KR20110127612A - 변속기의 파킹 기구 - Google Patents

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KR20110127612A
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gear
brake
transmission
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friction elements
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KR1020110046870A
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다께히로 운노
고오지 이데부찌
가쯔야 고바야시
유스께 나까노
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쟈트코 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는 종래의 변속기에 구비되는 파킹 기구의 구성 부품을 삭제한 변속기의 파킹 기구를 제공하는 것이다.
구동력원(20)으로부터의 구동력을 변속하여 출력하는 유성 기어 기구를 구비한 변속기의 파킹 구조이며, 체결 상태 또는 해방 상태로 됨으로써 상기 유성 기어 기구의 변속비를 변경하는 복수의 마찰 요소(33, 34)와, 마찰 요소(33, 34)를 체결시키는 체결 수단을 구비하고, 체결 수단은, 키 오프에 의해 구동원(20)의 동작이 정지되어 있을 때에, 체결됨으로써 상기 변속기가 인터로크 상태로 되는 적어도 두개의 인터로크 마찰 요소(33, 34)를 체결 상태로 유지한다.

Description

변속기의 파킹 기구{PARKING MECHANISM FOR TRANSMISSION}
본 발명은, 차량에 탑재되는 변속기의 파킹 기구에 관한 것이다.
차량에 탑재되는 변속기에는, 출력축의 회전을 규제하여 차량을 정지 상태로 유지하는 파킹 기구가 구비된다.
종래의 파킹 기구로서, 시프트 레버에 연동되는 캠이 부착된 로드에 의해 캠을 이동시킴으로써, 트랜스미션에 설치한 파킹 기어에 갈고리를 결합시켜 차량을 로크하는 자동 변속기 파킹 기구가 알려져 있다(특허 문헌 1 참조.).
일본 특허 출원 공개 소 58-207578호 공보
종래의 파킹 기구는, 파킹 기어, 갈고리(파킹 폴), 로드, 캠 등, 많은 구성 부품으로 구성되어 있으므로, 이들 부품 때문에 변속기의 제조 비용이 상승한다. 또한, 이들 부품 때문에 변속기의 소형화가 제한된다.
또한, 파킹 기구는, 정밀도의 불량이 발생한 경우에는, 파킹 폴이 파킹 기어로부터 빠지지 않거나, 파킹 폴이 파킹 기어에 결합되지 않아 파킹 상태로 되지 않는 등의 문제가 발생할 수 있다. 그로 인해, 부품에 높은 가공 정밀도가 요구되어, 변속기의 비용 상승의 원인으로 되어 있다.
본 발명은, 이와 같은 문제점에 감안하여 이루어진 것으로, 종래의 변속기에 구비되어 있던 파킹 기구의 구성 부품을 삭제한 변속기의 파킹 기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 구동력원으로부터의 회전을 변속하여 출력하는 유성 기어 기구를 구비한 변속기의 파킹 구조이며, 체결 상태 또는 해방 상태로 됨으로써 유성 기어의 변속비를 변경하는 복수의 마찰 요소와, 마찰 요소를 체결시키는 체결 수단을 구비하고, 체결 수단은, 키 오프에 의해 구동원의 동작이 정지되어 있을 때에, 체결함으로써 상기 변속기가 인터로크 상태로 되는 적어도 두개의 인터로크 마찰 요소를 체결 상태로 유지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 체결함으로써 변속기가 인터로크 상태로 되는 적어도 두개의 인터로크 마찰 요소를 체결 상태로 유지함으로써, 변속기에 파킹 기구를 위한 구성 부품을 구비하지 않더라도, 차량의 기능이 정지되어 있을 때에도 변속기를 파킹 상태로 유지할 수 있어, 변속기의 부품 개수 및 조립 공정수의 삭감에 의해, 변속기의 제조 비용을 저감할 수 있는 동시에, 변속기를 소형화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 차량용 감속 장치의 설명도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태의 변속기의 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태의 파킹 처리의 흐름도.
도 4는 본 발명의 제2 실시 형태의 변속기의 단면도.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태의 High 브레이크의 체결 구조의 설명도.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태의 로딩 기구의 설명도.
이하에, 본 발명의 실시 형태에 대해, 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태의 차량용 감속 장치(10)의 설명도이다.
차량용 감속 장치(10)는, 구동력원인 전동기(모터)(20)와, 유성 기어 기구(31)를 구비하는 변속기(30)와, 감속된 구동력을 차축에 출력하는 최종 감속 기구(50)로 구성된다.
전동기(모터)(20)는, 제어 장치(21)에 의해 전력이 공급되어 회전하여, 구동력을 발생한다. 모터(20)는, 예를 들어 3상(三相)을 갖는 브러시리스 모터에 의해 구성된다. 제어 장치(21)는, 예를 들어 인버터에 의한 PWM 제어에 의해 모터(20)에 전력을 공급함으로써, 모터(20)의 구동력을 제어한다.
또한, 제어 장치(21)는, 후술하는 High 브레이크(33) 및 Low 브레이크(34)의 체결 및 해방을 제어 회로(23)에 지시한다. 제어 회로(23)는 이것을 받아 High 브레이크(33) 및 Low 브레이크(34)에 유압 또는 지령 신호를 출력한다.
변속기(30)는, 케이스(32)에 수용된 유성 기어 기구(31) 등에 의해 구성된다. 변속기(30)는, 입력축(41)에 입력되는 회전을 유성 기어 기구(31)에 의해 감속하고, 출력축(48), 출력측 기어(49)를 통해, 최종 감속 기구(50)로 전달한다. 최종 감속 기구(50)에서는, 좌우측 차축의 작동을 허용하는 차동 기구(52)를 구비하고, 구동력을 좌측 차축(53) 및 우측 차축(54)에 전달한다.
유성 기어 기구(31)는, 입력축(41)에 결합되는 선 기어(42)와, 선 기어(42)와 맞물리는 피니언(43)과, 피니언(43)에 맞물리는 제1 링 기어(45) 및 제2 링 기어(46)로 구성된다.
선 기어(42)는, 모터(20)의 구동력이 입력되는 입력축(41)에 결합되어, 입력축(41)과 일체로 회전한다.
피니언(43)은, 선 기어(42)에 맞물리는 제1 기어(43A)와, 이 제1 기어(43A)보다도 잇수(齒數)가 작은 제2 기어(43B)가 동축으로 구성된 소위 단차 피니언이다. 또한, 피니언(43)은, 모터(20)측(프론트측)에 제1 기어(43A)를 구비하고, 모터(20)와는 반대측(리어측)에 제2 기어(43B)를 구비하고 있다.
피니언(43)의 프론트측에는, 피니언(43)의 공전 운동을 출력축(48)측으로 전달하는 캐리어(44)가 구비되어 있다. 캐리어(44)는, 출력축(48)에 결합되어 있다.
출력축(48)은, 내부를 입력축(41)이 관통하는 중공축으로서 구성되어 있고, 출력측 기어(49)에 결합된다. 입력축(41)은 베어링(35)에 의해 지지되어 있고, 출력축(48)은 베어링(36)에 의해 지지되어 있다.
제1 링 기어(45)는, 피니언(43)의 제1 기어(43A)에 맞물린다. 또한, 제2 링 기어(46)는, 제1 링 기어(45)보다도 리어측에 구비되어, 피니언(43)의 제2 기어(43B)에 맞물린다.
케이스(32)에는, 제1 링 기어(45)와 케이스(32)의 상대 회전을 정지시키는 마찰 요소로서의 High 브레이크(33)가 구비되어 있다. 또한, 제2 링 기어(46)와 케이스(32)의 상대 회전을 정지시키는 마찰 요소로서의 Low 브레이크(34)가 구비되어 있다.
High 브레이크(33)를 체결한 경우는, 제1 링 기어(45)가 케이스(32)측에 걸려, 제1 링 기어(45)의 회전이 정지한다. Low 브레이크(34)를 체결한 경우는, 제2 링 기어(46)가 케이스(32)측에 걸려, 제2 링 기어(46)의 회전이 정지한다.
출력측 기어(49)는, 최종 감속 기구(50)의 기어(51)에 맞물린다. 이 기어(51)의 구동력이 차동 기구(52)에 의해 좌측 차축(53) 및 우측 차축(54)에, 차동을 허용하여 전달된다. 이들 좌측 차축(53) 및 우측 차축(54)은, 각각 베어링(55 및 56)에 의해 지지된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제1 실시 형태의 변속기(30)는, High 브레이크(33)와 Low 브레이크(34)의 어느 한쪽을 체결 상태로 하여, 제1 링 기어(45)와 제2 링 기어(46)의 어느 한쪽의 회전을 정지시킴으로써 변속비를 2단계로 전환할 수 있다.
High 브레이크(33)를 해방 상태로 하고, Low 브레이크(34)를 체결 상태로 한 경우는, 제2 링 기어(46)가 비회전 상태로 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 이 상태를 「Low 모드」로 부른다.
Low 모드에서는, 선 기어(42)에 입력된 구동력은, 제1 기어(43A)에 의해 피니언(43)에 전달된다. 피니언(43)은, 비회전 상태의 제2 링 기어(46)를 따라 회전하고, 그 공전 운동이 캐리어(44)로 전달된다. 이 캐리어(44)의 구동력이, 출력축(48)으로부터 최종 감속 기구(50)로 전달된다.
Low 모드에서는, 제2 링 기어(46)의 회전이 고정되어 있으므로, 입력축(41)에 입력된 회전력과 출력축으로부터 출력되는 회전력의 감속비는, 선 기어(42) 및 제2 링 기어(46)의 잇수에 의해 구해진다.
즉, 이때의 입력축(41)과 출력축(48) 사이의 감속비는, 1:[1＋{제2 링 기어(46)의 잇수÷선 기어(42)의 잇수}]가 된다. 이 감속비에 의해 감속된 구동력이, 출력축(48)에 출력된다.
또한, High 브레이크(33)를 체결 상태로 하고, Low 브레이크(34)를 해방 상태로 한 경우는, 제1 링 기어(45)가 비회전 상태로 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 이 상태를 「High 모드」로 부른다.
High 모드에서는, 선 기어(42)에 입력된 구동력은, 제1 기어(43A)에 의해 피니언(43)에 전달된다. 피니언(43)은, 비회전 상태의 제1 링 기어(45)에 따라 회전하고, 그 공전 운동이 캐리어(44)로 전달된다. 이 캐리어(44)의 구동력이, 출력축(48)으로부터 최종 감속 기구(50)로 전달된다.
High 모드에서는, 제1 링 기어(45)의 회전이 고정되어 있으므로, 입력축(41)에 입력된 회전과 출력축으로부터 출력되는 회전의 감속비는, 선 기어(42)와 제1 링 기어(45)의 관계에 의해 구해진다.
즉, 이때의 입력축(41)과 출력축(48) 사이의 감속비는, 1:[1＋{제1 링 기어(45)의 잇수÷선 기어(42)의 잇수}]가 된다. 이 감속비에 의해 감속된 구동력이, 출력축(48)에 출력된다.
이와 같이, High 브레이크(33)와 Low 브레이크(34) 중 어느 한쪽을 체결 상태로 함으로써, 변속기(30)를 다른 감속비로 전환할 수 있다. 특히, 피니언(43)의 잇수를 선정함으로써, Low 모드에 있어서의 감속비를 High 모드에 비교하여, 보다 크게 하는 것이 가능해진다.
또한, 이들 High 브레이크(33)와 Low 브레이크(34)를 동시에 체결 상태로 한 경우는, 제1 링 기어(45)와 제2 링 기어(46)의 회전이 함께 정지되어, 제1 링 기어(45)와 제2 링 기어(46)의 잇수의 차에 의해, 캐리어(44)의 회전이 고정되는, 소위 인터로크 상태로 된다.
이 인터로크 상태에서는, 출력축(48)이 비회전 상태로 고정된다. 본 발명에서는, 이것을 이용하여, 변속기(30)의 파킹 기구를 제공한다.
또한, 파킹 기구로서 이용하는 경우에는, 차량의 메인 스위치의 오프나 이그니션의 오프 등의 키 오프에 의해 차량의 기능이 정지하고, 제어 장치(21), 제어 회로(23) 등의 동작이 정지한 후에도, High 브레이크(33)와 Low 브레이크(34)를 체결 상태로 유지할 필요가 있다. 따라서, 본 발명의 제1 실시 형태의 변속기(30)는, 이하에 설명하는 바와 같은 구성에 의해, 파킹 기구를 실현하였다.
도 2는, 본 발명의 제1 실시 형태의 변속기(30)의 단면도이다.
변속기(30)는, 전술한 바와 같이 케이스(32)에 수용된 유성 기어 기구(31) 등에 의해 구성되어 있다. 케이스(32)는, 프론트측 케이스(32A)와, 리어측 케이스(32B)로 분할되고, 이들은 볼트(32C)에 의해 체결되어 있다.
또한, 변속기(30)는, High 브레이크(33)와 Low 브레이크(34)의 체결 상태를 제어하는 작동유를 소정의 유압으로 공급하는 유압 펌프(24)가 구비되어 있다. 유압 펌프(24) 및 도시하지 않은 레귤레이터에 의해, 제어 회로(23)가 구성된다.
우선, High 브레이크(33)의 구성을 설명한다. High 브레이크(33)는, 다판 클러치(61), 피스톤(62), 유압실(63), 접시 스프링(64)으로 구성되어 있다.
다판 클러치(61)는, 케이스(32)에 고정되는 환 형상의 케이스측 클러치군(61A)과, 제1 링 기어(45)에 고정되는 환 형상의 링 기어측 클러치군(61B)이 교대로 끼워 맞추어져 있다.
이들 케이스측 클러치군(61A)과 링 기어측 클러치군(61B)은, 리테이너(61C)에 의해 프론트측 및 리어측의 이동 범위가 규제된다.
피스톤(62)은, 접시 스프링(64)의 압박력에 의해 다판 클러치(61)를 체결측으로 압박한다. 또한, 피스톤(62)은, 유압실(63)의 유압에 의해 다판 클러치(61)의 해방측으로 이동하여, 다판 클러치(61)를 해방한다. 또한, 유압실(63)의 유압의 크기에 기초하여, 다판 클러치(61)의 체결력의 크기를 제어할 수 있다.
특히, 유압실(63)로의 유압의 공급이 없는 경우는, 피스톤(62)은, 접시 스프링(64)의 압박력에 의해 다판 클러치(61)를 압박하여, 다판 클러치(61)를 체결 상태로 유지한다. 즉, High 브레이크(33)는, 노멀리 클로즈이다.
마찬가지로, Low 브레이크(34)는, 다판 클러치(71), 피스톤(72), 유압실(73), 접시 스프링(74)을 구비하여 구성되어 있다.
다판 클러치(71)는, 케이스(32)에 고정되는 환 형상의 케이스측 클러치군(71A)과, 제2 링 기어(46)에 고정되는 환 형상의 링 기어측 클러치군(71B)이 교대로 끼워 맞추어져 있다.
이들 케이스측 클러치군(71A)과 링 기어측 클러치군(71B)은, 리테이너(71C)에 의해 프론트측 및 리어측으로의 이동 범위가 규제된다.
피스톤(72)은, 접시 스프링(74)의 압박력에 의해 다판 클러치(71)를 체결측으로 압박한다. 또한, 피스톤(72)은, 유압실(73)의 유압에 의해 다판 클러치(71)의 해방측으로 이동하여, 다판 클러치(71)를 해방한다. 또한, 유압실(73)의 유압의 크기에 기초하여, 다판 클러치(71)의 체결력의 크기를 제어할 수 있다.
Low 브레이크(34)에 대해서도, High 브레이크(33)와 마찬가지로, 유압실(73)로의 유압의 공급이 없는 경우는, 접시 스프링(74)의 압박력에 의해 다판 클러치(71)를 체결 상태로 유지한다. 즉, Low 브레이크(34)는 노멀리 클로즈이다.
이들 High 브레이크(33) 및 Low 브레이크(34)는, 제어 회로(23)로부터 공급되는 유압에 기초하여 체결 및 해방이 제어된다. Low 브레이크(34)를 체결 상태로 한 경우는 Low 모드로 되고, High 브레이크(33)를 체결 상태로 한 경우는 High 모드로 된다.
또한, High 브레이크(33)와 Low 브레이크(34)의 양쪽을 체결 상태로 한 경우는, 피니언(43)의 제1 기어(43A)와 제2 기어(43B)의 잇수의 차에 의해 유성 기어 기구(31)가 인터로크 된다. 이것을 이용하여 파킹 기구를 실현한다.
구체적으로는, High 브레이크(33)의 유압실(63)의 유압과, Low 브레이크(34)의 유압실(73)의 유압을 함께 드레인으로 하여, 유압을 제로로 제어한다. 이에 의해, 접시 스프링(64) 또는 접시 스프링(74)의 압박력에 의해 피스톤(62) 및 피스톤(72)이 체결 방향으로 이동하여, High 브레이크(33)와 Low 브레이크(34)가 함께 체결 상태로 된다.
이에 의해 유성 기어 기구(31)가 인터로크되어, 파킹 상태로 된다. High 브레이크(33) 및 Low 브레이크(34)는 노멀리 클로즈이므로, 일단 체결 상태로 한 후에는, 유압을 공급할 때까지는 체결을 유지한다. 그로 인해, 키 오프에 의해 차량의 기능이 정지하여, 구동원(20)이나 제어 장치(21), 제어 회로(23)의 동작이 모두 정지하고 있는 상태이어도, 이들 High 브레이크(33) 및 Low 브레이크(34)의 체결 상태가 유지되어, 파킹 상태가 유지된다.
즉, High 브레이크(33)와 Low 브레이크(34)가, 체결됨으로써 변속기(30)가 인터로크 상태로 되는 인터로크 마찰 요소로서 구성된다. 또한, High 브레이크(33) 및 Low 브레이크(34)를 체결시키는 다판 클러치(61, 71), 피스톤(62, 72), 유압실(63, 73) 및 접시 스프링(64, 74)에 의해, 체결 수단이 구성된다. 또한, 유압의 공급원인 유압 펌프에 의해 유압 공급 수단이 구성된다.
다음에, 본 발명의 제1 실시 형태의 제어 장치(21)의 동작을 설명한다.
도 3은, 본 발명의 제1 실시 형태의 제어 장치(21)가 실행하는 파킹 처리의 흐름도이다.
이 흐름도는, 소정의 주기(예를 들어 10㎳ 간격)로, 제어 장치(21)에 의해 실행된다.
제어 장치(21)는, 파킹 작동 요구가 있는지 여부를 판정한다(S10). 파킹 작동 요구가 있다고 판정한 경우는, 스텝 S20으로 이행하고, 파킹 작동 요구가 없다고 판정한 경우는, 본 흐름도에 의한 처리를 종료한다.
파킹 작동 요구는, 운전자에 의한 파킹 브레이크 조작이 있었던 것을 검출한 경우에, 제어 장치(21)가 파킹 작동 요구가 있다고 판정한다.
다음에, 제어 장치(21)는, 변속기(30)의 출력축의 회전 속도가 소정치 이하인지 여부를 판정한다(S20). 변속기(30)의 출력축의 회전 속도가 소정치 이하라고 판정한 경우는 스텝 S30으로 이행하고, 변속기(30)의 출력축의 회전 속도가 소정치보다도 큰 경우는, 이 스텝 S20을 반복하여, 대기한다.
차량이 주행 중인 경우에는 파킹 작동은 금지되므로, 차량이 정지하고 있다고 판정한 경우[미속(微速)에서의 이동을 포함]에만 파킹 작동을 허가한다. 또한, 이 소정치는, 예를 들어 몇 ㎞/h 정도로 설정한다.
스텝 S20에 있어서 변속기(30) 출력축의 회전 속도가 소정치 이하라고 판정한 경우는, 제어 장치(21)는, High 브레이크(33) 및 Low 브레이크(34)를 체결 상태로 제어한다(S30).
구체적으로는, 제어 장치(21)는, 제어 회로(23)에 대하여, High 브레이크(33) 및 Low 브레이크(34)를 체결 상태로 지시한다. 제어 회로(23)는, 이 지시에 기초하여 High 브레이크(33) 및 Low 브레이크(34)를 드레인으로 하여 유압을 제로로 제어한다. 이 제어에 의해, High 브레이크(33) 및 Low 브레이크(34)는, 유압실(63, 73)의 유압이 제로로 제어되어, 접시 스프링(64, 74)의 압박력에 의해 체결 상태로 된다.
다음에, 제어 장치(21)는, 파킹 동작이 완료되었는지 여부를 판정한다(S40). 파킹 동작이 완료되었다고 판정한 경우는, 본 흐름도의 처리를 종료한다. 파킹 동작이 완료되어 있지 않다고 판정한 경우는, 이 스텝 S30, S40을 반복한다.
제어 장치(21)는, 파킹 동작이 완료되었는지 여부를, High 브레이크(33) 및 Low 브레이크(34)가 체결 상태로 된 것인지 여부에 의해 판정한다. 예를 들어, High 브레이크(33) 및 Low 브레이크(34)가 드레인으로 제어되고 나서 소정 시간이 경과한 후나, 변속기(30)의 입력 회전 속도와 출력 회전 속도의 차가 소정 회전 속도 이하된 된 경우 등의 조건을 판정했을 때에, 제어 장치(21)는, 파킹 동작이 완료되었다고 판정한다.
이 도 3에 도시하는 흐름도와 같이, 제어 장치(21)가 High 브레이크(33) 및 Low 브레이크(34)를 함께 체결 상태로 제어하여, 변속기(30)를 인터로크 상태로 함으로써, 변속기(30)를 파킹 상태로 할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 제1 실시 형태에서는, 유성 기어 기구(31)를 구비한 변속기(30)에 있어서, 변속기(30)의 변속비를 변경하는 마찰 요소 중, 체결됨으로써 인터로크 상태로 되는 적어도 2개의 인터로크 마찰 요소[High 브레이크(33) 및 Low 브레이크(34)]를 함께 체결함으로써, 변속기(30)의 파킹 기구를 실현한다.
이와 같은 구성에 의해, 변속기(30)에 있어서, 파킹 기구를 위한 부품을 모두 삭제할 수 있으므로, 변속기(30)를 소형화할 수 있는 동시에, 변속기(30)의 제조 비용을 저감할 수 있다. 이 효과는 청구항 1 및 5에 대응한다.
또한, 이들 마찰 요소는, 유압 동작의 노멀리 클로즈로서 구성되어 있다. 그로 인해, 키 오프에 의해 차량의 기능이 정지하고, 유압 펌프(24)나 제어 장치(21) 등의 동작을 정지했다고 해도, 인터로크 마찰 요소를 체결 상태로 유지할 수 있다. 이 효과는 청구항 2에 대응한다.
다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 제2 실시 형태에서는, 변속기(30)에 있어서, High 브레이크(33) 및 Low 브레이크(34)를 체결 상태로 하는 구조가 다르다.
또한, 제2 실시 형태의 기본 구성은 제1 실시 형태의 도 1과 공통이다. 제1 실시 형태와 동일 구성에는 동일 부호를 부여해, 그 설명을 생략한다.
도 4는, 본 발명의 제2 실시 형태의 변속기(30)의 단면도이다.
전술한 제1 실시 형태의 도 2와 마찬가지로, 변속기(30)는, 유성 기어 기구(31)가 케이스(32)에 수용되어 있다. 케이스(32)는, 프론트측 케이스(32A)와, 리어측 케이스(32B)로 분할되고, 이들은 볼트(32C)에 의해 체결되어 있다. 또한, 제1 실시 형태와 달리, 변속기(30)는 유압 펌프(24)를 구비하지 않는다.
우선, High 브레이크(33)의 구성을 설명한다. High 브레이크(33)는, 다판 클러치(81), 피스톤(82), 플레이트(83), 로딩 캠(84) 및 액추에이터(85)로 구성되어 있다.
다판 클러치(81)의 구조는 제1 실시 형태의 다판 클러치(61)와 마찬가지로, 케이스(32)에 고정되는 환 형상의 케이스측 클러치군(81A)과, 제1 링 기어(45)에 고정되는 환 형상의 링 기어측 클러치군(81B)과, 프론트측 및 리어측으로의 이동 범위를 규제하는 리테이너(81C)에 의해 구성된다.
액추에이터(85)는 로딩 캠(84)을 회전시킨다. 로딩 캠(84)은, 액추에이터(85)에 의해 회전됨으로써, 플레이트(83)를 축 방향으로 미끄럼 이동시킨다.
피스톤(82)은, 플레이트(83)에 연결되어 있고, 플레이트(83)가 체결 방향으로 미끄럼 이동함으로써, 피스톤(82)은 다판 클러치(81)를 체결측으로 압박한다.
구체적으로는, 액추에이터(85)가, 로딩 캠(84)을 소정의 방향으로 소정의 각도만큼 회전시킴으로써, 플레이트(83)가 다판 클러치(81)의 체결 방향으로 미끄럼 이동하여, 피스톤(82)이 다판 클러치(81)를 압박함으로써, 다판 클러치(81)를 체결 상태로 한다.
한편, 액추에이터(85)가 로딩 캠(84)을 이것과는 역의 방향으로 소정의 각도만큼 회전시킴으로써, 플레이트(83)가 다판 클러치(81)의 해방 방향으로 미끄럼 이동하고, 피스톤(82)이 해방 방향으로 이동하여, 다판 클러치(81)를 해방 상태로 한다. 또한, 액추에이터(85)가 로딩 캠(84)을 회전시키는 각도의 크기에 기초하여, 다판 클러치(81)의 체결력의 크기를 제어할 수 있다.
Low 브레이크(34)의 구성도 High 브레이크(33)의 구성과 마찬가지이다. Low 브레이크(34)는, 다판 클러치(91), 피스톤(92), 플레이트(93), 로딩 캠(94) 및 액추에이터(95)로 구성되어 있다.
다판 클러치(91)는, 케이스(32)에 고정되는 환 형상의 케이스측 클러치군(91A)과, 제1 링 기어(45)에 고정되는 환 형상의 링 기어측 클러치군(91B)과, 프론트측 및 리어측으로의 이동 범위를 규제하는 리테이너(91C)에 의해 구성된다.
액추에이터(95)는 로딩 캠(94)을 회전시킨다. 로딩 캠(94)은, 액추에이터(95)에 의해 회전됨으로써, 플레이트(93)를 축 방향으로 미끄럼 이동시킨다.
따라서, High 브레이크(33)와 마찬가지로, 액추에이터(95)가, 로딩 캠(94)을 소정의 방향으로 소정의 각도만큼 회전시킴으로써, 피스톤(92)이 다판 클러치(91)를 압박하여, 다판 클러치(91)를 체결 상태로 한다.
한편, 액추에이터(95)가 로딩 캠(94)을 이것과는 역의 방향으로 소정의 각도만큼 회전시킴으로써, 피스톤(92)이 다판 클러치(91)의 해방 방향으로 미끄럼 이동하여, 다판 클러치(91)를 해방 상태로 한다. 또한, 액추에이터(95)가 로딩 캠(94)을 회전시키는 각도의 크기에 기초하여, 다판 클러치(91)의 체결력의 크기를 제어할 수 있다.
또한, 제2 실시 형태에서는, 제어 회로(23)는, 액추에이터(85, 95)에 공급하는 지령 신호(전력)를 제어한다.
High 브레이크(33) 및 Low 브레이크(34)는, 제어 회로(23)로부터 공급되는 전력에 기초하여 액추에이터(85, 95)가 작동함으로써, 체결 및 해방이 제어된다. Low 브레이크(34)를 체결 상태로 한 경우는 Low 모드로 되고, High 브레이크(33)를 체결 상태로 한 경우는 High 모드로 된다.
또한, High 브레이크(33)의 액추에이터(85)로의 지령 신호와, Low 브레이크(34)의 액추에이터(95)로의 지령 신호를 함께 최대 체결측으로 제어함으로써, 피스톤(82, 92)이 체결 방향으로 이동하고, High 브레이크(33)와 Low 브레이크(34)가 체결 상태로 된다.
이에 의해 유성 기어 기구(31)가 인터로크되어, 파킹 브레이크로서 동작한다.
즉, High 브레이크(33)와 Low 브레이크(34)가, 체결됨으로써 변속기(30)가 인터로크 상태로 되는 인터로크 마찰 요소로서 구성된다. 또한, 이들 High 브레이크(33) 및 Low 브레이크(34)를 체결시키는 다판 클러치(81, 91), 피스톤(82, 92), 플레이트(83, 93), 로딩 캠(84, 94), 액추에이터(85, 95) 및 제어 회로(23)에 의해, 마찰 요소를 체결시키는 체결 수단이 구성된다.
도 5는, 제2 실시 형태의 High 브레이크(33)의 체결 구조의 구성의 설명도이다. 또한, 여기서는 High 브레이크(33)의 체결 구조를 대표하여 설명하지만, Low 브레이크(34)의 체결 구조의 구성도 마찬가지이다.
원반 형상의 로딩 캠(84)은, 유성 기어 기구(31)의 입력축(41)과 축을 동일하게 하는 동시에, 외기어(84B)를 구비한다.
액추에이터(85)에는 웜 기어(86)가 구비되어 있다. 이들 액추에이터(85) 및 웜 기어(86)는, 로딩 캠(84)과 직교하는 축에 구비되어 있다. 웜 기어(86)는, 로딩 캠(84)에 형성된 외기어(84B)에 맞물린다. 이에 의해, 액추에이터(85)가 구동되어 웜 기어(86)를 회전시킴으로써, 로딩 캠(84)이 회전한다.
로딩 캠(84)의 프론트측에는, 로딩 캠(84)과 축을 동일하게 하는 원반 형상의 플레이트(83)가 대향되어 구비되어 있다. 플레이트(83)에는, 원환상의 피스톤(82)이, 프론트측에 돌출 설치되어 있다.
로딩 캠(84)과 플레이트(83)의 사이에는, 둘레 방향에 등간격으로 4개의 로딩 기구(88)가 구비되어 있다.
로딩 기구(88)는, 이하에 설명하는 바와 같이, 대략 직사각형의 홈에 끼워 넣어진 전동체가 홈의 경사를 구름 이동함으로써, 로딩 캠(84)의 회전을 플레이트(83)의 축 방향으로의 미끄럼 이동으로 변환하는 기구이다.
도 6은, 제2 실시 형태의 로딩 기구(88)의 설명도이다.
도 6의 (A)에 도시하는 바와 같이, 로딩 캠(84)의 프론트측의 면에는, 쐐기 형상의 경사가 플레이트(83)측으로 돌출된 돌출부(84A)가 볼록 설치되어 있다. 또한, 플레이트(83)에는, 돌출부(84A)에 대향하는 위치에, 쐐기 형상으로 경사가 형성된 홈부(83A)가 오목 형성되어 있다. 이 홈부(83A)에는, 구 형상 또는 롤러 형상의 전동체(89)가, 로딩 캠(84)의 회전 방향으로 구름 이동 가능하게 끼워 맞추어진다. 전동체(89)는, 돌출부(84A)의 경사면과 홈부(83A)의 경사면에 의해 끼움 지지된다.
High 브레이크(33)의 해방시에는, 도 6의 (A)에 도시하는 바와 같이, 전동체(89)는, 돌출부(84A)의 경사면의 낮은 위치와 홈부(83A)의 홈이 깊은 위치의 사이에 끼움 지지되어 있다. 이 상태에서는 플레이트(83) 및 피스톤(82)은, 다판 클러치(81)의 해방측으로 이동하여, High 브레이크(33)를 해방 상태로 한다.
High 브레이크(33)를 체결하는 경우는, 액추에이터(85)에 의해 웜 기어(86)를 회전시켜, 로딩 캠(84)을 소정의 방향(예를 들어 시계 방향)으로 소정의 각도만큼 회전시킨다.
이때, 도 6의 (B)에 도시하는 바와 같이, 로딩 캠(84)의 회전에 따라 전동체(89)가 구름 이동되어, 돌출부(84A)의 경사면의 높은 위치와 홈부(83A)의 홈이 얕은 위치의 사이로 이동한다. 이때는, 도 6의 (A)와 비교하여, 로딩 캠(84)에 대해 플레이트(83)가 다판 클러치(81)의 체결측으로 이동한다.
이에 의해, 피스톤(82)이 다판 클러치(81)를 압박하여, High 브레이크(33)를 체결 상태로 한다. High 브레이크(33)의 체결력은, 플레이트(83)의 축 방향으로의 미끄럼 이동량, 즉, 로딩 캠(84)의 회전 각도에 따라 제어된다.
또한, 로딩 캠(84)은, 직교한 축에 구비되는 웜 기어(86)에 의해 회전된다. 이에 의해, 로딩 캠(84)의 회전과 피스톤(82)의 이동은 비가역으로 되고, 로딩 캠(84)에 의해 피스톤(82)을 전후진시킬 수는 있지만, 피스톤(82)을 이동시키려고 해도 로딩 캠(84)을 회전시킬 수는 없다.
이와 같은 구성에 의해, 일단 High 브레이크(33)를 체결 상태로 제어한 후에는, 액추에이터(85)의 동작에 관계없이 로딩 캠(84)은 회전하지 않아, 로딩 캠(84)의 각도는 변화되지 않으므로, 액추에이터(85)로의 전력의 공급을 정지했을 때에도, High 브레이크(33)의 체결 상태는 유지된다.
또한, Low 브레이크(34)에 대해서도 마찬가지의 구성이다. 따라서, High 브레이크(33) 및 Low 브레이크(34)를 함께 체결 상태로 제어하여, 유성 기어 기구(31)를 인터로크 상태로 한 후에는, 액추에이터(85, 95)를 작동시키지 않아도 체결 상태를 유지할 수 있다.
또한, 제2 실시 형태의 파킹 기구의 동작은 전술한 제1 실시 형태의 도 3과 마찬가지이다.
또한, 도 3의 스텝 S10 및 S20의 조건을 판정하여 스텝 S30으로 이행한 경우는, 제어 장치(21)는, 제어 회로(23)에 대하여, High 브레이크(33) 및 Low 브레이크(34)를 체결 상태로 지시한다. 제어 회로(23)는, 이 지시에 기초하여 High 브레이크(33) 및 Low 브레이크(34)의 액추에이터(85, 95)의 구동량을 결정하여, 지령 신호를 출력한다. 이 출력에 의해, High 브레이크(33) 및 Low 브레이크(34)가 체결 상태로 된다.
또한, 스텝 S40에서는, 제어 장치(21)는, 파킹 동작이 완료되었는지 여부를, High 브레이크(33) 및 Low 브레이크(34)가 체결 상태로 된 것인지 여부에 의해 판정한다. 예를 들어, High 브레이크(33) 및 Low 브레이크(34)의 액추에이터(85, 95)의 지시에 따라, 로딩 캠(84, 94)의 회전 각도가 소정 각도로 된 경우 등의 조건을 판정했을 때에, 제어 장치(21)는, 파킹 동작이 완료되었다고 판정한다.
그 밖의 제어는 도 3과 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명의 제2 실시 형태에서는, 전술한 제1 실시 형태와 마찬가지로, 체결됨으로써 인터로크 상태로 되는 적어도 2개의 인터로크 마찰 요소[High 브레이크(33) 및 Low 브레이크(34)]를 함께 체결함으로써, 변속기(30)의 파킹 기구를 실현한다.
이와 같은 구성에 의해, 변속기(30)에 있어서, 파킹 기구를 위한 부품이 모두 삭제되므로, 변속기(30)를 소형화할 수 있는 동시에, 변속기(30)의 제조 비용을 저감할 수 있다. 이 효과는 청구항 1 및 5에 대응한다.
또한, 제2 실시 형태에서는, 전력에 의해 구동하는 액추에이터(85)에 의해 인터로크 마찰 요소의 체결을 제어하므로, 유압 펌프(24)가 필요없어, 또한 부품을 삭제할 수 있다.
또한, 제2 실시 형태에서는, 웜 기어(86)와 로딩 기구(88)에 의해 인터로크 마찰 요소의 체결을 제어하도록 구성되어 있다. 그로 인해, 키 오프에 의해 차량의 기능이 정지하고, 제어 장치(21) 등의 동작을 정지했다고 해도, 인터로크 마찰 요소를 체결 상태로 유지할 수 있다. 이 효과는 청구항 3 및 4에 대응한다.
또한, 이상 설명한 본 발명의 제1 또는 제2 실시 형태에서는, 구동력원을 모터(20)로 하는 EV로서 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 엔진 등의 내연 기관을 구동력원으로 하는 차량에도 마찬가지로 적용할 수 있다. 이와 같은 내연 기관을 구동력원으로 하는 차량에 있어서도, 소형화, 경량화에 의해, 연비 효율을 향상시킬 수 있어, 저비용이라는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 형태에서는, 변속기(30)를, 제1 링 기어(45)와 제2 링 기어(46)와 단차 피니언(43)으로 이루어지는 유성 기어 기구(31)에 의해 구성했지만, 이것에 한정되지 않는다. 종래의 유단 변속기에 있어서, 체결됨으로써 유단 변속기가 인터로크 상태로 되는 인터로크 마찰 요소를 체결 상태로 유지하기 위해, 전술한 High 브레이크(33) 및 Low 브레이크(34)와 동일 구성을 구비하여, 유단 변속기를 인터로크 상태로 유지함으로써, 파킹 기구를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 형태에서는, 인터로크 마찰 요소[High 브레이크(33) 및 Low 브레이크(34)]를 다판식의 브레이크로서 설명했지만, 링 기어의 외주에 권회된 밴드의 체결력에 의해 링 기어의 회전을 정지시키는 밴드 브레이크이어도 된다.
본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 그 기술적 사상의 범위 내에서 이룰 수 있는 다양한 변경, 개량이 포함되는 것은 물론이다.
10 : 차량용 구동 장치
20 : 모터(구동력원)
21 : 제어 장치
23 : 제어 회로
24 : 유압 펌프
30 : 감속 기구
31 : 유성 기어 기구
32 : 케이스
33 : High 브레이크
34 : Low 브레이크
61, 71, 81, 91 : 다판 클러치
62, 72, 82, 92 : 피스톤
63, 73 : 유압실
64, 74 : 접시 스프링
83, 93 : 플레이트
84, 94 : 로딩 캠
85, 95 : 액추에이터
88 : 로딩 기구
89 : 전동체

Claims (5)

  1. 구동력원의 회전을 변속하여 출력하는 유성 기어 기구를 구비한 변속기의 파킹 구조이며,
    체결 상태 또는 해방 상태로 됨으로써 상기 유성 기어 기구의 변속비를 변경하는 복수의 마찰 요소와,
    상기 마찰 요소를 체결시키는 체결 수단을 구비하고,
    상기 체결 수단은, 키 오프에 의해 상기 구동원의 동작이 정지되어 있을 때에, 상기 복수의 마찰 요소 중, 체결됨으로써 상기 변속기가 인터로크 상태로 되는 적어도 두개의 인터로크 마찰 요소를 체결 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는, 변속기의 파킹 구조.
  2. 제1항에 있어서, 상기 체결 수단은,
    상기 복수의 마찰 요소를 체결 방향으로 압박하는 스프링과, 상기 복수의 체결 요소를 해방측으로 제어하는 유압을 공급하는 유압 공급 수단을 더 구비하고,
    상기 유압 공급 수단으로부터의 유압의 공급이 정지한 후, 상기 스프링의 압박력에 의해 상기 적어도 두개의 인터로크 마찰 요소를 체결 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는, 변속기의 파킹 구조.
  3. 제1항에 있어서, 상기 체결 수단은,
    전력에 의해 구동하는 액추에이터에 의해 상기 복수의 마찰 요소의 체결력이 제어되는 동시에,
    상기 전력의 공급이 정지한 후, 상기 적어도 두개의 인터로크 마찰 요소를 체결 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는, 변속기의 파킹 구조.
  4. 제3항에 있어서, 상기 체결 수단은,
    웜 기어와,
    상기 웜 기어와 직교하는 축 상에 상기 웜 기어와 맞물리는 외측 기어를 구비하는 로딩 캠과,
    상기 로딩 캠의 회전에 따라, 상기 로딩 캠의 축 방향으로 미끄럼 이동하는 플레이트와,
    상기 플레이트의 미끄럼 이동에 의해 상기 복수의 마찰 요소의 체결측 또는 해방측으로 이동하여, 상기 복수의 마찰 요소의 체결력을 제어하는 피스톤을 더 구비하고,
    상기 액추에이터는, 전력에 의해 구동되어 상기 웜 기어를 회전시키고,
    상기 액추에이터의 구동에 의해 상기 피스톤이 이동함으로써, 상기 적어도 두개의 인터로크 마찰 요소를 체결하는 것을 특징으로 하는, 변속기의 파킹 구조.
  5. 구동력원으로부터의 구동력이 입력되는 입력축에 결합된 선 기어와,
    상기 선 기어와 맞물리는 제1 기어와 제2 기어가 동축 상에 결합된 단차 피니언과,
    상기 단차 피니언의 제1 기어와 맞물리는 제1 링 기어와,
    상기 단차 피니언의 제2 기어와 맞물리는 제2 링 기어와,
    상기 단차 피니언에 결합되어, 상기 단차 피니언의 공전 운동을 출력하는 캐리어로 이루어지는 유성 기어 기구와,
    상기 유성 기어 기구를 수용하는 케이스와,
    상기 제1 링 기어의 회전을 정지시키는 제1 브레이크와,
    상기 제2 링 기어의 회전을 정지시키는 제2 브레이크를 구비하고,
    상기 제1 브레이크 및 상기 제2 브레이크 중 어느 하나를 체결 상태로 하여, 상기 캐리어의 회전을 출력하는 변속기에 있어서,
    키 오프에 의해 상기 구동원의 동작이 정지되어 있을 때에, 상기 제1 브레이크 및 상기 제2 브레이크를 함께 체결 상태로 유지하여, 상기 변속기를 인터로크 상태로 하는 체결 수단을 구비하는, 변속기의 파킹 구조.
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