JPH0396742A - 遊星歯車変速装置 - Google Patents

遊星歯車変速装置

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JPH0396742A
JPH0396742A JP1232706A JP23270689A JPH0396742A JP H0396742 A JPH0396742 A JP H0396742A JP 1232706 A JP1232706 A JP 1232706A JP 23270689 A JP23270689 A JP 23270689A JP H0396742 A JPH0396742 A JP H0396742A
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speed
clutch
brake
rotating member
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JP1232706A
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Noboru Hattori
昇 服部
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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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3図はそのスケルトン図、第4図は共線図で、入力軸
l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M1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リングギヤ3R,第2キャリア4C
及び第3リングギヤ5Rを一体結合して回転メンバM3
とし、これをクラッチC2により入力軸1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
グギヤ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としてクラッチC
1により入力軸Iへ結合可能にすると共に、ブレーヰB
1で固定可能とする。
上記の変速装置においては第4図の共線図から明らかな
通り、締結要素C1〜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4図中回転メンバMl, M2間の間隔と、M
2,M3間の間隔と、M3, M4間の間隔と、M4,
 M5間の間隔との比を1 :A:B:Cとすると、第
11第2、第3遊星歯車組3〜5のギヤ比(サンギヤ歯
数/リングギヤ歯車)α,,α2,α3は夫々α, =
B+C α2=B÷(1+A) α3=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。
第1表 ?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, B,C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。
かかる関係のもと前進第1速乃至第5速に関する変速比
11〜15及び後退第1速に関する変速比1■の例を5
種ほど列挙すると、次表の如くになる。
第2表 (発明が解決しようとする課題) しかして自動変速機の遊星歯車組は製造上及び強度上、
そのギヤ比α(α1〜α3)が0.35<α<0.6 
 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、
このギヤ比範囲におさまる変速比は第2表中(4)の場
合のみである。
しかし、要求される変速比は車載エンジンの出力特性、
車両重量、空気抵抗係数等に応じて異なり、第2表中(
4)の変速比に代え、この変速比よりも相対的に前進低
速段での駆動トルクを重視した同表中(2)の変速比が
要求される場合もある。
前記従来の装置において第2表中(2)の変速比を達威
しようとする場合、遊星歯車組3〜5のギヤ比α1〜α
3は夫々α, =0.295 、α2=0.383、α
3=0.526となり、第1遊星歯車組3のギヤ比α1
が前記の範囲から外れて実用化不能である。
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表中(2)の変速比を達或可能な
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、第2及
び第3遊星歯車組を配置し、 第1遊星歯車組のりングギャ、及び第2、第3遊星歯車
組のサンギヤを一体拮合して第1回転メンバとし、 第3遊星歯車組のキャリア及び出力軸を一体結合して第
2回転メン;マとし、 第1、第2遊星歯車組のキャリア及び第3遊星歯車組の
リングギヤを一体結合して第3回転メンバとし、 第2遊星歯車組のリングギヤを第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遊星歯車組のリングギヤを固定
することから、第3遊星歯車組のキャリアが出力軸と共
に第1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ブレーヰを締結す
ると、この第2ブレーキにより固定された第2遊星歯車
組のリングギヤを反力受けとじて第2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、このキ
ャリアが第3遊星歯車組のリングギヤを正転させるよう
になることから、第3遊星歯車組のキャリアは出力軸と
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
のサンギヤを反力受けとして第3遊星歯車組のリングギ
ヤが更に高速で正転されるようになるため、第3遊星歯
車組のキャリアは出力軸と共に第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クラッチを締結させると、第3遊星歯車組
のサンギヤ及びリングギヤが一体回転されることから、
第3遊星歯車組のインターロックによりそのキャリアは
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3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3遊星歯車組のサンギヤが同方向へ回転
されることから、同遊星歯車組のキャリアは出力軸と共
に増速下に第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遊星歯車組のリングギヤが固定されるため、こ
れを反力受けとし第3遊星歯車組のサンギヤが更に高速
で正転され、同遊星歯車組のキャリアを出力軸と共に第
6速の変速比で正転させて、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3回転メンバを反力受けとして、第
1遊星歯車組のサンギヤが第■回転メンバ、従って第3
遊星歯車組のサンギヤを逆転させる。従って、第3遊星
歯車組のキャリアは出力軸と共に第1速の変速比で逆転
され、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、固定されていた第3遊星歯車組のリングギヤが、第
2遊星歯車組の固定されたリングギヤを反力受けとして
第1遊星歯車組のサンギヤにより逆転されるようになる
ため、第3遊星歯車組のキャリア、従って出力軸を第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或さ
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は夫々人出力軸を示す。
これら入出力軸間に同軸に第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
ギヤ3Rと、これらギヤに噛合するピニオン3Pと、該
ピニオンを回転自在に支持する第1キャリア3Cとより
なるシングルピニオン型遊星歯車組とし、第2及び第3
遊星歯車組4も夫々第2及び第3サンギヤ4S, 5S
と、第2及び第3リングギヤ4R, 5Rと、これらに
噛合するピニオン4P, 5Pと、このピニオンを回転
自在に支持する第2及び第3キャリア4C, 5Cとよ
りなるシングルビニオン型遊星歯車組とする。
第1キャリア3C及び第2,第3サンギヤ4S, 5S
を一体結合して第1回転メンバ1,11(第2図参照)
とし、第3キャリア4C及び出力軸2を一体結合して第
2回転メンバM2とし、第1,第2キャリア3C,4C
及び第3リングギヤ5Rを一体結合して第3回転メンバ
M3とし、第2リングギヤ4Rを第4回転メンバM4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C1により入力軸lに結合可能にすると共に第1
ブレーキ81により固定可能とし、第4回転メンバM4
は第2ブレーキB2により固定可能とし、第3回転メン
パM3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Ml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クラッチC4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OWCI を設ける。これらクラッ
チC4、Ol’lC1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クラッチC
3に代り、第1回転メンハM1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ワンウェイクラッ
チ0111C2を設け、このワンウェイクラッチは第3
ブレーキB3の解放状態で第3回転メンバM3の逆転方
向(入力軸1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C1〜C3、81〜B3及びOWCI
, 011IC2  のうちの2個の締結により2つの
拘東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がで
きる。ここで第2図中回転メンパ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l:A:B:Cとすると
、第1、第2、第3遊星歯車組3〜5のギヤ比α1,α
2,α3は夫々 α+ = (1+A)÷(B+C) α2=B÷(1+A) α3=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。
丑;L表 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、1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(ワンウェイクラッチ)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。ワンウェイクラノチ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ェイクラッチ
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)達或でき
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、変速ショックの低減を
図り易い。又ワンウェイクラッチO W C 2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
ワンウェイクラッチ変速となし、この変速をブレーキB
2の締結のみにより達或できるようにする役割をも持つ
。又第3表においてく○〉は、エンジンスロソトル開度
を1/16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9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ブチ01
1’CIを介し入力軸1の回転を第3サンギヤ5Sにそ
のまま伝達する。ところで、第3リングギヤ5R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、反力受けの用をなし、第で正転され、前進第■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. 
Oll1[:2が空転し、エンジンブレーキが効かない
。この場合、これらワンウェイクラッチに並列配置した
第3クラッチ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。入力軸1の回転はクラッチ
C4及びワンウェイクラッチDIICIを経て第2及び
第3サンギヤ4S, 5Sに入力される。他方第2ブレ
ーキB2により第2リングギヤ4Rが固定されることか
ら、第2サンギヤ4Sの回転が第2キャリア4Cを経゛
C第3リングギヤ5Rに伝わるようになることから、第
3キャリア5Cが出力軸2と共に、れ、前進第2速を得
ることができる。ところで逆駆動時は、ワンウェイクラ
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ェイクラッチに並列
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1の回転はクラッチC4
及びワンウェイクラッチO ill C 1を経て第1
リングギヤ3R及び第3サンギヤ5Sに入力される。
他方、第1ブレーキB1により第1サンギヤ3Sが固定
されることから、第1リングギヤ3Rの回転が第1キャ
リア3Cを経て第3リングギヤ5Rに伝わり、これを第
2速時よりも高速で正転させるようになる。このため、
第3キャリア5Cが出力軸2と共に、され、前進第3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、ワンウェイクラッチ0111CI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
リングギヤ5Rが夫々入力軸1と一体的に、回転され、
第3遊星歯車組5のインターロツクにより第3キャリア
5C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、ワンウェイクラッチOWCI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M3 (3C, 4C, 5R)を入
力軸1と一体的に回転させると共に、第1ブレーキB1
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
が第1リングギヤ3Rを介し第3サンギヤ5Sを増速下
に正転させ、入力軸lと一体的に回転される第3リング
ギヤ5Rと相俟って出力軸2をができる。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■ブレーキ
B1の代わりに第2ブレーキB2を締結させて、第1サ
ンギヤ3Sに代え第2リングギヤ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。これにより第
2キャリア4Cが第2サンギヤ4Sを介し第3サンギヤ
5Sを更に高速で正転させるようになることから、第3
キャリア5Cは出力軸2R 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
により第1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M3を固定
する。これにより第1回転メンバM1が逆転されること
となり、第3キャリア5Cは出力A 第1速を得ることができる。
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
ヤ4Rを固定する。この場合第3リングギア5Rが第2
リングギヤ4Rを反六受けとして逆転されるようになる
ことから、第3キャリア5Cは出力軸2と共に一一 の
変速比で逆転され、後退A 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表中(2)の変速比を、遊星歯車組3
〜5のギヤ比α1〜α3が夫々実用可能な範囲のα, 
=0.594 ,  α2=0. 383α3=0.5
26のもとで実現させることができる。
(発明の効果) かくして本発明遊星歯車変速装置は請求項lの構或とし
たことにより、第1,第2及び第3遊星歯車組3〜5の
ギヤ比を製作上及び強度上不都合が生じない範囲内にお
さめたままでも、従来はかかるギヤ比範囲外の遊星歯車
組を用いないと実現不能だった例えば前記第2表中〈2
〉 の変速比を達或することができる。
更に、請求項2,3の構或にすれば、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■→2変速をワンウェイクラッチ変速と
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図は同じくその共線図、 第3図は従来の遊星歯車変速装置を示すスケルトン図、 第4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遊星歯車組5・・・
第3遊星歯車組   3S,4S, 5S・・・サンギ
ヤ3P, 4P, 5P,,5P2・・・ピニオン3R
. 4R, 5R・・・リングギヤ 3C, 4C, 
5C・・・キャリアC1・・・第1クラッチ    C
2・・・第2クラッチC3・・・第3クラッチ    
C4・・・第4クラッチOWCI・・・第1ワンウェイ
クラッチOWC2・・・第2ワンウェイクラノチB1・
・・第1ブレーキ    B2・・・第2ブレーキB3
・・・第3ブレーキ。 第2図 第3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、第2及
    び第3遊星歯車組を配置し、 第1遊星歯車組のリングギヤ、及び第2、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遊星歯車組のキャリア及び出力軸を一体結合して第
    2回転メンバとし、 第1、第2遊星歯車組のキャリア及び第3遊星歯車組の
    リングギヤを一体結合して第3回転メンバとし、 第2遊星歯車組のリングギヤを第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
    にすると共に、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。 3、請求項1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。
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