JP5138514B2 - Automatic transmission - Google Patents
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Description
本発明は、入力軸の回転を入力軸と同心に配置した複数のプラネタリギヤを介して複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機に関する。 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 arranged concentrically with the input shaft and transmits it to an output member.
従来、この種の自動変速機として、特許文献1により、入力軸と同心に配置した第1と第2と第3の3つのプラネタリギヤと5個の係合要素とを用いて、前進6段の変速を行うものが知られている。このものでは、第1プラネタリギヤと第2プラネタリギヤとをシングルピニオン型のものとし、第3プラネタリギヤをダブルピニオン型のものとして、第1プラネタリギヤのサンギヤを入力軸に連結している。
Conventionally, as an automatic transmission of this type, according to
また、第2プラネタリギヤと第3プラネタリギヤとのリングギヤは同一部材で構成され、第2プラネタリギヤのキャリアが支持するピニオンを第3プラネタリギヤの一対のピニオンの一方を用い、第2プラネタリギヤのキャリアと第3プラネタリギヤのキャリアとを連結して、第2,第3プラネタリギヤで複式プラネタリギヤを構成している。複式プラネタリギヤは、第3プラネタリギヤのサンギヤから成る第1回転要素と、第3プラネタリギヤのリングギヤと共通の第2プラネタリギヤのリングギヤから成る第2回転要素と、第2プラネタリギヤのキャリアと第3プラネタリギヤのキャリアとを連結することで構成される第3回転要素と、第2プラネタリギヤのサンギヤから成る第4回転要素とを有する。これら第1乃至第4回転要素は、速度線図においてギヤ比に対応する間隔を存して順に並ぶ。そして、第1回転要素を第1プラネタリギヤのキャリアに連結すると共に、第3回転要素を出力部材に連結している。 The ring gears of the second planetary gear and the third planetary gear are formed of the same member, and the pinion supported by the carrier of the second planetary gear is one of the pair of pinions of the third planetary gear, and the carrier of the second planetary gear and the third planetary gear are used. And the second and third planetary gears constitute a double planetary gear. The compound planetary gear includes a first rotating element composed of a sun gear of the third planetary gear, a second rotating element composed of a ring gear of the second planetary gear shared with the ring gear of the third planetary gear, a carrier of the second planetary gear, and a carrier of the third planetary gear. And a fourth rotating element composed of a sun gear of the second planetary gear. These first to fourth rotating elements are arranged in order at intervals corresponding to the gear ratio in the velocity diagram. The first rotating element is connected to the carrier of the first planetary gear, and the third rotating element is connected to the output member.
また、係合要素として、第4回転要素と入力軸とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第1クラッチと、第2回転要素と入力軸とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第2クラッチと、第1回転要素を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第1ブレーキと、第2回転要素を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第2ブレーキと、第1プラネタリギヤのリングギヤを変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第3ブレーキとを備えている。 Further, as the engagement element, a first clutch that can be switched between a state in which the fourth rotation element and the input shaft are connected and a state in which the connection is cut off, a state in which the second rotation element and the input shaft are connected, and this connection A second clutch which can be switched to a state where the first rotation element is cut off, a first brake which can be switched between a state where the first rotating element is fixed to the transmission case and a state where the fixing is released, and a second rotating element which is switched to the transmission case A second brake that can be switched between a state of being fixed to the state and a state of releasing the fixing, a third brake that is switchable between a state of fixing the ring gear of the first planetary gear to the transmission case and a state of releasing the fixing. It has.
以上の構成によれば、第1クラッチと第2ブレーキとを係合することで1速段が確立され、第1クラッチと第1ブレーキとを係合することで2速段が確立され、第1クラッチと第3ブレーキとを係合することで3速段が確立され、第1クラッチと第2クラッチとを係合することで4速段が確立され、第2クラッチと第3ブレーキとを係合することで5速段が確立され、第2クラッチと第1ブレーキとを係合することで6速段が確立される。
上記従来例の噛合伝達効率を求めると、1速段では97.8%、2速段では97.9%、3速段では98.1%、4速段では100%、5速段では97.7%、6速段では97.0%、前進段の平均は98.1%となる。 The mesh transmission efficiency of the conventional example is 97.8% at the first speed stage, 97.9% at the second speed stage, 98.1% at the third speed stage, 100% at the fourth speed stage, and 97 at the fifth speed stage. 7%, 97.0% for 6th gear, and 98.1% for forward gear.
本発明は、従来よりも伝達効率の良い自動変速機を提供することをその課題としている。 An object of the present invention is to provide an automatic transmission with better transmission efficiency than in the past.
上記目的を達成するため、本発明は、入力軸の回転を入力軸と同心に配置した複数のプラネタリギヤを介して複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機であって、第1プラネタリギヤと第2プラネタリギヤと第3プラネタリギヤとを備え、第1プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア、リングギヤから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第1要素、第2要素及び第3要素とし、第2プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第4要素、第5要素及び第6要素とし、第3プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア、リングギヤから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第7要素、第8要素及び第9要素として、第3要素と第5要素とを連結して第1連結体が構成され、第4要素と第8要素とを連結して第2連結体が構成され、第9要素が入力軸に連結され、入力軸に平行に配置した出力部材たる出力軸に、第2要素が第1ギヤ列を介して連結されると共に、第6要素が第1ギヤ列とは異なるギヤ比の第2ギヤ列を介して連結され、第1要素と入力軸とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第1係合要素と、第1連結体と入力軸とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第2係合要素と、第1連結体を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第3係合要素と、第7要素を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第4係合要素と、第2連結体を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第5係合要素とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides an automatic transmission that shifts the rotation of an input shaft to a plurality of stages via a plurality of planetary gears arranged concentrically with the input shaft and transmits the transmission to an output member. , The second planetary gear and the third planetary gear, and the three elements including the sun gear, the carrier and the ring gear of the first planetary gear are arranged in the order corresponding to the gear ratio in the speed diagram in the order of arrangement, respectively. The fourth element, the fifth element, and the sixth element are arranged in the order corresponding to the gear ratio in the speed diagram, and the three elements including the sun gear, the carrier, and the ring gear of the second planetary gear are arranged as elements and a third element. And the three elements comprising the sun gear, the carrier, and the ring gear of the third planetary gear are arranged in the order corresponding to the gear ratio in the speed diagram. As the 7th element, the 8th element, and the 9th element, the 3rd element and the 5th element are connected to form the first connection body, and the 4th element and the 8th element are connected to form the 2nd connection body. The ninth element is connected to the input shaft, the second element is connected to the output shaft, which is an output member arranged parallel to the input shaft, via the first gear train, and the sixth element is connected to the first gear train. A first engagement element that is connected via a second gear train having a gear ratio different from that of the first engagement element and is switchable between a state in which the first element and the input shaft are connected to each other and a state in which the connection is cut off; A second engagement element that can be switched between a state in which the input shaft is connected and a state in which the connection is cut off, and a second engagement element that is switchable between a state in which the first connecting body is fixed to the transmission case and a state in which the fixing is released. A fourth engagement switchable between a state in which the three engagement elements and the seventh element are fixed to the transmission case and a state in which the fixation is released And iodine, characterized in that it comprises a fifth engagement element freely switched to a state of releasing the fixed state of fixing the second connecting member to the transmission case.
本発明によれば、後述する実施形態の説明から明らかなように、前進6段の変速を行うことができると共に、5速段、6速段等の高速段側の伝達効率が大きく向上して、全ての変速段のトータルの伝達効率が向上する。 According to the present invention, as will be apparent from the description of the embodiment to be described later, it is possible to perform forward six speeds and greatly improve the transmission efficiency on the high speed side such as the fifth speed and the sixth speed. , The total transmission efficiency of all gears is improved.
また、本発明において、第2連結体と入力軸とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第6係合要素を備えていれば、前進8段の変速を行うことができると共に、第1係合要素と第2係合要素とを係合させる変速段及び第2係合要素と第6係合要素とを係合させる変速段との2つの変速段において、第1プラネタリギヤ又は第2プラネタリギヤがロック状態となるため、噛合伝達効率は100%になり、全ての変速段のトータルの伝達効率が向上する。 Further, in the present invention, if a sixth engagement element that can be switched between a state in which the second connecting body and the input shaft are connected and a state in which the connection is cut off is provided, a forward eight-speed shift can be performed. And the first planetary gear in two speed stages, that is, a speed stage that engages the first engagement element and the second engagement element and a speed stage that engages the second engagement element and the sixth engagement element. Or since the 2nd planetary gear will be in a locked state, meshing transmission efficiency will be 100% and the total transmission efficiency of all the gear stages will improve.
また、本発明において、第1プラネタリギヤと前記第3プラネタリギヤとの一方及び前記第2プラネタリギヤはシングルピニオン型のプラネタリギヤで構成され、第1プラネタリギヤと第3プラネタリギヤとの他方はダブルピニオン型のプラネタリギヤで構成してもよく、また、第1〜第3プラネタリギヤの全てをシングルピニオン型のプラネタリギヤで構成してもよい。シングルピニオン型のプラネタリギヤを用いることにより噛合回数を減少させることができるため、より伝達効率を向上させることができる。 In the present invention, one of the first planetary gear and the third planetary gear and the second planetary gear are configured by a single pinion type planetary gear, and the other of the first planetary gear and the third planetary gear is configured by a double pinion type planetary gear. Alternatively, all of the first to third planetary gears may be constituted by a single pinion type planetary gear. Since the number of meshing can be reduced by using a single pinion type planetary gear, transmission efficiency can be further improved.
図1(a)は、本発明の自動変速機の第1実施形態を示している。この第1実施形態は、変速機ケース1内に回転自在に軸支した、図外のエンジン等の動力源に連結される入力軸2と、入力軸2と平行に配置した出力部材たる出力軸3とを備えている。出力軸3の回転は、出力軸3に固定の出力ギヤ3aに噛合するファイナルドリブンギヤ4aを固定したデファレンシャルギヤ4を介して車両の左右の駆動輪に伝達される。
Fig.1 (a) has shown 1st Embodiment of the automatic transmission of this invention. The first embodiment includes an
また、変速機ケース1内には、第1プラネタリギヤ5と第2プラネタリギヤ6と第3プラネタリギヤ7とが入力軸2と同心に配置されている。第1プラネタリギヤ5は、サンギヤSfと、リングギヤRfと、サンギヤSfとリングギヤRfとに噛合するピニオンPfを自転及び公転自在に支持するキャリアCfとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤで構成されている。
In the
図2の下段に示す第1プラネタリギヤ5の速度線図(サンギヤ、キャリア、リングギヤの3個の要素の回転速度を直線で表すことができる図)を参照して、第1プラネタリギヤ5のサンギヤSf、キャリアCf及びリングギヤRfから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第1要素、第2要素及び第3要素とすると、第1要素はサンギヤSf、第2要素はキャリアCf、第3要素はリングギヤRfになる。ここで、サンギヤSfとキャリアCf間の間隔とキャリアCfとリングギヤRf間の間隔との比は、第1プラネタリギヤ5のギヤ比(リングギヤの歯数/サンギヤの歯数)をiとして、i:1に設定される。尚、速度線図において、下の横線と上の横線は夫々回転速度が「0」と「1」(入力軸2と同じ回転速度)であることを示している。
With reference to a speed diagram of the first
第2プラネタリギヤ6は、第1プラネタリギヤ5と同様に、サンギヤSmと、リングギヤRmと、サンギヤSmとリングギヤRmとに噛合するピニオンPmを自転及び公転自在に支持するキャリアCmとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤで構成されている。
Similar to the first
図2の中段に示す第2プラネタリギヤ6の速度線図を参照して、第2プラネタリギヤ6のサンギヤSm、キャリアCm及びリングギヤRmから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第4要素、第5要素及び第6要素とすると、第4要素はサンギヤSm、第5要素はキャリアCm、第6要素はリングギヤRmになる。尚、サンギヤSmとキャリアCm間の間隔とキャリアCmとリングギヤRm間の間隔との比は、第2プラネタリギヤ6のギヤ比をjとして、j:1に設定される。
Referring to the speed diagram of the second
第3プラネタリギヤ7は、サンギヤSrと、リングギヤRrと、互いに噛合すると共に一方がサンギヤSr、他方がリングギヤRrに噛合する一対のピニオンPr、Pr’を自転及び公転自在に支持するキャリアCrとから成るダブルピニオン型のプラネタリギヤで構成されている。
The third
図2の上段に示す第3プラネタリギヤ7の速度線図を参照して、第3プラネタリギヤ7のサンギヤSr、キャリアCr及びリングギヤRrから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第7要素、第8要素及び第9要素とすると、第7要素はサンギヤSr、第8要素はリングギヤRr、第9要素はキャリアCrになる。尚、サンギヤSrとキャリアCr間の間隔とキャリアCrとリングギヤRr間の間隔との比は、第3プラネタリギヤ7のギヤ比をkとして、k:1に設定される。
Referring to the speed diagram of the third
第1プラネタリギヤ5のリングギヤRf(第3要素)と第2プラネタリギヤ6のキャリアCm(第5要素)とは、互いに連結して第1連結体Rf,Cmを構成している。第2プラネタリギヤ6のサンギヤSm(第4要素)と第3プラネタリギヤ7のリングギヤRr(第8要素)とは、互いに連結して第2連結体Sm,Rrを構成している。第3プラネタリギヤ7のキャリアCr(第9要素)は入力軸2に連結されている。また、第1プラネタリギヤ5のキャリアCf(第2要素)は、キャリアCfに固定の駆動ギヤG1aと、駆動ギヤG1aに噛合する出力軸3に固定の従動ギヤG1bとから成る第1ギヤ列G1を介して出力軸3に連結され、第2プラネタリギヤ6のリングギヤRm(第6要素)は、リングギヤRmに固定の駆動ギヤG2aと、駆動ギヤG2aに噛合する出力軸3に固定の従動ギヤG2bとから成る第2ギヤ列G2を介して出力軸3に連結されている。
The ring gear Rf (third element) of the first
ここで、第1ギヤ列G1のギヤ比(従動ギヤの歯数/駆動ギヤの歯数)をp、第2ギア列G2のギヤ比をqとして、p>qになっている。また、第1プラネタリギヤ5のキャリアCfと第2プラネタリギヤ6のリングギヤRmは、両ギヤ列G1,G2を介して出力軸3で連結されることになる。そして、第2プラネタリギヤ6のリングギヤRmは、第1プラネタリギヤ5のキャリアCfの回転速度のq/pの速度で回転する。
Here, p> q, where p is the gear ratio of the first gear train G1 (number of teeth of the driven gear / number of teeth of the drive gear) and q is the gear ratio of the second gear train G2. Further, the carrier Cf of the first
また、第1実施形態では、係合要素として、第1プラネタリギヤ5のサンギヤSf(第1要素)と入力軸2とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第1係合要素たる第1クラッチC1と、第1連結体Rf,Cm(第3要素,第5要素)と入力軸2とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第2係合要素たる第2クラッチC2と、第1連結体Rf,Cm(第3要素,第5要素)を変速機ケース1に固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第3係合要素たる第1ブレーキB1と、第3プラネタリギヤ7のサンギヤSr(第7要素)を変速機ケース1に固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第4係合要素たる第2ブレーキB2と、第2連結体Sm,Rr(第4要素、第8要素)を変速機ケース1に固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第5係合要素たる第3ブレーキB3とを備えている。尚、変速機ケース1には、第1ブレーキB1と並列に、第1連結体Rf,Cmの正転(前進方向の回転)を許容し、逆転を阻止する一方向クラッチF1が連結されている。
In the first embodiment, as the engagement element, a first engagement element that can be switched between a state in which the sun gear Sf (first element) of the first
第1実施形態においては、第1クラッチC1を係合させると、第1プラネタリギヤ5のサンギヤSfの回転速度が「1」、第1プラネタリギヤ5のリングギヤRfの回転速度が一方向クラッチF1の働きで「0」になり、第1プラネタリギヤ5の速度線が図2に「1st」で示す線になる。そして、第1プラネタリギヤ5のキャリアCfの回転速度は1/(i+1)になり、出力軸3が第1ギヤ列G1を介して1/{(i+1)p}の速度で回転して、1速段が確立される。尚、第1クラッチC1に加えて第1ブレーキB1を係合させると、エンジンブレーキを効かせられる状態で1速段が確立される。
In the first embodiment, when the first clutch C1 is engaged, the rotational speed of the sun gear Sf of the first
第1クラッチC1と第3ブレーキB3とを係合させると、第1プラネタリギヤ5のサンギヤSfの回転速度が「1」、第2プラネタリギヤ6のサンギヤSmの回転速度が「0」になると共に、第1プラネタリギヤ5のリングギヤRfと第2プラネタリギヤ6のキャリアCmとが等速度で回転し、第2プラネタリギヤ6のリングギヤRmが第1プラネタリギヤ5のキャリアCfの回転速度のq/pの速度で回転して、第1プラネタリギヤ5と第2プラネタリギヤ6の速度線は図2に「2nd」で示す線になる。そして、第1プラネタリギヤ5のキャリアCfの回転速度は(j+1)p/{(i+1)(j+1)p−ijq}、第2プラネタリギヤ6のリングギヤRmの回転速度は(j+1)q/{(i+1)(j+1)p−ijq}になり、出力軸3が(j+1)/{(i+1)(j+1)p−ijq}の速度で回転して、2速段が確立される。
When the first clutch C1 and the third brake B3 are engaged, the rotational speed of the sun gear Sf of the first
第1クラッチC1と第2ブレーキB2とを係合させると、第1プラネタリギヤ5のサンギヤSfの回転速度と第3プラネタリギヤ7のキャリアCrの回転速度とが共に「1」になり、第3プラネタリギヤ7のサンギヤSrの回転速度が「0」になると共に、第1プラネタリギヤ5のリングギヤRfと第2プラネタリギヤ6のキャリアCmとが等速度で回転し、第2プラネタリギヤ6のリングギヤRmが第1プラネタリギヤ5のキャリアCfの回転速度のq/pの速度で回転して、第1プラネタリギヤ5と第2プラネタリギヤ6の速度線は図2に「3rd」で示す線になる。そして、第1プラネタリギヤ5のキャリアCfの回転速度は{k(j+1)+i(k−1)}p/{(i+1)(j+1)kp−ijkq}、第2プラネタリギヤ6のリングギヤRmの回転速度は{k(j+1)+i(k−1)}q/{(i+1)(j+1)kp−ijkq}になり、出力軸3が{k(j+1)+i(k−1)}/{(i+1)(j+1)kp−ijkq}の速度で回転して、3速段が確立される。
When the first clutch C1 and the second brake B2 are engaged, the rotational speed of the sun gear Sf of the first
第1クラッチC1と第2クラッチC2とを係合させると、第1プラネタリギヤ5のサンギヤSfの回転速度と第1プラネタリギヤ5のリングギヤRfの回転速度とが共に「1」になって、第1プラネタリギヤ5がロック状態になり、第1プラネタリギヤ5の速度線は図2に「4th」で示す線になる。そして、第1プラネタリギヤ5のキャリアCfの回転速度は「1」になり、出力軸3が1/pの速度で回転して、4速段が確立される。
When the first clutch C1 and the second clutch C2 are engaged, the rotational speed of the sun gear Sf of the first
第2クラッチC2と第2ブレーキB2とを係合させると、第2プラネタリギヤ6のキャリアCmの回転速度と第3プラネタリギヤ7のキャリアCrの回転速度とが共に「1」になり、第3プラネタリギヤ7のサンギヤSrの回転速度が「0」になると共に、第2連結体Sm,Rrを構成する第2プラネタリギヤ6のサンギヤSmと第3プラネタリギヤ7のリングギヤRrとが等速度で回転して、第2プラネタリギヤ6の速度線は図2に「5th」で示す線になる。そして、第2プラネタリギヤ6のリングギヤRmの回転速度は(1+jk)/(jk)になり、出力軸3が(1+jk)/(jkq)の速度で回転して、5速段が確立される。
When the second clutch C2 and the second brake B2 are engaged, the rotational speed of the carrier Cm of the second
第2クラッチC2と第3ブレーキB3とを係合させると、第2プラネタリギヤ6のサンギヤSmの回転速度が「0」、第2プラネタリギヤ6のキャリアCmの回転速度が「1」になり、第2プラネタリギヤ6の速度線は図2に「6th」で示す線になる。そして、第2プラネタリギヤ6のリングギヤRmの回転速度は(j+1)/jになり、出力軸3が(j+1)/(jq)の速度で回転して、6速段が確立される。
When the second clutch C2 and the third brake B3 are engaged, the rotation speed of the sun gear Sm of the second
第1ブレーキB1と第2ブレーキB2とを係合させると、第2プラネタリギヤ6のキャリアCmの回転速度と第3プラネタリギヤ7のサンギヤSrの回転速度とが共に「0」になり、第2プラネタリギヤ6の速度線は図2に「Rvs」で示す線になる。そして、第2プラネタリギヤ6のリングギヤRmの回転速度は−(k−1)/jkになり、出力軸3が−(k−1)/(jkq)の速度で回転して、後進段が確立される。
When the first brake B1 and the second brake B2 are engaged, the rotational speed of the carrier Cm of the second
尚、図2中の点線で示す速度線は、第1〜第3のプラネタリギヤ5,6,7のうち動力伝達するプラネタリギヤに追従して他のプラネタリギヤの各要素が回転することを表している。
A speed line indicated by a dotted line in FIG. 2 represents that each element of the other planetary gear rotates following the planetary gear that transmits power among the first to third
図1(b)は、上述した各変速段とクラッチC1,C2、ブレーキB1,B2,B3、一方向クラッチF1の係合状態との関係を纏めて表示した図であり、「○」は係合を表している。また、図1(b)は、第1プラネタリギヤ5のギヤ比iを2.65、第2プラネタリギヤ6のギヤ比jを1.85、第3プラネタリギヤ7のギヤ比kを3.00、第1ギヤ列G1のギヤ比pを1.10、第2ギヤ列G2のギヤ比qを1.00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/出力軸3の回転速度)も示している。これによれば、公比(各変速段間のギヤレシオの比)が適切になると共に、レシオレンジ(1速レシオ/6速レシオ)も適切になる。
FIG. 1 (b) is a diagram summarizing and displaying the relationship between the above-described shift speeds and the engagement states of the clutches C1, C2, the brakes B1, B2, B3, and the one-way clutch F1. Represents the event. 1B shows that the gear ratio i of the first
第1実施形態の各変速段の噛合伝達効率を図3に示す。図3では第1実施形態の欄の左側の列に噛合伝達効率(%)を示し、右側の列に従来のものに対する向上を示している。第1実施形態の各変速段の噛合率を従来のものと比較すると、右側の列に表されるように、2速段では0.3%下がっているものの、3速段及び5速段、6速段では効率が大きく向上し、前進段の平均が従来よりも0.57%向上している。 FIG. 3 shows the mesh transmission efficiency of each gear position according to the first embodiment. In FIG. 3, the mesh transmission efficiency (%) is shown in the left column of the column of the first embodiment, and the improvement over the conventional one is shown in the right column. When the meshing rate of each gear of the first embodiment is compared with the conventional one, as shown in the right column, the second gear is 0.3% lower, but the third gear and fifth gear, The efficiency at the 6th speed is greatly improved, and the average of the forward speed is improved by 0.57% from the conventional speed.
尚、第1実施形態では、入力軸2の周りに、一端側から順に、第2クラッチC2と、第1クラッチC1と、第1プラネタリギヤ5と、第1ギヤ列G1と、第2ギヤ列G2と、第2プラネタリギヤ6及び第1ブレーキB1、一方向クラッチF1と、第3プラネタリギヤ7及び第3ブレーキB3と、第2ブレーキB2とを配置したが、これに限定されない。例えば、図4に示す第2実施形態の如く、第1クラッチC1と第2ギヤ列G2との間に、第1プラネタリギヤと第1ギヤ列G1とを配置してもよい。更に、図5に示す第3実施形態の如く、入力軸2の一端側から順に、第1ギヤ列G1と、第1プラネタリギヤ5と、第1クラッチC1と、第2クラッチC2と、第2ギヤ列G2と、第2プラネタリギヤ6及び第1ブレーキB1、一方向クラッチF1と、第3プラネタリギヤ7及び第3ブレーキB3と、第2ブレーキB2とを配置してもよい。
In the first embodiment, the second clutch C2, the first clutch C1, the first
また、第1実施形態では、第1と第2の各プラネタリギヤ5,6をシングルピニオン型のプラネタリギヤで構成し、第3プラネタリギヤ7をダブルピニオン型のプラネタリギヤで構成したが、ダブルピニオン型のプラネタリギヤで第1プラネタリギヤ5や第2プラネタリギヤ6を構成し、または、シングルピニオン型のプラネタリギヤで第3プラネタリギヤ7を構成することも可能である。第1プラネタリギヤ5をダブルピニオン型のプラネタリギヤで構成した場合、サンギヤとキャリアとの一方が第1要素、リングギヤが第2要素、サンギヤとキャリアとの他方が第3要素になる。また、第2プラネタリギヤ6をダブルピニオン型のプラネタリギヤで構成した場合、サンギヤとキャリアとの一方が第4要素、リングギヤが第5要素、サンギヤとキャリアとの他方が第6要素になる。また、第3プラネタリギヤ7をシングルピニオン型のプラネタリギヤで構成した場合、サンギヤとリングギヤとの一方が第7要素、キャリアが第8要素、サンギヤとリングギヤとの他方が第9要素となる。
In the first embodiment, each of the first and second
図6に示す第4実施形態の如く、第3プラネタリギヤ7をシングルピニオン型のプラネタリギヤで構成した場合、第3プラネタリギヤ7を動力伝達に用いる際に噛合回数が減少するため、さらに噛合伝達効率を向上させることができる。図7に示す如く第4実施形態においては、第3プラネタリギヤ7のキャリアCrが第8要素、リングギヤRrが第9要素となる。図6(b)は、第3プラネタリギヤ7のギヤ比kを2.00、他のギヤ比を第1実施形態と同一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/出力軸3の回転速度)も示している。これによれば、公比(各変速段間のギヤレシオの比)が適切になると共に、レシオレンジ(1速レシオ/6速レシオ)も適切になる。
When the third
第4実施形態の各変速段の噛合伝達効率を図3に示す。従来のものと比較すると、2速段では0.3%下がっているものの、3速段及び5速段、6速段では効率が大きく向上し、前進段の平均が従来よりも0.65%向上している。 FIG. 3 shows the mesh transmission efficiency of each gear position according to the fourth embodiment. Compared to the conventional one, the efficiency at the third speed, fifth speed, and sixth speed is greatly improved, but the average of the forward speed is 0.65% compared to the conventional speed although it is 0.3% lower at the second speed. It has improved.
また、図8に示す第5実施形態の如く、第4実施形態の第1プラネタリギヤ5をダブルピニオン型のプラネタリギヤで構成してもよい。また、図9に示す第6実施形態の如く、第5実施形態の第1連結体Cf,Cmを変速機ケース1に固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第3係合要素たる第1ブレーキB1及び一方向クラッチF1を、第1クラッチC1及び第2クラッチC2の位置に配置してもよい。
Moreover, you may comprise the 1st
また、図10に示す第7実施形態の如く、第4実施形態の第1ギヤ列G1を第1クラッチC1と第1プラネタリギヤ5との間に配置し、第1連結体Rf,Cmを変速機ケース1に固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第3係合要素たる第1ブレーキB1及び一方向クラッチF1を、第1プラネタリギヤ5の位置に配置してもよい。また、図11に示す第8実施形態の如く、第7実施形態の第1クラッチC1と第2クラッチC2とを第1プラネタリギヤ5と第2ギヤ列G2との間に配置してもよい。
Further, as in the seventh embodiment shown in FIG. 10, the first gear train G1 of the fourth embodiment is disposed between the first clutch C1 and the first
次に、図12(a)に示す第9実施形態について説明する。第9実施形態は、第4実施形態に第6係合要素たる第3クラッチC3を追加したものである。第3クラッチC3は、第2プラネタリギヤ6の第4要素たるサンギヤSm及び第3プラネタリギヤ7の第8要素たるキャリアCrを連結した第2連結体Sm,Crと入力軸2とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在に構成されている。他の構成は第4実施形態と同一である。
Next, a ninth embodiment shown in FIG. In the ninth embodiment, a third clutch C3 as a sixth engagement element is added to the fourth embodiment. The third clutch C3 connects the
このものでは、第1クラッチC1を係合させると、第1プラネタリギヤ5のサンギヤSfの回転速度が「1」、第1プラネタリギヤ5のリングギヤRfの回転速度が一方向クラッチF1の働きで「0」になり、第1プラネタリギヤ5の速度線が図13に「1st」で示す線になる。そして、第1プラネタリギヤ5のキャリアCfの回転速度は1/(i+1)になり、出力軸3が第1ギヤ列G1を介して1/{(i+1)p}の速度で回転して、1速段が確立される。尚、第1クラッチC1に加えて第1ブレーキB1を係合させると、エンジンブレーキを効かせられる状態で1速段が確立される。
In this case, when the first clutch C1 is engaged, the rotational speed of the sun gear Sf of the first
第1クラッチC1と第3ブレーキB3とを係合させると、第1プラネタリギヤ5のサンギヤSfの回転速度が「1」、第2プラネタリギヤ6のサンギヤSmの回転速度が「0」になると共に、第1プラネタリギヤ5のリングギヤRfと第2プラネタリギヤ6のキャリアCmとが等速度で回転し、第2プラネタリギヤ6のリングギヤRmが第1プラネタリギヤ5のキャリアCfの回転速度のq/pの速度で回転して、第1プラネタリギヤ5と第2プラネタリギヤ6の速度線は図13に「2nd」で示す線になる。そして、第1プラネタリギヤ5のキャリアCfの回転速度は(j+1)p/{(i+1)(j+1)p−ijq}、第2プラネタリギヤ6のリングギヤRmの回転速度は(j+1)q/{(i+1)(j+1)p−ijq}になり、出力軸3が(j+1)/{(i+1)(j+1)p−ijq}の速度で回転して、2速段が確立される。
When the first clutch C1 and the third brake B3 are engaged, the rotational speed of the sun gear Sf of the first
第1クラッチC1と第2ブレーキB2とを係合させると、第1プラネタリギヤ5のサンギヤSfの回転速度と第3プラネタリギヤ7のリングギヤRrの回転速度とが共に「1」になり、第3プラネタリギヤ7のサンギヤSrの回転速度が「0」になると共に、第1プラネタリギヤ5のリングギヤRfと第2プラネタリギヤ6のキャリアCmとが等速度で回転し、第2プラネタリギヤ6のリングギヤRmが第1プラネタリギヤ5のキャリアCfの回転速度のq/pの速度で回転して、第1プラネタリギヤ5と第2プラネタリギヤ6の速度線は図13に「3rd」で示す線になる。そして、第1プラネタリギヤ5のキャリアCfの回転速度は{(j+1)(k+1)+ik}p/{(i+1)(j+1)(k+1)p−(k+1)ijq}、第2プラネタリギヤ6のリングギヤRmの回転速度は{(j+1)(k+1)+ik}q/{(i+1)(j+1)(k+1)p−(k+1)ijq}になり、出力軸3が{(j+1)(k+1)+ik}/{(i+1)(j+1)(k+1)p−(k+1)ijq}の速度で回転して、3速段が確立される。
When the first clutch C1 and the second brake B2 are engaged, the rotational speed of the sun gear Sf of the first
第1クラッチC1と第3クラッチC3とを係合させると、第1プラネタリギヤ5のサンギヤSfの回転速度と第2プラネタリギヤ6のサンギヤSmの回転速度とが共に「1」になると共に、第1プラネタリギヤ5のリングギヤRfと第2プラネタリギヤ6のキャリアCmとが等速度で回転し、第2プラネタリギヤ6のリングギヤRmが第1プラネタリギヤ5のキャリアCfの回転速度のq/pの速度で回転して、第1プラネタリギヤ5と第2プラネタリギヤ6の速度線は図13に「4th」で示す線になる。そして、第1プラネタリギヤ5のキャリアCfの回転速度は(i+j+1)p/{(i+1)(j+1)p−ijq}、第2プラネタリギヤ6のリングギヤRmの回転速度は(i+j+1)q/{(i+1)(j+1)p−ijq}になり、出力軸3が(i+j+1)/{(i+1)(j+1)p−ijq}の速度で回転して、4速段が確立される。
When the first clutch C1 and the third clutch C3 are engaged, the rotational speed of the sun gear Sf of the first
第1クラッチC1と第2クラッチC2とを係合させると、第1プラネタリギヤ5のサンギヤSfの回転速度と第1プラネタリギヤ5のリングギヤRfの回転速度とが共に「1」になって、第1プラネタリギヤ5がロック状態になり、第1プラネタリギヤ5の速度線は図13に「5th」で示す線になる。そして、第1プラネタリギヤ5のキャリアCfの回転速度は「1」になり、出力軸3が1/pの速度で回転して、5速段が確立される。
When the first clutch C1 and the second clutch C2 are engaged, the rotational speed of the sun gear Sf of the first
第2クラッチC2と第3クラッチC3とを係合させると、第2プラネタリギヤ6のサンギヤSmの回転速度と第2プラネタリギヤ6のキャリアCmの回転速度とが共に「1」になって、第2プラネタリギヤ6がロック状態になり、第2プラネタリギヤ6の速度線は図13に「6th」で示す線になる。そして、第2プラネタリギヤ6のリングギヤRmの回転速度は「1」になり、出力軸3が1/qの速度で回転して、6速段が確立される。
When the second clutch C2 and the third clutch C3 are engaged, the rotational speed of the sun gear Sm of the second
第2クラッチC2と第2ブレーキB2とを係合させると、第2プラネタリギヤ6のキャリアCmの回転速度と第3プラネタリギヤ7のリングギヤRrの回転速度とが共に「1」になり、第3プラネタリギヤ7のサンギヤSrの回転速度が「0」になり、第2プラネタリギヤ6の速度線は図13に「7th」で示す線になる。そして、第2プラネタリギヤ6のリングギヤRmの回転速度は{j(k+1)+1}/{j(k+1)}になり、出力軸3が{j(k+1)+1}/{j(k+1)q}の速度で回転して、7速段が確立される。
When the second clutch C2 and the second brake B2 are engaged, the rotational speed of the carrier Cm of the second
第2クラッチC2と第3ブレーキB3とを係合させると、第2プラネタリギヤ6のサンギヤSmの回転速度が「0」、第2プラネタリギヤ6のキャリアCmの回転速度が「1」になり、第2プラネタリギヤ6の速度線は図13に「8th」で示す線になる。そして、第2プラネタリギヤ6のリングギヤRmの回転速度は(j+1)/jになり、出力軸3が(j+1)/(jq)の速度で回転して、8速段が確立される。
When the second clutch C2 and the third brake B3 are engaged, the rotation speed of the sun gear Sm of the second
第1ブレーキB1と第2ブレーキB2とを係合させると、第2プラネタリギヤ6のキャリアCmの回転速度と第3プラネタリギヤ7のサンギヤSrの回転速度とが共に「0」になり、第2プラネタリギヤ6の速度線は図13に「Rvs」で示す線になる。そして、第2プラネタリギヤ6のリングギヤRmの回転速度は−k/{(k+1)j}になり、出力軸3が−k/{(k+1)jq}の速度で回転して、後進段が確立される。
When the first brake B1 and the second brake B2 are engaged, the rotational speed of the carrier Cm of the second
図12(b)は、上述した各変速段とクラッチC1,C2,C3、ブレーキB1,B2,B3、一方向クラッチF1の係合状態との関係を纏めて表示した図であり、「○」は係合を表している。第9実施形態によれば、第3クラッチC3を設けるだけで、前進8段の変速機を構成することができる。
FIG. 12 (b) is a diagram summarizing the relationship between the above-described shift speeds and the engagement states of the
尚、第9実施形態のものにおいても、各係合要素や各ギヤ列の配置位置を変更することができる。 In addition, also in the thing of 9th Embodiment, the arrangement position of each engagement element and each gear train can be changed.
また、上記実施形態はFF車用の自動変速機であるが、出力軸3にプロペラシャフトを連結すれば、FR車用の自動変速機とすることもできる。
Moreover, although the said embodiment is an automatic transmission for FF vehicles, if a propeller shaft is connected with the
1…変速機ケース、2…入力軸、3…出力軸、5…第1プラネタリギヤ、Sf…第1プラネタリギヤのサンギヤ(第1要素)、Cf…第1プラネタリギヤのキャリア(第2要素又は第3要素)、Rf…第1プラネタリギヤのリングギヤ(第3要素又は第2要素)、6…第2プラネタリギヤ、Sm…第2プラネタリギヤのサンギヤ(第4要素)、Cm…第2プラネタリギヤのキャリア(第5要素)、Rm…第2プラネタリギヤのリングギヤ(第6要素)、7…第3プラネタリギヤ、Sr…第3プラネタリギヤのサンギヤ(第7要素)、Cr…第3プラネタリギヤのキャリア(第9要素又は第8要素)、Rr…第3プラネタリギヤのリングギヤ(第8要素又は第9要素)、G1…第1ギヤ列、G2…第2ギヤ列、C1…第1クラッチ(第1係合要素)、C2…第2クラッチ(第2係合要素)、C3…第3クラッチ(第6係合要素)、B1…第1ブレーキ(第3係合要素)、B2…第2ブレーキ(第4係合要素)、B3…第3ブレーキ(第5係合要素)。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
第1プラネタリギヤと第2プラネタリギヤと第3プラネタリギヤとを備え、
第1プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア、リングギヤから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第1要素、第2要素及び第3要素とし、第2プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第4要素、第5要素及び第6要素とし、第3プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア、リングギヤから成る3個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第7要素、第8要素及び第9要素として、
第3要素と第5要素とを連結して第1連結体が構成され、第4要素と第8要素とを連結して第2連結体が構成され、第9要素が入力軸に連結され、入力軸に平行に配置した出力部材たる出力軸に、第2要素が第1ギヤ列を介して連結されると共に、第6要素が第1ギヤ列とは異なるギヤ比の第2ギヤ列を介して連結され、
第1要素と入力軸とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第1係合要素と、
第1連結体と入力軸とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第2係合要素と、
第1連結体を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第3係合要素と、
第7要素を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第4係合要素と、
第2連結体を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第5係合要素とを備えることを特徴とする自動変速機。 An automatic transmission that shifts the rotation of the input shaft to a plurality of stages via a plurality of planetary gears arranged concentrically with the input shaft, and transmits it to the output member,
A first planetary gear, a second planetary gear, and a third planetary gear;
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. The three elements consisting of the carrier and the ring gear are designated as the fourth element, the fifth element and the sixth element, respectively, in order of arrangement at intervals corresponding to the gear ratio in the velocity diagram, and from the sun gear, the carrier and the ring gear of the third planetary gear. The three elements consisting of the seventh element, the eighth element, and the ninth element in the order of arrangement at intervals corresponding to the gear ratio in the velocity diagram,
The third element and the fifth element are connected to form a first connecting body, the fourth element and the eighth element are connected to form a second connecting body, and the ninth element is connected to the input shaft. The second element is connected to the output shaft, which is an output member arranged parallel to the input shaft, via the first gear train, and the sixth element is connected to the second gear train having a gear ratio different from that of the first gear train. Connected,
A first engagement element that is switchable between a state in which the first element and the input shaft are connected and a state in which the connection is broken;
A second engagement element switchable between a state in which the first connection body and the input shaft are connected and a state in which the connection is cut off;
A third engagement element switchable between a state in which the first coupling body is fixed to the transmission case and a state in which the fixation is released;
A fourth engagement element switchable between a state in which the seventh element is fixed to the transmission case and a state in which the fixation is released;
An automatic transmission comprising a fifth engagement element that is switchable between a state in which the second coupling body is fixed to the transmission case and a state in which the fixation is released.
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