JPH01145454A - 自動変速機用歯車変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は自動変速機に用いられる歯車変速装置に関し
、特にダブルピニオン型遊星歯車機構を主体として構成
した歯車変速装置に関するものである。

従来の技術 周知のように自動車用の自動変速■は、遊星歯車標情を
主体とする歯車変速装置にトルクコンバータを介してエ
ンジンの回転を伝達し、遊星歯車機構を構成する３部材
のいずれかをクラッチやブレーキによって固定するとと
もに他の２部材を入力部材および出力部材とすることに
より、全体としての変速比を適宜に設定するよう構成さ
れている。このような遊星歯車″ａＭ４を主体とする変
速装置で得られる変速段は、用いる遊星歯車機構の数や
その徂合せによって異なり、従来一般には、二組の遊星
歯車１ＩＩＩＪを用いて前進３段・後進１段もしくは前
進４段・後進１段の変速段を得るように構成している。

また近年では、更に１組の遊星歯車機構を追加して変速
比が１以下のオーバードライブ段を設定でき、したがっ
て前進５段の変速を行なうように構成することも行なわ
れている。

他方、自ｖＪｍ用自動変速機には、燃費の向上や至内窄
間の確保などのために軽量かつ小型であること、さらに
は安価であることなどの要請があり、そのために例えば
実開昭６１−１１７９５０号では、１絹のシングルピニ
オン型遊星歯軍備構と１組のダブルピニオン型遊星歯車
１１＠とを用いて前進５段・後進１段の変速を行なうこ
とのできる変速装置が提案されている。

しかるに従来一般に使用されている前進４段・後進１段
の変速装置では、滑かな変速を行ない、かつクラッチな
どの先金手段の耐久性を維持するなどの要請、あるいは
変速の前後における車両動力・１能を近似させるなどの
要求から、各変速段における変速比および最低変速段と
最高変速段との変速比の比率（幅）が制約を受け、した
がって例えば低速段での変速比を大きく設定して加速性
能を向上させるなどのことは困難であった。これに対し
て遊星歯車機構を更に１組追加して前進５段が可能な構
成とすれば、最低変速段と最高変速段との変速比の幅を
ある程度広くすることができるが、遊星歯車機構が１＠
増えることにより、全体の寸法や重量が増大する問題が
生じる。

これに対して実開昭６１−１１７９５０号の変速装置で
は、用いる遊星歯車機構が二組でよいから、変速装置の
軽量小型化を図ることができ、また前進５速に設定でき
るので、変速比の幅を広くとることができる。しかしな
がら、前進第１速でサンギヤにかかるトルクが過大にな
ったり、前進第５速でプラネットピニオンの回転数が過
大になるなど、各ギヤや軸受の耐久性が低下する問題が
あり、実用化のためには多くの問題を解決しなければな
らないのが実情である。

そこで本出願人は、二組のダブルピニオン型遊星歯車別
溝を主体として構成することにより、前進５段もしくは
６段・後進１段を設定することができ、しかも最大変速
比と最小変速比との幅を太き（取ることができ、さらに
は各ギヤの回転が過大になって耐久ヰが低下するなどの
ことのない自動変″４群用歯車変速装置を特願昭６２−
１４１２１７号によって既に提案した。

発明が解決しようとする問題点 ところで自動変速礪において重要な事項として、上述し
た小型軽量であることなどの事項以外に、変速ショック
が少ないことを挙げることができ、この点から本出願人
が既に提案した上記の歯車変速装置を検討すると、設定
し得る変速段が多い点では変速ショックの軽減に有効に
作用するが、前進第１速から第２速に変速する場合、ク
ラッチ手段とブレーキ手段との係合・解放のタイミング
にズレが生じると、−時的に後進段に設定される場合が
あり、これは変速ショックの軽減に不利に作用するので
、前進第１速から第２速への変速の際のクラッチ手段や
ブレーキ手段の係合・解放のタイミングを厳格に適正化
することが要求される問題があった。

この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、簡
単な構成で、しかも最低変速段と最高変速段との変速比
の幅を広くすることができ、さらには変速ショックの軽
減に有利な自ｅ変速ぼ用歯車変速装置を提供することを
目的とするものである。

問題点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、二組のダブ
ルピニオンタイプのＭＷ歯車様構を用０、かつ各遊星歯
車は欄の間にクラッチ手段を配置して各遊星歯車■情に
おける回転要素の連結関係を変更するよう構成したもの
である。すなわちこの発明は、サンギヤとそのサンギヤ
に噛合する第１プラネットピニオンとその第１プラネッ
トピニオンおよびリングギヤに噛合する第２プラネツト
ビニηンと第１および第２プラネットピニオンを保持す
るキャリヤとを有するダブルピニオン型遊星歯東ｖ１構
を二＠備え、第１遊星歯車Ｆ３溝のリングギヤと第２遊
星歯車機構のキャリヤとが連結され、また入力軸を、第
１遊星歯車機構におけるキャリヤと第１遊星歯車□構に
おけるリングギヤもしくは第２遊星歯車額構のキャリヤ
と第１遊星歯車門構におけるサンギヤとに選択的に連結
する入力用クラッチ手段が設けられるとともに、第１遊
星歯車機閘のキャリヤとＭ２遊星歯車Ｒ１１４のサンギ
ヤとを連結および遮断する他のクラッチ手段が設けられ
、第２遊星歯車機構のサンギヤの回転と第１遊星歯車機
構のサンギヤの回転と第１遊星歯車機構のリングギヤお
よび第２遊星歯車機構のキャリヤの回転とのそれぞれを
選択的に阻止するブレーキ手段が設けられ、さらに第２
ｙ！遊星歯車様構のリングギヤに出力軸が連結されてい
ることを特徴とするものである。

なお、この発明において、クラッチ手段は、要は入力部
材と航記各部材とを連結し、またその連結を解除し得る
ものであればよいのであり、したがって多板クラッチや
一方面クラッチもしくはこれらを併用した構成などを採
用することができ、また入力用クラッチ手段は、その榔
能上、入力部材と前記の３部材とを個別に連結し、かつ
連結の解除を行ない得ればよいので、入力部材と前記３
部材との係合・解放を同時に行なう群能を持った単一の
製品であってもよく、あるいはそれぞれ独立した曙能を
持つ複数の製品であってもよい。またこの発明における
ブレーキ手段は、要は、前記の各部材を選択的に固定で
きればよいので、多板ブレーキやバンドブレーキあるい
はトランスミッションケースとの間に配置した一方面ク
ラッチもしくはこれ′らを組合わせた構成とすることが
できる。

作　　　　　用 この発明の歯車変速装置では、第１′ｆ遊星歯車様構の
キャリヤを入力部材に連結するとともに、第１ｍ星歯車
機構のキャリヤと第２遊星歯市機構のサンギヤとの連結
を解除し、かつ第１遊星歯車機構および第２遊星歯車′
ａ＠のサンギヤの回転を阻止することにより、変速比の
最も大きい前進第１速になり、また第１遊星歯車掘構の
キャリヤと第２遊星歯車礪構のサンギヤとを連結した状
態で、第１遊星歯車Ｒ４１１Ｉのキャリヤを入力部材に
連結する一方、第１遊星歯車額構のリングギヤの回転お
よび第２遊星歯車握偶のキャリヤの回転を阻止すれば、
前進第２速になる。この前進第２速の状態で、第１遊星
歯車門構のリングギヤおよび第２遊星歯車掘構のキャリ
ヤの回転を阻止する替わりに、第１遊星歯車係構のサン
ギヤの回転を阻止すれば、前進第３速になる。さらに第
１遊星歯車機構のキャリヤと第２遊星歯車Ｒ＠のサンギ
ヤとを連結した状態で、第１遊星歯車機構におけるサン
ギヤ、キャリヤ、リングギヤのうちのいずれか二つの部
材を入力部材に連結すれば、変速比が１″の前進第４速
になる。またさらに第１遊星歯車様構のキャリヤと第２
遊星歯車機構のサンギヤとを連結した状態で、第１遊星
歯車は構のリングギヤを入力部材に連結し、かつ第１遊
星歯車は構のサンギヤの回転を阻止すれば、変速比が１
１１を以下の前進第５速になる。そして第１遊星歯車機
構のキャリヤと第２遊星歯車Ｒ＠サンギヤとを連結した
状態で、第１遊星歯車Ｉｌ＠のサンギヤを入力部材に連
結する一方、第１遊星歯車門構のリングギヤおよび第２
遊星歯車橢構のキャリヤの回転を阻止すれば、後進段と
なる。

実　　施　　例 つぎにこの発明の実施例を添付の図面を参照して説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例を原理的に示す模式図であ
って、ここに示す歯車変速装置は同一軸線上に配列した
二組のダブルピニオン型遊星歯車傾構１，２を主体に構
成されている。すなわちこれらの遊星歯車ｉ構１，２の
それぞれは、サンギヤ３，４と、リングギヤ５，６と、
そのサンギヤ３．４とリングギヤ５，６との間に配置さ
れて互いに噛合する内プラネットピニオン７．８および
外プラネットピニオン９，１０と、これらのプラネット
ピニオン７．８．９．１０を保持するキャリヤ１１．１
２とを有するものであり、これらの遊星歯車橢構１，２
のうち第１図の右側の第１遊星歯車礪構１におけるリン
グギヤ５と第２遊星歯車機構２におけるキャリヤ１２と
が一体となって回転するよう連結されている。このよう
な連結構造は、遊星！！！Ｉ車ｌ構１，２と同心状に配
置した中窄軸や中実軸などの中間軸や適宜のコネクティ
ングドラムを介した連結構造とすることができ、車両用
の自動変速礪で従来一般に採用されている構成を用いる
ことができる。

入力軸１３は遊星歯車傾構１，２と同一軸線上に配置さ
れ、トルクコンバータを介してエンジン（それぞれ図示
せず）に連結されている。この入力軸１３と第１遊星歯
車機構１におけるキャリヤ１１との間に第１クラッチ手
段Ｃ１が設けられ、また入力軸１３と第１遊星ｍ甲機＠
１におけるリングギヤ５との間に第２クラッチ手段Ｃ２
が設けられ、さらに入力！！Ｉｆｌ１３と第１遊星歯車
機構１におけるサンギヤ３との間に第３クラッチ手段Ｃ
３が設けられている。これらの入力用のクラッチ手段Ｃ
Ｉ　、Ｃ２、Ｃ３は、要は入力軸１３とキャリヤ１１、
リングギヤ５もしくはサンギヤ３とを選択的に運結し、
またその連結を解除するものであって、例えば油圧サー
ボ群構などの従来一般に自動変速礪で採用されている楯
構によって係合・解放される湿式多板クラッチや、一方
向クラッチ、あるいはこれらの湿式多板クラッチと一方
面クラッチとを直列もしくは並列に配置した構成などを
必要に応じて採用することができる。なお、実用にあた
っては、各構成部材の配置上の制約があるから、各クラ
ッチ手段ＣＩ　、Ｃ２、Ｃ３を直接、前記キャリヤ１１
、リングギヤ５もしくはサンギヤ３との間に配置するこ
とができない場合があり、そのような場合にはコネクテ
ィングドラムなどの適宜の中間部材を介在させればよい
ことは勿論である。

また第１遊星歯車様＠１１のキャリヤ１１と第２遊星歯
車機構２のサンギヤ４との間にこれら両者を選択的に運
結しまた遮断する第４クラッチ手段Ｃ４が配置されてい
る。この第４クラッチ手段Ｃ４としても、上記の入力用
クラッチ手段ｃｉ、ｃ２、Ｃ３と同様に各種の構成のも
のを使用することができる。

さらに第２遊星園車握＠２におけるサンギヤ４の回転を
阻止する第１ブレーキ手段Ｂ１が、そのサンギヤ４とト
ランスミッションケース（以下、単にケースと記す）１
４との間に設けられ、また第１遊星歯車様＠１における
サンギヤ３の回転を阻止する第２ブレーキ手段Ｂ２がケ
ース１４とそのサンギヤ３との間に設けられ、さらに第
１遊星歯車［１１１におけるリングギヤ５の回転および
第２遊星歯車機構２におけるキャリヤ１２の回転を阻止
する第３ブレーキ手段Ｂ３がそのリングギヤ５もしくは
キャリヤ１２とケース１４との間に設けられている。こ
れらのブレーキ手段Ｂｉ　、　８２　。

Ｂ３は、従来−投に自動変速握で採用されている油圧サ
ーボ薇溝なとで駆動される湿式多板ブレーキやバンドブ
レーキ、あるいは一方向クラッチ、さらにはこれらを明
合わせた構成とすることができ、また実用にあたっては
、これらのブレーキ手段３１　、　Ｂ２．３３とキャリ
ヤ１２やサンギヤ３゜４、リングギヤ５もしくはケース
１４との間に適宜の連結部材を介在させ得ることは勿論
である。

そしてプロペラシャフトやカウンタギヤ（それぞれ図示
せず）に回転を伝達する出力軸１５が、第２遊星ｍ車顆
構２のリングギヤ６に連結されている。

以上のように構成された歯車変速装置では、前進５段・
後進１段の変速が可能であって、これらの各変速段は前
述した各クラッチ手段ＣＩ、　Ｃ２。

Ｃ３、Ｃ４およびブレーキ手段Ｂ１．Ｂ２．Ｂ３を第１
表に示すように係合させることにより達成される。なお
、第１表には各変速段の変速比およびその具体値を併せ
て示してあり、その具体値は各遊星歯車薇構１，２にお
ける歯数比ρ１．ρ２を、ρ１　＝　０．５０　、ρ２
　＝　０．４２とした場合の値である。また第１表中Ｏ
印は係合状態であることを、また窄欄は解放状態である
ことをそれぞれ示す。以下、各変速段について説明する
。

（前進第１速） 第１クラッチ手段Ｃ１を係合させる一方、第１および第
２のブレーキ手段８１．８２を係合させる。すなわち第
１遊星歯車芸構１におけるキャリヤ１１に対して入力す
るとともに、第１遊星歯車［１のサンギヤ３および第２
遊星歯車Ｒ構２のサンギヤ４を固定する。この場合、第
１遊星歯車機構１では、サンギヤ３を固定した状態での
キャリヤ１１からの入力になるから、リングギヤ５が減
速されて正回転（入力軸１３と同方向の回転、以下同じ
）し、また第２遊星歯車ＩＭ４２では、そのサンギヤ４
を固定した状態で、第１遊星歯車礪閘１のリングギヤ５
と一体のキャリヤ１２から入力されることになるから、
出力軸１５に連結しであるリングギヤ６は減速されて正
回転する。すなわち入力軸１３の回転は第１遊星歯車Ｒ
構１および第２遊星歯車機構２において減速されて出力
軸１５に伝達され、したがって変速比は第１表に示す通
り、 １／（１−ρ１）（１−ρ２）　　となる。

（前進第２速） 第１クラッチ手段Ｃ１および第４クラッチ手段Ｃ４を係
合させるとともに、第３ブレーキ手段Ｂ３を係合させる
。すなわち第１遊星歯車機構１のキャリヤ１１を入力軸
１３に連結するとともに、そのキャリｖ１１を第２遊星
歯車機＠２のサンギヤ４に連結し、また第１遊星歯車機
構１のリングギヤ５および第２遊星歯車傭構２のキャリ
ヤ１２を固定する。この場合は、第１遊星歯車芸構１で
は、リングギヤ５が固定されているものの、サンギヤ３
が自由に回転できるので、第１遊星歯車握１１は特に変
速作用に関与しない。これに対して第２遊星歯車１１１
１１Ｉ２では、キャリヤ１２を固定した状態でのサンギ
ヤ４からの入力になるので、出力軸１５に連結しである
リングギヤ６は減速されて正回転する。したがって入力
軸１３の回転は第２遊星歯車芸構２によって減速されて
出力軸１５に伝達され、その変速比は、 １／ρ２　　となる。

（前進第３速） 第１クラッチ手段Ｃ１と第４クラッチ手段Ｃ４とを係合
させる一方、ブレーキ手段としては第２ブレーキ手段Ｂ
２を係合させる。すなわち第１遊星歯車機構１のキャリ
ヤ１１と第２遊星歯車機構２におけるサンギヤ４とを連
結した状態で第１遊星歯車１８１のキャリヤ１１から入
力するとともに、第１遊星歯車機構１のサンギヤ３を固
定する。

したがって第１遊星歯車］１では、サンギヤ３を固定し
た状態でのキャリヤ１１からの入力になるから、リング
ギヤ５が減速されて正回転する。

他方、第２遊星歯車１１１４２では、そのサンギヤ４が
第１遊星歯車機構１のキャリヤ１１と一体であるから、
サンギヤ４から入力されることになるが、キャリヤ１２
が第１遊星歯車機構１のリングギヤ５と一体となってい
て減速されて正回転しているので、結局、第１遊星歯車
］１のキャリヤ１１からサンギヤ４を介して伝達された
回転およびトルクと、第１遊星歯車礪構１のリングギヤ
５からキャリヤ１２を介して伝達された回転およびトル
クとが合成されて、出力軸１５に連結されているリング
ギヤ６に伝達されることになる。その結果、この場合の
変速比は、 １／（１−ρ１＋ρ１　・Ｃ２）　　となる。

（前進第４速） 第４クラッチ手段Ｃ４以外に、入力用のクラッチ手段と
して第１および第２のクラッチ手段Ｃ１゜Ｃ２を係合さ
せる。すなわち第１遊星歯車礪構１におけるキャリヤ１
１と第２遊星歯車１＃４２におけるサンギヤ４とを連結
した状態で、第１遊星歯車機構１におけるキャリヤ１１
とリングギヤ５とから入力する。したがって第１遊星歯
車機構１では二つの要素が同時に入力要素となるために
、その全体が一体となって入力軸１３と等速で正回転す
る。また第２遊星歯車機構２では、そのサンギヤ４が第
１遊星歯１！ＩＭ４１のキャリヤ１１と一体となるよう
連結され、かつキャリヤ１２が第１遊星歯車４１のリン
グギヤ５と一体となっているので、結局、サンギヤ４と
キャリヤ１２とが周速で同方向に同時に回転する入力要
素となり、そのため第２遊星歯車機構２もその全体が入
力軸１３と周速で同方向に回転する。したがって第１遊
星歯車Ｒ＠１および第１遊星歯車ｉ構２は共に所謂直結
状態であって増減速作用を行なわず、変速比は１”とな
る。

（前進第５速） 第４クラッチ手段Ｃ４を係合させる一方、入力用クラッ
チ手段として第２クラッチ手段Ｃ２を係合させるととも
に、ブレーキ手段として第２ブレーキ手段Ｂ２を係合さ
せる。すなわち第１遊星歯１！Ｉのキャリヤ１１と第２
遊星歯車Ｒ＠２のサンギヤ４とを連結した状態で、第１
遊星歯車機構１におけるリングギヤ５を入力軸１３に連
結し、また第１遊星歯車機構１のサンギヤ３を固定する
。

したがって第１遊星歯車機構１ではサンギヤ３を固定し
た状態でのリングギヤ５からの入力になるので、キャリ
ヤ１１は増速されて正回転する。これに対して第２遊星
歯車顆構２では、そのキャリヤ１２が第１遊星歯車機＠
１のリングギヤ５と一体となっていることにより入力軸
１３と等速で正回転するが、サンギヤ４は第１遊星歯車
機構１のキャリヤ１１と一体となっていて増速正回転し
ているから、出力軸１３に連結されているリングギヤ６
はキャリヤ１２に対して増速されて正回転する。すなわ
ち第１遊星歯車＋ａ栴１および第２遊星歯車薇構２のい
ずれもが増速作用を行なうために、出力軸１５は入力軸
１３よりも速い回転数で正回転し、その変速比は、 （１−Ｃ１）／＜１−ρ１＋ρ１　・Ｃ２）となる。

・〈後進） 第４クラッチ手段Ｃ４を係合させる一方、入力用クラッ
チ手段として第３クラッチ手段Ｃ３を係合させ、かつブ
レーキ手段として第３ブレーキ手段Ｂ３を係合させる。

すなわち第１遊星歯車機構１のサンギヤ３から入力する
とともに、第１遊星歯車薇構１のリングギヤ５の回転お
よび第２遊星歯車機構２のキャリヤ１２の回転をそれぞ
れ阻止する。この場合、入力軸１３に連結された第１遊
星歯車礪構１では、リングギヤ５を固定した状態でのサ
ンギヤ３からの入力になるので、キャリヤ１１は、サン
ギヤ３とリングギヤ５との歯数比ρ１に応じてｆｉｌも
しくは増速されて逆回転（入力軸１３の回転とは反対方
向の回転、以下同じ）する。これに対して第２遊星歯車
機構２では、サンギヤ４が第１遊星歯車機４１？１のキ
ャリヤ１１にクラッチ手段Ｃ４を介して連結されている
ので、キャリヤ１２を固定した状態でのサンギヤ４から
の入力になり、したがって出力軸１５に連結しであるリ
ングギヤ６は減速されてサンギヤ４と同方向に回転し、
すなわち減速逆回転する。この場合の変速比は、 −く１−Ｃ１）／ρ１　・Ｃ２である。

以上述べた変速段のうち前進第１速から第２速への変速
について検討してみると、第１速から第２速へのアップ
シフトは、第１および第２ブレーキ手段３１．３２の解
放とともに、第４クラッチ手段Ｃ４ｔ５よび第３ブレー
キ手段Ｂ３の係合を行なうことにより達成されるが、そ
の場合、第４クラッチ手段Ｃ４の係合と第１ブレーキ手
段Ｂ１の解放とが先行して生じてしまい、しかる後に第
２ブレーキ手段Ｂ２の解放と第３ブレーキ手段Ｂ３の係
合とが生じたとすると、過渡的に第１クラッチ手段Ｃ１
、第４クラッチ手段Ｃ４、第３ブレーキ手段Ｂ３の三者
の係合状態すなわち前進第３速の状態が生じ、ついで第
２速に設定されることになる。しかしながら前進Ｍ３速
は設定すべき第２速に隣接する変速段であるから、この
ような過渡状態が変速ショックの改善に大きく悪影響す
ることはなく、したがって上記の歯車変速装置では、各
係合手段の係合・解放のタイミングのズレが変速ショッ
クに大きく影響せず、変速ショックの抑制に有利なもの
となる。

ところで自動変速機で望まれる条件として、変速がスム
ースに行なわれること、および必要に応じてエンジンブ
レーキが効くことなどを挙げることができ、このような
要請を満すためには、上記のクラッチ手段Ｃ１，Ｃ２、
Ｃ３、Ｃ４やブレーキ手段８１，８２．８３を具体的に
は以下のような構成とすることが好ましい。

（１）　第１クラッチ手段Ｃ１を、一方向クラブチと多
板クラッチとを組合わせた構成とする。この例は以下の
通りである。

■　入力軸１３から第１遊星歯車機構１のキャリヤ１１
に向けてトルク伝達可能な一方面クラッチ２０と多板ク
ラッチ２１とを直列に組合わせた構成（第２図（Ａ））
。

このような構成の場合、多板クラッチ２１を係合させて
おけば、入力軸１３からキャリヤ１１に対してトルクを
伝達できるので、前進第１速ないし第４速を達成できる
。またこれらの変速段で走行している間にスロットル開
度を絞ってエンジン回転数を減じ、それに伴ってキャリ
ヤ１１の回転数が入力軸１３の回転数より速くなった場
合、キャリヤ１１と入力軸１３との連結が解かれるため
に、エンジンが強制的に回転させられることがなく、し
たがって燃費や静粛性を向上させることができる。また
キャリヤ１１の回転数は、前進第１速ないし第４速の場
合より前進第５速のオーバードライブ段の場合に入力軸
１３の回転数より速くなるので、このようなシフトアッ
プの際に一方面クラッチ２０が自動的に解放され、した
がって第５速へのシフトアップを、変速タイミングの特
別な調整を必要とせずにスムースに行なわせることがで
きる。なお、前進第１速ないし第４速の場合にキャリヤ
１１が入力軸１３より速い速度で回転し得るので、エン
ジンブレーキを効かせることはできない。また後進段の
場合、キャリヤ１１は逆回転するので、多板クラッチ２
１は解放する。

■　上記の■の咀み合わぜに加え、更に他の多板クラッ
チ２２を並列に設けた構成（第２図（Ｂ））。

上記の■の構成では、キャリヤ１１が入力軸１３より速
く回転した場合、キャリヤ１１と入力軸１３との接続が
解放されることになるが、多板クラッチ２２を並列配置
した構成では、その多板クラッチ２２を係合させること
により、キャリヤ１１と入力軸１３を一体的に連結でき
るので、エンジンブレーキを効かずことができる。また
多板クラッチ２２を解放しておけば、上記の■で述べた
作用を行なわせることができる。

（２）　第２クラッチ手段Ｃ２を、一方向クラッチと多
板クラッチとを組合わせた構成とする。その例は以下の
通りである。

■　入力軸１３から第１遊星歯車機構１のリングギヤ５
に向けてトルク伝達可能な一方面クラッチ３０と多板ク
ラッチ３１とを直列に配列したｖ４成（第３図（＾））
。

この構成の場合、前進第１速ないし第３速および後進段
の際に多板クラッチ３１を解放してそれらの変速段を達
成し、また前進第４速および第５速において多板クラッ
チ３１を係合させて入力軸１３とリングギヤ５とを連結
してこれらの変速段を達成することになるが、多板クラ
ッチ３１を係合させた第４速および第５速の際にスロッ
トル開度を絞ってエンジン回転数を下げた場合、リング
ギヤ５の回転数が入力軸１３の回転数より速くなるので
、一方向クラッチ３０が自動的に解放され、その結果、
エンジンを強制的に回転させることがなくなるために静
粛性や燃費を向上さぜることができる。

■　上記の■の構成に加えて更に他の多板タラッチ３２
を並列に配置した構成（第３図（Ｂ））。

この構成では、並列配置した多板クラッチ３２を解放し
ておくことにより、上記の■における場合と同様な作用
を行なわせることができ、これに加え、並列配置した多
板クラッチ３２を前進第４速および第５速で係合させれ
ば、リングギヤ５と入力軸１３とが連結一体化されるの
で、エンジンブレーキを効かせることができる。

（３）　第３クラッチ手段Ｃ３を、一方向クラッチと多
板クラッチとを明合わせて構成する。その例は以下の通
りである。

■　第１遊星歯車１１におけるサンギヤ３の回転数が入
力軸１３の回転数より速い場合に係合する一方面クラッ
チ４０と多板クラッチ４１とを並列に配置した構成（第
４図（Ａ））。

前進第３速から第４速にシフトアップする場合、前掲の
第１表から知られるように、第２ブレーキ手段Ｂ２を解
放するとともに、第２クラッチ手段Ｃ２を係合させるの
であるが、その場合、第２ブレーキ手段Ｂ２の解放が先
行して生じ、第１クラッチ手段Ｃ１のみが係合した状態
になると、第２遊星歯車掘構２におけるリングギヤ６に
出力軸１５からの負荷がかかつてりるために第１遊星歯
車Ｒ構１のサンギヤ３が高速で正回転しようとする。

その結果、このような事態になると、一方向クラッチ４
０が自動的に係合し、実質的に入力用のクラッチ手段の
うち第１および第３のクラッチ手段ＣＩ　、Ｃ３が係合
した状態になり、変速比が“１″の前進第４速が達成さ
れる。すなわち一方向クラッチ４０の作用により特別な
変速タイミングの調整を要さずに前進第４速をスムース
に設定できる。

なお、並列に配置した多板クラッチ４１を係合させれば
、エンジンブレーキを効かせることができ、また後進段
を設定することができる。

■　入力軸１３からサンギヤ３に向けてトルク伝達可能
な一方面クラッチ４２と多板クラッチ４３とを直列に配
置するとともに、これらを前記多板クラッチ４１と並列
に設けた構成（第４図（Ｂ））。

一方向クラッチ４２と直列に配置した多板クラッチ４３
を係合させておけば、入力軸１３からサンギヤ３に対し
てトルクを伝達できるので、その多板クラッチ４３を係
合させることにより後進段を設定できる。その場合、サ
ンギヤ３は入力軸１３より高速で正回転できるので、ス
ロットル開度を絞ってエンジンの回転数を下げた場合、
エンジンを強制的に回転させることがないので、燃費や
静歯性を向上させることができ、その反面、エンジンブ
レーキが効かない。これに対して並列配置した多板クラ
ッチ４１を係合させれば、サンギヤ３を入力軸１３に直
結することになるので、エンジンブレーキを効かせるこ
とができる。

■　サンギヤ３が入力軸１３より高速で正回転する場合
に係合する一方面クラッチ４４を、互いに直列に配置し
た前記一方向クラッチ４２および多板クラッチ４３に対
して並列に配置した構成（第４図（Ｃ））。

多板クラッチ４３を解放しておけば、上記の■の構成に
おいて多板クラッチ４１を解放した場合と同様になるの
で、前進第４速をスムースに設定でき、また多板クラッ
チ４３を係合させれば、各一方向クラッチ４２．４４の
作用方向が互いに反対なので、入力軸１３とサンギヤ３
とを直結した状態となり、したがって後進段を設定し、
またエンジンブレーキを効かせることができる。

（４）　第４クラッチ手段Ｃ４を一方面クラッチと多板
クラッチとで構成する。すなわち第５図に示すように、
第１遊星歯車ｌＩ＄１におけるキャリヤ１１から第２遊
星歯車機構２のサンギヤ４に回転を伝達する方向に係合
する一方面クラッチ５゜と多板クラッチ５１とを直列に
配置するとともに、これらに対して他の多板クラッチ５
２を並列に配置する。

第４クラッチ手段Ｃ４は前進第１速を除く他の全ての変
速段で係合させるので、前進第１速以外の変速段で、前
記一方向クラッチ５１に直列に配置した多板クラッチ５
１のみを係合させるーことにより、前進第２速ないし第
５速および後進段を設定でき、またこれらの変速段にお
いて、走行中にスロットル開度を絞ってエンジンの回転
数を下げた場合に、一方向クラッチ５０の係合が外れて
すンギャ４が高速で正回転するので、エンジンを強制的
に回転させることがなく、したがって燃費や静ＩＮ％を
向上させることができ、その反面、エンジンブレーキが
効かない。これに対して各多板クラッチ５０．５２を係
合させれば、キャリヤ１１とサンギヤ４とを直結した状
態になるので、エンジンブレーキを効かせることが゛で
きる。

（５ン　第１ブレーキ手段Ｂ１を、一方向クラッチと多
板ブレーキとを組合わせた構成とし、もしくはバンドブ
レーキによって構成する。この例は以下の通りである。

■　第２遊星歯■礪構２におけるサンギヤ４が逆回転し
ようとする場合に係合する一方面クラッチ６０と多板ブ
レーキ６１とを直列に配置するとともに、これらに対し
て多板ブレーキ６２を並列に設けた構成（第６図（Ａ）
）。

この構成では、多板ブレーキ６１を係合させることによ
り、前進第１速の場合に一方面クラッチ６０が作用して
サンギヤ４を固定し、所期の変速比を得ることができる
。これに対して出力軸１５側から駆動された場合、サン
ギヤ４が入力軸１３と同方向に回転するので一方面クラ
ッチ６０の係合が外れ、したがってエンジンブレーキが
効かない反面、燃費や静粛性を向上させることができる
。

またサンギヤ４は、前進第２速ないし第５速において正
回転するので、これらの変速段への第１速からの変速が
、特別なタイミング調整を必要とせずにスムースに行な
われる。なお、後進段の場合には、各多板ブレーキ６１
および多板ブレーキ６２を解放し、またエンジンブレー
キを効かせる場合には少なくとも並列配置した多板ブレ
ーキ６２を係合させる。

■　第１ブレーキ手段Ｂ１をバンドブレーキ６３によっ
て構成する（第６図（Ｂ））。

バンドブレーキ６３は、一方の端部を固定し、かつ他方
の端部をアクチュエータ（図示せず）に連結した構成で
あるから、回転体から作用する荷重の方向によってはブ
レーキバンドを巻き込んでブレーキ作用が生じ、あるい
はこれとは反対にブレーキバンドが解かれてブレーキ作
用が生じず、したがってバンドブレーキ６３が一方面ク
ラッチと開襟な作用をなし、その結果、上述した各作用
を得ることができる。

（６）　第２ブレーキ手段Ｂ２を、一方向クラッチと多
板ブレーキとを徂合わせて構成し、あるいはバンドブレ
ーキによって構成する。この例は以下の通りである。

２■　第１遊星歯車機構１のサンギヤ３の逆回転を阻止
する一方面クラッチ７ｏと多板ブレーキ７１とをケース
１４との間に直列に配置するとともに、これらに対して
多板ブレーキ７２を並列に配置したｖ４成（第７図（Ａ
））。

第１遊星歯車様構１のサンギヤ３は前進第４速で正回転
するのに対して第３速において逆回転方向にトルクを受
けるので、多板ブレーキ７１を係合させておけば第４速
から第３速へシフトダウンする変速の際に一方面クラッ
チ７０が自動的に係合し、したがって特別なタイミング
調整を要さずにスムースなシフトダウンを行なうことが
できる。

この場合、サンギヤ３は自由に正回転できるから、走行
中にスロットル開度を較ってエンジンの回転数を下げた
場合、サンギヤ３が出力軸１５側からの入力によって自
由に回転してエンジンを強制的に回転させることがない
ので、燃費や静粛性を向上させることができる。その反
面、エンジンプレ　−一キが効かないが、上記の係合状
態以外に、多板ブレーキ７２を係合させてサンギヤ３を
固定すれば、エンジンブレーキを効かせることができる
。

なお、多板ブレーキ７１および多板ブレーキ７２を解放
することによりサンギヤ３は正逆いずれの方向にも自由
に回転できるので、所期の変速段を必要に応じて設定す
ることができる。

■　上記の一方面クラッチ７０とは反対方向に係合する
一方面クラッチ７３と多板ブレーキ７４とを直列に配置
するとともに、これらを多板ブレーキ７２に対して並列
に配置したｌＩ成（第７図（Ｂ））。

第２ブレーキ手段Ｂ２には前進第５通において正回転方
向のトルクがかかるので、多板ブレーキ７４を係合させ
ておけば、一方向クラッチ７３が自動的に係合すること
によりサンギヤ３を固定し、前進第５速を設定すること
ができる。その場合、サンギヤ３は出力軸１５側からの
入力によって自由に回転できるので、エンジンブレーキ
が効かない反面、燃費や静粛性を向上させることができ
る。

なお、多板ブレーキ７２を係合させればエンジンブレー
キを効かせることができる。

■　上記の■の構成における一方面クラッチ７０および
多板ブレーキ７１と、上記の■の構成における一方面ク
ラッチ７３および多板ブレーキ７４とを併用した構成（
第７図（Ｃ））。

この構成では、一方の多板ブレーキ７１のみを係合させ
れば上記■の構成において多板ブレーキ７２を解放した
状態と同様になり、また他方の多板ブレーキ７４のみを
係合させれば、上記■の構成において多板ブレーキ７２
を解放した状態と同様になり、さらに両方の多板ブレー
キ７１．７４を係合させれば、各一方向クラッチ７０．
７３の作用方向が反対であるから、サンギヤ３を固定し
た状態になる。すなわち多板ブレーキ７１．７４の係合
状態に応じて上記の■および■で述べた各作用を得るこ
とができる。

■　１本のバンドブレーキ７５を用い、かつその固定側
端部からアクチュエータに連結した可動側端部に向けた
回転方向が逆回転方向となるよう設定した構成（第７図
（０））。

すなわちバンドブレーキには前述したように一方面クラ
ッチと同様な作用があるので、このような使用形態によ
って前記■における構成と同様な作用・効果すなわち燃
費および静粛性の向上を図り、またスムースな変速を行
なうことができる。

■　締付は方向が互いに反対な２本のバンドブレーキ７
５．７６を用いた構成（第７図（Ｅ））。

この構成は上記の■の構成と実質的に同じであって、作
用させるバンドブレーキ７５．７６に応じて前進第３速
、第５速でのスムースな変速や燃費および静粛性の向上
を図ることができる。

（７）　第３ブレーキ手段Ｂ３を、一方向クラッチと多
板ブレーキとを組合わせて構成し、あるいはバンドブレ
ーキによって構成する。この例は以下の通りである。

■　逆回転方向に係合する一方面クラッチ８０と多板ブ
レーキ８１とを並列に配置した構成（第８図（Ａ））。

このような構成の場合、前進第２速において第２遊星歯
車機構２のキャリヤ１２が逆回転方向のトルクを受ける
ので、一方向クラッチ８０が係合してキャリヤ１２の回
転を阻止し、前進第２速が設定される。その場合、前進
第１速ではキャリヤ１２が正回転しているので、第２速
への変速がスムースに行なわれ、また走行中にスロット
ル開度を絞ってエンジンの回転数を下げた場合、一方向
クラッチ８０の係合が外れてキャリヤ１２が自由に回転
するため、エンジンを強制的に回転させることがなく、
燃費や静粛性を向上させることができる。なお、エンジ
ンブレーキを効かせるためには多板ブレーキ８１を係合
させればよい。

■　上記の■の構成のうちの一方面クラッチ８０を、こ
れと反対方向に係合する一方面クラッチ８２およびこれ
と直列の多板ブレーキ８３に置き換えた構成（第８図（
Ｂ））。

後進段の場合、第１遊星歯車機構１のリングギヤ５およ
び第２）！！星歯車機４Ｍ２のキャリヤ１２が正回転し
ようとするので、多板ブレーキ８３を係合させておけば
、一方向クラッチ８２が自動的に係合することにより、
リングギヤ５およびキャリヤ１２の回転が阻止されて後
進段が設定される。

これに対して前進第１速は、リングギヤ５およびキャリ
ヤ１２が正回転するので、一方向クラッチ８２の自動的
な解放によってスムースな変速を行なわせることができ
、また後進段において、出力軸１５側からの入力によっ
てリングギヤ５およびキャリヤ１２が自由に回転するの
で、エンジンブレーキが効かないものの燃費や静粛性を
向上させることができる。なお、多板ブレーキ８１を係
合させればエンジンブレーキを効かせることができる。

■　上記の■の構成のうち多板ブレーキ８１を、逆回転
方向に係合する一方面クラッチ８４に置き換えた構成（
第８図（Ｃ））。

この構成の場合、多板ブレーキ８３を解放させれば、こ
れと直列の一方面クラッチ８２が作用しないことになる
ので、上記の■の構成で多板ブレーキ８１を解放した状
態と同様になり、また多板ブレーキ８３を係合すれば、
各一方向クラッチ８２．８４の作用方向が互いに反対で
あるから、リングギヤ５およびキャリヤ１２が固定され
る。

■　１本のバンドブレーキ８５を用い、かつその固定側
端部°からアクチュエータに連結した可動側端部に向け
た回転方向が逆回転方向となるよう設定した構成（第８
図（Ｄ））。

リングホヤ５およびキャリヤ１２は前進第２速および後
進段において逆回転方向のトルクを受けるので、前進第
２速および後進段の場合にブレーキバンドを巻き込んで
固定され、これとは反対にその他の変速段の場合には、
リングギヤ５およびキャリヤ１２に正回転方向のトルク
が作用するためにブレーキバンドが解放され、したがっ
てリングギヤ５およびキャリヤ１２が正回転する前進第
１速、第３速ないし第５速の変速をスムースに行なわぜ
ることができる。なお、エンジンブレーキはリングギヤ
５およびキャリヤ１２の正回転方向の回転を阻止するこ
とにより成り立つから、エンジンブレーキは効かないこ
とになる。その反面、エンジンの強制回転を防止して静
粛性や燃費を向上させることができる。

■　締付は方向が互いに反対な２本のバンドブレーキ８
５．８６を用いた構成（第８図（Ｅ））。

両方のバンドブレーキ８５．８６を作用させれば、上記
の■の構成において一方面クラッチ８０に対して並列に
配置した多板ブレーキ８１を作用させた場合と同様にな
るが、上記の■のバンドブレーキ８５と同じバンドブレ
ーキ８５のみを作用させれば、上記■の場合と同様に、
スムースな変速を行なわせ、また燃費や静粛性を向上さ
せることができる。

なお、上記の（１）から（７）の例示は、各クラッチ手
段Ｃ１，Ｃ２，０３，Ｃ４およびブレーキ手段３１．３
２．３３についての個別的な例示であるが、この発明で
は、上記の（１）から（７）で示した構成を適宜に組合
わせてもよいことは勿論である。また、上記の実施例で
は、前進５段・後進１段の場合について説明したが、こ
の発明では、変速段の数は必要に応じて適宜に設定すれ
ばよい。

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
では、必要とする歯車列が二組のダブルピニオン型遊星
歯重ａ構であって全体の構成を簡素化できることに加え
、最大変速比を大きくして全体としての変速比の幅を広
くし、その結果、動力性能に浸れたものとし、さらに少
なくとも前進第１速から第２速へのシフトアップの際の
変速ショックの発生を＋ａ構上有利に抑制することがで
き、換言すれば、油圧制御などによる変速タイミングの
調整を簡略ｆヒするなどの効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を原理的に示す模式図、第
２図（Ａ）　、　（Ｂ）は第１クラッチ手段を例示する
模式図、第３図（Ａ）　、　ｆＢ）は第２クラッチ手段
を例示する模式図、第４図（Ａ）〜（Ｃ）は第３クラッ
チ手段を例示する模式図、第５図は第４クラッチ手段を
例示する模式図、第６図（Ａ）　、　（Ｂ）は第１ブレ
ーキ手段を例示する模式図、第７図（Ａ）〜（Ｅ）は第
２ブレーキ手段を例示する模式図、第８図（Ａ）〜（Ｅ
）は第３ブレーキ手段を例示する模式図である。 １・・・第１遊星歯車機構、　２・・・第２遊星歯車機
構、　３，４・・・サンギヤ、　５，６・・・リングギ
ヤ、７．８・・・内プラネットビニオン、　９．１０・
・・外プラネットピニオン、　１１．１２・・・キャリ
ヤ、１３・・・入力軸、　１４・・・トランスミッショ
ンケース、　１５・・・出力軸、　８１　、Ｂ２．８３
・・・ブレーキ手段、　Ｃ１，Ｃ２、Ｃ３・・・入力用
クラッチ手段、　Ｃ４・・・第４クラッチ手段。 出願人　　トヨタ自動車株式会社 代理人　　弁理士　豊　１）武　久　　　−（ほか１名
） 第２図 （Ａ）　　　　　　　　　　　（Ｂ） 第３図 第４図 第５図 ■ 第７図 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　サンギヤとそのサンギヤに噛合する第１プラネットピ
   ニオンとその第１プラネットピニオンおよびリングギヤ
   に噛合する第２プラネットピニオンと第１および第２プ
   ラネットピニオンを保持するキャリヤとを有するダブル
   ピニオン型遊星歯車機構を二組備え、 第１遊星歯車機構のリングギヤと第２遊星歯車機構のキ
   ャリヤとが連結され、 また入力軸を、第１遊星歯車機構におけるキャリヤと第
   １遊星歯車機構におけるリングギヤもしくは第２遊星歯
   車機構のキャリヤと第１遊星歯車機構におけるサンギヤ
   とに選択的に連結する入力用クラッチ手段が設けられる
   とともに、第１遊星歯車機構のキャリヤと第２遊星歯車
   機構のサンギヤとを連結および遮断する他のクラッチ手
   段が設けられ、 第２遊星歯車機構のサンギヤの回転と第１遊星歯車機構
   のサンギヤの回転と第１遊星歯車機構のリングギヤおよ
   び第２遊星歯車機構のキャリヤの回転とのそれぞれを選
   択的に阻止するブレーキ手段が設けられ、 さらに第２遊星歯車機構のリングギヤに出力軸が連結さ
   れていることを特徴とする自動変速機用歯車変通装置。