(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と、出力軸と、キャリヤを前記入力軸と連結し且つサンギヤを固定した第１列のダブルピニオンプラネタリギヤと、第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのキャリヤ及びリングギヤと第３列のシングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤ及びキャリヤとをそれぞれ連結して第１〜第４の軸要素を具備させ且つ前記第３の軸要素を前記出力軸と連結してなるプラネタリギヤユニットと、前記入力軸と前記プラネタリギヤユニットの前記第２の軸要素とを選択的に連結するための第１の摩擦クラッチ要素Ｃ１と、前記入力軸と前記プラネタリギヤユニットの前記第１の軸要素とを選択的に連結するための第２の摩擦クラッチ要素Ｃ２と、前記第１列のダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤと前記プラネタリギヤユニットの前記第４の軸要素とを選択的に連結するための第３の摩擦クラッチ要素Ｃ０と、前記プラネタリギヤユニットの前記第１の軸要素を選択的に固定するための第１の摩擦ブレーキ要素Ｂ１と、前記プラネタリギヤユニットの前記第２の軸要素を選択的に固定するための第２の摩擦ブレーキ要素Ｂ２と、を備える変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は変速装置に関するものであり、例えば自動車の自動変速装置に用いられる変速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の変速装置として、例えば特開平６−３２３３８１号公報に開示される技術がある。この公報には、３つのプラネタリギヤユニットが直列に配置され、各プラネタリギヤユニットはそれぞれ１つのリングギヤ、キャリヤ、サンギヤを用いている。これらのギヤを使用して、外力で駆動される５つの係合要素（２つのクラッチと３つのブレーキ）を介して６つの前進ギヤ段と１つの後進ギヤ段を切換え可能な変速装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、トラック等の商用系の車両は積載荷重によってエンジントルクに対して車両重量が大きくなる傾向があるため、出力軸の駆動トルクが大きい変速装置を採用することが好ましい。しかしながら上記公報に開示される変速装置は、前進ギヤ段を６つ構成しているが、アンダードライブは１速から４速までで５速と６速はオーバードライブである。したがって上記の変速装置を商用系の車両へ採用した場合、オーバードライブである５速と６速は駆動トルクが小さくなってしまうため５速と６速の使用頻度が少なくなり、商用系の車両へ採用するには実用性の面から適切ではない、という問題がある。
【０００４】
そこで本発明は、上記問題点を解決すべく、３列のプラネタリギヤで５つの摩擦係合要素を用いて、１速から５速がアンダードライブで、６速がオーバードライブである前進６段の変速装置を提供することを技術的課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１の発明は、入力軸と、出力軸と、キャリヤを前記入力軸と連結し且つサンギヤを固定した第１列のダブルピニオンプラネタリギヤと、第２列のシングルピニオンプラネタリギヤのキャリヤ及びリングギヤと第３列のシングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤ及びキャリヤとをそれぞれ連結して第１〜第４の軸要素を具備させ且つ前記第３の軸要素を前記出力軸と連結してなるプラネタリギヤユニットと、前記入力軸と前記プラネタリギヤユニットの前記第２の軸要素とを選択的に連結するための第１の摩擦クラッチ要素Ｃ１と、前記入力軸と前記プラネタリギヤユニットの前記第１の軸要素とを選択的に連結するための第２の摩擦クラッチ要素Ｃ２と、前記第１列のダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤと前記プラネタリギヤユニットの前記第４の軸要素とを選択的に連結するための第３の摩擦クラッチ要素Ｃ０と、前記プラネタリギヤユニットの前記第１の軸要素を選択的に固定するための第１の摩擦ブレーキ要素Ｂ１と、前記プラネタリギヤユニットの前記第２の軸要素を選択的に固定するための第２の摩擦ブレーキ要素Ｂ２と、を備える変速装置とした。
【０００６】
請求項１の変速装置によると、３列のプラネタリギヤで５つの摩擦係合要素（摩擦クラッチ要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ０、摩擦ブレーキ要素Ｂ１、Ｂ２）を切換えて１速から５速がアンダードライブ、６速がオーバードライブの前進６段、後進１段の変速装置を構成することができる。更に請求項１によると、第３の摩擦クラッチ要素Ｃ０を設けたことで入力軸のトルクがプラネタリギヤユニットに入力されることがなくなって、第１列のダブルピニオンプラネタリギヤのピニオンギヤが無負荷で高速回転するのを抑えることが可能になり、ギヤノイズを低減するとともにギヤの耐久性を向上することができる。
【０００９】
【実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。本実施の形態では、自動車用の自動変速装置に用いた場合について説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施の形態における自動変速装置２０のギヤトレーンを示す概略図である。自動変速装置２０はハウジング１内に配設され、図示しないエンジンの出力を粘性媒体の剪断力を介して変速装置２０に出力するトルクコンバータ２からの出力を摩擦係合要素の切換えに応じて前進６速、後進１速に増減速切換えして、図示しない車輪に出力する。
【００１１】
変速装置２０は、トルクコンバータ２の出力軸である入力軸１１と、図示しない差動装置を介して車軸に連結される出力軸１２と、入力軸１１と連結するキャリヤＰＣ１を有する第１列のダブルピニオンプラネタリギヤＧ１（以下、第１プラネタリギヤＧ１と称す）と、第２列のシングルピニオンプラネタリギヤＧ２（以下、第２プラネタリギヤＧ２と称す）及び第３列のシングルピニオンプラネタリギヤＧ３（以下、第３プラネタリギヤＧ３と称す）を備え、第２プラネタリギヤＧ２のキャリヤＰＣ２を第３プラネタリギヤＧ３のリングギヤＲ３に連結するとともに第２プラネタリギヤＧ２のリングギヤＲ２を第３プラネタリギヤＧ３のキャリヤＰＣ３に連結して第１〜第４の軸要素Ｊ１〜Ｊ４を具備し、且つ第３の軸要素Ｊ３を出力軸１２に連結するとともに第４の軸要素Ｊ４を第１プラネタリギヤＧ１のリングギヤＲ１に連結したプラネタリギヤユニットＧ２３と、入力軸１１とプラネタリギヤユニットＧ２３の第２の軸要素Ｊ２とを選択的に連結するための第１の摩擦クラッチ要素Ｃ１と、入力軸１１とプラネタリギヤユニットＧ２３の第１の軸要素Ｊ１とを選択的に連結するための第２の摩擦クラッチ要素Ｃ２と、第１プラネタリギヤＧ１のリングギヤＲ１とプラネタリギヤユニットＧ２３の第４の軸要素Ｊ４とを選択的に連結する第３の摩擦クラッチ要素Ｃ０と、プラネタリギヤユニットＧ２３の第１の軸要素Ｊ１を選択的に固定するための第１の摩擦ブレーキ要素Ｂ１と、プラネタリギヤユニットＧ２３の第２の軸要素Ｊ２を選択的に固定するための第２の摩擦ブレーキ要素Ｂ２と、を備える。
【００１２】
第１プラネタリギヤＧ１では、ρ１＝サンギヤＳ１の歯数／リングギヤＲ１の歯数＝０．３、第２プラネタリギヤＧ２では、ρ２＝サンギヤＳ２の歯数／リングギヤＲ２の歯数＝０．４、第３プラネタリギヤＧ３では、ρ３＝サンギヤＳ３の歯数／リングギヤＲ３の歯数＝０．６である。
【００２６】
表１に本実施の形態における各係合要素の組み合せ及びギヤ比を示す。
【００２７】
【表１】
0004228452.tif 000002
【００２８】
尚、表１において○は係合状態を、空欄は開放状態を示している。
【００２９】
表１における変速段の切換えについて説明する。１速では、第３の摩擦クラッチ要素Ｃ０が係合して入力軸１１のトルクを増大させ、プラネタリギヤユニットＧ２３の第４の軸要素Ｊ４に増大したトルクを伝達するとともに、第２の摩擦ブレーキ要素Ｂ２にて第２の軸要素Ｊ２を固定することで第３の軸要素Ｊ３が減速回転され、１速を形成する。
【００３０】
２速では、第３の摩擦クラッチ要素Ｃ０が係合して入力軸１１のトルクを増大させ、プラネタリギヤユニットＧ２３の第４の軸要素Ｊ４に増大した伝達するとともに、第１の摩擦ブレーキ要素Ｂ１にてプラネタリギヤユニットＧ２３の第１の軸要素Ｊ１を固定することで第３の軸要素Ｊ３が減速回転され、２速を形成する。
【００３１】
３速では、第３の摩擦クラッチ要素Ｃ０が係合して入力軸１１のトルクを増大させ、プラネタリギヤユニットＧ２３の第４の軸要素Ｊ４に増大したトルクを伝達するとともに、第２の摩擦クラッチ要素Ｃ２を係合して第１の軸要素Ｊ１に入力軸１１のトルクを伝達することで第３の軸要素Ｊ３が減速回転され、３速を形成する。
【００３２】
４速では、第３の摩擦クラッチ要素Ｃ０が係合して入力軸１１のトルクを増大させ、プラネタリギヤユニットＧ２３の第４の軸要素Ｊ４に増大したトルクを伝達するとともに、第１の摩擦クラッチ要素Ｃ１を係合して第２の軸要素Ｊ２に入力軸１１のトルクを伝達することで、第３の軸要素Ｊ３が減速回転され、４速を形成する。
【００３３】
５速では、第１の摩擦クラッチ要素Ｃ１を係合して入力軸１１のトルクをプラネタリギヤユニットＧ２３の第２の軸要素Ｊ２に伝達するとともに、第２の摩擦クラッチ要素Ｃ２を係合してプラネタリギヤユニットＧ２３を一体回転させることで、５速を形成する。
【００３４】
６速では、第１の摩擦クラッチ要素Ｃ１を係合してプラネタリギヤユニットＧ２３の第２の軸要素Ｊ２に入力軸１１のトルクを伝達するとともに、第１の摩擦ブレーキ要素Ｂ１にて第１の軸要素Ｊ１を固定することで第３の軸要素Ｊ３が増速回転され、６速を形成する。
【００３５】
後進は、第２の摩擦クラッチ要素Ｃ２を係合してプラネタリギヤユニットＧ２３の第１の軸要素Ｊ１に入力軸１１のトルクを伝達するとともに、第２の摩擦ブレーキ要素Ｂ２にて第２の軸要素Ｊ２を固定することで第３の軸要素Ｊ３が逆回転され、後進を形成する。
【００３６】
上述したように各摩擦係合要素を切換えることで、３列のプラネタリギヤＧ１、Ｇ２、Ｇ３と５つの摩擦係合要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ０、Ｂ１、Ｂ２でアンダードライブ５速、オーバードライブ１速の前進６速、後進１速の変速装置２０を構成することができる。
【００３７】
更に、第３の摩擦クラッチ要素Ｃ０を用いたことによって、第４の軸要素Ｊ４に負荷がかからない状態ではリングギヤＲ１と第４の軸要素Ｊ４とを切り離すことが可能になり、６速及び後進時に第１プラネタリギヤＧ１のピニオンギヤが高速無負荷回転することがなくなる。６速及び後進時におけるギヤノイズを低減するとともに第１プラネタリギヤＧ１の耐久性を向上することができる。
【００３８】
プラネタリギヤユニットＧ２３に関して、第２プラネタリギヤＧ２と第３プラネタリギヤＧ３におけるキャリヤＰＣ２、ＰＣ３とリングギヤＲ２、Ｒ３との繋ぎの組み合せパターンは、本実施の形態で説明したパターン以外に４つのパターンが考えられる。この４つのパターンを図２〜図５に示す。図２〜図５に示す構成のプラネタリギヤユニットＧ２３は本実施の形態で説明したパターンのプラネタリギヤユニットＧ２３と置換可能であり、図２〜図５に示すプラネタリギヤユニットＧ２３を置換した場合には表１に示す摩擦係合要素の係合・開放の組み合せと同一になる。更に置換するプラネタリギヤユニットＧ２３の歯数を本実施の形態と同一にすると、表１に示すギヤ比も同一になる。
【００３９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定される意図はなく、本発明の主旨に沿った形態の変速装置であればどのような形態であってもよい。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１の変速装置によると、３列のプラネタリギヤで５つの摩擦係合要素（摩擦クラッチ要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ０、摩擦ブレーキ要素Ｂ１、Ｂ２）を切換えて１速から５速がアンダードライブ、６速がオーバードライブの前進６段、後進１段の変速装置を構成することができる。更に請求項１によると、第３の摩擦クラッチ要素Ｃ０を設けたことで入力軸のトルクがプラネタリギヤユニットに入力されることがなくなって、第１列のダブルピニオンプラネタリギヤのピニオンギヤが無負荷で高速回転するのを抑えることが可能になり、ギヤノイズを低減するとともにギヤの耐久性を向上することができる。
【００４１】
請求項２の変速装置によると、３列のプラネタリギヤで５つの摩擦係合要素（摩擦クラッチ要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ０、摩擦ブレーキ要素Ｂ１、Ｂ２）を切換えて１速から５速がアンダードライブ、６速がオーバードライブの前進６段、後進１段の変速装置を構成することができる。更に請求項２によると、第３の摩擦クラッチ要素Ｃ０を設けたことで入力軸のトルクがプラネタリギヤユニットに入力されることがなくなって、第１列のダブルピニオンプラネタリギヤのピニオンギヤが無負荷で高速回転するのを抑えることが可能になり、ギヤノイズを低減するとともにギヤの耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における変速装置の概略図である。
【図２】本発明のプラネタリギヤユニットの別の組み合せパターンを示す概略図である。
【図３】本発明のプラネタリギヤユニットの別の組み合せパターンを示す概略図である。
【図４】本発明のプラネタリギヤユニットの別の組み合せパターンを示す概略図である。
【図５】本発明のプラネタリギヤユニットの別の組み合せパターンを示す概略図である。
【符号の説明】
１・・・ハウジング
２・・・トルクコンバータ
２０・・・変速装置
１１・・・入力軸
１２・・・出力軸
Ｇ１・・・第１列のダブルピニオンプラネタリギヤ
Ｇ２・・・第２列のシングルピニオンプラネタリギヤ
Ｇ３・・・第３列のシングルピニオンプラネタリギヤ
Ｇ２３・・・プラネタリギヤユニット
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３・・・サンギヤ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３・・・リングギヤ
ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３・・・キャリヤ
Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２・・・摩擦クラッチ要素
Ｂ１、Ｂ２・・・摩擦ブレーキ要素
Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４・・・軸要素
【図１】
0004228452.tif 000003
【図２】
0004228452.tif 000004
【図３】
0004228452.tif 000005
【図４】
0004228452.tif 000006
【図５】
0004228452.tif 000007