JPH0392649A

JPH0392649A - 遊星歯車式多段変速装置

Info

Publication number: JPH0392649A
Application number: JP1231018A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Ueda; 和彦上田; Hiroyasu Uchida; 浩康内田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-09-06
Filing date: 1989-09-06
Publication date: 1991-04-17

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、自動車の自動変速機等に用いられる遊星歯車
式変速装置に関し、特に変速段数を多段化した遊星歯車
式多段変速装置に関する。

［従来技術及びその課題］従来、車両の自動変速装置としては、トルクコンバータ
の後段にギア式変速装置を組合せたものが一般的である
。

このような自動変速装置に用いられるギア式変速装置と
しては、中央に配置されたサンギアと、該サンギアの外
側に同軸として配置されたリングギアとの間に、両ギア
に噛合させて遊星ギアを配置し、各ギアのどれかを固定
することによって所定の変速比を得るようになっている
。

一般的には、前述のサンギア，遊星ギア、リングギアよ
り威るギア列を二列に配置し、任意のギアな固定乃至連
結することにより、前進３段乃至４段、後退１段として
構威されているものが多い。

ところで、動力源としてエンジンを用いる車両に於ては
、その動力の右効利用という観点からすれば、変速段数
をより多段化して常にエンジンの出力が最も高い回転域
を利用することが望ましく、又、それによって静粛性や
燃費の向上といった副次的効果も得られる。マニュアル
による変速装置の場合には、変速段数を増加させると操
作が繁雑となるという問題を右するが、自動変速装置の
場合にはこのような問題はなく、実現が望まれていた。

このような多段化を可能とするギア式変速装置としては
、特公昭５１２１５１１号公報に聞示の如〈、ギア列を
三段として構成するものがある。

しかし乍ら、このようにギア列を増やすものでは、変速
装置は必然的に長くなり、又、その分強度を必要とする
ことからより犬聖化するという問題があった。特に、エ
ンジン横置の前輪駆動の形式のものでは、変速装置の長
さは車幅によって規制されることから適用が困難であり
、小型に構戒できる多段変速機の開発が望まれていた。

［発明の目的］本発明は、上記の如き事情に鑑み、小型に構成できる遊
星歯車式多段変速装置の提供、を目的とする。

［発明の構威］このため、本発明に係る遊星歯車式多段変速装置は、入
力軸の外側に、サンギアとリングギアの間に一つの遊星
ギアを噛合介設した第一のギア列と、サンギアとリング
ギアの間に噛合する一対の遊星ギアを噛合介設した第二
のギア列を構威配置し、第一のギア列のサンギアと第二
のギア列の遊星ギア保持部材とを第一連結部材で連結す
ると共に、第一のギア列のリングギアと第二のギア列の
リングギアとを第二連結部材で連結し、入力軸と、第一
のギア列の遊星ギア保持部材，第一ＭＭ部材，及び第二
のギア列のサンギア，の間に、夫々両部材を相対回転不
能に保合可能とするクラッチ機構を介設すると共に、第
一のギアタｑの遊星ギア保持部材，第一連結部材，及び
第二のギア列のサンギア，の回転を規制可能とする夫々
の制動機構を備え、第二連結部材を出力軸として構成し
たものである。

上記構威によれば、第一のギア列の遊星ギア保持部材，
第一連結部材，第二のギア列のサンギア及び第二連結部
材という噛合関係にある四つの回転要素が構成されると
共に、このうちの出力軸である第二連結部材を除〈他の
三つの回転要素、即ち第一のギア列の遊星ギア保持部材
，第一連結部材，第二のギア列のサンギアは、夫々独立
に、クラッチ機構により入力軸と結合可能であると共に
制動装置により固定可能となる。

その結果、任意の回転要素のクラッチ機構を継いで入力
軸と同期回転させると共に、他の回転要素のうちの一方
を制動装置を作用させて固定することにより、異る６段
階の回転力伝達経路を介して出力軸である第二連結部材
が回転駆動されることとなる。又、任意の二つの回転要
素のクラッチａ構を同時に継いで人力軸と同期回転させ
ることにより、当該二つの回耘要素を介して第二連結部
材（出力軸）も入力軸と同期回転する（即ち直結状態と
なる）こととなる。

従って、それらのギアのギア比を適宜設定することによ
り、７段階の変速比の変速装置が構威でき、そのうちの
一段を後退とすることにより、前進６段，後退１段の多
段変速装置を構成することができるものである。

［発明の実施例］以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明に係る遊星歯車式多段変速装置の概略
構成を示す骨子図である。

図示変速装置は、第一ギア列１及び第二ギア列２が並列
に配置されると共に、該第一及び第二ギア列１．２の中
央に入力軸１０を挿通配置して構威されている。

第−ギア列１は、外周ギアであるサンギアＩＳと、該サ
ンギアｌＳの外側に同心として配置された内周ギアであ
るリングギアＩＲとが、両ギアｌｓＪＲの間に介設され
た遊星ギアＩＰを介してｌ一合連繋されて構成されてい
る。

遊星ギアＩＰは、サンギアＩＳ及びリングギアＩＲの円
周方向等間隔に複数個（例えば三個）配置され、これら
の遊星ギアｌＰは保持部材としてのリング状のキャリア
ＩＣに互いの相対位置を不変として回転自在に保持され
ている。

従って、キャリアｌＣを回転不能に固定してサンギアＩ
Ｓを回転させると、その回転力は遊星ギアＩＰを介して
リングギアＩＲに伝達され、リングギアＩＲはサンギア
ＩＳと逆方向に回転するようになっている。

第二ギア列２は、前述の第一ギア列ｌと同様に、サンギ
ア２Ｓの外側にリングギア２Ｒが同心として配置される
と共に、ｉｉＬｆギア２３　．２Ｈの問に、キャリア２
Ｃに噛合状態で保持された一対の遊星ギア２１Ｆ，２２
Ｆが介設されおり、サンギア２Ｓとリングギア２Ｒとは
、遊星ギア２１Ｐ，２２Ｆを介して噛合連繋されている
。従って、キャリア２Ｃを回転不能に固定してサンギア
２Ｓを同転させると、その回幅力は′ｉｉ星ギア２１Ｆ
，２２Ｆを介してリングギア２Ｒに伝達され、リングギ
ア２Ｒはサンギア２Ｓと同方向に回転するようになって
いるものである。

尚、遊星ギア２１Ｆ，２２Ｆは、第一ギア列１の遊星ギ
アＩＰと同様に、サンギア２Ｓ及びリングギア２Ｒの円
周方向に等間隔で複数対配置されているものである。

第一ギア列１のサンギアＩＳと第二ギア列２のキャリア
２Ｃとは、第一連結部材３ｌで連結されると共に、第一
ギア列１のリングギアＩＲと第二ギア列２のリングギア
２Ｒとは第二連結部材３２により連結されている。

又、入力軸１０と、第一ギア列１のキャリアＩＣ，第一
連結部材３１及び第二ギア列２のサンギア２Ｓの間に、
夫々クラッチ機構としてのクラッチＫｌ　，Ｋ２　，Ｋ
３が介設されている。これら夫々のクラッチＫｌ　，Ｋ
２　，Ｋ３を継ぐことにより、夫々の部材は入力軸ｌＯ
と一体となって回転し、クラッチＫｌ　，Ｋ２　，Ｋ３
を断つことにより夫々の部材は回転自在となるものであ
る。

四に、第一ギア列ｌのキャリアｌＣ，第二ギア列２のキ
ャリア２Ｃ（即ち第一連結部材３１）及び第二ギア列２
のサンギア２Ｓを、夫々回転不能に固定する制動機構と
してのブレーキＢｌ，Ｂ２，Ｂ３が、図示しないミッシ
ョンケースに装着されて配置されている。この、夫々の
ブレーキＢｌ，Ｂ２，Ｂ３を作用させると、対応する夫
々の部材は回転不能に固定されるものである。

上記構威に係る変速装置では、クラッチＫ１を継ぐこと
により、入力軸１０と第一ギア列１のキャリアｌＣとが
結合されて該キャリアｌＣから回転力が入力されること
となり、同様に、クラッチＫ２を継ぐことにより第一連
結部材３ｌが、又、クラッチＫ３を継ぐことにより第二
ギア列２のサンギア２Ｓから回転力が入力されることと
なる。

ここで、上記各要素（入力側としてのキャリアｉｃ，第
一連結部材３ｌ及びサンギア２Ｓ、出力側としての第二
連結部材３２）間のギア比から計算される速度比は、第
２図に示す速度線図の如く設定されているや即ち、第２
図に於て各要素を示す縦線の間隔が各要素の速度比と対
応するようになっている。

而して、上記の如〈構成された遊星歯車式多段変速装置
では、ＰｔＳ３図に示す如くクラッチＫｌ，Ｋ２　，Ｋ
３及びブレーキＢｌ，Ｂ２，Ｂ３を選択的に作動させる
ことにより、図示の如く前進６段，後退１段の変速が可
能となる。尚、図中ｒＯＪがその作用を示すものである
。

即ち、１速（１ｓｔ）では、クラッチＫ３及びブレーキ
Ｂ１を作用させ、第二ギア列２のサンギア２Ｓから回転
力を入力させると共に、第一ギア列１のキャリアＩＣを
固定する。その鮎果、サンギア２Ｓは第二ギア列２の遊
星ギア２１Ｐ，２２Ｆを介してリングギア２Ｒ（即ち第
二連結部材３２）を回転させる。又、該第二連結部材３
２の回転は第一ギア列１の遊星ギアＩＰを介して第一ギ
ア列１のサンギアＩｓ（即ち第一連結部材３１）を回転
させる為、結果として第二連結部材３２は両者が合威さ
れた速度で回転することとなる。

第２図示の速度線図では、出力軸である第二連結部材３
２の速度なｒｌＪとして、該第二連結部材３２のｒ１』
の位置と固定側であるリングギアＩＲがｒＯＪの位置と
を結んだ線を延長して入力側であるサンギア２Ｓの線と
交差した位置が、該サンギア２Ｓの速度（回転数）を示
している。これによれば、出力軸である第二連結部材３
２の回転数に対して入力側であるサンギア２Ｓの回転数
は高〈、即ち、減速比が高いということである。

以下、詳細には説明しないが全ての変速段に於て同様に
読むことができる。

２速（２　ｎｄ）では、クラッチＫ２及びブレーキＢ３
を作用させ、第一連結部材３１から回転力を入力させる
と共に、第二ギア列２サンギア２Ｓを１１固定する。その結果、第一連結部材３１の回転と固定さ
れているサンギア２Ｓとの関係に於て回転する第二ギア
列２の遊星ギア２１Ｆ，２２Ｆを介して第二ギア列２の
リングギア２Ｒ（即ち第二連結部材３２）が回転される
ものである。第２図示速度線図では、固定されているサ
ンギア２ＳのｒＯＪと第二連結部材３２のｒｌＪを結ん
だ線の延長が入力側である第一連結部材３１の線と交差
した位置が該キャリア２Ｃの回転数である。

３速（３　ｒｄ）では、クラッチＫ３及びブレーキＢ２
を作用させ、第二ギア列２のサンギア２Ｓから回転力を
入力させると共に、第一連結部材３１を固定する。その
結果、サンギア２Ｓは第二ギア列２の遊星ギア２１Ｆ，
２２Ｆを回転させ、該遊星ギアＺＩＦ，２２Ｆの回転に
よってリングギア２Ｒ（即ち第二連結部材３２）が回転
されるものである。

４速（４ｔｈ）では、クラッチＫ１及びブレーキＢ３を
作用させ、第一ギア列ｌのキャリアｌＣから回転力を入
力させると共に、第二ギア列２のサ１　２ンギア２を固定する。その結果、キャリアｌＣの回転に
よる第一ギア列１のＭ星ギアＩＰの回転により、第一連
結部材３１ど第一ギア列１のリングギアＩＲ（即ち第二
連結部材３２）が回転されると共に、固定されているサ
ンギア２Ｓとの関係で第一連結部材３ｌの回転により回
転する第二ギア列２の遊星ギア２１Ｆ，２２Ｆにより第
二ギア列２のリングギア２Ｒ（即ち第二連結部材３２）
が回転されることとなり、両回転力伝達経路からの回転
力が合成された状態で第二連結部材３２が同転されるも
のである。

５速（５　ｔｈ）では、クラッチＫｌ及びクラッチＫ２
を作用させ、第一ギア列１のキャリアＩＣと第一ギア列
ｌのサンギアＩＳ（即ち第一連結部材３１）の両方から
回転力を入力させる。その結果、キャリア１Ｃと第一連
結部材３１とは同期回転することとなり、従って、第一
ギア列ｌの遊星ギアＩＰは回転（自転）せず、第二連結
部材３２も同期回転することとなる。即ち、当該５速で
は入力と出力が直結となる。尚、このように入・出力を
直結とする為に作用させるクラッチの組合せは、クラッ
チＫ１とクラッチＫ２に限るものではなく、クラッチＫ
ｌ，Ｋ２，Ｋ３のうち伺れか二つを同時に作用させれば
良いものである。

６速（６ｔｈ）では、クラッチＫｌ及びブレーキＢ２を
作用させ、第一ギア列ｌのキャリアＩＣから四転力を入
力させると共に、第一連結部材３１を固定する。その結
果、キャリアＩＣの回転により固定されている第一ギア
列１のサンギアＩＳとの゛関係で遊星ギアＩＰが回転し
、該遊星ギアＩＦの回転によって第一ギア列１のリング
ギアＩＲ（即ち第二連結部材３２）が回転されるもので
ある。

後退（Ｒｅｖ　）では、クラッチＫ２及びブレーキＢ１
を作用させ、第一連結部材３ｌから回転力を入力すると
共に、第一ギア列１のキャリアＩＣを固定する。その結
果、第一連結部材３１により回転される遊星ギアＩＰに
より、第一ギア列ｌのリングギアＩＲ（即ち第二連結部
材３２）が門転されるものである。

ここで、ｆ５２図示速度線図に於て、第二連結部材３２
のｒｌＪ　とキャリアＩＣのｒＯＪを鮎ぶ線の向きは下
向きとなり、これが入力軸１０と出力軸（第二連結部材
３２）の回転方向が逆向きであることを示すものである
。

第４図乃至第５図に本発明の他の実施例を示す。

これは、変速時に於る変速ショックを軽減させる為に、
前述の第一実施例に於るクラッチＫｌ，Ｋ２，Ｋ３及び
ブレーキＢｌ，Ｂ２，Ｂ３と夫々並列に、クラッチＫｌ
　’　，Ｋ２　’　，Ｋ３　’及びブレーキＢｌ　’　
，Ｂ２　’　，Ｂ３　’を設け、当該新たに設けたクラ
ッチＫｌ　’　，Ｋ２’　，Ｋ３　’及びブレーキＢｌ
　’　，Ｂ２’　，Ｂ３　’に夫々ワンウェイクラッチ
ＯＷ・・・を介設して構成したものである。

ワンウェイクラッチＯＷの結合回転方向は、入力軸１０
の回転ほ従動側に伝達可能であり（即ち係合する）、そ
の逆では係合しない（即ち従動側の回転力によって入力
軸が回転駆動されない）ようになっている。

１５そして、変速時に於でまず当該ワンウェイクラッチＯＷ
が介設されている側のクラッチ乃至ブレーキを作用させ
れば、従動側の回転抵抗が急激に加わることによりに生
ずる変速ショックを防止することができる。しかし、こ
の状態ではエンジンブレーキは全く作用しない為、ギア
位置と車速及びエンジン回転数が変速ショックを生じな
い関係となった時、図示しない制御装置により対応する
ワンウェイクラッチが介設されていない側のクラッチＫ
ｌ，Ｋ２，Ｋ３乃至ブレーキＢｌ，Ｂ２，Ｂ３を作用さ
せて完全に結合乃至固定するものである。

［発明の効果］上記の如き、本発明に係る遊星歯車式多段変速装置によ
れば、二段のギア列のままで５段以上の多段変速が可能
となり、多段変速装置を小型に構或できるものである。

【図面の簡単な説明】

＄１図は本発明に係る遊星歯車式多段変速装置の概略構
威図、第２図はその速度線図、第３図はｌ６そのクラッチ及びブレーキ作動図、ｆＩＳ４図は他の実
施例の概略構戊図、第５図はそのクラッチ及びブレーキ
作動図である。ｌ・・・第一ギア列（第一のギア列）ＩＳ・・・サンギアＩＰ・・・遊星ギアＩＣ・・・キャリア（Ｍ星ギアの保持部材）２・・・第
二ギア列（第二のギア列）２Ｓ・・・サンギア２Ｃ・・・キャリア（遊星ギアの保持部材）２１Ｆ，２
２Ｆ・・・遇星ギア１０・・・入力軸３ｌ・・・第一連結部材３２・・・第二連結部材Ｂｌ，Ｂ２，Ｂ３・・・ブレーキ（ブレーキ部材）Ｋｌ，Ｋ２，Ｋ３・・・クラッチ（クラッチ部材）

Claims

【特許請求の範囲】入力軸の外側に、サンギアとリングギアの間に一つの遊
星ギアを噛合介設した第一のギア列と、サンギアとリン
グギアの間に噛合する一対の遊星ギアを噛合介設した第
二のギア列を構成配置し、前記第一のギア列のサンギア
と前記第二のギア列の遊星ギア保持部材とを第一連結部
材で連結すると共に、前記第一のギア列のリングギアと
前記第二のギア列のリングギアとを第二連結部材で連結
し、前記入力軸と、前記第一のギア列の遊星ギア保持部材、
前記第一連結部材、及び前記第二のギア列のサンギア、
の間に、夫々両部材を相対回転不能に係合可能とするク
ラッチ機構を介設すると共に、前記第一のギア列の遊星ギア保持部材、前記第一連結部
材、及び前記第二のギア列のサンギア、の回転を規制可
能とする夫々の制動機構を備え、前記第二連結部材を出
力軸として構成したこと、を特徴とする遊星歯車式多段変速装置。