JP3521953B2 - 自動変速機用歯車列 - Google Patents

自動変速機用歯車列

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JP3521953B2 JP10342694A JP10342694A JP3521953B2 JP 3521953 B2 JP3521953 B2 JP 3521953B2 JP 10342694 A JP10342694 A JP 10342694A JP 10342694 A JP10342694 A JP 10342694A JP 3521953 B2 JP3521953 B2 JP 3521953B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車や鉄道車両等の
多段自動変速機に用いられる遊星歯車式の自動変速機用
歯車列に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の自動変速機用歯車列として、例え
ば乗用車に前進4速自動変速機が多く搭載されてきてい
る。そして、近年はとくに燃料消費の性能向上を目的と
して、車種によってさらに変速段数を増やすため、前進
5速の自動変速機が提案されており、また、例えば、特
開平2−240432号公報には、ダブルピニオンを用
いた遊星歯車装置を用いた自動変速機用歯車列が開示さ
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の自動変速機用歯車列にあっては、サンギヤの
内径側に2本以上の軸または中空軸が入るため、全長の
割に径の大きな歯車列となるので、車両等への搭載時に
回りのユニット等に干渉するという問題があった。本発
明は、このような従来の問題点に着目してなされたもの
であり、構成を全体としてコンパクト化した自動変速機
用歯車列を提供することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】このため請求項1に記載
の本発明は、トランスミッションケース内に、入力軸か
ら出力軸の間に順次第1、第2、第3遊星歯車装置を備
え、複数の締結要素の選択作動により、少なくとも前進
5速の変速段を得る自動変速機用歯車列において、第1
遊星歯車装置をダブルピニオン型とし、そのダブルピニ
オンと噛み合うサンギヤを分割し内径側へキャリアの出
力を可能とし、第1の遊星歯車装置のリングギヤを第1
回転メンバとし、第1の遊星歯車装置のキャリアと第3
の遊星歯車装置のリングギヤを連結して第2回転メンバ
とし、第1の遊星歯車装置のサンギヤと第2の遊星歯車
装置のサンギヤおよび第3の遊星歯車装置のサンギヤを
連結して第3回転メンバとし、第2の遊星歯車装置のキ
ャリアを第4回転メンバとし、第1回転メンバを第1の
締結要素で入力軸に結合可能とするとともに、第4の締
結要素で固定可能とし、第2回転メンバを第2の締結要
素で入力軸に結合可能とし、第3回転メンバを第3の締
結要素で入力軸に結合可能とするとともに、第5の締結
要素で固定可能とし、第4回転メンバを第6の締結要素
で固定可能とし、第2遊星歯車装置のリングギヤと第3
遊星歯車装置のキャリアを出力軸に連結したものとし
た。また、請求項2に記載の発明は、上記構成に、さら
に第1、第2および第3の締結要素と入力軸との間に動
力取出し用のギヤを設けたものとした。
【0005】
【作用】第2の締結要素および第4の締結要素を締結す
ると、入力軸2の回転がそのまま第2回転メンバに伝達
されるとともに、第1回転メンバが固定される。これに
より、第1遊星歯車装置4がダブルピニオン型であるの
で、第3回転メンバは逆転して出力軸3に減速された前
進第1速の変速段が得られる。 この際、第2回転メン
バにあっては、入力軸の回転は第1遊星歯車装置のキャ
リアから分割されたサンギヤの間を経過し内径側を介し
て第3遊星歯車装置6のリングギヤへと伝達され、両者
は一体的に回転する。
【0006】次に、第4の締結要素を開放し、第6の締
結要素を締結すると、入力軸の回転は同様に第2回転メ
ンバに伝達し、第4回転メンバが固定される。これによ
り第2、第3遊星歯車装置が作動して、第3回転メンバ
は逆転して出力軸に前進第2速の変速段が得られる。第
6の締結要素を開放して、第5の締結要素を締結する
と、入力軸の回転は第2回転メンバに伝達され、第3回
転メンバは固定される。これにより、第3遊星歯車装置
が作動して出力軸に第3速の変速段が得られる。
【0007】第1の締結要素および第2の締結要素を締
結すると、入力軸の回転は第1回転メンバおよび第2回
転メンバに伝達される。第1遊星歯車装置はダブルピニ
オン型であるので、第3回転メンバも入力軸と同一の回
転となり、出力軸に減速比1の前進4速の変速段が得ら
れる。第2の締結要素を開放して、第4の締結要素を締
結すると、入力軸の回転は第1回転メンバに伝達され、
第3回転メンバは固定される。これにより、第2回転メ
ンバは増速され、出力軸に増速の前進第5速の変速段が
得られる。第3の締結要素および第4の締結要素を締結
すると、入力軸の回転は第3回転メンバに伝達され、第
1回転メンバは固定される。これにより、第2回転メン
バは逆転し、第2、第3回転メンバの回転差に応じて、
第3遊星歯車装置のキャリアは逆転し、出力軸に後進段
が得られる。
【0008】
【実施例】図1は、本実施例の第1の実施例を示すスケ
ルトン図である。トランスミッションケース1に、それ
ぞれ支持された入力軸2と、出力軸3を結ぶ軸線にそっ
て、入力軸2側から順に第1の遊星歯車装置4、第2の
遊星歯車装置5、第3の遊星歯車装置6が設けられてい
る。なお、図では各部材が軸線に関して対称に構成され
るので、軸線より下半部は図示省略してある。第1の遊
星歯車装置4は、ダブルピニオン型であり、第1サンギ
ヤ4s、第1ピニオン4p、第1キヤリア4c、および
第1リングギヤ4rからなり、第1ピニオン4pは第1
リングギヤ4rと噛合う第1歯車4p1および第1サン
ギヤ4sと噛合う第2歯車4p2よりなり、第1ピニオ
ンの第2歯車4p2と噛合う第1サンギヤ4sをフロン
トサンギヤ4sFとリアサンギヤ4sRに分割し、内径
側へ第1キヤリア4cの出力を可能としている。
【0009】また、第2遊星歯車装置5および第3遊星
歯車装置6はシングルピニオン型であり、第2遊星歯車
装置5は、第2サンギヤ5s、第2ピニオン5p、第2
キヤリア5c、および第2リングギヤ5rからなり、第
2キヤリア5cにより回転可能に支持された第2ピニオ
ン5pが第2サンギヤ5sと第2リングギヤ5rの間に
位置して、それぞれと噛み合っている。同様に、第3の
遊星歯車装置6は、第3サンギヤ6s、第3ピニオン6
p、第3キヤリア6c、および第3リングギヤ6rから
なり、第3キヤリア6cにより回転可能に支持された第
3ピニオン6pが第3サンギヤ6sと第3リングギヤ6
rの間に位置して、それぞれと噛み合っている。
【0010】第1の遊星歯車装置4の入力軸2側には第
1〜第3クラッチC1〜C3が配設され、さらにこれら
クラッチと第1の遊星歯車装置4の間に、第1ブレーキ
B1および第1ブレーキB1と並列にワンウェイクラッ
チ7が配設されている。ここで、ワンウェイクラッチ7
は変速制御を滑らかにするためのものであり、必ずしも
必要ではない。また、第1遊星歯車装置4と、第2遊星
歯車装置5の間には、第2、第3ブレーキB2、B3が
配置されている。第1リングギヤ4rは、第1回転メン
バM1を構成し、連結部材aを介して、第1クラッチC
1により入力軸2に結合可能とされている。また、この
第1回転メンバM1は連結部材aを介して、第1ブレー
キB1、あるいは、ワンウェイクラッチ7によりトラン
スミッションケース1に固定可能とされている。
【0011】第1キヤリア4cと第3リングギヤ6r
は、連結部材bで一体的に連結されて第2回転メンバM
2を構成し、連結部材cを介して、第2クラッチC2に
より入力軸2に結合可能とされている。第1サンギヤ4
s、第2サンギヤ5sおよび第3サンギヤ6sは、連結
部材dで一体的に連結されて第3回転メンバM3を構成
し、連結部材eを介して、第3クラッチC3により入力
軸2に結合可能とされている。またこの第3回転メンバ
M3は連結部材dから延びる連結部材fを介して、第2
ブレーキB2によりトランスミッションケース1に固定
可能とされている。
【0012】また、第2キヤリア5cは第4回転メンバ
M4を構成し、連結部材gを介して、第3ブレーキB3
によりトランスミッションケース1に固定可能とされて
いる。 さらに第2リングギヤ5rおよび第3キヤリア
6cが連結部材hを介して出力軸3に連結されている。
上記構成において、締結要素としての第1〜第3クラッ
チC1〜C3および第1〜第3ブレーキB1〜B3のう
ちの2個の締結により、表1のように前進5速、後進1
段の変速段が得られる。表中、○が締結される締結要素
を示す。なお、表中、DはDレンジ、3、2、1はそれ
ぞれ3、2、1レンジにおける各変速段を示し、括
弧()はエンジンブレーキ作用時に締結されることを示
している。
【表1】
【0013】次に、変速作用の概略を説明する。まず前
進第1速の選択にあたっては、図2に示すように、第2
クラッチC2を締結する。 なお、図中作動している遊
星歯車装置、締結要素および回転メンバは太い実線で示
してある。以降の図においても同様である。これによ
り、入力軸2の回転はそのまま第2回転メンバM2に伝
達される。したがって第1キヤリア4Cおよび第3リン
グギヤ6rは入力軸2と同一回転となる。ここで、ワン
ウェイクラッチ7も作動されることにより第1回転メン
バM1(第1リングギヤ4r)が固定され、また、ダブ
ルピニオン型であるので、第1サンギヤ4s、従って第
2回転メンバM2は入力軸2の回転方向と逆方向に回転
する。これにより、出力軸3と一体連結の第3キヤリア
6Cが第3リングギヤ6rの回転に対して大きく減速さ
れた第1速が得られる。
【0014】つぎに、前進第2速の選択にあたっては、
第1速の状態から、ワンウェイクラッチ7の作動を停止
し、図3に示すように、第3ブレーキB3を締結する。
これにより、入力軸2の回転は第1速同様第3リングギ
ヤ6rにそのまま伝達されるとともに、第3ブレーキB
3の締結により第2キヤリア5Cが固定される。第2キ
ヤリア5Cが固定されると、第2キヤリア5Cに支持さ
れた第2ピニオン5Pを挟んで第2サンギヤ5sと第2
リングギヤ5rとは逆転関係となるので、第3サンギヤ
6sは、第3リングギヤ6rと逆方向に回転して、第3
キヤリア6cと一体連結された出力軸3に第2速が得ら
れる。
【0015】前進第3速の選択にあたっては、第2速の
状態から、第3ブレーキB3の締結を開放し、図4に示
すように、第2ブレーキB2を締結する。これにより、
第2回転メンバM2が固定され、第3サンギヤ6sが固
定されることにより、第3ピニオン6pは第3リングギ
ヤ6r上を回転して前進し、第3キヤリア6cは第2速
より小さい減速比で回転して、出力軸3により減速比の
小さい第3速が得られる。
【0016】前進第4速のためには、第3速の状態から
第2ブレーキB2の締結を開放し、図5に示すように第
1クラッチC1を締結する。これにより、第1遊星歯車
装置4はダブルピニオン型であるので、第3リングギヤ
6rと第3サンギヤ6sとは、入力軸2と同一回転で回
転し、これらの間に挟まれた第3ピニオン6pを支持す
る第3キヤリア6cも入力軸2と同一回転となる。その
ため、出力軸3に減速比1の第4速が得られる。
【0017】前進第5速の選択にあたっては、図6に示
すように、第4速の状態から第2クラッチC2を開放
し、第2ブレーキB2を締結状態とする。これにより、
第3回転メンバM3、したがって第1サンギヤ4sと第
3サンギヤ6sが固定される一方、第1リングギヤ4r
が入力軸2の回転数で回転するので第1キヤリア4cは
第1リングギヤ4rと第1サンギヤ4sとの歯数比が速
い速度で回転し、その回転数で第3リングギヤ6rは回
転する。このため、第3キヤリア6cは増速されて、出
力軸3に第5速が得られる。
【0018】後進段の選択にあたっては、図7に示すよ
うに、第3クラッチC3と第1ブレーキB1を締結す
る。これにより、入力軸2の回転は第3回転メンバM3
に伝達され、第1回転メンバM1が固定する。これによ
り、第2回転メンバM2は逆転し、第3回転メンバとの
回転差に応じて、第3ピニオン6pを支持する第3キヤ
リア6Cは逆転して出力軸3に後進段が得られる。
【0019】図8は、上記の歯車列における共線図を示
す。ここで、α1、α2、α3はそれぞれ第1、第2、
第3遊星歯車装置4、5、6それぞれのリングギヤ4
r、5r、6rとサンギヤ4s、5s、6sの歯数比で
あり、これをもとに各変速段のギア比が表1に示され
る。本実施例は以上のように構成され、遊星歯車装置の
利用により全長が短くなるとともに、サンギヤの内径側
には多くても第2サンギヤのフロントサンギヤ5sFお
よび第2サンギヤの内側に出力軸が1本入るだけなの
で、全体の径も小さくなり、小型に形成されて車両等へ
の搭載レイアウトが容易になるという効果を有する。
【0020】図9は、本発明の第2の実施例を示すスケ
ルトン図である。本実施例は、前記第1の実施例に対し
て、第1クラッチC11、第2クラッチC12、第3ク
ラッチC13の設置位置を変えて、動力取出し用のギア
8を入力軸2と第1〜第3クラッチC11〜C13との
間に配置したものである。本実施例によれば、前記第1
の実施例と同じ効果が得られ、しかも入力軸2よりの動
力を取出し利用することができる。
【0021】なお、各実施例では締結要素をクラッチC
1〜C3あるいはC11〜C13とブレーキB1〜B3
からなるものとしたが、図示のものに限定されず、多板
クラッチ、バンドブレーキあるいはワンウエイクラッチ
など適宜に組み合わせて使用することができる。そして
それらの配設位置も必要に応じて変更することができ、
車両等への搭載スペースなど環境条件に応じて、任意に
選択することができる。
【0022】
【発明の効果】以上のとおり、本発明は、入力軸から出
力軸の間に第1、第2、第3の遊星歯車装置を備える自
動変速機用歯車列において、第1の遊星歯車装置のリン
グギヤを第1回転メンバとし、これを第1の締結要素で
入力軸に結合可能とするとともに、第4の締結要素で固
定可能とし、第1の遊星歯車装置のキャリアと第3の遊
星歯車装置のリングギヤを連結して第2回転メンバと
し、これを第2の締結要素で入力軸に結合可能とし、第
1の遊星歯車装置のサンギヤと第2の遊星歯車装置のサ
ンギヤおよび第3の遊星歯車装置のサンギヤを連結して
第3回転メンバとし、これを第3の締結要素で入力軸に
結合可能とするとともに、第5の締結要素で固定可能と
し、第2の遊星歯車装置のキャリアを第4回転メンバと
し、これを第6の締結要素で固定可能とし、第2遊星歯
車装置のリングギヤと第3遊星歯車装置のキャリアを出
力軸に連結してあるので、いずれか2つの締結要素の選
択作動により、少なくとも前進5速の変速段が得られ
る。
【0023】そして、第1遊星歯車装置をダブルピニオ
ン型とし、そのダブルピニオンと噛み合うサンギヤを分
割し内径側へキャリアの出力を伝達するように構成した
ので、サンギヤの内側を通る軸が減少して、サンギヤの
径を小さくすることができ、構成を全体としてコンパク
トにすることができるという効果を有する。さらに、第
1、第2および第3の締結要素と入力軸との間に動力取
出し用のギヤを設けることにより、簡単に外部への動力
取出しが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示すスケルトン図であ
る。
【図2】第1の実施例における前進第1速変速段の回転
伝達経路を示す図である。
【図3】第1の実施例における前進第2速変速段の回転
伝達経路を示す図である。
【図4】第1の実施例における前進第3速変速段の回転
伝達経路を示す図である。
【図5】第1の実施例における前進第4速変速段の回転
伝達経路を示す図である。
【図6】第1の実施例における前進第5速変速段の回転
伝達経路を示す図である。
【図7】第1の実施例における後進段の回転伝達経路を
示す図である。
【図8】第1の実施例における歯車列の共線図である。
【図9】本発明の第2の実施例を示すスケルトン図であ
る。
【符号の説明】
1 トランスミッションケース 2 入力軸 3 出力軸 4 第1遊星歯車装置 4s 第1サンギヤ 4sF フロントサンギヤ 4sR リアサンギヤ 4r 第1リングギヤ 4c 第1キヤリア 4p 第1ピニオン 4p1 第1歯車 4p2 第2歯車 5 第2遊星歯車装置 5s 第2サンギヤ 5r 第2リングギヤ 5c 第2キヤリア 5p 第2ピニオン 6 第3遊星歯車装置 6s 第3サンギヤ 6r 第3リングギヤ 6c 第3キヤリア 6p 第3ピニオン 7 ワンウエイクラッチ 8 動力取出し用ギヤ 9 リングギヤ C1〜C3 第1〜第3クラッチ B1〜B3 第1〜第3ブレーキ M1〜M4 第1〜第4回転メンバ a〜h 連結部材
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−118241(JP,A) 特開 平1−169156(JP,A) 特開 平2−240432(JP,A) 特開 昭62−4633(JP,A) 特開 平1−316552(JP,A) 特開 平3−56747(JP,A) 特開 平1−176835(JP,A) 特開 平2−248745(JP,A) 特開 平2−245551(JP,A) 特開 昭54−132058(JP,A) 特開 昭47−23754(JP,A) 実開 平1−132844(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16H 3/00 - 3/78

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トランスミッションケース内に、入力軸
    から出力軸の間に順次第1、第2、第3遊星歯車装置を
    備え、複数の締結要素の選択作動により、少なくとも前
    進5速の変速段を得る自動変速機用歯車列において、前
    記第1遊星歯車装置をダブルピニオン型とし、そのダブ
    ルピニオンと噛み合うサンギヤを分割し内径側へキャリ
    アの出力を可能とし、前記第1の遊星歯車装置のリング
    ギヤを第1回転メンバとし、前記第1の遊星歯車装置の
    キャリアと第3の遊星歯車装置のリングギヤを連結して
    第2回転メンバとし、前記第1の遊星歯車装置のサンギ
    ヤと第2の遊星歯車装置のサンギヤおよび第3の遊星歯
    車装置のサンギヤを連結して第3回転メンバとし、前記
    第2の遊星歯車装置のキャリアを第4回転メンバとし、
    前記第1回転メンバを第1の締結要素で入力軸に結合可
    能とするとともに、第4の締結要素で固定可能とし、前
    記第2回転メンバを第2の締結要素で入力軸に結合可能
    とし、前記第3回転メンバを第3の締結要素で入力軸に
    結合可能とするとともに、第5の締結要素で固定可能と
    し、前記第4回転メンバを第6の締結要素で固定可能と
    し、前記第2遊星歯車装置のリングギヤと第3遊星歯車
    装置のキャリアを出力軸に連結したことを特徴とする自
    動変速機用歯車列。
  2. 【請求項2】 トランスミッションケース内に、入力
    軸から出力軸の間に順次第1、第2、第3遊星歯車装置
    を備え、複数の締結要素の選択作動により、少なくとも
    前進5速の変速段を得る自動変速機用歯車列において、
    前記第1遊星歯車装置をダブルピニオン型とし、そのダ
    ブルピニオンと噛み合うサンギヤを分割し内径側へキャ
    リアの出力を可能とし、前記第1の遊星歯車装置のリン
    グギヤを第1回転メンバとし、前記第1の遊星歯車装置
    のキャリアと第3の遊星歯車装置のリングギヤを連結し
    て第2回転メンバとし、前記第1の遊星歯車装置のサン
    ギヤと第2の遊星歯車装置のサンギヤおよび第3の遊星
    歯車装置のサンギヤを連結して第3回転メンバとし、前
    記第2の遊星歯車装置のキャリアを第4回転メンバと
    し、前記第1回転メンバを第1の締結要素で入力軸に結
    合可能とするとともに、第4の締結要素で固定可能と
    し、前記第2回転メンバを第2の締結要素で入力軸に結
    合可能とし、前記第3回転メンバを第3の締結要素で入
    力軸に結合可能とするとともに、第5の締結要素で固定
    可能とし、前記第4回転メンバを第6の締結要素で固定
    可能とし、前記第2遊星歯車装置のリングギヤと第3遊
    星歯車装置のキャリアを出力軸に連結し、前記第1、第
    2および第3の締結要素と入力軸との間に動力取出し用
    のギヤを設けたことを特徴とする自動変速機用歯車列。
  3. 【請求項3】 前記第1、第2および第3の締結要素は
    クラッチで構成され、第4の締結要素はブレーキまたは
    ワンウエイクラッチで構成され、第5および第6の締結
    要素はブレーキで構成されていることを特徴とする請求
    項1または2記載の自動変速機用歯車列。
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