JPH0886337A - 遊星歯車式変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 前進４段型と前進５段型の遊星歯車式変速装
置間で最大限の部品共通化を達成する。 【構成】 ２組の遊星歯車装置Ｇ１１、Ｇ１２、３個の
クラッチＫ１、Ｋ２、Ｋ３、２個のブレーキＢ１、Ｂ２
からなる前進４段型の遊星歯車式変速装置に、遊星歯車
装置Ｇ１３とブレーキＢ３を付加して前進５段型の遊星
歯車式変速装置とする。前進４段型の１速〜４速が前進
５段型の１速、３速〜５速となり、遊星歯車装置Ｇ１３
を変速動作に関与させる２速が新たに追加されるから、
前進４段型でもオーバードライブ（４速）による低燃費
を確保できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車や鉄道車両等の
多段自動変速機に用いられる遊星歯車式変速装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】遊星歯車式変速装置にトルクコンバータ
ーを組み合わせた自動変速機が実用化されている。遊星
歯車式変速装置は、複数の遊星歯車装置に複数のクラッ
チやブレーキを組み合わせて構成されており、複数のク
ラッチやブレーキの断続の組み合わせを変更して、変速
比（＝入力回転数／出力回転数）を複数通りに切り替え
ることができる。遊星歯車装置は、外側のリングギヤと
中心のサンギヤとの間に１〜２段のピニオンギヤを配置
し、複数のピニオンギヤがピニオンキャリヤに拘束され
て一体に遊星運動する。遊星歯車装置のリングギヤ、ピ
ニオンキャリヤ、サンギヤ、および複数のクラッチやブ
レーキの各要素間は、トルク伝達を担う殻構造や一方向
クラッチによって、適当な組み合わせで相互に連結され
る。

【０００３】従来の自動車用の自動変速機における遊星
歯車式変速装置は、前進３段、後退１段の４段階や前進
４段、後退１段の５段階に変速比を切り替え可能で、最
低の変速比を１としたものが主流であったが、変速比が
１以下のいわゆるオーバードライブ段を追加して、前進
４段、後退１段の５段階や前進５段、後退１段の６段階
に変速比を切り替え可能なものも実用化されている。オ
ーバードライブ段ではエンジン回転数が抑制されて、高
速走行における燃費が向上する。ここで、前進５段型の
遊星歯車式変速装置は、通常、前進４段型の自動変速機
に対してその上位車種用や高級仕様向けとして採用され
るが、両者の間では、最大限の部品共通化が望まれてい
る。

【０００４】前進４段型と前進５段型の遊星歯車式変速
装置の間における部品共通化を目的とする発明が特開昭
５９−１１３３４６号公報に示される。ここでは、２組
の遊星歯車装置を含む前進４段型の遊星歯車式変速装置
の出力軸側に副変速装置を連結して前進５段型の遊星歯
車式変速装置とする。従って、前進４段型の遊星歯車式
変速装置の構成部品の大部分を、前進５段型でもそのま
ま使用することが可能である。副変速装置は、１組の遊
星歯車装置と１個のクラッチと１個のブレーキを内蔵し
ている。

【０００５】一方、特開昭４７−１９２６８号公報や特
開昭５０−６４６６０号公報に示される前進５段型の遊
星歯車式変速装置は、３組の遊星歯車装置を内蔵してお
り、筐体内部の１または２のクラッチやブレーキを取り
外すことによって、前進４段型の遊星歯車式変速装置と
することが可能である。ここでは、前進４段型と前進５
段型で遊星歯車式変速装置の外観が全く同じとなり、自
動車側の自動変速機取り付け構造も共通化できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の特開昭５９−１
１３３４６号公報に示される遊星歯車式変速装置は、副
変速装置を使用しない専用の前進５段型遊星歯車式変速
装置に比較して締結要素（クラッチやブレーキ）の数が
多くなる。従って、運転中、非締結状態で空転する締結
要素の数が増して自動変速機内の摩擦損失が大きくな
り、自動変速機内に不必要な熱を発生させるとともに、
自動車の燃費を悪化させもする。特に、変速比の小さい
４速や５速の高速ギヤ段は、常用されるにもかかわら
ず、専用の前進５段型遊星歯車式変速装置に比較して摩
擦損失が相当に大きくなり、高速道路等の高速走行にお
ける燃費の悪化が顕著である。また、専用の前進５段型
遊星歯車式変速装置に比較して、締結要素駆動用の油圧
シリンダーの配置、油圧回路、軸構造、トルク伝達のた
めの殻構造や一方向クラッチ等の配置がそれぞれ複雑化
することとなり、これらの部品点数の増加と相乗して自
動変速機が大型化し、重量も増大する。これらの部品点
数の増加は、自動変速機の部品コストと組み立て工数を
増して、最終的な自動変速機の信頼性を低下させること
にもなる。

【０００７】上述の特開昭５０−６４６６０号公報に示
される前進５段型の遊星歯車式変速装置は、ブレーキ１
個を取り除いて容易に前進４段型の遊星歯車式変速装置
とすることができる。しかし、遊星歯車装置の組数が削
減されないため、専用の前進４段型遊星歯車式変速装置
に比較して、部品コストが高く、遊星歯車装置の摩擦損
失が大きく、小型化軽量化が困難である。また、４段型
では、５段階の途中が１段階抜け落ちた変速比の分布と
なるから、４段型を優先すれば５段型で変速比が偏り、
５段型を優先すれば４段型で不自然な変速比の分布とな
る。

【０００８】上述の特開昭４７−１９２６８号公報に示
される前進５段型の遊星歯車式変速装置は、ブレーキ１
個と遊星歯車装置１組を取り除いて前進４段型の遊星歯
車式変速装置とすることができる。しかし、変速比が１
を越える変速段、いわゆるアンダードライブ変速段にお
ける変速が２つのクラッチの掛け変えによる変速を含む
ため、変速時のショックが大きい。そして、ショックを
緩和するには、切り替え動作を遅くして変速に要する時
間の延長を黙認する必要がある。

【０００９】本発明は、前進４段型と前進５段型の間で
最大限の部品共通化を達成しつつも両者を最小限の部品
点数で構成でき、両者でそれぞれ最適な変速比の分布を
確保できる遊星歯車式変速装置を提供することを目的と
している。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の遊星歯車式変
速装置は、入力部材および出力部材の回転軸線上に配置
されたシングルピニオン型の第１遊星歯車装置および第
２遊星歯車装置を有する遊星歯車式変速装置において、
第２遊星歯車装置のサンギヤを前記入力部材に対して締
結可能な第１クラッチと、第２遊星歯車装置のリングギ
ヤを前記入力部材に対して締結可能な第２クラッチと、
第１遊星歯車装置のサンギヤを前記入力部材に対して締
結可能な第３クラッチと、第１遊星歯車装置のサンギヤ
の回転を停止可能な第１ブレーキと、第１遊星歯車装置
のピニオンキャリヤの回転を停止可能な第２ブレーキ
と、第１遊星歯車装置のリングギヤと第２遊星歯車装置
のピニオンキャリヤの間を回転連絡する第１連絡手段
と、第１遊星歯車装置のピニオンキャリヤと第２遊星歯
車装置のリングギヤの間を回転連絡する第２連絡手段
と、第２遊星歯車装置のピニオンキャリヤと前記出力部
材の間を回転連絡する第３連絡手段とを有するものであ
る。

【００１１】請求項２の遊星歯車式変速装置は、請求項
１の構成に追加して、前記回転軸線上に配置されたダブ
ルピニオン型の第３遊星歯車装置と、第３遊星歯車装置
のリングギヤの回転を停止可能な第３ブレーキと、第３
遊星歯車装置のピニオンキャリヤと第１遊星歯車装置の
ピニオンキャリヤの間を回転連絡する第４連絡手段と、
第３遊星歯車装置のサンギヤと第１遊星歯車装置のサン
ギヤの間を回転連絡する第５連絡手段とを設けることに
より、前進５段型としたものである。

【００１２】請求項３の遊星歯車式変速装置は、請求項
２の構成において、第１遊星歯車装置、第２遊星歯車装
置、第１クラッチ、第２クラッチ、第３クラッチ、第１
ブレーキ、および第２ブレーキを格納した主筐体構造に
接続可能な副筐体構造を有しており、前記副筐体構造に
第３遊星歯車装置および第３ブレーキを配置したもので
ある。

【００１３】

【作用】請求項１の遊星歯車式変速装置は、シングルピ
ニオン型の２組の遊星歯車装置と３個のクラッチと２個
のブレーキとを含む前進４段型のものであるが、ダブル
ピニオン型の第３遊星歯車装置および第３ブレーキを追
加すれば容易に前進５段型に変更できる。請求項１の構
成に対する第３遊星歯車装置と第３ブレーキの配置と接
続に関する例が請求項２に示される。それぞれの連絡手
段は、双方向の回転トルクを伝達する相互に固定された
構造としてもよく、一方向の回転トルクを伝達して逆方
向の回転駆動を空転させる一方向クラッチや、一方向ク
ラッチとクラッチを並列に組み合わせた構造としてもよ
い。

【００１４】請求項１の遊星歯車式変速装置における１
速では、第２ブレーキによってリングギヤをロックされ
た第２遊星歯車装置に対してサンギヤ入力することによ
り、ピニオンキャリヤから単純な減速出力を取り出す。
２速では、第１遊星歯車装置と第２遊星歯車装置を協働
させて減速を行う。第１ブレーキによってサンギヤをロ
ックされた第１遊星歯車のリングギヤに出力軸の回転を
入力することにより、ピニオンキャリヤから減速された
順方向の出力を取り出す。この順方向の出力を第２連絡
手段経由で第２遊星歯車装置のリングギヤに入力する。
リングギヤが順方向にゆっくりと回転する第２遊星歯車
装置のピニオンキャリヤからは、リングギヤが停止状態
の１速の場合よりも速い回転速度の出力が取り出され
る。

【００１５】３速では、第１クラッチと第２クラッチの
両方が締結されて第２遊星歯車装置のサンギヤとリング
ギヤが一体に回転し、ピニオンキャリヤも噛み合わせを
ロックされたまま一体に回転する。これにより、入力部
材の回転が１対１に出力部材まで伝達される。４速で
は、第１遊星歯車装置が単純な増速を行う。ブレーキＢ
１によってサンギヤをロックされた第１遊星歯車装置に
対して、入力軸の回転が第２クラッチ経由でピニオンキ
ャリヤ入力される。第１遊星歯車装置のリングギヤから
は、ピニオンキャリヤの入力を増速した回転が取り出さ
れて、そのまま出力軸に出力される。後退では、第２ブ
レーキによってピニオンキャリヤをロックされた第１遊
星歯車装置が逆回転の減速を行う。ピニオンキャリヤを
ロックされたシングルピニオン型の遊星歯車装置をサン
ギヤ入力とすると、リングギヤからは逆方向の減速され
た回転が取り出される。この逆方向の減速された回転が
そのまま出力軸に出力される。

【００１６】請求項２の遊星歯車式変速装置では、請求
項１の構成による１速と２速の変速段の間に中間の回転
数（中間の変速比）の変速段が追加される。この追加さ
れた変速段においては、第１遊星歯車装置、第２遊星歯
車装置、および第３遊星歯車装置が協働して減速を行
う。すなわち、第３ブレーキによってリングギヤをロッ
クされた第３遊星歯車装置をピニオンキャリヤ入力とす
ることにより、サンギヤが逆方向に回転して、第１遊星
歯車装置のサンギヤも逆方向に回転する。第１遊星歯車
装置のピニオンキャリヤから取り出される順方向の回転
速度は、サンギヤがロックされている前進４段型の２速
の場合よりも遅くなり、その分、第２遊星歯車装置のピ
ニオンキャリヤの出力も遅くなる。なお、リングギヤを
停止させてピニオンキャリヤ入力とした場合、ダブルピ
ニオン型の遊星歯車装置のサンギヤの回転方向は、シン
グルピニオン型の遊星歯車装置の場合の逆方向となり、
ピニオンキャリヤの回転方向と逆方向である。

【００１７】請求項３の遊星歯車式変速装置では、請求
項１の前進４段型の遊星歯車式変速装置を格納した主筐
体構造に対して、請求項２の第３遊星歯車装置と第３ブ
レーキを格納した副筐体構造を接続することにより、前
進５段型の遊星歯車式変速装置を構成する。

【００１８】

【実施例】図１〜図７を参照して第１実施例の遊星歯車
式変速装置を説明する。実施例の遊星歯車式変速装置
は、図示しないトルクコンバーターやオイルポンプに組
み合わせて自動車用の自動変速機（オートマチックトラ
ンスミッション）に組み立てられる。図１〜図７では、
遊星歯車式変速装置の構成が、構成部品の配置と接続状
態を表して中心線から下側を図示略したスケルトンで示
される。図１は第１実施例の遊星歯車式変速装置の構成
の説明図、図２は前進４段型の遊星歯車式変速装置の説
明図、図３、図４は各変速段における遊星歯車装置の作
動図、図５、図６は遊星歯車装置の配置と接続状態の変
形例、図７は筐体構造の説明図である。図１中、（ａ）
はスケルトン、（ｂ）は各変速段におけるクラッチおよ
びブレーキの締結状態と変速比を示す。図２中、（ａ）
はスケルトン、（ｂ）は各変速段におけるクラッチおよ
びブレーキの締結状態を示す。図３中、（ａ）は１速、
（ｂ）は２速、（ｃ）は３速の作動状態をそれぞれ示
す。図４中、（ａ）は４速、（ｂ）は５速、（ｃ）は後
退の作動状態をそれぞれ示す。図５の（ａ）、（ｂ）、
および図６はそれぞれ別の変形例を示す。図７は２分割
された主筐体に副筐体を挟み込む構造を示す。

【００１９】図１の（ａ）において、入力軸Ｅ１と同一
の回転軸線上に左から３組のクラッチＫ１、Ｋ２、Ｋ
３、３組のブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３、３組の遊星歯車
装置Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３、および出力軸Ｅ２が配置
される。上方にハッチングで示した筐体Ｄ１は、これら
の機構を格納するとともに、入力軸Ｅ１および出力軸Ｅ
２を回転可能に支持する。遊星歯車装置Ｇ１１は、外周
のリングギヤＲ１１と中心のサンギヤＳ１１の間に２段
のピニオンギヤＰ１１、Ｑ１１を複数組配置して噛み合
わせ、複数組のピニオンギヤＰ１１、Ｑ１１をピニオン
キャリヤＣ１１で一体に拘束する。遊星歯車装置Ｇ１２
は、外周のリングギヤＲ１２と中心のサンギヤＳ１２の
間に複数のピニオンギヤＰ１２を配置して噛み合わせ、
複数のピニオンギヤＰ１２をピニオンキャリヤＣ１２で
一体に拘束する。遊星歯車装置Ｇ１３は、外周のリング
ギヤＲ１３と中心のサンギヤＳ１３の間に複数のピニオ
ンギヤＰ１３を配置して噛み合わせ、複数のピニオンギ
ヤＰ１３をピニオンキャリヤＣ１３で一体に拘束する。

【００２０】クラッチＫ１は、入力軸Ｅ１を遊星歯車装
置Ｇ１３のサンギヤＳ１３に対して締結可能である。ク
ラッチＫ２は、入力軸Ｅ１を遊星歯車装置Ｇ１３のリン
グギヤＲ１３に対して締結可能である。クラッチＫ３
は、入力軸Ｅ１を遊星歯車装置Ｇ１１のサンギヤＳ１１
に対して締結可能である。ブレーキＢ１は、筐体Ｄ１に
対して遊星歯車装置Ｇ１１のサンギヤＳ１１をロックし
て、サンギヤＳ１１の回転を停止可能である。ブレーキ
Ｂ２は、筐体Ｄ１に対して遊星歯車装置Ｇ１１のピニオ
ンキャリヤＣ１１をロックして、ピニオンキャリヤＣ１
１の回転を停止可能である。ブレーキＢ３は、筐体Ｄ１
に対して遊星歯車装置Ｇ１１のリングギヤＲ１１をロッ
クして、リングギヤＲ１１の回転を停止可能である。

【００２１】遊星歯車装置Ｇ１１のサンギヤＳ１１と遊
星歯車装置Ｇ１２のサンギヤＳ１２の間に連絡部材Ｎ１
５が配置される。遊星歯車装置Ｇ１１のピニオンキャリ
ヤＣ１１と遊星歯車装置Ｇ１２のピニオンキャリヤＣ１
２の間に連絡部材Ｎ１４が配置される。遊星歯車装置Ｇ
１２のピニオンキャリヤＣ１２と遊星歯車装置Ｇ１３の
リングギヤＲ１３の間に連絡部材Ｎ１２が配置される。
遊星歯車装置Ｇ１２のリングギヤＲ１２と遊星歯車装置
Ｇ１３のピニオンキャリヤＣ１３の間に連絡部材Ｎ１１
が配置される。遊星歯車装置Ｇ１３のピニオンキャリヤ
Ｃ１３と出力軸Ｅ２の間に連絡部材Ｎ１３が配置され
る。これらの連絡部材は、トルク伝達用の殻構造や軸方
向の噛み合わせ構造や多重の軸構造によって構成され、
相対回転を固定して正逆両方向に回転トルクを伝達す
る。

【００２２】図１の（ｂ）において一覧表として示すよ
うに、１速ではクラッチＫ１とブレーキＢ２の組み合わ
せが締結される。２速ではクラッチＫ１とブレーキＢ３
の組み合わせが締結される。３速ではクラッチＫ１とブ
レーキＢ１の組み合わせが締結される。４速ではクラッ
チＫ１、Ｋ２の組み合わせが締結される。５速ではクラ
ッチＫ２とブレーキＢ１の組み合わせが締結される。後
退ではクラッチＫ３とブレーキＢ２の組み合わせが締結
される。これらの変速段における変速比は、遊星歯車装
置Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３の歯数比α1 、α2 、α3 を
用いて右側の数式のように求められる。この数式を用い
て歯数比α1 、α2 、α3 をそれぞれ０．３０、０．３
２５、０．４２５と定めた場合の具体的な変速比の数値
が右端の欄に示される。

【００２３】図１の（ａ）に示す前進５段、後退１段の
遊星歯車式変速装置は、遊星歯車装置Ｇ１３とブレーキ
Ｂ３を除去して、破線で囲んだ部分Ａ１、Ａ２を直接に
連結することで前進４段、後退１段の遊星歯車式変速装
置とすることができる。前進４段、後退１段の遊星歯車
式変速装置を図２に示す。図２の（ｂ）では、遊星歯車
装置Ｇ１１の関与する図１の（ｂ）の２速が失われて、
図１の（ｂ）の破線で囲んだ部分が新しい各変速段にお
けるクラッチとブレーキの作動組み合わせとなる。図１
の（ｂ）の１速、３速、４速、５速がそのまま図２の
（ｂ）の１速、２速、３速、４速となり、変速比の数式
や数値（歯数比α1 、α2 が共通として）も同じであ
る。

【００２４】次に、図３、図４を参照して、前進５段、
後退１段の変速各段における遊星歯車装置の作動状態を
説明する。ここでは、クラッチおよびブレーキについて
は実線が締結状態、破線が解放状態である。遊星歯車装
置および各要素の連絡部分については、変速動作に関与
して出力に結び付く状態を実線、無関係な状態を破線で
示している。

【００２５】図３の（ａ）の１速では、遊星歯車装置Ｇ
１１、Ｇ１２のピニオンキャリヤＣ１１、Ｃ１２を経由
してブレーキＢ２が遊星歯車装置Ｇ１３のリングギヤＲ
１３をロックする一方で、クラッチＫ１が遊星歯車装置
Ｇ１３をサンギアＳ１３入力とする。リングギヤＲ１３
をロックされた遊星歯車装置Ｇ１３は、サンギアＳ１３
１の回転速度を単純に減速してピニオンキャリヤＣ１３
に出力する。

【００２６】図３の（ｂ）の２速では、３つの遊星歯車
装置Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３が協働して減速を行う。ク
ラッチＫ１によってサンギヤＳ１３入力とされた遊星歯
車装置Ｇ１３のピニオンキャリヤＣ１３の出力が遊星歯
車装置Ｇ１２のリングギアＲ１２に入力される。遊星歯
車装置Ｇ１２は、リングギアＲ１２の回転速度を減速し
てピニオンキャリヤＣ１２に出力する。ブレーキＢ３に
よってリングギアＲ１１をロックされた遊星歯車装置Ｇ
１１のピニオンキャリアＣ１１に対して、遊星歯車装置
Ｇ１２のピニオンキャリヤＣ１２の回転が入力される。
遊星歯車装置Ｇ１１のサンギヤＳ１１からはピニオンキ
ャリアＣ１１と逆向きの回転が取り出されて遊星歯車装
置Ｇ１２のサンギヤＳ１２に入力される。サンギヤＳ１
２の逆向きの回転は、サンギヤＳ１２が停止している場
合よりも遊星歯車装置Ｇ１２のピニオンキャリヤＣ１２
の回転速度を遅くする。ピニオンキャリヤＣ１２の回転
が遊星歯車装置Ｇ１３のリングギヤＲ１３に入力される
ことにより、ピニオンキャリヤＣ１３の回転速度は、
「リングギヤＲ１３が停止している１速」よりも速い
が、「遊星歯車装置Ｇ１２のサンギヤＳ１２が停止して
いる３速」よりも遅い水準となる。

【００２７】図３の（ｃ）の３速では、遊星歯車装置Ｇ
１１のサンギヤＳ１１を経由してブレーキＢ１が遊星歯
車装置Ｇ１２のサンギヤＳ１２をロックする。２速の場
合のサンギヤＳ１１の逆向きの回転が無くなった分だけ
遊星歯車装置Ｇ１３のリングギヤＲ１３（＝遊星歯車装
置Ｇ１２のピニオンキャリヤＣ１２）の回転速度が速く
なり、ピニオンキャリヤＣ１３からは２速よりも速い
「減速された出力」が取り出される。

【００２８】図４の（ａ）の４速では、クラッチＫ１、
Ｋ２が同時に締結されて、遊星歯車装置Ｇ１３における
リングギヤＲ１３とサンギヤＳ１３の相対的な回転が無
くなる。遊星歯車装置Ｇ１３のピニオンキャリヤＣ１３
は、リングギヤＲ１３とサンギヤＳ１３に対する噛み合
わせをロックしたまま、入力軸と一体に回転することと
なり、出力軸が入力軸と同じ回転速度となる。このと
き、出力とは直接関係無いが、遊星歯車装置Ｇ１１、Ｇ
１２も同時に噛み合わせをロックされて一体に回転する
状態となっている。

【００２９】図４の（ｂ）の５速では、遊星歯車装置Ｇ
１１のサンギヤＳ１１を経由して、ブレーキＢ１が遊星
歯車装置Ｇ１２のサンギヤＳ１２をロックする。サンギ
ヤＳ１２をロックされた遊星歯車装置Ｇ１２は、クラッ
チＫ２を通じて入力されたピニオンキャリヤＣ１２の回
転を単純に増速して変速比１未満のオーバードライブ出
力を形成してリングギヤＲ１２に出力する。

【００３０】図４の（ｃ）の後退では、遊星歯車装置Ｇ
１１のピニオンキャリヤＣ１１を経由して、ブレーキＢ
２が遊星歯車装置Ｇ１２のピニオンキャリヤＣ１２をロ
ックする。ピニオンキャリヤＣ１２をロックされた遊星
歯車装置Ｇ１２は、クラッチＫ３を通じて入力されたサ
ンギアＳ１２の回転を逆転して減速した出力をリングギ
ヤＲ１２に出力する。

【００３１】以上のように構成された第１実施例の遊星
歯車式変速装置によれば、遊星歯車装置Ｇ１３とブレー
キＢ３の有無によって、遊星歯車式変速装置の前進４段
型と前進５段型を容易に変更できる。また、前進５型と
した場合でも、クラッチとブレーキの数はそれぞれ３つ
で済み、従来の前進５型専用の遊星歯車式変速装置に比
較して部品点数の増加とならない。また、前進４段型と
した場合でも２つの遊星歯車装置Ｇ１３を一体に回転さ
せる変速比１の変速段と遊星歯車装置Ｇ１２によって増
速するオーバードライブ変速段がそのまま残るため、高
速走行における燃費の悪化を避け得る。そして、遊星歯
車装置Ｇ１１を使用する２速が無い前進４段型の場合で
も、１速から２速に自動的に切り替わる直前に若干エン
ジン回転数が高くなる程度の不具合で済み、自動車の発
進や加速性能に悪影響を及ぼしたり、運転感覚を大きく
損なう心配が無い。さらに、走行中に常用される変速比
１の変速段では、遊星歯車装置Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３
の噛み合いがすべてロックされるため歯面の摩擦や発熱
が抑制される。また、締結要素の総数が少ないため非締
結の締結要素の空転による発熱も少ない。従って、燃費
が向上する。

【００３２】さらに、図１の（ｂ）の一覧表に明らかな
ように、１速〜５速の隣接する変速段では、１つの締結
要素を共通にしたまま他の１つの締結要素を切り替えて
変速動作が実行される。従って、変速動作が円滑とな
り、２つの締結要素を順番に切り替える場合よりも短い
時間で変速動作を完了できる。そして、２つの締結要素
を同時に切り替える変速動作が無いから、変速動作に伴
って自動変速機の機構や車体にショックを与える心配も
無い。従って、変速動作が円滑で速く、運転者に変速動
作の有無を気付かせない自動変速機を提供できる。ま
た、ブレーキＢ１、Ｂ２を隣接して配置しているため、
両者を１パックに構成して駆動用シリンダーや油圧回路
部品を共通にして全体の部品点数を削減できる。また、
クラッチＫ１、Ｋ２、Ｋ３に隣接させてブレーキＢ１、
Ｂ２を配置しているため、摩擦板を拘束するスプライン
を形成した回転部材等、いくつかの部品を一体に構成し
て全体の部品点数を削減できる。

【００３３】第１実施例では、遊星歯車装置Ｇ１２が発
明の第１遊星歯車装置、遊星歯車装置Ｇ１３が発明の第
２遊星歯車装置、遊星歯車装置Ｇ１１が発明の第３遊星
歯車装置に相当し、連絡部材Ｎ１１が発明の第１連絡手
段、連絡部材Ｎ１２が発明の第２連絡手段、連絡部材Ｎ
１３が発明の第３連絡手段、連絡部材Ｎ１４が発明の第
４連絡手段、連絡部材Ｎ１５が発明の第５連絡手段に相
当する。なお、これらの連絡部材やその他の正逆両方向
で回転トルクを伝達する部材の少なくとも１つ、例え
ば、連絡部材Ｎ１２を「一方向クラッチとクラッチを並
列に配置した連絡手段」に置き換えてもよい。一方向ク
ラッチによって片方向のトルク伝達として１速、２速に
おける不必要なエンジンブレーキを遮断可能とする一
方、下り坂等でエンジンブレーキが必要な場合にはクラ
ッチを締結して両方向のトルク伝達とする。また、３組
の遊星歯車装置Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３の歯数比を変更
して変速各段の変速比を異ならせてもよい。また、３つ
のブレーキと３つのクラッチには、特開平２−１５９４
４３号の第３８図〜第４８図に示されるように、多板ク
ラッチ、バンドブレーキ、および、これらに一方向クラ
ッチを組み合わせた構造を用途や目的に応じて任意に選
択できる。

【００３４】ところで、第１実施例の構成は、３組の遊
星歯車装置と３つのブレーキと３つのクラッチの配置の
順序や相対的な位置関係を、連絡部材等による相互の連
絡状態を維持したまま、筐体構造や連絡部材等の都合に
合わせて自由に変更することができる。このとき、遊星
歯車装置のサンギヤ、ピニオンキャリヤ、リングギヤ
は、それぞれ左右の都合の良い側を選択して連絡部材を
接続すればよい。図５の（ａ）、（ｂ）、および図６
は、図１の（ａ）の３組の遊星歯車装置Ｇ１１、Ｇ１
２、Ｇ１３や連絡部材Ｎ１１、Ｎ１２、Ｎ１３、Ｎ１
４、Ｎ１５や他の回転トルクを伝達する部材を幾何学的
に再配置して得られる第１実施例の変形例を示す。

【００３５】図５の（ａ）では、遊星歯車装置Ｇ１２の
リングギヤＲ１２と遊星歯車装置Ｇ１３のピニオンキャ
リヤＣ１３の間が両者の対向面側で短く連結され、代わ
りに遊星歯車装置Ｇ１２のピニオンキャリヤＣ１２と遊
星歯車装置Ｇ１３のリングギヤＲ１２の間が遊星歯車装
置Ｇ１２の外側を迂回して連結される。図５の（ｂ）で
は、遊星歯車装置Ｇ１２と遊星歯車装置Ｇ１３の配置の
順番を図１の（ａ）と逆にしている。遊星歯車装置Ｇ１
１、Ｇ１２のピニオンキャリヤＣ１１、Ｃ１２の相互
間、遊星歯車式変速装置のサンギヤＳ１１、Ｓ１２の相
互間をそれぞれ接続する連絡部材を外側に大きく迂回し
た構造とし、連絡部材の内側の空間に遊星歯車装置Ｇ１
３を配置している。図６では、図１の（ａ）における遊
星歯車装置Ｇ１１とクラッチＫ３の間に遊星歯車装置Ｇ
１３を配置している。さらに、図示していないが、遊星
歯車装置Ｇ１１とブレーキＢ３を最も出力軸側に配置し
てもよい。クラッチＫ１、Ｋ２、Ｋ３、ブレーキＢ１、
Ｂ２、遊星歯車装置Ｇ１２、Ｇ１３を含む前進４段型の
遊星歯車式変速装置が入力軸側に一体にまとめて構成さ
れ、その右側（出力軸側）に遊星歯車装置Ｇ１１とブレ
ーキＢ３を追加して前進５段型とする。

【００３６】図７は、第１実施例の遊星歯車式変速装置
における筐体の組み立て構造の例を示している。ここで
は、主筐体が前部Ｄ１１と後部Ｄ１３に分割されてお
り、前部Ｄ１１に後部Ｄ１３を直接連結すれば、図２の
（ａ）に示される前進４段型の遊星歯車式変速装置が構
成される。一方、前部Ｄ１１と後部Ｄ１３の間に副筐体
Ｄ１２を挟み込んで連結すれば、図１の（ａ）に示され
る前進５段型の遊星歯車式変速装置が構成される。前部
Ｄ１１には図１の（ａ）の破線で囲んだ部分Ａ１の機構
が格納され、後部Ｄ１３には同じく破線で囲んだ部分Ａ
２の機構が格納される。副筐体Ｄ１２は、遊星歯車装置
Ｇ１１とブレーキＢ３と連絡部材Ｎ１６、Ｎ１７を含む
破線で囲んだ部分Ａ１１の機構を内部に保持する。

【００３７】クラッチＫ３およびブレーキＢ１と遊星歯
車装置Ｇ１１のサンギヤＳ１１の間を接続する連絡部材
は、クラッチＫ３およびブレーキＢ１に固定した部品と
遊星歯車装置Ｇ１１のサンギヤＳ１１に固定した部品を
中間の噛み合わせ構造で連結して構成される。また、遊
星歯車装置Ｇ１１のサンギヤＳ１１と遊星歯車装置Ｇ１
２のサンギアＳ１２の間を接続する連絡部材は、「遊星
歯車装置Ｇ１１のサンギヤＳ１１に固定した部品と遊星
歯車装置Ｇ１２のサンギアＳ１２に固定した部品を中間
の噛み合わせ構造で連結して構成される。噛み合わせ構
造は、それぞれ前部Ｄ１１と副筐体Ｄ１２の連結位置
と、副筐体Ｄ１２と後部Ｄ１３の連結位置に配置され、
両者を軸方向に接近させて噛み合い、軸方向に遠ざけて
解放される構造である。そして、前部Ｄ１１と後部Ｄ１
３の間に副筐体Ｄ１２を挟み込んで接続すると同時にそ
れぞれの連絡部材の噛み合い連結が完遂する。一方、副
筐体Ｄ１２無しで前部Ｄ１１と後部Ｄ１３を直接に連結
した場合、クラッチＫ３およびブレーキＢ１に固定した
部品と遊星歯車装置Ｇ１２のサンギアＳ１２に固定した
部品が噛み合って両者の間の連絡部材が構成される。な
お、ブレーキＢ２から遊星歯車装置Ｇ１１のピニオンキ
ャリアＣ１１を経由して遊星歯車装置Ｇ１２のピニオン
キャリアＣ１２に至る構造についても同様に構成され
る。

【００３８】連絡部材Ｎ１６、Ｎ１７は、副筐体Ｄ１２
によって回転自在に保持されて軸方向に拘束される。連
絡部材Ｎ１７は、クラッチＫ１に固定した部品と遊星歯
車装置Ｇ１３のサンギアＳ１３に固定した部品の間を中
継する。また、連絡部材Ｎ１６は、クラッチＫ２に固定
した部品と遊星歯車装置Ｇ１３のリングギアＲ１３に固
定した部品の間を中継する。中継されるこれらの部品と
連絡部材Ｎ１６、Ｎ１７は、副筐体Ｎ１２に対する前部
Ｄ１１と後部Ｄ１３の連結位置に配置した噛み合わせ構
造によって相互の回転を拘束される。一方、副筐体Ｄ１
４無しで前部Ｄ１３と後部Ｄ１５を直接連結した場合に
は、前部Ｄ１３と後部Ｄ１５の中継される部品同士が直
接に噛み合って、図２の（ａ）に示したようなそれぞれ
の連絡部材を構成する。このような噛み合わせによる連
結としたことにより、副筐体１２の追加や除去に伴う連
絡部材の交換やネジ等による接続を不要としている。

【００３９】図７に示した筐体構造によれば、遊星歯車
装置Ｇ１２、Ｇ１３、クラッチＫ１〜Ｋ３、ブレーキＢ
１、Ｂ２はもちろん、筐体や要素間の連絡構造等につい
ても前進４段型と前進５段型の遊星歯車式変速装置の間
で最大限の部品共通化が実現され、必要となる部品点数
の削減と部品コストの低減が可能となる。また、個別の
部品を追加するのではなく、必要な部品をすべて組み込
んで工場組み立てされたユニットを連結するから、付け
替えや修理交換等の作業が簡略化され、部品の間違いや
種々の作業ミスを起こす可能性も低い。

【００４０】

【発明の効果】本発明の遊星歯車式変速装置によれば、
前進４段、後退１段の遊星歯車式変速装置に１組の遊星
歯車装置と１個のブレーキを追加するだけで、前進５
段、後退１段の遊星歯車式変速装置が得られる。従っ
て、前進４段型と前進５段型の遊星歯車式変速装置間で
最大限の部品共通化が可能となり、製作コストの低減や
信頼性の向上が容易となる。そして、前進４段型とした
場合でも、必要なクラッチ数が３、ブレーキ数が２にと
どまり、従来の専用の前進４段型に比較してこれらの必
要数を増さないで済む。また、前進４段型とした場合に
は、不要な遊星歯車装置とブレーキが除去されるから、
無駄な部品を内部に抱え込んだり、無駄な部品が空転し
て損失を高めたりする心配が無い。従って、遊星歯車式
変速装置の小型化、軽量化、高い伝達効率と低燃費の確
保が容易となり、製作コストもさらに低減される。

【００４１】筐体構造を分割して前進４段型と前進５段
型の区別に応じて連結する構成とした場合、前進４段型
と前進５段型の間で筐体部品の共通化が可能となるにも
かかわらず、前進４段型を必要最小限の内容積を持つ軽
量小型の遊星歯車式変速装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の遊星歯車式変速装置の構成の説明
図である。

【図２】前進４段型の遊星歯車式変速装置の構成の説明
図である。

【図３】各変速段における遊星歯車装置の作動図であ
る。

【図４】各変速段における遊星歯車装置の作動図であ
る。

【図５】遊星歯車装置の配置と接続状態の変形例であ
る。

【図６】遊星歯車装置の配置と接続状態の変形例であ
る。

【図７】筐体構造の説明図である。

【符号の説明】 Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３ ブレーキ Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３ クラッチ Ｅ１ 入力軸 Ｅ２ 出力軸 Ｄ１ 筐体 Ｄ１１ 前部 Ｄ１２ 副筐体 Ｄ１３ 後部 Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３ ピニオンキャリヤ Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３ 遊星歯車装置 Ｎ１１、Ｎ１２、Ｎ１３、Ｎ１４、Ｎ１５、Ｎ１６、Ｎ
１７ 連絡部材 Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３ ピニオンギヤ Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３ リングギヤ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力部材および出力部材の回転軸線上に
   配置されたシングルピニオン型の第１遊星歯車装置およ
   び第２遊星歯車装置を有する遊星歯車式変速装置におい
   て、 第２遊星歯車装置のサンギヤを前記入力部材に対して締
   結可能な第１クラッチと、 第２遊星歯車装置のリングギヤを前記入力部材に対して
   締結可能な第２クラッチと、 第１遊星歯車装置のサンギヤを前記入力部材に対して締
   結可能な第３クラッチと、 第１遊星歯車装置のサンギヤの回転を停止可能な第１ブ
   レーキと、 第１遊星歯車装置のピニオンキャリヤの回転を停止可能
   な第２ブレーキと、 第１遊星歯車装置のリングギヤと第２遊星歯車装置のピ
   ニオンキャリヤの間を回転連絡する第１連絡手段と、 第１遊星歯車装置のピニオンキャリヤと第２遊星歯車装
   置のリングギヤの間を回転連絡する第２連絡手段と、 第２遊星歯車装置のピニオンキャリヤと前記出力部材の
   間を回転連絡する第３連絡手段と、を有することを特徴
   とする前進４段、後退１段の変速が可能な遊星歯車式変
   速装置。
2. 【請求項２】 入力部材および出力部材の回転軸線上に
   配置されたシングルピニオン型の第１遊星歯車装置およ
   び第２遊星歯車装置を有する遊星歯車式変速装置におい
   て、 第２遊星歯車装置のサンギヤを前記入力部材に対して締
   結可能な第１クラッチと、 第２遊星歯車装置のリングギヤを前記入力部材に対して
   締結可能な第２クラッチと、 第１遊星歯車装置のサンギヤを前記入力部材に対して締
   結可能な第３クラッチと、 第１遊星歯車装置のサンギヤの回転を停止可能な第１ブ
   レーキと、 第１遊星歯車装置のピニオンキャリヤの回転を停止可能
   な第２ブレーキと、 第１遊星歯車装置のリングギヤと第２遊星歯車装置のピ
   ニオンキャリヤの間を回転連絡する第１連絡手段と、 第１遊星歯車装置のピニオンキャリヤと第２遊星歯車装
   置のリングギヤの間を回転連絡する第２連絡手段と、 第２遊星歯車装置のピニオンキャリヤと前記出力部材の
   間を回転連絡する第３連絡手段と、を有し、 前記回転軸線上に配置されたダブルピニオン型の第３遊
   星歯車装置と、 第３遊星歯車装置のリングギヤの回転を停止可能な第３
   ブレーキと、 第３遊星歯車装置のピニオンキャリヤと第１遊星歯車装
   置のピニオンキャリヤの間を回転連絡する第４連絡手段
   と、 第３遊星歯車装置のサンギヤと第１遊星歯車装置のサン
   ギヤの間を回転連絡する第５連絡手段と、を設けたこと
   を特徴とする前進５段、後退１段の変速が可能な遊星歯
   車式変速装置。
3. 【請求項３】 第１遊星歯車装置、第２遊星歯車装置、
   第１クラッチ、第２クラッチ、第３クラッチ、第１ブレ
   ーキ、および第２ブレーキを格納した主筐体構造に接続
   可能な副筐体構造を有し、 前記副筐体構造に第３遊星歯車装置および第３ブレーキ
   を配置したことを特徴とする請求項２記載の遊星歯車式
   変速装置。