(57)【要約】【課題】変速段によって変速機出力軸から出力されるトルク変動の低減効果がばらつくのを抑制することができる自動変速機を提供すること。【解決手段】複数個の遊星歯車装置と複数個の係合装置とを備え、各遊星歯車装置の各回転要素は、遊星歯車装置の他の回転要素または非回転部材に直接または係合装置の何れかを介して連結され、係合装置の係合の組み合わせによって複数の変速段を形成可能に構成された自動変速機であって、回転要素の一つであり、複数の変速段の何れにおいても変速機出力軸へのトルクの伝達経路上に位置する、外周面に凹凸形状が形成されたリングギヤと、リングギヤの凹凸形状との間に間隙を有し、その凹凸形状と係合可能な凹凸形状が内周面に設けられ、複数の変速段の何れにおいても変速機出力軸へのトルクの伝達経路上に位置しない環状の慣性部材と、を備える。【選択図】図３
2019183945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の遊星歯車装置と複数個の係合装置とを備え、各遊星歯車装置の各回転要素は、前記遊星歯車装置の他の回転要素または非回転部材に直接または前記係合装置の何れかを介して連結され、前記係合装置の係合の組み合わせによって複数の変速段を形成可能に構成された自動変速機であって、
前記回転要素の一つであり、前記複数の変速段の何れにおいても変速機出力軸へのトルクの伝達経路上に位置する、外周面に凹凸形状が形成されたリングギヤと、
前記リングギヤの前記凹凸形状との間に間隙を有し、該凹凸形状と係合可能な凹凸形状が内周面に設けられ、前記複数の変速段の何れにおいても前記変速機出力軸へのトルクの伝達経路上に位置しない環状の慣性部材と、
を備えることを特徴とする自動変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、所定の変速段を形成しているときに、スプライン嵌合部を介してトルク伝達されずに連れ回る回転要素を含む自動変速機が開示されている。この自動変速機においては、エンジン回転数の低い領域ではスプライン嵌合部でガタ打ちが繰り返され、このような衝突によってエンジンのトルク変動によるイナーシャのエネルギーが消費されるため、自動変速機の出力軸から出力されるトルク変動を抑制することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−０９６４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された自動変速機においては、形成する変速段に応じて遊転慣性（トルク伝達に寄与せず連れ回される回転質量）の重さが変化するため、変速段によって自動変速機の出力軸から出力されるトルク変動の低減効果がばらつくおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、変速段によって変速機出力軸から出力されるトルク変動の低減効果がばらつくのを抑制することができる自動変速機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る自動変速機は、複数個の遊星歯車装置と複数個の係合装置とを備え、各遊星歯車装置の各回転要素は、前記遊星歯車装置の他の回転要素または非回転部材に直接または前記係合装置の何れかを介して連結され、前記係合装置の係合の組み合わせによって複数の変速段を形成可能に構成された自動変速機であって、前記回転要素の一つであり、前記複数の変速段の何れにおいても変速機出力軸へのトルクの伝達経路上に位置する、外周面に凹凸形状が形成されたリングギヤと、前記リングギヤの前記凹凸形状との間に間隙を有し、該凹凸形状と係合可能な凹凸形状が内周面に設けられ、前記複数の変速段の何れにおいても前記変速機出力軸へのトルクの伝達経路上に位置しない環状の慣性部材と、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る自動変速機は、全ての変速段において、トルクの伝達経路上に位置するリングギヤと、トルクの伝達経路上に位置しない慣性部材とが、互いの凹凸形状で衝突することによってエネルギーが消費されるため、変速段によって変速機出力軸から出力されるトルク変動の低減効果がばらつくのを抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係る自動変速機を備えた駆動装置のスケルトン図である。
【図２】図２は、図１に示す自動変速機の一部の断面図である。
【図３】図３は、リングギヤ及び慣性部材の形状の一例を示した断面図である。
【図４】図４は、リングギヤ及び慣性部材の形状の他例を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明に係る自動変速機の一実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００１０】
図１は、実施形態に係る自動変速機１６を備えた駆動装置１０のスケルトン図である。図２は、図１に示す自動変速機１６の一部の断面図である。図１に示すように、駆動装置１０は、エンジン１２と、トルクコンバータ１４と、自動変速機１６とを含んで構成されている。なお、トルクコンバータ１４や自動変速機１６は中心線である軸線ＲＣに対して略対称的に構成されており、図１及び図２ではその中心線の下半分が省略されている。また、軸線ＲＣは、エンジン１２、トルクコンバータ１４、及び、自動変速機１６の回転軸心である。
【００１１】
図１において、トルクコンバータ１４は、軸線ＲＣ回りに回転するように配設されており、エンジン１２に連結されたポンプ翼車１４ｐ及び自動変速機１６の入力回転部材である変速機入力軸３２に連結されたタービン翼車１４ｔを備えている。ポンプ翼車１４ｐには、自動変速機１６を変速制御したり、自動変速機１６の動力伝達経路の各部に潤滑油を供給したりする為の作動油圧を発生させる機械式のオイルポンプ３４が連結されている。また、トルクコンバータ１４には、ポンプ翼車１４ｐとタービン翼車１４ｔとを直結するためのロックアップクラッチ１５が設けられている。
【００１２】
自動変速機１６は、エンジン１２から駆動輪８２までの動力伝達経路の一部を構成し、複数の摩擦係合装置（第１クラッチＣ１〜第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２）の何れかが選択的に係合されることによりギヤ比（変速比）が異なる複数の変速段（ギヤ段）が形成される有段式の自動変速機として機能する遊星歯車式多段変速機である。例えば、公知の車両によく用いられる所謂クラッチツゥクラッチ変速を行う有段変速機である。この自動変速機１６は、ダブルピニオン型の第１遊星歯車装置３６と、ラビニヨ型に構成されているシングルピニオン型の第２遊星歯車装置３８及びダブルピニオン型の第３遊星歯車装置４０とを同軸線上（軸線ＲＣ上）に有し、変速機入力軸３２の回転を変速して出力ギヤであるカウンタドライブギヤ２４から出力する。なお、第１クラッチＣ１〜第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１、及び、第２ブレーキＢ２が、本発明の係合装置に対応している。
【００１３】
変速機入力軸３２は、軸線ＲＣまわりに回転可能に配置されている。変速機入力軸３２は、軸線ＲＣ方向でトルクコンバータ１４側に配置された第１回転軸３２ａと、軸線ＲＣ方向の一端部が第１回転軸３２ａにスプライン嵌合されることによって第１回転軸３２ａと一体的に回転させられる第２回転軸３２ｂとから構成されている。第１回転軸３２ａの軸線ＲＣ方向においてトルクコンバータ１４側の端部は、トルクコンバータ１４のタービン翼車１４ｔに動力伝達可能に連結されている。
【００１４】
第１遊星歯車装置３６は、外歯歯車である第１サンギヤＳ１と、第１サンギヤＳ１と同心円上に配置される内歯歯車である第１リングギヤＲ１と、第１サンギヤＳ１及び第１リングギヤＲ１と噛み合う、一対の歯車対からなる第１ピニオンギヤＰ１と、その第１ピニオンギヤＰ１を自転及び公転可能に支持する第１キャリヤＣＡ１とを有している。なお、第１サンギヤＳ１、第１キャリヤＣＡ１、第１リングギヤＲ１は、本発明の遊星歯車装置の回転要素に対応している。
【００１５】
第２遊星歯車装置３８は、外歯歯車である第２サンギヤＳ２と、第２サンギヤＳ２と同心円上に配置される内歯歯車である第２リングギヤＲ２と、第２サンギヤＳ２及び第２リングギヤＲ２と噛み合う第２ピニオンギヤＰ２と、その第２ピニオンギヤＰ２を自転及び公転可能に支持する第２キャリヤＣＡ２とを有している。なお、第２サンギヤＳ２、第２キャリヤＣＡ２、第２リングギヤＲ２は、本発明の遊星歯車装置の回転要素に対応している。
【００１６】
第３遊星歯車装置４０は、外歯歯車である第３サンギヤＳ３と、第３サンギヤＳ３と同心円上に配置される内歯歯車である第３リングギヤＲ３と、その第３サンギヤＳ３及び第３リングギヤＲ３と噛み合う、一対の歯車対からなる第３ピニオンギヤＰ３と、その第３ピニオンギヤＰ３を自転及び公転可能に支持する第３キャリヤＣＡ３とを有している。なお、第３サンギヤＳ３、第３キャリヤＣＡ３、第３リングギヤＲ３は、本発明の遊星歯車装置の回転要素に対応している。
【００１７】
ここで、第２遊星歯車装置３８の第２キャリヤＣＡ２と第３遊星歯車装置４０の第３キャリヤＣＡ３とが共通の部材で構成されるとともに、第２遊星歯車装置３８の第２リングギヤＲ２と第３遊星歯車装置４０の第３リングギヤＲ３とが共通の部材で構成されている。さらに、第２遊星歯車装置３８の第２ピニオンギヤＰ２が、第３遊星歯車装置４０の第３ピニオンギヤＰ３を構成する一対の歯車の一方として機能する、所謂ラビニヨ式歯車列として構成されている。以下、第２キャリヤＣＡ２及び第３キャリヤＣＡ３を、共通の部材としてのキャリヤＲＣＡと記載し、第２リングギヤＲ２及び第３リングギヤＲ３を、共通の部材としてのリングギヤＲＲと記載する。なお、キャリヤＲＣＡ及びリングギヤＲＲは、本発明の遊星歯車装置の回転要素に対応している。
【００１８】
第１サンギヤＳ１は、非回転部材であるケース１８に連結されている。第１キャリヤＣＡ１は、変速機入力軸３２に連結されているとともに、第４クラッチＣ４を介して第２サンギヤＳ２に連結される。第１リングギヤＲ１は、第１クラッチＣ１を介して第３サンギヤＳ３に連結されるとともに、第３クラッチＣ３を介して第２サンギヤＳ２に連結される。第２サンギヤＳ２は、第１ブレーキＢ１を介してケース１８に連結される。キャリヤＲＣＡは、第２クラッチＣ２を介して変速機入力軸３２に連結されるとともに、第２ブレーキＢ２を介してケース１８に連結される。リングギヤＲＲは、円環状に形成されており、その内周部が出力ギヤであるカウンタドライブギヤ２４と連結されている。カウンタドライブギヤ２４は、変速機出力軸３３に設けられたカウンタドリブンギヤ２６と噛み合っている。カウンタドライブギヤ２４から出力されたトルクは、カウンタドリブンギヤ２６を介して変速機出力軸３３に伝達される。変速機出力軸３３のカウンタドリブンギヤ２６が設けられた側とは反対側の端部には、ディファレンシャル装置７０のデフリングギヤ７２と噛み合って減速ギヤ対を構成するファイナルドライブギヤ２８が設けられている。そして、変速機出力軸３３に伝達されたトルクは、ファイナルドライブギヤ２８を介してデフリングギヤ７２に出力され、ディファレンシャル装置７０を介して駆動輪８２が設けられたドライブシャフト８０に伝達される。
【００１９】
第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１、及び、第２ブレーキＢ２（以下、特に区別しない場合は単にクラッチＣ及びブレーキＢ、あるいは係合装置という）は、公知の車両用自動変速機においてよく用いられている油圧式の摩擦係合装置であって、油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型のクラッチやブレーキ、油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成される。このように構成されたクラッチＣ及びブレーキＢは、自動変速機１６に備えられた不図示の油圧制御回路によって、それぞれのトルク容量（すなわち係合力）が変化させられて、係合と解放とが切り替えられる。
【００２０】
これらクラッチＣ及びブレーキＢの係合と解放とが制御されることにより、運転者のアクセル操作や車速Ｖ等に応じて前進８段及び後進１段の各変速段が形成される。
【００２１】
すなわち、第１クラッチＣ１及び第２ブレーキＢ２を係合することによって、第１変速段「１ｓｔ」が成立する。第１クラッチＣ１及び第１ブレーキＢ１を係合することによって、第２変速段「２ｎｄ」が成立する。第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を係合することによって、第３変速段「３ｒｄ」が成立する。第１クラッチＣ１及び第４クラッチＣ４を係合することによって、第４変速段「４ｔｈ」が成立する。第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を係合することによって、第５変速段「５ｔｈ」が成立する。第２クラッチＣ２及び第４クラッチＣ４を係合することによって、第６変速段「６ｔｈ」が成立する。第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を係合することによって、第７変速段「７ｔｈ」が成立する。第２クラッチＣ２及び第１ブレーキＢ１を係合することによって、第８変速段「８ｔｈ」が成立する。また、第３クラッチＣ３及び第２ブレーキＢ２を係合することによって、後進変速段「Ｒｅｖ」が成立する。
【００２２】
各変速段に対応する自動変速機１６のギヤ比γ（＝変速機入力軸回転速度Ｎｉｎ／変速機出力軸回転速度Ｎｏｕｔ）は、第１遊星歯車装置３６、第２遊星歯車装置３８、及び第３遊星歯車装置４０の各歯車比（＝サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）によって適宜定められる。
【００２３】
ここで、実施形態に係る自動変速機１６においては、各変速段によって変速機入力軸３２からリングギヤＲＲまでのトルク伝達経路は様々であるが、どの変速段であってもリングギヤＲＲを介してカウンタドライブギヤ２４にトルクが伝達される。すなわち、実施形態に係る自動変速機１６では、全ての変速段で変速機入力軸３２から変速機出力軸３３を介してドライブシャフト８０へのトルクの伝達経路上にリングギヤＲＲが位置する。
【００２４】
そして、実施形態に係る自動変速機１６においては、変速段によらず変速機入力軸３２から変速機出力軸３３を介してドライブシャフト８０へのトルクの伝達経路上に位置せず、トルク伝達に寄与しない円環状の慣性部材５０が、リングギヤＲＲの回転に連れ回されるように設けられている。
【００２５】
図３は、リングギヤＲＲ及び慣性部材５０の形状の一例を示した断面図である。図３に示すように、径方向でリングギヤＲＲの外側に慣性部材５０が配置されており、リングギヤＲＲの外周面と慣性部材５０の内周面には、それぞれ係合可能なように凹凸形状が形成されている。すなわち、リングギヤＲＲの外周面には、周方向に所定間隔をあけて複数の凸部６１が設けられている。また、慣性部材５０の内周面には、周方向に所定間隔をあけて複数の凸部５１が設けられている。そして、リングギヤＲＲの凸部６１が慣性部材５０の隣り合う凸部５１間に形成された凹部５２に入り込み、慣性部材５０の凸部５１がリングギヤＲＲの隣り合う凸部６１間に形成された凹部６２に入り込むことによって、リングギヤＲＲの周方向（回転方向）でリングギヤＲＲと慣性部材５０とが係合可能となっている。
【００２６】
また、図３に示すように、リングギヤＲＲの外周面に凸部６１及び凹部６２で形成された凹凸形状と、慣性部材５０の内周面に凸部５１及び凹部５２で形成された凹凸形状との間には、間隙（ガタ）が設けられており、トルク伝達でリングギヤＲＲが回転した際に、リングギヤＲＲと慣性部材５０とが繰り返し衝突（繰り返しガタ打ち）するように構成されている。このように、図３においては、リングギヤＲＲの外周面に形成された凹凸形状と、慣性部材５０の内周面に形成された凹凸形状とによって、リングギヤＲＲと慣性部材５０とが衝突可能な衝突部が構成されている。
【００２７】
実施形態に係る自動変速機１６においては、全ての変速段でトルクの伝達経路上に位置し、トルク伝達に寄与するリングギヤＲＲと、変速段によらずトルクの伝達経路上に位置せず、トルク伝達に寄与しない慣性部材５０とを繰り返し衝突（繰り返しガタ打ち）させることによって、変速段によらず、エンジン１２のトルク変動によるイナーシャのエネルギーを消費させることができる。よって、自動変速機１６の変速機出力軸３３からドライブシャフト８０に伝達される前記トルク変動の低減効果が、変速段によってばらつくのを抑制することができる。
【００２８】
また、トルク伝達経路上に位置しない慣性部材５０を用いて前記衝突部が構成されるため、慣性部材５０の強度の要件が小さい。また、慣性部材５０には、ギヤ比の要件が存在せず、前記衝突部のガタ量を任意に設定できるため、最大の低減効果が得られる最適なガタ量で設計が可能となる。
【００２９】
また、カウンタドリブンギヤ２６のような変速機出力軸３３につながる前記減速ギヤ対のドライブ側に慣性部材５０を設けた方が、デフリングギヤ７２のような前記減速ギヤ対のドリブン側に慣性部材５０を設けた場合に比べて回転数が大きく、見た目の慣性が大きいことになる。衝突エネルギーが大きいほど、トルク変動の低減効果は大きいので、等価慣性の大きい方が効果が得られる。よって、自動変速機１６のカウンタドリブンギヤ２６に対応させて慣性部材５０を設けた方が、デフリングギヤ７２に対応させて慣性部材５０を設けた場合よりも小慣性でトルク変動の大きな低減効果を得ることができる。
【００３０】
図４は、リングギヤＲＲ及び慣性部材５０の形状の他例を示した断面図である。実施形態に係る自動変速機１６においては、図４に示すように、リングギヤＲＲの外周面に周方向にわたって複数の外歯６３を設け凹凸形状を形成し、慣性部材５０の内周面に周方向にわたって複数の内歯５３を設けて凹凸形状を形成してもよい。そして、リングギヤＲＲの外歯６３と慣性部材５０の内歯５３とを噛み合わせることによって、リングギヤＲＲと慣性部材５０とがリングギヤＲＲの周方向（回転方向）で係合可能なように構成する。
【００３１】
また、図４に示すように、リングギヤＲＲの外歯６３と慣性部材５０の内歯５３との間には、間隙（ガタ）が設けられており、トルク伝達でリングギヤＲＲが回転した際に、リングギヤＲＲと慣性部材５０とが繰り返し衝突（繰り返しガタ打ち）するように構成されている。このように、図４においては、リングギヤＲＲの外周面に形成された外歯形状（凹凸形状）と、慣性部材５０の内周面に形成された内歯形状（凹凸形状）とによって、リングギヤＲＲと慣性部材５０とが衝突可能な衝突部が構成されており、リングギヤＲＲと慣性部材５０とを繰り返し衝突（繰り返しガタ打ち）させることによって、変速段によらず、エンジン１２のトルク変動によるイナーシャのエネルギーを消費させることができる。よって、ドライブシャフト８０に伝達されるトルク変動の低減効果が、変速段によってばらつくのを抑制することができる。
【００３２】
なお、慣性部材５０などのトルク伝達に寄与せず連れ回される回転質量である遊転慣性の設置場所としては、自動変速機１６の出力部のリングギヤＲＲに限るものではない。また、駆動装置１０に設けられる変速機が、自動変速機１６ではなくマニュアルトランスミッションである場合には、変速機出力軸上に前記遊転慣性を設けてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１０  駆動装置
１２  エンジン
１４  トルクコンバータ
１５  ロックアップクラッチ
１６  自動変速機
１８  ケース
３２  変速機入力軸
３２ａ  第１回転軸
３２ｂ  第２回転軸
３３  変速機出力軸
３６  第１遊星歯車装置
３８  第２遊星歯車装置
４０  第３遊星歯車装置
５０  慣性部材
５１  凸部
５２  凹部
５３  内歯
６１  凸部
６２  凹部
６３  外歯
８０  ドライブシャフト
ＲＲ  リングギヤ
【図１】
2019183945.tif 000003
【図２】
2019183945.tif 000004
【図３】
2019183945.tif 000005
【図４】
2019183945.tif 000006