JP6036629B2

JP6036629B2 - 自動変速機

Info

Publication number: JP6036629B2
Application number: JP2013202901A
Authority: JP
Inventors: 康弘小河内; 優仲岸; 真也鎌田; 龍彦岩▲崎▼
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2033-09-30
Also published as: DE112014000189T5; US20160025190A1; DE112014000189B4; US9382981B2; WO2015045257A1; CN105556167A; CN105556167B; JP2015068408A

Description

本発明は、車両に搭載される自動変速機に関し、車両用変速機の技術分野に属する。

車両に搭載される自動変速機は、一般に、複数のプラネタリギヤセット（遊星歯車機構）とクラッチやブレーキ等の複数の油圧式摩擦締結要素とを備え、油圧制御によってこれらの摩擦締結要素を選択的に締結することにより、各プラネタリギヤセットを経由する動力伝達経路を切り換えて、複数の前進変速段と通例１段の後退速段とを実現可能なように構成される。

例えば、特許文献１には、いずれもシングルピニオン型の３つのプラネタリギヤセットと、５つの摩擦締結要素とを備え、これらの摩擦締結要素のうち、いずれか２つを締結することにより、前進６段、後退１段を実現する自動変速機が開示されている。

一方、近年においては、エンジンの燃費性能の向上や変速性能の向上のため、前進変速段のさらなる多段化が求められており、例えば、３つのプラネタリギヤセットと６つの摩擦締結要素とを備え、これらの摩擦締結要素のうちの２つの摩擦締結要素の締結の組み合わせにより、前進８段を実現する自動変速機が考えられている。

しかし、この構成では、各変速段において非締結状態の摩擦締結要素が４つ存在することになり、そのため、これらの摩擦締結要素における摩擦板間の摺動抵抗或いは摩擦板間の潤滑油の粘性抵抗等により、変速機全体としての駆動損失が大きくなり、多段化による燃費性能の向上効果が損なわれる可能性がある。

これに対し、特許文献２には、２つのシングルピニオン型プラネタリギヤセット及び２つのダブルピニオン型プラネタリギヤセットと、５つの摩擦締結要素とを備え、これらの摩擦締結要素のうちの３つを選択的に締結することにより、前進８段を実現する自動変速機が開示されている。

これによれば、各変速段における非締結状態の摩擦締結要素の数が２つになるので、上記のような駆動損失が抑制されると共に、シングルピニオン型プラネタリギヤセットに比べて変速比の設定の自由度が高いダブルピニオン型プラネタリギヤセットを併用しているので、隣接する変速段間でのギヤステップ（下段の減速比／上段の減速比）の配分を適切に設定しやすくなるメリットが期待できる。

特開２００８−２９８１２６号公報特開２００９−１７４６２６号公報

しかし、前記特許文献２に開示された自動変速機の構成では、減速比１の直結段が５速で、減速段が４段、増速段が３段となっており、全般的に減速比が小さくなるので、車両重量に対して相対的に排気量の小さなエンジンを搭載した場合に、駆動力が不足する懸念がある。特に発進加速性が不足する可能性があるので、この自動変速機では、１速の減速比を大きく設定しており、そのために、１−２速間のギヤステップが他の変速段間のギヤステップよりも大きくなり、適切なギヤステップの配分性が犠牲にされている（図２１の比較例参照）。

この問題に対しては、終減速比を大きくすることによって、適切なギヤステップの配分を実現しながら、所要の駆動力や発進加速性を確保することが考えられる。しかし、この場合、終減速機を構成するデファレンシャル機構の入力ギヤが大型化し、特に、変速機が横置き式とされ、デファレンシャル機構と一体化された駆動ユニットが構成されるフロントエンジン・フロントドライブ車等の場合、駆動ユニットが大型化し、エンジンルームへの搭載性が問題となる。

また、前記特許文献２に開示された自動変速機において、直結段を６速以上の高変速段に設定することが考えられるかもしれないが、５つの摩擦締結要素のうちの３つを締結する１０通りの組み合わせのうち、１〜８速及び後退速で用いられていない残り１つの組み合わせ、具体的には、クラッチＣ１、ブレーキＢ１、Ｂ２を締結する組合せでは、クラッチＣａ、Ｃｂが解放されるので、プラネタリギヤセット８におけるキャリヤＣｒがフリーとなり、そのため、出力ギヤ３が連結されたプラネタリギヤセット８のリングギヤＲｒに回転力を出力できず、ニュートラル状態となる。

つまり、特許文献２に開示された自動変速機では、５速より低速段側に新たな変速段を設けて直結段を６速以上とすることが不可能なのである。

また、この自動変速機において、あえて直結段を６速以上に設定しようとして、各プラネタリギヤセットの回転要素間の連結関係や、これらの回転要素と摩擦締結要素との関係の一部を変更しようとしても、一般に自動変速機の構成は、一部の変更が他の部位に及び、実現可能なギヤ寸法で、各変速段の適切な減速比と変速段間の適切なギヤステップを実現しようとすると、結局、新しい構成の自動変速機を始めから創り出さなければならないことになる。

本発明は、自動変速機の多段化に関する上記のような実情に鑑み、直結段を６速に設定でき、しかも、各変速段間のギヤステップの適切な配分が可能な前進８段の自動変速機の実現を課題とし、鋭意検討の結果、これを実現したものである。

前記課題を解決するため、本発明に係る自動変速機は、次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、
変速機ケース内に、
駆動源に連結された入力軸と、
該入力軸と同軸上に配設されてデファレンシャル機構に連結される出力部材と、
第１サンギヤ、第１キャリヤ及び第１リングギヤを有するダブルピニオン型の第１プラネタリギヤセットと、
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ダブルピニオン型の第２プラネタリギヤセットと、
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シングルピニオン型の第３プラネタリギヤセットと、
第４サンギヤ、第４キャリヤ及び第４リングギヤを有するシングルピニオン型の第４プラネタリギヤセットと、
第１、第２、第３クラッチと、
第１、第２ブレーキと、
を備えた自動変速機であって、
前記入力軸と前記第２サンギヤと前記第４キャリヤとが常時連結され、
前記出力部材と前記第１リングギヤと前記第４リングギヤとが常時連結され、
前記第１サンギヤと前記第３リングギヤとが常時連結され、
前記第２リングギヤと前記第３キャリヤとが常時連結され、
前記第１クラッチは、前記第２キャリヤと前記第３サンギヤとの間を断接し、
前記第２クラッチは、前記第３サンギヤと前記第３リングギヤとの間を断接し、
前記第３クラッチは、前記第３サンギヤと前記第４サンギヤとの間を断接し、
前記第１ブレーキは、前記第２キャリヤと前記変速機ケースとの間を断接し、
前記第２ブレーキは、前記第１キャリヤと前記変速機ケースとの間を断接し、
前記第１、第２、第３クラッチが締結され、かつ、前記第１、第２ブレーキが解放されたときに、減速比１の６速が形成されることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、
第１、第２、第３クラッチ及び第１、第２ブレーキのうち、
前記第２クラッチ、前記第１ブレーキ及び前記第２ブレーキが締結されたときに１速が形成され、
前記第１クラッチ、前記第１ブレーキ及び前記第２ブレーキが締結されたときに２速が形成され、
前記第１クラッチ、前記第２クラッチ及び前記第２ブレーキが締結されたときに３速が形成され、
前記第１クラッチ、前記第３クラッチ及び前記第２ブレーキが締結されたときに４速が形成され、
前記第２クラッチ、前記第３クラッチ及び前記第２ブレーキが締結されたときに５速が形成され、
前記第２クラッチ、前記第３クラッチ及び前記第１ブレーキが締結されたときに７速が形成され、
前記第１クラッチ、前記第３クラッチ及び前記第１ブレーキが締結されたときに８速が形成され、
前記第３クラッチ、前記第１ブレーキ及び前記第２ブレーキが締結されたときに後退速が形成されることを特徴とする。

上記の構成により、請求項１に記載の発明によれば、２つのダブルピニオン型プラネタリギヤセットと、２つのシングルピニオン型プラネタリギヤセットと、５つの摩擦締結要素とを備えた前進８段の自動変速機において、直結段を６速とすることが可能となり、前述の直結段が５速の自動変速機に比べて減速段の数が多くなる。

したがって、全般的に減速比を大きくすることができて、小排気量エンジンに適用されたときに、終減速比の増大や、これに伴う駆動ユニットの大型化、エンジンルームへの搭載性の悪化等を抑制し、かつ、各変速段間の適切なギヤステップの設定を可能としながら、所要の駆動力や発進加速性を実現することが可能となる。

また、請求項２に記載の発明によれば、各プラネタリギヤセットのサンギヤとリングギヤの歯数を適切に設定することにより、１〜５速、７、８速、及び後退速についても、適切な減速比が実現される。

本発明の第１実施形態に係る自動変速機の骨子図である。同自動変速機の摩擦締結要素の締結表である。１速時の摩擦締結要素の締結状態を示す骨子図と減速比線図である。２速時の摩擦締結要素の締結状態を示す骨子図と減速比線図である。３速時の摩擦締結要素の締結状態を示す骨子図と減速比線図である。４速時の摩擦締結要素の締結状態を示す骨子図と減速比線図である。５速時の摩擦締結要素の締結状態を示す骨子図と減速比線図である。６速時の摩擦締結要素の締結状態を示す骨子図と減速比線図である。７速時の摩擦締結要素の締結状態を示す骨子図と減速比線図である。８速時の摩擦締結要素の締結状態を示す骨子図と減速比線図である。後退速時の摩擦締結要素の締結状態を示す骨子図と減速比線図である。第２実施形態に係る自動変速機の骨子図である。第３実施形態に係る自動変速機の骨子図である。第４実施形態に係る自動変速機の骨子図である。第５実施形態に係る自動変速機の骨子図である。第６実施形態に係る自動変速機の骨子図である。第７実施形態に係る自動変速機の骨子図である。第８実施形態に係る自動変速機の骨子図である。プラネタリギヤセットを構成するギヤの歯数例の表である。図１９の歯数例の場合の減速比とギヤステップを示す表である。図２０のギヤステップを比較例とともに図示したグラフである。第１実施形態の変形例に係る骨子図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る自動変速機１０の構成を示す骨子図であって、この自動変速機１０は、変速機ケース１１内に、同一軸線上に配設された入力軸１２と出力軸１３とを有し、これらの軸心上に、図の左側の入力側（駆動源側）から、ダブルピニオン型の第１、第２プラネタリギヤセット（以下、単に「第１、第２ギヤセット」という）ＰＧ１、ＰＧ２と、シングルピニオン型の第３、第４プラネタリギヤセット（以下、単に「第３、第４ギヤセット」という）ＰＧ３、ＰＧ４とが配設されている。

また、第２ギヤセットＰＧ２と第３ギヤセットＰＧ３との間には、第１クラッチＣＬ１が配設され、第３ギヤセットＰＧ３と第４ギヤセットＰＧ４との間には、入力側から第２クラッチＣＬ２及び第３クラッチＣＬ３が配設されている。そして、第１ギヤセットＰＧ１の入力側に、入力側から第１、第２ブレーキＢＲ１、ＢＲ２が配設されている。

前記第１〜第４ギヤセットＰＧ１〜ＰＧ４は、それぞれ３つの回転要素を有し、これらの回転要素として、第１ギヤセットＰＧ１は、第１サンギヤＳ１、第１リングギヤＲ１、第１キャリヤＣ１を有し、第２ギヤセットＰＧ２は、第２サンギヤＳ２、第２リングギヤＲ２、第２キャリヤＣ２を有し、第３ギヤセットＰＧ３は、第３サンギヤＳ３、第３リングギヤＲ３、第３キャリヤＣ３を有し、第４ギヤセットＰＧ４は、第４サンギヤＳ４、第４リングギヤＲ４、第４キャリヤＣ４を有する。

ここで、ダブルピニオン型の第１、第２ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２は、第１、第２サンギヤＳ１、Ｓ２にそれぞれ噛み合わされた第１ピニオンと、該第１ピニオンと第１、第２リングギヤＲ１、Ｒ２とにそれぞれ噛み合わされた第２ピニオンとを有し、これらのピニオンが前記第１、第２キャリヤＣ１、Ｃ２にそれぞれ支持されている。また、シングルピニオン型の第３、第４ギヤセットＰＧ３、ＰＧ４は、第３、第４サンギヤＳ３、Ｓ４と第３、第４リングギヤＲ３、Ｒ４とにそれぞれ噛み合わされたピニオンを有し、これらのピニオンが前記第３、第４キャリヤＣ３、Ｃ４にそれぞれ支持されている。

また、この自動変速機１０においては、前記第１サンギヤＳ１と第３リングギヤＲ３、前記第１リングギヤＲ１と第４リングギヤＲ４、前記第２サンギヤＳ２と第４キャリヤＣ４、及び、前記第２リングギヤＲ２と第３キャリヤＣ３とが、それぞれ常時連結されている。そして、前記入力軸１２は、第２サンギヤＳ２及び第４キャリヤＣ４に常時連結され、前記出力軸１３は、第１リングギヤＲ１及び第４リングギヤＲ４に常時連結されている。

また、前記第１クラッチＣＬ１は、前記第２キャリヤＣ２と第３サンギヤＳ３との間に配設されて、これらを断接するようになっており、前記第２クラッチＣＬ２は、前記第３サンギヤＳ３と第３リングギヤＲ３との間に配設されて、これらを断接するようになっており、前記第３クラッチＣＬ３は、前記第３サンギヤＳ３と第４サンギヤＳ４との間に配設されて、これらを断接するようになっている。

さらに、前記第１ブレーキＢＲ１は、前記変速機ケース１１と第２キャリヤＣ２との間に配設されて、これらを断接するようになっており、前記第２ブレーキＢＲ２は、前記変速機ケース１１と第１キャリヤＣ１との間に配設されて、これらを断接するようになっている。

この自動変速機１０によれば、以上の構成において、図２の締結表に示すように、５つの摩擦締結要素から３つの摩擦締結要素を選択的に締結することにより、前進の１〜８速及び後退速が形成される。

次に、図２に示す各摩擦締結要素の締結の組み合わせに従い、変速段ごとに、減速比が決定されるメカニズムを図３〜図１１によって説明する。

なお、図３〜図１１の（ａ）図は、当該変速段で締結される摩擦締結要素を網掛けによって表示したものであり、また、（ｂ）図は、当該変速段の減速比を線図によって示すもので、この減速比線図において、各ギヤセットＰＧ１〜ＰＧ４における回転要素間の横方向の間隔はそれぞれのギヤ比によって定まり、ダブルピニオン型のギヤセットＰＧ１、ＰＧ２では、キャリヤ、リングギヤ、サンギヤの順に配置され、シングルピニオン型のギヤセットＰＧ３、ＰＧ４では、リングギヤ、キャリヤ、サンギヤの順に配置されている。

また、縦軸は回転速度を表し、入力回転速度、即ち、入力軸１２とこれに常時連結された第２サンギヤＳ２及び第４キャリヤＣ４の回転速度を「１」、ブレーキによって固定された回転要素の回転速度を「０」とする。また、常時連結された回転要素同士、及びクラッチによって連結された回転要素同士の回転速度は等しくなる。そして、Ｎ１〜Ｎ８、Ｎｒは、第１、第４リングギヤＲ１、Ｒ４ないし出力軸１３から出力される回転の各変速段での回転速度を示し、この出力回転速度の逆数が当該変速段における減速比となる。

まず、１速では、図３に示すように、第２クラッチＣＬ２と、第１、第２ブレーキＢＲ１、ＢＲ２とが締結されるから、第１キャリヤＣ１及び第２キャリヤＣ２の回転速度が「０」となる共に、第３サンギヤＳ３と第３リングギヤＲ３とが結合されて第３ギヤセットＰＧ３が一体化することにより、第３ギヤセットＰＧ３の各回転要素が同一回転し、第３キャリヤＣ３に常時連結された第２リングギヤＲ２、第３リングギヤＲ３に常時連結された第１サンギヤＳ１もこれらと同一回転する。

これらの回転要素の回転速度は、第２ギヤセットＰＧ２において、第２サンギヤＳ２の回転速度が「１」、第２キャリヤＣ２の回転速度が「０」の条件から決定され、この回転速度が第１ギヤセットＰＧ１の第１サンギヤＳ１に入力されることにより、第１リングギヤＲ１の回転速度が決まり、これが出力回転速度Ｎ１となる。

次に、２速では、図４に示すように、第１クラッチＣＬ１と、第１、第２ブレーキＢＲ１、ＢＲ２とが締結されるから、第１キャリヤＣ１及び第２キャリヤＣ２の回転速度が「０」となると共に、第２キャリヤＣ２と第３サンギヤＳ３とが連結されることにより、第３サンギヤＳ３の回転も「０」となる。

そして、第２サンギヤＳ２の回転が「１」、第２キャリヤＣ２の回転が「０」であることから、第２リングギヤＲ２、及びこれに常時連結された第３キャリヤＣ３の回転速度が決定し、これにより、第３リングギヤＲ３の回転速度及びこれに常時連結された第１サンギヤＳ１の回転速度が決定する。その結果、第１ギヤセットＰＧ１において、第１キャリヤＣ１の回転速度が「０」であることから第１リングギヤＲ１の回転速度が決定し、これが出力回転速度Ｎ２となる。

次に、３速では、図５に示すように、第１、第２クラッチＣＬ１、ＣＬ２と、第２ブレーキＢＲ２とが締結されるから、まず、第３サンギヤＳ３と第３リングギヤＲ３とが結合されて第３ギヤセットＰＧ３が一体化することにより、第３ギヤセットＰＧ３の各回転要素が同一回転し、第３キャリヤＣ３に常時連結された第２リングギヤＲ２、第３リングギヤＲ３に常時連結された第１サンギヤＳ１もこれらと同一回転する。

また、第３サンギヤＳ３と第２キャリヤＣ２とが連結されることにより、第２ギヤセットＰＧ２も一体化し、その結果、第２、第３ギヤセットＰＧ２、ＰＧ３の全体が第２サンギヤＳ２に入力される入力回転速度「１」で一体回転する。

そして、この回転速度「１」が、第１キャリヤＣ１の回転速度が「０」の第１ギヤセットＰＧ１の第１サンギヤＳ１に伝達されることにより、第１リングギヤＲ１の回転速度が決定し、これが出力回転速度Ｎ３となる。

次に、４速では、図６に示すように、第１、第３クラッチＣＬ１、ＣＬ３と、第２ブレーキＢＲ２とが締結されるから、第１キャリヤＣ１の回転速度が「０」となると共に、第２キャリヤＣ２と第３サンギヤＳ３と第４サンギヤＳ４とが連結され、これらが同一回転する。

そして、これらの条件と、第１サンギヤＳ１と第３リングギヤＲ３とが常時連結され、第２リングギヤＲ２と第３キャリヤＣ３とが常時連結され、入力回転要素である第２サンギヤＳ２と第４キャリヤＣ４とが常時連結され、出力回転要素である第１リングギヤＲ１と第４リングギヤＲ４とが常時連結されているとの条件とから、第２サンギヤＳ２及び第４キャリヤＣ４への入力回転速度「１」に対する第１リングギヤＲ１及び第４リングギヤＲ４の回転速度が決定し、これが出力回転速度Ｎ４となる。

次に、５速では、図７に示すように、第２、第３クラッチＣＬ２、ＣＬ３と、第２ブレーキＢＲ２とが締結されるから、まず、第３サンギヤＳ３と第３リングギヤＲ３とが結合されて第３ギヤセットＰＧ３が一体化することにより、第３ギヤセットＰＧ３の各回転要素が同一回転し、第３リングギヤＲ３に常時連結された第１サンギヤＳ１、及び、第３サンギヤＳ３に連結された第４サンギヤＳ４もこれらと同一回転する。

その結果、第１ギヤセットＰＧ１と第４ギヤセットＰＧ４とにおいて、第１サンギヤＳ１と第４サンギヤＳ４とが同一回転すると共に、常時連結された第１リングギヤＲ１と第４リングギヤＲ４とが同一回転し、かつ、第１キャリヤＣ１の回転速度が「０」であるとの条件から、出力回転要素である第１リングギヤＲ１と第４リングギヤＲ４の回転速度が決定し、この回転速度が出力回転速度Ｎ５となる。

次に、６速では、図８に示すように、第１、第２、第３クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３が締結されるから、まず、第３サンギヤＳ３と第３リングギヤＲ３とが結合されて第３ギヤセットＰＧ３が一体化することにより、第３ギヤセットＰＧ３の各回転要素が同一回転し、第３キャリヤＣ３に常時連結された第２リングギヤＲ２、第３リングギヤＲ３に常時連結された第１サンギヤＳ１もこれらと同一回転し、さらに、第３サンギヤＳ３に連結された第４サンギヤＳ４も同一回転する。

また、第３サンギヤＳ３と第２キャリヤＣ２とが連結されることにより、第２ギヤセットＰＧ２も一体化し、第２ギヤセットの各回転要素が同一回転すると共に、第２サンギヤＳ２に常時連結された第４キャリヤＣ４も同一回転し、その結果、第４ギヤセットＰＧ４も一体化し、第４リングギヤＲ４及びこれに常時連結された第１リングギヤＲ１も、前記各回転要素と同一回転する。その結果、第１ギヤセットＰＧ１も一体化し、第１〜第４ギヤセットＰＧ１〜ＰＧ４が全て一体化して、全回転要素が同一回転速度で回転することになる。

したがって、第２サンギヤＳ２及び第４キャリヤＣ４に入力される回転の速度「１」が、そのまま、第１、第第４リングギヤＲ１、Ｒ４から出力回転速度Ｎ６として出力される。これにより、６速が減速比「１」の直結段となる。

次に、７速では、図９に示すように、第２、第３クラッチＣＬ２、ＣＬ３と、第１ブレーキＢＲ１とが締結されるから、まず、第３サンギヤＳ３と第３リングギヤＲ３とが結合されて第３ギヤセットＰＧ３が一体化することにより、第３ギヤセットＰＧ３の各回転要素が同一回転し、第３キャリヤＣ３に常時連結された第２リングギヤＲ２、第３リングギヤＲ３に常時連結された第１サンギヤＳ１もこれらと同一回転し、さらに、第３サンギヤＳ３に連結された第４サンギヤＳ４も同一回転する。

そして、これらの条件と、第２キャリヤＣ２の回転速度が「０」、第２サンギヤＳ２及び第４キャリヤＣ４の回転速度が「１」であることとから、同一回転する前記各回転要素の回転速度が決定すると共に、これに伴って第４リングギヤＲ４の回転速度が決定し、この回転速度が出力回転速度Ｎ７となる。

次に、８速では、図１０に示すように、第１、３クラッチＣＬ１、ＣＬ３と、第１ブレーキＢＲ１とが締結されるから、第２キャリヤＣ２の回転速度が「０」とされると共に、これに連結された第３サンギヤＳ３及び第４サンギヤＳ４の回転速度も「０」となる。

そして、第４ギヤセットＰＧ４において、第４キャリヤＣ４の回転速度が「１」、第４サンギヤＳ４の回転速度が「０」となることにより、第４リングギヤＲ４の回転が決定し、この回転速度が出力回転速度Ｎ８となる。

さらに、後退速では、図１１に示すように、第３クラッチＣＬ３と、第１、第２ブレーキＢＲ１、ＢＲ２とが締結されるから、第３サンギヤＳ３と第４サンギヤＳ４とが連結されて、これらが同一回転すると共に、第１、第２キャリヤＣ１、Ｃ２の回転速度が「０」となる。

そして、これらの条件と、第１サンギヤＳ１と第３リングギヤＲ３とが常時連結され、第２リングギヤＲ２と第３キャリヤＣ３とが常時連結され、入力回転要素である第２サンギヤＳ２と第４キャリヤＣ４とが常時連結され、出力回転要素である第１リングギヤＲ１と第４リングギヤＲ４とが常時連結されていることとから、第２サンギヤＳ２及び第４キャリヤＣ４への入力回転速度「１」に対して、第１リングギヤＲ１及び第４リングギヤＲ４からの出力回転速度が決まり、これが前進時と逆方向の出力回転速度Ｎｒとなる。

以上のようにして、図２に示す摩擦締結要素の締結の組み合わせにより、回転速度Ｎ１〜Ｎ８、Ｎｒを、Ｎ１＜Ｎ２＜Ｎ３＜Ｎ４＜Ｎ５＜Ｎ６＜Ｎ７＜Ｎ８、Ｎｒ＜０とすることが可能となると共に、前記の構成により、Ｎ６＝１となるから、前進８段、後退段１段で、６速が減速比「１」の直結段となる自動変速機が得られる。

したがって、直結段が５速の自動変速機に比べて減速段の数が多くなり、低変速段の減速比を大きくすることが可能となって、小排気量エンジンに適用したときに、終減速比の増大や、これに伴う差動装置ないし駆動ユニットの大型化、エンジンルームへの搭載性の悪化等を抑制し、かつ、各変速段間の適切なギヤステップの設定を可能としながら、所要の駆動力や発進加速性を実現することが可能となる。

次に、図１２〜図１８に示す第２〜第８実施形態に係る自動変速機について説明する。

これらの実施形態に係る自動変速機においても、同一軸線上に配置された入力軸と出力軸の軸線上に、ダブルピニオン型の第１、第２ギヤセットと、シングルピニオン型の第３、第４ギヤセットと、第１、第２、第３クラッチと、第１、第２ブレーキとが配設されている。

なお、これらの構成要素は第１実施形態と同じであるので、以下の説明では、第１〜第４ギヤセット及びその回転要素、並びに各摩擦締結要素について、第１実施形態と同じ符号を用いる。

各実施形態は、前記軸線上における第１〜第４ギヤセットの並びの順番が相違し、これに伴って各摩擦締結要素の配置も異なっている。

即ち、図１２に示す第２実施形態に係る自動変速機２０においては、入力軸２２と出力軸２３の軸線上に、入力側から、第１ギヤセットＰＧ１、第３ギヤセットＰＧ３、第２ギヤセットＰＧ２、及び、第４ギヤセットＰＧ４が配置されている。

そして、第３ギヤセットＰＧ３と第２ギヤセットＰＧ２との間に第２クラッチＣＬ２が、第２ギヤセットＰＧ２と第４ギヤセットＰＧ４との間に、入力側から第１クラッチＣＬ１及び第３クラッチＣＬ３がそれぞれ配設されていると共に、第１ギヤセットＰＧ１の入力側に、入力側から第１ブレーキＢＲ１及び第２ブレーキＢＲ２が配設されている。

また、図１３に示す第３実施形態に係る自動変速機３０においては、入力軸３２と出力軸３３の軸線上に、入力側から、第２ギヤセットＰＧ２、第１ギヤセットＰＧ１、第３ギヤセットＰＧ３、及び、第４ギヤセットＰＧ４が配置されている。

そして、第２ギヤセットＰＧ２と第１ギヤセットＰＧ１との間に第１クラッチＣＬ１が、第３ギヤセットＰＧ３と第４ギヤセットＰＧ４との間に、入力側から第２クラッチＣＬ２及び第３クラッチＣＬ３がそれぞれ配設されていると共に、第２ギヤセットＰＧ２及び第１ギヤセットＰＧ１の近傍に、第１ブレーキＢＲ１及び第２ブレーキＢＲ２がそれぞれ配設されている。

また、図１４に示す第４実施形態に係る自動変速機４０においては、入力軸４２と出力軸４３の軸線上に、入力側から、第２ギヤセットＰＧ２、第３ギヤセットＰＧ３、第４ギヤセットＰＧ４、及び、第１ギヤセットＰＧ１が配置されている。

そして、第２ギヤセットＰＧ２と第３ギヤセットＰＧ３との間に第１クラッチＣＬ１が、第３ギヤセットＰＧ３と第４ギヤセットＰＧ４との間に、入力側から第２クラッチＣＬ２及び第３クラッチＣＬ３がそれぞれ配設されていると共に、第２ギヤセットＰＧ２の近傍に第１ブレーキＢＲ１が、第１ギヤセットＰＧ１の近傍に第２ブレーキＢＲ２が配設されている。

また、図１５に示す第５実施形態に係る自動変速機５０においては、入力軸５２と出力軸５３の軸線上に、入力側から、第２ギヤセットＰＧ２、第４ギヤセットＰＧ４、第１ギヤセットＰＧ１、及び、第３ギヤセットＰＧ３が配置されている。

そして、第２ギヤセットＰＧ２と第４ギヤセットＰＧ４との間に、入力側から第１クラッチＣＬ１及び第３クラッチＣＬ３が、第１ギヤセットＰＧ１と第３ギヤセットＰＧ３との間に、第２クラッチＣＬ２３がそれぞれ配設されていると共に、第２ギヤセットＰＧ２の近傍に第１ブレーキＢＲ１が、第３ギヤセットＰＧ３の近傍に第２ブレーキＢ２が配設されている。

また、図１６に示す第６実施形態に係る自動変速機６０においては、入力軸６２と出力軸６３の軸線上に、入力側から、第２ギヤセットＰＧ２、第４ギヤセットＰＧ４、第３ギヤセットＰＧ３、及び、第１ギヤセットＰＧ１が配置されている。

そして、第２ギヤセットＰＧ２と第４ギヤセットＰＧ４との間に、入力側から第１クラッチＣＬ１及び第３クラッチＣＬ３が、第３ギヤセットＰＧ３と第１ギヤセットＰＧ１との間に第２クラッチＣＬ２がそれぞれ配設されていると共に、第２ギヤセットＰＧ２の近傍に第１ブレーキＢＲ１が配設され、第１ギヤセットＰＧ１の近傍に第２ブレーキＢＲ１が配設されている。

また、図１７に示す第７実施形態に係る自動変速機７０においては、入力軸７２と出力軸７３の軸線上に、入力側から、第３ギヤセットＰＧ３、第２ギヤセットＰＧ２、第１ギヤセットＰＧ１、及び、第４ギヤセットＰＧ４が配置されている。

そして、第３ギヤセットＰＧ３と第２ギヤセットＰＧ２との間に第２クラッチＣＬ２が、第２ギヤセットＰＧ２と第１ギヤセットＰＧ１との間に、入力側から第１クラッチＣＬ１及び第３クラッチＣＬ３がそれぞれ配設されていると共に、第３ギヤセットＰＧ３の近傍に第１ブレーキＢＲ１が、第１ギヤセットＰＧ１の近傍に第２ブレーキＢＲ２がそれぞれ配設されている。

また、図１８に示す第８実施形態に係る自動変速機８０においては、入力軸８２と出力軸８３の軸線上に、入力側から、第３ギヤセットＰＧ３、第２ギヤセットＰＧ２、第４ギヤセットＰＧ４、及び、第１ギヤセットＰＧ１が配置されている。

そして、第３ギヤセットＰＧ３と第２ギヤセットＰＧ２との間に第２クラッチＣＬ２が、第２ギヤセットＰＧ２と第４ギヤセットＰＧ４との間に、入力側から第１クラッチＣＬ１及び第３クラッチＣＬ３がそれぞれ配設されていると共に、第３ギヤセットＰＧ３の近傍に第１ブレーキＢＲ１が、第１ギヤセットＰＧ１の近傍に第２ブレーキＢＲ２がそれぞれ配設されている。

以上のように、第２〜第８実施形態に係る自動変速機２０〜８０は、第１実施形態のものを含めて、入力軸と出力軸の軸線上における第１〜第４ギヤセットＰＧ１〜ＰＧ４の並びの順番や、各摩擦締結要素ＣＬ１〜ＣＬ３、ＢＲ１、ＢＲ２の配設位置がそれぞれ異なっているが、その他の構成、即ち、各ギヤセットＰＧ１〜ＰＧ４における回転要素、即ちサンギヤ、リングギヤ及びキャリヤの連結関係や、ブレーキによって変速機ケースとの間で断接され、或いはクラッチによって互いに断接される回転要素の関係は、全て第１実施形態と同様である。

即ち、第２〜第８実施形態に係る自動変速機２０〜８０においても、第１サンギヤＳ１と第３リングギヤＲ３、第１リングギヤＲ１と第４リングギヤＲ４、第２サンギヤＳ２と第４キャリヤＣ４、及び、第２リングギヤＲ２と第３キャリヤＣ３とがそれぞれ常時連結されていると共に、入力軸２２〜８２と第２サンギヤＳ２及び第４キャリヤＣ４とが常時連結され、出力軸２３〜８３と第１リングギヤＲ１及び第４リングギヤＲ４とが常時連結されている。

また、第１クラッチＣＬ１は、第２キャリヤＣ２と第３サンギヤＳ３との間に配設されて、これらを断接するようになっており、第２クラッチＣＬ２は、第３サンギヤＳ３と第３リングギヤＲ３との間に配設されて、これらを断接するようになっており、第３クラッチＣＬ３は、第３サンギヤＳ３と第４サンギヤＳ４との間に配設されて、これらを断接するようになっている。

さらに、第１ブレーキＢＲ１は、変速機ケース２１〜８１と第２キャリヤＣ２との間に配設されて、これらを断接するようになっており、第２ブレーキＢＲ２は、変速機ケース２１〜８１と第１キャリヤＣ１との間に配設されて、これらを断接するようになっている。

したがって、いずれの実施形態に係る自動変速機２０〜８０においても、図２に示す締結表に従って３つの摩擦締結要素が選択的に締結されることにより、第１実施形態に係る自動変速機１０と同様に、前進８段と後退段とが形成されると共に、６速が直結段となる。

ここで、第１〜第４ギヤセットＰＧ１〜ＰＧ４の各ギヤの歯数を例えば図１９に示すように設定すれば、各変速段の減速比及び前進の隣接変速段間のギヤステップは図２０に示すようになる。

このギヤステップの配分を、図２１により、前述の特許文献２に記載された直結段が５速の自動変速機のものと比較すると、特許文献２のものは、１速の減速比を相対的に大きくした結果、１−２速間のギヤステップが他の変速段間に比べて極端に大きくなっており、これに対して、本発明の実施形態に係る自動変速機１０〜８０では、各変速段間のギヤステップは、１．１から１．５の狭い範囲内に収まり、極めて均等化されたギヤステップの配分が実現される。

なお、以上の第１〜第８実施形態に係る自動変速機１０〜８０は、入、出力軸が同一軸線上に配置されたフロントエンジン・リヤドライブ車用等の縦置き式のものであるが、ギヤセットや摩擦締結要素に関する同一の構成で、フロントエンジン・フロントドライブ車用等の横置き式の自動変速機を構成することも可能である。

これを第１実施形態の自動変速機１０を例にとって説明すると、図２２に示すように、横置き式に変更した自動変速機１０’においては、縦置き式の自動変速機１０に対して入力側（駆動源側）が出力側と同じ側（図の右側）とされて、駆動源に連結された入力軸１２’が図の右側から左側に向けて延びて第２サンギヤＳ２と第４キャリヤＣ４とに連結されている。

また、縦置き式自動変速機１０における出力軸１３の代わりに、入力側に出力ギヤ１３’が配置されており、前記出力軸１３と同様、第１、第４リングギヤＲ１、Ｒ４に連結されている。その他の構成は、縦置き式自動変速機１０と全く同じである。

そして、前記出力ギヤ１３’は、図示しないが、カウンタ軸上のギヤを介して、当該自動変速機１０’と一体化されたデファレンシャル機構の入力ギヤに連結されており、この出力ギヤ１３’から入力ギヤまでのギヤ列で終減速機が構成されている。

以上の点は、縦置き式の第２〜第８実施形態に係る自動変速機２０〜８０ついても同様であり、これらの自動変速機２０〜８０についても、同様にして、横置き式の自動変速機に変換することができる。

以上のように本発明によれば、直結段を６速に設定することができると共に、各変速段間のギヤステップを適切に設定することができる前進８段の自動変速機が実現され、車両用自動変速機ないし車両の製造技術分野において好適に利用される可能性がある。

１０〜８０、１０’ 自動変速機
１１〜８１、１１’ 変速機ケース
１２〜８２入力軸
１３〜８３出力軸
１３’ 出力ギヤ
ＰＧ１〜ＰＧ４第１〜第４プラネタリギヤセット
Ｓ１〜Ｓ４サンギヤ
Ｒ１〜Ｒ４リングギヤ
Ｃ１〜Ｃ４キャリヤ
ＣＬ１〜ＣＬ３第１〜第３クラッチ
ＢＲ１、ＢＲ２第１、第２ブレーキ

Claims

変速機ケース内に、
駆動源に連結された入力軸と、
該入力軸と同軸上に配設されてデファレンシャル機構に連結される出力部材と、
第１サンギヤ、第１キャリヤ及び第１リングギヤを有するダブルピニオン型の第１プラネタリギヤセットと、
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ダブルピニオン型の第２プラネタリギヤセットと、
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シングルピニオン型の第３プラネタリギヤセットと、
第４サンギヤ、第４キャリヤ及び第４リングギヤを有するシングルピニオン型の第４プラネタリギヤセットと、
第１、第２、第３クラッチと、
第１、第２ブレーキと、
を備えた自動変速機であって、
前記入力軸と前記第２サンギヤと前記第４キャリヤとが常時連結され、
前記出力部材と前記第１リングギヤと前記第４リングギヤとが常時連結され、
前記第１サンギヤと前記第３リングギヤとが常時連結され、
前記第２リングギヤと前記第３キャリヤとが常時連結され、
前記第１クラッチは、前記第２キャリヤと前記第３サンギヤとの間を断接し、
前記第２クラッチは、前記第３サンギヤと前記第３リングギヤとの間を断接し、
前記第３クラッチは、前記第３サンギヤと前記第４サンギヤとの間を断接し、
前記第１ブレーキは、前記第２キャリヤと前記変速機ケースとの間を断接し、
前記第２ブレーキは、前記第１キャリヤと前記変速機ケースとの間を断接し、
前記第１、第２、第３クラッチが締結され、かつ、前記第１、第２ブレーキが解放されたときに、減速比１の６速が形成されることを特徴とする自動変速機。
第１、第２、第３クラッチ及び第１、第２ブレーキのうち、
前記第２クラッチ、前記第１ブレーキ及び前記第２ブレーキが締結されたときに１速が形成され、
前記第１クラッチ、前記第１ブレーキ及び前記第２ブレーキが締結されたときに２速が形成され、
前記第１クラッチ、前記第２クラッチ及び前記第２ブレーキが締結されたときに３速が形成され、
前記第１クラッチ、前記第３クラッチ及び前記第２ブレーキが締結されたときに４速が形成され、
前記第２クラッチ、前記第３クラッチ及び前記第２ブレーキが締結されたときに５速が形成され、
前記第２クラッチ、前記第３クラッチ及び前記第１ブレーキが締結されたときに７速が形成され、
前記第１クラッチ、前記第３クラッチ及び前記第１ブレーキが締結されたときに８速が形成され、
前記第３クラッチ、前記第１ブレーキ及び前記第２ブレーキが締結されたときに後退速が形成されることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機。