JP2858702B2 - 遊星歯車変速機 - Google Patents

遊星歯車変速機

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JP2858702B2 JP2127922A JP12792290A JP2858702B2 JP 2858702 B2 JP2858702 B2 JP 2858702B2 JP 2127922 A JP2127922 A JP 2127922A JP 12792290 A JP12792290 A JP 12792290A JP 2858702 B2 JP2858702 B2 JP 2858702B2
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【発明の詳細な説明】 イ.発明の目的 (産業上の利用分野) 本発明は複数組の遊星歯車列を用いて構成した遊星歯
車変速機に関する。
(従来の技術) 遊星歯車変速機は自動車の自動変速機用等として広く
用いられている。従来の遊星歯車変速機は、ラビニヨ歯
車列、シンプソン歯車列等のように2組の遊星歯車を一
体に組合わせて構成した変速機が多く、この場合には、
変速段としては前進4速までのものが一般的であった。
しかしながら、走行特性の向上等を目的として変速段の
多段化の要求があり、このため、従来から前進5速以上
の変速段を有する変速機が提案され、一部実用化されて
いる。
このような多段化された変速機としては、例えば、特
開平1−105043号、同1−312267号、実開昭61−103654
号、同104854号、同104855号公報等に開示の変速機があ
る。これらの変速機においては、シンプソン歯車列を用
いており、2組の遊星歯車列にそれぞれ3つのクラッチ
およびブレーキを組合わせて前進5(もしくは6)段、
後進1段の変速機を構成している。このような構成の変
速機の場合には、遊星歯車列は従来と同様に2組で良
く、従来の変速機と部品の共通化が図れるといった利点
がある。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、このように速度段の多段化を図るに
は、従来の変速機にクラッチ、ブレーキ等を加える必要
があり、このために変速機の構造が複雑化したり、変速
機が大型化、重量化したりするという問題が生じ易く、
上記従来の変速機においても変速機の構造の簡素化、小
型軽量化を図るような工夫がなされている。
本発明はこのようなことから、2組の遊星歯車列によ
り前進5速の変速段設定が可能で、上記従来の提案とは
異なる構成で、且つ、変速機の構成の簡素化、小型軽量
化を図ることができるような遊星歯車変速機を提供する
ことを目的とする。
ロ.発明の構成 以下、本発明の構成をその作用とともに、実施例に基
づいて説明する。
本発明の遊星歯車変速機は、第1図に示すように、第
1および第2遊星歯車列G1,G2を同軸上に並列に配置し
て構成している。両遊星歯車列G1,G2はそれぞれ、第1
および第2サンギヤS1,S2と、これら第1および第2サ
ンギヤS1,S2に噛合してこれらの周りを自転しながら公
転する第1および第2ピニオンP1,P2と、第1および第
2ピニオンP1,P2を回転自在に保持し、第1および第2
サンギヤS1,S2の軸を中心に第1および第2ニオンP1,P2
と同一回転数で公転するするキャリアCと、第1および
第2ピニオンP1,P2と噛合する内歯を有して第1および
第2サンギヤS1,S2の軸を中心に回転可能な第1および
第2リングギヤR1,R2とから構成される。
第1および第2サンギヤS1,S2は互いに直結されて変
速機入力軸3と同軸に配設され、第1クラッチK1を介し
て変速機入力軸3と係脱自在に連結されている。さら
に、このように直結された第1および第2サンギヤS1,S
2には第1ブレーキB1が取り付けられ、この第1ブレー
キB1により第1および第2サンギヤS1,S2が固定保持可
能である。
また、第1および第2ピニオンは1つのキャリアCに
より回転自在に保持されている。すなわち、第1および
第2遊星歯車列G1,G2のキャリアは一体に連結して構成
されている。このキャリアCは第2クラッチK2を介して
係脱自在に変速機入力軸3に連結されるとともに、キャ
リアCにはこれを固定保持可能な第2ブレーキB2が取り
付けられている。
第1リングギヤR1は第3クラッチK3を介して変速機入
力軸3に係脱自在に連結され、この第1リングギヤR1に
はこれを固定保持可能な第3ブレーキB3が取り付けられ
ている。第2リングギヤR2には外歯を有した変速機出力
ギヤ5が一体に結合されている。
上記変速機入力軸3はトルクコンバータ2を介してエ
ンジン出力軸1に連結されている。なお、トルクコンバ
ータ2は、ポンプ2a,ステータ2b,タービン2cからなり、
ポンプ2aがエンジン出力軸1に連結され、タービン2cが
変速機入力軸3に連結される。
一方、上記変速機出力ギヤ5は、第1カウンタギヤ6
に噛合し、変速機出力ギヤ5の出力回転はそのまま第1
カウンタギヤ6に伝達される。この出力回転はカウンタ
軸7を介して第2カウンタギヤ8に伝達され、この第2
カウンタギヤ8と噛合するファイナルギヤ9を介してデ
ィファレンシャル機構10に伝達され、ディファレンシャ
ル機構10から左右のアクスルシャフト11,12に分割され
て伝達される。
以上のように構成した遊星歯車変速機において、第1
〜第3クラッチK1〜K3および第1〜第3ブレーキB1〜B3
の係脱制御を行うことにより、変速段の設定および変速
制御を行うことができる。具体的には、第2図の表に示
すように、係脱制御を行えば、前進5速(LOW,2ND,3RD,
4THおよび5TH)、後進1速(REV)を設定できる。な
お、第2図の表において、○印のクラッチおよびブレー
キが係合されていることを示す。各速度レンジでの減速
比(レシオ)は、各ギヤの歯数設定により変化するが、
第2図にこのレシオの1例を参考として示している。
この表から分かるように、前進側5速(LOW〜5TH)の
各変速レンジはクラッチ、ブレーキ(これらを係合手段
と称する)の内の2つを係合させて設定される。また、
1速と2速の間の変速以外での隣り合う変速レンジ間で
の変速に際しては、これら2つの係合手段のうちの1つ
を解放し、別の1つの係合手段を係合させて行うように
なっており、これらの変速に際しては、変速制御が簡単
である。
一方、上記構成の変速機における各要素の速度の関係
を示す速度線図を第3図に示しており、これに基づい
て、各速度レンジでの減速比について説明する。
第3図の速度線図では、第1サンギヤS1、キャリアC
および第1リングギヤR1で構成される第1遊星歯車列G1
の速度線図と、第2サンギヤS2、キャリアCおよび第2
リングギヤR2で構成される第2遊星歯車列G2の速度線図
とに分けて各速度線図を示している。なお、この線図に
おいて、各縦線がその構成要素を示すとともに縦線の長
さが回転数に対応する。各縦線の間隔は、サンギヤの歯
数の逆数およびリングギヤの歯数の逆数に比例する。
図において上側に位置する第1遊星歯車列G1の速度線
図の場合には、3本の縦線は、左から順に、第1サンギ
ヤS1、キャリアC、第1リングギヤR1に対応し、各縦線
の上方向への長さが前進方向の回転数nを示す。また、
第1サンギヤS1を示す縦線とキャリアCを示す縦線との
間隔“a1"は、第1サンギヤS1の歯数Zs1の逆数(=1/Zs
1)に対応し、キャリアCを示す縦線と第1リングギヤR
1を示す縦線との間隔“b1"は、第1リングギヤR1の歯数
Zr1の逆数(=1/Zr1)に対応する。このため、第1サン
ギヤS1を回転数nで回転し、第1リングギヤR1を第3ブ
レーキB3により固定保持すると、両状態を示す点を結ぶ
線DとキャリアCを示す縦線との交点の回転数naが、
キャリアCの回転数となる。
一方、下側に位置する第2遊星歯車列G2の速度線図の
場合も同様で、3本の縦線は、左から順に、第2サンギ
ヤS2、キャリアC、第2リングギヤR2に対応する。この
ため、第2サンギヤS2を示す縦線とキャリアCを示す縦
線との間隔“a2"は、第2サンギヤS2の歯数Zs2の逆数
(=1/Zs2)に対応し、キャリアCを示す縦線と第2リ
ングギヤR2を示す縦線との間隔“b2"は、第2リングギ
ヤR2の歯数Zr2の逆数(=1/Zr2)に対応する。このた
め、第2サンギヤS2を第1ブレーキB1により固定保持
し、キャリアCを回転数nで回転させると、両状態を示
す点を結ぶ線D′と第2リングギヤR2を示す縦線との交
点の回転数nbが第2リングギヤR2、すなわち、変速機
出力ギヤ5の回転数となる。
なお、第3図では2つの遊星歯車列に分けて表してい
るが、両歯車列のサンギヤS1およびS2が直結され、キャ
リアCは共通なので、両遊星歯車列G1,G2の速度線図
は、第4図に示すように、合体して表すことができる。
そこで、第4図の線図に基づいて各速度段での変速比を
作図により求める。
まず、LOWレンジの場合には、第1クラッチK1および
第3ブレーキB3が係合される。これにより、第1および
第2サンギヤS1,S2が変速機入力軸3と同一の回転数n0
で回転駆動され、第1リングギヤR1が固定保持される。
このため、両サンギヤS1,S2の状態を表す点と第1リン
グギヤR1の状態を表す点とを結んだ点線直線L1と第2リ
ングギヤR2を示す縦線との交点の回転数n1が第2リング
ギヤR2、すなわち、変速機出力ギヤ5の回転数となり、
この入出力回転数の比(=n0/n1)が減速比(レシオ)
となる。
2速レンジの場合には、第1クラッチK1および第3ブ
レーキB3の係合が解除され、これに代えて第3クラッチ
K3および第2ブレーキB2が係合される。これにより、キ
ャリアCが固定保持された状態で、第1リングギヤR1が
変速機入力軸3と同一回転数n0で回転駆動される。この
場合には、点線直線L2と第2リングギヤR2を示す縦線と
の交点の回転数n2が変速機出力ギヤ5の回転数となる。
3速レンジの場合には、第3クラッチK3は係合のま
ま、第2ブレーキB2が解除され、代わりに第1ブレーキ
B1が係合される。これにより、第1および第2サンギヤ
S1,S2が固定保持された状態で、第1リングギヤR1が変
速機入力軸3と同一回転数n0で回転駆動される。このた
め、点線直線L3と第2リングギヤR2を示す縦線の交点の
回転数n3が変速機出力ギヤ5の回転数となる。
4速レンジの場合には、第3クラッチK3は係合された
まま、第1ブレーキB1が解除され、代わりに第2クラッ
チK2が係合される。このため、両遊星歯車列G1,G2全体
が一体となって変速機入力軸3と同一回転する。線図上
では、キャリアCおよび第1リングギヤR1がともに変速
機入力軸3と同一回転し、横方向の直線L4と第2リング
ギヤR2を示す縦線との交点の回転数n4(=n0)が変速機
出力ギヤ5の回転数となる。
5速レンジの場合には、第2クラッチK2は係合のま
ま、第3クラッチK3が解除され、代わりに第1ブレーキ
B1が係合される。これにより、第1および第2サンギヤ
S1,S2が固定保持された状態で、キャリアCが変速機入
力軸3と同一回転数n0で回転駆動される。このため、点
線直線L5と第2リングギヤR2を示す縦線との交点の回転
数n5が変速機出力ギヤ5の回転数となる。
リバースレンジの場合には、第1クラッチK1および第
2ブレーキB2が係合される。このため、第1および第2
サンギヤS1,S2が変速機入力軸3と同一回転で駆動さ
れ、キャリアCが固定保持される。この場合には、点線
直線LRと第2リングギヤR2を示す縦線との交点の回転数
nR(負の値であり、入力回転とは逆の回転となることを
示す)が変速機出力ギヤ5の回転数となる。
以上のようにして変速された変速機出力ギヤ5の回転
は、第1図に示すように、第1カウンタギヤ6、カウン
タ軸7および第2カウンタギヤ8を介してファイナルギ
ヤ9に伝達され、ディファレンシャル機構10から左右の
アクスルシャフト11,12を介して左右の前輪(図示せ
ず)に伝達される。なお、第1図はFF横置タイプの変速
機配列を示しており、この場合、変速機出力ギヤ5は変
速機の中央寄りに位置しているため、変速機中央部側方
に配設されるディファレンシャル機構10と変速機出力ギ
ヤ5とを連結するカウンタ軸7を比較的短くすることが
でき、変速機全体を小型軽量化することができる。ま
た、変速機出力ギヤ5をパーキングギヤとして利用する
ことも可能である。
ハ.発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、同軸上に並設
した2組の遊星歯車列と3組のクラッチおよび3組のブ
レーキとから構成され、従来には無い新規な構成で且つ
比較的小型・コンパクトであり、前進5速、後進1速の
変速レンジの設定が可能変速機を得ることができる。さ
らに、この場合にサンギヤ同士およびキャリア同士が直
結されるので、両遊星歯車列の連結構造が簡単であり、
両遊星歯車列を近接して配置することができ、このた
め、変速機の軸方向寸法の短縮化が図れ、変速機の小型
軽量化を図ることができる。なお、本発明の変速機を自
動車に横置にして搭載する場合、出力ギヤが変速機の中
央寄りに位置するため、出力ギヤからデフギヤに動力を
伝達するカウンタ軸の軸長は短くてよく、変速機をコン
パクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る遊星歯車変速機の構成を示すスケ
ルトン図、 第2図はこの遊星歯車変速機でのクラッチ、ブレーキの
作動と変速レンジとの関係を示す表図、 第3図および第4図は上記遊星歯車変速機での各要素の
回転関係を表す速度線図である。 2……トルクコンバータ、3……変速機入力軸 7……カウンタ軸、9……ファイナルギヤ 10……ディファレンシャル機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊池 公彦 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 新山 常文 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 熊谷 頼範 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 阪口 伸一 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 熊谷 智治 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭64−55454(JP,A) 特開 昭50−125163(JP,A) 特開 昭50−90853(JP,A) 特開 昭51−48063(JP,A) 実開 昭61−103654(JP,U) 特公 昭47−2326(JP,B1) 特許156216(JP,C1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16H 3/44 - 3/78

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】それぞれサンギヤ要素、キャリア要素およ
    びリングギヤ要素を有してなる第1および第2遊星歯車
    列を同軸上に並列に配置し、前記両サンギヤ要素同士を
    直結するとともに前記両キャリア要素同士を直結し、前
    記両サンギヤ要素を第1クラッチを介して係脱自在に入
    力部材に連結するとともにこれを固定保持可能な第1ブ
    レーキを配設し、前記両キャリア要素を第2クラッチを
    介して係脱自在に前記入力部材に連結するとともにこれ
    を固定保持可能な第2ブレーキを配設し、前記第1遊星
    歯車列のリングギヤ要素を第3クラッチを介して係脱自
    在に前記入力部材に連結するとともにこれを固定保持可
    能な第3ブレーキを配設し、前記第2遊星歯車列のリン
    グギヤ要素を出力部材に直結したことを特徴とする遊星
    歯車変速機。
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