KR20130105413A - 트랜스미션 - Google Patents

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KR20130105413A
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댄 카피
테진더 싱
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지엠 글로벌 테크놀러지 오퍼레이션스 엘엘씨
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Abstract

트랜스미션은 입력 부재, 출력 부재, 적어도 4개의 유성 기어 세트, 복수의 커플링 부재 및 복수의 토크 전달 장치를 갖는 것으로 제공된다. 유성 기어 세트 각각은 제1, 제2 및 제3 부재를 구비한다. 토크 전달 장치는 복수의 전진 속도비 및 하나의 후진 속도비를 확립하도록 2가지의 조합으로 작동가능한 클러치 및 브레이크를 구비한다.

Description

트랜스미션{MULTI-SPEED PLANETARY GEAR SET TRANSMISSION}
본 출원은 2012년 3월 12일자로 출원된 미국 가출원 61/609,610호를 우선권으로 한다. 상기 출원의 개시내용은 본원에 참고로 편입된다.
본 발명은 일반적으로 복수의 유성 기어 세트 및 복수의 토크 전달 장치를 갖는 다단 트랜스미션에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 속도, 적어도 4개의 유성 기어 세트 및 복수의 토크 전달 장치를 갖는 트랜스미션에 관한 것이다.
본란에서의 기재내용은 본 개시내용에 관한 배경 정보를 제공하며, 종래기술을 구성할 수 있거나 구성하지 않을 수 있다.
일반적인 다단 트랜스미션은 마찰 클러치, 유성 기어 배열체 및 고정된 상호연결부의 조합을 사용하여 복수의 기어비를 성취한다. 일반적으로, 유성 기어 세트의 개수 및 물리적 배열은 패키징, 비용 및 소정의 속도비에 의해 좌우된다.
현재의 트랜스미션이 의도된 목적을 성취하지만, 특히 효율, 응답성 및 매끄러움 그리고 개선된 패키징, 주로 감소된 사이즈 및 중량에 대한 관점으로부터 개선된 성능을 나타내는 신규하고 개선된 트랜스미션 구성에 대한 필요성이 필수적으로 존재한다. 따라서, 개선되고, 비용 효율적이며, 콤팩트한 다단 트랜스미션에 대한 필요성이 있다.
입력 부재, 출력 부재, 4개의 유성 기어 세트, 복수의 커플링 부재 및 복수의 토크 전달 장치를 갖는 트랜스미션이 제공된다. 유성 기어 세트 각각은 제1, 제2 및 제3 부재를 구비한다. 토크 전달 장치는, 예컨대 클러치와 브레이크이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 태양 기어, 캐리어 부재 및 링 기어를 각각 갖는 제1, 제2, 제3 및 제4 유성 기어 세트를 갖는 트랜스미션이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 트랜스미션의 입력 부재는 제3 유성 기어 세트의 태양 기어와 공통 회전을 위해 연속적으로 연결된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 트랜스미션의 출력 부재는 제1 유성 기어 세트의 캐리어 부재 및 제2 유성 기어 세트의 링 기어와 공통 회전을 위해 연속적으로 연결된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 제3 유성 기어 세트의 캐리어 부재는 제1 및 제2 피니언 세트를 지지하도록 구성된다. 제1 피니언 세트는 제3 유성 기어 세트의 태양 기어와 제2 피니언 세트 양자와 맞물리고, 제2 피니언 세트는 제3 유성 기어 세트의 링 기어와 제1 피니언 세트 양자와 맞물린다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 제4 유성 기어 세트의 캐리어 부재는 제1 및 제2 피니언 세트를 지지하도록 구성된다. 제1 피니언 세트는 제4 유성 기어 세트의 태양 기어와 제2 피니언 세트 양자와 맞물리고, 제2 피니언 세트는 제4 유성 기어 세트의 링 기어와 제1 피니언 세트 양자와 맞물린다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 제1 상호연결 부재는 제1 유성 기어 세트의 캐리어 부재를 제2 유성 기어 세트의 링 기어와 연속적으로 상호연결한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 제2 상호연결 부재는 제1 유성 기어 세트의 링 기어를 제3 유성 기어 세트의 링 기어와 연속적으로 상호연결한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 제3 상호연결 부재는 제2 유성 기어 세트의 캐리어 부재를 제3 유성 기어 세트의 캐리어 부재 및 제4 유성 기어 세트의 링 기어와 연속적으로 상호연결한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 제4 상호연결 부재는 제2 유성 기어 세트의 태양 기어를 제4 유성 기어 세트의 캐리어 부재와 연속적으로 상호연결한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 제1 토크 전달 기구는 제2 유성 기어 세트의 태양 기어를 제3 유성 기어 세트의 태양 기어와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 제2 토크 전달 기구는 제3 유성 기어 세트의 태양 기어 및 입력 부재를, 제4 유성 기어 세트의 링 기어와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 제3 토크 전달 기구는 제4 유성 기어 세트의 태양 기어를 고정 부재와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 제4 토크 전달 기구는 제2 유성 기어 세트의 태양 기어를 고정 부재와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 제5 토크 전달 기구는 제3 유성 기어 세트의 캐리어 부재를 고정 부재와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 제6 토크 전달 기구는 제1 유성 기어 세트의 태양 기어를 고정 부재와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 제7 토크 전달 기구는 제4 유성 기어 세트의 제1 부재를, 제2 유성 기어 세트의 제1 부재 및 제4 유성 기어 세트의 제2 부재와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 토크 전달 기구들은 입력 부재와 출력 부재 사이에서 복수의 전진 속도비 및 하나 이상의 후진 속도비를 확립하도록 2개 이상의 조합으로 선택적으로 결합가능하다.
본 발명의 또 다른 특징, 관점 및 이점은 하기의 설명 및 첨부한 도면을 참조하면 명확해지며, 동일한 참조부호는 동일한 구성요소, 요소 또는 특징을 지칭한다.
본원에 기술된 도면은 단지 예시를 목적으로 하며, 본 개시내용의 범위를 제한할 의도의 것이 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 다단 트랜스미션의 일 실시예에 대한 레버 다이어그램,
도 2는 본 발명에 따른 8단 트랜스미션의 일 실시예에 대한 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 8단 트랜스미션의 다른 실시예에 대한 개략도,
도 4는, 도 2 및 3에 도시한 트랜스미션의 유용한 8가지 전진 및 후진 속도비 또는 기어비에서 각종 토크 전달 요소의 결합 상태에 대한 일례를 제공하는 진리표,
도 5는 본 발명에 따른 10단 트랜스미션의 일 실시예에 대한 개략도,
도 6은 본 발명에 따른 10단 트랜스미션의 또 다른 실시예에 대한 개략도,
도 7은, 도 5 및 6에 도시한 트랜스미션의 유용한 10가지의 전진 및 후진 속도비 또는 기어비에서 각종 토크 전달 요소의 결합 상태에 대한 일례를 제공하는 진리표.
하기의 설명은 단지 예시적인 것이며, 본 개시내용, 적용 또는 용도를 제한한 의도의 것이 아니다.
우선, 본 발명의 다단 자동 트랜스미션에 관한 실시예는 4개의 유성 기어 세트의 요소들 사이에 영구적인 기계식 연결부에 대한 배열을 가지는 것이 이해되어야 한다. 제1 유성 기어 세트의 제2 구성요소 또는 요소는 제2 유성 기어 세트의 제3 구성요소 또는 요소에 영구적으로 결합된다. 제1 유성 기어 세트의 제3 구성요소 또는 요소는 제3 유성 기어 세트의 제2 구성요소 또는 요소에 영구적으로 결합된다. 제2 유성 기어 세트의 제2 구성요소 또는 요소는 제3 유성 기어 세트의 제3 구성요소 또는 요소 및 제4 유성 기어 세트의 제3 구성요소 또는 요소에 영구적으로 결합된다. 제2 유성 기어 세트의 제1 구성요소 또는 요소는 제4 유성 기어 세트의 제2 구성요소 또는 요소에 영구적으로 결합된다.
도 1은 다단 트랜스미션(10)의 일 실시예를 레버 다이아그램 포맷으로 도시한다. 레버 다이아그램은 자동 트랜스미션과 같은 기계 장치의 구성요소에 대한 개략도이다. 각각의 별개의 레버는 유성 기어 세트를 나타내며, 유성 기어 세트의 3개의 기본적인 기계 부품은 노드에 의해 각각 나타낸다. 따라서, 단일의 레버는 3개의 노드, 즉 태양 기어용, 유성 기어 캐리어용 및 링 기어용을 포함한다. 각각의 레버의 노드들 사이의 상대 길이는 각각의 기어 세트의 링 대 태양 비를 나타내는데 사용될 수 있다. 결국, 이러한 레버비(lever ratios)는 적절한 비율 및 비율 진행을 성취하기 위해 트랜스미션의 기어 비를 변경하는데 사용된다. 각종 유성 기어 세트의 노드들 사이의 기계식 커플링 또는 상호연결부는 얇은 수평방향 라인으로 나타내고, 클러치 및 브레이크 등의 토크 전달 장치는 인터리브형 핑거(interleaved fingers)로서 제공된다. 레버 다이어그램의 포맷, 목적 및 용도에 대한 또 다른 설명은 Benford and Leising에 의한 SAE Paper 810102, "The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis"에서 알 수 있으며, 이는 본원에 참조로 편입된다.
트랜스미션(10)은 입력 샤프트(또는 부재)(12), 제1 유성 기어 세트(14), 제2 유성 기어 세트(16), 제3 유성 기어 세트(18) 및 제4 유성 기어 세트(20) 그리고 출력 샤프트(또는 부재)(22)를 구비한다. 도 1의 레버 다이아그램에서, 제1 유성 기어 세트(14)는 3개의 노드, 즉 제1 노드(14A), 제2 노드(14B) 및 제3 노드(14C)를 갖는다. 제2 유성 기어 세트(16)는 3개의 노드, 즉 제1 노드(16A), 제2 노드(16B) 및 제3 노드(16C)를 갖는다. 제3 유성 기어 세트(18)는 3개의 노드, 즉 제1 노드(18A), 제2 노드(18B) 및 제3 노드(18C)를 갖는다. 제4 유성 기어 세트(20)는 3개의 노드, 즉 제1 노드(20A), 제2 노드(20B) 및 제3 노드(20C)를 갖는다.
입력 부재(12)는 제3 유성 기어 세트(18)의 제1 노드(18A)에 연속적으로 결합된다. 출력 부재(22)는 제1 유성 기어 세트(14)의 제2 노드(14B) 및 제2 유성 기어 세트(16)의 제3 노드(16C)에 결합된다. 제1 유성 기어 세트(14)의 제2 노드(14B)는 제2 유성 기어 세트(16)의 제3 노드(16C)에 결합된다. 제1 유성 기어 세트(14)의 제3 노드(14C)는 제3 유성 기어 세트(18)의 제2 노드(18B)에 결합된다. 제2 유성 기어 세트(16)의 제2 노드(16B)는 제3 유성 기어 세트(18)의 제3 노드(18C) 및 제4 유성 기어 세트(20)의 제3 노드(20C)에 결합된다. 제2 유성 기어 세트(16)의 제1 노드(16A)는 제4 유성 기어 세트(20)의 제2 노드(20B)에 결합된다.
제1 클러치(26)는 입력 부재(또는 샤프트)(12) 및 제3 유성 기어 세트(18)의 제1 노드(18A)를, 제2 유성 기어 세트(16)의 제1 노드(18A) 및 제4 유성 기어 세트(20)의 제2 노드(20B)와 선택적으로 연결한다. 제2 클러치(28)는 입력 부재(또는 샤프트)(12) 및 제3 유성 기어 세트(18)의 제1 노드(18A)를, 제2 유성 기어 세트(16)의 제3 노드(16B), 제3 유성 기어 세트(18)의 제3 노드(18C) 및 제4 유성 기어 세트(20)의 제3 노드(20C)와 선택적으로 연결한다. 제3 클러치(30)는 제2 유성 기어 세트(16)의 제1 노드(16A) 및 제4 유성 기어 세트(20)의 제2 노드(20B)를, 제4 유성 기어 세트(20)의 제1 노드(20A)와 선택적으로 연결한다. 제1 브레이크(32)는 제4 유성 기어 세트(20)의 제1 노드(20A)를 고정 부재 또는 트랜스미션 하우징(50)과 선택적으로 연결한다. 제2 브레이크(34)는 제2 유성 기어 세트(16)의 제1 노드(16A) 및 제4 유성 기어 세트(20)의 제2 노드(20B)를, 고정 부재 또는 트랜스미션 하우징(50)과 선택적으로 연결한다. 제3 브레이크(36)는 제3 유성 기어 세트(18)의 제3 노드(18C), 제2 유성 기어 세트(16)의 제2 노드(16B) 및 제4 유성 기어 세트(20)의 제3 노드(20C)를, 고정 부재 또는 트랜스미션 하우징(50)과 선택적으로 연결한다. 제4 브레이크(38)는 제1 유성 기어 세트(14)의 제1 노드(14A)를 고정 부재 또는 트랜스미션 하우징(50)과 선택적으로 연결한다.
도 2는 본 발명의 일 형태에 따른 다단 트랜스미션(10')의 일 실시예에 대한 개략적인 레이아웃을 제공하는 스틱 다이아그램(stick diagram)이다. 도 2에서, 도 1의 레버 다이아그램으로부터의 넘버링이 제공된다. 클러치 및 커플링이 대응하게 제공되는 반면, 유성 기어 세트의 노드들은 태양 기어, 링 기어, 유성 기어 및 유성 기어 캐리어와 같은 유성 기어 세트의 구성요소로서 나타낸다. 그러나, 본 실시예에서, 클러치(30)는 제거되어 있으며, 소정의 기어비를 성취하는데 반드시 필요하지는 않다. 본 발명의 다른 실시예에서, 클러치(30)는 후술하는 바와 같이 추가적인 기어비를 확립하는데 제공된다.
예를 들면, 유성 기어 세트(14)는 태양 기어 부재(14A), 링 기어 부재(14C) 및 유성 기어의 세트(14D)(그 중 하나만이 도시됨)를 회전가능하게 지지하는 유성 기어 캐리어 부재(14B)를 구비한다. 태양 기어 세트(14A)는 제1 샤프트(또는 상호연결 부재)(42)와 공통 회전을 위해 연결된다. 링 기어 부재(14C)는 제2 샤프트(또는 상호연결 부재)(44)와 공통 회전을 위해 연결된다. 유성 기어 캐리어 부재(14B)는 제3 샤프트(또는 상호연결 부재)(46) 및 출력 샤프트(또는 부재)(22)와 공통 회전을 위해 연결된다. 유성 기어(14D) 각각은 태양 기어 부재(14A)와 링 기어 부재(14C) 양자와 서로 맞물리도록 구성된다.
유성 기어 세트(16)는 태양 기어 부재(16A), 링 기어 부재(16C) 및 유성 기어의 세트(16D)를 회전가능하게 지지하는 유성 기어 캐리어 부재(16B)를 구비한다. 태양 기어 부재(16A)는 제4 샤프트(또는 상호연결 부재)(48) 및 제5 샤프트(또는 상호연결 부재)(52)와 공통 회전을 위해 연결된다. 링 기어 부재(16C)는 제3 샤프트(또는 상호연결 부재)(46)와 공통 회전을 위해 연결된다. 유성 기어 캐리어 부재(16B)는 제6 샤프트(또는 상호연결 부재)(54) 및 제7 샤프트(또는 상호연결 부재)(56)와 공통 회전을 위해 연결된다. 유성 기어(16D) 각각은 태양 기어 부재(16A)와 링 기어 부재(16C)와 서로 맞물리도록 구성된다.
유성 기어 세트(18)는 태양 기어 부재(18A), 링 기어 부재(18B) 및 유성 기어의 제1 세트(18D)(그 중 하나만이 도시됨)와 유성 기어의 제2 세트(18E)(그 중 하나만이 도시됨)를 회전가능하게 지지하는 유성 기어 캐리어 부재(18C)를 구비한다. 태양 기어 부재(18A)는 입력 샤프트(또는 부재)(12)와 공통 회전을 위해 연결된다. 링 기어 부재(18B)는 제2 샤프트(또는 상호연결 부재)(44)와 공통 회전을 위해 연결된다. 유성 기어 캐리어 부재(18C)는 제7 샤프트(또는 상호연결 부재)(56) 및 제8 샤프트(또는 상호연결 부재)(58)와 공통 회전을 위해 연결된다. 유성 기어의 제1 세트(18D) 각각은 태양 기어 부재(18A)와 유성 기어의 제2 세트(18E) 양자와 서로 맞물리도록 각각 구성된다. 유성 기어의 제2 세트(18E) 각각은 링 기어 부재(18B)와 유성 기어의 제1 세트(18D) 양자와 서로 맞물리도록 각각 구성된다.
유성 기어 세트(20)는 태양 기어 부재(20A), 링 기어 부재(20C) 및 유성 기어의 세트(20D)(그 중 하나만이 도시됨)를 회전가능하게 지지하는 유성 기어 캐리어 부재(20B)를 구비한다. 태양 기어 부재(20A)는 제9 샤프트(또는 상호연결 부재)(60)와 공통 회전을 위해 연결된다. 링 기어 부재(20C)는 제6 샤프트(또는 상호연결 부재)(54)와 공통 회전을 위해 연결된다. 유성 기어 캐리어 부재(20B)는 제5 샤프트(또는 상호연결 부재)(52)와 공통 회전을 위해 연결된다. 유성 기어(20D) 각각은 태양 기어 부재(20A)와 링 기어 부재(20C) 양자와 서로 맞물리도록 구성된다.
입력 샤프트(또는 부재)(12)는 엔진(도시하지 않음) 또는 토크 컨버터(도시하지 않음)의 터빈에 연속적으로 연결된다. 출력 샤프트(또는 부재)(22)는 최종 구동 유닛 또는 트랜스퍼 케이스(도시하지 않음)와 연속적으로 연결된다.
토크 전달 기구 또는 클러치(26, 28) 및 브레이크(32, 34, 36, 38)는, 샤프트 또는 상호연결 부재, 유성 기어 세트의 부재들 및 하우징의 선택적인 상호연결을 허용한다. 예를 들면, 제1 클러치(26)는 입력 샤프트(또는 부재)(12)를 제4 샤프트(또는 상호연결 부재)(48)와 연결하도록 선택적으로 결합가능하다. 제2 클러치(28)는 입력 샤프트(또는 부재)(12)를 제8 샤프트(또는 상호연결 부재)(58)와 연결하도록 선택적으로 결합가능하다. 제1 브레이크(32)는 제9 샤프트(또는 상호연결 부재)(60)를 고정 부재 또는 트랜스미션 하우징(50)과 연결하도록 선택적으로 결합가능하여, 부재(60)가 트랜스미션 하우징(50)에 대해 회전하는 것을 구속한다. 제2 브레이크(34)는 제4 샤프트(또는 상호연결 부재)(48)를 고정 부재 또는 트랜스미션 하우징(50)과 연결하도록 선택적으로 결합가능하여, 부재(48)가 트랜스미션 하우징(50)에 대해 회전하는 것을 구속한다. 제3 브레이크(36)는 제8 샤프트(또는 상호연결 부재)(58)를 고정 부재 또는 트랜스미션 하우징(50)과 연결하도록 선택적으로 결합가능하여, 부재(58)가 트랜스미션 하우징(50)에 대해 회전하는 것을 구속한다. 제4 브레이크(38)는 제1 샤프트(또는 상호연결 부재)(42)를 고정 부재 또는 트랜스미션 하우징(50)과 연결하도록 선택적으로 결합가능하여, 부재(42)가 트랜스미션 하우징(50)에 대해 회전하는 것을 구속한다.
도 3은 다단 트랜스미션(100)의 다른 실시예에 대한 개략도를 도시한다. 트랜스미션(100)은 트랜스미션(10')에 대해 상술한 바와 같은 유성 기어 세트 및 토크 전달 기구와 동일한 개수를 갖는다. 그러나, 트랜스미션(100)은 트랜스미션(10')에 대해 기술된 바와 동일한 3개의 유성 기어 세트(14, 16, 18)를 제공하지만, 트랜스미션(10')과는 달리 상이한 제4 유성 기어 세트(20')가 제공되어 트랜스미션(10')의 유성 기어 세트(20)를 대체한다. 유성 기어 세트(20')는 태양 기어(20A'), 링 기어(20B') 및 유성 피니언 기어의 2개 세트(20D', 20E')를 지지하는 캐리어 부재(20C')를 갖는 복합 유성 기어 세트이다. 피니언 기어(20D')는 태양 기어(20A')와 피니언 기어의 제2 세트(20E') 양자와 맞물린다. 피니언 기어(20E')는 링 기어(20B')와 피니언 기어의 제1 세트(20D') 양자와 맞물린다. 유성 기어 세트(20)를 복합 유성 기어 세트(20')로 대체하는 것과 더불어, 상호연결 부재(52, 54)가 제거되고, 새로이 구성된 상호연결 부재(52', 54')가 제공된다. 상호연결 부재(52')는 링 기어 부재(20B')와 공통 회전을 위해 태양 기어 부재(16A)와 상호연결한다. 상호연결 부재(54')는 캐리어 부재(20C')와 공통 회전을 위해 캐리어 부재(16B)와 상호연결한다.
도 2, 도 3 및 도 4는 다단 트랜스미션(10', 100)의 동작을 기술한다. 트랜스미션(10', 100)의 실시예에서, 제3 클러치(30)가 제거되며 소정의 기어비를 성취하는데 반드시 필요하지는 않다. 트랜스미션(10', 100)은 입력 샤프트(또는 부재)(12)로부터 출력 샤프트(또는 부재)(22)로, 8가지의 전진 속도비 또는 토크비 및 적어도 하나의 후진 속도비 또는 토크비로 토크를 전달할 수 있다. 각각의 전진 및 후진 속도비 또는 토크비는, 후술하는 바와 같이, 토크 전달 기구(즉, 제1 클러치(26), 제2 클러치(28), 제1 브레이크(32), 제2 브레이크(34), 제3 브레이크(36) 및 제4 브레이크(38)) 중 하나 이상의 결합에 의해 달성된다. 도 4는 8가지의 전진 및 하나의 후진 기어 상태를 성취하도록 작동 또는 결합되는 토크 전달 기구의 각종 조합을 나타내는 진리표이다. 박스 내의 "X"는 특정의 클러치 또는 브레이크가 소정의 기어 상태를 성취하도록 결합됨을 의미한다. "O"는 특정의 토크 전달 장치(즉, 브레이크 또는 클러치)가 온(on) 또는 작동이지만, 토크를 이송하고 있지 않음을 나타낸다. 또한, 각종 기어 상태의 실제 수치의 기어비가 제공되지만, 이러한 수치는 단지 예시이며 트랜스미션(10', 100)의 작동 기준 및 각종 적용을 수용하도록 상당한 범위에 걸쳐 조절될 수 있음이 이해되어야 한다. 물론, 선택된 기어 직경, 기어 치형부 카운트 및 기어 구성에 따라서 다른 기어비가 성취가능하다.
예를 들면, 트랜스미션(10', 100)은 제1 클러치(26) 및 제3 브레이크(36)를 결합 또는 작동시킴으로써 후진 기어를 확립한다. 제3 브레이크(36)는 캐리어 부재(18C)를 고정 요소 또는 트랜스미션 하우징(50)과 연결하여, 부재(18C)가 트랜스미션 하우징(50)으로부터 회전하는 것을 구속한다. 마찬가지로, 도 4에 도시한 바와 같이, 클러치 및 브레이크 결합의 상이한 조합을 통해 8가지의 전진비가 성취된다.
도 5는 본 발명에 따른 다단 트랜스미션(200)의 또 다른 실시예에 대한 개략도를 도시한다. 제3 클러치(30)의 추가를 제외하는 트랜스미션(200)은 트랜스미션(10')에 대해 도시 및 기술된 바와 같은 동일한 물리적 구성요소 및 상호연결부(즉, 유성 기어 세트, 클러치, 브레이크 및 상호연결부)를 갖는다. 제3 클러치(30)는 상호연결 부재(또는 샤프트)(52)를 상호연결 부재(또는 샤프트)(60)와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능하다. 보다 상세하게, 제3 클러치(30)는 도 5에 도시한 바와 같이 캐리어 부재(20B) 및 태양 기어(16A)를 태양 기어(20A)와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능하다.
도 6은 본 발명에 따른 다단 트랜스미션(300)의 또 다른 실시예에 대한 개략도를 도시한다. 제3 클러치(30)의 추가를 제외하는 트랜스미션(300)은 트랜스미션(100)에 대해 도시 및 기술된 바와 같은 동일한 물리적 구성요소 및 상호연결부(즉, 유성 기어 세트, 클러치, 브레이크 및 상호연결부)를 갖는다. 제3 클러치(30)는 상호연결 부재(또는 샤프트)(52')를 상호연결 부재(또는 샤프트)(60)와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능하다. 보다 상세하게, 본 실시예에서, 제3 클러치(30)는 도 6에 도시한 바와 같이 링 기어(20B') 및 태양 기어(16A)를 태양 기어(20A')와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능하다.
도 5, 도 6 및 도 6은 10단 트랜스미션(200, 300)의 동작을 기술한다. 10가지의 전진 및 하나의 후진 속도비 또는 토크비 각각은, 도 7의 토크 전달 요소 또는 클러치 표에 도시한 바와 같이, 토크 전달 기구(즉, 제1 클러치(26), 제2 클러치(28), 제3 클러치(30), 제1 브레이크(32), 제2 브레이크(34), 제3 브레이크(36) 및 제4 브레이크(38)) 중 하나 이상의 결합에 의해 달성된다. 특히, 제3 클러치(30)의 추가는 전술한 트랜스미션 실시예에 비해 제4 기어(4th 기어)에 상이한 기어비를 제공한다. 제4 기어(4th 기어)를 성취하기 위해, 트랜스미션(200, 300)은 제3 클러치(30) 및 제4 브레이크(38)를 선택적으로 결합한다. 상술한 바와 같이, 제3 클러치(30)는 상호연결 부재(또는 샤프트)(52')를 상호연결 부재(또는 샤프트)(60)와 상호연결한다. 제4 브레이크(38)는 제1 샤프트(또는 상호연결 부재)(42)를 고정 요소 또는 트랜스미션 하우징(50)과 연결하여, 부재(42)가 트랜스미션 하우징(50)에 대해 회전하는 것을 구속한다. 마찬가지로, 도 7에 도시한 바와 같이, 클러치 및 브레이크 결합의 상이한 조합을 통해 다른 9가지의 전진비 및 후진비가가 성취된다.
다단 트랜스미션(10', 100, 200, 300)의 작동 및 기어 상태에 관한 전술한 설명은, 우선, 소정의 기어 상태에서 특정하게 기준되지 않은 모든 클러치들이 작동되지 않거나 또는 분리되고; 다음으로, 적어도 인접한 기어 상태 사이에서의 기어 변환, 즉 기어 상태의 변경 동안에, 양자의 기어 상태에서 결합되거나 또는 작동되는 클러치는 결합 또는 작동 유지될 것임을 가정하도록 이해되어야 한다.
본 발명의 설명은 단지 예시이며, 본 발명의 요지로부터 벗어나지 않는 변경이 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 이러한 변경은 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나는 것으로 간주되지 않아야 한다.

Claims (10)

  1. 입력 부재;
    출력 부재;
    제1, 제2 및 제3 부재를 각각 갖는 제1, 제2, 제3 및 제4 유성 기어 세트;
    상기 제1 유성 기어 세트의 제2 부재를 상기 제2 유성 기어 세트의 제3 부재와 연속적으로 상호연결하는 제1 상호연결 부재;
    상기 제1 유성 기어 세트의 제3 부재를 상기 제3 유성 기어 세트의 제2 부재와 연속적으로 상호연결하는 제2 상호연결 부재;
    상기 제2 유성 기어 세트의 제2 부재를 상기 제3 유성 기어 세트의 제3 부재 및 상기 제4 유성 기어 세트의 제3 부재와 연속적으로 상호연결하는 제3 상호연결 부재;
    상기 제2 유성 기어 세트의 제1 부재를 상기 제4 유성 기어 세트의 제2 부재와 연속적으로 상호연결하는 제4 상호연결 부재; 및
    상기 제1, 제2 및 제3 부재 중 하나 이상을 상기 제1, 제2 및 제3 부재 그리고 고정 부재 중 다른 하나 이상과 상호연결하도록 선택적으로 각각 결합가능한 6개의 토크 전달 기구
    를 포함하며,
    상기 6개의 토크 전달 기구는 상기 입력 부재와 상기 출력 부재 사이에서 8가지 이상의 전진 속도비 및 하나 이상의 후진 속도비를 확립하도록 2개 이상의 조합으로 선택적으로 결합가능한
    트랜스미션.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 6개의 토크 전달 기구 중 첫 번째는,
    상기 제2 유성 기어 세트의 제1 부재를, 상기 제3 유성 기어 세트의 제1 부재 및 상기 입력 부재와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능한
    트랜스미션.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 6개의 토크 전달 기구 중 두 번째는,
    상기 제3 유성 기어 세트의 제1 부재 및 상기 입력 부재를, 상기 제4 유성 기어 세트의 제3 부재와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능한
    트랜스미션.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 6개의 토크 전달 기구 중 세 번째는,
    상기 제4 유성 기어 세트의 제1 부재를, 상기 고정 부재와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능한
    트랜스미션.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 6개의 토크 전달 기구 중 네 번째는,
    상기 제2 유성 기어 세트의 제1 부재를, 상기 고정 부재와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능한
    트랜스미션.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 6개의 토크 전달 기구 중 다섯 번째는,
    상기 제3 유성 기어 세트의 제3 부재를, 상기 고정 부재와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능한
    트랜스미션.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 6개의 토크 전달 기구 중 여섯 번째는,
    상기 제1 유성 기어 세트의 제1 부재를, 상기 고정 부재와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능한
    트랜스미션.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제4 유성 기어 세트의 제1 부재를, 상기 제2 유성 기어 세트의 제1 부재 및 상기 제4 유성 기어 세트의 제2 부재와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능한 제7 토크 전달 장치를 더 포함하는
    트랜스미션.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 입력 부재는 상기 제3 유성 기어 세트의 제1 부재와 공통 회전을 위해 연속적으로 연결되고,
    상기 출력 부재는 상기 제1 유성 기어 세트의 제2 부재 및 상기 제2 유성 기어 세트의 제3 부재와 공통 회전을 위해 연속적으로 연결되고,
    상기 제1 유성 기어 세트의 제1 부재, 상기 제2 유성 기어 세트의 제1 부재, 상기 제3 유성 기어 세트의 제1 부재 및 상기 제4 유성 기어 세트의 제1 부재는 태양 기어이고; 상기 제1, 제2 및 제4 유성 기어 세트의 제2 부재 및 상기 제3 유성 기어 세트의 제3 부재는 캐리어 부재이고; 상기 제1 유성 기어 세트의 제3 부재, 상기 제2 유성 기어 세트의 제3 부재, 상기 제3 유성 기어 세트의 제2 부재 및 상기 제4 유성 기어 세트의 제3 부재는 링 기어이고,
    상기 제3 유성 기어 세트의 캐리어 부재는 제1 및 제2 피니언 세트를 지지하도록 구성되고, 상기 제1 피니언 세트는 상기 제3 유성 기어 세트의 태양 기어와 상기 제2 피니언 세트 양자와 맞물리고, 상기 제2 피니언 세트는 상기 제3 유성 기어 세트의 링 기어와 상기 제1 피니언 세트 양자와 맞물리는
    트랜스미션.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유성 기어 세트의 제1 부재, 상기 제2 유성 기어 세트의 제1 부재, 상기 제3 유성 기어 세트의 제1 부재 및 상기 제4 유성 기어 세트의 제1 부재는 태양 기어이고; 상기 제1 및 제2 유성 기어 세트의 제2 부재, 상기 제3 유성 기어 세트의 제3 부재 및 상기 제4 유성 기어 세트의 제3 부재는 캐리어 부재이고; 상기 제1 유성 기어 세트의 제3 부재, 상기 제2 유성 기어 세트의 제3 부재, 상기 제3 유성 기어 세트의 제2 부재 및 상기 제4 유성 기어 세트의 제2 부재는 링 기어이고,
    상기 제3 유성 기어 세트의 캐리어 부재는 제1 및 제2 피니언 세트를 지지하도록 구성되고, 상기 제1 피니언 세트는 상기 제3 유성 기어 세트의 태양 기어와 상기 제2 피니언 세트 양자와 맞물리고, 상기 제2 피니언 세트는 상기 제3 유성 기어 세트의 링 기어와 상기 제1 피니언 세트 양자와 맞물리고,
    상기 제4 유성 기어 세트의 캐리어 부재는 제1 및 제2 피니언 세트를 지지하도록 구성되고, 상기 제1 피니언 세트는 상기 제4 유성 기어 세트의 태양 기어와 상기 제2 피니언 세트 양자와 맞물리고, 상기 제2 피니언 세트는 상기 제4 유성 기어 세트의 링 기어와 상기 제1 피니언 세트 양자와 맞물리는
    트랜스미션.
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