JP3015072B2

JP3015072B2 - 遊星歯車式多段変速装置

Info

Publication number: JP3015072B2
Application number: JP2172061A
Authority: JP
Inventors: 和彦上田; 修佐渡
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1990-06-29
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 2000-02-28
Anticipated expiration: 2015-02-28
Also published as: JPH0460241A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、遊星歯車式多段変速装置に関するものであ
り、より詳細には、転換すべきトルクが入力される第１
回転軸と、第１回転軸と平行に配設された第２回転軸
と、第１回転軸上に配設され遊星歯車機構を有する第１
変速機構と、第２軸上に配設され遊星歯車機構を有する
第２変速機構と、第２回転軸上に配設された出力ギアと
を備えた遊星歯車式多段変速装置に関する。

（従来技術）遊星歯車式の多段変速装置において、トルクコンバー
タを介してエンジンのクランク軸と連結された第１回転
軸と、第１回転軸と平行に配設された第２回転軸とを備
え、第１回転軸上に、トルクコンバータから出力された
トルクを遊星歯車機構によって所望のギア比で転換する
第１変速機構を配設するとともに、第２回転軸上に、第
１変速機構によって転換されたトルクを遊星歯車機構に
よって所望のギア比で更に転換する第２変換機構を配設
した構造のものが知られている。

上記構造の変速機にあっては、第１変速機構から第２
変速機構へトルクを伝達する動力伝達機構が必要とな
る。かかる動力伝達機構を備えた２軸の多段変速装置と
して、従来例えば特開昭57−190151号公報に開示されて
いるような、第１変速機構の出力部材、第２変速機構の
入力部材と別個独立に第１変速機構から第２変速機構へ
の動力伝達ギアを設けた２軸の多段変速装置が知られて
いる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、第１変速機構の出力部材、第２変速機
構の入力部材と別個独立に第１変速機構から第２変速機
構への動力伝達ギアを設けると、変速機構の寸法、重量
の増大を招くという問題があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされなものであり、変速
機構の寸法、重量の増大を招かない動力伝達キアを備え
た２軸の多段変速機構を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）上記の課題を解決するために、本発明によれば、駆動
源からトルクが入力される第１回転軸と、この第１回転
軸と平行に配置された第２回転軸と、サンギアとキャリ
アとリングギアとを備える遊星歯車機構を有し第１回転
軸上に設けられた第１変速機構と、サンギアとキャリア
とリングギアとを備えた遊星歯車機構を有し第２回転軸
上に設けられた第２変速機構と、第２回転軸上に、動力
伝達経路における第２変速機構の出力側に設けられ、被
駆動部材へ前記第１及び第２の変速機構で変速されたト
ルクを出力する出力部材とを備えている遊星歯車式多段
変速装置において、第１変速機構および第２変速機構の
少なくとも一方に、外端部にギアを有する径方向延設部
に設けられ、第１変速機構および第２変速機構の他方
に、径方向延設部のギアと噛み合うギアが設けられ、径
方向延設部は、キャリアおよびリングギアの一方の一端
部に設けられ、且つ、このキャリアおよびリングギアの
一方の他端部が、変速装置のケーシングまたは少なくと
も一方の変速機構が設けられている回転軸に回転自在に
支持され、少なくとも一方の変速機構のキャリアおよび
リングギアの他方またはサンギアが、少なくとも一方の
変速機構の回転軸に固定されている遊星歯車式多段変速
装置が提供される。

また、本発明においては、径方向延設部は、第１及び
第２の変速機構にそれぞれ設けられ、径方向延設部に設
けられギアは、第１及び第２の変速機構における遊星歯
車機構の少なくとも一方の径方向外方で且つ遊星歯車機
構と径方向に重なる位置に配置されているのが好まし
い。

（作用）上記のように構成された本発明によれば、第１変速機
構および第２変速機構の少なくとも一方に、外端部にギ
アを有する径方向延設部が設けられ、第１変速機構およ
び第２変速機構の他方に、径方向延設部のギアと噛み合
うギアが設けられ、径方向延設部は、キャリアおよびリ
ングギアの一方の一端部に設けられているので、第１変
速機構および第２変速機構とは独立した別個の動力伝達
ギアを設ける場合に比べて、動力伝達部のコンパクト
化、軽量化を図ることができる。

また、本発明の好ましい態様では、径方向延設部に設
けられギアは、第１及び第２の変速機構における遊星歯
車機構の少なくとも一方の径方向外方で且つ遊星歯車機
構と径方向に重なる位置に配置されているので、変速機
の全長を短縮することができ、且つ、径方向延設部に設
けられたギアの噛み合いによる騒音が、変速機の外部に
漏れる程度を低くできる。

〔実施例〕

以下、添付図面に基づき、本発明の実施例について詳
細に説明する。

第１図は、本発明に係る遊星歯車式多段変速装置を適
用した車両用自動変速機の第１の実施例を示す概略全体
構成図であり、第1A図は、第１図のα印部の構造を示す
部分断面図である。また第1B図は、第１図に示す自動変
速機によって得られる変速段と、各変速段における摩擦
係合要素の作動状態を示す図である。

第１図に示す変速機１は、フロントエンジン・フロン
トドライブ（FF）方式の車両に搭載される５速の遊星歯
車式自動変速機である。変速機１は、エンジンのクラン
ク軸（図示せず）に連結される入力軸２、入力軸２に入
力されたエンジンのトルクを流体を介して伝達する流体
式のトルクコンバータ３、トルクコンバータ３の出力が
伝達される第１部分4aとクラッチK₂を介して第１部分4a
と選択的に連結、解放される第２部分4bとから成る第１
回転軸４、第１回転軸４と平行に配設された第２回転軸
５、第１回転軸４と同心状に配設された第１変速機構1
0、および、第２回転軸５と同心状に配設され、第１変
速機構10によって転換されたトルクが伝達される第２変
速機構20、および第２変速機構20によって転換されたト
ルクをディファレンシャル装置の入力ギア（図示せず）
に伝達する出力ギア６とから略構成されている。

トルクコンバータ３は、従来の形式のものであり、入
力軸２に連結されたポンプインペラ31、変速機１のケー
シング９にワンウエイクラッチ32を介して支持されたス
テータ33、第１回転軸４に一体的に支持されたターピン
34、およびロックアップ機構を形成するダンパピストン
35を備えている。

第１回転軸４及び第２回転軸５は、変速機１のケーシ
ング９に回転自在に支持されており、変速機１の半径方
向に所定の間隔を隔てて、変速機１の軸線方向に互いに
平行に延びている。

第１回転軸４上に配設された第１変速機構10は、トル
クコンバータ３を介して伝達されたエンジンのトルクを
所定のギア比で転換するための２組の遊星歯車機構11、
12を備えている。また、第１変速機構10は、第１変速機
構10の所望の変速段を得るための摩擦係合要素として、
トルクの伝達経路、即ち、動力伝達経路を選択的に切り
換えるためのクラッチK₁、K₂と、遊星歯車機構11、12の
回転を規制するためのワンウエイクラッチOWC₁、OWC₂及
びブレーキB₁、B₂、B₃とを備えている。

遊星歯車機構11は、第１回転軸４の第２部分4bに回転
自在に支持されたサンギア13、サンギア13と噛合してい
るプラネタリピニオン14、プラネタリピニオン14と噛合
しているリングギア15、およびプラネタリピニオン14を
回転自在に支持しているキャリア14aより略構成されて
いる。また、遊星歯車機構12は、第１回転軸４の第２部
分4bに固定されたサンギア16、サンギア16と噛合してい
るプラネタリピニオン17、プラネタリピニオン17と噛合
しているリングギア18、およびプラネタリピニオン17を
回転自在に支持しているキャリア17aより略構成されて
いる。

第１遊星歯車機構11のキャリア14aは第２遊星歯車機
構12のリングギア18に連結され、また第１遊星歯車機構
11のリングギア15は動力伝達部材T₃を介して第２遊星歯
車機構12のキャリア17aに連結されている。

クラッチK₁は、第１回転軸４の第１部分4aと遊星歯車
機構11のサンギア13とを選択的に連結又は解放して、第
１変速機構10のギア比を変更し得るように、第１回転軸
４の第１部分4aとサンギア13との間の動力伝達経路T₁に
介挿されており、また、クラッチK₂は、第一回転軸４の
第１部分4aと第２部分4bとを選択的に連結又は解放し
て、第１変更機構10のギア比を変更し得るように、第一
回転軸４の第１部分4aと第２部分4bとの間の動力伝達経
路T₂に介挿されている。

ワンウエイクラッチOWC₁及びブレーキB₃は直列に配列
されており、サンギア13の回転を規制し得るように、上
記動力伝達経路T₁に配置されている。また、ワンウエイ
クラッチOWC₂とブレーキB₂とは互いに並列に配置されて
おり、キャリア14a、リングギア18の回転を規制し得る
ように、キャリア14aに配置されている。更に、ブレー
キB₁は、サンギア13の回転を規制して、コースト時の変
速機１のエンジンブレーキ作用を確保し得るように、動
力伝達経路T₁に配置されている。

第１遊星歯車機構11のリングギア15と第２遊星歯車機
構12のキャリア17aを連結する動力伝達部材T₃は第１変
速機構10の出力要素として機能し、第1A図に詳細に示す
ごとく、動力伝達部材T₃のリングギア15寄りの部分を径
方向に延長することにより、第１変速機構10の出力を第
２変速機構20に伝達する伝達ギア19が形成されている。

第２変速機構20はリダクション形式の変速機構であ
り、ギア比を1.0及び1.0未満の２つのギア比に選択的に
設定可能に構成されている。第２変速機構20は、第２回
転軸５上に配設されており、第２回転軸５に支持された
遊星歯車機構21を備えている。また、第２変速機構20
は、所望の変速段を得るための摩擦係合要素として、ト
ルクの伝達経路、即ち、動力伝達経路を選択的に切り換
えるためのクラッチK₀と、遊星歯車機構21の回転を規制
するためのワンウエイクラッチOWC₀及びブレーキB₀とを
備えている。

遊星歯車機構21は、第２回転軸５に一体的に支持され
たキャリア24a、キャリア24aにより回転自在に支持され
たプラネタリピニオン24、プラネタリピニオン24とそれ
ぞれ噛合しているサンギア23、リングギア25とにより略
構成されている。第２回転軸５は、出力ギア６と一体的
に連結されている。

リングギア25は第２変速機構20の入力要素として機能
し、第1A図に詳細に示すように、第１変速機構10の伝達
ギア19と対峙するリングギア25の一端が径方向に延長さ
れて、伝達ギア19と噛合するカウンタギア29が形成され
ている。リングギア25の他端は軸方向に延長されてケー
シング９に回転自在に支持されている。

クラッチK₀は、キャリア24aとサンギア23とを選択的
に連結して、遊星歯車機構21の各要素、即ち、リングギ
ア25、プラネタリピニオン24及びサンギア23を一体的に
回転させ得るように、サンギア23から延びる動力伝達経
路T₀とキャリア24aとの間に挿介されている。ワンウエ
イクラッチOWC₀及びB₀は各々、遊星歯車機構21の反力要
素を構成しており、サンギア23の回転を規制してサンギ
ア23の反力を得るように、サンギア23から延びる動力伝
達経路T₀とケーシング９との間に介設されている。

このように構成された変速機１では、各変速機構10、
20における摩擦係合要素は、第1B図に示すように作動さ
れる。

第1B図において、丸印は、クラッチK₀、K₁、K₂の締結
状態、ブレーキB₀、B₁、B₂、B₃の作動状態、およびワン
ウエイクラッチOWC₀、OWC₁、OWC₂の作動状態を夫々示し
ている。また、括弧内の丸印は、所要により、ブレーキ
B₀、B₁、B₂を、変速機１のエンジンブレーキ作用を得る
ために作動可能であることを意味している。

第1B図によれば、例えば、第１速段では、クラッチK₂
は締結され、ワンウエイクラッチOWC₀、OWC₂は、所定の
回転方向の回転だけを許可するように働いており、これ
ら以外の摩擦係合要素、即ち、全てのブレーキB₀、B₁、
B₂、B₃、クラッチK₁、K₂、ワンウエイクラッチOWC₁は、
非作動状態又は解放状態に保持され、また、第２速段で
は、クラッチK₀、K₂は締結され、ワンウエイクラッチOW
C₂は、所定の回転方向の回転だけを許可するように働
き、これら以外の摩擦係合要素、即ち、全てのブレーキ
B₀、B₁、B₂、B₃、クラッチK₁、ワンウエイクラッチOW
C₀、OWC₁は、非作動状態又は解放状態に保持される。同
様にして、第３速段、第４速段、第５速段、更には、リ
バース段が、第1A図に示す各摩擦係合要素の係合状態に
応じて得られる。

第1B図の備考欄には、このようにして得られる変速機
１の変速段と、第１変速機構10及び第２変速機構20の各
々の変速段との関連を参考として示してある。該備考欄
より、変速機１の第１速乃至第５速の各変速段は、第１
変速機構10によって得られる第１乃至第３の３つのギア
比と、第２変速機構20によって得られる低速（Ｌ）およ
び高速（Ｈ）の２つのギア比の組み合わせによって得ら
れることが容易に理解される。また、第１及び第２変速
機構10、20の第２及び高速のギア比の組み合わせによっ
て得られる変速機１の全ギア比と、第１及び第２変速機
構10、20の第３及び低速のギア比の組み合わせによって
得られる変速機１の全ギア比とは、比較的近似している
ため、後者の全ギア比（３、Ｌ）のみが第４速用のギア
比として採用されている。

上述の実施例に係る変速装置においては、前述のごと
く、第１変速機構10の出力要素である動力伝達部材T₃が
径方向に延長されて、第１変速機構10の出力を第２変速
機構20に伝達する伝達ギア19が形成され、また、第２変
速機構20の入力要素であるリングギア25が径方向に延長
されて、伝達ギア19と噛合するカウンタギア29が形成さ
れている。

したがって、第１変速機構の出力要素、第２変速機構
の入力要素と別個独立に第１変速機構から第２変速機構
への動力伝達ギアを設ける場合に比べて、第１変速機構
から第２変速機構への動力伝達部のコンパクト化、軽量
化を図ることができる。

また、伝達ギア19、カウンタギア29は遊星歯車機構1
1、12、21の軸方向への拡がりの範囲内に形成されてい
るので、遊星歯車機構の軸方向の拡がりの範囲外に第１
変速機構から第２変速機構への動力伝達ギアを設ける場
合に比べて、変速機の全長を短縮することができ、また
前記動力伝達ギアの噛み合いによる騒音が変速機の外部
に漏出する程度を低減することができる。

第２図は、本発明に係る遊星歯車式多段変速装置を適
用した車両用自動変速機の第２の実施例を示す概略全体
構成図であり、第2A図は、第２図のβ印部の構造を示す
部分断面図である。また、第2B図は、第２図に示す自動
変速機によって得られる変速段と、各変速段における摩
擦係合要素の作動状態を示す図である。

第２図、第2A図において第１図、第1A図の構成要素と
同様の構成要素は、第１図、第1A図と同一の参照符号が
付されている。

本例においては、第２変速機構20は増速形式の変速機
構であり、ギア比を1.0及び1.0を超える２つのギア比に
選択的に設定可能に構成されている。すなわち、遊星歯
車機構21は、第２回転軸５に一体的に支持されたリング
ギア25、リングギア25と噛合するプラネタリピニオン2
4、プラネタリピニオン24と噛合するサンギア23、キャ
リア24aとにより略構成されている。第２回転軸５は、
出力ギア６と一体的に連結されている。

キャリア24aは第２変速機構20の入力部材として機能
し、第2A図に詳細に示すように、第１変速機構10の伝達
ギア19と対峙するキャリア24aの一端が径方向に延長さ
れて、伝達ギア19と噛合するカウンタギア29が形成され
ている。キャリア24aの前記一端は軸方向にも延長され
てケーシング９に回転自在に支持されている。

クラッチK₀及びワンウエイクラッチOWC₀は、キャリア
24aとサンギア23とを選択的に連結して、遊星歯車機構2
1の各要素、即ち、リングギア25、プラネタリピニオン2
4及びサンギア23を一体的に回転させ得るように、サン
ギア23から延びる動力伝達経路T₀とキャリア24aとの間
に挿介されている。ブレーキB₀は、遊星歯車機構21の反
力要素を構成しており、サンギア23の回転を規制してサ
ンギア23の反力を得るように、サンギア23から延びる動
力伝達経路T₀とケーシング９との間に介設されている。

以上の諸点を除き、本実施例の構成は第１実施例の構
成と同様である。

このように構成された本実施例に係る変速機１では、
各変速機構10、20における摩擦係合要素は、第2B図に示
すように作動される。

本実施例に係る変速装置においても、第１実施例と同
様に第１変速機構から第２変速機構への動力伝達部のコ
ンパクト化、軽量化を図ることができ、また、変速機の
全長を短縮することができ、さらに、動力伝達ギアの噛
み合いによる騒音が変速機の外部に漏出する程度を低減
することができる。

第３図は、本発明に係る遊星歯車式多段変速装置を適
用した車両用自動変速機の第３の実施例を示す概略全体
構成図であり、第3A図は、第３図のγ印部の構造を示す
部分断面図である。

第３図、第3A図において第１図、第1A図の構成要素と
同様の構成要素は、第１図、第1A図と同一の参照符号が
付されている。

本例においては、動力伝達部材T₃を介してリングギア
15と連結されていない側のキャリア17aが第１変速機構1
0の出力要素として機能し、該キャリア17aが径方向に延
長されて、第１変速機構10の出力を第２変速機構20に伝
達する伝達ギア19が形成されている。

また、第２変速機構20は増速形式の変速機構であり、
ギア比を1.0及び1.0を超える２つのギア比に選択的に設
定可能に構成されている。すなわち、遊星歯車機構21
は、第２回転軸５に一体的に支持されたサンギア23、サ
ンギア23と噛合するプラネタリピニオン24、プラネタリ
ピニオン24と噛合するリングギア25、及びキャリア24a
により略構成されている。リングギア25は動力伝達経路
T₀を介して出力ギア６と連結されている。

キャリア24aは第２変速機構20の入力部材として機能
し、第3A図に詳細に示すように、第１変速機構10の伝達
ギア19と対峙するキャリア24aの一端が径方向に延長さ
れて、伝達ギア19と噛合するカウンタギア29が形成され
ている。前記キャリア24aの他端は第２回転軸５にに回
転自在に支持されている。

以上の諸点を除き、本実施例の構成は第２実施例の構
成と同様である。また、摩擦係合要素の作動も第２実施
例と同様である。

このように構成された本実施例に係る変速機１では、
各変速機構10、20における摩擦係合要素は、第２実施例
と同様に作動される。

（効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれば、第
１変速機から第２変速機への動力伝達部のコンパクト
化、軽量化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る自動変速機の概略全体
構成図である。第1A図は、第１図のα印部の構造を示す部分断面図であ
る。第1B図は、第１図に示す自動変速機によって得られる変
速段と、各変速段における摩擦係合要素の作動状態を示
す図である。第２図は、本発明の第２実施例に係る自動変速機の概略
全体構成図である。第2A図は、第２図のβ印部の構造を示す部分断面図であ
る。第2B図は、第２図に示す自動変速機によって得られる変
速段と、各変速段における摩擦係合要素の作動状態を示
す図である。第３図は、本発明の第３実施例に係る自動変速機の概略
全体構成図である。第3A図は、第３図のγ印部の構造を示す部分断面図であ
る。１……自動変速機、４……第１回転軸、５……第２回転軸、 19……伝達ギア、 29……カウンタギア。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 3/44 - 3/78

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動源からトルクが入力される第１回転軸
と、該第１回転軸と平行に配置された第２回転軸と、サ
ンギアとキャリアとリングギアとを備える遊星歯車機構
を有し前記第１回転軸上に設けられた第１変速機構と、
サンギアとキャリアとリングギアとを備えた遊星歯車機
構を有し前記第２回転軸上に設けられた第２変速機構
と、前記第２回転軸上に、動力伝達経路における前記第
２変速機構の出力側に設けられ、被駆動部材へ前記第１
及び第２の変速機構で変速されたトルクを出力する出力
部材とを備えている遊星歯車式多段変速装置において、前記第１変速機構および第２変速機構の少なくとも一方
に、外端部にギアを有する径方向延設部に設けられ、前記第１変速機構および第２変速機構の他方に、前記径
方向延設部のギアと噛み合うギアが設けられ、前記径方向延設部は、前記キャリアおよびリングギアの
一方の一端部に設けられ、且つ、該キャリアおよびリン
グギアの一方の他端部が、前記変速装置のケーシングま
たは前記少なくとも一方の変速機構が設けられている回
転軸に回転自在に支持され、前記少なくとも一方の変速機構のキャリアおよびリング
ギアの他方またはサンギアが、前記少なくとも一方の変
速機構の回転軸に固定されている、遊星歯車式多段変速
装置。
【請求項２】前記径方向延設部は、前記第１及び第２の
変速機構にそれぞれ設けられ、前記径方向延設部に設け
られギアは、前記第１及び第２の変速機構における遊星
歯車機構の少なくとも一方の径方向外方で且つ遊星歯車
機構と径方向に重なる位置に配置されている請求項１に
記載の遊星歯車式多段変速装置。