JP4565389B2 - 自動変速機 - Google Patents

Description

本発明は自動車の自動変速機に関するものである。

自動車の自動変速機は多段化が進んでおり、前進６段の変速段を持つ自動変速機を搭載した自動車も普及しつつある。変速段が多段化するとこれに比例して自動変速機の構成部品も多くなる傾向にあり、構成の簡素化、特に、プラネタリギヤの数の削減が望まれる。変速段が前進６段のクラスになると、理論上成立し得るギヤ等の組合せは膨大な数にのぼる。また、理論上成立しても実際に製造できない組合せや、シフトクオリティ、伝達効率、ギヤリングといった自動変速機に要求される基本的な性能を満足できないものも含まれる。従って、自動変速機の設計には困難を極めているのが実情である。

プラネタリギヤの数をより少なくしながら前進６段の変速段を実現する自動変速機としては例えば特許文献１に記載のものがある。特許文献１には、ラビニョー型のプラネタリギヤを一つ用いたもの（図３）や、入力軸と同軸上のプライマリ軸に減速ギヤを設けて減速比を稼ぎ、セカンダリ軸にシングルピニオン型のプラネタリギヤを２組設けたもの（図１）が開示されている。

特開平４−２１９５５３号公報

ラビニョー型のプラネタリギヤを一つ用いた構成のものは、プラネタリギヤが１つで足りる点で優れる。しかし、ラビニョー型のプラネタリギヤは、長いピニオンを用いるため、短いピニオンに対しその倒れ量が大きく、ギヤノイズが大きくなる傾向があると共に、ダブルピニオンを有するのでギヤの噛合い箇所が２箇所になり、ギヤの伝達効率が劣るという問題がある。従って、シングルピニオン型のプラネタリギヤを採用する方が望ましい。一方、セカンダリ軸にシングルピニオン型のプラネタリギヤを２組設けたものでは、セカンダリ軸の周囲にプラネタリギヤ、クラッチ、ブレーキ等の各構成が存在するため、変速機ケースのセカンダリ軸の収容部分が大径となる。このため、自動変速機の高さ方向の幅が大きくなりコンパクト性に欠け、自動車への搭載時にその設置スペースの確保が問題となる。

従って、本発明の目的は、より簡素かつコンパクト性に優れた、前進６段、後進１段の自動変速機を提供することにある。

本発明によれば、第１乃至第３クラッチと、第１及び第２ブレーキと、を備え、前進６段及び後進１段の変速段の切り換えを行なう自動変速機において、入力軸と同軸上に配設された、シングルピニオン型の第１及び第２のプラネタリギヤと、前記入力軸に設けられたギヤと噛合する入力側ギヤと、前記入力軸の回転を減速して出力する減速ギヤと、を備え、前記入力軸と平行な軸上に設けられたカウンタ軸と、前記第１及び第２のプラネタリギヤの一方を構成する第１回転要素と他方を構成する第２回転要素とを常時連結し、前記入力軸と同軸上に配設された出力ギヤが設けられた常時連結部材と、を備え、前記第１及び第２のプラネタリギヤは、前記減速ギヤから回転力が伝達される第３回転要素と、変速段に応じて前記第１クラッチにより前記入力軸と連結され、また、変速段に応じて前記第１ブレーキにより変速機ケースと連結される第４回転要素と、変速段に応じて前記第２クラッチにより前記第３回転要素と連結され、また、変速段に応じて前記第２ブレーキにより前記変速機ケースと連結される第５回転要素と、前記第１及び第２のプラネタリギヤのうち、前記第３回転要素を含むプラネタリギヤのリングギヤ又はサンギヤである第６回転要素であって、前記第４回転要素又は前記第５回転要素のいずれかと、変速段に応じて前記第３クラッチにより連結される第６回転要素と、を備え、前記第１乃至第３クラッチと前記第１及び第２ブレーキとの中から選択されるいずれか２つを接続状態とすることで各変速段の動力伝達経路を形成することを特徴とする自動変速機が提供される。

この自動変速機によれば、前記カウンタ軸に前記減速ギヤを設けたことにより減速比を稼ぎ、前記入力軸と同軸上に２組のプラネタリギヤが配設される。前記入力軸と同軸上に２組のプラネタリギヤが配設されることにより、従来のようにセカンダリ軸上に２組のプラネタリギヤが配設される場合と比べて、自動変速機の高さ方向の幅を小さくでき、よりコンパクトな自動変速機が提供できる。

また、前記常時連結部材により前記第１回転要素と前記第２回転要素とを常時連結し、前記プラネタリギヤとしてシングルピニオン型のプラネタリギヤが採用される。よって、ラビニョー型のプラネタリギヤに比して伝達効率、ギヤノイズ低減といった自動変速機に要求される基本的な性能も満足される。更に、２組のプラネタリギヤと３つのクラッチと２つのブレーキという、比較的簡素な構成により前進６段、後進１段の変速段の切り換えが実現する。

従って、本発明によれば、自動変速機に要求される基本的な性能を満足しながら、より簡素かつコンパクト性に優れた、前進６段、後進１段の自動変速機を提供することができる。

本発明においては、前記第１回転要素が前記第１のプラネタリギヤのリングギヤであり、前記第２回転要素が前記第２のプラネタリギヤのキャリアであり、前記第３回転要素が前記第２のプラネタリギヤのリングギヤであり、前記第４回転要素が前記第１のプラネタリギヤのキャリアであり、前記第５回転要素が前記第１のプラネタリギヤのサンギヤであり、前記第６回転要素が前記第２のプラネタリギヤのサンギヤであり、前記第３クラッチは、前記第６回転要素である前記第２のプラネタリギヤの前記サンギヤを、変速段に応じて前記第５回転要素である前記第１のプラネタリギヤの前記サンギヤに連結する構成を採用できる。

また、本発明においては、前記第１回転要素が前記第１のプラネタリギヤのキャリアであり、前記第２回転要素が前記第２のプラネタリギヤのリングギヤであり、前記第３回転要素が前記第１のプラネタリギヤのサンギヤであり、前記第４回転要素が前記第２のプラネタリギヤのキャリアであり、前記第５回転要素が前記第２のプラネタリギヤのサンギヤであり、前記第６回転要素が前記第１のプラネタリギヤのリングギヤであり、前記第３クラッチは、前記第６回転要素である前記第１のプラネタリギヤの前記リングギヤを、変速段に応じて前記第４回転要素である前記第２のプラネタリギヤの前記キャリアに連結する構成を採用できる。

また、本発明においては、前記第１及び第２ブレーキの一方が、前記入力側ギヤの配設位置を通り前記入力軸と直交する平面と、前記減速ギヤの配設位置を通り前記入力軸と直交する平面との間の空間に配設されている構成を採用できる。この構成によれば、自動変速機のコンパクト化を一層図ることができる。

また、本発明においては、前記第１クラッチは前進４速乃至６速時に接続状態とされ、前記第２クラッチは前進３速及び５速並びに後進時に接続状態とされ、前記第３クラッチは前進１速乃至４速時に接続状態とされ、前記第１ブレーキは前進１速及び後進時に接続状態とされ、前記第２ブレーキは前進２速及び６速時に接続状態とされる構成を採用できる。この構成によれば、前記第１乃至第３クラッチと前記第１及び第２ブレーキのうち、一つを接続状態としたままで、２つを接続状態又は解放状態とすることで前進６段の変速段が切り換えられ、シフトクオリティが向上し、自動変速機に要求される基本的な性能を一層満足できる。

以上述べた通り、本発明によれば、より簡素かつコンパクト性に優れた、前進６段、後進１段の自動変速機を提供することができる。

＜第１実施形態＞
図１（ａ）は本発明の第１実施形態に係る自動変速機Ａのスケルトン図、図１（ｂ）はクラッチ及びブレーキの締結表である（○が接続状態）。自動変速機Ａは、不図示のトルクコンバータ等からの出力が入力される入力軸１ａと、入力軸１ａと同軸上に配設されたプライマリ軸１と、入力軸１ａと平行な軸上に設けられたカウンタ軸１０及びセカンダリ軸２と、３つのクラッチＣ１乃至Ｃ３と、２つのブレーキＢ１及びＢ２と、入力軸１ａと同軸上に配設された、シングルピニオン型の２つのプラネタリギヤ２０及び３０と、変速機ケース３と、を備える。

プラネタリギヤ２０はプライマリ軸１回りに回転する複数の回転要素から構成されており、プライマリ軸１に固定されたサンギヤ２１と、リングギヤ２２と、サンギヤ２１及びリングギヤ２２の双方に噛合する複数のピニオンギヤ２３ａ、２３ｂと、複数のピニオンギヤ２３ａ、２３ｂを保持するキャリア２４と、から構成されている。

プラネタリギヤ３０もプライマリ軸１回りに回転する複数の回転要素から構成されており、サンギヤ３１と、リングギヤ３２と、サンギヤ３１及びリングギヤ３２の双方に噛合する複数のピニオンギヤ３３ａ、３３ｂと、複数のピニオンギヤ３３ａ、３３ｂを保持するキャリア３４と、から構成されている。

カウンタ軸１０は、入力軸１ａに固定されたギヤ１ｂと噛合する入力側ギヤ１１と、入力軸１ａの回転を減速して出力する減速ギヤ１２と、を備え、入力軸１ａが回転中、常時回転する。減速ギヤ１２は、リングギヤ３２に連結され、入力軸１ａと同軸回りに回転可能なギヤ４と噛合する。従って、リングギヤ３２には減速ギヤ１２から回転力が伝達され、入力軸１ａが回転中、常時回転する。

リングギヤ２２とキャリア３４とは常時連結部材４０により接続され、両者は一体となって入力軸１ａと同軸回りに回転する。常時連結部材４０には、入力軸１ａと同軸上に配設された出力ギヤ５０が設けられており、出力ギヤ５０は常時連結部材４０が入力軸１ａと同軸回りに回転することにより、当該同軸回りに回転する。出力ギヤ５０はセカンダリ軸２のギヤ２ａと噛合してセカンダリ軸２へ回転力が伝達され、セカンダリ軸２のギヤ２ｂから出力される回転力は不図示のファイナルギヤを介して不図示の差動装置へ伝達される。

クラッチＣ１は入力軸１ａとキャリア２４との接続（接続状態）、又は、解放（解放状態）を行なう。クラッチＣ１が接続状態の場合、キャリア２４は入力軸１ａと共に回転する。ブレーキＢ１はキャリア２４と変速機ケース３との接続（接続状態）、又は、解放（解放状態）を行なう。ブレーキＢ１が接続状態の場合、キャリア２４は回転しないことになる。なお、図１（ｂ）に示すように変速段が前進１速の場合、ブレーキＢ１は接続状態となる。前進２速にシフトチェンジする際、変速ショックを軽減するためにブレーキＢ１にワンウェイクラッチを併設してキャリア２４の回転方向を規制することもできる。

このブレーキＢ１は入力側ギヤ１１の配設位置を通り入力軸１ａの軸方向と直交する平面と、減速ギヤ１２の配設位置を通り入力軸１ａの軸方向と直交する平面との間の空間に配設されている。この構成によれば、ブレーキＢ１が張り出さず、特に入力軸１ａの軸方向の長さについて自動変速機Ａのコンパクト化を図ることができる。

クラッチＣ２及びＣ３はプライマリ軸１に固定された部材１ｃに設けられている。クラッチＣ２はサンギヤ２１とリングギヤ３２との接続、又は、解放を行なう。クラッチＣ２が接続状態の場合、サンギヤ２１とリングギヤ３２とは一体的に回転する。ブレーキＢ２はサンギヤ２１と変速機ケース３との接続、又は、解放を行なう。ブレーキＢ２が接続状態の場合、プライマリ軸１が回転しないことになり、よってサンギヤ２１も回転しない。

本実施形態では、常時連結部材４０がリングギヤ２２とキャリア３４とを常時連結し、かつ、減速ギヤ１２からリングギヤ３２に回転力が伝達される構成である。このため、クラッチＣ３はサンギヤ２１とサンギヤ３１との接続、又は、解放を行なう。

係る構成からなる自動変速機Ａでは図１（ｂ）に示すように、クラッチＣ１乃至Ｃ３及びブレーキＢ１及びＢ２の５つの要素の中から選択されるいずれか２つの要素を接続状態とすることで前進６段、後進１段の各変速段の動力伝達経路を形成することができる。また、前進６段の切り換えについては１つの要素を接続状態としたままで、２つの要素を接続状態又は解放状態とすることで切り換えられ、シフトクオリティが向上し、自動変速機に要求される基本的な性能を満足できる。

図３（ａ）は自動変速機Ａの速度線図である。同図の左側は、入力軸１ａおよびギヤ４の速度比を示し、同図の右側は、プラネタリギヤ２０および３０の各構成の速度比を示す。縦軸は入力軸１ａの回転数を１とした時の各構成の回転数比（速度比）を示し、常時連結されている構成やクラッチで互いに接続された構成の速度比は同一となり、また、ブレーキで変速機ケース３に接続された構成の速度比は０となる。

ギヤ４の速度比を示す点はギヤ１ｂとギヤ１１およびギヤ１２とギヤ４により減速された速度比（すなわちカウンタ軸１０を介して減速された速度比）を示しており、横軸上の架空の点Ｏと入力軸１ａの回転数が１となる点とを結ぶ線上に設定されている。プラネタリギヤ２０および３０の各構成の横軸上の座標は、常時連結されている構成やクラッチで互いに接続された構成は同一座標とし、図３（ａ）の左側より、リングギヤ３２、常時連結部材４０（リングギヤ２２とキャリア３４）、キャリア２４、およびサンギヤ２１とサンギヤ３１の順に設定されている。

これらの横軸上の座標の間隔は、プラネタリギヤ２０および３０のそれぞれにおいて、サンギヤ（２１、３１）とリングギヤ（２２、３２）の位置は、キャリア（２４、３４）を中心とおいて、サンギヤ（２１、３１）の歯数とリングギヤ（２２、３２）の歯数の逆数比に設定する。すなわち、プラネタリギヤ３０においては、リングギヤ３２と常時連結部材４０（キャリア３４）の間隔と、常時連結部材４０（キャリア３４）とサンギヤ３１の間隔は、リングギヤ３２の歯数の逆数とサンギヤ３１の歯数の逆数の割合になるように設定されている。また、プラネタリギヤ２０においては、常時連結部材４０（リングギヤ２２）とキャリア２４の間隔と、キャリア２４とサンギヤ２１の間隔は、リングギヤ２２の歯数の逆数とサンギヤ２１の歯数の逆数の割合になるように設定されている。

このようにして縦軸と横軸の座標を設定し、各変速段のクラッチとブレーキの接続および解放状態（図１（ｂ））に従って決定される、各構成の速度比を通る直線を描くことによって、各変速段における速度線図が得られる。図３（ａ）において、線Ｍ１乃至Ｍ６、線ＭＲは、各変速段における速度線図を示し、常時連結部材４０がプライマリ軸１と同軸上の出力ギヤ５０と連結されているため、□プロット内の数字１乃至６は前進６段の変速段の、Ｒは後進段のプライマリ軸１と同軸上の出力部材の速度比を示す。また、破線Ｌ１乃至Ｌ３は空転要素の速度線図を示す。

例えば、前進１速では、ギヤ４と連結されているリングギヤ３２がプラネタリギヤ３０における入力となり、ブレーキＢ１を接続状態とすることで、キャリア２４の速度比は０となる。さらにクラッチＣ３を接続状態とすることで、サンギヤ２１とサンギヤ３１の速度比は同一となるため、前記の関係を表す速度線図は、線Ｍ１のように表される。

また、前進６速では、クラッチＣ１を接続状態とすることで、入力軸１ａと連結されたキャリア２４がプラネタリギヤ２０における入力となり、ブレーキＢ２を接続状態とすることで、サンギヤ２１の速度比は０となり、動力を伝達するプラネタリギヤ２０の速度線図は線Ｍ６のように表される。この場合、プラネタリギヤ３０は、動力伝達に関与しない空転要素となり、クラッチＣ３が解放状態にあるため、サンギヤ３１はサンギヤ２１と離れ、プラネタリギヤ３０の速度線図は、破線Ｌ１のように表される。

図３（ａ）からは、空転要素の速度比が比較的高い変速段があるものの、動力伝達に関与する構成の速度比が小さいため、発熱に伴う潤滑性や冷却性の問題も小さく、信頼性上有利な構造であることが読み取れる。

本実施形態の自動変速機Ａによれば、カウンタ軸１０に減速ギヤ１２を設けたことにより減速比を稼ぎ、入力軸１ａと同軸上に２組のプラネタリギヤ２０及び３０が配設される。入力軸１ａと同軸上に２組のプラネタリギヤ２０及び３０が配設されることにより、従来のようにセカンダリ軸上に２組のプラネタリギヤが配設される場合と比べて、自動変速機Ａの高さ方向の幅を小さくでき、よりコンパクトな自動変速機が提供できる。

また、常時連結部材４０によりリングギヤ２２とキャリア３４とを常時連結し、プラネタリギヤ２０及び３０としてシングルピニオン型のプラネタリギヤが採用される。よって、ラビニョー型のプラネタリギヤに比して伝達効率、ギヤノイズ低減といった自動変速機に要求される基本的な性能も満足される。更に、２組のプラネタリギヤ２０及び３０と３つのクラッチＣ１乃至Ｃ３と２つのブレーキＢ１及びＢ２という、比較的簡素な構成により前進６段、後進１段の変速段の切り換えが実現する。

従って、自動変速機に要求される基本的な性能を満足しながら、より簡素かつコンパクト性に優れた、前進６段、後進１段の自動変速機を提供することができる。また、各クラッチＣ１乃至Ｃ３の容量も比較的小さくて足り、特に、サンギヤ２１及び３１を接続状態とするクラッチＣ３はより小さな容量で足りる。

＜第２実施形態＞
図２（ａ）は本発明の第２実施形態に係る自動変速機Ｂのスケルトン図、図２（ｂ）はクラッチ及びブレーキの締結表である（○が接続状態）。自動変速機Ｂは、不図示のトルクコンバータ等からの出力が入力される入力軸として機能するプライマリ軸１０１と、プライマリ軸１０１と平行な軸上に設けられたカウンタ軸１１０及びセカンダリ軸１０２と、３つのクラッチＣ１０１乃至Ｃ１０３と、２つのブレーキＢ１０１及びＢ１０２と、プライマリ軸１０１と同軸上に配設された、シングルピニオン型の２つのプラネタリギヤ１２０及び１３０と、変速機ケース１０３と、を備える。

プラネタリギヤ１２０はプライマリ軸１０１回りに回転する複数の回転要素から構成されており、サンギヤ１２１と、リングギヤ１２２と、サンギヤ１２１及びリングギヤ１２２の双方に噛合する複数のピニオンギヤ１２３ａ、１２３ｂと、複数のピニオンギヤ１２３ａ、１２３ｂを保持するキャリア１２４と、から構成されている。

プラネタリギヤ１３０もプライマリ軸１０１回りに回転する複数の回転要素から構成されており、サンギヤ１３１と、リングギヤ１３２と、サンギヤ１３１及びリングギヤ１３２の双方に噛合する複数のピニオンギヤ１３３ａ、１３３ｂと、複数のピニオンギヤ１３３ａ、１３３ｂを保持するキャリア１３４と、から構成されている。

カウンタ軸１１０は、プライマリ軸１０１に固定されたギヤ１０１ｂと噛合する入力側ギヤ１１１と、プライマリ軸１０１の回転を減速して出力する減速ギヤ１１２と、を備え、プライマリ軸１０１が回転中、常時回転する。減速ギヤ１１２は、サンギヤ１２１に連結され、プライマリ軸１０１と同軸回りに回転可能なギヤ１０４と噛合する。従って、サンギヤ１２１には減速ギヤ１１２から回転力が伝達され、プライマリ軸１０１が回転中、常時回転する。

リングギヤ１３２とキャリア１２４とは常時連結部材１４０により接続され、両者は一体となってプライマリ軸１０１と同軸回りに回転する。キャリア１２４は常時連結部材１４０と一体に形成されており、プライマリ軸１０１と同軸上に配設された出力ギヤ１５０が設けられている。従って、構造上、出力ギヤ１５０は常時連結部材１４０に設けられていることになる。出力ギヤ１５０は常時連結部材１４０がプライマリ軸１０１と同軸回りに回転することにより、当該同軸回りに回転する。出力ギヤ１５０はセカンダリ軸１０２のギヤ１０２ａと噛合してセカンダリ軸１０２へ回転力が伝達され、セカンダリ軸１０２のギヤ１０２ｂから出力される回転力は不図示のファイナルギヤを介して不図示の差動装置へ伝達される。

クラッチＣ１０１はプライマリ軸１０１に固定された部材１０１ｃに設けられており、プライマリ軸１０１とキャリア１３４との接続（接続状態）、又は、解放（解放状態）を行なう。クラッチＣ１０１が接続状態の場合、キャリア１３４はプライマリ軸１０１と共に回転する。ブレーキＢ１０１はキャリア１３４と変速機ケース１０３との接続（接続状態）、又は、解放（解放状態）を行なう。ブレーキＢ１０１が接続状態の場合、キャリア１３４は回転しないことになる。なお、図２（ｂ）に示すように変速段が前進１速の場合、ブレーキＢ１０１は接続状態となる。前進２速にシフトチェンジする際、変速ショックを軽減するためにブレーキＢ１０１にワンウェイクラッチを併設してキャリア１３４の回転方向を規制することもできる。

クラッチＣ１０２はサンギヤ１２１とサンギヤ１３１との接続、又は、解放を行なう。クラッチＣ１０２が接続状態の場合、サンギヤ１２１及び１３１は一体的に回転する。ブレーキＢ１０２はサンギヤ１３１と変速機ケース１０３との接続、又は、解放を行なう。ブレーキＢ１０２が接続状態の場合、サンギヤ１３１は回転しない。このブレーキＢ１０２は入力側ギヤ１１１の配設位置を通りプライマリ軸１０１の軸方向と直交する平面と、減速ギヤ１１２の配設位置を通りプライマリ軸１０１の軸方向と直交する平面との間の空間に配設されている。この構成によれば、ブレーキＢ１０２が張り出さず、特にプライマリ軸１０１の軸方向の長さについて自動変速機Ｂのコンパクト化を図ることができる。

本実施形態では、常時連結部材１４０がリングギヤ１３２とキャリア１２４とを常時連結し、かつ、減速ギヤ１１２からサンギヤ１２１に回転力が伝達される構成である。このため、クラッチＣ１０３はリングギヤ１２２とキャリア１３４との接続、又は、解放を行なう。

係る構成からなる自動変速機Ｂでは図２（ｂ）に示すように、クラッチＣ１０１乃至Ｃ１０３及びブレーキＢ１０１及びＢ１０２の５つの要素の中から選択されるいずれか２つの要素を接続状態とすることで前進６段、後進１段の各変速段の動力伝達経路を形成することができる。また、前進６段の切り換えについては１つの要素を接続状態としたままで、２つの要素を接続状態又は解放状態とすることで切り換えられ、シフトクオリティが向上し、自動変速機に要求される基本的な性能を満足できる。

図３（ｂ）は自動変速機Ｂの速度線図であって、図３（ａ）に示した自動変速機Ａの速度線図と同様の方式で構成されたものであり、同図の左側は、プライマリ軸１０１およびギヤ１０４の速度比を示し、同図の右側は、プラネタリギヤ１２０および１３０の各部材の速度比を示す。縦軸はプライマリ軸１０１の回転数を１とした時の各部材の回転数比（速度比）を示し、常時連結されている構成やクラッチで互いに接続された構成の速度比は同一となり、また、ブレーキで変速機ケース１０３に接続された構成の速度比は０となる。

ギヤ１０４の速度比を示す点はギヤ１０１ｂとギヤ１１１およびギヤ１１２とギヤ１０４により減速された速度比（すなわちカウンタ軸１１０を介して減速された速度比）を示しており、横軸上の架空の点Ｏとプライマリ軸１０１の回転数が１となる点とを結ぶ線上に設定されている。プラネタリギヤ１２０および１３０の各構成の横軸上の座標は、常時連結されている構成やクラッチで互いに接続された構成は同一座標とし、図３（ｂ）の左側より、サンギヤ１２１、常時連結部材１４０（キャリア１２４とリングギヤ１３２）、リングギヤ１２２とキャリア１３４、およびサンギヤ１３１の順に設定されている。

これらの横軸上の座標の間隔は、プラネタリギヤ１２０および１３０のそれぞれにおいて、サンギヤ（１２１、１３１）とリングギヤ（１２２、１３２）の位置は、キャリア（１２４、１３４）を中心とおいて、サンギヤ（１２１、１３１）の歯数とリングギヤ（１２２、１３２）の歯数の逆数比に設定する。すなわち、プラネタリギヤ１２０においては、サンギヤ１２１と常時連結部材１４０（キャリア１２４）の間隔と、常時連結部材１４０（キャリア１２４）とリングギヤ１２２の間隔は、サンギヤ１２１の歯数の逆数とリングギヤ１２２の歯数の逆数の割合になるように設定されている。また、プラネタリギヤ１３０においては、常時連結部材１４０（リングギヤ１３２）とキャリア１３４の間隔と、キャリア１３４とサンギヤ１３１の間隔は、リングギヤ１３２の歯数の逆数とサンギヤ１３１の歯数の逆数の割合になるように設定されている。

このようにして縦軸と横軸の座標を設定し、各変速段のクラッチとブレーキの接続および解放状態（図２（ｂ））に従って決定される、各構成の速度比を通る直線を描くことによって、各変速段における速度線図が得られる。図３（ｂ）において、線Ｍ１０１乃至Ｍ１０６、線Ｍ１０Ｒは、各変速段における速度線図を示し、常時連結部材１４０がプライマリ軸１０１と同軸上の出力ギヤ１５０と連結されているため、□プロット内の数字１乃至６は前進６段の変速段の、Ｒは後進段のプライマリ軸１０１と同軸上の出力部材の速度比を示す。また、破線Ｌ４乃至Ｌ６は空転要素の速度線図を示す。

例えば、前進１速では、ギヤ１０４と連結されているサンギヤ１２１がプラネタリギヤ１２０における入力となり、ブレーキＢ１０１を接続状態とすることで、リングギヤ１２２の速度比は０となる。さらにクラッチＣ１０３を接続状態とすることで、リングギヤ１２２とキャリア１３４の速度比は同一となるため、プラネタリギヤ１２０とプラネタリギヤ１３０の速度線図は同一線上に載り、前記の関係を表す速度線図は、線Ｍ１０１のように表される。

また、前進６速では、クラッチＣ１０１を接続状態とすることで、プライマリ軸１０１と連結されたキャリア１３４がプラネタリギヤ１３０における入力となり、ブレーキＢ１０２を接続状態とすることで、サンギヤ１３１の速度比は０となり、動力を伝達するプラネタリギヤ１３０の速度線図は、線Ｍ１０６のように表される。この場合、プラネタリギヤ１２０は、動力伝達に関与しない空転部材となり、クラッチＣ１０３が解放状態にあるため、リングギヤ１２２はキャリア１３４と離れ、プラネタリギヤ１２０の速度線図は、破線Ｌ４のように表される。

図３（ｂ）からは、空転要素の速度比も比較的低い上に、動力伝達に関与する構成の速度比が小さいため、発熱に伴う潤滑性や冷却性の問題も小さく、信頼性上有利な構造であることが読み取れる。

本実施形態の自動変速機Ｂによれば、カウンタ軸１１０に減速ギヤ１１２を設けたことにより減速比を稼ぎ、入力軸であるプライマリ軸１０１と同軸上に２組のプラネタリギヤ１２０及び１３０が配設される。プライマリ軸１０１と同軸上に２組のプラネタリギヤ１２０及び１３０が配設されることにより、従来のようにセカンダリ軸上に２組のプラネタリギヤが配設される場合と比べて、自動変速機Ｂの高さ方向の幅を小さくでき、よりコンパクトな自動変速機が提供できる。

また、常時連結部材１４０によりリングギヤ１３２とキャリア１２４とを常時連結し、プラネタリギヤ１２０及び１３０としてシングルピニオン型のプラネタリギヤが採用される。よって、ラビニョー型のプラネタリギヤに比して伝達効率、ギヤノイズ低減といった自動変速機に要求される基本的な性能も満足される。更に、２組のプラネタリギヤ１２０及び１３０と３つのクラッチＣ１０１乃至Ｃ１０３と２つのブレーキＢ１０１及びＢ１０２という、比較的簡素な構成により前進６段、後進１段の変速段の切り換えが実現する。

従って、自動変速機に要求される基本的な性能を満足しながら、より簡素かつコンパクト性に優れた、前進６段、後進１段の自動変速機を提供することができる。また、クラッチＣ１０１およびクラッチＣ１０２の容量も較的小さくて足り、クラッチＣ１０３の容量は比較的大きいものの、外周部側に配置しやすいため、クラッチ枚数増加によるスペースの増加を招くことなく、コンパクトな構成が可能となる。

（ａ）は本発明の第１実施形態に係る自動変速機Ａのスケルトン図、（ｂ）はクラッチ及びブレーキの締結表である。 （ａ）は本発明の第２実施形態に係る自動変速機Ｂのスケルトン図、（ｂ）はクラッチ及びブレーキの締結表である。 （ａ）は自動変速機Ａの速度線図、（ｂ）は自動変速機Ｂの速度線図である。

符号の説明

Ａ、Ｂ 自動変速機
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ１０１、Ｂ１０２ ブレーキ
Ｃ１〜Ｃ３、Ｃ１０１〜Ｃ１０３ クラッチ
１０、１１０ カウンタ軸
１２、１１２ 減速ギヤ
２０、３０、１２０、１３０ プラネタリギヤ
４０、１４０ 常時連結部材

Claims (5)

1. 第１乃至第３クラッチと、第１及び第２ブレーキと、を備え、前進６段及び後進１段の変速段の切り換えを行なう自動変速機において、
   入力軸と同軸上に配設された、シングルピニオン型の第１及び第２のプラネタリギヤと、
   前記入力軸に設けられたギヤと噛合する入力側ギヤと、前記入力軸の回転を減速して出力する減速ギヤと、を備え、前記入力軸と平行な軸上に設けられたカウンタ軸と、
   前記第１及び第２のプラネタリギヤの一方を構成する第１回転要素と他方を構成する第２回転要素とを常時連結し、前記入力軸と同軸上に配設された出力ギヤが設けられた常時連結部材と、を備え、
   前記第１及び第２のプラネタリギヤは、
   前記減速ギヤから回転力が伝達される第３回転要素と、
   変速段に応じて前記第１クラッチにより前記入力軸と連結され、また、変速段に応じて前記第１ブレーキにより変速機ケースと連結される第４回転要素と、
   変速段に応じて前記第２クラッチにより前記第３回転要素と連結され、また、変速段に応じて前記第２ブレーキにより前記変速機ケースと連結される第５回転要素と、
   前記第１及び第２のプラネタリギヤのうち、前記第３回転要素を含むプラネタリギヤのリングギヤ又はサンギヤである第６回転要素であって、前記第４回転要素又は前記第５回転要素のいずれかと、変速段に応じて前記第３クラッチにより連結される第６回転要素と、を備え、
   前記第１乃至第３クラッチと前記第１及び第２ブレーキとの中から選択されるいずれか２つを接続状態とすることで各変速段の動力伝達経路を形成することを特徴とする自動変速機。
2. 前記第１回転要素が前記第１のプラネタリギヤのリングギヤであり、
   前記第２回転要素が前記第２のプラネタリギヤのキャリアであり、
   前記第３回転要素が前記第２のプラネタリギヤのリングギヤであり、
   前記第４回転要素が前記第１のプラネタリギヤのキャリアであり、
   前記第５回転要素が前記第１のプラネタリギヤのサンギヤであり、
   前記第６回転要素が前記第２のプラネタリギヤのサンギヤであり、
   前記第３クラッチは、前記第６回転要素である前記第２のプラネタリギヤの前記サンギヤを、変速段に応じて前記第５回転要素である前記第１のプラネタリギヤの前記サンギヤに連結することを特徴とする請求項１に記載の自動変速機。
3. 前記第１回転要素が前記第１のプラネタリギヤのキャリアであり、
   前記第２回転要素が前記第２のプラネタリギヤのリングギヤであり、
   前記第３回転要素が前記第１のプラネタリギヤのサンギヤであり、
   前記第４回転要素が前記第２のプラネタリギヤのキャリアであり、
   前記第５回転要素が前記第２のプラネタリギヤのサンギヤであり、
   前記第６回転要素が前記第１のプラネタリギヤのリングギヤであり、
   前記第３クラッチは、前記第６回転要素である前記第１のプラネタリギヤの前記リングギヤを、変速段に応じて前記第４回転要素である前記第２のプラネタリギヤの前記キャリアに連結することを特徴とする請求項１に記載の自動変速機。
4. 前記第１及び第２ブレーキの一方が、前記入力側ギヤの配設位置を通り前記入力軸と直交する平面と、前記減速ギヤの配設位置を通り前記入力軸と直交する平面との間の空間に配設されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の自動変速機。
5. 前記第１クラッチは前進４速乃至６速時に接続状態とされ、
   前記第２クラッチは前進３速及び５速並びに後進時に接続状態とされ、
   前記第３クラッチは前進１速乃至４速時に接続状態とされ、
   前記第１ブレーキは前進１速及び後進時に接続状態とされ、
   前記第２ブレーキは前進２速及び６速時に接続状態とされることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の自動変速機。

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