JPS6127619B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

遊星歯車を利用する歯車変速機は、一軸上に同
心的に入力軸、出力軸および遊星歯車を配設し、
クラツチ、ブレーキおよび一方向クラツチを組合
せることによつて低速、高速および後退の歯車列
構成を採り得ることから、トルクコンバータと組
合せて自動車用歯車変速機として慣用され、かつ
通常二組の遊星歯車の組合せにより前進３段後進
１段の歯車列構成となつている。また最近では自
動車の高速化、軽量化ならびに省資源の要請か
ら、さらに一組のオーバドライブ用遊星歯車を組
合せ、前進４段後進１段の歯車列構成とするもの
も存在する。 これらの歯車変速機において、通常低速レンジ
の歯車列は、一組の遊星歯車のプラネタリキヤリ
ヤを制動し、歯車変速機の入力軸に伝達された回
転駆動力を該遊星歯車のサンギヤに伝達し、サン
ギヤの回転を前記制動されたプラネタリキヤリヤ
に支承されているプラネタリピニオンの回転を介
して該遊星歯車のリングギヤを回転駆動して出力
軸に伝達し、大なる減速化を得るようにするこ
と、および前記プラネタリキヤリヤの制動には一
方向クラツチを採用することが普通に行われてい
る。 ところで、かかる低速レンジの歯車列構成にお
いては、出力軸に伝達すべき回転速度は低いが伝
達すべきトルクは大であることが要請されるの
で、前記プラネタリキヤリヤを制動する一方向ク
ラツチは高トルク伝達に対して制動効果が大であ
ることが要請され、かつ自動車の走行時には該一
方向クラツチの使用は頻繁であるとともにその作
用の円滑が要請される。 本発明はかかる要請に応え前記低速レンジの歯
車列構成において作用する一方向クラツチの径を
大にして制動部材であるテーパおよびポールの組
合せまたはスプラグの形状および数の大型化によ
る制動荷重の増大を図るとともに、ハウジングや
遊星歯車の各ギヤ等に寸法誤差があつても一方向
クラツチの変形や損傷および摩耗を防止すること
を目的とするものであつて、前記一方向クラツチ
のインナレースを前記プラネタリキヤリヤに連結
し、前記一方向クラツチのアウタレースを、前記
ハウジングの内壁に該遊星歯車の入力軸の回転中
心軸方向に形成したスプラインに直径方向および
周方向には適宜の浮動間隙を存して回転不能に支
承せしめ、かつ前記回転中心軸方向には前記ハウ
ジングの内壁において前記アウタレースの両側に
固定されたストツパ間に適宜の浮動間隙を存して
配設せしめ、該アウタレースを浮動的に支承せし
めるとともに、前記ハウジングの内壁に形成した
スプラインを前記遊星歯車に関連せしめて配設し
たブレーキの摩擦板のスプライン係合にも利用せ
しめたことを特徴とするものである。 第１図は本発明の実施に適切な自動車用自動変
速機の説明図、第２図は前記変速機に施した本発
明の一実施例であつて、１はトルクコンバータ、
２は歯車変速機を示し、トルクコンバータ１は内
燃機関（図示せず）の出力軸３に連結されるポン
プ、歯車変速機２の入力軸４に連結されるタービ
ンおよび一方向クラツチによつて固定部分に連結
されるステータから成り、歯車変速機２は前記入
力軸４、出力軸としての出力歯車５、中間軸６，
７，８および３組の遊星歯車１０，２０，３０を
同心的にハウジング９に配列したものである。 前記３組の遊星歯車のうち第１の遊星歯車１０
はサンギヤ１１、プラネタリピニオン１２、リン
グギヤ１３および該プラネタリピニオン１２を回
転自在に支承するプラネタリヤキヤリヤ１４とか
ら成り、該サンギヤ１１は中間軸６に一体に形成
され、そのリングギヤ１３は中間軸７にスプライ
ンにより連結させるとともに、中間軸６の周面上
には該軸６をインナレースとする第１の一方向ク
ラツチ１６を配設してそのアウタレースを第１の
ブレーキ１７によりハウジング９に係脱自在に係
止せしめ、そのプラネタリキヤリヤ１４には第２
の一方向クラツチ１８のインナレースを連結する
とともに該一方向クラツチ１８のアウタレースは
ハウジング９の内壁に周方向には回転しないよう
に支承せしめる。前記一方向クラツチ１８のイン
ナレースはさらに第２のブレーキ１９によつてハ
ウジング９に係脱自在に係止せしめられる。 第２の遊星歯車２０はサンギヤ２１、ラネタリ
ピニオン２２、リングギヤ２３および該プラネタ
リピニオン２２を回転自在に支承するプラネタリ
キヤリヤ２４とから成り、そのサンギヤ２１は前
記遊星歯車１０のサンギヤと同様に中間軸６と一
体に形成せられそのプラネタリキヤリヤ２４は中
間軸７にスプラインにより連結され、リングギヤ
２３は入力軸４に第１のクラツチ２６により係脱
自在に連結せられ、前記中間軸６は前記入力軸４
に第２のクラツチ２７により係脱自在に連結され
るとともに第３のブレーキ２８により係脱自在に
係止せしめられる。 以上の遊星歯車１０，２０、一方向クラツチ１
６，１８、クラツチ２６，２７およびブレーキ１
７，１９，２８はアンダードライブ歯車比を構成
すべきものである。これに対し、第３の遊星歯車
３０はサンギヤ３１、プラネタリピニオン３２、
リングギヤ３３およびプラネタリピニオン３２を
回転自在に支承するプラネタリキヤリヤ３４から
成り、そのサンギヤは中間軸８と一体に形成さ
れ、リングギヤ３３は出力歯車５に連結されてい
る。そして該遊星歯車３０のプラネタリキヤリヤ
３４は中間軸８との間に第３の一方向クラツチ３
６が介装されるとともに該中間軸８に対し第３の
クラツチ３７により係脱自在に連結せしめられ、
さらに該中間軸８はハウジング９に対し第４のブ
レーキ３８により係脱自在に係止せしめられる。 その他第１図において出力歯車５は中間軸７上
において回転自在に支承せしめられ、該歯車５に
噛合する歯車４１、該歯車４１を固着する軸４
２、該軸４２に固着した歯車４３を介し、差動歯
車装置４４に回転駆動力を伝達し、車輪の駆動軸
４５，４６を駆動すべく構成されている。 以上の構成の自動変速機の作動状態を表にして
示すと次表のとおりである。なお表中〇印は油圧
作動機構によるクラツチまたはブレーキの作動中
を、△印はエンジンブレーキ時に係合状態となる
ことを、※印は一方向クラツチの作動中をそれぞ
れ示している。

【表】 上記表から明確なように減速比の最も大なる第
１速の歯車列においては、クラツチ２６が係合
し、一方向クラツチ１８が作用状態となる。この
ときオーバードライブ用の遊星歯車３０はクラツ
チ３７によりプラネタリキヤリヤ３４とサンギヤ
３１が係合されるので一体となつて回転されるよ
うになり、中間軸７と出力歯車５が一体回転す
る。内燃機関の回転駆動は入力軸４を介して遊星
歯車２０のリングギヤ２３を回転させ、中間軸７
の回転が低いのでサンギヤ２１を回転させる。従
つて第１の遊星歯車１０においてはサンギヤ２１
に中間軸６によつて連結されたサンギヤ１１に入
力軸の回転駆動が伝達され、一方向クラツチ１８
によつて回転を阻止されているプラネタリキヤリ
ヤ１４上のプラネタリピニオン１２を介してリン
グギヤ１３が低速で回転駆動され、その回転速度
が出力歯車５の回転速度となる。しかして第１速
の歯車列の駆動時においては出力歯車５に出力す
るトルクは大であるので、リングギヤ１３を介し
て一方向クラツチ１８に作用する荷重は大であ
る。 第２図は上記自動変速機に実施した本発明の一
実施例を示し、変速機２のハウジング９の内周壁
には中間軸６，７の回転中心軸と平行にスプライ
ン５１が刻設されてお、該スプライン５１に一方
向クラツチ１８のアウタレース５２が係止せしめ
られ、該一方向クラツチ１８のインナレース５３
はプラネタリキヤリヤ１４と固着せしめられ、か
つブレーキ１９の摩擦板５７をスプライン嵌合し
ており、両レース５２，５３の間にはスプラグ５
４が介装せしめられるとともにエンドベアリング
５５がスプラグ５４の両側に設けられている。そ
して第２図に示すように一方向クラツチ１８のア
ウタレース５２に関し前記回転中心軸方向両側に
は、ハウジング９の内周壁にスナツプリングを固
定して形成したストツパ５６，５６が設けられ、
アウタレース５２の側壁との間に回転中心軸方向
に適宜の浮動間隙が形成されている。また第３図
に示すようにアウタレース５２は、前記回転中心
軸に関し直径方向および周方向にはハウジング９
のスプライン５１との間に適宜の浮動間隙を形成
して回転を阻止せしめられている。なお前記スプ
ライン５１はブレーキ１７，１９の圧力板５８，
５９を回転不能に係止せしめる役割も果すもので
あり、遊星歯車２０のプラネタリキヤリヤ２４お
よび遊星歯車１０のリングギヤ１３に連結された
端板４９はそれぞれ中間軸７にスプライン結合さ
れており、クラツチ２７の圧力板を支承しかつブ
ーキ２８の係合筒面を形成する枠体２９は中間軸
６にスプライン結合されている。 上記構成において一方向クラツチ１８のアウタ
レース５２はハウジング９の内周壁の寸法とほぼ
等しい外径に形成できるので一方向クラツチ全体
を大径に形成でき、スプラグ５４の寸法を大にし
または数を多く挿置し得るから、一方向クラツチ
１８を高荷重や衝撃に耐え得るものとすることが
でき、一方向クラツチ１８をハウジング９の内周
壁に近接して設けることにより第１および第２の
遊星歯車１０，２０間の間隔を縮少する等歯車変
速機全体のコンパクト化に役立つことができるほ
か、一方向クラツチ１８の作動時にインナレース
５３の振れ回りによる半径方向の動きがあつて
も、アウタレース５２とスプライン５１との間の
半径方向の遊動間隙で前記振れ回りを吸収するこ
とにより、アウタレース５２はエンドベアリング
５５を介してインナレース５３の振れ回りに追従
でき、一方向クラツチが正常に作動する必要条件
であるインナレース面とアウタレース面の同心性
を確保するのである。 本発明は少くとも一組の遊星歯車と一方向クラ
ツチとにより、入力軸から遊星歯車のサンギヤに
伝達された回転駆動力を、前記一方向クラツチに
よつて回転を阻止されているプラネタリキヤリヤ
に支承されているプラネタリピニオンの回転に転
換してこれに噛合するリングギヤを回転駆動さ
せ、出力軸に出力する歯車列構成を具備する歯車
変速機において、前記一方向クラツチのインナレ
ースをプラネタリキヤリヤに連結し、そのアウタ
レースを変速機ハウジングの内周壁に遊星歯車お
よび入力軸、出力軸の回転中心軸の軸方向に形成
したスプラインに嵌合せしめてその回転を阻止す
るとともに、該アウタレースと前記スプラインの
嵌合を、アウタレースの直径方向および周方向に
は適宜の遊動間隙を存して嵌合させてあるから、
ハウジングのスプライン、遊星歯車の各ギヤおよ
びプラネタリキヤリヤ、あるいは遊星歯車を支承
する中間軸の寸法公差によつて回転駆動中に一方
向クラツチのアウタレースに位置ずれが発生した
としても、アウタレースの直径方向にはその遊動
間隙の範囲内において遊動するので、前記寸法公
差によるアウタレースの直径方向およ周方向への
変動を吸収して一方向クラツチの損傷や摩耗を防
止し、インナレースの振れ回りに追従してインナ
レース面とアウタレース面の同心性を保ち、また
軸方向にはハウジング内壁に止着せしめたスナツ
プリング等のストツパがその両側に適宜の遊動間
隙を存して配設してあるので、前記寸法公差によ
り軸方向の力が発生し、または該一方向クラツチ
のインナレースによつて支承されているブレーキ
の摩擦板を介してブレーキの作動時に軸方向の力
がインナレースに作用しても、該ー方向クラツチ
のアウタレースは軸方向に設けられた遊動間隙の
範囲内で遊動してそのスプラグやエンドペアリン
グの変形、摩耗等の損傷を防止し、しかもその遊
動によつても制動効果を損うことはない。 また本発明において、前記一方向クラツチのイ
ンナレースに支承され、該インナレースに連結さ
れたプラネタリキヤリヤを変速機ハウジングに係
脱自在としたブレーキの圧力板は、前記ハウジン
ゲに形成したスプラインに前記一方向クラツチの
アウタレースとともに回転不能に嵌合されている
から、前記プラネタリキヤリヤが前記一方向クラ
ツチのインナレースに連結されている構成ととも
に、極めて近接した位置に前記一方向クラツチと
ブレーキとを前記プラインを共用して配置するこ
とができ、歯車変速機の軸方向寸法を短縮すると
ともに構造を簡単としている。 さらに、本発明によれば、それぞれがサンギ
ヤ、該サンギヤに噛合するプラネタリピニオン、
該プラネタリピニオンに噛合するリングギヤおよ
び前記プラネタリピニオンを回転自在に支承する
プラネタリキヤリヤとから成る第１および第２の
遊星歯車と、入力軸、出力軸および中間軸とを変
速機ハウジングに同心的に配置し、前記中間軸に
は第１および第２の遊星歯車のサンギヤを固定的
に設けるとともに、該中間軸の周面上に配設した
第１の一方向クラツチを前記ハウジングに係脱自
在に係止する第１のブレーキを設け、前記第１の
遊星歯車のプラネタリキヤリヤと前記ハウジング
とを該ハウジングの内面に配設した第２の一方向
クラツチで連結するとともに、該キヤリヤを前記
ハウジングに係脱自在とする第２のブレーキを設
け、前記入力軸または出力軸の何れか一方に前記
第１の遊星歯車のリングギヤおよび第２の遊星歯
車のプラネタリキヤリヤを固着するとともに他方
の軸には前記第２の遊星歯車のリングギヤを第１
のクラツチにより係脱自在とした、出力軸の一方
の回転方向に３段階の変速段を有し逆方向の回転
方向には１段階の変速段を有する歯車変速機にお
いて、前記と同様に第２の一方向クラツチのアウ
タレースおよび第２のブレーキの圧力板を変速機
ハウジングの内壁に形成したスプラインにそれぞ
れ回転不能に係合せしめて支承せしめることによ
り、第２の遊星歯車に関し前述した作用および効
果が得られるとともに、前記中間軸の周面上に配
置した第１の一方向クラツチを前記ハウジングに
係脱自在に係止する第１のブレーキの圧力板を、
前記ハウジングの内壁に形成した前記スプライン
に回転不能に嵌合せしめることにより、前記ハウ
ジングのスプラインは、前記第２の一方向クラツ
チのアウタレースの係合支承、第２のブレーキの
圧力板の嵌合とともに第１のブレーキの圧力板の
嵌合にも供用されるから、これらの要素の嵌合支
承のために変速機ハウジングの内壁には別個にス
プラインを形成することなくただ１つのスプライ
ンの形成のみで足り、ハウジング内壁の工作を極
めて簡易にするとともに、前記第２の一方向クラ
ツチは第１および第２のブレーキの間に介装さ
れ、第１の一方向クラツチは第１および第２の遊
星歯車と同心的に配置された中間軸の周面上に配
置されている関連構成から、第２のブレーキ、第
２の一方向クラツチおよび第１のブレーキを同心
的に配置された第２の遊星歯車および第１の一方
向クラツチの直径方向外方にかつ軸方向には近接
せしめて配設できるとともに、第１および第２の
遊星歯車はその軸方向の間隔を縮小して同心的に
配設できるから、歯車変速機全体としての軸方向
寸法が縮小でき、変速機ハウジング内部の無駄な
空間を排除して、変速機をコンパクト化するに極
めて有効である。 しかも本発明におけるプラネタリキヤリヤの一
方向回転のみを許容する一方向クラツチは、その
アウタレースが変速機ハウジングの内周壁に直接
浮動的に係止されていることにより、一方向クラ
ツチのアウタレースの周方向の回転に対しその軸
方向全長にわたつてトウジングのスプラインに当
接して回転を阻止されるから、一方向クラツチに
衝撃が加わつた場合でもアウタレースに変形を生
ずることなく、かつ一方向クラツチをハウジング
の内周壁に沿つて形成するので歯車変速機の中間
軸付近の空間を有効に使用できて歯車変速機の軸
方向寸法の短縮等コンパクト化を図ることがで
き、一方向クラツチの外径および内径を従来のも
のより大径に構成できるから、スプラグ等の回転
制動機構の大型化または数量の増大化による一方
向クラツチの性能向上を図ることもできるもので
あり、特に一方向クラツチとしての作動中に一方
向クラツチを正常に作動させるための必要条件で
あるインナレース面とアウタレース面の同心性を
確保することを可能とした点に大なる特長を有す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するに最適の自動車用自
動変速機の説明図、第２図は上記変速機に実施し
た本発明の一実施例の側面断面図、第３図はその
正面一部断面図である。 なお図中、１はトルクコンバータ、２は歯車変
速機、４は入力軸、５は出力歯車、６，７，８は
中間軸、９はハウジング、５１はそのスプライ
ン、１０，２０，３０は遊星歯車、１１，２１，
３１はそのサンギヤ、１２，２２，３２はそのプ
ラネタリピニオン、１３，２３，３３はそのリン
グギヤ、１４，２４，３４はそのプラネタリキヤ
リヤ、１６，１８は一方向クラツチ、１７，１
９，２８，３８はブレーキ、２６，２７，３７は
クラツチ、５２は一方向クラツチ１８のアウタレ
ース、５３はそのインナレース、５４はそのスプ
ラグ、５５はそのエンドベアリング、５６はスト
ツパ、を夫々示すものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力軸、出力軸、該入力軸または出力軸の何
   れか一方に回転自在に支承された中間軸、該中間
   軸上に配設されたサンギヤ、プラネタリピニオ
   ン、リングギヤおよび前記プラネタリピニオンを
   回転自在に支承するプラネタリキヤリヤとからな
   る少くとも１組の遊星歯車および前記プラネタリ
   キヤリヤの一方向回転のみを許容する一方向クラ
   ツチをハウジングに同心的に配設し、前記プラネ
   タリキヤリヤを前記ハウジングに係脱自在とした
   ブレーキを備え、前記入力軸から前記サンギヤに
   伝達される回転駆動を前記リングギヤを経て前記
   出力軸に出力する歯車列構成を包含する歯車変速
   機において、 前記一方向クラツチのインナレースを前記プラ
   ネタリキヤリヤに連結し、前記一方向クラツチの
   アウタレースを、前記ハウジングの内壁に前記中
   間軸の回転中心軸方向に形成したスプラインに直
   径方向および周方向には適宜の遊動間〓を存して
   回転不能に係合せしめて支承せしめ、前記回転中
   心軸の軸方向には前記ハウジングの内壁に前記ア
   ウタレースの両側に形成されたストツパ間に適宜
   の遊動間〓を隔てて配設せしめ、該アウタレース
   を浮動的に前記ハウジングに支承せしめるととも
   に、前記ブレーキの圧力板は前記ハウジングの内
   壁に形成された前記スプラインに回転不能に嵌合
   されていることを特徴とする歯車変速機。 ２ 前記一方向クラツチのインナレースは、前記
   プラネタリキヤリヤと一体的に形成されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の歯
   車変速機。 ３ それぞれが、サンギヤ、該サンギヤに噛合す
   るプラネタリピニオン、該プラネタリピニオンに
   噛合するリングギヤおよび前記プラネタリピニオ
   ンを回転自在に支承するプラネタリキヤリヤとか
   ら成る第１および第２の遊星歯車と、入力軸、出
   力軸および前記入力軸または出力軸の何れか一方
   に回転自在に支承された中間軸とをハウジングに
   同心的に配置し、 前記中間軸には第１および第２の遊星歯車のサ
   ンギヤを固定的に設けるとともに、該中間軸の周
   面上に配設した第１の一方向クラツチを前記ハウ
   ジングに係脱自在に係止する第１のブレーキとを
   設け、 前記第１の遊星歯車のプラネタリキヤリヤと前
   記ハウジングとを該ハウジングの内面に配設した
   第２の一方向クラツチで連結するとともに、該キ
   ヤリヤを前記ハウジングに係脱自在とする第２の
   ブレーキを設け、 前記入力軸または出力軸の何れか一方の軸に、
   前記第１の遊星歯車のリングギヤおよび第２の遊
   星歯車のプラネタリキヤリヤを固着するととも
   に、他方の軸には前記第２の遊星歯車のリングギ
   ヤを第１のクラツチにより係脱自在にするととも
   に前記中間軸に第２のクラツチによつて係脱自在
   とし、 前記第２の一方向クラツチは前記第１および第
   ２のブレーキの間に介装され、そのアウタレース
   は、前記ハウジングの内壁に前記中間軸の軸方向
   に形成したスプラインに、前記中間軸の軸方向に
   は前記ハウジングに形成したストツパ間に浮動〓
   間を存して配設し、前記中間軸の半径方向および
   周方向には前記ハウジングとの間に適宜の浮動〓
   間を存して回転不能に支承せしめるとともに、前
   記第１のブレーキおよび第２のブレーキの圧力板
   は、それぞれ前記ハウジングの内壁に形成された
   前記スプラインに回転不能に嵌合されていること
   を特徴とする変速歯車装置。 ４ 前記第２の一方向クラツチのインナレース
   は、前記第１の遊星歯車のプラネタリキヤリヤと
   一体的に形成したことを特徴とする特許請求の範
   囲第３項に記載の変速歯車装置。