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JP4442658B2 - 自動変速機 - Google Patents

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JP4442658B2
JP4442658B2 JP2007200234A JP2007200234A JP4442658B2 JP 4442658 B2 JP4442658 B2 JP 4442658B2 JP 2007200234 A JP2007200234 A JP 2007200234A JP 2007200234 A JP2007200234 A JP 2007200234A JP 4442658 B2 JP4442658 B2 JP 4442658B2
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Description

本発明は、車輌等に搭載される自動変速機に係り、詳しくは、プラネタリギヤユニットの1つの回転要素に減速回転を入力自在にすることで多段変速を可能にする自動変速機の配置構造に関する。
一般に、車輌等に搭載される自動変速機において、2列のプラネタリギヤを連結したプラネタリギヤユニットと、入力軸の回転を減速した減速回転を出力自在なプラネタリギヤとを備えているものがある(例えば特許文献1参照)。このものは、例えば4つの回転要素を有するプラネタリギヤユニットの1つの回転要素に上記プラネタリギヤからの減速回転をクラッチを介在して入力自在することで、例えば前進6速段、後進1速段を達成している。また、例えば前進5速段の際に、2つのクラッチを係合してプラネタリギヤユニットの2つの回転要素に入力軸の回転を共に入力し、該前進5速段を入力軸の回転と同じ、いわゆる直結状態とするものもある(例えば特許文献2参照)。
特開平4−125345号公報 特開2000−274498号公報
ところで、上述した自動変速機には、上記プラネタリギヤユニットの2つの回転要素に入力軸の回転を入力するための2つのクラッチと、減速回転を該プラネタリギヤユニットの回転要素に出力するためのプラネタリギヤとが備えられているが、それら2つのクラッチやそれらクラッチの係合を制御する油圧サーボをプラネタリギヤユニットとプラネタリギヤとの間に配置してしまうと、該プラネタリギヤの減速回転をプラネタリギヤユニットの回転要素に伝達するための部材が軸方向に長くなってしまう。
減速回転を伝達する部材が長くなることは、つまり大きなトルクを伝達する部材が長くなることであり、その大きなトルクに耐え得るような部材を長く設けることは、比較的肉厚の厚い部材を長く設けることであって、自動変速機のコンパクト化の妨げになる。また、そのような部材は重さも重くなり、自動変速機の軽量化の妨げになるばかりか、イナーシャ(慣性力)が大きくなって、自動変速機の制御性を低下させることによる変速ショックが発生し易くなる虞もある。
また、例えば上記プラネタリギヤから上記プラネタリギヤユニットに出力する減速回転を接・断するには、クラッチ又はブレーキを設ける必要があるが、クラッチを設けた場合には、そのクラッチと上述した2つのクラッチ、つまり3つのクラッチが必要となる。一般にクラッチは、入力される回転を摩擦板に伝達するドラム状部材(クラッチドラム)を有しているため、例えば相対回転などの問題から、クラッチの油圧サーボの油室に油圧供給をするには、自動変速機の中心側から供給することになる。
しかしながら、例えばそれら3つのクラッチをプラネタリギヤユニットの軸方向一方側に配置すると、自動変速機の中心部分において、3つの油圧サーボに油圧供給するための油路が例えば3重構造になるなど、油路の構成が複雑になる虞がある。
そこで本発明は、減速回転出力手段をプラネタリギヤユニットの軸方向一方側に配置すると共に、第1のクラッチ及び第2のクラッチをプラネタリギヤユニットの軸方向他方側に配置し、もって上記課題を解決した自動変速機を提供することを目的とするものである。
請求項1に係る本発明は、駆動源の出力回転に基づき回転する入力軸と、第1、第2、第3及び第4の回転要素を有するプラネタリギヤユニットと、前記入力軸の回転を減速した減速回転を前記第1の回転要素に出力自在な減速回転出力手段と、前記入力軸と前記第2の回転要素とを係脱自在に連結する第1のクラッチと、前記入力軸と前記第3の回転要素とを係脱自在に連結する第2のクラッチと、前記第4の回転要素の回転を駆動車輪伝達機構に出力する出力部材と、を備え、少なくとも前進5速段及び後進1速段を達成し得、かつ少なくとも前進5速段以上の変速段の際に前記第1のクラッチ及び前記第2のクラッチを共に係合することによって入力軸の回転をそのまま出力する直結段を達成可能な自動変速機において、前記第2の回転要素を係止自在な第1のブレーキと、前記第3の回転要素を係止自在な第2のブレーキと、を備え、前記プラネタリギヤユニットは、第1のサンギヤと、該第1のサンギヤに噛合するロングピニオンと、該ロングピニオンに噛合するショートピニオンと、該ロングピニオン及び該ショートピニオンを回転支持するキャリヤと、該ショートピニオンに噛合する第2のサンギヤと、該ロングピニオンに噛合するリングギヤと、により構成されるラビニヨ型プラネタリギヤであり、前記第1の回転要素は、前記減速回転出力手段の減速回転を入力し得る前記第2のサンギヤであり、前記第2の回転要素は、前記第1のクラッチの係合により前記入力軸の回転を入力し得、かつ前記第1のブレーキの係止により固定自在な前記第1のサンギヤであり、前記第3の回転要素は、前記第2のクラッチの係合により前記入力軸の回転を入力し得、かつ前記第2のブレーキの係止により固定自在な前記キャリヤであり、前記第4の回転要素は、前記出力部材に連結される前記リングギヤであり、前記減速回転出力手段を、前記プラネタリギヤユニットの軸方向一方側に配置すると共に、前記出力部材を前記プラネタリギヤユニットと前記減速回転出力手段との間に配置し、前記第1のクラッチ及び前記第2のクラッチを、前記プラネタリギヤユニットの軸方向他方側に配置することを特徴として構成される。
これにより、前進5速段の際に、いわゆる直結状態となるような少なくとも前進5速段及び後進1速段を達成する自動変速機を提供できるものでありながら、例えば減速回転出力手段とプラネタリギヤユニットとの間にクラッチを配置する場合に比して、減速回転出力手段とプラネタリギヤユニットとを近づけて配置することができ、減速回転を伝達するための伝達部材を比較的短くすることができる。それにより、自動変速機のコンパクト化、軽量化を可能にすることができ、更に、イナーシャ(慣性力)を小さくすることができるため、自動変速機の制御性を向上させることができ、変速ショックの発生を低減することができる。また、例えば減速回転出力手段がクラッチを有する場合は3つのクラッチを配置することになるが、3つのクラッチをプラネタリギヤユニットの一方側に配置する場合に比して、それらクラッチの油圧サーボに供給する油路の構成を容易にすることができ、製造工程の簡易化、コストダウンなどを図ることができる。
また、プラネタリギヤユニットと減速回転出力手段との軸方向における間に出力部材を配置するので、出力部材を自動変速機の軸方向の略々中央に配置することができ、例えば自動変速機を車輌に搭載する際に、出力部材を駆動車輪伝達機構に合わせて搭載するため、軸方向のどちらか(特に駆動源からの入力側を前方としたときの後方側)に肥大化することを防ぐことができる。それにより、特にFF車輌であれば前輪への干渉を少なくすることができ、例えば操舵角の増大などが可能となるなど、車輌の搭載性を向上することができる。
請求項2に係る本発明は、前記減速回転出力手段は、前記減速回転にて回転する減速回転要素を有する減速プラネタリギヤと、該減速プラネタリギヤの所定要素の回転を操作し得る第3の係合要素と、を有して構成される。
請求項3に係る本発明は、前記第3の係合要素は前進1速段にて係合する係合要素であるように構成される。
請求項4に係る本発明は、前記減速プラネタリギヤは、前記入力軸の回転を常時入力する入力回転要素と、回転が固定される固定回転要素と、該入力回転要素と該固定回転要素との回転に基づき減速回転する減速回転要素とを有してなり、前記第3の係合要素は、前記減速回転要素と前記第2のサンギヤとを係脱自在に連結する第3のクラッチであるように構成される。
これにより、減速回転出力手段が第3のクラッチを有しているので、3つのクラッチを配置することになるが、減速回転出力手段をプラネタリギヤユニットの軸方向一方側に配置し、第1のクラッチ及び第2のクラッチをプラネタリギヤユニットの軸方向他方側に配置したため、それら3つのクラッチをプラネタリギヤユニットの一方側に配置する場合に比して、それらクラッチの油圧サーボに供給する油路の構成を容易にすることができ、製造工程の簡易化、コストダウンなどを図ることができる。
請求項5に係る本発明は、前記第3のクラッチは、摩擦部材を押圧する油圧サーボと、該油圧サーボに一体的に構成され、前記減速プラネタリギヤ方向に開口するドラム部材と、ハブ部材と、を有してなり、前記第3のクラッチの油圧サーボは、前記減速プラネタリギヤに対して前記プラネタリギヤユニットとは軸方向反対側に配置されてなり、ケースから伸びるボス部上に前記第3のクラッチの油圧サーボを配置すると共に、該ボス部に設けた油路から該油圧サーボに油を供給するように構成される。
請求項6に係る本発明は、前記減速プラネタリギヤは、前記入力軸の回転を入力し得る入力回転要素と、回転が固定される固定回転要素と、該入力回転要素と該固定回転要素との回転に基づき減速回転し得る減速回転要素とを有してなり、前記第3の係合要素は、入力軸と入力回転要素を係脱自在に連結する第3のクラッチであるように構成される。
これにより、減速回転出力手段が第3のクラッチを有しているので、3つのクラッチを配置することになるが、減速回転出力手段をプラネタリギヤユニットの軸方向一方側に配置し、第1のクラッチ及び第2のクラッチをプラネタリギヤユニットの軸方向他方側に配置したため、それら3つのクラッチをプラネタリギヤユニットの一方側に配置する場合に比して、それらクラッチの油圧サーボに供給する油路の構成を容易にすることができ、製造工程の簡易化、コストダウンなどを図ることができる。
また、第3のクラッチが入力軸と入力回転要素とを係脱自在に連結するものであるので、第3のクラッチが例えば入力回転要素と第1の回転要素とを係脱自在にするものに比して、第3のクラッチにかかる負荷を低減することができ、第3のクラッチのコンパクト化を図ることができる。
請求項7に係る本発明は、前記第3のクラッチは、摩擦部材を押圧する油圧サーボと、該油圧サーボに一体的に構成されドラム部材と、ハブ部材と、を有してなり、前記ハブ部材を、前記入力回転要素と連結してなり、前記ドラム部材を、前記入力軸と連結すると共に、前記減速プラネタリギヤ方向に開口するように配置して構成される。
また、ドラム部材よりも径の小さいハブ部材に例えば前進6速段の際に高速回転する入力回転要素を連結することができ、ドラム部材に連結する場合に比して遠心力を低減することができ、第3のクラッチの係合・解放時の制御性の低下を防止することができる。
請求項8に係る本発明は、前記第3のクラッチの油圧サーボを、前記入力軸上に配置してなり、前記第3のクラッチの油圧サーボに、前記入力軸内に設けられた油路から油を供給するように構成される。
請求項9に係る本発明は、前記第3のクラッチの油圧サーボを、ケースから伸びるボス部上に配置してなり、前記第3のクラッチの油圧サーボに、前記ボス部内に設けられた油路から油を供給するように構成される。
請求項10に係る本発明は、前記減速プラネタリギヤは、前記入力軸の回転を入力し得る入力回転要素と、回転が固定される固定回転要素と、該入力回転要素と該固定回転要素との回転に基づき減速回転し得る減速回転要素とを有してなり、前記第3の係合要素は、前記固定回転要素を固定自在の第3のブレーキであるように構成される。
請求項11に係る本発明は、前記第3のブレーキを、前記減速プラネタリギヤに対して前記プラネタリギヤユニットとは軸方向反対側に配置してなり、前記第3のブレーキの油圧サーボを、ケース端壁に設けて構成される。
請求項12に係る本発明は、前記第1のクラッチは、前記後進1速段にて係合するクラッチであるように構成される。
これにより、第1のクラッチが後進段で係合された際に、減速回転出力手段の減速回転する部材(特に伝達部材)が逆転回転することになり、一方で該第1のクラッチの係合により該第1のクラッチと第2の回転要素とを接続する部材が入力軸の回転となる場合が生じ、その回転数差が大きくなる場合があるが、該第1のクラッチはプラネタリギヤユニットを介して減速回転出力手段の反対側に位置するため、つまり逆転回転する部材(特に伝達部材)と入力軸の回転となる部材とを分離して配置することができ、例えばそれらの部材が多重軸構造で接触配置された場合に比して、それら部材間の相対回転によって生じる自動変速機の効率低下を防ぐことができる。
請求項13に係る本発明は、前記第のクラッチは、前記プラネタリギヤユニットと隣接配置されてなり、前記第のクラッチは、摩擦部材と該摩擦部材を押圧する油圧サーボと、該油圧サーボに一体的に構成されたドラム部材とハブ部材とを有してなり、前記ドラム部材が前記入力軸と連結され、前記ハブ部材が前記キャリヤと連結されてなり、前記第のクラッチは、前記第のクラッチに対し、前記プラネタリギヤユニットの軸方向反対側に配置されてなり、前記第のクラッチは、摩擦部材と該摩擦部材を押圧する油圧サーボと、該油圧サーボに一体的に構成されたドラム部材とハブ部材とを有してなり、前記ドラム部材が前記入力軸と連結され、前記ハブ部材が前記第のクラッチの外周側を通して前記第1のサンギヤと連結されて構成される。
請求項14に係る本発明は、前記第1のブレーキを、前記第1のクラッチの外周側に配置し、前記第2のブレーキを、前記プラネタリギヤユニットの外周側に配置して構成される。
請求項15に係る本発明は、前記第1のブレーキは、摩擦部材と該摩擦部材を押圧する油圧サーボとを有してなり、前記第1のブレーキの油圧サーボを、前記第1のクラッチの油圧サーボの径方向外周側にて、少なくとも一部が軸方向にオーバーラップする位置に油圧サーボを設けてなり、前記第1のブレーキの摩擦部材を、ケース及び前記第1のクラッチのハブ部材に連結して構成される。
請求項16に係る本発明は、前記第2のブレーキは、摩擦部材と該摩擦部材を押圧する油圧サーボとを有してなり、前記第2のブレーキの油圧サーボは、前記出力部材を回転自在に支持するように延材されたケース部材に設けられてなり、前記第2のブレーキの摩擦部材を、前記プラネタリギヤユニットの外周側に配置して構成される。
請求項17に係る本発明は、前記減速プラネタリギヤの減速回転要素又は前記第3の係合要素と、前記プラネタリギヤユニットの第2のサンギヤと、を連結する伝達部材は、前記出力部材の内周を通って互いに連結されて構成される。
請求項18に係る本発明は、駆動車輪に回転を出力するディファレンシャル部と、該ディファレンシャル部に係合するカウンタシャフト部と、を有し、前記出力部材は、前記カウンタシャフト部に噛合するカウンタギヤであるように構成される。
請求項19に係る本発明は、縦軸に前記第1のサンギヤ、前記第2のサンギヤ、前記キャリヤ、及び前記リングギヤのそれぞれの回転数を示すと共に、横軸に前記第1のサンギヤ、前記第2のサンギヤ、前記キャリヤ、及び前記リングギヤのギヤ比に対応させて示してなる速度線図において、前記減速回転が入力される前記第2のサンギヤを横方向最端部に位置し順に前記出力部材に連結された前記リングギヤ前記キャリヤ前記第1のサンギヤに対応させて構成される。
請求項20に係る本発明は、前進1速段の際に、前記第2のサンギヤに前記減速回転出力手段からの減速回転を入力すると共に、前記第2のブレーキを係止し、前進2速段の際に、前記第2のサンギヤに前記減速回転出力手段からの減速回転を入力すると共に、前記第1のブレーキを係止し、前進3速段の際に、前記第2のサンギヤに前記減速回転出力手段からの減速回転を入力すると共に、前記第1のクラッチを係合し、前進4速段の際に、前記第2のサンギヤに前記減速回転出力手段からの減速回転を入力すると共に、前記第2のクラッチを係合し、前進5速段の際に、前記第1のクラッチと前記第2のクラッチとを共に係合し、前進6速段の際に、前記第2のクラッチを係合すると共に、前記第1のブレーキを係止し、後進1速段の際に、前記第1のクラッチを係合すると共に、前記第2のブレーキを係止し、前進6速段、及び後進1速段を達成するように構成される。
<第1の実施の形態>
以下、本発明に係る第1の実施の形態について第1図乃至第3図に沿って説明する。第1図は第1の実施の形態に係る自動変速機の自動変速機構を示す模式断面図、第2図は第1の実施の形態に係る自動変速機の作動表、第3図は第1の実施の形態に係る自動変速機の速度線図である。
本発明の第1の実施の形態に係る自動変速機は、第1図に示すような自動変速機構1を有しており、特にFF(フロントエンジン、フロントドライブ)車輌に用いて好適であって、不図示のハウジングケース及びミッションケース3からなるケースを有しており、該ハウジングケース内に不図示のトルクコンバータ、該ミッションケース3内に自動変速機構1、不図示のカウンタシャフト部(駆動車輪伝達機構)及びディファレンシャル部(駆動車輪伝達機構)が配置されている。
該トルクコンバータは、例えばエンジン(不図示)の出力軸と同軸上である自動変速機構1の入力軸2を中心とした軸上に配置されており、該自動変速機構1は、該エンジンの出力軸、即ち、該入力軸2を中心とした軸上に配置されている。また、上記カウンタシャフト部は、それら入力軸2と平行な軸上であるカウンタシャフト(不図示)上に配置されており、上記ディファレンシャル部は、該カウンタシャフトと平行な軸上に不図示の左右車軸を有する形で配置されている。
ついで、第1の実施の形態に係る自動変速機の自動変速機構1について第1図に沿って説明する。第1図に示すように、自動変速機構1は、入力軸2上に、プラネタリギヤユニットPUとプラネタリギヤ(減速回転出力手段、減速プラネタリギヤ)PRとを有している。該プラネタリギヤユニットPUは、4つの回転要素としてサンギヤS2(第2の回転要素)、キャリヤCR2(第3の回転要素)、リングギヤR3(第4の回転要素)、及びサンギヤS3(第1の回転要素)を有し、該キャリヤCR2に、側板に支持されてサンギヤS2及びリングギヤR3に噛合するロングピニオンPLと、サンギヤS3に噛合するショートピニオンPSとを、互いに噛合する形で有している、いわゆるラビニヨ型プラネタリギヤである。また、上記プラネタリギヤPRは、キャリヤCR1に、リングギヤR1に噛合するピニオンPb及びサンギヤS1に噛合するピニオンPaを互いに噛合する形で有している、いわゆるダブルピニオンプラネタリギヤである。
上記入力軸2上には、ケース3の一端に延設され、該入力軸2上にスリーブ状に形成されているボス部3aが設けられており、該ボス部3a上には、油圧サーボ11、摩擦板71、クラッチドラムを形成するドラム状部材21と、を有する多板式クラッチC1(減速回転出力手段、、第3の係合要素、第3のクラッチ)が配置されている。
該油圧サーボ11は、摩擦板71を押圧するためのピストン部材bと、シリンダ部eを有するドラム状部材21と、該ピストン部材bと該シリンダ部eとの間にシールリングf,gによってシールされて形成される油室aと、該ピストン部材bを該油室aの方向に付勢するリターンスプリングcと、該リターンスプリングcの付勢を受け止めるリターンプレートdと、により構成されている。
なお、以下の説明において、各油圧サーボは、同様に油室a、ピストン部材b、リターンスプリングc、リターンプレートd、シリンダ部材e、シールリングf,gにより構成されているものとし、その説明を省略する。
該油圧サーボ11の油室aは、ボス部3aの油路92に連通しており、該油路92は、不図示の油圧制御装置に連通している。即ち、上記油圧サーボ11は、ボス部3a上に配置されているため、該ボス部3aとドラム状部材21との間をシールする1対のシールリング80によって、不図示の油圧制御装置から油圧サーボ11の油室aまでの油路が構成されている。
また、上記ボス部3a上には、上記ドラム状部材21が回転自在に支持されており、該ドラム状部材21の先端部内周側には、クラッチC1用油圧サーボ11によって係合自在となっているクラッチC1の摩擦板71がスプライン係合する形で配置されている。該クラッチC1の摩擦板71の内周側には、リングギヤR1が形成されているハブ部材31がスプライン係合する形で配置されており、該ハブ部材31は、ボス部3aに回転自在に支持されている。また、キャリヤCR1は、ピニオンPa及びピニオンPbを有しており、該ピニオンPbは上記リングギヤR1に噛合し、該ピニオンPaは、入力軸2に接続されたサンギヤS1に噛合している。該キャリヤCR1は、側板を介してケース3のボス部3aに固定されており、サンギヤS1は入力軸2に接続されている。
そして、上記クラッチC1の摩擦板71がスプライン係合しているドラム状部材21には、該クラッチC1が係合した際にリングギヤR1の回転を伝達する伝達部材(減速回転出力手段)30が接続されており、該伝達部材30の他方側には、上記プラネタリギヤユニットPUのサンギヤS3が接続されている。
一方、入力軸2の他端上(図中左方)には、油圧サーボ13、摩擦板73、クラッチドラムを形成するドラム状部材25、ハブ部材26、を有する多板式クラッチC3(第2のクラッチ)が配置されている。また、ケース3の、上記ボス部3aとは反対側の他端に延設され、入力軸2上にスリーブ状に設けられているボス部3b上には、油圧サーボ12、摩擦板72、クラッチドラムを形成するドラム状部材23、ハブ部材24、を有する多板式クラッチC2(第1のクラッチ)が配置されている。更に、該クラッチC2の外周側には、少なくとも一部が油圧サーボ12に対して軸方向にオーバーラップする油圧サーボ15、摩擦板75、を有する多板式ブレーキB2が配置されている。
該油圧サーボ13の油室aは、上記入力軸2に形成されている油路2bと連通しており、該油路2bは、上記ボス部3bの油路93に連通して、該油路93は、不図示の油圧制御装置に連通している。即ち、上記油圧サーボ13は、ケース3のボス部3bと入力軸2との間をシールする1対のシールリング82によって、不図示の油圧制御装置から油圧サーボ13の油室aまでの油路が構成されている。
上記油圧サーボ12の油室aは、上記ボス部3bの油路94に連通しており、該油路94は、不図示の油圧制御装置に連通している。即ち、上記油圧サーボ12に対しては、ケース3のボス部3bとドラム状部材23との間をシールする1対のシールリング83によって、不図示の油圧制御装置から油圧サーボ12の油室aまでの油路が構成されている。
上記クラッチC3のドラム状部材25は、入力軸2に接続されており、該ドラム状部材25の先端内周側には、クラッチC3用油圧サーボ13によって係合自在となっているクラッチC3の摩擦板73がスプライン係合する形で配置されている。該クラッチC3の摩擦板73の内周側には、ハブ部材26がスプライン係合する形で配置されており、該ハブ部材26は、キャリヤCR2に接続されている。
上記クラッチC2のドラム状部材23は、入力軸2に接続されており、該ドラム状部材23の先端内周側には、クラッチC2用油圧サーボ12によって係合自在となっているクラッチC2の摩擦板72がスプライン係合する形で配置されている。該クラッチC2の摩擦板72の内周側には、ハブ部材24がスプライン係合する形で配置されており、該ハブ部材24の外周側には、ブレーキB2用油圧サーボ15によって係合自在となっているブレーキB2の摩擦板75がスプライン係合する形で配置されている。そして、該ハブ部材24は、サンギヤS2に接続されている。
一方、プラネタリギヤユニットPUの外周側には、油圧サーボ14、摩擦板74、ハブ部材28を有する多板式ブレーキB1が配置されている。該油圧サーボ14は、後述のカウンタギヤ5を回転自在に支持するケース3から延設された部材に設けられている。また、上記プラネタリギヤユニットPUのキャリヤCR2の側板には、上記ブレーキB1の摩擦板74がスプライン係合している形のハブ部材28が接続されており、該ハブ部材28にはワンウェイクラッチF1のインナーレースが接続されている。該キャリヤCR2のショートピニオンPSにはサンギヤS3が噛合しており、該キャリヤCR2のロングピニオンPLには、上記サンギヤS2及びリングギヤR3が噛合している。そして、該リングギヤR3の一端には連結部材27が接続されて、該リングギヤR3が該連結部材27を介してカウンタギヤ(出力部材)5に連結されている。
以上説明したように、プラネタリギヤユニットPUの軸方向一方側にプラネタリギヤPR及びクラッチC1が配置されていると共に、軸方向他方側にクラッチC2及びクラッチC3が配置されている。また、プラネタリギヤPRとプラネタリギヤユニットPUとの軸方向における間には、カウンタギヤ5が配置されている。また、ブレーキB2はクラッチC2の外周側に、ブレーキB1はプラネタリギヤユニットPUの外周側に、それぞれ配置されている。
つづいて、上記構成に基づき、自動変速機構1の作用について第1図、第2図及び第3図に沿って説明する。なお、第3図に示す速度線図において、縦軸はそれぞれの回転要素の回転数を示しており、横軸はそれら回転要素のギヤ比に対応して示している。また、該速度線図のプラネタリギヤユニットPUの部分において、横方向最端部(第3図中右方側)の縦軸はサンギヤS3に、以降図中左方側へ順に縦軸はリングギヤR3、キャリヤCR2、サンギヤS2に対応している。更に、該速度線図のプラネタリギヤPRの部分において、横方向最端部(第3図中右方側)の縦軸はサンギヤS1に、以降図中左方側へ順に縦軸はリングギヤR1、キャリヤCR1に対応している。また、それら縦軸の間隔は、それぞれのサンギヤS1,S2,S3の歯数の逆数、及びそれぞれのリングギヤR1,R3の歯数の逆数に比例している。そして、図中横軸方向の破線は伝達部材30により回転が伝達されることを示している。
第1図に示すように、上記サンギヤS2には、クラッチC2が係合することにより入力軸2の回転が入力されると共に、該サンギヤS2は、ブレーキB2の係止により回転が固定自在となっている。上記キャリヤCR2には、クラッチC3が係合することにより入力軸2の回転が入力されると共に、該キャリヤCR2は、ブレーキB2の係止により回転が固定自在となっており、また、ワンウェイクラッチF3により一方向の回転が規制されている。
一方、上記サンギヤS1は、入力軸2に接続されており、該入力軸2の回転が入力され、また、上記キャリヤCR1はケース3に接続されて、回転が固定されており、それによってリングギヤR1は減速回転する。また、クラッチC1が係合することにより、該リングギヤR1の減速回転がサンギヤS3に入力される。そして、上記リングギヤR3の回転は、上記カウンタギヤ5に出力され、該カウンタギヤ5、不図示のカウンタシャフト部及びディファレンシャル部を介して不図示の駆動車輪に出力される。
D(ドライブ)レンジにおける前進1速段では、第2図に示すように、クラッチC1及びワンウェイクラッチF1が係合される。すると、第3図に示すように、クラッチC1、伝達部材30を介してリングギヤR1の減速回転がサンギヤS3に入力される。また、ワンウェイクラッチF1によりキャリヤCR2の回転が一方向(正転回転方向)に規制されて、つまりキャリヤCR2の逆転回転が防止されて固定された状態になる。そして、サンギヤS3に入力された減速回転と、固定されたキャリヤCR2とにより、リングギヤR3が前進1速段としての正転回転となり、その回転がカウンタギヤ5から出力される。
なお、エンジンブレーキ時(コースト時)には、ブレーキB1を係止してキャリヤCR2を固定し、該キャリヤCR2の正転回転を防止する形で、上記前進1速段の状態を維持する。また、該前進1速段では、ワンウェイクラッチF1によりキャリヤCR2の逆転回転を防止し、かつ正転回転を可能にするので、例えば非走行レンジから走行レンジに切換えた際の前進1速段の達成を、ワンウェイクラッチの自動係合により滑らかに行うことができる。なお、この際、サンギヤS3及びリングギヤR1は減速回転しているので、上記伝達部材30は、比較的大きなトルク伝達を行っている。
D(ドライブ)レンジにおける前進2速段では、第2図に示すように、クラッチC1が係合され、ブレーキB2が係止される。すると、第3図に示すように、クラッチC1、伝達部材30を介してリングギヤR1の減速回転がサンギヤS3に入力されると共に、サンギヤS2の回転がブレーキB2により固定される。それにより、キャリヤCR2が僅かに減速回転し、サンギヤS3に入力された減速回転と、該僅かな減速回転のキャリヤCR2とにより、リングギヤR3が前進2速段としての正転回転となり、その回転がカウンタギヤ5から出力される。なお、この際も、サンギヤS3及びリングギヤR1は減速回転しているので、上記伝達部材30は、比較的大きなトルク伝達を行っている。
D(ドライブ)レンジにおける前進3速段では、第2図に示すように、クラッチC1及びクラッチC2が係合される。すると、第3図に示すように、クラッチC1、伝達部材30を介してリングギヤR1の減速回転がサンギヤS3に入力されると共に、クラッチC2の係合によりサンギヤS2に入力軸2の回転が入力される。すると、サンギヤS2に入力された入力軸2の回転と、サンギヤS3の減速回転とにより、キャリヤCR2が、該サンギヤS3の減速回転より僅かに大きな減速回転となる。そして、サンギヤS2の入力回転と、サンギヤS3の減速回転とにより、リングギヤR3が前進3速段としての正転回転となり、その回転がカウンタギヤ5から出力される。なお、この際も、サンギヤS3及びリングギヤR1は減速回転しているので、上記伝達部材30は、比較的大きなトルク伝達を行っている。
D(ドライブ)レンジにおける前進4速段では、第2図に示すように、クラッチC1及びクラッチC3が係合される。すると、第3図に示すように、クラッチC1、伝達部材30を介してリングギヤR1の減速回転がサンギヤS3に入力されると共に、クラッチC3を介してキャリヤCR2に入力軸2の回転が入力される。そして、キャリヤCR2に入力された入力軸2の回転と、サンギヤS3の減速回転とにより、リングギヤR3が前進4速段としての正転回転となり、その回転がカウンタギヤ5から出力される。なお、この際も、サンギヤS3及びリングギヤR1は減速回転しているので、上記伝達部材30は、比較的大きなトルク伝達を行っている。
D(ドライブ)レンジにおける前進5速段では、第2図に示すように、クラッチC2及びクラッチC3が係合される。すると、第3図に示すように、クラッチC3を介してキャリヤCR2に入力軸2の回転が入力されると共に、クラッチC2を介してサンギヤS2に入力軸2の回転が入力される。そして、サンギヤS2に入力された入力軸2の回転と、キャリヤCR2に入力された入力軸2の回転とにより、つまりリングギヤR3が直結回転の状態となって、前進5速段として入力軸2と同回転の正転回転となり、その回転がカウンタギヤ5から出力される。
D(ドライブ)レンジにおける前進6速段では、第2図に示すように、クラッチC3が係合され、ブレーキB2が係止される。すると、第3図に示すように、クラッチC3を介してキャリヤCR2に入力軸2の回転が入力されると共に、ブレーキB2の係止によりサンギヤS2の回転が固定される。そして、キャリヤCR2に入力された入力軸2の回転と、固定されたサンギヤS2とにより、リングギヤR3が前進6速段としての増速回転となり、その回転がカウンタギヤ5から出力される。
R(リバース)レンジにおける後進1速段では、第2図に示すように、クラッチC2が係合され、ブレーキB1が係止される。すると、第3図に示すように、クラッチC2の係合によりサンギヤS2に入力軸2の回転が入力されると共に、ブレーキB1の係止によりキャリヤCR2の回転が固定される。そして、サンギヤS2に入力された入力軸2の回転と、固定されたキャリヤCR2とにより、リングギヤR3が後進1速段としての逆転回転となり、その回転がカウンタギヤ5から出力される。
P(パーキング)レンジ及びN(ニュートラル)レンジでは、特にクラッチC1、クラッチC2及びクラッチC3が解放されており、入力軸2とカウンタギヤ5との間の動力伝達が切断状態であって、自動変速機構1全体としては空転状態(ニュートラル状態)となる。
以上のように、本発明に係る自動変速機構1によると、プラネタリギヤPR及びクラッチC1をプラネタリギヤユニットPUの軸方向一方側に配置し、クラッチC2及びクラッチC3をプラネタリギヤユニットPUの軸方向他方側に配置したので、前進5速段の際に、いわゆる直結状態となるような前進6速段及び後進1速段を達成する自動変速機を提供できるものでありながら、例えばプラネタリギヤPRとプラネタリギヤユニットPUとの間にクラッチC2やクラッチC3を配置する場合に比して、プラネタリギヤPRとプラネタリギヤユニットPUとを近づけて配置することができ、減速回転を伝達するための伝達部材30を比較的短くすることができる。それにより、自動変速機のコンパクト化、軽量化を可能にすることができ、更に、イナーシャ(慣性力)を小さくすることができるため、自動変速機の制御性を向上させることができ、変速ショックの発生を低減することができる。
また、クラッチC1をプラネタリギヤユニットPUの軸方向一方側に配置し、クラッチC2及びクラッチC3をプラネタリギヤユニットPUの軸方向他方側に配置したので、例えば3つのクラッチC1,C2,C3をプラネタリギヤユニットPUの一方側に配置する場合に比して、それらクラッチC1,C2,C3の油圧サーボ11,12,13に供給する油路(例えば2b,92,93,94)の構成を容易にすることができ、製造工程の簡易化、コストダウンなどを図ることができる。
また、油圧サーボ13は入力軸2上に設けられているので、ケース3から1対のシールリング82で漏れ止めして入力軸2内に設けられた油路2bに油を供給することで、例えば入力軸2との油圧サーボ13との間にシールリングを設けることなく、油圧サーボ13の油室aに油を供給することができる。更に、油圧サーボ11,12は、それぞれケース3から延設されたボス部3a,3bから、例えば他の部材を介すことなく、油を供給することができ、即ち、1対のシールリング80,83をそれぞれ設けることで、油を供給することができる。従って、油圧サーボ11,12,13には、それぞれ1対のシールリング82,80,83を設けるだけで、油を供給することができ、シールリングによる摺動抵抗を最小にすることができ、それにより、自動変速機の効率を向上させることができる。
また、クラッチC2は、後進1速段にて係合するクラッチであるので、該クラッチC2が後進1速段で係合された際に、伝達部材30が逆転回転することになり、一方で該クラッチC2の係合により該クラッチC2とサンギヤS2とを接続するハブ部材24が入力軸2の回転と同じになる場合が生じ、伝達部材30とハブ部材24との回転数差が大きくなる場合があるが、該クラッチC2はプラネタリギヤユニットPUを介してプラネタリギヤPRの反対側に位置するため、つまり伝達部材30とハブ部材24とを分離して配置することができ、例えばそれらの部材が多重軸構造で接触配置された場合に比して、それら部材間の相対回転によって生じる摩擦などに起因した自動変速機の効率低下を防ぐことができる。
更に、プラネタリギヤユニットPUとプラネタリギヤPRとの軸方向における間にカウンタギヤ5を配置するので、カウンタギヤ5を自動変速機の軸方向の略々中央に配置することができ、例えば自動変速機を車輌に搭載する際に、カウンタギヤ5を駆動車輪伝達機構に合わせて搭載するため、軸方向のどちらか(特に駆動源からの入力側を前方としたときの後方側)に肥大化することを防ぐことができる。それにより、特にFF車輌であれば前輪への干渉を少なくすることができ、例えば操舵角の増大などが可能となるなど、車輌の搭載性を向上することができる。
また、本実施の形態の自動変速機構1は、前進5速段において直結状態となる変速機構であり、前進1速段ないし前進4速段でのギヤ比の幅を細かく設定することができる。それにより、特に車輌に搭載された際に、低中車速で走行する車輌において、エンジンをより良い回転数で使用することができ、低中速走行での燃費の向上を図ることができる。
<第2の実施の形態>
以下、第1の実施の形態を一部変更した第2の実施の形態について第4図に沿って説明する。第4図は第2の実施の形態に係る自動変速機の自動変速機構を示す模式断面図である。なお、第2の実施の形態は、一部変更を除き、第1の実施の形態と同様の部分に同符号を付して、その説明を省略する。
第4図に示すように、第2の実施の形態に係る自動変速機の自動変速機構1は、第1の実施の形態の自動変速機構1に対して(第1図参照)、入力側と出力側とを逆にしたものである。また、前進1速段乃至前進6速段、及び後進1速段において、その作用は同様のものとなる(第2図及び第3図参照)。
これにより第1の実施の形態と同様に、本発明に係る自動変速機構1によると、プラネタリギヤPR及びクラッチC1をプラネタリギヤユニットPUの軸方向一方側に配置し、クラッチC2及びクラッチC3をプラネタリギヤユニットPUの軸方向他方側に配置したので、前進5速段の際に、いわゆる直結状態となるような前進6速段及び後進1速段を達成する自動変速機を提供できるものでありながら、例えばプラネタリギヤPRとプラネタリギヤユニットPUとの間にクラッチC2やクラッチC3を配置する場合に比して、プラネタリギヤPRとプラネタリギヤユニットPUとを近づけて配置することができ、減速回転を伝達するための伝達部材30を比較的短くすることができる。それにより、自動変速機のコンパクト化、軽量化を可能にすることができ、更に、イナーシャ(慣性力)を小さくすることができるため、自動変速機の制御性を向上させることができ、変速ショックの発生を低減することができる。
また、クラッチC1をプラネタリギヤユニットPUの軸方向一方側に配置し、クラッチC2及びクラッチC3をプラネタリギヤユニットPUの軸方向他方側に配置したので、例えば3つのクラッチC1,C2,C3をプラネタリギヤユニットPUの一方側に配置する場合に比して、それらクラッチC1,C2,C3の油圧サーボ11,12,13に供給する油路(例えば2b,92,93,94)の構成を容易にすることができ、製造工程の簡易化、コストダウンなどを図ることができる。
また、油圧サーボ13は入力軸2上に設けられているので、ケース3から1対のシールリング82で漏れ止めして入力軸2内に設けられた油路2bに油を供給することで、例えば入力軸2との油圧サーボ13との間にシールリングを設けることなく、油圧サーボ13の油室aに油を供給することができる。更に、油圧サーボ11,12は、それぞれケース3から延設されたボス部3a,3bから、例えば他の部材を介すことなく、油を供給することができ、即ち、1対のシールリング80,83をそれぞれ設けることで、油を供給することができる。従って、油圧サーボ11,12,13には、それぞれ1対のシールリング82,80,83を設けるだけで、油を供給することができ、シールリングによる摺動抵抗を最小にすることができ、それにより、自動変速機の効率を向上させることができる。
また、クラッチC2は、後進1速段にて係合するクラッチであるので、該クラッチC2が後進1速段で係合された際に、伝達部材30が逆転回転することになり、一方で該クラッチC2の係合により該クラッチC2とサンギヤS2とを接続するハブ部材24が入力軸2の回転と同じになる場合が生じ、伝達部材30とハブ部材24との回転数差が大きくなる場合があるが、該クラッチC2はプラネタリギヤユニットPUを介してプラネタリギヤPRの反対側に位置するため、つまり伝達部材30とハブ部材24とを分離して配置することができ、例えばそれらの部材が多重軸構造で接触配置された場合に比して、それら部材間の相対回転によって生じる摩擦などに起因した自動変速機の効率低下を防ぐことができる。
更に、プラネタリギヤユニットPUとプラネタリギヤPRとの軸方向における間にカウンタギヤ5を配置するので、カウンタギヤ5を自動変速機の軸方向の略々中央に配置することができ、例えば自動変速機を車輌に搭載する際に、カウンタギヤ5を駆動車輪伝達機構に合わせて搭載するため、軸方向のどちらか(特に駆動源からの入力側を前方としたときの後方側)に肥大化することを防ぐことができる。それにより、特にFF車輌であれば前輪への干渉を少なくすることができ、例えば操舵角の増大などが可能となるなど、車輌の搭載性を向上することができる。
また、本実施の形態の自動変速機構1は、前進5速段において直結状態となる変速機構であり、前進1速段ないし前進4速段でのギヤ比の幅を細かく設定することができる。それにより、特に車輌に搭載された際に、低中車速で走行する車輌において、エンジンをより良い回転数で使用することができ、低中速走行での燃費の向上を図ることができる。
<第3の実施の形態>
以下、第1の実施の形態を一部変更した第3の実施の形態について第5図乃至第7図に沿って説明する。第5図は第3の実施の形態に係る自動変速機の自動変速機構を示す模式断面図、第6図は第3の実施の形態に係る自動変速機の作動表、第7図は第3の実施の形態に係る自動変速機の速度線図である。なお、第3の実施の形態は、変更部分を除き、第1の実施の形態と同様の部分に同符号を付して、その説明を省略する。
第5図に示すように、第3の実施の形態に係る自動変速機の自動変速機構1は、第1の実施の形態の自動変速機構1に対して(第1図参照)、プラネタリギヤPRとクラッチC1との配置を変更し、また、クラッチC1の油圧サーボ11の油路の構成を変更したものである。
該自動変速機構1において、クラッチC1は、プラネタリギヤPRの、プラネタリギヤユニットPUとは反対側(図中右方側)に配置されている。該クラッチC1のドラム状部材21の先端部内周側は、摩擦板71にスプライン係合しており、該摩擦板71の内周側には、ハブ部材22がスプライン係合している。ドラム状部材21は、入力軸2に接続されており、ハブ部材22は、プラネタリギヤPRのサンギヤS1に接続されている。該プラネタリギヤPRのキャリヤCR1は、その側板がケース3に固定支持されている。そして、リングギヤR1には伝達部材30が接続されており、該伝達部材30がサンギヤS3に接続されている。つまり、リングギヤR1とサンギヤS3とは、その間にクラッチが介在してなく、常時接続されており、常時回転が伝達される状態となっている。
また、油圧サーボ11の油室は、入力軸2に形成されている油路2aに連通しており、該油路2aは、ケース3の一端に延設され、入力軸2上にスリーブ状に設けられているボス部3aの油路91に連通して、該油路91は、不図示の油圧制御装置に連通している。即ち、上記油圧サーボ11に対しては、ケース3のボス部3aと入力軸2との間をシールする1対のシールリング81を設けるだけで、不図示の油圧制御装置から油圧サーボ11の油室までの油路が構成されている。
つづいて、上記構成に基づき、自動変速機構1の作用について第5図、第6図及び第7図に沿って説明する。なお、上記第1の実施の形態と同様に、第7図に示す速度線図において、縦軸はそれぞれの回転要素の回転数を示しており、横軸はそれら回転要素のギヤ比に対応して示している。また、該速度線図のプラネタリギヤユニットPUの部分において、横方向最端部(第7図中右方側)の縦軸はサンギヤS3に、以降図中左方側へ順に縦軸はリングギヤR3、キャリヤCR2、サンギヤS2に対応している。更に、該速度線図のプラネタリギヤPRの部分において、横方向最端部(第7図中右方側)の縦軸はサンギヤS1に、以降図中左方側へ順に縦軸はリングギヤR1、キャリヤCR1に対応している。また、それら縦軸の間隔は、それぞれのサンギヤS1,S2,S3の歯数の逆数、及びそれぞれのリングギヤR1,R3の歯数の逆数に比例している。そして、図中横軸方向の破線は伝達部材30により回転が伝達されることを示している。
第5図に示すように、クラッチC1が係合することにより上記サンギヤS1には、入力軸2の回転が入力される。また、上記キャリヤCR1は、ケース3に対して回転が固定されており、上記リングギヤR1は、該サンギヤS1に入力される入力軸2の回転に基づき減速回転する。つまりサンギヤS3には、クラッチC1が係合することにより、伝達部材30を介してリングギヤR1の減速回転が入力される。
すると、第6図及び第7図に示すように、プラネタリギヤPRにおいて、前進1速段、前進2速段、前進3速段、前進4速段では、クラッチC1が係合されることにより入力軸2の回転がサンギヤS1に入力され、固定されたキャリヤCR1によりリングギヤR3に減速回転が出力されて、伝達部材30を介してサンギヤS3に減速回転が入力される。この際、リングギヤR1及びサンギヤS3は減速回転しているので、上記伝達部材30は、比較的大きなトルク伝達を行っている。一方、前進5速段、前進6速段、後進1速段では、伝達部材30を介してサンギヤS3の回転がリングギヤR1に入力され、クラッチC1が解放されているため、第7図に示すように、サンギヤS1が、該リングギヤR1のそれぞれ変速段における回転と固定されたキャリヤCR1とに基づき回転する。
なお、上記プラネタリギヤPR以外の作用については、上述した第1の実施の形態と同様であるので(第2図及び第3図参照)、その説明を省略する。
以上のように、本発明に係る自動変速機構1によると、プラネタリギヤPR及びクラッチC1をプラネタリギヤユニットPUの軸方向一方側に配置し、クラッチC2及びクラッチC3をプラネタリギヤユニットPUの軸方向他方側に配置したので、前進5速段の際に、いわゆる直結状態となるような前進6速段及び後進1速段を達成する自動変速機を提供できるものでありながら、例えばプラネタリギヤPRとプラネタリギヤユニットPUとの間にクラッチC2やクラッチC3を配置する場合に比して、プラネタリギヤPRとプラネタリギヤユニットPUとを近づけて配置することができ、減速回転を伝達するための伝達部材30を比較的短くすることができる。それにより、自動変速機のコンパクト化、軽量化を可能にすることができ、更に、イナーシャ(慣性力)を小さくすることができるため、自動変速機の制御性を向上させることができ、変速ショックの発生を低減することができる。
また、クラッチC1をプラネタリギヤユニットPUの軸方向一方側に配置し、クラッチC2及びクラッチC3をプラネタリギヤユニットPUの軸方向他方側に配置したので、例えば3つのクラッチC1,C2,C3をプラネタリギヤユニットPUの一方側に配置する場合に比して、それらクラッチC1,C2,C3の油圧サーボ11,12,13に供給する油路(例えば2a,2b,91,93,94)の構成を容易にすることができ、製造工程の簡易化、コストダウンなどを図ることができる。
また、油圧サーボ11,13は入力軸2上に設けられているので、ケース3から1対のシールリング81,82で漏れ止めして入力軸2内に設けられた油路2a,2bに油を供給することで、例えば入力軸2との油圧サーボ11,13との間にシールリングを設けることなく、油圧サーボ11,13の油室に油を供給することができる。更に、油圧サーボ12は、ケース3から延設されたボス部3bから、例えば他の部材を介すことなく、油を供給することができ、即ち、1対のシールリング83を設けることで、油を供給することができる。従って、油圧サーボ11,12,13には、それぞれ1対のシールリング81,82,83を設けるだけで、油を供給することができ、シールリングによる摺動抵抗を最小にすることができ、それにより、自動変速機の効率を向上させることができる。
また、クラッチC2は、後進1速段にて係合するクラッチであるので、該クラッチC2が後進1速段で係合された際に、伝達部材30が逆転回転することになり、一方で該クラッチC2の係合により該クラッチC2とサンギヤS2とを接続するハブ部材24が入力軸2の回転と同じになる場合が生じ、伝達部材30とハブ部材24との回転数差が大きくなる場合があるが、該クラッチC2はプラネタリギヤユニットPUを介してプラネタリギヤPRの反対側に位置するため、つまり伝達部材30とハブ部材24とを分離して配置することができ、例えばそれらの部材が多重軸構造で接触配置された場合に比して、それら部材間の相対回転によって生じる摩擦などに起因した自動変速機の効率低下を防ぐことができる。
更に、プラネタリギヤユニットPUとプラネタリギヤPRとの軸方向における間にカウンタギヤ5を配置するので、カウンタギヤ5を自動変速機の軸方向の略々中央に配置することができ、例えば自動変速機を車輌に搭載する際に、カウンタギヤ5を駆動車輪伝達機構に合わせて搭載するため、軸方向のどちらか(特に駆動源からの入力側を前方としたときの後方側)に肥大化することを防ぐことができる。それにより、特にFF車輌であれば前輪への干渉を少なくすることができ、例えば操舵角の増大などが可能となるなど、車輌の搭載性を向上することができる。
また、本実施の形態の自動変速機構1は、前進5速段において直結状態となる変速機構であり、前進1速段ないし前進4速段でのギヤ比の幅を細かく設定することができる。それにより、特に車輌に搭載された際に、低中車速で走行する車輌において、エンジンをより良い回転数で使用することができ、低中速走行での燃費の向上を図ることができる。
ところで、上述のような問題を解決するものとして、特開平8−68456号公報に開示されたようなものが提案されている。しかしながら、該公報のものは、減速プラネタリギヤの減速回転を、プラネタリギヤユニットの回転要素に伝達する経路上にクラッチを配置した構成となっており、該減速回転を伝達する経路は大きなトルクが入力される経路であるため、該クラッチやトルク伝達する部材などをその大きなトルクに耐え得るように構成する必要がある。また、この減速回転を伝達する経路は、例えば前進6速段の際に高速回転する部分であるため、上記公報のもののように、クラッチのドラムがプラネタリギヤユニットの回転要素に連結されるような構成にすると、高速回転による遠心力により、ドラム部材が偏心して該クラッチの係合・解放の際の制御性が損なわれてしまう。そこで本実施の形態においては、プラネタリギヤユニットの回転要素の高速回転時にも、減速回転出力手段としてのクラッチの制御性を損なうことがない自動変速機を提供することを目的としている。
即ち、本実施の形態に係る自動変速機構1によると、クラッチC1が入力軸2とサンギヤS1とを係脱自在に連結するものであるので、クラッチC1が例えばリングギヤR1とサンギヤS3とを係脱自在にするものに比して、クラッチC1にかかる負荷を低減することができ、クラッチC1の制御性を損なうことを防ぐことができ、また、クラッチC1のコンパクト化も図ることができる。
また、クラッチC1のドラム状部材21を入力軸2に、ハブ部材22をプラネタリギヤPRのサンギヤS1に連結したので、ドラム状部材21よりも径の小さいハブ部材22に例えば前進6速段の際に高速回転するサンギヤS1を連結することができ、ドラム状部材にサンギヤS1を連結する場合に比して遠心力を低減することができ、クラッチC1の係合・解放時の制御性の低下を防止することができる。
<第4の実施の形態>
以下、第3の実施の形態を一部変更した第4の実施の形態について第8図に沿って説明する。第8図は第4の実施の形態に係る自動変速機の自動変速機構を示す模式断面図である。なお、第4の実施の形態は、一部変更を除き、第3の実施の形態と同様の部分に同符号を付して、その説明を省略する。
第8図に示すように、第4の実施の形態に係る自動変速機の自動変速機構1は、第3の実施の形態の自動変速機構1に対して(第5図参照)、プラネタリギヤPRと、クラッチC1との配置を変更したものである。
該自動変速機構1において、クラッチC1は、プラネタリギヤPRとプラネタリギヤユニットPUとの軸方向における間、詳細にはプラネタリギヤPRとカウンタギヤ5との間に配置されている。
入力軸2の一端上(図中右方側)には、ドラム状部材21が接続されており、該ドラム状部材21の先端部内周側には、クラッチC1用油圧サーボ11によって係合自在となっているクラッチC1の摩擦板71がスプライン係合する形で配置されている。該クラッチC1の摩擦板71の内周側には、ハブ部材22がスプライン係合する形で配置されており、該ハブ部材22は、プラネタリギヤPRのサンギヤS1に接続されている。
該プラネタリギヤPRのキャリヤCR1は、ピニオンPa及びピニオンPbを有しており、該ピニオンPbはリングギヤR1に噛合し、該ピニオンPaは、上記ハブ部材22に接続されたサンギヤS1に噛合している。該キャリヤCR1は、側板を介してケース3に固定されており、リングギヤR1は伝達部材30が接続されている。そして、該伝達部材30の他方側には、上記プラネタリギヤユニットPUのサンギヤS3が接続されている。
また、該クラッチC1の油圧サーボ11の油室aは、入力軸2の油路2aに連通しており、該油路2aは、ボス部3aの油路91を介して不図示の油圧制御装置に連通している。即ち、上記油圧サーボ11は、入力軸2上に配置されているため、該ボス部3aと入力軸2との間をシールする1対のシールリング81によって、不図示の油圧制御装置から油圧サーボ11の油室aまでの油路が構成されている。
以上の構成に基づく自動変速機構1の作用は、第3の実施の形態と同様であるので(第6図及び第7図参照)、その説明を省略する。
以上のように、本発明に係る自動変速機構1によると、プラネタリギヤPR及びクラッチC1をプラネタリギヤユニットPUの軸方向一方側に配置し、クラッチC2及びクラッチC3をプラネタリギヤユニットPUの軸方向他方側に配置したので、前進5速段の際に、いわゆる直結状態となるような前進6速段及び後進1速段を達成する自動変速機を提供できるものでありながら、例えばプラネタリギヤPRとプラネタリギヤユニットPUとの間にクラッチC2やクラッチC3を配置する場合に比して、プラネタリギヤPRとプラネタリギヤユニットPUとを近づけて配置することができ、減速回転を伝達するための伝達部材30を比較的短くすることができる。それにより、自動変速機のコンパクト化、軽量化を可能にすることができ、更に、イナーシャ(慣性力)を小さくすることができるため、自動変速機の制御性を向上させることができ、変速ショックの発生を低減することができる。
また、クラッチC1をプラネタリギヤユニットPUの軸方向一方側に配置し、クラッチC2及びクラッチC3をプラネタリギヤユニットPUの軸方向他方側に配置したので、例えば3つのクラッチC1,C2,C3をプラネタリギヤユニットPUの一方側に配置する場合に比して、それらクラッチC1,C2,C3の油圧サーボ11,12,13に供給する油路(例えば2a,2b,91,93,94)の構成を容易にすることができ、製造工程の簡易化、コストダウンなどを図ることができる。
また、油圧サーボ11,13は入力軸2上に設けられているので、ケース3から1対のシールリング81,82で漏れ止めして入力軸2内に設けられた油路2a,2bに油を供給することで、例えば入力軸2との油圧サーボ11,13との間にシールリングを設けることなく、油圧サーボ11,13の油室に油を供給することができる。更に、油圧サーボ12は、ケース3から延設されたボス部3bから、例えば他の部材を介すことなく、油を供給することができ、即ち、1対のシールリング83を設けることで、油を供給することができる。従って、油圧サーボ11,12,13には、それぞれ1対のシールリング81,82,83を設けるだけで、油を供給することができ、シールリングによる摺動抵抗を最小にすることができ、それにより、自動変速機の効率を向上させることができる。
また、クラッチC2は、後進1速段にて係合するクラッチであるので、該クラッチC2が後進1速段で係合された際に、伝達部材30が逆転回転することになり、一方で該クラッチC2の係合により該クラッチC2とサンギヤS2とを接続するハブ部材24が入力軸2の回転と同じになる場合が生じ、伝達部材30とハブ部材24との回転数差が大きくなる場合があるが、該クラッチC2はプラネタリギヤユニットPUを介してプラネタリギヤPRの反対側に位置するため、つまり伝達部材30とハブ部材24とを分離して配置することができ、例えばそれらの部材が多重軸構造で接触配置された場合に比して、それら部材間の相対回転によって生じる摩擦などに起因した自動変速機の効率低下を防ぐことができる。
更に、プラネタリギヤユニットPUとプラネタリギヤPRとの軸方向における間にカウンタギヤ5を配置するので、カウンタギヤ5を自動変速機の軸方向の略々中央に配置することができ、例えば自動変速機を車輌に搭載する際に、カウンタギヤ5を駆動車輪伝達機構に合わせて搭載するため、軸方向のどちらか(特に駆動源からの入力側を前方としたときの後方側)に肥大化することを防ぐことができる。それにより、特にFF車輌であれば前輪への干渉を少なくすることができ、例えば操舵角の増大などが可能となるなど、車輌の搭載性を向上することができる。
また、本実施の形態の自動変速機構1は、前進5速段において直結状態となる変速機構であり、前進1速段ないし前進4速段でのギヤ比の幅を細かく設定することができる。それにより、特に車輌に搭載された際に、低中車速で走行する車輌において、エンジンをより良い回転数で使用することができ、低中速走行での燃費の向上を図ることができる。
ところで、上述のような問題を解決するものとして、特開平8−68456号公報に開示されたようなものが提案されている。しかしながら、該公報のものは、減速プラネタリギヤの減速回転を、プラネタリギヤユニットの回転要素に伝達する経路上にクラッチを配置した構成となっており、該減速回転を伝達する経路は大きなトルクが入力される経路であるため、該クラッチやトルク伝達する部材などをその大きなトルクに耐え得るように構成する必要がある。また、この減速回転を伝達する経路は、例えば前進6速段の際に高速回転する部分であるため、上記公報のもののように、クラッチのドラムがプラネタリギヤユニットの回転要素に連結されるような構成にすると、高速回転による遠心力により、ドラム部材が偏心して該クラッチの係合・解放の際の制御性が損なわれてしまう。そこで本実施の形態においては、プラネタリギヤユニットの回転要素の高速回転時にも、減速回転出力手段としてのクラッチの制御性を損なうことがない自動変速機を提供することを目的としている。
即ち、本実施の形態に係る自動変速機構1によると、クラッチC1が入力軸2とサンギヤS1とを係脱自在に連結するものであるので、クラッチC1が例えばリングギヤR1とサンギヤS3とを係脱自在にするものに比して、クラッチC1にかかる負荷を低減することができ、クラッチC1の制御性を損なうことを防ぐことができ、また、クラッチC1のコンパクト化も図ることができる。
また、クラッチC1のドラム状部材21を入力軸2に、ハブ部材22をプラネタリギヤPRのサンギヤS1に連結したので、ドラム状部材21よりも径の小さいハブ部材22に例えば前進6速段の際に高速回転するサンギヤS1を連結することができ、ドラム状部材にサンギヤS1を連結する場合に比して遠心力を低減することができ、クラッチC1の係合・解放時の制御性の低下を防止することができる。
<第5の実施の形態>
以下、第3の実施の形態を一部変更した第5の実施の形態について第9図に沿って説明する。第9図は第5の実施の形態に係る自動変速機の自動変速機構を示す模式断面図である。なお、第5の実施の形態は、一部変更を除き、第3の実施の形態と同様の部分に同符号を付して、その説明を省略する。
第9図に示すように、第5の実施の形態に係る自動変速機の自動変速機構1は、第3の実施の形態の自動変速機構1に対して(第5図参照)、クラッチC1を、入力軸2上ではなく、ボス部3a上に配置したものである。
該自動変速機構1において、クラッチC1は、プラネタリギヤPRの、プラネタリギヤユニットPUとは反対側(図中右方側)に配置されている。該クラッチC1のドラム状部材21は、ケース3より延設されたボス部3a上に回転自在に支持されて配置されていると共に、該ドラム状部材21の内周部先端が入力軸2に接続されている。また、該クラッチC1のドラム状部材21の先端部内周側は、摩擦板71にスプライン係合しており、該摩擦板71の内周側には、プラネタリギヤPRのサンギヤS1に接続されているハブ部材22がスプライン係合している。
プラネタリギヤPRのキャリヤCR1は、ピニオンPa及びピニオンPbを有しており、該ピニオンPbはリングギヤR1に噛合し、該ピニオンPaは、上記ハブ部材22に接続されたサンギヤS1に噛合している。該キャリヤCR1は、側板を介してケース3に固定されており、リングギヤR1は伝達部材30が接続されている。そして、該伝達部材30の他方側には、上記プラネタリギヤユニットPUのサンギヤS3が接続されている。
また、該クラッチC1の油圧サーボ11の油室aは、ボス部3aの油路91に連通しており、該油路91は、不図示の油圧制御装置に連通している。即ち、上記油圧サーボ11は、ボス部3a上に配置されているため、該ボス部3aと油圧サーボ11との間をシールする1対のシールリング81によって、不図示の油圧制御装置から油圧サーボ11の油室aまでの油路が構成されている。
以上の構成に基づく自動変速機構1の作用は、第3の実施の形態と同様であるので(第6図及び第7図参照)、その説明を省略する。
以上のように、本発明に係る自動変速機構1によると、プラネタリギヤPR及びクラッチC1をプラネタリギヤユニットPUの軸方向一方側に配置し、クラッチC2及びクラッチC3をプラネタリギヤユニットPUの軸方向他方側に配置したので、前進5速段の際に、いわゆる直結状態となるような前進6速段及び後進1速段を達成する自動変速機を提供できるものでありながら、例えばプラネタリギヤPRとプラネタリギヤユニットPUとの間にクラッチC2やクラッチC3を配置する場合に比して、プラネタリギヤPRとプラネタリギヤユニットPUとを近づけて配置することができ、減速回転を伝達するための伝達部材30を比較的短くすることができる。それにより、自動変速機のコンパクト化、軽量化を可能にすることができ、更に、イナーシャ(慣性力)を小さくすることができるため、自動変速機の制御性を向上させることができ、変速ショックの発生を低減することができる。
また、クラッチC1をプラネタリギヤユニットPUの軸方向一方側に配置し、クラッチC2及びクラッチC3をプラネタリギヤユニットPUの軸方向他方側に配置したので、例えば3つのクラッチC1,C2,C3をプラネタリギヤユニットPUの一方側に配置する場合に比して、それらクラッチC1,C2,C3の油圧サーボ11,12,13に供給する油路(例えば2a,2b,91,93,94)の構成を容易にすることができ、製造工程の簡易化、コストダウンなどを図ることができる。
また、油圧サーボ13は入力軸2上に設けられているので、ケース3から1対のシールリング82で漏れ止めして入力軸2内に設けられた油路2bに油を供給することで、例えば入力軸2との油圧サーボ13との間にシールリングを設けることなく、油圧サーボ13の油室に油を供給することができる。更に、油圧サーボ11,12は、ケース3から延設されたボス部3a,3bから、例えば他の部材を介すことなく、油を供給することができ、即ち、それぞれ1対のシールリング81,83を設けることで、油を供給することができる。従って、油圧サーボ11,12,13には、それぞれ1対のシールリング81,82,83を設けるだけで、油を供給することができ、シールリングによる摺動抵抗を最小にすることができ、それにより、自動変速機の効率を向上させることができる。
また、クラッチC2は、後進1速段にて係合するクラッチであるので、該クラッチC2が後進1速段で係合された際に、伝達部材30が逆転回転することになり、一方で該クラッチC2の係合により該クラッチC2とサンギヤS2とを接続するハブ部材24が入力軸2の回転と同じになる場合が生じ、伝達部材30とハブ部材24との回転数差が大きくなる場合があるが、該クラッチC2はプラネタリギヤユニットPUを介してプラネタリギヤPRの反対側に位置するため、つまり伝達部材30とハブ部材24とを分離して配置することができ、例えばそれらの部材が多重軸構造で接触配置された場合に比して、それら部材間の相対回転によって生じる摩擦などに起因した自動変速機の効率低下を防ぐことができる。
更に、プラネタリギヤユニットPUとプラネタリギヤPRとの軸方向における間にカウンタギヤ5を配置するので、カウンタギヤ5を自動変速機の軸方向の略々中央に配置することができ、例えば自動変速機を車輌に搭載する際に、カウンタギヤ5を駆動車輪伝達機構に合わせて搭載するため、軸方向のどちらか(特に駆動源からの入力側を前方としたときの後方側)に肥大化することを防ぐことができる。それにより、特にFF車輌であれば前輪への干渉を少なくすることができ、例えば操舵角の増大などが可能となるなど、車輌の搭載性を向上することができる。
また、本実施の形態の自動変速機構1は、前進5速段において直結状態となる変速機構であり、前進1速段ないし前進4速段でのギヤ比の幅を細かく設定することができる。それにより、特に車輌に搭載された際に、低中車速で走行する車輌において、エンジンをより良い回転数で使用することができ、低中速走行での燃費の向上を図ることができる。
ところで、上述のような問題を解決するものとして、特開平8−68456号公報に開示されたようなものが提案されている。しかしながら、該公報のものは、減速プラネタリギヤの減速回転を、プラネタリギヤユニットの回転要素に伝達する経路上にクラッチを配置した構成となっており、該減速回転を伝達する経路は大きなトルクが入力される経路であるため、該クラッチやトルク伝達する部材などをその大きなトルクに耐え得るように構成する必要がある。また、この減速回転を伝達する経路は、例えば前進6速段の際に高速回転する部分であるため、上記公報のもののように、クラッチのドラムがプラネタリギヤユニットの回転要素に連結されるような構成にすると、高速回転による遠心力により、ドラム部材が偏心して該クラッチの係合・解放の際の制御性が損なわれてしまう。そこで本実施の形態においては、プラネタリギヤユニットの回転要素の高速回転時にも、減速回転出力手段としてのクラッチの制御性を損なうことがない自動変速機を提供することを目的としている。
即ち、本実施の形態に係る自動変速機構1によると、クラッチC1が入力軸2とサンギヤS1とを係脱自在に連結するものであるので、クラッチC1が例えばリングギヤR1とサンギヤS3とを係脱自在にするものに比して、クラッチC1にかかる負荷を低減することができ、クラッチC1の制御性を損なうことを防ぐことができ、また、クラッチC1のコンパクト化も図ることができる。
また、このクラッチC1を油圧制御装置からの油路91が形成されるボス部3a上に配置したので、例えば該クラッチC1を入力軸2上に配置した場合に比して(第5図参照)、自動変速機1を軸方向にコンパクト化することができる。
また、クラッチC1のドラム状部材21を入力軸2に、ハブ部材22をプラネタリギヤPRのサンギヤS1に連結したので、ドラム状部材21よりも径の小さいハブ部材22に例えば前進6速段の際に高速回転するサンギヤS1を連結することができ、ドラム状部材にサンギヤS1を連結する場合に比して遠心力を低減することができ、クラッチC1の係合・解放時の制御性の低下を防止することができる。
<第6の実施の形態>
以下、第1の実施の形態を一部変更した第6の実施の形態について第10図乃至第12図に沿って説明する。第10図は第6の実施の形態に係る自動変速機の自動変速機構を示す模式断面図、第11図は第6の実施の形態に係る自動変速機の作動表、第12図は第6の実施の形態に係る自動変速機の速度線図である。なお、第6の実施の形態は、変更部分を除き、第1の実施の形態と同様の部分に同符号を付して、その説明を省略する。
第10図に示すように、第6の実施の形態に係る自動変速機の自動変速機構1は、第1の実施の形態の自動変速機構1に対して(第1図参照)、クラッチC1の代わりにブレーキB3(減速回転出力手段、第3の係合要素、第3のブレーキ)を配置し、プラネタリギヤPRのキャリヤCR1をブレーキB3により固定自在となるように変更したものである。
該自動変速機構1において、ブレーキB3は、プラネタリギヤPRの、プラネタリギヤユニットPUとは反対側(図中右方側)に配置されている。該ブレーキB3は、油圧サーボ16、摩擦板76、ハブ部材33を有している。
該ブレーキB3のハブ部材33は、キャリヤCR1の一方の側板に接続されており、該キャリヤCR1は、入力軸2又はボス部3aに回転自在に支持されている。また、サンギヤS1は入力軸2に接続されている。そして、該リングギヤR1には伝達部材30が接続されて、該伝達部材30を介してサンギヤS3が接続されている。
つづいて、上記構成に基づき、自動変速機構1の作用について第10図、第11図及び第12図に沿って説明する。なお、上記第1の実施の形態と同様に、第12図に示す速度線図において、縦軸はそれぞれの回転要素の回転数を示しており、横軸はそれら回転要素のギヤ比に対応して示している。また、該速度線図のプラネタリギヤユニットPUの部分において、横方向最端部(第12図中右方側)の縦軸はサンギヤS3に、以降図中左方側へ順に縦軸はリングギヤR3、キャリヤCR2、サンギヤS2に対応している。更に、該速度線図のプラネタリギヤPRの部分において、横方向最端部(第12図中右方側)の縦軸はサンギヤS1に、以降図中左方側へ順に縦軸はリングギヤR1、キャリヤCR1に対応している。また、それら縦軸の間隔は、それぞれのサンギヤS1,S2,S3の歯数の逆数、及びそれぞれのリングギヤR1,R3の歯数の逆数に比例している。そして、図中横軸方向の破線は伝達部材30により回転が伝達されることを示している。
第10図に示すように、ブレーキB3が係止することにより上記キャリヤCR1は、ケース3に対して固定される。また、サンギヤS1には、入力軸2の回転が入力されており、上記リングギヤR1は、該キャリヤCR1が固定されることにより、該サンギヤS1に入力される入力軸2の回転に基づき減速回転する。つまりサンギヤS3には、ブレーキB3が係合することにより、伝達部材30を介してリングギヤR1の減速回転が入力される。
すると、第11図及び第12図に示すように、プラネタリギヤPRにおいて、前進1速段、前進2速段、前進3速段、前進4速段では、ブレーキB3が係止されることによりキャリヤCR1が固定され、入力軸2の回転が入力されているサンギヤS1の回転によりリングギヤR3に減速回転が出力されて、伝達部材30を介してサンギヤS3に減速回転が入力される。この際、リングギヤR1及びサンギヤS3は減速回転しているので、上記伝達部材30は、比較的大きなトルク伝達を行っている。一方、前進5速段、前進6速段、後進1速段では、伝達部材30を介してサンギヤS3の回転がリングギヤR1に入力され、ブレーキB3が解放されているため、第12図に示すように、キャリヤCR1が、該リングギヤR1のそれぞれ変速段における回転と入力軸2の回転のサンギヤS1とに基づき回転する。
なお、上記プラネタリギヤPR以外の作用については、上述した第1の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
以上のように、本発明に係る自動変速機構1によると、プラネタリギヤPR及びブレーキB3をプラネタリギヤユニットPUの軸方向一方側に配置し、クラッチC2及びクラッチC3をプラネタリギヤユニットPUの軸方向他方側に配置したので、前進5速段の際に、いわゆる直結状態となるような前進6速段及び後進1速段を達成する自動変速機を提供できるものでありながら、例えばプラネタリギヤPRとプラネタリギヤユニットPUとの間にクラッチC2やクラッチC3を配置する場合に比して、プラネタリギヤPRとプラネタリギヤユニットPUとを近づけて配置することができ、減速回転を伝達するための伝達部材30を比較的短くすることができる。それにより、自動変速機のコンパクト化、軽量化を可能にすることができ、更に、イナーシャ(慣性力)を小さくすることができるため、自動変速機の制御性を向上させることができ、変速ショックの発生を低減することができる。
また、油圧サーボ13は入力軸2上に設けられているので、ケース3から1対のシールリング82で漏れ止めして入力軸2内に設けられた油路2bに油を供給することで、例えば入力軸2との油圧サーボ13との間にシールリングを設けることなく、油圧サーボ13の油室に油を供給することができる。更に、油圧サーボ12は、ケース3から延設されたボス部3bから、例えば他の部材を介すことなく、油を供給することができ、即ち、1対のシールリング83を設けることで、油を供給することができる。従って、油圧サーボ12,13には、それぞれ1対のシールリング82,83を設けるだけで、油を供給することができ、シールリングによる摺動抵抗を最小にすることができ、それにより、自動変速機の効率を向上させることができる。
また、クラッチC2は、後進1速段にて係合するクラッチであるので、該クラッチC2が後進1速段で係合された際に、伝達部材30が逆転回転することになり、一方で該クラッチC2の係合により該クラッチC2とサンギヤS2とを接続するハブ部材24が入力軸2の回転と同じになる場合が生じ、伝達部材30とハブ部材24との回転数差が大きくなる場合があるが、該クラッチC2はプラネタリギヤユニットPUを介してプラネタリギヤPRの反対側に位置するため、つまり伝達部材30とハブ部材24とを分離して配置することができ、例えばそれらの部材が多重軸構造で接触配置された場合に比して、それら部材間の相対回転によって生じる摩擦などに起因した自動変速機の効率低下を防ぐことができる。
更に、プラネタリギヤユニットPUとプラネタリギヤPRとの軸方向における間にカウンタギヤ5を配置するので、カウンタギヤ5を自動変速機の軸方向の略々中央に配置することができ、例えば自動変速機を車輌に搭載する際に、カウンタギヤ5を駆動車輪伝達機構に合わせて搭載するため、軸方向のどちらか(特に駆動源からの入力側を前方としたときの後方側)に肥大化することを防ぐことができる。それにより、特にFF車輌であれば前輪への干渉を少なくすることができ、例えば操舵角の増大などが可能となるなど、車輌の搭載性を向上することができる。
更に、プラネタリギヤPRからプラネタリギヤユニットPUに出力する減速回転をブレーキB3により接・断するようにしたので、例えばクラッチC1を設ける場合に比して、部品点数(例えばドラム状部材など)を削減することができる。また、ブレーキB3は、ケース3からそのまま油路を構成することができるので、例えばクラッチC1を設ける場合に比して、油路の構成を簡単にすることができる。
また、本実施の形態の自動変速機構1は、前進5速段において直結状態となる変速機構であり、前進1速段ないし前進4速段でのギヤ比の幅を細かく設定することができる。それにより、特に車輌に搭載された際に、低中車速で走行する車輌において、エンジンをより良い回転数で使用することができ、低中速走行での燃費の向上を図ることができる。
ところで、上述のような問題を解決するものとして、特開平8−68456号公報に開示されたようなものが提案されている。しかしながら、該公報のものは、減速プラネタリギヤの減速回転を、プラネタリギヤユニットの回転要素に伝達する経路上にクラッチを配置した構成となっており、該減速回転を伝達する経路は大きなトルクが入力される経路であるため、該クラッチやトルク伝達する部材などをその大きなトルクに耐え得るように構成する必要がある。また、この減速回転を伝達する経路は、例えば前進6速段の際に高速回転する部分であるため、上記公報のもののように、クラッチのドラムがプラネタリギヤユニットの回転要素に連結されるような構成にすると、高速回転による遠心力により、ドラム部材が偏心して該クラッチの係合・解放の際の制御性が損なわれてしまう。そこで本実施の形態においては、プラネタリギヤユニットの回転要素の高速回転時にも、減速回転出力手段としてのクラッチの制御性を損なうことがない自動変速機を提供することを目的としている。
即ち、本実施の形態に係る自動変速機構1によると、ブレーキB3がキャリヤCR1を固定自在にするものであるので、例えばリングギヤR1とサンギヤS3とを係脱自在にするクラッチに比して、ブレーキB3にかかる負荷を低減することができ、該ブレーキB3をコンパクト化することができ、自動変速機のコンパクト化も図ることができる。
なお、以上の本発明に係る第1乃至第6の実施の形態において、自動変速機にトルクコンバータを備えているものに適用されるとして説明したが、これに限らず、発進時にトルク(回転)の伝達を行うような発進装置であれば何れのものであってもよい。また、駆動源としてエンジンである車輌に搭載する場合について説明したが、これに限らず、ハイブリッド車輌に搭載することも可能であり、駆動源が何れのものであってもよいことは、勿論である。更に、上記自動変速機はFF車輌に用いて好適であるが、これに限らず、FR車輌、4輪駆動車輌など、他の駆動方式の車輌に用いることも可能である。
また、以上の第1乃至第6の実施の形態の減速プラネタリギヤにおいて、サンギヤに入力軸の回転を入力すると共にキャリヤを固定することでリングギヤを減速回転させるものを説明したが、これに限らず、キャリヤに入力軸の回転を入力すると共にサンギヤを固定してリングギヤを減速回転させるものであってもよい。
以上のように、本発明に係る自動変速機は、乗用車、トラック、バス、などの車輌に搭載するものとして有用であり、特に車輌の搭載性からコンパクト化、軽量化が要求され、更に変速ショックの低減が要求される車輌に搭載するものとして用いるのに適している。
第1の実施の形態に係る自動変速機の自動変速機構を示す模式断面図。 第1の実施の形態に係る自動変速機の作動表。 第1の実施の形態に係る自動変速機の速度線図。 第2の実施の形態に係る自動変速機の自動変速機構を示す模式断面図。 第3の実施の形態に係る自動変速機の自動変速機構を示す模式断面図。 第3の実施の形態に係る自動変速機の作動表。 第3の実施の形態に係る自動変速機の速度線図。 第4の実施の形態に係る自動変速機の自動変速機構を示す模式断面図。 第5の実施の形態に係る自動変速機の自動変速機構を示す模式断面図。 第6の実施の形態に係る自動変速機の自動変速機構を示す模式断面図。 第6の実施の形態に係る自動変速機の作動表。 第6の実施の形態に係る自動変速機の速度線図。

Claims (20)

  1. 駆動源の出力回転に基づき回転する入力軸と、
    第1、第2、第3及び第4の回転要素を有するプラネタリギヤユニットと、
    前記入力軸の回転を減速した減速回転を前記第1の回転要素に出力自在な減速回転出力手段と、
    前記入力軸と前記第2の回転要素とを係脱自在に連結する第1のクラッチと、
    前記入力軸と前記第3の回転要素とを係脱自在に連結する第2のクラッチと、
    前記第4の回転要素の回転を駆動車輪伝達機構に出力する出力部材と、を備え、少なくとも前進5速段及び後進1速段を達成し得、かつ少なくとも前進5速段以上の変速段の際に前記第1のクラッチ及び前記第2のクラッチを共に係合することによって入力軸の回転をそのまま出力する直結段を達成可能な自動変速機において、
    前記第2の回転要素を係止自在な第1のブレーキと、
    前記第3の回転要素を係止自在な第2のブレーキと、を備え、
    前記プラネタリギヤユニットは、第1のサンギヤと、該第1のサンギヤに噛合するロングピニオンと、該ロングピニオンに噛合するショートピニオンと、該ロングピニオン及び該ショートピニオンを回転支持するキャリヤと、該ショートピニオンに噛合する第2のサンギヤと、該ロングピニオンに噛合するリングギヤと、により構成されるラビニヨ型プラネタリギヤであり、
    前記第1の回転要素は、前記減速回転出力手段の減速回転を入力し得る前記第2のサンギヤであり、
    前記第2の回転要素は、前記第1のクラッチの係合により前記入力軸の回転を入力し得、かつ前記第1のブレーキの係止により固定自在な前記第1のサンギヤであり、
    前記第3の回転要素は、前記第2のクラッチの係合により前記入力軸の回転を入力し得、かつ前記第2のブレーキの係止により固定自在な前記キャリヤであり、
    前記第4の回転要素は、前記出力部材に連結される前記リングギヤであり、
    前記減速回転出力手段を、前記プラネタリギヤユニットの軸方向一方側に配置すると共に、前記出力部材を前記プラネタリギヤユニットと前記減速回転出力手段との間に配置し、
    前記第1のクラッチ及び前記第2のクラッチを、前記プラネタリギヤユニットの軸方向他方側に配置する、
    ことを特徴とする自動変速機。
  2. 前記減速回転出力手段は、前記減速回転にて回転する減速回転要素を有する減速プラネタリギヤと、該減速プラネタリギヤの所定要素の回転を操作し得る第3の係合要素と、を有してなる、
    請求項1記載の自動変速機。
  3. 前記第3の係合要素は前進1速段にて係合する係合要素である、
    請求項1または2記載の自動変速機。
  4. 前記減速プラネタリギヤは、前記入力軸の回転を常時入力する入力回転要素と、回転が固定される固定回転要素と、該入力回転要素と該固定回転要素との回転に基づき減速回転する減速回転要素とを有してなり、
    前記第3の係合要素は、前記減速回転要素と前記第2のサンギヤとを係脱自在に連結する第3のクラッチである、
    請求項2または3記載の自動変速機。
  5. 記第3のクラッチは、摩擦部材を押圧する油圧サーボと、該油圧サーボに一体的に構成され、前記減速プラネタリギヤ方向に開口するドラム部材と、ハブ部材と、を有してなり、
    前記第3のクラッチの油圧サーボは、前記減速プラネタリギヤに対して前記プラネタリギヤユニットとは軸方向反対側に配置されてなり、
    ケースから伸びるボス部上に前記第3のクラッチの油圧サーボを配置すると共に、該ボス部に設けた油路から該油圧サーボに油を供給してなる、
    請求項4記載の自動変速機。
  6. 前記減速プラネタリギヤは、前記入力軸の回転を入力し得る入力回転要素と、回転が固定される固定回転要素と、該入力回転要素と該固定回転要素との回転に基づき減速回転し得る減速回転要素とを有してなり、
    前記第3の係合要素は、入力軸と入力回転要素を係脱自在に連結する第3のクラッチである、
    請求項2または3記載の自動変速機。
  7. 前記第3のクラッチは、摩擦部材を押圧する油圧サーボと、該油圧サーボに一体的に構成されたドラム部材と、ハブ部材と、を有してなり、
    前記ハブ部材を、前記入力回転要素と連結してなり、
    前記ドラム部材を、前記入力軸と連結すると共に、前記減速プラネタリギヤ方向に開口するように配置してなる、
    請求項6記載の自動変速機。
  8. 前記第3のクラッチの油圧サーボを、前記入力軸上に配置してなり、
    前記第3のクラッチの油圧サーボに、前記入力軸内に設けられた油路から油を供給してなる、
    請求項7記載の自動変速機。
  9. 前記第3のクラッチの油圧サーボを、ケースから伸びるボス部上に配置してなり、
    前記第3のクラッチの油圧サーボに、前記ボス部内に設けられた油路から油を供給してなる、
    請求項7記載の自動変速機。
  10. 前記減速プラネタリギヤは、前記入力軸の回転を入力し得る入力回転要素と、回転が固定される固定回転要素と、該入力回転要素と該固定回転要素との回転に基づき減速回転し得る減速回転要素とを有してなり、
    前記第3の係合要素は、前記固定回転要素を固定自在の第3のブレーキである、
    請求項2または3記載の自動変速機。
  11. 前記第3のブレーキを、前記減速プラネタリギヤに対して前記プラネタリギヤユニットとは軸方向反対側に配置してなり、
    前記第3のブレーキの油圧サーボを、ケース端壁に設けてなる、
    請求項10記載の自動変速機。
  12. 前記第1のクラッチは、前記後進1速段にて係合するクラッチである、
    請求項1ないし11のいずれか記載の自動変速機。
  13. 前記第のクラッチは、前記プラネタリギヤユニットと隣接配置されてなり、
    前記第のクラッチは、摩擦部材と該摩擦部材を押圧する油圧サーボと、該油圧サーボに一体的に構成されたドラム部材とハブ部材とを有してなり、
    前記ドラム部材が前記入力軸と連結され、前記ハブ部材が前記キャリヤと連結されてなり、
    前記第のクラッチは、前記第のクラッチに対し、前記プラネタリギヤユニットの軸方向反対側に配置されてなり、
    前記第のクラッチは、摩擦部材と該摩擦部材を押圧する油圧サーボと、該油圧サーボに一体的に構成されたドラム部材とハブ部材とを有してなり、
    前記ドラム部材が前記入力軸と連結され、前記ハブ部材が前記第のクラッチの外周側を通して前記第1のサンギヤと連結されてなる、
    請求項12記載の自動変速機。
  14. 前記第1のブレーキを、前記第1のクラッチの外周側に配置し、
    前記第2のブレーキを、前記プラネタリギヤユニットの外周側に配置してなる、
    請求項13記載の自動変速機。
  15. 前記第1のブレーキは、摩擦部材と該摩擦部材を押圧する油圧サーボとを有してなり、
    前記第1のブレーキの油圧サーボを、前記第1のクラッチの油圧サーボの径方向外周側にて、少なくとも一部が軸方向にオーバーラップする位置に油圧サーボを設けてなり、
    前記第1のブレーキの摩擦部材を、ケース及び前記第1のクラッチのハブ部材に連結してなる、
    請求項14記載の自動変速機。
  16. 前記第2のブレーキは、摩擦部材と該摩擦部材を押圧する油圧サーボとを有してなり、
    前記第2のブレーキの油圧サーボは、前記出力部材を回転自在に支持するように延材されたケース部材に設けられてなり、
    前記第2のブレーキの摩擦部材を、前記プラネタリギヤユニットの外周側に配置してなる、
    請求項15記載の自動変速機。
  17. 前記減速プラネタリギヤの減速回転要素又は前記第3の係合要素と、前記プラネタリギヤユニットの第2のサンギヤと、を連結する伝達部材は、前記出力部材の内周を通って互いに連結されてなる、
    請求項2ないし16のいずれか記載の自動変速機。
  18. 駆動車輪に回転を出力するディファレンシャル部と、該ディファレンシャル部に係合するカウンタシャフト部と、を有し、
    前記出力部材は、前記カウンタシャフト部に噛合するカウンタギヤである、
    請求項1ないし17のいずれか記載の自動変速機。
  19. 縦軸に前記第1のサンギヤ、前記第2のサンギヤ、前記キャリヤ、及び前記リングギヤのそれぞれの回転数を示すと共に、横軸に前記第1のサンギヤ、前記第2のサンギヤ、前記キャリヤ、及び前記リングギヤのギヤ比に対応させて示してなる速度線図において、
    前記減速回転が入力される前記第2のサンギヤを横方向最端部に位置し順に前記出力部材に連結された前記リングギヤ、前記キャリヤ、前記第1のサンギヤに対応させてなる、
    請求項1ないし18のいずれか記載の自動変速機。
  20. 前進1速段の際に、前記第2のサンギヤに前記減速回転出力手段からの減速回転を入力すると共に、前記第2のブレーキを係止し、
    前進2速段の際に、前記第2のサンギヤに前記減速回転出力手段からの減速回転を入力すると共に、前記第1のブレーキを係止し、
    前進3速段の際に、前記第2のサンギヤに前記減速回転出力手段からの減速回転を入力すると共に、前記第1のクラッチを係合し、
    前進4速段の際に、前記第2のサンギヤに前記減速回転出力手段からの減速回転を入力すると共に、前記第2のクラッチを係合し、
    前進5速段の際に、前記第1のクラッチと前記第2のクラッチとを共に係合し、
    前進6速段の際に、前記第2のクラッチを係合すると共に、前記第1のブレーキを係止し、
    後進1速段の際に、前記第1のクラッチを係合すると共に、前記第2のブレーキを係止し、
    前進6速段、及び後進1速段を達成してなる、
    請求項1ないし19のいずれか記載の自動変速機。
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