JP2827864B2 - 車両用自動変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用自動変速機に係
り、特に、２組の遊星歯車機構を有する車両用自動変速
機に係る。

【０００２】

【従来の技術】有段の車両用自動変速機として複数組の
遊星歯車機構を主体とする歯車列を有するものが多く提
案されている。

【０００３】この種の自動変速機では、使用する遊星歯
車機構の数を多くすれば、設定することのできる変速段
の数は多くなるが、その反面、自動変速機が大型化、あ
るいは重量が増加するという問題を生ずる。

【０００４】又、設定可能な変速比は等比級数に近い関
係となることが好ましいが、そのようにするためにギヤ
比（サンギヤの歯数とリングギヤの歯数との比）が通常
のものより大きい遊星歯車機構を使用しなければならな
いとすると、生産性や組立の容易性、あるいは耐久性等
が損なわれる恐れがある。

【０００５】このように、車両用の自動変速機には相反
する要素が多くあり、全ての要素を満たす構成とするこ
とは甚だ困難である。従来、自動変速機に対する要請の
うち、設定可能な変速段の数が多く、しかも小型化を図
ることのできる自動変速機用の歯車列として、２組の遊
星歯車機構を使用した例が、例えば特開平２−２２９９
４６号公報に記載されている。

【０００６】その構成を図１０を用いて簡単に説明する
と、第１遊星歯車機構ＰＧ１は、サンギヤＳ１とリング
ギヤＲ１と、これらのギヤＳ１、Ｒ１と噛合しているシ
ョートピニオンＰＳ1 と、このショートピニオンＰＳ1
と噛合しているロングピニオンＰＬとを備えており、又
第２遊星歯車機構ＰＧ２は、サンギヤＳ２と、リングギ
ヤＲ２と、該リングギヤＲ２と噛合しているショートピ
ニオンＰＳ２とを有し、且つロングピニオンＰＬがサン
ギヤＳ２とショートピニオンＰＳ２と噛合している。そ
して各ピニオンＰＳ１、ＰＬ、ＰＳ２が共通のキャリヤ
ＰＣによって保持されている。

【０００７】一方、摩擦係合装置として、第１〜第３の
クラッチＫ１、Ｋ２、Ｋ３及び第１〜第３ブレーキＢ
１、Ｂ２、Ｂ３が設けられている。第１クラッチＫ１は
入力軸ＩＳと第２サンギヤＳ２との間に設けられ、又第
２クラッチＫ２は入力軸ＩＳと第１リングギヤＲ１との
間に設けられ、更に第３クラッチＫ３は入力軸ＩＳと第
１サンギヤＳ１との間に設けられている。

【０００８】これに対し、第１ブレーキＢ１は、第２サ
ンギヤＳ２とハウジングＨＵとの間に設けられ、又第２
ブレーキＢ２は第２リングギヤＲ２とハウジングＨＵと
の間に設けられ、更に第３ブレーキＢ３は第１リングギ
ヤＲ１とハウジングＨＵとの間に設けられている。又、
出力部材ＯＭは、共通キャリヤＰＣに連結されている。

【０００９】この図１０に示す歯車列では、各摩擦係合
装置を図１１に示すように係合させることにより前進６
段、後進２段の変速段を設定でき、又遊星歯車機構は２
組でよいため小型化できるとされている。なお、図１１
で○印は係合、空欄は解放をそれぞれ示している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の歯車列
を備えた自動変速機では、変速比が「１」の直結段であ
る第４速を挟んで、それより低速側の変速段では第３ク
ラッチＫ３を係合し、又高速側の変速段では第２クラッ
チＫ２を係合させるため、変速比が「１」より小さいオ
ーバードライブ段を設定可能な自動変速機として構成し
た場合には、オーバードライブ段とアンダードライブ段
との間の変速でいわゆる入力クラッチの切換えが生ずる
ことになる。そのため、上記従来の歯車列を備えた自動
変速機では、入力クラッチの切換えに伴う変速ショック
が生じて乗り心地が損なわれる恐れが多分にあり、又入
力クラッチの切換えに伴う変速ショックを抑制するため
に高度な変速制御が必要となり、制御装置がコスト高に
なる恐れもある。

【００１１】このような事情を背景として、出願人は先
に、特願平４−２８３６５９（未公知）において、２組
の遊星歯車機構を主体とする歯車列であって、入力クラ
ッチの切換えを行わずにオーバードライブ段を含む前進
４段を設定可能な車両用自動変速機を提案した。

【００１２】この自動変速機は、例えば図１２に示すよ
うに、サンギヤＳ１２、Ｓ２２と、リングギヤＲ１２、
Ｒ２２と、ピニオンギヤＰ１２、Ｐ２２を保持している
キャリヤＣ２とを回転要素とする２組の第１、第２遊星
歯車機構１２、２２を主体とする歯車列を備えており、
これらの第１、第２遊星歯車機構１２、２２のうち（一
方の）第１遊星歯車機構１２における（少なくとも１つ
の）ピニオンギヤＰ１２と（他方の）第２遊星歯車機構
２２における（少なくとも１つの）ピニオンギヤＰ２２
とが一体化されてロングピニオンを形成し、それに伴い
各遊星歯車機構１２、２２のキャリヤＣ２が一体となっ
て回転するよう共通化されている。

【００１３】従って、それぞれ３つの回転要素を持って
いる２組の第１、第２遊星歯車機構１２、２２のうちキ
ャリヤＣ２が一体化されていることから、歯車列は５つ
の回転要素を備えていることになる。

【００１４】図１２に示す自動変速機の変速特性を示す
共線図は図１４のとおりであり、作動表の一例を示せば
図１３のとおりである。共線図は前述の公報に示されて
いる共線図と同一の基準で作成してある。即ち、この自
動変速機においては前述したようにキャリアＣ２が共通
化されているから回転要素は５つであり、従って、共線
図は５本の縦線で示される。又、第１遊星歯車機構１２
がシングルピニオン型遊星歯車機構であり、且つ第２遊
星歯車機構２２がダブルピニオン型のものであり、更に
第２遊星歯車機構２２の外周側のピニオンギヤＰ２２が
ロングピニオン化されているから、共通キャリヤＣ２を
示す線の一方側に、第１遊星歯車機構１２のサンギヤＳ
１２を示す線が位置し、又、他方側に第２遊星歯車機構
２２のリングギヤＲ２２を示す線及びサンギヤＳ２２を
示す線、第１遊星歯車機構１２のリングギヤＲ１２を示
す線とが位置することになる。なお、各遊星歯車機構１
２、２２のギヤ比の関係で第２遊星歯車機構２２のリン
グギヤＲ２２を示す線が、キャリヤＣ２を示す線に隣接
して位置し、出力部材（３２、あるいはリングギヤＲ２
２）となる。又、第１遊星歯車機構１２のリングギヤＲ
１２を示す線が、出力部材であるリングギヤＲ２２を示
す線に隣接して位置する。そして出力要素である第２遊
星歯車機構２２のリングギヤＲ２２の線の上の“１”の
長さの位置と、固定要素を示す線の原点位置とを結んだ
直線が、入力部材（４２、あるいは前進段ではキャリヤ
Ｃ２）を示す線を横切る位置が入力回転数となるので、
その入力回転数の値が変速比となる。

【００１５】なお、図１２において、符号Ｋ０２、Ｋ１
２、Ｋ２２はクラッチ、Ｂ０２、Ｂ１２、Ｂ２２、Ｂ３
２、はブレーキ、Ｆ０２、Ｆ１２、Ｆ２２は一方向クラ
ッチ、３１は出力軸、４２は入力軸、５２はケーシング
をそれぞれ示している。

【００１６】又、図１３は作動表であり、○印は係合、
空欄は解放、Δ印は動力伝達に関与しない状態での係
合、◎印はエンジンブレーキ時に係合することをそれぞ
れ示す。

【００１７】ところで、この未公知先行発明に係る自動
変速機を具体的に設定しようとしたとき、新たな課題が
発生してきた。

【００１８】即ち、この自動変速機にあっては、第１
に、各変速に１つずつ一方向クラッチを用いていたた
め、その分軸方向、あるいは半径方向のスペースが必要
となる上に重量が増大し、コストも増大するという問題
があり、第２に、隣り合うメンバである両サンギヤメン
バＳ１２、Ｓ２２の回転数の差が大きいため、両メンバ
Ｓ１２、Ｓ２２に挟まれる形で配置されるスラストベア
リングの耐久性が他のベアリングに対して損なわれ易い
という問題があった。

【００１９】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、１つの一方向クラッチを２度の変速で
重複して使用することにより、一方向クラッチの個数を
減少し、もって収容スペースの縮少、重量軽減、及びコ
スト低減を図ることができ、又、両サンギヤメンバの相
対回転数差が大きいことによる不具合を解消することの
できる車両用自動変速機を提供することにより、上記課
題を解決せんとしたものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、サンギヤと、該サンギヤに対して同心円上に配置さ
れたリングギヤと、これらのギヤの間に配置された少な
くとも１つのピニオンギヤと、該ピニオンギヤを保持す
るキャリヤと、を回転要素とする２組の遊星歯車機構を
備え、前記各キャリヤが互いに一体となって回転するよ
うに連結されると共に、前記２組の遊星歯車機構のう
ち、一方の遊星歯車機構をシングルピニオン型遊星歯車
機構、他方の遊星歯車機構をダブルピニオン型遊星歯車
機構により構成し、シングルピニオン型遊星歯車機構に
おける少なくとも１つのピニオンギヤとダブルピニオン
型遊星歯車機構における少なくとも１つのリングギヤと
噛合うピニオンギヤとが一体化されてロングピニオンを
形成している車両用自動変速機において、ダブルピニオ
ン型遊星歯車機構のサンギヤと噛合うピニオンを前記キ
ャリヤに連結すると共に、該ダブルピニオン型遊星歯車
機構のリンクギヤを出力軸に連結し、且つ各回転メンバ
の連結状態を選択・制御する要素として、前記キャリヤ
と入力軸とを前進段で常に連結する第１クラッチと、前
記シングルピニオン型遊星歯車機構のリングギヤとサン
ギヤとの間を第１一方向クラッチを介して連結する第２
クラッチと、前記シングルピニオン型遊星歯車機構のリ
ングギヤを前記第１一方向クラッチを介してケーシング
に固定すると共に、該シングルピニオン型遊星歯車機構
のサンギヤを前記第２クラッチを介してケーシングに固
定する第１ブレーキと、前記ダブルピニオン型遊星歯車
機構のサンギヤをケーシングに固定する第２ブレーキ
と、を備えたことにより上記課題を解決したものであ
る。

【００２１】又、請求項２の記載の発明は、前記両サン
ギヤの間に前記キャリヤを配置したことにより、同じく
上記課題を解決すると共に、併せて隣り合うメンバであ
る両サンギヤの回転数の差が大きいことに起因する不具
合を解消するようにしたものである。

【００２２】又、請求項３に記載の発明は、前記第１ブ
レーキを構成するピストンを２重構造としてそれぞれに
油圧室を形成し、各油圧室へは独立して作動油を給排可
能な構成としたことにより、同じく上記課題を解決する
と共に、第１一方向クラッチを２度使うことに伴って異
なる変速で２度使わざるを得なくなったブレーキ（第１
ブレーキ）が出てくることに鑑み、当該第１ブレーキを
２度の変速に使用する際に新たに発生する不具合を併せ
て解消するようにしたものである。

【００２３】

【作用】本発明（請求項１〜３）においては、未公知先
行発明と同様に入力クラッチを切換えることなく全ての
前進段を達成できる。

【００２４】又、第１速→第２速の変速は、第２ブレー
キのみを新たに係合させることにより達成される。この
場合、シングルピニオン型遊星歯車機構のリングギヤと
サンギヤとの間に配置された第１一方向クラッチが係合
状態から空転状態へと変化し、いわゆるワンウェイクラ
ッチ ツー ブレーキの円滑な変速が実現される。

【００２５】一方、本発明においては、第３速→第４速
の変速は、基本的に第１ブレーキのみが新たに係合され
ることによって実現される。この時、同じ第１一方向ク
ラッチがやはり係合状態から解放状態へと変化し、ここ
でもワンウェイクラッチ ツー ブレーキの円滑な変速
が実現される。

【００２６】この結果、未公知先行発明による構成では
各変速に対して１つずつ設けられていた一方向クラッチ
を同一の機能を持たせたまま確実に１個減らせることに
なり、その分収容スペースの縮少、重量軽減、及びコス
トの低減が図れる。

【００２７】なお、本発明に係る自動変速機の構成は、
相隣り合うメンバである両サンギヤメンバの回転数の差
が大きくなる傾向がある。そのため、両メンバに挟まれ
る形で配置されているスラストベアリングの耐久性が他
のベアリングに対して損なわれ易い。請求項２に記載し
た発明では、両サンギヤの間に前進時の入力メンバであ
るキャリヤを配置するようにしたため、両サンギヤメン
バの相対回転数を低減することができ、ベアリングの耐
久性を向上できる。

【００２８】又、本発明に係る自動変速機にあっては、
一方向クラッチを２度使う関係上、第１ブレーキを第１
速及び第４速で重複して使うようになる。しかしなが
ら、第１速と第４速とでは、該第１ブレーキに要求され
るトルク容量が異なる。そのため、この第１ブレーキを
何等の手当をすることもなしに重複して使うようにする
と、（より大きなトルク容量を必要とする第１速時にも
支障が生じないように受圧面積を大きくする必要がある
ため）特に第３速→第４速の変速において、容量が大き
くなり過ぎ、変速ショックが大きくなるという問題が発
生する。この問題を回避するには、第３速→第４速の変
速時に係合力を小さくするための別途の制御を行わせる
必要が出てくるが、受圧面積が大きいピストンを小さな
油圧で細かく制御するのは現実には非常に困難である。

【００２９】又、本発明に係る自動変速機においては、
第１速→第３速、第４速→第３速等の変速にあっては第
１ブレーキを係合状態から非係合状態へと速やかに移行
させる必要があるが、油圧室が大きいとピストンの戻り
が遅く、変速時間が長くなったりショックが大きくなっ
たりする。

【００３０】請求項３に記載の発明では、第１ブレーキ
を構成するピストンを２重構造としてそれぞれに油圧室
を形成し、この油圧室へは独立して作動油を給排可能と
したため、大きな容量の必要な第１速係合時には２つの
油圧室に同時に作動油を供給すると共に、大きな容量を
必要としない第４速の係合時にはいずれか一方の油圧室
にのみ作動油を給排することにより、この問題を合理的
に解消することができる。

【００３１】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に
説明する。

【００３２】図１〜図３に本発明の第１実施例を示す。

【００３３】この実施例は、第１遊星歯車機構１１１を
シングルピニオン型遊星歯車機構によって構成すると共
に、第２遊星歯車機構１２１をダブルピニオン型遊星歯
車機構によって構成したものである。

【００３４】第１遊星歯車機構１１１は、サンギヤＳ１
１１とリングギヤＲ１１１と、これらに噛合したピニオ
ンギヤＰ１１１を保持したキャリヤＣ１０１とを回転要
素とする。

【００３５】これに対し第２遊星歯車機構１２１は、サ
ンギヤＳ１２１とリングギヤＲ１２１との間に、サンギ
ヤＳ１２１に噛合するショートピニオンギヤＰＳ１２１
と、このショートピニオンギヤＰＳ１２１及びリングギ
ヤＲ１２１に噛合するピニオンギヤＰ１２１とを備え
る。ピニオンギヤＰ１２１が第１遊星歯車機構１１１の
ピニオンギヤＰ１１１と一体化されてロングピニオンと
なっている。更に、第１遊星歯車機構１１１と第２遊星
歯車機構１２１とのキャリヤＣ１０１が共通化されてい
る。又、出力部材であるドライブギヤ１３１が第２遊星
歯車機構１２１におけるリングギヤＲ１２１に一体的に
連結されている。

【００３６】入力軸１４１は、キャリヤＣ１０１と第２
遊星歯車機構１２１のサンギヤＳ１２１とに選択的に連
結される。そのための摩擦係合装置として入力軸１４１
とキャリヤＣ１０１との間に第１クラッチＫ１１１が設
けられている。

【００３７】又、第１遊星歯車機構１１１のサンギヤＳ
１１１とリングギヤＲ１１１との間には、互いに直列に
配置された第２クラッチＫ１１２と第１一方向クラッチ
Ｆ１１１とが配置されている。

【００３８】更に、入力軸１４１とサンギヤＳ１２１と
の間に第３速のエンジンブレーキとリバースレンジを確
保するための第３クラッチＫ１１３が設けられている。

【００３９】一方、ブレーキ手段として、第１遊星歯車
機構１１１のサンギヤＳ１１１とハウジング１５１との
間には、第２クラッチＫ１１２と直列に第１ブレーキＢ
１１１が設けられている。第１ブレーキＢ１１１のクラ
ッチ側のメンバは一方向クラッチＦ１１１を介して第１
遊星歯車機構１１１のリングギヤＲ１１１と連結されて
いる。このリングギヤＲ１１１は第３ブレーキＢ１１３
を介してケーシング１５１と連結されている。

【００４０】又第２遊星歯車機構１２１のサンギヤＳ１
２１とハウジング１５１との間には第２ブレーキＢ１１
２が設けられている。

【００４１】この第２ブレーキＢ１１２と並列に、互い
に直列に配列された第４ブレーキＢ１１４と第２一方向
クラッチＦ１１２とが配置されている。

【００４２】なお、この第２一方向クラッチＦ１１２
は、サンギヤＳ１２１が逆回転しようとする際に係合す
るように設定されている。

【００４３】図１に示す自動変速機の変速特性を示す共
線図は図３のとおりである。又作動表は図２のとおりで
ある。

【００４４】この自動変速機においては、キャリヤＣ１
０１が共通化されていることから回転要素は５つであ
り、従って共線図は５本の縦線で示される。又第１遊星
歯車機構１１１がシングルピニオン型遊星歯車機構であ
り、且つ第２遊星歯車機構１２１がダブルピニオン型の
ものであり、更に第２遊星歯車機構１２１の外周側のピ
ニオンギヤＰ１２１がロングピニオン化されているか
ら、共通のキャリヤＣ１０１を示す線の一方側に、第１
遊星歯車機構１１１のサンギヤＳ１１１を示す線が位置
し、又、他方側に第２遊星歯車機構１２１のリングギヤ
Ｒ１２１を示す線及びサンギヤＳ１２１を示す線、第１
遊星歯車機構１１１のリングギヤＲ１１１を示す線とが
位置することになる。

【００４５】なお、各遊星歯車機構１１１、１２１のギ
ヤ比の関係で第２遊星歯車機構１２１のリングギヤＲ１
２１を示す線が、キャリヤＣ１０１を示す線に隣接して
位置し、出力部材となる。更に、第１遊星歯車機構１１
１のリングギヤＲ１１１を示す線が、出力部材であるリ
ングギヤＲ１２１を示す線に隣接して位置する。前進時
の入力要素であるキャリヤＣ１０１の線上の「１」の長
さの位置と、固定要素を示す線の原点位置とを結んだ直
線が、出力部材（第２遊星歯車機構１２１のリングギヤ
Ｒ１２１）を示す線を横切る位置が出力回転数となるた
め、この回転数の値は入力１回転当りの出力回転数とな
る。

【００４６】ここで、この第１実施例に係る自動変速機
で設定される各変速段について説明する。

【００４７】まず第１速は、第１クラッチＫ１１１と第
１ブレーキＢ１１１を係合させることに伴って第１一方
向クラッチＦ１１１が係合することによって設定され
る。即ちキャリヤ１０１が入力軸１４１と共に回転する
と、第２遊星歯車機構１２１のリングギヤＲ１２１に出
力側の負荷がかかっているために第１遊星歯車機構１１
１のリングギヤＲ１１１が逆回転しようとするが、この
リングギヤＲ１１１に逆回転方向のトルクがかかると第
１一方向クラッチＦ１１１が係合する。その結果リング
ギヤＲ１１１の回転が阻止され（即ちリングギヤＲ１１
１に反力トルクが与えられ）、出力部材である第２遊星
歯車機構１２１のリングギヤＲ１２１が入力軸１４１に
対して大きく減速されて正回転する。

【００４８】この第１速での変速比は第１遊星歯車機構
１１１のギヤ比をρ１２、第２遊星歯車機構１２１のギ
ヤ比をρ２２、第２遊星歯車機構１２１の外周側のピニ
オンギヤとリングギヤの歯数比をγ２２とすれば、 （１−ρ１２）／（１−ρ１２−２・γ２２） …（１） で表わされる。

【００４９】なおこの第１速でエンジンブレーキを効か
せるためには、第１一方向クラッチＦ１１１と並列に設
けられた第３ブレーキＢ１１３を係合させ、第１一方向
クラッチＦ１１１が空転する方向のリングギヤＲ１１１
の回転を阻止する。

【００５０】一方、第２速は、第１クラッチＫ１１１と
第４ブレーキＢ１１４とを係合させることに伴って第２
一方向クラッチＦ１１２が係合すると共に第１一方向ク
ラッチＦ１１１が空転することによって設定される。即
ち、キャリヤＣ１０１が入力軸１４１と共に回転する
と、第２遊星歯車機構１２１のリングギヤＲ１２１に出
力側の負荷がかかってサンギヤＳ１２１が逆転しようと
し、そのために第２一方向クラッチＦ１１２が係合して
サンギヤＳ１２１が固定され（サンギヤＳ１２１に反力
トルクが与えられ）、その結果出力部材であるリングギ
ヤＲ１２１は入力軸１４１の回転を第２遊星歯車機構１
２１で連結した回転数で正回転する。従って、この第２
速の変速比は、 １／（１−ρ２２） …（２） で表わされる。なお、この場合第１一方向クラッチＦ１
１１はそれまでの係合状態から空転状態へと変化し、第
１遊星歯車機構１１１のリングギヤＲ１１１の正回転を
許容する。

【００５１】この第２速は第２一方向クラッチＦ１１２
を係合させて設定する関係上、エンジンブレーキを効か
せる場合には、その第２一方向クラッチＦ１１２が空転
する方向のサンギヤＳ１２１の回転を阻止するために、
第２ブレーキＢ１１２を係合させる。

【００５２】なお、もし、いわゆるクラッチ ツー ク
ラッチ変速を許容するならば、第４ブレーキＢ１１４及
び第２一方向クラッチＦ１１２は必ずしも必要はない。
これらを省略したスケルトンについては、図４、図５を
用いて後述する。図１〜図３の実施例では、第４ブレー
キＢ１１４及び第２一方向クラッチＦ１１２が設けられ
ていることから、第１速から第２速への変速は、この第
４ブレーキＢ１１４を新たに係合させることによって達
成でき、従って変速ショックの少ないワンウェイクラッ
チ ツー ブレーキによるスムーズな変速を行うことが
できる。

【００５３】第３速は、第１クラッチＫ１１１及び第２
クラッチＫ１１２を係合させることに伴って第１一方向
クラッチＦ１１１が再び係合することにより設定され
る。即ち、第２クラッチＫ１１２が係合することで第１
遊星歯車機構１１１のサンギヤＳ１１１が正回転とな
り、第１一方向クラッチＦ１１１が係合し、その結果第
１遊星歯車機構１１１ではキャリヤＣ１０１、サンギヤ
Ｓ１１１、リングギヤＲ１１１が入力軸１４１と共に回
転するため、その全体が一体となって回転する。従って
出力部材であるリングギヤＲ１２１は入力軸１４１と等
速度で正回転し、変速比が「１」の直結段となる。

【００５４】なお、この場合も、第１一方向クラッチＦ
１１１を係合させているため、エンジンブレーキを効か
せる場合には第３クラッチＫ１１３を係合させる。又、
第２一方向クラッチＦ１１２はこれを連結してある第２
遊星歯車機構１２１のサンギヤＳ１２１がこの第３速で
正転するまで空転状態となり、従って第３速において第
４ブレーキＢ１１４を係合させても第４ブレーキＢ１１
４は動力の伝達には関与しない。従って第４ブレーキＢ
１１４は変速のために同期解放が必要なものではないた
め、第２速から第３速への変速は第２クラッチＫ１１２
を新たに係合させるだけで達成できる。

【００５５】第４速は、第１クラッチＫ１１１、第２ク
ラッチＫ１１２、及び第１ブレーキＢ１１１を係合させ
ることによって設定される。即ち、キャリヤＣ１０１は
第１遊星歯車機構１１１と第２遊星歯車機構１２１とで
共通化されているため、キャリヤＣ１０１が入力軸１４
１と共に回転すると、第１遊星歯車機構１１１では第１
ブレーキＢ１１１及び第２クラッチＫ１１２で固定して
いるサンギヤＳ１１１が反力トルクを受け、その結果共
通化されているキャリヤＣ１０１がサンギヤＳ１２１の
周りを正回転し、第２遊星歯車機構１２１のリングギヤ
Ｒ１２１が入力軸１４１に対して増設されて正回転す
る。即ち変速比が「１」より小さいオーバードライブ段
が達成される。この場合の変速比は、 （１−ρ１２）／（１−ρ１２＋２・ρ１２・γ２２） …（３） で表わされる。

【００５６】又この場合、第２遊星歯車機構１２１のサ
ンギヤＳ１２１は、入力軸１４１より速く正回転するた
め、第４ブレーキＢ１１４を係合させておいても、一方
向クラッチＦ１１１、Ｆ１１２が空転するため該第４ブ
レーキＢ１１４は動力の伝達に関与しない。従って第３
速から第４速への変速は第１ブレーキＢ１１１を新たに
係合させるだけで達成でき、円滑な変速が可能である。

【００５７】一方、後進段は、第３クラッチＫ１１３及
び第３ブレーキＢ１１３を係合させることにより設定さ
れる。即ち第２遊星歯車機構１２１のサンギヤＳ１２１
が入力軸１４１と共に回転すると、共通化されているキ
ャリヤＣ１０１に出力側の負荷がかかっている上に、第
１遊星歯車機構１１１のピニオンギヤＰ１１１がロング
ピニオン化されているため、第１遊星歯車機構１１１の
リングギヤＲ１１１が正回転しようとするが、これがブ
レーキＢ１１１で固定されていて反力トルクを受け、そ
の結果第２遊星歯車機構１２１のリングギヤＲ１２１が
逆回転する。この場合の変速比は、 （２・γ２２−ρ２２＋ρ１２・ρ２２）／ （ρ２２−ρ１２・ρ２２−２・ρ２２・γ２２） …（４） で表わされる。

【００５８】上述したように、この自動変速機において
は、第１クラッチＫ１１１を係合させたままで全ての前
進段を設定することができる。従って、前述した特開平
２−２２９９４６号公報で開示されているような従来例
のように、前進段の各変速段間でいわゆる入力クラッチ
（第１クラッチＫ１１１相当のクラッチ）を切換えたり
する必要がない。そのため、変速ショックの増大を防止
することができ、又変速制御が容易になる。

【００５９】更に、上述の説明で明らかなように、この
実施例に係る自動変速機においては、第１一方向クラッ
チＦ１１１を第１速、第２速段間、及び第３速、第４速
段間においてそれぞれ係合、解放の転換を行わせてい
る。即ち、第１一方向クラッチＦ１１１を２度（重複し
て）機能させていることになる。これにより、それぞれ
の変速について一方向クラッチを配置する構成に比べ、
同じ機能を維持しながら少なくとも１個確実に一方向ク
ラッチを減じることができ、その分収容スペースの低
減、重量軽減、及びコストの低減を図ることができる。

【００６０】なお、図４に上述した上記第１実施例の変
形例を示す。

【００６１】この変形例では、上記第１実施例の構成か
ら第４ブレーキＢ１１４、第２一方向クラッチＦ１１２
を更に取り除いたものである。この自動変速機の係合表
は図５に示されるようになる。図５から明らかなよう
に、この自動変速機では、第２速から第３速の変速にあ
たって第２ブレーキＢ１１２を解放すると共に、第２ク
ラッチＫ１１２を係合する操作を行う。この結果、第２
速から第３速の変速に際してはいわゆるクラッチ ツウ
クラッチの変速となるが、第４ブレーキＢ１１４及び
第２一方向クラッチＦ１１２を省略できる分更なる収容
スペースの低減、重量軽減、及びコスト低減を図ること
ができる。

【００６２】次に、図６、図７を用いて本発明の第２実
施例を説明する。

【００６３】この第２実施例は、各回転メンバの実質的
な連結状態は前述の図１に示した構成と全く同一である
が、キャリヤＣ２０１の配置を工夫して回転数差の大き
な両サンギヤＳ２１１、Ｓ２２１が直接隣り合うのを防
止し、もってこの部分に配置するスラストベアリングの
耐久性が低下するのを防止するようにしたものである。

【００６４】図６はそのスケルトンを、図７は具体的な
断面をそれぞれ示している。

【００６５】両図から明らかなように、キャリヤＣ２０
１は、第１遊星歯車機構２１１のサンギヤＳ２１１と第
２遊星歯車機構２２１のサンギヤＳ２２１との間に配置
されている。このため、それぞれの摺動部位における相
対回転差は半減され、安価なスラストベアリングを介在
させるだけで足りるようになる。

【００６６】その他の構成については、前記図１〜図３
に示した第１実施例と基本的に同一であるため、図中で
下２桁が同一の符号を付すに止どめ、重複説明を省略す
る。

【００６７】次に、図８は、図７の第１ブレーキＢ２１
１（図１の場合は第１ブレーキＢ１１１に相当）の付近
を拡大して示したものである。

【００６８】図から明らかなように、第１ブレーキＢ２
１１は、そのピストン２１１a が２重構造とされ、それ
ぞれに油室２１１b 、２１１c を有している。各油室２
１１b 、２１１c へは独立して作動油が給排可能とされ
ている。

【００６９】第１ブレーキＢ２１１は、このような構成
とされていることにより、例えば第１速から第２速への
変速時においてこれが係合させられる時には、油室２１
１b、２１１c の双方に同時に作動油が供給される。こ
の結果、ピストン２１１a は小さなタイムラグでしかも
大きなトルクで摩擦板２１１d を押し付けることができ
るようになり、確実な固定作用が得られる。

【００７０】一方、例えば第３速から第４速への変速時
に係合される時には、油室２１１b又は２１１c のいず
れか一方にのみ油圧が供給される。この結果、当該いず
れか一方への油室に作動油を供給する速度自体は全く変
更しなくても、ピストン２１２a は第１速の係合時に比
べ受圧面積が減少した分のトルクのみで摩擦板２１１d
を押し付けることになる。この結果、第３速から第４速
への変速に必要且つ十分なトルクで摩擦板２１１d を押
し付けることができるようになる。

【００７１】この第１ブレーキＢ２１１の構成は、ピス
トン２１１a の形状がシンプルで且つ軸方向寸法を大き
くとる必要がなく、部品点数もシール材２１１e を１個
追加するだけの増加で足りるため、コストアップをほと
んど伴わないものである。又、油路構成のために特別な
スペース増を要求することはなく、第４速時には１つの
油室のみへの圧力供給で足るため、効率が良く又燃費も
良いという効果も得られる。

【００７２】このような構成をとることにより、第１一
方向クラッチＦ２１１（Ｆ１１１）を２回使用すること
によって２回使用せざるを得なくなった第１ブレーキＢ
２１１（Ｂ１１１）の容量に関する問題を合理的に解消
することができるようになる。

【００７３】なお、このキャリヤＣ２０１を両サンギヤ
Ｓ２１１、Ｓ２２１の間に配置するギヤトレインにおい
ても、先の実施例と全く同様に第４ブレーキＢ２１４及
び第２一方向クラッチＦ２１２については、図９に示す
ように、これを省略することができる。この作用効果に
ついては既に説明済みであるため、図のみを示すに止ど
め、重複説明を省略する。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
２組の遊星歯車機構のみを用いて前進４段を達成すると
共に、前進段の各変速において入力軸の切換えを行う必
要がなく、しかも一方向クラッチを２つの変速で兼用し
て用いることにより、少なくとも１個省略することがで
き、その分の収容スペースの低減、重量軽減、コスト低
減を図ることができるようになるという優れた効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両用自動変速機の第１実施例を
示すスケルトン図

【図２】図１の自動変速機の各摩擦係合要素の係合状態
を示す線図

【図３】同じく上記自動変速機の各回転メンバの共線図

【図４】上記第１実施例の変形例を示すスケルトン図

【図５】上記変形例の各摩擦係合要素の係合状態を示す
線図

【図６】本発明に係る自動変速機の第２実施例を示すス
ケルトン図

【図７】上記第２実施例に係る自動変速機の具体的な構
成を示した断面図

【図８】図７のブレーキＢ２１１付近を拡大して示した
拡大断面図

【図９】上記第２実施例の自動変速機の変形例を示すス
ケルトン図

【図１０】従来の自動変速機の構成例を示すスケルトン
図

【図１１】上記従来例の各摩擦係合要素の係合状態を示
す線図

【図１２】未公知先行技術に相当する自動変速機の構成
を示すスケルトン図

【図１３】上記自動変速機の各摩擦係合要素の係合状態
を示す線図

【図１４】上記自動変速機の各回転メンバの共線図

【符号の説明】

１１１、２１１…第１遊星歯車機構 １２１、２２１…第２遊星歯車機構 Ｓ１１１、Ｓ１２１、Ｓ２１１、Ｓ２２１…サンギヤ Ｒ１１１、Ｒ１２１、Ｒ２１１、Ｒ２２１…リングギヤ Ｃ１０１、Ｃ２０１…キャリヤ Ｐ１１１、Ｐ２１１…ピニオンギヤ ＰＳ１２１、ＰＳ２２１…ショートピニオンギヤ Ｐ１２１、Ｐ２２１…ピニオンギヤ １４１、２４１…入力軸 １３１、２３１…出力部材 Ｋ１１１、Ｋ２１１…第１クラッチ Ｋ１１２、Ｋ２１２…第２クラッチ Ｆ１１１、Ｆ２１１…第１一方向クラッチ Ｂ１１１、Ｂ２１１…第１ブレーキ Ｂ１１２、Ｂ２１２…第２ブレーキ ２１１a …ピストン ２１１b 、２１１c …油室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−229946（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−4867（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−141257（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−176835（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−96744（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−88851（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 3/44 - 3/78

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サンギヤと、該サンギヤに対して同心円上
   に配置されたリングギヤと、これらのギヤの間に配置さ
   れた少なくとも１つのピニオンギヤと、該ピニオンギヤ
   を保持するキャリヤと、を回転要素とする２組の遊星歯
   車機構を備え、前記各キャリヤが互いに一体となって回
   転するように連結されると共に、前記２組の遊星歯車機
   構のうち、一方の遊星歯車機構をシングルピニオン型遊
   星歯車機構、他方の遊星歯車機構をダブルピニオン型遊
   星歯車機構により構成し、シングルピニオン型遊星歯車
   機構における少なくとも１つのピニオンギヤとダブルピ
   ニオン型遊星歯車機構における少なくとも１つのリング
   ギヤと噛合うピニオンギヤとが一体化されてロングピニ
   オンを形成している車両用自動変速機において、 ダブルピニオン型遊星歯車機構のサンギヤと噛合うピニ
   オンを前記キャリヤに連結すると共に、該ダブルピニオ
   ン型遊星歯車機構のリンクギヤを出力軸に連結し、且つ
   各回転メンバの連結状態を選択・制御する要素として、 前記キャリヤと入力軸とを前進段で常に連結する第１ク
   ラッチと、 前記シングルピニオン型遊星歯車機構のリングギヤとサ
   ンギヤとの間を第１一方向クラッチを介して連結する第
   ２クラッチと、 前記シングルピニオン型遊星歯車機構のリングギヤを前
   記第１一方向クラッチを介してケーシングに固定すると
   共に、該シングルピニオン型遊星歯車機構のサンギヤを
   前記第２クラッチを介してケーシングに固定する第１ブ
   レーキと、 前記ダブルピニオン型遊星歯車機構のサンギヤをケーシ
   ングに固定する第２ブレーキと、 を備えたことを特徴とする車両用自動変速機。
2. 【請求項２】請求項１において、前記両サンギヤの間に
   前記キャリヤを配置したことを特徴とする車両用自動変
   速機。
3. 【請求項３】請求項１又は２のいずれかにおいて、前記
   第１ブレーキを構成するピストンを２重構造としてそれ
   ぞれに油圧室を形成し、各油圧室へは独立して作動油を
   給排可能な構成としたことを特徴とする車両用自動変速
   機。