JPH06221388A - 自動変速機用歯車変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 全体としての構成を小型化し、また変速制御
の容易なものとする。 【構成】 主軸３とこれと同一軸線上の第１遊星歯車機
構１のサンギヤ１S とを連結するクラッチ手段Ｋ1 と、
そのサンギヤ１S を固定するブレーキ手段Ｂ1 と、その
第１遊星歯車機構１のキャリヤ１C と主軸３とを連結す
るクラッチ手段Ｋ2 と、そのキャリヤ１C を固定するブ
レーキ手段Ｂ2 と、副軸４と同一軸線上の第２遊星歯車
機構２の２つの回転要素を連結して第２遊星歯車機構２
を一体回転させるクラッチ手段Ｋ3 と、第２遊星歯車機
構２のキャリヤ２C を固定するブレーキ手段Ｂ3 とを備
え、各遊星歯車機構１，２のサンギヤ１S ，２S 同士が
逆方向回転伝動手段７を介して連結されるとともに、各
遊星歯車機構１，２のリングギヤ１R ．２R 同士が順方
向回転伝動手段６を介して連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両の自動変速機で
使用される歯車変速装置に関し、特に、主軸に対して同
一軸線上に配置した遊星歯車機構と、主軸に対して平行
な副軸と同一軸線上に設けた遊星歯車機構との間で、ア
イドラギヤを介在させたカウンタドライブギヤ対などの
逆方向回転伝動手段と、アイドラギヤのないカウンタギ
ヤ対などの順方向回転伝動手段とを介してトルクの伝達
を行うよう構成した歯車変速装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の歯車変速装置では、主軸の一端
側からトルクを入力し、かつ主軸の入力端と同じ端部側
に位置する副軸の端部から出力する構成であって、入力
した動力を軸線方向において折り返して出力するから、
その軸長を短くすることができる。そのためこの種の歯
車変速装置は、ＦＦ車（フロントエンジン・フロントド
ライブ車）やＲＲ車（リヤエンジン・リヤドライブ車）
などのエンジンを車体に対して横向きに置く車両に搭載
される自動変速機に適している。その一例が特開平４−
７３４４５号公報に記載されている。

【０００３】その構造を簡単に説明すると、タービン軸
に連結してある入力軸と同一軸線上に第１遊星歯車機構
が配置されるとともに、その入力軸と平行に出力ギヤが
配置され、この出力ギヤと同一軸線上に第２遊星歯車機
構が配置されている。入力軸は第１遊星歯車機構のリン
グギヤに一体的に連結されるとともに、入力軸と第１遊
星歯車機構のサンギヤとの間にクラッチが設けられ、ま
たそのサンギヤを固定するブレーキが設けられている。
さらに第１遊星歯車機構のキャリヤは、入力軸と同一軸
線上に設けた第１カウンタギヤに連結されている。この
第１カウンタギヤに噛合している第２カウンタギヤは、
出力ギヤと同一軸線上に配置されており、この第２カウ
ンタギヤと第２遊星歯車機構のサンギヤとの間、および
第２カウンタギヤと第２遊星歯車機構のリングキヤとの
間のそれぞれにクラッチが設けられている。また第２遊
星歯車機構のサンギヤを固定するブレーキが設けられて
いる。そして出力ギヤは、第２遊星歯車機構のキャリヤ
に連結されている。

【０００４】一方、入力軸の軸線上でかつ出力ギヤと同
一の軸方向位置にギヤが配置され、このギヤと出力ギヤ
との間にアイドラギヤが介在させられ、さらに入力軸と
前記ギヤとの間にクラッチが設けられている。すなわち
これらのギヤおよびアイドラギヤならびに出力ギヤは、
動力の出力方向が入力端であるトルクコンバータ側であ
ることから、いわゆる逆方向回転伝動機構となってお
り、そのギヤと入力軸との間のクラッチのみを係合させ
ることにより、出力ギヤには逆方向回転伝動機構のみを
介して動力が伝達され、その結果、後進段が設定され
る。そして複数の前進段は、他のクラッチおよびブレー
キを適宜に係合あるいは解放することにより、各遊星歯
車機構が変速作用を行って設定される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の歯車変
速装置は、１対のカウンタギヤからなるいわゆる順方向
回転伝動機構と、前述したいわゆる逆方向回転伝動機構
との２つの伝動手段によって入力軸側から出力ギヤ側に
動力を伝達するよう構成されているが、それらのうち逆
方向回転伝動機構は、後進段を設定する場合にのみ使用
し、複数の前進段を設定する場合には、順方向回転伝動
機構のみによって入力軸から出力ギヤ側にトルクを伝達
している。すなわち上述した従来の装置は、遊星歯車機
構が反転作用を行い得るものであっても、これを利用せ
ずに後進段を設定する構成としているために、各変速段
を設定するためのクラッチやブレーキなどの摩擦係合装
置の必要数が多くなってしまい、歯車変速装置自体が大
型化し、またこれを使用する自動変速機が大型化するお
それがあった。また上記従来の変速装置では、前進５段
・後進１段の変速段を設定することができるが、所定の
２つの中間段の間での変速の際に、それまで係合してい
た全ての摩擦係合装置を解放すると同時に他の複数の摩
擦係合装置を係合させる制御を行わなければならない。
そのために変速ショックが大きくなったり、あるいは変
速のための制御が難しくなったりするおそれが多分にあ
った。

【０００６】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たもので、順方向回転伝動手段と逆方向回転伝動手段と
の２つの伝動手段を、前進段を設定する際に有効に機能
させることにより、変速制御が容易で、また小型化を図
ることのできる歯車変速装置を提供することを目的とす
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、相互に平行に配置した主軸と副軸と
のそれぞれと同一軸線上に遊星歯車機構が設けられると
ともに、主軸側の所定の回転部材と副軸側の所定の回転
部材とが順方向回転伝動手段を介して連結され、かつ主
軸側の他の回転部材と副軸側の他の回転部材とが逆方向
回転伝動手段を介して連結された自動変速機用歯車変速
装置であって、主軸に対して同一軸線上に配置された第
１遊星歯車機構のサンギヤと主軸とを選択的に連結する
クラッチ手段と、そのサンギヤを選択的に固定するブレ
ーキ手段と、その第１遊星歯車機構のキャリヤと主軸と
を選択的に連結するクラッチ手段と、そのキャリヤを選
択的に固定するブレーキ手段と、副軸に対して同一軸線
上に配置された第２遊星歯車機構の２つの回転要素を選
択的に連結して第２遊星歯車機構を一体回転させるクラ
ッチ手段と、第２遊星歯車機構のキャリヤを選択的に固
定するブレーキ手段とを備え、各遊星歯車機構のサンギ
ヤ同士が前記逆方向回転伝動手段を介して連結されると
ともに、各遊星歯車機構のリングギヤ同士が前記順方向
回転伝動手段を介して連結されていることを特徴とする
ものである。

【０００８】

【作用】この発明の歯車変速装置によれば、逆方向回転
伝動手段を介して主軸から副軸側の第２遊星歯車機構に
動力を伝達し、かつその第２遊星歯車機構のキャリヤを
固定してサンギヤを入力要素とすることにより第２遊星
歯車機構が反転作用を行い、その結果、前進第１速が設
定される。

【０００９】また第１遊星歯車機構のキャリヤに動力を
入力し、かつ第２遊星歯車機構のキャリヤを固定するこ
とにより、各伝動手段を介してトルクが伝達されるとと
もに、各遊星歯車機構が変速作用を行い、その結果、前
進第２速が設定される。

【００１０】前進第３速は、第１遊星歯車機構を一体回
転させるとともに、順方向回転伝動手段を介して副軸に
動力を伝達することにより設定される。

【００１１】前進第４速は、第１遊星歯車機構で増速作
用を行わせ、この第１遊星歯車機構から順方向回転伝動
手段を介して副軸に動力を伝達することにより設定され
る。

【００１２】さらに前進第５速は、第１遊星歯車機構の
キャリヤに入力するとともに、第２遊星歯車機構の全体
を一体回転させ、この第２遊星歯車機構に対して各伝動
手段を介して第１遊星歯車機構からトルクを伝達するこ
とにより設定される。

【００１３】そして後進段は、第１遊星歯車機構で反転
作用を行わせるとともに、この第１遊星歯車機構から順
方向回転伝動手段を介して副軸に動力を伝達することに
より設定される。

【００１４】

【実施例】つぎにこの発明を実施例に基づいてより具体
的に説明する。図１はこの発明の一実施例を示すスケル
トン図であって、シングルピニオン型の第１遊星歯車機
構１と第２遊星歯車機構２とを使用し、第１遊星歯車機
構１を動力の入力される主軸３と同一軸線上に配置し、
また主軸３と平行に配置されかつドライブシャフト（図
示せず）などに動力を出力する副軸４と同一軸線上に第
２遊星歯車機構２を配置した例である。これらの遊星歯
車機構１，２は、サンギヤ１S ，２S と、内歯歯車であ
るリングギヤ１R ，２R と、サンギヤ１S ，２S および
リングギヤ１R ，２R に噛合するピニオンギヤを保持し
たキャリヤ１C ，２C とを回転要素とするものである。

【００１５】第１遊星歯車機構１のうちそのサンギヤ１
S と主軸３との間に第１クラッチＫ1 が設けられ、また
キャリヤ１C と主軸３との間に第２クラッチＫ2 が設け
られている。またそのサンギヤ１S の回転を止めるため
の第１ブレーキＢ1 がサンギヤ１S と所定の固定部（例
えばケーシング）５との間に設けられており、さらにキ
ャリヤ１C の回転を止めるための第２ブレーキＢ2 がキ
ャリヤ１C とケーシング５との間に設けられている。

【００１６】これに対して第２遊星歯車機構２のうちリ
ングギヤ２R が副軸４に一体回転するように連結されて
いる。また第２遊星歯車機構２の全体を一体回転させる
ための第３クラッチＫ3 がリングギヤ２R とサンギヤ２
S との間に設けられている。さらにキャリヤ２C の回転
を止めるための第３ブレーキＢ3 が、キャリヤ２C とケ
ーシング５との間に設けられている。

【００１７】この第１遊星歯車機構１と第２遊星歯車機
構２との間のトルク伝達は、順方向回転伝動手段である
第１カウンタギヤ対６と、逆方向回転伝動手段である第
２カウンタギヤ対７とによって行われる。すなわち第１
カウンタギヤ対６は、主軸３に対して同一軸線上に設け
たドライブギヤ６a と、これに噛合するとともに副軸４
に対して同一軸線上に設けたドリブンギヤ６b とからな
るものであって、そのドライブギヤ６a は第１遊星歯車
機構１のリングギヤ１R に連結され、またドリブンギヤ
６b は第２遊星歯車機構２のリングギヤ２R に連結され
ている。

【００１８】また第２カウンタギヤ対７は、主軸３に対
して同一軸線上に設けたドライブギヤ７a と、副軸４に
対して同一軸線上に設けたドリブンギヤ７b と、これら
のギヤ７a ，７b の間に介在させられたアイドラギヤ７
c とからなり、そのドライブギヤ７a は、第１遊星歯車
機構１のサンギヤ１S に連結されており、またドリブン
ギヤ７b は、第２遊星歯車機構２のサンギヤ２S に連結
されている。

【００１９】なおここで、第１カウンダギヤ対６のギヤ
比ｉ1 は“１”より大きい値に設定され、また第２カウ
ンタギヤ対７のギヤ比ｉ2 は“１”より小さい値に設定
されている。またアイドラギヤを介在させたギヤ対でト
ルクを伝達する場合、一般には、入力回転の方向と出力
回転の方向とが同じになるが、図１に示す例では、図の
右側から主軸３に動力を入力し、副軸４から図の右側に
動力を出力するように動力の伝達方向を折り返すので、
アイドラギヤ７c を有する第２カウンタギヤ対７でトル
クを伝達した場合の受け側の回転方向は逆回転方向とな
る。逆回転方向伝動手段の名称は、このことを意味して
いる。

【００２０】上述した構成の歯車変速装置では、いずれ
か２つの摩擦係合装置を係合させることにより前進５段
・後進１段の変速段を設定することができ、また隣り合
う変速段同士の間での変速は、１つの摩擦係合装置を解
放し、かつ他の１つの摩擦係合装置を係合させることに
より設定される。図２は各変速段を設定するための係合
作動表であり、以下、各変速段について説明する。

【００２１】まず第１速は、第１クラッチＫ1 と第３ブ
レーキＢ3 とを係合させる。したがってこの場合、第１
遊星歯車機構１のキャリヤ１C が主軸３およびケーシン
グ５のいずれに対しても拘束されないので、第１遊星歯
車機構１は変速作用を行わない。また第２カウンタギヤ
対７のドライブギヤ７a が主軸３と一体となって回転す
るので、この第２カウンタギヤ対７を介して第２遊星歯
車機構２のサンギヤ２S に主軸３からトルクが伝達され
る。すなわちこのサンギヤ２S は、主軸３に対して第２
カウンタギヤ対７のギヤ比ｉ2 に応じて減速されて逆回
転する。これに対してキャリヤ２C が第３ブレーキＢ3
によって固定されているので、リングギヤ２R およびこ
れに連結してある副軸４がサンギヤ２S より低速で正回
転する。すなわち副軸４の回転数は、主軸３の回転数に
対して第２カウンタギヤ対７および第２遊星歯車機構２
で変速した回転数となり、その変速比は次式で表され
る。なお以下の説明において、ρ1 は第１遊星歯車機構
１のギヤ比、ρ2 は第２遊星歯車機構２のギヤ比を表
す。

【００２２】ｉ2 ／ρ2 第２速は、第１速の状態で第１クラッチＫ1 を解放する
とともに第２クラッチＫ2 を係合させて設定する。した
がって第１遊星歯車機構１では、キャリヤ１Cが主軸３
と一体となって回転するとともに、サンギヤ１S がキャ
リヤ１C より若干速く回転し、かつリングギヤ１R がサ
ンギヤ１S より若干遅く回転する。そのサンギヤ１S に
対して第２遊星歯車機構２のサンギヤ２S が第２カウン
タギヤ対７を介して連結されているから、このサンギヤ
２S が逆回転する。また第２遊星歯車機構２ではキャリ
ヤ２C が固定されているので、リングギヤ２R がサンギ
ヤ２S より低速で正回転する。したがって第２遊星歯車
機構２のリングギヤ２R に連結してある副軸４は、各遊
星歯車機構１，２および各カウンタギヤ対６，７が変速
作用を行うことにより主軸３より低速で回転し、その変
速比は、 （ｉ1 ・ρ2 ＋ｉ2 ・ρ1 ）／（（１＋ρ1 ）・ρ2 ） で表される。

【００２３】第３速は、第２速の状態で第３ブレーキＢ
3 を解放するとともに第１クラッチＫ1 を係合させるこ
とにより設定する。したがって第１遊星歯車機構１は、
サンギヤ１S とキャリヤ１C とが主軸３と共に回転する
ので、その全体が一体となって主軸３と同速度で回転す
る。一方、第２遊星歯車機構２はそのキャリヤ２C が固
定されていないために変速作用は行わず、したがって副
軸４には第１遊星歯車機構１のリングギヤ１R から第１
カウンタギヤ対６を介してそのままトルクが伝達され
る。すなわち第１カウンタギヤ対６のみが変速作用を行
うことになり、その変速比は第１カウンタギヤ対６のギ
ヤ比である“ｉ1 ”で表される。

【００２４】第４速は、第３速の状態で第１クラッチＫ
1 を解放するとともに第１ブレーキＢ1 を係合させて設
定する。したがって第１遊星歯車機構１側では、サンギ
ヤ１S および第２カウンタギヤ対７のドライブギヤ７a
が固定され、かつキャリヤ１C が主軸３と共に回転する
ので、リングギヤ１R が主軸３より高速で回転する。こ
れに対して第２遊星歯車機構２は上記の第３速の場合と
同様に変速作用を行わず、そのため第１遊星歯車機構１
のリングギヤ１R から第１カウンタギヤ対６を介して副
軸４にそのままトルクが伝達される。すなわち副軸４の
回転数は、リングギヤ１R の回転数を第１カウンタギヤ
対６で変速した回転数となり、したがってこの第４速の
変速比は、 ｉ1 ／（１＋ρ1 ） で表される。

【００２５】第５速は、第４速の状態で第１ブレーキＢ
1 を解放するとともに第３クラッチＫ3 を係合させて設
定する。この場合、第１遊星歯車機構１のキャリヤ１C
が主軸３と共に回転するが、各カウンタギヤ対６，７を
介したサンギヤ１C とリングギヤ１R とに連結してある
第２遊星歯車機構２は、第３クラッチＫ3 によってサン
ギヤ２S とリングギヤ２R とが連結されていることによ
り全体が一体となって回転する。したがって第１遊星歯
車機構１のサンギヤ１S は逆回転し、またリングギヤ１
R はキャリヤ１C より高速で正回転し、さらにこれらの
サンギヤ１S とリングギヤ１R との回転数の絶対値は、
各カウンタギヤ対６，７のギヤ比ｉ1 ，ｉ2 に応じたも
のとなる。すなわちこの第５速は、第１遊星歯車機構１
の増速作用と各カウンダギヤ対６，７の変速作用とによ
って設定され、その変速比は、 （ｉ1 −ｉ2 ・ρ1 ）／（１＋ρ1 ） で表される。

【００２６】後進段は、第１クラッチＫ1 と第２ブレー
キＢ2 とを係合させて設定する。したがって第１遊星歯
車機構１では、キャリヤ１C を固定した状態でサンギヤ
１Sが主軸３と共に回転するので、リングギヤ１R が主
軸３に対して減速されて逆回転する。これに対して第２
遊星歯車機構２は第３クラッチＫ3 および第３ブレーキ
Ｂ3 が解放されていることにより変速作用は行わない。
その結果、副軸４はリングギヤ１R に対して第１カウン
タギヤ対６で減速された速度で逆回転し、したがってこ
の場合の変速比は、 ｉ1 ／ρ1 で表される。

【００２７】したがって図１に示す歯車変速装置では、
各遊星歯車機構１，２および各カウンダギヤ対６，７を
機能させて前進第１速ないし第５速の変速を行い、かつ
第１遊星歯車機構１の反転作用によって後進段を設定す
る構成であるから、３クラッチ・３ブレーキの構成とし
て装置がコンパクトになる。また前進段で隣り合う変速
段の間の変速は、２つの摩擦係合装置の係合・解放の状
態を切換えることにより達成することができ、したがっ
て変速ショックの低減に有利であり、また変速制御が容
易になる。

【００２８】なお、この発明は上記の実施例に限定され
るものではないのであって、第２遊星歯車機構２を一体
回転させるためのクラッチ手段は、サンギヤ２S とリン
グギヤ２R との間に限らず、他の２つの回転要素の間に
設けてもよい。またこの発明における回転伝動手段は、
歯車以外の伝動手段であってもよい。さらにこの発明の
クラッチ手段やブレーキ手段は、一方向クラッチを含む
ものによって構成することもできる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
主軸に対して同一軸線上に設けてある第１遊星歯車機構
の回転要素と、主軸と平行の副軸に対して同一軸線上に
設けてある第２遊星歯車機構の回転要素との間のトルク
伝達を、順方向回転伝動手段と逆方向回転伝動手段とに
よって行う歯車変速装置において、前進５段・後進１段
を３クラッチ・３ブレーキで設定できるため、歯車変速
装置のみならず、自動変速機の小型化を図ることができ
る。また２つの摩擦係合装置を切換え動作させることに
より隣り合う変速段の間での変速を実行できるので、変
速ショックを低減し、あるいは変速制御を容易にするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すスケルトン図であ
る。

【図２】図１に示す歯車変速装置で各変速段を設定する
ための係合作動表である。

【符号の説明】

１，２ 遊星歯車機構 １S ，２S サンギヤ １C ，２C キャリヤ １R ，２R リングギヤ ３ 主軸 ４ 副軸 ６，７ カウンタギヤ対

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相互に平行に配置した主軸と副軸とのそ
   れぞれと同一軸線上に遊星歯車機構が設けられるととも
   に、主軸側の所定の回転部材と副軸側の所定の回転部材
   とが順方向回転伝動手段を介して連結され、かつ主軸側
   の他の回転部材と副軸側の他の回転部材とが逆方向回転
   伝動手段を介して連結された自動変速機用歯車変速装置
   において、 主軸に対して同一軸線上に配置された第１遊星歯車機構
   のサンギヤと主軸とを選択的に連結するクラッチ手段
   と、そのサンギヤを選択的に固定するブレーキ手段と、
   その第１遊星歯車機構のキャリヤと主軸とを選択的に連
   結するクラッチ手段と、そのキャリヤを選択的に固定す
   るブレーキ手段と、副軸に対して同一軸線上に配置され
   た第２遊星歯車機構の２つの回転要素を選択的に連結し
   て第２遊星歯車機構を一体回転させるクラッチ手段と、
   第２遊星歯車機構のキャリヤを選択的に固定するブレー
   キ手段とを備え、各遊星歯車機構のサンギヤ同士が前記
   逆方向回転伝動手段を介して連結されるとともに、各遊
   星歯車機構のリングギヤ同士が前記順方向回転伝動手段
   を介して連結されていることを特徴とする自動変速機用
   歯車変速装置。