JP2004316729A - 多段変速遊星歯車列 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用として好ましい変速比が得られ、円滑な変速制御が容易に可能でありながら摩擦要素の少ない多段変速遊星歯車列を得る。
【解決手段】ダブルピニヨン型の第１遊星歯車組１４とシングルピニヨン型の第２、第３遊星歯車組１６、１８とを備え、第２リングギヤ３２と第３キャリヤ４８とを連結し、該両者を入力軸１０と連結可能かつケース５２に固定可能とし、第２キャリヤ３８を出力軸１２と連結し、第２サンギヤ３０を第３サンギヤ４０と連結可能かつケース５２に固定可能とし、第３リングギヤ４２を第１リングギヤ２２と連結するか、または連結可能とし、第３遊星歯車組１８を一体化可能とし、第１キャリヤ２８と第１サンギヤ２０のうちの一方を入力軸１０と連結するか、または連結可能とした。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用自動変速機に用いる、前進６段以上の変速比を有する多段変速遊星歯車列に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の前進６段以上の変速比を有する多段変速遊星歯車列としては、シングルピニヨン型遊星歯車組を３組備え、複数のメンバー間の連結や固定の組み合わせにより、前進６段の変速比を得、ワンウエイクラッチ（以下、「ＯＣ」という）を２個用いて変速時のショックが出にくい構造としている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２５７２０３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の多段変速遊星歯車列にあっては、前進方向に７種類の変速比を得られる構成でありながら、うち２種類の変速比（３ｒｄ、３ｒｄ’）が互いに近似した値になってしまうため、実質的に６段の変速比しか使用できず、前進７段の変速機にはならないという問題があった。
【０００５】
また、変速時のショックを出にくくするため、２個のＯＣを適用する場合にクラッチやブレーキといった摩擦要素の数が８個必要になってしまい、スペース、重量、製造コストの面、ならびに当該摩擦要素が非作動の際の引きずりトルクに起因する燃費の悪化や潤滑油温上昇を招く、という問題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、３組の遊星歯車組を用いて車両用変速機に適した前進７段の変速比をも得ることができ、前進６段とした場合には２個のＯＣを適用した場合のクラッチやブレーキなどの摩擦要素を６個に減らすことが可能な多段変速遊星歯車列を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載した本発明の多段変速遊星歯車列は、入力軸と、出力軸と、入力軸と出力軸との間に設けられ、入力軸の回転数を出力軸の回転数へ変換する第１、第２および第３の遊星歯車組とを有し、第１遊星歯車組が、第１サンギヤと、第１リングギヤと、該第１リングギヤに噛み合った第１アウタピニヨンと、該第１アウタピニヨンおよび第１サンギヤに噛み合った第１インナピニヨンと、該第１インナピニヨンおよび第１アウタピニヨンを軸支する第１キャリヤとを備え、第２遊星歯車組が、第２サンギヤと、第２リングギヤと、該第２リングギヤおよび第２サンギヤに噛み合った第２ピニヨンと、該第２ピニヨンを軸支する第２キャリヤとを備え、第３遊星歯車組が、第３サンギヤと、第３リングギヤと、該第３リングギヤおよび第３サンギヤに噛み合った第３ピニヨンと、該第３ピニヨンを軸支する第３キャリヤとを備え、第２リングギヤと第３キャリヤとを連結し、該両者を入力軸と連結可能かつケースに固定可能とし、第２キャリヤを出力軸と連結し、第２サンギヤを第３サンギヤと連結可能かつケースに固定可能とし、第３リングギヤを第１リングギヤと連結するか、または連結可能とし、第３遊星歯車の第３サンギヤ、第３リングギヤ、第３キャリヤを一体化可能とし、第１キャリヤと第１サンギヤのうちの一方を入力軸と連結するか、または連結可能とし、他方をケースに固定可能としたことを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項２に記載した本発明の多段変速遊星歯車列は、第３リングギヤをケースに固定可能としたことを特徴とする。
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項３に記載した本発明の多段変速遊星歯車列は、第１サンギヤをケースに第１ワンウエイクラッチを介して固定可能とするとともに、第２サンギヤを第３サンギヤに第２ワンウエイクラッチを介して連結したことを特徴とする。
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項４に記載した本発明の多段変速遊星歯車列は、第３キャリヤを、第１クラッチおよびドッグクラッチを介して、ケースに固定することと入力軸と連結することとのいずれかを選択的に可能としたことを特徴とする。
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項５に記載した本発明の多段変速遊星歯車列は、第３キャリヤをケースに、第２クラッチおよびドッグクラッチを介して固定することと第３サンギヤと連結することとのいずれかを選択的に可能としたことを特徴とする。
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項６に記載した本発明の多段変速遊星歯車列は、前進第２速と第３速の変速比間の比と、前進第３速と第４速の変速比間の比が１０％以下の差であることを特徴とする。
【００１３】
上記目的を達成するため、請求項７に記載した本発明の多段変速遊星歯車列は、入力軸と、出力軸と、入力軸と出力軸との間に設けられ、入力軸の回転数を出力軸の回転数へ変換する第１、第２および第３の遊星歯車組とを有し、第１遊星歯車組が、第１サンギヤと、第１リングギヤと、該第１リングギヤに噛み合った第１アウタピニヨンと、該第１アウタピニヨンおよび第１サンギヤに噛み合った第１インナピニヨンと、該第１インナピニヨンおよび第１アウタピニヨンを軸支する第１キャリヤとを備え、第２遊星歯車組が、第２サンギヤと、第２リングギヤと、該第２リングギヤおよび第２サンギヤに噛み合った第２ピニヨンと、該第２ピニヨンを軸支する第２キャリヤとを備え、第３遊星歯車組が、第３サンギヤと、第３リングギヤと、該第３リングギヤおよび第３サンギヤに噛み合った第３ピニヨンと、該第３ピニヨンを軸支する第３キャリヤとを備え、第２キャリヤと第３リングギヤとを連結し、該両者を入力軸と連結可能かつケースに固定可能とし、第３キャリヤを出力軸と連結かつ第２リングギヤと連結可能とし、第１サンギヤを第１リングギヤと連結するか、または連結可能とし、第２遊星歯車の第２サンギヤ、第２リングギヤ、第２キャリヤを一体化可能とし、第１キャリヤと第１サンギヤのうちの一方を入力軸と連結するか、または連結可能とし、他方をケースに固定可能としたことを特徴とする。
【００１４】
【作用】
請求項１に記載した本発明の多段変速遊星歯車列にあっては、入力軸と、出力軸と、入力軸と出力軸との間に設けられ、入力軸の回転数を出力軸の回転数へ変換する第１、第２および第３の遊星歯車組とを有し、第１遊星歯車組が、第１サンギヤと、第１リングギヤと、該第１リングギヤに噛み合った第１アウタピニヨンと、該第１アウタピニヨンおよび第１サンギヤに噛み合った第１インナピニヨンと、該第１インナピニヨンおよび第１アウタピニヨンを軸支する第１キャリヤとを備え、第２遊星歯車組が、第２サンギヤと、第２リングギヤと、該第２リングギヤおよび第２サンギヤに噛み合った第２ピニヨンと、該第２ピニヨンを軸支する第２キャリヤとを備え、第３遊星歯車組が、第３サンギヤと、第３リングギヤと、該第３リングギヤおよび第３サンギヤに噛み合った第３ピニヨンと、該第３ピニヨンを軸支する第３キャリヤとを備え、第２リングギヤと第３キャリヤとを連結し、該両者を入力軸と連結可能かつケースに固定可能とし、第２キャリヤを出力軸と連結し、第２サンギヤを第３サンギヤと連結可能かつケースに固定可能とし、第３リングギヤを第１リングギヤと連結するか、または連結可能とし、第３遊星歯車の第３サンギヤ、第３リングギヤ、第３キャリヤを一体化可能とし、第１キャリヤと第１サンギヤのうちの一方を入力軸と連結するか、または連結可能とし、他方をケースに固定可能としたため、各クラッチおよびブレーキの締結の組み合わせにより、前進６段以上後進１段の変速比を得て駆動する。
【００１５】
請求項２に記載した本発明の多段変速遊星歯車列にあっては、第３リングギヤをケースに固定可能としたため、第３リングギヤをケースに固定することで前進第７速の変速比で駆動する。
【００１６】
請求項３に記載した本発明の多段変速遊星歯車列にあっては、第１サンギヤをケースに第１ワンウエイクラッチを介して固定可能とするとともに、第２サンギヤを第３サンギヤに第２ワンウエイクラッチを介して連結したため、前進第１速乃至第３速において車両を駆動する方向にのみ第１サンギヤをケースに固定し、前進第１速において車両を駆動する方向にのみ第２サンギヤを第３サンギヤに連結して、それぞれの変速比で駆動する。
【００１７】
請求項４に記載した本発明の多段変速遊星歯車列にあっては、第３キャリヤを、第１クラッチおよびドッグクラッチを介して、ケースに固定することと入力軸と連結することとのいずれかを選択的に可能としたため、ドッグクラッチをケースに固定した場合に第１クラッチは第４ブレーキの役目を果たし、ドッグクラッチを入力軸と連結した場合には第１クラッチは本来のクラッチの役目を果たす。
【００１８】
請求項５に記載した本発明の多段変速遊星歯車列にあっては、第３キャリヤをケースに、第２クラッチおよびドッグクラッチを介して固定することと第３サンギヤと連結することとのいずれかを選択的に可能としたため、ドッグクラッチをケースに固定した場合に第２クラッチは第４ブレーキの役目を果たし、ドッグクラッチを入力軸と連結した場合には第２クラッチは本来のクラッチの役目を果たす。
【００１９】
請求項６に記載した本発明の多段変速遊星歯車列にあっては、前進第２速と第３速の変速比間の比と、前進第３速と第４速の変速比間の比が１０％以下の差であるように構成したため、前進第２速乃至第５速の変速比が等比級数に近い値になる。
【００２０】
請求項７に記載した本発明の多段変速遊星歯車列にあっては、入力軸と、出力軸と、入力軸と出力軸との間に設けられ、入力軸の回転数を出力軸の回転数へ変換する第１、第２および第３の遊星歯車組とを有し、第１遊星歯車組が、第１サンギヤと、第１リングギヤと、該第１リングギヤに噛み合った第１アウタピニヨンと、該第１アウタピニヨンおよび第１サンギヤに噛み合った第１インナピニヨンと、該第１インナピニヨンおよび第１アウタピニヨンを軸支する第１キャリヤとを備え、第２遊星歯車組が、第２サンギヤと、第２リングギヤと、該第２リングギヤおよび第２サンギヤに噛み合った第２ピニヨンと、該第２ピニヨンを軸支する第２キャリヤとを備え、第３遊星歯車組が、第３サンギヤと、第３リングギヤと、該第３リングギヤおよび第３サンギヤに噛み合った第３ピニヨンと、該第３ピニヨンを軸支する第３キャリヤとを備え、第２キャリヤと第３リングギヤとを連結し、該両者を入力軸と連結可能かつケースに固定可能とし、第３キャリヤを出力軸と連結かつ第２リングギヤと連結可能とし、第１サンギヤを第１リングギヤと連結するか、または連結可能とし、第２遊星歯車の第２サンギヤ、第２リングギヤ、第２キャリヤを一体化可能とし、第１キャリヤと第１サンギヤのうちの一方を入力軸と連結するか、または連結可能とし、他方をケースに固定可能としたため、各クラッチおよびブレーキの締結の組み合わせにより、前進６段以上後進１段の変速比を得て駆動する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の多段変速遊星歯車列における実施の形態を、図に基づき説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る多段変速遊星歯車列を表すスケルトン図である。
なお、同図は同心とした入力軸１０と出力軸１２の軸心より上側半分を描いてある。
【００２２】
この多段変速遊星歯車列は、入力軸１０と出力軸１２とが同心に配置され、これらと同じ軸心上に３組の遊星歯車組、すなわち第１遊星歯車組１４、第２遊星歯車組１６、および第３遊星歯車組１８が配置されている。
第１遊星歯車組１４は、一般的にダブルピニヨン型と呼ばれるものであり、第１サンギヤ２０と、第１リングギヤ２２と、第１リングギヤ２２に噛み合った第１アウタピニヨン２４と、第１アウタピニヨン２４および第１サンギヤ２０に噛み合った第１インナピニヨン２６と、第１インナピニヨン２６および第１アウタピニヨン２４を軸支する第１キャリヤ２８とで構成されている。
【００２３】
第２遊星歯車組１６および第３遊星歯車組１８は、ともにシングルピニヨン型であり、それぞれ第２、第３サンギヤ３０、４０と、第２、第３リングギヤ３２、４２と、これらと噛み合う第２、第３ピニヨン３４、４４と、これを軸支する第２、第３キャリヤ３８、４８とから構成されている。
【００２４】
第１キャリヤ２８は入力軸１０と連結されており、第１サンギヤ２０は第１ブレーキ５０によりケース５２に固定可能であるとともに、第１ＯＣ５４および第２ブレーキ５６により一回転方向にのみケース５２に固定可能である。
第１リングギヤ２２と第３リングギヤ４２とは連結されており、これら両者は第３ブレーキ５８によりケース５２に固定可能である。
【００２５】
第２リングギヤ３２と第３キャリヤ４８とは連結されるとともに、これら両者は第１クラッチ６０により入力軸１０と連結可能であり、第４ブレーキ６２によってケース５２に固定可能である。
第２キャリヤ３８は出力軸１２と連結されている。
【００２６】
第３サンギヤ４０は第２クラッチ６４により第３キャリヤ４８と連結可能であるとともに、第２サンギヤ３０と第２ＯＣ６６を介して一回転方向のみ常時連結され、また第３クラッチ６８によっても連結可能である。
第２サンギヤ３０は第５ブレーキ７０によってケース５２に固定可能である。
【００２７】
次に、図１に示した多段変速遊星歯車列の作動を、図２に示した作動表と図３の（ａ）に示した共通速度線図を参考にしながら説明する。
以下の説明では、クラッチやブレーキを摩擦要素と呼び、ＯＣを含めて回転メンバー同士の連結機能を有するもの全体を総称して締結要素と呼ぶ。
【００２８】
なお、図２の作動表において、横方向の欄にはクラッチやブレーキおよびＯＣなどの締結要素が割り当ててあり、Ｃ−１は第１クラッチ６０を、Ｂ−１は第２ブレーキ５６を、ＯＣ１は第１ＯＣ５４をといった具合に、それぞれ表す。なお、これらの記号と各締結要素の番号との関係は、図１に記してある。
【００２９】
縦方向の欄には図示しない操作レバーの「Ｄレンジ」および「Ｌレンジ」に分け、前進第１速（１ｓｔ）乃至第７速（７ｔｈ）、および後進（Ｒｅｖ）の各変速段を割り当ててある。
なお、Ｌレンジは、後述するエンジンブレーキ時のように出力軸１２側から入力軸側を駆動することも可能である。
図２の作動表中、○印は各締結要素の締結を、また空欄は各締結要素の解放を表す。
また、（○）は締結したままであっても差し支えないが、動力伝達には関係ないことを表す。
【００３０】
図３に示した共通速度線図は、縦方向は入力軸１０の回転数を１とした場合の各回転メンバーの回転数を表し、横方向は上記した各遊星歯車の歯数比に応じた間隔に各回転メンバーを割り振って各メンバーごとに縦線を描いてある。
共通速度線図の上方に書いた各回転メンバー、すなわちサンギヤはＳ、リングギヤはＲ、キャリヤはＣで、またその後の数字１、２、３はそれぞれ各回転メンバーが属する第１、第２、第３の遊星歯車組を表し、たとえばＳ１、Ｒ１、Ｃ１は、それぞれ第１遊星歯車組１４の第１サンギヤ２０、第１リングギヤ２２、第１キャリヤ２８を表すようになっている。
【００３１】
ここで、各遊星歯車組の歯数比は、リングギヤの歯数（Ｚｒ）に対するサンギヤの歯数（Ｚｓ）の比（Ｚｓ／Ｚｒ）であり、第１遊星歯車組１４の歯数比をα１、第２遊星歯車組１６の歯数比をα２、第３遊星歯車組１８の歯数比をα３とする。
尚、共通速度線図を含めて変速比の計算には、α１を０．５、α２を０．４１４、α３を０．５６とした場合について説明する。
【００３２】
図２の共通速度線図は、各回転メンバーの縦線と太線との交点の高さが、各回転メンバーの回転数を表す。また、２点鎖線の水平線は同じ回転数であることを表す。
分かりやすくするため、出力軸１２と連結された第２キャリヤ３８の縦線における交点は○印で表示した。
また、図３の（ｂ）にはα１、α２、α３を上記の値とした場合の各変速比およびそれら間の各段間比を示してある。
【００３３】
始めに、前進第１速（１ｓｔ）は、第２ブレーキ５６と第５ブレーキ７０の締結により第１サンギヤ２０と第２サンギヤ３０および第３サンギヤ４０とをケース５２に固定することで得る。
【００３４】
すなわち、第１サンギヤ２０は第１ＯＣ５４の作用で車両を加速する駆動方向においてケース５２に固定されるようになっており、第３サンギヤ４０は第２ＯＣ６６により車両を加速する駆動方向において第２サンギヤ３０と連結される。
したがって、車両を加速する場合には、全てのサンギヤ２０、３０、４０がケース５２に固定されることになる。
このとき、前進第１速の変速比（入力軸１０の回転数／出力軸１２の回転数）は、（１＋α２）（１＋α３）／（１−α１）になり、上記の値に設定した歯数比においては４．４１２になる。
【００３５】
これを共通速度線図で説明すると、左側の第１遊星歯車組１４において入力軸１０と連結された第１キャリヤ２８（Ｃ１）の回転数を１として、第１サンギヤ２０（Ｓ１）がケース５２に固定されているので回転数が０であり、両者を結んだ斜線（太線）と第１リングギヤ２２（Ｒ１）の縦線との交点が第１リングギヤ２２の回転数になる。
【００３６】
第１リングギヤ２２と連結した右側の第３リングギヤ４２（Ｒ３）が同じ回転数にあって、第２サンギヤ３０（Ｓ２）、第３サンギヤ４０（Ｓ３）がケース５２に固定されて回転数が０であり、両者を結ぶ線が１ｓｔと書かれた斜線（太線）になって、この斜線と第２キャリヤ３８（Ｃ２）の縦線との交点が出力軸１２の回転数になる。
【００３７】
次に、第２速（２ｎｄ）への変速は、前述の第１速での第２ブレーキ５６と第５ブレーキ７０の締結に加えて、第２クラッチ６４を締結することにより第３遊星歯車組１８が一体になることで行われる。
このときに、第３サンギヤ４０と第２サンギヤ３０との連結は、第２ＯＣ６６の作用で自動的に解除される。
【００３８】
第３遊星歯車組１８が一体になったため、第１遊星歯車組１４で減速された第１リングギヤ２２の回転は第２リングギヤ３２に伝わり、第２サンギヤ３０が引き続いてケース５２に固定されているので、第２遊星歯車組１６で減速されて第２キャリヤ３８に伝達される。
【００３９】
共通速度線図においては２ｎｄの斜線が示すように、第２速の変速比は、（１＋α２）／（１−α１）になり、上記した歯数比においては２．８２８になる。前述のように、前進第１速から第２速への変速は、第２ＯＣ６６の作用があるため、第２クラッチ６４の締結を追加するだけで済む。
したがって、変速時のいわゆる変速ショックは、第２クラッチ６４（Ｃ−２）の締結を緩やかに行うように制御するだけで抑えることができ、容易に円滑な変速を行うことができる。
【００４０】
次に、第３速（３ｒｄ）への変速は、第２速での第２ブレーキ５６と第５ブレーキ７０および第２クラッチ６４の締結に加えて、第３クラッチ６８を締結することにより第２遊星歯車組１６と第３遊星歯車組１８が一体になることで行われる。
【００４１】
したがって、第２遊星歯車組１６と第３遊星歯車組１８が一体になるため、第１遊星歯車組１４での減速比が第３速の変速比になり、上記した歯数比においては２．０００になり、共通速度線図の右側においては３ｒｄの水平線になる。
【００４２】
続いて第４速（４ｔｈ）への変速は、第３速における第３クラッチ６８の締結を解除して、第１クラッチ６０および第５ブレーキ７０を締結することで行われる。
このときに、第１サンギヤ２０の固定は、第１ＯＣ５４の作用で自動的に解除される。
なお、第２クラッチ６４は締結したままで差し支えないが、動力伝達には関係しない。
【００４３】
共通速度線図においては４ｔｈの斜線が示すように、第２遊星歯車組１６による減速のみで行われ、第４速の変速比は（１＋α２）になる。
上記した歯数比においては１．４１４になる。
第３速から第４速への変速は、第１ＯＣ５４の作用があるため、第１クラッチ５６および第５ブレーキ７０の２つを締結する必要があるものの、容易に制御することができる。
また、第２ブレーキ５６は締結したままで差し支えないが、動力伝達には関係しない。
【００４４】
次に、第５速（５ｔｈ）への変速は、第４速における第１クラッチ６０、第２クラッチ６４の締結に加えて、第５ブレーキ７０を解除して第３クラッチ６８を締結することで行われる。
【００４５】
これにより、全ての遊星歯車組１４、１６、１８が一体になる。
したがって、共通速度線図においては水平な線で示されるように、変速比は上記の歯数比とは無関係に１．０００になる。
【００４６】
続いて、第６速（６ｔｈ）への変速は、第５速における第２クラッチ６４を解除して第１ブレーキ５０を締結することで行われる。
共通速度線図においては６ｔｈの斜線が示すように、第２リングギヤ（Ｒ２）３２と第３キャリヤ（Ｃ３）４８の回転数が入力軸１０と同じ１で、第３リングギヤ（Ｒ３）４２の回転数が第１リングギヤ（Ｒ１）２２と同じになるので、両者を結んだものになる。
第６速の変速比は、α３（１＋α２）／｛α３（１＋α２）＋α１・α２｝になり、上記した歯数比においては０．７９３の増速（オーバードライブ）になる。
【００４７】
次に第７速への変速は、第６速における第１ブレーキ５０の締結を解除して、第３ブレーキ５８を締結して第３リングギヤ４２をケース５２に固定することで行われる。
【００４８】
共通速度線図では７ｔｈの斜線が示すように、第３リングギヤ（Ｒ３）４２の回転数が０になるので、第６速より急勾配になる。また、左側の第１遊星歯車組１４において第１リングギヤ２２（Ｒ１）が固定されて回転数が０になるため、第１サンギヤ２０（Ｓ１）は逆転する。
第７速の変速比は、α３（１＋α２）／｛α３（１＋α２）＋α２｝になり、上記した歯数比においては０．６５７の増速になる。
【００４９】
また、後進（Ｒｅｖ）の駆動は、第３クラッチ６８と第１ブレーキ５０および第４ブレーキ６２を締結することで行われる。
共通速度線図はＲｅｖの斜線に示すようになり、変速比は−α３（１＋α２）／α２（１−α１）になって、上記した歯数比においては−３．８２５になる。
【００５０】
前述のように、第１、第２ＯＣ５４、６６はそれぞれ車両を加速する方向においてのみ自動的に締結されるので、エンジンブレーキ時のように出力軸１２側から駆動する場合には、これらと併設されている第１ブレーキ５０および第３クラッチ６８を図２に示す作動表のように締結する。
【００５１】
以上の変速比を図３の（ｂ）にまとめる。
隣り合った変速比同士の比を段間比と呼ぶが、図３に見るように第２速から第５速まで同じ段間比であることがわかる。
段間比も変速比と同様に各遊星歯車組１４、１６、１８の歯数比で決まる。
【００５２】
第２速と第３速との段間比と、第４速と第５速との段間比は第２遊星歯車組１６の歯数比で決まって自動的に同じ値になるので、上記のように第２速から第５速までを同じ段間比にするためには、第１遊星歯車組１４と第２遊星歯車組１６の歯数比の関係を適切に設定すればよい。
すなわち、α１を１−１／｛（１＋α２）＾２｝に設定すると、第２速から第５速までを同じ段間比にすることができる。
【００５３】
歯数比は、歯数が整数である関係で完全に自由にはならないが、上記のように第２速から第５速までの変速比が等比級数に極力近くなるように、それぞれの歯数に設定することは容易にできる。
これにより、第２速と第３速との段間比と第３速と第４速との段間比の差を１０％以内に抑えれば、車両用としてスムーズな加速が可能な変速比にすることができる。
また、高速段においては段間比が小さくなっており、全般に車両用変速機の変速比として好ましい値になっている。
【００５４】
以上が、図１に示した前進７段後進１段の多段遊星歯車列における作動と変速比であるが、前述のように２個の第１ＯＣ５４、第２ＯＣ６６の作用で、円滑な変速制御を容易に行うことができるとともに、車両用変速機として好ましい変速比を得ることができる。
【００５５】
また、２個のＯＣ５４、６５を用いながら従来の前進６段の歯車列と同じ数の摩擦要素で成り立っていることも特徴であり、製造コスト、スペース、重量の面での低減は無論のこと、摩擦要素の数が多くないということは燃費や発熱による潤滑油温にも好影響が期待できる。
【００５６】
さらに、７段変速ができることと相まって、第１速と最高段の第７速の変速比同士の比（Ｓｐｒｅａｄ）が６．７１８で幅広く、燃費をよくするのに適した変速比が得られることも特徴である。
【００５７】
次に、本発明の多段変速遊星歯車列における第２の実施態様のスケルトンを図４に示す。また、作動表を図５に示す。
以下に示す図は、図１の実施の形態と同様の機能を有する構成部品に、基本的に同じ符号を割り当てて書いてある。
ここでは、図１に示した実施の形態と異なる部分を中心に説明し、実質的に同じ部分の説明を省略する。
【００５８】
図４の実施の形態における第１の違いは、第１遊星歯車組１４の連結関係が図１と異なることである。
すなわち、第１サンギヤ２０と第１キャリヤ２８の連結関係が入れ替わり、第１サンギヤ２０が入力軸１０と連結され、第１キャリヤ２８が第１ブレーキ５０または第１ＯＣ５４を介して第２ブレーキ５６によりケース５２に固定可能になっている。
【００５９】
一般にダブルピニヨン型の遊星歯車組の場合は、サンギヤとキャリヤがほぼ同等の機能を有しているので、入れ替えても機能的な差はなく、変速比の計算式が変わることになる。
たとえば、前進第１速の変速比でいうと、（１＋α２）（１＋α３）／α１になる。ここで図１の計算式と比較すると、α１を０．５とした場合は結果的に変速比は同じになる。
２速以降の変速比は以下のようになる。
第２速：（１＋α２）／α１
第３速：１／α１
第４速：（１＋α２）
第５速：１
第６速：α３（１＋α２）／｛α３（１＋α２）＋α２（１−α１）｝
第７速：α３（１＋α２）／｛α３（１＋α２）＋α２｝
後進：−α３（１＋α２）／α２・α１
また、第２速から第５速までを同じ段間比にするためには、α１を１／｛（１＋α２）＾２｝に設定すればよい。
【００６０】
このように、第１サンギヤ２０と第１キャリヤ２８の連結関係が入れ替わっても、図１の実施の形態と同様に前進７段後進１段の変速比が得られるが、共通速度線図および詳細の説明は省略する。
【００６１】
第２の違いは第３キャリヤ４８の連結手段である。
すなわち、第３キャリヤ４８は第２クラッチ６４を介してドッグクラッチ（以下、ＤＣという）７２に連結しており、ＤＣ７２はケース５２と第３サンギヤ４０のいずれかと選択的に連結可能になっている。
【００６２】
したがって、図５に示す作動表のＤＣの部分に表示したが、図４でドッグクラッチ７２が右側へ移動して第３サンギヤ４０と連結している場合は、第２クラッチ６４の機能は図１における実施の形態と同じであり、左側へ移動してケース５２と連結した場合は、第２クラッチ６４が図１における第４ブレーキ６２の機能を果たすことになる。
【００６３】
このため、図１における第４ブレーキ６２がなくなり、摩擦要素がひとつ減ることになる。これにより、図１における第４ブレーキ６２が締結しない変速段での第４ブレーキ６２のひきずりトルク相当分が減少して、車両の燃費が向上するとともに潤滑油の油温上昇が抑えられるというメリットがある。
その他の機能は図１に示した実施の形態と同様であり、円滑な変速制御を容易に行うことができるとともに、車両用変速機として好ましい変速比を得ることができる。
【００６４】
次に、本発明の多段変速遊星歯車列における第３の実施の形態のスケルトンを図６に示す。
ここでは、図１に示した実施の形態と異なる部分を中心に説明し、実質的に同じ部分の説明を省略する。
【００６５】
図１と大きく異なるのは第２、第３遊星歯車組１６、１８の連結関係である。すなわち、第２キャリヤ３８と第３リングギヤ４２とは連結されるとともに、これら両者は第１クラッチ６０により入力軸１０と連結可能であり、第４ブレーキ６２によってケース５２に固定可能である。
第３キャリヤ４８は第２リングギヤ３２と第２ＯＣ６６または第３クラッチ６８により連結可能であるとともに、出力軸１２と連結している。
【００６６】
第２サンギヤ３０は第１リングギヤ２２と連結され、これら両者は第３ブレーキ５８によってケース５２に固定可能であるとともに、第２クラッチ６４によって第２キャリヤ３８と連結可能である。
第３サンギヤ４０は第５ブレーキ７０によってケース５２に固定可能である。
第１遊星歯車組１４の他の連結関係は図１と同じである。
【００６７】
図６の実施の形態における各締結要素の作用は、図１の実施の形態における同じ符号のものと同じであり、作動表も図２にしめしたものと同じであるため省略する。
説明を省略した変速比の計算式は図１と異なるが、前進７段後進１段の変速比を得ることができるのは同じである。
また、２個の第１ＯＣ５４、第２ＯＣ６６の作用で、円滑な変速制御を容易に行うことができるとともに、車両用変速機として好ましい変速比を得ることができる。
【００６８】
次に、本発明の多段変速遊星歯車列における第４の実施の形態のスケルトンを図７に示す。また、作動表を図８に示す。
ここでは、図１に示した実施の形態と異なる部分を中心に説明し、実質的に同じ部分の説明を省略する。
【００６９】
図１とは、第１遊星歯車組１４の締結要素との連結関係が異なる。
すなわち、第１キャリヤ２８は、第４クラッチ７４により入力軸１０と連結可能になっているとともに、第３ブレーキ５８によってケース５２に固定可能である。
また、第１サンギヤ２０は第１ブレーキ５２によってケース５２に固定可能である点は変わらないが、第１ＯＣ５４により常に一回転方向のみケース５２に固定されている。
【００７０】
このため、図１の第２ブレーキ５６の機能を第４クラッチ７４が果たし、第３ブレーキ５８が固定する対象が図１と異なるが機能は図１と同じである。
すなわち、第１ブレーキ５０と第３ブレーキ５８とを締結すると、第３リングギヤ４２をケース５２に固定することができる。
【００７１】
詳細の説明は省略するが、図８に示す作動表のように各締結要素を作用させることで、前進７段後進１段の変速比を得ることができる。
変速比の計算式も図１の実施の形態と同様である。
図７に示した実施の形態も、２個の第１ＯＣ５４、第２ＯＣ６６の作用で、円滑な変速制御を容易に行うことができるとともに、車両用変速機として好ましい変速比を得ることができる。
【００７２】
次に、本発明の多段変速遊星歯車列における第５の実施の形態のスケルトンを図９に示す。また、作動表を図１０に示す。
ここでは、図１に示した実施の形態と異なる部分を中心に説明し、実質的に同じ部分の説明を省略する。
【００７３】
構造面での図１との違いは、図１における第２ブレーキ５６がなく、第１サンギヤ２０が第３ＯＣ７４によって常に一回転方向にケース５２に固定されることである。また、第３ブレーキ５８もない。
図１０に示した作動表に見るように、図６の実施の形態では前進６段後進１段の変速比を得ることができる。
変速比の計算式は図１の実施の形態における第１速乃至第６速と同じである。
【００７４】
つまり、第３ブレーキ５８がないため、第３リングギヤ４２を固定することができず、第７速の変速比は得られないが、第１サンギヤ２０が逆回転することがないので、第２ブレーキ５６を廃止できたものである。
【００７５】
詳細の説明は省略するが、第１ＯＣ５４、第２ＯＣ６６の作用は同様であり、容易に円滑な変速を行うことが可能になる。
このように、従来の前進６段の歯車列と比較した場合、２個の第１、第２ＯＣ５４、６６を活用できることが可能でありながら、６個の摩擦要素で対応できるため、従来例より摩擦要素が２個少なく済むのが特徴である。
前進６段ではあるが、車両用変速機に適した変速比が得られるとともに、円滑な変速が可能な多段遊星歯車列といえる。
【００７６】
次に、本発明の多段変速遊星歯車列における第６の実施の形態のスケルトンを図１１に示す。また、作動表を図１２に示す。
図１１の実施の形態も図９と同様に前進６段である。
ここでは、図１、図９に示した実施の形態と異なる部分を中心に説明し、実質的に同じ部分の説明を省略する。
【００７７】
図１１に示す実施の形態は、図９とは第３キャリヤ４８の連結関係が異なる。すなわち、第３キャリヤ４８は第１クラッチ６０を介してＤＣ（ドッグクラッチ）７２と連結しており、ＤＣ７２は入力軸１０またはケース５２と選択的に連結可能になっている。
【００７８】
したがって、図１２に示す作動表に見るように、前進段においてはＤＣ７２が左側へ移動して入力軸１０と連結しているため、第１クラッチ６０は図９における第１クラッチ６０と同じ機能を発揮する。
後進の際にはＤＣ７２が逆に右側へ移動してケース５２と連結するため、第１クラッチ６０は図９における第４ブレーキ６２の機能を果たすことになる。
【００７９】
このため、図４に示した実施の形態と同様に摩擦要素をひとつ減らすことが可能になり、前進走行において図９における第４ブレーキ６２がないのと同じになる。
したがって、特に高速走行における第４ブレーキ６２の引きずりトルク相当分が減るので、燃費がよくなるとともに、それに起因する潤滑油温の上昇を抑えることができる。
【００８０】
図１１に示した実施の形態においても、摩擦要素が５個でありながら、従来例と同じ第１、第２ＯＣ５４、６６を活用できることが特徴である。
前進６段ではあるが、車両用変速機に適した変速比が得られるとともに、円滑な変速が可能な多段遊星歯車列というメリットも図９と同様である。
【００８１】
以上、説明したように本発明の多段変速遊星歯車列によれば、以下のような効果が得られるとともに、当業者の一般的な知識に基づいて、ＤＣの部分に同期装置を追加するなどの改良を加えた態様で実施することができる。
【００８２】
【発明の効果】
以上、説明してきたように、本発明の多段変速遊星歯車列によれば、以下のような効果を得ることができる。
請求項１に記載した本発明の多段変速遊星歯車列によれば、３組の遊星歯車組を用いて車両用変速機に適した前進７段の変速比をも得ることができ、前進６段とした場合には２個のＯＣを適用した場合のクラッチやブレーキなどの摩擦要素を６個に減らすことを可能にするべく、入力軸と、出力軸と、入力軸と出力軸との間に設けられ、入力軸の回転数を出力軸の回転数へ変換する第１、第２および第３の遊星歯車組とを有し、第１遊星歯車組が、第１サンギヤと、第１リングギヤと、該第１リングギヤに噛み合った第１アウタピニヨンと、該第１アウタピニヨンおよび第１サンギヤに噛み合った第１インナピニヨンと、該第１インナピニヨンおよび第１アウタピニヨンを軸支する第１キャリヤとを備え、第２遊星歯車組が、第２サンギヤと、第２リングギヤと、該第２リングギヤおよび第２サンギヤに噛み合った第２ピニヨンと、該第２ピニヨンを軸支する第２キャリヤとを備え、第３遊星歯車組が、第３サンギヤと、第３リングギヤと、該第３リングギヤおよび第３サンギヤに噛み合った第３ピニヨンと、該第３ピニヨンを軸支する第３キャリヤとを備え、第２リングギヤと第３キャリヤとを連結し、該両者を入力軸と連結可能かつケースに固定可能とし、第２キャリヤを出力軸と連結し、第２サンギヤを第３サンギヤと連結可能かつケースに固定可能とし、第３リングギヤを第１リングギヤと連結するか、または連結可能とし、第３遊星歯車の第３サンギヤ、第３リングギヤ、第３キャリヤを一体化可能とし、第１キャリヤと第１サンギヤのうちの一方を入力軸と連結するか、または連結可能とし、他方をケースに固定可能としたため、車両用に適した前進７段までの変速比を得ることができるとともに、２個のＯＣを活用可能でありながら、従来より摩擦要素の数を減らすことが可能になる。
【００８３】
請求項２に記載した本発明の多段変速遊星歯車列によれば、第３リングギヤをケースに固定可能としたため、燃費に有利な前進７段の変速比が得られるとともに、２個のＯＣを活用できる構成でありながら、従来の前進６段と同じ８個の摩擦要素で済むので、スペース、重量、製造コストの面で削減ができる。
【００８４】
請求項３に記載した本発明の多段変速遊星歯車列によれば、第１サンギヤをケースに第１ワンウエイクラッチを介して固定可能とするとともに、第２サンギヤを第３サンギヤに第２ワンウエイクラッチを介して連結したため、第１速から第２速への変速制御および第３速から第４速への変速制御において、円滑な変速を容易に行うことができる。
【００８５】
請求項４に記載した本発明の多段変速遊星歯車列によれば、第３キャリヤを、第１クラッチおよびドッグクラッチを介して、ケースに固定することと入力軸と連結することとのいずれかを選択的に可能としたため、実質的に第４ブレーキをなくすることができるため、第４ブレーキが非作動な変速段における第４ブレーキの引きずりトルク相当分が削減されるので、燃費が向上するうえに、潤滑油の上昇を抑えることができる。
【００８６】
請求項５に記載した本発明の多段変速遊星歯車列によれば、第３キャリヤをケースに、第２クラッチおよびドッグクラッチを介して固定することと第３サンギヤと連結することとのいずれかを選択的に可能としたため、実質的に第４ブレーキをなくすることができるため、第４ブレーキが非作動な変速段における第４ブレーキの引きずりトルク相当分が削減されるので、燃費が向上するうえに、潤滑油の上昇を抑えることができる。
【００８７】
請求項６に記載した本発明の多段変速遊星歯車列によれば、前進第２速と第３速の変速比間の比と、前進第３速と第４速の変速比間の比が１０％以下の差であるように構成したため、変速比が車両用として適切になるため、スムーズで燃費の良好な駆動を行うことができる。
【００８８】
請求項７に記載した本発明の多段変速遊星歯車列によれば、入力軸と、出力軸と、入力軸と出力軸との間に設けられ、入力軸の回転数を出力軸の回転数へ変換する第１、第２および第３の遊星歯車組とを有し、第１遊星歯車組が、第１サンギヤと、第１リングギヤと、該第１リングギヤに噛み合った第１アウタピニヨンと、該第１アウタピニヨンおよび第１サンギヤに噛み合った第１インナピニヨンと、該第１インナピニヨンおよび第１アウタピニヨンを軸支する第１キャリヤとを備え、第２遊星歯車組が、第２サンギヤと、第２リングギヤと、該第２リングギヤおよび第２サンギヤに噛み合った第２ピニヨンと、該第２ピニヨンを軸支する第２キャリヤとを備え、第３遊星歯車組が、第３サンギヤと、第３リングギヤと、該第３リングギヤおよび第３サンギヤに噛み合った第３ピニヨンと、該第３ピニヨンを軸支する第３キャリヤとを備え、第２キャリヤと第３リングギヤとを連結し、該両者を入力軸と連結可能かつケースに固定可能とし、第３キャリヤを出力軸と連結かつ第２リングギヤと連結可能とし、第１サンギヤを第１リングギヤと連結するか、または連結可能とし、第２遊星歯車の第２サンギヤ、第２リングギヤ、第２キャリヤを一体化可能とし、第１キャリヤと第１サンギヤのうちの一方を入力軸と連結するか、または連結可能とし、他方をケースに固定可能としたため、前進７段までの車両用に適した変速比を得ることができるとともに、２個のＯＣを活用可能でありながら、従来より摩擦要素の数を減らすことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る多段変速遊星歯車列のスケルトンを示す図である。
【図２】図１に示した多段変速遊星歯車列の作動表を示す図である。
【図３】図１に示した多段変速遊星歯車列の共通速度線図および変速比の例を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る多段変速遊星歯車列のスケルトンを示す図である。
【図５】図４に示した多段変速遊星歯車列の作動表を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る多段変速遊星歯車列のスケルトンを示す図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る多段変速遊星歯車列のスケルトンを示す図である。
【図８】図７に示した多段変速遊星歯車列の作動表を示す図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態に係る多段変速遊星歯車列のスケルトンを示す図である。
【図１０】図９に示した多段変速遊星歯車列の作動表を示す図である。
【図１１】本発明の第６の実施の形態に係る多段変速遊星歯車列のスケルトンを示す図である。
【図１２】図１１に示した多段変速遊星歯車列の作動表を示す図である。
【符号の説明】
１０：入力軸
１２：出力軸
１４：第１遊星歯車組
１６：第２遊星歯車組
１８：第３遊星歯車組
２０：第１サンギヤ
２２：第１リングギヤ
２４：第１ピニヨンＡ
２６：第１ピニヨンＢ
２８：第１キャリヤ
３０：第２サンギヤ
３２：第２リングギヤ
３４：第２ピニヨン
３８：第２キャリヤ
４０：第３サンギヤ
４２：第３リングギヤ
４４：第３ピニヨン
４８：第３キャリヤ
５０：第１ブレーキ
５２：ケース
５４：第１ＯＣ
５６：第２ブレーキ
５８：第３ブレーキ
６０：第１クラッチ
６２：第４ブレーキ
６４：第２クラッチ
６６：第２ＯＣ
６８：第３クラッチ
７０：第５ブレーキ
７２：ドッグクラッチ
７４：第４クラッチ

Claims (7)

1. 入力軸と、
   出力軸と、
   前記入力軸と前記出力軸との間に設けられ、前記入力軸の回転数を前記出力軸の回転数へ変換する第１、第２および第３の遊星歯車組とを有し、
   前記第１遊星歯車組が、第１サンギヤと、第１リングギヤと、該第１リングギヤに噛み合った第１アウタピニヨンと、該第１アウタピニヨンおよび前記第１サンギヤに噛み合った第１インナピニヨンと、該第１インナピニヨンおよび前記第１アウタピニヨンを軸支する第１キャリヤとを備え、
   前記第２遊星歯車組が、第２サンギヤと、第２リングギヤと、該第２リングギヤおよび前記第２サンギヤに噛み合った第２ピニヨンと、該第２ピニヨンを軸支する第２キャリヤとを備え、
   前記第３遊星歯車組が、第３サンギヤと、第３リングギヤと、該第３リングギヤおよび前記第３サンギヤに噛み合った第３ピニヨンと、該第３ピニヨンを軸支する第３キャリヤとを備え、
   前記第２リングギヤと前記第３キャリヤとを連結し、該両者を前記入力軸と連結可能かつケースに固定可能とし、
   前記第２キャリヤを出力軸と連結し、
   前記第２サンギヤを前記第３サンギヤと連結可能かつ前記ケースに固定可能とし、
   前記第３リングギヤを前記第１リングギヤと連結するか、または連結可能とし、
   前記第３遊星歯車の第３サンギヤ、第３リングギヤ、第３キャリヤを一体化可能とし、
   前記第１キャリヤと前記第１サンギヤのうちの一方を前記入力軸と連結するか、または連結可能とし、他方を前記ケースに固定可能としたことを特徴とする多段変速遊星歯車列。
2. 前記第３リングギヤを前記ケースに固定可能としたことを特徴とする請求項１に記載の多段変速遊星歯車列。
3. 前記第１サンギヤを前記ケースに第１ワンウエイクラッチを介して固定可能とするとともに、前記第２サンギヤを前記第３サンギヤに第２ワンウエイクラッチを介して連結したことを特徴とする請求項１または２に記載した多段変速遊星歯車列。
4. 前記第３キャリヤを、第１クラッチおよびドッグクラッチを介して、前記ケースに固定することと前記入力軸と連結することとのいずれかを選択的に可能としたことを特徴とする請求項１に記載の多段変速遊星歯車列。
5. 前記第３キャリヤを前記ケースに、第２クラッチおよびドッグクラッチを介して固定することと前記第３サンギヤと連結することとのいずれかを選択的に可能としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の多段変速遊星歯車列。
6. 前進第２速と第３速の変速比間の比と、前進第３速と第４速の変速比間の比が１０％以下の差であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の多段変速遊星歯車列。
7. 入力軸と、
   出力軸と、
   前記入力軸と前記出力軸との間に設けられ、前記入力軸の回転数を前記出力軸の回転数へ変換する第１、第２および第３の遊星歯車組とを有し、
   前記第１遊星歯車組が、第１サンギヤと、第１リングギヤと、該第１リングギヤに噛み合った第１アウタピニヨンと、該第１アウタピニヨンおよび前記第１サンギヤに噛み合った第１インナピニヨンと、該第１インナピニヨンおよび前記第１アウタピニヨンを軸支する第１キャリヤとを備え、
   前記第２遊星歯車組が、第２サンギヤと、第２リングギヤと、該第２リングギヤおよび前記第２サンギヤに噛み合った第２ピニヨンと、該第２ピニヨンを軸支する第２キャリヤとを備え、
   前記第３遊星歯車組が、第３サンギヤと、第３リングギヤと、該第３リングギヤおよび前記第３サンギヤに噛み合った第３ピニヨンと、該第３ピニヨンを軸支する第３キャリヤとを備え、
   前記第２キャリヤと前記第３リングギヤとを連結し、該両者を前記入力軸と連結可能かつケースに固定可能とし、
   前記第３キャリヤを出力軸と連結かつ前記第２リングギヤと連結可能とし、
   前記第１サンギヤを前記第１リングギヤと連結するか、または連結可能とし、前記第２遊星歯車の第２サンギヤ、第２リングギヤ、第２キャリヤを一体化可能とし、
   前記第１キャリヤと前記第１サンギヤのうちの一方を前記入力軸と連結するか、または連結可能とし、他方を前記ケースに固定可能としたことを特徴とする多段変速遊星歯車列。

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