JPH01141256A - 自動変速機のパワートレーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、前進５段の変速段を得る自動変速機のパワー
トレーンに関する。

（従来の技術） 従来、３速自動変速機が高速時の省エネルギの必要性か
らオーバードライブ（０／Ｄ）付の４速自動変速機とな
ってきた。

これは、通常３組のプラネタリ−ギヤセットで構成され
、２組のプラネタリ−ギヤセットによるものも一部にあ
る。

最近、更に性能向上が望まれ（特に、低ギヤ位置での加
速性向上等）、５速自動変速機の出現が期待されている
。

この５速自動変速機の例としては、例えば、特開昭６２
−９３５４６号公報の第７図に記載されているものがあ
るが、これはラビニヨー型プラネタリ−ギヤセット（２
組のプラネタリ−ギヤセットに相当）の主変速機に１組
のプラネタリ−ギヤセットによる副変速機を追加した構
成となっている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来装置にあっては、主変速
機と副変速機とを合わせて合計３組のプラネタリ−ギヤ
セットにより構成されているものである為、コンパクト
性に欠けると共に１重量大、コスト大、ギヤノイズ大と
なってしまうという問題点があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述のような問題点を解決することを目的と
してなされたもので、この目的達成のために本発明では
、第１サンギヤと第１リングギヤとこれら両方に噛み合
う第１ピニオンと該ピニオンを回転自在に支持する第１
ピニオンキヤリアを有する第１プラネタリ−ギヤセット
と、第２サンギヤと第１リングギヤとこれら両方に噛み
合う第２ピニオンと該ピニオンを回転自在に支持する第
２ピニオンキヤリアを有する第２プラネタリ−ギヤセッ
トとのシングルピニオンタイプのプラネタリ−ギヤセッ
ト２つが入力軸と出力軸との間に配設され、クラッチや
ブレーキ等の変速要素の作動組合わせにより多段の変速
段を得るようにした自動変速機のパワートレーンにおい
て、第１ピニオンギヤと第２ピニオンギヤを互いに噛み
合わせると共に、第１．第２の両ピニオンキャリアを結
合して一体化し、入力軸に対しては、第１サンギヤとピ
ニオンキャリアとを第１及び第２のクラッチを介して結
合、解放可能に設け、ケースに対しては、第１リングギ
ヤと第２サンギヤとを第１及び第２のブレーキを介して
静止、解放可能に設けると共に、ワンウェイクラッチを
介してピニオンキャリアを一方向に回転が阻止され他方
向に回転可能に設け、前記第２リングギヤを出力軸に接
続した事を特徴とする手段とした。

（作　用） ■速時には、第１のクラッチのみを作動させて入力軸と
第１サンギヤを結合すれば、ワンウェイクラッチにより
ピニオンキャリアの反時計方向の回転を阻止しながら、
入力軸→第１ピニオン→第２ピニオン→第２リングギヤ
→出力軸へと経過して動力が伝達され、出力軸からは減
速ギヤ比の大きなｌ速の変速段が得られる。

２速時には、第１のクラッチと第１のブレーキを作動さ
せ、入力軸と第１サンギヤを結合すると共に第１リング
ギヤなケースに静止させると、入力軸→第１と二オン→
第２ピニオン→第２リングギヤ→出力軸へと経過して動
力が伝達され、出力軸からはｌ速よりも減速ギヤ比の小
さな２速の変速段が得られる。

３速時には、第１のクラッチと第２のブレーキを作動さ
せ、入力軸と第１サンギヤを結合すると共に第２サンギ
ヤを静止させると、入力軸→第１ピニオン→第２ピニオ
ン→第２リングギヤ→出力軸へと経過して動力が伝達さ
れ、出力軸からは２速よりも減速ギヤ比の小さな３速の
変速段が得られる。

４速時には、第１のクラッチと第２のクラッチを作動さ
せ、入力軸と第１サンギヤを結合すると共に入力軸とと
二オンキャリアを結合すると、入力軸→（第１サンギヤ
→第１ピニオン）→ピニオンキャリア→第２ピニオン→
第２リングギヤ→出力軸へと経過して動力が伝達され、
出力軸からはギヤ比ｌの４速の変速段が得られる。

５速時には、第２のクラッチと第２のブレーキを作動さ
せ、入力軸とピニオンキャリアを結合させると共に第２
サンギヤをケースの静止させると、入力軸→ピニオンキ
ャリアー第２と二オン→第２リングギヤ→出力軸へと経
過して動力が伝達され、出力軸からはギヤ比１以下の増
速による５速の変速段が得られる。

従って、コンパクト性１重量、コスト、ギヤノイズの面
で好ましい２組のプラネタリ−ギヤセットのみによるギ
ヤトレーンでありながら、オーバードライブを含む前進
５速の変速段を得ることが出来る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。

実施例の自動変速機のパワートレーン１１は、ＦＲ車仕
様であって、軸対称の下半部を省略したスケルトンによ
る第１図に示すように、ギヤトレーンとして、入力軸Ｉ
と図外の出力軸に動力を伝達する出力ギヤ０゜との間に
配設されたフロントプラネタリ−ギヤセット（第１プラ
ネタリ−ギヤセット）ＦＰ及びリヤプラネタリ−ギヤセ
ット（第２プラネタリ−ギヤセット）ＲＰを備えている
。

また、変速要素として、フォワードクラッチ（第１のク
ラッチ＞　Ｃ，、ハイクラッチ（第２のクラッチ）Ｃ，
、リバースクラッチＣＲ，第１ブレーキＢ１．第２ブレ
ーキ（第１のブレーキ）Ｂ２．第３ブレーキ（第２のブ
レーキ）Ｂ３．第１ワンウェイクラッチＯＷＣ，を備え
、前記変速要素の作動組合わせにより前進５段、後退１
段（又は２段）の変速段を得るようにしている。

前記フロントプラネタリ−ギヤセットＦＰは、シングル
ピニオンタイプであり、第１サンギヤＳ１．第１ピニオ
ンＰ３．第１リングギヤＲ，を有する。

前記リヤプラネタリ−ギヤセットＲＰは、シングルピニ
オンタイプであり、第２サンギヤｓ２゜第２ピニオンＰ
２．第２リングギヤＲ２を有する。

そして、第３図〜第５図に示すように、両プラネタリー
ギヤセットＦＰ、ＲＰは、結合して一体化したピニオン
キャリアＰＣを有すると共に、該ピニオンキャリアＰｃ
位置において両プラネタリーギヤセットＦＰ、ＲＰの第
１ピニオンＰ、と第２ピニオンＰ２とを互いに噛み合わ
せている。

尚、フロントプラネタリ−ギヤセットＦＰの第１リング
ギヤＲ２の内径がりャブラネタリーギャセットＲＰの第
２ピニオンＰ２の外接円径より大で、且つ、フロントプ
ラネタリ−ギヤセットＦＰの第１サンギヤＳ１の外径が
りャブラネタリーギヤセットＲＰの第２ピニオンＰ２の
内接円径より小の場合、第６図に示すように、第１ピニ
オンＰ１を短く、第２ピニオンＰ２を長くすることで両
ピニオンｐ、、ｐ２の噛み合い部をフロントプラネタリ
−ギヤセットＦＰ内で行なうことが出来、第３図の場合
（ピニオンキャリアＰＣの位置での噛み合い構造）に比
べてさらにギヤトレーンの長さを短縮出来る。

次に、前記ギヤトレーンの各回転要素（サンギヤ、リン
グギヤ、ピニオンキャリア）と、前記各変速要素との組
合わせを述べる。

図示しないトルクコンバータ出力部に連結された入力軸
■は、フォワードクラッチＣＦを介して第１サンギヤＳ
、に、ハイクラッチＣＨを介してピニオンキャリアＰ。

に、リヤクラッチＣＲを介して第２サンギヤＳ２に結合
、解放可能に連結されている。

ピニオンキャリアＰＣと第１リングギヤＲ１と第２サン
ギヤＳ２とは、ケースＫに対し夫々第１ブレーキＢ１．
第２ブレーキＢ２．第３ブレーキＢ３を介して静止、解
放可能に設けられている。尚、第１ブレーキＢ１には並
列に第１ワンウエイクラツチＯＷＣ、が設けられる。

第２リングギヤＲ２には出方ギヤｏ６が直接接続される
。

次に、作用を説明する。

まず、各レンジでの前記各変速要素の作動状態は、第２
図に示すようになり、図中○印は締結または作動を示し
、ｘ印は非作動を示す。

（イ）Ｄ（ドライブ）レンジ時 ＤＩ連速時は、フォワードクラッチＣＦのみを作動させ
て入力軸■と第１サンギヤｓｌを結合すれば、第１ワン
ウエイクラツチＯＷＣ、によりピニオンキャリアＰｃの
反時計方向の回転を阻止しながら、入力軸Ｉ→第１サン
ギヤｓ１→第１ピニオンＰ、→第２ピニオンＰ２→第２
リングギヤＲ２→出力ギャＯＧへと経過して動力が伝達
される。

この時、拘束条件としてピニオンキャリアＰｃが第１ワ
ンウエイクラツチＯＷＣ冒こより反時計方向の回転を阻
止されている為、第２ピニオンＰ２の自転を受けて第２
リングギヤＲ２が減速状態で時計方向に回転する。

従って、第２リングギヤＲ２に接続された出力ギヤ０゜
からは、減速ギヤ比の大きなｌ速の変速段が得られる。

Ｄ２２速には、フォワードクラッチＣＦと第２ブレーキ
Ｂ２を作動させ、入力軸Ｉと第１サンギヤＳ、を結合す
ると共に第１リングギヤＲ１をケースＫに静止させると
、入力軸■→第１サンギヤＳ１→第１ピニオンＰ１→第
２ピニオンＰ２→第２リングギヤＲ２→出力ギャＯ（Ｉ
へと経過して動力が伝達される。

この時、拘束条件として第１リングギヤＲ１がケースＫ
に静止している為、第１と二オンＰ、が自転と共に第１
リングギヤＲ冒こ沿って正転方向に公転する。

従って、第２リングギヤＲ２に接続された出力ギヤＯ０
からは、ｌ速よりも減速ギヤ比の小さな２速の変速段が
得られる。

Ｄ３３速には、フォワードクラッチＣＦと第３ブレーキ
Ｂ３を作動させ、入力軸Ｉと第１サンギヤＳ１を結合す
ると共に第２サンギヤＳ２を静止させると、入力軸Ｉ→
第１サンギヤＳ、→第１ピニオンギヤＰＩ→第２ピニオ
ンギヤＰ２→第２リングギヤＲ２→出力ギャ０．へと経
過して動力が伝達される。

この時、拘束条件として第２サンギヤＳ２が第３ブレー
キＢ３により静止している為、第２ピニオンＰ２が自転
と共に第２サンギヤＳ２に沿って正転方向に公転する。

従って、第２リングギヤＲ２に接続された出力ギヤ０１
ｌＩからは、２速よりも減速ギヤ比の小さな３速の変速
段が得られる。

Ｄ４４速には、フォワードクラッチＣ２とハイクラッチ
Ｃ０を作動させ、入力軸Ｉと第１サンギヤＳ、を結合す
ると共に入力軸ＩとピニオンキャリアＰｃを結合させる
と、入力軸Ｉ→（第１サンギヤＳ１→第１ピニオンＰ１
）→ピニオンキャリアＰｃ→第２ピニオンＰ７→第２リ
ングギヤＲ２−→出力ギャＯＧへと経過して動力が伝達
される。

この時、両ピニオンＰ、、Ｐ、は自転が規制された状態
で入力軸■と一体で公転する。

従って、第２リングギヤＲ２に接続された出力ギヤ０６
からは、ギヤ比ｌの４速の変速段が得られる。

Ｄ５５速には、ハイクラッチＣ□と第３ブレーキＢ３を
作動させ、入力軸■とピニオンキャリアＰＣを結合させ
ると共に第２サンギヤＳ２をケースにの静止させると、
入力軸■→ピニオンキャリアＰｃ→第２ピニオンＰ２→
第２リングギヤＲ２−出力軸へと経過して動力が伝達さ
れる。

この時、拘束条件として第２サンギヤＳ２が第３ブレー
キＢ３により静止している為、第２ピニオンＰ２は第２
サンギヤＳ２に沿って入力軸Ｉと同回転で公転すると共
に自転する。

従って、第２リングギヤＲ２に接続された出力ギヤＯ０
からは、ギヤ比１以下の増速による５速の変速段が得ら
れる。

尚、車輪から出力ギヤ０゜を介してトルクの入力がある
エンジンブレーキ＠（エンブレ域）では、第２図に示す
ように、第１ワンウエイクラツチＯＷＣ、の代わりに第
１ブレーキＢ１を作動させて、空転防止によるエンジン
ブレーキの作動確保が図られる。

（ロ）Ｒ（リバース）レンジ時 Ｒ１速時には、リバースクラッチＣＲと第１ブレーキＢ
＋を作動させ、入力軸■と第２サンギヤＳ２を結合する
と共にとニオンキャリアＰＣを静止させると、入力軸Ｉ
→第２サンギヤＳ２→第２ピニオンＰ２→第２リングギ
ヤＲ２→出力ギャ０６へと動力が伝達される。

この時、拘束条件としてピニオンキャリアＰｃがケース
Ｋに静止している為、第２ピニオンＰ２の自転のみによ
り第２リングギヤＲ２が逆転方向に減速回転する。

従って、第２リングギヤＲ２に接続された出力ギヤＯ６
からは、逆転減速によるＲ１速の変速段が得られる。

Ｒ２速時には、リバースクラッチＣ７と第２ブレーキＢ
２を作動させ、入力軸■と第２サンギヤＳ２を結合する
と共に第１リングギヤＲ３を静止させると、入力軸Ｉ→
第２サンギヤＳ２→第２ピニオンＰ２→第２リングギヤ
Ｒ２→出力ギャ０゜へと動力が伝達される。

この時、拘束条件として第１リングギヤＲ，がケースＫ
に静止している為、第２ピニオンＰ２の自転に、ピニオ
ンキャリアＰｃの逆転方向の公転が加わって第２リング
ギヤＲ２が逆転方向に減速回転する。

従って、第２リングギヤＲ２に接続された出力ギヤＯ６
からは、Ｒ１速時より逆転減速によるＲ２速の変速段が
得られる。

尚、前記Ｒ１速とＲ２速とは、いずれかを選択しても良
い。

ちなみに、第１サンギヤの歯数Ｚｓ＋＝１２３、第１リ
ングギヤの歯数Ｚ□＝３５、第２サンギヤの歯数Ｚ　ｓ
ｘ＝　１１７、第２リングギヤの歯数Ｚ□＝３９とした
場合には、各変速段では以下に述べるギヤ比となる。

ｉ　ｌ＝３．１５．　　ｉ　ｚ　＝２．１３．　　ｉ　
３＝１．５４ｊ　４　＝１．００．　　ｉ　ｓ　＝０．
７５．　　ｉ　＊ｌ＝　　１．１０ｉ、、＝−３，００ 以上説明してきたように、実施例の自動変速機のパワー
トレーン１１にあっては、コンパクト性１重量、コスト
、ギヤノイズの面で好ましい２組のプラネタリ−ギヤセ
ットＦＰ、ＲＰのみによるギヤトレーンでありながら、
オーバードライブを含む前進５速の変速段を得ることが
出来るという効果が得られる。

以上、実施例を図面に基づいて説明してきたが、具体的
な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本
発明に含まれる。

例えば１周知手法であるが、変速制御を簡素化しながら
変速ショックを低減する為、第７図のパワートレーン丘
及び下記に示す３通りの中から少なくともいずれかを選
択して、クラッチやブレーキと並列にワンウェイクラッ
チ＋クラッチ（またはブレーキ）を設けても良い。

■　入力軸Ｉと第２サンギヤＳ２との間に、リバースク
ラッチＣ１１に並列に、第２ワンウエイクラツチＯＷ　
Ｃ＊及び第４クラツチＣ４を設ける。

■　第２サンギヤＳ２とケースにとの間に、第３ブレー
キＢ、と並列に、第３ワンウエイクラツチ０ＷＣ３及び
第４ブレーキＢ４を設ける。

■　第１リングギヤＲ３とケースにとの間に、第２ブレ
ーキＢ２と並列に、第３ワンウエイクラツチＯＷ　Ｃｓ
及び第５ブレーキＢｓを設ける。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の自動変速機のパワー
トレーンにあっては、プラネタリ−ギヤセットを、シン
グルピニオンタイプの第１プラネタリ−ギヤセットと第
２プラネタリ−ギヤセットにより構成し、且つ、両プラ
ネタリーギヤセットの第１ピニオンと第２ピニオンを互
いに噛み合わせると共に、両ピニオンキャリアを結合し
て一体化し、入力軸に対しては、第１サンギヤとピニオ
ンキャリアとを第１及び第２のクラッチを介して結合、
解放可能に設け、ケースに対しては、第１リングギヤと
第２サンギヤとを第１及び第２のブレーキを介して静止
、解放可能に設けると共に、ワンウェイクラッチを介し
てピニオン　　゛キャリアを設け、前記第２リングギヤ
を出力軸に接続した事を特徴とする手段とした為、コン
パクト性１重量、コスト、ギヤノイズの面で好ましい２
組のプラネタリ−ギヤセットのみによるギヤトレーンで
ありながら、オーバードライブを含む前進５速の変速段
を得ることが出来るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の自動変速機のパワートレーンを
示すスケルトン図、第２図は実施例の自動変速機のパワ
ートレーンでの各変速要素の作動状態を示す作動図、第
３図は実施例のギヤトレーンを示す断面図、第４図は実
施例のギヤトレーンを示す第３図Ａ−Ａ線による断面図
、第５図は実施例のギヤトレーンを示す第３図Ｂ−Ｂ線
による断面図、第６図は他の実施例のギヤトレーンを示
す断面図、第７図は他の実施例のパワートレーンを示す
スケルトン図である。 １１・・・自動変速機のパワートレーン■・・−入力軸 ０６・・・出力ギヤ に−・・ケース Ｆ　Ｐ−・・フロントプラネタリ−ギヤセット（第１プ
ラネタリ−ギヤセット） ＲＰ・・・リヤプラネタリ−ギヤセット（第２プラネタ
リ−ギヤセット） Ｓ、・・・第１サンギヤ Ｐ、・・・第１ピニオン Ｒ１・・・第１リングギヤ Ｓ２・・・第２サンギヤ Ｒ２・−・第２ピニオン Ｒｚ　”・−第２リングギヤ ＰＣ・・・ピニオンキャリア Ｃ、−・・フォワードクラッチ（第１のクラッチ）Ｃｓ
　＝”ハイクラッチ（第２のクラッチ）ＣＲ・・・リバ
ースクラッチ Ｂ　、−・・第１ブレーキ Ｂ　、−・・第２ブレーキ（第１のブレーキ）Ｒ３−・
・第３ブレーキ（第２のブレーキ）ＯＷＣ，−・・第１
ワンウエイクラツチ（ワンウェイクラッチ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）第１サンギヤと第１リングギヤとこれら両方に噛み
   合う第１ピニオンと該ピニオンを回転自在に支持する第
   １ピニオンキャリアを有する第１プラネタリーギヤセッ
   トと、第２サンギヤと第１リングギヤとこれら両方に噛
   み合う第２ピニオンと該ピニオンを回転自在に支持する
   第２ピニオンキャリアを有する第２プラネタリーギヤセ
   ットとのシングルピニオンタイプのプラネタリーギヤセ
   ット２つが入力軸と出力軸との間に配設され、クラッチ
   やブレーキ等の変速要素の作動組合わせにより多段の変
   速段を得るようにした自動変速機のパワートレーンにお
   いて、 第１ピニオンギヤと第２ピニオンギヤを互いに噛み合わ
   せると共に、第１、第２の両ピニオンキャリアを結合し
   て一体化し、 入力軸に対しては、第１サンギヤとピニオンキャリアと
   を第１及び第２のクラッチを介して結合、解放可能に設
   け、 ケースに対しては、第１リングギヤと第２サンギヤとを
   第１及び第２のブレーキを介して静止、解放可能に設け
   ると共に、ワンウェイクラッチを介してピニオンキャリ
   アを一方向に回転が阻止され他方向に回転可能に設け、 前記第２リングギヤを出力軸に接続した事を特徴とする
   自動変速機のパワートレーン。