JP2000234655A

JP2000234655A - 自動変速装置

Info

Publication number: JP2000234655A
Application number: JP11038562A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Okubo; 正博大窪
Original assignee: Exedy Corp
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 1999-02-17
Filing date: 1999-02-17
Publication date: 2000-08-29

Abstract

(57)【要約】【課題】少ないクラッチ装置によって多段化を可能に
する。【解決手段】この装置は、トルクコンバータ本体と、
３つの遊星歯車列と、２つのクラッチ装置と、３つのブ
レーキ装置とを備えている。第１遊星歯車列２１の第１
リングギアＲ１がタービン１４に連結され、第１キャリ
アＣＡ１が第２遊星歯車列２２の第２リングギアＲ２に
連結されている。そして、第２キャリアＣＡ２が第３リ
ングギアＲ３に連結され、第３遊星歯車列２３の第３キ
ャリアＣＡ３が出力軸２５に連結されている。第１及び
第２クラッチ装置Ｃ１，Ｃ２は、トルクコンバータ本体
からの動力を第２及び第３遊星歯車列に伝達及び遮断す
る。第１及び第２ブレーキ装置Ｂ１，Ｂ２は第２及び第
３サンギアＳ２，Ｓ３及び第２キャリアＣＡ２の回転を
制動する。第３ブレーキ装置Ｂ３は、第１サンギアＳ３
の回転を制動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体継手部（トル
クコンバータ）と変速機（トランスミッション）とを組
み合わせた自動変速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動変速装置として、乗用車用と
しては前進３段又は４段が用いられ、トラックやバス等
の商用車用として前進３段〜６段のものが用いられてい
る。また、最近は、乗用車用として５段、商用車用とし
て６段の多段変速タイプの自動変速装置が求められてい
る。このような多段変速構造を得る場合、従来の３段又
は４段の装置に、クラッチ装置及びブレーキ装置によっ
て制御される１列の遊星歯車機構を有する２段変速式の
副変速機を付加することが知られている。

【０００３】一方、副変速機を用いずに多段化する方法
として、３列の遊星歯車機構を設けるとともに、この遊
星歯車機構を３個のクラッチ及び３個のブレーキにより
制御して５段又は６段を得るようにした変速装置が知ら
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】副変速機を用いて多段
化する前者の場合、２段×（３段又は４段）の変速段数
を得ることができるが、実際的には変速比が重複する部
分があり、理想的な変速比を得ることができない。ま
た、副変速機と主変速機の両方を変速しなければならな
い変速段があり、変速時のフィーリングが悪化するとい
う問題がある。このため、このような方式の変速装置で
は、前進４段の主変速機に副変速機を付加して前進５段
の自動変速装置を実現しているのが現状である。

【０００５】しかし、このような従来の装置では、４個
のクラッチと３個のブレーキとが必要となり、構造が複
雑になる。また、高速側の変速段の変速比をクロス化す
ることが困難である。すなわち、自動変速装置におい
て、変速時のエンジン回転数の変化を小さくして駆動力
の変化を小さくし、より滑らかな走りを実現するために
は、手動変速装置のように、特に高速側の変速段におい
てギア比がクロス化されていることが望ましい。しか
し、副変速機を用いた従来の装置では、高速側の変速段
の変速比がワイド化されてしまい、滑らかな走りの実現
が困難である。

【０００６】また、副変速機を用いずに多段化する後者
の場合、３個のクラッチ装置が必要になるが、クラッチ
装置はブレーキ装置と異なり回転するので、クラッチ装
置の作動油が遠心力を受け、作動油の遠心力による諸問
題を解消するための工夫が必要になる。また、クラッチ
装置の場合は、作動油の供給部に回転シールが必要とな
り、スペース、コストの面でブレーキ装置に比較して不
利になる。本発明の課題は、少ないクラッチ装置によっ
て多段化を可能にし、構造を簡単にすることにある。

【０００７】本発明の別の課題は、特に高速側の変速段
の変速比をクロス化することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る自動変速
装置は、エンジンからの動力を変速して出力軸に出力す
る装置であって、流体継手部と、第１遊星歯車列と、第
２遊星歯車列と、第３遊星歯車列と、第１クラッチ装置
及び第２クラッチ装置と、第１ブレーキ装置及び第２ブ
レーキ装置と、第３ブレーキ装置とを備えている。流体
継手部は、エンジンからの動力が入力されるインペラ
と、インペラに対向して配置されたタービンと、インペ
ラとタービンとの間に配置されたステータとを有してい
る。

【０００９】第１遊星歯車列は、第１リングギアと、第
１リングギアに噛み合う第１遊星ギアと、第１遊星ギア
を支持する第１キャリアと、第１遊星ギアに噛み合う第
１サンギアとからなる。第２遊星歯車列は、第２リング
ギアと、第２リングギアに噛み合う第２遊星ギアと、第
２遊星ギアを支持する第２キャリアと、第２遊星ギアに
噛み合う第２サンギアとからなる。

【００１０】第３遊星歯車列は、第２キャリアに連結さ
れた第３リングギアと、第３リングギアに噛み合う第３
遊星ギアと、第３遊星ギアを支持するとともに出力軸に
連結された第３キャリアと、第３遊星ギアに噛み合うと
ともに第２サンギアと同期して回転するように連結され
た第３サンギアとからなる。そして、第１遊星歯車列の
第１リングギア及び第１サンギアのいずれか一方がター
ビンに連結され、第１キャリア及び第１リングギアのい
ずれか一方が第２遊星歯車列の第２リングギアに連結さ
れている。

【００１１】また、第１クラッチ装置は流体継手部から
の動力を第２キャリア及び第３リングギアに伝達及び遮
断する。第２クラッチ装置は流体継手部からの動力を第
１キャリア及び第１リングギアのいずれか一方と第２リ
ングギアに伝達及び遮断する。第１ブレーキ装置は第２
サンギア及び第３サンギアの回転を制動する。第２ブレ
ーキ装置は第２キャリア及び第３リングギアの回転を制
動する。第３ブレーキ装置は第１遊星歯車列の第１リン
グギア、第１キャリア及び第１サンギアのうちのいずれ
かの回転を制動する。

【００１２】この装置では、流体継手部からの動力は、
第１遊星歯車列に直接入力され、ここで減速されてある
いはそのまま出力される。第１遊星歯車列の出力は第２
遊星歯車列に入力される。そして、この第２遊星歯車列
及び第３遊星歯車列で変速制御されて出力される。この
とき、締結要素である第１ブレーキ装置、第２ブレーキ
装置、第３ブレーキ装置、第１クラッチ装置及び第２ク
ラッチ装置のオン、オフを制御することによって、前進
５段、後進２段の変速を行うことができる。

【００１３】ここでは、主変速機に対して単純に副変速
機を追加するのではなく、第２及び第３遊星歯車列で構
成される変速機部分に対して、第１遊星歯車列で減速さ
れた動力あるいは直結の動力を入力するような構成とし
ているので、特に高速側の変速段の変速比をクロス化す
ることができ、手動変速装置のような滑らかな牽引特性
を実現できる。また、２つのクラッチ装置と３つのブレ
ーキ装置によって多段化を実現しているので、従来の３
又は４つのクラッチ装置と３つのブレーキ装置を用いた
この種の自動変速装置に比較して構造が簡単になる。

【００１４】請求項２に係る自動変速装置は、請求項１
の装置において、第２リングギアの回転を制動するため
の第４ブレーキ装置をさらに備えている。この場合は、
締結要素としての第４ブレーキ装置をさらに追加するこ
とによって前進６段の変速が可能になり、簡単な構成の
追加でさらなる多段化が実現できる。請求項３に係る自
動変速装置は、請求項１又は２の装置において、第１遊
星歯車装置においては、第１リングギア及び第１サンギ
アのうちの第１リングギアがタービンに連結されてお
り、第１キャリア及び第１リングギアのうちの第１キャ
リアが第２リングギアに連結されている。また、第３ブ
レーキ装置は第１サンギアの回転を制動するものであ
る。

【００１５】ここでは、タービンからの動力はそのまま
第１リングギアに伝達される。そして、第１サンギアの
回転を第１ブレーキ装置によって制御することにより変
速が可能となる。この場合は、小さな減速動力が第２サ
ンギアに出力される。その結果、クロス化された変速比
が得られ、特に高速側の変速フィーリングを良好にでき
る。請求項４に係る自動変速装置は、請求項１又は２の
装置において、第１遊星ギアは互いに噛み合う２つのピ
ニオンギアを含み、第１キャリアは２つのピニオンギア
を支持するものである。また、第１遊星歯車装置におい
ては、第１リングギア及び第１サンギアのうちの第１サ
ンギアがタービンに連結されており、第１キャリア及び
第１リングギアのうちの第１リングギアが第２リングギ
アに連結されている。さらに、第３ブレーキ装置は第１
キャリアの回転を制動するものである。

【００１６】ここでは、タービンからの動力は第１サン
ギアに伝達され、第１キャリアの回転を第３ブレーキ装
置によって制動することにより変速が可能となる。請求
項５に係る自動変速装置は、請求項１又は２の装置にお
いて、第１遊星歯車装置においては、第１リングギア及
び第１サンギアのうちの第１サンギアがタービンに連結
されており、第１キャリア及び第１リングギアのうちの
第１キャリアが前記第２リングギアに連結されている。
また、第３ブレーキ装置は第１リングギアの回転を制動
するものである。

【００１７】ここでは、タービンからの動力はそのまま
第１サンギアに伝達される。そして、第１リングギアの
回転を第３ブレーキ装置によって制動することにより変
速が可能となる。この場合は、大きな減速動力が第１キ
ャリアに出力される。その結果、低速側の変速比を大き
くすることが容易となり、特にオフロード用の車両に有
効な自動変速装置を実現できる。請求項６に係る自動変
速装置は、請求項１から５のいずれかの装置において、
第１クラッチ装置は流体継手部の出力部であるタービン
からの動力を第２キャリアに伝達及び遮断するためのも
のである。

【００１８】請求項７に係る自動変速装置は、請求項１
から５のいずれかの装置において、第１クラッチ装置
は、流体継手部の入力部からの動力を流体継手部を介さ
ずに第２キャリアに伝達及び遮断するためのものであ
り、エンジンからの動力をタービンに伝達及び遮断する
ためのロックアップクラッチ装置を兼ねている。ここで
は、締結要素の１つである第１クラッチ装置を、ロック
アップクラッチ装置としても機能させている。したがっ
て、ロックアップクラッチ装置のオン、オフ制御によっ
て、ロックアップと変速制御とが行われる。この場合
は、変速機部分のクラッチ装置が１個となり、小型かつ
低コストを実現できる。また、前進３速時からのロック
アップが可能となる。

【００１９】請求項８に係る自動変速装置は、請求項１
から５のいずれかの装置において、エンジンからの動力
をタービンに伝達及び遮断するためのロックアップクラ
ッチ装置をさらに備えている。そして、第１クラッチ装
置は、ロックアップクラッチ装置とは別に、流体継手部
の入力部からの動力を流体継手部を介さずに第２キャリ
アに伝達及び遮断するためのものである。ここでは、ロ
ックアップクラッチ装置によってロックアップ制御が行
われ、変速制御はロックアップクラッチ装置とは別に設
けられた第１クラッチ装置によって行われる。したがっ
て、ロックアップ制御と変速とを別々に行うことができ
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】［第１実施形態］本発明の第１実
施形態による自動変速装置の概略模式図を図１に示す。
なお、図１では、装置の中心軸より一方側のみを示して
いるが、他方側は一方側と軸対称に構成されている。こ
の自動変速装置は、エンジンから動力が入力される流体
継手部としてのトルクコンバータ２と、トルクコンバー
タ２の出力側に設けられた変速機３とを有している。こ
れらのトルクコンバータ２と変速機３とはハウジング４
内に収納されている。

【００２１】トルクコンバータ２は、トルクコンバータ
本体１０と、エンジンからの動力を直接出力側に伝達す
るためのロックアップクラッチ装置１１とを有してい
る。トルクコンバータ本体１０は、エンジンの出力部に
連結されるフロントカバー１２と、フロントカバー１２
に連結されるインペラ１３と、インペラ１３に軸方向に
対向するタービン１４と、それらの内周側部分の間に配
置されたステータ１５とを有している。なお、ステータ
１５は、ワンウェイクラッチ１６を介してハウジング４
に固定されている。

【００２２】変速機３は、第１、第２及び第３遊星歯車
列２１，２２，２３を有している。第１遊星歯車列２１
は、トルクコンバータ本体１０のタービン１４に連結さ
れた第１リングギアＲ１と、第１リングギアＲ１に噛み
合う第１遊星ギアＰ１と、第１遊星ギアＰ１を支持する
第１キャリアＣＡ１と、第１遊星ギアＰ１に噛み合う第
１サンギアＳ１とを有している。第２遊星歯車列２２
は、第１キャリアＣＡ１に連結された第２リングギアＲ
２と、第２リングギアＲ２に噛み合う第２遊星ギアＰ２
と、第２遊星ギアＰ２を支持する第２キャリアＣＡ２
と、第２遊星ギアＰ２に噛み合うと第２サンギアＳ２と
を有している。

【００２３】また、第３遊星歯車列２３は、第２キャリ
アＣＡ２に連結された第３リングギアＲ３と、第３リン
グギアＲ３に噛み合う第３遊星ギアＰ３と、第３遊星ギ
アＰ３を支持する第３キャリアＣＡ３と、第３遊星ギア
Ｐ３に噛み合うとともに第２サンギアＳ２と同期して回
転するように連結された第３サンギアＳ３とを有してい
る。そして、第３キャリアＣＡ３が出力軸２５に連結さ
れている。さらに変速機３は、締結要素としての第１及
び第２クラッチ装置Ｃ１，Ｃ２と、第１、第２及び第３
ブレーキ装置Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３とを有している。

【００２４】第１クラッチ装置Ｃ１は、タービン１４か
らの動力を第２キャリアＣＡ２及び第３リングギアに伝
達したりあるいは遮断するための装置である。第２クラ
ッチ装置Ｃ２は、タービン１４からの動力を第１キャリ
アＣＡ１及び第２リングギアＲ２に伝達したりあるいは
遮断するための装置である。第１ブレーキ装置Ｂ１は第
２サンギアＳ２及び第３サンギアＳ３の回転を制動する
ための装置であり、第２ブレーキ装置Ｂ２は第２キャリ
アＣＡ２の回転を制動するための装置であり、第３ブレ
ーキ装置Ｂ３は第１サンギアＳ１の回転を制動するため
の装置である。なお、第１サンギアＳ１には、入力回転
方向とは逆方向にロックするワンウェイクラッチＦが設
けられており、これにより、特に前進側の第１速と第２
速との間、及び後進側の第１速と第２速との間における
ショックを抑えて、スムーズな変速を可能にしている。

【００２５】各遊星歯車列２１，２２，２３は、サンギ
アとリングギアの歯数比（サンギア歯数／リングギア歯
数）ρ１，ρ２，ρ３が、図３に示すように、 ρ１＝（Ｓ１歯数／Ｒ１歯数）＝０．６ ρ２＝（Ｓ２歯数／Ｒ２歯数）＝０．５ ρ３＝（Ｓ３歯数／Ｒ２歯数）＝０．４となるように構成されている。

【００２６】次に図４及び図５を参照しながら動作につ
いて説明する。図４は各変速段における締結要素の制御
内容、変速比及び段間差を示しており、図５は速度線図
を示している。なお、図４及び図５では、後述する前進
６段の場合の実施形態（第２実施形態）についても併せ
て示している。図５の速度線図は、縦軸は回転数を示
し、横軸はパワートレインの各位置を示している。横軸
の位置は、各要素間の減速比によって決まるものであ
る。

【００２７】＜前進第１速＞ここでは、図４に示すよう
に、第１ブレーキ装置Ｂ１及び第３ブレーキ装置Ｂ３を
オン（制動）する。これにより、第１サンギアＳ１、第
２サンギアＳ２及び第３サンギアＳ３の回転が停止させ
られる。また、それ以外の締結要素、すなわち、第１及
び第２クラッチ装置Ｃ１，Ｃ２と第２ブレーキ装置Ｂ２
とをオフ（動力遮断、ブレーキ開放）する。このような
各締結要素の制御によって、第１キャリアＣＡ１（第１
遊星ギアＰ１；以下、各キャリアは遊星ギアとして表現
する）と、第２遊星ギアＰ２及び第３リングギアＲ２と
により動力が伝達される。

【００２８】この場合の変速比は、図４に示すように、（１＋ρ１）（１＋ρ２）（１＋ρ３）＝３．５８となる。また、この場合の入力回転数と出力回転数との
関係を、図５を参照して説明する。この第１速の状態で
は、図５に示すように、タービン１４の回転がそのまま
入力回転（回転数Ｎ１）として第１遊星歯車列２１の第
１リングギアＲ１に入力され、さらに第１遊星ギアＰ１
（第１キャリアＣＡ１）の回転が第２遊星歯車列２２に
入力される。このとき、前述のように第１サンギアＳ１
は第３ブレーキ装置Ｂ３によって回転が停止させられて
いるので、その回転数は「０」である。したがって、第
１遊星ギアＰ１の回転数は、第１リングギアＲ１の入力
回転数Ｎ１と第１サンギアＳ１の回転数Ｎ２（０）とを
結ぶ直線と第１遊星ギアＰ１の位置とが交差する点の回
転数Ｎ３となる。

【００２９】そして、この第１遊星ギアＰ１の回転（回
転数Ｎ３）が第２リングギアＲ２に入力され、第２遊星
歯車列２２及び第３遊星歯車列２３により変速され、出
力軸２５に出力される。具体的には、前述のように、第
３遊星歯車列２３の第３サンギアＳ３は、第１ブレーキ
装置Ｂ１によって回転が停止させられているので、回転
数は「０」である。そして、この第３サンギアＳ３の回
転数Ｎ４（０）と第１遊星ギアＰ１及び第２リングギア
Ｒ２の回転数Ｎ３とを結ぶ直線と、出力軸２５に連結さ
れている第３遊星ギアＰ３（第３キャリアＣＡ３）の位
置とが交差する点の回転数Ｎ５が出力回転数となる。

【００３０】＜前進第２速＞前進第２速の場合は、図４
に示すように、第２クラッチ装置Ｃ２及び第１ブレーキ
装置Ｂ１をオン（動力伝達、制動）する。これにより、
タービン１４からの動力は第２リングギアＲ２に直接伝
達されることとなり、また第２サンギアＳ２及び第３サ
ンギアＳ３の回転が停止させられる。それ以外の締結要
素、すなわち、第１クラッチ装置Ｃ１と第２及び第３ブ
レーキ装置Ｂ２，Ｂ３とをオフする。この状態では、第
２遊星ギアＰ２及び第３リングギアＲ３により動力が伝
達される。また、第１リングギアＲ１と第１遊星ギアＰ
１及び第１サンギアＳ１には力が伝わらない。

【００３１】この場合の変速比は、図４に示すように、（１＋ρ２）（１＋ρ３）＝２．１７となる。また、この場合の入力回転数と出力回転数との
関係を、図５を参照して説明する。この第２速の状態で
は、前記同様に、タービン１４の回転数Ｎ１はそのまま
第１リングギアＲ１に入力されるとともに、第２クラッ
チ装置Ｃ２がオンであるので、第１遊星ギアＰ１及び第
２リングギアＲ２にもタービン１４の回転数Ｎ１がその
まま入力される。すなわち、第２遊星歯車列２２の第２
リングギアＲ２に回転数Ｎ１がそのまま入力される。な
お、第１リングギアＲ１及び第１遊星ギアＰ１がともに
同回転数で回転するので、当然第１サンギアＳ１も同回
転数で回転する。このことは、第５図の「２ｎｄ」で示
す直線によって示されており、Ｒ１，Ｐ１，Ｓ１におけ
る回転数はすべて同じである。但し、第１遊星歯車列２
１は動力を伝達しない。

【００３２】したがって、タービン１４の回転がそのま
ま第２遊星歯車列２２に入力され、第２遊星歯車列２２
及び第３遊星歯車列２３で変速されて出力軸２５に出力
される。このとき、第２及び第３遊星歯車列２２，２３
の第２及び第３サンギアＳ２，Ｓ３は、第１ブレーキ装
置Ｂ１によって回転が停止させられているので、回転数
は「０」である。そして、この第２及び第３サンギアＳ
２，Ｓ３の回転数Ｎ４（０）と第２リングギアＲ２（第
１遊星ギアＰ１と等しい）の回転数Ｎ１とを結ぶ直線
と、出力軸２５に連結されている第３遊星ギアＰ３の位
置とが交差する点の回転数Ｎ６が出力回転数となる。

【００３３】＜前進第３速＞前進第３速の場合は、図４
に示すように、第１クラッチ装置Ｃ１及び第１ブレーキ
装置Ｂ１をオンする。これにより、タービン１４からの
動力は第２遊星ギアＰ２及び第３リングギアＲ３に直接
伝達されることとなり、第１リングギアＲ１と第２遊星
ギアＰ２には力が伝わらない。そして第２及び第３サン
ギアＳ２，Ｓ３の回転が停止させられる。また、第２ク
ラッチ装置Ｃ２と第２及び第３ブレーキ装置Ｂ２，Ｂ３
とをオフする。

【００３４】この場合の変速比は、図４に示すように、（１＋ρ３）＝１．４となる。また、この場合の入力回転数と出力回転数との
関係は、以下の通りである。この第３速の状態では、前
記同様に、タービン１４の回転数Ｎ１はそのまま第１リ
ングギアＲ１に入力されるとともに、第１クラッチ装置
Ｃ１がオンであるので、第２遊星ギアＰ２にもタービン
１４の回転数Ｎ１がそのまま入力される。但し、第１遊
星歯車列２１と第２遊星歯車列２２は動力を伝達しな
い。

【００３５】そして、図５に示すように、タービン１４
の回転が第３リングギアＲ３に入力され、変速されて出
力軸２５に出力される。このとき、第２及び第３遊星歯
車列２２，２３の第２及び第３サンギアＳ２，Ｓ３は、
第１ブレーキ装置Ｂ１によって回転が停止させられてい
るので、回転数は「０」である。そして、この第２及び
第３サンギアＳ２，Ｓ３の回転数Ｎ４（０）と第３リン
グギアＲ３の回転数Ｎ１とを結ぶ直線と、出力軸２５に
連結されている第３遊星ギアＰ３の位置とが交差する点
の回転数Ｎ７が出力回転数となる。また、第１サンギア
Ｓ１及び第１遊星ギアＰ１は、第２リングギアＲ２が増
速されるため、その分だけ増速される。

【００３６】＜前進第４速＞前進第４速の場合は、図４
に示すように、第１クラッチ装置Ｃ１及び第２クラッチ
装置Ｃ２の両クラッチ装置をオンする。これにより、タ
ービン１４からの動力は、第２遊星ギアＰ２，第３リン
グギアＲ３及び第２リングギアＲ２に直接伝達され、第
３遊星ギアＰ３から出力されることとなる。この場合、
第１遊星歯車列２１は動力を伝達しない。また、第１、
第２、第３ブレーキ装置Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３のすべてのブ
レーキ装置をオフする。

【００３７】このような各締結要素の制御によって、各
遊星歯車列２１，２２，２３はそれぞれ一体となって回
転し、減速は行われない。すなわち、この場合の変速比
は、図４に示すように、「１」となる。また、この場合
の入力回転数と出力回転数との関係は、図５の「４ｔ
ｈ」に示すように、どの位置においても一定で、入力回
転数がそのまま出力回転数となる。

【００３８】＜前進第５速＞前進第５速の場合は、図４
に示すように、第１クラッチ装置Ｃ１及び第３ブレーキ
装置Ｂ３をオンする。これにより、タービン１４からの
動力は、第１リングギアＲ１だけでなく、第２遊星ギア
Ｐ２及び第３リングギアＲ３に直接伝達されることとな
り、また第１サンギアＳ１の回転が停止させられる。ま
た、第２クラッチ装置Ｃ２と第１及び第２ブレーキ装置
Ｂ１，Ｂ２とをオフする。

【００３９】この場合の変速比は、図４に示すように、 ρ２（１＋ρ１）（１＋ρ３）／｛ρ２（１＋ρ３）＋
ρ１（ρ２＋ρ３＋ρ２ρ３）｝＝０．８３となる。また、この場合の入力回転数と出力回転数との
関係は以下の通りである。この第５速の状態では、前記
同様に、タービン１４の回転数Ｎ１はそのまま第１リン
グギアＲ１に入力されるとともに、第１クラッチ装置Ｃ
１がオンであるので、第２遊星ギアＰ２及び第３リング
ギアＲ３にもタービン１４の回転数Ｎ１がそのまま入力
される。この場合の第１遊星歯車列２１側の各部の回転
数は前進１速と同様である。

【００４０】そして、タービン１４の回転が第２遊星ギ
アＰ２に入力され、第２遊星歯車列２２により変速され
て出力軸２５に出力される。このとき、第１ブレーキ装
置Ｂ１及び第２ブレーキ装置Ｂ２がオフされており、し
かも第１サンギアＳ１の回転が第３ブレーキ装置Ｂ３に
より停止させられているので、図５に示すように、第１
遊星ギアＰ１と第２リングギアＲ２の回転数はＮ３とな
り、第２及び第３遊星歯車列２２，２３の第２及び第３
サンギアＳ２，Ｓ３の回転数は、回転数Ｎ３と回転数Ｎ
１とを結ぶ直線の延長線上に沿って回転数Ｎ８となる。
また、出力軸２５の回転は、前記延長線と出力軸２５に
連結されている第３遊星ギアＰ３の位置とが交差する点
の回転数Ｎ９が出力回転数となる。

【００４１】＜後進第１速＞この場合は、図４に示すよ
うに、第２ブレーキ装置Ｂ２及び第３ブレーキ装置Ｂ３
をオンする。これにより、第１サンギアＳ１及び第２遊
星ギアＰ２の回転が停止させられる。また、第１及び第
２クラッチ装置Ｃ１，Ｃ２と第１ブレーキ装置Ｂ１とを
オフする。この場合の変速比は、図４に示すように、 ρ２（１＋ρ１）（１＋ρ３）／ρ３＝３．１８となる。

【００４２】また、この場合の入力回転数と出力回転数
との関係は以下の通りである。前記同様に、タービン１
４の回転がそのまま入力回転（回転数Ｎ１）として第１
リングギアＲ１に入力され、また第１遊星歯車列２１に
おける各部の回転数は前進第１速の場合と同様である。
そして、第１遊星ギアＰ１の回転（回転数Ｎ３）が第２
リングギアＲ２に入力され、第２遊星歯車列２２により
逆転され、第３遊星歯車列２３により減速され、出力軸
２５に出力される。具体的には、第２遊星ギアＰ２が第
２ブレーキ装置Ｂ２によってその回転が停止させられて
いるので、回転数は「０」である。したがって、図５に
示すように、この第２遊星ギアＰ２の回転数Ｎ１０
（０）と第２リングギアＲ２の回転数Ｎ３とを結ぶ直線
の延長線と、出力軸２５に連結されている第３遊星ギア
Ｐ３の位置とが交差する点の回転数Ｎ１１が出力回転数
となる。

【００４３】＜後進第２速＞後進第２速の場合は、図４
に示すように、第２クラッチ装置Ｃ２及び第２ブレーキ
装置Ｂ２をオンする。これにより、タービン１４からの
動力は第２リングギアＲ２に直接伝達されることとな
り、また第２遊星ギアＰ２の回転が停止させられる。ま
た、第１クラッチ装置Ｃ１と第１及び第３ブレーキ装置
Ｂ１，Ｂ３とをオフする。

【００４４】この場合の変速比は、図４に示すように、 ρ２（１＋ρ３）／ρ３＝１．９３となる。また、この場合の入力回転数と出力回転数との
関係は以下の通りである。この後進第２速の状態では、
前記同様に、タービン１４の回転数Ｎ１はそのまま第１
リングギアＲ１に入力されるとともに、第２クラッチ装
置Ｃ２がオンであるので第２リングギアＲ２にもタービ
ン１４の回転数Ｎ１がそのまま入力される。すなわち、
第１遊星歯車列２１の各部における回転数は、前進第２
速の場合と同様である。但し第１遊星ギア列は動力を伝
達しない。

【００４５】したがって、タービン１４の回転がそのま
ま第２遊星歯車列２２の第２リングギアＲ２に入力さ
れ、第２遊星歯車列２２で逆転され、第３遊星歯車列２
３で減速されて出力軸２５に出力される。このとき、後
進第１速の場合と同様に、第２遊星ギアＰ２は第２ブレ
ーキ装置Ｂ２によって回転が制動されているので、回転
数は「０」である。したがって、図５に示すように、第
２遊星ギアＰ２の回転数Ｎ１０（０）と第２リングギア
Ｒ２の回転数Ｎ１とを結ぶ直線の延長線と、出力軸２５
に連結されている第３遊星ギアＰ３の位置とが交差する
点の回転数Ｎ１２が出力回転数となる。

【００４６】このような実施形態の自動変速装置では、
従来の装置に比較してクラッチ装置が１つ少なくなり、
小型化が可能になるとともに製造コストが安価になる。
また、特に高速側の段間差が小さくなって変速比のクロ
ス化が可能になり、変速フィーリングを向上できる。［第２実施形態］図２は本発明の第２実施形態による自
動変速装置の概略模式図を示している。なお、この図２
においても、図１と同様に、装置の中心軸より一方側の
みを示しているが、他方側は一方側と軸対称に構成され
ている。

【００４７】この変速装置は、変速機３０の構成のみが
第１実施形態の構成と異なっており、その他の構成は全
く同様である。すなわち、この第２実施形態における変
速機３０は、図１の変速機３の構成に加えて、第１遊星
ギアＰ１（第１キャリアＣＡ１）及び第２リングギアＲ
２の回転を制動するための第４ブレーキ装置Ｂ４が設け
られている。このような構成によって、前進６段、後進
２段の自動変速装置を実現している。

【００４８】前進側の第１速〜第５速及び後進側の各変
速段の変速比及び入力回転数と出力回転数との関係につ
いては、前記第１実施形態と同様である。＜前進第６速＞前進第６速の場合は、図４に示すよう
に、第１クラッチ装置Ｃ１及び第４ブレーキ装置Ｂ４を
オンする。これにより、タービン１４からの動力は第２
遊星ギアＰ２及び第３リングギアＲ３に直接伝達される
こととなり、また第１遊星ギアＰ１及び第２リングギア
Ｒ２の回転が停止させられる。また、第２クラッチ装置
Ｃ２と第１、第２及び第３ブレーキ装置Ｂ１，Ｂ２，Ｂ
３とをオフする。これにより、第１遊星歯車列２１には
力が伝達されない。

【００４９】この場合の変速比は、図４に示すように、 ρ２（１＋ρ３）／（ρ２＋ρ３＋ρ２ρ３）＝０．６
６となる。また、この場合の入力回転数と出力回転数との
関係は以下の通りである。この第６速の状態では、前記
同様に、タービン１４の回転数Ｎ１はそのまま第１リン
グギアＲ１に入力されるとともに、第１クラッチ装置Ｃ
１がオンであるので、第２遊星ギアＰ２及び第３リング
ギアＲ３にもタービン１４の回転数Ｎ１がそのまま入力
される。但し第１遊星ギア列２１は動力を伝達しない。

【００５０】そして、タービン１４の回転が第２遊星ギ
アＰ２及びに入力され、第２及び第３遊星歯車列２２，
２３により変速されて出力軸２５に出力される。このと
き、第４ブレーキ装置Ｂ４によって第１遊星ギアＰ１及
び第２リングギアＲ２の回転は停止させられており、回
転数は「０」（図５ではＮ１３）である。また、第２ブ
レーキ装置Ｂ２及び第３ブレーキ装置Ｂ３がオフされて
いるので、第２及び第３サンギアＳ２，Ｓ３の回転数
は、回転数Ｎ１３と第２遊星ギアＰ２及び第３リングギ
アＲ３の回転数Ｎ１とを結ぶ延長線に沿って増速され
る。そして、この延長線と出力軸２５に連結されている
第３遊星ギアＰ３の位置とが交差する点の回転数Ｎ１４
が出力回転数となる。

【００５１】このような実施形態では、１つのブレーキ
装置Ｂ４を追加するだけで前進６段の多段自動変速装置
を実現できる。［第１、第２実施形態をベースにした変形例］図６、図
７及び図８に、前述の第１実施形態及び第２実施形態に
おける第１遊星歯車列の変形例及び第１遊星歯車列と第
２及び第３遊星歯車列との連結部分の変形例を簡単に示
す。

【００５２】（１）図６に示す構成図６（ａ）に示す構成は、第１及び第２実施形態におけ
る第１遊星歯車列２１の部分のみを抽出して示してお
り、同図（ｂ）はその速度線図（図５の一部を示したも
の）である。また、同図（ｃ）は第１遊星歯車列２１に
対して第２及び第３遊星歯車列２２，２３の影響をなく
すようにした例である。すなわち、前記各実施形態にお
いては、第１遊星歯車列の第１遊星キャリアＣＡ１が第
２遊星歯車列２２の第２リングギアＲ２に連結されてい
る。このため、変速段によっては第１遊星歯車列２１が
出力側の影響を受け、第１サンギアＳ１が高回転になる
場合がある。

【００５３】そこで、図６（ｃ）に示す例では、第３ブ
レーキ装置Ｂ３を廃止して第１サンギアＳ１を常時固定
とし、第１遊星歯車列２１の第１キャリアＣＡ１と第２
遊星歯車列２２の第２リングギアＲ２との間に第３クラ
ッチ装置Ｃ３を設けている。なお、他の構成は前記実施
形態と同様である。ここでは、第３クラッチ装置Ｃ３を
オンすることによって、各変速段における速度を図５で
示した速度線図で表わされるように制御することができ
る。また、第１遊星歯車列２１と第２及び第３遊星歯車
列２２，２３との間で動力伝達を必要としない変速段に
おいて、第３クラッチ装置Ｃ３をオフする。この第３ク
ラッチ装置Ｃ３がオフの場合は、第１遊星歯車列２１と
第２及び第３遊星歯車列２２，２３との間の連結が遮断
される。したがって、第１サンギアＳ１，第１遊星ギア
Ｐ１及び第１リングギアＲ１の回転は、すべての変速段
で同一の特性（図６（ｂ））となる。すなわち、各構成
要素の回転数は常に入力回転数以下になる。

【００５４】（２）図７に示す構成図７（ａ）に示す構成は、第１及び第２実施形態におけ
る第１遊星歯車列２１の部分の変形例を示している。こ
の例では、第１遊星歯車列２１’の第１リングギアＲ１
が第２遊星歯車列２２の第２リングギアＲ２に連結され
ている。また、第１遊星ギアＰ１は、第１リングギアＲ
１に噛み合う第１ピニオンギアＰ１１と、第１ピニオン
ギアＰ１１に噛み合う第２ピニオンギア１２とから構成
されている。そして、各ピニオンギアＰ１１，Ｐ１２は
第１キャリアＣＡ１に支持されており、この第１キャリ
アＣＡ１が第３ブレーキ装置Ｂ３によって制動制御され
るようになっている。さらに、第１サンギアＳ１は、第
２ピニオンギアＰ１２に噛み合うとともにタービン１４
に連結されており、タービン１４からの動力が直接入力
されるようになっている。

【００５５】この場合は、各変速段における締結要素の
制御は前記各実施形態と同様に行われる。このときの、
第１遊星歯車列部分の速度線図を図７（ｂ）に示してい
る。ここでは、第１遊星歯車列２１’の入力回転数
「１」に対して、その出力回転数（第１リングギアＲ１
の回転数）は（１―ρ１）倍される。第２及び第３遊星
歯車列２２，２３における変速制御は前記各実施形態と
同様である。また、図７（ｃ）は、図６（ｃ）と同様
に、第１遊星歯車列２１’に対して第２及び第３遊星歯
車列２２，２３の影響をなくすようにした例である。こ
の図７（ｃ）に示す例では、第１キャリアＣＡ１を常時
固定とし、第１遊星歯車列２１’の第１リングギアＲ１
と第２遊星歯車列２２の第２リングギアＲ２との間に第
３クラッチ装置Ｃ３を設けている。なお、他の構成は前
記実施形態と同様である。

【００５６】ここでは、第３クラッチ装置Ｃ３をオンす
ることによって、各変速段における速度を図５及び図７
（ｂ）で示した速度線図で表わされるように制御するこ
とができる。また、第１遊星歯車列２１と第２及び第３
遊星歯車列２２，２３との間において動力伝達を必要と
しない変速段において第３クラッチ装置Ｃ３をオフす
る。これにより、第１サンギアＳ１，第１遊星ギアＰ１
及び第１リングギアＲ１の回転は、すべての変速段で同
一の特性（図７（ｂ））となり、各構成要素の回転数は
常に入力回転数以下になる。

【００５７】（３）図８に示す構成図８（ａ）に示す構成は、第１及び第２実施形態におけ
る第１遊星歯車列２１の部分の変形例を示している。こ
の例では、第１遊星歯車列２１’’の第１リングギアＲ
１が第３ブレーキ装置Ｂ３によって制動制御されるよう
になっている。また、第１遊星ギアＰ１は、第１リング
ギアＲ１に噛み合うとともに、第２遊星歯車列２２の第
２リングギアＲ２に連結されている。さらに、第１サン
ギアＳ１は、第１遊星ギアＰ１に噛み合うとともにター
ビン１４に連結されており、タービン１４からの動力が
直接入力されるようになっている。

【００５８】この場合は、各変速段における締結要素の
制御は前記各実施形態と同様に行われる。このときの、
第１遊星歯車列部分の速度線図を図８（ｂ）に示してい
る。ここでは、第１遊星歯車列２１’’の入力回転数
「１」に対して、その出力回転数（第１キャリアＣＡ１
の回転数）はρ１／（１＋ρ１）倍される。第２及び第
３遊星歯車列２２，２３における変速制御は前記各実施
形態と同様である。また、図８（ｃ）は、図６（ｃ）と
同様に、第１遊星歯車列２１’’に対して第２及び第３
遊星歯車列２２，２３の影響をなくすようにした例であ
る。この図８（ｃ）に示す例では、第１リングギアＲ１
を常時固定とし、第１遊星歯車列２１’の第１キャリア
ＣＡ１と第２遊星歯車列２２の第２リングギアＲ２との
間に第３クラッチ装置Ｃ３を設けている。なお、他の構
成は前記実施形態と同様である。

【００５９】ここでは、第３クラッチ装置Ｃ３をオンす
ることによって、各変速段における速度を図５及び図８
（ｂ）で示した速度線図で表わされるように制御するこ
とができる。また、第１遊星歯車列２１と第２及び第３
遊星歯車列２２，２３との間において動力伝達を必要と
しない変速段において第３クラッチ装置Ｃ３をオフす
る。これにより、第１サンギアＳ１，第１遊星ギアＰ１
及び第１リングギアＲ１の回転は、すべての変速段で同
一の特性（図８（ｂ））となり、各構成要素の回転数は
常に入力回転数以下になる。

【００６０】（４）なお、図６、図７及び図８に示す各
例に示す構成を、前記図２の構成に適用することができ
る。［第３実施形態］図９に本発明の第３実施形態を示す。
この第３実施形態は、基本的には図１に示す第１実施形
態と同様であり、第１クラッチ装置Ｃ１に関連する構成
のみが異なる。

【００６１】すなわち、この自動変速装置は、前記同様
に、トルクコンバータ２と変速機３とを有しており、こ
れらはハウジング４内に収納されている。トルクコンバ
ータ２は、トルクコンバータ本体１０と、エンジンから
の動力を直接出力側に伝達するためのロックアップクラ
ッチ装置１１とを有しており、このロックアップクラッ
チ装置１１が、前記第１実施形態における第１クラッチ
装置Ｃ１としても機能している。すなわち、前記実施形
態と同様にエンジンからの動力がそのまま第１遊星歯車
列２１の第１リングギアＲ１に入力されるとともに、ロ
ックアップクラッチ装置１１（第１クラッチ装置Ｃ１）
がオンされることによって、第２遊星歯車列２２の第２
遊星ギアＰ２と第３遊星歯車列２３の第３リングギアＲ
３に入力されるようになっている。

【００６２】その他の構成は第１実施形態と同様であ
る。この第３実施形態における動作及び変速比に関して
は、第１実施形態において示した図４及び図５と同様で
あるが、第１クラッチ装置Ｃ１をオンする変速段、すな
わち前進側の第３速、第４速及び第５速がエンジン側と
直結になり、トルクコンバータ本体は動力伝達に寄与し
ない。このような実施形態では、低速段のみしかトルク
コンバータを使用しない商用車等の重車両に有効に適用
できる。そして、クラッチ装置が２個のみであるばかり
か、そのうちの１つのクラッチ装置Ｃ１をトルクコンバ
ータ２の内部に設けているので、変速機３側のクラッチ
装置が１個となり、非常にコンパクトで簡素な構造とす
ることができる。

【００６３】なお、このような構成は、第１実施形態だ
けではなく、他の実施形態にも同様に適用できる。［第４実施形態］図１０に本発明の第４実施形態を示
す。この第４実施形態は、前記各実施形態のそれぞれに
対して適用可能なものであり、変速機３の内部に設けら
れていた第１クラッチ装置Ｃ１あるいはロックアップ装
置１１と兼用して設けられていた第１クラッチ装置Ｃ１
を、ロックアップクラッチ装置１１とは別に、トルクコ
ンバータ２内部に設けたものである。

【００６４】このような実施形態においても、前記同様
の作用効果を奏する。

【００６５】

【発明の効果】以上のように本発明では、少ないクラッ
チ装置によって多段化が可能になり、構造が簡単にな
る。また、高速側の変速段の変速比をクロス化すること
ができ、手動変速に近い牽引特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の概略構成図。

【図２】本発明の第２実施形態の概略構成図。

【図３】各遊星歯車列の歯数比を示す図。

【図４】第１及び第２実施形態の各変速段における締結
要素の制御内容及び変速比を示す図。

【図５】第１及び第２実施形態の速度線図。

【図６】第１及び第２実施形態の変形例を示す図。

【図７】第１及び第２実施形態の変形例を示す図。

【図８】第１及び第２実施形態の変形例を示す図。

【図９】第３実施形態の概略構成図。

【図１０】第４実施形態の概略構成図。

【符号の説明】

２トルクコンバータ３，３０，４０変速機１０トルクコンバータ本体１１ロックアップクラッチ装置１２フロントカバー２１第１遊星歯車列２２第２遊星歯車列２３第３遊星歯車列２５出力軸Ｓ１第１サンギアＰ１第１遊星ギアＣＡ１第１キャリアＲ１第１リングギアＳ２第２サンギアＰ２第２遊星ギアＣＡ２第２キャリアＲ２第２リングギアＳ３第３サンギアＰ３第３遊星ギアＲ３第３リングギアＣ１第１クラッチ装置Ｃ２第２クラッチ装置Ｃ３第３クラッチ装置Ｂ１第１ブレーキ装置Ｂ２第２ブレーキ装置Ｂ３第３ブレーキ装置Ｂ４第４ブレーキ装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンからの動力を変速して出力軸に出
力する自動変速装置であって、エンジンからの動力が入力されるインペラと、前記イン
ペラに対向して配置されたタービンと、前記インペラと
タービンとの間に配置されたステータとを有する流体継
手部と、第１リングギアと、前記第１リングギアに噛み合う第１
遊星ギアと、前記第１遊星ギアを支持する第１キャリア
と、前記第１遊星ギアに噛み合う第１サンギアとからな
る第１遊星歯車列と、第２リングギアと、前記第２リングギアに噛み合う第２
遊星ギアと、前記第２遊星ギアを支持する第２キャリア
と、前記第２遊星ギアに噛み合う第２サンギアとからな
る第２遊星歯車列と、前記第２キャリアに連結された第３リングギアと、前記
第３リングギアに噛み合う第３遊星ギアと、前記第３遊
星ギアを支持するとともに前記出力軸に連結された第３
キャリアと、前記第３遊星ギアに噛み合うとともに前記
第２サンギアと同期して回転するように連結された第３
サンギアとからなる第３遊星歯車列とを備え、前記第１遊星歯車列の第１リングギア及び第１サンギア
のいずれか一方が前記タービンに連結され、前記第１キ
ャリア及び第１リングギアのいずれか一方が前記第２遊
星歯車列の第２リングギアに連結されており、前記流体継手部からの動力を前記第２キャリア及び第３
リングギアに伝達及び遮断するための第１クラッチ装置
と、前記流体継手部からの動力を前記第１キャリア及び第１
リングギアのいずれか他方と第２リングギアに伝達及び
遮断するための第２クラッチ装置と、前記第２サンギア及び第３サンギアの回転を制動するた
めの第１ブレーキ装置と、前記第２キャリア及び第３リングギアの回転を制動する
ための第２ブレーキ装置と、前記第１遊星歯車列の第１リングギア、第１キャリア及
び第１サンギアのうちのいずれかの回転を制動するため
の第３ブレーキ装置とをさらに備えた、自動変速装置。
【請求項２】前記第２リングギアの回転を制動するため
の第４ブレーキ装置をさらに備えた請求項１に記載の自
動変速装置。
【請求項３】前記第１遊星歯車装置においては、前記第
１リングギア及び第１サンギアのうちの第１リングギア
が前記タービンに連結されており、前記第１キャリア及
び第１リングギアのうちの第１キャリアが前記第２リン
グギアに連結されており、前記第３ブレーキ装置は前記第１サンギアの回転を制動
するものである、請求項１又は２に記載の自動変速装
置。
【請求項４】前記第１遊星ギアは互いに噛み合う２つの
ピニオンギアを含み、前記第１キャリアは前記２つのピ
ニオンギアを支持するものであり、前記第１遊星歯車装置においては、前記第１リングギア
及び第１サンギアのうちの第１サンギアが前記タービン
に連結されており、前記第１キャリア及び第１リングギ
アのうちの第１リングギアが前記第２リングギアに連結
されており、前記第３ブレーキ装置は前記第１キャリアの回転を制動
するものである、請求項１又は２に記載の自動変速装
置。
【請求項５】前記第１遊星歯車装置においては、前記第
１リングギア及び第１サンギアのうちの第１サンギアが
前記タービンに連結されており、前記第１キャリア及び
第１リングギアのうちの第１キャリアが前記第２リング
ギアに連結されており、前記第３ブレーキ装置は前記第１リングギアの回転を制
動するものである、請求項１又は２に記載の自動変速装
置。
【請求項６】前記第１クラッチ装置は前記流体継手部の
出力部である前記タービンからの動力を前記第２キャリ
アに伝達及び遮断するためのものである、請求項１から
５のいずれかに記載の自動変速装置。
【請求項７】前記第１クラッチ装置は、前記流体継手部
の入力部からの動力を前記流体継手部を介さずに前記第
２キャリアに伝達及び遮断するためのものであり、エン
ジンからの動力を前記タービンに伝達及び遮断するため
のロックアップクラッチ装置を兼ねている、請求項１か
ら５のいずれかに記載の自動変速装置。
【請求項８】エンジンからの動力を前記タービンに伝達
及び遮断するためのロックアップクラッチ装置をさらに
備え、前記第１クラッチ装置は、前記ロックアップクラッチ装
置とは別に、前記流体継手部の入力部からの動力を前記
流体継手部を介さずに前記第２キャリアに伝達及び遮断
するためのものである、請求項１から５のいずれかに記
載の自動変速装置。