JPH02275154A - 自動変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、発進装置と遊星歯車装置を備えた自動変速機
に関する。

［従来の技術］ 発進装置であるトルクコンバータと複数列の遊星歯車装
置を備えて前進５速後進１速の変速段を達成する自動変
速機は、特公昭６３−３３０２１号公報に記載されてい
る。

第１１図（イ）、（ロ）は、上記公報に開示された自動
変速機の実施例に係るスケルトンと各変速段における摩
擦係合要素の作動衣であって、この変速機はトルクコン
バータ５０を備え、トルクコンバータ５０の入力軸５１
はエンジンに連結し、出力軸５２は変速機の入力軸とな
ってクラッチに４のドラムへ入力を伝達する。クラッチ
に４のドラムは、他のクラッチに３のドラｔ１と一方向
りラッチＦ１のインナレースに接続する。

クラッチに４のハブは第１の中間軸５３を介して全体を
符号６０で示す第１の遊ｍ歯車列のキャリヤ６１に接続
する。第１の遊星歯車列６０は、小径のサンギヤ６２と
大径のサンギヤ６３を備え、小径のサンギヤ６２はショ
ートピニオン６４を介してロングピニオン６５に噛合い
、大径のサンギヤ６３は直接にロングピニオン６５に噛
合うとともに、ショートピニオン６４とロングピニオン
６５を共通のキャリヤ６１で支持するいわゆるラビニョ
形の遊星歯車列である。小径のサンギヤ６２は第２の中
間軸５４を介してクラッチに３のハブと一方向りラッチ
Ｆ１のアウタレースに連結し、大径のサンギヤ６３はブ
レーキＢ１のドラムに連結する。ロングピニオン６５に
噛合う第１のリングギヤ６６はブレーキＢ３に連結し、
第２のリングギヤ６７は連結部材６８を介して第２の遊
星歯車列７０のリングギヤ７１と一体になる。

第２の遊里歯車列７０はシンプルプラネタリギヤセット
であって、サンギヤ７２は一方向りラッチＦのインナレ
ースに連結するとともにクラッチに２のドラムに連結す
る。第１の遊星歯車列６０のキャリヤ６１と一体の連結
部材６９はクラッチに２のハブと一方向りラッチＦのア
ウタレースに接続する。このクラッチに２のドラムはブ
レーキＢ２のドラムを兼ねる。

出力は第２の遊星歯車列のキャリヤ７３からとり出され
、出力軸７５に伝達される。

この自動変速機は以上のように、摩擦係合要素として３
個のブレーキと、３個のクラッチと、２個の一方向クラ
ッチを備えるが、各変速段における摩擦係合要素の係合
状態は第１１図（ＣＩ）の表に示される。図中Ｘ印は摩
擦係合要素の係合することを示す。

この自動変速機のように、複数列のＴｔｍ歯車列を連結
したギヤトレインを備えた自動変速機においては、最高
速度段は一方のサンギヤを固定し、キャリヤの入力をリ
ングギヤに出力することで達成する。このサンギヤを固
定するブレーキは、他の前進段を達成するためにも係合
する。従来例においては、ブレーキＢ１が前進３速段と
５速段で係合する。

［発明が解決しようとする課題］ ブレーキＢｌはいわゆるバンドブレーキであって、ドラ
ムの外周をバンドで締め付けることでブレーキ力を発生
する。バンドブレーキは、軸方向にサーボ装置を配設す
る多板式のブレーキに比べて軸方向の寸法を要しない利
点はあるが、必要なブレーキ力を得るための締付力も大
となり、また、ドラムの一方向の回転に対して安定した
ブレーキ力を発生する特性を有する。

しかし、上述した従来の自動変速機にあっては、３速段
と５速段ではブレーキＢ１が締め付けるドラムの回転方
向が逆であって、バンドブレーキにとっては不利な条件
となっている。

そこで本発明は、最高速度段を達成するためのサンギヤ
のブレーキを、この最高速度段のみで係合することによ
り従来の不具合を解消する自動変速機を提供するもので
ある。

［課題を解決するための手段］ 以上に説明した課題を解決するために、本発明の自動変
速機は、発進装置の出力を伝達する入力軸（２４０）と
、３列のシンプルプラネタリギヤセット（１１０，１２
０，１３０）と、入力軸と３列のシンプルプラネタリギ
ヤセットの間に集約して配設する複数の摩擦係合要素と
、第１及び第２のシンプルプラネタリギヤセットと前記
複数の摩擦係合要素とを連結する多重構造の中間軸（６
１０，６２０，６３０，６４０）と、第３のプラネタリ
ギヤセットから出力を取出す出力軸（８００）とを備え
、 第１及び第２のシンプルプラネタリギヤセット（１１０
，１２０）と複数個の摩擦係合要素は複数段の前進段と
後進段を達成し、第３のシンプルプラネタリギヤセット
（１３０）は前記第１及び第２のシンプルプラネタリギ
ヤセラ１へからの出力を入力としてシンプルプラネタリ
ギヤセットの１つの要素（１３１）を固定することによ
る減速又は２つの要素（１３１，１３５）に入力を与え
ることによる減速とを選択的に達成する構成を備え、前
進の最高速度段を達成する手段を第２のシンプルプラネ
タリギヤセット（１２０）のサンギヤ（１２Ｌ）に連結
する経路を固定するブレーキ（２２）と、キャリヤ（１
２３）の入力をリングギヤ（１２５）に出力する手段で
構成し、上記ブレーキ（２２）を前進の最高速度段での
み係合せしめる構造を有する。

［作用］ 以上の手段を備えることにより、１個のブレーキ（２２
）を作用するのみで前進の最高速度段を達成し、このブ
レーキ（２２）は、使用頻度の高い最高速度段でのみ作
用するので、制御も容易となり、経時劣化も少ない。

なお、上述の（）の符号は図面と対照するものであるが
、何ら構成を限定するものではない。

［実施例］ 以下５図面に基いて本発明の詳細な説明する。

第１図は１本発明を実施する自動変速機の断面図、第２
図はスケルトンを示すもので、まず、第２図を参照して
全体の概要を説明する。

自動変速機１は１発進装置２と遊星歯車装置を有する変
速機３を備えるが１発進装置２としては本実施例に示す
トルクコンバータの他にも、流体継手、電磁クラッチ、
多板式クラッチ、遠心クラッチ等の適宜の手段を選択す
ることができる。

発進装置２は、エンジンの駆動を受けて回転するフロン
トカバー２０２の後部に連結されるリヤカバー２０４．
リヤカバー２０４の内周壁面に形成されたポンプインペ
ラ２０６を有し、ポンプインペラ２０６に対向して配設
されたタービンランナ２０８はタービンシェル２１０に
保持され、タービンシェル２１０はその内周部で発進装
置２の出力部材であるとともに変速機３の入力部材であ
る入力軸２４０に連結される。ポンプインペラ２０６と
タービンランナ２０８との間にはステータ２１４が配設
され、ステータ２１４の内周部は一方面クラッチ２１６
のアウタレースに連結されるとともに、一方向クラッチ
２１６のインナレースは固定部材である支持筒２３０の
外周部にとりつけられる。フロントカバー２０２とター
ビンシェル２１０との間にはフロントカバー２０２とタ
ービンシェル２１０とを直結するロックアツプクラッチ
２２０を配設する。

変速機３の遊星歯重列は、基本遊星歯車列４ａと補助遊
星歯車列４ｂとを備える。基本遊星歯車列４ａは、第１
及び第２のシンプルプラネタリギヤセット１１０，１２
０を備え、第１のシンプルプラネタリギヤセット１１０
のキャリヤ１１３と第２のシンプルプラネタリギヤセッ
ト１２０のリングギヤ１２５を連結するシンプソン形の
遊星歯車列である。補助遊星歯車列４ｂは、１列のシン
プルプラネタリギヤセット１３０を備え、サンギヤ１３
１を固定してリングギヤ１３５の入力をキャリヤ１３３
に出力する減速装置とサンギヤとリングギヤに入力を与
え２キヤリヤに出力するいわゆるスプリットタイプの減
速装置の機能を有する。

本自動変速機は、摩擦係合要素として５個のクラッチ、
３個のブレーキ、３個の一方面クラッチを装備するが、
摩擦係合要素と遊星歯車列の各要素との結合関係は次の
とおりである。

変速機３の入力軸２４０は、第１のクラッチ１１のドラ
ムに接続し、第１のクラッチ１１のハブは第１の中間軸
６１０を介して第１のシンプルプラネタリギヤセット１
１０のリングギヤ１１５に連結する。第１のクラッチ１
１のドラムは第２のクラッチ１２のハブを兼ね、第２の
クラッチ１２のドラムは第２の中間軸６２０を介して第
１のシンプルプラネタリギヤセット１１０のサンギヤ１
１１に連結する。第２のクラッチ１２のドラムは第４の
クラッチ１４のドラムとも連結し、第４のクラッチ１４
のハブは第３の中間軸６３０を介して第２のシンプルプ
ラネタリギヤセット１２０のキャリヤ１２３に連結する
。第４のクラッチ１４のドラムは第３のクラッチ１３と
ともに第１の一方面クラッチ３１のアウタレースに連結
する。第３のクラッチ１３のドラムと第１の一方向クラ
ッチ３１のインナレースは第４の中間軸６４０を介して
第２のシンプルプラネタリギヤセット１２０のサンギヤ
１２１に連結する。第３のクラッチ１３のドラム外周部
には第２のブレーキ２２を配設する。

第１のシンプルプラネタリギヤセット１１０のキャリヤ
１１３は第２のシンプルプラネタリギヤセット１２０の
リングギヤ１２５に連結するとともに、第１の連結部材
１５０を介して補助遊星歯車列４ｂを構成する第３のシ
ンプルプラネタリギヤセット１３０のリングギヤ１３５
と一体となる。

第２のシンプルプラネタリギヤセット１２０のキャリヤ
１２３は第２の連結部材１６０を介して第２の一方向ク
ラッチ３２と第５のクラッチ１５のハブに連結する。第
２の一方向クラッチ３２のアウタレースは、その外周に
配設する第３の一方向クラッチ３３のインナレースを兼
ね、このレースは第５のクラッチ１５のドラムと一体と
なって第３のシンプルプラネタリギヤセット１３０のサ
ンギヤ１３１に連結する。第５のクラッチ１５の外周部
に第１のブレーキ２１を配設し、第３の一方向クラッチ
３３のアウタレースを変速機のケースの内壁に固着する
。

第３のシンプルプラネタリギヤセット１３０のキャリヤ
１３３は出力軸８００に接続する。

第１図は第２図で説明したスケルトンをもつ自動変速機
の具体的な構造を示す断面図である。

自動変速機１を構成する発進装置２は流体伝動装置であ
って、エンジン側（以下、エンジン側を「前側」とする
）に開口するハウジング２００の内部に収容される。エ
ンジンの駆動を受けて回転するフロントカバー２０２の
後部にはりャカバー２０４が一体にとりつけられる。リ
ヤカバー２０４の内周壁面にはポンプインペラ２０６が
形成され、ポンプインペラ２０６に対向して配設された
タービンランナ２０８はタービンシェル２１０に保持さ
れる。タービンシェル２１０はその内周部で連結部材２
１１を介して発進袋＠２の出力部材であるとともに変速
機３の入力部材である入力軸２４０に連結される。ポン
プインペラ２０６とタービンランナ２０８との間にはス
テータ２１４が配設され、ステータ２１４の内周部は一
方向クラッチ２１６のアウタレース２１５に連結される
とともに、一方向クラッチ２１６のインナレース２１７
は支持１２３０の前端外周部にとりつけられる。フロン
トカバー２０２とタービンシェル２１０との間にはロッ
クアツプピストン２２２をもつロックアツプクラッチ２
２０を配設する。

ハウジング２００の後部には変速機３の構成要素を収容
する円筒状のケース３００が連結されるが、ハウジング
２００と変速機のケース３００の接合部にはオイルポン
プカバー２５０と仕切板２７０を介してオイルポンプハ
ウジング２６０をとりつける。オイルポンプハウジング
２６０内には外歯歯車２６２と内歯歯車２６４から成る
内接歯車ポンプが収容され、外歯歯車２６２の内周部は
りャカバー２０４と一体の軸２６６に連結される。

オイルポンプカバー２５０の中心部は、後方へ向けて突
出する円筒状の支持部２５２を形成し、この支持部２５
２の内周部に支持筒２３０の後部外周部を圧入固定する
。

支持筒２３０はその内周部の２つの支点で入力軸を支持
し、入力軸の後端部は径方向に拡がるフランジ部を形成
する。フランジ部の外周部は第１のクラッチドラム４１
０に連結される。第１のクラッチドラム４１０の内部に
は第１のクラッチ１１が収容され、第１のクラッチ１１
を操作するピストン４２０を配設する。

第１のクラッチドラム４１０の後側は後向きに開口する
が、ドラム４１０の前側にクラッチハブ４３０を固着し
、対向して配設する第２のクラッチドラム４４０との間
に第２のクラッチ１２とピストン４５０を収容する。第
２のクラッチドラム４４０の内周側はシリンダ部材４６
０と一体であり、このシリンダ部材４６０はオイルポン
プカバー２５０の支持部２５２により回転自在に支持さ
れる。シリンダ部材４６０の前端部には第４のクラッチ
１４とピストン４８０を収容する第４のクラッチドラム
４７０を連結する。

第４のクラッチドラム４７０は、連結部材４９０を介し
て第１の一方向クラッチ３１のアウタレース５４０に連
結する。第４のクラッチ１４のハブ５００は第３の中間
軸６３０に連結する。アウタレース５４０とその外周側
に配設する第３のクラッチドラム５２０との間に第３の
クラッチ１３を設け、クラッチドラム５２０内にピスト
ン５３０を収容する。第３のクラッチドラム５２０の外
周部にはバンド式の第２のブレーキ２２を設け、クラッ
チドラム５２０のインナシリンダ側は第１の一方向クラ
ッチ３１のインナレース５１０と一体となる。

入力軸２４０の後端内周部は、ベアリングを介して第１
の中間軸６１０の先端外周部を支持する。

第１の中間軸６１０の後端外周部は、ベアリングを介し
て出力軸８００の先端内周部により支持される。入力軸
２４０及び出力軸８００は変速機のケース３００に堅実
に支持されるので、これらの軸により支持する第１の中
間軸６１０の支持剛性も高くなる６ 第１の中間軸６１０の外周部は円筒状の第２の中間軸６
２０を２点支持し、第２の中間軸６２０の外周部は円筒
状の第３の中間軸６３０を２点支持する。第３の中間軸
６３０の外周側に同心的に配設する第４の中間軸６４０
は、変速機のケース３００の内部の中央部にとりつける
中央支持部材３１０の内周部により支持する。この中央
支持部材３１０の中心部は、ケースの前方及び後方へ突
出する円筒部に形成され、前方へ突出する円筒部の外周
部にリング部材３２０を圧入し、リング部材３２０の外
周部で第３のクラッチドラム５２０のインナシリンダの
内周部を回転自在に支持する。

第１の中間軸６１０の前端部は第１のクラッチ１１のハ
ブ４０５に連結し、第２の中間軸６２０の前端部は第２
のクラッチ１２のクラッチドラム４４０に連結する。第
３の中間軸６３０の前端部は第４のクラッチ１４のハブ
５００に連結し、第４の中間軸の前端部は第３のクラッ
チ１３のドラム５２０と一体の第１の一方向クラッチ３
１のインナレース５１０に連結する。４重構造をもつ中
間軸は中央支持部材３１０を貫通して後側に延び、第１
の中間軸６１０の後端外周部は出方軸８００の先端内周
部で支持される。変速機のケース３゜Ｏの後部には、後
部壁３３０を形成し、この後部壁３３０の内周部に後部
支持部材３５０を挿入して固着する。この後部支持部材
３５０は、変速機のケース３００の内部前方へ向けて突
出する円筒部を備え、円筒部の外径は前方へ向けて順次
外径が細くなる複数の段付部に形成される。支持部材３
５０の円筒部の前端内周部は出方軸８００の前部外周部
を支持する。

変速機のケース３００の後端部にインロウ係合部３６０
を介して同心的に嵌合する後部ケース３７０の後端の内
周部は、ベアリングを介して出方軸８００の後部外周部
を支持する。したがって、出力軸８００は２つの支点で
確実に支持され、第１の中間軸６１０は、前述したよう
に、その前後端部を入力軸２４０と出力軸８００で確実
に支持される。

第２図のスケルトンでも説明したが、４重構造をもつ中
間軸６１０，６２０，６３０，６４０と出力軸８００と
の連結部の外周部には３列のシンプルプラネタリギヤセ
ットが、第２．第１．第３の順序で配設される。

第１の中間軸６１０の後端部には連結部材６１５を介し
て第１のシンプルプラネタリギヤセット１１０のリング
ギヤ１１５がとりつけられる。第２の中間軸６２０の後
端部には第１のシンプルプラネタリギヤセット１１０の
サンギヤ１１１がとりつけられ、ピニオンのキャリヤ軸
１１３は第２のシンプルプラネタリギヤセット１２０の
リングギヤ１２５と連結する。第２のシンプルプラネタ
リギヤセット１２０のキャリヤ軸１２３の一端部は第３
の中間軸６３０に連結し、他端部は第２の連結部材１６
０を介して第２の一方向クラッチ３２のインナレース７
００に連結する。

第４の中間軸６４０の後端部には第２のシンプルプラネ
タリギヤセット１２０のサンギヤ１２１を形成する。第
２のシンプルプラネタリギヤセットのリングギヤ１２５
は、第１の連結部材１５０を介して第３のシンプルプラ
ネタリギヤセット１３ｏのリングギヤ１３５と一体とな
る。

第１の連結部材１５０の外側に配設する第２の連結部材
１６０の外周部には、多板式の第３のブレーキ２３を配
設し、ピストン５５０を中央支持部材３１０の後側の壁
面内に収容する。

第２の連結部材１６０に結合するインナレース７００の
外周側にスプラグとアウタレース７１０を配設して第２
の一方向クラッチ３２を構成する。

このアウタレース７１０の外周側にはさらに他のスプラ
グとアウタレース７２０を配設して第３の一方向クラッ
チ３３を構成する。すなわちレース７１０はアウタレー
スとインナレースを兼用する部材であって、２個の一方
向クラッチ３２と３３の中間に介在するので１本明細書
中ではミドルレース７１０と称する。インナレース７０
０はクラッチハブ７３０と一体となり、ミドルレース７
１０は第５のクラッチドラム７４０に連結する。第５の
クラッチドラム７４０内に第５のクラッチ１５とピスト
ン７５０を収容する。

第３の一方向クラッチ３３のアウタレース７２０の外周
部はケース３００の内周面にスプライン係合し、第５の
クラッチドラム７４０の外周部にはバンド式の第１のブ
レーキ２１を配設する。第５のクラッチドラム７４０に
一体のインナシリンダと一体の軸部材７６０は、その内
周部を後部支持部材３５０の外周部で支持するとともに
、その先端部に第３のシンプルプラネタリギヤセット１
３０のサンギヤ１３１をとりつける。

第３のシンプルプラネタリギヤセット１３０のピニオン
を支持するキャリヤの軸１３３は、出力軸８００の前端
部に形成した連結部に支持される。

この出力軸８００の後部ケース３７０内の外周部には、
パーキング用のギヤ８１０とスピードメータ用ドライブ
ギヤ８３０がとりつけられ、パーキング用のギヤ８１０
の外側にはギヤ８１０に結合する爪８２０を配設する。

出力軸の後端部には連結部材８５０をナツト８５５で固
着する。

変速機のケース３００と後部ケース３７０の内部の要部
には回転部材の回転数を検出する回転センサ３０５，３
０６を配設して摩擦係合要素を制御するための情報を得
る。

変速機のケ′−ス３００の底部には図示しない油圧制御
装置をとりつけ、オイルパンを兼ねるカバー３０９で覆
う。

本発明の自動変速機は以上のように、摩擦係合要素とし
て５個のクラッチと、３個のブレーキと。

３個の一方向クラッチを備えて前進５速後進１速を達成
するが、第１表は各変速段における各摩擦係合要素の係
合状態を示す。

第１表中でＯ印は摩擦係合要素が係合することを示し、
（０）印はエンジンブレーキ時に係合することを示す。

なお、後述するように、４Ａ速段は４速と同じ変速比を
もち、５速へ変速される直前に出現する変速段である。

以下、第３図乃至第９図と第１表を参照して各変速段に
おける動力伝達経路と各摩擦係合要素の作用及び変速比
を説明する。なお、図中で太線部は動力を伝達する経路
を示し、斜線部は反力を受ける経路を示す。

第３図はニュートラルから１速への変速を示し、第１の
クラッチ１１を係合することで達成する。

入力軸２４０の回転は第１−のクラッチ１１を介して第
１の中間軸６１０に伝わり、第１のシンプルプラネタリ
ギヤセットのリングギヤ１１５を駆動する。リングギヤ
１１５はキャリヤ１１３を駆動するとともにサンギヤ１
１１を逆転させる。サンギヤ１１１と一体の第２の中間
軸６２０に連結する経路はサンギヤ１１１とともに逆転
し、第１の一方向クラッチ３１を係合して第４の中間軸
６４０を介して第２のシンプルプラネタリギヤセットの
サンギヤ１２１と一体となる。この力はキャリヤ１２３
を逆転させようとするが、キャリヤ１２３は第２の連結
部材１６０を介して第２の一方向クラッチ３２のインナ
レースと一体であるので、この力を受けて一方向クラッ
チ３２は係合し、さらに第３の一方向クラッチ３３を係
合して、上述の経路を静止せしめる。第２、第３の一方
向クラッチ３２．３３が係合することにより第３のシン
プルプラネタリギヤセットのサンギヤ１３１に連結する
経路も静止して、斜線で示す反力の支持経路が構成され
る。

キャリヤ１２３が停止することにより、サンギヤ１２１
の逆回転はリングギヤ１２５を正回転させ減速駆動する
。このように、リングギヤ１１５からの入力動力はキャ
リヤ１１３とリングギヤ１２５に分割され、第１の連結
部材１５０を介して第３のシンプルプラネタリギヤセッ
トのリングギヤ１３５に伝達される。そして、第３のシ
ンプルプラネタリギヤセットのサンギヤ１３１は固定さ
れるので、リングギヤ１３５の人力は減速してキャリヤ
１３３に伝わり、出力軸８００を駆動する。

いま、第１のシンプルプラネタリギヤセットのサンギヤ
１１１とリングギヤ１１５の歯数の比をλい第２のシン
プルプラネタリギヤセットのサンギヤ１２１とリングギ
ヤ１２５の歯数の比λよ。

第３のシンプルプラネタリギヤセットのサンギヤ１３１
とリングギヤ１３５の歯数の比をλ、とすると、 １速の変速比は、 ［１＋λ、＋（λ、／λ２）　］　ｘ　（ｉ＋λ３）で
示される。

１速においては、大なるトルクを伝達するが、入力は第
１のシンプルプラネタリギヤセットのリングギヤ１１５
から投入されるので、外径寸法の大なる部材を入力部材
として利用することができ、強度的に有利である。

また１反力を受ける経路中に２個の一方向クラッチ３２
．３３を直列に配設するので、一方向クラッチのもつ機
械的な衝撃吸収作用を積極的に利用して１速時の変速シ
ョックを吸収することができる。

エンジンブレーキ時には、力の伝達方向が逆となって第
１の一方向クラッチ３１と第３の一方向クラッチ３３が
空転しようとするが、第１表に示すように、第１の一方
向クラッチ３１と並列に配設する第３のクラッチ１３と
第３の一方向クラッチと並列に配設する第３のブレーキ
２３を係合せしめて、各経路の接続状態を維持する。

第４図は２速の動力伝達経路を示す。１速から２速への
変速は第４クラツチ１４を係合することで達成する。入
力は１速と同様に第１のシンプルプラネタリギヤセラ１
−のリングギヤ１１５に投入される。第４のクラッチ１
４が係合することで第１の一方向クラッチ３１がフリー
となり、第３の中間軸６３０と第２の中間軸６２０は接
続し、第１のシンプルプラネタリギヤセットのサンギヤ
１１１は固定される。この第１の一方向クラッチ３１が
係合からフリーとなることで２速への切換を円滑に達成
することができる。

リングギヤ１１５の入力は減速されて、キャリヤ１１３
に伝達され、さらに第３のシンプルプラネタリギヤセラ
１〜のリングギヤ１３５とキャリヤ１３３の間で減速さ
れて出力軸８００を駆動する。

２速の変速比は。

（１＋λ、）ｘ（ｔ＋λ３） で示される。

伝達トルクが大となる２速においても、径の大なる部材
であるリンクギヤ１１５を入力部材として利用すること
ができ、反力を支持する経路中に２個の一方向クラッチ
が直列に介在するので、強度的に有利であり、変速ショ
ックも吸収することができる。

２速のエンジンブレーキ時には、第３のブレーキ２３を
係合せしめる。

第５図は３速の動力伝達経路を示す。２速から３速への
変速は第２のクラッチ１２を係合することで達成する。

入力軸２４０は第１のクラッチ１１を介して第１の中間
軸６１０に接続するとともに、第２のクラッチ１２を介
して第２の中間軸６２０に接続する。さらに、第４のク
ラッチ１４が係合しているので、第２の中間軸６２０と
第３の中間軸６３０の接続は維持される。

第２のクラッチ１２が係合して入力が与えらることによ
り、第１の一方向クラッチ３］が係合して第２のシンプ
ルプラネタリギヤセットのサンギヤ１２１にも入力を与
える。したがって、第１及び第２のシンプルプラネタリ
ギヤセットは一体に回転し、両方で動力を分担して伝達
する。このとき、第２の一方向クラッチ３２はフリーと
なって第２の連結部材１６０もつれ回りする。従って、
入力軸２４０の回転は変速を受けることなく第１の連結
部材１５０を介して第３のシンプルプラネタリギヤセッ
トのリングギヤ１３５へ伝達される。

サンギヤ１３１は反力を受けるが、第３の一方向クラッ
チ３３が係合するためにサンギヤ１３１は固定され、リ
ングギヤ１３５の回転はキャリヤ１３３との間で減速さ
れて出力軸８００に伝達される。

３速の変速比は、 １＋λ。

で示される。

エンジンブレーキ時には、第１のブレーキ２１を係合し
て反力の支持経路を維持する。第１表からも明らかなよ
うに、第１のブレーキ２１ば３速のエンジンブレーキ時
にのみ係合する。

第６図は４速の動力伝達経路を示す。３速から４速への
変速は第５のクラッチ１５を係合することで達成する。

第５のクラッチ１５が係合することにより第２の連結部
材１６０と軸部材７６０は接続して一体に回転する。軸
部材７６０の回転は第３の一方向クラッチ３３を開放し
、サンギヤ１３１は一体に回転する。これにより、第３
のシンプルプラネタリギヤセットも相対回転をすること
なく一体に回転して遊星歯車装置全体は直結状態となる
。

従って４速の変速比は、 となる。

次に４速から５速へ変速する直前に、この自動変速機に
あっては、４Ａ速と称する第７図に示す動力伝達経路に
切換える。この切換は変速比を変更するためのものでは
なく、５速への変速を円滑に達成するための操作であっ
て、第１のクラッチ１１を開放することで達成する。こ
の操作により第１の中間軸６１０は動力伝達には関与し
なくなるが、第２のシンプルプラネタリギヤセットのキ
ャリヤ１２３とサンギヤ１２１と第４の中間軸６４０と
一方向クラッチ３１と第３の中間ｔｌｉｄ１６３０によ
り、第１及び第２のシンプルプラネタリギヤセットを直
結する。第３のシンプルプラネタリギヤセラ１−の直結
状態には変化はないので、４Ａ速の変速比は４速と同じ
、 のままである。

第１の一方向クラッチ３１は１速段と３速段と４速段と
この４Ａ速段で係合することになる。

第８図は５速の動力伝達経路を示す。４Δ速から５速へ
の変速は第２のブレーキ２２を係合することで達成する
。第２のブレーキ２２が係合することにより第４の中間
軸６４０とともに第２のシンプルプラネタリギヤセット
のサンギヤ１２１は固定される。このときに第１の一方
向りラッチチ３１は係合からフリー状態となり、切換え
を円滑にする。第２のシンプルプラネタリギヤセットの
キャリヤ１２３には第３の中間軸６３０を介して入力軸
２４０の回転が与えられているので、リングギヤ１２５
は増速駆動され、その回転は第１の連結部材１５０を介
して第３のシンプルプラネタリギヤセットのリングギヤ
１３５に伝達される。

一方、第２のシンプルプラネタリギヤセットのキャリヤ
１２３の回転は、第２の連結部材１６０゜第５のクラッ
チ１５、軸部材７６０を介して第３のシンプルプラネタ
リギヤセットのサンギヤ１３１へも伝達される。従って
、第３のシンプルプラネタリギヤセットはリングギヤ１
３５とサンギヤ１３１に回転を与えるいわゆるスブリ−
）１へタイプの遊星歯車列として作用し、リングギヤ１
３５の回転は小量減速されてキャリヤ１３３に伝達され
て出力軸８００を駆動する。

５速は全体としてオーバドライブとなるが。

その変速比は、 １／［１＋（λ２／（１＋λ、））］ で示される。

第１のシンプルプラネタリギヤセットにおいては、増速
された第１の連結部材１５０の回転がキャリヤ１１３に
入力されてリングギヤ１１５を増速駆動する。リングギ
ヤ１１５とこれに接続する第１の中間軸６１０は動力伝
達には参加はしないが、高速で空転することは軸受等へ
の影響もあり望ましいことではない。

第１のシンプルプラネタリギヤセラ１〜のサンギヤ１１
１を固定した場合には、リングギヤ１１５の増速比は大
・きなものになるが、本自動変速機にあっては第２の中
間軸６２０を介してサンギヤ１１５へ入力回転を与え、
リングギヤ１１５の増速比を積極的に抑制する。この対
策によって、サンギヤ】１１とリングギヤ１１５の相対
回転速度を低減することができ、キャリヤ１１３が支持
するピニオンの回転数も低減され、軸受、潤滑等の負担
も軽くなる。

５速のときには、第１のクラッチ１１は開放されて、ハ
ブとドラムの間は相対回転する。第１のクラッチ１１の
ハブは第１の中間軸６１０及びリングギヤ１１５と一体
に上述した増速比で回転する。しかし、第１のクラッチ
１１のドラムには入力回転を与えであるので、ハブとの
間の相対回転は少くてすみ、クラッチの引摺り等の発生
を抑制することができる。

本発明の自動変速機においては以上のように、オーバド
ライブとなる５速時に、より増速される傾向をもつ部材
に対して、絶対回転と相対回転を低減する処置を施しで
あるので、増速による影響を可及的に少くできる。

第９図は後進時の動力伝達経路を示す。後進は第２のク
ラッチ１２、第３のクラッチ１３、第３のブレーキ２３
を係合することで達成する。入力軸２４０の回転はクラ
ッチ１２とクラッチ１３を介して第４の中間軸６４０へ
伝達され、第２のシンプルプラネタリギヤセットのサン
ギヤ１２１を駆動する。ブレーキ２３が係合することに
よりキャリヤ１２３が固定され、リングギヤ１２５は逆
方向に減速される。この回転は第１の連結部材１５０を
介して第３のシンプルプラネタリギヤセットのリングギ
ヤ１３５へ伝わる。サンギヤ１３１ガ受ける反力は第２
の一方向クラッチ３２を係合する方向に作用するので、
軸部材７６０と第２の連結部材１６０は連結し、サンギ
ヤ１３１も固定される。リングギヤ１３５の回転はさら
に減速を受けて出力軸８００に伝達される。

後進時の変速比は、 −（１＋λ２）×（１＋λ３） で示される。

後進の変速段にあっても、反力を受ける経路中に第２の
一方向クラッチ３２を介在させて？ａｔＹを吸収する。

エンジンブレーキ時には、反力を受ける経路に逆方向の
回転力が加わり、第２の一方向クラッチ３２の係合を解
放しようとするが、この逆方向の回転力により第３の一
方向クラッチ３３が係合して反力を受ける経路を維持す
る。

一般に、動力又は反力を伝達する経路中に一方向クラッ
チを介在させることにより、変速段の切換えの円滑化を
図ることができるが、経路に逆方向の回転力が加わると
、一方向クラッチの係合が解放されるので、その対策を
必要とする。通常は一方向りラッチトと並列にクラッチ
を配設し、方向クラッチの係合が解放されるときに、こ
のクラッチを係合して伝達経路を維持する手段が採用さ
れる。

本自動変速機にあっては、後進時のエンジンブレーキの
際に、第３の一方向クラッチが自動的に係合して反力を
受ける経路を維持する。

また、第２と第３の一方向クラッチは、強大なトルクを
伝達する１速又は２速のときの反力を受ける経路に直列
に挿入して円滑な変速を達成することを主たる目的とし
て配設する要素であるが、これらの一方向クラッチを後
進段の反力を受ける経路にも活用することができ、経済
的な装置を得ることができる。

第１０図は各変速段における３列のシンプルプラネタリ
ギヤセットを構成するサンギヤ、キャリヤ、リングギヤ
の速度を示す線図である。

図中、ＩＳＴ、２ＮＤ、３ＲＤ、４ＴＨ，５ＴＨ，ＲＥ
Ｖはそれぞれ１速、２速、３速、４速。

５速、後進を示し、入力速度を１としてたときに出力部
材である第３のシンプルプラネタリギヤセットのキャリ
ヤ１３３の速度が表示されている。

３つのシンプルプラネタリギヤセットのギヤ比λ□、λ
２．λ、を変更することにより、各変速段の変速比の差
を小さくするクロスレシオ、又は変速比の差を大きくす
るワイドレシオの場合には、特に最低速度段である１速
の変速比を大とする必要があるが、１速と２速の入力部
材を第１のシンプルプラネタリギヤセットのリングギヤ
１１５に設定しであるので、ギヤ比λ２．λ２．λ３を
変更してワイドレシオ化を図る際に、強度面での自由度
が大きく、クロスレシオ、ワイドレシオ共に良好な変速
比を得ることができる。

また、オーバドライブとなる５速にお′いては、第１の
シンプルプラネタリギヤセットのリングギヤ１１５の速
度は、サンギヤ１１１に入力１を与える構成としである
ので、鎖線で示すように、リングギヤ１１５の速度比は
２以下に抑制することができ、高速回転部材に対する対
策が容易となる。

また、各変速段で一方向クラッチを使用し、２個の摩擦
係合要素を同時に切換えることがないので円滑な変速を
達成し、衝撃も吸収できる。

［−５１！明の効果］ 本発明の自動変速機は以上のように、遊星歯車装置とし
てシンプルプラネタリギヤセットを用いるので、各ギヤ
の製作が容易で、高精度を達成しやすく、振動、Ｓ音等
の発生を抑制する上で有利である。

そして、前進の最高速度段を達成する手段を、第２のシ
ンプルプラネタリギヤセットのサンギヤに連結するブレ
ーキと、キャリヤの入力をリングギヤに出力する手段で
構成したので、キャリヤの入力を増速しでリングギヤに
出力するとともに、このキャリヤの入力とリン、グギャ
の出力とを第３のシンプルプラネタリギヤセットのサン
ギヤとリングギヤにそれぞれ入力として伝達し、キャリ
ヤから取り出すことにより適切な増速比をもつ出力を得
ることができる。

さらに、このサンギヤに連結するブレーキをこの最高速
度段でのみ係合せしめるように構成したので、ブレーキ
は一方向のみトルクを制御するだけでよく、構成、制御
が簡素化できる。特に、このブレーキをドラムとバンド
とにより構成する際には、制御すべきドラムの回転方向
とトルクが特定されるので、°ブレーキを操作・するサ
ーボ装置の構成、制御が容易にできる等の効果を有する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動変速機の断面図、第２図は本発明
の自動変速機の概要を示す説明図。 第３図は１速の時の動力伝達経路を示す説明図、第４図
は２速の時の動力伝達経路を示す説明図、第５図は３速
の時の動力伝達経路を示す説明図、第６図は４速の時の
動力伝達経路を示す説明図、第７図はＡ４速の時の動力
伝達経路を示す説明図。 第８図は５速の時の動力伝達経路を示す説明図。 第９図は後進の時の動力伝達経路を示す説明図、第１０
図は遊星歯車列の各要素を示す線図、第１１図は従来の
自動変速機における動力伝達経路を示す説明図と摩擦係
合要素の作動表である。 １・・・・・・自動変速機、 ２・・・・・・発進装置。 ３・・・・・・変速機。 １１・・・・・・第１のクラッチ。 １２・・・・・・第２のクラッチ、 １３・・・・・・第３のクラッチ、 １４・・・・・・第４のクラッチ。 １５・・・・・・第５のクラッチ、 ２１・・・・・・第１のブレーキ、 ２２・・・・・・第２のブレーキ。 ２３・・・・・・第３のブレーキ、 ３１・・・・・・第１の一方向クラッチ。 ３２・・・・・・第２の一方向クラッチ、３３・・・・
・・第３の一方向クラッチ、１１０・・・・・・第１の
シンプルプラネタリギヤセット、１２０・・・・・・第
２のシンプルプラネタリギヤセット、１３０・・・・・
・第３のシンプルプラネタリギヤセット、２４０・・・
・・・入力軸、 ６１０・・・・・・第１の中間軸、 ６２０・・・・・・第２の中間軸、 ６３０・・・・・・第３の中間軸、 ６４０・・・・・・第４の中間軸。 ８００・・・・・・出力軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）発進装置と遊星歯車装置を備えた自動変速機にお
   いて、 発進装置の出力を伝達する入力軸と、３列のシンプルプ
   ラネタリギヤセットと、入力軸と３列のシンプルプラネ
   タリギヤセットの間に集約して配設する複数の摩擦係合
   要素と、第１及び第２のシンプルプラネタリギヤセット
   と前記複数の摩擦係合要素とを連結する多重構造の中間
   軸と、第３のプラネタリギヤセットから出力を取出す出
   力軸とを備え、 第１及び第２のシンプルプラネタリギヤセットと複数個
   の摩擦係合要素は複数段の前進段と後進段を達成し、第
   ３のシンプルプラネタリギヤセットは前記第１および第
   ２のシンプルプラネタリギヤセットからの出力を入力と
   してシンプルプラネタリギヤセットの１つの要素を固定
   することによる減速又は２つの要素に入力を与えること
   による減速とを選択的に達成する構成を備え、 前進の最高速度段を達成する手段を第２のシンプルプラ
   ネタリギヤセットのサンギヤに連結する経路を固定する
   ブレーキと、キャリヤの入力をリングギヤに出力する手
   段で構成し、上記ブレーキを前進の最高速度段でのみ係
   合せしめることを特徴とする自動変速機。