(57)【要約】【課題】  変速機の大型化を招くことなく前進９速段を達成可能な車両用変速機を提供すること。【解決手段】  本発明の車両用自動変速機では、入力軸と、第１及び第２ラビニョ型遊星歯車組と、６つの摩擦締結要素と、出力部と、を備え、入力軸を第１ピニオンキャリヤに常時連結し、前記出力部を第２リングギヤに常時連結し、第１シングルサンギヤを第２ピニオンキャリヤと第１回転メンバにより常時連結し、入力軸と第２シングルサンギヤとの間を第１の摩擦締結要素により断接可能とし、入力軸と第２ダブルサンギヤとの間を第２の摩擦締結要素の締結により断接可能とし、第１リングギヤを第３の摩擦締結要素により静止部に対して選択的に固定可能とし、第１ダブルサンギヤを第４の摩擦締結要素により静止部に対して選択的に固定可能とし、第１回転メンバを第５の摩擦締結要素により静止部に対して選択的に固定可能とし、第２シングルサンギヤを第６の摩擦締結要素により静止部に対して選択的に固定可能とした。【選択図】        図１
2017137916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と、第１及び第２ラビニョ型遊星歯車組と、６つの摩擦締結要素と、出力部と、を備え、
前記第１ラビニョ型遊星歯車は、第１シングルサンギヤと、第１ダブルサンギヤと、第１リングギヤと、前記第１シングルサンギヤおよび前記第１リングギヤの両方に噛み合う複数の第１シングルピニオンと、前記第１シングルピニオンおよび前記第１ダブルサンギヤの両方に噛み合う複数の第１ダブルピニオンと、前記第１シングルピニオン及び前記第１ダブルピニオンの両方を回転自在に支持する第１ピニオンキャリヤの４つの回転要素を備え、
第２ラビニョ型遊星歯車は、第２シングルサンギヤと、第２ダブルサンギヤと、第２リングギヤと、前記第２シングルサンギヤおよび前記第２リングギヤの両方に噛み合う複数の第２シングルピニオンと、前記第２シングルピニオンおよび前記第２ダブルサンギヤの両方に噛み合う複数の第２ダブルピニオンと、前記第２シングルピニオン及び前記第２ダブルピニオンの両方を回転自在に支持する第２ピニオンキャリヤの４つの回転要素を備え、
前記入力軸を、前記第１ピニオンキャリヤに常時連結し、
前記出力部を、前記第２リングギヤに常時連結し、
前記第１シングルサンギヤを、前記第２ピニオンキャリヤと第１回転メンバにより常時連結し、
前記入力軸と前記第２シングルサンギヤとの間を第１の摩擦締結要素により断接可能とし、
前記入力軸と前記第２ダブルサンギヤとの間を第２の摩擦締結要素の締結により断接可能とし、
前記第１リングギヤを、第３の摩擦締結要素により静止部に対して選択的に固定可能とし、
前記第１ダブルサンギヤを、第４の摩擦締結要素により前記静止部に対して選択的に固定可能とし、
前記第１回転メンバを、第５の摩擦締結要素により前記静止部に対して選択的に固定可能とし、
前記第２シングルサンギヤを、第６の摩擦締結要素により前記静止部に対して選択的に固定可能とした
ことを特徴とする車両用自動変速機。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用自動変速機において、
前記第１の摩擦締結要素は、第３速、第６速、第８速および後退で締結し、
前記第２の摩擦締結要素は、第１速、第２速、第３速、第４速および第５速で締結し、
前記第３の摩擦締結要素は、第５速、第８速および第９速で締結し、
前記第４の摩擦締結要素は、第４速、第６速および第７速で締結し、
前記第５の摩擦締結要素は、第１速および後退で締結し、
前記第６の摩擦締結要素は、第２速、第７速および第９速で締結する、
ことを特徴とする車両用自動変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力源と駆動輪との間で変速比を変更する車両用変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用変速機として、特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報の図４及び図１４には、４列の遊星歯車と６つの摩擦締結要素を用い、前進９速段を達成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２０１０−１０１４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、１速から９速までのギヤ比範囲（以下、レシオカバレッジと記載する。）を同じとして各変速段のギヤ比を設定するにあたり、変速比が１以上となるハイ側変速段を増やすことができると、必要となる摩擦締結要素の容量を小さくすることができ、摩擦締結要素や出力軸をコンパクト化することで、変速機自体を小型化できる。しかしながら、上述の従来技術にあっては、図４では６速以上、図１４では５速以上がハイ側変速段に設定されており、多くの変速段は変速比１未満に設定されている。よって、自動変速機の各摩擦締結要素で必要となるクラッチ容量が大きくなり、摩擦締結要素の小型化を図るには限界があり、変速機全体を小型化することが困難であった。
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、変速機の大型化を招くことなく前進９速段を達成可能な車両用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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の車両用自動変速機では、入力軸と、第１及び第２ラビニョ型遊星歯車組と、６つの摩擦締結要素と、出力部と、を備え、前記第１ラビニョ型遊星歯車は、第１シングルサンギヤと、第１ダブルサンギヤと、第１リングギヤと、前記第１シングルサンギヤおよび前記第１リングギヤの両方に噛み合う複数の第１シングルピニオンと、前記第１シングルピニオンおよび前記第１ダブルサンギヤの両方に噛み合う複数の第１ダブルピニオンと、前記第１シングルピニオン及び前記第１ダブルピニオンの両方を回転自在に支持する第１ピニオンキャリヤの４つの回転要素を備え、第２ラビニョ型遊星歯車は、第２シングルサンギヤと、第２ダブルサンギヤと、第２リングギヤと、前記第２シングルサンギヤおよび前記第２リングギヤの両方に噛み合う複数の第２シングルピニオンと、前記第２シングルピニオンおよび前記第２ダブルサンギヤの両方に噛み合う複数の第２ダブルピニオンと、前記第２シングルピニオン及び前記第２ダブルピニオンの両方を回転自在に支持する第２ピニオンキャリヤの４つの回転要素を備え、前記入力軸を、前記第１ピニオンキャリヤに常時連結し、前記出力部を、前記第２リングギヤに常時連結し、前記第１シングルサンギヤを、前記第２ピニオンキャリヤと第１回転メンバにより常時連結し、前記入力軸と前記第２シングルサンギヤとの間を第１の摩擦締結要素により断接可能とし、前記入力軸と前記第２ダブルサンギヤとの間を第２の摩擦締結要素の締結により断接可能とし、前記第１リングギヤを、第３の摩擦締結要素により静止部に対して選択的に固定可能とし、前記第１ダブルサンギヤを、第４の摩擦締結要素により前記静止部に対して選択的に固定可能とし、前記第１回転メンバを、第５の摩擦締結要素により前記静止部に対して選択的に固定可能とし、前記第２シングルサンギヤを、第６の摩擦締結要素により前記静止部に対して選択的に固定可能としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
よって、４速以上の高速段側変速段を、ギヤ比が１よりも小さな変速比に設定できるため、各摩擦締結要素に要求される締結容量が小さくなる。よって、摩擦締結要素や出力部材を小型化でき、変速機自体をコンパクト化できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施例１の車両用自動変速機の歯車列およびこの歯車列の作動を切り替える摩擦締結要素をスケルトンで示す図である。
【図２】実施例１の車両用自動変速機の摩擦締結要素の締結関係を示す作動表の図である。
【図３】実施例１の車両用変速機における、第１速から第９速及び後退での各遊星歯車組の共通速度線図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【０００８】
まず、実施例１の車両用自動変速機の構成を説明する。この実施例１の車両用自動変速機は、入力軸１と、２組のラビニョ型遊星歯車組２，３と、６つの摩擦締結要素（ブレーキやクラッチからなる）と、出力部１２と、を備えており、たとえばエンジン横置きのフロント・エンジン・フロント・ホイール駆動車（いわゆるFF車）に適用される。
【０００９】
入力軸１は、図示しないエンジン（ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関）に図示しないトルク・コンバータを介して常時連結される。一方、出力部１２は、入力軸１の外周に配置され、図示しない終減速機、差動歯車組等を介して左右の駆動輪に連結されている。２組のラビニョ型遊星歯車組、すなわち第１ラビニョウ２及び第２ラビニョ３は、入力軸１上で、エンジン側から第２ラビニョ３、第１ラビニョ２の順に配置される。
【００１０】
第１ラビニョ２は、第１シングルサンギヤSs1と、第１ダブルサンギヤSd1と、第１リングギヤR1と、第１シングルサンギヤSs1および第１リングギヤR1の両方に噛み合う複数の第１シングルピニオンPs1と、第１シングルピニオンPs1および第１ダブルサンギヤSd1の両方に噛み合う複数の第１ダブルピニオンPd1と、第１シングルピニオンPs1及び第１ダブルピニオンPd1の両方を回転自在に支持する第１ピニオンキャリヤC1の４つの回転要素を備えている。ここで、第１シングルサンギヤSs1で構成される遊星歯車組の歯数比αs１（第１シングルサンギヤSs1の歯数比／第１リングギヤR1の歯数比）を、たとえばαｓ１＝0.6514に設定し、第１ダブルサンギヤSd1で構成される遊星歯車組の歯数比αｄ１（第１ダブルサンギヤSd1の歯数比／第１リングギヤR1の歯数比）を、例えばαｄ１＝0.5321に設定してある。
【００１１】
第２ラビニョ３は、第２シングルサンギヤSs2と、第２ダブルサンギヤSd2と、第２リングギヤR2と、第２シングルサンギヤSs2および第２リングギヤR2の両方に噛み合う複数の第２シングルピニオンPs2と、第２シングルピニオンPs2および第２ダブルサンギヤSd2の両方に噛み合う複数の第２ダブルピニオンPd2と、第２シングルピニオンPs2及び第２ダブルピニオンPd2の両方を回転自在に支持する第２ピニオンキャリヤC2の４つの回転要素を備えている。ここで、第２シングルサンギヤSs2で構成される遊星歯車組の歯数比αs２（第２シングルサンギヤSs2の歯数比／第２リングギヤR2の歯数比）を、たとえばαｓ２＝0.4824に設定し、第２ダブルサンギヤSd2で構成される遊星歯車組の歯数比αｄ２（第２ダブルサンギヤSd2の歯数比／第２リングギヤR2の歯数比）を、例えばαｄ２＝0.4000に設定してある。
【００１２】
これらの２組のラビニョ２，３は、以下のように連結される。入力軸１は、第１ラビニョ２の第１ピニオンキャリヤC1に常時連結されるとともに、３６８リバースクラッチ368R/Cの締結により第２ラビニョ３の第２シングルサンギヤSs2に、また、１２３４５クラッチ12345Cの締結により第２ラビニョ３の第２ダブルサンギヤSd2に、それぞれ連結可能である。出力部１２は、第２ラビニョ３の第２リングギヤR2に常時連結される。第１ラビニョ２の第１シングルサンギヤSs1は、第２ピニオンキャリヤC2と第１回転メンバM1により常時連結される。
【００１３】
第１リングギヤR1は、５８９ブレーキ589/B（以下、単に589/Bとも記載する。特許請求の範囲に記載の第３の摩擦締結要素に相当。）により自動変速機ケース１３（特許請求の範囲に記載の静止部に相当。）に対して選択的に固定可能である。第１ダブルサンギヤSd1は、４６７ブレーキ467/B（以下、単に467/Bとも記載する。特許請求の範囲に記載の第４の摩擦締結要素に相当。）により自動変速機ケース１３に対して選択的に固定可能である。第１回転メンバM1は、ローリバースブレーキLR/B（以下、単にLR/Bとも記載する。特許請求の範囲に記載の第５の摩擦締結要素に相当。）により自動変速機ケース１３に対して選択的に固定可能である。
【００１４】
第２シングルサンギヤSs2は、２７９ブレーキ279/B（以下、単に279/Bとも記載する。特許請求の範囲に記載の第６の摩擦締結要素に相当。）により自動変速機ケース１３に対して選択的に固定可能であり、３６８リバースクラッチ368R/C（以下、単に368R/Cとも記載する。特許請求の範囲に記載の第１の摩擦締結要素に相当。）により入力軸１と選択的に連結可能である。第２ダブルサンギヤSd2は、１２３４５クラッチ12345/C（以下、単に12345/Cとも記載する。特許請求の範囲に記載の第２の摩擦締結要素に相当。）により入力軸１と選択的に連結可能である。
【００１５】
上記摩擦締結要素は、本実施例では油圧作動による多板式のものを用いる。これらの摩擦締結要素は、図示しないコントローラにより電子制御される図示しないコントロール・バルブからの圧油の供給、抜きにより、それらの締結、解放が制御される。これらのコントローラやコントロール・バルブの構成および作用はよく知られているので、ここではそれらの説明は省略する。
【００１６】
図２の作動表に、上記自動変速機の歯車列における変速段を切り替える上記各摩擦締結要素の締結・解放の制御、および上記歯数比αｓ１，αｄ１，αｓ２，αｄ２を用いた場合の各変速段でのギヤ比を示す。図２中、縦方向に各変速段を、また横方向に摩擦締結要素が記載してある。なお、同図中、○印は、この○印に相当する摩擦締結要素が締結状態にあることを、また空白はその摩擦締結要素が解放状態にあることを意味する。
【００１７】
次に、各変速段における動力の伝達経路を、そのときの共通速度線図とともに説明する。ここで、共通速度線図とは、縦軸に各回転要素の回転速度を取り、横軸にこれら回転要素を第１及び第２ラビニョ２，３の歯数比αｓ１，αｄ１，αｓ２，αｄ２の大きさに応じて割り振った線図である。すなわち、ラビニョ型の遊星歯車組の場合には、横軸上にダブルサンギヤ、リングギヤ、ピニオンキャリヤ、シングルサンギヤの４つの回転要素の回転速度軸を、この順に（左右いずれの方向でもよい）配置する。ダブルサンギヤとリングギヤとの歯数比をαｄ、シングルサンギヤとリングギヤとの歯数比をαｓ、リングギヤおよびピニオンキャリヤ間の大きさを１としたとき、ダブルサンギヤとリングギヤ間の大きさが（（１／αｄ）−１）、シングルサンギヤとピニオンキャリヤ間の大きさを（１／αｓ）となる割合で、それぞれ離して配置したものである。
【００１８】
この場合、縦軸には、回転速度ゼロより上方にエンジンの駆動方向と同じ回転方向の回転速度をとり、回転速度ゼロより下方にエンジンの駆動方向と逆回転方向の回転速度をとるようにする。共通速度線図にあっては、リングギヤ、ピニオン、シングルサンギヤ、ダブルサンギヤのそれぞれの噛み合い関係は歯と歯とが１対１で噛み合うリニアな関係となるので、各回転要素の回転速度を結ぶと直線関係となる。
【００１９】
次に、上記各摩擦係合要素の締結関係を示した図２、および各変速段における共通速度線図を示した図３に基づいて、各変速段での動力伝達について説明する。共通速度線図にあっては、第１ラビニョ２と第２ラビニョ３それぞれにおいて作図され、共通速度線図間で同じ回転速度となる回転要素同士間については、点線で結んである。
【００２０】
１速は、12345/CとLR/Bの締結により達成する。２速は、12345/Bと279/Bの締結により達成する。３速は、12345/Cと368R/Cの締結により達成する。４速は、12345/Cと467/Bの締結により達成する。５速は、12345/Cと589/Bの締結により達成する。６速は、368R/Cと467/Bの締結により達成する。７速は、279/Bと467/Bの締結により達成する。８速は、368R/Cと589/Bの締結により達成する。９速は、279/Bと589/Bの締結により達成する。後退速は、368R/CとLR/Bの締結により達成する。
各変速段で達成されるギヤ比は、１速が2.50000、２速が1.4881、３速が1.00000、４速が0.6711、５速が0.5205、６速が0.4523、７速が0.3713、８速が0.3053、９速が0.2661、後退速が2.0732となる。
【００２１】
〔実施例１の効果〕
・変速比に基づく効果
実施例１では、第４速以上の高速段側変速段を、ギヤ比が１よりも小さな変速比に設定できるため、各摩擦締結要素に要求される締結容量が小さくなる。よって、摩擦締結要素や出力部材を小型化でき、変速機自体をコンパクト化できる。尚、終減速機のギヤ比を大きくすることで、締結容量を低くしつつも車両としての駆動力を確保できる。
【００２２】
・スケルトン全体による効果
実施例１では、２つのラビニョ型遊星歯車組と６つの摩擦係合要素という単純で少ない構成要素でありながら、適正な減速比を確保可能な前進９速後退１速の自動変速機を実現することができ、自動変速機の小型化を達成できる。
【００２３】
・前進のレシオカバレッジに基づく効果
前進のレシオカバレッジ（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では、例えば、前進１速の減速比を2.5000、前進９速の減速比を0.2661に設定可能であり、１−９速レシオカバレッジは9.3952となり、十分なレ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。
【００２４】
また、レシオカバレッジの割に、低速側のギヤ比が大きいと、ファイナルギヤへ伝達するトルクが大きくなる。このため、自動変速機やプロペラシャフトの強度が必要となり、車両全体が大型化する。つまり、同一のレシオカバレッジであるならば、最低速変速比はそれほど大きくない方が好ましい。実施例１の自動変速機は、最低変速段のギヤ比をそれほど大きくすることなく、十分なレシオカバレッジを確保することができる。
【００２５】
・１−Ｒレシオに基づく効果
後退１速の変速比と前進１速の変速比の比（後退１速の変速比／前進１速の変速比：以下、「１−Ｒレシオ」と称する）を、例えば、前進１速の減速比を2.5000、後退速の減速比を2.0732に設定可能である。この場合、１−Ｒレシオは0.8293となるため、前進時と後退時とでアクセルペダルの踏み加減に対する車両の加速感が異なることもなく、運転性が悪化するという問題を回避することができる。
【００２６】
ここで、１−Ｒレシオについて補足説明する。１−Ｒレシオを適切な値に設定できない場合、例えば、１−Ｒレシオが小さな値になると、前進１速と後退１速とでアクセル開度に対する出力トルクが大きく異なる。前進時と後退時とで、アクセルペダルの踏み込み加減に対する車両の加速感が大きく異なると、前進１速と後退１速は共に車両発進時に使用される点で共通していることから、運転性が悪化するという問題がある。この観点から運転性の指標の１つとして導入されたものである。
【００２７】
・二組のラビニョ型遊星歯車組を用いたことに基づく効果
ここで、実施例１の効果を、比較例と対比して説明する。前進９速の自動変速機として、例えば特開2010-101405号公報の図１３に示す構成が知られている。この公報には、１組のラビニョ型遊星歯車組と２組の単純遊星歯車組とを組み合わせ、前進９速後退１速の自動変速機を開示している（以下、比較例と記載する。）。しかしながら、比較例の自動変速機では、ラビニョ型遊星歯車組におけるキャリヤを、２組の単純遊星歯車組と連結する必要があり、キャリヤの構造が複雑化すると共にユニット全長が長くなるという問題がある。また、２組の単純遊星歯車組を用いているため、ギヤ等の回転要素も多くなり、部品点数の増大を招くという問題がある。加えて、各遊星歯車組を連結するための回転要素の数が３つ必要となり、これら回転要素が層構造を形成することで自動変速機の径方向の大型化を招くという問題がある。
これに対し、実施例１では、二組のラビニョ型遊星歯車組を使用することで、キャリヤの構造が複雑化することなく、自動変速機を小型化できる。また、エンジンのエネルギーを高回転で駆動輪に伝達する構成としたため、自動変速機内に大きなトルクが作用することを回避でき、更なる小型化を図ることができる。
【００２８】
以上、実施例１では前進９変速段を達成する構成について説明したが、９変速段のうちから適宜選択して前進８速段以下の変速段を達成する自動変速機として構成してもよい。
【００２９】
また、実施例１で示した自動変速機から、467/Bと、第１ダブルサンギヤSd1と、第１ダブルピニオンPd1を取り除くことで、前進６変速段を達成する自動変速機を得ることができる。具体的には、これら要素を取り除くことで、実施例１の第４速、第６速および第７速が排除され、残りの第１速、第２速、第３速、第５速、第８速および第９速によって前進６変速段を達成できる。よって、前進９変速段の自動変速機を製造する製造ラインにおいて、前進６変速段の自動変速機を製造することが容易となり、製造コストを低減できる。
【符号の説明】
【００３０】
１    入力軸
２    第１ラビニョ（第１ラビニョ型遊星歯車組）
３    第２ラビニョ（第２ラビニョ型遊星歯車組）
１２    出力部
１３    自動変速機ケース（静止部）
C1    第１ピニオンキャリヤ
C2    第２ピニオンキャリヤ
Pd1    第１ダブルピニオン
Pd2    第２ダブルピニオン
Ps1    第１シングルピニオン
Ps2    第２シングルピニオン
R1    第１リングギヤ
R2    第２リングギヤ
Sd1    第１ダブルサンギヤ
Sd2    第２ダブルサンギヤ
Ss1    第１シングルサンギヤ
Ss2    第２シングルサンギヤ
M1    第１回転メンバ
589/C    ５８９ブレーキ（第３の摩擦締結要素）
467/B    ４６７ブレーキ（第６の摩擦締結要素）
LR/B    ローリバースブレーキ（第５の摩擦締結要素）
279/B    ２７９ブレーキ（第６の摩擦締結要素）
368R/C    ３６８リバースクラッチ（第１の摩擦締結要素）
12345C    １２３４５クラッチ（第２の摩擦締結要素）
【図１】
2017137916.tif 000003
【図２】
2017137916.tif 000004
【図３】
2017137916.tif 000005