JP4534920B2 - 自動変速機 - Google Patents

Description

本発明は、３つのクラッチと２つのブレーキとによって前進６速を得るようにした自動変速機に関する。

この種の自動変速機として、従来より、入力軸と、これを減速する減速ギヤセットと、２組のシンプルプラネタリギヤセットを組み合わせたシンプソン型遊星歯車列と、３つのクラッチと、２つのブレーキと、出力軸とを有して構成され、摩擦要素である３つのクラッチと２つのブレーキとを適宜締結、開放するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１の図１等を参照。）。

前記の自動変速機においては、オーバドライブの変速段を得るために遊星歯車列のキャリア及びリングギヤへの入力が必要であるが、入力軸と出力軸とを同軸に設けると、回転要素が３つに限られるシンプルプラネタリギヤセットでは、キャリア及びリングギヤの両方への入力経路は成立しなくなる。そのため、入力軸と出力軸とを異なる軸線上に平行に配置せざるを得ず、このことが変速機の大型化を招く。

そこで、シンプソン型の遊星歯車列に代えて、所謂ラビニヨ型の遊星歯車列（ダブルピニオンにそれぞれサンギヤを噛み合わせた複合遊星歯車列）を用いることが、例えば同文献の図３、図１３等に開示されている。また、このものでは、入力軸と出力軸とを同軸に設けるために、入力回転を減速する減速ギヤセットとして１組のシングルピニオンタイプのプラネタリギヤセットを用いている。

しかし、一般的にラビニヨ型の遊星歯車列は、構造が複雑でギヤの噛み合い箇所が多いことから、ギヤノイズや振動が大きくなりやすいという難がある。また、シンプソン型に比べて高コストにもなりやすく、加えて、強度の確保が難しいことや遊星歯車列の内部でトルク循環が発生することなど、種々の問題を内包する。

斯かる点を考慮して、特許文献２、３には、ラビニヨ型ではなく、シンプソン型の遊星歯車列を採用するとともに、これを構成する２組のプラネタリギヤセットのうちの一方を所謂ダブルリングギヤタイプ又はダブルサンギヤタイプのものとして、キャリアへの回転の入出力をセンターメンバによって径方向で行うようにすることが提案されている。
特開平４−２１９５５３号公報 国際公開第２００２／０９９３１６号パンフレット 特開２００４−０６９０５０号公報

しかしながら、前記提案例のようなダブルリングギヤタイプ、ダブルサンギヤタイプなどのプラネタリギヤセットは、単純にリングギヤやサンギヤを半分に割ったものではなく、そうして分割した個々のギヤがそれぞれ駆動力を伝達することを考慮して、各々、十分な強度を有するように構成しなくてはならない。

そのため、前記ダブルリングギヤタイプなどのプラネタリギヤセットの外形は、概略、２組のプラネタリギヤセットを組み合わせたものと同程度の寸法になり、回転軸の方向にかなり大きくなってしまう。また、分割されたギヤに跨って噛み合うピニオンが長くなって傾きを生じやすいことから、ラビニヨ型の遊星歯車列ほどではないにしても、ギヤノイズや振動が大きくなる傾向がある。

本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、前記提案例のような６段自動変速機においてギヤノイズの発生を抑えながら、そのコンパクト化を図ることにある。

前記の目的を達成するために、本発明では、ダブルリングギヤタイプやダブルサンギヤタイプなどのプラネタリギヤセットを、敢えて２組のプラネタリギヤセットに置き換えるとともに、そのために追加する１組のプラネタリギヤセットは、伝達トルクの小さい常時減速用として、その小型化を図ったものである。

具体的に、請求項１の発明は、入力軸と同軸上に出力部を配設し、それぞれサンギヤ、キャリア及びリングギヤからなる第１〜第４の４組のプラネタリギヤセットを備え、第１〜第３の３つのクラッチと第１、第２の２つのブレーキとを選択的に作動させて、前記入力軸から出力部までの駆動力の伝達系路を切り替えることにより、少なくとも前進６速を得るようにした自動変速機を前提とする。

このものにおいて、前記第１、第２の２組のプラネタリギヤセットでは、それぞれ入力回転を常時減速して出力するように、所定の回転要素を前記入力軸に連結する一方、前記第３、第４の２組のプラネタリギヤセットは、いずれもシングルピニオンプラネタリギヤセットを用いて、合わせて４つの回転要素を有するように互いに連結した上で、その回転要素のうちのいずれか１つを前記出力部に連結する。そして、前記第１及び第２プラネタリギヤセットは、それぞれ、前記第３及び第４プラネタリギヤセットを中間に挟むように、軸方向の両側位置に配置するものとする。

前記構成の自動変速機は、従来例（特許文献２、３）のものと同じく、入力回転を常時減速する１組のプラネタリギヤセットと、これに組み合わされる２組のプラネタリギヤセットからなるシンプソン型遊星歯車列とを備えており、３つのクラッチと２つのブレーキとを選択的に作動させることで、前進６速を得ることが可能なものである。そして、さらに１組のプラネタリギヤセットを追加したことで、従来例のようなダブルリングギヤタイプなどのプラネタリギヤセットを用いる必要がなくなり、これによりギヤノイズや振動が大きくなる虞れがない。

また、そうして追加する１組のプラネタリギヤセットを常時減速用として、トルク負荷を極小化することで、このプラネタリギヤセットを十分に小型化することができる。こうして小型化した常時減速用プラネタリギヤセットを、もう１組の常時減速用プラネタリギヤセットとともに、前記シンプソン型遊星歯車列の軸方向両側にそれぞれ配置すれば、例えばそれら小型のプラネタリギヤセットを囲むように多板クラッチなどを配置することが可能になり、変速機のコンパクト化に有利になる。

前記の構成において、第１及び第２プラネタリギヤセットをそれぞれシングルピニオンプラネタリギヤセットとして、各々のサンギヤを変速機ケースに固定するようにすれば、構造を簡素化できて、好ましい（請求項２の発明）。また、各々のサンギヤをそれぞれ変速機ケースの軸方向一端部及び他端部のボス部に固定するようにすれば（請求項３、６の発明）、組み付け作業性も向上する。

また、前記第１及び第２プラネタリギヤセットによる回転の減速比は、互いに異なるものとするのが好ましい（請求項４、７の発明）。こうすれば、入力軸から第１及び第２プラネタリギヤセットを介してそれぞれシンプソン型遊星歯車列に入力する回転の減速比が異なるものとなるので、前進６速の各変速段における変速比の設定自由度が高くなるからである。

より具体的に、前記自動変速機の好ましい構成例は、第１プラネタリギヤセットを第１サンギヤ、第１キャリア及び第１リングギヤからなるシングルピニオンプラネタリギヤセットとし、第２プラネタリギヤセットも、第２サンギヤ、第２キャリア及び第２リングギヤからなるシングルピニオンプラネタリギヤセットとして、第１サンギヤ及び第２サンギヤをそれぞれ変速機ケースに常時固定する一方、第１リングギヤ及び第２リングギヤはそれぞれ入力軸に常時連結する。

同様に、第３プラネタリギヤセットも第３サンギヤ、第３キャリア及び第３リングギヤからなるシングルピニオンプラネタリギヤセットとし、第４プラネタリギヤセットも第４サンギヤ、第４キャリア及び第４リングギヤからなるシングルピニオンプラネタリギヤセットとして、前記第３リングギヤと第４キャリアと出力部とを常時連結するとともに、前記第３キャリアと第４リングギヤとを常時連結する。

また、前記第１キャリアと第３サンギヤとを断接する第１クラッチと、前記第３サンギヤと変速機ケースとを断接する第１ブレーキと、前記第３キャリアと変速機ケースとを断接する第２ブレーキと、前記第３キャリアと第２リングギヤとを断接する第２クラッチと、前記第４サンギヤと第２キャリアとを断接する第３クラッチと、を備える。

そして、前記第３クラッチ及び第２ブレーキの締結により第１速を、前記第３クラッチ及び第１ブレーキの締結により第２速を、前記第１クラッチ及び第３クラッチの締結により第３速を、前記第３クラッチ及び第２クラッチの締結により第４速を、前記第１クラッチ及び第２クラッチの締結により第５速を、そして、前記第２クラッチ及び第１ブレーキの締結により第６速を、それぞれ得るように構成する（請求項５の発明）。

こうすれば、第１〜６速の各変速段におけるギヤの噛み合い数が比較的少なくなって、高い伝達効率が得られるとともに、隣接する変速段に切換えるときに締結、解放するクラッチやブレーキ等の数が常に１つずつであるから、制御性も高いものである。

以上、説明したように、本願発明に係る自動変速機によると、３つのクラッチと２つのブレーキとによって前進６速を得るものにおいて、シンプソン型の遊星歯車列を構成する第３及び第４プラネタリギヤセット以外に第１及び第２の２組のプラネタリギヤセットを設け、それらを常時減速用のものとして小型化を図りつつ、それぞれ前記遊星歯車列の軸方向両側に配置したことで、入力軸を出力部と同軸に配置しながら、オーバードライブを含む高変速段を達成することができ、しかも、ギヤノイズや振動が大きくなる虞れもなく、変速機のコンパクト化にも有利になる。

特に請求項３、６の発明によると、小型のプラネタリギヤセットを変速機ケースの軸方向の端部に配置して、そのサンギヤをケース端部のボス部等に固定することで、構造を簡素化でき、組み付け作業性も向上する。

さらに、前記のように入力を常時減速する２組のプラネタリギヤセットの減速比を異ならせれば、これが同じ場合に比べて、各変速段における変速比の設定自由度が高くなる（請求項４、７の発明）。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る自動変速機ＡＴを、一例として、車両に横置きに搭載されるＦＦ車用のパワートレインに適用した場合の変速歯車機構の構成を示す骨子線図（スケルトン図）である。同図においてＩｎｐｕｔは、駆動源である図外のエンジンなどからの回転駆動力がトルクコンバータ（図示せず）を介して入力する入力軸であり、Ｏｕｔｐｕｔは、回転駆動力をファイナルギヤ等を介して駆動輪側に出力する出力ギヤ（出力部）である。入力軸Ｉｎｐｕｔ及び出力ギヤＯｕｔｐｕｔは同軸上に配置されている。

図において符号ＧＳ１〜ＧＳ４は、いずれもサンギヤ、キャリア及びリングギヤを回転要素とする第１〜第４の４組のプラネタリギヤセットであり、第１及び第２プラネタリギヤセットＧＳ１，ＧＳ２は、それぞれ第３及び第４プラネタリギヤセットＧＳ３，ＧＳ４よりも小型のものとされて、該第３及び第４プラネタリギヤセットＧＳ３，ＧＳ４を中間に挟む軸方向の両側位置に配置されている。

前記第１プラネタリギヤセットＧＳ１は、第１サンギヤＳ１と、第１リングギヤＲ１と、該両ギヤＳ１，Ｒ１に噛み合う第１ピニオンＰ１を支持する第１キャリアＰＣ１と、を有するシングルピニオンタイプのプラネタリギヤセットであり、第２プラネタリギヤセットＧＳ２は、第２サンギヤＳ２と、第２リングギヤＲ２と、該両ギヤＳ２，Ｒ２に噛み合う第２ピニオンＰ２を支持する第２キャリアＰＣ２と、を有するシングルピニオンタイプのプラネタリギヤセットである。

そして、前記第１サンギヤＳ１及び第２サンギヤＳ２が、それぞれ、図示しないが、軸方向に隣接する変速機ケース端部の壁部、或いは入力軸Ｉｎｐｕｔを支持する壁部のボス部にスプラインなどによって固定（常時固定）されている。一方、前記第１リングギヤＲ１及び第２リングギヤＲ２は、それぞれ第１及び第２連結メンバーＭ１，Ｍ２により入力軸Ｉｎｐｕｔに連結（常時連結）されている。これにより、前記入力軸Ｉｎｐｕｔの回転は第１及び第２プラネタリギヤセットＧＳ１，ＧＳ２においてそれぞれ常時減速されて、第１及び第２キャリアＰＣ１，ＰＣ２から出力される。

そのように小型の常時減速用プラネタリギヤセットＧＳ１，ＧＳ２を、入力軸Ｉｎｐｕｔの方向（軸方向）の両端側にそれぞれ配置し、それらを囲むように湿式多板クラッチなどからなる第１〜第３のクラッチＣ１〜Ｃ３と第１ブレーキＢ１とを配置しているので、変速機ＡＴのコンパクト化に有利である。尚、変速機ケースの反エンジン側の端部においてはプラネタリギヤセットＧＳ１，ＧＳ２の外周にクラッチなどを配設せず、その部位を小径化して、車両への搭載性を向上することもできる。

また、そうして変速機ケースの軸方向の端部に配置した２プラネタリギヤセットＧＳ１，ＧＳ２のサンギヤＳ１，Ｓ２を軸方向に隣接する壁部やボス部を利用して固定しているので、構造が簡素化できるとともに、組み付け作業性も向上する。

さらに、前記第１及び第２プラネタリギヤセットＧＳ１，ＧＳ２における入力回転の減速比（即ち、それぞれのリングギヤ及びピニオンの歯数の比）は、互いに異なる値に設定されており、このことで、後述の如く達成される前進１〜６速の各変速段における変速比の設定自由度が高くなる。すなわち、後述するように、第１プラネタリギヤセットＧＳ１による入力回転の減速比は第１〜４速の各変速段に関与し、第２プラネタリギヤセットＧＳ２による入力回転の減速比は第３、５速の各変速段に関与しているので、例えば第２、４速の変速比を固定したまま第３速の変速比を変更することが可能になる（この際、第５速の変速比も変化する）。

一方、前記第３プラネタリギヤセットＧＳ３は、第３サンギヤＳ３と、第３リングギヤＲ３と、該両ギヤＳ３，Ｒ３に噛み合う第３ピニオンＰ３を支持する第３キャリアＰＣ３と、を有するシングルピニオンタイプのプラネタリギヤセットであり、第４プラネタリギヤセットＧＳ４は、第４サンギヤＳ４と、第４リングギヤＲ４と、該両ギヤＳ４，Ｒ４に噛み合う第４ピニオンＰ４を支持する第４キャリアＰＣ４と、を有するシングルピニオンタイプのプラネタリギヤセットである。

そして、前記第３リングギヤＲ３と第４キャリアＰＣ４とが互いに一体に回転するように、第３連結メンバＭ３により連結（常時連結）されるとともに、その第４キャリアＰＣ４に出力ギヤＯｕｔｐｕｔが一体に回転するように連結されている。また、前記第３キャリアＰＣ３と第４リングギヤＲ４とが互いに一体的に回転するように、第４連結メンバＭ４により連結（常時連結）されている。つまり、第３及び第４プラネタリギヤセットＧＳ３，ＧＳ４は、合わせて４つの回転要素（第３サンギヤＳ３、第３キャリアＰＣ３＝第４リングギヤＲ４、第３リングギヤＳ３＝第４キャリアＰＣ４、第４サンギヤＳ４）を有するように互いに連結されて、シンプソン型の遊星歯車列を構成している。

そうして、前記第１〜第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３と第１、第２の２つのブレーキＢ１，Ｂ２とを選択的に作動させて、入力軸Ｉｎｐｕｔから出力ギヤＯｕｔｐｕｔまでの駆動力の伝達系路を切り替えることにより、前進６速と後退速とが得られるようになっている。具体的には、まず、第１クラッチＣ１は、第１キャリアＰＣ１と第３サンギヤＳ３とを選択的に断接するクラッチであり、図２の締結作動表に示すように３速、５速及び後退速にて締結されることから、３／５／Ｒクラッチ（3/5/RC）とも呼ばれる。

第２クラッチＣ２は、第３キャリアＰＣ３と第２リングギヤＲ２とを選択的に断接するクラッチであり、高速側の４〜６速にて締結されることからハイ・クラッチ（High/C）とも呼ばれる。第３クラッチＣ３は、第４サンギヤＳ４と第２キャリアＰＣ２とを断接するものであり、低速側の１〜４速にて締結されることから、ロー・クラッチ（Low/C）とも呼ばれる。

さらに、第１ブレーキＢ１は、第３サンギヤＳ３を選択的に変速機ケースに断接して、これを選択的に停止させるブレーキであり、２速及び６速にて締結されることから、２／６ブレーキ（2/6 Br.）とも呼ばれる。第２ブレーキＢ２は、第３キャリアＰＣ３及び第４リングギヤＲ４を連結する第４連結メンバＭ４を、選択的に変速機ケースに断接して、これを選択的に停止させるブレーキであり、１速及び後退速にて締結されることから、ロー・リバース・ブレーキ（L/R Br.）とも呼ばれる。尚、図に点線で示すように、第２ブレーキＢ２と並列にワンウエイクラッチＯＷＣを配置してもよい。

前記各クラッチＣ１〜Ｃ３やブレーキＢ１，Ｂ２の作動状態と変速段との関係をまとめると、図２の締結作動表のようになる。図において（●印）はクラッチ等が締結される場合を示しているが、第２ブレーキＢ２と並列にワンウエイクラッチＯＷＣを配置した場合、前進１速では第２ブレーキＢ２を締結する必要はなく、例えばマニュアルモードやホールドモードなど、エンジンブレーキの必要な場合にのみ締結すればよい。

尚、図示しないが、前記第１〜第３クラッチＣ１〜Ｃ３、第１、第２ブレーキＢ１，Ｂ２には変速油圧制御装置が接続されており、この変速油圧制御装置が、図２の締結作動表に示すように、各変速段にて締結圧（●印）や解放圧（無印）を作り出すようになっている。このような変速油圧制御装置としては、油圧制御タイプ、電子制御タイプ、油圧＋電子制御タイプ等が考えられる。

（自動変速機の作動）
次に、本実施形態の自動変速機ＡＴの各変速段における作動について説明する。

−前進１速−
前進１速は、図２に示すように、第３クラッチＣ３と第２ブレーキＢ２の締結により得られる。このとき、まず第３クラッチＣ３の締結により第２キャリアＰＣ２と第４サンギヤとが連結されるので、入力軸Ｉｎｐｕｔから第２プラネタリギヤセットＧＳ２の第２リングギヤＲ２に入力した回転が、減速されて第２キャリアＰＣ２から出力され、第４プラネタリギヤセットＧＳ４の第４サンギヤＳ４に入力される。この第４プラネタリギヤセットＧＳ４においては第２ブレーキＢ２の締結により第４リングギヤＲ４が停止されるので、第４サンギヤＳ４に入力した回転は減速されて、第４キャリアＰＣ４から出力される。

こうして前進１速では、第２プラネタリギヤセットＧＳ２において常時減速された入力回転が、さらに第４プラネタリギヤセットＧＳ４の第４リングギヤＲ４と第４ピニオンＰ４との歯数比に応じて減速されて、出力ギヤＯｕｔｐｕｔに出力されるようになる。

−前進２速−
前進２速では、図２に示すように、前進１速時の第２ブレーキＢ２を解放し、第１ブレーキＢ１を締結する。つまり、前進２速は、第３クラッチＣ３と第１ブレーキＢ１を締結することで得られる。このときには、まず、第１ブレーキＢ１の締結により第３プラネタリギヤセットＧＳ３において第３サンギヤＳ３が停止されるとともに、前進１速時と同様に、第３クラッチＣ３の締結によって第２プラネタリギヤセットＧＳ２からの減速回転が第４プラネタリギヤセットＧＳ４の第４サンギヤに入力される。

こうして第４サンギヤＳ４が回転すると、前記前進１速時と同様に第４キャリアＰＣ４が減速回転することになるが、そうすると、その第４キャリアＰＣ４と一体に第３プラネタリギヤセットＧＳ３の第３リングギヤＲ３が回転することになり、この第３プラネタリギヤセットＧＳ３においては第３サンギヤＳ３が停止されているため、第３キャリアＰＣ３も同じ方向に回転することになる。

そうすると、前記第３キャリアＰＣ３に常時連結されている第４プラネタリギヤセットＧＳ４の第４リングギヤＲ４が回転して、その分は、前記した第４サンギヤＳ４から第４キャリアＰＣ４への減速回転が増速されることになるので、この前進２速では、入力軸Ｉｎｐｕｔからの入力回転が、前進１速よりも高速の減速回転として出力ギヤＯｕｔｐｕｔに出力されるようになる。

−前進３速−
前進３速では、図２に示すように、前進２速時の第１ブレーキＢ１を解放し、第１クラッチＣ１を締結する。つまり、前進３速は、第１クラッチＣ１と第３クラッチＣ３とを締結することで得られる。このときには、まず、前進１速、２速時と同様に、第３クラッチＣ３の締結により第２プラネタリギヤセットＧＳ２からの減速回転が第４プラネタリギヤセットＧＳ４の第４サンギヤＳ４に入力される。

一方、第１クラッチＣ１の締結により第１キャリアＰＣ１と第３サンギヤＳ３とが連結されるので、入力軸Ｉｎｐｕｔから第１リングギヤＲ１に入力した回転が減速されて第１キャリアＰＣ１から第３プラネタリギヤセットＧＳ３の第３サンギヤＳ３に入力される。そして、シンプソン型遊星歯車列を構成する第３及び第４プラネタリギヤセットＧＳ３，ＧＳ４において、第３サンギヤＳ３及び第４サンギヤＳ４にそれぞれ入力された減速回転が合成されて、第４キャリアＰＣ４から出力ギヤＯｕｔｐｕｔに出力される。

すなわち、前進３速では、前進２速では停止していた第３サンギヤＳ３が第３キャリアＰＣ３と同じ方向に回転することになり、その分、第３キャリアＰＣ３の回転が増速されるので、これと一体に回転する第４リングギヤＲ４の回転が前進２速時に比べて増速されることになる。よって、この前進３速では、入力軸Ｉｎｐｕｔからの入力回転が、前進２速よりも高速の減速回転として出力ギヤＯｕｔｐｕｔに出力されるようになる。

−前進４速−
前進４速では、図２に示すように、前進３速時の第１クラッチＣ１を解放し、第２クラッチＣ２を締結する。つまり、前進４速は、第２クラッチＣ２と第３クラッチＣ３とを締結することで得られる。このときにも前進１〜３速時と同様に第３クラッチＣ３の締結によって、第２プラネタリギヤセットＧＳ２からの減速回転が第４プラネタリギヤセットＧＳ４の第４サンギヤＳ４に入力される。

同時に、第２クラッチＣ２の締結により、第２リングギヤＲ２の回転、即ち入力軸Ｉｎｐｕｔからの入力回転がそのまま第３キャリアＰＣ３（これと一体に回転する第４リングギヤＲ４）に伝達されるようになり、こうして第４リングギヤＲ４、第４サンギヤＳ４にそれぞれ入力された回転が第４プラネタリギヤセットＧＳ４において合成されて、第４キャリアＰＣ４から出力ギヤＯｕｔｐｕｔへ出力される。この前進４速では、入力軸Ｉｎｐｕｔの回転がやや減速されて、出力ギヤＯｕｔｐｕｔに出力されるようになる。

−前進５速−
前進５速では、図２に示すように、前進４速時の第３クラッチＣ３を解放し、第１クラッチＣ１を締結する。つまり、前進５速は、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２とを締結することで得られる。このときには、まず、前進４速時と同様に第２クラッチＣ２の締結によって、第２リングギヤＲ２の回転、即ち入力軸Ｉｎｐｕｔからの入力回転がそのまま第３キャリアＰＣ３に伝達される。

また、前進３速時と同様に、第１クラッチＣ１の締結によって第１プラネタリギヤセットＧＳ１からの減速回転が第３プラネタリギヤセットＧＳ３の第３サンギヤＳ３に入力され、こうして第３サンギヤＳ３及び第３キャリアＰＣ３にそれぞれ入力された回転が第３プラネタリギヤセットＧＳ３において合成されて、第３リングギヤＲ３（これと一体に回転する第４キャリアＰＣ４）から出力ギヤＯｕｔｐｕｔへ出力される。この前進５速では入力回転がやや増速されて出力されるようになる。

−前進６速−
前進６速では、図２に示すように、前進５速時の第１クラッチＣ１を解放し、第１ブレーキＢ１を締結する。つまり、前進６速は、第２クラッチＣ２と第１ブレーキＢ１とを締結することで得られる。このときには、第１ブレーキＢ１の締結により、第３プラネタリギヤセットＧＳ３において第３サンギヤＳ３が停止するから、前進４速、５速時と同様に入力軸Ｉｎｐｕｔの回転がそのまま第３キャリアＰＣ３に伝達されると、この回転が増速されて第３リングギヤＲ３（第４キャリアＰＣ４）から出力ギヤＯｕｔｐｕｔに出力されるようになる。つまり、前進６速では、入力回転が実質的に第３プラネタリギヤセットＧＳ３のみを通って、増速されて出力される。

−後退速−
後退速は、図２に示すように、第１クラッチＣ１と第２ブレーキＢ２とを締結することで得られる。このときには、前進３速、５速と同様に、第１プラネタリギヤセットＧＳ１によって常時減速された入力回転が、第１クラッチＣ１を介して第３プラネタリギヤセットＧＳ３の第３サンギヤＳ３に伝達される。そして、前進１速時と同様に第２ブレーキＢ２の締結により第３キャリアＰＣ３が停止されるので、前記のように第３サンギヤＳ３に伝達された減速回転が逆転して、第３リングギヤＲ３（第４キャリアＰＣ４）から出力軸Ｏｕｔｐｕｔに出力されるようになる。

（自動変速機の特長）
上述の如く、本実施形態の自動変速機ＡＴは、第１〜第４の４組のシングルピニオンタイプのシンプルプラネタリギヤセットＧＳ１〜ＧＳ４を備え、第１〜第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３と第１、第２の２つのブレーキＢ１，Ｂ２とを選択的に作動させて、前進６速と後退速とを得るようになっている。言い換えると、前記変速機ＡＴは、ラビニヨタイプなどの複合型のプラネタリギヤセットを含まず、ダブルサンギヤタイプ、ダブルピニオンタイプ、ダブルリングギヤタイプのプラネタリギヤセットを必要としない上に、回転要素同士を断接するクラッチ、ブレーキ等の個数が５つ以下と比較的、少なくて済み、その分、コンパクト化、コスト及び重量の低減、騒音の低減等に有利である。

すなわち、「背景技術」の記載において引用した特許文献２、３などに詳しいが、動力伝達系路の切換えのために所謂シンプソン型遊星歯車列を採用して、これに対する入力を仮に１組の常時減速プラネタリギヤセットから行おうとすると、オーバードライブの変速段を得るためには遊星歯車列の２組のプラネタリギヤセットのいずれかにおいて、キャリア及びリングギヤの両方、或いはキャリア及びサンギヤの両方のいずれかへの入出力経路が必要になるが、入力軸Ｉｎｐｕｔと出力ギヤＯｕｔｐｕｔとを同軸に配置した場合には、前記いずれかのプラネタリギヤセットをダブルリングギヤタイプかダブルサンギヤタイプにしないと、成立しない。

これに対し、本実施形態では、さらに１組の常時減速のプラネタリギヤセット（第１、第２のいずれかのプラネタリギヤセットＧＳ１，ＧＳ２）を追加して、ここからも遊星歯車列（第３、第４プラネタリギヤセットＧＳ３，ＧＳ４）への入力を行えるようにしたので、入力軸Ｉｎｐｕｔと出力ギヤＯｕｔｐｕｔとを同軸に配置した場合でも、特許文献３、３のようなダブルリングギヤタイプなどの複雑な構造のプラネタリギヤセットは不要であり、これに起因するギヤノイズや振動の問題は生じない。

また、そうして１組のプラネタリギヤセットを追加していても、これを伝達トルクの小さい常時減速用として、できるだけ小型化しているので、前記特許文献１、２のダブルリングギヤタイプやダブルサンギヤタイプのものと比較して、むしろコンパクトに構成できる。すなわち、前記特許文献２、３に記載のダブルリングギヤタイプなどのプラネタリギヤセットは、常時減速用ではなく、駆動力の伝達系路の切換えに用いられているので、いずれかの変速段において非常に大きなトルクが作用する可能性がある。

そのため、単純にリングギヤやサンギヤを半分に割ればよいというものではなく、そうして分割した個々のギヤに、それぞれ前記のような大トルクが作用することを考慮して、十分な強度を確保しなくてはならないから、その外形は、実質的に２組のプラネタリギヤセットを組み合わせたものと同程度に大きくなってしまう。

これに対し、トルク負荷の小さな常時減速用プラネタリギヤセットはかなり小型化することができるので、前記のように駆動力の伝達系路の切換えに用いる１組のプラネタリギヤセットに常時減速用プラネタリギヤセットを１組、追加しても、両者を合わせた配置スペースはダブルリングギヤタイプなどのものに比べてむしろ小さくて済み、しかも、２組のプラネタリギヤセットを離して配置することもできるので、レイアウトの自由度が高く、スペースを有効に利用できる。

そこで、この実施形態では、上述したように、比較的大きな第３、第４の２組のプラネタリギヤセットＧＳ３，ＧＳ４によって構成されるシンプソン型遊星歯車列の軸方向両側に、それぞれ小型の常時減速用プラネタリギヤセットＧＳ１，ＧＳ２を配置し、それらを囲むように湿式多板クラッチなどからなる第１〜第３のクラッチＣ１〜Ｃ３と第１ブレーキＢ１とを配置している。こうして配置スペースの有効利用により、変速機ＡＴのコンパクト化が図られている。

尚、この実施形態では前記特許文献２、３のものに比べてプラネタリギヤセットの個数自体は増えることになるが、構造の複雑なダブルリングギヤタイプなどを用いないので、コスト面でもあまり不利にはならず、むしろコスト低減も可能と考えられる。

さらに、詳しい説明は省略するが、この実施形態の変速機ＡＴは、前記特許文献２、３のものと同様に、シンプソン型の遊星歯車列を構成する第３及び第４プラネタリギヤセットＧＳ３，ＧＳ４の遊星歯車比を一般的に適用可能な範囲（例えば、サンギヤ歯数／リングギヤ歯数＝０．３５〜０．６５、好ましくは０．３８〜０．６０）とし、且つ、好ましいといわれている高速段になるほど段間比が小さいという条件を達成しながら、十分にワイドな変速比（前進１速／６速＝５．５〜６．０）を得ることができる。この際、第３、第４リングギヤＲ３，Ｒ４の直径をあまり大きくする必要がないので、このことも変速機のコンパクト化に有利になる。

しかも、入力回転がそれぞれ上述の如く伝達される前進１〜６速の各変速段において、回転の伝達に直接、関与する回転要素の数が比較的少なく、ギヤの噛み合いによる機械的な損失が小さいから、高い伝達効率が得られる。特に最高変速段の前進６速においては、入力回転が第１プラネタリギヤセットＧＳ１のみを通って増速されて、出力ギヤＯｕｔｐｕｔに出力されるようになっており、回転の伝達に関与する回転要素の数が最小になるので、効率は非常に高い。

さらにまた、前進１〜６速の全ての変速段でいずれかの回転要素の回転速度が過度に高くなることがなく、耐久性、信頼性にも有利であるし、１速から２速、２速から３速、…というように隣接する変速段に切換えるときに締結、解放させるクラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１，Ｂ２等の数は、前記締結作動表（図２）に示すように常に１つずつであるから、制御性も高いものである。

尚、本発明の具体的な構成は、前記実施形態の自動変速機ＡＴに限定されず、それ以外の種々の構成を包含するものである。すなわち、前記の実施形態においては、上述したように、常時減速用の第１、第２プラネタリギヤセットＧＳ１，ＧＳ２ををれぞれ変速機ケースの端部に配置しているが、これに限るものではない。

また、前記実施形態１、２では、本発明の自動変速機ＡＴをＦＦ車用の横置きパワートレインに適用した例を示したが、本発明はＲＲ車用の横置きパワートレインにも適用可能である。さらに、エンジン、トルクコンバーターを図の左側に設置する例を説明したが、右側に設置することも可能である。

本発明は、車両の自動変速機であって、５つ以下の摩擦要素により前進６速を達成する軽量、コンパクトなものであるから、特に乗用車に搭載するものとして有用である。

本発明の実施形態に係る自動変速機の概略構成を示す骨子線図である。 同自動変速機の締結作動表である

符号の説明

ＡＴ 自動変速機
Ｂ１ 第１ブレーキ
Ｂ２ 第２ブレーキ
Ｃ１ 第１クラッチ、
Ｃ２ 第２クラッチ
Ｃ３ 第３クラッチ
ＧＳ１ 第１プラネタリギヤセット
ＧＳ２ 第２プラネタリギヤセット
ＧＳ３ 第３プラネタリギヤセット
ＧＳ４ 第４プラネタリギヤセット
Ｉｎｐｕｔ 入力軸
Ｏｕｔｐｕｔ 出力ギヤ（出力部）
ＰＣ１ 第１キャリア
ＰＣ２ 第２キャリア
ＰＣ３ 第３キャリヤ
ＰＣ４ 第４キャリヤ
Ｒ１ 第１リングギヤ
Ｒ２ 第２リングギヤ
Ｒ３ 第３リングギヤ
Ｒ４ 第４リングギヤ
Ｓ１ 第１サンギヤ
Ｓ２ 第２サンギヤ
Ｓ３ 第３サンギヤ
Ｓ４ 第４サンギヤ

Claims (7)

1. 入力軸と同軸上に出力部を配設し、それぞれサンギヤ、キャリア及びリングギヤからなる第１〜第４の４組のプラネタリギヤセットを備え、第１〜第３の３つのクラッチと第１、第２の２つのブレーキとを選択的に作動させて、前記入力軸から出力部までの駆動力の伝達系路を切り替えることにより、少なくとも前進６速を得るようにした自動変速機において、
   前記第１、第２の２組のプラネタリギヤセットは、それぞれ入力回転を常時減速して出力するように、所定の回転要素が前記入力軸に連結されており、
   前記第３、第４の２組のプラネタリギヤセットは、いずれもシングルピニオンプラネタリギヤセットであり、合わせて４つの回転要素を有するように互いに連結されて、その回転要素のうちの何れか１つが前記出力部に連結されており、
   前記第１及び第２プラネタリギヤセットは、それぞれ、前記第３及び第４プラネタリギヤセットを中間に挟む軸方向の両側位置に配置されていることを特徴とする自動変速機。
2. 請求項１の自動変速機において、
   第１及び第２プラネタリギヤセットは、それぞれシングルピニオンプラネタリギヤセットであり、各々のサンギヤが変速機ケースに固定されていることを特徴とする自動変速機。
3. 請求項２の自動変速機において、
   第１及び第２プラネタリギヤセットの各々のサンギヤは、それぞれ変速機ケースの軸方向一端部及び他端部のボス部に固定されていることを特徴とする自動変速機。
4. 請求項１の自動変速機において、
   第１及び第２プラネタリギヤセットによる回転の減速比が互いに異なることを特徴とする自動変速機。
5. 請求項１の自動変速機において、
   第１プラネタリギヤセットは、第１サンギヤ、第１キャリア及び第１リングギヤからなるシングルピニオンプラネタリギヤセットであり、
   第２プラネタリギヤセットは、第２サンギヤ、第２キャリア及び第２リングギヤからなるシングルピニオンプラネタリギヤセットであり、
   前記第１サンギヤ及び第２サンギヤがそれぞれ変速機ケースに常時固定される一方、第１リングギヤ及び第２リングギヤはそれぞれ入力軸に常時連結されており、
   第３プラネタリギヤセットは、第３サンギヤ、第３キャリア及び第３リングギヤからなるシングルピニオンプラネタリギヤセットであり、
   第４プラネタリギヤセットは、第４サンギヤ、第４キャリア及び第４リングギヤからなるシングルピニオンプラネタリギヤセットであり、
   前記第３リングギヤと第４キャリアと出力部とが常時連結されるとともに、前記第３キャリアと第４リングギヤとが常時連結されており、
   前記第１キャリアと第３サンギヤとを断接する第１クラッチと、
   前記第３サンギヤと変速機ケースとを断接する第１ブレーキと、
   前記第３キャリアと変速機ケースとを断接する第２ブレーキと、
   前記第３キャリアと第２リングギヤとを断接する第２クラッチと、
   前記第４サンギヤと第２キャリアとを断接する第３クラッチと、を備え、
   前記第３クラッチ及び第２ブレーキの締結により第１速が、前記第３クラッチ及び第１ブレーキの締結により第２速が、前記第１クラッチ及び第３クラッチの締結により第３速が、前記第３クラッチ及び第２クラッチの締結により第４速が、前記第１クラッチ及び第２クラッチの締結により第５速が、そして、前記第２クラッチ及び第１ブレーキの締結により第６速が、それぞれ得られるように構成されていることを特徴とする自動変速機。
6. 請求項５の自動変速機において、
   第１サンギヤ及び第２サンギヤは、それぞれ変速機ケースの軸方向一端部及び他端部のボス部に固定されていることを特徴とする自動変速機。
7. 請求項５の自動変速機において、
   第１及び第２プラネタリギヤセットによる回転の減速比が互いに異なることを特徴とする自動変速機。

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