JP4386672B2 - 自動変速機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
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っている。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。
【０００３】
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、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６０−４６５１号公報（第３−４頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
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噛合い数の増加や、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で構成した場合、噛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。
【０００６】
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ヤ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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
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）に連結されてなる単一の遊星ギヤ列と、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タシャフト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Ｂ１）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噛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Ｇ１）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Ｃ１）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１０）と、このキャリア駆動ギヤと噛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１１）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ギヤ列Ｇ３）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Ｃ３）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Ｃ４）とを有し、リングギヤ用ブレーキ手段と、リング駆動ギヤ列用クラッチ手段と、キャリア駆動ギヤ列用クラッチ手段と、遊星ギヤ列用クラッチ手段と、を選択的に作動させる制御を行って複数の変速段を設定するように構成され、複数の変速段のうち、高速に設定される複数の高速段では、遊星ギヤ列用クラッチ手段を係合させるとともに、リング駆動ギヤ列用クラッチ手段またはキャリア駆動ギヤ列クラッチ手段の係脱により複数の高速段の変速を確立することを特徴とする。
【０００８】
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。
【０００９】
なお、請求項２の発明によれば、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Ｇ１および第２ギヤ列Ｇ２）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）をそれぞ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Ｃ１および第２クラッチＣ２）から構成されることが好ましい。
【００１０】
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。
【００１１】
さらに、請求項３の発明によれば、キャリヤ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Ｂ２）を有するように構成することが好ましい。
【００１２】
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。
【００１３】
このとき、請求項４の発明によれば、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よ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、請求項５の発明によれば、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ようとするキャリヤ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が好ましい。
【００１４】
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ャ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。
【００１５】
あるいは、請求項６の発明によれば、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１６）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１７）と、リバース駆動ギヤおよびリバース従動ギヤとに噛合するアイドラギヤ（例えば、実施形態におけるリバースアイドラギヤ１８）とからなるリバースギヤ列と、キャリア従動ギヤとリバー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ＣＨ）とを有するように構成することが好ましい。
【００１６】
このように構成することでも、キャリア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。
【００１７】
【発明の実施の形態】
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ＰＧと、この遊星ギヤ列ＰＧ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Ｇ１〜Ｇ３および６個の摩擦係合手段（ブレーキＢ１，Ｂ２およびクラッチＣ１〜Ｃ４）とを有して構成されている。
【００１８】
遊星ギヤ列ＰＧは、その回転軸に変速機入力軸としての第１メインシャフト３が連結されたサンギヤＳと、サンギヤＳに噛合してこの周りを自転しながら公転するピニオン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と噛合する内歯を有してサンギヤＳ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。なお、第１メインシャフト３には、エンジン出力軸１がトルクコンバータ２を介して連結されている。
【００１９】
リングギヤＲには、第１ブレーキＢ１が取付けられており、この第１ブレーキＢ１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Ｇ１〜Ｇ３が配設されている。
【００２０】
第１ギヤ列Ｇ１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に噛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ドライブギヤ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、カウンタシャフト５上に配設された第１クラッチＣ１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。
【００２１】
第２ギヤ列Ｇ２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に噛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、カウンタシャフト５上に配設された第２クラッチＣ２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。
【００２２】
第３ギヤ列Ｇ３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１０と、この第３ドライブギヤ１０に噛合しカウンタシャフト５に結合された第３ドリブンギヤ１１とから構成されている。この第３ドライブギヤ１０は、第２メインシャフト４上に配設された第３クラッチＣ３により第２メインシャフト４に対して係脱自在に構成されている。
【００２３】
なお、第１〜第３ギヤ列Ｇ１〜Ｇ３は、第２メインシャフト４側から見た減速比が順に大きくなるように構成されている。
【００２４】
そして、この第２メインシャフト４には、第２ブレーキＢ２が取付けられており、この第２ブレーキＢ２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ＰＧのサンギヤＳとリングギヤＲを繋いで第４クラッチＣ４が配設されており、この第４クラッチＣ４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。
【００２５】
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Ｂ１、第４クラッチＣ４、遊星ギヤ列ＰＧ、第１ギヤ列Ｇ１、第２ギヤ列Ｇ２、第３クラッチＣ３、第３ギヤ列Ｇ３および第２ブレーキＢ２の順で配置されている。一方、カウンタシャフト５上にも、上述の順で第１〜第３ギヤ列Ｇ１〜Ｇ３が配設されており、第１および第２クラッチＣ１，Ｃ２は、第１および第２ギヤ列Ｇ１，Ｇ２を挟むように外側に対向して配置されている。
【００２６】
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クラッチＣ１〜Ｃ４および第１、第２ブレーキＢ１，Ｂ２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ＰＧおよび第１〜第３ギヤ列Ｇ１〜Ｇ３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。
【００２７】
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，１ｓｔ，２ｎｄ，３ｒｄ，４ｔｈ，５ｔｈおよび６ｔｈ）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、○印はその印が付されたクラッチ（Ｃ１〜Ｃ４）およびブレーキ（Ｂ１，Ｂ２）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。
【００２８】
この表から分かるように、前進側６速（Ｌｏｗ〜６ｔｈ）の各変速レンジはクラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１，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。
【００２９】
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。
【００３０】
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Ｒに形成された歯数の逆数に比例する。
【００３１】
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、キャリアＣ、リングギヤＲに対応する。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ａ１は、サンギヤＳの歯数Ｚｓの逆数（＝１／Ｚｓ）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ｂ１は、リングギヤＲの歯数Ｚｒの逆数（＝１／Ｚｒ）に対応する。
【００３２】
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Ｂ１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Ｌ１とキャリアＣを示す縦線との交点の回転数Ｎ１がキャリアＣの回転数となる。
【００３３】
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Ｂ１および第３クラッチＣ３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、キャリアＣが回転数Ｎ１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がキャリアＣに結合されて回転されるため、第３ギヤ列Ｇ３の減速比でカウンターシャフト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ＰＧの減速比（＝Ｎｅ／Ｎ１）と第３ギヤ列Ｇ３の減速比の積で表される。
【００３４】
２速レンジ（２ｎｄレンジ）の場合は、Ｌｏｗレンジの状態から第１ブレーキＢ１の係合が解除され、これに代えて第１クラッチＣ１が係合される。これにより、カウンタシャフト５の回転が第１クラッチＣ１を介して第１ギヤ列Ｇ１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Ｇ３および第１ギヤ列Ｇ１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Ｌ２とキャリアＣの縦線との交点での回転数Ｎ２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ＰＧの減速比（＝Ｎｅ／Ｎ２）と第３ギヤ列Ｇ３の減速比の積で表される。
【００３５】
３速レンジ（３ｒｄレンジ）の場合は、２速レンジの状態から第１クラッチＣ１の係合が解除され、これに代えて第２クラッチＣ２が係合される。これにより、カウンタシャフト５の回転が第１クラッチＣ２を介して第２ギヤ列Ｇ２に伝達され、リングギヤＲをサンギヤＳとを同方向に回転させるトルクスプリットモードとなる。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Ｇ２の減速比は第１ギヤ列Ｇ１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Ｌ３とキャリアＣの縦線との交点での回転数Ｎ３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ＰＧの減速比（＝Ｎｅ／Ｎ３）と第３ギヤ列Ｇ３の減速比の積で表される。
【００３６】
４速レンジ（４ｔｈレンジ）の場合は、３速レンジの状態から第２クラッチＣ２の係合が解除され、これに代えて第４クラッチＣ４が係合される。第４クラッチＣ４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ギヤ列Ｇ３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Ｇ３の減速比となる。
【００３７】
５速レンジ（５ｔｈレンジ）の場合は、４速レンジの状態から第３クラッチＣ３の係合が解除され、これに代えて第２クラッチＣ２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Ｇ２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Ｇ２の減速比となる。
【００３８】
６速レンジ（６ｔｈレンジ）の場合は、５速レンジの状態から第２クラッチＣ２の係合が解除され、これに代えて第１クラッチＣ１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Ｇ１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Ｇ１の減速比となる。
【００３９】
リバースレンジ（Ｒｅｖレンジ）の場合は、第２ブレーキＢ２および第２クラッチＣ２が係合される。第２ブレーキＢ２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とキャリアＣの回転数を結んだ線ＬｒとリングギヤＲの縦線との交点の回転数Ｎｒ（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Ｇ２を介してカウンタシャフト５に伝達される。
【００４０】
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。
【００４１】
このようにして変速されたカウンタシャフト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タギヤ１２と、このカウンタギヤ１２に噛合するファイナルギヤ１３を介してディファレンシャル機構１４に伝達され、アクスルシャフト１５に出力されて車輪が回転する。
【００４２】
以上に説明したように、自動変速機の伝達効率が燃費向上への寄与度が少ない変速レンジの低速段（Ｌｏｗレンジ〜３速レンジ）では遊星ギヤ列ＰＧと平行軸（第２メインシャフト４およびカウンタシャフト５）に配設されたギア列を組み合わせて変速することにより自動変速機をコンパクト化することができる。また、燃費寄与度の高い高速段（４速レンジ〜６速レンジ）では、完全な平行軸式の変速機構成とすることにより、ギヤ列（Ｇ１〜Ｇ３）の噛合い数が１となるように構成して、この自動変速機の伝達効率を高くし、燃費を向上させる。
【００４３】
このように、平行軸式自動変速機に遊星ギヤ列を組み合わせる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Ｎｅ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ョンの面で有利な構造となる。また、遊星ギヤ列ＰＧを用いることにより、リバースレンジをこの遊星ギヤ列ＰＧにより実現することができるため、リバー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。
【００４４】
以上に説明した実施例においては、遊星ギヤ列ＰＧに対してトルクコンバータ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ＰＧの減速比で決定されるため、キャリア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。
【００４５】
また、第１および第２ギヤ列Ｇ１，Ｇ２に対する第１および第２クラッチＣ１，Ｃ２をカウンターシャフト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ＰＧと第１クラッチＣ１、および、第３クラッチＣ３と第２クラッチＣ２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ギヤ列Ｇ１，Ｇ２の減速比は第１メインシャフト３から見てオーバードライブとなっている。このため、第１および第２クラッチＣ１，Ｃ２をカウンターシャフト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、カウンタギヤ１２とファイナルギヤ１３の減速比が極端に大きな値になると、クラッチ容量は大きくなる場合がある）。
【００４６】
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Ｂ１）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ブレーキをワンウェイブレーキ（ワンウェイクラッチ）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。
【００４７】
このとき、ワンウェイブレーキ（Ｂ１）は、ＬｏｗレンジにおいてリングギヤＲがサンギヤＳと逆方向に回転しよ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。Ｌｏｗ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（Ｂ１）による回転の規制は起こらない。
【００４８】
なお、第１ブレーキＢ１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Ｌｏｗレンジと２ｎｄレンジの変速が第１クラッチＣ１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Ｂ１の係合解除の制御が不要となる）ので、制御性が向上する。
【００４９】
また、キャリアＣを固定保持するための第２ブレーキＢ２をワンウェイブレーキにすることにより、この第２ブレーキＢ２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、Ｌｏｗ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ッチとしては、特表２００２−５０４９７９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、スライドプレートをスライド制御してストラット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。
【００５０】
この第２ブレーキＢ２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Ｂ２の代わりにリバースギヤ列ＧＲ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）。
【００５１】
リバースギヤ列ＧＲは、第２メインシャフト４上に相対回転可能で、第３ギヤ列Ｇ３の第３ドライブギヤ１０に結合されてこの第３ドライブギヤ１０と一体に回転するリバースドライブギヤ１６と、カウンタシャフト５上に相対回転可能に配設されたリバースドリブンギヤ１７と、このリバースドライブギヤ１６とリーバースドリブンギヤ１７とに噛合するリバースアイドラギヤ１８とから構成される。また、第３ドリブンギヤ１１は、カウンタシャフト５上に相対回転可能に配設される。そして、リバースドリブンギヤ１７と第３ドリブンギヤ１１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ＣＨを設ける。
【００５２】
このように構成することにより、Ｌｏｗレンジ〜６速レンジのときはドグ歯クラッチＣＨにより第３ドリブンギヤ１１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１７をカウンタシャフト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することができる。そのため、Ｌｏｗレンジ〜６速レンジにおいて第２ブレーキＢ２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。
【００５３】
本発明に係る自動変速機における遊星ギヤ列ＰＧ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。
【００５４】
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、トルクコンバータ２側から順に、第２ブレーキＢ２、第３ギヤ列Ｇ３、第３クラッチＣ３、第２ギヤ列Ｇ２、第１ギヤ列Ｇ１、遊星ギヤ列ＰＧ、第１ブレーキＢ１および第４クラッチＣ４が配設されている。第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２は、図１の場合と同様に、カウンターシャフト５上に第１ギヤ列Ｇ１と第２ギヤ列Ｇ２を挟むように配設されている。
【００５５】
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ブレーキＢ１、第４クラッチＣ４、第１ギヤ列Ｇ１、第２ギヤ列Ｇ２、遊星ギヤ列ＰＧ、第３クラッチＣ３、第３ギヤ列Ｇ２および第２ブレーキＢ２が配設されている。この場合も、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２は、カウンターシャフト５上に第１ギヤ列Ｇ１と第２ギヤ列Ｇ２を挟むように配設されている。
【００５６】
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。
【００５７】
以上のように、遊星ギヤ列ＰＧ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Ｇ１と第２ギヤ列Ｇ２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。
【００５８】
【発明の効果】
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ア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化も容易であり燃費効率を更に高くすることができる。
【００５９】
また、遊星ギヤ列を用いて後進レンジも実現できるため、自動変速機のコンパクト化が容易である。
【００６０】
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】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】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】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】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る。
【図５】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】ギヤ列等の配置の変更例を示すスケルトン図であり、（Ａ）は第１配置例であり、（Ｂ）は第２配置例である。
【図７】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】前進４速を実現する自動変速機の速度線図である。
【図９】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。
【符号の説明】
ＰＧ 遊星ギヤ列
Ｓ サンギヤ
Ｃ キャリア
Ｒ リングギヤ
Ｇ１ 第１ギヤ列（リング駆動ギヤ列）
Ｇ２ 第２ギヤ列（リング駆動ギヤ列）
Ｇ３ 第３ギヤ列（キャリア駆動ギヤ列）
ＧＲ リバースギヤ列
Ｂ１ 第１ブレーキ（リングギヤ用ブレーキ手段）
Ｂ２ 第２ブレーキ（キャリア用ブレーキ手段）
Ｃ１ 第１クラッチ（リングギヤ列用クラッチ手段）
Ｃ２ 第２クラッチ（リングギヤ列用クラッチ手段）
Ｃ３ 第３クラッチ（キャリアギヤ列用クラッチ手段）
Ｃ４ 第４クラッチ（遊星ギヤ列用クラッチ手段）
ＣＨ ドグ歯クラッチ（前後進切替用クラッチ手段）
３ 第１メインシャフト（入力軸）
４ 第２メインシャフト
５ カウンタシャフト（出力軸）
６ 第１ドライブギヤ（リング駆動ギヤ）
７ 第１ドリブンギヤ（リング従動ギヤ）
８ 第２ドライブギヤ（リング駆動ギヤ）
９ 第２ドリブンギヤ（リング従動ギヤ）
１０ 第３ドライブギヤ（キャリア駆動ギヤ）
１１ 第３ドリブンギヤ（キャリア従動ギヤ）
１６ リバースドライブギヤ（リバース駆動ギヤ）
１７ リバースドリブンギヤ（リバース従動ギヤ）
１８ リバースアイドラギヤ（アイドラギヤ）

Claims (6)

1. 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単一の遊星ギヤ列と、
   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噛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と、前記キャリア駆動ギヤと噛合し前記出力軸に連結されたキャリア従動ギヤとからなるキャリア駆動ギヤ列と、
   前記キャリア駆動ギヤを前記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し、
   前記リングギヤ用ブレーキ手段と、前記リング駆動ギヤ列用クラッチ手段と、前記キャリア駆動ギヤ列用クラッチ手段と、前記遊星ギヤ列用クラッチ手段と、を選択的に作動させる制御を行って複数の変速段を設定するように構成され、
   前記複数の変速段のうち、高速に設定される複数の高速段では、前記遊星ギヤ列用クラッチ手段を係合させるとともに、前記リング駆動ギヤ列用クラッチ手段またはキャリア駆動ギヤ列クラッチ手段の係脱により前記複数の高速段の変速を確立することを特徴とする自動変速機。
2. 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ぞ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に記載の自動変速機。
3. 前記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を有することを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速機。
4. 前記リングギヤ用ブレーキ手段を、前記サンギヤ要素の回転方向と逆方向に回転しよ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ウェイブレーキで構成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。
5. 前記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前記キャリア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ようとする前記キャ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ブレーキで構成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の自動変速機。
6. 前記キャリア従動ギヤを前記出力軸上に相対回転可能に構成し、
   前記キャ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噛合するアイドラギヤとからなるリバースギヤ列と、
   前記キャ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１〜４のいずれかに記載の自動変速機。

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