JP2006307954A - 自動変速機用歯車変速装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 シングルピニオン型の第1〜第4遊星歯車と、第1〜第3連結メンバと、第1クラッチ〜第3クラッチと、第1〜第5ブレーキとを備え、オーバードライブ段を2段または3段とし、変速機回転軸に対し入出力軸を互いに反対方向に設け、多層の回転軸上に配置されるクラッチの数を最小限とし、各クラッチ、ブレーキの締結により前進9速後退1速を得る変速制御手段を設けた。
【選択図】 図1
Description
図1は実施例1における前進9速後退1速を達成する自動変速機用歯車変速装置のスケルトン図である。入力軸IN側から軸方向出力軸OUT側に向けて、第1遊星ギヤセットGS1(第1遊星ギヤG1,第2遊星ギヤG2)、第2遊星ギヤセットGS2(第3遊星ギヤG3及び第4遊星ギヤG4)の順に配置されている。また、摩擦締結要素として複数のクラッチC1,C2,C3及びブレーキB1,B2,B3,B4,B5が配置されている。
第4遊星ギヤG4においては、第2クラッチC2を介して第4キャリヤPC4と第4リングギヤR4が接続されている。したがって、第2クラッチC2の締結により第4キャリヤPC4と第4リングギヤR4は一体回転し、第4遊星ギヤG4においては変速が行われないこととなる。
第2遊星ギヤセットGS2においては、第3リングギヤR3と第4キャリヤPC4は第2連結メンバM2により常時締結されている。したがって、第3クラッチC3解放状態においては第3、第4サンギヤS3,S4はそれぞれ独立回転を行い、第3遊星ギヤG3と第4遊星ギヤG4はそれぞれ独立したギヤ比を達成する。
図2は実施例1における前進9速後退1速の締結作動表、図3は各変速段におけるメンバの回転停止状態を示す共線図、図4〜図11は各変速段でのトルクフローを示す図である。トルク伝達経路は太線、トルク伝達を行うギヤはハッチングで示す。
図4は1速におけるトルクフローであり、第3クラッチC3、第1、第2ブレーキB1,B2の締結により得られる(図2参照)。第1ブレーキB1が締結、第3ブレーキB3が解放されているため、入力軸INから第2リングギヤR2に入力された回転は、第1、第2遊星ギヤG1,G2により減速される。
図5は2速におけるトルクフローであり、第3クラッチC3,第2、第3ブレーキB2,B3が締結される(図2参照)。第3ブレーキB3が締結、第1ブレーキB1が解放されているため、入力軸INから第2リングギヤR2に入力された回転は第2遊星ギヤG2により減速され、第1遊星ギヤG1は変速に関与しない。
図6は3速におけるトルクフローであり、第2クラッチC2、第2、第3ブレーキB2,B3が締結される(図2参照)。第1ブレーキB1が解放、第3ブレーキB3が締結されているため、入力軸INから第2リングギヤR2に入力された回転は、第2遊星ギヤG2により減速され、第1遊星ギヤG1は変速を行わない。
図7は4速におけるトルクフローであり、第2、第3クラッチC2,C3、第3ブレーキB3が締結される(図2参照)。第1ブレーキB1が解放、第3ブレーキB3が締結されているため、入力軸INから第2リングギヤR2に入力された回転は、第2遊星ギヤG2により減速され、第1遊星ギヤG1は変速に関与しない。
図8は5速におけるトルクフローであり、第1クラッチC1、第2ブレーキB2が締結される(図2参照)。第1クラッチC1が締結されているため、入力軸INの回転は第2連結メンバM2に入力される。また、第1、第3ブレーキB1,B3が解放されているため、第1、第2遊星ギヤG1,G2は変速に関与しない。
図9は6速におけるトルクフローであり、第1〜第3クラッチC1〜C3が締結される(図2参照)。第1クラッチC1が締結されているため、入力軸INの回転は第2リングギヤに入力されるとともに、第2連結メンバM2に入力される。また、第2クラッチC2の締結により第4キャリヤPC4と第4サンギヤS4が締結され、第4遊星ギヤG4は一体回転する。
図10は7速におけるトルクフローであり、第1、第3クラッチC1,C3と第3ブレーキB3が締結される(図2参照)。第1クラッチC1が締結されているため、入力軸INの回転は第2リングギヤに入力されるとともに、第2連結メンバM2に入力される。
図11は8速におけるトルクフローであり、第1、第3クラッチC1,C3と第1ブレーキB1が締結される(図2参照)。第1クラッチC1が締結されているため、入力軸INの回転は第2リングギヤに入力されるとともに、第2連結メンバM2に入力される。
図12は9速におけるトルクフローであり、第1、第3クラッチC1,C3と第5ブレーキB5が締結される(図2参照)。
図13は後退速におけるトルクフローであり、第3クラッチC3と第1ブレーキB1と第4ブレーキB4が締結される(図2参照)。
(1)第1遊星ギヤセットGS1のサンギヤS1,S2の内周に入力軸IN以外の軸が介在しないため、多重軸構造をとる必要がない。よって、変速機外径の大径化を回避しつつ、外周部に設けられた遊星ギヤ、クラッチ、ブレーキ等へ十分に潤滑油を供給することができる。また、ブッシュやベアリングを削減することが可能となり、組み付け性の向上を図るとともにフリクションの低減及び燃費向上を図ることができる。
本願実施例では、総数8個の摩擦締結要素のうちクラッチ自体が3個のみであり、しかも摩擦締結要素の大半は遠心力の影響を受けずに作動油が供給できるブレーキとしているため、作動油に対する遠心力の影響を極力排除して制御性を改善することができる。とりわけ、必然的に摩擦締結要素数が増加する多段自動変速機にあってはこの効果がより顕著となる。
図15は実施例1−1のスケルトン図である。実施例1−1では、実施例1のスケルトンにおいて第1、第2ブレーキB1,B2と並列に第6、第7ブレーキB6,B7をそれぞれ設け、第6ブレーキB6と直列に第1ワンウェイクラッチF1を設ける。さらに、第4サンギヤS4と第3サンギヤS3とを第2ワンウェイクラッチF2を介して接続し、第2ブレーキB2と直列に第3ワンウェイクラッチF3を設ける。
図17は実施例2における前進9速後退1速を達成する自動変速機用歯車変速装置のスケルトン図である。基本的な構成は実施例1と同様である。実施例1ではオーバードライブ段は3段であったが、実施例2では、実施例1の第5ブレーキB5を省略するとともに、第1回転メンバM1と第1クラッチC1の入力軸IN側を選択的に断接する第4クラッチC4を追加することにより、オーバードライブ段を2段とした点で実施例1と異なる。
図18は実施例2における締結作動表、図19は各変速段におけるメンバの回転停止状態を示す共線図である。実施例1と同様、トルク伝達経路は太線、トルク伝達を行うギヤはハッチングで示す。
1速〜3速は実施例1と同様である(図4〜図6参照)。
図20は4速におけるトルクフローであり、第3、第4クラッチC3,C4と第2ブレーキB2の締結により得られる(図18参照)。第1、第3ブレーキB1,B3が解放されているため第1、第2遊星ギヤG1,G2は自由回転し、第1遊星ギヤセットGS1においては変速は行われない。また、第1クラッチC1が解放、第4クラッチC4が締結されているため、入力軸INからの回転は第4クラッチC4、第1連結メンバM1を介して減速されずに第4リングギヤR4に伝達される。
図21は5速におけるトルクフローであり、第2、第3クラッチC2,C3と第3ブレーキB3が締結される(図18参照)。第1ブレーキB1が解放、第3ブレーキB3が締結されているため第1遊星ギヤG1は変速に関与せず、入力軸INの回転は第2遊星ギヤG2により減速されて第4リングギヤR4に伝達される。
図22は6速におけるトルクフローであり、第1クラッチC1と第2ブレーキB2が締結される(図18参照)。第1、第3ブレーキB1,B3が解放されているため第1遊星ギヤセットGS1は変速に関与しない。
図23は7速におけるトルクフローであり、第1〜第3クラッチC1が締結される(図18参照)。第1、第3ブレーキB1,B3が解放されているため第1、第2遊星ギヤG1,G2は自由回転となり変速には関与しない。
図24は8速におけるトルクフローであり、第1、第3クラッチC1,C3と第3ブレーキB3が締結される(図18参照)。第1ブレーキB1が解放、第3ブレーキB3が締結されているため第1遊星ギヤG1は変速に関与せず、第2リングギヤR2に入力された入力軸回転は第2遊星ギヤG2により減速されて第4リングギヤR4に伝達される。
図25は9速におけるトルクフローであり、第1、第3クラッチC1,C3及び第1ブレーキB1が締結される(図18参照)。第1、第3ブレーキB1が締結、第3ブレーキB3が解放されているため、第2リングギヤR2に入力されたエンジン回転は第1遊星ギヤG1により減速され、第1連結メンバM1を介して第4リングギヤR4に伝達される。
後退速は実施例1と同様である(図13参照)。
これに対し、オーバードライブ段を多段化することで、上述の課題を解消することができる。特に、実施例1のスケルトン構成に簡易な変更を加えるのみで実施例1では3段であったオーバードライブ段を2段とすることができる。車両特性に合わせ実施例1または2の構成を選択することにより、オーバードライブ段数を2段または3段に適宜変更可能とすることで、より汎用性を高めることができる。
図27は実施例2−1のスケルトン図である。上述の実施例1−1と同様、実施例2−1では、実施例2のスケルトンにおいて第1、第2ブレーキB1,B2と並列に第6、第7ブレーキB6,B7をそれぞれ設け、第6ブレーキB6と直列に第1ワンウェイクラッチF1を設ける。さらに、第4サンギヤS4と第3サンギヤS3とを第2ワンウェイクラッチF2を介して接続し、第2ブレーキB2と直列に第3ワンウェイクラッチF3を設ける。
図29は実施例3における前進10速後退1速を達成する自動変速機用歯車変速装置のスケルトン図である。基本的な構成は実施例1及び実施例2と同様である。実施例1及び実施例2では前進9速後退1速であったが、実施例3では、実施例1の第5ブレーキB5と実施例2の第4クラッチC4を同時に設け、前進10速後退1速を達成する。
図30は実施例3における締結作動表、図31は各変速段におけるメンバの回転停止状態を示す共線図である。実施例1、2と同様、トルク伝達経路は太線、トルク伝達を行うギヤはハッチングで示す。
1速〜3速は、実施例1と同様である(図4〜図6参照)。
4速〜9速は、実施例2と同様である(図20〜図25参照)。
10速は、実施例1の9速と同様である(図12参照)。
後退速は、実施例1及び実施例2と同様である(図13参照)。
これに対し、オーバードライブ段を多段とすることで、上述の課題を解消することができる。特に、実施例1のスケルトン構成にクラッチを1つ追加するのみで、実施例1及び実施例2の効果を維持しつつ、オーバードライブ段を3段備えた前進10速後退1速を達成することができる。車両特性に合わせ各実施例1〜3の構成を適宜選択することにより、より汎用性を高めることができる。
図33は実施例3−1のスケルトン図である。上述の実施例1−1、実施例2−1と同様、実施例3−1では、実施例3のスケルトンにおいて第1、第2ブレーキB1,B2と並列に第6、第7ブレーキB6,B7をそれぞれ設け、第6ブレーキB6と直列に第1ワンウェイクラッチF1を設ける。さらに、第4サンギヤS4と第3サンギヤS3とを第2ワンウェイクラッチF2を介して接続し、第2ブレーキB2と直列に第3ワンウェイクラッチF3を設ける。
GS2 第2遊星ギヤセット
G1 第1遊星ギヤ
G2 第2遊星ギヤ
G3 第3遊星ギヤ
G4 第4遊星ギヤ
M1 第1連結メンバ
M2 第2連結メンバ
M3 第3連結メンバ
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
B3 第3ブレーキ
B4 第4ブレーキ
B5 第5ブレーキ
B6 第6ブレーキ
B7 第7ブレーキ
F1 第1ワンウェイクラッチ
F2 第2ワンウェイクラッチ
F3 第3ワンウェイクラッチ
IN 入力軸
OUT 出力軸
Claims (3)
- 第1サンギヤと、第1リングギヤと、両ギヤに噛み合うピニオンを支持する第1キャリヤを有するシングルピニオン型の第1遊星ギヤと、
第2サンギヤと、第2リングギヤと、両ギヤに噛み合うピニオンを支持する第2キャリヤを有するシングルピニオン型の第2遊星ギヤと、
第3サンギヤと、第3リングギヤと、両ギヤに噛み合うピニオンを支持する第3キャリヤを有するシングルピニオン型の第3遊星ギヤと、
第4サンギヤと、第4リングギヤと、両ギヤに噛み合うピニオンを支持する第4キャリヤを有するシングルピニオン型の第4遊星ギヤと、
前記第1リングギヤと前記第2キャリヤと前記第4リングギヤとを一体的に連結する第1連結メンバと、
前記第3リングギヤと前記第4キャリヤとを一体的に連結する第2連結メンバと、
前記第1サンギヤと前記第2サンギヤとを一体的に連結する第3連結メンバと、
前記第2リングギヤと前記第2連結メンバとを選択的に断接する第1クラッチと、
前記第4キャリヤと前記第4サンギヤとを選択的に断接する第2クラッチと、
前記第3サンギヤと前記第4サンギヤとを選択的に断接する第3クラッチと、
前記第1キャリヤの回転を選択的に停止させる第1ブレーキと、
前記第3サンギヤの回転を選択的に停止させる第2ブレーキと、
前記第3連結メンバの回転を選択的に停止させる第3ブレーキと、
前記第2連結メンバの回転を選択的に停止させる第4ブレーキと、
前記第1連結メンバの回転を選択的に停止させる第5ブレーキと、
前記第2リングギヤに連結される入力部材と、
前記第3キャリヤに連結される出力部材と、
を備え、
前記第3クラッチ、前記第1ブレーキ及び前記第2ブレーキの締結により1速、
前記第3クラッチ、前記第2ブレーキ及び前記第3ブレーキの締結により2速、
前記第2クラッチ、前記第2ブレーキ及び前記第3ブレーキの締結により3速、
前記第2クラッチ、前記第3クラッチ及び前記第3ブレーキの締結により4速、
前記第1クラッチ及び前記第2ブレーキの締結により5速、
前記第1クラッチ、前記第2クラッチ及び前記第3クラッチの締結により6速、
前記第1クラッチ、前記第3クラッチ及び前記第3ブレーキの締結により7速、
前記第1クラッチ、前記第3クラッチ及び前記第1ブレーキの締結により第8速、
前記第1クラッチ、前記第3クラッチ及び前記第5ブレーキの締結により第9速、
前記第3クラッチ、前記第1ブレーキ及び前記第4ブレーキの締結により後退速、
を得る前進9速後退1速の変速制御手段を設けたことを特徴とする自動変速機用歯車変速装置。 - 第1サンギヤと、第1リングギヤと、両ギヤに噛み合うピニオンを支持する第1キャリヤを有するシングルピニオン型の第1遊星ギヤと、
第2サンギヤと、第2リングギヤと、両ギヤに噛み合うピニオンを支持する第2キャリヤを有するシングルピニオン型の第2遊星ギヤと、
第3サンギヤと、第3リングギヤと、両ギヤに噛み合うピニオンを支持する第3キャリヤを有するシングルピニオン型の第3遊星ギヤと、
第4サンギヤと、第4リングギヤと、両ギヤに噛み合うピニオンを支持する第4キャリヤを有するシングルピニオン型の第4遊星ギヤと、
前記第1リングギヤと前記第2キャリヤと前記第4リングギヤとを一体的に連結する第1連結メンバと、
前記第3リングギヤと前記第4キャリヤとを一体的に連結する第2連結メンバと、
前記第1サンギヤと前記第2サンギヤとを一体的に連結する第3連結メンバと、
前記第2リングギヤと前記第3リングギヤとを選択的に断接する第1クラッチと、
前記第4キャリヤと前記第4サンギヤとを選択的に断接する第2クラッチと、
前記第3サンギヤと前記第4サンギヤとを選択的に断接する第3クラッチと、
前記第1連結メンバと前記第2リングギヤとを選択的に断接する第4クラッチと、
前記第1キャリヤの回転を選択的に停止させる第1ブレーキと、
前記第3サンギヤの回転を選択的に停止させる第2ブレーキと、
前記第3連結メンバの回転を選択的に停止させる第3ブレーキと、
前記第2連結メンバの回転を選択的に停止させる第4ブレーキと、
前記第2リングギヤに連結される入力部材と、
前記第3キャリヤに連結される出力部材と、
を備え、
前記第3クラッチ、前記第1ブレーキ及び前記第2ブレーキの締結により第1速、
前記第3クラッチ、前記第2ブレーキ及び前記第3ブレーキの締結により第2速、
前記第2クラッチ、前記第2ブレーキ及び前記第3ブレーキの締結により第3速、
前記第3クラッチ、前記第4クラッチ及び前記第2ブレーキの締結により第4速、
前記第2クラッチ、前記第3クラッチ及び前記第3ブレーキの締結により第5速、
前記第1クラッチ及び前記第2ブレーキの締結により第6速、
前記第1クラッチ、前記第2クラッチ及び前記第3クラッチの締結により第7速、
前記第1クラッチ、前記第3クラッチ及び前記第3ブレーキの締結により第8速、
前記第1クラッチ、前記第3クラッチ及び前記第1ブレーキの締結により第9速、
前記第3クラッチ、前記第1ブレーキ及び前記第4ブレーキの締結により後退速、
を得る前進9速後退1速の変速制御手段を設けたことを特徴とする自動変速機用歯車変速装置。 - 第1サンギヤと、第1リングギヤと、両ギヤに噛み合うピニオンを支持する第1キャリヤを有するシングルピニオン型の第1遊星ギヤと、
第2サンギヤと、第2リングギヤと、両ギヤに噛み合うピニオンを支持する第2キャリヤを有するシングルピニオン型の第2遊星ギヤと、
第3サンギヤと、第3リングギヤと、両ギヤに噛み合うピニオンを支持する第3キャリヤを有するシングルピニオン型の第3遊星ギヤと、
第4サンギヤと、第4リングギヤと、両ギヤに噛み合うピニオンを支持する第4キャリヤを有するシングルピニオン型の第4遊星ギヤと、
前記第1リングギヤと前記第2キャリヤと前記第4リングギヤとを一体的に連結する第1連結メンバと、
前記第3リングギヤと前記第4キャリヤとを一体的に連結する第2連結メンバと、
前記第1サンギヤと前記第2サンギヤとを一体的に連結する第3連結メンバと、
前記第2リングギヤと前記第2連結メンバとを選択的に断接する第1クラッチと、
前記第4キャリヤと前記第4サンギヤとを選択的に断接する第2クラッチと、
前記第3サンギヤと前記第4サンギヤとを選択的に断接する第3クラッチと、
前記第1連結メンバと前記第2リングギヤとを選択的に断接する第4クラッチと、
前記第1キャリヤの回転を選択的に停止させる第1ブレーキと、
前記第3サンギヤの回転を選択的に停止させる第2ブレーキと、
前記第3連結メンバの回転を選択的に停止させる第3ブレーキと、
前記第2連結メンバの回転を選択的に停止させる第4ブレーキと、
前記第1連結メンバの回転を選択的に停止させる第5ブレーキと、
前記第2リングギヤに連結される入力部材と、
前記第3キャリヤに連結される出力部材と、
を備え、
前記第3クラッチ、前記第1ブレーキ及び前記第2ブレーキの締結により第1速、
前記第3クラッチ、前記第2ブレーキ及び前記第3ブレーキの締結により第2速、
前記第2クラッチ、前記第2ブレーキ及び前記第3ブレーキの締結により第3速、
前記第3クラッチ、前記第4クラッチ及び前記第2ブレーキの締結により第4速、
前記第2クラッチ、前記第3クラッチ及び前記第3ブレーキの締結により第5速、
前記第1クラッチ及び前記第2ブレーキの締結により第6速、
前記第1クラッチ、前記第2クラッチ及び前記第3クラッチの締結により第7速、
前記第1クラッチ、前記第3クラッチ及び前記第3ブレーキの締結により第8速、
前記第1クラッチ、前記第3クラッチ及び前記第1ブレーキの締結により第9速、
前記第1クラッチ、前記第3クラッチ及び前記第5ブレーキの締結により第10速、
前記第3クラッチ、前記第1ブレーキ及び前記第4ブレーキの締結により後退速、
を得る前進10速後退1速の変速制御手段を設けたことを特徴とする自動変速機用歯車変速装置。
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