JP2010101404A - Automatic transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入力部材の回転を複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機に関する。 The present invention relates to an automatic transmission that shifts the rotation of an input member to a plurality of stages and transmits it to an output member.
従来、入力部材の回転を変速機ケース内に配置した入力用の第1プラネタリギヤと変速用の複式プラネタリギヤとを介して複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機が知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an automatic transmission in which rotation of an input member is shifted to a plurality of stages and transmitted to an output member via a first planetary gear for input disposed in a transmission case and a double planetary gear for shifting ( For example, see Patent Document 1).
特許文献1のものでは、第1プラネタリギヤはシングルピニオン型で構成され、複式プラネタリギヤはシングルピニオン型の第2プラネタリギヤとダブルピニオン型の第3プラネタリギヤとで構成されている。複式プラネタリギヤは、第2プラネタリギヤと第3プラネタリギヤとのリングギヤを同一部材で構成し、第2プラネタリのキャリアが支持するピニオンを第3プラネタリギヤの一対のピニオンの一方に用い、第2プラネタリギヤのキャリアと第3プラネタリギヤのキャリアとを連結して、第2,第3プラネタリギヤでラビニヨ型のプラネタリギヤを構成している。複式プラネタリギヤは、第2プラネタリギヤのサンギヤから成る第1回転要素と、第2,第3プラネタリギヤのキャリアから成る第2回転要素と、第3プラネタリギヤのリングギヤと共通の第2プラネタリギヤのリングギヤから成る第3回転要素と、第3プラネタリギヤのサンギヤから成る第4回転要素とを有する。これら第1から第4回転要素は、速度線図においてギヤ比に対応する間隔を存して順に並ぶ。そして、第3回転要素を出力部材に連結している。
In
また、係合要素として、第4回転要素に入力部材の回転を第1プラネタリギヤを介して減速して伝達させる状態とこの伝達を断つ状態とに切換自在な第1クラッチと、第2回転要素と入力部材とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第2クラッチと、第1回転要素に入力部材の回転を第1プラネタリギヤを介して減速して伝達させる状態とこの伝達を断つ状態とに切換自在な第3クラッチと、第3回転要素と入力部材とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第4クラッチと、第1回転要素を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第1ブレーキと、第2回転要素を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第2ブレーキとを備えている。 Further, as the engagement element, a first clutch that can be switched between a state in which the rotation of the input member is decelerated and transmitted to the fourth rotation element via the first planetary gear and a state in which the transmission is cut off, and a second rotation element A second clutch that can be switched between a state in which the input member is connected and a state in which the connection is cut off, a state in which the rotation of the input member is decelerated and transmitted to the first rotating element via the first planetary gear, and the transmission is cut off. A third clutch that can be switched between a state, a fourth clutch that can be switched between a state in which the third rotating element and the input member are connected, and a state in which the connection is broken, and a first rotating element that is fixed to the transmission case. A first brake which can be switched between a state and a state where the fixing is released, and a second brake which can be switched between a state where the second rotating element is fixed to the transmission case and a state where the fixing is released. .
以上の構成によれば、第1クラッチと第2ブレーキとを係合することで1速段が確立され、第1クラッチと第1ブレーキとを係合することで2速段が確立され、第1クラッチと第3クラッチとを係合することで3速段が確立され、第1クラッチと第2クラッチとを係合することで4速段が確立され、第2クラッチと第4クラッチとを係合することで5速段が確立され、第2クラッチと第3クラッチとを係合することで6速段が確立され、第2クラッチと第1ブレーキとを係合することで7速段が確立される。
上記従来例のものでは、クラッチが4つ、ブレーキが2つで、ブレーキと比較してクラッチの数が多い。クラッチのピストンは、変速機ケースに設けられるブレーキのピストンと異なり、入力部材たる入力軸上や入力軸を軸支するメインシャフト上等に設けられるものであり、プラネタリギヤの径方向外方に配置することができない。このため、クラッチの数が多いと自動変速機の軸長が長くなるという不具合がある。 In the conventional example, there are four clutches and two brakes, and the number of clutches is larger than that of the brakes. Unlike the brake piston provided on the transmission case, the clutch piston is provided on the input shaft as the input member, the main shaft that supports the input shaft, and the like, and is disposed radially outward of the planetary gear. I can't. For this reason, when there are many clutches, there exists a malfunction that the axial length of an automatic transmission becomes long.
又、ブレーキも自動変速機の構成の関係上、プラネタリギヤの径方向外方に配置できないものもある。 Some brakes cannot be arranged radially outward of the planetary gear because of the configuration of the automatic transmission.
以上の点に鑑み、本発明は、クラッチの数を少なくすると共にブレーキをクラッチの径方向外方に配置することができる自動変速機を提供することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to provide an automatic transmission that can reduce the number of clutches and can dispose a brake radially outward of the clutch.
上記目的を達成するため、本発明の第1の態様は、入力部材の回転を変速機ケース内に配置した入力用の第1プラネタリギヤと変速用の複式プラネタリギヤとを介して複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機であって、複式プラネタリギヤは、第2と第3の2つのプラネタリギヤで構成され、第1プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第1要素、第2要素及び第3要素とし、第2プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第4要素、第5要素及び第6要素とし、第3プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第7要素、第8要素及び第9要素として、第2要素と第5要素と第7要素とを連結して第1連結体が構成され、第3要素に入力部材が連結され、第6要素と第9要素とを連結して第2連結体が構成されると共に、第8要素が出力部材に連結され、第4要素と入力部材とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第1係合要素と、第2連結体と入力部材とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第2係合要素と、第4要素を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な3係合要素と、第1連結体を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第4係合要素と、第2連結体を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第5係合要素と、第1要素を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第6係合要素とを備えることを特徴とする。 To achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, the rotation of an input member is shifted in a plurality of stages via a first planetary gear for input disposed in a transmission case and a double planetary gear for transmission. An automatic transmission for transmitting to an output member, wherein the compound planetary gear is composed of two second and third planetary gears, and the three elements including the sun gear, the carrier and the ring gear of the first planetary gear are shown in the velocity diagram. The first element, the second element, and the third element are arranged in the order corresponding to the gear ratio, and the three elements including the sun gear, the carrier, and the ring gear of the second planetary gear correspond to the gear ratio in the velocity diagram. The fourth element, the fifth element, and the sixth element are respectively arranged in the order of intervals, and three elements including the sun gear, the carrier, and the ring gear of the third planetary gear are provided. As the seventh element, the eighth element, and the ninth element in the arrangement order at intervals corresponding to the gear ratio in the velocity diagram, the first element is configured by connecting the second element, the fifth element, and the seventh element. The input member is connected to the third element, the sixth element and the ninth element are connected to form a second connecting body, the eighth element is connected to the output member, and the fourth element and the input member A first engagement element that can be switched between a state in which the connection is cut off and a state in which the connection is cut off, and a second engagement that is switchable between a state in which the second connecting body and the input member are connected and a state in which the connection is cut off An element, a three-engagement element switchable between a state in which the fourth element is fixed to the transmission case and a state in which this fixing is released, a state in which the first coupling body is fixed to the transmission case, and this fixing is released A fourth engaging element that can be switched between a state and a state in which the second coupling body is fixed to the transmission case. A fifth engagement element that can be switched to a state of releasing the fixation, and a sixth engagement element that can be switched to a state of fixing the first element to the transmission case and a state of releasing the fixation. Features.
本発明の第1の態様によれば、後述する実施形態の説明から明らかなように、第1、第2係合要素たる2つのクラッチと、第3〜第6係合要素たる4つのブレーキで、前進7段の変速を行うことができる。又、第3係合要素を第1係合要素の径方向外方に配置し、第4係合要素を複式プラネタリギヤの径方向外方に配置し、第5係合要素を第2係合要素の径方向外方に配置することができる。従って、従来のものと比較して、クラッチの数を減少させることができると共に、ブレーキをクラッチ又はプラネタリギヤの径方向外方に配置して、自動変速機の軸長を短くすることができる。 According to the first aspect of the present invention, as will be apparent from the description of the embodiments described later, two clutches serving as the first and second engagement elements and four brakes serving as the third to sixth engagement elements. , 7 shifts forward can be performed. Further, the third engagement element is disposed radially outward of the first engagement element, the fourth engagement element is disposed radially outward of the double planetary gear, and the fifth engagement element is disposed in the second engagement element. Can be arranged radially outward. Accordingly, the number of clutches can be reduced as compared with the conventional one, and the axial length of the automatic transmission can be shortened by disposing the brake radially outside the clutch or the planetary gear.
本発明の第2の態様は、入力部材の回転を変速機ケース内に配置した入力用の第1プラネタリギヤと変速用の複式プラネタリギヤとを介して複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機であって、複式プラネタリギヤは、第2と第3の2つのプラネタリギヤで構成され、第1プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第1要素、第2要素及び第3要素とし、第2プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第4要素、第5要素及び第6要素とし、第3プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第7要素、第8要素及び第9要素として、第1要素が変速機ケースに固定され、第2要素に入力部材が連結され、第5要素と第7要素とを連結して第1連結体が構成され、第6要素と第9要素とを連結して第2連結体が構成されると共に、第8要素が出力部材に連結され、第3要素と第4要素とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第1係合要素と、第3要素と第2連結体とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第2係合要素と、第1連結体と入力部材とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な3係合要素と、第1連結体を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第4係合要素と、第2連結体を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第5係合要素と、第4要素を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第6係合要素とを備えることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, an automatic transmission that shifts the rotation of an input member to a plurality of stages via a first planetary gear for input disposed in a transmission case and a double planetary gear for transmission is transmitted to an output member. The compound planetary gear is composed of two planetary gears, a second planetary gear and a third planetary gear comprising a sun gear, a carrier, and a ring gear at intervals corresponding to the gear ratio in the velocity diagram. The first element, the second element, and the third element are arranged in the order of the three elements, and the three elements including the sun gear, the carrier, and the ring gear of the second planetary gear are arranged in the order corresponding to the gear ratio in the speed diagram. The four elements, the fifth element, and the sixth element, and the three elements including the sun gear, the carrier, and the ring gear of the third planetary gear, As the seventh element, the eighth element, and the ninth element, respectively, in order of arrangement at corresponding intervals, the first element is fixed to the transmission case, the input member is connected to the second element, the fifth element, the seventh element, Are connected to each other to form a first connecting body, and the sixth element and the ninth element are connected to form a second connecting body, and the eighth element is connected to the output member, and the third element and the fourth element are connected to each other. A first engagement element that can be switched between a state in which the elements are connected and a state in which the connection is cut off; a second state in which the connection is made between a state in which the third element and the second connection body are connected; The engaging element, three engaging elements that can be switched between a state in which the first connecting body and the input member are connected and a state in which the connection is cut off, a state in which the first connecting body is fixed to the transmission case, and this fixing A fourth engagement element that can be switched to a released state, a state in which the second coupling body is fixed to the transmission case, and this fixed element. A fifth engagement element that can be switched to a state in which the release is released, and a sixth engagement element that is switchable to a state in which the fourth element is fixed to the transmission case and a state in which the fixation is released. And
本発明の第2の態様によれば、後述する実施形態の説明から明らかなように、第1〜第3係合要素たる3つのクラッチと、第4〜第6係合要素たる3つのブレーキで、前進7段の変速を行うことができる。又、第4係合要素を複式プラネタリギヤの径方向外方に配置し、第5係合要素を第2係合要素の径方向外方に配置することができる。従って、従来のものと比較して、クラッチの数を減少させることができると共に、ブレーキをクラッチ又はプラネタリギヤの径方向外方に配置して、自動変速機の軸長を短くすることができる。 According to the second aspect of the present invention, as will be apparent from the description of the embodiment described later, the three clutches as the first to third engagement elements and the three brakes as the fourth to sixth engagement elements. , 7 shifts forward can be performed. In addition, the fourth engagement element can be disposed radially outward of the double planetary gear, and the fifth engagement element can be disposed radially outward of the second engagement element. Accordingly, the number of clutches can be reduced as compared with the conventional one, and the axial length of the automatic transmission can be shortened by disposing the brake radially outside the clutch or the planetary gear.
又、本発明の第1及び第2の態様において、第6要素が第2プラネタリギヤのリングギヤであり、第9要素が第3プラネタリギヤのサンギヤである場合、第3プラネタリギヤを第2プラネタリギヤの径方向外側に配置し、第2プラネタリギヤのリングギヤと第3プラネタリギヤのサンギヤとを一体化して第2連結体を構成すれば、自動変速機の軸長をより短くすることができる。 In the first and second aspects of the present invention, when the sixth element is a ring gear of the second planetary gear and the ninth element is a sun gear of the third planetary gear, the third planetary gear is radially outside of the second planetary gear. The shaft length of the automatic transmission can be made shorter by arranging the ring gear of the second planetary gear and the sun gear of the third planetary gear to form the second coupling body.
又、本発明の第1及び第2の態様において、後進段に於いてのみ係合する、すなわち前進段に於いては常に開放することとなる第4係合要素をドグクラッチで構成すれば、多板クラッチで構成したものと比較して、前進段に於ける多板クラッチの開放に伴うフリクションロスを低減させることができ、伝達効率を向上させることができる。 In the first and second aspects of the present invention, if the fourth engagement element that is engaged only in the reverse gear, that is, is always released in the forward gear, is constituted by a dog clutch. Compared with a plate clutch, the friction loss associated with the release of the multi-plate clutch in the forward gear can be reduced, and the transmission efficiency can be improved.
図1(a)は、本発明の自動変速機の第1実施形態を示している。この第1実施形態は、変速機ケース1内に回転自在に軸支した、図外のエンジン等の動力源に連結される入力部材たる入力軸2と、入力軸2と同心に配置された出力部材たる出力ギヤ3とを備えている。出力ギヤ3の回転は、図外のデファレンシャルギヤを介して車両の左右の駆動輪に伝達される。
Fig.1 (a) has shown 1st Embodiment of the automatic transmission of this invention. In the first embodiment, an
又、変速機ケース1内には、入力軸2の周りに位置させて、入力用の第1プラネタリギヤ4と、変速用の複式プラネタリギヤ5とが配置されている。第1プラネタリギヤ4は、サンギヤSfと、リングギヤRfと、互いに噛合すると共に一方がサンギヤSf、他方がリングギヤRfに噛合する一対のピニオンPf,Pf’を自転及び公転自在に支持するキャリアCfとから成るダブルピニオン型のプラネタリギヤで構成されている。
In the
図2の上段に示す第1プラネタリギヤ4の速度線図を参照して、第1プラネタリギヤ4のサンギヤSf、キャリアCf及びリングギヤRfから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第1要素、第2要素及び第3要素とすると、第1要素はサンギヤSf、第2要素はリングギヤRf、第3要素はキャリアCfになる。尚、サンギヤSfとキャリアCf間の間隔とキャリアCfとリングギヤRf間の間隔との比は、第1プラネタリギヤ4のギヤ比をi(リングギヤの歯数/サンギヤの歯数)として、i:1に設定される。又、キャリアCfは入力軸2に連結されている。尚、速度線図において、下の横線と上の横線は夫々回転速度が「0」と「1」(入力軸2と同じ回転速度)であることを示している。
Referring to the velocity diagram of the first
複式プラネタリギヤ5は、第2プラネタリギヤ6と第3プラネタリギヤ7とで構成されている。第2プラネタリギヤ6は、サンギヤSmと、リングギヤRmと、サンギヤSmとリングギヤRmとに噛合するピニオンPmを自転及び公転自在に支持するキャリアCmとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤで構成され、第3プラネタリギヤ7も、サンギヤSrと、リングギヤRrと、サンギヤSrとリングギヤRrとに噛合するピニオンPrを自転及び公転自在に支持するキャリアCrとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤで構成されている。
The compound
図2の下段に示す複式プラネタリギヤ5の速度線図を参照して、第2プラネタリギヤ6のサンギヤSm、キャリアCm及びリングギヤRmから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第4要素、第5要素及び第6要素とすると、第4要素はサンギヤSm、第5要素はキャリアCm、第6要素はリングギヤRmになる。尚、サンギヤSmとキャリアCm間の間隔とキャリアCmとリングギヤRm間の間隔との比は、第2プラネタリギヤ6のギヤ比をjとして、j:1に設定される。
Referring to the speed diagram of the compound
又、上記複式プラネタリギヤ5の速度線図を参照して、第3プラネタリギヤ7のサンギヤSr、キャリアCr及びリングギヤRrから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第7要素、第8要素及び第9要素とすると、第7要素はリングギヤRr、第8要素はキャリアCr、第9要素はサンギヤSrになる。尚、サンギヤSr(縦線Y4)とキャリアCr(縦線Y3)間の間隔とキャリアCr(縦線Y3)とリングギヤRr(縦線Y2)間の間隔との比は、第3プラネタリギヤ6のギヤ比をkとして、k:1に設定される。
Further, referring to the velocity diagram of the compound
ここで、第1実施形態では、第1プラネタリギヤ4のリングギヤRf(第2要素)と第2プラネタリギヤ6のキャリアCm(第5要素)と第3プラネタリギヤ7のリングギヤRr(第7要素)とを連結して第1連結体Rf,Cm,Rr(縦線Y2)を構成し、第1プラネタリギヤ4のキャリアCf(第3要素)に入力軸2を連結し、第2プラネタリギヤ6のリングギヤRm(第6要素)と第3プラネタリギヤ7のサンギヤSr(第9要素)とを連結して第2連結体Rm,Srを構成し、第3プラネタリギヤ7のキャリアCr(第8要素)を出力部材たる出力ギヤ3に連結している。
Here, in the first embodiment, the ring gear Rf (second element) of the first
又、係合要素として、第2プラネタリギヤ6のサンギヤSm(第4要素)と入力軸2とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第1係合要素たる第1クラッチC1と、第2連結体Rm,Srと入力軸2とをキャリアCfを介して連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第2係合要素たる第2クラッチC2と、第2プラネタリギヤ6のサンギヤSm(第4要素)を変速機ケース1に固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第3係合要素たる第1ブレーキB1と、第1連結体Rf,Cm,Rrを変速機ケース1に固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第4係合要素たる第2ブレーキB2と、第2連結体Rm,Srを変速機ケース1に固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第5係合要素たる第3ブレーキB3と、第1プラネタリギヤのサンギヤSf(第1要素)を変速機ケース1に固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第6係合要素たる第4ブレーキB4とを備えている。
Further, as an engagement element, a first clutch C1 as a first engagement element that can be switched between a state in which the sun gear Sm (fourth element) of the second
第1クラッチC1と第3ブレーキB3とを係合させると、第2プラネタリギヤ6のサンギヤSmが位置する縦線Y1での回転速度が「1」、第2プラネタリギヤ6のリングギヤRm、第3プラネタリギヤ7のサンギヤSrが位置する縦線Y4での回転速度が「0」になり、出力ギヤ3に連結される第3プラネタリギヤ7のキャリアCrが位置する縦線Y3での回転速度は「1st」になり、1速段が確立される。
When the first clutch C1 and the third brake B3 are engaged, the rotational speed of the second
第3ブレーキB3と第4ブレーキB4とを係合させると、第1プラネタリギヤ4のサンギヤSf及び第3プラネタリギヤのサンギヤSrの回転速度が「0」、第1プラネタリギヤ4のキャリアCfの回転速度が「1」になり、第1プラネタリギヤ4のリングギヤRfの回転速度及び第3プラネタリギヤ7のリングギヤRr(縦線Y2)の回転速度がN1((i−1)/i)になって、第3プラネタリギヤ7のキャリアCrが位置する縦線Y3での回転速度は「2nd」になり、2速段が確立される。
When the third brake B3 and the fourth brake B4 are engaged, the rotational speed of the sun gear Sf of the first
第1クラッチC1と第4ブレーキB4とを係合させると、第2プラネタリギヤ6のサンギヤSmが位置する縦線Y1での回転速度が「1」、第1プラネタリギヤ4のリングギヤRf、第2プラネタリギヤ6のキャリアCm、第3プラネタリギヤ7のリングギヤRrが位置する縦線Y2での回転速度がN1となり、第3プラネタリギヤ7のキャリアCrが位置する縦線Y3での回転速度は「3rd」になり、3速段が確立される。
When the first clutch C1 and the fourth brake B4 are engaged, the rotational speed of the second
第1ブレーキB1と第4ブレーキB4とを係合させると、第2プラネタリギヤ6のサンギヤSmが位置する縦線Y1での回転速度が「0」、第1プラネタリギヤ4のリングギヤRf、第2プラネタリギヤ6のキャリアCm、第3プラネタリギヤ7のリングギヤRrが位置する縦線Y2での回転速度がN1となり、第3プラネタリギヤ7のキャリアCrが位置する縦線Y3での回転速度は「4th」になり、4速段が確立される。
When the first brake B1 and the fourth brake B4 are engaged, the rotational speed of the second
第2クラッチC2と第4ブレーキB4とを係合させると、第3プラネタリギヤ7のサンギヤSrが位置する縦線Y5での回転速度が「1」、第1プラネタリギヤ4のリングギヤRf、第3プラネタリギヤ7のリングギヤRrが位置する縦線Y2での回転速度がN1となり、第3プラネタリギヤ7のキャリアCrが位置する縦線Y3での回転速度は「5th」になり、5速段が確立される。
When the second clutch C2 and the fourth brake B4 are engaged, the rotational speed of the third
第2クラッチC2と第1ブレーキB1とを係合させると、第2プラネタリギヤ6のサンギヤSmが位置する縦線Y1での回転速度が「0」、第2プラネタリギヤ6のリングギヤRm、第3プラネタリギヤ7のサンギヤSrが位置する縦線Y4での回転速度が「1」となり、第3プラネタリギヤ7のキャリアCrが位置する縦線Y3での回転速度は「6th」になり、6速段が確立される。
When the second clutch C2 and the first brake B1 are engaged, the rotational speed of the second
第1クラッチC1と第2クラッチC2とを係合させると、第2プラネタリギヤ6のサンギヤSmが位置する縦線Y1及び第2プラネタリギヤ6のリングギヤRmが位置する縦線Y5での回転速度が「1」となって第2プラネタリギヤ6の各要素が相対回転不能なロック状態となる。これに伴い、第3プラネタリギヤ7もロック状態となり、第3プラネタリギヤ7のキャリアCrが位置する縦線Y3での回転速度も「1」である「7th」になり、7速段が確立される。
When the first clutch C1 and the second clutch C2 are engaged, the rotational speed at the vertical line Y1 where the sun gear Sm of the second
第1クラッチC1と第2ブレーキB2とを係合させると、第2プラネタリギヤ6のサンギヤSmが位置する縦線Y1での回転速度が「1」、第2プラネタリギヤ6のキャリアCm及び第3プラネタリギヤ7のリングギヤRrが位置する縦線Y2での回転速度が「0」となり、第3プラネタリギヤ7のキャリアCrが位置する縦線Y3での回転速度はマイナスの「Rev」になって、後進段が確立される。
When the first clutch C1 and the second brake B2 are engaged, the rotational speed of the second
図1(b)は、上述した各変速段とクラッチC1,C2、ブレーキB1,B2,B3,B4の係合状態との関係を纏めて表示した図であり、「○」は係合を表している。また、図1(b)は、第1プラネタリギヤ4のギヤ比iを2.0、第2プラネタリギヤ6のギヤ比を2.7、第3プラネタリギヤ7のギヤ比を1.5とした場合における各変速段のギヤレシオ(入力軸2の回転速度/出力ギヤ3の回転速度)も示している。これによれば、公比(各変速段間のギヤレシオの比)が適切になると共に、レシオレンジ(第1速のギヤレシオと第7速のギヤレシオの比(図1(b)の1速段のギヤレシオの右隣の欄に表示))も適切となる。
FIG. 1B is a diagram collectively showing the relationship between the above-described shift speeds and the engagement states of the clutches C1 and C2 and the brakes B1, B2, B3, and B4. “O” represents engagement. ing. FIG. 1B shows each of the cases where the gear ratio i of the first
第1実施形態によれば、2つのクラッチC1,C2と4つのブレーキB1,B2,B3,B4で、前進7段の変速を行うことができる。又、第1ブレーキB1を第1クラッチC1の径方向外方に配置し、第2ブレーキB2を複式プラネタリギヤ5の径方向外方に配置し、第3ブレーキB3を第2クラッチC2の径方向外方に配置することができる。従って、従来のものと比較して、クラッチの数を減少させることができると共に、ブレーキをクラッチ又はプラネタリギヤの径方向外方に配置して、自動変速機の軸長を短くすることができる。
According to the first embodiment, seven forward shifts can be performed by the two clutches C1, C2 and the four brakes B1, B2, B3, B4. In addition, the first brake B1 is disposed radially outward of the first clutch C1, the second brake B2 is disposed radially outward of the compound
次に、図3、図4を参照して本発明の第2実施形態の自動変速機を説明する。第2実施形態の変速機ケース1内には、入力軸2の周りに位置させて、入力用の第1プラネタリギヤ4と、変速用の複式プラネタリギヤ5とが配置されている。第1プラネタリギヤ4は、第1実施形態と同様にダブルピニオン型の単式プラネタリギヤで構成されている。
Next, an automatic transmission according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the
図4の上段に示す第1プラネタリギヤ4の速度線図を参照して、第1プラネタリギヤ4のサンギヤSf、キャリアCf及びリングギヤRfから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第1要素、第2要素及び第3要素とすると、第1要素はキャリアCf、第2要素はリングギヤRf、第3要素はサンギヤSfになる。尚、サンギヤSfとキャリアCf間の間隔とキャリアCfとリングギヤRf間の間隔との比は、第1プラネタリギヤ4のギヤ比をiとして、i:1に設定される。
Referring to the velocity diagram of the first
第2実施形態では、キャリアCf(第1要素)は変速機ケース1に固定されて固定要素とされ、リングギヤRf(第2要素)は入力軸2に連結されて入力要素とされ、サンギヤSf(第3要素)を出力要素としている。そして、第1プラネタリギヤ4の出力速度(サンギヤSfの回転速度)N1は「i」になる。尚、速度線図において、下の横線と上の横線は夫々回転速度が「0」と「1」(入力軸2と同じ回転速度)であることを示している。
In the second embodiment, the carrier Cf (first element) is fixed to the
第2実施形態の複式プラネタリギヤ5は、第1実施形態と同様にシングルピニオン型の第2、第3プラネタリギヤ6,7で構成されている。図4の下段に示す複式プラネタリギヤ5の速度線図を参照して、第2プラネタリギヤ6のサンギヤSm、キャリアCm及びリングギヤRmから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第4要素、第5要素及び第6要素とすると、第4要素はサンギヤSm、第5要素はキャリアCm、第6要素はリングギヤRmになる。尚、サンギヤSmとキャリアCm間の間隔とキャリアCmとリングギヤRm間の間隔との比は、第2プラネタリギヤ6のギヤ比をjとして、j:1に設定される。
Similar to the first embodiment, the double
又、上記複式プラネタリギヤ5の速度線図を参照して、第3プラネタリギヤ7のサンギヤSr、キャリアCr及びリングギヤRrから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第7要素、第8要素及び第9要素とすると、第7要素はリングギヤRr、第8要素はキャリアCr、第9要素はサンギヤSrになる。尚、サンギヤSr(縦線Y4)とキャリアCr(縦線Y3)間の間隔とキャリアCr(縦線Y3)とリングギヤRr(縦線Y2)間の間隔との比は、第3プラネタリギヤ6のギヤ比をkとして、k:1に設定される。
Further, referring to the velocity diagram of the compound
ここで、第2実施形態では、第2プラネタリギヤ6のキャリアCm(第5要素)と第3プラネタリギヤ7のリングギヤRr(第7要素)とを連結して第1連結体Cm,Rr(縦線Y2)を構成し、第1プラネタリギヤ4のリングギヤRf(第2要素)に入力軸2を連結し、第2プラネタリギヤ6のリングギヤRm(第6要素)と第3プラネタリギヤ7のサンギヤSr(第9要素)とを連結して第2連結体Rm,Srを構成し、第3プラネタリギヤ7のキャリアCr(第8要素)を出力部材たる出力ギヤ3に連結している。
Here, in 2nd Embodiment, the carrier Cm (5th element) of the 2nd
又、係合要素として、第1プラネタリギヤ4のサンギヤSf(第3要素)と第2プラネタリギヤ6のサンギヤSm(第4要素)とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第1係合要素たる第1クラッチC1と、第1プラネタリギヤ4のサンギヤSf(第3要素)と第2連結体Rm,Srとを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第2係合要素たる第2クラッチC2と、入力軸2と第1連結体Cm,Rrとを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第3係合要素たる第3クラッチC3と、第2プラネタリギヤ6のサンギヤSm(第4要素)を第1プラネタリギヤ4のキャリアCfを介して変速機ケース1に固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第6係合要素たる第1ブレーキB1と、第1連結体Cm,Rrを変速機ケース1に固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第4係合要素たる第2ブレーキB2と、第2連結体Rm,Srを変速機ケース1に固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第5係合要素たる第3ブレーキB3とを備えている。
In addition, as an engagement element, a first gear that can be switched between a state in which the sun gear Sf (third element) of the first
第1クラッチC1と第3ブレーキB3とを係合させると、第2プラネタリギヤ6のサンギヤSmが位置する縦線Y1での回転速度がN1、第2連結体Rm,Srが位置する縦線Y4での回転速度が「0」になり、出力ギヤ3に連結される第3プラネタリギヤ7のキャリアCrが位置する縦線Y3での回転速度は「1st」になり、1速段が確立される。
When the first clutch C1 and the third brake B3 are engaged, the rotational speed of the second
第3クラッチC3と第3ブレーキB3とを係合させると、第1連結体Cm,Rrを構成する第3プラネタリギヤ7のリングギヤRr(縦線Y2)の回転速度が「1」、第2連結体Rm,Srを構成する第3プラネタリギヤ7のサンギヤSr(縦線Y4)の回転速度が「0」になり、第3プラネタリギヤ7のキャリアCrが位置する縦線Y3での回転速度は「2nd」になって、2速段が確立される。
When the third clutch C3 and the third brake B3 are engaged, the rotational speed of the ring gear Rr (vertical line Y2) of the third
第1クラッチC1と第3クラッチC3とを係合させると、第2プラネタリギヤ6のサンギヤSmが位置する縦線Y1での回転速度がN1、第1連結体Cm,Rrを構成する第2プラネタリギヤ6のキャリアCm、第3プラネタリギヤ7のリングギヤRr(縦線Y2)の回転速度が「1」になり、第3プラネタリギヤ7のキャリアCrが位置する縦線Y3での回転速度は「3rd」になり、3速段が確立される。
When the first clutch C1 and the third clutch C3 are engaged, the rotational speed of the second
第3クラッチC3と第1ブレーキB1とを係合させると、第2プラネタリギヤ6のサンギヤSmが位置する縦線Y1での回転速度が「0」、第1連結体Cm,Rrが位置する縦線Y2での回転速度が「1」となり、第3プラネタリギヤ7のキャリアCrが位置する縦線Y3での回転速度は「4th」になり、4速段が確立される。
When the third clutch C3 and the first brake B1 are engaged, the rotational speed at the vertical line Y1 where the sun gear Sm of the second
第2クラッチC2と第3クラッチC3とを係合させると、第3プラネタリギヤ7のサンギヤSrが位置する縦線Y4での回転速度がN1、第3プラネタリギヤ7のリングギヤRrが位置する縦線Y2での回転速度が「1」となり、第3プラネタリギヤ7のキャリアCrが位置する縦線Y3での回転速度は「5th」になり、5速段が確立される。
When the second clutch C2 and the third clutch C3 are engaged, the rotational speed at the vertical line Y4 where the sun gear Sr of the third
第2クラッチC2と第1ブレーキB1とを係合させると、第2プラネタリギヤ6のサンギヤSmが位置する縦線Y1での回転速度が「0」、第2連結体Rm,Srを構成する第2プラネタリギヤ6のリングギヤRm、第3プラネタリギヤ7のサンギヤSrが位置する縦線Y4での回転速度がN1となり、第3プラネタリギヤ7のキャリアCrが位置する縦線Y3での回転速度は「6th」になり、6速段が確立される。
When the second clutch C2 and the first brake B1 are engaged, the rotational speed of the second
第1クラッチC1と第2クラッチC2とを係合させると、第2プラネタリギヤ6のサンギヤSmが位置する縦線Y1及び第2プラネタリギヤ6のリングギヤRmが位置する縦線Y4での回転速度がN1となって第2プラネタリギヤ6の各要素が相対回転不能なロック状態となる。これに伴い、第3プラネタリギヤ7もロック状態となり、第3プラネタリギヤ7のキャリアCrが位置する縦線Y3での回転速度もN1である「7th」になり、7速段が確立される。
When the first clutch C1 and the second clutch C2 are engaged, the rotational speed at the vertical line Y1 where the sun gear Sm of the second
第1クラッチC1と第2ブレーキB2とを係合させると、第2プラネタリギヤ6のサンギヤSmが位置する縦線Y1での回転速度がN1、第1連結体Cm,Rrが位置する縦線Y2での回転速度が「0」となり、第3プラネタリギヤ7のキャリアCrが位置する縦線Y3での回転速度はマイナスの「Rev」になって、後進段が確立される。
When the first clutch C1 and the second brake B2 are engaged, the rotational speed of the second
図3(b)は、上述した各変速段とクラッチC1,C2,C3、ブレーキB1,B2,B3の係合状態との関係を纏めて表示した図であり、「○」は係合を表している。また、図3(b)は、第1プラネタリギヤ4のギヤ比iを2.0、第2プラネタリギヤ6のギヤ比を2.7、第3プラネタリギヤ7のギヤ比を1.5とした場合における各変速段のギヤレシオ(入力軸2の回転速度/出力ギヤ3の回転速度)も示している。これによれば、公比(各変速段間のギヤレシオの比)が適切になると共に、レシオレンジ(第1速のギヤレシオと第7速のギヤレシオの比(図3(b)の1速段のギヤレシオの右隣の欄に表示))も適切となる。
FIG. 3B is a diagram collectively showing the relationship between the above-described shift speeds and the engagement states of the clutches C1, C2, and C3 and the brakes B1, B2, and B3. “O” represents engagement. ing. FIG. 3B shows each of the cases where the gear ratio i of the first
第2実施形態の自動変速機によれば、3つのクラッチと3つのブレーキで前進7段の変速を行うことができる。又、第4係合要素たる第2ブレーキB2を複式プラネタリギヤ5の径方向外方に配置し、第5係合要素たる第3ブレーキB3を第2係合要素たる第2クラッチC2の径方向外方に配置することができる。従って、従来のものと比較して、クラッチの数を減少させることができると共に、ブレーキをクラッチ又はプラネタリギヤの径方向外方に配置でき、自動変速機の軸長を短くできる。
According to the automatic transmission of the second embodiment, it is possible to perform a forward seven-speed shift with three clutches and three brakes. Further, the second brake B2 as the fourth engagement element is disposed radially outward of the double
尚、図5に示す第3実施形態の自動変速機の如く、第1実施形態の第3プラネタリギヤ7を第2プラネタリギヤ6の径方向外側に配置し、第2プラネタリギヤ6のリングギヤRmと第3プラネタリギヤ7のサンギヤSrとを一体に形成してもよい。これによれば、更に変速機の軸長を短くすることができる。又、第2実施形態のものにおいても同様に第3プラネタリギヤ7を第2プラネタリギヤ6の径方向外側に配置して、軸長を短くすることができる。
In addition, like the automatic transmission of the third embodiment shown in FIG. 5, the third
又、図6に示す第4実施形態の自動変速機の如く、第1実施形態の第4係合要素たる多板クラッチ式の第2ブレーキB2に代えて、第1連結体Rf,Cm,Rrを変速機ケース1に固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在なドグクラッチD1を用いてもよい。これにより、多板クラッチで構成したものと比較して、前進段に於ける多板クラッチの開放に伴うフリクションロスを低減させることができ、伝達効率を向上させることができる。ドグクラッチD1は、第3プラネタリギヤ7のリングギヤRrに外周にスプライン結合された可動ドグD1aと、変速機ケース1内に固定した固定ドグD1bとで構成され、可動ドグD1aのドグ歯を固定ドグD1bのドグ歯に係合させることでリングギヤRrの回転が拘束される。第2実施形態の第4係合要素たる第2ブレーキB2、第3実施形態の第2ブレーキB2についても同様にドグクラッチに置き換えることにより、前進段に於ける多板クラッチの開放に伴うフリクションロスを低減させ、伝達効率を向上させることができる。
Further, as in the automatic transmission of the fourth embodiment shown in FIG. 6, instead of the multi-plate clutch type second brake B2 as the fourth engagement element of the first embodiment, the first coupling bodies Rf, Cm, Rr A dog clutch D1 that can be switched between a state in which the gear is fixed to the
1…変速機ケース、2…入力軸、3…出力ギヤ、4…第1プラネタリギヤ、5…複式プラネタリギヤ、6…第2プラネタリギヤ、7…第3プラネタリギヤ、Sf…第1プラネタリギヤのサンギヤ(第1要素)、Rf…第1プラネタリギヤのリングギヤ(第2要素)、Cf…第1プラネタリギヤのキャリア(第3要素)、Sm…第2プラネタリギヤのサンギヤ(第4要素)、Rm…第2プラネタリギヤのリングギヤ(第6要素)、Cm…第2プラネタリギヤのキャリア(第5要素)、Sr…第3プラネタリギヤのサンギヤ(第9要素)、Rr…第3プラネタリギヤのリングギヤ(第7要素)、Cr…第3プラネタリギヤのキャリア(第8要素)、C1…第1クラッチ(第1係合要素)、C2…第2クラッチ(第2係合要素)、C3…第3クラッチ(第2実施形態の第3係合要素)、B1…第1ブレーキ(第1,3,4実施形態の第3係合要素,第2実施形態の第6係合要素)、B2…第2ブレーキ(第4係合要素)、B3…第3ブレーキ(第5係合要素)、B4…第4ブレーキ(第6係合要素)、D1…DOGクラッチ。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
複式プラネタリギヤは、第2と第3の2つのプラネタリギヤで構成され、
第1プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第1要素、第2要素及び第3要素とし、第2プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第4要素、第5要素及び第6要素とし、第3プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第7要素、第8要素及び第9要素として、
第2要素と第5要素と第7要素とを連結して第1連結体が構成され、第3要素に入力部材が連結され、第6要素と第9要素とを連結して第2連結体が構成されると共に、第8要素が出力部材に連結され、
第4要素と入力部材とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第1係合要素と、
第2連結体と入力部材とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第2係合要素と、
第4要素を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な3係合要素と、
第1連結体を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第4係合要素と、
第2連結体を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第5係合要素と、
第1要素を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第6係合要素とを備えることを特徴とする自動変速機。 An automatic transmission that shifts the rotation of an input member to a plurality of stages through a first planetary gear for input disposed in a transmission case and a dual planetary gear for transmission and transmits it to an output member.
The compound planetary gear is composed of the second and third planetary gears,
The three elements including the sun gear, the carrier, and the ring gear of the first planetary gear are set as the first element, the second element, and the third element in the order corresponding to the gear ratio in the velocity diagram, respectively. The sun gear of the second planetary gear The three elements consisting of the carrier and the ring gear are designated as the fourth element, the fifth element, and the sixth element, respectively, in order of arrangement at intervals corresponding to the gear ratio in the velocity diagram, and from the sun gear, the carrier, and the ring gear of the third planetary gear. The three elements consisting of the seventh element, the eighth element, and the ninth element in the order of arrangement at intervals corresponding to the gear ratio in the velocity diagram,
The first element is configured by connecting the second element, the fifth element, and the seventh element, the input member is connected to the third element, and the second element is connected by connecting the sixth element and the ninth element. And the eighth element is connected to the output member,
A first engagement element switchable between a state in which the fourth element and the input member are connected and a state in which the connection is broken;
A second engagement element that is switchable between a state in which the second connection body and the input member are connected and a state in which the connection is broken;
A three-engagement element switchable between a state in which the fourth element is fixed to the transmission case and a state in which the fixation is released;
A fourth engagement element switchable between a state in which the first coupling body is fixed to the transmission case and a state in which the fixation is released;
A fifth engagement element switchable between a state in which the second coupling body is fixed to the transmission case and a state in which the fixation is released;
An automatic transmission comprising: a sixth engaging element that is switchable between a state in which the first element is fixed to the transmission case and a state in which the fixing is released.
複式プラネタリギヤは、第2と第3の2つのプラネタリギヤで構成され、
第1プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第1要素、第2要素及び第3要素とし、第2プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第4要素、第5要素及び第6要素とし、第3プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第7要素、第8要素及び第9要素として、
第1要素が変速機ケースに固定され、第2要素に入力部材が連結され、第5要素と第7要素とを連結して第1連結体が構成され、第6要素と第9要素とを連結して第2連結体が構成されると共に、第8要素が出力部材に連結され、
第3要素と第4要素とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第1係合要素と、
第3要素と第2連結体とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第2係合要素と、
第1連結体と入力部材とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第3係合要素と、
第1連結体を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第4係合要素と、
第2連結体を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第5係合要素と、
第4要素を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第6係合要素とを備えることを特徴とする自動変速機。 An automatic transmission that shifts the rotation of an input member to a plurality of stages through a first planetary gear for input disposed in a transmission case and a dual planetary gear for transmission and transmits it to an output member.
The compound planetary gear is composed of the second and third planetary gears,
The three elements including the sun gear, the carrier, and the ring gear of the first planetary gear are set as the first element, the second element, and the third element in the order corresponding to the gear ratio in the velocity diagram, respectively. The sun gear of the second planetary gear The three elements consisting of the carrier and the ring gear are designated as the fourth element, the fifth element, and the sixth element, respectively, in order of arrangement at intervals corresponding to the gear ratio in the velocity diagram, and from the sun gear, the carrier, and the ring gear of the third planetary gear. The three elements consisting of the seventh element, the eighth element, and the ninth element in the order of arrangement at intervals corresponding to the gear ratio in the velocity diagram,
The first element is fixed to the transmission case, the input member is connected to the second element, the fifth element and the seventh element are connected to form a first connection body, and the sixth element and the ninth element are connected. The second connected body is configured by connecting, and the eighth element is connected to the output member,
A first engagement element that is switchable between a state in which the third element and the fourth element are connected and a state in which the connection is cut off;
A second engagement element that is switchable between a state in which the third element and the second connection body are connected and a state in which the connection is broken;
A third engagement element switchable between a state in which the first connection body and the input member are connected and a state in which the connection is cut off;
A fourth engagement element switchable between a state in which the first coupling body is fixed to the transmission case and a state in which the fixation is released;
A fifth engagement element switchable between a state in which the second coupling body is fixed to the transmission case and a state in which the fixation is released;
An automatic transmission comprising a sixth engaging element that is switchable between a state in which the fourth element is fixed to the transmission case and a state in which the fixation is released.
第6要素は第2プラネタリギヤのリングギヤであり、第9要素は第3プラネタリギヤのサンギヤであり、第3プラネタリギヤが第2プラネタリギヤの径方向外側に配置され、第2プラネタリギヤのリングギヤと第3プラネタリギヤのサンギヤとを一体化して第2連結体が構成されることを特徴とする自動変速機。 The automatic transmission according to claim 1 or 2,
The sixth element is a ring gear of the second planetary gear, the ninth element is a sun gear of the third planetary gear, the third planetary gear is disposed radially outside the second planetary gear, and the ring gear of the second planetary gear and the sun gear of the third planetary gear And an integrated transmission to form a second coupling body.
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