JP2010286059A - Automatic transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のプラネタリギヤを介して入力軸の回転を複数段に変速して出力部材から出力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 shaft to a plurality of stages through a plurality of planetary gears and outputs it from an output member.
近年、車両に用いられる自動変速機は、燃費向上や加速性能の向上等を図るために変速段の数が増加する傾向にある。このため、この種の自動変速機においては、複数のプラネタリギヤを用いることで多数の変速段を確立させている（例えば、特許文献１参照）。そして、プラネタリギヤの各回転要素間の係合、解放、固定は、油圧式多板クラッチや油圧式多板ブレーキといった摩擦係合機構により行われ、これによって各変速段への変速が行われている。 In recent years, automatic transmissions used in vehicles have a tendency to increase the number of shift stages in order to improve fuel efficiency and acceleration performance. For this reason, in this type of automatic transmission, a large number of shift stages are established by using a plurality of planetary gears (see, for example, Patent Document 1). Engagement, release, and fixation between the rotating elements of the planetary gear are performed by a friction engagement mechanism such as a hydraulic multi-plate clutch and a hydraulic multi-plate brake, thereby shifting to each gear stage. .
この種の自動変速機において、複数のプラネタリギヤの各回転要素によって多数の変速段を確立させるためには、それに伴って摩擦係合機構も多数設けられる。しかし、各変速段を確立させるときには、全ての摩擦係合機構が係合した状態とはならないため、各変速段において必ず非係合状態の摩擦係合機構が存在する。このような非係合状態の摩擦係合機構においては、油圧式多板クラッチや油圧式多板ブレーキ等の作動油が摩擦抵抗となって、いわゆる引き摺りトルクが発生する。このときの引き摺りトルクはフリクションロスとなり、駆動力の伝達効率が低下する。 In this type of automatic transmission, in order to establish a large number of shift stages by each rotating element of a plurality of planetary gears, a large number of friction engagement mechanisms are provided accordingly. However, since not all the friction engagement mechanisms are engaged when establishing each shift stage, there is always a non-engaged friction engagement mechanism at each shift stage. In such a non-engaged friction engagement mechanism, hydraulic oil such as a hydraulic multi-plate clutch or a hydraulic multi-plate brake becomes a frictional resistance, and so-called drag torque is generated. The drag torque at this time becomes a friction loss, and the transmission efficiency of the driving force decreases.
本発明は、上記の点に鑑み、駆動力の伝達効率を向上させ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 improve the transmission efficiency of driving force.
本発明は、変速機ケース内に配置された複数のプラネタリギヤを介して入力軸の回転を複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機において、前記複数のプラネタリギヤは入力用のプラネタリギヤと変速用のプラネタリギヤとで構成され、前記入力用のプラネタリギヤは、速度線図においてギヤ比に対応する間隔で並ぶ４つの回転要素を、速度線図における並び順に夫々第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素、第４回転要素として、該第３回転要素が前記入力軸に連結され、前記変速用のプラネタリギヤは、速度線図においてギヤ比に対応する間隔で並ぶ４つの回転要素を、速度線図における並び順に夫々第５回転要素、第６回転要素、第７回転要素、第８回転要素として、該第７回転要素が前記出力部材に連結されている。 The present invention relates to an automatic transmission that shifts the rotation of an input shaft to a plurality of stages through a plurality of planetary gears arranged in a transmission case and outputs the output from an output member. The plurality of planetary gears and a planetary gear for input The planetary gear for input includes four rotating elements arranged at intervals corresponding to the gear ratio in the speed diagram, and the first rotating element, the second rotating element, in the order of arrangement in the speed diagram, respectively. As the third rotation element and the fourth rotation element, the third rotation element is coupled to the input shaft, and the planetary gear for speed change has four rotation elements arranged at intervals corresponding to the gear ratio in the speed diagram. The seventh rotating element is connected to the output member as a fifth rotating element, a sixth rotating element, a seventh rotating element, and an eighth rotating element in order of arrangement in the diagram.
そして、本発明の第１の態様は、前記第１回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第１係合機構と、前記第４回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第２係合機構と、前記入力軸と前記変速機ケースとの何れか一方に後述する第２連結部材を連結するための第１連結部材と、前記第５回転要素と前記第６回転要素とを前記第１連結部材に連結するための第２連結部材と、前記第２回転要素を前記第８回転要素と前記第５回転要素との何れか一方に選択的に連結する第３係合機構と、前記第１連結部材を前記入力軸と前記変速機ケースとの何れか一方に選択的に連結する第４係合機構と、前記第１連結部材と前記第２連結部材とを解除自在に連結する第５係合機構と、前記第２連結部材と前記第５回転要素とを解除自在に連結する第６係合機構と、前記第２連結部材と前記第６回転要素とを解除自在に連結する第７係合機構とを備え、少なくとも、前記第３係合機構と前記第４係合機構とは、噛合機構で構成されていることを特徴とする。 In the first aspect of the present invention, the first engagement mechanism that releasably fixes the first rotating element to the transmission case and the fourth rotating element are releasably fixed to the transmission case. A second coupling mechanism, a first coupling member for coupling a second coupling member, which will be described later, to any one of the input shaft and the transmission case, the fifth rotation element, and the sixth rotation element. A second connecting member for connecting the first rotating member to the first connecting member, and a third engaging mechanism for selectively connecting the second rotating element to any one of the eighth rotating element and the fifth rotating element. A first engagement member that selectively connects the first connection member to either the input shaft or the transmission case, and the first connection member and the second connection member can be freely released. The fifth engagement mechanism to be coupled, the second coupling member and the fifth rotating element can be released freely. A sixth engagement mechanism for coupling, a seventh engagement mechanism for releasably coupling the second coupling member and the sixth rotating element, and at least the third engagement mechanism and the fourth engagement The mechanism is characterized by a meshing mechanism.
上記構成によると、後述する実施形態の説明から明らかなように、前進段において９速段という多数の変速段を確立させることが可能となる。そして、変速用のプラネタリギヤにおいては、前記第３係合機構により前記第２回転要素が前記第８回転要素に連結した状態で前進段が確立し、前記第２回転要素が前記第５回転要素に連結した状態で後進段が確立する。この際、全ての前進段が確立している間は、第５回転要素側が非係合状態となるが、前記第３係合機構はシンクロメッシュ機構やドグクラッチ機構等の噛合機構で構成されていることにより、非係合状態に伴う引き摺りトルクは生じない。 According to the above configuration, as will be apparent from the description of the embodiment described later, it is possible to establish a large number of shift stages of the ninth speed in the forward speed. In the planetary gear for speed change, a forward speed is established in a state where the second rotating element is connected to the eighth rotating element by the third engagement mechanism, and the second rotating element is changed to the fifth rotating element. The reverse gear is established in the connected state. At this time, while all the forward gears are established, the fifth rotating element side is in the disengaged state, but the third engaging mechanism is constituted by a meshing mechanism such as a synchromesh mechanism or a dog clutch mechanism. Thus, drag torque associated with the disengaged state does not occur.
また、変速用のプラネタリギヤにおいては、低速段又は後進段が確立するとき、前記第４係合機構により前記第１連結部材が前記変速機ケースに固定され、中速段から高速段に亘る変速段が確立するとき、前記第１連結部材が前記入力軸に連結される。そして、低速段又は後進段が確立している間は、前記第４係合機構の入力軸側が非係合状態となり、中速段から高速段に亘る変速段が確立している間は、前記第４係合機構の変速機ケース側が非係合状態となるが、前記第４係合機構はシンクロメッシュ機構やドグクラッチ機構等の噛合機構で構成されていることにより、非係合状態に伴う引き摺りトルクは生じない。 Further, in the planetary gear for shifting, when the low speed stage or the reverse stage is established, the first connecting member is fixed to the transmission case by the fourth engagement mechanism, and the speed range from the medium speed stage to the high speed stage is established. Is established, the first connecting member is connected to the input shaft. And while the low speed stage or the reverse speed stage is established, the input shaft side of the fourth engagement mechanism is in the disengaged state, and while the speed stage ranging from the medium speed stage to the high speed stage is established, Although the transmission case side of the fourth engagement mechanism is disengaged, the fourth engagement mechanism is constituted by a meshing mechanism such as a synchromesh mechanism or a dog clutch mechanism, so that dragging associated with the non-engagement state occurs. Torque is not generated.
このように、２つの要素間を切換え連結する前記第３係合機構や前記第４係合機構において、油圧式多板クラッチや油圧式多板ブレーキといった摩擦係合機構を採用することなく、シンクロメッシュ機構やドグクラッチ機構等の噛合機構で構成したことにより、摩擦係合機構の数を少なくすることができ、しかも、フリクションロスとなる引き摺りトルクをなくすことができるので、駆動力の伝達効率を向上させることができる。 Thus, in the third engagement mechanism and the fourth engagement mechanism for switching and connecting two elements, a synchronous engagement mechanism such as a hydraulic multi-plate clutch and a hydraulic multi-plate brake is not employed. By using mesh mechanisms such as mesh mechanisms and dog clutch mechanisms, the number of friction engagement mechanisms can be reduced, and drag torque that causes friction loss can be eliminated, improving the transmission efficiency of driving force. Can be made.
また、本発明の第１の態様においては、前記第６回転要素の一方向への回転時にロックして該第６回転要素を前記変速機ケースに固定するワンウェイクラッチを設けることが好ましい。これによれば、例えば、１速段を確立させるときに、ワンウェイクラッチを自動的にロックさせることにより、第６回転要素を変速機ケースに固定するための摩擦係合機構が不要となり、フリクションロスとなる引き摺りトルクをなくすことができるので、駆動力の伝達効率を向上させることができるだけでなく、構造を簡略化して製造コストを抑えることができる。 In the first aspect of the present invention, it is preferable to provide a one-way clutch that is locked when the sixth rotating element rotates in one direction and fixes the sixth rotating element to the transmission case. According to this, for example, when the first gear is established, by automatically locking the one-way clutch, the friction engagement mechanism for fixing the sixth rotating element to the transmission case becomes unnecessary, and the friction loss is eliminated. Therefore, not only the driving force transmission efficiency can be improved, but also the structure can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.
更にこのとき、前記ワンウェイクラッチと並列に、前記第６回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第８係合機構を設け、該第８係合機構をシンクロメッシュ機構やドグクラッチ機構等の噛合機構で構成することにより、前記第５係合機構及び前記第７係合機構が摩擦係合機構であっても、それらの容量を小として軽量化することができる。しかも、第５係合機構及び第７係合機構の容量を小とすることにより、第５係合機構及び第７係合機構が非係合状態となったときに引き摺りトルクを低減することができ、駆動力の伝達効率を向上させることができる。 Further, at this time, an eighth engagement mechanism for releasably fixing the sixth rotating element to the transmission case is provided in parallel with the one-way clutch, and the eighth engagement mechanism is a synchromesh mechanism, a dog clutch mechanism, or the like. By configuring the engagement mechanism, even if the fifth engagement mechanism and the seventh engagement mechanism are friction engagement mechanisms, their capacities can be reduced and the weight can be reduced. In addition, by reducing the capacity of the fifth engagement mechanism and the seventh engagement mechanism, the drag torque can be reduced when the fifth engagement mechanism and the seventh engagement mechanism are disengaged. It is possible to improve the transmission efficiency of the driving force.
それ以外に、本発明の第１の態様においては、前記第６回転要素の回転方向の一方と他方とを選択的にロックして該第６回転要素を前記変速機ケースに固定するツーウェイクラッチを設けてもよい。これによれば、前記ワンウェイクラッチ及び前記第８係合機構を採用した場合と同様の効果を得ながら、更に、前記第８係合機構を不要とすることができ、構造を簡略化して製造コストを抑えることができる。 In addition, in the first aspect of the present invention, there is provided a two-way clutch that selectively locks one of the rotation directions of the sixth rotation element and the other to fix the sixth rotation element to the transmission case. It may be provided. According to this, while obtaining the same effect as the case where the one-way clutch and the eighth engagement mechanism are adopted, the eighth engagement mechanism can be made unnecessary, the structure is simplified, and the manufacturing cost is reduced. Can be suppressed.
また、本発明の第２の態様は、前記第１回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第１係合機構と、前記第４回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第２係合機構と、前記入力軸と前記変速機ケースとの何れか一方に前記第８回転要素を連結するための連結部材と、前記第６回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第３係合機構と、前記連結部材を前記入力軸と前記変速機ケースとの何れか一方に選択的に連結する第４係合機構と、該連結部材と前記第８回転要素とを解除自在に連結する第５係合機構と、前記第２回転要素と前記第５回転要素とを解除自在に連結する第６係合機構と、前記第２回転要素と前記第６回転要素とを解除自在に連結する第７係合機構とを備え、少なくとも、前記第３係合機構と前記第４係合機構とは、噛合機構で構成されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, a first engagement mechanism that releasably fixes the first rotating element to the transmission case, and a fourth engaging element that is releasably fixed to the transmission case. A second engaging mechanism, a connecting member for connecting the eighth rotating element to any one of the input shaft and the transmission case, and the sixth rotating element fixed to the transmission case so as to be releasable. A third engagement mechanism, a fourth engagement mechanism that selectively connects the connection member to one of the input shaft and the transmission case, and the connection member and the eighth rotation element are released. A fifth engagement mechanism that freely connects, a sixth engagement mechanism that releasably connects the second rotation element and the fifth rotation element, and the second rotation element and the sixth rotation element are released. A seventh engagement mechanism that is freely connected, and at least the third engagement mechanism and the The fourth engagement mechanism, characterized in that it consists of a meshing mechanism.
上記構成によると、後述する実施形態の説明から明らかなように、前進段において９速段という多数の変速段を確立させることが可能となる。そして、変速用のプラネタリギヤにおいては、前記第３係合機構により前記第６回転要素を前記変速機ケースに固定した状態で後進段が確立する。一方、前進段が確立している間は、前記第３係合機構が非係合状態となるが、前記第３係合機構はシンクロメッシュ機構やドグクラッチ機構等の噛合機構で構成されていることにより、非係合状態に伴う引き摺りトルクは生じない。 According to the above configuration, as will be apparent from the description of the embodiment described later, it is possible to establish a large number of shift stages of the ninth speed in the forward speed. In the planetary gear for speed change, the reverse speed is established with the sixth engagement element fixed to the transmission case by the third engagement mechanism. On the other hand, while the forward gear is established, the third engagement mechanism is in a non-engagement state, but the third engagement mechanism is constituted by a meshing mechanism such as a synchromesh mechanism or a dog clutch mechanism. Thus, drag torque associated with the non-engaged state does not occur.
また、変速用のプラネタリギヤにおいては、低速段が確立するとき、前記第４係合機構により前記第８回転要素が前記変速機ケースに固定され、中速段から高速段に亘る変速段が確立するとき、前記第８回転要素が前記入力軸に連結される。そして、低速段が確立している間は、前記第４係合機構の入力軸側が非係合状態となり、中速段から高速段に亘る変速段が確立している間は、前記第４係合機構の変速機ケース側が非係合状態となるが、前記第４係合機構はシンクロメッシュ機構やドグクラッチ機構等の噛合機構で構成されていることにより、非係合状態に伴う引き摺りトルクは生じない。 Further, in the planetary gear for speed change, when the low speed stage is established, the eighth engaging element is fixed to the transmission case by the fourth engagement mechanism, and the speed stage ranging from the medium speed stage to the high speed stage is established. The eighth rotating element is coupled to the input shaft. While the low speed stage is established, the input shaft side of the fourth engagement mechanism is in the disengaged state, and while the shift stage from the medium speed stage to the high speed stage is established, the fourth engagement mechanism is engaged. The transmission case side of the coupling mechanism is disengaged, but the fourth engagement mechanism is constituted by a meshing mechanism such as a synchromesh mechanism or a dog clutch mechanism, so that drag torque associated with the disengagement state is generated. Absent.
このように、１つの要素を解除自在に固定する前記第３係合機構や、２つの要素間を切換え連結する前記第４係合機構において、油圧式多板クラッチや油圧式多板ブレーキといった摩擦係合機構を採用することなく、シンクロメッシュ機構やドグクラッチ機構等の噛合機構で構成したことにより、摩擦係合機構の数を少なくすることができ、しかも、フリクションロスとなる引き摺りトルクをなくすことができるので、駆動力の伝達効率を向上させることができる。 Thus, in the third engagement mechanism for releasably fixing one element and the fourth engagement mechanism for switching and connecting two elements, friction such as a hydraulic multi-plate clutch and a hydraulic multi-plate brake is used. By adopting a meshing mechanism such as a synchromesh mechanism or a dog clutch mechanism without using an engagement mechanism, the number of friction engagement mechanisms can be reduced, and drag torque that causes friction loss can be eliminated. As a result, the transmission efficiency of the driving force can be improved.
また、本発明の第２の態様においては、前記第８回転要素の回転方向の一方と他方とを選択的にロックして該第８回転要素を前記変速機ケースに固定するツーウェイクラッチを設けることができる。これによれば、第４係合機構及び連結部材を介して前記入力軸と前記第８回転要素とを連結する第５係合機構が摩擦係合機構であっても、その容量を小として軽量化することができるだけでなく、第５係合機構が非係合状態となったときの引き摺りトルクを低減することができ、駆動力の伝達効率を向上させることができる。 In the second aspect of the present invention, there is provided a two-way clutch that selectively locks one of the rotation directions of the eighth rotation element and the other to fix the eighth rotation element to the transmission case. Can do. According to this, even if the fifth engagement mechanism that connects the input shaft and the eighth rotating element via the fourth engagement mechanism and the connection member is a friction engagement mechanism, the capacity is reduced and the weight is reduced. In addition, the drag torque when the fifth engagement mechanism is disengaged can be reduced, and the transmission efficiency of the driving force can be improved.
また、本発明の上述した第１及び第２の態様において、前記第１係合機構は、前記変速用のプラネタリギヤにより前進１速段から所定の中速段に亘る低速段域の全ての変速段を確立させる際には、前記第１回転要素を前記変速機ケースに固定した状態となり、前記所定の中速段を超える変速段からなる高速段域の全ての変速段を確立させる際には前記固定を解除した状態となる噛合機構で構成されていることを特徴とする。 In the first and second aspects of the present invention described above, the first engagement mechanism may be configured such that the first planetary gears are all gears in a low speed range from a first forward speed to a predetermined medium speed by the speed change planetary gear. Is established, the first rotating element is fixed to the transmission case, and when establishing all the gears in the high speed region including the gears exceeding the predetermined medium speed, It is comprised by the meshing mechanism used as the state which cancel | released fixation.
この構成によると、後述する実施形態の説明から明らかなように、前進１速段から所定の中速段に亘る低速段域の変速段では、前記第１係合機構が前記第１回転要素を前記変速機ケースに固定し、前記第２係合機構が非係合状態となる。一方、所定の中速段を超える変速段からなる高速段域の変速段では、前記第２係合機構が前記第４回転要素を前記変速機ケースに固定し、前記第１係合機構が非係合状態となる。この際、前記第１係合機構がシンクロメッシュ機構やドグクラッチ機構等の噛合機構で構成されていることにより、非係合状態となっても引き摺りトルクの発生が防止できる。特に、高速段域の変速段において、前記第２係合機構が前記第４回転要素を前記変速機ケースに固定しており、引き摺りトルクが生じない状態にあって、前記第１係合機構も噛合機構であることにより引き摺りトルクが生じない状態であるので、前記第１係合機構と前記第２係合機構との両方が油圧式多板ブレーキ等の摩擦係合機構によって構成されている場合に比べて、高速段域の変速段におけるフリクションロスが低減でき、伝達効率を向上させることができる。 According to this configuration, as will be apparent from the description of the embodiment described later, at the shift speed in the low speed range from the first forward speed to the predetermined medium speed, the first engagement mechanism moves the first rotation element. The second engagement mechanism is disengaged by being fixed to the transmission case. On the other hand, in a gear range in a high speed range including a gear range exceeding a predetermined medium speed step, the second engagement mechanism fixes the fourth rotating element to the transmission case, and the first engagement mechanism is non-movable. The engaged state is established. At this time, since the first engagement mechanism is constituted by a meshing mechanism such as a synchromesh mechanism or a dog clutch mechanism, the generation of drag torque can be prevented even in the non-engaged state. In particular, in the high speed range, the second engagement mechanism fixes the fourth rotating element to the transmission case, and no drag torque is generated. Since drag torque is not generated by the meshing mechanism, both the first engagement mechanism and the second engagement mechanism are constituted by a frictional engagement mechanism such as a hydraulic multi-plate brake. As compared with the above, the friction loss at the shift speed in the high speed range can be reduced, and the transmission efficiency can be improved.
また、本発明の上述した第１及び第２の態様において、前記入力用のプラネタリギヤは、第１と第２の２つのプラネタリギヤにより構成され、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要素としたとき、前記第１要素を前記第１回転要素とし、前記第２要素と前記第４要素とを連結して前記第２回転要素とし、前記第３要素と前記第５要素とを連結して前記第３回転要素とし、前記第６要素を前記第４回転要素とし、前記変速用のプラネタリギヤは、第３と第４の２つのプラネタリギヤにより構成され、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、第４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１０要素、第１１要素及び第１２要素としたとき、前記第７要素を前記第５回転要素とし、前記第１０要素を前記第６回転要素とし、前記第８要素と前記第１１要素とを連結して前記第７回転要素とし、前記第９要素と前記第１２要素とを連結して前記第８回転要素としたことを特徴とする。 In the first and second aspects of the present invention described above, the input planetary gear is composed of first and second planetary gears, and includes three sun gears, a carrier, and a ring gear of the first planetary gear. The elements are the first element, the second element, and the third element in the order of arrangement at intervals corresponding to the gear ratio in the speed diagram, respectively, and the three elements including the sun gear, the carrier, and the ring gear of the second planetary gear are When the fourth element, the fifth element, and the sixth element are arranged in the order corresponding to the gear ratio in the drawing, respectively, the first element is the first rotating element, the second element, the fourth element, Are connected to form the second rotating element, the third element and the fifth element are connected to form the third rotating element, the sixth element is set to the fourth rotating element, and The tally gear is composed of the third and fourth planetary gears, and the third element consisting of the sun gear, the carrier, and the ring gear of the third planetary gear is arranged in the order of arrangement at intervals corresponding to the gear ratio in the speed diagram. The tenth element and the eleventh element are arranged in the order corresponding to the gear ratio in the velocity diagram, respectively, as the element, the eighth element, and the ninth element. And the twelfth element, the seventh element is the fifth rotation element, the tenth element is the sixth rotation element, and the eighth element and the eleventh element are connected to form the seventh rotation. The ninth element and the twelfth element are connected to form the eighth rotating element.
この構成によれば、後述する実施形態の説明から明らかなように、前記入力軸からのトルクを前記出力部材に向かって伝達しているとき、サンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素全てが相対回転を行いながら駆動力を伝達する（作動する）プラネタリギヤの数が、前進段においては第１から第４の４つのうち、２つ以下となる。このように、前進段において作動するプラネタリギヤの数を少なくすることにより伝達トルクのロスを低減することができるので、伝達効率を飛躍的に向上させることができる。 According to this configuration, as is clear from the description of an embodiment described later, when torque from the input shaft is transmitted toward the output member, all three elements including the sun gear, the carrier, and the ring gear are The number of planetary gears that transmit (activate) driving force while performing relative rotation is two or less of the first to fourth four in the forward gear. Thus, since the loss of transmission torque can be reduced by reducing the number of planetary gears operating in the forward gear, the transmission efficiency can be dramatically improved.
［第１実施形態］
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。第１実施形態の自動変速機は、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軸２と、入力軸２と同心に配置された出力ギヤから成る出力部材３とを備えている。出力部材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。
[First Embodiment]
Fig.1 (a) has shown 1st Embodiment of the automatic transmission of this invention. The automatic transmission according to the first embodiment includes an
また、変速機ケース１内には、入力軸２の周りに位置させて、第１から第４の４つのプラネタリギヤ４，５，６，７が配置されている。
In the
第１プラネタリギヤ４は、サンギヤＳａと、リングギヤＲａと、サンギヤＳａ及びリングギヤＲａに噛合するピニオンＰａを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤである。
The first
第２プラネタリギヤ５は、サンギヤＳｂと、リングギヤＲｂと、サンギヤＳｂ及びリングギヤＲｂに噛合するピニオンＰｂを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｂとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤである。
The second
そして、第１プラネタリギヤ４のキャリアＣａと第２プラネタリギヤ５のリングギヤＲｂとが互いに連結され（第１連結体Ｃａ，Ｒｂ）、第１プラネタリギヤ４のリングギヤＲａと第２プラネタリギヤ５のキャリアＣｂとが互いに連結されている（第２連結体Ｒａ，Ｃｂ）ことにより、第１プラネタリギヤ４と第２プラネタリギヤ５とで機能的に入力用プラネタリギヤが構成されている。
Then, the carrier Ca of the first
図２の上段に示す入力用プラネタリギヤの速度線図（サンギヤ、キャリア、リングギヤの各要素の回転速度を直線で表すことができる図）を参照すれば、第１プラネタリギヤ４の３個の要素と第２プラネタリギヤ５の３個の要素とで、入力用プラネタリギヤとして４個の回転要素が構成される。
Referring to the speed diagram of the input planetary gear shown in the upper part of FIG. 2 (a diagram in which the rotational speed of each element of the sun gear, the carrier and the ring gear can be represented by a straight line), the three elements of the first
即ち、第１プラネタリギヤ４のサンギヤＳａ、キャリアＣａ及びリングギヤＲａから成る３個の要素を、図２の上段に示す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Ｓａ、第２要素はキャリアＣａ、第３要素はリングギヤＲａである。また、第２プラネタリギヤ５のサンギヤＳｂ、キャリアＣｂ及びリングギヤＲｂから成る３個の要素を、図２の上段に示す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要素はリングギヤＲｂ、第５要素はキャリアＣｂ、第６要素はサンギヤＳｂである。
That is, the three elements including the sun gear Sa, the carrier Ca, and the ring gear Ra of the first
そして、入力用プラネタリギヤとしての４個の回転要素を、図２の上段に示す速度線図において左側から順に第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素及び第４回転要素とすると、第１要素である第１プラネタリギヤ４のサンギヤＳａで第１回転要素が、第２要素である第１プラネタリギヤ４のキャリアＣａと第４要素である第２プラネタリギヤ５のリングギヤＲｂと（第１連結体Ｃａ，Ｒｂ）で第２回転要素が、第３要素である第１プラネタリギヤ４のリングギヤＲａと第５要素である第２プラネタリギヤ５のキャリアＣｂと（第２連結体Ｒａ，Ｃｂ）で第３回転要素が、第６要素である第２プラネタリギヤ５のサンギヤＳｂで第４回転要素が、夫々形成される。
Then, assuming that the four rotating elements as the input planetary gears are the first rotating element, the second rotating element, the third rotating element, and the fourth rotating element in order from the left side in the velocity diagram shown in the upper part of FIG. In the sun gear Sa of the first
ここで、第１プラネタリギヤ４におけるサンギヤＳａとキャリアＣａ間の間隔とキャリアＣａとリングギヤＲａ間の間隔との比は、第１プラネタリギヤ４のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｉとするとｉ：１に設定され、第２プラネタリギヤ５におけるサンギヤＳｂとキャリアＣｂ間の間隔とキャリアＣｂとリングギヤＲｂ間の間隔との比は、第２プラネタリギヤ５のギヤ比をｊとするとｊ：１に設定される。なお、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。
Here, the ratio between the distance between the sun gear Sa and the carrier Ca and the distance between the carrier Ca and the ring gear Ra in the first
また、図１（ａ）に示すように、第３プラネタリギヤ６は、サンギヤＳｓと、リングギヤＲｓと、サンギヤＳｓ及びリングギヤＲｓに噛合するピニオンＰｓを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｓとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤである。
As shown in FIG. 1A, the third
第４プラネタリギヤ７は、サンギヤＳＬと、リングギヤＲＬと、サンギヤＳＬ及びリングギヤＲＬに噛合するピニオンＰＬを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣＬとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤである。
The fourth
そして、第３プラネタリギヤ６のキャリアＣｓと第４プラネタリギヤ７のキャリアＣＬとが互いに連結され（第３連結体Ｃｓ，ＣＬ）、第３プラネタリギヤ６のリングギヤＲｓと第４プラネタリギヤ７のサンギヤＳＬとが一体とされている（第４連結体Ｒｓ，ＳＬ）ことにより、第３プラネタリギヤ６と第４プラネタリギヤ７とで機能的に変速用プラネタリギヤが構成されている。
Then, the carrier Cs of the third
更に、図１（ａ）に示すように、シングルピニオン型の第３プラネタリギヤ６の外周にシングルピニオン型の第４プラネタリギヤ７が配設されて入力軸２の外周に２段構造のプラネタリギヤを形成している。これによれば、第３プラネタリギヤ６のリングギヤＲｓと第４プラネタリギヤ７のサンギヤＳＬとを単一の部品で構成することができて部品点数を削減することができると共に、入力軸２の軸線方向の長さを短くして自動変速機をコンパクトに構成することができる。
Further, as shown in FIG. 1A, a single-pinion type fourth
なお、第３プラネタリギヤ６と第４プラネタリギヤ７とは、入力軸２の外周に２段構造とする以外に、図示しないが、入力軸２の軸線方向に並設することもできる。この場合には、入力軸２の軸線方向の長さが長くなるが、自動変速機の外径を小さくすることができる。
The third
図２の下段に示す変速用プラネタリギヤの速度線図を参照すれば、第３プラネタリギヤ６の３個の要素と第４プラネタリギヤ７の３個の要素とで、変速用プラネタリギヤとして４個の回転要素が構成される。
Referring to the speed diagram of the speed-change planetary gear shown in the lower part of FIG. 2, the three elements of the third
即ち、第３プラネタリギヤ６のサンギヤＳｓ、キャリアＣｓ及びリングギヤＲｓから成る３個の要素を、図２の下段に示す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要素はサンギヤＳｓ、第８要素はキャリアＣｓ、第９要素はリングギヤＲｓである。また、第４プラネタリギヤ７のサンギヤＳＬ、キャリアＣＬ及びリングギヤＲＬから成る３個の要素を、図２の下段に示す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１０要素、第１１要素及び第１２要素とすると、第１０要素はリングギヤＲＬ、第１１要素はキャリアＣＬ、第１２要素はサンギヤＳＬである。
That is, the three elements including the sun gear Ss, the carrier Cs, and the ring gear Rs of the third
そして、変速用プラネタリギヤとしての４個の回転要素を、図２の下段に示す速度線図において左側から順に第５回転要素、第６回転要素、第７回転要素及び第８回転要素とすると、第７要素である第３プラネタリギヤ６のサンギヤＳｓで第５回転要素が、第１０要素である第４プラネタリギヤ７のリングギヤＲＬで第６回転要素が、第８要素である第３プラネタリギヤ６のキャリアＣｓと第１１要素である第４プラネタリギヤ７のキャリアＣＬと（第３連結体Ｃｓ，ＣＬ）で第７回転要素が、第９要素である第３プラネタリギヤ６のリングギヤＲｓと第１２要素である第４プラネタリギヤ７のサンギヤＳＬと（第４連結体Ｒｓ，ＳＬ）で第８回転要素が、夫々形成される。
Then, assuming that the four rotating elements as the planetary gears for speed change are the fifth rotating element, the sixth rotating element, the seventh rotating element, and the eighth rotating element in order from the left side in the speed diagram shown in the lower part of FIG. The fifth rotating element is the sun gear Ss of the third
ここで、第３プラネタリギヤ６のサンギヤＳｓとキャリアＣｓ間の間隔とキャリアＣｓとリングギヤＲｓ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。また、第４プラネタリギヤ７のサンギヤＳＬとキャリアＣＬ間の間隔とキャリアＣＬとリングギヤＲＬ間の間隔との比は、第４プラネタリギヤ７のギヤ比をｍとして、ｍ：１に設定される。
Here, the ratio between the distance between the sun gear Ss and the carrier Cs of the third
図１（ａ）及び図２に示すように、入力用プラネタリギヤの第３回転要素である第２連結体Ｒａ，Ｃｂは、入力軸２に連結されている。変速用プラネタリギヤの第７回転要素である第３連結体Ｃｓ，ＣＬは、出力部材３に連結されている。
As shown in FIGS. 1A and 2, the second coupling bodies Ra and Cb, which are the third rotating elements of the input planetary gear, are coupled to the
入力用プラネタリギヤと変速機ケース１との間には、第１プラネタリギヤ４のサンギヤＳａ（第１回転要素）を変速機ケース１に解除自在に固定する第１噛合機構Ｄ１（第１係合機構）と、第２プラネタリギヤ５のサンギヤＳｂ（第４回転要素）を変速機ケース１に解除自在に固定する油圧式多板ブレーキＢ１（第２係合機構）とが設けられている。
Between the input planetary gear and the
入力用プラネタリギヤと変速用プラネタリギヤとの間には、第１連結体Ｃａ，Ｒｂ（第２回転要素）を第４連結体Ｒｓ，ＳＬ（第８回転要素）と第３プラネタリギヤ６のサンギヤＳｓ（第５回転要素）との何れか一方に選択的に連結する第２噛合機構Ｄ２（第３係合機構）が設けられている。
Between the input planetary gear and the transmission planetary gear, the first connecting members Ca, Rb (second rotating element) are connected to the fourth connecting members Rs, SL (eighth rotating element) and the sun gear Ss (third gear) of the third
入力軸２と変速用プラネタリギヤとの間には、第３噛合機構Ｄ３（第４係合機構）と、第１油圧式多板クラッチＣ１（第５係合機構）と、第２油圧式多板クラッチＣ２（第６係合機構）と、第３油圧式多板クラッチＣ３（第７係合機構）とが設けられている。
Between the
第３噛合機構Ｄ３は、第１油圧式多板クラッチＣ１のクラッチガイドＧ１（第１連結部材）を入力軸２と変速機ケース１との何れか一方に選択的に連結する。第１油圧式多板クラッチＣ１は、クラッチガイドＧ１（第１連結部材）と、互いに連結されている第２油圧式多板クラッチＣ２及び第３油圧式多板クラッチＣ３のクラッチガイドＧ２（第２連結部材）とを解除自在に連結する。第２油圧式多板クラッチＣ２は、クラッチガイドＧ２を介して第１油圧式多板クラッチＣ１と第３プラネタリギヤ６のサンギヤＳｓ（第５回転要素）とを解除自在に連結する。第３油圧式多板クラッチＣ３は、クラッチガイドＧ２を介して第１油圧式多板クラッチＣ１と第４プラネタリギヤ７のリングギヤＲＬ（第６回転要素）とを解除自在に連結する。
The third meshing mechanism D3 selectively couples the clutch guide G1 (first coupling member) of the first hydraulic multi-plate clutch C1 to either the
第１噛合機構Ｄ１、第２噛合機構Ｄ２、及び第３噛合機構Ｄ３には、シンクロメッシュ機構又はドグクラッチ機構が採用されている。 A synchromesh mechanism or a dog clutch mechanism is employed for the first meshing mechanism D1, the second meshing mechanism D2, and the third meshing mechanism D3.
また、変速用プラネタリギヤと変速機ケース１との間には、第４プラネタリギヤ７のリングギヤＲＬ（第６回転要素）の一方向への回転時にロックしてリングギヤＲＬを変速機ケース１に固定するワンウェイクラッチＦ１が設けられている。即ち、ワンウェイクラッチＦ１は、第４プラネタリギヤ７のリングギヤＲＬの正転を許容し逆転を阻止する。
Further, between the planetary gear for speed change and the
上記構成からなる第１実施形態の自動変速機によれば、図２に示す速度線図から明らかなように、１速段〜９速段の前進段と後進段とが確立される。 According to the automatic transmission of the first embodiment having the above-described configuration, the forward speed and the reverse speed of the first to ninth speed stages are established as is apparent from the speed diagram shown in FIG.
先ず、前進段の全ての変速段では、第２噛合機構Ｄ２を第４連結体Ｒｓ，ＳＬ（第８回転要素）側に連結する。そして、第１噛合機構Ｄ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を中立或いは変速機ケース１側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させ、ワンウェイクラッチＦ１によりリングギヤＲＬがロックされると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「１ｓｔ」となって、１速段が確立される。
First, in all the forward speeds, the second meshing mechanism D2 is connected to the fourth connecting body Rs, SL (eighth rotating element) side. Then, the first meshing mechanism D1 is engaged, the third meshing mechanism D3 is connected to the neutral or
第１噛合機構Ｄ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を変速機ケース１側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第２油圧式多板クラッチＣ２を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「２ｎｄ」となって、２速段が確立される。
When the first meshing mechanism D1 is engaged, the third meshing mechanism D3 is connected to the
第１噛合機構Ｄ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を中立（或いはシフトチェンジに応じて変速機ケース１側と入力軸２側との何れかに連結可能である）とし、第２油圧式多板クラッチＣ２及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「３ｒｄ」となって、３速段が確立される。
The first meshing mechanism D1 is engaged, the third meshing mechanism D3 is neutral (or can be connected to either the
第１噛合機構Ｄ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を入力軸２側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第２油圧式多板クラッチＣ２を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「４ｔｈ」となって、４速段が確立される。
When the first engagement mechanism D1 is engaged, the third engagement mechanism D3 is connected to the
第１噛合機構Ｄ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を入力軸２側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「５ｔｈ」となって、５速段が確立される。
When the first engagement mechanism D1 is engaged, the third engagement mechanism D3 is connected to the
第３噛合機構Ｄ３を入力軸２側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１、第２油圧式多板クラッチＣ２及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させると、第３プラネタリギヤ６及び第４プラネタリギヤ７の全要素が相対回転不能なロック状態となる。従って、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）が入力軸２の回転速度と同一の「６ｔｈ」となって、６速段が確立される。
When the third meshing mechanism D3 is connected to the
油圧式多板ブレーキＢ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を入力軸２側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「７ｔｈ」となって、７速段が確立される。
When the hydraulic multi-plate brake B1 is engaged, the third meshing mechanism D3 is connected to the
油圧式多板ブレーキＢ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を入力軸２側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第２油圧式多板クラッチＣ２を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「８ｔｈ」となって、８速段が確立される。
When the hydraulic multi-plate brake B1 is engaged, the third meshing mechanism D3 is connected to the
油圧式多板ブレーキＢ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を中立或いは入力軸２側に連結し、第２油圧式多板クラッチＣ２及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「９ｔｈ」となって、９速段が確立される。
When the hydraulic multi-plate brake B1 is engaged, the third meshing mechanism D3 is connected to the neutral or
そして、後進段では、第２噛合機構Ｄ２を第３プラネタリギヤ６のサンギヤＳｓ（第５回転要素）側に連結し、第１噛合機構Ｄ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を変速機ケース１側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「Ｒｅｖ」となって逆回転する。
In the reverse speed, the second meshing mechanism D2 is connected to the sun gear Ss (fifth rotating element) side of the third
図１（ｂ）は、上述した各変速段における各係合機構の係合状態をまとめたものである。図１（ｂ）において、「○」は係合を、「Ｂ」は第３噛合機構Ｄ３における変速機ケース１側への連結を、「Ｃ」は第３噛合機構Ｄ３における入力軸２側への連結を、「Ｄ」は第２噛合機構Ｄ２における第４連結体Ｒｓ，ＳＬ（第８回転要素）側への連結を、「Ｒ」は第２噛合機構Ｄ２における第３プラネタリギヤ６のサンギヤＳｓ（第５回転要素）側への連結を夫々表している。なお、「（○）」、「（Ｂ）」、「（Ｂ／Ｃ）」、及び「（Ｃ）」は、アップシフトやダウンシフト等の状況に応じて選択できることを示している。
FIG. 1 (b) summarizes the engagement states of the engagement mechanisms at the above-described shift speeds. In FIG. 1B, “◯” indicates engagement, “B” indicates connection to the
また、図１（ｂ）は、第１プラネタリギヤ４のギヤ比ｉを１．５０、第２プラネタリギヤ５のギヤ比ｊを２．００、第３プラネタリギヤ６のギヤ比ｋを２．００、第４プラネタリギヤ７のギヤ比ｍを１．６０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／出力部材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）が適切となると共に、レシオレンジ（１速段のギヤレシオと９速段のギヤレシオの比（図１（ｂ）の１速段の公比の欄に表示））も適切となる。
FIG. 1B shows that the gear ratio i of the first
更に、図１（ｂ）の開放数の欄には、開放時に引き摺りトルクを発生させる油圧式多板クラッチおよびブレーキで構成される摩擦係合機構のうち非係合状態（連結が断たれた状態）にあるものの数（開放数）を各変速段毎に示している。これによれば、全ての変速段において、開放数が２以下となっており、特に６速段から９速段では、開放数が１となっていることが分かる。 Further, the number of disengagement column in FIG. 1B shows a disengaged state (disconnected state) among friction engagement mechanisms constituted by a hydraulic multi-plate clutch and a brake that generate drag torque at the time of disengagement. ) (The number of releases) is shown for each gear position. According to this, it can be seen that the number of releases is 2 or less in all the gears, and the number of releases is 1 particularly in the sixth to ninth gears.
また、図１（ｂ）の作動数の欄には、各変速段が確立した際に、第１から第４の４つのプラネタリギヤ４，５，６，７のうち、３個の要素全てが相対回転してトルクを駆動力として伝達している（作動している）プラネタリギヤの数を示している。これによれば、前進段における全ての変速段において、作動数が２以下となっており、６速段において作動数が０であるだけでなく、３速段と９速段では、作動数が１となっていることが分かる。
Further, in the column for the number of operations in FIG. 1B, all three elements of the first to fourth
第１実施形態の自動変速機によれば、摩擦係合機構の非係合状態を少なくすると共に、各変速段を確立するために作動するプラネタリギヤの数を少なくして、それらに伴うフリクションロスと伝達トルクのロスを確実に低減することができるので、伝達効率を飛躍的に向上させることができる。 According to the automatic transmission of the first embodiment, the friction engagement mechanism is reduced in the non-engagement state, and the number of planetary gears that are operated to establish each gear stage is reduced, and the friction loss associated therewith is reduced. Since transmission torque loss can be reliably reduced, transmission efficiency can be dramatically improved.
更に、第１実施形態の自動変速機は、第１から第４の４つのプラネタリギヤ４，５，６，７が何れもシングルピニオン型のプラネタリギヤであることにより、ダブルピニオン型のプラネタリギヤを採用する場合に比べてギヤ同士の噛合数が少なく、これによっても、高い伝達効率を得ることができるものとなっている。
Further, in the automatic transmission according to the first embodiment, when the first to fourth
［第２実施形態］
図３（ａ）は、本発明の自動変速機の第２実施形態を示している。第２実施形態の自動変速機は、その基本的な構成が上述した第１実施形態の自動変速機と同様であるので、異なる部分のみを説明し、共通する構成の説明は図中同一の符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 3A shows a second embodiment of the automatic transmission of the present invention. Since the basic configuration of the automatic transmission of the second embodiment is the same as that of the automatic transmission of the first embodiment described above, only different parts will be described, and the description of the common configuration will be the same in the drawings. The description is omitted.
第２実施形態の自動変速機は、図３（ａ）及び図４に示すように、前記ワンウェイクラッチＦ１と並列に、第４プラネタリギヤ７のリングギヤＲＬ（第６回転要素）を変速機ケース１に解除自在に固定する第４噛合機構Ｄ４（第８係合機構）が設けられている。
As shown in FIGS. 3A and 4, the automatic transmission according to the second embodiment includes a ring gear RL (sixth rotating element) of the fourth
これにより、第４噛合機構Ｄ４を非係合状態（開放）として、第１実施形態の自動変速機と同様に前進段の全ての変速段を確立させることができる。 As a result, the fourth meshing mechanism D4 can be brought into a non-engaged state (released), and all the forward gears can be established as in the automatic transmission of the first embodiment.
そして、後進段では、第４噛合機構Ｄ４を係合させ、第２噛合機構Ｄ２を第３プラネタリギヤ６のサンギヤＳｓ（第５回転要素）側に連結し、第１噛合機構Ｄ１を係合させることで、図４に示すように、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「Ｒｅｖ」となって逆回転する。
In the reverse speed, the fourth meshing mechanism D4 is engaged, the second meshing mechanism D2 is connected to the sun gear Ss (fifth rotating element) side of the third
この際、油圧式多板ブレーキＢ１、第１油圧式多板クラッチＣ１、第２油圧式多板クラッチＣ２及び第３油圧式多板クラッチＣ３が非係合状態となる。ところが、第４プラネタリギヤ７のリングギヤＲＬ（第６回転要素）が第４噛合機構Ｄ４により変速機ケース１に固定されて第４プラネタリギヤ７のリングギヤＲＬ（第６回転要素）の回転がロックされた状態となり、且つ、第３噛合機構Ｄ３は前進段に備えて変速機ケース１側に連結させておくことが出来るため、少なくとも、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第３油圧式多板クラッチＣ３における引き摺りは実質的には発生しない。従って、図３（ｂ）の開放数の欄に示すように、後進段においても摩擦係合機構の開放数は実質的には「２」となり、第１実施形態の自動変速機と同等の効果が得られる。
At this time, the hydraulic multi-plate brake B1, the first hydraulic multi-plate clutch C1, the second hydraulic multi-plate clutch C2, and the third hydraulic multi-plate clutch C3 are disengaged. However, the ring gear RL (sixth rotating element) of the fourth
更に、第２実施形態の自動変速機では、後進段における比較的伝達トルクが大きい状態で、第３噛合機構Ｄ３を変速機ケース１に固定して第１油圧式多板クラッチＣ１及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させることが不要となり、仮に前進段に備えて係合させたとしても、トルクは第４噛合機構Ｄ４が伝達してくれるため、実質的に大きいトルクを伝達する必要がない。このため、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第３油圧式多板クラッチＣ３の容量を小さくすることができ、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第３油圧式多板クラッチＣ３の非係合状態におけるフリクションロスを一層低減することができ、しかも、自動変速機を小型軽量に構成することができる。
Furthermore, in the automatic transmission according to the second embodiment, the third meshing mechanism D3 is fixed to the
［第３実施形態］
図５（ａ）は、本発明の自動変速機の第３実施形態を示している。第３実施形態の自動変速機も、その基本的な構成が上述した第１実施形態の自動変速機と同様であるので、異なる部分のみを説明し、共通する構成の説明は図中同一の符号を付して説明を省略する。
[Third Embodiment]
FIG. 5A shows a third embodiment of the automatic transmission of the present invention. Since the basic configuration of the automatic transmission of the third embodiment is the same as that of the automatic transmission of the first embodiment described above, only different parts will be described, and the description of the common configuration will be the same in the drawings. The description is omitted.
第３実施形態の自動変速機においては、図５（ａ）及び図６に示すように、変速用プラネタリギヤと変速機ケース１との間に、第４プラネタリギヤ７のリングギヤＲＬ（第６回転要素）の回転方向の一方と他方とを選択的にロックしてリングギヤＲＬを変速機ケース１に固定するツーウェイクラッチＴ１が設けられている。
In the automatic transmission according to the third embodiment, as shown in FIGS. 5A and 6, the ring gear RL (sixth rotation element) of the fourth
ツーウェイクラッチＴ１は、前進段においては、リングギヤＲＬの正転を許容し逆転を阻止する状態に設定し、後進段においては、リングギヤＲＬの逆転を許容し正転を阻止する状態に設定する。なお、図６において、「Ｆ」はリングギヤＲＬの正転を許容し逆転を阻止する設定のときのロック状態を、「（Ｆ）」はリングギヤＲＬの正転を許容し逆転を阻止する設定のときのロック解除状態を、「Ｒ」はリングギヤＲＬの逆転を許容し正転を阻止する設定のときのロック状態を表している。 The two-way clutch T1 is set to a state in which the forward rotation of the ring gear RL is allowed and the reverse rotation is prevented in the forward speed, and in the reverse speed, the reverse rotation of the ring gear RL is allowed and the forward rotation is prevented. In FIG. 6, “F” indicates a locked state when the ring gear RL is allowed to rotate forward and prevents reverse rotation, and “(F)” is a setting where the ring gear RL is allowed forward rotation and prevents reverse rotation. "R" represents the lock state when setting is made to allow reverse rotation of the ring gear RL and prevent forward rotation.
こうすることにより、前述した第２実施形態の自動変速機と同様に、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第３油圧式多板クラッチＣ３の容量を小さくすることができ、フリクションロスの低減と自動変速機の小型軽量化が可能となる。更に、ツーウェイクラッチＴ１を採用することにより、第２実施形態の自動変速機のような第４噛合機構Ｄ４を不要とすることができ、構造を簡略化することができる。 In this way, the capacities of the first hydraulic multi-plate clutch C1 and the third hydraulic multi-plate clutch C3 can be reduced as in the automatic transmission of the second embodiment described above, and the friction loss can be reduced. The automatic transmission can be reduced in size and weight. Furthermore, by adopting the two-way clutch T1, the fourth meshing mechanism D4 like the automatic transmission of the second embodiment can be eliminated, and the structure can be simplified.
なお、ツーウェイクラッチＴ１は、後進段において、リングギヤＲＬの逆転及び正転を共に阻止する状態に設定しても良い。こうすることにより、後進段での走行時に、減速した際のエンジンブレーキを利用することが出来るようになる。 Note that the two-way clutch T1 may be set to a state in which both reverse rotation and forward rotation of the ring gear RL are prevented in the reverse speed. By doing so, it becomes possible to use the engine brake when the vehicle is decelerated during traveling in the reverse gear.
［第４実施形態］
図７（ａ）は、本発明の自動変速機の第４実施形態を示している。第４実施形態の自動変速機は、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軸２と、入力軸２と同心に配置された出力ギヤから成る出力部材３とを備えている。出力部材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。
[Fourth Embodiment]
FIG. 7A shows a fourth embodiment of the automatic transmission according to the present invention. The automatic transmission according to the fourth embodiment includes an
また、変速機ケース１内には、入力軸２の周りに位置させて、第１から第４の４つのプラネタリギヤ４，５，６，７が配置されている。
In the
第１プラネタリギヤ４は、サンギヤＳａと、リングギヤＲａと、サンギヤＳａ及びリングギヤＲａに噛合するピニオンＰａを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤである。
The first
第２プラネタリギヤ５は、サンギヤＳｂと、リングギヤＲｂと、サンギヤＳｂ及びリングギヤＲｂに噛合するピニオンＰｂを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｂとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤである。
The second
そして、第１プラネタリギヤ４のキャリアＣａと第２プラネタリギヤ５のリングギヤＲｂとが互いに連結され（第１連結体Ｃａ，Ｒｂ）、第１プラネタリギヤ４のリングギヤＲａと第２プラネタリギヤ５のキャリアＣｂとが互いに連結されている（第２連結体Ｒａ，Ｃｂ）ことにより、第１プラネタリギヤ４と第２プラネタリギヤ５とで機能的に入力用プラネタリギヤが構成されている。
Then, the carrier Ca of the first
図８の上段に示す入力用プラネタリギヤの速度線図を参照すれば、第１プラネタリギヤ４の３個の要素と第２プラネタリギヤ５の３個の要素とで、入力用プラネタリギヤとして４個の回転要素が構成される。
Referring to the velocity diagram of the input planetary gear shown in the upper part of FIG. 8, the four elements as the planetary gear for input are composed of the three elements of the first
即ち、第１プラネタリギヤ４のサンギヤＳａ、キャリアＣａ及びリングギヤＲａから成る３個の要素を、図８の上段に示す速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に右側から夫々第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Ｓａ、第２要素はキャリアＣａ、第３要素はリングギヤＲａである。また、第２プラネタリギヤ５のサンギヤＳｂ、キャリアＣｂ及びリングギヤＲｂから成る３個の要素を、図８の上段に示す速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に右側から夫々第４要素、第５要素及び第６要素とすると、第４要素はリングギヤＲｂ、第５要素はキャリアＣｂ、第６要素はサンギヤＳｂである。
That is, the three elements including the sun gear Sa, the carrier Ca, and the ring gear Ra of the first
そして、入力用プラネタリギヤとしての４個の回転要素を、図８の上段に示す速度線図において右側から順に第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素及び第４回転要素とすると、第１要素である第１プラネタリギヤ４のサンギヤＳａで第１回転要素が、第２要素である第１プラネタリギヤ４のキャリアＣａと第４要素である第２プラネタリギヤ５のリングギヤＲｂと（第１連結体Ｃａ，Ｒｂ）で第２回転要素が、第３要素である第１プラネタリギヤ４のリングギヤＲａと第５要素である第２プラネタリギヤ５のキャリアＣｂと（第２連結体Ｒａ，Ｃｂ）で第３回転要素が、第６要素である第２プラネタリギヤ５のサンギヤＳｂで第４回転要素が、夫々形成される。
Then, if the four rotating elements as the input planetary gear are the first rotating element, the second rotating element, the third rotating element, and the fourth rotating element in order from the right side in the velocity diagram shown in the upper part of FIG. In the sun gear Sa of the first
ここで、第１プラネタリギヤ４におけるサンギヤＳａとキャリアＣａ間の間隔とキャリアＣａとリングギヤＲａ間の間隔との比は、第１プラネタリギヤ４のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｉとするとｉ：１に設定され、第２プラネタリギヤ５におけるサンギヤＳｂとキャリアＣｂ間の間隔とキャリアＣｂとリングギヤＲｂ間の間隔との比は、第２プラネタリギヤ５のギヤ比をｊとするとｊ：１に設定される。なお、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。
Here, the ratio between the distance between the sun gear Sa and the carrier Ca and the distance between the carrier Ca and the ring gear Ra in the first
また、図７（ａ）に示すように、第３プラネタリギヤ６は、サンギヤＳｓと、リングギヤＲｓと、サンギヤＳｓ及びリングギヤＲｓに噛合するピニオンＰｓを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｓとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤである。
As shown in FIG. 7A, the third
第４プラネタリギヤ７は、サンギヤＳＬと、リングギヤＲＬと、サンギヤＳＬ及びリングギヤＲＬに噛合するピニオンＰＬを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣＬとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤである。
The fourth
そして、第３プラネタリギヤ６のキャリアＣｓと第４プラネタリギヤ７のキャリアＣＬとが互いに連結され（第３連結体Ｃｓ，ＣＬ）、第３プラネタリギヤ６のリングギヤＲｓと第４プラネタリギヤ７のサンギヤＳＬとが一体とされている（第４連結体Ｒｓ，ＳＬ）ことにより、第３プラネタリギヤ６と第４プラネタリギヤ７とで機能的に変速用プラネタリギヤが構成されている。
Then, the carrier Cs of the third
更に、図７（ａ）に示すように、シングルピニオン型の第３プラネタリギヤ６の外周にシングルピニオン型の第４プラネタリギヤ７が配設されて入力軸２の外周に２段構造のプラネタリギヤを形成している。これによれば、第３プラネタリギヤ６のリングギヤＲｓと第４プラネタリギヤ７のサンギヤＳＬとを単一の部品で構成することができて部品点数を削減することができると共に、入力軸２の軸線方向の長さを短くして自動変速機をコンパクトに構成することができる。
Further, as shown in FIG. 7A, a single-pinion type fourth
図８の下段に示す変速用プラネタリギヤの速度線図を参照すれば、第３プラネタリギヤ６の３個の要素と第４プラネタリギヤ７の３個の要素とで、変速用プラネタリギヤとして４個の回転要素が構成される。
Referring to the speed diagram of the speed-change planetary gear shown in the lower part of FIG. 8, the three elements of the third
即ち、第３プラネタリギヤ６のサンギヤＳｓ、キャリアＣｓ及びリングギヤＲｓから成る３個の要素を、図８の下段に示す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要素はサンギヤＳｓ、第８要素はキャリアＣｓ、第９要素はリングギヤＲｓである。また、第４プラネタリギヤ７のサンギヤＳＬ、キャリアＣＬ及びリングギヤＲＬから成る３個の要素を、図８の下段に示す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１０要素、第１１要素及び第１２要素とすると、第１０要素はリングギヤＲＬ、第１１要素はキャリアＣＬ、第１２要素はサンギヤＳＬである。
That is, the three elements including the sun gear Ss, the carrier Cs, and the ring gear Rs of the third
そして、変速用プラネタリギヤとしての４個の回転要素を、図８の下段に示す速度線図において左側から順に第５回転要素、第６回転要素、第７回転要素及び第８回転要素とすると、第７要素である第３プラネタリギヤ６のサンギヤＳｓで第５回転要素が、第１０要素である第４プラネタリギヤ７のリングギヤＲＬで第６回転要素が、第８要素である第３プラネタリギヤ６のキャリアＣｓと第１１要素である第４プラネタリギヤ７のキャリアＣＬと（第３連結体Ｃｓ，ＣＬ）で第７回転要素が、第９要素である第３プラネタリギヤ６のリングギヤＲｓと第１２要素である第４プラネタリギヤ７のサンギヤＳＬと（第４連結体Ｒｓ，ＳＬ）で第８回転要素が、夫々形成される。
Then, assuming that the four rotating elements as the planetary gears for speed change are the fifth rotating element, the sixth rotating element, the seventh rotating element, and the eighth rotating element in order from the left side in the speed diagram shown in the lower part of FIG. The fifth rotating element is the sun gear Ss of the third
ここで、第３プラネタリギヤ６のサンギヤＳｓとキャリアＣｓ間の間隔とキャリアＣｓとリングギヤＲｓ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。また、第４プラネタリギヤ７のサンギヤＳＬとキャリアＣＬ間の間隔とキャリアＣＬとリングギヤＲＬ間の間隔との比は、第４プラネタリギヤ７のギヤ比をｍとして、ｍ：１に設定される。
Here, the ratio between the distance between the sun gear Ss and the carrier Cs of the third
図７（ａ）及び図８に示すように、入力用プラネタリギヤの第３回転要素である第２連結体Ｒａ，Ｃｂは、入力軸２に連結されている。変速用プラネタリギヤの第７回転要素である第３連結体Ｃｓ，ＣＬは、出力部材３に連結されている。
As shown in FIGS. 7A and 8, the second connecting bodies Ra and Cb, which are the third rotating elements of the input planetary gear, are connected to the
入力用プラネタリギヤと変速機ケース１との間には、第１プラネタリギヤ４のサンギヤＳａ（第１回転要素）を変速機ケース１に解除自在に固定する第１噛合機構Ｄ１（第１係合機構）と、第２プラネタリギヤ５のサンギヤＳｂ（第４回転要素）を変速機ケース１に解除自在に固定する油圧式多板ブレーキＢ１（第２係合機構）とが設けられている。
Between the input planetary gear and the
変速用プラネタリギヤと変速機ケース１との間には、第４プラネタリギヤ７のリングギヤＲＬ（第６回転要素）を変速機ケース１に解除自在に固定する第２噛合機構Ｄ２（第３係合機構）が設けられている。
Between the transmission planetary gear and the
入力軸２と変速用プラネタリギヤとの間には、第３噛合機構Ｄ３（第４係合機構）と、第１油圧式多板クラッチＣ１（第５係合機構）とが設けられている。第３噛合機構Ｄ３は、第１油圧式多板クラッチＣ１のクラッチガイドＧ１（第１連結部材）を入力軸２と変速機ケース１との何れか一方に選択的に連結する。
A third meshing mechanism D3 (fourth engagement mechanism) and a first hydraulic multi-plate clutch C1 (fifth engagement mechanism) are provided between the
入力用プラネタリギヤと変速用プラネタリギヤとの間には、第２油圧式多板クラッチＣ２（第６係合機構）と、第３油圧式多板クラッチＣ３（第７係合機構）とが設けられている。第２油圧式多板クラッチＣ２及び第３油圧式多板クラッチＣ３は互いに連結されているクラッチガイドＧ２（第２連結部材）を備えている。第２油圧式多板クラッチＣ２は、クラッチガイドＧ２を介して第１連結体Ｃａ，Ｒｂ（第２回転要素）と第３プラネタリギヤ６のサンギヤＳｓ（第５回転要素）とを解除自在に連結する。第３油圧式多板クラッチＣ３は、クラッチガイドＧ２を介して第１連結体Ｃａ，Ｒｂ（第２回転要素）と第４プラネタリギヤ７のリングギヤＲＬ（第６回転要素）とを解除自在に連結する。
A second hydraulic multi-plate clutch C2 (sixth engagement mechanism) and a third hydraulic multi-plate clutch C3 (seventh engagement mechanism) are provided between the input planetary gear and the transmission planetary gear. Yes. The second hydraulic multi-plate clutch C2 and the third hydraulic multi-plate clutch C3 include a clutch guide G2 (second connecting member) that is connected to each other. The second hydraulic multi-plate clutch C2 releasably connects the first coupling bodies Ca and Rb (second rotation element) and the sun gear Ss (fifth rotation element) of the third
第１噛合機構Ｄ１、第２噛合機構Ｄ２、及び第３噛合機構Ｄ３は、シンクロメッシュ機構又はドグクラッチ機構が採用されている。 A synchromesh mechanism or a dog clutch mechanism is employed as the first meshing mechanism D1, the second meshing mechanism D2, and the third meshing mechanism D3.
なお、第４実施形態の自動変速機においては、図７（ａ）に示す入力用プラネタリギヤの構成を採用しているが、入力用プラネタリギヤの他の構成として、図示しないが、第２プラネタリギヤ５のリングギヤＲｂを第１回転要素とし、第１プラネタリギヤ４のリングギヤＲａと第２プラネタリギヤ５のキャリアＣｂとを連結してこの連結体を第２回転要素とし、第１プラネタリギヤ４のキャリアＣａと第２プラネタリギヤ５のサンギヤＳｂを連結してこの連結体を第３回転要素とし、第１プラネタリギヤ４のサンギヤＳａを第４回転要素としてもよい。
In the automatic transmission according to the fourth embodiment, the configuration of the input planetary gear shown in FIG. 7A is adopted, but the other configuration of the second
また、それ以外にも入力用プラネタリギヤは、例えば、第１サンギヤと、第２サンギヤと、リングギヤと、互いに噛合すると共に、一方が第１サンギヤに噛合し、他方が第２サンギヤ及びリングギヤに噛合する一対のピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとから成るラビニヨ型のプラネタリギヤで構成することもできる。 In addition, the input planetary gear, for example, meshes with the first sun gear, the second sun gear, and the ring gear, one meshes with the first sun gear, and the other meshes with the second sun gear and the ring gear. It can also be constituted by a Ravigneaux type planetary gear comprising a carrier that pivotally supports a pair of pinions so as to rotate and revolve.
図７（ａ）に示す構成からなる第４実施形態の自動変速機によれば、図８に示す速度線図から明らかなように、１速段〜９速段の前進段と後進段とが確立される。 According to the automatic transmission of the fourth embodiment configured as shown in FIG. 7 (a), as is clear from the speed diagram shown in FIG. Established.
先ず、前進段の全ての変速段では、第２噛合機構Ｄ２を非係合状態（開放）とする。第２噛合機構Ｄ２はシンクロメッシュ機構又はドグクラッチ機構が採用されるので、非係合状態であっても引き摺りは生じない。そして、第１噛合機構Ｄ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を変速機ケース１側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第２油圧式多板クラッチＣ２を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「１ｓｔ」となって、１速段が確立される。
First, in all the forward speeds, the second meshing mechanism D2 is brought into a non-engaged state (released). Since the second meshing mechanism D2 employs a synchromesh mechanism or a dog clutch mechanism, drag does not occur even in the non-engaged state. Then, when the first meshing mechanism D1 is engaged, the third meshing mechanism D3 is connected to the
第１噛合機構Ｄ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を変速機ケース１側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「２ｎｄ」となって、２速段が確立される。
When the first meshing mechanism D1 is engaged, the third meshing mechanism D3 is connected to the
第１噛合機構Ｄ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を中立（或いはシフトチェンジに応じて変速機ケース１側と入力軸２側との何れかに連結可能である）とし、第２油圧式多板クラッチＣ２及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「３ｒｄ」となって、３速段が確立される。
The first meshing mechanism D1 is engaged, the third meshing mechanism D3 is neutral (or can be connected to either the
第１噛合機構Ｄ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を入力軸２側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「４ｔｈ」となって、４速段が確立される。
When the first engagement mechanism D1 is engaged, the third engagement mechanism D3 is connected to the
第１噛合機構Ｄ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を入力軸２側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第２油圧式多板クラッチＣ２を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「５ｔｈ」となって、５速段が確立される。
When the first engagement mechanism D1 is engaged, the third engagement mechanism D3 is connected to the
第３噛合機構Ｄ３を入力軸２側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１、第２油圧式多板クラッチＣ２及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させると、第３プラネタリギヤ６及び第４プラネタリギヤ７の全要素が相対回転不能なロック状態となる。従って、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）が入力軸２の回転速度と同一の「６ｔｈ」となって、６速段が確立される。
When the third meshing mechanism D3 is connected to the
油圧式多板ブレーキＢ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を入力軸２側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第２油圧式多板クラッチＣ２を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「７ｔｈ」となって、７速段が確立される。
When the hydraulic multi-plate brake B1 is engaged, the third meshing mechanism D3 is connected to the
油圧式多板ブレーキＢ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を入力軸２側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「８ｔｈ」となって、８速段が確立される。
When the hydraulic multi-plate brake B1 is engaged, the third meshing mechanism D3 is connected to the
油圧式多板ブレーキＢ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を中立或いは入力軸２側に連結し、第２油圧式多板クラッチＣ２及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「９ｔｈ」となって、９速段が確立される。
When the hydraulic multi-plate brake B1 is engaged, the third meshing mechanism D3 is connected to the neutral or
後進段を確立させるときには、第１噛合機構Ｄ１を係合させ、第２噛合機構Ｄ２を係合させ、第２油圧式多板クラッチＣ２を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「Ｒｅｖ」となって逆回転する。 When establishing the reverse gear, engaging the first meshing mechanism D1, the second meshing mechanism D2, and the second hydraulic multi-plate clutch C2 engages the third coupling bodies Cs, CL (first The rotation speed of the 7 rotation elements becomes “Rev” and the rotation is reversed.
図７（ｂ）は、上述した各変速段における各係合機構の係合状態をまとめたものである。図７（ｂ）において、「○」は係合を、「Ｂ」は第３噛合機構Ｄ３における変速機ケース１側への連結を、「Ｃ」は第３噛合機構Ｄ３における入力軸２側への連結を夫々表している。なお、「（Ｂ）」、「（Ｂ／Ｃ）」、及び「（Ｃ）」は、アップシフトやダウンシフト等の状況に応じて選択できることを示している。
FIG. 7B summarizes the engagement state of each engagement mechanism at each of the above-described shift speeds. In FIG. 7B, “◯” indicates engagement, “B” indicates connection to the
また、図７（ｂ）は、第１プラネタリギヤ４のギヤ比ｉを１．５３、第２プラネタリギヤ５のギヤ比ｊを１．８５、第３プラネタリギヤ６のギヤ比ｋを１．７５、第４プラネタリギヤ７のギヤ比ｍを１．７０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／出力部材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）が適切となると共に、レシオレンジ（１速段のギヤレシオと９速段のギヤレシオの比（図７（ｂ）の１速段の公比の欄に表示））も適切となる。
Further, FIG. 7B shows that the gear ratio i of the first
更に、図７（ｂ）の開放数の欄には、開放時に引き摺りトルクを発生させる油圧式多板クラッチおよびブレーキで構成される摩擦係合機構のうち非係合状態にあるものの数（開放数）を各変速段毎に示している。これによれば、前進段の全ての変速段において、開放数が２以下となっており、特に６速段から９速段では、開放数が１となっていることが分かる。 Further, in the number of disengagement column in FIG. 7B, the number of disengaged states (the number of disengagements) among the friction engagement mechanisms constituted by a hydraulic multi-plate clutch and a brake that generate drag torque when disengaged. ) For each gear position. According to this, it can be seen that the release number is 2 or less in all the forward gears, and in particular, the release number is 1 in the sixth to ninth gears.
また、図７（ｂ）の作動数の欄には、各変速段が確立した際に、第１から第４の４つのプラネタリギヤ４，５，６，７のうち、３個の要素全てが相対回転してトルクを駆動力として伝達している（作動している）プラネタリギヤの数を示している。これによれば、前進段における全ての変速段において、作動数が２以下となっており、６速段において作動数が０であるだけでなく、３速段と９速段では、作動数が１となっていることが分かる。
Further, in the column for the number of operations in FIG. 7B, all the three elements among the first to fourth
第４実施形態の自動変速機によれば、摩擦係合機構の非係合状態を少なくすると共に、各変速段を確立するために作動するプラネタリギヤの数を少なくして、それらに伴うフリクションロスと伝達トルクのロスを確実に低減することができるので、伝達効率を飛躍的に向上させることができる。 According to the automatic transmission of the fourth embodiment, the friction engagement mechanism is reduced in the non-engaged state, and the number of planetary gears that are operated to establish each gear stage is reduced, and the friction loss associated therewith is reduced. Since transmission torque loss can be reliably reduced, transmission efficiency can be dramatically improved.
［第５実施形態］
図９（ａ）は、本発明の自動変速機の第５実施形態を示している。第５実施形態の自動変速機は、その基本的な構成が上述した第４実施形態の自動変速機と同様であるので、異なる部分のみを説明し、共通する構成の説明は図中同一の符号を付して説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
FIG. 9A shows a fifth embodiment of the automatic transmission of the present invention. Since the basic configuration of the automatic transmission of the fifth embodiment is the same as that of the automatic transmission of the fourth embodiment described above, only different parts will be described, and the description of the common configuration will be the same in the drawings. The description is omitted.
第５実施形態の自動変速機は、図９（ａ）及び図１０に示すように、変速用プラネタリギヤと変速機ケース１との間に、第４連結体Ｒｓ，ＳＬ（第８回転要素）の回転方向の一方と他方とを選択的にロックして第４連結体Ｒｓ，ＳＬを変速機ケース１に固定するツーウェイクラッチＴ１が設けられている。
As shown in FIGS. 9A and 10, the automatic transmission according to the fifth embodiment includes fourth coupling bodies Rs, SL (eighth rotating elements) between the planetary gear for shifting and the
ツーウェイクラッチＴ１は、前進段においては、第４連結体Ｒｓ，ＳＬの正転を許容し逆転を阻止する状態に設定し、後進段においては、第４連結体Ｒｓ，ＳＬの逆転を許容し正転を阻止する状態に設定する。なお、図１０において、「Ｆ」は第４連結体Ｒｓ，ＳＬの正転を許容し逆転を阻止する設定のときのロック状態を、「（Ｆ）」は第４連結体Ｒｓ，ＳＬの正転を許容し逆転を阻止する設定のときのロック解除状態を、「（Ｒ）」は第４連結体Ｒｓ，ＳＬの逆転を許容し正転を阻止する設定のときのロック解除状態を表している。 The two-way clutch T1 is set to a state in which the forward rotation of the fourth coupling bodies Rs, SL is allowed and the reverse rotation is prevented, and in the reverse movement, the reverse rotation of the fourth coupling bodies Rs, SL is allowed and the forward rotation is allowed. Set to prevent rolling. In FIG. 10, “F” indicates a locked state in which the forward rotation of the fourth connected bodies Rs and SL is allowed and reverse rotation is prevented, and “(F)” indicates the forward state of the fourth connected bodies Rs and SL. "(R)" represents the unlocked state when the setting is made to allow the reverse rotation of the fourth connected bodies Rs and SL and prevent the forward rotation. Yes.
こうすることにより、第１油圧式多板クラッチＣ１の容量を小さくすることができ、フリクションロスの低減と自動変速機の小型軽量化が可能となる。更に、ツーウェイクラッチＴ１を採用することにより、第２実施形態の自動変速機のような第４噛合機構Ｄ４を不要とすることができ、構造を簡略化することができる。 By doing so, the capacity of the first hydraulic multi-plate clutch C1 can be reduced, and friction loss can be reduced and the automatic transmission can be reduced in size and weight. Furthermore, by adopting the two-way clutch T1, the fourth meshing mechanism D4 like the automatic transmission of the second embodiment can be eliminated, and the structure can be simplified.
１…変速機ケース、２…入力軸、３…出力部材、４…第１プラネタリギヤ、５…第２プラネタリギヤ、６…第３プラネタリギヤ、７…第４プラネタリギヤ、Ｄ１…第１噛合機構（第１係合機構）、Ｂ１…油圧式多板ブレーキ（第２係合機構）、Ｄ２…第２噛合機構（第３係合機構）、Ｄ３…第３噛合機構（第４係合機構）、Ｃ１…第１油圧式多板クラッチ（第５係合機構）、Ｃ２…第２油圧式多板クラッチ（第６係合機構）、Ｃ３…第３油圧式多板クラッチ（第７係合機構）、Ｄ４…第４噛合機構（第８係合機構）、Ｇ１…クラッチガイド（第１連結部材，連結部材）、Ｇ２…クラッチガイド（第２連結部材）、Ｆ１…ワンウェイクラッチ、Ｔ１…ツーウェイクラッチ。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記複数のプラネタリギヤは入力用のプラネタリギヤと変速用のプラネタリギヤとで構成され、
前記入力用のプラネタリギヤは、速度線図においてギヤ比に対応する間隔で並ぶ４つの回転要素を、速度線図における並び順に夫々第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素、第４回転要素として、該第３回転要素が前記入力軸に連結され、
前記変速用のプラネタリギヤは、速度線図においてギヤ比に対応する間隔で並ぶ４つの回転要素を、速度線図における並び順に夫々第５回転要素、第６回転要素、第７回転要素、第８回転要素として、該第７回転要素が前記出力部材に連結され、
前記第１回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第１係合機構と、
前記第４回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第２係合機構と、
前記入力軸と前記変速機ケースとの何れか一方に後述する第２連結部材を連結するための第１連結部材と、
前記第５回転要素と前記第６回転要素とを前記第１連結部材に連結するための第２連結部材と、
前記第２回転要素を前記第８回転要素と前記第５回転要素との何れか一方に選択的に連結する第３係合機構と、
前記第１連結部材を前記入力軸と前記変速機ケースとの何れか一方に選択的に連結する第４係合機構と、
前記第１連結部材と前記第２連結部材とを解除自在に連結する第５係合機構と、
前記第２連結部材と前記第５回転要素とを解除自在に連結する第６係合機構と、
前記第２連結部材と前記第６回転要素とを解除自在に連結する第７係合機構とを備え、
少なくとも、前記第３係合機構と前記第４係合機構とは、噛合機構で構成されていることを特徴とする自動変速機。 In an automatic transmission that shifts the rotation of an input shaft to a plurality of stages through a plurality of planetary gears arranged in a transmission case and outputs it from an output member,
The plurality of planetary gears includes an input planetary gear and a shift planetary gear,
The planetary gear for input has four rotation elements arranged at intervals corresponding to the gear ratio in the speed diagram, and the first rotation element, the second rotation element, the third rotation element, and the fourth rotation in the order of arrangement in the speed diagram. As an element, the third rotating element is connected to the input shaft,
The planetary gear for speed change has four rotation elements arranged at intervals corresponding to the gear ratio in the speed diagram, and the fifth rotation element, the sixth rotation element, the seventh rotation element, and the eighth rotation in the order of arrangement in the speed diagram. As an element, the seventh rotating element is connected to the output member,
A first engagement mechanism for releasably fixing the first rotating element to the transmission case;
A second engagement mechanism for releasably fixing the fourth rotation element to the transmission case;
A first connecting member for connecting a second connecting member, which will be described later, to either the input shaft or the transmission case;
A second connecting member for connecting the fifth rotating element and the sixth rotating element to the first connecting member;
A third engagement mechanism for selectively connecting the second rotating element to any one of the eighth rotating element and the fifth rotating element;
A fourth engagement mechanism for selectively connecting the first connecting member to either the input shaft or the transmission case;
A fifth engagement mechanism for releasably connecting the first connection member and the second connection member;
A sixth engagement mechanism for releasably connecting the second connecting member and the fifth rotating element;
A seventh engaging mechanism for releasably connecting the second connecting member and the sixth rotating element;
An automatic transmission characterized in that at least the third engagement mechanism and the fourth engagement mechanism are constituted by a meshing mechanism.
前記第６回転要素の一方向への回転時にロックして該第６回転要素を前記変速機ケースに固定するワンウェイクラッチを設けたことを特徴とする自動変速機。 The automatic transmission according to claim 1, wherein
An automatic transmission comprising a one-way clutch that locks when the sixth rotating element rotates in one direction and fixes the sixth rotating element to the transmission case.
前記ワンウェイクラッチと並列に、前記第６回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第８係合機構を設け、
該第８係合機構は噛合機構で構成されていることを特徴とする自動変速機。 The automatic transmission according to claim 2, wherein
In parallel with the one-way clutch, an eighth engagement mechanism for releasably fixing the sixth rotating element to the transmission case is provided,
The automatic transmission is characterized in that the eighth engagement mechanism is constituted by a meshing mechanism.
前記第６回転要素の回転方向の一方と他方とを選択的にロックして該第６回転要素を前記変速機ケースに固定するツーウェイクラッチを設けたことを特徴とする自動変速機。 The automatic transmission according to claim 1, wherein
An automatic transmission comprising a two-way clutch that selectively locks one of the rotation directions of the sixth rotation element and the other to fix the sixth rotation element to the transmission case.
前記複数のプラネタリギヤは入力用のプラネタリギヤと変速用のプラネタリギヤとで構成され、
前記入力用のプラネタリギヤは、速度線図においてギヤ比に対応する間隔で並ぶ４つの回転要素を、速度線図における並び順に夫々第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素、第４回転要素として、該第３回転要素が前記入力軸に連結され、
前記変速用のプラネタリギヤは、速度線図においてギヤ比に対応する間隔で並ぶ４つの回転要素を、速度線図における並び順に夫々第５回転要素、第６回転要素、第７回転要素、第８回転要素として、該第７回転要素が前記出力部材に連結され、
前記第１回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第１係合機構と、
前記第４回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第２係合機構と、
前記入力軸と前記変速機ケースとの何れか一方に前記第８回転要素を連結するための連結部材と、
前記第６回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第３係合機構と、
前記連結部材を前記入力軸と前記変速機ケースとの何れか一方に選択的に連結する第４係合機構と、
前記連結部材と前記第８回転要素とを解除自在に連結する第５係合機構と、
前記第２回転要素と前記第５回転要素とを解除自在に連結する第６係合機構と、
前記第２回転要素と前記第６回転要素とを解除自在に連結する第７係合機構とを備え、
少なくとも、前記第３係合機構と前記第４係合機構とは、噛合機構で構成されていることを特徴とする自動変速機。 In an automatic transmission that shifts the rotation of an input shaft to a plurality of stages through a plurality of planetary gears arranged in a transmission case and outputs it from an output member,
The plurality of planetary gears includes an input planetary gear and a shift planetary gear,
The planetary gear for input has four rotation elements arranged at intervals corresponding to the gear ratio in the speed diagram, and the first rotation element, the second rotation element, the third rotation element, and the fourth rotation in the order of arrangement in the speed diagram. As an element, the third rotating element is connected to the input shaft,
The planetary gear for speed change has four rotation elements arranged at intervals corresponding to the gear ratio in the speed diagram, and the fifth rotation element, the sixth rotation element, the seventh rotation element, and the eighth rotation in the order of arrangement in the speed diagram. As an element, the seventh rotating element is connected to the output member,
A first engagement mechanism for releasably fixing the first rotating element to the transmission case;
A second engagement mechanism for releasably fixing the fourth rotation element to the transmission case;
A connecting member for connecting the eighth rotating element to any one of the input shaft and the transmission case;
A third engagement mechanism for releasably fixing the sixth rotation element to the transmission case;
A fourth engagement mechanism for selectively connecting the connecting member to either the input shaft or the transmission case;
A fifth engagement mechanism for releasably connecting the connecting member and the eighth rotating element;
A sixth engagement mechanism for releasably connecting the second rotation element and the fifth rotation element;
A seventh engaging mechanism for releasably connecting the second rotating element and the sixth rotating element;
An automatic transmission characterized in that at least the third engagement mechanism and the fourth engagement mechanism are constituted by a meshing mechanism.
前記第８回転要素の回転方向の一方と他方とを選択的にロックして該第８回転要素を前記変速機ケースに固定するツーウェイクラッチを設けたことを特徴とする自動変速機。 The automatic transmission according to claim 5, wherein
An automatic transmission comprising a two-way clutch that selectively locks one of the rotation directions of the eighth rotation element and the other to fix the eighth rotation element to the transmission case.
前記第１係合機構は、前記変速用のプラネタリギヤにより前進１速段から所定の中速段に亘る低速段域の全ての変速段を確立させる際には、前記第１回転要素を前記変速機ケースに固定した状態となり、前記所定の中速段を超える変速段からなる高速段域の全ての変速段を確立させる際には前記固定を解除した状態となる噛合機構で構成されていることを特徴とする自動変速機。 The automatic transmission according to any one of claims 1 to 6,
When the first engagement mechanism establishes all the speeds in the low speed range from the first forward speed to the predetermined medium speed by the planetary gear for speed change, the first rotating element is used as the transmission. It is in a state of being fixed to the case, and is configured by a meshing mechanism that is in a state in which the fixed state is released when establishing all the high speed stages including the above-mentioned predetermined medium speed stage. Automatic transmission featured.
前記入力用のプラネタリギヤは、第１と第２の２つのプラネタリギヤにより構成され、
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要素としたとき、前記第１要素を前記第１回転要素とし、前記第２要素と前記第４要素とを連結して前記第２回転要素とし、前記第３要素と前記第５要素とを連結して前記第３回転要素とし、前記第６要素を前記第４回転要素とし、
前記変速用のプラネタリギヤは、第３と第４の２つのプラネタリギヤにより構成され、
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、第４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１０要素、第１１要素及び第１２要素としたとき、前記第７要素を前記第５回転要素とし、前記第１０要素を前記第６回転要素とし、前記第８要素と前記第１１要素とを連結して前記第７回転要素とし、前記第９要素と前記第１２要素とを連結して前記第８回転要素としたことを特徴とする自動変速機。 The automatic transmission according to any one of claims 1 to 7,
The planetary gear for input is composed of first and second 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, and the sun gear of the second planetary gear When the three elements consisting of the carrier and the ring gear are the fourth element, the fifth element, and the sixth element in the order of arrangement at intervals corresponding to the gear ratio in the velocity diagram, respectively, the first element is the first element. A rotating element, the second element and the fourth element are connected to form the second rotating element, the third element and the fifth element are connected to form the third rotating element, and the sixth element Is the fourth rotating element,
The planetary gear for speed change is composed of third and fourth planetary gears,
The three elements including the sun gear, the carrier, and the ring gear of the third planetary gear are respectively arranged in the order corresponding to the gear ratio in the velocity diagram in the order of the seventh element, the eighth element, and the ninth element, and the sun gear of the fourth planetary gear. When the three elements consisting of the carrier and the ring gear are designated as the tenth element, the eleventh element, and the twelfth element in the order of arrangement at intervals corresponding to the gear ratio in the velocity diagram, the seventh element is the fifth element. A rotating element, the tenth element as the sixth rotating element, the eighth element and the eleventh element are connected to form the seventh rotating element, and the ninth element and the twelfth element are connected. And an eighth transmission element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009140827A JP2010286059A (en) | 2009-06-12 | 2009-06-12 | Automatic transmission |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012154425A (en) * | 2011-01-26 | 2012-08-16 | Honda Motor Co Ltd | Automatic transmission |
| JP2015135131A (en) * | 2014-01-16 | 2015-07-27 | マツダ株式会社 | Automatic transmission |
| JP2015135132A (en) * | 2014-01-16 | 2015-07-27 | マツダ株式会社 | Automatic transmission |
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2009
- 2009-06-12 JP JP2009140827A patent/JP2010286059A/en active Pending
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