JP2815604B2 - 遊星歯車変速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車等の自動変速装置等に組み込まれる
遊星歯車変速装置に関するものである。

（従来の技術） 近年、自動車においては運転操作を簡単にするため
に、自動変速装置が大いに採用されている。このような
自動変速装置は従来から種々の構成のものが多々提案さ
れてきている。この自動変速装置には、遊星歯車を用い
た多段式の変速装置が組み込まれていることが多い。こ
のような多段式の遊星歯車変速装置は初期の頃は前進３
速のものが多かった。しかし、エンジン動力を如何に効
率よく使いきるかという要望があり、このような要望に
対して、従来から多段変速化で対応してきており、現在
では前進４速が主流となっている。

このような変速の多段化を開発するにあたっては、変
速ギヤ比を如何に設定するかが問題となる。また、同じ
ギヤ比でもできるだけ遊星歯車を制御するためのクラッ
チやブレーキ等の係合要素を少なくし、装置の軸方向長
さを短縮し、全体としてコンパクトな装置を得ることが
重要である。

一方、近年の自動車の開発は目ざましく、多種多様の
車種が開発されている。これに伴って、多くのエンジン
バリエーションが種々の車種に対応して開発されてきて
いる。このようなエンジンバリエーションに対して、で
きるだけ設計変更を少なくして対応することのできるギ
ヤトレーンが望ましい。

そこで、最近は更に４速から５速へと変速を１段多く
した遊星歯車変速装置が提案されてきている。このよう
な５速の遊星歯車変速装置の１例として、特公昭63−33
021号公報に示されているものがある。

第４図（Ａ）に示すように、この遊星歯車変速装置
は、２つのサンギヤS₁,S₂と２つのリングギヤR₁,R₂と主
プラネタリギヤP₁と副プラネタリギヤP₂を有する２重ア
ームプラネタリ変速機構01および１つのサンギヤS₃と１
つのリングギヤR₃とからなる遊星歯車機構02を備えてい
る。そして第４図（Ｂ）に示すように、３個のブレーキ
B₁,B₂,B₃と３個のクラッチK₂,K₃,K₄とを適宜作動させ
て、この２重プラネタリギヤ変速機構01および遊星歯車
機構02を適宜制御することにより、前進５速、後進１速
の変速を行うことができるようになっている。この遊星
歯車変速装置によれば、それほど装置を大きくしなくて
も、前進５速の変速を行うことができるようになる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、このような遊星歯車変速装置においては、
各変速における変速比は次のようになる。すなわち、リ
ングギヤR₁とサンギヤS₁とのギヤ比をλ_１、リングギヤ
R₂とサンギヤS₂とのギヤ比をλ_２およびリングギヤR₃と
サンギヤS₃とのギヤ比をλ_３とすると、 第１速 （１＋λ_３）／λ_１ 第２速 （λ_１＋λ_２）・（１＋λ_３）／｛λ_１・（１＋λ_３）｝ 第３速 １＋λ_３ 第４速 １ 第５速 （１＋λ_３）／（１＋λ_３＋λ_２） 後進（Ｒ） ｛１−（1/λ_１）｝｛１＋（1/λ_３）｝ となる。

この変速比から明らかなように、この遊星歯車変速装
置においては、第２速および第５速における変速比にリ
ングギヤR₂とサンギヤS₂とのギヤ比であるλ_２が含まれ
ている。したがって、第２および第５速におけるそれぞ
れの変速比はこのλ_２に影響されることがわかる。

そこでこのλ_２の影響について検討してみる。いま例
えば、高速走行時でのドライバビリティを得る、すなわ
ち駆動力の余裕を持たせるために、第５速の変速比を大
きくすることを想定する。そのためには、サンギヤS₂の
径を小さくすることが考えられるが、サンギヤS₂の径を
小さくすると、サンギヤS₂の歯数が小さくなるので、ギ
ヤ比λ_２も小さくなる。このため、第２速の変速比が小
さくなってしまう。一方、第５速を変更しても動力性能
に影響を与えないようにすることが必要であるので、特
に発進性能に影響を与える第１速のギヤ比を変えること
は望ましくない。したがって、第１速の変速比は変える
ことはできない。このようなことから、第５速の変速比
を大きくしようとすると、第１速と第２速との間の変速
比のステップは大きく開いてしまい、好ましいスムーズ
な変速が得られなくなる。

このように前述の公報に示されている遊星歯車変速装
置では、燃費や高速走行時でのドライバビリティに大き
く寄与する第５速の変速比を変更しようとすると、発進
性能に大きく寄与する第１速や第２速のような低速段に
おける変速比が影響を受けるようになるので、変速比を
設定変更することはきわめて難しいものとなっている。
このため、前述のような種々の車種、エンジンバリエシ
ョンあるいは種々の地域での運転状態におけるバリエー
ションに対して簡単には対応することができない。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであ
って、その目的は、ギヤ比の設定自由度を大きくしてギ
ヤ比のワイド化を簡単に達成することのできる遊星歯車
変速装置を提供することである。

本発明の他の目的は、種々の車種、エンジンバリエー
ションあるいは種々の車両使用条件等に的確に対応する
ことのできる遊星歯車変速装置を提供することである。

（課題を解決するための手段） 前述の課題を解決するために、本発明は、例えば第２
図を参照して示すと、第１、第２、第３および第４遊星
歯車機構（21），（22），（23），（24）を備えてい
る。

第１サンギヤ（211）と第２サンギヤ（221）とを一体
に連結し、また第１キャリヤ（213）を第２リングギヤ
（222）と一体に連結していると共にこれらを第３リン
グギヤ（232）に一体に連結している。第２リングギヤ
（222）を第４遊星歯車機構（24）のリングギヤとし
て、また第２キャリヤ（223）を第４遊星歯車きこう（2
4）のキャリヤとしてそれぞれ共通に用いるようにして
いる。

第１遊星歯車機構（21）の第１リングギヤ（212）
に、第１クラッチ（31）を介してトルクコンバータ出力
軸（102）からの動力を入力することができるようにし
ている。また第２遊星歯車機構（22）の第２キャリヤ
（223）にも第２クラッチ（32）を介してトルクコンバ
ータ出力軸（102）からの動力を入力することができる
ようにしている。一方、第３キャリヤ（233）から出力
軸（206）を介して遊星歯車変速装置の出力を取り出す
ようにしている。

そして、第３および第４クラッチ（33），（34）、第
２および第３ブレーキ（52），（53）、および１つのレ
ース（412）が共通である第１および第２一方向クラッ
チ（41），（42）によって、第２および第４遊星歯車機
構（22），（24）の動作をそれぞれ制御するようにして
いる。また、第５クラッチ（35）、第１ブレーキ（5
1）、および第３一方向クラッチ（43）によって、第３
遊星歯車機構（23）の動作を制御するようにしている。

（作用および発明の効果）） このような構成をした本発明に係る遊星歯車変速装置
においては、第３図に示すような各係合要素の動作にし
たがって、前進第１〜第５速および後進１速の各変速段
が設定されるようになる。その場合、各変速段の変速比
は、第３図に示すようになる。特に第１速と第５速とに
おける変速比は、第１リングギヤ（212）と第１サンギ
ヤ（211）とのギヤ比をλ_１、第２リングギヤ（222）と
第２サンギヤ（221）とのギヤ比をλ_２、第３リングギ
ヤ（232）と第３サンギヤ（231）とのギヤ比をλ_３、第
２リングギヤ（222）と第４サンギヤ（241）とのギヤ比
をλ_２′とすると、それぞれ 第１速 ｛１＋λ_１＋（λ₁/λ_２）｝・（１＋λ_３） 第５速 （１＋λ_３）／（１＋λ_３＋λ_２′） で表されるようになる。

これらの変速比の式から明らかなように、第２遊星歯
車機構（22）のギヤ比λ_２が第１速には関係するが、第
５速には何等関係しない。また第４遊星歯車機構（24）
のギヤ比λ_２′が第５速には関係するが、第１速には何
等関係しない。すなわち第１速の変速比と第５速の変速
比とは、互いに独立して設定することが可能となる。

したがって、ギヤ比の設定自由度が大きくなり、第１
速と第５速とにおける変速比をそれぞれ他の変速段にお
ける変速比を特に考慮することなく、簡単に設定するこ
とができるようになる。この結果、ギヤ比のワイド化が
確実に達成することができ、種々の車種、種々のエンジ
ンバリエーションあるいは種々の車両使用条件等に対し
て、大きな設計変更を伴わないで対応することが可能と
なる。

なお、カッコ内の符号は図面を参照するためのもので
あり、本発明の構成を何等限定するものではない。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明に係る遊星歯車変速装置の一実施例を
示す縦断面図であり、（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれこ
の実施例をイ−イ線で切断した左側部分と右側部分とを
示し、（Ａ）と（Ｂ）とをイ−イ線において結合するこ
とにより、この実施例の遊星歯車変速装置が形成され
る。また第２図はこの実施例のスケルトン図である。図
中、10は発進装置、20は遊星歯車変速装置を示す。

第１および第２図において、発進装置10は、例えばエ
ンジン出力軸１（第２図にのみ図示）に連結されたポン
プ羽根車101、このポンプ羽根車101に対向して配設さ
れ、トルクコンバータ出力軸102に連結されたタービン
羽根車103およびケース２に固定された固定軸104に一方
向クラッチ105を介して一方向のみ回転可能に支持され
たステータ羽根車106からなるトルクコンバータTCによ
って構成されている。このトルクコンバータTCはロック
アップ機構107を備えている。

遊星歯車変速装置20は、第１遊星歯車機構21、第２遊
星歯車機構22、第３遊星歯車機構23および第４遊星歯車
機構24を備えている。

第１遊星歯車機構21は、第１サンギヤ211、第１リン
グギヤ212および第１キャリヤ213に回転自在に支持さ
れ、第１サンギヤ211と第１リングギヤ212とに噛み合う
第１プラネタリギヤ214から構成されている。

また第２遊星歯車機構22は、第２サンギヤ221、第２
リングギヤ222および第２キャリヤ223に回転自在に支持
され、第２サンギヤ221と第２リングギヤ222とに噛み合
う第２プラネタリギヤ224から構成されている。

更に第３遊星歯車機構23は、第３サンギヤ231、第２
リングギヤ232および第３キャリヤ233に回転自在に支持
され、第３サンギヤ231と第１リングギヤ232とに噛み合
う第３プラネタリギヤ234から構成されている。

更に第４遊星歯車機構24は、第４サンギヤ241、第２
リングギヤ222、第２リングギヤ222に噛み合う第２プラ
ネタリギヤ224および第２キャリヤ223に回転自在に支持
され、第４サンギヤ241に噛み合う、第２プラネタリギ
ヤ224と一体の第４プラネタリギヤ244から構成されてい
る。したがって、第２リングギヤ222と第２キャリヤ223
とは第２および第４遊星歯車機構22,24において共通の
構成部材となっている。

第１遊星歯車機構21において、第１リングギヤ212は
第１回転軸201に連結され、この第１回転軸201は、多板
クラッチに形成されている第１クラッチ（Ｃ−１）31の
被動側に連結されている。第１クラッチ31の駆動側であ
るドラム部311はトルクコンバータ出力軸102に連結され
ている。そしてピストン312によって摩擦クラッチ板の
係合、解放が行われるようになっている。したがって、
第１クラッチ31および第１回転軸201により、トルクコ
ンバータ出力軸102からの駆動力を第１遊星歯車機構21
の第１リングギヤ212に伝達する第１動力伝達機構が構
成される。

トルクコンバータ出力軸102と第１回転軸201とは同軸
上に配置され、出力軸102の右端部に形成された凹嵌部
に、第１回転軸201の左端部が嵌合されかつベアリング
によって相対回転自在に支持されている。第１サンギヤ
211は、第１回転軸201にベアリングによって回転自在に
支承された第２回転軸202に形成されていると共に、第
２回転軸202にスプライン嵌合された第２遊星歯車機構2
2の第２サンギヤ221と一体に連結されている。更に第１
キャリヤ213は第２及び第４遊星歯車機構22,24の共通の
第２リングギヤ222に一体に連結されていると共に第３
遊星歯車機構23の第３リングギヤ232に一体に連結され
ている。

第２遊星歯車機構22において、第２キャリヤ223は、
第１回転軸201にベアリングによって回転自在に支承さ
れた第３回転軸203に連結された第１ブリッジ223aとこ
の第１ブリッジ223aに連結された第２および第３ブリッ
ジ223b,223cとから構成されている。第２および第４プ
ラネタリギヤ224,244が第１ブリッジ223aの孔をこの第
１ブリッジ223aに干渉することのないように貫通して配
設されている。そしてプラネタリギヤ224,244は第２お
よび第３ブリッジ223b,223c間に架設された軸に回転自
在に支持されている。第３回転軸203は第２クラッチ
（Ｃ−２）32の被動側に連結されており、第２クラッチ
32の駆動側であるドラム部321はトルクコンバータ出力
軸102に連結されている。第２クラッチ32と第３回転軸2
03とにより、トルクコンバータ出力軸102からの動力を
第２遊星歯車機構22に伝達する第２動力伝達機構が構成
される。

また第２キャリヤ223の第１ブリッジ223aの外周端
は、多板ブレーキに形成された第３ブレーキ（Ｂ−３）
53の可動部側のブレーキハブ531に連結されている。第
３ブレーキ53の固定部側はケース２に固定されている。
更に第２キャリヤ223の第２ブリッジ223bは第１一方向
クラッチ（Ｆ−１）41のインナレース411に連結されて
いる。第１一方向クラッチ41のアウタレースは、アウタ
レース421がケース２に固定された第２一方向クラッチ4
2のインナレースにもなっている。すなわち、第１一方
向クラッチ41のアウタレースと第２一方向クラッチ42の
インナレースとは共通のレース412となっており、両一
方向クラッチ41,42は二段構造の一方向クラッチを構成
している。

アウタレース421にはシリンダ部531が形成されてお
り、このシリンダ部531には油圧ピストン532が摺動自在
に嵌合されている。これらシリンダ部531およびピスト
ン532とにより、第３ブレーキ53の作動部が形成されて
いる。このようにアウタレース421内にシリンダ部531と
ピストン532とを配設することにより、遊星歯車変速装
置の軸方向の長さが短縮されるようになる。また、第４
遊星歯車機構24専属のリングギヤがないので、そのリン
グギヤが本来設けられるべきスペースが第３ブレーキ53
の作動部を配設するために有効に用いられている。これ
により、径方向の寸法が小さくなる。

第２図において、矢印Ａで示す方向のエンジン出力軸
１の回転を正転とすると、第１一方向クラッチ41は、そ
のインナレース411が共通のレース412に対して正転方向
に相対回転しようとするときは自由に回転し、インナレ
ース411が共通レース412に対してその逆方向に相対回転
するときは、インナレース411と共通レース412とが係合
するように設定されている。また第２一方向クラッチ42
は、共通レース412がアウタレース421に対して正転方向
に相対回転しようとするときは自由に回転し、共通レー
ス412がアウタレース421に対してその逆方向に相対回転
するときは、共通レース412とアウタレース421とが係合
して共通レース412の回転を阻止するように設定されて
いる。

更に共通レース412は、多板クラッチに形成されてい
る第４クラッチ（Ｃ−４）34の一方の側であるドラム部
341に連結されている。この第４クラッチ34のドラム部3
41は第２ブレーキ（Ｂ−２）52のドラム部ともなってい
る。第４クラッチ34の他方の側は、第４サンギヤ241が
形成された第４回転軸204に連結されている。この第４
クラッチ34の係合、解放はピストン342によって行われ
るようになっている。

第４回転軸204はベアリングによって第３回転軸203に
回転自在に支承されている。この第４回転軸204は多板
クラッチに形成されている第３クラッチ（Ｃ−３）33の
被動側であるドラム部331に連結されている。第３クラ
ッチ33の駆動側は第２クラッチ32の駆動側であるドラム
部321に連結され、更にこのドラム部321はトルクコンバ
ータ出力軸102に連結されている。第３クラッチ33の係
合、解放はピストン332によって行われるようになって
いる。

一方、第３回転軸203は第５クラッチ（Ｃ−５）35の
駆動側に連結されている。第５クラッチ35の被動側であ
るドラム部351は、第３一方向クラッチ（Ｆ−３）43の
インナレース432に一体に連結されていると共に、第３
遊星歯車機構23の第３サンギヤ231に一体に連結されて
いる。第３一方向クラッチ43のアウタレース431はケー
ス２に固定されている。また第５クラッチ35のドラム部
351は第１ブレーキ（Ｂ−１）51のドラム部ともなって
いる。この第５クラッチ35の係合および解放はピストン
352によって行われるようになっている。

更に、第３キャリヤ233は遊星歯車装置の出力軸206に
連結されている。この出力軸206と第１回転軸201とは同
軸上に配置され、出力軸206の左端凹嵌部に第１回転軸2
01の右端が嵌合されかつベアリングによって回転自在に
支持されている。

一方ケース２には、第２クラッチ32のドラム部321に
近接してトルクコンバータ出力軸102の回転速度を検出
する第１速度センサ（Ｓ−１）61が、また出力軸206の
回転速度を検出する第２速度センサ（Ｓ−２）62がそれ
ぞれ設けられている。

このように構成された本実施例の遊星歯車変速装置に
対して、第３図に示すように前進５速、後進１速の変速
モードが設定されている。

次にこの第３図を参照しながら、本実施例の変速動作
について説明する。

前進第１速； 中立状態から第１速に変速するときは、第１クラッチ
31を係合させる。この係合により、トルクコンバータ出
力軸102と第１回転軸201とが連結される。このため、ト
ルクコンバータ出力軸102の回転は第１遊星歯車機構21
の第１リングギヤ212に伝えられ、この第１リングギヤ2
12も正転する。すなわち第１リングギヤ212が入力部材
となる。このギヤ212の回転により、第１サンギヤ211が
反力要素となるので第１プラネタリギヤ214および第１
キャリヤ213も正転する。また、第１リングギヤ212の正
転により、第１プラネタリギヤ214を介して第１サンギ
ヤ211が逆転すると共に、この第１サンギヤ211に一体の
第２サンギヤ,221も逆転する。この逆転に伴い、第２キ
ャリヤ223が逆転しようとする。第２キャリラ223が逆転
しようとすると、この第２キャリヤ223に一体に連結さ
れている第１一方向クラッチ41のインナレース411も同
方向に回転しようとするので、インナレース411は共通
レース412に係合するようになる。このため、共通レー
ス412もともに同方向に回転しようとする。しかし、共
通レース412のこの方向の回転に対しては、共通レース4
12と第２一方向クラッチ42のアウタレース421とが係合
するようになるので、第２一方向クラッチ42は共通レー
ス412の逆転を阻止する。すなわち、第１および第２一
方向クラッチ41,42の直列作動によって、第２キャリヤ2
23の逆転が阻止されるようになる。したがって、第２サ
ンギヤ221の逆転により、第２プラネタリギヤ224を介し
て第２リングギヤ222が正転するようになる。このよう
にして、第１リングギヤ212に入力された動力は、第１
遊星歯車機構21と第２遊星歯車機構22とに分配されて伝
達されるようになる。

第１キャリヤ213と第２リングギヤ222が一体に連結さ
れているので、第１キャリヤ213の正転と第２リングギ
ヤ222の正転とにより、第３遊星歯車機構23の第３リン
グギヤ232が正転するようになる。この第３リングギヤ2
32の正転にともない、第３プラネタリギヤ234を介して
第３サンギヤ231が逆転しようとする。しかし、第３サ
ンギヤ231のこの方向の回転は第３一方向クラッチ43に
よって阻止されるので、第３サンギヤ231は逆転しな
い。したがって、第３プラネタリギヤ234の正転にとも
なって、第３キャリヤ233が減速されて正転するように
なる。すなわち、第３キャリヤ233と一体の出力軸206が
減速されて正転するようになる。こうして、第１速が設
定される。この減速比は第３図に示すようになる。すな
わち、第１リングギヤ212と第１サンギヤ211とのギヤ比
をλ１、第２リングギヤ222と第２サンギヤ221とのギヤ
比をλ２およびリングギヤ232と第３サンギヤ231とのギ
ヤ比をλ３とすると、変速比は｛１＋λ_１＋（λ₁/
λ_２）｝・（１＋λ₃₎で表される。

なお、エンジンブレーキを作動させる場合は、第１ブ
レーキ51と第３ブレーキ53とを作動させるようにする。

前進第２速； 第１速から第２速に変速するときは、更に第４クラッ
チ34を係合する。これにより、第１速と同様に第１リン
グギヤ212が入力部材となる。すなわち、第１クラッチ3
1を介して伝えられるトルクコンバータ出力軸102の正転
により、第１リングギヤ212が正転する。この第１リン
グギヤ212の回転により第１サンギヤ211および第２サン
ギヤ221がともに逆転しようとする。第２サンギヤ221が
逆転しようとすると、第２および第４プラネタリギヤ22
4、244を介して第４サンギヤ241も逆転しようとする。
しかし、第４クラッチ34が係合していてこの第４サンギ
ヤ241が共通レース412と連結状態にあるので、第４サン
ギヤ241の逆転は第２一方向クラッチ42によって阻止さ
れるようになる。したがって、第４および第２サンギヤ
241,221の歯数が同じである場合、第２および第１サン
ギヤ221,211はともに逆転しない。この結果、第１リン
グギヤ212の正転により、第１プラネタリギヤ214を介し
て第１キャリヤ213が減速されて正転するようになる。
この第１キャリヤ213の正転が第３リングギヤ232に伝え
られる。その場合、第２サンギヤ221が回転しないの
で、第２遊星歯車機構22から第３リングギヤ232に伝え
られる回転はない。このように、第２遊星歯車機構は動
力伝達経路とはならなくなる。また第２キャリヤ223は
増速されて正転するようになるので、第１一方向クラッ
チ41は自由回転状態となる。そして第１速の場合と同様
に、この第３リングギヤ232の正転により、出力軸206が
減速されて正転する。こうして、第２速が設定される。
この場合の変速比は第３図に示すように（１＋λ_１）・
（１＋λ_３）で表される。

なお、第２サンギヤ221と第４サンギヤ241との歯数が
異なる場合には、その歯数比に応じて第２および第１サ
ンギヤ221,211はともに回転するようになるが、いずれ
にしてもこれらは反力要素となる。

また、エンジンブレーキを作動させる場合は、第１ブ
レーキ51と第２ブレーキ52とを作動させるようにする。

前進第３速； 第２速から第３速に変速するときは、第３図に示すよ
うに更に第２クラッチ32を係合させる。これにより、入
力部材は第１リングギヤ212と第２キャリヤ223となる。
すなわち、第１リングギヤ212にトルクコンバータ出力
軸102の回転が伝えられるばかりでなく、この出力軸102
の回転は第２クラッチ32、第３回転軸203、第２キャリ
ヤ223に伝えられる。更に第２キャリヤ223の回転は、第
１一方向クラッチ41、第４クラッチ34、第４回転軸204
を介して第４サンギヤ241に伝えられるので、第４遊星
歯車機構24は直結状態となる。また第２キャリヤ223は
第２プラネタリギヤ224を介して第２および第１サンギ
ヤ221,211にも回転を伝えるので、第１サンギヤが同速
度で回転することにより、第１遊星歯車機構21も直結状
態となる。したがって、第１キャリヤ213も同速度で正
転するようになり、この結果、第３リングギヤ232も同
速度で正転するようになる。この第３リングギヤ232の
正転が第３キャリヤ233に減速されて伝えられ、この第
３キャリヤ233の回転速度で出力軸206は正転するように
なる。また第２一方向クラッチ42は、第２速で固定され
ていた第１、第２および第４サンギヤ211,221,241が正
転するようになるので、自由回転する。こうして、第３
速が設定される。同様に、この場合の変速比は第３図に
示すように（１＋λ_３）で表される。

なおエンジンブレーキを作動させる場合は、第１ブレ
ーキ51を作動させるようにする。また第３速達成後には
第１クラッチ31は解放されてもよい。

前進第４速； 第３速から第４速に変速するときは、更に第５クラッ
チ35を係合させる。この場合には第３速と同様に、第
１、２、４遊星歯車機構21,22,24が直結状態となり、ト
ルクコンバータ出力軸102の回転は第３リングギヤ232に
同速度正転で伝えられる。更に第５クラッチ35が係合す
ることにより、トルクコンバータ出力軸の回転は第２キ
ャリヤ223から第５クラッチ35を介して第３サンギヤ231
にも伝えられる。すなわち、第３サンギヤ231も同速度
で正転するようになる。このため、第３遊星歯車機構23
も直結状態となり、第３キャリヤ233および出力軸206は
ともにトルクコンバータ出力軸102の回転と同速度で正
転するようになる。このように第１〜だい４遊星歯車機
構21〜24がすべてトルクを分担するようになる。その場
合、第３速まで固定されていた第３サンギヤ231が正転
するようになるので、第３一方向クラッチ43は自由回転
となる。こうして、第４速が設定される。この場合の変
速比は第３図に示すように１となる。^＊ 前進第４速^＊（第４速から第５速への移行）； 第４速から第５速に変速するにあたって、第５速直前
にこの第４速^＊が一瞬設定される。この第４速^＊に変速
するときは、第４速状態から第１クラッチ31を解放す
る。これにより、第１リングギヤ212にはトルクコンバ
ータ出力軸102の回転は伝えられない。したがって、回
転は第４遊星歯車機構24のみを介して伝えられるように
なる。このとき、第４遊星歯車機構24は依然として直結
状態にあるので、第３遊星歯車機構23も直結状態を保持
する。したがって、出力軸206の回転はトルクコンバー
タ出力軸102の回転と同じ状態を保持するようになる。
その場合、各係合要素はおよび各遊星歯車機構のトルク
分担が変わるだけである。そして、第１遊星歯車機構21
はトルク分担をしない。また第４速^＊に変速する際は回
転速度に変化がないので、変速にともなうショックはな
い。こうして、第４速^＊が設定される。この場合の変速
比は第４速と変わらなく１となる。

前進第５速（オーバードライブ:OD）； 第４速^＊から第５速にするときは、第２ブレーキ52を
作動させる。この場合は、トルクコンバータ出力軸102
の回転が依然として第２クラッチ32を介して第２キャリ
ヤ223に入力され、第２キャリヤ32はトルクコンバータ
出力軸102と同速度で正転するようになる。すなわち、
第２キャリヤ223が入力部材となる。

第２キャリヤ32の回転は第４サンギヤ241を正転させ
ようとするが、第４サンギヤ241は第４クラッチ34を介
して第２ブレーキ52により固定されているので、正転し
ない。そして、これにより、第２プラネタリギヤ224を
介して第２リングギヤ222が増速回転する。この増速さ
れた第２リングギヤ222の回転が第３リングギヤ232に伝
えられる。このとき、第１一方向クラッチ41は自由回転
となる。一方、第２キャリヤ223の回転は第５クラッチ3
5を介して第３サンギヤ231に伝えられる。

したがって、第３遊星歯車機構23においては、第３リ
ングギヤ232と第３サンギヤ231とがともに正転しかつ第
３リングギヤ232の速度が第３サンギヤ231の速度よりも
大きいので、第３リングギヤ232の回転は第３サンギヤ2
31の回転によって減速されて第３キャリヤ233に伝えら
れる。しかしその場合の第３キャリヤ233の回転速度は
トルクコンバータ出力軸102の回転速度よりも大きい。
すなわち、出力軸206も増速されてトルクコンバータ出
力軸102よりも高い速度で回転し、オーバードライブ状
態になる。こうして、第５速が設定される。このように
第３リングギヤ232と第３サンギヤ231とから駆動力を入
力させることにより、第２リングギヤ222の歯数を大き
くしなくても済むようになる。

この第５速では第１遊星歯車機構21は動力伝達に関与
しない。この場合の変速比は第３図に示すように、第２
リングギヤ222と第４サンギヤ241とのギヤ比をλ_２′と
すると、（１＋λ_３）／（１＋λ_３＋λ_２′）で表され
る。

このように前進は第１速から第５速まで設定される。
以上の変速動作説明はアップシフト時の説明であるが、
ダウンシフト時の変速は前述の逆の作動を行えばよい。

リバース（後進） 中立状態から後進段にするときは、第３クラッチ33を
係合すると共に、第１、３ブレーキ51,53を作動させ
る。第３ブレーキ53の作動により、第２キャリヤ223の
回転が阻止される。一方、第３クラッチ33が係合するこ
とにより、トルクコンバータ出力軸102の回転が第２ク
ラッチ32のドラム部321および第３クラッチ33を介して
第４サンギヤ241に伝えられ、第４サンギヤ241が同速度
で正転するようになる。この第４サンギヤ241の正転に
より、第４、２プラネタリギヤ244,224を介して第２リ
ングギヤ222が減速されて逆転するようになる。この第
２リングギヤ222の逆転は第３リングギヤ232に伝えら
れ、第３リングギヤ232も逆転する。また第３サンギヤ2
31は第３一方向クラッチ43によって正転が許容される
が、第１ブレーキ51が作動することによって制動されて
いるので回転しない。したがって、第３リングギヤ232
の逆転により、第３キャリヤ233も減速されて逆転する
ようになる。この結果、出力軸206が逆転する。こうし
て、後進段が設定される。この場合の変速比は−（１＋
λ_３）／λ_２′で表される。

このようにこの実施例においては、第２遊星歯車機構
（22）のギヤ比λ_２が第１速には関係するようになが、
第５速には何等関係しないものとなる。また第４遊星歯
車機構（24）のギヤ比λ_２′は第５速には関係するよう
になるが、第１速には何等関係しないものとなる。すな
わち第１速の変速比と第５速の変速比とは、互いに独立
して設定することが可能となる。

すなわち、第１速と第５速とにおける変速比をそれぞ
れ互いに他の変速段における変速比を特に考慮すること
なく、簡単に設定することができるようになるので、ギ
ヤ比の設定自由度が大きくなる。

例えばλ_２とλ_２′を互いに等しく設定し、仮にλ_２
＝λ_２′＝0.5、λ_１＝0.395、λ_３＝0.4とすると、第
１速の変速比は3.058、第５速の変速比は0.737となり、
第１速での発進性能を十分に確保しながら、第５速での
高速時のドライバビリティを確保することが可能とな
る。このようなギヤ比の設定は特に通常時に高速走行を
行う地域を走行するような車両に適している。

またλ_２′をλ_２よりも大きく設定した場合は、仮に
λ_２＝0.5、λ_２′＝0.556、λ_１＝0.395、λ_３＝0.4と
すると、第１速の変速比は3.058、第５速の変速比は0.7
16となり、第１速での発進性能を十分に確保しながら、
第５速では通常時にそれほど高速走行を必要としない地
域を走行するような車両に適している。

更にλ_２′をλ_２よりも小さく設定した場合は、仮に
λ_２＝0.588、λ２′＝0.5、λ１＝0.395、λ_３＝0.4と
すると、第１速の変速比は2.892、第５速の変速比は0.7
37となり、第１速の変速比を小さくして第２速へのつな
がりをスムーズにすると共に、第５速での高速走行時の
ドライバビリティを確保する必要のあるような例えばス
ポーツカー等の車両に適している。

このように、ギヤ比のワイド化が確実に達成すること
ができ、種々の車種、種々のエンジンバリエーションあ
るいは種々の車両使用条件等に対して、大きな設計変更
を伴わないで対応することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る遊星歯車変速装置の一実施例を示
し、（Ａ）はその左側部分を、（Ｂ）はその右側部分を
それぞれ示す断面図、第２図はこの実施例のスケルトン
図、第３図はこの実施例の変速モードを示す図、第４図
は従来の遊星歯車変速装置を示し、（Ａ）はそのスケル
トン図、（Ｂ）はその変速モードを示す図である。 20……遊星歯車変速装置、21……第１遊星歯車機構、21
1……第１サンギヤ、212……第１リングギヤ、213……
第１キャリヤ、22……第２遊星歯車機構、221……第２
サンギヤ、222……第２リングギヤ、223……第２キャリ
ヤ、23……第３遊星歯車機構、231……第３サンギヤ、2
32……第３リングギヤ、233……第３キャリヤ、24……
第４遊星歯車機構、241……第４サンギヤ、31……第１
クラッチ、32……第２クラッチ、33……第３クラッチ、
34……第４クラッチ、35……第５クラッチ、41……第１
一方向クラッチ、42……第２一方向クラッチ、43……第
３一方向クラッチ、51……第１ブレーキ、52……第２ブ
レーキ、53……第３ブレーキ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野田 耕司 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−133372（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−43658（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−64659（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 3/44 - 3/78

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１動力伝達系統を介して駆動力が入力さ
   れる第１遊星歯車機構と、第２動力伝達系統を介して前
   記駆動力が入力される第２遊星歯車機構と、変速後の駆
   動力を出力する第３遊星歯車機構と、オーバードライブ
   を行わせる第４遊星歯車機構とを備え、 少なくとも最低変速段においては少なくとも前記第１遊
   星歯車機構と第２遊星歯車機構とから駆動力を前記第３
   遊星歯車機構に伝達するように設定し、少なくとも最高
   速段においては少なくとも前記第４遊星歯車機構により
   駆動力が増速されて前記第３遊星歯車機構に伝達される
   ように設定していることを特徴とする遊星歯車変速装
   置。
2. 【請求項２】前記第２遊星歯車機構のリングギヤおよび
   キャリヤと前記第４遊星歯車機構のリングギヤおよびキ
   ャリヤとが共通とされていることを特徴とする請求項１
   記載の遊星歯車変速装置。