JP2906404B2 - Planetary gear type transmission - Google Patents
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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車輌に用いられる自動変速機等に
組込まれる遊星歯車式変速装置に係る。
従来の技術
自動車等の車輌に用いられる自動変速機に組込まれる
遊星歯車式変速装置は従来より種々の構成に於て提案さ
れており、これは、一般に、サンギヤとリングギヤとプ
ラネタリピニオンを回転可能に担持するキャリヤの如き
構成要素の組合せよりなる遊星歯車機構と、前記遊星歯
車機構を収容する固定部材としてのハウジングとを有
し、クラッチによる前記構成要素同志の接続及びブレー
キによる前記構成要素の前記ハウジングに対する接続の
切換により複数個の変速段の間に切換わって変速を行う
ようになっており、この種の遊星歯車式変速装置は、例
えば特開昭54−111050号公報、SAE Technical Paper
Series 811285（1981.11.9−12）に示されている。
発明が解決しようとする問題点
車輌用自動変速機に用いられる遊星歯車式変速装置
は、一般に前進三段後進一段、或いは前進四段後進一段
を達成するようになっており、複数個の変速段の達成の
ためには複数個のクラッチとブレーキとを所定の組合せ
にて係合させなければならない。クラッチ、ブレーキの
如き摩擦係合装置は所要の変速段を達成した上で可及的
に小数であることが、切換制御上及び自動変速機の小型
軽量化のために望まれ、また変速に際する二つの摩擦係
合装置の同期制御、例えばクラッチ・ツウ・クラッチ、
クラッチ・ツウ・ブレーキの如き同期制御を不要ならし
めるためにワンウェイクラッチが設けられる場合は、ワ
ンウェイクラッチの設置からしてその全体の個数が増大
することからより一層それらの個数の削減が望まれる。
しかし従来の遊星歯車式変速装置に於ては、一つのワン
ウェイクラッチは一つの変速に於てのみ有効に作用し、
このため各変速に関してワンウェイクラッチが必要にな
り、また、エンジンブレーキを必要とする場合にはその
ワンウェイクラッチの各々に対してブレーキを並列に設
ける必要がある。このため遊星歯車式変速装置は部品点
数の増大と共に構造が複雑化し、また径方向寸法ばかり
でなく軸線方向寸法も増大して車輌搭載上不利になり、
また重量も増大する。
本発明は従来の如き従来の遊星歯車式変速装置に比し
て数少ないクラッチ、ブレーキ及びワンウェイクラッチ
の使用の下に複数の変速について一つのワンウェイクラ
ッチが有効に作用し、部品点数が少なく、小型軽量で、
車輌搭載性に優れた遊星歯車式変速装置を提供すること
を目的としている。
問題点を解決するための手段
上述の如き目的は、本発明によれば、ハウジングと、
入力軸と、出力軸と、第一のサンギヤと第一のリングギ
ヤと第一のプラネタリピニオンと第一のキャリヤとを有
する第一の遊星歯車機構と、第二のサンギヤと第二のリ
ングギヤと第二のプラネタリピニオンと第二のキャリヤ
とを有する第二の遊星歯車機構と、複数のクラッチと少
なくとも一つのブレーキと少なくとも一つのワンウェイ
クラッチとを含み前記第一及び第二の遊星歯車機構を前
記入力軸と前記出力軸の間に連結して前記クラッチと前
記ブレーキの選択的係合と解除により複数の前進変速段
を達成する連結部材とを有し、前記ワンウェイクラッチ
は互いに同心に回転する第一と第二のクラッチ部材を含
み、前記第一のクラッチ部材はそれが前記第二のクラッ
チ部材に対して第一の回転方向に回転しようとするとき
前記第二のクラッチ部材に係合するそれが前記第二のク
ラッチ部材に対して前記第一の回転方向とは反対の第二
の回転方向に回転することは自由であり、或る一つの前
進変速段にて駆動が行われるときには前記第一のクラッ
チ部材が前記第一の回転方向に駆動されこれに対し前記
第二のクラッチ部材が前記第二の回転方向に反力を及ぼ
し、他の一つの前進変速段にて駆動が行われる時には前
記第二のクラッチ部材が前記第二の回転方向に駆動され
これに対し前記第一のクラッチ部材が前記第一の回転方
向に反力を及ぼすことを特徴とする遊星歯車式変速装置
によって達成される。
発明の作用及び効果
上述の如き構成によれば、一つのワンウェイクラッチ
を少なくとも二つの前進変速段に於いて異なる作動態様
にて作動する。即ち、一つの前進変速段に於いては、ワ
ンウェイクラッチの互いに同心に回転する第一及び第二
のクラッチ部材には、第一のクラッチ部材の側にこれを
第一の回転方向に回転しようとするトルクが作用し、こ
れに対して第二のクラッチ部材は第一のクラッチ部材と
係合して第一の回転方向とは反対の第二の回転方向へ向
かう反力を及ぼし、他の一つの前進変速段に於いては、
ワンウェイクラッチには第二のクラッチ部材の側にこれ
を前記第二の回転方向へ駆動するトルクが作用し、第一
のクラッチ部材第二のクラッチ部材に対して前記第一の
回転方向へ向かう反力を及ぼす。かくして一つのワンウ
ェイクラッチが互いに異なる二つの前進変速段の各々に
於いて互いに異なる作用を行い、互いに異なる二つのワ
ンウェイクラッチ作用に対して一つの共通のワンウェイ
クラッチを作動させることができる。
実施例
以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳
細に説明する。
第１図は本発明による遊星歯車式変速装置の一つの実
施例を示している。図に於て、10は第一サンギヤを、12
は第一サンギヤ10と同心の第一リングギヤを、14は第一
サンギヤ10と第一リングギヤ12とに噛合する第一プラネ
タリピニオンを、16は第一プラネタリピニオン14の回転
可能に担持する第一キャリヤを、20は第二サンギヤを、
22は第二サンギヤ20と同心の第二リングギヤを、24は第
二サンギヤ20と第二リングギヤ22とに噛合する第二プラ
ネタリピニオンを、26は第二プラネタリピニオン24を回
転自在に担持する第二キャリヤを各々示している。第一
サンギヤ12は連結要素30によって第二キャリヤ26と連結
され、第一キャリヤ16は連通要素32によって第二サンギ
ヤ22と連結されている。
尚、ここで第一サンギヤ10と第一リングギヤ12と第一
プラネタリピニオン14と第一キャリヤ16とにより構成さ
れた遊星歯車機構を第一列目の遊星歯車機構と称し、第
二サンギヤ20と第二リングギヤ22と第二プラネタリピニ
オン24と第二キャリヤ26とにより構成された遊星歯車機
構を第二列目の遊星歯車機構と称する。
第一キャリヤ16及び連結要素32によって第一キャリヤ
16と連結された第二リングギヤ22とハウジング50との間
にはワンウェイクラッチ34と第一ブレーキ46とが互いに
直列に設けられている。この場合、ワンウェイクラッチ
34が第一キャリヤ16の側に設けられ、第一ブレーキ46が
ハウジング50の側に設けられている。更に詳細にはワン
ウェイクラッチ34はそのインナレース34aにて第一キャ
リヤ16と接続されてアウタレース34bを第一ブレーキ46
に接続されている。
ワンウェイクラッチ34は、エンジンドライブ時に於て
アウタレース34bがインナレース34aの回転速度を越えて
回転しようとする時には係合状態になり、これとは逆の
時には滑り状態になるようになっている。
第一サンギヤ10と第一ブレーキ46、換言すれば、ワン
ウェイクラッチ34のアウタレース34bとの間には第一ク
ラッチ38が設けられている。第一クラッチ38は第一サン
ギヤ10を第一ブレーキ46に対し選択的に接続するように
なっている。
第二サンギヤ20と入力軸52との間には該両者を互いに
選択的に接続する第二クラッチ40が設けられている。ま
た第一キャリヤ16と入力軸52との間には該両者を互いに
選択的に接続する第三クラッチ42が設けられている。更
にまた第一サンギヤ10と入力軸42との間には該両者を互
いに選択的に接続する第四クラッチ44が設けられてい
る。
第二サンギヤ22とハウジング50との間には第二サンギ
ヤ22をハウジング50に対し選択的に固定する第二ブレー
キ48が設けられている。
第二キャリヤ26は、出力軸54と接続され、常に出力部
材として作用するようになっている。
上述の如き構成よりなる遊星歯車式変速装置によって
第一速段、第二速段、第三速段（直結段）、第四速段
（増速段）及び後進段が構成される要領は第１表に示す
通りである。この表において、○印は当該クラッチ、ブ
レーキ又はワンウェイクラッチがエンジンドライブ状態
に於て係合されていることを示し、また（○）は当該ク
ラッチ或いはブレーキが係合されれば、その変速段に於
てエンジンブレーキが作用し得ることを示している。
第一リンギヤ12の歯数に対する第一サンギヤ10の歯数
の比をρ１とし、第二リングギヤ22の歯数に対する第二
サンギヤ20の歯数の比をρ２とした場合、各変速段の変
速比は第２表に示す通りである。 次に上述の如き構成よりなる遊星歯車式変速装置の各
変速段に於ける作用について説明する。
第一速段
中立状態より第一速段への変速は第二クラッチ40と第
一ブレーキ46とを係合させることにより行われる。第二
クラッチ40が係合すると、第二サンギヤ20が入力軸52と
接続されて前進方向へ駆動される。この時出力軸54には
負荷がかかっているので、第二サンギヤ20が前進方向に
回転しても出力軸54はそれに追随しようとしないので、
第二プラネタリピニオン20が自転しようとし、第二リン
グギヤ22を第二サンギヤ20とは反対方向に回転しようと
するが、リングギヤ22のそのような回転はアウタレース
34bが第一ブレーキ46によりハウジング50に固定された
ワンウェイクラッチ34のインナレース34aが入力軸の回
転方向とは反対の方向に回転しようとすることによりア
ウタレース34bによって係止され、第二リングギヤ22が
不動に保持されるので、周力軸54は第二プラネタリピニ
オン24の自転を伴う公転に応じて前進方向へ大きな減速
比にて駆動される。
第二速段
第一速段より第二速段への変速は第二クラッチ40及び
第一ブレーキ46を係合させた状態のまま第一クラッチ38
を新たに係合させることのみにより行われる。第一クラ
ッチ38が係合すると、第一サンギヤ10が第一ブレーキ46
に接続され、これにより第一サンギヤ10がハウジング50
に対し固定されて反力部材として作用するようになり、
これに伴いワンウェイクラッチ34は滑り状態となる。こ
の時には第一サンギヤ10が固定された状態にて第一プラ
ネタリピニオン14が第一サンギヤ10の周りを自転しつつ
公転することにより第一サンギヤ10と第一リングギヤ12
と第一プラネタリピニオン14及びキャリヤ16とからなる
第一列目の遊星歯車機構は増速作用を行うようになり、
第二サンギヤ20と第二リングギヤ22と第二プラネタリピ
ニオン24及び第二キャリヤ26とからなる第二列目の遊星
歯車機構の減速作用と相俟って前記第一速段より小さい
変速比をもって第二キャリヤ26より出力軸54に回転動力
が伝達されるようになる。
第三速段
第二速段より第三速段、即ち直結段への変速は、第一
クラッチ38及び第二クラッチ40を係合させた状態のまま
第一ブレーキ46を解放しつつ第三クラッチ42を係合させ
ることにより行われる。第三クラッチ42が係合すると、
第一キャリヤ16が入力軸52と一体となって回転し始め
る。この時出力軸54には負荷がかかっているのでこれと
直結された第一リングギヤ12が前進方向の増速を拒もう
とすると、第一プラネタリピニオン14の自転を伴う公転
によって第一サンギヤ10が第一キャリヤ16と同方向に第
一キャリヤ16より増速回転しようとするが、そのような
相対回転は第一クラッチ38を介してワンウェイクラッチ
34のアウタレース34bをインナレース34aに対して係合方
向に駆動するので、第一サンギヤ10に対する第一プラネ
タリピニオン14の公転は阻止され、第一の遊星歯車機構
は直結状態となり、変速比が１である直結段が達成され
る。尚、この直結段達成後には第二クラッチ40は解放さ
れてよいが、その状態では出力軸54は入力軸52に対して
増速方向にはワンウェイクラッチ34を滑らせつつ回転す
ることができるので、エンジンブレーキは作用しない。
第二クラッチ40が係合されれば第一のと第二の遊星歯車
機構の間の相対運動がワンウェイクラッチを介さずにロ
ックされた状態なるので、エンジンブレーキが作用し得
る状態となる。
第四速段
第三速段より第四速段、即ち増速段への変速はこの時
に第二クラッチ40が係合していれば、まず第二クラッチ
40を解放し、この第二クラッチ40の解放完了後に第一ク
ラッチ38及び第三クラッチ42を係合させた状態のまま第
一ブレーキ46を係合させることにより行われる。第一ブ
レーキ46が係合すると、第一キャリヤ16に回転動力が入
力されている状態にて第一サンギヤ10がハウジング50に
対し固定され、これによりワンウェイクラッチ34が滑り
状態となって第一プラネタリピニオン14が第一サンギヤ
10の周りを自転しつつ公転し、これに伴い第一リングギ
ヤ12が増速回転し、これが現在フリー状態になっている
前記二列目の遊星歯車機構の第二キャリヤ26を経て出力
軸54へ伝達され、増速段が達成される。
後進段
後進段は、中立状態より第四クラッチ44と第二ブレー
キ48とを共に係合させることにより行われる。この時に
は第一サンギヤ10に回転動力が入力され、第二リングギ
ヤ22がハウジング50に対し固定されて反力部材として作
用し、前記第一列目の遊星歯車機構の歯数比によって決
まる所定の変速比をもって出力軸54に逆転方向の回転力
が伝達され、後進段が達成される。
尚、第四速段より第三速段への変速、第三速段より第
二速段への変速、第二速段より第一速段への変速（シフ
トダウン）は各々上述の変速（シフトアップ）とは逆の
作動が行われればよく、例えば、第四速段より第三速段
への変速は第一ブレーキ46が解放されればよい。
第２図は本発明による遊星歯車式変速装置の他の一つ
の実施例を示している。第２図に示された実施例に於け
る遊星歯車機構は所謂ラビニョオ型のものであり、第一
サンギヤ60と、第二サンギヤ62と、リングギヤ64と、第
一サンギヤ60とリングギヤ64とに噛合するラージプラネ
タリピニオン66と、第二サンギヤ62とラージプラネタリ
ピニオン66とに噛合するスモールプラネタリピニオン68
と、ラージプラネタリピニオン66及びスモールプラネタ
リピニオン68を各々回転可能に担持するキャリヤ70とを
有している。
キャリヤ70とハウジング50との間には上述の実施例と
同様にワンウェイクラッチ34と第一ブレーキ46とが互い
に直列に設けられている。この場合もワンウェイクラッ
チ34がキャリヤ70の側に設けられ、第一ブレーキ46がハ
ウジング50の側に設けられている。
第一サンギヤ60と第一ブレーキ46との間には第一クラ
ッチ38が設けられている。第一クラッチ38は第一サンギ
ヤ60を第一ブレーキ46に対し選択的に接続するようにな
っている。
第二サンギヤ62と入力軸52との間には該両者を互いに
選択的に接続する第二クラッチ40が設けられている。ま
たキャリヤ70と入力軸52との間には該両者を互いに選択
的に接続する第三クラッチ42が設けられている。更にま
た第一サンギヤ60と入力軸52との間には該両者を互いに
選択的に接続する第四クラッチ44が設けられている。
またキャリヤ70とハウジング50との間にはキャリヤ70
をハウジング50に対し選択的に固定する第二ブレーキ48
が設けられている。
リングギヤ64は、出力軸54と接続され、常に出力部材
として作用するようになっている。
上述の如き構成よりなる遊星歯車式変速装置によって
第一速段、第二速段、第三速段（直結段）、第四速段
（増速段）及び後進段が達成される要領は上述の実施例
のそれと同様であり、それは上述の第１表に示された通
りである。
この遊星歯車式変速装置に於ては、リングギヤ64の歯
数に対する第一サンギヤ60の歯数の比をρ１とし、リン
グギヤ64の歯数に対する第二サンギヤ62の歯数の比をρ
２とした場合、各変速段の変速比は第３表に示す通りに
なる。
次に上述の如き構成よりなる遊星歯車式変速装置の各
変速段に於ける作用について説明する。
第一速段
中立状態より第一速段への変速は第二クラッチ40と第
一ブレーキ46とを係合させることにより行われる。第二
クラッチ40が係合すると、第二サンギヤ62が前進方向へ
駆動される。この時出力軸54には負荷がかかっているの
でそれと直結されたリングギヤ64は前進方向へ回転しよ
うとせず、そのため第二サンギヤ62によりスモールプラ
ネタリピニオン68は第二サンギヤ62とは反対方向へ回転
しようとし、それと同時にラージプラネタリピニオン66
は第二サンギヤ22と同方向に回転しようとし、それに伴
ってラージプラネタリピニオン66はリングギヤ64の内側
に沿ってサンギヤ62とは反対方向へ公転しようとする
が、そのようなラージプラネタリピニオン66の公転はそ
れを担持するキャリヤ70が第一ブレーキ46にてアウタレ
ース34bをハウジング50に固定されたワンウェイクラッ
チ34のインナレース34aを入力軸の回転方向とは反対の
方向に回転させようとすることによりワンウェイクラッ
チ34により係止されるので、出力軸54はスモールプラネ
タリピニオン68とラージプラネタリピニオン66の自転を
介して大きな減速比にて入力軸と同方向へ回転駆動され
る。
第二速段
第一速段より第二速段への変速は第二クラッチ40及び
第一ブレーキ46を係合させた状態のまま第一クラッチ38
を新たに係合させることのみにより行われる。第一クラ
ッチ38が係合すると、第一サンギヤ60が第一ブレーキ46
に接続され、これにより第一サンギヤ60がハウジング50
に対し固定されて反力部材として作用するようになり、
これに伴いワンウェイクラッチ34は滑り状態となる。こ
の時には第一サンギヤ60が固定された状態にてラージプ
ラネタリピニオン66が第一サンギヤ60の周りを自転しつ
つ公転するようになって第一サンギヤ60とラージプラネ
タリピニオン66とリングギヤ64とからなる第一列目の遊
星歯車機構は増速作用を行うようになり、第二サンギヤ
62とスモールプラネタリピニオン68とラージプラネタリ
ピニオン66及びリングギヤ64とからなる第二列目の遊星
歯車機構の減速作用と相俟って前記第一速段より小さい
変速比をもって出力軸54に回転動力が伝達されるように
なる。
第三速段
第二速段より第三速段、即ち直結段への変速は、第一
クラッチ38及び第二クラッチ40を係合させた状態のまま
第一ブレーキ46を解放しつつ第三クラッチ42を係合させ
ることにより行われる。第三クラッチ42が係合すると、
キャリヤ70が入力軸52と一体となって回転し始める。こ
の時出力軸54には負荷がかかっているのでこれと直結さ
れたリングギヤ64が前進方向への増速を拒もうとする
と、ラージプラネタリピニオン66がリングギヤ64に対し
前進方向に公転しようとし、これに対応して第一サンギ
ヤ60がキャリヤ70に対して増速方向に回転しようとする
が、そのような相対回転は第一クラッチ38を経てワンウ
ェイクラッチ34のアウタレース34bをインナレース34aに
対し係合方向に駆動しようとするので、リングギヤ64に
対するラージプラネタリピニオン66及びスモールプラネ
タリピニオン68の公転は係止され、ラビニオ型遊星歯車
機構はロック状態となり、変速比が１である直結段が達
成される。尚、この直結段達成後には第二クラッチ40は
解放されてよいが、クラッチ40が解放されていると出力
軸54は入力軸52に対してワンウェイクラッチ34を滑らせ
つつ増速方向には回転することができるのでエンジンブ
レーキは効かない。第二クラッチ40が係合されるとラビ
ニオ型歯車機構はワンウェイクラッチ34を介することな
くロック状態とされるので、エンジンブレーキが効き得
る状態となる。
第四速段
第三速段より第四速段、即ち増速段への変速は、この
時に第二クラッチ40が係合していれば、まず第二クラッ
チ40を解放し、この第二クラッチ40の解放完了後に、第
一クラッチ38及び第三クラッチ42を係合させた状態のま
ま第一ブレーキ46を係合させることにより行われる。第
一ブレーキ46が係合すると、キャリヤ70に回転動力が入
力されている状態にて第一サンギヤ60がハウジング50に
対し固定され、これによりワンウェイクラッチ34が滑り
状態となってラージプラネタリピニオン66が第一サンギ
ヤ60の周りを自転しつつ公転し、これに伴いリングギヤ
64が増速回転し、これが出力軸54へ伝達され、増速段が
達成される。
後進段
後進段は、中立状態より第四クラッチ44と第二ブレー
キ48とを共に係合させることにより行われる。この時に
は第一サンギヤ60に回転動力が入力されてこれが入力部
材となり、キャリヤ70がハウジング50に対し固定され固
定部材として作用し、前記第一列目の遊星歯車機構の歯
数比によって決まる所定の変速比をもって出力軸54に逆
転方向の回転力が伝達されるようになり、後進段が達成
される。
尚、この実施例に於ける遊星歯車式変速装置に於ても
第四速段より第三速段への変速、第三速段より第二速段
への変速、第二速段より第一速段への変速は各々上述の
変速とは逆の作動が行われればよい。
以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に
説明したが、本発明は、これに限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であること
は当業者にとって明らかであろう。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a planetary gear type transmission incorporated in an automatic transmission or the like used in a vehicle such as an automobile. 2. Description of the Related Art Planetary gear type transmissions incorporated in automatic transmissions used in vehicles such as automobiles have conventionally been proposed in various configurations. In general, a sun gear, a ring gear, and a planetary pinion can be rotated. A planetary gear mechanism comprising a combination of components such as a carrier to be carried; and a housing as a fixed member for accommodating the planetary gear mechanism, wherein the component is connected by a clutch and the housing of the component is braked. The transmission is switched by switching between a plurality of shift speeds by switching the connection to the planetary gear transmission. This type of planetary gear type transmission is disclosed in, for example, JP-A-54-111050, SAE Technical Paper.
Series 811285 (1981.11.9-12). Problems to be Solved by the Invention Planetary gear type transmissions used in automatic transmissions for vehicles are generally designed to achieve three forward speeds, one reverse speed, or four forward speeds, one reverse speed. To achieve the above, a plurality of clutches and brakes must be engaged in a predetermined combination. It is desired that the number of friction engagement devices such as clutches and brakes be as small as possible after achieving the required gear stage, for switching control and for reducing the size and weight of the automatic transmission. Synchronous control of two frictional engagement devices, such as clutch-to-clutch,
When a one-way clutch is provided in order to eliminate the need for synchronous control such as clutch-to-brake, the number of one-way clutches is increased since the one-way clutches are installed. Therefore, it is desired to further reduce the number.
However, in a conventional planetary gear type transmission, one one-way clutch works effectively only in one shift.
Therefore, a one-way clutch is required for each shift, and when an engine brake is required, it is necessary to provide a brake in parallel with each of the one-way clutches. For this reason, the structure of the planetary gear type transmission is complicated with the increase in the number of parts, and the dimension in the axial direction as well as the dimension in the radial direction is increased, which is disadvantageous in mounting on a vehicle.
Also, the weight increases. According to the present invention, one one-way clutch works effectively for a plurality of shifts using fewer clutches, brakes and one-way clutches than conventional planetary gear type transmissions, and the number of parts is small, and the size and weight are small. so,
It is an object of the present invention to provide a planetary gear type transmission excellent in vehicle mountability. Means for Solving the Problems The object as described above, according to the present invention, is to provide a housing,
An input shaft, an output shaft, a first planetary gear mechanism having a first sun gear, a first ring gear, a first planetary pinion, and a first carrier, a second sun gear, a second ring gear, and a second A second planetary gear mechanism having a second planetary pinion and a second carrier; a plurality of clutches, at least one brake, and at least one one-way clutch; A first connecting member connected between a shaft and the output shaft to achieve a plurality of forward gears by selectively engaging and disengaging the clutch and the brake, wherein the one-way clutch rotates concentrically with each other; And a second clutch member, the first clutch member being adapted to rotate in the first rotational direction with respect to the second clutch member. Engaging the member is free to rotate with respect to the second clutch member in a second rotational direction opposite to the first rotational direction and is driven in one forward gear Is performed, the first clutch member is driven in the first rotation direction, and the second clutch member exerts a reaction force in the second rotation direction, and the other clutch is shifted to another forward gear. Wherein the second clutch member is driven in the second rotational direction and the first clutch member exerts a reaction force in the first rotational direction. Achieved by an automatic transmission. According to the above configuration, one one-way clutch operates in at least two forward gears in different operation modes. That is, in one forward gear, the first and second clutch members of the one-way clutch that rotate concentrically with each other try to rotate the first and second clutch members in the first rotational direction on the side of the first clutch member. The second clutch member engages with the first clutch member to exert a reaction force in the second rotational direction opposite to the first rotational direction, and the other clutch member engages with the first clutch member. In the two forward gears,
On the one-way clutch, a torque acting on the second clutch member in the second rotational direction acts on the side of the second clutch member, and the first clutch member reacts in the first rotational direction with respect to the second clutch member. Exert force. Thus, one one-way clutch performs different operations at each of two different forward gears, and one common one-way clutch can be operated for two different one-way clutch operations. Embodiments The present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an embodiment of a planetary gear type transmission according to the present invention. In the figure, 10 is the first sun gear, 12
Denotes a first ring gear concentric with the first sun gear 10, 14 denotes a first planetary pinion meshing with the first sun gear 10 and the first ring gear 12, and 16 denotes a first carrier rotatably supporting the first planetary pinion 14. , 20 is the second sun gear,
Reference numeral 22 denotes a second ring gear concentric with the second sun gear 20, 24 denotes a second planetary pinion that meshes with the second sun gear 20 and the second ring gear 22, and 26 denotes a second planetary pinion 24 that rotatably carries the second planetary pinion 24. Each carrier is shown. The first sun gear 12 is connected to the second carrier 26 by a connection element 30, and the first carrier 16 is connected to the second sun gear 22 by a communication element 32. Here, the planetary gear mechanism constituted by the first sun gear 10, the first ring gear 12, the first planetary pinion 14, and the first carrier 16 is referred to as a first-row planetary gear mechanism, and the second sun gear 20 and the second A planetary gear mechanism including the two ring gear 22, the second planetary pinion 24, and the second carrier 26 is referred to as a second-row planetary gear mechanism. The first carrier 16 and the connecting element 32
A one-way clutch 34 and a first brake 46 are provided in series between the second ring gear 22 connected to 16 and the housing 50. In this case, one-way clutch
34 is provided on the first carrier 16 side, and a first brake 46 is provided on the housing 50 side. More specifically, the one-way clutch 34 is connected to the first carrier 16 at the inner race 34a, and the outer race 34b is connected to the first brake 46.
It is connected to the. The one-way clutch 34 is engaged when the outer race 34b attempts to rotate beyond the rotation speed of the inner race 34a when the engine is driven, and slips when the outer race 34b is rotating in the opposite direction. A first clutch 38 is provided between the first sun gear 10 and the first brake 46, in other words, between the outer race 34b of the one-way clutch 34. The first clutch 38 selectively connects the first sun gear 10 to the first brake 46. A second clutch 40 is provided between the second sun gear 20 and the input shaft 52 for selectively connecting the two to each other. A third clutch 42 is provided between the first carrier 16 and the input shaft 52 for selectively connecting the first carrier 16 and the input shaft 52 to each other. Furthermore, a fourth clutch 44 is provided between the first sun gear 10 and the input shaft 42 for selectively connecting the two to each other. A second brake 48 for selectively fixing the second sun gear 22 to the housing 50 is provided between the second sun gear 22 and the housing 50. The second carrier 26 is connected to the output shaft 54, and always functions as an output member. The first gear, the second gear, the third gear (directly coupled gear), the fourth gear (increased gear), and the reverse gear are constituted by the planetary gear type transmission having the above-described configuration. It is as shown in Table 1. In this table, a circle indicates that the clutch, the brake or the one-way clutch is engaged in the engine drive state, and a circle indicates that if the clutch or the brake is engaged, the gear position is changed. It shows that the engine brake can be operated at this time. If the number of teeth ratio of the first sun gear 10 with respect to the number of teeth of the first Ringiya 12 and [rho 1, the number of teeth ratio of the second sun gear 20 against teeth of the second ring gear 22 and the [rho 2, for each gear The gear ratios are as shown in Table 2. Next, the operation of the planetary gear type transmission having the above-described configuration at each shift speed will be described. First Speed The shift from the neutral state to the first speed is performed by engaging the second clutch 40 and the first brake 46. When the second clutch 40 is engaged, the second sun gear 20 is connected to the input shaft 52 and is driven in the forward direction. At this time, since a load is applied to the output shaft 54, even if the second sun gear 20 rotates in the forward direction, the output shaft 54 does not try to follow it,
The second planetary pinion 20 will try to rotate and rotate the second ring gear 22 in the opposite direction to the second sun gear 20, but such rotation of the ring gear 22 will
The inner race 34a of the one-way clutch 34, which is fixed to the housing 50 by the first brake 46 by the first brake 46, is locked by the outer race 34b by trying to rotate in the direction opposite to the rotation direction of the input shaft, and the second ring gear 22 is Since it is held immovable, the peripheral force shaft 54 is driven at a large reduction ratio in the forward direction in accordance with the revolution of the second planetary pinion 24 that involves rotation. Second speed The shift from the first speed to the second speed is performed by the first clutch 38 while the second clutch 40 and the first brake 46 are engaged.
Is newly engaged. When the first clutch 38 is engaged, the first sun gear 10
And the first sun gear 10 is connected to the housing 50.
To act as a reaction force member,
Accordingly, the one-way clutch 34 enters a slip state. At this time, with the first sun gear 10 fixed, the first planetary pinion 14 revolves around the first sun gear 10 while revolving around itself, so that the first sun gear 10 and the first ring gear 12
The planetary gear mechanism in the first row composed of the first planetary pinion 14 and the carrier 16 performs a speed increasing action,
The second sun gear 20, the second ring gear 22, the second planetary pinion 24, and the second row of planetary gear mechanisms composed of the second carrier 26, together with the speed reduction action of the second row Rotational power is transmitted from the second carrier 26 to the output shaft 54. Third speed The shift from the second speed to the third speed, that is, the direct connection stage, is performed by releasing the first brake 46 while keeping the first clutch 38 and the second clutch 40 engaged. This is done by engaging 42. When the third clutch 42 is engaged,
The first carrier 16 starts rotating together with the input shaft 52. At this time, since the load is applied to the output shaft 54, if the first ring gear 12 directly connected to the output shaft 54 refuses to increase the speed in the forward direction, the first sun gear 10 is revolved along with the rotation of the first planetary pinion 14 to rotate. Attempts to rotate at a higher speed than the first carrier 16 in the same direction as the first carrier 16, but such relative rotation is performed via the first clutch 38 via a one-way clutch.
Since the outer race 34b is driven in the direction of engagement with the inner race 34a, the revolution of the first planetary pinion 14 with respect to the first sun gear 10 is prevented, the first planetary gear mechanism is directly connected, and the gear ratio is 1 Is achieved. Note that the second clutch 40 may be released after achieving the direct connection stage, but in this state, the output shaft 54 can rotate while sliding the one-way clutch 34 in the speed increasing direction with respect to the input shaft 52. , Engine brake does not work.
When the second clutch 40 is engaged, the relative movement between the first and second planetary gear mechanisms is locked without passing through the one-way clutch, so that the engine brake can be applied. Fourth speed The shift from the third speed to the fourth speed, that is, the speed increasing stage, is performed first if the second clutch 40 is engaged at this time.
This is performed by releasing the second clutch 40 and engaging the first brake 46 while the first clutch 38 and the third clutch 42 are engaged after the release of the second clutch 40 is completed. When the first brake 46 is engaged, the first sun gear 10 is fixed to the housing 50 in a state where rotational power is being input to the first carrier 16, whereby the one-way clutch 34 slips and the first planetary Pinion 14 is the first sun gear
Revolving around 10 while rotating, the first ring gear 12 rotates at an increased speed, and this is output to the output shaft 54 via the second carrier 26 of the second-row planetary gear mechanism which is currently in a free state. The speed is increased and the speed increase stage is achieved. Reverse stage The reverse stage is performed by engaging both the fourth clutch 44 and the second brake 48 from the neutral state. At this time, rotational power is input to the first sun gear 10, the second ring gear 22 is fixed to the housing 50 and acts as a reaction force member, and a predetermined speed determined by the gear ratio of the planetary gear mechanism in the first row. The reverse rotational force is transmitted to the output shaft 54 with a ratio, and the reverse gear is achieved. Note that the shift from the fourth speed to the third speed, the shift from the third speed to the second speed, and the shift from the second speed to the first speed (shift down) are each described above. An operation reverse to that of (upshift) may be performed. For example, the shift from the fourth speed to the third speed may be performed by releasing the first brake 46. FIG. 2 shows another embodiment of the planetary gear type transmission according to the present invention. The planetary gear mechanism in the embodiment shown in FIG. 2 is of a so-called Ravigneaux type, and meshes with a first sun gear 60, a second sun gear 62, a ring gear 64, a first sun gear 60 and a ring gear 64. Large planetary pinion 66, and a small planetary pinion 68 that meshes with the second sun gear 62 and the large planetary pinion 66
And a carrier 70 that rotatably carries a large planetary pinion 66 and a small planetary pinion 68, respectively. A one-way clutch 34 and a first brake 46 are provided between the carrier 70 and the housing 50 in series, as in the above-described embodiment. Also in this case, the one-way clutch 34 is provided on the carrier 70 side, and the first brake 46 is provided on the housing 50 side. A first clutch 38 is provided between the first sun gear 60 and the first brake 46. The first clutch 38 selectively connects the first sun gear 60 to the first brake 46. A second clutch 40 is provided between the second sun gear 62 and the input shaft 52 for selectively connecting the two to each other. A third clutch 42 for selectively connecting the carrier 70 and the input shaft 52 to each other is provided between the carrier 70 and the input shaft 52. Further, a fourth clutch 44 is provided between the first sun gear 60 and the input shaft 52 for selectively connecting them to each other. The carrier 70 is provided between the carrier 70 and the housing 50.
Brake 48 that selectively secures the housing to the housing 50
Is provided. The ring gear 64 is connected to the output shaft 54, and always functions as an output member. The manner in which the first speed, the second speed, the third speed (directly connected), the fourth speed (speed increased) and the reverse speed are achieved by the planetary gear type transmission having the above-described configuration is described above. And is as shown in Table 1 above. Te is at the planetary gear type transmission apparatus, the number of teeth ratio of the first sun gear 60 with respect to the number of teeth of the ring gear 64 and [rho 1, the number of teeth ratio of the second sun gear 62 against the number of teeth of the ring gear 64 [rho
When the speed ratio is set to 2 , the gear ratios of the respective gears are as shown in Table 3. Next, the operation of the planetary gear type transmission having the above-described configuration at each shift speed will be described. First Speed The shift from the neutral state to the first speed is performed by engaging the second clutch 40 and the first brake 46. When the second clutch 40 is engaged, the second sun gear 62 is driven in the forward direction. At this time, since the load is applied to the output shaft 54, the ring gear 64 directly connected to the output shaft 54 does not try to rotate in the forward direction, and therefore the small planetary pinion 68 will rotate in the direction opposite to the second sun gear 62 by the second sun gear 62. And at the same time large planetary pinion 66
Tries to rotate in the same direction as the second sun gear 22, and accordingly the large planetary pinion 66 tries to revolve along the inside of the ring gear 64 in the opposite direction to the sun gear 62, but such a revolution of the large planetary pinion 66 The carrier 70 carrying the outer race 34b is rotated by the first brake 46 so as to rotate the inner race 34a of the one-way clutch 34 fixed to the housing 50 in the direction opposite to the rotation direction of the input shaft. Since the output shaft 54 is locked by the clutch 34, the output shaft 54 is driven to rotate in the same direction as the input shaft at a large reduction ratio through the rotation of the small planetary pinion 68 and the large planetary pinion 66. Second speed The shift from the first speed to the second speed is performed by the first clutch 38 while the second clutch 40 and the first brake 46 are engaged.
Is newly engaged. When the first clutch 38 is engaged, the first sun gear 60
To connect the first sun gear 60 to the housing 50.
To act as a reaction force member,
Accordingly, the one-way clutch 34 enters a slip state. At this time, in a state where the first sun gear 60 is fixed, the large planetary pinion 66 revolves around the first sun gear 60 while rotating around the first sun gear 60, and the second planetary pinion 66 includes the first sun gear 60, the large planetary pinion 66, and the ring gear 64. The first-row planetary gear mechanism starts to increase the speed, and the second sun gear
The rotational power is applied to the output shaft 54 at a speed ratio smaller than that of the first speed stage in combination with the speed reducing action of the planetary gear mechanism of the second row including the small planetary pinion 62, the large planetary pinion 66, and the ring gear 64. Be transmitted. Third speed The shift from the second speed to the third speed, that is, the direct connection stage, is performed by releasing the first brake 46 while keeping the first clutch 38 and the second clutch 40 engaged. This is done by engaging 42. When the third clutch 42 is engaged,
The carrier 70 starts rotating integrally with the input shaft 52. At this time, since a load is applied to the output shaft 54, if the ring gear 64 directly connected to the output shaft 54 refuses to increase the speed in the forward direction, the large planetary pinion 66 tries to revolve in the forward direction with respect to the ring gear 64. In response to this, the first sun gear 60 attempts to rotate in the speed increasing direction with respect to the carrier 70, but such relative rotation engages the outer race 34b of the one-way clutch 34 with the inner race 34a via the first clutch 38. Therefore, the rotation of the large planetary pinion 66 and the small planetary pinion 68 with respect to the ring gear 64 is locked, the Ravigneaux planetary gear mechanism is locked, and a direct connection step with a gear ratio of 1 is achieved. Note that the second clutch 40 may be released after achieving the direct connection stage, but when the clutch 40 is released, the output shaft 54 rotates in the speed increasing direction while sliding the one-way clutch 34 with respect to the input shaft 52. The engine brake does not work because it can be done. When the second clutch 40 is engaged, the Ravigneaux type gear mechanism is locked without the intervention of the one-way clutch 34, so that the engine brake can be applied. Fourth speed To shift from the third speed to the fourth speed, that is, the speed increasing stage, if the second clutch 40 is engaged at this time, the second clutch 40 is first released, and the second clutch 40 After the release of the clutch 40 is completed, the first brake 46 is engaged while the first clutch 38 and the third clutch 42 are engaged. When the first brake 46 is engaged, the first sun gear 60 is fixed to the housing 50 in a state where rotational power is being input to the carrier 70, whereby the one-way clutch 34 is in a sliding state, and the large planetary pinion 66 is The ring gear revolves around the first sun gear 60 while rotating around itself.
The gear 64 rotates at an increased speed, which is transmitted to the output shaft 54, and the speed increasing stage is achieved. Reverse stage The reverse stage is performed by engaging both the fourth clutch 44 and the second brake 48 from the neutral state. At this time, the rotational power is input to the first sun gear 60, which serves as an input member. The rotational force in the reverse direction is transmitted to the output shaft 54 with the gear ratio, and the reverse gear is achieved. In the planetary gear type transmission according to this embodiment, the shift from the fourth speed to the third speed, the shift from the third speed to the second speed, and the shift from the second speed to the first speed are performed. The shift to the gear may be performed in the opposite manner to the above-described shift. In the above, the present invention has been described in detail with respect to a specific embodiment. However, the present invention is not limited to this, and various embodiments can be made within the scope of the present invention. It will be clear to those skilled in the art.
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による遊星歯車式変速装置の一つの実施
例を示す概略構成図、第２図は本発明による遊星歯車式
変速装置の他の一つの実施例を示す概略構成図である。
10……第一サンギヤ,12……第一リングギヤ,14……第一
プラネタリピニオン,16……第一キャリヤ,20……第一サ
ンギヤ,22……第二リングギヤ,24……第二プラネタリピ
ニオン,26……第二キャリヤ,30、32……連結要素,34…
…ワンウェイクラッチ,38……第一クラッチ,40……第二
クラッチ,42……第三クラッチ,44……第四クラッチ,46
……第一ブレーキ,48……第二ブレーキ,50……ハウジン
グ,52……入力軸,54……出力軸,60……第一サンギヤ,62
……第二サンギヤ,64……リングギヤ,66……ラージプラ
ネタリピニオン,68……スモールプラネタリピニオン,70
……キャリヤBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of a planetary gear type transmission according to the present invention, and FIG. 2 is another embodiment of a planetary gear type transmission according to the present invention. FIG. 10 First sun gear, 12 First ring gear, 14 First planetary pinion, 16 First carrier, 20 First sun gear, 22 Second ring gear, 24 Second planetary pinion , 26 …… Second carrier, 30,32 …… Connecting element, 34…
… One-way clutch, 38… first clutch, 40 …… second clutch, 42 …… third clutch, 44 …… fourth clutch, 46
…… First brake, 48 …… Second brake, 50… Housing, 52 …… Input shaft, 54 …… Output shaft, 60 …… First sun gear, 62
…… Second sun gear, 64 …… Ring gear, 66 …… Large planetary pinion, 68 …… Small planetary pinion, 70
...... Carrier
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−145859（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−145846（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−9051（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−111050（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−34978（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭61−24744（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16H 3/44 - 3/78 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-54-145859 (JP, A) JP-A-63-145846 (JP, A) JP-A-62-19051 (JP, A) JP-A-54-14581 111050 (JP, A) Tokiko Sho 62-34978 (JP, B2) Jiko 61-24744 (JP, Y2) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) F16H 3/44-3 / 78
Claims (1)
ヤと第一のリングギヤと第一のプラネタリピニオンと第
一のキャリヤとを有する第一の遊星歯車機構と、第二の
サンギヤと第二のリングギヤと第二のプラネタリピニオ
ンと第二のキャリヤとを有する第二の遊星歯車機構と、
複数のクラッチと少なくとも一つのブレーキと少なくと
も一つのワンウェイクラッチとを含み前記第一及び第二
の遊星歯車機構を前記入力軸と前記出力軸の間に連結し
て前記クラッチと前記ブレーキの選択的係合と解除によ
り複数の前進変速段を達成する連結部材とを有し、前記
ワンウェイクラッチは互いに同心に回転する第一と第二
のクラッチ部材を含み、前記第一のクラッチ部材はそれ
が前記第二のクラッチ部材に対して第一の回転方向に回
転しようとするとき前記第二のクラッチ部材に係合する
それが前記第二のクラッチ部材に対して前記第一の回転
方向とは反対の第二の回転方向に回転することは自由で
あり、或る一つの前進変速段にて駆動が行われるときに
は前記第一のクラッチ部材が前記第一の回転方向に駆動
されこれに対し前記第二のクラッチ部材が前記第二の回
転方向に反力を及ぼし、他の一つの前進変速段にて駆動
が行われる時には前記第二のクラッチ部材が前記第二の
回転方向に駆動されこれに対し前記第一のクラッチ部材
が前記第一の回転方向に反力を及ぼすことを特徴とする
遊星歯車式変速装置。(57) [Claims] A first planetary gear mechanism having a housing, an input shaft, an output shaft, a first sun gear, a first ring gear, a first planetary pinion, and a first carrier; a second sun gear and a second sun gear; A second planetary gear mechanism having a ring gear, a second planetary pinion, and a second carrier;
A first clutch including a plurality of clutches, at least one brake, and at least one one-way clutch, wherein the first and second planetary gear mechanisms are connected between the input shaft and the output shaft to selectively engage the clutch and the brake; A coupling member that achieves a plurality of forward gears by engagement and disengagement, wherein the one-way clutch includes first and second clutch members that rotate concentrically with each other, wherein the first clutch member is the second clutch member. The second clutch member engages with the second clutch member when it is about to rotate in the first rotational direction with respect to the second clutch member. It is free to rotate in the second rotational direction, and when driving is performed at one forward gear, the first clutch member is driven in the first rotational direction and When the second clutch member exerts a reaction force in the second rotational direction, and the drive is performed in another forward speed, the second clutch member is driven in the second rotational direction, and A planetary gear type transmission, wherein the first clutch member exerts a reaction force in the first rotation direction.
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- 1987-08-05 JP JP62195472A patent/JP2906404B2/en not_active Expired - Fee Related
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