JP2004053010A - 車両用自動変速機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1遊星歯車装置18、第2遊星歯車装置20、第3遊星歯車装置22と、クラッチC1、C2およびブレーキB1、B2、B3から成る計5つの摩擦係合装置とを備え、第1クラッチC1および第1ブレーキB1の係合により最も大きい変速比の第1変速段が成立し、第1クラッチC1および第2ブレーキB2の係合により第2変速段が成立し、第1クラッチC1および第3ブレーキB3の係合により第3変速段が成立し、第1クラッチC1および第2クラッチC2の係合により第4変速段が成立し、前記第2クラッチC2および第3ブレーキB3の係合により第5変速段が成立し、第2クラッチC2および第2ブレーキB2の係合により第6変速段が成立し、第2クラッチC2および第1ブレーキB1の係合により第7変速段が成立する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用自動変速機に係り、特に、複数組の遊星歯車装置で前進7段の多段変速が可能であり、小型且つ低損失の自動変速機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車両用の自動変速機として、複数の遊星歯車装置とクラッチおよびブレーキを用いたものが多用されている。特許文献1に記載の車両用自動変速機はその一例であり、4組の遊星歯車装置を用いて前進7段の変速が可能とされている。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−266138号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の車両用自動変速機は4組の遊星歯車装置を用いているため、軸長が大きくなって車両への搭載性が悪くなるとともに、重量が増加したりコスト高になったりする問題があった。また、7段の変速ギヤ段を得るために係合作動を組み合わせる7つの摩擦係合装置が備えられているため、部品点数が多くなって高コストとなるだけでなく、引きずり抵抗が大きくなり、それが燃費悪化の一因となっていた。
【0005】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、3組の遊星歯車装置を用いながら一層少ない摩擦係合装置で前進7段の多段変速が可能な車両用自動変速機を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、(a) 遊星歯車装置の3つの回転要素の何れか1つが入力部材に連結されて回転駆動されるとき、他の1つが回転不能に固定されると、残りの1つが中間回転部材として前記入力部材に対して減速回転させられるように構成され、中間回転出力用摩擦係合装置が係合させられることによってその中間回転部材から減速回転が選択的に出力される副変速部と、(b) 複数組の遊星歯車装置のサンギヤ、キャリア、およびリングギヤの一部が互いに連結されることによって5つの回転要素が構成されるとともに、その5つの回転要素の回転速度を直線で表すことができる共線図上においてその5つの回転要素を一端から他端へ向かって順番に第1回転要素、第2回転要素、第3回転要素、第4回転要素、および第5回転要素とした時、その第1回転要素は前記中間回転部材に連結されるとともに第2ブレーキによって選択的に回転停止させられ、その第2回転要素は第1ブレーキによって選択的に回転停止させられ、その第3回転要素は第2クラッチを介して前記入力部材に選択的に連結され、その第5回転要素は第1クラッチを介して前記入力部材に選択的に連結され、その第4回転要素は出力部材に連結されて回転を出力する主変速部とを、備えている一方、(c) 前記第1クラッチおよび前記第1ブレーキが係合させられることによって最も大きい変速比の第1変速段が成立させられ、前記第1クラッチおよび前記第2ブレーキが係合させられることによって前記第1変速段よりも変速比が小さい第2変速段が成立させられ、前記第1クラッチおよび前記中間回転出力用摩擦係合装置が係合させられることによって前記第2変速段よりも変速比が小さい第3変速段が成立させられ、前記第1クラッチおよび前記第2クラッチが係合させられることによって前記第3変速段よりも変速比が小さい第4変速段が成立させられ、前記第2クラッチおよび前記中間回転出力用摩擦係合装置が係合させられることによって前記第4変速段よりも変速比が小さい第5変速段が成立させられ、前記第2クラッチおよび前記第2ブレーキが係合させられることによって前記第5変速段よりも変速比が小さい第6変速段が成立させられ、前記第2クラッチおよび前記第1ブレーキが係合させられることによって前記第6変速段よりも変速比が小さい第7変速段が成立させられることにある。
【0007】
【発明の効果】
このように構成された本発明の車両用自動変速機は、前進7段以上の多段変速が3組の遊星歯車装置と合計5つの摩擦係合装置とによって得られるため、4組の遊星歯車装置を用いる車両用変速機に比較して、軽量且つコンパクトに構成されると同時に、一層少ない個数の摩擦係合装置によって変速を行うことができる。このため、部品点数が少なくなって低コストとなるだけでなく、引きずり抵抗が小さくなって一層良好な燃費が得られる。
【0008】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、前記主変速部は、(a) 前記中間回転部材から選択的に前記減速回転が入力され且つ第2ブレーキを介して非回転部材に選択的に連結される第1サンギヤと、前記第1ブレーキを介して非回転部材に選択的に連結される第1リングギヤと、その第1サンギヤに噛み合う第1ピニオンとその第1ピニオンおよび第1リングギヤに噛み合う第2ピニオンとを回転可能に支持する第1キャリヤとを有する第1遊星歯車装置と、(b) 前記第1クラッチを介して前記入力部材と選択的に連結される第2サンギヤと、前記出力部材に連結される第2リングギヤと、前記第2ピニオンに対して一体回転するように同軸に連結されてその第2サンギヤと噛み合う第3ピニオンと、その第2リングギヤおよび第3ピニオンと噛み合う第4ピニオンと、その第3ピニオンおよび第4ピニオンを相互に噛み合った状態で回転可能に支持し、前記第1キャリヤと連結され、且つ前記第2クラッチを介して前記入力部材と選択的に連結される第2キャリヤとを有する第2遊星歯車装置とを、備えたものであり、(c) 前記第1回転要素は前記第1サンギヤであり、前記第2回転要素は第1リングギヤであり、前記第3回転要素は第1キャリヤおよび第2キャリヤであり、前記第4回転要素は前記第2リングギヤであり、前記第5回転要素は前記第2サンギヤである。このようにすれば、2つの遊星歯車装置によって主変速部が構成され、コンパクトな車両用自動変速機が得られる。
【0009】
また、好適には、前記副変速部は、前記入力部材に連結された第3サンギヤと、前記第2ブレーキを介して非回転部材に選択的に連結され、且つ前記第1サンギヤに連結されて前記中間回転部材として機能する第3リングギヤと、その第3サンギヤと噛み合う第5ピニオンとその第3リングギヤと噛み合う第6ピニオンとを相互に噛み合った状態で回転可能に支持し、前記第3ブレーキを介して非回転部材に選択的に連結される第3キャリヤとを有するダブルピニオン型の遊星歯車装置である。このようにすれば、第1クラッチ、第2クラッチ、第1ブレーキ、第2ブレーキ、第3ブレーキの係合作動の組み合わせによって、前進7段の多段変速が可能とされる。
【0010】
また、好適には、前記副変速部は、前記入力部材に連結された第3サンギヤと、前記第3クラッチ及び前記第2ブレーキを介して非回転部材に選択的に連結され、且つ前記第3クラッチを介して前記第1サンギヤに選択的に連結されて前記中間回転部材として機能する第3リングギヤと、その第3サンギヤと噛み合う第5ピニオンとその第3リングギヤと噛み合う第6ピニオンとを相互に噛み合った状態で回転可能に支持し、前記非回転部材に連結された第3キャリヤとを有するダブルピニオン型の遊星歯車装置である。このようにすれば、第1クラッチ、第2クラッチ、第3クラッチ、第1ブレーキ、第2ブレーキの係合作動の組み合わせによって、前進7段の多段変速が可能とされる。
【0011】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例である車両用遊星歯車式自動変速機(以下、変速機という)10の骨子図であり、図2は複数の変速段を成立させる際の係合要素および変速比を説明する作動表であり、図3は共線図である。
【0012】
図1において、変速機10は、図示しないエンジンから入力軸16に入力された回転力を変速して出力歯車24から図示しないプロペラシャフトや差動歯車装置などを介して左右の駆動輪へ向かって出力する。変速機10は、車体に取り付けられるトランスミッションケース(非回転部材)12内において共通の軸心にそって同心に順次配設された図示しないロックアップクラッチ付トルクコンバータ、このトルクコンバータに連結された入力軸16、第3遊星歯車装置22、第1遊星歯車装置18、第2遊星歯車装置20を回転軸心に沿って同軸上に順次備え、出力歯車24を第2遊星歯車装置20の入力軸16とは反対側であってその第2遊星歯車装置20と第2クラッチC2との間に備えている。上記トルクコンバータは、図示しないエンジンのクランク軸に連結されている。本実施例では、上記入力軸16および出力歯車24が入力回転部材および出力回転部材に対応し、上記トランスミッションケース12が非回転部材に対応している。なお、変速機10はその軸心に対して対称的に構成されているため、第1図の骨子図においてはその下側が省略されている。
【0013】
上記車両用自動変速機10は、FF車両などのための横置用のものであり、ダブルピニオン型の第3遊星歯車装置22を主体として構成されている副(第2)変速部26と、ダブルピニオン型の第1遊星歯車装置18およびダブルピニオン型の第2遊星歯車装置20を主体として構成されている主(第1)変速部28とを有し、5つの摩擦係合装置の作動の組み合わせを切り換えることにより、7種類の変速比γnが異なる前進ギヤ段、或いは後進ギヤ段を達成し、そのギヤ段において入力軸16の回転を変速して出力歯車24へ伝達する。
【0014】
上記副変速部26において、第3遊星歯車装置22は、第3サンギヤS3と、その外周側に同心に配置された第3リングギヤR3と、第3サンギヤS3に噛み合う第5ピニオンP5と第3リングギヤR3に噛み合う第6ピニオンP6を相互に噛み合った状態で回転可能にすなわち自転且つ公転可能に支持する第3キャリヤCA3とを備えたものである。上記第3サンギヤS3は、入力軸16に連結されてそれと共に回転駆動される。上記第3キャリヤCA3は、第3ブレーキB3を介して非回転部材であるトランスミッションケース12に選択的に連結されている。上記第3リングギヤR3は、第2ブレーキを介して非回転部材であるトランスミッションケース12に選択的に連結されるとともに、第1遊星歯車装置18の第1サンギヤS1と連結されている。上記の第3リングギヤR3は、入力軸16に対して減速回転させられた中間回転速度で主変速部28へ動力を出力する中間回転部材として機能する。また、上記第3ブレーキB3は、その係合時において上記中間回転速度を第3リングギヤR3から出力させる中間回転出力用摩擦係合装置に対応している。
【0015】
また、主変速部28において、上記第1遊星歯車装置18は、第2ブレーキB2を介してトランスミッションケース12に選択的に連結されるとともに、上記第3リングギヤR3と連結された第1サンギヤS1と、第1ブレーキB1を介してトランスミッションケース12に選択的に連結される第1リングギヤR1と、その第1サンギヤS1に噛み合う第1ピニオンP1と第1リングギヤR1に噛み合う第2ピニオンP2とを相互に噛み合った状態で回転可能にすなわち自転且つ公転可能に支持する第1キャリヤCA1とを備えたものである。また、上記第2遊星歯車装置20は、第1クラッチC1を介して選択的に入力軸16に連結される第2サンギヤS2と、出力歯車24に連結された第2リングギヤR2と、第2サンギヤS2と噛み合い、前記第2ピニオンP2よりも大径であってそれに対して一体回転するように同軸にそれと連結された第3ピニオンP3と、第2リングギヤR2および第3ピニオンP3と噛み合う第4ピニオンP4と、それら第3ピニオンP3および第4ピニオンP4を回転可能にすなわち自転且つ公転可能に支持し、第1キャリヤCA1と一体回転するようにそれに連結され、且つ第2クラッチC2を介して選択的に入力軸16に連結される第2キャリヤCA2とを、備えたものである。上記第1リングギヤR1とトランスミッションケース12との間には、一方向クラッチF1が第1ブレーキB1と並列に設けられている。この第1ブレーキB1および一方向クラッチF1に替えて、それらのうちのいずれか一方が設けられてもよい。
【0016】
上記第1クラッチC1、第2クラッチC2、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、第3ブレーキB3は、たとえば、従来の車両用遊星歯車式自動変速機においてよく用いられている油圧式摩擦係合装置であって、互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型や、回転するドラムの外周面に巻き付けられた1本または2本のバンドの一端が油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成され、それが介そうされている両側の部材を選択的に連結するためのものである。上記第1ブレーキB1に並列に設けられた一方向クラッチF1も係合装置すなわち第1ブレーキとして機能するものであり、いずれか一方が設けられていてもよい。
【0017】
以上のように構成された変速機10では、たとえば、図2の係合作動表に示されるように、前記第1クラッチC1、第2クラッチC2、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、第3ブレーキB3のうちから選択された2つが同時に係合作動させられることにより、前進側の第1速ギヤ段乃至第7速ギヤ段のいずれか或いは後進ギヤ段が選択的に成立させられ、略等比的に変化する変速比γ(=入力軸回転速度NIN/出力軸回転速度NOUT)が各ギヤ段毎に得られるようになっている。
【0018】
すなわち、図2に示すように、第1クラッチC1および第1ブレーキB1の係合により、入力軸16と第2サンギヤS2との間および第1リングギヤR1とトランスミッションケース12との間がそれぞれ連結されることにより、変速比γ1が最大値たとえば「2.52」である第1速ギヤ段が成立させられる。また、第1クラッチC1および第2ブレーキB2の係合により、入力軸16と第2サンギヤS2との間、および第1サンギヤS1および第3リングギヤR3とトランスミッションケース12との間がそれぞれ連結されることにより、変速比γ2が第1速ギヤ段よりも小さい値たとえば「1.88」である第2速ギヤ段が成立させられる。また、第1クラッチC1および第3ブレーキB3の係合により、入力軸16と第2サンギヤS2との間、および第3キャリヤCA3とトランスミッションケース12との間がそれぞれ連結されることにより、変速比γ3が第2速ギヤ段よりも小さい値たとえば「1.35」である第3速ギヤ段が成立させられる。また、第1クラッチC1および第2クラッチC2の係合により、入力軸16と第2サンギヤS2との間、入力軸16と第2キャリヤCA2および第1キャリヤCA1との間がそれぞれ連結されることにより、変速比γ4が第3速ギヤ段よりも小さい値たとえば「1.00」である第4速ギヤ段が成立させられる。また、第2クラッチC2および第3ブレーキB3の係合により、入力軸16と第2キャリヤCA2および第1キャリヤCA1との間、第3キャリヤCA3とトランスミッションケース12との間がそれぞれ連結されることにより、変速比γ5が第4速ギヤ段よりも小さい値たとえば「0.83」である第5速ギヤ段が成立させられる。また、第2クラッチC2および第2ブレーキB2の係合により、入力軸16と第2キャリヤCA2および第1キャリヤCA1との間、第1サンギヤS1および第3リングギヤR3とトランスミッションケース12との間がそれぞれ連結されることにより、変速比γ6が第5速ギヤ段よりも小さい値たとえば「0.74」である第6速ギヤ段が成立させられる。また、第2クラッチC2および第1ブレーキB1の係合により、入力軸16と第2キャリヤCA2および第1キャリヤCA1との間、第1リングギヤR1とトランスミッションケース12との間がそれぞれ連結されることにより、変速比γ7が第6速ギヤ段よりも小さい値たとえば「0.55」である第7速ギヤ段が成立させられる。また、第1ブレーキB1および第3ブレーキB3の係合により、第1リングギヤR1とトランスミッションケース12との間、第3キャリヤCA3とトランスミッションケース12との間がそれぞれ連結されることにより、変速比γRが第2速ギヤ段と第3速ギヤ段との間の値たとえば「1.65」である後進ギヤ段が成立させられる。前記第1遊星歯車装置18のギヤ比(=サンギヤの歯数/リングギヤの歯数)ρ1、第2遊星歯車装置20のギヤ比ρ2、第3遊星歯車装置22のギヤ比ρ3は、上記のような変速比が得られるように設定されており、たとえば、ρ1=0.43、ρ2=0.23、ρ3=0.44である。
【0019】
上記変速機10において、各ギヤ段の変速比変化率(変速比間の比=γn/γn+1)は、たとえば第1速ギヤ段の変速比γ1と第2速ギヤ段の変速比γ2との比(=γ1/γ2)が「1.34」とされ、第2速ギヤ段の変速比γ2と第3速ギヤ段の変速比γ3との比(=γ2/γ3)が「1.39」とされ、第3速ギヤ段の変速比γ3と第4速ギヤ段の変速比γ4との比(=γ3/γ4)が「1.35」とされ、第4速ギヤ段の変速比γ4と第5速ギヤ段の変速比γ5との比(=γ4/γ5)が「1.20」とされ、第5速ギヤ段の変速比γ5と第6速ギヤ段の変速比γ6との比(=γ5/γ6)が「1.12」とされ、第6速ギヤ段の変速比γ6と第7速ギヤ段の変速比γ7との比(=γ6/γ7)が「1.35」とされ、各変速比γが略等比的に変化させられている。また、上記変速機10において、第1速ギヤ段の変速比γ1と第7速ギヤ段の変速比γ7との比であるギヤ比幅(=γ1/γ7)が比較的大きな値たとえば「4.61」とされている。また、後進変速段「Rev」の変速比も適当値であり、全体として適切な変速比特性が得られる。
【0020】
図3は、上記変速機10において、ギヤ段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線で表すことができる共線図を示している。図3の共線図は、横軸方向において各遊星歯車装置18、20、22のギヤ比ρの関係を示し、縦軸方向において相対的回転速度を示す二次元座標であり、2本の横線のうちの下側の横線X1が回転速度零を示し、その上側の横線X3が入力軸16の回転速度よりも低い減速回転を示し、さらに上側の横線X2が回転速度「1.0」すなわち入力軸16の回転速度を示している。主変速部28において、5本の縦線Y1乃至Y5は、左から順に、第1回転要素RE1に対応する第1サンギヤS1を、第2回転要素RE2に対応する第1リングギヤR1を、第3回転要素RE3に対応し且つ相互に連結された第1キャリヤCA1および第2キャリヤCA2を、第4回転要素RE4に対応する第2リングギヤR2を、第5回転要素RE5に対応する第2サンギヤS2をそれぞれ表し、それらの間隔は第1遊星歯車装置18、第2遊星歯車装置20のギヤ比ρ1、ρ2に応じてそれぞれ定められている。共線図の縦軸間において、サンギヤとキャリヤとの間が「1」に対応する間隔とされ、キャリヤとリングギヤとの間がρに対応する間隔とされ、図3では、第2遊星歯車装置20の第2サンギヤS2に対応する縦軸Y5と第2リングギヤR2に対応する縦軸Y4との間が「1」に対応する間隔とされている。
【0021】
上記共線図を利用して主変速部28を表現すれば、第1遊星歯車装置18の第1サンギヤS1、第1キャリアCA1、第1リングギヤR1、および第2遊星歯車装置20の第2サンギヤS2、第2キャリアCA2、第2リングギヤR2の一部が互いに連結されることによって5つの回転要素RE1乃至RE5が構成されるとともに、その5つの回転要素RE1乃至RE5の回転速度を直線で表すことができる共線図上においてその5つの回転要素RE1乃至RE5を一端から他端へ向かって順番に第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、第3回転要素RE3、第4回転要素RE4、および第5回転要素RE5とした時、その第1回転要素RE1(S1)は中間回転部材として機能する第3リングギヤR3に連結されて中間回転速度で回転されるとともに、第2ブレーキB2によって選択的に回転停止させられ、第2回転要素RE2(R1)は第1ブレーキB1によって選択的に回転停止させられ、第3回転要素RE3(CA1、CA2)は第2クラッチC2を介して前記入力軸16(入力部材)に選択的に連結され、第5回転要素RE5(S2)は入力軸16に連結され、第4回転要素RE4(R2)は出力歯車24(出力部材)に連結されている。
【0022】
そして、上記の共線図から明らかなように、第1クラッチC1および第1ブレーキB1が係合させられて、第5回転要素RE2(S2)が入力軸16と共に回転させられるとともに、第2回転要素RE2(R1)が非回転状態とされると、第4回転要素RE4(R2)は「1st」で示す回転速度で回転させられ、最も大きい変速比の第1変速段「1st」が成立させられる。第1クラッチC1および第2ブレーキB2が係合させられて、第5回転要素RE5(S2)が入力軸16と共に回転させられるとともに、第1回転要素RE1(S1)が非回転状態とされると、第4回転要素RE4(R2)は「2nd」で示す回転速度で回転させられ、第1変速段「1st」よりも変速比が小さい第2変速段「2nd」が成立させられる。第1クラッチC1および第3ブレーキB3が係合させられて、第5回転要素RE5(S2)が入力軸16と共に回転させられるとともに、第1回転要素RE1(S1)が第3リングギヤR3と共に中間回転速度で回転させられると、第4回転要素RE4(R2)は「3rd」で示す回転速度で回転させられ、第2変速段「2nd」よりも変速比が小さい第3変速段「3rd」が成立させられる。第1クラッチC1および第2クラッチC2が係合させられて、第3回転要素RE3(CA1、CA2)および第5回転要素RE5(S2)が入力軸16と同じ回転速度で回転させられると、第4回転要素RE4(R2)は「4th」で示す回転速度すなわち入力軸16と同じ回転速度で回転させられ、第3変速段「3rd」よりも変速比が小さい第4変速段「4th」が成立させられる。この第4変速段「4th」の変速比は1である。第2クラッチC2および第3ブレーキB3が係合させられて、第3回転要素RE3(CA1、CA2)が入力軸16とともに回転させられるとともに、第1回転要素RE1(S1)が第3リングギヤR3と共に中間回転速度で回転させられると、第4回転要素RE4(R2)は「5th」で示す回転速度第4変速段「4th」よりも変速比が小さい第5変速段「5th」が成立させられる。第2クラッチC2および第2ブレーキB2が係合させられて、第3回転要素RE3(CA1、CA2)が入力軸16とともに回転させられるとともに、第1回転要素RE1(S1)が回転停止させられると、第4回転要素RE4(R2)は「6th」で示す回転速度で回転させられ、第5変速段「5th」よりも変速比が小さい第6変速段「6th」が成立させられる。第2クラッチC2および第1ブレーキB1が係合させられて、第3回転要素RE3(CA1、CA2)が入力軸16とともに回転させられるとともに、第2回転要素RE2(R1)が回転停止させられると、第4回転要素RE4(R2)は「7th」で示す回転速度で回転させられ、第6変速段「6th」よりも変速比が小さい第7変速段「7th」が成立させられる。
【0023】
また、第1ブレーキB1および第3ブレーキB3が係合させられて、第1回転要素RE1(S1)が第3リングギヤR3とともに中間回転速度で回転させられるとともに、第2回転要素RE2(R1)が回転停止させられると、第4回転要素RE4(R2)は「Rev」で示す回転速度で逆回転させられ、後進変速段「Rev」が成立させられる。
【0024】
上述のように、本実施例の車両用自動変速機10によれば、前進7段の多段変速が3組の第1遊星歯車装置18、第2遊星歯車装置20、第3遊星歯車装置22と、2つのクラッチC1、C2および3つのブレーキB1、B2、B3から成る合計5つの摩擦係合装置によって得られるため、4組の遊星歯車装置を用いる場合に比較して軽量且つコンパクトに構成され、車両への搭載性が向上する。同時に、一層少ない個数の摩擦係合装置によって変速を行うことができるため、部品点数が少なくなって低コストとなるだけでなく、引きずり抵抗が小さくなって一層良好な燃費が得られる。
【0025】
また、前述の実施例において、ダブルピニオン型の第1遊星歯車装置18の第2ピニオンP2と、ダブルピニオン型の第2遊星歯車装置20の第3ピニオンP3とが一体回転するように同軸に相互に連結されているので、ラビニヨ型と同様に、部品点数や軸長が一層低減され、変速機10が一層小型且つ安価となる。
【0026】
また、前述の実施例において、主変速部28は、第1遊星歯車装置18と第2遊星歯車装置20とを備えたものであり、第1回転要素RE1は第1サンギヤS1であり、第2回転要素RE2は第1リングギヤR1であり、第3回転要素RE3は第1キャリヤCA1および第2キャリヤCA2であり、第4回転要素RE4は第2リングギヤR2であり、第5回転要素RE5は第2サンギヤS2であるので、コンパクトな前進7段の車両用自動変速機10が得られる。
【0027】
次に、本発明の他の実施例を図4を用いて説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。図4は、前記変速機10と同様に5つの摩擦係合装置を用いて前進7速のギヤ段を達成する変速機30の構成を示す骨子図である。
【0028】
上記変速機30は、副変速機26の第3キャリヤCA3がトランスミッションケース12と直接連結されることにより常時非回転とされ、第3リングギヤR3と第1サンギヤS1との間であって第2ブレーキB2よりも第3リングギヤR3側に第3クラッチC3が介そうされることにより、第3リングギヤR3と第1サンギヤS1とが選択的に連結されるように構成されている点が、前記変速機10と相違し、他は同様に構成されている。本実施例では、第3遊星歯車装置22の3つの回転要素の1つである第3サンギヤS3が入力軸16とともに回転させられると、その入力軸16に対して減速回転させられる中間回転部材に対応する第3リングギヤR3の回転が第3クラッチC3を介して主変速部28へ出力される。本実施例の第3クラッチC3は前記変速機10の第3ブレーキB3と同様に中間回転出力用摩擦係合装置としての機能を備えていることから、第3ブレーキB3に替えて第3クラッチC3が作動させられる前述の実施例の図2と同様の係合表、および図3と同様の共線図に基づいて前進7段の変速ギヤ段が得られる。本実施例の回転要素RE1、RE2、RE3、RE4、RE5も前述の変速機10と同様である。したがって、本実施例の変速機30も前述の変速機10と同様の作用効果が得られる。
【0029】
以上、本発明の1実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【0030】
たとえば、前述の実施例において、副変速機26を構成する第3遊星歯車装置22は、ダブルピニオン型であったが、シングルピニオン型の遊星歯車装置であってもよい。その3つの回転要素に対応する第3サンギヤS3、第3キャリヤCA3、第3リングギヤR3のうち、いずれが固定され、いずれが中間回転部材とされ、いずれが入力部材に直接或いは間接に連結されてもよい。要するに、副変速部26は、遊星歯車装置の3つの回転要素の何れか1つが入力部材に連結されて回転駆動されるとき、他の1つが回転不能に固定されると、残りの1つが中間回転部材として前記入力部材に対して減速回転させられるように構成され、中間回転出力用摩擦係合装置が係合させられることによってその中間回転部材から減速回転が選択的に出力されるものであればよい。
【0031】
また、前述の実施例の車両用自動変速機10、30は、その自動変速機10、30の軸線が車両の幅方向となるFF(フロントエンジン・フロントドライブ)車両用すなわち搭載姿勢が横置き型となる車両に適したものであったが、自動変速機10、30の軸線が車両の前後方向となるFR(フロントエンジン・リヤドライブ)車両用すなわち搭載姿勢が縦置き型となる場合にも適用される。
【0032】
また、前記車両用自動変速機10、30は、アクセル操作量や車速などの運転状態に応じて自動的に変速段を切り換えるものでも良いが、運転者のスイッチ操作(アップダウン操作など)に従って変速段を切り換えるものでも良い。
【0033】
また、前記車両用自動変速機10、30において、第1クラッチC1、第2クラッチC2、第3クラッチC3、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、第3ブレーキB3としては、油圧シリンダによって摩擦係合させられる多板式や単板式、ベルト式などの油圧式摩擦係合装置が好適に用いられるが、電磁式等の他の形式の係合装置を採用することもできる。変速制御を容易にするため、それ等のブレーキやクラッチと並列に一方向クラッチを設けることもできる。エンジンブレーキが必要無い場合には、一方向クラッチを設けるだけでも良い。回転を停止する点で一方向クラッチはブレーキと同様の機能が得られるのである。この他、第1ブレーキB1と並列に、直列に接続されたブレーキおよび一方向クラッチを設けるなど、種々の態様が可能である。
【0034】
また、たとえば前記車両用自動変速機10、30において、主変速部28と副変速部26との位置関係や、主変速部28の第1遊星歯車装置18と第2遊星歯車装置20との位置関係は特に限定されず、種々の態様が可能である。クラッチやブレーキについても、例えば一端部に集中して配置するなど種々の態様が可能である。また、第1遊星歯車装置18、第2遊星歯車装置20、第3遊星歯車装置22は必ずしも同心でなくてもよい。
【0035】
また、前述の実施例の共線図は、回転要素RE1、RE2、RE3、RE4、RE5に対応する縦軸Y1、Y2、Y3、Y4、Y5が、左から右へ向かって順次配列されていたが、右から左へ向かって順次配列されていてもよい。また、回転速度零に対応する横軸X1の上側に回転速度「1」に対応する横軸X2が配置されていたが、横軸X1の下側に配置されていてもよい。
【0036】
また、前述の実施例において、ダブルピニオン型の第1遊星歯車装置18の第2ピニオンP2と、ダブルピニオン型の第2遊星歯車装置20の第3ピニオンP3とが一体回転するように同軸に相互に連結されていたが、相互に同径であってもよい。第1ピニオンP1、第2ピニオンP2、第3ピニオンP3、第4ピニオンP4の径(歯数)は適宜変更され得る。
【0037】
また、前述の図1、図4の実施例の主変速部28は2組の遊星歯車装置から構成されていたが、遊星歯車装置の数はそれに限定されない。
【0038】
また、前述の実施例の主変速部28において、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、第3回転要素RE3、第4回転要素RE4、第5回転要素RE5を構成する回転部材は、第1遊星歯車装置18および第2遊星歯車装置20、或いはそれと他の遊星歯車装置の構成するサンギヤ、リングギヤ、キャリヤのいずれであってもよい。
【0039】
なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更,改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である車両用自動変速機の構成を説明する骨子図である。
【図2】図1の車両用自動変速機の変速ギヤ段とそれを実現するための複数の摩擦係合装置の係合作動の組み合わせとの関係を説明する作動表である。
【図3】図1の車両用自動変速機の共線図である。
【図4】図1の車両用自動変速機の変形例の構成を説明する骨子図である。
【符号の説明】
10、30:車両用自動変速機(自動変速機)
12:トランスミッションケース(非回転部材)
16:入力軸(入力部材)
24:出力歯車(出力部材)
26:副変速部(22:第3遊星歯車装置)
28:主変速部(18:第1遊星歯車装置、20:第2遊星歯車装置)
RE1:第1回転要素(S1)
RE2:第2回転要素(R1)
RE3:第3回転要素(CA1、CA2)
RE4:第4回転要素(R2)
RE5:第5回転要素(S2)
C1:第1クラッチ
C2:第2クラッチ
C3:第3クラッチ
B1:第1ブレーキ
B2:第2ブレーキ
B3:第3ブレーキ
R3:第3リングギヤ(中間回転部材)
Claims (4)
- 遊星歯車装置の3つの回転要素の何れか1つが入力部材に連結されて回転駆動されるとき、他の1つが回転不能に固定されると、残りの1つが中間回転部材として前記入力部材に対して減速回転させられるように構成され、中間回転出力用摩擦係合装置が係合させられることによって該中間回転部材から減速回転が選択的に出力される副変速部と、
複数組の遊星歯車装置のサンギヤ、キャリア、およびリングギヤの一部が互いに連結されることによって5つの回転要素が構成されるとともに、該5つの回転要素の回転速度を直線で表すことができる共線図上において該5つの回転要素を一端から他端へ向かって順番に第1回転要素、第2回転要素、第3回転要素、第4回転要素、および第5回転要素とした時、該第1回転要素は前記中間回転部材に連結されるとともに第2ブレーキによって選択的に回転停止させられ、該第2回転要素は第1ブレーキによって選択的に回転停止させられ、該第3回転要素は第2クラッチを介して前記入力部材に選択的に連結され、該第5回転要素は第1クラッチを介して前記入力部材に選択的に連結され、該第4回転要素は出力部材に連結されて回転を出力する主変速部と、
を備えている一方、
前記第1クラッチおよび前記第1ブレーキが係合させられることによって最も大きい変速比の第1変速段が成立させられ、前記第1クラッチおよび前記第2ブレーキが係合させられることによって前記第1変速段よりも変速比が小さい第2変速段が成立させられ、前記第1クラッチおよび前記中間回転出力用摩擦係合装置が係合させられることによって前記第2変速段よりも変速比が小さい第3変速段が成立させられ、前記第1クラッチおよび前記第2クラッチが係合させられることによって前記第3変速段よりも変速比が小さい第4変速段が成立させられ、前記第2クラッチおよび前記中間回転出力用摩擦係合装置が係合させられることによって前記第4変速段よりも変速比が小さい第5変速段が成立させられ、前記第2クラッチおよび前記第2ブレーキが係合させられることによって前記第5変速段よりも変速比が小さい第6変速段が成立させられ、前記第2クラッチおよび前記第1ブレーキが係合させられることによって前記第6変速段よりも変速比が小さい第7変速段が成立させられる
ことを特徴とする車両用自動変速機。 - 前記主変速部は、
前記中間回転部材から選択的に前記減速回転が入力され且つ第2ブレーキを介して非回転部材に選択的に連結される第1サンギヤと、前記第1ブレーキを介して非回転部材に選択的に連結される第1リングギヤと、該第1サンギヤに噛み合う第1ピニオンと該第1ピニオンおよび第1リングギヤに噛み合う第2ピニオンとを回転可能に支持する第1キャリヤとを有する第1遊星歯車装置と、
前記第1クラッチを介して前記入力部材と選択的に連結される第2サンギヤと、前記出力部材に連結される第2リングギヤと、前記第2ピニオンに対して一体回転するように同軸に連結されて該第2サンギヤと噛み合う第3ピニオンと、該第2リングギヤおよび第3ピニオンと噛み合う第4ピニオンと、該第3ピニオンおよび第4ピニオンを相互に噛み合った状態で回転可能に支持し、前記第1キャリヤと連結され、且つ前記第2クラッチを介して前記入力部材と選択的に連結される第2キャリヤとを有する第2遊星歯車装置とを、備えたものであり、
前記第1回転要素は前記第1サンギヤであり、前記第2回転要素は第1リングギヤであり、前記第3回転要素は第1キャリヤおよび第2キャリヤであり、前記第4回転要素は前記第2リングギヤであり、前記第5回転要素は前記第2サンギヤである
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用自動変速機。 - 前記副変速部は、前記入力部材に連結された第3サンギヤと、前記第2ブレーキを介して非回転部材に選択的に連結され、且つ前記第1サンギヤに連結されて前記中間回転部材として機能する第3リングギヤと、該第3サンギヤと噛み合う第5ピニオンと該第3リングギヤと噛み合う第6ピニオンとを相互に噛み合った状態で回転可能に支持し、前記第3ブレーキを介して非回転部材に選択的に連結される第3キャリヤとを有するダブルピニオン型の遊星歯車装置である請求項2の車両用自動変速機。
- 前記副変速部は、前記入力部材に連結された第3サンギヤと、前記第3クラッチ及び前記第2ブレーキを介して非回転部材に選択的に連結され、且つ前記第3クラッチを介して前記第1サンギヤに選択的に連結されて前記中間回転部材として機能する第3リングギヤと、該第3サンギヤと噛み合う第5ピニオンと該第3リングギヤと噛み合う第6ピニオンとを相互に噛み合った状態で回転可能に支持し、前記非回転部材に連結された第3キャリヤとを有するダブルピニオン型の遊星歯車装置である請求項2の車両用自動変速機。
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