自动变速器的制作方法

专利名称：自动变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动变速器，其可通过离合器将与输入轴连接的单式行星齿轮的各元件连接到复式行星齿轮的各元件，同时还可以通过制动器来固定，从而对输入轴的旋转进行多档变速且传递到输出轴。
背景技术：
在专利文献1中公开有如下的自动变速器，即其设有单式行星齿轮和复式行星齿轮；该单式行星齿轮由连接有输入轴的第一齿圈、固定在变速箱上的第一太阳齿轮、和第一行星齿轮架构成，该第一行星齿轮架支承与第一齿圈和第一太阳齿轮啮合的小齿轮；该复式行星齿轮具有第二以及第三太阳齿轮、直接啮合于第二太阳齿轮且通过中间小齿轮啮合于第三太阳齿轮的长小齿轮、支承该长小齿轮以及中间小齿轮的共同行星齿轮架、及与前述长小齿轮啮合的共同齿圈；将该复式行星齿轮的共同齿圈直接连接到输出轴，且将与输入轴的旋转相比转速降低的单式行星齿轮的第一行星齿轮架的旋转通过第一和第三离合器有选择地传递到复式行星齿轮的第三和第二太阳齿轮，将输入轴的旋转通过第二离合器有选择地传递到复式行星齿轮的行星齿轮架，将复式行星齿轮的第二太阳齿轮和共同行星齿轮架通过第一和第二制动器分别有选择地固定，而形成前进6档、后退档的变速档。
而且，在专利文献2中，记载有如下的自动变速器(参考图1)，即由将发动机的曲轴14与液力变矩器10的叶轮12直接连接，将输入轴44与叶轮机16直接连接，且将直接连接到输入轴44的行星齿轮架74、被固定的太阳齿轮70以及输入轴44的旋转增速旋转的齿圈72来构成单式行星齿轮；将两个行星齿轮50、48的齿圈64与行星齿轮架58直接连接，且通过离合器CL1可连接行星齿轮架66和齿圈56，从而构成复式行星齿轮50、48。行星齿轮50、48的太阳齿轮62通过离合器CL3可连接于行星齿轮架74，而且可由制动器B2来固定。行星齿轮架66通过单向离合器82阻止逆转，通过离合器CL1与行星齿轮架66连接的齿圈56由单向离合器82阻止逆转。行星齿轮架66通过离合器CL2可连接到行星齿轮52的齿圈72，而且可由制动器B1来固定。直接连接的齿圈64以及行星齿轮架58与输出轴90直接连接，行星齿轮48的太阳齿轮54与输入轴44直接连接。
JP特开平4-219553号公报(第 、 栏，图3)[专利文献2]美国专利第5、542、889号说明书(第3、4栏，Fig.1)在专利文献1所记载的自动变速器中，因为发动机的输出旋转是通过单式行星齿轮减速后输入到复式行星齿轮的，所以增大了的转矩被传递到复式行星齿轮。而且，发动机的输出特性，例如，如柴油发动机那样，在较低的输出旋转下输出高转矩时，为了进一步增大传递转矩来适应高转矩，有必要使各部的尺寸增大，使离合器、制动器的容量增大。
为了解决这个问题，如在专利文献2所记载的自动变速器，将由发动机通过液力变矩器而旋转驱动的输入轴的旋转，通过单式行星齿轮52增速并输入到复式行星齿轮48、50。在低速旋转且输出转矩大的、例如装有柴油发动机的汽车中，虽然已经实现了代替液力变矩器而逐渐地连接起动离合器来起动汽车，但是在专利文献2所记载的自动变速器，由于通过液力变矩器被旋转驱动，所以无法避免由流动的传递损失造成的传递效率低下。而且，由于需要进行自动变速器内的单式行星齿轮的变更，即欲适应高转速的汽油发动机和较低转速且高转矩的柴油发动机的变化时，必须进行较多部件的更换，因此导致成本增加。

发明内容
本发明为了解决以往这样的问题而成，其提供一种如下的自动变速器，即发动机的输出旋转通过起动离合器向增速用行星齿轮传递并被增速，然后传递到输入轴，输入轴的旋转由单式行星齿轮以及复式行星齿轮来进行变速，从而可减小自动变速器的各部的分担转矩且减小各部的尺寸以及各摩擦配合元件的容量。
为了解决上述的课题，第1方面所记载的发明的结构上的特征是在变速箱中，输入轴以及输出轴可转动地被支承在共同轴线上，且通过多个摩擦配合元件连接或者固定，并将前述输入轴的旋转经过多档变速传递到前述输出轴，其中发动机输出旋转被传递的驱动部件，在前述变速箱的前侧可转动地被支承在前述共同轴线上；具有增速用行星齿轮，该增速用行星齿轮具有可通过起动离合器与前述驱动部件连接的第一旋转元件、与前述输入轴直接连接的第二旋转元件、和固定于前述变速箱的第三旋转元件，且可常时使发动机的输出旋转增速并传递到前述输入轴；前述起动离合器的油压伺服部，被设置在比前述增速用行星齿轮更靠后方且前述驱动部件上。
第2方面所记载的发明的结构上的特征是，在第1方面所述的发明中，前述变速箱中，使轴支承前述输入轴的支承部件突设于前述共同轴线上的中间壁部，被设置在容纳前述多个摩擦配合元件的后箱部、和容纳前述增速用行星齿轮以及起动离合器的前箱部之间；前述第三旋转元件与从前述中间壁部伸出的支承部件不可旋转地连接；前述驱动部件的后壁，在前述中间壁部和前述增速用行星齿轮之间，可旋转地支承在前述中间壁部上；前述起动离合器的油压伺服部的气缸形成在前述驱动部件的后壁；与前述油压伺服部的气缸连通的工作油路设置在前述驱动部件和前述支承部件之间；向前述油压伺服部的离心油压对消器以及增速用行星齿轮的各部提供润滑油用的润滑油孔，被穿设在前述输入轴中。
第3方面所记载的发明的结构上的特征是，在第2方面所述的发明中，前述工作油路的一端，在前述驱动部件和前述支承部件之间，具有防止工作油路内的油泄漏出的密封装置。
第4方面所记载的发明的结构上的特征是在第2和第3方面所述的发明中，前述起动离合器被活塞挤压，该活塞通过由前述油压伺服部提供的油压来进行动作；在该活塞的前述油压伺服部的相反侧，形成有用于抵消在前述油压伺服部内的油压而作用的离心油压的抵消油室；通过在前述工作油路以及连接前述第二旋转元件和输入轴的连接体之间形成的连通油路，从前述润滑油路向该抵消油室提供润滑油。
第5方面所记载的发明的结构上的特征是，在第4方面所述的发明中，前述润滑油路具有在相比前述连接体更靠前方开口的开口部、和在相比前述连接体更靠后侧处与前述连通油路连通的分支油路。
第6方面所记载的发明的结构上的特征是在第1和第2方面所述的发明中，前述增速用行星齿轮是单小齿轮行星齿轮，前述第一旋转元件、第二旋转元件、第三旋转元件分别是行星齿轮架、齿圈、太阳齿轮；在前述输入轴和前述输出轴之间，设有连接到前述输入轴的单式行星齿轮、以及连接到前述输出轴的复式行星齿轮；前述单式行星齿轮是包括以下部分的单小齿轮行星齿轮，即直接连接到前述输入轴的第一齿圈、固定在前述变速箱上的第一太阳齿轮、支承与前述第一齿圈以及第一太阳齿轮啮合的小齿轮的第一行星齿轮架；前述复式行星齿轮是由以下部件构成的拉威挪式行星齿轮，即第二以及第三太阳齿轮、直接啮合到前述第二太阳齿轮且通过中间小齿轮啮合到前述第三太阳齿轮的长小齿轮、支承该长小齿轮以及前述中间小齿轮的共同行星齿轮架、以及与前述长小齿轮啮合的共同齿圈；前述第二太阳齿轮通过第三离合器可连接到前述第一行星齿轮架，而且可通过第一制动器来固定；前述共同行星齿轮架通过第二离合器可连接到前述输入轴的同时，可通过第二制动器来固定；前述共同齿圈直接连接到输出轴；前述第三太阳齿轮可通过第一离合器连接到前述第一行星齿轮架。
在如前述构成的第1方面涉及的发明中，在车辆起动时，被传递发动机的输出旋转的驱动部件通过起动离合器，逐渐地与增速用行星齿轮的行星齿轮架连接。当起动离合器配合时，驱动部件的旋转通过增速用行星齿轮被增速并传递到与齿圈直接连接的输入轴。传递到该输入轴的旋转，通过单式行星齿轮以及与输出轴连接的复式行星齿轮的各元件被多个摩擦结合元件有选择地连接或者固定，从而进行多档变速并传递到输出轴。
因此，由于驱动部件的旋转被增速用行星齿轮增速，并输入到单式以及复式行星齿轮，所以可减小该被输入的转矩，且使各部的尺寸以及离合器、制动器的容量减小。另外，将与汽油发动机旋转连接的输入轴的旋转通过单式行星齿轮而减速，然后输入到复式行星齿轮这样的以往的汽油发动机用自动变速器相比，将其大部分通用化，且代替液力变矩器，可通过起动离合器来连接被传递发动机的输出旋转的驱动部件与增速用行星齿轮的齿圈，从而能够在不增加各部的尺寸以及离合器、制动器的容量的条件下，提供比汽油发动机低转速且输出高转矩的、例如适用于柴油发动机的自动变速器。
而且，由于起动离合器的油压伺服部被设置在比增速用行星齿轮更靠后侧处的驱动部件上，因此可简单地形成工作油路及润滑油路，该工作油路用于向油压伺服部提供或排出工作油，该润滑油路用于向增速用行星齿轮提供润滑油。
而且，即使在对应于高转速的汽油发动机、和低转速且高转矩的柴油发动机的变化的场合下，也只需将起动离合器与增速用行星齿轮的总成变成为例如除去增速用行星齿轮的起动离合器装置、或者液力变矩器等即可，且将自动变速器本身通用在汽油发动机用或在柴油发动机用，因此即使增加变化也可以使成本的增加抑制在最小限度。
在如上前述构成的第2方面涉及的发明中，在变速箱中，在装有单式行星齿轮、复式行星齿轮以及多个摩擦配合元件的后箱部分、和装有增速用行星齿轮以及起动离合器的前箱部分之间，设有突出设置了轴支承输入轴的支承部件的中间壁部。在该中间壁部和增速用行星齿轮之间，驱动部件的后壁可转动地被支承在该中间壁部上。起动离合器的油压伺服部的气缸形成在该后壁，与气缸连通的工作油路被设在中间壁部上，在输入轴上穿设有用于向油压伺服部的离心油压对消器以及增速用行星齿轮的各部提供润滑油的润滑油孔。
因此，达到第1方面所述的发明同样的效果的同时，为了给起动离合器的油压伺服部提供或排出工作油，而在中间壁部形成工作油路，并在输入轴形成用于向油压伺服部的离心油压对消器以及增速用行星齿轮的各部提供润滑油的润滑油路，从而容易使润滑油路与工作油路可靠地分离形成。
在如前述构成的第3方面所述的发明中，因为可以通过简单的结构来防止工作油的漏出，所以提高了起动离合器的控制性能。
在如前述构成的第4方面所述的发明中，由于设有工作油路和连接体之间的连通油路，例如，无需采用贯通花键连接部件等的复杂的油路结构，可以将润滑油提供给抵消油室。因此，减小连通油路的管路阻抗，可以可靠地提供润滑油给抵消油室，所以可以可靠地抵消作用在油压伺服部中的离心油压，提高起动离合器的控制性。
在如前述构成的第5方面所述的发明中，由于能够提供润滑油给连接体的前后两侧，所以能够可靠地润滑被设在连接体的前后的被润滑物，例如推力轴承。
在如前述构成的第6方面所述的发明中，增速用行星齿轮由单小齿轮行星齿轮构造。单式行星齿轮，由与输入轴直接连接的第一齿圈、和固定在变速箱上的第一太阳齿轮、以及支承啮合到第一齿圈和第一太阳齿轮的第一小齿轮的行星齿轮架构成。复式行星齿轮，由第二以及第三太阳齿轮、直接啮合到第二太阳齿轮并通过中间小齿轮啮合到第三太阳齿轮的长小齿轮、支承长小齿轮以及中间小齿轮的共同行星齿轮架、啮合到长小齿轮的共同齿圈来构成。在车辆起动时，被传递发动机的输出旋转的驱动部件通过起动离合器逐渐地与增速用行星齿轮的行星齿轮架连接。当起动离合器配合时，第二太阳齿轮通过第三离合器有选择地与第一行星齿轮架连接，而且，有选择地通过第一制动器来固定。共同行星齿轮架通过第二离合器有选择地与输入轴连接，而且，通过第二制动器有选择地被固定。共同齿圈直接与输出轴连接。第三太阳齿轮通过第一离合器有选择地与第一行星齿轮架连接。
因此，达到与第1方面涉及的发明同样的效果的同时，是一种全长短的紧凑结构，能够将驱动部件的旋转在适当分开的前进6档、后退档进行变速并输出到输出轴。


图1是表示本发明涉及的自动变速器的实施方式的概略图。
图2是表示在本实施方式的各变速档中的制动器和离合器的配合状态的图。
图3是表示在本实施方式的各变速档中的行星齿轮的各元件的旋转比的图。
图4是表示控制装置的方框图。
图5是表示本实施方式涉及的自动变速器的增速用行星齿轮以及起动离合器部分的具体构成的剖视图。
其中附图标记如下10…自动变速器 11…驱动部件12…变速箱 13…共同轴线14…输入轴 15…增速用单式行星齿轮 17…输出轴16…变速用复式行星齿轮 19…增速用行星齿轮 23…长小齿轮21…单小齿轮行星齿轮22…双小齿轮行星齿轮24…中间小齿轮26…从动齿轮35…控制装置41…金属轴承 42…滚针轴承43…连接体 44…小齿轮轴45…小齿轮 46…摩擦配合部件47…油压伺服部 48…环状油缸49…环状活塞50…离心油压对消器 51…环状板 52…抵消油室53…压缩弹簧54、59…口 55…工作油路56…润滑油孔(润滑油路) 57…分支孔(分支油路)58…连通孔 60…密封材料61…连通油路具体实施方式
以下，基于附图对本发明涉及的自动变速器的实施方式进行说明。在图1中，10是本发明涉及的自动变速器，例如用于对被传递汽车的柴油发动机的输出旋转的驱动部件11的旋转进行变速并传递到驱动轮。自动变速器10由以下部分构成在安装在车身中的变速箱12中，依次支承在共同轴线13上的驱动部件11、增速用行星齿轮19、单式行星齿轮15、复式行星齿轮16、输出轴17、起动离合器C-S、离合器C-1以至C-3、以及制动器B-1、B-2。
增速用行星齿轮19，由以下部件构成固定在变速箱12上的太阳齿轮S4、通过起动离合器C-S可连接到驱动部件11且支承与太阳齿轮S4啮合的小齿轮20的行星齿轮架C4、以及与小齿轮20啮合且直接与输入轴14连接的齿圈R4。
单式行星齿轮15由以下部件构成固定在变速箱12上的第一太阳齿轮S1、支承与该第一太阳齿轮S1啮合的小齿轮18的第一行星齿轮架C1、以及与该小齿轮18啮合且直接与输入轴14连接的第一齿圈R1。
复式行星齿轮16由以下部件构成可旋转地支承在共同轴线13上的第二以及第三太阳齿轮S2、S3；直接与第二太阳齿轮S2啮合且通过中间小齿轮24与第三太阳齿轮S3啮合的长小齿轮23；支承该长小齿轮23以及中间小齿轮24的共同行星齿轮架C2、C3；与长小齿轮23啮合的共同齿圈R2、R3。
复式行星齿轮16的第二太阳齿轮S2，可通过第三离合器C-3与单式行星齿轮15的第一行星齿轮架C1连接的同时，可通过第一制动器B-1来固定在变速箱12上。共同行星齿轮架C2、C3，可通过第二离合器C-2连接到输入轴14的同时，可通过第二制动器B-2来固定在变速箱12上。共同行星齿轮架C2、C3，通过与第二制动器B2并列配置的单向离合器F-1与变速箱12连接，从而可防止逆转。共同齿圈R2、R3直接与输出轴17连接。第三太阳齿轮S3通过第一离合器C-1可与第一行星齿轮架C1连接。
在变速箱12上，副传动轴25与共同轴线13平行地可旋转地被轴支承，固定在副传动轴25上的从动齿轮26与在输出轴17上形成的驱动齿轮27啮合。在副传动轴25上固定了比从动齿轮26直径小的差动小齿轮28，差动小齿轮28与将输出轴17的旋转传递给车辆的左右前轮的变速器29的差动齿圈30啮合。
如前述构成的自动变速器10，在起动时，起动离合器C-S逐渐地配合，被传递发动机输出旋转的驱动部件11与增速用行星齿轮19的行星齿轮架C4连接，与齿圈R4直接连接的输入轴14对驱动部件11的旋转进行增速并旋转。之后，通过第一至第三离合器C-1～C-3以及第一、第二制动器B-1、B-2有选择地进行配合，并且输入轴14、输出轴17、单式行星齿轮15以及复式行星齿轮16的各元件有选择地被连接或者固定，由此形成前进6档和后退档的变速档。在图2的配合表中，在对应于各个变速档的各离合器、制动器的栏内画有圈的场合下，若是离合器则表示配合状态，若是制动器则表示固定状态。
起动离合器C-S以及第一以至第三离合器C-1～C-3、第一以及第二制动器B-1、B-2，作为将两个部件可脱离地连接的摩擦配合元件来起作用，各摩擦配合元件由摩擦配合部和油压伺服部构成。摩擦配合部中，交替配置了多个摩擦片，该多个摩擦片分别由可脱离地连接的两个部件来限制相对旋转，且可在轴线方向相对移动地花键配合。油压伺服部的工作过程如下，与气缸可滑动地嵌合的活塞，通过工作油的作用而克服压缩弹簧的弹力，并向前推进而与摩擦片压接，从而使两个部件连接，另外通过压缩弹簧的弹力的作用而向后退，使两个部件脱离连接。
对于单式行星齿轮15以及复式行星齿轮16的单小齿轮行星齿轮21，太阳齿轮的转速为Ns、行星齿轮架的转数为Nc、齿圈的转速为Nr、和单小齿轮行星齿轮的传动比λ之间的关系，如(1)式所示；对于复式行星齿轮16的双小齿轮行星齿轮22，太阳齿轮的转速为Ns、行星齿轮架的转速为Nc、齿圈的转速Nr和双小齿轮行星齿轮的传动比λ之间的关系，如(2)式所示；在各变速档的传动比根据式(1)、(2)来计算。如果第一至第三太阳齿轮S1、S2、S3的齿数用Zs1、Zs2、Zs3表示，第一以及共同齿圈R1以及R2、R3的齿数用Zr1、Zr23表示，则单式行星齿轮15、单式小齿轮行星齿轮21、双小齿轮行星齿轮22的传动比是λ1＝Zs1/Zr1，λ2＝Zs2/Zr23，λ3＝Zs3/Zr23。
Nr＝(1+λ)NC-λNs(1)Nr＝(1-λ)NC-λNs(2)当有选择地接合第一至第三离合器C-1～C-3并有选择地接合第一及第二制动器B-1、B-2时，单式行星齿轮15以及复式行星齿轮16的各元件的速度比，形成如图3所示的速度曲线图。在该速度曲线图中，是把由行星齿轮的太阳齿轮、行星齿轮架、齿圈构成的各元件在横轴方向上以与传动比相对应的间隔分开放置，并且在与各元件相对应的速度比显示于纵轴方向上。在图3中，单式行星齿轮15以及复式行星齿轮16的速度曲线图是左右排列的。对于复式行星齿轮16，由于分别共同使用了单式小齿轮行星齿轮21以及双小齿轮行星齿轮22的行星齿轮架C2及C3、齿圈R2及R3，在分别标有C2、C3以及R2、R3的各根纵线上，表示了共同行星齿轮架C2、C3以及共同齿圈R2、R3的速度比。对于单式行星齿轮15，把第一行星齿轮架C1的纵线与太阳齿轮S1的纵线之间的间隔看作1，齿圈R1的纵线设置在太阳齿轮S1的纵线的相反侧并距第一行星齿轮架C1的纵线λ1间隔的位置。对于单式小齿轮行星齿轮21，把共同行星齿轮架C2、C3的纵线与太阳齿轮S2的纵线之间的间隔看作1，共同齿圈R2、R3的纵线设置在太阳齿轮S2的纵线的相反侧并距共同行星齿轮架C2、C3的纵线λ2间隔的位置。对于双小齿轮行星齿轮22，把共同行星齿轮架C2、C3的纵线与太阳齿轮S3的纵线之间的间隔看作1，把共同齿圈R2、R3的纵线放置在太阳齿轮S3的纵线的同侧并距共同行星齿轮架C2、C3的纵线传动比λ3的位置。在速度曲线上，在第一以至第三离合器C-1～C-3和第一及第二制动器B-1、B-2的有选择地动作的点上记有C-1～C-3、B-1、B-2。
在如上作成的复式行星齿轮16的速度曲线图中，把对应于4根纵线的元件从左边开始按顺序排列为第一、第二、第三、第四元件。对于具体的实施方式中的复式行星齿轮16，第二太阳齿轮S2是第一元件，共同行星齿轮架C2、C3是第二元件，共同齿圈R2、R3是第三元件，第三太阳齿轮S2是第四元件。
根据图4所示的方框图对自动变速器10的控制装置进行说明。向内置CPU的控制装置35输入检测信号，该检测信号包括来自检测发动机转速Ne的发动机转速传感器36的信号；来自检测输入轴14的转速Ni的输入轴转速传感器37的信号；来自检测输出轴17的转速Nv的输出轴转速传感器38的信号；来自当换档杆切换到驱动位置D、空档位置N、倒档位置R时送出检测信号D、N、R的位置传感器39的信号；来自检测加速踏板的踏入量Ss的油门开度传感器40的信号。根据这些检测信号选择最合适的变速档，把控制电流输出到操作各离合器、制动器动作的各油压伺服部，使第一至第三离合器C-1～C-3和第一及第二制动器B-1、B-2如图2所示有选择地接合脱离，实现6个前进档和1个后退档。在起动时，控制装置35把逐渐减小的控制电流输出到油压伺服部62，逐渐地接合起动离合器C-S。
第一档(1st)是通过由控制装置35控制的第一离合器C-1的接合和单向离合器F1的自动接合来实现的。使输入轴14的旋转减速的单式行星齿轮15的第一行星齿轮架C1的旋转，通过第一离合器C-1输入到复式行星齿轮16的第三太阳齿轮S3。另外，通过单向离合器F-1在共同行星齿轮架C2、C3上施加一反作用力，而防止共同行星齿轮架C2、C3的逆转。因此，共同齿圈R2、R3被减速到第一传动比，且正向旋转。
在下坡道路利用发动机制动时，由驱动轮的驱动而旋转的共同齿圈R2、R3的转速比从发动机侧传递到第二太阳齿轮S2的转速大。因此，作用在共同行星齿轮架C2、C3上的反作用力的方向逆转。因此，当使用发动机制动时，如图2中用圆圈表示的那样，共同行星齿轮架C2、C3通过第二制动器B-2的接合而固定。
第二档(2nd)是通过第一离合器C-1和第一制动器B-1的接合来实现的。使输入轴14的旋转减速的第一行星齿轮架C1的旋转通过第一离合器C-1输入到复式行星齿轮16的第三太阳齿轮S3。另外，由于第二太阳齿轮S2被第一制动器B-1固定，共同齿圈R2、R3被减速到第二传动比，并且正向旋转。
第三档(3rd)，通过第一以及第三离合器C-1、C-3的接合来完成。使输入轴14的旋转减速的第一行星齿轮架C1的旋转通过第一以及第三离合器C-1、C-3输入到复式行星齿轮16的第三以及第二太阳齿轮S3、S2，由此复式行星齿轮16一体旋转。因此，共同齿圈R2、R3以与第一行星齿轮架C1同样的转速以第三传动比正向旋转。
第四档(4th)是通过第一以及第二离合器C-1、C-2的接合来完成。使输入轴14的旋转减速的第一行星齿轮架C1的旋转通过第一离合器C-1输入到复式行星齿轮16的第三太阳齿轮S3。另外，由于输入轴14的旋转通过第二离合器C-2输入到共同行星齿轮架C2、C3，因此，共同齿圈R2、R3减速到第四传动比并正向旋转。
第5档(5th)是通过第二以及第三离合器C-2、C-3的接合来完成。使输入轴14的旋转减速的第一行星齿轮架C1的旋转通过第三离合器C-3输入到复式行星齿轮16的第二太阳齿轮S2。另外，由于输入轴14的旋转通过第二离合器C-2输入到共同行星齿轮架C2、C3，因此共同齿圈R2、R3加速到第5传动比并正向旋转。
第6档(6th)是通过第二离合器C-2以及第一制动器B-1的接合来实现的。输入轴14的旋转通过第二离合器C-2输入到复式行星齿轮16的行星齿轮架C2、C3。另外，由于第二太阳齿轮S2通过第一制动器B-1被固定，因此共同齿圈R2、R3被加速到第6传动比并正向旋转。
后退档(REV)是通过第三离合器C-3以及第二制动器B-2的接合来实现的。使输入轴14的旋转减速的第一行星齿轮架C1的旋转通过第三离合器C-3输入到复式行星齿轮16的第二太阳齿轮S2。另外，由于共同行星齿轮架C2、C3被制动器B-2固定，因此共同齿圈R2、R3减速到后退档的传动比并反向旋转。
把单式行星齿轮15、单式小齿轮行星齿轮21、双小齿轮行星齿轮22、以及增速用行星齿轮19的各传动比λ1、λ2、λ3、λ4(太阳齿轮的齿数/齿圈的齿数)设成例如0.556、0.458、0.375、0.639。如果基于式(1)、(2)计算各档位的传动比，各驱动部件11(行星齿轮架C4)与输出轴17(共同齿圈R2、R3)的转速比即传动比，如图2所示，第一档是4.067，第二档是2.354，第三档是1.564，第四档是1.161，第5档是0.857，第6档是0.684，后退档是3.389，使得对于各变速档来说，传动比以适当的比例减小。利用涉及本实施方式的自动变速器可以得到适当地分开的6个前进档和一个后退档的传动比。
下面，基于图5说明用于柴油机的自动变速器10的驱动部件11、增速用行星齿轮19以及起动离合器C-S的具体结构，其中自动变速器10的大部分与传统的汽油发动机是通用的，在变速箱12的前箱部分12f处代替变矩器而装有起动离合器C-S，以连接传递柴油发动机的输出旋转的驱动部件11，和增速用行星齿轮19以及驱动部件11的齿圈R4和增速用齿轮19。
变速箱12由具有底壁的圆筒形状的后箱部件12r、固定在后箱部件12r的前面的前箱部件12f、固定在后箱部件12r的前面在前箱部件12f的内侧的中间壁部12w构成。在后箱部件12r内部，装有用于将单式行星齿轮15、复式行星齿轮16和单式行星齿轮及复式行星齿轮的各元件连接或固定起来的多个摩擦接合元件。在前箱部件12f的内部装有驱动部件11、增速用行星齿轮19以及起动离合器C-S。
在变速箱12的中间壁部12w上，在共同轴线13上突出地设置了圆筒形状的支承部件12c，输入轴14通过金属轴承41可以转动地支撑在其中心孔中。在驱动部件11的后壁11r上，沿纵向突出地设置了与圆筒状的支承部件12c保持间隙地嵌合的前筒状部件11m以及后筒状部件11n。在中间壁部12w和增速用行星齿轮19之间，后筒状部件11n通过滚针轴承42在共同轴线13上可以转动地支承在中间壁部12w的中心孔中。形成在增速用行星齿轮19的太阳齿轮S4上的圆筒状的固定部件S4c与前筒状部件11m的内孔通过设置在其间的密封材料60相互嵌合，同时，与中间壁部12w的支承部件12c的外圆以花键形式嵌合。在输入轴14上，固定在齿圈R4上的连接体43与太阳齿轮S4的前方以花键接合。轴部11s向前突出地设置在驱动部件11的前壁11f上，该前壁通过止推轴承与连接体43的前面抵接，并且该轴部11s与柴油发动机的曲轴旋转连接。驱动部件11的后壁11r和前壁11f由圆筒部件11c固定地连接在一起，其中圆筒部件11c的直径比增速用行星齿轮19的直径大。小齿轮轴44的两端分别固定在增速用行星齿轮19的行星齿轮架C4的后侧壁C4r以及前侧壁C4f上。另外，与太阳齿轮S4和齿圈R4啮合的小齿轮45可以转动地支承在小齿轮轴44上。
在增速用行星齿轮19的行星齿轮架C4的后侧壁C4r上，形成有圆筒状的接合部件C4c，其沿共同轴线13方向从该齿圈C4向外延伸。起动离合器C-S的摩擦接合部件46的多个摩擦板交替地以花键接合的形式与接合部件C4c的外周侧面及驱动部件11的圆筒部件11c的内周侧面接合。在驱动部件11的后壁11r的侧面以及前筒状部件11m的外周侧面，与增速用行星齿轮19相对，形成有起动离合器C-S的油压伺服部47的环状油缸48。环状活塞49密封并且可以滑动地嵌合在油缸48上。从环状活塞49的大直径一侧向外突出地设置的凸缘部49e与起动离合器C-S的摩擦接合部件46的后端侧面相对。油压伺服部47的离心油压对消器50的环状板51的内径侧嵌合在前筒状部件11m的前端部分并通过弹性挡圈阻止脱出。环状板51的外径侧以液体密封的形式可以滑动地嵌合在一内周面上，该内周面形成在环状活塞49的外径侧，并具有基本相同的直径。在环状活塞49和环状板51之间形成的抵消油室52内，放置了用于沿一方向偏压环状活塞49的压缩弹簧53，使得凸缘部49e与摩擦接合部件46分离。
在驱动部件11的前筒状部件11m上，设有朝向环状油缸48开口的一端口54。在后筒状部件11n和支承部件12c之间的中间壁部12w上，形成有用于通过环形油缸48的端口54供给和排出油压油的油压油通道55。在起动时，一旦通过油压油通道55、端口54把控制压力的油压油供给环状油缸48，环状活塞49就会抵抗压缩弹簧53的弹力向前推进。因此，摩擦接合部件46的摩擦板被压下使得起动离合器C-S逐渐地接合，转动连接在柴油发动机的曲轴上的驱动部件11与增速用行星齿轮19的行星齿轮架C4连接。由于起动离合器C-S的接合，传递柴油发动机的输出旋转的驱动部件11的旋转通过增速用行星齿轮19增速，然后传递到输入轴14。一旦油压油通道55与储油器连通，环状油缸48内的压力就降低。因此，环状活塞49由于压缩弹簧53的弹力而后退，摩擦接合部件46的摩擦板被释放并阻断起动离合器C-S。因此柴油发动机的输出旋转不能传递到输入轴14上。
密封件60密封太阳齿轮S4的固定部件S4c的外周部与驱动部件11的前筒状部件11m的内孔之间的空间，固定部件S4c的内周部和中间壁部12w的支承部件12c的外周部也是密封的以降低花键联接的松动。这样，在油压油通道55的一端(前侧)形成了密封，以防止驱动部件11和支承部件12c之间的油压油通道55内的油泄漏出来。
在输入轴14上，在轴线上穿设有作为润滑油路的润滑油孔56，该润滑油孔56用于向油压伺服部47的离心油压抵消器50以及增速用行星齿轮19的各部提供润滑油，润滑油孔56在相比连接体43更靠前方处且在输入轴14的前端面上开口而形成有开口部56a。在输入轴14上，在连接体43的后方侧面上，作为分支油路在半径方向上穿设了与润滑油孔56连通的分支孔57，并且与连通通路61连通，该连通通路61由在太阳齿轮S4的固定部S4c的内圆侧面和输入轴14的外圆侧面之间的间隙、以及在固定部S4c上沿半径方向穿设的连通孔58构成。即，润滑油路56具有；在相比连接体43更靠前方处开口的开口部56a和在相比连接体43更靠后方侧面与连通油路61连通的分支油路57。在前筒状部件11m上，沿半径方向穿设有用于将润滑油提供给抵消油室52的口59。提供给润滑油孔56的润滑油通过分支孔57、连通孔58、口59流入抵消油室52。
通过在工作油路55、和连接第二旋转元件即齿圈R4与输入轴14的连接体43之间形成的连通油路61，从润滑油路56提供润滑油给抵消油室52。当油压伺服部47旋转时，环状气缸48内的工作油作用在环状活塞49上的离心力，由抵消油室52内的润滑油作用在环状活塞49上的离心力来抵消。而且，提供给润滑油孔56的润滑油通过分支孔57、连通孔58、以及输入轴14的前端开口部56a来提供给增速用行星齿轮19的各部并进行润滑。
权利要求
1.一种自动变速器，在变速箱中，输入轴以及输出轴可转动地被轴支承在共同轴线上，且通过多个摩擦配合元件连接或者固定，并将前述输入轴的旋转经过多档变速、传递到前述输出轴，其特征在于发动机的输出旋转被传递的驱动部件，在前述共同轴线上可转动地被支承在前述变速箱的前侧；具有增速用行星齿轮，其具有可通过起动离合器与前述驱动部件连接的第一旋转元件、和前述输入轴直接连接的第二旋转元件、以及固定于前述变速箱的第三旋转元件，且可常时使发动机的输出旋转增速并传递到前述输入轴；前述起动离合器的油压伺服部，在比前述增速用行星齿轮更靠后方处，设置于前述驱动部件上。
2.如权利要求1所述的自动变速器，其特征在于前述变速箱的构造为，轴支承前述输入轴的支承部件突设于前述共同轴线上的中间壁部，设置在容纳前述多个摩擦配合元件的后箱部、和容纳前述增速用行星齿轮以及起动离合器的前箱部之间；前述第三旋转元件与从前述中间壁部伸出的支承部件不可旋转地被连接；前述驱动部件的后壁，在前述中间壁部和前述增速用行星齿轮之间，可旋转地支承在前述中间壁部上；前述起动离合器的油压伺服部的气缸，形成在前述驱动部件的后壁上；与前述油压伺服部的气缸连通的工作油路，设置在前述驱动部件和前述支承部件之间；向前述油压伺服部的离心油压抵消器以及增速用行星齿轮的各部提供润滑油的润滑油孔，被穿设在前述输入轴中。
3.如权利要求2所述的自动变速器，其特征在于前述工作油路的一端，在前述驱动部件和前述支承部件之间，具有防止工作油路内的油泄漏的密封装置。
4.如权利要求2或3所述的自动变速器，其特征在于前述起动离合器被活塞挤压，该活塞通过向前述油压伺服部提供的油压来进行动作；在该活塞的与前述油压伺服部相反侧，形成有用于抵消作用在前述油压伺服部内的油上的离心油压的抵消油室；通过在前述工作油路、与连接前述第二旋转元件和输入轴的连接体之间形成的连通油路，从前述润滑油路向该抵消油室提供润滑油。
5.如权利要求4所述的自动变速器，其特征在于前述润滑油路具有在比前述连接体更靠前方开口的开口部、和在比前述连接体更靠后侧处与前述连通油路连通的分支油路。
6.如权利要求1或2所述的自动变速器，其特征在于前述增速用行星齿轮是单小齿轮行星齿轮，前述第一旋转元件、第二旋转元件、第三旋转元件分别是行星架、齿圈、太阳齿轮；在前述输入轴和前述输出轴之间，设有连接到前述输入轴的单式行星齿轮、以及连接到前述输出轴的复式行星齿轮；前述单式行星齿轮是单小齿轮行星齿轮，具有直接连接到前述输入轴的第一齿圈、固定在前述变速箱上的第一太阳齿轮、支承与前述第一齿圈以及第一太阳齿轮啮合的小齿轮的第一行星架；前述复式行星齿轮是由以下部件构成的拉威挪式行星齿轮第二以及第三太阳齿轮、直接啮合到前述第二太阳齿轮且通过中间小齿轮啮合到前述第三太阳齿轮的长小齿轮、支承该长小齿轮以及前述中间小齿轮的共同行星架，以及啮合到前述长小齿轮的共同齿圈；前述第二太阳齿轮可通过第三离合器连接到前述第一行星架，还可通过第一制动器来固定；前述共同行星架可通过第二离合器连接到前述输入轴，还可通过第二制动器来固定；前述共同齿圈直接连接到输出轴；前述第三太阳齿轮可通过第一离合器连接到前述第一行星架。
全文摘要
发动机的输出旋转通过起动离合器传递到增速用行星齿轮，增速以后传递到输入轴，输入轴的旋转通过单式行星齿轮或复式行星齿轮进行变速，由此来减小自动变速器各部的分担转矩并使各部的尺寸和各摩擦配合元件的容量减小。在车辆起动时，被传递发动机的输出旋转的驱动部件通过起动离合器而与增速用行星齿轮的行星齿轮架相连接。当起动离合器进行配合时，驱动部件的旋转便通过增速用行星齿轮增速并传递到与齿圈直接连接的输入轴。传递到该输入轴的旋转，通过单式行星齿轮和与输出轴连接的复式行星齿轮的各元件由多个摩擦配合元件有选择地连接或固定，由此来进行多档变速并传递到输出轴。
文档编号F16H61/00GK1786517SQ200510112749
公开日2006年6月14日 申请日期2005年10月12日 优先权日2004年12月7日
发明者早渕正宏, 加藤直司, 糟谷悟, 加藤博, 浅井康寻 申请人:爱信艾达株式会社