JP4120341B2

JP4120341B2 - 車両用自動変速装置

Info

Publication number: JP4120341B2
Application number: JP2002288329A
Authority: JP
Inventors: 裕畑野
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2002-10-01
Filing date: 2002-10-01
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2022-10-01
Also published as: JP2004125033A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用自動変速装置、詳しくは、より多くの変速段を達成するように構成された車両用自動変速装置の小型軽量化及びローコスト化の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来主流であった前進３〜４速から前進５〜６速というより多くの変速段を達成する車両用自動変速装置が開発されている。そのような自動変速装置は走行性能に優れて運転者の走りに対する要求や感覚を満足させるばかりでなく、燃費性能にも優れて省資源・環境保全に寄与する。ただし変速段数が多くなるとそれだけ装置が複雑化・大型化する傾向があるので、歯車機構の簡素化、動力伝達経路の短縮化、回転要素や締結要素の少数化等を図り、十分なギヤ比レンジを維持しつつ、簡素・小型軽量で車両への搭載性・レイアウト性に優れ、かつローコストな多段自動変速装置の出現が望まれている。
【０００３】
図１６に従来の多段自動変速装置の代表的な１例を示す（特許文献１参照）。この変速装置ａは、入力軸ｂ上に、主と副２つの遊星歯車機構ｃ，ｄを並べて配置している。主の遊星歯車機構ｃはラビニオ型と称される複合型遊星歯車機構であって、大小２つのサンギヤｅ，ｆと、相互に噛合しかつ各サンギヤｅ，ｆと噛合する長短２つのピニオンｇ，ｈと、両ピニオンｇ，ｈを支持する単一のキャリヤｉと、ロングピニオンｇと噛合する単一のリングギヤｊとを含む。そして前進時には小径のサンギヤｆ（前進用入力部）に動力が伝達され、後進時には大径のサンギヤｅ（後進用入力部）に動力が伝達される。またリングギヤｊが当該変速装置ａの出力ギヤｋと結合している（出力部）。
【０００４】
一方、副の遊星歯車機構ｄは、単列型（単純）遊星歯車機構であって、サンギヤｍがケースｎに固定され、リングギヤｏ（入力部）に入力軸ｂの回転が入力され、キャリヤｐ（出力部）から減速された回転が出力される。そして主歯車機構ｃの前進用入力部ｆ及び後進用入力部ｅと、副歯車機構ｄの出力部ｐとの間に、動力の伝達を断接する前進用クラッチｑ及び後進用クラッチｒがそれぞれ備えられている。変速装置ａは、他に複数のクラッチやブレーキあるいはワンウェイクラッチを備え、これらの選択的作動により前進６速及び後進１速を達成する。例えば前進１速では前進用クラッチｑを締結し後進用クラッチｒを解放して小径のサンギヤｆにのみ副歯車機構ｄの減速回転を伝達する。一方、後進１速では逆に後進用クラッチｒを締結し前進用クラッチｑを解放して大径のサンギヤｅにのみ副歯車機構ｄの減速回転を伝達する。
【０００５】
図１７に従来の多段自動変速装置の別の例を示す（特許文献２参照）。先の従来例と同じ又は類似・相当する構成要素には同じ符号を用いる。この変速装置ａもまた、入力軸ｂ上に（入力軸ｂの軸心上に）、主と副２つの遊星歯車機構ｃ，ｄを並べて配置している。主の遊星歯車機構ｃはシンプソン型と称される複列型遊星歯車機構であって、それぞれサンギヤｅ，ｆと、キャリヤｓ，ｔと、リングギヤｕ，ｖとを含む２つの遊星歯車機構が連係している。そして前進時には図面上左側のサンギヤｆ（前進用入力部）に動力が伝達され、後進時には右側のサンギヤｅ（後進用入力部）に動力が伝達される。また右側のリングギヤｕ及び左側のキャリヤｔが当該変速装置ａの出力軸ｋと結合している（出力部）。
【０００６】
一方、副の遊星歯車機構ｄは、単列型遊星歯車機構であって、サンギヤｍがケースｎに固定され、リングギヤｏ（入力部）に入力軸ｂの回転が入力され、キャリヤｐ（出力部）から減速された回転が出力される。そして主歯車機構ｃの後進用入力部ｅと、副歯車機構ｄの出力部ｐとの間に、動力の伝達を断接する後進用クラッチｒが備えられている。また主歯車機構ｃの前進用入力部ｆと、入力軸ｂとの間に、動力の伝達を断接する前進用クラッチｑが備えられている。変速装置ａは、他に複数のクラッチやブレーキあるいはワンウェイクラッチを備え、これらの選択的作動により前進５〜６速及び後進１速を達成する。例えば前進１速では前進用クラッチｑを締結し後進用クラッチｒを解放して左側のサンギヤｆにのみ入力軸ｂの直結回転を伝達する。一方、後進１速では逆に後進用クラッチｒを締結し前進用クラッチｑを解放して右側のサンギヤｅにのみ副歯車機構ｄの減速回転を伝達する。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−２２０７０５号公報（図１）
【特許文献２】
特開２００１−３４９３９０号公報（図９）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図１６に例示した変速装置ａの場合、前進用クラッチｑ及び後進用クラッチｒのいずれもが副歯車機構ｄと主歯車機構ｃとの間（より詳しくは副歯車機構ｄの出力部ｐと主歯車機構ｃの各入力部ｅ，ｆとの間）に配置されている。したがって両クラッチｑ，ｒとも動力の流れ方向において副歯車機構ｄの下流に配置され、その結果、前進用クラッチｑ及び後進用クラッチｒのいずれもが副歯車機構ｄで減速された回転、つまり増幅されたトルクの通過を被る。よって両クラッチｑ，ｒともにトルク容量を大きくする必要性が生じ、例えば多板式のクラッチであればクラッチ枚数の増大、クラッチ径の増大、それに伴う軸方向及び径方向の設置スペースの増大、並びにクラッチ締結用作動油圧の増大等の種々の不利益がもたらされる。またトルク耐久性が低下する不具合も発生する。
【０００９】
このような問題に対処するためには少なくともいずれか一方のクラッチｑ又はｒを副歯車機構ｄの上流、すなわち入力軸ｂと副歯車機構ｄの間に配置することが考えられる。しかし図１６に例示した変速装置ａではそのような配置ができないのである。なぜならば、共通する単一の副歯車機構ｄから出力された唯一の減速回転を前進用入力部ｆ又は後進用入力部ｅのいずれかに選択的に切り換えて伝達するので、前進用クラッチｑ及び後進用クラッチｒの両方を副歯車機構ｄの下流に配置する他ないからである。もっとも、前進用の動力伝達経路上に前進用の副歯車機構を配置し、後進用の動力伝達経路上に後進用の副歯車機構を配置すれば、互いに相手の動作に拘束されないから、各々の経路においてクラッチを副歯車機構の上流に配置しようが下流に配置しようが自由にできる。しかし副歯車機構を２つ備えること自体、変速装置全体の簡素化・小型軽量化・ローコスト化を阻害する。
【００１０】
これに対し、図１７に例示した変速装置ａは１つの対応策を提供する。すなわち、後進用動力伝達経路上にのみ副歯車機構ｄを配置し、前進用動力伝達経路上には副歯車機構を配置せずに、後進用入力部ｅにのみ減速回転が伝達され、前進用入力部ｆには入力軸ｂの直結回転が伝達されるように構成するのである。こうすれば、前進用動力伝達経路上の前進用クラッチｑはトルク容量確保及びトルク耐久性低下の問題から免れ、トルク容量を確保しなければならないクラッチ、あるいはトルク耐久性を懸念しなければならないクラッチは後進用クラッチｒの１つで済む。併せて、前進用クラッチｑだけでなく、前進用動力伝達経路を構成するその他の軸要素や回転要素等を細くしたり短小軽薄化することができ、変速装置ａの小型軽量化に寄与する。
【００１１】
しかしそれでもまだ解決すべき問題が残されている。第１に、図１７に例示した変速装置とは逆に、前進用動力伝達経路上にのみ副歯車機構を配置し、前進用入力部にのみ減速回転が伝達されるようにする技術の提案が現在のところ見当たらない。第２に、図１７に例示した変速装置では、依然として後進用クラッチのトルク容量を大きくする必要性があり、またトルク耐久性を懸念しなければならない。本発明はこれらの問題を解消し、多段自動変速装置のさらなる簡素化・小型軽量化・ローコスト化を図ることを課題とする。以下、その他の課題を含め本発明を詳しく説明する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本願の請求項１に記載の発明は、入力軸上に、変速装置の出力部を有する主歯車機構と、該主歯車機構へ入力軸の回転を減速して出力する副歯車機構とを並べて配置した車両用自動変速装置であって、上記主歯車機構に、前進時に動力が伝達される前進用入力部及び後進時に動力が伝達される後進用入力部を設け、上記前進用入力部と副歯車機構の出力部とを結合し、該副歯車機構の入力部と入力軸との間に前進用クラッチを、上記後進用入力部と入力軸との間に後進用クラッチをそれぞれ備えたことを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、前進用動力伝達経路上にのみ副歯車機構を配置し、後進用動力伝達経路上には副歯車機構を配置せずに、前進用入力部にのみ減速回転が伝達され、後進用入力部には入力軸の直結回転が伝達されるように構成している。しかも、その場合に、前進用クラッチを副歯車機構の上流に、後進用クラッチを主歯車機構の上流にそれぞれ配置したから、前進用クラッチ及び後進用クラッチの両者がトルク容量確保及びトルク耐久性低下の問題から免れ、結局、トルク容量を確保しなければならないクラッチ、あるいはトルク耐久性を懸念しなければならないクラッチがいっさいなくなる。
【００１８】
次に、請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、主歯車機構は、前進用クラッチの締結時に動力が伝達される第１のサンギヤと、後進用クラッチの締結時に動力が伝達され、２−４ブレーキの締結時に固定される第２のサンギヤと、３−４クラッチの締結時に動力が伝達され、ローリバースブレーキの締結時に固定されるキャリヤと、出力回転が伝達されるリングギヤとを有し、上記複数のクラッチ及びブレーキの選択的作動により単独で前進４速及び後進１速が達成可能な複合型又は複列型の遊星歯車機構であり、前進用入力部は上記第１のサンギヤ、後進用入力部は上記第２のサンギヤ、及び出力部は上記リングギヤを含むことを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、従来の前進３〜４速及び後進１速が達成可能な自動変速装置をそのまま利用して、前進５〜６速及び後進１速というより多くの変速段を達成する車両用自動変速装置を容易に派生することができる。すなわち、既存の変速装置を主歯車機構とし、これと副歯車機構とを並べて組み合わせるだけで、本発明に係る多段の車両用自動変速装置を得ることができる。これにより、仕様の異なる変速装置間で主要となる歯車機構の共通化が促進され、製造コストが削減し、変速装置のさらなるローコスト化が図られる。
【００２０】
次に、請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２のいずれかに記載の発明において、副歯車機構は、シングルピニオン式又はダブルピニオン式の単列型遊星歯車機構であることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、副歯車機構が単純な構成の単列型遊星歯車機構であるから、変速装置全体の簡素化・小型軽量化・ローコスト化が阻害されない。
【００２２】
次に、請求項４に記載の発明は、上記請求項１から３のいずれかに記載の発明において、主歯車機構に第３の入力部を設け、該第３の入力部と入力軸との間に第３のクラッチを備え、該第３のクラッチと並列に入力軸側からの回転に対してはロックし第３の入力部側からの回転に対してはフリーとなるワンウェイクラッチを配設したことを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、パワーオンの加速時は、第３のクラッチが解放であっても、ワンウェイクラッチを介して入力軸から第３の入力部ないし主歯車機構へ動力が伝達される。一方、パワーオフの減速時は、第３のクラッチが解放であると惰性走行距離（コースト距離）が延び、締結であるとエンジンブレーキが効く。よって例えば減速時は基本的に第３のクラッチを解放してエンジンブレーキを効かさないようにし、コースト距離を拡大して燃費の向上を図り、ただし強制的にエンジンブレーキが必要となった場合に限って第３のクラッチを締結する、といったように変速制御を多様化することが可能となる。このような変速制御は４〜６速といった比較的高速段において特に好適である。
【００２４】
次に、請求項５に記載の発明は、上記請求項１から３のいずれかに記載の発明において、主歯車機構に第３の入力部を設け、該第３の入力部と入力軸との間に入力軸側からの回転に対してはロックし第３の入力部側からの回転に対してはフリーとなるワンウェイクラッチのみを配設したことを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、請求項４に記載の発明と異なり、パワーオフの減速時は常にコースト距離が延び、燃費の向上が図られる。以下、参考例を参照しながら実施の形態を通して本発明をさらに詳しく説明する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に関連する第１の参考例に係る車両用自動変速装置１の骨子図である。図２は該変速装置１の複数の締結要素Ｃ１（１０１）、Ｃ２（１０２）、Ｃ３（１０３）、Ｂ１（２０１）、Ｂ２（２０２）及びＯＷＣ１（３０１）と変速段との関係を示すテーブル（締結要素の作動テーブル）である。このテーブルにおいて「○」は締結要素が作動すなわち締結又はロックであることを示す。
【００２７】
この変速装置１は、入力軸１０上に、変速装置１の出力部２０を有する主歯車機構５０と、該主歯車機構５０へ入力軸１０の回転を減速して出力する副歯車機構４０とを並べて配置している。主歯車機構５０には、前進時に動力が伝達される前進用入力部５１と、後進時に動力が伝達される後進用入力部５２とを設けている。前進用入力部５１と副歯車機構４０の出力部４２との間に前進用クラッチ１０１を備え、後進用入力部５２と入力軸１０との間に後進用クラッチ１０３を備えている。なお、図示しないが、この変速装置１の上流にエンジン及びトルクコンバータが備えられており、それらからトルクＴが入力軸１０に供給される。また、この変速装置１の下流に差動装置等が備えられており、この変速装置１で変速された出力は出力部２０から上記差動装置等を経て左右の駆動輪に伝達される。
【００２８】
主歯車機構５０はシンプソン型と称される複列型遊星歯車機構である。すなわち、それぞれサンギヤ５１，５２と、ピニオン５３，５４を支持するキャリヤ５５，５６と、リングギヤ５７，５８とを含む２つの遊星歯車機構が連係している。前進時には図面上右側のサンギヤ５１（前進用入力部）に動力が伝達され、後進時には左側のサンギヤ５２（後進用入力部）に動力が伝達される。左側のリングギヤ５８と右側のキャリヤ５５とが結合し、これら５５，５８が当該変速装置１の出力ギヤ２０と結合している（出力部）。
【００２９】
一方、副歯車機構４０はシングルピニオン式の単列型遊星歯車機構である。サンギヤ４１がケース３０に固定され、リングギヤ４３（入力部）に入力軸１０の回転が入力され、キャリヤ４２（出力部）から正転かつ減速された回転が出力される。すなわち副歯車機構４０は主歯車機構５０への入力トルク及び入力回転を変換する機能を有する。主歯車機構５０の前進用サンギヤ５１と副歯車機構４０のキャリヤ４２との間に動力の伝達を断接する多板式の前進用クラッチ（Ｃ１）１０１が備えられている。主歯車機構５０の後進用サンギヤ５２と入力軸１０との間に動力の伝達を断接する多板式の後進用クラッチ（Ｃ３）１０３が備えられている。主歯車機構５０の右側のリングギヤ５７と左側のキャリヤ５６とが結合し、これら（第３の入力部）５６，５７と入力軸１０との間に第３のクラッチ（Ｃ２）１０２が備えられている。
【００３０】
変速装置１は、他に、後進用サンギヤ５２を固定するバンド式のブレーキ（Ｂ１：第１のブレーキ）２０１と、第３の入力部５６，５７を固定する多板式のブレーキ（Ｂ２：第２のブレーキ）２０２と、第３の入力部５６，５７とケース３０との間に配設されたワンウェイクラッチ（ＯＷＣ１）３０１とを有する。そして、変速装置１は、これらの複数の締結要素１０１〜１０３，２０１，２０２，３０１の選択的作動により、前進６速及び後進１速といったワイドレンジなギヤ比を、適切なギヤ比間ステップで達成する。
【００３１】
例えば前進１速では前進用クラッチ１０１と多板式ブレーキ２０２とが締結される。これにより前進用サンギヤ５１に副歯車機構４０の減速回転が入力され、キャリヤ５６及びリングギヤ５７が固定されて、もう一方のキャリヤ５５及びリングギヤ５８を介して出力ギヤ２０が最も大きい減速比で回転する。前進２速では前進用クラッチ１０１とバンド式ブレーキ２０１とが締結される。これにより前進用サンギヤ５１に減速回転が入力され、後進用サンギヤ５２が固定されて、出力ギヤ２０が少し小さい減速比で回転する。前進３速では前進用クラッチ１０１と後進用クラッチ１０３とが締結される。これにより前進用サンギヤ５１に減速回転が入力され、後進用サンギヤ５２に入力軸１０の直結回転が入力されて、出力ギヤ２０がより少し小さい減速比で回転する。
【００３２】
また前進４速では前進用クラッチ１０１と第３のクラッチ１０２とが締結される。これにより前進用サンギヤ５１に減速回転が入力され、第３の入力部５６，５７に直結回転が入力されて、出力ギヤ２０がより少し小さい減速比で回転する。前進５速では第３のクラッチ１０２と後進用クラッチ１０３とが締結される。これにより後進用サンギヤ５２及び第３の入力部５６，５７に直結回転が入力されて、出力ギヤ２０がより少し小さい減速比で回転する。前進６速では第３のクラッチ１０２とバンド式ブレーキ２０１とが締結される。これにより第３の入力部５６，５７に直結回転が入力され、後進用サンギヤ５２が固定されて、出力ギヤ２０が最も小さい減速比で回転する。
【００３３】
一方、後進１速では後進用クラッチ１０３と多板式ブレーキ２０２とが締結される。これにより後進用サンギヤ５２に入力軸１０の直結回転が入力され、キャリヤ５６及びリングギヤ５７が固定されて、出力ギヤ２０が大きい減速比で逆回転する。このように、この変速装置１の場合、１つの単列型遊星歯車機構４０（シングルピニオン式であるかダブルピニオン式であるかを問わない）と、１つのシンプソン型の複列型遊星歯車機構５０とを並べて組み合わせる、といった単純・簡素な構成でありながら、前進６速及び後進１速といったより多くの変速段を達成する。
【００３４】
そのうえで、この変速装置１の場合、前進用クラッチ１０１のみを副歯車機構４０と主歯車機構５０との間（より詳しくは副歯車機構４０のキャリヤ４２と主歯車機構５０の前進用サンギヤ５１との間）に配置している。すなわち、前進用動力伝達経路上にのみ副歯車機構４０を配置して、前進用サンギヤ５１にのみ該副歯車機構４０の減速回転が伝達されるように構成している。これに対し、後進用クラッチ１０３は入力軸１０と主歯車機構５０との間（より詳しくは入力軸１０と主歯車機構５０の後進用サンギヤ５２との間）に配置している。すなわち、後進用動力伝達経路上には副歯車機構を配置せずに、後進用サンギヤ５２には入力軸１０の直結回転が伝達されるように構成している。
【００３５】
したがって、後進用動力伝達経路上の後進用クラッチ１０３は、増幅されたトルクの通過を被らずに済み、トルク容量を大きくする必要性がない。その結果、クラッチ枚数の増大、クラッチ径の増大、それに伴う軸方向及び径方向の設置スペースの増大、並びにクラッチ締結用作動油圧の増大等の種々の不利益が解消する。またトルク耐久性が低下する不具合も解消する。加えて、後進用クラッチ１０３のみならず、後進用動力伝達経路を構成するその他の軸要素や回転要素等を細くしたり短小軽薄化することができ、この変速装置１全体の簡素化・小型軽量化・ローコスト化に寄与する。
【００３６】
そして、この変速装置１は、１軸構造で、入力軸１０上にすべての構成要素が配設されている。よって、車体幅方向のみならず、車体前後方向にもコンパクトで、例えばエンジン横置きのＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両等にも好適に搭載可能である。
【００３７】
次に図３及び図４を参照して本発明の第２の参考例を説明する。先の参考例と同じ又は類似・相当する構成要素には同じ符号を用い、特徴点のみ説明する。
【００３８】
この参考例では、主歯車機構５０の第３の入力部５６，５７と入力軸１０との間において、第３のクラッチ１０２と並列に、第２のワンウェイクラッチ（ＯＷＣ２）３０２を配設している。このワンウェイクラッチ３０２は、入力軸１０側からの回転に対してはロックし、第３の入力部５６，５７側からの回転に対してはフリーとなる。
【００３９】
それゆえ、パワーオンの加速時は、第３のクラッチ１０２を解放していても、ワンウェイクラッチ３０２を介して入力軸１０から第３の入力部５６，５７ないし主歯車機構５０へ動力が伝達される。一方、パワーオフの減速時は、第３のクラッチ１０２を解放するとコースト距離が延び、締結するとエンジンブレーキが効く。よって例えば減速時は基本的に第３のクラッチ１０２を解放してエンジンブレーキを効かさないようにし、コースト距離を拡大して燃費の向上を図りつつ、ただし強制的にエンジンブレーキが必要となった場合に限って第３のクラッチ１０２を締結する、といったような多様な変速制御を実行することが可能となる。
【００４０】
上記のような変速制御は４〜６速といった比較的高速段において特に好適である。図４の締結要素の作動テーブルにおいて「○Ｃｓｔ」はコースト時にエンジンブレーキを効かせたい場合にのみ第３のクラッチ１０２を締結することを示している。すなわち第３のクラッチ１０２はエンジンブレーキ用のクラッチであるといえ、基本的に、４速では前進用クラッチ１０１のみ、５速では後進用クラッチ１０３のみ、そして６速ではバンド式ブレーキ２０１のみ締結すればよくなる。
【００４１】
次に図５及び図６を参照して本発明の第３の参考例を説明する。先の参考例と同じ又は類似・相当する構成要素には同じ符号を用い、特徴点のみ説明する。
【００４２】
この参考例では、第３のクラッチ１０２を完全に廃止し、主歯車機構５０の第３の入力部５６，５７と入力軸１０との間に第２のワンウェイクラッチ３０２のみを配設している。それゆえ、第２の参考例と異なり、４〜６速の高速段では、パワーオフの減速時は常にコースト距離が延び、燃費の向上が図られる。エンジンブレーキは他の１〜３速といった比較的低速段でのみ効かせる。
【００４３】
ここで、前進用クラッチ１０１と第３のクラッチ１０２あるいは第２のワンウェイクラッチ３０２とを共に作動させて達成される変速段（図２、図４及び図６における４速）を廃止すれば（そのためには油圧制御回路に配設したソレノイド弁の制御パターンを１つ廃止するだけでよい）、図７〜図９に示すように前進５速及び後進１速の変速装置を容易に派生することができる（ギヤ比間ステップも適切に維持される）。なお、図７は図１及び図２に示した変速装置、図８は図３及び図４に示した変速装置、そして図９は図５及び図６に示した変速装置から派生した場合を示す。
【００４４】
次に図１０を参照して本発明の第４の参考例を説明する。先の参考例と同じ又は類似・相当する構成要素には同じ符号を用い、特徴点のみ説明する。
【００４５】
この参考例では、副歯車機構４０として、シングルピニオン式の単列型遊星歯車機構に代えて、ダブルピニオン式の単列型遊星歯車機構を採用している。この場合、サンギヤ４１がケース３０に固定され、キャリヤ４２（入力部）に入力軸１０の回転が入力され、リングギヤ４３（出力部）から正転かつ減速された回転が出力される。前進用クラッチ１０１は主歯車機構５０の前進用サンギヤ５１と副歯車機構４０のリングギヤ４３との間に備えられている。ダブルピニオン式はシングルピニオン式に比べて減速比がより大きくなるから（例えば第１〜第３の参考例で採用したシングルピニオン式の副歯車機構４０では減速比がおよそ１．４〜１．６であるのに対し、この第４の参考例で採用したダブルピニオン式の副歯車機構４０では減速比が１．７〜２．０である）、前進６速というワイドレンジなギヤ比への対応がより容易となる。
【００４６】
ここで、上記変速装置１に採用する主歯車機構５０として、例えば図１１及び図１２に示すような前進４速及び後進１速が達成可能な自動変速装置２を利用することができる。この変速装置２はシンプソン型の複列型遊星歯車機構であって、フォワードクラッチ１０１の締結時に動力が伝達される第１のサンギヤ５１と、リバースクラッチ１０３の締結時に動力が伝達され、２−４ブレーキ２０１の締結時に固定される第２のサンギヤ５２と、３−４クラッチ１０２の締結時に動力が伝達され、ローリバースブレーキ２０２の締結時に固定されるキャリヤ５６及びリングギヤ５７と、もう一方のキャリヤ５５及び出力ギヤ２０と結合され、出力回転が伝達されるリングギヤ５８とを有する。変速装置２は、他に、キャリヤ５６及びリングギヤ５７とケース３０との間に配設されたワンウェイクラッチ（ＯＷＣ１）３０１を有し、これらの複数の締結要素１０１〜１０３，２０１，２０２，３０１の選択的作動により、単独で前進４速及び後進１速を達成する。
【００４７】
そして、上記第１のサンギヤ５１を前進用入力部（前進用サンギヤ）に、第２のサンギヤ５２を後進用入力部（後進用サンギヤ）に、リングギヤ５８、キャリヤ５５及び出力ギヤ２０を出力部に転用すれば、この従来の前進４速及び後進１速が達成可能な自動変速装置２をベースに利用して、前進６速及び後進１速というより多くの変速段を達成する自動変速装置１を容易に派生することができる。すなわち、既存の自動変速装置２を主歯車機構５０とし、これと副歯車機構４０とを並べて組み合わせるだけで、本発明に係る多段の車両用自動変速装置１を構築することができる。これにより、仕様の異なる変速装置１，２間で主要となる歯車機構の共通化が促進され、両変速装置１，２の製造コストが削減し、さらなるローコスト化が図られる。
【００４８】
なお、この場合、フォワードクラッチ１０１が前進用クラッチＣ１に、３−４クラッチ１０２が第３のクラッチＣ２に、リバースクラッチ１０３が後進用クラッチＣ３に、２−４ブレーキ２０１が第１のブレーキＢ１に、そしてローリバースブレーキ２０２が第２のブレーキＢ２にそれぞれ転用される。
【００４９】
次に図１３を参照して本発明の実施の形態を説明する。先の参考例と同じ又は類似・相当する構成要素には同じ符号を用い、特徴点のみ説明する。
【００５０】
この変速装置１は請求項１に記載の発明に相当する。すなわち、入力軸１０上に、変速装置１の出力部２０を有する主歯車機構５０と、該主歯車機構５０へ入力軸１０の回転を減速して出力する副歯車機構４０とを並べて配置している。主歯車機構５０には、前進時に動力が伝達される前進用入力部５１と、後進時に動力が伝達される後進用入力部５２とを設けている。前進用入力部５１と副歯車機構４０の出力部４２とを結合し、副歯車機構４０の入力部４３と入力軸１０との間に前進用クラッチ１０１を備え、後進用入力部５２と入力軸１０との間に後進用クラッチ１０３を備えている。
【００５１】
この変速装置１の場合、前進用クラッチ１０１を副歯車機構４０の上流、すなわち副歯車機構４０のリングギヤ４３と入力軸１０との間に配置したから、この前進用クラッチ１０１もまた、後進用クラッチ１０３と同様、トルク容量確保及びトルク耐久性低下の問題から免れ、結局、この変速装置１からトルク容量を確保しなければならないクラッチ、あるいはトルク耐久性を懸念しなければならないクラッチがいっさいなくなる。
【００５２】
次に図１４を参照して本発明の第５の参考例を説明する。先の参考例と同じ又は類似・相当する構成要素には同じ符号を用い、特徴点のみ説明する。
【００５３】
この変速装置１は、入力軸１０上に、変速装置１の出力部２０を有する主歯車機構５０と、該主歯車機構５０へ入力軸１０の回転を減速して出力する副歯車機構４０とを並べて配置している。主歯車機構５０には、前進時に動力が伝達される前進用入力部５１と、後進時に動力が伝達される後進用入力部５２とを設けている。後進用入力部５２と副歯車機構４０の出力部４２とを結合し、副歯車機構４０の入力部４３と入力軸１０との間に後進用クラッチ１０３を備え、前進用入力部５１と入力軸１０との間に前進用クラッチ１０１を備えている。
【００５４】
主歯車機構５０はラビニオ型と称される複合型遊星歯車機構である。すなわち、大小２つのサンギヤ５１，５２と、相互に噛合しかつ各サンギヤ５１，５２と噛合する長短２つのピニオン１５１，１５２と、両ピニオン１５１，１５２を支持する単一のキャリヤ１５３と、ロングピニオン１５２と噛合する単一のリングギヤ１５４とを含む。前進時には小径のサンギヤ５１（前進用入力部）に動力が伝達され、後進時には大径のサンギヤ５２（後進用入力部）に動力が伝達される。リングギヤ１５４が当該変速装置１の出力ギヤ２０と結合している（出力部）。キャリヤ１５３が第３の入力部を構成する。
【００５５】
この変速装置１の場合、先の参考例等と逆に、後進用動力伝達経路上にのみ副歯車機構４０を配置して、後進用サンギヤ５２にのみ該副歯車機構４０の減速回転が伝達されるように構成している。そして、前進用動力伝達経路上には副歯車機構を配置せずに、前進用サンギヤ５１には入力軸１０の直結回転が伝達されるように構成している。しかも、後進用クラッチ１０３を副歯車機構４０の上流、すなわち副歯車機構４０のリングギヤ４３と入力軸１０との間に配置したから、この後進用クラッチ１０３もまた、前進用クラッチ１０１と同様、トルク容量確保及びトルク耐久性低下の問題から免れ、結局、この変速装置１からトルク容量を確保しなければならないクラッチ、あるいはトルク耐久性を懸念しなければならないクラッチがいっさいなくなる。
【００５６】
なお、上記実施の形態及び第５の参考例において、第２の参考例に準じて第２のワンウェイクラッチ３０２を設けたり、第３の参考例に準じて第３のクラッチ１０２を廃止したり、図７〜図９に準じて前進５速に派生したり、あるいは第４の参考例に準じてダブルピニオン式の副歯車機構４０を採用してもよい。
【００５７】
次に図１５を参照して本発明の第６の参考例を説明する。先の参考例と同じ又は類似・相当する構成要素には同じ符号を用い、特徴点のみ説明する。
【００５８】
この変速装置１は図１４の変速装置１において後進用クラッチ１０３を副歯車機構４０の下流、すなわち副歯車機構４０のキャリヤ４２と主歯車機構５０の後進用サンギヤ５２との間に配置し、前進用クラッチ１０１のみがトルク容量確保の問題から免れるようにしたものである。その意味では、図１７に例示した変速装置ａと同様であるが、図１７の変速装置ａでは主歯車機構ｃがシンプソン型の複列型遊星歯車機構であるのに対し、この図１５の変速装置１では主歯車機構５０がラビニオ型の複合型遊星歯車機構である点で異なる。また、第２の参考例に準じて第２のワンウェイクラッチ３０２を設けたり、第３の参考例に準じて第３のクラッチ１０２を廃止したり、図７〜図９に準じて前進５速に派生したり、あるいは第４の参考例に準じてダブルピニオン式の副歯車機構４０を採用してもよく、そうすれば図１７に例示した変速装置ａとの相違点が増加する。
【００５９】
【発明の効果】
以上具体例を挙げて詳しく説明したように、本発明は、前進５〜６速といったより多段の車両用自動変速装置において、歯車機構の簡素化、動力伝達経路の短縮化、回転要素や締結要素の少数化等を図り、もって十分なギヤ比レンジを維持しつつ、簡素・小型軽量で車両への搭載性・レイアウト性に優れ、かつローコストな多段自動変速装置を提供する。本発明は、前進５〜６速といったより多くの変速段を達成するように構成された車両用自動変速装置の技術分野において幅広い産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の参考例に係る車両用自動変速装置の骨子図である。
【図２】第１の参考例に係る自動変速装置の複数の締結要素と変速段との関係を示すテーブル（締結要素の作動テーブル）である。
【図３】本発明の第２の参考例に係る車両用自動変速装置の骨子図である。
【図４】第２の参考例に係る自動変速装置の締結要素の作動テーブルである。
【図５】本発明の第３の参考例に係る車両用自動変速装置の骨子図である。
【図６】第３の参考例に係る自動変速装置の締結要素の作動テーブルである。
【図７】図１及び図２に示した自動変速装置を前進５速及び後進１速の自動変速装置に派生したときの締結要素の作動テーブルである。
【図８】図３及び図４に示した自動変速装置を前進５速及び後進１速の自動変速装置に派生したときの締結要素の作動テーブルである。
【図９】図５及び図６に示した自動変速装置を前進５速及び後進１速の自動変速装置に派生したときの締結要素の作動テーブルである。
【図１０】本発明の第４の参考例に係る車両用自動変速装置の骨子図である。
【図１１】単独で前進４速及び後進１速が実現可能な自動変速装置の骨子図である。
【図１２】図１１に示した自動変速装置の締結要素の作動テーブルである。
【図１３】本発明の実施の形態に係る車両用自動変速装置の骨子図である。
【図１４】本発明の第５の参考例に係る車両用自動変速装置の骨子図である。
【図１５】本発明の第５の参考例に係る車両用自動変速装置の骨子図である。
【図１６】従来の多段自動変速装置の代表的な１例を示す骨子図である。
【図１７】従来の多段自動変速装置の別の例を示す骨子図である。
【符号の説明】
１車両用自動変速装置
１０入力軸
２０出力ギヤ（変速装置の出力部）
４０副歯車機構
４２キャリヤ（副歯車機構の出力部）
４３リングギヤ（副歯車機構の入力部）
５０主歯車機構
５１前進用サンギヤ（前進用入力部）
５２後進用サンギヤ（後進用入力部）
５５キャリヤ（変速装置の出力部）
５６キャリヤ（第３の入力部）
５７リングギヤ（第３の入力部）
５８リングギヤ（変速装置の出力部）
１０１前進用クラッチ
１０２第３のクラッチ
１０３後進用クラッチ
３０２ワンウェイクラッチ

Claims

入力軸上に、変速装置の出力部を有する主歯車機構と、該主歯車機構へ入力軸の回転を減速して出力する副歯車機構とを並べて配置した車両用自動変速装置であって、上記主歯車機構に、前進時に動力が伝達される前進用入力部及び後進時に動力が伝達される後進用入力部を設け、上記前進用入力部と副歯車機構の出力部とを結合し、該副歯車機構の入力部と入力軸との間に前進用クラッチを、上記後進用入力部と入力軸との間に後進用クラッチをそれぞれ備えたことを特徴とする車両用自動変速装置。
主歯車機構は、前進用クラッチの締結時に動力が伝達される第１のサンギヤと、後進用クラッチの締結時に動力が伝達され、２−４ブレーキの締結時に固定される第２のサンギヤと、３−４クラッチの締結時に動力が伝達され、ローリバースブレーキの締結時に固定されるキャリヤと、出力回転が伝達されるリングギヤとを有し、上記複数のクラッチ及びブレーキの選択的作動により単独で前進４速及び後進１速が達成可能な複合型又は複列型の遊星歯車機構であり、前進用入力部は上記第１のサンギヤ、後進用入力部は上記第２のサンギヤ、及び出力部は上記リングギヤを含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用自動変速装置。
副歯車機構は、シングルピニオン式又はダブルピニオン式の単列型遊星歯車機構であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の車両用自動変速装置。
主歯車機構に第３の入力部を設け、該第３の入力部と入力軸との間に第３のクラッチを備え、該第３のクラッチと並列に入力軸側からの回転に対してはロックし第３の入力部側からの回転に対してはフリーとなるワンウェイクラッチを配設したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用自動変速装置。
主歯車機構に第３の入力部を設け、該第３の入力部と入力軸との間に入力軸側からの回転に対してはロックし第３の入力部側からの回転に対してはフリーとなるワンウェイクラッチのみを配設したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用自動変速装置。