JP4228461B2 - 変速装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は変速装置に関するものであり、例えば自動車の自動変速装置に用いられる変速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の変速装置として、例えば特開平６−３２３３８１号公報に開示される技術がある。この公報には、３つのプラネタリギヤユニットが直列に配置され、各プラネタリギヤユニットはそれぞれ１つのリングギヤ、キャリヤ、サンギヤを用いている。これらのギヤを使用して、外力で駆動される５つの係合要素（２つのクラッチと３つのブレーキ）を介して６つの前進ギヤ段と１つの後進ギヤ段を切換え可能な変速装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、トラック等の商用系の車両は積載荷重によってエンジントルクに対して車両重量が大きくなる傾向があるため、出力軸の駆動トルクが大きい変速装置を採用することが好ましい。しかしながら上記公報に開示される変速装置は、前進ギヤ段を６つ構成しているが、アンダードライブは１速から４速までで５速と６速はオーバードライブである。したがって上記の変速装置を商用系の車両へ採用した場合、オーバードライブである５速と６速は駆動トルクが小さくなってしまうため５速と６速の使用頻度が少なくなり、商用系の車両へ採用するには実用性の面から適切ではない、という問題がある。
【０００４】
更に上記公報に開示される変速装置は、変速段が５速或いは６速のときのピニオン回転数が大きくならないように設計すると、後進のギヤ比が大きくなってしまう構造になっており、設計の自由度が低いという問題もある。
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点を解決すべく、３列のプラネタリギヤで５つの摩擦係合要素を用いて、１速から５速がアンダードライブで、６速がオーバードライブであり、且つ変速段が５速或いは６速等の高速段のときのピニオン回転数を大きくすることなく後進のギヤ比を最適に設計することが可能な前進６段の変速装置を提供することを技術的課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１の発明は、入力軸と、出力軸と、キャリヤを入力軸と連結した第１列のダブルピニオンプラネタリギヤと、第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのキャリヤと第３列のシングルピニオンプラネタリギヤのキャリヤとを連結するとともに第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤと第３列のシングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤとを連結し、第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤに連結される第１の軸要素と、第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのキャリヤに連結される第２の軸要素と、第３列のシングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤに連結される第３の軸要素と、第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤおよび第１列のダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤに連結される第４の軸要素と、を具備させ且つ第３の軸要素を出力軸に連結したプラネタリギヤユニットと、第１列のダブルピニオンプラネタリギヤのキャリヤとプラネタリギヤユニットの第１の軸要素とを選択的に連結するための第１の摩擦クラッチ要素Ｃ１と、第１列のダブルピニオンプラネタリギヤのキャリヤとプラネタリギヤユニットの第２の軸要素とを選択的に連結するための第２の摩擦クラッチ要素Ｃ２と、プラネタリギヤユニットの第１の軸要素を選択的に固定するための第１の摩擦ブレーキ要素Ｂ１と、プラネタリギヤユニットの第２の軸要素を選択的に固定するための第２の摩擦ブレーキ要素Ｂ２と、第１列のダブルピニオンプラネタリギヤのサンギヤを選択的に固定するための第３の摩擦ブレーキ要素Ｂ３と、を備える変速装置とした。
【０００７】
請求項１の変速装置によると、３列のプラネタリギヤで５つの摩擦係合要素（摩擦クラッチ要素Ｃ１、Ｃ２、摩擦ブレーキ要素Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）を切換えて１速から５速がアンダードライブ、６速がオーバードライブの前進６段、後進１段の変速装置を構成することができる。この変速装置を車両重量に比べてエンジントルクが比較的小さい車両に採用した場合には、変速装置の１速から５速がアンダードライブであるため、この範囲内の変速段で走行しても車速が制限されることなく通常に走行することが可能になるとともに、変速段が５速或いは６速のときのピニオン回転数を大きくすることなく、後進のギヤ比を適切に設計することが可能な前進６段、後進１段の変速装置を構成することができる。更に、１速から５速の変速段がクロスされるので変速ショックを低減することも可能になる。
【０００８】
上記課題を解決するために請求項２の発明は、入力軸と、出力軸と、サンギヤを常時固定するとともにキャリヤを入力軸と連結した第１列のダブルピニオンプラネタリギヤと、第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのキャリヤと第３列のシングルピニオンプラネタリギヤのキャリヤとを連結するとともに第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤと第３列のシングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤとを連結し、第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤに連結される第１の軸要素と、第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのキャリヤに連結される第２の軸要素と、第３列のシングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤに連結される第３の軸要素と、第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤに連結される第４の軸要素と、を具備させ且つ第３の軸要素を出力軸に連結したプラネタリギヤユニットと、第１列のダブルピニオンプラネタリギヤのキャリヤとプラネタリギヤユニットの第１の軸要素とを選択的に連結するための第１の摩擦クラッチ要素Ｃ１と、第１列のダブルピニオンプラネタリギヤのキャリヤとプラネタリギヤユニットの第２の軸要素とを選択的に連結するための第２の摩擦クラッチ要素Ｃ２と、第１列のダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤとプラネタリギヤユニットの第４の軸要素とを選択的に連結するための第３の摩擦クラッチ要素Ｃ３と、プラネタリギヤユニットの第１の軸要素を選択的に固定するための第１の摩擦ブレーキ要素Ｂ１と、プラネタリギヤユニットの第２の軸要素を選択的に固定するための第２の摩擦ブレーキ要素Ｂ２と、を備える変速装置とした。
【０００９】
請求項２に示す変速装置によると、３列のプラネタリギヤで５つの摩擦係合要素（摩擦クラッチ要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ０、摩擦ブレーキ要素Ｂ１、Ｂ２）を切換えて１速から５速がアンダードライブ、６速がオーバードライブの前進６段、後進１段の変速装置を構成することができるとともに、変速段が５速或いは６速のときのピニオン回転数を大きくすることなく、後進のギヤ比を適切に設計することが可能な前進６段、後進１段の変速装置を構成することができる。更に請求項２によると、第３の摩擦クラッチ要素Ｃ３を設けたことで入力軸のトルクをプラネタリギヤユニットと切り離すことができ、プラネタリギヤユニット内のピニオンギヤが無負荷で高速回転するのを抑えることが可能になり、ギヤノイズを低減するとともにギヤの耐久性を向上することができる。また、１速から５速の変速段がクロスされるので変速ショックを低減することも可能になる。
【００１０】
【実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。本実施の形態では、自動車用の自動変速装置に用いた場合について説明する。
【００１１】
図１は本発明の第１の実施の形態における自動変速装置１０のギヤトレーンを示す概略図である。自動変速装置１０はハウジング１内に配設され、図示しないエンジンの出力を粘性媒体の剪断力を介して変速装置１０に出力するトルクコンバータ２からの出力を摩擦係合要素の切換えに応じて前進６速、後進１速に増減速切換えして、図示しない車軸に出力する。
【００１２】
変速装置１０は、トルクコンバータ２の出力軸である入力軸１１と、図示しない差動装置を介して車軸に連結される出力軸１２と、入力軸１１と連結するキャリヤＰＣ１を有する第１列のダブルピニオンプラネタリギヤＧ１（以下、第１プラネタリギヤＧ１と称す）と、第２列のシングルピニオンプラネタリギヤ（以下、第２プラネタリギヤＧ２と称す）のキャリヤＰＣ２と第３列のシングルピニオンプラネタリギヤ（以下、第３プラネタリギヤＧ３と称す）のキャリヤＰＣ３とを連結するとともに第２プラネタリギヤＧ２のサンギヤＳ２と第３プラネタリギヤＧ３のサンギヤＳ３とを連結し、第２プラネタリギヤＧ２のサンギヤＳ２に連結される第１の軸要素Ｊ１と、第２プラネタリギヤＧ２のキャリヤＰＣ２に連結される第２の軸要素Ｊ２と、第３プラネタリギヤＧ３のリングギヤＲ３に連結される第３の軸要素Ｊ３と、第２プラネタリギヤＧ２のリングギヤＲ２および第１プラネタリギヤＧ１のリングギヤＲ１に連結される第４の軸要素Ｊ４と、を具備させ且つ第３の軸要素Ｊ３を出力軸１２に連結したプラネタリギヤユニットＧ２３と、第１プラネタリギヤＧ１のキャリヤＰＣ１とプラネタリギヤユニットＧ２３の第１の軸要素Ｊ１とを選択的に連結する第１の摩擦クラッチ要素Ｃ１と、第１プラネタリギヤＧ１のキャリヤＰＣ１とプラネタリギヤユニットＧ２３の第２の軸要素Ｊ２とを選択的に連結する第２の摩擦クラッチ要素Ｃ２と、プラネタリギヤユニットＧ２３の第１の軸要素Ｊ１を選択的に固定する第１の摩擦ブレーキ要素Ｂ１と、プラネタリギヤユニットＧ２３の第２の軸要素Ｊ２を選択的に固定する第２の摩擦ブレーキ要素Ｂ２と、第１プラネタリギヤＧ１のサンギヤＳ１を選択的に固定する第３の摩擦ブレーキ要素Ｂ３とを備える。
【００１３】
第１プラネタリギヤＧ１では、ρ１＝サンギヤＳ１の歯数／リングギヤＲ１の歯数＝０．４６、第２プラネタリギヤＧ２では、ρ２＝サンギヤＳ２の歯数／リングギヤＲ２の歯数＝０．６、第３プラネタリギヤＧ３では、ρ３＝サンギヤＳ３の歯数／リングギヤＲ３の歯数＝０．３２である。
【００１４】
表１に第１の実施の形態における各係合要素の組み合せ及びギヤ比を示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】
尚、表１において○は係合状態を、空欄は開放状態を示している。
【００１７】
表１における変速段の切換えについて説明する。１速では、第３の摩擦ブレーキ要素Ｂ３によりサンギヤＳ１を係止して入力軸１１のトルクを増大したリングギヤＲ１の出力を第４の軸要素Ｊ４に伝達するとともに、第２の摩擦ブレーキ要素Ｂ２にて第２の軸要素Ｊ２の回転を係止することで第３の軸要素が減速回転され、１速を形成する。
【００１８】
２速では、第３の摩擦ブレーキ要素Ｂ３によりサンギヤＳ１を係止して入力軸１１のトルクを増大したリングギヤＲ１の出力を第４の軸要素Ｊ４に伝達するとともに、第１の摩擦ブレーキ要素Ｂ１にて第１の軸要素Ｊ１の回転を係止することで第３の軸要素Ｊ３が減速回転され、２速を形成する。
【００１９】
３速では、第３の摩擦ブレーキ要素Ｂ３によりサンギヤＳ１を係止して入力軸１１のトルクを増大したリングギヤＲ１の出力を第４の軸要素Ｊ４に伝達するとともに、第１の摩擦クラッチ要素Ｃ１を係合して入力軸１１のトルクを第１の軸要素Ｊ１に入力することで第３の軸要素Ｊ３が減速回転され、３速を形成する。
【００２０】
４速では、第３の摩擦ブレーキ要素Ｂ３によりサンギヤＳ１を係止して入力軸１１のトルクを増大したリングギヤＲ１の出力を第４の軸要素Ｊ４に伝達するとともに、第２の摩擦クラッチ要素Ｃ２を係合して入力軸１１のトルクを第２の軸要素Ｊ２に入力することで第３の軸要素Ｊ３が減速回転され、４速を形成する。
【００２１】
５速では、第１の摩擦クラッチ要素Ｃ１及び第２の摩擦クラッチ要素Ｃ２を係合して入力軸１１のトルクをプラネタリギヤユニットＧ２３の第１の軸要素Ｊ１および第２の軸要素Ｊ２に伝達することで、プラネタリギヤユニットＧ２３が入力軸１１と一体回転し、５速を形成する。
【００２２】
６速では、第２の摩擦クラッチ要素Ｃ２を係合して入力軸１１のトルクを第２の軸要素Ｊ２に伝達するとともに、第１の摩擦ブレーキ要素Ｂ１にて第１の軸要素Ｊ１の回転を係止することで第３の軸要素Ｊ３が増速回転され、オーバードライブである６速を形成する。
【００２３】
後進では、第１の摩擦クラッチ要素Ｃ１を係合して入力軸１１のトルクを第１の軸要素Ｊ１に伝達するとともに、第２の摩擦ブレーキ要素Ｂ２にて第２の軸要素Ｊ２の回転を係止することで、プ第３の軸要素Ｊ３が逆回転され、後進を形成する。
【００２４】
上述したように各摩擦係合要素を切換えることで、３列のプラネタリギヤＧ１、Ｇ２、Ｇ３と５つの摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３で１速から５速がアンダードライブ、６速がオーバードライブの前進６速、後進１速の変速装置１０を構成することができる。更に変速装置１０は、変速段が５速或いは６速のときのピニオン回転数を大きくすることなく、後進のギヤ比を適切に設計することが可能になる。
【００２５】
次に、本発明の第２の実施の形態における変速装置２０について説明する。図２は第２の実施の形態における自動変速装置２０のギヤトレーンを示す概略図である。
【００２６】
第２の実施の形態の変速装置２０は、上述した第１の実施の形態の変速装置１０に対して、第１プラネタリギヤＧ１のサンギヤＳ１を選択的に固定する摩擦ブレーキ要素Ｂ３をなくしてサンギヤＳ１を常にハウジング１に固定させるとともに、第１プラネタリギヤＧ１のキャリヤＰＣ１とプラネタリギヤユニットＧ２３の第２の軸要素Ｊ２とを選択的に連結する第３の摩擦クラッチ要素Ｃ３を設けたことが異なり、これ以外の構成については同一であるため説明を省略し、同一の構成には同じ符号を付す。
【００２７】
表２に第２の実施の形態における各係合要素の組み合せ及びギヤ比を示す。
【００２８】
【表２】
【００２９】
尚、表２において○は係合状態を、空欄は開放状態を示している。
【００３０】
表２における変速段の切換えについて説明する。１速では、第３の摩擦クラッチ要素Ｃ３を係合することにより入力軸１１のトルクを増大したリングギヤＲ１の出力を第４の軸要素Ｊ４に伝達するとともに、第２の摩擦ブレーキ要素Ｂ２にて第２の軸要素Ｊ２の回転を係止することで第３の軸要素が減速回転され、１速を形成する。
【００３１】
２速では、第３の摩擦クラッチ要素Ｃ３を係合することにより入力軸１１のトルクを増大したリングギヤＲ１の出力を第４の軸要素Ｊ４に伝達するとともに、第１の摩擦ブレーキ要素Ｂ１にて第１の軸要素Ｊ１の回転を係止することで第３の軸要素Ｊ３が減速回転され、２速を形成する。
【００３２】
３速では、第３の摩擦クラッチ要素Ｃ３を係合することにより入力軸１１のトルクを増大したリングギヤＲ１の出力を第４の軸要素Ｊ４に伝達するとともに、第１の摩擦クラッチ要素Ｃ１を係合して入力軸１１のトルクを第１の軸要素Ｊ１に入力することで第３の軸要素Ｊ３が減速回転され、３速を形成する。
【００３３】
４速では、第３の摩擦クラッチ要素Ｃ３を係合することにより入力軸１１のトルクを増大したリングギヤＲ１の出力を第４の軸要素Ｊ４に伝達するとともに、第２の摩擦クラッチ要素Ｃ２を係合して入力軸１１のトルクを第２の軸要素Ｊ２に入力することで第３の軸要素Ｊ３が減速回転され、４速を形成する。
【００３４】
５速では、第１の摩擦クラッチ要素Ｃ１及び第２の摩擦クラッチ要素Ｃ２を係合して入力軸１１のトルクをプラネタリギヤユニットＧ２３の第１の軸要素Ｊ１および第２の軸要素Ｊ２に伝達することで、プラネタリギヤユニットＧ２３が入力軸１１と一体回転し、５速を形成する。
【００３５】
６速では、第２の摩擦クラッチ要素Ｃ２を係合して入力軸１１のトルクを第２の軸要素Ｊ２に伝達するとともに、第１の摩擦ブレーキ要素Ｂ１にて第１の軸要素Ｊ１の回転を係止することで第３の軸要素Ｊ３が増速回転され、オーバードライブである６速を形成する。
【００３６】
後進では、第１の摩擦クラッチ要素Ｃ１を係合して入力軸１１のトルクを第１の軸要素Ｊ１に伝達するとともに、第２の摩擦ブレーキ要素Ｂ２にて第２の軸要素Ｊ２の回転を係止することで、第３の軸要素Ｊ３が逆回転され、後進を形成する。
【００３７】
上述したように各摩擦係合要素を切換えることで、３列のプラネタリギヤＧ１、Ｇ２、Ｇ３と５つの摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ０、Ｂ１、Ｂ２で１速から５速がアンダードライブ、６速がオーバードライブの前進６速、後進１速の変速装置２０を構成することができる。更に変速装置１０は、変速段が５速或いは６速のときのピニオン回転数を大きくすることなく、後進のギヤ比を適切に設計することが可能になる。
【００３８】
また、第３の摩擦クラッチ要素Ｃ３を用いたことによって、第２の軸要素Ｊ２に負荷がかからない状態ではキャリヤＰＣ１と第２の軸要素Ｊ２とを切り離すことが可能になり、プラネタリギヤユニットＧ２３内のピニオンギヤが高速無負荷回転することを抑えることができる。これによりギヤノイズを低減するとともにギヤの耐久性を向上することができる。
【００３９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定される意図はなく、本発明の主旨に沿った形態の変速装置であればどのような形態であってもよい。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１の変速装置によると、３列のプラネタリギヤで５つの摩擦係合要素（摩擦クラッチ要素Ｃ１、Ｃ２、摩擦ブレーキ要素Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）を切換えて１速から５速がアンダードライブ、６速がオーバードライブの前進６段、後進１段の変速装置を構成することができる。この変速装置を車両重量に比べてエンジントルクが比較的小さい車両に採用した場合には、変速装置の１速から５速がアンダードライブであるため、この範囲内の変速段で走行しても車速が制限されることなく通常に走行することが可能になるとともに、変速段が５速或いは６速のときのピニオン回転数を大きくすることなく、後進のギヤ比を適切に設計することが可能な前進６段、後進１段の変速装置を構成することができる。更に、１速から５速の変速段がクロスされるので変速ショックを低減することも可能になる。
【００４１】
請求項２に示す変速装置によると、３列のプラネタリギヤで５つの摩擦係合要素（摩擦クラッチ要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ０、摩擦ブレーキ要素Ｂ１、Ｂ２）を切換えて１速から５速がアンダードライブ、６速がオーバードライブの前進６段、後進１段の変速装置を構成することができるとともに、変速段が５速或いは６速のときのピニオン回転数を大きくすることなく、後進のギヤ比を適切に設計することが可能な前進６段、後進１段の変速装置を構成することができる。更に請求項２によると、第３の摩擦クラッチ要素Ｃ３を設けたことで入力軸のトルクをプラネタリギヤユニットと切り離すことができ、プラネタリギヤユニット内のピニオンギヤが無負荷で高速回転するのを抑えることが可能になり、ギヤノイズを低減するとともにギヤの耐久性を向上することができる。また、１速から５速の変速段がクロスされるので変速ショックを低減することも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における変速装置の概略図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態における変速装置の概略図である。
【符号の説明】
１・・・ハウジング
２・・・トルクコンバータ
１０、２０・・・変速装置
１１・・・入力軸
１２・・・出力軸
Ｇ１・・・第１列のダブルピニオンプラネタリギヤ
Ｇ２・・・第２列のシングルピニオンプラネタリギヤ
Ｇ３・・・第３列のシングルピニオンプラネタリギヤ
Ｇ２３・・・プラネタリギヤユニット
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３・・・サンギヤ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３・・・リングギヤ
ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３・・・キャリヤ
Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２・・・摩擦クラッチ要素
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３・・・摩擦ブレーキ要素
Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４・・・軸要素
【発明の属する技術分野】
本発明は変速装置に関するものであり、例えば自動車の自動変速装置に用いられる変速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の変速装置として、例えば特開平６−３２３３８１号公報に開示される技術がある。この公報には、３つのプラネタリギヤユニットが直列に配置され、各プラネタリギヤユニットはそれぞれ１つのリングギヤ、キャリヤ、サンギヤを用いている。これらのギヤを使用して、外力で駆動される５つの係合要素（２つのクラッチと３つのブレーキ）を介して６つの前進ギヤ段と１つの後進ギヤ段を切換え可能な変速装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、トラック等の商用系の車両は積載荷重によってエンジントルクに対して車両重量が大きくなる傾向があるため、出力軸の駆動トルクが大きい変速装置を採用することが好ましい。しかしながら上記公報に開示される変速装置は、前進ギヤ段を６つ構成しているが、アンダードライブは１速から４速までで５速と６速はオーバードライブである。したがって上記の変速装置を商用系の車両へ採用した場合、オーバードライブである５速と６速は駆動トルクが小さくなってしまうため５速と６速の使用頻度が少なくなり、商用系の車両へ採用するには実用性の面から適切ではない、という問題がある。
【０００４】
更に上記公報に開示される変速装置は、変速段が５速或いは６速のときのピニオン回転数が大きくならないように設計すると、後進のギヤ比が大きくなってしまう構造になっており、設計の自由度が低いという問題もある。
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点を解決すべく、３列のプラネタリギヤで５つの摩擦係合要素を用いて、１速から５速がアンダードライブで、６速がオーバードライブであり、且つ変速段が５速或いは６速等の高速段のときのピニオン回転数を大きくすることなく後進のギヤ比を最適に設計することが可能な前進６段の変速装置を提供することを技術的課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１の発明は、入力軸と、出力軸と、キャリヤを入力軸と連結した第１列のダブルピニオンプラネタリギヤと、第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのキャリヤと第３列のシングルピニオンプラネタリギヤのキャリヤとを連結するとともに第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤと第３列のシングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤとを連結し、第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤに連結される第１の軸要素と、第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのキャリヤに連結される第２の軸要素と、第３列のシングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤに連結される第３の軸要素と、第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤおよび第１列のダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤに連結される第４の軸要素と、を具備させ且つ第３の軸要素を出力軸に連結したプラネタリギヤユニットと、第１列のダブルピニオンプラネタリギヤのキャリヤとプラネタリギヤユニットの第１の軸要素とを選択的に連結するための第１の摩擦クラッチ要素Ｃ１と、第１列のダブルピニオンプラネタリギヤのキャリヤとプラネタリギヤユニットの第２の軸要素とを選択的に連結するための第２の摩擦クラッチ要素Ｃ２と、プラネタリギヤユニットの第１の軸要素を選択的に固定するための第１の摩擦ブレーキ要素Ｂ１と、プラネタリギヤユニットの第２の軸要素を選択的に固定するための第２の摩擦ブレーキ要素Ｂ２と、第１列のダブルピニオンプラネタリギヤのサンギヤを選択的に固定するための第３の摩擦ブレーキ要素Ｂ３と、を備える変速装置とした。
【０００７】
請求項１の変速装置によると、３列のプラネタリギヤで５つの摩擦係合要素（摩擦クラッチ要素Ｃ１、Ｃ２、摩擦ブレーキ要素Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）を切換えて１速から５速がアンダードライブ、６速がオーバードライブの前進６段、後進１段の変速装置を構成することができる。この変速装置を車両重量に比べてエンジントルクが比較的小さい車両に採用した場合には、変速装置の１速から５速がアンダードライブであるため、この範囲内の変速段で走行しても車速が制限されることなく通常に走行することが可能になるとともに、変速段が５速或いは６速のときのピニオン回転数を大きくすることなく、後進のギヤ比を適切に設計することが可能な前進６段、後進１段の変速装置を構成することができる。更に、１速から５速の変速段がクロスされるので変速ショックを低減することも可能になる。
【０００８】
上記課題を解決するために請求項２の発明は、入力軸と、出力軸と、サンギヤを常時固定するとともにキャリヤを入力軸と連結した第１列のダブルピニオンプラネタリギヤと、第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのキャリヤと第３列のシングルピニオンプラネタリギヤのキャリヤとを連結するとともに第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤと第３列のシングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤとを連結し、第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤに連結される第１の軸要素と、第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのキャリヤに連結される第２の軸要素と、第３列のシングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤに連結される第３の軸要素と、第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤに連結される第４の軸要素と、を具備させ且つ第３の軸要素を出力軸に連結したプラネタリギヤユニットと、第１列のダブルピニオンプラネタリギヤのキャリヤとプラネタリギヤユニットの第１の軸要素とを選択的に連結するための第１の摩擦クラッチ要素Ｃ１と、第１列のダブルピニオンプラネタリギヤのキャリヤとプラネタリギヤユニットの第２の軸要素とを選択的に連結するための第２の摩擦クラッチ要素Ｃ２と、第１列のダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤとプラネタリギヤユニットの第４の軸要素とを選択的に連結するための第３の摩擦クラッチ要素Ｃ３と、プラネタリギヤユニットの第１の軸要素を選択的に固定するための第１の摩擦ブレーキ要素Ｂ１と、プラネタリギヤユニットの第２の軸要素を選択的に固定するための第２の摩擦ブレーキ要素Ｂ２と、を備える変速装置とした。
【０００９】
請求項２に示す変速装置によると、３列のプラネタリギヤで５つの摩擦係合要素（摩擦クラッチ要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ０、摩擦ブレーキ要素Ｂ１、Ｂ２）を切換えて１速から５速がアンダードライブ、６速がオーバードライブの前進６段、後進１段の変速装置を構成することができるとともに、変速段が５速或いは６速のときのピニオン回転数を大きくすることなく、後進のギヤ比を適切に設計することが可能な前進６段、後進１段の変速装置を構成することができる。更に請求項２によると、第３の摩擦クラッチ要素Ｃ３を設けたことで入力軸のトルクをプラネタリギヤユニットと切り離すことができ、プラネタリギヤユニット内のピニオンギヤが無負荷で高速回転するのを抑えることが可能になり、ギヤノイズを低減するとともにギヤの耐久性を向上することができる。また、１速から５速の変速段がクロスされるので変速ショックを低減することも可能になる。
【００１０】
【実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。本実施の形態では、自動車用の自動変速装置に用いた場合について説明する。
【００１１】
図１は本発明の第１の実施の形態における自動変速装置１０のギヤトレーンを示す概略図である。自動変速装置１０はハウジング１内に配設され、図示しないエンジンの出力を粘性媒体の剪断力を介して変速装置１０に出力するトルクコンバータ２からの出力を摩擦係合要素の切換えに応じて前進６速、後進１速に増減速切換えして、図示しない車軸に出力する。
【００１２】
変速装置１０は、トルクコンバータ２の出力軸である入力軸１１と、図示しない差動装置を介して車軸に連結される出力軸１２と、入力軸１１と連結するキャリヤＰＣ１を有する第１列のダブルピニオンプラネタリギヤＧ１（以下、第１プラネタリギヤＧ１と称す）と、第２列のシングルピニオンプラネタリギヤ（以下、第２プラネタリギヤＧ２と称す）のキャリヤＰＣ２と第３列のシングルピニオンプラネタリギヤ（以下、第３プラネタリギヤＧ３と称す）のキャリヤＰＣ３とを連結するとともに第２プラネタリギヤＧ２のサンギヤＳ２と第３プラネタリギヤＧ３のサンギヤＳ３とを連結し、第２プラネタリギヤＧ２のサンギヤＳ２に連結される第１の軸要素Ｊ１と、第２プラネタリギヤＧ２のキャリヤＰＣ２に連結される第２の軸要素Ｊ２と、第３プラネタリギヤＧ３のリングギヤＲ３に連結される第３の軸要素Ｊ３と、第２プラネタリギヤＧ２のリングギヤＲ２および第１プラネタリギヤＧ１のリングギヤＲ１に連結される第４の軸要素Ｊ４と、を具備させ且つ第３の軸要素Ｊ３を出力軸１２に連結したプラネタリギヤユニットＧ２３と、第１プラネタリギヤＧ１のキャリヤＰＣ１とプラネタリギヤユニットＧ２３の第１の軸要素Ｊ１とを選択的に連結する第１の摩擦クラッチ要素Ｃ１と、第１プラネタリギヤＧ１のキャリヤＰＣ１とプラネタリギヤユニットＧ２３の第２の軸要素Ｊ２とを選択的に連結する第２の摩擦クラッチ要素Ｃ２と、プラネタリギヤユニットＧ２３の第１の軸要素Ｊ１を選択的に固定する第１の摩擦ブレーキ要素Ｂ１と、プラネタリギヤユニットＧ２３の第２の軸要素Ｊ２を選択的に固定する第２の摩擦ブレーキ要素Ｂ２と、第１プラネタリギヤＧ１のサンギヤＳ１を選択的に固定する第３の摩擦ブレーキ要素Ｂ３とを備える。
【００１３】
第１プラネタリギヤＧ１では、ρ１＝サンギヤＳ１の歯数／リングギヤＲ１の歯数＝０．４６、第２プラネタリギヤＧ２では、ρ２＝サンギヤＳ２の歯数／リングギヤＲ２の歯数＝０．６、第３プラネタリギヤＧ３では、ρ３＝サンギヤＳ３の歯数／リングギヤＲ３の歯数＝０．３２である。
【００１４】
表１に第１の実施の形態における各係合要素の組み合せ及びギヤ比を示す。
【００１５】
【表１】
尚、表１において○は係合状態を、空欄は開放状態を示している。
【００１７】
表１における変速段の切換えについて説明する。１速では、第３の摩擦ブレーキ要素Ｂ３によりサンギヤＳ１を係止して入力軸１１のトルクを増大したリングギヤＲ１の出力を第４の軸要素Ｊ４に伝達するとともに、第２の摩擦ブレーキ要素Ｂ２にて第２の軸要素Ｊ２の回転を係止することで第３の軸要素が減速回転され、１速を形成する。
【００１８】
２速では、第３の摩擦ブレーキ要素Ｂ３によりサンギヤＳ１を係止して入力軸１１のトルクを増大したリングギヤＲ１の出力を第４の軸要素Ｊ４に伝達するとともに、第１の摩擦ブレーキ要素Ｂ１にて第１の軸要素Ｊ１の回転を係止することで第３の軸要素Ｊ３が減速回転され、２速を形成する。
【００１９】
３速では、第３の摩擦ブレーキ要素Ｂ３によりサンギヤＳ１を係止して入力軸１１のトルクを増大したリングギヤＲ１の出力を第４の軸要素Ｊ４に伝達するとともに、第１の摩擦クラッチ要素Ｃ１を係合して入力軸１１のトルクを第１の軸要素Ｊ１に入力することで第３の軸要素Ｊ３が減速回転され、３速を形成する。
【００２０】
４速では、第３の摩擦ブレーキ要素Ｂ３によりサンギヤＳ１を係止して入力軸１１のトルクを増大したリングギヤＲ１の出力を第４の軸要素Ｊ４に伝達するとともに、第２の摩擦クラッチ要素Ｃ２を係合して入力軸１１のトルクを第２の軸要素Ｊ２に入力することで第３の軸要素Ｊ３が減速回転され、４速を形成する。
【００２１】
５速では、第１の摩擦クラッチ要素Ｃ１及び第２の摩擦クラッチ要素Ｃ２を係合して入力軸１１のトルクをプラネタリギヤユニットＧ２３の第１の軸要素Ｊ１および第２の軸要素Ｊ２に伝達することで、プラネタリギヤユニットＧ２３が入力軸１１と一体回転し、５速を形成する。
【００２２】
６速では、第２の摩擦クラッチ要素Ｃ２を係合して入力軸１１のトルクを第２の軸要素Ｊ２に伝達するとともに、第１の摩擦ブレーキ要素Ｂ１にて第１の軸要素Ｊ１の回転を係止することで第３の軸要素Ｊ３が増速回転され、オーバードライブである６速を形成する。
【００２３】
後進では、第１の摩擦クラッチ要素Ｃ１を係合して入力軸１１のトルクを第１の軸要素Ｊ１に伝達するとともに、第２の摩擦ブレーキ要素Ｂ２にて第２の軸要素Ｊ２の回転を係止することで、プ第３の軸要素Ｊ３が逆回転され、後進を形成する。
【００２４】
上述したように各摩擦係合要素を切換えることで、３列のプラネタリギヤＧ１、Ｇ２、Ｇ３と５つの摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３で１速から５速がアンダードライブ、６速がオーバードライブの前進６速、後進１速の変速装置１０を構成することができる。更に変速装置１０は、変速段が５速或いは６速のときのピニオン回転数を大きくすることなく、後進のギヤ比を適切に設計することが可能になる。
【００２５】
次に、本発明の第２の実施の形態における変速装置２０について説明する。図２は第２の実施の形態における自動変速装置２０のギヤトレーンを示す概略図である。
【００２６】
第２の実施の形態の変速装置２０は、上述した第１の実施の形態の変速装置１０に対して、第１プラネタリギヤＧ１のサンギヤＳ１を選択的に固定する摩擦ブレーキ要素Ｂ３をなくしてサンギヤＳ１を常にハウジング１に固定させるとともに、第１プラネタリギヤＧ１のキャリヤＰＣ１とプラネタリギヤユニットＧ２３の第２の軸要素Ｊ２とを選択的に連結する第３の摩擦クラッチ要素Ｃ３を設けたことが異なり、これ以外の構成については同一であるため説明を省略し、同一の構成には同じ符号を付す。
【００２７】
表２に第２の実施の形態における各係合要素の組み合せ及びギヤ比を示す。
【００２８】
【表２】
尚、表２において○は係合状態を、空欄は開放状態を示している。
【００３０】
表２における変速段の切換えについて説明する。１速では、第３の摩擦クラッチ要素Ｃ３を係合することにより入力軸１１のトルクを増大したリングギヤＲ１の出力を第４の軸要素Ｊ４に伝達するとともに、第２の摩擦ブレーキ要素Ｂ２にて第２の軸要素Ｊ２の回転を係止することで第３の軸要素が減速回転され、１速を形成する。
【００３１】
２速では、第３の摩擦クラッチ要素Ｃ３を係合することにより入力軸１１のトルクを増大したリングギヤＲ１の出力を第４の軸要素Ｊ４に伝達するとともに、第１の摩擦ブレーキ要素Ｂ１にて第１の軸要素Ｊ１の回転を係止することで第３の軸要素Ｊ３が減速回転され、２速を形成する。
【００３２】
３速では、第３の摩擦クラッチ要素Ｃ３を係合することにより入力軸１１のトルクを増大したリングギヤＲ１の出力を第４の軸要素Ｊ４に伝達するとともに、第１の摩擦クラッチ要素Ｃ１を係合して入力軸１１のトルクを第１の軸要素Ｊ１に入力することで第３の軸要素Ｊ３が減速回転され、３速を形成する。
【００３３】
４速では、第３の摩擦クラッチ要素Ｃ３を係合することにより入力軸１１のトルクを増大したリングギヤＲ１の出力を第４の軸要素Ｊ４に伝達するとともに、第２の摩擦クラッチ要素Ｃ２を係合して入力軸１１のトルクを第２の軸要素Ｊ２に入力することで第３の軸要素Ｊ３が減速回転され、４速を形成する。
【００３４】
５速では、第１の摩擦クラッチ要素Ｃ１及び第２の摩擦クラッチ要素Ｃ２を係合して入力軸１１のトルクをプラネタリギヤユニットＧ２３の第１の軸要素Ｊ１および第２の軸要素Ｊ２に伝達することで、プラネタリギヤユニットＧ２３が入力軸１１と一体回転し、５速を形成する。
【００３５】
６速では、第２の摩擦クラッチ要素Ｃ２を係合して入力軸１１のトルクを第２の軸要素Ｊ２に伝達するとともに、第１の摩擦ブレーキ要素Ｂ１にて第１の軸要素Ｊ１の回転を係止することで第３の軸要素Ｊ３が増速回転され、オーバードライブである６速を形成する。
【００３６】
後進では、第１の摩擦クラッチ要素Ｃ１を係合して入力軸１１のトルクを第１の軸要素Ｊ１に伝達するとともに、第２の摩擦ブレーキ要素Ｂ２にて第２の軸要素Ｊ２の回転を係止することで、第３の軸要素Ｊ３が逆回転され、後進を形成する。
【００３７】
上述したように各摩擦係合要素を切換えることで、３列のプラネタリギヤＧ１、Ｇ２、Ｇ３と５つの摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ０、Ｂ１、Ｂ２で１速から５速がアンダードライブ、６速がオーバードライブの前進６速、後進１速の変速装置２０を構成することができる。更に変速装置１０は、変速段が５速或いは６速のときのピニオン回転数を大きくすることなく、後進のギヤ比を適切に設計することが可能になる。
【００３８】
また、第３の摩擦クラッチ要素Ｃ３を用いたことによって、第２の軸要素Ｊ２に負荷がかからない状態ではキャリヤＰＣ１と第２の軸要素Ｊ２とを切り離すことが可能になり、プラネタリギヤユニットＧ２３内のピニオンギヤが高速無負荷回転することを抑えることができる。これによりギヤノイズを低減するとともにギヤの耐久性を向上することができる。
【００３９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定される意図はなく、本発明の主旨に沿った形態の変速装置であればどのような形態であってもよい。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１の変速装置によると、３列のプラネタリギヤで５つの摩擦係合要素（摩擦クラッチ要素Ｃ１、Ｃ２、摩擦ブレーキ要素Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）を切換えて１速から５速がアンダードライブ、６速がオーバードライブの前進６段、後進１段の変速装置を構成することができる。この変速装置を車両重量に比べてエンジントルクが比較的小さい車両に採用した場合には、変速装置の１速から５速がアンダードライブであるため、この範囲内の変速段で走行しても車速が制限されることなく通常に走行することが可能になるとともに、変速段が５速或いは６速のときのピニオン回転数を大きくすることなく、後進のギヤ比を適切に設計することが可能な前進６段、後進１段の変速装置を構成することができる。更に、１速から５速の変速段がクロスされるので変速ショックを低減することも可能になる。
【００４１】
請求項２に示す変速装置によると、３列のプラネタリギヤで５つの摩擦係合要素（摩擦クラッチ要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ０、摩擦ブレーキ要素Ｂ１、Ｂ２）を切換えて１速から５速がアンダードライブ、６速がオーバードライブの前進６段、後進１段の変速装置を構成することができるとともに、変速段が５速或いは６速のときのピニオン回転数を大きくすることなく、後進のギヤ比を適切に設計することが可能な前進６段、後進１段の変速装置を構成することができる。更に請求項２によると、第３の摩擦クラッチ要素Ｃ３を設けたことで入力軸のトルクをプラネタリギヤユニットと切り離すことができ、プラネタリギヤユニット内のピニオンギヤが無負荷で高速回転するのを抑えることが可能になり、ギヤノイズを低減するとともにギヤの耐久性を向上することができる。また、１速から５速の変速段がクロスされるので変速ショックを低減することも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における変速装置の概略図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態における変速装置の概略図である。
【符号の説明】
１・・・ハウジング
２・・・トルクコンバータ
１０、２０・・・変速装置
１１・・・入力軸
１２・・・出力軸
Ｇ１・・・第１列のダブルピニオンプラネタリギヤ
Ｇ２・・・第２列のシングルピニオンプラネタリギヤ
Ｇ３・・・第３列のシングルピニオンプラネタリギヤ
Ｇ２３・・・プラネタリギヤユニット
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３・・・サンギヤ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３・・・リングギヤ
ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３・・・キャリヤ
Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２・・・摩擦クラッチ要素
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３・・・摩擦ブレーキ要素
Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４・・・軸要素
Claims (2)
- 入力軸と、
出力軸と、
キャリヤを前記入力軸と連結した第１列のダブルピニオンプラネタリギヤと、
第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのキャリヤと第３列のシングルピニオンプラネタリギヤのキャリヤとを連結するとともに前記第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤと前記第３列のシングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤとを連結し、前記第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤに連結される第１の軸要素と、前記第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのキャリヤに連結される第２の軸要素と、前記第３列のシングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤに連結される第３の軸要素と、前記第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤおよび前記第１列のダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤに連結される第４の軸要素と、を具備させ且つ前記第３の軸要素を前記出力軸に連結したプラネタリギヤユニットと、
前記第１列のダブルピニオンプラネタリギヤのキャリヤと前記プラネタリギヤユニットの前記第１の軸要素とを選択的に連結するための第１の摩擦クラッチ要素Ｃ１と、
前記第１列のダブルピニオンプラネタリギヤのキャリヤと前記プラネタリギヤユニットの前記第２の軸要素とを選択的に連結するための第２の摩擦クラッチ要素Ｃ２と、
前記プラネタリギヤユニットの前記第１の軸要素を選択的に固定するための第１の摩擦ブレーキ要素Ｂ１と、
前記プラネタリギヤユニットの前記第２の軸要素を選択的に固定するための第２の摩擦ブレーキ要素Ｂ２と、
前記第１列のダブルピニオンプラネタリギヤのサンギヤを選択的に固定するための第３の摩擦ブレーキ要素Ｂ３と、
を備える変速装置。 - 入力軸と、
出力軸と、
サンギヤを常時固定するとともにキャリヤを前記入力軸と連結した第１列のダブルピニオンプラネタリギヤと、
第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのキャリヤと第３列のシングルピニオンプラネタリギヤのキャリヤとを連結するとともに前記第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤと前記第３列のシングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤとを連結し、前記第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤに連結される第１の軸要素と、前記第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのキャリヤに連結される第２の軸要素と、前記第３列のシングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤに連結される第３の軸要素と、前記第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤに連結される第４の軸要素と、を具備させ且つ前記第３の軸要素を前記出力軸に連結したプラネタリギヤユニットと、
前記第１列のダブルピニオンプラネタリギヤのキャリヤと前記プラネタリギヤユニットの前記第１の軸要素とを選択的に連結するための第１の摩擦クラッチ要素Ｃ１と、
前記第１列のダブルピニオンプラネタリギヤのキャリヤと前記プラネタリギヤユニットの前記第２の軸要素とを選択的に連結するための第２の摩擦クラッチ要素Ｃ２と、
前記第１列のダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤと前記プラネタリギヤユニットの前記第４の軸要素とを選択的に連結するための第３の摩擦クラッチ要素Ｃ３と、
前記プラネタリギヤユニットの前記第１の軸要素を選択的に固定するための第１の摩擦ブレーキ要素Ｂ１と、
前記プラネタリギヤユニットの前記第２の軸要素を選択的に固定するための第２の摩擦ブレーキ要素Ｂ２と、
を備える変速装置。
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