JP2005127462A

JP2005127462A - 車両用遊星歯車式多段変速機

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Publication number: JP2005127462A
Application number: JP2003365691A
Authority: JP
Inventors: Akiharu Abe; 晶治安倍; Akira Hoshino; 明良星野; Atsushi Tabata; 淳田端; Atsushi Honda; 敦本多; Terubumi Miyazaki; 光史宮崎; Hirobumi Ota; 博文太田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-10-27
Filing date: 2003-10-27
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2023-10-27
Also published as: US7172527B2; US20050090362A1; JP4380291B2

Abstract

【課題】変速比幅を大きくとることができ且つ変速比ステップも適切な小型の遊星歯車式多段変速機を提供する。
【解決手段】サンギヤＳ２、Ｓ３が互いに連結されて第１回転要素ＲＭ１、リングギヤＲ２およびキャリヤＣＡ３が互いに連結されて第２回転要素ＲＭ２、リングギヤＲ３によって第３回転要素ＲＭ３、キャリヤＣＡ２によって第４回転要素ＲＭ４が、それぞれ構成されている。そして、ＲＭ１、ＲＭ２はブレーキＢ１、Ｂ２によってトランスミッションケース１２に連結され、ＲＭ１、ＲＭ４はクラッチＣ１、Ｃ２を介して第１遊星歯車装置１８のリングギヤＲ１に連結され、ＲＭ２、ＲＭ４はクラッチＣ３、Ｃ４を介して入力軸１６に連結され、ＲＭ３は出力歯車２８に一体的に連結される。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車などの車両において、原動機と駆動輪との間に設けられる車両用遊星歯車式多段変速機に関するものである。

車両においては、予め定められた複数の変速比或いは変速段を選択するために複数の遊星歯車装置とそれらを構成する要素を結合するための係合要素たとえばクラッチおよびブレーキとを用いた遊星歯車式多段変速機が多用されている。たとえば、特許文献１に記載の自動変速機では、４組の遊星歯車装置を用いることで前進７速の多段変速を達成している。

特開２０００−２６６１３８号公報特開２００１−８２５５５号公報特開２０００−１９９５４９号公報特開平８−１０５４９６号公報特許第２９５６１７３号公報特開２００２−２０６６０１号公報特開２００２−２９５６０９号公報特開２００２−２２７９４０号公報

ところで、このような遊星歯車式多段変速機では、簡単に構成され且つ小型であって、変速段のより多段化および変速比幅を大きくとり得るだけでなく、切り換えられる変速比ステップが等比またはそれに近い形で変化させられることが望まれる。しかし、これらの要求を全て満たすことは難しく、例えば、上記特許文献１に記載の自動変速機は変速比ステップが使い勝手がよい設定での多段化になっておらず、特許文献１の図５に示されているように第６変速段と第７変速段との変速比ステップは１．０５０と小さく、また、変速比ステップの並びも大小様々である。一方、変速比ステップを使い勝手のよい設定としつつ多段化するには、遊星歯車の数を増やすことが考えられるが、この場合には、全長が長くなって車両搭載性が低下したり、遊星歯車装置を構成する要素を結合するための係合要素も増加する可能性がある。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、変速比幅を大きくとることができ且つ変速比ステップも適切な小型の遊星歯車式多段変速機を提供することにある。

かかる目的を達成するための第１発明は、(a)複数の遊星歯車装置を備え、入力回転部材の回転を変速して出力回転部材から出力する形式の車両用遊星歯車式多段変速機であって、(b)前記入力回転部材の回転を予め定められた一定の変速比で伝達する第１中間出力経路と、その第１中間出力経路よりも変速比が大きく、前記入力回転部材の回転をその第１中間出力経路よりも低回転で伝達する第２中間出力経路とを備えている第１変速部と、(c)第２−１遊星歯車装置および第２−２遊星歯車装置のサンギヤ、キャリヤ、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４つの回転要素が構成されるとともに、その４つの回転要素の回転速度を直線上で表すことができる共線図上においてその４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、および第４回転要素としたとき、その第２回転要素とその第３回転要素との間隔が、その第３回転要素とその第４回転要素との間隔よりも大きく、その第１回転要素は第２クラッチを介して前記第２中間出力経路に選択的に連結されるとともに第１ブレーキによって選択的に回転停止させられ、その第２回転要素は第３クラッチを介して前記第１中間出力経路に選択的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３回転要素は前記出力回転部材に連結され、その第４回転要素は第４クラッチを介して前記第１中間出力経路に選択的に連結されるとともに、第１クラッチを介して前記第２中間出力経路に選択的に連結される第２変速部とを有し、(d)前記クラッチおよびブレーキの係合、解放状態を切り替えることにより複数の変速段が成立させられることを特徴とする。

第２発明は、(a)複数の遊星歯車装置を備え、入力回転部材の回転を変速して出力回転部材から出力する形式の車両用遊星歯車式多段変速機であって、(b)前記入力回転部材の回転を予め定められた一定の変速比で伝達する第１中間出力経路と、その第１中間出力経路よりも変速比が大きく、前記入力回転部材の回転をその第１中間出力経路よりも低回転で伝達する第２中間出力経路とを備えている第１変速部と、(c)第２−１遊星歯車装置および第２−２遊星歯車装置のサンギヤ、キャリヤ、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４つの回転要素が構成されるとともに、その４つの回転要素の回転速度を直線上で表すことができる共線図上においてその４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、および第４回転要素としたとき、その第１回転要素は第２クラッチを介して前記第２中間出力経路に選択的に連結されるとともに第１ブレーキによって選択的に回転停止させられ、その第２回転要素は第３クラッチを介して前記第１中間出力経路に選択的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３回転要素は前記出力回転部材に連結され、その第４回転要素は第４クラッチを介して前記第１中間出力経路に選択的に連結されるとともに、第１クラッチを介して前記第２中間出力経路に選択的に連結される第２変速部とを有し、(d-1)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成立する最も大きい変速比の第１変速段、(d-2)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成立する、前記第１変速段よりも変速比が小さい第２変速段、(d-3)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成立する、前記第２変速段よりも変速比が小さい第３変速段、(d-4)前記第４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成立する、前記第３変速段よりも変速比が小さい第４変速段、(d-5)前記第４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成立する、前記第４変速段よりも変速比が小さい第５変速段、(d-6)前記第３クラッチおよび前記第４クラッチが係合させられることによって成立する、前記第５変速段よりも変速比が小さい第６変速段、(d-7)前記第２クラッチおよび前記第３クラッチが係合させられることによって成立する、前記第６変速段よりも変速比が小さい第７変速段、(d-8)前記第３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成立する、前記第７変速段よりも変速比が小さい第８変速段、のうちその第３変速段および第４変速段を含む複数の変速段を用いて変速が行われることを特徴とする。

第３発明は、第２発明において、（a)前記第２変速部の第２−１遊星歯車装置はダブルピニオン型であり、前記第２−２遊星歯車装置はシングルピニオン型であり、（b)前記第１回転要素は、互いに連結された前記第２−１遊星歯車装置のサンギヤおよび前記第２−２遊星歯車装置のサンギヤであり、（c)前記第２回転要素は、互いに連結された前記第２−１遊星歯車装置のリングギヤおよび前記第２−２遊星歯車装置のキャリヤであり、（d)前記第３回転要素は、前記第２−２遊星歯車装置のリングギヤであり、（e)前記第４回転要素は、前記第２−１遊星歯車装置のキャリヤであることを特徴とする。

第４発明は、第２発明において、（a)前記第２変速部の第２−１遊星歯車装置はダブルピニオン型であり、前記第２−２遊星歯車装置はシングルピニオン型であり、（b)前記第１回転要素は、互いに連結された前記第２−１遊星歯車装置のキャリヤおよび前記第２−２遊星歯車装置のサンギヤであり、（c)前記第２回転要素は、互いに連結された前記第２−１遊星歯車装置のリングギヤおよび前記第２−２遊星歯車装置のキャリヤであり、（d)前記第３回転要素は、前記第２−２遊星歯車装置のリングギヤであり、（d)前記第４回転要素は、前記第２−１遊星歯車装置のサンギヤであることを特徴とする。

第５発明は、第２発明において、（a)前記第２変速部の第２−１遊星歯車装置はダブルピニオン型であり、前記第２−２遊星歯車装置はシングルピニオン型であり、（b)前記第１回転要素は、互いに連結された前記第２−１遊星歯車装置のサンギヤおよび前記第２−２遊星歯車装置のサンギヤであり、（c)前記第２回転要素は、前記第２−１遊星歯車装置のリングギヤであり、（d)前記第３回転要素は、前記第２−２遊星歯車装置のキャリヤであり、（e)前記第４回転要素は、互いに連結された前記第２−１遊星歯車装置のキャリヤおよび前記第２−２遊星歯車装置のリングギヤであることを特徴とする。

第６発明は、第２発明において、（a)前記第２変速部の第２−１遊星歯車装置はダブルピニオン型であり、前記第２−２遊星歯車装置はシングルピニオン型であり、（b)前記第１回転要素は、前記第２−２遊星歯車装置のサンギヤであり、（c)前記第２回転要素は、互いに連結された前記第２−１遊星歯車装置のキャリヤおよび前記第２−２遊星歯車装置のキャリヤであり、（d)前記第３回転要素は、互いに連結された前記第２−１遊星歯車装置のリングギヤおよび前記第２−２遊星歯車装置のリングギヤであり、（e)前記第４回転要素は、前記第２−２遊星歯車装置のサンギヤであることを特徴とする。

第７発明は、（a)複数の遊星歯車装置を備え、入力回転部材の回転を変速して出力回転部材から出力する形式の車両用遊星歯車式多段変速機であって、（b)前記入力回転部材の回転を予め定められた一定の変速比で伝達する第１中間出力経路と、その第１中間出力経路よりも変速比が大きく、前記入力回転部材の回転をその第１中間出力経路よりも低回転で伝達する第２中間出力経路とを備えている第１変速部と、（c)ダブルピニオン型の第２−１遊星歯車装置と、シングルピニオン型の第２−２遊星歯車装置とを備え、その第２−１遊星歯車装置のサンギヤおよびその第２−２遊星歯車装置のサンギヤが互いに連結されて第１回転要素が構成され、その第２−１遊星歯車装置のリングギヤおよびその第２−２遊星歯車装置のキャリヤが互いに連結されて第２回転要素が構成され、その第２−２遊星歯車装置のリングギヤによって第３回転要素が構成され、その第２−１遊星歯車装置のキャリヤによって第４回転要素が構成され、その第１回転要素は第２クラッチを介して前記第２中間出力経路に選択的に連結されるとともに第１ブレーキによって選択的に回転停止させられ、その第２回転要素は第３クラッチを介して前記第１中間出力経路に選択的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３回転要素は前記出力回転部材に連結され、その第４回転要素は第４クラッチを介して前記第１中間出力経路に選択的に連結されるとともに第１クラッチを介して前記第２中間出力経路に選択的に連結される第２変速部とを有し、(d)前記クラッチおよびブレーキの係合、解放状態を切り替えることにより複数の変速段が成立させられることを特徴とする。

第８発明は、（a)複数の遊星歯車装置を備え、入力回転部材の回転を変速して出力回転部材から出力する形式の車両用遊星歯車式多段変速機であって、（b)前記入力回転部材の回転を予め定められた一定の変速比で伝達する第１中間出力経路と、その第１中間出力経路よりも変速比が大きく、前記入力回転部材の回転をその第１中間出力経路よりも低回転で伝達する第２中間出力経路とを備えている第１変速部と、（c)ダブルピニオン型の第２−１遊星歯車装置と、シングルピニオン型の第２−２遊星歯車装置とを備え、その第２−１遊星歯車装置のキャリヤおよびその第２−２遊星歯車装置のサンギヤが互いに連結されて第１回転要素が構成され、その第２−１遊星歯車装置のリングギヤおよびその第２−２遊星歯車装置のキャリヤが互いに連結されて第２回転要素が構成され、その第２−２遊星歯車装置のリングギヤによって第３回転要素が構成され、その第２−１遊星歯車装置のサンギヤによって第４回転要素が構成され、その第１回転要素は第２クラッチを介して前記第２中間出力経路に選択的に連結されるとともに第１ブレーキによって選択的に回転停止させられ、その第２回転要素は第３クラッチを介して前記第１中間出力経路に選択的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３回転要素は前記出力回転部材に連結され、その第４回転要素は第４クラッチを介して前記第１中間出力経路に選択的に連結されるとともに第１クラッチを介して前記第２中間出力経路に選択的に連結される第２変速部とを有し、(d)前記クラッチおよびブレーキの係合、解放状態を切り替えることにより複数の変速段が成立させられることを特徴とする。

第９発明は、（a)複数の遊星歯車装置を備え、入力回転部材の回転を変速して出力回転部材から出力する形式の車両用遊星歯車式多段変速機であって、（b)前記入力回転部材の回転を予め定められた一定の変速比で伝達する第１中間出力経路と、その第１中間出力経路よりも変速比が大きく、前記入力回転部材の回転をその第１中間出力経路よりも低回転で伝達する第２中間出力経路とを備えている第１変速部と、（c)ダブルピニオン型の第２−１遊星歯車装置と、シングルピニオン型の第２−２遊星歯車装置とを備え、その第２−１遊星歯車装置のサンギヤおよびその第２−２遊星歯車装置のサンギヤが互いに連結されて第１回転要素が構成され、その第２−１遊星歯車装置のリングギヤによって第２回転要素が構成され、その第２−２遊星歯車装置のキャリヤによって第３回転要素が構成され、その第２−１遊星歯車装置のキャリヤおよびその第２−２遊星歯車装置のリングギヤによって第４回転要素が構成され、その第１回転要素は第２クラッチを介して前記第２中間出力経路に選択的に連結されるとともに第１ブレーキによって選択的に回転停止させられ、その第２回転要素は第３クラッチを介して前記第１中間出力経路に選択的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３回転要素は前記出力回転部材に連結され、その第４回転要素は第４クラッチを介して前記第１中間出力経路に選択的に連結されるとともに第１クラッチを介して前記第２中間出力経路に選択的に連結される第２変速部とを有し、(d)前記クラッチおよびブレーキの係合、解放状態を切り替えることにより複数の変速段が成立させられることを特徴とする。

第１０発明は、第７発明乃至第９発明のいずれかにおいて、（d-1)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成立する最も大きい変速比の第１変速段、（d-2)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成立する、前記第１変速段よりも変速比が小さい第２変速段、（d-3)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成立する、前記第２変速段よりも変速比が小さい第３変速段、（d-4)前記第４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成立する、前記第３変速段よりも変速比が小さい第４変速段、（d-5)前記第４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成立する、前記第４変速段よりも変速比が小さい第５変速段、（d-6)前記第３クラッチおよび前記第４クラッチが係合させられることによって成立する、前記第５変速段よりも変速比が小さい第６変速段、（d-7)前記第２クラッチおよび前記第３クラッチが係合させられることによって成立する、前記第６変速段よりも変速比が小さい第７変速段、（d-8)前記第３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成立する、前記第７変速段よりも変速比が小さい第８変速段、のうちその第３変速段および第４変速段を含む複数の変速段を用いて変速が行われることを特徴とする。

第１１発明は、第２発明乃至第１０発明のいずれかにおいて、（a)前記第２クラッチおよび前記第４クラッチが係合させられることによって成立する、前記第５変速段よりも変速比が小さく、前記第６変速段よりも変速比が大きい第５．５変速段がさらに用いられ、（b)所定の変速条件が成立した場合には、前記第４変速段および前記第５変速段を経由せず、前記第３変速段とその第５．５変速段との間で直接変速が行われることを特徴とする。

第１２発明は、第２発明乃至第１１発明のいずれかにおいて、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り、後進変速段が成立させられることを特徴とする。

第１３発明は、第１発明乃至第１２発明のいずれかにおいて、前記第１変速部は、第１遊星歯車装置を有するとともに、その第１遊星歯車装置の３つの回転要素の何れか１つが前記入力回転部材に連結されて回転駆動され、他の１つが回転不能に固定され、残りの１つが中間出力部材として前記入力回転部材に対して減速回転させられて伝達するように構成され、その中間出力部材を経て伝達する経路が前記第２中間出力経路で、前記入力回転部材の回転を変速比１．０でそのまま伝達する経路が前記第１中間出力経路であることを特徴とする。

第１４発明は、第１発明乃至第１３発明のいずれかにおいて、エンジンの出力は、流体伝動装置を介して前記入力回転部材に入力されるものであることを特徴とする。

上記第１発明、第２発明、第７発明乃至第１０発明の変速機によれば、変速比が異なる２つの中間出力経路を有する第１変速部および２組の遊星歯車装置を有する第２変速部により、４つのクラッチおよび２つのブレーキの係合切換えで変速比幅を大きくとることができ且つ変速比ステップも適切な多段変速が達成されるため、遊星歯車式多段変速機を小型に構成できる。

第２発明、第１０発明において、第３変速段と第４変速段との間の変速は、２つの係合要素を解放するとともに、別の２つの係合要素を係合させる必要があるので、変速制御が複雑となるが、第１１発明では、所定の条件が成立した場合には、解放および係合させる係合要素が１つずつで済む第３変速段と第５．５変速段との間で変速が行われるので、変速制御が容易になる。

第１２発明では、前進多段の変速段に加え、後進１段の変速段が可能となる。第３発明乃至第６発明は、第２発明の実施態様であり、第２発明と同様の効果が得られる。また、第１４発明によれば、コンパクトな自動変速機の設計が可能となる。

本発明の車両用遊星歯車式多段変速機（以下、変速機という）の車両に対する搭載姿勢は、変速機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）車両などの横置き型でも、変速機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）車両などの縦置き型でも良い。

変速機は、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。本発明の変速機は、正回転方向である前進６段以上の多段変速が可能で、前進７段や前進８段の多段変速機に好適に適用される。８段変速の場合、第２発明の第１変速段〜第８変速段をそのまま用いることが望ましく、６段変速や７段変速では、第１変速段〜第８変速段のうちの任意の６つまたは７つの変速段を用いることができるが、６段変速では、第２発明の第１変速段〜第６変速段を用いることが望ましく、７段変速では第１変速段〜第７変速段を用いることが望ましい。なお、第２発明の第１変速段〜第８変速段のうちの５つ以下の変速段を用いて変速を行う５段以下の多段変速機として使用することもできる。

第１クラッチ〜第４クラッチ、第１ブレーキ、第２ブレーキとしては、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。例えば第２ブレーキと並列に一方向クラッチを設ければ、第１クラッチを係合させるだけで第１変速段が成立させられ、更に第１ブレーキを係合させるだけで第２変速段へ切り換えることができる。エンジンブレーキが必要無い場合には、第２ブレーキに代えて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。

第１３発明では、第１変速部が第１遊星歯車装置を有して構成され、第１変速部の第２中間出力経路の変速比（＝第１変速部の入力回転速度／出力回転速度）が１．０より大きくて入力回転部材の回転を減速して伝達する一方、第１中間出力経路は入力回転部材の回転をそのまま伝達する（変速比＝１．０）が、他の発明の実施に際しては、第１中間出力経路の変速比は必ずしも１．０である必要はなく、例えば第１中間出力経路の変速比が１．０より小さくて入力回転部材の回転を増速して伝達する一方、第２中間出力経路の変速比が１．０で入力回転部材の回転をそのまま伝達するようにしても良いなど、種々の態様が可能である。第１遊星歯車装置は、例えば第２変速部と同軸上に配設される。

第１３発明の第１遊星歯車装置としては、３つの回転要素としてサンギヤ、キャリア、およびリングギヤを有するダブルピニオン型、或いはシングルピニオン型の遊星歯車装置が好適に用いられ、それ等のサンギヤ、キャリア、およびリングギヤの何れか１つが入力部材に連結されて回転駆動され、他の１つが回転不能に固定され、残りの１つが中間出力部材として前記入力部材に対して減速回転させられて出力するように構成される。

シングルピニオン型の遊星歯車装置を用いる場合には、キャリアに配設されるピニオンギヤとして、大径部および小径部を有する段付きのもの（複合遊星歯車装置）を採用することも可能である。その場合は、３つの回転要素がピニオンギヤの大径部、小径部の一方および他方に噛み合わされるサンギヤおよびリングギヤとキャリアにて構成される場合の他、ピニオンギヤの大径部、小径部にそれぞれ噛み合わされる一対の小径サンギヤおよび大径サンギヤとキャリアにて構成したり、ピニオンギヤの大径部、小径部にそれぞれ噛み合わされる一対の大径リングギヤおよび小径リングンギヤとキャリアにて構成したりすることもできる。

第２変速部は、例えば第３発明〜第６発明のように構成されるが、他の連結形態を採用することもできる。

第２変速部の第２−１遊星歯車装置、第２−２遊星歯車装置の位置関係は特に限定されず、エンジン側から第２−１遊星歯車装置、第２−２遊星歯車装置の順番で軸方向に並べて配置してもよいし、その逆の順番でもよい。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したり、遊星歯車装置の両側に分けて配置したりするなど、種々の態様が可能である。

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、本発明が適用された変速機１０の構成を説明する骨子図である。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１２内において、共通の軸心上に、流体伝動装置としてのロックアップクラッチ１３付のトルクコンバータ１４、このトルクコンバータ１４に連結された入力軸１６、第１遊星歯車装置１８を主体として構成されている第１変速部２０、第２遊星歯車装置２２と第３遊星歯車装置２４とを主体として構成されている第２変速部２６、および出力歯車２８が順次配設されている。上記入力軸１６はトルクコンバータ１４のタービン軸であり、入力軸１６は入力回転部材に相当する。また、出力歯車２８は出力回転部材に相当し、上記トランスミッションケース１２が非回転部材に相当する。上記トルクコンバータ１４はエンジン８のクランク軸９に連結され、上記出力歯車２８はたとえば図示しない差動歯車装置等を介して左右の駆動輪を回転駆動する。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。以下の各実施例についても同様である。

上記第１遊星歯車装置１８はダブルピニオン型の遊星歯車装置であり、サンギヤＳ１、互いに噛み合う複数対のピニオンギヤＰ１、そのピニオンギヤＰ１を自転および公転可能に支持するキャリヤＣＡ１、ピニオンギヤＰ１を介してサンギヤＳ１と噛み合うリングギヤＲ１を備えている。キャリヤＣＡ１は入力軸１６に連結されて回転駆動され、サンギヤＳ１は回転不能にトランスミッションケース１２に一体的に固定されている。リングギヤＲ１は中間出力部材として機能し、入力軸１６に対して減速回転させられて、回転を第２変速部２６へ伝達する。本実施例では、入力軸１６から第１遊星歯車装置１８のキャリヤＣＡ１を経て、入力軸１６の回転をそのまま第２変速部２６へ伝達する経路が、予め定められた一定の変速比（＝１．０）で伝達する第１中間出力経路ＰＡ１であり、入力軸１６からキャリヤＣＡ１、そのキャリヤＣＡ１に配設されたピニオンギヤＰ１、およびリングギヤＲ１を経て第２変速部２６へ伝達する経路が、第１中間出力経路ＰＡ１よりも大きい変速比（＞１．０）で入力軸１６の回転を変速（減速）して伝達する第２中間出力経路ＰＡ２である。

第２遊星歯車装置２２もダブルピニオン型の遊星歯車装置であり、サンギヤＳ２、互いに噛み合う複数対のピニオンギヤＰ２、そのピニオンギヤＰ２を自転および公転可能に支持するキャリヤＣＡ２、ピニオンギヤＰ２を介してサンギヤＳ２と噛み合うリングギヤＲ２を備えている。一方、第３遊星歯車装置２４はシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、サンギヤＳ３、ピニオンギヤＰ３、そのピニオンギヤＰ３を自転および公転可能に支持するキャリヤＣＡ３、ピニオンギヤＰ３を介してサンギヤＳ３と噛み合うリングギヤＲ３を備えている。

上記第２遊星歯車装置２２および第３遊星歯車装置２４は、それぞれ、第２−１遊星歯車装置および第２−２遊星歯車装置として機能するものであり、一部が互いに連結されることによって４つの回転要素ＲＭ１〜ＲＭ４が構成されている。すなわち、第２遊星歯車装置２２のサンギヤＳ２および第３遊星歯車装置のサンギヤＳ３が互いに連結されて第１回転要素ＲＭ１が構成され、第２遊星歯車装置２２のリングギヤＲ２および第３遊星歯車装置２４のキャリヤＣＡ３が互いに連結されて第２回転要素ＲＭ２が構成され、第３遊星歯車装置２４のリングギヤＲ３によって第３回転要素ＲＭ３が構成され、第２遊星歯車装置２２のキャリヤＣＡ２によって第４回転要素ＲＭ４が構成されている。

第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ２、Ｓ３）は、第１ブレーキＢ１によってトランスミッションケース１２に選択的に連結されて回転停止させられるとともに、第２クラッチＣ２を介して中間出力部材である第１遊星歯車装置１８のリングギヤＲ１すなわち第２中間出力経路ＰＡ２に選択的に連結されている。第２回転要素ＲＭ２（リングギヤＲ２およびキャリヤＣＡ３）は、第２ブレーキＢ２によってトランスミッションケース１２に選択的に連結されて回転停止させられるとともに、第３クラッチＣ３を介して第１遊星歯車装置１８のキャリヤＣＡ１すなわち第１中間出力経路ＰＡ１に選択的に連結されている。第３回転要素ＲＭ３（リングギヤＲ３）は、出力歯車２８に一体的に連結されて回転を出力するようになっている。第４回転要素ＲＭ４（キャリヤＣＡ２）は、第１クラッチＣ１を介して第１遊星歯車装置１８のリングギヤＲ１すなわち第２中間出力経路ＰＡ２に選択的に連結されるとともに、第４クラッチＣ４を介して第１遊星歯車装置１８のキャリヤＣＡ１すなわち第１中間出力経路ＰＡ１に選択的に連結されている。なお、ブレーキＢ１、Ｂ２、およびクラッチＣ１〜Ｃ４は、何れも油圧シリンダによって摩擦係合させられる多板式等の油圧式摩擦係合装置である。

図２は、上記第１変速部２０および第２変速部２６の各回転要素の回転速度を直線で表すことができる共線図であり、下の横線が回転速度「０」で、上の横線が回転速度「１．０」すなわち入力軸１６と同じ回転速度である。また、第１変速部２０の各縦線は、左側から順番にサンギヤＳ１、リングギヤＲ１、キャリヤＣＡ１を表しており、それ等の間隔は第１遊星歯車装置１８のギヤ比（＝サンギヤＳ１の歯数／リングギヤＲ１の歯数）ρ１に応じて定められる。図は、ギヤ比ρ１＝０．５９２の場合である。第２変速部２６の４本の縦線は、左側から順番に第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ２、Ｓ３）、第２回転要素ＲＭ２（リングギヤＲ２およびキャリヤＣＡ３）、第３回転要素ＲＭ３（リングギヤＲ３）、第４回転要素ＲＭ４（キャリヤＣＡ２）を表しており、それ等の間隔は第２遊星歯車装置２２のギヤ比ρ２および第３遊星歯車装置２４のギヤ比ρ３に応じて定められる。図は、ギヤ比ρ２＝０．５４２、ρ３＝０．６３２の場合である。このようにギヤ比を定めると、図２に示されるように、第３回転要素ＲＭ３と第４回転要素ＲＭ４との間隔が１．０００となるのに対して、第２回転要素ＲＭ２と第３回転要素ＲＭ３との間隔は１．１５０となり、後者の間隔の方が大きくなっている。

そして、この共線図から明らかなように、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４回転要素ＲＭ４が第１変速部２０を介して入力軸１６に対して減速回転させられるとともに、第２回転要素ＲＭ２が回転停止させられると、出力歯車２８に連結された第３回転要素ＲＭ３は「１ｓｔ」で示す回転速度で回転させられ、最も大きい変速比（＝入力軸１６の回転速度／出力歯車２８の回転速度）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１ブレーキＢ１が係合させられて、第４回転要素ＲＭ４が第１変速部２０を介して入力軸１６に対して減速回転させられるとともに、第１回転要素ＲＭ１が回転停止させられると、第３回転要素ＲＭ３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２クラッチＣ２が係合させられて、第２変速部２６が第１変速部２０を介して一体的に入力軸１６に対して減速回転させられると、第３回転要素ＲＭ３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４クラッチＣ４および第２ブレーキＢ２が係合させられて、第４回転要素ＲＭ４が入力軸１６と一体回転させられるとともに、第２回転要素ＲＭ２が回転停止させられると、第３回転要素ＲＭ３は「４ｔｈ」で示す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。第４クラッチＣ４および第１ブレーキＢ１が係合させられて、第４回転要素ＲＭ４が入力軸１６と一体回転させられるとともに、第１回転要素ＲＭ１が回転停止させられると、第３回転要素ＲＭ３は「５ｔｈ」で示す回転速度で回転させられ、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３クラッチＣ３および第４クラッチＣ４が係合させられて、第２変速部２６が入力軸１６と一体回転させられると、第３回転要素ＲＭ３は「６ｔｈ」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。この第６変速段「６ｔｈ」の変速比は１である。第２クラッチＣ２および第３クラッチＣ３が係合させられて、第１回転要素ＲＭ１が第１変速部２０を介して入力軸１６に対して減速回転させられるとともに、第２回転要素ＲＭ２が入力軸１６と一体回転させられると、第３回転要素ＲＭ３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。第３クラッチＣ３および第１ブレーキＢ１が係合させられて、第２回転要素ＲＭ２が入力軸１６と一体回転させられるとともに第１回転要素ＲＭ１が回転停止させられると、第３回転要素ＲＭ３は「８ｔｈ」で示す回転速度で回転させられ、第７変速段「７ｔｈ」よりも変速比が小さい第８変速段「８ｔｈ」が成立させられる。

さらに、第２クラッチＣ２および第４クラッチＣ４が係合させられることにより、第１回転要素ＲＭ１が第１変速部２０を介して入力軸１６に対して減速回転させられるとともに、第４回転要素ＲＭ４が入力軸１６と一体回転させられると、第３回転要素ＲＭ３は「５．５ｔｈ」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く、且つ、第６変速段「６ｔｈ」よりも変速比が大きい第５．５変速段「５．５ｔｈ」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が係合させられると、第１回転要素ＲＭ１が第１変速部２０を介して入力軸１６に対して減速回転させられるとともに、第２回転要素ＲＭ２が回転停止させられて、第３回転要素ＲＭ３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。

図３は、上記各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、「○」は係合を表しており、空欄は解放である。各変速段の変速比は、第１遊星歯車装置１８、第２遊星歯車装置２２、第３遊星歯車装置２４の各ギヤ比ρ１〜ρ３によって適宜定められ、例えばρ１＝０．５９２、ρ２＝０．５４２、ρ３＝０．６３２とすれば、図３に示す変速比が得られ、ギヤ比ステップ（各変速段間の変速比の比）の値が略適切であるとともにトータルの変速比幅（＝４．５７９／０．６１３）も７．４７２程度と大きく、後進変速段「Ｒｅｖ」の変速比も適当で、全体として適切な変速比特性が得られる。

図４は、上記変速機１０を制御する変速制御装置４０の機能を説明する機能ブロック図である。変速制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、およびＲＯＭ等を有するマイクロコンピュータを備えて構成されており、機能的に自動変速手段４２、およびマニュアル変速手段４４を備えている。また、変速制御装置４０には、車速Ｖおよびアクセル開度θaccを表す信号が供給されるとともに、マニュアルモード選択スイッチ４６、変速スイッチ４８から、マニュアルモードを選択する信号、アップダウン或いは各変速段を直接選択する信号が、それぞれ供給されるようになっている。これらマニュアルモード選択スイッチ４６および変速スイッチ４８は、例えばインストルメントパネル等に設けられる。

自動変速手段４２は、予め定められた時間毎に車速Ｖおよびアクセル開度θaccを読み込み、通常は、それら車速Ｖおよびアクセル開度θaccにより変速段が前記第１、２、３、４、５、６、７、８変速段のいずれかに定まる変速マップに従って、変速機１０の変速段を自動的に切り替える。ただし、第３変速段が成立させられており、且つ、アクセル開度θaccが比較的大きい状態から、アクセルが大きく戻し操作されることによってアクセル開度θaccが急速に小さくなり、第３変速段から第５変速段または第６変速段への飛び越し変速が可能な場合には、変速段を第３変速段から第５．５変速段へ切り替える。なお、変速段の切り替えは、クラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１、Ｂ２の係合、解放状態を切り替える電磁弁のＯＮ、ＯＦＦの切り替えを意味する。

マニュアル変速手段４４は、マニュアルモード選択スイッチ４６によってマニュアルモードが選択された場合に、変速スイッチ４８から供給されるアップダウン信号や変速段選択信号等に応じて変速機１０の変速段を切り換える。

このように本実施例の変速機１０は、変速比が異なる２つの中間出力経路ＰＡ１、ＰＡ２を有する第１変速部２０および２組の遊星歯車装置２２、２４を有する第２変速部２６により、４つのクラッチＣ１〜Ｃ４および２つのブレーキＢ１、Ｂ２の係合切換えで前進８段（第５．５変速段を含めると９段）の変速段が達成されるため、小型に構成され、車両への搭載性が向上する。しかも、図３から明らかなように、本実施例の変速機１０は、変速比幅を大きくとることができ且つ変速比ステップも適切となっている。

また、本実施例によれば、第３変速段と第４変速段との間の変速は、２つの係合要素を解放するとともに、別の２つの係合要素を係合させる必要があるので、変速制御が複雑となるが、所定の条件が成立した場合には、解放および係合させる係合要素が１つずつで済む第３変速段と第５．５変速段との間で変速が行われるので、変速制御が容易になる。

また、本実施例によれば、第２クラッチＣ２および第２ブレーキＢ２が係合させられることによって後進変速段が成立させられるので、前進８速段に加え、後進１段の変速段が得られる。

また、本実施例によれば、第１遊星歯車装置１８、第２遊星歯車装置２２、第３遊星歯車装置２４は、入力軸１６と出力歯車２８との間において順次配置され、エンジン８の出力はロックアップクラッチ１３付のトルクコンバータ１４を介して変速機１０の入力軸１６に入力されるので、変速機１０が小型に構成される。

次に、本発明の第２実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。

図５は本発明の第２実施例の変速機６０の構成を説明する骨子図であり、図６は各変速段における回転要素の回転速度を示す共線図である。この変速機６０は第１実施例の変速機１０に比較して、第２変速部６２の構成が相違している。相違点は、第２変速部６２に備えられている第２遊星歯車装置６４のギヤ比ρ２、および第２遊星歯車装置６４の各構成要素が連結される部材である。

第２実施例では、第２遊星歯車装置６４のキャリヤＣＡ２および第３遊星歯車装置２４のサンギヤＳ３が互いに連結されて第１回転要素ＲＭ１が構成され、第２遊星歯車装置６４のリングギヤＲ２および第３遊星歯車装置２４のキャリヤＣＡ３が互いに連結されて第２回転要素ＲＭ２が構成され、第３遊星歯車装置２４のリングギヤＲ３によって第３回転要素ＲＭ３が構成され、第２遊星歯車装置６４のサンギヤＳ２によって第４回転要素ＲＭ４が構成されている。

この各回転要素ＲＭ１〜ＲＭ４に基づけば、クラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１、Ｂ２による各回転要素ＲＭ１、ＲＭ２、ＲＭ４と、トランスミッションケース１２、第１遊星歯車装置１８のキャリヤＣＡ１（すなわち第１中間出力経路ＰＡ１）、第１遊星歯車装置１８のリングギヤＲ１（すなわち第２中間出力経路ＰＡ２）との連結関係、および第３回転要素ＲＭ３と出力歯車２８との連結は、第１実施例と同じである。従って、第１遊星歯車装置１８および第３遊星歯車装置２４のギヤ比ρ１、ρ３を第１実施例と同じρ１＝０．５９２、ρ３＝０．６３２とし、第２遊星歯車装置６４のギヤ比ρ２を０．４５８とすると、共線図は、図６に示すように、各回転要素ＲＭ１〜ＲＭ４を構成する遊星歯車装置６４、２４の構成要素が異なる以外は、前述の図２と同じ共線図になり、また、前述の図３に示した作動表に従って複数の前進変速段および後進変速段が成立させられ、第１実施例の場合と同じ変速比が得られる。従って、第１実施例と同様の作用効果が得られる。

次に、本発明の第３実施例を説明する。図７は本発明の第３実施例の変速機７０の構成を説明する骨子図であり、図８は各変速段における回転要素の回転速度を示す共線図である。この変速機７０も第１実施例の変速機１０に比較して、第２変速部７２の構成が相違している。相違点は、第２変速部７２に備えられている第３遊星歯車装置７４のギヤ比ρ３、および第３遊星歯車装置７４の各構成要素が連結される部材である。

第３実施例では、第２遊星歯車装置２２のサンギヤＳ２および第３遊星歯車装置７４のサンギヤＳ３が互いに連結されて第１回転要素ＲＭ１が構成され、第２遊星歯車装置２２のリングギヤＲ２によって第２回転要素ＲＭ２が構成され、第３遊星歯車装置７４のキャリヤＣＡ３によって第３回転要素ＲＭ３が構成され、第２遊星歯車装置２２のキャリヤＣＡ２および第３遊星歯車装置７４のリングギヤＲ３が互いに連結されて第４回転要素ＲＭ４が構成されている。

この各回転要素ＲＭ１〜ＲＭ４に基づけば、クラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１、Ｂ２による各回転要素ＲＭ１、ＲＭ２、ＲＭ４と、トランスミッションケース１２、第１遊星歯車装置１８のキャリヤＣＡ１（すなわち第１中間出力経路ＰＡ１）、第１遊星歯車装置１８のリングギヤＲ１（すなわち第２中間出力経路ＰＡ２）との連結関係、および第３回転要素ＲＭ３と出力歯車２８との連結は、第１実施例と同じである。従って、第１遊星歯車装置１８および第２遊星歯車装置２２のギヤ比ρ１、ρ２を第１実施例と同じρ１＝０．５９２、ρ２＝０．６４２とし、第３遊星歯車装置７４のギヤ比ρ３を０．３３７とすると、共線図は、図８に示すように、各回転要素ＲＭ１〜ＲＭ４を構成する遊星歯車装置２２、７４の構成要素が異なる以外は、前述の図２と同じ共線図になり、また、前述の図３に示した作動表に従って複数の前進変速段および後進変速段が成立させられ、第１実施例の場合と同じ変速比が得られる。従って、第１実施例と同様の作用効果が得られる。

次に、本発明の第４実施例を説明する。図９は本発明の第４実施例の変速機８０の構成を説明する骨子図であり、図１０は各変速段における回転要素の回転速度を示す共線図である。

この変速機８０において、第１変速部８２は、第１実施例と同じ第１遊星歯車装置１８を備えているが、第１中間出力経路ＰＡ１は、入力軸１６から第１遊星歯車装置１８を経ることなく第２変速部８４へ伝達する直結経路ＰＡ１ａと、入力軸１６から第１遊星歯車装置１８のキャリヤＣＡ１を経て第２変速部８４へ伝達する間接経路ＰＡ１ｂとを備えている。

第２変速部８４は、ダブルピニオン型の第２遊星歯車装置８６と、シングルピニオン型の第３遊星歯車装置８８とを備えており、この第２遊星歯車装置８６と第３遊星歯車装置８８とは、キャリヤ同士、リングギヤ同士が互いに連結されて共用化されている所謂ラビニヨ型となっている。すなわち、第２遊星歯車装置８６は、サンギヤＳ２、互いに噛み合う複数対のピニオンギヤＰ２、そのピニオンギヤＰ２を自転および公転可能に支持するキャリヤＣＡ２、ピニオンギヤＰ２を介してサンギヤＳ２と噛み合うリングギヤＲ２を備え、第３遊星歯車装置８８は、サンギヤＳ３、ピニオンギヤＰ２のいずれか一つと共通のピニオンギヤＰ３、キャリヤＣＡ２と共通のキャリヤＣＡ３、ピニオンギヤＰ３を介してサンギヤＳ３と噛み合い且つリングギヤＲ２と共通のリングギヤＲ３を備えている。

第４実施例では、第３遊星歯車装置８８のサンギヤＳ３によって第１回転要素ＲＭ１が構成され、第２遊星歯車装置８６のキャリヤＣＡ２およびそれと共通の第３遊星歯車装置８８のキャリヤＣＡ３によって第２回転要素ＲＭ２が構成され、第２遊星歯車装置８６のリングギヤＲ２およびそれと共通の第３遊星歯車装置８８のリングギヤＲ３によって第３回転要素ＲＭ３が構成され、第２遊星歯車装置８６のサンギヤＳ２によって第４回転要素ＲＭ４が構成されている。そして、第３回転要素ＲＭ３は、出力回転部材として機能する出力軸９０に一体的に連結されている。

この各回転要素ＲＭ１〜ＲＭ４に基づけば、クラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１、Ｂ２による各回転要素ＲＭ１、ＲＭ２、ＲＭ４と、トランスミッションケース１２、第１遊星歯車装置１８のキャリヤＣＡ１（すなわち第１中間出力経路ＰＡ１）、第１遊星歯車装置１８のリングギヤＲ１（すなわち第２中間出力経路ＰＡ２）との連結関係は、第１実施例と同じである。また、第３回転要素ＲＭ３が出力回転部材（第１実施例では出力歯車２８、第４実施例では出力軸９０）に一体的に連結されている点も、第１実施例と同じである。従って、第１遊星歯車装置１８および第３遊星歯車装置８８のギヤ比ρ１、ρ３を第１実施例と同じρ１＝０．５９２、ρ３＝０．６３２とし、第２遊星歯車装置８６のギヤ比ρ２を０．５３５とすると、共線図は、図１０に示すように、各回転要素ＲＭ１〜ＲＭ４を構成する遊星歯車装置８６、８８の構成要素が異なる以外は、前述の図２と同じ共線図になり、また、前述の図３に示した作動表に従って複数の前進変速段および後進変速段が成立させられ、第１実施例の場合と同じ変速比が得られる。従って、第１実施例と同様の作用効果が得られる。

以上、本発明の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。

たとえば、前述の各実施例は前進８段（第５．５変速段を含めると９段）の場合について説明したが、何れの実施例においても第１変速段「１ｓｔ」〜第７変速段「７ｔｈ」の前進７段で変速を行ったり、第１変速段「１ｓｔ」〜第６変速段「６ｔｈ」の前進６段で変速を行ったりすることもできる。また、前進７段では、第２変速段「２ｎｄ」〜第８変速段「８ｔｈ」で変速を行ったり、第１変速段「１ｓｔ」〜第６変速段「６ｔｈ」＋第８変速段「８ｔｈ」のように中間の変速段を飛ばして変速を行ったりすることもできる。前進６段についても、第２変速段「２ｎｄ」〜第７変速段「７ｔｈ」、或いは第２変速段「２ｎｄ」〜第６変速段「６ｔｈ」＋第８変速段「８ｔｈ」で変速を行うなど種々の態様が可能である。また、いずれの場合にも、さらに、所定の条件が成立した場合には、第３変速段「３ｒｄ」と第５．５変速段「５．５ｔｈ」との間で直接変速を行うようにしてもよい。

また、前述の各実施例では、エンジン８とトルクコンバータ１４とはクランク軸９を介して直結されていたが、たとえばギヤ、ベルト等を介して作動的に連結されておればよく、共通の軸心上に配置される必要もない。また、エンジン８は他の駆動力源たとえば電動モータ等であってもよい。

また、前述の各実施例では、エンジン８と入力軸１６との間に流体伝動装置としてロックアップクラッチ１３付のトルクコンバータ１４が設けられていたが、ロックアップクラッチ１３は備えられてなくてもよい。また、そのトルクコンバータ１４に替えて、フルードカップリング、磁粉式電磁クラッチ、多板或いは単板式の油圧クラッチが設けられていてもよい。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、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。

本発明の一実施例である車両用遊星歯車式多段変速機の要部構成を説明する骨子図である。図１の変速機の作動を説明する共線図である。図１の変速機の変速段とそれを成立させるために必要な油圧式摩擦係合装置の作動との関係を示す作動表である。図１の変速機の制御系統の一例を説明するブロック線図である。本発明の第２実施例における車両用遊星歯車式多段変速機の要部構成を説明する骨子図である。第２実施例の変速機の作動を説明する共線図である。本発明の第３実施例における車両用遊星歯車式多段変速機の要部構成を説明する骨子図である。第３実施例の変速機の作動を説明する共線図である。本発明の第４実施例における車両用遊星歯車式多段変速機の要部構成を説明する骨子図である。第４実施例の変速機の作動を説明する共線図である。

符号の説明

１０、６０、７０、８０：遊星歯車式多段変速機１６：入力軸（入力回転部材）１８：第１遊星歯車装置２０、８２：第１変速部２２、６４、８６：第２遊星歯車装置（第２−１遊星歯車装置）２４、７４、８８：第３遊星歯車装置（第２−２遊星歯車装置）２６、６２、７２、８４：第２変速部２８：出力歯車（出力回転部部材）９０：出力軸（出力回転部材）ＰＡ１：第１中間出力経路ＰＡ２：第２中間出力経路ＲＭ１：第１回転要素ＲＭ２：第２回転要素ＲＭ３：第３回転要素ＲＭ４：第４回転要素Ｃ１：第１クラッチＣ２：第２クラッチＣ３：第３クラッチＣ４：第４クラッチＢ１：第１ブレーキＢ２：第２ブレーキ

Claims

複数の遊星歯車装置を備え、入力回転部材の回転を変速して出力回転部材から出力する形式の車両用遊星歯車式多段変速機であって、
前記入力回転部材の回転を予め定められた一定の変速比で伝達する第１中間出力経路と、該第１中間出力経路よりも変速比が大きく、前記入力回転部材の回転を該第１中間出力経路よりも低回転で伝達する第２中間出力経路とを備えている第１変速部と、
第２−１遊星歯車装置および第２−２遊星歯車装置のサンギヤ、キャリヤ、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４つの回転要素が構成されるとともに、該４つの回転要素の回転速度を直線上で表すことができる共線図上において該４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、および第４回転要素としたとき、該第２回転要素と該第３回転要素との間隔が、該第３回転要素と該第４回転要素との間隔よりも大きく、該第１回転要素は第２クラッチを介して前記第２中間出力経路に選択的に連結されるとともに第１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３クラッチを介して前記第１中間出力経路に選択的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３回転要素は前記出力回転部材に連結され、該第４回転要素は第４クラッチを介して前記第１中間出力経路に選択的に連結されるとともに、第１クラッチを介して前記第２中間出力経路に選択的に連結される第２変速部とを有し、
前記クラッチおよびブレーキの係合、解放状態を切り替えることにより複数の変速段が成立させられる
ことを特徴とする車両用遊星歯車式多段変速機。
複数の遊星歯車装置を備え、入力回転部材の回転を変速して出力回転部材から出力する形式の車両用遊星歯車式多段変速機であって、
前記入力回転部材の回転を予め定められた一定の変速比で伝達する第１中間出力経路と、該第１中間出力経路よりも変速比が大きく、前記入力回転部材の回転を該第１中間出力経路よりも低回転で伝達する第２中間出力経路とを備えている第１変速部と、
第２−１遊星歯車装置および第２−２遊星歯車装置のサンギヤ、キャリヤ、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４つの回転要素が構成されるとともに、該４つの回転要素の回転速度を直線上で表すことができる共線図上において該４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、および第４回転要素としたとき、該第１回転要素は第２クラッチを介して前記第２中間出力経路に選択的に連結されるとともに第１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３クラッチを介して前記第１中間出力経路に選択的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３回転要素は前記出力回転部材に連結され、該第４回転要素は第４クラッチを介して前記第１中間出力経路に選択的に連結されるとともに、第１クラッチを介して前記第２中間出力経路に選択的に連結される第２変速部とを有し、
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成立する最も大きい変速比の第１変速段、
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成立する、前記第１変速段よりも変速比が小さい第２変速段、
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成立する、前記第２変速段よりも変速比が小さい第３変速段、
前記第４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成立する、前記第３変速段よりも変速比が小さい第４変速段、
前記第４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成立する、前記第４変速段よりも変速比が小さい第５変速段、
前記第３クラッチおよび前記第４クラッチが係合させられることによって成立する、前記第５変速段よりも変速比が小さい第６変速段、
前記第２クラッチおよび前記第３クラッチが係合させられることによって成立する、前記第６変速段よりも変速比が小さい第７変速段、
前記第３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成立する、前記第７変速段よりも変速比が小さい第８変速段、
のうち該第３変速段および第４変速段を含む複数の変速段を用いて変速が行われることを特徴とする車両用遊星歯車式多段変速機。
請求項２に記載の車両用遊星歯車式多段変速機であって、
前記第２変速部の第２−１遊星歯車装置はダブルピニオン型であり、前記第２−２遊星歯車装置はシングルピニオン型であり、
前記第１回転要素は、互いに連結された前記第２−１遊星歯車装置のサンギヤおよび前記第２−２遊星歯車装置のサンギヤであり、
前記第２回転要素は、互いに連結された前記第２−１遊星歯車装置のリングギヤおよび前記第２−２遊星歯車装置のキャリヤであり、
前記第３回転要素は、前記第２−２遊星歯車装置のリングギヤであり、
前記第４回転要素は、前記第２−１遊星歯車装置のキャリヤである
ことを特徴とする遊星歯車式多段変速機。
請求項２に記載の車両用遊星歯車式多段変速機であって、
前記第２変速部の第２−１遊星歯車装置はダブルピニオン型であり、前記第２−２遊星歯車装置はシングルピニオン型であり、
前記第１回転要素は、互いに連結された前記第２−１遊星歯車装置のキャリヤおよび前記第２−２遊星歯車装置のサンギヤであり、
前記第２回転要素は、互いに連結された前記第２−１遊星歯車装置のリングギヤおよび前記第２−２遊星歯車装置のキャリヤであり、
前記第３回転要素は、前記第２−２遊星歯車装置のリングギヤであり、
前記第４回転要素は、前記第２−１遊星歯車装置のサンギヤである
ことを特徴とする遊星歯車式多段変速機。
請求項２に記載の車両用遊星歯車式多段変速機であって、
前記第２変速部の第２−１遊星歯車装置はダブルピニオン型であり、前記第２−２遊星歯車装置はシングルピニオン型であり、
前記第１回転要素は、互いに連結された前記第２−１遊星歯車装置のサンギヤおよび前記第２−２遊星歯車装置のサンギヤであり、
前記第２回転要素は、前記第２−１遊星歯車装置のリングギヤであり、
前記第３回転要素は、前記第２−２遊星歯車装置のキャリヤであり、
前記第４回転要素は、互いに連結された前記第２−１遊星歯車装置のキャリヤおよび前記第２−２遊星歯車装置のリングギヤである
ことを特徴とする遊星歯車式多段変速機。
請求項２に記載の車両用遊星歯車式多段変速機であって、
前記第２変速部の第２−１遊星歯車装置はダブルピニオン型であり、前記第２−２遊星歯車装置はシングルピニオン型であり、
前記第１回転要素は、前記第２−２遊星歯車装置のサンギヤであり、
前記第２回転要素は、互いに連結された前記第２−１遊星歯車装置のキャリヤおよび前記第２−２遊星歯車装置のキャリヤであり、
前記第３回転要素は、互いに連結された前記第２−１遊星歯車装置のリングギヤおよび前記第２−２遊星歯車装置のリングギヤであり、
前記第４回転要素は、前記第２−２遊星歯車装置のサンギヤである
ことを特徴とする遊星歯車式多段変速機。
複数の遊星歯車装置を備え、入力回転部材の回転を変速して出力回転部材から出力する形式の車両用遊星歯車式多段変速機であって、
前記入力回転部材の回転を予め定められた一定の変速比で伝達する第１中間出力経路と、該第１中間出力経路よりも変速比が大きく、前記入力回転部材の回転を該第１中間出力経路よりも低回転で伝達する第２中間出力経路とを備えている第１変速部と、
ダブルピニオン型の第２−１遊星歯車装置と、シングルピニオン型の第２−２遊星歯車装置とを備え、該第２−１遊星歯車装置のサンギヤおよび該第２−２遊星歯車装置のサンギヤが互いに連結されて第１回転要素が構成され、該第２−１遊星歯車装置のリングギヤおよび該第２−２遊星歯車装置のキャリヤが互いに連結されて第２回転要素が構成され、該第２−２遊星歯車装置のリングギヤによって第３回転要素が構成され、該第２−１遊星歯車装置のキャリヤによって第４回転要素が構成され、該第１回転要素は第２クラッチを介して前記第２中間出力経路に選択的に連結されるとともに第１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３クラッチを介して前記第１中間出力経路に選択的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３回転要素は前記出力回転部材に連結され、該第４回転要素は第４クラッチを介して前記第１中間出力経路に選択的に連結されるとともに第１クラッチを介して前記第２中間出力経路に選択的に連結される第２変速部とを有し、
前記クラッチおよびブレーキの係合、解放状態を切り替えることにより複数の変速段が成立させられる
ことを特徴とする車両用遊星歯車式多段変速機。
複数の遊星歯車装置を備え、入力回転部材の回転を変速して出力回転部材から出力する形式の車両用遊星歯車式多段変速機であって、
前記入力回転部材の回転を予め定められた一定の変速比で伝達する第１中間出力経路と、該第１中間出力経路よりも変速比が大きく、前記入力回転部材の回転を該第１中間出力経路よりも低回転で伝達する第２中間出力経路とを備えている第１変速部と、
ダブルピニオン型の第２−１遊星歯車装置と、シングルピニオン型の第２−２遊星歯車装置とを備え、該第２−１遊星歯車装置のキャリヤおよび該第２−２遊星歯車装置のサンギヤが互いに連結されて第１回転要素が構成され、該第２−１遊星歯車装置のリングギヤおよび該第２−２遊星歯車装置のキャリヤが互いに連結されて第２回転要素が構成され、該第２−２遊星歯車装置のリングギヤによって第３回転要素が構成され、該第２−１遊星歯車装置のサンギヤによって第４回転要素が構成され、該第１回転要素は第２クラッチを介して前記第２中間出力経路に選択的に連結されるとともに第１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３クラッチを介して前記第１中間出力経路に選択的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３回転要素は前記出力回転部材に連結され、該第４回転要素は第４クラッチを介して前記第１中間出力経路に選択的に連結されるとともに第１クラッチを介して前記第２中間出力経路に選択的に連結される第２変速部とを有し、
前記クラッチおよびブレーキの係合、解放状態を切り替えることにより複数の変速段が成立させられる
ことを特徴とする車両用遊星歯車式多段変速機。
複数の遊星歯車装置を備え、入力回転部材の回転を変速して出力回転部材から出力する形式の車両用遊星歯車式多段変速機であって、
前記入力回転部材の回転を予め定められた一定の変速比で伝達する第１中間出力経路と、該第１中間出力経路よりも変速比が大きく、前記入力回転部材の回転を該第１中間出力経路よりも低回転で伝達する第２中間出力経路とを備えている第１変速部と、
ダブルピニオン型の第２−１遊星歯車装置と、シングルピニオン型の第２−２遊星歯車装置とを備え、該第２−１遊星歯車装置のサンギヤおよび該第２−２遊星歯車装置のサンギヤが互いに連結されて第１回転要素が構成され、該第２−１遊星歯車装置のリングギヤによって第２回転要素が構成され、該第２−２遊星歯車装置のキャリヤによって第３回転要素が構成され、該第２−１遊星歯車装置のキャリヤおよび該第２−２遊星歯車装置のリングギヤによって第４回転要素が構成され、該第１回転要素は第２クラッチを介して前記第２中間出力経路に選択的に連結されるとともに第１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３クラッチを介して前記第１中間出力経路に選択的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３回転要素は前記出力回転部材に連結され、該第４回転要素は第４クラッチを介して前記第１中間出力経路に選択的に連結されるとともに第１クラッチを介して前記第２中間出力経路に選択的に連結される第２変速部とを有し、
前記クラッチおよびブレーキの係合、解放状態を切り替えることにより複数の変速段が成立させられる
ことを特徴とする車両用遊星歯車式多段変速機。
請求項７乃至請求項９の何れかに記載の車両用遊星歯車式多段変速機であって、
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成立する最も大きい変速比の第１変速段、
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成立する、前記第１変速段よりも変速比が小さい第２変速段、
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成立する、前記第２変速段よりも変速比が小さい第３変速段、
前記第４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成立する、前記第３変速段よりも変速比が小さい第４変速段、
前記第４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成立する、前記第４変速段よりも変速比が小さい第５変速段、
前記第３クラッチおよび前記第４クラッチが係合させられることによって成立する、前記第５変速段よりも変速比が小さい第６変速段、
前記第２クラッチおよび前記第３クラッチが係合させられることによって成立する、前記第６変速段よりも変速比が小さい第７変速段、
前記第３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成立する、前記第７変速段よりも変速比が小さい第８変速段、
のうち該第３変速段および第４変速段を含む複数の変速段を用いて変速が行われることを特徴とする車両用遊星歯車式多段変速機。
請求項２乃至請求項１０のいずれかに記載の車両用遊星歯車式多段変速機であって、
前記第２クラッチおよび前記第４クラッチが係合させられることによって成立する、前記第５変速段よりも変速比が小さく、前記第６変速段よりも変速比が大きい第５．５変速段がさらに用いられ、
所定の変速条件が成立した場合には、前記第４変速段および前記第５変速段を経由せず、前記第３変速段と該第５．５変速段との間で直接変速が行われることを特徴とする車両用遊星歯車式多段変速機。
請求項２乃至請求項１１のいずれかに記載の車両用遊星歯車式多段変速機であって、
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り、後進変速段が成立させられることを特徴とする車両用遊星歯車式多段変速機。
請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の車両用遊星歯車式多段変速機であって、
前記第１変速部は、第１遊星歯車装置を有するとともに、該第１遊星歯車装置の３つの回転要素の何れか１つが前記入力回転部材に連結されて回転駆動され、他の１つが回転不能に固定され、残りの１つが中間出力部材として前記入力回転部材に対して減速回転させられて伝達するように構成され、該中間出力部材を経て伝達する経路が前記第２中間出力経路で、前記入力回転部材の回転を変速比１．０でそのまま伝達する経路が前記第１中間出力経路であることを特徴とする車両用遊星歯車式多段変速機。
請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の車両用遊星歯車式多段変速機であって、
エンジンの出力は、流体伝動装置を介して前記入力回転部材に入力されるものであることを特徴とする車両用遊星歯車式多段変速機。