JP3763288B2 - Automatic transmission for vehicles - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用自動変速機に係り、特に、複数組の遊星歯車装置で前進7段の多段変速が可能であり、小型且つ低損失の自動変速機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車両用の自動変速機として、複数の遊星歯車装置とクラッチおよびブレーキを用いたものが多用されている。特開2000−266138号公報に記載の車両用自動変速機はその一例であり、4組の遊星歯車装置を用いて前進7段の変速が可能とされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の車両用自動変速機は4組の遊星歯車装置を用いているため、軸長が大きくなって車両への搭載性が悪くなるとともに、重量が増加したりコスト高になったりする問題があった。また、7段の変速ギヤ段を得るために係合作動を組み合わせる7つの摩擦係合装置が備えられているため、部品点数が多くなって高コストとなるだけでなく、引きずり抵抗が大きくなり、それが燃費悪化の一因となっていた。
【0004】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、3組または4組の遊星歯車装置を用いながら一層少ない摩擦係合装置で前進7段以上の多段変速が可能な車両用自動変速機を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、(a) 遊星歯車装置の3つの回転要素の何れか1つが入力部材に連結されて回転駆動されるとき、他の1つが回転不能に固定されると、残りの1つが中間回転部材として前記入力部材に対して減速回転させられるように構成され、中間回転出力用摩擦係合装置が係合させられることによって該中間回転部材からその減速回転が選択的に出力される副変速部と、(b) 複数組の遊星歯車装置のサンギヤ、キャリア、およびリングギヤの一部が互いに連結されることによって5つの回転要素が構成されるとともに、該5つの回転要素の回転速度を直線で表すことができる共線図上において該5つの回転要素を一端から他端へ向かって順番に第1回転要素、第2回転要素、第3回転要素、第4回転要素、および第5回転要素とした時、該第1回転要素は第2クラッチを介して前記入力部材に選択的に連結されるとともに第2ブレーキによって選択的に回転停止させられ、該第2回転要素は第1ブレーキによって選択的に回転停止させられ、該第3回転要素は第1クラッチを介して前記入力部材に選択的に連結され、該第5回転要素は前記中間回転部材に連結または選択的に連結され、該第4回転要素は出力部材に連結されて回転を出力する主変速部とを、備えている一方、(c) 前記中間回転出力用摩擦係合装置および前記第1ブレーキが係合させられることによって最も大きい変速比の第1変速段が成立させられ、前記中間回転出力用摩擦係合装置および前記第2ブレーキが係合させられることによって前記第1変速段よりも変速比が小さい第2変速段が成立させられ、前記第2クラッチおよび前記中間回転出力用摩擦係合装置が係合させられることによって前記第2変速段よりも変速比が小さい第3変速段が成立させられ、前記第1クラッチおよび前記中間回転出力用摩擦係合装置が係合させられることによって前記第3変速段よりも変速比が小さい第4変速段が成立させられ、前記第1クラッチおよび前記第2クラッチが係合させられることによって前記第4変速段よりも変速比が小さい第5変速段が成立させられ、前記第1クラッチおよび前記第2ブレーキが係合させられることによって前記第5変速段よりも変速比が小さい第6変速段が成立させられ、前記第1クラッチおよび前記第1ブレーキが係合させられることによって前記第6変速段よりも変速比が小さい第7変速段が成立させられることにある。
【0006】
【発明の効果】
本発明の車両用自動変速機は、前進7段以上の多段変速が3組または4組の遊星歯車装置と合計5つの摩擦係合装置とによって得られるため、4組の遊星歯車装置と合計7つの摩擦係合装置とを用いる従来の車両用変速機に比較して、軽量且つコンパクトに構成されると同時に、一層少ない個数の摩擦係合装置によって変速を行うことができる。このため、部品点数が少なくなって低コストとなるだけでなく、引きずり抵抗が小さくなって一層良好な燃費が得られる。
【0007】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、前記主変速部は、(a) 前記中間回転部材から選択的に前記減速回転が入力される第1サンギヤと、前記第1クラッチを介して入力部材に連結される第1リングギヤと、該第1サンギヤに噛み合う第1ピニオンと、該第1ピニオンおよび第1リングギヤに噛み合う第2ピニオンと、該第1ピニオンおよび第2ピニオンを回転可能に支持し、前記第1ブレーキを介して前記非回転部材に選択的に連結される第1キャリヤとを有する第1遊星歯車装置と、(b) 前記第2クラッチを介して前記入力部材と選択的に連結され且つ第2ブレーキを介して非回転部材に選択的に連結される第2サンギヤと、前記出力部材に連結された第2リングギヤと、前記第2ピニオンに対して一体回転するように同軸に連結されるとともに該第2サンギヤおよび第2リングギヤと噛み合う第3ピニオンを回転可能に支持し、前記第1キャリヤと連結された第2キャリヤとを有する第2遊星歯車装置とを、備えたものであり、(c) 前記第1回転要素は前記第2サンギヤであり、前記第2回転要素は第1キャリヤおよび第2キャリヤであり、前記第3回転要素は第1リングギヤであり、前記第4回転要素は前記第2リングギヤであり、前記第5回転要素は前記第1サンギヤである。このようにすれば、2つの遊星歯車装置によって主変速部が構成され、コンパクトな車両用自動変速機が得られる。
【0008】
また、好適には、前記副変速部は、第3ブレーキを介して選択的に非回転部材に連結されるサンギヤと、前記第5回転要素に連結され且つ前記中間回転部材として機能するリングギヤと、前記入力部材に連結され、該サンギヤと噛み合う第4ピニオンと該リングギヤと噛み合う第5ピニオンとを相互に噛み合った状態で回転可能に支持するキャリヤとを有するダブルピニオン型の遊星歯車装置である。このようにすれば、第1クラッチ、第2クラッチ、第1ブレーキ、第2ブレーキ、第3ブレーキの係合作動の組み合わせによって、前進7段の多段変速が可能とされる。
【0009】
また、好適には、前記副変速部は、非回転部材に連結されたサンギヤと、第3クラッチを介して前記第5回転要素と選択的に連結され且つ前記中間回転部材として機能するリングギヤと、前記入力部材に連結され、該サンギヤと噛み合う第4ピニオンと該リングギヤと噛み合う第5ピニオンとを相互に噛み合った状態で回転可能に支持するキャリヤとを有するダブルピニオン型の遊星歯車装置である。このようにすれば、第1クラッチ、第2クラッチ、第3クラッチ、第1ブレーキ、第2ブレーキの係合作動の組み合わせによって、前進7段の多段変速が可能とされる。
【0010】
また、好適には、前記主変速部は、(a) 前記第2クラッチを介して選択的に入力部材と連結され、且つ第2ブレーキを介して選択的に前記非回転部材と選択的に連結される第1サンギヤと、前記第1クラッチを介して前記入力部材に連結される第1リングギヤと、該第1サンギヤに噛み合う第1ピニオンと、該第1ピニオンおよび第1リングギヤに噛み合う第2ピニオンと、該第1ピニオンおよび第2ピニオンを回転可能に支持し、前記中間回転部材から選択的に前記減速回転が入力される第1キャリヤとを有する第1遊星歯車装置と、(b) 前記第1ブレーキを介して非回転部材に選択的に連結される第2サンギヤと、前記出力部材に連結された第2リングギヤと、該第2サンギヤと噛み合い且つ前記第1ピニオンに対して一体回転するように同軸に連結された第3ピニオンと、該第3ピニオンおよび該第2リングギヤと噛み合う第4ピニオンと、該第3ピニオンおよび第4ピニオンを回転可能に支持し、前記第1キャリヤと連結された第2キャリヤとを有する第2遊星歯車装置とを、備えたものであり、(c) 前記第1回転要素は前記第1サンギヤであり、前記第2回転要素は第2サンギヤであり、前記第3回転要素は第1リングギヤであり、前記第4回転要素は前記第2リングギヤであり、前記第5回転要素は前記第1キャリヤおよび第2キャリヤである。このようにすれば、2つの遊星歯車装置によって主変速部が構成され、コンパクトな車両用自動変速機が得られる。
【0011】
また、好適には、前記副変速部は、前記入力部材に連結されたサンギヤと、前記第5回転要素に連結され且つ前記中間回転部材として機能するリングギヤと、該サンギヤと噛み合う第5ピニオンと該リングギヤと噛み合う第6ピニオンとを相互に噛み合った状態で回転可能に支持し、第3ブレーキを介して選択的に非回転部材に連結されるキャリヤとを有するダブルピニオン型の遊星歯車装置である。このようにすれば、第1クラッチ、第2クラッチ、第1ブレーキ、第2ブレーキ、第3ブレーキの係合作動の組み合わせによって、前進7段の多段変速が可能とされる。
【0012】
また、好適には、前記副変速部は、前記入力部材に連結されたサンギヤと、第3クラッチを介して前記第5回転要素に選択的に連結され且つ前記中間回転部材として機能するリングギヤと、該サンギヤと噛み合う第5ピニオンと該リングギヤと噛み合う第6ピニオンとを相互に噛み合った状態で回転可能に支持し、非回転部材に連結されたキャリヤとを有するダブルピニオン型の遊星歯車装置である。このようにすれば、第1クラッチ、第2クラッチ、第3クラッチ、第1ブレーキ、第2ブレーキの係合作動の組み合わせによって、前進7段の多段変速が可能とされる。
【0013】
また、好適には、前記主変速部は、(a) 第2クラッチを介して選択的に入力部材と連結され且つ第2ブレーキを介して選択的に非回転部材と連結される第1サンギヤと、出力部材と連結された第1リングギヤと、該第1サンギヤおよび第1リングギヤと噛み合う第1ピニオンを回転可能に支持し、第2リングギヤと連結され、且つ第1ブレーキを介して選択的に非回転部材に連結される第1キャリヤとを有する第1遊星歯車装置と、(b) 前記中間回転部材から選択的に前記減速回転が入力される第2サンギヤと、前記第1キャリヤに連結された第2リングギヤと、それら第2サンギヤおよび第2リングギヤと噛み合う第2ピニオンを回転可能に支持し、第1クラッチを介して選択的に入力部材に連結される第2キャリヤとを有する第2遊星歯車装置と、(c) 前記第2サンギヤと連結される第3サンギヤと、前記第2キャリヤと連結され且つ第1クラッチを介して入力部材と選択的に連結される第3リングギヤと、該第3サンギヤおよび第3リングギヤと噛み合う第3ピニオンを回転可能に支持し、前記出力部材および第1リングギヤと連結された第3キャリヤとを有する第3遊星歯車装置とを、備えたものであり、(d) 前記第1回転要素は前記第1サンギヤであり、前記第2回転要素は第1キャリヤおよび第2リングギヤであり、前記第3回転要素は第2キャリヤおよび第3リングギヤであり、前記第4回転要素は前記第3キャリヤおよび第1リングギヤであり、前記第5回転要素は前記第2サンギヤおよび第3サンギヤである。このようにすれば、3つの遊星歯車装置によって主変速部が構成され、コンパクトな車両用自動変速機が得られる。
【0014】
また、好適には、上記副変速部は、前記入力部材と連結されたサンギヤと、前記第2サンギヤおよび第3サンギヤに連結され且つ前記中間回転部材として機能するリングギヤと、該サンギヤと噛み合う第4ピニオンと該リングギヤと噛み合う第5ピニオンとを相互に噛み合った状態で回転可能に支持し、第3ブレーキを介して選択的に非回転部材に連結されるキャリヤとを有するダブルピニオン型の遊星歯車装置である。このようにすれば、第1クラッチ、第2クラッチ、第1ブレーキ、第2ブレーキ、第3ブレーキの係合作動の組み合わせによって、前進7段の多段変速が可能とされる。
【0015】
また、好適には、前記副変速部は、前記入力部材と連結されたサンギヤと、第3クラッチを介して前記第2サンギヤおよび第3サンギヤに選択的に連結され且つ前記中間回転部材として機能するリングギヤと、該サンギヤと噛み合う第4ピニオンと該リングギヤと噛み合う第5ピニオンとを相互に噛み合った状態で回転可能に支持し、非回転部材に連結されたキャリヤとを有するダブルピニオン型の遊星歯車装置である。このようにすれば、第1クラッチ、第2クラッチ、第3クラッチ、第1ブレーキ、第2ブレーキの係合作動の組み合わせによって、前進7段の多段変速が可能とされる。
【0016】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例である車両用遊星歯車式自動変速機(以下、変速機という)10の骨子図であり、図2は複数の変速段を成立させる際の係合要素および変速比を説明する作動表であり、図3は共線図である。
【0017】
図1において、変速機10は、図示しないエンジンから入力軸16に入力された回転力を変速して出力歯車24から図示しないプロペラシャフトや差動歯車装置などを介して左右の駆動輪へ向かって出力する。変速機10は、車体に取り付けられるトランスミッションケース(非回転部材)12内において共通の軸心上に順次配設された図示しないロックアップクラッチ付トルクコンバータ、このトルクコンバータに連結された入力軸16、第3遊星歯車装置22、第1遊星歯車装置18、第2遊星歯車装置20を回転軸心に沿って同軸上に順次備え、出力歯車24を第2遊星歯車装置20の入力軸16とは反対側であってその第2遊星歯車装置20と第1ブレーキB1との間に備えている。上記トルクコンバータは、図示しないエンジンのクランク軸に連結されている。本実施例では、上記入力軸16および出力歯車24が入力回転部材および出力回転部材に対応し、上記トランスミッションケース12が非回転部材に対応している。なお、変速機10はその軸心に対して対称的に構成されているため、第1図の骨子図においてはその下側が省略されている。
【0018】
上記車両用自動変速機10は、FF車両などのための横置用のものであり、ダブルピニオン型の第3遊星歯車装置22を主体として構成されている副(第2)変速部26と、ダブルピニオン型の第1遊星歯車装置18およびシングルピニオン型の第2遊星歯車装置20を主体として構成されている主(第1)変速部28とを有し、5つの摩擦係合装置の作動の組み合わせを切り換えることにより、7種類の変速比γn が異なる前進ギヤ段、或いは後進ギヤ段を達成し、そのギヤ段において入力軸16の回転を変速して出力歯車24へ伝達する。
【0019】
上記副変速部26において、第3遊星歯車装置22は、第3サンギヤS3と、その外周側に同心に配置された第3リングギヤR3と、第3サンギヤS3に噛み合う第4ピニオンP4と第3リングギヤR3に噛み合う第5ピニオンP5を相互に噛み合った状態で回転可能にすなわち自転且つ公転可能に支持する第3キャリヤCA3とを備えたものである。第3サンギヤS3は第3ブレーキB3を介してトランスミッションケース12に選択的に連結されることにより選択的に非回転とされるようになっている。第3遊星歯車装置22の第3キャリヤCA3は、入力軸16に連結されてそれと共に回転駆動されるとともに、第1クラッチC1を介して第1遊星歯車装置18の第1リングギヤR1と選択的に連結され、第2クラッチC2を介して第2サンギヤS2と連結され、入力軸16からの動力をそのまま第1変速部28へ出力する。そして、第3遊星歯車装置22の第3リングギヤR3は、中間回転部材として機能するものであり、第1遊星歯車装置18の第1サンギヤS1に連結されて、入力軸16に対して減速回転させられる中間回転速度で第1変速部28へ動力を出力する。また、上記第3ブレーキB3は、その係合によって第3リングギヤR3から入力軸16よりも低い回転出力を主変速部28の第1サンギヤS1へ伝達させる中間回転出力用摩擦係合装置として機能している。
【0020】
また、主変速部28において、上記第1遊星歯車装置18は、上記第3リングギヤR3と連結された第1サンギヤS1と、第1クラッチC1を介して上記第3キャリヤCA3と選択的に連結される第1リングギヤR1と、その第1サンギヤS1に噛み合う第1ピニオンP1と第1リングギヤR1に噛み合う第2ピニオンP2とを相互に噛み合った状態で回転可能にすなわち自転且つ公転可能に支持する第1キャリヤCA1とを備えたものである。また、上記第2遊星歯車装置20は、第2ブレーキB2を介して選択的にトランスミッションケース12に連結され、第2クラッチC2を介して入力軸16と選択的に連結される第2サンギヤS2と、出力歯車24に連結された第2リングギヤR2と、それら第2サンギヤS2および第2リングギヤR2と噛み合い、前記第2ピニオンP2よりも大径であってそれに対して一体回転するように同軸にそれと連結された第3ピニオンP3と、その第3ピニオンP3を回転可能にすなわち自転且つ公転可能に支持し、第1キャリヤCA1と一体回転するようにそれに連結され、且つ第1ブレーキB1を介して選択的にトランスミッションケース12に連結される第2キャリヤCA2とを、備えたものである。この第2キャリヤCA2とトランスミッションケース12との間には、一方向クラッチF1が第1ブレーキB1と並列に設けられている。この第1ブレーキB1および一方向クラッチF1に替えて、それらのうちのいずれか一方が設けられてもよい。
【0021】
上記第1クラッチC1、第2クラッチC2、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、第3ブレーキB3は、たとえば、従来の車両用遊星歯車式自動変速機においてよく用いられている油圧式摩擦係合装置であって、互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型や、回転するドラムの外周面に巻き付けられた1本または2本のバンドの一端が油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成され、それが介そうされている両側の部材を選択的に連結するためのものである。上記第1ブレーキB1に並列に設けられた一方向クラッチF1も係合装置すなわち第1ブレーキとして機能するものであり、いずれか一方が設けられていてもよい。
【0022】
以上のように構成された変速機10では、たとえば、図2の係合作動表に示されるように、前記第1クラッチC1、第2クラッチC2、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、第3ブレーキB3のうちから選択された2つが同時に係合作動させられることにより、前進側の第1速ギヤ段乃至第7速ギヤ段のいずれか或いは後進ギヤ段が選択的に成立させられ、略等比的に変化する変速比γ(=入力軸回転速度Nin/出力軸回転速度NOUT )が各ギヤ段毎に得られるようになっている。
【0023】
すなわち、図2に示すように、第3ブレーキB3および第1ブレーキB1の係合により、第3サンギヤS3とトランスミッションケース12との間,第2キャリヤCA2とトランスミッションケース12との間がそれぞれ連結されることにより、変速比γ1 が最大値たとえば「3.90」である第1速ギヤ段が成立させられる。また、第3ブレーキB3および第2ブレーキB2の係合により、第3サンギヤS3とトランスミッションケース12との間,第2サンギヤS2とトランスミッションケース12との間がそれぞれ連結されることにより、変速比γ2 が第1速ギヤ段よりも小さい値たとえば「2.64」程度である第2速ギヤ段が成立させられる。また、第2クラッチC2および第3ブレーキB3の係合により、入力軸16と第2サンギヤS2との間、第3サンギヤS3とトランスミッションケース12との間がそれぞれ連結されることにより、変速比γ3 が第2速ギヤ段よりも小さい値たとえば「1.81」程度である第3速ギヤ段が成立させられる。また、第1クラッチC1および第3ブレーキB3の係合により、入力軸16と第1リングギヤR1との間、第3サンギヤS3とトランスミッションケース12との間がそれぞれ連結されることにより、変速比γ4 が第3速ギヤ段よりも小さい値たとえば「1.20」程度である第4速ギヤ段が成立させられる。また、第1クラッチC1および第2クラッチC2の係合により、入力軸16と第1リングギヤR1との間、入力軸16と第2サンギヤS2との間がそれぞれ連結されることにより、変速比γ5 が第4速ギヤ段よりも小さい値「1.000」程度である第5速ギヤ段が成立させられる。また、第1クラッチC1および第2ブレーキB2の係合により、入力軸16と第1リングギヤR1との間、第2サンギヤS2とトランスミッションケース12との間がそれぞれ連結されることにより、変速比γ6 が第5速ギヤ段よりも小さい値たとえば「0.91」程度である第6速ギヤ段が成立させられる。また、第1クラッチC1および第1ブレーキB1の係合により、入力軸16と第1リングギヤR1との間、第2キャリヤCA2とトランスミッションケース12との間がそれぞれ連結されることにより、変速比γ7 が第6速ギヤ段よりも小さい値たとえば「0.65」である第7速ギヤ段が成立させられる。また、第2クラッチC2および第1ブレーキB1の係合により、入力軸16と第2サンギギヤS2との間、第2キャリヤCA2とトランスミッションケース12との間がそれぞれ連結されることにより、変速比γR が第1速ギヤ段と第2速ギヤ段との間の値たとえば「2.79」である後進ギヤ段が成立させられる。前記第1遊星歯車装置18のギヤ比(=サンギヤの歯数/リングギヤの歯数)ρ1 、第2遊星歯車装置20のギヤ比ρ2 、第3遊星歯車装置22のギヤ比ρ3 は、上記のような変速比が得られるように設定されており、たとえば、ρ1 =0.36、ρ2 =0.36、ρ3 =0.54である。
【0024】
上記変速機10において、各ギヤ段の変速比変化率(変速比間の比=γn /γn+1 )は、たとえば第1速ギヤ段の変速比γ1 と第2速ギヤ段の変速比γ2 との比(=γ1 /γ2 )が「1.48」とされ、第2速ギヤ段の変速比γ2 と第3速ギヤ段の変速比γ3 との比(=γ2 /γ3 )が「1.46」とされ、第3速ギヤ段の変速比γ3 と第4速ギヤ段の変速比γ4 との比(=γ3 /γ4 )が「1.51」とされ、第4速ギヤ段の変速比γ4 と第5速ギヤ段の変速比γ5 との比(=γ4 /γ5 )が「1.20」とされ、第5速ギヤ段の変速比γ5 と第6速ギヤ段の変速比γ6 との比(=γ5 /γ6 )が「1.10」とされ、第6速ギヤ段の変速比γ6 と第7速ギヤ段の変速比γ7 との比(=γ6 /γ7 )が「1.40」とされ、各変速比γが略等比的に変化させられている。また、上記変速機10において、第1速ギヤ段の変速比γ1 と第7速ギヤ段の変速比γ7 との比であるギヤ比幅(=γ1 /γ7 )が比較的大きな値すなわち「6.00」とされている。また、後進変速段「Rev」の変速比も適当値であり、全体として適切な変速比特性が得られる。
【0025】
図3は、上記変速機10において、ギヤ段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線で表すことができる共線図を示している。図3の共線図は、横軸方向において各遊星歯車装置18、20、22のギヤ比ρの関係を示し、縦軸方向において相対的回転速度を示す二次元座標であり、2本の横線のうちの下側の横線X1が回転速度零を示し、その上側の横線X3が入力軸16の回転速度よりも低い減速回転を示し、さらに上側の横線X2が回転速度「1.0」すなわち入力軸16の回転速度を示している。主変速部28において、5本の縦線Y1乃至Y5は、左から順に、第1回転要素RE1に対応する第2サンギヤS2を、第2回転要素RE2に対応し且つ相互に連結された第1キャリヤCA1および第2キャリヤCA2を、第3回転要素RE3に対応する第1リングギヤR1を、第4回転要素RE4に対応する第2リングギヤR2を、第5回転要素RE5に対応する第1サンギヤS1をそれぞれ表し、それらの間隔は第1遊星歯車装置18、第2遊星歯車装置20のギヤ比ρ1 、ρ2 に応じてそれぞれ定められている。共線図の縦軸間において、サンギヤとキャリヤとの間が「1」に対応する間隔とされ、キャリヤとリングギヤとの間がρに対応する間隔とされる。
【0026】
上記共線図を利用して主変速部28を表現すれば、第1遊星歯車装置18の第1サンギヤS1、第1キャリアCA1、第1リングギヤR1、および第2遊星歯車装置20の第2サンギヤS2、第2キャリアCA2、第2リングギヤR2の一部が互いに連結されることによって5つの回転要素RE1乃至RE5が構成されるとともに、その5つの回転要素RE1乃至RE5の回転速度を直線で表すことができる共線図上においてその5つの回転要素RE1乃至RE5を一端から他端へ向かって順番に第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、第3回転要素RE3、第4回転要素RE4、および第5回転要素RE5とした時、その第1回転要素RE1(S2)は第2ブレーキB2によって選択的に回転停止させられるとともに第2クラッチC2によって前記入力軸16(入力部材)に選択的に連結され、第2回転要素RE2(CA1、CA2)は第1ブレーキB1によって選択的に回転停止させられ、第3回転要素RE3(R1)は第1クラッチC1を介して前記入力軸16(入力部材)に選択的に連結され、第5回転要素RE5(S1)は第3リングギヤR3(中間回転部材)に連結され、第4回転要素RE4(R2)は出力歯車24(出力部材)に連結されている。
【0027】
そして、上記の共線図から明らかなように、第3ブレーキB3および第1ブレーキB1が係合させられて、第3サンギヤS3が非回転状態とされるとともに第2回転要素RE2(CA1、CA2)も非回転状態とされると、第4回転要素RE4(R2)は「1st」で示す回転速度で回転させられ、最も大きい変速比の第1変速段「1st」が成立させられる。第3ブレーキB3および第2ブレーキB2が係合させられて、第3サンギヤS3が非回転状態とされるとともに第1回転要素RE1(S2)も非回転とされると、第4回転要素RE4(R2)は「2nd」で示す回転速度で回転させられ、第1変速段「1st」よりも変速比が小さい第2変速段「2nd」が成立させられる。第2クラッチC2および第3ブレーキB3が係合させられて、第1回転要素RE1(S2)が入力軸16と同じ回転速度で回転させられ、第3サンギヤS3が非回転状態とされると、第4回転要素RE4(R2)は「3rd」で示す回転速度で回転させられ、第2変速段「2nd」よりも変速比が小さい第3変速段「3rd」が成立させられる。第1クラッチC1および第3ブレーキB3が係合させられて、第3回転要素RE3(R1)が入力軸16と同じ回転速度で回転させられ、第3サンギヤS3が非回転状態とされると、第4回転要素RE4(R2)は「4th」で示す回転速度で回転させられ、第3変速段「3rd」よりも変速比が小さい第4変速段「4th」が成立させられる。第1クラッチC1および第2クラッチC2が係合させられて、第3回転要素RE3(R1)が入力軸16とともに回転させられるとともに、第1回転要素RE1(S2)も入力軸16とともに回転させられると、第4回転要素RE4(R2)は「5th」で示す回転速度すなわち入力軸16と同じ回転速度で回転させられ、第4変速段「4th」よりも変速比が小さい第5変速段「5th」が成立させられる。この第5変速段「5th」の変速比は1である。第1クラッチC1および第2ブレーキB2が係合させられて、第3回転要素RE3(R1)が入力軸16とともに回転させられるとともに、第1回転要素RE1(S2)が回転停止させられると、第4回転要素RE4(R2)は「6th」で示す回転速度で回転させられ、第5変速段「5th」よりも変速比が小さい第6変速段「6th」が成立させられる。第1クラッチC1および第1ブレーキB1が係合させられて、第3回転要素RE3(R1)が入力軸16とともに回転させられるとともに、第2回転要素RE2(CA1、CA2)が回転停止させられると、第4回転要素RE4(R2)は「7th」で示す回転速度で回転させられ、第6変速段「6th」よりも変速比が小さい第7変速段「7th」が成立させられる。
【0028】
また、第2クラッチC2および第1ブレーキB1が係合させられると、第1回転要素RE1(S2)が入力軸16とともに回転させられるとともに、第2回転要素RE2(CA1、CA2)が回転停止させられて、第4回転要素RE4(R2)は「Rev」で示す回転速度で逆回転させられると、後進変速段「Rev」が成立させられる。
【0029】
上述のように、本実施例の車両用自動変速機10によれば、前進7段の多段変速が3組の第1遊星歯車装置18、第2遊星歯車装置20、第3遊星歯車装置22と、2つのクラッチC1、C2および3つのブレーキB1、B2、B3から成る合計5つの摩擦係合装置によって得られるため、4組の遊星歯車装置を用いる場合に比較して軽量且つコンパクトに構成され、車両への搭載性が向上する。同時に、一層少ない個数の摩擦係合装置によって変速を行うことができるため、部品点数が少なくなって低コストとなるだけでなく、引きずり抵抗が小さくなって一層良好な燃費が得られる。
【0030】
また、前述の実施例において、ダブルピニオン型の第1遊星歯車装置18の第2ピニオンP2と、シングルピニオン型の第2遊星歯車装置20の第3ピニオンP3とが一体回転するように同軸に相互に連結されているので、ラビニヨ型と同様に、部品点数や軸長が一層低減され、変速機10が一層小型且つ安価となる。
【0031】
また、前述の実施例において、主変速部28は、第1遊星歯車装置18と第2遊星歯車装置20とを備えたものであり、第1回転要素RE1は第2サンギヤS2であり、第2回転要素RE2は第1キャリヤCA1および第2キャリヤCA2であり、第3回転要素RE3は第1リングギヤR1であり、第4回転要素RE4は第2リングギヤR2であり第5回転要素RE5は第1サンギヤS1であるので、コンパクトな前進7段の車両用自動変速機10が得られる。
【0032】
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において、前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【0033】
図4は、前記変速機10と同様に5つの摩擦係合装置を用いて前進7速のギヤ段を達成する変速機30の構成を示す骨子図である。この変速機30は、副変速機26の第3サンギヤS3がトランスミッションケース12と連結されることにより非回転とされ、第3リングギヤR3と第1サンギヤS1との間に第3クラッチC3が介そうされることにより、第3リングギヤR3と第1サンギヤS1とが選択的に連結されるように構成されている点が、前記変速機10と相違し、他は同様に構成されている。本実施例によれば、第3クラッチC3が変速機10の第3ブレーキB3と同様に、その係合によって中間回転部材として機能する第3リングギヤR3から入力軸16よりも低い回転出力を主変速部28の第1サンギヤS1へ伝達させる中間回転出力用摩擦係合装置としての機能を備えていることから、第3ブレーキB3に替えて第3クラッチC3が作動させられる前述の実施例の図2と同様の係合表、および図3と同様の共線図に基づいて前進7段の変速ギヤ段が得られる。したがって、本実施例の回転要素RE1、RE2、RE3、RE4、RE5も前述の変速機10と同様である。
【0034】
図5は、前記変速機10、30と同様に3組の遊星歯車装置を用いて前進7速のギヤ段を達成する変速機34の構成を示す骨子図であり、図6はその共線図である。各ギヤ段とそれを達成するための摩擦係合装置の係合作動の組み合わせとの関係を示す係合表は図2と同様であるため省略されている。本実施例の変速機34は、ダブルピニオン型の第3遊星歯車装置40を主体として構成されている副(第2)変速部26と、ダブルピニオン型の第1遊星歯車装置36およびダブルピニオン型の第2遊星歯車装置38を主体として構成されている主(第1)変速部28とを有し、5つの摩擦係合装置の作動の組み合わせを切り換えることにより、7種類の変速比γn が異なる前進ギヤ段、或いは後進ギヤ段を達成し、そのギヤ段において入力軸16の回転を変速して出力歯車24へ伝達する。入力軸16側からは、第3遊星歯車装置40、第1遊星歯車装置36、第2遊星歯車装置38が、回転軸心に沿って同心に順次配列されている。
【0035】
上記副変速部26において、第3遊星歯車装置40は、入力軸16に連結された第3サンギヤS3と、その外周側に同心に配置された第3リングギヤR3と、第3サンギヤS3に噛み合う第5ピニオンP5と第3リングギヤR3に噛み合う第6ピニオンP6を相互に噛み合った状態で回転可能にすなわち自転且つ公転可能に支持し、且つ第3ブレーキB3を介して選択的にトランスミッションケース12に連結される第3キャリヤCA3とを備えたものである。この第3遊星歯車装置40では、第3ブレーキB3の係合により第3キャリヤCA3が非回転とされているとき、第3リングギヤR3は、入力軸16に連結された第3サンギヤS3の回転に伴って、その回転を減速して第1変速部28の第1キャリヤCA1および第2キャリヤCA2へ伝達する。すなわち、第3リングギヤR3は、中間回転出力用摩擦係合装置として機能する第3ブレーキB3の係合時において入力軸16の回転よりも低い回転速度で回転する中間回転部材として機能し、入力軸16の回転よりも低い回転速度で第1変速部28へ動力を伝達する。
【0036】
また、主変速部28において、上記第1遊星歯車装置36は、第2ブレーキB2を介してトランスミッションケース12に選択的に連結され、且つ第2クラッチC2を介して選択的に入力軸16に連結される第1サンギヤS1と、第1クラッチC1を介して入力軸16に選択的に連結される第1リングギヤR1と、その第1サンギヤS1と噛み合う第1ピニオンP1と、その第1リングギヤR1と噛み合う第2ピニオンP2と、それら第1ピニオンP1および第2ピニオンP2を相互に噛み合った状態で回転可能にすなわち自転且つ公転可能に支持する第1キャリヤCA1とを備えたものである。また、上記第2遊星歯車装置38は、第1ブレーキB1を介してトランスミッションケース12に選択的に連結される第2サンギヤS2と、出力歯車24に連結された第2リングギヤR2と、第2サンギヤS2と噛み合い且つ前記第1ピニオンP1より小径であってそれに対して一体回転するように同軸にそれと連結された第3ピニオンP3と,第2リングギヤR2と噛み合う第4ピニオンP4と、それら第3ピニオンP3および第4ピニオンP4を相互に噛み合った状態で回転可能にすなわち自転且つ公転可能に支持し、第1キャリヤCA1と一体回転するようにそれに連結され、且つ第3リングギヤR3に連結された第2キャリヤCA2とを、備えたものである。
【0037】
なお、上記第1ピニオンP1と第3ピニオンP3は、同じ部材から歯切り加工されたものでもよいし、別部材か相互に一体的に固定されたものでもよい。第1ピニオンP1は第3ピニオンP3よりも大径とされているが、変速比γを適切とするために同径とされたり或いは小径とされたりしてもよい。また、上記第2サンギヤS2とトランスミッションケース12との間に介そうされた第1ブレーキB1には、一方向クラッチF1が並列に配設されている。この第1ブレーキB1および一方向クラッチF1に替えて、それらのうちのいずれか一方が設けられてもよい。
【0038】
以上のように構成された変速機34では、たとえば、図2の係合作動表に示されるように、前記第1クラッチC1、第2クラッチC2、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、第3ブレーキB3から成る5つの摩擦係合装置のうちから選択された2つが同時に係合作動させられることにより、前進側の第1速ギヤ段乃至第7速ギヤ段のいずれか或いは後進ギヤ段が選択的に成立させられると、前述の図1の変速機10と同様に、略等比的に変化する変速比γが各ギヤ段毎に得られるようになっている。
【0039】
本実施例の変速機34では、図6の共線図に示すように、主変速部28は、第1遊星歯車装置36の第1サンギヤS1、第1キャリアCA1、第1リングギヤR1、および第2遊星歯車装置38の第2サンギヤS2、第2キャリアCA2、第2リングギヤR2の一部が互いに連結されることによって5つの回転要素RE1乃至RE5が構成されるとともに、その5つの回転要素RE1乃至RE5の回転速度を直線で表すことができる共線図上においてその5つの回転要素RE1乃至RE5を一端から他端へ向かって順番に第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、第3回転要素RE3、第4回転要素RE4、および第5回転要素RE5とした時、その第1回転要素RE1(S1)は第2ブレーキB2によって選択的に回転停止させられるとともに第2クラッチC2によって入力軸16(入力部材)に選択的に連結され、第2回転要素RE2(S2)は第1ブレーキB1によって選択的に回転停止させられ、第3回転要素RE3(R1)は第1クラッチC1を介して前記入力軸16(入力部材)に選択的に連結され、第5回転要素RE5(CA1、CA2)は第3リングギヤR3(中間回転部材)に連結され、第4回転要素RE4(R2)は出力歯車24(出力部材)に連結されている。
【0040】
そして、上記図6の共線図から明らかなように、第3ブレーキB3および第1ブレーキB1が係合させられて、第3キャリヤCA3が非回転状態とされるとともに第2回転要素RE2(S2)も非回転状態とされると、第4回転要素RE4(R2)は「1st」で示す回転速度で回転させられ、最も大きい変速比の第1変速段「1st」が成立させられる。第3ブレーキB3および第2ブレーキB2が係合させられて、第3キャリヤCA3が非回転状態とされるとともに第1回転要素RE1(S1)も非回転とされると、第4回転要素RE4(R2)は「2nd」で示す回転速度で回転させられ、第1変速段「1st」よりも変速比が小さい第2変速段「2nd」が成立させられる。第2クラッチC2および第3ブレーキB3が係合させられて、第1回転要素RE1(S1)が入力軸16と同じ回転速度で回転させられ、第3キャリヤCA3が非回転状態とされると、第4回転要素RE4(R2)は「3rd」で示す回転速度で回転させられ、第2変速段「2nd」よりも変速比が小さい第3変速段「3rd」が成立させられる。第1クラッチC1および第3ブレーキB3が係合させられて、第3回転要素RE3(R1)が入力軸16と同じ回転速度で回転させられ、第3キャリヤCA3が非回転状態とされると、第4回転要素RE4(R2)は「4th」で示す回転速度で回転させられ、第3変速段「3rd」よりも変速比が小さい第4変速段「4th」が成立させられる。第1クラッチC1および第2クラッチC2が係合させられて、第3回転要素RE3(R1)が入力軸16とともに回転させられるとともに、第1回転要素RE1(S1)も入力軸16とともに回転させられると、第4回転要素RE4(R2)は「5th」で示す回転速度すなわち入力軸16と同じ回転速度で回転させられ、第4変速段「4th」よりも変速比が小さい第5変速段「5th」が成立させられる。この第5変速段「5th」の変速比は1である。第1クラッチC1および第2ブレーキB2が係合させられて、第3回転要素RE3(R1)が入力軸16とともに回転させられるとともに、第1回転要素RE1(S1)が回転停止させられると、第4回転要素RE4(R2)は「6th」で示す回転速度で回転させられ、第5変速段「5th」よりも変速比が小さい第6変速段「6th」が成立させられる。第1クラッチC1および第1ブレーキB1が係合させられて、第3回転要素RE3(R1)が入力軸16とともに回転させられるとともに、第2回転要素RE2(S2)が回転停止させられると、第4回転要素RE4(R2)は「7th」で示す回転速度で回転させられ、第6変速段「6th」よりも変速比が小さい第7変速段「7th」が成立させられる。
【0041】
また、第2クラッチC2および第1ブレーキB1が係合させられると、第1回転要素RE1(S1)が入力軸16とともに回転させられるとともに、第2回転要素RE2(S2)が回転停止させられると、第4回転要素RE4(R2)は「Rev」で示す回転速度で逆回転させられ、後進変速段「Rev」が成立させられる。
【0042】
本実施例の変速機34においても、前述の図1の変速機10と同様に、前進7段の多段変速が2つのクラッチC1、C2および3つのブレーキB1、B2、B3から成る合計5つの摩擦係合装置によって得られることから、一層少ない個数の摩擦係合装置によって変速を行うことができるため、部品点数が少なくなって低コストとなるだけでなく、引きずり抵抗が小さくなって一層良好な燃費が得られる。
【0043】
図7は、上記変速機34と同様に5つの摩擦係合装置を用いて前進7速のギヤ段を達成する変速機42の構成を示す骨子図である。この変速機42は、副変速機26の第3キャリヤCA3がトランスミッションケース12と直接連結されることにより非回転とされ、第3リングギヤR3と第1キャリヤCA1および第2キャリヤCA2との間に第3クラッチC3が介そうされることにより、第3リングギヤR3と第1キャリヤCA1および第2キャリヤCA2とが選択的に連結されるように構成されている点が、前記変速機10と相違し、他は同様に構成されている。本実施例によれば、第3クラッチC3が変速機34の第3ブレーキB3と同様に、その係合によって中間回転部材として機能する第3リングギヤR3から入力軸16よりも低い回転出力を主変速部28の第1キャリヤCA1および第2キャリヤCA2へ伝達させる中間回転出力用摩擦係合装置としての機能を備えていることから、第3ブレーキB3に替えて第3クラッチC3が係合させられる前述の実施例の図2と同様の係合表、および図6と同様の共線図に基づいて前進7段の変速ギヤ段が得られる。したがって、本実施例の回転要素RE1、RE2、RE3、RE4、RE5も前述の変速機34と同様である。
【0044】
図8は、前記変速機10、34などと同様に5つの摩擦係合装置を用いて前進7速のギヤ段を達成する変速機44の構成を示す骨子図であり、図9はその共線図である。各ギヤ段とそれを達成するための摩擦係合装置の係合作動の組み合わせとの関係を示す係合表は図2と同様であるため省略されている。本実施例の変速機44は、ダブルピニオン型の第4遊星歯車装置52を主体として構成されている副(第2)変速部26と、シングルピニオン型の第1遊星歯車装置46、第2遊星歯車装置48、および第3遊星歯車装置50を主体として構成されている主(第1)変速部28とを有し、5つの摩擦係合装置の作動の組み合わせを切り換えることにより、7種類の変速比γn が異なる前進ギヤ段、或いは後進ギヤ段を達成し、そのギヤ段において入力軸16の回転を変速して出力歯車24へ伝達する。入力軸16側からは、第1遊星歯車装置46、第2遊星歯車装置48、第3遊星歯車装置50、第4遊星歯車装置52が、回転軸心に沿って同心に順次配列されている。
【0045】
上記副変速部26において、第4遊星歯車装置52は、入力軸16に連結された第4サンギヤS4と、その外周側に同心に配置され、第2サンギヤS2および第3サンギヤS3に連結される第4リングギヤR4と、第4サンギヤS4に噛み合う第4ピニオンP4と第4リングギヤR4と噛み合う第5ピニオンP5とを相互に噛み合った状態で回転可能にすなわち自転且つ公転可能に支持するとともに、第3ブレーキB3を介してトランスミッションケース12に選択的に連結される第4キャリヤCA4とを備えたものである。この第4遊星歯車装置52では、第3ブレーキB3の係合により第4キャリヤCA4が非回転とされているとき、第4リングギヤR4は、入力軸16に連結された第4サンギヤS4の回転に伴って、その回転を減速して第1変速部28の第2サンギヤS2および第3サンギヤS3へ伝達する。すなわち、第4リングギヤR4は、入力軸16の回転よりも低い回転速度で回転する中間回転部材として機能し、入力軸16の回転よりも低い回転速度で第1変速部28へ動力を伝達する。また、第3ブレーキB3は、その係合によって第4リングギヤR4から入力軸16よりも低い回転出力を主変速部28の第2サンギヤS2および第3サンギヤS3へ伝達させる中間回転出力用摩擦係合装置として機能している。
【0046】
また、主変速部28において、上記第1遊星歯車装置46は、第2クラッチC2を介して入力軸16に選択的に連結される第1サンギヤS1と、出力歯車24と連結された第1リングギヤR1と、それら第1サンギヤS1および第1リングギヤR1と噛み合う第1ピニオンP1を回転可能にすなわち自転且つ公転可能に支持し、第1ブレーキB1を介して選択的にトランスミッションケース12に連結される第1キャリヤCA1とを備えたものである。また、上記第2遊星歯車装置48は、中間回転部材として機能する第4リングギヤR4と連結された第2サンギヤS2と、上記第1キャリヤCA1と連結され且つ第1ブレーキB1を介して選択的にトランスミッションケース12に連結される第2リングギヤR2と、それら第2サンギヤS2および第2リングギヤR2と噛み合う第2ピニオンP2を回転可能にすなわち自転且つ公転可能に支持し、第1クラッチC1を介して入力軸16に選択的に連結される第2キャリヤCA2とを備えたものである。また、上記第3遊星歯車装置50は、上記第4リングギヤR4および第2サンギヤS2と連結された第3サンギヤS3と、第2キャリヤCA2と連結され且つ第1クラッチC1を介して入力軸16に選択的に連結される第3リングギヤR3と、それら第3サンギヤS3および第3リングギヤR3と噛み合う第3ピニオンP3を回転可能にすなわち自転且つ公転可能に支持し、第1リングギヤR1および出力歯車24に連結される第3キャリヤCA3とを備えたものである。
【0047】
なお、上記第1キャリヤCA1とトランスミッションケース12との間に介そうされた第1ブレーキB1には、一方向クラッチF1が並列に配設されている。この第1ブレーキB1および一方向クラッチF1に替えて、それらのうちのいずれか一方が設けられてもよい。
【0048】
以上のように構成された変速機44では、たとえば、図2の係合作動表に示されるように、前記第1クラッチC1、第2クラッチC2、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、第3ブレーキB3から成る5つの摩擦係合装置のうちから選択された2つが同時に係合作動させられることにより、前進側の第1速ギヤ段乃至第7速ギヤ段のいずれか或いは後進ギヤ段が選択的に成立させられると、前述の図1の変速機10と同様に、略等比的に変化する変速比γが各ギヤ段毎に得られるようになっている。
【0049】
本実施例の変速機44では、図9の共線図に示すように、主変速部28は、第1遊星歯車装置46の第1サンギヤS1、第1キャリアCA1、第1リングギヤR1、および第2遊星歯車装置48の第2サンギヤS2、第2キャリアCA2、第2リングギヤR2、第3遊星歯車装置50の第3サンギヤS2、第3キャリアCA3、第3リングギヤR3の一部が互いに連結されることによって5つの回転要素RE1乃至RE5が構成されるとともに、その5つの回転要素RE1乃至RE5の回転速度を直線で表すことができる共線図上においてその5つの回転要素RE1乃至RE5を一端から他端へ向かって順番に第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、第3回転要素RE3、第4回転要素RE4、および第5回転要素RE5とした時、その第1回転要素RE1(S1)は第2ブレーキB2によって選択的に回転停止させられるとともに第2クラッチC2によって入力軸16(入力部材)に選択的に連結され、第2回転要素RE2(R2、CA1)は第1ブレーキB1によって選択的に回転停止させられ、第3回転要素RE3(R3、CA2)は第1クラッチC1を介して前記入力軸16(入力部材)に選択的に連結され、第5回転要素RE5(S2、S3)は第4リングギヤR4(中間回転部材)に連結され、第4回転要素RE4(R1、CA3)は出力歯車24(出力部材)に連結されている。
【0050】
そして、上記図9の共線図から明らかなように、第3ブレーキB3および第1ブレーキB1が係合させられて、第4キャリヤCA4が非回転状態とされるとともに第2回転要素RE2(CA1、R2)も非回転状態とされると、第4回転要素RE4(R1、CA3)は「1st」で示す回転速度で回転させられ、最も大きい変速比の第1変速段「1st」が成立させられる。第3ブレーキB3および第2ブレーキB2が係合させられて、第4キャリヤCA4が非回転状態とされるとともに第1回転要素RE1(S1)も非回転とされると、第4回転要素RE4(R1、CA3)は「2nd」で示す回転速度で回転させられ、第1変速段「1st」よりも変速比が小さい第2変速段「2nd」が成立させられる。第2クラッチC2および第3ブレーキB3が係合させられて、第1回転要素RE1(S1)が入力軸16と同じ回転速度で回転させられ、第4キャリヤCA4が非回転状態とされると、第4回転要素RE4(R1、CA3)は「3rd」で示す回転速度で回転させられ、第2変速段「2nd」よりも変速比が小さい第3変速段「3rd」が成立させられる。第1クラッチC1および第3ブレーキB3が係合させられて、第3回転要素RE3(CA2、R3)が入力軸16と同じ回転速度で回転させられ、第4キャリヤCA4が非回転状態とされると、第4回転要素RE4(R1、CA3)は「4th」で示す回転速度で回転させられ、第3変速段「3rd」よりも変速比が小さい第4変速段「4th」が成立させられる。第1クラッチC1および第2クラッチC2が係合させられて、第3回転要素RE3(CA2、R3)が入力軸16とともに回転させられるとともに、第1回転要素RE1(S1)も入力軸16とともに回転させられると、第4回転要素RE4(R1、CA3)は「5th」で示す回転速度すなわち入力軸22と同じ回転速度で回転させられ、第4変速段「4th」よりも変速比が小さい第5変速段「5th」が成立させられる。この第5変速段「5th」の変速比γ5 は1である。第1クラッチC1および第2ブレーキB2が係合させられて、第3回転要素RE3(CA2、R3)が入力軸16とともに回転させられるとともに、第1回転要素RE1(S1)が回転停止させられると、第4回転要素RE4(R1、CA3)は「6th」で示す回転速度で回転させられ、第5変速段「5th」よりも変速比が小さい第6変速段「6th」が成立させられる。第1クラッチC1および第1ブレーキB1が係合させられて、第3回転要素RE3(CA2、R3)が入力軸16とともに回転させられるとともに、第2回転要素RE2(CA1、R2)が回転停止させられると、第4回転要素RE4(R1、CA3)は「7th」で示す回転速度で回転させられ、第6変速段「6th」よりも変速比が小さい第7変速段「7th」が成立させられる。
【0051】
また、第2クラッチC2および第1ブレーキB1が係合させられると、第1回転要素RE1(S1)が入力軸16とともに回転させられるとともに、第2回転要素RE2(CA1、R2)が回転停止させられると、第4回転要素RE4(R1、CA3)は「Rev」で示す回転速度で逆回転させられ、後進変速段「Rev」が成立させられる。
【0052】
本実施例の変速機44においても、前述の図1の変速機10と同様に、前進7段の多段変速が2つのクラッチC1、C2および3つのブレーキB1、B2、B3から成る合計5つの摩擦係合装置によって得られることから、一層少ない個数の摩擦係合装置によって変速を行うことができるため、部品点数が少なくなって低コストとなるだけでなく、引きずり抵抗が小さくなって一層良好な燃費が得られる。
【0053】
図10は、上記変速機44と同様に5つの摩擦係合装置を用いて前進7速のギヤ段を達成する変速機54の構成を示す骨子図である。この変速機54は、副変速機26の第4キャリヤCA4がトランスミッションケース12と直接連結されることにより非回転とされ、第4リングギヤR4と第2サンギヤS2および第3サンギヤS3との間に第3クラッチC3が介そうされることにより、その第4リングギヤR4と第2サンギヤS2および第3サンギヤS3とが選択的に連結されるように構成されている点が、前記変速機44と相違し、他は同様に構成されている。本実施例によれば、第3クラッチC3が変速機44の第3ブレーキB3と同様の中間回転出力用摩擦係合装置としての機能を備えていることから、その第3ブレーキB3に替えて第3クラッチC3が係合させられる前述の実施例の図2と同様の係合表、および図9と同様の共線図に基づいて前進7段の変速ギヤ段が得られる。したがって、本実施例の回転要素RE1、RE2、RE3、RE4、RE5も前述の変速機44と同様である。
【0054】
以上、本発明の1実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【0055】
たとえば、前述の実施例において、副変速機26を構成する第3遊星歯車装置22、40、第4遊星歯車装置52は、ダブルピニオン型であったが、シングルピニオン型の遊星歯車装置であってもよい。その3つの回転要素に対応する第3サンギヤS3或いは第4サンギヤS4、第3キャリヤCA3或いは第4キャリヤCA4、第3リングギヤR3或いは第4リングギヤR4のうち、いずれが固定され、いずれが中間回転部材とされ、いずれが入力部材に直接或いは間接に連結されてもよい。
【0056】
また、前述の実施例の車両用自動変速機10、34、44などは、その自動変速機10の軸線が車両の幅方向となるFF(フロントエンジン・フロントドライブ)車両用すなわち搭載姿勢が横置き型となる車両に適したものであったが、自動変速機10、34、44の軸線が車両の前後方向となるFR(フロントエンジン・リヤドライブ)車両用すなわち搭載姿勢が縦置き型となる場合にも適用される。
【0057】
また、前記車両用自動変速機10は、アクセル操作量や車速などの運転状態に応じて自動的に変速段を切り換えるものでも良いが、運転者のスイッチ操作(アップダウン操作など)に従って変速段を切り換えるものでも良い。
【0058】
また、前記車両用自動変速機10、30などにおいて、第1クラッチC1、第2クラッチC2、第3クラッチC3、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、第3ブレーキB3としては、油圧シリンダによって摩擦係合させられる多板式や単板式、ベルト式などの油圧式摩擦係合装置が好適に用いられるが、電磁式等の他の形式の係合装置を採用することもできる。変速制御を容易にするため、それ等のブレーキやクラッチと並列に一方向クラッチを設けることもできる。エンジンブレーキが必要無い場合には、一方向クラッチを設けるだけでも良い。回転を停止する点で一方向クラッチはブレーキと同様の機能が得られるのである。この他、第1ブレーキと並列に、直列に接続されたブレーキおよび一方向クラッチを設けるなど、種々の態様が可能である。
【0059】
また、たとえば前記車両用自動変速機10において、主変速部28と副変速部26との位置関係や、主変速部28の第1遊星歯車装置18と第2遊星歯車装置20との位置関係は特に限定されず、種々の態様が可能である。クラッチやブレーキについても、例えば一端部に集中して配置するなど種々の態様が可能である。また、第1遊星歯車装置18、第2遊星歯車装置20、第3遊星歯車装置22は必ずしも同心でなくてもよい。
【0060】
また、前述の実施例の共線図は、回転要素RE1、RE2、RE3、RE4、RE5に対応する縦軸Y1、Y2、Y3、Y4、Y5が、左から右へ向かって順次配列されていたが、右から左へ向かって順次配列されていてもよい。また、回転速度零に対応する横軸X1の上側に回転速度「1」に対応する横軸X2が配置されていたが、横軸X1の下側に配置されていてもよい。
【0061】
また、前述の図1の実施例において、ダブルピニオン型の第1遊星歯車装置18の第1ピニオンP1と、ダブルピニオン型の第2遊星歯車装置20の第3ピニオンP3とが一体回転するように同軸に相互に連結されていたが、相互に同径であってもよい。第1ピニオンP1、第2ピニオンP2、第3ピニオンP3、第4ピニオンP4の径(歯数)は適宜変更され得る。
【0062】
また、前述の図1、図4、図5、図7の実施例の主変速部28は2組の遊星歯車装置から構成され、図8、図10の実施例の主変速部28は3組の遊星歯車装置から構成されていたが、遊星歯車装置の数はそれに限定されない。
【0063】
また、前述の実施例の主変速部28において、第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、第3回転要素RE3、第4回転要素RE4、第5回転要素RE5を構成する回転部材は、第1遊星歯車装置18および第2遊星歯車装置20、或いはそれと他の遊星歯車装置の構成するサンギヤ、リングギヤ、キャリヤのいずれであってもよい。
【0064】
なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更,改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である車両用自動変速機の構成を説明する骨子図である。
【図2】図1の車両用自動変速機の変速ギヤ段とそれを実現するための複数の摩擦係合装置の係合作動の組み合わせとの関係を説明する作動表である。
【図3】図1の車両用自動変速機の共線図である。
【図4】図1の車両用自動変速機の変形例の構成を説明する骨子図である。
【図5】本発明の他の実施例である車両用自動変速機の構成を説明する骨子図であって、図1に相当する図である。
【図6】図5の車両用自動変速機の共線図である。
【図7】図5の車両用自動変速機の変形例の構成を説明する骨子図である。
【図8】本発明の他の実施例である車両用自動変速機の構成を説明する骨子図であって、図1に相当する図である。
【図9】図8の車両用自動変速機の共線図である。
【図10】図8の車両用自動変速機の変形例の構成を説明する骨子図である。
【符号の説明】
10、30、34、42、44、54:車両用自動変速機(自動変速機)
12:トランスミッションケース(非回転部材)
16:入力軸(入力部材)
24:出力歯車(出力部材)
26:副変速部(22:第3遊星歯車装置)
28:主変速部(18:第1遊星歯車装置、20:第2遊星歯車装置)
26:副変速部(40:第3遊星歯車装置)
28:主変速部(36:第1遊星歯車装置、38:第2遊星歯車装置)
26:副変速部(52:第4遊星歯車装置
28:主変速部(46:第1遊星歯車装置、48:第2遊星歯車装置、50:第3遊星歯車装置)
RE1:第1回転要素
RE2:第2回転要素
RE3:第3回転要素
RE4:第4回転要素
RE5:第5回転要素
C1:第1クラッチ
C2:第2クラッチ
C3:第3クラッチ(中間回転出力用摩擦係合装置)
B1:第1ブレーキ
B2:第2ブレーキ
B3:第3ブレーキ(中間回転出力用摩擦係合装置)
R3:第3リングギヤ(中間回転部材)
R4:第4リングギヤ(中間回転部材)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic transmission for a vehicle, and more particularly, to a small and low-loss automatic transmission capable of multi-speed shifting of seven forward stages with a plurality of sets of planetary gear devices.
[0002]
[Prior art]
As an automatic transmission for a vehicle, one using a plurality of planetary gear devices, clutches and brakes is often used. An automatic transmission for a vehicle described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-266138 is an example thereof, and seven forward gears can be shifted using four sets of planetary gear devices.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional automatic transmission for a vehicle uses four sets of planetary gear units, the shaft length becomes large, the mountability on the vehicle becomes worse, the weight increases, and the cost increases. There was a problem. In addition, since seven friction engagement devices that combine engagement operations to obtain seven speed gears are provided, not only the number of parts is increased and the cost is increased, but also drag resistance is increased. That contributed to the deterioration of fuel consumption.
[0004]
The present invention has been made against the background of the above circumstances, and the object of the present invention is to enable multi-speed shifting of 7 or more forward stages with fewer friction engagement devices while using three or four planetary gear units. Is to provide an automatic transmission for a vehicle.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the gist of the present invention is that (a) when any one of the three rotating elements of the planetary gear device is connected to the input member and driven to rotate, the other one cannot rotate. The remaining one is configured to be rotated at a reduced speed with respect to the input member as an intermediate rotating member, and the intermediate rotating member is engaged with the friction engaging device for intermediate rotating output to thereby remove the intermediate rotating member. A sub-transmission unit that selectively outputs reduced speed rotation, and (b) part of the sun gear, carrier, and ring gear of a plurality of planetary gear units are connected to each other to form five rotating elements, On the nomographic chart in which the rotational speeds of the five rotating elements can be represented by straight lines, the five rotating elements are sequentially arranged from one end to the other end in the order of a first rotating element, a second rotating element, a third rotating element, 4th When the element and the fifth rotating element are used, the first rotating element is selectively connected to the input member via the second clutch and is selectively stopped by the second brake. The element is selectively stopped by a first brake, the third rotating element is selectively connected to the input member via a first clutch, and the fifth rotating element is connected or selected to the intermediate rotating member. The fourth rotation element is connected to an output member and outputs a rotation, and (c) the intermediate rotation output friction engagement device and the first brake are The first gear stage having the largest gear ratio is established by being engaged, and the gear ratio is greater than that of the first gear stage by engaging the intermediate rotation output friction engagement device and the second brake. Is small A second gear is established, and the second clutch and the intermediate rotation output friction engagement device are engaged to establish a third gear having a smaller gear ratio than the second gear. When the first clutch and the intermediate rotation output friction engagement device are engaged, a fourth shift stage having a gear ratio smaller than that of the third shift stage is established, and the first clutch and the second clutch When the clutch is engaged, a fifth shift stage having a gear ratio smaller than that of the fourth shift stage is established, and when the first clutch and the second brake are engaged, the fifth shift stage is established. The sixth speed change step having a smaller speed change ratio is established, and the seventh change is made smaller in speed change ratio than the sixth speed change step by engaging the first clutch and the first brake. It is to be established.
[0006]
【The invention's effect】
In the automatic transmission for a vehicle according to the present invention, a multi-speed shift of seven or more forward speeds is obtained by three or four planetary gear devices and a total of five friction engagement devices, and therefore a total of seven planetary gear devices and a total of seven Compared to a conventional vehicle transmission that uses two frictional engagement devices, the vehicle can be made lighter and more compact, and at the same time, a smaller number of frictional engagement devices can be used for shifting. For this reason, not only the number of parts is reduced and the cost is reduced, but also drag resistance is reduced and a better fuel consumption can be obtained.
[0007]
Other aspects of the invention
Here, it is preferable that the main transmission unit is: (a) a first sun gear to which the reduced rotation is selectively input from the intermediate rotation member; and a first sun gear coupled to the input member via the first clutch. 1 ring gear, a first pinion that meshes with the first sun gear, a second pinion that meshes with the first pinion and the first ring gear, and a first pinion and a second pinion that rotatably support the first brake. A first planetary gear unit having a first carrier selectively connected to the non-rotating member via the second clutch, and (b) a second brake selectively connected to the input member via the second clutch. A second sun gear selectively connected to the non-rotating member via the second ring gear connected to the output member, and the second sun gear coaxially connected to the second pinion so as to rotate integrally. Sangi And a second planetary gear unit that rotatably supports a third pinion that meshes with the second ring gear and has a second carrier coupled to the first carrier, and (c) the first planetary gear device. The rotating element is the second sun gear, the second rotating element is a first carrier and a second carrier, the third rotating element is a first ring gear, and the fourth rotating element is the second ring gear. The fifth rotating element is the first sun gear. In this way, the main transmission unit is constituted by the two planetary gear units, and a compact vehicle automatic transmission can be obtained.
[0008]
Preferably, the auxiliary transmission unit includes a sun gear selectively connected to a non-rotating member via a third brake, a ring gear connected to the fifth rotating element and functioning as the intermediate rotating member, A planetary gear device of a double pinion type having a carrier coupled to the input member and rotatably supporting a fourth pinion meshing with the sun gear and a fifth pinion meshing with the ring gear. In this way, a forward seven-stage multi-speed shift is possible by a combination of engagement operations of the first clutch, the second clutch, the first brake, the second brake, and the third brake.
[0009]
Preferably, the auxiliary transmission unit includes a sun gear connected to a non-rotating member, a ring gear selectively connected to the fifth rotating element via a third clutch and functioning as the intermediate rotating member, A planetary gear device of a double pinion type having a carrier coupled to the input member and rotatably supporting a fourth pinion meshing with the sun gear and a fifth pinion meshing with the ring gear. In this way, a forward seven-stage multi-speed shift is possible by a combination of engagement operations of the first clutch, the second clutch, the third clutch, the first brake, and the second brake.
[0010]
Preferably, the main transmission unit is (a) selectively connected to the input member via the second clutch, and selectively connected to the non-rotating member selectively via the second brake. A first sun gear, a first ring gear coupled to the input member via the first clutch, a first pinion meshing with the first sun gear, and a second pinion meshing with the first pinion and the first ring gear And a first planetary gear device having a first carrier rotatably supporting the first pinion and the second pinion and selectively receiving the reduced rotation from the intermediate rotation member, and (b) the first A second sun gear selectively connected to the non-rotating member via one brake; a second ring gear connected to the output member; and the second sun gear meshing with the second sun gear and rotating integrally with the first pinion. In A third pinion connected to the shaft, a fourth pinion meshing with the third pinion and the second ring gear, a third pinion rotatably supporting the third pinion and the fourth pinion, and a first pinion connected to the first carrier (C) the first rotating element is the first sun gear, the second rotating element is the second sun gear, and the third planetary gear device having two carriers. The rotating element is a first ring gear, the fourth rotating element is the second ring gear, and the fifth rotating element is the first carrier and the second carrier. In this way, the main transmission unit is constituted by the two planetary gear units, and a compact vehicle automatic transmission can be obtained.
[0011]
Preferably, the auxiliary transmission unit includes a sun gear connected to the input member, a ring gear connected to the fifth rotating element and functioning as the intermediate rotating member, a fifth pinion meshing with the sun gear, This is a double pinion type planetary gear device having a carrier that rotatably supports the sixth pinion that meshes with the ring gear while being meshed with each other, and that is selectively coupled to the non-rotating member via a third brake. In this way, a forward seven-stage multi-speed shift is possible by a combination of engagement operations of the first clutch, the second clutch, the first brake, the second brake, and the third brake.
[0012]
Preferably, the auxiliary transmission unit includes a sun gear connected to the input member, a ring gear selectively connected to the fifth rotating element via a third clutch and functioning as the intermediate rotating member, A double pinion type planetary gear device having a fifth pinion meshing with the sun gear and a sixth pinion meshing with the ring gear rotatably supported in mesh with each other and a carrier coupled to a non-rotating member. In this way, a forward seven-stage multi-speed shift is possible by a combination of engagement operations of the first clutch, the second clutch, the third clutch, the first brake, and the second brake.
[0013]
Preferably, the main transmission portion includes: (a) a first sun gear that is selectively connected to the input member via the second clutch and selectively connected to the non-rotating member via the second brake; The first ring gear connected to the output member and the first pinion meshing with the first sun gear and the first ring gear are rotatably supported, connected to the second ring gear, and selectively non-turned via the first brake. A first planetary gear device having a first carrier coupled to the rotating member; (b) a second sun gear selectively receiving the reduced rotation from the intermediate rotating member; and coupled to the first carrier. A second planetary gear having a second ring gear and a second carrier rotatably supporting a second pinion meshing with the second sun gear and the second ring gear and selectively coupled to the input member via the first clutch (C) a third sun gear coupled to the second sun gear, a third ring gear coupled to the second carrier and selectively coupled to the input member via the first clutch, A third planetary gear device that rotatably supports a third pinion that meshes with the sun gear and the third ring gear, and that has a third carrier coupled to the output member and the first ring gear, and (d ) The first rotation element is the first sun gear, the second rotation element is a first carrier and a second ring gear, the third rotation element is a second carrier and a third ring gear, and the fourth rotation The elements are the third carrier and the first ring gear, and the fifth rotating element is the second sun gear and the third sun gear. In this way, the main transmission unit is configured by the three planetary gear devices, and a compact vehicle automatic transmission can be obtained.
[0014]
Preferably, the auxiliary transmission unit includes a sun gear connected to the input member, a ring gear connected to the second sun gear and the third sun gear and functioning as the intermediate rotating member, and a fourth gear meshing with the sun gear. A double pinion type planetary gear device having a carrier that rotatably supports a pinion and a fifth pinion that meshes with the ring gear, and that is selectively coupled to a non-rotating member via a third brake. It is. In this way, a forward seven-stage multi-speed shift is possible by a combination of engagement operations of the first clutch, the second clutch, the first brake, the second brake, and the third brake.
[0015]
Preferably, the auxiliary transmission unit is selectively connected to the second sun gear and the third sun gear via a third clutch and a sun gear connected to the input member, and functions as the intermediate rotation member. A double pinion type planetary gear device having a ring gear, a fourth pinion meshing with the sun gear, and a fifth pinion meshing with the ring gear are rotatably supported in a mutually meshing state and a carrier connected to a non-rotating member It is. In this way, a forward seven-stage multi-speed shift is possible by a combination of engagement operations of the first clutch, the second clutch, the third clutch, the first brake, and the second brake.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a skeleton diagram of a vehicular planetary gear type automatic transmission (hereinafter referred to as “transmission”) 10 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows engagement elements when a plurality of shift stages are established. FIG. 3 is an alignment chart for explaining a gear ratio.
[0017]
In FIG. 1, a
[0018]
The vehicular
[0019]
In the
[0020]
In the
[0021]
The first clutch C1, the second clutch C2, the first brake B1, the second brake B2, and the third brake B3 are, for example, hydraulic friction engagements often used in conventional vehicle planetary gear automatic transmissions. The apparatus is a wet multi-plate type in which a plurality of friction plates stacked on each other are pressed by a hydraulic actuator, or one end of one or two bands wound around the outer peripheral surface of a rotating drum is It is composed of a band brake or the like to be tightened, and is for selectively connecting the members on both sides on which it is interposed. The one-way clutch F1 provided in parallel with the first brake B1 also functions as an engagement device, that is, the first brake, and either one may be provided.
[0022]
In the
[0023]
That is, as shown in FIG. 2, the engagement between the third brake B3 and the first brake B1 connects the third sun gear S3 and the
[0024]
In the
[0025]
FIG. 3 is a collinear diagram that can represent, in a straight line, the relative relationship between the rotational speeds of the rotating elements that are connected in different gear stages in the
[0026]
If the
[0027]
As is apparent from the collinear chart, the third brake B3 and the first brake B1 are engaged, the third sun gear S3 is brought into the non-rotating state, and the second rotating element RE2 (CA1, CA2 ) Is also in a non-rotating state, the fourth rotating element RE4 (R2) is rotated at the rotational speed indicated by “1st”, and the first gear stage “1st” with the largest gear ratio is established. When the third brake B3 and the second brake B2 are engaged so that the third sun gear S3 is not rotated and the first rotating element RE1 (S2) is also not rotated, the fourth rotating element RE4 ( R2) is rotated at the rotational speed indicated by “2nd”, and the second speed “2nd” having a smaller gear ratio than the first speed “1st” is established. When the second clutch C2 and the third brake B3 are engaged, the first rotating element RE1 (S2) is rotated at the same rotational speed as the
[0028]
When the second clutch C2 and the first brake B1 are engaged, the first rotation element RE1 (S2) is rotated together with the
[0029]
As described above, according to the vehicle
[0030]
Further, in the above-described embodiment, the second pinion P2 of the double pinion type first
[0031]
In the above-described embodiment, the
[0032]
Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same reference numerals are given to portions common to the above-described embodiment, and description thereof is omitted.
[0033]
FIG. 4 is a skeleton diagram showing a configuration of the
[0034]
FIG. 5 is a skeleton diagram showing a configuration of a
[0035]
In the
[0036]
In the
[0037]
The first pinion P1 and the third pinion P3 may be cut from the same member, or may be separate members or integrally fixed to each other. Although the first pinion P1 has a larger diameter than the third pinion P3, the first pinion P1 may have the same diameter or may have a smaller diameter in order to make the gear ratio γ appropriate. A one-way clutch F1 is arranged in parallel with the first brake B1 interposed between the second sun gear S2 and the
[0038]
In the
[0039]
In the
[0040]
As apparent from the collinear diagram of FIG. 6, the third brake B3 and the first brake B1 are engaged to bring the third carrier CA3 into the non-rotating state and the second rotating element RE2 (S2). ) Is also in a non-rotating state, the fourth rotating element RE4 (R2) is rotated at the rotational speed indicated by “1st”, and the first gear stage “1st” with the largest gear ratio is established. When the third brake B3 and the second brake B2 are engaged to make the third carrier CA3 non-rotating and the first rotating element RE1 (S1) also non-rotating, the fourth rotating element RE4 ( R2) is rotated at the rotational speed indicated by “2nd”, and the second speed “2nd” having a smaller gear ratio than the first speed “1st” is established. When the second clutch C2 and the third brake B3 are engaged, the first rotating element RE1 (S1) is rotated at the same rotational speed as the
[0041]
When the second clutch C2 and the first brake B1 are engaged, the first rotating element RE1 (S1) is rotated together with the
[0042]
Also in the
[0043]
FIG. 7 is a skeleton diagram showing a configuration of a
[0044]
FIG. 8 is a skeleton diagram showing the configuration of a
[0045]
In the
[0046]
In the
[0047]
A one-way clutch F1 is disposed in parallel with the first brake B1 interposed between the first carrier CA1 and the
[0048]
In the
[0049]
In the
[0050]
As is apparent from the collinear diagram of FIG. 9, the third brake B3 and the first brake B1 are engaged, the fourth carrier CA4 is brought into the non-rotating state, and the second rotating element RE2 (CA1 , R2) is also in a non-rotating state, the fourth rotating element RE4 (R1, CA3) is rotated at the rotational speed indicated by “1st”, and the first gear stage “1st” with the largest gear ratio is established. It is done. When the third brake B3 and the second brake B2 are engaged, the fourth carrier CA4 is brought into the non-rotating state and the first rotating element RE1 (S1) is also brought into the non-rotating state, the fourth rotating element RE4 ( R1, CA3) are rotated at a rotational speed indicated by “2nd”, and the second speed “2nd” having a smaller gear ratio than the first speed “1st” is established. When the second clutch C2 and the third brake B3 are engaged, the first rotating element RE1 (S1) is rotated at the same rotational speed as the
[0051]
When the second clutch C2 and the first brake B1 are engaged, the first rotating element RE1 (S1) is rotated together with the
[0052]
Also in the
[0053]
FIG. 10 is a skeleton diagram showing a configuration of a
[0054]
As mentioned above, although one Example of this invention was described in detail based on drawing, this invention is applied also in another aspect.
[0055]
For example, in the above-described embodiment, the third
[0056]
Further, the vehicle
[0057]
The
[0058]
In the vehicular
[0059]
For example, in the vehicle
[0060]
In the collinear chart of the above-described embodiment, the vertical axes Y1, Y2, Y3, Y4, and Y5 corresponding to the rotation elements RE1, RE2, RE3, RE4, and RE5 are sequentially arranged from the left to the right. May be sequentially arranged from right to left. Further, although the horizontal axis X2 corresponding to the rotational speed “1” is arranged above the horizontal axis X1 corresponding to the rotational speed zero, it may be arranged below the horizontal axis X1.
[0061]
1, the first pinion P1 of the double pinion type first
[0062]
In addition, the
[0063]
Further, in the
[0064]
The above description is merely an embodiment of the present invention, and the present invention can be carried out in various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a skeleton diagram illustrating a configuration of an automatic transmission for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is an operation table for explaining the relationship between the transmission gear stage of the vehicle automatic transmission of FIG. 1 and the combination of engagement operations of a plurality of friction engagement devices for realizing the same.
FIG. 3 is a collinear diagram of the vehicle automatic transmission shown in FIG. 1;
4 is a skeleton diagram illustrating a configuration of a modified example of the vehicle automatic transmission of FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a skeleton diagram illustrating the configuration of an automatic transmission for a vehicle that is another embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. 1;
6 is a collinear diagram of the automatic transmission for the vehicle in FIG. 5. FIG.
7 is a skeleton diagram illustrating a configuration of a modified example of the vehicle automatic transmission of FIG. 5. FIG.
FIG. 8 is a skeleton diagram illustrating the configuration of a vehicle automatic transmission that is another embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. 1;
FIG. 9 is a collinear diagram of the vehicle automatic transmission shown in FIG. 8;
FIG. 10 is a skeleton diagram illustrating a configuration of a modified example of the vehicle automatic transmission of FIG. 8;
[Explanation of symbols]
10, 30, 34, 42, 44, 54: Automatic transmission for vehicles (automatic transmission)
12: Transmission case (non-rotating member)
16: Input shaft (input member)
24: Output gear (output member)
26: Sub-transmission unit (22: Third planetary gear unit)
28: Main transmission unit (18: first planetary gear unit, 20: second planetary gear unit)
26: Sub-transmission unit (40: Third planetary gear unit)
28: Main transmission unit (36: first planetary gear unit, 38: second planetary gear unit)
26: Sub-transmission section (52: Fourth planetary gear device
28: Main transmission unit (46: first planetary gear unit, 48: second planetary gear unit, 50: third planetary gear unit)
RE1: First rotating element
RE2: Second rotation element
RE3: Third rotation element
RE4: Fourth rotation element
RE5: Fifth rotating element
C1: 1st clutch
C2: Second clutch
C3: Third clutch (intermediate rotation output friction engagement device)
B1: First brake
B2: Second brake
B3: Third brake (friction engagement device for intermediate rotation output)
R3: Third ring gear (intermediate rotating member)
R4: Fourth ring gear (intermediate rotating member)
Claims (10)
複数組の遊星歯車装置のサンギヤ、キャリア、およびリングギヤの一部が互いに連結されることによって5つの回転要素が構成されるとともに、該5つの回転要素の回転速度を直線で表すことができる共線図上において該5つの回転要素を一端から他端へ向かって順番に第1回転要素、第2回転要素、第3回転要素、第4回転要素、および第5回転要素とした時、該第1回転要素は第2クラッチを介して前記入力部材に選択的に連結されるとともに第2ブレーキによって選択的に回転停止させられ、該第2回転要素は第1ブレーキによって選択的に回転停止させられ、該第3回転要素は第1クラッチを介して前記入力部材に選択的に連結され、該第5回転要素は前記中間回転部材に連結または選択的に連結され、該第4回転要素は出力部材に連結されて回転を出力する主変速部と、
を備えている一方、
前記中間回転出力用摩擦係合装置および前記第1ブレーキが係合させられることによって最も大きい変速比の第1変速段が成立させられ、前記中間回転出力用摩擦係合装置および前記第2ブレーキが係合させられることによって前記第1変速段よりも変速比が小さい第2変速段が成立させられ、前記第2クラッチおよび前記中間回転出力用摩擦係合装置が係合させられることによって前記第2変速段よりも変速比が小さい第3変速段が成立させられ、前記第1クラッチおよび前記中間回転出力用摩擦係合装置が係合させられることによって前記第3変速段よりも変速比が小さい第4変速段が成立させられ、前記第1クラッチおよび前記第2クラッチが係合させられることによって前記第4変速段よりも変速比が小さい第5変速段が成立させられ、前記第1クラッチおよび前記第2ブレーキが係合させられることによって前記第5変速段よりも変速比が小さい第6変速段が成立させられ、前記第1クラッチおよび前記第1ブレーキが係合させられることによって前記第6変速段よりも変速比が小さい第7変速段が成立させられる
ことを特徴とする車両用自動変速機。When any one of the three rotating elements of the planetary gear device is connected to the input member and driven to rotate, when the other one is fixed to be non-rotatable, the remaining one is an intermediate rotating member with respect to the input member. A sub-transmission unit that is configured to be decelerated and rotated, and is configured to selectively output a decelerated rotation from the intermediate rotation member by engaging a friction engagement device for intermediate rotation output;
A plurality of planetary gear units, the sun gear, the carrier, and the ring gear are connected to each other so that five rotating elements are formed, and the rotational speed of the five rotating elements can be expressed in a straight line. In the figure, when the five rotating elements are sequentially designated as a first rotating element, a second rotating element, a third rotating element, a fourth rotating element, and a fifth rotating element from one end to the other end, The rotating element is selectively connected to the input member via a second clutch and is selectively stopped by a second brake, and the second rotating element is selectively stopped by the first brake, The third rotating element is selectively connected to the input member via a first clutch, the fifth rotating element is connected to or selectively connected to the intermediate rotating member, and the fourth rotating element is connected to the output member. A main transmission section that outputs the rotation is sintered,
While
By engaging the intermediate rotation output friction engagement device and the first brake, the first gear stage having the largest gear ratio is established, and the intermediate rotation output friction engagement device and the second brake are Engagement establishes a second shift stage having a gear ratio smaller than that of the first shift stage, and the second clutch and the intermediate rotation output friction engagement device engage with each other. A third gear stage having a smaller gear ratio than the gear stage is established, and the first clutch and the friction engagement device for intermediate rotation output are engaged, so that a gear ratio smaller than the third gear stage is established. When the fourth gear is established and the first clutch and the second clutch are engaged, the fifth gear having a smaller gear ratio than the fourth gear is established. When the first clutch and the second brake are engaged, a sixth shift stage having a speed ratio smaller than that of the fifth shift stage is established, and the first clutch and the first brake are engaged. The automatic transmission for vehicles is characterized in that the seventh shift stage having a gear ratio smaller than that of the sixth shift stage is established.
前記中間回転部材から選択的に前記減速回転が入力される第1サンギヤと、前記第1クラッチを介して入力部材に連結される第1リングギヤと、該第1サンギヤに噛み合う第1ピニオンと、該第1ピニオンおよび第1リングギヤに噛み合う第2ピニオンと、該第1ピニオンおよび第2ピニオンを回転可能に支持し、前記第1ブレーキを介して前記非回転部材に選択的に連結される第1キャリヤとを有する第1遊星歯車装置と、
前記第2クラッチを介して前記入力部材と選択的に連結され且つ第2ブレーキを介して非回転部材に選択的に連結される第2サンギヤと、前記出力部材に連結された第2リングギヤと、前記第2ピニオンに対して一体回転するように同軸に連結されるとともに該第2サンギヤおよび第2リングギヤと噛み合う第3ピニオンを回転可能に支持し、前記第1キャリヤと連結された第2キャリヤとを有する第2遊星歯車装置とを、備えたものであり、
前記第1回転要素は前記第2サンギヤであり、前記第2回転要素は第1キャリヤおよび第2キャリヤであり、前記第3回転要素は第1リングギヤであり、前記第4回転要素は前記第2リングギヤであり、前記第5回転要素は前記第1サンギヤである
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用自動変速機。The main transmission unit is
A first sun gear that selectively receives the reduced rotation from the intermediate rotating member; a first ring gear that is coupled to the input member via the first clutch; a first pinion that meshes with the first sun gear; A second pinion meshing with the first pinion and the first ring gear; a first carrier that rotatably supports the first pinion and the second pinion and is selectively coupled to the non-rotating member via the first brake; A first planetary gear unit having:
A second sun gear selectively connected to the input member via the second clutch and selectively connected to a non-rotating member via a second brake; a second ring gear connected to the output member; A second carrier coupled to the second pinion so as to rotate integrally therewith and rotatably supporting a third pinion engaged with the second sun gear and the second ring gear; and a second carrier coupled to the first carrier; A second planetary gear device having
The first rotating element is the second sun gear, the second rotating element is a first carrier and a second carrier, the third rotating element is a first ring gear, and the fourth rotating element is the second sun gear. The automatic transmission for a vehicle according to claim 1, wherein the automatic transmission is a ring gear, and the fifth rotating element is the first sun gear.
前記第2クラッチを介して選択的に入力部材と連結され、且つ第2ブレーキを介して選択的に前記非回転部材と選択的に連結される第1サンギヤと、前記第1クラッチを介して前記入力部材に連結される第1リングギヤと、該第1サンギヤに噛み合う第1ピニオンと、該第1ピニオンおよび第1リングギヤに噛み合う第2ピニオンと、該第1ピニオンおよび第2ピニオンを回転可能に支持し、前記中間回転部材から選択的に前記減速回転が入力される第1キャリヤとを有する第1遊星歯車装置と、
前記第1ブレーキを介して非回転部材に選択的に連結される第2サンギヤと、前記出力部材に連結された第2リングギヤと、該第2サンギヤと噛み合い且つ前記第1ピニオンに対して一体回転するように同軸に連結された第3ピニオンと、該第3ピニオンおよび該第2リングギヤと噛み合う第4ピニオンと、該第3ピニオンおよび第4ピニオンを回転可能に支持し、前記第1キャリヤと連結された第2キャリヤとを有する第2遊星歯車装置とを、備えたものであり、
前記第1回転要素は前記第1サンギヤであり、前記第2回転要素は第2サンギヤであり、前記第3回転要素は第1リングギヤであり、前記第4回転要素は前記第2リングギヤであり、前記第5回転要素は前記第1キャリヤおよび第2キャリヤである
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用自動変速機。The main transmission unit is
A first sun gear selectively connected to the input member via the second clutch, and selectively connected to the non-rotating member via a second brake; and the first sun gear via the first clutch. A first ring gear coupled to the input member, a first pinion meshing with the first sun gear, a second pinion meshing with the first pinion and the first ring gear, and the first pinion and the second pinion are rotatably supported. A first planetary gear device having a first carrier to which the reduced rotation is selectively input from the intermediate rotating member;
A second sun gear selectively connected to the non-rotating member via the first brake; a second ring gear connected to the output member; and meshing with the second sun gear and rotating integrally with the first pinion A third pinion that is coaxially connected, a fourth pinion that meshes with the third pinion and the second ring gear, and a third pinion that rotatably supports the third pinion and the fourth pinion, and is connected to the first carrier. A second planetary gear device having a second carrier formed,
The first rotating element is the first sun gear, the second rotating element is a second sun gear, the third rotating element is a first ring gear, and the fourth rotating element is the second ring gear; The automatic transmission for a vehicle according to claim 1, wherein the fifth rotation element is the first carrier and the second carrier.
第2クラッチを介して選択的に入力部材と連結され且つ第2ブレーキを介して選択的に非回転部材と連結される第1サンギヤと、出力部材と連結された第1リングギヤと、該第1サンギヤおよび第1リングギヤと噛み合う第1ピニオンを回転可能に支持し、第2リングギヤと連結され、且つ第1ブレーキを介して選択的に非回転部材に連結される第1キャリヤとを有する第1遊星歯車装置と、
前記中間回転部材から選択的に前記減速回転が入力される第2サンギヤと、前記第1キャリヤに連結された第2リングギヤと、それら第2サンギヤおよび第2リングギヤと噛み合う第2ピニオンを回転可能に支持し、第1クラッチを介して選択的に入力部材に連結される第2キャリヤとを有する第2遊星歯車装置と、
前記第2サンギヤと連結された第3サンギヤと、前記第2キャリヤと連結され且つ第1クラッチを介して入力部材と選択的に連結される第3リングギヤと、該第3サンギヤおよび第3リングギヤと噛み合う第3ピニオンを回転可能に支持し、前記出力部材および第1リングギヤと連結された第3キャリヤとを有する第3遊星歯車装置とを、備えたものであり、
前記第1回転要素は前記第1サンギヤであり、前記第2回転要素は第1キャリヤおよび第2リングギヤであり、前記第3回転要素は第2キャリヤおよび第3リングギヤであり、前記第4回転要素は前記第3キャリヤおよび第1リングギヤであり、前記第5回転要素は前記第2サンギヤおよび第3サンギヤである
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用自動変速機。The main transmission unit is
A first sun gear selectively connected to the input member via the second clutch and selectively connected to the non-rotating member via the second brake; a first ring gear connected to the output member; A first planet having a first carrier that rotatably supports a first pinion that meshes with a sun gear and a first ring gear, and that is connected to a second ring gear and selectively connected to a non-rotating member via a first brake. A gear device;
A second sun gear to which the reduced rotation is selectively input from the intermediate rotating member, a second ring gear connected to the first carrier, and a second pinion that meshes with the second sun gear and the second ring gear are rotatable. A second planetary gear set having a second carrier supported and selectively coupled to the input member via the first clutch;
A third sun gear coupled to the second sun gear; a third ring gear coupled to the second carrier and selectively coupled to the input member via the first clutch; the third sun gear and the third ring gear; A third planetary gear device that rotatably supports a meshing third pinion and has a third carrier coupled to the output member and the first ring gear,
The first rotating element is the first sun gear, the second rotating element is a first carrier and a second ring gear, the third rotating element is a second carrier and a third ring gear, and the fourth rotating element 2. The automatic transmission for a vehicle according to claim 1, wherein is the third carrier and the first ring gear, and the fifth rotating element is the second sun gear and the third sun gear.
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