KR20200037010A - 자동변속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제1회전요소의 원주면에 구비된 제1클러치기어와; 제2회전요소의 원주면에 구비된 제2클러치기어와; 상기 제1회전요소 및 제2회전요소의 축방향을 따라 직선 슬라이딩함에 의해 상기 제1클러치기어와 제2클러치기어 모두와 치합된 상태와, 상기 제1클러치기어와 제2클러치기어 중 어느 하나에만 치합된 상태 사이를 전환하도록 구비된 슬리브와; 상기 슬리브에 연결되고 유압에 의해 상기 슬리브의 축방향 직선운동력을 제공하도록 형성된 피스톤을 포함하여 구성된 클러치장치를 구비한다.

Description

자동변속기{AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은 자동변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동변속기 내부의 구조에 관한 기술이다.

자동변속기는 통상 엔진으로부터 입력되는 동력을 토크컨버터로 변환하여 입력축으로 공급하고, 상기 입력축으로 공급된 동력을 다수의 유성기어장치의 회전요소들의 조합에 의해 적절한 변속비로 변속하여 출력축으로 인출할 수 있도록 구성된다.

종래 상기 유성기어장치의 회전요소들 사이의 연결과 차단 또는 고정 등을 위해 다수의 플레이트와 디스크가 서로 중첩되어 형성된 유압식 다판클러치를 주로 사용하고 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 유압식 다판클러치는 다수의 플레이트와 디스크가 서로 중첩되어 구성됨으로써, 해당 클러치가 동력을 전달하지 않는 동안에도 상당한 수준의 드래그가 발생되어, 궁극적으로 자동변속기의 동력전달효율을 저하시켜서 차량의 연비를 떨어뜨리는 원인이 되고 있다.

또한, 상기한 바와 같은 유압식 다판클러치는 전달하기 원하는 최대 토크를 고려하여 다수의 플레이트와 디스크가 중첩되어야 함에 의해 변속기 내에서 차지하는 부피와 중량이 증가하게 하는 요인이 되고 있다.

상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 1020100059381 A

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 자동변속기 내에서 드래그 발생이 거의 없고 상대적으로 중량 및 부피도 축소할 수 있으면서, 자동변속기를 구성하는 회전요소들 사이의 연결 및 차단 또는 고정 등을 수행할 수 있도록 함으로써, 자동변속기의 중량 및 부피를 저감하고 동력전달효율을 향상시켜서 궁극적으로 차량의 연비를 향상시킬 수 있도록 한 자동변속기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 자동변속기는

제1회전요소의 원주면에 구비된 제1클러치기어와;

제2회전요소의 원주면에 구비된 제2클러치기어와;

상기 제1회전요소 및 제2회전요소의 축방향을 따라 직선 슬라이딩함에 의해 상기 제1클러치기어와 제2클러치기어 모두와 치합된 상태와, 상기 제1클러치기어와 제2클러치기어 중 어느 하나에만 치합된 상태 사이를 전환하도록 구비된 슬리브와;

상기 슬리브에 연결되고 유압에 의해 상기 슬리브의 축방향 직선운동력을 제공하도록 형성된 피스톤;

을 포함하여 구성된 클러치장치를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 제1회전요소와 제2회전요소는 각각 상기 자동변속기의 변속단 구현에 사용되는 유성기어장치를 구성하는 회전요소일 수 있다.

상기 제1회전요소의 단부와 상기 제2회전요소의 단부는 서로 일정한 간극을 두고 마주하여 배치되며;

상기 제1클러치기어와 제2클러치기어는 동일한 외경을 가질 수 있다.

상기 피스톤은 상기 슬리브의 외주면에 일체로 연결될 수 있다.

상기 피스톤은 상기 슬리브와 축방향으로는 구속되지만 회전방향으로는 상대회전 가능하도록 베어링을 통해 연결될 수 있다.

또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 자동변속기는,

다수의 변속단을 구현하기 위해 조합된 다수의 유성기어장치와;

상기 유성기어장치들의 회전요소들 중 서로 연결된 상태와 차단된 상태에 의해 변속단이 변화되는 적어도 두 회전요소에 각각 구비된 제1클러치기어 및 제2클러치기어와;

상기 두 회전요소들의 회전축 방향을 따라 직선 슬라이딩 하여 상기 제1클러치기어와 제2클러치기어의 연결상태와 차단상태를 전환할 수 있도록 설치된 슬리브와;

상기 슬리브에 직선 슬라이딩에 필요한 축방향 힘을 제공하도록 유압에 의해 직선이동 가능하게 설치된 피스톤;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 슬리브와 피스톤 사이는 서로 축방향 힘은 전달하고 회전방향 힘은 전달하지 않도록 구성될 수 있다.

본 발명은 자동변속기 내에서 드래그 발생이 거의 없고 상대적으로 중량 및 부피도 축소할 수 있으면서, 자동변속기를 구성하는 회전요소들 사이의 연결 및 차단 또는 고정 등을 수행할 수 있도록 함으로써, 자동변속기의 중량 및 부피를 저감하고 동력전달효율을 향상시켜서 궁극적으로 차량의 연비를 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동변속기의 구조를 예시한 도면,
도 2는 도 1의 상태와 비교하여 슬리브가 제1클러치기어와 제2클러치기어의 연결을 해제한 상태를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명 자동변속기의 실시예는, 제1회전요소(1)의 원주면에 구비된 제1클러치기어(3)와; 제2회전요소(5)의 원주면에 구비된 제2클러치기어(7)와; 상기 제1회전요소(1) 및 제2회전요소(5)의 축방향을 따라 직선 슬라이딩함에 의해 상기 제1클러치기어(3)와 제2클러치기어(7) 모두와 치합된 상태와, 상기 제1클러치기어(3)와 제2클러치기어(7) 중 어느 하나에만 치합된 상태 사이를 전환하도록 구비된 슬리브(9)와; 상기 슬리브(9)에 연결되고 유압에 의해 상기 슬리브(9)의 축방향 직선운동력을 제공하도록 형성된 피스톤(11)을 포함하여 구성된 클러치장치를 구비한다.

상기 제1회전요소(1)와 제2회전요소(5)는 각각 상기 자동변속기의 변속단 구현에 사용되는 유성기어장치(PG1, PG2)를 구성하는 회전요소이다.

즉, 본 발명은 자동변속기에 포함되는 다수의 유성기어장치의 회전요소들 중 적어도 2개의 회전요소는 상기한 바와 같이 슬리브(9)와 제1클러치기어(3) 및 제2클러치기어(7)에 의해 구현되는 도그클러치 구조에 의해 그 연결과 차단이 이루어질 수 있도록 구성함으로써, 종래에 이들 두 회전요소의 연결 및 차단에 사용되던 유압식 다판클러치를 배제할 수 있도록 한 것이다.

상기한 바와 같이 유압식 다판클러치를 슬리브(9)의 직선운동에 의한 단순한 기어의 치합과 해제에 의해 동력 연결상태와 차단상태가 전환되는 도그클러치 구조로 대체함에 의해, 종래 유압식 다판클러치를 사용함에 따른 드래그 과다 발생, 중량 및 부피의 증가 등과 같은 문제를 대폭적으로 개선할 수 있게 되는 것이다.

도 1 및 도 2의 실시예에서, 상기 제1회전요소(1)의 단부와 상기 제2회전요소(5)의 단부는 서로 일정한 간극을 두고 마주하여 배치되며, 상기 제1클러치기어(3)와 제2클러치기어(7)는 동일한 외경을 가지는 구조로 하였다.

따라서, 상기 슬리브(9)는 도 2에 도시된 바와 같이 제2회전요소(5)의 제2클러치기어(7)에는 항시 치합된 상태를 가지고, 도 1과 같이 슬리브(9)가 유압에 의해 좌측으로 이동하는 경우에만, 상기 슬리브(9)에 제1회전요소(1)의 제1클러치기어(3)가 결합됨에 의해 상기 제1회전요소(1)와 제2회전요소(5)는 상기 슬리브(9)를 매개로 상호 회전이 구속되게 된다.

본 실시예에서 상기 피스톤(11)은 상기 슬리브(9)의 외주면에 일체로 연결된 구조이다.

따라서, 상기 피스톤(11)의 좌측에 유압을 공급하면, 상기 슬리브(9)는 도면상 우측으로 이동하여 도 2와 같이 제2클러치기어(7)에만 결합된 상태가 됨으로써, 상기 제1회전요소(1)와 제2회전요소(5)는 회전 구속이 해제되고, 상기 피스톤(11)의 우측에 유압을 공급하면, 상기 슬리브(9)는 좌측으로 이동하여 도 1과 같이 제1클러치기어(3)와 제2클러치기어(7)에 모두 체결된 상태를 구현함으로써, 상기 제1회전요소(1)와 제2회전요소(5)는 서로 회전이 구속되어 상호간에 토크를 전달할 수 있는 상태가 된다.

상기 피스톤(11)에는 도시된 바와 같이 유압을 확실한 작용을 위해 실링(13) 등이 구비될 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 상기 제1회전요소(1)의 제1클러치기어(3)와 제2회전요소(5)의 제2클러치기어(7)는 서로 동일한 외경을 가지지만, 둘 중 어느 하나의 외경이 더 크거나 작게 구성하고, 슬리브(9)를 이들의 외경에 상응하는 이중 직경을 가진 구조로 형성하면, 서로 다른 외경으로 마주하는 두 회전요소들 사이의 연결 및 차단에도 본 발명이 적용될 수 있을 것이다.

한편, 도 3의 실시예는 다른 구성은 상기 도 1, 2의 실시예와 거의 동일하지만, 상기 피스톤(11)과 슬리브(9)의 연결 구조가 상이한 바, 도 3에서 상기 피스톤(11)은 상기 슬리브(9)와 축방향으로는 구속되지만 회전방향으로는 상대회전 가능하도록 베어링(15)을 통해 연결된 구조이다.

따라서, 상기 도 1, 2의 실시예에서는 피스톤(11)이 회전됨에 따른 드래그가 존재하지만, 도 3의 실시예에서는 슬리브(9)의 회전 시에도 상기 피스톤(11)은 회전하지 않고 베어링(15)에 의한 상대회전이 허용되므로, 드래그가 더욱 크게 저감되는 효과를 가져오게 된다.

참고로, 도 1, 2의 실시예에서, 상기 제1회전요소(1)는 좌측의 유성기어장치(PG1)의 링기어이며, 상기 제2회전요소(5)는 우측에 배치된 유성기어장치(PG2)의 선기어이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1; 제1회전요소
3; 제1클러치기어
5; 제2회전요소
7; 제2클러치기어
9; 슬리브
11; 피스톤
13; 실링
15; 베어링
PG1, PG2; 유성기어장치

Claims (7)

1. 제1회전요소의 원주면에 구비된 제1클러치기어와;
   제2회전요소의 원주면에 구비된 제2클러치기어와;
   상기 제1회전요소 및 제2회전요소의 축방향을 따라 직선 슬라이딩함에 의해 상기 제1클러치기어와 제2클러치기어 모두와 치합된 상태와, 상기 제1클러치기어와 제2클러치기어 중 어느 하나에만 치합된 상태 사이를 전환하도록 구비된 슬리브와;
   상기 슬리브에 연결되고 유압에 의해 상기 슬리브의 축방향 직선운동력을 제공하도록 형성된 피스톤;
   을 포함하여 구성된 클러치장치를 구비한 자동변속기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1회전요소와 제2회전요소는 각각 상기 자동변속기의 변속단 구현에 사용되는 유성기어장치를 구성하는 회전요소인 것
   을 특징으로 하는 자동변속기.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1회전요소의 단부와 상기 제2회전요소의 단부는 서로 일정한 간극을 두고 마주하여 배치되며;
   상기 제1클러치기어와 제2클러치기어는 동일한 외경을 가지는 것
   을 특징으로 하는 자동변속기.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 피스톤은 상기 슬리브의 외주면에 일체로 연결된 것
   을 특징으로 하는 자동변속기.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 피스톤은 상기 슬리브와 축방향으로는 구속되지만 회전방향으로는 상대회전 가능하도록 베어링을 통해 연결된 것
   을 특징으로 하는 자동변속기.
6. 다수의 변속단을 구현하기 위해 조합된 다수의 유성기어장치와;
   상기 유성기어장치들의 회전요소들 중 서로 연결된 상태와 차단된 상태에 의해 변속단이 변화되는 적어도 두 회전요소에 각각 구비된 제1클러치기어 및 제2클러치기어와;
   상기 두 회전요소들의 회전축 방향을 따라 직선 슬라이딩 하여 상기 제1클러치기어와 제2클러치기어의 연결상태와 차단상태를 전환할 수 있도록 설치된 슬리브와;
   상기 슬리브에 직선 슬라이딩에 필요한 축방향 힘을 제공하도록 유압에 의해 직선이동 가능하게 설치된 피스톤;
   을 포함하여 구성된 자동변속기.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 슬리브와 피스톤 사이는 서로 축방향 힘은 전달하고 회전방향 힘은 전달하지 않도록 구성된 것
   을 특징으로 하는 자동변속기.
   
   
   

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