JPH02229946A - 遊星歯車列 - 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） 本発明は、自動変速機の歯車変速機等に適応される遊星
歯車列に関する。

（従来の技術） 従来の歯車変速装置としては、例えば、特開昭５０−６
４６６０号公報に示されている。

この歯車変速装置には、第１３図に示すように、シング
ルブラネタリ型遊星歯車を３組用いた遊星歯車列が適用
されていて、この遊星歯車列は、第２サンギャと第３サ
ンギャとを一体に結合して回転メンバ■が横成され、第
３キャリヤにより回転メンバ■が構成され、第１リング
ギヤ、第２キャリヤ，第３リングギャを一体に結合して
回転メンバ■が構成され、第２リングギヤ、第１キャリ
ヤを一体に結合して回転メンバ■が構成され、第１サン
ギャにより回転メンバ■が構成されている。

そして、この遊星歯車列の５つの回転メンバに入力軸，
出力軸，ケースを加えた８つのメンバを直結または締結
要素を介して結合することで歯車変速装置が構成される
。

即ち、回転メンバ■．■，■をクラッチＣＩ，Ｃ２．Ｃ
３を介してそれぞれ入力軸に結合し、また、回転メンバ
■，■，■をブレーキ８１，８２．８３を介してそれぞ
れケースに固定し、また、回転メンバ■を出力軸に直結
して構成される。

その結果、第１４図の共線図に示すように、締結要素を
２組締結し、２つの拘束条件を与えることにより１つの
変速段を構成し、第１５図の締結論理表に示すように、
直結変速段を含む前進６速，後退２速を達成している。

（発明が解決しようとする課題》 しかしながら、この従来の遊星歯車列にあっては、締結
要素の数を６個用いながら前進６速．後退２速の多段化
要求に応えているものの、５つの回転メンバを構成する
のに３組のシングルプラネタり型遊星歯車を用いたもの
である為、構成要素数か多くなりコスト面で不利である
し、また軸方向に長大化してサイズ面でも不利である。

（発明の目的） 本発明は、上述のような課題に着目してなされたもので
、低コストと軸方向長さの短縮化を図りながら変速段の
多段化を達成出来る新規で有用な遊星歯車列を提供する
ことを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために本発明の遊星歯車列では、外
観的には第１．第２遊星歯車による２組の遊星歯車であ
りながら実質的には３組の遊星歯車に基づく５つの回転
メンバが構成される遊星歯車列とした。

即ち、第１リングギャ．第１サンギヤ、第１キャリヤを
有する第１遊星歯車と、第２リングギヤ、第２サンギヤ
、第２キャリヤを有する第２遊星歯車とを備えた遊星歯
車列において，前記第１キャリヤと第２キャリヤを一体
化すると共に、第１，第２遊星歯車の動力伝達に関与す
るギヤに同時に噛み合うロングピニオンを少なくとも含
むピニオンを回転可能に支承する共通キャリヤを設け、
前記第１リングギャ．第１サンギヤ、第２リングギヤ、
第２サンギヤ、共通キャリヤにより、所定の拘束条件を
与えることで互いに異なる回転をすることが可能な５つ
の回転メンバが構成されている事を特徴とする手段とし
た。

（作　用） 本発明の遊星歯車列を遊星歯車変速装置に適用する場合
には、第１リングギヤ、第１サンギヤ、第２リングギヤ
、第２サンギヤ、共通キャリヤによる５個の回転メンバ
に入力部材，出力部材．ケースを加えた８個のメンバと
し、各メンバ間を一体に結合するか、全く結合しないか
、締結要素により締結，非締結を選択可能に結合するか
を行ない、締結要素の締結，非締結を制御することによ
り複数の変速段を得ることになる。

そして、変速段を設定する場合には、外観的に２組の遊
星歯車であるが、実質的には第１遊星歯車側のギヤ，第
２遊星歯車側のギヤに共通キャリヤを有する第３の等価
遊星歯車が加わり、変速に関与する５個の回転メンバを
構成できる為、従来、遊星歯車３列を必要とした共線図
を、遊星歯車２列相当のサイズである本堤案遊星歯車列
にて実現でき、低コスト、軸方向長さの短縮を企ること
ができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。

第１図は第１実施例の遊星歯車列を適用した遊星歯車変
速装置のスケルトン図である。

遊星歯車列は、第１リングギャＲ１，第１サンギャＳ＋
，第１キャリヤを有する第１遊星歯車ＰＧ１と、第２リ
ングギャＲ２，第２サンギャＳ２，第２キャリヤを有す
る第２遊星歯車ＰＧ’２と、前記第１リングギャ旧と第
１サンギャＳ１とに噛み合う第１ショートピニオンＰＳ
１　と、第２リングギャＲ２に噛み合う第２ショートピ
ニオンＰＳ２と、第１遊星歯車ＰＧＩ側では第１ショー
トピニオンＰＳ１に噛み合い、第２遊星歯車ＰＧ２側で
は第２ショートピニオンＰＳ２と第２サンギャＳ２とに
噛み合うロングピニオンＰＬを含むピニオンＰｓｉ．　
ＰＳ２．　ＰＬを回転可能に支承する共通キャリヤＰＣ
とを備えている。

そして、前記第１サンギャＳ１に連結される回転メンバ
■と、共通キャリヤＰＣに連結される回転メンバ■と、
第１リングギャＲ１に連結される回転メンバ■と、第２
リングギャＲ２に連結される回転メンバ■と、第２サン
ギャＳ２に連結される回転メンバ■により、所定の拘束
条件を与えることで互いに異なる回転をすることが可能
な５つの回転メンバが構成されている。

そして、この遊星歯車列の５つの回転メンバに入力軸■
．出力ギャ■．ケース■を加えた８つのメンバを直結ま
たは締結要素を介して結合することで歯車変速装置が構
成される。

即ち、回転メンバ■．■，■をクラッチＣＩ．Ｃ２，Ｃ
３を介してそれぞれ入力軸■に結合し、また、回転メン
バ■，■，■をそれぞれブレーキＢｌ，Ｂ２，Ｂ３を介
してケース■に固定し、また、回転メンバ■を出力ギャ
■に直結して構成される。

また、締結要素であるクラッチＣＩ．クラッチＣ２．ク
ラッチＣ３とブレーキ８１．８２．８３には、変速位置
に対応して締結・非締結を制御する締結要素制御手段が
接続される。

次に、第１実施例の作用を説明する。

第１実施例の遊星歯車列を用いた歯車変速装置では、第
２図の共線図に示すように、締結要素を２組締結し、２
つの拘束条件を与えることにより１つの変速段を構成さ
れる。

即ち、横軸に設定歯数比に対応して割りふられる回転メ
ンバ■５■．■，■，■の位置をとり、縦軸に回転速度
比（＝各メンバー回転速度÷インプット回転速度）をと
り、前記回転メンバ■，■，■，■，■の位置を通り縦
方向に引かれる直線と、回転速度比Ｏと回転速度比１に
対応して横方向に引かれる直線との交点にそれぞれブレ
ーキとクラッチの締結要素を表示し、締結される２つの
締結要素を結ぶ線により共線図が描かれる。

この共線図では、回転メンバ■上で交わる交点が出力ギ
ャ■の変速比の逆数を示し、締結要素を２組締結した場
合、回転速度比Ｏを超え１未満のアンダードライブ側に
３つの変速段が得られ、回転速度比１を超えるオーバド
ライブ側に２つの変速段が得られ、回転速度比がマイナ
スの逆転側に２つの変速段が得られることになる。

従って、変速比１の直結変速段を含んだ場合、第３図の
締結論理表に示すように、各前進変速比から次のより高
いまたはより低い変速比への変速が、一つの締結要素の
締結から非締結への変化と、他の一つの締結要素の非締
結から締結への変化によってなされ、最小限の締結要素
の変化によってなされるため、変速品質を確保しやすく
、下記に説明する様に、前進６速，後退２速を達成でき
る。

後退速の場合には、クラッチＣ１の締結による回転メン
バ■からの入力とし、クラッチＣ１とブレーキＢ２の締
結により後退２速を得、クラッチＣ１とブレーキＢ３の
締結により後退１速を得ている。

ニュートラルの場合は、締結要素のＯケ又は１ヶの締結
により得られるもので、ここでは後退１速とニュートラ
ルの相互変速時や前進１速とニュートラルの相互変速時
に変速要素の締結開放の数を少なく抑える為、ブレーキ
８３を締結することで得ている。

前進速の場合で、アンダードライブ側では、クラッチＣ
３の締結による回転メンバ■からの入力とし、クラッチ
Ｃ３とブレーキＢ３の締結により前進１速を得、クラッ
チＣ３とブレーキＢ２の締結により前進２速を得、クラ
ッチＣ３とブレーキ８１の締結により前進３速を得てい
る。

また、直結４速は、クラッチＣＩ，Ｃ２，Ｃ３のうちい
ずれか２つを選択することで得られるが、３速Ｑ４速や
４速Ｑ５速の時の締結要素の掛けがえを考慮してクラッ
チＣ２とクラッチＣ３との締結により得ている。

また、オーバドライブ側では、クラッチＣ２の締結によ
る回転メンバ■からの入力とし、クラッチＣ２とブレー
キＢ１の締結により前進５速を得、クラ・ンチＣ２とブ
レーキＢ２の締結により前進６速を得ている。

以上説明してきたように、第１実施例の遊星歯車列にあ
っては、外観的に２組の遊星歯車であるが、所定の拘束
条件を与えることで互いに異なる回転をすることが可能
な５つの回転メンバが構成されている為、第１遊星歯車
ＰＣＩと第２遊星歯車ＰＧ２以外に，第１遊星歯車ＰＧ
Ｉ側のギヤ，第２遊星歯車ＰＧ２側のギヤ，共通キャリ
ヤｐｃを有する等価遊星歯車を含み、実質的には３組の
遊星歯車が存在するとみなすことができる。

この結果、従来の遊星歯車３列のものに対しては低コス
トと軸方向長さの短縮化を図り、従来の遊星歯車２列の
ものに対しては変速段の多段化要求に応える高い変速段
の設定自由度を持つ。

即ち、第２図と第１４図に示す共線図及び第３図と第１
５図に示す締結論理表の比較からも明らかなように、第
１実施例の２組の遊星歯車による遊星歯車列を歯車変速
装置に適用することで、従来例で示した３組のシングル
ブラネタυ型遊星歯車による歯車変速装置（特開昭５０
−６４６６０号）と全く同じ前進６速，後退２速を達成
することが出来る。

次に第２実施例について説明する。

第４図は第２実施例の遊星歯車列を適応した遊星歯車変
速装置のスケルトン図である。

第２実施例の遊星歯車列は、第１リングギャ′旧，第１
サンギャＳｌ．第１キャリヤを有する第１遊星歯車ＰＧ
Ｉと、第２リングギャＲ２，第２サンギャＳ２．第２キ
ャリヤを有する第２遊星歯車ＰＧ２と、前記第１サンギ
ャＳＩＩこ噛み合う第１ショートピニオンＰＳ１と、第
２サンギャＳ２に噛み合う第２ショートピニオンＰＳ２
と、第１遊星歯車ＰＧＩ側では第１リングギャ旧と第１
ショートピニオンＰＳＩに噛み合い、第２遊星歯車ＰＧ
２側では第２リングギャＲ２と第２ショートピニオンＰ
Ｓ２とに噛み合う歯数の異なるロングピニオンＰＬを含
むピニオンＰＳ１，　ＰＳ２，　ＰＬを回転可能に支承
する共通キャリヤｐｃとを備えている。

そして、前記共通キャリヤＰＣに連結される回転メンバ
■と、第２リングギャＲ２に連結される回転メンバ■と
、第１リングギャ旧に連結される回転メンバ■と、第２
サンギャＳ２に連結される回転メンバ■と、第１サンギ
ャＳ１に連結される回転メンバ■により、所定の拘束条
件を与えることで互いに異なる回転をすることが可能な
５つの回転メンバが構成されている。

そして、この遊星歯車列の５つの回転メンバに入力軸■
，出力軸■，ケース■を加えた８つのメンバを直結また
は締結要素を介して結合することで歯車変速装置が構成
される。

即ち、回転メンバ■，■をクラッチＣＩ，Ｃ２を介して
それぞれ入力軸■に結合し、また、回転メンバ■，■，
■をそれぞれブレーキ８１，１３２．８３を介してケー
ス■に固定し、また、回転メンバ■を出力軸■に直結し
て構成される。

また、締結要素であるクラッチＣＩ，クラッチＣ２とブ
レーキＢｌ，２２．８３には、変速位置に対応して締結
・非・締結を制御する締結要素制御手段が接続される。

次に、第２実施例の作用を説明する。

第２実施例の遊星歯車列を用いた歯車変速装置では、第
５図の共線図に示すように、締結要素を２組締結し、２
つの拘束条件を与えることにより１つの変速段を構成さ
れる。

即ち、横軸に設定歯数比に対応して割りふられる回転メ
ンバ■，■，■，■，■の位置をとり、縦軸に回転速度
比をとり、前記回転メンバ■，■，■，■，■の位置を
通り縦方向に引かれる直線と、回転速度比Ｏと回転速度
比１に対応して横方向に引かれる直線との交点にそれぞ
れブレーキとクラッチの締結要素を表示し、締結される
２つの締結要素を結ぶ線により共線図が描かれる。

この共線図では、回転メンバ■上で交わる交点が出力軸
■の速度比の逆数を示し、締結要素を２組締結した場合
、回転速度比Ｏを超え１未溝のアンダードライブ側に３
つの変速段が得られ、回転速度比１を超えるオーバドラ
イブ側に１つの変速段が得られ、回転速度比がマイナス
の逆転側に１つの変速段が得られることになる。

従って、変速比１の直結変速段を含んだ場合、第６図の
締結論理表に示すように、各前進変速比から次のより高
いまたはより低い変速比への変速か、一つの締結要素の
締結から非締結への変化と、他の一つの締結要素の非締
結から締結への変化によってなされ、最小限の締結要素
の変化によってなされるため、変速品質を確保しやすく
、下記に説明する様に、前進５速，後退１速を達成でき
る。

後退速の場合には、クラッチＣ１の締結による回転メン
バ■からの入力とし、クラッチＣ１とブレーキＢ２の締
結により後退速を得ている。

ニュートラルの場合は、締結要素の０ケ又は１ヶ締結に
より得られるもので、ここでは後退１速とニュートラル
の相互変速時や前進１速とニュートラルの相互変速時に
変速要素の締結開放の数を少なく抑える為、ブレーキＢ
２を締結することで得ている。

前進速の場合で、アンダードライブ側では、クラッチＣ
２の締結による回転メンバ■からの入力とし、クラッチ
Ｃ２とブレーキＢ２の締結により前進１速を得、クラッ
チＣ２とブレーキＢ１の締結により前進２速を得、クラ
ッチＣ２とブレーキＢ３の締結により前進３速を得てい
る。

また、直結４速は、クラ・ンチＣ１。Ｃ２の締結により
得ている。

また、オーバドライブ側では、クラッチＣ１の締結によ
る回転メンバ■からの入力とし、クラッチＣ１とブレー
キＢ３の締結により前進５速を得ている。

尚、第６図の変速比の式において、α，は第１リングギ
ャ旧と第１サンギャＳ１の比であり、α２は第２リング
ギャＲ２と第２サンギャＳ２の比であり、ｋは第１リン
グギャ旧と第２リングギャＲ２についての係数で、ｋ；
ｚＡ−ｚｐ２／ｚｏ−ＺＰｌテ定義される（ｚＡ；第１
リングギャ歯数ｒ　ｚｐ＋　　；第１リングギャとの噛
み合いピニオン歯数．Ｚｏ：第２リングギャ歯数，　Ｚ
Ｐ２　　：第２リングギャとの噛み合いピニオン歯数）
。

以上説明してきたように、第２実施例の遊星歯車列にあ
っては、外観的に２組の遊星歯車であるが、所定の拘束
条件を与えることで互いに異なる回転をすることが可能
な５つの回転メンバが構成されている為、第１遊星歯車
ＰＧＩと第２遊星歯車ＰＧ２以外に、第１遊星歯車ＰＧ
Ｉ側のギヤ，第２遊星歯車ＰＧ２側のギヤと共通のキャ
リヤＰＣを有する等価遊星歯車を含み、実質的には３組
の遊星歯車が存在することになる。

この結果、従来の遊星歯車３列のものに対しては低コス
トと軸方向長さの短縮化を図り、従来の遊星歯車２列の
ものに対しては変速段の多段化要求に応える高い変速段
の設定自由度を持つ。

即ち、締結要素に関しては、前進５速，後退１速を締結
要素５個により達成している。

次に、本発明の遊星歯車列を拘束される回転関係式に基
づいて分けた各類型により説明する。

ここで、遊星歯車として、第１遊星歯車ＰＧＩ，第２遊
星歯車ＰＧ２及び第１リングギャＲｌ，第２リングギャ
Ｒ２．共通キャリヤＰＣによる第３の等価遊星歯車が存
在するものとし、各遊星歯車の回転関係式が、シングル
ピニオン遊星歯車の回転関係式により拘束される場合を
Ｓとし，ダブルピニオン遊星歯車の回転関係式により拘
束される場合をＷとして示す。また、ピニオンの数か最
も少ないものを基本型とする（但し、同数の場合には同
径のロングピニオンを有するもの）。

＜ＳＳ−Ｓ＞ 第１遊星歯車ＰＧＩ，第２遊星歯車ＰＧ２，第３の等価
遊星歯車が共にシングルピニオン遊星歯車の回転関係式
により拘束される場合の頚型を第７図に示す。

この第７図で左側の枠内には基本型が示され、右側の枠
内にはその変形例が示されている。

＜　Ｓ　Ｓ　−Ｗ＞ 第１遊星歯車ＰＧＭ，第２遊星歯車ＰＧ２がシングルピ
ニオン遊星歯車の回転関係式により拘束され、第３の等
価遊星歯車がダブルピニオン遊星歯車の回転関係式によ
り拘束される場合の頚型を第８図に示す。

この第８図で左側の枠内には基本型が示され、右側の枠
内にはその変形例が示されている。

＜ＳＷ−Ｓ　（ＷＳ−Ｓ）＞ 第１遊星歯車ＰＧＩ．第３の等価遊星歯車がシングルピ
ニオン遊星歯車の回転関係式により拘束され、第２遊星
歯車ＰＧ２がダブルピニオン遊星歯車の回転関係式によ
り拘束される場合の類型を第９図に示す。

この第９図で左側の枠内には基本型が示され、右側の枠
内にはその変形例が示されている。

尚、第２遊星歯車ＰＧ２，第３の等価遊星歯車がシング
ルピニオン遊星歯車の回転関係式により拘束され、第１
遊星歯車ＰＣＩがダブルピニオン遊星歯車の回転関係式
により拘束される、所謂、ＷＳ−ＳはＳＷ−Ｓの第１遊
星歯車ＰＣＩと第２遊星歯車ＰＧ２とを入れ替えた形態
であらわされるので、図示を省略する。

＜ＳＷ−Ｗ　（ＷＳ−ｗ）＞ 第１遊星歯車ＰＣＩがシングルピニオン遊星歯車の回転
関係式により拘束され、第２遊星歯車ＰＧ２と第３の等
価遊星歯車がダブルピニオン遊星歯車の回転関係式によ
り拘束される場合の類型を第１０図に示す。

この第１０図で左側の枠内には基本型が示され、右側の
枠内にはその変形例が示されている。

尚、上記第１図に示す第１実施例の遊星歯車列はＳＷ−
Ｗ型である。

また、第２遊星歯車ＰＧ２がシングルピニオン遊星歯車
の回転関係式により拘束され、第１遊星歯車ＰＧ１と第
３の等価遊星歯車がダブルピニオン遊星歯車の回転関係
式により拘束される、所謂、ＷＳ−ＷはＳＷ−Ｗの第１
遊星歯車ＰＣＩと第２遊星歯車ＰＧ２とを入れ替えた形
態であらわされるので、図示を省略する。

＜ＷＷ−Ｓ＞ 第１遊星歯車ＰＣＩ，第２遊星歯車ＰＧ２がダブルピニ
オン遊星歯車の回転関係式により拘束され、第３の等価
遊星歯車が共にシングルピニオン遊星歯車の回転関係式
により拘束される場合の頚型を第１１図に示す。

この第１１図で左側の枠内には基本型が示され、右側の
枠内にはその変形例が示されている。

＜ＷＷ−Ｗ＞ 第１遊星歯車ＰＣＩ，第２遊星歯車ＰＧ２，第３の等価
遊星歯車が共にダブルピニオン遊星歯車の回転関係式に
より拘束される場合の類型を第１２図に示す。

この第１２図で左側の枠内には基本型が示され、右側の
枠内にはその変形例が示されている。

尚、上記第４図に示す第２実施例の遊星歯車列はＷＷ−
Ｗ型である。

以上、実施例を図面に基づいて説明してきたが、具体的
な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本
発明に含まれる。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の遊星歯車列にあって
は、外観的には第１，第２遊星歯車による２組の遊星歯
車でありながら実質的には３組の遊星歯車に基づく５つ
の回転メンバが構成される遊星歯車列とした為、低コス
トと軸方向長さの短縮化を図りながら変速段の多段化を
達成出来るという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第１実施例の遊星歯車列を適応した歯車
変速装置を示すスケルトン図、第２図は第１実施例装置
での変速関係を示す共線図、第３図は第１実施例装置で
の変速論理表を示す図である。 第４図は本発明第２実施例の遊星歯車列を適応した歯車
変速装置を示すスケルトン図、第５図は第２実施例装置
での変速関係を示す共線図、第６図は第２実施例装置で
の変速論理表を示す図である。 第７図はＳＳ−Ｓ型の各遊星歯車列を示す概略図、第８
図はＳＳ−Ｗ型の各遊星歯車列を示す概略図、第９図は
ＳＷ−Ｓ型（ＷＳ−Ｓ型）の各遊星歯車列を示す概略図
、第１０図はＳＷ−Ｗ型（ＷＳ−Ｗ型）の各遊星歯車列
を示す概略図、第１１図はＷＷ−Ｓ型の各遊星歯車列を
示す概略図、第１２図はＷＷ−Ｗ型の各遊星歯車列を示
す概略図である。 第１３図は従来の遊星歯車列を適応した歯車変速装置を
示すスケルトン図、第１４図は従来の歯車変速装置での
変速関係を示す共線図、第１５図は従来の歯車変速装置
での変速論理表を示す図である。 ＰＧ７・・・第１遊星歯車 Ｒ１・・・第１リングギャ Ｓ１・・・第１サンギャ ＰＧ２・・・第２遊星歯車 Ｒ１・・・第２リングギャ Ｓ１・・・第２サンギャ ＰＳ１・・・第１ショートピニオン ＰＳ２・・・第２ショートピニオン ＰＬ・・・ロングピニオン ｐｃ・・・共通キャリヤ ■，■．■．■，■・・・回転メンバ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）第１リングギヤ、第１サンギヤ、第１キャリヤを有
   する第１遊星歯車と、第２リングギヤ、第２サンギヤ、
   第２キャリヤを有する第２遊星歯車とを備えた遊星歯車
   列において、 前記第１キャリヤと第２キャリヤを一体化すると共に、
   第１、第２遊星歯車の動力伝達に関与するギヤに同時に
   噛み合うロングピニオンを少なくとも含むピニオンを回
   転可能に支承する共通キャリヤを設け、 前記第１リングギヤ、第１サンギヤ、第２リングギヤ、
   第２サンギヤ、共通キャリヤにより、所定の拘束条件を
   与えることで互いに異なる回転をすることが可能な５つ
   の回転メンバが構成されている事を特徴とする遊星歯車
   列。