KR20140040633A - 일방향 클러치를 갖는 트랜스미션 - Google Patents

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Abstract

트랜스미션은 입력 부재, 출력 부재, 4개 이상의 유성 기어 세트, 복수의 커플링 부재 및 복수의 토크 전달 장치를 갖는다. 유성 기어 세트의 각각은 제1, 제2 및 제3 부재를 구비한다. 토크 전달 장치는 복수의 전진 기어비 및 하나의 후진 기어비를 확립하도록 2가지의 조합으로 작동 가능한 클러치 및 브레이크를 구비한다. 토크 전달 장치는 선택가능한 일방향 클러치를 구비한다.

Description

일방향 클러치를 갖는 트랜스미션{MULTI-SPEED TRANSMISSION WITH A ONE-WAY CLUTCH}
본 발명은 일반적으로 복수의 유성 기어 세트와 복수의 토크 전달 장치를 갖는 다단 트랜스미션에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 10개 이상의 속도비, 4개 이상의 유성 기어 세트 및 일방향 클러치를 구비하는 복수의 토크 전달 장치를 갖는 트랜스미션에 관한 것이다.
본란에서의 기재내용은 본 개시내용에 관한 배경 정보를 단지 제공하고 종래 기술을 구성할 수 있거나 구성하지 않을 수 있다.
일반적인 다단 트랜스미션은 마찰 클러치, 유성 기어 구성체 및 고정된 상호연결 부재를 조합하여 복수의 기어비를 성취한다. 일반적으로, 유성 기어 세트의 개수 및 물리적 배치는 패키징, 비용 및 바람직한 속도비에 의해 영향을 받는다.
현재의 트랜스미션이 그 의도된 목적을 성취하지만, 특히 효율성, 응답도 및 유동성 및 개선된 패키징, 주로 감소된 사이즈 및 중량에 대한 관점으로부터 개선된 성능을 나타내는 신규하고 개선된 트랜스미션 구성에 대한 필요성은 실질적으로 변하지 않는다. 따라서, 개선되고 비용 효율이 높은, 콤팩트한 다단 트랜스미션을 필요로 한다.
트랜스미션은 입력 부재, 출력 부재, 4개의 유성 기어 세트, 복수의 커플링 부재 및 복수의 토크 전달 장치를 갖는다. 유성 기어 세트의 각각은 제1, 제2 및 제3 부재를 구비한다. 토크 전달 장치는 예컨대 클러치, 브레이크 및 선택가능한 일방향 클러치이다.
일 실시예에서, 트랜스미션은 입력 부재, 출력 부재, 제1, 제2, 제3 부재를 각각 갖는 제1, 제2, 제3 및 제4 유성 기어 세트, 제1 유성 기어 세트의 제2 부재를 제3 유성 기어 세트의 제3 부재에 연속적으로 상호연결하는 제1 상호연결 부재, 제1 유성 기어 세트의 제3 부재를 제2 유성 기어 세트의 제2 부재에 연속적으로 상호연결하는 제2 상호연결 부재, 제2 유성 기어 세트의 제3 부재를 제3 유성 기어 세트의 제2 부재 및 제4 유성 기어 세트의 제3 부재에 연속적으로 상호연결하는 제3 상호연결 부재, 제3 유성 기어 세트의 제1 부재를 제4 유성 기어 세트의 제2 부재에 연속적으로 상호연결하는 제4 상호연결 부재를 포함한다. 7개의 토크 전달 기구는 하나 이상의 제1, 제2 및 제3 부재와 하나 이상의 다른 제1, 제2 및 제3 부재 및 고정 부재와 상호연결하도록 각각 선택적으로 결합가능하다. 토크 전달 기구는 입력 부재와 출력 부재 사이에서 10개 이상의 전진 속도비 및 하나 이상의 후진 속도비를 확립하도록 2가지 이상의 조합으로 인해 선택적으로 결합가능하다. 7개의 토크 전달 기구 중 첫 번째는 제3 상호연결 부재를 고정 부재와 상호연결하도록 결합가능한, 선택가능한 일방향 클러치이다.
트랜스미션의 다른 실시예에서, 7개의 토크 전달 기구 중 두 번째는 입력 부재 및 제2 유성 기어 세트의 제1 부재를 제4 유성 기어 세트의 제2 부재 및 제3 유성 기어 세트의 제1 부재에 상호연결하도록 선택적으로 결합가능하다.
트랜스미션의 다른 실시예에서, 7개의 토크 전달 기구 중 세 번째는 입력 부재 및 제2 유성 기어 세트의 제1 부재를 제4 유성 기어 세트의 제3 부재, 제3 유성 기어 세트의 제2 부재 및 제2 유성 기어 세트의 제3 부재에 상호연결하도록 선택적으로 결합가능하다.
트랜스미션의 다른 실시예에서, 7개의 토크 전달 기구 중 네 번째는 제4 유성 기어 세트의 제2 부재 및 제3 유성 기어 세트의 제1 부재를 제3 유성 기어 세트의 제3 부재, 제1 유성 기어 세트의 제2 부재 및 출력 부재에 상호연결하도록 선택적으로 결합가능하다.
트랜스미션의 다른 실시예에서, 7개의 토크 전달 기구 중 다섯 번째는 제4 유성 기어 세트의 제1 부재를 고정 부재와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능하다.
트랜스미션의 다른 실시예에서, 7개의 토크 전달 기구 중 여섯 번째는 제4 유성 기어 세트의 제2 부재 및 제3 유성 기어 세트의 제1 부재를 고정 부재에 상호연결하도록 선택적으로 결합가능하다.
트랜스미션의 다른 실시예에서, 7개의 토크 전달 기구 중 일곱 번째는 제1 유성 기어 세트의 제1 부재를 고정 부재와 상호연결하도록 선택적으로 결합가능하다.
트랜스미션의 다른 실시예에서, 제1 부재는 태양 기어(sun gear)이고, 제2 부재는 캐리어 부재(carrier member)이며, 제3 부재는 링 기어(ring gear)이다.
트랜스미션의 다른 실시예에서, 입력 부재는 제2 유성 기어 세트의 제1 부재와 연속적으로 연결되고, 출력 부재는 제1 유성 기어 세트의 제2 부재 및 제3 유성 기어 세트의 제3 부재에 연속적으로 연결된다.
트랜스미션의 다른 실시예에서, 선택가능한 일방향 클러치는 4개 이상의 작동 모드에서 작동할 수 있다.
트랜스미션의 다른 실시예에서, 트랜스미션이 후진 속도비를 갖고 트랜스미션이 제1 속도비를 갖는 수동 작동 모드 상태일 때 선택가능한 일방향 클러치는 잠금 상태이다.
트랜스미션의 다른 실시예에서, 트랜스미션이 전진 속도비를 갖는 자동 작동 모드 상태일 때 선택가능한 일방향 클러치는 해제 상태이다.
본 발명의 또 다른 특징, 관점 및 이점은 하기의 설명과 첨부된 도면을 참조하여 명백해질 것이고, 동일한 참조 번호는 유사한 구성 부품, 요소 또는 특징을 지칭한다.
본원에 기재된 도면은 단지 예시를 목적으로 하며 본 개시내용의 기술 범위를 임의의 방법으로 제한하지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 10단 트랜스미션의 일 실시예의 레버 다이아그램.
도 2는 도 1에 도시한 10단 트랜스미션의 실시예의 스틱 다이아그램.
도 3은 본 발명에 따른 10단 트랜스미션의 다른 실시예의 레버 다이아그램.
도 4는 본 발명에 따른 10단 트랜스미션의 다른 실시예의 레버 다이아그램.
도 5는 본 발명에 따른 10단 트랜스미션의 다른 실시예의 레버 다이아그램.
도 6은 본 발명에 따른 10단 트랜스미션의 다른 실시예의 레버 다이아그램.
도 7은 도 1 내지 도 6에 도시된 트랜스미션의 실현 가능한 전진 및 후진 속도비 또는 기어비의 각각에서 다양한 토크 전달 요소의 결합 상태를 나타내는 진리표.
하기의 기술내용은 사실상 단지 예시적이고, 본 개시내용, 적용 또는 용도를 제한하지 않는다.
우선, 본 발명의 다단 자동 트랜스미션의 실시예들은 4개의 유성 기어 세트의 요소들 사이에서 연속적인 기계식 연결 장치를 갖는다. 제1 유성 기어 세트의 제2 부품(또는 요소)은 제3 유성 기어 세트의 제3 부품(또는 요소)에 영구적으로 결합된다. 제1 유성 기어 세트의 제3 부품(또는 요소)은 제2 유성 기어 세트의 제2 부품(또는 요소)에 영구적으로 결합된다. 제2 유성 기어 세트의 제3 부품(또는 요소)은 제3 유성 기어 세트의 제2 부품(또는 요소) 및 제4 유성 기어 세트의 제3 부품(또는 요소)에 영구적으로 결합된다. 제3 유성 기어 세트의 제1 부품(또는 요소)은 제4 유성 기어 세트의 제2 부품(또는 요소)에 영구적으로 결합된다.
도 1을 참조하면, 10단 트랜스미션(10)의 일 실시예가 레버 다이아그램 형식으로 도시된다. 레버 다이아그램은 자동 트랜스미션과 같은 기계 장치의 부품을 개략적으로 나타낸다. 각각의 개별적인 레버는 유성 기어 세트를 나타내고 그 유성 기어 세트의 3개의 기본적인 기계 부품은 노드(node)에 의해 각각 나타난다. 따라서 단일 레버는 3개의 노드를 포함하는데 하나는 태양 기어(sun gear), 하나는 유성 기어 캐리어(planet gear carrier), 하나는 링 기어(ring gear)이다. 각각의 레버의 노드 사이에서의 상대적인 길이는 각각의 개별적인 기어 세트의 링 대 태양 비(ring-to-sun ratio)를 나타내는데 이용될 수 있다. 이러한 레버비(lever ratios)는 차례로, 적절한 비율과 비율 진행을 성취하기 위해 트랜스미션의 기어비를 변경하는 데 이용된다. 각종 유성 기어 세트의 노드 사이에서 기계식 커플링 또는 상호연결 부재는 얇은, 수평 방향 라인으로 나타나고 클러치 및 브레이크와 같은 토크 전달 장치는 인터리브드 핑거(interleaved fingers)로서 제공된다. 레버 다이아그램 포맷, 목적 및 용도에 대한 또 다른 설명은 Benford 및 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 부재(또는 샤프트)(12), 제1 유성 기어 세트(14), 제2 유성 기어 세트(16), 제3 유성 기어 세트(18), 제4 유성 기어 세트(20)와 출력 부재(또는 샤프트)(22)를 구비한다. 도 1의 레버 다이아그램에서, 제1 유성 기어 세트(14)는 3개의 노드를 갖고 그 3개의 노드는 제1 노드(14A), 제2 노드(14B) 및 제3 노드(14C)이다. 제2 유성 기어 세트(16)는 3개의 노드를 갖고 그 3개의 노드는 제1 노드(16A), 제2 노드(16B) 및 제3 노드(16C)이다. 제3 유성 기어 세트(18)는 3개의 노드를 갖고 그 3개의 노드는 제1 노드(18A), 제2 노드(18B), 제3 노드(18C)이다. 제4 유성 기어 세트(20)는 3개의 노드를 갖고 그 3개의 노드는 제1 노드(20A), 제2 노드(20B), 제3 노드(20C)이다.
입력 부재(12)는 제2 유성 기어 세트(16)의 제1 노드(16A)에 연속적으로 결합된다. 출력 부재(22)는 제1 유성 기어 세트(14)의 제2 노드(14B) 및 제3 유성 기어 세트(18)의 제3 노드(18C)에 결합된다. 제1 유성 기어 세트(14)의 제2 노드(14B)는 제3 유성 기어 세트(18)의 제3 노드(18C)에 결합된다. 제1 유성 기어 세트(14)의 제3 노드(14C)는 제2 유성 기어 세트(16)의 제2 노드(16B)에 결합된다. 제2 유성 기어 세트(16)의 제3 노드(16C)는 제3 유성 기어 세트(18)의 제2 노드(18B)에 결합된다. 제3 유성 기어 세트(18)의 제1 노드(18A)는 제4 유성 기어 세트(20)의 제2 노드(20B)에 결합된다. 제3 유성 기어 세트(18)의 제2 노드(18B)는 제4 유성 기어 세트(20)의 제3 노드(20C)에 결합된다.
제1 클러치(26)는 입력 부재(또는 샤프트)(12) 및 제2 유성 기어 세트(16)의 제1 노드(16A)를 제3 유성 기어 세트(18)의 제1 노드(18A) 및 제4 유성 기어 세트(20)의 제2 노드(20B)에 선택적으로 연결한다. 제2 클러치(26)는 입력 부재(또는 샤프트)(12) 및 제2 유성 기어 세트(16)의 제1 노드(16A)를 제2 유성 기어 세트(16)의 제3 노드(16C), 제3 유성 기어 세트(18)의 제2 노드(18B) 및 제4 유성 기어 세트(20)의 제3 노드(20C)에 선택적으로 연결한다. 제3 클러치(30)는 제4 유성 기어 세트(20)의 제2 노드(20B) 및 제3 유성 기어 세트(18)의 제1 노드(18A)를 제3 유성 기어 세트(18)의 제3 노드(18C), 제1 유성 기어 세트(14)의 제2 노드(14B) 및 출력 부재(22)에 선택적으로 연결한다. 제1 브레이크(32)는 제4 유성 기어 세트(20)의 제1 노드(20A)를 고정 부재(또는 트랜스미션 하우징)(50)에 선택적으로 연결한다. 제2 브레이크(34)는 제3 유성 기어 세트(18)의 제1 노드(18A) 및 제4 유성 기어 세트(20)의 제2 노드(20B)를 고정 부재(또는 트랜스미션 하우징)(50)에 선택적으로 연결한다. 선택가능한 일방향 클러치(selectable one-way clutch)(SOWC)(36)는 제2 유성 기어 세트(16)의 제3 노드(16C), 제3 유성 기어 세트(18)의 제2 노드(18B) 및 제4 유성 기어 세트(20)의 제3 노드(20C)를 고정 부재(또는 트랜스미션 하우징)(50)에 선택적으로 연결한다. 제4 브레이크(38)는 제1 유성 기어 세트(14)의 제1 노드(14A)를 트랜스미션 하우징(50)의 고정 부재에 선택적으로 연결한다.
도 2를 참조하면, 스틱 다이아그램(stick diagram)은 본 발명에 따른 10단 트랜스미션(10)의 일 실시예의 개략적인 배치(layout)를 나타낸다. 도 2에서, 도 1의 레버 다이아그램으로부터의 넘버링(numbering)이 제공된다. 클러치 및 커플링이 대응하여 제공되는 반면 유성 기어 세트의 노드는 태양 기어, 링 기어, 유성 기어 및 유성 기어 캐리어와 같은 유성 기어 세트의 부품으로서 현재 나타난다.
예를 들어, 유성 기어 세트(14)는 태양 기어 부재(14A), 링 기어 부재(14C) 및 한 쌍의 유성 기어(14D)(단지 하나가 도시됨)를 회전가능하게 지지하는 유성 기어 캐리어 부재(14B)를 구비한다. 태양 기어 부재(14A)는 제1 상호연결 부재(또는 샤프트)(42)와 공통 회전하도록 연결된다. 링 기어 부재(14C)는 제2 상호연결 부재(또는 샤프트)(44)와 공통 회전하도록 연결된다. 유성 캐리어 부재(14B)는 출력 부재(또는 샤프트)(22)와 공통 회전하도록 연결된다. 유성 기어(14D)는 양자의 태양 기어 부재(14A)와 링 기어 부재(14C)가 서로 맞물리도록 각각 구성된다.
유성 기어 세트(16)는 태양 기어 부재(16A), 링 기어 부재(16C) 및 한 쌍의 유성 기어(16D)(단지 하나가 도시됨)를 회전 가능하게 지지하는 유성 기어 캐리어 부재(16B)를 구비한다. 태양 기어 부재(16A)는 입력 부재(또는 샤프트)(12)와 공통 회전하도록 연결된다. 링 기어 부재(16C)는 제3 상호연결 부재(또는 샤프트)(46)와 공통 회전하도록 연결된다. 유성 캐리어 부재(16B)는 제2 상호연결 부재(또는 샤프트)(44)와 공통 회전하도록 연결된다. 유성 기어(16D)는 양자의 태양기어 부재(16A) 및 링 기어 부재(16C)가 서로 맞물리도록 각각 구성된다.
유성 기어 세트(18)는 태양 기어 부재(18A), 링 기어 부재(18C) 및 한 쌍의 유성 기어(18D)(단지 하나가 도시됨)를 회전 가능하게 지지하는 유성 기어 캐리어 부재(18B)를 구비한다. 태양 기어 부재(18A)는 제4 상호연결 부재(또는 샤프트)(48) 및 제5 상호연결 부재(또는 샤프트)(52)와 공통 회전하도록 연결된다. 링 기어 부재(18C)는 출력 부재(또는 샤프트)(22)와 공통 회전하도록 연결된다. 유성 캐리어 부재(18B)는 제3 상호연결 부재(또는 샤프트)(46) 및 제6 상호연결 부재(또는 샤프트)(54)와 공통 회전하도록 연결된다. 유성 기어(18D)는 양자의 태양 기어 부재(18A) 및 링 기어 부재(18C)가 서로 맞물리도록 각각 구성된다.
유성 기어 세트(20)는 태양 기어 부재(20A), 링 기어 부재(20C) 및 한 쌍의 유성 기어(20D)(단지 하나가 도시됨)를 회전 가능하게 지지하는 유성 기어 캐리어 부재(20B)를 구비한다. 태양 기어 부재(20A)는 제7 상호연결 부재(또는 샤프트)(56)와 공통 회전하도록 연결된다. 링 기어 부재(20C)는 제8 상호연결 부재(또는 샤프트)(58) 및 제6 상호연결 부재(또는 샤프트)(54)와 공통 회전하도록 연결된다. 유성 캐리어 부재(20B)는 제5 상호연결 부재(또는 샤프트)(52) 및 제9 상호연결 부재(또는 샤프트)(60)와 공통 회전하도록 연결된다. 유성 기어(20D)는 양자의 태양 기어 부재(20A) 및 링 기어 부재(20C)가 서로 맞물리도록 각각 구성된다.
입력 부재(또는 샤프트)(12)는 하나의 엔진(도시되지 않음) 또는 토크 컨버터(torque converter)의 터빈(도시되지 않음)에 연속적으로 연결된다. 출력 부재(또는 샤프트)(22)는 최종 구동 유닛 또는 트랜스퍼 케이스(transfer case)(도시되지 않음)에 연속적으로 연결된다.
토크 전달 기구 또는 클러치(26, 28, 30) 및 브레이크(32, 34, 36, 38)로 인해 상호연결 부재(또는 샤프트), 유성 기어 세트의 부재 및 하우징과 선택적으로 상호연결된다. 예컨대, 제1 클러치(26)는 입력 부재(또는 샤프트)(12)를 제4 상호연결 부재(또는 샤프트)(48)에 연결하도록 선택적으로 결합가능하다. 제2 클러치(28)는 입력 부재(또는 샤프트)(12)를 제3 상호연결 부재(또는 샤프트)(46)에 연결하도록 선택적으로 결합가능하다. 제3 클러치(30)는 출력 부재(또는 샤프트)(22)를 제5 상호연결 부재(또는 샤프트)(52) 및 제9 상호연결 부재(또는 샤프트)(60)에 연결하도록 선택적으로 결합가능하다. 제1 브레이크(32)는 제7 상호연결 부재(또는 샤프트)(56)가 트랜스미션 하우징(50)에 대해 회전이 제한되도록 제7 상호연결 부재(또는 샤프트)(56)와 고정 부재(또는 트랜스미션 하우징)(50)에 선택적으로 결합가능하다. 제2 브레이크(34)는 제9 상호연결 부재(또는 샤프트)(60)가 트랜스미션 하우징(50)에 대해 회전이 제한되도록 제9 상호연결 부재(또는 샤프트)(60)와 고정 부재(또는 트랜스미션 하우징)(50)에 선택적으로 결합가능하다. 제4 브레이크(38)는 제1 상호연결 부재(또는 샤프트)(42)가 트랜스미션 하우징(50)에 대해 회전이 제한되도록 제1 상호연결 부재(또는 샤프트)(42)와 고정 부재(또는 트랜스미션 하우징)(50)에 선택적으로 결합가능하다.
선택가능한 일방향 클러치(36)는 제8 상호연결 부재(또는 샤프트)(58)가 트랜스미션 하우징(50)에 대해 회전이 제한되도록 제8 상호연결 부재(또는 샤프트)(58)와 고정 부재(또는 트랜스미션 하우징)(50)에 연결되도록 선택적으로 결합가능하다. 선택가능한 일방향 클러치(36)는 일방향 클러치 기구(70) 및 로킹 기구(72)를 일반적으로 구비한다. 클러치 기구(70)는 고정 부재(50)에 연결된 입력 부재(74)와 제8 상호연결 부재(또는 샤프트)(58)에 연결된 출력 부재(78)를 일반적으로 구비한다. 클러치 기구(70)는 롤러(roller), 폴(pawl), 스프래그(sprag), 메커니컬 다이오드(mechanical diode) 및 로커 클러치(rocker clutch)에 제한되지 않고, 이들을 포함하는, 일방향 클러치의 임의의 형태일 수 있다. 로킹 기구(72)는 클러치 기구(70)를 선택적으로 잠금 및 해제하고 로커(rocker), 다이오드(diode), 스트럿(strut) 또는 도그 클러치 타입 로킹 메커니즘(dog clutch type locking mechanism)을 구비할 수 있다. 이용될 수 있는 선택가능한 일방향 클러치의 다수의 예는 본원에 그 내용이 전부 공지된, SAE paper 제 SAE 2009-01-0509호에서 기술된다.
선택가능한 일방향 클러치(36)가 해제 상태일 때, 선택가능한 일방향 클러치(36)는 출력 부재(78)가 입력 부재(76)에 대해 제1 회전방향으로 자유롭게 회전할 수 있지만 대향하는 제2 회전방향으로 입력 부재(76)에 대해 자유롭게 회전하지 않을 수 있는 일반적인 일방향 클러치와 동일한 방법으로 작동한다. 로킹 기구(72)가 결합상태 또는 잠금상태일 때, 출력 부재(78)는 양 회전방향으로 입력 부재(76)에 대해 회전하지 않을 수 있다. 선택가능한 일방향 클러치(36)는 4개의 작동 모드까지 포함할 수 있어야 한다. 예컨대, 선택가능한 일방향 클러치(36)는 개방 위치를 또한 구비할 수 있다. 개방 위치에서, 로킹 기구(72)는 2개의 회전방향으로 입력 부재(76)로부터 출력 부재(78)를 해제할 수 있다. 선택가능한 일방향 클러치(36)는 다른 해제된 위치를 또한 구비할 수 있고 그 해제된 위치에서 선택가능한 일방향 클러치로 인해 출력 부재(78)가 입력 부재(76)에 대해 제2 회전방향으로 자유롭게 회전할 수 있도록 하고 출력 부재(78)가 입력 부재(76)에 대해 제1 회전방향으로 자유롭게 회전하지 못하도록 한다.
도 3에서, 10단 트랜스미션(100)의 다른 실시예는 레버 다이아그램 포맷에 도시된다. 10단 트랜스미션(100)은 도 1 및 도 2에 도시된 트랜스미션(10)과 유사하지만, 제3 클러치(30)는 대체 연결부(alternate connection)를 갖는다. 제3 클러치(30)는 제4 유성 기어 세트(20)의 제2 노드(20B) 및 제3 유성 기어 세트(18)의 제1 노드(18A)를 제3 유성 기어 세트(18)의 제2 노드(18B), 제2 유성 기어 세트(16)의 제3 노드(16C) 및 제4 유성 기어 세트(20)의 제3 노드(20C)에 선택적으로 연결한다.
도 4에서, 10단 트랜스미션(200)의 다른 실시예는 레버 다이아그램 포맷에 도시된다. 10단 트랜스미션(200)은 도 1 및 도 2에 도시된 트랜스미션(10)과 유사하지만, 제3 클러치(30)는 대체 연결부를 갖는다. 제3 클러치(30)는 제4 유성 기어 세트(20)의 제1 노드(20A)를 제4 유성 기어 세트(20)의 제2 노드(20B)와 제3 유성 기어 세트(18)의 제1 노드(18A)에 선택적으로 연결한다.
도 5에서, 10단 트랜스미션(300)의 다른 실시예는 레버 다이아그램 포맷에 도시된다. 10단 트랜스미션(300)은 도 1 및 도 2에 도시된 트랜스미션(10)과 유사하지만, 제3 클러치(30)는 대체 연결부를 갖는다. 제3 클러치(30)는 제4 유성 기어 세트(20)의 제1 노드(20A)를 제4 유성 기어 세트(20)의 제3 노드(20C), 제3 유성 기어 세트(18)의 제2 노드(18B) 및 제2 유성 기어 세트(16)의 제3 노드(16C)에 선택적으로 연결한다.
도 6에서 10단 트랜스미션(400)의 다른 실시예는 레버 다이아그램 포맷에 도시된다. 10단 트랜스미션(400)은 도 1 및 도 2에 도시된 트랜스미션(10)과 유사하지만, 제3 클러치(30)는 대체 연결부를 갖는다. 제3 클러치(30)는 제4 유성 기어 세트(20)의 제1 노드(20A)를 제3 유성 기어 세트(18)의 제3 노드(18C), 제1 유성 기어 세트(14)의 제2 노드(14B) 및 출력 부재(22)에 선택적으로 연결한다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 10단 트랜스미션(10, 100, 200, 300, 400)의 작동에 대해 기술될 것이다. 10단 트랜스미션(10, 100, 200, 300, 400)은 10개 이상의 전진 속도비 또는 토크비와 하나 이상의 후진 속도비 또는 토크비에서 입력 부재(또는 샤프트)(12)로부터 출력 부재(또는 샤프트)(22)로 토크를 전달할 수 있다. 후술되는 바와 같이, 각각의 전진 및 후진 속도비 또는 토크비는 하나 이상의 토크 전달 기구(즉, 제1 클러치(26), 제2 클러치(28), 제3 클러치(30), 제1 브레이크(32), 제2 브레이크(34), 선택가능한 일방향 클러치(36) 및 제4 브레이크(38))의 결합으로 인해 얻어진다. 도 7은 각종 기어 상태를 성취하도록 작동되거나 결합된 토크 전달 기구를 다양하게 조합하여 나타내는 진리표(true table)이다. 그 박스 내의 "X"는 특정의 클러치 또는 브레이크가 바람직한 기어 상태를 얻도록 결합되는 것을 의미한다. 그 박스 내의 "O"는 특수한 토크 전달 장치(즉. 하나의 브레이크 또는 클러치)가 전원 공급 상태 또는 작동 상태인 것을 나타내고, 토크 전달 상태를 나타내지 않는다. 또한 각종 기어 상태의 수치화된 기어비가 나타나지만 이러한 수치는 단지 예시적이고, 10단 트랜스미션(10, 100, 200, 300, 400)의 작동 기준 및 다양한 적용을 수용하도록 상당한 범위에 걸쳐 조절될 수 있다. 물론, 다른 기어비는 선택된 기어 직경, 기어 치형부 카운트(gear teeth count) 및 기어 구성에 따라 성취 가능하다.
10단 트랜스미션(10, 100, 200, 300, 400)은 자동 및 수동 모드뿐만 아니라 전진 및 후진 기어 모드에서 작동될 수 있다. 자동 모드에서, 10단 트랜스미션(10, 100, 200, 300, 400)은 선택가능한 일방향 클러치(36)가 잠금 상태일 때 후진 기어비를 갖고 해제 상태가 되며 2속 내지 10속(2nd- 10th gear)에서 오버러닝함으로써 작동된다. 1속 기어에 전원이 공급될 때, 선택가능한 일방향 클러치(36)는 제8 상호연결 부재(또는 샤프트)(58)가 트랜스미션 하우징(50)에 대해 회전을 방지하도록 한다. 게다가, 1속 기어에 전원이 차단될 때, 선택가능한 일방향 클러치(36)는 오버런(overrun), 코스트(coast) 또는 글라이드(glide) 모드일 수 있다. 글라이드 모드에서, 출력 부재(78)은 입력 부재(76)에 대해 제2 회전방향으로 자유롭게 회전한다. 글라이드 모드로 인해 일반적인 클러치 기구에 비해 유체 저항이 상당히 덜 손실된다. 수동 모드에서, 10단 트랜스미션(10, 100, 200, 300, 400)은 선택가능한 일방향 클러치(36)가 1속(1st gear)에서 잠금 상태가 됨으로써 작동된다. 수동 모드는 선택가능한 일방향 클러치(36)가 고체상태의 상호연결 부재로서 유효하게 작용할 때 운전자로 하여금 엔진 브레이킹을 실현하도록 하고 출력 부재(78)가 입력 부재(76)에 대해 회전하지 못하도록 한다.
10단 트랜스미션(10, 100, 200, 300, 400)의 작동 및 기어 상태에 대한 전술한 설명은 첫 번째로, 설정된 기어 상태에서 명확하게 기준 설정되지 않은 모든 클러치는 작동되지 않거나 분리되고, 두 번째로, 기어 상태가 변경될 때, 즉, 적어도 인접하는 기어 상태 사이에서 기어 상태가 변경될 때, 양자의 기어 상태에서 결합되거나 또는 작동되는 클러치는 결합상태 또는 작동상태가 유지될 것이다.
본 발명의 기술내용은 사실상 단지 예시적인 것이고 본 발명의 핵심 내용으로부터 벗어나지 않는 변경은 본 발명의 기술범위 내에서 이루어진다. 이와 같은 변경은 본 발명의 기술사상 및 기술범위로부터 벗어나는 것으로 간주되지 않는다.
10 : 트랜스미션
12 : 입력 부재(또는 샤프트)
14 : 제1 유성 기어 세트
16 : 제2 유성 기어 세트
18 : 제3 유성 기어 세트
20 : 제4 유성 기어 세트
22 : 출력 부재(또는 샤프트)
26 : 제1 클러치
28 : 제2 클러치
30: 제3 클러치
32 : 제1 브레이크
34 : 제2 브레이크
36 : 선택가능한 일방향 클러치
42 : 제1 상호연결 부재(또는 샤프트)
44 : 제2 상호연결 부재(또는 샤프트)
46 : 제3 상호연결 부재(또는 샤프트)
48 : 제4 상호연결 부재(또는 샤프트)
50 : 고정 부재(또는 트랜스미션 하우징)
52 : 제5 상호연결 부재(또는 샤프트)
54 : 제6 상호연결 부재(또는 샤프트)
56 : 제7 상호연결 부재(또는 샤프트)
58 : 제8 상호연결 부재(또는 샤프트)
60 : 제9 상호연결 부재(또는 샤프트)
70 : 일방향 클러치 기구
72 : 로킹 기구

Claims (10)

  1. 트랜스미션에 있어서,
    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 제3 유성 기어 세트의 제3 부재에 연속적으로 상호연결하는 제1 상호연결 부재;
    상기 제1 유성 기어 세트의 제3 부재를 상기 제2 유성 기어 세트의 제2 부재에 연속적으로 상호연결하는 제2 상호연결 부재;
    상기 제2 유성 기어 세트의 제3 부재를 상기 제3 유성 기어 세트의 제2 부재 및 상기 제4 유성 기어 세트의 제3 부재에 연속적으로 상호연결하는 제3 상호연결 부재;
    상기 제3 유성 기어 세트의 제1 부재를 상기 제4 유성 기어 세트의 제2 부재에 연속적으로 상호연결하는 제4 상호연결 부재; 및
    상기 제1, 제2 및 제3 부재 중 하나 이상을 상기 제1, 제2 및 제3 부재 중 다른 하나 이상 및 고정 부재와 상호연결하도록 각각 선택적으로 결합가능한 7개의 토크 전달 기구
    를 포함하며,
    상기 7개의 토크 전달 기구 중 첫 번째는 상기 제3 상호연결 부재를 상기 고정 부재와 상호연결하도록 결합가능한, 선택가능한 일방향 클러치이고,
    상기 토크 전달 기구는 상기 입력 부재와 상기 출력 부재 사이에서 10개 이상의 전진 속도비 및 하나 이상의 후진 속도비를 확립하도록 2가지 이상의 조합으로 선택적으로 결합가능한,
    트랜스미션.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 7개의 토크 전달 기구 중 두 번째는 상기 입력 부재와 상기 제2 유성 기어 세트의 제1 부재를 상기 제4 유성 기어 세트의 제2 부재 및 상기 제3 유성 기어 세트의 제1 부재에 상호연결하도록 선택적으로 결합가능한,
    트랜스미션.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 7개의 토크 전달 기구 중 세 번째는 상기 입력 부재 및 제2 유성 기어 세트의 제1 부재를 상기 제4 유성 기어 세트의 제3 부재, 상기 제3 유성 기어 세트의 제2 부재 및 상기 제2 유성 기어 세트의 제3 부재에 상호연결하도록 선택적으로 결합가능한,
    트랜스미션.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 7개의 토크 전달 기구 중 네 번째는 상기 제4 유성 기어 세트의 제2 부재 및 상기 제3 유성 기어 세트의 제1 부재를 상기 제3 유성 기어 세트의 제3 부재, 상기 제1 유성 기어 세트의 제2 부재 및 상기 출력 부재에 상호연결하도록 선택적으로 결합가능한,
    트랜스미션.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 7개의 토크 전달 기구 중 다섯 번째는 상기 제4 유성 기어 세트의 제1 부재와 상기 고정 부재를 상호연결하도록 선택적으로 결합가능한,
    트랜스미션.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 7개의 토크 전달 기구 중 여섯 번째는 상기 제4 유성 기어 세트의 제2 부재 및 상기 제3 유성 기어 세트의 제1 부재를 상기 고정 부재에 상호연결하도록 선택적으로 결합가능한,
    트랜스미션.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 7개의 토크 전달 기구 중 일곱 번째는 상기 제1 유성 기어 세트의 제1 부재와 상기 고정 부재를 상호연결하도록 선택적으로 결합가능한,
    트랜스미션.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부재는 태양 기어이고, 상기 제2 부재는 캐리어 부재이며 상기 제3 부재는 링 기어인
    트랜스미션.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 입력 부재는 상기 제2 유성 기어 세트의 제1 부재에 연속적으로 연결되고,
    상기 출력 부재는 상기 제1 유성 기어 세트의 제2 부재와 상기 제3 유성 기어 세트의 제3 부재에 연속적으로 연결되는,
    트랜스미션.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 선택가능한 일방향 클러치는 4개 이상의 작동 모드에서 작동 가능하고,
    상기 트랜스미션이 상기 후진 속도비를 갖고 제1 속도비를 갖는 수동 작동 모드에서 상기 선택가능한 일방향 클러치는 잠금 상태이고,
    상기 트랜스미션이 전진 속도비를 갖는 자동 작동 모드에서 상기 선택가능한 일방향 클러치는 해제 상태인,
    트랜스미션.
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