(57)【要約】【課題】遊星歯車機構のλ値が大きすぎたり、小さすぎたりせずに、前進変速段数を二桁に設定可能な自動変速機を提供すること。【解決手段】入力軸、第１〜第４遊星歯車機構、複数の係合機構を備え、第３及び第４遊星歯車機構は、２個の回転要素を連結して構成され、第１乃至第４回転要素を備えた複合遊星歯車機構を構成する。複数の係合機構は第１〜第３クラッチ、第１〜第４ブレーキを備える。回転要素間の連結関係、複数の係合機構の連結関係を所定の関係とすることで、各遊星歯車機構のλ値を適正化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源からの駆動力により回転する入力軸と、
サンギヤ、キャリア、リングギヤからなる回転要素を備えた複数の遊星歯車機構と、
前記回転要素と前記入力軸との間、又は、前記回転要素とケーシングとの間のいずれかを連結可能な複数の係合機構と、を備え、
前記係合機構の係脱の組合せに応じた変速比で前記入力軸に入力された駆動力を出力部材に出力する自動変速機であって、
前記複数の遊星歯車機構は、
第１サンギヤ、第１キャリア、第１リングギヤを備えた第１遊星歯車機構と、
第２サンギヤ、第２キャリア、第２リングギヤを備えた第２遊星歯車機構と、
第３サンギヤ、第３キャリア、第３リングギヤを備えた第３遊星歯車機構と、
第４サンギヤ、第４キャリア、第４リングギヤを備えた第４遊星歯車機構と、を備え、
前記第３遊星歯車機構と前記第４遊星歯車機構とは、各回転要素のうち、それぞれ２個を連結して構成され、第１乃至第４回転要素を備えた複合遊星歯車機構を構成し、
前記第１サンギヤと前記第２サンギヤとが連結され、
前記第１リングギヤと前記第２キャリアとが連結され、
前記第１回転要素と前記出力部材とが連結され、
前記第２回転要素と前記第２キャリアとが連結され、
前記複数の係合機構は、
前記第２リングギヤと前記入力軸とを係脱自在に連結する第１クラッチと、
前記第１キャリアと前記入力軸とを係脱自在に連結する第２クラッチと、
前記第３回転要素と前記入力軸とを係脱自在に連結する第３クラッチと、
前記第１キャリアと前記ケーシングとを係脱自在に連結する第１ブレーキと、
前記第１サンギヤ及び前記第２サンギヤと前記ケーシングとを係脱自在に連結する第２ブレーキと、
前記第３回転要素と前記ケーシングとを係脱自在に連結する第３ブレーキと、
前記第４回転要素と前記ケーシングとを係脱自在に連結する第４ブレーキと、を備え、
前記複数の係合機構の少なくとも３つを係合することで各変速段を形成する、
ことを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
請求項１に記載の自動変速機であって、
前記第１回転要素は、前記第４キャリアと前記第３リングギヤとが連結されて構成され、
前記第２回転要素は、前記第３サンギヤと前記第４サンギヤとが連結されて構成され、
前記第３回転要素は、前記第３キャリアで構成され、
前記第４回転要素は、前記第４リングギヤで構成される、
ことを特徴とする自動変速機。
【請求項３】
請求項１に記載の自動変速機であって、
前記第１回転要素は、前記第４キャリアと前記第３リングギヤとが連結されて構成され、
前記第２回転要素は、前記第３サンギヤで構成され、
前記第３回転要素は、前記第３キャリアと前記第４リングギヤとが連結されて構成され、
前記第４回転要素は、前記第４サンギヤで構成される、
ことを特徴とする自動変速機。
【請求項４】
請求項１に記載の自動変速機であって、
前記第１回転要素は、前記第３キャリアと前記第４キャリアとが連結されて構成され、
前記第２回転要素は、前記第３サンギヤで構成され、
前記第３回転要素は、前記第４リングギヤで構成され、
前記第４回転要素は、前記第３リングギヤと前記第４サンギヤとが連結されて構成される、
ことを特徴とする自動変速機。
【請求項５】
請求項１に記載の自動変速機であって、
前記第１乃至第４遊星歯車機構の各サンギヤ歯数／リングギヤ歯数の値が、０．３以上０．７以下である、
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】
本発明は遊星歯車機構を用いた自動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行性能や燃費の向上のため、自動車の自動変速機は変速段の多段化が進んでいる。自動変速機は、一般に遊星歯車機構と、クラッチ、ブレーキといった係合機構とを備え、係合機構により動力伝達経路を切り換えることで各変速段を実現している。特許文献１には前進１０段の変速段数を実現する自動変速機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２２５５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように前進変速段数が二桁に達する自動変速機では、各変速段に適した一般的なレシオ設定を行うと、一部の遊星歯車機構のλ値（サンギヤ歯数／リングギヤ歯数）を大きくする必要が生じて、ピニオンギヤが小さくなりすぎる場合がある。ピニオンギヤが小さくなりすぎると組付性や剛性面で不利となる。λ値は０．３以上０．７以下が一般的に好ましいと言われている。
【０００５】
本発明の目的は、遊星歯車機構のλ値が大きすぎたり、小さすぎたりせずに、前進変速段数を二桁に設定可能な自動変速機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、駆動源からの駆動力により回転する入力軸と、サンギヤ、キャリア、リングギヤからなる回転要素を備えた複数の遊星歯車機構と、前記回転要素と前記入力軸との間、又は、前記回転要素とケーシングとの間のいずれかを連結可能な複数の係合機構と、を備え、前記係合機構の係脱の組合せに応じた変速比で前記入力軸に入力された駆動力を出力部材に出力する自動変速機であって、前記複数の遊星歯車機構は、第１サンギヤ、第１キャリア、第１リングギヤを備えた第１遊星歯車機構と、第２サンギヤ、第２キャリア、第２リングギヤを備えた第２遊星歯車機構と、第３サンギヤ、第３キャリア、第３リングギヤを備えた第３遊星歯車機構と、第４サンギヤ、第４キャリア、第４リングギヤを備えた第４遊星歯車機構と、を備え、前記第３遊星歯車機構と前記第４遊星歯車機構とは、各回転要素のうち、それぞれ２個を連結して構成され、第１乃至第４回転要素を備えた複合遊星歯車機構を構成し、前記第１サンギヤと前記第２サンギヤとが連結され、前記第１リングギヤと前記第２キャリアとが連結され、前記第１回転要素と前記出力部材とが連結され、前記第２回転要素と前記第２キャリアとが連結され、前記複数の係合機構は、前記第２リングギヤと前記入力軸とを係脱自在に連結する第１クラッチと、前記第１キャリアと前記入力軸とを係脱自在に連結する第２クラッチと、前記第３回転要素と前記入力軸とを係脱自在に連結する第３クラッチと、前記第１キャリアと前記ケーシングとを係脱自在に連結する第１ブレーキと、前記第１サンギヤ及び前記第２サンギヤと前記ケーシングとを係脱自在に連結する第２ブレーキと、前記第３回転要素と前記ケーシングとを係脱自在に連結する第３ブレーキと、前記第４回転要素と前記ケーシングとを係脱自在に連結する第４ブレーキと、を備え、前記複数の係合機構の少なくとも３つを係合することで各変速段を形成する、ことを特徴とする自動変速機が提供される。
【０００７】
本発明においては、前記第１回転要素は、前記第４キャリアと前記第３リングギヤとが連結されて構成され、前記第２回転要素は、前記第３サンギヤと前記第４サンギヤとが連結されて構成され、前記第３回転要素は、前記第３キャリアで構成され、前記第４回転要素は、前記第４リングギヤで構成されてもよい。
【０００８】
また、本発明においては、前記第１回転要素は、前記第４キャリアと前記第３リングギヤとが連結されて構成され、前記第２回転要素は、前記第３サンギヤで構成され、前記第３回転要素は、前記第３キャリアと前記第４リングギヤとが連結されて構成され、前記第４回転要素は、前記第４サンギヤで構成されてもよい。
【０００９】
また、本発明においては、前記第１回転要素は、前記第３キャリアと前記第４キャリアとが連結されて構成され、前記第２回転要素は、前記第３サンギヤで構成され、前記第３回転要素は、前記第４リングギヤで構成され、前記第４回転要素は、前記第３リングギヤと前記第４サンギヤとが連結されて構成されてもよい。
【００１０】
また、本発明においては、前記第１乃至第４遊星歯車機構の各サンギヤ歯数／リングギヤ歯数の値が、０．３以上０．７以下であってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、遊星歯車機構のλ値が大きすぎたり、小さすぎたりせずに、前進変速段数を二桁に設定可能な自動変速機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る自動変速機のスケルトン図。
【図２】（Ａ）は係合機構の係合表の例を示す図、（Ｂ）は遊星歯車機構のλ値を示す図。
【図３】図１の自動変速機の速度線図。
【図４】第２実施形態に係る自動変速機のスケルトン図。
【図５】（Ａ）は遊星歯車機構のλ値を示す図、（Ｂ）は図４の自動変速機の速度線図。
【図６】第３実施形態に係る自動変速機のスケルトン図。
【図７】（Ａ）は遊星歯車機構のλ値を示す図、（Ｂ）は図６の自動変速機の速度線図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１実施形態＞
図１は本発明の一実施形態に係る自動変速機１のスケルトン図である。自動変速機１は、その変速機ケースを構成するケーシング１２内に回転自在に軸支された入力軸１０と、入力軸１０と同軸回りに回転自在に支持された出力部材１１と、を備える。
【００１４】
入力軸１０には、内燃機関や電動機といった駆動源（不図示）からの動力が入力され、該動力により入力軸１０は回転する。入力軸１０と駆動源との間には発進デバイスを設けることができる。発進デバイスとしては、クラッチタイプの発進デバイス（単板クラッチや多板クラッチ等）や、流体継手タイプの発進デバイス（トルクコンバータ等）を挙げることができる。
【００１５】
出力部材１１は、入力軸１０と同心の出力ギヤを備え、入力軸１０の回転は以下に述べる変速機構により変速されて出力部材１１に伝達される。出力部材１１の回転は、例えば、不図示のカウンタ軸、差動歯車装置を介して駆動輪に伝達されることになる。
【００１６】
自動変速機１は変速機構として、遊星歯車機構Ｐ１乃至Ｐ４と、係合機構ＣＬ１〜ＣＬ３、ＢＲ１〜ＢＲ４を備える。本実施形態の場合、遊星歯車機構Ｐ１乃至Ｐ４はいずれもシングルピニオン型の遊星歯車機構である。
【００１７】
回転要素は合計で１２個設けられている。遊星歯車機構Ｐ１乃至Ｐ４は、サンギヤＳ１乃至Ｓ４と、リングギヤＲ１乃至Ｒ４と、ピニオンギヤを支持するキャリアＣ１乃至Ｃ４と、を回転要素として備え、入力軸１０と同軸上に配設されている。
【００１８】
係合機構ＣＬ１〜ＣＬ３、ＢＲ１〜ＢＲ４は、遊星歯車機構Ｐ１乃至Ｐ４の所定の回転要素と入力軸１０との間、又は、所定の回転要素とケーシング１２との間、のいずれかを解除可能に連結する。本実施形態の場合、係合機構ＣＬ１〜ＣＬ３はクラッチであり、係合機構ＢＲ１〜ＢＲ４はブレーキである。係合機構ＣＬ１〜ＣＬ３及びＢＲ１〜ＢＲ４は係合状態（締結状態）と解除状態とで切り換えることができ、入力軸１０から出力部材１１への動力伝達経路が切り換えられる。そして、これら係合機構の係脱の組合せに応じた変速比で入力軸１０に入力された駆動力を出力部材１２に出力することができ、複数の変速段数が実現される。
【００１９】
本実施形態の場合、係合機構ＣＬ１〜ＣＬ３及びＢＲ１〜ＢＲ４は、いずれも摩擦式の油圧係合機構を想定している。摩擦式の油圧係合機構としては、湿式の多板クラッチ等が挙げられる。
【００２０】
次に、各構成間の連結関係について図１を参照して説明する。
【００２１】
遊星歯車機構Ｐ１のサンギヤＳ１と、遊星歯車機構Ｐ２のサンギヤＳ２とは連結部材Ｊ２を介して連結されている。係合機構ＢＲ２は、連結部材Ｊ２を介してサンギヤＳ１及びサンギヤＳ２と、ケーシング１２とを係脱自在に連結する。
【００２２】
係合機構ＣＬ２は、連結部材Ｊ１を介してキャリアＣ１と入力軸１０とを係脱自在に連結する。係合機構ＢＲ１は連結部材Ｊ１を介してキャリアＣ１とケーシング１２とを係脱自在に連結する。
【００２３】
遊星歯車機構Ｐ１のリングギヤＲ１と、遊星歯車機構Ｐ２のキャリアＣ２とは連結部材Ｊ３を介して連結されている。係合機構ＣＬ１は、連結部材Ｊ４及びＪ５を介して遊星歯車機構Ｐ２のリングギヤＲ２と入力軸１０とを係脱自在に連結する。
【００２４】
遊星歯車機構Ｐ３と遊星歯車機構Ｐ４とは、各回転要素のうち、それぞれ２個を連結して構成され、第１乃至第４回転要素を備えた、１共用線４回転要素の複合遊星歯車機構を構成している。
【００２５】
遊星歯車機構Ｐ３のリングギヤＲ３と、遊星歯車機構Ｐ４のキャリアＣ４とは連結部材Ｊ７を介して連結され、上記複合遊星歯車機構の第１回転要素を構成している。キャリアＣ４は更に出力部材１１に連結されている。
【００２６】
遊星歯車機構Ｐ３のサンギヤＳ３と、遊星歯車機構Ｐ４のサンギヤＳ４とは連結部材Ｊ６を介して連結され、上記複合遊星歯車機構の第２回転要素を構成している。サンギヤＳ４は更に連結部材Ｊ６を介して遊星歯車機構Ｐ２のキャリアＣ２に連結されている。
【００２７】
遊星歯車機構Ｐ３のキャリアＣ３は上記複合遊星歯車機構の第３回転要素を構成している。係合機構ＣＬ３は連結部材Ｊ８を介してキャリアＣ３と入力軸１０とを係脱自在に連結する。係合機構ＢＲ３は連結部材Ｊ８を介してキャリアＣ３とケーシング１２とを係脱自在に連結する。
【００２８】
遊星歯車機構Ｐ４のリングギヤＲ４は上記複合遊星歯車機構の第４回転要素を構成している。係合機構ＢＲ４はリングギヤＲ４とケーシング１２とを係脱自在に連結する。
【００２９】
図２（Ａ）は自動変速機１が備える係合機構ＣＬ１〜ＣＬ３及びＢＲ１〜ＢＲ４の係合表（締結表）、図２（Ｂ）は自動変速機１が備える遊星歯車機構Ｐ１〜Ｐ４のλ値（サンギヤ歯数／リングギヤ歯数）、図３は自動変速機１の速度線図（共線図）である。
【００３０】
図２（Ａ）の係合表の例において、「○」は係合状態（構成間を連結する状態）であることを示し、無印は解除状態であることを示す。「ギヤレシオ」は入力軸１０−出力部材１１間のギヤレシオを示す。
【００３１】
自動変速機１では、各変速段において係合機構ＣＬ１〜ＣＬ３、ＢＲ１〜ＢＲ４のうちの少なくとも３つ（本実施形態では全て３つ）を係合状態とすることで、前進１０段、後進１段（ＲＶＳ）の変速段数を実現している。各変速段において解除状態にある係合機構の数が比較的少なくなり（本実施形態では４つ）、フリクションロスを低減することが可能である。
【００３２】
図３の速度線図は、入力軸１０への入力に対する各要素の、各変速段における回転速度比を示している。縦軸は速度比を示し、「１」が入力軸１０と同回転数であることを示し、「０」は停止状態であることを示す。横軸は遊星歯車機構Ｐ１〜Ｐ４のλ値に基づいている。
【００３３】
図２（Ａ）に示すように、本実施形態では、各変速段に適した一般的なレシオ設定を行っている。それでいながら、図２（Ｂ）に示すように、本実施形態では、遊星歯車機構Ｐ１〜Ｐ４のλ値が０．４０〜０．５０の範囲内であり、一般的に好ましいとされる０．３以上０．７以下の範囲に収めている。つまり、各遊星歯車機構Ｐ１〜Ｐ４のλ値が大きすぎたり、小さすぎたりせずに、前進変速段数を二桁（ここでは１０段）に設定することができる。
【００３４】
＜第２実施形態＞
上記第１実施形態と遊星歯車機構、係合機構の数及びギヤレシオを共通とする別の構成例について説明する。図４は本実施形態の自動変速機１のスケルトン図である。本実施形態の自動変速機１は、上記第１実施形態と構成要素は基本的に同じであり、対応する構成要素については同じ符号を付している。本実施形態の自動変速機１における各構成要素間の連結関係については、遊星歯車機構Ｐ１及びＰ２、係合機構ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＲ１及びＢＲ２について上記第１実施形態と同じである。以下、異なる点について説明する。
【００３５】
遊星歯車機構Ｐ３と遊星歯車機構Ｐ４とは、各回転要素のうち、それぞれ２個を連結して構成され、第１乃至第４回転要素を備えた、１共用線４回転要素の複合遊星歯車機構を構成している。
【００３６】
遊星歯車機構Ｐ３のリングギヤＲ３と遊星歯車機構Ｐ４のキャリアＣ４とは連結部材Ｊ１４を介して連結され、上記複合遊星歯車機構の第１回転要素を構成している。リングギヤＲ３とキャリアＣ４とは更に連結部材Ｊ１４を介して出力部材１１に連結されている。  遊星歯車機構Ｐ３のサンギヤＳ３は上記複合遊星歯車機構の第２回転要素を構成している。サンギヤＳ３と遊星歯車機構Ｐ２のキャリアＣ２とは連結部材Ｊ１１を介して連結されている。
【００３７】
遊星歯車機構Ｐ３のキャリアＣ３と、遊星歯車機構Ｐ４のリングギヤＲ４とは連結部材Ｊ１２を介して連結され、上記複合遊星歯車機構の第３回転要素を構成している。係合機構ＣＬ３は連結部材Ｊ１２を介してキャリアＣ３及びリングギヤＲ４と入力軸１０とを係脱自在に連結する。係合機構ＢＲ３は連結部材Ｊ１３を介してキャリアＣ３及びリングギヤＲ４とケーシング１２とを係脱自在に連結する。
【００３８】
遊星歯車機構Ｐ４のサンギヤＳ４は上記複合遊星歯車機構の第４回転要素を構成している。係合機構ＢＲ４は連結部材Ｊ１５を介してサンギヤＳ４とケーシング１２とを係脱自在に連結する。
【００３９】
本実施形態の自動変速機１が備える係合機構ＣＬ１〜ＣＬ３及びＢＲ１〜ＢＲ４の係合表（締結表）はギヤレシオを含めて上記第１実施形態と同じである（図２（Ａ））。
【００４０】
図５（Ａ）は本実施形態における遊星歯車機構Ｐ１〜Ｐ４のλ値（サンギヤ歯数／リングギヤ歯数）、図５（Ｂ）は本実施形態における自動変速機１の速度線図（共線図）である。
【００４１】
図５（Ａ）に示すように、遊星歯車機構Ｐ１〜Ｐ４のλ値が０．４０〜０．５７の範囲内であり、本実施形態においても一般的に好ましいとされる０．３以上０．７以下の範囲に収めている。つまり、各遊星歯車機構Ｐ１〜Ｐ４のλ値が大きすぎたり、小さすぎたりせずに、前進変速段数を二桁（ここでは１０段）に設定することができる。
【００４２】
＜第３実施形態＞
上記第１実施形態と遊星歯車機構、係合機構及びギヤレシオを共通とする更に別の構成例について説明する。図６は本実施形態の自動変速機１のスケルトン図である。本実施形態の自動変速機１は、上記第１実施形態と構成要素は基本的に同じであり、対応する構成要素については同じ符号を付している。本実施形態の自動変速機１における各構成要素間の連結関係については、遊星歯車機構Ｐ１及びＰ２、係合機構ＣＬ１、ＣＬ２、ＢＲ１及びＢＲ２について上記第１実施形態と同じである。以下、異なる点について説明する。
【００４３】
遊星歯車機構Ｐ３と遊星歯車機構Ｐ４とは、各回転要素のうち、それぞれ２個を連結して構成され、第１乃至第４回転要素を備えた、１共用線４回転要素の複合遊星歯車機構を構成している。
【００４４】
遊星歯車機構Ｐ３のキャリアＣ３と遊星歯車機構Ｐ４のキャリアＣ４とは連結部材Ｊ２３を介して連結され、上記複合遊星歯車機構の第１回転要素を構成している。キャリアＣ３とキャリアＣ４とは更に連結部材Ｊ２２を介して出力部材１１に連結されている。
【００４５】
遊星歯車機構Ｐ３のサンギヤＳ３は上記複合遊星歯車機構の第２回転要素を構成している。サンギヤＳ３と遊星歯車機構Ｐ２のキャリアＣ２とは連結部材Ｊ２１を介して連結されている。
【００４６】
遊星歯車機構Ｐ４のリングギヤＲ４は、上記複合遊星歯車機構の第３回転要素を構成している。係合機構ＣＬ３は連結部材Ｊ２５を介してリングギヤＲ４と入力軸１０とを係脱自在に連結する。係合機構ＢＲ３は連結部材Ｊ２５を介してリングギヤＲ４とケーシング１２とを係脱自在に連結する。
【００４７】
遊星歯車機構Ｐ３のリングギヤＲ３と遊星歯車機構Ｐ４のサンギヤＳ４とは連結部材Ｊ２４を介して連結され、上記複合遊星歯車機構の第４回転要素を構成している。係合機構ＢＲ４は連結部材Ｊ２４を介してリングギヤＲ３及びサンギヤＳ４とケーシング１２とを係脱自在に連結する。
【００４８】
本実施形態の自動変速機１が備える係合機構ＣＬ１〜ＣＬ３及びＢＲ１〜ＢＲ４の係合表（締結表）はギヤレシオを含めて上記第１実施形態と同じである（図２（Ａ））。
【００４９】
図７（Ａ）は本実施形態における遊星歯車機構Ｐ１〜Ｐ４のλ値（サンギヤ歯数／リングギヤ歯数）、図７（Ｂ）は本実施形態における自動変速機１の速度線図（共線図）である。
【００５０】
図７（Ａ）に示すように、遊星歯車機構Ｐ１〜Ｐ４のλ値が０．５０〜０．５７の範囲内であり、本実施形態においても一般的に好ましいとされる０．３以上０．７以下の範囲に収めている。つまり、各遊星歯車機構Ｐ１〜Ｐ４のλ値が大きすぎたり、小さすぎたりせずに、前進変速段数を二桁（ここでは１０段）に設定することができる。
【図１】
2015161310.tif 000003
【図２】
2015161310.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015161310.tif 000006
【図５】
2015161310.tif 000007
【図６】
2015161310.tif 000008
【図７】
2015161310.tif 000009