JP6064851B2 - 自動変速機 - Google Patents

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。

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（下段の減速比／上段の減速比）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１４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、軸心が車幅方向に延びる横置き式とされ、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。

その際、変速動作が迅速に行われるような構成部品のレイアウト、具体的には、変速機構の入力側の慣性質量を低減し、変速動作中のイナーシャフェーズ期間の短縮を図るため、変速段の多段化に伴う入力軸寸法の増大が抑制されるように構成部品をレイアウトすることが求められる。

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８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、これを実現したのである。特に、この自動変速機を、入力軸の慣性質量を低減して自動変速機としての変速応答性を向上させつつ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、
前記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リングギヤ及び第１キャリ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リングギヤ及び第２キャリヤを有するシングルピニオン型の第２プラネタリギヤセットと、
第３サンギヤ、第３リングギヤ及び第３キャリ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リングギヤ及び第４キャリヤを有するダブルピニオン型の第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、
を備えた横置き式の自動変速機であって、
前記入力軸と前記第１サンギヤとが常時連結され、
前記出力部材と前記第３キャリヤとが常時連結され、
前記第１リングギヤと前記第３リングギヤとが常時連結され、
前記第１キャリヤと前記第４サンギヤとが常時連結され、
前記第２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２キャリヤと前記第３サンギヤとが常時連結され、
前記第１クラッチは、前記第１キャリヤと前記第３キャリヤ及び前記出力部材との間を断接し、
前記第２クラッチは、前記第４キャリヤと前記第１リングギヤ及び前記第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４キャリヤと前記第２キャリヤ及び前記第３サンギヤとの間を断接し、
前記第１ブレーキは、前記第２サンギ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２リングギヤ及び前記第４リングギ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、前記第１、第２ブレーキが解放されたときに、減速比１の８速が形成され、かつ、
前記第１、第２、第３、第４プラネタリギヤセットのうち、前記入力軸が常時連結された第１サンギヤを有する第１プラネタリギヤセットが最も駆動源側に配設されている、
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、
前記第１、第２、第３クラッチ及び前記第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２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５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６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２クラッチ及び前記第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。

さらに、請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、
前記第１クラッチは、前記第１プラネタリギヤセットの前記駆動源側に配設され、
前記第２クラッチ及び前記第３クラッチは、前記第１プラネタリギヤセットと前記第２プラネタリギヤセットの間において前記駆動源側から前記第２クラッチ及び前記第３クラッチの順に配設されている、
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横置き式の前進８段の自動変速機において、直結段を８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回避し、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。

さらに、第１、第２、第３、第４プラネタリギヤセットのうち、入力軸が常時連結された第１サンギヤを有する第１プラネタリギヤセットが最も駆動源側に配設されることにより、入力軸の慣性質量を低減して、自動変速機としての変速応答性を向上させることができる。

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、１〜７速、及び後退速についても、適切な減速比が実現される。

さらに、請求項３に記載の発明によれば、第１クラッチは、第１プラネタリギヤセットの駆動源側に配設され、第２及び第３クラッチは、第１プラネタリギヤセットと第２プラネタリギヤセットの間に配設されることにより、クラッチを最も駆動源側に配設される第１プラネタリギヤセットのさらに駆動源側に配設しなければならない場合でも、１つのクラッチだけであるので、入力軸の軸長の延長ないし変速応答性の悪化が抑制される。

本発明の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。 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１２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１３のギヤステップを比較例と共に図示したグラフである。 本実施形態の変形例に係る自動変速機の骨子図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る自動変速機１０の構成を示す骨子図である。この自動変速機１０は、入力側（駆動源側）が出力側と同じ側であるフロントエンジン・フロントドライブ車用等の横置き式の自動変速機であって、変速機ケース１１内に、駆動源（不図示）に連結された入力軸１２と該入力軸１２の軸心上に配置された出力部材としての出力ギヤ１３とを有し、出力ギヤ１３は、変速機ケース１１の中間壁１１ａに設けられた反駆動源側に突出するボス部１１ｂに支持されている。

なお、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。

変速機ケース１１内にはまた、中間壁１１の反駆動源側において、入力軸１２の軸心上に、図の右側の入力側から、ダブルピニオン型の第１プラネタリギヤセット（以下、単に「第１ギヤセット」という）ＰＧ１と、シングルピニオン型の第２プラネタリギヤセット（以下、単に「第２ギヤセット」という）ＰＧ２と、シングルピニオン型の第３プラネタリギヤセット（以下、単に「第３ギヤセット」という）ＰＧ３と、ダブルピニオン型の第４プラネタリギヤセット（以下、単に「第４ギヤセット」という）ＰＧ４とが配設されている。

また、第１ギヤセットＰＧ１の入力側には第１クラッチＣＬ１が配設され、第１ギヤセットＰＧ１と第２ギヤセットＰＧ２の間には、入力側から第２及び第３クラッチＣＬ２、ＣＬ３が配設されている。そして、第４ギヤセットの近傍に、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４ギヤセットＰＧ１、ＰＧ４は、第１、第４サンギヤＳ１、Ｓ４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４リングギヤＲ１、Ｒ４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４キャリヤＣ１、Ｃ４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２、第３ギヤセットＰＧ２、ＰＧ３は、第２、第３サンギヤＳ２、Ｓ３と第２、第３リングギヤＲ２、Ｒ３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２、第３キャリヤＣ２、Ｃ３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リングギヤＲ１と第３リングギヤＲ３、前記第１キャリヤＣ１と第４サンギヤＳ４、前記第２リングギヤＲ２と前記第４リングギヤＲ４、及び、前記第２キャリヤＣ２と第３サンギヤＳ３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１サンギヤＳ１に常時連結され、前記出力ギヤ１３は、第３キャリヤＣ３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１キャリヤＣ１と第３キャリヤＣ３及び出力ギヤ１３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４キャリヤＣ４と第１リングギヤＲ１及び前記第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４キャリヤＣ４と第２キャリヤＣ２及び第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サンギヤＳ２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２リングギヤＲ２及び第４リングギヤＲ４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、以上の構成により、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って前進の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、ＰＧ４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ＰＧ２、ＰＧ３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１サンギヤＳ１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キャリヤＣ１又は第３キャリヤＣ３ないし出力ギヤ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、まず、第４キャリヤＣ４と、常時連結された第１、第３リングギヤＲ１、Ｒ３とが連結されて、これらが同一回転すると共に、第２、第４リングギヤＲ２、Ｒ４及び第２サンギヤＳ２の回転速度が「０」となる。また、第２ギヤセットＰＧ２において第２サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ２の回転速度が「０」となることにより、第２ギヤセットＰＧ２の全体が固定されて、第２キャリヤＣ２及びこれに常時連結された第３サンギヤＳ３の回転速度も「０」となる。

そして、これらの条件と、第１キャリヤＣ１と第４サンギヤＳ４とが常時連結されていることから、第１サンギヤＳ１の回転速度「１」に対する第３キャリヤＣ３の回転速度が決定し、この回転速度が出力回転速度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４キャリヤＣ４と、常時連結された第１、第３リングギヤＲ１、Ｒ３とが連結されて、これらが同一回転し、また、第２キャリヤＣ２と第４キャリヤＣ４とが連結され、これらと第２キャリヤＣ２に常時連結された第３サンギヤＳ３とが同一回転し、その結果、第３サンギヤＳ３及び第３リングギヤＲ３がいずれも第４キャリヤＣ４と同一回転することになって、第３ギヤセットＰＧ３が一体化し、第３キャリヤＣ３もこれらと同一回転する。

そして、第２、第４リングギヤＲ２、Ｒ４の回転速度が「０」とされると共に、第１キャリヤＣ１と第４サンギヤＳ４とが常時連結されていることから、第１サンギヤＳ１の回転速度「１」に対して、同一回転する前記各回転要素の回転速度が決定し、この回転速度が出力回転速度Ｎ２として第３キャリヤＣ３から出力される。

次に、３速では、図５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、まず、第２、第４リングギヤＲ２、Ｒ４及び第２サンギヤＳ２の回転速度が「０」とされ、第２ギヤセットＰＧ２は全体が固定されて、第２キャリヤＣ２の回転速度及びこれに連結された第４キャリヤＣ４の回転速度も「０」となる。したがって、第４ギヤセットＰＧ４も全体が固定され、第４サンギヤＳ４の回転速度も「０」となる。

さらに、第２、第４ギヤセットＰＧ２、ＰＧ４の全体が固定されることにより、第４サンギヤＳ４に常時連結された第１キャリヤＣ１、及び、第２キャリヤＣ２に常時連結された第３サンギヤＳ３の回転速度も「０」となる。

そして、これらの条件と、第１リングギヤＲ１と第３リングギヤＲ３とが常時連結されていることとにより、第１サンギヤＳ１の入力回転速度「１」に対する第３キャリヤＣ３の回転速度が決定し、この回転速度が出力回転速度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と第３キャリヤＣ３とが連結され、これらと第１キャリヤＣ１に常時連結された第４サンギヤＳ４とが同一回転し、また、第４キャリヤＣ４と第２キャリヤＣ２とが連結され、これらと第２キャリヤＣ２に常時連結された第３サンギヤＳ３とが同一回転する。そして、第２リングギヤＲ２及び第４リングギヤＲ４の回転速度が「０」となる。

これらの条件と、第１リングギヤＲ１と第３リングギヤＲ３とが常時連結されていることから、第１サンギヤＳ１への入力回転速度「１」に対する第３キャリヤＣ３の回転速度が決定し、この回転速度が出力回転速度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、まず、第２、第４リングギヤＲ２、Ｒ４及び第２サンギヤＳ２の回転速度が「０」となって、第２ギヤセットＰＧ２の全体が固定され、第２キャリヤＣ２及びこれに常時連結された第３サンギヤＳ３の回転速度も「０」となる。また、第１キャリヤＣ１と第３キャリヤＣ３とが連結されて同一回転する。

そして、これらの条件と、第１リングギヤＲ１と第３リングギヤＲ３とが常時連結されて同一回転することとから、第１サンギヤＳ１への入力回転速度「１」に対する第３キャリヤＣ３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３クラッチＣＬ１、ＣＬ３と、第１ブレーキＢＲ１とが締結されるから、まず、第１キャリヤＣ１と第３キャリヤＣ３とが連結され、これらと第１キャリヤＣ１に常時連結された第４サンギヤＳ４とが同一回転し、また、第４キャリヤＣ４と第２キャリヤＣ２とが連結され、これらと第２キャリヤＣ２に常時連結された第３サンギヤＳ３とが同一回転する。そして、第２サンギヤＳ２の回転速度が「０」となる。

これらの条件と、第１、第３リングギヤＲ１、Ｒ３が常時連結されていること、及び、第２、第４リングギヤＲ２、Ｒ４が常時連結されていることから、第１サンギヤＳ１への入力回転速度「１」に対する第３キャリヤＣ３の回転速度が決定し、この回転速度が出力回転速度Ｎ６となる。

次に、７速では、図９に示すように、第１、第２クラッチＣＬ１、ＣＬ２と、第１ブレーキＢＲ１とが締結されるから、まず、第１キャリヤＣ１と第３キャリヤＣ３とが連結され、これらと第１キャリヤＣ１に常時連結された第４サンギヤＳ４とが同一回転し、また、第４キャリヤＣ４と、常時連結された第１リングギヤＲ１及び第３リングギヤＲ３とが連結されて、これらが同一回転する。そして、第２サンギヤＳ２の回転速度が「０」となる。

これらの条件と、第２、第４リングギヤＲ２、Ｒ４が常時連結されていること、及び、第２キャリヤＣ２と第３サンギヤＳ３とが常時連結されていることとから、第１サンギヤＳ１への入力回転速度「１」に対する第３キャリヤＣ３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、第２、第３クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３が締結されるから、第１キャリヤＣ１と第３キャリヤＣ３とが連結され、これらと第１キャリヤＣ１に常時連結された第４サンギヤＳ４とが同一回転し、また、第４キャリヤＣ４と、常時連結された第１リングギヤＲ１及び第３リングギヤＲ３とが連結されて、これらが同一回転する。さらに、第４キャリヤＣ４と第２キャリヤＣ２とが連結され、これらと第２キャリヤＣ２に常時連結された第２サンギヤＳ２とが同一回転する。

そのため、第３ギヤセットＰＧ３において、第３サンギヤＳ３と第３リングギヤＲ３とが第４キャリヤＣ４と同一回転することになって、第３ギヤセットＰＧ３が一体化し、第３キャリヤＣ３もこれらと同一回転し、これに連結された第１キャリヤＣ１も同一回転する。

したがって、第１ギヤセットＰＧ１において、第１キャリヤＣ１と第１リングギヤＲ１も前記各回転要素と同一回転し、第１ギヤセットＰＧ１も一体化する。その結果、第１サンギヤＳ１への入力回転速度「１」に対して、第１キャリヤＣ１及びこれに連結された第３キャリヤＣ３の回転速度も「１」となり、この回転速度が出力回転速度Ｎ８となる。つまり、８速が減速比「１」の直結段となる。

なお、このとき、第２、第４ギヤセットＰＧ２、ＰＧ４も第１、第３ギヤセットＰＧ１、ＰＧ３と同一回転速度で一体回転し、第１〜第４ギヤセットＰＧ１〜ＰＧ４の全てが、入力回転速度「１」で一体回転することになる。

さらに、後退速では、図１１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１キャリヤＣ１と第３キャリヤＣ３とが連結され、これらと第１キャリヤＣ１に常時連結された第４サンギヤＳ４とが同一回転し、また、第４キャリヤＣ４と、常時連結された第１リングギヤＲ１及び第３リングギヤＲ３とが連結されて、これらが同一回転する。

そして、第１、第４ギヤセットＰＧ１、ＰＧ４において、第１サンギヤＳ１の回転速度が「１」、第４リングギヤＲ４の回転速度が「０」の条件から、同一回転する第１キャリヤＣ１及び第４サンギヤＳ４の回転速度が決定され、この回転速度が負の値の出力回転速度Ｎｒとなる。

以上のようにして、図２に示す５つの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、Ｎ８＝１となるから、前進８段、後退段１段で、８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、直結段が例えば５速の自動変速機に比べて減速段の数が多くなり、全般的に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。

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１２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１３に示すようになる。

このギヤステップの配分を、図１４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では、各変速段間のギヤステップは、１．１から１．４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。

前述した自動変速機１０はまた、第１、第２、第３、第４ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３、ＰＧ４のうち、入力軸１２が常時連結された第１サンギヤＳ１を有する第１ギヤセットＰＧ１が最も駆動源側に配設されることにより、入力軸１２の慣性質量を低減して、自動変速機としての変速応答性を向上させることができる。

自動変速機１０ではまた、第１クラッチＣＬ１は、第１ギヤセットＰＧ１の駆動源側に配設され、第２及び第３クラッチＣＬ２、ＣＬ３は、第１ギヤセットＰＧ１と第２ギヤセットＰＧ２の間に配設されることにより、クラッチを最も駆動源側に配設される第１ギヤセットＰＧ１のさらに駆動源側に配設しなければならない場合でも、１つのクラッチだけであるので、入力軸１２の軸長の延長ないし変速応答性の悪化が抑制される。

なお、本実施形態に係る自動変速機１０は、変速機ケース１１に設けられた中間壁１１ａの反駆動源側に出力ギヤ１３が配置されているが、変速機ケース１１に設けられた中間壁の駆動源側に出力ギヤを配置するように構成することも可能である。

図１５に示すように、出力ギヤを変速機ケースの中間壁の駆動側に配置した自動変速機１０’においては、自動変速機１０に対して出力ギヤ１３’が変速機ケース１１の中間壁１１ａ’の駆動源側に配置されて、変速機ケース１１の中間壁１１ａ’に設けられた駆動源側に突出するボス部１１ｂ’に支持されている。

出力ギヤ１３’を変速機ケース１１の中間壁１１ａの駆動源側に配置した自動変速機１０’においても、出力ギヤ１３’は、ボス部１１ｂ’の内部を通じて第３ギヤセットＰＧ３の第３キャリヤＣ３に常時連結されると共に、第１クラッチＣＬ１によって第１キャリヤＣ１と断接される。その他の構成は、自動変速機１０と全く同じである。

そして、前記出力ギヤ１３’においても、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。

以上のように本発明によれば、直結段を８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、１０’ 自動変速機
１１ 変速機ケース
１２ 入力軸
１３、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 (3)

1. 変速機ケース内に、
   駆動源に連結された入力軸と、
   前記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リングギヤ及び第１キャリ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リングギヤ及び第２キャリヤを有するシングルピニオン型の第２プラネタリギヤセットと、
   第３サンギヤ、第３リングギヤ及び第３キャリ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リングギヤ及び第４キャリヤを有するダブルピニオン型の第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、
   を備えた横置き式の自動変速機であって、
   前記入力軸と前記第１サンギヤとが常時連結され、
   前記出力部材と前記第３キャリヤとが常時連結され、
   前記第１リングギヤと前記第３リングギヤとが常時連結され、
   前記第１キャリヤと前記第４サンギヤとが常時連結され、
   前記第２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２キャリヤと前記第３サンギヤとが常時連結され、
   前記第１クラッチは、前記第１キャリヤと前記第３キャリヤ及び前記出力部材との間を断接し、
   前記第２クラッチは、前記第４キャリヤと前記第１リングギヤ及び前記第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４キャリヤと前記第２キャリヤ及び前記第３サンギヤとの間を断接し、
   前記第１ブレーキは、前記第２サンギ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２リングギヤ及び前記第４リングギ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、前記第１、第２ブレーキが解放されたときに、減速比１の８速が形成され、かつ、
   前記第１、第２、第３、第４プラネタリギヤセットのうち、前記入力軸が常時連結された第１サンギヤを有する第１プラネタリギヤセットが最も駆動源側に配設されている、
   ことを特徴とする自動変速機。
2. 前記第１、第２、第３クラッチ及び前記第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２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５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６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２クラッチ及び前記第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。
3. 前記第１クラッチは、前記第１プラネタリギヤセットの前記駆動源側に配設され、
   前記第２クラッチ及び前記第３クラッチは、前記第１プラネタリギヤセットと前記第２プラネタリギヤセットの間において前記駆動源側から前記第２クラッチ及び前記第３クラッチの順に配設されている、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自動変速機。

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