JP4534911B2 - 自動変速機 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも３組のプラネタリギヤセットを備え、３つのクラッチと２つのブレーキとによって前進６速を得るようにした自動変速機に関する。

この種の自動変速機として、従来より、入力軸と、１組のシングルピニオン型プラネタリギヤセットと、２組のシングルピニオン型プラネタリギヤセットを組み合わせた遊星歯車列と、３つのクラッチと、２つのブレーキと、出力軸とを有して構成され、摩擦要素である３つのクラッチと２つのブレーキとを適宜締結、開放するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１の図５等を参照。）。

この特許文献１の自動変速機においては、オーバドライブの変速段を得るために遊星歯車列のキャリア及びリングギヤへの入力が必要であるが、入力軸と出力軸とを同軸に設けると、回転要素が３つに限られるシングルピニオン型のプラネタリギヤセットでは、キャリア及びリングギヤの両方への入力経路は成立しなくなる。そのため、入力軸と出力軸とを異なる軸線上に平行に配置せざるを得ず、このことが変速機の大型化を招く。

これに対し、特許文献２、３には、前記遊星歯車列を構成する２組のシングルピニオン型プラネタリギヤセットのうちの一方を、所謂ダブルリングギヤタイプ又はダブルサンギヤタイプのものとして、キャリアへの回転の入出力をセンターメンバによって径方向で行うことが提案されている。
特開平４−２１９５５３号公報 国際公開第２００２／０９９３１６号パンフレット 特開２００４−０６９０５０号公報

ところで、前記提案例（特許文献２、３）の自動変速機では、例えば特許文献３の図４に示されているように、第１クラッチＣ１と第１ブレーキＢ１とを締結して、前進１速を得るようにしており、このときに入力回転は、第１プラネタリギヤセットＧ１において常時減速され、第１クラッチを介して第３プラネタリギヤセットＧ３に伝達される。

このことは、車両の発進時等にトルクコンバータから入力する最大のトルク（ストールトルク）が第１プラネタリギヤセットＧ１においてさらに増大されて直接、第１クラッチに入力することを意味するから、そのような大トルクに対応して第１クラッチの容量は十分に大きくする必要があり、通常、湿式多板クラッチにより構成される第１クラッチの全長が長くなったり、或いはその直径が拡大することが避けられず、自動変速機のコンパクト化には不利になる。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、前記提案例のような６段自動変速機においてストールトルクによるクラッチの負荷を軽減し、その分、クラッチの全長乃至外径を短縮して、変速機のコンパクト化を図ることにある。

本願の請求項１記載の発明は、入力軸と同軸上に出力部を配設し、それぞれサンギヤ、キャリア及びリングギヤからなる第１〜第３の３組のプラネタリギヤセットを備え、第１〜第３の３つのクラッチと第１、第２の２つのブレーキとを選択的に作動させて、前記入力軸から出力部までの駆動力の伝達系路を切り替えることにより、少なくとも前進６速を得るようにした自動変速機を前提とする。

そして、前記出力部、第１リングギヤ及び第２キャリアを常時連結し、前記第２リングギヤ及び第３キャリアを常時連結し、前記入力軸及び第３リングギヤを常時連結し、前記第３サンギヤをケースに常時固定するとともに、前記入力軸と第１キャリアとを断接する第１クラッチと、前記第１キャリアとケースとを断接する第１ブレーキと、前記第１サンギヤとケースとを断接する第２ブレーキと、前記第１サンギヤと第２サンギヤとを断接する第２クラッチと、前記第１サンギヤと第３キャリアとを断接する第３クラッチと、を備えて、前記第２クラッチ及び第１ブレーキの締結により第１速を、前記第２クラッチ及び第２ブレーキの締結により第２速を、前記第２クラッチ及び前記第３クラッチの締結により第３速を、前記第１クラッチ及び第２クラッチの締結により第４速を、前記第１クラッチ及び第３クラッチの締結により第５速を、そして、前記第１クラッチ及び第２ブレーキの締結により第６速を、それぞれ得るように構成したものである。

前記の構成により、車両の発進時等に前記第２クラッチ及び第１ブレーキが締結されて第１速になると、入力回転は、第３プラネタリギヤセットにおいて常時減速されて、第２プラネタリギヤセットのリングギヤに入力される。この際、第２クラッチの締結により、第２プラネタリギヤセットのサンギヤと第１プラネタリギヤセットのサンギヤとが連結され、また、第１ブレーキの締結により第１プラネタリギヤセットのキャリアが固定されるので、前記のように第２プラネタリギヤセットのリングギヤに入力された入力回転は減速されて、そのキャリアから出力部に伝達されるようになる。

つまり、前記の構成では、従来例（特許文献２、３）のもののように発進時等にトルクコンバータから入力する大トルクが、常時減速プラネタリギヤセットによりさらに増大されて直接、第２クラッチに入力することがなくなり、このクラッチのトルク負荷が軽減されるので、その容量をあまり大きくする必要はなくなり、その分、クラッチの全長を短縮し、或いはその直径を小さくすることができて、変速機のコンパクト化に有利になる。

前記のように第１〜第３のプラネタリギヤセットの回転要素同士を連結する場合には、第２プラネタリギヤセットを第１及び第３プラネタリギヤセットの間に配設すれば、回転要素同士の連結部材を長くすることなく全体として簡素化でき、好ましい（請求項２）。

また、前記の構成においてオーバドライブの変速段を得るためには第１プラネタリギヤセットのキャリア及びリングギヤへの入力が必要であり、入力軸と出力部とが同軸上にあることを考慮すれば、上述した提案例（特許文献２、３）のものと同様に、第１プラネタリギヤセットは、所謂ダブルリングギヤタイプ又はダブルサンギヤタイプのものとするのが好ましい。

すなわち、請求項３の発明では、前記第１プラネタリギヤセットを、２つのサンギヤと、該サンギヤの各々と噛み合う１つのピニオンと、該２つのサンギヤ間に配置され、回転を入力又は出力するセンターメンバを有するキャリアと、前記ピニオンに噛み合う１つのリングギヤとを備えたダブルサンギヤタイプのものとする。

また、請求項５の発明では、前記第１プラネタリギヤセットを、２つのリングギヤと、該リングギヤの各々と噛み合う１つのピニオンと、該２つのリングギヤ間に配置され、回転を入力又は出力するセンターメンバを有するキャリアと、前記ピニオンに噛み合う１つのサンギヤとを有するダブルリングギヤタイプのものとする。

それらの発明では、キャリアへの回転の入出力をセンターメンバによって径方向で行うことができるので、入力軸と出力部とが同軸上にあっても、キャリア及びサンギヤの両方、若しくはキャリア及びリングギヤの両方への入力経路が成立する。

或いは、前記第１プラネタリギヤセットとして、２組のシンプルプラネタリギヤセットを組み合わせて、両者のキャリア同士及びリングギヤ同士をそれぞれ常時連結したものを用いることもできるし（請求項４）、２組のシンプルプラネタリギヤセットを組み合わせて、両者のキャリア同士及びサンギヤ同士をそれぞれ常時連結したものを用いることもできる（請求項６）。

請求項４、６のものでは、前記請求項３、５の発明と同様に、入力軸と出力部とが同軸上にあっても、第１プラネタリギヤセットにおけるキャリア及びサンギヤの両方、若しくはキャリア及びリングギヤの両方への入力経路が成立する。但し、第１プラネタリギヤセットとして２組のシンプルプラネタリギヤセットを組み合わせて用いることから、比較すれば軸方向の寸法が大きくなるきらいがある。一方で、所謂ダブルリングギヤタイプやダブルサンギヤタイプのものでは、一般にピニオンが長くなって傾きを生じやすく、ギヤノイズが大きくなる傾向があり、この点では請求項４、６のものの方が有利である。

以上、説明したように、本願発明に係る自動変速機によると、入力軸と同軸上に出力部を配設し、それぞれサンギヤ、キャリア及びリングギヤからなる第１〜第３の３組のプラネタリギヤセットを備え、第１〜第３の３つのクラッチと第１、第２の２つのブレーキとを選択的に作動させて、前記入力軸から出力部までの駆動力の伝達系路を切り替えることにより、少なくとも前進６速を得るようにした自動変速機において、車両の発進時等にトルクコンバータから入力するストールトルクが、常時減速プラネタリギヤセットによりさらに増大されて直接、第２クラッチに入力することがなくなるので、このクラッチの負荷を軽減することができ、その分、小型化が図られる。

特に第２プラネタリギヤセットを第１及び第３プラネタリギヤセットの間に配設すれば、回転要素同士の連結部材を長くすることなく全体として簡素化でき、好ましい（請求項２）。

また、前記第１プラネタリギヤセットを所謂ダブルリングギヤタイプ又はダブルサンギヤタイプのものとすれば、キャリアへの回転の入力をセンターメンバによって径方向で行うことができるので、入力軸と出力部とが同軸上にあっても、キャリア及びサンギヤの両方、若しくはキャリア及びリングギヤの両方への入力経路が成立し、オーバードライブを含む高変速段を達成できる（請求項３、５）。

或いは、前記第１プラネタリギヤセットとして、２組のシンプルプラネタリギヤセットを組み合わせたものを用いれば（請求項４、６）、前記請求項３、５のものと同様の効果が得られる上に、ギヤノイズを抑える上で有利になる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る自動変速機ＡＴを、一例として、車両に横置きに搭載されるＦＦ車用のパワートレインに適用した場合の変速歯車機構の構成を示す骨子線図（スケルトン図）である。同図においてＩｎｐｕｔは、駆動源である図外のエンジンなどからの回転駆動力がトルクコンバータ（図示せず）を介して入力する入力軸であり、Ｏｕｔｐｕｔは、回転駆動力をファイナルギヤ等を介して駆動輪側に出力する出力ギヤ（出力部）である。入力軸Ｉｎｐｕｔ及び出力ギヤＯｕｔｐｕｔは同軸上に配置されている。

図において符号ＧＳ１〜ＧＳ３は、それぞれサンギヤ、キャリア及びリングギヤを回転要素とする第１〜第３の３組のプラネタリギヤセットであり、第１プラネタリギヤセットＧＳ１は、２つのギヤに分割された第１サンギヤＳ１ａ，Ｓ１ｂと、第１リングギヤＲ１と、それらのギヤにＳ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｒ１に噛み合うピニオンＰ１と、このピニオンＰ１を支持するとともに、第１サンギヤの分割されたギヤＳ１ａ，Ｓ１ｂ間に配置されたセンターメンバＣＭを有する第１キャリアＰＣ１と、を備えたダブルサンギヤタイプのプラネタリギヤセットである。

図３に一例を示すように、前記第１キャリアＰＣ１は、周方向に略等間隔に配置された３つ（４つでもよい）のピニオンギヤＰ１〜Ｐ１（図示は省略するが外周には、はす歯が形成されている）をそれぞれピンＰｉにより回転自在に支持するものであり、同図（ｂ）から分かるように、回転軸Ｘ方向の略中央位置には中心孔ｈを有する円盤状の壁部（センターメンバＣＭ）が設けられている。

そして、前記センターメンバＣＭを挟んで回転軸Ｘ方向の両側に、同図には示さないが、第１サンギヤの分割ギヤＳ１ａ，Ｓ１ｂが、それぞれ外周の歯をピニオンギヤＰ１〜Ｐ１と噛み合うように配置されて、各々回転軸Ｘ方向で回転の入出力を行うようになっている。また、第１キャリアＰＣ１への回転の入出力は、前記センターメンバＣＭによって径方向内方に行えるようになっている。尚、同図には示さないが、リングギヤＲ１は、その内周の歯がピニオンギヤＰ１〜Ｐ１と噛み合うように、その外周側に配置される。

つまり、入力軸Ｉｎｐｕｔを出力ギヤＯｕｔｐｕｔと同軸上に配置していても、第１サンギヤを分割した２つのギヤＳ１ａ，Ｓ１ｂから構成することで、回転要素が実質的には３つに限られるシンプルプラネタリギヤセットＧＳ１において、第１キャリアＰＣ１及び第１サンギヤＳ１ａ，Ｓ１ｂの両方への入力経路が成立する。

尚、前記のように分割された第１サンギヤの各分割ギヤＳ１ａ，Ｓ１ｂは、いずれも第１ピニオンギヤＰ１〜Ｐ１に噛み合っていることから、略同一の回転状態になる。従って、以下の明細書の記載では特に両者を区別せず、いずれも第１サンギヤと呼ぶものとする。

第２プラネタリギヤセットＧＳ２は、第２サンギヤＳ２と、第２リングギヤＲ２と、該両ギヤＳ２，Ｒ２に噛み合う第２ピニオンＰ２を支持する第２キャリアＰＣ２と、を有するシングルピニオンタイプのプラネタリギヤセットである。第３プラネタリギヤセットＧＳ３は、第３サンギヤＳ３と、第３リングギヤＲ３と、該両ギヤＳ３，Ｒ３に噛み合う第３ピニオンＰ３を支持する第３キャリアＰＣ３と、を有するシングルピニオンタイプのプラネタリギヤセットである。

前記第１リングギヤＲ１及び第２キャリアＰＣ２は、互いに一体的に回転するように、第１連結メンバＭ１により連結（常時連結）され、さらに、この連結メンバＭ１に出力ギヤＯｕｔｐｕｔが取り付けられている。前記第２リングギヤＲ２及び第３キャリアＰＣ３は、互いに一体的に回転するように第２連結メンバＭ２により連結されている。また、前記入力軸Ｉｎｐｕｔ及び第３リングギヤＲ３は、互いに一体的に回転するように第３連結メンバＭ３により連結されている。さらに、前記第３サンギヤＲ３は、第４連結メンバＭ４によりケースに固定（常時固定）されている。

そして、前記第１〜第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３と第１、第２の２つのブレーキＢ１，Ｂ２とを選択的に作動させて、前記入力軸Ｉｎｐｕｔから出力ギヤＯｕｔｐｕｔまでの駆動力の伝達系路を切り替えることにより、前進６速と後退速とを得るようになっている。具体的に、まず、第１クラッチＣ１は、入力軸Ｉｎｐｕｔと第１キャリアＰＣ１とを当該第１キャリアＰＣ１のセンターメンバＣＭを介して選択的に断接するものであり、図２の締結作動表に示すように高速側の４〜６速にて締結されることからハイ・クラッチ（High/C）とも呼ばれる。

また、第２クラッチＣ２は、第１サンギヤＳ１ｂと第２サンギヤＳ２とを選択的に断接するクラッチであり、低速側の１〜４速にて締結されることから、ロー・クラッチ（Low/C）とも呼ばれる。第３クラッチＣ３は、第１サンギヤＳ１ｂと第３キャリアＰＣ３とを選択的に断接するクラッチであり、３速、５速及び後退速にて締結されることから、３／５／Ｒクラッチ（3/5/RC）とも呼ばれる。

さらに、第１ブレーキＢ１は、第１キャリアＰＣ１をそのセンターメンバＣＭを介して選択的にケースに断接して、これを選択的に停止させるブレーキであり、１速及び後退速にて締結されることから、ロー・リバース・ブレーキ（L/R Br.）とも呼ばれる。第２ブレーキＢ２は、第１サンギヤＳ１ａを選択的にケースに断接して、これを選択的に停止させるブレーキであり、２速及び６速にて締結されることから、２／６ブレーキ（2/6 Br.）とも呼ばれる。尚、図に点線で示すように、第１ブレーキＢ１と並列にワンウエイクラッチＯＷＣを配置してもよい。

前記各クラッチＣ１〜Ｃ３やブレーキＢ１，Ｂ２の作動状態と変速段との関係をまとめると、図２の締結作動表のようになる。図において（●印）はクラッチ等が締結される場合を示しているが、第１ブレーキＢ１と並列にワンウエイクラッチＯＷＣを配置した場合、前進１速では第１ブレーキＢ１を締結する必要はなく、例えばマニュアルモードやホールドモードなど、エンジンブレーキの必要な場合にのみ締結すればよい。

尚、図示しないが、前記第１〜第３クラッチＣ１〜Ｃ３、第１、第２ブレーキＢ１，Ｂ２には変速油圧制御装置が接続されており、この変速油圧制御装置が、図２の締結作動表に示すように、各変速段にて締結圧（●印）や解放圧（無印）を作り出すようになっている。このような変速油圧制御装置としては、油圧制御タイプ、電子制御タイプ、油圧＋電子制御タイプ等が考えられる。

（自動変速機の作動）
次に、本実施形態の自動変速機ＡＴの各変速段における作動について説明する。

−前進１速−
前進１速は、図２に示すように、第２クラッチＣ２と第１ブレーキＢ１の締結により得られる。このとき、まず第１プラネタリギヤセットＧＳ１において第１キャリアＰＣ１が、第１ブレーキＢ１の締結により停止される。また、第２クラッチＣ２の締結により第１サンギヤＳ１ｂが、第２プラネタリギヤセットＧＳ２の第２サンギヤＳ２と連結されて、一体に回転するようになる。

さらに、第３プラネタリギヤセットＧＳ３においては、入力軸Ｉｎｐｕｔから第３リングギヤＲ３に正方向の回転が入力されるが、第３サンギヤＳ３が固定されているので、減速した正方向の回転が第３キャリアＰＣ３から第２連結メンバーＭ２を経由して、第２プラネタリギヤセットＧＳ２の第２リングギヤＲ２へ伝達される。

こうして正回転が第２リングギヤＲ２へ入力される第２プラネタリギヤセットＧＳ２においては第２キャリアＰＣ２が同方向へ減速回転する。すると、その第２キャリアＰＣ２と一体に第１プラネタリギヤセットＧＳ１の第１リングギヤＲ１が正回転することになるが、該第１プラネタリギヤセットＧＳ１においては第１キャリアＰＣ１が固定されているため、第１サンギヤＳ１ａ，Ｓ１ｂは逆回転、即ち負方向に回転することになり、この第１サンギヤＳ１ｂと一体に第２プラネタリギヤセットＧＳ２の第２サンギヤＳ２が負回転して、その分、さらに前記第２キャリアＰＣ２の回転がる入力回転（第２リングギヤＲ２の回転）から減速されることになる。

つまり、前進１速では、第３プラネタリギヤセットＧＳ３において常時減速された入力回転が、第２プラネタリギヤセットＧＳ２の第２リングギヤＲ２と第２ピニオンＰ２との歯数比に応じて減速され、さらに第１プラネタリギヤセットＧＳ１の第１リングギヤＲ１と第１サンギヤＳ１との歯数比に応じて減速されて、出力ギヤＯｕｔｐｕｔに出力される。

こうして前進１速では、車両の発進時等にトルクコンバータから入力する最大のトルク（ストールトルク）が第１〜第３プラネタリギヤセットＧ１〜ＧＳ３の全ての回転要素に分担され、第１〜第４の全ての連結メンバＭ１〜Ｍ４を介して伝達されるようになり、第２クラッチＣ２が常時減速プラネタリギヤセットの直下流になく、過大な負荷がかからないので、強度的に有利である。

−前進２速−
前進２速では、図２に示すように、前進１速時の第１ブレーキＢ１を解放し、第２ブレーキＢ２を締結する。つまり、前進２速は、第２クラッチＣ２と第２ブレーキＢ２を締結することで得られる。このときには、第１プラネタリギヤセットＧＳ１において第１サンギヤの分割されたギヤＳ１ａが第２ブレーキＢ２の締結により停止され、これにより、分割されたギヤＳ１ｂも停止される。また、前記前進１速と同様に、第２クラッチＣ２の締結により第１サンギヤＳ１ｂが第２サンギヤＳ２と連結されるので、この第２サンギヤＳ２も停止されることになる。

その状態で、前記前進１速と同様に第３リングギヤＲ３に正方向の回転が入力されて、減速された正回転が第２リングギヤＲ２へ伝達されると、前記のように第２サンギヤＳ２が停止されていることから、第２キャリアＰＣ２は、第２ピニオンＰ２と第２リングギヤＲ２との歯数比に応じて減速された正方向の回転を出力ギヤＯｕｔｐｕｔに出力するようになる。つまり、前進２速では、入力軸Ｉｎｐｕｔから入力した減速回転が、前進１速よりも高速の減速回転として出力ギヤＯｕｔｐｕｔに出力される。

−前進３速−
前進３速では、図２に示すように、前進２速時の第２ブレーキＢ２を解放し、第２クラッチＣ３を締結する。つまり、前進３速は、第２クラッチＣ２と第３クラッチＣ３とを締結することで得られる。このときには第２及び第３クラッチＣ２，Ｃ３の両方の締結により、第２プラネタリギヤセットＧＳ２において第２サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ２とが一体に回転するようになるから、前記前進１、２速と同様に第３プラネタリギヤセットＧＳ３によって常時減速された入力回転が第２リングギヤＲ２へ伝達されると、これがそのまま第２キャリアＰＣ２から出力ギヤＯｕｔｐｕｔに出力されるようになる。

−前進４速−
前進４速では、図２に示すように、前進３速時の第３クラッチＣ３を解放し、第１クラッチＣ１を締結する。つまり、前進４速は、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２とを締結することで得られる。このときには、前記前進１〜３速と同様に、第３プラネタリギヤセットＧＳ３によって常時減速された入力回転が、第２プラネタリギヤセットＧＳ２の第２リングギヤＲ２へ入力されて、その第２キャリアＰＣ２から出力ギヤＯｕｔｐｕｔに出力される。一方、第１クラッチＣ１を介して入力軸Ｉｎｐｕｔから第１プラネタリギヤセットＧＳ１の第１キャリアＰＣ１へ入力された回転は、その第１リングギヤＲ１から出力ギヤＯｕｔｐｕｔへ出力される。

その際、第２クラッチＣ２の締結により互いに連結されている第１サンギヤＳ１ｂと第２サンギヤＳ２とが一体に回転し、このサンギヤＳ１ｂ，Ｓ２の回転が第１プラネタリギヤセットＧＳ１においては回転を減速させる一方、第２プラネタリギヤセットＧＳ２では回転を増速させて、両者の出力回転を合わせる働きをする。こうして前進４速では、入力軸Ｉｎｐｕｔからの入力回転が２つの経路においてそれぞれやや減速されて、出力ギヤＯｕｔｐｕｔに出力されるようになる。

−前進５速−
前進５速では、図２に示すように、前進４速時の第２クラッチＣ２を解放し、第３クラッチＣ３を締結する。つまり、前進５速は、第１クラッチＣ１と第３クラッチＣ３とを締結することで得られる。このときには、前記前進１〜３速と同様に、第３プラネタリギヤセットＧＳ３によって常時減速された入力回転が、第２プラネタリギヤセットＧＳ２の第２リングギヤＲ２へ入力されるが、第２サンギヤＳ２がフリーなので、第２プラネタリギヤセットＧＳ２を介しての動力伝達は行われない。

一方、前記のように第３プラネタリギヤセットＧＳ３によって常時減速された入力回転は、第３クラッチＣ３を介して第１プラネタリギヤセットＧＳ１の第１サンギヤＳ１ｂにも伝達される。同時に、その第１プラネタリギヤセットＧＳ１の第１キャリアＰＣ１には、第１クラッチＣ１を介しても入力軸Ｉｎｐｕｔから回転が入力され、この２つの系路の回転が第１プラネタリギヤセットＧＳ１において合成されて、第１リングギヤＲ１から出力ギヤＯｕｔｐｕｔへ出力される。この出力回転は入力回転よりもやや増速されたものになる。

−前進６速−
前進６速では、図２に示すように、前進５速時の第３クラッチＣ３を解放し、第２ブレーキＢ２を締結する。つまり、前進６速は、第１クラッチＣ１と第２ブレーキＢ２とを締結することで得られる。このときには、第２ブレーキＢ２の締結により、第１プラネタリギヤセットＧＳ１において第１サンギヤＳ１ａが停止するから、前記前進４、５速と同様に、第１クラッチＣ１を介して入力軸Ｉｎｐｕｔから第１キャリアＰＣ１へ回転が入力されると、この回転が増速されて第１リングギヤＲ１から出力ギヤＯｕｔｐｕｔに出力される。つまり、前進６速では、入力回転が第１プラネタリギヤセットＧＳ１のみを通って、増速されて出力される。

−後退速−
後退速は、図２に示すように、第３クラッチＣ３と第１ブレーキＢ１とを締結することで得られる。このときには、前記前進５速と同様に、第３プラネタリギヤセットＧＳ３によって常時減速された入力回転が、第３クラッチＣ３を介して第１プラネタリギヤセットＧＳ１の第１サンギヤＳ１ｂに伝達される。そして、前記前進１速と同様に第１ブレーキＢ１の締結により第１キャリアＰＣ１が停止されるので、前記のように第１サンギヤＳ１ｂに伝達された減速回転が逆転して、第１リングギヤＲ１から出力軸Ｏｕｔｐｕｔに出力される。

（自動変速機の特長）
上述の如く、本実施形態の自動変速機ＡＴは、第１〜第３の３組のシングルピニオンタイプのプラネタリギヤセットＧＳ１〜ＧＳ３を備え、第１〜第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３と第１、第２の２つのブレーキＢ１，Ｂ２とを選択的に作動させて、前進６速と後退速とを得るようになっている。言い換えると、前記変速機ＡＴは、ラビニヨタイプなどの複合型のプラネタリギヤセットを含まず、また、ダブルピニオンタイプも必要としない上に、回転要素同士を断接するクラッチ、ブレーキ等の個数が５つ以下と比較的、少なくて済み、その分、コンパクト化、コスト及び重量の低減、騒音の低減等に有利である。

また、詳しい説明は省略するが、前記変速機ＡＴは、従来例（特許文献２、３）に記載のものと同様に、各プラネタリギヤセットＧＳ１〜ＧＳ２の遊星歯車比を一般適に適用可能な範囲（例えば、サンギヤ歯数／リングギヤ歯数＝０．３５〜０．６５、好ましくは０．３８〜０．６０）とし、且つ、好ましいといわれている高速段になるほど段間比が小さいという条件を達成しながら、十分にワイドな変速比（前進１速／６速＝５．５〜６．０）を得ることができる。しかも、第１〜第３リングギヤＲ１〜Ｒ３の直径をあまり大きくする必要がなく、変速機ケースの径方向寸法が徒に増大することがない。

また、変速機ケースの径方向の寸法が増大しないように、入力軸Ｉｎｐｕｔと出力ギヤＯｕｔｐｕｔとを同軸に配置すると、前進５、６速（少なくとも６速）においてオーバードライブの変速段を得るためには、常時減速でない第１又は第２プラネタリギヤセットＧＳ１、ＧＳ２のいずれかにおいて、キャリア及びリングギヤの両方、或いはキャリア及びサンギヤの両方のいずれかへの入出力経路が必要になるが、本実施形態の自動変速機ＡＴでは、上述の如く第１プラネタリギヤセットＧＳ１をダブルサンギヤタイプとして、２つの第１サンギヤＳ１ａ，Ｓ１ｂの間のセンターメンバＣＭへ径方向内方から入力することで、オーバードライブを含む高変速段が成立している。

しかも、最高変速段の前進６速においては、上述したように、入力回転が第１プラネタリギヤセットＧＳ１のみを通って、増速されて出力ギヤＯｕｔｐｕｔに出力されるようになっており、入力から出力までの回転の伝達に関与する回転要素の数が最小であるから、機械的な損失が非常に少なくなって、効率が高くなる。

さらに、前進１速から６速までの全てでいずれかの回転要素の回転速度が過度に高くなることがなく、耐久性、信頼性にも有利であるし、１速から２速、２速から３速、…というように隣接する変速段に切換えるときに締結、解放させるクラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１，Ｂ２等の数は、前記締結作動表（図２）に示すように常に１つずつであるから、制御性も高い。

その上に、本実施形態では、上述したように、車両の発進時等にトルクコンバータからストールトルクが入力する前進１速において、その入力した大トルクが第１〜第３プラネタリギヤセットＧ１〜ＧＳ３の全ての回転要素に分担され、第１〜第４の全ての連結メンバＭ１〜Ｍ４を介して伝達されるようになっており、従来例（特許文献２、３）のもののように、ストールトルクが常時減速プラネタリギヤセットによりさらに増大されて直接、第２クラッチＣ２に入力することがない。

つまり、最大トルクがかかる前進１速で締結される第２クラッチＣ２のトルク負荷があまり大きくならないので、その分、多板クラッチの全長を短縮し、或いはその直径を小さくすることができ、変速機ＡＴ自体のコンパクト化に有利になる。

加えて、本実施形態では、図１に示すように軸方向に順番に並んだ第１〜第３のプラネタリギヤセットＧＳ１〜ＧＳ３の回転要素同士を、上述したように第１〜第４の４つの連結メンバーＭ１〜Ｍ４によって常時連結乃至固定しており、このレイアウトによって第１〜第３のプラネタリギヤセットＧＳ１〜ＧＳ３の回転要素同士の連結構造を全体として簡素化できる。

（変形例）
尚、前記実施形態の自動変速機ＡＴにおいては、上述したように、第１プラネタリギヤセットＧＳ１をダブルサンギヤタイプとして、その第１キャリアＰＣ１及び第１サンギヤＳ１ａ，Ｓ１ｂの両方への入力経路が成立するようにしているが、これに限るものではない。

すなわち、図４に示す変形例のように、第１プラネタリギヤセットＧＳ１をダブルサンギヤタイプに代えて、２組のシンプルプラネタリギヤセットを組み合わせて、両者のリングギヤＲ１ａ，Ｒ１ｂ同士及びキャリアＰＣ１ａ，ＰＣ１ｂ同士をそれぞれ常時連結したものとすることもできる。こうすれば、前記実施形態と同様に、第１プラネタリギヤセットＧＳ１において第１キャリアＰＣ１１ａ，ＰＣ１ｂ及び第１サンギヤＳ１ａ，Ｓ１ｂの両方への入力経路が成立する。

但し、そうして２組のシンプルプラネタリギヤセットを組み合わせて用いることから、比較すれば軸方向の寸法が大きくなるきらいがある。一方で、前記実施形態のように所謂ダブルリングギヤタイプのものとすると、一般的にピニオンギヤが長くなって傾きを生じやすく、ギヤノイズが大きくなる傾向があるから、この点では変形例の方が有利である。

（実施形態２）
図５は、本発明の実施形態２に係る自動変速機ＡＴの変速歯車機構の構成を示し、この実施形態２のものは、第１プラネタリギヤセットＧＳ１をダブルサンギヤタイプではなく、ダブルリングギヤタイプとして、その第１キャリアＰＣ１及び第１リングギヤＲ１ａ，Ｒ１ｂの両方への入力経路が成立するようにしたものである。これに伴い、主に第１連結メンバーＭ１、第１及び第２ブレーキＢ１，Ｂ２、第２クラッチＣ２等のレイアウトが変更されている。

その点を除いて、実施形態２の自動変速機ＡＴの構成は前記実施形態１のものと同じであり、レイアウトの変更されている第１連結メンバーＭ１、第１及び第２ブレーキＢ１，Ｂ２、第２クラッチＣ２等も機能は同じなので、それらを含めて実質、同一の部材には同一の符号を付して、個々の説明は省略する。尚、分割された第１リングギヤの各分割ギヤＲ１ａ，Ｒ１ｂについても、前記実施形態の第１サンギヤＳ１ａ，Ｓ１ｂと同様に、特に必要な場合を除いて区別せず、単に第１リングギヤと呼ぶものとする。

そして、この第２実施形態では、ダブルリングギヤタイプの第１プラネタリギヤセットＧＳ１は、２つのギヤに分割された第１リングギヤＲ１ａ，Ｒ１ｂと、その各々に噛み合う１つのピニオンギヤＰ１と、第１リングギヤＲ１ａ，Ｒ１ｂの２つのギヤ間に配置され、回転を入力又は出力するセンターメンバＣＭを有する第１キャリアPC1と、前記ピニオンギヤＰ１に噛み合う１つの第１サンギヤＳ１とを有している。

第１連結メンバーＭ１は、前記のように分割された第１リングギヤの一方のギヤＲ１ａを第２キャリアＰＣ２と一体的に回転するように常時連結しており、一方、他方のギヤＲ１ｂには出力ギヤＯｕｔｐｕｔが取り付けられている。また、第１ブレーキＢ１及び第１クラッチＣ１は、それぞれ、変速機ケース又は入力軸Ｉｎｐｕｔを第１キャリアＰＣ１とそのセンターメンバＣＭを介して断接するように設けられている。

第２ブレーキＢ２は、実施形態１と同じく第１サンギヤＳ１を選択的にケースに断接するものであるが、この実施形態２では、内周側の端部を第１サンギヤＳ１に連結されて、第１及び第２プラネタリギヤセットＧＳ１，ＧＳ２の中間を外周側に向かって延びる回転連結部材の外周部と変速機ケースとの間に配置されている。また、第２クラッチＣ２は、実施形態１と同じく第１サンギヤＳ１と第２サンギヤＳ２とを選択的に断接するものであるが、これは、前記回転連結部材と第２サンギヤＳ２とを選択的に断接するように設けられている。

したがって、この実施形態２の自動変速機ＡＴは、第１プラネタリギヤセットＧＳ１をダブルリングギヤタイプにして、その第１キャリアＰＣ１への回転入力をセンターメンバＣＭによって径方向外方に行えるようにしたものであり、上述した実施形態１のものと同じ特長を有している。

尚、実施形態２において、実施形態１の変形例と同じく、第１プラネタリギヤセットＧＳ１をダブルリングギヤタイプに代えて、２組のシンプルプラネタリギヤセットを組み合わせて、両者のサンギヤ同士及びキャリア同士をそれぞれ常時連結したものとすることもできる。こうすると、比較すれば軸方向の寸法が大きくなるきらいがある一方で、ギヤノイズの抑制については有利になる。

また、前記実施形態１、２では、本発明の自動変速機ＡＴをＦＦ車用の横置きパワートレインに適用した例を示したが、本発明はＲＲ車用の横置きパワートレインにも適用可能である。さらに、エンジン、トルクコンバーターを図の左側に設置する例を説明したが、右側に設置することも可能である。

本発明は、車両の自動変速機であって、５つ以下の摩擦要素により前進６速を達成する軽量、コンパクトなものであるから、特に乗用車に搭載するものとして有用である。

本発明の実施形態１に係る自動変速機の概略構成を示す骨子線図である。 同自動変速機の締結作動表である ダブルサンギヤタイプのキャリアの一例を示す斜視図である。 ダブルリングギヤタイプのプラネタリギヤセットに代えて、２組のシンプルプラネタリギヤセットを組み合わせた変形例に係る図１相当図である。 ダブルリングギヤタイプのプラネタリギヤセットを用いた実施形態２に係る図１相当図である。

符号の説明

ＡＴ 自動変速機
Ｂ１ 第１ブレーキ
Ｂ２ 第２ブレーキ
Ｃ１ 第１クラッチ、
Ｃ２ 第２クラッチ
Ｃ３ 第３クラッチ
ＣＭ センターメンバ
ＧＳ１ 第１プラネタリギヤセット
ＧＳ２ 第２プラネタリギヤセット
ＧＳ３ 第３プラネタリギヤセット
Ｉｎｐｕｔ 入力軸
Ｏｕｔｐｕｔ 出力ギヤ（出力部）
ＰＣ１ 第１キャリア
ＰＣ２ 第２キャリア
ＰＣ３ 第３キャリヤ
Ｒ１，Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ 第１リングギヤ
Ｒ２ 第２リングギヤ
Ｒ３ 第３リングギヤ
Ｓ１，Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ 第１サンギヤ
Ｓ２ 第２サンギヤ
Ｓ３ 第３サンギヤ

Claims (6)

1. 入力軸と同軸上に出力部を配設し、それぞれサンギヤ、キャリア及びリングギヤからなる第１〜第３の３組のプラネタリギヤセットを備え、第１〜第３の３つのクラッチと第１、第２の２つのブレーキとを選択的に作動させて、前記入力軸から出力部までの駆動力の伝達系路を切り替えることにより、少なくとも前進６速を得るようにした自動変速機において、
   前記出力部、第１リングギヤ及び第２キャリアを常時連結し、前記第２リングギヤ及び第３キャリアを常時連結し、前記入力軸及び第３リングギヤを常時連結し、前記第３サンギヤをケースに常時固定するとともに、
   前記入力軸と第１キャリアとを断接する第１クラッチと、
   前記第１キャリアとケースとを断接する第１ブレーキと、
   前記第１サンギヤとケースとを断接する第２ブレーキと、
   前記第１サンギヤと第２サンギヤとを断接する第２クラッチと、
   前記第１サンギヤと第３キャリアとを断接する第３クラッチと、を備え、
   前記第２クラッチ及び第１ブレーキの締結により第１速を、前記第２クラッチ及び第２ブレーキの締結により第２速を、前記第２クラッチ及び前記第３クラッチの締結により第３速を、前記第１クラッチ及び第２クラッチの締結により第４速を、前記第１クラッチ及び第３クラッチの締結により第５速を、そして、前記第１クラッチ及び第２ブレーキの締結により第６速を、それぞれ得るように構成したことを特徴とする自動変速機。
2. 請求項１の自動変速機において、
   第２プラネタリギヤセットが第１及び第３プラネタリギヤセットの間に配設されていることを特徴とする自動変速機。
3. 請求項１又は２のいずれかの自動変速機において、
   第１プラネタリギヤセットは、２つのサンギヤと、該サンギヤの各々と噛み合う１つのピニオンと、該２つのサンギヤ間に配置され、回転を入力又は出力するセンターメンバを有するキャリアと、前記ピニオンに噛み合う１つのリングギヤとを備えたダブルサンギヤタイプのものであることを特徴とする自動変速機。
4. 請求項１又は２のいずれかの自動変速機において、
   第１プラネタリギヤセットは、２組のシンプルプラネタリギヤセットを組み合わせて、両者のキャリア同士及びリングギヤ同士をそれぞれ常時連結したものであることを特徴とする自動変速機。
5. 請求項１又は２のいずれかの自動変速機において、
   第１プラネタリギヤセットは、２つのリングギヤと、該リングギヤの各々と噛み合う１つのピニオンと、該２つのリングギヤ間に配置され、回転を入力又は出力するセンターメンバを有するキャリアと、前記ピニオンに噛み合う１つのサンギヤとを有するダブルリングギヤタイプのものであることを特徴とする自動変速機。
6. 請求項１又は２のいずれかの自動変速機において、
   第１プラネタリギヤセットは、２組のシンプルプラネタリギヤセットを組み合わせて、両者のキャリア同士及びサンギヤ同士をそれぞれ常時連結したものであることを特徴とする自動変速機。

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