JP2006046390A

JP2006046390A - 遊星歯車式自動変速装置

Info

Publication number: JP2006046390A
Application number: JP2004225106A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Hirase; 浩美平瀬
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2004-08-02
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2006-02-16

Abstract

【課題】前進５速の変速装置を基本構造とし大きさを変えることなく変速段数を増やして自動変速装置の多段化を達成することにある。
【解決手段】
トランスミッションケース２の主変速機室３４内には、第１〜第３の３つの遊星歯車機構Ｇ１〜Ｇ３と、３つのクラッチＣＬ１〜ＣＬ３と、２つのブレーキＢ１，Ｂ２が組み込まれており、副変速機室３５内には、第４の遊星歯車機構Ｇ４と、第３と第４のブレーキＢ３，Ｂ４と、第４のクラッチＣＬ４とが組み込まれている。エンジントルクは第１の遊星歯車機構Ｇ１のリングギヤＲ１に連結される入力軸１１に入力され、第４の遊星歯車機構Ｇ４のリングギヤＲ４に連結される出力軸１２に出力されて駆動輪にエンジントルクが伝達される。
【選択図】図４

Description

本発明は前進５速の自動変速装置の主要寸法を維持しつつ変速段数を増加し得るようにした遊星歯車式自動変速装置に関する。

車両用の遊星歯車式自動変速装置は、通常、前進４速あるいは５速程度の変速段を有している。前進４速用の変速装置と前進５速用の変速装置のように変速段数の異なる変速装置におけるトランスミッションケースやこのケース内部に組み込まれる部品を共通化することができれば、それぞれの変速装置を低コストで製造することができる。ケースやその内部に組み込まれる部品を共通化して、前進４速用の変速装置と前進５速用の変速装置とに適用することができるようにした変速装置としては、特許文献１、２に記載されるものがある。
特開平７−２３９０００号公報特開平１０−３０６８８号公報

従来の技術では、変速段数の異なる変速装置におけるトランスミッションケースやこのケース内部に組み込まれる部品を共用化する場合には、変速段数の多い方の変速装置を基本構造として少ない変速段数の変速装置との部品の共用化を図るようにしており、変速段数の多い方の変速装置から部品を取り除くことにより、変速段数の少ない変速装置を構成するようにしているので、ケースのサイズを変更しなければ、変速段数の少ない方の変速装置には無駄なデッドスペースが生じることになる。

一方、変速段数を増加させて変速装置を多段化する場合には、構成部品が増加するので、部品が組み込まれるケースのサイズも追加部品に合わせて大型化しなければならず、変速段数の多段化には変速装置の大型化が避けられなかった。

本発明の目的は、前進５速の変速装置を基本構造とし大きさを変えることなく変速段数を増やして多段化した遊星歯車式自動変速装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、前進５速の変速装置の主要な構成を変更することなく、６速化では不要となる部品の空スペースに６速用の専用部品を収容することにより変速装置の主要寸法諸元を変えることなく前進６速の遊星歯車式自動変速装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、変速段数の異なる異種の変速装置の部品を共用化し低コストで製造し得る遊星歯車式自動変速装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、変速段数の異なる異種の変速装置のいずれをも同種の車体に搭載し得る遊星歯車式自動変速装置を提供することにある。

本発明の遊星歯車式自動変速装置は、仕切り壁を介して前端部側の主変速機室と後端部側の副変速機室とが形成されたトランスミッションケースと、前記主変速機室内に同心上に配置され、それぞれシンプル型である第１〜第３の３つの遊星歯車機構と、前記第１の遊星歯車機構のリングギヤと前記第２の遊星歯車機構のリングギヤとを締結状態と開放状態とに切り換える第１のクラッチと、前記第３の遊星歯車機構のサンギヤとキャリアとを締結状態と開放状態とに切り換える第２のクラッチと、前記第２の遊星歯車機構のサンギヤと前記第３の遊星歯車機構のサンギヤとを締結状態と開放状態とに切り換える第３のクラッチと、前記第３の遊星歯車機構のキャリアを固定状態と開放状態とに切り換える第１のブレーキと、前記第１の遊星歯車機構のサンギヤを固定状態と開放状態とに切り換える第２のブレーキと、前記副変速機室内に配置され、前記第２の遊星歯車機構のキャリアに中間軸を介して連結されるキャリアを備える第４の遊星歯車機構と、前記第４の遊星歯車機構の外側に設けられ、前記第２の遊星歯車機構のサンギヤを固定状態と開放状態とに切り換える第３のブレーキと、前記第３のブレーキに隣り合って前記副変速機室内に配置され、前記第４の遊星歯車機構のサンギヤを固定状態と開放状態とに切り換える第４のブレーキと、前記第４のブレーキの径方向内側に配置され、前記第４の遊星歯車機構のリングギヤとサンギヤとを締結状態と開放状態とに切り換える第４のクラッチと、エンジンのクランク軸に連結されると共に前記第１の遊星歯車機構のリングギヤに連結される入力軸と、駆動輪に連結されると共に前記第４の遊星歯車機構のリングギヤに連結される出力軸とを有することを特徴とする。

本発明の遊星歯車式自動変速装置は、前記第４の遊星歯車機構と前記第４のブレーキと前記第４のクラッチとにより前記中間軸の回転を増速または直結して前記出力軸に伝達する副変速機を構成することを特徴とする。

本発明の遊星歯車式自動変速装置は、前記第４の遊星歯車機構のサンギヤに連結される回転体の円筒部を、前記第４のブレーキのブレーキハブと前記第４のクラッチのクラッチドラムとに共用することを特徴とする。

本発明の遊星歯車式自動変速装置は、前記第３のブレーキのブレーキドラムを前記トランスミッションケースに設け、前記第４のブレーキのブレーキドラムは外周に前記第３のブレーキを作動する油圧ピストン収容部を備え、前記トランスミッションケースに固設されることを特徴とする。

本発明の遊星歯車式自動変速装置は、前記第４のブレーキを作動する油圧ピストンを不作動位置に戻すリターンスプリングを前記トランスミッションケースの内面で案内することを特徴とする。

本発明によれば、３つの遊星歯車機構を有する自動変速装置における締結要素を配置するスペースに増速用の第４の遊星歯車機構を組み込むことにより、トランスミッションケースの寸法を変更することなく、自動変速機の多段化を達成することができる。３つの遊星歯車機構を有する前進５速の自動変速装置を前進６速または前進７速にする際に不要となる空スペースに増速用の第４の遊星歯車機構を組み込むことにより、５速用のトランスミッションケースの主要寸法を変えることなく、６速用または７速用の自動変速装置とすることができる。

また、本発明によれば、変速段数の異なる異種の変速装置の部品を共用化し、異種の変速装置を共通の製造ラインで混流させて製造することができ、低コストで自動変速装置を製造することができる。変速段数が相違する複数の変速装置のトランスミッションケースの主要寸法を共通とすることができるので、異種の変速装置を共通の車両に搭載することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はエンジン動力を駆動輪に伝達するための動力伝達系の外観を示す概略図であり、図２は図１に示されたトルクコンバータケース内の構造を示す概略図であり、図３は図１に示されたエクステンションケース内の構造を示す概略図である。

図１に示す動力伝達系は、トルクコンバータケース１とトランスミッションケース２とエクステンションケース３とを有しており、この動力伝達系はエンジンのクランク軸４が車両の進行方向を向くように車体に縦向きに配置されてエンジン動力を前輪と後輪とに伝達する縦置き式の全輪駆動(AWD)の車両に搭載される。図２に示すように、トルクコンバータケース１内に組み込まれるトルクコンバータ５のポンプ側シェル６はクランク軸４に連結され、タービンランナー７に連結されるコンバータ出力軸はトランスミッションケース２内に入り込んで変速装置の入力軸１１となっている。トルクコンバータケース１の下部には、アクスル軸８が組み込まれたフロントデファレンシャル機構９が設けられており、アクスル軸８は図示しない前輪に連結されている。

トランスミッションケース２内には入力軸１１と同心状に変速装置の出力軸１２が配置されており、この出力軸１２はエクステンションケース３に向けて突出し、図３に示すセンタデファレンシャル機構１３を介して前輪駆動軸１４と後輪駆動軸１５とに連結されるようになっている。図２に示すように前輪駆動軸１４に取り付けられた終減速小歯車１６は、フロントデファレンシャル機構９の終減速大歯車１７に噛み合っており、エンジン動力は前輪駆動軸１４を介して前輪に伝達される。一方、後輪駆動軸１５には継手を介してプロペラシャフト１８が連結され、このプロペラシャフト１８は図示しないリアデファレンシャル機構を介して後輪に連結されるようになっている。

センタデファレンシャル機構１３は、複合遊星歯車式であり、図３に示すように、出力軸１２に固定されるサンギヤ１９ａと、後輪駆動軸１５に固定されるサンギヤ１９ｂとを有し、これらのサンギヤ１９ａ，１９ｂに噛み合う一体型のピニオンギヤ２０がキャリア２１に回転自在に装着され、キャリア２１の一端部には前輪駆動軸１４に固定された従動歯車２２ａに噛み合う駆動歯車２２ｂが固定されている。キャリア２１の他端部にはクラッチドラム２３が固定され、後輪駆動軸に固定されたクラッチハブ２４とクラッチドラム２３との間には差動制限クラッチ２５が設けられている。このような構成のセンタデファレンシャル機構１３により、出力軸１２の駆動力がサンギヤ１９ａに出力されると、一体型のピニオンギヤ２０を介してサンギヤ１９ｂとキャリア２１とに動力が分配され、前輪および後輪を駆動することができ、一体型のピニオンギヤ２０の回転により前輪と後輪との回転差は差動吸収される。さらに差動制限クラッチ２５により前輪または後輪がスリップして大きな差動回転が生じたときには、差動制限クラッチ２５が締結して差動回転が抑制される。

図４は図１に示されたトランスミッションケース内の構造を示す概略図であり、図５は図４の一部を拡大して示す断面図であり、図６は図４の変速装置を示すスケルトン図である。

図４に示すように、トランスミッションケース２内には入力軸１１と同軸上に中間軸３１とこれに対して回転自在の中空軸３２とが組み込まれている。トランスミッションケース２のエンジン側の前端部は開口されており、トランスミッションケース２はその前端でケース片２６を介してトルクコンバータケース１に固定される。トランスミッションケース２の内部には仕切り壁３３が取り付けられるようになっており、仕切り壁３３を中間軸３１と中空軸３２とが貫通している。この仕切り壁３３によりトランスミッションケース２の内部は前側の主変速機室３４と後側の副変速機室３５とに区画されている。トランスミッションケース２の後端部には隔壁３６が設けられており、この隔壁３６には出力軸１２用と前輪駆動軸１４用の貫通孔が形成されている。トランスミッションケース２の後端にはケース片２７を介してエクステンションケース３が取り付けられ、ケース片２７とエクステンションケース３とにより形成されるスペース内には図３に示した駆動歯車２２ｂと従動歯車２２ａとが収容されるようになっている。

主変速機室３４内には３つの遊星歯車機構Ｇ１〜Ｇ３が同心上に組み込まれており、前端部側から後端部側に向けて第１〜第３の順に配置されて、３つの遊星歯車機構Ｇ１〜Ｇ３により遊星歯車機構組立体が形成されている。第１の遊星歯車機構Ｇ１は、サンギヤＳ１と、これと同心上のリングギヤＲ１と、サンギヤＳ１およびリングギヤＲ１に同時に噛み合うピニオンＰ１を回転自在に支持するキャリアＣ１とを有しており、シンプル型であり、他の遊星歯車機構Ｇ２，Ｇ３も同様にシンプル型であり、それぞれリングギヤＲ２，Ｒ３と、サンギヤＳ２，Ｓ３と、これらにそれぞれ噛み合うピニオンＰ２，Ｐ３を回転自在に支持するキャリアＣ２，Ｃ３とを有している。

入力軸１１には入力部材３７が固定されており、この入力部材３７には遊星歯車機構Ｇ１のリングギヤＲ１が取り付けられるとともに、遊星歯車機構Ｇ２の外側に配置されるクラッチドラム３８が取り付けられており、遊星歯車機構Ｇ２のリングギヤＲ２に固定されたクラッチハブ３９とクラッチドラム３８との間に組み込まれる複数枚の摩擦プレートにより入力クラッチとしての多板式のクラッチ（第１のクラッチ）ＣＬ１が形成されている。このクラッチＣＬ１はリングギヤＲ１とリングギヤＲ２とを締結状態と締結を解除する開放状態とに切り換える。

遊星歯車機構Ｇ２のサンギヤＳ２は中空軸３２に固定され、遊星歯車機構Ｇ３のサンギヤＳ３はワンウエイクラッチＦ１を介して中空軸３２に装着されており、中空軸３２にはクラッチハブ４１が固定されている。このクラッチハブ４１の外側には小径筒体４２と大径筒体４３が配置されており、小径筒体４２は中空軸３２に固定され、大径筒体４３は遊星歯車機構Ｇ３のキャリアＣ３に固定されている。大径筒体４３と小径筒体４２との間に組み込まれる複数枚の摩擦プレートによりキャリアＣ３とサンギヤＳ３とを締結状態と締結を解除する開放状態とに切り換えるダイレクトクラッチとしての多板式のクラッチ（第２のクラッチ）ＣＬ２が形成されている。小径筒体４２とクラッチハブ４１との間に組み込まれる複数枚の摩擦プレートによりサンギヤＳ２，Ｓ３を締結状態と締結を解除する開放状態とに切り換えるハイ＆ローリバースクラッチとしての多板式のクラッチ（第３のクラッチ）ＣＬ３が形成されている。このクラッチＣＬ３に並列にサンギヤＳ２とサンギヤＳ３との間にはワンウエイクラッチＦ１が設けられている。

また、大径筒体４３とトランスミッションケース２との間に組み込まれる複数枚の摩擦プレートにより、大径筒体４３をブレーキハブとしてトランスミッションケース２をブレーキドラムとし、キャリアＣ３をケースに締結する固定状態と固定状態を解除する開放状態とに切り換えるリバースブレーキとしての多板式のブレーキ（第１のブレーキ）Ｂ１が形成されている。

一方、トルクコンバータケース１とトランスミッションケース２との間のケース片２６に固定される筒体４４と遊星歯車機構Ｇ１のサンギヤＳ１に固定される筒体４５との間に組み込まれる複数枚の摩擦プレートにより、筒体４４をブレーキドラムとし筒体４５をブレーキハブとしてサンギヤＳ１をトランスミッションケース２側に締結する固定状態と固定状態を解除する開放状態とに切り換えるフロントブレーキとしての多板式のブレーキ（第２のブレーキ）Ｂ２が形成されている。このブレーキＢ２に並列となってサンギヤＳ１とトランスミッションケース２側との間にはワンウエイクラッチＦ２が設けられている。

このように、主変速機室３４内には３組のシンプル遊星歯車機構Ｇ１〜Ｇ３が設けられるとともに、これらの締結要素としての２組のブレーキＢ１，Ｂ２と、３組の多板クラッチＣＬ１〜ＣＬ３と、２組のワンウエイクラッチＦ１，Ｆ２とが組み込まれており、これらの部材により主変速機が構成されている。

副変速機室３５内には中空軸３２に固定されたブレーキハブ４６が配置され、このブレーキハブ４６とトランスミッションケース２との間に組み込まれる複数の摩擦プレートにより、トランスミッションケース２をブレーキドラムとしサンギヤＳ２を固定状態と固定状態を解除する開放状態とに切り換えるローコーストブレーキとしてのブレーキ（第３のブレーキ）Ｂ３が形成されている。ブレーキハブ４６の径方向内側には第４の遊星歯車機構Ｇ４が配置されている。この遊星歯車機構Ｇ４はサンギヤＳ４と、これと同心上のリングギヤＲ４と、サンギヤＳ４およびリングギヤＲ４に同時に噛み合うピニオンＰ４を回転自在に支持するキャリアＣ４とを有しており、上述した他の遊星歯車機構Ｇ１〜Ｇ３と同様にシンプル型である。

この遊星歯車機構Ｇ４のキャリアＣ４には中間軸３１が固定され、遊星歯車機構Ｇ４はキャリア入力となっており、リングギヤＲ４は出力軸１２に固定されている。サンギヤＳ４に固定された回転体５１は遊星歯車機構Ｇ４を覆う円筒部５１ａとこれと一体となった円筒部５１ｂとを有し、トランスミッションケース２に固定され、ブレーキＢ３のピストン収容部５６を備えるブレーキドラム５２と、ブレーキハブとしての円筒部５１ｂとの間に組み込まれる複数の摩擦プレートによりサンギヤＳ４を固定状態と固定状態を解除する開放状態とに切り換える６速用のブレーキ（第４のブレーキ）Ｂ４が形成されている。また、円筒部５１ｂをクラッチドラムとしリングギヤＲ４に固定されたクラッチハブ５３との間に組み込まれる複数の摩擦プレートにより、リングギヤＲ４とサンギヤＳ４とを締結状態と締結を解除する開放状態とに切り換えるクラッチ（第４のクラッチ）ＣＬ４が形成されている。

このように、副変速機室３５内に組み込まれる遊星歯車機構Ｇ４とブレーキＢ４とクラッチＣＬ４とにより、中間軸３１の回転を出力軸１２に増速して伝達する副変速機が構成されており、サンギヤＳ４に連結される円筒部５１ｂをブレーキＢ４のブレーキハブとするとともにクラッチＣＬ４のクラッチドラムとして共用することにより、ブレーキＢ４とクラッチＣＬ４とが同心的となって径方向に重なるようにして遊星歯車機構Ｇ４に隣接させて配置されている。これにより、軸方向の長さを長くすることなく、ブレーキＢ４とクラッチＣＬ４とを限られたスペース内に配置することができる。

図５に示すように、ブレーキＢ４を締結状態と開放状態とに切り換える油圧ピストン５４が隔壁３６の内方の径方向外側に設けられ、径方向内側にはクラッチＣＬ４を締結状態と開放状態とに切り換える油圧ピストン５５が設けられ、ブレーキドラム５２の外側にはブレーキＢ３を締結状態と開放状態とに切り換える油圧ピストン５８が設けられている。副変速機室３５内に配置されてサンギヤＳ２を固定状態と開放状態とに切り換えるブレーキＢ３のブレーキドラムは、トランスミッションケース２の内側に設けられており、トランスミッションケース２の加工によりブレーキドラムを直接形成することができる。また、サンギヤＳ４を固定状態と開放状態とに切り換えるブレーキＢ４のブレーキドラムは断面が略コ字状であり、外周部はトランスミッションケース２の内側に回転不能に固設されている。

摩擦プレートを駆動してブレーキＢ４を作動させるための油圧ピストン５４は、油室５４ａに油圧を供給すると図５において左方向に駆動されてブレーキＢ４を作動させてサンギヤＳ４が固定状態となる。一方、油圧の供給を停止すると摩擦プレートの締結が解除されることになり、ブレーキＢ４が開放状態に切り換えられるが、確実に開放状態となるように、ブレーキドラム５２の径方向端面と油圧ピストン５４との間にはリターンスプリング５７が組み込まれており、このリターンスプリング５７はトランスミッションケースの内面で案内されて軸方向に弾性変形し、油圧ピストン５４を不作動位置に戻す。なお、主変速機室３４内にもそれぞれのクラッチＣＬ１，ＣＬ２およびブレーキＢ１，Ｂ２を締結状態と開放状態とに切り換える油圧ピストン（図示省略）が設けられている。

図８は上述した自動変速装置における４つのクラッチＣＬ１〜ＣＬ４と、４つのブレーキＢ１〜Ｂ４と、２つのワンウエイクラッチＦ１，Ｆ２の締結作動表であり、これらの締結要素の作動によって変速装置は第１速から第６速に切り換えられる。図８においては、白丸はクラッチ、ブレーキが締結している状態を示し、黒丸はエンジンブレーキ時に作動している状態を示す。

上記のように構成された６速自動変速装置の遊星歯車機構Ｇ１〜Ｇ４は、図８の締結作動表に示すように次のように変速作用する。先ず第１速は、入力軸１１からの動力が第１，第３，第２の各遊星歯車機構Ｇ１，Ｇ３，Ｇ２へ順次伝達され、第１の遊星歯車機構Ｇ１ではサンギヤＳ１がワンウエイクラッチＦ２の作動で固定されて減速し、第３，第２の遊星歯車機構Ｇ３，Ｇ２は第３のブレーキＢ３とワンウエイクラッチＦ１が作動して両サンギヤＳ３，Ｓ２が共に固定されて、それぞれ減速作動となる。また、第４の遊星歯車機構Ｇ４は第４のクラッチＣＬ４の作動により遊星歯車は一体化されて変速は行われない。従って、遊星歯車機構Ｇ１〜Ｇ３の各減速作動により、変速比は最も低速段の第１速が得られる。

第１速から第２速では、第３の遊星歯車機構Ｇ３のサンギヤＳ３とキャリアＣ３とを一体締結させるクラッチＣＬ２が作動し、第１速でのワンウエイクラッチＦ１は非作動となる。このため、遊星歯車機構Ｇ１とＧ２とによる減速となり、第２速が得られる。

第２速から第３速では、遊星歯車機構Ｇ２とＧ３のサンギヤＳ２，Ｓ３を締結するクラッチＣＬ３が作動し、第２速での第３のブレーキＢ３は解放される。これにより、遊星歯車機構Ｇ２，Ｇ３はともに一体回転するため第１の遊星歯車機構Ｇ１のみの減速作動となり、第３速が得られる。

第３速から第４速では、クラッチＣＬ１が作動し、第３速でのワンウエイクラッチＦ２は非作動となる。これにより入力回転は第２の遊星歯車機構Ｇ２に入力されるが、サンギヤＳ３，Ｓ２は一体に締結されているため入力回転数はそのまま出力されて変速比１．０の第４速が得られる。

第５速では、主変速機室側の上記第４速の変速比１．０を受けて副変速機室側の遊星歯車機構Ｇ４ではクラッチＣＬ４を開放すると共にブレーキＢ４を締結作動させてサンギヤＳ４を固定させる。これにより、第４の遊星歯車機構Ｇ４は増速作動し、変速比は１．０より小さいオーバドライブの第５速が得られる。

第６速では、第１の遊星歯車機構Ｇ１のサンギヤＳ１を固定するブレーキＢ２が締結作動しクラッチＣＬ２は開放される。これにより、第２の遊星歯車機構Ｇ２ではリングギヤＲ２の入力回転に対し、サンギヤＳ２には入力回転が増速されて伝達されるので、キャリアＣ２には入力回転より増速された回転が出力される。この増速回転を第４の遊星歯車機構Ｇ４で更に増速することで第５速よりオーバドライブの第６速が得られる。

図９は１速から５速のいずれかの変速段で走行しているときに他のいずれかの変速段に変速操作がなされるときの変速要素つまり締結要素の作動数を示す変速要素表である。図９に示すように、１段毎に変速操作が行われるときには、それぞれ締結要素は２つであり、第１速から第３速に飛び変速操作が行われるときにも締結要素は２つである。

図１０は第１速から第２速などのように変速操作がなされたときの各変速段のステップ比を示す表であり、図８に示したギヤ比から算出される。

図１１は図６に示した変速装置を前進７段の変速装置に適用した場合の締結要素の作動表を示し、図１２は変速操作がなされたときの変速要素数を示す表であり、図１３は１速から２速などのように変速操作がなされたときの各変速段のステップ比を示す表である。

第１速から第４速までは図８に示した場合と同様であり、第４速から第５速に切り換えるときには、ブレーキＢ２が締結されてサンギヤＳ１が固定されるとともにクラッチＣＬ２が開放される。これにより、入力軸１１からの回転は、リングギヤＲ２を介してキャリアＣ３に伝達されるとともに、キャリアＣ１がサンギヤＳ１の回りを公転してリングギヤＲ３に伝達され、第３の遊星歯車機構Ｇ３により入力回転が増速されて、変速比が１．０よりも小さいオーバードライブの第５速が得られる。この場合の変速比およびステップ比は、前述した場合がそれぞれ０．６９４、１．４４１であるのに対し、それぞれ０．８３４，１．２０となり、前述した場合よりも小さい。

第５速から第６速では、クラッチＣＬ２を締結してキャリアＣ３とサンギヤＳ３とを締結し、クラッチＣＬ４を開放するとともにブレーキＢ４を締結してサンギヤＳ４を固定させる。クラッチＣＬ４を開放するとともにブレーキＢ４を締結することにより、第４の遊星歯車機構Ｇ４は増速することになるが、キャリアＣ３とサンギヤＳ３との締結により第２の遊星歯車機構Ｇ２は変速されない。これにより、遊星歯車機構Ｇ４のみによって、第６速の変速比は第５速よりも小さくなる。

第６速から第７速では、前述した場合の第６速と同様に、クラッチＣＬ２を開放させる。これにより、第５速と同様に第２の遊星歯車機構Ｇ２により入力回転は増速され、遊星歯車機構Ｇ２とＧ４とにより増速されて第６速よりもオーバードライブの第７速が得られる。

このように、図６に示す変速装置は基本構造を変えることなく、前進６速または前進７速の変速装置として適用することが可能である。

図７は本発明の比較例として示す従来の前進５速の自動変速装置におけるトランスミッションケース２の内部構造を示す概略図であり、図７においては図４と共通する部材には同一の符号が付されている。図７に示すうように、トランスミッションケース２内は仕切り壁３３により前部収容室３４ａと後部収容室３５ａとに区画されており、前部収容室３４ａ内の構造は、図４に示した本発明の自動変速装置の主変速機室３４内の構造と同様であり、前部収容室３４ａ内には３つの遊星歯車機構Ｇ１〜Ｇ３が設けられている。出力軸１２は本発明と相違して遊星歯車機構Ｇ２のキャリアＣ２に固定されており、出力軸１２の外側に回転自在に遊挿された中空軸３２は、トランスミッションケース２の後部収容室３５ａ内に配置されたブレーキハブ６１にフォワードクラッチとしてのワンウエイクラッチＦ３を介して連結されており、ブレーキハブ６１とトランスミッションケースとの間にはフォワードブレーキＦＢが組み込まれている。これらのワンウエイクラッチＦ３とフォワードブレーキＦＢは、変速ショックを防止するとともにエンジンブレーキ作用を開放するためのものである。さらに、中空軸３２にはブレーキハブ６２が固定されており、このブレーキハブ６２とトランスミッションケース２との間にはローコーストブレーキＬＢが組み込まれている。

本発明の自動変速装置においては、図７に示すワンウエイクラッチＦ３とフォワードブレーキＦＢのスペースに、図４に示すようにローコーストブレーキとして機能するブレーキＢ３を配置するとともに、このブレーキＢ３の内側に増速機能を有する遊星歯車機構Ｇ４を配置し、ブレーキＢ３の後方に６速用のブレーキＢ４とクラッチＣＬ４とを同心的に径方向に重ねて配置している。このように、３つの遊星歯車機構を有する前進５速の自動変速装置を前進６速にする際に不要となる空スペースに増速用の第４の遊星歯車機構を組み込むことにより、５速用のトランスミッションケースの主要寸法を変えることなく、６速用の自動変速装置とすることができる。また、６速用のトランスミッションケース２の長手方向寸法は、５速用のトランスミッションケース２の長手方向寸法と共通にすることができる。５速用と６速用の自動変速装置の主要部品を共用化することができるので、異種の変速装置を共通の製造ラインで混流させて製造することができ、低コストで自動変速装置を製造することができる。さらに、変速段数の異なる２つの仕様の変速装置を同種の車両に対して自在に搭載することが可能となる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

エンジン動力を駆動輪に伝達するための動力伝達系の外観を示す概略図である。図１に示されたトルクコンバータケース内の構造を示す概略図である。図１に示されたエクステンションケース内の構造を示す概略図である。図１に示されたトランスミッションケース内の構造を示す概略図である。図４の一部を拡大して示す断面図である。図４の変速装置を示すスケルトン図である。本発明の比較例として示す従来の前進５速の自動変速装置を示す概略図である。本発明の自動変速装置の締結要素の作動表である。変速操作がなされたときの変速要素数を示す表である。第１速から第２速などのように変速操作がなされたときの各変速段のステップ比を示す表である。図６に示した変速装置を前進７段の変速装置に適用した場合の締結要素の作動表である。変速操作がなされたときの変速要素数を示す表である。第１速から２速などのように変速操作がなされたときの各変速段のステップ比を示す表である。

符号の説明

２トランスミッションケース
１１入力軸
１２出力軸
３１中間軸
３２中空軸
３３仕切り壁
３４主変速機室
３５副変速機室
Ｂ１第１のブレーキ
Ｂ２第２のブレーキ
Ｂ３第３のブレーキ
Ｂ４第４のブレーキ
Ｃ１〜Ｃ４キャリア
Ｆ１第１のワンウエイクラッチ
Ｆ２第２のワンウエイクラッチ
Ｇ１第１の遊星歯車機構
Ｇ２第２の遊星歯車機構
Ｇ３第３の遊星歯車機構
Ｇ４第４の遊星歯車機構
Ｐ１〜Ｐ４ピニオンギヤ
Ｒ１〜Ｒ４リングギヤ
Ｓ１〜Ｓ４サンギヤ

Claims

仕切り壁を介して前端部側の主変速機室と後端部側の副変速機室とが形成されたトランスミッションケースと、
前記主変速機室内に同心上に配置され、それぞれシンプル型である第１〜第３の３つの遊星歯車機構と、
前記第１の遊星歯車機構のリングギヤと前記第２の遊星歯車機構のリングギヤとを締結状態と開放状態とに切り換える第１のクラッチと、
前記第３の遊星歯車機構のサンギヤとキャリアとを締結状態と開放状態とに切り換える第２のクラッチと、
前記第２の遊星歯車機構のサンギヤと前記第３の遊星歯車機構のサンギヤとを締結状態と開放状態とに切り換える第３のクラッチと、
前記第３の遊星歯車機構のキャリアを固定状態と開放状態とに切り換える第１のブレーキと、
前記第１の遊星歯車機構のサンギヤを固定状態と開放状態とに切り換える第２のブレーキと、
前記副変速機室内に配置され、前記第２の遊星歯車機構のキャリアに中間軸を介して連結されるキャリアを備える第４の遊星歯車機構と、
前記第４の遊星歯車機構の外側に設けられ、前記第２の遊星歯車機構のサンギヤを固定状態と開放状態とに切り換える第３のブレーキと、
前記第３のブレーキに隣り合って前記副変速機室内に配置され、前記第４の遊星歯車機構のサンギヤを固定状態と開放状態とに切り換える第４のブレーキと、
前記第４のブレーキの径方向内側に配置され、前記第４の遊星歯車機構のリングギヤとサンギヤとを締結状態と開放状態とに切り換える第４のクラッチと、
エンジンのクランク軸に連結されると共に前記第１の遊星歯車機構のリングギヤに連結される入力軸と、
駆動輪に連結されると共に前記第４の遊星歯車機構のリングギヤに連結される出力軸とを有することを特徴とする遊星歯車式自動変速装置。
請求項１記載の遊星歯車式自動変速装置において、前記第４の遊星歯車機構と前記第４のブレーキと前記第４のクラッチとにより前記中間軸の回転を増速または直結して前記出力軸に伝達する副変速機を構成することを特徴とする遊星歯車式自動変速装置。
請求項１または２記載の遊星歯車式自動変速装置において、前記第４の遊星歯車機構のサンギヤに連結される回転体の円筒部を、前記第４のブレーキのブレーキハブと前記第４のクラッチのクラッチドラムとに共用することを特徴とする遊星歯車式自動変速装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の遊星歯車式自動変速装置において、前記第３のブレーキのブレーキドラムを前記トランスミッションケースに設け、前記第４のブレーキのブレーキドラムは外周に前記第３のブレーキを作動する油圧ピストン収容部を備え、前記トランスミッションケースに固設されることを特徴とする遊星歯車式自動変速装置。
請求項４記載の遊星歯車式自動変速装置において、前記第４のブレーキを作動する油圧ピストンを不作動位置に戻すリターンスプリングを前記トランスミッションケースの内面で案内することを特徴とする遊星歯車式自動変速装置。