JP2009138827A - 車両用自動変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】ラビニヨ式の変速用プラネタリギヤユニットを廃止し機械伝達効率を高めながら、各変速段レシオの設定自由度を高める。
【解決手段】自動変速機Ｔは、シングルピニオン型のプラネタリギヤユニットＰＵｒ，ＰＵ１，ＰＵ２の組み合わせで構成されて４個の差動回転要素を備える変速用プラネタリギヤユニットＰＵｓと、湿式多板型あるいはバンドブレーキ型の６個の摩擦係合要素Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃ１，Ｂ１，Ｂ２とを備える。前記６個の摩擦係合要素のうちの３個を選択的に締結して前進１速〜前進７速および後進１速の変速段を確立する。ラビニヨ式のプラネタリギヤユニットを用いていないために機械伝達効率が高く、しかも第１〜第３クラッチＣａ，Ｃｂ，Ｃｃの選択的な締結によって変速用プラネタリギヤユニットＰＵｓの４個の差動回転要素の結合関係を３種類に変化させ、各変速段のレシオの設定自由度を高めることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、３個の差動回転要素を備える減速用プラネタリギヤユニットと、第１プラネタリギヤユニットおよび第２プラネタリギヤユニットの組み合わせで構成されて４個の差動回転要素を備える変速用プラネタリギヤユニットと、湿式多板型のクラッチあるいはブレーキよりなる少なくとも５個の摩擦係合要素とを入力軸の軸線まわりに配置した車両用自動変速機に関する。

減速用プラネタリギヤユニットと、ラビニヨ式の変速用プラネタリギヤユニットと、湿式多板型のクラッチあるいはブレーキよりなる６個の摩擦係合要素とを組み合わせることにより、前進１速〜前進７速および後進１速の変速段を確立可能にした自動変速機が下記特許文献１および下記特許文献２により公知である。
特許第３７３６４８１号公報 特開２００５−５４８２４号公報

ところで上記特許文献１、２で用いられているラビニヨ式の変速用プラネタリギヤユニットは、シングルピニオン型の第１プラネタリギヤユニットとダブルピニオン型の第２プラネタリギヤユニットとを組み合わせたものであって、ダブルピニオン型の第２プラネタリギヤユニットの一方のピニオンと、シングルピニオン型の第１プラネタリギヤユニットのピニオンとが共通部材で構成されているか、あるいは一体に回転し得るように結合されて構成されているため、その機械伝達効率が低いという問題があった。

また上記特許文献１、２で用いられているラビニヨ式の変速用プラネタリギヤユニットは、合計６個の差動回転要素のうち、二つのキャリヤが共有化され、かつ二つのリングギヤが共有化されているため、残った４個の差動回転要素の結合関係が定まってしまい、各変速段のレシオの設定自由度が低くなる問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、変速用プラネタリギヤユニットからラビニヨ式の変速用プラネタリギヤユニットを廃止して機械伝達効率を高めながら、各変速段のレシオの設定自由度を高めることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、３個の差動回転要素を備える減速用プラネタリギヤユニットと、第１プラネタリギヤユニットおよび第２プラネタリギヤユニットの組み合わせで構成されて４個の差動回転要素を備える変速用プラネタリギヤユニットと、湿式多板型のクラッチあるいはブレーキよりなる少なくとも５個の摩擦係合要素とを入力軸の軸線まわりに配置した車両用自動変速機であって、前記第１プラネタリギヤユニットの第３差動回転要素と前記第２プラネタリギヤユニットの第２差動回転要素とを出力軸に接続し、前記第２プラネタリギヤユニットの第１差動回転要素と、前記第１プラネタリギヤユニットの第２差動回転要素および第１差動回転要素との間にそれぞれ第１、第２クラッチを配置し、前記入力軸に接続された前記減速用プラネタリギヤユニットの減速出力が入力される前記第２プラネタリギヤユニットの第３差動回転要素と、前記第１プラネタリギヤユニットの第１差動回転要素との間に第３クラッチを配置し、前記第１プラネタリギヤユニットの第２差動回転要素と、前記入力軸およびハウジングとの間にそれぞれ第４クラッチおよび第１ブレーキを配置したことを特徴とする車両用自動変速機が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記減速用プラネタリギヤユニットの速度線図における３個の差動回転要素が、第１差動回転要素、第２差動回転要素および第３差動回転要素の順番に配置され、前記第１差動回転要素および前記第２差動回転要素間の距離を、前記第２差動回転要素および前記第３差動回転要素間の距離よりも大きく設定し、前記第１差動回転要素を入力軸からの入力要素とし、前記第２差動回転要素を前記変速用プラネタリギヤユニットへの出力要素とし、前記第３差動回転要素とハウジングとの間に第２ブレーキを配置したことを特徴とする車両用自動変速機が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記第２プラネタリギヤユニットの第３差動回転要素とハウジングとの間に第３ブレーキを配置したことを特徴とする車両用自動変速機が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記第２ブレーキを廃止して前記減速用プラネタリギヤユニットの第３差動回転要素をハウジングに常時拘束したことを特徴とする車両用自動変速機が提案される。

請求項１の構成によれば、変速用プラネタリギヤユニットを、構造が複雑で機械伝達効率が低いラビニヨ式のプラネタリギヤユニットで構成する必要がないため、ラビニヨ式のプラネタリギヤユニットを用いる場合に比べて機械伝達効率を高めることができる。また第１〜第３クラッチの選択的な締結によって変速用プラネタリギヤユニットの４個の差動回転要素の結合関係を３種類に変化させ、各変速段のレシオの設定自由度を高めることができる。しかも６個以上の摩擦係合要素を持つものでは、各変速段の確立時に３個の摩擦係合要素が締結するので、従来の２個の摩擦係合要素が締結するものに比べて、オイルの引きずり抵抗が発生する開放した摩擦係合要素の数を減らし、オイルのフリクションによる損失を低減することができる。

また請求項２の構成によれば、減速用プラネタリギヤユニットをシングルピニオン式のプラネタリギヤユニットで構成できるので機械伝達効率を高めることができ、しかも入力軸の回転を減速して変速用プラネタリギヤユニットに伝達する減速用プラネタリギヤユニットにおける減速比を大きく確保することができるので、高速変速段側がクロスレシオになるのを防止し、ワイドなレシオレンジを実現することができる。

また請求項３の構成によれば、第２プラネタリギヤユニットの第３差動回転要素とハウジングとの間に第３ブレーキを配置したので、前進７段の自動変速機に第３ブレーキを付加するだけで前進８段の自動変速機を得ることができる。

また請求項４の構成によれば、第２ブレーキを廃止して減速用プラネタリギヤユニットの第３差動回転要素をハウジングに常時拘束したので、前進７段の自動変速機から第２ブレーキを廃止することで前進６段の自動変速機を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１および図２は本発明の第１の実施の形態を示すもので、図１は車両用自動変速機のスケルトン図、図２は車両用自動変速機の速度線図である。

図１に示すように、自動車用の前進１速〜前進７速および後進１速の自動変速機Ｔは、シングルピニオン型プラネタリギヤユニットで構成された減速用プラネタリギヤユニットＰＵｒと、何れもシングルピニオン型プラネタリギヤユニットよりなる第１プラネタリギヤユニットＰＵ１および第２プラネタリギヤユニットＰＵ２で構成された変速用プラネタリギヤユニットＰＵｓとを備える。

減速用プラネタリギヤユニットＰＵｒは、サンギヤＳｆと、キャリヤＣｆと、リングギヤＲｆと、キャリヤＣｆに支持されてサンギヤＳｆおよびリングギヤＲｆに同時に噛合する複数のピニオンＰｆとを備える。第１プラネタリギヤユニットＰＵ１は、サンギヤＳｍと、キャリヤＣｍと、リングギヤＲｍと、キャリヤＣｍに支持されてサンギヤＳｍおよびリングギヤＲｍに同時に噛合する複数のピニオンＰｍとを備える。第２プラネタリギヤユニットＰＵ２は、サンギヤＳｒと、キャリヤＣｒと、リングギヤＲｒと、キャリヤＣｒに支持されてサンギヤＳｒおよびリングギヤＲｒに同時に噛合する複数のピニオンＰｒとを備える。

図示せぬ動力源、例えばエンジンにより駆動される入力軸ＩＳは、減速用プラネタリギヤユニットＰＵｒのサンギヤＳｆに常時接続され、図示せぬ車輪を駆動する出力軸ＯＳは、第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のリングギヤＲｍおよび第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のキャリヤＣｒに常時接続される。

入力軸ＩＳは第４クラッチＣ１を介して第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のキャリヤＣｍに結合可能であり、第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のキャリヤＣｍは第１クラッチＣａを介して第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のサンギヤＳｒに結合可能であり、第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のサンギヤＳｒは第２クラッチＣｂを介して第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のサンギヤＳｍに結合可能であり、第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のサンギヤＳｍは第３クラッチＣｃを介して減速用プラネタリギヤユニットＰＵｒのキャリヤＣｆおよび第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のリングギヤＲｒに結合可能である。

また第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のキャリヤＣｍは第１ブレーキＢ１を介してハウジングＨに結合可能であり、減速用プラネタリギヤユニットＰＵｒのリングギヤＲｆは第２ブレーキＢ２を介してハウジングＨに結合可能である。

前記第１〜第４クラッチＣａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃ１はいずれも湿式多板型のもので構成され、前記第１、第２ブレーキＢ１，Ｂ２は湿式多板型あるいはバンドブレーキ型のもので構成される。

図２は自動変速機Ｔの速度線図を示しており、上段の速度線図は減速用プラネタリギヤユニットＰＵｒのものであり、中段の速度線図は変速用プラネタリギヤユニットＰＵｓの第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のものであり、下段の速度線図は変速用プラネタリギヤユニットＰＵｓの第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のものである。

表１におけるｉ，ｊ，ｋは、それぞれ減速用プラネタリギヤユニットＰＵｒ、第１プラネタリギヤユニットＰＵ１および第２プラネタリギヤユニットＰＵ２の、リングギヤおよびサンギヤの歯数比を表している。

減速用プラネタリギヤユニットＰＵｒにおいて、リングギヤＲｆの歯数をＺＲｆとし、サンギヤＳｆの歯数をＺＳｆとしたとき、歯数比ｉはＺＲｆ／ＺＳｆ＝１．４２９に設定される。

第１プラネタリギヤユニットＰＵ１において、リングギヤＲｍの歯数をＺＲｍとし、サンギヤＳｍの歯数をＺＳｍとしたとき、歯数比ｊはＺＲｍ／ＺＳｍ＝２．０００に設定される。

第２プラネタリギヤユニットＰＵ２において、リングギヤＲｒの歯数をＺＲｒとし、サンギヤＳｒの歯数をＺＳｒとしたとき、歯数比ｋはＺＲｒ／ＺＳｒ＝２．５００に設定される。

図２の減速用プラネタリギヤユニットＰＵｒ、第１プラネタリギヤユニットＰＵ１および第２プラネタリギヤユニットＰＵ２の速度線図において、キャリヤの縦線とリングギヤの縦線との距離を１．０００としたとき、キャリヤの縦線とサンギヤの縦線との距離が、それぞれ前記歯数比ｉ，ｊ，ｋに設定される。

図１において、変速用プラネタリギヤユニットＰＵｓの第１プラネタリギヤユニットＰＵ１はサンギヤＳｍ、キャリヤＣｍおよびリングギヤＲｍの３個の差動回転要素を備え、第２プラネタリギヤユニットＰＵ２はサンギヤＳｒ、キャリヤＣｒおよびリングギヤＲｒの３個の差動回転要素を備えているが、第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のリングギヤＲｍと第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のキャリヤＣｒとは常時結合されている。

また第１クラッチＣａを締結すると、第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のキャリヤＣｍと第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のサンギヤＳｒとが一体化され、第２クラッチＣｂを締結すると、第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のサンギヤＳｍと第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のサンギヤＳｒとが一体化され、第３クラッチＣｃを締結すると、第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のサンギヤＳｍと第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のリングギヤＲｒとが一体化される。このように、第１プラネタリギヤユニットＰＵ１の３個の差動回転要素および第２プラネタリギヤユニットＰＵ２の３個の差動回転要素の合計６個の差動回転要素のうち、その二つを常時一体化し、かつ他の二つを選択的に一体化することにより、変速用プラネタリギヤユニットＰＵｓは４個の差動回転要素を持つことになる。

図２において、「締結状態ａ」は第１クラッチＣａを締結した状態、「締結状態ｂ」は第２クラッチＣｂを締結した状態、「締結状態ｃ」は第３クラッチＣｃを締結した状態を示しており、第１〜第３クラッチＣａ〜Ｃｃの締結状態により、変速用プラネタリギヤユニットＰＵｓの速度線図の形状を３種類に変化させることができる。

表２は第１の実施の形態の自動変速機Ｔの作動表であり、左欄の１〜７は前進１速変速段〜前進７速変速段を表し、Ｒは後進変速段を表す。また○印は摩擦係合要素が締結状態にあることを表し、（○）は摩擦係合要素が相対回転しない状態を示している。摩擦係合要素が相対回転しない場合には、それを締結しても締結しなくても作用上の差異はないが、オイルポンプで発生する油圧の消費量や、その油圧を制御するソレノイドバルブの電力の消費量の削減の観点からは締結しない方が経済的である。

また表２において、「公比」は隣接する前進変速段のレシオの比であり、「レシオレンジ」は前進１速変速段および前進７速変速段間のレシオの比である。

次に、表２に示す自動変速機Ｔの作動表を参照しながら、各変速段の確立について説明する。

表２から明らかなように、前進１速変速段〜前進７速変速段および後進変速段のうち、前進６速変速段を除く変速段では、第２ブレーキＢ２が締結する。従って、減速用プラネタリギヤユニットＰＵｒのリングギヤＲｆがハウジングＨに拘束されるため、入力軸ＩＳの回転が減速用プラネタリギヤユニットＰＵｒのサンギヤＳｆに入力されると、減速用プラネタリギヤユニットＰＵｒのキャリヤＣｆと、それに直結された第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のリングギヤＲｒとが、入力軸ＩＳの回転数（以下、全速回転数Ｎ１という）に対して減速された所定の回転数（以下、減速回転数Ｎ２という）で回転する。本実施の形態では、全速回転数Ｎ１を１．００としたとき、歯数比ｉ＝１．４２９によって減速回転数Ｎ２は０．４１となる。

前進１速変速段の確立時には、前記第２ブレーキＢ２に加えて、第２クラッチＣｂおよび第１ブレーキＢ１が締結する。

第２クラッチＣｂの締結により、第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のサンギヤＳｍと第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のサンギヤＳｒとが一体化され、変速用プラネタリギヤユニットＰＵｓは図２の締結状態ｂとなる。また第１ブレーキＢ１の締結により第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のキャリヤＣｍがハウジングＨに拘束されて回転を停止する。よって速度線図において、第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のリングギヤＲｒの回転数が減速回転数Ｎ２になり、第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のキャリヤＣｍの回転数が０になることで、レシオが５．３４３の前進１速変速段が確立する。

前進２速変速段の確立時には、前記第２ブレーキＢ２に加えて、第１クラッチＣａおよび第１ブレーキＢ１が締結する。

第１クラッチＣａの締結により、第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のキャリヤＣｍと第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のサンギヤＳｒとが一体化され、変速用プラネタリギヤユニットＰＵｓは図２の締結状態ａとなる。また第１ブレーキＢ１の締結により第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のキャリヤＣｍがハウジングＨに拘束されて回転を停止することで、第１クラッチＣａを介してキャリヤＣｍに接続された第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のサンギヤＳｒも回転を停止する。よって速度線図において、第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のリングギヤＲｒの回転数が減速回転数Ｎ２になり、第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のサンギヤＳｒの回転数が０になることで、レシオが３．４００の前進２速変速段が確立する。

前進３速変速段の確立時には、前記第２ブレーキＢ２に加えて、第１クラッチＣａおよび第２クラッチＣｂが締結する。

第１クラッチＣａおよび第２クラッチＣｂの締結により、第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のキャリヤＣｍと、第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のサンギヤＳｒと、第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のサンギヤＳｍとが一体化される。第１プラネタリギヤユニットＰＵ１はキャリヤＣｍおよびサンギヤＳｍが一体化されることで差動回転が不能なロック状態となり、リングギヤＲｍも一体化される。そして、このリングギヤＲｍは第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のキャリヤＣｒと常時一体化されているため、第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のサンギヤＳｒおよびキャリヤＣｒが一体化されることで差動回転が不能なロック状態となり、リングギヤＲｒも一体化される。つまり前進３速変速段では第１、第２プラネタリギヤユニットＰＵ１，ＰＵ２が共にロック状態になり、締結していない第３クラッチＣｃも相対回転しない実質的な締結状態となる。その結果、減速回転数Ｎ２で回転する第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のリングギヤＲｒの回転がそのまま出力軸ＯＳに出力され、レシオが２．４２９の前進３速変速段が確立する。

前進４速変速段の確立時には、前記第２ブレーキＢ２に加えて、第１クラッチＣａおよび第４クラッチＣ１が締結する。

第１クラッチＣａの締結により、第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のキャリヤＣｍと第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のサンギヤＳｒとが一体化され、変速用プラネタリギヤユニットＰＵｓは図２の締結状態ａとなる。また第４クラッチＣ１の締結により第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のキャリヤＣｍが入力軸ＩＳに接続されることで、キャリヤＣｍは入力軸ＩＳと同じ全速回転数Ｎ１で回転する。よって速度線図において、第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のリングギヤＲｒの回転数が減速回転数Ｎ２になり、第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のキャリヤＣｍの回転数が全速回転数Ｎ１になることで、レシオが１．７２５の前進４速変速段が確立する。

前進５速変速段の確立時には、前記第２ブレーキＢ２に加えて、第２クラッチＣｂおよび第４クラッチＣ１が締結する。

第２クラッチＣｂの締結により、第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のサンギヤＳｍと第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のサンギヤＳｒとが一体化され、変速用プラネタリギヤユニットＰＵｓは図２の締結状態ｂとなる。また第４クラッチＣ１の締結により第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のキャリヤＣｍが入力軸ＩＳに接続されることで、キャリヤＣｍは入力軸ＩＳと同じ全速回転数Ｎ１で回転する。よって速度線図において、第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のリングギヤＲｒの回転数が減速回転数Ｎ２になり、第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のキャリヤＣｍの回転数が全速回転数Ｎ１になることで、レシオが１．３６５の前進５速変速段が確立する。

前進６速変速段の確立時には、例外的に前記第２ブレーキＢ２が開放し、第２クラッチＣｂ、第３クラッチＣｃおよび第４クラッチＣ１が締結する。

第２クラッチＣｂおよび第３クラッチＣｃの締結により、第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のリングギヤＲｒとサンギヤＳｒとが一体化されることで、第２プラネタリギヤユニットＰＵ２は差動回転が不能なロック状態となる。また第２クラッチＣｂの締結により、第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のサンギヤＳｒと第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のサンギヤＳｍとが一体化され、かつ第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のキャリヤＣｒは第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のリングギヤＲｍと常時一体化されているため、第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のサンギヤＳｍおよびリングギヤＲｍが一体化されることで、第１プラネタリギヤユニットＰＵ１も差動回転が不能なロック状態となる。つまり前進６速変速段では第１、第２プラネタリギヤユニットＰＵ１，ＰＵ２が共にロック状態になり、締結していない第１クラッチＣａは相対回転しない実質的な締結状態となる。そして第４クラッチＣ１の締結により、第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のキャリヤＣｍに入力軸ＩＳの全速回転数Ｎ１が入力することで、そのキャリヤＣｍの回転がそのまま出力軸ＯＳに出力され、レシオが１．０００の前進６速変速段が確立する。

前進７速変速段の確立時には、前記第２ブレーキＢ２に加えて、第３クラッチＣｃおよび第４クラッチＣ１が締結する。

第３クラッチＣｃの締結により、第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のリングギヤＲｒと第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のサンギヤＳｍとが一体化され、変速用プラネタリギヤユニットＰＵｓは図２の締結状態ｃとなる。また第４クラッチＣ１の締結により第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のキャリヤＣｍが入力軸ＩＳに接続されることで、キャリヤＣｍは全速回転数Ｎ１で回転する。よって速度線図において、第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のリングギヤＲｒの回転数が減速回転数Ｎ２になり、第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のキャリヤＣｍの回転数が全速回転数Ｎ１になることで、レシオが０．７７３の前進７速変速段が確立する。

後進変速段の確立時には、前記第２ブレーキＢ２に加えて、第３クラッチＣｃおよび第１ブレーキＢ１が締結する。

第３クラッチＣｃの締結により、第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のリングギヤＲｒと第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のサンギヤＳｍとが一体化され、変速用プラネタリギヤユニットＰＵｓは図２の締結状態ｃとなる。また第１ブレーキＢ１の締結により第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のキャリヤＣｍがハウジングＨに接続されることで、キャリヤＣｍは回転を停止する。よって速度線図において、第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のリングギヤＲｒの回転数が減速回転数Ｎ２になり、第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のキャリヤＣｍの回転数が０になることで、レシオが−４．８５７の後進速変速段が確立する。

以上のように、本実施の形態によれば、変速用プラネタリギヤユニットＰＵｓを構成する第１プラネタリギヤユニットＰＵ１および第２プラネタリギヤユニットＰＵ２が共にシングルピニオン型のプラネタリギヤユニットで構成されており、ラビニヨ式の変速用プラネタリギヤユニットを用いていないので、その機械伝達効率を高めてエンジンの燃料消費量を節減することができる。

しかも、第１〜第３クラッチＣａ〜Ｃｃを選択的に締結することで、変速用プラネタリギヤユニットＰＵｓの速度線図の形状を３種類に変化させ、各変速段のレシオの設定自由度を高めることができる。通常、そのためには変速用プラネタリギヤユニットＰＵｓを４個のプラネタリギヤユニットで構成する必要があるが、本実施の形態によれば、それを第１プラネタリギヤユニットＰＵ１および第２プラネタリギヤユニットＰＵ２の２個のプラネタリギヤユニットで達成することができるため、自動変速機Ｔの小型化に寄与することができる。

更に、前進１速変速段〜前進７速変速段および後進変速段を確立時に、合計６個の摩擦係合要素のうちの３個の摩擦係合要素が必ず締結するため、開放状態にあってオイルによるフリクションが大きくなる摩擦係合要素の数を、前記引用文献１および引用文献２に記載されたものに比べて１個減らし、その分だけフリクションを低減してエンジンの燃料消費量を節減することができる。

次に、図３および図４に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態は、４個のクラッチＣａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃ１および２個のブレーキＢ１，Ｂ２を用いて前進１速〜前進７速および後進１速の変速段を確立可能にしたものであるが、第２の実施の形態は、第１の実施の形態に第３ブレーキＢ３を付加することで前進１速〜前進８速および後進１速の変速段を確立可能にしている。つまり第１の実施の形態の自動変速機Ｔは合計６個の摩擦係合要素を備えて前進１速〜前進７速および後進１速の変速段を確立可能にしているが、第２の実施の形態の自動変速機Ｔは合計７個の摩擦係合要素を備えて前進１速〜前進８速および後進１速の変速段を確立可能にしている。

図３から明らかなように、第３ブレーキＢ３は、変速用プラネタリギヤユニットＰＵｓの第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のリングギヤＲｒを、つまり前記リングギヤＲｒと一体の減速用プラネタリギヤユニットＰＵｒのキャリヤＣｆをハウジングＨに対して拘束するものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同一である。また歯数比ｉ，ｊ，ｋについては、一例として第１の実施の形態と同一にしている。

第２の実施の形態の作動表である表３と、第１の実施の形態の作動表である表２とを比較すると明らかなように、第２の実施の形態の前進８速変速段の確立時以外の作動は同一である。この前進８速変速段の確立時には、第２ブレーキＢ２が開放し、第３クラッチＣｃ、第４クラッチＣ１および第３ブレーキＢ３が締結する。

第３クラッチＣｃの締結により、第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のリングギヤＲｒと第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のサンギヤＳｍとが一体化され、変速用プラネタリギヤユニットＰＵｓは図４の締結状態ｃとなる。また第４クラッチＣ１の締結により第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のキャリヤＣｍが入力軸ＩＳに接続されることで、キャリヤＣｍは全速回転数Ｎ１で回転する。かつ第３ブレーキＢ３の締結により第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のリングギヤＲｒがハウジングＨに拘束されて回転を停止する。よって速度線図において、第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のリングギヤＲｒの回転数が０になり、第１プラネタリギヤユニットＰＵ１のキャリヤＣｍの回転数が全速回転数Ｎ１になることで、レシオが０．６６７の前進８速変速段が確立する。

このように、第２の実施の形態では、減速用プラネタリギヤユニットＰＵｒのキャリヤＣｆ（つまり第２プラネタリギヤユニットＰＵ２のリングギヤＲｒ）をハウジングＨに拘束する第３ブレーキＢを追加するだけで前進８速変速段を確立することが可能になる。

第２の実施の形態のその他の作用効果は、前述した第１の実施の形態の作用効果と同一である。

次に、図５および図６に基づいて本発明の第３の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態は、４個のクラッチＣａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃ１および２個のブレーキＢ１，Ｂ２を用いて前進１速〜前進７速および後進１速の変速段を確立可能にしたものであるが、第３の実施の形態は、第１の実施の形態の第２ブレーキＢ２を廃止して減速用プラネタリギヤユニットＰＵｒのリングギヤＲｆをハウジングＨに常時拘束することで、前進１速〜前進６速および後進１速の変速段を確立可能にしている。つまり第１の実施の形態の自動変速機Ｔは合計６個の摩擦係合要素を備えて前進１速〜前進７速および後進１速の変速段を確立可能にしているが、第３の実施の形態の自動変速機Ｔは合計５個の摩擦係合要素を備えて前進１速〜前進６速および後進１速の変速段を確立可能にしている。

表４から明らかなように、第３の実施の形態では減速用プラネタリギヤユニットＰＵｒ、第１プラネタリギヤユニットＰＵ１および第２プラネタリギヤユニットＰＵ２の、リングギヤおよびサンギヤの歯数比ｉ，ｊ，ｋは、一例として第１の実施の形態と異なっているが、その他の構成は第１の実施の形態と同一である。

第３の実施の形態の作動表である表５と、第１の実施の形態の作動表である表２とを比較すると明らかなように、第３の実施の形態では、第１の実施の形態の前進６速変速段が削除され、前進７速変速段が前進６速変速段に繰り上げられている。

第３の実施の形態のその他の作用効果は、前述した第１の実施の形態の作用効果と同一である。但し、第３の実施の形態では各変速段において締結する摩擦係合要素の数が２個であるため、開放状態にあってオイルによるフリクションが大きくなる摩擦係合要素の数を減らし、その分だけフリクションを低減してエンジンの燃料消費量を節減するという作用効果は期待することができない。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、各実施の形態における歯数比ｉ，ｊ，ｋの数値やレシオの数値は一例にすぎず、適宜変更することが可能である。

第１の実施の形態に係る車両用自動変速機のスケルトン図 第１の実施の形態に係る車両用自動変速機の速度線図 第２の実施の形態に係る車両用自動変速機のスケルトン図 第２の実施の形態に係る車両用自動変速機の速度線図 第３の実施の形態に係る車両用自動変速機のスケルトン図 第３の実施の形態に係る車両用自動変速機の速度線図

符号の説明

ＰＵｒ 減速用プラネタリギヤユニット
ＰＵｓ 変速用プラネタリギヤユニット
ＰＵ１ 第１プラネタリギヤユニット
ＰＵ２ 第２プラネタリギヤユニット
Ｓｆ サンギヤ（減速用プラネタリギヤユニットの第１差動回転要素）
Ｃｆ キャリヤ（減速用プラネタリギヤユニットの第２差動回転要素）
Ｒｆ リングギヤ（減速用プラネタリギヤユニットの第３差動回転要素）
Ｓｍ サンギヤ（第１プラネタリギヤユニットの第１差動回転要素）
Ｃｍ キャリヤ（第１プラネタリギヤユニットの第２差動回転要素）
Ｒｍ リングギヤ（第１プラネタリギヤユニットの第３差動回転要素）
Ｓｒ サンギヤ（第２プラネタリギヤユニットの第１差動回転要素）
Ｃｒ キャリヤ（第２プラネタリギヤユニットの第２差動回転要素）
Ｒｒ リングギヤ（第２プラネタリギヤユニットの第３差動回転要素）
Ｃａ 第１クラッチ
Ｃｂ 第２クラッチ
Ｃｃ 第３クラッチ
Ｃ１ 第４クラッチ
Ｂ１ 第１ブレーキ
Ｂ２ 第２ブレーキ
Ｂ３ 第３ブレーキ
ＩＳ 入力軸
ＯＳ 出力軸
Ｈ ハウジング

Claims (4)

1. ３個の差動回転要素を備える減速用プラネタリギヤユニット（ＰＵｒ）と、
   第１プラネタリギヤユニット（ＰＵ１）および第２プラネタリギヤユニット（ＰＵ２）の組み合わせで構成されて４個の差動回転要素を備える変速用プラネタリギヤユニット（ＰＵｓ）と、
   湿式多板型のクラッチあるいはブレーキよりなる少なくとも５個の摩擦係合要素（Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃ１，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）と、
   を入力軸（ＩＳ）の軸線まわりに配置した車両用自動変速機であって、
   前記第１プラネタリギヤユニット（ＰＵ１）の第３差動回転要素（Ｒｍ）と前記第２プラネタリギヤユニット（ＰＵ２）の第２差動回転要素（Ｃｒ）とを出力軸（ＯＳ）に接続し、
   前記第２プラネタリギヤユニット（ＰＵ２）の第１差動回転要素（Ｓｒ）と、前記第１プラネタリギヤユニット（ＰＵ１）の第２差動回転要素（Ｃｍ）および第１差動回転要素（Ｓｍ）との間にそれぞれ第１、第２クラッチ（Ｃａ，Ｃｂ）を配置し、
   前記入力軸（ＩＳ）に接続された前記減速用プラネタリギヤユニット（ＰＵｒ）の減速出力が入力される前記第２プラネタリギヤユニット（ＰＵ２）の第３差動回転要素（Ｒｒ）と、前記第１プラネタリギヤユニット（ＰＵ１）の第１差動回転要素（Ｓｍ）との間に第３クラッチ（Ｃｃ）を配置し、
   前記第１プラネタリギヤユニット（ＰＵ１）の第２差動回転要素（Ｃｍ）と、前記入力軸（ＩＳ）およびハウジング（Ｈ）との間にそれぞれ第４クラッチ（Ｃ１）および第１ブレーキ（Ｂ１）を配置したことを特徴とする車両用自動変速機。
2. 前記減速用プラネタリギヤユニット（ＰＵｒ）の速度線図における３個の差動回転要素が、第１差動回転要素（Ｓｆ）、第２差動回転要素（Ｃｆ）および第３差動回転要素（Ｒｆ）の順番に配置され、前記第１差動回転要素（Ｓｆ）および前記第２差動回転要素（Ｃｆ）間の距離を、前記第２差動回転要素（Ｃｆ）および前記第３差動回転要素（Ｒｆ）間の距離よりも大きく設定し、
   前記第１差動回転要素（Ｓｆ）を入力軸（ＩＳ）からの入力要素とし、前記第２差動回転要素（Ｃｆ）を前記変速用プラネタリギヤユニット（ＰＵｓ）への出力要素（Ｃｆ）とし、前記第３差動回転要素（Ｒｆ）とハウジング（Ｈ）との間に第２ブレーキ（Ｂ２）を配置したことを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動変速機。
3. 前記第２プラネタリギヤユニット（ＰＵ２）の第３差動回転要素（Ｒｒ）とハウジング（Ｈ）との間に第３ブレーキ（Ｂ３）を配置したことを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動変速機。
4. 前記第２ブレーキ（Ｂ２）を廃止して前記減速用プラネタリギヤユニット（ＰＵｒ）の第３差動回転要素（Ｒｆ）をハウジング（Ｈ）に常時拘束したことを特徴とする、請求項２に記載の車両用自動変速機。

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