JPH0536660B2 - - Google Patents

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JPH0536660B2
JPH0536660B2 JP59189779A JP18977984A JPH0536660B2 JP H0536660 B2 JPH0536660 B2 JP H0536660B2 JP 59189779 A JP59189779 A JP 59189779A JP 18977984 A JP18977984 A JP 18977984A JP H0536660 B2 JPH0536660 B2 JP H0536660B2
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JP
Japan
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gear
speed
clutch
pinion carrier
planetary gear
Prior art date
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JP59189779A
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Japanese (ja)
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JPS6170252A (en
Inventor
Kazumi Hiraiwa
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(産業上の利用分野) 本発明は自動車等の車両に搭載される自動変速
機において補助変速装置に多用される遊星歯車
列、特にオーバードライブ変速段を含むような多
段化を可能にした遊星歯車列に関するものであ
る。 (従来の技術) 自動変速機の遊星歯車列としては従来、2つの
単純遊星歯車組によるシンプソン歯車列を用いて
前進4段の補助変速装置を構成した、例えば第5
図に示す米国GM社製のものがある。この遊星歯
車列は、2つの遊星歯車組G1及びG2のサンギヤ
S1及びS2、インターナルギヤR1及びR2、そして
ピニオンキヤリアPC1及びPC2を、入力軸I、出
力軸O、4つのクラツチCl1,Cl2,Cl3及びCl4
2つのブレーキBr1及びBr2、そして2つのワン
ウエイクラツチOWC1及びOWC2と、図に示すよ
うに連結したものである。従つて、クラツチCl1
Cl2,Cl3及びCl4、ブレーキBr1及びBr2、そして
ワンウエイクラツチOWC1及びOWC2を、次表の
如く選択作動(○印が作動)させることにより、
前進4段後退1段の変速作用を得ることができ
る。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a planetary gear train that is often used as an auxiliary transmission in automatic transmissions installed in vehicles such as automobiles, and in particular, a planetary gear train that enables multi-stage formation including an overdrive gear stage. It's about columns. (Prior Art) Conventionally, as a planetary gear train for an automatic transmission, a Simpson gear train consisting of two simple planetary gear sets is used to constitute an auxiliary transmission with four forward speeds.
There is one manufactured by GM in the US shown in the figure. This planetary gear train consists of two planetary gear sets G1 and G2.
S 1 and S 2 , internal gears R 1 and R 2 and pinion carriers PC 1 and PC 2 , input shaft I, output shaft O, four clutches Cl 1 , Cl 2 , Cl 3 and Cl 4 ,
Two brakes Br 1 and Br 2 and two one-way clutches OWC 1 and OWC 2 are connected as shown in the figure. Therefore, clutch Cl 1 ,
By selectively operating Cl 2 , Cl 3 and Cl 4 , brakes Br 1 and Br 2 , and one-way clutches OWC 1 and OWC 2 as shown in the table below (○ marks operate),
It is possible to obtain a shift action of 4 forward speeds and 1 reverse speed.

【表】 (発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記従来の自動変速機の遊星歯
車列にあつては、通常走行中多用する第2速にお
いて遊星歯車組G1,G2間で動力を循環させてい
るため、動力の伝達効率が低下するという問題点
と、第4速時にサンギヤS1が高回転(遊星歯車組
G1,G2の減速比が共に0.5の時、入力軸Iの回転
数の2.5倍)するため、サンギヤS1に連結する部
材の強度及びこれを指示する軸受けの強度を、耐
久性を考慮して大きくする必要があるという問題
点であつた。 一方、自動車に対する省エネルギー化の要求か
ら、効率の良いエンジン回転域を多用し、かつロ
ツクアツプにより伝達効率を高め得るよう、自動
変速機の補助変速装置にはオーバードライブ変速
段を含めた一層の多段化が求められているが、上
記従来の遊星歯車列では更なる多段化はその構成
上不可能であつた。 (問題点を解決するための手段) 本発明はシンプソン歯車列を発展させて上記多
段化の要求に応えると共に前述のような問題点を
生することのないようにした遊星歯車列を提案す
るもので、具体的には、第1サンギヤ、第1イン
ターナルギヤ及び第1ピニオンキヤリアよりなる
第1遊星歯車組と、第2サンギヤ、第2インター
ナルギヤ及び第2ピニオンキヤリアよりなる第2
遊星歯車組と、第3サンギヤ、第3インターナル
ギヤ及び第3ピニオンキヤリアよりなる第3遊星
歯車組とを具え、第1インターナルギヤを入力軸
に、第3ピニオンキヤリアを出力軸に夫々一体結
合すると共に、第1遊星歯車組を第1クラツスに
より適宜インターロツク可能とし、第2サンギヤ
を第1ブレーキにより適宜固定可能とすると共に
第2クラツチにより適宜第1サンギヤに結合可能
とし、第1ピニオンキヤリアを第3クラツチにり
適宜第2ピニオンキヤリアに、又第4クラツチに
より適宜第2インターナルギヤに結合可能とする
と共に、第2インターナルギヤを第3インターナ
ルギヤに一体結合し、第3サンギヤを第2ブレー
キにより適宜固定可能とすると共に第5クラツチ
により適宜第2ピニオンキヤリアに結合可能とし
たものである。 (作用) 上記のように構成した本発明遊星歯車列では、
第4クラツチの作動で前進第1速が、第4クラツ
チ及び第1ブレーキの作動で前進第2速が、第
1、第4クラツチ及び第1ブレーキの作動で前進
第3速が、第1、第3及び第5クラツチの作動で
前進第4速が、第1、第3、第5クラツチ及び第
1ブレーキの作動で前進第5速が得られ、又第
1、第2、第5クラツチ及び第2ブレーキの作動
で後退を得ることができる。さらに、第4、第5
クラツチ及び第1ブレーキの作動で上記前進第2
速と前進第3速との間に第2′速が、第3、第5ク
ラツチ及び第1ブレーキの作動で上記前進第3速
と前進第4速との間に第3′速が得られる。そして
上記前進第5速は、第2遊星歯車列の歯数比と第
3遊星歯車列の歯数比とからその減速比が定ま
り、常にオーバードライブ変速段となる。従つ
て、自動変速機の補助変速装置をオーバードライ
ブ変速段を含めて一層多段化することができる。 又、いずれの変速段においても、遊星歯車組間
での動力循環をさせていないから、走行中の動力
伝達効率を高めることができる。 更に、入力軸及び出力軸の回転数と比較して特
に高回転する歯車や部材がないから、強度を特に
考慮することなしに回転部材の耐久性を向上させ
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き詳細に説
明する。 第1図は本発明遊星歯車列の一実施態様で、図
中1は第1遊星歯車組、2は第2遊星歯車組、3
は第3遊星歯車組を夫々示し、これら遊星歯車組
1〜3を入力軸4と出力軸5との間に入力軸4の
側より順次配して同軸に設ける。 第1遊星歯車組1は、第1インターナルギア1
と第1サンギヤ1Sと、これらに噛合する第1ピ
ニオン1P及びこのピニオンを回転自在に支持す
る第1ピニオンキヤリア1Cとで構成し、第2遊
星歯車組2及び第2遊星歯車組3も夫々同様に、
第2、第3インターナルギヤ2R,3Rと、第2、
第3サンギヤ2S,3Sと、第2、第3ピニオン2
,3Pと、第2、第3ピニオンキヤリア2C,3C
とで構成する。 上記のようにした遊星歯車組1〜3の第1イン
ターナルギヤ1Rを入力軸4に、また第3ピニオ
ンキヤリア3Cを出力軸5に夫々一体結合し、更
に第1遊星歯車組1を第1クラツチC1により適
宜インターロツク可能とする。尚、当該実施例に
おいては第1クラツチC1により第1インターナ
ルギヤ1Rと第1サンギヤ1Sとを結合して、第1
遊星歯車組1をインターロツク、つまり要素間結
合し、全要素を一体回転するようにしているが、
これに代えて第3図に示すように第1インターナ
ルギヤと第1ピニオンキヤリアとの第1クラツチ
により結合したり、第4図に示すように第1ピニ
オンキヤリアと第1サンギヤとを第1クラツチに
より結合することによつて第1遊星歯車組1をイ
ンターロツクするようにしても良い。 そして、第1サンギヤ1Sと第2サンギヤ2S
を、第2クラツチC2により適宜結合可能とする
と共に、ワンウエイクラツチO/C1を介して第
1サンギヤ1Sが第2サンギヤ2Sに対し入力軸4
と同方向へのみ相対回転可能なように結合し、第
2サンギヤ2Sはまた第1ブレーキB1によつて適
宜固定可能とする。 第1ピニオンキヤリア1Cは、第3クラツチC3
により第2ピニオンキヤリア2Cに適宜結合可能
とすると共に、第4クラツチC4より第2インタ
ーナルギヤ2Rに適宜結合可能とし、第2インタ
ーナルギヤ2Rは第3インターナルギヤ3Rに一体
結合する。 更に、第2ピニオンキヤリア2Cと第3サンギ
ヤ3Sとを、第5クラツチC5により適宜結合可能
とすると共に、ワンウエイクラツチO/C2を介
して第2ピニオンキヤリア2Cが第3サンギヤ3S
に対し入力軸4と同方向へのみ相対回転可能なよ
うに結合し、第3サンギヤ3Sはまた第2ブレー
キによつて適宜固定可能とすると共にワンウエイ
クラツチO/C3によつて入力軸4と同方向への
み回転可能とする。 上記実施例の作用を次に説明する。第1図に示
す遊星歯車列は、第1乃至第5クラツチC1〜C5
及び第1、第2ブレーキB1,B2を次表に示すよ
うな組合せで選択的に作動させることで、同表に
示すような前進5段、後退1段の変速段を提供す
ることができる。尚、同表中○印が作動を示し、
(○)は作動するも動力伝達に関与しないものを
表す。また、α1は第1インターナルギヤ1Rに対
する第1サンギヤ1Sの歯数比、α2は第2インタ
ーナルギヤ2Rに対する第2サンギヤ2Sの歯数
比、α3は第3インターナルギヤ3Rに対する第3
サンギヤ3Sの歯数比を夫々示しており、減速比
の例はα1=0.45、α2=0.4、α3=0.4とした場合の
数値である。
[Table] (Problems to be Solved by the Invention) However, in the case of the planetary gear train of the conventional automatic transmission described above, power is not transferred between the planetary gear sets G 1 and G 2 in the second gear, which is often used during normal driving. Because of this, the power transmission efficiency decreases, and sun gear S 1 rotates at high speed in 4th gear (planetary gear assembly).
When the reduction ratio of G 1 and G 2 are both 0.5, the rotation speed of input shaft I is 2.5 times), so the strength of the member connected to sun gear S 1 and the strength of the bearing that directs this must be determined with durability in mind. The problem was that it needed to be made larger. On the other hand, due to the demand for energy conservation in automobiles, the auxiliary gear shifting devices of automatic transmissions are becoming more multi-staged, including overdrive gears, in order to make more use of the efficient engine speed range and increase transmission efficiency through lock-up. However, it has been impossible to further increase the number of stages in the conventional planetary gear train described above due to its structure. (Means for Solving the Problems) The present invention proposes a planetary gear train that is developed from the Simpson gear train to meet the above-mentioned multi-stage requirements and does not cause the above-mentioned problems. Specifically, a first planetary gear set includes a first sun gear, a first internal gear, and a first pinion carrier, and a second planetary gear set includes a second sun gear, a second internal gear, and a second pinion carrier.
The third planetary gear set includes a third sun gear, a third internal gear, and a third pinion carrier, and the first internal gear is integrated with the input shaft and the third pinion carrier is integrated with the output shaft. At the same time, the first planetary gear set can be appropriately interlocked by the first clutch, the second sun gear can be appropriately fixed by the first brake, and the second sun gear can be appropriately coupled to the first sun gear by the second clutch, and the first pinion The carrier can be coupled to the second pinion carrier as appropriate by the third clutch, and to the second internal gear as appropriate by the fourth clutch, and the second internal gear is integrally coupled to the third internal gear, and the second internal gear is integrally coupled to the third internal gear. The sun gear can be fixed as appropriate by the second brake, and can be coupled to the second pinion carrier as appropriate by the fifth clutch. (Function) In the planetary gear train of the present invention configured as described above,
The operation of the fourth clutch causes the first forward speed; the actuation of the fourth clutch and the first brake causes the second forward speed; the actuation of the first and fourth clutches and the first brake causes the third forward speed; The fourth forward speed is obtained by actuation of the third and fifth clutches, the fifth forward speed is obtained by actuation of the first, third, and fifth clutches and the first brake; Reverse movement can be achieved by applying the second brake. Furthermore, the fourth and fifth
The above-mentioned forward movement is achieved by the operation of the clutch and the first brake.
The 2' speed is obtained between the 3rd forward speed and the 3rd forward speed, and the 3'th speed is obtained between the 3rd forward speed and the 4th forward speed by the operation of the 3rd and 5th clutches and the first brake. . The reduction ratio of the fifth forward speed is determined by the tooth ratio of the second planetary gear train and the tooth ratio of the third planetary gear train, and the speed is always an overdrive speed. Therefore, the auxiliary transmission device of the automatic transmission can be made to have more stages including an overdrive gear stage. Furthermore, since no power is circulated between the planetary gear sets at any of the speeds, the power transmission efficiency during running can be improved. Furthermore, since there are no gears or members that rotate particularly high compared to the rotational speed of the input shaft and output shaft, the durability of the rotating members can be improved without particularly considering strength. (Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail based on the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the planetary gear train of the present invention, in which 1 is the first planetary gear set, 2 is the second planetary gear set, and 3 is the second planetary gear set.
1 and 2 respectively show third planetary gear sets, and these planetary gear sets 1 to 3 are arranged coaxially between the input shaft 4 and the output shaft 5 in order from the input shaft 4 side. The first planetary gear set 1 includes a first internal gear 1
R , a first sun gear 1S , a first pinion 1P meshing with these, and a first pinion carrier 1C rotatably supporting this pinion, and a second planetary gear set 2 and a second planetary gear set. Similarly, 3 also
second and third internal gears 2R , 3R ;
3rd sun gear 2S , 3S , 2nd and 3rd pinion 2
P , 3 P and second and third pinion carriers 2 C , 3 C
It consists of The first internal gears 1R of the planetary gear sets 1 to 3 as described above are integrally connected to the input shaft 4, and the third pinion carrier 3C is integrally connected to the output shaft 5, respectively, and the first planetary gear sets 1 The first clutch C1 allows appropriate interlocking. In this embodiment, the first internal gear 1 R and the first sun gear 1 S are connected by the first clutch C 1 to connect the first internal gear 1 R and the first sun gear 1 S.
The planetary gear set 1 is interlocked, that is, the elements are connected so that all the elements rotate together.
Alternatively, as shown in FIG. 3, the first internal gear and the first pinion carrier may be connected by a first clutch, or as shown in FIG. The first planetary gear set 1 may be interlocked by being coupled by a clutch. The first sun gear 1S and the second sun gear 2S can be appropriately coupled by the second clutch C2, and the first sun gear 1S is connected to the second sun gear 2S via the one-way clutch O/C1 . Input shaft 4
The second sun gear 2S can also be fixed as appropriate by the first brake B1 . The first pinion carrier 1 C is the third clutch C 3
The fourth clutch C4 can be connected to the second internal gear 2R , and the second internal gear 2R can be connected to the third internal gear 3R. Join together. Further, the second pinion carrier 2C and the third sun gear 3S can be connected appropriately by the fifth clutch C5 , and the second pinion carrier 2C can be connected to the third sun gear 3S via the one-way clutch O/C2. S
The third sun gear 3S can also be fixed as appropriate by a second brake, and can be connected to the input shaft 4 by a one-way clutch O/C 3. It is possible to rotate only in the same direction. The operation of the above embodiment will be explained next. The planetary gear train shown in FIG. 1 includes first to fifth clutches C1 to C5.
By selectively operating the first and second brakes B 1 and B 2 in combinations as shown in the table below, it is possible to provide five forward speeds and one reverse speed as shown in the table. can. In addition, the ○ mark in the same table indicates operation.
(○) indicates something that operates but does not participate in power transmission. Further, α 1 is the ratio of the number of teeth of the first sun gear 1 S to the first internal gear 1 R , α 2 is the ratio of the number of teeth of the second sun gear 2 S to the second internal gear 2 R , and α 3 is the ratio of the number of teeth of the second sun gear 2 S to the first internal gear 1 R, Null Gear 3 3rd for R
The tooth number ratio of the sun gear 3S is shown, and examples of the reduction ratio are numerical values when α 1 =0.45, α 2 =0.4, and α 3 =0.4.

【表】【table】

【表】 前進自動変速走行Dレンジで第1速を選択する
場合、第4クラツチC4を作動させる。この時入
力軸4から第1インターナルギヤ1Rに伝達され
た動力は第1ピニオンキヤリア1Cを回転させ、
この回転は第4クラツチC4を介して第2インタ
ーナルギヤ2Rと第3インターナルギヤ3Rとに伝
達され、第3インターナルギヤ3Rの回転は第3
サンギヤ3SがワンウエイクラツチO/C3により
回転を阻止されているため第3ピニオンキヤリア
Cを介し出力軸5より取出される。一方、第2
インターナルギヤ2Rの回転は第2ピニオンキヤ
リア2CがワンウエイクラツチO/C2,O/C3
介し回転を阻止されているため、第2サンギヤ2
、ワンウエイクラツチO/C1を介し第1サンギ
ヤ1Sに伝達されてこれを逆転させる。従つて減
速比(1+α1+α1/α2)(1+α3)の前進第1速
が得られる。 前進第2速を選択する場合、上記第1速の場合
に加えて第1ブレーキB1を作動させる。この時
第1ブレーキB1が第2サンギヤ2Sを固定すると
共に、ワンウエイクラツチO/C1を介して第1
サンギヤ1Sの逆転を阻止するから、第1インタ
ーナルギヤ1Rに入力された回転は第1サンギヤ
Sが固定された状態で第1ピニオンキヤリア1C
に伝達される。この回転は第4クラツチC4を介
して第3インターナルギヤ3Rに伝わり、第3サ
ンギヤ3SがワンウエイクラツチO/C3によつて
回転を阻止されていることから第3インターナル
ギヤ3Rの回転は第3ピニオンキヤリア3Cを介し
出力軸5より取出される。従つて、減速比(1+
α1)(1+α3)の前進第2速を得ることができる。 前進第3速を選択する場合、上記第2速の場合
に加えて第1クラツチC1を作動させる。この時
第1クラツチC1が第1遊星歯車組1をインター
ロツクするから、入力軸4の回転はそのまま第4
クラツチC4を介し第3インターナルギヤ3Rに伝
達され、第3インターナルギヤ3Rの回転は第3
サンギヤ3SがワンウエイクラツチO/C3により
回転を阻止されているため第3ピニオンキヤリア
Cを介し出力軸5より読出される。従つて、減
速比1+α3の前進第3速が得られる。なお、第1
ブレーキB1は動力伝達には関与していないが、
同じく動力伝達に関与していない第2ピニオンキ
ヤリア2Cが停止すると第2サンギヤ2Sが高速で
逆転するため、作動させておく方が良い。 前進第4速を選択する場合、上記第3速の状態
から第4クラツチC4非作動にし、代りに第3ク
ラツチC3及び第5クラツチC5を作動させる。こ
の時第1遊星歯車組1は第1クラツチC1によつ
てインターロツクされ、入力軸4の回転はそのま
ま第3クラツチC3を介して第2ピニオンキヤリ
ア2Cに伝達される。この回転は、第2インター
ナルギヤ2Rを介して第3インターナルギヤ3R
に、また第5クラツチC5介して第3サンギヤ3S
に伝わり、第3ピニオンキヤリア3Cを介して出
力軸5より取出される。この時出力軸5に加わる
トルク反力は第2ピニオンキヤリア2C及び第2
インターナルギヤ2Rを介して第2サンギヤ2S
回転を速めるように働くが、第2サンギヤ2S
ワンウエイクラツチO/C1によつて第1遊星歯
車組1の各要素より高回転することを阻止されて
いるから第1サンギヤ1Sと同回転となる。この
ため第2サンギヤ2Sと第2ピニオンキヤリア2C
とは同回転となつて第2遊星歯車組2をインター
ロツクし、これにより第3サンギヤ3Sと第3イ
ンターナルギヤ3Rも同回転となつて第3遊星歯
車組3をインターロツクする。従つて、減速比1
の前進第4速を得ることができる。 前進第5速を選択する場合、上記第4速の場合
に加えて第1ブレーキB1を作動させる。この時
第1遊星歯車組1は第1クラツチC1によつてイ
ンターロツクされ、入力軸4の回転はそのまま第
3クラツチC3を介して第2ピニオンキヤリアに
伝えられる。この回転は第2インターナルギヤ2
を介して第3インターナルギヤ3Rに伝達される
が、第2サンギヤ2Sを第1ブレーキB1により固
定しているので増速されている。第2ピニオンキ
ヤリア2Cの回転はまた、第4クラツチC4介して
そのまま第3サンギヤ3Sに伝達される。このた
め第3ピニオンキヤリア3Cは増速されて出力軸
5を回転させる。従つて、減速比(1+α3)/
(1+α2+α3)のオーバードライブ(減速比が1
未満の伝達)にる前進第5速が得られる。 後退変速段を選択する場合、第1、第2、第5
クラツチC1,C2,C5及び第2ブレーキB2を作動
させる。この時第1クラツチC1により第1遊星
歯車組1がインターロツクされ、入力軸4の回転
は第2サンギヤ2Sにそのまま伝達される。この
回転は、第2ピニオンキヤリア2Cが第5クラツ
チC5を介して第2ブレーキB2により固定されて
いるため、逆転して第2インターナルギヤ2R
伝わる。第2インターナルギヤ2Rは第3インタ
ーナルギヤ3R及び第3ピニオンキヤリア3Cを介
して出力軸5を回転させる。従つて、減速比−
(1+α3)/α2の後退変速段を得ることができる。 前進エンジンブレーキ走行Lレンジで第1速乃
至第4速を選択する場合、第1、第2クラツチ
C1,C2、第4、第5クラツチC4,C5及び第1、
第2ブレーキB1,B2を前記表に示すような組合
せで選択的に作動させることで、当該各変速段を
得ることができる。この場合、前記前進自動変速
レンジにおいて入力軸4から出力軸5への動力伝
達に関与していたワンウエイクラツチは、そのワ
ンウエイクラツチに並設したクラツチの作動に置
換えてあるため、逆方向の力の伝達が可能になつ
ている。これにより、車両の駆動車輪に逆駆動力
が加わつた場合は、この力を出力軸5から入力軸
4に伝達して、エンジンブレーキをきかせること
を可能としている。 尚、各クラツチ及びブレーキの前記表に示す組
合せでの選択作動により、前進第2速と前進第3
速との間に第2′速を、また前進第3速と前進第4
速との間に第3′速を得ることもできる。 以上のようにして、当該実施例においては自動
車用手動5段変速機に極めて近い変速比が得られ
る。またパワーバンドの狭いエンジン等と組合わ
せる場合には、上記第2′速と第3′速とを加え7段
変速として用いることもできる。 次に、上記実施例における遊星歯車組1〜3の
各要素1R〜3R,1S〜3S,1C〜3C間の回転速
度の関係を示すと第2図のようになる。図中、回
転数を中央で0、上方で正転、下方で逆転として
縦軸にとり、各要素間の距離比を前記歯数比α1
α3に対応させ、夫々サンギヤ及びピニオンキヤリ
ア間を1とした時ピニオンキヤリア及びインター
ナルギヤ間がαとなるようにして横軸にとる。そ
して、互いに結合する要素の回転数を共通の縦線
上に示す。 同図において各変速段での出力回転数は以下の
ようにして求まる。即ち、前進第1速、第2′速で
は入力要素である第1インターナルギヤ1Rの回
転数がaであり、第1速では第2ピニオンキヤリ
ア2C及び第3サンギヤ3Sの回転数0、第2′速で
は第1、第2サンギヤの回転数が0であるから、
これらに対応する点間を結ぶ直線と、出力要素で
ある第3ピニオンキヤリア3Cの回転数を表す縦
線との交点F1,F2′が夫々第1速、第2′速での出
力回転数を示すことになる。また第2速では、第
3インターナルギヤ3Rが第2′速時における第1
ピニオンキヤリア1Cと同回転数となるが、第3
サンギヤ3Sが回転数0となるため、これらを示
す点間を結ぶ直線と第3ピニオンキヤリア3C
回転数を表す縦線との交点F2が第2速での出力
回転数を示すことになる。 第3速では、第3インターナルギヤ3Rの回転
数が第1インターナルギヤ1Rと等しいaとなる
が、第3サンギヤ3Sの回転数が0となるため、
これらを示す点間を結ぶ直線と第3ピニオンキヤ
リア3Cの回転数を表す縦線との交点F3が第3速
での出力回転数を示すことになる。また第3′速で
は、第2ピニオンキヤリア2Cが第2′速時におけ
る第1ピニオンキヤリア1Cと同回転となり、第
2サンギヤ2Sが回転数0となることから第2、
第3インターナルギヤ2R,3Rの回転数を示す点
が定まる。そして、第3サンギヤ3Sは第2ピニ
オンキヤリアと同回転になるため、これらを示す
点間を結ぶ直線と第3ピニオンキヤリア3Cの回
転数を表す縦線との交点F3′が第3′速での出力回
転数を示すことになる。 第4速では全ての要素が一体回転するから、第
1インターナルギヤ1Rの回転数aを示す点から
水平に延ばした直線と第3ピニオンキヤリア3C
の回転数を表す縦線との交点F4が第4速での出
力回転数を示すことになる。また第5速では、第
2ピニオンキヤリア2Cの回転数が第1インター
ナルギヤと等しいaとなり、第2サンギヤ2S
回転数0となることから第2、第3インターナル
ギヤ2R,3Rの回転数を示す点が定まる。そして
第3サンギヤ3Sは第2ピニオンキヤリアと同回
転になるため、これらを示す点間を結ぶ直線と第
3ピニオンキヤリア3Cの回転数を表す縦線との
交点F5が第5速での出力回転数を示すことにな
る。 後退変速段では、第2サンギヤ2Sの回転数が
第1インターナルギヤと等しいaとなり、第2ピ
ニオンキヤリア2Cが回転数0となることから第
2、第3インターナルギヤ2R,3Rの逆転した回
転数を示す点が定まる。そして、第3サンギヤ3
は回転数0となるため、これらを示す点間を結
ぶ直線と第3ピニオンキヤリア3Cの回転数を表
す縦線との交点Rが後退変速段を示すことにな
る。 なお、周知のように、二つの遊星歯車組間の結
合パターンが、サンギヤ同士およびインターナル
ギヤ同士を結合した場合や、サンギヤ同士および
ピニオンキヤリア同士を結合した場合、インター
ナルギヤ同士およびピニオンキヤリア同士を結合
した場合等の所定のパターンの場合には、それら
の遊星歯車組間で動力循環が生ずるが、この実施
例の遊星歯車列では、第2図の共線図および表に
示す各要素の結合関係から明らかなように、何れ
の変速段でも、二つの遊星歯車組間で動力循環が
生ずるような結合パターンは発生しない。 従つてこの実施例の遊星歯車列によれば、動力
伝達効率を高めることができる。 (発明の効果) かくして本発明遊星歯車列は、シンプソン歯車
列に単純遊星歯車組を1つ加えた発展型とするこ
とにより、無理のない構成で、高速走行時の燃費
を良好ならしめるオーバードライブ変速段を含め
て一層の多段化を図つたから、自動車用手動5段
変速機に極めて近い変速比を持つ自動変速機の補
助変速装置を構成することができる。また、パワ
ーバンドの狭いエンジンや低出力のエンジン等と
組合わせる場合には、7段変速として用いること
もできる。従つて、効率の良いエンジン回転域を
多用でき、かつロツクアツプにより動力伝達効率
を高められるので、エネルギー効率が良くなると
いう効果が得られる。 また、遊星歯車組間の動力循環を全ての変速段
で生じないようにしたことも、動力伝達効率を高
めることに寄与している。 更に、入力軸及び出力軸の回転数と比較して特
に高回転する歯車や部材を無くし、回転部材の耐
久性を向上させたから、自動変速機としての信頼
性を増すことができるといつた効果もあわせて有
している。
[Table] When selecting 1st speed in forward automatic shift driving D range, operate the 4th clutch C4 . At this time, the power transmitted from the input shaft 4 to the first internal gear 1R rotates the first pinion carrier 1C ,
This rotation is transmitted to the second internal gear 2R and the third internal gear 3R via the fourth clutch C4 , and the rotation of the third internal gear 3R is transmitted to the third internal gear 3R.
Since the sun gear 3S is prevented from rotating by the one-way clutch O/ C3 , it is taken out from the output shaft 5 via the third pinion carrier 3C . On the other hand, the second
The rotation of the internal gear 2R is prevented from rotating by the second pinion carrier 2C via the one-way clutches O/C 2 and O/C 3 .
S , is transmitted to the first sun gear 1S via the one-way clutch O/ C1 to reverse the rotation. Therefore, a first forward speed with a reduction ratio of (1+α 112 )(1+α 3 ) is obtained. When selecting the second forward speed, the first brake B1 is operated in addition to the case of the first speed. At this time, the first brake B1 fixes the second sun gear 2S , and the first brake B1 fixes the second sun gear 2S, and the first brake
Since the sun gear 1 S is prevented from reversing, the rotation input to the first internal gear 1 R is applied to the first pinion carrier 1 C while the first sun gear 1 S is fixed.
is transmitted to. This rotation is transmitted to the third internal gear 3R via the fourth clutch C4 , and since the third sun gear 3S is prevented from rotating by the one-way clutch O/ C3 , the rotation is transmitted to the third internal gear 3R via the fourth clutch C4. The rotation of R is taken out from the output shaft 5 via the third pinion carrier 3C . Therefore, the reduction ratio (1+
A second forward speed of α 1 )(1+α 3 ) can be obtained. When selecting the third forward speed, the first clutch C1 is actuated in addition to the case of the second speed. At this time, the first clutch C1 interlocks the first planetary gear set 1, so the rotation of the input shaft 4 continues as it is.
The rotation of the third internal gear 3R is transmitted through the clutch C4 to the third internal gear 3R .
Since the sun gear 3S is prevented from rotating by the one-way clutch O/ C3 , the signal is read out from the output shaft 5 via the third pinion carrier 3C . Therefore, the third forward speed with a reduction ratio of 1+α 3 is obtained. In addition, the first
Brake B 1 is not involved in power transmission, but
If the second pinion carrier 2C , which is also not involved in power transmission, stops, the second sun gear 2S will reverse at high speed, so it is better to keep it operating. When selecting the fourth forward speed, the fourth clutch C4 is deactivated from the third speed state, and the third clutch C3 and fifth clutch C5 are activated instead. At this time, the first planetary gear set 1 is interlocked by the first clutch C1 , and the rotation of the input shaft 4 is directly transmitted to the second pinion carrier 2C via the third clutch C3 . This rotation is transmitted through the second internal gear 2R to the third internal gear 3R.
Also, the third sun gear 3S is connected via the fifth clutch C5 .
and is taken out from the output shaft 5 via the third pinion carrier 3C . At this time, the torque reaction force applied to the output shaft 5 is applied to the second pinion carrier 2C and the second
It works to speed up the rotation of the second sun gear 2S via the internal gear 2R , but the second sun gear 2S rotates faster than each element of the first planetary gear set 1 due to the one-way clutch O/C 1 . Since this is prevented, the rotation is the same as that of the first sun gear 1S . Therefore, the second sun gear 2S and the second pinion carrier 2C
The third sun gear 3S and the third internal gear 3R also rotate in the same manner to interlock the second planetary gear set 2, thereby interlocking the third planetary gear set 3. Therefore, the reduction ratio 1
4th forward speed can be obtained. When selecting the fifth forward speed, the first brake B1 is operated in addition to the case of the fourth speed. At this time, the first planetary gear set 1 is interlocked by the first clutch C1 , and the rotation of the input shaft 4 is directly transmitted to the second pinion carrier via the third clutch C3 . This rotation is caused by the second internal gear 2.
It is transmitted to the third internal gear 3R via R , but the speed is increased because the second sun gear 2S is fixed by the first brake B1 . The rotation of the second pinion carrier 2C is also directly transmitted to the third sun gear 3S via the fourth clutch C4 . Therefore, the speed of the third pinion carrier 3C is increased to rotate the output shaft 5. Therefore, reduction ratio (1+α 3 )/
(1 + α 2 + α 3 ) overdrive (reduction ratio is 1
A fifth forward speed is obtained with a transmission of less than When selecting reverse gear, the 1st, 2nd, and 5th
Activate clutches C 1 , C 2 , C 5 and second brake B 2 . At this time, the first planetary gear set 1 is interlocked by the first clutch C1, and the rotation of the input shaft 4 is directly transmitted to the second sun gear 2S . Since the second pinion carrier 2C is fixed by the second brake B2 via the fifth clutch C5 , this rotation is reversely transmitted to the second internal gear 2R . The second internal gear 2R rotates the output shaft 5 via the third internal gear 3R and third pinion carrier 3C . Therefore, the reduction ratio -
A reverse gear position of (1+α 3 )/α 2 can be obtained. When selecting 1st to 4th speeds in the forward engine brake running L range, the first and second clutches
C 1 , C 2 , fourth and fifth clutches C 4 , C 5 and first,
By selectively operating the second brakes B 1 and B 2 in combinations as shown in the table above, each gear stage can be obtained. In this case, the one-way clutch that was involved in transmitting power from the input shaft 4 to the output shaft 5 in the forward automatic transmission range is replaced by the operation of a clutch installed parallel to the one-way clutch, so that the force in the opposite direction is transmission is becoming possible. Thereby, when reverse driving force is applied to the drive wheels of the vehicle, this force is transmitted from the output shaft 5 to the input shaft 4, making it possible to apply engine braking. By selectively operating the clutches and brakes in the combinations shown in the table above, the second forward speed and the third forward speed can be achieved.
2' speed between the 3rd and 4th forward speeds.
It is also possible to obtain a 3' speed between the two speeds. As described above, in this embodiment, a gear ratio extremely close to that of a manual five-speed transmission for an automobile can be obtained. Furthermore, when used in combination with an engine with a narrow power band, the 2' speed and the 3' speed can be added to form a 7-speed transmission. Next, FIG. 2 shows the relationship of rotational speeds among the respective elements 1 R to 3 R , 1 S to 3 S , and 1 C to 3 C of the planetary gear sets 1 to 3 in the above embodiment. In the figure, the vertical axis represents the rotation speed as 0 in the center, normal rotation at the top, and reverse rotation at the bottom, and the distance ratio between each element is expressed as the tooth number ratio α 1 ~
The horizontal axis corresponds to α 3 , and when the distance between the sun gear and the pinion carrier is set to 1, the distance between the pinion carrier and the internal gear becomes α. The rotational speeds of the elements coupled to each other are then shown on a common vertical line. In the figure, the output rotation speed at each gear stage is determined as follows. That is, in the first forward speed and the 2' forward speed, the rotation speed of the first internal gear 1R , which is the input element, is a, and in the first speed, the rotation speed of the second pinion carrier 2C and the third sun gear 3S is Since the rotational speed of the first and second sun gears is 0 at 0 and 2' speeds,
The intersection points F 1 and F 2 ′ of the straight line connecting these corresponding points and the vertical line representing the rotation speed of the third pinion carrier 3 C , which is the output element, are the output at 1st speed and 2′ speed, respectively. It will show the number of rotations. In addition, in 2nd speed, the 3rd internal gear 3R is
The rotation speed is the same as pinion carrier 1 C , but the 3rd
Since the rotation speed of sun gear 3S is 0, the intersection point F2 between the straight line connecting these points and the vertical line representing the rotation speed of the third pinion carrier 3C indicates the output rotation speed in 2nd gear. become. In the third speed, the rotation speed of the third internal gear 3R is a, which is equal to the first internal gear 1R , but the rotation speed of the third sun gear 3S is 0, so
The intersection point F3 between the straight line connecting these points and the vertical line representing the rotation speed of the third pinion carrier 3C indicates the output rotation speed in the third speed. In addition, in the 3' speed, the second pinion carrier 2C rotates at the same speed as the first pinion carrier 1C in the 2' speed, and the second sun gear 2S has a rotation speed of 0.
A point indicating the rotation speed of the third internal gears 2 R and 3 R is determined. Since the third sun gear 3S rotates at the same time as the second pinion carrier, the intersection point F3 ' between the straight line connecting these points and the vertical line representing the rotation speed of the third pinion carrier 3C is the third sun gear 3S. It shows the output rotation speed at 'speed. In 4th gear, all elements rotate together, so a straight line extended horizontally from the point indicating the rotation speed a of the first internal gear 1 R and the third pinion carrier 3 C
The intersection point F4 with the vertical line representing the rotational speed indicates the output rotational speed in the fourth gear. In addition, in the fifth speed, the rotation speed of the second pinion carrier 2C is a, which is equal to that of the first internal gear, and the rotation speed of the second sun gear 2S is 0, so that the second and third internal gears 2R , 3 The point indicating the rotation speed of R is determined. Since the third sun gear 3S rotates at the same time as the second pinion carrier, the intersection point F5 between the straight line connecting these points and the vertical line representing the rotation speed of the third pinion carrier 3C is the fifth gear. This indicates the output rotation speed. In the reverse gear, the rotation speed of the second sun gear 2S is equal to that of the first internal gear, and the rotation speed of the second pinion carrier 2C is 0, so that the second and third internal gears 2R , 3 The point indicating the reversed rotation speed of R is determined. And third sun gear 3
Since the rotation speed S is 0, the intersection point R between the straight line connecting these points and the vertical line representing the rotation speed of the third pinion carrier 3C indicates the reverse gear. As is well known, the coupling pattern between two planetary gear sets is such that when the sun gears are coupled together and the internal gears are coupled together, when the sun gears are coupled together and the pinion carriers are coupled together, the coupling pattern between the internal gears and the pinion carriers is different. In the case of a predetermined pattern such as when two planetary gear sets are combined, power circulation occurs between the planetary gear sets, but in the planetary gear train of this embodiment, each element shown in the alignment chart and table of As is clear from the coupling relationship, no coupling pattern occurs in which power circulation occurs between the two planetary gear sets at any of the speeds. Therefore, according to the planetary gear train of this embodiment, power transmission efficiency can be improved. (Effects of the Invention) Thus, the planetary gear train of the present invention is an advanced version of the Simpson gear train with one simple planetary gear set added, so it has a reasonable configuration and an overdrive that improves fuel efficiency during high-speed running. By increasing the number of gears including gears, it is possible to configure an auxiliary transmission for an automatic transmission having a gear ratio extremely close to that of a manual five-speed automobile transmission. Furthermore, when used in combination with an engine with a narrow power band or a low output engine, it can also be used as a 7-speed transmission. Therefore, the efficient engine rotation range can be used extensively, and the power transmission efficiency can be increased by locking up, so that the effect of improving energy efficiency can be obtained. Furthermore, the fact that power circulation between the planetary gear sets does not occur at all gears also contributes to increasing power transmission efficiency. Furthermore, the durability of the rotating parts has been improved by eliminating gears and other parts that rotate at a particularly high speed compared to the rotational speed of the input and output shafts, which has the effect of increasing reliability as an automatic transmission. It also has.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明自動変速機の遊星歯車列の一実
施例を示す半部スケルトン図、第2図は同遊星歯
車列における遊星歯車構成要素の回転速度線図、
第3図および第4図は夫々本発明の他の例を示す
要部スケルトン図、第5図は従来の遊星歯車列を
示す半部スケルトン図である。 1……第1遊星歯車組、1R……第1インター
ナルギヤ、1C……第1ピニオンキヤリア、1S
…第1サンギヤ、2……第2遊星歯車組、2R
…第2インターナルギヤ、2C……第2ピニオン
キヤリア、2S……第2サンギヤ、3……第3遊
星歯車組、3R……第3インターナルギヤ、3C
…第3ピニオンキヤリア、3S……サンギヤ、4
……入力軸、5……出力軸、C1……第1クラツ
チ、C2……第2クラツチ、C3……第3クラツチ、
C4……第4クラツチ、C5……第5クラツチ、B1
……第1ブレーキ、B2……第2ブレーキ、O/
C1,O/C2,O/C3……ワンウエイクラツチ。
FIG. 1 is a half-skeleton diagram showing an embodiment of the planetary gear train of the automatic transmission of the present invention, and FIG. 2 is a rotational speed diagram of the planetary gear components in the planetary gear train.
FIGS. 3 and 4 are main part skeleton diagrams showing other examples of the present invention, and FIG. 5 is a half skeleton diagram showing a conventional planetary gear train. 1...First planetary gear set, 1 R ...First internal gear, 1 C ...First pinion carrier, 1 S ...
...First sun gear, 2...Second planetary gear set, 2 R ...
...Second internal gear, 2 C ...Second pinion carrier, 2 S ...Second sun gear, 3...Third planetary gear set, 3 R ...Third internal gear, 3 C ...
…3rd pinion carrier, 3 S …Sun gear, 4
... Input shaft, 5 ... Output shaft, C 1 ... First clutch, C 2 ... Second clutch, C 3 ... Third clutch,
C 4 ... 4th clutch, C 5 ... 5th clutch, B 1
...First brake, B 2 ...Second brake, O/
C 1 , O/C 2 , O/C 3 ...One-way clutch.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 第1サンギヤ、第1インターナルギヤ及び第
1ピニオンキヤリアよりなる第1遊星歯車組と、
第2サンギヤ、第2インターナルギヤ及び第2ピ
ニオンキヤリアよりなる第2遊星歯車組と、第3
サンギヤ、第3インターナルギヤ及び第3ピニオ
ンキヤリアよりなる第3遊星歯車組とを具え、第
1インターナルギヤを入力軸に、第3ピニオンキ
ヤリアを出力軸に夫々一体結合すると共に、第1
遊星歯車組を第1クラツチにより適宜インターロ
ツク可能とし、第2サンギヤを第1ブレーキによ
り適宜固定可能とすると共に第2クラツチにより
適宜第1サンギヤに結合可能とし、第1ピニオン
キヤリアを第3クラツチにより適宜第2ピニオン
キヤリアに、又第4クラツチにより適宜第2イン
ターナルギヤに結合可能とすると共に、第2イン
ターナルギヤを第3インターナルギヤに一体結合
し、第3サンギヤを第2ブレーキにより適宜固定
可能とすると共に第5クラツチにより適宜第2ピ
ニオンキヤリアに結合可能としたことを特徴とす
る自動変速機の遊星歯車列。
1 A first planetary gear set consisting of a first sun gear, a first internal gear, and a first pinion carrier;
a second planetary gear set consisting of a second sun gear, a second internal gear and a second pinion carrier;
a third planetary gear set including a sun gear, a third internal gear, and a third pinion carrier; the first internal gear is integrally connected to the input shaft, the third pinion carrier is integrally connected to the output shaft, and the first
The planetary gear set can be appropriately interlocked by the first clutch, the second sun gear can be properly fixed by the first brake, and can be connected to the first sun gear by the second clutch, and the first pinion carrier can be connected by the third clutch. The second internal gear can be coupled to the second pinion carrier as appropriate and the second internal gear as appropriate by the fourth clutch, and the second internal gear can be integrally coupled to the third internal gear, and the third sun gear can be coupled as appropriate to the second internal gear by the second brake. A planetary gear train for an automatic transmission, characterized in that it can be fixed and can be connected to a second pinion carrier as appropriate by a fifth clutch.
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JPS5032357A (en) * 1973-07-24 1975-03-29

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