JPH0392648A

JPH0392648A - 遊星歯車式多段変速装置

Info

Publication number: JPH0392648A
Application number: JP1231017A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Ueda; 和彦上田; Hiroyasu Uchida; 浩康内田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-09-06
Filing date: 1989-09-06
Publication date: 1991-04-17

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，自動車の自動変速機等に用いられる遊星歯車
式変速装置に関し、特に変速段数を多段化した遊星歯車
式多段変速装置に関する。

［従来技術及びその課題］従来、車両の自動変速装置としては、トルクコンバータ
の後段にギア式変速装置を組合せたものが一般的である
。

このような「１動変速装置に用いられるギア式変速装置
としては、中央に配置されたサンギアと、故サンギアの
外側に同軸として配置されたリングギアとの間に、両ギ
アに噛合させて遊星ギアを配置し、各ギアのどれかを固
定することによって所定の変速比を得るようになってい
る。

一般的には、前述のサンギア，遊星ギア、リングギアよ
り或るギア列を二列に配置し、任意のギアを固定乃至連
結することにより、前進３段乃至４段、後退１段として
構成されているものが多い。

ところで、動力源としてエンジンを用いる車両に於ては
、その動力の右効利用という観点からすれば、変速段数
をより多段化して常にエンジンの出力が最も高い回転域
を利用することが望ましく、又、それによって静粛性や
燃ｑ１ｚの向上といった副次的効果も得られる。マニュ
アルによる変速装置の場合には、変速段数を増加させる
と操作が繁雑となるという問題を右するが、自動変速装
置の場合にはこのような問題はなく、実現が望まれてい
た。

このような多段化を可能とするギア式変速装置としては
、４。シ公閉５３−２１５１１１，ｉ公報に開示の如く
、ギア列を三段として構成するものかある。

しかし乍ら、このようにギア列を増やすものでは、変速
装置は必然的に長くなり、又、その分強度を必要とする
ことからより大型化するという問題があった。特に、エ
ンシン横置の前輪駆動の形式のものでは、変速装置の長
さは車幅によって規制されることから適用が困難であり
、小型に構成できる多段変速機の開発が架まれていた。

［発明の目的］本発明は、上記の如き事情に鑑み、小型に構威できる遊
星歯車式多段変速装置の提供、を目的とする。

［発明の構成］このため、本発明に係る遊星歯車式多段変速装置は、入
力軸の外側に、サンギアとリングギアの間に一つの遊星
ギアを噛合介設した第一のギア列と、サンギアとリング
ギアの間に二つの遊星ギアをｎｌｌｉ合介説した第二の
ギア列を構成配置し、第一のギア列のサンギアと第二の
ギア列の遊星ギア保持部材とを第一連結部材で連結する
とノ（に、第−のギア列の遊星ギア保持部材と第二のギ
ア列のリングギアとを第二連結部材で連結し、入力輔と
第一のギア列のリングギア，第一連結部材，及び第二の
ギア列のサンギア，の間に、夫々両部材を相対回転不能
に保合可能とするクラッチ機構を介設すると共に、第一
のギア列のリングギア，第一連結部材，及び第二のギア
列のサンギア，の回転を息制可能とする夫々の制動機構
を留１え、第二連結部材を出力軸として構成したもので
ある。

」二記構成によれば、第一のギア列のリングギア，第一
連結部材，第二連結部材及び第二のギア列のサンギアと
いう噛合関係にある四つの回転要素が構成されると共に
、このうちの出力軸である第二連結部材を除く他の三つ
の回転要素、即ち第一のギア列のリングギア，第一連結
部材及び第二のギア列のサンギアは、夫々独立に、クラ
ッチ機構により入力軸と結合可能であると共に制動装置
により固定可能となる。

その結果、任意の回転要素のクラッチ機構を継いで入力
軸と同期］！リ転させると八に、他のｌＩ！ｌ　＋１．
　’Ｒ素のうちの一方を制動装置を作用させて固定する
ことにより，異る６段階の１り１転力Ｏミ辻経路を介し
て出力軸である第二連結部材が回転駆動されることとな
る。又、任意の二つの回転要素のクラッチ機構を同時に
継いで入力軸と同期回転させることにより、当該二つの
回転要素を介して第二連結部材（出力軸）も入力軸と同
期回転する（即ち直結状態となる）こととなる。

従って、それらのギアのギア比を適宜設定することによ
り、７段階の変速比の変速装置が構或でき、そのうちの
一つを後退とすることにより、前進６段，後退１段の多
段変速装置を構成することができるものである。

［発明の実施例１以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明に係る遊星歯車式多段変速装置の概略
構威を示す骨子図である。

図示変速装置は、第一ギア列１及び第二ギア列２が並列
に配置されると共に、該第一及び第二ギア列１．２の中
央に入力輔ｌＯを坤通配置して構成されている。

第一ギア列１は、外周ギアであるサンギア１Ｓと、該サ
ンギアＩＳの外側に同心として配置された内周ギアであ
るリングギアＩＲとが、両ギア１Ｓ　，ＩＲの間に介設
された遊星ギアＩＰを介して噛合連繋されて構成されて
いる。

遊星ギアｌＰは、サンギアｌＳ及びリングギアＩＲの円
周力向等間隔に複数個（例えば三個）配置され、これら
の遊星ギアＩＰは保持部材としてのリング状のキャリア
ＩＣに互いの相対位着を不変として回転自在に保持され
ている。

従って、キャリアＩＣを回転不能に固定してサンギアＩ
ｓを回転させると、その回転力は遊星ギアＩＰを介して
リングギアＩＲに伝達され、リングギアＩＲはサンギア
Ｉｓと逆方向に回転するようになっている。

第二ギア列２は、前述の第一ギア列ｌと同様に、サンギ
ア２Ｓの外側にリングギア２Ｒが同心として配置される
と共に、両ギア２Ｓ　，２Ｒの間に、キャリア２Ｃに噛
合状態で保持された一対の赴ｈ１ギア２１Ｆ，２２Ｆが
介改されおり、サンギア２Ｓとリングギア２Ｒとは、赴
星ギア２１Ｐ，２２Ｆを介して噛合連繋されている。従
って、キャリア２Ｃを回転不能に固定してサンギア２Ｓ
を回転させると、その回転力は遊星ギア２１Ｆ，２２Ｆ
を介してリングギア２Ｒに伝達され、リングギア２Ｒは
サンギア２Ｓと同方向に回転するようになっているもの
である。

尚、遊星ギア２１Ｆ，２２Ｆは、第一ギア列ｌの遊星ギ
アＩＰと同様に、サンギア２Ｓ及びリングギア２Ｒの円
周方向に等間隔で複数対配置されているものである。

第一ギア列ｌのサンギアＩＳと第二ギア列２のキャリア
２Ｃとは、第一連結部材３１で連結されると共に、第一
ギア列１のキャリアｌＣと第二ギア列２のリングギア２
Ｒとは第二連結部材３２により連結されている。

又、入力軸１０と、第一ギア列１のリングギアＩＲ，第
一連結部材３１及び第二ギア列２のサンギア２Ｓの間に
、夫々クラッチ機構としてのクラッチＫｌ，Ｋ２，Ｋ３
が介設されている。これら夫々のクラッチＫｌ，Ｋ２，
Ｋ３を継ぐことにより、夫々の部材は入力軸１０と一体
となって回転し、クラッチＫｌ，Ｋ２，Ｋ３を断つこと
により夫々の部材は回転自在となるものである。

史に、第一ギア列ｌのリンクギアＩＲ，第二ギア列２の
キャリア２Ｃ（即ち第一連結部材３１）及び第二ギア列
２のサンギア２Ｓを、夫々回転不能に固定する制動機構
としてのブレーキＢｌ，Ｂ２，Ｂ３が、図示しないミッ
ションケースに袈着されて配置されている。この、夫々
のブレーキＢｌ　，Ｂ２　，Ｂ３を作用させると、対応
する夫々の部材は回転不能に固定されるものである。

」二記構威に係る変速装置では、クラッチＫ１を継ぐこ
とにより、入力軸ｌＯと第一ギア列１のリングギアＩＲ
とが結合されて該リングギアＩＲから回転力が入力され
ることとなり、同様に、クラッチＫ２を継ぐことにより
第一連結部材３１が、又、クラッチＫ３を継ぐことによ
り第二ギア列２のサンギア２Ｓから回転力が入力される
こととなる。

ここで、上記各要素（入力側としてのリングギアＩＲ，
第一連結部材３１及びサンギア２Ｓ、出力側としての第
二連結部材３２）間のギア比から計算される速度比は、
第２図に示す速度線図の如く改定されている。即ち、第
２図の於で各要素を示す縦線の間隔が，各要素の速度比
と対応するようになっている。

而して、上記の如〈構威された遊星歯車式多段変速装置
では、第３図に示す如〈クラッチＫｌ，Ｋ２，Ｋ３及び
ブレーキＢｌ，Ｂ２，Ｂ３を選択的に作動させることに
より、図示の如く前進６段，後退１段の変速が可能とな
る。尚、図中ｒＯＪがその作用を示すものである。

即ち、１速（　１　ｓｔ）では１クラッチＫ２及びブレ
ーキＢｌを作用させ、第一連結部材３１から回転力を入
力させると共に、第一ギア列１のリングギアＩＲを固定
する。その結果、第一ギア列１のサンギアＩＳ（第一連
結部材３１）によって第一ギア列１の遊星ギアＩＰが回
転され、リングギアＩＲが固定されていることから第一
ギア列ｌのキャリアＩＣ（即ち第二連結部材３２）が回
転されるものである。尚、第２図示の速度線図では、出
力軸である第二連結部材３２の速度を１１』として、該
第二連結部材３２のｒｌＪの位置と固定であるリングギ
アＩＲがｒＯ』の（＜（置とを鮎んだ線を延長して第一
連結部材３１の線と交差した位置が第一連結部材３ｌの
速度（回耘数）を示している。これによれば、出力軸で
ある第二運結部材３２の回転数に対して入力軸である第
一連結部材３ｌの回転数が高い。即ち、減速比が高いと
いうことであり、以下、詳細には説明しないが全ての変
速段に於で同様に読むことができる。

２速（２　ｎｄ）では、クラッチＫ３及びブレーキＢ２
を作用させ、第二ギア列２のサンギア２Ｓから回転力を
入力させると共に、第一連結部材３ｌを固定する。その
結果、サンギア２Ｓにより第二ギア列２の遊星ギア２１
Ｆ，２２Ｆが回転され、該遊星ギア２１Ｆ，２２Ｆを保
持している第二ギア列２のキャリア２Ｃ（第一連結部材
３１）は固定されている為に、その回転によって第二ギ
ア列２のリングギア２Ｒ（即ち第二連結部材１１３２）が回転駆動されるものである。第２図示速度線図
では、固定されている第一連結部材３１の『０』と第二
連結部材３２の『１』を結んだ線の延長が入力側である
サンギア２Ｓの線と交差した位置が該サンギア２Ｓの回
転数である。

３速（３　ｒｄ）では、クラッチＫ２及びブレーキＢ３
を作用させ、第一連結部材３１から回転力を入力すると
八に、第二ギア列２のサンギア２Ｓを固定する。その結
果、第一連結部材３１の回転により、固定されているサ
ンギア２Ｓとの関係で第二ギア列２の遊星ギア２１Ｆ，
２２Ｆが回転し、これにより第二ギア列２のリングギア
２Ｒ（即ち第二連結部材３２）が回転駆動されるもので
ある。

４速（４　ｔｈ）では、クラッチＫ１及びブレーキＢ２
を作用させ、第一ギア列１のリングギアＩＲから回転力
を入力すると共に、第一連結部材３１を固定する。その
結果、リングギアＩＲの回転によって回転する第一ギア
列エの遊星ギアＩＰの回転により、固定されている第一
ギア列１　２ｌのサンギアＩｓ（即ち第一連結部材３１）との関係で
第一ギア列１のキャリアＩＣ（即ち第二連結部材３２）
が回転されるものである。

５速（５ｔｈ）では、クラッチＫ１及びクラッチＫ３を
作用させ、第一連結部材３１と第二ギア列２のサンギア
２Ｓの両方から回転力を入力させる。その鮎果、第一連
結部材３１とサンギア２Ｓが同期四転することとなり、
従って、第二ギア列２の遊星ギア２１Ｐ，２２Ｆは回転
（自転）せず、第二連結部材３２も同期回転することと
なる。即ち、当該５速では入力と出力が直結となる。尚
、このように入・出力を直結とする為に作用させるクラ
ッチの組合せは、クラッチＫ１とクラッチＫ３に限るも
のではなく、クラッチＫＩＫ２，Ｋ３のうち伺れか二つ
を同時に作動させれば良いものである。

６速（６　ｔｈ）では、クラッチＫｌ及びブレーキＢ３
を作用させ、第一ギア列１のリングギアＩＲから回転力
を入力すると共に、第二ギア列２のサンギア２Ｓを固定
する。その結果、リングギアＩＨにより第一ギア列１の
遊星ギアＩＦを介して第一ギア列１のサンギアＩＳ（第
一連結部材３１）が回転されると共に、固定されている
サンギア２Ｓとの関係で第一連結部材３工の四転によっ
て第二ギア列２の遊星ギア２１Ｆ，２２Ｆが回転され、
該遊星ギア２１Ｆ，２２Ｆの回転によって第二ギア列２
のリングギア２Ｒ（第二連結部材３２）が四転されるこ
ととなり、この両門転力伝達経路からの回転力が合威さ
れた状態で第二連結部材３２が回転されるものである。

後退（Ｒｅｖ　）では、クラッチＫ３及びブレーキＢｌ
を作用させ、第二ギア列２のサンギア２Ｓから凹耘力を
入力させると八に、第一ギア列１のリングギアＩＲを固
定する。その結果、サンギア２Ｓの回転により第二ギア
列２の遊星ギア２１Ｆ，２２Ｆを介して第二ギア列２の
リングギア２Ｒ（第二連結部材３２）が門転されると共
に、該第二連結部材３２の回転によって固定されている
第一ギア列１のリングギアＩＲとの関係で第一ギア列１
の遊星ギアＩＰが回転されて第一連結郁材３１が回転さ
れることとなり、この両回転力伝達経路からの回転力が
合威された状態で第二連結部材３２が回転されるもので
ある。

ここで、ｆＩＳ２図示速泣線図に於て、第二運結部材３
２のｒｌＪとリングギアＩＲのｒＯＪを結ぶ線の向きが
下向きとなり、これが入力軸１０と出力軸（第二連結部
材３２）の回転方向が逆向きであることを４＜すもので
ある。

第４図乃至第５図に本発明の他の実施例を示す。

これは、変速時に於る変速ショックを軽減させるムに、
前述の第一尖施例に於るクラッチＫｌ，Ｋ２　，Ｋ３及
びブレーキＢｌ，Ｂ２，Ｂ３と夫々並列に、クラッチＫ
ｌ　’　，Ｋ２’　，Ｋ３　’及びブレーキＢｌ’，Ｂ
２’，Ｂ３’を設け、当該新たに設けたクラッチＫｌ’
，Ｋ２’，Ｋ３’及びブレーキＢｌ’　，Ｂ２’　，Ｂ
３′に人々ワンウェイクラッチＯＷ・・・を介設して構
威したものである。

ワンウェイクラッチＯＷの結合回転方向は、入力軸１０
の回転は従動側に伝達可能であり（即ちｌ５係合する）、その逆では係合しない（即ち従動側の回転
力によって入力軸が回転駆動されない）ようになってい
る。

そして、変速時に於てまず当該ワンウェイクラッチＯＷ
が介設されている側のクラッチ乃至ブレーキを作用させ
れば、従動側の回転抵抗が急激に加わることによりに生
ずる変速ショックを防止することができる。しかし、こ
の状態ではエンジンブレーキが作用しない為、ギア位置
と車速及びエンジン回転数が変速ショックを生じない圓
係となった峙、図示しない制御装置により対応するワン
ウェイクラッチが介設されていない側のクラッチＫｌ，
Ｋ２，Ｋ３乃至ブレーキＢｌ，Ｂ２，Ｂ３を作用させて
完全に鮎合乃至固定するものである．［発明の効果］上記の如き、本発明に係る遊星歯車式多段変速装置によ
れば、二段のギアタリのままで５段以」：の多段変速が
可能となり、従って、多段変速装置を小型に構戊できる
ものである。

１６

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る遊星歯車式多段変速装置の概略構
成図、第２図はその速度線図、第３図はそのクラッチ及
ブレーキ作動図、第４図は他の実施例の概略構成図、第
５図はそのクラッチ及ブレーキ作動図である。ｌ・・・第一ギア列（第一のギア列）ＩＳ・・・サンギア　　　　ＩＰ・・・遊星ギアＩＣ・
・・キャリア（ｍ星ギアの保持部材）２・・・第二ギア
列（第二のギア列）２Ｓ・・・サンギア２Ｃ・・・キャリア（遊星ギアの保持部材）２１Ｆ，２
２Ｆ・・・遊星ギア１０・・・入力軸３１・・・第一連結部材３２・・・第二連結部材Ｂｌ　，Ｂ２　，Ｂ３・・・ブレーキ（ブレーキ部材）Ｋｌ，Ｋ２，Ｋ３・・・クラッチ（クラッチ部材）

Claims

【特許請求の範囲】入力軸の外側に、サンギアとリングギアの間に一つの遊
星ギアを噛合介設した第一のギア列と、サンギアとリン
グギアの間に噛合する一対の遊星ギアを噛合介設した第
二のギア列を構成配置し、前記第一のギア列のサンギア
と前記第二のギア列の遊星ギア保持部材とを第一連結部
材で連結すると共に、前記第一のギア列の遊星ギア保持
部材と前記第二のギア列のリングギアとを第二連結部材
で連結し、前記入力軸と、前記第一のギア列のリングギア、前記第
一連結部材、及び前記第二のギア列のサンギア、の間に
、夫々両部材を相対回転不能に係合可能とするクラッチ
機構を介設すると共に、前記第一のギア列のリングギア
、前記第一連結部材、及び前記第二のギア列のサンギア
、の回転を規制可能とする夫々の制動機構を備え、前記第二連結部材を出力軸として構成したこと、を特徴とする遊星歯車式多段変速装置。