JPH01283451A - 自動変速機の遊星歯車列 - Google Patents

自動変速機の遊星歯車列

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Publication number
JPH01283451A
JPH01283451A JP63110765A JP11076588A JPH01283451A JP H01283451 A JPH01283451 A JP H01283451A JP 63110765 A JP63110765 A JP 63110765A JP 11076588 A JP11076588 A JP 11076588A JP H01283451 A JPH01283451 A JP H01283451A
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JP
Japan
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stator
planetary gear
turbine
gear
brake
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Application number
JP63110765A
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English (en)
Inventor
Masahiro Okubo
正博 大窪
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Exedy Corp
Original Assignee
Daikin Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/2005Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with one sets of orbital gears

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  • Structure Of Transmissions (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、3要素のトルクコンバータと遊星歯車列を組
合わせた自動変速機の遊星歯車列に関するものである。
3、発明の詳細な説明 (産業上の利用分野) 従来からトルクコンバータとラビニヨー式或はシンプソ
ン式等の遊星歯車列を組合わせた自動変速機が知られて
いる。これらの遊星歯車列では、トルクコンバータと各
歯車要素との間にブレーキ、クラッチを設けて、ブレー
キ、クラッチの操作で変速段を切換える構造になってい
る。
本件出願人は、4要素のトルクコンバータと遊星歯車列
を有する自動変速機において、正転力を発生するトルク
コンバータの1要素からの正転力と、他の1要素からの
逆転力を遊星歯車列に入力し、逆転力を前進1速と後進
段の出力に付加することによって牽引力を向上するよう
にした先行技術を出願している(特願昭81−1015
04号、特願昭81−101505号、特願昭61−1
01506号、特願昭et−101448号)。
しかしながら、これら先行技術の遊星歯車列を3要素の
トルクコンバータと組合わせる技術は未だ知られていな
い。
(発明の目的) 本発明は、3要素のトルクコンバータにおいて、ステー
タの逆転力を出力に付加して発進時の牽引力を向上でき
る自動変速機の遊星歯車列を提供することを目的として
いる。
(発明の構成) (1)技術的手段 本発明は、1個のステータおよびタービン、ポンプから
なる3要素トルクコンバータの後段に、1個の遊星キャ
リヤを共有した単列遊星ギヤと複列遊星ギヤを有するラ
ビニヨー式遊星歯車列を配置した自動変速機において、
タービンと複列遊星ギヤのサンギヤを連結するタービン
軸を設け、ステータと単列遊星ギヤのサンギヤを連結す
るステータ筒軸を設け、このステータ筒軸の回転を規制
するブレーキを設け、遊星キャリヤの回転を規制するブ
レーキを設け、単列遊星ギヤのリングギヤから動力を出
力するようにしたことを特徴とする自動変速機の遊星歯
車列である。
(2)作用 第1速では、タービンの正転力にステータの逆転力を加
重して出力し、低回転域で大きな発進力を得る。
第2速、或は第4速ではステータを固定し、通常の3要
素トルクコンバータと同じ特性を発揮する。
第3速では、タービンと遊星キャリヤを連結し、トルク
コンバータは流体継手として働く。
後進では、タービンを固定してステータの逆転力だけを
出力する。
(実施例 (1)第1実施例 本発明を採用した前輪駆動の乗用車用の前進3速、後進
1速の自動変速機を第1図で説明する。
第1図中で30は3要素2段型トルクコンバータであり
、トルクコンバータ30はポンプ32、タービン34、
ステータ36等から構成されている。
タービン34はタービン軸40に連結し、ステータ36
はワンウェイクラッチ42を介してステータ筒軸44に
連結している。ステータ筒軸44はタービン軸40に対
して回転自在な状態で同心状に配置されている。ワンウ
ェイクラッチ42はステータ36がタービン34と同方
向に回転、すなわち正転する時には空転し、ステータ3
6が逆転する時にはロックして、ステータ36の逆転力
をステータ筒軸44へ伝達するようになっている。
固定筒軸48はステータ筒軸44の半径方向外方に同心
状に設けられている。固定筒軸48はハウジング50に
連続している。更にタービン34にはロックアツプクラ
ッチ52が備えられている。
以上のトルクコンバータ30の後段には、詳しくは後述
する所謂ラビニヨー式の遊星゛歯車列が組合せられて自
動変速機が構成されている。
前記タービン軸40はサンギヤ18(歯数:Za2)に
連結し、タービン軸40の後端部にはクラッチC1を介
して遊星キャリヤ14が設けられている。サンギヤ18
は遊星ギヤ12に噛合っている。遊星キャリヤ14の半
径方向外方にはブレーキB2が設けられている。タービ
ン軸40の最後端にはブレーキB3が設けられている。
またステータ筒軸44はサンギヤ16(歯数:Z at
)に連結し、ステータ筒軸44の中間部にはブレーキB
1が設けられている。遊星ギヤ10の外周に噛み合うリ
ングギヤ20(歯数:Zr1)は出力ギヤ22に連結し
、出力ギヤ22から動力を出力するようになっている。
次に第1図に示す自動変速機の作用を説明する。
以上のような遊星歯車列では、詳しくは後述する表1に
示すようにブレーキB1−83およびクラッチCIを選
択的にON動作(固定)して、前進3速、後進1速の変
速を行なう。
ブレーキB2のみがON動作する第1速時には、ステー
タ36の逆転力をステータ筒軸44からサンギヤ16に
伝達し、遊星ギヤ10を通じてタービン軸40からサン
ギヤ18、遊星ギヤ12に伝わるタービン34の正転力
に、ステータ36の逆転力を加重して、ステータ36が
逆転する領域において効率およびトルク比を向上させる
すなわち、速度比eに対するトルク比t1効率ηの変化
を表す第1a図に示すように、ステータ36の回転方向
が正転に変るP以下の範囲で、効率は効率特性η1に、
トルク比はトルク比特性t1になる。トルク比特性T1
のストールトルク比は4になり、大きな発進力を発揮す
る。なお、点2以上の範囲ではステータ36はワンウェ
イクラッチ42の作用で空転する。
次にブレーキBlのみがON動作する第2速では、ステ
ータ36が空転する迄の速度比域でステータ36をロッ
クし、タービン34から伝わる動力を増やす。この第2
速領域では第1b図に示すように、効率特性η2に、ト
ルク比特性t2を発揮する。
更にクラッチC1のみがON動作する第3速では、第1
c図に示す効率特性η3、トルク比特性t3になる。
最後にブレーキB3がON動作する後進時には、タービ
ン34が固定され、ステータ36からの逆転力だけがサ
ンギヤ16から遊星ギヤ10へ伝わり、リングギヤ20
、出力ギヤ22が逆転する。
この後進時には第1d図に示すように、効率特性ηRに
、トルク比特性tRになる。
以上のように、トルクコンバータ30を従来と同じ容量
に設定しながら、第1a図の発進段である第1速で従来
3程度であったストールトルク比が4に向上している。
従来から周知の安価な3要素トルクコンバータ30を使
用してブレーキと比較して高価になるクラッチC1を1
個だけ使用し、コンパクトで安価なブレーキ81〜B3
を多用しであるので、コストダウンになる。
第1図の変形例を示す第2図では、ブレーキB3 (第
1図〕を削除し、遊星キャリヤ14にクラッチC2を設
けている。これらの各ブレーキ、クラッチは、後述する
表1のようにON動作して、前進3速、後進1速の変速
を行なう。
第1図の第2変形例を示す前進4速、後進1速の第3図
において、サンギヤ18とタービン軸40の間にクラッ
チC1が介装されている。これらの各ブレーキ、クラッ
チは、後述する表1のようにON動作して、前進4速、
後進1速の変速を行なう。
第4速でのトルク比トルク比特性tおよび効率効率特性
ηの特性は第1b図と同様になる。
第1図の第3変形例を示す第4図において、ブレーキB
3を削除し、サンギヤ18とタービン軸40の間にクラ
ッチCtを設け、遊星キャリヤ14にクラッチC3を介
装しである。これらの各ブレーキ、クラッチは、下記の
表1のようにON動作して、前進4速、後進1速の変速
を行なう。
表1 この表1のように各ブレーキ、クラッチを動作させると
、タービン34およびステータ36の変速比は次の表2
のようになる。このとき、サンギヤ16.18、リング
ギヤ20の歯数を Z al −34、Z a2−29、Zrl−74−(
1)に設定すると、第1速でのタービン34の変速比は
2.552、ステータ36の変速比は−2,176にな
り、第2速ではタービン34が1.489、第3速では
タービン34が1、第4速ではタービン34が0.68
5、後進ではステータ36が3.047にそれぞれなる
表2 (2)第2実施例 本発明の第2請求項に対応する第2実施例を採用した前
輪駆動の乗用車用の前進3速、後進1速の自動変速機を
第5図で説明する。第5図において、第1図と同一の符
号で示した部分は同一または相当部分を示す。
トルクコンバータ30の後段には、詳しくは後述する所
謂ラビニヨー式の遊星歯車列が組合せられて自動変速機
が構成されている。
前記タービン軸40はサンギヤ16(歯数:Za2)に
連結し、タービン軸4oの後端部にはブレーキB3が設
けられている。遊星ギヤ10に噛み合うリングギヤ20
(歯数:Zr2)にはブレーキB2が設けられている。
またステータ筒軸44はサンギヤ18(歯数:Z al
)に連結し、ステータ筒軸44の中間部にはブレーキB
1が設けられている。このステータ筒軸44とタービン
軸40の間にはクラッチc1が介装されている。
遊星キャリヤ14は出力ギヤ22に連結し、出力ギヤ2
2から動力を出力するようになっている。
次に第5図に示す自動変速機の作用を説明する。
以上のような遊星歯車列では、詳しくは後述する表3に
示すようにブレーキ81〜B3およびクラッチC1を選
択的にON動作(固定)して、前進3速、後進1速の変
速を行なう。各変速段での特性は第1a図〜第1d図と
同様である。
第5図の変形例を示す第6図では、サンギヤ16とター
ビン軸40の間にクラッチC1を設け、リングギヤ20
とタービン軸40の間にクラッチC2を設けている。
これらの各ブレーキ、クラッチは、次の表3のようにO
N動作して、前進4速、後進1速の変速を行なう。
表3 この表3のように各ブレーキ、クラッチを動作させると
、タービン34およびステータ36の変速比は表3のよ
うになる。このとき、サンギヤ16.18、リングギヤ
20の歯数を Z al−21、Z a2−72、Zrl−36−(2
)に設定すると、第1速でのタービン34の変速比は3
.000、ステータ36の変速比は−2,429になり
、第2速ではタービン34が1.583、第3速ではタ
ービン34が1、第4速ではタービン34が0.708
、後進ではステータ36が2.714にそれぞれなる。
(3)第3実施例 本発明の第3請求項に対応する第3実施例を採用した前
輪駆動の乗用車用の前進3速、後進1速の自動変速機を
第7図で説明する。第7図において、第1図と同一の符
号で示した部分は同一または相当部分を示す。
トルクコンバータ30の後段には、詳しくは後述する遊
星歯車列が組合せられて自動変速機が構成されている。
タービン軸40は第7図中における遊星ギヤ組立体11
0の右方に伸びて、遊星ギヤ組立体110のサンギヤ1
14(歯数:Za2)に連結している。サンギヤ114
は遊星キャリヤ118で保持された遊星ギヤ124に噛
み合っている。遊星キャリヤ11gの右端部には出力ギ
ヤ126が連結され、遊星キャリヤ11gの図中の左端
部にはリングギヤ125(歯数。
Z rl)が固定されている。タービン軸40の半径方
向外方には、タービン軸40の回転を規制するブレーキ
B3が設けられている。
遊星ギヤ組立体112の遊星ギヤ128は遊星キャリヤ
129で保持され、遊星キャリヤ129は遊星ギヤ組立
体110のリングギヤ120  (歯数:Zr2)に連
結し、遊星キャリヤ129の半径方向外方にはブレーキ
B2が設けられている。遊星ギヤ組立体112のサンギ
ヤ11B(歯数:Zal)に繋がるステータ筒軸44と
タービン軸40の間にはクラッチCtが介装され、クラ
ッチCIでタービン軸40、ステータ筒軸44を断続す
るようになっている。
更にクラッチCIの半径方向外方にはステータ筒軸44
の回転を規制するブレーキBlが設けられている。
次に作用を説明する。以上のような遊星ギヤ列では、詳
しくは後述する表4に示すようにブレーキ81〜B3、
クラッチCtを選択的にON動作して前進3速、後進1
速の変速を行なう。
ブレーキB2のみがON動作する第1速時には、ステー
タ36の逆転力をステータ筒軸44から遊星ギヤ組立体
112のサンギヤ116に伝達し、出力軸と一体のリン
グギヤ125より正転力として出力させ、サンギヤ11
4を通じてタービン軸40から遊星ギヤ組立体110の
リングギヤ120を介して出力軸と一体の遊mキャリヤ
11gから出力されるタービン34の正転力に、ステー
タ36の逆転力を加重して、ステータ36が逆転する領
域において効率およびトルク比を向上させる。
各変速段での特性は第1a図〜第1d図と同様である。
各変速段での変速比は詳しくは後述する表5の通りにな
る。
第3実施例の変形例を採用した同じく前輪駆動の乗用車
用の前進4速、後進1速の自動変速機を第8図で説明す
る。
第8図中でサンギヤ114とタービン軸40の間にはク
ラッチC2が介装され、遊星キャリヤ129とタービン
軸40の間にはクラッチC1が介装されている。
以上のような遊星ギヤ列では、各ブレーキ、クラッチを
次の表4に示すように選択的にON動作させて、前進4
速、後進1速の変速を行なう。
表4 以上の表4のように各ブレーキ、クラッチを動作させる
と、タービン34およびステータ36の変速比は次の表
5のようになる。
表5 表5で歯数をZal=36、Za2−42、Zr1−Z
 r2= 75に設定すると、第1速でのタービン34
の変速比は2.786、ステータ36の変速比は−2,
083、第2速ではタービン34が1゜579、第3速
ではタービン34が1、第4速ではタービン34が0.
676、後進では、第1ステータ36が2.726にな
る。
(4)第4実施例 本発明の第4請求項に対応する第4実施例を採用した前
輪駆動の乗用車用の前進3速、後進1速の自動変速機を
第9図で説明する。第9図において、第1図と同一符号
を付した部分は同一あるいは相当部分を示す。
トルクコンバータ30の後段には、詳しくは後述する所
謂シンプソン式の遊星歯車列が組合せられて自動変速機
が構成されている。
タービン軸40は第9図中における遊星ギヤ組立体11
0の右方に伸びて、遊星ギヤ組立体110のリングギヤ
122(歯数:Zr1)に連結している。
リングギヤ122は遊星キャリヤ118で保持された遊
星ギヤ124に噛み合っている。遊星キャリヤ118の
中間部には出力ギヤ12Bが連結され、遊星キャリヤ1
18の図中の左端部にはリングギヤ120(歯数:Zr
2)が固定されている。タービン軸40の半径方向外方
には、タービン軸40の回転を規制するブレーキB3が
設けられている。
遊星ギヤ組立体112の遊星ギヤ128は遊星キャリヤ
129で保持され、遊星キャリヤ129にはブレーキB
2が設けられている。サンギヤ114(歯数:Zal)
、サンギヤ1lB(歯数:Za2)に繋がるステータ筒
軸44とタービン軸40の間にはクラッチC1が介装さ
れ、クラッチCIでタービン軸40、ステータ筒軸44
を断続するようになっている。更にクラッチCIの半径
方向外方にはステータ筒軸44の回転を規制するブレー
キBlが設けられている。
次に作用を説明する。以上のような遊星ギヤ列では、次
の表6に示すようにブレーキBl −83、クラッチC
Iを選択的にON動作して前進3速、後進1速の変速を
行なう。
表6 各変速段での変速比は次の表7の通りになる。
表7 表7で歯数をZal −Za2−33、Zr1−Zr2
−72に設定すると、第1速でのタービン34の変速比
は2.458、ステータ36の変速比は−2゜182、
第2速ではタービン34が1.458、第3速ではター
ビン34が1、後進では、第1ステータ36が3.18
2になる。
以上の4実施例に共通の特徴は、1個のステータ及びタ
ービン、ポンプからなる3要素トルクコンバータの後段
に、遊星歯車変速機を有する自動変速機において、遊星
歯車変速機の第1速選択時には、低速度比域で逆転する
ステータの逆転力を遊星歯車列で正転力に変換して、こ
のステータからの出力を出力軸に加重するようにし、遊
星歯車変速機の第2速選択時には、ステータが逆転する
低速度比域でステータの回転を規制する摩擦要素を設け
、所定の1方向にだけトルクを伝達するワンウェイクラ
ッチを設け、このワンウェイクラッチでステータを空転
させて、ステータ部分での流体損失を低減するようにし
、後進選択時にはタービンを固定することによってステ
ータに大きな逆転力を発生させた点である。
(発明の効果) 以上説明したように本発明による自動変速機の遊星歯車
列では、トルクコンバータ30を従来と同じ容量に設定
しながら、第1a図の発進段である第1速で従来3程度
であったストールトルク比を4に向上することができる
従来から周知の安価な3要素トルクコンバータ30を使
用してブレーキと比較して高価になるクラッチC1を1
個だけ使用し、コンパクトで安価なブレーキB1〜B3
を多用しであるので、コストダウンが可能になる。
第2請求項では、遊星キャリヤ14から出力するように
したラビニヨー型遊星歯車列で同様の効果を発揮できる
第3請求項では、シンプソン型遊星歯車列で同様の効果
を発揮できる。
第4請求項では、一方の遊星キャリヤと他方のリングギ
ヤを連結したシンプソン型遊星歯車列で同様の効果を発
揮できる。
第5請求項では、少なくとも2組の遊星ギヤ列を有する
場合に同様の高価を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例のを示す構造略図、第1a
図は第1速での速度比に対するトルク比及び効率の変化
を示すグラフ、第1b図は第2速及び第4速での同グラ
フ、第1C図は第3速での同グラフ、第1d図は後進で
の同グラフ、第2図、第3図、第4図はそれぞれ第1実
施例の変形例を示す構造略図、第5図は本発明の第2実
施例を示す構造略図、第6図は第2実施例の変形例を示
す構造略図フ、第7図は本発明の第3実施例を示す構造
略図、第8図は第3実施例の変形例を示す構造略図、第
9図は本発明の第4実施例を示す構造略図である。10
,12,124.128・・・遊星ギヤ、14.111
11.129・・・遊星キャリヤ、30・・・3要素ト
ルクコンバータ、32・・・ポンプ、34・・・タービ
ン、36・・・ステータ 第1a図 Il崖こ已 第1c図 速度F乙e 第1b図 第1d図 達崖比e 第5図 第7図 手続補正出(自発) 昭和63年6月8日 1、事件の表示 昭和63年 特 許 願 第110765居住 所 寝
屋川市木田元宮1丁目1番1号名 称 株式会社 大金
製作所 代表者 取締役社長 定立 勝 4、代理人 住 所  大阪市北区東天満2丁目9番4号千代田ビル
東館7階(■530) 5、補正命令の日付  (発送日)昭和 年 月 日(
1) 図面の第1C図を添付の補正図面の通りに補正す
る。 8、添付書類の目録 (1)補正図面           ・・・1通以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)1個のステータおよびタービン、ポンプからなる
    3要素トルクコンバータの後段に、1個の遊星キャリヤ
    を共有した単列遊星ギヤと複列遊星ギヤを有するラビニ
    ョー式遊星歯車列を配置した自動変速機において、ター
    ビンと複列遊星ギヤのサンギヤを連結するタービン軸を
    設け、このタービン軸の回転を規制するブレーキを設け
    、タービン軸と遊星キャリヤを連結するクラッチを設け
    、ステータと単列遊星ギヤのサンギヤを連結するステー
    タ筒軸を設け、このステータ筒軸の回転を規制するブレ
    ーキを設け、遊星キャリヤの回転を規制するブレーキを
    設け、単列遊星ギヤのリングギヤから動力を出力するよ
    うにしたことを特徴とする自動変速機の遊星歯車列。 (2)1個のステータおよびタービン、ポンプからなる
    3要素トルクコンバータの後段に、1個の遊星キャリヤ
    を共有した単列遊星ギヤと複列遊星ギヤを有するラビニ
    ョー式遊星歯車列を配置した自動変速機において、ター
    ビンと単列遊星ギヤのサンギヤを連結するタービン軸を
    設け、このタービン軸の回転を規制するブレーキを設け
    、タービン軸とステータ筒軸を連結するクラッチを設け
    、ステータと複列遊星ギヤのサンギヤを連結するステー
    タ筒軸を設け、このステータ筒軸の回転を規制するブレ
    ーキを設け、前記ステータ筒軸とタービン軸の間または
    単列遊星ギヤのサンギヤとタービン軸の間にクラッチを
    設け、単列遊星ギヤのリングギヤの回転を規制するブレ
    ーキを設け、遊星キャリヤに連結する出力ギヤから動力
    を出力するようにしたことを特徴とする自動変速機の遊
    星歯車列。 (3)1個のステータおよびタービン、ポンプからなる
    3要素トルクコンバータの後段に、遊星ギヤ、遊星キャ
    リヤ、サンギヤ、リングギヤからなる2対の互いに分割
    されたシンプル遊星ギヤ組立体を有し、2個のサンギヤ
    を各々個別に回転自在に軸支し、一方の遊星キャリヤを
    他方のリングギヤに連結し、この遊星キャリヤから出力
    するようにした遊星歯車列を配置した自動変速機におい
    て、タービンと一方の遊星ギヤ組立体のサンギヤを連結
    するタービン軸を設け、このタービン軸の回転を規制す
    るブレーキを設け、ステータと他方のサンギヤを連結す
    るステータ筒軸を設け、このステータ筒軸の回転を規制
    するブレーキを設け、ステータ筒軸とタービン軸の間に
    両軸を断続するクラッチを設け、他方の遊星キャリヤの
    回転を規制するブレーキを設けたことを特徴とする自動
    変速機の遊星歯車列。(4)1個のステータおよびター
    ビン、ポンプからなる3要素トルクコンバータの後段に
    、遊星ギヤ、遊星キャリヤ、サンギヤ、リングギヤから
    なる2対の互いに分割された遊星ギヤ組立体を有し、2
    個のサンギヤを連結し、一方の遊星キャリヤを他方のリ
    ングギヤに連結し、この遊星キャリヤから出力するよう
    にしたシンプソン式遊星歯車列を配置した自動変速機に
    おいて、タービンと一方の遊星ギヤ組立体のリングギヤ
    を連結するタービン軸を設け、このタービン軸の回転を
    規制するブレーキを設け、ステータと2個のサンギヤを
    連結するステータ筒軸を設け、このステータ筒軸の回転
    を規制するブレーキを設け、ステータ筒軸とタービン軸
    の間に両軸を断続するクラッチを設けたことを特徴とす
    る自動変速機の遊星歯車列。 (5)1個のステータおよびタービン、ポンプからなる
    3要素トルクコンバータの後段に、2組の遊星ギヤ列と
    、遊星ギヤ列の各ギヤ要素の回転を規制するクラッチ及
    びブレーキとを配置した自動変速機において、一方の遊
    星ギヤ列のギヤ要素と前記ステータを連結し、このステ
    ータ連結体の回転を規制するブレーキを設け、他方の遊
    星ギヤ列のギヤ要素と前記タービンを連結し、タービン
    連結体の回転を規制するブレーキを設け、前記両方の遊
    星ギヤ列を断続自在に連結するクラッチを設けたことを
    特徴とする自動変速機の遊星歯車列。
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