JP4885786B2 - 多段自動変速装置 - Google Patents

Description

本発明は、油圧クラッチ及びブレーキを用いて制御する自動変速機に関し、特に入力軸と中継軸及び出力軸の３軸が平行に配置され、入力軸と同軸上に変速用部材を配置した前輪駆動用前進６速後進１速の多段自動変速装置に関する。

周知の如く、近年地球環境問題のため自動車の省燃費の要求は強く、車両用自動変速装置の前進６速への多段化が進められている。特に多用されている前輪駆動用の自動変速装置においては、現状の変速装置以上に軸方向を長くすることは許されなく、機構をシンプルにすると同時に軸方向がコンパクトになる構造が求められている。前進６速後進１速のシンプルなギアトレンとして、４個の構成要素を持った２個の遊星歯車列の、３個の構成要素に選択的に減速回転と非減速回転を入力し、そのうちの２個の構成要素にブレーキを配し、残りの１個の構成要素を出力するシンプルな前進６速後進１速の車両用自動変速装置が考案されている。１個の構成要素に減速回転を入力し、他の２個の構成要素に非減速回転を入力した特許文献1と、２個の構成要素に減速回転を入力し、他の１個の構成要素に非減速回転を入力した特許文献２である。

この２種の変速装置の違いは、前者が前進の低速度段で非減速回転を、後者が減速回転を主変速機構となる２個の遊星歯車列に入力することであり、減速回転を入力する後者の方が低速度段の減速比を大きくできるとともに、前進１速度段から６速度段までの減速比を低速側に振らせやすくすることができ、更に減速して出力する自動車用変速装置としては有利となる。しかしながら、後者の変速装置では前進１速度段から５速度段まで減速機構に入力動力が通過し、前進１、２速度段では１００％の入力動力が減速機構を通過し、減速された大きなトルクが主変速機構に入力するのに対し、前者の変速装置では前進３速度段と５速度段において一部の入力動力しか減速機構を通過しなく、加えて４速度段では入力動力が遊星歯車を通過しない１：１の直結状態となることより主変速機構の強度及び伝達効率上前者の変速装置の方が有利となる。言い換えれば、前者の変速装置は低回転高トルクの原動機に、後者の変速装置は高回転低トルクの原動機に向いている。つまり、比較的排気量の大きなガソリンエンジンや省燃費のため今後普及することが予想される低回転高トルクのディーゼルエンジンには、前者の１個の減速回転と２個の非減速回転を主変速機構となる２個の遊星歯車列に入力する前進６速後進１速の変速装置が向いており、本発明はこの方式を用いた前輪駆動用の変速装置に関するものである。

この１個の減速回転と２個の非減速回転を主変速機構となる２個の遊星歯車列に入力する減速機構は減速回転を入力回転速度の１／２程度とすることが良い変速比を得ることができ、主としてダブルピニオン歯車を有した遊星歯車が減速用遊星歯車として用いられるが、特許文献1のようにシングルピニオン歯車を有した遊星歯車を用いる場合もある。又、変速機構のクラッチ及びブレーキは多板の摩擦部材を用いており、変速装置においてはこの摩擦部材の軸方向占有率が高くなる。そこで、減速用遊星歯車と２個の遊星歯車列及びクラッチ、ブレーキをコンパクトに配するには、減速用遊星歯車と２個の遊星歯車列の外周径方向外側にできる限り多くのクラッチ及びブレーキの摩擦部材を配することが有効な手段となる。

入力軸と同軸上に変速用部材を配した変速装置の中継軸への出力は、軸方向中央部からカウンターギアを介して出力する方式が中継軸をコンパクトにできるため望ましく、カウンターギアを挟んで減速用遊星歯車と２個の遊星歯車列を対峙して配することができれば、それら遊星歯車の外周径方向外側にできる限り多くのクラッチ及びブレーキの摩擦部材を配することが可能となる。

主変速機構となる変速装置に用いる４個の構成要素を持った２個の遊星歯車列は、本願発明者により特許文献３の図２９に（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）の５種類の組み合わせがまとめられて開示されており、カウンターギアを挟んで減速用遊星歯車と２個の遊星歯車列を対峙して配する場合、１個の減速回転と２個の非減速回転の連結位置が５種類の組み合わせにより異なってくる。遊星キャリアとリングギア及びサンギア同士を連結し遊星キャリア出力とした図２９（ａ）と遊星キャリアとリングギア同士を連結しその一方を出力とした図２９（ｂ）では１個の減速回転の連結位置が２個の非減速回転の連結位置よりカウンターギアから離れる位置に配されねばならず、逆に、サンギアとリングギア及び遊星キャリア同士を連結しリングギア出力とした図２９（ｃ）とラビニョー遊星歯車列を用いて遊星キャリア出力とした図２９（ｅ）では１個の減速回転の連結位置が２個の非減速回転の連結位置よりカウンターギアの近くの位置に配されねばならない。尚、ラビニョー遊星歯車列を用いてリングギア出力とした図２９（ｄ）はこのどちらの連結も可能となる。

このうち、１個の減速回転の連結位置が２個の非減速回転の連結位置よりカウンターギアの近くの位置に配する方式の図２９（ｅ）記載の変速装置が減速用遊星歯車と組み合わせて特許文献４と特許文献５で、図２９（ｃ）記載の変速装置が減速用遊星歯車と組み合わせて本願発明者により特許文献６と特許文献７で提案されている。これらは変速装置の出力となるカウンターギアを挟んで減速用遊星歯車と２個の遊星歯車列を対峙して配し、クラッチ及びブレーキの摩擦部材の多くを遊星歯車列の外周径方向外側に配することのできるコンパクトなものである。

１個の減速回転の連結位置が２個の非減速回転の連結位置よりカウンターギアから離れる位置に配されねばならない図２９（ａ）と（ｂ）のうちの図２９（ａ）がどちらの連結も可能な図２９（ｄ）とともに、特許文献８で提案されている。これらは減速用遊星歯車を２個の遊星歯車列のカウンターギアから離れる位置に一列に配し、減速回転をカウンターギアから離れた位置から入力し、２個の非減速回転を入力するクラッチをカウンターギアを挟んで遊星歯車列に対峙させ、非減速回転をカウンターギア側から入力したもので、この構造では２個のクラッチが遊星歯車列とは独立して配されるためコンパクトとはならない。尚、参考として記載するが、図２９（ａ）と（ｂ）記載の変速装置が後輪駆動用として特許文献１と特許文献９及び１０で提案されている。

減速回転と非減速回転の２個の遊星歯車列への入力構造を総括して言えば、前述した特許事例では後輪駆動用も含めて全て非減速回転の２個の遊星歯車列へ入力する入力軸が軸中心を通り、減速回転の入力軸がその外周側を通って連結する構造となっており、図２９（ａ）と（ｂ）の２個の遊星歯車列において出力となるカウンターギアを挟んで減速用遊星歯車と２個の遊星歯車列を対峙して配する場合、減速回転の入力軸が軸中心を通り、非減速回転の入力軸がその外周側を通って連結する構造としなければならない。

尚、特許文献３の図２９に記載された５種類の組み合わせは、それぞれの変速比や伝達効率に特徴があり欠点も有している。図２９の（ｄ）、（ｅ）はラビニョー遊星歯車列を用いたものであり、前進１速から６速までの変速幅を大きく取るのが困難であるとともに、ロングピニオンギアの両サイドで噛合う歯車の噛合いベクトルの異なりによる歯当たり不備の問題を抱かえている。又、図２９の（ａ）、（ｅ）は高速走行状態で使用頻度の多いオーバドライブとなる前進５，６速時に、主変速機構となる２個の遊星歯車列を動力が通過するため他の１個の遊星歯車列しか動力が通過しない組み合わせと比べ伝達効率が悪化する。本発明はこの５種類の組み合わせのうち、１個の減速回転の連結位置が２個の非減速回転の連結位置よりカウンターギアから離れる位置に配されねばならない図２９（ａ）と（ｂ）の方式に関し、特に変速比や伝達効率における欠点が少ない図２９（ｂ）に関し、カウンターギアを挟んで減速用遊星歯車と２個の遊星歯車列を対峙して配し、クラッチ及びブレーキの摩擦部材を遊星歯車列の外周径方向外側に配するよう提案するのものである。尚、現在実用化されている前進４速後進１速の自動変速装置では特許文献３の図２９に記載された５種類の組み合わせの図２９（ｂ）と図２９（ｄ）が用いられており、欠点が少ない図２９（ｂ）の実用例の方が多い。

特開昭５２−１４９５６２ 特開平４−２１９５５３ 特開２００１−２２１３０１（図２９） 特開２００３−１３０１４９ 特開２００３−２４００６８ 特願２００５−２９１９４１ 特願２００６−３０６１６２ 特開２００７−７８１９１ 特開２０００−２９１７４７ 特開平４−２９０６５０

本発明の第１の課題は、入力軸と同軸上に変速用部材が配され軸方向中央部に出力となるカウンターギアを配し、４個の構成要素を持った２個の遊星歯車列の、制動側１個の構成要素に減速回転を入力し、他の２個の構成要素に非減速回転を入力し、そのうちの２個の構成要素にブレーキを配し、残りの１個の構成要素を出力するシンプルな前進６速後進１速の車両用自動変速装置において、１個の減速回転の入力位置が２個の非減速回転の入力位置よりカウンターギアから離れる位置に配する方式の変速装置に関し、カウンターギアを挟んで減速用遊星歯車と２個の遊星歯車列を対峙して配することである。

本発明の第２の課題は、２個の遊星歯車列を、適切な変速比を得ることができるとともに伝達効率の良い遊星キャリアとリングギア同士を連結しその一方を出力とした２個のシンプル遊星歯車の組み合わせとすることである。

本発明の第３の課題は、２個の遊星歯車列を、適切な変速比を得ることができる遊星キャリアとリングギア及びサンギア同士を連結し遊星キャリア出力とした２個のシンプル遊星歯車の組み合わせとすることである。

本発明の第４の課題は、カウンターギアを挟んで対峙して配された減速用遊星歯車と２個の遊星歯車列の外周径方向外側に、クラッチとブレーキの摩擦部材及びワンウェイクラッチを配することである。

請求項１に係わる本発明は、主変速機構となる２個の遊星歯車列の４個の構成要素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄへの各制御部位の連結方法及び配置に関するもので、第１の課題を解決するための手段であり、４個の構成要素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを有した第１及び第２遊星歯車列２０、３０の、構成要素Ａに減速用遊星歯車４０を介した入力軸３ａの減速回転を、クラッチＣ３を介して入力するとともにブレーキＢ２を配し、構成要素ＢにクラッチＣ２を介して入力軸３ａの回転を入力するとともにブレーキＢ１及び入力軸３ａの回転とは逆方向の回転を阻止するワンウェイクラッチＯＷＣを配し、構成要素Ｄに入力軸３ａの回転を、クラッチＣ１を介して入力し、構成要素Ｃをカウンターギア５に連結して出力し、クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３又はブレーキＢ１、Ｂ２及びワンウェイクラッチＯＷＣの何れか２個を選択的に締結することにより前進６速後進１速の変速段を得る多段自動変速装置の、カウンターギア５を挟んでクラッチＣ１、Ｃ２及び減速用遊星歯車４０と、クラッチＣ３、ブレーキＢ１、Ｂ２、ワンウェイクラッチＯＷＣ及び第１、第２遊星歯車列２０、３０とを入力軸３ａと同軸上に対峙させて配し、減速用遊星歯車４０をサンギアＳ０とダブルピニオン遊星歯車を支持する遊星キャリアＰ０とリングギアＲ０で構成し、サンギアＳ０を変速機ケースに固定し、入力軸３ａを遊星キャリアＰ０の一方のサイド部材に連結するとともにもう一方のサイド部材にクラッチＣ１、Ｃ２を配し、第１及び第２遊星歯車列２０、３０の構成要素ＡにクラッチＣ３を介して入力軸３ａの減速回転を入力するリングギアＲ０と連結する減速回転軸３ｂを入力軸３ａの後方軸中心に配するとともに、減速回転軸３ｂの外周径方向外側にクラッチＣ２、Ｃ１を介して入力軸３ａの回転を構成要素Ｂ、Ｄに入力する筒状の連結部材を順に配するようになした。

請求項２に係わる本発明は、遊星キャリアとリングギア同士を連結しその一方を出力とした組み合わせに関するもので、第１と第2の課題を解決するための手段であり、第１遊星歯車列２０はサンギアＳ１とシングルピニオン遊星歯車を支持する遊星キャリアＰ１とリングギアＲ１とからなり、第２遊星歯車列３０はサンギアＳ２とシングルピニオン遊星歯車を支持する遊星キャリアＰ２とリングギアＲ２とからなり、カウンターギア５側から順に第２遊星歯車列３０と第１遊星歯車列２０を配し、第１遊星歯車列２０のサンギアＳ１を構成要素Ａとし、第１遊星歯車列２０の遊星キャリアＰ１と第２遊星歯車列３０のリングギアＲ２を連結して構成要素Ｂとし、第１遊星歯車列２０のリングギアＲ１と第２遊星歯車列３０の遊星キャリアＰ２を連結して構成要素Ｃとし、第２遊星歯車列３０のサンギアＳ２を構成要素Ｄとするようになした。

請求項３に係わる本発明は、遊星キャリアとリングギア及びサンギア同士を連結し遊星キャリア出力とした組み合わせに関するもので、第１と第３の課題を解決するための手段であり、第１遊星歯車列２０はサンギアＳ１とシングルピニオン遊星歯車を支持する遊星キャリアＰ１とリングギアＲ１とからなり、第２遊星歯車列３０はサンギアＳ２とシングルピニオン遊星歯車を支持する遊星キャリアＰ２とリングギアＲ２とからなり、カウンターギア５側から順に第２遊星歯車列３０と第１遊星歯車列２０を配し、第１遊星歯車列２０のリングギアＲ１を構成要素Ａとし、第１遊星歯車列２０の遊星キャリアＰ１と第２遊星歯車列３０のリングギアＲ２を連結して構成要素Ｂとし、第２遊星歯車列３０の遊星キャリアＰ２を構成要素Ｃとし、第１遊星歯車列２０のサンギアＳ１と第２遊星歯車列３０のサンギアＳ２を連結して構成要素Ｄとするようになした。

請求項４に係わる本発明は、クラッチＣ１、Ｃ２と減速用遊星歯車４０の配置構造に関するもので、第１及び第４の課題を解決するための手段であり、減速用遊星歯車４０のサンギアＳ０を固定する変速機ケースの延材部を入力軸３ａの外周径方向外側に筒状に配し、延材部の筒状内径部で入力軸３ａを軸支するとともに筒状外径部でサンギアＳ０を固定し、クラッチＣ１、Ｃ２のクラッチドラムを延材部の筒状外径部で軸支するとともに減速用遊星歯車４０の遊星キャリアＰ０のサイド部材と連結し、クラッチＣ１、Ｃ２の油圧サーボへの供給油路を延材部に設け、減速用遊星歯車４０の外周径方向外側にカウンターギア５側から順にクラッチＣ１、Ｃ２の摩擦部材を配するようになした。

請求項５に係わる本発明は、カウンターギア５とその他の部位の配置に関するもので、第１及び第４の課題を解決するための手段であり、変速機ケースの軸方向中央部にカウンターギア５を軸支する側壁を設け、カウンターギア５をクラッチＣ１、Ｃ２及び減速用遊星歯車４０側に配し、側壁を挟んで第１及び第２遊星歯車列２０、３０をカウンターギア５に対峙させて配するとともに、第１及び第２遊星歯車列２０、３０の外周径方向外側に前記側壁側から順に、構成要素Ｂと構成要素Ｂを制動するブレーキＢ１の摩擦部材及びワンウェイクラッチＯＷＣと、構成要素Ａと構成要素Ａを制動するブレーキＢ２の摩擦部材と、減速回転軸３ｂから構成要素Ａに選択的に入力軸３ａの減速回転を入力するクラッチＣ３の摩擦部材とを配するようになした。

請求項１記載の構成では、４個の構成要素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを有した第１及び第２遊星歯車列２０、３０の、構成要素Ａに減速用遊星歯車４０を介した入力軸３ａの減速回転を、クラッチＣ３を介して入力するとともにブレーキＢ２を配し、構成要素ＢにクラッチＣ２を介して入力軸３ａの回転を入力するとともにブレーキＢ１及び入力軸３ａの回転とは逆方向の回転を阻止するワンウェイクラッチＯＷＣを配し、構成要素Ｄに入力軸３ａの回転を、クラッチＣ１を介して入力し、構成要素Ｃをカウンターギア５に連結して出力し、クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３又はブレーキＢ１、Ｂ２及びワンウェイクラッチＯＷＣの何れか２個を選択的に締結することにより前進６速後進１速の変速段を得る多段自動変速装置の、カウンターギア５を挟んでクラッチＣ１、Ｃ２及び減速用遊星歯車４０と、クラッチＣ３、ブレーキＢ１、Ｂ２、ワンウェイクラッチＯＷＣ及び第１、第２遊星歯車列２０、３０とを入力軸３ａと同軸上に対峙させて配し、減速用遊星歯車４０をサンギアＳ０とダブルピニオン遊星歯車を支持する遊星キャリアＰ０とリングギアＲ０で構成し、サンギアＳ０を変速機ケースに固定し、入力軸３ａを遊星キャリアＰ０の一方のサイド部材に連結するとともにもう一方のサイド部材にクラッチＣ１、Ｃ２を配し、第１及び第２遊星歯車列２０、３０の構成要素ＡにクラッチＣ３を介して入力軸３ａの減速回転を入力するリングギアＲ０と連結する減速回転軸３ｂを入力軸３ａの後方軸中心に配するとともに、減速回転軸３ｂの外周径方向外側にクラッチＣ２、Ｃ１を介して入力軸３ａの回転を構成要素Ｂ、Ｄに入力する筒状の連結部材を順に配するようになしたので、カウンターギア５側から順に構成要素Ｃとカウンターギア５の連結部、構成要素Ｄ、Ｂと入力軸３ａの回転の連結部及び構成要素Ａと入力軸３ａの減速回転の連結部が必要となる第１及び第２遊星歯車列２０、３０の組み合わせの配置が可能となる。

請求項２記載の構成では、第１遊星歯車列２０はサンギアＳ１とシングルピニオン遊星歯車を支持する遊星キャリアＰ１とリングギアＲ１とからなり、第２遊星歯車列３０はサンギアＳ２とシングルピニオン遊星歯車を支持する遊星キャリアＰ２とリングギアＲ２とからなり、カウンターギア５側から順に第２遊星歯車列３０と第１遊星歯車列２０を配し、第１遊星歯車列２０のサンギアＳ１を構成要素Ａとし、第１遊星歯車列２０の遊星キャリアＰ１と第２遊星歯車列３０のリングギアＲ２を連結して構成要素Ｂとし、第１遊星歯車列２０のリングギアＲ１と第２遊星歯車列３０の遊星キャリアＰ２を連結して構成要素Ｃとし、第２遊星歯車列３０のサンギアＳ２を構成要素Ｄとするようになしたので、カウンターギア５側から順に第１遊星歯車列２０のリングギアＲ１と第２遊星歯車列３０の遊星キャリアＰ２を連結した構成要素Ｃとカウンターギア５との連結と、第２遊星歯車列３０のサンギアＳ２の構成要素Ｄと入力軸３ａの回転との連結、第１遊星歯車列２０の遊星キャリアＰ１と第２遊星歯車列３０のリングギアＲ２を連結した構成要素Ｂと入力軸３ａの回転との連結及び第１遊星歯車列２０のサンギアＳ１の構成要素Ａと減速回転軸３ｂとの連結が可能となるとともに、構成要素Ｂ及びＡの制動が可能となる。

請求項３記載の構成では、第１と第３の課題を解決するための手段であり、第１遊星歯車列２０はサンギアＳ１とシングルピニオン遊星歯車を支持する遊星キャリアＰ１とリングギアＲ１とからなり、第２遊星歯車列３０はサンギアＳ２とシングルピニオン遊星歯車を支持する遊星キャリアＰ２とリングギアＲ２とからなり、カウンターギア５側から順に第２遊星歯車列３０と第１遊星歯車列２０を配し、第１遊星歯車列２０のリングギアＲ１を構成要素Ａとし、第１遊星歯車列２０の遊星キャリアＰ１と第２遊星歯車列３０のリングギアＲ２を連結して構成要素Ｂとし、第２遊星歯車列３０の遊星キャリアＰ２を構成要素Ｃとし、第１遊星歯車列２０のサンギアＳ１と第２遊星歯車列３０のサンギアＳ２を連結して構成要素Ｄとするようになしたので、カウンターギア５側から順に第２遊星歯車列３０の遊星キャリアＰ２の構成要素Ｃとカウンターギア５との連結と、第２遊星歯車列３０のサンギアＳ２の構成要素Ｄと入力軸３ａの回転との連結との連結、第１遊星歯車列２０の遊星キャリアＰ１と第２遊星歯車列３０のリングギアＲ２を連結した構成要素Ｂと入力軸３ａの回転との連結及び第１遊星歯車列２０のリングギアＲ１の構成要素Ａと減速回転軸３ｂとの連結が可能となるとともに、構成要素Ｂ及びＡの制動が可能となる。

請求項４記載の構成では、減速用遊星歯車４０のサンギアＳ０を固定する変速機ケースの延材部を入力軸３ａの外周径方向外側に筒状に配し、延材部の筒状内径部で入力軸３ａを軸支するとともに筒状外径部でサンギアＳ０を固定し、クラッチＣ１、Ｃ２のクラッチドラムを延材部の筒状外径部で軸支するとともに減速用遊星歯車４０の遊星キャリアＰ０のサイド部材と連結し、クラッチＣ１、Ｃ２の油圧サーボへの供給油路を延材部に設け、減速用遊星歯車４０の外周径方向外側にカウンターギア５側から順にクラッチＣ１、Ｃ２の摩擦部材を配するようになしたので、クラッチＣ１、Ｃ２と減速用遊星歯車４０が軸方向にコンパクトに配される。

請求項５記載の構成では、変速機ケースの軸方向中央部にカウンターギア５を軸支する側壁を設け、カウンターギア５をクラッチＣ１、Ｃ２及び減速用遊星歯車４０側に配し、側壁を挟んで第１及び第２遊星歯車列２０、３０をカウンターギア５に対峙させて配するとともに、第１及び第２遊星歯車列２０、３０の外周径方向外側に側壁側から順に、構成要素Ｂと構成要素Ｂを制動するブレーキＢ１の摩擦部材及びワンウェイクラッチＯＷＣと、構成要素Ａと構成要素Ａを制動するブレーキＢ２の摩擦部材と、減速回転軸３ｂから構成要素Ａに選択的に入力軸３ａの減速回転を入力するクラッチＣ３の摩擦部材とを配したので、第１及び第２遊星歯車列２０、３０とブレーキＢ１、Ｂ２、ワンウェイクラッチＯＷＣ及びクラッチＣ３が軸方向にコンパクトに配される。

図１に本発明における減速用遊星歯車とクラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、ブレーキＢ１、Ｂ２、ワンウェイクラッチＯＷＣ及び出力となるカウンターギア５の具体的な配置構造を示し、２個の遊星歯車列の４個の構成要素をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとしてその連結状態を２点鎖線でわかりやすく示し、図２にその模式図を示す。図３は図１、図２における速度線図と変速時のクラッチ及びブレーキの締結状態を示したものである。図４に本発明の構成要素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの第１実施形態を全体構造図として示し、図５にその模式図を、図６にその速度線図と適切な遊星歯車のリングギアとサンギアの歯数比及び変速比を示す。図７に本発明の構成要素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの第２実施形態を全体構造図として示し、図８にその模式図を、図９にその速度線図と適切な遊星歯車のリングギアとサンギアの歯数比及び変速比を示す。図１０は図１におけるカウンターギア５の入力側に配された減速用遊星歯車とクラッチＣ１、Ｃ２の詳細構造を示したものであり、図１１は図１におけるカウンターギア５を挟んで対峙して配されたブレーキＢ１とワンウェイクラッチＯＷＣ及びブレーキＢ１とクラッチＣ３の詳細構造を示したものである。図１２は図４に示した第１実施形態の詳細構造であり、図１３は図７に示した第２実施形態の詳細構造である。

本発明の請求項１は構成要素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとその制御部位の連結配置に関し図１から図３で示したものである。請求項２は第１実施形態に関し図４から図６及び図１２で示したものであり、請求項３は第２実施形態に関し図７から図９及び図１３で示したものである。請求項４は減速用遊星歯車とクラッチＣ１、Ｃ２の構造に関し図１及び図１０で示したものであり、請求項５はブレーキＢ１とワンウェイクラッチＯＷＣ及びブレーキＢ１とクラッチＣ３の配置構造に関し図１及び図１１で示したものである。

図１と図１の模式図を示す図２において、図の左側前方の図示しない原動機から流体伝導装置であるトルクコンバータ１０に動力が伝達され、変速装置の入力軸３ａに導かれる。変速装置全体を収めるハウジングは前部のトルクコンバータケース1ａと中央部の変速機ケース１ｂと後部のリアケース1ｃとからなり、入力軸３ａ及び入力軸３ａの後部の同軸上中心部に配された減速回転軸３ｂと並行に配された中継軸７及び出力軸を含んだディファレンシャル装置９とを軸支する母体となる。入力軸３ａは保持部材２ａ、２ｂ、２ｃに配された軸受け４ａと４ｂで軸支され、後部の減速回転軸３ｂが入力軸３ａに配された軸受け４ｃとリアケース1ｃに配された軸受け４ｄで軸支される。保持部材２ａ、２ｂ、２ｃは乾式のトルクコンバータケース1ａと湿式の変速機ケース１ｂを隔てる隔壁であり、トルクコンバータ１０を軸支し変速装置のチャージングポンプを保持する。中継軸７は一端がトルクコンバータケース１ａに配された軸受け４ｇで、もう一端が変速装機ケース１ｂに配された軸受け４ｆで軸支され、入力軸３ａと同軸上の出力となるカウンターギア５と噛み合うカウンターギア６がスプラインで連結されると共に、出力軸を含んだディファレンシャル装置９に動力を伝達するカウンターギアが一体成形されている。又、出力軸部はディファレンシャル装置９のキャリアとなり、一端がトルクコンバータケース１ａに配された軸受け４ｉで、もう一端が変速装機ケース１ｂに配された軸受け４ｈで軸支され、カウンターギアと一体の中継軸７と噛み合うカウンターギア８がボルトで締結されている。周知の如く、ディファレンシャル装置９はピニオンギアとサイドギアからなり、サイドギアには自動変速装置の出力軸が連結される。

変速機ケース１ｂの軸方向中央部にはカウンターギア５の軸受け４ｅを軸支する側壁が設けられ、この側壁とリアケース1ｃの間に変速装置の２個の遊星歯車列である第１及び第２遊星歯車列２０、３０の構成要素Ａ、Ｂ、Ｃ、ＤとブレーキＢ１、Ｂ２とワンウェイクラッチＯＷＣ及びクラッチＣ３が配され、側壁と保持部材２ａ、２ｂ、２ｃの間にカウンターギア５と減速用遊星歯車４０と構成要素Ｄ、Ｂに連結するクラッチＣ１、Ｃ２が配される。

図１と図１におけるカウンターギア５の入力側詳細構造を示す図１０において、減速用遊星歯車４０はサンギア４１（Ｓ０）と、サイド部材４４ａ、４４ｂ及びその間に設けられたダブルピニオン遊星歯車４２ａ、４２ｂを軸支するピンからなっている遊星キャリア４４（Ｐ０）と、リングギア４３（Ｒ０）とからなり、ダブルピニオン遊星歯車４２ａ、４２ｂが互いに噛合うと同時にピニオン遊星歯車４２ｂがサンギア４１（Ｓ０）と、ピニオン遊星歯車４２ａがリングギア４３（Ｒ０）と噛合っている。トルクコンバータケース1ａはトルクコンバータ１０を軸支するとともにチャージングポンプを内蔵する保持部材２ａとともに変速機ケース１ｂにボルト締めされ、保持部材２ａにはトルクコンバータ１０のステータを保持する筒状の保持部材２ｃが圧入された保持部材２ｂがボルト締めされる。入力軸３ａは保持部材２ｃの両端内径に配された軸受け４ａと４ｂで軸支され、カウンターギア５側が遊星キャリア４４（Ｐ０）のサイド部材４４ａと一体となる。サンギア４１（Ｓ０）はカウンターギア５側の保持部材２ｃ端部に形成された外周スプラインで固定され、保持部材２ｃの外周には遊星キャリア４４（Ｐ０）のもう一方のサイド部材４４ｂとスプライン連結される筒状部材５５が軸受け４ｊで軸支される。又、リングギア４３（Ｒ０）は入力軸３ａの内径に配された軸受け４ｃで軸支される減速回転軸３ｂと連結部材１４で一体として溶着される。

２連クラッチＣ１、Ｃ２は、保持部材２ｂのボス部外周に回転自在に配される円筒部材５５に一体として溶着され外周をカウンターギア５側のリングギア４３（Ｒ０）の外周径方向外側に延材したクラッチドラム５４と、クラッチドラム５４の外周延材部内側スプラインに保持部材２ａ側から順に係止されるクラッチＣ２の摩擦部材６２ａ、リティニングリング６３で係止されるクラッチＣ１、Ｃ２共通のエンドプレート６２ｂ、クラッチＣ１の摩擦部材５２と、摩擦部材６２ａとの間に交互に配されリングギア４３（Ｒ０）の外周径方向外側に筒状に配されたクラッチハブ１２の外周スプラインに係止される摩擦部材６１と、摩擦部材５２との間に交互に配されクラッチハブ１２の外周径方向外側に筒状に配されたクラッチハブ１１の外周スプラインに係止される摩擦部材５１と、摩擦部材６１、６２ａを押圧するピストン６６と、リティニングリング５３で係止されるフランジ５７で摩擦部材５１、５２を押圧するピストン５６と、ピストン５６にスタッドピン６４で一定距離に固定されピストン５６、６６の作動室の遠心油圧をキャンセルする共通のキャンセラープレート６７と、スタッドピン６４の外周に配されピストン５６、６６を開放状態に戻すピストン６６に係止されるバネホルダ−６５に挿入される共通のリターンスプリング６８とからなっており、クラッチＣ１は遊星キャリア４４（Ｐ０）とクラッチハブ１１に連結される構成要素Ｄの締結及び開放をつかさどり、クラッチＣ２は遊星キャリア４４（Ｐ０）とクラッチハブ１２と一体の連結部材１３に連結される構成要素Ｂの締結及び開放をつかさどる。減速回転軸３ｂの外周にはクラッチハブ１２に溶着される筒状の連結部材１３の一端が軸受け４ｋで軸支され、連結部材１３の外周の一端にはクラッチハブ１１にスプライン連結される構成要素Ｄとなるサンギア３１が軸受け４Ｌで軸支される。

尚、本構造はピストン５６、６６をクラッチドラム５４の両サイドに配しピストン６６側に配したキャンセラープレート６７とピストン５６をクラッチドラム５４とピストン６６を貫通するスタットピン６４で一定距離に連結したもので、クラッチドラム５４とピストン５６との間及びクラッチドラム５４とピストン６６との間、ピストン６６とキャンセラープレート６７との間に形成される油圧室には保持部材２ｂのボス部外周から作動油が供給され油圧サーボを形成し、クラッチＣ１、Ｃ２は独立して精度よく制御される。この２連クラッチＣ１、Ｃ２は本願発明者が特開２００７−５１６５１で提案した構造であるが、請求項４では本案に限らず、クラッチドラムを共有し減速用遊星歯車４０の外周径方向外側でクラッチＣ１、Ｃ２の摩擦部材を軸方向直列に配す構造であればキャンセラープレートやリターンスプリングを共有しない構造を用いてもよいとしている。

図１と図１におけるカウンターギア５を挟んで対峙して配されたブレーキＢ１とワンウェイクラッチＯＷＣ及びブレーキＢ１とクラッチＣ３の詳細構造を示す図１１において、変速機ケース１ｂの軸方向中央部に設けられた側壁の円周内径部にカウンターギア５を軸支する背面合わせのアンギュラ玉軸受４ｅが配され、カウンターギア５と構成要素Ｃがスプライン連結され回り止めを施されたナット５ａでアンギュラ玉軸受４ｅに固定される。構成要素Ｃの内周径方向内側には構成要素Ｄがクラッチハブ１１とスプライン連結して配され、構成要素Ｄの内周径方向内側には構成要素Ｂが連結部材１３に連結され配される。又、構成要素Ｂの後方位置には構成要素Ａが独立して配される。連結部材１３は円筒形状をなしクラッチハブ１２に溶着され一体となり一端が軸受け４ｋで減速回転軸３ｂ上に軸支され構成要素Ｄの後方位置で構成要素Ｂと連結し、外周の一端の軸受け４ｍで構成要素Ｄを軸支する。

ブレーキＢ１は構成要素Ｂの外周スプラインに係止される摩擦部材８１と、摩擦部材８１との間に交互に配され変速機ケース１ｂの内周部に形成されたスプライン形状の複数の歯に係止される摩擦部材８２と、変速機ケース１ｂのアンギュラ玉軸受４ｅを軸支する側壁に配され摩擦部材８１、８２を押圧するピストン８４と、ピストン８４を開放状態に戻すリターンスプリング８５と、変速機ケース１ｂにリティニングリング８３で係止されリターンスプリング８５を保持する保持プレート８６とからなっており、構成要素Ｂの制動及び開放をつかさどる。ブレーキＢ１の後方にはワンウェイクラッチ１５（ＯＷＣ）がインナーレースを構成要素Ｂとして配され、アウターレース１６が変速機ケース１ｂの段付き内周部に形成されたスプライン形状の複数の歯とリティニングリング９３で変速機ケース１ｂに固定され、構成要素Ｂの入力軸３ａの回転と逆方向の回転を阻止し同方向の回転を自由にする役目を担う。尚、変速機ケース１ｂに固定されるアウターレース１６はブレーキＢ１の摩擦部材８２の固定端ともなる。

ブレーキＢ２は構成要素Ａ又はＡの連結部材の外周スプラインに係止される摩擦部材９１と、摩擦部材９１との間に交互に配され変速機ケース１ｂの内周部に形成されたスプライン形状の複数の歯に係止される摩擦部材９２ａ及びリティニングリング９３に軸方向が規制されるエンドプレート９２ｂと、変速機ケース１ｂにボルト締めされるリアケース1ｃに配され摩擦部材９１、９２ａ及びエンドプレート９２ｂを押圧するピストン９４と、ピストン９４を開放状態に戻す変速機ケース１ｂに保持されるリターンスプリング９５とからなっており、構成要素Ａの制動及び開放をつかさどる。

クラッチＣ３は後端がリアケース1ｃのボス部内周に軸受け４ｄで軸支される減速回転軸３ｂとスプライン連結する円筒部材７４に一体として溶着され、リアケース1ｃに沿って外周をカウンターギア５側に延材したクラッチドラム７５と、構成要素Ａ又はＡの連結部材の外周スプラインに係止される摩擦部材７１と、摩擦部材７１との間に交互に配されクラッチドラム７５の外周延材部内側スプラインに係止される摩擦部材７２ａ及びリティニングリング７３に軸方向が規制されるエンドプレート７２ｂと、摩擦部材７１、７２ａ及びエンドプレート７２ｂを押圧するピストン７６と、ピストン７６を開放状態に戻すリターンスプリング７８と、円筒部材７４に係止されるリティニングリング７９に保持されピストン７６の作動室の遠心油圧をキャンセルするとともにリターンスプリング７８を保持するキャンセラープレート７７とからなっており、リアケース1ｃのボス部外周からの供給油で減速回転軸３ｂと構成要素Ａの締結及び開放をつかさどる。

本発明の１個の構成要素に減速回転を入力し、他の２個の構成要素に非減速回転を入力した前進６速後進１速の多段自動変速装置の変速形態に関し、減速用遊星歯車４０の構成要素Ｓ０、Ｐ０、Ｒ０と第１及び第２遊星歯車列２０、３０の構成要素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの回転速度を示す図３の速度線図において、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順に構成要素が並べられ、入力軸３ａの非減速回転が１として常時減速用遊星歯車列４０の遊星キャリアＰ０とクラッチＣ１、Ｃ２を介して各々構成要素Ｄ、Ｂとに入力され、入力軸３ａの減速回転がサンギアＳ０が固定される減速用遊星歯車列４０のリングギアＲ０を通りクラッチＣ３を介して構成要素Ａに入力され、変速回転が構成要素Ｃから出力される。固定は回転が０として示され、構成要素Ｂ、Ａが各々ブレーキＢ１、Ｂ２で固定される。ここで構成要素Ｄには前進１速段から４速段まで入力軸３ａの非減速回転がクラッチＣ１を介して入力されるとともに、前進１速段ではブレーキＢ１により構成要素Ｂが固定され、前進２速段ではブレーキＢ２により構成要素Ａが固定され、前進３速段ではクラッチＣ３により構成要素Ａが減速され、前進４速段ではクラッチＣ２により構成要素Ｂに入力軸３ａの非減速回転が入力され、構成要素Ｃから出力される。前進５速段と６速段では入力軸３ａの非減速回転がクラッチＣ３を介して構成要素Ｂに入力されるとともに、前進５速段ではクラッチＣ３により構成要素Ａが減速され、前進６速段ではブレーキＢ２により構成要素Ａが固定され、構成要素Ｃから出力される。したがって、隣り合う変速段への変速も、１個飛び越した変速段への変速も１個の締結要素の切り換えのみで可能となる。尚、後進段ではクラッチＣ３により構成要素Ａが減速されるとともにブレーキＢ１により構成要素Ｂが固定され、構成要素Ｃから出力される。

このようにこの変速形態は、前進１速から４速段において構成要素Ｄへの入力が減速用遊星歯車で減速されない点、前進４速段では動力が全く遊星歯車を通らない減速比１：１の状態ができる点、前進段で減速用遊星歯車を通過し減速する入力側トルクは前進３速と５速段で入力軸トルクの一部となり減速用遊星歯車が軽負荷となる点等、効率及び強度やトルク容量の両面で優れた特性を有している。本発明は１個の減速回転を軸中心に通し、２個の非減速回転軸をその外周径方向外側に通すことで次の第１及び第２実施形態に掲げる第１及び第２遊星歯車列２０、３０の構成要素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの組み合わせを可能としたものである。

第１及び第２遊星歯車列２０、３０の構成要素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの第１実施形態を示す図４、図５及び図１２において、第１遊星歯車列２０はシングルピニオン遊星歯車２２と噛合うサンギア２１（Ｓ１）と、サイド部材２４ａと２４ｂ及びその間に設けられたシングルピニオン遊星歯車２２を軸支するピンからなっている遊星キャリア２４（Ｐ１）と、シングルピニオン遊星歯車２２と噛合うリングギア２３（Ｒ１）とからなり、第２遊星歯車列３０はシングルピニオン遊星歯車３２と噛合うサンギア３１（Ｓ２）と、サイド部材３４ａと３４ｂ及びその間に設けられたシングルピニオン遊星歯車３２を軸支するピンからなっている遊星キャリア３４（Ｐ２）と、シングルピニオン遊星歯車３２と噛合うリングギア３３（Ｒ２）とからなっており、カウンターギア５側から順に第２遊星歯車列３０と第１遊星歯車列２０が配される。

遊星キャリア３４（Ｐ２）のサイド部材３４ａは外周でリングギア２３（Ｒ１）と一体として溶着され構成要素Ｃをなし、もう一方のサイド部材３４ｂがカウンターギア５とスプライン連結され変速機ケース１ｂに保持されるアンギュラ玉軸受４ｅのインナーレースにナット５ａで挟み込まれて固定される。リングギア３３（Ｒ２）の外周部にはスプラインが形成されブレーキＢ１の摩擦部材８１を係止するとともにスプライン後部はワンウェイクラッチＯＷＣのインナーレースとなり、リングギア３３（Ｒ２）はリングギア２３（Ｒ１）の外周径方向外側に延材され遊星キャリア２４（Ｐ１）のサイド部材２４ａと連結されリングギア３３（Ｒ２）と遊星キャリア２４（Ｐ１）が一体となり構成要素Ｂをなし、もう一方のサイド部材２４ｂが減速回転軸３ｂの外周で軸受け４ｋ、４Ｌにより軸支される筒状の連結部材１３と内周部でスプライン連結される。サンギア３１（Ｓ２）は構成要素Ｄをなし、カウンターギア５の内周に筒状に延材され連結部材１３の外周で軸受け４ｍ、４ｎにより軸支されクラッチハブ１１に連結される。サンギア２１（Ｓ１）は構成要素Ａをなし、クラッチＣ３の円筒部材７４の外周で軸受け４ｏにより軸支されるとともにドラム２１ａが溶着され、ドラム２１ａはリングギア３３（Ｒ２）延材部の外周径方向外側まで延材されて外周に形成されたスプラインでブレーキＢ２の摩擦部材９１とクラッチＣ３の摩擦部材７１を係止する。

第１実施形態を示す図６の速度線図及び模式図において、第１遊星歯車列２０のサンギアＳ１を構成要素Ａとし、第１遊星歯車列２０の遊星キャリアＰ１と第２遊星歯車列３０のリングギアＲ２を連結して構成要素Ｂとし、第１遊星歯車列２０のリングギアＲ１と第２遊星歯車列３０の遊星キャリアＰ２を連結して構成要素Ｃとし、第２遊星歯車列３０のサンギアＳ２を構成要素Ｄとすると、入力軸３ａの回転はダブルピニオン遊星歯車からなる減速用遊星歯車列４０の遊星キャリアＰ０とクラッチＣ１とＣ２を介して構成要素Ｄ、Ｂに入力され、サンギアＳ０を固定した減速用遊星歯車４０のリングギアＲ０を介した入力軸３ａの減速回転はクラッチＣ３を介して構成要素Ａに入力され、構成要素Ａ，ＢはブレーキＢ２、Ｂ１で制動される。この状態で軸中心にクラッチＣ３を介して構成要素Ａに入力される減速回転軸が配され、その外周径方向外側にクラッチＣ２を介して構成要素Ｂに入力される非減速回転軸が配され、さらにその外周径方向外側にクラッチＣ１を介して構成要素Ｄに入力される非減速回転軸が配される。この変速形態の各変速段におけるクラッチ、ブレーキの締結は既に図３の速度線図で説明した通りである。

この変速形態において適切な変速比を得るには第１、第２遊星歯車列２０、３０の構成要素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの位置関係が重要となる。牽引力の関係上前進６速と５速の変速比の比率を１．２倍とし前進５速と４速の変速比の比率を１．３倍程度とするのが望ましく、前進４速段の変速比が１に固定されるため前進６速段の変速比が１．２×１．３＝１．５６の逆数となる０．６４、前進５速段の変速比が０．６４×１．２＝０．７７と自ずと決定される。前進６速段の変速比を０．６４とするには構成要素Ａ、Ｂ間を構成要素Ｂ、Ｃ間の１．８倍程度とすればよく、第１遊星歯車列２０のリングギアとサンギアの歯数をＺＲ１、ＺＳ１とするとＺＲ１／ＺＳ１＝１．８となる。また、前進５速段の変速比を０．７７にするための減速用遊星歯車４０のリングギアとサンギアの歯数をＺＲ０、ＺＳ０とするとその歯数比も自ずと決定される。実際の遊星歯車では歯車が噛み合うための条件があるため、図６の如くＺＲ１／ＺＳ１＝１．７８、ＺＲ０／ＺＳ０＝１．９３８として前進６速段の変速比０．６４、前進５速段の変速比０．７７５を得ることができる。

前進の１速から３速段の減速段における変速比は構成要素Ｂ、Ｃ間と構成要素Ｃ、Ｄ間の比率で決まり、その比率はリングギアＲ２とサンギアＳ２の歯数比で決定される。実際の自動変速装置における遊星歯車においては、スペースの関係上リングギアの歯数をサンギアの歯数で割った値が２．８の範囲内とするのが好ましく、図６ではリングギアＲ２とサンギアＳ２の歯数比をＺＲ２／ＺＳ２＝２．７１４とした。これは前進１速を前進６速段の変速比で除したギアレンジを６前後に設定するためであり、ギアレンジは５．８となる。ギアレンジを６以上にするには前進６速の変速比をもう少し高速側に振らせればよく、つまり第１遊星歯車列２０のリングギアとサンギアの歯数比ＺＲ１／ＺＳ１＝１．７８を小さくすればよく何ら問題はない。

第１実施形態における１ｓｔ（前進１速段）から６ｔｈ（前進６速段）及びＲｅｖ（後進段）の作動と減速比を図６により説明する。
＜１ｓｔ＞
クラッチＣ１とブレーキＢ１を締結し、構成要素Ｄ（Ｓ２）に非減速回転を入力し構成要素Ｂ（Ｐ１、Ｒ２）を固定する。実際の遊星歯車列における動力の伝達は、第２遊星歯車列３０のサンギアＳ２に入力された動力はリングギアＲ２が固定されるため遊星キャリアＰ２が減速され出力される。したがって、動力は第２遊星歯車列３０しか通らなく効率がよい。尚、図６には示されていないが、ブレーキＢ１の代わりにワンウェイクラッチＯＷＣで構成要素Ｂ（Ｐ１、Ｒ２）を固定しても同じとなる。

＜２ｎｄ＞
クラッチＣ１とブレーキＢ２を締結し、構成要素Ｄ（Ｓ２）に非減速回転を入力し構成要素Ａ（Ｓ１）を固定する。実際の遊星歯車列における動力の伝達は、第２遊星歯車列３０のサンギアＳ２に入力された動力はリングギアＲ２を反力として遊星キャリアＰ２から出力されるが、リングギアＲ２の反力が一体となる第１遊星歯車列２０の遊星キャリアＰ１に伝わりサンギアＳ１が固定されるため遊星キャリアＰ２と一体となるリングギアＲ１を制動して減速され出力される。したがって、第１及び第２遊星歯車列２０，３０間で動力循環が発生し、１ｓｔよりは動力伝達効率は悪くなるが、特に問題とはならない。

＜３ｒｄ＞
クラッチＣ１とクラッチＣ３を締結し、構成要素Ｄ（Ｓ２）に非減速回転を入力し、構成要素Ａ（Ｓ１）に減速回転を入力する。実際の遊星歯車列における動力の伝達は、第２遊星歯車列３０のサンギアＳ２に非減速回転が入力され、第１遊星歯車列２０のサンギアＳ１に減速回転が入力されるため、サンギアＳ１が固定される２ｎｄより少し高い回転に減速され出力される。第１及び第２遊星歯車列２０，３０間の動力の伝わり方は２ｎｄと全く同じであるが、構成要素Ａ（Ｓ１）に減速回転を入力するため、非減速回転の動力は減速用遊星歯車４０の遊星キャリアＰ０と構成要素Ｄ（Ｓ２）に分割して入力されることになる。

＜４ｔｈ＞
クラッチＣ１とＣ２を締結し、構成要素Ｄ（Ｓ２）と構成要素Ｂ（Ｐ１、Ｒ２）に非減速回転を入力する。実際の遊星歯車列における動力の伝達は、第２遊星歯車列３０のサンギアＳ２とリングギアＲ２が連結され、遊星キャリアＰ２は入力回転と同じ回転となる。したがって、遊星キャリアＰ２は入力回転と同じ回転で出力される。

＜５ｔｈ＞
クラッチＣ２とクラッチＣ３を締結し、構成要素Ｂ（Ｐ１、Ｒ２）に非減速回転を入力し、構成要素Ａ（Ｓ１）に減速回転を入力する。実際の遊星歯車列における動力の伝達は、第１遊星歯車列２０の遊星キャリアＰ１に非減速回転が入力され、サンギアＳ１に減速回転が入力されるため、リングギアＲ１は少し増速されて出力される。この場合、第２遊星歯車列３０は動力の伝達はしない。

＜６ｔｈ＞
クラッチＣ２とブレーキＢ１を締結し、構成要素Ｂ（Ｐ１、Ｒ２）に非減速回転を入力し、構成要素Ａ（Ｓ１）を固定する。実際の遊星歯車列における動力の伝達は、第１遊星歯車列２０の遊星キャリアＰ１に非減速回転が入力され、サンギアＳ１が固定されるため、リングギアＲ１が増速されて出力される。この場合、動力第２遊星歯車列３０は動力の伝達はしない。

＜Ｒｅｖ＞
ブレーキＢ１とクラッチＣ３を締結し、構成要素Ａ（Ｓ１）に減速回転を入力し、構成要素Ｂ（Ｐ１、Ｒ２）を固定する。実際の遊星歯車列における動力の伝達は、第１遊星歯車列２０のサンギアＳ１に減速回転が入力され、遊星キャリアＰ１が固定されるため、リングギアＲ１が減速され逆回転で出力される。

第１実施形態における第１及び第２遊星歯車列２０，３０の互いの遊星キャリアとリングギアを連結する組み合わせは、現在実用化されている前進４速後進１速の自動変速装置にも用いられており、前進４速後進１速の自動変速装置の１ｓｔ、２ｎｄ、３ｒｄ、４ｔｈと第１実施形態の１ｓｔ、２ｎｄ、４ｔｈ、６ｔｈの動力の伝達が全く同じとなる。

第１及び第２遊星歯車列２０、３０の構成要素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの第２実施形態を示す図７、図８及び図１３において、第１遊星歯車列２０はシングルピニオン遊星歯車２２と噛合うサンギア２１（Ｓ１）と、サイド部材２４ａと２４ｂ及びその間に設けられたシングルピニオン遊星歯車２２を軸支するピンからなっている遊星キャリア２４（Ｐ１）と、シングルピニオン遊星歯車２２と噛合うリングギア２３（Ｒ１）とからなり、第２遊星歯車列３０はシングルピニオン遊星歯車３２と噛合うサンギア３１（Ｓ２）と、サイド部材３４ａと３４ｂ及びその間に設けられたシングルピニオン遊星歯車３２を軸支するピンからなっている遊星キャリア３４（Ｐ２）と、シングルピニオン遊星歯車３２と噛合うリングギア３３（Ｒ２）とからなっており、カウンターギア５側から順に第２遊星歯車列３０と第１遊星歯車列２０が配される。

遊星キャリア３４（Ｐ２）は構成要素Ｃをなし、サイド部材３４ｂがカウンターギア５とスプライン連結され変速機ケース１ｂに保持されるアンギュラ玉軸受４ｅのインナーレースにナット５ａで挟み込まれて固定される。リングギア３３（Ｒ２）は外周部にスプラインが形成されブレーキＢ１の摩擦部材８１を係止するとともにスプライン後部はワンウェイクラッチＯＷＣのインナーレースとなり、端部の歯を段付きとしスプラインとして遊星キャリア２４（Ｐ１）のサイド部材２４ｂの外周に連結されリティニングリング３５で固定一体となり構成要素Ｂをなし、もう一方のサイド部材２４ａが減速回転軸３ｂにスプライン連結される円筒部材７４の外周で軸受け４Ｌにより軸支されるとともに、筒状の連結部材１３と内周部でスプライン連結される。サンギア３１（Ｓ２）は、端部の歯を段付きとしスプラインとしてサンギア２１（Ｓ１）の内周に連結され一体として構成要素Ｄをなし、カウンターギア５の内周に筒状に延材され連結部材１３の外周で軸受け４ｍ、４ｎにより軸支されクラッチハブ１１に連結される。リングギア２３（Ｒ１）は外周部にスプラインが形成されブレーキＢ２の摩擦部材９１とクラッチＣ３の摩擦部材７１係止して構成要素Ａをなし、端部の歯を段付きとしスプライン連結されリティニングリング２５で固定一体となる保持部材２３ａで軸方向が規制され保持される。

第２実施形態を示す図９の速度線図及び模式図において、第１遊星歯車列２０のリングギアＲ１を構成要素Ａとし、第１遊星歯車列２０の遊星キャリアＰ１と第２遊星歯車列３０のリングギアＲ２を連結して構成要素Ｂとし、第２遊星歯車列３０の遊星キャリアＰ２を構成要素Ｃとし、第１遊星歯車列２０のサンギアＳ１と第２遊星歯車列３０のサンギアＳ２を連結して構成要素Ｄとすると、入力軸３ａの回転はダブルピニオン遊星歯車からなる減速用遊星歯車列４０の遊星キャリアＰ０とクラッチＣ１とＣ２を介して構成要素Ｄ、Ｂに入力され、サンギアＳ０を固定した減速用遊星歯車４０のリングギアＲ０を介した入力軸３ａの減速回転はクラッチＣ３を介して構成要素Ａに入力され、構成要素Ａ，ＢはブレーキＢ２、Ｂ１で制動される。この状態で軸中心にクラッチＣ３を介して構成要素Ａに入力される減速回転軸が配され、その外周径方向外側にクラッチＣ２を介して構成要素Ｂに入力される非減速回転軸が配され、さらにその外周径方向外側にクラッチＣ１を介して構成要素Ｄに入力される非減速回転軸が配される。この変速形態の各変速段におけるクラッチ、ブレーキの締結は第１実施形態と同じであり、既に図３の速度線図で説明した通りである。

第２実施形態においても第１実施形態同様、適切な変速比を得るには第１、第２遊星歯車列２０、３０の構成要素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの位置関係が重要となる。前進の１速段の減速段における変速比は構成要素Ｂ、Ｃ間と構成要素Ｃ、Ｄ間の比率で決まり、第１実施形態同様その比率はリングギアＲ２とサンギアＳ２の歯数比で決定される。実際の自動変速装置における遊星歯車においては、スペースの関係上リングギアの歯数をサンギアの歯数で割った値が２．８の範囲内とするのが好ましく、図９ではリングギアＲ２とサンギアＳ２の歯数比をＺＲ２／ＺＳ２＝２．７１４とした。

又、牽引力の関係上前進６速と５速の変速比の比率を１．２倍とし前進５速と４速の変速比の比率を１．３倍程度とするのが望ましく、前進４速段の変速比が１に固定されるため前進６速段の変速比が１．２×１．３＝１．５６の逆数となる０．６４、前進５速段の変速比が０．６４×１．２＝０．７７と自ずと決定される。前進６速段の変速比を０．６４とするには構成要素Ａ、Ｂ間を構成要素Ｂ、Ｃ間の１．８倍程度とすればよく、第１遊星歯車列２０と第２遊星歯車列２０のリングギアとサンギアの歯数比で決定される。第２遊星歯車列２０のリングギアＲ２とサンギアＳ２の歯数比をＺＲ２／ＺＳ２＝２．７１４としたので第１遊星歯車列２０のリングギアＲ１とサンギアＳ１の歯数比をＺＲ１／ＺＳ１＝２．０８７とすれば構成要素Ａ、Ｂ間と構成要素Ｂ、Ｃ間の比率が１．７８となる。前進５速段の変速比を０．７７にするための減速用遊星歯車４０のリングギアとサンギアの歯数をＺＲ０、ＺＳ０とするとその歯数比も自ずと決定される。実際の遊星歯車では歯車が噛み合うための条件があるため、図９の如くＺＲ１／ＺＳ１＝２．０８７、ＺＲ０／ＺＳ０＝１．９３８として前進６速段の変速比０．６４、前進５速段の変速比０．７７５を得ることができる。ここでは第１実施形態と同じ変速比となるよう設定しギアレンジを５．８としたが、第１遊星歯車列２０のリングギアとサンギアの歯数比ＺＲ１／ＺＳ１＝２．０８７を小さくすれば６以上のギアレンジが得られる。第１実施形態の歯数比ＺＲ１／ＺＳ１＝１．７８より第２実施形態の歯数比ＺＲ１／ＺＳ１＝２．０８７が大きいため、第２実施形態の方が変速比を高速側に振り易くなる。

第２実施形態における１ｓｔ（前進１速段）から６ｔｈ（前進６速段）及びＲｅｖ（後進段）の作動と減速比を図９により説明する。
＜１ｓｔ＞
クラッチＣ１とブレーキＢ１を締結し、構成要素Ｄ（Ｓ１，Ｓ２）に非減速回転を入力し構成要素Ｂ（Ｐ１、Ｒ２）を固定する。実際の遊星歯車列における動力の伝達は、第２遊星歯車列３０のサンギアＳ２に入力された動力はリングギアＲ２が固定されるため遊星キャリアＰ２が減速され出力される。したがって、動力は第２遊星歯車列３０しか通らなく効率がよい。尚、図９には示されていないが、ブレーキＢ１の代わりにワンウェイクラッチＯＷＣで構成要素Ｂ（Ｐ１、Ｒ２）を固定しても同じとなる。

＜２ｎｄ＞
クラッチＣ１とブレーキＢ２を締結し、構成要素Ｄ（Ｓ１，Ｓ２）に非減速回転を入力し構成要素Ａ（Ｒ１）を固定する。実際の遊星歯車列における動力の伝達は、第１及び第２遊星歯車列２０、３０のサンギアＳ１、Ｓ２に分割され入力し、リングギアＲ１が固定されるため遊星キャリアＰ１と一体となるリングギアＲ２を介して遊星キャリアＰ２が減速され出力される。

＜３ｒｄ＞
クラッチＣ１とクラッチＣ３を締結し、構成要素Ｄ（Ｓ１、Ｓ２）に非減速回転を入力し、構成要素Ａ（Ｒ１）に減速回転を入力する。実際の遊星歯車列における動力の伝達は、第１及び第２遊星歯車列２０、３０のサンギアＳ１、Ｓ２に非減速回転が入力され、第１遊星歯車列２０のリングギアＲ１に減速回転が入力されるため、リングギアＲ１が固定される２ｎｄより少し高い回転に減速され出力される。第１及び第２遊星歯車列２０，３０間の動力の伝わり方は２ｎｄと全く同じであるが、構成要素Ａ（Ｒ１）に減速回転を入力するため、非減速回転の動力は減速用遊星歯車４０の遊星キャリアＰ０と構成要素Ｄ（Ｓ１、Ｓ２）に３分割して入力されることになる。

＜４ｔｈ＞
クラッチＣ１とＣ２を締結し、構成要素Ｄ（Ｓ１、Ｓ２）と構成要素Ｂ（Ｐ１、Ｒ２）に非減速回転を入力する。実際の遊星歯車列における動力の伝達は、第２遊星歯車列３０のサンギアＳ２とリングギアＲ２が連結され、遊星キャリアＰ２は入力回転と同じ回転となる。したがって、遊星キャリアＰ２は入力回転と同じ回転で出力される。

＜５ｔｈ＞
クラッチＣ２とクラッチＣ３を締結し、構成要素Ｂ（Ｐ１、Ｒ２）に非減速回転を入力し、構成要素Ａ（Ｒ１）に減速回転を入力する。実際の遊星歯車列における動力の伝達は、第１遊星歯車列２０のリングギアＲ１と遊星キャリアＰ１の回転差によりサンギアＳ１が増速され、サンギアＳ１と一体のサンギアＳ２と、遊星キャリアＰ１と一体のリングギアＲ２の回転差により遊星キャリアＰ２が少し減速され、結果として増速され出力される。

＜６ｔｈ＞
クラッチＣ２とブレーキＢ１を締結し、構成要素Ｂ（Ｐ１、Ｒ２）に非減速回転を入力し、構成要素Ａ（Ｒ１）を固定する。実際の遊星歯車列における動力の伝達は、第１遊星歯車列２０の遊星キャリアＰ１に非減速回転が入力され、リングギアＲ１固定されるためサンギアＳ１が大きく増速され、サンギアＳ１と一体のサンギアＳ２と、遊星キャリアＰ１と一体のリングギアＲ２の回転差により遊星キャリアＰ２が少し減速され、結果として増速され出力される。

＜Ｒｅｖ＞
ブレーキＢ１とクラッチＣ３を締結し、構成要素Ａ（Ｒ１）に減速回転を入力し、構成要素Ｂ（Ｐ１、Ｒ２）を固定する。実際の遊星歯車列における動力の伝達は、第１遊星歯車列２０のリングギアＲ１に減速回転が入力され、遊星キャリアＰ１が固定されるためサンギアＳ１が増速され逆回転をし、リングギアＲ２が固定されるためサンギアＳ１と一体のサンギアＳ２により遊星キャリアＰ２が逆回転で減速され出力される。

第１実施形態と第２実施形態における動力伝達特性の違いは動力が第１及び第２遊星歯車列２０，３０を通る２ｎｄと３ｒｄにおいて、第２実施形態では入力動力が分割されるため、動力が循環する第１実施形態より各構成要素の負荷が小さくなり効率がよくなる。しかし、オーバドライブとなる５ｔｈと６ｔｈで第２実施形態は第１及び第２遊星歯車列２０，３０を増速されて後減速されて出力されるため、第２遊星歯車列３０しか動力が通らない第１実施形態より効率が悪くなる。

本発明の前進６速後進１速自動変速装置の、４個の構成要素への共通の連結を示す構造図 図１の模式図 図１の速度線図 本発明の第１実施形態における全体構造図 図４の模式図 図４の速度線図 本発明の第２実施形態における全体構造図 図７における模式図 図７の速度線図 図１の入力部を示す詳細構造図 図１の主変速部を示す詳細構造図 図４の主変速部を示す詳細構造図 図７の主変速部を示す詳細構造図

符号の説明

１ａ トルクコンバータケース
１ｂ 変速機ケース
１ｃ リアケース
２ａ、２ｂ、２ｃ 保持部材
３ａ 入力軸
３ｂ 減速回転軸
１０ トルクコンバータ
２０ 第１遊星歯車列
３０ 第２遊星歯車列
４０ 減速用遊星歯車
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ クラッチ
Ｂ１、Ｂ２ ブレーキ

Claims (5)

1. ４個の構成要素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを有した第１及び第２遊星歯車列２０、３０の、
   構成要素Ａに減速用遊星歯車４０を介した入力軸３ａの減速回転を、クラッチＣ３を介して入力するとともにブレーキＢ２を配し、
   構成要素ＢにクラッチＣ２を介して入力軸３ａの回転を入力するとともにブレーキＢ１及び入力軸３ａの回転とは逆方向の回転を阻止するワンウェイクラッチＯＷＣを配し、
   構成要素Ｄに入力軸３ａの回転を、クラッチＣ１を介して入力し、
   構成要素Ｃをカウンターギア５に連結して出力し、
   クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３又はブレーキＢ１、Ｂ２及びワンウェイクラッチＯＷＣの何れか２個を選択的に締結することにより前進６速後進１速の変速段を得る多段自動変速装置であって、
   カウンターギア５を挟んでクラッチＣ１、Ｃ２及び減速用遊星歯車４０と、クラッチＣ３、ブレーキＢ１、Ｂ２、ワンウェイクラッチＯＷＣ及び第１、第２遊星歯車列２０、３０とを入力軸３ａと同軸上に対峙させて配し、
   減速用遊星歯車４０をサンギアＳ０とダブルピニオン遊星歯車を支持する遊星キャリアＰ０とリングギアＲ０で構成し、サンギアＳ０を変速機ケースに固定し、入力軸３ａを遊星キャリアＰ０の一方のサイド部材に連結するとともにもう一方のサイド部材にクラッチＣ１、Ｃ２を配し、
   第１及び第２遊星歯車列２０、３０の構成要素ＡにクラッチＣ３を介して入力軸３ａの減速回転を入力するリングギアＲ０と連結する減速回転軸３ｂを入力軸３ａの後方軸中心に配するとともに、減速回転軸３ｂの外周径方向外側にクラッチＣ２、Ｃ１を介して入力軸３ａの回転を構成要素Ｂ、Ｄに入力する筒状の連結部材を順に配した多段自動変速装置。
2. 第１遊星歯車列２０はサンギアＳ１とシングルピニオン遊星歯車を支持する遊星キャリアＰ１とリングギアＲ１とからなり、第２遊星歯車列３０はサンギアＳ２とシングルピニオン遊星歯車を支持する遊星キャリアＰ２とリングギアＲ２とからなり、カウンターギア５側から順に第２遊星歯車列３０と第１遊星歯車列２０を配し、
   第１遊星歯車列２０のサンギアＳ１を構成要素Ａとし、第１遊星歯車列２０の遊星キャリアＰ１と第２遊星歯車列３０のリングギアＲ２を連結して構成要素Ｂとし、第１遊星歯車列２０のリングギアＲ１と第２遊星歯車列３０の遊星キャリアＰ２を連結して構成要素Ｃとし、第２遊星歯車列３０のサンギアＳ２を構成要素Ｄとした請求項１に記載の多段自動変速装置。
3. 第１遊星歯車列２０はサンギアＳ１とシングルピニオン遊星歯車を支持する遊星キャリアＰ１とリングギアＲ１とからなり、第２遊星歯車列３０はサンギアＳ２とシングルピニオン遊星歯車を支持する遊星キャリアＰ２とリングギアＲ２とからなり、カウンターギア５側から順に第２遊星歯車列３０と第１遊星歯車列２０を配し、
   第１遊星歯車列２０のリングギアＲ１を構成要素Ａとし、第１遊星歯車列２０の遊星キャリアＰ１と第２遊星歯車列３０のリングギアＲ２を連結して構成要素Ｂとし、第２遊星歯車列３０の遊星キャリアＰ２を構成要素Ｃとし、第１遊星歯車列２０のサンギアＳ１と第２遊星歯車列３０のサンギアＳ２を連結して構成要素Ｄとした請求項１に記載の多段自動変速装置。
4. 減速用遊星歯車４０のサンギアＳ０を固定する変速機ケースの延材部を入力軸３ａの外周径方向外側に筒状に配し、前記延材部の筒状内径部で入力軸３ａを軸支するとともに筒状外径部でサンギアＳ０を固定し、クラッチＣ１、Ｃ２のクラッチドラムを前記延材部の筒状外径部で軸支するとともに減速用遊星歯車４０の遊星キャリアＰ０のサイド部材と連結し、クラッチＣ１、Ｃ２の油圧サーボへの供給油路を前記延材部に設け、減速用遊星歯車４０の外周径方向外側にカウンターギア５側から順にクラッチＣ１、Ｃ２の摩擦部材を配した請求項１に記載の多段自動変速装置。
5. 前記変速機ケースの軸方向中央部にカウンターギア５を軸支する側壁を設け、カウンターギア５をクラッチＣ１、Ｃ２及び減速用遊星歯車４０側に配し、前記側壁を挟んで第１及び第２遊星歯車列２０、３０をカウンターギア５に対峙させて配するとともに、
   第１及び第２遊星歯車列２０、３０の外周径方向外側に前記側壁側から順に、構成要素Ｂと構成要素Ｂを制動するブレーキＢ１の摩擦部材及びワンウェイクラッチＯＷＣと、構成要素Ａと構成要素Ａを制動するブレーキＢ２の摩擦部材と、減速回転軸３ｂから構成要素Ａに選択的に入力軸３ａの減速回転を入力するクラッチＣ３の摩擦部材とを配した請求項１、２又は３に記載の多段自動変速装置。

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