(57)【要約】【課題】  単純遊星歯車を３組、摩擦要素を５個として前進７速を達成することで、ギヤノイズの悪化やギヤの耐久性の悪化を抑制するとともに、５個の摩擦要素については、クラッチ数を極力少なくすることで更に摺動抵抗の悪化や部品点数や軸方向寸法の増大を防止可能な自動変速機を提供すること。【解決手段】  入力軸は第２サンギヤと連結し、出力軸は第１リングギヤ及び第３リングギヤに常時連結しており、５つの摩擦要素は、第１キャリヤと第２キャリヤとを選択的に連結する第１クラッチと、第２キャリヤの回転を係止可能な第１ブレーキと、第１サンギヤと第２リングギヤと第２キャリヤとからなる回転要素の回転を係止可能な第２ブレーキと、第３サンギヤの回転を係止可能な第３ブレーキと、第１キャリヤと第２サンギヤとを選択的に連結する第２クラッチと、から構成され、第１，第２クラッチ及び第１，第２，第３ブレーキのうち二つを選択的に締結することにより少なくとも前進７速及び後退１速を達成する。【選択図】        図１
2008298158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のサンギヤと、該第１のサンギヤに噛み合う第１のピニオンを支持する第１のキャリヤと、該第１のピニオンに噛み合う第１のリングギヤとからなる第１の遊星歯車と、
第２のサンギヤと、該第２のサンギヤに噛み合う第２のピニオンを支持する第２のキャリヤと、該第２のピニオンに噛み合う第２のリングギヤとからなる第２の遊星歯車と、
第３のサンギヤと、該第３のサンギヤに噛み合う第３のピニオンを支持する第３のキャリヤと、該第３のピニオンに噛み合う第３のリングギヤとからなる第３の遊星歯車と、
５つの摩擦要素と、
を備え、
前記５つの摩擦要素を適宜締結解放することにより少なくとも前進７速の変速段に変速して入力軸からのトルクを出力軸に出力可能な自動変速機において、
前記入力軸は前記第２のサンギヤと常時連結し、
前記出力軸は前記第１のリングギヤ及び前記第３のリングギヤに常時連結しており、
前記５つの摩擦要素は、
前記第１のキャリヤと前記第２のキャリヤとを選択的に連結する第１のクラッチと、
前記第２のキャリヤの回転を係止可能な第１のブレーキと、
前記第１のサンギヤと前記第２のリングギヤと前記第２のキャリヤとからなる回転要素の回転を係止可能な第２のブレーキと、
前記第３のサンギヤの回転を係止可能な第３のブレーキと、
前記第１のキャリヤと前記第２のサンギヤとを選択的に連結する第２のクラッチと、
から構成され、
前記第１，第２のクラッチ及び前記第１，第２，第３のブレーキのうち二つを選択的に締結することにより少なくとも前進７速及び後退１速を達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において、
前記第１のクラッチと前記第１のブレーキとを締結することにより第１変速段、前記第１のクラッチと前記第２のブレーキとを締結することにより第２変速段、前記第１のクラッチと前記第３のブレーキとを締結することにより第３変速段、前記第１のクラッチと前記第２のクラッチとを締結することにより第４変速段、前記第３のブレーキと前記第２のクラッチとを締結することにより第５変速段、前記第２のブレーキと前記第２のクラッチとを締結することにより第６変速段、前記第１のブレーキと前記第２のクラッチとを締結することにより第７変速段、前記第１のブレーキと前記第３のブレーキとを締結することにより後退変速段を達成することを特徴とする自動変速機。
【請求項３】
第１のサンギヤと、該第１のサンギヤに噛み合う第１のピニオンを支持する第１のキャリヤと、該第１のピニオンに噛み合う第１のリングギヤとからなる第１の遊星歯車と、
第２のサンギヤと、該第２のサンギヤに噛み合う第２のピニオンを支持する第２のキャリヤと、該第２のピニオンに噛み合う第２のリングギヤとからなる第２の遊星歯車と、
第３のサンギヤと、該第３のサンギヤに噛み合う第３のピニオンを支持する第３のキャリヤと、該第３のピニオンに噛み合う第３のリングギヤとからなる第３の遊星歯車と、
５つの摩擦要素と、
を備え、
前記５つの摩擦要素を適宜締結解放することにより少なくとも前進７速の変速段に変速して入力軸からのトルクを出力軸に出力可能な自動変速機において、
前記入力軸は前記第２のサンギヤと常時連結し、
前記出力軸は前記第１のリングギヤに常時連結し、
前記第３のサンギヤは常時係止されており、
前記５つの摩擦要素は、
前記第１のキャリヤと前記第２のキャリヤとの間を選択的に連結する第１のクラッチと、
前記第２のキャリヤの回転を係止可能な第１のブレーキと、
前記第１のサンギヤと前記第２のリングギヤと前記第３キャリヤとからなる回転要素の回転を係止可能な第２のブレーキと、
前記第１のキャリヤと前記第２のサンギヤとの間を選択的に連結する第２のクラッチと、
前記第３のリングギヤと前記第１のリングギヤとの間を選択的に連結する第３のクラッチと、
から構成され、
前記第１，第２，第３のクラッチ及び前記第１，第２のブレーキのうち二つを選択的に締結することにより少なくとも前進７速及び後退１速を達成することを特徴とする自動変速機。
【請求項４】
第１のサンギヤと、該第１のサンギヤに噛み合う第１のピニオンを支持する第１のキャリヤと、該第１のピニオンに噛み合う第１のリングギヤとからなる第１の遊星歯車と、
第２のサンギヤと、該第２のサンギヤに噛み合う第２のピニオンを支持する第２のキャリヤと、該第２のピニオンに噛み合う第２のリングギヤとからなる第２の遊星歯車と、
第３のサンギヤと、該第３のサンギヤに噛み合う第３のピニオンを支持する第３のキャリヤと、該第３のピニオンに噛み合う第３のリングギヤとからなる第３の遊星歯車と、
５つの摩擦要素と、
を備え、
前記５つの摩擦要素を適宜締結解放することにより少なくとも前進７速の変速段に変速して入力軸からのトルクを出力軸に出力可能な自動変速機において、
前記入力軸は前記第１のリングギヤと常時連結し、
前記出力軸は前記第３のリングギヤと常時連結し、
前記第１のサンギヤは常時係止されており、
前記第１のキャリヤと前記第２のサンギヤとは常時連結されており、
前記５つの摩擦要素は、
前記第２のキャリヤと前記第３のキャリヤとの間を選択的に連結する第１のクラッチと、
前記第２のキャリヤの回転を係止可能な第１のブレーキと、
前記第２のリングギヤと前記第３のサンギヤとからなる第１の回転要素の回転を係止可能な第２のブレーキと、
前記第１のリングギヤと前記第３のキャリヤとの間を選択的に連結する第２のクラッチと、
前記第１の回転要素と前記第３のキャリヤとの間を選択的に連結する第３のクラッチと、
から構成され、
前記第１，第２，第３のクラッチ及び前記第１，第２のブレーキのうち二つを選択的に締結することにより少なくとも前進７速、後退１速を達成することを特徴とする自動変速機。
【請求項５】
請求項３または４に記載の自動変速機において、
前記第１のクラッチと前記第１のブレーキとを締結することにより第１変速段、前記第１のクラッチと前記第２のブレーキとを締結することにより第２変速段、前記第１のクラッチと前記第３のクラッチとを締結することにより第３変速段、前記第１のクラッチと前記第２のクラッチとを締結することにより第４変速段、前記第２のクラッチと前記第３のクラッチとを締結することにより第５変速段、前記第２のブレーキと前記第２のクラッチとを締結することにより第６変速段、前記第１のブレーキと前記第２のクラッチとを締結することにより第７変速段、前記第１のブレーキと前記第３のクラッチとを締結することにより後退変速段を達成す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、車両の変速機として適用される有段式の自動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、遊星歯車３組を使用して前進７速を達成する自動変速機として、例えば特許文献１や特許文献２に記載の技術が知られている。特許文献１には、ギヤノイズやピニオンギヤが小径とならず耐久性に有利なシングルピニオン型遊星歯車を３組、摩擦要素６個を使用して前進７速を達成する自動変速機が開示されている。また、同様に、特許文献２には、シングルピニオン型遊星歯車を３組、摩擦要素５個を使用して前進７速を達成する自動変速機が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１７６７６５号公報
【特許文献２】USP 6648791，Fig.23,Fig.25
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１については、前進７速を達成するのに最低６個の摩擦要素を必要とするため、摩擦要素の数が多く、部品点数や軸方向寸法の増大を招くという問題がある。
【０００４】
特許文献２については、前進７速を達成するのに摩擦要素が５個であり、特許文献１に比べて摩擦要素の数が少なく部品点数を少なく出来るという効果はあるが、この５個の摩擦要素は、全て回転要素同士を係合するクラッチで構成されている。一般に、クラッチの場合、回転部材を介してピストン油圧室に油を供給する構造となる。そのため、同じ摩擦要素であってもブレーキに比べてシールリング数が増大する。したがって、特許文献２は全摩擦要素に占めるクラッチの割合が高いことからシールリングによる摺動抵抗増加による燃費の悪化が問題となる。更に、クラッチの場合、回転体同士を結合する構造であるため、クラッチの油圧を適切に制御しようとすると、遠心力をキャンセルする機構が必要となる。したがって、特許文献２に記載の自動変速機は、全摩擦要素に占めるクラッチの割合が高いことから部品点数の増加、軸方向寸法の増大を招くという問題がある。
【０００５】
本発明の目的とするところは、単純遊星歯車を３組、摩擦要素を５個として前進７速を達成することで、ギヤノイズの悪化やギヤの耐久性の悪化を抑制するとともに、５個の摩擦要素については、クラッチ数を極力少なくすることで更に摺動抵抗の悪化や部品点数や軸方向寸法の増大を防止可能な自動変速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明では、第１のサンギヤと、該第１のサンギヤに噛み合う第１のピニオンを支持する第１のキャリヤと、該第１のピニオンに噛み合う第１のリングギヤとからなる第１の遊星歯車と、第２のサンギヤと、該第２のサンギヤに噛み合う第２のピニオンを支持する第２のキャリヤと、該第２のピニオンに噛み合う第２のリングギヤとからなる第２の遊星歯車と、第３のサンギヤと、該第３のサンギヤに噛み合う第３のピニオンを支持する第３のキャリヤと、該第３のピニオンに噛み合う第３のリングギヤとからなる第３の遊星歯車と、５つの摩擦要素と、を備え、前記５つの摩擦要素を適宜締結解放することにより少なくとも前進７速の変速段に変速して入力軸からのトルクを出力軸に出力可能な自動変速機において、前記入力軸は前記第２のサンギヤと常時連結し、前記出力軸は前記第１のリングギヤ及び前記第３のリングギヤに常時連結しており、前記５つの摩擦要素は、前記第１のキャリヤと前記第２のキャリヤとを選択的に連結する第１のクラッチと、前記第２のキャリヤの回転を係止可能な第１のブレーキと、前記第１のサンギヤと前記第２のリングギヤと前記第２のキャリヤとからなる回転要素の回転を係止可能な第２のブレーキと、前記第３のサンギヤの回転を係止可能な第３のブレーキと、前記第１のキャリヤと前記第２のサンギヤとを選択的に連結する第２のクラッチと、から構成され、前記第１，第２のクラッチ及び前記第１，第２，第３のブレーキのうち二つを選択的に締結することにより少なくとも前進７速及び後退１速を達成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
よって、本発明の自動変速機にあっては、３組の単純遊星歯車と５つの摩擦要素で前進７速を達成できるため、ギヤノイズの悪化やギヤの耐久性の悪化を抑制できる。また、５つの摩擦要素にはブレーキが含まれているため、シールリング数や遠心キャンセル機構の増加を抑制することが可能となり、燃費を向上しつつ、部品点数や軸方向寸法の増加を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の有段自動変速機の変速機構を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１の有段式の自動変速機の変速機構を示すスケルトン図、図２は実施例１の自動変速機における摩擦要素の結合表と減速比の具体例を示す図である。
【００１０】
実施例１の自動変速機は、図１に示すように、ギヤトレーンとして、シングルピニオン型の３組の遊星歯車組である第１遊星歯車組PG1，第２遊星歯車組PG2及び第３遊星歯車組PG3を備えている。第１遊星歯車組PG1は、第１サンギヤS1と、第１リングギヤR1と、第１サンギヤS1と第１リングギヤR1に噛み合う第１ピニオンP1と、を有する。第２遊星歯車組PG2は、第２サンギヤS2と、第２リングギヤR2と、第２サンギヤS2と第２リングギヤR2に噛み合う第２ピニオンP2と、を有する。第３遊星歯車組PG3は、第３サンギヤS3と、第３リングギヤR3と、第３サンギヤS3と第３リングギヤR3に噛み合う第３ピニオンP3と、を有する。第１，第２及び第３ピニオンP1，P2，P3は、それぞれ第１，第２及び第３キャリヤPC1，PC2，PC3に対して回転可能に支持されている。
【００１１】
入力軸INは第２サンギヤS2と常時連結されている。出力軸OUTは第１リングギヤR1及び第３リングギヤR3に常時連結されている。第１サンギヤS1と第２リングギヤR2とは常時連結されている。第２リングギヤR2と第３キャリヤPC3は常時連結されている。
【００１２】
自動変速機には、２つのクラッチA,Eと３つのブレーキB,C,Dが設けられている。第１クラッチAは、第１キャリヤPC1と第２キャリヤPC2との間に設けられ、第１キャリヤPC1と第２キャリヤPC2とを選択的に連結する。第１ブレーキBは、第２キャリヤPC2と変速機ケースとの間に設けられ、第２キャリヤPC2の回転を選択的に変速機ケースに係止する。第２ブレーキCは、第３キャリヤPC3と変速機ケースとの間に設けられ、第１サンギヤS1と第２リングギヤR2と第３キャリヤPC3とからなる回転要素の回転を選択的に変速機ケースに係止する。第３ブレーキDは、第３サンギヤS3と変速機ケースとの間に設けられ、第３サンギヤS3の回転を選択的に変速機ケースに係止する。第２クラッチEは、第１キャリヤPC1と入力軸INとの間に設けられ、第１キャリヤPC1と第２サンギヤS2とを選択的に連結する。
【００１３】
出力軸OUTには、出力ギヤ等が設けられ、図外のディファレンシャルやドライブシャフトを介して駆動輪へ回転駆動力が伝達される。実施例１の場合、出力軸OUTは第１ブレーキBによりギヤトレーンが入力軸後方において封入されていることから、主にFF車両への搭載を想定しているが、特に限定しない。
【００１４】
各ギヤ段での前記摩擦要素の結合（締結）の関係を、図２の結合表により説明する（変速制御手段）。尚、表中の○印は締結、空欄は解放を表している。
【００１５】
まず、前進時について説明する。１速は、第１クラッチAと第１ブレーキBの締結により達成する。２速は、第１クラッチAと第２ブレーキCの締結により達成する。３速は、第１クラッチAと第３ブレーキDの締結により達成する。４速は、第１クラッチAと第２クラッチEの締結により達成する。５速は、第２クラッチEと第３ブレーキDの締結により達成する。６速は、第２クラッチEと第２ブレーキCの締結により達成する。７速は、第２クラッチEと第１ブレーキBの締結により達成する。次に、後退時について説明する。後退速は、第１ブレーキBと第３ブレーキDの締結により達成する。
【００１６】
次に、図２により実施例１での減速比の具体例を説明する。ここで、第１遊星歯車組PG1の歯数比ρ1＝ZS1／ZR1＝0.65、第２遊星歯車組PG2の歯数比ρ2＝ZS2／ZR2＝0.4、第３遊星歯車組PG3の歯数比ρ3＝ZS3／ZR3＝0.3とする事例により説明する。尚、ZS1,ZS2,ZS3,ZR1,ZR2,ZR3は各ギヤの歯数を表す。
【００１７】
前進１速の減速比ｉ1は、
ｉ1＝１／（ρ1×ρ2）
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進１速の減速比ｉ1は、ｉ1＝3.846，減速比の逆数は0.260となる。
【００１８】
前進２速の減速比ｉ2は、
ｉ2＝（１＋ρ2）／（ρ2（１＋ρ1））
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進２速の減速比ｉ2は、ｉ2＝2.121，減速比の逆数は0.471となる。
【００１９】
前進３速の減速比ｉ3は、
ｉ3＝（ρ2（１＋ρ1＋ρ3）＋ρ3）／（ρ2（１＋ρ1）（１＋ρ3））
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進３速の減速比ｉ3は、ｉ3＝1.259，減速比の逆数は0.794となる。
【００２０】
前進４速の減速比ｉ4は、
ｉ4＝１
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入するまでもなく、
前進４速の減速比ｉ4は、ｉ4＝1.000，減速比の逆数は1.000となる。
【００２１】
前進５速の減速比ｉ5は、
ｉ5＝（１＋ρ1＋ρ3）／（（１＋ρ1）（１＋ρ3））
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進５速の減速比ｉ5は、ｉ5＝0.909，減速比の逆数も1.100となる。
【００２２】
前進６速の減速比ｉ6は、
ｉ6＝１／（１＋ρ1）
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進６速の減速比ｉ6は、ｉ6＝0.606，減速比の逆数は1.650となる。
【００２３】
前進７速の減速比ｉ7は、
ｉ7＝１／（１＋ρ1＋ρ1ρ2）
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進７速の減速比ｉ7は、ｉ7＝0.524，減速比の逆数は1.908となる。
【００２４】
後退速の減速比ｉRは、
ｉR＝−１／ρ2（１＋ρ3）
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
後退速の減速比ｉRは、ｉR＝-1.923，減速比の逆数は-0.520となる。
【００２５】
〔実施例１の効果〕
・単純遊星３組を使用することによる効果
単純遊星３組で構成することにより、ダブルピニオンを使い場合に比べて、ギヤノイズの悪化を抑制できると共に、ピニオンを小径とする必要がないため、ギヤの耐久性の悪化を抑制できる。
【００２６】
・摩擦要素数の観点に基づく効果
実施例１での摩擦要素数は、第１クラッチA、第２クラッチE、第１ブレーキB、第２ブレーキC、第3ブレーキDによる５個である。この５個の摩擦要素は２つのクラッチと３つのブレーキから構成され、これにより前進７速後退１速が得られる。すなわち、全摩擦要素に占めるブレーキの数が３個と多いことで、クラッチ数が多い場合に比べ、シールリング数や遠心キャンセル機構の増加を抑制することが可能となり、燃費を向上しつつ、部品点数や軸方向寸法の増加を抑制することができる。
【００２７】
・前進のレーシオカバレッジに基づく効果
前進のレーシオカバレッジ（ギヤ比幅）とは、最低段の減速比／最高段の減速比をいい、この値は、大きい値であるほど各前進段でのギヤ比設定自由度が高くなるということができる。実施例１での具体的な数値は、前進１速の減速比が3.916で、前進７速の減速比が0.554であるため、１−７速レーシオカバレッジは7.34となり、十分なレーシオカバレッジを確保できる。よって、例えば、動力源としてエンジン回転数幅がガソリンエンジンよりも狭く、同排気量で比較した場合にトルクが低いディーゼルエンジンを動力源として搭載した車両の変速機としても有用である。
【００２８】
・変速時における摩擦要素の切換え数に基づく効果
変速時において、仮に、一つ以上の摩擦要素を解放し二つ以上の摩擦要素を締結する、もしくは、二つ以上の摩擦要素を解放し一つ以上の摩擦要素を締結すると、摩擦要素の締結・解放のタイミングやトルクの制御が複雑となる。そこで、変速制御の複雑化を回避する観点から、一つの摩擦要素を解放し、一つの摩擦要素を締結するのが好ましいとされる。いわゆる二重掛け替えの防止である。実施例１においては、前進１速から前進４速までは第１クラッチAが締結したままの状態で変速が行われ、前進４速から前進７速までは第２クラッチEが締結したままの状態で変速が行われる。すなわち、前進１速から前進７速までの隣接するギヤ段への変速は、全て一つの摩擦要素を解放し、一つの摩擦要素を締結する掛け替え変速により達成できる。よって、変速時における制御の複雑化を回避できる。
【００２９】
・レイアウトに基づく効果
実施例１の自動変速機は、図１のスケルトン図に示すように、第１及び第２クラッチA,Eが３組の遊星歯車組の入力軸IN側に集中的に配置されている。同様に、第１，第２及び第３ブレーキB,C,Dが遊星歯車組に対して第１及び第２クラッチA,Eとは反対側に集中的に配置されている。すなわち、クラッチやブレーキには締結圧等を供給する必要があり、この供給油路は、当然のことながら固定部材から供給しなければならない。このとき、クラッチやブレーキがそれぞれ遊星歯車組に対して軸方向外側でかつ集中的に配置されていることで、油路が形成される固定壁との距離をほぼ均一化あるいは短縮することができるので制御性に優れると共に、油路の取り回しも容易となる。
【００３０】
また、図１のスケルトン図に示すように、遊星歯車組の外周側を通る回転メンバは、出力軸OUTのみの一層構造である。自動変速機は冷却や潤滑を目的として、各回転要素であるギヤやベアリング等に潤滑油を常に供給している。また、この潤滑は一般に軸心側から遠心力により供給される。このとき、外周側において潤滑油の排出性が悪化すると、潤滑油の供給自体ができなくなる。実施例１では、上述したように、遊星歯車組の外周側を通る回転メンバは一層構造であるため、潤滑油の排出性が悪化することがなく、耐久性の向上を図ることができる。
【００３１】
（変形例１）
次に、実施例１の変形例１について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。
【００３２】
図３は変形例１を表すスケルトン図である。変形例１では、第１ブレーキBと並列にワンウェイクラッチOWCが設けられている。
【００３３】
前進１速から前進２速への変速時において、トルク段差の大きい１速から２速への制御の単純化や、通常走行時での過剰なエンジンブレーキ感をなくすために、１速用のワンウェイクラッチOWCを設けることが好ましい。このような目的のためには、１速用のワンウェイクラッチOWCは、前進１速から前進２速へアップシフトする際に解放する摩擦要素と並列に設けることとなる。実施例１の場合、この摩擦要素は第１ブレーキBに相当する。
【００３４】
第１ブレーキBは第２キャリヤPC2を選択的に変速機ケースに係止するブレーキであり、１速から２速への変速時には、第２キャリヤPC2は正回転（エンジン回転方向を正回転とする）するため、第１ブレーキBにワンウェイクラッチを配置するためには、この第２キャリヤPC2の回転方向が第１ブレーキBを解放状態とする全ての変速段において正回転である必要がある。仮に、いずれかの変速段において負回転となる場合には、ワンウェイクラッチOWCと直列にこのワンウェイクラッチOWCの作動非作動を切換可能な摩擦要素をもう一つ追加しなければならず、部品点数等の増大を招くことになり、あまり有用とはいえない。
【００３５】
そこで、実施例１において全ての変速段における第２キャリヤPC2の回転数を検討してみると、第２キャリヤPC2は、全ての変速段において正回転となっている。よって、単に第１ブレーキBと並列にワンウェイクラッチOWCを構成するのみで、大幅な部品の増加を回避しつつ、制御ロジックの単純化を可能とし、通常走行時での過剰なエンジンブレーキ感を抑制することができる。
【実施例２】
【００３６】
次に実施例２について説明する。３つの遊星歯車組を備えている点、摩擦要素の数が全部で５つである点で実施例１と共通し、第３ブレーキDに代えて第３クラッチDとされている点で相違する。以下、相違点を中心に説明する。
【００３７】
図４は実施例２のスケルトン図である。入力軸INは第２サンギヤS2と常時連結されている。出力軸OUTは第１リングギヤR1に常時連結されている。第１サンギヤS1と第２リングギヤR2とは常時連結されている。第２リングギヤR2と第３キャリヤPC3は常時連結されている。第３サンギヤS3は変速機ケースに常時係止されている。
【００３８】
自動変速機には、３つのクラッチA,D,Eと２つのブレーキB,Cが設けられている。第１クラッチAは、第１キャリヤPC1と第２キャリヤPC2との間に設けられ、第１キャリヤPC1と第２キャリヤPC2との間を選択的に連結する。第１ブレーキBは、第２キャリヤPC2と変速機ケースとの間に設けられ、第２キャリヤPC2の回転を選択的に変速機ケースに係止する。第２ブレーキCは、第３キャリヤPC3と変速機ケースとの間に設けられ、第１サンギヤS1と第２リングギヤR2と第３キャリヤPC3とからなる回転要素の回転を選択的に変速機ケースに係止する。第３クラッチDは、第３リングギヤR3と第１リングギヤR1との間に設けられ、第３リングギヤR3と第１リングギヤR1との間を選択的に連結する。第２クラッチEは、第１キャリヤPC1と入力軸INとの間に設けられ、第１キャリヤPC1と第２サンギヤS2との間を選択的に連結する。
【００３９】
各ギヤ段での前記摩擦要素の結合（締結）の関係を、図５の結合表により説明する（変速制御手段）。尚、表中の○印は締結、空欄は解放を表している。
【００４０】
まず、前進時について説明する。１速は、第１クラッチAと第１ブレーキBの締結により達成する。２速は、第１クラッチAと第２ブレーキCの締結により達成する。３速は、第１クラッチAと第３クラッチDの締結により達成する。４速は、第１クラッチAと第２クラッチEの締結により達成する。５速は、第２クラッチEと第３クラッチDの締結により達成する。６速は、第２クラッチEと第２ブレーキCの締結により達成する。７速は、第２クラッチEと第１ブレーキBの締結により達成する。次に、後退時について説明する。後退速は、第１ブレーキBと第３クラッチDの締結により達成する。
【００４１】
次に、図５により実施例２での減速比の具体例を説明する。ここで、第１遊星歯車組PG1の歯数比ρ1＝ZS1／ZR1＝0.6、第２遊星歯車組PG2の歯数比ρ2＝ZS2／ZR2＝0.4、第３遊星歯車組PG3の歯数比ρ3＝ZS3／ZR3＝0.3とする事例により説明する。尚、ZS1,ZS2,ZS3,ZR1,ZR2,ZR3は各ギヤの歯数を表す。
【００４２】
前進１速の減速比ｉ1は、
ｉ1＝１／（ρ1×ρ2）
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進１速の減速比ｉ1は、ｉ1＝4.167，減速比の逆数は0.240となる。
【００４３】
前進２速の減速比ｉ2は、
ｉ2＝（１＋ρ2）／（ρ2（１＋ρ1））
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進２速の減速比ｉ2は、ｉ2＝2.188，減速比の逆数は0.457となる。
【００４４】
前進３速の減速比ｉ3は、
ｉ3＝（ρ2（１＋ρ1＋ρ3）＋ρ3）／（ρ2（１＋ρ1）（１＋ρ3））
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進３速の減速比ｉ3は、ｉ3＝1.274，減速比の逆数は0.785となる。
【００４５】
前進４速の減速比ｉ4は、
ｉ4＝１
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入するまでもなく、
前進４速の減速比ｉ4は、ｉ4＝1.000，減速比の逆数は1.000となる。
【００４６】
前進５速の減速比ｉ5は、
ｉ5＝（１＋ρ1＋ρ3）／（（１＋ρ1）（１＋ρ3））
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進５速の減速比ｉ5は、ｉ5＝0.913，減速比の逆数も1.095となる。
【００４７】
前進６速の減速比ｉ6は、
ｉ6＝１／（１＋ρ1）
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進６速の減速比ｉ6は、ｉ6＝0.625，減速比の逆数は1.600となる。
【００４８】
前進７速の減速比ｉ7は、
ｉ7＝１／（１＋ρ1＋ρ1ρ2）
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進７速の減速比ｉ7は、ｉ7＝0.543，減速比の逆数は1.842となる。
【００４９】
後退速の減速比ｉRは、
ｉR＝−１／ρ2（１＋ρ3）
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
後退速の減速比ｉRは、ｉR＝-1.923，減速比の逆数は-0.520となる。
【００５０】
〔実施例２の効果〕
・単純遊星３組を使用することによる効果
単純遊星３組で構成することにより、ダブルピニオンを使い場合に比べて、ギヤノイズの悪化を抑制できると共に、ピニオンを小径とする必要がないため、ギヤの耐久性の悪化を抑制できる。
【００５１】
・摩擦要素数の観点に基づく効果
実施例２での摩擦要素数は、第１クラッチA、第２クラッチE、第３クラッチD、第１ブレーキB、第２ブレーキCによる５個である。この５個の摩擦要素は３つのクラッチと２つのブレーキから構成され、これにより前進７速後退１速が得られる。すなわち、全摩擦要素に占めるブレーキの数が２個と多いことで、シールリング数や遠心キャンセル機構の増加を抑制することが可能となり、燃費を向上しつつ、部品点数や軸方向寸法の増加を抑制することができる。
【００５２】
・前進のレーシオカバレッジに基づく効果
実施例２での具体的な数値は、前進１速の減速比が4.167で、前進７速の減速比が0.543であるため、１−７速レーシオカバレッジは7.67となり、十分なレーシオカバレッジを確保できる。
【００５３】
・変速時における摩擦要素の切換え数に基づく効果
実施例２においては、前進１速から前進４速までは第１クラッチAが締結したままの状態で変速が行われ、前進４速から前進７速までは第２クラッチEが締結したままの状態で変速が行われる。すなわち、前進１速から前進７速までの隣接するギヤ段への変速及び１段飛び越しの変速（例：１速→３速）は、全て一つの摩擦要素を解放し、一つの摩擦要素を締結する掛け替え変速により達成できる。よって、変速時における制御の複雑化を回避できる。
【００５４】
・レイアウトに基づく効果
実施例２の自動変速機は、図４のスケルトン図に示すように、第１及び第２クラッチA,Eが遊星歯車組の入力軸IN側に集中的に配置されている。同様に、第１，第２ブレーキB,Cと第３クラッチDが、遊星歯車組に対して第１及び第２クラッチA,Eとは反対側に集中的に配置されている。よって、油路が形成される固定壁との距離をほぼ均一化又は短縮することができるので制御性が優れると共に、油路の取り回しも容易となる。
【００５５】
また、図４のスケルトン図に示すように、遊星歯車組の外周側を通る回転メンバは、出力軸OUTのみの一層構造である。よって、潤滑油の排出性が悪化することがなく、耐久性の向上を図ることができる。
【００５６】
（変形例２）
次に、実施例２の変形例２について説明する。基本的な構成は実施例２と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。
【００５７】
図６は変形例２を表すスケルトン図である。変形例２では、第１ブレーキBと並列にワンウェイクラッチOWCが設けられている。実施例２において全ての変速段における第２キャリヤPC2の回転数を検討してみると、第２キャリヤPC2は、全ての変速段において正回転となっている。よって、単に第１ブレーキBと並列にワンウェイクラッチOWCを構成するのみで、大幅な部品の増加を回避しつつ、制御ロジックの単純化を可能とし、通常走行時での過剰なエンジンブレーキ感を抑制することができる。
【実施例３】
【００５８】
次に実施例３について説明する。３つの遊星歯車組を備えている点、摩擦要素の数が全部で５つである点で実施例１と共通し、第３ブレーキDに代えて第３クラッチDとされている点で相違する。以下、相違点を中心に説明する。
【００５９】
図７は実施例３のスケルトン図である。入力軸INは第１リングギヤR1と常時連結されている。出力軸OUTは第３リングギヤR3に常時連結されている。第１サンギヤS1は変速機ケースに対し常時係止されている。第１キャリヤPC1と第２サンギヤS2は常時連結されている。第２リングギヤR2と第３サンギヤS3は常時連結されて第１回転メンバM1を構成している。
【００６０】
自動変速機には、３つのクラッチA,D,Eと２つのブレーキB,Cが設けられている。第１クラッチAは、第２キャリヤPC2と第３キャリヤPC3との間に設けられ、第２キャリヤPC2と第３キャリヤPC3との間を選択的に連結する。第２クラッチEは、第１リングギヤR1と第３キャリヤPC3との間に設けられ、第１回転メンバM1と第３キャリヤPC3との間を選択的に連結する。第１ブレーキBは、第２キャリヤPC2と変速機ケースとの間に設けられ、第２キャリヤPC2の回転を選択的に変速機ケースに係止する。第２ブレーキCは、第３サンギヤS3と変速機ケースとの間に設けられ、第１回転メンバM1の回転を選択的に変速機ケースに係止する。第３クラッチDは、第３サンギヤS3と第３キャリヤPC3との間に設けられ、第３サンギヤS3と第３キャリヤPC3との間を選択的に連結する。
【００６１】
各ギヤ段での前記摩擦要素の結合（締結）の関係を、図８の結合表により説明する（変速制御手段）。尚、表中の○印は締結、空欄は解放を表している。
【００６２】
まず、前進時について説明する。１速は、第１クラッチAと第１ブレーキBの締結により達成する。２速は、第１クラッチAと第２ブレーキCの締結により達成する。３速は、第１クラッチAと第３クラッチDの締結により達成する。４速は、第１クラッチAと第２クラッチEの締結により達成する。５速は、第２クラッチEと第３クラッチDの締結により達成する。６速は、第２クラッチEと第２ブレーキCの締結により達成する。７速は、第２クラッチEと第１ブレーキBの締結により達成する。次に、後退時について説明する。後退速は、第１ブレーキBと第３クラッチDの締結により達成する。
【００６３】
次に、図８により実施例３での減速比の具体例を説明する。ここで、第１遊星歯車組PG1の歯数比ρ1＝ZS1／ZR1＝0.4、第２遊星歯車組PG2の歯数比ρ2＝ZS2／ZR2＝0.65、第３遊星歯車組PG3の歯数比ρ3＝ZS3／ZR3＝0.55とする事例により説明する。尚、ZS1,ZS2,ZS3,ZR1,ZR2,ZR3は各ギヤの歯数を表す。
【００６４】
前進１速の減速比ｉ1は、
ｉ1＝（１＋ρ1）／（ρ2×ρ3）
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進１速の減速比ｉ1は、ｉ1＝3.916，減速比の逆数は0.255となる。
【００６５】
前進２速の減速比ｉ2は、
ｉ2＝（１＋ρ1）（１＋ρ2）／（ρ2（１＋ρ3））
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進２速の減速比ｉ2は、ｉ2＝2.293，減速比の逆数は0.436となる。
【００６６】
前進３速の減速比ｉ3は、
ｉ3＝１＋ρ1
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進３速の減速比ｉ3は、ｉ3＝1.400，減速比の逆数は0.714となる。
【００６７】
前進４速の減速比ｉ4は、
ｉ4＝（１＋ρ1）／（（１＋ρ1）（１−ρ2ρ3）＋ρ2ρ3）
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進４速の減速比ｉ4は、ｉ4＝1.114，減速比の逆数は0.898となる。
【００６８】
前進５速の減速比ｉ5は、
ｉ5＝１
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入するまでもなく、
前進５速の減速比ｉ5は、ｉ5＝1.000，減速比の逆数も1.000となる。
【００６９】
前進６速の減速比ｉ6は、
ｉ6＝１／（１＋ρ3）
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進６速の減速比ｉ6は、ｉ6＝0.645，減速比の逆数は1.550となる。
【００７０】
前進７速の減速比ｉ7は、
ｉ7＝（１＋ρ1）／（（１＋ρ1）（１＋ρ3）＋ρ2ρ3）
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進７速の減速比ｉ7は、ｉ7＝0.554，減速比の逆数は1.805となる。
【００７１】
後退速の減速比ｉRは、
ｉR＝−（１＋ρ3）／ρ2
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
後退速の減速比ｉRは、ｉR＝-2.154，減速比の逆数は-0.464となる。
【００７２】
〔実施例３の効果〕
・単純遊星３組を使用することによる効果
単純遊星３組で構成することにより、ダブルピニオンを使い場合に比べて、ギヤノイズの悪化を抑制できると共に、ピニオンを小径とする必要がないため、ギヤの耐久性の悪化を抑制できる。
【００７３】
・摩擦要素数の観点に基づく効果
実施例３での摩擦要素数は、第１クラッチA、第２クラッチE、第３クラッチD、第１ブレーキB、第２ブレーキCによる５個である。この５個の摩擦要素は３つのクラッチと２つのブレーキから構成され、これにより前進７速後退１速が得られる。すなわち、全摩擦要素に占めるブレーキの数が２個と多いことで、クラッチ数が多い場合に比べ、シールリング数や遠心キャンセル機構の増加を抑制することが可能となり、燃費を向上しつつ、部品点数や軸方向寸法の増加を抑制することができる。
【００７４】
・前進のレーシオカバレッジに基づく効果
実施例３での具体的な数値は、前進１速の減速比が3.846で、前進７速の減速比が0.260であるため、１−７速レーシオカバレッジは7.07となり、十分なレーシオカバレッジを確保できる。
【００７５】
・変速時における摩擦要素の切換え数に基づく効果
実施例３においては、前進１速から前進４速までは第１クラッチAが締結したままの状態で変速が行われ、前進４速から前進７速までは第２クラッチEが締結したままの状態で変速が行われる。すなわち、前進１速から前進７速までの隣接するギヤ段への変速及び１段飛び越しの変速（例：１速→３速）は、全て一つの摩擦要素を解放し、一つの摩擦要素を締結する掛け替え変速により達成できる。よって、変速時における制御の複雑化を回避できる。
【００７６】
・レイアウトに基づく効果
実施例３の自動変速機は、図７のスケルトン図に示すように、第１，第２ブレーキB,Cと第３クラッチDが、遊星歯車組に対して入力軸INとは反対側に集中的に配置されている。よって、油路が形成される固定壁との距離をほぼ均一化又は短縮することができて制御性に優れると共に、油路の取り回しが容易となる。尚、第１クラッチAと第２クラッチEとを径方向に重なるように配置することもできるため、この場合には、同様に入力軸IN側に集中的に配置できる。この場合には、やはり、油路の距離をほぼ均一化できて制御性が優れると共に油路の取り回しも容易となる。
【００７７】
また、図７のスケルトン図に示すように、遊星歯車組の外周側を通る回転メンバは、出力軸OUTのみの一層構造である。よって、潤滑油の排出性が悪化することがなく、耐久性の向上を図ることができる。
【００７８】
（変形例３）
次に、実施例３の変形例３について説明する。基本的な構成は実施例３と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。
【００７９】
図９は変形例３を表すスケルトン図である。変形例３では、第１ブレーキBと並列にワンウェイクラッチOWCが設けられている。実施例３において全ての変速段における第２キャリヤPC2の回転数を検討してみると、第２キャリヤPC2は、全ての変速段において正回転となっている。よって、単に第１ブレーキBと並列にワンウェイクラッチOWCを構成するのみで、大幅な部品の増加を回避しつつ、制御ロジックの単純化を可能とし、通常走行時での過剰なエンジンブレーキ感を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】実施例１の自動変速機を示すスケルトン図である。
【図２】実施例１の自動変速機における摩擦要素の結合表と減速比の具体例を示す図である。
【図３】実施例１の変形例１を示すスケルトン図である。
【図４】実施例２の自動変速機を示すスケルトン図である。
【図５】実施例２の自動変速機における摩擦要素の結合表と減速比の具体例を示す図である。
【図６】実施例２の変形例２を示すスケルトン図である。
【図７】実施例３の自動変速機を示すスケルトン図である。
【図８】実施例３の自動変速機における摩擦要素の結合表と減速比の具体例を示す図である。
【図９】実施例３の変形例３を示すスケルトン図である。
【符号の説明】
【００８１】
PG1  第１遊星歯車組
S1  第１サンギヤ
R1  第１リングギヤ
P1  第１ピニオン
PC1  第１キャリヤ
PG2  第２遊星歯車組
S2  第２サンギヤ
R2  第２リングギヤ
P2  第２ピニオン
PC2  第２キャリヤ
PG3  第３遊星歯車組
S3  第３サンギヤ
R3  第３リングギヤ
P3  第３ピニオン
PC3  第３キャリヤ
IN  入力軸
OUT  出力軸
A  第１クラッチ
E  第２クラッチ
B  第１ブレーキ
C  第２ブレーキ
D  第３ブレーキもしくは第３クラッチ
OWC  ワンウェイクラッチ
【図１】
2008298158.tif 000003
【図２】
2008298158.tif 000004
【図３】
2008298158.tif 000005
【図４】
2008298158.tif 000006
【図５】
2008298158.tif 000007
【図６】
2008298158.tif 000008
【図７】
2008298158.tif 000009
【図８】
2008298158.tif 000010
【図９】
2008298158.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成20年4月7日(2008.4.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
第１のサンギヤと、該第１のサンギヤに噛み合う第１のピニオンを支持する第１のキャリヤと、該第１のピニオンに噛み合う第１のリングギヤとからなる第１の遊星歯車と、
第２のサンギヤと、該第２のサンギヤに噛み合う第２のピニオンを支持する第２のキャリヤと、該第２のピニオンに噛み合う第２のリングギヤとからなる第２の遊星歯車と、
第３のサンギヤと、該第３のサンギヤに噛み合う第３のピニオンを支持する第３のキャリヤと、該第３のピニオンに噛み合う第３のリングギヤとからなる第３の遊星歯車と、
５つの摩擦要素と、
を備え、
前記５つの摩擦要素を適宜締結解放することにより少なくとも前進７速の変速段に変速して入力軸からのトルクを出力軸に出力可能な自動変速機において、
前記入力軸は前記第２のサンギヤと常時連結し、
前記出力軸は前記第１のリングギヤ及び前記第３のリングギヤに常時連結しており、
前記５つの摩擦要素は、
前記第１のキャリヤと前記第２のキャリヤとを選択的に連結する第１のクラッチと、
前記第２のキャリヤの回転を係止可能な第１のブレーキと、
前記第１のサンギヤと前記第２のリングギヤと前記第３のキャリヤとからなる回転要素の回転を係止可能な第２のブレーキと、
前記第３のサンギヤの回転を係止可能な第３のブレーキと、
前記第１のキャリヤと前記第２のサンギヤとを選択的に連結する第２のクラッチと、
から構成され、
前記第１，第２のクラッチ及び前記第１，第２，第３のブレーキのうち二つを選択的に締結することにより少なくとも前進７速及び後退１速を達成することを特徴とする自動変速機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明では、第１のサンギヤと、該第１のサンギヤに噛み合う第１のピニオンを支持する第１のキャリヤと、該第１のピニオンに噛み合う第１のリングギヤとからなる第１の遊星歯車と、第２のサンギヤと、該第２のサンギヤに噛み合う第２のピニオンを支持する第２のキャリヤと、該第２のピニオンに噛み合う第２のリングギヤとからなる第２の遊星歯車と、第３のサンギヤと、該第３のサンギヤに噛み合う第３のピニオンを支持する第３のキャリヤと、該第３のピニオンに噛み合う第３のリングギヤとからなる第３の遊星歯車と、５つの摩擦要素と、を備え、前記５つの摩擦要素を適宜締結解放することにより少なくとも前進７速の変速段に変速して入力軸からのトルクを出力軸に出力可能な自動変速機において、前記入力軸は前記第２のサンギヤと常時連結し、前記出力軸は前記第１のリングギヤ及び前記第３のリングギヤに常時連結しており、前記５つの摩擦要素は、前記第１のキャリヤと前記第２のキャリヤとを選択的に連結する第１のクラッチと、前記第２のキャリヤの回転を係止可能な第１のブレーキと、前記第１のサンギヤと前記第２のリングギヤと前記第３のキャリヤとからなる回転要素の回転を係止可能な第２のブレーキと、前記第３のサンギヤの回転を係止可能な第３のブレーキと、前記第１のキャリヤと前記第２のサンギヤとを選択的に連結する第２のクラッチと、から構成され、前記第１，第２のクラッチ及び前記第１，第２，第３のブレーキのうち二つを選択的に締結することにより少なくとも前進７速及び後退１速を達成することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
自動変速機には、３つのクラッチA,D,Eと２つのブレーキB,Cが設けられている。第１クラッチAは、第２キャリヤPC2と第３キャリヤPC3との間に設けられ、第２キャリヤPC2と第３キャリヤPC3との間を選択的に連結する。第２クラッチEは、第１リングギヤR1と第３キャリヤPC3との間に設けられ、第１リングギヤR1と第３キャリヤPC3との間を選択的に連結する。第１ブレーキBは、第２キャリヤPC2と変速機ケースとの間に設けられ、第２キャリヤPC2の回転を選択的に変速機ケースに係止する。第２ブレーキCは、第３サンギヤS3と変速機ケースとの間に設けられ、第１回転メンバM1の回転を選択的に変速機ケースに係止する。第３クラッチDは、第３サンギヤS3と第３キャリヤPC3との間に設けられ、第３サンギヤS3と第３キャリヤPC3との間を選択的に連結する。