JP2679115B2

JP2679115B2 - 車両用遊星歯車式変速装置

Info

Publication number: JP2679115B2
Application number: JP63148655A
Authority: JP
Inventors: 壽幸浅田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1988-06-16
Filing date: 1988-06-16
Publication date: 1997-11-19
Anticipated expiration: 2012-11-19
Also published as: JPH01316552A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、自動車や鉄道車両などの車両において原動
機と駆動輪との間に設けられる遊星歯車式変速装置の改
良に関するものである。

従来技術およびその問題点車両においては、予め定められた複数のギヤ段を自動
的に選択をするために好適な遊星歯車式変速装置が多用
されている。このような遊星歯車式変速装置では、簡単
且つ小型であって、変速比幅を大きくとり得、且つ変速
制御が容易であることが望まれる。

これに対し、たとえば、特公昭51−39306号公報、特
公昭50−32913号公報、特公昭51−3012号公報に記載さ
れているような車両用遊星歯車式変速装置が提供されて
いる。これによれば、シングルピニオン型の遊星歯車装
置が３組連ねて配列されるので、比較的構造が簡単にな
るとともに外形が小型となる特徴がある。

しかしながら、上記特公昭51−39306号公報に記載さ
れた車両用遊星歯車式変速装置によれば、前進６速まで
のギヤ段が得られるので、充分な変速比幅が得られる特
徴があるが、変速制御の為に７つの摩擦係合要素および
１つの一方向クラッチが用いられるので、油圧アクチュ
エータの数が多くなるとともに変速制御が複雑となる欠
点があった。

また、特公昭50−32913号公報に記載された車両用遊
星歯車式変速装置によれば、前進５速のギヤ段が得られ
るとともに、ギヤ段を切り換えるための摩擦係合装置が
６個に減少する。しかし、このような形式の車両用遊星
歯車式変速装置では、第２速から第３速へのギヤ段の切
換えに際して、それまでの動力入力経路を切り離すと同
時に次の動力入力経路を連結させるという所謂入力切換
えが行われるので、制御が微妙となる欠点があった。す
なわち、それまでの動力入力経路を切り離してから次の
動力入力経路を連結させるまでの間に動力伝達の空白期
間が発生するとエンジンが吹き上がり、反対に、その入
力切換えの際に一方が解放されるとともに他方が係合さ
せられる２つの摩擦係合装置が同時に係合させられると
トランスミッションのロックおよびそれに起因するショ
ックが発生するから、エンジンの吹き上がりおよびトラ
ンスミッションのロックを発生させない微妙な切換え制
御が要求され、円滑な切換え制御を安定的に行うことが
困難なのである。

また、特公昭51−3012号公報に記載された車両用遊星
歯車式変速装置によれば、上記の遊星歯車式変速装置と
同様に、前進５速のギヤ段が得られるとともに、摩擦係
合装置が６個となる。しかし、第１速から第２速への切
換えに際しては、上記の遊星歯車式変速装置と同様に、
所謂入力切換えが行われる欠点があるとともに、４個の
摩擦係合装置を制御しなければならないため、一層変速
制御が複雑となる欠点があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたものであ
り、その目的とするところは、３組のシングルピニオン
型の遊星歯車装置を配列した形式の変速装置において、
前進５段以上の変速ギヤ段および幅広い変速比範囲が得
られ且つ変速制御が容易な車両用遊星歯車式変速装置を
提供することにある。

問題点を解決するための手段斯る目的を達成するため、本発明の要旨とするところ
は、第１サンギヤ、第１遊星歯車を回転可能に支持する
第１キャリヤ、第１リングギヤを備えたシングルピニオ
ン型の第１遊星歯車装置と、第２サンギヤ、第２遊星歯
車を回転可能に支持する第２キャリヤ、第２リングギヤ
を備えたシングルピニオン型の第２遊星歯車装置と、第
３サンギヤ、第３遊星歯車を回転可能に支持する第３キ
ャリヤ、第３リングギヤを備えたシングルピニオン型の
第３遊星歯車装置とが同じ軸線上に順次設けられ、入力
部材の回転を段階的に変速して出力部材へ伝達する形式
の車両用遊星歯車式変速装置において、（ａ）前記第１
キャリヤと第２リングギヤとを互いに連結し、前記第１
サンギヤと第２サンギヤと第３サンギヤとを互いに連結
し、前記第２キャリヤと第３キャリヤとを互いに連結
し、前記第３リングギヤと前記出力部材とを互いに連結
する一方、（ｂ）前記第１リングギヤを前記入力部材に
選択的に連結する第１係合装置と、前記第１キャリヤお
よび第２リングギヤを入力部材に選択的に連結する第２
係合装置と、前記第１サンギヤ、第２サンギヤ、および
第３サンギヤを入力部材に選択的に連結する第３係合装
置と、前記第１キャリヤおよび第２リングギヤを位置固
定部材に選択的に連結する第４係合装置と、前記第２キ
ャリヤおよび第３キャリヤを位置固定部材に選択的に連
結する第５係合装置と、前記第１サンギヤ、第２サンギ
ヤ、および第３サンギヤを位置固定部材に選択的に連結
する第６係合装置とを設け、（ａ）前記第１係合装置お
よび第４係合装置によって、入力部材と第１リングギヤ
との間、および、第１キャリヤおよび第２リングギヤと
位置固定部材との間が同時に連結されることにより、最
も大きい変速比の第１速ギヤ段が得られ、（ｂ）前記第
１係合装置および第５係合装置によって、入力部材と第
１リングギヤとの間、および、第２キャリヤおよび第３
キャリヤと位置固定部材との間が同時に連結されること
により、前記第１速ギヤ段よりも小さい変速比の第２速
ギヤ段が得られ、（ｃ）前記第１係合装置および第６係
合装置によって、入力部材と第１リングギヤとの間、お
よび、第１サンギヤ、第２サンギヤ、および第３サンギ
ヤと位置固定部材との間が同時に連結されることによ
り、前記第２速ギヤ段よりも小さい変速比の第３速ギヤ
段が得られ、（ｄ）前記第１係合装置および第２係合装
置によって、入力部材と第１リングギヤとの間、およ
び、入力部材と第１キャリヤおよび第２リングギヤとの
間が同時に連結されることにより、第３速ギヤ段よりも
小さい変速比の第４速ギヤ段が得られ、（ｅ）前記第２
係合装置および第６係合装置によって、入力部材と第１
キャリヤおよび第２リングギヤとの間、および、第１サ
ンギヤ、第２サンギヤ、および第３サンギヤと位置固定
部材との間が同時に連結されることにより、前記第４速
ギヤ段よりも小さい変速比の第５速ギヤ段が得られるよ
うに、前記第１遊星歯車装置のギヤ比ρ_１、第２遊星歯
車装置のギヤ比ρ_２、第３遊星歯車装置のギヤ比ρ_３が
定められていることにある。

作用このようにすれば、第１および第４係合装置によっ
て、入力部材と第１リングギヤとの間、および、第１キ
ャリヤおよび第２リングギヤと位置固定部材との間が同
時に連結されると、最も大きい変速比の第１速ギヤ段が
得られる。第１および第５係合装置によって、入力部材
と第１リングギヤとの間、および、第２キャリヤおよび
第３キャリヤと位置固定部材との間が同時に連結される
と、第１速ギヤ段よりも小さい変速比の第２速ギヤ段が
得られる。第１および第６係合装置によって、入力部材
と第１リングギヤとの間、および、第１、第２、第３サ
ンギヤと位置固定部材との間が同時に連結されると、第
２速ギヤ段よりも小さい変速比の第３速ギヤ段が得られ
る。第１および第２係合装置によって、入力部材と第１
リングギヤとの間、および、入力部材と第１キャリヤお
よび第２リングギヤとの間が同時に連結されると、第３
速ギヤ段よりも小さい変速比（＝1.0）の第４速ギヤ段
が得られる。第２および第６係合装置によって、入力部
材と第１キャリヤおよび第２リングギヤとの間、およ
び、第１、第２、第３サンギヤと位置固定部材との間が
同時に連結されると、第４速ギヤ段よりも小さい変速比
の第５速ギヤ段が得られる。そして、必要であれば、第
２および第５係合装置によって、入力部材と第１キャリ
ヤおよび第２リングギヤとの間、および、第２キャリヤ
および第３キャリヤと位置固定部材との間が同時に連結
されると、第５速ギヤ段よりも小さい変速比の第６速ギ
ヤ段が得られる。

また、第３係合装置および第５係合装置によって、入
力部材と第１、第２、第３サンギヤとの間、および、第
２キャリヤおよび第３キャリヤと位置固定部材との間が
同時に連結されると後進ギヤ段が得られる。そして、必
要に応じて第３係合装置および第４係合装置によって、
入力部材と第１、第２、第３サンギヤとの間、および、
第１キャリヤおよび第２リングギヤと位置固定部材との
間が同時に連結されると、上記後進ギヤ段よりも変速比
の大きい第２の後進ギヤ段が得られる。

発明の効果したがって、本発明によれば、係合装置の選択的な作
動によって前進５段以上の変速ギヤ段と幅広い変速比範
囲が得られるので、高速走行と発進・登坂性能とを両立
させることができる。また、ギヤ段の切換えに際して
は、所謂入力切換えが必要とされず、しかも２つの係合
装置の作動状態を切り換えるためのアクチュエータを制
御するだけで変速が可能となるので、変速制御が極めて
容易となるのである。

なお、上記係合装置は、それぞれが設けられた要素間
を選択的に連結、すなわち適宜係合解除させるものであ
り、多板式或いはバンド式のクラッチやブレーキ、一方
向クラッチ、或いはそれらの組み合わせにより適宜構成
され得る。また、各係合装置は、独立に構成されるだけ
でなく、複数の係合装置が複数の機能を備えた単一の製
品により構成される場合もある。

実施例以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図は、車両用遊星歯車式変速機10の構成を示す骨
子図である。図において、変速機10は、車体に取り付け
られたトランスミッションケース12内において共通の軸
線上に順次配列された入力軸14、第１遊星歯車装置16、
第２遊星歯車装置18、第３遊星歯車装置20、および出力
歯車22を備えている。入力軸14は、トルクコンバータ24
を介して車両のエンジン26に連結され、出力歯車22は、
図示しない差動歯車装置を介して車両の駆動輪へ連結さ
れるものである。本実施例では、上記入力軸14および出
力歯車22が入力部材および出力部材にそれぞれ対応す
る。また、トランスミッションケース12は、位置固定部
材に対応する。なお、変速機10およびトルクコンバータ
24は軸線に対して線対称に構成されているため、第１図
の骨子図において、軸線の下側が省略して示されてい
る。

上記第１遊星歯車装置16、第２遊星歯車装置18、およ
び第３遊星歯車装置20は、それぞれよく知られたシング
ルピニオン型の遊星歯車装置を構成している。第１遊星
歯車装置16は、第１サンギヤ16s、第１遊星歯車16p、第
１キャリヤ16c、第１リングギヤ16rを備えており、第１
キャリヤ16cにより回転可能に支持された第１遊星歯車1
6pが第１サンギヤ16sおよび第１リングギヤ16rの間に位
置してそれらと噛み合わされている。また、第２遊星歯
車装置18は、第２サンギヤ18s、第２遊星歯車18p、第２
キャリヤ18c、第２リングギヤ18rを備えており、第２キ
ャリヤ18cにより回転可能に支持された第２遊星歯車18p
が第２サンギヤ18sおよび第２リングギヤ18rの間に位置
してそれらと噛み合わされている。そして、第３遊星歯
車装置20は、第３サンギヤ20s、第３遊星歯車20p、第３
キャリヤ20c、第３リングギヤ20rを備えており、第３キ
ャリヤ20cにより回転可能に支持された第３遊星歯車20p
が第３サンギヤ20sおよび第３リングギヤ20rの間に位置
してそれらと噛み合わされている。

上記変速機10においては、前記第１キャリヤ16cと第
２リングギヤ18rとが一体的に連結され、第１サンギヤ1
6sと第２サンギヤ18sと第３サンギヤ20sとが一体的に連
結され、第２キャリヤ18cと第３キャリヤ20cとが一体的
に連結されている。また、第３リングギヤ20rと出力歯
車22とが一体的に連結されている。

そして、第１リングギヤ16rを入力軸14に選択的に連
結する第１クラッチK1と、第１キャリヤ16cおよび第２
リングギヤ18rを入力軸14に選択的に連結する第２クラ
ッチK2と、第１サンギヤ16s、第２サンギヤ18s、および
第３サンギヤ20sを入力軸14に選択的に連結する第３ク
ラッチK3と、第１キャリヤ16cおよび第２リングギヤ18r
をトランスミッションケース12に選択的に連結する第１
ブレーキB1と、第２キャリヤ18cおよび第３キャリヤ20c
をトランスミッションケース12に選択的に連結する第２
ブレーキB2と、第１サンギヤ16s、第２サンギヤ18s、お
よび第３サンギヤ20sをトランスミッションケース12に
選択的に連結する第３ブレーキB3とが、設けられてい
る。

上記第１クラッチK1、第２クラッチK2、第３クラッチ
K3、第１ブレーキB1、第２ブレーキB2、第３ブレーキB3
は、従来の車両用自動変速機においてよく用いられてい
る形式の油圧アクチュエータにより作動させられるもの
であり、多板式のクラッチや、１本または巻付け方向が
反対の２本のバンドブレーキなどにより構成される。ま
た、第１ブレーキB1と第１キャリヤ16cおよび第２リン
グギヤ18rとの間、第２ブレーキB2と第２キャリヤ18cお
よび第３キャリヤ20cとの間、または第３ブレーキB3と
第３サンギヤ20sとの間には、連結部材が必要に応じて
適宜設けられ得る。同様に、第１クラッチK1と第１リン
グギヤ16rとの間、第２クラッチK2と第１キャリヤ16cと
の間、第３クラッチK3と第１サンギヤ16sとの間、各遊
星歯車装置16,18,20を構成する各要素の間、第３リング
ギヤ20rと出力歯車22との間においても、必要に応じて
連結部材が介在させられ得る。本実施例では、上記第１
クラッチK1、第２クラッチK2、第３クラッチK3、第１ブ
レーキB1、第２ブレーキB2、第３ブレーキB3が、第１係
合装置、第２係合装置、第３係合装置、第４係合装置、
第５係合装置、および第６係合装置にそれぞれ対応す
る。

以上のように構成された変速機10では、たとえば、第
２図の○印により作動状態が示されているように、前記
第１クラッチK1、第２クラッチK2、第３クラッチK3、第
１ブレーキB1、第２ブレーキB2、第３ブレーキB3のうち
の２つが油圧アクチュエータによって同時に作動させら
れることにより所望のギヤ段が成立させられるととも
に、その２つのうちの一方が他のものに切り換えられる
ことにより、前進６段・後進２段の変速が行われ得る。
第２図においては、第１遊星歯車装置16のギヤ比ρ_１が
0.626、第２遊星歯車18のギヤ比ρ_２が0.268、第３遊星
歯車装置20のギヤ比ρ_３が0.495の場合における各変速
ギヤ段の変速比（入力軸14の回転速度／出力歯車22の回
転速度）が示されている。なお、第１サンギヤ16sの歯
数をZ_1s、第１リングギヤ16rの歯数をZ_1r、第２サンギ
ヤ18sの歯数をZ_2s、第２リングギヤ18rの歯数をZ_2r、第
３サンギヤ20sの歯数をZ_3s、第３リングギヤ20rの歯数
をZ_3rとすると、上記ギヤ比ρ_１はZ_1s/Z_1r、ギヤ比ρ_２
はZ_2s/Z_2r、ギヤ比ρ_３はZ_3s/Z_3rである。

以下、各ギヤ段の作動について説明する。

先ず、第１速ギヤ段の場合には、第１クラッチK1およ
び第１ブレーキB1が作動させられることにより、入力軸
14と第１リングギヤ16rとの間、および、第１キャリヤ1
6cおよび第２リングギヤ18rとトランスミッションケー
ス12との間が連結される。これにより、入力軸14に入力
された動力は、第１リングギヤ16rから第１遊星歯車16p
を介して第１サンギヤ16sへ伝達され、第１サンギヤ16
s、第２サンギヤ18s、第３サンギヤ20sが入力軸14に対
して反対向きに回転させられる。このように伝達された
動力は第３サンギヤ20sから第３遊星歯車20pを介して第
３リングギヤ20rおよび出力歯車22へ伝達される。この
ように伝達された動力の一部は第３キャリヤ20cから第
２キャリヤ18cおよび第２遊星歯車18pを経て第２サンギ
ヤ18sへ向かって戻され、再び上記と同様の経路で伝達
される。その結果、出力歯車22は入力軸14に対して同じ
正回転方向へ変速比ρ_１（１＋ρ_２）／（ρ_３−ρ_２）
にしたがって減速回転させられる。

第２速ギヤ段の場合には、第１クラッチK1および第２
ブレーキB2が作動させられることにより、入力軸14と第
１リングギヤ16rとの間、および、第２キャリヤ18cおよ
び第３キャリヤ20cとトランスミッションケース12との
間が連結される。これにより、入力軸14から第１リング
ギヤ16rに入力された動力の一部は、第１遊星歯車16pを
介して第１キャリヤ16cおよび第２リングギヤ18rへ伝達
され、それから第２遊星歯車18pを介して第２サンギヤ1
8sから第３サンギヤ20sへ伝達される。また、他の一部
は、第１サンギヤ16sから第３サンギヤ20sへ伝達され
る。結局、第１リングギヤ16rへ伝達された動力は、第
３サンギヤ20sへすべて伝達され、第３遊星歯車20pを介
して、第３リングギヤ20rに連結された出力歯車22へ伝
達される。このため、出力歯車22は入力軸14に対して同
じ正回転方向へ変速比｛ρ_２＋ρ_１（１＋ρ_２｝／ρ_３
にしたがって減速回転させられる。

第３速ギヤ段の場合には、第１クラッチK1および第３
ブレーキB3が作動させられることにより、入力軸14と第
１リングギヤ16rとの間、および、第１サンギヤ16s、第
２サンギヤ18s、および第３サンギヤ20sとトランスミッ
ションケース12との間が連結される。これにより、入力
軸14に入力された動力は、第１リングギヤ16rおよび第
１遊星歯車16pを介して第１キャリヤ16cおよび第２リン
グギヤ18rへ伝達された後、第２遊星歯車18pを介して第
２キャリヤ18cおよび第３キャリヤ20cへ伝達され、そし
て、第３遊星歯車20pを介して第３リングギヤ20rおよび
出力歯車22へ伝達される。この結果、出力歯車22は入力
軸14に対して同じ正回転方向へ変速比（１＋ρ_１）（１
＋ρ_２）／（１＋ρ_３）にしたがって減速回転させられ
る。

第４速ギヤ段の場合には、第１クラッチK1および第２
クラッチK2が作動させられることにより、入力軸14と第
１リングギヤ16rとの間、および、入力軸14と第１キャ
リヤ16cおよび第２リングギヤ18rとの間が連結される。
これにより、第１遊星歯車装置16、第２遊星歯車装置1
8、第３遊星歯車装置20の各サンギヤ、キャリヤ、およ
びリングギヤは一体的に回転するので、入力軸14に入力
された動力は、出力歯車22へそのまま伝達される。従っ
て、出力歯車22は入力軸14に対して同じ正回転方向へ変
速比１にて回転させられる。

第５速ギヤ段の場合には、第２クラッチK2および第３
ブレーキB3が作動させられることにより、入力軸14と第
１キャリヤ16cおよび第２リングギヤ18rとの間、およ
び、第１サンギヤ16s、第２サンギヤ18s、および第３サ
ンギヤ20sとトランスミッションケース12との間が連結
される。これにより、入力軸14に入力された動力は、第
２クラッチK2と第１キャリヤ16cを介して一体的に連結
された第２リングギヤ18rへ直接的に伝達された後、第
２遊星歯車18pを介して第２キャリヤ18cおよび第３キャ
リヤ20cへ伝達され、その後、第３遊星歯車20pを介して
第３リングギヤ20rおよび出力歯車22へ伝達される。従
って、出力歯車22は入力軸14に対して同じ正回転方向へ
変速比（１＋ρ_２）／（１＋ρ_３）にて増速回転させら
れる。

第６速ギヤ段の場合には、第２クラッチK2および第２
ブレーキB2が作動させられることにより、入力軸14と第
１キャリヤ16cおよび第２リングギヤ18rとの間、およ
び、第２キャリヤ18cおよび第３キャリヤ20cとトランス
ミッションケース12との間が連結される。これにより、
入力軸14に入力された動力は、第２クラッチK2と第１キ
ャリヤ16cを介して一体的に連結された第２リングギヤ1
8rへ直接的に伝達された後、第２遊星歯車18pを介して
第２サンギヤ18sへ伝達され、その後、第３サンギヤ20s
から第３遊星歯車20pを介して第３リングギヤ20rおよび
出力歯車22へ伝達される。従って、出力歯車22は入力軸
14に対して同じ正回転方向へ変速比ρ₂/ρ_３にて増速回
転させられる。

後進ギヤ段の場合には、第３クラッチK3および第２ブ
レーキB2が作動させられることにより、入力軸14と第１
サンギヤ16s、第２サンギヤ18s、および第３サンギヤ20
sとの間、および、第２キャリヤ18cおよび第３キャリヤ
20cとトランスミッションケース12との間が連結され
る。これにより、入力軸14に入力された動力は、第３サ
ンギヤ20sへ伝達され、非回転状態とされた第３キャリ
ヤ20cにより回転可能に支持された第３遊星歯車20pを介
して第３リングギヤ20rおよび出力歯車22へ伝達され
る。従って、出力歯車22は入力軸14に対して逆回転方向
へ回転させられるとともに変速比−1/ρ_３にて減速回転
させられる。

さらに、本実施例では、一層大きな変速比にて車両を
後進させる第２の後進ギヤ段が成立させられ得る。すな
わち、第３クラッチK3および第１ブレーキB1が作動させ
られることにより、入力軸14と第１サンギヤ16s、第２
サンギヤ18s、および第３サンギヤ20sとの間、および、
第１キャリヤ16cおよび第２リングギヤ18rとトランスミ
ッションケース12との間が連結される。これにより、入
力軸14から第３サンギヤ20sへ伝達された動力は第３遊
星歯車20pを介して第３リングギヤ20rおよび出力歯車22
へ伝達される。また、このようにして伝達された動力の
一部は、第３キャリヤ20cから第２キャリヤ18cへ伝達さ
れ、第２遊星歯車18pを介して第２サンギヤ18sへ伝達さ
れ第３サンギヤ20sに戻される。その結果、出力歯車22
は入力軸14に対して逆回転方向へ回転させられるととも
に変速比−（１＋ρ_２）／（ρ_３−ρ_２）にて減速回転
させられる。

ここで、上記のように、本実施例においては前進６段
・後進２段の変速ギヤ段を選択できるが、必要に応じて
前進５段・後進１段を選択しても何等差支えない。

上述のように、本実施例の変速機10によれば、３組の
シングルピニオン型の遊星歯車装置16,18,20が共通の軸
線上に配列されて構成されているので、比較的構造が簡
単になるとともに外形が小型となるだけでなく、以下に
示す利点がある。

すなわち、３つのクラッチK1,K2,K3および３つのブレ
ーキB1,B2,B3から成る合計６つの係合装置の選択的な作
動によって前進５段以上の変速ギヤ段と幅広い変速比範
囲が得られるので、高速走行と発進・登坂性能とを両立
させることができる。また、ギヤ段の切換えに際して
は、所謂入力切換えが必要とされず、しかも２つの係合
装置の作動状態の切り換えるためのアクチュエータを制
御するだけで変速が可能となるので、変速制御が極めて
容易となるのである。

また、本実施例の変速機10によれば、第１速ギヤ段乃
至第４速ギヤ段の変速比が、エンジンの特性に基づいて
車両用有段変速機の各ギヤ段の変速比として望まれる等
比級数に近い値、たとえば等比級数の90〜50％程度の値
に設定され得る利点がある。

また、本実施例の変速機10によれば、第５速ギヤ段の
変速比が約0.848となるので、ハイギヤ走行時における
加速性が充分に得られる利点がある。因に、従来の車両
用遊星歯車式変速装置における第５速ギヤ段の変速比は
0.68乃至0.74程度であったのである。

また、本実施例の変速機10によれば、第１サンギヤ16
s、第２サンギヤ18s、および第３サンギヤ20sの内側に
シャフトを設ける必要がないので、トランスミッション
ケース12の断面形状が一層小さくなる利点がある。

また、本実施例の変速機10によれば、第１サンギヤ16
s、第２サンギヤ18s、および第３サンギヤ20sが互いに
一体的に連結されているので、それら第１サンギヤ16
s、第２サンギヤ18s、および第３サンギヤ20sを、共通
の部材に形成された歯幅の長いロングピニオンにて構成
することができ、このような場合には部品製作工数、部
品点数、組付工数が少なくなるとともに、軸方向の寸法
が小さくなる利点がある。

また、一般にギヤ比ρの値が０あるいは１に近くなる
と遊星歯車装置の外形が大きくなるが本実施例のギヤト
レーンではギヤ比ρの値が適切なため、変速機10が小型
となる利点がある。

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の
説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符
号を付して説明を省略する。

第３図に示す車両用遊星歯車式変速機30においては、
第２キャリヤ18cおよび第３キャリヤ20cの回転を停止さ
せるための第２ブレーキB2が、軸方向において出力歯車
22と第３ブレーキB3との間に配設されている。このよう
に構成された変速機30では、前述の実施例と同様の作用
および効果が得られるのに加えて、第２遊星歯車18pお
よび第３遊星歯車20pのピニオンピンの共通化およびキ
ャリヤ18c,20cの回転中心の同一化ができる利点があ
る。また、図示はしないがこの他に、遊星歯車16p,18p,
20pの配列順序を変えたり、クラッチK1,K2,K3およびブ
レーキB1,B2,B3の何れかの配置を変えたりすることも可
能である。

また、第４図に示す車両用遊星歯車式変速機40におい
ては、入力軸14が第１サンギヤ16s、第２サンギヤ18s、
および第３サンギヤ20sの軸心を貫通させられており、
エンジン26およびトルクコンバータ24が出力軸22側に配
設されている。上記変速機40は、通常、横置きFF車のト
ランスアクスル内に配設されるのであるが、変速機40か
ら出力された駆動力を左右の駆動輪へ等しく分配するた
めにトランスアクスル内に配設される差動歯車装置28は
エンジンルーム内のスペースとの関連によって車両の中
央側、すなわち変速機40に対して出力軸22側に配置され
る。このため、本実施例においては、差動歯車装置28と
出力歯車22とが近傍に位置できるため、出力歯車22から
差動歯車装置28へ動力を伝達するために変速機40の軸線
と平行に設けるカウンタ軸が不要となる利点がある。ま
た、この他に第４図において、第１クラッチK1、第２ク
ラッチK2、第３クラッチK3を第３ブレーキB3とトルクコ
ンバータ24との間に配設したり、あるいは、出力歯車22
と噛み合うカウンタ軸を介して差動歯車装置28へ動力伝
達したりしてもよい。

次に、前記変速機10,30,40において、各係合装置は、
多板クラッチ、バンドブレーキ、および一方向クラッチ
などを組み合わせたものにより構成され得るので、以下
に代表的なものを例示する。

たとえば、第５図に示すような互いに直列に接続され
た多板クラッチ44および一方向クラッチ46から成る第１
係合装置は、前記第１クラッチK1に替えて用いられ得
る。その一方向クラッチ46は、入力軸14から出力歯車22
へ向かう方向のトルク伝達に際しては係合し、反対向き
のトルク伝達に際しては解放させられるように構成され
ている。本実施例によれば、車両の第１速ギヤ段、第２
速ギヤ段、第３速ギヤ段、および第４速ギヤ段におい
て、車両の惰行走行時などにおいて一方向クラッチ46に
より逆方向の動力伝達が遮断されるので、降坂走行や惰
行走行などにおいてエンジンブレーキ作用がなく、燃費
および車両の静粛性が向上させられる。また、第１速ギ
ヤ段、第２速ギヤ段、第３速ギヤ段、または第４速ギヤ
段と第５速ギヤ段および第６速ギヤ段との間において、
ギヤ段の切換えに際しては一方向クラッチ46の係合が自
動的に解かれるので、変速タイミングに細かな調整を必
要とせず、変速制御が簡単となる。

また、第６図に示すように、たとえば第１係合装置
は、直列に接続された多板クラッチ44および一方向クラ
ッチ46とそれらに並列に設けられたエンジンブレーキ用
の多板クラッチ48とから成るものでもよい。このように
構成されたものでも前記第１クラッチK1に替えて用いら
れ得る。このようにすれば、上記の実施例と同様な作用
効果が得られるのに加えて、多板クラッチ48を選択的に
作動させることにより、降坂走行或いは惰行走行などに
際して、エンジンブレーキを必要に応じて作用させるこ
とができる。

また、第２係合装置は、上記第５図或いは第６図に示
すように構成されたものでもよく、前記第２クラッチK2
に替えて用いられ得る。このようにすれば、車両の第４
速ギヤ段、第５速ギヤ段、および第６速ギヤ段走行時に
おいて、上記の実施例と同様の理由により燃費および静
粛性が向上させられる利点がある。

また、第３係合装置は、上記第５図或いは第６図に示
すように構成されたもの、第７図に示すように直列に接
続された多板クラッチ44および一方向クラッチ46とそれ
らに並列に設けられた一方向クラッチ50とから成るも
の、或いは、第８図に示すような互いに並列に接続され
た多板クラッチ44および一方向クラッチ50からなるもの
でもよい。このように構成しても前記第３クラッチK3に
替えて設けられ得る。上記一方向クラッチ50と一方向ク
ラッチ46とは、係合作用の方向が反対に構成されてい
る。本実施例によれば、車両の後進走行時において前述
の実施例と同様に一方向クラッチ46の解放作用により燃
費および静粛性が向上させられる利点がある。また、こ
の第３クラッチK3は、第１クラッチK1および／または第
２クラッチK2と同時に係合させられることにより、前記
第４速ギヤ段と各要素の連結状態が異なる他の第４速ギ
ヤ段をそれぞれ成立させることができる。このような第
１クラッチK1と同時の係合による第４速ギヤ段では、上
記と同様に一方向クラッチ46の解放作用により燃費およ
び静粛性が向上させられる利点がある。また、第２クラ
ッチK2と同時の係合による第４速ギヤ段では、一方向ク
ラッチ50の自動的な解放作用により、燃費および静粛性
が向上させられるとともに、第４速ギヤ段と第５速或い
は第６速ギヤ段との間において変速制御が容易となる。

また、第４係合装置は、前記第５図または第６図に示
されるように構成されたもの、第９図に示すように直列
に接続された多板クラッチ44および一方向クラッチ46と
直列に接続された多板クラッチ48および一方向クラッチ
50とを並列に接続したもの、第10図に示すように直列に
接続された多板クラッチ44および一方向クラッチ50とそ
れらに並列に設けられた多板クラッチ48とから成るも
の、第11図に示すように回転制動すべき部材に固定され
るドラム56に一本のバンド52aが巻き付けられたバンド
ブレーキ52、或いは、第12図に示すようにドラム56に一
対のバンド54aおよび54bが互いに反対向きに巻き付けら
れたバンドブレーキ54などでもよい。このように構成し
ても第１ブレーキB1に替えて用いられ得る。以下の実施
例では、上記一方向クラッチ46、バンドブレーキ52のバ
ンド52a、およびバンドブレーキ54の一方のバンド54a
は、入力軸14から出力歯車22へ動力を伝達する正トルク
伝達時において回転制動すべき部材（本実施例では第１
キャリヤ16cおよび第２リングギヤ18r）に加えられる反
力を受けてそれの回転を阻止するが、反対方向の回転を
許容する係合トルクとなるように係合方向或いは巻きつ
け方向が設定されている。本実施例においては、出力歯
車22から入力軸14へ向かって動力が伝達される状態で
は、一方向クラッチ46の解放作用により、上記回転制動
すべき部材の反対方向の回転が許容されてエンジンブレ
ーキ作用が解消され、第１速ギヤ段走行時の燃費および
静粛性が向上させられるとともに、第１速ギヤ段と他の
前進ギヤ段との間における変速制御が容易となる。ま
た、第１ブレーキB1が第３クラッチK3とともに作動させ
られて第２の後進ギヤ段が選択された場合には、一方向
クラッチ50の解放作用により燃費および静粛性が向上さ
せられる。

また、第５係合装置は、第６図、第９図、第10図、第
11図、および第12図に示すものでもよく、前記第２ブレ
ーキB2に替えて用いられ得る。本実施例においても、前
述の実施例と同様に一方向クラッチ46の解放作用によ
り、第２速ギヤ段走行時の燃費および静粛性が向上させ
られるとともに、第２速ギヤ段と第３速ギヤ段以上の前
進ギヤ段との間における変速制御が容易となる。また、
第２ブレーキB2が第２クラッチK2または第３クラッチK3
とともに作動させられて第６速ギヤ段または後進ギヤ段
が選択された場合には、前述の実施例と同様に一方向ク
ラッチ50の解放作用により燃費および静粛性が向上させ
られる。

また、第６係合装置は、第６図、第９図、第10図、第
11図、および第12図に示すものでもよく、前記第３ブレ
ーキB3に替えて用いられ得る。本実施例においても、前
述の実施例と同様に一方向クラッチ46の解放作用によ
り、第３速ギヤ段走行時の燃費および静粛性が向上させ
られるとともに、第３速ギヤ段と第４速ギヤ段との間に
おける変速制御が容易となる。また、第３ブレーキB3が
第２クラッチK2とともに作動させられて第５速ギヤ段が
選択された場合には、一方向クラッチ50の解放作用によ
り第５速ギヤ段走行時の燃費および静粛性が向上させら
れるとともに、第５速ギヤ段と第６速ギヤ段との間にお
ける変速制御が容易となる。

第13図には、第１係合装置、第４係合装置、第５係合
装置、および第６係合装置が他の形式のものに変更され
た変速機10が例示されている。

また、前述の実施例においては、トルクコンバータ24
が用いられているが、それに替えて、ロックアップクラ
ッチ付トルクコンバータ、フルードカップリング、磁粉
式電磁クラッチ、多板あるいは単板式摩擦クラッチなど
が用いられ得る。

また、前述の実施例においては、第４速ギヤ段が第１
クラッチK1および第２クラッチK2の同時連結によって成
立させられていたが、第１クラッチK1、第２クラッチK
2、第３クラッチK3の少なくとも２つが同時連結される
ことにより成立させられてもよい。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であ
り、本発明はその精神を逸脱しない範囲で種々変更が加
えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である車両用遊星歯車式変
速装置を含む動力伝達装置の要部構成を示す骨子図であ
る。第２図は、第１図の実施例の変速ギヤ段とそれを成
立させるために必要な係合装置との関係を示す図表であ
る。第３図は、本発明の他の実施例を示す骨子図であ
る。第４図は、本発明の他の実施例を差動歯車装置とと
もに示す骨子図である。第５図乃至第12図は、第１図の
実施例における係合装置の他の例をそれぞれ示す図であ
る。第13図は、第１図の実施例において他の形式の係合
装置が用いられた場合を例示する骨子図である。 10,30,40:車両用遊星歯車式変速機 12:トランスミッションケース（位置固定部材） 14:入力軸（入力部材） 16:第１遊星歯車装置 18:第２遊星歯車装置 20:第３遊星歯車装置 22:出力歯車（出力部材） 16s:第１サンギヤ 16p:第１遊星歯車 16c:第１キャリヤ 16r:第１リングギヤ 18s:第２サンギヤ 18p:第２遊星歯車 18c:第２キャリヤ 18r:第２リングギヤ 20s:第３サンギヤ 20p:第３遊星歯車 20c:第３キャリヤ 20r:第３リングギヤ K1:第１クラッチ（第１係合装置） K2:第２クラッチ（第２係合装置） K3:第３クラッチ（第３係合装置） B1:第１ブレーキ（第４係合装置） B2:第２ブレーキ（第５係合装置） B3:第３ブレーキ（第６係合装置）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１サンギヤ、第１遊星歯車を回転可能に
支持する第１キャリヤ、第１リングギヤを備えたシング
ルピニオン型の第１遊星歯車装置と、第２サンギヤ、第
２遊星歯車を回転可能に支持する第２キャリヤ、第２リ
ングギヤを備えたシングルピニオン型の第２遊星歯車装
置と、第３サンギヤ、第３遊星歯車を回転可能に支持す
る第３キャリヤ、第３リングギヤを備えたシングルピニ
オン型の第３遊星歯車装置とが同じ軸線上に順次設けら
れ、入力部材の回転を段階的に変速して出力部材へ伝達
する形式の車両用遊星歯車式変速装置において、前記第１キャリヤと第２リングギヤとを互いに連結し、
前記第１サンギヤと第２サンギヤと第３サンギヤとを互
いに連結し、前記第２キャリヤと第３キャリヤとを互い
に連結し、前記第３リングギヤと前記出力部材とを互い
に連結する一方、前記第１リングギヤを前記入力部材に選択的に連結する
第１係合装置と、前記第１キャリヤおよび第２リングギ
ヤを該入力部材に選択的に連結する第２係合装置と、前
記第１サンギヤ、第２サンギヤ、および第３サンギヤを
該入力部材に選択的に連結する第３係合装置と、前記第
１キャリヤおよび第２リングギヤを位置固定部材に選択
的に連結する第４係合装置と、前記第２キャリヤおよび
第３キャリヤを該位置固定部材に選択的に連結する第５
係合装置と、前記第１サンギヤ、第２サンギヤ、および
第３サンギヤを該位置固定部材に選択的に連結する第６
係合装置とを設け、前記第１係合装置および第４係合装置によって、入力部
材と第１リングギヤとの間、および、第１キャリヤおよ
び第２リングギヤと位置固定部材との間が同時に連結さ
れることにより、最も大きい変速比の第１速ギヤ段が得
られ、前記第１係合装置および第５係合装置によって、入力部
材と第１リングギヤとの間、および、第２キャリヤおよ
び第３キャリヤと位置固定部材との間が同時に連結され
ることにより、前記第１速ギヤ段よりも小さい変速比の
第２速ギヤ段が得られ、前記第１係合装置および第６係合装置によって、入力部
材と第１リングギヤとの間、および、第１サンギヤ、第
２サンギヤ、および第３サンギヤと位置固定部材との間
が同時に連結されることにより、前記第２速ギヤ段より
も小さい変速比の第３速ギヤ段が得られ、前記第１係合装置および第２係合装置によって、入力部
材と第１リングギヤとの間、および、入力部材と第１キ
ャリヤおよび第２リングギヤとの間が同時に連結される
ことにより、第３速ギヤ段よりも小さい変速比の第４速
ギヤ段が得られ、前記第２係合装置および第６係合装置によって、入力部
材と第１キャリヤおよび第２リングギヤとの間、およ
び、第１サンギヤ、第２サンギヤ、および第３サンギヤ
と位置固定部材との間が同時に連結されることにより、
前記第４速ギヤ段よりも小さい変速比の第５速ギヤ段が
得られるように、前記第１遊星歯車装置のギヤ比ρ_１、第２遊星歯車装置
のギヤ比ρ_２、第３遊星歯車装置のギヤ比ρ_３が定めら
れていることを特徴とする車両用遊星歯車式変速装置。