JP5317829B2 - Automatic transmission - Google Patents
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Description
本発明は、入力軸の回転を変速機ケース内に配置した複数のプラネタリギヤ機構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 gear mechanisms disposed in a transmission case and transmits the rotation to an output member.
従来、入力用の第1プラネタリギヤと変速用の2つのプラネタリギヤと6つの係合機構とを用いて、前進8段の変速を行うことができるようにした自動変速機が知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an automatic transmission that can perform eight forward speeds using a first planetary gear for input, two planetary gears for shifting, and six engagement mechanisms (for example, Patent Document 1).
特許文献1のものでは、入力用の第1プラネタリギヤを、第1サンギヤと、第1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1リングギヤに噛合する一対の第1ピニオンを自転及び公転自在に軸支する第1キャリアとからなるダブルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成している。 In Patent Document 1, a pair of first pinions in which a first planetary gear for input meshes with a first sun gear and a first ring gear, one meshes with the first sun gear and the other meshes with the first ring gear. Is constituted by a double pinion type planetary gear mechanism comprising a first carrier that pivotally supports and rotates freely.
第1プラネタリギヤは、第1サンギヤが変速機ケースに固定される固定要素、第1キャリアが入力軸に連結される入力要素、第1リングギヤが入力要素たる第1キャリアの回転速度を減速して出力する出力要素とされている。 The first planetary gear decelerates the rotation speed of the first carrier, which is a fixed element that fixes the first sun gear to the transmission case, the input element that connects the first carrier to the input shaft, and the first carrier that serves as the input element. Output element to be
又、変速用の2つのプラネタリギヤ機構を、第2サンギヤと、第3サンギヤと、第3リングギヤと一体化された第2リングギヤと、互いに噛合すると共に一方が第2サンギヤ及び第2リングギヤに噛合し他方が第3サンギヤに噛合する一対の第2ピニオンを自転及び公転自在に軸支する第2キャリアとからなるラビニヨ型のプラネタリギヤ機構で構成している。 Further, the two planetary gear mechanisms for shifting are meshed with the second sun gear, the third sun gear, and the second ring gear integrated with the third ring gear, and one meshes with the second sun gear and the second ring gear. The other is constituted by a Ravigneaux type planetary gear mechanism comprising a pair of second pinions meshing with the third sun gear and a second carrier that is pivotally supported to rotate and revolve.
このラビニヨ型のプラネタリギヤ機構は、速度線図においてギヤ比に対応する間隔を存して順に、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回転要素は第2サンギヤ、第2回転要素は第3キャリアと一体化された第2キャリア、第3回転要素は第3リングギヤと一体化された第2リングギヤ、第4回転要素は第3サンギヤとなる。 This Ravigneaux type planetary gear mechanism has a first rotating element, a second rotating element, a third rotating element, and a fourth rotating element in order at intervals corresponding to the gear ratio in the velocity diagram. Is the second sun gear, the second rotating element is the second carrier integrated with the third carrier, the third rotating element is the second ring gear integrated with the third ring gear, and the fourth rotating element is the third sun gear.
又、係合機構として、第1プラネタリギヤの出力要素たる第1リングギヤと第3サンギヤから成る第4回転要素とを解除自在に連結する第1係合機構と、入力軸と第2キャリアから成る第2回転要素とを解除自在に連結する第2係合機構と、出力要素たる第1リングギヤと第2サンギヤから成る第1回転要素とを解除自在に連結する第3係合機構と、入力要素たる第1キャリアと第2サンギヤから成る第1回転要素とを解除自在に連結する第4係合機構と、第2サンギヤから成る第1回転要素を変速機ケースに解除自在に固定する第5係合機構と、第2キャリアから成る第2回転要素を変速機ケースに解除自在に固定する第6係合機構とを備える。 In addition, as an engagement mechanism, a first engagement mechanism that releasably connects a first ring gear that is an output element of the first planetary gear and a fourth rotation element that is a third sun gear, a first engagement mechanism that includes an input shaft and a second carrier. A second engagement mechanism that releasably connects the two rotation elements, a third engagement mechanism that releasably connects the first ring element that is the output element and the first sun gear, and the input element A fourth engagement mechanism for releasably connecting the first carrier and the first rotating element composed of the second sun gear, and a fifth engagement for releasably fixing the first rotating element composed of the second sun gear to the transmission case A mechanism and a sixth engagement mechanism for releasably fixing the second rotating element including the second carrier to the transmission case.
以上の構成によれば、第1係合機構と第6係合機構とを係合することで1速段が確立され、第1係合機構と第5係合機構とを係合することで2速段が確立され、第1係合機構と第3係合機構とを係合することで3速段が確立され、第1係合機構と第4係合機構とを係合することで4速段が確立される。 According to the above configuration, the first gear is established by engaging the first engagement mechanism and the sixth engagement mechanism, and the first engagement mechanism and the fifth engagement mechanism are engaged. The second gear is established, the third gear is established by engaging the first engagement mechanism and the third engagement mechanism, and the first engagement mechanism and the fourth engagement mechanism are engaged. 4th gear is established.
又、第1係合機構と第2係合機構とを係合することで5速段が確立され、第2係合機構と第4係合機構とを係合することで6速段が確立され、第2係合機構と第3係合機構とを係合することで7速段が確立され、第2係合機構と第5係合機構とを係合することで8速段が確立される。又、1速段又は8速段を除くことにより前進7速段とすることもできる。 Further, the fifth gear is established by engaging the first engagement mechanism and the second engagement mechanism, and the sixth gear is established by engaging the second engagement mechanism and the fourth engagement mechanism. The seventh gear is established by engaging the second engagement mechanism and the third engagement mechanism, and the eighth gear is established by engaging the second engagement mechanism and the fifth engagement mechanism. Is done. Alternatively, the first forward speed or the eighth speed can be eliminated to provide a forward seventh speed.
上記従来例のものでは、各変速段において係合する係合機構の数が2つになる。そのため、解放している残りの4つの係合機構の引き摺りによるフリクションロスが大きくなり、変速機の効率が悪化する不具合がある。 In the above-described conventional example, the number of engagement mechanisms engaged at each shift stage is two. Therefore, the friction loss due to dragging of the remaining four engagement mechanisms that have been released becomes large, and there is a problem that the efficiency of the transmission deteriorates.
本発明は、以上の点に鑑み、フリクションロスを低減できるようにした自動変速機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide an automatic transmission capable of reducing friction loss.
上記目的を達成するため、本発明は、駆動源からの動力により回転する入力軸と、該入力軸の回転を複数の変速段に変速して出力部材から出力する自動変速機であって、第1から第3の3つのプラネタリギヤ機構を備え、第1プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る3つの要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第1要素、第2要素及び第3要素とし、第2プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る3つの要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第4要素、第5要素及び第6要素とし、第3プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る3つの要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第7要素、第8要素及び第9要素として、第1要素が入力軸に連結され、第7要素が出力部材に連結され、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6要素と第9要素とを連結して第2連結体が構成され、入力軸と第8要素とを解除自在に連結する第1係合機構と、第2要素と第7要素とを解除自在に連結する第2係合機構と、第2要素と第2連結体とを解除自在に連結する第3係合機構と、第1連結体を変速機ケースに解除自在に固定する第4係合機構と、第4要素を変速機ケースに解除自在に固定する第5係合機構と、第8要素を変速機ケースに解除自在に固定する第6係合機構とを備え、第3プラネタリギヤ機構は、サンギヤと、リングギヤと、互いに噛合すると共に一方がサンギヤに噛合し他方が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なるダブルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成され、変速段は6つの前記係合機構のうちの何れか3つを連結、又は固定することにより確立されることを特徴とする。 To achieve the above object, the present invention provides an input shaft that is rotated by power from a drive source, and an automatic transmission that shifts the rotation of the input shaft to a plurality of shift speeds and outputs it from an output member. comprising from 1 to third three planetary gear mechanisms, the sun gear of the first planetary gear mechanism, one from each of the first element in the order of the three elements consisting of a carrier and a ring gear, at intervals corresponding to the gear ratio in the velocity diagram, the second element and third element, a sun gear of the second planetary gear mechanism, one from each fourth element in order of the three elements consisting of a carrier and a ring gear, at intervals corresponding to the gear ratio in the velocity diagram, the fifth element And the sixth element, and the three elements consisting of the sun gear, carrier and ring gear of the third planetary gear mechanism are arranged at intervals corresponding to the gear ratio in the velocity diagram. One from each seventh element in turn, as the eighth element and ninth element, the first element is connected to the input shaft, the seventh element is connected to the output member, first connects the third element and the fifth element A first engaging mechanism configured to connect the input shaft and the eighth element in a releasable manner; and a second element. A second engagement mechanism for releasably connecting the second element and the seventh element, a third engagement mechanism for releasably connecting the second element and the second connection body, and releasing the first connection body to the transmission case. A fourth engagement mechanism for freely fixing, a fifth engagement mechanism for releasably fixing the fourth element to the transmission case, and a sixth engagement mechanism for releasably fixing the eighth element to the transmission case. And the third planetary gear mechanism meshes with the sun gear and the ring gear, and one meshes with the sun gear while the other meshes with the other. It consists of a double-pinion type planetary gear mechanism comprising a pair of pinions meshing with the ring gear about its axis and revolve supported carriers, gear position connects the three any of six of the engaging mechanism, or established by fixing characterized Rukoto.
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7段以上の変速を行うことができると共に、第1から第6の6つの係合機構のうち各変速段において3つの係合機構が係合することになる。そのため、各変速段で解放している係合機構の数は3つになり、従来のように4つの係合機構が解放されるものに比し、解放している係合機構によるフリクションロスを低減でき、変速機の効率が向上する。 According to the present invention, as will be apparent from the description of the embodiment to be described later, it is possible to perform a shift of seven or more forward speeds, and among the first to sixth engagement mechanisms, there are three The engagement mechanism is engaged. Therefore, the number of engagement mechanisms released at each shift stage is three, and the friction loss due to the released engagement mechanisms is reduced compared to the conventional one where four engagement mechanisms are released. This can reduce the transmission efficiency.
又、本発明において、第6係合機構を、1ウェイクラッチ又は2ウェイクラッチで構成することが好ましい。かかる構成によれば、第6係合機構を湿式多板クラッチのみで構成したものと比較して、1速段と2速段との間での変速の制御性を向上させることができる。 In the present invention, it is preferable that the sixth engagement mechanism is constituted by a one-way clutch or a two-way clutch. According to such a configuration, the controllability of the shift between the first speed and the second speed can be improved as compared with the sixth engagement mechanism configured by only the wet multi-plate clutch.
又、本発明において、第2係合機構を、噛合機構とすることが好ましい。かかる構成によれば、後述する実施形態の説明から明らかなように、前進側の低速段領域でのみ係合され、高速段領域でのみ解放される第2係合機構が、フリクションロスの発生を防止する噛合機構となる。このため、前進側の高速段領域のフリクションロスを更に抑制することができ、変速機の効率をより向上させることができる。 In the present invention, the second engagement mechanism is preferably a meshing mechanism. According to such a configuration, as will be apparent from the description of the embodiment described later, the second engagement mechanism that is engaged only in the forward-side low speed stage region and released only in the high speed stage region prevents the occurrence of friction loss. It is a meshing mechanism to prevent. For this reason, it is possible to further suppress the friction loss in the high speed region on the forward side, and to further improve the efficiency of the transmission.
又、本発明において、第3係合機構を、第2係合機構の径方向外方側に配置し、入力軸の軸線方向において前記第2係合機構と少なくとも一部が重なり合うように構成することが好ましい。かかる構成によれば、変速機の軸長を短くすることができる。 In the present invention, the third engagement mechanism is arranged on the radially outer side of the second engagement mechanism, and is configured to at least partially overlap the second engagement mechanism in the axial direction of the input shaft. It is preferable. According to this configuration, the shaft length of the transmission can be shortened.
図1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なる出力部材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。
FIG. 1 shows a first embodiment of an automatic transmission according to the present invention. The automatic transmission according to the first embodiment is disposed concentrically with an
又、変速機ケース1内には、第1プラネタリギヤ機構4と第2プラネタリギヤ機構5と第3プラネタリギヤ機構6が入力軸2と同心に配置されている。第1プラネタリギヤ機構4は、サンギヤSaと、リングギヤRaと、サンギヤSaとリングギヤRaと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機構で構成されている。
In the transmission case 1, the first planetary gear mechanism 4, the second
図2の上段に示す第1プラネタリギヤ機構4の速度線図(サンギヤ、キャリア、リングギヤの3つ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プラネタリギヤ機構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つの要素を、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Sa、第2要素はキャリアCa、第3要素はリングギヤRaになる。 With reference to the speed diagram of the first planetary gear mechanism 4 shown in the upper part of FIG. 2 (the figure in which the rotational speeds of the three elements of the sun gear, the carrier, and the ring gear can be represented by straight lines), If the three elements consisting of the carrier Ca and the ring gear Ra are the first element, the second element, and the third element from the left in the order of arrangement at intervals corresponding to the gear ratio in the velocity diagram, the first element is the sun gear Sa. The second element is the carrier Ca, and the third element is the ring gear Ra.
ここで、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プラネタリギヤ機構4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。 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 is i: the gear ratio of the first planetary gear mechanism 4 (the number of teeth of the ring gear / the number of teeth of the sun gear). Set to 1. In the velocity diagram, the lower horizontal line and the upper horizontal line indicate that the rotational speeds are “0” and “1” (the same rotational speed as the input shaft 2), respectively.
第2プラネタリギヤ機構5は、サンギヤSbと、リングギヤRbと、サンギヤSbとリングギヤRbと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機構で構成される。
The second
図2の中段に示す第2プラネタリギヤ機構5の速度線図を参照して、第2プラネタリギヤ機構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つの要素を、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Sb、第5要素はキャリアCb、第6要素はリングギヤRbになる。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プラネタリギヤ機構5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プラネタリギヤ機構6は、サンギヤScと、リングギヤRcと、互いに噛合すると共に一方がサンギヤScに噛合し他方がリングギヤRcに噛合する一対のピニオンPc,Pc’を自転及び公転自在に軸支するキャリアCcとから成るダブルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成される。
The third
図2の下段に示す第3プラネタリギヤ機構6の速度線図を参照して、第3プラネタリギヤ機構6のサンギヤSc、キャリアCc及びリングギヤRcから成る3つの要素を、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要素はキャリアCc、第8要素はリングギヤRc、第9要素はサンギヤScになる。サンギヤScとキャリアCc間の間隔とキャリアCcとリングギヤRc間の間隔との比は、第3プラネタリギヤ機構6のギヤ比をkとして、k:1に設定される。
With reference to the speed diagram of the third
第1プラネタリギヤ機構4のサンギヤSa(第1要素)は入力軸2に連結されている。第3プラネタリギヤ機構6のキャリアCc(第7要素)は出力部材3に連結されている。又、第1プラネタリギヤ機構4のリングギヤRa(第3要素)と第2プラネタリギヤ機構5のキャリアCb(第5要素)とを連結して第1連結体Ra,Cbを構成している。又、第2プラネタリギヤ機構5のリングギヤRb(第6要素)と第3プラネタリギヤ機構6のサンギヤSc(第9要素)とを連結して第2連結体Rb,Scを構成している。
The sun gear Sa (first element) of the first planetary gear mechanism 4 is connected to the
第1実施形態の自動変速機では、3つのプラネタリギヤ機構4,5,6により、第1プラネタリギヤ機構4のサンギヤSa(第1要素)、キャリアCa(第2要素)、第1連結体Ra,Cb(第3,第5要素)、第2プラネタリギヤ機構5のサンギヤSb(第4要素)、第2連結体Rb,Sc(第6,第9要素)、第3プラネタリギヤ機構6のキャリアCc(第7要素)、リングギヤRc(第8要素)の合計7つの回転体を構成する。
In the automatic transmission according to the first embodiment, the sun gear Sa (first element), the carrier Ca (second element), and the first coupling bodies Ra and Cb of the first planetary gear mechanism 4 are constituted by the three
又、第1実施形態の自動変速機は、湿式多板クラッチから成る係合機構として、入力軸2と第3プラネタリギヤ機構6のリングギヤRc(第8要素)とを解除自在に連結する第1係合機構たる第1クラッチC1と、第1プラネタリギヤ機構4のキャリアCa(第2要素)と第3プラネタリギヤ機構6のキャリアCc(第7要素)とを解除自在に連結する第2係合機構たる第2クラッチC2と、第1プラネタリギヤ機構4のキャリアCa(第2要素)と第2連結体Rb,Sc(第6,第9要素)とを解除自在に連結する第3係合機構たる第3クラッチC3とを備える。
The automatic transmission according to the first embodiment is a first mechanism that releasably connects the
第3係合機構たる第3クラッチC3は、第2係合機構たる第2クラッチC2の径方向外方に配置され、入力軸2の軸線方向において第2クラッチC2と重なり合わせることにより、変速機の軸長を短くしている。
The third clutch C3, which is the third engagement mechanism, is disposed radially outward of the second clutch C2, which is the second engagement mechanism, and overlaps with the second clutch C2 in the axial direction of the
又、第1実施形態の自動変速機は、湿式多板ブレーキから成る係合機構として、第1連結体Ra,Cb(第3,第5要素)を変速機ケース1に解除自在に固定する第4係合機構たる第1ブレーキB1と、第2プラネタリギヤ機構5のサンギヤSb(第4要素)を変速機ケース1に解除自在に固定する第5係合機構たる第2ブレーキB2と、第3プラネタリギヤ機構6のリングギヤRc(第8要素)を変速機ケース1に解除自在に固定する第3ブレーキB3とを備える。
Further, the automatic transmission according to the first embodiment is a first engagement body Ra, Cb (third and fifth elements) as an engagement mechanism composed of a wet multi-plate brake. A first brake B1 as a four engagement mechanism, a second brake B2 as a fifth engagement mechanism for releasably fixing the sun gear Sb (fourth element) of the second
尚、変速機ケース1には、第3ブレーキB3と並列に、第3プラネタリギヤ機構6のリングギヤRc(第8要素)の正転(前進方向の回転)を許容し、逆転(後進方向の回転)を阻止する1ウェイクラッチF1が連結されている。
In addition, the transmission case 1 permits forward rotation (rotation in the forward direction) of the ring gear Rc (eighth element) of the third
第1実施形態の自動変速機では、第3ブレーキB3と1ウェイクラッチF1とで本発明の第6係合機構を構成している。 In the automatic transmission according to the first embodiment, the third brake B3 and the one-way clutch F1 constitute the sixth engagement mechanism of the present invention.
第1実施形態の自動変速機においては、第2クラッチC2(第2係合機構)と第2ブレーキB2(第5係合機構)とを係合させると、第1プラネタリギヤ機構4のキャリアCa(第2要素)と第3プラネタリギヤ機構6のキャリアCc(第7要素)とが同一の回転速度で回転すると共に、第2プラネタリギヤ機構5のサンギヤSb(第4要素)の回転速度が「0」、第3プラネタリギヤ機構6のリングギヤRc(第8要素)の回転速度が1ウェイクラッチF1の働きで「0」となり、3つのプラネタリギヤ機構4,5,6の速度線が図2に「1st」で示す線になって、1速段が確立される。
In the automatic transmission according to the first embodiment, when the second clutch C2 (second engagement mechanism) and the second brake B2 (fifth engagement mechanism) are engaged, the carrier Ca ( The second element) and the carrier Cc (seventh element) of the third
このとき、第3ブレーキB3が開放されているが、第3プラネタリギヤ機構6のリングギヤRc(第8要素)の回転速度が1ウェイクラッチF1の働きで「0」となっているため、第3ブレーキB3ではフリクションロスが発生しない。又、1ウェイクラッチF1を設けることにより、1速段と2速段との間での変速を行うときに、第3ブレーキB3への油圧の供給及びこの油圧供給の停止を行う必要がなくなり、1速段と2速段との間での変速の制御性を向上させることができる。
At this time, the third brake B3 is released, but the rotational speed of the ring gear Rc (eighth element) of the third
尚、第2クラッチC2(第2係合機構)及び第2ブレーキB2(第5係合機構)に加えて第3ブレーキB3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。 When the third brake B3 is engaged in addition to the second clutch C2 (second engagement mechanism) and the second brake B2 (fifth engagement mechanism), the first gear is set in a state where the engine brake can be applied. Established.
第2係合機構C2と第4係合機構B1と第5係合機構B2とを係合させると、第1連結体Ra,Cb(第3,第5要素)の回転速度が「0」、第2プラネタリギヤ機構5のサンギヤSb(第4要素)の回転速度が「0」となり、第2プラネタリギヤ機構5の3つの要素が相対回転不能なロック状態となって、第2連結体Rb,Sc(第6,第9要素)の回転速度も「0」となる。
When the second engagement mechanism C2, the fourth engagement mechanism B1, and the fifth engagement mechanism B2 are engaged, the rotation speed of the first coupling bodies Ra and Cb (third and fifth elements) is “0”. The rotational speed of the sun gear Sb (fourth element) of the second
そして、第1プラネタリギヤ機構4のキャリアCa(第2要素)と第3プラネタリギヤ機構6のキャリアCc(第7要素)とが同一の回転速度で回転し、3つのプラネタリギヤ機構4,5,6の速度線が図2に「2nd」で示す線になって、2速段が確立される。
Then, the carrier Ca (second element) of the first planetary gear mechanism 4 and the carrier Cc (seventh element) of the third
第2係合機構C2と第3係合機構C3と第5係合機構B2とを係合させると、第1プラネタリギヤ機構4のキャリアCa(第2要素)と第2連結体Rb,Sc(第6,第9要素)と第3プラネタリギヤ機構6のキャリアCc(第7要素)とが同一の回転速度で回転し、第3プラネタリギヤ機構6のサンギヤSc、キャリアCc、リングギヤRcの3つの要素が相対回転不能なロック状態となる。そして、3つのプラネタリギヤ機構4,5,6の速度線が図2に「3rd」で示す線になって、3速段が確立される。
When the second engagement mechanism C2, the third engagement mechanism C3, and the fifth engagement mechanism B2 are engaged, the carrier Ca (second element) of the first planetary gear mechanism 4 and the second coupling bodies Rb, Sc (first 6, the ninth element) and the carrier Cc (seventh element) of the third
第1係合機構C1と第2係合機構C2と第5係合機構B2とを係合させると、第1プラネタリギヤ機構4のサンギヤSa(第1要素)と第3プラネタリギヤ機構6のリングギヤRc(第8要素)との回転速度が「1」となり、第1プラネタリギヤ機構4のキャリアCa(第2要素)と第3プラネタリギヤ機構6のキャリアCc(第7要素)とが同一の回転速度で回転して、3つのプラネタリギヤ機構4,5,6の速度線が図2に「4th」で示す線になり、4速段が確立される。
When the first engagement mechanism C1, the second engagement mechanism C2, and the fifth engagement mechanism B2 are engaged, the sun gear Sa (first element) of the first planetary gear mechanism 4 and the ring gear Rc ( The rotation speed with respect to the eighth element) becomes “1”, and the carrier Ca (second element) of the first planetary gear mechanism 4 and the carrier Cc (seventh element) of the third
第1係合機構C1と第2係合機構C2と第3係合機構C3とを係合させると、第1プラネタリギヤ機構4のサンギヤSa(第1要素)と第3プラネタリギヤ機構6のリングギヤRc(第8要素)との回転速度が「1」となり、第3プラネタリギヤ機構6のサンギヤSc、キャリアCc、リングギヤRcの3つの要素が相対回転不能なロック状態となって、出力部材3に連結する第3プラネタリギヤ機構6のキャリアCcの回転速度も「1」である5速段が確立される。
When the first engagement mechanism C1, the second engagement mechanism C2, and the third engagement mechanism C3 are engaged, the sun gear Sa (first element) of the first planetary gear mechanism 4 and the ring gear Rc ( The rotation speed with respect to the eighth element) is “1”, the three elements of the sun planetary gear Sc, the carrier Cc, and the ring gear Rc of the third
第1係合機構C1と第3係合機構C3と第5係合機構B2とを係合させると、第1プラネタリギヤ機構4のサンギヤSa(第1要素)と第3プラネタリギヤ機構6のリングギヤRc(第8要素)との回転速度が「1」、第2プラネタリギヤ機構5のサンギヤSb(第4要素)の回転速度が「0」となり、第1プラネタリギヤ機構4のキャリアCa(第2要素)と第2連結体Rb,Scとが同一の回転速度で回転して、3つのプラネタリギヤ機構4,5,6の速度線が図2に「6th」で示す線になって、6速段が確立される。
When the first engagement mechanism C1, the third engagement mechanism C3, and the fifth engagement mechanism B2 are engaged, the sun gear Sa (first element) of the first planetary gear mechanism 4 and the ring gear Rc of the third planetary gear mechanism 6 ( The rotational speed of the second
第1係合機構C1と第3係合機構C3と第4係合機構B1とを係合させると、第1プラネタリギヤ機構4のサンギヤSa(第1要素)と第3プラネタリギヤ機構6のリングギヤRc(第8要素)との回転速度が「1」、第1連結体Ra,Cb(第3,第5要素)の回転速度が「0」となり、第1プラネタリギヤ機構4のキャリアCa(第2要素)と第2連結体Rb,Sc(第6,第9要素)とが同一の回転速度で回転して、3つのプラネタリギヤ機構4,5,6の速度線が図2に「7th」で示す線になって、7速段が確立される。
When the first engagement mechanism C1, the third engagement mechanism C3, and the fourth engagement mechanism B1 are engaged, the sun gear Sa (first element) of the first planetary gear mechanism 4 and the ring gear Rc of the third planetary gear mechanism 6 ( The rotation speed with respect to the eighth element) is "1", the rotation speed of the first coupling bodies Ra and Cb (third and fifth elements) is "0", and the carrier Ca (second element) of the first planetary gear mechanism 4 And the second coupling bodies Rb and Sc (sixth and ninth elements) rotate at the same rotational speed, and the speed lines of the three
第1係合機構C1と第4係合機構B1と第5係合機構B2とを係合させると、第1プラネタリギヤ機構4のサンギヤSa(第1要素)と第3プラネタリギヤ機構6のリングギヤRc(第8要素)との回転速度が「1」、第2プラネタリギヤ機構5のサンギヤSb(第4要素)及び第1連結体Ra,Cb(第3,第5要素)の回転速度が「0」となる。
When the first engagement mechanism C1, the fourth engagement mechanism B1, and the fifth engagement mechanism B2 are engaged with each other, the sun gear Sa (first element) of the first planetary gear mechanism 4 and the ring gear Rc of the third planetary gear mechanism 6 ( The rotational speed of the second
そして、第2プラネタリギヤ機構5のサンギヤSb、キャリアCb、リングギヤRbの3つの要素が相対回転不能なロック状態となって、第2連結体Rb,Sc(第6,第9要素)の回転速度が「0」となり、3つのプラネタリギヤ機構4,5,6の速度線が図2に「8th」で示す線になって、8速段が確立される。
Then, the three elements of the second
第3係合機構C3と第5係合機構B2と第6係合機構B3とを係合させると、第2プラネタリギヤ機構5のサンギヤSb(第4要素)と第3プラネタリギヤ機構6のリングギヤRc(第8要素)の回転速度が「0」となり、第1プラネタリギヤ機構4のキャリアCa(第2要素)と第2連結体Rb,Sc(第6,第9要素)とが同一の回転速度で回転して、3つのプラネタリギヤ機構4,5,6の速度線が図2に「Rev」で示す線になって、後進段が確立される。
When the third engagement mechanism C3, the fifth engagement mechanism B2, and the sixth engagement mechanism B3 are engaged with each other, the sun gear Sb (fourth element) of the second
尚、図2中の点線で示す速度線は、3つのプラネタリギヤ機構4,5,6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 gears rotates following the planetary gear that transmits power among the three
図3は、上述した各変速段と各係合機構C1〜C3,B1〜B3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。又、図3は、第1プラネタリギヤ機構4のギヤ比iを1.666、第2プラネタリギヤ機構5のギヤ比jを1.666、第3プラネタリギヤ機構6のギヤ比kを2.666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)が適切になると共に、8速段の公比の欄に示したレシオレンジ(1速レシオ/8速レシオ)も適切になる。
FIG. 3 is a diagram collectively showing the relationship between the above-described shift speeds and the engagement states of the engagement mechanisms C1 to C3 and B1 to B3, and “◯” represents engagement. FIG. 3 shows the case where the gear ratio i of the first planetary gear mechanism 4 is 1.666, the gear ratio j of the second
第1実施形態の自動変速機によれば、前進8段の変速を行うことができると共に、第1から第6の6つの係合機構C1〜C3,B1〜B3のうち各変速段において3つの係合機構が係合することになる。そのため、各変速段で解放している係合機構の数は3つになり、従来のように4つの係合機構が解放されるものに比し、解放している係合機構によるフリクションロスを低減でき、変速機の効率が向上する。 According to the automatic transmission of the first embodiment, eight forward speeds can be changed, and three of the first to sixth engagement mechanisms C1 to C3 and B1 to B3 have three speeds. The engagement mechanism is engaged. Therefore, the number of engagement mechanisms released at each shift stage is three, and the friction loss due to the released engagement mechanisms is reduced compared to the conventional one where four engagement mechanisms are released. This can reduce the transmission efficiency.
尚、第1実施形態の自動変速機においては、前進8段の変速を行うものを説明したが、何れか1つの変速段を省略することにより、前進7段の変速を行うように構成してもよい。例えば、第1実施形態の7速段を省略し8速段を7速段とすることにより、前進7段の変速を行うことができる。 The automatic transmission according to the first embodiment has been described as performing eight forward speeds. However, by omitting any one speed, the automatic transmission is configured to perform seven forward speeds. Also good. For example, the seventh forward speed can be changed to the seventh forward speed by omitting the seventh speed of the first embodiment and changing the eighth speed to the seventh speed.
又、第1実施形態の自動変速機においては、第1プラネタリギヤ機構4をシングルピニオン型のもので構成しているが、第1プラネタリギヤ機構4をダブルピニオン型のもので構成してもよい。この場合、例えば、第1要素をサンギヤSa、第2要素をリングギヤRa、第3要素をキャリアCaとすればよい。 In the automatic transmission according to the first embodiment, the first planetary gear mechanism 4 is configured by a single pinion type, but the first planetary gear mechanism 4 may be configured by a double pinion type. In this case, for example, the first element may be the sun gear Sa, the second element may be the ring gear Ra, and the third element may be the carrier Ca.
又、第1実施形態の自動変速機においては、第2プラネタリギヤ機構5をシングルピニオン型のもので構成しているが、図4に示す第2実施形態の自動変速機の如く、第2プラネタリギヤ機構5をダブルピニオン型のもので構成してもよい。この場合、例えば、第4要素をサンギヤSb、第5要素をリングギヤRb、第6要素をキャリアCbとすればよい。
Further, in the automatic transmission of the first embodiment, the second
又、第1実施形態の自動変速機においては、第6係合機構を、第3ブレーキB3と1ウェイクラッチF1とで構成したが、1ウェイクラッチF1を設けずに第3ブレーキB3のみで構成してもよい。 In the automatic transmission according to the first embodiment, the sixth engagement mechanism is configured by the third brake B3 and the one-way clutch F1, but is configured by only the third brake B3 without providing the one-way clutch F1. May be.
又、第6係合機構を、図5に示す第3実施形態の自動変速機の如く、第3プラネタリギヤ機構6のリングギヤRc(第8要素)の正転(前進方向の回転)を許容し逆転(後進方向の回転)を阻止する状態、又はリングギヤRcの正転を阻止し逆転を許容する状態に切替え自在な2ウェイクラッチF2で構成してもよい。
Further, the sixth engagement mechanism allows reverse rotation (rotation in the forward direction) of the ring gear Rc (eighth element) of the third
この場合でも、1ウェイクラッチF1を設けた場合と同様に、1速段と2速段との間での変速の制御性を向上させることができる。又、後進段用の比較的大容量の第3ブレーキB3を省略することができ、フリクションロスをより低減でき、変速機の効率を向上させることができる。 Even in this case, as in the case where the one-way clutch F1 is provided, the controllability of the shift between the first gear and the second gear can be improved. Further, the third brake B3 having a relatively large capacity for the reverse gear can be omitted, the friction loss can be further reduced, and the transmission efficiency can be improved.
ここで、図5に示す第3実施形態の自動変速機では、第2係合機構をドグクラッチD1(噛合機構)で構成している。第2係合機構(第1実施形態では第2クラッチC2)は、図3から明らかなように、低速段域としての1〜5速段で係合し、高速段域としての6〜8速段で開放される。 Here, in the automatic transmission according to the third embodiment shown in FIG. 5, the second engagement mechanism is constituted by a dog clutch D1 (meshing mechanism). As is apparent from FIG. 3, the second engagement mechanism (the second clutch C2 in the first embodiment) is engaged at the first to fifth speed stages as the low speed stage area, and the sixth to eighth speeds as the high speed stage area. Opened in steps.
従って、高速段域と比較して隣接する変速段間のトルク差が大きい低速段域たる1〜5速段では、係合状態の切り替えが行われず、比較的トルク差の小さい5速段と6速段の間の切り替えのときだけ係合状態が切り替えられる。このため、5速段と6速段の間の変速をスムーズに行うことができる。 Therefore, in the 1st to 5th speed stages, which are the low speed stage areas where the torque difference between the adjacent speed stages is large compared to the high speed area, the engagement state is not switched, and the 5th speed stage and the 6th speed stage having a relatively small torque difference. The engagement state is switched only when switching between the speed stages. For this reason, it is possible to smoothly shift between the fifth speed and the sixth speed.
又、ドグクラッチD1は機械的な噛合で係合し、湿式多板クラッチのように摩擦係合しないため、フリクションロスが発生しない。このため、第2係合機構をドグクラッチD1で構成することにより、第2係合機構を第1実施形態のように湿式多板クラッチC2で構成した場合と比較して、高速段域におけるフリクションロスをより低減させることができ、燃費を向上させることができる。尚、ドグクラッチD1は、同期噛合機構(シンクロメッシュ機構)等の同期機能を備えるもので構成してもよい。 Further, since the dog clutch D1 is engaged by mechanical engagement and is not frictionally engaged unlike the wet multi-plate clutch, no friction loss occurs. For this reason, by configuring the second engagement mechanism with the dog clutch D1, the friction loss in the high speed range is higher than when the second engagement mechanism is configured with the wet multi-plate clutch C2 as in the first embodiment. Can be further reduced, and fuel consumption can be improved. The dog clutch D1 may be configured with a synchronization function such as a synchronization meshing mechanism (synchromesh mechanism).
1…変速機ケース、2…入力軸、3…出力部材(出力ギヤ)、4…第1プラネタリギヤ機構、Sa…サンギヤ(第1要素)、Ca…キャリア(第2要素)、Ra…リングギヤ(第3要素)、5…第2プラネタリギヤ機構、Sb…サンギヤ(第4要素)、Cb…キャリア(第5要素)、Rb…リングギヤ(第6要素)、6…第3プラネタリギヤ機構、Sc…サンギヤ(第9要素)、Cc…キャリア(第7要素)、Rc…リングギヤ(第8要素)。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transmission case, 2 ... Input shaft, 3 ... Output member (output gear), 4 ... 1st planetary gear mechanism, Sa ... Sun gear (1st element), Ca ... Carrier (2nd element), Ra ... Ring gear (
Claims (4)
第1から第3の3つのプラネタリギヤ機構を備え、
第1プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る3つの要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第1要素、第2要素及び第3要素とし、第2プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る3つの要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第4要素、第5要素及び第6要素とし、第3プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る3つの要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第7要素、第8要素及び第9要素として、
第1要素が入力軸に連結され、第7要素が出力部材に連結され、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6要素と第9要素とを連結して第2連結体が構成され、
入力軸と第8要素とを解除自在に連結する第1係合機構と、
第2要素と第7要素とを解除自在に連結する第2係合機構と、
第2要素と第2連結体とを解除自在に連結する第3係合機構と、
第1連結体を変速機ケースに解除自在に固定する第4係合機構と、
第4要素を変速機ケースに解除自在に固定する第5係合機構と、
第8要素を変速機ケースに解除自在に固定する第6係合機構とを備え、
第3プラネタリギヤ機構は、サンギヤと、リングギヤと、互いに噛合すると共に一方がサンギヤに噛合し他方が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なるダブルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成され、
変速段は6つの前記係合機構のうちの何れか3つを連結、又は固定することにより確立されることを特徴とする自動変速機。 An input shaft that is rotated by power from a drive source, and an automatic transmission that shifts the rotation of the input shaft to a plurality of shift speeds and outputs it from an output member,
Comprising first to third planetary gear mechanisms;
The sun gear of the first planetary gear mechanism, the three elements consisting of a carrier and a ring gear, and from one to the order of at intervals corresponding to the gear ratio in the velocity diagram respectively a first element, a second element and a third element, the second planetary gear The three elements consisting of the sun gear, carrier and ring gear of the mechanism are arranged in the order of arrangement at intervals corresponding to the gear ratio in the velocity diagram, respectively, from the one to the fourth element, the fifth element and the sixth element respectively, and the sun gear of the third planetary gear mechanism , The three elements consisting of the carrier and the ring gear are arranged as the seventh element, the eighth element, and the ninth element from the one side in the order of arrangement at intervals corresponding to the gear ratio in the velocity diagram, respectively.
The first element is connected to the input shaft, the seventh element is connected to the output member, the third element and the fifth element are connected to form the first connecting body, and the sixth element and the ninth element are connected. The second connector is configured,
A first engagement mechanism for releasably connecting the input shaft and the eighth element;
A second engagement mechanism for releasably connecting the second element and the seventh element;
A third engagement mechanism for releasably connecting the second element and the second connector,
A fourth engagement mechanism for releasably fixing the first connector to the transmission case;
A fifth engagement mechanism for releasably fixing the fourth element to the transmission case;
A sixth engagement mechanism for releasably fixing the eighth element to the transmission case,
The third planetary gear mechanism is a double-pinion type planetary gear mechanism comprising a sun gear, a ring gear, and a carrier that rotatably and revolves a pair of pinions that mesh with each other and one meshes with the sun gear and the other meshes with the ring gear. Consists of
Gear stage connected three any of six of the engagement mechanism or automatic transmission, wherein Rukoto established by fixing.
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