JP2015059619A

JP2015059619A - 自動変速機

Info

Publication number: JP2015059619A
Application number: JP2013193885A
Authority: JP
Inventors: 篤弘間瀬; Atsuhiro Mase; 清春高木; Kiyoharu Takagi
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2013-09-19
Filing date: 2013-09-19
Publication date: 2015-03-30
Anticipated expiration: 2033-09-19
Also published as: JP6171777B2

Abstract

【課題】ギヤノイズを低減可能な前進９速、後進１速のギヤ段を形成する自動変速機を提供する。【解決手段】第１〜第３要素を有する第１プラネタリギヤと、第２〜第４サンギヤ、第２〜第４リングギヤ及び第２〜第４キャリアをそれぞれ有する第２〜第４プラネタリギヤと、第４キャリアに連結された出力軸と、入力軸と第３及び第４サンギヤとを係脱可能に連結する第１クラッチと、入力軸と第３キャリア及び第４リングギヤとを係脱可能に連結する第２クラッチと、第２要素及び第２サンギヤと第２及び第３リングギヤとを係脱可能に連結する第３クラッチと、第２及び第３リングギヤをハウジングに係脱可能に固定する第１ブレーキと、第３キャリア及び第４リングギヤをハウジングに係脱可能に固定する第２ブレーキと、第２キャリアをハウジングに係脱可能に固定する第３ブレーキとを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、４つのプラネタリギヤと、３つのクラッチと、３つのブレーキを用いて、前進９速、後進１速のギヤ段を形成できる自動変速機に関するものである。

特許文献１には、４つのプラネタリギヤと、４つのクラッチと、２つのブレーキを有し、４つのクラッチ及び２つのブレーキのうち２つの係合要素を係合させて、前進９速、後進１速のギヤ段を形成する自動変速機が記載されている。

また、特許文献２には、４つのプラネタリギヤと、２つのクラッチと、４つのブレーキを有し、２つのクラッチ及び４つのブレーキのうち２つの係合要素を係合させて、前進９速、後進１速のギヤ段を形成する自動変速機が記載されている。

米国特許第７２２６３８１号米国特許第７３６４５２７号

特許文献１に記載のものは、１列目のプラネタリギヤ２０のリングギヤ２４からの逆回転を、クラッチ６９を介して３列目のプラネタリギヤ４０のリングギヤ４４に入力し、２列目のプラネタリギヤ３０のキャリア３９からの減速回転を、クラッチ６４を介して３列目のプラネタリギヤ４０に入力するようになっている。しかしながら、逆回転、減速回転を３列目のプラネタリギヤ４０に入力する際、１列目のプラネタリギヤ２０と２列目のプラネタリギヤ３０のサンギヤ２２、３２とリングギヤ２４、３４の間に常に差回転が発生しているため、ギヤノイズが問題となる。

特許文献２に記載のものは、逆回転、減速回転を、外径側に配置したブレーキ６４、６９によって行うようになっているが、特許文献１と同様に、逆回転、減速回転を３列目のプラネタリギヤ４０に入力する際、１列目のプラネタリギヤ２０と２列目のプラネタリギヤ３０のサンギヤ２２、３２とリングギヤ２４、３４の間に常に差回転が発生しているため、ギヤノイズが問題となる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、ギヤノイズを低減可能な自動変速装置を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る発明の特徴は、ハウジングと、前記ハウジングに回転軸線回りに回転可能に支承される入力軸と、前記入力軸に連結された第１要素と、前記入力軸の回転数より小さい減速回転を出力する第２要素と、前記ハウジングに固定された第３要素とを有し、前記ハウジングに前記回転軸線と同軸に支承された第１プラネタリギヤと、前記第２要素と連結される第２サンギヤを有し、前記ハウジングに前記回転軸線と同軸に並列に支承されたシングルピニオンタイプの第２プラネタリギヤと、前記第２プラネタリギヤの前記第２リングギヤと連結される第３リングギヤを有し、前記ハウジングに前記回転軸線と同軸に並列に支承されたシングルピニオンタイプの第３プラネタリギヤと、前記第３プラネタリギヤの前記第３キャリアと連結される第４リングギヤと、前記第３プラネタリギヤの前記第３サンギヤと連結される第４サンギヤとを有し、前記ハウジングに前記回転軸線と同軸に並列に支承されたシングルピニオンタイプの第４プラネタリギヤと、前記ハウジングに回転軸線回りに回転可能に支承され前記第４プラネタリギヤの第４キャリアに連結された出力軸と、前記入力軸と互いに連結された前記第３及び第４サンギヤとを係脱可能に連結する第１クラッチと、前記入力軸と互いに連結された前記第３キャリア及び前記第４リングギヤとを係脱可能に連結する第２クラッチと、互いに連結された前記第２要素及び前記第２サンギヤと互いに連結された前記第２及び第３リングギヤとを係脱可能に連結する第３クラッチと、互いに連結された前記第２及び第３リングギヤを前記ハウジングに係脱可能に固定する第１ブレーキと、互いに連結された前記第３キャリア及び前記第４リングギヤを前記ハウジングに係脱可能に固定する第２ブレーキと、前記第２キャリアを前記ハウジングに係脱可能に固定する第３ブレーキとを備えることである。

上記した請求項１に係る発明によれば、第３プラネタリギヤに減速回転を入力する際は、第３クラッチの係合により第２サンギヤと第２リングギヤの差回転がなくなるので、ギヤノイズを低減することが可能である。

請求項２に係る発明の特徴は、ハウジングと、前記ハウジングに回転軸線回りに回転可能に支承される入力軸と、前記入力軸に連結された第１要素と、前記入力軸の回転数より小さい減速回転を出力する第２要素と、前記ハウジングに固定された第３要素とを有し、前記ハウジングに前記回転軸線と同軸に支承された第１プラネタリギヤと、前記第２要素と連結される第２サンギヤを有し、前記ハウジングに前記回転軸線と同軸に並列に支承されたシングルピニオンタイプの第２プラネタリギヤと、前記第２プラネタリギヤの前記第２リングギヤと連結される第３リングギヤを有し、前記ハウジングに前記回転軸線と同軸に並列に支承されたシングルピニオンタイプの第３プラネタリギヤと、前記第３プラネタリギヤの前記第３キャリアと連結される第４リングギヤと、前記第３プラネタリギヤの前記第３サンギヤと連結される第４サンギヤとを有し、前記ハウジングに前記回転軸線と同軸に並列に支承されたシングルピニオンタイプの第４プラネタリギヤと、前記ハウジングに回転軸線回りに回転可能に支承され前記第４プラネタリギヤの第４キャリアに連結された出力軸と、前記入力軸と互いに連結された前記第３及び第４サンギヤとを係脱可能に連結する第１クラッチと、前記入力軸と互いに連結された前記第３キャリア及び前記第４リングギヤとを係脱可能に連結する第２クラッチと、互いに連結された前記第２要素及び前記第２サンギヤと前記第２キャリアとを係脱可能に連結する第３クラッチと、互いに連結された前記第２及び第３リングギヤを前記ハウジングに係脱可能に固定する第１ブレーキと、互いに連結された前記第３キャリア及び前記第４リングギヤを前記ハウジングに係脱可能に固定する第２ブレーキと、前記第２キャリアを前記ハウジングに係脱可能に固定する第３ブレーキとを備えることである。

上記した請求項２に係る発明によれば、第３プラネタリギヤに減速回転を入力する際は、第３クラッチの係合により第２サンギヤと第２リングギヤの差回転がなくなるので、ギヤノイズを低減することが可能とある。

請求項３に係る発明の特徴は、前記第１プラネタリギヤはダブルピニオンタイプであり、前記第１要素はサンギヤ、前記第２要素はリングギヤ、前記第３要素はキャリアである請求項１または請求項２に記載の自動変速機である。

上記した請求項３に係る発明によれば、第１プラネタリギヤはダブルピニオンタイプであり、第１要素はサンギヤ、第２要素はリングギヤ、第３要素はキャリアであるので、サンギヤを入力側、リングギヤを出力側とした自動変速機を構成することができる。

請求項４に係る発明の特徴は、前記第１、第２、及び第３ブレーキは、前記ハウジングの内周に、前記入力軸の軸線方向に並設して配置された請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の自動変速機である。

上記した請求項４に係る発明によれば、ハウジングの内周に、３つのブレーキを配置すればよく、３つのクラッチはブレーキに対して軸線方向に重複して配置することが可能となるので、自動変速機の全長を抑制でき、小型にすることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る自動変速機を説明するための図である。第１の実施の形態に係る各変速段におけるクラッチ及びブレーキの作動状態を示す図である。第１の実施の形態に係る各変速段におけるプラネタリギヤの各要素の回転比を示す速度線図である。本発明の第２の実施の形態に係る自動変速機を説明するための図である。第２の実施の形態に係る各変速段におけるクラッチ及びブレーキの作動状態を示す図である。第２の実施の形態に係る各変速段におけるプラネタリギヤの各要素の回転比を示す速度線図である。本発明の第３の実施の形態に係る自動変速機を説明するための図である。第３の実施の形態に係る各変速段におけるプラネタリギヤの各要素の回転比を示す速度線図である。

以下、本発明に係る自動変速装置の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、１０は本発明に係る自動変速機を示し、例えば自動車のエンジン１１によって駆動される入力軸１２の回転を変速して出力軸１３に伝達するものである。入力軸１２及び出力軸１３は、自動車の車体に固定された略円筒状のハウジング（例えばトランスミッションケース）１５に回転軸線Ｏ１の回りに回転可能に支承されている。

自動変速機１０は、ダブルピニオンタイプの第１プラネタリギヤ２１、シングルピニオンタイプの第２乃至第４プラネタリギヤ２２〜２４の４列のプラネタリギヤと、３つのクラッチＣ１〜Ｃ３と、３つのブレーキＢ１〜Ｂ３を備え、これら６つの係合要素（Ｃ１〜Ｃ３、Ｂ１〜Ｂ３）のうち２つの係合要素を係合させて、前進９速、後進１速のギヤ段を形成する。なお、自動変速機１０は、回転軸線Ｏ１に対して略対称に構成されているが、図１においては、下半分を省略している。

図１において、４列のプラネタリギヤ２１〜２４は、軸線方向に間隔を有して入力軸１２と同軸上にハウジング１５に支承されている。１列目の第１プラネタリギヤ２１において、第１要素としての第１サンギヤＳ１は入力軸１２に連結軸３１を介して一体的に連結（直結）されている。連結軸３１は、第１サンギヤＳ１に連結された水平軸部３１ａと、水平軸部３１の一端よりハウジング１５の内周に向かって径方向に延在する垂直壁部３１ｂと、垂直壁部３１ｂの先端より入力軸１２に向かって水平方向に延在する大径の水平軸部３１ｃと、水平軸部３１ｃの一端より回転軸線Ｏ１に向かって径方向に延在し、入力軸１２に連結される垂直壁部３１ｄからなっている。
そして、水平軸部３１ｃの内周に、第１及び第２クラッチＣ１、Ｃ２の外周が固定されている。これにより、第１及び第２クラッチＣ１、Ｃ２を回転軸線Ｏ１より離間した位置に配置できるので、第１及び第２クラッチＣ１、Ｃ２の摩擦係合部の径（摩擦係合面積）を増大でき、第１及び第２クラッチＣ１、Ｃ２のトルク容量を大きくできる。

第２要素としての第１リングギヤＲ１は、連結部材３３を介して２列目の第２プラネタリギヤ２２の第２サンギヤＳ２に一体的に連結されている。また、第３要素としての第１キャリアＣＡ１は、連結部材３２を介してハウジング１５に固定されている。ダブルピニオンＰ１１、Ｐ１２は互いに噛合し、第１キャリアＣＡ１に支承されている。これにより、入力軸１２によって第１サンギヤＳ１が回転されると、第１リングギヤＲ１は、第１サンギヤＳ１と第１リングギヤＲ１のギヤ比に応じて入力軸１２の回転方向と同方向に減速回転され、２列目以降のプラネタリギヤに伝達される。

第２ピニオンＰ２が第２プラネタリギヤ２２の第２キャリアＣＡ２に回転可能に支承されている。第２キャリアＣＡは、ハウジング１５の内周部に固定された第３ブレーキＢ３によって、ハウジング１５に係脱可能に固定され、回転規制される。第２プラネタリギヤ２２の第２リングギヤＲ２は、３列目の第３プラネタリギヤ２３の第３リングギヤＲ３に連結部材３４を介して一体的に連結されている。また、第３リングギヤＲ３は、第３クラッチＣ３によって第２プラネタリギヤ２２の第２サンギヤＳ２に係脱可能に連結される。第３クラッチＣ３は外周が連結部材３４に連結されている。この際、第３クラッチＣ３が連結される連結部材３４の水平軸部を回転軸線Ｏ１より離間した位置に配置することにより、第３クラッチＣ３の摩擦係合部の径を増大でき、第３クラッチＣ３のトルク容量を大きくできる。

これにより、第３ブレーキＢ３が係合し、第２サンギヤＳ２が回転されると、第２リングギヤＲ２は、第２サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ２のギヤ比に応じて入力軸１２の回転方向と逆方向に減速回転される。

第３プラネタリギヤ２３の第３サンギヤＳ３と４列目の第４プラネタリギヤ２４の第４サンギヤＳ４は、連結軸３５を介して互いに連結される。連結軸３５は、入力軸１２と同心軸上に配置された水平軸部３５ａを有している。水平軸部３５ａの入力軸１２側の一端には、ハウジング１５の内周に向かって径方向に延在する垂直壁部３５ｂが連結され、垂直壁部３５ｂは、第１クラッチＣ１を介して上記した連結軸３１の水平軸部３１ｃに係脱可能に連結される。連結軸３５の出力軸１３側の他端には、第３及び第４サンギヤＳ３、Ｓ４が連結される。これにより、第３及び第４サンギヤＳ３、Ｓ４は第１クラッチＣ１により、入力軸１２に係脱可能に連結される。

また、第３プラネタリギヤ２３の第３キャリアＣＡ３は、第３ピニオンＰ３を回転可能に支承している。第３プラネタリギヤ２３の第３キャリアＣＡ３と第４プラネタリギヤ２４の第４リングギヤＲ４は、連結部材３６を介して互いに連結されている。連結部材３６は、連結軸３７に一体的に連結される。連結軸３７は、連結軸３１と連結軸３５との間に同心軸上に配置された水平軸部３７ａを有している。水平軸部３７ａの入力軸１２側の一端には、ハウジング１５の内周に向かって径方向に延在する垂直壁部３７ｂが連結され、垂直壁部３７ｂは、第２クラッチＣ１を介して上記した連結軸３１の水平軸部３１ｃに係脱可能に連結される。連結軸３７の出力軸１３側の他端には、ハウジング１５の内周に向かって径方向に延在する垂直壁部３７ｃを介して第３キャリアＣＡ３が連結される。これにより、第３キャリアＣＡ３及び第４リングギヤＲ４は、第１クラッチＣ２により、入力軸１２に係脱可能に連結される。

互いに連結された第２及び第３リングギヤＲ２、Ｒ３は、第３クラッチＣ３により、互いに連結された第２サンギヤＳ２及び第１リングギヤＲ１に係脱可能に連結される。また、第２及び第３リングギヤＲ２、Ｒ３は、ハウジング１５の内周部に固定された第１ブレーキＢ１によってハウジング１５に係脱可能に固定され、回転規制される。互いに連結された第４リングギヤＲ４及び第３キャリアは、ハウジング１５の内周部に固定された第２ブレーキＢ２によってハウジング１５に係脱可能に固定され、回転規制される。第４プラネタリギヤ２４の第４キャリアＣＡ４は、第４ピニオンＰ３を回転可能に支承している。第４キャリアＣＡ４は、連結部材３８を介して出力軸１３に一体的に連結される。出力軸１３は、例えばプロペラシャフトや差動歯車装置などの出力伝達機構１７を介して左右の駆動輪に連結される。

第１乃至第３クラッチＣ１〜Ｃ３及び第１乃至第３ブレーキＢ１〜Ｂ３は、多板式の摩擦係合装置からなり、第１乃至第３ブレーキＢ１〜Ｂ３は、ハウジング１５の内周に、入力軸１２の軸線方向に沿って並設して配置されている。一方、第１乃至第３クラッチＣ１〜Ｃ３は、第１乃至第３ブレーキＢ１〜Ｂ３に対し径方向に重複して配置可能である。

以上のように構成された自動変速機１０は、第１乃至第３クラッチＣ１〜Ｃ３、第１乃至第３ブレーキＢ１〜Ｂ３を選択的に係合させることにより、前進９速、後進１速の変速段を成立させることができる。図２において、各変速段に対応する各クラッチＣ１〜Ｃ３及び各ブレーキＢ１〜Ｂ３の欄に丸印が付されている場合、係合状態にあることを示している。

第１乃至第３クラッチＣ１〜Ｃ３を選択的に係合し、第１乃至第３ブレーキＢ１〜Ｂ３を選択的に係合したとき、各プラネタリギヤ２１〜２４の各要素の速度比は、図３に示す速度線図のようになる。

速度線図は、各プラネタリギヤ２１〜２４のサンギヤ、キャリア及びリングギヤからなる各要素を横軸方向にギヤ比に対応させた間隔で配置し、縦軸方向に各要素に対応してその速度比を取ったものである。

ダブルピニオンタイプの第１プラネタリギヤ２１においては、第１サンギヤＳ１の回転数Ｎｓ、第１キャリアＣＡ１の回転数Ｎｃ、第１リングギヤＲ１の回転数Ｎｒとプラネタリギヤのギヤ比λとの関係は、式（１）で示される。一方、シングルピニオンタイプの第２乃至第４プラネタリギヤ２２〜２４においては、サンギヤの回転数Ｎｓ、キャリアの回転数Ｎｃ、リングギヤの回転数Ｎｒとプラネタリギヤのギヤ比λとの関係は、式（２）で示される。そして、各変速段におけるギヤ比は、式（１）、（２）に基づいて算出される。サンギヤＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の歯数をＺｓ１，Ｚｓ２，Ｚｓ３，Ｚｓ４、リングギヤＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の歯数をＺｒ１，Ｚｒ２，Ｚｒ３，Ｚｒ４とすると、第１乃至第４プラネタリギヤ２１〜２４のギヤ比は、λ１＝Ｚｓ１／Ｚｒ１，λ２＝Ｚｓ２／Ｚｒ２，λ３＝Ｚｓ３／Ｚｒ３，λ４＝Ｚｓ４／Ｚｒ４となる。
Ｎｒ＝（１−λ）Ｎｃ＋λＮｓ・・・（１）
Ｎｒ＝（１＋λ）Ｎｃ−λＮｓ・・・（２）
ダブルピニオンタイプの第１プラネタリギヤ２１については、第１キャリアＣＡ１の横線と第１サンギヤＳ１の横線との間隔を１とみなし、第１リングギヤＲ１の横線を、第１キャリアＣＡ１の横線から第１サンギヤＳ１の横線と同じ側に間隔λ１だけ離して配置する。

シングルピニオンタイプの第２プラネタリギヤ２２については、第１リングギヤＲ１に一体的に連結された第２サンギヤＳ２の縦線と第２キャリアＣＡ２の縦線との間隔を１とみなし、第２リングギヤＲ２の縦線を第２キャリアＣＡ２の縦線から第２サンギヤＳ２の縦線の反対側に間隔λ２だけ離して配置する。

シングルピニオンタイプの第３プラネタリギヤ２３については、第３サンギヤＳ３の縦線と第３キャリアＣＡ３の縦線との間隔を１とみなし、第３リングギヤＲ３の縦線を第３キャリアＣＡ３の縦線から第３サンギヤＳ３の縦線の反対側に間隔λ３だけ離して配置する。このとき、第３リングギヤＲ３は第２リングギヤＲ２に一体的に連結されているため、第３リングギヤＲ３の縦線は第２リングギヤＲ２の縦線と事実上共通である。

同様にして、シングルピニオンタイプの第４プラネタリギヤ２４については、第４サンギヤＳ４の縦線と第４キャリアＣＡ４の縦線との間隔を１とみなし、第４リングギヤＲ４の縦線を第４キャリアＣＡ４の縦線から第４サンギヤＳ４の縦線の反対側に間隔λ４だけ離して配置する。このとき、第４サンギヤＳ４は第３サンギヤＳ３に一体的に連結され、第４リングギヤＲ４は第３キャリアＣＡ３に一体的に連結されているため、第３及び第４サンギヤＳ３、Ｓ４の縦線、ならびに第３キャリアＣＡ３及び第４リングギヤＲ４の縦線は、それぞれ共通である。

速度線図には、第１乃至第３クラッチＣ１〜Ｃ３ならびに第１乃至第３ブレーキＢ１〜Ｂ３が選択的に作動された点に、それぞれＣ１〜Ｃ３、Ｂ１〜Ｂ３が記入されている。

このように作成された速度線図において、４本の各縦線に対応する要素を縦線の並び順に第５、第６、第７、第８要素とする。実施の形態においては、第５要素としての第３リングギヤＲ３は、第２リングギヤＲ２と第１ブレーキＢ１とに並列に連結され、第６要素としての互いに連結された第３キャリアＣＡ３と第４リングギヤＲ４は、第２クラッチＣ２と第２ブレーキＢ２とに並列に連結され、第７要素としての第４キャリアＣＡ４は出力軸１３に連結され、第８要素としての互いに連結された第３及び第４サンギヤＳ３、Ｓ４は第１クラッチＣ１に連結されている。

次に、各変速段の作動について説明する。前進１速の変速段の場合、第２ブレーキＢ２及び第３ブレーキＢ３が係合される。第２ブレーキＢ２の係合により、互いに連結された第４リングギヤＲ４及び第３キャリアＣＡ３が回転規制され、第３ブレーキＢ３の係合により、第２キャリアＣＡ２が回転規制される。

これにより、入力軸１２による第１サンギヤＳ１の回転によって、互いに連結された第１リングギヤＲ１及び第２サンギヤＳ２が、第１サンギヤＳ１の回転速度と、第１リングギヤＲ１と第１サンギヤＳ１のギヤ比とによって決定される回転速度で回転される。第２サンギヤＳ２の回転によって、互いに連結された第２及び第３リングギヤＲ２、Ｒ３が、第２サンギヤＳ２の回転速度と、第２リングギヤＲ２と第２サンギヤＳ２のギヤ比とによって決定される回転速度で回転される。従って、互いに連結された第３及び第４サンギヤＳ３、Ｓ４が、第３リングギヤＲ３の回転速度と、第３リングギヤＲ３と第３サンギヤＳ３のギヤ比とによって決定される回転速度で回転されるため、第４キャリアＣＡ４が、第４サンギヤＳ４の回転速度と、第４リングギヤＲ４と第４サンギヤＳ４のギヤ比とによって決定される回転速度で回転される。その結果、第４キャリアＣＡ４に連結された出力軸１３は、１速の変速段のギヤ比で正転駆動される。

前進２速の変速段の場合、第１クラッチＣ１及び第２ブレーキＢ２が係合される。第１クラッチＣ１の係合により、互いに連結された第３及び第４サンギヤＳ３、Ｓ４が入力軸１２に連結され、第２ブレーキＢ２の係合により、互いに連結された第４リングギヤＲ４及び第３キャリアＣＡ３が回転規制される。

これにより、第４キャリアＣＡ４が、第４サンギヤＳ４の回転速度と、第４リングギヤＲ４と第４サンギヤＳ４のギヤ比とによって決定される回転速度で回転されるため、第４キャリアＣＡ４に連結された出力軸１３は、２速の変速段のギヤ比で正転駆動される。

前進３速の変速段の場合、第１クラッチＣ１及び第３ブレーキＢ３が係合される。第１クラッチＣ１の係合により、互いに連結された第３及び第４サンギヤＳ３、Ｓ４が入力軸１２に連結され、第３ブレーキＢ３の係合により、第２キャリアＣＡ２が回転規制される。

これにより、入力軸１２による第１サンギヤＳ１の回転により、互いに連結された第１リングギヤＲ１及び第２サンギヤＳ２が、第１サンギヤＳ１の回転速度と、第１リングギヤＲ１と第１サンギヤＳ１のギヤ比とによって決定される回転速度で回転される。第２サンギヤＳ２の回転によって、互いに連結された第２及び第３リングギヤＲ２、Ｒ３が、第２サンギヤＳ２の回転速度と、第２リングギヤＲ２と第２サンギヤＳ２のギヤ比とによって決定される回転速度で回転される。第３キャリアＣＡ３及び第４リングギヤＲ４は、第３リングギヤＲ３の回転速度と、第３サンギヤＳ３の回転速度と、第３リングギヤＲ３と第３サンギヤＳ３のギヤ比とによって決定される回転速度で回転される。その結果、第４キャリアＣＡ４は、第４リングギヤＲ４の回転速度と、第４サンギヤＳ４の回転速度と、第４リングギヤＲ４と第４サンギヤＳ４のギヤ比とによって決定される回転速度で回転され、第４キャリアＣＡ４に連結された出力軸１３は、３速の変速段のギヤ比で正転駆動される。

前進４速の変速段の場合、第１クラッチＣ１及び第１ブレーキＢ１が係合される。第１クラッチＣ１の係合により、互いに連結された第３及び第４サンギヤＳ３、Ｓ４が入力軸１２に連結され、第１ブレーキＢ１の係合により、互いに連結された第２及び第３リングギヤＲ２、Ｒ３が回転規制される。

これにより、第３キャリアＣＡ３及び第４リングギヤＲ４が、第３サンギヤＳ３の回転速度と、第３リングギヤＲ３と第３サンギヤＳ３のギヤ比とによって決定される回転速度で回転される。その結果、第４キャリアＣＡ４が、第４サンギヤＳ４の回転速度と、第４リングギヤＲ４と第４サンギヤＳ４のギヤ比とによって決定される回転速度で回転され、第４キャリアＣＡ４に連結された出力軸１３は、４速の変速段のギヤ比で正転駆動される。

前進５速の変速段の場合、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３が係合される。第１クラッチＣ１の係合により、互いに連結された第３及び第４サンギヤＳ３、Ｓ４が入力軸１２に連結され、第３クラッチＣ３の係合により、第１リングギヤＲ１に第３リングギヤＲ３が連結される。

これにより、入力軸１２による第１サンギヤＳ１の回転によって、第１及び第３リングギヤＲ１、Ｒ３が、第１サンギヤＳ１の回転速度と、第１リングギヤＲ１と第１サンギヤＳ１のギヤ比とによって決定される回転速度で回転される。従って、第３キャリアＣＡ３及び第４リングギヤＲ４が、第３リングギヤＲ３の回転速度と、第３サンギヤＳ３の回転速度と、第３リングギヤＲ３と第３サンギヤＳ３のギヤ比とによって決定される回転速度で回転される。その結果、第４キャリアＣＡ４が、第４リングギヤＲ４の回転速度と、第４サンギヤＳ４の回転速度と、第４リングギヤＲ４と第４サンギヤＳ４のギヤ比とによって決定される回転速度で回転され、第４キャリアＣＡ４に連結された出力軸１３は、５速の変速段のギヤ比で正転駆動される。
この際、第３クラッチＣ３の係合により、第２サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ２が連結されるので、第３プラネタリギヤ２３に減速回転が入力されても、第２サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ２の差回転がなくなり、ギヤノイズを低減することが可能である。

前進６速の変速段の場合、第１及び第２クラッチＣ１、Ｃ２が係合される。第１クラッチＣ１の係合により、第３及び第４サンギヤＳ３、Ｓ４が入力軸１２に連結され、第２クラッチＣ２の係合により、第３キャリアＣＡ３及び第４リングギヤＲ４が入力軸１２に連結される。

これにより、入力軸１２の回転が、第１クラッチＣ１を介して第３及び第４サンギヤＳ３、Ｓ４に伝達されると同時に、第２クラッチＣ２を介して第３キャリアＣＡ３及び第４リングギヤＲ４に伝達される。その結果、出力軸１３に連結された第４キャリアＣＡ４が入力軸１２と一体的に回転され、出力軸１３は６速の変速段のギヤ比で正転駆動される。

前進７速の変速段の場合、第２及び第３クラッチＣ２、Ｃ３が係合される。第２クラッチＣ２の係合により、第３キャリアＣＡ３及び第４リングギヤＲ４が入力軸１２に連結され、第３クラッチＣ３の係合により、第１リングギヤＲ１と第３リングギヤＲ３が連結される。

これにより、第３キャリアＣＡ３及び第４リングギヤＲ４が、入力軸１２と一体的に回転されるとともに、第３リングギヤＲ３が、前進５速で述べた回転速度で回転される、このため、第３及び第４サンギヤＳ３、Ｓ４は、第３キャリアＣＡ３の回転速度と、第３リングギヤＲ３の回転速度と、第３リングギヤＲ３と第３サンギヤＳ３のギヤ比とによって決定される回転速度で回転される。その結果、第４キャリアＣＡ４が、第４リングギヤＲ４の回転速度と、第４サンギヤＳ４の回転速度と、第４リングギヤＲ４と第４サンギヤＳ４のギヤ比とによって決定される回転速度で回転され、第４キャリアＣＡ４に連結された出力軸１３は、７速の変速段のギヤ比で正転駆動される。

この際、第３プラネタリギヤ２３に減速回転を入力する際は、第３クラッチＣ３の係合により第２サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ２の差回転がなくなるので、ギヤノイズを低減することが可能である。

前進８速の変速段の場合、第２クラッチＣ２及び第１ブレーキＢ１が係合される。第２クラッチＣ２の係合により、第３キャリアＣＡ３及び第４リングギヤＲ４が入力軸１２に連結され、第１ブレーキＢ１の係合により、第２及び第３リングギヤＲ２、Ｒ３が回転規制される。

これにより、第３及び第４サンギヤＳ３、Ｓ４は、第３キャリアＣＡ３の回転速度と、第３リングギヤＲ３と第３サンギヤＳ３のギヤ比とによって決定される回転速度で回転される。その結果、第４キャリアＣＡ４が、第４リングギヤＲ４の回転速度と、第４サンギヤＳ４の回転速度と、第４リングギヤＲ４と第４サンギヤＳ４のギヤ比とによって決定される回転速度で回転され、第４キャリアＣＡ４に連結された出力軸１３は、８速の変速段のギヤ比で正転駆動される。

前進９速の変速段の場合、第２クラッチＣ２及び第３ブレーキＢ３が係合される。第２クラッチＣ２の係合により、第３キャリアＣＡ３及び第４リングギヤＲ４が入力軸１２に連結され、第３ブレーキＢ３の係合により、第２キャリアＣＡ２が回転規制される。

これにより、入力軸１２による第１サンギヤＳ１の回転により、第３リングギヤＲ３が、前進１速で述べた回転速度で回転されるので、互いに連結された第３及び第４サンギヤＳ３、Ｓ４は、第３リングギヤＲ３の回転速度と、第３キャリアＣＡ３の回転速度と、第３リングギヤＲ３と第３サンギヤＳ３のギヤ比とによって決定される回転速度で回転される。その結果、第４キャリアＣＡ４が、第４リングギヤＲ４の回転速度と、第４サンギヤＳ４の回転速度と、第４リングギヤＲ４と第４サンギヤＳ４のギヤ比とによって決定される回転速度で回転され、第４キャリアＣＡ４に連結された出力軸１３は、９速の変速段のギヤ比で正転駆動される。

後進１速の変速段の場合、第３クラッチＣ３及び第２ブレーキＢ２が係合される。第３クラッチＣ３の係合により、第１リングギヤＲ１と第３リングギヤＲ３が連結され、第２ブレーキＢ２の係合により、互いに連結された第４リングギヤＲ４及び第３キャリアＣＡ３が回転規制される。

これにより、第３リングギヤＲ３が、前進５速で述べた回転速度で回転されるため、互いに連結された第３及び第４サンギヤＳ３、Ｓ４は、第３リングギヤＲ３の回転速度と、第３リングギヤＲ３と第３サンギヤＳ３のギヤ比とによって決定される回転速度で逆転される。その結果、第４キャリアＣＡ４が、第４サンギヤＳ４の回転速度と、第４リングギヤＲ４と第４サンギヤＳ４のギヤ比とによって決定される回転速度で逆転されるので、第４キャリアＣＡ４に連結された出力軸１３は、後進１速の変速段のギヤ比で逆転駆動される。
この際、第３プラネタリギヤ２３に減速回転を入力する際は、第３クラッチＣ３の係合により第２サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ２の差回転がなくなるので、ギヤノイズを低減することが可能である。

上記した第１の実施の形態によれば、第３クラッチＣ３を係合する前進５速、前進７速および後進１速において、第２プラネタリギヤ２２のサンギヤＳ２とリングギヤＲ２の差回転がなくなるため、ギヤノイズの低減が可能となる。

次に、本発明の第２の実施の形態を図４乃至図６に基づいて説明する。第２の実施形態に係る自動変速機１０は、ダブルピニオンタイプの第１プラネタリギヤ２１と、シングルピニオンタイプの第２、第３及び第４プラネタリギヤ２２〜２４と、３つのクラッチＣ１〜Ｃ３と、３つのブレーキＢ１〜Ｂ３とによって構成されていることは、第１の実施の形態と同じであるが、第３クラッチＣ３の配置位置を異にするものである。

従って、以下においては、主として第１の実施の形態と異なる点を説明し、第１の実施の形態と同一の構成部品については同一の参照番号を付し、説明を省略する。

図４に示すように、第２の実施の形態においては、第１の実施の形態で述べたのと同様に、第１プラネタリギヤ２１の第１リングギヤＲ１が、第２プラネタリギヤ２２の第２サンギヤＳ２に一体的に連結（直結）されているとともに、第２プラネタリギヤ２２の第２キャリアＣＡ２が、第３ブレーキＢ３により、ハウジング１５に係脱可能に固定され、回転規制される。

第２の実施の形態においては、第３ブレーキＢ３によって回転規制される第２キャリアＣＡ２が、連結部材３９を介して第３クラッチＣ３の外周に連結され、この第３クラッチＣ３によって第２キャリアＣＡ２と第１リングギヤＲ１が係脱可能に連結される。すなわち、互いに連結された第１リングギヤＲ１及び第２サンギヤＳ２と、第２及び第３リングギヤＲ２、Ｒ３とがクラッチによって連結されることはない。

図５及び図６に、第２の実施の形態における係合表及び速度線図を示す。図６の第３クラッチＣ３の作動点が異なるほかは、第１の実施の形態で述べたものと同じである。

上記した第２の実施の形態によれば、第３クラッチＣ３を係合する前進５速、前進７速および後進１速においては、第３クラッチＣ３によって第２サンギヤＳ２と第２キャリアＣＡ２が連結されるので、第２サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ２の差回転がなくなり、ギヤノイズの低減が可能となる。
図７及び図８は、本発明の第３の実施の形態を示すもので、第３ブレーキＢ３によって、第２プラネタリギヤ２２の第２キャリアＣＡ２を回転規制する点は、第１及び第２の実施の形態と同じであるが、図７に示すように、第３クラッチＣ３を、第２プラネタリギヤ２２の第２リングギヤＲ２と第３ブレーキＢ３との間に配置した点で、第１及び第２の実施の形態と異にしている。
すなわち、第３クラッチＣ３が係合されると、連結部材３４によって互いに連結された第２及び第３リングギヤＲ２、Ｒ３が、第２キャリアＣＡ２に係脱可能に連結される。なお、その他の構成については、第１及び第２の実施の形態で述べたものと同じであるので、同一の構成部品については同一の参照番号を付し、説明を省略する。
図８は、第３の実施の形態における速度線図を示すが、第３クラッチＣ３の作動点が２か所となっている他は、第２の実施の形態と同じである。また、係合表も第２の実施の形態と同じであるので、省略する。
第３の実施の形態においても、上記した第１及び第２の実施の形態において述べたのと同様に、第３クラッチＣ３を係合する前進５速、前進７速および後進１速において、第３クラッチＣ３によって第２リングギヤＲ２と第２キャリアＣＡ２が連結されるので、第２プラネタリギヤ２２のサンギヤＳ２とリングギヤＲ２の差回転がなくなり、ギヤノイズの低減が可能となる。

上記した実施の形態においては、第１プラネタリギヤ２１の第１要素を第１サンギヤＳ１、第２要素を第１リングギヤＲ１、第３要素を第１キャリアＣＡ１とした例について述べたが、例えば、第１要素を第１キャリアＣＡ１、第２要素を第１リングギヤＲ１、第３要素を第１サンギヤＳ１とすることもできる。また、第１プラネタリギヤ２１をダブルピニオンタイプにて構成した例について述べたが、第１サンギヤＳ１あるいは第１リングギヤＲ１をハウジング１５に固定したシングルピニオンタイプによって構成することもできる。

また、上記した実施の形態においては、各連結軸３１、３５、３７及び連結部材３４の構成により、各クラッチＣ１〜Ｃ３をできるだけ回転軸線Ｏ１より離間した位置に配置できるようにして、トルク容量の増大化を可能にした例で説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

以上、本発明を実施の形態に即して説明したが、本発明は実施の形態で述べた構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で種々の形態を採り得るものである。

１０…自動変速機、１２…入力軸、１３…出力軸、１５…ハウジング、２１〜２４…プラネタリギヤ、Ｓ１〜Ｓ４…サンギヤ、ＣＡ１〜ＣＡ４…キャリア、Ｒ１〜Ｒ４…リングギヤ、Ｃ１〜Ｃ３…クラッチ、Ｂ１〜Ｂ３…ブレーキ。

Claims

ハウジングと、
前記ハウジングに回転軸線回りに回転可能に支承される入力軸と、
前記入力軸に連結された第１要素と、前記入力軸の回転数より小さい減速回転を出力する第２要素と、前記ハウジングに固定された第３要素とを有し、前記ハウジングに前記回転軸線と同軸に支承された第１プラネタリギヤと、
前記第２要素と連結される第２サンギヤを有し、前記ハウジングに前記回転軸線と同軸に並列に支承されたシングルピニオンタイプの第２プラネタリギヤと、
前記第２プラネタリギヤの前記第２リングギヤと連結される第３リングギヤを有し、前記ハウジングに前記回転軸線と同軸に並列に支承されたシングルピニオンタイプの第３プラネタリギヤと、
前記第３プラネタリギヤの前記第３キャリアと連結される第４リングギヤと、前記第３プラネタリギヤの前記第３サンギヤと連結される第４サンギヤとを有し、前記ハウジングに前記回転軸線と同軸に並列に支承されたシングルピニオンタイプの第４プラネタリギヤと、
前記ハウジングに回転軸線回りに回転可能に支承され前記第４プラネタリギヤの第４キャリアに連結された出力軸と、
前記入力軸と互いに連結された前記第３及び第４サンギヤとを係脱可能に連結する第１クラッチと、
前記入力軸と互いに連結された前記第３キャリア及び前記第４リングギヤとを係脱可能に連結する第２クラッチと、
互いに連結された前記第２要素及び前記第２サンギヤと互いに連結された前記第２及び第３リングギヤとを係脱可能に連結する第３クラッチと、
互いに連結された前記第２及び第３リングギヤを前記ハウジングに係脱可能に固定する第１ブレーキと、
互いに連結された前記第３キャリア及び前記第４リングギヤを前記ハウジングに係脱可能に固定する第２ブレーキと、
前記第２キャリアを前記ハウジングに係脱可能に固定する第３ブレーキと、
を備える自動変速機。
ハウジングと、
前記ハウジングに回転軸線回りに回転可能に支承される入力軸と、
前記入力軸に連結された第１要素と、前記入力軸の回転数より小さい減速回転を出力する第２要素と、前記ハウジングに固定された第３要素とを有し、前記ハウジングに前記回転軸線と同軸に支承された第１プラネタリギヤと、
前記第２要素と連結される第２サンギヤを有し、前記ハウジングに前記回転軸線と同軸に並列に支承されたシングルピニオンタイプの第２プラネタリギヤと、
前記第２プラネタリギヤの前記第２リングギヤと連結される第３リングギヤを有し、前記ハウジングに前記回転軸線と同軸に並列に支承されたシングルピニオンタイプの第３プラネタリギヤと、
前記第３プラネタリギヤの前記第３キャリアと連結される第４リングギヤと、前記第３プラネタリギヤの前記第３サンギヤと連結される第４サンギヤとを有し、前記ハウジングに前記回転軸線と同軸に並列に支承されたシングルピニオンタイプの第４プラネタリギヤと、
前記ハウジングに回転軸線回りに回転可能に支承され前記第４プラネタリギヤの第４キャリアに連結された出力軸と、
前記入力軸と互いに連結された前記第３及び第４サンギヤとを係脱可能に連結する第１クラッチと、
前記入力軸と互いに連結された前記第３キャリア及び前記第４リングギヤとを係脱可能に連結する第２クラッチと、
互いに連結された前記第２要素及び前記第２サンギヤと前記第２キャリアとを係脱可能に連結する第３クラッチと、
互いに連結された前記第２及び第３リングギヤを前記ハウジングに係脱可能に固定する第１ブレーキと、
互いに連結された前記第３キャリア及び前記第４リングギヤを前記ハウジングに係脱可能に固定する第２ブレーキと、
前記第２キャリアを前記ハウジングに係脱可能に固定する第３ブレーキと、
を備える自動変速機。
前記第１プラネタリギヤはダブルピニオンタイプであり、前記第１要素はサンギヤ、前記第２要素はリングギヤ、前記第３要素はキャリアである請求項１または請求項２に記載の自動変速機。
前記第１、第２、及び第３ブレーキは、前記ハウジングの内周に、前記入力軸の軸線方向に並設して配置された請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の自動変速機。