KR960010204B1 - 자동변속기의 보조변속장치 - Google Patents

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Description

자동변속기의 보조변속장치

제1도는 토오크컨버터와 유성기어를 이용한 자동변속기의 구성도.

제2도는 동력단속장치가 적용된 자동변속기의 구성도.

제3도는 종래의 토오크컨버터와 유성기어를 이용한 자동변속기의 구성도.

제4도는 본 발명의 보조변속장치가 적용된 자동변속기의 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 입력축

2 : 토오크컨버터 하우징(torque converter Housing)

3,3-1,3-2,3-3,3-k : 선기어축4 : 임펠러(Impeller)

5 : 터어빈6 : 터어빈축

7 : 스테이터(stator)8,8' : 일방향클러치(one-wayclutch)

9 : 스테이터축10 : 변속기하우징

11 : 링기어축

12,12-1,12-2,12-3,12-k : 선기어(SUNGear)

13,13-1,13-2,13-3,13-k : 피니언(PiNion)

14,14-1,14-2,14-3,14-k : 링기어(RingGear)

15,15-1,15-2,15-3,15-k : 케리어(carrier)

16 : 출력축17 : 동력단속 클러치

19 : 일방향클러치 단속용 브레이크

본 발명은 1991년 특허출원 제16395호의 분할출원으로서 자동변속기에서 최대변속비를 최소변속비로 나눈 값, 즉 변속비율을 높히기 위하여 복합유성기어를 이용한 자동차의 보조변속장치에 관한 것이다. 일반적으로 변속기는 하나의 동력을 여러 부하 상태에 대응시키면서 출력축으로부터 여러가지 다른 값의 속도를 얻기 위한 목적으로 사용되는 바, 대부분의 경우 변속기가 낼 수 있는 변속비의 수가 많을 수록, 최대변속비를 최소변속비로 나눈 값이 클수록 바람직하다. 그 예로 통상적으로 널리 사용되고 있는 차량용 수동변속기와 자동변속기의 단수가 점차 증가하는 추세를 들 수 있다. 그러나 통상의 변속기에 있어서 변속비의 수가 증가하게 되면 변속기의 구조가 복잡해질 뿐만 아니라 자동변속기의 경우 제어수단이 복잡해지고, 수동변속기의 경우는 그 조작이 어려운 것이다. 먼저, 제3도에 도시한 바와 같은 종래의 자동변속기는 터어빈(5)에서 발생한 동력을 터어빈축(6)을 통하여 링기어(14), 선기어(12), 케리어(15) 등으로 이루어진 보조변속장치로 전달되기 때문에 다양한 변속비를 얻기 어려운 문제점이 있는 것이다.

따라서 본 발명의 출원인은 이러한 종래의 문제점을 개선하기 위하여 제1도 및 제2도에 도시되어 있는 바와 같이 터어빈축(6)의 가운데에 구멍을 형성하여 선기어축(3)과 입력축(1)이 직결되게 구성하므로서 입력축(1)으로 입력된 동력을 선기어축(3)을 통하여 선기어(12)로 전달하는 경로와 또다른 경로는 입력축(1)과 직결된 토오크컨버터 하우징(2), 임펠러(4), 터어빈(5), 터어빈축(6)을 통하여 링기어축(11)으로 전달되게 구성하며, 보조변속기의 동력을 단속하기 위하여 터어빈축(6)과 링기어축(11) 사이에 동력단속용 클러치(17)를 설치하고, 링기어축(11)을 입력축(1)과 동일한 방향의 회전은 허용하고 반대방향의 회전은 억제하는 일방향클러치(18)를 링기어축(11)상에 설치하며, 그 일방향클러치의 바깥레이스에 일방향클러치 단속용 브레이크(19)를 설치한 구성을 본 발명의 원출원에 제시한 바 있으며, 이러한 기술적 구성은 높은 변속비를 얻을 수 있으며, 동력단속을 변속기내에서 행할 수 있는 등의 이점은 있으나, 최대변속비를 최소변속비를 나눈값()을 증가시키기 위하여는 링기어지름을 선기어 지름으로 나눈값을 증가시켜야 하는데 이는 선기어에 비하여 과대한 링기어와 피니언기어의 사용을 의미하므로 설계와 제작에 곤란한 점이 있는 것이다. 따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 제거하기 위하여 복합유성기어군을 이용한 보조변속장치를 제거하기 위한 것이다.

이하, 제4도를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용효과에 대하여 설명하기로 한다. 이러한 복합유성기어는 통상의 유성기어 여러개(제4도에서 k개)가 중심축이 일치되도록 배치되고 각 유성기어의 링기어들(14-1,14-2,…,14-k)은 기계적으로 서로 결합되고 가장 뒷쪽에 배치된 유성기어를 제외한 나머지 유성기어의 캐리어들(15-1,15-2,…,15-(k-1))은 각각 바로 뒷쪽에 인접한 유성기어의 선기어축들(3-2,3-3,…,3-k)에 기계적으로 결합된 구조이다. 이 복합유성기어의 가장 앞쪽에 있는 유성기어의 선기어축(3-1), 링기어(14-1) 그리고 가장 뒷쪽에 있는 유성기어의 캐리어(15-k)는 단일유성기어를 사용한 무단변속기의 유성기어의 선기어축(3), 링기어(14) 그리고 캐리어(15)를 대신하여 입력축(1), 터어빈축(6), 출력축(16)과 각각 결합될 수 있다. 여기서 복합유성기어의 링기어들(14-1,14-2,…,14-k)은 단일 몸체에 필요한 기어가공을 한 하나의 링기어로 대체될 수 있다. i번째 유성기어의 선기어(14-i)의 잇수를 링기어(15-i)의 잇수로 나눈 값을 λi라 하고, 출력축(16)의 회전속도를 입력축(1)의 회전속도로 나눈 값 즉, 이 복합유성기어를 사용한 무단변속기의 변속비를 r, 링기어축(11)의 회전속도를 입력축(1)이 회전속도로 나눈 값을 s라 하면 다음 관계식을 만족한다.

변속비 r은 상기식(가)에 알 수 있는 바와 같이 입력 동력, 토오크컨버터의 특성, 출력 부하에 따라 최소

에서 최대 1까지 연속적으로 변한다. 따라서 이러한 복합유성기어를 사용하는 경우는 단일 유성기어를 사용하는 경우에 비하여 최소변속비가 작아지므로 자동차를 포함한 많은 동력전달 기계에 사용되는 변속장치의 출력축을 선택적으로 역회전시킬 수 있는 기능을 부여하는 매우 유용한 것이다.

Claims (1)

1. 터어빈축(6)의 가운데에 구멍을 형성하여 선기어축(3)과 입력축(1)이 직결되게 형성하므로서, 입력축(1)으로 입력된 동력을 선기어(12)로 전달하는 경로와 링기어축(11)으로 전달하는 자동변속기에 있어서, 통상의 유성기어 k개를 중심축이 일치되도록 구성하고, 각 유성기어의 링기어들(14-1, 14-2,…,14-k)은 기계적으로 결합하고, 가장 뒷쪽에 배치한 유성기어를 제외한 유성기어의 케리어축(15-1,15-2,…,15-(k-1))은 인접한 선기어축(12-2,12-3,…,12-k)과 기계적으로 결합한 것을 특징으로 하는 자동변속기의 보조변속장치.