JP3385374B2 - 自動変速機 - Google Patents

自動変速機

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラネタリギヤユ
ニットを有する自動変速機に係り、特にF・F(フロン
トエンジン・フロントドライブ)用自動車に搭載して好
適なコンパクトな自動変速機に係り、詳しくは各変速段
のギヤ比間のステップを改良したプラネタリギヤユニッ
トの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、本出願人は、例えば特開昭62−
93545号公報及び特開平7−192197号公報に
示すように、シンプルプラネタリギヤ及びダブルピニオ
ンプラネタリギヤを組合せたプラネタリギヤユニットを
有する自動変速機を案出している。該自動変速機のプラ
ネタリギヤユニット1は、図6及び図8に示すように、
サンギヤS及びキャリヤCRがシンプルプラネタリギヤ
2及びダブルピニオンプラネタリギヤ3に共通に構成さ
れていると共に、該サンギヤSに噛合する第1のピニオ
ンP1 も両ギヤ2,3に共通するロングピニオンからな
る。そして、エンジンからトルクコンバータ5又はロッ
クアップクラッチ6を介して動力伝達される入力軸7
は、フォワード(第1の)クラッチC1を介してシンプ
ルプラネタリギヤ2のリングギヤR1に連結していると
共に、ダイレクト(第2の)クラッチC2を介してサン
ギヤSに連結しており、また該ギヤユニットの出力部を
構成するカウンタドライブギヤ9はキャリヤCRに連結
している。そして、サンギヤSは、第1のブレーキB1
に係止されると共に、第2のブレーキB2及び第1のワ
ンウェイクラッチF1を介して正駆動(エンジン→車
輪)・正回転方向に対して係止される。また、ダブルピ
ニオンプラネタリギヤ3のリングギヤR2は、第3のブ
レーキB3に係止されると共に、第2のワンウェイクラ
ッチF2により正駆動・正回転方向に対して係止され
る。
【0003】上述したプラネタリギヤユニット1からな
る主変速機構10′は、図7の作動表に示すように、そ
れ自体で前進3速及び後進1速が得られる。即ち、1速
(1ST)状態では、フォワードクラッチC1が接続
し、かつ第2のワンウェイクラッチF2が作動してダブ
ルピニオンプラネタリギヤ3のリングギヤR2が停止状
態に保持される。この状態では、入力軸7の回転は、フ
ォワードクラッチC1を介してシンプルプラネタリギヤ
2のリングギヤR1に伝達され、かつダブルピニオンプ
ラネタリギヤのリンクギヤR2は停止状態にあるので、
サンギヤSを逆方向に空転させながら共通キャリヤCR
が正方向に大幅減速回転され、そして該減速回転がカウ
ンタドライブギヤ9から出力される。
【0004】2速(2ND)状態では、フォワードクラ
ッチC1に加えて、第2のブレーキB2が作動し、更に
第2のワンウェイクラッチF2から第1のワンウェイク
ラッチF1に作動が切換わる。この状態では、共通サン
ギヤSが第2のブレーキB2及び第1のワンウェイクラ
ッチF1により停止され、従って入力軸7からフォワー
ドクラッチC1を介して伝達されたシンプルプラネタリ
ギヤのリングギヤR1の回転は、ダブルピニオンプラネ
タリギヤのリングギヤR2を正方向に空転させながらキ
ャリヤCRを正方向に減速回転して、該減速回転がカウ
ンタギヤ9から出力される。
【0005】3速(3RD)状態では、フォワードクラ
ッチC1の外、ダイレクトクラッチC2も係合する。こ
の状態では、入力軸7の回転がシンプルプラネタリギヤ
のリングギヤR1と共に共通サンギヤSに伝達され、シ
ングル及びダブルピニオンプラネタリギヤ2,3からな
るギヤユニット1が一体に回転して、直結回転がカウン
タドライブギヤ9に伝達される。
【0006】後進(REV)状態では、ダイレクトクラ
ッチC2及び第3のブレーキB3が係合する。この状態
では、入力軸7の回転はダイレクトクラッチC2を介し
てサンギヤSに伝達され、かつ第3のブレーキB3によ
りダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤR2が停
止状態にあるので、シンプルプラネタリギヤのリングギ
ヤR1を逆転方向に空転させながらキャリヤCRも逆転
し、該逆転がカウンタギヤ9から出力される。
【0007】なお、エンジンブレーキを作動するには、
図7において三角印が作動状態となる。即ち、1速にあ
っては、第3のブレーキB3が係合して、第2のワンウ
ェイクラッチF2では空転してしまうダブルピニオンプ
ラネタリギヤのリングギヤR2を停止状態に保持し、ま
た2速にあっては、第1のブレーキB1が係合して、第
1のワンウェイクラッチF1では空転してしまう共通サ
ンギヤSを停止状態に保持する。
【0008】なお、上記各変速段のギヤ比λは、各ギヤ
の歯数をZに各ギヤを添字で示すと、1速(λ1 )は、
1+(ZR2/ZR1)、2速(λ2 )は、1+(ZS /Z
R1)、3速(λ3 )は、1、後進(λR )は、1−(Z
R2/ZS )となる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記プラネタリギヤユ
ニット1を有する自動変速変速機構10´は、前進時、
サンギヤSに比較して大きい径からなるリングギヤR1
に入力軸7からのトルクが伝達される関係上、例えばラ
ビニオタイプのギヤユニットのようにサンギヤに入力さ
れるものに比し、噛合部での接線力が小さくなって、噛
合部の面圧及び曲げ応力が小さくなる。従って、該自動
変速機は、歯幅を広くしなくとも充分な耐久性を得るこ
とができると共に、サンギヤ同士及びキャリヤ同士が一
体に連結されているので、2つのプラネタリギヤ間で余
分な動力伝達部材を必要とせず、その結果、軸方向寸法
を短くすることができ、コンパクトに構成することがで
きる。
【0010】一方、上記プラネタリギヤユニット1は、
2速(2ND)のギヤ比λ2 がシンプルプラネタリギヤ
2のサンギヤSとリングギヤR1の歯数で定まり、λ2
=1+(ZS /ZR1)となる。従って、該2速ギヤ比λ
2 を小さくしようとすると、サンギヤSの歯数、即ちサ
ンギヤ径を小さくするか、もしくはリングギヤR1の歯
数、即ちリングギヤ径を大きくする必要があるが、サン
ギヤ径は、その内径側に入力軸が貫通・配置される関係
上、小さくすることができず、リングギヤR1の径を大
きくすると、径方向寸法が大きくなって自動変速機のコ
ンパクト性を損ねてしまう。よって、上記従来の技術に
あっては、プラネタリギヤユニットをコンパクトな構成
にするため、2速のギヤ比は、比較的大きなものになっ
ている。
【0011】また、3速(3RD)は、プラネタリギヤ
ユニットが一体に回転するため、ギヤ比λ3 は、1.0
であり、変更設定することはできないので、上記のよう
に2速のギヤ比λ2 が比較的大きいと、2速と3速のギ
ヤ比λ3 のステップ(λ2 /λ3 )は大きくなり、変速
段が高い側でギヤ比のステップが大きいと、高速走行時
に、変速が頻繁に生じる、いわゆる、ビジーシフトが発
生する場合がある。
【0012】即ち、3速で高速走行中に緩い登り坂とな
り、3速では駆動力が不足している場合には、車速が低
下してしまうので、高速走行を維持するために2速にシ
フトダウンを行う必要性が生じる。このような場合に、
従来技術のようにギヤ比にステップが大きいと、駆動力
が小さな状態から車輌の所定の高速走行を得るために必
要な駆動力よりも大きな必要以上の駆動力の状態となる
場合があり、この場合、速やかに車輌が所定の高速走行
状態が達成されて、3速へシフトアップする。しかし、
3速では上述のように駆動力が不足しているので、所定
の高速走行を維持するためには再び2速へシフトダウン
する必要が生じてしまう。このような動作が繰り返され
て、ビジーシフトが発生する。
【0013】これに対して、ギヤ比のステップが小さか
った場合には、2速へダウンシフトされても駆動力は上
記従来の技術のようには大きくならないので、所定の高
速走行を維持できる程度の駆動力を得ることも可能とな
り、上述のビジーシフトを防止し、スムーズな車輌の走
行を得ることができる。
【0014】そこで、本発明の第1の目的は、コンパク
ト性を維持しつつ、高速段側でのギヤ比ステップを小さ
くすることを可能とし、高速走行時におけるビジーシフ
トを防止し、スムーズな車輌の走行を得ることができる
自動変速機を提供することにある。
【0015】本発明の第2の目的は、上記高速段側での
ギヤ比ステップを小さくしても、第1の変速段と後進段
とのギヤ比の関係が損なわれることのない自動変速機を
提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みなされたものであって、エンジンからの動力が伝達さ
れる入力部材(7)と、車輪へ動力を伝達する出力部材
(9)と、プラネタリギヤユニット(1)を有し、前記
入力部材(7)からの回転を、前記プラネタリギヤユニ
ット(1)の異なる伝達経路を介して前記出力部材
(9)に出力する自動変速機構(10)と、を備えてな
る自動変速機において、前記プラネタリギヤユニット
(1)は、第1のリングギヤ(R1)と、該第1のリン
グギヤに噛合する第1のピニオン(P1)と、該第1の
ピニオンと一体的に回転するように連結する第2のピニ
オン(P2)と、該第2のピニオンに噛合する第3のピ
ニオン(P3)と、該第3のピニオンに噛合する第2の
リングギヤ(R2)と、前記第2のピニオン(P2)に
噛合する第1のサンギヤ(S2)と、前記第1、第2及
び第3のピニオを支持すると共に前記出力部材(9)
に連結するキャリヤ(CR)と、を有し、前記第1のピ
ニオン(P1)を前記第2のピニオン(P2)に対して
小径に構成し、前記入力部材(7)の回転を前記第1の
リングギヤ(R1)に伝達すると共に前記第2のリング
ギヤ(R2)を係止することにより第1の変速段を達成
し、前記入力部材(7)の回転を前記第1のリングギヤ
(R1)に伝達すると共に前記第1のサンギヤ(S2)
を係止することにより第2の変速段を達成し、前記プラ
ネタリギヤユニット(1)を前記入力部材と一体に回転
して第3の変速段を達成してなる、自動変速機にある。
【0017】更に望ましくは、前記プラネタリギヤユニ
ット(1)は、前記第1のピニオン(P1)に噛合する
と共に前記第1のサンギヤ(S2)と相対回転可能な第
2のサンギヤ(S1)を有し、前記入力部材(7)の回
転を前記第2のサンギヤ(S1)に伝達すると共に、前
記第2のリングギヤ(R2)を係止して後進段を達成し
てなる。
【0018】また、前記自動変速機構(10)は、前記
入力部材(7)と前記第1のリングギヤ(R1)との間
に介在する第1のクラッチ(C1)と、前記入力部材
(7)と前記第2のサンギヤ(S1)との間に介在する
第2のクラッチ(C2)と、前記第1のサンギヤ(S
2)を適宜係止し得る第1の係止手段(B1,B2,F
1)と、前記第2のリングギヤ(R2)を適宜係止し得
る第2の係止手段(B3,F2)と、を有してなる。
【0019】更に、前進3速段からなる副自動変速機構
(40)を備え、該副変速機構は、前記自動変速機構
(10)と組合せされて全体で前進5速・後進1速を達
成してなる。
【0020】
【作用】上記構成に基づき、前進時、入力部材(7)か
らのトルクは、第1のリングギヤ(R1)に伝達されて
プラネタリギヤユニット(1)に入力され、該プラネタ
リギヤユニットの伝達経路が適宜変更されて変速され、
そしてキャリヤ(CR)から出力部材(9)に出力され
る。
【0021】第2の変速段にあっては、第1のピニオン
(P1)が第2のピニオン(P2)より小径に構成され
ていると共に、これら第1及び第2のピニオンが一体に
連結されているため、該第2の変速段のギヤ比(λ2
は、各ギヤの歯数をZ…で示すと、1+(ZS2/ZR1
×(ZP1/ZP2)になり、かつ(ZP1/ZP2)は1.0
以下であるので、第1のリングギヤ(R1)の径をそれ
ほど大きくしなくとも(ZR1を大きくしなくても)、ギ
ヤ比を小さくすることができる。
【0022】そして、第3の変速段は、プラネタリギヤ
ユニット(1)が一体回転するため、1.0であり、上
記第2の変速段のギヤ比が小さくなった分、第2の変速
段と第3の変速段との間のギヤ比ステップは小さくな
る。
【0023】第1の変速段のギヤ比(λ1 )は、1+
(ZR2/ZR1)×(ZP1/ZP2)となり、これは従来の
技術のものに比し、1.0以下である(ZP1/ZP2)を
掛ける分だけ小さくなる。また、後進段のギヤ比(λ
R )は、1−(ZR2/ZS1)×(ZP1/ZP2)となり、
同様に1.0以下である(ZP1/ZP2)を掛ける分だけ
小さくなる(絶対値)。また、第2のサンギヤS1は第
1のピニオン(P1)の小径化により大きくなる(ZS1
が大きくなる)ので、(ZR2/ZS1)は小さくなり、更
に後進段のギヤ比(λR )を小さくする側に作用する。
【0024】これにより、一般に、前進の最低変速段と
後進段のギヤ比の差が大きくない方が、操縦性の面から
望ましいが、上述したように高速段でのギヤ比ステップ
を小さくすることに起因して前進最低変速段である第1
の変速段のギヤ比も小さくなるが、後進段のギヤ比もそ
れに応じて小さな値(絶対値)となる。
【0025】更に、高速段側でギヤ比ステップを小さく
することは、ギヤ比幅が小さくなるが、前進3速の副変
速機構(40)を組合せて前進5速段とすることによ
り、全体でギヤ比幅をワイドに構成し得、自動変速機全
体で低速段から高速段に亘りギヤ比ステップが良好とな
る。
【0026】なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照
するためのものであるが、本発明の構成を何等限定する
ものではない。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、キャリヤを出力部
材に連結し、かつ前進時入力部材からのトルクが第1の
リングギヤに入力されるので、従来の技術で示したもの
と同様にコンパクトに構成できるものでありながら、第
1のピニオンを第2のピニオンより小径に構成して第2
の変速段のギヤ比を小さくしたので、高速側の変速段で
のギヤ比ステップを小さくして、高速走行時におけるビ
ジーシフトを防止してスムーズな車輌の走行を得ること
ができる。
【0028】また、上記第2の変速段のギヤ比を小さく
することに起因して第1の変速段のギヤ比も小さくなる
にも拘らず、第1及び第2のサンギヤを相対回転可能に
分離すると共に、後進段において第2のサンギヤに入力
部材からのトルクを入力するので、後進段のギヤ比も小
さい値とすることができ、第1の変速段と後進段とのギ
ヤ比の関係を損なうことがなく、操縦性を悪化させるこ
とはない。
【0029】更に、自動変速機構に、前進3速からなる
副変速機構を組合せて全体で前進5速・後進1速を達成
すると、前述した高速段側でのギヤ比ステップを小さく
することにより、ギヤ比幅が小さくなり過ぎることを補
い、全体のギヤ比ステップを良好にすることができる。
【0030】
【発明の実施の形態】図1及び図2は、本発明の実施例
に係る主自動変速機構10を示す図で、図1はスケルト
ン図、図2は断面図である。主自動変速機構10は、エ
ンジン出力軸に整列して配置される第1軸に配置されて
おり、ロックアップクラッチ6を有するトルクコンバー
タ5を介してエンジン動力が伝達される入力軸7を有し
ている。該第1軸には、トルクコンバータに隣接するオ
イルポンプ11から軸方向後端に向かって、ブレーキ部
12、出力部13、プラネタリギヤユニット部1そして
クラッチ部16が順に配置されており、かつ一体に結合
されているアクスルケース17及びリヤカバー19に覆
われている。
【0031】プラネタリギヤユニット部1はシンプルプ
ラネタリギヤ2とダブルピニオンプラネタリギヤ3から
なり、シンプルプラネタリギヤ2は(第2の)サンギヤ
S1、(第1の)リングギヤR1、及びこれらギヤに噛
合する第1のピニオンP1を支持したキャリヤCRから
なり、またダブルピニオンプラネタリギヤ3は(第1
の)サンギヤS2、(第2の)リングギヤR2、並びに
サンギヤS1に噛合する第2のピニオンP2及びリング
ギヤR2に噛合する第3のピニオンP3を互に噛合する
ように支持するキャリヤCRからなる。そして、シンプ
ルプラネタリギヤのサンギヤS1及びダブルピニオンプ
ラネタリギヤのサンギヤS2は、それぞれ入力軸7に回
転自在に支持された第1及び第2の中空軸20,21に
回転自在に支持されており、かつこれら両中空軸の間に
はスラストベアリング22が介在して両軸の相対回転を
許容している。また、キャリヤCRは、前記両プラネタ
リギヤ2,3に共通しており、それぞれサンギヤS1,
S2に噛合する前記第1のピニオンP1及び第2のピニ
オンP2は一体に回転するように連結されていると共
に、第1のピニオンP1が第2のピニオンP2に比して
小径即ち歯数ZP1が少く構成されている。従って、第1
のピニオンP1に噛合するシンプルプラネタリギヤのサ
ンギヤS1は、第2のピニオンP2に噛合するダブルピ
ニオンプラネタリギヤのサンギヤS2に比して大径即ち
(Zs1>Zs2)に構成されている。
【0032】また、ブレーキ部12は、内径側から外径
方向に向って順次第1のワンウェイクラッチF1、第1
のブレーキB1そして第2のブレーキB2が配設されて
おり、更に各ブレーキに隣接する位置にはオイルポンプ
11のケースに一体に連結されたケース17aに形成さ
れた油圧サーボ25,26が径方向に並設されている。
なお、第1のブレーキB1は第2の中空軸21先端のフ
ランジ部21aとポンプケース17aから延びている鍔
部との間に介在されおり、また第2のブレーキB2は第
1のワンウェイクラッチF1のアウターレースから延び
ているフランジ部27とポンプケース17aからの鍔部
との間に介在し、かつ第1のワンウェイクラッチF1は
第2の中空軸21と第2のブレーキB2との間に配置さ
れている。
【0033】一方、出力部13はアクスルケース17に
形成された隔壁17bにベアリング29にて支持されて
いるカウンタドライブギヤ9を有しており、該ギヤ9は
スプラインを介してキャリヤCRに連結している。更
に、ベアリング29のアウターレース部分は隔壁17b
に回転不能に固定されていると共に軸方向に延びてお
り、該延長部分とダブルピニオンプラネタリギヤのリン
グギヤR2と一体に連結されている連結部との間に第2
のワンウェイクラッチF2が介在している。また、該リ
ングギヤR2外周とアクスルケース17との間には第3
のブレーキB3が介在しており、かつ隔壁17bの一側
壁面部に油圧サーボ30が配設され、該油圧サーボ30
のピストンはくし歯状に軸方向に延びて、第3のブレー
キB3を制御すると共にそのくし歯部分に戻りスプリン
グ31が配設される。
【0034】そして、クラッチ部16はフォワードクラ
ッチC1及びダイレクトクラッチC2を備えており、か
つ主自動変速機構10先端に位置して一体ケースを構成
するトランスアクスルリヤカバー19部分に収納されて
いる。また、入力軸7の先端部にはカバー19に形成さ
れたボス部19aに被嵌してフランジ部7aが一体に連
結されており、該フランジ部7aには可動部材32が嵌
合されており、更に該可動部材32にはピストン部材3
3が嵌合している。また、可動部材31は、その内径部
分にてフランジ部7aとの間で油室35を構成すると共
に、その外径部がフランジ部7aと相対回転のみを阻止
するように連結されかつフォワードクラッチC1と僅少
間隔をあけて対接しており、フォワードクラッチ用の油
圧サーボを構成している。一方、ピストン部33は、可
動部材32との間にて油室36を構成すると共に反対面
にてダイレクトクラッチC2と対接しており、ダイレク
トクラッチ用の油圧サーボを構成している。更に、該ピ
ストン部材33と入力軸7に固着されたリング37との
間にはスプリング39が縮設されており、該スプリング
39は両油圧サーボのピストン部材32,33に共通す
る戻しスプリングを構成している。また、フォワードク
ラッチC1はフランジ部7a外側内周とシンプルプラネ
タリギヤのリングギヤR1外周との間に介在しており、
またダイレクトクラッチC2は可動部材32の内周と第
1の中空軸20先端に連結されたフランジ部20aとの
間に介在している。
【0035】そして、前記自動主変速機構10は、図3
に示す作動表に示す通り作動する。
【0036】即ち、1速(1ST)状態では、フォワー
ドクラッチC1が接続し、かつ第2ワンウェイクラッチ
F2が作動してダブルピニオンプラネタリギヤのリング
ギヤR2が停止状態に保持される。この状態では、入力
軸7の回転は、フォワードクラッチC1を介してシンプ
ルプラネタリギヤのリングギヤR1に伝達され、かつダ
ブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤR2は停止状
態にあるので、両サンギヤS1,S2を逆方向に空転さ
せながらキャリヤCRが正方向に大幅減速回転され、該
減速回転が、カウンタドライブギヤ9から取出される。
該1速状態でのギヤ比λ1 は、各ギヤの歯数をZ…で示
すと、1+(ZR2/ZR1)×(ZP1/ZP2)となり、具
体的には2.07になる。。
【0037】2速(2ND)状態では、フォワードクラ
ッチC1に加えて、第2のブレーキB2が作動し、更に
第2のワンウェイクラッチF2から第1のワンウェイク
ラッチF1に作動が切換わる。この状態では、ダブルピ
ニオンプラネタリギヤのサンギヤS2が第2のブレーキ
B2及び第1のワンウェイクラッチF1により停止さ
れ、従って入力軸7からフォワードクラッチC1を介し
て伝達されたシンプルプラネタリギヤのリングギヤR1
の回転は、ダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤ
R2及びシンプルプラネタリギヤ2のサンギヤS1を正
方向に空転させながらキャリヤCRを正方向に減速回転
し、該減速回転が、カウンタギヤ9から取出される。該
2速状態でのギヤ比λ2 は、1+(ZS2/ZR1)×(Z
P1/ZP2)となり、具体的には、1.30となる。この
際、第1のピニオンP1は、第2のピニオンP2より小
径(ZP1<ZP2)となっていると共に両ピニオンは一体
に回転するため、従来の技術の2速ギヤ比に対して、
(ZP1/ZP2)の項が付加され、かつ該(ZP1/ZP2
は必ず1.0以下になるため、シンプルプラネタリギヤ
のリングギヤR1の径(歯数ZR1)を大きくしなくて
も、ギヤ比λ2 を小さく設定することができる。
【0038】3速(3RD)状態では、フォワードクラ
ッチC1の外、ダイレクトクラッチC2も係合する。こ
の状態では、入力軸7の回転がシンプルプラネタリギヤ
のリングギヤR1と共にサンギヤS1に伝達され、シン
グル及びダブルピニオンプラネタリギヤ2,3からなる
ギヤユニット1が一体に回転して、直結回転がカウンタ
ドライブギヤ9に伝達される。該3速状態でのギヤ比λ
3 は、直結回転であるため1となるが、前記2速段のギ
ヤ比λ2 が小さくなっているため、それに対応して2速
及び3速段の間のギヤ比ステップは小さくなる。具体的
には1.3となり、従来の技術によるステップ1.4に
比して小さくなっている。これにより、シンプルプラネ
タリギヤ2の大径化を最小限に留めながら、高速段側で
のギヤ比ステップを小さくできる。
【0039】後進(REV)状態では、ダイレクトクラ
ッチC2及び第3のブレーキB3が係合する。この状態
では、入力軸7の回転はダイレクトクラッチC2を介し
てシンプルプラネタリギヤのサンギヤS1に伝達され、
かつ第3のブレーキB3によりダブルピニオンプラネタ
リギヤのリングギヤR2が停止状態にあるので、シンプ
ルプラネタリギヤのリングギヤR1を逆転方向、ダブル
ピニオンプラネタリギヤのサンギヤS2を正方向に空転
させながらキャリヤCRも逆転し、該逆転が、カウンタ
ギヤ9から取出される。該後進状態でのギヤ比λR は、
1−(ZR2/ZS1)×(ZP1/ZP2)となり、具体的に
は1.41となる。
【0040】一般に、前進最低速段である1速段と後進
段とのギヤ比の関係は、操縦性の面から、後進ギヤ比が
1速ギヤ比と同等か又はそれ以下であることが望ましい
(後進ギヤ比が負となるため、絶対値で比較する)。と
ころで、前記1速ギヤ比λ1は、1+(ZR2/ZR1)×
(ZP1/ZP2)となって、1.0より小さい(ZP1/Z
P2)の項が掛けられている関係上、従来の技術に示した
ものよりその分小さくなる。このため、従来の技術と同
様に、後進時にダブルピニオンプラネタリギヤのサンギ
ヤS2に回転を入力すると、ギヤ比は、1−(ZR2/Z
S2)となり、1速ギヤ比が(ZP1/ZP2)分だけ小さく
なっているため、前述した1速及び後進ギヤ比の関係が
崩れてしまう。
【0041】そこで、両プラネタリギヤ2,3のサンギ
ヤS1,S2を分離して、後進時のシンプルプラネタリ
ギヤのサンギヤS1に入力することにより、該後進段に
おいても、前述したように1.0より小さい(ZP1/Z
P2)が掛けられることにより、後進段のギヤ比λR も、
1速段ギヤ比と同様に小さく(絶対値)することができ
る。また、シンプルプラネタリギヤのサンギヤS1は、
第1のピニオンP1を小径化することにより大きくする
ことができるので、(ZR2/ZS1)は小さくなり、更に
後進段ギヤ比を小さくする側に作用する。
【0042】なお、エンジンブレーキを作動するには、
図3において三角印が作動状態となる。即ち、1速にあ
っては、第3のブレーキB3が係合して、第2のワンウ
ェイクラッチF2では空転してしまうダブルピニオンプ
ラネタリギヤのリングギヤR2を停止状態に保持し、ま
た2速にあっては、第1のブレーキB1が係合して、第
1のワンウェイクラッチF1では空転してしまうダブル
ピニオンプラネタリギヤのサンギヤS2を停止状態に保
持する。
【0043】ついで、図4に沿って、上記本発明に係る
主自動変速機構10に、3速副変速機構40を組合せて
5速自動変速機Uとした実施例について説明する。
【0044】副変速機構40は前記入力軸7からなる第
1軸に平行に配置された第2軸(U/D軸)43に配設
されており、これら第1軸及び第2軸は、ディファレン
シャル軸(左右車軸)45l ,45rからなる第3軸と
合せて、側面視3角状に構成されている。そして、該副
変速機構40は、第1及び第2のシンプルプラネタリギ
ヤ41,42を有しており、第1のシンプルプラネタリ
ギヤのキャリヤCR3と第2のシンプルプラネタリギヤ
のリングギヤR4が一体に連結すると共に、サンギヤS
3,S4同士が一体に連結して、シンプソンタイプのギ
ヤ列を構成している。更に、第1のシンプルプラネタリ
ギヤのリングギヤR3がカウンタドリブンギヤ46に連
結して入力部を構成し、また第1のシングルプラネタリ
ギヤのキャリヤCR3及び第2のシンプルプラネタリギ
ヤのリングギヤR4が出力部となる減速ギヤ47に連結
している。更に、第1のシングルプラネタリギヤのリン
グギヤR3と一体サンギヤS3,S4との間にUDダイ
レクトクラッチC3が介在し、また一体サンギヤS3
(S4)が第4のブレーキB4にて適宜係止し得、かつ
第2のシングルプラネタリギヤのキャリヤCR4が第5
のブレーキB5にて適宜係止し得る。これにより、該副
変速機構5は、前進3速の変速段を得られる。
【0045】また、第3軸を構成するディファレンシャ
ル装置50は、デフケース51を有しており、該ケース
51には前記減速ギヤ47と噛合するギヤ52が固定さ
れている。更に、デフケース51の内部にはデフギヤ5
3及び左右サイドギヤ55,56が互に噛合してかつ回
転自在に支持されており、左右サイドギヤから左右車軸
45l ,45rが延設されている。これにより、ギヤ5
2からの回転が、負荷トルクに対応して分岐され、左右
車軸45l ,45rを介して左右の前輪に伝達される。
【0046】ついで、本5速自動変速機Uの作動を、図
5に示す作動表に沿って説明する。
【0047】1速(1ST)状態では、フォワードクラ
ッチC1,第2のワンウェイクラッチF2及び第5のブ
レーキB5が係合する。これにより、主変速機構10
は、1速となり、該減速回転がカウンタギヤ9,46を
介して副変速機構40における第1のプラネタリギヤの
リングギヤR3に伝達される。該副変速機構40は、第
5のブレーキB5により第2のシンプルプラネタリギヤ
のキャリヤCR4が停止され、1速状態にあり、前記主
変速機構10の減速回転は、該副変速機構40により更
に減速されて、そしてギヤ47,52及びディファレン
シャル装置50を介して車軸45l ,45rに伝達され
る。
【0048】2速(2ND)状態では、フォワードクラ
ッチC1の外、第2のブレーキB2が係合すると共に、
第2のワンウェイクラッチF2から第1のワンウェイク
ラッチF1に滑らかに切換わり、主変速機構10は前記
と同様な2速状態となる。また、副変速機構40は、第
5のブレーキB5の係合により1速状態にあり、この2
速状態と1速状態が組合さって、自動変速機5全体で2
速が得られる。
【0049】3速(3RD)状態では、主変速機構10
は、フォワードクラッチC1、第2のブレーキB2及び
第1のワンウェイクラッチF1が係合した上述2速状態
と同じであり、副変速機構40が第4のブレーキB4を
係合する。すると、第1及び第2のシンプルプラネタリ
ギヤのサンギヤS3,S4が固定され、第1のシンプル
プラネタリギヤのリングギヤR3からの回転は2速回転
としてキャリヤCR3から出力し、従って主変速機構1
0の2速と副変速機構40の2速で、自動変速機U全体
で3速が得られる。
【0050】4速(4TH)状態では、主変速機構10
は、フォワードクラッチC1、第2のブレーキB2及び
第1のワンウェイクラッチF1が係合した上述2速及び
3速状態と同じであり、副変速機構40は、第4のブレ
ーキB4を解放すると共にUDダイレクトクラッチC3
が係合する。この状態では、第1のシンプルプラネタリ
ギヤのリングギヤR3とサンギヤS3(S4)が連結し
て、両プラネタリギヤ41,42が一体回転する直結回
転となる。従って、主変速機構10の2速と副変速機構
5の直結(3速)が組合されて、自動変速機全体で、4
速回転が得られる。
【0051】5速(5TH)状態では、フォワードクラ
ッチC1及びダイレクトクラッチC2が係合して、入力
軸7の回転がシンプルプラネタリギヤのリングギヤR1
及びサンギヤS1に共に伝達されて、主変速機構10
は、ギヤユニット1が一体回転する直結回転となる。ま
た、副変速機構40は、UDダイレクトクラッチC3が
係合した直結回転となっており、従って主変速機構10
の3速(直結)と副変速機構40の3速(直結)が組合
されて、自動変速機全体で、5速回転が得られる。
【0052】後進(REV)状態では、ダイレクトクラ
ッチC2及び第3のブレーキB3が係合すると共に、第
5のブレーキB5が係合する。この状態では、主変速機
構10にあっては、前述と同様に後進回転が取り出さ
れ、また副変速機構40は、第5のブレーキB5に基づ
き第2のプラネタリギヤのキャリヤCR4が逆回転方向
にも停止され、1速状態に保持される。従って、主変速
機構10の逆転と副変速機構40の1速回転が組合され
て、逆転減速回転が得られる。
【0053】なお、図5においても、図3と同様に、三
角印は、エンジンブレーキ時に作動することを示す。即
ち、1速にあっては、第3のブレーキB3が係合して、
第2のワンウェイクラッチF2に代ってダブルピニオン
プラネタリギヤのリングギヤR2を固定する。2速、3
速、4速にあっては、第1のブレーキB1が係合して、
第1のワンウェイクラッチF1に代ってダブルピニオン
プラネタリギヤのサンギヤS2を固定する。
【0054】また、図5に、各変速段のギヤ比及びステ
ップを示すが、4速及び5速のギヤ比ステップは、主変
速機構10の2速及び3速変更により行なわれるので、
前述と同様に小さくなっていると共に、高速段でのギヤ
比ステップを小さくすることは、ギヤ比幅が小さくなる
が、これを、副変速機構40を組合せて前進5速からな
る変速段数の増加で補って、自動変速機全体で低速段か
ら高速段に亘りギヤ比ステップが良好な関係になってい
る。また、ギヤ比及びステップは図示した値に限定され
るものではなく、特許請求の範囲に記載の事項の範囲内
で変更することができるものである。
【0055】なお、プラネタリギヤユニットは、前述し
た後進時の適切なギヤ比を考慮しなければ、シンプルプ
ラネタリギヤのサンギヤS1(第2のサンギヤ)を設け
なくてもよい。この場合、入力軸7とダブルピニオンプ
ラネタリギヤのサンギヤS2(第1のサンギヤ)との間
にダイレクトクラッチC2を介在し、後進時、該サンギ
ヤS2に回転が入力される。
【0056】また、副変速機構は、上述したシンプソン
タイプに限らず、他の変速ギヤ機構により達成してもよ
く、また前進3速に限らず、前進2速の副変速機構とし
て、主自動変速機構に組合せて4速自動変速機としてよ
く、更に減速のみの副変速機構としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る自動変速機構を示す該略図。
【図2】その断面図。
【図3】その作動を示す図。
【図4】本発明を適用した前進5速・後進1速の自動変
速機を示す概略図。
【図5】その作動を示す図。
【図6】従来の技術による自動変速機構を示す概略図。
【図7】その作動を示す図。
【図8】その断面図。
【符号の説明】
1 プラネタリギヤユニット 2 シンプルプラネタリギヤ 3 ダブルピニオンプラネタリギヤ 7 入力部材(入力軸) 9 出力部材(カウンタドライブギヤ) 10 自動(主)変速機構 40 副変速機構 B1 第1の係止手段(第1のブレーキ) B2 第1の係止手段(第2のブレーキ) B3 第2の係止手段(第3のブレーキ) C1 第1の(フォワード)クラッチ C2 第2の(ダイレクト)クラッチ F1 第1の係止手段(第1のワンウェイクラッチ) F2 第2の係止手段(第2のワンウェイクラッチ) S1 第2のサンギヤ S2 第1のサンギヤ R1 第1のリングギヤ R2 第2のリングギヤ CR キャリヤ P1 第1のピニオン P2 第2のピニオン P3 第3のピニオン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森本 隆 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 野村 健吾 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−125343(JP,A) 特開 平2−51648(JP,A) 特開 昭62−93545(JP,A) 特開 昭63−43048(JP,A) 特開 平3−4058(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16H 3/44 - 3/66

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンからの動力が伝達される入力部
    材と、 車輪へ動力を伝達する出力部材と、 プラネタリギヤユニットを有し、前記入力部材からの回
    転を、前記プラネタリギヤユニットの異なる伝達経路を
    介して前記出力部材に出力する自動変速機構と、 を備えてなる自動変速機において、 前記プラネタリギヤユニットは、第1のリングギヤと、
    該第1のリングギヤに噛合する第1のピニオンと、該第
    1のピニオンと一体的に回転するように連結する第2の
    ピニオンと、該第2のピニオンに噛合する第3のピニオ
    ンと、該第3のピニオンに噛合する第2のリングギヤ
    と、前記第2のピニオンに噛合する第1のサンギヤと、
    前記第1、第2及び第3のピニオを支持すると共に前
    記出力部材に連結するキャリヤと、を有し、 前記第1のピニオンを前記第2のピニオンに対して小径
    に構成し、 前記入力部材の回転を前記第1のリングギヤに伝達する
    と共に前記第2のリングギヤを係止することにより第1
    の変速段を達成し、 前記入力部材の回転を前記第1のリングギヤに伝達する
    と共に前記第1のサンギヤを係止することにより第2の
    変速段を達成し、 前記プラネタリギヤユニットを前記入力部材と一体に回
    転して第3の変速段を達成してなる、自動変速機。
  2. 【請求項2】 前記プラネタリギヤユニットは、前記第
    1のピニオンに噛合すると共に前記第1のサンギヤと相
    対回転可能な第2のサンギヤを有し、 前記入力部材の回転を前記第2のサンギヤに伝達すると
    共に、前記第2のリングギヤを係止して後進段を達成し
    てなる、 請求項1記載の自動変速機。
  3. 【請求項3】 前記自動変速機構は、 前記入力部材と前記第1のリングギヤとの間に介在する
    第1のクラッチと、 前記入力部材と前記第2のサンギヤとの間に介在する第
    2のクラッチと、 前記第1のサンギヤを適宜係止し得る第1の係止手段
    と、 前記第2のリングギヤを適宜係止し得る第2の係止手段
    と、を有してなる、 請求項2記載の自動変速機。
  4. 【請求項4】 前進3速段からなる副自動変速機構を備
    え、該副変速機構は、前記自動変速機構と組合せされて
    全体で前進5速・後進1速を達成してなる、 請求項1ないし3のいずれか記載の自動変速機。
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