(57)【要約】【課題】前進８段の多段変速遊星歯車列において、変速機の軸方向長さを短くする。【解決手段】入力軸１０と平行な第１出力軸１２、第２出力軸１４と、これらと同軸に配置した第１遊星歯車組２２、第２遊星歯車組２４と、入力軸１０と同軸に配置され第１サンギヤ３０と第２サンギヤ４０を連結する中間歯車５２とを有し、入力軸１０は、第１歯車対を介して第１リングギヤ３２と、第２歯車対を介して第２キャリア４８と、それぞれ連結可能であり、第１出力軸１２は第１キャリア３８に、第２出力軸１４は第２リングギヤ４２に、それぞれ連結され、第１サンギヤ３０および第２サンギヤ４０は、第１歯車対または中間歯車５２を介して入力軸１０と連結可能、かつ固定可能であり、第２キャリア４８は固定可能、かつ入力軸１０と連結可能とするとともに、第１ブレーキ６０と第２ブレーキ６６を第２出力軸１４側に配置した。【選択図】図１
2008128414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と、
該入力軸と平行に設けられた第１出力軸と、
前記入力軸および前記第１出力軸に平行に設けられた第２出力軸と、
前記第１出力軸と一体の第１駆動歯車と、
前記第２出力軸と一体の第２駆動歯車と、
前記第１駆動歯車および前記第２駆動歯車に噛み合う出力歯車と、
前記第１出力軸と同軸に配置され、第１サンギヤ、第１リングギヤ、第１リングギヤおよび第１サンギヤに噛み合った第１ピニオン、第１ピニオンを回転自在に軸支する第１キャリアを有して、前記入力軸の回転数を前記第１駆動歯車の回転数に変換する第１遊星歯車組と、
前記第２出力軸と同軸に配置され、第２サンギヤ、第２リングギヤ、第２リングギヤおよび第２サンギヤに噛み合った第２ピニオン、第２ピニオンを回転自在に軸支する第２キャリアを有して、前記入力軸の回転数を前記第２駆動歯車の回転数に変換する第２遊星歯車組と、
前記入力軸と同軸に配置された中間歯車と、
この中間歯車に噛み合い前記第１サンギヤおよび前記第２サンギヤを連結する第１反力歯車および第２反力歯車とを有し、
前記入力軸は、第１歯車対を介して、前記第１出力軸上に配置した第１クラッチにより前記第１リングギヤと、前記第１出力軸上に配置した第２クラッチにより前記第１サンギヤと、それぞれ連結可能であるとともに、第２歯車対を介して前記第２出力軸上に配置した第３クラッチにより前記第２リングギヤと、前記入力軸上の第４クラッチにより前記中間歯車と、それぞれ連結可能であり、
前記第１出力軸は前記第１キャリアに、前記第２出力軸は前記第２リングギヤに、それぞれ連結され、
前記第１サンギヤおよび前記第２サンギヤは、前記第２出力軸上に配置した第１ブレーキにより前記ケース側に固定可能であり、
前記第２キャリアは前記第２出力軸上に配置した第２ブレーキにより前記ケース側に固定可能であるようにするとともに、
前記第２出力軸上にあって、前記第２反力歯車および前記第２歯車対との軸方向間に前記第２遊星歯車組および前記第３クラッチおよび前記第１ブレーキおよび前記第２ブレーキを配置し、前記第１ブレーキおよび前記第２ブレーキを締結する第１ピストンおよび第２ピストンを、前記第２反力歯車および前記第２歯車対との軸方向外側に配置したことを特徴とする多段変速遊星歯車列。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用自動変速機に用いる、多段変速が可能な遊星歯車列に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用自動変速機に用いる遊星歯車列は、車両の燃費、排気特性、加速性能等を向上することを主眼に、前進７段以上の多段変速が可能なものが提案されている。
このような多段変速が可能な従来の遊星歯車列としては、本出願人が提案した多段変速遊星歯車列があり、この歯車列は、二つの出力軸に分けて配置された遊星歯車と６個の摩擦要素により前進７段以上の変速比を得ている。（特許文献１を参照）。
【０００３】
しかし、上記従来の遊星歯車列は、前進７段または８段の変速比を得るために少なくとも６個の摩擦要素を有しており、これら６個の摩擦要素のうち３個を第１出力軸上に、２個を第２出力軸上に、残り1個を入力軸上に、それぞれ分けて配置し変速機の軸寸法を短くしているが、それでも変速段がこのように増えるとこのような方法だけで変速機の軸方向長さをさらに短くするのは限度があり、いわゆるエンジン横置き式前輪駆動車等に搭載するのには寸法的な制約がつきまとうという問題があった。
【特許文献１】特願２００６−１２１９０１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題点は、前進７段以上の変速比を得ることができる多段変速機ではこの軸方向長さが長くなりがちであり、いわゆるエンジン横置き式前輪駆動車等に搭載するのに寸法的な制約がつきまとう点である。
本発明の目的は、遊星歯車列の軸方向長さを短く抑え、エンジン横置き式前輪駆動車等に搭載しやすい多段変速遊星歯車列を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の多段遊星歯車列は、入力軸と平行に設けられた第１出力軸および第２出力軸と、第１出力軸と一体の第１駆動歯車と第２出力軸と一体の第２駆動歯車と、第１駆動歯車および第２駆動歯車に噛み合う出力歯車と、第１出力軸と同軸に配置され、第１サンギヤ、第１リングギヤ、第１リングギヤおよび第１サンギヤに噛み合った第１ピニオン、第１ピニオンを回転自在に軸支する第１キャリアを有して、入力軸の回転数を第１駆動歯車の回転数に変換する第１遊星歯車組と、第２出力軸と同軸に配置され、第２サンギヤ、第２リングギヤ、第２リングギヤおよび第２サンギヤに噛み合った第２ピニオン、第２ピニオンを回転自在に軸支する第２キャリアを有して、入力軸の回転数を第２駆動歯車の回転数に変換する第２遊星歯車組と、第１サンギヤと第２サンギヤとを連結する中間歯車と、この中間歯車に噛み合い第１サンギヤおよび第２サンギヤを連結する第１反力歯車および第２反力歯車とを有し、入力軸は、第１歯車対を介して、第１出力軸上に配置した第１クラッチにより第１リングギヤと、第１出力軸上に配置した第２クラッチにより第１サンギヤと、それぞれ連結可能であるとともに、第２歯車対を介して第２出力軸上に配置した第３クラッチにより第２リングギヤと、入力軸上の第４クラッチにより中間歯車と、それぞれ連結可能であり、第１出力軸は第１キャリアに、第２出力軸は第２リングギヤに、それぞれ連結され、第１サンギヤおよび第２サンギヤは、第２出力軸上に配置した第１ブレーキにより、第２キャリアは第２出力軸上に配置した第２ブレーキにより、それぞれケース側に固定可能とし、第２反力歯車および第２歯車対との軸方向間に第２遊星歯車組および第３クラッチおよび第１ブレーキおよび第２ブレーキを配置し、第１ブレーキおよび第２ブレーキを締結する第１ピストンおよび第２ピストンを、第２反力歯車および第２歯車対との軸方向外側に配置可能に構成した。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の多段変速遊星歯車列は、二つの出力軸に分けて遊星歯車をそれぞれ配置し、かつ第２反力歯車および第２歯車対との軸方向間に第２遊星歯車組および第３クラッチおよび第１ブレーキおよび第２ブレーキを配置し、第１ブレーキおよび第２ブレーキを締結する第１ピストンおよび第２ピストンを、第２反力歯車および第２歯車対との軸方向外側に配置したため、遊星歯車列の軸方向長さを短く抑えながら前進７段以上の変速比を得ることができるので、エンジン横置き式前輪駆動車等に搭載しやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態に係る多段変速遊星歯車列を、実施例に基づき図とともに説明する。
【実施例】
【０００８】
図１は、本発明の実施例の遊星歯車列のスケルトン図である。
また図２は、図１の左側から見た場合の各軸の位置関係を表す。
図１に示した実施例の多段変速遊星歯車列では、エンジン１からトルクコンバータ２を介して駆動される入力軸１０が、エンジン１の出力軸１ａと同じ軸上にあり、またこれらと平行に第１出力軸１２および第２出力軸１４が配置されている。
【０００９】
第１出力軸１２および第２出力軸１４には、第１駆動歯車１２ａおよび第２駆動歯車１４ａがそれぞれ一体になっており、第１駆動歯車１２ａおよび第２駆動歯車１４ａはともに出力歯車１６と噛み合っている。図１は、図２におけるＡ−Ａに沿って平面に展開した状態で描いてあるので、同図では第２駆動歯車１４ａと出力歯車１６とが離れて描いているが、実際は図２のように第２駆動歯車１４ａと出力歯車１６とは噛み合っている。
なお、図２では、それぞれの円は各歯車等の外径を表し、軸中心は黒い点で表して矢印で示した。
【００１０】
したがって、第１出力軸１２と第２出力軸１４とは、第１駆動歯車１２ａ、出力歯車１６、第２駆動歯車１４ａを介して互いに連結していることになる。
出力歯車１６は差動装置１８を介して車軸２０ａ、２０ｂを駆動し、車軸２０ａ、２０ｂは図示しない左右の車輪と連結されている。
【００１１】
第１出力軸１２上には第１遊星歯車組２２が、また第２出力軸１４上には第２遊星歯車組２４が、それぞれ同軸配置されている。
入力軸１０と一体の第１入力駆動歯車１０ａは、第１出力軸１２と同軸上で回転自在な第１入力歯車２６と噛み合っており、これらは第１歯車対を構成する。
同様に、入力軸１０と一体の第２入力駆動歯車１０ｂは、第２出力軸１４と同軸上で回転自在な第２入力歯車２８と噛み合っており、これらは第２歯車対を構成している。
【００１２】
第１遊星歯車組２２と第２遊星歯車組２４は、いずれも一般的にシングルピニオン型と呼ばれるものであり、それぞれが同じ構成になっている。
すなわち、第１遊星歯車組２２は、第１サンギヤ３０と、第１リングギヤ３２と、第１リングギヤ３２および第１サンギヤ３０に噛み合った複数の第１ピニオン３４と、第１ピニオン３４を回転自在に軸支する第１キャリア３８といった回転メンバーで構成されている。
同様に、第２遊星歯車組２４は、第２サンギヤ４０、第２リングギヤ４２、複数の第２ピニオン４４、第２キャリア４８といった回転メンバーで構成されている。
【００１３】
第１入力歯車２６、第２入力歯車２８、第１出力軸１２および第２出力軸１４と、第１遊星歯車組２２および第２遊星歯車組２４の各回転メンバーとは以下のように連結されているか、または連結可能である。
第１サンギヤ３０と一体に連結された第１反力歯車５０は、中間歯車５２を介して、第２サンギヤ４０と一体の第２反力歯車５４と噛み合っている。
すなわち、中間歯車５２は、第１反力歯車５０と噛み合ってこれらで第３歯車対を構成するとともに、第２反力歯車５４と噛み合ってこれらで第４歯車対を構成する。
【００１４】
第１入力歯車２６は、第１クラッチ５６の締結により第１リングギヤ３２と連結される。同様に、第２クラッチ５８を締結すると、第１入力歯車２６は第１サンギヤ３０と連結される。
第１キャリア３８は第１出力軸１２と連結している。
【００１５】
第２サンギヤ４０は、第１ブレーキ６０の締結によりケース（静止部）６２に固定可能であり、このとき第1サンギヤ３０およびこれと連結している第２サンギヤ４０はともに固定される。
第２キャリア４８は、第３クラッチ６４を介して第２入力歯車２８と連結可能であり、ワンウエイクラッチ（以下、OWCと記す）６８により常に一方の回転方向においてケース６２に固定されるとともに、第２ブレーキ６６の締結により回転方向に関わらずケース６２に固定可能である。
【００１６】
第２リングギヤ４２は第２出力軸１４と連結している。
また、中間歯車５２は第４クラッチ７２により入力軸１０と連結可能である。
【００１７】
次に、図１に示した実施例の遊星歯車列の作動を、図３に示した作動表を参考にしながら説明する。
以下の説明では、クラッチやブレーキを摩擦要素と呼び、軸、静止部、回転メンバーのいずれかの間の連結機能を有するものを総称して締結要素と呼ぶ。
【００１８】
図３の作動表において、横方向の欄にはクラッチやブレーキおよびスリーブといった締結要素が割り当ててあり、Ｃ−１は第１クラッチ５６を、Ｂ−１は第１ブレーキ６０を、OCはワンウエイクラッチ６８をといった具合に、それぞれ表す。なお、これらの記号と各締結要素の符号との関係は、図１に記してある。
【００１９】
作動表の縦方向の欄には、図示しない操作レバーの「Ｄレンジ」「Ｒレンジ」に分け、Ｄレンジは前進第１速（１ｓｔ）乃至第８速（８ｔｈ）の、Ｒレンジは後進（Ｒ−１、Ｒ−２）の各変速段を割り当ててある。
図３の作動表中、○印は各締結要素の締結を、空欄は各締結要素の解放を、それぞれ表す。また、括弧でくくった印は動力伝達に関与しないことを表す。
【００２０】
ここで、各歯数比の算出について、遊星歯車組にあっては、リングギヤの歯数（Ｚｒ）に対するサンギヤの歯数（Ｚｓ）の比（Ｚｓ／Ｚｒ）を、第１遊星歯車組２２はα１、第２遊星歯車組２４はα２とし、歯車対にあっては、第１歯車対の第１入力駆動歯車１０ａと第１入力歯車２６における歯数比をｉ１、第２歯車対の第２入力駆動歯車１０ｂと第２入力歯車２８における歯数比をｉ２とし、中間歯車５２と第１反力歯車５０における歯数比（第１反力歯車５０の歯数／中間歯車５２の歯数）をｉ３とし、中間歯車５２と第２反力歯車５４における歯数比（第２反力歯車５４の歯数／中間歯車５２の歯数）をｉ４として説明する。
なお、各歯車対の歯数比は、入力軸１０側の歯数を分母、第１、第２出力軸１２、１４側の歯数を分子とした数値である。
【００２１】
ここでは、各変速比の計算には、α１を０．４１、α２を０．５４、ｉ１を１．７６、ｉ２を０．９０、ｉ３を０．８５、ｉ４を１．２２とした場合について例示する。
つまり、第１入力歯車２６は入力軸１０から減速駆動され、第２入力歯車２８は同じく増速駆動される。
なお、表示および計算式を簡略化するため、α２・ｉ２・ｉ３／｛ｉ１・ｉ４・α１（１＋α２）｝をＡとする。上記した歯数比においてＡは０．３０５である。
【００２２】
はじめに、前進第１速（１ｓｔ）の変速比は、第１クラッチ５６（Ｃ−１）を締結することによって得られる。このとき、第２キャリア４８はワンウエイクラッチ６８の作用で自動車を前進駆動する方向でケース６２に固定される。
【００２３】
第１速の変速比（入力軸１０の回転数／第１出力軸１２および第２出力軸１４の回転数）は、ｉ１（１＋α１）＋α１・ｉ１・ｉ４／（α２・ｉ３）になり、上記の値に設定した歯数比においては４．４００になる。
【００２４】
つぎに、第２速（２ｎｄ）への変速は、第１速における第１クラッチ５６の締結を維持したまま、第３クラッチ６４の締結を解放するとともに第１ブレーキ６０（Ｂ−１）の締結で第１サンギヤ３０をケース６２に固定することで行う。
このとき、ワンウエイクラッチ６８による第２キャリア４８の固定は自動的に解除される。
変速比はｉ１（１＋α１）になり、上記した歯数比においては２．４８２である。
【００２５】
つぎに、第３速（３ｒｄ）への変速は、第２速における第１クラッチ５６の締結を維持したまま、第１ブレーキ６０を解放するとともに第２クラッチ５８を締結することで行う。
これにより第１遊星歯車組２２は一体になり、変速比はｉ１になる。上記した歯数比において変速比は１．７６０である。
【００２６】
つぎに、第４速（４ｔｈ）への変速は、第３速における第１クラッチ５６の締結を維持したまま、第２クラッチ５８の締結を解除するとともに第４クラッチ７２（Ｃ−４）を締結することで行う。
これにより、変速比はｉ１・ｉ３（１＋α１）／｛ｉ３（１＋α１）＋α１（ｉ１−ｉ３）｝になる。上記した歯数比において変速比は１．３４２である。
【００２７】
つぎに、第５速（５ｔｈ）への変速は、第４速における第１クラッチ５６の締結を維持したまま、第４クラッチ７２の締結を解除するとともに第３クラッチ６４（Ｃ−３）の締結により行う。
これにより、変速比は｛ｉ２＋Ａ・ｉ１（１＋α１）（１＋α２）｝／｛（１＋Ａ）（１＋α２）｝になる。上記した歯数比において変速比は１．０２７である。
【００２８】
つぎに、第６速（６ｔｈ）への変速は、第５速における第３クラッチ６４の締結を維持したまま、第１クラッチ５６の締結を解除するとともに、再び第４クラッチ７２を締結することにより行う。
これにより、第２サンギヤ４０が第４歯車対を介して入力軸１０と連結され、変速比はｉ２・ｉ４／｛α２（ｉ４−ｉ２）＋ｉ４｝になる。上記した歯数比において変速比は０．７８８の増速になる。
【００２９】
つぎに、第７速（７ｔｈ）への変速は、第６速における第３クラッチ６４の締結を維持したまま、第４クラッチ７２の締結を解除するとともに、再び第２クラッチ５８を締結することにより第１サンギヤ３０および第２サンギヤ４０を第１入力歯車２６と連結することで行う。
上記歯数比において変速比は０．６６８である。
【００３０】
つぎに、第８速（８ｔｈ）への変速は、第７速における第３クラッチ６４の締結を維持したまま、第２クラッチ５８の締結を解除するとともに、再び第１ブレーキ６６を締結することにより第１サンギヤ３０および第２サンギヤ４０をケース６２に固定することで行う。
これにより、変速比はｉ２／（１＋α２）になる。上記歯数比において変速比は０．５８４である。
【００３１】
つぎに、Ｒレンジにおける後進第１速（Ｒ−１）の変速は、第２ブレーキ６６（B−２）を締結し、第２キャリア４８を固定したうえで、第２クラッチ（Ｃ−２）５８の締結で第２サンギヤ４０を第１入力歯車２６と連結することで行われる。
これにより、変速比は−ｉ１・ｉ４／（α２・ｉ３）になる。上記歯数比において変速比は−４．６７８の逆転である。
【００３２】
つぎに、後進第２速（Ｒ−２）の変速は、第２ブレーキ６６の締結はそのままに、第２クラッチ５８を解除して第４クラッチ７２（Ｃ−４）を締結することで行われる。
これにより、変速比は−ｉ４／α２になる。上記歯数比において変速比は−２．２５９である。
【００３３】
つぎに、前進第１速においてエンジンブレーキを作用させるときのように、出力歯車１６側から入力軸１０を駆動する場合は、Ｌレンジに示すように第２ブレーキ６６の締結によって第２キャリア４８を固定して、第１クラッチ５６の締結により行う。
【００３４】
ここで、本発明の実施例の多段遊星歯車列の断面を図４に示す。図４は図１に対応する断面である。また、図４における他の部分の断面を図５に表し、第２ピストン７４の断面を図６に、正面を図７に示す。なお、図４は各断面部分のハッチングを省略している。
【００３５】
図４で分かるように、本実施例の多段遊星歯車列は、第１ブレーキ６０および第２ブレーキ６６に特徴がある。すなわち、両ブレーキ６０、６６はともにケース６２に設けられているが、これらを油圧で締結するためのピストンとしては、第１ブレーキ６０の第１ピストン７０がハウジング７２側に設けられたシリンダ室に摺動可能に支持され、第２ブレーキ６６の第２ピストン７４がハウジング７２に取り付けられてこの内部を塞ぐカバー７６側に設けられたシリンダ室に摺動可能に支持されている。
【００３６】
さらに、第１ピストン７０は第２反力歯車５４をまたぐようにして第１ブレーキ６０のプレートを、また第２ピストン７４は第２入力歯車２８をまたぐようにして第２ブレーキ６６のプレートを、それぞれ押圧するようになっている。
また、第２ピストン７４を例にした図５、図６、図７に示すように、第１、第２ピストン７０、７４は、他の回転体との干渉を避けることと、第１、第２ブレーキ６０、６６が解放状態にあるときに、それら第１、第２ブレーキ６０、６６を押圧しないようにスプリング８０が設けられている。
【００３７】
すなわち、第２ピストン７４には複数のピン孔７４ａと座面７４ｂが形成され、カバー７６に固定したガイドピン７８が係合するとともに、ガイドピン７８と座面７４ｂとの間にスプリング８０が設けられ、スプリング８０の張力により第２ピストン７４を常に第２ブレーキ６６のプレート６６ａから離れる方向に押圧している。
【００３８】
また、第２ピストン７４には図７に示すように切り欠き７４ｃが形成されており、上述のガイドピン７８の係合によって第２ピストン７４の回転が規制されているのとあいまって、第２ピストン７４と第２入力駆動歯車１０ｂとの干渉を防いでいる。
【００３９】
このように、本発明の実施例に係る多段遊星歯車列は、自動車にとって好ましい前進８段、後進２段の変速比が得られるとともに、上述した各摩擦要素の配置と第１、第２ブレーキ６０、６６および第１、第２ピストン７０、７４の配置により、変速機全体の軸方向長さが短く構成できるようになっている。
これにより、変速機の長さが短くできるので、より車幅の小さい車両への搭載や、より大きなエンジンとの組み合わせての搭載が可能になる。
【００４０】
上記実施例では、エンジン１と入力軸１０との間にトルクコンバータ２を設けているが、これに代えてフルードカップリングまたは摩擦クラッチを用いてもよいことは言うまでもない。
【００４１】
以上の説明は前進８段、後進２段の場合について説明したが、これに限ることなく、たとえば上記説明のうち第４速を省いて前進７段にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
前進７段以上の変速比を得るとともに、変速機部分の軸方向長さを短くレイアウトできるため、特にエンジン横置き式車両に搭載する変速機へ適用する場合に、より車幅が小さい車両に適用可能になり、燃費が重視される小型乗用車などに幅広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施例の多段変速遊星歯車列のスケルトン図である。（実施例）
【図２】実施例の多段変速遊星歯車列における軸の配置を示す図である。
【図３】実施例の多段変速遊星歯車列の作動表を示す図である。
【図４】本発明の実施例の多段変速遊星歯車列の断面図である。
【図５】図４の他の部分を示す断面図である。
【図６】第２ピストンの断面図である。
【図７】第２ピストンの正面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１      エンジン
２      トルクコンバータ
１０    入力軸
１２    第１出力軸
１４    第２出力軸
１６    出力歯車
１８    差動装置
２０    車軸
２２    第１遊星歯車組
２４    第２遊星歯車組
２６    第１入力歯車
２８    第２入力歯車
３０    第１サンギヤ
３２    第１リングギヤ
３４    第１ピニオン
３８    第１キャリア
４０    第２サンギヤ
４２    第２リングギヤ
４４    第２ピニオン
４８    第２キャリア
５０    第１反力歯車
５２    中間歯車
５４    第２反力歯車
５６    第１クラッチ
５８    第２クラッチ
６０    第１ブレーキ
６２    ケース
６４    第３クラッチ
６６    第２ブレーキ
６８    ワンウエイクラッチ
７０    第１ピストン
７２    ハウジング
７４    第２ピストン
７６    カバー
７８    ガイドピン
８０    スプリング
【図１】
2008128414.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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