KR20120022057A

KR20120022057A - 자동 변속기

Info

Publication number: KR20120022057A
Application number: KR1020110074958A
Authority: KR
Inventors: 히데히꼬 와따나베; 이사오 야부자끼; 도시유끼 후지이; 마나부 가네자시; 히사시 도오야마; 쇼오이찌 오찌아이
Original assignee: 쟈트코 가부시키가이샤
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2011-07-28
Publication date: 2012-03-09
Also published as: CN102434653A; JP5059920B2; KR101265013B1; CN102434653B; JP2012052561A

Abstract

본 발명의 과제는 자동 변속기의 유닛 요구 성능인 축지지 강도 성능과 브리더 성능과 경사 에어 흡입 방지 성능을 더불어 달성하는 것이다.
자동 변속기는 변속기 케이스(1)와, 제1 축심(C1)을 갖는 변속기 입출력축(4, 5)과, 제2 축심(C2)을 갖는 아이들러축(6)과, 제3 축심(C3)을 갖는 드라이브축(7, 7)과, 오일 팬(30)과, 내벽 리브(32)와, 복귀 유로(33)를 구비한다. 내벽 리브(32)는, 변속기 케이스(1) 중 디퍼런셜 파이널 기어(24)에 따르는 디퍼런셜 기어 내벽(46)에 형성되어, 제1 축심(C1)과 제3 축심(C3) 사이의 벽면 영역에서 드라이브축(7, 7)의 축 주위 케이스 강도를 높인다. 복귀 유로(33)는 내벽 리브(32)의 상방 위치에 오일 유입구(51)가 개방되어, 작동유(ATF)를, 오일 유입구(51)로부터 오일 팬(30)으로 복귀시킨다.

Description

자동 변속기{AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은 변속 동작, 윤활, 냉각 등을 위해 사용되는 작동유가 저류되는 변속기 케이스와 오일 팬을 구비한 자동 변속기에 관한 것이다.

종래, 작동유가 저류되는 변속기 케이스와 오일 팬을 구비한 자동 변속기로서는, 디퍼런셜 파이널 기어의 주위의 작동유를, 디퍼런셜 파이널 기어측과 변속기 케이스측으로 분리하도록, 디퍼런셜 파이널 기어의 주위에 배플 플레이트를 설치한 것이 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

일본 특허 제4074278호 공보

그러나, 종래의 자동 변속기에 있어서는, 디퍼런셜 파이널 기어의 주위에 배플 플레이트를 설치하고 있다. 이로 인해, 파이널축의 지지 강도를 높이는 것을 의도하여, 변속기 케이스 중, 디퍼런셜 파이널 기어에 따르는 디퍼런셜 기어 내벽에 내벽 리브를 형성하려고 해도 배플 플레이트와 간섭해 버려, 내벽 리브를 형성할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

따라서, 배플 플레이트가 없는 구성으로 하여 내벽 리브를 형성하면, 배플 플레이트에 의해 감소되어 있던 교반 유량이 증가할 뿐만 아니라, 내벽 리브가, 오일 팬에 통하는 오일 낙하 구멍으로의 작동유의 유입을 저해한다. 이로 인해, 예를 들어 급발진 시나 선회 주행 시 등에 있어서, 유면이 크게 경사진 상태로 디퍼런셜 파이널 기어에 의해 작동유를 긁어 올리는 경우, 유면보다 상방의 브리더 공간에 고이는 작동유의 유량이 증가한다. 즉, 브리더 공간에 고인 채 오일 팬으로 복귀되지 않는 유량이 증가함으로써, 오일 펌프의 흡입으로 인해 저류되어 있는 작동유의 유효 유량이 감소하여, 유면의 레벨을 저하시킨다. 이와 같이, 유면 레벨이 저하된 상태에서 유면 경사가 가해지면, 오일 펌프가 오일 스트레이너로부터 에어를 흡입해 버리는 경우가 있다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 문제를 착안하여 이루어진 것으로, 자동 변속기의 유닛 요구 성능인 축지지 강도 성능과 브리더 성능과 경사 에어 흡입 방지 성능을 더불어 달성할 수 있는 자동 변속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 자동 변속기는 변속기 케이스와, 제1 축심을 갖는 변속축과, 제2 축심을 갖는 아이들러축과, 제3 축심을 갖는 파이널축과, 오일 팬과, 내벽 리브와, 복귀 유로를 구비하는 수단으로 하였다.

상기 변속기 케이스는 작동유가 저류되고, 유면보다 상방 공간을 외기와 연통하는 브리더 공간으로 한다.

상기 제1 축심을 갖는 변속축은 상기 변속기 케이스에 지지되어, 입력 회전수를 변속하는 변속 기구를 갖는다.

상기 제2 축심을 갖는 아이들러축은 상기 제1 축심보다도 상방 위치에 케이스 지지되어, 상기 변속축에 설치된 아웃풋 기어에 맞물리는 아이들러 기어를 갖는다.

상기 제3 축심을 갖는 파이널축은 상기 제1 축심과 상기 제2 축심보다도 하방 위치에서 케이스 지지되어, 상기 아이들러축에 설치된 아이들러 파이널 기어에 맞물리는 디퍼런셜 파이널 기어를 갖는다.

상기 오일 팬은 상기 변속기 케이스에 설치되어, 상기 작동유를 저류하는 동시에, 오일 펌프의 흡입구에 설정된 오일 스트레이너를 갖는다.

상기 내벽 리브는 상기 변속기 케이스 중 상기 디퍼런셜 파이널 기어에 따르는 디퍼런셜 기어 내벽에 형성되어, 상기 제1 축심과 상기 제3 축심 사이의 벽면 영역에서 상기 파이널축의 축 주위 케이스 강도를 높인다.

상기 복귀 유로는 상기 내벽 리브의 상방 위치에 오일 유입구가 개방되어, 상기 작동유를, 상기 오일 유입구로부터 상기 오일 팬으로 복귀시킨다.

따라서, 디퍼런셜 파이널 기어에 따르는 디퍼런셜 기어 내벽에 형성된 내벽 리브에 의해, 파이널축의 축 주위 케이스 강도가 높아져, 파이널축의 지지 강도가 향상된다.

주행 중, 브리더 공간으로 이동이나 비산된 작동유는, 내벽 리브의 상방 위치에 개방된 오일 유입구로부터 유입되고, 복귀 유로를 경과하여 오일 팬으로 복귀된다.

즉, 내벽 리브보다 상방 위치의 오일 유입구로부터의 신속한 오일 유입에 의해, 복귀 유로로부터의 복귀 유량의 증가 → 브리더 공간에 고여 있는 유량의 감소 → 기어에 의한 비산 유량의 감소라고 하는 작용의 흐름이 반복된다.

따라서, 변속기 케이스와 오일 팬에 저류되어 있는 작동유의 유효 유량의 감소가 억제되어, 유면 레벨을 소정 레벨로 유지하도록, 작동유의 유면이 관리된다. 이 유면 관리된 상태에서, 예를 들어 급발진이나 선회 주행 등에 의해 유면 경사가 가해졌다고 해도, 오일 펌프가 오일 스트레이너로부터 에어를 흡입하는 것이 방지된다.

이 결과, 자동 변속기의 유닛 요구 성능인 축지지 강도 성능과 브리더 성능과 경사 에어 흡입 방지 성능을 더불어 달성할 수 있다.

도 1은 제1 실시예의 자동 변속기의 전체 구성을 도시하는 전개 단면도.
도 2는 제1 실시예의 자동 변속기의 컨버터 커버측에서 본 변속기 케이스를 도시하는 도면.
도 3은 제1 실시예의 자동 변속기의 변속 기구 엔드 커버측에서 본 변속기 케이스를 도시하는 도면.
도 4는 제1 실시예의 자동 변속기의 오일 팬측에서 본 변속기 케이스를 도시하는 도면.
도 5는 제1 실시예의 자동 변속기의 복귀 유로를 도시하는 도 2의 A-A선 단면 사시도.
도 6은 제1 실시예의 자동 변속기에 있어서 복귀 유로로부터의 작동유 복귀 작용을 도시하는 작용 설명도.

이하, 본 발명의 자동 변속기를 실현하는 최선의 형태를, 도면에 도시하는 제1 실시예에 기초하여 설명한다.

[제1 실시예]

우선, 구성을 설명한다.

도 1은 제1 실시예의 자동 변속기의 전체 구성을 도시하는 전개 단면도이다. 이하, 도 1에 기초하여 전체 구성을 설명한다.

제1 실시예의 자동 변속기(AT)는, 도 1에 도시한 바와 같이 변속기 케이스(1)와, 컨버터 커버(2)와, 변속 기구 엔드 커버(3)와, 제1 축심(C1)을 갖는 변속기 입력축(4)(변속축)과, 제1 축심(C1)을 갖는 변속기 출력축(5)(변속축)과, 제2 축심(C2)을 갖는 아이들러축(6)과, 제3 축심(C3)을 갖는 드라이브축(7, 7)(파이널축)을 구비하고 있다.

상기 자동 변속기(AT)는 전륜 구동의 FF차에 적용되는 전진 4속 후퇴 1속의 유단의 자동 변속기로, 도시하지 않은 엔진으로부터의 입력 회전을, 선택되어 있는 변속단에 따라서 변속하여, 좌우의 전륜으로 변속 후의 엔진 구동력을 전달한다.

상기 변속기 케이스(1)는 트랜스미션 케이스라고 불리고, 평행하게 배치된 변속기 입출력축(4, 5)과, 아이들러축(6)과, 드라이브축(7, 7)을 지지하는 메인의 케이스 부재이다. 이 변속기 케이스(1)의 일단부측의 플랜지면에, 토크 컨버터(8)를 덮는 컨버터 커버(2)가 볼트 고정된다. 그리고, 변속기 케이스(1)의 타단부측의 플랜지면에, 변속 기구의 단부를 덮는 변속 기구 엔드 커버(3)가 볼트 고정된다. 즉, 변속기 케이스(1)와 컨버터 커버(2)와 변속 기구 엔드 커버(3)에 의해, 자동 변속기(AT)의 유닛 케이스가 구성된다.

상기 변속기 입력축(4)과 변속기 출력축(5)은 동일한 제1 축심(C1) 상에 배치되어, 유압 컨트롤에 의해 입력 회전수를 변속하는 유단 변속 기구를 갖는다. 변속기 입력축(4)의 외주이며, 토크 컨버터(8)의 바로 뒷쪽 위치에는, 엔진에 의해 회전 구동하는 오일 펌프(9)와, 펌프 흡입로나 펌프 토출로나 클러치 유로가 형성된 유로 플레이트(10)가 변속기 케이스(1)에 볼트 고정되어 있다. 유단 변속 기구는 2조의 유성 기어로서, 제1 유성 기어(11)와 제2 유성 기어(12)를 갖고, 5개의 변속 마찰 요소로서, 제1 클러치(13)와 제2 클러치(14)와 제3 클러치(15)와 제1 브레이크(16)와 제2 브레이크(17)를 갖는다. 그리고, 전진 4속 후퇴 1속의 각 변속단을 2개의 변속 마찰 요소의 체결에 의해 달성하고, 전진 4속을 1개의 변속 마찰 요소의 해방과 1개의 마찰 체결 요소의 체결에 의한 전환 변속에 의해 달성한다.

상기 아이들러축(6)은 제1 축심(C1)보다도 상방 위치에 케이스 지지되어, 변속기 출력축(5)에 설치된 아웃풋 기어(18)에 맞물리는 아이들러 기어(19)를 갖는다. 이 아이들러 기어(19)는 일체 구조에 의해 파킹 기어(20)를 갖는다. 아이들러축(6)은 일단부가 변속기 케이스(1)에 대해 제1 아이들러 베어링(21)을 통해 지지되고, 타단부가 컨버터 커버(2)에 대해 제2 아이들러 베어링(22)을 통해 지지된다.

상기 드라이브축(7, 7)은 제1 축심(C1)과 제2 축심(C2)보다도 하방 위치에 케이스 지지되고, 아이들러축(6)에 설치된 아이들러 파이널 기어(23)에 맞물려, 종감속비를 달성하는 디퍼런셜 파이널 기어(24)를 갖는다. 여기서, 디퍼런셜 파이널 기어(24)와 드라이브축(7, 7) 사이에는, 디퍼런셜 파이널 기어(24)를 고정하는 디퍼런셜 케이스(25)와, 드라이브축(7, 7)을 스플라인 끼워 맞춤하는 사이드 기어(26, 26)를 갖는 디퍼런셜 유닛이 개재 장착된다. 디퍼런셜 케이스(25)는 일단부가 변속기 케이스(1)에 대해 제1 디퍼런셜 베어링(27)을 통해 지지되고, 타단부가 컨버터 커버(2)에 대해 제2 디퍼런셜 베어링(28)을 통해 지지된다.

도 2 내지 도 4는 제1 실시예의 자동 변속기(AT)의 변속기 케이스를 도시하는 도면이고, 도 5는 제1 실시예의 자동 변속기(AT)의 복귀 유로를 도시하는 단면 사시도이다. 이하, 도 2 내지 도 5에 기초하여 주요부 구성을 설명한다.

제1 실시예의 자동 변속기(AT)는, 도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이 변속기 케이스(1)와, 제1 축심(C1)과, 제2 축심(C2)과, 제3 축심(C3)과, 오일 팬(30)과, 연통 오일 구멍(31)과, 내벽 리브(32)와, 복귀 유로(33)와, 어프로치 안내면(34)과, 정류부(35)를 구비한다.

상기 변속기 케이스(1)는, 도 2에 도시한 바와 같이 작동유(ATF)가 케이스실(36)에 저류되고, 정지 상태에 있어서 정지 유면(W)보다 상방 공간을 외기와 연통하는 브리더 공간으로 한다.

여기서, 정지 유면(W)이라 함은, 자동 변속기(AT)를 탑재한 차량이 평탄 노면에 정차하고 있을 때의 유면을 말하고, 유면 변동의 감도를 둔하게 하는 동시에, 브리더 공간의 체적을 넓게 확보하기 위해, 제1 축심(C1)의 높이보다 조금 높은 위치에 설정된다. 그리고, 차량 정지 상태 등에 있어서는, 정지 유면(W)보다 하측의 케이스실(36)과 오일 팬실(37)에 작동유(ATF)가 저류되어 있는 상태로 한다.

상기 오일 팬(30)은, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 변속기 케이스(1)의 하부 위치에 설정된 컨트롤 밸브 유닛(38)의 하면 개구를 유밀 상태로 막아 설치된다. 그리고, 오일 팬(30)에 의해 컨트롤 밸브 유닛(38)의 개구를 막음으로써, 작동유(ATF)를 저류하는 오일 팬실(37)이 형성된다. 오일 팬실(37)에는 오일 펌프(9)의 흡입구(39)(도 4를 참조)에 설정된 오일 스트레이너(40)를 갖는다. 또한, 컨트롤 밸브 유닛(38)에는, 도 4에 도시한 바와 같이 오일 펌프(9)로부터의 토출구(41)가 개방되어 있다. 오일 펌프(9)의 흡입구(39)와 토출구(41)는, 도 2에 도시한 바와 같이 유로 플레이트(10)에 형성된 펌프 흡입로(42)와 펌프 토출로(43)에 연통한다.

상기 연통 오일 구멍(31)은, 도 2에 도시한 바와 같이 변속기 케이스(1) 중, 케이스실(36)에 저류되는 작동유(ATF)의 정지 유면(W)보다 하방 위치에 개방되어, 케이스실(36)과 오일 팬실(37)을 연통한다. 연통 오일 구멍(31)은, 도 2에 도시한 바와 같이 제1 축심(C1)과 제2 축심(C2)의 중간부의 하방 위치이며, 케이스 플랜지부(44)와, 케이스 플랜지부(44)로부터의 정류 연장부(45)에 의해 V자 형상으로 둘러싸여, 유면의 요동을 억제하는 위치에 설정된다.

상기 내벽 리브(32)는, 도 2 및 도 5에 도시한 바와 같이 변속기 케이스(1) 중 디퍼런셜 파이널 기어(24)에 따르는 디퍼런셜 기어 내벽(46)에 융기하여 형성되고, 제1 축심(C1)과 제3 축심(C3) 사이의 벽면 영역에서 드라이브축(7, 7)의 축 주위 케이스 강도를 높인다. 이 내벽 리브(32)로서는, 제1 내벽 리브(32a)와, 제2 내벽 리브(32b)와, 제3 내벽 리브(32c)를 갖는다. 제1 내벽 리브(32a)는 드라이브축(7, 7)의 베어링 보스(47)와 제1 축심(C1)의 축 주위에 설치된 유로 플레이트(10)의 설치 케이스부(48)를 직경 방향으로 연결한다. 제2 내벽 리브(32b)는 드라이브축(7, 7)의 베어링 보스(47)와 변속기 케이스(1)의 케이스 플랜지부(44)를 직경 방향으로 연결한다. 제3 내벽 리브(32c)는 드라이브축(7, 7)의 베어링 보스(47)로부터, 제1 내벽 리브(32a)와 제2 내벽 리브(32b) 사이의 위치를 직경 방향으로 연장하여 돌출 설치된다. 또한, 각각의 연결 부분은 응력 집중을 피하도록, 매끄러운 연결 원호면을 형성한다. 또한, 드라이브축(7, 7)의 축 주위 중, 내벽 리브(32) 이외의 영역의 케이스 강도를 높이기 위해, 도 3에 도시한 바와 같이 디퍼런셜 기어 외벽(49)에 외벽 리브(50)를 융기하여 형성하고 있다. 외벽 리브(50)로서는, 수평 방향으로 배치한 제1 외벽 리브(50a)와, 제2 외벽 리브(50b)와, 제3 외벽 리브(50c)와, 제4 외벽 리브(50d)와, 제5 외벽 리브(50e)를 갖는다.

상기 복귀 유로(33)는, 도 2 및 도 5에 도시한 바와 같이 내벽 리브(32)의 상방 위치에 오일 유입구(51)가 개방되어, 브리더 공간으로 이동이나 비산된 작동유(ATF)를, 오일 유입구(51)로부터 오일 팬(30)으로 복귀시킨다. 이 복귀 유로(33)는, 도 5에 도시한 바와 같이 디퍼런셜 기어 내벽(46)을 향해 경사 상방으로부터 보았을 때, 시선 방향에 대해 수직이 되는 경사면(예를 들어, 경사각이 45도 정도인 경사면)에 오일 유입구(51)를 개방하고 있다. 오일 유입구(51)의 상세한 개구 위치는 제2 축심(C2)의 하방 위치이며 내벽 리브(32)의 상방 위치로 하고 있다. 또한, 변속기 케이스(1)의 변속 기구 케이스부(1a)와 디퍼런셜 케이스부(1b) 사이는, 도 3에 도시한 바와 같이 복귀 유로(33)의 복귀 통로 단면적을 확보하고 있다.

상기 어프로치 안내면(34)은, 도 2 및 도 5에 도시한 바와 같이 제2 축심(C2)과 제3 축심(C3) 사이의 디퍼런셜 기어 내벽(46)에 형성되어, 브리더 공간으로부터 떨어지는 작동유(ATF)를 수용하고, 작동유(ATF)를 모아 오일 유입구(51)로 유도한다. 즉, 어프로치 안내면(34)은 리브를 설치하지 않고, 낮은 저항으로 작동유(ATF)가 흐르도록, 매끄러운 곡면 슬로프에 의한 단차면 형상으로 하고 있다.

상기 정류부(35)는, 도 2에 도시한 바와 같이 변속기 케이스(1)에 형성되어, 제1 정류면(35a)과, 제2 정류면(35b)을 갖는다. 제1 정류면(35a)은 디퍼런셜 파이널 기어(24)의 외형에 따르는 형상으로 하고, 디퍼런셜 파이널 기어(24)의 회전에 의해 긁어 올려져 이동하는 작동유(ATF)가 어프로치 안내면(34)을 향하도록 정류한다. 제2 정류면(35b)은 아이들러 기어(19)의 외형에 따르는 형상으로 하고, 아이들러 기어(19)의 회전에 의해 이동하는 작동유(ATF)가 어프로치 안내면(34)을 향하도록 정류한다.

다음에, 작용을 설명한다.

우선, 「자동 변속기의 유닛 성능에 대해서」의 설명을 행한다. 계속해서, 제1 실시예의 자동 변속기(AT)에 있어서의 작용을, 「유닛 요구 성능의 달성 작용」, 「오일 유입구의 경사면 개구 작용」, 「작동유의 유면 관리 작용」으로 나누어 설명한다.

[자동 변속기의 유닛 성능에 대해서]

자동 변속기의 유닛 성능으로서는, 케이스에 지지되는 축의 지지 강도를 유지하는 축지지 강도 성능과, 브리더실의 대기 연통을 확보하는 브리더 성능과, 오일 펌프로부터의 에어 흡입을 방지하는 경사 에어 흡입 방지 성능이 요구된다.

우선, 축지지 강도 성능에 대해 서술한다. 자동 변속기의 종감속비는 아이들러축 상에 설치된 아이들러 파이널 기어와 파이널축 상에 설치된 디퍼런셜 파이널 기어의 맞물림에 의해 달성된다. 이로 인해, 전진 1속이 선택되는 발진 시 등에 있어서는, 파이널축으로 전달되는 구동 토크가 크고, 또한 변동된다. 이 전달 구동 토크에 대해, 케이스 변형을 억제하여 반력을 베어링에 의해 받기 위해서는, 베어링이 지지되는 변속기 케이스의 지지 강도를 높이는 것이 필요하다.

따라서, 변속기 케이스 중, 디퍼런셜 파이널 기어를 둘러싸는 디퍼런셜 케이스부에 의한 드라이브축의 지지 강도를 높이는 경우, 변속 기구 케이스부와 일부 겹치기 때문에, 외벽 리브에서는 파이널축의 전체 둘레 영역의 지지 강도를 높일 수 없다. 이로 인해, 외벽 리브를 설치할 수 없는 영역에서의 지지 강도의 향상은 내벽 리브의 설정으로 할 수밖에 없다.

즉, 디퍼런셜 케이스부 중, 변속 기구의 변속기축과 파이널축 사이의 디퍼런셜 케이스 내벽의 영역에 내벽 리브를 형성함으로써, 파이널축의 전체 둘레 영역의 지지 강도를 높일 수 있다. 그러나, 이 경우, 내벽 리브를 형성한 것에 의해, 내벽 리브와 동일한 영역이며, 정지 유면보다 하방 위치에 배치되어, 케이스실과 오일 팬실을 연통하는 연통 구멍으로의 작동유의 유입을 저해한다.

이로 인해, 예를 들어, 높은 전후 가속도(G)가 발생하는 급발진 시나 높은 횡가속도(G)이 발생하는 선회 주행 시 등에 있어서, 유면이 크게 경사진 상태에서 디퍼런셜 파이널 기어에 의해 작동유를 긁어 올리는 경우, 정지 유면보다 상방의 브리더 공간의 출입구 부근에 고이는 작동유의 유량이 증가한다. 즉, 브리더 성능이 저하된다.

그리고, 브리더 공간에 고인 상태에서 오일 팬실로 복귀되지 않는 유량이 증가함으로써, 케이스실과 오일 팬실에 저류되어 있는 작동유의 유효 유량이 감소하여, 유면 레벨을 저하시킨다. 이와 같이, 유면 레벨이 저하된 상태에서 유면 경사가 가해지면, 오일 펌프가 오일 스트레이너로부터 에어를 흡입해 버려, 경사 에어 흡입 방지 성능이 확보되지 않는다.

한편, 내벽 리브를 설정하지 않으면, 브리더 성능이나 경사 에어 흡입 방지 성능을 확보하는 것은 가능하지만, 축지지 강도 성능을 확보할 수 없다고 하는 것처럼, 자동 변속기의 유닛 요구 성능인 축지지 강도 성능과 브리더 성능과 경사 에어 흡입 방지 성능 중, 어느 하나의 성능을 희생으로 하거나, 혹은 모두 낮은 성능으로 타협하게 된다.

[유닛 요구 성능의 달성 작용]

상기와 같이, 자동 변속기에 있어서, 축지지 강도 성능과 브리더 성능과 경사 에어 흡입 방지 성능을 더불어 달성하는 것은 중요한 해결 과제이다. 이하, 이를 반영하는 제1 실시예의 자동 변속기(AT)에 있어서의 유닛 요구 성능의 달성 작용을 설명한다.

(축 지지 강도 성능)

우선, 디퍼런셜 파이널 기어(24)에 따르는 디퍼런셜 기어 내벽(46)에 형성된 내벽 리브(32)와, 디퍼런셜 파이널 기어(24)에 따르는 디퍼런셜 기어 외벽(49)에 형성된 외벽 리브(50)에 의해, 드라이브축(7, 7)의 축 주위의 변속기 케이스(1)의 케이스 강도가 높아진다.

이로 인해, 드라이브축(7, 7)을 회전 가능하게 지지하는 제1 디퍼런셜 베어링(27) 주위의 케이스 강도가 높아짐으로써, 드라이브축(7, 7)의 지지 강도가 향상된다.

(브리더 성능)

주행 중, 브리더 공간으로 이동이나 비산된 작동유(ATF)는, 도 5에 도시한 바와 같이 작동유(ATF)의 정지 유면(W)보다 상방 위치에 개방된 오일 유입구(51)로부터 유입되고, 복귀 유로(33)를 경과하여 오일 팬실(37)로 복귀된다.

한편, 주행 중, 브리더 공간으로 이동이나 비산된 작동유(ATF) 중, 오일 유입구(51)로부터 유입되지 않고, 케이스실(36)의 유면으로 낙하한 작동유(ATF)는, 그 후, 연통 구멍(31)을 경과하여 오일 팬실(37)로 복귀된다.

즉, 정지 유면(W)보다 상방 위치의 오일 유입구(51)로부터 작동유(ATF)가 유입되는 경우에는, 정지 유면(W)보다 하방 위치의 연통 구멍(31)으로 유입되는 경우에 비해, 시간 응답이 양호한 신속한 오일 유입으로 된다. 이 복귀 유로(33)로부터의 복귀 유량이 증가함으로써, 복귀 유로(33)로부터의 복귀 유량의 증가 → 브리더 공간에 고여 있는 유량의 감소 → 기어에 의한 비산 유량의 감소라고 하는 작용의 흐름이 반복된다.

이와 같이, 브리더 공간에 고여 있는 유량이 감소함으로써, 브리더 출입구로의 오일의 고임이 해소되어, 브리더 기능이 확보된다.

(경사 에어 흡입 방지 성능)

상기와 같이, 복귀 유로(33)로부터의 복귀 유량의 증가 → 브리더 공간에 고여 있는 유량의 감소 → 기어에 의한 비산 유량의 감소라고 하는 작용의 흐름이 반복됨으로써, 케이스실(36)과 오일 팬실(37)에 저류되어 있는 작동유(ATF)의 유효 유량의 감소가 억제된다. 바꾸어 말하면, 정지 유면(W)의 레벨을 소정 레벨로 유지하도록, 작동유(ATF)의 유면이 관리된다. 이 유면 관리된 상태에서, 예를 들어 급발진이나 선회 주행 등에 의해 유면 경사가 가해졌다고 해도, 연통 오일 구멍(31)을 통한 케이스실(36)과 오일 팬실(37)의 작동유 연통이 확보되어, 오일 펌프(9)가 오일 스트레이너(40)로부터 에어를 흡입하는 것이 방지된다.

이와 같이, 제1 실시예의 자동 변속기(AT)는 드라이브축(7, 7)의 축 주위 케이스 강도를 높이는 내벽 리브(32)와, 내벽 리브(32)의 상방 위치에 개방된 오일 유입구(51)로부터 오일 팬(30)으로 작동유(ATF)를 복귀시키는 복귀 유로(33)를 구비하는 구성을 채용하였다.

따라서, 상기와 같이, 자동 변속기(AT)는 요구 성능인 축지지 강도 성능과 브리더 성능과 경사 에어 흡입 방지 성능을 더불어 달성한다.

제1 실시예에서는 내벽 리브(32)로서, 베어링 보스(47)와 제1 축심(C1)의 주위에 설치된 유로 플레이트(10)의 설치 케이스부(48)를 직경 방향으로 연결하는 제1 내벽 리브(32a)와, 베어링 보스(47)와 케이스 플랜지부(44)를 직경 방향으로 연결하는 제2 내벽 리브(32b)를 갖는 구성을 채용하였다.

즉, 유로 플레이트(10)의 설치 케이스부(48)와, 케이스 플랜지부(44)는 변속기 케이스(1) 중, 강성이 높은 부분이다. 즉, 강성이 높은 케이스부를 이용하여, 제1 내벽 리브(32a)와 제2 내벽 리브(32b)에 의한 팔(八)자 형상 리브를 형성하여, 비틀림 강도 대책으로 하였다. 구체적으로는, 정적 비틀림 응력의 해석과, 응력 집중의 완화를 고려함으로써 리브 형상을 결정하였다.

따라서, 팔자 형상 배치로 되는 제1 내벽 리브(32a)와 제2 내벽 리브(32b)에 의해, 드라이브축(7, 7)의 비틀림 지지 강도가 향상되어, 소음이나 진동을 억제한다.

[오일 유입구의 경사면 개구 작용]

브리더 공간으로 이동이나 비산된 작동유(ATF)가 유입되는 오일 유입구(51)를, 왜 경사면에 개방하였는지에 대해 설명한다.

우선, 오일 복귀 작용의 관점으로부터, 오일 유입구(51)를 수평면에 설치하면, 흡입 유량은 증대되지만, 생산 시, 오일 복귀 구멍이 깊은 위치에 있어, 버어 제거를 할 수 없다. 한편, 생산성의 관점으로부터, 오일 유입구(51)를 수직면에 설치하면, 생산성은 양호하지만, 흡입 유량이 감소된다.

따라서, 제1 실시예에서는, 도 5에 도시한 바와 같이 디퍼런셜 기어 내벽(46)을 향해 경사 상방으로부터 보았을 때, 시선 방향에 대해 수직으로 되는 경사면에 오일 유입구(51)를 개방하였다.

따라서, 공구를 삽입하여 버어를 제거하거나 개구 테두리부의 라운딩 가공을 행할 수 있다고 하는 것처럼, 생산성이 확보된다. 또한, 오일 유입구(51)의 수직 투영 면적을 확보함으로써, 흡입 유량의 증대가 도모된다. 즉, 오일 유입구(51)를 경사면으로의 개구로 함으로써, 양호한 생산성의 확보와, 흡입 유량의 증대의 양립이 도모된다.

[작동유의 유면 관리 작용]

상기와 같이, 작동유(ATF)가 브리더 공간으로 이동이나 비산되는 경우, 가능한 한 복귀 유로(33)로 작동유를 유도하는 흐름을 계속시켜, 유면 레벨을 유지하는 유면 관리를 행하는 것이 필요하다. 이하, 이를 반영하는 제1 실시예에 있어서의 작동유(ATF)의 유면 관리 작용을 설명한다.

우선, 기어 긁어 올림에 의한 작동유(ATF)의 흐름을, 도 6을 사용하여 설명한다.

기어 긁어 올림에 의한 작동유(ATF)의 흐름 중, 아이들러 파이널 기어(23)와 디퍼런셜 파이널 기어(24)의 맞물림에 의해, 디퍼런셜 파이널 기어(24)에 따라서 우회전 방향으로 긁어 올려진 작동유(ATF)는, 도 6의 화살표 D방향으로 나타낸 바와 같이, 제1 정류면(35a)에 의한 정류 작용에 의해, 상향으로부터 경사 하방향으로 방향을 바꾸어 낙하한다.

기어 긁어 올림에 의한 작동유(ATF)의 흐름 중, 아웃풋 기어(18)와 아이들러 기어(19)의 맞물림에 의해, 아웃풋 기어(18)에 따라서 우회전 방향으로 긁어 올려진 작동유(ATF)는 아이들러 기어(19)의 외주를 따라서 좌회전 방향으로 안내된다. 그리고, 도 6의 화살표 E방향으로 나타낸 바와 같이, 제2 정류면(35b)에 의한 정류 작용에 의해, 하방향으로 낙하한다.

그리고, 양쪽으로부터 낙하한 작동유(ATF)는 어프로치 안내면(34)의 단부 위치에서 모아 수용되고, 모은 작동유(ATF)를, 어프로치 안내면(34)을 따라서 저항이 적고 원활하게 도 6의 우측 방향으로 흘려 오일 유입구(51)로 유도한다.

가감속(G)에 의한 작동유(ATF)의 흐름을 설명한다. 급발진 시나 급제동 시에 고전후(G)가 작용할 때, 혹은 선회 주행 시에 고횡(G)이 작용할 때, 케이스실(36) 내에 저류되어 있는 작동유(ATF)는 이들의 가감속(G)을 받아, 케이스 내벽면을 따라서 브리더 공간을 향해 상방으로 이동한다. 이 상방으로 이동한 작동유(ATF)는 중력에 따라서 하방으로 낙하하지만, 낙하한 작동유(ATF) 중, 어프로치 안내면(34)에 낙하한 작동유(ATF)는, 상기와 마찬가지로, 저항이 적고 원활하게 도 6의 우측 방향으로 흘려 오일 유입구(51)로 유도한다.

이와 같이, 기어 긁어 올림에 의해 긁어 올려진 작동유(ATF)도, 가감속(G)을 받아 상방으로 이동한 작동유(ATF)도, 어프로치 안내면(34)으로부터 오일 유입구(51), 혹은 오일 유입구(51)로 직접 유도된다. 이로 인해, 주행 중, 복귀 유로(33)로 작동유(ATF)를 유도하는 흐름이 계속되어, 유효 유량의 변동 폭을 억제하여, 유면 레벨을 유지하는 정밀도가 높은 유면 관리를 행할 수 있다.

상기와 같이, 제1 실시예에서는 제2 축심(C2)과 제3 축심(C3) 사이의 디퍼런셜 기어 내벽(46)에, 브리더 공간으로부터 떨어지는 작동유(ATF)를 수용하고, 이를 모아 오일 유입구(51)로 유도하는 어프로치 안내면(34)을 형성하는 구성을 채용하였다.

따라서, 브리더 공간으로부터 낙하한 작동유(ATF)를 모아 수용하고, 저항 없이 원활하게 오일 유입구(51)로 유도하는 안내 작용을 나타내고, 복귀 유로(33)로 작동유(ATF)를 유도하는 흐름이 계속된다.

제1 실시예에서는 변속기 케이스(1)에, 제1 정류면(35a)과 제2 정류면(35b)을 갖는 정류부(35)를 구비하는 구성을 채용하였다.

그리고, 제1 정류면(35a)에 의해, 디퍼런셜 파이널 기어(24)의 회전에 의해 긁어 올려 이동하는 작동유(ATF)를, 어프로치 안내면(34)을 향하도록 정류한다. 제2 정류면(35b)에 의해, 아이들러 기어(19)의 회전에 의해 이동하는 작동유(ATF)를, 어프로치 안내면(34)을 향하도록 정류한다.

따라서, 기어 긁어 올림에 의한 작동유(ATF)의 흐름을 유효하게 어프로치 안내면(34)으로 유도하는 정류 작용을 나타내고, 오일 유입구(51)로부터 유입하여 오일 팬실(37)로 복귀되는 작동유(ATF)의 유량이 확보된다.

다음에, 효과를 설명한다.

제1 실시예의 자동 변속기(AT)에 있어서는, 하기에 열거하는 효과를 얻을 수 있다.

(1) 작동유(ATF)가 저류되어, 유면보다 상방 공간을 외기와 연통하는 브리더 공간으로 하는 변속기 케이스(1)와,

상기 변속기 케이스(1)에 지지되어, 입력 회전수를 변속하는 변속 기구를 갖는 제1 축심(C1)을 갖는 변속축[변속기 입력축(4), 변속기 출력축(5)]과,

상기 제1 축심(C1)보다도 상방 위치에 케이스 지지되어, 상기 변속축[변속기 출력축(5)]에 설치된 아웃풋 기어(18)에 맞물리는 아이들러 기어(19)를 갖는 제2 축심(C2)을 갖는 아이들러축(6)과,

상기 제1 축심(C1)과 상기 제2 축심(C2)보다도 하방 위치에서 케이스 지지되어, 상기 아이들러축(6)에 설치된 아이들러 파이널 기어(23)에 맞물리는 디퍼런셜 파이널 기어(24)를 갖는 제3 축심(C3)을 갖는 파이널축[드라이브축(7, 7)]과,

상기 변속기 케이스(1)에 설치되어, 상기 작동유(ATF)를 저류시키는 동시에, 오일 펌프(9)의 흡입구(39)에 설정된 오일 스트레이너(40)를 갖는 오일 팬(30)과,

상기 변속기 케이스(1) 중 상기 디퍼런셜 파이널 기어(24)에 따르는 디퍼런셜 기어 내벽(46)에 형성되어, 상기 제1 축심(C1)과 상기 제3 축심(C3) 사이의 벽면 영역에서 상기 파이널축[드라이브축(7, 7)]의 축 주위 케이스 강도를 높이는 내벽 리브(32)와,

상기 내벽 리브(32)의 상방 위치에 오일 유입구(51)가 개방되어, 상기 작동유(ATF)를, 상기 오일 유입구(51)로부터 상기 오일 팬(30)으로 복귀시키는 복귀 유로(33)를 구비한다.

이로 인해, 자동 변속기(AT)의 유닛 요구 성능인 축지지 강도 성능과 브리더 성능과 경사 에어 흡입 방지 성능을 더불어 달성할 수 있다.

(2) 상기 복귀 유로(33)는 상기 디퍼런셜 기어 내벽(46)을 향해 경사 상방으로부터 보았을 때, 시선 방향에 대해 수직이 되는 경사면에 상기 오일 유입구(51)를 개방하였다.

이로 인해, (1)의 효과에 추가하여, 오일 유입구(51)를 경사면으로의 개구로 함으로써, 양호한 생산성의 확보와, 흡입 유량의 증대의 양립을 도모할 수 있다.

(3) 상기 복귀 유로(33)는 상기 제2 축심(C2)의 하방 위치이며 상기 내벽 리브(32)의 상방 위치에 상기 오일 유입구(51)를 개방하고, 상기 제2 축심(C2)과 상기 제3 축심(C3) 사이의 상기 디퍼런셜 기어 내벽(46)에, 상기 브리더 공간으로부터 떨어지는 상기 작동유(ATF)를 수용하고, 상기 작동유(ATF)를 모아 상기 오일 유입구(51)로 유도하는 어프로치 안내면(34)을 형성하였다.

이로 인해, (1) 또는 (2)의 효과에 추가하여, 브리더 공간으로부터 낙하한 작동유(ATF)를 모아 수용하고, 저항 없이 원활하게 오일 유입구(51)로 유도하는 안내 작용을 나타내고, 복귀 유로(33)로 작동유(ATF)를 유도하는 흐름을 계속시킬 수 있다.

(4) 상기 변속기 케이스(1)에 형성되어, 상기 디퍼런셜 파이널 기어(24)의 외형에 따르는 형상으로 하고, 상기 디퍼런셜 파이널 기어(24)의 회전에 의해 긁어 올려 이동하는 작동유(ATF)가 상기 어프로치 안내면(34)을 향하도록 정류하는 제1 정류면(35a)과, 상기 아이들러 기어(19)의 외형에 따르는 형상으로 하고, 상기 아이들러 기어(19)의 회전에 의해 이동하는 작동유(ATF)가 상기 어프로치 안내면(34)을 향하도록 정류하는 제2 정류면(35b)을 갖는 정류부(35)를 구비한다.

이로 인해, (3)의 효과에 추가하여, 기어 긁어 올림에 의한 작동유(ATF)의 흐름을 유효하게 어프로치 안내면(34)으로 유도하는 정류 작용을 나타내고, 오일 유입구(51)로부터 유입되어 오일 팬실(37)로 복귀되는 작동유(ATF)의 유량을 확보할 수 있다.

(5) 상기 내벽 리브(32)는 상기 파이널축[드라이브축(7, 7)]의 베어링 보스(47)와 상기 제1 축심(C1)의 주위에 설치된 유로 플레이트(10)의 설치 케이스부(48)를 직경 방향으로 연결하는 제1 내벽 리브(32a)와, 상기 파이널축[드라이브축(7, 7)]의 베어링 보스(47)와 상기 변속기 케이스(1)의 케이스 플랜지부(44)를 직경 방향으로 연결하는 제2 내벽 리브(32b)를 갖는다.

이로 인해, (1) 내지 (4)의 효과에 추가하여, 팔자 형상 배치로 되는 제1 내벽 리브(32a)와 제2 내벽 리브(32b)에 의해, 파이널축[드라이브축(7, 7)]의 비틀림 지지 강도가 향상되어, 소음이나 진동을 억제할 수 있다.

(6) 상기 변속 기구는 복수의 유성 기어[제1 유성 기어(11), 제2 유성 기어(12)] 및 복수의 변속 마찰 요소[제1 클러치(13), 제2 클러치(14), 제3 클러치(15), 제1 브레이크(16), 제2 브레이크(17)]에 의해 유단계의 변속단(전진 4속)을 달성하는 유단 변속 기구이고,

상기 변속축은 동일한 제1 축심(C1) 상에 배치한 변속기 입력축(4)과 변속기 출력축(5)이다.

이로 인해, (1) 내지 (5)의 효과에 추가하여, 평행 3축 구조이며 유단계의 변속단을 달성하는 자동 변속기(AT)에 있어서, 드라이브축(7, 7)의 지지 강도 성능과 브리더 성능과 경사 에어 흡입 방지 성능을 더불어 달성할 수 있다.

이상, 본 발명의 자동 변속기를 제1 실시예에 기초하여 설명하였지만, 구체적인 구성에 대해서는, 이 제1 실시예로 한정되는 것은 아니고, 특허청구의 범위의 각 청구항에 관한 발명의 요지를 일탈하지 않는 한, 설계의 변경이나 추가 등은 허용된다.

제1 실시예에서는 제2 축심(C2)의 하방 위치이며 내벽 리브(32)의 상방 위치에 오일 유입구(51)를 개방하고, 복귀 유로(33)는 개방된 오일 유입구(51)로부터 오일 팬실(37)로 복귀시키는 오일 구멍으로 하는 예를 나타냈다. 그러나, 오일 유입구로서는, 내벽 리브(32)의 상방 위치에 개방하는 것이면, 제1 실시예의 개구 위치로 한정되는 일은 없다. 예를 들어, 브리더 공간으로 이동이나 비산된 작동유를, 케이스 내벽 형상에 대응하여, 오일 팬실로 복귀시키는 데 효과적인 위치에 오일 유입구를 개방한 것이라도 좋다.

제1 실시예에서는 팔자 형상 배치로 되는 제1 내벽 리브(32a)와 제2 내벽 리브(32b)에 의한 내벽 리브(32)의 예를 나타냈다. 그러나, 내벽 리브의 구체적인 형상이나 구성은 제1 실시예로 한정되지 않고, 파이널축 주위의 강도 향상 요구에 따라서, 다양한 형상이나 구성을 채용해도 좋다.

제1 실시예에서는 전진 4속의 변속단을 달성하는 자동 변속기(AT)에 적용하는 예를 나타냈다. 그러나, 전진 4속 이외의 변속단(예를 들어, 전진 5속 이상)을 달성하는 자동 변속기에 적용할 수 있고, 무단계의 변속비를 달성하는 자동 변속기(＝무단 변속기)에 적용할 수도 있다.

1 : 변속기 케이스
4 : 변속기 입력축(변속축)
5 : 변속기 출력축(변속축)
6 : 아이들러축
7, 7 : 드라이브축(파이널축)
9 : 오일 펌프
10 : 유로 플레이트
11 : 제1 유성 기어(유성 기어)
12 : 제2 유성 기어(유성 기어)
13 : 제1 클러치(변속 마찰 요소)
14 : 제2 클러치(변속 마찰 요소)
15 : 제3 클러치(변속 마찰 요소)
16 : 제1 브레이크(변속 마찰 요소)
17 : 제2 브레이크(변속 마찰 요소)
18 : 아웃풋 기어
19 : 아이들러 기어
23 : 아이들러 파이널 기어
24 : 디퍼런셜 파이널 기어
30 : 오일 팬
31 : 연통 오일 구멍
32 : 내벽 리브
32a : 제1 내벽 리브
32b : 제2 내벽 리브
33 : 복귀 유로
34 : 어프로치 안내면
35 : 정류부
35a : 제1 정류면
35b : 제2 정류면
36 : 케이스실
37 : 오일 팬실
39 : 흡입구
40 : 오일 스트레이너
44 : 케이스 플랜지부
46 : 디퍼런셜 기어 내벽
47 : 베어링 보스
48 : 설치 케이스부
51 : 오일 유입구
C1 : 제1 축심
C2 : 제2 축심
C3 : 제3 축심
ATF : 작동유
W : 정지 유면

Claims

작동유가 저류되어, 유면보다 상방 공간을 외기와 연통하는 브리더 공간으로 하는 변속기 케이스와,
상기 변속기 케이스에 지지되어, 입력 회전수를 변속하는 변속 기구를 갖는 제1 축심을 갖는 변속축과,
상기 제1 축심보다도 상방 위치에 케이스 지지되어, 상기 변속축에 설치된 아웃풋 기어에 맞물리는 아이들러 기어를 갖는 제2 축심을 갖는 아이들러축과,
상기 제1 축심과 상기 제2 축심보다도 하방 위치에서 케이스 지지되어, 상기 아이들러축에 설치된 아이들러 파이널 기어에 맞물리는 디퍼런셜 파이널 기어를 갖는 제3 축심을 갖는 파이널축과,
상기 변속기 케이스에 설치되어, 상기 작동유를 저류시키는 동시에, 오일 펌프의 흡입구에 설정된 오일 스트레이너를 갖는 오일 팬과,
상기 변속기 케이스 중 상기 디퍼런셜 파이널 기어에 따르는 디퍼런셜 기어 내벽에 형성되어, 상기 제1 축심과 상기 제3 축심 사이의 벽면 영역에서 상기 파이널축의 축 주위 케이스 강도를 높이는 내벽 리브와,
상기 내벽 리브의 상방 위치에 오일 유입구가 개방되어, 상기 작동유를, 상기 오일 유입구로부터 상기 오일 팬으로 복귀시키는 복귀 유로를 구비하는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기.
제1항에 있어서, 상기 복귀 유로는 상기 디퍼런셜 기어 내벽을 향해 경사 상방으로부터 보았을 때, 시선 방향에 대해 수직이 되는 경사면에 상기 오일 유입구를 개방한 것을 특징으로 하는, 자동 변속기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복귀 유로는 상기 제2 축심의 하방 위치이며 상기 내벽 리브의 상방 위치에 상기 오일 유입구를 개방하고, 상기 제2 축심과 상기 제3 축심 사이의 상기 디퍼런셜 기어 내벽에, 상기 브리더 공간으로부터 떨어지는 상기 작동유를 수용하고, 상기 작동유를 모아 상기 오일 유입구로 유도하는 어프로치 안내면을 형성한 것을 특징으로 하는, 자동 변속기.
제3항에 있어서, 상기 변속기 케이스에 형성되어, 상기 디퍼런셜 파이널 기어의 외형에 따르는 형상으로 하고, 상기 디퍼런셜 파이널 기어의 회전에 의해 긁어 올려져 이동하는 작동유가 상기 어프로치 안내면을 향하도록 정류하는 제1 정류면과, 상기 아이들러 기어의 외형에 따르는 형상으로 하여, 상기 아이들러 기어의 회전에 의해 이동하는 작동유가 상기 어프로치 안내면을 향하도록 정류하는 제2 정류면을 갖는 정류부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내벽 리브는 상기 파이널축의 베어링 보스와 상기 제1 축심의 주위에 설치된 유로 플레이트의 설치 케이스부를 직경 방향으로 연결하는 제1 내벽 리브와, 상기 파이널축의 베어링 보스와 상기 변속기 케이스의 케이스 플랜지부를 직경 방향으로 연결하는 제2 내벽 리브를 갖는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 변속 기구는 복수의 유성 기어 및 복수의 변속 마찰 요소에 의해 유단계의 변속단을 달성하는 유단 변속 기구이고,
상기 변속축은 동일한 제1 축심 상에 배치한 변속기 입력축과 변속기 출력축인 것을 특징으로 하는, 자동 변속기.