JPH01261541A

JPH01261541A - 遊星歯車式変速機

Info

Publication number: JPH01261541A
Application number: JP63084872A
Authority: JP
Inventors: Tomoji Fujikawa; 智士藤川
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1988-04-06
Filing date: 1988-04-06
Publication date: 1989-10-18

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）本発明は遊星歯車式変速機に関し、より詳しくは、噛合
いクラッチを備えたものに関する。

（従来技術）噛合いクラッチを備えた遊星歯車式変速機は。

その−例として自動車の副変速機構に採用され、スリー
ブギアな操作することによって１入力軸の回転をそのま
ま出力軸に伝達する直結態様と、入力軸の回転を減速し
て出力軸に伝達する減速態様との選択が可能となる。こ
れら態様は、サンギアとりングギアとに内接するプラネ
タリギアの公転、自転により形成され、このための具体
的な手段としては、例え、スリーブギアによってプラネ
タリギアを回転自在に支持するキＡ・リアからの人力と
サンギアからの人力とを切換える方法、あるいは特公昭
６２−７４１９号公報に見られるように、遊星両車機構
全体をスライドさせることによりキャリアからの人力と
サンギアからの人力とを切換える方法専が知られている
。

これらの方法は、共にキャリアから出力を取出すように
されているため、キャリアから入力が選択されたときに
は直結態様が形成され、サンギアからの人力が選択され
たときにはプラネタリギアの自転を伴って減速態様が形
成されることとなる。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、ｉｉｎ者においては、スリーブギアがサ
ンギアの近傍に配設される関係Ｅ、このスリーブギアの
操作部材であるシフトフオ一りを入力軸の近傍まで侵入
するようにしなければならず、このためシフトフォーク
の長さ寸法が大きくなり、耐久性に問題が生じ易いとい
う欠点がある。加えて、曲者にあってはリングギアをケ
ーシングに固定配置する構成が採られるため、直結態様
のときには、プラネタリギアが公転と共に高速で自転す
ることとなってプラネタリギアの過回転を誘発し、油切
れの問題を生じ易い。

他方、後者にあっては、直結態様のときには、リングギ
アとケーシングとの結合を解除し、リングギアの自由回
転を許容するようにしであるため、この直結態様におけ
るプラネタリギアの自転を低減することができて油切れ
の問題を解消し得るという利点を有しているものの、直
結態様と減速態様との切換が、遊星両車機構全体をスラ
イドさせて行うようになっているため、この切換に大き
な操作力を要するという欠点がある。

そこで、本発明の目的は、後者の利点、つまり直結態様
におけるプラネタリギアの過回転を抑えつつ、−［−述
の問題を解消するようにした遊星歯巾式変速機を提供す
ることにある。

（問題点を解決するための手段、作用）上記技術的課題
を達成すべく、本発明にあっては、入力軸に固定された
サンギアと、該サンギアと同軸に配置されたリングギアと、該リング
ギアと前記サンギアとに内接するプラネタリギアと、該プラネタリギアを回転自在に支持すると共に出力部材
としてのキャリアと、前記入力軸の軸方向に変位可能とされたスリーブギアと
がケーシングに内蔵され、前記ケーシング及び前記リングギア並びに前記キャリア
には、夫々、前記スリーブギアと噛合う噛合い歯が設け
られ、該噛合い歯は、目１１記ケーシングの噛合い歯側から順
に配列された１ｒ１記リングギアの噛合い歯と、１１？
１記キヤリアの噛合い歯とが前記入力軸の軸方向に並置
されて、前記スリーブギアの変位により、前記ケーシン
グと前記リングギアとの固定又は前記リングギアと前記
キャリアとの固定が択一的に選択可能とされている、よ
うな構成としである。

このような構成とすることにより、ケーシングとリング
ギアとを固定したときには、プラネタリギアが自転を伴
って公転するため、減速態様をとることとなる。他方、
リングギアとキャリアとを固定したときには、プラネタ
リギアの自転が止まる直結態様をとることとなる。また
、このような態様の切換えをスリーブギアによって行な
うようにしであるため、遊星両車機構全体をスライドさ
せるという上記後者のものに比べて、切換えに要する操
作力が小さなもので足りる。史に、このスリーブギアの
配置において、ケーシングの噛合い南をベースにリング
ギアの噛合い歯とキャリアの噛合い歯とを並んで配置す
ることがｉＩＴ能であり、このため、スリーブギアの操
作部材であるシフトフォーりを入力軸の近傍まで長く延
ばすまでもなくスリーブギアの連結が＋ｉＴ能とされ、
したがってシフトフォーりの長さ寸法を短縮化すること
が呵と能ぶる。

（実施例）以上木発明の実施例を添付した図面に基づいて説明する
。

第１図において、１：、はエンジンで、その出力（動力
）が、ロックアツプクラッチ付のトルクニ】ンパータＣ
、ト変速装置Ｍ　Ｔ、副変速装置Ｓ　Ｔを介して、トラ
ンスファー’　ｉ−’へ伝達される。このトランスファ
ｌ”　Ｆは、２輪駆動と４輪駆動とを選択的に切換える
ための切換機構を備えて、４輪駆動選択時には、後輪駆
動軸２を介して後輪へ動力が伝達されると共に、前輪駆
動軸３を介してｆｌｉ）輪へ動力が伝達される。また、
２輪駆動選訳時には、後輪駆動軸２を介して後輪のみに
動力が伝達される。

＋ｉｉｉ記副変速装置ＳＴとトランスファＴ’　Ｆ部分
の詳細について、第２図を参照しつつ説明する。この第
２図においてｌは入力軸であり、この入力軸ｌには主変
速装置Ｍ　ｌ’を経た後のエンジン出力が人力される。

この入力軸ｌと後輪駆動軸２との間には、後述する副変
速装置Ｓ′Ｆと、センターデフ５と、副変速装置Ｓ　Ｔ
を、後述するように、直結態様と減速態様とに切換える
第１切換機構６と、センターデフ５のトルク伝達経路を
切換える第２切換機構７とがそれぞれ配置されている。

副変速装置ＳＴは、入力軸ｌに伝達された回転を選択的
に、高・低二段階に切換えて後述するセンターデフ５側
に伝達するためのものであって、プラネタリ式ギア機構
で構成されている。具体的には、入力軸ｌに固定された
サンギア２０と、これと同軸に配置されたリングギア２
１と、サンギア２０及びリングギア２１に内接するプラ
ネタリギア２２と、プラネタリギア２２の歯側に配置さ
れて、該プラネタリギア２２を回転自在に支持するキャ
リア２３とを備え、キャリア２３のうちトランスフアＴ
Ｆ側のキャリア２３ａは、入力軸１に対して直列に配置
された中間軸８に固定されている。また、この副変速装
置ＳＴには、入力軸！側に前述した第１切換機構６が設
けられている。

この第１切換機構６は、スリーブギア式切換機構で構成
され、そのスリーブギア２４は、入力軸ｌと同軸に配設
され、入力軸ｌの軸方向（第２図中矢印で示す方向）に
変位可能とされている。そして、このスリーブギア２４
と噛合う噛合い歯として、ケーシング２５に固定された
第１のスプライン要素２６と、リングギア２１に形成さ
れた第２のスプライン２７と、入力軸ｌ側のキャリア２
３ｂに形成された。第３のスプライン２８とが設けられ
、これらスプライン２６．２７．２８は、第１のスプラ
イン要素２６側から、第２のスプライン２７（リングギ
ア２１）、第３のスプライン２８（キャリア２３ｂ）の
順に並設されて、スプライン２６と２７と２８とは入力
軸ｌとの゛ド行線トに一直線に配置されている。また、
上記の要素からなる第１切換機構６は、リングギア２１
よりも径方向外力、つまりケーシング２５に近接する位
置に配置され、スリーブギア２４はシフトフォーク２９
によって操作されるようになっている。

このような構成からなる副変速装置Ｓ　Ｔは、スリーブ
ギア２４が、第２図中左方動し、第２、第３のスプライ
ン２７．２８と噛合して、リングギア２１とキャリア２
３ｂとを固定したときには（第２図の実線で示す態様）
、プラネタリギア２２はリングギア２１に対する相対回
転が禁１１−され、この結果プラネタリギア２２は自転
することなく、サンギア２０の回りを公転し、これによ
って入力軸１からの入力がサンギア２０、プラネタリギ
ア２２を経てそのままキャリア２３ａから取出される直
結態様（高速態様、パターンａ）を形成する。他方、ス
リーブギア２４が第２図中左方動し、第２のスプライン
２７と第１のスプライン要素２６とに噛合って、リング
ギア２１をケーシング２５に対して固定したときには（
第２図の仮想線で示す態様）、プラネタリギア２２は自
転を伴いつつサンギア２０の回りを公転し、これによっ
てサンギア２０への人力がプラネタリギア２２によって
減速されて、キャリア２３ａから取出される減速態様（
パターンｂ）を形成することとなる。

前記センターデフ５は、上記後輪駆動軸２と前輪駆動軸
３との間で差動作用を行うためのものであって、上記副
変速装置ＳＴと同様にプラネタリ式ギア機構で構成され
ている。具体的には、後輪駆動軸２に形成された第２サ
ンギア３５と、１−２副変速装置ＳＴのキャリア２３　
ａに一体的に形成された第２リングギア３７と、第３中
間軸１０と一体的に形成された第２キヤリア３８に固定
された第２ピニオンギア３６とを有している。

さらに、このセンターデフ５の軸方向外方には、該セン
ターデフ５のトルク伝達経路を切換えることによって後
輪駆動軸２と前輪駆動軸３との間における差動作用を制
御すると同時に２輪駆動（以下、単に２ＷＤという）と
４輪駆動（以下、ｑｔに４ＷＤという）の切換とを行う
前述した第２切換機構７が設けられている。すなわち、
第２切換機構７は、後輪駆動軸２に対してスプライン係
合された第４切換ギア３１と、第３中間軸ＩＯにスプラ
イン係合された第５切換ギア３２と、該第３中間軸ＩＯ
の外側に相対回動自在に係合された第４中間軸１１に一
体的に形成された第６切換ギア３３と、軸方向に摺動変
位することによりこれら三つの切換ギア３１．３２．３
３に対して選択的に噛合する第２スリーブギア３４とを
有している。また、第４中間軸ＩＩにはフロント側駆動
ギア４１が形成され、さらにこのフロント側駆動ギア４
１はチェーン１５を介してに記萌輸駆動軸３側に取付け
たフロント側従動ギア４２に連結されている。

この第２切換機構７の切換パターンはＡ、１３、Ｃ玉つ
あり、先ずパターンＡは第２図に示すように第２スリー
ブギア３４により第４切換ギア３１と第５切換ギア３２
とが結合され、第６切換ギア３３がフリーとされた状態
である。このパターン△においてはセンターデフ５の第
２サンギア３５と第２ビニオンギア３６が一体化される
ため第２リングギア３７の回転はそのまま後輪駆動軸２
側のみに伝達され、２ＷＤ状態が実現される。

パターンＢは、第４図に示すように第２スリーブギア３
４により第５切換ギア３２と第６切換ギア３３が結合さ
れ、第４切換ギア３１がフリーとされた状態である。こ
のパターン１３においては。

第４中間軸１１と第３中間軸１０が結合されるため４Ｗ
Ｄ状態が実現される。また、これと同時に、センターデ
フ５はフリー状態となっており、後輪駆動軸２と前輪駆
動軸３間において差動作用が行われる。

パターンＣは、第５図に示すように第２スリーブギア３
４によって第４切換ギア３１と第５切換ギア３２と第６
切換ギア３３の三者が一体的に結合された状態である。

このパターンＣにおいては、第４中間軸と第３中間軸１
０とが結合されるため４ＷＤ状態が実現されると同時に
、後輪駆動軸２と第３中間軸１０とが結合されるところ
からセンターデフ５がロック状態になり後輪駆動軸２と
前輪駆動軸３との間における差動作用は行われない。

このように構成された動力伝達装置Ｚにおいては、上記
第１切換機構６と第２切換機構７の切換パターンの選択
により、法衣に示す如き４つの作動パターンが得られる
ようになっている。

なお、図示していないが２Ｗ［）状態のときに従動輪（
前輪）側の駆動経路の回転を阻ｌ卜するリモートフリー
ホイールを前輪駆動軸−トに備えている。

（以下余白）第６図には、前記第２切換機構７と、これを駆動するた
めの電磁式アクチュエータ（例えばスデップ千−夕、Ｄ
　Ｃモータ等）　Ｍ　］とが示されている。

この第６図において、６１はアクチュエータＭＩによっ
て回転されるねじ軸で、このねじ軸６１のねじ部６１ａ
にはねじスリーブ６２が螺合されている。このねじスリ
ーブ６２には、シフトフォーク６２２１が突設され、こ
のシフトフオ一り６２．１か、前記スリーブギア７：３
４に対してその軸方向に動かないように係合されている
。これにより、アクチュエータＭｌの回転に応じてねし
スリーブ６２が図中左右動されて、前述した表に示す第
１〜第４の４つの作動パターンが選択され得る。なお、
この第６図においては、スリーブギヤ：３４を介してギ
ヤ３１と３；３との噛合いを円滑に？ｒなうため、シン
クロナーイザキ−５１、シンクロナイザリング５２等を
ａする噛合同期装置が設けられている。

「記アクチュエータＭ１は、例えばマイクロコンピュー
タにより構成された制御ユニット【Ｊからの出力信号で
制御され、同様に主変速装置ＭＴもまた制御ユニットＵ
によって制御される。制御ユニットＵでは、これらの制
御信号を牛成すへく各種センサあるいはスイッチ５ＮＩ
−３Ｎ３、ＳＷからの信号が人力される。例えば１゛１
記センサＳＮ１〜ＳＮ３は、変速制御（ロックアツプ制
御）のために用いるもので、ＳＮＩは車速を検出するも
のであり、ＳＮ２はアクセル開度を検出するものであり
、ＳＮ３は主変速装置ＭＴの現在の変速段を検出するも
のである。また、スイッチＳＷは、前述した表の第１〜
第４の４つの作動パターンをマニュアル式に選択するた
めのものである。また、図示は略すが、副変速調整ＳＴ
の高速態様（直結態様）、低速態様切換用（第１切換機
構６の作動用）のアクチュエータについては、例えば第
６図に示すようなもの（Ｍｌ、６＋、６２等）を適用す
る等のことが可能であり、このためのアクチュエータを
第１図で符号Ｍ２として示しである。

以上の構成において、プラネタリ式ギア機構からなる副
変速装置ＳＴにあっては、その直結態様をとるときに、
リングギア２１がキャリア２３ｂと一体とされて、プラ
ネタリギア２２の自転が楚１［−されるため、プラネタ
リギア２２の過回転を防止することができる。また、副
変速装置Ｓ′「を直結態様と低速態様とに切換えるスリ
ーブギア２４が、第１のスプライン要素２６（ケーシン
グ２５）をベースに配置されているため、シフトフォー
ク２９を入力軸ｌの近傍まで延ばすまでもなくスリーブ
ギア２４と連結することができる。

したがって、シフトフォーク２９の短縮化が可能とされ
て、シフトフォーク２９の耐久性を向上することができ
る。勿論、プラネタリ式ギア機構全体をスライドさせる
ことなく、副変速装置８′「の態様切換えをなくし得る
ようにしであるため、この切換えに要する操作力は小さ
なもので足りる。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれば、直結
態様時のプラネタリギアの過回転を確実に防止すること
ができると共に、変速態様切換えに大きな操作力を必要
とせず、またシフトフォークの短縮化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す全体系統図。第２図は４輪実動車用の動力伝達装置の一例を示すスケ
ルトン図。第３図は要部拡大断面図。第４図、第５図は２輪駆動・４輪駆動の切換とセンタデ
フのフリー状態・ロック状態の切換とを行なう切換機構
の異なる作動状態を示す要部スケルトン図。第６図は２輪駆動・４輪駆動の切換とセンタデフのフリ
ー状態・ロック状態の切換とを行なう切換機構の具体例
をその作動用アクチュエータと共に示す断面図。ＥＮ：エンジンＳＴ：副変速装置１：入力軸２：後輪駆動軸３：前輪駆動軸５：センターデフ６：第１切換機構（副変速用）２０：サンギア２１：リングギア２２コブラネタリギア２３：キャリア２４ニスリーブギア２５：ケーシング２６二ケーシングに固定されたスプライン要素２７：リ
ングギアに設けられたスプライン２８：キャリアに設け
られたスプライン２９：シフトフォーり

Claims

【特許請求の範囲】

（１）入力軸に固定されたサンギアと、該サンギアと同軸に配置されたリングギアと、該リング
ギアと前記サンギアとに内接するプラネタリギアと、該プラネタリギアを回転自在に支持すると共に出力部材
としてのキャリアと、前記入力軸の軸方向に変位可能とされたスリーブギアと
がケーシングに内蔵され、前記ケーシング及び前記リングギア並びに前記キャリア
には、夫々、前記スリーブギアと噛合う噛合い歯が設け
られ、該噛合い歯は、前記ケーシングの噛合い歯側から順に配
列された前記リングギアの噛合い歯と前記キャリアの噛
合い歯とが前記入力軸の軸方向に並置されて、前記スリ
ーブギアの変位により、前記ケーシングと前記リングギ
アとの固定又は前記リングギアと前記キャリアとの固定
が択一的に選択可能とされている、ことを特徴とする遊星歯車式変速機。