KR20100108244A

KR20100108244A - 자동 변속기

Info

Publication number: KR20100108244A
Application number: KR1020100026556A
Authority: KR
Inventors: 가즈아끼 아오따; 유끼요시 이누따; 아끼히로 야마모또; 나오끼 고바야시; 다까유끼 오꾸다; 텐베르게 페터; 뮬러 요르크; 레슈 리코
Original assignee: 쟈트코 가부시키가이샤
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2010-03-25
Publication date: 2010-10-06
Also published as: JP4755704B2; US8357068B2; CN101846160A; KR101697637B1; JP2010230029A; EP2233786A1; CN101846160B; US20100273600A1; EP2233786B1; ATE511036T1

Abstract

본 발명의 과제는, 기어 효율·기어 노이즈·내구 신뢰성·비용의 면에서 유리하게 하면서, 마찰 손실을 작게 억제함으로써, 구동 에너지의 전달 효율의 향상을 도모할 수 있는 자동 변속기를 제공하는 것이다.
싱글 피니언에 의한 제1 유성 기어(PG1)와 제2 유성 기어(PG2)와 제3 유성 기어(PG3)를 구비하고, 입력축(IN)은 선 기어(S2)에 항시 연결되고, 출력축(OUT)은 링 기어(R3)에 항시 연결되고, 캐리어(PC1)와 링 기어(R2)를 항시 연결하여 회전 멤버(M1)를 구성하고, 링 기어(R1)와 선 기어(S3)를 항시 연결하여 회전 멤버(M2)를 구성한다. 선 기어(S1)와 캐리어(PC3)를 선택적으로 연결하는 제1 클러치(C1)와, 선 기어(S1)의 회전을 로크 가능한 제1 브레이크(B1)와, 선 기어(S2)와 캐리어(PC3)를 선택적으로 연결하는 제2 클러치(C2)와, 캐리어(PC2)와 회전 멤버(M2)를 선택적으로 연결하는 제3 클러치(C3)와, 캐리어(PC2)와 캐리어(PC3)를 선택적으로 연결하는 제4 클러치(C4)와, 회전 멤버(M1)의 회전을 로크 가능한 제2 브레이크(B2)에 의해 구성되는 6개의 마찰 요소 중, 3개의 동시 체결의 조합에 의해 적어도 전진 8속 및 후진 1속을 달성한다.

Description

자동 변속기{AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은, 변속단의 다단화 요구나 기어비 폭의 와이드화 요구가 있는 차량의 변속 장치로서 적용되는 자동 변속기에 관한 것이다.

종래, 3개의 유성·6개의 마찰 요소에 의해 전진 8속의 변속단을 달성하는 자동 변속기로서는, 더블 피니언 유성 기어와, 라비뇨식 유성 기어 유닛(더블 피니언 유성 1개와 싱글 피니언 유성 1개)과, 4개의 클러치와, 2개의 브레이크를 갖는 것이 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 제2001-182785호 공보

그러나 종래의 자동 변속기에 있어서는, 3개의 유성·6개의 마찰 요소에 의해 전진 8속의 변속단을 달성하지만, 더블 피니언의 유성 기어를 2개 사용하고 있으므로, 하기의 항목에서 불리해진다고 하는 문제가 있었다.

·기어 맞물림 횟수가 많아지기 때문에, 기어 효율과 기어 노이즈가 좋지 않다.

·피니언의 기어 직경이 작아지기 때문에, 내구 신뢰성이 저하된다.

·부품 개수가 많아지기 때문에, 비용이 상승한다.

또한, 전진 8속의 각 변속단을 달성하기 위해, 마찰 요소를 2개 체결하도록 하고 있으므로, 각 변속단에 있어서, 공회전하는 마찰 요소가 4개가 되어, 공회전하는 마찰 요소에 의한 마찰 손실이 커, 구동 에너지의 전달 효율의 악화를 초래한다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기 문제에 착안하여 이루어진 것으로, 기어 효율·기어 노이즈·내구 신뢰성·비용의 면에서 유리하게 하면서, 마찰 손실을 작게 억제함으로써 구동 에너지의 전달 효율의 향상을 도모할 수 있는 자동 변속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 제1 선 기어와, 상기 제1 선 기어에 맞물리는 제1 피니언을 지지하는 제1 캐리어와, 상기 제1 피니언에 맞물리는 제1 링 기어로 이루어지는 제1 유성 기어와,

제2 선 기어와, 상기 제2 선 기어에 맞물리는 제2 피니언을 지지하는 제2 캐리어와, 상기 제2 피니언에 맞물리는 제2 링 기어로 이루어지는 제2 유성 기어와,

제3 선 기어와, 상기 제3 선 기어에 맞물리는 제3 피니언을 지지하는 제3 캐리어와, 상기 제3 피니언에 맞물리는 제3 링 기어로 이루어지는 제3 유성 기어와,

6개의 마찰 요소를 구비하고,

상기 6개의 마찰 요소를 적절하게 체결 해방함으로써 적어도 전진 8속의 변속단으로 변속하여 입력축으로부터의 토크를 출력축으로 출력 가능한 자동 변속기에 있어서,

상기 입력축은, 상기 제2 선 기어에 항시 연결되어 있고,

상기 출력축은, 상기 제3 링 기어에 항시 연결되어 있고,

상기 제1 캐리어와 상기 제2 링 기어는, 항시 연결되어 제1 회전 멤버를 구성하고 있고,

상기 제1 링 기어와 상기 제3 선 기어는, 항시 연결되어 제2 회전 멤버를 구성하고 있고,

상기 6개의 마찰 요소는,

상기 제1 선 기어와 상기 제3 캐리어의 사이를 선택적으로 연결하는 제1 마찰 요소와,

상기 제1 선 기어의 회전을 로크 가능한 제2 마찰 요소와,

상기 제2 선 기어와 상기 제3 캐리어의 사이를 선택적으로 연결하는 제3 마찰 요소와,

상기 제2 캐리어와 상기 제2 회전 멤버의 사이를 선택적으로 연결하는 제4 마찰 요소와,

상기 제2 캐리어와 상기 제3 캐리어의 사이를 선택적으로 연결하는 제5 마찰 요소와,

상기 제1 회전 멤버의 회전을 로크 가능한 제6 마찰 요소에 의해 구성되고,

상기 6개의 마찰 요소 중, 3개의 동시 체결의 조합에 의해, 적어도 전진 8속 및 후진 1속을 달성하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 자동 변속기에 있어서는, 3개의 유성·6개의 마찰 요소에 의해 적어도 전진 8속 및 후진 1속의 변속단을 달성한다. 이 중, 3개의 유성에 대해서는, 전부 싱글 피니언에 의한 제1 유성 기어와 제2 유성 기어와 제3 유성 기어가 이용된다. 이로 인해, 더블 피니언에 의한 유성 기어를 이용하는 경우에 비해, 기어 맞물림 횟수가 감소하고, 기어 효율이 향상되고, 기어 노이즈가 저하된다. 그리고 피니언의 기어 직경이 커지므로, 내구 신뢰성이 향상된다. 또한, 부품 개수가 감소하므로, 비용이 절감된다.

또한, 6개의 마찰 요소에 대해서는, 3개의 동시 체결의 조합에 의해 각 변속단을 달성하도록 하고 있다. 이로 인해, 각 변속단에 있어서, 공회전하는 마찰 요소가 3개가 되어, 2개의 동시 체결의 조합에 의해 각 변속단을 달성하는 경우에 비해, 공회전하는 마찰 요소에 의한 마찰 손실이 작게 억제된다. 따라서, 예를 들어 엔진 차량에 적용하는 경우, 연비 성능이 향상된다고 하는 것과 같이, 구동 에너지의 전달 효율이 향상된다.

이 결과, 기어 효율·기어 노이즈·내구 신뢰성·비용의 면에서 유리하게 하면서, 마찰 손실을 작게 억제함으로써, 구동 에너지의 전달 효율의 향상을 도모할 수 있다.

도 1은 제1 실시예의 자동 변속기를 도시하는 골격도.
도 2는 제1 실시예의 자동 변속기에 있어서 6개의 마찰 요소 중 3개의 동시 체결의 조합에 의해 전진 8속 및 후진 1속을 달성하는 체결 작동표를 나타내는 도면.
도 3은 제1 실시예의 자동 변속기에 있어서 전진 8속의 각 변속단에서의 기어 맞물림 횟수표를 나타내는 도면.
도 4는 제1 실시예의 자동 변속기에 있어서의 제1속(1st)의 변속단에서의 변속 작용 설명도.
도 5는 제1 실시예의 자동 변속기에 있어서의 제2속(2nd)의 변속단에서의 변속 작용 설명도.
도 6은 제1 실시예의 자동 변속기에 있어서의 제3속(3rd)의 변속단에서의 변속 작용 설명도.
도 7은 제1 실시예의 자동 변속기에 있어서의 제4속(4th)의 변속단에서의 변속 작용 설명도.
도 8은 제1 실시예의 자동 변속기에 있어서의 제5속(5th)의 변속단에서의 변속 작용 설명도.
도 9는 제1 실시예의 자동 변속기에 있어서의 제6속(6th)의 변속단에서의 변속 작용 설명도.
도 10은 제1 실시예의 자동 변속기에 있어서의 제7속(7th)의 변속단에서의 변속 작용 설명도.
도 11은 제1 실시예의 자동 변속기에 있어서의 제8속(8th)의 변속단에서의 변속 작용 설명도.
도 12는 제1 실시예의 자동 변속기에 있어서의 후진속(Rev)의 변속단에서의 변속 작용 설명도.
도 13은 종래예의 자동 변속기를 도시하는 골격도.
도 14는 종래예의 자동 변속기에 있어서 6개의 마찰 요소 중 2개의 동시 체결의 조합에 의해 전진 8속 및 후진 2속을 달성하는 체결 작동표를 나타내는 도면.
도 15는 종래예의 자동 변속기에 있어서 전진 8속의 각 변속단에서의 기어 맞물림 횟수표를 나타내는 도면.
도 16은 제2 실시예의 자동 변속기에 있어서 6개의 마찰 요소 중 3개의 동시 체결의 조합에 의해 전진 8속 및 후진 1속을 달성하는 체결 작동표를 나타내는 도면.
도 17은 제2 실시예의 자동 변속기에 있어서 전진 8속의 각 변속단에서의 기어 맞물림 횟수표를 나타내는 도면.
도 18은 제2 실시예의 자동 변속기에 있어서의 제8속(8th)의 변속단에서의 변속 작용 설명도.
도 19는 제3 실시예의 자동 변속기에 있어서 6개의 마찰 요소 중 3개의 동시 체결의 조합에 의해 전진 8속 및 후진 1속을 달성하는 체결 작동표를 나타내는 도면.
도 20은 제3 실시예의 자동 변속기에 있어서 전진 8속의 각 변속단에서의 기어 맞물림 횟수표를 나타내는 도면.
도 21은 제4 실시예의 자동 변속기에 있어서 6개의 마찰 요소 중 3개의 동시 체결의 조합에 의해 전진 8속 및 후진 1속을 달성하는 체결 작동표를 나타내는 도면.
도 22는 제4 실시예의 자동 변속기에 있어서 전진 8속의 각 변속단에서의 기어 맞물림 횟수표를 나타내는 도면.
도 23은 제5 실시예의 자동 변속기에 있어서 6개의 마찰 요소 중 3개의 동시 체결의 조합에 의해 전진 9속 및 후진 1속을 달성하는 체결 작동표를 나타내는 도면.
도 24는 제5 실시예의 자동 변속기에 있어서 전진 9속의 각 변속단에서의 기어 맞물림 횟수표를 나타내는 도면.

이하, 본 발명의 자동 변속기를 실현하는 최량의 형태를, 도면에 도시하는 제1 실시예 내지 제5 실시예에 기초하여 설명한다.

<제1 실시예>

우선, 구성을 설명한다.

도 1은, 제1 실시예의 자동 변속기를 도시하는 골격도이다. 이하, 도 1에 기초하여, 제1 실시예의 자동 변속기의 유성 기어 구성과 마찰 요소 구성을 설명한다.

제1 실시예의 자동 변속기는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 제1 유성 기어(PG1)와, 제2 유성 기어(PG2)와, 제3 유성 기어(PG3)와, 입력축(IN)과, 출력축(OUT)과, 제1 회전 멤버(M1)와, 제2 회전 멤버(M2)와, 제1 클러치(C1)(제1 마찰 요소)와, 제1 브레이크(B1)(제2 마찰 요소)와, 제2 클러치(C2)(제3 마찰 요소)와, 제3 클러치(C3)(제4 마찰 요소)와, 제4 클러치(C4)(제5 마찰 요소)와, 제2 브레이크(B2)(제6 마찰 요소)와, 원웨이 클러치(OWC)와, 트랜스미션 케이스(TC)를 구비하고 있다.

상기 제1 유성 기어(PG1)는, 싱글 피니언형 유성 기어이며, 제1 선 기어(S1)와, 상기 제1 선 기어(S1)에 맞물리는 제1 피니언(P1)을 지지하는 제1 캐리어(PC1)와, 상기 제1 피니언(P1)에 맞물리는 제1 링 기어(R1)로 이루어진다.

상기 제2 유성 기어(PG2)는, 싱글 피니언형 유성 기어이며, 제2 선 기어(S2)와, 상기 제2 선 기어(S2)에 맞물리는 제2 피니언(P2)을 지지하는 제2 캐리어(PC2)와, 상기 제2 피니언(P2)에 맞물리는 제2 링 기어(R2)로 이루어진다.

상기 제3 유성 기어(PG3)는, 싱글 피니언형 유성 기어이며, 제3 선 기어(S3)와, 상기 제3 선 기어(S3)에 맞물리는 제3 피니언(P3)을 지지하는 제3 캐리어(PC3)와, 상기 제3 피니언(P3)에 맞물리는 제3 링 기어(R3)로 이루어진다.

상기 입력축(IN)은, 구동원(엔진 등)으로부터의 회전 구동 토크가 토크 컨버터 등을 통해 입력되는 축으로, 상기 제2 선 기어(S2)에 항시 연결되어 있다.

상기 출력축(OUT)은, 프로펠러 샤프트나 파이널 기어 등을 통해 구동륜으로 변속 후의 구동 토크를 출력하는 축으로, 상기 제3 링 기어(R3)에 항시 연결되어 있다.

상기 제1 회전 멤버(M1)는, 상기 제1 캐리어(PC1)와 상기 제2 링 기어(R2)를, 마찰 요소를 개재시키는 일 없이 항시 연결하는 회전 멤버이다.

상기 제2 회전 멤버(M2)는, 상기 제1 링 기어(R1)와 상기 제3 선 기어(S3)를, 마찰 요소를 개재시키는 일 없이 항시 연결하는 회전 멤버이다.

상기 제1 클러치(C1)는, 상기 제1 선 기어(S1)와 상기 제3 캐리어(PC3)의 사이를 선택적으로 연결하는 제1 마찰 요소이다.

상기 제1 브레이크(B1)는, 상기 제1 선 기어(S1)의 회전을, 상기 트랜스미션 케이스(TC)에 대해 로크 가능한 제2 마찰 요소이다.

상기 제2 클러치(C2)는, 상기 제2 선 기어(S2)와 상기 제3 캐리어(PC3)의 사이를 선택적으로 연결하는 제3 마찰 요소이다.

상기 제3 클러치(C3)는, 상기 제2 캐리어(PC2)와 상기 제2 회전 멤버(M2)의 사이를 선택적으로 연결하는 제4 마찰 요소이다.

상기 제4 클러치(C4)는, 상기 제2 캐리어(PC2)와 상기 제3 캐리어(PC3)의 사이를 선택적으로 연결하는 제5 마찰 요소이다.

상기 제2 브레이크(B2)는, 상기 제1 회전 멤버(M1)의 회전을, 상기 트랜스미션 케이스(TC)에 대해 로크 가능한 제6 마찰 요소이다.

또한, 상기 제3 캐리어(PC3)의 정회전 방향으로의 회전은 허용하고, 역회전 방향으로의 회전은 금지하는 원웨이 클러치(OWC)가 설치되어 있다.

상기 제1 유성 기어(PG1)와 상기 제2 유성 기어(PG2)와 상기 제3 유성 기어(PG3)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 구동원이 접속되는 상기 입력축(IN)으로부터 상기 출력축(OUT)을 향해 차례로 종배열되어 있다. 그리고 상기 제1 브레이크(B1)와 상기 제2 브레이크(B2)를, 상기 제1 유성 기어(PG1)보다 구동원측의 상류 위치에 설정하고 있다.

도 2는, 제1 실시예의 자동 변속기에 있어서 6개의 마찰 요소 중 3개의 동시 체결의 조합에 의해 전진 8속 및 후진 1속을 달성하는 체결 작동표를 나타내는 도면이다. 도 3은, 제1 실시예의 자동 변속기에 있어서 전진 8속의 각 변속단에서의 기어 맞물림 횟수표를 나타내는 도면이다. 이하, 도 2 및 도 3에 기초하여, 제1 실시예의 자동 변속기의 각 변속단을 성립시키는 변속 구성을 설명한다.

제1 실시예의 자동 변속기는, 6개의 마찰 요소(C1, B1, C2, C3, C4, B2) 중 3개의 동시 체결의 조합에 의해, 하기에 서술하는 바와 같이 전진 8속 및 후진 1속의 각 변속단을 달성한다

제1속(1st)의 변속단은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 클러치(C1)와 제1 브레이크(B1)와 제4 클러치(C4)의 동시 체결에 의해 달성된다. 이 제1속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 유성 기어(PG1)와 제2 유성 기어(PG2)와 제3 유성 기어(PG3)가 맞물림에 관여하기 때문에, 합계 횟수는 6회(＝2회×3)가 된다.

제2속(2nd)의 변속단은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 브레이크(B1)와 제4 클러치(C4)가 제2 브레이크(B2)의 동시 체결에 의해 달성된다. 이 제2속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제2 유성 기어(PG2)와 제3 유성 기어(PG3)가 맞물림에 관여하기 때문에, 합계 횟수는 4회(＝2회×2)가 된다.

제3속(3rd)의 변속단은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 브레이크(B1)와 제3 클러치(C3)와 제4 클러치(C4)의 동시 체결에 의해 달성된다. 이 제3속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 유성 기어(PG1)와 제2 유성 기어(PG2)가 맞물림에 관여하기 때문에, 합계 횟수는 4회(＝2회×2)가 된다.

제4속(4th)의 변속단은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 브레이크(B1)와 제2 클러치(C2)와 제4 클러치(C4)의 동시 체결에 의해 달성된다. 이 제4속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 유성 기어(PG1)와 제3 유성 기어(PG3)가 맞물림에 관여하기 때문에, 합계 횟수는 4회(＝2회×2)가 된다.

제5속(5th)의 변속단은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제2 클러치(C2)와 제3 클러치(C3)와 제4 클러치(C4)의 동시 체결에 의해 달성된다. 이 제5속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 유성 기어(PG1)와 제2 유성 기어(PG2)와 제3 유성 기어(PG3)가 모두 맞물림에 관여하지 않으므로, 합계 횟수는 0회가 된다.

제6속(6th)의 변속단은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 브레이크(B1)와 제2 클러치(C2)와 제3 클러치(C3)의 동시 체결에 의해 달성된다. 이 제6속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 유성 기어(PG1)와 제2 유성 기어(PG2)와 제3 유성 기어(PG3)가 맞물림에 관여하기 때문에, 합계 횟수는 6회(＝2회×3)가 된다.

제7속(7th)의 변속단은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제2 클러치(C2)와 제3 클러치(C3)와 제2 브레이크(B2)의 동시 체결에 의해 달성된다. 이 제7속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제2 유성 기어(PG2)와 제3 유성 기어(PG3)가 맞물림에 관여하기 때문에, 합계 횟수는 4회(＝2회×2)가 된다.

제8속(8th)의 변속단은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 클러치(C1)와 제2 클러치(C2)와 제2 브레이크(B2)의 동시 체결에 의해 달성된다. 이 제8속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 유성 기어(PG1)와 제3 유성 기어(PG3)가 맞물림에 관여하기 때문에, 합계 횟수는 4회(＝2회×2)가 된다.

후진속(Rev)의 변속단은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 클러치(C1)와 제1 브레이크(B1)와 제3 클러치(C3)의 동시 체결에 의해 달성된다.

다음에, 작용을 설명한다.

제1 실시예의 자동 변속기에 있어서의 작용을,「각 변속단에서의 변속 작용」,「종래 기술과의 대비에 의한 유리성」으로 나누어 설명한다.

[각 변속단에서의 변속 작용]

(제1속의 변속단)

제1속(1st)의 변속단에서는, 도 4의 빗금으로 나타내는 바와 같이, 제1 클러치(C1)와 제1 브레이크(B1)와 제4 클러치(C4)가 동시 체결된다.

이 제1 클러치(C1)와 제1 브레이크(B1)와 제4 클러치(C4)의 동시 체결에 의해, 제1 유성 기어(PG1)의 제1 선 기어(S1)와, 제2 유성 기어(PG2)의 제2 캐리어(PC2)와, 제3 유성 기어(PG3)의 제3 캐리어(PC3)가 트랜스미션 케이스(TC)에 고정된다.

따라서, 제2 선 기어(S2)에 입력축(IN)을 경과하여 입력 회전이 입력되면, 캐리어 고정의 제2 유성 기어(PG2)에 있어서, 제2 링 기어(R2)를 역회전 감속한다. 이 제2 링 기어(R2)의 회전은, 제1 회전 멤버(M1)를 경과하여 제1 캐리어(PC1)에 입력되고, 선 기어 고정의 제1 유성 기어(PG1)에 있어서, 제1 링 기어(R1)를 다시 역회전 증속한다. 이 제1 링 기어(R1)의 회전은, 제2 회전 멤버(M2)를 경과하여 제3 선 기어(S3)에 입력된다. 이로 인해, 캐리어 고정의 제3 유성 기어(PG3)에 있어서, 제3 링 기어(R3)를 정회전 감속하여 출력한다. 이 출력 회전(입력 회전수보다 낮은 감속 회전)이, 제3 링 기어(R3)로부터 출력축(OUT)에 그대로 전달되어, 제1속의 변속단이 달성된다.

여기서, 제3 캐리어(PC3)와 트랜스미션 케이스(TC)의 사이에는, 원웨이 클러치(OWC)를 설정하고 있으므로, 드라이브 레인지(D 레인지)의 선택시에는, 제1 클러치(C1)를 해방한 상태로 해 두고, 1회전 방향으로 토크를 전달하고, 그 반대의 회전 방향은 프리로 하는 원웨이 클러치(OWC)의 결합 작용에 의해 매끄럽게 변속된다. 또한, 제1 클러치(C1)는 고정 레인지의 선택시 등과 같이, 엔진 브레이크를 사용하고자 할 때에 유압 체결한다.

(제2속의 변속단)

제2속(2nd)의 변속단에서는, 도 5의 빗금으로 나타내는 바와 같이, 제1 브레이크(B1)와 제4 클러치(C4)와 제2 브레이크(B2)가 동시 체결된다.

이 제1 브레이크(B1)와 제2 브레이크(B2)의 체결과 제1 회전 멤버(M1)와 제2 회전 멤버(M2)에 의해, 제1 유성 기어(PG1)[제1 선 기어(S1)와 제1 캐리어(PC1)와 제1 링 기어(R1)]와, 제2 링 기어(R2)와, 제3 선 기어(S3)가 동일 회전이 되어, 트랜스미션 케이스(TC)에 고정된다. 또한, 제4 클러치(C4)의 체결에 의해, 제2 캐리어(PC2)와 제3 캐리어(PC3)가 연결된다.

따라서, 제2 선 기어(S2)에 입력축(IN)을 경과하여 입력 회전이 입력되면, 링 기어 고정의 제2 유성 기어(PG2)에 있어서, 제2 캐리어(PC2)를 정회전 감속한다. 이 제2 캐리어(PC2)의 회전은, 제4 클러치(C4)를 경과하여 제3 캐리어(PC3)에 입력된다. 이로 인해, 선 기어 고정의 제3 유성 기어(PG3)에 있어서, 제3 링 기어(R3)를 제3 캐리어(PC3)의 회전수보다도, 정회전 방향으로 증속하여 출력한다. 이 출력 회전(입력 회전수보다 낮지만 제1속보다 높은 감속 회전)이, 제3 링 기어(R3)로부터 출력축(OUT)에 그대로 전달되어, 제2속의 변속단이 달성된다.

(제3속의 변속단)

제3속(3rd)의 변속단에서는, 도 6의 빗금으로 나타내는 바와 같이, 제1 브레이크(B1)와 제3 클러치(C3)와 제4 클러치(C4)가 동시 체결된다.

이 제1 브레이크(B1)의 체결에 의해 제1 선 기어(S1)가 트랜스미션 케이스(TC)에 고정된다. 또한, 제3 클러치(C3)와 제4 클러치(C4)의 체결과 제2 회전 멤버(M2)에 의해, 제1 링 기어(R1)와 제2 캐리어(PC2)와 제3 유성 기어(PG3)[제3 선 기어(S3)와 제3 캐리어(PC3)와 제3 링 기어(R3)]가 동일 회전(＝출력 회전)이 된다.

따라서, 제2 선 기어(S2)에 입력축(IN)을 경과하여 입력 회전이 입력되고, 제2 캐리어(PC2)에 출력 회전이 입력됨으로써, 제2 유성 기어(PG2)에 있어서, 제2 링 기어(R2)를 정회전 감속한다. 이 제2 링 기어(R2)의 회전은, 제1 회전 멤버(M1)를 경과하여 제1 캐리어(PC1)에 입력됨으로써, 선 기어 고정의 제1 유성 기어(PG1)에 있어서, 제1 링 기어(R1)를 증속한다. 이 제1 링 기어(R1)의 회전이, 제2 회전 멤버(M2)를 경과하여 제3 선 기어(S3)에 입력되고, 동시에 제3 클러치(C3)와 제4 클러치(C4)를 경과하여 제3 캐리어(PC3)에 입력됨으로써, 제3 유성 기어(PG3)는 일체가 되어 회전하고, 이것이 출력 회전이 된다. 이 출력 회전(입력 회전수보다 낮지만 제2속보다 높은 감속 회전)이, 제3 링 기어(R3)로부터 출력축(OUT)에 그대로 전달되어, 제3속의 변속단이 달성된다.

(제4속의 변속단)

제4속(4th)의 변속단에서는, 도 7의 빗금으로 나타내는 바와 같이, 제1 브레이크(B1)와 제2 클러치(C2)와 제4 클러치(C4)가 동시 체결된다.

이 제1 브레이크(B1)의 체결에 의해 제1 선 기어(S1)가 트랜스미션 케이스(TC)에 고정된다. 또한, 제2 클러치(C2)와 제4 클러치(C4)의 체결에 의해, 제2 유성 기어(PG2)[제2 선 기어(S2)와 제2 캐리어(PC2)와 제2 링 기어(R2)]가 입력 회전수에 의해 일체 회전하는 동시에, 제3 캐리어(PC3)를 입력 회전수로 회전시킨다.

따라서, 제1 캐리어(PC1)에 입력축(IN)으로부터 제2 유성 기어(PG2)를 경과하여 입력 회전이 입력되면, 선 기어 고정의 제1 유성 기어(PG1)에 있어서, 제1 링 기어(R1)를 정회전 증속한다. 이 제1 링 기어(R1)의 회전은, 제2 회전 멤버(M2)를 경과하여 제3 선 기어(S3)에 입력된다. 한편, 제3 캐리어(PC3)에는, 입력축(IN)으로부터 제2 클러치(C2)를 경과하여 입력 회전이 입력된다. 이로 인해, 2입력 1출력의 제3 유성 기어(PG3)에 있어서, 제3 선 기어(S3)와 제3 캐리어(PC3)에 입력되는 회전수에 의해 제3 링 기어(R3)의 출력 회전수가 정해진다. 이 출력 회전(입력 회전수보다 낮지만 제3속보다 높은 감속 회전)이, 제3 링 기어(R3)로부터 출력축(OUT)에 그대로 전달되어, 제4속의 변속단이 달성된다.

(제5속의 변속단)

제5속(5th)의 변속단에서는, 도 8의 빗금으로 나타내는 바와 같이, 제2 클러치(C2)와 제3 클러치(C3)와 제4 클러치(C4)가 동시 체결된다.

이 제2 클러치(C2)와 제3 클러치(C3)와 제4 클러치(C4)의 동시 체결에 의해, 제1 유성 기어(PG1)와 제2 유성 기어(PG2)와 제3 유성 기어(PG3)가 입력 회전수에 의해 일체로 회전한다. 따라서, 출력축(OUT)의 회전수는, 입력 회전수와 동일해져, 변속비 1의 제5속의 변속단(직결 변속단)이 달성된다.

(제6속의 변속단)

제6속(6th)의 변속단에서는, 도 9의 빗금으로 나타내는 바와 같이, 제1 브레이크(B1)와 제2 클러치(C2)와 제3 클러치(C3)가 동시 체결된다.

이 제1 브레이크(B1)의 체결에 의해 제1 선 기어(S1)는 트랜스미션 케이스(TC)에 고정된다. 또한, 제2 클러치(C2)의 체결에 의해 입력 회전수가 제3 캐리어(PC3)에 입력된다. 또한, 제3 클러치(C3)의 체결과 제2 회전 멤버(M2)에 의해 제1 링 기어(R1)와 제2 캐리어(PC2)와 제3 선 기어(S3)를 일체로 회전한다.

따라서, 제2 선 기어(S2)에 입력축(IN)을 경과하여 입력 회전이 입력되고, 제2 캐리어(PC2)에 제3 선 기어(S3)의 회전이 입력됨으로써, 제2 유성 기어(PG2)에 있어서, 제2 링 기어(R2)를 정회전 감속한다. 이 제2 링 기어(R2)의 회전은, 제1 캐리어(PC1)에 입력되어, 선 기어 고정의 제1 유성 기어(PG1)에 있어서, 제1 링 기어(R1)를 정회전 증속한다. 이 제1 링 기어(R1)의 회전은, 제2 회전 멤버(M2)를 경과하여 제3 유성 기어(PG3)의 제3 선 기어(S3)에 입력된다. 한편, 입력 회전은 입력축(IN)으로부터 제2 클러치(C2)를 경과하여 제3 유성 기어(PG3)의 제3 캐리어(PC3)에 입력된다. 이로 인해, 2입력 1출력의 제3 유성 기어(PG3)에 있어서, 제3 선 기어(S3)와 제3 캐리어(PC3)에 입력되는 회전수에 의해 제3 링 기어(R3)의 출력 회전수가 정해진다. 이 출력 회전(입력 회전수보다 약간 높은 증속 회전)이, 제3 링 기어(R3)로부터 출력축(OUT)으로 그대로 전달되어, 제6속의 변속단이 달성된다.

(제7속의 변속단)

제7속(7th)의 변속단에서는, 도 10의 빗금으로 나타내는 바와 같이, 제2 클러치(C2)와 제3 클러치(C3)와 제2 브레이크(B2)가 동시 체결된다.

이 제2 브레이크(B2)의 체결에 의해 제1 캐리어(PC1)와 제2 링 기어(R2)가 트랜스미션 케이스(TC)에 고정된다. 또한, 제2 클러치(C2)의 체결에 의해 입력 회전수가 제3 캐리어(PC3)에 입력된다. 또한, 제3 클러치(C3)와 제2 회전 멤버(M2)에 의해 제1 링 기어(R1)와 제2 캐리어(PC2)와 제3 선 기어(S3)를 일체로 회전한다.

따라서, 제2 선 기어(S2)에 입력축(IN)을 경과하여 입력 회전이 입력되면, 링 기어 고정의 제2 유성 기어(PG2)에 있어서, 제2 캐리어(PC2)를 정회전 감속한다. 이 제2 캐리어(PC2)의 회전은, 제3 클러치(C3)를 경과하여 제3 선 기어(S3)에 입력된다. 한편, 입력 회전은, 입력축(IN)으로부터 제2 클러치(C2)를 경과하여 제3 캐리어(PC3)에 입력된다. 이로 인해, 2입력 1출력의 제3 유성 기어(PG3)에 있어서, 제3 선 기어(S3)와 제3 캐리어(PC3)에 입력되는 회전수에 의해 제3 링 기어(R3)의 출력 회전수가 정해진다. 이 출력 회전(입력 회전수보다 높고 제6속보다도 높은 증속 회전)이, 제3 링 기어(R3)로부터 출력축(OUT)으로 그대로 전달되어, 제7속의 변속단이 달성된다.

(제8속의 변속단)

제8속(8th)의 변속단에서는, 도 11의 빗금으로 나타내는 바와 같이, 제1 클러치(C1)와 제2 클러치(C2)와 제2 브레이크(B2)가 동시 체결된다.

이 제2 브레이크(B2)의 체결에 의해 제1 캐리어(PC1)와 제2 링 기어(R2)가 트랜스미션 케이스(TC)에 고정된다. 또한, 제1 클러치(C1)와 제2 클러치(C2)의 체결에 의해 제3 캐리어(PC3)와 제1 선 기어(S1)가 입력 회전이 된다.

따라서, 입력축(IN)과 제2 클러치(C2)와 제3 캐리어(PC3)와 제1 클러치(C1)를 경과하여 제1 선 기어(S1)에 입력 회전이 입력되면, 캐리어 고정의 제1 유성 기어(PG1)에 있어서, 제1 링 기어(R1)를 역회전 감속한다. 이 제1 링 기어(R1)의 회전은, 제2 회전 멤버(M2)를 경과하여 제3 선 기어(S3)에 입력된다. 한편, 입력축(IN)으로부터 제2 클러치(C2)를 경과하여 제3 캐리어(PC3)에 입력 회전이 입력된다. 이로 인해, 2입력 1출력의 제3 유성 기어(PG3)에 있어서, 제3 선 기어(S3)와 제3 캐리어(PC3)에 입력되는 회전수에 의해 제3 링 기어(R3)의 출력 회전수가 정해진다. 이 출력 회전(입력 회전수보다 높고 제7속보다도 높은 증속 회전)이, 제3 링 기어(R3)로부터 출력축(OUT)으로 그대로 전달되어, 제8속의 변속단이 달성된다.

(후진속의 변속단)

후진속(Rev)의 변속단에서는, 도 12의 빗금으로 나타내는 바와 같이, 제1 클러치(C1)와 제1 브레이크(B1)와 제3 클러치(C3)가 동시 체결된다.

제1 클러치(C1)와 제1 브레이크(B1)의 체결에 의해 제1 선 기어(S1)와 제3 캐리어(PC3)가 트랜스미션 케이스(TC)에 고정된다. 또한, 제3 클러치(C3)의 체결과 제2 회전 멤버(M2)에 의해 제1 링 기어(R1)와 제2 캐리어(PC2)와 제3 선 기어(S3)가 일체로 회전한다.

따라서, 제2 선 기어(S2)에 입력축(IN)을 경과하여 입력 회전이 입력되고, 제2 캐리어(PC2)에 제3 선 기어(S3)의 회전이 입력됨으로써, 제2 유성 기어(PG2)에 있어서, 제2 링 기어(R2)를 정회전 감속한다. 이 제2 링 기어(R2)의 회전은, 제1 회전 멤버(M1)를 경과하여 제1 캐리어(PC1)에 입력되어, 선 기어 고정의 제1 유성 기어(PG1)에 있어서, 제1 링 기어(R1)를 정회전 증속한다. 이 제1 링 기어(R1)의 회전은, 제2 회전 멤버(M2)를 경과하여 제3 선 기어(S3)에 입력된다. 이로 인해, 캐리어 고정의 제3 유성 기어(PG3)에 있어서, 제3 링 기어(R3)를 역회전 감속의 회전으로 한다. 이 출력 회전(입력 회전수보다 낮은 감속 역회전)이, 제3 링 기어(R3)로부터 출력축(OUT)에 그대로 전달되어, 후진속의 변속단이 달성된다.

[종래 기술과의 대비에 의한 유리성]

도 13은, 종래예의 자동 변속기를 도시하는 골격도이다. 도 14는, 종래예의 자동 변속기에 있어서 6개의 마찰 요소 중 2개의 동시 체결의 조합에 의해 전진 8속 및 후진 2속을 달성하는 체결 작동표를 나타내는 도면이다. 도 15는, 종래예의 자동 변속기에 있어서 전진 8속의 각 변속단에서의 기어 맞물림 횟수표를 나타내는 도면이다. 이하, 도 13 내지 도 15를 이용하여, 종래 기술과의 대비에 의한 제1 실시예의 자동 변속기의 유리성을 설명한다.

우선, 제1 실시예의 자동 변속기(도 1 및 도 2)와 종래예의 자동 변속기(도 13 및 도 14)를 대비하면, 하기에 열거하는 점에서, 변속 성능은 동일하다고 할 수 있다.

·3개의 유성·6개의 마찰 요소에 의해 전진 8속 및 후진 1속의 변속단을 달성한다.

·인접하는 변속단으로의 변속을 1개의 마찰 요소의 해방과 1개의 마찰 요소의 체결이라고 하는 1중 절환 변속에 의해 달성한다.

·(│후진 기어비│/1속 기어비)를 0.7 이상 확보하고 있으므로, 후진시의 구동력 부족을 방지할 수 있다.

그러나 하기의 열거하는 점에서, 제1 실시예의 자동 변속기는, 종래예의 자동 변속기에 비해 유리성을 갖는다.

(a) 3개의 유성에 대해

종래예의 자동 변속기는, 도 13에 도시하는 바와 같이, 더블 피니언 유성 기어와, 라비뇨 타입 유성 기어 유닛(더블 피니언 유성 1개와 싱글 피니언 유성 1개)을 이용하고 있다. 즉, 실질적으로 더블 피니언의 유성 기어를 2개 사용하고 있으므로, 하기의 항목에서 불리해진다.

·부품 개수가 많아지기 때문에, 비용이 상승한다.

이에 대해, 제1 실시예의 자동 변속기의 경우, 제1 유성 기어(PG1)와 제2 유성 기어(PG2)와 제3 유성 기어(PG3)에 대해, 전부 싱글 피니언에 의한 유성 기어를 이용하고 있다. 이로 인해, 더블 피니언에 의한 유성 기어를 이용하는 종래예에 비해, 하기의 항목에서 유리해진다.

·기어 맞물림 횟수가 더블 피니언의 경우에 비해 감소하여, 기어 효율이 향상되고, 기어 노이즈가 저하된다.

즉, 1세트의 더블 피니언의 유성 기어는, 맞물림 횟수가 3인 것에 대해, 1세트의 싱글 피니언의 유성 기어는, 피니언끼리의 맞물림이 없는 만큼, 맞물림 횟수가 2이다. 따라서, 제1 실시예의 경우에는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 평균 맞물림수는 4.0이 된다. 이에 대해, 2세트의 더블 피니언 유성 기어에 의한 종래예의 경우, 도 15에 나타내는 바와 같이, 평균 맞물림수가 4.8이 된다. 이 결과, 제1 실시예의 경우, 각 변속단의 평균치를 취해도, 종래예의 평균 맞물림수 4.8에 비해, 맞물림 횟수가 0.8 감소한다.

·피니언의 기어 직경이 작아지기 때문에, 내구 신뢰성이 향상된다.

즉, 싱글 피니언의 경우, 선 기어와 링 기어의 사이에, 양 기어의 간격을 기어 직경으로 하는 피니언이 복수개 배치된다. 한편, 더블 피니언의 경우, 양 기어의 간격보다 작은 직경을 기어 직경으로 할 필요가 있다. 이와 같이, 싱글 피니언의 경우, 더블 피니언에 비해 피니언의 기어 직경이 커지므로, 피니언의 강성이나 치면(齒面) 강도를 높일 수 있어, 내구 신뢰성이 향상된다.

·부품 개수가 적어져, 비용적으로 유리해진다.

예를 들어, 더블 피니언의 유성 기어의 경우, 4세트의 더블 피니언을 선 기어의 주위에 배치하는 경우, 피니언의 수는 8개가 된다. 이에 대해, 싱글 피니언의 유성 기어의 경우, 선 기어의 주위에 4개의 피니언을 배치하면 되어, 부품 개수가 4개 감소한다. 이 결과, 비용 절감을 달성할 수 있다.

(b) 각 변속단에서의 동시 체결 요소수에 대해

종래예의 자동 변속기의 경우, 전진 8속의 각 변속단을 달성하기 위해, 도 14에 나타내는 바와 같이, 각 변속단에서 마찰 요소를 2개 동시 체결하도록 하고 있다. 이로 인해, 예를 들어 1속에서 공회전하는 마찰 요소는, 제2 클러치(C2)와 제3 클러치(C3)와 제4 클러치(C4)와 제1 브레이크(B1)와 같이, 각 변속단에 있어서, 공회전하는 마찰 요소가 4개가 된다. 이로 인해, 공회전하는 4개의 마찰 요소에서의 드래그 등에 의한 마찰 손실이 커져, 구동 에너지의 전달 효율의 악화를 초래한다. 예를 들어, 엔진 차량에 종래예의 자동 변속기를 적용하는 경우, 공회전하는 4개의 마찰 요소에 의한 마찰 손실이, 연비 성능의 악화를 초래하는 한 요인이 된다.

이에 대해, 제1 실시예의 자동 변속기의 경우, 전진 8속의 각 변속단을 달성하기 위해, 도 2에 나타내는 바와 같이, 각 변속단에서 마찰 요소를 3개 동시 체결하도록 하고 있다. 이로 인해, 예를 들어 1속에서 공회전하는 마찰 요소는, 제2 클러치(C2)와 제3 클러치(C3)와 제2 브레이크(B2)와 같이, 각 변속단에 있어서, 공회전하는 마찰 요소가 3개가 된다. 이로 인해, 종래예에 비해, 공회전하는 마찰 요소에서의 마찰 손실이 작게 억제되어, 구동 에너지의 전달 효율의 향상을 도모할 수 있다. 예를 들어, 엔진 차량에 제1 실시예의 자동 변속기를 적용하는 경우, 연비 성능의 향상이 도모된다.

(c) 변속 빈도에 대해

종래예의 자동 변속기는, 도 14에 나타내는 바와 같이, 제6속을 직결단으로 하고, 제1속 내지 제5속을 언더 드라이브 변속단으로서 설정하고 있다.

따라서, 언더 드라이브측에서의 변속 간격이 작아져, 예를 들어 정지와 발진 주행을 반복하는 시가지 주행 등에 있어서, 변속 빈도가 높은 비지 시프트(busy shift)가 된다. 그리고 엔진 차량의 경우, 언더 드라이브측에서의 엔진 회전수의 급상승이 빠르기 때문에, 비지 시프트에 의해 필링이 악화된다.

이에 대해, 제1 실시예의 자동 변속기는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제5속을 직결단으로 하고, 제1속 내지 제4속을 언더 드라이브 변속단으로 하고 있다.

따라서, 언더 드라이브측에서의 변속 간격이 종래예에 비해 넓어지므로, 예를 들어 정지와 발진 주행을 반복하는 시가지 주행 등에 있어서, 비지 시프트가 억제되어, 필링 악화를 방지할 수 있다.

(d) 기어비 폭에 대해

자동 변속기의 기어비의 변경 폭은, 비율 범위(＝최저 변속단 기어비/최고 변속단 기어비 : 이하,「RC」라 함)에 의해 나타낸다. 이 RC값은, 큰 값일수록 좋다.

종래예의 자동 변속기의 경우, 도 14에 나타내는 바와 같이, RC＝6.397(＝4.267/0.667)의 값이다.

이에 대해, 제1 실시예의 자동 변속기에 있어서, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 유성 기어(PG1)의 기어비를 ρ1＝0.300, 제2 유성 기어(PG2)의 기어비를 ρ2＝0.333, 제3 유성 기어(PG3)의 기어비를 ρ3＝0.524로 한 경우, 인접하는 변속단에서의 적정한 단간비(段間比)를 유지하면서, RC＝7.408(＝4.408/0.595)을 얻고 있다. 즉, 적정한 단간비를 유지하면서도 RC값이, 종래예의 자동 변속기에 대해 큰 값이 되어, 최저 변속단 기어비에서의 발진 성능과 최고 변속단 기어비에서의 고속 연비의 양립을 도모할 수 있다. 여기서,「적정한 단간비」라 함은, 각 변속단에서의 단간비를 플롯하고, 플롯한 각 점을 선에 의해 연결한 특성을 그린 경우, 로우 기어측으로부터 하이 기어측을 향해 매끄러운 구배로 저하한 후, 보합 상태로 추이하는 특성선이 그려지는 것을 말한다.

그리고 실제로 구동륜으로 전달되는 회전수는, 자동 변속기의 하류 위치에 설치한 종감속기의 파이널 기어비로 조정된다. 따라서, RC값이 큰 값일수록 파이널 기어비에 의한 조정 자유도가 높아져, 예를 들어 보다 로우측으로 조정함으로써, 토크 컨버터를 갖지 않는 하이브리드 차량의 자동 변속기에의 대응이 유리해진다. 또한, 최적 연비 영역이나 최고 토크 영역이 상이한 가솔린 엔진과 디젤 엔진으로의 대응도 유리해진다.

(e) 자동 변속기 유닛 형상에 대해

클러치 요소와 브레이크 요소에 의한 마찰 요소 중, 브레이크 요소는, 회전 요소와 트랜스미션 케이스의 사이에 배치되고, 브레이크 요소의 토크 분담비가 높으면, 플레이트 매수의 증대와 트랜스미션 케이스의 직경 확대에 따라 대응할 필요가 있다.

종래예의 자동 변속기의 경우, 제2 브레이크(B2)가 가장 토크 분담비가 높은 브레이크 요소이며, 도 13에 나타내는 바와 같이, 제2 브레이크(B2)는 더블 피니언 유성 기어와 라비뇨 타입 유성 기어 유닛의 사이에 배치되어 있으므로, 차체 플로어와의 간섭을 피하기 위해서는, 차실 내로 크게 돌출되는 플로어 터널을 형성할 필요가 있다.

이에 대해, 제1 실시예의 자동 변속기의 경우, 제2 브레이크(B2)가 가장 토크 분담비가 높은 브레이크 요소이지만, 도 1에 도시하는 바와 같이, 제2 브레이크(B2)는 차체 플로어와의 간섭과는 관계가 없는 제1 유성 기어(PG1)의 전방측에 배치되어 있으므로, 차체 플로어와 겹치는 케이스 영역의 몸통 직경을 작게 할 수 있다. 즉, 파워 유닛 룸(예를 들어, 엔진 룸)에 배치되는 트랜스미션 케이스(TC)의 전방측 부분만의 몸통 직경을 굵게 하면, 그 이후의 몸통 직경을 가늘게 하는 형상으로 설정할 수 있어, 예를 들어 차실 내에 약간 돌출되는 플로어 터널을 형성하는 것만으로 차체 플로어와의 간섭을 방지할 수 있다.

또한, 제1 실시예의 경우, 상기와 같이, 제1 유성 기어(PG1)와 제2 유성 기어(PG2)와 제3 유성 기어(PG3)의 기어비(ρ1, ρ2, ρ3)가, 0.3 내지 0.65의 범위 내이므로, 유성 사이즈의 대형화가 억제되고, 이 점으로부터도 트랜스미션 케이스(TC)의 콤팩트화를 달성할 수 있다.

다음에, 효과를 설명한다.

제1 실시예의 자동 변속기에 있어서는, 하기에 열거하는 효과를 얻을 수 있다.

(1) 제1 선 기어(S1)와, 상기 제1 선 기어(S1)에 맞물리는 제1 피니언(P1)을 지지하는 제1 캐리어(PC1)와, 상기 제1 피니언(P1)에 맞물리는 제1 링 기어(R1)로 이루어지는 제1 유성 기어(PG1)와, 제2 선 기어(S2)와, 상기 제2 선 기어(S2)에 맞물리는 제2 피니언(P2)을 지지하는 제2 캐리어(PC2)와, 상기 제2 피니언(P2)에 맞물리는 제2 링 기어(R2)로 이루어지는 제2 유성 기어(PG2)와, 제3 선 기어(S3)와, 상기 제3 선 기어(S3)에 맞물리는 제3 피니언(P3)을 지지하는 제3 캐리어(PC3)와, 상기 제3 피니언(P3)에 맞물리는 제3 링 기어(R3)로 이루어지는 제3 유성 기어(PG3)와, 6개의 마찰 요소를 구비하고, 상기 6개의 마찰 요소를 적절하게 체결 해방함으로써 적어도 전진 8속의 변속단으로 변속하여 입력축(IN)으로부터의 토크를 출력축(OUT)으로 출력 가능한 자동 변속기에 있어서, 상기 입력축(IN)은 상기 제2 선 기어(S2)에 항시 연결되어 있고, 상기 출력축(OUT)은 상기 제3 링 기어(R3)에 항시 연결되어 있고, 상기 제1 캐리어(PC1)와 상기 제2 링 기어(R2)는 항시 연결되어 제1 회전 멤버(M1)를 구성하고 있고, 상기 제1 링 기어(R1)와 상기 제3 선 기어(S3)는 항시 연결되어 제2 회전 멤버(M2)를 구성하고 있고, 상기 6개의 마찰 요소는, 상기 제1 선 기어(S1)와 상기 제3 캐리어(PC3)의 사이를 선택적으로 연결하는 제1 마찰 요소[제1 클러치(C1)]와, 상기 제1 선 기어(S1)의 회전을 로크 가능한 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와, 상기 제2 선 기어(S2)와 상기 제3 캐리어(PC3)의 사이를 선택적으로 연결하는 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와, 상기 제2 캐리어(PC2)와 상기 제2 회전 멤버(M2)의 사이를 선택적으로 연결하는 제4 마찰 요소[제3 클러치(C3)]와, 상기 제2 캐리어(PC2)와 상기 제3 캐리어(PC3)의 사이를 선택적으로 연결하는 제5 마찰 요소[제4 클러치(C4)]와, 상기 제1 회전 멤버(M1)의 회전을 로크 가능한 제6 마찰 요소[제2 브레이크(B2)]에 의해 구성되고, 상기 6개의 마찰 요소 중, 3개의 동시 체결의 조합에 의해, 적어도 전진 8속 및 후진 1속을 달성한다. 이로 인해, 기어 효율·기어 노이즈·내구 신뢰성·비용의 면에서 유리하게 하면서, 마찰 손실을 작게 억제함으로써, 구동 에너지의 전달 효율의 향상을 도모할 수 있다.

(2) 상기 6개의 마찰 요소 중, 3개의 동시 체결의 조합에 의해, 적어도 전진 8속은 상기 제1 마찰 요소[제1 클러치(C1)]와 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제5 마찰 요소[제4 클러치(C4)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제1속과, 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제5 마찰 요소[제4 클러치(C4)]와 상기 제6 마찰 요소[제2 브레이크(B2)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제2속과, 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제4 마찰 요소[제3 클러치(C3)]와 상기 제5 마찰 요소[제4 클러치(C4)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제3속과, 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제5 마찰 요소[제4 클러치(C4)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제4속과, 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제4 마찰 요소[제3 클러치(C3)]와 상기 제5 마찰 요소[제4 클러치(C4)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제5속과, 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제4 마찰 요소[제3 클러치(C3)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제6속과, 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제4 마찰 요소[제3 클러치(C3)]와 상기 제6 마찰 요소[제2 브레이크(B2)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제7속과, 상기 제1 마찰 요소[제1 클러치(C1)]와 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제6 마찰 요소[제2 브레이크(B2)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제8속으로 이루어진다. 이로 인해, 인접단으로의 변속이, 1개의 마찰 요소의 체결과 1개의 마찰 요소의 해방에 의한 1중 절환에 의해 달성되어, 변속 제어가 단순화되어 유리하다. 직결단을 제5속으로 함으로써, 저속단측에서의 변속 간격을 넓게 취할 수 있어, 비지 시프트를 방지할 수 있다. 적정한 단간비를 유지하면서도 RC값을, 종래예에 대해 큰 값으로 할 수 있어, 최저 변속단 기어비에서의 발진 성능과 최고 변속단 기어비에서의 고속 연비의 양립을 도모할 수 있다.

(3) 상기 6개의 마찰 요소 중, 3개의 동시 체결의 조합에 의해 달성되는 후진 1속은, 상기 제1 마찰 요소[제1 클러치(C1)]와 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제4 마찰 요소[제3 클러치(C3)]의 동시 체결에 의해 달성된다. 이로 인해, 적절한 RC값 및 단간비를 달성하는 기어비를 선택해도,│후진 기어비│/1속 기어비를 1에 근접시킬 수 있어, 후진 발진시에 구동력 부족이 되는 것을 방지할 수 있다.

(4) 상기 제1 유성 기어(PG1)와 상기 제2 유성 기어(PG2)와 상기 제3 유성 기어(PG3)를, 구동원이 접속되는 상기 입력축(IN)으로부터 상기 출력축(OUT)을 향해 차례로 종배열하고, 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제6 마찰 요소[제2 브레이크(B2)]를, 상기 제1 유성 기어(PG1)보다 구동원측의 상류 위치에 설정하였다. 이로 인해, 트랜스미션 케이스(TC)의 전방측 부분만의 몸통 직경을 굵게 하고, 그 이후의 부분의 몸통 직경을 가늘게 하는 형상 설정으로 함으로써, 차체 플로어와의 간섭을 방지하면서, 플로어 터널의 차실 내로의 돌출을 작게 억제할 수 있다.

<제2 실시예>

제2 실시예는, 제1 실시예와 골격은 동일하고 제8속만을 제1 실시예와는 상이한 마찰 요소의 체결에 의해 달성하도록 한 예이다.

우선, 구성을 설명한다.

도 16은, 제2 실시예의 자동 변속기에 있어서 6개의 마찰 요소 중 3개의 동시 체결의 조합에 의해 전진 8속 및 후진 1속을 달성하는 체결 작동표를 나타내는 도면이다. 도 17은, 제2 실시예의 자동 변속기에 있어서 전진 8속의 각 변속단에서의 기어 맞물림 횟수표를 나타내는 도면이다. 이하, 도 16 및 도 17에 기초하여, 제2 실시예의 자동 변속기의 각 변속단을 성립시키는 변속 구성을 설명한다.

제8속(8th)의 변속단은, 도 16에 나타내는 바와 같이, 제1 브레이크(B1)와 제2 클러치(C2)와 제2 브레이크(B2)의 동시 체결에 의해 달성한다. 이 제8속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 17에 나타내는 바와 같이, 제3 유성 기어(PG3)만이 맞물림에 관여하기 때문에, 합계 횟수는 2회(＝2회×1)가 된다.

또한, 골격 구성은 제1 실시예와 동일하고, 제1속(1st)의 변속단 내지 제7속(7th)의 변속단 및 후진속(Rev)의 변속단은, 제1 실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.

다음에, 각 변속단에서의 변속 작용을 설명한다.

(제8속의 변속단)

제8속(8th)의 변속단에서는, 도 18의 빗금으로 나타내는 바와 같이, 제1 브레이크(B1)와 제2 클러치(C2)와 제2 브레이크(B2)가 동시 체결된다.

이 제1 브레이크(B1)와 제2 브레이크(B2)의 체결과 제1 회전 멤버(M1)와 제2 회전 멤버(M2)에 의해, 제1 유성 기어(PG1)[제1 선 기어(S1)와 제1 캐리어(PC1)와 제1 링 기어(R1)]와, 제2 링 기어(R2)와, 제3 선 기어(S3)가, 트랜스미션 케이스(TC)에 고정된다. 또한, 제2 클러치(C2)의 체결에 의해, 입력축(IN)과 제3 캐리어(PC3)가 연결된다.

따라서, 입력 회전은, 입력축(IN)과 제2 클러치(C2)를 경과하여 제3 캐리어(PC3)에 입력된다. 이로 인해, 선 기어 고정의 제3 유성 기어(PG3)에 있어서, 제3 링 기어(R3)를 정회전 증속하여 출력한다. 이 출력 회전(입력 회전수보다 높고 제7속보다 높은 증속 회전)이, 제3 링 기어(R3)로부터 출력축(OUT)에 그대로 전달되어, 제8속의 변속단이 달성된다.

본 제2 실시예의 자동 변속기의 경우, 도 16에 나타내는 바와 같이, 인접하는 변속단으로의 변속과 1단 건너뛴 변속단으로의 변속이, 1개의 마찰 요소의 해방과 1개의 마찰 요소의 체결이라고 하는 1중 절환 변속에 의해 달성된다. 이로 인해, 1단 건너뛴 변속단으로의 변속을 포함하는 변속 제어가 단순화되어 유리해진다.

또한, 제2 실시예의 자동 변속기의 경우, 제1 실시예의 RC값보다 작은 값이 되지만, 기어의 평균 맞물림수는 3.75가 되어, 제1 실시예보다도 적게 억제된다. 또한, 다른 작용은, 제1 실시예와 동일하므로, 설명을 생략한다.

다음에, 효과를 설명한다.

제2 실시예의 자동 변속기에 있어서는, 제1 실시예의 (1), (3), (4)의 효과에 부가하여, 하기의 효과를 얻을 수 있다.

(5) 상기 6개의 마찰 요소 중, 3개의 동시 체결의 조합에 의해, 적어도 전진 8속은, 상기 제1 마찰 요소[제1 클러치(C1)]와 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제5 마찰 요소[제4 클러치(C4)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제1속과, 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제5 마찰 요소[제4 클러치(C4)]와 상기 제6 마찰 요소[제2 브레이크(B2)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제2속과, 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제4 마찰 요소[제3 클러치(C3)]와 상기 제5 마찰 요소[제4 클러치(C4)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제3속과, 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제5 마찰 요소[제4 클러치(C4)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제4속과, 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제4 마찰 요소[제3 클러치(C3)]와 상기 제5 마찰 요소[제4 클러치(C4)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제5속과, 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제4 마찰 요소[제3 클러치(C3)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제6속과, 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제4 마찰 요소[제3 클러치(C3)]와 상기 제6 마찰 요소[제2 브레이크(B2)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제7속과, 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제6 마찰 요소[제2 브레이크(B2)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제8속으로 이루어진다. 이로 인해, 인접단으로의 변속 및 1단 건너뛴 변속단으로의 변속이, 1개의 마찰 요소의 체결과 1개의 마찰 요소의 해방에 의한 1중 절환에 의해 달성되어, 1단 건너뛴 변속을 포함하여 변속 제어가 단순화되어 유리하다. 직결단을 제5속으로 함으로써, 저속단측에서의 변속 간격을 넓게 취할 수 있어, 비지 시프트를 방지할 수 있다. 기어의 평균 맞물림수가 낮게 억제되어, 기어 효율이나 기어 노이즈를, 제1 실시예보다 저감시킬 수 있다.

<제3 실시예>

제3 실시예는, 제1 실시예와 골격은 동일하고, 제1속 내지 제6속을 제1 실시예의 제2속 내지 제7속, 제7속을 제2 실시예의 제8속, 제8속을 제1 실시예의 제8속과 동일한 마찰 요소의 체결에 의해 달성하도록 한 예이다.

우선, 구성을 설명한다.

도 19는, 제3 실시예의 자동 변속기에 있어서 6개의 마찰 요소 중 3개의 동시 체결의 조합에 의해 전진 8속 및 후진 1속을 달성하는 체결 작동표를 나타내는 도면이다. 도 20은, 제3 실시예의 자동 변속기에 있어서 전진 8속의 각 변속단에서의 기어 맞물림 횟수표를 나타내는 도면이다.

골격 구성은 제1 실시예와 동일하고, 제1속(1st)의 변속단 내지 제8속(8th)의 변속단 및 후진속(Rev)의 변속단은, 하기와 같다.

제3 실시예의 제1속(1st)의 변속단은, 도 19에 나타내는 바와 같이, 제1 실시예의 제2속(2nd)의 변속단과 동일하다. 이 제1속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 20에 나타내는 바와 같이 4회(＝2회×2)가 된다.

제3 실시예의 제2속(2nd)의 변속단은, 도 19에 나타내는 바와 같이, 제1 실시예의 제3속(3rd)의 변속단과 동일하다. 이 제2속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 20에 나타내는 바와 같이 4회(＝2회×2)가 된다.

제3 실시예의 제3속(3rd)의 변속단은, 도 19에 나타내는 바와 같이, 제1 실시예의 제4속(4th)의 변속단과 동일하다. 이 제3속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 20에 나타내는 바와 같이 4회(＝2회×2)가 된다.

제3 실시예의 제4속(4th)의 변속단은, 도 19에 나타내는 바와 같이, 제1 실시예의 제5속(5th)의 변속단과 동일하다. 이 제4속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 20에 나타내는 바와 같이, 0회가 된다.

제3 실시예의 제5속(5th)의 변속단은, 도 19에 나타내는 바와 같이, 제1 실시예의 제6속(6th)의 변속단과 동일하다. 이 제5속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 20에 나타내는 바와 같이 6회(＝2회×3)가 된다.

제3 실시예의 제6속(6th)의 변속단은, 도 19에 나타내는 바와 같이, 제1 실시예의 제7속(7th)의 변속단과 동일하다. 이 제6속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 20에 나타내는 바와 같이 4회(＝2회×2)가 된다.

제3 실시예의 제7속(7th)의 변속단은, 도 19에 나타내는 바와 같이, 제2 실시예의 제8속(8th)의 변속단과 동일하다. 이 제7속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 20에 나타내는 바와 같이 2회(＝2회×1)가 된다.

제3 실시예의 제8속(8th)의 변속단은, 도 19에 나타내는 바와 같이, 제1 실시예의 제8속(8th)의 변속단과 동일하다. 이 제8속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 20에 나타내는 바와 같이 4회(＝2회×2)가 된다.

또한, 후진속(Rev)의 변속단은, 제1, 제2 실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.

제3 실시예의 각 변속단에서의 변속 작용에 대해서는, 제1, 제2 실시예의 대응하는 각 변속단과 동일하므로 설명을 생략한다.

본 제3 실시예의 자동 변속기의 경우, 도 19에 나타내는 바와 같이, 인접하는 변속단으로의 변속과 1단 건너뛴 변속단으로의 변속이, 1개의 마찰 요소의 해방과 1개의 마찰 요소의 체결이라고 하는 1중 절환 변속에 의해 달성된다. 이로 인해, 1단 건너뛴 변속단으로의 변속을 포함하는 변속 제어가 단순화되어 유리해진다.

또한, 제3 실시예의 자동 변속기의 경우, 제1, 제2 실시예가 제5속의 변속단을 직결단으로 하는 것에 대해, 제4속의 변속단을 직결단으로 하고 있으므로, 저속단측에서의 변속 간격을 제1, 제2 실시예보다 더욱 확대할 수 있어, 비지 시프트에 의한 필링 악화를 방지할 수 있다.

또한, RC값이 제1 실시예보다 작은 값이 되지만, 기어의 평균 맞물림수는 3.50이 되어, 제1, 제2 실시예보다도 적게 억제된다. 또한, 다른 작용은, 제1 실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.

다음에, 효과를 설명한다.

제3 실시예의 자동 변속기에 있어서는, 제1 실시예의 (1), (3), (4)의 효과에 부가하여, 하기의 효과를 얻을 수 있다

(6) 상기 6개의 마찰 요소 중, 3개의 동시 체결의 조합에 의해, 적어도 전진 8속은, 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제5 마찰 요소[제4 클러치(C4)]와 상기 제6 마찰 요소[제2 브레이크(B2)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제1속과, 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제4 마찰 요소[제3 클러치(C3)]와 상기 제5 마찰 요소[제4 클러치(C4)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제2속과, 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제5 마찰 요소[제4 클러치(C4)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제3속과, 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제4 마찰 요소[제3 클러치(C3)]와 상기 제5 마찰 요소[제4 클러치(C4)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제4속과, 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제4 마찰 요소[제3 클러치(C3)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제5속과, 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제4 마찰 요소[제3 클러치(C3)]와 상기 제6 마찰 요소[제2 브레이크(B2)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제6속과, 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제6 마찰 요소[제2 브레이크(B2)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제7속과, 상기 제1 마찰 요소[제1 클러치(C1)]와 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제6 마찰 요소[제2 브레이크(B2)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제8속으로 이루어진다. 이로 인해, 인접단으로의 변속 및 1단 건너뛴 변속단으로의 변속이, 1개의 마찰 요소의 체결과 1개의 마찰 요소의 해방에 의한 1중 절환에 의해 달성되어, 1단 건너뛴 변속을 포함하여 변속 제어가 단순화되어 유리하다. 직결단을 제4속으로 함으로써, 저속단측에서의 변속 간격을 넓게 취할 수 있어, 제1, 제2 실시예보다 더욱 비지 시프트를 방지할 수 있다. 기어의 평균 맞물림수가 낮게 억제되어, 기어 효율이나 기어 노이즈를, 제1, 제2 실시예보다 저감시킬 수 있다.

<제4 실시예>

제4 실시예는, 제1 실시예와 골격은 동일하고, 제1속 내지 제6속을 제1 실시예의 제1속 내지 제6속, 제7속을 제2 실시예의 제8속, 제8속을 제1 실시예의 제8속과 동일한 마찰 요소의 체결에 의해 달성하도록 한 예이다.

우선, 구성을 설명한다.

도 21은, 제4 실시예의 자동 변속기에 있어서 6개의 마찰 요소 중 3개의 동시 체결의 조합에 의해 전진 8속 및 후진 1속을 달성하는 체결 작동표를 나타내는 도면이다. 도 22는, 제4 실시예의 자동 변속기에 있어서 전진 8속의 각 변속단에서의 기어 맞물림 횟수표를 나타내는 도면이다.

제4 실시예의 제1속(1st)의 변속단은, 도 21에 나타내는 바와 같이, 제1 실시예의 제1속(1st)의 변속단과 동일하다. 이 제1속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 22에 나타내는 바와 같이 6회(＝2회×3)가 된다.

제4 실시예의 제2속(2nd)의 변속단은, 도 21에 나타내는 바와 같이, 제1 실시예의 제2속(2nd)의 변속단과 동일하다. 이 제2속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 22에 나타내는 바와 같이 4회(＝2회×2)가 된다.

제4 실시예의 제3속(3rd)의 변속단은, 도 21에 나타내는 바와 같이, 제1 실시예의 제3속(3rd)의 변속단과 동일하다. 이 제3속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 22에 나타내는 바와 같이 4회(＝2회×2)가 된다.

제4 실시예의 제4속(4th)의 변속단은, 도 21에 나타내는 바와 같이, 제1 실시예의 제4속(4th)의 변속단과 동일하다. 이 제4속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 22에 나타내는 바와 같이 4회(＝2회×2)가 된다.

제4 실시예의 제5속(5th)의 변속단은, 도 21에 나타내는 바와 같이, 제1 실시예의 제5속(5th)의 변속단과 동일하다. 이 제5속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 22에 나타내는 바와 같이 0회가 된다.

제4 실시예의 제6속(6th)의 변속단은, 도 21에 나타내는 바와 같이, 제1 실시예의 제6속(6th)의 변속단과 동일하다. 이 제6속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 22에 나타내는 바와 같이 6회(＝2회×3)가 된다.

제4 실시예의 제7속(7th)의 변속단은, 도 21에 나타내는 바와 같이, 제2 실시예의 제8속(8th)의 변속단과 동일하다. 이 제7속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 22에 나타내는 바와 같이 2회(＝2회×1)가 된다.

제4 실시예의 제8속(8th)의 변속단은, 도 21에 나타내는 바와 같이, 제1 실시예의 제8속(8th)의 변속단과 동일하다. 이 제8속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 22에 나타내는 바와 같이 4회(＝2회×2)가 된다.

제4 실시예의 각 변속단에서의 변속 작용에 대해서는, 제1, 제2 실시예의 대응하는 각 변속단과 동일하므로 설명을 생략한다.

본 제4 실시예의 자동 변속기의 경우, 도 19에 나타내는 바와 같이, 인접하는 변속단으로의 변속이, 1개의 마찰 요소의 해방과 1개의 마찰 요소의 체결이라고 하는 1중 절환 변속에 의해 달성된다. 이로 인해, 변속 제어가 단순화되어 유리해진다.

또한, 제4 실시예의 자동 변속기의 경우, 제5속의 변속단을 직결단으로 하고 있으므로, 저속단측에서의 변속 간격을 종래예보다 확대할 수 있어, 비지 시프트에 의한 필링 악화를 방지할 수 있다.

또한, RC값이 제1 실시예와 동일한 값으로 되는 것에 대해, 기어의 평균 맞물림수는 3.75가 되어, 제1 실시예보다도 적게 억제된다. 또한, 다른 작용은 제1 실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.

다음에, 효과를 설명한다.

제4 실시예의 자동 변속기에 있어서는, 제1 실시예의 (1), (3), (4)의 효과에 부가하여, 하기의 효과를 얻을 수 있다.

(7) 상기 6개의 마찰 요소 중, 3개의 동시 체결의 조합에 의해, 적어도 전진 8속은, 상기 제1 마찰 요소[제1 클러치(C1)]와 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제5 마찰 요소[제4 클러치(C4)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제1속과, 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제5 마찰 요소[제4 클러치(C4)]와 상기 제6 마찰 요소[제2 브레이크(B2)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제2속과, 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제4 마찰 요소[제3 클러치(C3)]와 상기 제5 마찰 요소[제4 클러치(C4)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제3속과, 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제5 마찰 요소[제4 클러치(C4)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제4속과, 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제4 마찰 요소[제3 클러치(C3)]와 상기 제5 마찰 요소[제4 클러치(C4)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제5속과, 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제4 마찰 요소[제3 클러치(C3)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제6속과, 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제6 마찰 요소[제2 브레이크(B2)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제7속과, 상기 제1 마찰 요소[제1 클러치(C1)]와 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제6 마찰 요소[제2 브레이크(B2)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제8속으로 이루어진다. 이로 인해, 인접단으로의 변속이, 1개의 마찰 요소의 체결과 1개의 마찰 요소의 해방에 의한 1중 절환에 의해 달성되어, 변속 제어가 단순화되어 유리하다. 직결단을 제5속으로 함으로써, 저속단측에서의 변속 간격을 넓게 취할 수 있어, 비지 시프트를 방지할 수 있다. 적정한 단간비를 유지하면서도 RC값을, 종래예에 대해 큰 값으로 할 수 있어, 최저 변속단 기어비에서의 발진 성능과 최고 변속단 기어비에서의 고속 연비의 양립을 도모할 수 있다. 기어의 평균 맞물림수가 낮게 억제되어, 기어 효율이나 기어 노이즈를, 제1 실시예보다 저감시킬 수 있다.

<제5 실시예>

제5 실시예는, 제1 실시예와 골격은 동일하고, 제8속을 제2 실시예의 제8속으로 하고, 제9속을 제1 실시예의 제8속으로 함으로써 전진 9속을 달성하도록 한 예이다.

우선, 구성을 설명한다.

도 23은, 제5 실시예의 자동 변속기에 있어서 6개의 마찰 요소 중 3개의 동시 체결의 조합에 의해 전진 9속 및 후진 1속을 달성하는 체결 작동표를 나타내는 도면이다. 도 24는, 제5 실시예의 자동 변속기에 있어서 전진 9속의 각 변속단에서의 기어 맞물림 횟수표를 나타내는 도면이다.

골격 구성은 제1 실시예와 동일하고, 제1속(1st)의 변속단 내지 제9속(9th)의 변속단 및 후진속(Rev)의 변속단은 하기와 같다.

제5 실시예의 제1속(1st)의 변속단은, 도 23에 나타내는 바와 같이, 제1 실시예의 제1속(1st)의 변속단과 동일하다. 이 제1속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 24에 나타내는 바와 같이 6회(＝2회×3)가 된다.

제5 실시예의 제2속(2nd)의 변속단은, 도 23에 나타내는 바와 같이, 제1 실시예의 제2속(2nd)의 변속단과 동일하다. 이 제2속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 24에 나타내는 바와 같이 4회(＝2회×2)가 된다.

제5 실시예의 제3속(3rd)의 변속단은, 도 23에 나타내는 바와 같이, 제1 실시예의 제3속(3rd)의 변속단과 동일하다. 이 제3속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 24에 나타내는 바와 같이 4회(＝2회×2)가 된다.

제5 실시예의 제4속(4th)의 변속단은, 도 23에 나타내는 바와 같이, 제1 실시예의 제4속(4th)의 변속단과 동일하다. 이 제4속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 24에 나타내는 바와 같이 4회(＝2회×2)가 된다.

제5 실시예의 제5속(5th)의 변속단은, 도 23에 나타내는 바와 같이, 제1 실시예의 제5속(5th)의 변속단과 동일하다. 이 제5속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 24에 나타내는 바와 같이 0회가 된다.

제5 실시예의 제6속(6th)의 변속단은, 도 23에 나타내는 바와 같이, 제1 실시예의 제6속(6th)의 변속단과 동일하다. 이 제6속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 24에 나타내는 바와 같이 6회(＝2회×3)가 된다.

제5 실시예의 제7속(7th)의 변속단은, 도 23에 나타내는 바와 같이, 제1 실시예의 제7속(7th)의 변속단과 동일하다. 이 제7속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 24에 나타내는 바와 같이 4회(＝2회×2)가 된다.

제5 실시예의 제8속(8th)의 변속단은, 도 23에 나타내는 바와 같이, 제2 실시예의 제8속(8th)의 변속단과 동일하다. 이 제8속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 24에 나타내는 바와 같이 2회(＝2회×1)가 된다.

제5 실시예의 제9속(9th)의 변속단은, 도 23에 나타내는 바와 같이, 제1 실시예의 제8속(8th)의 변속단과 동일하다. 이 제8속의 변속단에서의 기어 맞물림 횟수는, 도 24에 나타내는 바와 같이 4회(＝2회×2)가 된다.

제5 실시예의 각 변속단에서의 변속 작용에 대해서는, 제1, 제2 실시예의 대응하는 각 변속단과 동일하므로 설명을 생략한다.

본 제5 실시예의 자동 변속기의 경우, 도 23에 나타내는 바와 같이, 제1 내지 제4 실시예가 전진 8속인 것에 대해, 전진 9속을 달성할 수 있다. 따라서, 제5 실시예의 자동 변속기의 경우, 제1 실시예의 RC값과 동일한 값으로 하고 있지만, RC값을 제1 실시예보다 높은 값으로 하는 것이 가능하다.

제5 실시예의 자동 변속기의 경우, 도 23에 나타내는 바와 같이, 인접하는 변속단으로의 변속과 1단 건너뛴 변속단으로의 변속이, 1개의 마찰 요소의 해방과 1개의 마찰 요소의 체결이라고 하는 1중 절환 변속에 의해 달성된다. 이로 인해, 1단 건너뛴 변속단으로의 변속을 포함하는 변속 제어가 단순화되어 유리해진다.

또한, 제5 실시예의 자동 변속기의 경우, 기어의 평균 맞물림수는 3.80이 되어, 제1 실시예보다도 적게 억제되어, 기어 효율이나 기어 노이즈를 제1 실시예보다 저감시킬 수 있다. 또한, 다른 작용은 제1 실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.

다음에, 효과를 설명한다.

제5 실시예의 자동 변속기에 있어서는, 제1 실시예의 (1), (3), (4)의 효과에 부가하여, 하기의 효과를 얻을 수 있다.

(8) 상기 6개의 마찰 요소 중, 3개의 동시 체결의 조합에 의해, 적어도 전진 8속은, 상기 제1 마찰 요소[제1 클러치(C1)]와 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제5 마찰 요소[제4 클러치(C4)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제1속과, 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제5 마찰 요소[제4 클러치(C4)]와 상기 제6 마찰 요소[제2 브레이크(B2)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제2속과, 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와, 상기 제4 마찰 요소[제3 클러치(C3)]와 상기 제5 마찰 요소[제4 클러치(C4)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제3속과, 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제5 마찰 요소[제4 클러치(C4)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제4속과, 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제4 마찰 요소[제3 클러치(C3)]와 상기 제5 마찰 요소[제4 클러치(C4)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제5속과, 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제4 마찰 요소[제3 클러치(C3)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제6속과, 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제4 마찰 요소[제3 클러치(C3)]와 상기 제6 마찰 요소[제2 브레이크(B2)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제7속과, 상기 제2 마찰 요소[제1 브레이크(B1)]와 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제6 마찰 요소[제2 브레이크(B2)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제8속과, 상기 제1 마찰 요소[제1 클러치(C1)]와 상기 제3 마찰 요소[제2 클러치(C2)]와 상기 제6 마찰 요소[제2 브레이크(B2)]의 동시 체결에 의해 달성되는 제9속으로 이루어진다. 이로 인해, 다단화 요구에 따른 전진 9속의 자동 변속을 달성할 수 있는 동시에, 인접단으로의 변속 및 1단 건너뛴 변속단으로의 변속이, 1개의 마찰 요소의 체결과 1개의 마찰 요소의 해방에 의한 1중 절환에 의해 달성되어, 1단 건너뛴 변속을 포함하여 변속 제어가 단순화되어 유리하다. 직결단을 제5속으로 함으로써, 저속단측에서의 변속 간격을 넓게 취할 수 있어, 비지 시프트를 방지할 수 있다. 기어의 평균 맞물림수가 낮게 억제되어, 기어 효율이나 기어 노이즈를, 제1 실시예보다 저감시킬 수 있다. 적정한 단간비를 유지하면서도 RC값을, 최저 변속단 기어비에서의 발진 성능과 최고 변속단 기어비에서의 고속 연비의 양립을 도모하는 요구값에 도달하는 설정으로 할 수 있다

이상, 본 발명의 자동 변속기를 제1 내지 제5 실시예에 기초하여 설명해 왔지만, 구체적인 구성에 대해서는 이들 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구의 범위의 각 청구항에 관한 발명의 요지를 일탈하지 않는 한, 설계의 변경이나 추가 등은 허용된다.

제1 내지 제4 실시예에서는, 전진 8속 후진 1속의 예를 나타내고, 제5 실시예에서는 전진 9속 후진 1속의 예를 나타냈다. 그러나 적어도 전진 8속 후진 1속을 달성하는 예이면, 각 변속단에 있어서의 3개의 동시 체결의 조합 패턴은, 제1 내지 제4 실시예에 한정되는 일은 없다.

제1 내지 제5 실시예에서는, FR 엔진 차량에 적용되는 자동 변속기의 예를 나타냈지만, FR 엔진 차량에 한정되지 않고, FF 엔진 차량이나 하이브리드 차량이나 전기 자동차나 연료 전지차 등의 자동 변속기로서도 적용할 수 있다.

PG1 : 제1 유성 기어
PG2 : 제2 유성 기어
PG3 : 제3 유성 기어
IN : 입력축
OUT : 출력축
M1 : 제1 회전 멤버
M2 : 제2 회전 멤버
C1 : 제1 클러치(제1 마찰 요소)
B1 : 제1 브레이크(제2 마찰 요소)
C2 : 제2 클러치(제3 마찰 요소)
C3 : 제3 클러치(제4 마찰 요소)
C4 : 제4 클러치(제5 마찰 요소)
B2 : 제2 브레이크(제6 마찰 요소)
OWC : 원웨이 클러치
TC : 트랜스미션 케이스

Claims

제1 선 기어와, 상기 제1 선 기어에 맞물리는 제1 피니언을 지지하는 제1 캐리어와, 상기 제1 피니언에 맞물리는 제1 링 기어로 이루어지는 제1 유성 기어와,
제2 선 기어와, 상기 제2 선 기어에 맞물리는 제2 피니언을 지지하는 제2 캐리어와, 상기 제2 피니언에 맞물리는 제2 링 기어로 이루어지는 제2 유성 기어와,
제3 선 기어와, 상기 제3 선 기어에 맞물리는 제3 피니언을 지지하는 제3 캐리어와, 상기 제3 피니언에 맞물리는 제3 링 기어로 이루어지는 제3 유성 기어와,
6개의 마찰 요소를 구비하고,
상기 6개의 마찰 요소를 적절하게 체결 해방함으로써 적어도 전진 8속의 변속단으로 변속하여 입력축으로부터의 토크를 출력축으로 출력 가능한 자동 변속기에 있어서,
상기 입력축은, 상기 제2 선 기어에 항시 연결되어 있고,
상기 출력축은, 상기 제3 링 기어에 항시 연결되어 있고,
상기 제1 캐리어와 상기 제2 링 기어는, 항시 연결되어 제1 회전 멤버를 구성하고 있고,
상기 제1 링 기어와 상기 제3 선 기어는, 항시 연결되어 제2 회전 멤버를 구성하고 있고,
상기 6개의 마찰 요소는,
상기 제1 선 기어와 상기 제3 캐리어의 사이를 선택적으로 연결하는 제1 마찰 요소와,
상기 제1 선 기어의 회전을 로크 가능한 제2 마찰 요소와,
상기 제2 선 기어와 상기 제3 캐리어의 사이를 선택적으로 연결하는 제3 마찰 요소와,
상기 제2 캐리어와 상기 제2 회전 멤버의 사이를 선택적으로 연결하는 제4 마찰 요소와,
상기 제2 캐리어와 상기 제3 캐리어의 사이를 선택적으로 연결하는 제5 마찰 요소와,
상기 제1 회전 멤버의 회전을 로크 가능한 제6 마찰 요소에 의해 구성되고,
상기 6개의 마찰 요소 중, 3개의 동시 체결의 조합에 의해, 적어도 전진 8속 및 후진 1속을 달성하는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기.
제1항에 있어서, 상기 6개의 마찰 요소 중, 3개의 동시 체결의 조합에 의해, 적어도 전진 8속은,
상기 제1 마찰 요소와 상기 제2 마찰 요소와 상기 제5 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제1속과,
상기 제2 마찰 요소와 상기 제5 마찰 요소와 상기 제6 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제2속과,
상기 제2 마찰 요소와 상기 제4 마찰 요소와 상기 제5 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제3속과,
상기 제2 마찰 요소와 상기 제3 마찰 요소와 상기 제5 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제4속과,
상기 제3 마찰 요소와 상기 제4 마찰 요소와 상기 제5 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제5속과,
상기 제2 마찰 요소와 상기 제3 마찰 요소와 상기 제4 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제6속과,
상기 제3 마찰 요소와 상기 제4 마찰 요소와 상기 제6 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제7속과,
상기 제1 마찰 요소와 상기 제3 마찰 요소와 상기 제6 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제8속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기.
제1항에 있어서, 상기 6개의 마찰 요소 중, 3개의 동시 체결의 조합에 의해, 적어도 전진 8속은,
상기 제1 마찰 요소와 상기 제2 마찰 요소와 상기 제5 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제1속과,
상기 제2 마찰 요소와 상기 제5 마찰 요소와 상기 제6 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제2속과,
상기 제2 마찰 요소와 상기 제4 마찰 요소와 상기 제5 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제3속과,
상기 제2 마찰 요소와 상기 제3 마찰 요소와 상기 제5 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제4속과,
상기 제3 마찰 요소와 상기 제4 마찰 요소와 상기 제5 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제5속과,
상기 제2 마찰 요소와 상기 제3 마찰 요소와 상기 제4 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제6속과,
상기 제3 마찰 요소와 상기 제4 마찰 요소와 상기 제6 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제7속과,
상기 제2 마찰 요소와 상기 제3 마찰 요소와 상기 제6 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제8속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기.
제1항에 있어서, 상기 6개의 마찰 요소 중, 3개의 동시 체결의 조합에 의해, 적어도 전진 8속은,
상기 제2 마찰 요소와 상기 제5 마찰 요소와 상기 제6 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제1속과,
상기 제2 마찰 요소와 상기 제4 마찰 요소와 상기 제5 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제2속과,
상기 제2 마찰 요소와 상기 제3 마찰 요소와 상기 제5 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제3속과,
상기 제3 마찰 요소와 상기 제4 마찰 요소와 상기 제5 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제4속과,
상기 제2 마찰 요소와 상기 제3 마찰 요소와 상기 제4 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제5속과,
상기 제3 마찰 요소와 상기 제4 마찰 요소와 상기 제6 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제6속과,
상기 제2 마찰 요소와 상기 제3 마찰 요소와 상기 제6 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제7속과,
상기 제1 마찰 요소와 상기 제3 마찰 요소와 상기 제6 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제8속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기.
제1항에 있어서, 상기 6개의 마찰 요소 중, 3개의 동시 체결의 조합에 의해, 적어도 전진 8속은,
상기 제1 마찰 요소와 상기 제2 마찰 요소와 상기 제5 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제1속과,
상기 제2 마찰 요소와 상기 제5 마찰 요소와 상기 제6 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제2속과,
상기 제2 마찰 요소와 상기 제4 마찰 요소와 상기 제5 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제3속과,
상기 제2 마찰 요소와 상기 제3 마찰 요소와 상기 제5 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제4속과,
상기 제3 마찰 요소와 상기 제4 마찰 요소와 상기 제5 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제5속과,
상기 제2 마찰 요소와 상기 제3 마찰 요소와 상기 제4 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제6속과,
상기 제2 마찰 요소와 상기 제3 마찰 요소와 상기 제6 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제7속과,
상기 제1 마찰 요소와 상기 제3 마찰 요소와 상기 제6 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제8속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기.
제1항에 있어서, 상기 6개의 마찰 요소 중, 3개의 동시 체결의 조합에 의해, 적어도 전진 8속은,
상기 제1 마찰 요소와 상기 제2 마찰 요소와 상기 제5 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제1속과,
상기 제2 마찰 요소와 상기 제5 마찰 요소와 상기 제6 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제2속과,
상기 제2 마찰 요소와 상기 제4 마찰 요소와 상기 제5 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제3속과,
상기 제2 마찰 요소와 상기 제3 마찰 요소와 상기 제5 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제4속과,
상기 제3 마찰 요소와 상기 제4 마찰 요소와 상기 제5 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제5속과,
상기 제2 마찰 요소와 상기 제3 마찰 요소와 상기 제4 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제6속과,
상기 제3 마찰 요소와 상기 제4 마찰 요소와 상기 제6 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제7속과,
상기 제2 마찰 요소와 상기 제3 마찰 요소와 상기 제6 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제8속과,
상기 제1 마찰 요소와 상기 제3 마찰 요소와 상기 제6 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 제9속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 6개의 마찰 요소 중, 3개의 동시 체결의 조합에 의해 달성되는 후진 1속은, 상기 제1 마찰 요소와 상기 제2 마찰 요소와 상기 제4 마찰 요소의 동시 체결에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 유성 기어와 상기 제2 유성 기어와 상기 제3 유성 기어를, 구동원이 접속되는 상기 입력축으로부터 상기 출력축을 향해 차례로 종배열하고,
상기 제2 마찰 요소와 상기 제6 마찰 요소를, 상기 제1 유성 기어보다 구동원측의 상류 위치에 설정한 것을 특징으로 하는, 자동 변속기