WO2004104444A1 - 自動変速機 - Google Patents

Abstract

自動変速機を、サンギヤＳ、キャリアＣおよびリングギヤＲを有し、サンギヤＳが第１メインシャフト３に連結されてなる遊星ギヤ列ＰＧと、この遊星ギヤ列ＰＧの回転軸と平行に配設されたカウンタシャフト５と、リングギヤＲを固定保持可能な第１ブレーキＢ１と、リングギヤＲに連結された第１ドライブギヤ６と、この第１ドライブギヤ６と噛合し出力軸上に相対回転可能に配設された第１ドリブンギヤ７とからなる第１ギヤ列Ｇ１と、第１ドリブンギヤ７をカウンタシャフト５に係脱自在に連結する第１クラッチＣ１と、キャリアＣに対して相対回転可能に配設された第３ドライブギヤ１０と、この第３ドライブギヤ１０と噛合し出力軸に連結された第３ドリブンギヤ１１とからなる第３ギヤ列Ｇ３と、第３ドライブギヤ１０をキャリアＣに係脱自在に連結する第３クラッチＣ３と、サンギヤＳとリングギヤＲとを係脱自在に連結する第４クラッチＣ４とから構成する。

Description

明 細 書 自動変速機 技術分野

本発明は、 平行軸式自動変速機に遊星ギヤ列を組み合わせて構成した自動変 速機に関する。 背景技術

環境問題への対応から、 自動車等に対する燃費向上への要求はますます高ま つている。 そのため、 この自動車等に搭載される自動変速機においても低燃費化 のための対策が図られており、 例えば、 エンジンからの出力を効率よく車輪に伝 達するために変速レンジの多段化が行われている。

自動変速機の多段化の方法としては、 遊星ギヤ列を組み合わせて変速を行う 遊星ギヤ式のものや、 複数の平行軸に取付けられた複数のギヤ列を切替えて変速 を行う平行軸式の変速機が知られている （例えば、 特開昭 6 0— 4 6 5 1号公報 (第 3— 4頁、 第 1図） 参照） 。

しかしながら、 自動変速機の多段化は、 この自動変速機を構成するギヤの嚙 合い数の増加や、 クラッチ若しくはブレーキ等の引きずり要素の増加を伴う。 そ のため、 この自動変速機においてエンジンからの出力の伝達効率を悪化させると いう課題がある。 自動変速機を、 平行軸式ギヤ列構造を用いて構成した場合、 嚙 合い数を少なくして伝達効率を向上させることが可能であるが、 その場合、 変速 レンジの段数に対応した複数のギヤ列が必要となるため自動変速機全体が大きく なり、 自動車等への搭載性が損なわれるという課題がある。一方、 自動変速機を、 遊星ギヤ列構造を用いて構成した場合、 全体サイズを小型コンパクト化すること が可能であるが、 内部におけるギヤの嚙み合い数が多くて動力伝達抵抗が大きく なり、 伝達効率が低下しやすいという問題がある。 発明の開示

本発明はこのような課題に鑑みたものであり、 平行軸式自動変速機に遊星ギ ャ列を組み合わせて構成することにより、 燃費効率が高くコンパクトな自動変速 機を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、 本発明に係る自動変速機は、 サンギヤ要素、 キ ャリア要素およびリングギヤ要素を有し、 サンギヤ要素が入力軸 （例えば、 実施 形態における第 1メインシャフト 3 ) に連結されてなる遊星ギヤ列と、 この遊星 ギヤ列の回転軸と平行に配設された出力軸 （例えば、 実施形態におけるカウン夕 シャフト 5 )と、 リングギヤ要素を固定保持可能なリングギヤ用ブレーキ手段（例 えば、 実施形態における第 1ブレーキ B 1 ) と、 リングギヤ要素に連結されたリ ング駆動ギヤ （例えば、 実施形態における第 1 ドライブギヤ 6 ) と、 このリング 駆動ギヤと嚙合し出力軸上に相対回転可能に配設されたリング従動ギヤ（例えば、 実施形態における第 1 ドリブンギヤ 7 ) とからなるリング駆動ギヤ列 （例えば、 実施形態における第 1ギヤ列 G 1 ) と、 リング従動ギヤを出力軸に係脱自在に連 結するリング駆動ギヤ列用クラッチ手段 （例えば、 実施形態における第 1クラッ チ C 1 ) と、 キャリア要素に相対回転可能に配設されたキャリア駆動ギヤ （例え ば、 実施形態における第 3ドライブギヤ 1 0 ) と、 このキャリア駆動ギヤと嚙合 し出力軸に連結されたキャリア従動ギヤ （例えば、 実施形態における第 3ドリブ ンギヤ 1 1 ) とからなるキャリア駆動ギヤ列 （例えば、 実施形態における第 3ギ ャ列 G 3 ) と、 キャリア駆動ギヤをキャリア要素に係脱自在に連結するキャリア 駆動ギヤ列用クラッチ手段 （例えば、 実施形態における第 3クラッチ C 3 ) と、 サンギヤ要素とリングギヤ要素とを係脱自在に連結する遊星ギヤ列用クラッチ手 段 （例えば、 実施形態における第 4クラッチ C 4 ) とを有して構成される。

このような構成によれば、 自動変速機の伝達効率の燃費効率に対する寄与度 が低い低速段のときは遊星ギヤ列を用いて変速を行い、 燃費寄与度が高い高速段 のときは平行軸 （遊星ギヤ列の回転軸と出力軸） に配設されたギヤ列だけで変速 を行うように構成することが可能となり、 コンパクトで伝達効率の高い自動変速 機を提供することができる。

なお、 リング駆動ギヤ列が、 並列に配設される 2組のギヤ列 （例えば、 実施 形態における第 1ギヤ列 G 1および第 2ギヤ列 G 2 ) から構成されるとともに、 リング駆動ギヤ列用クラッチ手段が 2組のリング従動ギヤ （例えば、 実施形態に おける第 1 ドリブンギヤ 7および第 2 ドリブンギヤ 9 ) をそれそれ出力軸に係脱 自在に連結する 2組のクラッチ手段 （例えば、 実施形態における第 1クラッチ C 1および第 2クラッチ C 2 ) から構成されることが好ましい。

このような構成によると、 前進 6速の自動変速機を提供することが可能とな り、 変速レンジの多段化により燃費効率をさらに向上させる自動変速機を提供す ることができる。

さらに、 キャリア要素を固定保持可能なキャリア用ブレーキ手段 （例えば、 実施形態における第 2ブレーキ B 2 ) を有するように構成することが好ましい。

このような構成によると、 後進レンジ （リバースレンジ） をこの自動変速機 が有する遊星ギヤ列を用いて実現することができるため、 コンパクトな自動変速 機を提供することができる。

このとき、 リングギヤ用ブレーキ手段を、 サンギヤ要素の回転方向と逆方向 に回転しょうとするリングギヤ要素の回転を規制して固定保持するワンウェイブ レーキで構成することが好ましい。

さらに、 キャリア用ブレーキ手段を、 フリー状態とロック状態とを切替え可 能で、 フリー状態のときはキャリア要素を回転自在とし、 ロック状態のときはサ ンギヤ要素の回転方向に回転しょうとするキヤリア要素の回転を規制して固定保 持するニュートラル付きワンウェイプレーキで構成することが好ましい。

このような構成によると、 リングギヤ用ブレーキ手段やキヤリア用ブレーキ 手段における引きずり トルクを低減することができるので、 本発明に係る自動変 速機の伝達効率をより高くすることができる。

あるいは、 キャリア従動ギヤを出力軸上に相対回転可能に構成し、 キャリア 駆動ギヤに連結されたリバース駆動ギヤ （例えば、 実施形態におけるリバースド ライブギヤ 1 6 )と、出力軸上に相対回転可能に配設されたリバース従動ギヤ（例 えば、 実施形態におけるリバースドリブンギヤ 1 7 ) と、 リバース駆動ギヤおよ びリバース従動ギヤとに嚙合するアイ ドラギヤ （例えば、 実施形態におけるリバ —スアイ ドラギヤ 1 8 ) とからなるリバースギヤ列と、 キャリア従動ギヤとリバ 一ス従動ギヤのいずれか一方を出力軸に結合する前後進切替用クラッチ手段 （例 えば、 実施形態におけるドグ歯クラッチ C H) とを有するように構成することが 好ましい。

このように構成することでも、 キヤリァ用ブレーキ手段において発生する引 きずり トルクを低減することができる。 また、 リバースギヤ列を用いることによ り、 リバースレンジの減速比を自由に設定することが可能となる。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明に係る自動変速機の構成を示すスケルトン図である。

図 2は、 本発明に係る自動変速機のクラッチ、 ブレーキの作動と変速レンジ との関係を示す表図である。

図 3は、 本発明に係る自動変速機の遊星ギヤ列での各要素の回転関係を表す 速度線図である。

図 4は、 遊星ギヤ列の速度線図とクラッチ、 ブレーキの対応関係を示す図で あ o

図 5は、 リバースギヤ列を用いて実現した場合のスケルトン図である。 図 6 ( A) および図 6 ( B ) は、 ギヤ列等の配置の変更例を示すスケルトン 図であり、 図 6 (A) は第 1配置例であり、 図 6 ( B ) は第 2配置例である。 図 7は、 前進 4速を実現するための自動変速機のスケルトン図である。

図 8は、 前進 4速を実現する自動変速機の速度線図である。

図 9は、 前進 4速を実現する自動変速機のクラッチ、 ブレーキの作動と変速 レンジとの関係を示す表図である。 発明を実施するための最良の形態

" 以下、 本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。 本発明 に係る自動変速機は、 図 1に示すように、 遊星ギヤ列 P Gと、 この遊星ギヤ列 P Gの回転軸 （後述する第 1および第 2メインシャフト 3 , 4 ) に平行に配設され たカウンタシャフト 5と、 3組のギヤ列 G 1〜G 3および 6個の摩擦係合手段（ブ レーキ B l , B 2およびクラッチ C 1〜C 4 ) とを有して構成されている。

遊星ギヤ列 P Gは、 その回転中心上に位置する変速機入力軸としての第 1メ インシャフト 3に連結されたサンギヤ Sと、 サンギヤ Sに嚙合してこの周りを自 転しながら公転するビニオン Pと、 ピニオン Pを回転自在に保持し、 サンギヤ S の軸を中心にピニオン Pと同一回転数で公転するキャリア Cと、 ピニオン： Pと嚙 合する内歯を有してサンギヤ 3の軸を中心に回転可能なリングギヤ Rとから構成 される。 すなわち、 この遊星ギヤ列 P Gはシングルピニオンタイプの遊星歯車列 である。 なお、 第 1メインシャフト 3には、 エンジン出力軸 1がトルクコンバー 夕 2を介して連結されている。

リングギヤ Rには、 第 1ブレーキ B 1が取付けられており、 この第 1ブレー キ B 1によりリングギヤ Rが固定保持可能である。 また、 キャリア Cには、 その 回転軸に第 2メインシャフト 4が結合されている。この第 2メインシャフト 4は、 第 1メインシャフト 3と同一軸線上に並んで配設されている。 そして、 この第 2 メインシャフト 4とカウンタシャフト 5に跨って第 1〜第 3ギヤ列 G 1〜G 3が 配設されている。

第 1ギヤ列 G 1は、 第 2メインシャフト 4上に相対回転可能に配設された第 1 ドライブギヤ 6と、 この第 1 ドライブギヤ 6に嚙合しカウンタシャフト 3上に 相対回転可能に配設された第 1 ドリブンギヤ 7とから構成されている。 第 1 ドラ ィブギヤ 6はリングギヤ Rに結合されて、 このリングギヤ Rと一体回転するよう に構成されており、 一方、 第 1 ドリブンギヤ 7は、 カウ 夕シャフト 5上に配設 された第 1クラッチ C 1によりカウン夕シャフト 5に対して係脱自在に構成され ている。

第 2ギヤ列 G 2は、 第 2メインシャフト 4上に相対回転可能に配設された第 2 ドライブギヤ 8と、 この第 2 ドライブギヤ 8に嚙合しカウンタシャフト 5上に 相対回転可能に配設された第 2 ドリブンギヤ 9とから構成されている。 第 2 ドラ イブギヤ 8は第 1 ドライブギヤ 6に結合されて、 リングギヤ Rおよびこの第 1 ド ライブギヤ 6と一体回転するように構成されている。 また、 第 2 ドリブンギヤ 9 は、 カウン夕シャフト 5上に配設された第 2クラヅチ C 2によりカウンタシャフ ト 5に対して係脱自在に構成されている。

第 3ギヤ列 G 3は、 第 2メインシャフト 4上に相対回転可能に配設された第 3 ドライブギヤ 1 0と、 この第 3 ドライブギヤ 1 0に嚙合しカウン夕シャフト 5 に結合された第 3 ドリブンギヤ 1 1とから構成されている。 この第 3 ドライブギ ャ 1 0は、 第 2メインシャフト 4上に配設された第 3クラッチ C 3により第 2メ ィンシャフト 4に対して係脱自在に構成されている。

なお、 第 1〜第 3ギヤ列 G 1〜G 3は、 第 2メインシャフト 4側から見た減 速比が順に小さくなるように構成されている。

そして、 この第 2メインシャフト 4には、 第 2ブレーキ B 2が取付けられて おり、 この第 2ブレーキ B 2により第 2'メインシャフト 4を介してキャリア Cが 固定保持可能である。 また、 遊星ギヤ列 P Gのサンギヤ Sとリングギヤ Rを繋い で第 4クラッチ C 4が配設されており、 この第 4クラッチ C 4によりサンギヤ S とリングギヤ Rが係脱自在に構成されている。

本発明に係る自動変速機においては、 第 1および第 2メインシャフト 3 , 4 上に、 トルクコンバータ 2側から、 第 1ブレーキ B l、 第 4クラッチ C 4、 遊星 ギヤ列 PG、 第 1ギヤ列 Gl、 第 2ギヤ列 G2、 第 3クラッチ C3、 第 3ギヤ列 G 3および第 2ブレーキ B 2の順で配置されている。 一方、 カウン夕シャフト 5 上にも、 上述の順で第 1〜第 3ギヤ列 G 1〜G3が配設されており、 第 1および 第 2クラッチ C I, C2は、 第 1および第 2ギヤ列 Gl， G2を挟むように外側 に対向して配置されている。

以上のように構成された本発明に係る自動変速機において、 第 1〜第 4クラ ツチ C 1〜C4および第 1、 第 2ブレーキ B l， B 2の係脱制御を組み合わせる ことにより変速制御を行い、 遊星ギヤ列 P Gおよび第 1〜第 3ギヤ列 G 1〜G 3 により変速レンジを設定し、 第 1メインシャフト 3に入力された動力が変速され てカウンタシャフト 5に伝達される。

本発明に係る自動変速機の変速制御は、 具体的には、 図 2の表に示すように 係脱制御を行うことにより、 前進 6速 （Low， 1 st, 2nd, 3rd, 4 t h, 5thおよび 6 th) および後進 1速 （Rev) の変速レンジを設定するこ とができる。 なお、 図 2の表において、 〇印はその印が付されたクラッチ （C 1 〜C4) およびブレーキ （B l, B 2) が係合されていることを示す。 各速度レ ンジでの減速比 （レシオ） は、 各ギヤの歯数設定により変化するが、 図 2にこの レシオの一例を参考として示している。

この表から分かるように、 前進側 6速 （Low〜6 th) の各変速レンジは クラッチ C1〜C4およびブレーキ B l, B2 (これらを 「係合手段」 と称する） の内の 2つを係合させて設定される。 また、 隣り合う変速レンジ間での変速に際 しては、 これら 2つの係合手段のうちの 1つを解放し、 別の 1つの係合手段を係 合させて行う （このような変速を「順次変速」 と称する） ように構成されており、 このため、 これらの変速に際しては、 変速制御が容易である。

一方、 上記構成の自動変速機における遊星ギヤ列 PGを構成する各要素の速 度の関係を示す速度線図を図 3に示しており、 これに基づいて、 各変速レンジで の減速比について説明する。

図 3は、 サンギヤ S、 キャリア Cおよびリングギヤ Rで構成される遊星ギヤ 列 PGの速度線図を示している。 なお、 この線図において、 各縦線がその構成要 素 （サンギヤ S， キャリア C, リングギヤ R) を示すとともに、 縦線の長さが回 転数 Nに対応する。 各縦線の間隔は、 サンギヤ Sに形成された歯数の逆数および リングギヤ こ形成された歯数の逆数に比例する。

そのため、 図 3において、 3本の縦線は、 左から順に、 サンギヤ S、 キヤリ ァ〇、 リングギヤ IUこ対応する。 また、 サンギヤ Sを示す縦線とキャリア Cを示 す縦線との間隔 a 1は、 サンギヤ Sの歯数 Z sの逆数 （=lZZs) に対応し、 キャリア Cを示す縦線とリングギヤ Rを示す縦線との間隔 b 1は、 リングギヤ R の歯数 Z rの逆数 （= 1/Z r) に対応する。

このため、 サンギヤ Sを回転数 Neで回転させ、 リングギヤ Rを第 1ブレー キ: B 1で固定保持する （つまり、 リングギヤ Rの回転数を 0とする） と、 両状態 を示す点を結ぶ線 L 1とキヤリア Cを示す縦線との交点の回転数 N 1がキヤリァ Cの回転数となる。

そこで、 本発明に係る自動変速機の各変速レンジについて図 3を用いて説明 する。 まず、 Lowレンジの場合には、 第 1ブレーキ B 1およ 第 3クラッチ C 3が係合される。 これにより、 リングギヤ Rが固定されるとともに、 サンギヤ S がエンジン回転数 Neで回転されるため、キヤリア Cが回転数 N 1で回転される。 そして、 第 2メインシャフト 4および第 3クラッチ C3を介して第 3ギヤ列 G3 がキヤリア Cに結合されて回転されるため、 第 3ギヤ列 G 3の減速比でカウン夕 シャフト 5が回転される。 そのため、 Lowレンジの減速比 （レシオ） は、 遊星 ギヤ列 P Gの減速比（二 N e /N 1 )と第 3ギヤ列 G 3の減速比の積で表される。

2速レンジ （2ndレンジ） の場合は、 L owレンジの状態から第 1ブレー キ B 1の係合が解除され、 これに代えて第 1クラッチ C 1が係合される。 これに より、 カウン夕シャフト 5の回転が第 1クラッチ C 1を介して第 1ギヤ列 G 1に 伝達され、 リングギヤ Rをサンギヤ Sと同方向に回転させる （このような状態を 「トルクスプリットモード」 と呼ぶ） 。 このとき、 リングギヤ Rの回転数は第 3 ギヤ列 G 3および第 1ギヤ列 G 1で減速されてサンギヤ Sの回転数よりも遅くな る。 このため、 図 3に示すように、 サンギヤ Sとリングギヤ Rの回転数を結んだ 線 L 2とキャリア Cの縦線との交点での回転数 N 2でキャリア Cは回転する。 こ のときの 2速レンジの減速比は、 遊星ギヤ列 P Gの減速比 （ = N e /N 2 ) と第 3ギヤ列 G 3の減速比の積で表される。

3速レンジ （3 r dレンジ） の場合は、 2速レンジの状態から第 1クラッチ C 1の係合が解除され、 これに代えて第 2クラッチ C 2が係合される。 これによ り、 カウン夕シャフト 5の回転が第 1クラヅチ C 2を介して第 2ギヤ列 G 2に伝 達され、 リングギヤ Rをサンギヤ Sと同方向に回転させるトルクスプリットモ一 ドとなる。 上述のように、 第 2メインシャフト 4側から見た第 2ギヤ列 G 2の減 速比は第 1ギヤ列 G 1よりも大きくなるように構成されているため、 リングギヤ Rの回転数は 2速レンジのときよりも速くなる。 このため、 図 3に示すように、 サンギヤ Sとリングギヤ Rの回転数を結んだ線 L 3とキヤリア Cの縦線との交点 での回転数 N 3でキャリア Cは回転する。 このときの 3速レンジの減速比は、 遊 星ギヤ列 P Gの減速比 （ = N e /N 3 ) と第 3ギヤ列 G 3の減速比の積で表され る

4速レンジ （4 t hレンジ） の場合は、 3速レンジの状態から第 2クラッチ C 2の係合が解除され、 これに代えて第 4クラッチ C 4が係合される。 第 4クラ ツチ C 4が係合されると、 サンギヤ Sとリングギヤ Rが結合されて一体に回転す るため、 ピニオン Pもこのサンギヤ Sとリングギヤ Rとに固定されて一体に回転 する。 そのため、 第 1メインシャフト 3とキャリア C (第 2メインシャフト 4 ) は同一回転数となる （つまり、 トルクコンバータ 2からの出力がそのまま第 2メ インシャフト 4に伝達される） 。 よって、 第 2メインシャフト 4の回転が第 3ギ ャ列 G 3を介してカウンタシャフト 5に伝達されるため、 4速レンジの減速比は、 第 3ギヤ列 G 3の減速比となる。

5速レンジ （5 t hレンジ） の場合は、 4速レンジの状態から第 3クラッチ C 3の係合が解除され、 これに代えて第 2クラヅチ C 2が係合される。そのため、 リングギヤ Rの回転が第 2ギヤ列 G 2を介してカウンタシャフト 5に伝達される ため、 5速レンジの減速比は、 第 2ギヤ列 G 2の減速比となる。

6速レンジ （6 t hレンジ） の場合は、 5速レンジの状態から第 2クラッチ C 2の係合が解除され、 これに代えて第 1クラヅチ C 1が係合される。そのため、 リングギヤ Rの回転が第 1ギヤ列 G 1を介してカウンタシャフト 5に伝達される ため、 6速レンジの減速比は、 第 1ギヤ列 G 1の減速比となる。

リバースレンジ （R e vレンジ） の場合は、 第 2ブレーキ B 2および第 2ク ラッチ C 2が係合される。 第 2ブレーキ B 2により第 2メインシャフト 4が固定 保持されると、 キャリア Cが固定保持される。 この場合には、 図 3に示すように、 サンギヤ Sとキヤリア Cの回転数を結んだ線 L rとリングギヤ Rの縦線との交点 の回転数 N r (負の値であり、 入力回転とは逆の回転となることを示す） が、 リ ングギヤ Rの回転となり、 第 2ギヤ列 G 2を介してカウン夕シャフト 5に伝達さ れる。

図 4に以上のような構成の自動変速機と速度線図の対応を示す。 この図 4中 に記載されている数値は、 各ギヤ列に設定された減速比の一例を示している。 ま た、 図 2に示した各レンジの減速比 （レシオ） は、 この図 4の構成に対応してい る。

このようにして変速されたカウン夕シャフト 5の回転は、 このカウンタシャ フト 5に結合されたカウン夕ギヤ 1 2と、 このカウンタギヤ 1 2に嚙合するファ イナルギヤ 1 3を介してディファレンシャル機構 1 4に伝達され、 ァク ルシャ フト 1 5に出力されて車輪が回転する。

以上に説明したように、 自動変速機の伝達効率が小さくても燃費向上への影 響度が少ない変速レンジの低速段 （L o wレンジ〜 3速レンジ） では、 遊星ギヤ 列 P Gと平行軸式ギヤ列 （G 1〜G 3 ) とを組み合わせて動力伝達 （変速） を行 うように構成することにより自動変速機をコンパクト化している。 一方、 伝達効 率の燃費に対する影響度の高い高速段 （4速レンジ〜 6速レンジ） では、 平行軸 式ギヤ列のみによる動力伝達 （変速） を行わせる変速機構成とすることにより、 ギヤ列 （G 1〜G 3 ) の嚙合い数が 1となるように構成して自動変速機の伝達効 率を高くし、 燃費を向上させることができる。

このように、 平行軸式ギヤ列と遊星ギヤ列を組み合わせる自動変速機構成と することにより、 係合要素の増加を最小限に抑え、 且つ、 各々の係合要素の差回 転をエンジン回転数 N e以下とすることができるため、 引きずり トルク等のフリ クシヨンの面で有利な構造となる。 また、 遊星ギヤ列 P Gを用いることにより、 リバースレンジをこの遊星ギヤ列 P Gにより実現することができるため、 リバ一 スギヤ列が不要となり自動変速機をコンパクト化できる。

以上に説明した実施例においては、 遊星ギヤ列 P Gに対してトルクコンバー 夕 2からの出力をサンギヤ Sに入力してキャリア C (若しくはリングギヤ R ) か ら出力するように構成している。 これは、 上述のように本発明に係る自動変速機 における低速段での減速比が、 遊星ギヤ列 P Gの減速比で決定されるため、 キヤ リア Cからの出力の段間差 （レンジ間の回転数の差） を十分に確保するためであ る。 リングギヤ Rから入力してキャリア Cから出力するように構成した場合、 キ ャリア Cにおける段間差が小さくなり、 低速段がクロスレシオとなってしまう。

また、 第 1および第 2ギヤ列 G l , G 2に対する第 1および第 2クラッチ C

1 , C 2をカウン夕シャフト 5上に配設した構成としている。 これは、 平面視に おいて、 遊星ギヤ列 P Gと第 1クラッチ C 1、 および、 第 3クラッチ C 3と第 2 クラッチ C 2を略同一位置に重ねて配設することを可能とし、 自動変速機の全長 をコンパクト化するためである。 さらに、 図 4に示したように第 1および第 2ギ ャ列 G l， G 2の減速比は第 1メインシャフト 3から見てオーバ一ドライブとな つている。 このため、 第 1およぴ第 2クラッチ C 1 , C 2をカウン夕シャフト 5 側に配設することにより、 クラッチ容量を小さくすることができる （但し、 カウ ン夕ギヤ 1 2とファイナルギヤ 1 3の減速比が極端に大きな値になると、 クラヅ チ容量は大きくなる場合がある） 。

なお、 以上の説明ではリングギヤ Rを固定保持するために、 摩擦係合手段に よるブレーキ （第 1ブレーキ B 1 ) を用いて実現した場合について説明した。 摩 擦係合手段によるブレーキの場合、 係合されていないときでも若干の引きずり ト ルクが発生しトルクの損失により伝達効率が低下する。 そのため、 この第 1ブレ —キをワンウェイブレーキ （ワンウェイクラヅチ） で構成することにより 2〜6 速レンジでの引きずり トルクを低減して高い伝達効率を実現することができる。

このとき、 ワンウェイブレーキ （B 1 ) は、 L o wレンジにおいてリングギ ャ Rがサンギヤ Sと逆方向に回転しょうとするのを規制するように配設される。 つまり、 サンギヤ Sが回転すると、 その回転はピニオン Pを介してリングギヤ R に伝達されるが、 そのときリングギヤ Rはサンギヤ Sと逆方向に回転しようとす るトルクが働く。 そのため、 その方向にリングギヤ Rが回転するのを規制するこ とにより、 リングギヤ Rは固定保持される。 L o wレンジ以外のときは、 リング ギヤ Rはサンギヤ Sと同方向に回転するため、 ワンウェイブレーキ （B 1 ) によ る回転の規制は起こらない。

なお、 第 1ブレーキ B 1にワンウェイブレーキを用いることにより、 段間差 の大きい L o wレンジと 2 n dレンジの変速が第 1クラッチ C 1の係合制御をす るだけで実現することができる （第 1ブレーキ B 1の係合解除の制御が不要とな る） ので、 制御性が向上する。

また、 キヤリア Cを固定保持するための第 2ブレーキ B 2をワンウェイブレ —キにすることにより、 この第 2ブレーキ B 2で発生する引きずり トルクを低減 して伝達効率を向上させ、 L o wレンジから 6速レンジまでの燃費向上を図るこ とができる。 この場合に用いられるワンウェイブレーキとしては、 フリー （ニュ ートラル） 状態とロック状態を切替えられるように構成され、 フリー状態のとき は、 キャリア C (第 2メインシャフト 4 ) を回転自在とし、 ロック状態のときは、 少なくともサンギヤ Sと同方向の回転を規制するニュートラル付きワンウェイク ラッチを用いることが好ましい。 このようなニュートラル付きワンウェイクラヅ チとしては、 特表 2 0 0 2 - 5 0 4 9 7 9号公報に開示されているようなスプリ ングストラットを用いたクラッチに、 スライ ドプレートを配設し、 スライ ドプレ —トをスライ ド制御してストラッ卜の係合制御可能なように構成することにより フリー状態とロック状態を切替えることができる。

この第 2ブレーキ B 2による引きずり トルクを無くす方法としては、 図 5に 示すように、 第 2ブレーキ B 2の代わりにリバースギヤ列 G Rを設けることでも 実現可能である （図 5において、 図 1と同様の部材については同じ符号を付すこ ととし、 説明は省略する） 。

リバ一スギヤ列 G RJま、 第 2メインシャフト 4上に相対回転可能で、 第 3ギ ャ列 G 3の第 3 ドライブギヤ 1 0に結合されてこの第 3 ドライブギヤ 1 0と一体 に回転するリバースドライブギヤ 1 6と、 カウン夕シャフト 5上に相対回転可能 に配設されたリバースドリプンギャ 1 7と、 このリバースドライブギヤ 1 6とリ —バースドリブンギヤ 1 7とに嚙合するリバースアイ ドラギヤ 1 8とから構成さ れる。 また、 第 3 ドリブンギヤ 1 1は、 カウン夕シャフト 5上に相対回転可能に 配設される。 そして、 リバースドリプンギャ 1 7と第 3 ドリブンギヤ 1 1の間に いずれか一方のギヤをカウンタシャフト 5に係合するように構成されたドグ歯ク ラッチ C Hを設ける。

このように構成することにより、 L o wレンジ〜 6速レンジのときはドグ歯 クラッチ C Hにより第 3 ドリブンギヤ 1 1をカウンタシャフト 5に係合させ、 リ バースレンジのときはリバースドリブンギヤ 1 7をカウン夕シャフト 5に係合さ せるように係合制御を行うことにより、 上述と同様の変速制御を実現ずることが できる。 そのため、 L o wレンジ〜 6速レンジにおいて第 2ブレーキ B 2で発生 していた引きずり トルクを低減して更に高い伝達効率が実現できる。 また、 この ような構成にすると、 リバースレンジの減速比がこのリバースギヤ列により自由 に設定することができるため、 平行軸式自動変速機と同様の自由度を得ることが できる。

本発明に係る自動変速機における遊星ギヤ列 P G等のギヤ列や係合手段の配 置は上述の実施例に限らず、 図 6に示すような配置とすることが可能である。 こ の図 6に示す配置の場合、 メインシャフトは 1本で構成されており、 係合手段、 その係合制御およびギヤ列等との結合関係は図 1の場合と同じである。

図 6 ( A) に示す第 1配置例は、 図 1で示した配置と逆に並べた場合を示し ており、 トルクコンパ一夕 2側から順に、 第 2ブレーキ B 2、 第 3ギヤ列 G 3、 第 3クラッチ C 3、 第 2ギヤ列 G 2、 第 1ギヤ列 G l、 遊星ギヤ列 P G、 第 1ブ レーキ B 1および第 4クラッチ C 4が配設されている。 第 1クラッチ C 1と第 2 クラッチ C 2は、 図 1の場合と同様に、 カウン夕シャフト 5上に第 1ギヤ列 G 1 と第 2ギヤ列 G 2を挟むように配設されている。

図 6 ( B ) に示す第 2配置例は、 トルクコンバータ 2側から順に、 第 1ブレ —キ B l、 第 4クラッチ C 4、 第 1ギヤ列 G l、 第 2ギヤ列 G 2、 遊星ギヤ列 P G、 第 3クラッチ C 3、 第 3ギヤ列 G 2および第 2ブレーキ B 2が配設されてい る。 この場合も、 第 1クラッチ C 1と第 2クラッチ C 2は、 カウン夕シャフト 5 上に第 1ギヤ列 G 1と第 2ギヤ列 G 2を挟むように配設されている。

このように、 ギヤの大きさや搭載する車両の状況に応じて、 自動変速機が有 する部材を自由に配設して構成することができる。

以上のように、 遊星ギヤ列 P Gのリングギヤ Rによって駆動されるギヤ列と して、 第 1ギヤ列 G 1と第 2ギヤ列 G 2の 2組のギヤ列を用いると、 前進 6速、 後進 1速の自動変速機を構成することができるが、 図 7に示すようにこのギヤ列 を 1組にすることにより、 前進 4速、 後進 1速の自動変速機を構成することがで きる （図 7においても、 図 1と同様の部材については同じ符号を付すこととし、 説明は省略する） 。 この前進 4速の自動変速機における速度線図との関係および 変速制御関係を図 8および図 9に示す。 この場合も、 平行軸式自動変速機に遊星 ギヤ列を組み合わせることにより、 伝達効率が高く、 コンパクトな自動変速機を 実現することができる。 また、 上述の場合と同様に、 係合手段の制御は順次変速 可能であり、 変速制御は容易である。

以上の説明から明らかなように、 本発明によると、 平行軸式自動変速機に遊 星ギヤ列を組み合わせることにより、 自動変速機における伝達効率の燃費寄与度 が低い低速段においては遊星ギヤ列を用いて変速を行い、 燃費寄与度の高い高速 段においては、 平行軸上に配設されたギヤ列だけで変速を行うことにより、 コン パクトで燃費効率の高い自動変速機を提供することができる。 さらに、 遊星ギヤ 列のリングギヤ要素により駆動されるギヤ列を複数にすることにより変速レンジ の多段ィヒも容易であり燃費効率を更に高くすることができる。

また、 遊星ギヤ列を用いて後進レンジも実見できるため、 自動変速機のコン パクト化が容易である。

なお、 更なる伝達効率の向上のために、 ブレーキ手段に対してワンウェイブ レーキを用いることも可能であるし、 また、 リーバスレンジに対しては、 ブレー キ手段によらず、 リバースギヤ列で実現することも可能である。

Claims

請 求 の 範 囲 サンギヤ要素、 キャリア要素およびリングギヤ要素を有し、 前記サンギヤ要 素が入力軸に連結されてなる遊星ギヤ列と、

前記遊星ギヤ列の回転軸と平行に配設された出力軸と、

前記リングギヤ要素を固定保持可能なリングギヤ用ブレーキ手段と、 前記リングギヤ要素に連結されたリング駆動ギヤと、 前記リング駆動ギヤと 嚙合し前記出力軸上に相対回転可能に配設されたリング従動ギヤとからなる リング駆動ギヤ列と、

前記リング従動ギヤを前記出力軸に係脱自在に連結するリング駆動ギヤ列用 クラッチ手段と、

前記キヤリァ要素と同軸上に回転可能に配設されたキヤリァ駆動ギヤと、 前 記キヤリァ駆動ギヤと嚙合し前記出力軸に連結されたキヤリァ従動ギヤとか らなるキヤリア駆動ギヤ列と、

前記キヤリァ駆動ギヤを前記キヤリァ要素に係脱自在に連結するキヤリァ駆 動ギヤ列用クラッチ手段と、

前記サンギヤ要素と前記リングギヤ要素とを係脱自在に連結する遊星ギヤ列 用クラッチ手段とを有することを特徴とする自動変速機。 前記遊星歯車列がシングルビ二オンタイプであることを特徴とする請求項 1 に記載の自動変速機。 前記リング駆動ギヤ列が、 並列に配設される 2組のギヤ列から構成されると ともに、 前記リング駆動ギヤ列用クラッチ手段が前記 2組のリング従動ギヤ をそれそれ前記出力軸に係脱自在に連結する 2組のクラッチ手段から構成さ れることを特徴とする請求項 1もしくは 2に記載の自動変速機。 前記入力軸と同軸上に位置して第 2入力軸が設けられており、 前記第 2入力 軸上に前記リング駆動ギヤおよび前記キヤリア駆動ギヤがそれそれ回転自在 に配設されていることを特徴とする請求項 1〜 3のいずれかに記載の自動変 速機 o 前記キヤリァ要素を固定保持可能なキヤリァ用ブレーキ手段を有することを 特徴とする請求項 1〜 3のいずれかに記載の自動変速機。 前記入力軸と同軸上に位置して第 2入力軸が設けられて、 前記第 2入力軸上 に前記リング駆動ギヤおよび前記キヤリァ駆動ギヤがそれそれ回転自在に配 設されており、

前記キヤリァ用ブレーキ手段が前記第 2入力軸上に取り付けられ、 前記キヤ リア用ブレーキ手段により前記第 2入力軸を介して前記キヤリア要素を固定 保持可能であることを特徴とする請求項 5に記載の自動変速機。 前記リングギヤ用ブレーキ手段が、 前記サンギヤ要素の回転方向と逆方向に 回転しょうとする前記リングギヤ要素の回転を規制して固定保持するワンゥ エイブレーキから構成されることを特徴とする請求項 1〜 6のいずれかに記 載の自動変速機。 記キヤリア用ブレーキ手段を、 フリー状態とロック状態とを切替え可能で、 フリ一状態のときは前記キヤリァ要素を回転自在とし、 ロック状態のときは 前記サンギヤ要素の回転方向に回転しょうとする前記キヤリァ要素の回転を 規制して固定保持するニュートラル付きワンウェイブレーキで構成すること を特徴とする請求項 1〜7のいずれかに記載の自動変速機。 前記キヤリァ従動ギヤを前記出力軸上に相対回転可能に配設し、

前記キヤリア駆動ギヤに連結されたリバース駆動ギヤと、 前記出力軸上に相 対回転可能に配設されたリバース従動ギヤと、 前記リバース駆動ギヤおよび 前記リバース従動ギヤとに嚙合するアイ ドラギヤとからなるリバースギヤ列 と、

前記キヤリア従動ギヤと前記リバース従動ギヤのいずれか一方を前記出力軸 に結合する前後進切替用クラッチ手段とを有することを特徴とする請求項 1 〜 7のいずれかに記載の自動変速機。