JP2005023987A - Multistage shift planetary gear train - Google Patents
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Abstract
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、2組の遊星歯車組と2対の歯車対を組み合わせて前進6段および前進8段の変速比を得ている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−323098号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の多段変速遊星歯車列は、前進8段の変速比を得るために2組の遊星歯車組と同じ軸心上に6個の摩擦要素(前進6段の場合には5個の摩擦要素)を設ける必要があって、これらを配置すると軸方向の所要スペースが大きくなってしまうため、エンジンを横向きに配置した、いわゆるエンジン横置き式前輪駆動車に搭載する変速機への適用が難しいという問題があった。
【0005】
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、2組の遊星歯車組を用いて前進6段または8段の変速比を得ながら、歯車列の軸方向長さを短縮可能にして、エンジン横置き式前輪駆動車の変速機への適用性を向上することを目的とする。
【0006】
【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、入力軸と平行に配置された出力軸と、入力軸と平行に配置された駆動軸と、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遊星歯車組および第2遊星歯車組を有し、第1遊星歯車組が、入力軸と同軸上に配置されるとともに、第1サンギヤと、第1リングギヤと、該第1リングギヤおよび第1サンギヤに噛み合った第1ピニヨンと、該第1ピニヨンを軸支する第1キャリヤとを備えており、第2遊星歯車組が、駆動軸上に配置されるとともに、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キャリヤとを備えており、入力軸と駆動軸との間を連結する第1歯車対と、第1サンギヤと第2サンギヤとの間を連結する第2歯車対と、第1リングギヤと第2キャリヤとの間を連結する第3歯車対とを備えており、第1サンギヤと第2サンギヤとがケースに固定可能であり、第2サンギヤと駆動軸とが連結可能であり、第1リングギヤと第2キャリヤのどちらか一方が出力軸と連結し、第1キャリヤがケースに固定可能であるとともに入力軸と連結可能であり、第2リングギヤが駆動軸と連結可能であることを特徴とする。
【0007】
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、入力軸と、入力軸と平行に配置された出力軸と、入力軸に平行に配置されたカウンタ軸と、入力軸およびカウンタ軸に平行に配置された駆動軸と、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遊星歯車組および第2遊星歯車組を有し、第1遊星歯車組が、カウンタ軸と同じ軸心上に配置されるとともに、第1サンギヤと、第1リングギヤと、該第1リングギヤおよび第1サンギヤに噛み合った第1ピニヨンと、該第1ピニヨンを軸支する第1キャリヤとを備えており、第2遊星歯車組が、駆動軸と同軸上に配置されるとともに、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キャリヤとを備えており、入力軸と駆動軸との間を連結する第1歯車対と、入力軸とカウンタ軸との間を連結する第2歯車対と、第1サンギヤと第2サンギヤとの間を連結する第1チェーンと、第1リングギヤと第2キャリヤとの間を連結する第2チェーンとを備えており、第1サンギヤと第2サンギヤとがケースに固定可能であり、第2サンギヤとカウンタ軸とが連結可能であり、第1リングギヤと第2キャリヤのどちらか一方が出力軸と連結し、第1キャリヤがケースに固定可能であるとともにカウンタ軸と連結可能であり、第2リングギヤが駆動軸と連結可能であることを特徴とする。
【0008】
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サンギヤと入力軸もしくは前記カウンタ軸とが連結可能であることを特徴とする。
【0009】
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、入力軸と、入力軸と平行に配置された出力軸と、入力軸と平行に配置されたカウンタ軸と、入力軸およびカウンタ軸に平行に配置された駆動軸と、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遊星歯車組および第2遊星歯車組を有し、第1遊星歯車組が、カウンタ軸と同軸上に配置されるとともに、第1サンギヤと、第1リングギヤと、該第1リングギヤおよび第1サンギヤに噛み合った第1ピニヨンと、該第1ピニヨンを軸支する第1キャリヤとを備えており、第2遊星歯車組が、駆動軸と同軸上に配置されるとともに、第2サンギヤと、第2リングギヤと、該第2リングギヤに噛み合った第2アウタピニヨンと、該第2アウタピニヨンおよび第2サンギヤに噛み合った第2インナピニヨンと、該第2インナピニヨンおよび第2アウタピニヨンを軸支する第2キャリヤとを備えており、入力軸と駆動軸との間を連結する第1歯車対と、入力軸とカウンタ軸との間を連結する第2歯車対と、第1サンギヤと第2キャリヤもしくは第2サンギヤとの間を連結する第1チェーンと、第1キャリヤと第2リングギヤとの間を連結する第2チェーンとを備えており、第1サンギヤと第2キャリヤもしくは第2サンギヤとがケースに固定可能であり、第2キャリヤと駆動軸とが連結可能であり、第1キャリヤと第2リングギヤとがケースに固定可能であり、第1キャリヤとカウンタ軸とが連結可能であり、第1リングギヤが出力軸と連結し、第2サンギヤが駆動軸と連結可能であることを特徴とする。
【0010】
【作用と効果】
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、第1遊星歯車組が入力軸と同軸上に配置され、第2遊星歯車組が駆動軸上に配置され、入力軸と駆動軸との間を連結する第1歯車対と、第1サンギヤと第2サンギヤとの間を連結する第2歯車対と、第1リングギヤと第2キャリヤとの間を連結する第3歯車対とを備えており、第1サンギヤと第2サンギヤとがケースに固定可能であり、第2サンギヤと駆動軸とが連結可能であり、第1リングギヤと第2キャリヤのどちらか一方が出力軸と連結し、第1キャリヤがケースに固定可能であるとともに入力軸と連結可能であり、第2リングギヤが駆動軸と連結可能としたため、駆動軸と第2リングギヤを連結した場合に他のメンバーの連結関係と組み合わせて少なくとも前進第1速から第4速までの駆動を行い、入力軸と第1キャリヤを連結した場合に他のメンバーの連結関係と組み合わせて少なくとも前進第5速から上の高速段の駆動を行う。
この結果、前進6段または8段の変速比を得ながら、遊星歯車組と歯車対および摩擦要素を、入力軸側と駆動軸側に略均等に分散して配置できるので、軸方向長さを短くしたレイアウトが可能になり、エンジン横置き式前輪駆動車の変速機への適用が容易になる。
【0011】
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、入力軸に平行に配置されたカウンタ軸および駆動軸とを有し、第1遊星歯車組がカウンタ軸と同じ軸心上に配置され、第2遊星歯車組が駆動軸と同軸上に配置され、入力軸と駆動軸との間を連結する第1歯車対と、入力軸とカウンタ軸との間を連結する第2歯車対と、第1サンギヤと第2サンギヤとの間を連結する第1チェーンと、第1リングギヤと第2キャリヤとの間を連結する第2チェーンとを備えており、第1サンギヤと第2サンギヤとがケースに固定可能であり、第2サンギヤとカウンタ軸とが連結可能であり、第1リングギヤと第2キャリヤのどちらか一方が出力軸と連結し、第1キャリヤがケースに固定可能であるとともにカウンタ軸と連結可能であり、第2リングギヤが駆動軸と連結可能にしたため、駆動軸と第2リングギヤを連結した場合に他のメンバーの連結関係と組み合わせて前進第1速から第4速もしくは第5速までの駆動を行い、カウンタ軸と第1キャリヤを連結した場合に他のメンバーの連結関係と組み合わせて前進第4速もしくは第5速から上の高速段の駆動を行う。
この結果、遊星歯車組と歯車対やチェーンおよび摩擦要素を、カウンタ軸側と駆動軸側に略均等に分散して配置できるので、軸方向長さを短くしたレイアウトが可能になり、エンジン横置き式前輪駆動車の変速機への適用が容易になる。
【0012】
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サンギヤを入力軸もしくは前記カウンタ軸と連結可能としたため、第1サンギヤを入力軸と連結したうえで、駆動軸と第2リングギヤを連結すると前進第4速の駆動を行い、入力軸と第1キャリヤを連結すると前進第6速の駆動を行う。
この結果、前進8段後進2段の変速比が得ながら、遊星歯車組と歯車対および摩擦要素を、入力軸側と駆動軸側にバランスよく配置できるので、軸方向長さを短くしたレイアウトが可能になり、エンジン横置き式前輪駆動車の変速機への適用が容易になる。
【0013】
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、入力軸と平行に配置されたカウンタ軸および駆動軸と、第1遊星歯車組がカウンタ軸と同軸上に配置され、第2遊星歯車組が駆動軸と同軸上に配置され、入力軸と駆動軸との間を連結する第1歯車対と、入力軸とカウンタ軸との間を連結する第2歯車対と、第1サンギヤと第2キャリヤもしくは第2サンギヤとの間を連結する第1チェーンと、第1キャリヤと第2リングギヤとの間を連結する第2チェーンとを備えており、第1サンギヤと第2キャリヤもしくは第2サンギヤとがケースに固定可能であり、第2キャリヤと駆動軸とが連結可能であり、第1キャリヤと第2リングギヤとがケースに固定可能であり、第1キャリヤとカウンタ軸とが連結可能であり、第1リングギヤが出力軸と連結し、第2サンギヤが駆動軸と連結可能に構成したため、駆動軸と第2サンギヤまたは第2キャリヤを連結した場合に他のメンバーの連結関係と組み合わせて前進第1速から少なくとも第4速までの駆動を行い、カウンタ軸と第1キャリヤを連結した場合に他のメンバーの連結関係と組み合わせて少なくとも前進第5速から上の高速段の駆動を行う。
この結果、前進6段または8段の変速比を得ながら、遊星歯車組と歯車対、チェーンおよび摩擦要素を、カウンタ軸側と駆動軸側に略均等に分散して配置できるので、軸方向長さを短くしたレイアウトが可能になり、エンジン横置き式前輪駆動車の変速機への適用が容易になる。
【0014】
【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、同図は互いに平行に配置した入力軸10と出力軸12のうち、入力軸10側は軸心より下側半分を、出力軸12側は軸心より上側半分を描いてある。
【0015】
この多段変速遊星歯車列は、図示しないエンジンを横向きに搭載した前輪駆動車の変速機に適用するべく、上述のように入力軸10と出力軸12とが互いに平行に配置されており、入力軸10と同軸上に第1遊星歯車組14が、出力軸12と同じ軸心の駆動軸16上に第2遊星歯車組18が配置されている。
【0016】
第1遊星歯車組14、第2遊星歯車組18は、一般的にシングルピニヨン型と呼ばれるもので、それぞれが同じ構成になっている。第1遊星歯車組14は第1サンギヤ20と、第1リングギヤ22と、該第1リングギヤ22および第1サンギヤ20に噛み合った第1ピニヨン24と、該第1ピニヨン24を回転自在に軸支する第1キャリヤ28とで構成されている。
同様に、第2遊星歯車組18は、第2サンギヤ30、第2リングギヤ32、第2ピニヨン34、第2キャリヤ38で構成されている。
【0017】
入力軸10、出力軸12、駆動軸16と、第1遊星歯車組14および第2遊星歯車組18の各回転メンバーは以下のように連結されているか、または連結可能である。
駆動軸16は入力軸10と第1歯車対40により連結され、減速駆動されている。
駆動軸16は、第1クラッチ42により第2リングギヤ32と、第2クラッチ44により第2サンギヤ30と、それぞれ選択的に連結可能である。
【0018】
入力軸10は、第3クラッチ46により第1サンギヤ20と、第4クラッチ48により第1キャリヤ28と、それぞれ選択的に連結可能である。
第2サンギヤ30は第1ブレーキ50によりケース(静止部)54に固定可能である。第1キャリヤ28は第2ブレーキ52によりケース54に固定可能であるとともに、ワンウエイクラッチ56により一方の回転方向において常にケース54に固定されている。
【0019】
第1サンギヤ20と第2サンギヤ30とは第2歯車対58で連結されている。
第1リングギヤ22と第2キャリヤ38とは第3歯車対60で連結されているとともに、第2キャリヤ38は出力軸12と連結している。
なお、12aは出力歯車である。
【0020】
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、ワンウエイクラッチを含めて回転メンバー同士の連結機能を有するものを総称して締結要素と呼ぶ。
【0021】
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ワンウエイクラッチなどの締結要素が割り当ててあり、C−1は第1クラッチ42を、B−1は第1ブレーキ50を、OCはワンウエイクラッチ56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符号との関係は、図1に記してある。
【0022】
縦方向の欄には、図示しない操作レバーの「Dレンジ」「Rレンジ」および「Lレンジ」に分け、Dレンジは前進第1速(1st)乃至第8速(8th)を割り当て、Rレンジは後進第1速(R−1)と第2速(R−2)の各変速段を割り当ててある。
なお、Lレンジでは、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10側を駆動することが可能である。
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。
【0023】
図3に示すように、図1の多段変速遊星歯車列の共通速度線図は、縦方向が入力軸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、横方向は第1、第2遊星歯車組14、18の歯数比に応じた間隔に各回転メンバーを割り振って回転メンバーごとに縦線を描いてある。
【0024】
共通速度線図の上方に書いた記号は、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はそれぞれが属する第1、第2の遊星歯車組を表し、例えば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。
【0025】
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18の歯数比をα2とする。
共通速度線図の第2リングギヤ32(R2)の回転数は、第1歯車対40の減速比をi1として表してある。
【0026】
また、変速比の計算および説明を簡素化するため、第2歯車対58の変速比i2と第3歯車対60の変速比i3をともに1とする。
したがって、共通速度線図において、第1リングギヤ22(R1)と第2キャリヤ38(C2)、第1サンギヤ20(S1)と第2サンギヤ30(S2)は、それぞれ縦線が共通になる。
【0027】
なお、共通速度線図を含めて変速比の計算には、α1を0.50、α2を0.45、i1を2.00とした場合について説明する。
したがって、駆動軸16は入力軸10の1/2の回転数で回転することになる。
さらに、表示および計算式を簡略化するため、α2(1+α1)をAとする。
【0028】
共通速度線図は、各縦線と太線との交点の高さがそれぞれの回転メンバーの回転数を表す。
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(C2)の縦線における交点を○印で表示した。
図3の(b)にはα1、α2、i3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。
【0029】
はじめに、前進第1速(1st)の駆動は、図2に示した作動表に見るように、第1クラッチ42(C−1)の締結で第2リングギヤ32を駆動軸16と連結することで行われる。
このとき、第1キャリヤ28はワンウエイクラッチ56(OC)によりケース54に固定される。
【0030】
すなわち、ワンウエイクラッチ56は第1速で、車両を加速する方向において第1キャリヤ28をケース54に固定するようになっており、Dレンジの第1速では、いわゆるエンジンブレーキ時のように出力軸12から入力軸10への駆動はできない。
【0031】
第1速の変速比(入力軸10の回転数/出力軸12の回転数)は、i1(1+α2)+i1・α2/α1になり、上記の値に設定した歯数比においては4.700になる。
なお、この計算式は前述のようにi2およびi3を1とした場合であり、参考にi2およびi3を含む式に直すと、i1(1+α2)+i1・i3・α2/(α1・i2)になる。
ここでi2およびi3はそれぞれ、駆動軸16側の歯数をZd、入力軸10側の歯数をZiとした場合、Zd/Ziである。
【0032】
第1速を図3の共通速度線図で説明すると、入力軸10の回転数を1として、第2リングギヤ32(R2)が1/i1の回転数で、第1キャリヤ28(C1)がケース54に固定されているので回転数が0であり、両者を結んだ1stの斜線と第2キャリヤ38(C2)の縦線との交点の高さが出力軸12の回転数になる。
【0033】
次に、第2速(2nd)への変速は、前述の第1速での第1クラッチ42の締結に加えて、第1ブレーキ50(B−1)を締結することにより第2サンギヤ30をケース54に固定することで行われる。
このとき、第1キャリヤ28のケース54への固定は、ワンウエイクラッチ56の作用で自動的に解除される。
【0034】
第2サンギヤ30がケース54に固定されることにより、出力軸12は駆動軸16から第2遊星歯車組18によって減速駆動され、共通速度線図においては第2サンギヤ30(S2)の回転数を0とした2ndの斜線が示すようになって、第2速の変速比は、i1(1+α2)になる。
上記した歯数比においては2.900である。
【0035】
前述のように、前進第1速から第2速への変速は、ワンウエイクラッチ56の作用があるため、第1ブレーキ50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1ブレーキ50の締結を緩やかに行うように制御するだけで抑えられるので、円滑な変速制御を容易に行うことができる。
【0036】
次に、第3速(3rd)への変速は、第2速での第1ブレーキ50の締結を解除して第2クラッチ44を締結することで行われる。
これにより、第2遊星歯車組18は一体になり、共通速度線図においては3rdの水平線が示すようになって、第1歯車対40のみで減速駆動されることになり、変速比はi1になる。
上記した歯数比においては2.000である。
【0037】
続いて第4速(4th)への変速は、第3速における第2クラッチ44の締結を解除して、第3クラッチ46を締結することで行われる。
共通速度線図においては第2サンギヤ30(S2)の回転数を1とした4thの斜線が示すようになって、第4速の変速比は、i1(1+A+α1)/(1+α1+A・i1)になる。
上記した歯数比においては1.526である。
【0038】
次に、第5速(5th)への変速は、第4速における第3クラッチ46の締結を解除して第4クラッチ48を締結することで行われる。
以降の高速段において第4クラッチ48の締結は維持される。
これにより、第1キャリヤ28が入力軸10と連結され、共通速度線図における第1キャリヤ28(C1)の回転数を1とした5thの斜線になり、変速比はi1(A+α1)/(A・i1+α1)になる。
上記した歯数比においては1.270になる。
【0039】
次に、第6速(6th)への変速は、第5速までにおける第1クラッチ42の締結を解除して、再び第3クラッチ46を締結することで行われる。
この段階で共通速度線図の6thの水平線が示すように、第1遊星歯車組14が入力軸10と一体になって、第3歯車対60のみで出力軸12が駆動され、変速比はi3になり上記の歯数比では1.000である。
【0040】
次に、第7速(7th)への変速は、第6速における第3クラッチ46の締結を解除して、再び第2クラッチ44を締結することで第2サンギヤ30を駆動軸16と連結することで行われる。
これにより共通速度線図に示すように、第1キャリヤ28(C1)の回転数を1とし、第2サンギヤ30(S2)の回転数を1/i1とした7thの斜線になって、変速比はi1/{i1+α1(i1−1)}になり、上記した歯数比においては0.800の増速(オーバードライブ)になる。
【0041】
次に、第8速(8th)への変速は、第7速における第2クラッチ44の締結を解除して、再び第1ブレーキ50を締結することで第1サンギヤ20をケース54に固定することで行われる。
実際に第1ブレーキ50が固定するのは第2サンギヤ30であるが、第2サンギヤ30と第1サンギヤ20とは第2歯車対58で連結されているので、第1サンギヤ20も固定されることになる。
これにより共通速度線図に示すように、第1キャリヤ28(C1)の回転数を1とし、第1サンギヤ20(S1)の回転数を0とした8thの斜線になって、変速比はi1/(1+α1)になり、上記した歯数比においては0.667の増速になる。
【0042】
次に、Rレンジの後進第1速(R−1)の駆動は、第2クラッチ44と第2ブレーキ52を締結することで行われる。
これにより、第1サンギヤ20が駆動軸16から駆動され、第1キャリヤ28がケース54に固定されるため、逆転されて第3歯車対60を経て出力軸12を駆動する。
共通速度線図においては第1サンギヤ20(S1)の回転数が1/i1で、第1キャリヤ28(C1)の回転数が0の、R−1の斜線に示すようになり、変速比は−i1/α1になって、上記した歯数比においては−4.000になる。
【0043】
また、後進第2速(R−2)への変速は、後進第1速における第2クラッチ44の締結を解除して、第3クラッチ46を締結することで行われる。
これにより、第1サンギヤ20は入力軸10と直結されて回転数1で回転し、共通速度線図においては第1サンギヤ20(S1)の回転数を1としたR−2の斜線に示すようになり、変速比は−1/α1になって、上記した歯数比においては−2.000になる。
【0044】
前述のように、Dレンジの第1速においてワンウエイクラッチ56は車両を加速する方向に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、図2の作動表のLレンジにおける1stに示すように、Dレンジの前進第1速と同様に第1クラッチ42を締結するとともに、ワンウエイクラッチ56と併設されている第2ブレーキ52を締結する。
これにより、トルクが作用する方向を問わずに前進第1速の変速比を得ることができる。
【0045】
以上の変速比を図3の(b)にまとめる。
なお、隣り合った変速比同士の比が段間比である。
これに見るように、全般に高速段側にいくほど段間比が小さくなっており、内燃機関で駆動する車両用変速機の変速比として好ましい傾向になっている。
【0046】
以上が、図1に示した前進8段後進2段の多段遊星歯車列における作動と変速比である。
前述のように入力軸10側に配置されているのは、第1遊星歯車組14と第1乃至第3歯車対40、58、60と、第3クラッチ46、第4クラッチ48、第2ブレーキ52およびワンウエイクラッチ56であり、出力軸12側に配置されているのは、第2遊星歯車組16と前記3対の歯車対40、58、60と、第1クラッチ42、第2クラッチ44および第1ブレーキ50である。
【0047】
つまり、遊星歯車組と歯車対および摩擦要素は両軸上に略均等に分散して配置されることになり、入力軸と出力軸が平行に配置された一般的な変速機に比べて歯車対が2対多くなっているものの、歯車列全体の軸方向長さをできるだけ短くレイアウトするうえで大きな効果を発揮する。
その結果、従来例より軸方向長さを短縮した変速機が可能になるので、エンジン横置きの前輪駆動車に搭載する変速機への適用が容易になる。
なお、第2サンギヤ30をケース54に固定する第1ブレーキ50は、入力軸10側へ配置して第1サンギヤ20を固定するようにしても同じ作用をするので、具体的なレイアウトの都合で配置を自由に選択することができる。
【0048】
さらに、図1は第2キャリヤ38を出力軸12と連結しているが、出力軸12を入力軸10と同じ軸心側に移動して、第1リングギヤ22と連結させることも可能である。
なお、上記したうちの第3クラッチ46を省略すると、図2に示した作動表における第4速と第6速および後進第2速を削除した形で、前進6段後進1段の変速比を得ることができる。
【0049】
この場合、たとえばα1を0.48、α2を0.58、i1を1.5とすると、上記計算式の第4速と第6速および後進第2速を削除して繰り上げ、前進第1速から第6速まで並べ直すと各変速比は以下のようになる。
前進6段ではあるが、車両用変速機にふさわしい変速比が得られ、しかも従来例より軸方向長さを短くできることは言うまでもない。
【0050】
次に、本発明の多段変速遊星歯車列における第2の実施の形態のスケルトンを図4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、図1の実施の形態と実質的に同じ部分については同一の符号を付し、それらの説明を省略する。
【0051】
図4の実施の形態における図1の実施の形態との違いは、入力軸10がこれと平行に設けたカウンタ軸62と第2歯車対58を介して連結されており、このカウンタ軸62上に第1遊星歯車組14と第3クラッチ46、第4クラッチ48、第2ブレーキ52およびワンウエイクラッチ56が配置されるとともに、第1サンギヤ20と第3サンギヤ30とは第1チェーン66で連結され、第1リングギヤ22と第2キャリヤ38とは第2チェーン68で連結されていることである。
【0052】
第2歯車対58の一方の歯車は、第1歯車対40の入力軸10側の歯車が兼ねるようになっている。
なお、66a、66b、68a、68bは第1チェーン66および第2チェーン68と噛み合うスプロケットを表す。
【0053】
第1遊星歯車組14がカウンタ軸62上に配置された関係で、第3クラッチ46は第1サンギヤとカウンタ軸62とを連結し、第4クラッチ48は第1キャリヤ28とカウンタ軸62とを連結するが、基本的に各締結要素の符号および作用は図1の実施の形態と同様であり、作動表は図2に示したものと共通である。
また、第2歯車対58と第1チェーン66および第2チェーン68の変速比をそれぞれ1とすると、変速比も図1の実施の形態と同じになるので、詳細の説明を省略する。
【0054】
図4に示した実施の形態も、前進8段後進2段の変速比が得られ、図1の実施の形態で説明したように、第3クラッチ46を設けないと前進6段後進1段の変速比を得る歯車列にすることができる。
カウンタ軸62側に配置されているのは、第1遊星歯車組14と第1歯車対40、第1チェーン66、第2チェーン68と第3クラッチ46、第4クラッチ48、第2ブレーキ52およびワンウエイクラッチ56であり、出力軸12側に配置されているのは、第2遊星歯車組16と第1歯車対40、第1チェーン66、第2チェーン68と、第1クラッチ42、第2クラッチ44および第1ブレーキ50である。
第2歯車対58は第1歯車対40と軸方向にオーバーラップしているので、歯車列の長さには影響しない。
【0055】
また、変速機に一般的に用いる「はす歯歯車」は、動力伝達によって噛み合い部で軸方向のスラストが生じて、歯車を傾けるモーメントが作用するので、歯車を支持するベアリングが大きくなり勝ちであるが、チェーンの場合は軸方向のスラストが生じないため各スプロケット66a、66b、68a、68bを支持するベアリングを簡素化できるので、軸方向の所要スペースを小さくてできるメリットがある。
【0056】
これらの結果、図1に示した実施の形態と同様に、遊星歯車組と歯車対やチェーンおよび摩擦要素がカウンタ軸62と駆動軸16の両軸にバランスよく配置され、歯車列全体の軸方向長さを短くレイアウトした変速機が可能になるので、エンジン横置きの前輪駆動車に搭載する変速機への適用が容易になる。
【0057】
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5に示す。
ここでは、図1および図4に示した実施の形態と異なる部分を中心に説明し、図1の実施の形態と実質的に同じ部分については同一の符号を付し、それらの説明を省略する。
【0058】
図5の実施の形態は、図4に示した実施の形態と同様に、入力軸10と平行に設けたカウンタ軸62上に第1遊星歯車組14が配置され、これらと平行に設けた駆動軸16上に第2遊星歯車組18が配置されているが、第2遊星歯車組18がいわゆるダブルピニヨン型である。
【0059】
すなわち、第2サンギヤ30と、第2リングギヤ32と、第2リングギヤ32に噛み合った第2アウタピニヨン34と、これら第2アウタピニヨン34および第2サンギヤ30に噛み合った第2インナピニヨン36と、第2インナピニヨン36および第2アウタピニヨン34を回転自在に軸支する第2キャリヤ38とで構成されている。
【0060】
また、出力軸12がカウンタ軸62と同じ軸心上にあることも図4の実施の形態と異なる。
さらに、駆動軸16およびカウンタ軸62と第1、第2遊星歯車組14、18の回転メンバー間の連結関係が異なり、以下のようになっている。
駆動軸16は、第1クラッチ42により第2サンギヤ30と、第2クラッチ44により第2キャリヤ38と、それぞれ選択的に連結可能である。
【0061】
カウンタ軸62は、第3クラッチ46により第1サンギヤ20と、第4クラッチ48により第1キャリヤ28と、それぞれ選択的に連結可能である。
第1サンギヤ20は第1ブレーキ50によりケース54に固定可能である。
第2リングギヤ32は第2ブレーキ52によりケース54に固定可能であるとともに、ワンウエイクラッチ56により一方の回転方向において常にケース54に固定されている。
【0062】
第2キャリヤ38と第1サンギヤ20とは第1チェーン66により連結されており、第1キャリヤ28と第2リングギヤ32とは第2チェーン68により連結されている。
したがって、第1ブレーキ50は第2キャリヤ38を固定する機能も有し、第2ブレーキ52およびワンウエイクラッチ56は第1キャリヤ28を固定する機能も有する。
第1リングギヤ22は出力軸12と連結されている。
【0063】
上記のように各メンバー間の連結関係は異なるが、各締結要素の符号および作用は図1に示した実施の形態と同じであり、作動表も図2に示したものと共通である。
また、図3に示した共通速度線図においては、上記の連結関係を踏まえて各回転メンバーを置換すると同じように描くことができる。
【0064】
すなわち、左端のR2の縦線に第2サンギヤ30(S2)を、その右隣のC2、R1の縦線に第1リングギヤ22(R1)を、さらに右隣のC1の縦線に第1キャリヤ28(C1)および第2リングギヤ32(R2)を、そして右端のS1、S2の縦線に第1サンギヤ20(S1)および第2キャリヤ38(C2)を割り当てることで各メンバーを表す縦線が同様になる。
【0065】
したがって、第1遊星歯車組14および第2遊星歯車組18の歯数比α1、α2を適切に設定して共通速度線図の各縦線の間隔が図3に示したのと同じになるようにすると、変速比の値も図1に示した実施の形態と同じになる。
また、変速比の計算式自体は図1の実施の形態と異なるが、1/α2−1をAと置いて上記の共通速度線図から導き出すことができるので説明を省略する。
【0066】
図5に示した実施の形態も、前進8段後進2段の変速比が得られるとともに、
カウンタ軸62側に配置されているのは、第1遊星歯車組14と第1歯車対40、第1、第2チェーン66、68と第3クラッチ46、第4クラッチ48および第1ブレーキ50であり、駆動軸16側に配置されているのは、第2遊星歯車組16と第1歯車対40、第1、第2チェーン66、68と、第1クラッチ42、第2クラッチ44、第2ブレーキ52およびワンウエイクラッチ56である。
【0067】
したがって、カウンタ軸62と駆動軸16の両軸に略均等に分散して配置されることは図1に示した実施の形態と同様であり、歯車列全体の軸方向長さを短くレイアウトした変速機が可能になるので、エンジン横置きの前輪駆動車に搭載する変速機への適用が容易になる。
また、図1の実施の形態で説明したように、第3クラッチ46を設けないで前進6段後進1段の変速比を得る構成にすることもできる。
【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6に示す。
ここでは、図1および図5に示した実施の形態と異なる部分を中心に説明し、図1および図5に示した実施の形態と実質的に同じ部分については同一の符号を付し、それらの説明を省略する。
【0069】
図6の実施の形態は、図5に示した実施の形態と基本的に同じである。
すなわち、違いは第1サンギヤ20と第1チェーン66を介して連結される相手が図5における第2キャリヤ38から第2サンギヤ30に替わったことである。
【0070】
また、それと関連して第2キャリヤと駆動軸16とを連結するクラッチが、図5の実施の形態における第2クラッチ44から図6においては第1クラッチ42に替わり、逆に第2サンギヤ30と駆動軸16とを連結するクラッチが図5における第1クラッチ42から図6においては第2クラッチ44に替わった。
つまり、図5に示した実施の形態とは第2サンギヤ30と第2キャリヤ38の役目が交替したことになる。
【0071】
一般にダブルピニヨン型の遊星歯車組においてはサンギヤとキャリヤとが機能的に一方と他方の関係にあり、両者を逆にしても同じ機能を果たす。
したがって、図6に示した実施の形態は、基本的に図5に示した実施の形態と同じ作用をする。
【0072】
各締結要素の符号および作用は図1および図5に示した実施の形態と同じであり、作動表も図2に示したものと共通である。
また、図3に示した共通速度線図においては、上記の連結関係を踏まえて各回転メンバーを置換すると同じように描くことができる。
【0073】
すなわち、左端のR2の縦線に第2キャリヤ38(C2)を、その右隣のC2、R1の縦線に第1リングギヤ22(R1)を、さらに右隣のC1の縦線に第1キャリヤ28(C1)および第2リングギヤ32(R2)を、そして右端のS1、S2の縦線に第1サンギヤ20(S1)および第2サンギヤ30(S2)を割り当てることで各メンバーを表す縦線が同様になる。
【0074】
したがって、第1遊星歯車組14および第2遊星歯車組18の歯数比α1、α2を適切に設定して共通速度線図の各縦線の間隔が図3に示したのと同じになるようにすると、変速比の値も図1に示した実施の形態と同じになる。
また、変速比の計算式自体は図1の実施の形態と異なるが、1/α2−1−α1をAと置いて上記の共通速度線図から導き出すことができるので、その説明を省略する。
【0075】
図6に示した実施の形態も、図5に示した実施の形態と同様に、前進8段後進2段の変速比が得られるとともに、カウンタ軸62側および駆動軸16側の両軸に略均等に分散して配置されることは図1に示した実施の形態と同様であり、歯車列全体の軸方向長さを短くレイアウトした変速機が可能になるので、エンジン横置きの前輪駆動車に搭載する変速機への適用が容易になる。
また、図1の実施の形態で説明したように、第3クラッチ46を設けないで前進6段後進1段の変速比を得る構成にすることもできる。
【0076】
以上、説明したように、本発明に係る多段変速遊星歯車列は、遊星歯車組や歯車対、チェーンおよび締結要素が、入力軸10側もしくはカウンタ軸62と駆動軸16側の両軸に略均等に分散して配置できるのが特徴であり、従来例に比べて変速機の軸方向長さを短くレイアウトすることができる。
したがって、エンジン横置きの前輪駆動車に搭載する変速機への適用が容易になる。
【0077】
車両の燃費や排気の浄化にとって、変速比が幅広くとれる多段変速機は必要不可欠であり、世界的に生産数量が多いエンジン横置きの前輪駆動車に適用可能な多段変速遊星歯車列は、省エネルギーおよび地球環境保全の観点からメリットが多い。
【0078】
本発明に係る多段変速遊星歯車列によれば、上記したような効果が得られるほかに、さらに当業者の一般的な知識に基づいて、各締結要素のレイアウトや、歯車を支持するベアリングのレイアウトを工夫することや、第1ブレーキと並列に第2のワンウエイクラッチおよびこれをケースに固定するブレーキを追加するなどの改良や変更を加えた態様で実施することができる。
【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】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6】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。
【符号の説明】
10:入力軸
12:出力軸
14:第1遊星歯車組
16:駆動軸
18:第2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
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、第2アウタピニヨン
36:第2インナピニヨン
38:第2キャリヤ
40:第1歯車対
42:第1クラッチ
44:第2クラッチ
46:第3クラッチ
48:第4クラッチ
50:第1ブレーキ
52:第2ブレーキ
54:ケース
56:ワンウエイクラッチ
58:第2歯車対
60:第3歯車対
62: カウンタ軸
66: 第1チェーン
68: 第2チェーン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multi-speed planetary gear train having a gear ratio of six forward speeds or more used for an automatic transmission for a vehicle.
[0002]
[Prior art]
As a conventional multi-speed planetary gear train having a gear ratio of 6 or more forward gears, two gear sets and two gear pairs are combined to obtain a gear ratio of 6 forward gears and 8 forward gears (for example, And Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2002-323098 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The above conventional multi-speed planetary gear train has six friction elements (5 friction elements in the case of six forward speeds) on the same axis as the two planetary gear sets in order to obtain a forward gear ratio of eight speeds. If these are arranged, the required space in the axial direction becomes large. Therefore, it is difficult to apply to a transmission mounted on a so-called engine-mounted front-wheel drive vehicle in which the engine is disposed sideways. There was a problem.
[0005]
The present invention has been made in view of such conventional problems, and the axial length of the gear train is obtained while obtaining two or more planetary gear sets and a forward 6-speed or 8-speed gear ratio. It is an object of the present invention to improve the applicability of the engine horizontally mounted front wheel drive vehicle to a transmission.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a multi-stage planetary gear train according to the present invention described in
[0007]
In order to achieve the above object, a multi-speed planetary gear train according to a second aspect of the present invention includes an input shaft, an output shaft disposed in parallel to the input shaft, and a counter shaft disposed in parallel to the input shaft. A first planetary gear set and a second planetary gear set which are provided between the input shaft and the output shaft, and convert the rotational speed of the input shaft into the rotational speed of the output shaft. The first planetary gear set is disposed on the same axis as the counter shaft, and the first sun gear, the first ring gear, and the first ring gear and the first sun gear are engaged with each other. A pinion and a first carrier that pivotally supports the first pinion, the second planetary gear set being disposed coaxially with the drive shaft, a second sun gear, a second ring gear, and the first gear 2nd gear meshing with 2 ring gear and 2nd sun gear And a second carrier for supporting the second pinion, a first gear pair for connecting the input shaft and the drive shaft, and a second for connecting the input shaft and the counter shaft. A gear pair, a first chain that connects the first sun gear and the second sun gear, and a second chain that connects the first ring gear and the second carrier are provided. The sun gear can be fixed to the case, the second sun gear and the counter shaft can be connected, either the first ring gear or the second carrier can be connected to the output shaft, and the first carrier can be fixed to the case In addition, the second ring gear can be connected to the drive shaft and can be connected to the counter shaft.
[0008]
In order to achieve the above object, the multi-speed planetary gear train of the present invention described in
[0009]
In order to achieve the above object, a multi-speed planetary gear train according to a fourth aspect of the present invention includes an input shaft, an output shaft disposed parallel to the input shaft, and a counter shaft disposed parallel to the input shaft. A first planetary gear set and a second planetary gear set which are provided between the input shaft and the output shaft, and convert the rotational speed of the input shaft into the rotational speed of the output shaft. A planetary gear set, the first planetary gear set being arranged coaxially with the counter shaft, and a first sun gear, a first ring gear, and a first pinion meshing with the first ring gear and the first sun gear; A first carrier that pivotally supports the first pinion, and a second planetary gear set is disposed coaxially with the drive shaft, and a second sun gear, a second ring gear, and the second ring gear. A second outer pinion meshing with the second outer pinion, A first gear that includes a second inner pinion that meshes with the outer pinion and the second sun gear, and a second carrier that pivotally supports the second inner pinion and the second outer pinion, and that connects the input shaft and the drive shaft. A pair of second gears connecting between the input shaft and the counter shaft; a first chain connecting between the first sun gear and the second carrier or the second sun gear; and a first carrier and a second ring gear. A first chain and the second carrier or the second sun gear can be fixed to the case, the second carrier and the drive shaft can be connected, and the first carrier And the second ring gear can be fixed to the case, the first carrier and the counter shaft can be connected, the first ring gear can be connected to the output shaft, and the second sun gear can be connected to the drive shaft. And characterized in that.
[0010]
[Action and effect]
In the multi-speed planetary gear train of the present invention described in
As a result, the planetary gear set, the gear pair, and the friction element can be arranged substantially evenly distributed on the input shaft side and the drive shaft side while obtaining a forward gear ratio of 6 or 8 speeds. A shorter layout becomes possible, and the application to the transmission of the engine-side-mounted front-wheel drive vehicle becomes easy.
[0011]
The multi-speed planetary gear train according to the present invention described in
As a result, the planetary gear set, the gear pair, the chain, and the friction element can be arranged almost evenly distributed on the counter shaft side and the drive shaft side, so that a layout with a reduced axial length is possible. Application to a transmission of a front-wheel drive type vehicle becomes easy.
[0012]
In the multi-speed planetary gear train of the present invention described in
As a result, the planetary gear set, the gear pair, and the friction element can be arranged in a balanced manner on the input shaft side and the drive shaft side while obtaining a gear ratio of 8 forward speeds and 2 reverse speeds. It becomes possible, and the application to the transmission of the engine horizontal type front wheel drive vehicle becomes easy.
[0013]
In the multi-speed planetary gear train of the present invention described in
As a result, the planetary gear set, the gear pair, the chain, and the friction element can be arranged substantially evenly distributed on the counter shaft side and the drive shaft side while obtaining a forward gear ratio of 6 or 8 steps. A shorter layout is possible, and the application to the transmission of a horizontally-mounted front-wheel drive vehicle becomes easy.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the multi-speed planetary gear train of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a skeleton diagram showing a multi-speed planetary gear train according to the first embodiment of the present invention.
In the figure, of the input shaft 10 and the output shaft 12 arranged in parallel to each other, the input shaft 10 side shows the lower half of the axis, and the output shaft 12 side shows the upper half of the axis.
[0015]
In this multi-stage planetary gear train, the input shaft 10 and the output shaft 12 are arranged in parallel to each other as described above so as to be applied to a transmission of a front wheel drive vehicle in which an engine (not shown) is mounted sideways. A first planetary gear set 14 is arranged on the same axis as 10, and a second planetary gear set 18 is arranged on a
[0016]
The first planetary gear set 14 and the second planetary gear set 18 are generally called single pinion types, and each has the same configuration. The first planetary gear set 14 rotatably supports the
Similarly, the second planetary gear set 18 includes a
[0017]
The input shaft 10, the output shaft 12, the
The
The
[0018]
The input shaft 10 can be selectively connected to the
The
[0019]
The
The
[0020]
Next, the operation of the multi-speed planetary gear train shown in FIG. 1 will be described with reference to the operation table shown in FIG. 2 and the common speed diagram shown in FIG.
In the following description, clutches and brakes are referred to as friction elements, and those having a function of connecting rotating members including a one-way clutch are collectively referred to as fastening elements.
[0021]
In the operation table of FIG. 2, fastening elements such as a clutch, a brake, and a one-way clutch are assigned to the horizontal column, C-1 represents the first clutch 42, B-1 represents the
[0022]
The vertical column is divided into “D range”, “R range” and “L range” of the operation lever (not shown), and the D range is assigned with the forward first speed (1st) to the eighth speed (8th), and the R range. Are assigned to the first reverse speed (R-1) and the second speed (R-2).
In the L range, it is possible to drive the input shaft 10 side from the output shaft 12 side as in engine braking described later.
In the operation table of FIG. 2, “o” indicates the fastening of each fastening element, and the blank indicates the release of each fastening element.
[0023]
As shown in FIG. 3, in the common speed diagram of the multi-speed planetary gear train of FIG. 1, the vertical direction represents the rotational speed of each rotating member when the rotational speed of the input shaft 10 is 1, and the horizontal direction represents the first rotational speed. The rotating members are allocated at intervals corresponding to the gear ratio of the first and second planetary gear sets 14 and 18, and a vertical line is drawn for each rotating member.
[0024]
The symbol written above the common speed diagram is S for the sun gear, R for the ring gear, C for the carrier, and the
[0025]
Here, the gear ratio of each planetary gear set is a ratio Zs / Zr of the number of teeth of the sun gear (Zs) to the number of teeth of the ring gear (Zr), and the gear ratio of the first planetary gear set 14 is α1, The gear ratio of the two planetary gear set 18 is α2.
The rotation speed of the second ring gear 32 (R2) in the common speed diagram is represented by i1 as the reduction ratio of the first gear pair 40.
[0026]
In order to simplify the calculation and explanation of the gear ratio, both the gear ratio i2 of the second gear pair 58 and the gear ratio i3 of the third gear pair 60 are set to 1.
Accordingly, in the common speed diagram, the first ring gear 22 (R1) and the second carrier 38 (C2), the first sun gear 20 (S1), and the second sun gear 30 (S2) have a common vertical line.
[0027]
In the calculation of the gear ratio including the common speed diagram, a case where α1 is 0.50, α2 is 0.45, and i1 is 2.00 will be described.
Therefore, the
Furthermore, in order to simplify the display and calculation formula, α2 (1 + α1) is A.
[0028]
In the common velocity diagram, the height of the intersection of each vertical line and the thick line represents the number of rotations of each rotation member.
For easy understanding, the intersections of the second carrier 38 (C2) connected to the output shaft 12 on the vertical line are indicated by circles.
FIG. 3B shows the gear ratios and the inter-step ratios when α1, α2, and i3 are set to the above values.
[0029]
First, the forward first speed (1st) is driven by connecting the
At this time, the
[0030]
That is, the one-way clutch 56 is at the first speed, and the
[0031]
The speed ratio of the first speed (the rotational speed of the input shaft 10 / the rotational speed of the output shaft 12) is i1 (1 + α2) + i1 · α2 / α1, and the gear ratio set to the above value is 4.700. Become.
This calculation formula is a case where i2 and i3 are set to 1 as described above, and when converted to a formula including i2 and i3 for reference, i1 (1 + α2) + i1 · i3 · α2 / (α1 · i2) is obtained. .
Here, i2 and i3 are Zd / Zi where the number of teeth on the
[0032]
The first speed will be described with reference to the common speed diagram of FIG. 3. Assuming that the rotation speed of the input shaft 10 is 1, the second ring gear 32 (R2) is 1 / i1 and the first carrier 28 (C1) is the case. Since the rotational speed is 0, the height of the intersection of the 1st diagonal line connecting the two and the vertical line of the second carrier 38 (C2) is the rotational speed of the output shaft 12.
[0033]
Next, the speed change to the second speed (2nd) is performed by engaging the first brake 50 (B-1) in addition to the engagement of the first clutch 42 at the first speed described above. This is done by fixing to the
At this time, the fixing of the
[0034]
By fixing the
In the above-mentioned tooth number ratio, it is 2.900.
[0035]
As described above, the shift from the first forward speed to the second speed has only the addition of the
Therefore, a so-called shift shock at the time of shifting can be suppressed only by performing control so that the
[0036]
Next, the shift to the third speed (3rd) is performed by releasing the engagement of the
As a result, the second planetary gear set 18 is united, the 3rd horizontal line is shown in the common speed diagram, and the first planetary gear pair 40 is decelerated and driven, and the gear ratio is i1. Become.
In the above-mentioned tooth number ratio, it is 2.000.
[0037]
Subsequently, the shift to the fourth speed (4th) is performed by releasing the engagement of the second clutch 44 at the third speed and engaging the third clutch 46.
In the common speed diagram, a 4th diagonal line with the rotation speed of the second sun gear 30 (S2) being 1 is shown, and the speed ratio of the fourth speed is i1 (1 + A + α1) / (1 + α1 + A · i1). .
In the above-mentioned tooth number ratio, it is 1.526.
[0038]
Next, the shift to the fifth speed (5th) is performed by releasing the engagement of the third clutch 46 at the fourth speed and engaging the
The engagement of the fourth clutch 48 is maintained at the subsequent high speed.
As a result, the
In the above-mentioned tooth number ratio, it becomes 1.270.
[0039]
Next, the shift to the sixth speed (6th) is performed by releasing the engagement of the first clutch 42 up to the fifth speed and engaging the third clutch 46 again.
At this stage, as shown by the 6th horizontal line in the common speed diagram, the first planetary gear set 14 is integrated with the input shaft 10, the output shaft 12 is driven only by the third gear pair 60, and the transmission ratio is i3. Therefore, the above-mentioned tooth number ratio is 1.000.
[0040]
Next, in the shift to the seventh speed (7th), the engagement of the third clutch 46 at the sixth speed is released, and the second clutch 44 is engaged again to connect the
As a result, as shown in the common speed diagram, the 1st carrier 28 (C1) has a rotational speed of 1 and the second sun gear 30 (S2) has a rotational speed of 1 / i1, resulting in a 7th diagonal line, and the gear ratio. Becomes i1 / {i1 + α1 (i1-1)}, and the speed increase (overdrive) is 0.800 in the above-described ratio of the number of teeth.
[0041]
Next, in shifting to the eighth speed (8th), the second clutch 44 in the seventh speed is released and the
Actually, the
As a result, as shown in the common speed diagram, the first carrier 28 (C1) has a rotational speed of 1 and the first sun gear 20 (S1) has a rotational speed of 0, resulting in an 8th diagonal line, and the transmission ratio is i1. / (1 + α1), and the speed increase is 0.667 in the above-described ratio of teeth.
[0042]
Next, the reverse first speed (R-1) of the R range is driven by engaging the second clutch 44 and the
As a result, the
In the common speed diagram, the rotation speed of the first sun gear 20 (S1) is 1 / i1, and the rotation speed of the first carrier 28 (C1) is 0, as indicated by the diagonal line of R-1, and the gear ratio is -I1 / α1, and in the above-mentioned ratio of the number of teeth, becomes -4,000.
[0043]
Further, the shift to the second reverse speed (R-2) is performed by releasing the engagement of the second clutch 44 at the first reverse speed and engaging the third clutch 46.
As a result, the
[0044]
As described above, since the one-way clutch 56 is automatically engaged only in the direction of accelerating the vehicle at the first speed in the D range, when driving from the output shaft 12 side during engine braking, FIG. As shown in 1st in the L range of the operation table, the first clutch 42 is fastened in the same manner as the first forward speed of the D range, and the
Thereby, the gear ratio of the forward first speed can be obtained regardless of the direction in which the torque acts.
[0045]
The above transmission ratio is summarized in FIG.
The ratio between the adjacent gear ratios is the interstage ratio.
As can be seen, the interstage ratio generally decreases with increasing speed toward the high speed stage, and this tends to be preferable as the transmission ratio of a vehicle transmission driven by an internal combustion engine.
[0046]
The above is the operation and the gear ratio in the multi-stage planetary gear train of eight forward speeds and two reverse speeds shown in FIG.
As described above, the first planetary gear set 14, the first to third gear pairs 40, 58, 60, the third clutch 46, the fourth clutch 48, and the second brake are arranged on the input shaft 10 side. 52 and the one-way clutch 56, which are disposed on the output shaft 12 side, are the second planetary gear set 16, the three gear pairs 40, 58, 60, the first clutch 42, the second clutch 44, and This is the
[0047]
In other words, the planetary gear set, the gear pair, and the friction element are arranged on the two shafts in a substantially uniform manner, and the gear pair is compared with a general transmission in which the input shaft and the output shaft are arranged in parallel. However, it has a great effect in laying out the entire axial length of the gear train as short as possible.
As a result, a transmission having a shorter axial length than that of the conventional example can be achieved, and therefore, it can be easily applied to a transmission mounted on a front-wheel drive vehicle mounted horizontally on the engine.
The
[0048]
Further, in FIG. 1, the
If the third clutch 46 is omitted, the fourth forward speed, the sixth speed, and the second reverse speed in the operation table shown in FIG. Obtainable.
[0049]
In this case, for example, if α1 is 0.48, α2 is 0.58, and i1 is 1.5, the fourth speed, the sixth speed, and the second reverse speed in the above formula are deleted and the forward first speed is increased. When rearranged from the 6th gear to the 6th gear, the gear ratios are as follows.
Needless to say, although it has six forward speeds, a gear ratio suitable for a vehicle transmission can be obtained, and the axial length can be made shorter than in the conventional example.
[0050]
Next, FIG. 4 shows a skeleton of the second embodiment in the multi-speed planetary gear train of the present invention.
Here, parts different from the embodiment shown in FIG. 1 will be mainly described, and parts substantially the same as those of the embodiment of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0051]
The difference between the embodiment of FIG. 4 and the embodiment of FIG. 1 is that the input shaft 10 is connected to a counter shaft 62 provided in parallel with the input shaft 10 via a second gear pair 58. The first planetary gear set 14, the third clutch 46, the fourth clutch 48, the
[0052]
One gear of the second gear pair 58 serves as the gear on the input shaft 10 side of the first gear pair 40.
[0053]
With the first planetary gear set 14 disposed on the counter shaft 62, the third clutch 46 connects the first sun gear and the counter shaft 62, and the fourth clutch 48 connects the
Further, assuming that the gear ratio of the second gear pair 58 and the
[0054]
In the embodiment shown in FIG. 4 as well, a transmission gear ratio of 8 forward speeds and 2 reverse speeds can be obtained. As described in the embodiment of FIG. A gear train for obtaining a gear ratio can be obtained.
Arranged on the counter shaft 62 side are the first planetary gear set 14 and the first gear pair 40, the
Since the second gear pair 58 overlaps the first gear pair 40 in the axial direction, the length of the gear train is not affected.
[0055]
In addition, the “helical gear” generally used in transmissions has an axial thrust at the meshing portion due to power transmission, and a moment that tilts the gear acts. Therefore, the bearing that supports the gear tends to be large. However, in the case of a chain, since axial thrust does not occur, the bearings supporting the
[0056]
As a result, similar to the embodiment shown in FIG. 1, the planetary gear set, the gear pair, the chain, and the friction element are arranged in a balanced manner on both the counter shaft 62 and the
[0057]
Next, FIG. 5 shows a skeleton of the third embodiment in the multi-speed planetary gear train of the present invention.
Here, the description will focus on parts that are different from the embodiment shown in FIGS. 1 and 4, and parts that are substantially the same as those in the embodiment of FIG. .
[0058]
In the embodiment shown in FIG. 5, the first planetary gear set 14 is arranged on the counter shaft 62 provided in parallel with the input shaft 10 and the drive provided in parallel with these as in the embodiment shown in FIG. The second planetary gear set 18 is disposed on the
[0059]
That is, the
[0060]
Also, the output shaft 12 is on the same axis as the counter shaft 62, which is different from the embodiment of FIG.
Further, the connection relationship between the
The
[0061]
The counter shaft 62 can be selectively connected to the
The
The
[0062]
The
Therefore, the
The
[0063]
As described above, the connection relationship between the members is different, but the signs and actions of the fastening elements are the same as those in the embodiment shown in FIG. 1, and the operation table is also the same as that shown in FIG.
Further, in the common velocity diagram shown in FIG. 3, it can be drawn in the same manner when each rotating member is replaced in consideration of the above connection relation.
[0064]
That is, the second sun gear 30 (S2) is located on the leftmost vertical line of R2, the first ring gear 22 (R1) is located on the right next to C2, and the vertical line of R1, and the first carrier is located on the right next to the vertical line of C1. 28 (C1) and the second ring gear 32 (R2), and the first sun gear 20 (S1) and the second carrier 38 (C2) are assigned to the vertical lines S1 and S2 at the right end so that the vertical lines representing the members are It will be the same.
[0065]
Therefore, the tooth number ratios α1 and α2 of the first planetary gear set 14 and the second planetary gear set 18 are appropriately set so that the intervals between the vertical lines in the common speed diagram are the same as those shown in FIG. Then, the value of the gear ratio is the same as that of the embodiment shown in FIG.
Further, although the calculation formula for the transmission ratio itself is different from that of the embodiment of FIG. 1, it can be derived from the above-mentioned common speed diagram by setting 1 / α2-1 as A, and thus the description thereof is omitted.
[0066]
In the embodiment shown in FIG. 5 as well, a gear ratio of 8 forward speeds and 2 reverse speeds can be obtained.
Arranged on the counter shaft 62 side are the first planetary gear set 14 and the first gear pair 40, the first and
[0067]
Therefore, it is the same as the embodiment shown in FIG. 1 that the counter shaft 62 and the
Further, as described in the embodiment of FIG. 1, it is also possible to obtain a transmission ratio of 6 forward speeds and 1 reverse speed without providing the third clutch 46.
[0068]
Next, FIG. 6 shows a skeleton of the fourth embodiment in the multi-speed planetary gear train of the present invention.
Here, the description will focus on the parts different from the embodiment shown in FIG. 1 and FIG. 5, and the substantially same parts as those in the embodiment shown in FIG. 1 and FIG. The description of is omitted.
[0069]
The embodiment shown in FIG. 6 is basically the same as the embodiment shown in FIG.
That is, the difference is that the counterpart connected to the
[0070]
In addition, the clutch that connects the second carrier and the
That is, the role of the
[0071]
In general, in a double pinion type planetary gear set, a sun gear and a carrier are functionally in a relationship between one and the other, and perform the same function even if they are reversed.
Therefore, the embodiment shown in FIG. 6 basically operates in the same manner as the embodiment shown in FIG.
[0072]
The sign and action of each fastening element are the same as those of the embodiment shown in FIGS. 1 and 5, and the operation table is also the same as that shown in FIG.
Further, in the common velocity diagram shown in FIG. 3, it can be drawn in the same manner when each rotating member is replaced in consideration of the above connection relation.
[0073]
That is, the second carrier 38 (C2) is placed on the leftmost vertical line of R2, the first ring gear 22 (R1) is placed on the vertical line of C2 and R1 on the right, and the first carrier is placed on the vertical line of C1 on the right. 28 (C1) and the second ring gear 32 (R2), and the first sun gear 20 (S1) and the second sun gear 30 (S2) are assigned to the vertical lines of S1 and S2 at the right end so that the vertical lines representing the members are It will be the same.
[0074]
Therefore, the tooth number ratios α1 and α2 of the first planetary gear set 14 and the second planetary gear set 18 are appropriately set so that the intervals between the vertical lines in the common speed diagram are the same as those shown in FIG. Then, the value of the gear ratio is the same as that of the embodiment shown in FIG.
Further, although the transmission ratio calculation formula itself is different from that of the embodiment of FIG. 1, it can be derived from the above-mentioned common speed diagram by setting 1 / α2-1-α1 as A, and the description thereof will be omitted.
[0075]
In the embodiment shown in FIG. 6, as in the embodiment shown in FIG. 5, a transmission gear ratio of 8 forward speeds and 2 reverse speeds is obtained, and both the counter shaft 62 side and the
Further, as described in the embodiment of FIG. 1, it is also possible to obtain a transmission ratio of 6 forward speeds and 1 reverse speed without providing the third clutch 46.
[0076]
As described above, in the multi-speed planetary gear train according to the present invention, the planetary gear set, the gear pair, the chain, and the fastening element are substantially equal to both the input shaft 10 side or the counter shaft 62 and the
Therefore, it becomes easy to apply to a transmission mounted on a front-wheel drive vehicle with the engine placed horizontally.
[0077]
A multi-stage transmission with a wide gear ratio is indispensable for vehicle fuel efficiency and exhaust purification, and a multi-speed planetary gear train that can be applied to front-wheel-drive vehicles with horizontal engine production, which has a large production volume around the world. There are many advantages from the viewpoint of global environmental conservation.
[0078]
According to the multi-speed planetary gear train according to the present invention, in addition to the above-described effects, the layout of the fastening elements and the layout of the bearings supporting the gears are further based on the general knowledge of those skilled in the art. It is possible to carry out the invention in a manner in which improvements or changes are made, such as adding a second one-way clutch and a brake for fixing the second one-way clutch to the case in parallel with the first brake.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a skeleton of a multi-speed planetary gear train according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an operation table of the multi-speed planetary gear train shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing a common speed diagram and an example of a gear ratio of the multi-speed planetary gear train shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram showing a skeleton of a multi-speed planetary gear train according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a skeleton of a multi-speed planetary gear train according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a skeleton of a multi-speed planetary gear train according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10: Input shaft
12: Output shaft
14: First planetary gear set
16: Drive shaft
18: Second planetary gear set
20: First sun gear
22: First ring gear
24: First pinion
28: First carrier
30: Second sun gear
32: Second ring gear
34: 2nd pinion, 2nd outer pinion
36: Second inner pinion
38: Second carrier
40: First gear pair
42: First clutch
44: Second clutch
46: Third clutch
48: Fourth clutch
50: First brake
52: Second brake
54: Case
56: One-way clutch
58: Second gear pair
60: Third gear pair
62: Counter axis
66: First chain
68: Second chain
Claims (4)
前記入力軸と平行に配置された出力軸と、
前記入力軸と平行に配置された駆動軸と、
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遊星歯車組および第2遊星歯車組を有し、
前記第1遊星歯車組が、前記入力軸と同軸上に配置されるとともに、第1サンギヤと、第1リングギヤと、該第1リングギヤおよび前記第1サンギヤに噛み合った第1ピニヨンと、該第1ピニヨンを軸支する第1キャリヤとを備えており、
前記第2遊星歯車組が、前記駆動軸上に配置されるとともに、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キャリヤとを備えており、
前記入力軸と前記駆動軸との間を連結する第1歯車対と、
前記第1サンギヤと前記第2サンギヤとの間を連結する第2歯車対と、
前記第1リングギヤと前記第2キャリヤとの間を連結する第3歯車対とを備えており、
前記第1サンギヤと前記第2サンギヤとがケースに固定可能であり、
前記第2サンギヤと前記駆動軸とが連結可能であり、
前記第1リングギヤと前記第2キャリヤのどちらか一方が前記出力軸と連結し、前記第1キャリヤが前記ケースに固定可能であるとともに前記入力軸と連結可能であり、
前記第2リングギヤが前記駆動軸と連結可能であることを特徴とする多段変速遊星歯車列。An input shaft;
An output shaft disposed parallel to the input shaft;
A drive shaft disposed parallel to the input shaft;
A first planetary gear set and a second planetary gear set which are provided between the input shaft and the output shaft and convert the rotational speed of the input shaft into the rotational speed of the output shaft;
The first planetary gear set is disposed coaxially with the input shaft, and includes a first sun gear, a first ring gear, a first pinion meshed with the first ring gear and the first sun gear, and the first A first carrier that pivotally supports the pinion,
The second planetary gear set is disposed on the drive shaft, and a second sun gear, a second ring gear, a second pinion engaged with the second ring gear and the second sun gear, and the second pinion A second carrier that pivotally supports,
A first gear pair connecting between the input shaft and the drive shaft;
A second gear pair connecting between the first sun gear and the second sun gear;
A third gear pair that connects between the first ring gear and the second carrier;
The first sun gear and the second sun gear can be fixed to a case;
The second sun gear and the drive shaft are connectable;
Either the first ring gear or the second carrier is connected to the output shaft, the first carrier can be fixed to the case and can be connected to the input shaft,
The multi-stage planetary gear train, wherein the second ring gear is connectable to the drive shaft.
前記入力軸と平行に配置された出力軸と、
前記入力軸に平行に配置されたカウンタ軸と、
前記入力軸および前記カウンタ軸に平行に配置された駆動軸と、
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遊星歯車組および第2遊星歯車組を有し、
前記第1遊星歯車組が、前記カウンタ軸と同じ軸心上に配置されるとともに、第1サンギヤと、第1リングギヤと、該第1リングギヤおよび前記第1サンギヤに噛み合った第1ピニヨンと、該第1ピニヨンを軸支する第1キャリヤとを備えており、
前記第2遊星歯車組が、前記駆動軸と同軸上に配置されるとともに、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キャリヤとを備えており、
前記入力軸と前記駆動軸との間を連結する第1歯車対と、
前記入力軸と前記カウンタ軸との間を連結する第2歯車対と、
前記第1サンギヤと前記第2サンギヤとの間を連結する第1チェーンと、
前記第1リングギヤと前記第2キャリヤとの間を連結する第2チェーンとを備えており、
前記第1サンギヤと前記第2サンギヤとがケースに固定可能であり、
前記第2サンギヤと前記カウンタ軸とが連結可能であり、
前記第1リングギヤと前記第2キャリヤのどちらか一方が前記出力軸と連結し、前記第1キャリヤが前記ケースに固定可能であるとともに前記カウンタ軸と連結可能であり、
前記第2リングギヤが前記駆動軸と連結可能であることを特徴とする多段変速遊星歯車列。An input shaft;
An output shaft disposed parallel to the input shaft;
A counter shaft arranged parallel to the input shaft;
A drive shaft disposed parallel to the input shaft and the counter shaft;
A first planetary gear set and a second planetary gear set which are provided between the input shaft and the output shaft and convert the rotational speed of the input shaft into the rotational speed of the output shaft;
The first planetary gear set is disposed on the same axis as the counter shaft, and includes a first sun gear, a first ring gear, a first pinion engaged with the first ring gear and the first sun gear, A first carrier that pivotally supports the first pinion,
The second planetary gear set is disposed coaxially with the drive shaft, and a second sun gear, a second ring gear, a second pinion meshed with the second ring gear and the second sun gear, and the second A second carrier that pivotally supports the pinion,
A first gear pair connecting between the input shaft and the drive shaft;
A second gear pair connecting the input shaft and the counter shaft;
A first chain connecting between the first sun gear and the second sun gear;
A second chain connecting between the first ring gear and the second carrier;
The first sun gear and the second sun gear can be fixed to a case;
The second sun gear and the counter shaft are connectable,
One of the first ring gear and the second carrier is connected to the output shaft, and the first carrier can be fixed to the case and can be connected to the counter shaft.
The multi-stage planetary gear train, wherein the second ring gear is connectable to the drive shaft.
前記入力軸と平行に配置された出力軸と、
前記入力軸と平行に配置されたカウンタ軸と、
前記入力軸および前記カウンタ軸に平行に配置された駆動軸と、
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遊星歯車組および第2遊星歯車組を有し、
前記第1遊星歯車組が、前記カウンタ軸と同軸上に配置されるとともに、第1サンギヤと、第1リングギヤと、該第1リングギヤおよび前記第1サンギヤに噛み合った第1ピニヨンと、該第1ピニヨンを軸支する第1キャリヤとを備えており、
前記第2遊星歯車組が、前記駆動軸と同軸上に配置されるとともに、第2サンギヤと、第2リングギヤと、該第2リングギヤに噛み合った第2アウタピニヨンと、該第2アウタピニヨンおよび前記第2サンギヤに噛み合った第2インナピニヨンと、該第2インナピニヨンおよび前記第2アウタピニヨンを軸支する第2キャリヤとを備えており、
前記入力軸と前記駆動軸との間を連結する第1歯車対と、
前記入力軸と前記カウンタ軸との間を連結する第2歯車対と、
前記第1サンギヤと前記第2キャリヤもしくは前記第2サンギヤとの間を連結する第1チェーンと、
前記第1キャリヤと前記第2リングギヤとの間を連結する第2チェーンとを備えており、
前記第1サンギヤと前記第2キャリヤもしくは前記第2サンギヤとがケースに固定可能であり、
前記第2キャリヤと前記駆動軸とが連結可能であり、
前記第1キャリヤと前記第2リングギヤとが前記ケースに固定可能であり、
前記第1キャリヤと前記カウンタ軸とが連結可能であり、
前記第1リングギヤが前記出力軸と連結し、
前記第2サンギヤが前記駆動軸と連結可能であることを特徴とする多段変速遊星歯車列。An input shaft;
An output shaft disposed parallel to the input shaft;
A counter shaft arranged parallel to the input shaft;
A drive shaft disposed parallel to the input shaft and the counter shaft;
A first planetary gear set and a second planetary gear set which are provided between the input shaft and the output shaft and convert the rotational speed of the input shaft into the rotational speed of the output shaft;
The first planetary gear set is disposed coaxially with the counter shaft, and includes a first sun gear, a first ring gear, a first pinion meshed with the first ring gear and the first sun gear, and the first A first carrier that pivotally supports the pinion,
The second planetary gear set is disposed coaxially with the drive shaft, and a second sun gear, a second ring gear, a second outer pinion meshing with the second ring gear, the second outer pinion, and the second A second inner pinion meshed with the sun gear, and a second carrier that pivotally supports the second inner pinion and the second outer pinion,
A first gear pair connecting between the input shaft and the drive shaft;
A second gear pair connecting the input shaft and the counter shaft;
A first chain connecting between the first sun gear and the second carrier or the second sun gear;
A second chain connecting between the first carrier and the second ring gear;
The first sun gear and the second carrier or the second sun gear can be fixed to a case;
The second carrier and the drive shaft are connectable;
The first carrier and the second ring gear can be fixed to the case;
The first carrier and the counter shaft are connectable;
The first ring gear is connected to the output shaft;
The multi-stage planetary gear train, wherein the second sun gear is connectable to the drive shaft.
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