JPS5814580B2 - ヘンソクソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車輛用、特に自動車用の流体継手と組合わせて
使用されるに適した変速装置に関するものである。

トラックあるいはバス等の大型車輛用の変速装置として
は少なくとも４段以上の変速段を有することが望ましい
。

このためシングルピニオン式あるいはダブルピニオン式
単純プラネタリギヤセットを３組あるいは４組又はそれ
以上組合わせ、その中の各要素を適当に結びつけること
により４段以上の変速段を実現することが考えられる。

このように組合わせた変速装置は非常に多数の組合わせ
が考えられるが、更に以下に記す様な各条件を満たすこ
とが望ましい。

（１）出力軸は各変速段とも同一の要素と連結されるこ
と。

（２）プラネタリギヤセットの各要素は軸受部の周速を
低くするためその回転数が低いこと。

（３）各歯車の歯の強度上の問題から各要素の歯荷重即
ち接線力が小さいこと。

（４）各プラネタリギヤセットの各歯車の歯数は噛合条
件を満足し、最小径となるサンギヤ及びプラネタリギヤ
も必要歯数以上であること。

（５）各プラネタリギヤセットの各要素の連結関係がな
るべく短い長さで簡単に行ない得ること。

（６）走行時の変速時には摩擦係合手段を切換えて変速
するが、この切換は切換ショックを小さくするために１
個のみの切換で行なえること。

本発明は、これらの各条件を考慮して基本的にシングル
ピニオン式単純プラネタリギヤセットを２組又はダブル
ピニオン式単純プラネタリギヤセット１組使用し、クラ
ッチ装置としては基本的に３個、ブレーキ装置としては
基本的に２個使用し、各プラネタリギヤセットの可動メ
ンバーを適切に結合し、クラッチ装置およびブレーキ装
置を適宜結合解除することにより少なくとも前進４段，
後進１段の変速段を有する変速装置の提供を目的とする
。

以下添付図面により本発明の実施態様を説明する。

本発明装置の第１実施例を第１図にて説明すると、入力
軸と出力軸との間にはシングルピニオン式の第１プラネ
タリギヤセットＸ１、ダブルピニオン式の第２プラネタ
リギヤセットＸ２及びシングルピニオン式の第３プラネ
タリギヤセットＸ３が存在する。

前記第１プラネタリギヤセットＸ，は、第１サンギヤＳ
１と該第１サンギヤに噛合う第１プラネタリギヤＰ１と
該第１プラネタリギヤＰ１に噛合う第１リングギヤＲＧ
１と前記第１プラネタリギヤＰ１を枢支する第１キャリ
ヤＣ１とを有する。

又前記第２プラネタリギヤセットＸ２は、第２サンギヤ
Ｓ２と該第２サンギヤＳ２に噛合う第２プラネタリギヤ
Ｐ２と該第２プラネタリギヤに噛合う第３プラネタリギ
ヤと該第３プラネタリギヤに噛合う第２リングギヤＲＧ
２と前記第２，第３プラネタリギヤＰ２，Ｐ３を枢支す
る第２キャリヤＣ２を有する。

同様に前記第３プラネタリギヤセットＸ３ は第３サン
ギヤＳ３と該第３サンギヤに噛合う第４プラネタリギヤ
Ｐ４と該第４プラネタリギヤＰ４と噛合う第３リングギ
ヤＲＧ３と前記第４プラネタリギヤＰ４を枢支する第３
キャリヤＣ３とを有する。

前記第１リングギヤＲＧ１と前記第２リングギヤＲＧ２
とは駆動的に連結される。

前記第１キャリヤＣ１と前記第３キャリヤＣ３と前記第
２サンギヤＳ２とは駆動的に連結される。

前記第１サンギヤＳ１と前記第３リングギヤＲＧ３とは
駆動的に連結される。

前記第３キャリヤＣ３と出力軸とは動力的に一体に連結
される。

前記入力軸と前記第３サンギヤＳ３との間には該入力軸
と該第３サンギヤＳ３とを一体的に締結したり切離した
りする第１クラッチＣＬ１が配設されている。

前記入力軸と前記第２キャリヤＣ２との間には該入力軸
と第２キャリヤＣ２とを一体的に締結したり切離したり
する第２クラッチＣＬ２が配設されている。

入力軸と第１，２リングギヤＲＧ１，ＲＧ２との間には
該入力軸と該第１，２リングギヤＲＧ１，ＲＧ２とを一
体的に締結したり切離したりする第３クラッチＣＬ３が
配設されている。

前記第１，２リングギヤＲＧ１，ＲＧ２とケースとの間
には第１ブレーキＢ１が設けられ、該ブレーキが作動し
た時には前記第１，２リングギヤＲＧ１，ＲＧ２を固締
し得る様になっている。

前記第１サンギヤＳ１と前記第３リングギヤＲＧ３と前
記ケースとの間には第２ブレーキＢ２が設けられ、該ブ
レーキが作動した時には前記第１サンギヤＳ１と前記第
３リングギヤＲＧ３を固締し得る様になっている。

そして各プラネタリギヤセットＸ１，Ｘ２，Ｘ３におい
て次式（後述の全ての実施例においても同様である。

）が成立する。ＮＲＧ１−（１＋Ｉ１）ＮＣ１＋Ｉ１Ｎ
Ｓ１＝０ＮＲＧ２−（１−Ｉ２）ＮＣ２−■２ＮＳ２＝
０ＮＲＧ３−（１＋Ｉ３）ＮＣ３＋Ｉ３ＮＳ３＝０但し
、 ＮＲＧ１，ＮＲＧ２，ＮＲＧ３・・・・・・第１，第２
，第３リングギヤの回転数 ＮＣ１，ＮＣ２，ＮＣ３・・・・・・第１，第２，第３
キャリヤの回転数 ＮＳ１，ＮＳ２，ＮＳ３・・・・・・第１，第２，第３
サンギヤの回転数 ■１、■２、■３・・・・・・各リングギヤと各サンギ
ヤとの半径比とする ここで本発明による変速装置の具体的な各変速段の数値
を例示すれば、Ｉ１＝０．５４８，Ｉ２＝０．５００Ｉ
３＝０．３７５（後述の全ての実施例も同様である）で
あり、本発明の変速装置の各変速段における各クラッチ
ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３及びブレーキＢ１，Ｂ２の作動
と各変速段の減速比の関係をまとめると第１Ａ表の様に
なる。

但し、Ｆｎ（ｎ＝１．２．３・・・）は前進変速段を示
し、例えはＦ１は前進第１速、Ｆ２は前進第２速であり
、又Ｒｎ（ｎ＝１．２・・・）は後進変速段を示し、Ｒ
１は後進第１速である。

そして各変速段における各プラネタリギヤセットの各要
素の回転数と接線力をまとめると第１Ｂ表のようになる
。

但し、その値は入力軸を１とした比で表わされ、但し接
線力は入力軸のトルクがリングギヤに作用したと仮定し
たときを１とする比で表わし、又プラネタリギヤの接線
力はサンギヤ及びリングギヤに等しいものである。

尚、前述の第１Ａ表と同一の符号は同一対象物を意味す
るものであり、更にＡは変速段、Ｂはプラネタリギヤセ
ットの項目を示しＮは回転数、Ｗは接線力を示すもので
ある。

尚、Ｆ４（前進第４速）は減速比が１１．００であるた
め、各々のサンギヤ、リングギヤ及びキャリヤの回転数
Ｎは１．００、又各々のプラネタリギヤの回転数Ｎは０
．００であり、又その接線力Ｗは他の変速段にて生ずる
接線力に比して大巾に小となるものであり、即ち他の変
速段では各々のクラッチのうちの何れか１個のクラッチ
のみの係合により、その係合されたクラッチを介しての
み入力軸のトルクが各要素に伝達されるのに対して、Ｆ
４（第４速）は少くとも二個のクラッチの係合がなされ
ることにより入力軸のトルクはその両クラッチにて分担
され、その分担された入力軸のトルクが各要素に伝達さ
れるため、それにより生ずる各要素の接線力は一個のみ
のクラッチの係合により入力軸のトルクが分担されずそ
のまま伝達される場合に比して小さいことは自明であり
、以下減速比が１：１．００である変速段における各要
素の回転数Ｎ及び接線力Ｗを省略する。

次に、本発明装置の第２実施例を第２図にて説明すると
、前記第１図の実施例において前記第３プラネタリギヤ
セットＸ３と前記出力軸との間にソングルピニオン式の
第４プラネタリギヤセットＸ４を介在してなる構成であ
り、各要素との連結関係は以下の如くである。

前記第４プラネタリギヤセットＸ４は、第４サンギヤＳ
４と該第４サンギヤに噛合う第５プラネタリギヤＰ５と
該第５プラネタリギヤに噛合う第４リングギヤＲＧ４と
前記第５プラネタリギヤを枢支する第４キャリヤＣ４と
を有する。

前記第４リングギヤＲＧ４は前記第３リングギヤＲＧ３
に連結され、前記第２ブレーキＢ２が作動した時、前記
第３リングギヤＲＧ３と同様に第４キャリヤＣ４は固締
される。

前記第４キャリヤＣ４と前記ケースとの間には第３ブレ
ーキＢ３が設けられ、該ブレーキが作動した時には第４
キャリヤＣ４を固締し得る様になっている。

前記第４サンギヤＳ４は前記出力軸に動力的に一体に連
結される。

そして、第４プラネタリギヤセットＸ４において次式が
成立する。

ＮＲＧ４−（１＋Ｉ４）ＮＣ４＋Ｉ４ＮＳ４＝０但し、 ＮＲＧ４：第４リングギヤの回転数 ＮＣ４ ：第４キャリヤの回転数 ＮＳ４ ：第４サンギヤの回転数 ■４ ：第４リングギヤと第４サンギヤとの半径比と
する。

ここで本発明による変速装置の具体的な各変速段の数値
を例示すれば、Ｉ４＝０．５６２であり、本発明の変速
装置の各変速段における各クラッチＣＬ１，ＣＬ２，Ｃ
Ｌ３及び各ブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３の作動と各変速段
の減速比の関係をまとめると第２Ａ表のようになる。

そして各変速段における各プラネタリギヤセットの各要
素の回転数と接線力をまとめると第２Ｂ表のようになる
。

次に本発明装置の第３実施例を第３図にて説明すると、
本実施例は第２図の前記第２実施例と同様に第１図の前
記第１実施例において前記第３プラネタリギヤセットＸ
３と、前記出力軸との間にシングルピニオン式の第４プ
ラネタリギヤセットＸ４を介在してなる構成であり、各
要素との連結関係は以下の如くである。

前記第４サンギヤＳ４は前記第３リングギヤＲＧ３に駆
動的に連結され、前記第２ブレーキＢ２が作動した時、
前記第３リングギヤＲＧ３同様に第４サンギヤＳ４は固
締される。

前記第４キャリヤＣ４と前記ケースとの間には第３ブレ
ーキＢ３が設けられ、該ブレーキが作動した時には前記
第４キャリヤＣ４を固締し得る様になっている。

前記第４リングギヤＲＧ４は前記出力軸に動力的に一体
に連結される。

ここで本発明による変速装置の具体的な変速段の数値を
例示すれば、Ｉ４＝０．５６２であり、本発明の変速装
置の各変速段における各クラッチ及びブレーキの作動と
各変速段の減速比の関係をまとめると、第３Ａ表のよう
になる。

そして、各変速段における各プラネタリギヤセットの各
要素の回転数と接線力をまとめると第３Ｂ表のようにな
る。

次に、本発明装置の第４実施例を第４図にて説明すると
本実施例は前記実施例と同様に前記第１実施例において
、前記第３プラネタリギヤセットＸ３と前記出力軸との
間にシングルピニオン式の第４プラネタリギヤセットＸ
４を介在してなる構成であり、各要素との連結関係は以
下の如くである。

前記第４キャリヤＣ４は前記第３リングギヤＲＧ３に駆
動的に連結され、前記第２ブレーキＢ２が作動した時、
前記第３リングギヤＲＧ３同様に第４キャリヤＣ４は固
締される。

前記第４サンギヤＳ４と前記ケースとの間には第３ブレ
ーキＢ３が設けられ、該ブレーキが作動した時には前記
第４サンギヤＳ４を固締し得る様になっている。

前記第４リングギヤＲＧ４は前記出力軸に動力的に一体
に連結される。

ここで本発明装置による変速装置の具体的な変速段の数
値を例示すれば、Ｉ４＝０．５６２であり、本発明の変
速装置の各変速段における各クラッチ及び各ブレーキの
作動と各変速段の減速比の関係をまとめると第４Ａ表の
ようになる。

そして、各変速段における各プラネタリギヤセットの各
要素の回転数と接線力をまとめると第４Ｂ表のようにな
る。

次に本発明装置の第５実施例を第５図にて説明すると、
本実施例は前記第２実施例と同様に前記第１実施例にお
いて、前記第３プラネタリギヤセットＸ３と前記出力軸
との間にシングルピニオン式の第４プラネタリギヤセッ
トＸ４を介在してなる構成であり、各要素との連結関係
は以下の如くである。

前記第４キャリヤＣ４は前記第３リングギヤＲＧ３に駆
動的に連結され、前記第２ブレーキＢ２が作動した時、
前記第３リングギヤＲＧ３同様に第４キャリヤＣ４は固
締される。

前記第４リングギヤＲＧ４と前記ケースとの間には第３
ブレーキＢ３が設けられ、該ブレーキが作動した時には
前記第４リングギヤＲＧ４を固締し得る様になっている
。

前記第４サンギヤＳ４は前記出力軸と動力的に一体に連
結される。

ここで本発明による変速装置の具体的な変速段の数値を
例示すれば、Ｉ４＝０．５６２であり本発明の変速装置
の各変速段における各クラッチと各ブレーキ作動と各変
速段の減速比の関係をまとめると第５Ａ表のようになる
。

そして各変速段における各プラネタリギヤセットの各要
素の回転数と接線力をまとめると第５Ｂ表のようになる
。

次に本発明装置の第６実施例を第６図にて説明すると、
本実施例は前記第２実施例と同様に前記第１実施例にお
いて、前記第３プラネタリギヤセットＸ３と前記出力軸
との間にシングルピニオン式の第４プラネタリギヤセッ
トＸ４を介在してなる構成であり、各要素との連結関係
は以下の如くである。

前記第４サンギヤＳ４は前記第３リングギヤＲＧ３に駆
動的に連結され、前記第２ブレーキＢ２が作動した時、
前記第３リングギヤＲＧ３同様に第４サンギヤＳ４は固
締される。

前記第４リングギヤＲＧ４と前記ケースとの間には第３
ブレーキＢ３が設けられ、該ブレーキが作動した時には
前記第４リンゲギヤＲＧ４を固締し得る様になっている
。

前記第４キャリヤＣ４は前記出力軸と動力的に一体に連
結される。

ここで本発明による変速装置の具体的な変速段の数値を
例示すれば、Ｉ４＝０．４３７であり、本発明の変速装
置の各変速段における各クラッチと各ブレーキの作動と
各変速段の減速比の関係をまとめると第６Ａ表のように
なる。

そして、各変速段における各プラネタリギヤセットの各
要素の回転数と接線力をまとめると第６Ｂ表のようにな
る。

次に本発明装置の第７実施例を第７図にて説明すると、
本実施例は、前記第２実施例と同様に前記第１実施例に
おいて、前記第３プラネタリギヤセットＸ３と前記出力
軸との間にンングルピニオン式の第４プラネタリギヤセ
ットＸ４を介在してなる構成であり、各要素との連結関
係は以下の如くである。

前記第４リングギヤＲＧ４は前記第３リングギヤＲＧ３
に駆動的に連結され、前記第２ブレーキＢ２が作動した
時、前記第３リングギヤＲＧ３同様に第４リングギヤＲ
Ｇ４は固締される。

前記第４サンギヤＳ４と前記ケースとの間には、第３ブ
レーキＢ３が設けられ、該ブレーキが作動した時には第
４サンギヤＳ４を固締し得る様になっている。

前記第４キャリヤＣ４は前記出力軸と動力的に一体に連
結される。

ここで本発明による変速装置の具体的な各変速段の数値
を例示すれば、Ｉ４＝０．５６２であり、本発明の変速
装置の各変速段における各クラッチと各ブレーキの作動
と各変速段の減速比の関係をまとめると第７Ａ表のよう
になる。

そして、各変速段における各プラネタリギヤセットの各
要素の回転数と接線力をまとめると第７Ｂ表のようにな
る。

次に、本発明装置の第８実施例を第８図にて説明すると
、本実施例は前記第２実施例と同様に、前記第１実施例
において前記第３プラネタリギヤセットＸ３と前記出力
軸との間にシングルピニオン式の第４プラネタリギヤセ
ットＸ４を介在してなる構成であり、各要素との連結関
係は以下の如くである。

前記第４リングギヤＲＧ４は前記第３サンギヤＳ３に駆
動的に連結される。

前記第４サンギヤＳ４と前記ケースとの間には第３ブレ
ーキＢ３が設けられ、該ブレーキが作動した時には第４
サンギヤＳ４を固締し得る様になっている。

前記第４キャリヤＣ４は前記出力軸に動力的に一体に連
結される。

ここで本発明による変速装置の具体的な変速段の数値を
例示すれば、Ｉ４＝０．２８０であり、本発明の変速装
置の各変速装置の各変速段における各クラッチと各ブレ
ーキの作動と各変速段の減速比の関係をまとめると第８
Ａ表のようになる。

そして、各変速段における各プラネタリギヤセットの各
要素の回転数と接線力をまとめると第８Ｂ表のようにな
る。

次に、本発明装置の第９実施例を第９図にて説明すると
、本実施例は前記第２実施例さ同様に前記第１実施例に
おいて前記第３プラネタリギヤセットＸ３と前記出力軸
との間にシングルピニオン式の第４プラネタリギヤセッ
トＸ４を介在してなる構成であり、各要素との連結関係
は以下の如くである。

前記第４サンギヤＳ４は前記第３サンギヤＳ３に駆動的
に連結される。

前記第４リングギヤＲＧ４と前記ケースとの間には第３
ブレーキＢ３が設けられ、該ブレーキが作動した時には
第４リングギヤＲＧ４を固締し得る様になっている。

前記第４キャリヤＣ４は前記出力軸と動力的に一体に連
結される。

ここで本発明による変速装置の具体的な変速段の数値を
例示すれば、Ｉ４＝０．２８０であり本発明の変速装置
の各変速段における各クラッチと各ブレーキの作動と各
変速段の減速比の関係をまとめると第９Ａ表のようにな
る。

そして各変速段における各プラネタリギヤセットの各要
素の回転数と接線力をまとめると第９Ｂ表のようになる
。

以上の説明から明らかな様に、本発明によれば基本的に
３組のプラネタリギヤセットを用いて初期の目的を達成
でき、実用上優れてなる少なくとも前進４段、後進１段
の変速段を得ることができ工業上多大な効果を発揮する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の変速装置の第１実施例を線図的に示す
中央縦断面概略図、第２図は本発明の変速装置の第２実
施例を線図的に示す中央縦断面概略図、第３図は本発明
の変速装置の第３実施例を線図的に示す中央縦断面概略
図、第４図は本発明の変速装置の第４実施例を線図的に
示す中央縦断面概略図、第５図は本発明の変速装置の第
５実施例を第５実施例を線図的に示す中央縦断面概略図
、第６図は本発明の変速装置の第６実施例を線図的に示
す中央縦断面概略図、第７図は本発明の変速装置の第７
実施例を線図的に示す中央縦断面概略図、第８図は本発
明の変速装置の第８実施例を線図的に示す中央縦断面概
略図、第９図は本発明の変速装置の第９実施例を線図的
に示す中央縦断面概略図である。 Ｘ１・・・・・・第１プラネタリギヤセット、Ｘ２・・
・・・・第２プラネタリギヤセット、Ｘ３・・・・・・
第３プラネタリギヤセット、Ｘ４・・・・・・第４プラ
ネタリギヤセット、Ｓ１・・・・・・第１サンギヤ、Ｓ
２・・・・・・第２サンギヤ、Ｓ３・・・・・・第３サ
ンギヤ、Ｓ４・・・・・・第４サンギヤ、Ｐ１・・・・
・・第１ ラネタリギヤ、Ｐ２・・・・・・第２プラネ
タリギヤ、Ｐ３・・・・・・第３プラネタリギヤ、Ｐ４
・・・・・・第４プラネタリギヤ、Ｐ５・・・・・・第
５プラネタリギヤ、ＲＧ１・・・・・・第１リングギヤ
、ＲＧ２・・・・・・第２リングギヤ、ＲＧ３・・・・
・・第３リングギヤ、ＲＧ４・・・・・・第４リングギ
ヤ、Ｃ１・・・・・・第１キャリヤ、Ｃ２・・・・・・
第２キャリヤ、Ｃ３・・・・・・第３キャリヤ、Ｃ４・
・・・・・第４キャリヤ、ＣＬ１・・・・・・第１クラ
ッチ、ＣＬ２・・・・・・第２クラッチ、ＣＬ３・・・
・・・第３クラッチ、Ｂ１・・・・・・第１ブレーキ、
Ｂ２・・・・・・第２ブレーキ、Ｂ３・・・・・・第３
ブレーキ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力軸，出力軸，各々がサンギヤとリングギヤ及び
   該両ギヤ間の噛合連動を継成するプラネタリギヤを枢支
   するキャリヤから成る数組のプラネタリギヤセット，固
   定部材であるケースを有し、シングルピニオン式の第１
   プラネタリギヤセット及びダブルピニオン式の第２プラ
   ネタリギヤセットの両リングギヤが駆動的に連結され、
   シングルピニオン式の第３プラネタリギヤセットのリン
   グギヤと第１プラネタリギヤセットのサンギヤとが駆動
   的に連結され、第１及び第３プラネタリギヤセットの両
   キャリヤと第２プラネタリギヤセットのサンギヤとが出
   力軸に駆動的に連結されており、第３プラネタリギヤセ
   ットのサンギヤを入力軸に対し結合又は解放させる第１
   クラッチ，第２プラネタリギヤセットのキャリヤを入力
   軸に対し結合又は解放させる第２クラッチ，第１及び第
   ２プラネタリギヤセットの両リングギヤを入力軸に対し
   結合又は解放させる第３クラッチ，第１及び第２プラネ
   タリギヤセットのリングギヤをケースに固締し得る第１
   ブレーキ，及び第３プラネタリギヤセットのリングギヤ
   と第１プラネタリギヤセットのサンギヤとをケースに固
   締し得る第２ブレーキを備えて成る変速装置。 ２ 特許請求の範囲に記載された第１番目の発明におい
   て、第４プラネタリギヤセットのサンギヤ，リングギヤ
   ，キャリヤの内の任意の二つの何れか一方を前記第３プ
   ラネタリギヤセットのリングギャと第１プラネタリギヤ
   セットのサンギヤとに駆動的に連結し他方を前記出力軸
   に駆動的に連結するとともに、第４プラネタリギヤセッ
   トのサンギヤ，リングギヤ，キャリヤの内の残りの部材
   を前記ケースに固締し得る第３ブレーキを設けて成る変
   速装置。 ３ 特許請求の範囲に記載された第１番目の発明におい
   て、第４プラネタリギヤセットのサンギヤ，リングギヤ
   ，キャリヤの内の任意の二つの何れか一方を前記第３プ
   ラネタリギヤセットのサンギヤに駆動的に連結し他方を
   前記出力軸に駆動的に連結するとともに、第４プラネタ
   リギヤセットのサンギヤ，リングギヤ，キャリヤの内の
   残りの部材を前記ケースに固締し得る第３ブレーキを設
   けて成る変速装置。