JP2819710B2 - 自動変速機用歯車変速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は車両用の自動変速機において使用される歯
車変速装置に関し、特に三組のシングルピニオン型遊星
歯車機構を主体として歯車列を構成した歯車変速装置に
関するものである。

従来の技術 周知のように遊星歯車機構はサンギヤとリングギヤと
これらに噛合するピニオンを保持するキャリヤとの三要
素を有し、そのいずれかの要素を入力要素とするととも
に、他のいずれかの要素を出力要素とし、さらに残る他
の要素を固定することにより、入力された回転を増減
し、もしくは正転減速し、あるいは反転減速して出力す
ることができ、したがって従来一般には、複数の遊星歯
車機構を組合せて自動変速機用の歯車変速装置を構成し
ている。その場合、遊星歯車機構の組合せ方や、遊星歯
車機構のギヤ比（サンギヤとリングギヤとの歯数の比）
の値、さらにはシングルピニオン型遊星歯車機構を用い
るかダブルピニオン型遊星歯車機構を用いるかなどによ
って、得られる変速段の数や変速比が多様に変わるが、
変速段の数が多く、かつ変速比の幅（最低変速段の変速
比と最高変速段の変速比との比率）が大きければ、車両
としての動力性能が向上し、また中間段を経た変速など
を行なうことにより滑かな変速が可能になるなどの利点
がある。

本出願人は、上記のような利点を得ることができ、ま
た小型軽量化を図ることなどを目的として、三組のシン
グルピニオン型遊星歯車機構を主体として歯車列を構成
した歯車変速装置を、特願平１−185151号によって既に
提案した。この歯車変速装置によれば、それぞれの変速
比が等比級数に近い関係となる主要前進５段と後進１段
に加え、第２速と第３速との間の第2.5速、第３速と第
４速との間の第3.5速の合計前進７段・後進１段を設定
することができ、また複数の変速段のそれぞれを、クラ
ッチ手段およびブレーキ手段の複数種類の係合・解放の
組合せパターンで設定できる。

発明が解決しようとする課題 本出願人の提案にかかる上記の歯車変速装置では、設
定可能な変速段数が多いこと、変速比の幅が広いこと、
各遊星歯車機構のギヤ比を実用上適当な値に設定できる
ことなどの理由で、動力性能や静粛性に優れ、また変速
制御が容易になるなどの利点を得ることができる。しか
しながら滑かな変速を行なうことや高速走行時の静粛性
を高めかつ燃費を向上させ、さらには発進加速性を良好
にするなどの要請を満す点からすれば、更に多くの変速
段を設定し得ることが好ましく、この点で上述した本出
願人の提案にかかる歯車変速装置には改良の余地があっ
た。

この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、
前進段のみならず後進段においても更に多くの変速段を
設定できるよう改良した歯車変速装置を提供することを
目的とするものである。

課題を解決するための手段 この発明は、上記の目的を達成するために、上述した
本出願人の提案にかかる歯車変速装置に、第３の遊星歯
車機構の全体を一体化させるクラッチ手段を追加したも
のであり、より具体的には、この発明の歯車変速装置
は、三組のシングルピニオン型遊星歯車機構を主体とす
る歯車列によって入力軸の回転を変速して出力軸に伝達
する自動変速機用歯車変速装置において、第１遊星歯車
機構のリングギヤと前記入力軸とを選択的に連結する第
１クラッチ手段と、第１遊星歯車機構のサンギヤと第２
遊星歯車機構のキャリヤとを選択的に連結する第２クラ
ッチ手段と、第１遊星歯車機構のサンギヤと入力軸とを
選択的に連結する第３クラッチ手段と、第１遊星歯車機
構のサンギヤと第２遊星歯車機構のサンギヤとを選択的
に連結する第４クラッチ手段と、第２遊星歯車機構のキ
ャリヤと第３遊星歯車機構のサンギヤとを選択的に連結
する第５クラッチ手段と、実質的に第３遊星歯車機構の
サンギヤおよびリングギヤならびにキャリヤのうちの少
なくとも二つを互いに選択的に連結する第６クラッチ手
段と、第３遊星歯車機構のサンギヤの回転を選択的に止
めるブレーキ手段と、第２遊星歯車機構のサンギヤの回
転を選択的に止める他のブレーキ手段とを備え、第１遊
星歯車機構のキャリヤと第３遊星歯車機構のリングギヤ
とが互いに常時もしくは選択的に連結され、かつ第２遊
星歯車機構のリングギヤと第３遊星歯車機構のキャリヤ
とが常時もしくは選択的に連結され、さらに前記出力軸
が第３遊星歯車機構のキャリヤに連結されていることを
特徴とするものである。

作用 この発明の歯車変速装置では、直接的には、第１遊星
歯車機構のリングギヤとサンギヤとが入力軸に連結され
るが、そのサンギヤには第２遊星歯車機構のキャリヤお
よびサンギヤがクラッチ手段によって選択的に連結可能
であるから、これら第２遊星歯車機構のサンギヤおよび
キャリヤも入力要素となり、さらに第３遊星歯車機構は
第６クラッチ手段によってその全体が一体化されるか
ら、その変速作用が選択的に阻止される。したがって歯
車列の全体が一体となって変速作用を行なうこと以外
に、いずれかの遊星歯車機構が単独で、もしくは他の遊
星歯車機構と共に変速作用を行なうので、設定される変
速段が、より多様になり、前進段では13段の変速段を設
定できる。

実 施 例 つぎにこの発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の一実施例を原理的に示す模式図で
あって、ここに示す歯車変速装置は、第１ないし第３の
遊星歯車機構1,2,3をシングルピニオン型遊星歯車機構
によってそれぞれ構成し、これらの各遊星歯車機構1,2,
3における各要素を次のように連結して構成されてい
る。すなわち各遊星歯車機構1,2,3は、サンギヤ1S,2S,3
Sと、そのサンギヤ1S,2S,3Sと同心状に配置したリング
ギヤ1R,2R,3Rと、これらのサンギヤ1S,2S,3Sおよびリン
グギヤ1R,2R,3Rに噛合するピニオンをそれぞれ保持する
キャリヤ1C,2C,3Cとを主たる要素として構成されてい
る。そして第１遊星歯車機構１のキャリヤ1Cと第３遊星
歯車機構３のリングギヤ3Rとが一体となって回転するよ
う連結され、また第２遊星歯車機構２のリングギヤ2Rと
第３遊星歯車機構３のキャリヤ3Cとが一体となって回転
するよう連結されている。他方、第１遊星歯車機構１の
サンギヤ1Sと第２遊星歯車機構２のサンギヤ2Sとの間に
第４クラッチ手段K4が設けられてこれらのサンギヤ1S,2
Sが互いに選択的に連結されるようになっている。また
第１遊星歯車機構１のサンギヤ1Sと第２遊星歯車機構２
のキャリヤ2Cとの間に第２クラッチ手段K2が配置され、
この第２クラッチ手段K2によって第１遊星歯車機構１の
サンギヤ1Sと第２遊星歯車機構２のキャリヤ2Cとを選択
的に連結するようになってる。さらに第２遊星歯車機構
２のキャリヤ2Cと第３遊星歯車機構３のサンギヤ3Sとの
間に両者を選択的に連結する第５クラッチ手段K5が設け
られている。またさらに第３遊星歯車機構３のサンギヤ
3Sとキャリヤ3Cとの間に両者を選択的に連結する第６ク
ラッチ手段K6が設けられ、この第６クラッチ手段K6を係
合させることにより第３遊星歯車機構３の全体を一体化
するようになっている。

なお、上記の各要素の連結構造としては、中空軸や中
実軸もしくは適宜のコネクティングドラムなどの一般の
自動変速機で採用されている連結構造などを採用するこ
とができる。

入力軸４は、トルクコンバータや流体継手などの動力
伝達手段（図示せず）を介してエンジン（図示せず）に
連結されており、この入力軸４と第１遊星歯車機構１の
リングギヤ1Rとの間には、両者を選択的に連結する第１
クラッチ手段K1が設けられ、また入力軸４と第１遊星歯
車機構１のサンギヤ1Sとの間には、両者を選択的に連結
する第３クラッチ手段K3が設けられている。

上記の各クラッチ手段K1,K2,K3,K4,K5,K6は、要は上
述した各部材を選択的に連結し、またその連結を解除す
るものであって、例えば油圧サーボ機構などの従来一般
に自動変速機で採用されている機構によって係合・解放
される湿式多板クラッチや、一方向クラッチ、あるいは
これらの湿式多板クラッチと一方向クラッチとを直列も
しくは並列に配置した構成などを必要に応じて採用する
ことができる。なお、実用にあたっては、各構成部材の
配置上の制約があるから、各クラッチ手段K1,K2,K3,K4,
K5,K6に対する連結部材としてコネクティングドラムな
どの適宜の中間部材を介在させ得ることは勿論である。

また第３遊星歯車機構３のサンギヤ3Sの回転を選択的
に阻止する第１ブレーキ手段B1が、このサンギヤ3Sとト
ランスミッションケース（以下、単にケースと記す）６
との間に設けられ、また第２遊星歯車機構２のキャリヤ
2Cの回転を選択的に阻止する第２ブレーキ手段B2が、そ
のキャリヤ2Cとケース６との間に設けられている。さら
に第２遊星歯車機構２のサンギヤ2Sの回転を選択的に阻
止する第３ブレーキ手段B3がそのサンギヤ2Sとケース６
との間に設けられ、第１遊星歯車機構１のサンギヤ1Sの
回転を選択的に阻止する第４ブレーキ手段B4がそのサン
ギヤ1Sとケース６との間に設けられている。これらのブ
レーキ手段B1,B2,B3,B4は、従来一般の自動変速機で採
用されている油圧サーボ機構などで駆動される湿式多板
ブレーキやバンドブレーキ、あるいは一方向クラッチ、
さらにはこれらを組合せた構成などとすることができ、
また実用にあたっては、これらのブレーキ手段B1,B2,B
3,B4とこれらのブレーキ手段B1,B2,B3,B4によって固定
すべき各要素との間もしくはケース６との間に適宜の連
結部材を介在させ得ることは勿論である。

そしてプロペラシャフトやカウンタギヤ（それぞれ図
示せず）に回転を伝達する出力軸５が、第３遊星歯車機
構３のキャリヤ3Cに連結されている。

以上のように構成された歯車変速装置では、前進５段
に複数の中間段を加えた前進13段と後進１段との変速段
の設定が可能であり、これらの各変速段は前述した各ク
ラッチ手段K1,K2,K3,K4,K5,K6およびブレーキ手段B1,B
2,B3,B4を第１表および第２表に示すように係合させる
ことにより達成される。なお、第１表は前進段のうち直
結段までの作動表であり、また第２表は前進段のうちの
オーバードライブ段および後進段を設定する作動表であ
って、これらのうち○印は係合状態であることを、また
空欄は解放状態であることを、さらに＊印は係合させて
もよいことをそれぞれ示し、さらにこの＊印には解放し
ても変速比や回転状態に変化が生じないもの、解放すれ
ば変速比は変化しないが回転状態が変化するもの、他の
＊印の手段を係合させていれば解放しても変速比および
回転状態に変化が生じないものを含む。またa,b,c…の
符号を付した欄は、当該変速段を設定するための係合・
解放パターンのうち遊星歯車機構の回転要素の回転数が
異なるものの係合・解放パターンであることを示し、さ
らに，，…の符号は遊星歯車機構の回転要素の回
転数が異ならないものの係合・解放パターン同士の種別
を表わす。

第１表および第２表に示す各変速段について簡単に説
明すると、先ず前進第１速では、第１遊星歯車機構１の
サンギヤ1Sと第２遊星歯車機構２のサンギヤ2Sとを連結
し、かつ第２遊星歯車機構２のキャリヤ2Cと第３遊星歯
車機構３のサンギヤ3Sとを固定した状態で第１遊星歯車
機構１のリングギヤ1Rを入力軸４と共に回転させる。す
なわち例えばクラッチ手段のうち第１および第４ならび
に第５のクラッチ手段K1,K4,K5を係合させ、かつ第１ブ
レーキ手段B1を係合させる。したがって第１遊星歯車機
構１では、リングギヤ1Rが入力軸４と共に回転すること
により、キャリヤ1Cが正回転（入力軸４と同方向の回転
以下同じ）し、またサンギヤ1Sが逆回転（入力軸４とは
反対方向の回転。以下同じ）する。その結果、第２遊星
歯車機構２では、キャリヤ2Cを固定した状態でサンギヤ
2Sが逆回転するので、リングギヤ2Rが正回転する。さら
に第３遊星歯車機構３ではサンギヤ３を固定した状態
で、第１遊星歯車機構１のキャリヤ1Cに連結してあるリ
ングギヤ3Rが低速で正回転するので、キャリヤ3Cがリン
グギヤ3Rより若干低速で正回転する。すなわち出力軸５
が入力軸４より大幅に低速で正回転し、前進段で変速比
が最も大きい第１速となる。そしてその変速比は、各遊
星歯車機構1,2,3のギヤ比を、ρ１＝0.450、ρ２＝0.40
5、ρ３＝0.405とした場合（以下同じ）、“3.149"とな
る。

前進第1.5速は、上記の第１速の状態に対して第３遊
星歯車機構３の減速作用を回避した変速段であって、第
１遊星歯車機構１のサンギヤ1Sと第２遊星歯車機構２の
サンギヤ2Sとを連結するとともに、第２遊星歯車機構２
のキャリヤ2Cを固定し、かつ第３遊星歯車機構３は第６
クラッチ手段K6によってサンギヤ3Sとリングギヤ3Rとを
連結することにより全体を一体化させ、その状態で第１
遊星歯車機構１のリングギヤ1Rを入力軸４と共に回転さ
せる。換言すれば、第１および第４ならびに第６のクラ
ッチ手段K1,K4,K6と第２ブレーキ手段B2とを係合させ
る。したがってこの場合、第３遊星歯車機構３の全体が
一体化されることにより、そのリングギヤ3Rに連結して
ある第１遊星歯車機構１のキャリヤ1Cと、サンギヤ3Sに
連結してある第２遊星歯車機構２のリングギヤ2Rとが、
第３遊星歯車機構３を介して連結されていることにな
り、その結果、第２遊星歯車機構２のキャリヤ2Cを固定
した状態で第１遊星歯車機構１のリングギヤ1Rを入力軸
４と共に回転させると、第１遊星歯車機構１では、前進
第１速の場合と同様に、サンギヤ1Sが逆回転し、かつキ
ャリヤ1Cが低速で正回転する。また第２遊星歯車機構２
では、キャリヤ2Cを固定した状態でサンギヤ2Sが逆回転
することによりリングギヤ2Rが低速で正回転する。すな
わち第３遊星歯車機構３の全体が第１遊星歯車機構１の
キャリヤ1Cおよび第２遊星歯車機構２のリングギヤ2Rと
同速度で正回転し、こが出力軸５の回転数となる。な
お、この場合の変速比は“2.561"となる。

前進第２速の場合は、入力軸４の回転を第１遊星歯車
機構１で減速し、そのキャリヤ1Cの回転を第３遊星歯車
機構３のリングギヤ3Rに伝達し、ここで更に減速して出
力軸５に伝達する。すなわち第１遊星歯車機構１のリン
グギヤ1Rを入力軸４に連結するとともに、第１遊星歯車
機構１のサンギヤ1Sを固定し、かつ第３遊星歯車機構３
のサンギヤ3Sを固定する。したがって第１遊星歯車機構
１ではサンギヤ1Sを固定した状態でリングギヤ1Rが入力
軸４と共に回転するから、キャリヤ1Cが入力軸４に対し
て減速されて正回転し、これが第３遊星歯車機構３のリ
ングギヤ3Rに伝達され、したがって第３遊星歯車機構３
ではサンギヤ3Sが固定されているから、そのキャリヤ3C
およびこれに連結してある出力軸５がリングギヤ3Rに対
して減速されて正回転する。この場合、第２遊星歯車機
構２はそのサンギヤ2Sがケース６および第１遊星歯車機
構１のサンギヤ1Sに対して非連結状態であるから減速作
用に関与しない。この第２速は、前述したように、第１
遊星歯車機構１のリングギヤ1Rを入力軸４に連結すると
ともに、サンギヤ1Sを固定し、かつ第３遊星歯車機構３
のサンギヤ3Sを固定すればよいのであるから、このよう
な連結・固定状態を達成するためのクラッチ手段および
ブレーキ手段の係合・解放の組合せパターンは第１表に
示すように多数になる。なお、この第２速の変速比は
“2.037"である。

第2.2速は、第１遊星歯車機構１のサンギヤ1Sと第２
遊星歯車機構２のキャリヤ2Cと連結した状態で第２遊星
歯車機構２のサンギヤ2Sを固定し、かつ第３遊星歯車機
構３においてはサンギヤ3Sを固定する。したがってこの
場合に係合させるクラッチ手段およびブレーキ手段は第
１および第２のクラッチ手段K1,K2と第１および第３の
ブレーキ手段B1,B3である。その結果、第１遊星歯車機
構１では、リングギヤ1Rが入力軸４と共に回転し、キャ
リヤ1Cおよびサンギヤ1Sがそれぞれ低速で正回転し、ま
た第３遊星歯車機構３では、サンギヤ3Sが固定された状
態でリングギヤ3Rが第１遊星歯車機構１のキャリヤ1Cと
共に低速で正回転するので、キャリヤ3Cがリングギヤ3R
より低速で正回転する。そして第２遊星歯車機構２で
は、サンギヤ2Sを固定した状態で第３遊星歯車機構３の
キャリヤ3Cに連結してあるリングギヤ2Rが入力軸４より
低速で正回転するので、キャリヤ2Cがリングギヤ2Rより
更に低速で正回転する。その結果、第２遊星歯車機構２
のリングギヤ2Rおよび第３遊星歯車機構３のキャリヤ3C
に連結してある出力軸５は、入力軸４に対して減速され
て正回転する。この場合の変速比は“1.717"である。

第2.5速は、第１遊星歯車機構１および第２遊星歯車
機構２のサンギヤ1S,2Sを固定し、かつ第２遊星歯車機
構２のキャリヤ2Cと第３遊星歯車機構３のサンギヤ3Sと
を連結した状態で第１遊星歯車機構１のリングギヤ1Rを
入力軸４と共に回転させる。したがって第１遊星歯車機
構１ではサンギヤ1Sが固定された状態でリングギヤ１が
入力軸４と共に回転するから、キャリヤ1Cが入力軸４に
対して減速されて正回転する。また第２遊星歯車機構２
では、サンギヤ2Sが固定されていることによりリングギ
ヤ2Rおよびキャリヤ2Cが正回転し、かつリングギヤ2Rの
回転数がキャリヤ2Cより速くなる。さらに第３遊星歯車
機構３では、サンギヤ3Sおよびキャリヤ3Cならびにリン
グギヤ3Rの三者が共に正回転し、その回転数はここに挙
げた順に速くなる。そして第３遊星歯車機構３のキャリ
ヤ3Cに連結してある出力軸５は第２遊星歯車機構２のリ
ングギヤ2Rと共に入力軸４より低速で正回転し、その変
速比は、“1.619"となる。なおこの場合、第１遊星歯車
機構１のサンギヤ1Sは第４クラッチ手段K4によっても固
定できるので、係合・解放パターンは第１表に示すよう
に三種類ある。

第2.7速は、第２遊星歯車機構２の全体を一体回転さ
せる状態とするとともに、第３遊星歯車機構３のサンギ
ヤ3Sを固定し、かつ第１遊星歯車機構１のリングギヤ1R
を入力軸４と共に回転させて設定される。すなわち第２
クラッチ手段K2と第４クラッチ手段K4とを係合させて第
２遊星歯車機構２の全体を一体化させるとともに、第１
ブレーキ手段B1を係合させて第３遊星歯車機構３のサン
ギヤ3Sを固定し、その状態で第１クラッチ手段K1によっ
て第１遊星歯車機構１のリングギヤ1Rを入力軸４に連結
する。したがってこの場合は、第１遊星歯車機構１のサ
ンギヤ1Sと第３遊星歯車機構３のキャリヤ3Cとが第２遊
星歯車機構２を介して連結された状態と同様であり、そ
の結果、第１遊星歯車機構１においてはキャリヤ1Cとサ
ンギヤ1Sとが入力軸４に対して減速されて正回転し、ま
た第３遊星歯車機構３では、サンギヤ3Sを固定してある
ことにより、リングギヤ3Rが第１遊星歯車機構１のキャ
リヤ1Cと共に低速で正回転し、かつキャリヤ3Cおよびこ
れに連結してある出力軸５がリングギヤ3Rより低速で正
回転する。この場合の変速比は、"1.587“となる。

第2.8速は、第１遊星歯車機構１で減速した入力軸４
の回転をそのまま第３遊星歯車機構３を介して出力軸５
に伝達する変速段である。すなわち第１遊星歯車機構１
のサンギヤ1Sを固定した状態でそのリングギヤ1Rを入力
軸４と共に回転させ、かつ第３遊星歯車機構３の全体を
一体回転させる。したがって第１遊星歯車機構１では、
キャリヤ1Cが入力軸４より低速で正回転し、これが第３
遊星歯車機構３のリングギヤ3Rに伝達され、また第３遊
星歯車機構３はそのサンギヤ3Sとキャリヤ3Cとが連結さ
れて一体化されているから、その全体がリングギヤ3Rの
回転数すなわち第１遊星歯車機構１のキャリヤ1Cの回転
数で回転する。したがってこの場合の変速比は第１遊星
歯車機構１のギヤ比のみによって決まり、“1.450"とな
る。なお第１遊星歯車機構１のサンギヤ1Sを固定する手
段は第４ブレーキ手段B4に限定されないから、この第2.
8速を設定するための係合・解放パターンは第１表に示
すように複数種類ある。

第３速では、要は、入力軸４の回転を第３遊星歯車機
構３によって減速して出力軸５に伝達する。したがって
この変速段では、例えば第１クラッチ手段K1と第３クラ
ッチ手段K3とを係合させることによって実質上、第１遊
星歯車機構１の全体を一体化させ、このようにすること
により第３遊星歯車機構３のリングギヤ3Rが入力軸４と
等速度で回転し、かつそのサンギヤ3Sを固定して、キャ
リヤ3Cおよびこれ連結してある出力軸５を入力軸４に対
して減速させて正回転させる。この第３速を設定する係
合・解放パターンは第１表に掲げてあるように複数種類
あり、またその変速比は、第３遊星歯車機構３のギヤ比
のみで決まる“1.405"となる。

第3.2速では、第１遊星歯車機構１のサンギヤ1Sと第
２遊星歯車機構２のキャリヤ2Cと第３遊星歯車機構３の
サンギヤ3Sとの三者を連結し、かつ第２遊星歯車機構２
のサンギヤ2Sを固定した状態で第１遊星歯車機構１のリ
ングギヤ1Rを入力軸４と共に回転させる。すなち第１ク
ラッチ手段K1、第２クラッチ手段K2、第５クラッチ手段
K5、第３ブレーキ手段B3を係合させる。その結果、第１
遊星歯車機構ではサンギヤ1Sが入力軸４より低速で正回
転し、かつキャリヤ1Cがリングギヤ1Rとサンギヤ1Sとの
中間の速度で正回転し、また第２遊星歯車機構２では、
サンギヤ2Sが固定された状態で、第１遊星歯車機構１の
サンギヤ1Sに連結されたキャリヤ2Cが入力軸４より低速
で正回転するので、リングギヤ2Rがキャリヤ2Cより若干
速く回転し、さらに第３遊星歯車機構３では、リングギ
ヤ3Rおよびサンギヤ3Sが共に正回転するものの、サンギ
ヤ3Sの回転数がリングギヤ3Rより遅いので、キャリヤ3C
およびこれに連結してある出力軸５がリングギヤ3Rとサ
ンギヤ3Sとの中間の速度で正回転する。その変速比は、
“1.299"である。

第3.3速は、上記の第3.2速に対して第３遊星歯車機構
３の減速作用を回避した変速段であり、したがってこの
変速段は、上記の第3.2速を設定する係合・解放パター
ンのうち第５クラッチ手段K5に替えて第６クラッチ手段
K6を係合させたものである。換言すれば、第６クラッチ
手段K6を係合させることにより第１遊星歯車機構１のキ
ャリヤ1Cと第２遊星歯車機構２のリングギヤ2Rとが第３
遊星歯車機構３を介して連結され、これらのキャリヤ1C
およびリングギヤ2Rの回転数が出力軸５の回転数となる
変速段であり、したがって第１遊星歯車機構１では上記
の第3.2速と同様に、キャリヤ1Cおよびサンギヤ1Sが入
力軸４に対して減速されて正回転するとともに、サンギ
ヤ1Sの回転数がキャリヤ1Cより遅くなり、また第２遊星
歯車機構２では、サンギヤ2Sが固定されていることによ
り、リングギヤ2Rが入力軸４より低速で正回転するとと
もに、キャリヤ2Cがそのリングギヤ2Rより更に低速で正
回転する。そしてこれら第１遊星歯車機構１のキャリヤ
1Cおよび第２遊星歯車機構２のリングギヤ2Rの回転数、
すなわち出力軸５の回転数は入力軸４の回転を、変速比
“1.130"で変速した回転数となる。

第3.5速は、入力軸４の回転を第２遊星歯車機構２お
よび第３遊星歯車機構３によって変速する変速段であ
る。すなわち第２遊星歯車機構２のキャリヤ2Cと第３遊
星歯車機構３のサンギヤ3Sとを連結するとともに、第２
遊星歯車機構２のサンギヤ2Sを固定した状態で第３遊星
歯車機構３のリングギヤ3Rを入力軸４と等速度で回転さ
せる。したがって第１クラッチ手段K1、第３クラッチ手
段K3、第５クラッチ手段K5、第３ブレーキ手段B3を係合
させる。その結果、第１遊星歯車機構１はその全体が一
体回転するので、そのキャリヤ1Cに連結してある第３遊
星歯車機構３のリングギヤ3Rが入力軸４と等速度で回転
する。そして第２遊星歯車機構２では、サンギヤ2Sが固
定されていることによりリングギヤ2Rおよびキャリヤ2C
が入力軸４より低速で正回転し、かつキャリヤ2Cの回転
数がリングギヤ2Rの回転数より遅くなり、また第３遊星
歯車機構３ではリングギヤ3Rが入力軸４と同速度で回転
し、かつサンギヤ3Sが低速で正回転することにより、キ
ャリヤ3Cおよびこれに連結してある出力軸５が第２遊星
歯車機構２のリングギヤ2Rと共に入力軸４に対して若干
減速されて正回転する。その変速比は、“1.117"とな
る。

第４速は、所謂直結段であって増減速のない変速段で
あり、したがって要は、第１遊星歯車機構１もしくは第
２遊星歯車機構２あるいは第３遊星歯車機構３のうちの
いずれか二つが一体となって回転すればよく、このよう
にすれば、入力軸４の回転がそのまま第２遊星歯車機構
２もしくは第３遊星歯車機構３から出力軸５に伝達さ
れ、変速比は“1"となる。この変速段を設定するための
係合・解放パターンは第１表に示す以外にも、例えば第
３のブレーキ手段B3を係合させるパターンが可能である
が、回転部材の相対回転を防止するうえから、全てのブ
レーキ手段を解放し、かつ適宜のクラッチ手段を係合・
解放パターンが好ましい。

第５速では、第２遊星歯車機構２によって入力軸４の
回転を増減して出力軸５に伝達する。具体的には、第２
遊星歯車機構２のサンギヤ2Sを固定するとともにキャリ
ヤ2Cを入力軸４と共に回転させる。したがって少なくと
も第２クラッチ手段K2および第３クラッチ手段K3ならび
に第３ブレーキ手段B3の三つの係合手段を係合させる。
その結果、第２遊星歯車機構２では、サンギヤ2Sを固定
した状態でキャリヤ2Cが入力軸４と共に回転するので、
リングギヤ2Rが入力軸４に対して増速されて正回転し、
これが第３遊星歯車機構３のキャリヤ3Cを経て出力軸５
に伝達され、出力軸５は入力軸４に対して増速されて回
転する。なおこの場合、第１クラッチ手段K1をも係合さ
せれば、第１遊星歯車機構１の全体が一体となって回転
し、また第５クラッチ手段K5を係合させれば、第３遊星
歯車機構３の全体が一体回転するので、それぞれの遊星
歯車機構における相対回転が生じず、したがって発熱や
不必要な動力の消費などを防止することができる。また
第１ブレーキ手段B1を係合させる係合・解放パターンを
採用することもできる。なおこの第５速での変速比は、
第２遊星歯車機構２のギヤ比のみによって決まる“0.71
2"である。

後進段では、第２遊星歯車機構２のキャリヤ2Cを固定
した状態でそのサンギヤ2Sを入力軸４と共に回転させる
ことにより、第２遊星歯車機構２に反転減速作用を行な
わせる。したがってこの場合は、少なくとも第３クラッ
チ手段K3と第４クラッチ手段K4とを係合させ、これに加
えて第２ブレーキ手段B2を係合させ、もしくは第５クラ
ッチ手段K5と第１ブレーキ手段B1とを係合させる。その
結果、第３遊星歯車機構３のキャリヤ3Cを介して出力軸
５に連結してある第２遊星歯車機構２のリングギヤ2R
が、サンギヤ2Sすなわち入力軸４に対して減速されて逆
回転し、後進段となる。この場合も第１クラッチ手段K1
を係合させれば、第１遊星歯車機構１の全体が一体回転
するので、第１遊星歯車機構１における回転部材同士の
相対回転を防止することができる。なお、この後進段で
の変速比は、第２遊星歯車機構２のギヤ比のみによって
決まる“−2.469"となる。

以上各変速段について説明したように、第１図に示す
歯車変速装置では、所謂中間段を含めて前進13段・後進
１段の変速段を設定することができ、したがって各変速
段を経た変速を行ない、もしくは適宜の中間段を経た所
謂飛越し変速を行なうことにより滑かな変速を行なうこ
とができ、また前進５段の主要変速段を設定する際に経
由するべく選択し得る中間段の数が多いので、変速制御
の自由度が高く、その結果、変速制御性が向上する。

ところで第１表から知られるように、第４ブレーキ手
段B4は第２速および第2.5速ならびに第2.8速で係合させ
ることがあるものの、これらの変速段は第４ブレーキ手
段B4を解放させても設定することができ、したがって第
１図に示す構成から第４ブレーキ手段B4を省いたとして
も上述した各変速段を設定することが可能であり、この
ような改良を施した構成もこの発明に含まれる。

また上記の実施例では、第３遊星歯車機構３の全体を
一体回転させるための第６クラッチ手段K6を第３遊星歯
車機構３のキャリヤ3Cとサンギヤ3Sとの間に設けた例を
示したが、この発明は上記の実施例に限定されるもので
はなく、リングギヤ3Rとキャリヤ3C間もしくはリングギ
ヤ3Rとサンギヤ3Sとの間、さらにはリングギヤ3Rと第２
遊星歯車機構２のリングギヤ2Rとの間など、実質的に第
３遊星歯車機構３の全体を一体回転させ得る箇所にクラ
ッチ手段を介装すればよい。また、第２ブレーキ手段B2
を省いて第１ブレーキ手段B1と第５クラッチ手段K5とに
よって第２遊星歯車機構２のキャリヤ2Cを固定する構成
としてもよい。

さらに第１図には、各摩擦係合手段を多板構造のシン
ボルで示したが、この発明では、これらの摩擦係合手段
を一方向クラッチと多板構造のものとの組合せによって
構成し、あるいはバンドブレーキを多板構造のものに替
えて採用することもでき、要は本出願人の出願に係る特
願平１−185151号の明細書および図面に記載した構成の
ものを採用することができる。

発明の効果 以上の説明で明らかなようにこの発明の自動変速機用
歯車変速装置では、設定し得る変速段の数が従来になく
多いので、きめ細かい変速が可能となり、それに伴い燃
費や静粛性、さらには動力性能を向上させることがで
き、また最高変速段の変速比が、より小さい値になるの
で、高速走行時のエンジン回転数を抑制して燃費および
静粛性を向上させることができ、さらに第３遊星歯車機
構を一体回転させることにより、第３遊星歯車機構にお
ける回転要素の相対回転が抑制されて耐久性が向上する
などの副次的効果をも得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を原理的に示すスケルトン
図である。 1,2,3……遊星歯車機構、1S,2S,3S……サンギヤ、1C,2
C,3C……キャリヤ、1R,2R,3R……リングギヤ、４……入
力軸、５……出力軸、K1,K2,K3,K4,K5,K6……クラッチ
手段、B1,B2,B3……ブレーキ手段。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】三組のシングルピニオン型遊星歯車機構を
   主体とする歯車列によって入力軸の回転を変速して出力
   軸に伝達する自動変速機用歯車変速装置において、 第１遊星歯車機構のリングギヤと前記入力軸とを選択的
   に連結する第１クラッチ手段と、第１遊星歯車機構のサ
   ンギヤと第２遊星歯車機構のキャリヤとを選択的に連結
   する第２クラッチ手段と、第１遊星歯車機構のサンギヤ
   と入力軸とを選択的に連結する第３クラッチ手段と、第
   １遊星歯車機構のサンギヤと第２遊星歯車機構のサンギ
   ヤとを選択的に連結する第４クラッチ手段と、第２遊星
   歯車機構のキャリヤと第３遊星歯車機構のサンギヤとを
   選択的に連結する第５クラッチ手段と、実質的に第３遊
   星歯車機構のサンギヤおよびリングギヤならびにキャリ
   ヤのうちの少なくとも二つを互いに選択的に連結する第
   ６クラッチ手段と、第３遊星歯車機構のサンギヤの回転
   を選択的に止めるブレーキ手段と、第２遊星歯車機構の
   サンギヤの回転を選択的に止める他のブレーキ手段とを
   備え、第１遊星歯車機構のキャリヤと第３遊星歯車機構
   のリングギヤとが互いに常時もしくは選択的に連結さ
   れ、かつ第２遊星歯車機構のリングギヤと第３遊星歯車
   機構のキャリヤとが常時もしくは選択的に連結され、さ
   らに前記出力軸が第３遊星歯車機構のキャリヤに連結さ
   れていることを特徴とする自動変速機用歯車変速装置。