JP2001241519A

JP2001241519A - 自動変速機

Info

Publication number: JP2001241519A
Application number: JP2000358279A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Sakaguchi; 吉一坂口; Kazumasa Tsukamoto; 一雅塚本; Fumitomo Yokoyama; 文友横山
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1999-12-22
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2001-09-07

Abstract

(57)【要約】【課題】コンパクトで、適正なギヤ比ステップを有する
自動変速機の提供。【解決手段】プラネタリギヤユニット５、６は、サンギ
ヤＳ１と、サンギヤＳ１に噛合するピニオンＰＬと、ピ
ニオンＰＬと一体的に回転するように連結されるピニオ
ンＰＳと、ピニオンＰＳと噛合するピニオン１０と、ピ
ニオン１０と噛合するリングギヤＲ２を有し、ピニオン
ＰＳは、ピニオンＰＬよりも小径に形成される。外径の
小さなシンプルプラネタリギヤユニットにより構成する
ことが出来、自動変速機を小径小型化することが可能。
入力側サンギヤＳ１と、出力側リングギヤＲ２間で、ピ
ニオンＰＬとピニオンＰＳがそれ自体で減速ギヤ比を構
成し、変速機１の第１速、第２速、第３速のギヤ比をそ
の分低速側に拡大することが可能。各ギヤ段のギヤ比ス
テップを、過小となることなく適正な大きさに設定する
ことが可能。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラネタリギヤユ
ニットを有する自動変速機に係わり、特にコンパクト
で、自動変速機の全体のギヤ比を減速側に大きくとるこ
とが出来る、自動変速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】５段変速の自動変速機としては、シンプ
ルプラネタリギヤユニットとディユアルプラネタリギヤ
ユニットを連結したものや、シンプルプラネタリギヤユ
ニットを２個連結するシンプソンタイプのものなどがあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ディユアルプラネタリ
ギヤユニットを用いると、リングギヤとサンギヤとの間
に介在するピニオンギヤが２個存在するために，どうし
ても自動変速機が大径化、大型化する傾向がある。

【０００４】また、シンプルプラネタリギヤユニットを
２個連結するシンプソンタイプでは、全体のギヤ比幅が
大きくとれず、各ギヤ段間のギヤ比ステップが良好に取
れなくなる不都合が生じる。

【０００５】本発明は、上記した事情に鑑み、コンパク
トで、全体のギヤ比幅を大きくとることが出来る、自動
変速機を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、エン
ジンからの動力が伝達される入力部材（２）と、車輪へ
の動力を伝達する出力部材（１７、１９）とを有し、前
記入力部材からの回転を、プラネタリギヤユニット
（５、６）の異なる伝達経路を介して前記出力部材（１
７、１９）に出力する自動変速機（１）において、前記
プラネタリギヤユニット（５、６）は、前記入力部材の
回転が伝達される第１のサンギヤ（Ｓ１）と、第１のリ
ングギヤ（Ｒ１）と、該第１のサンギヤ及び第１のリン
グギヤに噛合する第１のピニオン（ＰＬ）と、該第１の
ピニオンと一体的に回転するように連結される第２のピ
ニオン（ＰＳ）と、前記第１のサンギヤ（Ｓ１）に対し
て相対回転自在な第２のサンギヤ（Ｓ２）と、該第２の
サンギヤ及び第２のピニオンと噛合する第３のピニオン
（１０）と、前記第１、第２及び第３のピニオンを支持
する第１のキャリア（ＣＲ１、ＣＲ２）と、前記第３の
ピニオンに噛合し、前記出力部材に連結される第２のリ
ングギヤ（Ｒ２）と、を有し、前記第２のピニオン（Ｐ
Ｓ）は、前記第１のピニオン（ＰＬ）よりも小径に形成
されていることを特徴として構成される。

【０００７】請求項２の発明は、エンジンからの動力が
伝達される入力部材（２）と、車輪への動力を伝達する
出力部材（１７、１９）とを有し、プラネタリギヤユニ
ット（５、６、１５）がそれぞれ設けられた主変速機構
（３）と副変速機構（１２）を有し、前記入力部材から
の回転を、前記プラネタリギヤユニットの異なる伝達経
路を介して前記出力部材に出力する自動変速機（１）に
おいて、前記主変速機構（３）のプラネタリギヤユニッ
ト（５、６）は、前記入力部材の回転が伝達される第１
のサンギヤ（Ｓ１）と、第１のリングギヤ（Ｒ１）と、
該第１のサンギヤ及び第１のリングギヤに噛合する第１
のピニオン（ＰＬ）と、該第１のピニオンと一体的に回
転するように連結される第２のピニオン（ＰＳ）と、前
記第１のサンギヤに対して相対回転自在な第２のサンギ
ヤ（Ｓ２）と、該第２のサンギヤ及び第２のピニオンと
噛合する第３のピニオン（１０）と、前記第１、第２及
び第３のピニオンを支持する第１のキャリア（ＣＲ１、
ＣＲ２）と、前記第３のピニオンと噛合し、副変速機構
（１２）に連結される第２のリングギヤ（Ｒ２）と、を
有し、前記第２のピニオン（ＰＳ）は、第１のピニオン
（ＰＬ）よりも小径に形成し、前記副変速機構（１２）
のプラネタリギヤユニット（１５）は、前記第２のリン
グギヤ（Ｒ２）の回転が伝達される第３のリングギヤ
（Ｒ３）と、該第３のリングギヤと噛合する第４のピニ
オン（１６）と、該第４のピニオンと噛合する第３のサ
ンギヤ（Ｓ３）と、前記第４のピニオンを支持し、前記
出力部材に連結された第２のキャリア（ＣＲ３）を有し
て構成される。

【０００８】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、前記入力部材の回転を、前記主変速機構の第１のサ
ンギヤ（Ｓ１）に伝達すると共に、前記第１のキャリア
（ＣＲ１、ＣＲ２）を係止し（主変速機構の１速）、前
記副変速機構の第３のサンギヤ（Ｓ３）を係止する（副
変速機構のアンダードライブ）ことにより第１の変速段
を達成し、前記入力部材の回転を、前記主変速機構の第
１のサンギヤ（Ｓ１）に伝達すると共に、第１のリング
ギヤ（Ｒ１）を係止し（主変速機構の２速）、前記副変
速機構の第３のサンギヤ（Ｓ３）を係止する（副変速機
構のアンダードライブ）ことにより第２の変速段を達成
し、前記入力部材の回転を、前記主変速機構の第１のサ
ンギヤに伝達すると共に、第１のリングギヤ（Ｒ１）を
係止し（主変速機構の２速）、前記副変速機構のプラネ
タリギヤユニットを一体に回転させ（副変速機構の直
結）て第３の変速段を達成し、前記主変速機構のプラネ
タリギヤユニット（５、６）を前記入力部材（２）と一
体に回転させる（主変速機構の直結）と共に、前記副変
速機構の第３のサンギヤ（Ｓ３）を係止する（副変速機
構のアンダードライブ）ことにより第４の変速段を達成
し、前記主変速機構のプラネタリギヤユニット（５、
６）を前記入力部材（２）と一体に回転させる（主変速
機構の直結）と共に、前記副変速機構のプラネタリギヤ
ユニット（１５）を一体に回転させ（副変速機構の直
結）て第５の変速段を達成して構成される。

【０００９】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、前記入力部材の回転を前記第２のサンギヤ（Ｓ２）
に伝達すると共に、前記第１のキャリア（ＣＲ１、ＣＲ
２）を係止し、前記副変速機構の前記第３のサンギヤ
（Ｓ３）を係止して後進段を達成して構成される。

【００１０】請求項５の発明は、請求項３の発明におい
て、前記主変速機構は、前記入力部材（２）と前記第１
のサンギヤ（Ｓ１）との間に介在する第１のクラッチ
（Ｃ１）と、前記前記入力部材（２）と前記第２のサン
ギヤ（Ｓ２）との間に介在する第２のクラッチ（Ｃ２）
と、前記第１のリングギヤ（Ｒ１）を係止し得る第１の
係止手段（Ｂ１、Ｆ１）と、前記第１のキャリア（ＣＲ
１、ＣＲ２）を係止しし得る第２の係止手段（Ｂ３、Ｆ
２）を有し、前記副変速機構は、前記第３のサンギヤを
係止しし得る第３の係止手段（Ｂ４、Ｆ３）と、前記第
３のサンギヤ（Ｓ３）と第２のキャリア（ＣＲ３）の間
に介在する第３のクラッチ（Ｃ３）を有して構成され
る。

【００１１】請求項６の発明は、前記入力部材の回転
を、第１のサンギヤ（Ｓ１）に伝達すると共に、前記第
１のキャリア（ＣＲ１、ＣＲ２）を係止することにより
第１の変速段を達成し、前記入力部材の回転を、第１のサンギヤ（Ｓ１）に伝達
すると共に、第１のリングギヤ（Ｒ１）を係止すること
により第２の変速段を達成し、前記入力部材の回転を、第１のサンギヤ（Ｓ１）に伝達
すると共に、第２のサンギヤ（Ｓ２）を係止して第３の
変速段を達成し、前記プラネタリギヤユニット（５、６）を前記入力部材
と一体に回転させることにより第４の変速段を達成し、
前記入力部材の回転を、第１のキャリア（ＣＲ１、ＣＲ
２）に伝達すると共に、第２のサンギヤ（Ｓ２）を係止
することにより第５の変速段を達成して構成される。

【００１２】請求項７の発明は、請求項６記載の発明に
おいて、前記入力部材の回転を、第１のキャリア（ＣＲ
１、ＣＲ２）に伝達すると共に、第１のリングギヤ（Ｒ
１）を係止することにより第６の変速段を達成して構成
される。

【００１３】請求項８の発明は、請求項６記載の発明に
おいて、前記入力部材の回転を前記第２のサンギヤ（Ｓ
２）に伝達すると共に、前記第１のキャリアを係止して
後進段を達成して構成される。

【００１４】請求項９の発明は、請求項７記載の発明に
おいて、前記入力部材と前記第１のサンギヤとの間に介
在する第１のクラッチと、前記前記入力部材と前記第２
のサンギヤとの間に介在するクラッチ手段（Ｃ２、Ｆ
０）と、前記入力部材と前記第１のキャリアとの間に介
在する第４のクラッチ（Ｃ３Ａ）と、前記第１のリング
ギヤを係止し得る第１の係止手段と、前記第１のキャリ
アを係止しし得る第２の係止手段と、前記第２のサンギ
ヤを係止し得る第４の係止手段（Ｂ４Ａ）とを有して構
成される。

【発明の効果】請求項１の発明によれば、使用するプラ
ネタリギヤユニットを外径の小さなシンプルプラネタリ
ギヤユニットにより構成することが出来、自動変速機を
小径小型化することが出来る。

【００１５】また、第１のピニオン（ＰＬ）と、該第１
のピニオンと一体的に回転するように連結される、第１
のピニオン（ＰＬ）よりも小径に形成された第２のピニ
オン（ＰＳ）が、入力部材（２）に接続される第１のサ
ンギヤ（Ｓ１）と、出力部材に連結される第２のリング
ギヤ（Ｒ２）間に介在することにより、第１のピニオン
（ＰＬ）と第２のピニオン（ＰＳ）がそれ自体で減速と
なるギヤ比を構成するので、自動変速機（１）の第１速
から第３速のギヤ比をそれだけ低速側に広げることが出
来、全体のギヤ比幅もそれだけ大きく取ることが出来
る。

【００１６】請求項２及び３の発明によれば、請求項１
の効果に加えて、第１速及び第２速のギヤ比が低速側に
拡大した主変速機構（３）と、副変速機構（１５）を組
み合わせることにより、自動変速機全体の各ギヤ段のギ
ヤ比ステップを、小さくなりすぎることなく適正な大き
さに設定することが出来るばかりか、均等なギヤ比の中
間変速段を得ることが出来、ワイドなギヤ比を有する多
段変速機を提供することが出来、またシフトフィーリン
グの向上にも寄与することが出来る。

【００１７】請求項４の発明によると、第２のサンギヤ
（Ｓ２）により、後進段を設定することが出来る。

【００１８】請求項５の発明によると、各クラッチ及び
ブレーキにより、確実に各段の変速を実行することが出
来る。

【００１９】請求項６及び７の発明によると、請求項１
の効果に加えて、第１速から第３速のギヤ比が低速側に
拡大することにより、自動変速機全体の各ギヤ段のギヤ
比ステップを、小さくなりすぎることなく適正な大きさ
に設定することが出来るばかりか、均等なギヤ比の中間
変速段を得ることが出来、ワイドなギヤ比を有する多段
変速機を提供することが出来、またシフトフィーリング
の向上にも寄与することが出来る。

【００２０】請求項８の発明によると、第２のサンギヤ
（Ｓ２）により、後進段を設定することが出来る。

【００２１】請求項９の発明によると、各クラッチ及び
ブレーキにより、確実に各段の変速を実行することが出
来る。

【００２２】なお、括弧内の番号等は、図面における対
応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は、自動変速機の一例を示す
スケルトン図、図２は図１の自動変速機における摩擦係
合要素の作動表である。自動変速機１は、図１に示すよ
うに、図示しないエンジンからの回転がトルクコンバー
タを介して入力される入力軸２を有しており、入力軸２
は、主変速機構３に接続されている。主変速機構３は基
本的には２つのシンプルプラネタリギヤユニット５及び
６を有しており、図中右方の第１のシンプルプラネタリ
ギヤユニット５は、第１のクラッチＣ１を介して入力軸
２と接続されている。

【００２４】第１のシンプルプラネタリギヤユニット５
は、第１のクラッチＣ１が接続される回転自在に支持さ
れた第１のサンギヤＳ１を有しており、第１のサンギヤ
Ｓ１には共通キャリアＣＲ１（ＣＲ２）に回転自在に支
持されたロングピニオン７の大径ギヤＰＬが噛合してい
る。大径ギヤＰＬの外側には、同様に回転自在に支持さ
れた第１のリングギヤＲ１が噛合しており、第１のリン
グギヤＲ１は、ギヤケース９に設けられた第１のブレー
キＢ１により直接係止し得ると共に、同様にギヤケース
９に設けられた第２のブレーキＢ２により第１のワンウ
ェイクラッチＦ１を介して係止し得るように設けられて
いる。

【００２５】共通キャリアＣＲ１（ＣＲ２）とギヤケー
ス９の間には、第２のワンウェイクラッチＦ２及び第３
のブレーキＢ３がそれぞれ設けられており、更にロング
ピニオン７の大径ギヤＰＬの図中左方には大径ギヤＰＬ
よりも小径で歯数の小さな小径ギヤＰＳが大径ギヤＰＬ
と一体的に共通の回転中心を持つ形で突出形成されてい
る。

【００２６】第１のシンプルプラネタリギヤユニット５
の図中左方には第２のシンプルプラネタリギヤユニット
６が配置されており、第２のシンプルプラネタリギヤユ
ニット６は、第２のクラッチＣ２を介して入力軸２と接
続されている。第２のシンプルプラネタリギヤユニット
６は、第２のクラッチＣ２が接続される、第１のサンギ
ヤＳ１とは別に設けられ、サンギヤＳ１に対して相対回
転自在に支持された第２のサンギヤＳ２を有しており、
第２のサンギヤＳ２には、第１のシンプルプラネタリギ
ヤユニット５の共通キャリアＣＲ１（ＣＲ２）に回転自
在に支持されたショートピニオン１０が噛合している。

【００２７】ショートピニオン１０には、第２のリング
ギヤＲ２が噛合しており、第２のリングギヤＲ２には、
主変速機構３の出力ギヤであるカウンタギヤ１１が接続
している。また、ショートピニオン１０には、第１のシ
ンプルプラネタリギヤユニット５のロングピニオン７を
構成する小径ギヤＰＳが噛合しており、小径ギヤＰＳ
は、ショートピニオン１０とのみ噛合している。

【００２８】また、カウンタギヤ１１は、副変速機構１
２の入力軸を構成するカウンタギヤ１２と噛合してお
り、カウンタギヤ１２は、副変速機構１２を構成する第
３のシンプルプラネタリギヤユニット１５の、第３のリ
ングギヤＲ３と接続している。リングギヤＲ３には、キ
ャリアＣＲ３に回転自在に支持されたピニオン１６が噛
合しており、ピニオン１６は第３のサンギヤＳ３と噛合
している。キャリアＣＲ３は出力軸１７に設けられた出
力ギヤ１９に接続され、出力ギヤ１９には、図示しない
ディファレンシャル装置が接続され、出力軸１７の回転
を車輪の装着された左右車軸に分配している。また、キ
ャリアＣＲ３は第３のクラッチＣ３を介して回転自在に
支持されたサンギヤＳ３に接続されており、更にサンギ
ヤＳ３は、ギヤケース９に対して第４のブレーキＢ４及
び第３のワンウェイクラッチＦ３を介して接続してい
る。

【００２９】自動変速機１などは以上のような構成を有
するので、変速動作に際しては、クラッチＣ１〜Ｃ３、
ブレーキＢ１〜Ｂ４、ワンウェイクラッチＦ１〜Ｆ３な
どの各摩擦係合要素は図２に示す作動表に示すように駆
動制御される。図３に示す、図１の自動変速機の速度線
図及び図４に示すキヤ比の計算式を示す図を参照しつつ
説明する。

【００３０】即ち、１速状態では、主変速機構３の第１
のクラッチＣ１が接続し、第２のワンウェイクラッチＦ
２が作動する。また、副変速機構１２の第４のブレーキ
Ｂ４が作動し、第３のワンウェイクラッチＦ３が作動す
る。この状態では、入力軸２の回転は第１のクラッチＣ
１を介して第１のシンプルプラネタリギヤユニット５の
サンギヤＳ１に入力され、第２のワンウェイクラッチＦ
２により停止状態に保持された共通キャリアＣＲ１（Ｃ
Ｒ２）のロングピニオン７から、第２のシンプルプラネ
タリギヤユニット６のショートピニオン１０を経由して
第２のリングギヤＲ２に、大幅に減速された形の、図３
における正回転ＲＶ１として伝達される。この際、ロン
グピニオン７からショートピニオン１０との間の回転
は、ロングピニオン７の大径ギヤＰＬと小径ギヤＰＳに
より、減速された形で伝達され、第２のリングギヤＲ２
の回転は、ロングピニオン７のギヤＰＬ及びＰＳが同一
の径（歯数）からなる場合よりも、より減速された形で
伝達される。

【００３１】なお、第２のリングギヤＲ２から、カウン
タギヤ１１、１３を介して副変速機構１２の第３のリン
グギヤＲ３に入力された回転は、停止状態に保持された
第３のサンギヤＳ３により、図３に示すように、第２の
キャリアＣＲ３から、リングギヤＲ３よりも更に減速さ
れた正回転ＲＶ２として出力ギヤ１７に取り出される。
即ち副変速機構１２は１速（アンダードライブ）状態で
あり、これにより、図示しない車輪は、１速で前進駆動
される。

【００３２】この際の、１速のギヤ比は、図４に示すよ
うに、（λ_３／λ_１・λ_２）・λｃ・（１＋λ_４） λ_１＝Ｚ_Ｓ１／Ｚ_Ｒ１、λ_２＝Ｚ_Ｓ２／Ｚ_Ｒ２、λ_３＝
Ｚ_ＰＬ／Ｚ_ＰＳ・Ｚ _Ｓ２／Ｚ_Ｒ１、 λ_４＝Ｚ_Ｓ３／Ｚ_Ｒ３、λｃ：カウンタギヤ１１、１３
のギヤ比、Ｚ_Ｓ１：サンギヤＳ１の歯数、Ｚ_Ｓ２：サンギヤＳ２の
歯数、Ｚ_Ｓ３：サンギヤＳ３の歯数、Ｚ_Ｒ１：リングギヤＲ１
の歯数、Ｚ_Ｒ２：リングギヤＲ２の歯数、Ｚ_Ｒ３リングギヤＲ３
の歯数、Ｚ_ＰＬ：ロングピニオン７の大径ギヤＰＬの歯数、Ｚ_ＰＳ：ロングピニオン７の小径ギヤＰＳの歯数、となる。上記した式の内、（λ_３／λ_１・λ_２）部分
が、主変速機構３に係わる変速比であるが、同一径（歯
数）のロングピニオンを用いた場合よりも、ロングピニ
オン７の小径ギヤＰＳと大径ギヤＰＬのキヤ比Ｚ_ＰＬ／
Ｚ_ＰＳ分だけ余分に減速される形となり、１速はそれだ
け大きなギヤ比となる。ちなみに、Ｚ_Ｓ１＝２１、Ｚ_Ｓ２＝２０、Ｚ_Ｓ３＝３３、Ｚ_Ｒ１＝
５３、Ｚ_Ｒ２＝５４、Ｚ_Ｒ３＝７３、Ｚ_ＰＬ＝１６、Ｚ
_ＰＳ＝１２を代入すると、 λ_１＝Ｚ_Ｓ１／Ｚ_Ｒ１＝２１／５３＝０．３９６、 λ_２＝Ｚ_Ｓ２／Ｚ_Ｒ２＝２０／５４＝０．３７０、 λ_３＝Ｚ_ＰＬ／Ｚ_ＰＳ・Ｚ_Ｓ２／Ｚ_Ｒ１＝１６／１２・
２０／５３＝０．５０３ λ_４＝Ｚ_Ｓ３／Ｚ_Ｒ３＝３３／７３＝０．４５２ λ_５＝０．８９３（設定値）となる。従って、１速のギヤ比は、図５に示すように、
４．４００となる。

【００３３】また、２速状態では、図２に示すように、
第１のクラッチＣ１に加えて、Ｂ１、Ｂ２ブレーキ及び
第１のワンウェイクラッチＦ１が作動し、第１のリング
ギヤＲ１が固定され、第２のワンウェイクラッチＦ２が
解除される。すると、サンギヤＳ１の回転は、固定状態
にあるリングギヤＲ１の周囲を共通キャリアＣＲ１（Ｃ
Ｒ２）が回転する形でショートピニオン１０からリング
ギヤＲ２に伝達され、図３に示す正回転ＲＶ３として副
変速機構１２へ出力される。この際、副変速機構１２
は、全体１速状態と同様に、１速（アンダードライブ）
状態を維持していることから、主変速機構３の２速と副
変速機構１２の１速で、全体２速となり、第２のリング
ギヤＲ２から、カウンタギヤ１１、１３を介して副変速
機構１２の第３のリングギヤＲ３に入力された回転は、
停止状態に保持された第３のサンギヤＳ３により、図３
に示すように、第２のキャリアＣＲ３から、リングギヤ
Ｒ３よりも更に減速された正回転ＲＶ４として出力ギヤ
１７に取り出される。

【００３４】この全体２速のギヤ比は、図４に示すよう
に、（１＋λ_１）／（λ_２＋λ_３）・λ_３／λ_１・λｃ・
（１＋λ_４）となる。この場合においても、主変速機構３では、ロン
グピニオン７を介して回転が伝達されることから、ロン
グピニオン７の小径ギヤＰＳと大径ギヤＰＬのキヤ比Ｚ
_ＰＬ／Ｚ_ＰＳ分だけ余分に減速される形となり、２速は
それだけ大きなギヤ比となる。同様の条件で２速のギヤ
比を計算すると、図５に示すように、２．６３３とな
る。

【００３５】３速状態では、１速（アンダードライブ）
状態の副変速機構１２が、第３のクラッチＣ３が係合さ
れ、第４のブレーキＢ４及び第３のワンウェイクラッチ
Ｆ３が解放されることから、２速の直結状態となり、主
変速機構３の２速と副変速機構１２の２速直結状態から
全体３速が得られる。その際のリングギヤＲ２の回転は
図３に示すように、正回転ＲＶ３であり、出力軸１７の
回転は、正回転ＲＶ５となる。

【００３６】この際の、全体３速のギヤ比は、図４に示
すように、（１＋λ_１）／（λ_２＋λ_３）・λ_３／λ_１・λｃ・１となる。同様の条件で３速のギヤ比を計算すると、図５
に示すように、１．８１４なる。

【００３７】４速状態では、主変速機構３の第１のクラ
ッチＣ１に加えて第２のクラッチＣ２が係合されると共
に、ブレーキＢ１、Ｂ２及び第１のワンウェイクラッチ
Ｆ１が解放され、更に副変速機構１２は第３のクラッチ
Ｃ３が解放されて、ブレーキＢ４とワンウェイクラッチ
Ｆ３が作動して１速（アンダードライブ）にダウンシフ
トされる。この状態では、主変速機構３は直結状態とな
り、副変速機構１２の１速（アンダードライブ）とによ
り、全体が４速となる。この際、第２のリングギヤＲ２
の出力は、図３の正回転ＲＶ６であり、１速（アンダー
ドライブ）状態の副変速機構１２によりキャリアＣＲ３
からは正回転ＲＶ７が出力される。

【００３８】この際の、全体４速のギヤ比は、図４に示
すように、１・λｃ・（１＋λ_４）となる。同様の条件で４速のギヤ比を計算すると、図５
に示すように、１．２９７となる。

【００３９】５速状態では、主変速機構３は４速同様に
直結状態となっており、副変速機構１２は再度、２速直
結状態となり、全体が５速となる。この際、第２のリン
グギヤＲ２の出力は、図３の正回転ＲＶ６であり、２速
直結状態の副変速機構１２によりキャリアＣＲ３から正
回転ＲＶ８が出力軸１７へ出力される。

【００４０】この際の、全体５速のギヤ比は、図４に示
すように、１・λｃ・１となる。同様の条件で４速のギ
ヤ比を計算すると、図５に示すように、０．８９３とな
る。

【００４１】後進状態では、図２に示すように、主変速
機構３は第２のクラッチＣ２が係合されると共に、第３
のブレーキＢ３が係合し、副変速機構１２は第４のブレ
ーキＢ４が係合し、１速（アンダードライブ）状態とな
る。この状態では、入力軸２の回転は第２のクラッチＣ
２を介して第２のシンプルプラネタリギヤユニット６の
サンギヤＳ２に伝達され、ブレーキＢ３により共通キャ
リアＣＲ１（ＣＲ２）は停止状態に保持されるので、図
３に示すように、第２のリングギヤＲ２からは逆回転Ｒ
Ｖ９が取り出され、更に、１速状態の副変速機構１２に
よりキャリアＣＲ３を介して逆回転ＲＶ１０が取り出さ
れる。

【００４２】後進状態のギヤ比は、図４に示すように、１／λ_２・λｃ・（１＋λ_４）となる。同様の条件で後進状態のギヤ比を計算すると、
図５に示すように、３．５０４となる。

【００４３】図５に示すように、１速から５速のギヤ比
ステップは、１速と２速の間が、１．６７、２速と３速
の間が、１．４５、３速と４速の間が、１．４０、４速
と５速の間が、１．４５となり、各ギヤ段間のギヤ比ス
テップは略均等なものとなっている。また、トータルギ
ヤ比幅も主変速機構３側で３．４２８、変速機全体で
４．９２７となり、全体として大きなギヤ比幅を確保す
ることが出来る。

【００４４】また、上述の実施例は、各ギヤ比の計算式
において、主変速機構の２つのプラネタリギヤユニット
５、６の歯のモジュールが同じものとして、各ギヤの歯
数を用いて各変速段のギヤ比を計算したが、歯のモジュ
ールが異なる場合には、歯数を歯径に変換して各変速段
のギヤ比を計算すればよい。その場合にも、第２のピニ
オンが第１のピニオンよりも小径であることによって、
大（減速）側のギヤ比が大きくできる。

【００４５】更に、本発明は、上述の実施例で述べたよ
うな、主変速機構と副変速機構との組み合わせによる多
段自動変速機に適用するほかに、主変速機構を単独で用
いた、従って、副変速機構を有さない自動変速機に適用
することも当然可能である。

【００４６】また、本発明の別の実施例を、図６乃至図
１０に示す。図６は、本発明の別の実施例である自動変
速機の一例を示すスケルトン図、図７は図６の自動変速
機における摩擦係合要素の作動表、図８は、図６の自動
変速機の速度線図、図９は、図１の自動変速機における
ギヤ比の計算式を示す図、図１０は、図６の自動変速機
における具体的なギヤ比を示す図である。

【００４７】図６に示す自動変速機２０で、図１で示し
た部分と同一の部分は、同一の符号を付して当該部分の
説明を省略する。図６の自動変速機２０は、図１の自動
変速機１と基本的なギヤ構成は同一であるが、図１の自
動変速機１と大きく異なる部分は、図６の自動変速機２
０が、シンプルプラネタリギヤユニット５、６が２個連
結された変速機構のみから構成されており、図１の副変
速機構１２が無いことである。また、入力軸２は、第４
のクラッチＣ３Ａを介して第１のキャリアである共通キ
ャリアＣＲ１（ＣＲ２）にも接続されており、第２のサ
ンギヤＳ２と入力部材である入力軸２との間に、ワンウ
エィクラッチＦ０が設けられ、更に第２のクラッチＣ２
の外周部に、第４の係止手段であるバンドブレーキＢ４
Ａが配置され、サンギヤＳ２の回転を係止し得る点が相
違する。また、出力ギヤ１９は、第２のリングギヤＲ２
に接続されている。

【００４８】自動変速機２０などは以上のような構成を
有するので、変速動作に際しては、クラッチＣ１、Ｃ
２、Ｃ３Ａ、ブレーキＢ１、Ｂ３、Ｂ４Ａ、ワンウェイ
クラッチＦ０、Ｆ２などの各摩擦係合要素は図７示す作
動表に示すように駆動制御される。図８示す、図６の自
動変速機の速度線図及び図９示すギヤ比の計算式を示す
図を参照しつつ説明する。

【００４９】即ち、１速状態では、第１のクラッチＣ１
が接続し、第２の係止手段である第２のワンウェイクラ
ッチＦ２が作動する。この状態では、入力軸２の回転は
第１のクラッチＣ１を介して第１のシンプルプラネタリ
ギヤユニット５のサンギヤＳ１に入力され、ワンウェイ
クラッチＦ２により停止状態に保持された、第１のキャ
リアである共通キャリアＣＲ１（ＣＲ２）のロングピニ
オン７から、第２のシンプルプラネタリギヤユニット６
のショートピニオン１０を経由して第２のリングギヤＲ
２に、大幅に減速された形の、図８おける正回転ＲＶ１
として伝達される。この際、ロングピニオン７からショ
ートピニオン１０との間の回転は、ロングピニオン７の
大径ギヤＰＬと小径ギヤＰＳにより、減速された形で伝
達され、第２のリングギヤＲ２の回転は、ロングピニオ
ン７のギヤＰＬ及びＰＳが同一の径（歯数）からなる場
合よりも、より減速された形で出力ギヤ１９に伝達され
る。これにより、図示しない車輪は、１速で前進駆動さ
れる。

【００５０】この際の、１速のギヤ比は、図９示すよう
に、 λ_３／λ_１・λ_２ λ_１＝Ｚ_Ｓ１／Ｚ_Ｒ１、λ_２＝Ｚ_Ｓ２／Ｚ_Ｒ２、λ_３＝
Ｚ_ＰＬ／Ｚ_ＰＳ・Ｚ _Ｓ２／Ｚ_Ｒ１、Ｚ_Ｓ１：サンギヤＳ１の歯数、Ｚ_Ｓ２：サンギヤＳ２の
歯数、Ｚ_Ｒ１：リングギヤＲ１の歯数、Ｚ_Ｒ２：リングギヤＲ２の歯数、Ｚ_ＰＬ：ロングピニオン７の大径ギヤＰＬの歯数、Ｚ_ＰＳ：ロングピニオン７の小径ギヤＰＳの歯数、となる。このギヤ比からも分かるように、同一径（歯
数）のロングピニオンを用いた場合よりも、ロングピニ
オン７の小径ギヤＰＳと大径ギヤＰＬのギヤ比Ｚ_ＰＬ／
Ｚ_Ｐ _Ｓ分だけ余分に減速される形となり、１速はそれだ
け大きなギヤ比となる。ちなみに、Ｚ_Ｓ１＝３９、Ｚ_Ｓ２＝３３、Ｚ_Ｒ１＝９１、Ｚ_Ｒ２＝
９４、Ｚ_ＰＬ＝２６、Ｚ_ＰＳ＝２２を代入すると、１速のギヤ比は、図１０に示すように、
２．８４８となる。

【００５１】また、２速状態では、図７に示すように、
第１のクラッチＣ１に加えて、ブレーキＢ１が作動し、
第１のリングギヤＲ１が固定され、第２のワンウェイク
ラッチＦ２が解除される。すると、サンギヤＳ１の回転
は、固定状態にあるリングギヤＲ１の周囲を共通キャリ
アＣＲ１（ＣＲ２）が回転する形でショートピニオン１
０からリングギヤＲ２に伝達され、図８に示す正回転Ｒ
Ｖ２として出力部材である出力ギヤ１９へ出力され、２
速となる。

【００５２】この２速のギヤ比は、図９に示すように、｛（１＋λ_１）／（λ_２＋λ_３）｝・λ_３／λ_１となる。この場合においても、ロングピニオン７を介し
て回転が伝達されることから、ロングピニオン７の小径
ギヤＰＳと大径ギヤＰＬのキヤ比Ｚ_ＰＬ／Ｚ_ＰＳ分だけ
余分に減速される形となり、２速はそれだけ大きなギヤ
比となる。同様の条件で２速のギヤ比を計算すると、図
１０に示すように、１．８３２となる。

【００５３】３速では、ブレーキＢ１が解放されると共
に、第４の係止手段であるブレーキＢ４Ａが係合され、
２速で逆転状態であったサンギヤＳ２は、ブレーキＢ４
Ａによりその回転を係止される。すると、図８の速度線
図からも明らかなように、リングギヤＲ２から、２速よ
りも増速された正回転ＲＶ３が出力ギヤ１９に出力され
る。

【００５４】この３速のギヤ比は、図９に示すように、（λ_１＋λ_３）／（１＋λ_２）・λ_１となる。同様の条件で３速のギヤ比を計算すると、図１
０に示すように、１．４８０となる。

【００５５】４速状態では、第１のクラッチＣ１に加え
て第４のクラッチであるクラッチＣ３Ａが係合されると
共に、ブレーキＢ４Ａが解放され、更にワンウェイクラ
ッチＦ０が係合される。この状態では、入力軸回転は、
サンギヤＳ１、Ｓ２に入力され、自動変速機２０は直結
状態となる。この際、リングギヤＲ２の出力は、図８の
正回転ＲＶ４であり、出力ギヤ１９からは正回転ＲＶ４
が出力される。この際の、全体４速のギヤ比は、図１０
に示すように、１．０００となる。

【００５６】５速状態では、クラッチＣ１が解放される
と共に、ワンウェイクラッチＦ０の係合も解除され、更
にクラッチＣ３Ａ及びブレーキＢ４Ａが係合する。この
状態では、入力軸回転は共通キャリアＣＲ１（ＣＲ２）
に入力されると共に、ブレーキＢ４ＡによりサンギヤＳ
２が係止され、入力軸回転は、図８に示すように、共通
キャリアＣＲ１（ＣＲ２）からロングピニオン７の小径
ギヤＰＳ、ショートピニオン１０を介してリングギヤＲ
２に正回転ＲＶ５として出力される。

【００５７】この際の、５速のギヤ比は、図９に示すよ
うに、１／１＋λ_２となる。同様の条件で５速のギヤ比を計算すると、図１
０に示すように、０．７４０となる。

【００５８】ここで、ワンウェイクラッチＦ０の作動に
ついて説明する。４速と５速の間の変速は、クラッチＣ
１とブレーキＢ４Ａの掴み換え変速により達成するが、
このワンウェイクラッチＦ０により、クラッチＣ１とブ
レーキＢ４Ａの掴み換え変速の制御が容易に行うことが
できるようになる。

【００５９】即ち、ワンウェイクラッチＦ０は、入力軸
２とサンギヤＳ２との間に設けられ、サンギヤＳ２が入
力軸２の回転数よりも早い回転数で回転することは許容
せず（ワンウェイクラッチＦ０が係合）、サンギヤＳ２
が入力軸２の回転数より逆回転を含む遅い回転数で回転
することは許容する（ワンウェイクラッチＦ０が解放）
ものである。

【００６０】まず、４速から５速への変速について説明
すると、４速時にはクラッチＣ１とクラッチＣ３Ａが係
合することにより、２つのプラネタリギヤセット５，６
は直結状態にあり、入力軸２とサンギヤＳ２も一体で回
転しているので、見かけ上、ワンウェイクラッチＦ０は
係合しているが、トルク伝達は行われていない。この状
態から５速へ変速を行うために、まず、クラッチＣ１の
トルクを低下させていくが、クラッチＣ１の伝達トルク
容量が低下し、クラッチＣ１がスリップしようとする。
この場合、サンギヤＳ１は入力軸２の回転数よりも低下
しようとするが、それに連動してサンギヤＳ２が入力軸
２の回転数よりも早く回転しようとするので、ワンウェ
イクラッチＦ０が係合し、４速状態が維持される。そし
て、ブレーキＢ４Ａを係合すると、サンギヤＳ２が停止
させられて５速が達成される。従って、クラッチＣ１が
解放してからブレーキＢ４Ａが係合したとしても、エン
ジン吹きが生じることなく、スムーズに４速から５速の
変速を行うことができるので、変速制御を容易に行うこ
とができる。

【００６１】また、５速から４速への変速時は、ブレー
キＢ４Ａを解放すると、ワンウェイクラッチＦ０が係合
し４速が達成できるので、この場合も、ブレーキＢ４Ａ
を解放した後にクラッチＣ１を係合したとしても、エン
ジン吹きが生じることなく、スムーズに５速から４速の
変速を行うことが出来るので、変速制御を容易に行うこ
とができる。

【００６２】６速状態では、クラッチＣ３Ａの係合に加
えて、ブレーキＢ４Ａが解放されると共に、ブレーキＢ
１が係合される。この状態では、入力軸回転はキャリア
ＣＲ３に入力されると共に、ブレーキＢ１によりリング
ギヤＲ１が係止され、入力軸回転は、図８に示すよう
に、共通キャリアＣＲ１（ＣＲ２）からロングピニオン
７の小径ギヤＰＳ、ショートピニオン１０を介してリン
グギヤＲ２に正回転ＲＶ６として出力される。

【００６３】この際の、６速のギヤ比は、図９に示すよ
うに、 λ_３／λ_２＋λ_３となる。同様の条件で６速のギヤ比を計算すると、図１
０に示すように、０．５５０となる。

【００６４】後進状態では、図７に示すように、クラッ
チＣ２が係合されると共に、ブレーキＢ３が係合する。
この状態では、入力軸２の回転はクラッチＣ２を介して
第２のシンプルプラネタリギヤユニット６のサンギヤＳ
２に伝達され、ブレーキＢ３により共通キャリアＣＲ１
（ＣＲ２）は停止状態に保持されるので、図８に示すよ
うに、リングギヤＲ２からは逆回転ＲＶ９が取り出され
る。

【００６５】後進状態のギヤ比は、図９に示すように、１／λ_２となる。同様の条件で後進状態のギヤ比を計算すると、
図１０に示すように、２．８４８となる。

【００６６】図１０に示すように、１速から５速のギヤ
比ステップは、１速と２速の間が、１．５５、２速と３
速の間が、１．２４、３速と４速の間が、１．４８、４
速と５速の間が、１．３５、５速と６速の間が、１．３
５となり、各ギヤ段間のギヤ比ステップは略均等なもの
となっている。また、トータルギヤ比幅も５．１８（５
速では、３．８５）となり、全体として大きなギヤ比幅
を確保することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動変速機の一例を示すスケルトン図。

【図２】図１の自動変速機における摩擦係合要素の作動
表。

【図３】図１の自動変速機の速度線図

【図４】図１の自動変速機におけるギヤ比の計算式を示
す図。

【図５】図１の自動変速機における具体的なギヤ比を示
す図。

【図６】図６は、本発明の別の実施例である自動変速機
の一例を示すスケルトン図。

【図７】図７は図６の自動変速機における摩擦係合要素
の作動表。

【図８】図８は、図６の自動変速機の速度線図。

【図９】図９は、図１の自動変速機におけるギヤ比の計
算式を示す図。

【図１０】図１０は、図６の自動変速機における具体的
なギヤ比を示す図である。

【符号の説明】

１……自動変速機２……入力部材（入力軸）３……主変速機構５、６、１５……プラネタリギヤユニット１２……副変速機構Ｂ１……第１の係止手段（第１のブレーキ）Ｂ３……第２の係止手段（第３のブレーキ）Ｂ４……第３の係止手段（第４のブレーキ）Ｂ４Ａ……第４の係止手段（ブレーキ）Ｃ１……第１のクラッチＣ２……第２のクラッチ、クラッチ手段Ｃ３……第３のクラッチＣ３Ａ……第４のクラッチＦ０……クラッチ手段（ワンウェイクラッチ）Ｆ１……第１の係止手段（第１のワンウェイクラッチ）Ｆ２……第２の係止手段（第２のワンウェイクラッチ）Ｆ３……第３の係止手段（第３のワンウェイクラッチ）Ｒ１……第１のリングギヤＲ２……第２のリングギヤＲ３……第３のリングギヤＳ１……第１のサンギヤＳ２……第２のサンギヤＳ３……第３のサンギヤＣＲ１……第１のキャリアＣＲ３……第２のキャリアＰＬ……第１のピニオンＰＳ……第２のピニオン１０……第３のピニオン（ショートピニオン）

フロントページの続き (72)発明者塚本一雅愛知県安城市藤井町高根10番地アイシン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者横山文友愛知県渥美郡田原町緑が浜２号２番アイシン・エィ・ダブリュ精密株式会社内Ｆターム(参考） 3J028 EA25 EB07 EB13 EB25 EB31 EB37 EB62 EB66 FA06 FB05 FC13 FC16 FC20 FC25 FC32 FC42 FC63 GA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンからの動力が伝達される入力部
材と、車輪への動力を伝達する出力部材とを有し、前記入力部材からの回転を、プラネタリギヤユニットの
異なる伝達経路を介して前記出力部材に出力する自動変
速機において、前記プラネタリギヤユニットは、前記入力部材の回転が
伝達される第１のサンギヤと、第１のリングギヤと、該
第１のサンギヤ及び第１のリングギヤに噛合する第１の
ピニオンと、該第１のピニオンと一体的に回転するよう
に連結される第２のピニオンと、第１のサンギヤに対し
て相対回転自在な第２のサンギヤと、該第２のサンギヤ
及び第２のピニオンと噛合する第３のピニオンと、前記
第１、第２及び第３のピニオンを支持する第１のキャリ
アと、前記第３のピニオンに噛合し、前記出力部材に連
結される第２のリングギヤと、を有し、前記第２のピニ
オンは、前記第１のピニオンよりも小径に形成されてい
ることを特徴とする、自動変速機。
【請求項２】エンジンからの動力が伝達される入力部
材と、車輪への動力を伝達する出力部材とを有し、プラネタリギヤユニットがそれぞれ設けられた主変速機
構と副変速機構を有し、前記入力部材からの回転を、前
記プラネタリギヤユニットの異なる伝達経路を介して前
記出力部材に出力する自動変速機において、前記主変速機構のプラネタリギヤユニットは、前記入力
部材の回転が伝達される第１のサンギヤと、第１のリン
グギヤと、該第１のサンギヤ及び第１のリングギヤに噛
合する第１のピニオンと、該第１のピニオンと一体的に
回転するように連結される第２のピニオンと、前記第１
のサンギヤに対して相対回転自在な第２のサンギヤと、
該第２のサンギヤ及び第２のピニオンと噛合する第３の
ピニオンと、前記第１、第２及び第３のピニオンを支持
する第１のキャリアと、前記第３のピニオンと噛合し、
副変速機構に連結される第２のリングギヤと、を有し、前記第２のピニオンは、第１のピニオンよりも小径に形
成し、前記副変速機構のプラネタリギヤユニットは、前
記第２のリングギヤの回転が伝達される第３のリングギ
ヤと、該第３のリングギヤと噛合する第４のピニオン
と、該第４のピニオンと噛合する第３のサンギヤと、前
記第４のピニオンを支持し、前記出力部材に連結された
第２のキャリアを有して構成される、自動変速機。
【請求項３】前記入力部材の回転を、前記主変速機構
の第１のサンギヤに伝達すると共に、前記第１のキャリ
アを係止し、前記副変速機構の第３のサンギヤを係止す
ることにより第１の変速段を達成し、前記入力部材の回転を、前記主変速機構の第１のサンギ
ヤに伝達すると共に、第１のリングギヤを係止し、前記
副変速機構の第３のサンギヤを係止することにより第２
の変速段を達成し、前記入力部材の回転を、前記主変速機構の第１のサンギ
ヤに伝達すると共に、第１のリングギヤを係止し、前記
副変速機構のプラネタリギヤユニットを一体に回転させ
て第３の変速段を達成し、前記主変速機構のプラネタリギヤユニットを前記入力部
材と一体に回転させると共に、前記副変速機構の第３の
サンギヤを係止することにより第４の変速段を達成し、
前記主変速機構のプラネタリギヤユニットを前記入力部
材と一体に回転させると共に、前記副変速機構のプラネ
タリギヤユニットを一体に回転させて第５の変速段を達
成してなる、請求項２記載の自動変速機
【請求項４】前記入力部材の回転を前記第２のサンギ
ヤに伝達すると共に、前記第１のキャリアを係止し、前
記副変速機構の前記第３のサンギヤを係止して後進段を
達成してなる、請求項３記載の自動変速機。
【請求項５】前記主変速機構は、前記入力部材と前記
第１のサンギヤとの間に介在する第１のクラッチと、前
記前記入力部材と前記第２のサンギヤとの間に介在する
第２のクラッチと、前記第１のリングギヤを係止し得る
第１の係止手段と、前記第１のキャリアを係止しし得る
第２の係止手段を有し、前記副変速機構は、前記第３の
サンギヤを係止しし得る第３の係止手段と、前記第３の
サンギヤと第２のキャリアの間に介在する第３のクラッ
チを有してなる、請求項３記載の自動変速機。
【請求項６】前記入力部材の回転を、第１のサンギヤ
に伝達すると共に、前記第１のキャリアを係止すること
により第１の変速段を達成し、前記入力部材の回転を、
第１のサンギヤに伝達すると共に、第１のリングギヤを
係止することにより第２の変速段を達成し、前記入力部材の回転を、第１のサンギヤに伝達すると共
に、第２のサンギヤを係止して第３の変速段を達成し、前記プラネタリギヤユニットを前記入力部材と一体に回
転させることにより第４の変速段を達成し、前記入力部
材の回転を、第１のキャリアに伝達すると共に、第２の
サンギヤを係止することにより第５の変速段を達成して
なる、請求項１記載の自動変速機。
【請求項７】前記入力部材の回転を、第１のキャリア
に伝達すると共に、第１のリングギヤを係止することに
より第６の変速段を達成してなる、請求項６記載の自動
変速機。
【請求項８】前記入力部材の回転を前記第２のサンギ
ヤに伝達すると共に、前記第１のキャリアを係止して後
進段を達成してなる、請求項６記載の自動変速機。
【請求項９】前記入力部材と前記第１のサンギヤとの
間に介在する第１のクラッチと、前記前記入力部材と前
記第２のサンギヤとの間に介在するクラッチ手段と、前
記入力部材と前記第１のキャリアとの間に介在する第４
のクラッチと、前記第１のリングギヤを係止し得る第１
の係止手段と、前記第１のキャリアを係止しし得る第２
の係止手段と、前記第２のサンギヤを係止し得る第４の
係止手段とを有してなる、請求項７記載の自動変速機。