JPWO2013076827A1 - 車両用自動変速機 - Google Patents

Abstract

装置の構成を簡単なものとする車両用自動変速機を提供する。
油圧により係合状態が切り替えられる複数の係合要素である第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２、及び第３ブレーキＢ３を備え、油圧回路６０から供給される油圧に応じた前記複数の係合要素の係合乃至解放の組み合わせに基づいて複数の変速段を選択的に成立させる多段型の車両用自動変速機１０、７０において、前記複数の係合要素のうち、少なくとも１つは前記油圧回路６０からの油圧が供給されない場合に係合させられる常閉型の係合要素であることから、油圧回路６０の構成上の制約が小さくなりオイルポンプを小型化できる。

Description

本発明は、車両用自動変速機に関し、特に、装置の構成を簡単なものとするための改良に関する。

油圧により係合状態が切り替えられる複数の係合要素を備え、油圧回路から供給される油圧に応じた前記複数の係合要素の係合乃至解放の組み合わせに基づいて複数の変速段を選択的に成立させる多段型の車両用自動変速機が知られている。斯かる自動変速機において、前記係合要素としては湿式摩擦材を備えたクラッチ乃至ブレーキが広く用いられてきたが、これらの摩擦材は係合されていない場合における引き摺りの発生による損失が問題とされてきた。更に、前記油圧式係合要素を備えた自動変速機では、発進、停車、エコラン時に多くの油圧を使うことがオイルポンプの大型化を招いたり、電動オイルポンプを設けることを必要とする等、構成上の制約となっていた。そこで、湿式摩擦材の代替として、噛合式係合要素すなわち所謂ドグクラッチ（噛合クラッチ）を用いた自動変速機が提案されている。例えば、特許文献１に記載された自動変速機がそれである。

国際公開第２０１０／１３９５５８号公報 国際公開第２０１０／０１９５５６号公報 特開２０１１−０６９３９６号公報

しかし、前記従来の技術では、湿式摩擦材をドグクラッチに代替することで引き摺りの発生は抑制できるものの、発進、停車、エコラン時に多くの油圧を使う不具合を解消することができず、構成上の制約は依然として残されるものであった。本発明者等は、車両用自動変速機の性能向上を図るべく鋭意研究を継続してきたが、その一成果として本発明を為すに至った。

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、装置の構成を簡単なものとする車両用自動変速機を提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本第１発明の要旨とするところは、油圧により係合状態が切り替えられる複数の係合要素を備え、油圧回路から供給される油圧に応じた前記複数の係合要素の係合乃至解放の組み合わせに基づいて複数の変速段を選択的に成立させる多段型の車両用自動変速機であって、前記複数の係合要素のうち、少なくとも１つは前記油圧回路からの油圧が供給されない場合に係合させられる常閉型の係合要素であることを特徴とするものである。

このように、前記第１発明によれば、油圧により係合状態が切り替えられる複数の係合要素を備え、油圧回路から供給される油圧に応じた前記複数の係合要素の係合乃至解放の組み合わせに基づいて複数の変速段を選択的に成立させる多段型の車両用自動変速機において、前記複数の係合要素のうち、少なくとも１つは前記油圧回路からの油圧が供給されない場合に係合させられる常閉型の係合要素であることから、油圧回路の構成上の制約が小さくなりオイルポンプを小型化できる。すなわち、装置の構成を簡単なものとする車両用自動変速機を提供することができる。

前記第１発明に従属する本第２発明の要旨とするところは、前記常閉型の係合要素は、噛合式の係合要素である。このようにすれば、構成の簡単化に加え、前記油圧回路からの油圧が供給されない場合に係合させられる噛合式の係合要素を少なくとも１つ備えることで、引き摺りの発生を好適に抑制することができる。

前記第１発明又は第２発明に従属する本第３発明の要旨とするところは、前記自動変速機において、前進変速段のうち変速比が最も大きい第１変速段が成立する際に係合させられる複数の係合要素のうち、少なくとも１つは前記常閉型の係合要素である。このようにすれば、構成が簡単であり且つ実用的な態様の自動変速機を提供することができる。更に、エンジン始動時のガレージショックが低減できる。

前記第１発明又は第２発明に従属する本第４発明の要旨とするところは、前記自動変速機において、後進変速段が成立する際に係合させられる複数の係合要素のうち、少なくとも１つは前記常閉型の係合要素である。このようにすれば、構成が簡単であり且つ実用的な態様の自動変速機を提供することができる。

前記第３発明に従属する本第５発明の要旨とするところは、前記自動変速機において、前記第１変速段が成立する際に係合させられる複数の係合要素のうち、少なくとも１つは前記油圧回路からの油圧が供給されない場合に解放させられる常開型の係合要素である。このようにすれば、構成が簡単であり且つ実用的な態様の自動変速機を提供することができる。

前記第４発明に従属する本第６発明の要旨とするところは、前記自動変速機において、後進変速段が成立する際に係合させられる複数の係合要素のうち、少なくとも１つは前記油圧回路からの油圧が供給されない場合に解放させられる常開型の係合要素である。このようにすれば、構成が簡単であり且つ実用的な態様の自動変速機を提供することができる。

前記第２発明、第２発明に従属する第３発明、第２発明に従属する第４発明、第２発明に従属する第３発明に従属する第５発明、乃至第２発明に従属する第４発明に従属する第６発明に従属する本第７発明の要旨とするところは、前記常閉型の係合要素として２つの噛合ブレーキを備え、それぞれの噛合ブレーキの係合により非回転部材に固定される回転要素は、前記自動変速機の出力回転部材と直接乃至間接に連結されたものである。このようにすれば、構成が簡単であり且つ実用的な態様の自動変速機を提供することができることに加え、前記油圧回路からの油圧が供給されない状態において、出力回転部材が非回転部材に固定されるため、パーキングロックのための構成が不要になるという利点がある。

本発明が好適に適用される車両用自動変速機の構成を説明する骨子図である。 図１の自動変速機において複数の変速段を選択的に成立させる際の係合要素の作動状態を説明する作動表であり、各係合要素の係合・解放を左欄に、油圧供給の有無を右欄に併せて示している。 図１の自動変速機において、変速段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。 図１の自動変速機に備えられた常閉型の係合要素について説明するために、その自動変速機の一部構成を中心軸を含む平面で切断して示す部分断面図である。 図１の自動変速機に備えられた常閉型の係合要素の作動を概略的に説明する概略断面図であり、その係合要素が係合させられた状態を示している。 図１の自動変速機に備えられた常閉型の係合要素の作動を概略的に説明する概略断面図であり、その係合要素が解放させられた状態を示している。 本発明が好適に適用される他の車両用自動変速機の構成を説明する骨子図である。 図７の自動変速機において複数の変速段を選択的に成立させる際の係合要素の作動状態を説明する作動表であり、各係合要素の係合・解放を左欄に、油圧供給の有無を右欄に併せて示している。 図７の自動変速機に備えられた常閉型の係合要素について説明するために、その自動変速機の一部構成を中心軸を含む平面で切断して示す部分断面図である。

前記常閉型の係合要素は、好適には、係合（相対回転阻止）乃至解放（相対回転許容）の対象となる１対の部材それぞれに対応して、相互に係合させられる爪部を有する１対の係合部材を備え、油圧回路から供給される油圧に応じてそれら１対の係合部材が相対的に移動させられることで係合状態が切り替えられる噛合式係合装置（ドグクラッチ：dog clutch）である。好適には、例えばシリンダと、そのシリンダ内を往復可能に設けられたピストンと、そのピストンを前記爪部の係合方向に付勢するスプリングとを、備え、油圧非供給時はそのスプリングの付勢力によりピストンが爪部を噛み合わせる方向に移動させられて係合させられる一方、油圧供給時にはスプリングの付勢力に抗してピストンが爪部の噛み合いを解除する方向に移動させられて解放される係合装置である。

前記常閉型の係合要素は、好適には、係合により非回転部材に対して回転部材を固定するブレーキであり、更に好適には、噛合式のブレーキである。この常閉型の係合要素は、好適には、前進変速段のうち変速比が最も大きい第１変速段及び後進変速段において係合させられるものである。換言すれば、前記自動変速機は、前進変速段のうち変速比が最も大きい第１変速段及び後進変速段において、少なくとも前記常閉型の係合要素を係合させる。前記常閉型の係合要素は、摩擦係合装置であってもよく、斯かる態様においても本発明の一応の効果を奏する。

前記自動変速機は、好適には、入力回転部材と出力回転部材との間を断接する入力クラッチ（発進クラッチ）を備え、その入力クラッチ及び前記常閉型の係合要素の係合により前進変速段のうち変速比が最も大きい第１変速段を成立させるものである。この入力クラッチは、好適には、油圧回路からの油圧が供給されない場合に解放させられる常開型の係合要素であり、更に好適には、多板クラッチ等の油圧式摩擦係合装置である。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明が好適に適用される車両用自動変速機１０の構成を説明する骨子図である。この図１に示すように、本実施例の自動変速機１０は、ＦＦ車両等に好適に用いられる横置き型の装置であり、シングルピニオン型の第１遊星歯車装置１２を主体として構成されている第１変速部１４と、ダブルピニオン型の第２遊星歯車装置１６及びシングルピニオン型の第３遊星歯車装置１８を主体として構成されている第２変速部２０とを同軸線上に有し、入力軸２２の回転を変速して出力回転部材２４から出力する。上記入力軸２２は入力回転部材に相当するものであり、本実施例では車両の動力を発生させるための内燃機関であるエンジン２８によって回転駆動されるトルクコンバータ３０のタービン軸である。上記出力回転部材２４は上記自動変速機１０の出力部材に相当するものであり、図示しない差動歯車装置に動力を伝達するためにそのデフドリブンギヤ（大径歯車）と噛み合う出力歯車すなわちデフドライブギヤとして機能している。上記エンジン２８の出力は、トルクコンバータ３０、自動変速機１０、差動歯車装置、及び駆動軸としての１対の車軸を介して１対の駆動輪（前輪）へ伝達されるようになっている。この自動変速機１０は中心線に対して略対称的に構成されており、図１ではその中心線の下半分が省略されている。以下の説明において同じである。

上記エンジン２８は、走行用の駆動力を発生させる駆動源（主動力源）であり、燃料の燃焼によって車両の駆動力を発生させるガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。上記トルクコンバータ３０は、上記エンジン２８のクランク軸に連結されたポンプ翼車３０ａと、上記自動変速機１０の入力軸２２に連結されたタービン翼車３０ｂと、一方向クラッチを介して上記自動変速機１０のハウジング（変速機ケース）２６に連結されたステータ翼車３０ｃとを備えており、上記エンジン２８により発生させられた動力を上記自動変速機１０へ流体を介して伝達する流体伝動装置である。上記ポンプ翼車３０ａ及びタービン翼車３０ｂの間には、直結クラッチであるロックアップクラッチ３２が設けられており、油圧制御等により係合状態、スリップ状態、或いは解放状態とされるようになっている。このロックアップクラッチ３２が完全係合状態とされることにより、上記ポンプ翼車３０ａ及びタービン翼車３０ｂが一体回転させられる。

前記第１遊星歯車装置１２は、サンギヤＳ１、複数のピニオンギヤＰ１、それらピニオンギヤＰ１を自転及び公転可能に支持するキャリヤＣＡ１、及びピニオンギヤＰ１を介してサンギヤＳ１と噛み合うリングギヤＲ１を備えたシングルピニオン型の遊星歯車装置である。前記第２遊星歯車装置１６及び第３遊星歯車装置１８は、リングギヤＲ２（Ｒ３）及びキャリアＣＡ２（ＣＡ３）が一体的に構成されたラビニヨ型に構成されたものである。前記第２遊星歯車装置１６は、相互に噛み合わされた複数のピニオンギヤＰ２を備えると共に前記キャリアＣＡ２によりそれらピニオンギヤＰ２を自転及び公転可能に支持し、それらピニオンギヤＰ２を介して前記リングギヤＲ２と噛み合うサンギヤＳ２を備えたダブルピニオン型の遊星歯車装置である。前記第３遊星歯車装置１８は、複数のピニオンギヤＰ３を備えると共に前記キャリアＣＡ３によりそれらピニオンギヤＰ３を自転及び公転可能に支持し、それらピニオンギヤＰ３を介して前記リングギヤＲ３と噛み合うサンギヤＳ３を備えたシングルピニオン型の遊星歯車装置である。前記第１遊星歯車装置１２のサンギヤＳ１が前記入力軸２２に連結されている。前記第１遊星歯車装置１２のキャリアＣＡ１と前記第２遊星歯車装置１６のサンギヤＳ２とが一体的に連結されている。前記第２遊星歯車装置１６のキャリアＣＡ２（第３遊星歯車装置１８のキャリアＣＡ３）が前記出力回転部材２４に連結されている。

前記自動変速機１０は、油圧により係合状態が切り替えられる複数の係合要素を備えている。すなわち、前記入力軸２２と前記第３遊星歯車装置１８のサンギヤＳ３との間に、それら入力軸２２及びサンギヤＳ３を選択的に係合させる第１クラッチＣ１が設けられている。前記入力軸２２と前記第２遊星歯車装置１６のリングギヤＲ２（第３遊星歯車装置１８のリングギヤＲ３）との間に、それら入力軸２２及びリングギヤＲ２（Ｒ３）を選択的に係合させる第２クラッチＣ２が設けられている。非回転部材である前記ハウジング２６と前記第１遊星歯車装置１２のキャリアＣＡ１（第２遊星歯車装置１６のサンギヤＳ２）との間に、そのハウジング２６に対してキャリアＣＡ１（サンギヤＳ２）を選択的に係合させる第１ブレーキＢ１が設けられている。前記ハウジング２６と前記第２遊星歯車装置１６のリングギヤＲ２（第３遊星歯車装置１８のリングギヤＲ３）との間に、そのハウジング２６に対してリングギヤＲ２（Ｒ３）を選択的に係合させる第２ブレーキＢ２が設けられている。前記ハウジング２６と前記第１遊星歯車装置１２のリングギヤＲ１との間に、そのハウジング２６に対してリングギヤＲ１を選択的に係合させる第３ブレーキＢ３が設けられている。

図２は、前記自動変速機１０において複数の変速段を選択的に成立させる際の係合要素の作動状態を説明する作動表であり、それぞれの変速段における各係合要素の係合・解放を左欄に示すと共に、各変速段における係合要素への油圧供給の有無を右欄に併せて示している。図２の左欄は、前記自動変速機１０により成立させられる各変速段と第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２、第３ブレーキＢ３（以下、特に区別しない場合は単にクラッチＣ、ブレーキＢという）の作動状態との関係をまとめたものであり、「○」は係合、空欄は解放をそれぞれ表している。前記自動変速機１０に備えられたクラッチＣ、第１ブレーキＢ１、及び第３ブレーキＢ３は、何れも多板式のクラッチやブレーキなど油圧アクチュエータによって係合制御される油圧式摩擦係合装置であり、油圧回路６０（図５等を参照）に備えられたリニアソレノイド弁の励磁、非励磁や電流制御により、係合、解放状態が切り換えられると共に係合、解放時の過渡油圧などが制御されるようになっている。

前記第２ブレーキＢ２は、非回転部材である前記ハウジング２６及び回転部材である前記リングギヤＲ２（Ｒ３）に対応して、相互に係合させられる爪部を有する１対の係合部材を備え、油圧回路６０から供給される油圧に応じてそれら１対の係合部材が相対的に移動させられることで係合状態が切り替えられる噛合式係合装置（ドグクラッチ：dog clutch）である。この第２ブレーキＢ２の作動については、図５及び図６を用いて後述する。図２に示すように、前記自動変速機１０において、前記ハウジング２６に対する前記リングギヤＲ２（Ｒ３）の一方向の回転を許容しつつ逆回転を阻止する一方向クラッチＦ１が前記第２ブレーキＢ２と並列に設けられている。この一方向クラッチＦ１により前記ハウジング２６に対する前記リングギヤＲ２（Ｒ３）の相対回転が阻止される場合には、前記第２ブレーキＢ２は係合されなくともよい。前記一方向クラッチＦ１は必ずしも設けられなくともよい。

図２の右欄では、各係合要素に対する油圧発生（油圧回路６０からの油圧の供給）の有無を示しており、油圧発生が有る場合を「○」で、油圧発生が無い場合を「×」でそれぞれ示している。この図に示すように、前記第２ブレーキＢ２においては、各変速段に対応して係合させられる場合に油圧発生が無く、解放させられる場合に油圧発生が有るものである。すなわち、前記第２ブレーキＢ２は、油圧回路６０からの油圧が供給されない場合に係合させられる一方、油圧が供給される場合に解放させられる常閉型（ノーマリクローズ）の係合要素である。前記クラッチＣ、第１ブレーキＢ１、及び第３ブレーキＢ３においては、各変速段に対応して係合させられる場合に油圧発生が有り、解放させられる場合に油圧発生が無いものである。すなわち、前記クラッチＣ、第１ブレーキＢ１、及び第３ブレーキＢ３は、何れも油圧回路６０からの油圧が供給されない場合に解放させられる一方、油圧が供給される場合に係合させられる常開型（ノーマリオープン）の係合要素である。

前記自動変速機１０では、前記第１変速部１４及び第２変速部２０の各回転要素（サンギヤＳ１〜Ｓ３、キャリアＣＡ１〜ＣＡ３、リングギヤＲ１〜Ｒ３）の連結状態の組み合わせに応じて第１変速段「１ｓｔ」〜第６変速段「６ｔｈ」の６つの前進変速段が成立させられると共に、後進変速段「Ｒ」の後進変速段が成立させられる。図２に示すように、例えば前進ギヤ段では、第１クラッチＣ１及び第２ブレーキＢ２の係合により変速比γが最大である第１変速段「１ｓｔ」が成立させられる。第１クラッチＣ１及び第１ブレーキＢ１の係合により変速比γが第１変速段より小さい第２変速段「２ｎｄ」が成立させられる。第１クラッチＣ１及び第３ブレーキＢ３の係合により変速比γが第２変速段より小さい第３変速段「３ｒｄ」が成立させられる。第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２の係合により変速比γが第３変速段より小さい第４変速段「４ｔｈ」が成立させられる。第２クラッチＣ２及び第３ブレーキＢ３の係合により変速比γが第４変速段より小さい第５変速段「５ｔｈ」が成立させられる。第２クラッチＣ２及び第１ブレーキＢ１の係合により変速比γが最小である第６変速段「６ｔｈ」が成立させられる。第２ブレーキＢ２及び第３ブレーキＢ３の係合により後進変速段「Ｒｅｖ」が成立させられる。クラッチＣ及びブレーキＢの何れもが解放されることによりニュートラル状態となるように構成されている。本実施例の自動変速機１０では、第１変速段「１ｓｔ」を成立させる第２ブレーキＢ２には並列に一方向クラッチＦ１が設けられているため、発進時（加速時）には必ずしも第２ブレーキＢ２を係合させる必要は無い。各変速段の変速比は、第１遊星歯車装置１２、第２遊星歯車装置１６、及び第３遊星歯車装置１８の各ギヤ比（＝サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）ρ１、ρ２、ρ３によって適宜定められる。

図３は、前記自動変速機１０において、変速段毎に連結状態が異なる各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。この図３の共線図は、横軸方向において各遊星歯車装置１２、１６、１８のギヤ比ρの相対関係を示し、縦軸方向において相対的回転速度を示す二次元座標である。横線Ｘ１は回転速度零を示している。上側の横線Ｘ２は回転速度「１．０」すなわち前記入力軸２２の回転速度Ｎ_INを示している。７本の縦線Ｙ１〜Ｙ７は、左から順にＹ１が前記第１遊星歯車装置１２のサンギヤＳ１、Ｙ２がキャリアＣＡ１、Ｙ３がリングギヤＲ１、Ｙ４が前記第２遊星歯車装置１６のサンギヤＳ２、Ｙ５がリングギヤＲ２（Ｒ３）、Ｙ６がキャリアＣＡ２（ＣＡ３）、Ｙ７が前記第３遊星歯車装置１８のサンギヤＳ３それぞれの相対回転速度を示している。前記縦線Ｙ１〜Ｙ７の間隔は、前記遊星歯車装置１２、１６、１８の各ギヤ比ρ１、ρ２、ρ３に応じて定められている。すなわち、前記第１遊星歯車装置１２における３つの回転要素に対応する縦線Ｙ１〜Ｙ３、前記第２遊星歯車装置１６における３つの回転要素に対応する縦線Ｙ４〜Ｙ６、前記第３遊星歯車装置１８における３つの回転要素に対応する縦線Ｙ５〜Ｙ７それぞれに関して、サンギヤＳとキャリアＣＡとの間が１に対応するものとされ、キャリアＣＡとリングギヤＲとの間がρに対応するものとされる。

図３の共線図を用いて表現すれば、前記自動変速機１０において、入力回転部材である前記入力軸２２が前記第１クラッチＣ１を介して前記サンギヤＳ３に選択的に連結されると共に、前記第２クラッチＣ２を介して前記リングギヤＲ２（Ｒ３）に選択的に連結される。相互に連結された前記キャリアＣＡ１及びサンギヤＳ２が前記第１ブレーキＢ１を介して非回転部材である前記ハウジング２６に選択的に連結される。前記リングギヤＲ２（Ｒ３）が前記第２ブレーキＢ２を介して前記ハウジング２６に選択的に連結される。前記リングギヤＲ１が前記第３ブレーキＢ３を介して前記ハウジング２６に選択的に連結される。前記サンギヤＳ１が前記入力軸２２に連結されている。前記キャリアＣＡ２（ＣＡ３）が前記出力回転部材２４に連結されている。

図３の共線図においては、各変速段の成立時における前記クラッチＣ及びブレーキＢの係合乃至解放の組み合わせに応じて各回転要素の回転速度の相対関係が定まる。図３においては前記第１変速段「１ｓｔ」に対応する関係を直線Ｌ１で示している。前記第２変速段「２ｎｄ」に対応する関係を直線Ｌ２で示している。前記第３変速段「３ｒｄ」に対応する関係を直線Ｌ３で示している。前記第４速ギヤ段「４ｔｈ」に対応する関係を直線Ｌ４で示している。前記第５速ギヤ段「５ｔｈ」に対応する関係を直線Ｌ５で示している。前記第６速ギヤ段「６ｔｈ」に対応する関係を直線Ｌ６で示している。前記後進ギヤ段「Ｒ」に対応する関係を直線ＬＲで示している。図３の共線図においては、前記自動変速機１０において成立し得る全ての変速段に係る各回転要素の回転速度の相対関係を１つの図面で表すために、前記直線Ｌ１〜Ｌ６、ＬＲは前記遊星歯車装置１２、１６、１８相互間においては必ずしも直線となっていないが、前記クラッチＣ、ブレーキＢの係合状態に応じて各遊星歯車装置１２、１６、１８における回転要素の回転速度が等しく表されることで、各変速段における前記自動変速機１０の７つの回転要素の相対的な回転速度を余さず表している。

図３に示すように、前記自動変速機１０では、前記第１クラッチＣ１及び第２ブレーキＢ２が係合させられることにより定まる直線Ｌ１と、前記出力回転部材２４に連結された前記キャリアＣＡ２（ＣＡ３）の回転速度を示す縦線Ｙ６との交点で第１変速段「１ｓｔ」における前記出力回転部材２４の回転速度が示される。前記第１クラッチＣ１及び第１ブレーキＢ１が係合させられることにより定まる直線Ｌ２と、縦線Ｙ６との交点で第２変速段「２ｎｄ」における前記出力回転部材２４の回転速度が示される。前記第１クラッチＣ１及び第３ブレーキＢ３が係合させられることにより定まる直線Ｌ３と、縦線Ｙ６との交点で第３変速段「３ｒｄ」における前記出力回転部材２４の回転速度が示される。前記第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２が係合させられることにより定まる直線Ｌ４と、縦線Ｙ６との交点で第４変速段「４ｔｈ」における前記出力回転部材２４の回転速度が示される。前記第２クラッチＣ２及び第３ブレーキＢ３が係合させられることにより定まる直線Ｌ５と、縦線Ｙ６との交点で第５変速段「５ｔｈ」における前記出力回転部材２４の回転速度が示される。前記第２クラッチＣ２及び第１ブレーキＢ１が係合させられることにより定まる直線Ｌ６と、縦線Ｙ６との交点で第６変速段「６ｔｈ」における前記出力回転部材２４の回転速度が示される。前記第２ブレーキＢ２及び第３ブレーキＢ３が係合させられることにより定まる直線ＬＲと、縦線Ｙ６との交点で後進変速段「Ｒ」における前記出力回転部材２４の回転速度が示される。

図４は、前記第２ブレーキＢ２等の構成を説明するために、前記自動変速機１０の一部構成を中心軸を含む平面で切断して示す部分断面図である。この図４に示すように、前記第２ブレーキＢ２は、前記ハウジング２６の内周側に形成されたシリンダ部３４と、そのシリンダ部３４内に前記自動変速機１０の中心軸ＣＥ方向の往復可能に設けられたピストン３６と、そのピストン３６を後述する爪部４０、４４の係合方向に付勢するスプリング３８とを、備えている。前記ピストン３６における前記リングギヤＲ２（Ｒ３）側の端部には爪部４０が形成されている。前記リングギヤＲ２（Ｒ３）における前記ピストン３６側には、外周側に向かって延伸する延設部４２が形成されており、その外周側端部に前記ピストン３６における爪部４０と相互に噛み合わされる爪部４４が形成されている。前記ピストン３６の内周側には前記中心軸方向の溝部４６が形成されており、前記シリンダ部３４に形成された溝部４８に嵌合されることで前記ピストン３６の前記シリンダ部３４に対する前記中心軸ＣＥまわりの相対回転を阻止しつつ、その中心軸ＣＥ方向の相対移動が許容されている。前記シリンダ部３４（ハウジング２６）とピストン３６との間には油室５０が形成され、そのピストン３６に設けられたオイルシール５２によりその油室５０が油密とされている。すなわち、前記第２ブレーキＢ２においては、前記リングギヤＲ２（Ｒ３）及びピストン３６が相互に係合させられる爪部４０、４４を有する１対の係合部材に相当する。

図５及び図６は、前記第２ブレーキＢ２の作動を概略的に説明する概略断面図であり、図５は前記第２ブレーキＢ２が係合させられた状態を、図６は解放させられた状態をそれぞれ示している。図５及び図６に示すように、前記シリンダ部３４とピストン３６との間に形成された油室５０には、油路５８を介して油圧回路６０からの油圧が供給されるように構成されている。この油圧回路６０から前記油室５０へ油圧（少なくともスプリング３８を押し戻す力をピストン３６の軸心方向に発生させる油圧）が供給されない状態においては、図５に示すように、前記スプリング３８の付勢力により前記ピストン３６は前記リングギヤＲ２（Ｒ３）の延設部４２側へ押され、それらピストン３６及び延設部４２にそれぞれ設けられた爪部４０、４４が相互に噛み合わされる。すなわち、前記第２ブレーキＢ２が係合させられる。前記ピストン３６は、内周側の溝部４６が前記シリンダ部３４の溝部４８に嵌合されることで前記ハウジング２６に対して相対回転不能とされており、前記爪部４０、４４が相互に噛み合わされることで前記ピストン３６及びリングギヤＲ２（Ｒ３）の軸心まわりの相対回転が阻止されるため、図５に示す状態においては、前記ハウジング２６に対する前記リングギヤＲ２（Ｒ３）の相対回転が阻止される。前記油圧回路６０から前記油室５０へ油圧（少なくともスプリング３８を押し戻す力をピストン３６の軸心方向に発生させる油圧）が供給されている状態においては、図６に示すように、前記スプリング３８の付勢力に抗して前記ピストン３６が前記リングギヤＲ２（Ｒ３）の延設部４２の反対側へ押され、それらピストン３６及び延設部４２にそれぞれ設けられた爪部４０、４４の噛み合い（係合）が解除される。すなわち、前記第２ブレーキＢ２が解放させられる。この図６に示す状態においては、前記ハウジング２６に対する前記リングギヤＲ２（Ｒ３）の相対回転が許容される。

続いて、本発明の他の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については同一の符号を用いてその説明を省略する。

図７は、本発明が好適に適用される他の車両用自動変速機７０の構成を説明する骨子図である。この図７及び後述する図９に示すように、本実施例の自動変速機７０は、前記自動変速機１０に備えられた油圧式摩擦係合装置（摩擦ブレーキ）としての前記第１ブレーキＢ１の代替として、噛合式の係合要素である第１ブレーキＢ１を備えている。この第１ブレーキＢ１は、非回転部材である前記ハウジング２６及び回転要素である前記キャリアＣＡ１（サンギヤＳ２）に対応して、相互に係合させられる爪部を有する１対の係合部材を備え、前記油圧回路６０から供給される油圧に応じてそれら１対の係合部材が相対的に移動させられることで係合状態が切り替えられる噛合式係合装置（ドグクラッチ：dog clutch）である。

図８は、前記自動変速機７０において複数の変速段を選択的に成立させる際の係合要素の作動状態を説明する作動表であり、それぞれの変速段における各係合要素の係合・解放を左欄に示すと共に、各変速段における係合要素への油圧供給の有無を右欄に併せて示している。この図８の右欄に示すように、前記第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２においては、各変速段に対応して係合させられる場合に油圧発生が無く、解放させられる場合に油圧発生が有るものである。すなわち、前記第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２は、油圧回路６０からの油圧が供給されない場合に係合させられる一方、油圧が供給される場合に解放させられる常閉型（ノーマリクローズ）の係合要素である。前記クラッチＣ及び第３ブレーキＢ３においては、各変速段に対応して係合させられる場合に油圧発生が有り、解放させられる場合に油圧発生が無いものである。すなわち、前記クラッチＣ及び第３ブレーキＢ３は、何れも油圧回路６０からの油圧が供給されない場合に解放させられる一方、油圧が供給される場合に係合させられる常開型（ノーマリオープン）の係合要素である。前記自動変速機７０における各回転要素の連結状態に応じた相対的な回転速度は、前述した図３を用いて説明される。

図９は、前記第１ブレーキＢ１等の構成を説明するために、前記自動変速機７０の一部構成を中心軸を含む平面で切断して示す部分断面図である。この図９に示すように、前記第１ブレーキＢ１は、前記ハウジング２６の内周側に形成されたシリンダ部７２と、そのシリンダ部７２内に前記自動変速機７０の中心軸ＣＥ方向の往復可能に設けられたピストン７４と、そのピストン７４を後述する爪部７８、８２の係合方向に付勢するスプリング７６とを、備えている。前記ピストン７４における前記キャリアＣＡ１側の端部には爪部７８が形成されている。前記キャリアＣＡ１における前記ピストン７４側には、外周側に向かって延伸する延設部８０が形成されており、その外周側端部に前記ピストン７４における爪部７８と相互に噛み合わされる爪部８２が形成されている。前記ピストン７４の内周側には前記中心軸方向の溝部８４が形成されており、前記シリンダ部７２に形成された溝部８６に嵌合されることで前記ピストン７４の前記シリンダ部７２に対する前記中心軸ＣＥまわりの相対回転を阻止しつつ、その中心軸ＣＥ方向の相対移動が許容されている。前記シリンダ部７２（ハウジング２６）とピストン７４との間には油室８８が形成され、そのピストン７４に設けられたオイルシール９０によりその油室８８が油密とされている。すなわち、前記第１ブレーキＢ１においては、前記キャリアＣＡ１（相互に連結されたサンギヤＳ２）及びピストン７４が相互に係合させられる爪部７８、８２を有する１対の係合部材に相当する。

以上のように構成された前記第１ブレーキＢ１は、図５及び図６を用いて前述した前記第２ブレーキＢ２と同様に作動させられる。すなわち、前記油圧回路６０から前記油室８８へ油圧（少なくともスプリング７６を押し戻す力をピストン７４の軸心方向に発生させる油圧）が供給されない状態においては、前記スプリング７６の付勢力により前記ピストン７４は前記キャリアＣＡ１側へ押され、それらピストン７４及び延設部８０にそれぞれ設けられた爪部７８、８２が相互に噛み合わされる。すなわち、前記第１ブレーキＢ１が係合させられる。前記ピストン７４は、内周側の溝部８４が前記シリンダ部７２の溝部８６に嵌合されることで前記ハウジング２６に対して相対回転不能とされており、前記爪部７８、８２が相互に噛み合わされることで前記ピストン７４及びキャリアＣＡ１（サンギヤＳ２）の軸心まわりの相対回転が阻止されるため、斯かる状態においては、前記ハウジング２６に対する前記キャリアＣＡ１の相対回転が阻止される。前記油圧回路６０から前記油室８８へ油圧（少なくともスプリング７６を押し戻す力をピストン７４の軸心方向に発生させる油圧）が供給されている状態においては、前記スプリング７６の付勢力に抗して前記ピストン７４が前記キャリアＣＡ１の延設部８０の反対側へ押され、それらピストン７４及び延設部８０にそれぞれ設けられた爪部７８、８２の噛み合い（係合）が解除される。すなわち、前記第１ブレーキＢ１が解放させられる。斯かる状態においては、前記ハウジング２６に対する前記キャリアＣＡ１（サンギヤＳ２）の相対回転が許容される。

図７〜図９に示すように、前記自動変速機７０は、前記油圧回路６０から油圧が供給されない油圧非発生時に係合させられる常閉型の噛合ブレーキである前記第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を備えている。これら第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２は、係合によりそれぞれ前記キャリアＣＡ１（サンギヤＳ２）、リングギヤＲ２（Ｒ３）を非回転部材であるハウジング２６に固定するものである。前記自動変速機７０の回転要素である前記キャリアＣＡ１（サンギヤＳ２）、リングギヤＲ２（Ｒ３）は、何れもラビニヨ型に構成された前記第２遊星歯車装置１６及び第３遊星歯車装置１８を介して前記出力回転部材２４に機械的（間接）に連結されている。斯かる構成においては、前記油圧回路６０から油圧が供給されない油圧非発生時に、前記第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２が係合させられることで、前記出力回転部材２４に直結された前記キャリアＣＡ２（ＣＡ３）の回転が前記キャリアＣＡ１（サンギヤＳ２）及びリングギヤＲ２（Ｒ３）により阻止される。すなわち、出力回転部材２４に直接乃至間接に連結された前記キャリアＣＡ１（サンギヤＳ２）及びリングギヤＲ２（Ｒ３）を前記ハウジング２６に固定することで、その出力回転部材２４をロックできる。

このように、本実施例によれば、油圧により係合状態が切り替えられる複数の係合要素である第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２、及び第３ブレーキＢ３を備え、油圧回路６０から供給される油圧に応じた前記複数の係合要素の係合乃至解放の組み合わせに基づいて複数の変速段を選択的に成立させる多段型の車両用自動変速機１０、７０において、前記複数の係合要素のうち、少なくとも１つは前記油圧回路６０からの油圧が供給されない場合に係合させられる常閉型の係合要素であることから、油圧回路６０の構成上の制約が小さくなりオイルポンプを小型化できる。すなわち、装置の構成を簡単なものとする車両用自動変速機１０、７０を提供することができる。

前記常閉型の係合要素である第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２は、噛合式の係合要素であるため、構成の簡単化に加え、前記油圧回路６０からの油圧が供給されない場合に係合させられる噛合式の係合要素を少なくとも１つ備えることで、引き摺りの発生を好適に抑制することができる。

前記自動変速機１０、７０において、前進変速段のうち変速比が最も大きい第１変速段が成立する際に係合させられる複数の係合要素のうち、少なくとも１つの係合要素である前記第２ブレーキＢ２は前記常閉型の係合要素であるため、構成が簡単であり且つ実用的な態様の自動変速機１０、７０を提供することができる。更に、エンジン始動時のガレージショックが低減できる。

前記自動変速機１０、７０において、後進変速段が成立する際に係合させられる複数の係合要素のうち、少なくとも１つの係合要素である前記第２ブレーキＢ２は前記常閉型の係合要素であるため、構成が簡単であり且つ実用的な態様の自動変速機１０、７０を提供することができる。

前記自動変速機１０、７０において、前記第１変速段が成立する際に係合させられる複数の係合要素のうち、少なくとも１つの係合要素である前記第１クラッチＣ１は前記油圧回路６０からの油圧が供給されない場合に解放させられる常開型の係合要素であるため、構成が簡単であり且つ実用的な態様の自動変速機１０、７０を提供することができる。

前記自動変速機１０、７０において、後進変速段が成立する際に係合させられる複数の係合要素のうち、少なくとも１つの係合要素である前記第３ブレーキＢ３は前記油圧回路６０からの油圧が供給されない場合に解放させられる常開型の係合要素であるため、構成が簡単であり且つ実用的な態様の自動変速機１０、７０を提供することができる。

前記常閉型の係合要素として２つの噛合ブレーキＢ１、Ｂ２を備え、それぞれの噛合ブレーキＢ１、Ｂ２の係合により非回転部材であるハウジング２６に固定される回転部材すなわちキャリアＣＡ１（サンギヤＳ２）、リングギヤＲ２（Ｒ３）は、前記自動変速機７０の出力回転部材２４と直接乃至間接に連結されたものであるため、構成が簡単であり且つ実用的な態様の自動変速機７０を提供することができることに加え、前記油圧回路６０からの油圧が供給されない状態において、出力回転部材２４がハウジング２６に固定されるため、パーキングロックのための構成が不要になるという利点がある。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。

例えば、前述の実施例において、前記自動変速機１０、７０は、前記複数の係合要素のいち、何れか２つの係合要素の係合により前記各変速段が成立させられるものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、前記複数の係合要素のうち、３つ以上の係合要素の係合により前記各変速段が成立させられるものであってもよい。好適には、斯かる自動変速機において、前記常閉型の係合要素として２つの噛合ブレーキ（非回転部材に対して回転部材を係合させる噛合式の係合要素）を備え、それぞれの噛合ブレーキの係合により非回転部材に固定される回転要素は、出力回転部材と直接乃至間接に連結されたものである。このようにすれば、構成が簡単であり且つ実用的な態様の自動変速機を提供することができることに加え、油圧回路からの油圧が供給されない状態において、出力軸が非回転部材に固定されるため、パーキングロックのための構成が不要になるという利点がある。

その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

１０、７０：車両用自動変速機、１２：第１遊星歯車装置、１４：第１変速部、１６：第２遊星歯車装置、１８：第３遊星歯車装置、２０：第２変速部、２２：入力軸、２４：出力回転部材、２６：ハウジング（非回転部材）、２８：エンジン、３０：トルクコンバータ、３０ａ：ポンプ翼車、３０ｂ：タービン翼車、３０ｃ：ステータ翼車、３２：ロックアップクラッチ、３４：シリンダ部、３６：ピストン、３８：スプリング、４０、４４：爪部、４２：延設部、４６、４８：溝部、５０：油室、５２：オイルシール、５８：油路、６０：油圧回路、７２：シリンダ部、７４：ピストン、７６：スプリング、７８、８２：爪部、８０：延設部、８４、８６：溝部、８８：油室、９０：オイルシール、Ｂ１：第１ブレーキ（係合要素）、Ｂ２：第２ブレーキ（係合要素）、Ｂ３：第３ブレーキ（係合要素）、Ｃ１：第１クラッチ（係合要素）、Ｃ２：第２クラッチ（係合要素）、ＣＡ１、ＣＡ２、ＣＡ３：キャリア、ＣＥ：中心軸、Ｆ１：一方向クラッチ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３：ピニオンギヤ、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３：サンギヤ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３：リングギヤ

【０００２】
圧を使う不具合を解消することができず、構成上の制約は依然として残されるものであった。本発明者等は、車両用自動変速機の性能向上を図るべく鋭意研究を継続してきたが、その一成果として本発明を為すに至った。
［０００５］
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、装置の構成を簡単なものとする車両用自動変速機を提供することにある。
課題を解決するための手段
［０００６］
斯かる目的を達成するために、本第１発明の要旨とするところは、油圧により係合状態が切り替えられる複数の係合要素を備え、油圧回路から供給される油圧に応じた前記複数の係合要素の係合乃至解放の組み合わせに基づいて複数の変速段を選択的に成立させる多段型の車両用自動変速機であって、前記各変速段は、前記複数の係合要素のうち２つ以上の係合要素の係合によりそれぞれ成立させられるものであり、前記複数の係合要素のうち、少なくとも１つは前記油圧回路からの油圧が供給されない場合に係合させられる常閉型の係合要素であり、その常閉型の係合要素は、噛合式の係合要素であることを特徴とするものである。
発明の効果
［０００７］
このように、前記第１発明によれば、油圧により係合状態が切り替えられる複数の係合要素を備え、油圧回路から供給される油圧に応じた前記複数の係合要素の係合乃至解放の組み合わせに基づいて複数の変速段を選択的に成立させる多段型の車両用自動変速機において、前記各変速段は、前記複数の係合要素のうち２つ以上の係合要素の係合によりそれぞれ成立させられるものであり、前記複数の係合要素のうち、少なくとも１つは前記油圧回路からの油圧が供給されない場合に係合させられる常閉型の係合要素であり、その常閉型の係合要素は、噛合式の係合要素であることから、油圧回路の構成上の制約が小さくなりオイルポンプを小型化できることに加え、前記油圧回路からの油圧が供給されない場合に係合させられる噛合式の係合要素を少なくとも１つ備えることで、引き摺りの発生を好適に抑制することができる。すなわち、装置の構成を簡単なものとする車両用自動変速機を提供することができる。
［０００８］

【０００３】
［０００９］
前記第１発明に従属する本第３発明の要旨とするところは、前記自動変速機において、前進変速段のうち変速比が最も大きい第１変速段が成立する際に係合させられる複数の係合要素のうち、少なくとも１つは前記常閉型の係合要素である。このようにすれば、構成が簡単であり且つ実用的な態様の自動変速機を提供することができる。更に、エンジン始動時のガレージショックが低減できる。
［００１０］
前記第１発明に従属する本第４発明の要旨とするところは、前記自動変速機において、後進変速段が成立する際に係合させられる複数の係合要素のうち、少なくとも１つは前記常閉型の係合要素である。このようにすれば、構成が簡単であり且つ実用的な態様の自動変速機を提供することができる。
［００１１］
前記第３発明に従属する本第５発明の要旨とするところは、前記自動変速機において、前記第１変速段が成立する際に係合させられる複数の係合要素のうち、少なくとも１つは前記油圧回路からの油圧が供給されない場合に解放させられる常開型の係合要素である。このようにすれば、構成が簡単であり且つ実用的な態様の自動変速機を提供することができる。
［００１２］
前記第４発明に従属する本第６発明の要旨とするところは、前記自動変速機において、後進変速段が成立する際に係合させられる複数の係合要素のうち、少なくとも１つは前記油圧回路からの油圧が供給されない場合に解放させられる常開型の係合要素である。このようにすれば、構成が簡単であり且つ実用的な態様の自動変速機を提供することができる。
［００１３］
前記第１発明、第３発明、第４発明、第５発明、乃至第６発明に従属する本第７発明の要旨とするところは、前記常閉型の係合要素として２つの噛合ブレーキを備え、それぞれの噛合ブレーキの係合により非回転部材に固定される回転要素は、前記自動変速機の出力回転部材と直接乃至間接に連結されたものである。このようにすれば、構成が簡単であり且つ実用的な態様の自動変速機を提供することができ

国際公開第２０１０／１３９５５８号公報 国際公開第２０１０／１３９５５６号公報 特開２０１１−０６９３９６号公報

Claims (7)

1. 油圧により係合状態が切り替えられる複数の係合要素を備え、油圧回路から供給される油圧に応じた前記複数の係合要素の係合乃至解放の組み合わせに基づいて複数の変速段を選択的に成立させる多段型の車両用自動変速機であって、
   前記複数の係合要素のうち、少なくとも１つは前記油圧回路からの油圧が供給されない場合に係合させられる常閉型の係合要素であることを特徴とする車両用自動変速機。
2. 前記常閉型の係合要素は、噛合式の係合要素である請求項１に記載の車両用自動変速機。
3. 前記自動変速機において、前進変速段のうち変速比が最も大きい第１変速段が成立する際に係合させられる複数の係合要素のうち、少なくとも１つは前記常閉型の係合要素である請求項１又は２に記載の車両用自動変速機。
4. 前記自動変速機において、後進変速段が成立する際に係合させられる複数の係合要素のうち、少なくとも１つは前記常閉型の係合要素である請求項１又は２に記載の車両用自動変速機。
5. 前記自動変速機において、前記第１変速段が成立する際に係合させられる複数の係合要素のうち、少なくとも１つは前記油圧回路からの油圧が供給されない場合に解放させられる常開型の係合要素である請求項３に記載の車両用自動変速機。
6. 前記自動変速機において、後進変速段が成立する際に係合させられる複数の係合要素のうち、少なくとも１つは前記油圧回路からの油圧が供給されない場合に解放させられる常開型の係合要素である請求項４に記載の車両用自動変速機。
7. 前記常閉型の係合要素として２つの噛合ブレーキを備え、それぞれの噛合ブレーキの係合により非回転部材に固定される回転要素は、前記自動変速機の出力回転部材と直接乃至間接に連結されたものである請求項２から６の何れか１項に記載の車両用自動変速機。

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