JP4120341B2 - 車両用自動変速装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用自動変速装置、詳しくは、より多くの変速段を達成するように構成された車両用自動変速装置の小型軽量化及びローコスト化の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来主流であった前進3〜4速から前進5〜6速というより多くの変速段を達成する車両用自動変速装置が開発されている。そのような自動変速装置は走行性能に優れて運転者の走りに対する要求や感覚を満足させるばかりでなく、燃費性能にも優れて省資源・環境保全に寄与する。ただし変速段数が多くなるとそれだけ装置が複雑化・大型化する傾向があるので、歯車機構の簡素化、動力伝達経路の短縮化、回転要素や締結要素の少数化等を図り、十分なギヤ比レンジを維持しつつ、簡素・小型軽量で車両への搭載性・レイアウト性に優れ、かつローコストな多段自動変速装置の出現が望まれている。
【0003】
図16に従来の多段自動変速装置の代表的な1例を示す(特許文献1参照)。この変速装置aは、入力軸b上に、主と副2つの遊星歯車機構c,dを並べて配置している。主の遊星歯車機構cはラビニオ型と称される複合型遊星歯車機構であって、大小2つのサンギヤe,fと、相互に噛合しかつ各サンギヤe,fと噛合する長短2つのピニオンg,hと、両ピニオンg,hを支持する単一のキャリヤiと、ロングピニオンgと噛合する単一のリングギヤjとを含む。そして前進時には小径のサンギヤf(前進用入力部)に動力が伝達され、後進時には大径のサンギヤe(後進用入力部)に動力が伝達される。またリングギヤjが当該変速装置aの出力ギヤkと結合している(出力部)。
【0004】
一方、副の遊星歯車機構dは、単列型(単純)遊星歯車機構であって、サンギヤmがケースnに固定され、リングギヤo(入力部)に入力軸bの回転が入力され、キャリヤp(出力部)から減速された回転が出力される。そして主歯車機構cの前進用入力部f及び後進用入力部eと、副歯車機構dの出力部pとの間に、動力の伝達を断接する前進用クラッチq及び後進用クラッチrがそれぞれ備えられている。変速装置aは、他に複数のクラッチやブレーキあるいはワンウェイクラッチを備え、これらの選択的作動により前進6速及び後進1速を達成する。例えば前進1速では前進用クラッチqを締結し後進用クラッチrを解放して小径のサンギヤfにのみ副歯車機構dの減速回転を伝達する。一方、後進1速では逆に後進用クラッチrを締結し前進用クラッチqを解放して大径のサンギヤeにのみ副歯車機構dの減速回転を伝達する。
【0005】
図17に従来の多段自動変速装置の別の例を示す(特許文献2参照)。先の従来例と同じ又は類似・相当する構成要素には同じ符号を用いる。この変速装置aもまた、入力軸b上に(入力軸bの軸心上に)、主と副2つの遊星歯車機構c,dを並べて配置している。主の遊星歯車機構cはシンプソン型と称される複列型遊星歯車機構であって、それぞれサンギヤe,fと、キャリヤs,tと、リングギヤu,vとを含む2つの遊星歯車機構が連係している。そして前進時には図面上左側のサンギヤf(前進用入力部)に動力が伝達され、後進時には右側のサンギヤe(後進用入力部)に動力が伝達される。また右側のリングギヤu及び左側のキャリヤtが当該変速装置aの出力軸kと結合している(出力部)。
【0006】
一方、副の遊星歯車機構dは、単列型遊星歯車機構であって、サンギヤmがケースnに固定され、リングギヤo(入力部)に入力軸bの回転が入力され、キャリヤp(出力部)から減速された回転が出力される。そして主歯車機構cの後進用入力部eと、副歯車機構dの出力部pとの間に、動力の伝達を断接する後進用クラッチrが備えられている。また主歯車機構cの前進用入力部fと、入力軸bとの間に、動力の伝達を断接する前進用クラッチqが備えられている。変速装置aは、他に複数のクラッチやブレーキあるいはワンウェイクラッチを備え、これらの選択的作動により前進5〜6速及び後進1速を達成する。例えば前進1速では前進用クラッチqを締結し後進用クラッチrを解放して左側のサンギヤfにのみ入力軸bの直結回転を伝達する。一方、後進1速では逆に後進用クラッチrを締結し前進用クラッチqを解放して右側のサンギヤeにのみ副歯車機構dの減速回転を伝達する。
【0007】
【特許文献1】
特開2000−220705号公報(図1)
【特許文献2】
特開2001−349390号公報(図9)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
図16に例示した変速装置aの場合、前進用クラッチq及び後進用クラッチrのいずれもが副歯車機構dと主歯車機構cとの間(より詳しくは副歯車機構dの出力部pと主歯車機構cの各入力部e,fとの間)に配置されている。したがって両クラッチq,rとも動力の流れ方向において副歯車機構dの下流に配置され、その結果、前進用クラッチq及び後進用クラッチrのいずれもが副歯車機構dで減速された回転、つまり増幅されたトルクの通過を被る。よって両クラッチq,rともにトルク容量を大きくする必要性が生じ、例えば多板式のクラッチであればクラッチ枚数の増大、クラッチ径の増大、それに伴う軸方向及び径方向の設置スペースの増大、並びにクラッチ締結用作動油圧の増大等の種々の不利益がもたらされる。またトルク耐久性が低下する不具合も発生する。
【0009】
このような問題に対処するためには少なくともいずれか一方のクラッチq又はrを副歯車機構dの上流、すなわち入力軸bと副歯車機構dの間に配置することが考えられる。しかし図16に例示した変速装置aではそのような配置ができないのである。なぜならば、共通する単一の副歯車機構dから出力された唯一の減速回転を前進用入力部f又は後進用入力部eのいずれかに選択的に切り換えて伝達するので、前進用クラッチq及び後進用クラッチrの両方を副歯車機構dの下流に配置する他ないからである。もっとも、前進用の動力伝達経路上に前進用の副歯車機構を配置し、後進用の動力伝達経路上に後進用の副歯車機構を配置すれば、互いに相手の動作に拘束されないから、各々の経路においてクラッチを副歯車機構の上流に配置しようが下流に配置しようが自由にできる。しかし副歯車機構を2つ備えること自体、変速装置全体の簡素化・小型軽量化・ローコスト化を阻害する。
【0010】
これに対し、図17に例示した変速装置aは1つの対応策を提供する。すなわち、後進用動力伝達経路上にのみ副歯車機構dを配置し、前進用動力伝達経路上には副歯車機構を配置せずに、後進用入力部eにのみ減速回転が伝達され、前進用入力部fには入力軸bの直結回転が伝達されるように構成するのである。こうすれば、前進用動力伝達経路上の前進用クラッチqはトルク容量確保及びトルク耐久性低下の問題から免れ、トルク容量を確保しなければならないクラッチ、あるいはトルク耐久性を懸念しなければならないクラッチは後進用クラッチrの1つで済む。併せて、前進用クラッチqだけでなく、前進用動力伝達経路を構成するその他の軸要素や回転要素等を細くしたり短小軽薄化することができ、変速装置aの小型軽量化に寄与する。
【0011】
しかしそれでもまだ解決すべき問題が残されている。第1に、図17に例示した変速装置とは逆に、前進用動力伝達経路上にのみ副歯車機構を配置し、前進用入力部にのみ減速回転が伝達されるようにする技術の提案が現在のところ見当たらない。第2に、図17に例示した変速装置では、依然として後進用クラッチのトルク容量を大きくする必要性があり、またトルク耐久性を懸念しなければならない。本発明はこれらの問題を解消し、多段自動変速装置のさらなる簡素化・小型軽量化・ローコスト化を図ることを課題とする。以下、その他の課題を含め本発明を詳しく説明する。
【0014】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本願の請求項1に記載の発明は、入力軸上に、変速装置の出力部を有する主歯車機構と、該主歯車機構へ入力軸の回転を減速して出力する副歯車機構とを並べて配置した車両用自動変速装置であって、上記主歯車機構に、前進時に動力が伝達される前進用入力部及び後進時に動力が伝達される後進用入力部を設け、上記前進用入力部と副歯車機構の出力部とを結合し、該副歯車機構の入力部と入力軸との間に前進用クラッチを、上記後進用入力部と入力軸との間に後進用クラッチをそれぞれ備えたことを特徴とする。
【0015】
この発明によれば、前進用動力伝達経路上にのみ副歯車機構を配置し、後進用動力伝達経路上には副歯車機構を配置せずに、前進用入力部にのみ減速回転が伝達され、後進用入力部には入力軸の直結回転が伝達されるように構成している。しかも、その場合に、前進用クラッチを副歯車機構の上流に、後進用クラッチを主歯車機構の上流にそれぞれ配置したから、前進用クラッチ及び後進用クラッチの両者がトルク容量確保及びトルク耐久性低下の問題から免れ、結局、トルク容量を確保しなければならないクラッチ、あるいはトルク耐久性を懸念しなければならないクラッチがいっさいなくなる。
【0018】
次に、請求項2に記載の発明は、上記請求項1に記載の発明において、主歯車機構は、前進用クラッチの締結時に動力が伝達される第1のサンギヤと、後進用クラッチの締結時に動力が伝達され、2−4ブレーキの締結時に固定される第2のサンギヤと、3−4クラッチの締結時に動力が伝達され、ローリバースブレーキの締結時に固定されるキャリヤと、出力回転が伝達されるリングギヤとを有し、上記複数のクラッチ及びブレーキの選択的作動により単独で前進4速及び後進1速が達成可能な複合型又は複列型の遊星歯車機構であり、前進用入力部は上記第1のサンギヤ、後進用入力部は上記第2のサンギヤ、及び出力部は上記リングギヤを含むことを特徴とする。
【0019】
この発明によれば、従来の前進3〜4速及び後進1速が達成可能な自動変速装置をそのまま利用して、前進5〜6速及び後進1速というより多くの変速段を達成する車両用自動変速装置を容易に派生することができる。すなわち、既存の変速装置を主歯車機構とし、これと副歯車機構とを並べて組み合わせるだけで、本発明に係る多段の車両用自動変速装置を得ることができる。これにより、仕様の異なる変速装置間で主要となる歯車機構の共通化が促進され、製造コストが削減し、変速装置のさらなるローコスト化が図られる。
【0020】
次に、請求項3に記載の発明は、上記請求項1または2のいずれかに記載の発明において、副歯車機構は、シングルピニオン式又はダブルピニオン式の単列型遊星歯車機構であることを特徴とする。
【0021】
この発明によれば、副歯車機構が単純な構成の単列型遊星歯車機構であるから、変速装置全体の簡素化・小型軽量化・ローコスト化が阻害されない。
【0022】
次に、請求項4に記載の発明は、上記請求項1から3のいずれかに記載の発明において、主歯車機構に第3の入力部を設け、該第3の入力部と入力軸との間に第3のクラッチを備え、該第3のクラッチと並列に入力軸側からの回転に対してはロックし第3の入力部側からの回転に対してはフリーとなるワンウェイクラッチを配設したことを特徴とする。
【0023】
この発明によれば、パワーオンの加速時は、第3のクラッチが解放であっても、ワンウェイクラッチを介して入力軸から第3の入力部ないし主歯車機構へ動力が伝達される。一方、パワーオフの減速時は、第3のクラッチが解放であると惰性走行距離(コースト距離)が延び、締結であるとエンジンブレーキが効く。よって例えば減速時は基本的に第3のクラッチを解放してエンジンブレーキを効かさないようにし、コースト距離を拡大して燃費の向上を図り、ただし強制的にエンジンブレーキが必要となった場合に限って第3のクラッチを締結する、といったように変速制御を多様化することが可能となる。このような変速制御は4〜6速といった比較的高速段において特に好適である。
【0024】
次に、請求項5に記載の発明は、上記請求項1から3のいずれかに記載の発明において、主歯車機構に第3の入力部を設け、該第3の入力部と入力軸との間に入力軸側からの回転に対してはロックし第3の入力部側からの回転に対してはフリーとなるワンウェイクラッチのみを配設したことを特徴とする。
【0025】
この発明によれば、請求項4に記載の発明と異なり、パワーオフの減速時は常にコースト距離が延び、燃費の向上が図られる。以下、参考例を参照しながら実施の形態を通して本発明をさらに詳しく説明する。
【0026】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に関連する第1の参考例に係る車両用自動変速装置1の骨子図である。図2は該変速装置1の複数の締結要素C1(101)、C2(102)、C3(103)、B1(201)、B2(202)及びOWC1(301)と変速段との関係を示すテーブル(締結要素の作動テーブル)である。このテーブルにおいて「○」は締結要素が作動すなわち締結又はロックであることを示す。
【0027】
この変速装置1は、入力軸10上に、変速装置1の出力部20を有する主歯車機構50と、該主歯車機構50へ入力軸10の回転を減速して出力する副歯車機構40とを並べて配置している。主歯車機構50には、前進時に動力が伝達される前進用入力部51と、後進時に動力が伝達される後進用入力部52とを設けている。前進用入力部51と副歯車機構40の出力部42との間に前進用クラッチ101を備え、後進用入力部52と入力軸10との間に後進用クラッチ103を備えている。なお、図示しないが、この変速装置1の上流にエンジン及びトルクコンバータが備えられており、それらからトルクTが入力軸10に供給される。また、この変速装置1の下流に差動装置等が備えられており、この変速装置1で変速された出力は出力部20から上記差動装置等を経て左右の駆動輪に伝達される。
【0028】
主歯車機構50はシンプソン型と称される複列型遊星歯車機構である。すなわち、それぞれサンギヤ51,52と、ピニオン53,54を支持するキャリヤ55,56と、リングギヤ57,58とを含む2つの遊星歯車機構が連係している。前進時には図面上右側のサンギヤ51(前進用入力部)に動力が伝達され、後進時には左側のサンギヤ52(後進用入力部)に動力が伝達される。左側のリングギヤ58と右側のキャリヤ55とが結合し、これら55,58が当該変速装置1の出力ギヤ20と結合している(出力部)。
【0029】
一方、副歯車機構40はシングルピニオン式の単列型遊星歯車機構である。サンギヤ41がケース30に固定され、リングギヤ43(入力部)に入力軸10の回転が入力され、キャリヤ42(出力部)から正転かつ減速された回転が出力される。すなわち副歯車機構40は主歯車機構50への入力トルク及び入力回転を変換する機能を有する。主歯車機構50の前進用サンギヤ51と副歯車機構40のキャリヤ42との間に動力の伝達を断接する多板式の前進用クラッチ(C1)101が備えられている。主歯車機構50の後進用サンギヤ52と入力軸10との間に動力の伝達を断接する多板式の後進用クラッチ(C3)103が備えられている。主歯車機構50の右側のリングギヤ57と左側のキャリヤ56とが結合し、これら(第3の入力部)56,57と入力軸10との間に第3のクラッチ(C2)102が備えられている。
【0030】
変速装置1は、他に、後進用サンギヤ52を固定するバンド式のブレーキ(B1:第1のブレーキ)201と、第3の入力部56,57を固定する多板式のブレーキ(B2:第2のブレーキ)202と、第3の入力部56,57とケース30との間に配設されたワンウェイクラッチ(OWC1)301とを有する。そして、変速装置1は、これらの複数の締結要素101〜103,201,202,301の選択的作動により、前進6速及び後進1速といったワイドレンジなギヤ比を、適切なギヤ比間ステップで達成する。
【0031】
例えば前進1速では前進用クラッチ101と多板式ブレーキ202とが締結される。これにより前進用サンギヤ51に副歯車機構40の減速回転が入力され、キャリヤ56及びリングギヤ57が固定されて、もう一方のキャリヤ55及びリングギヤ58を介して出力ギヤ20が最も大きい減速比で回転する。前進2速では前進用クラッチ101とバンド式ブレーキ201とが締結される。これにより前進用サンギヤ51に減速回転が入力され、後進用サンギヤ52が固定されて、出力ギヤ20が少し小さい減速比で回転する。前進3速では前進用クラッチ101と後進用クラッチ103とが締結される。これにより前進用サンギヤ51に減速回転が入力され、後進用サンギヤ52に入力軸10の直結回転が入力されて、出力ギヤ20がより少し小さい減速比で回転する。
【0032】
また前進4速では前進用クラッチ101と第3のクラッチ102とが締結される。これにより前進用サンギヤ51に減速回転が入力され、第3の入力部56,57に直結回転が入力されて、出力ギヤ20がより少し小さい減速比で回転する。前進5速では第3のクラッチ102と後進用クラッチ103とが締結される。これにより後進用サンギヤ52及び第3の入力部56,57に直結回転が入力されて、出力ギヤ20がより少し小さい減速比で回転する。前進6速では第3のクラッチ102とバンド式ブレーキ201とが締結される。これにより第3の入力部56,57に直結回転が入力され、後進用サンギヤ52が固定されて、出力ギヤ20が最も小さい減速比で回転する。
【0033】
一方、後進1速では後進用クラッチ103と多板式ブレーキ202とが締結される。これにより後進用サンギヤ52に入力軸10の直結回転が入力され、キャリヤ56及びリングギヤ57が固定されて、出力ギヤ20が大きい減速比で逆回転する。このように、この変速装置1の場合、1つの単列型遊星歯車機構40(シングルピニオン式であるかダブルピニオン式であるかを問わない)と、1つのシンプソン型の複列型遊星歯車機構50とを並べて組み合わせる、といった単純・簡素な構成でありながら、前進6速及び後進1速といったより多くの変速段を達成する。
【0034】
そのうえで、この変速装置1の場合、前進用クラッチ101のみを副歯車機構40と主歯車機構50との間(より詳しくは副歯車機構40のキャリヤ42と主歯車機構50の前進用サンギヤ51との間)に配置している。すなわち、前進用動力伝達経路上にのみ副歯車機構40を配置して、前進用サンギヤ51にのみ該副歯車機構40の減速回転が伝達されるように構成している。これに対し、後進用クラッチ103は入力軸10と主歯車機構50との間(より詳しくは入力軸10と主歯車機構50の後進用サンギヤ52との間)に配置している。すなわち、後進用動力伝達経路上には副歯車機構を配置せずに、後進用サンギヤ52には入力軸10の直結回転が伝達されるように構成している。
【0035】
したがって、後進用動力伝達経路上の後進用クラッチ103は、増幅されたトルクの通過を被らずに済み、トルク容量を大きくする必要性がない。その結果、クラッチ枚数の増大、クラッチ径の増大、それに伴う軸方向及び径方向の設置スペースの増大、並びにクラッチ締結用作動油圧の増大等の種々の不利益が解消する。またトルク耐久性が低下する不具合も解消する。加えて、後進用クラッチ103のみならず、後進用動力伝達経路を構成するその他の軸要素や回転要素等を細くしたり短小軽薄化することができ、この変速装置1全体の簡素化・小型軽量化・ローコスト化に寄与する。
【0036】
そして、この変速装置1は、1軸構造で、入力軸10上にすべての構成要素が配設されている。よって、車体幅方向のみならず、車体前後方向にもコンパクトで、例えばエンジン横置きのFF(フロントエンジン・フロントドライブ)車両等にも好適に搭載可能である。
【0037】
次に図3及び図4を参照して本発明の第2の参考例を説明する。先の参考例と同じ又は類似・相当する構成要素には同じ符号を用い、特徴点のみ説明する。
【0038】
この参考例では、主歯車機構50の第3の入力部56,57と入力軸10との間において、第3のクラッチ102と並列に、第2のワンウェイクラッチ(OWC2)302を配設している。このワンウェイクラッチ302は、入力軸10側からの回転に対してはロックし、第3の入力部56,57側からの回転に対してはフリーとなる。
【0039】
それゆえ、パワーオンの加速時は、第3のクラッチ102を解放していても、ワンウェイクラッチ302を介して入力軸10から第3の入力部56,57ないし主歯車機構50へ動力が伝達される。一方、パワーオフの減速時は、第3のクラッチ102を解放するとコースト距離が延び、締結するとエンジンブレーキが効く。よって例えば減速時は基本的に第3のクラッチ102を解放してエンジンブレーキを効かさないようにし、コースト距離を拡大して燃費の向上を図りつつ、ただし強制的にエンジンブレーキが必要となった場合に限って第3のクラッチ102を締結する、といったような多様な変速制御を実行することが可能となる。
【0040】
上記のような変速制御は4〜6速といった比較的高速段において特に好適である。図4の締結要素の作動テーブルにおいて「○Cst」はコースト時にエンジンブレーキを効かせたい場合にのみ第3のクラッチ102を締結することを示している。すなわち第3のクラッチ102はエンジンブレーキ用のクラッチであるといえ、基本的に、4速では前進用クラッチ101のみ、5速では後進用クラッチ103のみ、そして6速ではバンド式ブレーキ201のみ締結すればよくなる。
【0041】
次に図5及び図6を参照して本発明の第3の参考例を説明する。先の参考例と同じ又は類似・相当する構成要素には同じ符号を用い、特徴点のみ説明する。
【0042】
この参考例では、第3のクラッチ102を完全に廃止し、主歯車機構50の第3の入力部56,57と入力軸10との間に第2のワンウェイクラッチ302のみを配設している。それゆえ、第2の参考例と異なり、4〜6速の高速段では、パワーオフの減速時は常にコースト距離が延び、燃費の向上が図られる。エンジンブレーキは他の1〜3速といった比較的低速段でのみ効かせる。
【0043】
ここで、前進用クラッチ101と第3のクラッチ102あるいは第2のワンウェイクラッチ302とを共に作動させて達成される変速段(図2、図4及び図6における4速)を廃止すれば(そのためには油圧制御回路に配設したソレノイド弁の制御パターンを1つ廃止するだけでよい)、図7〜図9に示すように前進5速及び後進1速の変速装置を容易に派生することができる(ギヤ比間ステップも適切に維持される)。なお、図7は図1及び図2に示した変速装置、図8は図3及び図4に示した変速装置、そして図9は図5及び図6に示した変速装置から派生した場合を示す。
【0044】
次に図10を参照して本発明の第4の参考例を説明する。先の参考例と同じ又は類似・相当する構成要素には同じ符号を用い、特徴点のみ説明する。
【0045】
この参考例では、副歯車機構40として、シングルピニオン式の単列型遊星歯車機構に代えて、ダブルピニオン式の単列型遊星歯車機構を採用している。この場合、サンギヤ41がケース30に固定され、キャリヤ42(入力部)に入力軸10の回転が入力され、リングギヤ43(出力部)から正転かつ減速された回転が出力される。前進用クラッチ101は主歯車機構50の前進用サンギヤ51と副歯車機構40のリングギヤ43との間に備えられている。ダブルピニオン式はシングルピニオン式に比べて減速比がより大きくなるから(例えば第1〜第3の参考例で採用したシングルピニオン式の副歯車機構40では減速比がおよそ1.4〜1.6であるのに対し、この第4の参考例で採用したダブルピニオン式の副歯車機構40では減速比が1.7〜2.0である)、前進6速というワイドレンジなギヤ比への対応がより容易となる。
【0046】
ここで、上記変速装置1に採用する主歯車機構50として、例えば図11及び図12に示すような前進4速及び後進1速が達成可能な自動変速装置2を利用することができる。この変速装置2はシンプソン型の複列型遊星歯車機構であって、フォワードクラッチ101の締結時に動力が伝達される第1のサンギヤ51と、リバースクラッチ103の締結時に動力が伝達され、2−4ブレーキ201の締結時に固定される第2のサンギヤ52と、3−4クラッチ102の締結時に動力が伝達され、ローリバースブレーキ202の締結時に固定されるキャリヤ56及びリングギヤ57と、もう一方のキャリヤ55及び出力ギヤ20と結合され、出力回転が伝達されるリングギヤ58とを有する。変速装置2は、他に、キャリヤ56及びリングギヤ57とケース30との間に配設されたワンウェイクラッチ(OWC1)301を有し、これらの複数の締結要素101〜103,201,202,301の選択的作動により、単独で前進4速及び後進1速を達成する。
【0047】
そして、上記第1のサンギヤ51を前進用入力部(前進用サンギヤ)に、第2のサンギヤ52を後進用入力部(後進用サンギヤ)に、リングギヤ58、キャリヤ55及び出力ギヤ20を出力部に転用すれば、この従来の前進4速及び後進1速が達成可能な自動変速装置2をベースに利用して、前進6速及び後進1速というより多くの変速段を達成する自動変速装置1を容易に派生することができる。すなわち、既存の自動変速装置2を主歯車機構50とし、これと副歯車機構40とを並べて組み合わせるだけで、本発明に係る多段の車両用自動変速装置1を構築することができる。これにより、仕様の異なる変速装置1,2間で主要となる歯車機構の共通化が促進され、両変速装置1,2の製造コストが削減し、さらなるローコスト化が図られる。
【0048】
なお、この場合、フォワードクラッチ101が前進用クラッチC1に、3−4クラッチ102が第3のクラッチC2に、リバースクラッチ103が後進用クラッチC3に、2−4ブレーキ201が第1のブレーキB1に、そしてローリバースブレーキ202が第2のブレーキB2にそれぞれ転用される。
【0049】
次に図13を参照して本発明の実施の形態を説明する。先の参考例と同じ又は類似・相当する構成要素には同じ符号を用い、特徴点のみ説明する。
【0050】
この変速装置1は請求項1に記載の発明に相当する。すなわち、入力軸10上に、変速装置1の出力部20を有する主歯車機構50と、該主歯車機構50へ入力軸10の回転を減速して出力する副歯車機構40とを並べて配置している。主歯車機構50には、前進時に動力が伝達される前進用入力部51と、後進時に動力が伝達される後進用入力部52とを設けている。前進用入力部51と副歯車機構40の出力部42とを結合し、副歯車機構40の入力部43と入力軸10との間に前進用クラッチ101を備え、後進用入力部52と入力軸10との間に後進用クラッチ103を備えている。
【0051】
この変速装置1の場合、前進用クラッチ101を副歯車機構40の上流、すなわち副歯車機構40のリングギヤ43と入力軸10との間に配置したから、この前進用クラッチ101もまた、後進用クラッチ103と同様、トルク容量確保及びトルク耐久性低下の問題から免れ、結局、この変速装置1からトルク容量を確保しなければならないクラッチ、あるいはトルク耐久性を懸念しなければならないクラッチがいっさいなくなる。
【0052】
次に図14を参照して本発明の第5の参考例を説明する。先の参考例と同じ又は類似・相当する構成要素には同じ符号を用い、特徴点のみ説明する。
【0053】
この変速装置1は、入力軸10上に、変速装置1の出力部20を有する主歯車機構50と、該主歯車機構50へ入力軸10の回転を減速して出力する副歯車機構40とを並べて配置している。主歯車機構50には、前進時に動力が伝達される前進用入力部51と、後進時に動力が伝達される後進用入力部52とを設けている。後進用入力部52と副歯車機構40の出力部42とを結合し、副歯車機構40の入力部43と入力軸10との間に後進用クラッチ103を備え、前進用入力部51と入力軸10との間に前進用クラッチ101を備えている。
【0054】
主歯車機構50はラビニオ型と称される複合型遊星歯車機構である。すなわち、大小2つのサンギヤ51,52と、相互に噛合しかつ各サンギヤ51,52と噛合する長短2つのピニオン151,152と、両ピニオン151,152を支持する単一のキャリヤ153と、ロングピニオン152と噛合する単一のリングギヤ154とを含む。前進時には小径のサンギヤ51(前進用入力部)に動力が伝達され、後進時には大径のサンギヤ52(後進用入力部)に動力が伝達される。リングギヤ154が当該変速装置1の出力ギヤ20と結合している(出力部)。キャリヤ153が第3の入力部を構成する。
【0055】
この変速装置1の場合、先の参考例等と逆に、後進用動力伝達経路上にのみ副歯車機構40を配置して、後進用サンギヤ52にのみ該副歯車機構40の減速回転が伝達されるように構成している。そして、前進用動力伝達経路上には副歯車機構を配置せずに、前進用サンギヤ51には入力軸10の直結回転が伝達されるように構成している。しかも、後進用クラッチ103を副歯車機構40の上流、すなわち副歯車機構40のリングギヤ43と入力軸10との間に配置したから、この後進用クラッチ103もまた、前進用クラッチ101と同様、トルク容量確保及びトルク耐久性低下の問題から免れ、結局、この変速装置1からトルク容量を確保しなければならないクラッチ、あるいはトルク耐久性を懸念しなければならないクラッチがいっさいなくなる。
【0056】
なお、上記実施の形態及び第5の参考例において、第2の参考例に準じて第2のワンウェイクラッチ302を設けたり、第3の参考例に準じて第3のクラッチ102を廃止したり、図7〜図9に準じて前進5速に派生したり、あるいは第4の参考例に準じてダブルピニオン式の副歯車機構40を採用してもよい。
【0057】
次に図15を参照して本発明の第6の参考例を説明する。先の参考例と同じ又は類似・相当する構成要素には同じ符号を用い、特徴点のみ説明する。
【0058】
この変速装置1は図14の変速装置1において後進用クラッチ103を副歯車機構40の下流、すなわち副歯車機構40のキャリヤ42と主歯車機構50の後進用サンギヤ52との間に配置し、前進用クラッチ101のみがトルク容量確保の問題から免れるようにしたものである。その意味では、図17に例示した変速装置aと同様であるが、図17の変速装置aでは主歯車機構cがシンプソン型の複列型遊星歯車機構であるのに対し、この図15の変速装置1では主歯車機構50がラビニオ型の複合型遊星歯車機構である点で異なる。また、第2の参考例に準じて第2のワンウェイクラッチ302を設けたり、第3の参考例に準じて第3のクラッチ102を廃止したり、図7〜図9に準じて前進5速に派生したり、あるいは第4の参考例に準じてダブルピニオン式の副歯車機構40を採用してもよく、そうすれば図17に例示した変速装置aとの相違点が増加する。
【0059】
【発明の効果】
以上具体例を挙げて詳しく説明したように、本発明は、前進5〜6速といったより多段の車両用自動変速装置において、歯車機構の簡素化、動力伝達経路の短縮化、回転要素や締結要素の少数化等を図り、もって十分なギヤ比レンジを維持しつつ、簡素・小型軽量で車両への搭載性・レイアウト性に優れ、かつローコストな多段自動変速装置を提供する。本発明は、前進5〜6速といったより多くの変速段を達成するように構成された車両用自動変速装置の技術分野において幅広い産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の参考例に係る車両用自動変速装置の骨子図である。
【図2】 第1の参考例に係る自動変速装置の複数の締結要素と変速段との関係を示すテーブル(締結要素の作動テーブル)である。
【図3】 本発明の第2の参考例に係る車両用自動変速装置の骨子図である。
【図4】 第2の参考例に係る自動変速装置の締結要素の作動テーブルである。
【図5】 本発明の第3の参考例に係る車両用自動変速装置の骨子図である。
【図6】 第3の参考例に係る自動変速装置の締結要素の作動テーブルである。
【図7】 図1及び図2に示した自動変速装置を前進5速及び後進1速の自動変速装置に派生したときの締結要素の作動テーブルである。
【図8】 図3及び図4に示した自動変速装置を前進5速及び後進1速の自動変速装置に派生したときの締結要素の作動テーブルである。
【図9】 図5及び図6に示した自動変速装置を前進5速及び後進1速の自動変速装置に派生したときの締結要素の作動テーブルである。
【図10】 本発明の第4の参考例に係る車両用自動変速装置の骨子図である。
【図11】 単独で前進4速及び後進1速が実現可能な自動変速装置の骨子図である。
【図12】 図11に示した自動変速装置の締結要素の作動テーブルである。
【図13】 本発明の実施の形態に係る車両用自動変速装置の骨子図である。
【図14】 本発明の第5の参考例に係る車両用自動変速装置の骨子図である。
【図15】 本発明の第5の参考例に係る車両用自動変速装置の骨子図である。
【図16】 従来の多段自動変速装置の代表的な1例を示す骨子図である。
【図17】 従来の多段自動変速装置の別の例を示す骨子図である。
【符号の説明】
1 車両用自動変速装置
10 入力軸
20 出力ギヤ(変速装置の出力部)
40 副歯車機構
42 キャリヤ(副歯車機構の出力部)
43 リングギヤ(副歯車機構の入力部)
50 主歯車機構
51 前進用サンギヤ(前進用入力部)
52 後進用サンギヤ(後進用入力部)
55 キャリヤ(変速装置の出力部)
56 キャリヤ(第3の入力部)
57 リングギヤ(第3の入力部)
58 リングギヤ(変速装置の出力部)
101 前進用クラッチ
102 第3のクラッチ
103 後進用クラッチ
302 ワンウェイクラッチ
Claims (5)
- 入力軸上に、変速装置の出力部を有する主歯車機構と、該主歯車機構へ入力軸の回転を減速して出力する副歯車機構とを並べて配置した車両用自動変速装置であって、上記主歯車機構に、前進時に動力が伝達される前進用入力部及び後進時に動力が伝達される後進用入力部を設け、上記前進用入力部と副歯車機構の出力部とを結合し、該副歯車機構の入力部と入力軸との間に前進用クラッチを、上記後進用入力部と入力軸との間に後進用クラッチをそれぞれ備えたことを特徴とする車両用自動変速装置。
- 主歯車機構は、前進用クラッチの締結時に動力が伝達される第1のサンギヤと、後進用クラッチの締結時に動力が伝達され、2−4ブレーキの締結時に固定される第2のサンギヤと、3−4クラッチの締結時に動力が伝達され、ローリバースブレーキの締結時に固定されるキャリヤと、出力回転が伝達されるリングギヤとを有し、上記複数のクラッチ及びブレーキの選択的作動により単独で前進4速及び後進1速が達成可能な複合型又は複列型の遊星歯車機構であり、前進用入力部は上記第1のサンギヤ、後進用入力部は上記第2のサンギヤ、及び出力部は上記リングギヤを含むことを特徴とする請求項1に記載の車両用自動変速装置。
- 副歯車機構は、シングルピニオン式又はダブルピニオン式の単列型遊星歯車機構であることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の車両用自動変速装置。
- 主歯車機構に第3の入力部を設け、該第3の入力部と入力軸との間に第3のクラッチを備え、該第3のクラッチと並列に入力軸側からの回転に対してはロックし第3の入力部側からの回転に対してはフリーとなるワンウェイクラッチを配設したことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の車両用自動変速装置。
- 主歯車機構に第3の入力部を設け、該第3の入力部と入力軸との間に入力軸側からの回転に対してはロックし第3の入力部側からの回転に対してはフリーとなるワンウェイクラッチのみを配設したことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の車両用自動変速装置。
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