JP2009250327A - Multi-stage shift planetary gear train - Google Patents

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Kazumi Hiraiwa
一美 平岩
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve fuel economy by achieving of power transmission efficiency in a multi-stage planetary gear train having at least forward 8-speed. <P>SOLUTION: A multi-stage planetary gear train is provided with an input axis 10, an output axis 12, and three sets of single pinion type planetary gear set 14, 16, and 18. The input axis 10 is coupled to a first carrier 28, the output axis 12 is coupled to a second ring gear 32 and a third carrier 48, a first sun gear 20 can be coupled to a second sun gear 30, a first ring gear 22 is coupled to a third sun gear 40, the second sun gear 30 can be fixed to a stationary portion 54, a second carrier 38 can be coupled to the third sun gear 40 and a third ring gear 42 and can be fixed to the stationary portion 54 without coupling to the third ring gear 42, the third ring gear 42 can be fixed to the stationary portion 54, and the first planetary gear set 14 can be integrated by the clutch 50. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動車等の車両用自動変速機に用いる、多段変速が可能な遊星歯車列に関するものである。   The present invention relates to a planetary gear train that can be used for an automatic transmission for a vehicle such as an automobile and capable of multi-stage shifting.

車両用自動変速機に用いる遊星歯車列としては、車両の燃費、排気特性、加速性能等を向上することを主眼に、前進8段の多段変速が可能なものが提案されている。
このような多段変速が可能な従来の遊星歯車列としては、1組のダブルピニオン型遊星歯車とラビニヨウ型と呼ばれる遊星歯車群と、6個の摩擦要素からなる多段変速遊星歯車列があり、この歯車列は、6個の摩擦要素のうち常に2個の摩擦要素を締結するように切り替えることにより前進8段の変速比を得る遊星歯車列が知られている。(特許文献1を参照)。
As a planetary gear train used for an automatic transmission for vehicles, a gear train capable of multi-speed shifting of eight forward speeds has been proposed mainly for improving the fuel efficiency, exhaust characteristics, acceleration performance, and the like of the vehicle.
As a conventional planetary gear train capable of such multi-speed shifting, there is a set of double-pinion type planetary gears and a planetary gear group called Ravigneaux type, and a multi-speed planetary gear train consisting of six friction elements. As the gear train, a planetary gear train is known in which a gear ratio of eight forward speeds is obtained by switching so as to always fasten two of the six friction elements. (See Patent Document 1).

しかし、上記従来の遊星歯車列は、前進8段の自動車用として好ましい変速比を得るために、ダブルピニオン型遊星歯車を必要とするため、いわゆるシングルピニオン型の遊星歯車と比べて製造コストが高くなるとともに、歯車の噛み合いが多いため動力伝達効率が悪いという問題がある一方、6個の摩擦要素のうち常に4個が遊転しているため、遊転している摩擦要素のドラッグトルクが大きくなり、前述の動力伝達効率が悪いという問題と相まって、自動車の燃費が悪いとともに発熱が多いという問題があった。
特許第3777929号
However, the above conventional planetary gear train requires a double pinion type planetary gear in order to obtain a preferable gear ratio for a forward eight-stage automobile, and therefore has a higher manufacturing cost than a so-called single pinion type planetary gear. On the other hand, there is a problem that the power transmission efficiency is poor due to the large meshing of the gears. On the other hand, since four of the six friction elements are always idle, the drag torque of the idle friction element is large. Therefore, coupled with the problem that the power transmission efficiency is poor, there is a problem that the fuel consumption of the automobile is bad and the heat generation is large.
Japanese Patent No. 3777929

解決しようとする問題点は、前進8段以上の遊星歯車列を得る場合に、動力伝達効率が悪いダブルピニオン型遊星歯車を必要とするとともに常に4個の摩擦要素が遊転しているため、燃費が悪いとともに発熱が多い点である。
本発明の目的は、シングルピニオン型遊星歯車を用いて、自動車等の車両にとって好ましい変速比を確保しながら前進8段を超える変速段を得ることができ、この場合、常に遊転している摩擦要素の数を減らして、燃費と発熱を改善することが可能な多段変速遊星歯車列を提供することにある。
The problem to be solved is that when a planetary gear train having eight or more forward stages is obtained, a double pinion type planetary gear with poor power transmission efficiency is required and four friction elements are always idle. The fuel consumption is bad and the heat generation is high.
An object of the present invention is to use a single pinion type planetary gear to obtain a gear stage exceeding eight forward speeds while ensuring a preferable gear ratio for a vehicle such as an automobile. In this case, friction that is always idle An object of the present invention is to provide a multi-speed planetary gear train that can reduce fuel consumption and heat generation by reducing the number of elements.

本発明の多段遊星歯車列は、入力軸と、出力軸と、入力軸と同軸に配置され、第1サンギヤ、第1リングギヤ、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ピニオン、該第1ピニオンを回転自在に軸支する第1キャリアを備えた第1遊星歯車組と、出力軸と同軸に配置され、第2サンギヤ、第2リングギヤ、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ピニオン、該第2ピニオンを回転自在に軸支する第2キャリアを備えた第2遊星歯車組と、出力軸と同軸に配置され、第3サンギヤ、第3リングギヤ、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ピニオン、該第3ピニオンを回転自在に軸支する第3キャリアを備えた第3遊星歯車組とを有し、入力軸は第1キャリアと連結され、出力軸は第2リングギヤおよび第3キャリアと連結され、第1サンギヤは第2サンギヤと連結可能であり、第1リングギヤは第3サンギヤと連結され、第2サンギヤは静止部に固定可能であり、第2キャリアは第3サンギヤおよび第3リングギヤとそれぞれ連結可能であるとともに第3リングギヤと連結しない状態で静止部に固定可能であり、第3リングギヤは静止部に固定可能であり、第1遊星歯車組は、クラッチにより一体化可能であるように構成した。
The multi-stage planetary gear train of the present invention includes an input shaft, an output shaft, a first pinion that is arranged coaxially with the input shaft, and meshes with the first sun gear, the first ring gear, the first ring gear, and the first sun gear. A first planetary gear set having a first carrier that rotatably supports one pinion, and a first sun gear, a second ring gear, a second ring gear, a second ring gear, and a second sun gear that are arranged coaxially with the output shaft. A second planetary gear set including a second pinion, a second carrier that rotatably supports the second pinion, and a coaxial arrangement with an output shaft; a third sun gear, a third ring gear, the third ring gear, and a third A third pinion meshed with the sun gear, a third planetary gear set having a third carrier that rotatably supports the third pinion, an input shaft connected to the first carrier, and an output shaft connected to the second carrier Ring gear The first sun gear can be connected to the second sun gear, the first ring gear can be connected to the third sun gear, the second sun gear can be fixed to the stationary part, and the second carrier can be connected to the third carrier. The sun gear and the third ring gear can be connected to each other and can be fixed to the stationary part without being connected to the third ring gear, the third ring gear can be fixed to the stationary part, and the first planetary gear set is integrated by a clutch. It was configured to be possible.

本発明の多段変速遊星歯車列は、上記のように構成したため、自動車等用の変速機にとって好ましい変速比を得ながら、動力伝達効率の高いシングルピニオン型を用いて前進8段を超える遊星歯車列を得ることができるとともに、この場合に常に遊転している摩擦要素の数を3個と従来例より1個少なくできるので、燃費と発熱の改善が期待できる。   Since the multi-speed planetary gear train of the present invention is configured as described above, a planetary gear train having more than 8 forward speeds using a single pinion type having high power transmission efficiency while obtaining a preferable gear ratio for a transmission for an automobile or the like. In this case, the number of friction elements that are always free-wheeling can be reduced to three, which is one less than that of the conventional example, so that improvement in fuel consumption and heat generation can be expected.

以下、本発明の実施の形態に係る多段変速遊星歯車列を、実施例に基づき図とともに説明する。   Hereinafter, a multi-speed planetary gear train according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings based on examples.

図1は、本発明の実施例1の遊星歯車列を表すスケルトン図である。
図1に示した実施例の多段変速遊星歯車列では、エンジン1からトルクコンバータ2を介して駆動される入力軸10および図示しない駆動輪を駆動する出力軸12が、エンジン1の出力軸1aと同じ軸上にある。
FIG. 1 is a skeleton diagram showing a planetary gear train according to the first embodiment of the present invention.
In the multi-speed planetary gear train of the embodiment shown in FIG. 1, an input shaft 10 driven from the engine 1 via the torque converter 2 and an output shaft 12 that drives a drive wheel (not shown) are connected to the output shaft 1 a of the engine 1. On the same axis.

入力軸10および出力軸12と同軸に、上流側から下流側に向けて順に配置した第1遊星歯車組14と第2遊星歯車組16と第3遊星歯車組18とは、いずれも一般的にシングルピニオン型と呼ばれるものであり、それぞれが同じ構成になっている。
すなわち、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、第1リングギヤ22および第1サンギヤ20に噛み合った複数の第1ピニオン24と、第1ピニオン24を回転自在に軸支する第1キャリア28といった回転メンバーで構成されている。
The first planetary gear set 14, the second planetary gear set 16, and the third planetary gear set 18, which are arranged coaxially with the input shaft 10 and the output shaft 12 in order from the upstream side to the downstream side, are generally These are called single pinion types, and each has the same configuration.
That is, the first planetary gear set 14 is capable of rotating the first sun gear 20, the first ring gear 22, the plurality of first pinions 24 meshed with the first ring gear 22 and the first sun gear 20, and the first pinion 24. The rotating member is a first carrier 28 that is pivotally supported.

同様に、第2遊星歯車組16は、第2サンギヤ30、第2リングギヤ32、複数の第2ピニオン34、第2キャリア38といった回転メンバーで構成されており、第3遊星歯車組18は、第3サンギヤ40、第3リングギヤ42、複数の第3ピニオン44、第3キャリア48といった回転メンバーで構成されている。   Similarly, the second planetary gear set 16 is composed of rotating members such as a second sun gear 30, a second ring gear 32, a plurality of second pinions 34, and a second carrier 38. The rotating member includes a three sun gear 40, a third ring gear 42, a plurality of third pinions 44, and a third carrier 48.

続いて、入力軸10、出力軸12、第1遊星歯車組14、第2遊星歯車組16、第3遊星歯車組18の回転メンバー間の連結関係につき、説明する。
入力軸10は、第1キャリア28と連結されている。
第1サンギヤ20は、第1クラッチ50により第1リングギヤ22と連結可能である。なお、第1クラッチ50を締結した場合には第1遊星歯車組14は一体(すなわち、すべての回転メンバーが一体回転する状態)になる。
第1リングギヤ22は、第3サンギヤ40と連結されている。
Next, the connection relationship among the rotating members of the input shaft 10, the output shaft 12, the first planetary gear set 14, the second planetary gear set 16, and the third planetary gear set 18 will be described.
The input shaft 10 is connected to the first carrier 28.
The first sun gear 20 can be connected to the first ring gear 22 by the first clutch 50. In addition, when the 1st clutch 50 is fastened, the 1st planetary gear set 14 will be united (namely, the state in which all the rotation members rotate integrally).
The first ring gear 22 is connected to the third sun gear 40.

第2サンギヤ30は、第1ブレーキ52によって変速機のケース(静止部)54に固定可能であるとともに、第2クラッチ56により第1サンギヤ20と連結可能である。
第2リングギヤ32は、第3キャリア48とともに出力軸12と連結している。
第3リングギヤ42は第2ブレーキ58によりケース54に固定可能である。
第2キャリア38は、第3クラッチ60により第3サンギヤ40と、第4クラッチ62により第3リングギヤ42と、それぞれ連結可能であるとともに、ロック機構64によってケース54に固定することができるようになっている。
The second sun gear 30 can be fixed to a transmission case (stationary portion) 54 by a first brake 52 and can be connected to the first sun gear 20 by a second clutch 56.
The second ring gear 32 is connected to the output shaft 12 together with the third carrier 48.
The third ring gear 42 can be fixed to the case 54 by the second brake 58.
The second carrier 38 can be connected to the third sun gear 40 by the third clutch 60 and the third ring gear 42 by the fourth clutch 62, and can be fixed to the case 54 by the lock mechanism 64. ing.

つぎに、図1に示した実施例の遊星歯車列の作動を、図2に示した作動表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、ロック機構64を含めて締結要素と呼称する。
Next, the operation of the planetary gear train of the embodiment shown in FIG. 1 will be described with reference to the operation table shown in FIG.
In the following description, the clutch and the brake are referred to as a friction element, and the engagement mechanism including the lock mechanism 64 is referred to as a fastening element.

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といった締結要素が割り当ててあり、C−1は第1クラッチ50を、B−1は第1ブレーキ52を、MLはロック機構64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。   In the operation table of FIG. 2, fastening elements such as clutches and brakes are assigned to the horizontal columns. C-1 represents the first clutch 50, B-1 represents the first brake 52, and ML represents the lock mechanism 64. And so on. The relationship between these symbols and the symbols of the respective fastening elements is shown in FIG.

作動表の縦方向の欄には、図示しない操作レバーの「P」「R」「N」「D」「L」などのレンジのうち「Dレンジ」「Rレンジ」を取り上げて、Dレンジは前進第1速(1st)乃至第9速(9th)の、Rレンジは後進の、各変速段を割り当ててある。
図2の作動表中、○印は各締結要素の締結を、空欄は各締結要素の解放を、それぞれ表す。また、括弧でくくった○印は締結しているものの動力伝達には関与しないことを表す。
In the vertical column of the operation table, “D range” and “R range” among the ranges such as “P”, “R”, “N”, “D”, and “L” of an operation lever (not shown) are taken up. The R range from forward 1st speed (1st) to 9th speed (9th) is assigned to each reverse speed.
In the operation table of FIG. 2, “o” represents the fastening of each fastening element, and the blank represents the release of each fastening element. The circles enclosed in parentheses indicate that they are fastened but not involved in power transmission.

ここで、変速比に関係する各遊星歯車組の歯数比を、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)をαで表現し、第1遊星歯車組14ではα1、第2遊星歯車組16ではα2、第3遊星歯車組18あってはα3として説明する。   Here, the ratio of the number of teeth of each planetary gear set related to the gear ratio is expressed by α, the ratio (Zs / Zr) of the number of teeth (Zs) of the sun gear to the number of teeth (Zr) of the ring gear, and the first planetary gear. The group 14 will be described as α1, the second planetary gear group 16 as α2, and the third planetary gear group 18 as α3.

ここでは、各変速比の計算には、それぞれの歯数比を、α1を0.27、α2を0.35、α3を0.41とした場合について例示する。
なお、変速比は、入力軸10の回転速度と出力軸12の回転速度の比(入力軸10の回転速度/出力軸12の回転速度)で表す。
Here, the calculation of each gear ratio is illustrated for the case where the respective gear ratio is 0.27 for α1, 0.35 for α2, and 0.41 for α3.
The transmission ratio is represented by the ratio of the rotational speed of the input shaft 10 to the rotational speed of the output shaft 12 (the rotational speed of the input shaft 10 / the rotational speed of the output shaft 12).

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2クラッチ56(C−2)、第3クラッチ60(C−3)、第2ブレーキ58(B−2)の締結で行われる。以降の変速で第2ブレーキ58の締結は第4速まで維持される。
第1速の変速比は、{α2(1+α1)(1+α3)+α1}/{α2・α3(1+α1)}になり、上記の値に設定した歯数比においては4.921である。
First, as shown in the operation table shown in FIG. 2, the first forward speed (1st) is driven by the second clutch 56 (C-2), the third clutch 60 (C-3), and the second brake 58 ( It is performed by the conclusion of B-2). The subsequent engagement of the second brake 58 is maintained up to the fourth speed.
The speed ratio of the first speed is {α2 (1 + α1) (1 + α3) + α1} / {α2 · α3 (1 + α1)}, and the gear ratio set to the above value is 4.921.

つぎに、第2速(2nd)への変速は、第1速での第3クラッチ60の締結を解除して、第1クラッチ50(C−1)を締結することで行われる。
上記したように、第1クラッチ50を締結したことで第1遊星歯車組14は一体になるので、入力軸10と第3サンギヤ40は直結される。
第2速の変速比は、(1+α3)/α3になり、上記した歯数比においては3.439である。
なお、第2速において第2クラッチ56の締結は動力伝達に関与しないが、つぎの変速のためにこれを維持する。
Next, the shift to the second speed (2nd) is performed by releasing the engagement of the third clutch 60 at the first speed and engaging the first clutch 50 (C-1).
As described above, since the first planetary gear set 14 is united by engaging the first clutch 50, the input shaft 10 and the third sun gear 40 are directly connected.
The speed ratio of the second speed is (1 + α3) / α3, which is 3.439 in the above-described gear ratio.
In the second speed, the engagement of the second clutch 56 is not involved in the power transmission, but is maintained for the next shift.

つぎに、第3速(3rd)への変速は、第2速での第1クラッチ50の締結を解除して第1ブレーキ52(B−1)を締結することで行われる。
変速比は(1+α3)/{α3(1+α1)}になる。
上記した歯数比においては2.708である。
Next, the shift to the third speed (3rd) is performed by releasing the engagement of the first clutch 50 at the second speed and engaging the first brake 52 (B-1).
The gear ratio is (1 + α3) / {α3 (1 + α1)}.
In the above-mentioned tooth number ratio, it is 2.708.

つぎに、第4速(4th)への変速は、第3速での第1ブレーキ52の締結を解除して、第4クラッチ62(C−4)を締結することで行われる。
第4速の変速比は、{α3(α2−α1)+α2}/{α2・α3(1+α1)}になる。上記した歯数比においては2.100である。
Next, the shift to the fourth speed (4th) is performed by releasing the engagement of the first brake 52 at the third speed and engaging the fourth clutch 62 (C-4).
The speed ratio of the fourth speed is {α3 (α2−α1) + α2} / {α2 · α3 (1 + α1)}. In the above-mentioned tooth number ratio, it is 2.100.

つぎに、第5速(5th)への変速は、第4速での第2クラッチ56および第2ブレーキ58の締結を解除して、第1クラッチ50および第1ブレーキ52を締結することで行われる。
第5速の変速比は、{α2(1+α3)+α3}/{α3(1+α2)}になる。上記した歯数比においては1.632である。
Next, the shift to the fifth speed (5th) is performed by releasing the engagement of the second clutch 56 and the second brake 58 at the fourth speed and engaging the first clutch 50 and the first brake 52. Is called.
The speed ratio of the fifth speed is {α2 (1 + α3) + α3} / {α3 (1 + α2)}. In the above-mentioned tooth number ratio, it is 1.632.

つぎに、第6速(6th)への変速は、第5速における第1クラッチ50の締結を解除して、再び第2クラッチ56を締結することで行われる。
第6速の変速比は、{α3(1+α2)+α2}/{α3(1+α1)(1+α2)}になる。上記した歯数比においては1.285である。
Next, the shift to the sixth speed (6th) is performed by releasing the engagement of the first clutch 50 at the fifth speed and engaging the second clutch 56 again.
The speed ratio of the sixth speed is {α3 (1 + α2) + α2} / {α3 (1 + α1) (1 + α2)}. In the above-mentioned tooth number ratio, it is 1.285.

つぎに、第7速(7th)への変速は、第6速における第1ブレーキ52の締結を解除して、第1クラッチ50を締結することで行われる。
これにより、遊星歯車列全体が一体になり、入力軸10と出力軸12とは直結されるので、第7速の変速比は歯数比に関係なく1になる。
Next, the shift to the seventh speed (7th) is performed by releasing the engagement of the first brake 52 and engaging the first clutch 50 at the sixth speed.
As a result, the entire planetary gear train is integrated, and the input shaft 10 and the output shaft 12 are directly connected, so the gear ratio of the seventh speed is 1 regardless of the gear ratio.

つぎに、第8速(8th)への変速は、変速前の第7速において第3クラッチ60も締結し、続いて第2クラッチ56および第4クラッチ62の締結を解除して、再び第1ブレーキ52を締結することで行われる。
第8速の変速比は、1/(1+α2)になり、上記した歯数比においては0.741の増速になる。
Next, in the shift to the eighth speed (8th), the third clutch 60 is also engaged at the seventh speed before the shift, and then the engagement of the second clutch 56 and the fourth clutch 62 is released, and then the first shift is performed again. This is done by fastening the brake 52.
The speed ratio of the eighth speed is 1 / (1 + α2), and the above gear ratio is 0.741.

つぎに、第9速(9th)への変速は、第8速における第1クラッチ50の締結を解除して、再び第2クラッチ56を締結することで行われる。
これにより、変速比は1/{(1+α1)(1+α2)}になり、上記した歯数比においては0.583の増速になる。
Next, the shift to the ninth speed (9th) is performed by releasing the engagement of the first clutch 50 at the eighth speed and engaging the second clutch 56 again.
As a result, the transmission gear ratio becomes 1 / {(1 + α1) (1 + α2)}, and the above-mentioned gear ratio increases by 0.583.

つぎに、Rレンジの後進の変速は、図示しないアクチュエータによってロック機構64を作用させて第2キャリア38をケース54に固定したうえで、第1クラッチ50および第2クラッチ56の締結することで行われる。
これにより、変速比は−1/α2になって、上記した歯数比においては−2.857になる。
Next, the reverse shift of the R range is performed by fastening the first clutch 50 and the second clutch 56 after the lock mechanism 64 is actuated by an actuator (not shown) to fix the second carrier 38 to the case 54. Is called.
As a result, the gear ratio becomes -1 / α2, and in the above-described gear ratio, -2.857.

なお、ロック機構64を作用させる際に、第2ブレーキ58と第4クラッチ62を締結して、第2キャリア38の回転を停止させてからロック機構64を作用させることが望ましい。このようにすると、たとえ車両が微速で動いている場合でもスムーズにロック機構64を作用させることができる。
ロック機構64にて第2キャリア38をケース54に固定した後に、第2ブレーキ58と第4クラッチ62の締結を解除して、第1クラッチ50および第2クラッチ56締結する。
ロック機構64は、一般的な自動変速機のパーキングロック装置のようなもの、またはドグクラッチのようなもので構わない。
When the lock mechanism 64 is operated, it is desirable that the second brake 58 and the fourth clutch 62 are fastened to stop the rotation of the second carrier 38 before the lock mechanism 64 is operated. In this way, even when the vehicle is moving at a slow speed, the lock mechanism 64 can be operated smoothly.
After the second carrier 38 is fixed to the case 54 by the lock mechanism 64, the engagement of the second brake 58 and the fourth clutch 62 is released, and the first clutch 50 and the second clutch 56 are engaged.
The lock mechanism 64 may be a general automatic transmission parking lock device or a dog clutch.

また、ロック機構64の作動を、より確実にスムーズに行うために、図示しない操作レバーの「D」レンジと「R」レンジの中間にある中立の「N」レンジにおいて、第2ブレーキ58と第4クラッチ62を締結して、第2キャリア38の回転を停止させておくことも有用である。この場合、第2キャリア38の回転を停止させただけでは遊星歯車列としての動力伝達は行われないので、中立である。   Further, in order to perform the operation of the lock mechanism 64 more reliably and smoothly, in the neutral “N” range between the “D” range and the “R” range of an operation lever (not shown), the second brake 58 and the second brake 58 are operated. It is also useful to engage the 4 clutch 62 and stop the rotation of the second carrier 38. In this case, since the power transmission as the planetary gear train is not performed only by stopping the rotation of the second carrier 38, it is neutral.

以上で説明した前進の変速比を並べてみると以下になる。なお、左側の値が変速比であり、右側括弧内の値は当該変速比と1段上位の変速比との間の比(段間比)である。
第1速 4.921 (1.431)
第2速 3.439 (1.270)
第3速 2.708 (1.289)
第4速 2.100 (1.287)
第5速 1.632 (1.270)
第6速 1.285 (1.285)
第7速 1.000 (1.350)
第8速 0.741 (1.270)
第9速 0.583
これを見ると、自動車用の変速比として好ましい段間比の前進9段の変速比が得られるのが分かる。
The following is a list of the forward gear ratios described above. The value on the left is the gear ratio, and the value in the right parenthesis is the ratio between the gear ratio and the gear ratio one step higher (interstage ratio).
1st speed 4.921 (1.431)
Second speed 3.439 (1.270)
3rd speed 2.708 (1.289)
4th speed 2.100 (1.287)
5th Speed 1.632 (1.270)
6th speed 1.285 (1.285)
7th speed 1.000 (1.350)
8th speed 0.741 (1.270)
9th speed 0.583
From this, it can be seen that a gear ratio of 9 forward speeds, which is a preferable gear ratio for automobiles, can be obtained.

このように、本発明の実施例1に係る多段遊星歯車列は、自動車にとって好ましい変速比が得られる前進9段、後進1段を達成できる。また、歯車列を上記のように構成したため、3組の遊星歯車組14、16、18には構造が簡単で重量も軽く動力伝達効率の高いシングルピニオン型を用いることができるとともに、この場合、常に遊転している摩擦要素の数が3個であり、従来例より1個少ないので、遊転している摩擦要素の引きずり抵抗(ドラッグトルク)を減らすことができる。   As described above, the multi-stage planetary gear train according to the first embodiment of the present invention can achieve 9 forward speeds and 1 reverse speed in which a gear ratio preferable for an automobile can be obtained. In addition, since the gear train is configured as described above, a single pinion type having a simple structure, light weight and high power transmission efficiency can be used for the three planetary gear sets 14, 16, and 18, and in this case, The number of friction elements that are always idle is three, which is one less than that of the conventional example, so that drag resistance (drag torque) of the idle friction elements can be reduced.

また、後進時に第2キャリア38をケース54に固定する手段としてロック機構64を用いたので、一般的な摩擦クラッチを用いる場合に比べて前進時における引きずり抵抗が小さい。
これらの結果、燃費が優れ、発熱の少ない前進9段の自動変速機を得ることができる。
Further, since the lock mechanism 64 is used as a means for fixing the second carrier 38 to the case 54 during reverse travel, drag resistance during forward travel is smaller than when a general friction clutch is used.
As a result, it is possible to obtain a 9-speed automatic transmission with excellent fuel efficiency and low heat generation.

図3は、本発明における第2の実施例に係る多段遊星歯車列のスケルトン図を表している。
ここでは、実施例1と異なる部分を中心に説明し、実施例1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。
FIG. 3 shows a skeleton diagram of the multi-stage planetary gear train according to the second embodiment of the present invention.
Here, the description will focus on parts that are different from the first embodiment, the same reference numerals are given to parts that are substantially the same as those of the first embodiment, and descriptions thereof are omitted.

実施例2における実施例1との違いは、第3クラッチ60と並列にワンウエイクラッチ(以下、「OWC」という)70を設けたことである。
OWC70は、第2キャリア38が第3サンギヤ40を前進で駆動する方向でのみトルクを伝達することができる。
これにより、前進第1速においてエンジン1から出力軸12を駆動するトルクは、第3クラッチ60を締結することなく伝達可能になる。
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that a one-way clutch (hereinafter referred to as “OWC”) 70 is provided in parallel with the third clutch 60.
The OWC 70 can transmit torque only in the direction in which the second carrier 38 drives the third sun gear 40 forward.
As a result, the torque for driving the output shaft 12 from the engine 1 at the first forward speed can be transmitted without engaging the third clutch 60.

第1クラッチ50および第2クラッチ56の配置が実施例1とやや異なるが、連結関係は同じである。
その他は実施例1と同じ構成であるので詳細な説明は省略する。
Although the arrangement of the first clutch 50 and the second clutch 56 is slightly different from that of the first embodiment, the connection relationship is the same.
Since the rest of the configuration is the same as that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.

つぎに、実施例2の作動を、図4に示した作動表を参考に説明する。
図2に示した実施例1の作動表との違いは、「D」レンジの他に「L」レンジを記載してあり、Dレンジの第1速とLレンジの第1速が異なることである。
すなわち、Dレンジの第1速は第3クラッチ60の締結をしないでOWC70が車両を加速する方向にのみ自動的に締結する。
したがって、Dレンジの第1速においては、いわゆるエンジンブレーキのように出力軸12側から入力軸10を駆動することはできない。
Next, the operation of the second embodiment will be described with reference to the operation table shown in FIG.
The difference from the operation table of the first embodiment shown in FIG. 2 is that the “L” range is described in addition to the “D” range, and the first speed of the D range is different from the first speed of the L range. is there.
That is, the first speed in the D range is automatically engaged only in the direction in which the OWC 70 accelerates the vehicle without engaging the third clutch 60.
Therefore, at the first speed in the D range, the input shaft 10 cannot be driven from the output shaft 12 side like so-called engine braking.

OWC70の締結で第1速の駆動が行われるので、第1速から第2速への変速において第1クラッチ50の締結を追加するだけでよく、この際、OWC70の締結は自動的に解除される。   Since the first speed drive is performed when the OWC 70 is engaged, it is only necessary to add the engagement of the first clutch 50 in the shift from the first speed to the second speed. At this time, the engagement of the OWC 70 is automatically released. The

Lレンジの第1速は実施例1におけるDレンジの第1速と同様に第3クラッチ60を締結するので、出力軸12側から入力軸10を駆動することができる。
その他の作動は実施例1と同じであるので詳細な説明を省略する。
Since the first speed of the L range engages the third clutch 60 in the same manner as the first speed of the D range in the first embodiment, the input shaft 10 can be driven from the output shaft 12 side.
Since other operations are the same as those in the first embodiment, detailed description thereof is omitted.

本発明の実施例2に係る多段遊星歯車列も実施例1と同様に、前進9段、後進1段において自動車にとって好ましい変速比が得られるとともに、歯車列を上記のように構成したため、3組の遊星歯車組14、16、18は、構造が簡単で重量も軽く動力伝達効率の高いシングルピニオン型を用いることができる。この場合、常に遊転している摩擦要素の数が3個であり、従来例より1個少ないので、遊転している摩擦要素の引きずり抵抗(ドラッグトルク)を減らすことができる。   Similarly to the first embodiment, the multi-stage planetary gear train according to the second embodiment of the present invention can obtain a preferable gear ratio for the automobile in the ninth forward speed and the first reverse speed, and the gear train is configured as described above. The planetary gear sets 14, 16, and 18 can be a single pinion type having a simple structure, light weight, and high power transmission efficiency. In this case, the number of friction elements that are always idle is three, which is one less than the conventional example, so that drag resistance (drag torque) of the idle friction elements can be reduced.

図5は、本発明における第3の実施例に係る多段遊星歯車列のスケルトン図を表している。
ここでは、実施例1と異なる部分を中心に説明し、実施例1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。
FIG. 5 shows a skeleton diagram of a multi-stage planetary gear train according to the third embodiment of the present invention.
Here, the description will focus on parts that are different from the first embodiment, the same reference numerals are given to parts that are substantially the same as those of the first embodiment, and descriptions thereof are omitted.

実施例3における実施例1との違いは、エンジン1が右側に配置されていることと、出力軸12が入力軸10の外側に配置されていることであり、出力軸12は出力歯車12aと一体になっている。
出力歯車12aは図示しない相手歯車を介して車輪を駆動するようになっている。
その他の部分は実施例1と同じであるので詳細の説明を省略する。
The difference between the third embodiment and the first embodiment is that the engine 1 is disposed on the right side and that the output shaft 12 is disposed outside the input shaft 10, and the output shaft 12 is connected to the output gear 12a. It is united.
The output gear 12a drives a wheel via a counter gear (not shown).
Since other parts are the same as those of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.

つぎに、実施例3の作動を説明する。
実施例3の作動は実施例1と同じであり、作動表も図2と同じであるので詳細な説明を省略する。
Next, the operation of the third embodiment will be described.
The operation of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, and the operation table is also the same as that shown in FIG.

本発明の実施例3に係る多段遊星歯車列も実施例1と同様に、前進9段、後進1段において自動車にとって好ましい変速比が得られるとともに、歯車列を上記のように構成したため、3組の遊星歯車組14、16、18は、構造が簡単で重量も軽く動力伝達効率の高いシングルピニオン型を用いることができる。この場合、常に遊転している摩擦要素の数が3個であり、従来例より1個少ないので、遊転している摩擦要素の引きずり抵抗(ドラッグトルク)を減らすことができる。
また、出力軸12を入力軸10の外側に配置し、出力歯車12aと一体にしたため、前輪駆動車に適したレイアウトが可能になる。
Similarly to the first embodiment, the multi-stage planetary gear train according to the third embodiment of the present invention can obtain a preferable gear ratio for the vehicle in the ninth forward speed and the first reverse speed, and the gear train is configured as described above. The planetary gear sets 14, 16, and 18 can be a single pinion type having a simple structure, light weight, and high power transmission efficiency. In this case, the number of friction elements that are always idle is three, which is one less than the conventional example, so that drag resistance (drag torque) of the idle friction elements can be reduced.
Further, since the output shaft 12 is disposed outside the input shaft 10 and integrated with the output gear 12a, a layout suitable for a front wheel drive vehicle is possible.

以上説明したように、本発明の各実施例に係る多段遊星歯車列は、自動車にとって好ましい前進9段の変速比が得られるとともに、燃費が優れ、発熱の少ない自動変速機を得ることが可能になる。   As described above, the multi-stage planetary gear train according to each embodiment of the present invention can obtain a transmission gear ratio of 9 forwards that is preferable for an automobile, and can provide an automatic transmission that is excellent in fuel efficiency and generates less heat. Become.

上記の各実施例では、エンジン1と入力軸10との間にトルクコンバータ2を設けているが、これに代えてフルードカップリングまたは摩擦クラッチを用いてもよいことは言うまでもない。
また、後進時に第2キャリア38をケース54に固定する手段としてロック機構64を用いる例で説明したが、一般的な多板式の摩擦クラッチや円錐クラッチなどを用いることも可能である。
In each of the above embodiments, the torque converter 2 is provided between the engine 1 and the input shaft 10, but it goes without saying that a fluid coupling or a friction clutch may be used instead.
Further, the example in which the lock mechanism 64 is used as a means for fixing the second carrier 38 to the case 54 during reverse travel has been described, but a general multi-plate friction clutch, conical clutch, or the like can also be used.

前進8段を超える変速比を得るとともに、燃費が優れ、発熱の少ない自動変速機を得ることが可能になるので、燃費が重視される小型乗用車から中型商用車などに幅広く適用することができる。   Since it is possible to obtain an automatic transmission that has a forward gear ratio exceeding eight forward speeds, excellent fuel efficiency, and generates little heat, it can be widely applied to small passenger cars that emphasize fuel efficiency to medium-sized commercial vehicles.

本発明の多段変速遊星歯車列を示したスケルトン図である。(実施例1)It is the skeleton figure which showed the multi-stage planetary gear train of this invention. Example 1 実施例1の多段変速遊星歯車列の作動表を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement table | surface of the multistage speed planetary gear train of Example 1. FIG. 本発明の多段変速遊星歯車列を示したスケルトン図である。(実施例2)It is the skeleton figure which showed the multi-stage planetary gear train of this invention. (Example 2) 実施例2の多段変速遊星歯車列の作動表を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement table | surface of the multistage speed planetary gear train of Example 2. FIG. 本発明の多段変速遊星歯車列を示したスケルトン図である。(実施例3)It is the skeleton figure which showed the multi-stage planetary gear train of this invention. (Example 3)

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン
2 トルクコンバータ
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ピニオン
28 第1キャリア
30 第2サンギヤ
32 第2リングギヤ
34 第2ピニオン
38 第2キャリア
40 第3サンギヤ
42 第3リングギヤ
44 第3ピニオン
48 第3キャリア
50 第1クラッチ
52 第1ブレーキ
54 ケース
56 第2クラッチ
58 第2ブレーキ
60 第3クラッチ
62 第4クラッチ
64 ロック機構
70 ワンウエイクラッチ(OWC)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Torque converter 10 Input shaft 12 Output shaft 14 1st planetary gear set 16 2nd planetary gear set 18 3rd planetary gear set 20 1st sun gear 22 1st ring gear 24 1st pinion 28 1st carrier 30 2nd sun gear 32 2nd ring gear 34 2nd pinion 38 2nd carrier 40 3rd sun gear 42 3rd ring gear 44 3rd pinion 48 3rd carrier 50 1st clutch 52 1st brake 54 Case 56 2nd clutch 58 2nd brake 60 3rd clutch 62 Fourth clutch 64 Lock mechanism 70 One-way clutch (OWC)

Claims (3)

入力軸と、
出力軸と、
前記入力軸と同軸に配置され、第1サンギヤ、第1リングギヤ、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ピニオン、該第1ピニオンを回転自在に軸支する第1キャリアを備えた第1遊星歯車組と、
前記出力軸と同軸に配置され、第2サンギヤ、第2リングギヤ、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ピニオン、該第2ピニオンを回転自在に軸支する第2キャリアを備えた第2遊星歯車組と、
前記出力軸と同軸に配置され、第3サンギヤ、第3リングギヤ、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ピニオン、該第3ピニオンを回転自在に軸支する第3キャリアを備えた第3遊星歯車組とを有し、
前記入力軸は、前記第1キャリアと連結され、
前記出力軸は、前記第2リングギヤおよび前記第3キャリアと連結され、
前記第1サンギヤは、前記第2サンギヤと連結可能であり、
前記第1リングギヤは、前記第3サンギヤと連結され、
前記第2サンギヤは、静止部に固定可能であり、
前記第2キャリアは、前記第3サンギヤおよび前記第3リングギヤとそれぞれ連結可能であるとともに前記第3リングギヤと連結しない状態で静止部に固定可能であり、
前記第3リングギヤは、静止部に固定可能であり、
前記第1遊星歯車組は、クラッチにより一体化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;
The first sun gear, the first ring gear, the first ring gear, a first pinion meshing with the first sun gear, and a first carrier that rotatably supports the first pinion are arranged coaxially with the input shaft. A first planetary gear set;
The second sun gear, the second ring gear, the second ring gear, the second pinion meshed with the second sun gear, and the second carrier that rotatably supports the second pinion are disposed coaxially with the output shaft. A second planetary gear set;
A third sun gear, a third ring gear, a third pinion meshing with the third ring gear, and a third carrier that rotatably supports the third pinion are arranged coaxially with the output shaft. A third planetary gear set,
The input shaft is connected to the first carrier;
The output shaft is connected to the second ring gear and the third carrier;
The first sun gear is connectable to the second sun gear;
The first ring gear is connected to the third sun gear;
The second sun gear can be fixed to a stationary part,
The second carrier can be connected to the third sun gear and the third ring gear, respectively, and can be fixed to the stationary part without being connected to the third ring gear,
The third ring gear can be fixed to the stationary part,
The first planetary gear set can be integrated by a clutch.
前記第2キャリアを静止部に固定する手段は、ロック機構である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。   The multi-speed planetary gear train according to claim 1, wherein the means for fixing the second carrier to the stationary portion is a lock mechanism. 前記第2キャリアと前記第3サンギヤとの間を摩擦クラッチで連結可能にするとともに、該摩擦クラッチと並列に配置したワンウエイクラッチで連結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。   2. The multi-speed planetary gear according to claim 1, wherein the second carrier and the third sun gear are connectable by a friction clutch and are connected by a one-way clutch arranged in parallel with the friction clutch. Column.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2013129441A1 (en) * 2012-02-29 2013-09-06 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 Automatic transmission device
JP2015161401A (en) * 2014-02-28 2015-09-07 アイシン精機株式会社 Automatic transmission for vehicle
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