JPH0276951A - 遊星歯車式変速装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は自動車等の巾輌に用いられる自動変速機等に組
込まれる遊星歯車式変速装置に係る。

［従来の技術］ 自動車等の車輌に用いられる自動変速機等に組込まれる
遊星歯車式変速装置は、従来より種々の構成にて提案さ
れており、これの一つとして二組のシングルピニオン型
遊星歯車機構と一組のダブルピニオン型遊星歯車機構と
を組合せてなる型式のものがあり、これは前進五段或い
はそれ以上の前進変速段と後進−段或いはそれ以上の後
進変速段とを達成し得るようになっている。この種の遊
星歯車式変速装置は、例えば特開昭５１−４８０６２°
号、特開昭５１−１７７６７号、特開昭５１−１０８１
６８号、特開昭５１−１０８１７０号、特開昭５１−１
２７９６８号の各公報に示されている。

［発明が解決しようとする課題］ 自動車等の車輌に用いられる自動変速機に於ては、一般
に、小型化設計のために各遊星歯車機構の歯数比が適切
で各遊星歯車機構の外径がさほど大きくならず、クラッ
チ或いはブレーキの如き変速制御用１９擦係合装置の切
換による変速が容易であること、耐久性の観点から各遊
星歯車機構に於けるプラネタリピニオンのキャリヤに対
する相対回転数が低いことを要求され、また第一速段よ
り直結段までの前進変速段の変速比が等比級数に近い値
に設定され、しかも動力性能と燃費、静粛性の両立のた
めに増速段（オーバドライブ段）の変速比が適切である
ことを要求される。

本発明は上述の如き要求を全て満す新しい構造の遊星歯
車式変速装置を提１共することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上述の如き目的は、本発明によれば、人力部材と、出力
部材と、サンギヤとリングギヤとプラネタリピニオンと
キャリヤとを有する第一のシングルピニオン型遊星歯車
機構と、サンギヤとリングギヤとプラネタリピニオンと
キャリヤとを有する第二のシングルピニオン型遊星歯車
機構と、サンギヤとリングギヤと互いに噛合する二つの
プラネタリピニオンとキャリヤとを有するダブルピニオ
ン型遊星歯車機構と、前記第一のシングルピニオン型遊
星歯車機構のサンギヤと前記入力部材とを互いに選択的
に連結する第一クラッチと、前記第二のシングルピニオ
ン型遊星歯車機構のキャリヤと前記入力部材とを互いに
選択的に連結する第二クラッチと、前記第二のシングル
ピニオン型遊星歯車機構のサンギヤと前記入力部材とを
互いに選択的に連結する第三クラッチと、前記第一のシ
ングルピニオン型遊星歯車機構のキャリヤと前記ダブル
ピニオン型遊星歯車機構のリングギヤを選択的に固定す
る第一ブレーキと、前記第一のリングギヤと前記第二の
シングルピニオン型遊星歯車機構のキャリヤと前記ダブ
ルピニオン型遊星歯車機構のキャリヤを選択的に固定す
る第二ブレーキと、前記第二のシングルピニオン型遊星
歯車機構のサンギヤを選択的に固定する第三ブレーキと
を有し、前記第一のシングルピニオン型遊星歯車機構の
キャリヤと前記ダブルピニオン型遊星歯車機構のリング
ギヤとが互いに連結され、前記第一のシングルピニオン
型遊星歯車機構のリングギヤと前記第二のシングルピニ
オン型遊星歯車機構のキャリヤと前記ダブルピニオン型
遊星歯車機構のキャリヤとが互いに連結され、前記第二
のシングルピニオン型遊星歯車機構のリングギヤと前記
ダブルピニオン型遊星歯車機構のサンギヤとが互いに連
結され、前記第二のシングルピニオン型遊星歯車機構の
リングギヤと前記ダブルピニオン型遊星歯車機構のサン
ギヤとが前記出力部材と連結されている遊星歯車式変速
装置によって達成される。

［発明の作用及び効果］ 上述の如き構成によれば、各遊星歯車機構の歯数比が適
切で各遊星歯車機構の外径がさほど大きくならず、小型
化設計の自由度が増大し、前進段に於けるアップシフト
或いはダウンシフトの如き変速が二つのクラッチ或いは
ブレーキの如き変速制御用摩擦係合装置の切換により容
易に行われ、各遊星歯車機構に於けるプラネタリピニオ
ンのキャリャに対する相対回転数が低く、優れた耐久性
が得られ、その上で第一速段より直結段までの前進変速
段の変速比が等比級数に近い値に設定され、しかも増速
段（オーバドライブ段）の変速比が適切な値に設定され
、動力性能と燃費、静粛性とが両立するようになる。

［実施例］ 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

第１図は本発明による遊星歯車式変速装置の一つの実施
例を示している。第１図に於て、１０は入力軸を、１２
は出力歯車を、２０は第一のシングルピニオン型遊星歯
車機構を、３０は第二のシングルピニオン型遊星歯車機
構を、４０はダブルピニオン型遊星歯車機構を各々示し
ており、これらは互いに同一軸線上に配置されている。

人力軸１０は図示されていない内燃機関の如き原動機よ
り回転動力を周知の流体式トルクコンバータ或いは電磁
クラッチ等を介して与えられるようになっている。

第一のシングルピニオン型遊星歯車機構２０は、サンギ
ヤ２２と、サンギヤ２２と同心のリングギヤ２４と、サ
ンギヤ２２及びリングギヤ２４とに噛合するプラネタリ
ピニオン２６と、プラネタリピニオン２６を回転可能に
担持するキャリヤ２８とを有し、−船釣なシングルピニ
オン型遊星歯車機構をなしている。

第二のシングルピニオン型遊星歯車機構３０は、サンギ
ヤ３２と、サンギヤ３２と同心のリングギヤ３４と、サ
ンギヤ３２とリングギヤ３４とに噛合するプラネタリピ
ニオン３６と、プラネタリピニオン３６を回転可能に担
持するキャリヤ３８とを有し、−船釣なシングルピニオ
ン型遊星歯車機構をなしている。

ダブルピニオン型遊星歯車機構４０は、サンギヤ４２と
、サンギヤ４２と同心のリングギヤ４４と、互いに噛合
しそのうちの一つはサンギヤ４２に噛合しもう一つはリ
ングギヤ４４と噛合する二つのプラネタリピニオン４６
及び４７と、二つのプラネタリピニオン４６及び４７を
各々回転可能に担持するキャリヤ４８とを有し、−船釣
なダブルピニオン型遊星歯車機構をなしている。

第一のシングルピニオン型遊星歯車機構２０のキャリヤ
２８とダブルピニオン型遊星歯車機構４０のリングギヤ
４４とは第一の連結部材５０によって互いに連結されて
いる。

第一のシングルピニオン型遊星歯車機構２０のリングギ
ヤ２４と第二のシングルピニオン型遊星歯車機構３０の
キャリヤ３８とダブルピニオン型遊星歯車機構４０のキ
ャリヤ４８とは第二の連結部材５２によって互いに連結
されている。

第二のシングルピニオン型遊星歯車機構３０のリングギ
ヤ３４とダブルピニオン型遊星歯車機構４０のサンギヤ
４２とは第三の連結部材５４によって互いに連結されて
いる。

尚、第一の連結部材５０、第二の連結部材５２及び第三
の連結部材５４は特別な別部材として構成されている必
要が必ずしもなく、連結部材５０．５２或いは５４によ
って互いに連結される部材は、連結部材５０．５２．５
４に相当する連結部にて互いに直接連結されていても、
また互いに一体に構成されていてもよい。

第三の連結部材５４、即ち第二のシングルピニオン型遊
星歯車機構３０のリングギヤ３４とダブルピニオン型遊
星歯車機構４０のサンギヤ４２とは各々出力歯車１２に
連結されている。

また本発明による遊星歯車式変速装置は、三つのクラッ
チ、即ち第一クラッチＣ＋　、第二クラッチＣ２、第三
クラッチＣ３と、三つのブレーキ、即ち第一ブレーキＢ
＋　、第二ブレーキＢ２、第三ブレーキ＆とを有してい
る。これらクラッチ、ブレーキは多板式のものにより構
成されていてよい。

第一クラッチＣ１は第一のシングルピニオン型遊星歯車
機構２０のサンギヤ２２と入力軸１０とを選択的にトル
ク伝達関係に連結するようになっている。

第二クラッチＣ２は、第二の連結部材５２、即ち第一の
シングルピニオン型遊星歯車機構２０のリングギヤ２４
及び第二のシングルピニオン型遊星歯車機構３０のキャ
リヤ３８及びダブルピニオン型遊星歯車機構４０のキャ
リヤ４８と入力軸１゜とを選択的にトルク伝達関係に連
結するようになっている。

第三クラッチＣ３は第二のシングルピニオン型遊星歯車
機構３０のサンギヤ３２と入力軸１０とを選択的にトル
ク伝達関係に連結するようになっている。

第一ブレーキＢ１は、第一の連結部材５０．即ちキャリ
ヤ２８とリングギヤ４４とをトランスミッションケース
６０に選択的に連結してこれを選択的に固定状態にする
ようになっている。

第二ブレーキＢ２は、第二の連結部材５２、即ちリング
ギヤ２４とキャリヤ３８及び４８をトランスミッション
ケース６０に選択的に連結してこれを選択的に固定状態
にするようになっている。

第三ブレーキ民は第二のシングルピニオン型遊星歯車機
構３０のサンギヤ３２をトランスミッションケース６０
に選択的に連結してこれを選択的に固定状態にするよう
になっている。

上述の如き構成よりなる遊星歯車式変速装置に於ては、
三つのクラッチＣＩ、Ｃ２、Ｃ３と、三つのブレーキＢ
Ｉ、Ｂ２、親が所定の組合せにて係合、解放されること
により、減速段としての第一速段、第二速段、第三速段
と、直結段としての第四速段と、増速段（オーバドライ
ブ段）としての第五速段、更に一つ或いは二つの後進段
とが達成される。この場合のクラッチＣ盲、Ｃ２、Ｃ３
とブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３の係合と解放の組合せは第
２図に示されている。

尚、第２図に於て、Ｏ印は係合を、無印は解放を示して
いる。またΔ印は係合されてもよいことを示している。

上述の各変速段に於ける変速比は第２図に示されている
。但し、Ｃ１は第一のシングルピニオン型遊星歯車機構
２０のサンギヤ２２とリングギヤ２４との歯数比、Ｃ２
は第二のシングルピニオン型遊星歯車機構３０のサンギ
ヤ３２とリングギヤ３４との歯数比、Ｃ３はダブルピニ
オン型遊星歯車機構４０のサンギヤ４２とリングギヤ４
４との歯数比である。また第２図には、ρ、−０．３５
５、ρ２−０．３８５、Ｃ３＝０．５５７とじた場合に
於ける各変速段の変速比の実数値が示されている。

次に上述の如き構成よりなる遊星歯車式変速装置の各変
速段の作用について第３図乃至第９図を用いて説明する
。

尚、第３図乃至第９図に於て、太線は各変速段に於てト
ルク伝達に実際に寄与する回転要素を示している。

第一速段は、第一クラッチＣ＋の係合によりサンギヤ２
２が人力軸１０に連結され、第一ブレーキＢ１の係合に
より第一の連結部材５０、即ちキャリヤ２８とリングギ
ヤ４４とが固定されることにより達成される。この時に
はサンギヤ２２が入力要素になり、キャリヤ２８とリン
グギヤ４４とが各々反力要素になり、第３図に示されて
いる如く、入力軸１０よりサンギヤ２２に与えられた回
転力は、プラネタリピニオン２６を介してリングギヤ２
４より第二の連結部材５２を経てキャリヤ４８に至り、
そしてプラネタリピニオン４６及び４７を経てサンギヤ
４２より出力歯車１２に伝達される。従って第一速段の
変速比はＣ３／ρ１　（１−Ｃ３）となる。

第二速段は、第一クラッチＣ１の係合によりサンギヤ２
２が入力軸１０に連結され、第二ブレーキＢ２の係合に
より第二の連結部材５２が固定されることにより達成さ
れる。この時にはサンギヤ２２が人力要素になり、第二
の連結部材５２の固定によってリングギヤ２４とキャリ
ヤ４８とが各々反力要素になり、第４図に示されている
如く、入力軸１０よりサンギヤ２２に与えられた回転力
は、プラネタリピニオン２６を介してキャリヤ２８より
第一の連結部材５０を経てリングギヤ４４に至り、そし
て４６及び４７を経てサンギヤ４２より出力歯車１２に
伝達される。従って第二速段の変速比はＣ３（１＋ρ＋
）／ρ盲となる。

第三速段は、第一クラッチＣ１の係合によりサンギヤ２
２が入力軸１０に連結され、第三ブレーキ＆の係合によ
りサンギヤ３２が固定されることによって達成される。

この時にはサンギヤ２２が入力要素になり、サンギヤ３
２が反力要素になり、第５図に示されている如く、入力
軸１ｏよりサンギヤ２２に与えられた回転力はプラネタ
リピニオン２６を介してキャリヤ２８より第一の連結部
材５０を経てリングギヤ４４に至り、そしてリングギヤ
４４に与えられた回転力は、その一部がプラネタリピニ
オン４６及び４７を介してキャリヤ４８より第二の連結
部材５２によってリングギヤ２４へ至り、残りはプラネ
タリピニオン４６及び４７を介してサンギヤ４２に至り
、また一部はサンギヤ４２より第三の連結部材５４、リ
ングギヤ３４へ伝わってプラネタリピニオン３６及びキ
ャリヤ３８を経てリングギヤ２４へ至り、その合計がプ
ラネタリピニオン２６を介してキャリヤ２８に戻り、他
の一部はサンギヤ４２より出力歯車１２に伝達される。

従って第三速段の変速比は（ρ１（ρ　１　　＋　ρ　
２　　ρ　３　）　＋　ρ　２　　ρ　３　）　／　ρ
　菫　　（１＋　ρ２）となる。

第四速段は直結段であり、これは第一クラッチＣ１と第
二クラッチＣ２との係合により達成される。

この時にはサンギヤ２２と第二の連結部材５２とに回転
力が与えられることによって第一のシングルピニオン型
遊星歯車機構２０とダブルピニオン型遊星歯車機構４０
とが共にロック状態になり、入力軸１０の回転力は第一
のシングルピニオン型遊星歯車機構２０、第一の連結部
材５０、ダブルピニオン型遊星歯車機構４０を経て変速
されることなく出力歯車１２に伝達される。この第四速
段達成時の回転力伝達関係は第６図に示されている。

尚、直結段である第四速段は、三つのクラッチＣ１１Ｃ
２、Ｃ３のうちの二つのクラッチが同時係合されればよ
く、これは例えば第一クラッチＣ１と第三クラッチＣ３
との係合によっても達成される。

第五速段は、第二クラッチＣ２の係合によってキャリヤ
３８が入力軸１０に連結され、第三ブレーキ民の係合に
よってサンギヤ３２が固定されることにより達成される
。この時にはキャリヤ３８が入力要素になり、サンギヤ
３２が反力要素になり、第７図に示されている如く、入
力軸１０よりキャリヤ３８に与えられた回転力はプラネ
タリピニオン３６を介してリングギヤ３４より出力歯車
１２に伝達される。従って第五速段の変速比はｌ／（１
＋ρ２）となる。

後進段は、第三クラッチＣ３の係合によってサンギヤ３
２が入力軸１０に連結され、第二ブレーキＢ２の係合に
より第二の連結部材５２が固定されることにより達成さ
れる。この時にはサンギヤ３２が入力要素になり、キャ
リヤ３８が反力要素になり、第８図に示されている如く
、入力軸１０よりサンギヤ３２に与えられた回転力はプ
ラネタリピニオン３６を介してリングギヤ３４より出力
歯車１２に伝達される。従って後進段の変速比は一１／
ρ２になる。

後進段は第三クラッチＣ２と第二ブレーキＢ２との係合
に代えて第三クラッチＣ３と第一ブレーキＢ１との係合
によっても達成される。この場合にはリングギヤ４４が
反力要素になり、第９図に示されている如く、人力軸１
０よりサンギヤ３２に与えられた回転力は、一部がプラ
ネタリピニオン３６を介してリングギヤ３４より出力歯
車１２に伝達されると共に残りがプラネタリピニオン３
６よりキャリヤ３８に伝達され、更にこれより第二の連
結部材５２を経てキャリヤ４８からプラネタリピニオン
４６．４７を経てサンギヤ４２より出力歯車１２に伝達
される。従ってこの場合の後進段の変速比は−（１＋ρ
２ρ３）／ρ２　（１−ρ３）となる。

第１０図は本発明による遊星歯車式変速装置の他の実施
例を示している。第１０図に示された実施例と第１図に
示された実施例との違いは各要素の相対位置関係だけで
あってそれらの相対連結関係は互いに同一である。

従って、第１０図に示された実施例に於てもクラッチＣ
ｌＳＣ２、ＧとブレーキＢｌ、Ｂ２、＆が第２図に示さ
れている如き組合せにて係合及び解放され。

ることにより上述の実施例と同様の変速段が達成される
。

本発明による遊星歯車式変速装置に於ては、クラッチＣ
７、Ｃ！、ＧとブレーキＢ１、＆、＆は、ワンウェイク
ラッチに置換えられても、またワンウェイクラッチと直
列或いは並列に組合せられて用いられでもよく、またブ
レーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３は多板式のもの以外にバンド式
のものであってもよく、これらの変形例は第１１図に線
図にて示されている。

次に第１１図に示されている記号について説明する。

記号の説明 宰；二：ｌＥ］ＩＫｆｉ＃％ｊ＜’ｌ　君°）１七’ｒ
％”７％　Ｆ：Ｓ’Ｗ’？”“１，１ｉＪｊｊノ０（“
ｊｂ”ｎＤｕｌｉｍｆｉ＃？ｉＥ　？’ｔ　烏”＆層暦
認詣”　”　””’ワンウェイクラッチがブレーキ或い
はクラッチと直列に或いはそれらに代えて設置されると
、エンジンブレーキ作用の解除から原動機の燃費及び静
粛性が向上し、またワンウェイクラッチの空転から変速
タイミングが取り易くなり、変速制御が行われ易くなる
。

尚、エンジンブレーキ・が必要である場合には、ブレー
キ或いはクラッチとワンウェイクラッチとの直列接続体
に対し、もう一つのブレーキ或いはクラッチが並列に設
けられればよい。

第１２図はその変形例の一つの具体的実施例を示してい
る。この実施例に於ては、クラッチＣ４とワンウェイク
ラッチＯＷ　Ｃ＋との直列接続体が第一クラッチＣ１と
並列に設けられ、また第一ブレーキＢ、と直列にワンウ
ェイクラッチＯＷ　Ｃ２が設けられ、ブレーキ＆とワン
ウェイクラッチＯＷ　Ｃｓとの直列接続体が第二ブレー
キＢ２と並列に、またブレーキＢｓとワンウェイクラッ
チＯＷ　Ｃ４との直列接続体が第三ブレーキ民と並列に
各々設けられている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による遊星歯車式変速装置の一つの実施
例を示すスケルトン図、第２図は第１図に示された遊星
歯車式変速装置の各変速段に於りるクラッチ及びブレー
キの係合状態及び変速比を示す線図、第３図乃至第９図
は第１図に示された遊星歯車式変速装置の各変速段に於
ける作用状態について示すスケルトン図、第１０図は本
発明による遊星歯車式変速装置の他の一つの実施例を示
すスケルトン図、第１１図は摩擦係合装置とワンウェイ
クラッチとの各種組合例を示す線図、第１２図は本発明
による遊星歯車式変速装置の具体的変形実施例を示すス
ケルトン図である。 １０・・・入力軸、１２・・・出力歯車、２０・・・第
一のシングルピニオン型遊星歯車機構、２２・・・サン
ギヤ、２４・・・リングギヤ、２６・・・プラネタリピ
ニオン、２８・・・キャリヤ、３０・・・第二のシング
ルピニオン型遊星歯車機構、３２・・・サンギヤ、３４
・・・リングギヤ、３６・・・プラネタリピニオン、３
８・・・キャリヤ、４０・・・ダブルピニオン型遊星歯
車機構。 ４２・・・サンギヤ、４４・・・リングギヤ、４６．４
７・・・プラネタリピニオン、４８・・・キャリヤ、５
０・・・第一の連結部材、５２・・・第二の連結部材、
５４・・・第三の連結部材、　Ｃ＋・・・第一クラッチ
、　Ｃ２・・・第二クラッチ、　Ｃ３・・・第三クラッ
チ、　Ｂｌ・・・第一ブレーキ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力部材と、出力部材と、サンギヤとリングギヤとプラ
   ネタリピニオンとキャリヤとを有する第一のシングルピ
   ニオン型遊星歯車機構と、サンギヤとリングギヤとプラ
   ネタリピニオンとキャリヤとを有する第二のシングルピ
   ニオン型遊星歯車機構と、サンギヤとリングギヤと互い
   に噛合する二つのプラネタリピニオンとキャリヤとを有
   するダブルピニオン型遊星歯車機構と、前記第一のシン
   グルピニオン型遊星歯車機構のサンギヤと前記入力部材
   とを互いに選択的に連結する第一クラッチと、前記第二
   のシングルピニオン型遊星歯車機構のキャリヤと前記入
   力部材とを互いに選択的に連結する第二クラッチと、前
   記第二のシングルピニオン型遊星歯車機構のサンギヤと
   前記入力部材とを互いに選択的に連結する第三クラッチ
   と、前記第一のシングルピニオン型遊星歯車機構のキャ
   リヤと前記ダブルピニオン型遊星歯車機構のリングギヤ
   を選択的に固定する第一ブレーキと、前記第一のリング
   ギヤと前記第二のシングルピニオン型遊星歯車機構のキ
   ャリヤと前記ダブルピニオン型遊星歯車機構のキャリヤ
   を選択的に固定する第二ブレーキと、前記第二のシング
   ルピニオン型遊星歯車機構のサンギヤを選択的に固定す
   る第三ブレーキとを有し、前記第一のシングルピニオン
   型遊星歯車機構のキャリヤと前記ダブルピニオン型遊星
   歯車機構のリングギヤとが互いに連結され、前記第一の
   シングルピニオン型遊星歯車機構のリングギヤと前記第
   二のシングルピニオン型遊星歯車機構のキャリヤと前記
   ダブルピニオン型遊星歯車機構のキャリヤとが互いに連
   結され、前記第二のシングルピニオン型遊星歯車機構の
   リングギヤと前記ダブルピニオン型遊星歯車機構のサン
   ギヤとが互いに連結され、前記第二のシングルピニオン
   型遊星歯車機構のリングギヤと前記ダブルピニオン型遊
   星歯車機構のサンギヤとが前記出力部材と連結されてい
   る遊星歯車式変速装置。