JP2005076795A - ３摩擦係合要素同時係合型変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】遊星歯車装置とクラッチおよびブレーキの組合せよりなり、クラッチおよびブレーキの係合または開放の組合せを切り換えることにより各種の変速段を達成するようになっている変速装置に於いて、変速特性の多様化を可能にし、また個々のクラッチおよびブレーキの担持トルク負荷を低減することによりクラッチおよびブレーキの小型化と耐久性の向上を可能にする
【解決手段】各種変速段に於いて同時に係合されるクラッチまたはブレーキの数を増やす。
【選択図】図１

Description

本発明は、変速装置に係り、特に主として車輌用自動変速機に用いられる変速装置に係る。

入力回転部材と出力回転部材の間に１ないし複数の遊星歯車装置といくつかのクラッチおよびブレーキを組み込み、これらのクラッチおよびブレーキの選択的係合の組み換えにより遊星歯車装置の変速機能を種々に異ならせ、複数の変速段を達成する変速装置を構成することが車輌用自動変速機の分野に於いて知られている。

そのうち、３つの遊星歯車装置と、摩擦係合装置としては同等であるクラッチおよびブレーキを合計で５つ有し、前進用として６つの変速段を達成する変速装置の例が下記の特許文献に示されている。
特開平４-２９０６４９ 特開平６-３２３３８１ 特開２０００-２９１７４７ 特開２００２-１３５９９ 特開２００２-３１０２４６

上記特許文献のいずれの例にも見られる通り、３つの遊星歯車装置と合計で５つのクラッチおよびブレーキを有し、前進用として６種類の変速段を達成する変速装置は、従来、各変速段を２つのクラッチまたはブレーキの係合により達成するようになっている。即ち、前進用として６種類の変速段を達成するため、全体としては５つのクラッチおよびブレーキが設けられているが、変速装置の実際の作動に当っては、常時その内の２つのみしか作動されていない。

本発明は、上記の如く従来のこの種の変速装置は、変速段の種類にバラエティを得る必要から多数のクラッチまたはブレーキを備えているが、実際の作動に於いては、各変速段に於いてそのうちのただ２つしか作動させていないという事情と、各変速段に於いてより多くのクラッチまたはブレーキを作動させれば、それだけ変速に当たってのクラッチまたはブレーキの係合または解放のタイミング的作動態様に於ける多様性が増し、変速段に応じた変速特性の一層の向上を図ることが可能になるとの着想に基づき、その観点から更に改良された変速装置を提供することを主たる課題としており、また、一つの変速段に於いてより多くのクラッチまたはブレーキを同時に作動させれば、これによって各クラッチまたはブレーキが担持するトルク負荷を低減させ、クラッチまたはブレーキの小型化と耐久性の向上を図ることも可能になることを更なる課題としている。

上記の課題を解決するものとして、本発明は、入力回転部材と、出力回転部材と、少なくとも１つの遊星歯車装置と、少なくとも合計で３つのクラッチまたはブレーキとを有し、前記クラッチまたはブレーキの選択的係合により複数の変速段を達成する変速装置にして、前記複数の変速段の少なくとも１つに於いて前記クラッチまたはブレーキのうちの３つが係合されることを特徴とする変速装置を提案するものであり、更に、より具体的には、入力回転部材と、出力回転部材と、２つのシングルピニオン型遊星歯車装置と、１つのダブルピニオン型遊星歯車装置と、３つのクラッチと、２つのブレーキとを有し、前記クラッチおよびブレーキの選択的係合により４つの減速段と直結段と１つの増速段とを含む複数の変速段を達成する変速装置にして、前記複数の変速段の少なくとも１つに於いて前記３つのクラッチと２つのブレーキのうちの選択された３つが係合されることを特徴とする変速装置を提案するものである。

上記の課題より明らかな通り、３つのクラッチまたはブレーキを作動させる変速段の数が多ければ多いほど、本発明の課題はより一層効果的に達成される。従って、前記３つのクラッチと２つのブレーキのうちの選択された３つが係合される変速段の数は、２でれば更に好ましく、３、４、５または６のように増大すればそれだけより一層好ましく、また後進段もそうであれば尚更好ましい。

また、一つの変速段にて係合される３つのクラッチまたはブレーキのうちの少なくとも２つは伝達トルクを並列に担持するように配置されていてよい。

より具体的な一つの実施の形態の於いては、上記の課題を達成するための本発明による変速装置は、前記シングルピニオン型遊星歯車装置の１つを第１の遊星歯車装置とし、前記ダブルピニオン型遊星歯車装置を第２の遊星歯車装置とし、前記シングルピニオン型遊星歯車装置の他の１つを第３の遊星歯車装置とし、前記３つのクラッチ第１、第２および第３のクラッチとし、前記２つのブレーキを第１および第２のブレーキとしたとき、前記第１の遊星歯車装置のリングギヤは前記第２の遊星歯車装置のリングギヤと連結され、前記第２の遊星歯車装置のキャリアは前記第３の遊星歯車装置のサンギヤと連結され、前記入力回転部材は前記第１の遊星歯車装置のサンギヤに連結され、前記出力回転部材は前記第３の遊星歯車装置のリングギヤに連結され、前記第１の遊星歯車装置のキャリアは前記第１のクラッチにより前記第３の遊星歯車装置のキャリアと選択的に連結され、前記第１および第２の遊星歯車装置のリングギヤは前記第２のクラッチにより前記第３の遊星歯車装置のキャリアと選択的に連結され、前記第１の遊星歯車装置のキャリアは前記第３のクラッチにより前記第２の遊星歯車装置のサンギヤと選択的に連結され、前記第２の遊星歯車装置のキャリアおよび前記第３の遊星歯車装置のサンギヤは前記第１のブレーキにより選択的に制動され、前記第２の遊星歯車装置のサンギヤは前記第２のブレーキにより選択的に制動されるようになっていてよい。

この場合、前記第１、第２および第３の遊星歯車装置はこの順に同心に配列されており、前記第１の遊星歯車装置の側を軸線方向の上流側とし前記第３の遊星歯車装置の側を軸線方向の下流側とするとき、前記第２のクラッチは前記第１の遊星歯車装置の上流側に位置し、前記第１のクラッチは前記第２のクラッチの上流側に位置し、前記第３のクラッチは前記第１の遊星歯車装置と前記第２の遊星悪魔装置の間に位置し、前記第１のブレーキは前記第３の遊星歯車装置の下流側に位置し、前記第２のブレーキは前記第１のブレーキの下流側に位置して配置されていてよい。

更に、この場合、好ましい変速比分布を得るものとして、前記第１の遊星歯車装置のサンギヤとリングギヤの比は０．３８であり、前記第２の遊星歯車装置のサンギヤとリングギヤの比は０．４３であり、前記第３の遊星歯車装置のサンギヤとリングギヤの比は０．３２であってよい。

或いはまた、他の一つのより具体的な実施の形態の於いては、本発明による変速装置は、前記ダブルピニオン型遊星歯車装置を第１の遊星歯車装置とし、前記シングルピニオン型遊星歯車装置の１つを第２の遊星歯車装置とし、前記シングルピニオン型遊星歯車装置の他の１つを第３の遊星歯車装置とし、前記３つのクラッチ第１、第２および第３のクラッチとし、前記２つのブレーキを第１および第２のブレーキとしたとき、前記第１の遊星歯車装置のサンギヤは前記第２の遊星歯車装置のサンギヤと連結され、前記第２の遊星歯車装置のキャリアは前記第３の遊星歯車装置のキャリアと連結され、前記入力回転部材は前記第１の遊星歯車装置のキャリアに連結され、前記出力回転部材は前記第３の遊星歯車装置のリングギヤに連結され、前記第１の遊星歯車装置のリングギヤは前記第１のクラッチにより前記第３の遊星歯車装置のサンギヤと選択的に連結され、前記第１の遊星歯車装置のリングギヤは前記第２のクラッチにより前記第２の遊星歯車装置のリングギヤと選択的に連結され、前記第１の遊星歯車装置のキャリアは前記第３のクラッチにより前記第２の遊星歯車装置のリングギヤと選択的に連結され、前記第３の遊星歯車装置のサンギヤは前記第１のブレーキにより選択的に制動され、前記第１の遊星歯車装置のサンギヤおよび前記第２の遊星歯車装置のサンギヤは前記第２のブレーキにより選択的に制動されるようになっていてよい。

この場合、前記第１、第２および第３の遊星歯車装置はこの順に同心に配列されており、前記第１の遊星歯車装置の側を軸線方向の上流側とし前記第３の遊星歯車装置の側を軸線方向の下流側とするとき、前記第１のクラッチは前記第２の遊星歯車装置と前記第３の遊星歯車装置の間に位置し、前記第２および第３のクラッチは前記第１の遊星歯車装置と前記第２の遊星歯車装置の間に位置し、前記第１のブレーキは前記第２の遊星歯車装置と前記第３の遊星歯車装置の間に位置し、前記第２のブレーキは前記第３の遊星歯車装置の下流側に位置して配置されていてよい。

更に、この場合、好ましい変速比分布を得るものとして、前記第１の遊星歯車装置のサンギヤとリングギヤの比は０．５７であり、前記第２の遊星歯車装置のサンギヤとリングギヤの比は０．５２であり、前記第３の遊星歯車装置のサンギヤとリングギヤの比は０．３４であってよい。

入力回転部材と、出力回転部材と、少なくとも１つの遊星歯車装置と、少なくとも合計で３つのクラッチまたはブレーキとを有し、前記クラッチまたはブレーキの選択的係合により複数の変速段を達成する変速装置、或は、より具体的には、入力回転部材と、出力回転部材と、２つのシングルピニオン型遊星歯車装置と、１つのダブルピニオン型遊星歯車装置と、３つのクラッチと、２つのブレーキとを有し、前記クラッチおよびブレーキの選択的係合により４つの減速段と直結段と１つの増速段とを含む複数の変速段を達成する変速装置に於いて、前記複数の変速段の少なくとも１つに於いて、少なくとも合計で３つのクラッチまたはブレーキ或いは３つのクラッチと２つのブレーキのうちの選択された３つが係合されるようになっていれば、クラッチまたはブレーキの係合による伝達トルクの立ち上がり経過を、各クラッチまたはブレーキの係合制御により、少なくとも３つの段階に分けて制御することができ、伝達トルクの増大や低減をより好ましい態様となるようより繊細に制御することができる。尚、これにはクラッチおよびブレーキの係合／開放制御の繊細化を要するが、これは現今の多様なコンピュータ制御技術が利用できる。

そしてそのような合計で３つのクラッチまたはブレーキの係合による変速段の数が２、３、４、……と増大すればするほど、また後進段もそうであれば尚更、変速装置の変速性能は全体としてより大きく向上する。

また、そのようにして得られる変速段に於いて、係合される３つのクラッチまたはブレーキのうちの少なくとも２つが伝達トルクを並列に担持するようになっていれば、並列にトルクを担持する各クラッチまたはブレーキが担持するトルク負荷を低減させ、クラッチまたはブレーキの小型化を図ることができ、またトルク負荷が下がることにより、耐久性が向上する。

添付の図１は、本発明による変速装置を車輌用変速装置に適用した場合の実施の形態の一つを示すものであり、図に於いてＡはその機械的構造の概略図であり、Ｂはそこに含まれるクラッチおよびブレーキの各変速段に於ける係合状態とそれによって達成される変速比を示す表であり、Ｃは各変速段の達成状態を示す共線図である。

図示の如く、この変速装置は、入力回転部材ＩＮと出力回転部材ＯＵＴの間に組み込まれたシングルピニオン型の第１の遊星歯車装置ＰＧ１と、ダブルピニオン型の第２の遊星歯車装置ＰＧ２と、シングルピニオン型の第３の遊星歯車装置ＰＧ３と、第１、第２、第３のクラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３と、第１、第２のブレーキＢ１、Ｂ２とを含んでいる。第１の遊星歯車装置ＰＧ１のリングギヤＲ１は第２の遊星歯車装置ＰＧ２のリングギヤＲ２と連結されている。第２の遊星歯車装置ＰＧ２のキャリアＣｒ２は第３の遊星歯車装置ＰＧ３のサンギヤＳ３と連結されている。入力回転部材ＩＮは第１の遊星歯車装置ＰＧ１のサンギヤＳ１に連結されている。出力回転部材ＯＵＴは第３の遊星歯車装置ＰＧ３のリングギヤＲ３に連結されている。

第１の遊星歯車装置ＰＧ１のキャリアＣｒ１は第１のクラッチＣ１により第３の遊星歯車装置ＰＧ３のキャリアＣｒ３と選択的に連結されるようになっている。第１の遊星歯車装置ＰＧ１のリングギヤＲ１および第２の遊星歯車装置ＰＧ２のリングギヤＲ２は第２のクラッチＣ２により第３の遊星歯車装置ＰＧ３のキャリアＣｒ３と選択的に連結されるようになっている。第１の遊星歯車装置ＰＧ１のキャリアＣｒ１は第３のクラッチＣ３により第２の遊星歯車装置ＰＧ２のサンギヤＳ２と選択的に連結されるようになっている。第２の遊星歯車装置ＰＧ２のキャリアＣｒ２および第３の遊星歯車装置ＰＧ３のサンギヤＳ３は第１のブレーキＢ１により選択的に制動されるようになっている。第２の遊星歯車装置ＰＧ２のサンギヤＳ２は第２のブレーキＢ２により選択的に制動されるようになっている。

図１のＣに示す共線図に於いて、縦座標は回転速度であり、１は入力回転速度であり、０は固定状態を示す。以下に説明される通り、点１、２、３、４、５、６およびＲの縦座標上に於ける値が、第１速段、第２速段、第３速段、第４速段、第５速段、第６速段、後進段に於ける入力回転速度１に対する出力回転速度の相対的回転速度を示す。ＰＧ１に於けるサンギヤの歯数とリングギヤの歯数の比ρ１が０．３８であり、ＰＧ２に於けるサンギヤの歯数とリングギヤの歯数の比ρ２が０．４３であり、ＰＧ３に於けるサンギヤの歯数とリングギヤの歯数の比ρ３が０．３２であるとすると、各速度段に於ける変速比（減速比）はＢの表に示す如く、それぞれ４．６７３、２．７５１、１．８９０、１．３２１、１．０００、０．７５８、３．４７７である。

第１速段では、図１のＢの表に示す如く、クラッチＣ１およびＣ３とブレーキＢ２が係合される。リングギヤＲ１とリングギヤＲ２とは一体となって回転するよう連結されており、クラッチＣ３の係合によりキャリアＣｒ１とサンギヤＳ２とが連結されたことにより、ＰＧ１の共線Ｓ１−Ｃｒ１−Ｒ１とＰＧ２の共線Ｓ２−Ｒ２−Ｃｒ２はＲ１・Ｒ２とＣｒ１・Ｓ２の２点にて連結され、複合共線Ｓ１−Ｃｒ１・Ｓ２−Ｒ１・Ｒ２−Ｃｒ２が形成される。サンギヤＳ１が入力回転速度１にて駆動され、キャリアＣｒ１とサンギヤＳ２とがブレーキＢ２により回転速度０に制動されるので、複合共線Ｓ１−Ｃｒ１・Ｓ２−Ｒ１・Ｒ２−Ｃｒ２は、共線図でみると、図２に示す通り、Ｓ１にて回転速度１であり、Ｃｒ１・Ｓ２にて回転速度０である。一方、ＰＧ３に於いては、ブレーキＢ２とクラッチＣ３およびＣ１の係合によりキャリアＣｒ３の回転が制動された状態にてサンギヤＳ３がキャリアＣｒ２により駆動されるので、その共線Ｓ３−Ｃｒ３−Ｒ３は図示の如くなり、出力回転部材ＯＵＴと連結されたリングギヤＲ３は点１の回転速度にて回転する。

第２速段では、クラッチＣ１とブレーキＢ１およびＢ２が係合される。ブレーキＢ１とＢ２の係合により、ＰＧ２はそのサンギヤＳ２およびキャリアＣｒ２がいずれも固定されてロック状態となり、これによってＰＧ１に於いては、リングギヤＲ１が固定された状態で、サンギヤＳ１が駆動される。従って、ＰＧ１の共線は、図３に示す如く、Ｓ１にて速度１、Ｒ１にて速度０の直線となる。一方、ＰＧ３に於いては、サンギヤＳ３がブレーキＢ１により固定された状態で、キャリアＣｒ３がクラッチＣ１の係合によりキャリアＣｒ１に連結される。従って、リングギヤＲ３は点２の回転速度にて回転する。

第３速段に於いては、クラッチＣ１およびＣ３とブレーキＢ１が係合される。リングギヤＲ１とリングギヤＲ２とは一体に回転し、クラッチＣ３の係合によりキャリアＣｒ１とサンギヤＲ２とが連結されるので、ＰＧ１の共線Ｓ１−Ｃｒ１−Ｒ１とＰＧ２の共線Ｓ２−Ｒ２−Ｃｒ２とはＲ１・Ｒ２とＣｒ１・Ｒ２にて互いに連結され、複合共線は、図４に示す如く、Ｓ１−Ｃｒ１・Ｓ２−Ｒ１・Ｒ２−Ｃｒ２となり、キャリアＣｒ２がブレーキＢ１により固定されて回転速度０となり、サンギヤＳ１が回転速度１にて駆動される。ＰＧ３に於いては、サンギヤＳ３がブレーキＢ１にて固定され、キャリアＣｒ３がクラッチＣ１によりキャリアＣｒ１と連結されているので、ＰＧ３の共線はＳ３をＣｒ２に合わせ、Ｃｒ３をＣｒ１に合わせた状態で複合共線Ｓ１−Ｃｒ１・Ｓ２−Ｒ１・Ｒ２−Ｃｒ２の上に乗り、リングギヤＲ３は点３の回転速度にて回転する。

第４速段においは、クラッチＣ１およびＣ２とブレーキＢ２が係合される。クラッチＣ１とＣ２の係合によりＰＧ１はロック状態となり、入力回転部材によるサンギヤＳ１の駆動はそのままＰＧ２のリングギヤＲ２の駆動となる。ＰＧ２のサンギヤＳ２はブレーキＢ２により固定されているので、ＰＧ２の共線は、図５に示す如く、Ｓ２にて回転速度０、Ｒ２にて回転速度１となる。ＰＧ３に於いては、サンギヤＳ３がＣｒ２と一体に回転され、キャリアＣｒ３がクラッチＣ１を経てＲ２とともに入力回転数にて駆動されるので、リングギヤＲ３は点４の速度にて回転する。

第５速段に於いては、クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３が係合される。これら３つのクラッチが係合されると、ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３はいずれもロック状態となり、全体が一体となって回転する。従って、リングギヤＲ３に連結された出力回転部材は入力回転部材と同一の速度である点５の回転速度にて回転する。

第６速段に於いては、クラッチＣ１およびＣ２とブレーキＢ１が係合される。クラッチＣ１とＣ２の係合によりＰＧ１はロック状態となり、入力回転部材によるサンギヤＳ１の駆動はそのままリングギヤＲ１の駆動となる。ＰＧ３に於いては、ブレーキＢ１によりサンギヤＳ３が固定された状態で、キャリアＣｒ３がクラッチＣ１およびＣ２を経てリングギヤＲ１より入力回転速度１にて駆動される。従って、これを共線図で見れば、図６に示す通り、リングギヤＲ３は点６の速度で回転する。

後進段に於いては、クラッチＣ２およびＣ３とブレーキＢ２が係合される。リングギヤＲ１とリングギヤＲ２とは互いに連結されており、クラッチＣ３の係合によりキャリアＣｒ１とサンギヤＳ２とが互いに連結されるので、ＰＧ１の共線Ｓ１−Ｃｒ１−Ｒ１とＰＧ２の共線Ｃｒ２−Ｒ２−Ｓ２の共線はＲ１・Ｒ２点とＣｒ１・Ｓ２にて互いに連結されてＳ１−Ｃｒ１・Ｓ２−Ｒ２・Ｒ１−Ｃｒ２となり、Ｓ１にて入力回転速度１にて駆動され、Ｃｒ１・Ｓ２にて固定される。共線図で見ると、図７に示されている通りとなる。ＰＧ３に於いては、サンギヤＳ３がキャリアＣｒ２と一体に連結され、キャリアＣｒ３がクラッチＣ２によりリングギヤＲ１およびＲ２と連結されるので、リングギヤＲ３は点Ｒの回転速度にて回転する。これは負の回転速度であり、逆転である。

以上の通り、図１に示す実施の形態の於いては、第１速段〜第６速段および後進段の全ての変速段に於いて、合計３つのクラッチまたはブレーキが係合される。また、変速装置内を通るトルクの伝達経路に沿って見て、第１速段に於いてはクラッチＣ１とＣ３が互いに並列に作動しており、第２速段に於いてはブレーキＢ１とＢ２が互いに並列に作動しており、第３速段に於いてはクラッチＣ１とＣ３が互いに並列に作動しており、第４速段に於いてはクラッチＣ１とＣ２が互いに並列に作動しており、第５速段に於いてはクラッチＣ１〜Ｃ３の３つが並列に作動しており、第６速段に於いてはクラッチＣ１とＣ２が互いに並列に作動しており、後進段に於いてはクラッチＣ２とＣ３が互いに並列に作動している。

図８は、本発明による変速装置を車輌用変速装置に適用した場合の他の一つの実施の形態を示すものであり、図８に於いてＡはその機械的構造の概略図であり、Ｂはそこに含まれるクラッチおよびブレーキの各変速段に於ける係合状態とそれによって達成される変速比を示す表であり、Ｃは各変速段の達成状態を示す共線図である。

図８に示す如く、この変速装置は、入力回転部材ＩＮと出力回転部材ＯＵＴの間に組み込まれたダブルピニオン型の第１の遊星歯車装置ＰＧ１と、シングルピニオン型の第２の遊星歯車装置ＰＧ２と、シングルピニオン型の第３の遊星歯車装置ＰＧ３と、第１、第２、第３のクラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３と、第１、第２のブレーキＢ１、Ｂ２とを含んでいる。第１の遊星歯車装置ＰＧ１のサンギヤＳ１は第２の遊星歯車装置ＰＧ２のサンギヤＳ２と連結されている。第２の遊星歯車装置ＰＧ２のキャリアＣｒ２は第３の遊星歯車装置ＰＧ３のキャリアＣｒ３と連結されている。入力回転部材ＩＮは第１の遊星歯車装置ＰＧ１のキャリアＣｒ１に連結されている。出力回転部材ＯＵＴは第３の遊星歯車装置ＰＧ３のリングギヤＲ３に連結されている。

第１の遊星歯車装置ＰＧ１のリングギヤＲ１は第１のクラッチＣ１により第３の遊星歯車装置ＰＧ３のサンギヤＳ３と選択的に連結されるようになっている。第１の遊星歯車装置ＰＧ１のリングギヤＲ１は第２のクラッチＣ２により第２の遊星歯車装置ＰＧ２リングギヤＲ２と選択的に連結されるようになっている。第１の遊星歯車装置ＰＧ１のキャリアＣｒ１は第３のクラッチＣ３により第２の遊星歯車装置ＰＧ２のリングギヤＲ２と選択的に連結されるようになっている。第３の遊星歯車装置ＰＧ３のサンギヤＳ３は第１のブレーキＢ１により選択的に制動されるようになっている。第１の遊星歯車装置ＰＧ１のサンギヤＳ１および第２の遊星歯車装置ＰＧ２のサンギヤＳ２は第２のブレーキＢ２により選択的に制動されるようになっている。

図８のＣに示す共線図に於いて、縦座標は回転速度であり、１は入力回転速度であり、０は固定状態を示す。以下に説明される通り、点１、２、３、４、５、６およびＲの縦座標上に於ける値が、第１速段、第２速段、第３速段、第４速段、第５速段、第６速段、後進段に於ける入力回転速度１に対する出力回転速度の相対的回転速度を示す。ＰＧ１に於けるサンギヤの歯数とリングギヤの歯数の比ρ１が０．５７であり、ＰＧ２に於けるサンギヤの歯数とリングギヤの歯数の比ρ２が０．５２であり、ＰＧ３に於けるサンギヤの歯数とリングギヤの歯数の比ρ３が０．３４であるとすると、各速度段に於ける変速比（減速比）はＢの表に示す如く、それぞれ４．２７６、２．６２７、１．８７６、１．３６１、１．０００、０．７４６、２．８７０である。

第１速段では、図８のＢの表に示す如く、クラッチＣ１およびＣ２とブレーキＢ２が係合される。サンギヤＳ１とサンギヤＳ２とは一体となって回転するよう互いに連結されており、またクラッチＣ２の係合によりリングギヤＲ１とリングギヤＲ２とが連結される。従って、ＰＧ１の共線Ｃｒ１−Ｒ１−Ｓ１とＰＧ２の共線Ｒ２−Ｃｒ２−Ｓ２は、Ｓ１とＳ２にて互いに連結され、Ｒ１とＲ２にて連結され、複合共線はＣｒ１−Ｒ１・Ｒ２−Ｃｒ２−Ｓ１・Ｓ２となり、図９に示す通り、この複合共線は、Ｃｒ１にて入力回転速度１にて駆動され、Ｓ１・Ｓ２にてブレーキＢ２により回転速度０に制動される。一方、ＰＧ３に於いては、キャリアＣｒ３がキャリアＣｒ２と連結されている上に、クラッチＣ１の係合によりサンギヤＳ３がリングギヤＲ１とリングギヤＲ２との連結体に連結されるので、その共線Ｓ３−Ｃｒ３−Ｒ３は、Ｓ３にてＲ１とＲ２に一致し、Ｃｒ３がＣｒ２に一致した状態で複合共線Ｃｒ１−Ｒ１・Ｒ２−Ｃｒ２−Ｓ１・Ｓ２の上に重なる。従って、リングギヤＲ３は点１の回転速度にて回転する。

第２速段では、クラッチＣ２とブレーキＢ１およびＢ２が係合される。サンギヤＳ１とＳ２は互いに連結されており、クラッチＣ２の係合によりリングギヤＲ１とＲ２とが係合されることにより、ＰＧ１の共線Ｃｒ１−Ｒ１−Ｓ１とＰＧ２の共線Ｒ２−ＣＲ２−Ｓ２とは，Ｓ１・Ｓ２とＲ１・Ｒ２にて互いに連結され、複合共線は、図１０に示す如く、Ｃｒ１−Ｒ１・Ｒ２−Ｃｒ２−Ｓ１・Ｓ２となり、サンギヤＣｒ１が回転速度１にて駆動され、Ｓ１・Ｓ２にて固定される。ＰＧ３に於いては、サンギヤＳ３がブレーキＢ１により固定された状態で、キャリアＣｒ３がキャリアＣｒ２により駆動される。従って、リングギヤＲ３は点２の回転速度にて回転する。

第３速段に於いては、クラッチＣ１とブレーキＢ１およびＢ２が係合される。サンギヤＳ１とＳ２とは一体に回転し、クラッチＣ３の係合によりキャリアＣｒ１とリングギヤＲ２とが連結されるので、ＰＧ１の共線Ｃｒ１−Ｒ１−Ｓ１とＰＧ２の共線Ｒ２−Ｃｒ２−Ｓ２とはＣｒ１・Ｒ２とＳ１・Ｓ２にて互いに連結され、複合共線は、図１１に示す如く、Ｃｒ１・Ｒ２−Ｃｒ２−Ｒ１−Ｓ１・Ｓ２となり、Ｃｒ１・Ｒ２が回転速度１にて駆動され、Ｒ１がクラッチＣ１とブレーキＢ１の直列係合により固定される。ＰＧ３に於いては、サンギヤＳ３がブレーキＢ１にて固定され、キャリアＣｒ３がキャリアＣｒ２と連結されているので、ＰＧ３の共線はＳ３がＲ１と共にブレーキＢ１にて固定された状態で、Ｃｒ３がＣｒ２の速度にて駆動され、リングギヤＲ３は点３の回転速度にて回転する。

第４速段においは、クラッチＣ１およびＣ３とブレーキＢ２が係合される。サンギヤＳ１とＳ２とは一体に回転し、クラッチＣ３の係合によりＣｒ１とＲ２とが連結されるので、ＰＧ１の共線Ｃｒ１−Ｒ１−Ｓ１とＰＧ２の共線Ｒ２−Ｃｒ２−Ｓ２とはＳ１・Ｓ２とＣｒ１・Ｒ２にて互いに連結され、複合共線は、図１２に示す如く、Ｃｒ１・Ｒ２−Ｃｒ２−Ｒ１−Ｓ１・Ｓ２となり、キャリアＣｒ１・Ｒ２が回転速度１にて駆動され、Ｓ１・Ｓ２がブレーキＢ２により固定されて回転速度０となる。ＰＧ３に於いては、サンギヤＳ３がクラッチＣ１によりリングギヤＲ１と連結され、キャリアＣｒ３がＰＧ２のキャリアＣｒ２により駆動されるので、リングギヤＲ３は点４の速度にて回転する。

第５速段に於いては、クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３が係合される。これら３つのクラッチが係合されると、ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３はいずれもロック状態となり、全体が一体となって回転する。従って、リングギヤＲ３に連結された出力回転部材は入力回転部材と同一の速度である点５の回転速度にて回転する。

第６速段に於いては、クラッチＣ２およびＣ３とブレーキＢ１が係合される。クラッチＣ２とＣ３の係合によりＰＧ１およびＰＧ２はロック状態となり、入力回転部材によるキャリアＣｒ１の駆動はそのままリングギヤＲ１の駆動となる。ＰＧ３に於いては、ブレーキＢ１によりサンギヤＳ３が固定された状態で、キャリアＣｒ３がロック状態となったよりＰＧ１およびＰＧ２により入力回転速度１にて駆動される。従って、これを共線図で見れば、図１３に示す通り、リングギヤＲ３は点６の速度で回転する。

後進段に於いては、クラッチＣ１およびＣ２とブレーキＢ１が係合される。サンギヤＲ１とＲ２とは互いに連結されており、クラッチＣ２の係合によりキャリアＣｒ１とリングギヤＳ２とが互いに連結されるので、ＰＧ１の共線Ｃｒ１−Ｒ１−Ｓ１とＰＧ２の共線Ｒ２−Ｃｒ２−Ｓ２の共線はＲ１・Ｒ２とＳ１・Ｓ２にて互いに連結されてＣｒ１−Ｒ１・Ｒ２−Ｃｒ２−Ｓ１・Ｓ２となり、Ｃｒ１にて入力回転速度１にて駆動され、Ｒ１・Ｒ２にてクラッチＣ１とブレーキＢ１の直列係合にて固定される。共線図で見ると、図１４に示されている通りとなる。ＰＧ３に於いては、サンギヤＳ３がブレーキＢ一により固定された状態で、キャリアＣｒ３がキャリアＣｒ２により駆動されるので、リングギヤＲ３は点Ｒの回転速度にて回転する。これは負の回転速度であり、逆転である。

以上の通り、図８に示す実施の形態の於いても、第１速段〜第６速段および後進段の全ての変速段に於いて、合計３つのクラッチまたはブレーキが係合される。また、変速装置内を通るトルクの伝達経路に沿って見て、第１速段に於いてはクラッチＣ１とＣ２が互いに並列に作動しており、第２速段に於いてはクラッチＣ２とブレーキＢ１とが互いに並列に作動しており、第３速段に於いてはクラッチＣ１とブレーキＢ１が互いに並列に作動しており、第４速段に於いてはクラッチＣ１とＣ３が互いに並列に作動しており、第５速段に於いてはクラッチＣ１〜Ｃ３の３つが並列に作動しており、第６速段に於いてはクラッチＣ２とＣ３が互いに並列に作動しており、後進段に於いてはクラッチＣ１とＣ２が互いに並列に作動している。

以上に於いては本発明を二つの実施の形態について詳細に説明したが、これらの実施の形態について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

本発明による変速装置を車輌用変速装置に適用した場合の実施の形態の一つを示し、図Ａはその機械的構造の概略図、図Ｂはそこに含まれるクラッチおよびブレーキの各変速段に於ける係合状態とそれによって達成される変速比を示す表、図Ｃは各変速段の達成状態を示す共線図。 図１に示す変速装置に於いて第１速段の達成状態を示す共線図。 図１に示す変速装置に於いて第２速段の達成状態を示す共線図。 図１に示す変速装置に於いて第３速段の達成状態を示す共線図。 図１に示す変速装置に於いて第４速段の達成状態を示す共線図。 図１に示す変速装置に於いて第６速段の達成状態を示す共線図。 図１に示す変速装置に於いて後進段の達成状態を示す共線図。 本発明による変速装置を車輌用変速装置に適用した場合の実施の形態の他の一つを示し、図Ａはその機械的構造の概略図、図Ｂはそこに含まれるクラッチおよびブレーキの各変速段に於ける係合状態とそれによって達成される変速比を示す表、図Ｃは各変速段の達成状態を示す共線図。 図８に示す変速装置に於いて第１速段の達成状態を示す共線図。 図８に示す変速装置に於いて第２速段の達成状態を示す共線図。 図８に示す変速装置に於いて第３速段の達成状態を示す共線図。 図８に示す変速装置に於いて第４速段の達成状態を示す共線図。 図８に示す変速装置に於いて第６速段の達成状態を示す共線図。 図８に示す変速装置に於いて後進段の達成状態を示す共線図。

符号の説明

ＩＮ…入力回転部材、ＯＵＴ…出力回転部材、ＰＧ１，ＰＧ２，ＰＧ３…遊星歯車装置、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…サンギヤ、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３…リングギヤ、Ｃｒ１，Ｃｒ２，Ｃｒ３…キャリア、Ｃ１，Ｃ，２，Ｃ３…クラッチ、Ｂ１，Ｂ２…ブレーキ

Claims (15)

1. 入力回転部材と、出力回転部材と、少なくとも１つの遊星歯車装置と、少なくとも合計で３つのクラッチまたはブレーキとを有し、前記クラッチまたはブレーキの選択的係合により複数の変速段を達成する変速装置にして、前記複数の変速段の少なくとも１つに於いて前記クラッチまたはブレーキのうちの３つが係合されることを特徴とする変速装置。
2. 入力回転部材と、出力回転部材と、２つのシングルピニオン型遊星歯車装置と、１つのダブルピニオン型遊星歯車装置と、３つのクラッチと、２つのブレーキとを有し、前記クラッチおよびブレーキの選択的係合により４つの減速段と直結段と１つの増速段とを含む複数の変速段を達成する変速装置にして、前記複数の変速段の少なくとも１つに於いて前記３つのクラッチと２つのブレーキのうちの選択された３つが係合されることを特徴とする請求項１に記載の変速装置。
3. 前記複数の変速段の少なくとも２つに於いて前記３つのクラッチと２つのブレーキのうちの選択された３つが係合されることを特徴とする請求項２に記載の変速装置。
4. 前記複数の変速段の少なくとも３つに於いて前記３つのクラッチと２つのブレーキのうちの選択された３つが係合されることを特徴とする請求項２に記載の変速装置。
5. 前記複数の変速段の少なくとも４つに於いて前記３つのクラッチと２つのブレーキのうちの選択された３つが係合されることを特徴とする請求項２に記載の変速装置。
6. 前記複数の変速段の少なくとも５つに於いて前記３つのクラッチと２つのブレーキのうちの選択された３つが係合されることを特徴とする請求項２に記載の変速装置。
7. 前記複数の変速段の少なくとも６つに於いて前記３つのクラッチと２つのブレーキのうちの選択された３つが係合されることを特徴とする請求項２に記載の変速装置。
8. 前記複数の変速段は更に後進段を含み、該後進段に於いて前記３つのクラッチと２つのブレーキのうちの選択された３つが係合されることを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載の変速装置。
9. 前記クラッチまたはブレーキのうちの係合される３つのうちの少なくとも２つが伝達トルクを並列に担持することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の変速装置。
10. 前記シングルピニオン型遊星歯車装置の１つを第１の遊星歯車装置とし、前記ダブルピニオン型遊星歯車装置を第２の遊星歯車装置とし、前記シングルピニオン型遊星歯車装置の他の１つを第３の遊星歯車装置とし、前記３つのクラッチ第１、第２および第３のクラッチとし、前記２つのブレーキを第１および第２のブレーキとしたとき、前記第１の遊星歯車装置のリングギヤは前記第２の遊星歯車装置のリングギヤと連結され、前記第２の遊星歯車装置のキャリアは前記第３の遊星歯車装置のサンギヤと連結され、前記入力回転部材は前記第１の遊星歯車装置のサンギヤに連結され、前記出力回転部材は前記第３の遊星歯車装置のリングギヤに連結され、前記第１の遊星歯車装置のキャリアは前記第１のクラッチにより前記第３の遊星歯車装置のキャリアと選択的に連結され、前記第１および第２の遊星歯車装置のリングギヤは前記第２のクラッチにより前記第３の遊星歯車装置のキャリアと選択的に連結され、前記第１の遊星歯車装置のキャリアは前記第３のクラッチにより前記第２の遊星歯車装置のサンギヤと選択的に連結され、前記第２の遊星歯車装置のキャリアおよび前記第３の遊星歯車装置のサンギヤは前記第１のブレーキにより選択的に制動され、前記第２の遊星歯車装置のサンギヤは前記第２のブレーキにより選択的に制動されるようになっていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかによる変速装置。
11. 前記ダブルピニオン型遊星歯車装置を第１の遊星歯車装置とし、前記シングルピニオン型遊星歯車装置の１つを第２の遊星歯車装置とし、前記シングルピニオン型遊星歯車装置の他の１つを第３の遊星歯車装置とし、前記３つのクラッチ第１、第２および第３のクラッチとし、前記２つのブレーキを第１および第２のブレーキとしたとき、前記第１の遊星歯車装置のサンギヤは前記第２の遊星歯車装置のサンギヤと連結され、前記第２の遊星歯車装置のキャリアは前記第３の遊星歯車装置のキャリアと連結され、前記入力回転部材は前記第１の遊星歯車装置のキャリアに連結され、前記出力回転部材は前記第３の遊星歯車装置のリングギヤに連結され、前記第１の遊星歯車装置のリングギヤは前記第１のクラッチにより前記第３の遊星歯車装置のサンギヤと選択的に連結され、前記第１の遊星歯車装置のリングギヤは前記第２のクラッチにより前記第２の遊星歯車装置のリングギヤと選択的に連結され、前記第１の遊星歯車装置のキャリアは前記第３のクラッチにより前記第２の遊星歯車装置のリングギヤと選択的に連結され、前記第３の遊星歯車装置のサンギヤは前記第１のブレーキにより選択的に制動され、前記第１の遊星歯車装置のサンギヤおよび前記第２の遊星歯車装置のサンギヤは前記第２のブレーキにより選択的に制動されるようになっていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかによる変速装置。
12. 前記第１、第２および第３の遊星歯車装置はこの順に同心に配列されており、前記第１の遊星歯車装置の側を軸線方向の上流側とし前記第３の遊星歯車装置の側を軸線方向の下流側とするとき、前記第２のクラッチは前記第１の遊星歯車装置の上流側に位置し、前記第１のクラッチは前記第２のクラッチの上流側に位置し、前記第３のクラッチは前記第１の遊星歯車装置と前記第２の遊星悪魔装置の間に位置し、前記第１のブレーキは前記第３の遊星歯車装置の下流側に位置し、前記第２のブレーキは前記第１のブレーキの下流側に位置して配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の変速装置。
13. 前記第１、第２および第３の遊星歯車装置はこの順に同心に配列されており、前記第１の遊星歯車装置の側を軸線方向の上流側とし前記第３の遊星歯車装置の側を軸線方向の下流側とするとき、前記第１のクラッチは前記第２の遊星歯車装置と前記第３の遊星歯車装置の間に位置し、前記第２および第３のクラッチは前記第１の遊星歯車装置と前記第２の遊星歯車装置の間に位置し、前記第１のブレーキは前記第２の遊星歯車装置と前記第３の遊星歯車装置の間に位置し、前記第２のブレーキは前記第３の遊星歯車装置の下流側に位置して配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の変速装置。
14. 前記第１の遊星歯車装置のサンギヤとリングギヤの比は０．３８であり、前記第２の遊星歯車装置のサンギヤとリングギヤの比は０．４３であり、前記第３の遊星歯車装置のサンギヤとリングギヤの比は０．３２であることを特徴とする請求項１０または１２に記載の変速装置。
15. 前記第１の遊星歯車装置のサンギヤとリングギヤの比は０．５７であり、前記第２の遊星歯車装置のサンギヤとリングギヤの比は０．５２であり、前記第３の遊星歯車装置のサンギヤとリングギヤの比は０．３４であることを特徴とする請求項１１または１３に記載の変速装置。
    

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