自動変速機
【課題】フリクションロスを低減できるようにした自動変速機を提供する。
【解決手段】自動変速機は、第１〜第３の３つのプラネタリギヤ機構４〜５を備える。第３プラネタリギヤ機構６はシングルピニオン型であり、第７要素Ｒｃに隣接する並設ギヤ７を備える。第１要素Ｓａが入力軸２に、並設ギヤ７が出力部材３に連結される。第３要素Ｒａと第５要素Ｃｂを連結して第１連結体とし、第６要素Ｒｂと第９要素Ｓｃを連結して第２連結体とする。自動変速機は、入力軸２と第８要素Ｃｃを連結自在な第１係合機構Ｃ１、第２要素Ｃａと第７要素Ｒｃを連結自在な第２係合機構Ｃ２、第２要素Ｃａと第２連結体を連結自在な第３係合機構Ｃ３、第１連結体、第４要素Ｓｂ及び第８要素Ｃｃを変速機ケース１に夫々固定自在な第４〜第６係合機構Ｂ１〜Ｂ３を備える。
【解決手段】自動変速機は、第１〜第３の３つのプラネタリギヤ機構４〜５を備える。第３プラネタリギヤ機構６はシングルピニオン型であり、第７要素Ｒｃに隣接する並設ギヤ７を備える。第１要素Ｓａが入力軸２に、並設ギヤ７が出力部材３に連結される。第３要素Ｒａと第５要素Ｃｂを連結して第１連結体とし、第６要素Ｒｂと第９要素Ｓｃを連結して第２連結体とする。自動変速機は、入力軸２と第８要素Ｃｃを連結自在な第１係合機構Ｃ１、第２要素Ｃａと第７要素Ｒｃを連結自在な第２係合機構Ｃ２、第２要素Ｃａと第２連結体を連結自在な第３係合機構Ｃ３、第１連結体、第４要素Ｓｂ及び第８要素Ｃｃを変速機ケース１に夫々固定自在な第４〜第６係合機構Ｂ１〜Ｂ３を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力軸の回転を変速機ケース内に配置した複数のプラネタリギヤ機構を介して複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入力用の第１プラネタリギヤと変速用の２つのプラネタリギヤと６つの係合機構とを用いて、前進８段の変速を行うことができるようにした自動変速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１のものでは、入力用の第１プラネタリギヤを、第１サンギヤと、第１リングギヤと、互いに噛合すると共に一方が第１サンギヤに噛合し他方が第１リングギヤに噛合する一対の第１ピニオンを自転及び公転自在に軸支する第１キャリアとからなるダブルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成している。
【０００４】
第１プラネタリギヤは、第１サンギヤが変速機ケースに固定される固定要素、第１キャリアが入力軸に連結される入力要素、第１リングギヤが入力要素たる第１キャリアの回転速度を減速して出力する出力要素とされている。
【０００５】
又、変速用の２つのプラネタリギヤ機構を、第２サンギヤと、第３サンギヤと、第３リングギヤと一体化された第２リングギヤと、互いに噛合すると共に一方が第２サンギヤ及び第２リングギヤに噛合し他方が第３サンギヤに噛合する一対の第２ピニオンを自転及び公転自在に軸支する第２キャリアとからなるラビニヨ型のプラネタリギヤ機構で構成している。
【０００６】
このラビニヨ型のプラネタリギヤ機構は、速度線図においてギヤ比に対応する間隔を存して順に、第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素及び第４回転要素とすると、第１回転要素は第２サンギヤ、第２回転要素は第３キャリアと一体化された第２キャリア、第３回転要素は第３リングギヤと一体化された第２リングギヤ、第４回転要素は第３サンギヤとなる。
【０００７】
又、係合機構として、第１プラネタリギヤの出力要素たる第１リングギヤと第３サンギヤから成る第４回転要素とを解除自在に連結する第１係合機構と、入力軸と第２キャリアから成る第２回転要素とを解除自在に連結する第２係合機構と、出力要素たる第１リングギヤと第２サンギヤから成る第１回転要素とを解除自在に連結する第３係合機構と、入力要素たる第１キャリアと第２サンギヤから成る第１回転要素とを解除自在に連結する第４係合機構と、第２サンギヤから成る第１回転要素を変速機ケースに解除自在に固定する第５係合機構と、第２キャリアから成る第２回転要素を変速機ケースに解除自在に固定する第６係合機構とを備える。
【０００８】
以上の構成によれば、第１係合機構と第６係合機構とを係合することで１速段が確立され、第１係合機構と第５係合機構とを係合することで２速段が確立され、第１係合機構と第３係合機構とを係合することで３速段が確立され、第１係合機構と第４係合機構とを係合することで４速段が確立される。
【０００９】
又、第１係合機構と第２係合機構とを係合することで５速段が確立され、第２係合機構と第４係合機構とを係合することで６速段が確立され、第２係合機構と第３係合機構とを係合することで７速段が確立され、第２係合機構と第５係合機構とを係合することで８速段が確立される。又、１速段又は８速段を除くことにより前進７速段とすることもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２７３７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記従来例のものでは、各変速段において係合する係合機構の数が２つになる。そのため、解放している残りの４つの係合機構の引き摺りによるフリクションロスが大きくなり、変速機の効率が悪化する不具合がある。
【００１２】
本発明は、以上の点に鑑み、フリクションロスを低減できるようにした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】
【００１３】
本発明は、駆動源からの動力により回転する入力軸と、該入力軸の回転を複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機であって、第１から第３の３つのプラネタリギヤ機構を備え、第３プラネタリギヤ機構は、サンギヤと、リングギヤと、サンギヤ及びリングギヤに噛合するピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなるシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成され、第１プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３つの要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１要素、第２要素及び第３要素とし、第２プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３つの要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第４要素、第５要素及び第６要素とし、第３プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３つの要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第７要素、第８要素及び第９要素として、第７要素に隣接し且つ第３プラネタリギヤ機構のピニオンに噛合する並設ギヤが配置され、第１要素が入力軸に連結され、並設ギヤが出力部材に連結され、第３要素と第５要素とを連結して第１連結体が構成され、第６要素と第９要素とを連結して第２連結体が構成され、入力軸と第８要素とを解除自在に連結する第１係合機構と、第２要素と第７要素とを解除自在に連結する第２係合機構と、第２要素と第２連結体とを解除自在に連結する第３係合機構と、第１連結体を変速機ケースに解除自在に固定する第４係合機構と、第４要素を変速機ケースに解除自在に固定する第５係合機構と、第８要素を変速機ケースに解除自在に固定する第６係合機構とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、後述する実施形態の説明から明らかなように、前進７段以上の変速を行うことができると共に、第１から第６の６つの係合機構のうち各変速段において３つの係合機構が係合することになる。そのため、各変速段で解放している係合機構の数は３つになり、従来のように４つの係合機構が解放されるものに比し、解放している係合機構によるフリクションロスを低減でき、変速機の効率が向上する。
【００１５】
又、本発明において、第１プラネタリギヤ機構及び第２プラネタリギヤ機構を、サンギヤと、リングギヤと、サンギヤ及びリングギヤに噛合するピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなるシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成することが好ましい。
【００１６】
かかる構成によれば、３つのプラネタリギヤ機構の全てがシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成され、ダブルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成した場合と比較して、噛合回数を減少させることができ、変速機の効率をより向上させることができる。
【００１７】
又、本発明において、第６係合機構を、１ウェイクラッチ又は２ウェイクラッチで構成することが好ましい。かかる構成によれば、第６係合機構を湿式多板クラッチのみで構成したものと比較して、１速段と２速段との間での変速の制御性を向上させることができる。
【００１８】
又、本発明において、第２係合機構を、噛合機構とすることが好ましい。かかる構成によれば、後述する実施形態の説明から明らかなように、前進側の低速段域でのみ係合され、高速段域でのみ解放される第２係合機構が、フリクションロスの発生を防止する噛合機構となる。このため、前進側の高速段域のフリクションロスを更に抑制することができ、変速機の効率をより向上させることができる。
【００１９】
ここで、自動変速機をＦＲ方式の車両に用いる場合には、小型化を図るべく出力部材を軸状に構成して出力軸とし、入力軸と同一軸線上に配置し、プロペラシャフト等に連結することが望まれる。しかしながら、並設ギヤを、例えば、第５係合機構と第６係合機構との間に配置した場合、変速機ケースが邪魔となって入力軸と同一軸線上に出力部材たる出力軸を配置できない。
【００２０】
このため、出力部材をギヤで構成し、入力軸に平行にカウンターシャフトを配置して、カウンターシャフトに出力部材たるギヤに噛合する従動ギヤを設け、カウンターシャフトからプロペラシャフト等を介して後輪に駆動力を伝達する必要がある。これでは、カウンターシャフトを配置するスペースが必要となり、自動変速機が大型化してしまう。
【００２１】
この場合、本発明において、第４から第６係合機構を並設ギヤよりも駆動源の側に配置し、出力部材を入力軸と同一軸線上に配置された出力軸で構成することが好ましい。かかる構成によれば、変速機ケースが邪魔とならず、出力部材を軸状に形成し、入力軸と同一軸線上に配置して、並設ギヤに連結させることができ、変速機の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の自動変速機の第１実施形態のスケルトン図。
【図２】第１実施形態のプラネタリギヤの速度線図。
【図３】第１実施形態の自動変速機の各変速段における係合機構の係合状態を纏めて示す説明図。
【図４】本発明の自動変速機の第２実施形態を示すスケルトン図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明の自動変速機の第１実施形態を示している。この第１実施形態の自動変速機は、変速機ケース１内に回転自在に軸支した、図外のエンジン等の動力源に連結される入力軸２と、入力軸２と同心に配置された出力ギヤからなる出力部材３とを備えている。出力部材３の回転は、図外のデファレンシャルギヤを介して車両の左右の駆動輪に伝達される。
【００２４】
又、変速機ケース１内には、第１プラネタリギヤ機構４と第２プラネタリギヤ機構５と第３プラネタリギヤ機構６が入力軸２と同心に配置されている。第１プラネタリギヤ機構４は、サンギヤＳａと、リングギヤＲａと、サンギヤＳａとリングギヤＲａとに噛合するピニオンＰａを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成されている。
【００２５】
図２の上段に示す第１プラネタリギヤ機構４の速度線図（サンギヤ、キャリア、リングギヤの３つの要素の回転速度を直線で表すことができる図）を参照して、第１プラネタリギヤ機構４のサンギヤＳａ、キャリアＣａ及びリングギヤＲａから成る３つの要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第１要素、第２要素及び第３要素とすると、第１要素はサンギヤＳａ、第２要素はキャリアＣａ、第３要素はリングギヤＲａになる。
【００２６】
ここで、サンギヤＳａとキャリアＣａ間の間隔とキャリアＣａとリングギヤＲａ間の間隔との比は、第１プラネタリギヤ機構４のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｉとして、ｉ：１に設定される。尚、速度線図において、下の横線と上の横線は夫々回転速度が「０」と「１」（入力軸２と同じ回転速度）であることを示している。
【００２７】
第２プラネタリギヤ機構５は、サンギヤＳｂと、リングギヤＲｂと、サンギヤＳｂとリングギヤＲｂとに噛合するピニオンＰｂを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｂとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成される。
【００２８】
図２の中段に示す第２プラネタリギヤ機構５の速度線図を参照して、第２プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｂ、キャリアＣｂ及びリングギヤＲｂから成る３つの要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第４要素、第５要素及び第６要素とすると、第４要素はサンギヤＳｂ、第５要素はキャリアＣａ、第６要素はリングギヤＲｂになる。サンギヤＳｂとキャリアＣｂ間の間隔とキャリアＣｂとリングギヤＲｂ間の間隔との比は、第２プラネタリギヤ機構５のギヤ比をｊとして、ｊ：１に設定される。
【００２９】
第３プラネタリギヤ機構６は、サンギヤＳｃと、リングギヤＲｃと、サンギヤＳｃ及びリングギヤＲｃに噛合するピニオンＰｃを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｃとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成される。
【００３０】
図２の下段に示す第３プラネタリギヤ機構６の速度線図を参照して、第３プラネタリギヤ機構６のサンギヤＳｃ、キャリアＣｃ及びリングギヤＲｃから成る３つの要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第７要素、第８要素及び第９要素とすると、第７要素はリングギヤＲｃ、第８要素はキャリアＣｃ、第９要素はサンギヤＳｃになる。サンギヤＳｃとキャリアＣｃ間の間隔とキャリアＣｃとリングギヤＲｃ間の間隔との比は、第３プラネタリギヤ機構６のギヤ比をｋとして、ｋ：１に設定される。
【００３１】
又、第１実施形態の自動変速機では、第３プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｃ（第７要素）に隣接して配置され第３プラネタリギヤ機構６のピニオンＰｃに噛合しリングギヤＲｃ（第７要素）と同一の内径のリング形状で内周面に同一歯数のギヤを有する並設ギヤ７が設けられている。並設ギヤ７は第３プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｃ（第７要素）と同一の回転速度で回転する。
【００３２】
第１プラネタリギヤ機構４のサンギヤＳａ（第１要素）は入力軸２に連結されている。第３プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｃ（第７要素）に並設された並設ギヤ７は出力ギヤたる出力部材３に連結されている。又、第１プラネタリギヤ機構４のリングギヤＲａ（第３要素）と第２プラネタリギヤ機構５のキャリアＣｂ（第５要素）とを連結して第１連結体Ｒａ，Ｃｂを構成している。又、第２プラネタリギヤ機構５のリングギヤＲｂ（第６要素）と第３プラネタリギヤ機構６のサンギヤＳｃ（第９要素）とを連結して第２連結体Ｒｂ，Ｓｃを構成している。
【００３３】
第１実施形態の自動変速機では、３つのプラネタリギヤ機構４，５，６により、第１プラネタリギヤ機構４のサンギヤＳａ（第１要素）、キャリアＣａ（第２要素）、第１連結体Ｒａ，Ｃｂ（第３，第５要素）、第２プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｂ（第４要素）、第２連結体Ｒｂ，Ｓｃ（第６，第９要素）、第３プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｃ（第７要素）、キャリアＣｃ（第８要素）の合計７つの回転体を構成する。
【００３４】
又、第１実施形態の自動変速機は、湿式多板クラッチから成る係合機構として、入力軸２と第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｃ（第８要素）とを解除自在に連結する第１係合機構たる第１クラッチＣ１と、第１プラネタリギヤ機構４のキャリアＣａ（第２要素）と第３プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｃ（第７要素）とを解除自在に連結する第２係合機構たる第２クラッチＣ２と、第１プラネタリギヤ機構４のキャリアＣａ（第２要素）と第２連結体Ｒｂ，Ｓｃとを解除自在に連結する第３係合機構たる第３クラッチＣ３とを備える。
【００３５】
第３係合機構たる第３クラッチＣ３は、第２係合機構たる第２クラッチＣ２の径方向外方に配置され、入力軸２の軸線方向において第２クラッチＣ２と重なり合わせることにより、変速機の軸長を短くしている。
【００３６】
又、第１実施形態の自動変速機は、湿式多板ブレーキから成る係合機構として、第１連結体Ｒａ，Ｃｂ（第３，第５要素）を変速機ケース１に解除自在に固定する第４係合機構たる第１ブレーキＢ１と、第２プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｂ（第４要素）を変速機ケース１に解除自在に固定する第５係合機構たる第２ブレーキＢ２と、第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｃ（第８要素）を変速機ケース１に解除自在に固定する第３ブレーキＢ３とを備える。
【００３７】
尚、変速機ケース１には、第３ブレーキＢ３と並列に、第３プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｃ（第８要素）の正転（前進方向の回転）を許容し、逆転（後進方向の回転）を阻止する１ウェイクラッチＦ１が連結されている。
【００３８】
第３ブレーキＢ３及び１ウェイクラッチＦ１は、第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｃ（第８要素）の径方向外方に配置されている。第１実施形態の自動変速機では、第３ブレーキＢ３と１ウェイクラッチＦ１とで本発明の第６係合機構を構成している。
【００３９】
第１実施形態の自動変速機においては、第２クラッチＣ２（第２係合機構）と第２ブレーキＢ２（第５係合機構）とを係合させると、第１プラネタリギヤ機構４のキャリアＣａ（第２要素）と第３プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｃ（第７要素）とが同一の回転速度で回転すると共に、第２プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｂ（第４要素）の回転速度が「０」、第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｃ（第８要素）の回転速度が１ウェイクラッチＦ１の働きで「０」となり、３つのプラネタリギヤ機構４，５，６の速度線が図２に「１ｓｔ」で示す線になって、１速段が確立される。
【００４０】
このとき、第３ブレーキＢ３が開放されているが、第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｃ（第８要素）の回転速度が１ウェイクラッチＦ１の働きで「０」となっているため、第３ブレーキＢ３ではフリクションロスが発生しない。又、１ウェイクラッチＦ１を設けることにより、１速段と２速段との間での変速を行うときに、第３ブレーキＢ３への油圧の供給及びこの油圧供給の停止を行う必要がなくなり、１速段と２速段との間での変速の制御性を向上させることができる。
【００４１】
尚、第２クラッチＣ２（第２係合機構）及び第２ブレーキＢ２（第５係合機構）に加えて第３ブレーキＢ３を係合させると、エンジンブレーキを効かせられる状態で１速段が確立される。
【００４２】
第２クラッチＣ２と第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２とを係合させると、第１連結体Ｒａ，Ｃｂ（第３，第５要素）の回転速度が「０」、第２プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｂ（第４要素）の回転速度が「０」となり、第２プラネタリギヤ機構５の３つの要素が相対回転不能なロック状態となって、第２連結体Ｒｂ，Ｓｃ（第６，第９要素）の回転速度も「０」となる。
【００４３】
そして、第１プラネタリギヤ機構４のキャリアＣａ（第２要素）と第３プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｃ（第７要素）とが同一の回転速度で回転し、３つのプラネタリギヤ機構４，５，６の速度線が図２に「２ｎｄ」で示す線になって、２速段が確立される。
【００４４】
第２クラッチＣ２と第３クラッチＣ３と第２ブレーキＢ２とを係合させると、第１プラネタリギヤ機構４のキャリアＣａ（第２要素）と第２連結体Ｒｂ，Ｓｃ（第６，第９要素）と第３プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｃ（第７要素）とが同一の回転速度で回転し、第３プラネタリギヤ機構６のサンギヤＳｃ、キャリアＣｃ、リングギヤＲｃの３つの要素が相対回転不能なロック状態となる。そして、３つのプラネタリギヤ機構４，５，６の速度線が図２に「３ｒｄ」で示す線になって、３速段が確立される。
【００４５】
第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２と第２ブレーキＢ２とを係合させると、第１プラネタリギヤ機構４のサンギヤＳａ（第１要素）と第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｃ（第８要素）との回転速度が「１」となり、第１プラネタリギヤ機構４のキャリアＣａ（第２要素）と第３プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｃ（第７要素）とが同一の回転速度で回転して、３つのプラネタリギヤ機構４，５，６の速度線が図２に「４ｔｈ」で示す線になり、４速段が確立される。
【００４６】
第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２と第３クラッチＣ３とを係合させると、第１プラネタリギヤ機構４のサンギヤＳａ（第１要素）と第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｃ（第８要素）との回転速度が「１」となり、第３プラネタリギヤ機構６のサンギヤＳｃ、キャリアＣｃ、リングギヤＲｃの３つの要素が相対回転不能なロック状態となって、出力部材３に連結する第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｃの回転速度も「１」である５速段が確立される。
【００４７】
第１クラッチＣ１と第３クラッチＣ３と第２ブレーキＢ２とを係合させると、第１プラネタリギヤ機構４のサンギヤＳａ（第１要素）と第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｃ（第８要素）との回転速度が「１」、第２プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｂ（第４要素）の回転速度が「０」となり、第１プラネタリギヤ機構４のキャリアＣａ（第２要素）と第２連結体Ｒｂ，Ｓｃとが同一の回転速度で回転して、３つのプラネタリギヤ機構４，５，６の速度線が図２に「６ｔｈ」で示す線になって、６速段が確立される。
【００４８】
第１クラッチＣ１と第３クラッチＣ３と第１ブレーキＢ１とを係合させると、第１プラネタリギヤ機構４のサンギヤＳａ（第１要素）と第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｃ（第８要素）との回転速度が「１」、第１連結体Ｒａ，Ｃｂ（第３，第５要素）の回転速度が「０」となり、第１プラネタリギヤ機構４のキャリアＣａ（第２要素）と第２連結体Ｒｂ，Ｓｃ（第６，第９要素）とが同一の回転速度で回転して、３つのプラネタリギヤ機構４，５，６の速度線が図２に「７ｔｈ」で示す線になって、７速段が確立される。
【００４９】
第１クラッチＣ１と第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２とを係合させると、第１プラネタリギヤ機構４のサンギヤＳａ（第１要素）と第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｃ（第８要素）との回転速度が「１」、第２プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｂ（第４要素）及び第１連結体Ｒａ，Ｃｂ（第３，第５要素）の回転速度が「０」となる。
【００５０】
そして、第２プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｂ、キャリアＣｂ、リングギヤＲｂの３つの要素が相対回転不能なロック状態となって、第２連結体Ｒｂ，Ｓｃ（第６，第９要素）の回転速度が「０」となり、３つのプラネタリギヤ機構４，５，６の速度線が図２に「８ｔｈ」で示す線になって、８速段が確立される。
【００５１】
第３クラッチＣ３と第２ブレーキＢ２と第３ブレーキＢ３とを係合させると、第２プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｂ（第４要素）と第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｃ（第８要素）の回転速度が「０」となり、第１プラネタリギヤ機構４のキャリアＣａ（第２要素）と第２連結体Ｒｂ，Ｓｃ（第６，第９要素）とが同一の回転速度で回転して、３つのプラネタリギヤ機構４，５，６の速度線が図２に「Ｒｅｖ」で示す線になって、後進段が確立される。
【００５２】
尚、図２中の点線で示す速度線は、３つのプラネタリギヤ機構４，５，６のうち動力伝達するプラネタリギヤに追従して他のプラネタリギヤの各要素が回転することを表している。
【００５３】
図３は、上述した各変速段と各係合機構Ｃ１〜Ｃ３，Ｂ１〜Ｂ３の係合状態との関係を纏めて表示した図であり、「○」は係合を表している。又、図３は、第１プラネタリギヤ機構４のギヤ比ｉを１．６６６、第２プラネタリギヤ機構５のギヤ比ｊを１．６６６、第３プラネタリギヤ機構６のギヤ比ｋを１．６６６とした場合における各変速段のギヤレシオ（入力軸２の回転速度／出力部材３の回転速度）も示している。これによれば、公比（各変速段間のギヤレシオの比）が適切になると共に、８速段の公比の欄に示したレシオレンジ（１速レシオ／８速レシオ）も適切になる。
【００５４】
第１実施形態の自動変速機によれば、前進８段の変速を行うことができると共に、第１から第６の６つの係合機構Ｃ１〜Ｃ３，Ｂ１〜Ｂ３のうち各変速段において３つの係合機構が係合することになる。そのため、各変速段で解放している係合機構の数は３つになり、従来のように４つの係合機構が解放されるものに比し、解放している係合機構によるフリクションロスを低減でき、変速機の効率が向上する。
【００５５】
又、第３プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｃ（第７要素）と出力部材３とは構成上直接連結させることができないが、リングギヤＲｃ（第７要素）と同一回転速度となる並設ギヤ７に出力部材３を連結させることにより、第３プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｃ（第７要素）の回転速度を出力部材３から出力させることができる。
【００５６】
尚、第１実施形態の自動変速機においては、前進８段の変速を行うものを説明したが、何れか１つの変速段を省略することにより、前進７段の変速を行うように構成してもよい。例えば、第１実施形態の７速段を省略し８速段を７速段とすることにより、前進７段の変速を行うことができる。
【００５７】
又、第１実施形態の自動変速機においては、第１プラネタリギヤ機構４をシングルピニオン型のもので構成しているが、第１プラネタリギヤ機構４をダブルピニオン型のもので構成してもよい。この場合、例えば、第１要素をサンギヤＳａ、第２要素をリングギヤＲａ、第３要素をキャリアＣａとすればよい。
【００５８】
又、第１実施形態の自動変速機においては、第２プラネタリギヤ機構５をシングルピニオン型のもので構成しているが、図４に示す第２実施形態の自動変速機の如く、第２プラネタリギヤ機構５をダブルピニオン型のもので構成してもよい。この場合、例えば、第４要素をサンギヤＳｂ、第５要素をリングギヤＲｂ、第６要素をキャリアＣｂとすればよい。
【００５９】
又、第１実施形態の自動変速機においては、第６係合機構を、第３ブレーキＢ３と１ウェイクラッチＦ１とで構成したが、１ウェイクラッチＦ１を設けずに第３ブレーキＢ３のみで構成してもよい。
【００６０】
又、第６係合機構を、図４に示す第２実施形態の自動変速機の如く、第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｃ（第８要素）の正転（前進方向の回転）を許容し逆転（後進方向の回転）を阻止する状態、又はリングギヤＲｃの正転を阻止し逆転を許容する状態に切替え自在な２ウェイクラッチＦ２で構成してもよい。
【００６１】
この場合でも、１ウェイクラッチＦ１を設けた場合と同様に、１速段と２速段との間での変速の制御性を向上させることができる。又、後進段用の比較的大容量の第３ブレーキＢ３を省略することができ、フリクションロスをより低減でき、変速機の効率を向上させることができる。
【００６２】
又、図４に示す第２実施形態の如く、第２係合機構をドグクラッチＤ１（噛合機構）で構成してもよい。第２係合機構（第１実施形態では第２クラッチＣ２）は、図３から明らかなように、低速段域としての１〜５速段で係合し、高速段域としての６〜８速段で開放される。
【００６３】
従って、高速段域と比較して隣接する変速段間のトルク差が大きい低速段域たる１〜５速段では、係合状態の切り替えが行われず、比較的トルク差の小さい５速段と６速段の間の切り替えのときだけ係合状態が切り替えられる。このため、５速段と６速段の間の変速をスムーズに行うことができる。
【００６４】
又、ドグクラッチＤ１は機械的な噛合で係合し、湿式多板クラッチのように摩擦係合しないため、フリクションロスが発生しない。このため、第２係合機構をドグクラッチＤ１で構成することにより、第２係合機構を第１実施形態のように湿式多板クラッチＣ２で構成した場合と比較して、高速段域におけるフリクションロスをより低減させることができ、燃費を向上させることができる。尚、ドグクラッチＤ１は、同期噛合機構（シンクロメッシュ機構）等の同期機能を備えるもので構成してもよい。
【００６５】
又、本実施形態では、並設ギヤ７を、第３プラネタリギヤ機構６のリンギヤＲｃ（第７要素）と同一の内径のリング形状で内周面に同一歯数のギヤを有するもので構成したが、並設ギヤ７は、これに限られず、内径及び歯数をリングギヤＲｃ（第７要素）と異ならせてもよい。
【００６６】
この場合、例えば、第３プラネタリギヤ機構６のピニオンＰｃを小径部と大径部とで構成される段付きピニオンで構成し、ピニオンＰｃの小径部又は大径部にサンギヤＳｃ及びリングギヤＲｃを噛合させ、大径部又は小径部に並設ギヤ７を噛合させることにより構成できる。
【００６７】
このとき、並設ギヤ７の歯数をサンギヤＳｃの歯数で割った値をｍ、並設ギヤ７と噛合するピニオンＰｃの大径部又は小径部の歯数をサンギヤＳｃと噛合するピニオンＰｃの小径部又は大径部の歯数で割った値をｎとして、並設ギヤ７は、速度線図において、サンギヤＳｃとキャリアＣｃとの間の間隔を１とした場合に、並設ギヤ７とキャリアＣｃとの間の間隔がｎ／ｍとなるようにキャリアＣｃの左側に位置し、速度線図における並設ギヤ７の位置はリングギヤＲｃの位置と異なる。そして、並設ギヤ７は、リングギヤＲｃと異なる回転速度で回転する。
【００６８】
このように構成することにより、並設ギヤ７の歯数を変更することで各変速段のギヤレシオの設定自由度が向上されると共に、並設ギヤ７を小径とすれば変速機の構成部品の配置自由度も向上させることができる。
【００６９】
ところで、第１実施形態のように、出力部材３が第２ブレーキＢ２と第３ブレーキＢ３との間に位置していると、ＦＲ式の車両に用いる場合、出力部材３に噛合するギヤを備えるカウンターシャフトを設け、このカウンターシャフトにプロペラシャフトを連結して左右の後輪に動力を伝達させることとなるが、カウンターシャフト等の構成部品が増加し、自動変速機の小型化を図ることができなくなってしまう。
【００７０】
この場合、図４に示す第２実施形態の自動変速機の如く、第３ブレーキＢ３を第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｃ（第８要素）の駆動源側に接続し、第１〜第３ブレーキＢ１〜Ｂ３を並設ギヤ７よりも駆動源側に配置すれば、第３ブレーキＢ３が邪魔とならないため、入力軸２と同一軸線上に配置した出力軸で構成される出力部材３と、並設ギヤ７とを接続させることができる。これにより、カウンターシャフト等を用いることなく出力部材３をプロペラシャフトに連結させることができ、ＦＲ式の車両用の自動変速機の小型化を図ることができる。
【符号の説明】
【００７１】
１…変速機ケース、２…入力軸、３…出力部材（出力ギヤ）、４…第１プラネタリギヤ機構、Ｓａ…サンギヤ（第１要素）、Ｃａ…キャリア（第２要素）、Ｒａ…リングギヤ（第３要素）、５…第２プラネタリギヤ機構、Ｓｂ…サンギヤ（第４要素）、Ｃｂ…キャリア（第５要素）、Ｒｂ…リングギヤ（第６要素）、６…第３プラネタリギヤ機構、Ｓｃ…サンギヤ（第９要素）、Ｃｃ…キャリア（第８要素）、Ｒｃ…リングギヤ（第７要素）、７…並設ギヤ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力軸の回転を変速機ケース内に配置した複数のプラネタリギヤ機構を介して複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入力用の第１プラネタリギヤと変速用の２つのプラネタリギヤと６つの係合機構とを用いて、前進８段の変速を行うことができるようにした自動変速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１のものでは、入力用の第１プラネタリギヤを、第１サンギヤと、第１リングギヤと、互いに噛合すると共に一方が第１サンギヤに噛合し他方が第１リングギヤに噛合する一対の第１ピニオンを自転及び公転自在に軸支する第１キャリアとからなるダブルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成している。
【０００４】
第１プラネタリギヤは、第１サンギヤが変速機ケースに固定される固定要素、第１キャリアが入力軸に連結される入力要素、第１リングギヤが入力要素たる第１キャリアの回転速度を減速して出力する出力要素とされている。
【０００５】
又、変速用の２つのプラネタリギヤ機構を、第２サンギヤと、第３サンギヤと、第３リングギヤと一体化された第２リングギヤと、互いに噛合すると共に一方が第２サンギヤ及び第２リングギヤに噛合し他方が第３サンギヤに噛合する一対の第２ピニオンを自転及び公転自在に軸支する第２キャリアとからなるラビニヨ型のプラネタリギヤ機構で構成している。
【０００６】
このラビニヨ型のプラネタリギヤ機構は、速度線図においてギヤ比に対応する間隔を存して順に、第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素及び第４回転要素とすると、第１回転要素は第２サンギヤ、第２回転要素は第３キャリアと一体化された第２キャリア、第３回転要素は第３リングギヤと一体化された第２リングギヤ、第４回転要素は第３サンギヤとなる。
【０００７】
又、係合機構として、第１プラネタリギヤの出力要素たる第１リングギヤと第３サンギヤから成る第４回転要素とを解除自在に連結する第１係合機構と、入力軸と第２キャリアから成る第２回転要素とを解除自在に連結する第２係合機構と、出力要素たる第１リングギヤと第２サンギヤから成る第１回転要素とを解除自在に連結する第３係合機構と、入力要素たる第１キャリアと第２サンギヤから成る第１回転要素とを解除自在に連結する第４係合機構と、第２サンギヤから成る第１回転要素を変速機ケースに解除自在に固定する第５係合機構と、第２キャリアから成る第２回転要素を変速機ケースに解除自在に固定する第６係合機構とを備える。
【０００８】
以上の構成によれば、第１係合機構と第６係合機構とを係合することで１速段が確立され、第１係合機構と第５係合機構とを係合することで２速段が確立され、第１係合機構と第３係合機構とを係合することで３速段が確立され、第１係合機構と第４係合機構とを係合することで４速段が確立される。
【０００９】
又、第１係合機構と第２係合機構とを係合することで５速段が確立され、第２係合機構と第４係合機構とを係合することで６速段が確立され、第２係合機構と第３係合機構とを係合することで７速段が確立され、第２係合機構と第５係合機構とを係合することで８速段が確立される。又、１速段又は８速段を除くことにより前進７速段とすることもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２７３７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記従来例のものでは、各変速段において係合する係合機構の数が２つになる。そのため、解放している残りの４つの係合機構の引き摺りによるフリクションロスが大きくなり、変速機の効率が悪化する不具合がある。
【００１２】
本発明は、以上の点に鑑み、フリクションロスを低減できるようにした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】
【００１３】
本発明は、駆動源からの動力により回転する入力軸と、該入力軸の回転を複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機であって、第１から第３の３つのプラネタリギヤ機構を備え、第３プラネタリギヤ機構は、サンギヤと、リングギヤと、サンギヤ及びリングギヤに噛合するピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなるシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成され、第１プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３つの要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１要素、第２要素及び第３要素とし、第２プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３つの要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第４要素、第５要素及び第６要素とし、第３プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３つの要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第７要素、第８要素及び第９要素として、第７要素に隣接し且つ第３プラネタリギヤ機構のピニオンに噛合する並設ギヤが配置され、第１要素が入力軸に連結され、並設ギヤが出力部材に連結され、第３要素と第５要素とを連結して第１連結体が構成され、第６要素と第９要素とを連結して第２連結体が構成され、入力軸と第８要素とを解除自在に連結する第１係合機構と、第２要素と第７要素とを解除自在に連結する第２係合機構と、第２要素と第２連結体とを解除自在に連結する第３係合機構と、第１連結体を変速機ケースに解除自在に固定する第４係合機構と、第４要素を変速機ケースに解除自在に固定する第５係合機構と、第８要素を変速機ケースに解除自在に固定する第６係合機構とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、後述する実施形態の説明から明らかなように、前進７段以上の変速を行うことができると共に、第１から第６の６つの係合機構のうち各変速段において３つの係合機構が係合することになる。そのため、各変速段で解放している係合機構の数は３つになり、従来のように４つの係合機構が解放されるものに比し、解放している係合機構によるフリクションロスを低減でき、変速機の効率が向上する。
【００１５】
又、本発明において、第１プラネタリギヤ機構及び第２プラネタリギヤ機構を、サンギヤと、リングギヤと、サンギヤ及びリングギヤに噛合するピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなるシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成することが好ましい。
【００１６】
かかる構成によれば、３つのプラネタリギヤ機構の全てがシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成され、ダブルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成した場合と比較して、噛合回数を減少させることができ、変速機の効率をより向上させることができる。
【００１７】
又、本発明において、第６係合機構を、１ウェイクラッチ又は２ウェイクラッチで構成することが好ましい。かかる構成によれば、第６係合機構を湿式多板クラッチのみで構成したものと比較して、１速段と２速段との間での変速の制御性を向上させることができる。
【００１８】
又、本発明において、第２係合機構を、噛合機構とすることが好ましい。かかる構成によれば、後述する実施形態の説明から明らかなように、前進側の低速段域でのみ係合され、高速段域でのみ解放される第２係合機構が、フリクションロスの発生を防止する噛合機構となる。このため、前進側の高速段域のフリクションロスを更に抑制することができ、変速機の効率をより向上させることができる。
【００１９】
ここで、自動変速機をＦＲ方式の車両に用いる場合には、小型化を図るべく出力部材を軸状に構成して出力軸とし、入力軸と同一軸線上に配置し、プロペラシャフト等に連結することが望まれる。しかしながら、並設ギヤを、例えば、第５係合機構と第６係合機構との間に配置した場合、変速機ケースが邪魔となって入力軸と同一軸線上に出力部材たる出力軸を配置できない。
【００２０】
このため、出力部材をギヤで構成し、入力軸に平行にカウンターシャフトを配置して、カウンターシャフトに出力部材たるギヤに噛合する従動ギヤを設け、カウンターシャフトからプロペラシャフト等を介して後輪に駆動力を伝達する必要がある。これでは、カウンターシャフトを配置するスペースが必要となり、自動変速機が大型化してしまう。
【００２１】
この場合、本発明において、第４から第６係合機構を並設ギヤよりも駆動源の側に配置し、出力部材を入力軸と同一軸線上に配置された出力軸で構成することが好ましい。かかる構成によれば、変速機ケースが邪魔とならず、出力部材を軸状に形成し、入力軸と同一軸線上に配置して、並設ギヤに連結させることができ、変速機の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の自動変速機の第１実施形態のスケルトン図。
【図２】第１実施形態のプラネタリギヤの速度線図。
【図３】第１実施形態の自動変速機の各変速段における係合機構の係合状態を纏めて示す説明図。
【図４】本発明の自動変速機の第２実施形態を示すスケルトン図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明の自動変速機の第１実施形態を示している。この第１実施形態の自動変速機は、変速機ケース１内に回転自在に軸支した、図外のエンジン等の動力源に連結される入力軸２と、入力軸２と同心に配置された出力ギヤからなる出力部材３とを備えている。出力部材３の回転は、図外のデファレンシャルギヤを介して車両の左右の駆動輪に伝達される。
【００２４】
又、変速機ケース１内には、第１プラネタリギヤ機構４と第２プラネタリギヤ機構５と第３プラネタリギヤ機構６が入力軸２と同心に配置されている。第１プラネタリギヤ機構４は、サンギヤＳａと、リングギヤＲａと、サンギヤＳａとリングギヤＲａとに噛合するピニオンＰａを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成されている。
【００２５】
図２の上段に示す第１プラネタリギヤ機構４の速度線図（サンギヤ、キャリア、リングギヤの３つの要素の回転速度を直線で表すことができる図）を参照して、第１プラネタリギヤ機構４のサンギヤＳａ、キャリアＣａ及びリングギヤＲａから成る３つの要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第１要素、第２要素及び第３要素とすると、第１要素はサンギヤＳａ、第２要素はキャリアＣａ、第３要素はリングギヤＲａになる。
【００２６】
ここで、サンギヤＳａとキャリアＣａ間の間隔とキャリアＣａとリングギヤＲａ間の間隔との比は、第１プラネタリギヤ機構４のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｉとして、ｉ：１に設定される。尚、速度線図において、下の横線と上の横線は夫々回転速度が「０」と「１」（入力軸２と同じ回転速度）であることを示している。
【００２７】
第２プラネタリギヤ機構５は、サンギヤＳｂと、リングギヤＲｂと、サンギヤＳｂとリングギヤＲｂとに噛合するピニオンＰｂを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｂとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成される。
【００２８】
図２の中段に示す第２プラネタリギヤ機構５の速度線図を参照して、第２プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｂ、キャリアＣｂ及びリングギヤＲｂから成る３つの要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第４要素、第５要素及び第６要素とすると、第４要素はサンギヤＳｂ、第５要素はキャリアＣａ、第６要素はリングギヤＲｂになる。サンギヤＳｂとキャリアＣｂ間の間隔とキャリアＣｂとリングギヤＲｂ間の間隔との比は、第２プラネタリギヤ機構５のギヤ比をｊとして、ｊ：１に設定される。
【００２９】
第３プラネタリギヤ機構６は、サンギヤＳｃと、リングギヤＲｃと、サンギヤＳｃ及びリングギヤＲｃに噛合するピニオンＰｃを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｃとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成される。
【００３０】
図２の下段に示す第３プラネタリギヤ機構６の速度線図を参照して、第３プラネタリギヤ機構６のサンギヤＳｃ、キャリアＣｃ及びリングギヤＲｃから成る３つの要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第７要素、第８要素及び第９要素とすると、第７要素はリングギヤＲｃ、第８要素はキャリアＣｃ、第９要素はサンギヤＳｃになる。サンギヤＳｃとキャリアＣｃ間の間隔とキャリアＣｃとリングギヤＲｃ間の間隔との比は、第３プラネタリギヤ機構６のギヤ比をｋとして、ｋ：１に設定される。
【００３１】
又、第１実施形態の自動変速機では、第３プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｃ（第７要素）に隣接して配置され第３プラネタリギヤ機構６のピニオンＰｃに噛合しリングギヤＲｃ（第７要素）と同一の内径のリング形状で内周面に同一歯数のギヤを有する並設ギヤ７が設けられている。並設ギヤ７は第３プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｃ（第７要素）と同一の回転速度で回転する。
【００３２】
第１プラネタリギヤ機構４のサンギヤＳａ（第１要素）は入力軸２に連結されている。第３プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｃ（第７要素）に並設された並設ギヤ７は出力ギヤたる出力部材３に連結されている。又、第１プラネタリギヤ機構４のリングギヤＲａ（第３要素）と第２プラネタリギヤ機構５のキャリアＣｂ（第５要素）とを連結して第１連結体Ｒａ，Ｃｂを構成している。又、第２プラネタリギヤ機構５のリングギヤＲｂ（第６要素）と第３プラネタリギヤ機構６のサンギヤＳｃ（第９要素）とを連結して第２連結体Ｒｂ，Ｓｃを構成している。
【００３３】
第１実施形態の自動変速機では、３つのプラネタリギヤ機構４，５，６により、第１プラネタリギヤ機構４のサンギヤＳａ（第１要素）、キャリアＣａ（第２要素）、第１連結体Ｒａ，Ｃｂ（第３，第５要素）、第２プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｂ（第４要素）、第２連結体Ｒｂ，Ｓｃ（第６，第９要素）、第３プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｃ（第７要素）、キャリアＣｃ（第８要素）の合計７つの回転体を構成する。
【００３４】
又、第１実施形態の自動変速機は、湿式多板クラッチから成る係合機構として、入力軸２と第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｃ（第８要素）とを解除自在に連結する第１係合機構たる第１クラッチＣ１と、第１プラネタリギヤ機構４のキャリアＣａ（第２要素）と第３プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｃ（第７要素）とを解除自在に連結する第２係合機構たる第２クラッチＣ２と、第１プラネタリギヤ機構４のキャリアＣａ（第２要素）と第２連結体Ｒｂ，Ｓｃとを解除自在に連結する第３係合機構たる第３クラッチＣ３とを備える。
【００３５】
第３係合機構たる第３クラッチＣ３は、第２係合機構たる第２クラッチＣ２の径方向外方に配置され、入力軸２の軸線方向において第２クラッチＣ２と重なり合わせることにより、変速機の軸長を短くしている。
【００３６】
又、第１実施形態の自動変速機は、湿式多板ブレーキから成る係合機構として、第１連結体Ｒａ，Ｃｂ（第３，第５要素）を変速機ケース１に解除自在に固定する第４係合機構たる第１ブレーキＢ１と、第２プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｂ（第４要素）を変速機ケース１に解除自在に固定する第５係合機構たる第２ブレーキＢ２と、第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｃ（第８要素）を変速機ケース１に解除自在に固定する第３ブレーキＢ３とを備える。
【００３７】
尚、変速機ケース１には、第３ブレーキＢ３と並列に、第３プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｃ（第８要素）の正転（前進方向の回転）を許容し、逆転（後進方向の回転）を阻止する１ウェイクラッチＦ１が連結されている。
【００３８】
第３ブレーキＢ３及び１ウェイクラッチＦ１は、第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｃ（第８要素）の径方向外方に配置されている。第１実施形態の自動変速機では、第３ブレーキＢ３と１ウェイクラッチＦ１とで本発明の第６係合機構を構成している。
【００３９】
第１実施形態の自動変速機においては、第２クラッチＣ２（第２係合機構）と第２ブレーキＢ２（第５係合機構）とを係合させると、第１プラネタリギヤ機構４のキャリアＣａ（第２要素）と第３プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｃ（第７要素）とが同一の回転速度で回転すると共に、第２プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｂ（第４要素）の回転速度が「０」、第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｃ（第８要素）の回転速度が１ウェイクラッチＦ１の働きで「０」となり、３つのプラネタリギヤ機構４，５，６の速度線が図２に「１ｓｔ」で示す線になって、１速段が確立される。
【００４０】
このとき、第３ブレーキＢ３が開放されているが、第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｃ（第８要素）の回転速度が１ウェイクラッチＦ１の働きで「０」となっているため、第３ブレーキＢ３ではフリクションロスが発生しない。又、１ウェイクラッチＦ１を設けることにより、１速段と２速段との間での変速を行うときに、第３ブレーキＢ３への油圧の供給及びこの油圧供給の停止を行う必要がなくなり、１速段と２速段との間での変速の制御性を向上させることができる。
【００４１】
尚、第２クラッチＣ２（第２係合機構）及び第２ブレーキＢ２（第５係合機構）に加えて第３ブレーキＢ３を係合させると、エンジンブレーキを効かせられる状態で１速段が確立される。
【００４２】
第２クラッチＣ２と第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２とを係合させると、第１連結体Ｒａ，Ｃｂ（第３，第５要素）の回転速度が「０」、第２プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｂ（第４要素）の回転速度が「０」となり、第２プラネタリギヤ機構５の３つの要素が相対回転不能なロック状態となって、第２連結体Ｒｂ，Ｓｃ（第６，第９要素）の回転速度も「０」となる。
【００４３】
そして、第１プラネタリギヤ機構４のキャリアＣａ（第２要素）と第３プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｃ（第７要素）とが同一の回転速度で回転し、３つのプラネタリギヤ機構４，５，６の速度線が図２に「２ｎｄ」で示す線になって、２速段が確立される。
【００４４】
第２クラッチＣ２と第３クラッチＣ３と第２ブレーキＢ２とを係合させると、第１プラネタリギヤ機構４のキャリアＣａ（第２要素）と第２連結体Ｒｂ，Ｓｃ（第６，第９要素）と第３プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｃ（第７要素）とが同一の回転速度で回転し、第３プラネタリギヤ機構６のサンギヤＳｃ、キャリアＣｃ、リングギヤＲｃの３つの要素が相対回転不能なロック状態となる。そして、３つのプラネタリギヤ機構４，５，６の速度線が図２に「３ｒｄ」で示す線になって、３速段が確立される。
【００４５】
第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２と第２ブレーキＢ２とを係合させると、第１プラネタリギヤ機構４のサンギヤＳａ（第１要素）と第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｃ（第８要素）との回転速度が「１」となり、第１プラネタリギヤ機構４のキャリアＣａ（第２要素）と第３プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｃ（第７要素）とが同一の回転速度で回転して、３つのプラネタリギヤ機構４，５，６の速度線が図２に「４ｔｈ」で示す線になり、４速段が確立される。
【００４６】
第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２と第３クラッチＣ３とを係合させると、第１プラネタリギヤ機構４のサンギヤＳａ（第１要素）と第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｃ（第８要素）との回転速度が「１」となり、第３プラネタリギヤ機構６のサンギヤＳｃ、キャリアＣｃ、リングギヤＲｃの３つの要素が相対回転不能なロック状態となって、出力部材３に連結する第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｃの回転速度も「１」である５速段が確立される。
【００４７】
第１クラッチＣ１と第３クラッチＣ３と第２ブレーキＢ２とを係合させると、第１プラネタリギヤ機構４のサンギヤＳａ（第１要素）と第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｃ（第８要素）との回転速度が「１」、第２プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｂ（第４要素）の回転速度が「０」となり、第１プラネタリギヤ機構４のキャリアＣａ（第２要素）と第２連結体Ｒｂ，Ｓｃとが同一の回転速度で回転して、３つのプラネタリギヤ機構４，５，６の速度線が図２に「６ｔｈ」で示す線になって、６速段が確立される。
【００４８】
第１クラッチＣ１と第３クラッチＣ３と第１ブレーキＢ１とを係合させると、第１プラネタリギヤ機構４のサンギヤＳａ（第１要素）と第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｃ（第８要素）との回転速度が「１」、第１連結体Ｒａ，Ｃｂ（第３，第５要素）の回転速度が「０」となり、第１プラネタリギヤ機構４のキャリアＣａ（第２要素）と第２連結体Ｒｂ，Ｓｃ（第６，第９要素）とが同一の回転速度で回転して、３つのプラネタリギヤ機構４，５，６の速度線が図２に「７ｔｈ」で示す線になって、７速段が確立される。
【００４９】
第１クラッチＣ１と第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２とを係合させると、第１プラネタリギヤ機構４のサンギヤＳａ（第１要素）と第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｃ（第８要素）との回転速度が「１」、第２プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｂ（第４要素）及び第１連結体Ｒａ，Ｃｂ（第３，第５要素）の回転速度が「０」となる。
【００５０】
そして、第２プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｂ、キャリアＣｂ、リングギヤＲｂの３つの要素が相対回転不能なロック状態となって、第２連結体Ｒｂ，Ｓｃ（第６，第９要素）の回転速度が「０」となり、３つのプラネタリギヤ機構４，５，６の速度線が図２に「８ｔｈ」で示す線になって、８速段が確立される。
【００５１】
第３クラッチＣ３と第２ブレーキＢ２と第３ブレーキＢ３とを係合させると、第２プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｂ（第４要素）と第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｃ（第８要素）の回転速度が「０」となり、第１プラネタリギヤ機構４のキャリアＣａ（第２要素）と第２連結体Ｒｂ，Ｓｃ（第６，第９要素）とが同一の回転速度で回転して、３つのプラネタリギヤ機構４，５，６の速度線が図２に「Ｒｅｖ」で示す線になって、後進段が確立される。
【００５２】
尚、図２中の点線で示す速度線は、３つのプラネタリギヤ機構４，５，６のうち動力伝達するプラネタリギヤに追従して他のプラネタリギヤの各要素が回転することを表している。
【００５３】
図３は、上述した各変速段と各係合機構Ｃ１〜Ｃ３，Ｂ１〜Ｂ３の係合状態との関係を纏めて表示した図であり、「○」は係合を表している。又、図３は、第１プラネタリギヤ機構４のギヤ比ｉを１．６６６、第２プラネタリギヤ機構５のギヤ比ｊを１．６６６、第３プラネタリギヤ機構６のギヤ比ｋを１．６６６とした場合における各変速段のギヤレシオ（入力軸２の回転速度／出力部材３の回転速度）も示している。これによれば、公比（各変速段間のギヤレシオの比）が適切になると共に、８速段の公比の欄に示したレシオレンジ（１速レシオ／８速レシオ）も適切になる。
【００５４】
第１実施形態の自動変速機によれば、前進８段の変速を行うことができると共に、第１から第６の６つの係合機構Ｃ１〜Ｃ３，Ｂ１〜Ｂ３のうち各変速段において３つの係合機構が係合することになる。そのため、各変速段で解放している係合機構の数は３つになり、従来のように４つの係合機構が解放されるものに比し、解放している係合機構によるフリクションロスを低減でき、変速機の効率が向上する。
【００５５】
又、第３プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｃ（第７要素）と出力部材３とは構成上直接連結させることができないが、リングギヤＲｃ（第７要素）と同一回転速度となる並設ギヤ７に出力部材３を連結させることにより、第３プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｃ（第７要素）の回転速度を出力部材３から出力させることができる。
【００５６】
尚、第１実施形態の自動変速機においては、前進８段の変速を行うものを説明したが、何れか１つの変速段を省略することにより、前進７段の変速を行うように構成してもよい。例えば、第１実施形態の７速段を省略し８速段を７速段とすることにより、前進７段の変速を行うことができる。
【００５７】
又、第１実施形態の自動変速機においては、第１プラネタリギヤ機構４をシングルピニオン型のもので構成しているが、第１プラネタリギヤ機構４をダブルピニオン型のもので構成してもよい。この場合、例えば、第１要素をサンギヤＳａ、第２要素をリングギヤＲａ、第３要素をキャリアＣａとすればよい。
【００５８】
又、第１実施形態の自動変速機においては、第２プラネタリギヤ機構５をシングルピニオン型のもので構成しているが、図４に示す第２実施形態の自動変速機の如く、第２プラネタリギヤ機構５をダブルピニオン型のもので構成してもよい。この場合、例えば、第４要素をサンギヤＳｂ、第５要素をリングギヤＲｂ、第６要素をキャリアＣｂとすればよい。
【００５９】
又、第１実施形態の自動変速機においては、第６係合機構を、第３ブレーキＢ３と１ウェイクラッチＦ１とで構成したが、１ウェイクラッチＦ１を設けずに第３ブレーキＢ３のみで構成してもよい。
【００６０】
又、第６係合機構を、図４に示す第２実施形態の自動変速機の如く、第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｃ（第８要素）の正転（前進方向の回転）を許容し逆転（後進方向の回転）を阻止する状態、又はリングギヤＲｃの正転を阻止し逆転を許容する状態に切替え自在な２ウェイクラッチＦ２で構成してもよい。
【００６１】
この場合でも、１ウェイクラッチＦ１を設けた場合と同様に、１速段と２速段との間での変速の制御性を向上させることができる。又、後進段用の比較的大容量の第３ブレーキＢ３を省略することができ、フリクションロスをより低減でき、変速機の効率を向上させることができる。
【００６２】
又、図４に示す第２実施形態の如く、第２係合機構をドグクラッチＤ１（噛合機構）で構成してもよい。第２係合機構（第１実施形態では第２クラッチＣ２）は、図３から明らかなように、低速段域としての１〜５速段で係合し、高速段域としての６〜８速段で開放される。
【００６３】
従って、高速段域と比較して隣接する変速段間のトルク差が大きい低速段域たる１〜５速段では、係合状態の切り替えが行われず、比較的トルク差の小さい５速段と６速段の間の切り替えのときだけ係合状態が切り替えられる。このため、５速段と６速段の間の変速をスムーズに行うことができる。
【００６４】
又、ドグクラッチＤ１は機械的な噛合で係合し、湿式多板クラッチのように摩擦係合しないため、フリクションロスが発生しない。このため、第２係合機構をドグクラッチＤ１で構成することにより、第２係合機構を第１実施形態のように湿式多板クラッチＣ２で構成した場合と比較して、高速段域におけるフリクションロスをより低減させることができ、燃費を向上させることができる。尚、ドグクラッチＤ１は、同期噛合機構（シンクロメッシュ機構）等の同期機能を備えるもので構成してもよい。
【００６５】
又、本実施形態では、並設ギヤ７を、第３プラネタリギヤ機構６のリンギヤＲｃ（第７要素）と同一の内径のリング形状で内周面に同一歯数のギヤを有するもので構成したが、並設ギヤ７は、これに限られず、内径及び歯数をリングギヤＲｃ（第７要素）と異ならせてもよい。
【００６６】
この場合、例えば、第３プラネタリギヤ機構６のピニオンＰｃを小径部と大径部とで構成される段付きピニオンで構成し、ピニオンＰｃの小径部又は大径部にサンギヤＳｃ及びリングギヤＲｃを噛合させ、大径部又は小径部に並設ギヤ７を噛合させることにより構成できる。
【００６７】
このとき、並設ギヤ７の歯数をサンギヤＳｃの歯数で割った値をｍ、並設ギヤ７と噛合するピニオンＰｃの大径部又は小径部の歯数をサンギヤＳｃと噛合するピニオンＰｃの小径部又は大径部の歯数で割った値をｎとして、並設ギヤ７は、速度線図において、サンギヤＳｃとキャリアＣｃとの間の間隔を１とした場合に、並設ギヤ７とキャリアＣｃとの間の間隔がｎ／ｍとなるようにキャリアＣｃの左側に位置し、速度線図における並設ギヤ７の位置はリングギヤＲｃの位置と異なる。そして、並設ギヤ７は、リングギヤＲｃと異なる回転速度で回転する。
【００６８】
このように構成することにより、並設ギヤ７の歯数を変更することで各変速段のギヤレシオの設定自由度が向上されると共に、並設ギヤ７を小径とすれば変速機の構成部品の配置自由度も向上させることができる。
【００６９】
ところで、第１実施形態のように、出力部材３が第２ブレーキＢ２と第３ブレーキＢ３との間に位置していると、ＦＲ式の車両に用いる場合、出力部材３に噛合するギヤを備えるカウンターシャフトを設け、このカウンターシャフトにプロペラシャフトを連結して左右の後輪に動力を伝達させることとなるが、カウンターシャフト等の構成部品が増加し、自動変速機の小型化を図ることができなくなってしまう。
【００７０】
この場合、図４に示す第２実施形態の自動変速機の如く、第３ブレーキＢ３を第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｃ（第８要素）の駆動源側に接続し、第１〜第３ブレーキＢ１〜Ｂ３を並設ギヤ７よりも駆動源側に配置すれば、第３ブレーキＢ３が邪魔とならないため、入力軸２と同一軸線上に配置した出力軸で構成される出力部材３と、並設ギヤ７とを接続させることができる。これにより、カウンターシャフト等を用いることなく出力部材３をプロペラシャフトに連結させることができ、ＦＲ式の車両用の自動変速機の小型化を図ることができる。
【符号の説明】
【００７１】
１…変速機ケース、２…入力軸、３…出力部材（出力ギヤ）、４…第１プラネタリギヤ機構、Ｓａ…サンギヤ（第１要素）、Ｃａ…キャリア（第２要素）、Ｒａ…リングギヤ（第３要素）、５…第２プラネタリギヤ機構、Ｓｂ…サンギヤ（第４要素）、Ｃｂ…キャリア（第５要素）、Ｒｂ…リングギヤ（第６要素）、６…第３プラネタリギヤ機構、Ｓｃ…サンギヤ（第９要素）、Ｃｃ…キャリア（第８要素）、Ｒｃ…リングギヤ（第７要素）、７…並設ギヤ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源からの動力により回転する入力軸と、該入力軸の回転を複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機であって、
第１から第３の３つのプラネタリギヤ機構を備え、
第３プラネタリギヤ機構は、サンギヤと、リングギヤと、サンギヤ及びリングギヤに噛合するピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなるシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成され、
第１プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３つの要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１要素、第２要素及び第３要素とし、
第２プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３つの要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第４要素、第５要素及び第６要素とし、
第３プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３つの要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第７要素、第８要素及び第９要素として、
第７要素に隣接し且つ第３プラネタリギヤ機構のピニオンに噛合する並設ギヤが配置され、
前記第１要素が前記入力軸に連結され、前記並設ギヤが前記出力部材に連結され、前記第３要素と前記第５要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第６要素と前記第９要素とを連結して第２連結体が構成され、
前記入力軸と前記第８要素とを解除自在に連結する第１係合機構と、
前記第２要素と前記第７要素とを解除自在に連結する第２係合機構と、
前記第２要素と前記第２連結体とを解除自在に連結する第３係合機構と、
前記第１連結体を前記変速機ケースに解除自在に固定する第４係合機構と、
前記第４要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第５係合機構と、
前記第８要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第６係合機構とを備えることを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
前記第１プラネタリギヤ機構及び前記第２プラネタリギヤ機構は、サンギヤと、リングギヤと、サンギヤ及びリングギヤに噛合するピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなるシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構であることを特徴とする請求項１記載の自動変速機。
【請求項３】
前記第６係合機構は、１ウェイクラッチ又は２ウェイクラッチであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の自動変速機。
【請求項４】
前記第２係合機構は、噛合機構であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の自動変速機。
【請求項５】
前記第４から第６係合機構は、前記並設ギヤよりも前記駆動源の側に配置され、
前記出力部材は、前記入力軸と同一軸線上に配置された出力軸であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の自動変速機。
【請求項１】
駆動源からの動力により回転する入力軸と、該入力軸の回転を複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機であって、
第１から第３の３つのプラネタリギヤ機構を備え、
第３プラネタリギヤ機構は、サンギヤと、リングギヤと、サンギヤ及びリングギヤに噛合するピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなるシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成され、
第１プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３つの要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１要素、第２要素及び第３要素とし、
第２プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３つの要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第４要素、第５要素及び第６要素とし、
第３プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３つの要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第７要素、第８要素及び第９要素として、
第７要素に隣接し且つ第３プラネタリギヤ機構のピニオンに噛合する並設ギヤが配置され、
前記第１要素が前記入力軸に連結され、前記並設ギヤが前記出力部材に連結され、前記第３要素と前記第５要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第６要素と前記第９要素とを連結して第２連結体が構成され、
前記入力軸と前記第８要素とを解除自在に連結する第１係合機構と、
前記第２要素と前記第７要素とを解除自在に連結する第２係合機構と、
前記第２要素と前記第２連結体とを解除自在に連結する第３係合機構と、
前記第１連結体を前記変速機ケースに解除自在に固定する第４係合機構と、
前記第４要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第５係合機構と、
前記第８要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第６係合機構とを備えることを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
前記第１プラネタリギヤ機構及び前記第２プラネタリギヤ機構は、サンギヤと、リングギヤと、サンギヤ及びリングギヤに噛合するピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなるシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構であることを特徴とする請求項１記載の自動変速機。
【請求項３】
前記第６係合機構は、１ウェイクラッチ又は２ウェイクラッチであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の自動変速機。
【請求項４】
前記第２係合機構は、噛合機構であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の自動変速機。
【請求項５】
前記第４から第６係合機構は、前記並設ギヤよりも前記駆動源の側に配置され、
前記出力部材は、前記入力軸と同一軸線上に配置された出力軸であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の自動変速機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２８６０８７（Ｐ２０１０−２８６０８７Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４２１４２（Ｐ２００９−１４２１４２）
【出願日】平成２１年６月１５日（２００９．６．１５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１５日（２００９．６．１５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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