JP6593042B2 - 車両用自動変速機 - Google Patents
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Description
本発明の車両用自動変速機の第1実施形態は、種々の構成が考えられるが、先ず、それらを包括した構成を示す図1のレバーダイアグラムを参照して説明する。この車両用自動変速機1は、入力軸N、出力軸T、シングルピ二オン式又はダブルピ二オン式の第1、第2、第3、第4プラネタリ機構P1,P2,P3,P4を備える。第1、第2、第3、第4プラネタリ機構P1,P2,P3,P4は、入力軸Nに沿って順不同に配置される。なお、第1、第2、第3、第4プラネタリ機構P1,P2,P3,P4は、入力軸Nの軸線に直角な方向に向かって順不同に配置、すなわち入力軸Nの軸線に順不同に平行に配置することも可能である。
そして、車両用自動変速機1は、7つの係合要素(第1、第2、第3、第4クラッチCL1,CL2,CL3,CL4及び第1、第2、第3ブレーキB1,B2,B3)を備える。この車両用自動変速機1は、上記7つの係合要素のうち、3つの係合要素を係合することによって11個の前進変速段及び5個の後進変速段を形成する。
第3プラネタリ機構P3の第2要素N32は、第5連結部材J5を介して第4プラネタリ機構P4の第2要素N42と連結している。第3プラネタリ機構P3の第3要素N33は、第6連結部材J6を介して第4プラネタリ機構P4の第1要素N41と連結している。
第4プラネタリ機構P4の第1要素P41は、第2ブレーキB2により固定部材Kとの連結を選択可能である。第4プラネタリ機構P4の第2要素N42は、出力軸Tと連結している。第4プラネタリ機構P4の第3要素N43は、第3ブレーキB3により固定部材Kとの連結を選択可能である。
次に、図1に示す第1実施形態の車両用自動変速機1の第1具体例の概略構成について図2を参照して説明する。なお、図2においては、図1に示す車両用自動変速機1の構成部材と同一の構成部材は同一番号を付す。
第2プラネタリ機構P2は、回転軸線Lと同軸に回転可能に支承された第2サンギヤS2、第2リングギヤR2、及び第2サンギヤS2と第2リングギヤR2とに噛合する第2ピ二オンQ2を支承する第2キャリアC2で構成される。
第3プラネタリ機構P3は、回転軸線Lと同軸に回転可能に支承された第3サンギヤS3、第3リングギヤR3、及び第3サンギヤS3と第3リングギヤR3とに噛合する第3ピ二オンQ3を支承する第3キャリアC3で構成される。
第4プラネタリ機構P4は、回転軸線Lと同軸に回転可能に支承された第4サンギヤS4、第4リングギヤR4、及び第4サンギヤS4と第4リングギヤR4とに噛合する第4ピ二オンQ4を支承する第4キャリアC4で構成される。
第1連結部材J1は、第1クラッチCL1と第2クラッチCL2とを連結する。第2連結部材J2は、第1リングギヤR1と第3サンギヤS3とを連結する。第3連結部材J3は、第2サンギヤS2と第3リングギヤR3とを連結する。第4連結部材J4は、第2リングギヤR2と第1連結部材J1とを連結する。第5連結部材J5は、第4キャリアC4と出力軸Tとを連結する。第6連結部材J6は、第3リングギヤR3と第4サンギヤS4とを連結する。
入力軸Nは、第1リングギヤR1の外側を通って軸線方向に延在する入力軸連結部材U1を介して第1キャリアC1に連結されている。
出力軸Tは、出力軸連結部材U2を介して第3キャリアC3に連結されている。
第2ブレーキB2は、第2ブレーキ連結部材V2及び第3連結部材J3を介して連結されている第2サンギヤS2の回転、第2ブレーキ連結部材V2に連結されている第3リングギヤR3の回転、並びに第2ブレーキ連結部材V2及び第6連結部材J6を介して連結されている第4サンギヤS4の回転を、第2ブレーキ連結部材V2を介して制動する。
第3ブレーキB3は、第3ブレーキ連結部材V3に連結されている第4リングギヤR4の回転を、第3ブレーキ連結部材V3を介して制動する。
第2クラッチCL2の一方は、第1ブレーキ連結部材V1に連結された第2クラッチ連結部材W2を介して第1サンギヤS1に連結され、第2クラッチCL2の他方は、第4連結部材J4に連結された第1連結部材J1に連結される。第2クラッチCL2は、第2リングギヤR2と第1サンギヤS1とを係脱可能に連結する。
第4クラッチCL4の一方は、第4クラッチ連結部材W41を介して第3キャリアC3に連結され、第4クラッチCL4の他方は、第4クラッチ連結部材W42を介して第3クラッチ連結部材W31に連結される。第4クラッチCL4は、第3キャリアC3と第2キャリアC2とを係脱可能に連結する。
Ns=(1+1/ρ)・Nc−1/ρ・Nr・・・(1)
しかし、本実施形態の車両用自動変速機11では、図4に示すように後進第5段Rev.5形成時に、第1ブレーキB1、第2クラッチCL2及び第4クラッチCL4を係合状態にして第1サンギヤS1及び第2リングギヤR2を固定することにより、第2キャリアC2に逆回転駆動力を作り出す。この逆回転駆動力は、第2キャリアC2から第3キャリアC3を介して出力軸Tに出力される。
第2サンギヤS2、第3リングギヤR3及び第4サンギヤS4は、同一回転で第3キャリアC3の回転(出力回転)よりも高速回転となる。しかし、第2サンギヤS2の回転速度比は、第4プラネタリ機構P4に着目して算出すると、第4リングギヤR4が固定され、第4キャリアC4が出力回転であるので、ギヤ比ρ4(=第4サンギヤS4の歯数/第4リングギヤR4の歯数)の逆数+1と、出力回転速度比とを積算した値h2となるため、従来の車両用自動変速機40の第2サンギヤS42の回転速度比Hbのような高速回転に達することはない。よって、車両用自動変速機11では、後進第4段Rev.4形成時、第2クラッチCL2及び第1ブレーキB1の急激な温度上昇等の発生を防止できる。
第3サンギヤS3及び第1リングギヤR1は、同一回転で回転し、第1サンギヤS1は、高速回転となる。しかし、第1サンギヤS1の回転速度比は、第1プラネタリ機構P1に着目して算出すると、第1リングギヤR1の回転速度比が1より小さいが0より大きく、第1キャリアC1が入力回転であるので、ギヤ比λ1(=第1サンギヤS1の歯数/第1リングギヤR1の歯数)の逆数+1と、入力回転速度比とを積算した値h5となるため、従来の車両用自動変速機40の第2サンギヤS42の回転速度比Hbのような高速回転に達することはない。よって、車両用自動変速機11では、後進第1段Rev.1形成時、第2クラッチCL2及び第1ブレーキB1の急激な温度上昇等の発生を防止できる。
次に、図1に示す第1実施形態の車両用自動変速機1の第2具体例の概略構成について図2に対応させて示す図11を参照して説明する。なお、図11においては、図2に示す車両用自動変速機11の構成部材と同一の構成部材は同一番号を付して詳細な説明を省略する。この車両用自動変速機12は、入力軸Nを第1プラネタリ機構P1の内径側から連結している点で第1具体例の車両用自動変速機11と異なる構成となっている。すなわち、入力軸Nは、第1サンギヤS1の内側を通って軸線方向に延在する入力軸連結部材U1を介して第1キャリアC1に連結されている。このような構成の車両用自動変速機12においても、第1具体例の車両用自動変速機11と同様の効果を得ることができる。
次に、図1に示す第1実施形態の車両用自動変速機1の第3具体例の概略構成について図2に対応させて示す図12を参照して説明する。なお、図12においては、図2に示す車両用自動変速機11の構成部材と同一の構成部材は同一番号を付して詳細な説明を省略する。この車両用自動変速機13は、第2プラネタリ機構P2と第3プラネタリ機構P3とを入れ替えた点で第1具体例の車両用自動変速機11と異なる構成となっている。すなわち、車両用自動変速機13は、入力側(図1の左側)から出力側(図1の右側)に向かって軸方向に、第1プラネタリ機構P1、第3プラネタリ機構P3、第2プラネタリ機構P2、第4プラネタリ機構P4の順に並設した構成となっている。そして、入力軸Nは、第1サンギヤS1の内側を通って軸線方向に延在する入力軸連結部材U1を介して第1キャリアC1に連結されている。このような構成の車両用自動変速機13においても、第1具体例の車両用自動変速機11と同様の効果を得ることができる。
次に、図1に示す第1実施形態の車両用自動変速機1の第4具体例の概略構成について図2に対応させて示す図13を参照して説明する。なお、図13においては、図2に示す車両用自動変速機11の構成部材と同一の構成部材は同一番号を付して詳細な説明を省略する。この車両用自動変速機14は、第1プラネタリ機構P1と第2プラネタリ機構P2とを入れ替えた点、及び入力軸Nと出力軸Tを同一方向に配置した点で第1具体例の車両用自動変速機11と異なる構成となっている。すなわち、車両用自動変速機14は、入力側(図1の左側)から出力側(図1の右側)に向かって軸方向に、第2プラネタリ機構P2、第1プラネタリ機構P1、第3プラネタリ機構P3、第4プラネタリ機構P4の順に並設した構成となっている。そして、出力側から伸びる入力軸Nは、第4、第3サンギヤS4,S3の内側を通って軸線方向に延在する入力軸連結部材U1を介して第1キャリアC1に連結されている。このような構成の車両用自動変速機14においても、第1具体例の車両用自動変速機11と同様の効果を得ることができる。
次に、図1に示す第1実施形態の車両用自動変速機1の第5具体例の概略構成について図2に対応させて示す図14を参照して説明する。なお、図14においては、図2に示す車両用自動変速機11の構成部と同一の構成部は同一番号を付して詳細な説明を省略する。この車両用自動変速機15は、シングルピ二オン式の第2プラネタリ機構P2をダブルピ二オン式の第2プラネタリ機構P2に変更した点で図2に示す車両用自動変速機11と異なる構成となっている。
この第5具体例においては、ダブルピニオン式の第2プラネタリ機構P2を用いているため、第2プラネタリ機構P2の各要素は、第2サンギヤS2が本発明の「第1要素」に相当し、第2リングギヤR2が本発明の「第2要素」に相当し、第2キャリアC2が本発明の「第3要素」に相当する。
なお、ダブルピニオン式の第2プラネタリ機構P2を用いた場合、第2プラネタリ機構P2の各要素を、第2キャリアC2を本発明の「第1要素」、第2リングギヤR2を本発明の「第2要素」、第2サンギヤS2を本発明の「第3要素」となるように構成してもよい。
本発明の車両用自動変速機の第2実施形態の具体例を、図2に対応させて示す図15を参照して説明する。なお、図15においては、図2に示す車両用自動変速機11の構成部材と同一の構成部材は同一番号を付して詳細な説明を省略する。この車両用自動変速機21は、図2の車両用自動変速機11において、第5クラッチCL5を追加し、連結部材、クラッチ、ブレーキの繋ぎは概略据え置いた構成である。
以上のように構成された第2実施形態の車両用自動変速機21においては、第1実施形態の車両用自動変速機11〜15と同様に第1〜第5クラッチCL1〜CL5、第1、第2、第3ブレーキB1,B2,B3を選択的に作動して第1〜第4プラネタリ機構P1〜P4の要素の回転を規制することにより、前進12段、後進5段の変速段を成立することができる。そして、第2実施形態の車両用自動変速機21においても、第1実施形態の車両用自動変速機11〜15と同様の効果を得ることができる。
第1実施形態(第1〜第5具体例を含む)の車両用自動変速機1(11,12,13,14,15)は、第1要素N11,N21,N31,N41、第2要素N12,N22,N32,N42及び第3要素N13,N23,N33,N43をそれぞれ有する第1プラネタリ機構P1、第2プラネタリ機構P2、第3プラネタリ機構P3及び第4プラネタリ機構P4と、第1プラネタリ機構P1の第2要素N12と連結する入力軸Nと、第4プラネタリ機構P4の第2要素N42と連結する出力軸Tと、第1クラッチCL1、第2クラッチCL2、第3クラッチCL3及び第4クラッチCL4並びに第1ブレーキB1、第2ブレーキB2及び第3ブレーキB3の7つの係合要素と、第1クラッチCL1と第2クラッチCL2とを連結する第1連結部材J1と、第1プラネタリ機構P1の第3要素N13と第3プラネタリ機構P3の第1要素N31とを連結する第2連結部材J2と、第2プラネタリ機構P2の第1要素N21と第3プラネタリ機構P3の第3要素N33とを連結する第3連結部材J3と、第2プラネタリ機構P2の第3要素N23と第1連結部材J1とを連結する第4連結部材J4と、第3プラネタリ機構P3の第2要素N32と第4プラネタリ機構P4の第2要素N42とを連結する第5連結部材J5と、第3プラネタリ機構P3の第3要素N33と第4プラネタリ機構P4の第1要素N41とを連結する第6連結部材J6と、を備える。
また、第1プラネタリ機構P1、第2プラネタリ機構P2、第3プラネタリ機構P3及び第4プラネタリ機構P4は、入力軸Nの軸線に直角な方向に向かって順不同に配置される。これにより、回転軸線L方向にコンパクトな車両用自動変速機1(11,12,13,14,15)の構成の自由度が高まる。
Claims (4)
- 第1要素、第2要素及び第3要素をそれぞれ有する第1プラネタリ機構、第2プラネタリ機構、第3プラネタリ機構及び第4プラネタリ機構と、
前記第1プラネタリ機構の第2要素と連結する入力軸と、
前記第4プラネタリ機構の第2要素と連結する出力軸と、
第1クラッチ、第2クラッチ、第3クラッチ及び第4クラッチ並びに第1ブレーキ、第2ブレーキ及び第3ブレーキの7つの係合要素と、
前記第1クラッチと前記第2クラッチとを連結する第1連結部材と、
前記第1プラネタリ機構の第3要素と前記第3プラネタリ機構の第1要素とを連結する第2連結部材と、
前記第2プラネタリ機構の第1要素と前記第3プラネタリ機構の第3要素とを連結する第3連結部材と、
前記第2プラネタリ機構の第3要素と前記第1連結部材とを連結する第4連結部材と、
前記第3プラネタリ機構の第2要素と前記第4プラネタリ機構の第2要素とを連結する第5連結部材と、
前記第3プラネタリ機構の第3要素と前記第4プラネタリ機構の第1要素とを連結する第6連結部材と、
を備え、
前記第1ブレーキは、前記第1プラネタリ機構の第1要素を固定部材に対し係脱可能に固定し、
前記第2ブレーキは、前記第4プラネタリ機構の第1要素を前記固定部材に対し係脱可能に固定し、
前記第3ブレーキは、前記第4プラネタリ機構の第3要素を前記固定部材に対し係脱可能に固定し、
前記第1クラッチは、前記第1プラネタリ機構の第2要素と前記第1連結部材とを係脱可能な係合により連結し、
前記第2クラッチは、前記第1プラネタリ機構の第1要素と前記第1連結部材とを係脱可能な係合により連結し、
前記第3クラッチは、前記第2プラネタリ機構の第2要素と前記第2連結部材とを係脱可能な係合により連結し、
前記第4クラッチは、前記第2プラネタリ機構の第2要素と前記第3プラネタリ機構の第2要素とを係脱可能な係合により連結し、
前記7つの係合要素のうちの3つの係合要素を係合することにより、前進11段速及び後進5段速を形成する車両用自動変速機であって、
後進第1段形成時、
前記第3ブレーキは、前記第4プラネタリ機構の第3要素を前記固定部材に対し係合により固定し、
前記第1クラッチは、前記第1プラネタリ機構の第2要素と前記第1連結部材とを係合により連結し、
前記第3クラッチは、前記第2プラネタリ機構の第2要素と前記第2連結部材とを係合により連結し、
後進第2段形成時、
前記第3ブレーキは、前記第4プラネタリ機構の第3要素を前記固定部材に対し係合により固定し、
前記第2クラッチは、前記第1プラネタリ機構の第1要素と前記第1連結部材とを係合により連結し、
前記第3クラッチは、前記第2プラネタリ機構の第2要素と前記第2連結部材とを係合により連結し、
後進第3段形成時、
前記第3ブレーキは、前記第4プラネタリ機構の第3要素を前記固定部材に対し係合により固定し、
前記第1クラッチは、前記第1プラネタリ機構の第2要素と前記第1連結部材とを係合により連結し、
前記第2クラッチは、前記第1プラネタリ機構の第1要素と前記第1連結部材とを係合により連結し、
後進第4段形成時、
前記第3ブレーキは、前記第4プラネタリ機構の第3要素を前記固定部材に対し係合により固定し、
前記第2クラッチは、前記第1プラネタリ機構の第1要素と前記第1連結部材とを係合により連結し、
前記第4クラッチは、前記第2プラネタリ機構の第2要素と前記第3プラネタリ機構の第2要素とを係合により連結し、
後進第5段形成時、
前記第1ブレーキは、前記第1プラネタリ機構の第1要素と前記固定部材とを係合により固定し、
前記第2クラッチは、前記第1プラネタリ機構の第1要素と前記第1連結部材とを係合により連結し、
前記第4クラッチは、前記第2プラネタリ機構の第2要素と前記第3プラネタリ機構の第2要素とを係合により連結する、車両用自動変速機。 - 前記第1プラネタリ機構、前記第2プラネタリ機構、前記第3プラネタリ機構及び前記第4プラネタリ機構は、シングルピ二オン式プラネタリ機構であり、
前記第1プラネタリ機構、前記第2プラネタリ機構、前記第3プラネタリ機構及び前記第4プラネタリ機構の各第1要素はサンギヤであり、各第2要素はキャリアであり、各第3要素はリングギヤである、請求項1に記載の車両用自動変速機。 - 前記第1プラネタリ機構、前記第3プラネタリ機構及び前記第4プラネタリ機構は、シングルピ二オン式プラネタリ機構であり、
前記第2プラネタリ機構は、ダブルピ二オン式プラネタリ機構であり、
前記第1プラネタリ機構の第1要素、前記第2プラネタリ機構の第3要素、前記第3プラネタリ機構の第1要素及び前記第4プラネタリ機構の第1要素は、サンギヤであり、
前記第1プラネタリ機構の第2要素、前記第2プラネタリ機構の第1要素、前記第3プラネタリ機構の第2要素及び前記第4プラネタリ機構の第2要素は、キャリアであり、
前記第1プラネタリ機構の第3要素、前記第2プラネタリ機構の第2要素、前記第3プラネタリ機構の第3要素及び前記第4プラネタリ機構の第3要素は、リングギヤである、請求項1に記載の車両用自動変速機。 - 前記車両用自動変速機は、
前記第2プラネタリ機構を一体回転させることができ、前記第2プラネタリ機構の第1要素と前記第2プラネタリ機構の第2要素、前記第2プラネタリ機構の第2要素と前記第2プラネタリ機構の第3要素、前記第2プラネタリ機構の第1要素と前記第2プラネタリ機構の第3要素の何れかを係脱可能に係合する第5クラッチを備え、
追加の前進変速段形成時、
前記第1ブレーキは、前記第1プラネタリ機構の第1要素と前記固定部材とを係合により固定し、
前記第1クラッチは、前記第1プラネタリ機構の第2要素と前記第1連結部材とを係合により連結し、
前記第5クラッチは、前記第2プラネタリ機構の第2要素と前記第2プラネタリ機構の第3要素とを係合により連結する、請求項1〜3の何れか一項に記載の車両用自動変速機。
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