어부(42)(44)를 형성하였다.

상기에서 내,외륜 기어부(42)(44)의 숫자는 크게 한정되지 않으나, 본 발명에서는 원주방향 등간격으로 3개소에 형성하였으며, 이의 내,외륜 기어부(42)(44)의 길이는 해당 변속기의 동력 전달 하중에 충분히 견딜 수 있도록 설정된다.

그리고 상기와 같이 회전부재(36)와 캐리어 플레이트(6)를 단순히 기어 결합하는 경우에는 축방향 이동이 가능하므로 축방향 이동 규제수단이 요구된다.

이에 따라 본 발명에서는 상기 축방향 이동 규제수단을 형성하기 위하여 도 2에서와 같이 상기 내륜 기어부(42)를 포함하는 클러치 허브(24)의 내경부와 내륜 기어부(44)를 포함하는 캐리어 플레이트(6)의 중앙부에 링 홈(46)을 형성하고, 상기 링 홈(46)에 스냅 링(48)을 결합함으로써, 클러치 허브(24)와 캐리어 플레이트(6)가 축방향으로도 견고한 결합이 이루어지도록 하였다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 개시하고 있으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 발명하여 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

도 1은 본 발명이 적용된 자동 변속기의 일부 발췌도.

도 2는 본 발명에 적용되는 회전부재와 캐리어 플레이트의 결합 상태를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명에 적용되는 회전부재의 측면도.

도 4는 본 발명에 적용되는 캐리어 플레이트의 측면도.

도 5는 종래 브레이크 허브와 캐리어 플레이트의 결합 상태를 나타낸 단면도이다.

Claims (7)

1. 클러치를 형성하는 클러치 허브와, 브레이크를 형성하는 브레이크 허브를 유성기어셋트의 외주측에 배치하고, 상기 클러치 허브와 브레이크 허브를 상기 유성기어셋트의 피니언 샤프트를 지지하는 캐리어 플레이트와 결합함에 있어서,

   상기 클러치 허브와 브레이크 허브를 상호 결합하여 하나의 회전부재로 형성하고, 상기 클러치 허브의 일측 내경부에 상기 캐리어 플레이트가 삽입되어 기어 결합이 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기
2. 제1항에 있어서, 회전부재는 클러치 허브의 단부에 외경방향으로 연장되는 플랜지를 형성하고, 상기 플랜지가 브레이크 허브의 단부에 용접 수단등에 의해 결합되어 하나의 2단 허브 형태로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기.
3. 제2항에 있어서, 회전부재는 대직경으로 이루어지는 브레이크 허브의 외주측에 마찰부재의 기어 결합을 위한 스플라인이 형성되고, 소직경으로 이루어지는 클러치 허브의 외주측에 마찰부재의 기어 결합을 위한 스플라인이 형성됨을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기.
4. 제1항에 있어서, 클러치 허브와 캐리어 플레이트는 상기 클러치 허브의 내경부에 원주방향 등간격으로 형성되는 내륜 기어부와, 상기 내륜 기어부와 대응되 도록 캐리어 플레이트의 외주에 형성된 외륜 기어부에 의하여 기어 결합이 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기.
5. 제4항에 있어서, 내륜 기어부와 외륜 기어부는 원주방향 등간격으로 3개소에 형성됨을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기.
6. 제4항에 있어서, 내륜 기어부와 외륜 기어부에는 축방향 이동을 규제할 수 있는 축방향 이동 규제수단이 배치됨을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기.
7. 제4항에 있어서, 축방향 이동 규제수단은 내륜 기어부를 포함하는 클러치 허브의 내경부와, 외륜 기어부를 포함하는 캐리어 플레이트의 외경부의 중앙에 원주방향으로 형성되는 링 홈과, 상기 링 홈에 결합되는 스냅 링을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기.

Images