JP2679118B2 - 車両用遊星歯車式変速装置 - Google Patents

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
サンギヤと第２サンギヤと第３リングギヤとを互いに連
結し、前記第１キャリヤと第２キャリヤとを互いに連結
し、前記第２キャリヤと第３キャリヤと前記出力部材と
を互いに連結する一方、（ｂ）前記第１サンギヤ、第２
サンギヤ、および第３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１リングギ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サンギヤ、第２サンギヤ、および第３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
大きい速度比の第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
サンギヤ、第２サンギヤ、および第３リングギヤとの
間、および、第１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、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サ
ンギヤ、第２サンギヤ、および第３リングギヤとの間、
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サンギ
ヤ、第２サンギヤ、および第３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、前記第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
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サンギヤ、第２サンギヤ、および第
３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サンギ
ヤ、第２サンギヤ、および第３リングギヤとの間、およ
び、第１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、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サンギヤ、第２サンギヤ、および第３リン
グギヤとの間、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サンギヤ、第２サンギ
ヤ、および第３リングギヤとの間、および、入力部材と
第１キャリアおよび第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キャリヤと
の間、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キャリヤとの間、および第１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、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３サンギヤとの間、および、第１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３サンギヤとの
間、および、第１キャリヤおよび第２キャリヤと位置固
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などにより適宜
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、車両用遊星歯車式変速
機10が車両用遊星歯車式変速装置に対応し、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
車装置謂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1
8p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2
0p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サンギヤ16rと第
２サンギヤ18sと第３リングギヤ20rとが一体的に連結さ
れ、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２キャリヤ18cと第３キャリヤ20cと出力歯
車22とが一体的に連結されている。

そして、第１サンギヤ16s、第２サンギヤ18s、および
第３リングギヤ20r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1
8rを入力軸14に選択的に連結する第２クラッチK2と、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１リングギヤ16r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、それぞれ設けられている。

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或いは第２リン
グギヤ18rとの間、第２ブレーキB2と第１リングギヤ16r
との間、或いは第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る。同様
に、第１クラッチK1と第１リングギヤ16s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20sとの間、各遊星歯車装置16,18,20を
構成する各要素の間、第２キャリヤ18cおよび第３キャ
リヤ20c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が同時に作動させ
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換えられるこ
とにより、前進６段・後進２段の変速が順次行われ得
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0.338、第２遊星歯車装置18のギヤ比ρ_２が0.400、
第３遊星歯車装置20のギヤ比ρ_３が0.379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_3sZ_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サンギヤ16s、第２サンギヤ18s、および第３リ
ングギヤ20r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、入力された動力は、専ら、
第２サンギヤ18sから第２遊星歯車18pを介して第２キャ
リヤ18c、出力歯車22へ伝達される。このとき、第２リ
ングギヤ18rは非回転状態にあることから、第２キャリ
ヤ18c、第３キャリヤ20c、および出力歯車22は入力軸14
の方向と同じ向きに回転させられるので、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）
／ρ_２に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サンギヤ16s、第２サンギヤ18s、および第３リングギ
ヤ20rとの間、および、第１リングギヤ16r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から入力された動力の一部は、第２サンギヤ18s
から第２遊星歯車18pを介して第２キャリヤ18cおよび出
力歯車22へ伝達される一方、他の一部は、第１サンギヤ
16sから第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、第２遊星歯車18pを介
して第２キャリヤ18cおよび出力歯車22へ伝達される。
このとき、第１サンギヤ16s、第２サンギヤ18s、第３リ
ングギヤ20rは入力軸14と一体回転させられる一方、第
１キャリヤ16cおよび第２リングギヤ18rと第２キャリヤ
18c、第３キャリヤ20c、および出力歯車22は、第１リン
グギヤ16rが非回転の状態であるために、入力軸14と同
じ方向へ回転させられる。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）／｛ρ_２＋ρ_１（１＋ρ_２）｝にて減速回転さ
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サンギヤ16s、第２サンギヤ18s、および第３リング20
rとの間、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、専ら、第３リングギヤ20rから第
３遊星歯車20pを介して第３キャリヤ20cおよび出力歯車
22へ伝達される。このとき、第３サンギヤ20sは非回転
状態とされていることから、第３リングギヤ20rが入力
軸14と一体回転させられると、第３キャリヤ20cおよび
出力歯車22が入力軸14と同じ方向へ回転させられる。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_３）に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サンギヤ16s、第２サンギヤ18sおよび第３リングギヤ
20r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、
遊星歯車装置16、18、20の各要素の相対回転が阻止され
て全体として一体的に回転させられるので、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から入力され
た動力は、専ら、リングギヤ18rから第２遊星歯車8pを
介して第２キャリヤ18cおよび出力歯車22へ伝達され
る。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３遊星歯車20pを介して第３リングギヤ20
rへ伝達され、第２サンギヤ18sから第２遊星歯車18pを
介して再び第２キャリヤ18cへ伝達される。このとき、
第３サンギヤ20sが非回転状態であることから、第２サ
ンギヤ18sおよび第３リングギヤ20rと第３キャリヤ20c
および出力歯車22は入力軸14と同じ方向に回転させられ
るので、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_２ρ_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キャリヤ18rとの間、および、
第１リングギヤ16r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から入力された
動力の一部は、第２リングギヤ18rから第２遊星歯車18p
を介して第２キャリヤ18cおよび出力歯車22へ伝達され
る一方、他の一部は、第１キャリヤ16cから第１遊星歯
車16pを介して第１サンギヤ16sおよび第２サンギヤ18s
へ伝達され、第２遊星歯車18pを介して第２キャリヤ18c
および出力歯車22へ伝達される。この状態では、第１リ
ングギヤ16rが非回転状態であることから、第１サンギ
ヤ16sおよび第２サンギヤ18sと第２キャリヤ18c、第３
キャリヤ20c、および出力歯車22とが入力軸14と同じ方
向へ回転させられるので、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_２＋
ρ_１（１＋ρ_２）｝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３
サンギヤ20sとの間、および、第１リングギヤ16r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入力された動力は、
第３遊星歯車20pを介して第３リングギヤ20rへ伝達され
る。このようにして伝達された動力の一部は、第２サン
ギヤ18sから第２遊星歯車18pを介して第２キャリヤ18c
へ伝達される一方、他の一部は、第１サンギヤ16sから
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、第２遊星歯車18p介して第２キ
ャリヤ18cへ伝達される。第２キャリヤ18cに伝達された
動力の一部は、第３キャリヤ20cから第３遊星歯車20pを
介して再び第３リングギヤ20rに伝達される。このとき
第１リングギヤ16rは非回転状態とされていることか
ら、第１サンギヤ16s、第２サンギヤ18s、および第３リ
ングギヤ20rと、第１キャリヤ16cおよび第２リングギヤ
18rと、第２キャリヤ18c、第３キャリヤ20c、および出
力歯車22とは、入力軸14に対して反対の方向へ回転させ
られる。この結果、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
_３｛ρ_２＋ρ_１（１＋ρ_２）｝］／ρ_３｛ρ_２＋ρ
_１（１＋ρ_２）｝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20sとの
間、および、第１キャリヤ16cおよび第２キャリヤ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に入力された動
力は、第３遊星歯車20pを介して第３リングギヤ20r、第
２サンギヤ18sへ伝達され、この第２サンギヤ18sから第
２遊星歯車18pを介して第２キャリヤ18c、第３キャリヤ
20cへ伝達され、その一部は出力歯車22に伝達され、他
の一部は第３キャリヤ20cから第３遊星歯車20pを介して
再び第３リングギヤ20rに伝達される。このとき第１キ
ャリヤ16cおよび第２リングギヤ18rは非回転状態とされ
ていることから、第２サンギヤ18sおよび第３リングギ
ヤ20rと、第２キャリヤ18c、第３キャリヤ20c、および
出力歯車22は入力軸14に対して反対向きに回転させられ
る。この結果、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_２ρ_３）
／ρ_２ρ_３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。

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90〜95％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および第２サンギヤ18s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16sおよび第２サンギヤ18s
を、共通の部材に形成された歯幅の長いロングピニオン
にて構成することもでき、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、本実施例の変速機10によれば、第１遊星歯車16
p、第２遊星歯車18p、および第３遊星歯車20pの相対回
転速度が比較的低くなるので、高い耐久性が得られる利
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、
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が第３ブレーキB3側に配
設されている。上記変速機30は、横置きFF車のトランス
アクスル内に配設されるが、このような場合には、変速
機30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30に対して出力歯車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
30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３図において、第１クラッチK
1、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23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および30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、
以下に例示する。

たとえば、第１係合装置は、第４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から成るものでもよく、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。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１係合装置は、第５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く、このように構成されて
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４図或いは第５図に示
すように構成されたものでもよく、このように構成され
ても前記第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４図或いは第５図に示
すように構成されたもの、第６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７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。このように構成されても前記第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４図または第５図に示
されるように構成されたもの、第８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10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に一体のバンド52aが巻付けられたバンドブ
レーキ52、或いは、第11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。このように構成されて
も前記第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５図、第８図、第９図、第
10図、および第11図に示すものでもよく、このように構
成されても前記第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５図、第８図、第９図、第
10図、および第11図に示すものでもよく、このように構
成されても前記第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12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差動歯車装置とと
もに示す骨子図である。第４図乃至第11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12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: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 (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【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サンギヤと第２サンギヤと第３リングギヤとを
   互いに連結し、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２キャリヤと第３キャリヤと前記
   出力部材とを互いに連結する一方、 前記第１サンギヤ、第２サンギヤ、および第３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１リングギヤを該
   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サンギヤ、第２サンギヤ、および第３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、
   最も大きい速度比の第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サンギヤ、第２サンギヤ、および第３リングギ
   ヤとの間、および、第１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、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サンギヤ、第２サンギヤ、および第３リングギ
   ヤとの間、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サンギヤ、第２サンギヤ、および第３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、前記
   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。