JP4590742B2 - Automatic transmission - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力軸に連結された変速用複式遊星歯車装置の各要素に連結された制御クラッチ及び制御ブレーキを係脱して前記入力軸の回転を複数段に変速して出力軸に伝達する自動変速機に関する。
【0002】
【従来の技術】
互いに噛合する一対のピニオンを支承するキャリヤ、該一対のピニオンの一方と噛合するサンギヤ、他方と噛合するリングギヤを有するダブルピニオン型の減速用遊星歯車装置と、前段及び後段サンギヤ、前段及び後段リングギヤ、前段サンギヤと前段リングギヤとに噛合するピニオンを支承する前段キャリヤ、後段サンギヤと後段リングギヤとに噛合するピニオンを支承する後段キャリヤを有し、前段及び後段サンギヤを互いに連結し、前段キャリヤと後段リングギヤとを連結した変速用複式遊星歯車装置を共通軸線上に設け、後段キャリヤに出力軸を連結し、入力軸の回転を互いに連結された前段及び後段サンギヤ、互いに連結された前段キャリヤ及び後段リングギヤに第1、第2制御クラッチにより選択的に伝達し、減速用遊星歯車装置のリングギヤの回転を前段リングギヤに伝達し、減速用遊星歯車装置のキャリヤと、リングギヤと、変速用複式遊星歯車装置の互いに連結された前段キャリヤ及び後段リングギヤとの回転を第1、第2、第3制御ブレーキにより夫々選択的に規制して前進5段、後退1段のギヤ比を成立する自動変速機が特開平2−129446号公報に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の自動変速機は、前進5段、後退1段の間でギヤ比を円滑に安定して切り換えることが可能である。しかし、近年は燃費及び動力伝達性能向上を図るため、或いは運転者の嗜好にマッチしたギヤ比を得るために、適切に離間した前進6段以上のギヤ比を成立することができる自動変速機が求められている。
【0004】
本発明は係る要望に応えるためになされたもので、適切に離間した前進6段以上、後退1段のギヤ比を得ることができる自動変速機を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項1に記載の発明の構成上の特徴は、入力軸と、該入力軸に連結され該入力軸の回転より回転数が小さい第1回転及び該第1回転より回転数が小さい第2回転を生成する歯車減速装置と、速度線図においてギヤ比に対応した間隔で順次並べられた4個の要素に並び順にそれぞれ対応する第1、第2、第3及び第4要素を有する変速用複式遊星歯車装置と、前記入力軸の回転を第2、第4要素に選択的に伝達する第2、第1制御クラッチと、前記第1及び第2回転の一方を選択して前記第1要素に伝達する回転選択手段と、前記第1、第2要素の回転を選択的に規制する第1及び第2制御ブレーキと、前記第3要素に連結された出力軸とを備え、前記変速用複式遊星歯車装置は、前記歯車減速装置から前記第1回転及び前記第2回転の一方が前記回転選択手段によって選択されて前記第1要素に伝達された場合に、前記入力軸の回転が前記第1制御クラッチで前記第4要素に伝達されることにより前記入力軸の回転数より前記出力軸の回転数が小さい減速段を形成し、前記歯車減速装置から前記第1回転及び前記第2回転の一方が前記回転選択手段によって選択されて前記第1要素に伝達された場合に、前記入力軸の回転が前記第2制御クラッチで前記第2要素に伝達されることにより前記入力軸の回転数より前記出力軸の回転数が大きい増速段を形成することである。
【0006】
請求項2に係る発明の構成上の特徴は、請求項1に記載の自動変速機において、入力軸に連結されたサンギヤ、該サンギヤと噛合する小径ピニオン及び大径ピニオンからなる段付ピニオンを支承するキャリヤ、小径ピニオンと噛合する小径リングギヤ並びに前記大径ピニオンと噛合する大径リングギヤからなる減速用複式遊星歯車装置で前記歯車減速装置を構成し、該減速用複式遊星歯車装置のキャリヤを前記変速用複式遊星歯車装置の第1要素に連結し、前記小径及び大径リングギヤの回転を夫々選択的に規制して前記キャリヤに前記第1、第2回転を選択的に生成させる第1、第2回転生成制御ブレーキで前記回転選択手段を構成したことである。
【0007】
請求項3に係る発明の構成上の特徴は、請求項1に記載の自動変速機において、入力軸に連結されたサンギヤ、該サンギヤと噛合するロングピニオン及び該ロングピニオンと噛合する中間ピニオンを支承するキャリヤ、前記ロングピニオンと噛合する第1リングギヤ並びに前記中間ピニオンと噛合する第2リングギヤからなる減速用複式遊星歯車装置で前記歯車減速装置を構成し、該減速用複式遊星歯車装置の第2リングギヤを前記変速用複式遊星歯車装置の第1要素に連結し、前記第1リングギヤ及びキャリヤの回転を夫々選択的に規制して前記第2リングギヤに前記第1、第2回転を選択的に生成させる第1、第2回転生成制御ブレーキで前記回転選択手段を構成したことである。
【0008】
請求項4に係る発明の構成上の特徴は、請求項1に記載の自動変速機において、入力軸に固定された大径、中径、小径歯車、前記変速用遊星歯車装置と同心に回転可能に支承され前記大径、中径、小径歯車と夫々噛合して入力回転、該入力回転より回転数が小さい第1回転、該第1回転より回転数が小さい第2回転を夫々生成する入力歯車、第1歯車、第2歯車からなる減速用歯車列で前記歯車減速装置を構成し、前記入力歯車を前記第2、第1制御クラッチに連結して前記入力回転を前記変速用複式遊星歯車装置の第2、第4要素に選択的に伝達し、前記第1、第2歯車を前記第1要素に夫々係脱可能に連結する第1、第2回転伝達制御クラッチにより前記第1及び第2回転の一方を選択して前記第1要素に伝達する回転選択手段を構成したことである。
【0009】
請求項5に係る発明の構成上の特徴は、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の自動変速機において、前記変速用複式遊星歯車装置を前後段2組のシングルピニオン型の遊星歯車機構とし、前段リングギヤを第1要素とし、前段キャリアと後段リングギヤとを連結して第2要素とし、後段キャリヤを第3要素とし、前段及び後段サンギヤを連結して第4要素としたことである。
【0010】
請求項6に係る発明の構成上の特徴は、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の自動変速機において、前記変速用複式遊星歯車装置を前後段2組のシングルピニオン型の遊星歯車機構とし、前段サンギヤを第1要素とし、前段キャリヤと後段リングギヤとを連結して第2要素とし、前段リングギヤと後段キャリヤとを連結して第3要素とし、後段サンギヤを第4要素としたことである。
【0011】
請求項7に係る発明の構成上の特徴は、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の自動変速機において、前記変速用複式遊星歯車装置をシングルピニオン型の前段遊星歯車機構とダブルピニオン型の後段遊星歯車機構とし、前段サンギヤを第1要素とし、前段及び後段キャリヤを連結して第2要素とし、前段及び後段リングギヤを連結して第3要素とし、後段サンギヤを第4要素としたことである。
【0012】
請求項8に係る発明の構成上の特徴は、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の自動変速機において、前記変速用複式遊星歯車装置をシングルピニオン型の前段遊星歯車機構とダブルピニオン型の後段遊星歯車機構とし、前段リングギヤを第1要素とし、前段及び後段キャリヤを連結して第2要素とし、後段リングギヤを第3要素とし、前段及び後段サンギヤを連結して第4要素としたことである。
【0013】
【発明の作用・効果】
上記のように構成した請求項1に係る発明においては、入力軸の回転より回転数が小さい第1回転及び該第1回転より回転数が小さい第2回転を生成する歯車減速装置を設け、前記入力軸の回転を変速用複式遊星歯車装置の第2、第4要素に第2、第1制御クラッチにより選択的に伝達し、前記第1及び第2回転の一方を回転選択手段で選択して第1要素に選択的に伝達し、第1、第2要素の回転を第1及び第2制御ブレーキで選択的に規制し、第3要素を出力軸に連結したので、従来の自動変速機に最小限の変更を加えるだけで、入力軸の回転を適切に離間した前進6段以上、後退1段のギヤ比で変速して出力軸に伝達することができる自動変速機を提供することができる。さらに、前記歯車減速装置から前記第1回転及び前記第2回転の一方が前記回転選択手段によって選択されて前記第1要素に伝達された場合に、前記入力軸の回転が前記第2制御クラッチで前記第2要素に伝達されることにより前記入力軸の回転数より前記出力軸の回転数が大きい増速段を形成するので、高速段側のギヤ比を更に密にすることができて、車速の高速度域でエンジン性能を最適に引き出すことができ、且つギヤチェンジ時のギヤ比の変化延いては車速変化が小さくなり、良好なフィーリングを得ることができる。
【0014】
上記のように構成した請求項2に係る発明においては、段付ピニオンを有する減速用複式遊星歯車装置の小径又は大径リングギヤの回転を選択的に規制してキャリヤに第1又は第2回転を選択的に生成させ、第1又は第2回転を変速用複式遊星歯車装置の第1要素に選択的に伝達し、入力軸の回転を第2、第4要素に第2、第1制御クラッチにより選択的に伝達し、第1、第2要素の回転を第1、第2制御ブレーキで選択的に規制し、第3要素を出力軸に連結したので、請求項1に記載した発明の効果に加え、従来の自動変速機の減速要用遊星歯車装置を段付ピニオンを有する複式のものとし、1個の制御ブレーキを追加するだけで、前進6段以上、後退1段のギヤ比で変速して出力軸に伝達することができるコンパクトな自動変速機を得ることができる。
【0015】
上記のように構成した請求項3に係る発明においては、減速用複式遊星歯車装置の第1リングギヤ及びキャリヤの回転を第1、第2回転生成制御ブレーキで夫々選択的に規制して第2リングギヤに第1又は第2回転を選択的に生成させ、第1又は第2回転を変速用複式遊星歯車装置の第1要素に選択的に伝達し、入力軸の回転を第2、第4要素に第2、第1制御クラッチにより選択的に伝達し、第1、第2要素の回転を第1、第2制御ブレーキで選択的に規制し、第3要素を出力軸に連結したので、請求項1に記載した発明の効果に加え、従来の自動変速機の減速用遊星歯車装置を他のタイプのものとし、1個の制御ブレーキを追加するだけで、入力軸の回転を適切に離間した前進6段以上、後退1段のギヤ比で変速して出力軸に伝達することができるコンパクトな自動変速機を得ることができる。
【0016】
上記のように構成した請求項4に係る発明においては、減速用歯車列によって入力回転、第1回転、第2回転を生成し、第1又は第2回転を第1、第2回転伝達制御クラッチにより変速用複式遊星歯車装置の第1要素に選択的に伝達し、入力回転を第2、第4要素に第2、第1制御クラッチにより選択的に伝達し、第1、第2要素の回転を第1、第2制御ブレーキで選択的に規制し、第3要素を出力軸に連結したので、請求項1に記載した発明の効果に加え、従来の自動変速機の減速用遊星歯車装置を簡単な減速用歯車列に変換し、1個の制御ブレーキを2個の制御クラッチに変更するだけで、入力軸の回転を適切に離間した前進6段以上、後退1段のギヤ比で変速して出力軸に伝達することができるコンパクトな自動変速機を得ることができる。
【0017】
上記のように構成した請求項5に係る発明においては、変速用複式遊星歯車装置を前後段2組のシングルピニオン型の遊星歯車機構とし、前段リングギヤを第1要素とし、前段キャリアと後段リングギヤとを連結して第2要素とし、後段キャリヤを第3要素とし、前段及び後段サンギヤを連結して第4要素としたので、請求項1に記載の発明の効果に加え、簡単な構成でコンパクトな自動変速機を得ることができる。
【0018】
上記のように構成した請求項6に係る発明においては、変速用複式遊星歯車装置を前後段2組のシングルピニオン型の遊星歯車機構とし、前段サンギヤを第1要素とし、前段キャリヤと後段リングギヤとを連結して第2要素とし、前段リングギヤと後段キャリヤとを連結して第3要素とし、後段サンギヤを第4要素としたので、従来の自動変速機に最小限の変更を加えるだけで、入力軸の回転を適切に離間した前進6段以上、後退1段のギヤ比で変速して出力軸に伝達することができる構造簡単でコンパクトな自動変速機を得ることができる。
【0019】
上記のように構成した請求項7に係る発明においては、変速用複式遊星歯車装置をシングルピニオン型の前段遊星歯車機構とダブルピニオン型の後段遊星歯車機構とし、前段サンギヤを第1要素とし、前段及び後段キャリヤを連結して第2要素とし、前段及び後段リングギヤを連結して第3要素とし、後段サンギヤを第4要素としたので、請求項1に記載の発明の効果に加え、簡単な構成で全長の短いコンパクトな自動変速機を得ることができる。
【0020】
上記のように構成した請求項8に係る発明においては、変速用複式遊星歯車装置をシングルピニオン型の前段遊星歯車機構とダブルピニオン型の後段遊星歯車機構とし、前段リングギヤを第1要素とし、前段及び後段キャリヤを連結して第2要素とし、後段リングギヤを第3要素とし、前段及び後段サンギヤを連結して第4要素としたので、従来の自動変速機に最小限の変更を加えるだけで、入力軸の回転を適切に離間した前進6段以上、後退1段のギヤ比で変速して出力軸に伝達することができる構造簡単で全長の短いコンパクトな自動変速機を得ることができる。
【0021】
【実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明に係る自動変速機の第1の実施形態について説明する。図1において、10は本発明に係る自動変速機で、例えば自動車のエンジンにより回転駆動される流体トルクコンバータ11の出力回転を変速して駆動輪に伝達するために使用される。自動変速機10は、車体に取り付けられたトランスミッションケース12内に共通軸線13上に順次支承された入力軸15、減速用複式遊星歯車装置16、変速用複式遊星歯車装置17及び出力軸18で構成されている。減速用複式遊星歯車装置16は、2個のシングルピニオン型の遊星歯車機構51,52のサンギヤS1,S2及びキャリヤC1,C2を連結、共通化して構成されている。即ち、減速用複式遊星歯車装置16は、共通軸線13上に回転可能に支承された共通のサンギヤS1,S2、サンギヤS1,S2と噛合する小径ピニオン23及び大径ピニオン24からなる段付ピニオン25、この段付きピニオン25を回転可能に支承し共通軸線13上に回転可能に支承された共通のキャリヤC1,C2、及び小径、大径ピニオン23,24と夫々噛合し共通軸線13上に回転可能に支承された小径、大径リングギヤR1,R2から構成されている。入力軸15はサンギヤS1,S2に連結されている。小径、大径リングギヤR1,R2をトランスミッションケース12に夫々接続して選択的に回転を規制しキャリヤC1,C2に入力軸15の回転より回転数の小さい第1回転及び第1回転より回転数の小さい第2回転を選択的に生成させる第1、第2回転生成制御ブレーキB−1,B−2が小径及び大径リングギヤR1,R2に夫々連結されている。このように減速用複式遊星歯車装置16は、入力軸15に連結され、入力軸15の回転より回転数が小さい第1回転及びこの第1回転より回転数が小さい第2回転を生成する歯車減速装置49を構成する。
【0022】
変速用複式遊星歯車装置17は、前後段2組のシングルピニオン型の遊星歯車機構53,54の前段キャリアC3及び後段リングギヤR4、前段及び後段サンギヤS3,S4を連結して構成されている。即ち、共通軸線13上に回転可能に支承された前段及び後段サンギヤS3,S4を連結し、前段サンギヤS3に噛合するピニオン33を支承し共通軸線13上に回転可能に支承された前段キャリヤと後段リングギヤR4とを連結し、ピニオン33に噛合する前段リングギヤR3を共通軸線13上に回転可能に支承し、後段サンギヤS4と後段リングギヤR4とに噛合するピニオン34を支承するキャリヤC4を共通軸線13上に回転可能に支承して構成されている。
【0023】
キャリヤC4には出力軸18が連結されている。前段リングギヤR3は、減速用複式遊星歯車装置16の共通のキャリヤC1,C2に連結されるとともに、第1制御ブレーキB−3によりトランスミッションケース12に選択的に接続されて回転を規制されるようになっている。互いに連結された前段キャリヤC3と後段リングギヤR4とは、第2制御ブレーキB−4によりトランスミッションケース12に選択的に接続されて回転を規制されるようになっている。入力軸15の回転を変速用複式遊星歯車装置17の前後段サンギヤS3,S4に選択的に伝達する第1制御クラッチC−1と、入力軸15の回転を互いに連結された前段キャリヤC3と後段リングギヤR4に選択的に伝達する第2制御クラッチC−2が設けられている。そして、第1、第2回転生成制御ブレーキB−1,B−2は、減速用複式遊星歯車装置16の共通キャリヤC1,C2に生成される第1及び第2回転の一方を選択して変速用複式遊星歯車装置17の前段リングギヤR3に伝達する回転選択手段50を構成する。
【0024】
なお、流体トルクコンバータ11のポンプインペラ45は図略のエンジンによって回転駆動されてオイルを送り出し、ステータ46がオイルの反力を受け止めてトルクをタービン47に発生するようになっている。入力軸15はタービン47に連結されている。48はポンプインペラ45とタービン47とを直結するロックアップクラッチである。
【0025】
以上のように構成された自動変速機10においては、第1、第2制御クラッチC−1,C−2を選択的に係脱し、第1、第2制御ブレーキB−3,B−4及び第1、第2回転生成制御ブレーキB−1,B−2を選択的に作動して遊星歯車装置の要素の回転を規制することにより、前進8段、後退1段のギヤ比を成立することができる。図2において、各速度段に対応する各制御クラッチ、制御ブレーキの欄に黒丸が付されている場合、制御クラッチであれば接続状態、制御ブレーキであれば回転規制状態にあることを示す。また、図2には、減速用複式遊星歯車装置16のサンギヤS1、小径ピニオン23、キャリヤC1及び小径リングギヤR1からなる減速用第1遊星歯車機構51のギヤ比λ1が0.508、サンギヤS2、大径ピニオン24、キャリヤC2及び大径リングギヤR2からなる減速用第2遊星歯車機構52のギヤ比λ2が0.307、変速用複式遊星歯車装置17の前段サンギヤS3、ピニオン33、前段キャリヤC3及び前段リングギヤR3からなる変速用前段遊星歯車機構53のギヤ比λ3が0.377、後段サンギヤS4、ピニオン34、後段キャリヤC4及び後段リングギヤR4からなる変速用後段遊星歯車機構54のギヤ比λ4が0.429である場合における各変速段におけるギヤ比(入力軸15の回転数/出力軸18の回転数)がギヤ比欄に示されている。
【0026】
シングルピニオン型の遊星歯車機構においては、サンギヤの回転数Ns、キャリヤの回転数Nc、リングギヤの回転数Nrと遊星歯車機構のギヤ比λとの関係は、式(1)で示され、各変速段におけるギヤ比は、式(1)に基づいて算出される。共通サンギヤS1,S2、前後段サンギヤS3,S4の歯数をZs1,Zs2,Zs3,Zs4、小径、大径リングギヤR1,R2、前後段リングギヤR3,R4の歯数をZr1,Zr2,Zr3,Zr4とすると、減速用第1、第2及び変速用第1、第2遊星歯車機構51〜54のギヤ比はλ1=Zs1/Zr1,λ2=Zs2/Zr2,λ3=Zs3/Zr3,λ4=Zs4/Zr4である。
Nr=(1+λ)Nc−λNs・・・(1)
【0027】
第1、第2制御クラッチC−1,C−2を選択的に接続するとともに、第1、第2制御ブレーキB−3,B−4及び第1、第2回転生成制御ブレーキB−1,B−2を選択的に作動したとき、減速用複式遊星歯車装置16及び変速用複式遊星歯車装置17の各要素の速度比は、図3に示す速度線図のようになる。速度線図は、遊星歯車装置のサンギヤ、キャリヤ、リングギヤからなる各要素を横軸方向にギヤ比に対応させた間隔で配置し、縦軸方向に各要素に対応してその速度比を取ったものである。図3には、減速用及び変速用複式遊星歯車装置16,17の速度線図が左右に並べて記載されている。減速用複式遊星歯車装置16を構成する減速用第1、第2遊星歯車機構51,52では、サンギヤS1,S2、キャリヤC1,C2がそれぞれ共通するので、S1,S2及びC1,C2がそれぞれ付された各1本の縦線上に、共通のサンギヤS1,S2、共通のキャリヤC1,C2の速度比を表し、それぞれR1、R2が付された各1本の縦線上にリングギヤR1,R2の速度比を表す。シングルピニオン型の第1遊星歯車機構51については、キャリヤC1の縦線とサンギヤS1の縦線との間隔aを1とみなし、リングギヤR1の縦線をキャリヤC1の縦線からサンギヤS1の縦線の反対側に間隔a×λ1だけ離して配置する。シングルピニオン型の第2遊星歯車機構52についても同様に、キャリヤC2の縦線とサンギヤS2の縦線との間隔bを1とみなし、リングギヤR2の縦線をキャリヤC2の縦線からサンギヤS2の縦線の反対側に間隔b×λ2だけ離して配置する。
【0028】
変速用複式遊星歯車装置17を構成する変速用第1、第2遊星歯車機構53,54では、前後段サンギヤS3,S4が共通し、前段キャリヤC3と後段リングギヤR4が共通するので、S3,S4及びC3,R4がそれぞれ付された各1本の縦線上に前後段サンギヤS3,S4、連結された前段キャリヤC3と後段リングギヤR4の速度比を表し、それぞれR3、C4が付された各1本の縦線上に前段リングギヤR3、後段キャリヤC4の速度比を表す。シングルピニオン型の変速用前段遊星歯車機構53については、キャリヤC3の縦線とサンギヤS3の縦線との間隔cを1とみなし、リングギヤR3の縦線をキャリヤC3の縦線からサンギヤS3の縦線の反対側に間隔c×λ3だけ離して配置する。シングルピニオン型の後段遊星歯車機構54については、サンギヤS4の縦線とリングギヤR4の縦線との間隔dを1+λ4とみなし、キャリヤC4の縦線をサンギヤS4の縦線からリングギヤR4の縦線と同じ側に間隔d/(1+λ4)だけ離して配置する。速度線図には、第1、第2回転生成制御ブレーキB−1,B−2、第1、第2制御クラッチC−1,C−2、第1、第2制御ブレーキB−3,B−4が選択的に作動された点にB−1〜B−4、C−1,C−2が記入されている。
【0029】
このように作成された変速用複式遊星歯車装置17の速度線図において、4本の各縦線に対応する要素を縦線の並び順に第1、第2、第3、第4要素とする。第1実施形態の場合、第1要素としての前段リングギヤR3は減速用複式遊星歯車装置16の共通のキャリヤC1,C2に連結されるとともに第1制御ブレーキB−3に連結され、第2要素としての互いに連結された前段キャリヤC3と後段リングギヤR4は第2制御クラッチC−2と第2制御ブレーキB−4とに並列に連結され、第3要素としての後段キャリヤC4は出力軸18に連結され、第4要素としての互いに連結された前段及び後段サンギヤS3,S4は第1クラッチC−1に連結されている。
【0030】
以下、各変速段の作動について説明する。前進第1変速段の場合、第1制御クラッチC−1、第2制御ブレーキB−4が作動され、入力軸15と前後段サンギヤS3,S4が接続され、互いに連結された前段キャリヤC3と後段リングギヤR4が回転規制されるので、入力軸15に入力された回転は、第1制御クラッチC−1を介して後段サンギヤS4に伝達され、回転を規制された後段リングギヤR4により反力を支持されてピニオン34を公転させて後段キャリヤC4に伝達され、出力軸18を第1変速段のギヤ比3.333で正転駆動する。
【0031】
前進第2変速段の場合、第1制御クラッチC−1、第1制御ブレーキB−3が作動され、入力軸15と前後段サンギヤS3,S4が接続され、前段リングギヤR3が回転規制されるので、入力軸15に入力された回転は、第1制御クラッチC−1を介して前段サンギヤS3に伝達され、回転を規制された前段リングギヤR3により反力を支持されてピニオン33を公転させて互いに連結された前段キャリヤC3と後段リングギヤR4を回転し、後段サンギヤS4と後段リングギヤR4との回転差に応じてピニオン34を公転させて後段キャリヤC4と出力軸18を第2変速段のギヤ比2.035で正転駆動する。
【0032】
前進第3変速段の場合、第1制御クラッチC−1、第2回転生成制御ブレーキB−2が作動され、入力軸15と前後段サンギヤS3,S4が接続され、大径リングギヤR2が回転規制されるので、入力軸15に入力された回転は、第1制御クラッチC−1を介して前後段サンギヤS3,S4に伝達されるとともに、減速用複式遊星歯車装置16のサンギヤS1,S2に伝達され、回転を規制された大径リングギヤR2により反力を支持されて段付ピニオン25を公転させてキャリヤC1,C2に第2回転を生成し、変速用複式遊星歯車装置17の前段リングギヤR3に第2回転を伝達し、前段サンギヤS3と前段リングギヤR3との回転差に応じてピニオン33を公転させて前段キャリヤC3及び後段リングギヤR4を回転し、後段サンギヤS4と後段リングギヤR4との回転差に応じてピニオン34を公転させて後段キャリヤC4と出力軸18を第3変速段のギヤ比1.637で正転駆動する。
【0033】
前進第4変速段の場合、第1制御クラッチC−1、第1回転生成制御ブレーキB−1が作動され、入力軸15と前後段サンギヤS3,S4が接続され、小径リングギヤR1が回転規制されるので、入力軸15に入力された回転は、第1制御クラッチC−1を介して前後段サンギヤS3,S4に伝達されるとともに、減速用複式遊星歯車装置16のサンギヤS1,S2に伝達され、回転を規制された小径リングギヤR1により反力を支持されて段付ピニオン25を公転させてキャリヤC1,C2に第1回転を生成し、変速用複式遊星歯車装置17の前段リングギヤR3に第1回転を伝達し、前段サンギヤS3と前段リングギヤR3との回転差に応じてピニオン33を公転させて前段キャリヤC3及び後段リングギヤR4を回転し、後段サンギヤS4と後段リングギヤR4との回転差に応じてピニオン34を公転させて後段キャリヤC4と出力軸18を第4変速段のギヤ比1.509で正転駆動する。
【0034】
前進第5変速段の場合、第1、第2制御クラッチC−1,C−2が接続され、入力軸15が前後段サンギヤS3,S4及び互いに連結された前段キャリヤC3と後段リングギヤR4に接続されるので、後段キャリヤC4も一体になって回転され、出力軸18が第5変速段のギヤ比1.000で正転駆動される。
【0035】
前進第6変速段の場合、第2制御クラッチC−2、第1回転生成制御ブレーキB−1が作動され、入力軸15が前段キャリヤC3と後段リングギヤR4に接続され、小径リングギヤR1が回転規制されるので、入力軸15に入力された回転は、第2制御クラッチC−2を介して前段キャリヤC3と後段リングギヤR4に伝達されるとともに、減速用複式遊星歯車装置16のサンギヤS1,S2に伝達され、回転を規制された小径リングギヤR1により反力を支持されて段付ピニオン25を公転させてキャリヤC1,C2に第1回転を生成し、変速用複式遊星歯車装置17の前段リングギヤR3に第1回転を伝達し、前段キャリヤC3と前段リングギヤR3との回転差に応じて前後段サンギヤS3,S4を回転し、後段サンギヤS4と後段リングギヤR4との回転差に応じてピニオン34を公転させて後段キャリヤC4と出力軸18を第6変速段のギヤ比0.654で正転駆動する。
【0036】
前進第7変速段の場合、第2制御クラッチC−2、第2回転生成制御ブレーキB−2が作動され、入力軸15が前段キャリヤC3と後段リングギヤR4に接続され、大径リングギヤR2が回転規制されるので、入力軸15に入力された回転は、第2制御クラッチC−2を介して前段キャリヤC3と後段リングギヤR4に伝達されるとともに、減速用複式遊星歯車装置16のサンギヤS1,S2に伝達され、回転を規制された大径リングギヤR2により反力を支持されて段付ピニオン25を公転させてキャリヤC1,C2に第2回転を生成し、変速用複式遊星歯車装置17の前段リングギヤR3に第2回転を伝達し、前段キャリヤC3と前段リングギヤR3との回転差に応じて前後段サンギヤS3,S4を回転し、後段サンギヤS4と後段リングギヤR4との回転差に応じてピニオン34を公転させて後段キャリヤC4と出力軸18を第7変速段のギヤ比0.621で正転駆動する。
【0037】
前進第8変速段の場合、第2制御クラッチC−2、第1制御ブレーキB−3が作動され、入力軸15が前段キャリヤC3と後段リングギヤR4に接続され、前段リングギヤR3が回転規制されるので、入力軸15に入力された回転は、第2制御クラッチC−2を介して前段キャリヤC3と後段リングギヤR4に伝達され、回転を規制された前段リングギヤR3に反力を支持されて前後段サンギヤS3,S4を回転し、後段サンギヤS4と後段リングギヤR4との回転差に応じてピニオン34を公転させて後段キャリヤC4と出力軸18を第8変速段のギヤ比0.557で正転駆動する。
【0038】
後退変速段の場合、第1回転生成制御ブレーキB−1及び第2制御ブレーキB−4が作動され、小径リングギヤR1、互いに連結された前段キャリヤC3と後段リングギヤR4が回転規制されるので、入力軸15に入力された回転は、サンギヤS1,S2に伝達され、回転を規制された小径リングギヤR1により反力を支持されて段付ピニオン25を公転させてキャリヤC1,C2に第1回転を生成し、変速用複式遊星歯車装置17の前段リングギヤR3に第1回転を伝達し、回転を規制された前段キャリヤC3に支承されたピニオン33を介して前後段サンギヤS3、S4を逆転し、後段リングギヤR4で反力を支持してピニオン34を公転させて後段キャリヤC4と出力軸18を後退変速段のギヤ比3.726で逆転駆動する。
【0039】
入力軸15に連結された減速用複式遊星歯車装置16のサンギヤS1,S2の回転数を1とした場合の各変速段におけるサンギヤS1〜S4、キャリヤC1〜C4、及びリングギヤR1〜R4の回転比を示す図3の速度線図から明らかなように、各変速段における後段キャリヤC4の回転比すなわちギヤ比は、適当な間隔をもって配列し、本発明に係る自動変速機によれば適切に離間した前進8段、後退1段のギヤ比を得ることができる。
【0040】
尚、第1の実施形態の前進第1変速段では、前段リングギヤR3が逆回転されるが、前段リングギヤR3に直接連結している共通キャリヤC1,C2も同様に逆転回転する。この際、共通サンギヤS1,S2は、入力軸15と同じ回転数で回転しているため、小径リングギヤR1と大径リングギヤR2は、共通キャリヤC1,C2よりも大きく逆回転することになる。すると、共通サンギヤS1,S2と小径、大径リングギヤR1,R2との間には大きな相対回転差が生じ、その結果、両者に噛合する小径ピニオン23及び大径ピニオン24は、高速で自転する。
【0041】
よって、この高速の自転を防止するために、第1の実施形態のキャリヤC1,C2と前段リングギヤR3との間、もしくは、共通サンギヤS1,S2と入力軸15との間のどちらか一方に新たなクラッチを介在させて、選択的に連結可能とすることもできる。
【0042】
この場合、この新たなクラッチは、キャリヤC1,C2から前段リングギヤR3へ動力が伝達される変速段、即ち、前進第3,4,6,7変速段及び後退変速段で係合させ、残りの変速段である前進第1,2,5,8変速段で開放させることができるが、上位の高速自転が顕著な前進第1変速段のみで開放させるようにしてもよい。
【0043】
次に、第2の実施形態について、図4に基づいて説明する。第2の実施形態は、変速用複式遊星歯車装置17、第1、第2制御クラッチC−1,C−2、第1、第2制御ブレーキB−3,B−4については、第1の実施形態と同じであるので、図面に同一符号を付けて説明を省略し、第1実施形態と異なる減速用遊星歯車装置60のみについて説明する。
【0044】
減速用複式遊星歯車装置60は、図4に示すように、シングルピニオン型の遊星歯車機構61及びダブルピニオン型の遊星歯車機構62のサンギヤS1,S2、キャリヤC1,C2をそれぞれ連結、共通化して構成されている。即ち、共通軸線13上に回転可能に支承た共通のサンギヤS1,S2、共通軸線13上に回転可能に支承されてサンギヤS1,S2とロングピニオン63を介して噛合する第1リングギヤR1、共通軸線13上に回転可能に支承されてサンギヤS1,S2とロングピニオン63及び中間ピニオン64を介して噛合する第2リングギヤR2、ロングピニオン63及び中間ピニオン64を支承して共通軸線13上に回転可能に支承された共通のキャリヤC1,C2から構成されている。共通のサンギヤS1,S2は入力軸15に連結され、第2リングギヤR2は変速用複式遊星歯車装置17の前段リングギヤR3に連結されている。
【0045】
第1リングギヤR1には、第1リングギヤR1をトランスミッションケース12に選択的に接続し回転を規制して第2リングギヤR2に入力軸15の回転より回転数の小さい第1回転を生成させる第1回転生成制御ブレーキB−1が連結され、共通のキャリヤC1,C2には、キャリヤC1,C2をトランスミッションケース12に選択的に接続し回転を規制して第2リングギヤR2に第1回転より回転数の小さい第2回転を生成させる第2回転生成制御ブレーキB−2が連結されている。
【0046】
減速用複式遊星歯車装置60は、入力軸15に連結され、入力軸15の回転より回転数が小さい第1回転及びこの第1回転より回転数が小さい第2回転を生成する歯車減速装置49を構成する。そして、第1、第2回転生成制御ブレーキB−1,B−2は、減速用複式遊星歯車装置60の第2リングギヤR2に生成される第1及び第2回転の一方を選択して変速用複式遊星歯車装置17の前段リングギヤR3に伝達する回転選択手段50を構成する。
【0047】
第2実施形態においても、入力軸15の回転を第1、第2制御クラッチC−1,C−2により変速用複式遊星歯車装置17の前後段サンギヤS3,S4、互いに連結された前段キャリヤC3と後段リングギヤR4に選択的に伝達するとともに、第2リングギヤR2に生成された第1又は第2回転を前段リングギヤR3に選択的に伝達して入力軸15の回転を前進8段、後退1段に変速することは、第1の実施形態の場合と同様であるので、詳細な説明は省略する。各速度段における各制御クラッチ、制御ブレーキの作動状態を図5に示す。
【0048】
また図5には、減速用複式遊星歯車装置60のサンギヤS1、ロングピニオン63、キャリヤC1及びリングギヤR1からなる減速用第1遊星歯車機構61のギヤ比λ1が0.508、サンギヤS2、ロングピニオン63、中間ピニオン64、キャリヤC2及びリングギヤR2からなる減速用第2遊星歯車機構62のギヤ比λ2が0.341、変速用複式遊星歯車装置17の前段サンギヤS3、ピニオン33、前段キャリヤC3及び前段リングギヤR3からなる変速用前段遊星歯車機構53のギヤ比λ3が0.325、後段サンギヤS4、ピニオン34、後段キャリヤC4及び後段リングギヤR4からなる変速用後段遊星歯車機構54のギヤ比λ4が0.381である場合における各変速段におけるギヤ比(入力軸15の回転数/出力軸18の回転数)がギヤ比欄に示されている。
【0049】
ダブルピニオン型の減速用第2遊星歯車機構62においては、サンギヤの回転数Ns、キャリヤの回転数Nc、リングギヤの回転数Nrと遊星歯車機構のギヤ比λとの関係は、式(2)で示される。各変速段におけるギヤ比は、この式(2)と前述のシングルピニオン型の遊星歯車機構における関係式(1)とに基づいて算出される。シングルピニオン型の遊星歯車機構においても、サンギヤS2の歯数をZs2、第2リングギヤR2の歯数をZr2とすると、減速用第2遊星歯車機構62のギヤ比はλ2=Zs2/Zr2である。
Nr=(1−λ)Nc+λNs・・・(2)
【0050】
第1、第2制御クラッチC−1,C−2を選択的に接続するとともに第1、第2制御ブレーキB−3,B−4を選択的に作動し、第1、第2回転生成制御ブレーキB−1,B−2を選択的に作動したとき、減速用複式遊星歯車装置60及び変速用複式遊星歯車装置17の各要素の速度比は、図6に示す速度線図のようになる。ダブルピニオン型の減速用第2遊星歯車機構62については、キャリヤC2の縦線とサンギヤS2の縦線との間隔bを1とみなし、リングギヤR2の縦線をキャリヤC2の縦線からサンギヤS2の縦線と同じ側に間隔b×λ2だけ離して配置する。速度線図には、第1、第2回転生成制御ブレーキB−1,B−2、第1、第2制御クラッチC−1,C−2、第1、第2制御ブレーキB−3,B−4が選択的に作動された点にB−1〜B−4、C−1,C−2が記入されている。図6の速度線図に示すように、変速用複式遊星歯車装置17の前段リングギヤR3が第1要素、互いに連結された前段キャリヤC3と後段リングギヤR4が第2要素、後段キャリヤC4が第3要素、互いに連結された前段及び後段サンギヤS3,S4が第4要素となる。変速用複式遊星歯車装置17の各速度段における制御クラッチ、制御ブレーキの作動状態は、図2に示す第1実施形態の場合と同一であるので、作動の詳細な説明は省略する。
【0051】
尚、第2の実施形態において、第1の実施形態と同様の理由から、第2リングギヤR2と前段リングギヤR3との間、もしくは、入力軸15と共通サンギヤS1,S2との間のどちらか一方に新たなクラッチを介在させることもできる。
【0052】
次に、歯車減速装置49を減速用歯車列で構成した第3実施形態について説明する。第3実施形態は、変速用複式遊星歯車装置17、第1、第2制御クラッチC−1,C−2、第1、第2制御ブレーキB−3,B−4については、第1実施形態と同じであるので、図7に同一符号を付けて説明を省略し、第1実施形態と異なる減速用歯車列65及び減速用歯車列65と変速用複式遊星歯車装置17との接続関係について説明する。自動変速機10のトランスミッションケース12に回転可能に軸承された入力軸66に流体トルクコンバータ11のタービン47が連結され、この入力軸66に大径、中径及び小径歯車67,68,69が固定されている。大径歯車67と噛合する同径の第1歯車70が変速用複式遊星歯車装置17の軸線13上に回転可能に支承され、中径、小径歯車68,69とそれぞれ噛合する第2、第3歯車71,72が軸線13上に回転可能に支承されている。これにより第1歯車70は入力軸66の回転と同一回転数で回転し、第2歯車71は入力軸66の回転より回転数が小さい第1回転で回転し、第3歯車72は第1回転より回転数が小さい第2回転で回転する。第1歯車70は、第1制御クラッチC−1により変速用複式遊星歯車装置17の前後段サンギヤS1,S2に係脱可能に連結され、第2制御クラッチC−2により前段キャリヤC3と後段リングギヤR4に係脱可能に連結されるようになっている。第2、第3歯車71,72は、第1、第2回転伝達制御クラッチC−4,C−3により前段リングギヤR3に係脱可能に連結されるようになっている。第1、第2回転伝達制御クラッチC−4,C−3は、減速用歯車列65により生成される第1及び第2回転の一方を選択して変速用複式遊星歯車装置17の前段リングギヤR3に伝達する回転選択手段50を構成する。
【0053】
変速用複式遊星歯車装置17の速度線図は、図8に示すように、第1実施形態の場合と同一で、前段リングギヤR3が第1要素、前段キャリヤC3と後段リングギヤR4が第2要素、後段キャリヤC4が第3要素、前後段サンギヤS3,S4が第4要素となる。変速用複式遊星歯車装置17の各速度段における制御クラッチ、制御ブレーキの作動状態は、第1、第2回転生成制御ブレーキB−1,B−2に替えて第1、第2回転伝達制御クラッチC−4,C−3を作動させれば図2に示す第1実施形態の場合と同一であるので、作動の詳細な説明は省略する。
【0054】
次に、歯車減速装置49に第1実施形態と同一の減速用複式遊星歯車装置16を使用し、変速用複式遊星歯車装置を上記実施形態と異なる複式遊星歯車装置で構成した他の実施形態について説明する。減速用複式遊星歯車装置16は、第1実施形態のものと同一であるので、図面に同一符号を付して説明を省略する。
【0055】
第4実施形態においては、変速用複式遊星歯車装置75は、図9に示すように、前後段2組のシングルピニオン型の遊星歯車機構76,77で構成され、ピニオン78を支承する前段キャリアC3と後段リングギヤR4が連結され、ピニオン79を支承する後段キャリヤC4と前段リングギヤR3が連結されている。後段キャリヤC4に出力軸18が連結されている。前段サンギヤS3は減速用複式遊星歯車装置16のキャリヤC1,C2に連結され、後段サンギヤS4は第1制御クラッチC−1を介して入力軸15に係脱可能に連結され、前段キャリヤC3と後段リングギヤR4は第2制御クラッチC−2を介して入力軸15に係脱可能に連結されている。前段サンギヤS3は第1制御ブレーキB−3に連結され、前段キャリヤC3と後段リングギヤR4は第2制御ブレーキB−4に連結されて回転を選択的に規制されるようになっている。
【0056】
尚、第4の実施形態において、第1の実施形態と同様の理由から、キャリヤC1,C2と前段サンギヤS3との間、もしくは、入力軸15と共通サンギヤS1,S2との間のどちらか一方に新たなクラッチを介在させることもできる。
【0057】
図10の速度線図に示すように、前段サンギヤS3が第1要素、互いに連結された前段キャリヤC3と後段リングギヤR4が第2要素、互いに連結された前段リングギヤR3と後段キャリヤC4が第3要素、後段サンギヤS4が第4要素となる。各速度段における制御クラッチ、制御ブレーキの作動状態は、図2に示す第1実施形態のものと同一であるので、作動の詳細な説明は省略する。
【0058】
第5実施形態においては、図11に示すように、変速用複式遊星歯車装置80は、シングルピニオン型の前段遊星歯車機構81及びダブルピニオン型の後段遊星歯車機構82の前段及び後段キャリヤC3,C4、前段及び後段リングギヤR3,R4をそれぞれ連結、共通化して構成されている。即ち、共通軸線13上に回転可能に支承された前段及び後段サンギヤS3,S4、前段サンギヤS3に直接噛合するとともに後段サンギヤS4に中間ピニオン83を介して噛合するロングピニオン84、ロングピニオン84及び中間ピニオン83を回転可能に支承し共通軸線13上に回転可能に支承された前段及び後段キャリヤC3,C4、及びロングピニオン84と噛合し共通軸線13上に回転可能に支承された前段及び後段リングギヤR3,R4から構成されている。リングギヤR3,R4は、出力軸18に連結されている。そして、前段サンギヤS3は減速用複式遊星歯車装置16のキャリヤC1,C2に連結され、後段サンギヤS4は第1制御クラッチC−1を介して入力軸15に係脱可能に連結され、前後段キャリヤC3,C4は第2制御クラッチC−2を介して入力軸15に係脱可能に連結されるようになっている。前段サンギヤS3は第1制御ブレーキB−3に連結され、前後段キャリヤC3,C4は第2制御ブレーキB−4に連結されて回転を選択的に規制されるようになっている。
【0059】
尚、第5の実施形態において、第1の実施形態と同様の理由から、キャリヤC1,C2と前段サンギヤS3との間、もしくは、入力軸15と共通サンギヤS1,S2との間のどちらか一方に新たなクラッチを介在させることもできる。
【0060】
図12の速度線図に示すように、前段サンギヤS3が第1要素、互いに連結された前段及び後段キャリヤC3,C4が第2要素、互いに連結された前段及び後段リングギヤR3,R4が第3要素、後段サンギヤS4が第4要素となる。変速用複式遊星歯車装置80の各速度段における制御クラッチ、制御ブレーキの作動状態は、図2に示す第1実施形態のものと同一であるので、作動の詳細な説明は省略する。
【0061】
第6実施形態においては、図13に示すように、変速用複式遊星歯車装置90は、シングルピニオン型の前段遊星歯車機構91及びダブルピニオン型の後段遊星歯車機構92の前段及び後段サンギヤS3,S4、前段及び後段キャリヤC3,C4をそれぞれ連結、共通化して構成されている。即ち、共通軸線13上に回転可能に支承た共通のサンギヤS3,S4、共通軸線13上に回転可能に支承されてサンギヤS3,S4とロングピニオン93を介して噛合するリングギヤR3、共通軸線13上に回転可能に支承されてサンギヤS3,S4とロングピニオン93及び中間ピニオン94を介して噛合するリングギヤR4、ロングピニオン93及び中間ピニオン94を支承して共通軸線13上に回転可能に支承された共通のキャリヤC3,C4から構成されている。リングギヤR4に出力軸18が連結されている。そして、前段リングギヤR3は減速用複式遊星歯車装置16のキャリヤC1,C2に連結され、前後段サンギヤS3,S4は第1制御クラッチC−1を介して入力軸15に係脱可能に連結され、前後段キャリヤC3,C4は第2制御クラッチC−2を介して入力軸15に係脱可能に連結されるようになっている。前段リングギヤR3は第1制御ブレーキB−3に連結され、前後段キャリヤC3,C4は第2制御ブレーキB−4に連結されて回転を選択的に規制されるようになっている。
【0062】
尚、第6の実施形態において、第1の実施形態と同様の理由から、キャリヤC1,C2と前段リングギヤR3との間、もしくは、入力軸15と共通サンギヤS1,S2との間のどちらか一方に新たなクラッチを介在させることもできる。
【0063】
図14の速度線図に示すように、前段リングギヤR3が第1要素、互いに連結された前段及び後段キャリヤC3,C4が第2要素、後段リングギヤR4が第3要素、互いに連結された前段及び後段サンギヤS3,S4が第4要素となる。各速度段における制御クラッチ、制御ブレーキの作動状態は、図2に示す第1実施形態のものと同一であるので、作動の詳細な説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る自動変速装置の第1実施形態を示すスケルトン図である。
【図2】 第1実施形態の各速度段における制御ブレーキ及び制御クラッチの作動状態を示す図である。
【図3】 第1実施形態の各速度段における遊星歯車装置の各要素の回転比を示す速度線図である。
【図4】 第2実施形態を示すスケルトン図である。
【図5】 第2実施形態の各速度段における制御ブレーキ及び制御クラッチの作動状態を示す図である。
【図6】 第2実施形態の各速度段における遊星歯車装置の各要素の回転比を示す速度線図である。
【図7】 第3実施形態を示すスケルトン図である。
【図8】 第3実施形態の各速度段における変速用複式遊星歯車装置の各要素の回転比を示す速度線図である。
【図9】 第4実施形態を示すスケルトン図である。
【図10】 第4実施形態の各速度段における遊星歯車装置の各要素の回転比を示す速度線図である。
【図11】 第5実施形態を示すスケルトン図である。
【図12】 第5実施形態の各速度段における遊星歯車装置の各要素の回転比を示す速度線図である。
【図13】 第6実施形態を示すスケルトン図である。
【図14】 第6実施形態の各速度段における遊星歯車装置の各要素の回転比を示す速度線図である。
【符号の説明】
10・・・自動変速機、11・・・流体トルクコンバータ、12・・・トランスミッションケース、13・・・共通軸線、15,66・・・入力軸、16,60・・・減速用複式遊星歯車装置、17,75,80,90・・・変速用複式遊星歯車装置、18・・・出力軸、23・・・小径ピニオン、24・・・大径ピニオン、25・・・段付ピニオン、33,34,78,79・・・ピニオン、64,83,94・・・中間ピニオン、63,84,93・・・ロングピニオン、49・・・歯車減速装置、50・・・回転選択手段、51,52,53,54,61,76,77,81,91・・・シングルピニオン型の遊星歯車機構、62,82,92・・・ダブルピニオン型の遊星歯車機構、65・・・減速用歯車列、S1,S2,S3,S4・・・サンギヤ、C1,C2,C3,C4・・・キャリヤ、R1,R2,R3,R4・・・リングギヤ、C−1,C−2・・・第1、第2制御クラッチ、C−3,C−4・・・第2、第1回転伝達制御クラッチ、B−1,B−2・・・第1、第2回転生成制御ブレーキ、B−3,B−4・・・第1、第2制御ブレーキ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention automatically engages / disengages a control clutch and a control brake connected to each element of a shift type planetary gear device connected to an input shaft, shifts the rotation of the input shaft to a plurality of stages, and transmits the rotation to the output shaft. It relates to a transmission.
[0002]
[Prior art]
Carrier for supporting a pair of pinions that mesh with each other, a sun gear that meshes with one of the pair of pinions, a double pinion type reduction planetary gear device having a ring gear that meshes with the other, a front stage and a rear stage sun gear, a front stage and a rear stage ring gear, It has a front stage carrier that supports a pinion that meshes with the front stage sun gear and the front stage ring gear, and a rear stage carrier that supports the pinion that meshes with the rear stage sun gear and the rear stage ring gear. The transmission type planetary gear unit having a gear connected to each other is provided on a common axis, the output shaft is connected to the rear carrier, and the rotation of the input shaft is connected to the front and rear sun gears connected to each other, the front carrier and the rear ring gear connected to each other. 1, selectively transmitted by the second control clutch, planetary gear set for reduction The rotation of the ring gear is transmitted to the front ring gear, and the rotations of the carrier of the reduction planetary gear device, the ring gear, and the front carrier and the rear ring gear connected to each other of the shift type planetary gear device are first, second, and second. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-129446 discloses an automatic transmission that selectively restricts by three control brakes and establishes a gear ratio of five forward speeds and one reverse speed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional automatic transmission can smoothly and stably switch the gear ratio between five forward speeds and one reverse speed. However, in recent years, there has been an automatic transmission capable of establishing a gear ratio of six or more forward steps that are appropriately separated in order to improve fuel consumption and power transmission performance or to obtain a gear ratio that matches the driver's preference. It has been demanded.
[0004]
The present invention has been made in order to meet such a demand, and it is an object of the present invention to provide an automatic transmission capable of obtaining a gear ratio of six or more forward stages and one reverse stage that are appropriately separated.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the structural feature of the invention described in
[0006]
According to a second aspect of the present invention, in the automatic transmission according to the first aspect, a stepped pinion comprising a sun gear coupled to the input shaft, a small-diameter pinion meshing with the sun gear, and a large-diameter pinion is supported. The gear reduction device is constituted by a reduction planetary gear device comprising a carrier, a small-diameter ring gear that meshes with a small-diameter pinion, and a large-diameter ring gear that meshes with the large-diameter pinion. And a first planetary gear device for selectively generating rotations of the small-diameter and large-diameter ring gears to selectively generate the first and second rotations. That is, the rotation selection means is configured by a rotation generation control brake.
[0007]
According to a third aspect of the present invention, in the automatic transmission according to the first aspect, the sun gear coupled to the input shaft, the long pinion meshing with the sun gear, and the intermediate pinion meshing with the long pinion are supported. And the second ring gear of the double planetary gear unit for reduction. The reduction planetary gear unit is composed of a carrier that rotates, a first ring gear that meshes with the long pinion, and a second ring gear that meshes with the intermediate pinion. Is coupled to the first element of the speed-changing double planetary gear unit, and the first ring gear and the carrier are selectively regulated to selectively generate the first and second rotations in the second ring gear, respectively. The first and second rotation generation control brakes constitute the rotation selection means.
[0008]
The constitutional feature of the invention according to
[0009]
A structural feature of the invention according to claim 5 is that in the automatic transmission according to any one of
[0010]
The structural feature of the invention according to claim 6 is the automatic transmission according to any one of
[0011]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an automatic transmission according to any one of the first to fourth aspects, wherein the double planetary gear unit for transmission is replaced with a single-pinion type front planetary gear mechanism and a double-pinion. A rear planetary gear mechanism of the mold, the front stage sun gear is the first element, the front stage and rear stage carrier are connected as the second element, the front stage and rear stage ring gear are connected as the third element, and the rear stage sun gear is the fourth element That is.
[0012]
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an automatic transmission according to any one of the first to fourth aspects, wherein the double planetary gear device for transmission is replaced with a single pinion type front planetary gear mechanism and a double pinion. A rear planetary gear mechanism of the type, the front ring gear is the first element, the front and rear carriers are connected as the second element, the rear ring gear is the third element, and the front and rear stage sun gears are connected as the fourth element. That is.
[0013]
[Operation and effect of the invention]
In the invention according to
[0014]
In the invention according to
[0015]
In the invention according to
[0016]
In the invention according to
[0017]
In the invention according to claim 5 configured as described above, the speed-changing double planetary gear device is a single pinion type planetary gear mechanism having two sets of front and rear stages, the front ring gear is the first element, the front carrier and the rear ring gear are To the second element, the rear carrier to the third element, and the front and rear sun gears to be the fourth element. Therefore, in addition to the effect of the invention of
[0018]
In the invention according to claim 6 configured as described above, the speed change compound planetary gear device is a single pinion type planetary gear mechanism of two sets of front and rear stages, the front stage sun gear is the first element, the front stage carrier, the rear stage ring gear, Is connected to the second element, the front ring gear and the rear carrier are connected to form the third element, and the rear sun gear is set to the fourth element, so that the input can be made with minimal changes to the conventional automatic transmission. It is possible to obtain an automatic transmission with a simple structure and a compact structure capable of shifting the rotation of the shaft at a gear ratio of 6 or more forward speeds and appropriately 1 gear speed and transmitting them to the output shaft.
[0019]
In the invention according to claim 7 configured as described above, the shift type double planetary gear device is a single pinion type front planetary gear mechanism and a double pinion type rear planetary gear mechanism, the front stage sun gear is the first element, and the front stage In addition to the effect of the invention of
[0020]
In the invention according to claim 8 configured as described above, the shift type double planetary gear device is a single pinion type front planetary gear mechanism and a double pinion type rear planetary gear mechanism, the front ring gear is the first element, and the front stage And the rear stage carrier is connected as the second element, the rear stage ring gear is the third element, the front stage and the rear stage sun gear are connected as the fourth element, so only a minimal change is made to the conventional automatic transmission, A compact automatic transmission having a simple structure and a short overall length can be obtained in which the rotation of the input shaft can be shifted at a gear ratio of 6 or more forward speeds and 1 reverse speed geared appropriately and transmitted to the output shaft.
[0021]
Embodiment
Hereinafter, a first embodiment of an automatic transmission according to the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1,
[0022]
The shift type
[0023]
An
[0024]
The
[0025]
In the
[0026]
In the single-pinion type planetary gear mechanism, the relationship among the rotation speed Ns of the sun gear, the rotation speed Nc of the carrier, the rotation speed Nr of the ring gear, and the gear ratio λ of the planetary gear mechanism is expressed by equation (1). The gear ratio in the stage is calculated based on the formula (1). The number of teeth of the common sun gears S1, S2, the front and rear stage sun gears S3, S4 is Zs1, Zs2, Zs3, Zs4, the small diameter, large diameter ring gears R1, R2, and the number of teeth of the front and rear stage ring gears R3, R4 are Zr1, Zr2, Zr3, Zr4. Then, the gear ratio of the first, second, and first and second
Nr = (1 + λ) Nc−λNs (1)
[0027]
While selectively connecting the first and second control clutches C-1 and C-2, the first and second control brakes B-3 and B-4, and the first and second rotation generation control brakes B-1 and B-2, When B-2 is selectively operated, the speed ratio of each element of the speed reduction double
[0028]
In the first and second
[0029]
In the velocity diagram of the shift type
[0030]
Hereinafter, the operation of each gear stage will be described. In the case of the first forward shift speed, the first control clutch C-1 and the second control brake B-4 are operated, the
[0031]
In the case of the second forward speed, the first control clutch C-1 and the first control brake B-3 are operated, the
[0032]
In the case of the third forward speed, the first control clutch C-1 and the second rotation generation control brake B-2 are operated, the
[0033]
In the case of the fourth forward speed, the first control clutch C-1 and the first rotation generation control brake B-1 are operated, the
[0034]
In the case of the fifth forward speed, the first and second control clutches C-1 and C-2 are connected, and the
[0035]
In the case of the sixth forward speed, the second control clutch C-2 and the first rotation generation control brake B-1 are operated, the
[0036]
In the case of the seventh forward speed, the second control clutch C-2 and the second rotation generation control brake B-2 are operated, the
[0037]
In the case of the eighth forward speed, the second control clutch C-2 and the first control brake B-3 are operated, the
[0038]
In the case of the reverse gear, the first rotation generation control brake B-1 and the second control brake B-4 are operated, and the rotation of the small-diameter ring gear R1, the front carrier C3 and the rear ring gear R4 connected to each other is restricted. The rotation input to the
[0039]
Rotational ratios of sun gears S1 to S4, carriers C1 to C4, and ring gears R1 to R4 at each gear position when the rotational speed of the sun gears S1 and S2 of the double
[0040]
In the first forward shift speed of the first embodiment, the front ring gear R3 is reversely rotated, but the common carriers C1 and C2 directly connected to the front ring gear R3 are also reversely rotated. At this time, since the common sun gears S1 and S2 rotate at the same rotational speed as the
[0041]
Therefore, in order to prevent this high speed rotation, it is newly added either between the carriers C1 and C2 of the first embodiment and the front ring gear R3, or between the common sun gears S1 and S2 and the
[0042]
In this case, the new clutch is engaged at the shift speed at which power is transmitted from the carriers C1 and C2 to the front ring gear R3, that is, the forward third, fourth, sixth and seventh shift speeds and the reverse shift speed. Although it can be released at the forward first, second, fifth, and eighth shift stages, which are the shift stages, it may be opened only at the forward first shift stage where the upper high-speed rotation is remarkable.
[0043]
Next, a second embodiment will be described based on FIG. In the second embodiment, the shift type
[0044]
As shown in FIG. 4, the reduction type
[0045]
In the first ring gear R1, the first ring gear R1 is selectively connected to the
[0046]
The reduction type
[0047]
Also in the second embodiment, the
[0048]
FIG. 5 also shows that the gear ratio λ1 of the first
[0049]
In the double pinion type second
Nr = (1-λ) Nc + λNs (2)
[0050]
The first and second control clutches C-1 and C-2 are selectively connected, and the first and second control brakes B-3 and B-4 are selectively operated to control the first and second rotation generation control. When the brakes B-1 and B-2 are selectively operated, the speed ratios of the elements of the speed reduction double
[0051]
In the second embodiment, for the same reason as in the first embodiment, either between the second ring gear R2 and the front ring gear R3 or between the
[0052]
Next, a third embodiment in which the
[0053]
As shown in FIG. 8, the speed diagram of the shift type
[0054]
Next, another embodiment in which the same speed reduction double
[0055]
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 9, the speed-changing double
[0056]
In the fourth embodiment, for the same reason as in the first embodiment, either between the carriers C1 and C2 and the preceding sun gear S3 or between the
[0057]
As shown in the speed diagram of FIG. 10, the front stage sun gear S3 is the first element, the front stage carrier C3 and the rear stage ring gear R4 connected to each other is the second element, and the front stage ring gear R3 and the rear stage carrier C4 connected to each other are the third element. The rear stage sun gear S4 is the fourth element. Since the operation states of the control clutch and the control brake at each speed stage are the same as those in the first embodiment shown in FIG. 2, detailed description of the operation is omitted.
[0058]
In the fifth embodiment, as shown in FIG. 11, the double
[0059]
In the fifth embodiment, for the same reason as in the first embodiment, either between the carriers C1 and C2 and the preceding sun gear S3 or between the
[0060]
As shown in the velocity diagram of FIG. 12, the front stage sun gear S3 is the first element, the front stage and rear stage carriers C3 and C4 connected to each other are the second element, and the front stage and rear stage ring gears R3 and R4 connected to each other are the third element. The rear stage sun gear S4 is the fourth element. Since the operating state of the control clutch and the control brake at each speed stage of the shift type
[0061]
In the sixth embodiment, as shown in FIG. 13, the double
[0062]
In the sixth embodiment, for the same reason as in the first embodiment, either between the carriers C1 and C2 and the front ring gear R3 or between the
[0063]
As shown in the velocity diagram of FIG. 14, the front ring gear R3 is the first element, the front and rear carriers C3 and C4 connected to each other is the second element, the rear ring gear R4 is the third element, the front and rear stages connected to each other. The sun gears S3 and S4 are the fourth element. Since the operation states of the control clutch and the control brake at each speed stage are the same as those in the first embodiment shown in FIG. 2, detailed description of the operation is omitted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a skeleton diagram showing a first embodiment of an automatic transmission according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating operating states of a control brake and a control clutch at each speed stage according to the first embodiment.
FIG. 3 is a velocity diagram showing a rotation ratio of each element of the planetary gear device at each speed stage of the first embodiment.
FIG. 4 is a skeleton diagram showing a second embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating operating states of a control brake and a control clutch at each speed stage according to the second embodiment.
FIG. 6 is a velocity diagram showing a rotation ratio of each element of the planetary gear device at each speed stage of the second embodiment.
FIG. 7 is a skeleton diagram showing a third embodiment.
FIG. 8 is a velocity diagram showing a rotation ratio of each element of the shift type planetary gear device in each speed stage of the third embodiment.
FIG. 9 is a skeleton diagram showing a fourth embodiment.
FIG. 10 is a velocity diagram showing a rotation ratio of each element of the planetary gear device at each speed stage of the fourth embodiment.
FIG. 11 is a skeleton diagram showing a fifth embodiment.
FIG. 12 is a velocity diagram showing a rotation ratio of each element of the planetary gear device at each speed stage of the fifth embodiment.
FIG. 13 is a skeleton diagram showing a sixth embodiment.
FIG. 14 is a velocity diagram showing a rotation ratio of each element of the planetary gear device at each speed stage of the sixth embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記変速用複式遊星歯車装置は、
前記歯車減速装置から前記第1回転及び前記第2回転の一方が前記回転選択手段によって選択されて前記第1要素に伝達された場合に、前記入力軸の回転が前記第1制御クラッチで前記第4要素に伝達されることにより前記入力軸の回転数より前記出力軸の回転数が小さい減速段を形成し、
前記歯車減速装置から前記第1回転及び前記第2回転の一方が前記回転選択手段によって選択されて前記第1要素に伝達された場合に、前記入力軸の回転が前記第2制御クラッチで前記第2要素に伝達されることにより前記入力軸の回転数より前記出力軸の回転数が大きい増速段を形成することを特徴とする自動変速機。An input shaft, a gear reduction device connected to the input shaft and generating a first rotation having a rotation speed smaller than the rotation of the input shaft and a second rotation having a rotation speed smaller than the first rotation; and a gear ratio in the speed diagram A dual planetary gear device for transmission having first, second, third and fourth elements respectively corresponding to the four elements sequentially arranged at intervals corresponding to the second, and second rotation of the input shaft. Second and first control clutches for selectively transmitting to the fourth element; rotation selecting means for selecting one of the first and second rotations and transmitting to the first element; and the first and second elements First and second control brakes for selectively restricting rotation of the motor, and an output shaft connected to the third element,
The shift type planetary gear unit for shifting is
If one of the first rotation and the second rotation from the gear reduction device is transmitted to the first element is selected by the rotary selection means, the rotation of the input shaft is in said first control clutch first By transmitting to four elements, a speed reduction stage in which the rotational speed of the output shaft is smaller than the rotational speed of the input shaft is formed,
When one of the first rotation and the second rotation is selected from the gear reduction device by the rotation selection means and transmitted to the first element, the rotation of the input shaft is performed by the second control clutch. An automatic transmission having a speed increasing stage in which the rotational speed of the output shaft is larger than the rotational speed of the input shaft by being transmitted to two elements.
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