JP3734459B2 - 自動変速機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力部と、3個の遊星歯車組と、3つのクラッチと、2つのブレーキと、出力部とを有して構成し、変速要素である3つのクラッチと2つのブレーキを適宜締結・解放することにより、少なくとも前進6速・後進1速の変速段を得る自動変速機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
かかる自動変速機の従来例として、例えば特開2000-304107号公報に記載されているものがある。
【０００３】
この装置は、エンジンからの入力を減速回転して出力する減速用単純遊星歯車組と、この単純遊星歯車組からの減速回転を入力して変速回転を出力する変速用ラビニヨ型遊星歯車組とを具え、少なくとも1速時に減速用単純遊星歯車組の一要素と、変速用ラビニヨ型遊星歯車組の一要素とにそれぞれ発生するスラスト力が伝達される伝達経路を設け、この経路に減速用単純遊星歯車組の一要素のスラスト力の方向と、変速用ラビニヨ型遊星歯車組の一要素のスラスト力の方向が互いに異なる方向となるように、これら各要素のはす歯のねじり方向を設定している。それによって、これらスラスト力を自動変速機のベアリングやケースへの負荷が小さくなるように支持するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この自動変速機の場合、1速時には自動変速機のベアリングまたはケースに、前述した各遊星歯車組の一要素それぞれに生じるスラスト力の差分に相当する力が加わることとなる。例えば、前述した減速用遊星歯車組の一要素がサンギヤS1、ラビニヨ型遊星歯車組の一要素がサンギヤS3である場合、それぞれに生じるスラスト力をF1，F3とすると、ベアリングまたはケースに両者の差であるF3-F1の力が加わることとなる。
【０００５】
ところが、この力は自動変速機の前端側、すなわち減速用遊星歯車組およびトルクコンバータが配置されている、しかもエンジンに近い側に向かって加わることとなる。通常の自動変速機の場合、変速動作を行うための作動油を供給するオイルポンプが自動変速機の前端側に設けられている。そのため、上述したスラスト力がオイルポンプにも加わることとなり、それによってオイルポンプの負荷が増大したり、ポンプ自体が変形する可能性がある、と言った問題がある。
【０００６】
これを避けるためにはオイルポンプの壁厚を増加させる、より高い強度の材料を使用すると言った方策が必要となるが、それによって自動変速機が大型化したり、重量が重くなると言った問題も生じることとなる。
【０００７】
本発明は、遊星歯車組に発生するスラスト力を適切に支持し得て、上記の問題点を解消した自動変速機を提案することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的のため本発明による自動変速機は、
動力源からの回転を入力される入力部と、
該入力部に同軸に配置された出力部と、
該入出力部間に多数の伝導経路を提供可能な３個の遊星歯車組と、
該３個の遊星歯車組が該伝導経路の内の一つを選択して対応変速比で前記入力部からの回転を変速し、前記出力部へ出力し得るようになすための選択的に断接可能な３つのクラッチおよび２つのブレーキをと具え、
該クラッチおよびブレーキの締結・解放の組み合わせにより少なくとも前進６速・後退１速を選択可能とした自動変速機であって、
前記３個の遊星歯車組の内１個の遊星歯車組は、前記入力回転を常時減速して出力する減速用遊星歯車組とし、
残り２個の遊星歯車組の内、一方の遊星歯車組を２個のサンギヤと、該２個のサンギヤに噛み合う共通なピニオンと、該ピニオンに噛み合う１個のリングギヤと、該ピニオンを回転自在に支持するキャリアとより成るダブルサンギヤ型遊星歯車とし、
他方の遊星歯車組を１個のサンギヤと、該サンギヤに噛み合うピニオンと、該ピニオンに噛み合う１個のリングギヤと、該ピニオンを回転自在に支持するキャリヤとから成るシングルピニオン型遊星歯車組とし、
前記ダブルサンギヤ型遊星歯車組のキャリアに対し回転を出力するためのメンバを、前記２個のサンギヤ間に配置してキャリアに結合したセンターメンバとし、該キャリアと、このキャリアを固定するためのブレーキとの間を結合するためのメンバを、ピニオン軸線方向中程位置においてキャリアから径方向外側へ延在するアウターメンバとし、前記３個の遊星歯車組を前記入力部の側から、減速用遊星歯車組、シングルピニオン型遊星歯車組、ダブルサンギヤ型遊星歯車組の順に並置し、
前記シングルピニオン型遊星歯車組のサンギヤと、前記ダブルサンギヤ型遊星歯車組の一つのサンギヤとを連結メンバにより連結し、
前記出力部を前記減速用遊星歯車組と前記シングルピニオン型遊星歯車組との間に配置し、変速機ケースに設けた中間壁に該出力部を回転自在に支持させた自動変速機において、
少なくとも１速駆動時に、前記各遊星歯車組のリングギヤに生じるスラスト力の方向が同一となるように各ギヤのはす歯のねじり方向を設定し、
前記各リングギヤのスラスト力が前記各遊星歯車組のサンギヤに生じるスラスト力をそれぞれ相殺する伝達経路を有し、
前記連結メンバにより連結した前記シングルピニオン型遊星歯車組のサンギヤおよび前記ダブルサンギヤ型遊星歯車組の一つのサンギヤそれぞれのはす歯のねじり方向を互いに逆向きにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の効果】
本発明の自動変速機においては、減速用遊星歯車組を単純遊星歯車組とし、変速用遊星歯車組をダブルサンギヤ型およびシングルピニオン型の二つの遊星歯車組からなるものとし、減速用遊星歯車組と変速用遊星歯車組との間に出力部を配置して、この出力部を変速機ケースに設けた中間壁で支持するように変速機の構成要素を配置すると共に、1速駆動時に前記各遊星歯車組のリングギヤに生じるスラスト力の方向が同一となるように各ギヤのはす歯のねじり方向を設定し、加えて変速用遊星歯車組のシングルピニオン型遊星歯車組のサンギヤおよびダブルサンギヤ型遊星歯車組の一つのサンギヤを連結メンバで連結すると共に、これらサンギヤそれぞれのはす歯のねじり方向を互いに逆向きに設定している。
【００１０】
それによって、少なくとも１速時に各遊星歯車組に生じるスラスト力を効果的に相殺できるようにすると共に、これらスラスト力の差分で生じた力を変速機ケースに設けた中間壁で受けるようにしたことから、変速機の軸方向寸法を増大させることなくオイルポンプ等へスラスト力が加わることを効果的に防ぐことが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１２】
図1は、本発明の一実施形態に係る自動変速機用歯車変速装置を模式的に示し、G1は第1遊星歯車組、G2は第2遊星歯車組、G3は第3遊星歯車組、M1は第1連結メンバ、M2は第2連結メンバ、C1は第1クラッチ、C2は第2クラッチ、C3は第3クラッチ、B1は第1ブレーキ、B2は第2ブレーキ、Inputは入力部（入力軸1）、Outputは出力部（出力歯車2）である。
【００１３】
本実施の形態になる自動変速機用歯車変速装置（減速シングルピニオンタイプという）は、図1の左端部（入力部Inputに近い端部）より順次、シングルピニオン型遊星歯車組で構成した減速装置としての第1遊星歯車組G1、シングルピニオン型の第2遊星歯車組G2、ダブルサンギヤ型の第3遊星歯車組G3を同軸に配置し、第1遊星歯車組G1により減速用遊星歯車組を構成し、第2遊星歯車組G2および第3遊星歯車組G3により後段の変速機構を構成する。
【００１４】
第1遊星歯車組G1は、第1サンギヤS1と、第1リングギヤR1と、これらギヤS1，R1に噛み合う第1ピニオンP1を回転自在に支持した第1キャリヤPC1とを有したシングルピニオン型遊星歯車組（減速用遊星歯車組）とする。第2遊星歯車組G2は、第2サンギヤS2と、第2リングギヤR2と、これらギヤS2，R2に噛み合う第2ピニオンP2を回転自在に支持した第2キャリヤPC2とを有したシングルピニオン型遊星歯車組とする。
【００１５】
第3遊星歯車組G3は、入力部Inputに近い側における第3サンギヤS3および入力部Inputから遠い側における第4サンギヤS4と、これらサンギヤS3，S4の各々に噛み合う共通な第3ピニオンP3と、この第3ピニオンP3を回転自在に支持した第3キャリヤPC3と、第3ピニオンP3に噛み合う1個の第3リングギヤR3とを有したダブルサンギヤ型遊星歯車組とする。第3サンギヤS3および第4サンギヤS4は同軸に配置するが、歯数を必ずしも同じにする必要はない。また第3キャリアPC3には、これに結合されてサンギヤS3， S4の間から径方向内方へ延在するセンターメンバCMと、第3キャリアPC3から径方向外方へ延在するアウターメンバOMとを設ける。なおセンターメンバCMは、第3ピニオンP3の配列ピッチ円上にあって隣り合う第3ピニオンP3間に存在する空間を貫通するよう径方向内方へ延在させる。
【００１６】
入力部Inputは入力軸1で構成し、この入力軸1を第1リングギヤR1に結合すると共に、動力源としての図示しないエンジンに、同じく図示しないトルクコンバータを経て結合し、エンジン回転が入力軸1から第1リングギヤR1に入力されるようにしている。出力部Outputは出力歯車2で構成し、これを、第2キャリヤPC2および第3リングギヤR3の結合に供されてこれらの結合体を成す第2連結メンバM2に同軸に結合し、出力歯車2からの変速機出力回転を、図示しないファイナルギヤ組およびディファレンシャルギヤ装置を介して車両の駆動輪に伝達するようにしている。なお第1連結メンバM1は、第2サンギヤS2と第3サンギヤS3とを一体的に結合する連結メンバで、これらサンギヤの結合体を構成するものである。
【００１７】
減速用遊星歯車組G1における第1サンギヤS1は、変速機ケース3に結合して常時固定とし、第1キャリヤPC1は第1クラッチC1により第2リングギヤR2に適宜結合可能とするほか、第2クラッチC2により第2サンギヤS2に適宜結合可能とする。第3キャリアPC3のセンターメンバCMは、第3クラッチC3により入力軸1に適宜結合し得るようにし、従って第3クラッチC3は、入力回転をそのまま遊星歯車組G2，G3よりなる変速機構に伝達する直結クラッチを構成する。ダブルサンギヤ型遊星歯車組G3における第3キャリアPC3のアウターメンバOMは、第1ブレーキB1により適宜変速機ケース3に結合可能にして第3キャリアPC3を適宜固定可能とし、第4サンギヤS4は、第2ブレーキB2により適宜変速機ケース3に結合可能にして固定可能とする。
【００１８】
さらにアウターメンバOMはワンウェイクラッチOWCと結合している。第1ブレーキB1の解放状態で、このワンウェイクラッチOWCにより第3キャリアPC3の一方向回転阻止で前進第1速状態が得られるようにしている。
【００１９】
上記の構成とした歯車変速装置は、クラッチC1，C2，C3およびブレーキB1，B2を図2に示す組み合わせにより締結（○印で示す）させたり、開放（無印）させることにより、対応する変速段（前進第1速〜第6速および後退）を選択することができ、これらクラッチおよびブレーキには、当該変速用の締結論理を実現する変速制御用のコントロールバルブボディー（図示せず）を接続する。変速制御用のコントロールバルブボディーとしては、油圧制御タイプ、電子制御タイプ、およびこれらを組み合わせた併用式のものが採用される。
【００２０】
図3は、上述した自動変速機の実態構成を示す展開断面図である。図示の自動変速機においては、入力軸1に近い変速機ケース3の前端開口を、ポンプハウジング5およびポンプカバー6よりなるポンプケースにより塞ぎ、このポンプケースに入力軸1を貫通して軸承すると共に、入力軸1の突出端にトルクコンバータT/Cを介して動力源であるエンジンENGを駆動結合する。なお上記のポンプケース内には、詳細な図示を明瞭のため省略したギヤポンプ等のポンプ要素を内蔵してオイルポンプを構成し、これにポンプ駆動軸を介しエンジンに結合してオイルポンプを常にエンジンによって駆動している。
【００２１】
入力軸1から遠い中間軸4の後端は、変速機ケース3の後端における端蓋7に回転自在に支持する。変速機ケース3の軸線方向中程に中間壁8を設け、この中間壁8に出力歯車2を回転自在に支持し、中間壁8の中心孔に中空軸9を介して入力軸1および中間軸4の突合せ嵌合部を回転自在に支持する。
【００２２】
ポンプハウジング5およびポンプカバー6よりなるオイルポンプケースと、中間壁8との間に画成された前部空所内に第1遊星歯車組G1を配置すると共に、この第1遊星歯車組G1を包囲するように第3クラッチC3を配置する。第1遊星歯車組G1は、反力受けとして機能するようサンギヤS1をポンプカバー6の後方へ突出する中心ボス部6aにセレーション嵌着して常時回転不能とし、また回転入力メンバであるリングギヤR1を、入力軸1から径方向外方へ延在するフランジ1aに結合する。さらに回転出力メンバであるキャリアPC1は、中空軸9から径方向外方へ延在するフランジ10の外周に結合する。
【００２３】
入力軸1に近い中間軸4の前端から径方向外方へ延在させてリングギヤR1を包囲するようクラッチドラム11を設け、該クラッチドラム11の内周およびリングギヤR1の外周にそれぞれスプライン嵌合したクラッチプレートの交互配置になるクラッチパック12を設け、これらで直結クラッチとしての第3クラッチC3を構成し、このクラッチC3を減速用遊星歯車組G1の外周に配置する。ここでリングギヤR1は、第3クラッチC3のクラッチハブに兼用する。なお第3クラッチC3の作動ピストンであるクラッチピストン13は、ポンプハウジング5およびポンプカバー6よりなるオイルポンプケースから遠い第1遊星歯車組G1の側に配置し、そのためクラッチピストン13は遊星歯車組G1と対面するクラッチドラム11の端壁および中間軸4の前端に嵌合する。
【００２４】
中間壁8および端蓋7間に画成された後部空所内には、第2遊星歯車組G2および第3遊星歯車組G3と、第1クラッチC1および第2クラッチC2と、第1ブレーキB1および第2ブレーキB2とを配置する。第2遊星歯車組G2および第3遊星歯車組G3は中間軸4上に配置するが、第2遊星歯車組G2を第3遊星歯車組G3よりも入力軸1に近い側に位置させる。第2遊星歯車組G2のサンギヤS2および第3遊星歯車組G3のサンギヤS3を第1連結メンバM1により一体化すると共に中間軸4上に回転自在に支持する。中空軸9の中ほどから径方向外方へ延在し、その後軸線方向後方へ延在して第2リングギヤR2の外周に至るクラッチドラム15を設け、該クラッチドラム15の内周およびリングギヤR2の外周にそれぞれスプライン嵌合したクラッチプレートの交互配置になるクラッチパック16を設け、これらで第1クラッチC1を構成する。
【００２５】
上記のようにして第2遊星歯車組G2の外周に配置した第1クラッチC1よりも入力軸1に近い側に第2クラッチC2を配置するため、第2サンギヤS2の入力軸寄りの外縁に径方向外方へ延在するクラッチハブ17を固設し、該クラッチハブ17の外周とクラッチドラム15の内周にそれぞれスプライン嵌合したクラッチプレートの交互配置になるクラッチパック18を設け、これらによって第2クラッチC2を構成する。なお、第1クラッチC1のクラッチピストン19および第2クラッチC2のクラッチピストン20は、クラッチピストン19の内側でクラッチピストン20が摺動するダブルピストンとして第1クラッチC1から遠い第2クラッチC2の側にまとめて配置し、それによってクラッチピストン20を第2遊星歯車組G2と対面するクラッチドラム15の端壁に嵌合する。これらクラッチピストン19，20は、中間壁8および中空軸9に穿った個々の油路21（図では１個の油路のみが見えている）からの作動油圧を受けてストロークすることで第1クラッチC1および第2クラッチC2を個別に締結し得るものとする。
【００２６】
第3遊星歯車組G3は前記したごとくダブルサンギヤ型遊星歯車組とするが、リングギヤR3の歯幅をピニオンP3の歯幅よりも小さくしてリングギヤR3を第2遊星歯車組G2に近い端部においてピニオンP3に噛合するよう位置させ、リングギヤR3を第2遊星歯車組G2のキャリアPC2に第2連結メンバM2で結合する時、この連結メンバM2を短くし得るようにしている。上記リングギヤR3の外周には、第1クラッチC1および第2クラッチC2のクラッチドラム15を包囲するように配置した筒状連結メンバ22の一端を結合し、該筒状連結メンバ22の他端は出力歯車2に結合させる。
【００２７】
そして第3遊星歯車組G3のキャリアPC3に、このキャリアPC3から、前記したごとくサンギヤS3，S4間を経て径方向内方へ延在するセンターメンバCMを設けると共に、ピニオンP3の軸線方向中程位置においてリングギヤR3の端面に沿うよう径方向外方へ延在するアウターメンバOMを設ける。センターメンバCMは中間軸4に駆動結合し、これによりキャリアPC3をセンターメンバCMおよび中間軸4を経て第3クラッチC3のクラッチドラム11に結合する。アウターメンバOMには、その外周に結合してブレーキハブ23を設け、このブレーキハブ23を筒状連結メンバ22の外周に配置して中間壁8に接近する前方へ延在させる。ブレーキハブ23の前端における外周および変速機ケース3の内周にスプライン嵌合したブレーキプレートの交互配置になるブレーキパック24を設け、これにより第1ブレーキB1を構成し、この第1ブレーキB1を、ブレーキパック24の後方において変速機ケース3内に嵌合したブレーキピストン25により適宜締結可能にする。
【００２８】
ブレーキハブ23の後端に被さるようブレーキハブ26を設け、該ブレーキハブ26の後端壁26aを第3遊星歯車組G3の背後に沿うよう円周方向内方に延在させ、このブレーキハブ後端壁26aの内周を第3遊星歯車組G3のサンギヤS4に結合する。ブレーキハブ26の外周および変速機ケース3の内周にスプライン嵌合したブレーキプレートの交互配置になるブレーキパック27を設け、これにより第2ブレーキB2を構成し、この第2ブレーキB2を、ブレーキパック27の後方において変速機ケース3内に嵌合したブレーキピストン28により適宜締結可能にする。以上により、第1ブレーキB1および第2ブレーキB2はそれぞれ、第1クラッチC1および第2クラッチC2の外周に配置されると共に、第2ブレーキB2よりも第1ブレーキB1が入力軸1（第1遊星歯車組G1）の近くに配置されるが、これら第1ブレーキB1および第2ブレーキB2は第3遊星歯車組G3よりも第2遊星歯車組G2寄りに配置する。
【００２９】
なお、第1ブレーキB1を構成するブレーキハブ23の前端と変速機ケース3との間にはワンウェイクラッチOWCを設け、第1ブレーキB1の解放状態でこのワンウェイクラッチOWCによる第3キャリアPC3の一方向回転阻止で前進第1速状態が得られるようにする。但しこのワンウェイクラッチOWCによる第1速では、エンジンブレーキ時における第3キャリアPC3の逆方向回転をワンウェイクラッチOWCが許容するためエンジンブレーキが得られず、エンジンブレーキ要求時は第1ブレーキB1を締結して第3キャリアPC3の当該逆方向回転を阻止するものとしている。
【００３０】
図4は、図3の自動変速機の構成を模式化して示すものであり、特にここでは各遊星歯車組における各歯車のはす歯のねじり方向と、これらの歯車に生じるスラスト力の方向を示すものである。
【００３１】
図示の自動変速機の各遊星歯車組における各歯車のはす歯のねじり方向は、図の斜線で示している。ここで、第1遊星歯車組G1のリングギヤR1、第2遊星歯車組G2のリングギヤ、第3遊星歯車組G3のリングギヤR3で生じるスラスト力をそれぞれF1，F2，F3、第1遊星歯車組G1のサンギヤS1、第2遊星歯車組G2のサンギヤS2、第3遊星歯車組G3のサンギヤS3，S4で生じるスラスト力をそれぞれFS1，FS2，FS3，FS4とし、出力ギヤ2で生じるスラスト力をF4としている。
【００３２】
図示の自動変速機においては、前述した各リングギヤに生じるスラスト力F1，F2，F3の方向が全て同じになるように設定しており、その方向は入力側（図では左向き）、すなわち図示しないエンジン方向としている。また、連結メンバM1で連結している第2遊星歯車組G2のサンギヤS2と第3遊星歯車組G3の一方のサンギヤS3のはす歯のねじり方向を互いに逆向きとしている。かかる構成としたことによる作用効果については以下で詳細に説明する。
【００３３】
図5〜図11は、上述した自動変速機の各変速段におけるトルク伝達経路および各遊星歯車組の歯車に生じるスラスト力とその方向を示すものである。以下、図面を参照して各変速段毎に説明する。なお、図では、トルク伝達経路を太線で、また歯車に生じるスラスト力の方向を矢印でそれぞれ示している。
【００３４】
（第1速）
前進第1速は、図2にも示すように第1クラッチC1と第1ブレーキB1の締結により得られる。この第1速では、図5に示すように、第2遊星歯車組G2において、第1クラッチC1の締結により、第1遊星歯車組G1からの減速回転が第2リングギヤR2に入力される。一方、第3遊星歯車組G3においては、第1ブレーキB1の締結により、第3キャリヤPC3がケースに固定されるため、第3リングギヤR3からの出力回転に対し、第3サンギヤS3の回転は、回転方向が逆方向の減速回転となる。そして、この第3サンギヤS3の回転は、第1連結メンバM1を介し、第2遊星歯車組G2の第2サンギヤS2に伝達される。
【００３５】
よって、第2遊星歯車組G2においては、第2リングギヤR2から正方向の減速回転が入力され、第2サンギヤS2から逆方向の減速回転が入力されることになり、第2リングギヤR2からの減速回転をさらに減速した回転が、第2キャリヤPC2から第2連結メンバM2を経由して出力ギヤ2へ出力される。この第1速でのトルク伝達経路は、図5に太線で示す第1クラッチC1、第1ブレーキB1および各メンバと、第1遊星歯車組G1、第2遊星歯車組G2、および第3遊星歯車組G3（第4サンギヤS4を除く）にトルクが作用することになる。つまり第1速では、第1遊星歯車組G1と、後段の変速機構を構成する第2遊星歯車組G2および第3遊星歯車組G3の全てがトルク伝達に関与する。
【００３６】
その結果、第1速においては、各遊星歯車組のリングギヤR1，R2，R3にはスラスト力F1，F2，F3が、サンギヤS1，S2，S3にはスラスト力FS1，FS2，FS3がそれぞれ発生する。ところが、図示のように、スラスト力F1，F2，F3は全て同方向（図の左向き）に作用し、一方スラスト力FS1，FS2，FS3もまた全て同方向かつスラスト力F1，F2，F3と逆方向（図の右向き）に作用することがわかる。それによって、これらのスラスト力は相殺されることとなる。一方、出力ギヤ2に生じるスラスト力F4は相殺されないが、この力は変速機ケースの中間壁8で受けることとなる。したがって、これらスラスト力がエンジン側、特にオイルポンプへ作用することが効果的に避けられることとなる。
【００３７】
（第2速）
第2速は、図2に示すように、第1速で締結されていた第2ブレーキB1を解放し、第2ブレーキB2を締結する掛け替えにより、従って第1クラッチC1および第2ブレーキB2の締結により得ることができる。この第2速では、図6に示すように第2遊星歯車組G2において、第1クラッチC1の締結により、第1遊星歯車組G1からの減速回転が第2リングギヤR2に入力される。一方、第3遊星歯車組G3においては、第2ブレーキB2の締結により、第4サンギヤS4がケースに固定されるため、第3ピニオンP3により連結されている第3サンギヤS3が固定される。そして、第1連結メンバM1を介し第3サンギヤS3と連結されている第2サンギヤS2がケースに固定される。
【００３８】
よって第2遊星歯車組G2においては、第2リングギヤR2から正方向の減速回転が入力され、第2サンギヤS2が固定されることになり、第2リングギヤR2からの減速回転を更に減速した回転（但し、第1速よりも高速）が、第2キャリヤPC2から第2連結メンバM2を経由して出力歯車2へ出力される。この第2速でのトルク伝達経路は、図6に太線で示す第1クラッチC1、第2ブレーキB2および各メンバと、第1遊星歯車組G1および第2遊星歯車組G2とにトルクが作用することになる。なお、第3遊星歯車組G3については、固定である両サンギヤS3，S4の回りを、非拘束の第3ピニオンP3が第3リングギヤR3の出力回転に伴って公転するだけであり、回転メンバとして機能してもトルク伝達には関与しない。
【００３９】
その結果、第2速においては、リングギヤR1，R2にはスラスト力F1，F2が、サンギヤS1，S2，S3，S4にはスラスト力FS1，FS2，FS3，FS4がそれぞれ発生する。ところが、図示のように、スラスト力F1，F2はそれぞれFS1，FS2と、スラスト力FS3はFS4と相殺される。その結果、第1速の場合と同様、出力ギヤ2に生じるスラスト力F4のみが、変速機ケースの中間壁8に作用することとなる。
【００４０】
（第3速）
第3速は図2に示すように、第2速で締結されていた第2ブレーキB2を解放し、第2クラッチC1を締結する掛け替えにより、従って第1クラッチC1および第2クラッチC2の締結により得ることができる。この第3速では、図7に示すように第2遊星歯車組G2において、第1クラッチC1の締結により第1遊星歯車組G1からの減速回転が第2リングギヤR2に入力される。同時に、第2クラッチC2の締結により、この減速回転が第2遊星歯車組G2の第2サンギヤS2に入力される。よって第2遊星歯車組G2においては、第2リングギヤR2と第2サンギヤS2とから同一の減速回転が入力さ れることで、両ギヤR2，S2と一体に回転する第2キャリヤPC2から第2連結メンバM2を経由して出力歯車2へ減速回転（第1遊星歯車組G1の減速回転に同じ）が出力される。この第3速でのトルク伝達経路は、図7に太線で示す第1クラッチC1、第2クラッチC2および各メンバと、第1遊星歯車組G1および第2遊星歯車組G2とにトルクが作用することになる。すなわち、第3遊星歯車組G3はトルク伝達に何ら関与しない。
【００４１】
その結果、第3速においては、リングギヤR1，R2にはスラスト力F1，F2が、サンギヤS1，S2にはスラスト力FS1，FS2がそれぞれ発生する。ところが、図示のように、スラスト力F1，F2はそれぞれFS1，FS2と相殺される。その結果、この第3速においても、出力ギヤ2に生じるスラスト力F4のみが、変速機ケースの中間壁8に作用することとなる。
【００４２】
（第4速）
第4速は図2に示すように、3速で締結されていた第2クラッチC2を解放し、第3クラッチC3を締結する掛け替えにより、従って第1クラッチC1および第3クラッチc3の締結により得られる。この第4速では、図8に示すように第2遊星歯車組G2において、第1クラッチC1の締結により、第1遊星歯車組G1からの減速回転が第2リングギヤR2に入力される。一方第3遊星歯車組G3においては、第3クラッチC3の締結により、入力軸1からの入力回転がセンターメンバCMを介して第3キャリヤPC3に入力される。このため、第3サンギヤS3の回転は、第3リングギヤR3の出力回転よりも増速され、この第3サンギヤS3の増速回転は、第1連結メンバM1を介して第2サンギヤS2に伝達される。
【００４３】
よって第2遊星歯車組G2においては、第2リングギヤR2から減速回転が入力され、第2サンギヤS2から増速回転が入力されることになり、第2リングギヤR2からの減速回転を増速した回転（但し、入力回転よりも低回転）が、第2キャリヤPC2から第2連結メンバM2を経由して出力ギヤ2へ出力される。この第4速でのトルク伝達経路は、図8に太線で示す第1クラッチC1、第3クラッチC3および各メンバと、第1遊星歯車組G1、第2遊星歯車組G2、および第3遊星歯車組G3（第4サンギヤS4を除く）にトルクが作用することになる。
【００４４】
その結果、第4速においては、リングギヤR1，R2，R3にはスラスト力F1，F2，F3が、サンギヤS1，S2，S3にはスラスト力FS1，FS2，FS3がそれぞれ発生する。ところが、図示のように、スラスト力F1，F2，F3はそれぞれFS1，FS2，FS3と相殺される。その結果、この第4速においても、出力ギヤ2に生じるスラスト力F4のみが、変速機ケースの中間壁8に作用することとなる。
【００４５】
（第5速）
第5速は図2に示すように、第4速で締結されていた第1クラッチC1を解放し、第2クラッチC2を締結する掛け替えにより、従って第2クラッチC2および第3クラッチC3の締結により得られる。この第5速では、図9に示すように第2クラッチC2の締結により、第1遊星歯車組G1からの減速回転が第2サンギヤS2および第1連結メンバM1を介して第3サンギヤS3に入力される。同時に、第3クラッチC3の締結により、入力軸1からの入力回転がセンターメンバCMを介して第3キャリヤPC3に入力される。
【００４６】
よって第3遊星歯車組G3においては、第3キャリヤPC3に入力回転が入力され、第3サンギヤS3に第1遊星歯車組G1からの減速回転が入力されることになり、入力回転よりも増速した回転が、第3リングギヤR3から第2連結メンバM2を経由して出力ギヤ2へ出力される。この第5速でのトルク伝達経路は、図9に太線で示す第2クラッチC2、第3クラッチC3および各メンバと、第1遊星歯車組G1および第3遊星歯車組G3（第4サンギヤS4を除く）にトルクが作用することになる。
【００４７】
その結果、第5速においては、リングギヤR1，R3にはスラスト力F1，F3が、サンギヤS1，S3にはスラスト力FS1，FS3がそれぞれ発生する。ところが、図示のように、スラスト力F1，F3はそれぞれFS1，FS3と相殺される。その結果、この第5速においても、出力ギヤ2に生じるスラスト力F4のみが、変速機ケースの中間壁8に作用することとなる。
【００４８】
（第6速）
第6速は、図2に示すように第5速で締結されていた第2クラッチC2を解放し、第2ブレーキB2を締結する掛け替えにより、従って第3クラッチC3および第2ブレーキB2の締結により得られる。この第6速では、図10に示すように第3クラッチC3の締結により、入力軸1からの入力回転が第3遊星歯車組G3のセンターメンバCMを介して第3キャリヤPC3に入力される。また第2ブレーキB2の締結により、第3遊星歯車組G3の第4サンギヤS4がケースに固定される。
【００４９】
よって第3遊星歯車組G3においては、第3キャリヤPC3に入力回転が入力され、第4サンギヤS4がケースに固定されることになり、入力回転よりも増速した回転が、第3リングギヤR3から第2連結メンバM2を経由して出力ギヤ2へ出力される。この第6速でのトルク伝達経路は、図10に太線で示す第3クラッチC3、第2ブレーキB2および各メンバと、第3遊星歯車組G3（但し、第3サンギヤS3を除く）とにトルクが作用することになる。
【００５０】
その結果、第6速においては、リングギヤR3にスラスト力F3が、サンギヤS4にスラスト力FS4がそれぞれ発生する。ところが、図示のように、これらのスラスト力は互いに相殺される。その結果、この第6速においても、出力ギヤ2に生じるスラスト力F4のみが、変速機ケースの中間壁8に作用することとなる。
【００５１】
（後退）
後退の変速段は、図2に示すように第2クラッチC2と第1ブレーキB1を締結することにより得られる。この後退変速段では、第2クラッチC2の締結により、第1遊星歯車組G1からの減速回転が第2サンギヤS2および第1連結メンバM1を介して第3サンギヤS3に入力される。一方第1ブレーキB1の締結により、第3キャリヤPC3がケースに固定される。よって第3遊星歯車組G3においては、第3サンギヤS3に正方向の減速回転が入力され、第3キャリヤPC3がケースに固定となり、第3リングギヤR3からは減速した逆回転が、第2連結メンバM2を経由して出力歯車2へ出力される。
【００５２】
この後退変速段でのトルク伝達経路は図11に示す通りであり、太線で示す第2クラッチC2、第1ブレーキB1および各メンバと、第1遊星歯車組G1および第3遊星歯車組G3（但し、第4サンギヤS4を除く）とにトルクが作用することになる。
【００５３】
その結果、後退変速段においては、リングギヤR1，R3にスラスト力F1，F3が、サンギヤS1，S3にスラスト力FS1，FS3がそれぞれ発生する。ところが、図示のように、これらのスラスト力は互いに相殺される。その結果、この後退変速段においても、出力ギヤ2に生じるスラスト力F4のみが、変速機ケースの中間壁8に作用することとなる。
【００５４】
以上説明したように、本発明による自動変速機は、各遊星歯車組に生じるスラスト力を効果的に相殺でき、これらスラスト力の差分により生じた力を変速機ケースに設けた中間壁で受けるような構成としていることから、変速機の軸方向寸法を増大させることなくオイルポンプ等へスラスト力が加わることを効果的に防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図1は、本発明の一実施形態に係る自動変速機用歯車変速装置の構成を模式的に示すスケルトン図である。
【図２】 図１の自動変速機における締結要素の締結と選択変速段との関係を示す締結論理説明図である。
【図３】 図１の自動変速機の実態構成の一例を示す展開断面図である。
【図４】 図３の自動変速機の構成を模式化して示すものであり、特に各遊星歯車組における各歯車のはす歯のねじり方向と、これらの歯車に生じるスラスト力の方向を示すものである。
【図５】 図３の自動変速機の第１速におけるトルク伝達経路と遊星歯車組に生じるスラスト力の方向を示す図である。
【図６】 図３の自動変速機の第２速におけるトルク伝達経路と遊星歯車組に生じるスラスト力の方向を示す図である。
【図７】 図３の自動変速機の第３速におけるトルク伝達経路と遊星歯車組に生じるスラスト力の方向を示す図である。
【図８】 図３の自動変速機の第４速におけるトルク伝達経路と遊星歯車組に生じるスラスト力の方向を示す図である。
【図９】 図３の自動変速機の第５速におけるトルク伝達経路と遊星歯車組に生じるスラスト力の方向を示す図である。
【図１０】 図３の自動変速機の第６速におけるトルク伝達経路と遊星歯車組に生じるスラスト力の方向を示す図である。
【図１１】 図３の自動変速機の後退変速段におけるトルク伝達経路と遊星歯車組に生じるスラスト力の方向を示す図である。
【符号の説明】
G1，G2，G3 遊星歯車組
S1，S2，S3，S4 サンギヤ
P1，P2，P3 ピニオンギヤ
PC1，PC2，PC3 キャリア
R1，R2，R3 リングギヤ
C1，C2，C3 クラッチ
B1，B2 ブレーキ
M1，M2 連結メンバ
CM センターメンバ
OM アウターメンバ
OWC ワンウェイクラッチ
T/C トルクコンバータ
ENG エンジン
1 入力軸
2 出力歯車
3 変速機ケース
4 中間軸
5 ポンプハウジング
6 ポンプカバー
7 端蓋
8 中間壁
9 中空軸
10 フランジ
11，15 クラッチドラム
12，16，18 クラッチパック
13，19，20 クラッチピストン
14，21，36，37 油路
17 クラッチハブ
21 油路
22 筒状連結メンバ
23，26 ブレーキハブ
24，27 ブレーキパック
25，28 ブレーキピストン

Claims (1)

1. 動力源からの回転を入力される入力部と、
   該入力部に同軸に配置された出力部と、
   該入出力部間に多数の伝導経路を提供可能な３個の遊星歯車組と、
   該３個の遊星歯車組が該伝導経路の内の一つを選択して対応変速比で前記入力部からの回転を変速し、前記出力部へ出力し得るようになすための選択的に断接可能な３つのクラッチおよび２つのブレーキをと具え、
   該クラッチおよびブレーキの締結・解放の組み合わせにより少なくとも前進６速・後退１速を選択可能とした自動変速機であって、
   前記３個の遊星歯車組の内１個の遊星歯車組は、前記入力回転を常時減速して出力する減速用遊星歯車組とし、
   残り２個の遊星歯車組の内、一方の遊星歯車組を２個のサンギヤと、該２個のサンギヤに噛み合う共通なピニオンと、該ピニオンに噛み合う１個のリングギヤと、該ピニオンを回転自在に支持するキャリアとより成るダブルサンギヤ型遊星歯車とし、
   他方の遊星歯車組を１個のサンギヤと、該サンギヤに噛み合うピニオンと、該ピニオンに噛み合う１個のリングギヤと、該ピニオンを回転自在に支持するキャリヤとから成るシングルピニオン型遊星歯車組とし、
   前記ダブルサンギヤ型遊星歯車組のキャリアに対し回転を出力するためのメンバを、前記２個のサンギヤ間に配置してキャリアに結合したセンターメンバとし、該キャリアと、前記キャリアを固定するためのブレーキとの間を結合するためのメンバを、ピニオン軸線方向中程位置においてキャリアから径方向外側へ延在するアウターメンバとし、前記３個の遊星歯車組を前記入力部の側から、減速用遊星歯車組、シングルピニオン型遊星歯車組、ダブルサンギヤ型遊星歯車組の順に並置し、
   前記シングルピニオン型遊星歯車組のサンギヤと、前記ダブルサンギヤ型遊星歯車組の一つのサンギヤとを連結メンバにより連結し、
   前記出力部を前記減速用遊星歯車組と前記シングルピニオン型遊星歯車組との間に配置し、変速機ケースに設けた中間壁に該出力部を回転自在に支持させた自動変速機において、
   少なくとも１速駆動時に、前記各遊星歯車組のリングギヤに生じるスラスト力の方向が同一となるように各ギヤのはす歯のねじり方向を設定し、
   前記各リングギヤのスラスト力が前記各遊星歯車組のサンギヤに生じるスラスト力をそれぞれ相殺する伝達経路を有し、
   前記連結メンバにより連結した前記シングルピニオン型遊星歯車組のサンギヤおよび前記ダブルサンギヤ型遊星歯車組の一つのサンギヤそれぞれのはす歯のねじり方向を互いに逆向きにしたことを特徴とする自動変速機。

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