專利名稱：自動變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動變速器，該自動變速器使連接在輸入軸上的單式行星齒輪機(jī)構(gòu)的各要素能夠經(jīng)由離合器連接到復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)的各要素，同時能夠經(jīng)由制動器固定到復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)的各要素，從而對輸入軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行復(fù)數(shù)檔的變速，并傳送到輸出軸上。
背景技術(shù)：
在日本專利特開平4-219553號公報所公開的自動變速器中，設(shè)置有單式行星齒輪機(jī)構(gòu)，其是由與輸入軸連接的第1齒圈、固定在變速器殼體上的第1太陽輪、以及支持與第1齒圈和第1太陽輪嚙合的小齒輪的第1行星架組成的；以及復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)，其具有第2和第3太陽輪、與第2太陽輪直接嚙合并經(jīng)由中間小齒輪與第3太陽輪嚙合的長小齒輪、支持該長小齒輪和中間小齒輪的共用行星架、以及與上述長小齒輪嚙合的共用齒圈，該復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)的共用齒圈與輸出軸直接連接，通過輸入軸的旋轉(zhuǎn)降低了轉(zhuǎn)速的單式行星齒輪機(jī)構(gòu)的第1行星架的旋轉(zhuǎn)，經(jīng)由第1和第3離合器被有選擇地傳遞到復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)的第3和第2太陽輪上，輸入軸的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由第2離合器被有選擇地傳遞到復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)的行星架，經(jīng)由第1和第2制動器分別選擇地固定復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)的第2太陽輪和共用行星架，從而實(shí)現(xiàn)前進(jìn)6檔、和倒退檔的變速檔。
還有，在美國專利第5542889號說明書中，記載了如圖1所示的自動變速器。在該自動變速器中，通過與旋轉(zhuǎn)連接在發(fā)動機(jī)的曲軸14上的輸入軸44直接連接的行星架74、固定在變速器殼體80上的太陽輪70和增加輸入軸44的轉(zhuǎn)速而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的齒圈72，構(gòu)成單式行星齒輪機(jī)構(gòu)52，兩個行星齒輪50、48中的齒圈64與行星架58直接連接，行星架66與齒圈56通過離合器CL1能夠連接，構(gòu)成復(fù)式行星齒輪50、48。行星齒輪50、48中的太陽輪62經(jīng)由離合器CL3與單式行星齒輪機(jī)構(gòu)52的行星架74能夠連接，或者通過制動器B2能夠固定在變速器殼體80上。還有，行星架66通過單向離合器82能夠阻止逆轉(zhuǎn)，通過離合器CL1連接在行星架66上的齒圈56通過單向離合器82能夠阻止逆轉(zhuǎn)。行星架66經(jīng)由離合器CL2與單式行星齒輪機(jī)構(gòu)52的齒圈72能夠連接，或者通過制動器B1能夠固定在變速器殼體80上。直接連接的齒圈64和行星架58與輸出軸90直接連接，行星齒輪機(jī)構(gòu)48的太陽輪54與輸入軸44直接連接。
另外，與日本專利特開平4-219553號公報記載相同的日本專利特開2000-220704號公報記載的自動變速器中，如其圖6、7所示，被發(fā)動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的輸入軸11被分割成軸前半部11A和軸后半部11B，通過花鍵結(jié)合在一起。在軸前半部11A，用于向液壓伺服系統(tǒng)部6供應(yīng)操作油的油路11p與向配置在變速器殼體10內(nèi)的各結(jié)構(gòu)要素供給潤滑油的潤滑油路11r平行，在軸后半部11B，形成有潤滑油路11s。而且，單式行星齒輪機(jī)構(gòu)G1的行星架C1不與輸入軸11連接，而與第1和第3離合器C-1、C-3的共用輪轂74連接。
在日本專利特開平4-219553號公報和特開2000-220704號公報所記載的自動變速器中，由于發(fā)動機(jī)的輸出旋轉(zhuǎn)通過單式行星齒輪機(jī)構(gòu)減速后輸入到復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)上，因此能夠向復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)傳遞增大后的轉(zhuǎn)矩。特別是在例如柴油發(fā)動機(jī)那樣利用較低的輸出旋轉(zhuǎn)輸出較高的轉(zhuǎn)矩的情況下，發(fā)動機(jī)的輸出特性中的傳遞轉(zhuǎn)矩進(jìn)一步增大，為了與高轉(zhuǎn)矩對應(yīng)，必須增加各部分的尺寸，增加離合器、制動器的容量。
為了解決該問題，在美國專利第5542889號說明書中記載的自動變速器中，利用單式行星齒輪機(jī)構(gòu)52對發(fā)動機(jī)的輸出旋轉(zhuǎn)進(jìn)行增速，并輸入到復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)48、50上。但是，美國專利第5542889號說明書中記載的自動變速器，行星架66通過單向離合器82阻止逆轉(zhuǎn)，齒圈56通過離合器CL1連接到該行星架66上，從而阻止旋轉(zhuǎn)，獲得反作用力，對與太陽輪54直接連接的輸入軸44的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行減速，實(shí)現(xiàn)第1檔。因此，該自動變速器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時對于傳遞轉(zhuǎn)矩大的第1檔，為了阻止受到反作用力的齒圈56的旋轉(zhuǎn)，需要增加連接齒圈56與單向離合器82的離合器CL1的容量，從而導(dǎo)致裝置的大型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于針對上述要求，提供通過利用單式行星齒輪機(jī)構(gòu)對輸入軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行增速并傳遞到復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)、能夠減少自動變速器各部分的分擔(dān)轉(zhuǎn)矩、進(jìn)而減少各部分的尺寸和各摩擦結(jié)合要素的容量的自動變速器。
為了解決上述問題、達(dá)成目的，本發(fā)明是一種自動變速器，其使連接于輸入軸的單式行星齒輪機(jī)構(gòu)及連接于上述輸出軸的復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)的各要素進(jìn)行連接或固定、從而對上述輸入軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行多檔的變速、并傳遞給上述輸出軸，其中，上述單式行星齒輪機(jī)構(gòu)具有與上述輸入軸直接連接的輸入要素、和固定在上述變速器殼體上的固定要素以及對上述輸入軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行增速旋轉(zhuǎn)并與上述中間軸直接連接的增速要素，上述復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)具有第1、第2、第3和第4要素，該第1、第2、第3和第4要素的排列順序分別對應(yīng)于在速度線圖中、以與齒輪比對應(yīng)的間隔順次排列的4個要素，上述第1要素經(jīng)由第3離合器能夠與上述輸入軸連接、同時能夠經(jīng)由第1制動器固定，上述第2要素經(jīng)由第2離合器能夠與上述中間軸連接、同時能夠經(jīng)由第2制動器固定，上述第3要素與輸出軸直接連接，上述第4要素經(jīng)由第1離合器能夠與上述輸入軸連接。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于與發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)連接的輸入軸的旋轉(zhuǎn)通過單式行星齒輪機(jī)構(gòu)增速后輸入到復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)上，因此減少了傳遞到復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩，從而能夠減小各部分的尺寸，減少離合器、制動器的容量。還有，能夠在不增加各部分的尺寸及增大離合器、制動器的容量的前提下，只是對將與汽油發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)連接的輸入軸的旋轉(zhuǎn)通過單式行星齒輪機(jī)構(gòu)減速輸入到復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)上的現(xiàn)有的汽油發(fā)動機(jī)用自動變速器、和復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)部分等實(shí)現(xiàn)共用化，將通過單式行星齒輪機(jī)構(gòu)對輸入軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行減速變更成增速，從而能夠提供在低于汽油發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速下輸出高轉(zhuǎn)矩的適用于例如柴油發(fā)動機(jī)的自動變速器。另外，在傳遞大轉(zhuǎn)矩的第1檔時，由于不經(jīng)由離合器阻止第2要素的旋轉(zhuǎn)，因此不必裝備大容量的離合器，從而能夠?qū)崿F(xiàn)自動變速器的小型化、輕量化、和低成本化。
還有，本發(fā)明在上述改良了的自動變速器中，在共同軸線上、由變速器殼體能夠旋轉(zhuǎn)地軸承支撐上述輸入軸和輸出軸，上述中間軸，在形成于前端部的支撐軸部被支撐在貫穿設(shè)于上述輸入軸的端部的軸承孔中，且能夠相對于上述輸入軸同軸旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，通過單式行星齒輪機(jī)構(gòu)對旋轉(zhuǎn)連接于發(fā)動機(jī)的輸入軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行增速并傳遞到中間軸，通過復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)將該中間軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行多檔的變速、并傳遞給輸出軸，在這樣的自動變速器中，由于增速的中間軸被支撐在輸入軸的端部，且能夠同軸地相對旋轉(zhuǎn)，因此能夠在小空間中高剛性地支撐中間軸并使其能夠旋轉(zhuǎn)。
另外，本發(fā)明在上述第2項(xiàng)改良了的自動變速器中，上述中間軸，從該中間軸的前端部貫通上述復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)的內(nèi)周側(cè)并延伸出來，在上述共同軸線上、在該延出部的端部被能夠旋轉(zhuǎn)地軸承支撐于變速器殼體。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠在小空間中在變速器殼體上高剛性地兩端支撐增速的中間軸。
本發(fā)明在上述第1至第3中任一項(xiàng)改良了的自動變速器中，上述復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)由兩個單式行星齒輪機(jī)構(gòu)組成，該兩個單式行星齒輪機(jī)構(gòu)中的一個單式行星齒輪機(jī)構(gòu)的不同的兩個要素，在常態(tài)下分別與另一個單式行星齒輪機(jī)構(gòu)的各自不同的兩個要素連接，從而具有四個旋轉(zhuǎn)要素。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，起到與權(quán)利要求1的發(fā)明同樣的效果，同時能夠利用簡單的結(jié)構(gòu)，對輸入軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾x間，變速為前進(jìn)6檔、倒退檔，并輸出到輸出軸。
本發(fā)明在上述第1至第3中任一項(xiàng)改良了的自動變速器中，上述單式行星齒輪機(jī)構(gòu)由第1太陽輪、支撐與該第1太陽輪嚙合的小齒輪的第1行星架、以及與該小齒輪嚙合的第1齒圈組成，該第1行星架為上述輸入要素，該太陽輪為上述固定要素，該第1齒圈為上述增速要素，上述復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)由第2和第3太陽輪、與上述第2太陽輪直接嚙合并經(jīng)由中間小齒輪與上述第3太陽輪嚙合的長小齒輪、支撐該長小齒輪和上述中間小齒輪的共用行星架、以及與上述長小齒輪嚙合的共用齒圈組成，該第2太陽輪為上述第1要素，該共用行星架為上述第2要素，該共用齒圈為上述第3要素，該第3太陽輪為上述第4要素。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，第2太陽輪經(jīng)由第3離合器與第1行星架有選擇地連接、或者經(jīng)由第1制動器有選擇地固定。共用行星架經(jīng)由第2離合器與第1齒圈有選擇地連接、或者經(jīng)由第2制動器有選擇地固定。共用齒圈與輸出軸直接連接。第3太陽輪經(jīng)由第1離合器與第1行星架有選擇地連接。
這樣，起到與權(quán)利要求1的發(fā)明同樣的效果，同時能夠利用全長較小的緊湊結(jié)構(gòu)，對輸入軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾x間，變速為前進(jìn)6檔、倒退檔，并輸出到輸出軸。
本發(fā)明在上述第1至第5中任一項(xiàng)改良了的自動變速器中，上述第1和第3離合器配置在上述單式行星齒輪機(jī)構(gòu)的附近。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，只是將過去的汽油發(fā)動機(jī)用自動變速器與復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16部分實(shí)現(xiàn)共用化，將通過單式行星齒輪機(jī)構(gòu)對輸入軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行減速變更成增速，就能夠容易地提供在低于現(xiàn)有的汽油發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速下輸出高轉(zhuǎn)矩的適用于例如柴油發(fā)動機(jī)的自動變速器。
本發(fā)明在上述第2項(xiàng)改良了的自動變速器中，上述單式行星齒輪機(jī)構(gòu)由作為上述輸入要素的、同時經(jīng)由從上述輸入軸的端部向半徑方向突出設(shè)置的部件而連接的行星架；作為上述固定要素的、同時經(jīng)由與上述變速器殼體連接并在軸方向延伸的固定部件連接的太陽輪；和作為上述增速要素的齒圈組成，上述齒圈與中間軸經(jīng)由連接部件而連接在一起，該連接部件由從上述齒圈向徑方向內(nèi)側(cè)延出的徑方向延出部和從該徑方向延出部在軸方向延伸的軸方向延出部組成，在上述軸方向延出部具有與上述中間軸連接的連接部、和向摩擦結(jié)合要素的液壓伺服系統(tǒng)供給油壓的供給部，上述連接部配置在相對于上述供給部的、在軸方向上與形成于上述中間軸的前端部的支撐軸部相反的一側(cè)。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在中間軸的前端部被支撐在貫穿設(shè)于輸入軸的端部的軸承孔的部位，能夠使設(shè)置于連接部件的軸方向延出部的供給部液密性地嵌合于中間軸，同時能夠利用結(jié)合部使連接部件與中間軸連接。
本發(fā)明在上述第7項(xiàng)改良了的自動變速器中，與上述變速器殼體連接、并在軸方向延伸的固定部件被配置在上述輸入軸的外周，在上述固定部件、上述輸入軸、和上述中間軸形成有與上述供給部連通的油路，經(jīng)由該油路向上述液壓伺服系統(tǒng)供給操作油。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在中間軸形成的油路中，與相對于上述供給部、在軸方向上與形成于上述中間軸的前端部的支撐軸部相同方向配置上述連接部的結(jié)構(gòu)相比，能夠縮短油路距離。
本發(fā)明在上述第7或第8項(xiàng)改良了的自動變速器中，在上述變速器殼體、上述中間軸形成有用于向配置在變速器殼體內(nèi)的要素供給潤滑油的潤滑油路。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠容易形成用于向配置在變速器殼體內(nèi)的要素供給潤滑油的潤滑油路，而不會干涉用于向液壓伺服系統(tǒng)供給操作油的油路。還有，相比于為了供給上述操作油而將形成于上述中間軸的油路配置于在軸方向上與形成于上述中間軸的前端部的支撐軸部相同方向的結(jié)構(gòu)，由于能夠縮短該油路長度，從而能夠相應(yīng)地增長潤滑油路的長度，能夠向要素供給足夠的潤滑油。
本發(fā)明在上述第1或第2項(xiàng)改良了的自動變速器中，上述單式行星齒輪機(jī)構(gòu)由作為上述輸入要素的行星架、作為上述固定要素的太陽輪、和作為上述增速要素的齒圈組成，具有從上述行星架向上述單式行星齒輪機(jī)構(gòu)的外周軸線方向延伸的輪轂部件，上述行星架與上述輪轂部件一體化構(gòu)成，上述行星架由行星架本體和行星架蓋組成，在該行星架蓋上形成有用于插入上述小齒輪的缺口。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠提供容易地將小齒輪組裝到與輸入軸連接的行星架內(nèi)、同時部件數(shù)量少、結(jié)構(gòu)簡單、摩擦結(jié)合要素的動作平滑的自動變速器。
本發(fā)明在上述第10項(xiàng)改良了的自動變速器中，在上述行星架蓋上，以上述共同軸線為中心，點(diǎn)對稱地形成有多個上述缺口。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠改善行星架的旋轉(zhuǎn)平衡，從而在旋轉(zhuǎn)時不會出現(xiàn)振動。
本發(fā)明在上述第10項(xiàng)改良了的自動變速器中，上述單式行星齒輪機(jī)構(gòu)由作為上述輸入要素的行星架、作為上述固定要素的太陽輪、和作為上述增速要素的齒圈組成，具有從上述行星架向上述單式行星齒輪機(jī)構(gòu)的外周軸線方向延伸的輪轂部件，上述行星架與上述輪轂部件分別構(gòu)成，通過花鍵和卡環(huán)限制軸方向和旋轉(zhuǎn)方向的移動。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠從在行星架本體的外周形成的窗部容易地將小齒輪組裝到與輸入軸連接的行星架內(nèi)。
本發(fā)明在上述第10項(xiàng)改良了的自動變速器中，上述單式行星齒輪機(jī)構(gòu)由作為上述輸入要素的行星架、作為上述固定要素的太陽輪、和作為上述增速要素的齒圈組成，具有從上述行星架向上述單式行星齒輪機(jī)構(gòu)的外周軸線方向延伸的輪轂部件，上述行星架與上述輪轂部件一體化構(gòu)成，在上述輪轂部件形成有用于插入上述小齒輪的孔。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠從在輪轂部件上形成的孔和行星架本體外周的窗部，容易地將小齒輪組裝到與輸入軸連接的行星架內(nèi)。


圖1為表示與本發(fā)明有關(guān)的自動變速裝置的實(shí)施方式的骨架圖。
圖2是表示本實(shí)施方式的各變速檔的制動器和離合器的結(jié)合狀態(tài)、齒輪比和節(jié)距的圖。
圖3為表示本實(shí)施方式的各變速檔的行星齒輪的各要素的轉(zhuǎn)速比的速度線圖。
圖4為表示控制裝置的框圖。
圖5為表示行星齒輪的各要素的轉(zhuǎn)矩分擔(dān)的表。
圖6為表示各摩擦結(jié)合要素的轉(zhuǎn)矩分擔(dān)的表。
圖7為表示將本發(fā)明適用于FF車輛用的自動變速器的第1實(shí)施例的截面圖。
圖8為表示將本發(fā)明適用于FF車輛用的自動變速器的第2實(shí)施例的截面圖。
圖9為第2實(shí)施例的單式行星齒輪機(jī)構(gòu)局部的放大截面圖。
圖10為從前方觀察圖9所示的單式行星齒輪機(jī)構(gòu)的第1行星架的圖。
圖11為表示單式行星齒輪機(jī)構(gòu)部分的第3實(shí)施例的放大截面圖。
圖12為表示將本發(fā)明適用于FR車輛用的自動變速器的第4實(shí)施例的截面圖。
圖13為表示現(xiàn)有的汽油發(fā)動機(jī)用自動變速器的骨架圖。
圖14為表示現(xiàn)有的汽油發(fā)動機(jī)用自動變速器的制動器和離合器的結(jié)合狀態(tài)、齒輪比和節(jié)距的圖。
圖15為表示現(xiàn)有的汽油發(fā)動機(jī)用自動變速器的各變速檔的行星齒輪的各要素的轉(zhuǎn)速比的速度線圖。
圖16為表示現(xiàn)有的汽油發(fā)動機(jī)用自動變速器的行星齒輪的各要素的轉(zhuǎn)矩分擔(dān)的表。
圖17為表示現(xiàn)有的汽油發(fā)動機(jī)用自動變速器的各摩擦結(jié)合要素的轉(zhuǎn)矩分擔(dān)的表。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

與本發(fā)明有關(guān)的自動變速器的實(shí)施方式。在圖1中，10為與本發(fā)明有關(guān)的自動變速器，用于對例如由汽車的柴油發(fā)動機(jī)所旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的液力變矩器11的輸出旋轉(zhuǎn)進(jìn)行變速并傳遞到驅(qū)動輪。自動變速器10由被安裝在車體上的變速器殼體12被順次支持在共同軸線13上的輸入軸14、液力變矩器11、單式行星齒輪機(jī)構(gòu)15、復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16、輸出軸17、離合器C-1至C-3、以及制動器B-1、B-2組成。
單式行星齒輪機(jī)構(gòu)15由固定在殼體12上的第1太陽輪S1、支撐與該第1太陽輪S1嚙合的小齒輪18、并與輸入軸14直接連接的第1行星架C1、以及與該小齒輪18嚙合的齒圈R1組成。第1行星架C1為與輸入軸14連接的輸入要素、第1太陽輪S1為固定在殼體12上的固定要素，第1齒圈R1為對輸入軸14的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行增速旋轉(zhuǎn)的增速要素。
復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16由被支撐在共同軸線13上并能夠旋轉(zhuǎn)的第2和第3太陽輪S2、S3；與第2太陽輪S2直接嚙合并經(jīng)由中間小齒輪24與第3太陽輪S3嚙合的長小齒輪23、支撐該長小齒輪23和中間小齒輪24的共用行星架C2、C3；以及與長小齒輪23嚙合的共用齒圈R2、R3組成。
復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16的第2太陽輪S2經(jīng)由第3離合器C-3與單式行星齒輪機(jī)構(gòu)15的第1行星架C1能夠連接，同時經(jīng)由第1制動器B-1能夠固定在殼體12上。共用行星架C2、C3經(jīng)由第2離合器C-2與第1齒圈R1能夠連接，同時經(jīng)由第2制動器B-2能夠固定在殼體12上。共用行星架C2、C3經(jīng)由與第2制動器B-2并列配置的單向離合器F-1與殼體12連接，以阻止逆轉(zhuǎn)。共用齒圈R2、R3與輸出軸17直接連接。第3太陽輪S3經(jīng)由第1離合器C-1與第1行星架C1能夠連接。
另外，液力變矩器11的泵輪30被圖中省略表示的發(fā)動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，送出操作油，定子31受到操作油的反作用力、在葉輪32上產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。輸入軸14與葉輪32直接連接。33為能夠使泵輪30與葉輪32連接的鎖止離合器。
上述結(jié)構(gòu)的自動變速器10有選擇地使第1至第3離合器C-1～C-3結(jié)合脫離，有選擇地使第1、第2制動器B-1、B-2動作，有選擇地使輸入軸14、輸出軸17、單式行星齒輪機(jī)構(gòu)15和復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16的各要素連接或固定，從而能夠?qū)崿F(xiàn)前進(jìn)6檔、倒退檔的變速檔。在圖2中，在與各變速檔對應(yīng)的各離合器、制動器的欄中，圓圈表示離合器處于連接狀態(tài)，或者表示制動器處于固定狀態(tài)。
對于單式行星齒輪機(jī)構(gòu)15和復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16的單小齒輪的行星齒輪21，公式1表示太陽輪的轉(zhuǎn)速Ns、行星架的轉(zhuǎn)速Nc、齒圈的轉(zhuǎn)速Nr與單小齒輪的行星齒輪的齒輪比λ之間的關(guān)系。對于復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16和雙小齒輪的行星齒輪22，公式2表示太陽輪的轉(zhuǎn)速Ns、行星架的轉(zhuǎn)速Nc、齒圈的轉(zhuǎn)速Nr與雙小齒輪的行星齒輪的齒輪比λ之間的關(guān)系?？梢岳霉?1)、(2)計算各變速檔的齒輪比。如果第1至第3太陽輪S1、S2、S3的齒數(shù)為Zs1、Zs2、Zs3，第1和共用齒圈R1及R2、R3的齒數(shù)為Zr1、Zr23，則單式行星齒輪機(jī)構(gòu)15、單小齒輪的行星齒輪21、雙小齒輪的行星齒輪22的齒輪比分別為λ1＝Zs1/Zr1，λ2＝Zs2/Zr23，λ3＝Zs3/Zr23。
Nr＝(1+λ)Nc-λNs ......(1)Nr＝(1-λ)Nc+λNs ......(2)當(dāng)有選擇地使第1至第3離合器C-1～C-3結(jié)合、并有選擇地使第1及第2制動器B-1、B-2結(jié)合時，單式行星齒輪機(jī)構(gòu)15和復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16的各要素的速度比如圖3的速度線圖所示。在速度線圖中，以與齒輪比對應(yīng)的間隔，在橫軸方向配置由行星齒輪的太陽輪、行星架、齒圈組成的各要素。在縱軸方向與各要素對應(yīng)、取其速度比。圖3中自左至右表示單式行星齒輪機(jī)構(gòu)15和復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16的速度線圖。在復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16中，由于單小齒輪的行星齒輪21和雙小齒輪的行星齒輪22的行星架C2和C3、齒圈R2和R3分別被共用，因此C2、C3和R2、R3均分別在各自的1條縱線上表示共用行星架C2、C3、共用齒圈R2、R3的速度比。對于單式行星齒輪機(jī)構(gòu)15，如果第1行星架C1的縱線與太陽輪S1的縱線之間的間隔為1，則齒圈R1的縱線位于與太陽輪S1的縱線相反一側(cè)，離開第1行星架C1的縱線的間隔剛好為λ1。對于單小齒輪的行星齒輪21，如果共用行星架C2、C3的縱線與太陽輪S2的縱線之間的間隔為1，則共用齒圈R2、R3的縱線位于太陽輪S2的縱線相反一側(cè)，離開共用行星架C2、C3的縱線的間隔剛好為λ2。對于雙小齒輪的行星齒輪22，如果共用行星架C2、C3的縱線與太陽輪S3的縱線之間的間隔為1，則共用齒圈R2、R3的縱線位于太陽輪S3的縱線相同一側(cè)，離開共用行星架C2、C3的縱線的間隔剛好為齒輪比λ3。在速度線圖中，在有選擇地操作第1至第3離合器C-1-C-3、第1和第2制動器B1、B2的位置，寫入C-1～C-3、B-1、B-2。
在這樣制成的復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16的速度線圖中，自縱線的左側(cè)至右側(cè)順次將與4條各縱線對應(yīng)的要素作為第1、第2、第3、第4要素。實(shí)施方式中，復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16的第2太陽輪S2為第1要素，共用行星架C2、C3為第2要素，共用齒圈R2、R3為第3要素，第3太陽輪S3為第4要素。
下面參照圖4所示的方框圖說明自動變速器10的控制裝置。內(nèi)置了CPU的控制裝置35中輸入有來自檢測傳遞發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)的變矩器11的發(fā)動機(jī)側(cè)轉(zhuǎn)速Ne的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器36；檢測自動變速器10的輸入軸14的轉(zhuǎn)速Ni的輸入轉(zhuǎn)速傳感器37；檢測自動變速器10的輸出軸17的轉(zhuǎn)速Nv的輸出轉(zhuǎn)速傳感器38；當(dāng)換檔手柄位于驅(qū)動檔D、中性檔N、倒退檔R時，送出檢測信號D、N、R的換檔位置傳感器39；和檢測加速踏板的踩下量Ss的油門開度傳感器40等的各檢測信號，基于這些檢測信號選擇最佳變速檔，向使各離合器、制動器動作的各液壓伺服系統(tǒng)57～61輸出控制電流，如圖2所示，有選擇地使第1至第3離合器C-1～C-3、第1及第2制動器B-1、B-2結(jié)合脫離，從而實(shí)現(xiàn)前進(jìn)6檔、倒退1檔。
利用控制裝置35使第1離合器C-1結(jié)合和單向離合器F-1自動結(jié)合，實(shí)現(xiàn)第1檔(1st)。由于單式行星齒輪機(jī)構(gòu)15的第1行星架C1的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由第1離合器C-1輸入到復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16的第3太陽輪S3，共用行星架C2、C3被單向離合器F-1阻止逆轉(zhuǎn)并受到反作用力，因此共用齒圈R2、R3進(jìn)而輸出軸17按照第1檔的齒輪比進(jìn)行減速正向旋轉(zhuǎn)。
在下坡道路上操作發(fā)動機(jī)制動器時，被驅(qū)動輪驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的共用齒圈R2、R3的轉(zhuǎn)速大于從發(fā)動機(jī)側(cè)傳遞到第2太陽輪S2的轉(zhuǎn)速，作用在共用行星架C2、C3的反作用力為逆轉(zhuǎn)方向。因此，在操作發(fā)動機(jī)制動器時，如圖2的▲所示，共用行星架C2、C3通過第1制動器B-2的結(jié)合而被固定。
利用第1離合器C-1和第1制動器B-1的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)第2檔(2nd)。由于與輸入軸14直接連接的單式行星齒輪機(jī)構(gòu)15的第1行星架C1的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由第1離合器C-1輸入到復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16的第3太陽輪S3，第2太陽輪S2被第1制動器B-1固定，因此共用齒圈R2、R3進(jìn)而輸出軸17按照第2檔的齒輪比進(jìn)行減速正向旋轉(zhuǎn)。
利用第1和第3離合器C-1、C-3的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)第3檔(3rd)。由于與輸入軸14直接連接的第1行星架C1的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由第1和第3離合器C1、C-3輸入到復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16的第3和第2太陽輪S3、S2，復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16一體旋轉(zhuǎn)，因此共用齒圈R2、R3進(jìn)而輸出軸17按照第3檔的齒輪比以與輸入軸14相同的轉(zhuǎn)速進(jìn)行正向旋轉(zhuǎn)。
利用第1和第2離合器C-1、C-2的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)第4檔(4th)。由于與單式行星齒輪機(jī)構(gòu)15的輸入軸14直接連接的第1行星架C1的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由第1離合器C-1輸入到復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16的第3太陽輪S3，對輸入軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行增速的第1齒圈R1的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由第2離合器C-2輸入到共用行星架C2、C3，因此共用齒圈R2、R3進(jìn)而輸出軸17按照第4檔的齒輪比進(jìn)行增速正向旋轉(zhuǎn)。
利用第2和第3離合器C-2、C-3的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)第5檔(5th)。由于與單式行星齒輪機(jī)構(gòu)15的輸入軸14直接連接的第1行星架C1的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由第3離合器C-3輸入到復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16的第2太陽輪S2，對輸入軸14的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行增速的第1齒圈R1的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由第2離合器C-2輸入到共用行星架C2、C3，因此共用齒圈R2、R3進(jìn)而輸出軸17按照第5檔的齒輪比進(jìn)行增速正向旋轉(zhuǎn)。
利用第2離合器C-2和第1制動器B-1的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)第6檔(6th)。由于對單式行星齒輪機(jī)構(gòu)15的輸入軸14的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行增速的第1齒圈R1的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由第2離合器C-2輸入到復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16的行星架C2、C3，第2太陽輪S2經(jīng)由第1制動器B1被固定，因此齒圈R2、R3進(jìn)而輸出軸17按照第6檔的齒輪比進(jìn)行增速正向旋轉(zhuǎn)。
利用第3離合器C-3和第2制動器B-2的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)倒退檔(REV)。由于與單式行星齒輪機(jī)構(gòu)15的輸入軸14直接連接的第1行星架C1的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由第3離合器C-3輸入到復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16的第2太陽輪S2，共用行星架C2、C3被制動器B-2固定，因此共用齒圈R2、R3進(jìn)而輸出軸17按照倒退檔的齒輪比進(jìn)行減速反向旋轉(zhuǎn)。
單式行星齒輪機(jī)構(gòu)15、單小齒輪的行星齒輪21和雙小齒輪的行星齒輪22的各齒輪比λ1、λ2、λ3(太陽輪的齒數(shù)/齒圈的齒數(shù))設(shè)定為例如0.556、0.458、0.375，當(dāng)利用公式(1)、(2)計算各變速檔的齒輪比時，各變速檔的第1行星架C1與共用齒圈R2、R3的轉(zhuǎn)速比即齒輪比成為適當(dāng)?shù)闹?，如圖2所示，第1檔為2.667，第2檔為1.524，第3檔為1.000，第4檔為0.742，第5檔為0.552，第6檔為0.441，倒退檔為2.182。各齒輪比之間的節(jié)距在第1、2檔之間為1.75，在第2、3檔之間為1.52，在第3、4檔之間為1.35，在第4、5檔之間為1.34，在第5、6檔之間為1.25。隨著檔位的增加，各齒輪比之間的節(jié)距按照適當(dāng)?shù)谋壤郎p少，根據(jù)與本實(shí)施方式有關(guān)的自動變速器，能夠獲得適當(dāng)分割的前進(jìn)6檔、倒退1檔的齒輪比。
此時，圖5、6表示第1至第3太陽輪S1～S3，第1行星架C1，第1齒圈R1，共用行星架C-2、C-3，共用齒圈R2、R3，以及第1至第3離合器C-1～C-3，第1、第2制動器B-1、B-2的分擔(dān)轉(zhuǎn)矩。
接著，參照圖7，說明將本發(fā)明用于在車輛前側(cè)搭載發(fā)動機(jī)以驅(qū)動前輪的FF車輛用自動變速器10的第1實(shí)施例。變速器殼體12包括有底圓筒狀的后殼體部12r、和固定在后殼體部12r的前方的前壁部12f。前壁部12f由利用螺栓107固定在變速器殼體11以收容油泵齒輪的油泵體12a、和利用螺栓108固定在該油泵體12a上的油泵蓋12b組成，該油泵蓋12b具有從其內(nèi)周部向軸方向后方延伸的襯套(boss)部12c，定子軸87壓入固定在該襯套部12c的內(nèi)周面，而定子軸87經(jīng)由單向離合器86與定子31連接。在該定子軸87上，輸入軸14被滾針軸承88和金屬軸承89支撐，并能夠以共同軸線13為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。還有，在輸入軸14的后方側(cè)端部上設(shè)置有軸承孔65。在軸承孔65處，設(shè)置在中間軸41的前端的支持軸部41a被滾針軸承81支撐并能夠同軸相對旋轉(zhuǎn)。中間軸41的后方側(cè)端部在后殼體部12r的底部被滾針軸承82支撐并能夠旋轉(zhuǎn)。在構(gòu)成前壁部12f的一部分的油泵體部12a處，液力變矩器11的泵輪30被滾針軸承91支撐并能夠旋轉(zhuǎn)，定子31經(jīng)由單向離合器86與被壓入構(gòu)成前壁部12f的一部分的油泵蓋12b的襯套部的定子軸87連接，葉輪32嵌合在輸入軸14的前端部，以限制相對旋轉(zhuǎn)。這里，在自動變速器10中，變矩器側(cè)為前方，變矩器軸方向相反側(cè)的復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)方向?yàn)楹蠓健?br> 單式行星齒輪機(jī)構(gòu)15的第1太陽輪S1在共同軸線13上被固定在定子軸87上，該定子軸87被壓入固定在構(gòu)成前壁部12f的一部分的油泵蓋12b上。第1行星架C1的行星架本體43a與輸入軸14直接連接，輸入軸14與在輸入軸14的后方側(cè)端部向半徑方向突出設(shè)置的輸入法蘭部固定結(jié)合。與第1齒圈R1連接并向徑方向內(nèi)方延出的徑方向延出部42a、與從徑方向延出部42a沿軸方向延伸并與中間軸41進(jìn)行花鍵嵌合的軸方向延出部42b，構(gòu)成連接部件42，第1齒圈R1與中間軸41經(jīng)由連接部件42連接在一起。支撐與第1太陽輪S1和第1齒圈R1嚙合的小齒輪18并使其能夠旋轉(zhuǎn)的小齒輪軸45的兩端被支撐在第1行星架的行星架本體43a和固定于行星架本體43a上的行星架蓋43b上。
復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16的第3太陽輪S3通過兩個金屬軸承92被支撐在中間軸41上并能夠旋轉(zhuǎn)，第2太陽輪S2通過兩個金屬軸承93被支撐在第3太陽輪S3的筒狀軸部的外周上并能夠旋轉(zhuǎn)。共用行星架C2、C3在位于其變矩器側(cè)的前壁部，通過金屬軸承94被支撐在第2太陽輪S2的筒狀軸部上并能夠旋轉(zhuǎn)。長小齒輪23和中間小齒輪24分別通過滾針軸承被小齒輪軸46、47支持并能夠旋轉(zhuǎn)，小齒輪軸46、47的兩端被共用行星架C2、C3支撐。長小齒輪23與第2太陽輪S2直接嚙合，經(jīng)由中間小齒輪24與第3太陽輪S3嚙合，同時與共用齒圈R2、R3嚙合。在后殼體部12r內(nèi)，突出設(shè)置有中心圓筒部的支撐體48在單式行星齒輪機(jī)構(gòu)15與復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16之間通過螺栓95被固定在后殼體部12r上，與共用齒圈R2、R3連接并限制相對旋轉(zhuǎn)的輸出軸17通過滾珠軸承96被支持在支撐體48的中心圓筒部上。
反轉(zhuǎn)軸49被軸承支撐在變速器殼體12上并能夠旋轉(zhuǎn)，與共同軸線13平行，固定在反轉(zhuǎn)軸49上的從動齒輪50與在輸出軸17上形成的驅(qū)動齒輪51嚙合，直徑小于從動齒輪50的差速驅(qū)動小齒輪固定在反轉(zhuǎn)軸49上，差速驅(qū)動小齒輪嚙合于將輸出軸17的旋轉(zhuǎn)傳遞到車輛的左右前輪的圖中未表示的差速裝置的差速齒圈。
在變速器殼體12內(nèi)，第1、第3離合器C-1、C-3和第1制動器B-2靠近單式行星齒輪機(jī)構(gòu)15設(shè)置，第2離合器C-2和第2制動器B-2靠近復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16設(shè)置。第1至第3離合器C1～C3以及第1和第2制動器B-1、B-2起著能夠與多個分離片和多個摩擦板結(jié)合脫離的摩擦結(jié)合要素的作用，各摩擦結(jié)合要素由摩擦結(jié)合部52～56、液壓伺服系統(tǒng)57～61構(gòu)成。摩擦結(jié)合部52～56由能夠結(jié)合脫離的多個分離片和多個摩擦板構(gòu)成，通過花鍵結(jié)合，從而限制各自的相對旋轉(zhuǎn)，能夠在軸線方向相對移動，并且分別相互配置。
還有，第1至第3離合器C1～C3的液壓伺服系統(tǒng)57～59由氣缸97，可與該氣缸97滑動接觸配置的活塞98，在該活塞與氣缸之間形成的油密狀的工作油室99，復(fù)位板100，在該復(fù)位板與活塞之間形成、通過供給復(fù)位油消除在上述工作油室產(chǎn)生的離心力的復(fù)位油室101，以及將分離片與摩擦板這兩個部件壓向非連接方向的壓縮彈簧102組成。
第1和第2制動器B-1、B-2的液壓伺服系統(tǒng)60、61由氣缸103、可與該氣缸103滑動接觸配置的活塞110、在該活塞與氣缸之間形成的油密狀的工作油室111、以及將分離片與摩擦板這兩個部件壓向非連接方向的壓縮彈簧112組成。
在構(gòu)成單式行星齒輪機(jī)構(gòu)15的第1行星架C1的行星架蓋43b的外周上一體化形成圓筒狀的輪轂部件44，在輪轂部件44的外周配置與復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16的第2太陽輪S2連接的連接部件62的圓筒部。構(gòu)成第3離合器C-3的摩擦結(jié)合部54的多個分離片和多個摩擦板通過花鍵交互與該圓筒部的內(nèi)周面和輪轂部件44的外周面結(jié)合。第3離合器C-3的液壓伺服系統(tǒng)59設(shè)置于前壁部12f與單式行星齒輪機(jī)構(gòu)15之間的連接部件62上。構(gòu)成第1制動器B-1的摩擦結(jié)合部55的多個分離片和多個摩擦板通過花鍵交互與連接部件62的圓筒部的外周面和后殼體部12r的內(nèi)周面結(jié)合。利用構(gòu)成前壁12f的一部分的油泵體12a形成第1制動器B-1的液壓伺服系統(tǒng)60的氣缸103。在輪轂部件44的外周配置與第3太陽輪S3連接的連接部件63的圓筒部。構(gòu)成第1離合器C-1的摩擦結(jié)合部52的多個分離片和多個摩擦板通過花鍵交互與該圓筒部的內(nèi)周面和輪轂部件44的外周面結(jié)合。第1離合器C-1的液壓伺服系統(tǒng)57設(shè)置在連接部件63上。
在復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16的共用行星架C2、C3的外周配置固定結(jié)合在中間軸41的后方側(cè)端部的連接部件64的圓筒部。構(gòu)成第2離合器C-2的摩擦結(jié)合部53的多個分離片和多個摩擦板通過花鍵交互與該圓筒部的內(nèi)周面和共用行星架C2、C3的外周面結(jié)合。第2離合器C-2的液壓伺服系統(tǒng)58設(shè)置在連接部件64上。構(gòu)成第2制動器B-2的摩擦結(jié)合部56的多個分離片和多個摩擦板通過花鍵交互與共用行星架C2、C3的外周面和后殼體部12r的內(nèi)周面結(jié)合。第2制動器B-2的液壓伺服系統(tǒng)61配置在后殼體部12r的底部。單向離合器F-1配置在共用行星架C2、C3的外周面與后殼體部12r的內(nèi)周面之間。
在輸入軸14的后方側(cè)端部和中間軸41的前方側(cè)端部，設(shè)置有向軸承孔65的底部開口的用于對第1離合器C-1的液壓伺服系統(tǒng)57的工作油室99供給或排出操作油的油路72。利用密封部件74對軸承孔65與中間軸41前端之間進(jìn)行密封，因此高壓的操作油不會侵入中間軸41的外周與潤滑油混合。在輸入軸14的前方側(cè)端部貫穿設(shè)有與鎖止離合器33的液壓伺服系統(tǒng)連通的油路80。在后殼體部12r的底部貫穿設(shè)有對第2離合器C-2的液壓伺服系統(tǒng)58供給或排出操作油的油路78。在輸入軸14的后方側(cè)端部和中間軸41，貫穿設(shè)有與油路72分離的用于向各部供給潤滑油的潤滑油路75、77。
接著，參照圖8至圖10，說明將本發(fā)明用于在車輛前側(cè)搭載發(fā)動機(jī)以驅(qū)動前輪的FF車輛用自動變速器的第2實(shí)施例。與上述第1實(shí)施例的自動變速器10相同的結(jié)構(gòu)部分采用同一參照符號，故省略其詳細(xì)說明。
定子軸87壓入固定在從構(gòu)成變速器殼體12的前壁部12f的一部分的油泵蓋12b的內(nèi)周部向軸方向后方側(cè)延伸的襯套部12c上。在該定子軸87上，輸入軸14被滾針軸承88和金屬軸承89支撐，能夠以共同軸線13為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在輸入軸14的后方側(cè)端部上設(shè)置有軸承孔65。在軸承孔65處，在中間軸41的前端形成的支持軸部41a被滾針軸承81支撐在軸承孔65上，并能夠同軸相對旋轉(zhuǎn)。中間軸41貫通復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16的內(nèi)周側(cè)并向后側(cè)延伸，在該延出部的后方側(cè)端部，在變速器殼體12的后殼體部12r的底部被滾針軸承82支撐并能夠在共同軸線13上旋轉(zhuǎn)。
單式行星齒輪機(jī)構(gòu)15由固定在變速器殼體12上的第1太陽輪S1，與中間軸41連接的第1齒圈R1，和固定在輸入軸14上、支撐與第1太陽輪S1和第1齒圈R1嚙合的小齒輪18并使其能夠旋轉(zhuǎn)的第1行星架C1組成。第1太陽輪S1通過花鍵嵌合固定在定子軸87上，而定子軸87則被壓入固定在從構(gòu)成固定于變速器殼體12上的前壁部12f的一部分的油泵蓋12b的內(nèi)周部向軸方向后方延出的襯套部12c中。
第1齒圈R1與中間軸41經(jīng)由連接部件42連接在一起，該連接部件42具有從通過花鍵與第1齒圈R1嵌合的外周向徑方向內(nèi)側(cè)延出的徑方向延出部42a、和從徑方向延出部42a在軸方向延伸并通過花鍵與中間軸41嵌合的軸方向延出部42b。在軸方向延出部42b上，設(shè)置有通過花鍵與中間軸41嵌合的連接部42c；和向摩擦結(jié)合要素的液壓伺服系統(tǒng)、在本實(shí)施方式中、使構(gòu)成第1離合器C-1的摩擦結(jié)合部52的多個分離片和多個摩擦板進(jìn)行結(jié)合脫離的液壓伺服系統(tǒng)57的油壓室99供給油壓的供給部42d。連接部42c配置在相對于供給部42d的在軸方向與單式行星齒輪機(jī)構(gòu)15相反的一側(cè)。在中間軸41上，從前端開始順次形成臺階狀直徑增大的支撐軸部41a、與供給部42d嵌合的供給軸部41b、和通過花鍵與連接部42c嵌合的花鍵軸部41c。
第1行星架C1具有利用焊接固定在輸入軸14的后方側(cè)端部上向半徑方向突出設(shè)置的輸入法蘭部14e上的行星架本體43a，行星架本體43a在半徑方向延伸、并在外緣部彎曲，然后在軸線方向延伸到稍長于小齒輪18的寬度。在半徑方向伸展的圓環(huán)狀的行星架蓋43b利用焊接等被一體化固定在行星架本體43a的外周部的前端。多個(圖10中為6個)小齒輪軸45和輸入軸14，兩端被平行支撐在行星架本體43a和行星架蓋43b上。小齒輪18被支撐在各輸入軸14上并能夠旋轉(zhuǎn)。小齒輪18與第1太陽輪S1嚙合，同時經(jīng)由在行星架本體43a的外周形成的窗部43c，與第1齒圈R1嚙合。
在第1齒圈R1的外周處配置有第1和第3離合器C-1、C-3共用的圓筒狀的輪轂部件44。輪轂部件44一體地形成于行星架蓋43b的外周。與第1實(shí)施方式的情況一樣，構(gòu)成第1和第3離合器C-1、C-3的摩擦結(jié)合部52、55的多個分離片和多個摩擦板通過花鍵交互與輪轂部件44的外周面和連接部件63、62的圓筒部的內(nèi)周面結(jié)合。利用液壓伺服系統(tǒng)57、59使分離片和摩擦板結(jié)合脫離，從而經(jīng)由連接部件63、62使第1行星架C1可與復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16的第3和第2太陽輪S3、S2結(jié)合脫離。
由于第1行星架C1與輸入軸14形成為一體，輪轂部件44也與行星架蓋43b形成為一體，從而不能將小齒輪18從在行星架本體43a的外周上形成的窗部43c插入第1行星架C1內(nèi)，使其與小齒輪軸45嵌合。因此，在第2實(shí)施例中，在行星架蓋43b的小徑側(cè)內(nèi)周面上形成有用于插入小齒輪18的缺口83。從缺口83與輸入軸14的外周面之間將多個小齒輪18順次插入行星架C1內(nèi)，小齒輪軸45在插通穿設(shè)于行星架本體43a和行星架蓋43b上的支持孔之間，經(jīng)由軸承被嵌合在小齒輪18的中心孔中。然后，利用鉚接等將小齒輪軸45固定在行星架本體43a的支撐孔中。多個缺口83以共用軸線13為中心，點(diǎn)對稱地形成在行星架蓋43b的小徑側(cè)內(nèi)周面。這樣，第1行星架C1能夠改善旋轉(zhuǎn)平衡，能夠平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)，而不會出現(xiàn)振動。
上述情況中，為了組裝小齒輪18，在行星架蓋43b的內(nèi)周面形成了缺口83，但也可以如圖9的假想線所示，取代缺口部83，而在輪轂部件44上形成與行星架本體43a的外周上的窗部43c對齊的用于插入小齒輪18的孔84。這樣，從孔84和窗部43c將小齒輪18插入第1行星架C1內(nèi)，經(jīng)由軸承將小齒輪18支持在小齒輪軸45上。
如圖8、9所示，定子軸87壓入固定在從構(gòu)成固定于變速器殼體12的前壁部12f的一部分的油泵蓋12b的內(nèi)周部向軸方向后方延伸的襯套部12c上，在該定子軸87，設(shè)置有用于對液壓伺服系統(tǒng)的工作油室99供給或排出操作油的油路87a，該油路87a與刻設(shè)在輸入軸14的外周的環(huán)狀槽14b連通。在輸入軸14貫穿設(shè)有一端與該環(huán)狀槽14b連通并開口而另一端向軸承孔65的底面開口的油路72，在中間軸41的前端部貫穿設(shè)有一端向中間軸41的前端面開口而另一端向供給軸部41b的外周面開口的油路72。在供給部42d的內(nèi)周面，設(shè)置有與向供給軸部41b開口的油路72連通、且兩側(cè)被密封了的環(huán)狀槽42e，進(jìn)而在供給部42d的外周面，設(shè)置有環(huán)狀槽42f。在從形成構(gòu)成第1離合器的氣缸的鼓部的連接部件63的內(nèi)周面向軸方向變矩器側(cè)延伸的襯套部，形成油路13且該油路13與第1離合器的工作油室99連通，上述環(huán)狀槽42f經(jīng)由在被壓入于鼓部的襯套部內(nèi)周面的套筒中形成的油路114與該油路13連通。環(huán)狀槽42f的兩側(cè)被密封。還有，環(huán)狀槽42e與環(huán)狀槽42f經(jīng)由徑方向油路42g連通。因此，環(huán)狀槽42e、42f與對第1離合器C-1的液壓伺服系統(tǒng)57的工作油室99供給或排出操作油的油路72連通。這樣，在變速器殼體12、輸入軸14、和中間軸41，形成用于向液壓伺服系統(tǒng)供給操作油的油路。這里，在上述定子軸87形成的油路87a與圖中未表示的液壓控制裝置連接，通過液壓控制裝置供給的壓力油作為操作油被供給到上述液壓伺服系統(tǒng)部的工作油室。
在嵌合支撐中間軸41的后方側(cè)端部的滾針軸承82的后殼體部12r的底部的軸承孔內(nèi)具有潤滑油路的開口，在中間軸41，從后端面到油路72的附近在軸線方向上貫穿設(shè)有用于向各部供給潤滑油的潤滑油路77。為了不干涉油路72，從潤滑油路77的前端傾斜地貫穿設(shè)有小徑的潤滑油路77a，并通過供給軸部41b向支持軸部41a的外周面開口。從潤滑油路77a供給的潤滑油對位于連接在輸入軸14上的單式行星齒輪機(jī)構(gòu)15的第1行星架C1與連接部件42之間的滾針軸承65等要素進(jìn)行潤滑。這樣，在變速器殼體12、中間軸14形成用于向配置于變速器殼體12內(nèi)的要素供給潤滑油的潤滑油路。
在圖11所示的第3實(shí)施例中，分別構(gòu)成第1行星架C1和輪轂部件44。在輪轂部件44的內(nèi)周形成的花鍵與在行星架蓋43b的外周刻設(shè)的花鍵相互嚙合，從而限制旋轉(zhuǎn)方向的相對移動。通過將兩個卡環(huán)85壓入隔著行星架蓋43b而刻設(shè)于輪轂部件44的內(nèi)周面上的兩個環(huán)狀槽中，限制輪轂部件44相對于第1行星架C1的軸方向的移動。
在該第3實(shí)施例中，在將輪轂部件44安裝到第1行星架C1上之前，從在行星架本體43a的外周形成的窗部43c將小齒輪18插入第1行星架C1內(nèi)，并經(jīng)由軸承將其支撐在小齒輪軸45上。然后，通過花鍵將輪轂部件44嵌合在行星架蓋43b上，并利用卡環(huán)85進(jìn)行固定。
接著，參照圖12，說明將本發(fā)明用于在車輛前側(cè)搭載發(fā)動機(jī)并將發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)傳遞到后輪以驅(qū)動后輪的FR車輛用自動變速器的第4實(shí)施例。與上述FR車輛用自動變速器10相同的結(jié)構(gòu)部分采用同一參照符號，故省略其詳細(xì)說明。
定子軸87被壓入固定在從構(gòu)成固定于變速器殼體12的前壁部12f的一部分的油泵蓋12b的內(nèi)周部向軸方向后方側(cè)延伸的襯套部12c上。輸入軸14通過滾針軸承115和圖中未表示的金屬軸承被支撐在該定子軸87上，并能夠在共同軸線13上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。輸出軸17通過滾針軸承104被支撐在后殼體部12r的底部，能夠在共同軸線13上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并經(jīng)由傳動軸，與從變速器殼體12向后方突出、向車輛的左右后輪傳遞旋轉(zhuǎn)的圖中未表示的差動裝置的差動齒輪旋轉(zhuǎn)連接。
在構(gòu)成單式行星齒輪機(jī)構(gòu)15的第1行星架C1的結(jié)合部件44的圓筒部的外周配置有與復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16的第2太陽輪S2連接的連接部件62的圓筒部。構(gòu)成第3離合器C-3的摩擦結(jié)合部54的多個分離片和多個摩擦板通過花鍵交互與兩圓筒部的外周面和內(nèi)周面結(jié)合。在結(jié)合部件44的圓筒部的內(nèi)周配置有與第3太陽輪S3連接的連接部件63的圓筒部。構(gòu)成第1離合器C-1的摩擦結(jié)合部52的多個分離片和多個摩擦板通過花鍵交互與兩圓筒部的內(nèi)周面和外周面結(jié)合。
在輸入軸14的后方側(cè)端部上設(shè)置有軸承孔65。中間部件66的軸部66a通過兩個金屬軸承105被支撐于軸承孔65，并能夠與輸入軸14同軸相對旋轉(zhuǎn)。中間軸41的前端嵌合在中間部件66的后方側(cè)端部上形成的連接孔68內(nèi)，且與中間部件66同軸，同時通過花鍵嵌合結(jié)合，不能相對旋轉(zhuǎn)。中間軸41的后方側(cè)端部通過滾針軸承106在共同軸線13上被支撐在貫穿設(shè)于輸出軸17的前端部的支持孔69上，并能夠旋轉(zhuǎn)。在該具體結(jié)構(gòu)中，利用中間軸41和中間部件66構(gòu)成中間軸。第1齒圈R1通過花鍵嵌合在沿半徑方向突出設(shè)置于中間部件66的增速法蘭部66b上，與中間部件66直接連接。環(huán)狀體70在第2制動器B-2的摩擦結(jié)合部56的前方固定在后殼體部12r的內(nèi)周面，單向離合器F-1配置在該環(huán)狀體70與共用行星架C2、C3的外周面之間。
在中間部件66的軸部66a、中間軸41的后端部和輸入軸14，貫穿設(shè)置有對第1、第2離合器C-1、C-2的液壓伺服系統(tǒng)57、58和鎖止離合器33的液壓伺服系統(tǒng)供給或排出操作油的油路72、78、80。在中間部件66的軸部66a和中間軸41，貫穿設(shè)有與油路72、78分離的向各部供給潤滑油的潤滑油路75、77。
由于在FF車輛用及FR車輛用的任一種自動變速器10中，第1、第3離合器C-1、C-3都配置在單式行星齒輪機(jī)構(gòu)15的附近，因此只是將過去的汽油發(fā)動機(jī)用自動變速器和復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16部分實(shí)現(xiàn)共用化、只通過將由單式行星齒輪機(jī)構(gòu)對輸入軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行減速變更成增速，從而能夠容易提供在低于過去的汽油發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速下、輸出高轉(zhuǎn)矩的適用于例如柴油發(fā)動機(jī)的自動變速器。
如圖9所示，過去的汽油發(fā)動機(jī)用自動變速器71由在變速器殼體12內(nèi)在共同軸線13上被順次支撐的輸入軸14、液力變矩器11、單式行星齒輪機(jī)構(gòu)73、復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16、輸出軸17、離合器C-1至C-3、以及制動器B-1、B-2組成。單式行星齒輪機(jī)構(gòu)73的第1太陽輪S1被固定，輸出軸14與第1齒圈R1直接連接。復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16的第2太陽輪S2經(jīng)由第3離合器C-3與單式行星齒輪機(jī)構(gòu)73的第1行星架C1能夠連接，同時經(jīng)由第1制動器B-1能夠固定在殼體12上。共用行星架C2、C3經(jīng)由第2離合器C-2與輸入軸14能夠連接，同時經(jīng)由第2制動器B-2能夠固定在殼體12上。共用行星架C2、C3經(jīng)由與第2制動器B-2并列配置的單向離合器F-1與殼體12連接，以阻止逆轉(zhuǎn)。共用齒圈R2、R3與輸出軸17直接連接。第3太陽輪S3經(jīng)由第1離合器C-1與第1行星架C1能夠連接。
因此，通過將過去的汽油發(fā)動機(jī)用自動變速器71的輸入軸14分割成能夠相對旋轉(zhuǎn)的輸入軸14和中間軸41，輸入軸14與單式行星齒輪機(jī)構(gòu)73的第1行星架C1直接連接，中間軸41與第1齒圈R1直接連接，第1太陽輪S1被固定，從而能夠在制造在低于過去的汽油發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速下輸出高轉(zhuǎn)矩的適用于例如柴油發(fā)動機(jī)的自動變速器時，使大部分部件與過去的汽油發(fā)動機(jī)用自動變速器71共用，從而不會增大各部分的尺寸，不會增加離合器、制動器的容量。
如圖10所示，過去的汽油發(fā)動機(jī)用自動變速器71與本實(shí)施方式的自動變速器10一樣，有選擇地使第1至第3離合器C-1～C-3、第1和第2制動器B-1、B-2結(jié)合脫離，從而能夠?qū)崿F(xiàn)前進(jìn)6檔、倒退1檔的變速檔。如果將單式行星齒輪機(jī)構(gòu)73、單小齒輪的行星齒輪21和雙小齒輪的行星齒輪22的各齒輪比λ1、λ2、λ3設(shè)定為0.556、0.458、0.375，各變速檔的齒輪比和各齒輪比之間的節(jié)距則如圖10的齒輪比欄和節(jié)距欄所示。此時，單式行星齒輪機(jī)構(gòu)73和復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)16的各要素的速度比如圖11的速度線圖所示。圖12、13表示第1至第3太陽輪S1～S3，第1行星架C1，第1齒圈R1，共用行星架C-2、C-3，共用齒圈R2、R3，以及第1至第3離合器C-1～C-3，第1、第2制動器B-1、B-2的分擔(dān)轉(zhuǎn)矩。
與本實(shí)施方式有關(guān)的自動變速器10與過去的汽油發(fā)動機(jī)用自動變速器71相比，作為一例，由于第1檔至第6檔以及倒退檔的齒輪比均減少了1/1.566倍，因此能夠?qū)⒃诘娃D(zhuǎn)速輸出高轉(zhuǎn)矩的發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速變速到所希望的轉(zhuǎn)速，并傳遞到驅(qū)動輪。而且，由于第1至第3太陽輪S1～S3、第1行星架C1，第1齒圈R1，共用行星架C-2、C-3，共用齒圈R2，R3的分擔(dān)轉(zhuǎn)矩以及第1至第3離合器C-1～C-3，第1、第2制動器B-1、B-2和單向離合器F-1的分擔(dān)轉(zhuǎn)矩均減少了1/1.566倍，因此能夠減小各部分的尺寸和離合器、制動器的容量。特別是對傳遞轉(zhuǎn)矩大的第1檔，由于不經(jīng)由離合器就能夠阻止第2要素的旋轉(zhuǎn)，因此不需要裝備大容量的離合器。
產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的可能性與本發(fā)明有關(guān)的自動變速器適用于將從發(fā)動機(jī)經(jīng)由變矩器輸入的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行多個檔的變速、并向車輛的驅(qū)動輪輸出的自動變速器。
權(quán)利要求
1.一種自動變速器，其使連接于輸入軸的單式行星齒輪機(jī)構(gòu)及連接于上述輸出軸的復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)的各要素進(jìn)行連接或固定、從而對上述輸入軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行多檔的變速、并傳遞給上述輸出軸，其特征在于上述單式行星齒輪機(jī)構(gòu)具有與上述輸入軸直接連接的輸入要素、固定在上述變速器殼體上的固定要素、以及對上述輸入軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行增速旋轉(zhuǎn)并與上述中間軸直接連接的增速要素，上述復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)具有第1、第2、第3和第4要素，該第1、第2、第3和第4要素的排列順序分別對應(yīng)于在速度線圖中、以與齒輪比對應(yīng)的間隔順次排列的四個要素，上述第1要素經(jīng)由第3離合器能夠與上述輸入軸連接、同時經(jīng)由第1制動器能夠固定，上述第2要素經(jīng)由第2離合器能夠與上述中間軸連接、同時經(jīng)由第2制動器能夠固定，上述第3要素與輸出軸直接連接，上述第4要素經(jīng)由第1離合器能夠與上述輸入軸連接。
2.如權(quán)利要求1所述的自動變速器，其特征在于在共同軸線上、在變速器殼體上軸承支撐上述輸入軸和輸出軸并使其能夠旋轉(zhuǎn)，上述中間軸，在形成于前端部的支撐軸部、被支撐在貫穿設(shè)于上述輸入軸的端部的軸承孔中，且能夠相對于上述輸入軸同軸旋轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求2所述的自動變速器，其特征在于上述中間軸，從該中間軸的前端部貫通上述復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)的內(nèi)周側(cè)并延伸出來，在上述共同軸線上、在該延出部的端部被能夠旋轉(zhuǎn)地軸承支撐于上述變速器殼體。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的自動變速器，其特征在于上述復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)由兩個單式行星齒輪機(jī)構(gòu)組成，該兩個單式行星齒輪機(jī)構(gòu)中的一個單式行星齒輪機(jī)構(gòu)的不同的兩個要素，在常態(tài)下與另一個單式行星齒輪機(jī)構(gòu)的各自不同的兩個要素連接，從而具有四個旋轉(zhuǎn)要素。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的自動變速器，其特征在于上述單式行星齒輪機(jī)構(gòu)由第1太陽輪、支撐與該第1太陽輪嚙合的小齒輪的第1行星架、以及與該小齒輪嚙合的第1齒圈組成，該第1行星架為上述輸入要素，該太陽輪為上述固定要素，該第1齒圈為上述增速要素，上述復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)由第2和第3太陽輪、與上述第2太陽輪直接嚙合并經(jīng)由中間小齒輪與上述第3太陽輪嚙合的長小齒輪、支撐該長小齒輪和上述中間小齒輪的共用行星架、以及與上述長小齒輪嚙合的共用齒圈組成，該第2太陽輪為上述第1要素，該共用行星架為上述第2要素，該共用齒圈為上述第3要素，該第3太陽輪為上述第4要素。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的自動變速器，其特征在于上述第1和第3離合器配置在上述單式行星齒輪機(jī)構(gòu)的附近。
7.如權(quán)利要求2所述的自動變速器，其特征在于上述單式行星齒輪機(jī)構(gòu)由作為上述輸入要素的、同時經(jīng)由從上述輸入軸的端部向半徑方向突出設(shè)置的部件而連接的行星架；作為上述固定要素的、同時經(jīng)由與上述變速器殼體連接并在軸方向延伸的固定部件連接的太陽輪；和作為上述增速要素的齒圈組成，上述齒圈與中間軸經(jīng)由連接部件而連接在一起，該連接部件由從上述齒圈向徑方向內(nèi)側(cè)延出的徑方向延出部和從該徑方向延出部在軸方向延伸的軸方向延出部組成，在上述軸方向延出部具有與上述中間軸連接的連接部、和向摩擦結(jié)合要素的液壓伺服系統(tǒng)供給油壓的供給部，上述連接部配置在相對于上述供給部的、在軸方向上與形成于上述中間軸的前端部的支撐軸部相反的一側(cè)。
8.如權(quán)利要求7所述的自動變速器，其特征在于與上述變速器殼體連接、并在軸方向延伸的固定部件被配置在上述輸入軸的外周，在上述固定部件、上述輸入軸、和上述中間軸形成有與上述供給部連通的油路，經(jīng)由該油路向上述液壓伺服系統(tǒng)供給操作油。
9.如權(quán)利要求7或8所述的自動變速器，其特征在于在上述變速器殼體、上述中間軸形成有用于向配置在變速器殼體內(nèi)的要素供給潤滑油的潤滑油路。
10.如權(quán)利要求1或2所述的自動變速器，其特征在于上述單式行星齒輪機(jī)構(gòu)由作為上述輸入要素的行星架、作為上述固定要素的太陽輪、和作為上述增速要素的齒圈組成，具有從上述行星架向上述單式行星齒輪機(jī)構(gòu)的外周軸線方向延伸的輪轂部件，上述行星架與上述輪轂部件一體化構(gòu)成，上述行星架由行星架本體和行星架蓋組成，在該行星架蓋上形成有用于插入上述小齒輪的缺口。
11.如權(quán)利要求10所述的自動變速器，其特征在于在上述他側(cè)壁上，以上述共同軸線為中心，點(diǎn)對稱地形成有多個上述缺口。
12.如權(quán)利要求10所述的自動變速器，其特征在于上述單式行星齒輪機(jī)構(gòu)由作為上述輸入要素的行星架、作為上述固定要素的太陽輪、和作為上述增速要素的齒圈組成，具有從上述行星架向上述單式行星齒輪機(jī)構(gòu)的外周軸線方向延伸的輪轂部件，上述行星架與上述輪轂部件分別構(gòu)成，通過花鍵和卡環(huán)限制軸方向和旋轉(zhuǎn)方向的移動。
13.如權(quán)利要求10所述的自動變速器，其特征在于上述單式行星齒輪機(jī)構(gòu)由作為上述輸入要素的行星架、作為上述固定要素的太陽輪、和作為上述增速要素的齒圈組成，具有從上述行星架向上述單式行星齒輪機(jī)構(gòu)的外周軸線方向延伸的輪轂部件，上述行星架與上述輪轂部件一體化構(gòu)成，在上述輪轂部件形成有用于插入上述小齒輪的孔。
全文摘要
復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)的第1要素經(jīng)由第3離合器有選擇地與輸入軸連接、或者經(jīng)由第1制動器有選擇地固定在輸入軸上。第2要素經(jīng)由第2離合器與和對輸入軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行增速旋轉(zhuǎn)的單式行星齒輪機(jī)構(gòu)的增速要素直接連接的中間軸有選擇地連接、或者經(jīng)由第2制動器有選擇地固定在中間軸上。第3要素與輸出軸直接連接。第4要素經(jīng)由第1離合器與輸入軸有選擇地連接。這樣，能夠通過利用單式行星齒輪機(jī)構(gòu)對輸入軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行增速并傳送到復(fù)式行星齒輪機(jī)構(gòu)，減少自動變速器各部分的分擔(dān)轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而減少各部分的尺寸和各摩擦結(jié)合要素的容量。
文檔編號F16H3/62GK1989358SQ200580025179
公開日2007年6月27日 申請日期2005年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月30日
發(fā)明者谷口孝男, 塚本一雅, 早渕正宏, 加藤明利, 糟谷悟, 加藤直司, 加藤博, 鬼頭昌士, 三治廣明, 高林直生 申請人:愛信艾達(dá)株式會社