JP4296926B2 - 車輌用自動変速機 - Google Patents

Description

本発明は、車輌等に搭載される自動変速機に係り、詳しくは、プラネタリギヤユニットのサンギヤへの負荷トルクを軽減した車輌用自動変速機に関する。

近年、車輌等に搭載される自動変速機において、燃費の向上などの要求から、多段変速化が求められるようになっている。このような自動変速機の中であって、入力軸の回転を減速した減速回転を出力する減速プラネタリギヤと、２つのプラネタリギヤのキャリヤを連結した形の、いわゆるラビニヨ型プラネタリギヤユニットとを備え、減速プラネタリギヤからの減速回転をラビニヨ型プラネタリギヤユニットの２つのサンギヤ（Ｓ２，Ｓ３）に入力自在にすることで、例えば前進８速段、及び後進２速段のような多段変速を可能にしているものが提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００１−１８２７８５号公報

ところで、一般に入力軸の回転を減速プラネタリギヤなどによって減速すると、その減速に応じて入力軸に入力されるトルクが増幅されて出力されることになり、つまり減速回転が伝達される部材には、自動変速機に入力される入力トルクに比して、比較的大きな負荷トルクが生じることになる。そのため、上述の自動変速機のように、減速プラネタリギヤからの減速回転をラビニヨ型プラネタリギヤユニットの２つのサンギヤに入力することは、それらサンギヤが比較的大きなトルクを負担することになってしまう。

一般にサンギヤはプラネタリギヤユニットにおいて内周側に位置し、キャリヤやリングギヤに比して外径（断面積）が小さいが、上述のような減速回転に伴う比較的大きなトルクを負担するためには、それらサンギヤの厚み（断面積）を大きくする必要が生じるので、それらサンギヤの外径や幅が大きくなり、それによってプラネタリギヤユニットが肥大化してしまい、自動変速機のコンパクト化の妨げになるという問題がある。

一方、前進８速段のギヤ比を良好に設定しようとすると、それぞれのプラネタリギヤのギヤ比（λ＝サンギヤ歯数／リングギヤの歯数）が極端に大きくなったり、小さくなったりしてしまう場合がある。例えばプラネタリギヤのギヤ比を小さくする場合には、リングギヤの径を大きくしなければならない。また、例えば減速プラネタリギヤのギヤ比を大きくする場合には、サンギヤ歯数とリングギヤ歯数の差が小さくなり、それに伴いキャリヤのピニオンギヤの径を小さくしなければならない。しかしながら、ピニオンギヤの小径化には限界があるため、ピニオンギヤの径に合わせてギヤ比を設定すると、そのプラネタリギヤが大径化してしまう。したがって、各プラネタリギヤのギヤ比を適度に設定できなければ、それぞれのプラネタリギヤの大径化、即ち自動変速機が大型化するという問題が生じてしまう。

そこで本発明は、プラネタリギヤユニットの第２及び第３サンギヤへの負荷トルクを軽減すると共に、各プラネタリギヤのギヤ比を適度に設定することで、コンパクト化を可能とする車輌用自動変速機を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る本発明は（例えば図１乃至図３参照）、入力軸（１２）と、
出力軸（１５）と、
回転が固定された第１サンギヤ（Ｓ１）、前記入力軸（１２）に連結された第１キャリヤ（ＣＲ１）、及び減速回転を出力する第１リングギヤ（Ｒ１）を有する第１ダブルピニオンプラネタリギヤ（ＤＰ１）と、
第２サンギヤ（Ｓ２）、第２キャリヤ（ＣＲ２）、及び第２リングギヤ（Ｒ２）を有する第２ダブルピニオンプラネタリギヤ（ＤＰ２）と、第３サンギヤ（Ｓ３）、第３キャリヤ（ＣＲ３）、及び第３リングギヤ（Ｒ３）を有する第３シンプルピニオンプラネタリギヤ（ＳＰ３）と、を備え、該第２サンギヤ（Ｓ２）と該第３リングギヤ（Ｒ３）とを連結すると共に該第２キャリヤ（ＣＲ２）と該第３サンギヤ（Ｓ３）とを連結して構成することで、該第２サンギヤ（Ｓ２）及び該第３リングギヤ（Ｒ３）に連結される第１軸要素（２１）と、該第２キャリヤ（ＣＲ２）及び該第３サンギヤ（Ｓ３）に連結される第２軸要素（２２）と、該第２リングギヤ（Ｒ２）に連結される第３軸要素（２３）と、該第３キャリヤ（ＣＲ３）に連結される第４軸要素（２４）と、を備えるように構成され、該第４軸要素（２４）が前記出力軸（１５）に連結されたプラネタリギヤユニット（ＰＵ）と、
前記第１リングギヤ（Ｒ１）と前記第１軸要素（２１）とを選択的に連結するための第１クラッチ（Ｃ−１）と、
前記第１キャリヤ（ＣＲ１）と前記第３軸要素（２３）とを選択的に連結するための第２クラッチ（Ｃ−２）と、
前記第１リングギヤ（Ｒ１）と前記第２軸要素（２２）とを選択的に連結するための第３クラッチ（Ｃ−３）と、
前記第１キャリヤ（ＣＲ１）と前記第２軸要素（２２）とを選択的に連結するための第４クラッチ（Ｃ−４）と、
前記第２キャリヤ及び前記第３サンギヤを選択的に固定する第１ブレーキ（Ｂ−１）と、
前記第２リングギヤを選択的に固定する第２ブレーキ（Ｂ−２）と、を備えた、
ことを特徴とする車輌用自動変速機（１）にある。

請求項２に係る本発明は（例えば図１乃至図３参照）、前記第３軸要素（２３）の一方向の回転を規制するワンウェイクラッチ（Ｆ−１）を備えてなる、
請求項１記載の車輌用自動変速機（１）にある。

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、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。

請求項１に係る本発明によると、各プラネタリギヤのギヤ比を適度に設定できるため、前進８速段の各ギヤ比を良好に設定することができるものでありながら、３つのプラネタリギヤを大きくすることなく、各プラネタリギヤが肥大化することを防ぐことができて、自動変速機のコンパクト化を図ることができる。

一方、プラネタリギヤユニットにおいて、第２サンギヤと第３リングギヤとが連結されている共に、第２キャリヤと第３サンギヤとが連結されているので、第１クラッチにより第１リングギヤと第１軸要素とが連結された状態にあっては、第２サンギヤ及び第３リングギヤに減速回転が入力されるため、減速回転における比較的大きなトルクが第２サンギヤ及び第３リングギヤに分担されて、第２サンギヤだけで比較的大きなトルクを負担することを防ぐことができる。また、第３クラッチにより第１リングギヤと第２軸要素とが連結された状態にあっては、第２キャリヤ及び第３サンギヤに減速回転が入力されるため、減速回転における比較的大きなトルクが第２キャリヤ及び第３サンギヤに分担されて、第３サンギヤだけで比較的大きなトルクを負担することを防ぐことができる。更に、第１クラッチにより第１リングギヤと第１軸要素とが連結され、かつ第１ブレーキにより第２キャリヤ及び第３サンギヤが固定された状態にあっては、第２サンギヤに比較的大きなトルクが入力されるが、第２リングギヤが空転状態となるため、第２サンギヤに負荷は生じない。また、第３リングギヤが負担する比較的大きなトルクに対する反力が第３サンギヤに作用するが、第３サンギヤのトルク分担が第３リングギヤより小さいため、第３サンギヤに比較的大きなトルクを負担することを防ぐことができる。それにより、第２サンギヤ及び第３サンギヤが負担するトルクを軽減することができ、第２サンギヤ及び第３サンギヤの径や幅が大きくなってプラネタリギヤユニットが肥大化することを防ぐことができて、自動変速機のコンパクト化を図ることができる。

請求項２に係る本発明によると、第３軸要素の一方向の回転を規制するワンウェイクラッチを備えているので、例えば非走行レンジから走行レンジに切換えた際の前進１速段の達成を、ワンウェイクラッチの自動係合により滑らかに行うことができる。

以下、本発明に係る実施の形態を図１乃至図３に沿って説明する。図１は自動変速機１を示すスケルトン図、図２は自動変速機１の作動表、図３は自動変速機１の速度線図である。

まず、本発明を適用し得る車輌用自動変速機（以下、単に「自動変速機」ともいう）１の概略構成について図１に沿って説明する。図１に示すように、例えばＦＲタイプ（フロントエンジン、リヤドライブ）の車輌に用いて好適な自動変速機１には、同一軸線上に自動変速機１の入力軸１１、変速機構２の入力軸１２、出力軸１５が、順に並べられている形で備えられている。自動変速機１の入力軸１１は、不図示のエンジンに接続し得るようになっており、該入力軸１１の軸方向を中心としてトルクコンバータ７と、変速機構２とが備えてられている。

上記トルクコンバータ７は、自動変速機１の入力軸１１に接続されたポンピインペラ７ａと、作動流体を介して該ポンプインペラ７ａの回転が伝達されるタービンランナ７ｂとを有しており、該タービンランナ７ｂは、上記入力軸１１と同軸上に配設された上記変速機構２の入力軸１２に接続されている。また、該トルクコンバータ７には、ロックアップクラッチ１０が備えられており、該ロックアップクラッチ１０が不図示の油圧制御装置の油圧制御によって係合されると、上記自動変速機１の入力軸１１の回転が変速機構２の入力軸１２に直接伝達される。

上記変速機構２には、入力軸１２上において、第１ダブルピニオンプラネタリギヤ（以下、「第１プラネタリギヤ」という）ＤＰ１と、第２ダブルピニオンプラネタリギヤ（以下、「第２プラネタリギヤ」という）ＤＰ２及び第３シンプルプラネタリギヤ（以下、「第３プラネタリギヤ」という）ＳＰ３を有しているプラネタリギヤユニットＰＵとが備えられている。

上記第１プラネタリギヤＤＰ１は、第１サンギヤＳ１、第１キャリヤＣＲ１、及び第１リングギヤＲ１を備えており、該第１キャリヤＣＲ１に、第１サンギヤＳ１に噛合するピニオンＰ１及び第１リングギヤＲ１に噛合するピニオンＰ２を互いに噛合する形で有している。該第１サンギヤＳ１は、ミッションケース３に接続されて回転が固定されており、該第１キャリヤＣＲ１は、上記入力軸１２に接続されて、該入力軸１２の回転と同回転（以下、「入力回転」という。）になっている。そして、第１リングギヤＲ１は、該固定された第１サンギヤＳ１と該入力回転する第１キャリヤＣＲ１とにより、常時、入力回転が減速された減速回転で回転する。

一方、第２プラネタリギヤＤＰ２は、第２サンギヤＳ２、第２キャリヤＣＲ２、及び第２リングギヤＲ２を備えており、該第２キャリヤＣＲ２に、第２サンギヤＳ２に噛合するピニオンＰ３及び第２リングギヤＲ２に噛合するピニオンＰ４を互いに噛合する形で有している。また、第３プラネタリギヤＳＰ３は、第３サンギヤＳ３、第３キャリヤＣＲ３、及び第３リングギヤＲ３を備えており、該第３キャリヤＣＲ３に、第３サンギヤＳ３及び第３リングギヤＲ３に共に噛合するピニオンＰ５を有している。

上記プラネタリギヤユニットＰＵは、第２プラネタリギヤＤＰ２の第２サンギヤＳ２と第３プラネタリギヤＳＰ３の第３リングギヤＲ３とが連結部材３１を介して連結されていると共に、第２プラネタリギヤＤＰ２の第２キャリヤＣＲ２と第３プラネタリギヤＳＰ３の第３サンギヤＳ３とが連結部材３２を介して連結されており、つまり回転する要素としては、４つの回転要素（即ち、第２サンギヤＳ２及び第３リングギヤＲ３、第２キャリヤＣＲ２及び第３サンギヤＳ３、第２リングギヤＲ２、第３キャリヤＣＲ３）から構成されている。

また、該プラネタリギヤユニットＰＵには、上記４つの回転要素にそれぞれ連結された第１乃至第４軸要素２１，２２，２３，２４が備えられている。即ち、第１軸要素２１は第２サンギヤＳ２及び第３リングギヤＲ３に、第２軸要素２２は第２キャリヤＣＲ２及び第３サンギヤＳ３に、第３軸要素２３は第２リングギヤＲ２に、第４軸要素２４は第３キャリヤＣＲ３に、それぞれ連結されている。そして、第４軸要素２４は上記出力軸１５に連結されており、該出力軸１５は、不図示の駆動車輪に接続し得るようになっている。

なお、「軸要素」とは、例えばドラム状部材、ハブ状部材、スリーブ状部材、フランジ状部材などを含めたものを意味し、軸回転して回転伝達ないしトルク伝達するものをいう。

一方、上記第１リングギヤＲ１と第１軸要素２１との間には、例えば不図示の油圧制御装置からの作動油圧に基づき、それら第１リングギヤＲ１及び第１軸要素２１を選択的に連結（係合）する第１クラッチＣ−１が備えられており、該第１クラッチＣ−１が係合されると、上記第１リングギヤＲ１の減速回転が第１軸要素２１を介して第２サンギヤＳ２及び第３リングギヤＲ３に入力される。

また、上記第１キャリヤＣＲ１と第３軸要素２３との間には、例えば同様に不図示の油圧制御装置からの作動油圧に基づき、それら第１キャリヤＣＲ１及び第３軸要素２３を選択的に連結（係合）する第２クラッチＣ−２が備えられており、該第２クラッチＣ−２が係合されると、上記第１キャリヤＣＲ１及び第３軸要素２３を介して、入力回転が第２リングギヤＲ２に入力される。

また、第３軸要素２３上には、ワンウェイクラッチＦ−１が備えられており、該ワンウェイクラッチＦ−１により第３軸要素２３及び第２リングギヤＲ２の一方向の回転が規制されている。

更に、第３軸要素２３上には、例えば同様に不図示の油圧制御装置からの作動油圧に基づき、選択的に第３軸要素２３及び第２リングギヤＲ２の回転を固定する第２ブレーキＢ−２が備えられており、該第２ブレーキＢ−２が係止されると、第３軸要素２３及び第２リングギヤＲ２の回転が固定される。

また、上記第１リングギヤＲ１と第２軸要素２２との間には、例えば同様に不図示の油圧制御装置からの作動油圧に基づき、それら第１リングギヤＲ１及び第２軸要素２２を選択的に連結（係合）する第３クラッチＣ−３が備えられており、該第３クラッチＣ−３が係合されると、上記第１リングギヤＲ１の減速回転が第２軸要素２２を介して第２キャリヤＣＲ２及び第３サンギヤＳ３に入力される。

また、上記第１キャリヤＣＲ１と第２軸要素２２との間には、例えば同様に不図示の油圧制御装置からの作動油圧に基づき、それら第１キャリヤＣＲ１及び第２軸要素２２を選択的に連結（係合）する第４クラッチＣ−４が備えられており、該第４クラッチＣ−４が係合されると、上記第１キャリヤＣＲ１及び第２軸要素２２を介して、入力回転が第２キャリヤＣＲ２及び第３サンギヤＳ３に入力される。

更に、連結部材３２上には、例えば同様に不図示の油圧制御装置からの作動油圧に基づき、選択的に第２キャリヤＣＲ２及び第３サンギヤＳ３（及び第２軸要素２２）の回転を固定する第１ブレーキＢ−１が備えられており、該第１ブレーキＢ−１が係止されると、第２キャリヤＣＲ２及び第３サンギヤＳ３の回転が固定される。

つづいて、上記構成に基づき、自動変速機１（変速機構２）の作用について図１、図２及び図３に沿って説明する。なお、図３に示す速度線図において、縦軸はそれぞれの回転要素（各ギヤ）の回転数を示しており、横軸はそれら回転要素のギヤ比に対応して示している。また、該速度線図の第１プラネタリギヤＤＰ１の部分において、横方向最端部（図３中左方側）の縦軸は第１サンギヤＳ１に、以降図中右方側へ順に縦軸は、第１リングギヤＲ１、第１キャリヤＣＲ１に対応している。更に、該速度線図のプラネタリギヤユニットＰＵの部分において、横方向最端部（図３中右方側）の縦軸は第２サンギヤＳ２及び第３リングギヤＲ３に、以降図中左方側へ順に縦軸は第３キャリヤＣＲ３、第２リングギヤＲ２、第２キャリヤＣＲ２及び第３サンギヤＳ３に対応している。

例えばＤ（ドライブ）レンジであって、前進１速段（１ｓｔ）では、図２に示すように、第１クラッチＣ−１及びワンウェイクラッチＦ−１が係合される。すると、図１及び図３に示すように、固定された第１サンギヤＳ１と入力回転である第１キャリヤＣＲ１によって減速回転する第１リングギヤＲ１の回転が、第１クラッチＣ−１を介して第２サンギヤＳ２及び第３リングギヤＲ３に入力される。また、第２リングギヤＲ２の回転が一方向（正転回転方向）に規制されて、つまり第２リングギヤＲ２の逆転回転が防止されて固定された状態になる。すると、第２サンギヤＳ２及び第３リングギヤＲ３に入力された減速回転と、固定された第２リングギヤＲ２とにより、第２キャリヤＣＲ２及び第３サンギヤＳ３が僅かに逆転回転すると共に、第１リングギヤＲ１の減速回転よりも更に減速された減速回転が第３キャリヤＣＲ３に出力され、前進１速段としての正転回転が出力軸１５から出力される。

また、エンジンブレーキ時（コースト時）には、第２ブレーキＢ−２を係止して第２リングギヤＲ２を固定し、該第２リングギヤＲ２の正転回転を防止する形で、上記前進１速段の状態を維持する。また、該前進１速段では、ワンウェイクラッチＦ−１により第２リングギヤＲ２の逆転回転を防止し、かつ正転回転を可能にするので、例えば非走行レンジから走行レンジに切換えた際の前進１速段の達成を、ワンウェイクラッチＦ−１の自動係合により滑らかに行うことができる。

前進２速段（２ｎｄ）では、図２に示すように、第１クラッチＣ−１が係合され、第１ブレーキＢ−１が係止される。すると、図１及び図３に示すように、固定された第１サンギヤＳ１と入力回転である第１キャリヤＣＲ１によって減速回転する第１リングギヤＲ１の回転が、第１クラッチＣ−１を介して第２サンギヤＳ２及び第３リングギヤＲ３に入力される。また、第１ブレーキＢ−１の係止により第２キャリヤＣＲ２及び第３サンギヤＳ３の回転が固定される。すると、第２リングギヤＲ２が空転状態となると共に、該第３リングギヤＲ３に入力された減速回転と、固定された第３サンギヤＳ３とにより、第１リングギヤＲ１の減速回転よりも僅かに減速された減速回転が第３キャリヤＣＲ３に出力され、前進２速段としての正転回転が出力軸１５から出力される。

前進３速段（３ｒｄ）では、図２に示すように、第１クラッチＣ−１及び第３クラッチＣ−３が係合される。すると、図１及び図３に示すように、固定された第１サンギヤＳ１と入力回転である第１キャリヤＣＲ１によって減速回転する第１リングギヤＲ１の回転が、第１クラッチＣ−１を介して第２サンギヤＳ２及び第３リングギヤＲ３に入力される。また、第３クラッチＣ−３の係合により該第１リングギヤＲ１の減速回転が第２リングギヤＲ２に入力される。つまり、第２サンギヤＳ２及び第３リングギヤＲ３と第２リングギヤＲ２とに第１リングギヤＲ１の減速回転が入力されるため、プラネタリギヤユニットＰＵが第１リングギヤＲ１からの減速回転による直結状態となり、そのまま減速回転が第３キャリヤＣＲ３に出力され、前進３速段としての正転回転が出力軸１５から出力される。

前進４速段（４ｔｈ）では、図２に示すように、第１クラッチＣ−１及び第４クラッチＣ−４が係合される。すると、図１及び図３に示すように、固定された第１サンギヤＳ１と入力回転である第１キャリヤＣＲ１によって減速回転する第１リングギヤＲ１の回転が、第１クラッチＣ−１を介して第２サンギヤＳ２及び第３リングギヤＲ３に入力される。また、第４クラッチＣ−４の係合により第１キャリヤＣＲ１の入力回転が第２キャリヤＣＲ２及び第３サンギヤＳ３に入力される。すると、第２リングギヤＲ２が空転状態となると共に、該第３リングギヤＲ３に入力された減速回転と、第３サンギヤＳ３の入力回転とにより、第１リングギヤＲ１の減速回転よりも僅かに増速された減速回転が第３キャリヤＣＲ３に出力され、前進４速段としての正転回転が出力軸１５から出力される。

前進５速段（５ｔｈ）では、図２に示すように、第１クラッチＣ−１及び第２クラッチＣ−２が係合される。すると、図１及び図３に示すように、固定された第１サンギヤＳ１と入力回転である第１キャリヤＣＲ１によって減速回転する第１リングギヤＲ１の回転が、第１クラッチＣ−１を介して第２サンギヤＳ２及び第３リングギヤＲ３に入力される。また、第２クラッチＣ−２の係合により第２リングギヤＲ２に入力回転が入力される。すると、該第２サンギヤＳ２に入力された減速回転と第２リングギヤＲ２に入力された入力回転とにより、第２キャリヤＣＲ２及び第３サンギヤＳ３が入力回転より僅かに増速された増速回転となると共に、該第３サンギヤＳ３の増速回転と第３リングギヤＲ３の減速回転とにより、入力回転より僅かに減速された減速回転、即ち、上記前進４速段より僅かに高い減速回転が第３キャリヤＣＲ３に出力され、前進５速段としての正転回転が出力軸１５から出力される。

前進６速段（６ｔｈ）では、図２に示すように、第２クラッチＣ−２及び第４クラッチＣ−４が係合される。すると、図１及び図３に示すように、第４クラッチＣ−４の係合により第２キャリヤＣＲ２及び第３サンギヤＳ３に入力回転が入力される。また、第２クラッチＣ−２の係合により第２リングギヤＲ２に入力回転が入力される。つまり、第２キャリヤＣＲ２及び第３サンギヤＳ３と第２リングギヤＲ２に入力回転が入力されるため、プラネタリギヤユニットＰＵが入力回転の直結状態となり、そのまま入力回転が第３キャリヤＣＲ３に出力され、前進６速段としての正転回転が出力軸１５から出力される。

前進７速段（７ｔｈ）では、図２に示すように、第２クラッチＣ−２及び第３クラッチＣ−３が係合される。すると、図１及び図３に示すように、固定された第１サンギヤＳ１と入力回転である第１キャリヤＣＲ１によって減速回転する第１リングギヤＲ１の回転が、第３クラッチＣ−３を介して第２キャリヤＣＲ２及び第３サンギヤＳ３に入力される。また、第２クラッチＣ−２の係合により第２リングギヤＲ２に入力回転が入力される。すると、第２キャリヤＣＲ２及び第３サンギヤＳ３に入力された減速回転と第２リングギヤＲ２に入力された入力回転とにより、第２サンギヤＳ２及び第３リングギヤＲ３が増速回転となり、該第３リングギヤＲ３の増速回転と第３サンギヤＳ３の減速回転とにより、入力回転より僅かに高い増速回転が第３キャリヤＣＲ３に出力され、前進７速段としての正転回転が出力軸１５から出力される。

前進８速段（８ｔｈ）では、図２に示すように、第２クラッチＣ−２が係合され、第１ブレーキＢ−１が係止される。すると、図１及び図３に示すように、第２クラッチＣ−２の係合により第２リングギヤＲ２に入力回転が入力される。また、第１ブレーキＢ−１の係止により第２キャリヤＣＲ２及び第３サンギヤＳ３の回転が固定される。すると、固定された第２キャリヤＣＲ２と第２リングギヤＲ２の入力回転とにより、第２サンギヤＳ２及び第３リングギヤＲ３が増速回転となり、該第３リングギヤＲ３の増速回転と固定された第３サンギヤＳ３により、上記前進７速段より高い増速回転が第３キャリヤＣＲ３に出力され、前進８速段としての正転回転が出力軸１５から出力される。

後進１速段（Ｒｅｖ１）では、図２に示すように、第３クラッチＣ−３が係合され、第２ブレーキＢ−２が係止される。すると、図１及び図３に示すように、固定された第１サンギヤＳ１と入力回転である第１キャリヤＣＲ１によって減速回転する第１リングギヤＲ１の回転が、第３クラッチＣ−３を介して第２キャリヤＣＲ２及び第３サンギヤＳ３に入力される。また、第２ブレーキＢ−２の係止により第２リングギヤＲ２の回転が固定される。すると、第２キャリヤＣＲ２の減速回転と固定された第２リングギヤＲ２とにより、第２サンギヤＳ２及び第３リングギヤＲ３が逆転回転となり、第３リングギヤＲ３の逆転回転と第３サンギヤＳ３の減速回転により、減速された逆転回転が第３キャリヤＣＲ３に出力され、後進１速段としての逆転回転が出力軸１５から出力される。

後進２速段（Ｒｅｖ２）では、図２に示すように、第４クラッチＣ−４が係合され、第２ブレーキＢ−２が係止される。すると、図１及び図３に示すように、第４クラッチＣ−４の係合により第１キャリヤＣＲ１の入力回転が第２キャリヤＣＲ２及び第３サンギヤＳ３に入力される。また、第２ブレーキＢ−２の係止により第２リングギヤＲ２の回転が固定される。すると、第２キャリヤＣＲ２の入力回転と、固定された第２リングギヤＲ２とにより、第２サンギヤＳ２及び第３リングギヤＲ３が上記後進１速段よりも増速された逆転回転となり、該第３リングギヤＲ３の逆転回転と第３サンギヤＳ３の入力回転により、僅かに減速された逆転回転が第３キャリヤＣＲ３に出力され、後進２速段としての逆転回転が出力軸１５から出力される。

なお、例えばＰ（パーキング）レンジ及びＮ（ニュートラル）レンジでは、第１クラッチＣ−１、第２クラッチＣ−２、第３クラッチＣ−３、及び第４クラッチＣ−４が解放される。すると、第１キャリヤＣＲ１と第２リングギヤＲ２との間、第１キャリヤＣＲ１と第２キャリヤＣＲ２及び第３サンギヤＳ３との間、第１リングギヤＲ１と第２キャリヤＣＲ２及び第３サンギヤＳ３との間、第１リングギヤＲ１と第２サンギヤＳ２及び第３リングギヤＲ３との間、即ち第１プラネタリギヤＤＰ１とプラネタリギヤユニットＰＵとの間が切断状態となる。これにより、入力軸１２とプラネタリギヤユニットＰＵとの間の動力伝達が切断状態となり、つまり入力軸１２と出力軸１５との動力伝達が切断状態となる。

以上のように、前進８速段を達成するように構成したので、各プラネタリギヤＤＰ１，ＤＰ２，ＤＰ３のギヤ比（サンギヤ歯数／リングギヤ歯数）を例えば０．４〜０．５に設定しても、８速段のギヤ比（の間隔）を良好に設定できる。また特に、前進６速段で入力回転の直結状態（つまりギヤ比が１）となり、前進３速段において、第１プラネタリギヤＤＰ１の減速回転による直結状態となるので、第１プラネタリギヤＤＰ１のギヤ比を例えば０．４〜０．５に設定しても、前進３速段のギヤ比が前進６速段のギヤ比に対して、略中間に位置するようになる。

一方、前進１速段乃至前進５速段において、第１クラッチＣ−１が係合すると、第１リングギヤＲ１と第１軸要素との間が連結されて、第２サンギヤＳ２及び第３リングギヤＲ３に減速回転が入力されることになる。この際、減速回転における比較的大きなトルクが第２サンギヤＳ２及び第３リングギヤＲ３の２つのギヤに分担されて、つまり第２サンギヤＳ２だけで比較的大きなトルクを負担することを防ぐことができる。

また、前進２速段において、第１ブレーキＢ−１が係止されると、第２キャリヤＣＲ２及び第３サンギヤＳ３が固定され、減速回転が第２サンギヤＳ２及び第３リングギヤＲ３に入力される。しかしながら、第２リングギヤＲ２が空転状態となっているため、第２サンギヤＳ２にトルクは作用しない。また、第３リングギヤＲ３に対して、比較的大きなトルクの反力を受けることになり、この際、その反力が第３サンギヤＳ３に作用するが、第３リングギヤＲ３と比較して第３サンギヤＳ３に作用するトルク分担が小さいため、第３サンギヤＳ３に比較的大きなトルクを負担することを防ぐことができる。

更に、前進３速段、前進７速段、及び後進１速段において、第３クラッチＣ−３が係合すると、第１リングギヤＲ１と第２軸要素との間が連結されて、第２キャリヤＣＲ２及び第３サンギヤＳ３に減速回転が入力されることになる。この際、減速回転における比較的大きなトルクが第２キャリヤＣＲ２及び第３サンギヤＳ３の２つのギヤに分担されて、つまり第３サンギヤＳ３だけで比較的大きなトルクを負担することを防ぐことができる。

なお、前進１速段において、ワンウェイクラッチＦ−１又は第２ブレーキＢ−２が係合することにより、第２リングギヤＲ２が固定され、該第２リングギヤＲ２は、減速回転が入力されている第２サンギヤＳ２及び第３リングギヤＲ３に対して、比較的大きなトルクの反力を受けることになる。しかしながら、第２リングギヤＲ２は、プラネタリギヤユニットＰＵの比較的外周側に配置されており、径が大きいため、例えばその断面積を大きくしても、厚みを増す量が少なくて足りる。そのため、例えばサンギヤの厚みを増す場合に比して、プラネタリギヤユニットＰＵが肥大化し難い。

以上説明したように、本発明に係る車輌用自動変速機１によると、各プラネタリギヤＤＰ１，ＤＰ２，ＤＰ３のギヤ比を適度（例えば０．４〜０．５）に設定できるため、前進８速段の各ギヤ比を良好に設定することができるものでありながら、３つのプラネタリギヤＤＰ１，ＤＰ２，ＤＰ３を大きくすることなく、各プラネタリギヤＤＰ１，ＤＰ２，ＤＰ３が肥大化することを防ぐことができて、自動変速機１のコンパクト化を図ることができる。

一方、プラネタリギヤユニットＰＵにおいて、第２サンギヤＳ２と第３リングギヤＲ３とが連結されている共に、第２キャリヤＣＲ２と第３サンギヤＳ３とが連結されているので、第２サンギヤＳ２及び第３サンギヤＳ３が負担するトルクを軽減することができ、第２サンギヤＳ２及び第３サンギヤＳ３の径や幅が大きくなってプラネタリギヤユニットＰＵが肥大化することを防ぐことができて、車輌用自動変速機１のコンパクト化を図ることができる。

また、第３軸要素２３の一方向の回転を規制するワンウェイクラッチＦ−１を備えているので、例えば非走行レンジから走行レンジに切換えた際の前進１速段の達成を、ワンウェイクラッチＦ−１の自動係合により滑らかに行うことができる。

なお、以上説明した本発明に係る実施の形態において、車輌用自動変速機１がトルクコンバータ７を備えているものについて説明したが、例えば発進用クラッチを備えているものなどであってもよい。

また、本実施の形態において、例えばＦＲタイプに用いて好適な車輌用自動変速機１を一例に説明しているが、これに限らず、例えばＦＦタイプに用いることのできる車輌用自動変速機に本発明を適用してもよく、更に、例えばエンジン直結型のモータを備えているもの等、つまりハイブリッド車輌に用いる車輌用自動変速機に本発明を適用してもよい。

また、本実施の形態においては、ワンウェイクラッチＦ−１を備えて、比較的滑らかに前進１速段を達成し得る車輌用自動変速機１を一例について説明したが、特にワンウェイクラッチＦ−１を備えていないものであってもよく、この際は、第２ブレーキＢ−２を係合させることで前進１速段を達成することが可能となる。

自動変速機１を示すスケルトン図。 自動変速機１の作動表。 自動変速機１の速度線図。

符号の説明

１ 車輌用自動変速機
１２ 入力軸
１５ 出力軸
２１ 第１軸要素
２２ 第２軸要素
２３ 第３軸要素
２４ 第４軸要素
ＤＰ１ 第１ダブルピニオンプラネタリギヤ
ＰＵ プラネタリギヤユニット
ＤＰ２ 第２ダブルピニオンプラネタリギヤ
ＳＰ３ 第３シンプルピニオンプラネタリギヤ
Ｓ１ 第１サンギヤ
ＣＲ１ 第１キャリヤ
Ｒ１ 第１リングギヤ
Ｓ２ 第２サンギヤ
ＣＲ２ 第２キャリヤ
Ｒ２ 第２リングギヤ
Ｓ３ 第３サンギヤ
ＣＲ３ 第３キャリヤ
Ｒ３ 第３リングギヤ
Ｃ−１ 第１クラッチ
Ｃ−２ 第２クラッチ
Ｃ−３ 第３クラッチ
Ｃ−４ 第４クラッチ
Ｂ−１ 第１ブレーキ
Ｂ−２ 第２ブレーキ
Ｆ−１ ワンウェイクラッチ

Claims (2)

1. 入力軸と、
   出力軸と、
   回転が固定された第１サンギヤ、前記入力軸に連結された第１キャリヤ、及び減速回転を出力する第１リングギヤを有する第１ダブルピニオンプラネタリギヤと、
   第２サンギヤ、第２キャリヤ、及び第２リングギヤを有する第２ダブルピニオンプラネタリギヤと、第３サンギヤ、第３キャリヤ、及び第３リングギヤを有する第３シンプルピニオンプラネタリギヤと、を備え、該第２サンギヤと該第３リングギヤとを連結すると共に該第２キャリヤと該第３サンギヤとを連結して構成することで、該第２サンギヤ及び該第３リングギヤに連結される第１軸要素と、該第２キャリヤ及び該第３サンギヤに連結される第２軸要素と、該第２リングギヤに連結される第３軸要素と、該第３キャリヤに連結される第４軸要素と、を備えるように構成され、該第４軸要素が前記出力軸に連結されたプラネタリギヤユニットと、
   前記第１リングギヤと前記第１軸要素とを選択的に連結するための第１クラッチと、
   前記第１キャリヤと前記第３軸要素とを選択的に連結するための第２クラッチと、
   前記第１リングギヤと前記第２軸要素とを選択的に連結するための第３クラッチと、
   前記第１キャリヤと前記第２軸要素とを選択的に連結するための第４クラッチと、
   前記第２キャリヤ及び前記第３サンギヤを選択的に固定する第１ブレーキと、
   前記第２リングギヤを選択的に固定する第２ブレーキと、を備えた、
   ことを特徴とする車輌用自動変速機。
2. 前記第３軸要素の一方向の回転を規制するワンウェイクラッチを備えてなる、
   請求項１記載の車輌用自動変速機。

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