JPH04254032A - 車両用自動変速装置 - 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】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、前進４段および後進１
段の変速段を備えた車両用自動変速装置に関するもので
ある。 【０００２】 【従来の技術】車両用自動変速機は、一般に、車室のフ
ロア面積や車室の内容積を拡大するなどのために軸方向
寸法が小さいものが望まれており、たとえば特開第６１
−７４９４０号公報に記載されているように、１組の遊
星歯車ユニットを備えた前進３段および後進１段の自動
変速装置が提案されている。これによれば、２組の遊星
歯車ユニットを備えた車両用自動変速装置などに比較し
て、同等の変速段数を備えると同時に、構造が簡単かつ
軸方向寸法が小さくなり、車室のフロア面積や車室の内
容積が得られる特徴がある。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の車両用自動変速装置によれば、前進３段の変速段し
か備えていないため、前進４段の自動変速装置に比較す
ると、車両の燃費やエンジン騒音などの点において多少
性能が劣ることが避けられない。 【０００４】本発明は以上の事情を背景として為された
ものであり、その目的とするところは、構造が簡単かつ
軸方向寸法が小型であり、しかも前進４段の変速段を備
えた車両用自動変速装置を提供することにある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】斯る目的を達成するため
の、本発明の要旨とするところは、（ａ）　互いに平行
な軸線まわりにそれぞれ回転させられる第１軸および第
２軸と、（ｂ）　前記第１軸に連結されたサンギヤと、
そのサンギヤと噛み合う遊星ギヤを回転可能に支持する
キャリヤと、遊星ギヤと噛み合うリングギヤとを備えた
遊星歯車装置と、（ｃ）　前記第１軸とリングギヤとの
間に設けられてそれらの間の動力伝達経路を断接する第
１クラッチ手段と、（ｄ）　前記リングギヤと非回転部
材との間に設けられてリングギヤの回転を阻止する第１
ブレーキ手段と、（ｅ）　前記キャリヤと非回転部材と
の間に設けられてキャリヤの回転を阻止する第２ブレー
キ手段と、（ｆ）　前記リングギヤと第２軸との間に設
けられてそれらの間で動力を伝達する第１伝動手段と、
（ｇ）　前記キャリヤと第２軸との間に設けられてそれ
らの間で前記第１伝動手段よりも高い変速比で動力を伝
達する第２伝動手段と、（ｈ）　前記第１伝動手段によ
る動力伝達経路を断接する第２クラッチ手段と、（ｉ）
　前記第２伝動手段による動力伝達経路を断接する第３
クラッチ手段とを、含むことにある。 【０００６】 【作用】このようにすれば、第３クラッチ手段および第
１ブレーキ手段の作動により前進第１速ギヤ段が得られ
、第２クラッチ手段および第３クラッチ手段の作動によ
り前進第２速ギヤ段が得られ、第１クラッチ手段および
第３クラッチ手段の作動により前進第３速ギヤ段が得ら
れ、第１クラッチ手段および第２クラッチ手段の作動に
より前進第４速ギヤ段が得られ、第２クラッチ手段およ
び第２ブレーキ手段の作動により後進ギヤ段が得られる
。 【０００７】 【発明の効果】したがって、上記のように前進４段の変
速段を備えることができるので、燃費およびエンジン騒
音に関する性能が高められる。しかも、車両用自動変速
装置の軸方向寸法に大きく影響する遊星歯車ユニットを
１組の他には、３個のクラッチ手段および２個のブレー
キ手段からなる摩擦係合装置と、第１伝動手段および第
２伝動手段とを備えて構成されるので、車両用自動変速
装置の構造が簡単かつ軸方向寸法が小型となる。 【０００８】 【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１は、本発明の一実施例の車両用自動
変速機を含むＦＦ式車両用動力伝達装置を示す骨子図で
ある。図において、エンジン１０の動力は、トルクコン
バータ１２、遊星歯車型有段式自動変速機１４、差動歯
車装置１６を経て、図示しない車軸に連結された駆動輪
へ伝達されるようになっている。なお、この骨子図にお
いて、第１軸線１８を中心とする回転体と第２軸線２０
を中心とする回転体とはそれぞれ軸対称であるため、第
１軸線１８の上側部分と第２軸線２０の下側部分とはほ
ぼ省略されている。 【０００９】上記トルクコンバータ１２は、エンジン１
０のクランク軸２２と連結されているポンプ翼車２４と
、上記自動変速機１４の入力軸２６と連結され、ポンプ
翼車２４からのオイルを受けて回転させられるタービン
翼車２８と、一方向クラッチ３０を介して非回転部材で
あるハウジング３２に固定されたステータ翼車３４とを
備え、入出力回転速度比に応じた増幅率でトルクを伝達
するようになっている。また、上記ポンプ翼車２４とタ
ービン翼車２８との間には、たとえば車速、エンジン回
転速度、またはタービン翼車２８の回転速度が所定値以
上になると作動させられて、クランク軸２２と自動変速
機１４の入力軸２６とを直結状態にするロックアップク
ラッチが、必要に応じて設けられる。 【００１０】自動変速機１４は、前記第１軸線１８およ
び第２軸線２０まわりにそれぞれ回転可能に設けられた
互いに平行な入力軸２６および出力軸（カウンタ軸）３
６を備えるとともに、その入力軸２６に連結されたサン
ギヤ４０と、そのサンギヤ４０と噛み合う遊星ギヤ４２
を回転可能に支持するとともに前記第１軸線１８まわり
に回転可能に設けられたキャリヤ４４と、その遊星ギヤ
４２と噛み合うとともに前記第１軸線１８まわりに回転
可能に設けられたリングギヤ４６とを備えた１組の遊星
歯車装置４８を備えている。上記入力軸２６とリングギ
ヤ４６との間には、それらの間の動力伝達経路を断接す
るための第１クラッチＫ１が設けられている。また、上
記リングギヤ４６とハウジング３２との間には、そのリ
ングギヤ４６の回転を阻止するためのバンド形式の第１
ブレーキＢ１が設けられている。また、上記キャリヤ４
４とハウジング３２との間には、そのキャリヤ４４の回
転を阻止するための第２ブレーキＢ２が設けられている
。本実施例では、上記サンギヤ４０の歯数をＺＳ　、上
記リングギヤ４６の歯数をＺＲ　とすると、遊星歯車装
置４８のギヤ比ρ１　は、ＺＳ　／ＺＲ　と定義されて
いる。 【００１１】そして、上記リングギヤ４６には第１カウ
ンタギヤ５０が連結されているとともに、その第１カウ
ンタギヤ５０と噛み合う第２カウンタギヤ５２が第２ク
ラッチＫ２を介して出力軸３６に設けられている。また
、上記キャリヤ４４には第１カウンタギヤ５０よりも小
径の第３カウンタギヤ５４が連結されているとともに、
その第３カウンタギヤ５４と噛み合う第４カウンタギヤ
５６が第３クラッチＫ３を介して出力軸３６に設けられ
ている。これにより、上記第１カウンタギヤ５０および
第２カウンタギヤ５２から成る第１伝動手段５３、或い
は上記第３カウンタギヤ５４および第４カウンタギヤ５
６から成る第２伝動手段５７を介して出力軸３６に動力
が伝達されるようになっている。本実施例では、上記第
１カウンタギヤ５０の歯数をＺ１　、上記第２カウンタ
ギヤ５２の歯数をＺ２　とすると、上記第１伝動手段５
３のギヤ比〔変速比（＝入力側回転速度／出力側回転速
度）と同じ〕ρ２　は、Ｚ２　／Ｚ１　と定義されてい
る。また、上記第３カウンタギヤ５４の歯数をＺ３　、
上記第４カウンタギヤ５６の歯数をＺ４　とすると、上
記第２伝動手段５７のギヤ比ρ３　は、Ｚ４　／Ｚ３　
と定義されている。 【００１２】出力軸３６の軸端に設けられた出力ギヤ６
０は差動歯車装置１６の大径歯車６２と噛み合わされて
いる。差動歯車装置１６は、第１軸線１８および第２軸
線２０と平行な第３軸線６４と直交する軸まわりに回転
可能に支持され且つ大径歯車６２と一体的に回転する一
対の差動小歯車６６と、この差動小歯車６６と噛み合い
且つ一対の車軸６８に連結された一対の差動大歯車７０
とを備えている。したがって、出力ギヤ６０から伝達さ
れた動力は、差動歯車装置１６において左右の車軸６８
へ均等に配分された後、図示しない左右の駆動輪へ伝達
される。 【００１３】以上のように構成された車両用動力伝達装
置の自動変速機１４において、第１速ギヤ段を成立させ
るために、第３クラッチＫ３および第１ブレーキＢ１が
係合させられると、第１ブレーキＢ１の係合によりリン
グギヤ４６の回転が阻止された状態となるので、エンジ
ン１０から入力軸２６へ伝達された動力は、遊星歯車装
置４８のサンギヤ４０へ入力され、キャリヤ４４から第
２伝動手段５７を構成する第３カウンタギヤ５４および
第４カウンタギヤ５６と第３クラッチＫ３とを介して出
力軸３６へ伝動される。これにより、第１速ギヤ段の変
速比γ１　は数式１により表されたものとなる。 【００１４】 【数１】 【００１５】また、第２速ギヤ段を成立させるために、
第２クラッチＫ２および第３クラッチＫ３が係合させら
れると、第２クラッチＫ２の係合によりリングギヤ４６
は遊星ギヤ４２の回転を受け止められる状態となるので
、エンジン１０から入力軸２６へ伝達された動力は、遊
星歯車装置４８のサンギヤ４０へ入力され、キャリヤ４
４から第２伝動手段５７を構成する第３カウンタギヤ５
４および第４カウンタギヤ５６と第３クラッチＫ３とを
介して出力軸３６へ伝動される。これにより、第２速ギ
ヤ段の変速比γ２　は数式２により表されたものとなる
。 【００１６】 γ２　＝〔（１＋ρ１　）／ρ１　〕×ρ３　−ρ２　
／ρ１　【００１７】また、第３速ギヤ段を成立させる
ために、第１クラッチＫ１および第３クラッチＫ３が係
合させられると、第１クラッチＫ１の係合により遊星歯
車装置４８がロック状態とされるので、エンジン１０か
ら入力軸２６へ伝達された動力は、遊星歯車装置４８か
ら第２伝動手段５７を構成する第３カウンタギヤ５４お
よび第４カウンタギヤ５６と第３クラッチＫ３とを介し
て出力軸３６へ伝動される。これにより、第３速ギヤ段
の変速比γ３　は数式３により表されたものとなる。 【００１８】 【数３】 【００１９】そして、第４速ギヤ段を成立させるために
、第１クラッチＫ１および第２クラッチＫ２が係合させ
られると、第１クラッチＫ１の係合により遊星歯車装置
４８がロック状態とされるので、エンジン１０から入力
軸２６へ伝達された動力は、遊星歯車装置４８から第１
伝動手段５３を構成する第１カウンタギヤ５０および第
２カウンタギヤ５２と第２クラッチＫ２とを介して出力
軸３６へ伝動される。これにより、第４速ギヤ段の変速
比γ４　は数式４により表されたものとなる。 【００２０】 【数４】 【００２１】後進ギヤ段を成立させるために、第２クラ
ッチＫ２および第２ブレーキＢ２が係合させられると、
第２ブレーキＢ２の係合によりキャリヤ４４の回転が阻
止されてサンギヤ４０とリングギヤ４６とが反対方向に
回転させられる。このため、エンジン１０から入力軸２
６およびサンギヤ４０へ伝達された動力は、回転方向を
反転させられた後、リングギヤ４６から第１伝動手段５
３を構成する第１カウンタギヤ５０および第２カウンタ
ギヤ５２と第２クラッチＫ２とを介して出力軸３６へ伝
動される。これにより、後進ギヤ段の変速比γＲ　は数
式５により表されたものとなる。 【００２２】 【数５】 【００２３】図２は、本実施例における摩擦係合装置、
すなわち第１クラッチＫ１、第２クラッチＫ２、第３ク
ラッチＫ３、第１ブレーキＢ１、および第２ブレーキＢ
２の作動状態と、その作動の組み合わせにより得られる
自動変速機１４のギヤ段との関係を示す作動図表であり
、図表中の変速比γは、ρ１　＝０．５　、ρ２　＝０
．７５、ρ３　＝１．０であるときの値をそれぞれ示し
ている。なお、図２において、○印は係合状態を示し、
×印は非係合状態を示している。 【００２４】上述のように、本実施例の自動変速機１４
においては、前進４段の変速段が備えられているので、
車両の燃費およびエンジン騒音に関する性能が好適に高
められるのである。また、自動変速機１４の軸方向寸法
に大きく影響する遊星歯車ユニットとして１組の遊星歯
車装置４８の他には、３個のクラッチおよび２個のブレ
ーキからなる摩擦係合装置と、第１伝動手段５３および
第２伝動手段５７とを備えて構成されるので、自動変速
機１４の構造が簡単となり、しかも軸方向寸法が小型と
なるのである。 【００２５】また、本実施例によれば、使用頻度の高い
第３速ギヤ段および第４速ギヤ段において、第１クラッ
チＫ１の係合により遊星歯車装置４８が直結状態とされ
るので、その遊星歯車装置４８における噛み合い損失が
なく、高い伝動効率が得られる利点がある。 【００２６】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の説明において前述の実施例と共通する部分に
は同一の符号を付して説明を省略する。図３の実施例は
、図１に示す実施例に比較して、第１ブレーキＢ１が摩
擦板形式とされているのに加えて、互いに直列に連結さ
れた第３ブレーキＢ３と一方向クラッチＦ１とが、その
第１ブレーキＢ１と並列となる状態で、リングギヤ４６
とハウジング３２との間に設けられている。 【００２７】本実施例においては、第１速ギヤ段を成立
させる際には、第３クラッチＫ３を係合させるのに加え
て、第３ブレーキＢ３が係合させられる。これにより、
車両の正トルク走行においては一方向クラッチＦ１によ
りリングギヤ４６の回転が阻止されるので、第１速ギヤ
段の変速比γ１　が得られる。このとき、負トルク走行
においてはリングギヤ４６の回転が許容されるので、エ
ンジンブレーキ作用のない惰行走行が得られる。また、
図示しないシフトレバーがＬレンジへ操作されたような
エンジンブレーキ作用の必要とされるモードにおいては
、第１ブレーキＢ１が係合させられて、上記リングギヤ
４６の回転が阻止される。図４は、本実施例における摩
擦係合装置の作動状態と、その作動状態の組合せにより
得られる自動変速機１４のギヤ比との関係を示す作動図
表である。本実施例では、上記第３ブレーキＢ３および
一方向クラッチＦ１が第１ブレーキ手段に対応している
。 なお、図４の◎はエンジンブレーキレンジで係合する状
態を示し、破線丸印は係合するが作用しない状態を示し
ている。 【００２８】本実施例では、前述の実施例と同様な効果
が得られるのに加えて、第１速ギヤ段から第２速ギヤ段
への変速に際して、切換制御が容易となってエンジン１
０の吹き上がりや変速ショックが好適に解消される利点
がある。すなわち、図１の実施例などにおいて、第１速
ギヤ段から第２速ギヤ段への変速に際しては、第１ブレ
ーキＢ１を解放させてから第２クラッチＫ２を係合させ
る必要があるが、油温の変化や制御のばらつきにより、
第１ブレーキＢ１の解放が早過ぎたり或いは第２クラッ
チＫ２の係合が遅過ぎると、エンジン１０が吹き上がり
、また、その後に第２クラッチＫ２が係合させられたと
きにともなって加速ショックが発生する。また、第１ブ
レーキＢ１の解放が遅過ぎたり或いは第２クラッチＫ２
の係合が早過ぎると、駆動系が瞬間的なロック状態とな
って減速ショックが発生する。しかし、本実施例によれ
ば、第３ブレーキＢ３の解放に拘わらず第２クラッチＫ
２の係合によって一方向クラッチＦ１が自動的に解放状
態となり第２ギヤ段が成立するので、油温の変化や係合
解放制御のばらつきによる不都合が解消されるのである
。 【００２９】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明したが、本発明はその他の態様においても適用され
る。たとえば、前述の図１の実施例の摩擦係合装置にお
いては、第１クラッチ手段、第２クラッチ手段、第３ク
ラッチ手段、第１ブレーキ手段、第２ブレーキ手段に対
応して、単純に構成された第１クラッチＫ１、第２クラ
ッチＫ２、第３クラッチＫ３、第１ブレーキＢ１、第２
ブレーキＢ２がそれぞれ用いられているが、それらは、
１または２以上の一方向クラッチを含んで複合的に構成
されたものでもよいのである。要するに、所定のギヤ段
を成立させるためのクラッチ機能あるいはブレーキ機能
を供えたものであればよいのである。 【００３０】また、上記の第１クラッチＫ１、第２クラ
ッチＫ２、第３クラッチＫ３、第１ブレーキＢ１、第２
ブレーキＢ２の配設位置は、図１または図３に示す位置
には何等限定されず、他の位置であってもよいのである
。 【００３１】また、前述の実施例の自動変速機１４は、
ＦＦ式車両用の動力伝達装置に適用されていたが、ＦＲ
式車両用の動力伝達装置であっても差し支えない。 【００３２】また、前述の実施例において、第２クラッ
チＫ２および第３クラッチＫ３は、出力軸３６側に設け
られていたが、入力軸２６側に設けられていてもよい。 要するに、第１伝動手段５３および第２伝動手段５７の
動力伝達経路が断接するように設けられていればよいの
である。 【００３３】また、第１伝動手段５３および第２伝動手
段５７から差動歯車装置１６へ到る動力伝達経路には、
他の動力伝達要素が介挿されても差し支えない。 【００３４】また、前述の図１および図３の実施例の第
１伝動手段５３は第１カウンタギヤ５０および第２カウ
ンタギヤ５２から構成されていたが、その第１伝動手段
５３は、リングギヤ４６に連結されたプーリと出力軸３
６に連結されたプーリとに巻き掛けられた伝動ベルトや
、リングギヤ４６に連結されたスプロケットと出力軸３
６に連結されたスプロケットとに巻き掛けられた伝動チ
ェーンから構成されてもよい。また、第２伝動手段５７
も上記と同様である。 【００３５】なお、上述したのはあくまでも本発明の一
実施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例が適用された車両の動力伝達
装置の構成を示す骨子図である。

【図２】図１の実施例における各摩擦係合装置の作動状
態と、その作動の組合せにより得られる自動変速機のギ
ヤ段との関係を示す作動図表である。

【図３】本発明の他の実施例における図１に相当する図
である。

【図４】図３の実施例における図２に相当する図である
。

【符号の説明】

２６　　入力軸（第１軸） ３２　　ハウジング（非回転部材） ３６　　出力軸（第２軸） ４０　　サンギヤ ４２　　遊星ギヤ ４４　　キャリヤ ４６　　リングギヤ ４８　　遊星歯車装置 ５３　　第１伝動手段 ５７　　第２伝動手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　互いに平行な軸線まわりにそれぞれ回
   転させられる第１軸および第２軸と、前記第１軸に連結
   されたサンギヤと、該サンギヤと噛み合う遊星ギヤを回
   転可能に支持するキャリヤと、該遊星ギヤと噛み合うリ
   ングギヤとを備えた遊星歯車装置と、前記第１軸とリン
   グギヤとの間に設けられてそれらの間の動力伝達経路を
   断接する第１クラッチ手段と、前記リングギヤと非回転
   部材との間に設けられて該リングギヤの回転を阻止する
   第１ブレーキ手段と、前記キャリヤと非回転部材との間
   に設けられて該キャリヤの回転を阻止する第２ブレーキ
   手段と、前記リングギヤと第２軸との間に設けられてそ
   れらの間で動力を伝達する第１伝動手段と、前記キャリ
   ヤと第２軸との間に設けられてそれらの間で前記第１伝
   動手段よりも高い変速比で動力を伝達する第２伝動手段
   と、前記第１伝動手段による動力伝達経路を断接する第
   ２クラッチ手段と、前記第２伝動手段による動力伝達経
   路を断接する第３クラッチ手段と、を、含むことを特徴
   とする車両用自動変速装置