JP4061932B2 - 自動変速機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動変速機に係り、特に、２軸の一方に遊星歯車式の変速機構が設けられているとともに、その変速機構と他方の軸との間で動力を伝達する２系統の伝達機構を備えている自動変速機の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
(a) 動力源によって回転駆動される入力軸と、(b) その入力軸と平行に配設された出力軸と、(c) 出力軸と同軸に配設された遊星歯車式の変速機構と、(d) その変速機構と前記入力軸との間で互いに異なる変速比で動力伝達を行う２系統の伝達機構と、(e) その２系統の伝達機構に対応してそれぞれ設けられ、その伝達機構による動力伝達を接続、遮断する複数の断続装置と、を有し、(f) 前記入力軸の回転を６段等の多段階で変速して前記出力軸から駆動輪へ出力する車両用の自動変速機が、例えば特開平４−２１９５５３号公報に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の自動変速機は、複数の断続装置が総て変速機構と同じ出力軸側の軸方向に設けられていたため、軸方向長さが長くなり、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両などの横置き型のトランスアクスルに適用することが難しかった。また、これ等の断続装置（油圧式クラッチなど）に対する給油回路、支持構造等が複雑になり、更に全長が長くなる要因となっていた。
【０００４】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、２軸の一方に遊星歯車式の変速機構が設けられているとともに、その変速機構と他方の軸との間で動力を伝達する２系統の伝達機構を備えている自動変速機の軸方向長さを短くするとともに簡素な構造にすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 動力源によって回転駆動される入力部材と、(b) その入力部材と平行な軸心まわりに回転可能に配設された出力部材と、(c) その出力部材と同心に配設された遊星歯車式の変速機構と、(d) 前記入力部材と前記変速機構との間で動力伝達を行う２系統の伝達機構と、(e) その２系統の伝達機構に対応してそれぞれ設けられ、その伝達機構による動力伝達を接続、遮断する一対の断続装置と、を有し、(f) 前記入力部材の回転を変速して前記出力部材から出力する自動変速機において、(g) 前記一対の断続装置は、前記入力部材に配設されているとともに、(h) 前記変速機構は２組の遊星歯車装置と複数のクラッチおよびブレーキを有し、前記一対の断続装置の接続、遮断の切換と合わせて７段の多段変速を達成するものであり、 (i) 前記２系統の伝達機構は、第１噛合歯車対および第２噛合歯車対にて構成されているとともに、その第１噛合歯車対のギヤ比ｉ１は第２噛合歯車対のギヤ比ｉ２よりも大きく、 (j) 前記一対の断続装置は、前記第１噛合歯車対を前記入力部材に連結する第１クラッチ、および前記第２噛合歯車対を前記入力部材に連結する第２クラッチにて構成されており、 (k) 前記遊星歯車式の変速機構は、第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置を有し、それ等の第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置のサンギヤ、キャリア、およびリングギヤの一部が互いに連結されることによって４つの回転要素が構成されるとともに、その４つの回転要素の回転速度を直線で結ぶことができる共線図上においてその４つの回転要素を一端から他端へ向かって順番に第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素、および第４回転要素とした時、第１回転要素は第３クラッチを介して前記第１噛合歯車対に選択的に連結され、第３回転要素は前記第２噛合歯車対に一体的に連結されるとともに第１ブレーキによって選択的に回転停止させられ、第４回転要素は第４クラッチを介して前記第１噛合歯車対に選択的に連結されるとともに第２ブレーキによって選択的に回転停止させられ、第２回転要素は前記出力部材に連結されて回転を出力するようになっていることを特徴とする。
なお、上記第１噛合歯車対および第２噛合歯車対のギヤ比ｉ１、ｉ２は、何れも出力部材側の歯車の歯数Ｚｏと入力部材側の歯車の歯数Ｚｉとの歯数比Ｚｏ／Ｚｉである。
第２発明は、 (a) 動力源によって回転駆動される入力部材と、 (b) その入力部材と平行な軸心まわりに回転可能に配設された出力部材と、 (c) その出力部材と同心に配設された遊星歯車式の変速機構と、 (d) 前記入力部材と前記変速機構との間で動力伝達を行う２系統の伝達機構と、 (e) その２系統の伝達機構に対応してそれぞれ設けられ、その伝達機構による動力伝達を接続、遮断する一対の断続装置と、を有し、 (f) 前記入力部材の回転を変速して前記出力部材から出力する自動変速機において、 (g) 前記一対の断続装置は、前記入力部材に配設されているとともに、 (h) 前記変速機構は２組の遊星歯車装置と複数のクラッチおよびブレーキを有し、前記一対の断続装置の接続、遮断の切換と合わせて７段の多段変速を達成するものであり、 (i) 前記２系統の伝達機構は、第１噛合歯車対および第２噛合歯車対にて構成されているとともに、その第１噛合歯車対のギヤ比ｉ１は第２噛合歯車対のギヤ比ｉ２よりも大きく、 (j) 前記一対の断続装置は、前記第１噛合歯車対を前記入力部材に連結する第１クラッチ、および前記第２噛合歯車対を前記入力部材に連結する第２クラッチにて構成されており、 (k) 前記遊星歯車式の変速機構は、第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置を有し、 (k-1) それ等の第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置のサンギヤ、キャリア、およびリングギヤの一部が互いに連結されることによって４つの回転要素が構成されるとともに、その４つの回転要素の回転速度を直線で結ぶことができる共線図上においてその４つの回転要素を一端から他端へ向かって順番に第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素、および第４回転要素とした時、第１回転要素は第３クラッチを介して前記第１噛合歯車対に選択的に連結され、第３回転要素は前記第２噛合歯車対に一体的に連結されるとともに第１ブレーキによって選択的に回転停止させられ、第４回転要素は第４クラッチを介して前記第１噛合歯車対に選択的に連結されるとともに第２ブレーキによって選択的に回転停止させられ、第２回転要素は前記出力部材に連結されて回転を出力するようになっている一方、 (k-2) 前記第１クラッチ、第３クラッチ、お よび第１ブレーキが係合させられることによって最も大きな変速比の第１変速段が成立させられ、前記第１クラッチ、第３クラッチ、および第２ブレーキが係合させられることによって前記第１変速段よりも変速比が小さい第２変速段が成立させられ、前記第１クラッチ、第３クラッチ、および第４クラッチが係合させられることによって前記第２変速段よりも変速比が小さい第３変速段が成立させられ、前記第１クラッチ、第２クラッチ、および第３クラッチが係合させられることによって前記第３変速段よりも変速比が小さい第４変速段が成立させられ、前記第２クラッチ、第３クラッチ、および第４クラッチが係合させられることによって前記第４変速段よりも変速比が小さい第５変速段が成立させられ、前記第１クラッチ、第２クラッチ、および第４クラッチが係合させられることによって前記第５変速段よりも変速比が小さい第６変速段が成立させられ、前記第２クラッチ、および第２ブレーキが係合させられることによって前記第６変速段よりも変速比が小さい第７変速段が成立させられ、前記第１クラッチ、第４クラッチ、および第１ブレーキが係合させられることによって後進変速段が成立させられることを特徴とする。
なお、上記変速比は、（入力部材の回転速度／出力部材の回転速度）で、数字が小さくなる程、言い換えれば第１変速段から第７変速段へ向かうに従って、出力部材は増速回転させられる。
第３発明は、第１発明または第２発明の自動変速機において、 (a) 前記第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置は何れもシングルピニオン型であり、 (b) 前記第１回転要素は第１遊星歯車装置のサンギヤで、前記第２回転要素は互いに連結された前記第１遊星歯車装置のキャリアおよび前記第２遊星歯車装置のリングギヤで、前記第３回転要素は互いに連結された前記第１遊星歯車装置のリングギヤおよび前記第２遊星歯車装置のキャリアで、前記第４回転要素は前記第２遊星歯車装置のサンギヤであることを特徴とする。
第４発明は、第１発明または第２発明の自動変速機において、 (a) 前記第１遊星歯車装置はダブルピニオン型で、前記第２遊星歯車装置はシングルピニオン型であり、 (b) 前記第１回転要素は第１遊星歯車装置のサンギヤで、前記第２回転要素は互いに連結された前記第１遊星歯車装置および前記第２遊星歯車装置のリングギヤで、前記第３回転要素は互いに連結された前記第１遊星歯車装置および前記第２遊星歯車装置のキャリアで、前記第４回転要素は前記第２遊星歯車装置のサンギヤであることを特徴とする。
【０００６】
第５発明は、第１発明〜第４発明の何れかの自動変速機において、前記一対の断続装置を構成している前記第１クラッチおよび前記第２クラッチは、軸方向において前記変速機構と重なるように設けられていることを特徴とする。
【０００７】
第６発明は、第１発明〜第５発明の何れかの自動変速機において、前記自動変速機は車両用であることを特徴とする。
【０００８】
第７発明は、第１発明〜第６発明の何れかの自動変速機において、前記２系統の伝達機構を構成している前記第１噛合歯車対および前記第２噛合歯車対は、前記変速機構の前記第１遊星歯車装置および前記第２遊星歯車装置の両側に離間して設けられていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の効果】
このような自動変速機においては、２系統の伝達機構による動力伝達を接続、遮断する一対の断続装置（第１クラッチおよび第２クラッチ）が、変速機構が配設された側と反対側の入力部材に配設されているため、それ等の断続装置の油路や支持構造等を簡単に構成できるとともに、変速機全体の軸方向長さを短縮することが可能で、横置き型のトランスアクスルの車両用自動変速機などにも好適に用いられるようになる。特に、７段の多段変速が可能な自動変速機が、２組の遊星歯車装置と第１噛合歯車対、第２噛合歯車対、４つのクラッチおよび２つのブレーキによって、簡単で軽量且つコンパクトに構成される。
第２発明では、第１変速段〜第６変速段の間では、４つのクラッチおよび２つのブレーキの何れか２つを掴み換えるだけで各変速段の変速を行うことができる一方、第６変速段と第７変速段との間では、第１クラッチおよび第４クラッチが共に解放または係合されるが、第７変速段では何れか一方が係合状態のままでも差し支えないため、変速に際しては何れか一方を先行して解放または係合すれば良く、実質的にそれ等の何れか１つと第２ブレーキとの掴み換えで変速制御を行うことができる。したがって、第１変速段〜第７変速段の総ての変速において、４つのクラッチおよび２つのブレーキの何れか２つを掴み換えるだけで良く、変速制御が容易で変速ショックの発生が抑制される。
また、第５発明では断続装置を構成している第１クラッチおよび第２クラッチが軸方向において変速機構と重なるように設けられているため、軸方向長さが一層短くなる。
【００１１】
第７発明では、２系統の伝達機構を構成している第１噛合歯車対および第２噛合歯車対が、変速機構の第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置の両側に離間して設けられているため、遊星歯車装置と噛合歯車対とが干渉することなく入力部材と出力部材とを接近して配置することが可能で、軸方向寸法だけでなく軸間距離も小さくできて一層コンパクトに構成できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は車両用自動変速機に好適に適用され、例えば内燃機関等の走行用動力源からトルクコンバータなどの流体継手を経て入力部材に回転が入力され、所定の変速比で変速して出力歯車や出力軸などの出力部材から差動装置を経て左右の駆動輪に伝達されるが、車両用以外の自動変速機にも適用され得る。入力部材は、例えばトルクコンバータのタービン軸などである。
【００１４】
また、自動変速機の軸線が車両の幅方向となるＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両などの横置き型のトランスアクスルに特に好適に適用されるが、自動変速機の軸線が車両の前後方向となるＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）車両などの縦置き型の自動変速機に適用することも可能である。
【００１５】
自動変速機は、アクセル操作量や車速などの運転状態に応じて自動的に変速段を切り換えるものでも良いが、運転者のスイッチ操作（アップダウン操作など）に従って変速段を切り換えるものでも良い。
【００１６】
２系統の伝達機構を構成している第１噛合歯車対および第２噛合歯車対は、第７発明のように第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置の両側に離間して設けられるが、第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置の一方の側に並べて配設したり、軸方向においてそれ等の第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置と同じ位置に配設したりするなど、種々の態様が可能である。
【００２０】
第４発明の実施に際しては、第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置のキャリアおよびリングギヤがそれぞれ共通の部材にて構成されるとともに、第２遊星歯車装置のピニオンギヤが第１遊星歯車装置の第２ピニオンギヤ（外側のピニオンギヤ）を兼ねるラビニヨ型の遊星歯車列とすることができる。
【００２１】
前記第１クラッチ〜第４クラッチ、第１ブレーキ、第２ブレーキとしては、油圧シリンダによって摩擦係合させられる多板式や単板式などの油圧式摩擦係合装置が好適に用いられるが、電磁式等の他の形式の係合装置を採用することもできる。変速制御を容易にするため、それ等のブレーキやクラッチと並列に一方向クラッチを設けることもできる。例えば第１ブレーキと並列に一方向クラッチを設ければ、第１クラッチおよび第３クラッチを係合させるだけで第１変速段が成立させられ、更に第２ブレーキを係合させるだけで第２変速段へ切り換えることができる。エンジンブレーキが必要無い場合には、ブレーキに代えて一方向クラッチを設けるだけでも良い。回転を停止する点で一方向クラッチはブレーキと同様の機能が得られるのである。
【００２２】
前記第１遊星歯車装置と第２遊星歯車装置との位置関係は特に限定されず、クラッチやブレーキについても、例えば一端部に集中して配置するなど種々の態様が可能である。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両などの横置き型のトランスアクスルの骨子図で、ガソリンエンジン等の内燃機関によって構成されているエンジン１０の出力は、トルクコンバータ１２、平行２軸型の自動変速機１４、差動装置１６を経て図示しない左右の駆動輪へ伝達されるようになっている。トルクコンバータ１２は、エンジン１０のクランク軸１８と連結されているポンプ翼車２０と、自動変速機１４の入力軸２２に連結されたタービン翼車２４と、一方向クラッチ２６を介して非回転部材であるハウジング２８に固定されたステータ３０と、図示しないダンパを介して上記入力軸２２に連結されたロックアップクラッチ３２とを備えている。上記エンジン１０は走行用の動力源で、入力軸２２は入力部材である。
【００２４】
自動変速機１４は、前記入力軸２２と、その入力軸２２と平行に配設された出力軸３４と、その出力軸３４と同軸に配設された遊星歯車式の主変速機構３６とを備えており、２組の第１噛合歯車対３８および第２噛合歯車対４０を介して入力軸２２から主変速機構３６へ動力伝達が行われるようになっている。これらの第１噛合歯車対３８および第２噛合歯車対４０は、２系統の伝達機構として機能するもので、それぞれ互いに噛み合う一対の歯車３８ａおよび３８ｂ、４０ａおよび４０ｂを備えているとともに、第１噛合歯車対３８のギヤ比ｉ１は第２噛合歯車対４０のギヤ比ｉ２よりも大きい。ギヤ比ｉ１、ｉ２は、主変速機構３６側の歯車３８ｂ、４０ｂの歯数Ｚｏと入力軸２２側の歯車３８ａ、４０ａの歯数Ｚｉとの歯数比Ｚｏ／Ｚｉで、本実施例では第１噛合歯車対３８のギヤ比ｉ１は１．０より大きく、第２噛合歯車対４０のギヤ比ｉ２は１．０より小さい。また、入力軸２２側の歯車３８ａ、４０ａは、それぞれ第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２によって入力軸２２に選択的に或いは同時に連結されるようになっている。第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２は、それぞれ第１噛合歯車対３８、第２噛合歯車対４０による動力伝達を接続、遮断する断続装置に相当するもので、何れも油圧シリンダによって摩擦係合させられる多板式の油圧式摩擦係合装置である。
【００２５】
主変速機構３６は、キャリアとリングギヤとがそれぞれ相互に連結されることにより所謂ＣＲ−ＣＲ結合の遊星歯車装置を構成するシングルピニオン型の一対の第１遊星歯車装置４２および第２遊星歯車装置４４を備えており、それ等の構成要素の一部が互いに連結されることによって４つの回転要素ＲＭ１〜ＲＭ４が構成されている。具体的には、第１遊星歯車装置４２のサンギヤＳ１によって第１回転要素ＲＭ１が構成され、第１遊星歯車装置４２のキャリアＣＡ１および第２遊星歯車装置４４のリングギヤＲ２が互いに連結されて第２回転要素ＲＭ２が構成され、第１遊星歯車装置４２のリングギヤＲ１および第２遊星歯車装置４４のキャリアＣＡ２が互いに連結されて第３回転要素ＲＭ３が構成され、第２遊星歯車装置４４のサンギヤＳ２によって第４回転要素ＲＭ４が構成されている。そして、第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ１）は第３クラッチＣ３を介して前記第１噛合歯車対３８の歯車３８ｂに選択的に連結され、第３回転要素ＲＭ３（リングギヤＲ１、キャリアＣＡ２）は前記第２噛合歯車対４０の歯車４０ｂに一体的に連結されるとともに第１ブレーキＢ１によりハウジング２８に選択的に連結されて回転停止させられ、第４回転要素ＲＭ４（サンギヤＳ２）は第４クラッチＣ４を介して前記第１噛合歯車対３８の歯車３８ｂに選択的に連結されるとともに第２ブレーキＢ２によりハウジング２８に選択的に連結されて回転停止させられ、第２回転要素ＲＭ２（キャリアＣＡ１、リングギヤＲ２）は前記出力軸３４に一体的に連結されて回転を出力するようになっている。第３クラッチＣ３、第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２は、何れも油圧シリンダによって摩擦係合させられる多板式の油圧式摩擦係合装置である。
【００２６】
図２の(a) は、上記主変速機構３６の各回転要素ＲＭ１〜ＲＭ４の回転速度を直線で結ぶことができる共線図で、４本の縦線は左側から順番に第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ１）、第２回転要素ＲＭ２（キャリアＣＡ１、リングギヤＲ２）、第３回転要素ＲＭ３（リングギヤＲ１、キャリアＣＡ２）、第４回転要素ＲＭ４（サンギヤＳ２）を表しており、それ等の間隔は第１遊星歯車装置４２のギヤ比（＝サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）ρ１および第２遊星歯車装置４４のギヤ比ρ２に応じて定められる。また、縦軸は回転速度で、「１．０」は入力軸２２の基準回転速度、「１／ｉ１」は前記クラッチＣ１から第１噛合歯車対３８を経て主変速機構３６に入力される回転速度で、「１／ｉ２」は前記クラッチＣ２から第２噛合歯車対４０を経て主変速機構３６に入力される回転速度である。
【００２７】
そして、この共線図から明らかなように、第１クラッチＣ１、第３クラッチＣ３、および第１ブレーキＢ１が係合させられて、第１回転要素ＲＭ１が第１噛合歯車対３８を介して回転速度「１／ｉ１」で減速回転させられるとともに第３回転要素ＲＭ３が回転停止させられると、出力軸３４に連結された第２回転要素ＲＭ２は「１ｓｔ」で示す回転速度で回転させられ、最も大きい変速比の第１変速段「１ｓｔ」が成立させられる。第１クラッチＣ１、第３クラッチＣ３、および第２ブレーキＢ２が係合させられて、第１回転要素ＲＭ１が第１噛合歯車対３８を介して回転速度「１／ｉ１」で減速回転させられるとともに第４回転要素ＲＭ４が回転停止させられると、第２回転要素ＲＭ２は「２ｎｄ」で示す回転速度で回転させられ、第１変速段「１ｓｔ」よりも変速比が小さい第２変速段「２ｎｄ」が成立させられる。第１クラッチＣ１、第３クラッチＣ３、および第４クラッチＣ４が係合させられて、主変速機構３６が第１噛合歯車対３８を介して一体的に回転させられると、第２回転要素ＲＭ２は「３ｒｄ」で示す回転速度すなわち第１噛合歯車対３８の歯車３８ｂと同じ回転速度「１／ｉ１」で回転させられ、第２変速段「２ｎｄ」よりも変速比が小さい第３変速段「３ｒｄ」が成立させられる。第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、および第３クラッチＣ３が係合させられて、第１回転要素ＲＭ１が第１噛合歯車対３８を介して回転速度「１／ｉ１」で減速回転させられるとともに、第３回転要素ＲＭ３が第２噛合歯車対４０を介して回転速度「１／ｉ２」で増速回転させられると、第２回転要素ＲＭ２は「４ｔｈ」で示す回転速度で回転させられ、第３変速段「３ｒｄ」よりも変速比が小さい第４変速段「４ｔｈ」が成立させられる。第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、および第４クラッチＣ４が係合させられて、主変速機構３６が第２噛合歯車対４０を介して一体的に回転させられると、第２回転要素ＲＭ２は「４ｔｈ」で示す回転速度すなわち第２噛合歯車対４０の歯車４０ｂと同じ回転速度「１／ｉ２」で回転させられ、第４変速段「４ｔｈ」よりも変速比が小さい第５変速段「５ｔｈ」が成立させられる。第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、および第４クラッチＣ４が係合させられて、第４回転要素ＲＭ４が第１噛合歯車対３８を介して回転速度「１／ｉ１」で減速回転させられるとともに、第３回転要素ＲＭ３が第２噛合歯車対４０を介して回転速度「１／ｉ２」で増速回転させられると、第２回転要素ＲＭ２は「６ｔｈ」で示す回転速度で回転させられ、第５変速段「５ｔｈ」よりも変速比が小さい第６変速段「６ｔｈ」が成立させられる。第２クラッチＣ２および第２ブレーキＢ２が係合させられて、第３回転要素ＲＭ３が第２噛合歯車対４０を介して回転速度「１／ｉ２」で増速回転させられるとともに第４回転要素ＲＭ４が回転停止させられると、第２回転要素ＲＭ２は「７ｔｈ」で示す回転速度で回転させられ、第６変速段「６ｔｈ」よりも変速比が小さい第７変速段「７ｔｈ」が成立させられる。
【００２８】
また、第１クラッチＣ１、第４クラッチＣ４、および第１ブレーキＢ１が係合させられると、第４回転要素ＲＭ４が第１噛合歯車対３８を介して回転速度「１／ｉ１」で減速回転させられるとともに第３回転要素ＲＭ３が回転停止させられることにより、第２回転要素ＲＭ２は「Ｒｅｖ」で示す回転速度で逆回転させられ、後進変速段「Ｒｅｖ」が成立させられる。
【００２９】
なお、動力伝達を遮断するニュートラル「Ｎ」は、特に図示していないが、例えば第１変速段「１ｓｔ」に比較してクラッチＣ１、Ｃ３を係合したまま第１ブレーキＢ１を解放したり、クラッチＣ１、Ｃ２を共に解放したり、クラッチＣ１のみを係合して他は総て解放したりするなど、種々の態様が可能である。
【００３０】
図２の(b) は、上記各変速段とクラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１、Ｂ２の作動状態との関係をまとめた作動表で、「○」は係合、空欄は解放を表している。各変速段の変速比は、第１遊星歯車装置４２、第２遊星歯車装置４４の各ギヤ比ρ１、ρ２や、第１噛合歯車対３８、第２噛合歯車対４０のギヤ比ｉ１、ｉ２によって適宜定められる。
【００３１】
ここで、上記クラッチＣ３、Ｃ４、およびブレーキＢ１、Ｂ２は、主変速機構３６の一端部すなわち２組の遊星歯車装置４２、４４の一端側（図１における左側）に集中して配置されているとともに、前記第１噛合歯車対３８、第２噛合歯車対４０は、２組の遊星歯車装置４２、４４と干渉しないようにそれらの両側に離間して設けられている。具体的には、第１噛合歯車対３８は、遊星歯車装置４２、４４の左側においてクラッチＣ３、Ｃ４とブレーキＢ１、Ｂ２との間に歯車３８ｂが位置するように設けられている一方、第２噛合歯車対４０は、遊星歯車装置４２、４４の右側に歯車４０ｂが位置するように設けられている。また、前記クラッチＣ１、Ｃ２は、入力軸２２の軸方向において上記主変速機構３６と重なる位置、具体的には第１クラッチＣ１は第４クラッチＣ４と略同じ位置に設けられ、第２クラッチＣ２は遊星歯車装置４２と略同じ位置に設けられている。なお、クラッチＣ１、Ｃ２は、何れも図１において噛合歯車対３８、４０の左側に設けられているが、それ等の噛合歯車対３８、４０の右側に配設することもできる。
【００３２】
そして、上記主変速機構３６から出力軸３４へ伝達された回転は、出力歯車４６から差動装置１６へ伝達される。出力軸３４は出力部材に相当する。なお、差動装置１６は軸線（車軸）に対して対称的に構成されているため、下側を省略して示してある。
【００３３】
このように本実施例の車両用自動変速機１４は、２組の遊星歯車装置４２、４４と第１噛合歯車対３８、第２噛合歯車対４０、４つのクラッチＣ１〜Ｃ４および２つのブレーキＢ１、Ｂ２によって前進７段の多段変速が達成されるため、簡単で軽量且つコンパクトに構成され、車両への搭載性が向上する。特に、第１噛合歯車対３８、第２噛合歯車対４０による動力伝達を接続、遮断する第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２が、主変速機構３６が配設された側と反対の入力軸２２に設けられているため、それ等のクラッチＣ１、Ｃ２の油路や支持構造等を簡単に構成できるとともに、自動変速機１４の全体の軸方向長さが短縮され、横置き型のトランスアクスルに好適に用いられる。本実施例では、クラッチＣ１、Ｃ２が軸方向において主変速機構３６と重なるように設けられているため、軸方向長さが一層短縮される。
【００３４】
また、入力軸２２から主変速機構３６へ動力を伝達する伝達機構が、主変速機構３６の遊星歯車装置４２、４４の両側に離間して設けられた噛合歯車対３８、４０によって構成されているため、遊星歯車装置４２、４４と噛合歯車対３８、４０とが干渉することなく入力軸２２と主変速機構３６、更には出力軸３４とを接近して配設でき、軸方向寸法だけでなく軸間距離も小さくなって一層コンパクトに構成される。
【００３５】
また、本実施例の自動変速機１４は、図２(b) から明らかなように、第１変速段「１ｓｔ」〜第６変速段「６ｔｈ」の間では、クラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１、Ｂ２の何れか２つを掴み換えるだけで各変速段の変速を行うことができる一方、第６変速段「６ｔｈ」と第７変速段「７ｔｈ」との間では、第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４が共に解放または係合されるが、第７変速段「７ｔｈ」では何れか一方が係合状態のままでも差し支えないため、変速に際しては何れか一方を先行して解放または係合すれば良く、実質的にそれ等の何れか１つとブレーキＢ２との掴み換えで変速制御を行うことができる。したがって、第１変速段「１ｓｔ」〜第７変速段「７ｔｈ」の総ての変速において、クラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１、Ｂ２の何れか２つを掴み換えるだけで良く、変速制御が容易で変速ショックの発生が抑制される。
【００３６】
一方、上記実施例の自動変速機１４は、ＣＲ−ＣＲ結合の遊星歯車装置を有する主変速機構３６を備えていたが、図３に示す自動変速機５０のように、ラビニヨ型の遊星歯車装置を有する主変速機構５２を採用することもできる。この場合は、ダブルピニオン型の第１遊星歯車装置５４と、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置５６とを備えており、第１遊星歯車装置５４および第２遊星歯車装置５６のキャリアＣＡおよびリングギヤＲがそれぞれ共通の部材にて構成されるとともに、第２遊星歯車装置５６のピニオンギヤが第１遊星歯車装置５４の第２ピニオンギヤ（外側のピニオンギヤ）を兼ねている。そして、第１遊星歯車装置５４のサンギヤＳ１によって第１回転要素ＲＭ１を構成し、第１遊星歯車装置５４および第２遊星歯車装置５６の共通のリングギヤＲによって第２回転要素ＲＭ２を構成し、第１遊星歯車装置５４および第２遊星歯車装置５６の共通のキャリアＣＡによって第３回転要素ＲＭ３を構成し、第２遊星歯車装置５６のサンギヤＳ２によって第４回転要素ＲＭ４を構成して、前記実施例と同様にクラッチＣ３、Ｃ４、およびブレーキＢ１、Ｂ２を用いて、各回転要素ＲＭ１〜ＲＭ４を相互に、或いはハウジング２８、第１噛合歯車対３８、第２噛合歯車対４０、出力軸３４に連結すれば、図４に示すように前記実施例と同様の共線図が得られ、同じ作動表に従って前進７段および後進１段の変速段を成立させることができる。また、各変速段の変速比は、第１遊星歯車装置５４、第２遊星歯車装置５６の各ギヤ比ρ１、ρ２や、第１噛合歯車対３８、第２噛合歯車対４０のギヤ比ｉ１、ｉ２によって適宜定められる。図３および図４は、前記図１および図２に対応する図である。
【００３７】
本実施例では、前記実施例と同様の作用効果が得られるのに加えて、ラビニヨ型の遊星歯車装置を有する主変速機構５２が用いられているため、軸方向長さを一層短くすることができる。
【００３８】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された車両用駆動装置（トランスアクスル）の構成を説明する骨子図である。
【図２】図１の自動変速機の各変速段を成立させるためのクラッチおよびブレーキの係合、解放状態を説明する図で、(a) は共線図、(b) は作動表である。
【図３】本発明の別の実施例を説明する図で、図１に対応する骨子図である。
【図４】図３の自動変速機の各変速段を成立させるためのクラッチおよびブレーキの係合、解放状態を説明する図で、(a) は共線図、(b) は作動表である。
【符号の説明】
１０：エンジン（動力源） １４、５０：自動変速機 ２２：入力軸（入力部材） ３４：出力軸（出力部材） ３６、５２：主変速機構（変速機構） ３８：第１噛合歯車対（伝達機構） ４０：第２噛合歯車対（伝達機構） ４２、４４、５４、５６：遊星歯車装置 Ｃ１：第１クラッチ（断続装置） Ｃ２：第２クラッチ（断続装置）
【発明の属する技術分野】
本発明は自動変速機に係り、特に、２軸の一方に遊星歯車式の変速機構が設けられているとともに、その変速機構と他方の軸との間で動力を伝達する２系統の伝達機構を備えている自動変速機の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
(a) 動力源によって回転駆動される入力軸と、(b) その入力軸と平行に配設された出力軸と、(c) 出力軸と同軸に配設された遊星歯車式の変速機構と、(d) その変速機構と前記入力軸との間で互いに異なる変速比で動力伝達を行う２系統の伝達機構と、(e) その２系統の伝達機構に対応してそれぞれ設けられ、その伝達機構による動力伝達を接続、遮断する複数の断続装置と、を有し、(f) 前記入力軸の回転を６段等の多段階で変速して前記出力軸から駆動輪へ出力する車両用の自動変速機が、例えば特開平４−２１９５５３号公報に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の自動変速機は、複数の断続装置が総て変速機構と同じ出力軸側の軸方向に設けられていたため、軸方向長さが長くなり、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両などの横置き型のトランスアクスルに適用することが難しかった。また、これ等の断続装置（油圧式クラッチなど）に対する給油回路、支持構造等が複雑になり、更に全長が長くなる要因となっていた。
【０００４】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、２軸の一方に遊星歯車式の変速機構が設けられているとともに、その変速機構と他方の軸との間で動力を伝達する２系統の伝達機構を備えている自動変速機の軸方向長さを短くするとともに簡素な構造にすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 動力源によって回転駆動される入力部材と、(b) その入力部材と平行な軸心まわりに回転可能に配設された出力部材と、(c) その出力部材と同心に配設された遊星歯車式の変速機構と、(d) 前記入力部材と前記変速機構との間で動力伝達を行う２系統の伝達機構と、(e) その２系統の伝達機構に対応してそれぞれ設けられ、その伝達機構による動力伝達を接続、遮断する一対の断続装置と、を有し、(f) 前記入力部材の回転を変速して前記出力部材から出力する自動変速機において、(g) 前記一対の断続装置は、前記入力部材に配設されているとともに、(h) 前記変速機構は２組の遊星歯車装置と複数のクラッチおよびブレーキを有し、前記一対の断続装置の接続、遮断の切換と合わせて７段の多段変速を達成するものであり、 (i) 前記２系統の伝達機構は、第１噛合歯車対および第２噛合歯車対にて構成されているとともに、その第１噛合歯車対のギヤ比ｉ１は第２噛合歯車対のギヤ比ｉ２よりも大きく、 (j) 前記一対の断続装置は、前記第１噛合歯車対を前記入力部材に連結する第１クラッチ、および前記第２噛合歯車対を前記入力部材に連結する第２クラッチにて構成されており、 (k) 前記遊星歯車式の変速機構は、第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置を有し、それ等の第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置のサンギヤ、キャリア、およびリングギヤの一部が互いに連結されることによって４つの回転要素が構成されるとともに、その４つの回転要素の回転速度を直線で結ぶことができる共線図上においてその４つの回転要素を一端から他端へ向かって順番に第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素、および第４回転要素とした時、第１回転要素は第３クラッチを介して前記第１噛合歯車対に選択的に連結され、第３回転要素は前記第２噛合歯車対に一体的に連結されるとともに第１ブレーキによって選択的に回転停止させられ、第４回転要素は第４クラッチを介して前記第１噛合歯車対に選択的に連結されるとともに第２ブレーキによって選択的に回転停止させられ、第２回転要素は前記出力部材に連結されて回転を出力するようになっていることを特徴とする。
なお、上記第１噛合歯車対および第２噛合歯車対のギヤ比ｉ１、ｉ２は、何れも出力部材側の歯車の歯数Ｚｏと入力部材側の歯車の歯数Ｚｉとの歯数比Ｚｏ／Ｚｉである。
第２発明は、 (a) 動力源によって回転駆動される入力部材と、 (b) その入力部材と平行な軸心まわりに回転可能に配設された出力部材と、 (c) その出力部材と同心に配設された遊星歯車式の変速機構と、 (d) 前記入力部材と前記変速機構との間で動力伝達を行う２系統の伝達機構と、 (e) その２系統の伝達機構に対応してそれぞれ設けられ、その伝達機構による動力伝達を接続、遮断する一対の断続装置と、を有し、 (f) 前記入力部材の回転を変速して前記出力部材から出力する自動変速機において、 (g) 前記一対の断続装置は、前記入力部材に配設されているとともに、 (h) 前記変速機構は２組の遊星歯車装置と複数のクラッチおよびブレーキを有し、前記一対の断続装置の接続、遮断の切換と合わせて７段の多段変速を達成するものであり、 (i) 前記２系統の伝達機構は、第１噛合歯車対および第２噛合歯車対にて構成されているとともに、その第１噛合歯車対のギヤ比ｉ１は第２噛合歯車対のギヤ比ｉ２よりも大きく、 (j) 前記一対の断続装置は、前記第１噛合歯車対を前記入力部材に連結する第１クラッチ、および前記第２噛合歯車対を前記入力部材に連結する第２クラッチにて構成されており、 (k) 前記遊星歯車式の変速機構は、第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置を有し、 (k-1) それ等の第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置のサンギヤ、キャリア、およびリングギヤの一部が互いに連結されることによって４つの回転要素が構成されるとともに、その４つの回転要素の回転速度を直線で結ぶことができる共線図上においてその４つの回転要素を一端から他端へ向かって順番に第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素、および第４回転要素とした時、第１回転要素は第３クラッチを介して前記第１噛合歯車対に選択的に連結され、第３回転要素は前記第２噛合歯車対に一体的に連結されるとともに第１ブレーキによって選択的に回転停止させられ、第４回転要素は第４クラッチを介して前記第１噛合歯車対に選択的に連結されるとともに第２ブレーキによって選択的に回転停止させられ、第２回転要素は前記出力部材に連結されて回転を出力するようになっている一方、 (k-2) 前記第１クラッチ、第３クラッチ、お よび第１ブレーキが係合させられることによって最も大きな変速比の第１変速段が成立させられ、前記第１クラッチ、第３クラッチ、および第２ブレーキが係合させられることによって前記第１変速段よりも変速比が小さい第２変速段が成立させられ、前記第１クラッチ、第３クラッチ、および第４クラッチが係合させられることによって前記第２変速段よりも変速比が小さい第３変速段が成立させられ、前記第１クラッチ、第２クラッチ、および第３クラッチが係合させられることによって前記第３変速段よりも変速比が小さい第４変速段が成立させられ、前記第２クラッチ、第３クラッチ、および第４クラッチが係合させられることによって前記第４変速段よりも変速比が小さい第５変速段が成立させられ、前記第１クラッチ、第２クラッチ、および第４クラッチが係合させられることによって前記第５変速段よりも変速比が小さい第６変速段が成立させられ、前記第２クラッチ、および第２ブレーキが係合させられることによって前記第６変速段よりも変速比が小さい第７変速段が成立させられ、前記第１クラッチ、第４クラッチ、および第１ブレーキが係合させられることによって後進変速段が成立させられることを特徴とする。
なお、上記変速比は、（入力部材の回転速度／出力部材の回転速度）で、数字が小さくなる程、言い換えれば第１変速段から第７変速段へ向かうに従って、出力部材は増速回転させられる。
第３発明は、第１発明または第２発明の自動変速機において、 (a) 前記第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置は何れもシングルピニオン型であり、 (b) 前記第１回転要素は第１遊星歯車装置のサンギヤで、前記第２回転要素は互いに連結された前記第１遊星歯車装置のキャリアおよび前記第２遊星歯車装置のリングギヤで、前記第３回転要素は互いに連結された前記第１遊星歯車装置のリングギヤおよび前記第２遊星歯車装置のキャリアで、前記第４回転要素は前記第２遊星歯車装置のサンギヤであることを特徴とする。
第４発明は、第１発明または第２発明の自動変速機において、 (a) 前記第１遊星歯車装置はダブルピニオン型で、前記第２遊星歯車装置はシングルピニオン型であり、 (b) 前記第１回転要素は第１遊星歯車装置のサンギヤで、前記第２回転要素は互いに連結された前記第１遊星歯車装置および前記第２遊星歯車装置のリングギヤで、前記第３回転要素は互いに連結された前記第１遊星歯車装置および前記第２遊星歯車装置のキャリアで、前記第４回転要素は前記第２遊星歯車装置のサンギヤであることを特徴とする。
【０００６】
第５発明は、第１発明〜第４発明の何れかの自動変速機において、前記一対の断続装置を構成している前記第１クラッチおよび前記第２クラッチは、軸方向において前記変速機構と重なるように設けられていることを特徴とする。
【０００７】
第６発明は、第１発明〜第５発明の何れかの自動変速機において、前記自動変速機は車両用であることを特徴とする。
【０００８】
第７発明は、第１発明〜第６発明の何れかの自動変速機において、前記２系統の伝達機構を構成している前記第１噛合歯車対および前記第２噛合歯車対は、前記変速機構の前記第１遊星歯車装置および前記第２遊星歯車装置の両側に離間して設けられていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の効果】
このような自動変速機においては、２系統の伝達機構による動力伝達を接続、遮断する一対の断続装置（第１クラッチおよび第２クラッチ）が、変速機構が配設された側と反対側の入力部材に配設されているため、それ等の断続装置の油路や支持構造等を簡単に構成できるとともに、変速機全体の軸方向長さを短縮することが可能で、横置き型のトランスアクスルの車両用自動変速機などにも好適に用いられるようになる。特に、７段の多段変速が可能な自動変速機が、２組の遊星歯車装置と第１噛合歯車対、第２噛合歯車対、４つのクラッチおよび２つのブレーキによって、簡単で軽量且つコンパクトに構成される。
第２発明では、第１変速段〜第６変速段の間では、４つのクラッチおよび２つのブレーキの何れか２つを掴み換えるだけで各変速段の変速を行うことができる一方、第６変速段と第７変速段との間では、第１クラッチおよび第４クラッチが共に解放または係合されるが、第７変速段では何れか一方が係合状態のままでも差し支えないため、変速に際しては何れか一方を先行して解放または係合すれば良く、実質的にそれ等の何れか１つと第２ブレーキとの掴み換えで変速制御を行うことができる。したがって、第１変速段〜第７変速段の総ての変速において、４つのクラッチおよび２つのブレーキの何れか２つを掴み換えるだけで良く、変速制御が容易で変速ショックの発生が抑制される。
また、第５発明では断続装置を構成している第１クラッチおよび第２クラッチが軸方向において変速機構と重なるように設けられているため、軸方向長さが一層短くなる。
【００１１】
第７発明では、２系統の伝達機構を構成している第１噛合歯車対および第２噛合歯車対が、変速機構の第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置の両側に離間して設けられているため、遊星歯車装置と噛合歯車対とが干渉することなく入力部材と出力部材とを接近して配置することが可能で、軸方向寸法だけでなく軸間距離も小さくできて一層コンパクトに構成できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は車両用自動変速機に好適に適用され、例えば内燃機関等の走行用動力源からトルクコンバータなどの流体継手を経て入力部材に回転が入力され、所定の変速比で変速して出力歯車や出力軸などの出力部材から差動装置を経て左右の駆動輪に伝達されるが、車両用以外の自動変速機にも適用され得る。入力部材は、例えばトルクコンバータのタービン軸などである。
【００１４】
また、自動変速機の軸線が車両の幅方向となるＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両などの横置き型のトランスアクスルに特に好適に適用されるが、自動変速機の軸線が車両の前後方向となるＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）車両などの縦置き型の自動変速機に適用することも可能である。
【００１５】
自動変速機は、アクセル操作量や車速などの運転状態に応じて自動的に変速段を切り換えるものでも良いが、運転者のスイッチ操作（アップダウン操作など）に従って変速段を切り換えるものでも良い。
【００１６】
２系統の伝達機構を構成している第１噛合歯車対および第２噛合歯車対は、第７発明のように第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置の両側に離間して設けられるが、第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置の一方の側に並べて配設したり、軸方向においてそれ等の第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置と同じ位置に配設したりするなど、種々の態様が可能である。
【００２０】
第４発明の実施に際しては、第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置のキャリアおよびリングギヤがそれぞれ共通の部材にて構成されるとともに、第２遊星歯車装置のピニオンギヤが第１遊星歯車装置の第２ピニオンギヤ（外側のピニオンギヤ）を兼ねるラビニヨ型の遊星歯車列とすることができる。
【００２１】
前記第１クラッチ〜第４クラッチ、第１ブレーキ、第２ブレーキとしては、油圧シリンダによって摩擦係合させられる多板式や単板式などの油圧式摩擦係合装置が好適に用いられるが、電磁式等の他の形式の係合装置を採用することもできる。変速制御を容易にするため、それ等のブレーキやクラッチと並列に一方向クラッチを設けることもできる。例えば第１ブレーキと並列に一方向クラッチを設ければ、第１クラッチおよび第３クラッチを係合させるだけで第１変速段が成立させられ、更に第２ブレーキを係合させるだけで第２変速段へ切り換えることができる。エンジンブレーキが必要無い場合には、ブレーキに代えて一方向クラッチを設けるだけでも良い。回転を停止する点で一方向クラッチはブレーキと同様の機能が得られるのである。
【００２２】
前記第１遊星歯車装置と第２遊星歯車装置との位置関係は特に限定されず、クラッチやブレーキについても、例えば一端部に集中して配置するなど種々の態様が可能である。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両などの横置き型のトランスアクスルの骨子図で、ガソリンエンジン等の内燃機関によって構成されているエンジン１０の出力は、トルクコンバータ１２、平行２軸型の自動変速機１４、差動装置１６を経て図示しない左右の駆動輪へ伝達されるようになっている。トルクコンバータ１２は、エンジン１０のクランク軸１８と連結されているポンプ翼車２０と、自動変速機１４の入力軸２２に連結されたタービン翼車２４と、一方向クラッチ２６を介して非回転部材であるハウジング２８に固定されたステータ３０と、図示しないダンパを介して上記入力軸２２に連結されたロックアップクラッチ３２とを備えている。上記エンジン１０は走行用の動力源で、入力軸２２は入力部材である。
【００２４】
自動変速機１４は、前記入力軸２２と、その入力軸２２と平行に配設された出力軸３４と、その出力軸３４と同軸に配設された遊星歯車式の主変速機構３６とを備えており、２組の第１噛合歯車対３８および第２噛合歯車対４０を介して入力軸２２から主変速機構３６へ動力伝達が行われるようになっている。これらの第１噛合歯車対３８および第２噛合歯車対４０は、２系統の伝達機構として機能するもので、それぞれ互いに噛み合う一対の歯車３８ａおよび３８ｂ、４０ａおよび４０ｂを備えているとともに、第１噛合歯車対３８のギヤ比ｉ１は第２噛合歯車対４０のギヤ比ｉ２よりも大きい。ギヤ比ｉ１、ｉ２は、主変速機構３６側の歯車３８ｂ、４０ｂの歯数Ｚｏと入力軸２２側の歯車３８ａ、４０ａの歯数Ｚｉとの歯数比Ｚｏ／Ｚｉで、本実施例では第１噛合歯車対３８のギヤ比ｉ１は１．０より大きく、第２噛合歯車対４０のギヤ比ｉ２は１．０より小さい。また、入力軸２２側の歯車３８ａ、４０ａは、それぞれ第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２によって入力軸２２に選択的に或いは同時に連結されるようになっている。第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２は、それぞれ第１噛合歯車対３８、第２噛合歯車対４０による動力伝達を接続、遮断する断続装置に相当するもので、何れも油圧シリンダによって摩擦係合させられる多板式の油圧式摩擦係合装置である。
【００２５】
主変速機構３６は、キャリアとリングギヤとがそれぞれ相互に連結されることにより所謂ＣＲ−ＣＲ結合の遊星歯車装置を構成するシングルピニオン型の一対の第１遊星歯車装置４２および第２遊星歯車装置４４を備えており、それ等の構成要素の一部が互いに連結されることによって４つの回転要素ＲＭ１〜ＲＭ４が構成されている。具体的には、第１遊星歯車装置４２のサンギヤＳ１によって第１回転要素ＲＭ１が構成され、第１遊星歯車装置４２のキャリアＣＡ１および第２遊星歯車装置４４のリングギヤＲ２が互いに連結されて第２回転要素ＲＭ２が構成され、第１遊星歯車装置４２のリングギヤＲ１および第２遊星歯車装置４４のキャリアＣＡ２が互いに連結されて第３回転要素ＲＭ３が構成され、第２遊星歯車装置４４のサンギヤＳ２によって第４回転要素ＲＭ４が構成されている。そして、第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ１）は第３クラッチＣ３を介して前記第１噛合歯車対３８の歯車３８ｂに選択的に連結され、第３回転要素ＲＭ３（リングギヤＲ１、キャリアＣＡ２）は前記第２噛合歯車対４０の歯車４０ｂに一体的に連結されるとともに第１ブレーキＢ１によりハウジング２８に選択的に連結されて回転停止させられ、第４回転要素ＲＭ４（サンギヤＳ２）は第４クラッチＣ４を介して前記第１噛合歯車対３８の歯車３８ｂに選択的に連結されるとともに第２ブレーキＢ２によりハウジング２８に選択的に連結されて回転停止させられ、第２回転要素ＲＭ２（キャリアＣＡ１、リングギヤＲ２）は前記出力軸３４に一体的に連結されて回転を出力するようになっている。第３クラッチＣ３、第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２は、何れも油圧シリンダによって摩擦係合させられる多板式の油圧式摩擦係合装置である。
【００２６】
図２の(a) は、上記主変速機構３６の各回転要素ＲＭ１〜ＲＭ４の回転速度を直線で結ぶことができる共線図で、４本の縦線は左側から順番に第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ１）、第２回転要素ＲＭ２（キャリアＣＡ１、リングギヤＲ２）、第３回転要素ＲＭ３（リングギヤＲ１、キャリアＣＡ２）、第４回転要素ＲＭ４（サンギヤＳ２）を表しており、それ等の間隔は第１遊星歯車装置４２のギヤ比（＝サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）ρ１および第２遊星歯車装置４４のギヤ比ρ２に応じて定められる。また、縦軸は回転速度で、「１．０」は入力軸２２の基準回転速度、「１／ｉ１」は前記クラッチＣ１から第１噛合歯車対３８を経て主変速機構３６に入力される回転速度で、「１／ｉ２」は前記クラッチＣ２から第２噛合歯車対４０を経て主変速機構３６に入力される回転速度である。
【００２７】
そして、この共線図から明らかなように、第１クラッチＣ１、第３クラッチＣ３、および第１ブレーキＢ１が係合させられて、第１回転要素ＲＭ１が第１噛合歯車対３８を介して回転速度「１／ｉ１」で減速回転させられるとともに第３回転要素ＲＭ３が回転停止させられると、出力軸３４に連結された第２回転要素ＲＭ２は「１ｓｔ」で示す回転速度で回転させられ、最も大きい変速比の第１変速段「１ｓｔ」が成立させられる。第１クラッチＣ１、第３クラッチＣ３、および第２ブレーキＢ２が係合させられて、第１回転要素ＲＭ１が第１噛合歯車対３８を介して回転速度「１／ｉ１」で減速回転させられるとともに第４回転要素ＲＭ４が回転停止させられると、第２回転要素ＲＭ２は「２ｎｄ」で示す回転速度で回転させられ、第１変速段「１ｓｔ」よりも変速比が小さい第２変速段「２ｎｄ」が成立させられる。第１クラッチＣ１、第３クラッチＣ３、および第４クラッチＣ４が係合させられて、主変速機構３６が第１噛合歯車対３８を介して一体的に回転させられると、第２回転要素ＲＭ２は「３ｒｄ」で示す回転速度すなわち第１噛合歯車対３８の歯車３８ｂと同じ回転速度「１／ｉ１」で回転させられ、第２変速段「２ｎｄ」よりも変速比が小さい第３変速段「３ｒｄ」が成立させられる。第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、および第３クラッチＣ３が係合させられて、第１回転要素ＲＭ１が第１噛合歯車対３８を介して回転速度「１／ｉ１」で減速回転させられるとともに、第３回転要素ＲＭ３が第２噛合歯車対４０を介して回転速度「１／ｉ２」で増速回転させられると、第２回転要素ＲＭ２は「４ｔｈ」で示す回転速度で回転させられ、第３変速段「３ｒｄ」よりも変速比が小さい第４変速段「４ｔｈ」が成立させられる。第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、および第４クラッチＣ４が係合させられて、主変速機構３６が第２噛合歯車対４０を介して一体的に回転させられると、第２回転要素ＲＭ２は「４ｔｈ」で示す回転速度すなわち第２噛合歯車対４０の歯車４０ｂと同じ回転速度「１／ｉ２」で回転させられ、第４変速段「４ｔｈ」よりも変速比が小さい第５変速段「５ｔｈ」が成立させられる。第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、および第４クラッチＣ４が係合させられて、第４回転要素ＲＭ４が第１噛合歯車対３８を介して回転速度「１／ｉ１」で減速回転させられるとともに、第３回転要素ＲＭ３が第２噛合歯車対４０を介して回転速度「１／ｉ２」で増速回転させられると、第２回転要素ＲＭ２は「６ｔｈ」で示す回転速度で回転させられ、第５変速段「５ｔｈ」よりも変速比が小さい第６変速段「６ｔｈ」が成立させられる。第２クラッチＣ２および第２ブレーキＢ２が係合させられて、第３回転要素ＲＭ３が第２噛合歯車対４０を介して回転速度「１／ｉ２」で増速回転させられるとともに第４回転要素ＲＭ４が回転停止させられると、第２回転要素ＲＭ２は「７ｔｈ」で示す回転速度で回転させられ、第６変速段「６ｔｈ」よりも変速比が小さい第７変速段「７ｔｈ」が成立させられる。
【００２８】
また、第１クラッチＣ１、第４クラッチＣ４、および第１ブレーキＢ１が係合させられると、第４回転要素ＲＭ４が第１噛合歯車対３８を介して回転速度「１／ｉ１」で減速回転させられるとともに第３回転要素ＲＭ３が回転停止させられることにより、第２回転要素ＲＭ２は「Ｒｅｖ」で示す回転速度で逆回転させられ、後進変速段「Ｒｅｖ」が成立させられる。
【００２９】
なお、動力伝達を遮断するニュートラル「Ｎ」は、特に図示していないが、例えば第１変速段「１ｓｔ」に比較してクラッチＣ１、Ｃ３を係合したまま第１ブレーキＢ１を解放したり、クラッチＣ１、Ｃ２を共に解放したり、クラッチＣ１のみを係合して他は総て解放したりするなど、種々の態様が可能である。
【００３０】
図２の(b) は、上記各変速段とクラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１、Ｂ２の作動状態との関係をまとめた作動表で、「○」は係合、空欄は解放を表している。各変速段の変速比は、第１遊星歯車装置４２、第２遊星歯車装置４４の各ギヤ比ρ１、ρ２や、第１噛合歯車対３８、第２噛合歯車対４０のギヤ比ｉ１、ｉ２によって適宜定められる。
【００３１】
ここで、上記クラッチＣ３、Ｃ４、およびブレーキＢ１、Ｂ２は、主変速機構３６の一端部すなわち２組の遊星歯車装置４２、４４の一端側（図１における左側）に集中して配置されているとともに、前記第１噛合歯車対３８、第２噛合歯車対４０は、２組の遊星歯車装置４２、４４と干渉しないようにそれらの両側に離間して設けられている。具体的には、第１噛合歯車対３８は、遊星歯車装置４２、４４の左側においてクラッチＣ３、Ｃ４とブレーキＢ１、Ｂ２との間に歯車３８ｂが位置するように設けられている一方、第２噛合歯車対４０は、遊星歯車装置４２、４４の右側に歯車４０ｂが位置するように設けられている。また、前記クラッチＣ１、Ｃ２は、入力軸２２の軸方向において上記主変速機構３６と重なる位置、具体的には第１クラッチＣ１は第４クラッチＣ４と略同じ位置に設けられ、第２クラッチＣ２は遊星歯車装置４２と略同じ位置に設けられている。なお、クラッチＣ１、Ｃ２は、何れも図１において噛合歯車対３８、４０の左側に設けられているが、それ等の噛合歯車対３８、４０の右側に配設することもできる。
【００３２】
そして、上記主変速機構３６から出力軸３４へ伝達された回転は、出力歯車４６から差動装置１６へ伝達される。出力軸３４は出力部材に相当する。なお、差動装置１６は軸線（車軸）に対して対称的に構成されているため、下側を省略して示してある。
【００３３】
このように本実施例の車両用自動変速機１４は、２組の遊星歯車装置４２、４４と第１噛合歯車対３８、第２噛合歯車対４０、４つのクラッチＣ１〜Ｃ４および２つのブレーキＢ１、Ｂ２によって前進７段の多段変速が達成されるため、簡単で軽量且つコンパクトに構成され、車両への搭載性が向上する。特に、第１噛合歯車対３８、第２噛合歯車対４０による動力伝達を接続、遮断する第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２が、主変速機構３６が配設された側と反対の入力軸２２に設けられているため、それ等のクラッチＣ１、Ｃ２の油路や支持構造等を簡単に構成できるとともに、自動変速機１４の全体の軸方向長さが短縮され、横置き型のトランスアクスルに好適に用いられる。本実施例では、クラッチＣ１、Ｃ２が軸方向において主変速機構３６と重なるように設けられているため、軸方向長さが一層短縮される。
【００３４】
また、入力軸２２から主変速機構３６へ動力を伝達する伝達機構が、主変速機構３６の遊星歯車装置４２、４４の両側に離間して設けられた噛合歯車対３８、４０によって構成されているため、遊星歯車装置４２、４４と噛合歯車対３８、４０とが干渉することなく入力軸２２と主変速機構３６、更には出力軸３４とを接近して配設でき、軸方向寸法だけでなく軸間距離も小さくなって一層コンパクトに構成される。
【００３５】
また、本実施例の自動変速機１４は、図２(b) から明らかなように、第１変速段「１ｓｔ」〜第６変速段「６ｔｈ」の間では、クラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１、Ｂ２の何れか２つを掴み換えるだけで各変速段の変速を行うことができる一方、第６変速段「６ｔｈ」と第７変速段「７ｔｈ」との間では、第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４が共に解放または係合されるが、第７変速段「７ｔｈ」では何れか一方が係合状態のままでも差し支えないため、変速に際しては何れか一方を先行して解放または係合すれば良く、実質的にそれ等の何れか１つとブレーキＢ２との掴み換えで変速制御を行うことができる。したがって、第１変速段「１ｓｔ」〜第７変速段「７ｔｈ」の総ての変速において、クラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１、Ｂ２の何れか２つを掴み換えるだけで良く、変速制御が容易で変速ショックの発生が抑制される。
【００３６】
一方、上記実施例の自動変速機１４は、ＣＲ−ＣＲ結合の遊星歯車装置を有する主変速機構３６を備えていたが、図３に示す自動変速機５０のように、ラビニヨ型の遊星歯車装置を有する主変速機構５２を採用することもできる。この場合は、ダブルピニオン型の第１遊星歯車装置５４と、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置５６とを備えており、第１遊星歯車装置５４および第２遊星歯車装置５６のキャリアＣＡおよびリングギヤＲがそれぞれ共通の部材にて構成されるとともに、第２遊星歯車装置５６のピニオンギヤが第１遊星歯車装置５４の第２ピニオンギヤ（外側のピニオンギヤ）を兼ねている。そして、第１遊星歯車装置５４のサンギヤＳ１によって第１回転要素ＲＭ１を構成し、第１遊星歯車装置５４および第２遊星歯車装置５６の共通のリングギヤＲによって第２回転要素ＲＭ２を構成し、第１遊星歯車装置５４および第２遊星歯車装置５６の共通のキャリアＣＡによって第３回転要素ＲＭ３を構成し、第２遊星歯車装置５６のサンギヤＳ２によって第４回転要素ＲＭ４を構成して、前記実施例と同様にクラッチＣ３、Ｃ４、およびブレーキＢ１、Ｂ２を用いて、各回転要素ＲＭ１〜ＲＭ４を相互に、或いはハウジング２８、第１噛合歯車対３８、第２噛合歯車対４０、出力軸３４に連結すれば、図４に示すように前記実施例と同様の共線図が得られ、同じ作動表に従って前進７段および後進１段の変速段を成立させることができる。また、各変速段の変速比は、第１遊星歯車装置５４、第２遊星歯車装置５６の各ギヤ比ρ１、ρ２や、第１噛合歯車対３８、第２噛合歯車対４０のギヤ比ｉ１、ｉ２によって適宜定められる。図３および図４は、前記図１および図２に対応する図である。
【００３７】
本実施例では、前記実施例と同様の作用効果が得られるのに加えて、ラビニヨ型の遊星歯車装置を有する主変速機構５２が用いられているため、軸方向長さを一層短くすることができる。
【００３８】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された車両用駆動装置（トランスアクスル）の構成を説明する骨子図である。
【図２】図１の自動変速機の各変速段を成立させるためのクラッチおよびブレーキの係合、解放状態を説明する図で、(a) は共線図、(b) は作動表である。
【図３】本発明の別の実施例を説明する図で、図１に対応する骨子図である。
【図４】図３の自動変速機の各変速段を成立させるためのクラッチおよびブレーキの係合、解放状態を説明する図で、(a) は共線図、(b) は作動表である。
【符号の説明】
１０：エンジン（動力源） １４、５０：自動変速機 ２２：入力軸（入力部材） ３４：出力軸（出力部材） ３６、５２：主変速機構（変速機構） ３８：第１噛合歯車対（伝達機構） ４０：第２噛合歯車対（伝達機構） ４２、４４、５４、５６：遊星歯車装置 Ｃ１：第１クラッチ（断続装置） Ｃ２：第２クラッチ（断続装置）
Claims (7)
- 動力源によって回転駆動される入力部材と、
該入力部材と平行な軸心まわりに回転可能に配設された出力部材と、
該出力部材と同心に配設された遊星歯車式の変速機構と、
前記入力部材と前記変速機構との間で動力伝達を行う２系統の伝達機構と、
該２系統の伝達機構に対応してそれぞれ設けられ、該伝達機構による動力伝達を接続、遮断する一対の断続装置と、
を有し、前記入力部材の回転を変速して前記出力部材から出力する自動変速機において、
前記一対の断続装置は、前記入力部材に配設されているとともに、
前記変速機構は２組の遊星歯車装置と複数のクラッチおよびブレーキを有し、前記一対の断続装置の接続、遮断の切換と合わせて７段の多段変速を達成するものであり、
前記２系統の伝達機構は、第１噛合歯車対および第２噛合歯車対にて構成されているとともに、該第１噛合歯車対のギヤ比ｉ１は該第２噛合歯車対のギヤ比ｉ２よりも大きく、
前記一対の断続装置は、前記第１噛合歯車対を前記入力部材に連結する第１クラッチ、および前記第２噛合歯車対を前記入力部材に連結する第２クラッチにて構成されており、
前記遊星歯車式の変速機構は、第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置を有し、該第１遊星歯車装置および該第２遊星歯車装置のサンギヤ、キャリア、およびリングギヤの一部が互いに連結されることによって４つの回転要素が構成されるとともに、該４つの回転要素の回転速度を直線で結ぶことができる共線図上において該４つの回転要素を一端から他端へ向かって順番に第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素、および第４回転要素とした時、第１回転要素は第３クラッチを介して前記第１噛合歯車対に選択的に連結され、第３回転要素は前記第２噛合歯車対に一体的に連結されるとともに第１ブレーキによって選択的に回転停止させられ、第４回転要素は第４クラッチを介して前記第１噛合歯車対に選択的に連結されるとともに第２ブレーキによって選択的に回転停止させられ、第２回転要素は前記出力部材に連結されて回転を出力するようになっている
ことを特徴とする自動変速機。 - 動力源によって回転駆動される入力部材と、
該入力部材と平行な軸心まわりに回転可能に配設された出力部材と、
該出力部材と同心に配設された遊星歯車式の変速機構と、
前記入力部材と前記変速機構との間で動力伝達を行う２系統の伝達機構と、
該２系統の伝達機構に対応してそれぞれ設けられ、該伝達機構による動力伝達を接続、遮断する一対の断続装置と、
を有し、前記入力部材の回転を変速して前記出力部材から出力する自動変速機において、
前記一対の断続装置は、前記入力部材に配設されているとともに、
前記変速機構は２組の遊星歯車装置と複数のクラッチおよびブレーキを有し、前記一対の断続装置の接続、遮断の切換と合わせて７段の多段変速を達成するものであり、
前記２系統の伝達機構は、第１噛合歯車対および第２噛合歯車対にて構成されているとともに、該第１噛合歯車対のギヤ比ｉ１は該第２噛合歯車対のギヤ比ｉ２よりも大きく、
前記一対の断続装置は、前記第１噛合歯車対を前記入力部材に連結する第１クラッチ、および前記第２噛合歯車対を前記入力部材に連結する第２クラッチにて構成されており、
前記遊星歯車式の変速機構は、第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置を有し、
該第１遊星歯車装置および該第２遊星歯車装置のサンギヤ、キャリア、およびリングギヤの一部が互いに連結されることによって４つの回転要素が構成されるとともに、該４つの回転要素の回転速度を直線で結ぶことができる共線図上において該４つの回転要素を一端から他端へ向かって順番に第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素、および第４回転要素とした時、第１回転要素は第３クラッチを介して前記第１噛合歯車対に選択的に連 結され、第３回転要素は前記第２噛合歯車対に一体的に連結されるとともに第１ブレーキによって選択的に回転停止させられ、第４回転要素は第４クラッチを介して前記第１噛合歯車対に選択的に連結されるとともに第２ブレーキによって選択的に回転停止させられ、第２回転要素は前記出力部材に連結されて回転を出力するようになっている一方、
前記第１クラッチ、第３クラッチ、および第１ブレーキが係合させられることによって最も大きな変速比の第１変速段が成立させられ、前記第１クラッチ、第３クラッチ、および第２ブレーキが係合させられることによって前記第１変速段よりも変速比が小さい第２変速段が成立させられ、前記第１クラッチ、第３クラッチ、および第４クラッチが係合させられることによって前記第２変速段よりも変速比が小さい第３変速段が成立させられ、前記第１クラッチ、第２クラッチ、および第３クラッチが係合させられることによって前記第３変速段よりも変速比が小さい第４変速段が成立させられ、前記第２クラッチ、第３クラッチ、および第４クラッチが係合させられることによって前記第４変速段よりも変速比が小さい第５変速段が成立させられ、前記第１クラッチ、第２クラッチ、および第４クラッチが係合させられることによって前記第５変速段よりも変速比が小さい第６変速段が成立させられ、前記第２クラッチ、および第２ブレーキが係合させられることによって前記第６変速段よりも変速比が小さい第７変速段が成立させられ、前記第１クラッチ、第４クラッチ、および第１ブレーキが係合させられることによって後進変速段が成立させられる
ことを特徴とする自動変速機。 - 前記第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置は何れもシングルピニオン型であり、
前記第１回転要素は第１遊星歯車装置のサンギヤで、前記第２回転要素は互いに連結された前記第１遊星歯車装置のキャリアおよび前記第２遊星歯車装置のリングギヤで、前記第３回転要素は互いに連結された前記第１遊星歯車装置のリングギヤおよび前記第２遊星歯車装置のキャリアで、前記第４回転要素は前記第２遊星歯車装置のサンギヤである
ことを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速機。 - 前記第１遊星歯車装置はダブルピニオン型で、前記第２遊星歯車装置はシングルピニオン型であり、
前記第１回転要素は第１遊星歯車装置のサンギヤで、前記第２回転要素は互いに連結された前記第１遊星歯車装置および前記第２遊星歯車装置のリングギヤで、前記第３回転要素は互いに連結された前記第１遊星歯車装置および前記第２遊星歯車装置のキャリアで、前記第４回転要素は前記第２遊星歯車装置のサンギヤである
ことを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速機。 - 前記一対の断続装置を構成している前記第１クラッチおよび前記第２クラッチは、軸方向において前記変速機構と重なるように設けられている
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の自動変速機。 - 前記自動変速機は車両用である
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の自動変速機。 - 前記２系統の伝達機構を構成している前記第１噛合歯車対および前記第２噛合歯車対は、前記変速機構の前記第１遊星歯車装置および前記第２遊星歯車装置の両側に離間して設けられている
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の自動変速機。
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