JPH0356745A - 遊星歯車変速装置 - 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） 本発明は車両用多段自動変速機に有用な遊星歯車変速装
置に関するものである。

（従来の技術） 自動変速機の多段化に当っては、入出力軸間に同軸に設
ける遊星歯車組を増設し、遊星歯車多段変速装置を実現
するのが普通である。この種変速装置としては従来、例
えば特開昭５０　−　６４６６０号公報に記載の如く３
個の単純遊星歯車組と、３個のクラッチと、３個のブレ
ーキとを用いて前進６速、後退１速を選択可能とした遊
星歯車変速装置がある。

第４図はそのスケルトン図、第５図は共線図で、入力軸
１及び出力軸２間に第１遊星歯車組３、第２遊星歯車組
４及び第３遊星歯車組５を同軸に設ける。第２、第３サ
ンギヤ４Ｓ，　５Ｓを一体結合して回転メンバ旧とし、
これをクラッチｃ３により入力軸１に結合可能とする。

第３キャリア５ｃは出力軸２に一体結合して回転メンバ
’Ｍ２とする。第１リングギャ３Ｒ、第２キャリア４Ｃ
及び第３リングギャ５Ｒを一体結合して回転メンノ寸３
とし、これをクラッチＣ２により入力軸ｌに結合可能に
すると共に、ブレーキＢ３で固定可能とする。第２リン
グギャ４Ｒ及び第１キャリア３Ｃを一体結合して回転メ
ンバＭ４とし、これをブレーキＢ２により固定可能にし
、第１サンギヤ３Ｓは回転メンバＭ５としてクラソチｃ
１により入力軸１へ結合可能にすると共に、ブレーキＢ
１で固定可能とする。

上記の変速装置においては第５図の共線図から明らかな
通り、締結要素ＣＩ−Ｃ３及び８１〜Ｂ３のうちの２個
を締結して２つの拘束条件を与えることにより、対応変
速段を選択することができる。ここで第５図中回転メン
バＭｌ．　Ｍ２間の間隔と、Ｍ２，　Ｍ３間の間隔と、
Ｍ３，　Ｍ４間の間隔と、Ｍ４，　Ｍ５間の間隔との比
を１　７Ａ：Ｂ：Ｃとすると、第１、第２、第３遊星歯
車組３〜５のギヤ比（サンギヤ歯数／リングギャ歯車）
α，．α２，α，は夫々α，　＝Ｂ＋Ｃ α２−Ｂ÷（　１　＋Ａ） αｖ−Ａ で表わされる。

又、２個の締結要素の締結により得られる変速段及び変
速比を示すと次表の如くである。

通」一渣 ？の表から明らかなように、前進第１速乃至第３速、前
進第５速及び第６速、並びに後退第１速及び第２速の計
７種の変速段は３個の変数Ａ，　ＢＣにより決定され、
これら変数を介し相関し合うことから、単独には決定す
ることができず、５つの拘束条件のもとに関係づけられ
る。

（発明が解決しようとする課題） ところで自動変速機のＪ；，ｉ歯車組は製造上及び強度
上、そのギヤ比（α１〜α，）が０．４０＜α〈０．５
５の範囲を外れると、実用に耐えなくなることが経験上
知られている。上記従来の遊星歯車変速装置において、
このギヤ比範囲に最も近いギヤ比の遊星歯車組を用いた
場合に得られる実用的な変速比は、α＋一’０．５０６
　、α２＝０．４１７　、α３＝０．５８８と設定した
場合の前進第１速乃至第５速に関する変速比１１〜ｉ，
及び後退第１速ｉ■に関する変速比７．を示ずと次表の
如きものとなる。

筆ｉｋ しかしこの設定によっても、第３遊星歯車組のギヤ比α
．＝０．５８８が前記の実用可能範囲を僅かに外れてし
まい実現が困難である。

本発明は全ての遊星歯車組のギヤ比を前記の範囲内にお
さめたまま、特に第２表の変速比を達成可能な遊星歯車
変速装置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） この目的のため本発明は、複数の遊星歯車組を入出力軸
間に同軸に具え、締結要素の選択作動により少なくとも
前進５速、後退ｌ速を選択可能な遊星歯車変速装置にお
いて、 入力軸側より順次、シングルピニオン型の第１及び第２
遊星歯車組、ダブルピニオン型の第３遊星歯車組を配置
し、 第２及び第３遊星歯車組のサンギヤを一体結合して第１
回転メンバとし、 第３遊星（“社車組のリングギヤ及び出力軸を一体結合
して第２回転メンバとし、 第１遊星歯車組のリングギヤ、第２及び第３ｉｕ星歯車
組のキャリアを一体結合して第３回転メンパとし、 第１遊星歯車組のキャリア及び第２遊星歯車組のリング
ギャを一体結合して第４回転メンバとし、第１遊星歯車
組のサンギヤを第５回転メンバとし、 第５回転メンバを第ｌクランチにより入力軸に拮合可能
にする共に第１ブレーキにより固定可能とし、 第４回転メンバを第２ブレーキにより固定可能とし、 第３回転メンバを第２クラ，チにより入力軸に結合可能
にすると共に、第３ブレーキにより固定可１１ヒとし、 第１回転メンバを第３クラッチにより入力軸に結合可能
としたものである。

（作　用） 第３クラッチ及び第３ブレーキを締結すると、第３クラ
ッチが入力軸の回転を第３遊星歯車組のサンギヤに伝達
し、第３ブレーキが第３遊是歯車組のキャリアを固定す
ることから、第３遊是歯車組のリングギヤが出力軸と共
に第ｌ速の変速比で正転され、前進第１速を得ることが
できる。

この状態より第３ブレーキに代え第２ブレーキを締結す
ると、この第２ブレーキにより固足された第２遊星歯車
組のリングギヤの因りて第３同転メンバ、従って第３遊
星南車組のキャリアが回転可能となり、第３遊星歯車組
のリングギャが出力軸と共に第２速の変速比で正転され
、前進第２速を得ることができる。

この状態で第２ブレーキに代え第１ブレーキを締結する
と、この第１ブレーキにより固定された第１遊星歯車組
のサンギヤの周りで第３回転メンバ、従って第３遊星歯
車■のキャリアが回転可能になり、第３遊星歯車組のリ
ングギヤが出力軸と共に第３速の変速比で正転され、前
進第３速を得ることができる。

第２及び第３クラソチを締結させると、第３遊星歯車組
のサンギヤ及びキャリアが一体回転されることから、第
３遊星歯車組のリングギヤは出力軸と共に第４速の変速
比（１．０００）で正転され、前進第４速を得ることが
できる。

第２クラッチ及び第１ブレーキを締結すると、第２，第
３遊星歯車組のキャリア及び第１遊星歯車組のリングギ
ヤが入力軸と一体的に回転され、又第１ブレーキで固定
された第１遊星歯車組のサンギヤを反力受けとして第１
′ｆＩＮ歯車組のキャリアが同方向へ回転されると共に
、この回転が第２遊星歯車組のリングギヤ及びサンギヤ
、第３遊星歯車組のサンギヤ及びリングギャを経由する
ことから、第３遊星歯車組のリングギャは出力軸と共に
第５速の変速比で正転され、前進第５速を得ることがで
きる。

この状態で第１ブレーキに代え第２ブレーキを締結する
と、第２＠星歯車組のリングギヤが固定されるため、こ
れを反力受けとして第２遊星歯車組のサンギヤが逆転さ
れ、このサンギヤに一体の第３遊星歯車組のサンギヤが
第３遊星歯車組のリングギヤを正転させることから、こ
のリングギャは出力軸と共に第６速の変速比で正転され
、前進第６速を得ることができる。

第１クラッチ及び第３ブレーキを締結すると、第３ブレ
ーキで固定された第１遊星歯車組のリングギヤを反力受
けとして、同遊星歯車組のキャリアが同遊星歯車組のサ
ンギヤにより正転される。

この回転が固定された第２．第３遊星歯車組のキャリア
を反力受けとして第２遊星歯車組のリングギヤ、サンギ
ヤ、及び第３遊星歯車組のサンギヤ、リングギャを経由
し出力軸を第１速の変速比で逆転させ、後退第１速を得
ることができる。

この状態で第３ブレーキに代え第２ブレーキを締結する
と、固定された第２遊星歯車組のリングギヤを反力受け
として同遊星歯車組のキャリアが同遊星歯車組のサンギ
ヤを正転させる。この回転を第３′ｔ１星歯車組が逆転
してサンギヤからリングギャヘ伝え、出力軸を第２速の
変速比で逆転させ、後退第２速を得ることができる。

ところでかかる遊星歯車変速機構によれば、第１、第２
及び第３遊星歯車組のギヤ比を製作上及び強度不都合を
生ずることのない範囲におさめたままで、従来はこの範
囲から外れたギヤ比の遊星歯車組を用いない限り達威さ
れなかった変速比を得ることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基き詳細にに説明する。

第１図は本発明装置の一実施例を示し、第２図はその共
線図で、１．２は夫々入出力軸を示す。

これら入出力軸間に同軸に第１遊星歯車＆ｌｌ３、第２
遊星歯車組４及び第３遊星歯車＆Ｉｌ５を介在させる。

入力軸側の第１遊星歯車組３は第１サンギヤ３Ｓと、第
１リングギャ３Ｒと、これらギヤに噛合するピニオン３
Ｐと、該ピニオンを回転自在に支持する第１キャリア３
Ｃとよりなるシングルピニオン型遊星歯車組とする。第
２遊星歯車組４も第２サンギヤ４Ｓと、第２リングギャ
４Ｒと、ピニオン４Ｐと、第２キャリア４Ｃとよりなる
シングルピニオン型遊星歯車組とし、第３遊星歯車組５
は第３サンギヤ５Ｓと、第３リングギャ５Ｒと、これら
ギヤに噛合すると共に相互に噛合するピニオン５Ｐ．５
Ｐ２と、これらピニオンを回転自在に支持する第３キャ
リア５Ｃとよりなるダブルピニオン型遊星歯車組とする
。

第２及び第３サンギヤ４Ｓ，　５Ｓを一体結合して第１
回転メンバＭｌ　（第２図参照）とし、第３リングギャ
５Ｒ及び出力軸２を一体結合して第２回転メンノ州２と
し、第ｌリングギャ３Ｒ，第２キャリア４ｃ及び第３キ
ャリア５Ｃを一体結合して第３回転メンバＭ３とし、第
１キャリア３ｃ及び第２リングギャ４Ｒを一体結合して
第４回転メンバ旧とし、第１サンギヤ３Ｓを第５回転メ
ンバＭ５とする。

これら回転メンバのうち、第５回転メンバＭ５は第１ク
ラッチＣＩにより入力軸１に結合可能にすると共に第ｌ
ブレーキＢ１により固定可能とし、第４回転メンバ旧は
第２ブレーキＢ２により固定可能とし、第３回転メンバ
旧は第２クラッチＣ２により入力軸１に結合可能にする
と共に第３ブレーキＢ３により固定可能とし、又第１回
転メンバＭ１は第３クラックＣ３により入力軸１に結合
可能とする。加えて、第３クラッチＣ３に並列に第４ク
ラ・ンチＣ４を設け、この第４クラッチに直列に第１ワ
ンウエイクラソチｏｗｃｉ　を設ける。これらクラッチ
Ｃ４、ＯＷＣ　１はクラッチＣ４の締結状態で入力軸１
と同方向（正転方向）の回転のみを第３クランチＣ３に
代り、第１回転メンバ旧に伝達するものとする。更に、
第３ブレーキＢ３に並列に第２ワンウエイクラッチＯＷ
Ｃ２を設け、このワンウェイクラッチは第３ブレーキＢ
３の解放状態で第３回転メンバＭ３の逆転方向（入力軸
ｌと逆方向）の回転を阻止するものとする。

本例の変速装置においては第２図の共線図から明らかな
ように、締結要素０１〜Ｃ３、８１〜Ｂ３及びＯＷＣ１
、　ＯＷＣ２　　のうらの２個の締結により２つの拘束
条件を与えることにより、前進第１速乃至第６速、及び
後退第１速、第２速の各変速段を選択することかできる
。ここで第２図中回転メンバ旧Ｍ２間の間隔と、門２，
Ｍ３間の間隔と、Ｍ３，　Ｍ４間の間隔と、Ｍ４．　？
Ｉ５間の間隔との比を１：Ａ：Ｂ：Ｃとずると、第１、
第２、第３遊星歯車組３〜５のギヤ比α，，α２，α３
は夫々 α　一Ｂ−ｉ−Ｃ αｚ＝Ｂ÷（１＋Ａ） α，＝Ａ で表わされる。

又２個の締結要素の締結により得られる変速段及び変速
比を示すと次表の如くである。

なお上表中のレンジは運転者が希望する走行形態に応じ
手動選択するもので、Ｒは後退走行レンジ、Ｎは中立（
停車）レンジ、Ｄは前進自動変速レンジ、４は第４速エ
ンジンブレーキレンジ、３は第３速エンジンブレーキレ
ンジ、２は第２速エンジンブレーキレンジ、ｌは第１速
エンジンブレーキレンジを示す。又上表中（○）は正駆
動中に締結する要素（ワンウエイクラッチ）を示し、並
列に設けられている要素の解放状態で、エンジンブレー
キ（逆駆動）が効かないようにすることにより運転性の
悪化を防ぐことを狙ったものである．従って、エンジン
ブレーキが必要なレンジでは、上記ワンウェイクラッチ
に並列に設けた要素を締結する必要がある。ワンウエイ
クラッチＯＷＣＩの他の役割としては、前進第４速から
第５速への変速をワンウエイクラッチ変速として、この
変速をブレーキＢ１の締結のみにより（クラッチＣ４の
解放は必ずしも必要でない）達威できるようにする役割
をも持たせる。この場合、切換え要素が１つで、変速制
御し易くなり、変速シゴックの低減を図り易い。又ワン
ウエイクラッチＯＷＣ２は、前進第１速から第２速への
トルク段差が最大となる変速をワンウエイクラッチ変速
となし、この変速をブレーキＢ２の締結のみにまり達威
できるようにする役割をも持つ。又第３表においてく○
〉は、エンジンスロットル開度を■／１６以下にするコ
ースト（惰性）走行中に締結させる要素（第３クラッチ
）を示す。

上記実施例の伝動作用を次に概略説明する．先ず前進第
１速の選択に当っては、第４クラッチＣ４を締結する。

この第４クラッチはワンウェイクラッチＯＷＣ　１を介
し入力軸ｌの回転を第２及び第３サンギヤ４Ｓ，　５Ｓ
にそのまま伝達する。ところで、第３キャリア５Ｃがワ
ンウェイクラッチＯＷＣ２により逆転を阻止されること
から、反力受けの用１＋Ａ をなし、第３リングギャ５Ｒが出力軸２と共にＡ の変速比で正転され、前進第ｌ速を得ることができる．
ところで、出力軸２が車輪側から駆動される逆駆動時は
、ワンウェイクラッチＯＷＣＩ，　ＯＷＣ２が空転し、
エンジンブレーキが効かない。この場合、これらワンウ
エイクラッチに並列配置した第３クランチＣ３及び第３
ブレーキＢ３を締結することで、エンジンブレーキを確
保する。

前進第２速の選択に当っては、第４クラッチＣ４及び第
２ブレーキＢ２を締結する。これにより、固定状態だっ
た第３キャリア５Ｃが、第２ブレーキＢ２で固定される
第２リングギャ４Ｒに沿って第２サンギヤ４Ｓにより第
２キャリア４Ｃと共に正転されるようになる。このため
、第２キャリア５Ｒが出力２で正転され、前進第２速を
得ることができる。ところで逆駆動時は、ワンウエイク
ラッチＯＷＣＩが空転し、エンジンブレーキが効かず、
エンジンブレーキ要求時は当該ワンウエイクラソチに並
列配置した第３クラッチＣ３を締結する。

第３速の選択に当っては、第４クラッチＣ４及び第１ブ
レーキＢ１を締結する。入力軸Ｉの回転は第１速、第２
速時と同様にクラッチＣ４及びワンウェイクランチＯＷ
ＣＩを経て第２及び第３サンギヤ３Ｓ．５Ｓに入力され
る。他方、第ｌブレーキＢ１により第ｌサンギヤ３Ｓが
固定されることから、第３キャリア５Ｃが一層高速で正
転される。このため、第３リングギャ５Ｒが出力軸２と
共に、第２速時より高速速を得ることができる。この第
３速でもエンジンブレーキは、ワンウエイクラッチＯＷ
ＣＩに並列な第３クラッチＣ３の締結により得る。

第４速の選択に当っては第２及び第４クラッチＣ２，　
Ｃ４を締結させる。この場合第３サンギヤ５Ｓ及び第３
キャリア５Ｃが夫々入力軸ｌと一体的に回転され、第３
遊星歯車組５のインターロックにより第３リングギャ５
Ｒを出力軸２と共に、１．０００の変速比で正転させる
ことができ、第４速が得られる。

この第４速でもエンジンブレーキは、ワンウエイクラッ
チｏｈｃ　ｔに並列な第３クラッチＣ３の締結により得
る。

第５速の選択に当っては、第２クラッチＣ２の締結によ
り第３回転メンバ３Ｒ，　４Ｃ．　５Ｇを入力軸１と一
体的に回転させると共に、第１ブレーキ８１の締結によ
り第１サンギヤ３Ｓを固定する。これにより、第１サン
ギヤ３Ｓを反力受けとして第１キャリア３Ｃ及び第２リ
ングギャ４Ｒが増速下に正転され、この回転がサンギヤ
４Ｓ，　５Ｓを経由しリングギャ５Ｒ及び５速を得るこ
とができる。この第５速では伝動系にワンウェイクラッ
チが関与しないため、そのままの状態でエンジンブレー
キが得られる。

第６速の選択に当っては、第５速の状態で第１ブレーキ
ＢｌＯ代わりに第２ブレーキＢ２を締結させて、第１サ
ンギヤ３Ｓ　　に代え第２リングギャ４Ｒを固定するこ
とにより、これを反力受けとして機能させる。これによ
りキャリア４Ｃ，　５Ｃへの入力回転はサンギヤ４Ｓ，
　５Ｓを経由しリングギャ５Ｒを出力軸Ｒ 速を得ることができる。この第６速でもワンウェイクラ
ッチが関与しないため、そのままの状態でエンジンブレ
ーキが得られる。

後退第１速の選択に当っては、第１クラッチＣ１の締結
によりサンギヤ３Ｓを入力軸１と共に回転させ、第３ブ
レーキＢ３の締結により第３回転メンバ３Ｒ，　４Ｃ，
　５Ｃを固定ずる。これによりサンギヤ３Ｓへの入力回
転はキャリア３Ｃ、リングギャ４Ｒ、サンギヤ４Ｓ，　
５Ｓを介し第３リングギャ５Ｒを出力軸２と共１ｌ 得ることができる。

後退第２速の選択に当っては、この状態で第３ブレーキ
Ｂ３に代え第２ブレーキＢ２を締結させ、第２リングギ
ャ４Ｒを固定する。この場合第２サンギヤ４Ｓが第２リ
ングギャ４Ｒを反力受けとして回転され、この回転がサ
ンギヤ５Ｓを経てリングギャ５Ｒに伝達されるようにな
ることから、第３リングギャＢ ５Ｒは出力軸２と共に 八 後退第２速を得ることができる。

ところで本例の変速装置によれば、従来装置では１個の
遊星歯車組のギヤ比を実用可能な範囲外にしなければ確
保し得なかった前記第２表の変速比を、遊星歯車Ｍｉ３
〜５のギヤ比α，〜α，が夫々実用可能な範囲のαＩ−
０。５０６，　　αｚ＝０．４１７　，の変速比で逆転
され、 α．＝０．３７０のもとで実現させることができる。

第３図は本発明の他の例を示し、本例では第３遊星歯車
組のサンギヤ５Ｓに噛合するピニオン５Ｐ，及び第２遊
星歯車ｕ４のピニオン５Ｐを一体化し、共通軸線上で回
転し得るよう相互に結合したキャリア３Ｃ，　４Ｃ上に
支持する。そして、第２サンギヤ４Ｓ及び第３サンギヤ
５Ｓを第２及び第３遊星歯車組４，５で共用する。なお
、キャリア４Ｃ．　５Ｃは中間部材６を介して第１リン
グギャ３Ｒに一体結合し、これらで第３回転メンバを構
或する。かかる本例の構或では、部品点数が減少して安
価にし得ると共に、組立工数が少なくて作業性を向上さ
せ得る。

（発明の効果） かくして本発明ＭＷ歯車変速装置は請求項１の構成とし
たことにより、第１，第２及び第３ａ星歯車組３〜５の
ギヤ比を製作上及び強度上不都合が生しない範囲内にお
さめて、前記第２表の変速比を達成することができる。

又請求項２の構成とすれば、変速装置の部品点数を減ら
して、低廉化を図り得ると共に、組立作業性を向上させ
ることができる。

更に、請求項３，４の構戊にすれば、エンジンブレーキ
を必要な時のみ効かせて運転性を向上させ得ると共に、
４→５変速及び１→２変速をワンウェイクラソチ変速と
なして締結要素１個を締結するのみで当該変速を行わせ
得るようにすることができ、変速制御し易くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明遊星歯車変速装置の一実施例を示すスケ
ルトン図、 第２図は同しくその共綿図、 第３図は本発明の他の例を示すスケルトン図、第４図は
従来の遊星歯車変速装置を示すスゲルトン図、 第５図は同じくその共線図である。 １・・・入力軸　　　　　　　２・・・出力軸３・・・
第１遊星歯車組　　　４・・・第２遊Ｎ歯車組５・・・
第３遊星歯車組　　　３Ｓ，　４Ｓ，　５Ｓ・・・サン
ギヤ３Ｐ，　４Ｐ，　５Ｐ１，　５Ｐ１・・ピニオン３
Ｒ，　４Ｒ，　５Ｒ・・・リングギャ３Ｃ，　４Ｃ，　
５Ｃ・・・キャリア ＣＩ・・・第１クラッチ Ｃ２・・・第２クラッチ Ｃ３・・・第３クラッチ Ｃ４・・・第４クラッチ ＯＷＣＩ・・・第１ワン１シエイクラッチ０−Ｃ２・・
・第２ワンウェイクラッチ８１・・・第１ブレーキ Ｂ２・・・第２ブレーキ Ｂ３・・・第３ブレーキ。 第２図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の遊星歯車組を入出力軸間に同軸に具え、締結
   要素の選択作動により少なくとも前進５速、後退１速を
   選択可能な遊星歯車変速装置において、 入力軸側より順次、シングルピニオン型の第１及び第２
   遊星歯車組、ダブルピニオン型の第３遊星歯車組を配置
   し、 第２及び第３遊星歯車組のサンギヤを一体結合して第１
   回転メンバとし、 第３遊星歯車組のリングギヤ及び出力軸を一体結合して
   第２回転メンバとし、 第１遊星歯車組のリングギヤ、第２及び第３遊星歯車組
   のキャリアを一体結合して第３回転メンバとし、 第１遊星歯車組のキャリア及び第２遊星歯車組のリング
   ギヤを一体結合して第４回転メンバとし、第１遊星歯車
   組のサンギヤを第５回転メンバとし、 第５回転メンバを第１クラッチにより入力軸に結合可能
   にする共に第１ブレーキにより固定可能とし、 第４回転メンバを第２ブレーキにより固定可能とし、 第３回転メンバを第２クラッチにより入力軸に結合可能
   にすると共に、第３ブレーキにより固定可能とし、 第１回転メンバを第３クラッチにより入力軸に結合可能
   としたことを特徴とする遊星歯車変速装置。 ２、請求項１において、第２及び第３遊星歯車組のサン
   ギヤを共通な１個のサンギヤとし、第３遊星歯車組のサ
   ンギヤ側ピニオン及び第２遊星歯車組のピニオンを共通
   な１個のピニオンとした遊星歯車変速装置。 ３、請求項１又は２において、第３クラッチに並列に第
   ４クラッチを設け、この第４クラッチに直列に第１ワン
   ウェイクラッチを設けた遊星歯車変速装置。 ４、請求項１又は２において、第３ブレーキに並列に第
   ２ワンウェイクラッチを設けた遊星歯車変速装置。