JP2002188694A

JP2002188694A - 多段変速装置

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Publication number: JP2002188694A
Application number: JP2000386165A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Tsukamoto; 一雅塚本; Fumitomo Yokoyama; 文友横山; Yoshikazu Sakaguchi; 吉一坂口
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2000-12-19
Filing date: 2000-12-19
Publication date: 2002-07-05
Anticipated expiration: 2020-12-19
Also published as: JP4392526B2

Abstract

(57)【要約】【課題】多要素のプラネタリギヤセットに逆回転を入
力させることで、コンパクトな装置で多段変速を達成す
る。【解決手段】多段変速装置は、５要素プラネタリギヤ
セットＧと、逆転プラネタリギヤＧ３とそれらの制御用
の係合手段とからなる。５要素に、速度線図上で表され
る並び順に従い、第２要素Ｒ２を出力部材とし、第１要
素Ｓ１に第１クラッチ（Ｃ−１）経由の入力回転、第３
要素Ｃに第２クラッチ（Ｃ−２）経由の入力回転、第５
要素Ｓ２に第３クラッチ（Ｃ−３）経由の入力回転と逆
転プラネタリギヤ経由の逆回転を入力可能とし、第３要
素を第１係止手段（Ｂ−３，Ｆ−１）、第４要素Ｒ１は
第２係止手段（Ｂ−２）、第５要素Ｓ２は第３係止手段
（Ｂ−１）によりそれぞれ固定可能として、それら各係
合手段と逆回転の伝達手段（Ｂ−４）の組合係合によ
り、コンパクトなプラネタリギヤセットで前進９段の達
成を可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多段変速装置に関
し、特に、車両に搭載される自動変速機のギヤトレイン
を構成する変速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両に搭載させる自動変速機は、ドライ
バビリティの確保と、省エネルギに不可欠な燃費向上の
要請から多段化の傾向にある。従来、多段化の手法とし
ては、変速機構を構成するプラネタリギヤセット自体を
多要素化する方法と、在来の変速機構の前段又は後段に
オーバドライブ又はアンダドライブ構成の副変速機構を
設ける方法があり、前者の例として、特公平７−６５６
５１号公報に開示の技術がある。この技術は、５要素の
プラネタリギヤセットを用いて前進６段を達成するもの
である。また、後者の例としては、特開２０００−６５
１６８号公報に開示の技術があり、この技術では、主変
速機構に副変速機構を直列に連結した構成が採られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、車両に搭載
される自動変速機における変速機構は、スペースの制約
が厳しいことから、コンパクトなものであることが要求
され、この面からみると、前者は、変速段数当りの要素
数の少ないプラネタリギヤで前進６速を達成している点
で有効なものではあるが、更なる多段化への対応の発展
性には乏しい。他方、後者のように単純に２つの変速機
構を直列に組み合わせる構成では、コンパクト化と両立
する多段化は困難である。

【０００４】そこで、多段化の他の手法について考察す
るに、在来の方法として、入力回転と、その回転に対す
る逆回転を入力とすることで変速段を付加する技術が米
国特許第５２６１８６２号明細書にみられる。この技術
では、２つのシンプルプラネタリギヤのうちの１つの要
素（各要素の挙動を端的に表す後に詳記する速度線図上
で、前進の入力クラッチが設けられる線の反対側の線）
に逆回転を入力することにより減速段を付加させる点で
特異な技術である。

【０００５】そこで、本発明は、上記の技術に着目し、
多要素のプラネタリギヤセットに逆回転を入力させるこ
とで、装置の大型化を避けながら、可及的に多くの変速
段を達成可能な多段変速装置を提供することを主たる目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、入力回転を変速して多段を達成する変速
装置であって、入力回転を逆回転にして出力可能な逆転
プラネタリギヤと、前記入力回転と前記逆転プラネタリ
ギヤが出力する逆回転を選択的な入力として変速回転を
出力する５要素のプラネタリギヤセットと、前記逆転プ
ラネタリギヤとプラネタリギヤセットの各要素を制御す
る係合手段とからなり、前記プラネタリギヤセットは、
速度線図上で表される並び順に従う５要素について、第
１の要素（Ｓ１）は入力回転を伝達する第１のクラッチ
（Ｃ−１）に連結され、第２の要素（Ｒ２）は出力部材
に連結され、第３の要素（Ｃ）は、入力回転を伝達する
第２のクラッチ（Ｃ−２）と、第１の係止手段（Ｂ−
３，Ｆ−１）とに連結され、第４の要素（Ｒ１）は第２
の係止手段（Ｂ−２）に連結され、第５の要素（Ｓ２）
は、第３の係止手段（Ｂ−１）と、入力回転を伝達する
第３のクラッチ（Ｃ−３）とに連結されるとともに、逆
転プラネタリギヤの逆回転の出力が、伝達手段（Ｂ−４
又はＣ−４）により伝達されることを特徴とする。

【０００７】上記の構成において、前記プラネタリギヤ
セットが出力する変速回転は、逆回転の伝達手段（Ｂ−
４又はＣ−４）の係合と、他の係合手段（Ｂ−３，Ｃ−
１，Ｃ−３）の係合により達成する変速段（１ｓｔ、
２．５ｔｈ、６．５ｔｈ）を含む構成とするのが有効で
ある。

【０００８】上記の構成において、前記逆転プラネタリ
ギヤは、３要素からなるシンプルプラネタリギヤであ
り、逆回転の伝達手段は、シンプルプラネタリギヤの反
力要素を係止するブレーキ（Ｂ−４）である構成を採る
のが有効である。

【０００９】あるいは、上記の構成において、前記逆転
プラネタリギヤは、３要素からなるシンプルプラネタリ
ギヤであり、逆回転の伝達手段は、シンプルプラネタリ
ギヤの出力要素をプラネタリギヤセットの第５の要素に
連結する第４のクラッチ（Ｃ−４）である構成とするの
も有効である。

【００１０】また、上記の構成において、前記プラネタ
リギヤセットは、対を成すシンプルプラネタリギヤの一
方のピニオンをロングピニオンとして他方のピニオンに
噛合させ、両ピニオンを共通のキャリアに支持し、一方
のピニオンに噛合するサンギヤ（Ｓ１）を第１の要素と
し、他方のピニオンに噛合するリングギヤ（Ｒ２）を第
２の要素とし、キャリア（Ｃ）を第３の要素とし、一方
のピニオンに噛合するリングギヤ（Ｒ１）を第４の要素
とし、他方のピニオンに噛合するサンギヤ（Ｓ２）を第
５の要素とする構成とするのも有効である。

【００１１】また、上記の構成において、前記プラネタ
リギヤセットは、第５の要素（Ｓ２）を逆回転の入力要
素とし、第３の要素（Ｃ）を反力要素として多数の変速
段のうちの最低変速段の変速回転を出力する構成とする
のも有効である。

【００１２】また、上記の構成において、前記プラネタ
リギヤセットは、第５の要素（Ｓ２）を逆回転の入力要
素とし、第１の要素（Ｓ１）を入力回転の入力要素とし
て減速回転を出力する構成とするのも有効である。

【００１３】また、上記の構成において、前記プラネタ
リギヤセットは、第５の要素（Ｓ２）を逆回転の入力要
素とし、第３の要素（Ｃ）を入力回転の入力要素として
増速回転を出力する構成とするのも有効である。

【００１４】

【発明の作用及び効果】上記請求項１記載の構成では、
５要素のプラネタリギヤセットに逆転プラネタリギヤと
逆転回転の伝達手段を付加するだけで複数の変速段を追
加することができるので、オーバドライブギヤやアンダ
ドライブギヤを付加した場合のように、２つの係合手段
の追加を必要としないため、少ない係合手段数で多段化
が可能となる。

【００１５】次に、請求項２記載の構成では、逆回転の
入力により構成される変速段の達成に、入力回転により
構成される変速段達成のため本来必要とされる係合手段
を共用することができるので、必要とする係合手段の数
を減らすことができ、装置のコンパクト化に有利であ
る。

【００１６】また、請求項３記載の構成では、逆回転の
伝達手段がブレーキで構成されるため、伝達手段の制御
がクラッチの場合に比べて容易となる。

【００１７】次に、請求項４記載の構成では、逆転プラ
ネタリギヤの反力要素を常時固定とすることができるた
め、逆転プラネタリギヤの支持構造が単純化される。

【００１８】次に、請求項５記載の構成では、５要素の
プラネタリギヤセットがシンプルプラネタリ構成の組合
せとなるため、いずれか一方の噛合部がダブルピニオン
構成となる５要素のプラネタリギヤセットに比べて、プ
ラネタリギヤセットのコンパクト化が可能となる。加え
て、プラネタリギヤ相互の連結も必要としないため、一
層コンパクトな構成での多段化が可能となる。

【００１９】次に、請求項６記載の構成では、最低変速
段を逆転入力で構成することにより、大きな減速比を得
ることができる。また、これにより５要素のプラネタリ
ギヤセット側で大きな減速比を構成しなくてもよいの
で、減速段を構成する側のプラネタリギヤを小きくでき
る。

【００２０】次に、請求項７記載の構成では、プタネタ
リギヤセットへの入力回転とその逆回転の入力により、
入力回転のみの入力により達成される複数の変速段に対
して減速回転の変速段を付加することができる。

【００２１】次に、請求項８記載の構成では、プタネタ
リギヤセットへの入力回転とその逆回転の入力により、
入力回転のみの入力により達成される複数の変速段に対
して、増速回転の変速段を付加することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿い、本発明の実施
形態を説明する。図１〜図３は本発明を車両用自動変速
機に具体化した第１実施形態を示す。図１にそのギヤト
レイン構成をスケルトンで示すように、この実施形態
は、エンジン軸と同軸配置とされる主軸側の出力を、図
示しないカウンタ軸を介してディファレンシャル装置に
伝達する横置式のトランスアクスル用の形態とされてい
る。

【００２３】このギヤトレインは、主軸上にエンジンか
らの入力手段を構成するロックアップクラッチ付のトル
クコンバータＴと、そのタービン出力を入力として多段
の変速段を達成する２組のプラネタリギヤセットＧ，Ｇ
３からなる変速機構とを配した構成とされている。これ
ら相互の連結関係は、トルクコンバータＴのタービンラ
ンナが変速機構の入力軸１１に連結され、変速機構の出
力部材を構成するカウンタドライブギヤ１９が、２組の
プラネタリギヤセットＧ，Ｇ３の間で、図示しないカウ
ンタ軸上のカウンタドリブンギヤに連結された構成とさ
れている。

【００２４】変速機構は、５要素のラビニョタイプのプ
ラネタリギヤセットＧを主体とし、それに逆回転を入力
可能な逆転プラネタリギヤＧ３を組み合わせた構成とさ
れている。詳しくは、プラネタリギヤセットＧは、軸方
向に並ぶ大径のリヤサンギヤ（便宜上、以下エンジン側
を前とした部材名で説明する）Ｓ１と小径のフロントサ
ンギヤＳ２、リヤサンギヤＳ１の外径側に位置する小径
のリヤリングギヤＲ１とフロントサンギヤＳ２の外径側
に位置する大径のフロントリングギヤＲ２、互いに噛合
し、かつリヤサンギヤＳ１とリヤリングギヤＲ１とに噛
合するロングピニオンＰ１と、フロントサンギヤＳ２と
フロントリングギヤＲ２とに噛合するショートピニオン
Ｐ２’と、両ピニオンを支持するキャリアＣから構成さ
れている。要すれば、このプラネタリギヤセットＧは、
対を成すシンプルプラネタリギヤの一方のピニオンをロ
ングピニオンＰ１，Ｐ２として他方のピニオンＰ２’に
噛合させ、両ピニオンを共通のキャリアＣに支持したシ
ンプルプラネタリギヤの組合せとされている。そして、
この形態では、ロングピニオンは、リヤサンギヤＳ１及
びリヤリングギヤＲ１との噛合部Ｐ１の噛合径よりもシ
ョートピニオンＰ２’との噛合部Ｐ２の噛合径の方が大
径である段付ピニオンとされている。また、逆転プラネ
タリギヤＧ３は、サンギヤＳ３と、リングギヤＲ３と、
それらに噛合するピニオンＰ３を支持するキャリアＣ３
の３要素からなるシンプルプラネタリギヤで構成されて
いる。

【００２５】こうした構成からなる変速機構は、図２に
示すように、逆転プラネタリギヤＧ３とプラネタリギヤ
セットＧを構成する各要素を横軸方向にギヤ比に対応さ
せた間隔で配した縦軸として表し、縦軸方向にそれらの
速度比を取った速度線図として表現すると、各要素の配
列が次のような位置関係となる。すなわち、逆転プラネ
タリギヤＧ３については、左端にサンギヤＳ３、右端に
リングギヤＲ３を表す縦軸を配したときに、ギヤ噛み合
いの関係から、キャリアＣ３を表す縦軸はそれらの間に
位置し、プラネタリギヤセットＧ１については、左端に
リヤサンギヤＳ１、右端にフロントサンギヤＳ２を表す
縦軸を配したときに、同様にギヤ噛み合いの関係から、
キャリアＣを表す縦軸はそれらの間に位置し、リヤリン
グギヤＲ１とフロントリングギヤＲ２を表す縦軸は、キ
ャリアＣを表す縦軸を挟んでそれぞれリヤサンギヤＳ１
とフロントサンギヤＳ２を表す縦軸に対して逆側に位置
することになる。

【００２６】この形態では、プラネタリギヤセットＧ
は、速度線図上で表される並び順に従う５要素につい
て、第１の要素としてのリヤサンギヤＳ１に入力回転を
伝達すべく、リヤサンギヤＳ１は入力回転を伝達する第
１のクラッチ（Ｃ−１）（以下の説明において、各クラ
ッチ、ブレーキ、ワンウェイクラッチ等の係合手段につ
いては、それらを表す略号を部材名の前に記す）に連結
され、第２の要素としてのフロントリングギヤＲ２は出
力部材としてのカウンタギヤ１９に連結され、第３の要
素としてのキャリアＣは、入力回転を伝達する第２のク
ラッチとしてのＣ−２クラッチと、第１の係止手段とし
てのＢ−３ブレーキ及びＦ−１ワンウェイクラッチとに
連結され、第４の要素としてのリヤリングギヤＲ１は第
２の係止手段としてのＢ−２ブレーキに連結され、第５
の要素としてのフロントサンギヤＳ２は、第３の係止手
段としてのＢ−１ブレーキと、入力回転を伝達する第３
のクラッチとしてのＣ−３クラッチと、逆転プラネタリ
ギヤＧ３の逆回転の伝達手段としてのＢ−４ブレーキと
に連結されている。

【００２７】この速度線図において、各クラッチ及びブ
レーキの係合（●印でそれらの係合を表す）により達成
される変速段（○印でそれらの速度比を表す）と、その
ときの各要素の速度比との関係は、次のようになる。例
えば、逆転プラネタリギヤＧ３のサンギヤＳ３入力（速
度比１）で、キャリアＣ３をＢ−４ブレーキの係合によ
る固定（速度比０）とすることで、リングギヤＲ３に逆
転プラネタリギヤＧ３のギヤ比に応じた逆回転（速度比
負）が出力される。この逆回転は、そのままプラネタリ
ギヤセトＧのフロントサンギヤＳ２に伝達される（図上
で点線を結んで同じ速度比であることを示す）ので、Ｂ
−３ブレーキを係合させてキャリアＣを固定（速度比
０）することで、フロントリングギヤＲ２に第１速（１
ＳＴ）の正転（フロントサンギヤＳ２を表す縦軸上のＢ
−４で示す点とキャリアＣを表す縦軸上のＢ−３で示す
点とを結ぶ直線がフロントリングギヤＲ２を表す縦軸と
交わる点に相当する正の速度比）の減速回転が出力され
る。なお、この状態で、動力伝達に直接関与しないリヤ
サンギヤＳ１は、上記２点間を結ぶ直線の延長がリヤサ
ンギヤＳ１を表す縦軸と交わる点に相当する速度比（減
速回転）で正転方向に空転し、リヤリングギヤＲ１は、
同様に上記２点を結ぶ直線とリヤリングギヤＲ１を表す
縦軸とが交わる点に相当する速度比（減速回転）で逆転
方向に空転する。

【００２８】この連結関係を図１のスケルトンに戻って
更に詳しく説明すると、リヤサンギヤＳ１は、多板構成
のＣ−１クラッチのハブ側に連結され、ドラム側を入力
軸１１に連結されたＣ−１クラッチのハブ−ドラム間の
摩擦材の係合により入力軸１１に連結可能とされてい
る。フロントリングギヤＲ２は、リングギヤフランジ等
の適宜の連結部材を介してカウンタギヤ１９に連結され
ている。キャリアＣは、Ｃ−２クラッチのハブ側に連結
され、ドラム側を入力軸１１に連結されたＣ−２クラッ
チのハブ−ドラム間の摩擦材の係合により入力軸１１に
連結可能とされている。また、キャリアＣは、多板構成
のＢ−３ブレーキのハブとＦ−１ワンウェイクラッチの
インナレースにも連結され、Ｂ−３ブレーキのハブ−ケ
ース間の摩擦材の係合又はインナレースのアウタレース
対するロックにより並列的にケース１０に係止可能とさ
れている。リヤリングギヤＲ１は、同じく多板構成のＢ
−２ブレーキのハブに連結され、Ｂ−２ブレーキのハブ
−ケース間の摩擦材の係合によりケース１０に係止可能
とされている。フロントサンギヤＳ２は、逆転プラネタ
リギヤＧ３のリングギヤＲ３と一体回転するバンド−ド
ラム構成のＢ−１ブレーキのドラムに連結され、ケース
側に支持したバンドの締結でケース１０に係止可能とさ
れるとともに、Ｃ−３クラッチのハブ側にも連結され、
ドラム側を入力軸１１に連結したＣ−３クラッチのハブ
−ドラム間の摩擦材の係合により入力軸に連結可能とさ
れている。更に、フロントサンギヤＳ２は、逆転プラネ
タリギヤＧ３のリングギヤＲ３とキャリアＣ３を介し、
更にバンド−ドラム構成のＢ−４ブレーキを介してケー
ス１０に間接的に連結されている。

【００２９】一方、逆転プラネタリギヤＧ３は、そのサ
ンギヤＳ３をそれへの入力回転の伝達のために入力軸１
１に連結され、リングギヤＲ３を逆回転の伝達のために
プラネタリギヤセットＧのフロントサンギヤＳ２に連結
され、逆回転達成のために反力支持を可能とすべく前記
Ｂ−４ブレーキのドラムに連結され、ケース側に支持し
たバンドの締結でケース１０に係止可能とされている。

【００３０】なお、図に示すギヤトレインにおいて、Ｂ
−３ブレーキに並列させてＦ−１ワンウェイクラッチを
配しているのは、２→３変速時のＢ−３ブレーキとＢ−
２ブレーキの掴み替えのための複雑な油圧制御を避け、
Ｂ−３ブレーキの解放制御を単純化するためであり、そ
の趣旨からＢ−２ブレーキの係合に伴って自ずと係合力
を解放する回転方向に対して係合・解放に方向性を持つ
Ｆ−１ワンウェイクラッチを用いたものである。したが
って、キャリアＣにかかる反力が上記と異なる回転方向
となるエンジンブレーキ時は、Ｂ−３ブレーキの係合を
必要とする。

【００３１】こうした連結関係を採ることで、このギヤ
トレインは、図３の係合図表に示すように、３つのクラ
ッチと４つのブレーキ（制御性の関係から、作動上でＢ
−３ブレーキと重複するＦ−１ワンウェイクラッチを含
む）を係合手段として、９段の前進段を達成することが
できる。なお、この係合図表上に非整数で示す２つの変
速段（２．５速、６．５速）は、図２の速度線図を参照
して解かるように、２−３速間と６−７速間で達成可能
な変速段であって、この実施形態においては、ギヤ比ス
テップの関係から実際の使用を控えた変速段を表す。

【００３２】ここで、ギヤ比の設定について説明する
と、プラネタリギヤセットＧの各要素について、リヤサンギヤＳ１の歯数＝Ｚ_{S 1} リヤリングギヤＲ１の歯数＝Ｚ_{R 1} フロントサンギヤＳ２の歯数＝Ｚ_{S 2} フロントリングギヤＲ２の歯数＝Ｚ_{R 2} ロングピニオンのサンギヤリングギヤ噛合部Ｐ１側の歯
数＝Ｚ_{P 1} ショートピニオンとの噛合部Ｐ２側の歯数＝Ｚ_{P 2} とし、逆転プラネタリギヤＧ３の各要素について、サンギヤＳ３の歯数＝Ｚ_{S 3} リングギヤＲ３の歯数＝Ｚ_{R 3} とし、Ｚ_{S 1}／Ｚ_{R 1}＝λ₁ Ｚ_{S 2}／Ｚ_{R 2}＝λ₂ Ｚ_{S 3}／Ｚ_{R 3}＝λ₃ （Ｚ_{P 1}／Ｚ_{P 2}）＊（Ｚ_{S 2}／Ｚ_{R 1}）＝λ₄ としたとき、速度線図上に示すＡ〜Ｄは、Ａ＝λ₁＊λ₂／（λ₄−λ₁＊λ₂）Ｂ＝λ₁＊λ₄／（λ₄−λ₁＊λ₂）Ｃ＝λ₁＊（１−λ₁）／（λ₄−λ₁＊λ₂）Ｄ＝λ₃ で表される。これを用いた各変速段のギヤ比の計算式を
係合図表の最右欄の示す。ちなみに、係合図表に例示す
るギヤ比及びギヤ比ステップは、Ｚ_{S 1}＝３９、Ｚ_{R 1}
＝９１、Ｚ_{S 2}＝３６、Ｚ_{R 2}＝９４、Ｚ_{S 3}＝５０、
Ｚ_{R 3}＝９８、Ｚ _{P 1}＝２６、Ｚ_{P 2}＝２０としたとき
の値である。

【００３３】次に、図３に略号で示す各クラッチ（Ｃ−
１〜Ｃ−３）、ブレーキ（Ｂ−１〜Ｂ−４）及びワンウ
ェイクラッチ（Ｆ−１）の係合及び解放（○印で係合、
無印で解放を表す）と達成される変速段との関係を説明
する。

【００３４】図３を参照して解かるように、第１速（１
ｓｔ）は、Ｂ−４ブレーキの係合とＢ−３ブレーキの係
合に代えるＦ−１ワンウェイクラッチの自動係合により
達成される。この場合、図１及び図２を参照して、入力
軸１１から逆転プラネタリギヤＧ３に入る入力回転（以
下、この方向の回転を正転という）がＢ−４ブレーキの
係合によるキャリアＣ３の固定で反力を取って、リング
ギヤＲ３の逆回転（同じく、逆転という）となってプラ
ネタリギヤセットＧのフロントサンギヤＳ２に入力さ
れ、Ｆ−１ワンウェイクラッチの係合により係止された
キャリアＣに反力を取って、フロントリングギヤＲ２の
最大減速比の正転がカウンタドライブギヤ１９に出力さ
れる。

【００３５】次の第２速（２ｎｄ）は、Ｃ−１クラッチ
とＢ−３ブレーキの係合に代えるＦ−１ワンウェイクラ
ッチの自動係合により達成される。この場合、入力軸１
１からの正転がＣ−１クラッチ経由でリヤサンギヤＳ１
に入力され、Ｆ−１ワンウェイクラッチの係合により係
止されたキャリアＣに反力を取って、フロントリングギ
ヤＲ２の減速正転がカウンタドライブギヤ１９に出力さ
れる。

【００３６】次に、第３速（３ｒｄ）は、Ｃ−１クラッ
チとＢ−２ブレーキの係合により達成される。この場
合、入力軸１１からの正転がＣ−１クラッチ経由でリヤ
サンギヤＳ１に入力され、Ｂ−２ブレーキの係合により
係止されたリヤリングギヤＲ１に反力を取って、フロン
トリングギヤＲ２の減速正転がカウンタドライブギヤ１
９に出力される。

【００３７】次の第４速（４ｔｈ）は、Ｃ−１クラッチ
とＢ−１ブレーキの係合により達成される。この場合、
入力軸１１からの正転がＣ−１クラッチ経由でリヤサン
ギヤＳ１に入力され、Ｂ−１ブレーキの係合により係止
されたフロントサンギヤＳ２に反力を取って、フロント
リングギヤＲ２の減速正転がカウンタドライブギヤ１９
に出力される。

【００３８】次に、第５速（５ｔｈ）は、Ｃ−１クラッ
チとＣ−２クラッチの同時係合により達成される。この
場合、入力軸１１からの正転がＣ−１クラッチ経由でリ
ヤサンギヤＳ１に入力され、同時にＣ−３クラッチ経由
でキャリアＣにも入力されるため、プラネタリギヤセッ
トＧは直結状態となり、入力正転がそのままフロントリ
ングギヤＲ２の正転としてカウンタドライブギヤ１９に
出力される。

【００３９】そして、第６速（６ｔｈ）は、Ｃ−２クラ
ッチとＢ−１ブレーキの係合により達成される。この場
合、入力軸１１からの正転がＣ−２クラッチ経由でキャ
リアＣに入力され、Ｂ−１ブレーキの係合でフロントサ
ンギヤＳ２が係止されるため、フロントサンギヤＳ２を
反力要素とする増速正転がフロントリングギヤＲ２から
カウンタドライブギヤ１９に出力される。

【００４０】次の第７速（７ｔｈ）は、Ｃ−２クラッチ
とＢ−２ブレーキの係合により達成される。この場合、
入力軸１１からの正転がＣ−２クラッチ経由でキャリア
Ｃに入力され、Ｂ−２ブレーキの係合でリヤリングギヤ
Ｒ１が係止されるため、それを反力要素とする増速正転
がフロントリングギヤＲ２からカウンタドライブギヤ１
９に出力される。

【００４１】途中の第２．５速（２．５ｔｈ）は、Ｃ−
１クラッチとＢ−４ブレーキの係合により達成される。
この場合、入力軸１１から逆転プラネタリギヤＧ３に入
る正転が逆転となってプラネタリギヤセットＧのフロン
トサンギヤＳ２に入力され、Ｃ−１クラッチ経由の正転
がリヤサンギヤＳ１に入力されるため、リヤサンギヤＳ
１の正転とフロントサンギヤＳ２の逆転との兼ね合いで
正転となる減速回転がフロントリングギヤＲ２からカウ
ンタドライブギヤ１９に出力される。

【００４２】また、第６．５速（６．５ｔｈ）は、Ｃ−
２クラッチとＢ−４ブレーキの係合により達成される。
この場合、入力軸１１からの正転がＣ−２クラッチ経由
でキャリアＣに入力され、入力軸１１から逆転プラネタ
リギヤＧ３に入る正転が逆転となってプラネタリギヤセ
ットＧのフロントサンギヤＳ２に入力されるため、フロ
ントサンギヤＳ２の逆転とキャリアＣの正転との兼ね合
いで正転となる増速回転がフロントリングギヤＲ２から
カウンタドライブギヤ１９に出力される。

【００４３】なお、後進（Ｒ）は、Ｃ−３クラッチとＢ
−３ブレーキの係合により達成される。この場合、入力
軸１１からの正転がＣ−２クラッチ経由でフロントサン
ギヤＳ２に入力され、Ｂ−３ブレーキの係合により係止
されたキャリアＣを反力要素としてフロントリングギヤ
Ｒ２の逆転がカウンタドライブギヤ１９に出力され、リ
バースが達成される。

【００４４】かくして、上記第１実施形態のギヤトレイ
ンによれば、５要素のプラネタリギヤセットＧと逆転プ
ラネタリギヤＧ３の組合せで前進９段を得ることができ
る。したがって、従来の５要素のプラネタリギヤセット
を用いて前進６段を達成するものに対して、逆転プラネ
タリギヤと、その逆転の伝達手段の付加で変速段を３段
増加させることができるため、オーバドライブやアンダ
ドライブ用のプラネタリギヤと、その専用の係合手段を
前段又は後段に付加する構成に比べて、少ない係合要素
数でより多くの変速段を達成することができる。

【００４５】また、プラネタリギヤセットＧに逆転を入
力とする構成とすることで、正転を入力とする各変速段
において使用するプラネタリギヤセットＧの各係合手段
を、逆転の入力による変速段の達成においてもそのまま
用いることができるので、係合手段の共用によるコンパ
クト化も達成できる。

【００４６】更に、５要素のプラネタリギヤセットＧが
ロングピニオンでつながるシンプルプラネタリギヤの組
合で構成されるラビニョタイプとされているので、一方
がダブルピニオンとなる構成のラビニョタイプより要素
数に対してプラネタリギヤセットをコンパクトなものと
することができる。

【００４７】しかも、最低変速段（１ｓｔ）を逆転入力
で達成しているので、大きな減速比を得ることができ
る。その結果、最低変速段達成のために５要素のプラネ
タリギヤセットＧ側で大きな減速比を構成しなくてもよ
くなり、特に前進減速段の達成に関与するリヤ側のプラ
ネタリギヤ部分を小さくすることができ、それによりプ
ラネタリギヤセット全体の小型化の利点も得られる。

【００４８】ところで、上記第１実施形態では、逆転プ
ラネタリギヤＧ３をシンプルプラネタリタイプとした
が、それをダブルピニオンタイプとするのも有効であ
る。図４はこのように逆転プラネタリギヤＧ３を相互に
噛合するピニオンＰ３及びピニオンＰ３’がそれぞれサ
ンギヤＳ３とリングギヤＲ３に個々に噛合するダブルピ
ニオンタイプに置き替えた第２実施形態を示す。この場
合の第１実施形態に対する相違点のみ説明すると、図４
のスケルトンを参照して、第１実施形態におけるキャリ
アＣ３とリングギヤＲ３の他の要素との連結関係を入れ
替えたものとなっている。すなわち、キャリアＣ３が逆
転の出力要素としてプラネタリギヤセットＧのフロント
サンギヤＳ２に連結され、リングギヤＲ３が反力要素と
してＢ−４ブレーキのドラム側に連結されている。

【００４９】この第２実施形態において達成される各変
速段と係合手段の関係は、先の第１実施形態の場合と同
様であり、またギヤ比についても、同様の設定を用いる
限り第１実施形態の場合と同様となる。なお、この形態
の場合、スケルトン上では明確ではないが、外周側のリ
ングギヤＲ３がブレーキにつながり、それより内周側の
キャリアが軸を経てフロントサンギヤＳ２につながる自
然な連結構成となるため、構造上は連結部材のコンパク
ト化が容易となる利点が得られる。

【００５０】前記両実施形態では、プラネタリギヤセッ
トＧへの逆転の入力の際に、逆転プラネタリギヤＧ３の
反力要素を逆回転の伝達手段としてのＢ−４ブレーキで
係止する構成とし、これにより逆回転の出力要素として
のリングギヤＲ３又はキャリアＣ３を直接サンギヤＳ２
に連結した構成としているが、反力要素を常時固定とす
る場合、逆回転の伝達手段はクラッチに置き替わる。次
の図５及び図６に示す実施形態は、こうした構成を用い
た第３実施形態を示す。

【００５１】この第３実施形態においては、逆転プラネ
タリギヤＧ３のキャリアＣ３を反力要素としてケース１
０に固定し、サンギヤＳ３を入力軸１１に連結した入力
要素、リングギヤＲ３を出力要素として、これを逆回転
の伝達手段としてＣ−４クラッチを介してフロントサン
ギヤＳ２に連結している。当然に、先の２つの実施形態
におけるＢ−４ブレーキはなくされている。その余の構
成については、先の２つの実施形態の場合と同様である
ので、対応する部材に同様の参照符号を付して説明に代
える。

【００５２】この第３実施形態における各係合手段と達
成される変速段との関係を図６の係合図表に示す。この
場合、第１実施形態における逆回転の伝達手段（Ｂ−４
ブレーキ）がＣ−４クラッチに置き替わることになるの
で、図を参照して解かるように、Ｃ−４クラッチが第１
速、第２．５速及び第６．５速において係合する係合手
段となる。他の係合手段の各変速段に対する係合関係は
変わらない。

【００５３】以上、本発明を横置き式のトランスアクス
ルに適用して例示したが、本発明は、ＦＲ車用の縦置き
式の変速機にも当然に適用可能なものである。また、構
成要素や連結関係の変更については、逆転プラネタリギ
ヤ関連の部分のみ挙げたが、５要素のプラネタリギヤセ
ット側についても種々の変更が可能なものであり、本発
明は、例示の実施形態に限定されるものではなく、特許
請求の範囲の個々の請求項に記載の事項の範囲内で種々
に具体的な構成を変更して実施することができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した第１実施形態の車両用自動変
速機のギヤトレインを示すスケルトン図である。

【図２】第１実施形態のギヤトレインの速度線図であ
る。

【図３】第１実施形態のギヤトレインの作動及び達成さ
れるギヤ比を示す図表である。

【図４】第２実施形態のギヤトレインのスケルトン図で
ある。

【図５】第３実施形態のギヤトレインのスケルトン図で
ある。

【図６】第３実施形態のギヤトレインの作動及び達成さ
れるギヤ比を示す図表である。

【符号の説明】

ＧプラネタリギヤセットＧ３逆転プラネタリギヤＳ１リヤサンギヤ（第１の要素）Ｒ２フロントリングギヤ（第２の要素）Ｃキャリア（第３の要素）Ｒ１フロントリングギヤ（第４の要素）Ｓ２フロントサンギヤ（第５の要素）Ｐ１，Ｐ２ロングピニオン（一方のピニオン）Ｐ２’ ショートピニオン（他方のピニオン）Ｃ−１第１のクラッチ（係合手段）Ｃ−２第２のクラッチ（係合手段）Ｃ−３第３のクラッチ（係合手段）Ｂ−３ブレーキ（第１の係止手段、係合手段）Ｆ−１ワンウェイクラッチ（第１の係止手段、係合手
段）Ｂ−２ブレーキ（第２の係止手段、係合手段）Ｂ−１ブレーキ（第３の係止手段、係合手段）Ｂ−４ブレーキ（逆回転の伝達手段、係合手段）Ｃ−４第４のクラッチ（逆回転の伝達手段、係合手
段）１９カウンタドライブギヤ（出力部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者横山文友愛知県渥美郡田原町緑が浜字２号２番地アイシン・エィ・ダブリュ精密株式会社内 (72)発明者坂口吉一愛知県渥美郡田原町緑が浜字２号２番地アイシン・エィ・ダブリュ精密株式会社内Ｆターム(参考） 3J028 EA25 EB03 EB09 EB37 EB54 FA06 FB06 FC18 FC24 FC62 GA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力回転を変速して多段を達成する変速
装置であって、入力回転を逆回転にして出力可能な逆転
プラネタリギヤと、前記入力回転と前記逆転プラネタリ
ギヤが出力する逆回転を選択的な入力として変速回転を
出力する５要素のプラネタリギヤセットと、前記逆転プ
ラネタリギヤとプラネタリギヤセットの各要素を制御す
る係合手段とからなり、前記プラネタリギヤセットは、速度線図上で表される並
び順に従う５要素について、第１の要素（Ｓ１）は入力回転を伝達する第１のクラッ
チ（Ｃ−１）に連結され、第２の要素（Ｒ２）は出力部材に連結され、第３の要素（Ｃ）は、入力回転を伝達する第２のクラッ
チ（Ｃ−２）と、第１の係止手段（Ｂ−３，Ｆ−１）と
に連結され、第４の要素（Ｒ１）は第２の係止手段（Ｂ−２）に連結
され、第５の要素（Ｓ２）は、第３の係止手段（Ｂ−１）と、
入力回転を伝達する第３のクラッチ（Ｃ−３）とに連結
されるとともに、逆転プラネタリギヤの逆回転の出力
が、伝達手段（Ｂ−４又はＣ−４）により伝達されるこ
とを特徴とする多段変速装置。
【請求項２】前記プラネタリギヤセットが出力する変
速回転は、逆回転の伝達手段（Ｂ−４又はＣ−４）の係
合と、他の係合手段（Ｂ−３，Ｃ−１，Ｃ−３）の係合
により達成する変速段（１ｓｔ、２．５ｔｈ、６．５ｔ
ｈ）を含む、請求項１記載の多段変速装置。
【請求項３】前記逆転プラネタリギヤは、３要素から
なるシンプルプラネタリギヤであり、逆回転の伝達手段
は、シンプルプラネタリギヤの反力要素を係止するブレ
ーキ（Ｂ−４）である、請求項１又は２記載の多段変速
装置。
【請求項４】前記逆転プラネタリギヤは、３要素から
なるシンプルプラネタリギヤであり、逆回転の伝達手段
は、シンプルプラネタリギヤの出力要素をプラネタリギ
ヤセットの第５の要素に連結する第４のクラッチ（Ｃ−
４）である、請求項１又は２記載の多段変速装置。
【請求項５】前記プラネタリギヤセットは、対を成す
シンプルプラネタリギヤの一方のピニオンをロングピニ
オンとして他方のピニオンに噛合させ、両ピニオンを共
通のキャリアに支持し、一方のピニオンに噛合するサン
ギヤ（Ｓ１）を第１の要素とし、他方のピニオンに噛合
するリングギヤ（Ｒ２）を第２の要素とし、キャリア
（Ｃ）を第３の要素とし、一方のピニオンに噛合するリ
ングギヤ（Ｒ１）を第４の要素とし、他方のピニオンに
噛合するサンギヤ（Ｓ２）を第５の要素とする、請求項
１〜４のいずれか１項記載の多段変速装置。
【請求項６】前記プラネタリギヤセットは、第５の要
素（Ｓ２）を逆回転の入力要素とし、第３の要素（Ｃ）
を反力要素として多数の変速段のうちの最低変速段の変
速回転を出力する、請求項１〜５のいずれか１項記載の
多段変速装置。
【請求項７】前記プラネタリギヤセットは、第５の要
素（Ｓ２）を逆回転の入力要素とし、第１の要素（Ｓ
１）を入力回転の入力要素として減速回転を出力する、
請求項１〜６のいずれか１項記載の多段変速装置。
【請求項８】前記プラネタリギヤセットは、第５の要
素（Ｓ２）を逆回転の入力要素とし、第３の要素（Ｃ）
を入力回転の入力要素として増速回転を出力する、請求
項１〜７のいずれか１項記載の多段変速装置。