JP3102178B2 - 自動変速機用歯車変速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両の自動変速機で
使用される歯車変速装置に関し、特に互いに平行に配置
した主軸と副軸とのそれぞれに遊星歯車機構を同一軸線
上に配置し、かつそれらの遊星歯車機構の間でカウンタ
ギヤ対などの伝動手段でトルク伝達するよう構成した歯
車変速装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動変速機用の歯車変速装置は、複数組
の遊星歯車機構を使用し、それらの回転要素を互いに直
接連結し、またそれらの回転要素を選択的に連結するク
ラッチ手段を設け、さらに所定の回転要素の回転を選択
的に止めるブレーキ手段を設けた構成が一般的であり、
この種の歯車変速装置では歯車の噛合状態を切り換えず
にクラッチなどの摩擦係合装置の係合・解放の状態を切
り換えることにより変速を達成できる利点がある。その
反面、クラッチやブレーキなどの摩擦係合装置およびこ
れを駆動する油圧サーボ機構に多くのスペースを必要と
し、そこで小型化するためには、従来様々な工夫がなさ
れている。その一例として、エンジンを車体に対して横
向きに置くＦＦ車（フロントエンジン・フロントドライ
ブ車）やＲＲ車（リヤエンジン・リヤドライブ車）に使
用する自動変速機は、その軸長が大きく制限されるの
で、この種の自動変速機用の歯車変速装置として、入力
軸である主軸と出力軸である副軸とを互いに平行に配置
し、それぞれの軸線上に遊星歯車機構を設け、その回転
要素同士を２対のカウンタギヤ対で連結した装置が提案
されている。

【０００３】例えば特開昭６０−１８８６４５号公報に
は次のような構成が記載されている。すなわち入力軸と
同一軸線上に第１遊星歯車機構が配置され、そのサンギ
ヤおよびリングギヤと入力軸との間にクラッチがそれぞ
れ配置され、またそのサンギヤに第１ドライブギヤが連
結されるとともに、キャリヤに第２ドライブギヤが連結
されている。一方、入力軸と平行な出力軸は、これと同
一軸線上に配置した第２遊星歯車機構のリングギヤに直
接連結され、そのリングギヤに第２ドリブンギヤが取り
付けられている。またサンギヤと第１ドリブンギヤとの
間およびキャリヤと第１ドリブンギヤとの間のそれぞれ
にクラッチが設けられ、さらにこれらのサンギヤの回転
を選択的に止めるブレーキとキャリヤの回転を選択的に
止めるブレーキとが設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の公報に記載され
た歯車変速装置では、前進５段と後進１段との変速段を
設定できるとされているが、クラッチの数が多いため
に、それに付随する油圧サーボ機構のためのスペースを
も考えると、自動変速機が全体として大型化する不都合
がある。すなわち後進段を設定する場合、入力軸のトル
クを第１のカウンタギヤ対を介して第２遊星歯車機構に
伝達し、第２遊星歯車機構ではキャリヤをブレーキによ
って固定するとともにサンギヤを駆動し、リングギヤか
ら出力軸に出力している。このように第２遊星歯車機構
によって回転方向を反転させる構成であるために、後進
段でサンギヤを入力要素としているが、出力軸側に配置
されたクラッチを係合させて後進段を設定しているため
に、入力軸側に設けられているオイルポンプから、後進
段を設定するためのクラッチまでの油圧回路が複雑化し
て装置が大型化する問題があった。また、後進段を設定
する場合にのみ係合させるクラッチの必要性からクラッ
チ数が４つになり、変速時に遠心油圧の影響を受けるク
ラッチ数が増大し、変速ショックが生じる可能性があっ
た。

【０００５】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たもので、摩擦係合装置の数を可及的に少なくして自動
変速機の小型化を図ることのできる歯車変速装置を提供
するとともに、変速ショックを抑制することの可能な歯
車変速装置を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【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、主軸と同一軸線上に、サンギヤとリ
ングギヤとピニオンギヤを保持したキャリヤとを３つの
回転要素とする第１遊星歯車機構が配置されるととも
に、その主軸と平行に配置した副軸と同一軸線上に、サ
ンギヤとリングギヤとピニオンギヤを保持したキャリヤ
とを３つの回転要素とする第２遊星歯車機構が配置さ
れ、かつ第１遊星歯車機構のリングギヤとキャリヤとの
２つの回転要素と第２遊星歯車機構の２つの回転要素と
が、同一回転方向にトルクを伝達する２対の伝動手段を
介してそれぞれ連結された自動変速機用歯車変速装置に
おいて、第１遊星歯車機構におけるサンギヤとリングギ
ヤおよびキャリヤのいずれか一方との２つの回転要素を
主軸に対して選択的に連結する２つのクラッチ手段と、
第１遊星歯車機構におけるこれら２つの回転要素の回転
を選択的に止める２つのブレーキ手段と、第２遊星歯車
機構におけるいずれか２つの回転要素を互いに選択的に
連結する他の１つのクラッチ手段と、第２遊星歯車機構
におけるいずれか１つの回転要素の回転を選択的に止め
る他のブレーキ手段とを具備しているとともに、前記２
対の伝動手段のうちの一方が連結されている前記第２遊
星歯車機構の回転要素と、前記副軸とが連結されている
ことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】この発明の歯車変速装置では、３つのクラッチ
手段と３つのブレーキ手段とを備えており、そのうちの
２つの摩擦係合装置を係合させることにより前進５段・
後進１段の変速段を設定することができる。そしてその
全体が回転することのあるクラッチ手段の数は３つでよ
いので、摩擦係合装置を駆動する油圧サーボ機構を含め
て必要スペースが少なくなり、その結果、全体として小
型化される。また主軸側の第１遊星歯車機構についてク
ラッチ手段を２つ、ブレーキ手段を２つ設けたことによ
り、主軸側で後進段のための回転方向の反転を行うこと
ができ、それに伴い副軸側の構成が簡素化される。ま
た、クラッチ手段の数が３つであるために、変速時に遠
心油圧の影響を受ける可能性が抑制される。

【０００８】

【実施例】つぎにこの発明を実施例に基づいてより具体
的に説明する。図１はこの発明の一実施例を示すスケル
トン図であって、シングルピニオン型の第１遊星歯車機
構１と第２遊星歯車機構２とを使用し、第１遊星歯車機
構１をトルクの入力される主軸３と同一軸線上に配置
し、また主軸３と平行に配置されかつドライブシャフト
（図示せず）などにトルクを出力する副軸４と同一軸線
上に第２遊星歯車機構２を配置した例である。これらの
遊星歯車機構１，２は、サンギヤ１S ，２S と、内歯歯
車であるリングギヤ１R ，２R と、サンギヤ１S ，２S
およびリングギヤ１R ，２R に噛合するピニオンギヤを
保持したキャリヤ１C ，２C とを回転要素とするもので
ある。

【０００９】第１遊星歯車機構１のうちそのサンギヤ１
S と主軸３との間に、これらを選択的に接続する第１ク
ラッチＫ1 が設けられ、またキャリヤ１C と主軸３との
間に、これらを選択的に連結する第２クラッチＫ2 が設
けられている。さらにサンギヤ１S の回転を選択的に止
める第１ブレーキＢ1 が、そのサンギヤ１S と所定の固
定部（例えば図１に示す歯車列を収容しているケーシン
グ）５との間に設けられており、またキャリヤ１C の回
転を選択的に止める第２ブレーキＢ2 がそのキャリヤ１
C とケーシング５との間に設けられている。

【００１０】これに対して第２遊星歯車機構２のうちキ
ャリヤ２C が副軸４に常時連結されており、このキャリ
ヤ２C とサンギヤ２S との間に、これらを選択的に連結
する第３クラッチＫ3 が設けられている。またリングギ
ヤ２R の回転を選択的に止める第３ブレーキＢ3 がこの
リングギヤ２R とケーシング５との間に設けられてい
る。

【００１１】この第１遊星歯車機構１と第２遊星歯車機
構２との間のトルク伝達は２対のカウンタギヤ対６，７
によって行われる。すなわち第１のカウンタギヤ対６を
なすカウンタドライブギヤ６a が主軸３と同一軸線上に
配置されるとともに第１遊星歯車機構１のリングギヤ１
R に連結されており、これに噛合するカウンタドリブン
ギヤ６b が副軸４と同一軸線上に配置されるとともに第
２遊星歯車機構２のキャリヤ２C に連結されている。ま
た第２のカウンタギヤ対７は第１のカウンタギヤ対６の
ギヤ比より小さいギヤ比に設定されたものであり、その
カウンタドラブギヤ７a は主軸３と同一軸線上に配置さ
れるとともに第１遊星歯車機構１のキャリヤ１C 連結さ
れている。このカウンタドライブギヤ７a に噛合するカ
ウンタドリブンギヤ７b は副軸４と同一軸線上に配置さ
れるとともに第２遊星歯車機構２のサンギヤ２S に連結
されている。

【００１２】上述した構成の変速装置では、いずれか２
つの摩擦係合装置を係合させることより、前進５段・後
進１段の変速段を設定することができ、その係合作動表
を図２に示してある。以下、各変速段について説明す
る。

【００１３】まず前進第１速は、第１クラッチＫ1 と第
３ブレーキＢ3 とを係合させることにより設定する。し
たがって第１遊星歯車機構１においては、そのサンギヤ
１Sが主軸３と共に回転し、これに対してキャリヤ１C
がサンギヤ１S より若干遅く回転し、リングヤ１R が更
に低速で回転する。これらの回転方向は主軸３の回転方
向と同じである。一方、第２遊星歯車機構２では、その
サンギヤ２S に対して前記第１遊星歯車機構１のキャリ
ヤ１C からトルクを伝達する第２のカウンタギヤ対７の
ギヤ比が小さいことにより、サンギヤ２S がキャリヤ１
C に対して増速されて回転する。そしてそのリングギヤ
２R が第３ブレーキＢ3 によって固定されているので、
副軸４と一体のキャリヤ２C がサンギヤ２S に対して減
速されて回転する。なお、この第２遊星歯車機構２での
回転方向は主軸３の回転方向とは反対の方向である。す
なわちこの第１速は、第１遊星歯車機構１および第２遊
星歯車機構２ならびに各カウンタギヤ対６，７の変速作
用によって設定され、その変速比は次式で表される。な
お、ρ1 は第１遊星歯車機構１のギヤ比、ρ2 は第２遊
星歯車機構２のギヤ比、ｉ1 は第１のカウンタギヤ対６
のギヤ比、ｉ2 は第２のカウンタギヤ対７のギヤ比をそ
れぞれ示している。

【００１４】｛（１＋ρ1 )(１＋ρ2 ）・ｉ2 ／（ρ1
・ρ2 ）｝−ｉ1 ／ρ1 前進第２速は、第２クラッチＫ2 と第３ブレーキＢ3 と
を係合させることにより設定される。すなわち第１遊星
歯車機構１のキャリヤ２C が主軸３とともに回転する
が、このキャリヤ１C は第２のカウンタギヤ対７を介し
て第２遊星歯車機構２のサンギヤ２S に連結されている
ので、このサンギヤ２S が第２のカウンタギヤ対７のギ
ヤ比ｉ2 に応じて増速されて回転する。そしてこの第２
遊星歯車機構２のリングギヤ２R が第３ブレーキＢ3 に
よって固定されているから、そのキャリヤ２C すなわち
副軸４がサンギヤ２S より低速で回転する。すなわちこ
の第２速では、第２のカウンタギヤ対７での増速作用お
よび第２遊星歯車機構２の減速作用による変速が行われ
る。したがってその変速比は、 （１＋ρ2 ）・ｉ2 ／ρ2 で表される。

【００１５】前進第３速は、第１および第２のクラッチ
Ｋ1 ，Ｋ2 を係合させることにより設定される。したが
って第１遊星歯車機構１では、そのサンギヤ１S とキャ
リヤ１C とが連結されたことになるので、その全体が主
軸３と一体となって回転する。そのため第２遊星歯車機
構２では、キャリヤ２C が第１のカウンタギヤ対６を介
して主軸３より低速で回転させられ、またサンギヤ２S
が第２のカウンタギヤ対７を介して主軸３より高速で回
転させられるが、第３ブレーキＢ3 が解放していてリン
グギヤ２R を固定していないので、この第２遊星歯車機
構２は変速作用を行わず、したがって副軸４は、主軸３
の回転数を第１のカウンタギヤ対６で減速した回転数で
キャリヤ２C と共に回転する。すなわちこの第３速での
変速比は、第１のカウンタギヤ対６のギヤ比ｉ1 で表さ
れる。

【００１６】前進第４速は、第２クラッチＫ2 と第１ブ
レーキＢ1 とを係合させることにより設定される。これ
らの摩擦係合装置を係合させると、第１遊星歯車機構１
においては、キャリヤ１C が主軸３と一体となって回転
するとともに、サンギヤ１Sが固定されるから、そのリ
ングギヤ１R は主軸３に対して増速されて回転する。そ
のため第２遊星歯車機構２におけるサンギヤ２S は、主
軸３の回転数を第２のカウンタギヤ対７のギヤ比ｉ2 で
増速した回転数で回転し、またキャリヤ２C は第１遊星
歯車機構１のリングギヤ１R の回転数を第１のカウンタ
ギヤ対６のギヤ比ｉ2 で減速した回転数で回転する。し
かしながらこの場合も第２遊星歯車機構２のリングギヤ
２R が固定されていないので、第２遊星歯車機構２は特
に変速作用を行わず、したがって副軸４は主軸３の回転
数を第１遊星歯車機構１と第１のカウンタギヤ対６とで
変速した回転数で回転する。すなわちこの第４速での変
速比は、 ｉ1 ／（１＋ρ1 ） で表される。

【００１７】前進第５速は、第２および第３クラッチＫ
2 ，Ｋ3 を係合させて設定する。前記の第２速について
説明したように、主軸３側で第２クラッチＫ2 のみを係
合させれば、第１遊星歯車機構１は変速作用を行わず、
したがって第２遊星歯車機構２のサンギヤ２S が、主軸
３の回転数を第２のカウンタギヤ対７で増速した回転数
で回転する。これに対して第２遊星歯車機構２は第３ク
ラッチＫ3 が係合していてそのサンギヤ２S とキャリヤ
２C とが連結されていることによりその全体が一体とな
って回転し、したがって副軸４は第２遊星歯車機構２の
全体の回転数と同じ回転数、すなわち主軸３の回転数を
第２のカウンタギヤ対７で増速した回転数で回転する。
この第５速での変速比は第２のカウンタギヤ対７のギヤ
比ｉ2 で表される。

【００１８】そして後進段は第１クラッチＫ1 と第２ブ
レーキＢ2 とを係合させることにより設定する。したが
って第１遊星歯車機構１では、キャリヤ２C を固定した
状態でサンギヤ１S を主軸３と共に回転させることにな
るから、リングギヤ１R は主軸３に対して減速されて反
対方向に回転する。一方、第２遊星歯車機構２側ではク
ラッチＫ3 およびブレーキＢ3 が共に解放されているか
ら第２遊星歯車機構２は変速作用を行わない。そのため
副軸４には、第１遊星歯車機構１のリングギヤ１R から
第１のカウンタギヤ対６を介してそのままトルクが伝達
され、したがって副軸４の回転数は第１遊星歯車機構１
および第１のカウンタギヤ対６によって変速した回転数
になる。すなわち変速比は、 ｉ1 ／ρ1 で表される。

【００１９】以上の説明から明らかなように図１に示す
変速装置では、３つのクラッチを使用して前進５段・後
進１段の変速段を設定することができ、しかも後進段は
主軸３側の第１遊星歯車機構１で回転方向を反転するこ
とにより設定し、しかも一般にオイルポンプ（図示せ
ず）は主軸３側に設けるから、油路の取り回しを含めて
副軸４側の構成を簡素化することができる。また、クラ
ッチ手段の数が３つであるために、変速時に遠心油圧の
影響を受ける可能性が少なくなり、変速ショックが抑制
される。

【００２０】つぎにこの発明の他の実施例を図３および
図４を参照して説明する。ここに示す例は、図１に示す
歯車列のうち第２遊星歯車機構２側の構成およびカウン
タギヤ対６，７の構成を変えたものである。すなわち第
２遊星歯車機構２のキャリヤ２C が第１カウンタギヤ対
６におけるドリブンギヤ６b に連結されるとともに副軸
４に連結されている。またサンギヤ２S とリングギヤ２
R との間に両者を選択的に連結する第３クラッチＫ3 が
設けられており、そのサンギヤ２S を選択的に固定する
第３ブレーキＢ3 がサンギヤ２S とケーシング５との間
に設けられている。そして第２遊星歯車機構２のリング
ギヤ２R が第２のカウンタギヤ対７のドリブンギヤ７b
に連結されている。さらに第１のカウンタギヤ対６のギ
ヤ比ｉ1が第２のカウンタギヤ対７のギヤ比ｉ2 より小
さい値に設定されている。その他の構成は図１に示す構
成と同じである。

【００２１】この図３に示す構成であってもいずれか２
つの摩擦係合装置を係合させることにより、前進５段・
後進１段の変速段を設定することができ、それぞれの変
速段について簡単に説明すれば、以下のとおりである。

【００２２】前進第１速は第１クラッチＫ1 と第３ブレ
ーキＢ3 とを係合させることにより設定される。すなわ
ち第１遊星歯車機構１では、サンギヤ１S が主軸３と一
体となって回転し、これに対してキャリヤ１C がサンギ
ヤ１S より低速で回転するとともに、リングギヤ１R が
更に低速で回転する。これに対して第２遊星歯車機構２
では、そのリングギヤ２R が、第１遊星歯車機構１のキ
ャリヤ１C の回転数を第２のカウンタギヤ対７で減速し
た回転数で回転し、かつサンギヤ２S が第３ブレーキＢ
3 で固定されているから、キャリヤ２C がリングギヤ２
R より低速で回転する。すなわちこの前進第１速では各
遊星歯車機構１，２およびカウンタギヤ対６，７が変速
作用を行い、副軸４が主軸３に対して減速されて回転す
る。その変速比は、 ｛（１＋ρ1 )(１＋ρ2)・ｉ2 ／ρ1 ｝−ｉ1 ／ρ1 で表される。

【００２３】前進第２速は、第１クラッチＫ1 と第３ク
ラッチＫ3 とを係合させて設定される。したがって第１
遊星歯車機構１ではサンギヤ１S が主軸３と一体となっ
て回転するのに対して、リングギヤ１R には副軸４から
の負荷がかかっているので、キャリヤ１C が主軸３より
も低速で回転しようとし、それに伴って第２遊星歯車機
構２のリングギヤ２R が第１遊星歯車機構１のキャリヤ
１C の回転数を第２カウンタギヤ対７で減速した回転数
で回転しようとする。一方、第２遊星歯車機構２は第３
クラッチＫ3 が係合していることによりその全体が一体
となって回転する。そのためこの第２遊星歯車機構２の
キャリヤ２C に第１のカウンタギヤ対６を介して連結し
てある第１遊星歯車機構１のリングギヤ１R がキャリヤ
１C よりも低速で回転する。結局、第１遊星歯車機構１
では、サンギヤ１S が主軸３と同速度で回転し、またキ
ャリヤ１C が主軸３より若干低速で回転し、更にリング
ギヤ１R がキャリヤ１C より低速で回転し、このリング
ギヤ１R の回転数に対して第１のカウンタギヤ対６で変
速した回転数で副軸４が回転する。この場合の変速比
は、 ｛（１＋ρ1 ）・ｉ2 ／ρ1 ｝−ｉ1 ／ρ1 で表される。

【００２４】前進第３速は、第２および第３のクラッチ
Ｋ2 ，Ｋ3 を係合させて設定する。第１遊星歯車機構１
においてはサンギヤ１S を拘束する第１クラッチＫ1 お
よび第１ブレーキＢ1 のいずれもが解放しているので、
第１遊星歯車機構１は特には変速作用を行わず、主軸３
からキャリヤ１C および第２のカウンタギヤ対７を介し
て第２遊星歯車機構２のリングギヤ２R にトルクが伝達
される。一方、前述したように第３クラッチＫ3 を係合
させることにより、第２遊星歯車機構２の全体は一体と
なって回転するので、結局、第２遊星歯車機構２の全体
すなわち副軸４は、主軸３の回転数を第２カウンタギヤ
対７で減速した回転数で回転する。したがってこの第３
速での変速比は、第２のカウンタギヤ対７のギヤ比ｉ2
で表される。

【００２５】前進第４速は第１および第２のクラッチＫ
1 ，Ｋ2 を係合させることにより設定される。したがっ
て第１遊星歯車機構１では、そのサンギヤ１S とキャリ
ヤ１C とが共に主軸３と一体となって回転するから、そ
の全体が主軸３と共に一体回転する。これに対して第２
遊星歯車機構２は、第３クラッチＫ3 および第３ブレー
キＢ3 が解放していることにより、変速作用を行わな
い。したがって副軸４には、主軸３から、全体が一体と
なって回転する第１遊星歯車機構１および第１のカウン
タギヤ対６を介してトルクが伝達されるので、第１のカ
ウンタギヤ対６のみが変速作用を行うことになる。すな
わちこの前進第４速での変速比は、第１カウンタギヤ対
６のギヤ比ｉ1 で表される。

【００２６】前進第５速は、第２クラッチＫ2 および第
１ブレーキＢ1 を係合させることにより設定される。こ
の場合は、第１遊星歯車機構１においてサンギヤ１S を
固定した状態でキャリヤ１C が主軸３と共に回転するこ
とになるので、そのリングギヤ１R は主軸３に対して増
速されて回転する。一方、第２遊星歯車機構２は上記の
第４速の場合と同様に特に変速作用を行わないから、副
軸４に対しては第１遊星歯車機構１のリングギヤ１R か
ら第１のカウンタギヤ対６を介してトルクが伝達され、
したがってその回転数は、第１遊星歯車機構１のリング
ギヤ１R の回転数を第１のカウンタギヤ対６で減速した
回転数になり、具体的には、 ｉ1 ／（１＋ρ1 ） で表される。

【００２７】後進段は第１クラッチＫ1 と第２ブレーキ
Ｂ2 とを係合させることにより設定される。したがって
第１遊星歯車機構１ではキャリヤ１C を固定した状態で
サンギヤ１S が主軸３と共に回転するので、リングギヤ
１R が主軸３に対して反対方向に回転させられる。これ
に対して第２遊星歯車機構２は上記の第４速や第５速の
場合と同様に第３クラッチＫ3 および第３ブレーキＢ3
が解放されていることにより変速作用を行わず、したが
って副軸４は第１遊星歯車機構１のリングギヤ１R の回
転数を第１カウンタギヤ対６で変速した回転数で回転す
る。すなわちこの後進段での変速比は、 ｉ1 ／ρ1 で表される。

【００２８】このように図３に示す構成であっても、３
つのクラッチを使用して前進５段・後進１段を設定する
ことができ、また後進段は主軸３側の第１遊星歯車機構
１で回転方向を反転することにより達成することがで
き、その結果、前述した実施例と同様に全体としての構
成を小型にし、また簡素化することができる。

【００２９】図５および図６はこの発明の更に他の実施
例を示すものであって、上述した２つの実施例の構成に
対して第２遊星歯車機構２側の構成を変えたものであ
る。すなわち第２遊星歯車機構２のサンギヤ２S とキャ
リヤ２C との間に第３クラッチＫ3 が設けられており、
またリングギヤ２R とケーシング５との間に第３ブレー
キＢ3 が設けられている。そしてサンギヤ２S に第１カ
ウンタギヤ対６のドリブンギヤ６b および副軸４が連結
され、またキャリヤ２C に第２カウンタギヤ対７のドリ
ブンギヤ７b が連結されている。なお、第１のカウンタ
ギヤ対６のギヤ比ｉ1 が第２カウンタギヤ対７のギヤ比
ｉ2 より小さい値に設定されている。また他の構成は図
１に示す構成と同じである。

【００３０】図６に前進５段および後進１段を設定する
ための係合作動表を示してあり、まず前進第１速は、第
１クラッチＫ1 と第３クラッチＫ3 を係合させることに
より設定される。この状態は、前述した図３に示す歯車
変速装置における前進第２速と同じ状態であり、したが
って第１遊星歯車機構１ではサンギヤ１S が主軸３と共
に回転し、これに対してキャリヤ１C がサンギヤ１S よ
り低速で回転し、さらにリングギヤ１R がキャリヤ１C
より低速で回転する。一方、第２遊星歯車機構２はその
全体が一体となって回転し、したがって副軸４は主軸３
の回転数に対して第１遊星歯車機構１および各カウンタ
ギヤ対６，７で変速した回転数で回転する。その変速比
は、 ｛（１＋ρ2 ）・ｉ1 ／ρ1 ｝−ｉ1 ／ρ1 で表される。

【００３１】また前進第２速は、第２クラッチＫ2 と第
３クラッチＫ3 とを係合させて設定する。この係合状態
は上述した図３に示す装置の前進第３速と同じであっ
て、全体が一体となって回転する第２遊星歯車機構２に
対して、主軸３から第１遊星歯車機構１のキャリヤ１C
および第２のカウンタギヤ対７を介してトルクが伝達さ
れ、したがって変速は第２のカウンタギヤ対７によって
のみ行われる。すなわち変速比は第２のカウンタギヤ対
７のギヤ比である“ｉ2 ”で表される。

【００３２】前進第３速は、第１および第２のクラッチ
Ｋ1 ，Ｋ2 を係合させることにより設定される。これは
前述した図３に示す装置における前進第４速の状態と同
じであり、第１遊星歯車機構１の全体が一体となって回
転するとともに、第２遊星歯車機構２は変速作用を行わ
ないので、副軸４には、主軸３から第１遊星歯車機構１
および第１のカウンタギヤ対６を介してトルクが伝達さ
れ、その結果、第１のカウンタギヤ対６のみによって変
速が行われる。すなわち変速比は第１のカウンタギヤ対
６のギヤ比である“ｉ1 ”で表される。

【００３３】前進第４速は、第２クラッチＫ2 および第
１ブレーキＢ1 を係合させることにより設定される。こ
れは前述した図３に示す装置における前進第５速と同じ
状態であり、第１遊星歯車機構１のサンギヤ１S を固定
してそのキャリヤ１C を主軸３と共に回転させることに
なるから、第１遊星歯車機構１が増速作用を行う。これ
に対して第２遊星歯車機構２側では第３クラッチＫ3 お
よび第３ブレーキＢ3が共に解放されているから、第２
遊星歯車機構２は変速作用を行わない。すなわち副軸４
の回転数は、主軸３の回転数に対して第１遊星歯車機構
１で増速し、かつ第１のカウンタギヤ対６で変速した回
転数になり、その変速比は、 ｉ1 ／（１＋ρ1 ） で表される。

【００３４】前進第５速は、第２クラッチＫ2 と第３ブ
レーキＢ3 とを係合させて設定される。この場合、第１
遊星歯車機構１は、サンギヤ１S を拘束する第１クラッ
チＫ1 および第１ブレーキＢ1 が共に解放されているか
ら、特には変速作用を行わない。すなわち主軸３から第
１遊星歯車機構１のキャリヤ１C および第２カウンタギ
ヤ対７を介して第２遊星歯車機構２のキャリヤ２C にト
ルクが伝達される。この第２遊星歯車機構２では第３ブ
レーキＢ3 によってリングギヤ２R が固定されているか
ら、サンギヤ２S がキャリヤ２C に対して増速されて回
転する。すなわちこのサンギヤ２S に連結してある副軸
４の回転数は、主軸３の回転数に対して第２遊星歯車機
構２で増速しかつ第２のカウンタギヤ対７で変速した回
転数になる。したがって変速比は、 ρ2 ・ｉ2 ／（１＋ρ2 ） で表される。

【００３５】後進段は、第１クラッチＫ1 および第２ブ
レーキＢ2 を係合させることにより設定される。これ
は、前述した図３に示す装置における後進段と同じ状態
であり、第１遊星歯車機構１によって回転方向が反転さ
れ、そのリングギヤ１R から第１のカウンタギヤ対６を
介して副軸４にトルクが伝達される。したがって第１遊
星歯車機構１および第１カウンタギヤ対６が変速作用を
行い、その変速比は、 ｉ1 ／ρ1 で表される。

【００３６】図７および図８を参照してこの発明の更に
他の実施例を説明する。図７に示す構成は、上述した各
実施例の構成のうち第２遊星歯車機構２側の構成を変え
たものであり、第２遊星歯車機構２のキャリヤ２C とリ
ングギヤ２R との間に第３クラッチＫ3 が設けられ、ま
たサンギヤ２S とケーシング５との間にサンギヤ２Sの
回転を選択的に止める第３ブレーキＢ3 が設けられてい
る。またリングギヤ２R が第１のカウンタギヤ対６を介
して第１遊星歯車機構１のリングギヤ１R に連結される
とともに、キャリヤ２C が第２のカウンタギヤ対７を介
して第１遊星歯車機構１のキャリヤ１C に連結されてい
る。さらにこの図７に示す構成においても第１カウンタ
ギヤ対６のギヤ比ｉ1 が第２カウンタギヤ対７のギヤ比
ｉ2 より小さい値に設定されている。なお、他の構成は
上述した各実施例における構成と同じである。

【００３７】図８にこの図７に示す装置の係合作動表を
示してあり、いずれか２つの摩擦係合装置を係合させる
ことにより前進５段・後進１段が設定される。すなわち
前進第１速は、第１クラッチＫ1 と第３クラッチＫ3 と
を係合させることにより設定される。これは前述した図
５に示す装置における前進第１速と同じ状態であり、第
２遊星歯車機構２の全体が一体となって回転する状態に
おいて、第１遊星歯車機構１および各カウンタギヤ対
６，７が変速作用を行い、その変速比は、 ｛（１＋ρ1 ）・ｉ2 ／ρ1 ｝−ｉ1 ／ρ1 で表される。

【００３８】前進第２速は、第１クラッチＫ1 および第
３ブレーキＢ3 を係合させることにより設定される。こ
の場合も第１遊星歯車機構１においてはサンギヤ１S が
主軸３と共に回転し、かつキャリヤ１C がそのサンギヤ
１S より低速で回転し、さらにリングギヤ１R がキャリ
ヤ１C より低速で回転する。一方、第２遊星歯車機構２
では、サンギヤ２S を第３ブレーキＢ3 で固定した状態
となっていてリングギヤ２R がキャリヤ２C より高速で
回転する。その結果、第１遊星歯車機構１のリングギヤ
１R は、第１速の場合よりも幾分速く回転することにな
る。そしてこの場合の変速比は、 ｛（１＋ρ1 ）・ｉ2 ／（１＋ρ2 ）・ρ1 ｝−ｉ1 ／
ρ1 で表される。

【００３９】また前進第３速は、第２クラッチＫ2 およ
び第３ブレーキＢ3 を係合させることにより設定され
る。この状態では第１遊星歯車機構１におけるサンギヤ
１S を拘束する第１クラッチＫ1 および第１ブレーキＢ
1 が解放されているために、第１遊星歯車機構１は特に
は変速作用を行わない。これに対して第２遊星歯車機構
２では、サンギヤ２S を固定した状態でキャリヤ２C を
駆動することになるから、リングギヤ２R が出力要素と
なってこれがキャリヤ２C に対して増速されて回転す
る。すなわち副軸４は、主軸３の回転数に対して第２の
カウンタギヤ対７および第２遊星歯車機構２で変速され
た回転数で回転し、その変速比は、 ｉ2 ／（１＋ρ2 ） で表される。

【００４０】前進第４速は、第１および第２のクラッチ
Ｋ1 ，Ｋ2 を係合させることにより設定される。これは
図５に示す装置の第３速と同じであって、第１遊星歯車
機構１の全体が一体となって主軸３と共に回転し、かつ
第２遊星歯車機構２が変速作用を行わないから、副軸４
は、主軸３の回転数を第１のカウンタギヤ対６のみで変
速した回転数で回転する。したがってこの第４速での変
速比は、第１のカウンタギヤ対６の変速比である“ｉ1
”で表される。

【００４１】前進第５速は、第２クラッチＫ2 および第
１ブレーキＢ1 を係合させて設定される。これは図５に
示す装置の第４速と同じであって、第１遊星歯車機構１
では、サンギヤ１S を固定した状態でキャリヤ１C が主
軸３と共に回転するから、そのリングギヤ１R がキャリ
ヤ１C に対して増速されて回転する。一方、第２遊星歯
車機構２では第３クラッチＫ3 および第３ブレーキＢ3
が共に解放されているから、特には変速作用を行わな
い。したがって副軸４は、主軸３に対して第１遊星歯車
機構１で増速されかつ第１のカウンタギヤ対６で変速さ
れた回転数で回転する。その変速比は、 ｉ1 ／（１＋ρ1 ） で表される。

【００４２】そして後進段は、第１クラッチＫ1 および
第２ブレーキＢ2 を係合させて設定される。これは、前
述した図５に示す装置における後進段と同じであって、
第１遊星歯車機構１において回転方向が反転され、かつ
第２遊星歯車機構２は特には変速作用を行わない。した
がって副軸４には、第１遊星歯車機構１のリングギヤ１
R から第１カウンタギヤ対６を介してトルクが伝達され
る。その変速比は、 ｉ1 ／ρ1 で表される。

【００４３】したがって図５および図７に示す構成であ
っても、必要とするクラッチは３つであり、また主軸３
側の第１遊星歯車機構１によって回転方向を反転して後
進段を設定することができる。

【００４４】なお、上述した各実施例では、クラッチや
ブレーキを多板式摩擦係合装置を示すシンボルで示した
が、この発明は上記の実施例に限定されるものではない
のであって、この発明におけるクラッチは、多板式のも
のと一方向クラッチを組み合わせたものであってもよ
く、またブレーキは、多板式ブレーキおよびこれと一方
向クラッチとを組み合わせたものならびにバンドブレー
キのいずれかを任意に選択して採用することができる。
また遊星歯車機構はシングルピニオン型のものに限られ
ず、ダブルピニオン型のものであってもよい。さらに伝
動手段はカウンタギヤに限定されず、必要に応じて適宜
のものを使用することができる。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなようにこの発明
の歯車変速装置によれば、回転するために油圧の給排が
複雑になることのあるクラッチが３つでよく、また後進
段を設定するための回転方向の反転を、トルクを入力す
る主軸側の遊星歯車機構によって行うから、オイルポン
プに対して離れている副軸側の遊星歯車機構の構成を簡
素化でき、したがってこの発明によれば、歯車変速装置
のみならず自動変速機の全体としての構成を簡素化し、
かつ小型化することができる。また、クラッチ手段の数
が３つであるために、変速時に遠心油圧の影響を受ける
可能性が少なくなり、変速ショックが抑制される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示すスケルトン図であ
る。

【図２】図１に示す歯車変速装置の係合作動表である。

【図３】この発明の第２実施例を示すスケルトン図であ
る。

【図４】図３に示す歯車変速装置の係合作動表である。

【図５】この発明の第３実施例を示すスケルトン図であ
る。

【図６】図５に示す歯車変速装置の係合作動表である。

【図７】この発明の第４実施例を示すスケルトン図であ
る。

【図８】図７に示す歯車変速装置の係合作動表である。

【符号の説明】

１，２ 遊星歯車機構 ３ 主軸 ４ 副軸 ６，７ カウンダギヤ対 Ｋ1，Ｋ2，Ｋ3 クラッチ Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3 ブレーキ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 3/66

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸と同一軸線上に、サンギヤとリング
   ギヤとピニオンギヤを保持したキャリヤとを３つの回転
   要素とする第１遊星歯車機構が配置されるとともに、そ
   の主軸と平行に配置した副軸と同一軸線上に、サンギヤ
   とリングギヤとピニオンギヤを保持したキャリヤとを３
   つの回転要素とする第２遊星歯車機構が配置され、かつ
   第１遊星歯車機構のリングギヤとキャリヤとの２つの回
   転要素と第２遊星歯車機構の２つの回転要素とが、同一
   回転方向にトルクを伝達する２対の伝動手段を介してそ
   れぞれ連結された自動変速機用歯車変速装置において、 第１遊星歯車機構におけるサンギヤとリングギヤおよび
   キャリヤのいずれか一方との２つの回転要素を主軸に対
   して選択的に連結する２つのクラッチ手段と、第１遊星
   歯車機構におけるこれら２つの回転要素の回転を選択的
   に止める２つのブレーキ手段と、第２遊星歯車機構にお
   けるいずれか２つの回転要素を互いに選択的に連結する
   他の１つのクラッチ手段と、第２遊星歯車機構における
   いずれか１つの回転要素の回転を選択的に止める他のブ
   レーキ手段とを具備しているとともに、前記２対の伝動
   手段のうちの一方が連結されている前記第２遊星歯車機
   構の回転要素と、前記副軸とが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。