JP2013148144A - 車両用自動変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】構成の自由度が高い車両用自動変速機を提供する。
【解決手段】第１ブレーキＢ１は、後進ギヤ段を形成する場合には係合されるが、前進ギヤ段を形成する場合には解放される後進専用係合要素であることから、前進ギヤ段に係る変速に関与しない係合要素を設けることで、その係合要素を半係合させるスリップ制御等を実現するための構成が不要となり、油圧回路の構成を簡素化できる。すなわち、構成の自由度が高い車両用自動変速機１０等を提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用自動変速機に関し、特に、油圧回路等の構成の自由度を高めるための改良に関する。

複数の係合要素を備え、それら複数の係合要素の係合乃至解放の組み合わせにより複数の変速段を選択的に成立させる多段型の自動変速機が各種車両に広く用いられている。前記係合要素としては、油圧により係合乃至解放が切り替えられる油圧式摩擦係合装置等が用いられ、種々の構成が提案されている。例えば、特許文献１に記載された自動変速機は、３つの遊星歯車装置及び６つの係合要素を備え、それら６つの係合要素のうち何れか３つの要素の係合及び３つの要素の解放により第１速ギヤ段乃至第８速ギヤ段、及び後進ギヤ段の何れかが選択的に成立させられる。

特開２０１１−０１７３７３号公報 特開２０１１−０３３１３７号公報

しかし、前記従来の技術では、例えば、油圧式摩擦係合装置としての前記複数の係合要素を備えた構成において、それら係合要素の係合乃至解放を制御する油圧を発生させる油圧回路等における構成の自由度に制約があるという弊害があった。このような課題は、車両用自動変速機の改良を意図して本発明者等が鋭意研究を継続する過程において新たに見出したものである。

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、構成の自由度が高い車両用自動変速機を提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本第１発明の要旨とするところは、３つのシングルピニオン型遊星歯車装置及び複数の係合要素を備え、それら複数の係合要素のうち３つの係合要素を係合させ且つ３つの係合要素を解放させることにより複数のギヤ段を選択的に成立させる車両用自動変速機であって、前記複数の係合要素のうち１つの係合要素は、後進ギヤ段を形成する場合には係合されるが、前進ギヤ段を形成する場合には解放される後進専用係合要素であることを特徴とするものである。

このように、前記第１発明によれば、前記複数の係合要素のうち１つの係合要素は、後進ギヤ段を形成する場合には係合されるが、前進ギヤ段を形成する場合には解放される後進専用係合要素であることから、前進ギヤ段に係る変速に関与しない係合要素を設けることで、その係合要素を半係合させるスリップ制御等を実現するための構成が不要となり、油圧回路の構成を簡素化できる。すなわち、構成の自由度が高い車両用自動変速機を提供することができる。

前記第１発明に従属する本第２発明の要旨とするところは、前記後進専用係合要素は、噛合式の係合要素である。このようにすれば、係合要素の解放時における引き摺り損失を好適に抑制することができる。

前記第１発明乃至第２発明に従属する本第３発明の要旨とするところは、前記後進専用係合要素は、マニュアル機構に機械的に連結されたものであり、そのマニュアル機構の駆動に連動して係合乃至解放が切り替えられるように構成されたものである。このようにすれば、油圧回路の構成を更に簡素化できる。

前記第１発明、第２発明、第１発明に従属する第３発明、乃至第２発明に従属する第３発明に従属する本第４発明の要旨とするところは、前記複数の係合要素として、４つのクラッチ要素及び２つのブレーキ要素を備えたものである。このようにすれば、クラッチ要素よりもブレーキ要素を少なくすることで、係合要素の解放時における引き摺り損失を更に好適に抑制することができる。

前記第１発明に従属する第４発明、第２発明に従属する第４発明、第１発明に従属する第３発明に従属する第４発明、乃至第２発明に従属する第３発明に従属する第４発明に従属する本第５発明の要旨とするところは、何れもシングルピニオン型の第１遊星歯車装置、第２遊星歯車装置、及び第３遊星歯車装置と、相互に連結された前記第１遊星歯車装置のキャリア及び第３遊星歯車装置のキャリアと入力部材との間を選択的に連結させる第１クラッチ要素と、前記第１遊星歯車装置のリングギヤと前記第２遊星歯車装置のキャリアとの間を選択的に連結させる第２クラッチ要素と、前記第２遊星歯車装置のリングギヤと前記第３遊星歯車装置のサンギヤとの間を選択的に連結させる第３クラッチ要素と、前記第２遊星歯車装置のキャリアと前記第３遊星歯車装置のサンギヤとの間を選択的に連結させる第４クラッチ要素と、相互に連結された前記第１遊星歯車装置のキャリア及び第３遊星歯車装置のキャリアを非回転部材に対して選択的に連結させる第１ブレーキ要素と、前記第２遊星歯車装置のリングギヤを前記非回転部材に対して選択的に連結させる第２ブレーキ要素とを、備え、前記第２遊星歯車装置のサンギヤが前記入力部材に連結され、前記第１遊星歯車装置のサンギヤが前記非回転部材に連結され、前記第１遊星歯車装置のキャリアと前記第２遊星歯車装置のキャリアとが相互に連結され、前記第３遊星歯車装置のリングギヤが出力部材に連結されたものである。このようにすれば、構成の自由度が高い実用的な態様の車両用自動変速機を提供することができる。

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１の自動変速機において複数の変速段を選択的に成立させる際の係合要素の作動状態を説明する作動表である。 図１の自動変速機において、変速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上で表すことができる共線図である。 本発明の他の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。 本発明の更に別の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。

本発明の車両用自動変速機は、好適には、走行用の駆動力源としてのエンジンに連結されたトルクコンバータと駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた有段式の自動変速機である。前記係合要素は、好適には、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クラッチ等の油圧式摩擦係合装置であり、油圧制御回路から供給される油圧に応じてその係合乃至解放が制御されるものである。前記係合要素は必ずしも湿式でなくともよく、乾式クラッチ或いは噛合クラッチ等も好適に適用される。

前記噛合式の係合要素は、好適には、係合（相対回転阻止）乃至解放（相対回転許容）の対象となる１対の部材それぞれに対応して、相互に係合させられる爪部を有する１対の係合部材を備え、油圧回路から供給される油圧に応じてそれら１対の係合部材が相対的に移動させられることで係合状態が切り替えられる噛合式係合装置（ドグクラッチ：dog clutch）である。好適には、例えばシリンダと、そのシリンダ内を往復可能に設けられたピストンと、そのピストンを前記爪部の係合を解放させる方向に付勢するスプリングとを、備え、油圧非供給時はそのスプリングの付勢力によりピストンが爪部の係合を解放させる方向に移動させられて解放される一方、油圧供給時にはスプリングの付勢力に抗してピストンが爪部を噛み合わせる方向に移動させられて係合させられる係合装置である。

前記後進専用係合要素は、好適には、前記自動変速機における非回転部材と、その非回転部材に対して相対回転可能に設けられた回転要素との間に設けられ、それら非回転部材及び回転要素を選択的に連結させるブレーキ要素である。前記後進専用係合要素は、好適には、前記非回転部材に対して相対回転可能に設けられた複数の回転要素相互間に設けられ、それら複数の回転要素を選択的に連結させるクラッチ要素である。

前記マニュアル機構は、好適には、運転席近傍に設けられたシフト操作装置におけるシフト切替操作に応じて駆動されるマニュアルシャフト、或いはそのマニュアルシャフトの駆動に応じて弁子位置が切り替えられるマニュアルバルブ等の構成であり、そのマニュアル機構において後進走行を成立させるための操作が行われた場合に前記後進専用係合要素が係合されるように構成されている。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例である車両用自動変速機１０の構成を説明する骨子図である。以下の説明に用いる図面において、各部の寸法比等は必ずしも正確には描かれていない。図１に示すように、本実施例の自動変速機１０は、例えばＦＦ（前置エンジン前輪駆動）型車両等に好適に用いられる横置き用の装置であり、入力部材（入力回転要素）である入力軸１２の回転を変速して出力部材（出力回転要素）である出力歯車１４から出力する。この入力軸１２は、トルクコンバータ２０のタービン軸に連結されており、走行用の駆動力源であるエンジン１６のクランク軸１８から出力された駆動力が前記トルクコンバータ２０を介して前記入力軸１２に入力される。前記出力歯車１４から出力された駆動力は、図示しない差動歯車装置及び車軸等を介して図示しない左右一対の駆動輪へ伝達される。前記自動変速機１０は、中心線に対して略対称的に構成されており、図１においては中心線の下半分を省略して図示している。以下の各実施例についても同様である。

前記自動変速機１０は、車体に取り付けられる非回転部材としてのハウジング２８内において、例えば「０．６７５」程度の所定のギヤ比ρ１を有するシングルピニオン型の第１遊星歯車装置２２、例えば「０．６７５」程度の所定のギヤ比ρ２を有するシングルピニオン型の第２遊星歯車装置２４、及び「０．３４０」程度の所定のギヤ比ρ３を有するシングルピニオン型の第３遊星歯車装置２６を共通の中心軸上に備えて構成されている。このギヤ比ρ１〜ρ３は、各遊星歯車装置のサンギヤの歯数をＺＳ、リングギヤの歯数をＺＲとした場合における歯数比すなわちＺＳ／ＺＲである。図１に示すように、前記自動変速機１０において、前記第１遊星歯車装置２２、第２遊星歯車装置２４、及び第３遊星歯車装置２６は、前記エンジン１６側から中心軸方向に前記第１遊星歯車装置２２、第３遊星歯車装置２６、第２遊星歯車装置２４の順に配置されている。

前記第１遊星歯車装置２２は、サンギヤＳ１、複数のピニオンギヤＰ１、それらピニオンギヤＰ１を自転及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を回転要素（回転部材）として備えている。前記第２遊星歯車装置２４は、サンギヤＳ２、複数のピニオンギヤＰ２、それらピニオンギヤＰ２を自転及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を回転要素として備えている。前記第３遊星歯車装置２６は、サンギヤＳ３、複数のピニオンギヤＰ３、それらピニオンギヤＰ３を自転及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を回転要素として備えている。

前記自動変速機１０においては、前記第２遊星歯車装置２４のサンギヤＳ２が入力部材である前記入力軸１２に連結されている。前記第１遊星歯車装置２２のサンギヤＳ１が非回転部材である前記ハウジング２８に連結されている。前記第１遊星歯車装置２２のキャリアＣＡ１と前記第２遊星歯車装置２４のキャリアＣＡ２とが相互に連結されている。前記第３遊星歯車装置２６のリングギヤＲ３が出力部材である前記出力歯車１４に連結されている。

前記自動変速機１０は、その自動変速機１０において複数の変速段を選択的に成立させるための複数の係合要素として、４つのクラッチ要素及び２つのブレーキ要素を備えたものである。すなわち、第１クラッチ要素に対応する第１クラッチＣ１、第２クラッチ要素に対応する第２クラッチＣ２、第３クラッチ要素に対応する第３クラッチＣ３、第４クラッチ要素に対応する第４クラッチＣ４、第１ブレーキ要素に対応する第１ブレーキＢ１、及び第２ブレーキ要素に対応する第２ブレーキＢ２（以下、特に区別しない場合には、単にクラッチＣ及びブレーキＢという）を備えている。これらのクラッチＣ及びブレーキＢは、好適には、何れも従来の車両用自動変速機においてよく用いられている係合要素としての油圧式摩擦係合装置であって、例えば、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クラッチ乃至ブレーキ等である。前記クラッチＣ及びブレーキＢは、好適には、図示しない油圧回路に備えられたリニアソレノイド弁の励磁、非励磁や電流制御に応じて供給される油圧により係合状態が切り換えられるようになっている。

図１に示すように、前記自動変速機１０においては、相互に連結された前記第１遊星歯車装置２２のキャリアＣＡ１及び第３遊星歯車装置２６のキャリアＣＡ３と入力部材である前記入力軸１２との間に、それらキャリアＣＡ１（ＣＡ３）及び入力軸１２を選択的に連結させる第１クラッチＣ１が設けられている。前記第１遊星歯車装置２２のリングギヤＲ１と前記第２遊星歯車装置２４のキャリアＣＡ２との間に、それらリングギヤＲ１及びキャリアＣＡ２を選択的に連結させる第２クラッチＣ２が設けられている。前記第２遊星歯車装置２４のリングギヤＲ２と前記第３遊星歯車装置２６のサンギヤＳ３との間に、それらリングギヤＲ２及びサンギヤＳ３を選択的に連結させる第３クラッチＣ３が設けられている。前記第２遊星歯車装置２４のキャリアＣＡ２と前記第３遊星歯車装置２６のサンギヤＳ３との間に、それらキャリアＣＡ２及びサンギヤＳ３を選択的に連結させる第４クラッチＣ４が設けられている。相互に連結された前記第１遊星歯車装置２２のキャリアＣＡ１及び第３遊星歯車装置２６のキャリアＣＡ３と非回転部材である前記ハウジング２８との間に、そのハウジング２８に対して前記キャリアＣＡ１（ＣＡ３）を選択的に連結（固定）させる第１ブレーキＢ１が設けられている。前記第２遊星歯車装置２４のリングギヤＲ２と前記ハウジング２８との間に、そのハウジング２８に対して前記リングギヤＲ２を選択的に連結（固定）させる第２ブレーキＢ２が設けられている。

図２は、前記自動変速機１０において複数の変速段を選択的に成立させる際の係合要素の作動状態を説明する作動表であり、各変速段におけるギヤ比及び変速段間のギヤ比のステップを併せて示している。この図２の作動表は、前記自動変速機１０において成立させられる各変速段と前記クラッチＣ及びブレーキＢの作動状態との関係をまとめたものであり、「○」は係合、空欄は解放をそれぞれ表している。前記自動変速機１０では、前記クラッチＣ及びブレーキＢの係合乃至解放による、その自動変速機１０に備えられた９つの回転要素である前記遊星歯車装置２２、２４、２６のサンギヤＳ１、Ｓ２、Ｓ３、キャリアＣＡ１、ＣＡ２、ＣＡ３、リングギヤＲ１、Ｒ２、Ｒ３の連結状態、及びそれらの回転要素の前記ハウジング２８に対する連結状態の組み合わせに応じて、第１速ギヤ段「１ｓｔ」〜第８速ギヤ段「８ｔｈ」の８つの前進ギヤ段（前進変速段）、第１後進ギヤ段「Ｒｅｖ１」乃至第２後進ギヤ段「Ｒｅｖ２」の２つの後進ギヤ段（後進変速段）の何れかが成立させられる。

図２に示すように、前記自動変速機１０においては、前記第２クラッチＣ２、第４クラッチＣ４、及び第２ブレーキＢ２の係合により変速比「５．３９５」の第１速ギヤ段「１ｓｔ」が成立させられる。前記第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、及び第２ブレーキＢ２の係合により変速比「３．１０２」の第２速ギヤ段「２ｎｄ」が成立させられる。前記第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、及び第４クラッチＣ４の係合により変速比「２．１７４」の第３速ギヤ段「３ｒｄ」が成立させられる。前記第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、及び第３クラッチＣ３の係合により変速比「１．６２４」の第４速ギヤ段「４ｔｈ」が成立させられる。前記第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、及び第４クラッチＣ４の係合により変速比「１．２９８」の第５速ギヤ段「５ｔｈ」が成立させられる。前記第１クラッチＣ１、第３クラッチＣ３、及び第４クラッチＣ４の係合により変速比「１．０００」の第６速ギヤ段「６ｔｈ」が成立させられる。前記第１クラッチＣ１、第４クラッチＣ４、及び第２ブレーキＢ２の係合により変速比「０．８３１」の第７速ギヤ段「７ｔｈ」が成立させられる。前記第１クラッチＣ１、第３クラッチＣ３、及び第２ブレーキＢ２の係合により変速比「０．７４６」の第８速ギヤ段「８ｔｈ」が成立させられる。前記第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１、及び第２ブレーキＢ２の係合により変速比「７．２９８（−７．２９８）」の第１後進ギヤ段「Ｒｅｖ１」が成立させられる。前記第３クラッチＣ３、第４クラッチＣ４、及び第１ブレーキＢ１の係合により変速比「２．９４１（−２．９４１）」の第２後進ギヤ段「Ｒｅｖ２」が成立させられる。前記クラッチＣ及びブレーキＢが全て解放されることによりニュートラル状態が成立させられる。

すなわち、前記自動変速機１０においては、その自動変速機１０に備えられた６つの係合要素すなわち４つのクラッチ要素である前記第１クラッチＣ１〜第４クラッチＣ４及び２つのブレーキ要素である前記第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２のうち、何れか３つの要素が係合させられると共に、残り３つの要素が解放させられることにより、前記第１速ギヤ段「１ｓｔ」〜第８速ギヤ段「８ｔｈ」の８つの前進変速段、第１後進ギヤ段「Ｒｅｖ１」及び第２後進ギヤ段「Ｒｅｖ２」の２つの後進変速段の何れかが選択的に成立させられる。図２の最右欄に示すように、前記第１速ギヤ段「１ｓｔ」〜第８速ギヤ段「８ｔｈ」の８つの前進変速段において、各変速段間のギヤ比のステップ（変速段相互間の変速比の差）は、１．１〜１．８の範囲内とされており、変速ショックが小さい好適な変速が実現できる実用的なギヤ比が得られていることがわかる。

図２の係合表から明らかなように、前記自動変速機１０における変速段の切り替え（単一変速）は、変速前に係合させられている３つの要素のうち何れか１つの要素が解放させられると共に、変速前に解放されている３つの要素のうち何れか１つの要素が係合させられることにより行われる。例えば、第１速ギヤ段から第２速ギヤ段への変速は、前記第４クラッチＣ４が解放させられると共に、前記第３クラッチＣ３が係合させられることにより行われる。すなわち、前記自動変速機１０においては、少なくとも前進変速段においては、飛び変速を除く全ての変速段の切り替えに関して、１つの係合要素の掴み替えによる所謂クラッチ・トゥ・クラッチ変速が行われる。

図２の係合表から明らかなように、前記自動変速機１０において、前記第１ブレーキＢ１は、後進ギヤ段である第１後進ギヤ段「Ｒｅｖ１」及び第２後進ギヤ段「Ｒｅｖ２」を形成する場合には係合されるが、前進ギヤ段である前記第１速ギヤ段「１ｓｔ」〜第８速ギヤ段「８ｔｈ」を形成する場合には解放される。換言すれば、前記自動変速機１０において成立させられる複数のギヤ段である前記第１速ギヤ段「１ｓｔ」〜第８速ギヤ段「８ｔｈ」の８つの前進変速段、第１後進ギヤ段「Ｒｅｖ１」及び第２後進ギヤ段「Ｒｅｖ２」の２つの後進変速段のうち、後進変速段である第１後進ギヤ段「Ｒｅｖ１」及び第２後進ギヤ段「Ｒｅｖ２」を形成する場合にのみ係合させられる。すなわち、前記自動変速機１０においては、前記第１ブレーキＢ１が後進専用係合要素に相当する。

図３は、前記自動変速機１０において、変速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上で表すことができる共線図を示している。この図３の共線図は、横軸方向において各遊星歯車装置２２、２４、２６のギヤ比ρの相対関係を示し、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る。下側の横線Ｘ１（遊星歯車装置相互間は破線で繋いでいる、Ｘ２について同様）は回転速度零を示している。上側の横線Ｘ２は回転速度「１．０」すなわち前記入力軸１２の回転速度Ｎ_INを示している。９本の縦線Ｙ１〜Ｙ９は、左から順にＹ１が第１回転要素である前記第１遊星歯車装置２２のサンギヤＳ１、Ｙ２が第２回転要素であるキャリアＣＡ１、Ｙ３が第３回転要素であるリングギヤＲ１、Ｙ４が第４回転要素である前記第２遊星歯車装置２４のサンギヤＳ２、Ｙ５が第５回転要素であるキャリアＣＡ２、Ｙ６が第６回転要素であるリングギヤＲ２、Ｙ７が第７回転要素である前記第３遊星歯車装置２６のサンギヤＳ３、Ｙ８が第８回転要素であるキャリアＣＡ３、Ｙ９が第９回転要素であるリングギヤＲ３それぞれの相対回転速度を示している。前記縦線Ｙ１〜Ｙ９の間隔は、前記遊星歯車装置２２、２４、２６の各ギヤ比ρ１、ρ２、ρ３に応じて定められている。すなわち、前記第１遊星歯車装置２２における３つの回転要素に対応する縦線Ｙ１〜Ｙ３、前記第２遊星歯車装置２４における３つの回転要素に対応する縦線Ｙ４〜Ｙ６、前記第３遊星歯車装置２６における３つの回転要素に対応する縦線Ｙ７〜Ｙ９それぞれに関して、サンギヤＳとキャリアＣＡとの間が１に対応するものとされ、キャリアＣＡとリングギヤＲとの間がρに対応するものとされる。

図３の共線図を用いて表現すれば、前記自動変速機１０において、第４回転要素であるサンギヤＳ２が入力部材である前記入力軸１２に連結されている。第２回転要素であるキャリアＣＡ１と第８回転要素であるキャリアＣＡ３とが相互に連結されている。第１回転要素であるサンギヤＳ１が非回転部材である前記ハウジング２８に連結されている。第９回転要素であるリングギヤＲ３が出力部材である前記出力歯車１４に連結されている。相互に連結されたキャリアＣＡ１及びＣＡ３が第１クラッチＣ１を介して前記入力軸１２に選択的に連結されると共に、第１ブレーキＢ１を介して前記ハウジング２８に選択的に連結される。第３回転要素であるリングギヤＲ１が第２クラッチＣ２を介して第５回転要素であるキャリアＣＡ２に選択的に連結される。第６回転要素であるリングギヤＲ２が第３クラッチＣ３を介して第７回転要素であるサンギヤＳ３と選択的に連結されると共に、第２ブレーキＢ２を介して前記ハウジング２８に選択的に連結される。第５回転要素であるキャリアＣＡ２が第４クラッチＣ４を介して第７回転要素であるサンギヤＳ３に選択的に連結される。

前述のように、各変速段の成立時における前記クラッチＣ及びブレーキＢの係合乃至解放の組み合わせに応じて各回転要素の回転速度の相対関係が定まる。図３においては前記第１速ギヤ段「１ｓｔ」に対応する関係を直線Ｌ１で、前記第２速ギヤ段「２ｎｄ」に対応する関係を直線Ｌ２で、前記第３速ギヤ段「３ｒｄ」に対応する関係を直線Ｌ３で、前記第４速ギヤ段「４ｔｈ」に対応する関係を直線Ｌ４で、前記第５速ギヤ段「５ｔｈ」に対応する関係を直線Ｌ５で、前記第６速ギヤ段「６ｔｈ」に対応する関係を直線Ｌ６で、前記第７速ギヤ段「７ｔｈ」に対応する関係を直線Ｌ７で、前記第８速ギヤ段「８ｔｈ」に対応する関係を直線Ｌ８で、前記第１後進ギヤ段「Ｒｅｖ１」に対応する関係を直線ＬＲ１で、前記第２後進ギヤ段「Ｒｅｖ２」に対応する関係を直線ＬＲ２で、それぞれ示している。図３の共線図においては、前記自動変速機１０において成立し得る全ての変速段に係る各回転要素の回転速度の相対関係を１つの図面で表すために、前記直線Ｌ１〜Ｌ８、ＬＲ１、ＬＲ２は前記遊星歯車装置２２、２４、２６相互間においては必ずしも直線となっていないが、前記クラッチＣ及びブレーキＢの係合に応じて各遊星歯車装置２２、２４、２６における回転要素の回転速度が等しく表されることで、各変速段における前記自動変速機１０の９つの回転要素の相対的な回転速度を余さず表している。以下の共線図の説明において同じである。

すなわち、図３の共線図においては、相互に連結された第２回転要素（ＣＡ１）及び第８回転要素（ＣＡ３）に対応する、縦線Ｙ２で示される回転速度と縦線Ｙ８で示される回転速度が全ての変速段に対応して等しくなっている。更に、前記クラッチＣの係合により前記自動変速機１０における９つの回転要素が選択的に連結され、相互に連結された回転要素相互の回転速度が等しくなっている。例えば、図２の係合表に示すように、第１速ギヤ段「１ｓｔ」〜第５速ギヤ段「５ｔｈ」においては、前記第２クラッチＣ２が係合されて第３回転要素（Ｒ１）及び第５回転要素（ＣＡ２）が相互に連結される。従って、第１速ギヤ段「１ｓｔ」に対応する直線Ｌ１、第２速ギヤ段「２ｎｄ」に対応する直線Ｌ２、第３速ギヤ段「３ｒｄ」に対応する直線Ｌ３、第４速ギヤ段「４ｔｈ」に対応する直線Ｌ４、及び第５速ギヤ段「５ｔｈ」に対応する直線Ｌ５それぞれに関して、第３回転要素（Ｒ１）に対応する縦線Ｙ３との交点、第５回転要素（ＣＡ２）に対応する縦線Ｙ５との交点が縦線方向において等しくなっている。

図３に示すように、前記自動変速機１０では、前記第２クラッチＣ２、第４クラッチＣ４、及び第２ブレーキＢ２が係合させられることにより定まる直線Ｌ１と、出力部材である前記出力歯車１４に連結された前記リングギヤＲ３の回転速度を示す縦線Ｙ９との交点で第１速ギヤ段「１ｓｔ」における前記出力歯車１４の回転速度が示される。前記第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、及び第２ブレーキＢ２が係合させられることにより定まる直線Ｌ２と、縦線Ｙ９との交点で第２速ギヤ段「２ｎｄ」における前記出力歯車１４の回転速度が示される。前記第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、及び第４クラッチＣ４が係合させられることにより定まる直線Ｌ３と、縦線Ｙ９との交点で第３速ギヤ段「３ｒｄ」における前記出力歯車１４の回転速度が示される。前記第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、及び第３クラッチＣ３が係合させられることにより定まる直線Ｌ４と、縦線Ｙ９との交点で第４速ギヤ段「４ｔｈ」における前記出力歯車１４の回転速度が示される。前記第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、及び第４クラッチＣ４が係合させられることにより定まる直線Ｌ５と、縦線Ｙ９との交点で第５速ギヤ段「５ｔｈ」における前記出力歯車１４の回転速度が示される。前記第１クラッチＣ１、第３クラッチＣ３、及び第４クラッチＣ４が係合させられることにより定まる直線Ｌ６と、縦線Ｙ９との交点で第６速ギヤ段「６ｔｈ」における前記出力歯車１４の回転速度が示される。前記第１クラッチＣ１、第４クラッチＣ４、及び第２ブレーキＢ２が係合させられることにより定まる直線Ｌ７と、縦線Ｙ９との交点で第７速ギヤ段「７ｔｈ」における前記出力歯車１４の回転速度が示される。前記第１クラッチＣ１、第３クラッチＣ３、及び第２ブレーキＢ２が係合させられることにより定まる直線Ｌ８と、縦線Ｙ９との交点で第８速ギヤ段「８ｔｈ」における前記出力歯車１４の回転速度が示される。前記第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１、及び第２ブレーキＢ２が係合させられることにより定まる直線ＬＲ１と、縦線Ｙ９との交点で第１後進ギヤ段「Ｒｅｖ１」における前記出力歯車１４の回転速度が示される。前記第３クラッチＣ３、第４クラッチＣ４、及び第１ブレーキＢ１が係合させられることにより定まる直線ＬＲ２と、縦線Ｙ９との交点で第２後進ギヤ段「Ｒｅｖ２」における前記出力歯車１４の回転速度が示される。

続いて、本発明の他の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。

図４は、本発明の他の実施例である車両用自動変速機３０の構成を説明する骨子図である。この図４に示す自動変速機３０においては、油圧式摩擦係合装置としての前記第１ブレーキＢ１の代替として、相互に連結された前記第１遊星歯車装置２２のキャリアＣＡ１及び第３遊星歯車装置２６のキャリアＣＡ３を、前記ハウジング２８に対して選択的に連結（固定）させる後進専用係合要素として噛合式の第１ブレーキＢ１が設けられている。この第１ブレーキＢ１は、好適には、係合（相対回転阻止）乃至解放（相対回転許容）の対象となる１対の部材すなわち前記キャリアＣＡ１（ＣＡ３）及びハウジング２８それぞれに対応して、相互に係合させられる爪部を有する１対の係合部材を備え、油圧回路から供給される油圧に応じてそれら１対の係合部材が相対的に移動させられることで係合状態が切り替えられる噛合式係合装置（ドグクラッチ：dog clutch）である。前記第１ブレーキＢ１は、好適には、例えばシリンダと、そのシリンダ内を往復可能に設けられたピストンと、そのピストンを前記爪部の係合を解放させる方向に付勢するスプリングとを、備え、油圧非供給時はそのスプリングの付勢力によりピストンが爪部の係合を解放させる方向に移動させられて解放される一方、油圧供給時にはスプリングの付勢力に抗してピストンが爪部を噛み合わせる方向に移動させられて係合させられる常開型の係合装置である。或いは、油圧非供給時に係合させられるが、油圧供給時に解放される常閉型の係合装置であってもよい。

図５は、本発明の更に別の実施例である車両用自動変速機４０の構成を説明する骨子図である。この図５に示す自動変速機４０においては、後進専用係合要素としての前記第１ブレーキＢ１が、マニュアル機構としてのマニュアルバルブ４２に機械的に連結されており、そのマニュアルバルブ４２の駆動に連動して係合乃至解放が切り替えられるように構成されている。前記マニュアルバルブ４２は、例えば、運転席近傍に設けられたシフト操作装置におけるシフト切替操作に応じて図示しないマニュアルシャフトが駆動されることによりその弁子位置が切り替えられるように構成されたものである。すなわち、前記第１ブレーキＢ１は、換言すれば、マニュアル機構としてのマニュアルシャフトに機械的に連結されたものであるとも言える。この機械的な連結は、ワイヤ機構等による物理的な連結であってもよいし、前記マニュアルバルブ４２から前記第１ブレーキＢ１に対応するアクチュエータに直接油圧が供給されるように構成されたものであってもよい。前記第１ブレーキＢ１は、好適には、マニュアル機構において後進走行を成立させるための操作が行われた場合に係合されるように構成されている。例えば、前記シフト操作装置により後進走行を成立させるためのシフト切替操作が行われ、前記マニュアルシャフトの駆動により前記マニュアルバルブ４２の弁子位置が後進走行に対応する位置に切り替えられる動作と連動して前記第１ブレーキＢ１が係合されるように構成される。斯かる構成において、第１ブレーキＢ１は油圧式摩擦係合装置であってもよいし、噛合式の係合装置であってもよい。或いは、バンド式の係合装置や、シフト操作装置が停車位置に切り替えられた際にマニュアルシャフトの駆動により係合（ロック）される所謂パーキングロック機構と同様の構成が前記キャリアＣＡ１（ＣＡ３）とハウジング２８との間に設けられたものであってもよい。

このように、前記第１〜第３実施例において、前記複数の係合要素であるクラッチＣ及びブレーキＢのうち１つの係合要素である第１ブレーキＢ１は、後進ギヤ段を形成する場合には係合されるが、前進ギヤ段を形成する場合には解放される後進専用係合要素であることから、前進ギヤ段に係る変速に関与しない係合要素を設けることで、その係合要素を半係合させるスリップ制御等を実現するための構成が不要となり、油圧回路の構成を簡素化できる。すなわち、構成の自由度が高い車両用自動変速機１０、３０、４０を提供することができる。

前記複数の係合要素として、４つのクラッチ要素である第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、第４クラッチＣ４、及び２つのブレーキ要素である第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を備えたものであるため、クラッチ要素よりもブレーキ要素を少なくすることで、係合要素の解放時における引き摺り損失を更に好適に抑制することができる。

何れもシングルピニオン型の第１遊星歯車装置２２、第２遊星歯車装置２４、及び第３遊星歯車装置２６と、相互に連結された前記第１遊星歯車装置２２のキャリアＣＡ１及び第３遊星歯車装置２６のキャリアＣＡ３と入力部材である入力軸１２との間を選択的に連結させる第１クラッチＣ１と、前記第１遊星歯車装置２２のリングギヤＲ１と前記第２遊星歯車装置２４のキャリアＣＡ２との間を選択的に連結させる第２クラッチＣ２と、前記第２遊星歯車装置２４のリングギヤＲ２と前記第３遊星歯車装置２６のサンギヤＳ３との間を選択的に連結させる第３クラッチＣ３と、前記第２遊星歯車装置２４のキャリアＣＡ２と前記第３遊星歯車装置２６のサンギヤＳ３との間を選択的に連結させる第４クラッチＣ４と、相互に連結された前記第１遊星歯車装置２２のキャリアＣＡ１及び第３遊星歯車装置２６のキャリアＣＡ３を非回転部材であるハウジング２８に対して選択的に連結させる第１ブレーキＢ１と、前記第２遊星歯車装置２４のリングギヤＲ２を前記ハウジング２８に対して選択的に連結させる第２ブレーキＢ２とを、備え、前記第２遊星歯車装置２４のサンギヤＳ２が前記入力軸１２に連結され、前記第１遊星歯車装置２２のサンギヤＳ１が前記ハウジング２８に連結され、前記第１遊星歯車装置２２のキャリアＣＡ１と前記第２遊星歯車装置２４のキャリアＣＡ２とが相互に連結され、前記第３遊星歯車装置２６のリングギヤＲ３が出力部材である出力歯車１４に連結されたものであるため、構成の自由度が高い実用的な態様の車両用自動変速機１０、３０、４０を提供することができる。

前記第２実施例の自動変速機３０において、前記後進専用係合要素は、噛合式の係合要素としての第１ブレーキＢ１であるため、係合要素の解放時における引き摺り損失を好適に抑制することができる。

前記第３実施例の自動変速機４０において、前記後進専用係合要素は、マニュアル機構としてのマニュアルバルブ４２に機械的に連結されたものであり、そのマニュアルバルブ４２の駆動に連動して係合乃至解放が切り替えられるように構成されたものであるため、油圧回路の構成を更に簡素化できる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

１０、３０、４０：車両用自動変速機、１２：入力軸（入力部材）、１４：出力歯車（出力部材）、２２：第１遊星歯車装置、２４：第２遊星歯車装置、２６：第３遊星歯車装置、２８：ハウジング（非回転部材）、４２：マニュアルバルブ（マニュアル機構）、Ｂ１：第１ブレーキ（第１ブレーキ要素、後進専用係合要素）、Ｂ２：第２ブレーキ（第２ブレーキ要素）、Ｃ１：第１クラッチ（第１クラッチ要素）、Ｃ２：第２クラッチ（第２クラッチ要素）、Ｃ３：第３クラッチ（第３クラッチ要素）、Ｃ４：第４クラッチ（第４クラッチ要素）、ＣＡ１、ＣＡ２、ＣＡ３：キャリア、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３：リングギヤ、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３：サンギヤ

Claims (5)

1. ３つのシングルピニオン型遊星歯車装置及び複数の係合要素を備え、それら複数の係合要素のうち３つの係合要素を係合させ且つ３つの係合要素を解放させることにより複数のギヤ段を選択的に成立させる車両用自動変速機であって、
   前記複数の係合要素のうち１つの係合要素は、後進ギヤ段を形成する場合には係合されるが、前進ギヤ段を形成する場合には解放される後進専用係合要素であることを特徴とする車両用自動変速機。
2. 前記後進専用係合要素は、噛合式の係合要素である請求項１に記載の車両用自動変速機。
3. 前記後進専用係合要素は、マニュアル機構に機械的に連結されたものであり、該マニュアル機構の駆動に連動して係合乃至解放が切り替えられるように構成されたものである請求項１又は２に記載の車両用自動変速機。
4. 前記複数の係合要素として、４つのクラッチ要素及び２つのブレーキ要素を備えたものである請求項１から３の何れか１項に記載の車両用自動変速機。
5. 何れもシングルピニオン型の第１遊星歯車装置、第２遊星歯車装置、及び第３遊星歯車装置と、
   相互に連結された前記第１遊星歯車装置のキャリア及び第３遊星歯車装置のキャリアと入力部材との間を選択的に連結させる第１クラッチ要素と、
   前記第１遊星歯車装置のリングギヤと前記第２遊星歯車装置のキャリアとの間を選択的に連結させる第２クラッチ要素と、
   前記第２遊星歯車装置のリングギヤと前記第３遊星歯車装置のサンギヤとの間を選択的に連結させる第３クラッチ要素と、
   前記第２遊星歯車装置のキャリアと前記第３遊星歯車装置のサンギヤとの間を選択的に連結させる第４クラッチ要素と、
   相互に連結された前記第１遊星歯車装置のキャリア及び第３遊星歯車装置のキャリアを非回転部材に対して選択的に連結させる第１ブレーキ要素と、
   前記第２遊星歯車装置のリングギヤを前記非回転部材に対して選択的に連結させる第２ブレーキ要素と
   を、備え、
   前記第２遊星歯車装置のサンギヤが前記入力部材に連結され、
   前記第１遊星歯車装置のサンギヤが前記非回転部材に連結され、
   前記第１遊星歯車装置のキャリアと前記第２遊星歯車装置のキャリアとが相互に連結され、
   前記第３遊星歯車装置のリングギヤが出力部材に連結された
   ものである請求項４に記載の車両用自動変速機。

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