JP2015064043A - 変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多段変速を可能とするとともに、拡張性を向上できる変速装置を提供することを目的とする。【解決手段】変速装置１は、ハウジングＨと、４つのプラネタリ機構Ｐ１〜Ｐ４と、４つのクラッチＣ１〜Ｃ４と、２つのブレーキＢ１，Ｂ２と、各プラネタリ機構Ｐ１〜Ｐ４の要素同士を連結する複数の連結部材と、入力軸Ｎと、出力軸Ｔとを備える。第三クラッチＣ３を配置される第一の連結部材６２は、第二プラネタリ機構Ｐ２のリングギヤＰ２ｒと第三プラネタリ機構Ｐ３のキャリアＰ３ｃを連結する第二の連結部材６１よりも外周側に配置される。第一の連結部材６２のうち第三プラネタリ機構Ｐ３のリングギヤＰ３ｒと第三クラッチＣ３を連結する連結部位６２ｂには、ハウジングＨの内周面Ｈａと対向し、且つ連結部位６２ｂの回転を制動する第三ブレーキＢ３を増設可能な設置面６２ｂ１が形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、複数のプラネタリ機構によって多段変速を可能とする変速装置に関する。

変速装置は、車両に搭載されたエンジンなどの原動機が出力する回転駆動力を変速する装置として用いられている。車両用の変速装置として、例えば特許文献１には、回転軸線周りに回転可能に支承された４つのプラネタリ機構と、プラネタリ機構における所定の要素同士を選択的に連結する４つのクラッチと、プラネタリ機構における所定の要素の回転を制動する２つのブレーキとを備える変速装置が開示されている。特許文献１に開示された各部材のレイアウトでは、４つのクラッチおよび２つのブレーキのうち３つの係合要素を複合的に作動させることによって、前進１０速段および後進１速段からなる変速段を成立可能な構成となっている。

このような複数のプラネタリ機構および係合要素を備える変速装置は、プラネタリ機構の特性によって比較的小型な体格で多段変速を得られるという利点がある。一方で、このような変速装置では、入力側から出力側までに連結すべき要素が多く、そのレイアウトのパターンが多岐に亘る。そのため、それぞれのレイアウトにおいても特性が相違するため、当該変速装置の用途や要求性能、製造コストなどの側面から最適なレイアウトの設計がなされている。

米国特許出願公開第２０１０／０２１６５８９号明細書

ところで、変速装置には、用途の変更などに伴ってさらなる多段化が要求されることがある。このような場合には、クラッチやブレーキなどの係合要素を追加して、作動させる係合要素の組み合わせである係合パターンを増加することによって、前進１０速段を超える多段変速を可能とする変速装置のレイアウトを設計することが可能である。しかし、部品の流用性などを勘案すると、新たにレイアウトを設計するよりは既存の変速装置に係合要素を追加するのみでさらなる多段化が可能となる方が好ましい。

そこで、特許文献１において、ブレーキを増設してさらなる多段化を図るものとする。ブレーキを増設する場合には、要素間の要素同士を連結する連結部材のうちハウジングとの間に他の部材を介在させておらず、且つ何れかの要素に常時連結されており、既に他のブレーキを設けられているものを除いた連結部材が対象となる。そうすると、特許文献１のＦｉｇ２において、第二遊星歯車セットのサンギヤ（１４Ａ）とクラッチ（３０）の一端を連結する連結部材（４２）にブレーキを増設すると、当該連結部材（４２）を介してサンギヤの回転を制動する係合パターンを増加することができる。

上記のような構成において、増加した係合パターンによって増加する変速段は３速段となる。しかし、隣り合う変速段に移行する際に切り換える係合要素の最大数を２とすると、増加する変速段は２速段となる。これは、特許文献１におけるレイアウトの設計が、変速装置のさらなる多段化を見通した拡張性の側面からはなされておらず、所定の要求性能などの側面からなされたものであることに起因するためと考えられる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、従来とは相違するレイアウトによって、多段変速を可能とするとともに、拡張性を向上できる変速装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る変速装置は、ハウジングと、サンギヤ、リングギヤ、キャリアの３要素を有するプラネタリ機構であって、前記ハウジングに回転軸線周りに回転可能に支承された第一、第二、第三、および第四プラネタリ機構と、前記要素同士を選択的に連結可能な第一、第二、第三、および第四クラッチと、前記第一プラネタリ機構の前記サンギヤの回転を制動する第一ブレーキと、前記第四プラネタリ機構の前記リングギヤの回転を制動する第二ブレーキと、前記プラネタリ機構の前記要素同士を連結する連結部材であって、前記第三クラッチが配置される第一の連結部材と、前記プラネタリ機構の前記要素同士を連結する連結部材であって、前記第二プラネタリ機構の前記リングギヤと前記第三プラネタリ機構の前記キャリアを連結する第二の連結部材と、前記第一プラネタリ機構の前記キャリアに常時連結し、前記ハウジングに前記回転軸線周りに回転可能に支承された入力軸と、前記第四プラネタリ機構の前記キャリアに常時連結し、前記ハウジングに前記回転軸線周りに回転可能に支承された出力軸と、を備え、前記入力軸が配置された入力側から前記出力軸が配置された出力側に向かって前記回転軸の軸方向において第一、第二、第三、および第四位置を定め、前記第一プラネタリ機構は前記第一位置および前記第二位置の一方に配置されるとともに前記第二プラネタリ機構は他方に配置され、前記第三プラネタリ機構は前記第三位置に配置され、前記第四プラネタリ機構は前記第四位置に配置され、前記第一プラネタリ機構の前記リングギヤは、前記第三プラネタリ機構の前記サンギヤおよび前記第四プラネタリ機構の前記サンギヤに常時連結され、前記第二プラネタリ機構の前記リングギヤは、前記第三プラネタリ機構の前記キャリアに常時連結され、前記第三プラネタリ機構の前記キャリアは、前記第四プラネタリ機構の前記リングギヤに常時連結され、前記第一クラッチは、前記第一プラネタリ機構の前記サンギヤと前記第二プラネタリ機構の前記サンギヤとを選択的に連結する位置に配置され、前記第二クラッチは、前記第一プラネタリ機構の前記キャリアと前記第二プラネタリ機構の前記サンギヤとを選択的に連結する位置に配置され、前記第三クラッチは、前記第二プラネタリ機構の前記キャリアと前記第三プラネタリ機構の前記リングギヤとを選択的に連結する位置に配置され、前記第四クラッチは、前記第一プラネタリ機構の前記リングギヤと前記第二プラネタリ機構の前記キャリアとを選択的に連結する位置に配置され、前記第一の連結部材は、前記第二の連結部材よりも外周側に配置され、前記第一の連結部材のうち前記第三プラネタリ機構の前記リングギヤと前記第三クラッチを連結する連結部位には、前記ハウジングの内周面と対向し、且つ前記連結部位の回転を制動する第三ブレーキを増設可能な設置面が形成されている。

このような構成によると、４つのクラッチと２つのブレーキのうち３つの係合要素を作動させることによって、少なくとも前進１０速段、後進１速段の多段変速を得られる。また、各前進段では、作動させる３つの係合要素のうち１つを切り換えることによって、隣り合う変速段に移行することができる。さらに、第一の連結部材に形成された設置面に第三ブレーキを増設することにより係合パターンを増加して、各プラネタリ機構や係合要素などの他の部材を変更することなく変速段をさらに多段化できる。よって、変速装置は、従来とは相違するレイアウトによって多段階の変速を可能とするとともに、変速装置の拡張性を向上できる。

請求項２に係る変速装置は、前記第三ブレーキが、前記第一の連結部材の前記設置面に増設され、前記設置面が形成された前記連結部位を介して、前記第三プラネタリ機構の前記リングギヤの回転を制動する。

このような構成によると、変速装置は、４つのプラネタリ機構をクラッチとブレーキを合わせた７つの係合要素を複合的に作動させることによって、さらに多段階の変速を可能とする。この構成において、増加した係合パターンによって増加する変速段は前進５速段、後進１速段となる。なお、隣り合う変速段に移行する際に切り換える係合要素の数が何れの変速段においても１または２である。よって、変速装置は、拡張性を向上しつつ、実際に第三ブレーキを増設した場合にも運用状態における高い制御性を確保することができる。

請求項３に係る変速装置において、前記プラネタリ機構の前記要素同士を連結する連結部材であって、前記第一プラネタリ機構の前記キャリアと前記入力軸を連結する第三の連結部材を備え、前記第一プラネタリ機構は、前記第一位置に配置されるとともに前記第一ブレーキよりも前記入力側に配置され、前記第三の連結部材は、前記入力軸の回転駆動力を前記変速装置の外周側に出力可能な外部出力部材に常時連結されている。

このような第一および第二プラネタリ機構の位置関係によると、第一プラネタリ機構のキャリアと入力軸を常時連結する第三の連結部材は、第一プラネタリ機構の外周側を通り、キャリアの出力側に連結される。このように、入力軸の回転を伝達する連結部材の一部がプラネタリ機構の外周側に位置することを利用して、例えばその一部に外部出力部材を設ける構成とすることができる。これにより、外部出力部材は、変速装置が成立させている何れの変速段においても入力軸と一体的に回転することになり、出力軸とは別に回転駆動力を出力することが可能となる。

請求項４に係る変速装置において、前記第二プラネタリ機構は、前記第一位置に配置され、前記第一の連結部材において前記設置面が形成された前記連結部位は、前記第一位置から前記第三位置までの前記回転軸の軸方向間に延在するように形成されている。

このような第一および第二プラネタリ機構の位置関係によると、第一の連結部材は、第二プラネタリ機構のキャリアと第三プラネタリ機構のリングギヤを連結するように回転軸線方向に延在することになる。そこで、第一の連結部材において設置面を形成される連結部位を、第二プラネタリ機構が配置される軸方向位置（第一位置）から第三プラネタリ機構が配置される軸方向位置（第三位置）まで延在するように形成する。これにより、上記の連結部位の外周面がハウジングの内周面と対向する軸方向長さを、長くすることができる。よって、設置面を形成する軸方向範囲を長くすることができるので、第三ブレーキを増設するための設置面の配置に係る設計自由度を向上できる。

実施形態における変速装置の全体構造を示すスケルトン図である。 各変速段におけるクラッチおよびブレーキの作動状態を示す係合表である。 各プラネタリ機構における各要素の回転数の比率を示す速度線図である。 図１における変速装置に係合要素を増設したスケルトン図である。 各変速段におけるクラッチおよびブレーキの作動状態を示す係合表である。 各プラネタリ機構における各要素の回転数の比率を示す速度線図である。 第一変形態様における変速装置の全体構造を示すスケルトン図である。 第二変形態様における変速装置の全体構造を示すスケルトン図である。

以下、本発明の変速装置を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。実施形態において、変速装置は、車両に搭載されたエンジンが出力する回転駆動力を変速する装置として用いられる。車両は、変速装置により変速された回転駆動力が図示しない差動装置などを介して車両の駆動輪に伝達されて、変速装置において成立した所定の変速段で前進または後進するように構成されている。

＜実施形態＞
（変速装置の構成）
変速装置１の構成について図１を参照して説明する。変速装置１は、ハウジングＨに回転軸線Ｌ周りに回転可能に支承された４つのプラネタリ機構Ｐ１〜Ｐ４と、複数の要素同士を選択的に連結可能な４つのクラッチＣ１〜Ｃ４と、所定の要素の回転を制動する２つのブレーキＢ１，Ｂ２と、各要素を連結する連結部材５１〜５６，６１，６２，７１，８１，８２と、外部出力部材９１と、入力軸Ｎと、出力軸Ｔとを備えて構成される。入力軸Ｎおよび出力軸Ｔは、ハウジングＨに回転軸線Ｌ周りに回転可能に支承されている。

また、この変速装置１において、車両の制御ＥＣＵ２は、各クラッチＣ１〜Ｃ４、各ブレーキＢ１，Ｂ２からなる係合要素の作動状態を、制御信号に基づいて制御する。そして、本実施形態においては、上記の係合要素のうち３つの係合要素を作動させることによって、入力軸Ｎから入力される回転駆動力を、前進１０速段および後進１速段の何れかに変速して、出力軸Ｔから出力可能な構成となっている。変速装置１における係合要素の作動状態と成立する変速段に関する詳細については後述する。

各プラネタリ機構Ｐ１〜Ｐ４は、サンギヤ、リングギヤ、キャリアの３要素を有する。ここで、変速装置１において、回転軸線Ｌ方向に入力軸Ｎが配置された入力側（図１の左側）から出力軸Ｔが配置された出力側（図１の右側）に向かう４つの位置を、第一、第二、第三、および第四位置Ｄ１〜Ｄ４とする。第一位置Ｄ１および第二位置Ｄ２の何れか一方に第一プラネタリ機構Ｐ１が配置され、他方に第二プラネタリ機構Ｐ２が配置される。本実施形態においては、図１に示すように、第一位置Ｄ１に第一プラネタリ機構Ｐ１、第二位置Ｄ２に第二プラネタリ機構Ｐ２が配置されている。また、第三位置Ｄ３に第三プラネタリ機構Ｐ３が配置され、第四位置Ｄ４に第四プラネタリ機構Ｐ４が配置されている。

また、プラネタリ機構の３要素を表記するため、サンギヤに関しては各プラネタリ機構の符号”Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４”に対して符号’ｓ’を、リングギヤに関しては各プラネタリ機構の符号”Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４”に対して符号’ｒ’を、キャリアに関しては各プラネタリ機構の符号”Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４”に対して符号’ｃ’を付加して示す。即ち、第一プラネタリ機構Ｐ１では、３要素をサンギヤＰ１ｓ、リングギヤＰ１ｒ、およびキャリアＰ１ｃのように示す。その他の第二、第三、および第四プラネタリ機構Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の３要素についても同様に示す。

各クラッチＣ１〜Ｃ４は、複数の要素同士を選択的に連結可能な係合要素である。本実施形態においては、各クラッチＣ１〜Ｃ４は、常開型であり、供給される油圧によって作動する油圧式としている。例えば、制御ＥＣＵ２が制御指令に基づいて油圧ポンプを作動することにより、入力軸ＮやハウジングＨに形成された油路を介して、油圧ポンプから各クラッチＣ１〜Ｃ４に油圧が供給される。各クラッチＣ１〜Ｃ４は、供給された油圧により複数のクラッチ板（不図示）を接触させることにより、対象の要素間の要素同士で駆動力が伝達されるように要素同士を連結する。そして、各クラッチＣ１〜Ｃ４は、上記の油圧ポンプによる油圧の供給が遮断されると、クラッチ板同士を離間させて、対象の要素間の要素同士で駆動力が伝達されないように要素同士を離脱させる。各クラッチＣ１〜Ｃ４が配置される位置については後述する。

各ブレーキＢ１，Ｂ２は、ハウジングＨに設けられ、所定の要素の回転を制動する係合要素である。本実施形態においては、各クラッチＣ１〜Ｃ４と同様に、ハウジングＨに形成された油路から供給される油圧によって作動する油圧式としている。例えば、制御ＥＣＵ２が制御指令に基づいて油圧ポンプを作動することにより、入力軸ＮやハウジングＨに係止された油路を介して、油圧ポンプから各ブレーキＢ１，Ｂ２に油圧が供給される。各ブレーキＢ１，Ｂ２は、供給された油圧によりディスク（不図示）にパッド（不図示）を押圧させることにより、対象とする所定の要素の回転を制動する。そして、各ブレーキＢ１，Ｂ２は、油圧ポンプによる油圧の供給が遮断されると、ディスクからパッドを離間させて、所定の要素の回転を許容する。

第一ブレーキＢ１は、連結部材であるＰ１ｓＢ１部材５１によって、第一プラネタリ機構Ｐ１のサンギヤＰ１ｓと連結されている。つまり、第一ブレーキＢ１は、制動対象である第一プラネタリ機構Ｐ１のサンギヤＰ１ｓの回転を制動する。第二ブレーキＢ２は、連結部材であるＰ４ｒＢ２部材８１によって、第四プラネタリ機構Ｐ４のリングギヤＰ４ｒと連結されている。つまり、第二ブレーキＢ２は、制動対象である第四プラネタリ機構Ｐ４のリングギヤＰ４ｒの回転を制動する。

入力軸Ｎは、クラッチ装置などを介して車両のエンジンの回転駆動力を変速装置１に入力する軸部材である。この入力軸Ｎは、連結部材であるＰ１ｃＮ部材５２（本発明の「第三の連結部材」に相当する）によって、第一プラネタリ機構Ｐ１のキャリアＰ１ｃに常時連結されている。Ｐ１ｃＮ部材５２の一端は、変速装置１における出力側（図１の右側）から、キャリアＰ１ｃ対して連結している。Ｐ１ｃＮ部材５２の他端は、入力軸Ｎの外周に対して固定されている。

出力軸Ｔは、入力軸Ｎと同軸上に配置され、変速された回転駆動力を車両の差動装置などを介して駆動輪に出力する軸部材である。出力軸Ｔは、連結部材であるＰ４ｃＴ部材８２によって、第四プラネタリ機構Ｐ４のキャリアＰ４ｃに常時連結されている。Ｐ４ｃＴ部材８２の一端は、変速装置１における出力側から、キャリアＰ４ｃに対して連結している。Ｐ４ｃＴ部材８２の他端は、出力軸Ｔの外周に対して固定されている。

また、第一プラネタリ機構Ｐ１のリングギヤＰ１ｒは、連結部材であるＰ１ｒＰ３ｓＰ４ｓ部材５３によって、第三プラネタリ機構Ｐ３のサンギヤＰ３ｓおよび第四プラネタリ機構Ｐ４のサンギヤＰ４ｓに常時連結されている。Ｐ１ｒＰ３ｓＰ４ｓ部材５３の一端は、リングギヤＰ１ｒの外周側に連結している。Ｐ１ｒＰ３ｓＰ４ｓ部材５３の他端は、各サンギヤＰ３ｓ，Ｐ４ｓの内周に対して連結している。これにより、第一プラネタリ機構Ｐ１のリングギヤＰ１ｒ、第三および第四プラネタリ機構Ｐ３，Ｐ４のサンギヤＰ３ｓ，Ｐ４ｓは、常に一体的に回転するように構成されている。

第二プラネタリ機構Ｐ２のリングギヤＰ２ｒは、連結部材であるＰ２ｒＰ３ｃ部材６１（本発明の「第二の連結部材」に相当する）によって、第三プラネタリ機構Ｐ３のキャリアＰ３ｃに常時連結されている。また、第三プラネタリ機構Ｐ３のキャリアＰ３ｃは、連結部材であるＰ３ｃＰ４ｒ部材７１によって、第四プラネタリ機構Ｐ４のリングギヤＰ４ｒに常時連結されている。各連結部材６１，７１により、第二プラネタリ機構Ｐ２のリングギヤＰ２ｒ、第三プラネタリ機構Ｐ３のキャリアＰ３ｃ、第四プラネタリ機構Ｐ４のリングギヤＰ４ｒは、常に一体的に回転するように構成され、また第二ブレーキＢ２の作動によって回転を一斉に制動される。

第一クラッチＣ１は、第一プラネタリ機構Ｐ１のサンギヤＰ１ｓと第二プラネタリ機構Ｐ２のサンギヤＰ２ｓを選択的に連結する位置に配置される。連結部材Ｐ１ｓＰ２ｓ部材５４は、各サンギヤＰ１ｓ，Ｐ２ｓの要素間の要素同士を連結する。第一クラッチＣ１は、連結部材Ｐ１ｓＰ２ｓ部材５４に設けられている。Ｐ１ｓＰ２ｓ部材５４は、第一連結部位５４ａと第二連結部位５４ｂとにより構成される。第一連結部位５４ａの一端は、サンギヤＰ１ｓの内周側から、サンギヤＰ１ｓに対して連結している。第一連結部位５４ａの他端は、第一クラッチＣ１の外周側から、第一クラッチＣ１に対して連結している。第一連結部位５４ａは、上記のＰ１ｓＢ１部材５１と一体的に形成されている。第二連結部位５４ｂの一端は、第一クラッチＣ１の内周側から、第一クラッチＣ１に対して連結している。第二連結部位５４ｂの他端は、サンギヤＰ２ｓの内周側から、サンギヤＰ２ｓに対して連結している。

第二クラッチＣ２は、第一プラネタリ機構Ｐ１のキャリアＰ１ｃと第二プラネタリ機構Ｐ２のサンギヤＰ２ｓとを選択的に連結する位置に配置される。連結部材Ｐ１ｃＰ２ｓ部材５５は、キャリアＰ１ｃとサンギヤＰ２ｓの要素間の要素同士を連結する。第二クラッチＣ２は、連結部材Ｐ１ｃＰ２ｓ部材５５に設けられている。Ｐ１ｃＰ２ｓ部材５５は、第三連結部位５５ａと第四連結部位５５ｂとにより構成される。第三連結部位５５ａの一端は、変速装置１における入力側から、キャリアＰ１ｃに対して連結している。第三連結部位５５ａの他端は、第二クラッチＣ２の内周側から、第二クラッチＣ２に対して連結している。第四連結部位５５ｂの一端は、第二クラッチＣ２の外周側から、第二クラッチＣ２に対して連結している。第四連結部位５５ｂの他端は、サンギヤＰ２ｓの内周側から、サンギヤＰ２ｓに対して連結している。第四連結部位５５ｂは、上記のＰ１ｓＰ２ｓ部材５４の第二連結部位５４ｂと一体的に形成されている。

第三クラッチＣ３は、第二プラネタリ機構Ｐ２のキャリアＰ２ｃと第三プラネタリ機構Ｐ３のリングギヤＰ３ｒとを選択的に連結する位置に配置される。連結部材Ｐ２ｃＰ３ｒ部材６２は、キャリアＰ２ｃとリングギヤＰ３ｒの要素間の要素同士を連結する。第三クラッチＣ３は、連結部材Ｐ２ｃＰ３ｒ部材６２に設けられている。連結部材Ｐ２ｃＰ３ｒ部材６２は、各プラネタリ機構Ｐ１〜Ｐ４の要素同士を連結する。連結部材Ｐ２ｃＰ３ｒ部材６２は、本発明の「第一の連結部材」に相当する。Ｐ２ｒＰ３ｃ部材６１（第二の連結部材）は、第二プラネタリ機構Ｐ２のリングギヤＰ２ｒと第三プラネタリ機構Ｐ３のキャリアＰ３ｃを連結する。Ｐ２ｃＰ３ｒ部材６２は、Ｐ２ｒＰ３ｃ部材６１よりも外周側に配置されている。

また、Ｐ２ｃＰ３ｒ部材６２は、第五連結部６２ａと第六連結部位６２ｂとにより構成される。第五連結部位６２ａの一端は、変速装置１における入力側から、キャリアＰ２ｃに対して連結している。第五連結部位６２ａの他端は、第三クラッチＣ３の内周側から、第三クラッチ３に対して連結している。第六連結部位６２ｂの一端は、第三クラッチＣ３の外周側から、第三クラッチＣ３に対して連結している。第六連結部位６２ｂの他端は、リングギヤＰ３ｒの外周側から、リングギヤＰ３ｒに対して連結している。本実施形態において、第六連結部位６２ｂは、変速装置１の回転軸線Ｌ方向に延伸する筒状部を有する。第六連結部位６２ｂの筒状部には、ハウジングＨの内周面Ｈａと対向する設置面６２ｂ１（図１の斜線部）が形成されている。第六連結部位６２ｂの回転を制動する第三ブレーキＢ３は、設置面６２ｂ１に増設することができる。

このように、ハウジングＨの内周面Ｈａと第六連結部位６２ｂとの間には、他の部材が介在させていない。そして、第六連結部位６２ｂは、第三プラネタリ機構Ｐ３のリングギヤＰ３ｒに常時連結している。このため、第六連結部位６２ｂは、第一、第二ブレーキＢ１，Ｂ２の作動により制動されない構成となっている。連結部材に関するこのような構成を採用することにより、係合要素としてのブレーキを増設することにより変速装置のさらなる多段化を図る場合において、増設したブレーキの制動によって係合パターンを増加させることができる。

本実施形態では、第六連結部位６２ｂに関する上記した連結部材の構成に加えてブレーキの増設を考慮し、Ｐ２ｃＰ３ｒ部材６２を、Ｐ２ｒＰ３ｃ部材６１よりも外周側に配置するように構成している。なお、Ｐ２ｒＰ３ｃ部材６１およびＰ２ｃＰ３ｒ部材６２は、対象とする要素同士を連結するという同一の機能を何れも有するものであるため、Ｐ２ｒＰ３ｃ部材６１を、Ｐ２ｃＰ３ｒ部材６２よりも外周側に配置するように構成することもできる。ブレーキを増設された構成の詳細については後述する。

第四クラッチＣ４は、第一プラネタリ機構Ｐ１のリングギヤＰ１ｒと第二プラネタリ機構Ｐ２のキャリアＰ２ｃとを選択的に連結する位置に配置される。連結部材Ｐ１ｒＰ２ｃ部材５６は、リングギヤＰ１ｒとキャリアＰ２ｃの要素間の要素同士を連結する。第四クラッチＣ４は、連結部材Ｐ１ｒＰ２ｃ部材５６に設けられている。Ｐ１ｒＰ２ｃ部材５６は、第七連結部位５６ａと第八連結部位５６ｂとにより構成される。第七連結部材５６ａの一端は、リングギヤＰ１ｒの外周側から、リングギヤＰ１ｒに対して連結している。第七連結部材５６ａの他端は、第四クラッチＣ４の内周側から、第四クラッチＣ４に対して連結している。第七連結部位５６ａは、上記のＰ１ｒＰ３ｓＰ４ｓ部材５３と一体的に形成されている。第八連結部材５６ｂの一端は、第四クラッチＣ４の外周側から、第四クラッチＣ４に対して連結している。第八連結部材５６ｂの他端は、変速装置１の出力側から、キャリアＰ２ｃに対して連結している。

外部出力部材９１は、第一プラネタリ機構Ｐ１のキャリアＰ１ｃと入力軸Ｎを連結するＰ１ｃＮ部材５２（第三の連結部材）に常時連結されている。外部出力部材９１は、入力軸Ｎから入力される回転駆動力を変速装置１の外周側に出力可能に構成されている。ところで、変速装置１は、変速した回転駆動力の他に、例えばハウジングＨの外周側に配置された車両の補機などに回転駆動力を出力することが要求されることがある。このような場合に、本実施形態のレイアウトにおいては、例えばハウジングＨ内の外周側に位置するＰ１ｓＰ２ｓ部材５４やＰ３ｃＰ４ｒ部材７１などに、回転駆動力の取り出しを目的とした部材を配置することが考えられる。

しかし、成立する変速段によっては、連結部材５４，７１の回転数は入力軸Ｎの回転数と比較して大きく変動することがあり、また回転しない場合もある。そのため、連結部材５４，７１から回転駆動力の取り出しを行うことは好適でない。そこで、本実施形態においては、入力軸Ｎと第一プラネタリ機構Ｐ１のキャリアＰ１ｃを連結するＰ１ｃＮ部材５２に、外部出力部材９１を常時連結する構成としている。これにより、外部出力部材９１は、変速装置における変速段の成否、および成立させている変速段に関わらず、入力軸Ｎと常に同じ回転数の回転駆動力を外部へ出力することが可能となる。

なお、第一および第二プラネタリ機構Ｐ１，Ｐ２のレイアウトに関しては上述した構成のみに限定されない。例えば、連結される要素は変更せずに第一プラネタリ機構Ｐ１を第二位置Ｄ２に配置し、且つ、連結する要素は変更せずに第二プラネタリ機構Ｐ２を第一位置Ｄ１に配置する構成とすることもできる（図８を参照）。また、例えば、本実施形態のように第一プラネタリ機構Ｐ１を第一位置Ｄ１に配置し、当該第一位置Ｄ１よりも変速装置１の入力側に第一ブレーキＢ１を配置する構成とすることもできる（図７を参照）。ハウジングＨの内周面とＰ１ｃＮ部材５２の少なくとも一部との間に他の部材を介在させない構成を採用することにより、外部出力部材９１をＰ１ｃＮ部材５２に連結することができる。従って、第一プラネタリ機構Ｐ１を第一位置Ｄ１に配置し、第二プラネタリ機構Ｐ２および第一ブレーキＢ１よりも第一プラネタリ機構Ｐ１を入力側に配置する構成を採用することにより、変速装置１に外部出力部材９１を設けることができる。

（変速装置の動作）
続いて、上記のように構成された変速装置１の動作について図２および図３を参照して説明する。変速装置１において、制御ＥＣＵ２は、各クラッチＣ１〜Ｃ４、各ブレーキＢ１，Ｂ２からなる６つの係合要素の作動状態を制御する。そして、変速装置１は、図２の係合表に示すように、６つの係合要素のうち３つの係合要素を選択的に作動させることによって、前進１０速段（図２における１ｓｔ、２ｎｄ、〜１０ｔｈ）および後進１速段（図２におけるＲｅｖ）を成立させる。

より詳細には、図２の係合表において、係合要素の作動状態がＯＮである場合、対応する係合要素について’○’を付して示している。つまり、各クラッチＣ１〜Ｃ４が、対象とする要素間の要素同士を連結する作動状態であることを示している。また、各ブレーキＢ１，Ｂ２が、対象とする要素の回転を制動する作動状態であることを示している。図２の係合表において、係合要素の作動状態がＯＦＦである場合、対応する係合要素について’○’を付していない。これは、例えば、各クラッチＣ１〜Ｃ４が常閉型であっても同様である。

変速装置１における第１速段は、係合表によると、第一クラッチＣ１、第四クラッチＣ４、および第二ブレーキＢ２の作動状態がＯＮである。このような係合状態（係合パターン）では、先ず、第一クラッチＣ１により第一および第二プラネタリ機構Ｐ１，Ｐ２のサンギヤＰ１ｓ，Ｐ２ｓが連結され、第一クラッチＣ１により第一および第二プラネタリ機構Ｐ１，Ｐ２のサンギヤＰ１ｓ，Ｐ２ｓが一体的に回転する状態となる。そして、第四クラッチＣ４によりＰ１ｒＰ３ｓＰ４ｓ部材５３に第二プラネタリ機構Ｐ２のキャリアＰ２ｃが連結され、Ｐ１ｒＰ３ｓＰ４ｓ部材５３に第二プラネタリ機構Ｐ２のキャリアＰ２ｃが一体的に回転する状態となる。

このとき、第二ブレーキＢ２により第二プラネタリ機構Ｐ２のリングギヤＰ２ｒの回転が制動されているので、キャリアＰ１ｃから入力された回転駆動力は歯数に応じた変速比で減速し、減速された回転駆動力は、Ｐ１ｒＰ３ｓＰ４ｓ部材５３を介して、第四プラネタリ機構Ｐ４のサンギヤＰ４ｓに伝達される。さらに、第二ブレーキＢ２により第四プラネタリ機構Ｐ４のリングギヤＰ４ｒの回転が制動されているので、サンギヤＰ４ｓから入力された回転駆動力は歯数に応じた変速比でさらに減速し、減速された回転駆動力は、Ｐ４ｃＴ部材８２を介して、出力軸Ｔに回転駆動力を伝達される。

変速装置１が第１速段から第２速段に移行するには、第一クラッチＣ１および第二ブレーキＢ２の作動状態を維持しつつ、作動させる係合要素を第四クラッチＣ４から第二クラッチＣ２に切り換える。このような係合状態では、第一および第二クラッチＣ１，Ｃ２により、第二プラネタリ機構Ｐ２のサンギヤＰ２ｓに対して、第一プラネタリ機構Ｐ１のサンギヤＰ１ｓおよびキャリアＰ１ｃが連結され、サンギヤＰ２ｓとサンギヤＰ１ｓとキャリアＰ１ｃが一体的に回転する状態となる。

つまり、第一プラネタリ機構Ｐ１は、３要素のうち２要素が連結されると、残りの１要素とともにプラネタリ機構が全体として一体的に回転するロック状態となる。第一プラネタリ機構Ｐ１においては、キャリアＰ１ｃに入力された入力軸Ｎの回転駆動力が、Ｐ１ｒＰ３ｓＰ４ｓ部材５３を介して第四プラネタリ機構Ｐ４のサンギヤＰ４ｓに伝達される。そして、第二ブレーキＢ２により第四プラネタリ機構Ｐ４のリングギヤＰ４ｒの回転が制動されているので、サンギヤＰ４ｓから入力された回転駆動力は歯数に応じた変速比で減速し、減速された回転駆動力は、Ｐ４ｃＴ部材８２を介して出力軸Ｔに回転駆動力を伝達される。

このとき、各変速段における各プラネタリ機構Ｐ１〜Ｐ４の３要素の速度比は、図３の速度線図で示される。この速度線図は、第三プラネタリ機構Ｐ３および第四プラネタリ機構Ｐ４の各要素を横軸方向にギヤ比（λ）に対応させた間隔（１：λ）で配置し、縦軸方向に各要素に対してその速度比を取ったものである。また、図３では、第一および第二プラネタリ機構Ｐ１，Ｐ２の各要素を、上記の第三および第四プラネタリ機構Ｐ３，Ｐ４の各要素に対応させて横軸方向に表記している。これは、各係合要素の作動状態によって表記する位置が適宜変更されるので一部が重複している。その他に、縦軸方向に表記された速度比に対応する第一および第二プラネタリ機構Ｐ１，Ｐ２の各要素を同図の右側に表記している。

このように、変速装置１は、６つの係合要素のうち３つの係合要素を選択的に作動させることによって、図３の速度線図に示すように、それぞれ異なる変速比となる変速段を成立可能としている。また、変速装置１は、図２の係合表に示すように、作動させる３つの係合要素のうち１つを切り換えることによって、隣り合う変速段に移行可能である。また、変速装置１のレイアウトにおいては、入力軸Ｎに回転駆動力が入力されている場合には、入力軸Ｎに入力されている回転駆動力と同じ回転数の駆動力が、外部出力部材９１から出力される。これは、変速装置１が所定の変速段を成立させている状態、および何れの係合要素も作動させずに出力軸Ｔから回転駆動力を出力しない状態の何れであっても同様である。

（係合要素を増設された変速装置の構成）
続いて、係合要素としてブレーキを増設して、さらなる多段化を図った変速装置１０１の構成について、図４〜図６を参照して説明する。変速装置１０１は、上記の構成に加えて、第三ブレーキＢ３をさらに備えて構成される。この第三ブレーキＢ３は、Ｐ２ｃＰ３ｒ部材６２の第六連結部位６２ｂにおける設置面６２ｂ１に増設される。ここで、Ｐ２ｃＰ３ｒ部材６２は、第一の連結部材である。第三ブレーキＢ３は、第六連結部位６２ｂを介して、第三プラネタリ機構Ｐ３のリングギヤＰ３ｒの回転を制動する。

なお、Ｐ２ｃＰ３ｒ部材６２の設置面６２ｂ１を、ブレーキの増設に対応できるように形成することにより、第三ブレーキＢ３を増設する場合、他の部材の交換や配置変更などを行わずに容易に増設することができる。また、第三ブレーキＢ３を増設する場合、係合要素の増設専用のハウジングを用いることにより、第三ブレーキＢ３を配置するスペースをハウジングＨに確保したり、油圧を供給する油路をハウジングＨに形成したりすることもできる。

また、車両の制御ＥＣＵ２は、制御対象である第三ブレーキＢ３の作動状態を制御する。これにより、第三ブレーキＢ３は、第一および第二ブレーキＢ１，Ｂ２と同様に、例えば、制御ＥＣＵ２が制御指令に基づいて油圧ポンプを作動することにより、油圧が供給される。第三ブレーキＢ３は、供給された油圧によりディスク（不図示）にパッド（不図示）を押圧させることにより、対象とする第三プラネタリ機構Ｐ３のリングギヤＰ３ｒの回転を制動する。そして、第三ブレーキＢ３は、油圧ポンプによる油圧の供給が遮断されると、ディスクからパッドを離間させて、リングギヤＰ３ｒの回転を許容する。

このように、係合要素として第三ブレーキＢ３が増設された変速装置１０１においては、各クラッチＣ１〜Ｃ４、各ブレーキＢ１〜Ｂ３からなる７つの係合要素が、制御ＥＣＵ２により作動状態を制御される。そして、変速装置１０１は、図５の係合表に示すように、７つの係合要素のうち３つの係合要素を選択的に作動させることによって、前進１５速段（図５における１ｓｔ、２ｎｄ、〜１５ｔｈ）および後進２速段（図５におけるＲｅｖ．１、Ｒｅｖ．２）を成立させる。

なお、図５では、増設の前後における係合パターンを比較するため、増設前の１０段変速（図５の最上段の１０ｔｈと示す列）と、増設後の１５段変速（図５の最上端の１５ｔｈと示す列）との両方を表記している。また、第三ブレーキＢ３の増設によって増加した係合パターンは、図５において背景に斜線を付された列に相当する。増加した係合パターンは、当然ながら第三ブレーキＢ３が作動状態となっている。

また、各変速段における各プラネタリ機構Ｐ１〜Ｐ４の３要素の速度比は、図６の速度線図で示される。この速度線図によると、第三ブレーキＢ３の作動により第三プラネタリ機構Ｐ３のリングギヤＰ３ｒが制動され、且つ、第三クラッチＣ３の作動により第二プラネタリ機構Ｐ２のキャリアＰ２ｃが制動された場合に、図３の係合表と比較して、さらなる多段化が可能な係合パターンを増加させることができる。

このように、変速装置１０１は、７つの係合要素のうち３つの係合要素を選択的に作動させることによって、図６の速度線図に示すように、それぞれ異なる変速比となる変速段を成立可能としている。また、変速装置１０１は、図５の係合表に示すように、作動させる３つの係合要素のうち１つまたは２つを切り換えることによって、隣り合う変速段に移行可能としている。つまり、変速装置１０１では、隣り合う変速段に移行する際に切り換える係合要素を２つまで許容するものとしている。

（実施形態の構成による効果）
上記の変速装置１によると、４つのクラッチＣ１〜Ｃ４と２つのブレーキＢ１，Ｂ２のうち３つの係合要素を作動させることによって、前進１０速段、後進１速段の多段変速を得られる。また、各前進段では、作動させる３つの係合要素のうち１つを切り換えることによって、隣り合う変速段に移行することができる。よって、変速装置１は、上記のようなレイアウトによって多段階の変速を可能とするとともに、運用状態における高い制御性を確保することができる。

さらに、Ｐ２ｃＰ３ｒ部材６２（第一の連結部材）に形成された設置面６２ｂ１に第三ブレーキＢ３を増設することにより係合パターンを増加させ、これにより、変速段のさらなる多段化が可能である。また、第三ブレーキＢ３を増設する場合には、各プラネタリ機構Ｐ１〜Ｐ４や係合要素などの他の部材を変更することなく対応可能である。よって、係合要素の増設前における変速装置１は、従来とは相違するレイアウトにより多段階の変速を可能とし、さらに、変速装置の拡張性を向上させたものである。

また、係合要素として第三ブレーキＢ３を増設した構成においては、増加した係合パターンによって増加する変速段は前進５速段、後進１速段となる。なお、隣り合う変速段に移行する際に切り換える係合要素の数は、何れの変速段においても１または２である。よって、第三ブレーキＢ３を増設した変速装置１０１は、運用状態における高い制御性を確保することができる。

本実施形態では、変速装置１，１０１は、入力軸Ｎの回転を伝達するＰ１ｃＮ部材５２の一部をプラネタリ機構の外周側に位置させるように構成し、Ｐ１ｃＮ部材５２の一部に外部出力部材９１を設ける構成を採用している。この構成より、変速装置１，１０１が成立させている何れの変速段においても、外部出力部材９１を入力軸Ｎと一体的に回転させることができるため、入力軸Ｎの回転駆動力を、出力軸Ｔとは別に回転駆動力を出力することが可能となる。

＜実施形態の変形態様＞
（第一変形態様）
上述した実施形態において、変速装置１，１０１のレイアウトの一例を説明したが、本発明はこれに限定されず他のレイアウトを採用することもできる。例えば図７に示すように、第一プラネタリ機構Ｐ１を第一位置Ｄ１に配置し、第一ブレーキＢ１を、第一位置Ｄ１よりも変速装置１の入力側に配置するようにしてもよい。なお、このような構成では、入力軸Ｎと常に同じ回転数で回転する連結部材を、他の部材を介在させることなく最外側に位置させることができなくなるため、外部出力部材９１を設けることはできない。しかし、このようなレイアウトによれば、Ｐ１ｃＮ部材５２を含む各連結部材の形状を簡素化することができる。

（第二変形態様）
上述した実施形態において、変速装置１，１０１の第一プラネタリ機構Ｐ１を第一位置Ｄ１に配置し、第二プラネタリ機構Ｐ２を第二位置Ｄ２に配置する例を説明したが、本発明はこれに限定されず他の配置とすることもできる。例えば、第一および第二プラネタリ機構Ｐ１，Ｐ２の配置に関して、上述したように連結される要素を変更することなく、第一プラネタリ機構Ｐ１を第二位置Ｄ２に配置し、第二プラネタリ機構Ｐ２を第一位置Ｄ１に配置するようにしてもよい。

より具体的には、図８に示すように、変速装置１，１０１の各プラネタリ機構Ｐ１〜Ｐ４などのレイアウトを構成することができる。このレイアウトは、一部の要素の配置が変更することのみにより構成することができ、また、互いに連結する要素を何れも変更せずに構成することができる。また、この変形態様では、Ｐ２ｃＰ３ｒ部材６２（第一の連結部材）において設置面６２ｂ１が形成された第六連結部位６２ｂは、軸方向において、第一位置Ｄ１から第三位置Ｄ３までの間（回転軸の軸方向間）に延在するように形成されている。これにより、第六連結部位６２ｂの外周面がハウジングＨの内周面Ｈａと対向する軸方向長さを、長くすることができる。よって、設置面６２ｂ１を形成する軸方向範囲を長くすることができるので、第三ブレーキＢ３を増設するための設置面６２ｂ１の配置に係る設計自由度を向上できる。

１，１０１：変速装置、 ２：制御ＥＣＵ
Ｐ１：第一プラネタリ機構
Ｐ１ｓ：サンギヤ、 Ｐ１ｒ：リングギヤ、 Ｐ１ｃ：キャリア
Ｐ２：第二プラネタリ機構
Ｐ２ｓ：サンギヤ、 Ｐ２ｒ：リングギヤ、 Ｐ２ｃ：キャリア
Ｐ３：第三プラネタリ機構
Ｐ３ｓ：サンギヤ、 Ｐ３ｒ：リングギヤ、 Ｐ３ｃ：キャリア
Ｐ４：第四プラネタリ機構
Ｐ４ｓ：サンギヤ、 Ｐ４ｒ：リングギヤ、 Ｐ４ｃ：キャリア
Ｃ１：第一クラッチ、 Ｃ２：第二クラッチ
Ｃ３：第三クラッチ、 Ｃ４：第四クラッチ
Ｂ１：第一ブレーキ、 Ｂ２：第二ブレーキ、 Ｂ３：第三ブレーキ
Ｎ：入力軸、 Ｔ：出力軸、 Ｈ：ハウジング、 Ｈａ：内周面
Ｄ１〜Ｄ４：第一位置〜第四位置
５１：Ｐ１ｓＢ１部材、 ５２：Ｐ１ｃＮ部材（第三の連結部材）
５３：Ｐ１ｒＰ３ｓＰ４ｓ部材
５４：Ｐ１ｓＰ２ｓ部材、 ５４ａ：第一連結部位、 ５４ｂ：第二連結部位
５５：Ｐ１ｃＰ２ｓ部材、 ５５ａ：第三連結部位、 ５５ｂ：第四連結部位
５６：Ｐ１ｒＰ２ｃ部材、 ５６ａ：第七連結部位、 ５６ｂ：第八連結部位
６１：Ｐ２ｒＰ３ｃ部材（第二の連結部材）
６２：Ｐ２ｃＰ３ｒ部材（第一の連結部材）
６２ａ：第五連結部位、 ６２ｂ：第六連結部位、 ６２ｂ１：設置面
７１：Ｐ３ｃＰ４ｒ部材、 ８１：Ｐ４ｒＢ２部材、 ８２：Ｐ４ｃＴ部材
９１：外部出力部材

Claims (4)

1. ハウジングと、
   サンギヤ、リングギヤ、キャリアの３要素を有するプラネタリ機構であって、前記ハウジングに回転軸線周りに回転可能に支承された第一、第二、第三、および第四プラネタリ機構と、
   前記要素同士を選択的に連結可能な第一、第二、第三、および第四クラッチと、
   前記第一プラネタリ機構の前記サンギヤの回転を制動する第一ブレーキと、
   前記第四プラネタリ機構の前記リングギヤの回転を制動する第二ブレーキと、
   前記プラネタリ機構の前記要素同士を連結する連結部材であって、前記第三クラッチが配置される第一の連結部材と、
   前記プラネタリ機構の前記要素同士を連結する連結部材であって、前記第二プラネタリ機構の前記リングギヤと前記第三プラネタリ機構の前記キャリアを連結する第二の連結部材と、
   前記第一プラネタリ機構の前記キャリアに常時連結し、前記ハウジングに前記回転軸線周りに回転可能に支承された入力軸と、
   前記第四プラネタリ機構の前記キャリアに常時連結し、前記ハウジングに前記回転軸線周りに回転可能に支承された出力軸と、を備え、
   前記入力軸が配置された入力側から前記出力軸が配置された出力側に向かって前記回転軸の軸方向において第一、第二、第三、および第四位置を定め、前記第一プラネタリ機構は前記第一位置および前記第二位置の一方に配置されるとともに前記第二プラネタリ機構は他方に配置され、前記第三プラネタリ機構は前記第三位置に配置され、前記第四プラネタリ機構は前記第四位置に配置され、
   前記第一プラネタリ機構の前記リングギヤは、前記第三プラネタリ機構の前記サンギヤおよび前記第四プラネタリ機構の前記サンギヤに常時連結され、
   前記第二プラネタリ機構の前記リングギヤは、前記第三プラネタリ機構の前記キャリアに常時連結され、
   前記第三プラネタリ機構の前記キャリアは、前記第四プラネタリ機構の前記リングギヤに常時連結され、
   前記第一クラッチは、前記第一プラネタリ機構の前記サンギヤと前記第二プラネタリ機構の前記サンギヤとを選択的に連結する位置に配置され、
   前記第二クラッチは、前記第一プラネタリ機構の前記キャリアと前記第二プラネタリ機構の前記サンギヤとを選択的に連結する位置に配置され、
   前記第三クラッチは、前記第二プラネタリ機構の前記キャリアと前記第三プラネタリ機構の前記リングギヤとを選択的に連結する位置に配置され、
   前記第四クラッチは、前記第一プラネタリ機構の前記リングギヤと前記第二プラネタリ機構の前記キャリアとを選択的に連結する位置に配置され、
   前記第一の連結部材は、前記第二の連結部材よりも外周側に配置され、
   前記第一の連結部材のうち前記第三プラネタリ機構の前記リングギヤと前記第三クラッチを連結する連結部位には、前記ハウジングの内周面と対向し、且つ前記連結部位の回転を制動する第三ブレーキを増設可能な設置面が形成されている変速装置。
2. 前記第三ブレーキが、前記第一の連結部材の前記設置面に増設され、前記設置面が形成された前記連結部位を介して、前記第三プラネタリ機構の前記リングギヤの回転を制動する、請求項１の変速装置。
3. 前記プラネタリ機構の前記要素同士を連結する連結部材であって、前記第一プラネタリ機構の前記キャリアと前記入力軸を連結する第三の連結部材を備え、
   前記第一プラネタリ機構は、前記第一位置に配置されるとともに前記第一ブレーキよりも前記入力側に配置され、
   前記第三の連結部材は、前記入力軸の回転駆動力を前記変速装置の外周側に出力可能な外部出力部材に常時連結されている、請求項１または２の変速装置。
4. 前記第二プラネタリ機構は、前記第一位置に配置され、
   前記第一の連結部材において前記設置面が形成された前記連結部位は、前記第一位置から前記第三位置までの前記回転軸の軸方向間に延在するように形成されている、請求項１または２の変速装置。

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