JPH0791505A - 歯車変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 歯車変速装置の小型軽量化を図る。 【構成】 互いに平行に配置された入力軸１と出力軸２
とのいずれか一方の軸２と同軸上に１組の遊星歯車機構
ＧP が設けられ、そのいずれか一つの要素４１が前記一
方の軸２に連結されるとともに、他の二つの要素４０，
４２が複数のカウンタギヤ対を介して他方の軸１に選択
的に連結される歯車変速装置において、後進用カウンタ
ギヤ対ＧR を介して遊星歯車機構ＧP に対して入力もし
くは出力する際に前記二つの要素のうちいずれか一方を
固定することにより、入力トルクを反転して出力する反
転作用を遊星歯車機構ＧP に行わせるブレーキ手段Ｂ2
が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、遊星歯車機構と複数
のカウンタギヤ対とにより入力軸と出力軸との間でトル
クの伝達を行うことにより複数の変速段を設定する歯車
変速装置に関し、特に車両用の変速機として使用するこ
とのできる歯車変速装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の変速装置では、入力軸と出力軸
との間に配置してある複数のカウンタギヤ対の変速作用
と遊星歯車機構の変速作用とによって所定の変速段を設
定することができるので、変速作用を行う部材を軸線方
向に直列的に並べる必要がないため、全体としての軸長
の短縮化を図ることができる。その一例が、特開昭６２
−４９０５３号公報に記載されている。これを簡単に説
明すると、トルクコンバータに連結された入力軸と同軸
上に３つのカウンタドライブギヤが配置され、それらと
入力軸とを選択的に連結するクラッチが更に設けられて
いる。また出力軸と同軸上に、前記カウンタドライブギ
ヤと対をなすカウンタドリブンギヤが配置されるととも
に、ラビニョ型の遊星歯車機構が出力軸と同軸上に配置
されている。そしてその遊星歯車機構における所定の要
素をカウンタドリブンギヤに選択的に連結するクラッチ
と、遊星歯車機構における所定の要素を固定するブレー
キとが設けられている。

【０００３】したがっていずれかのカウンタギヤ対をク
ラッチによって選択することにより、その選択されたカ
ウンタギヤ対による変速作用が生じ、また同時に遊星歯
車機構に対する入力要素が選択されてその遊星歯車機構
が所定の変速作用を行うから、これらのカウンタギヤ対
と遊星歯車機構とを組み合わせた変速作用により複数の
変速段が設定される。また後進段は、前記遊星歯車機構
の共通キャリヤを固定して一方のサンギヤに入力するこ
とにより、遊星歯車機構の反転作用によって設定する。

【０００４】また従来、互いに平行に配置された入力軸
と出力軸とのいずれか一方にラビニョ型遊星歯車機構を
設けるとともに、これとは別に後進段用のカウンタギヤ
対を入力軸と出力軸との間に配置した歯車変速装置も知
られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の歯車変
速装置では、カウンタギヤ対と遊星歯車機構との変速作
用を複合させて変速比を設定するから、複数の変速段を
設定することができるが、前進側の変速段での変速比と
後進段の変速比とをバランスの良い値とするために、前
述したラビニョ型遊星歯車機構を使用している。そのた
めに全体としての構成が大型化せざるを得ない不都合が
あり、これを解消するために他の遊星歯車機構を使用す
るとしても、シングルピニオン型の遊星歯車機構であれ
ば２組の遊星歯車機構を使用することになり、結局は、
小型化を図ることが困難である。

【０００６】また後進段用のカウンタギヤ対を設けた従
来の他の変速装置においても、ラビニョ型遊星歯車機構
を設けているから、後進段でその遊星歯車機構を使用す
る必要がないものの、カウンタギヤ対の数が増加するか
ら、結局は、これが構成部材の増大要因になっており、
小型化を図ることが困難である。

【０００７】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たもので、カウンタギヤ対と遊星歯車機構とを使用して
後進段を含む複数の変速段を設定する歯車変速装置の小
型軽量化を図ることを目的とするものである。

【０００８】

【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、後進段用のカウンタギヤ対と遊星歯
車機構の反転作用とを有効に利用して上記の目的を達成
するものである。すなわちこの発明は、入力軸と出力軸
とが互いに平行に配置されるとともに、それらの軸のい
ずれか一方の軸と同軸上にサンギヤとキャリヤとリング
ギヤとを三要素とする１組の遊星歯車機構が設けられ、
それらの要素のいずれか一つが前記一方の軸に連結され
るとともに、他の二つの要素が複数のカウンタギヤ対を
介して他方の軸に選択的に連結される歯車変速装置にお
いて、前記複数のカウンタギヤ対のうちいずれか１対の
カウンタギヤ対が他のカウンタギヤ対とはトルクの伝達
方向が異なる後進用カウンタギヤ対とされ、この後進用
カウンタギヤ対を介して前記遊星歯車機構に対して入力
もしくは出力する際に前記二つの要素のうちいずれか一
方を固定することにより、入力トルクを反転して出力す
る反転作用を前記遊星歯車機構に行わせるブレーキ手段
が設けられていることを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】この発明の装置では、カウンタギヤ対がそのギ
ヤ比に応じた変速作用を行い、また遊星歯車機構の所定
の要素を固定するとともに他の要素を入力要素とするこ
とにより遊星歯車機構が変速作用を行い、これらの変速
作用が複合して生じることにより複数の変速段を設定す
ることができる。また後進段用のカウンタギヤ対を介し
てトルクの伝達を行い、かつ遊星歯車機構に反転作用を
させなければ、後進段を設定することができる。これに
対して後進段用のカウンタギヤ対を介してトルクの伝達
を行うと同時に、遊星歯車機構が反転作用をするように
ブレーキ手段を動作させれば、出力軸は前進走行する方
向に回転し、その場合の変速比は、後進段用のカウンタ
ギヤ対でのギヤ比と遊星歯車機構の反転作用時の変速比
とに基づいて決まる値になる。すなわち後進段用のカウ
ンタギヤ対が前進走行のための変速段を設定するために
使用される。その結果、前進段での変速比と後進段での
変速比とのバランスが良好となるうえに、後進段用のカ
ウンタギヤ対を２様に使用するから、必要とする構成部
材を少なくして全体としての構成を小型軽量化すること
ができる。

【００１０】

【実施例】つぎにこの発明を実施例に基づいて詳細に説
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、ここに示す歯車変速装置は、例えば車両用の
変速機に使用されるものであり、入力軸１と出力軸２と
が互いに平行に配置され、その入力軸１はトルクコンバ
ータ３を介してエンジン（図示せず）に連結され、また
出力軸２はディファレンシャル４に連結されている。

【００１１】これらの軸１，２と同軸上に図１の右側か
ら、低速用カウンタギヤ対ＧL と高速用カウンタギヤ対
ＧH と後進用カウンタギヤ対ＧR とが設けられている。
すなわち低速用カウンタギヤ対ＧL のドライブギヤ１０
が入力軸１と同軸上にかつ入力軸１に対して回転自在に
配置されており、これに噛合するドリブンギヤ１１はド
ライブギヤ１０よりも大径の歯車であって、出力軸２と
同軸上にかつ出力軸２に対して回転自在に配置されてい
る。また高速用カウンタギヤ対ＧH のドライブギヤ２０
が入力軸１と同軸上にかつ入力軸１に対して回転自在に
配置されており、これに噛合するドリブンギヤ２１は出
力軸２と同軸上にかつ出力軸２に対して回転自在に配置
されている。さらに後進段用カウンタギヤ対ＧR のドラ
イブギヤ３０が入力軸１と同軸上にかつ入力軸１に対し
て回転自在に配置されており、またそのドリブンギヤ３
１は出力軸２と同軸上にかつ出力軸２に対して回転自在
に配置されており、これらのドライブギヤ３０とドリブ
ンギヤ３１とはアイドルギヤ３２を介して噛合してい
る。

【００１２】上記の各ドライブギヤ１０，２０，３０と
入力軸１とは選択的に連結されるようになっており、具
体的には、後進用カウンタギヤ対ＧR のドライブギヤ３
０と入力軸１とを選択的に連結する第１クラッチＣ1
と、低速用カウンタギヤ対ＧLのドライブギヤ１０と入
力軸１とを選択的に連結する第２クラッチＣ2 と、高速
用カウンタギヤ対ＧH のドライブギヤ２０と入力軸１と
を選択的に連結する第３クラッチＣ3 とが設けられてい
る。

【００１３】一方、出力軸２側には、各ドリブンギヤ１
１，２１，３１以外にシングルピニオン型の遊星歯車機
構ＧP が出力軸２と同軸上に配置されている。これは、
サンギヤ４０とこれと同心円上に配置されたリングギヤ
４１とこれらのギヤに噛合するピニオンギヤを保持する
キャリヤ４２とを要素とするものであり、そのサンギヤ
４０が後進用カウンタギヤ対ＧR のドリブンギヤ３１に
連結され、またリングギヤ４１が出力軸２に連結されて
いる。さらにキャリヤ４２が低速用カウンタギヤ対ＧL
のドリブンギヤ１１と高速用カウンタギヤ対ＧH のドリ
ブンギヤ２１とに連結されている。

【００１４】すなわちこの遊星歯車機構ＧP は、リング
ギヤ４１を出力要素とし、サンギヤ４０とキャリヤ４２
とを入力要素もしくは固定要素とするようになってお
り、そのためにサンギヤ４０（すなわち後進用カウンタ
ギヤ対ＧR のドリブンギヤ３１）を選択的に固定する第
１ブレーキＢ1 と低速用カウンタギヤ対ＧL を介してキ
ャリヤ４２を固定する第２ブレーキＢ2 とが設けられて
いる。すなわちこの第２ブレーキＢ2 は低速用カウンタ
ギヤ対ＧL のドライブギヤ１０をハウジングＨUに対し
て固定するよう構成されており、したがって低速用カウ
ンタギヤ対ＧL が、入力軸１側から出力軸２側に対して
はギヤ比が“１”より大きくなって減速作用をするため
に、第２ブレーキＢ2 のトルク容量が小さくてもキャリ
ヤ４２を固定する制動力が大きくなるようになってい
る。換言すれば、キャリヤ４２を直接固定せずに低速用
カウンタギヤ対ＧL を介して固定することにより、第２
ブレーキＢ2 の小型化が図られている。

【００１５】さらに遊星歯車機構ＧP の二要素を連結す
ることにより遊星歯車機構ＧP の全体を一体化する第４
クラッチＣ4 がサンギヤ４０とキャリヤ４２との間に設
けられている。なお図１で符号５は出力ギヤを示し、こ
の出力ギヤ５はディファレンシャル４に噛合している。

【００１６】上記の装置では、各クラッチＣ1 ，〜Ｃ4
およびブレーキＢ1 ，Ｂ2 を図２に示すように係合させ
ることにより、前進５段・後進１段の変速段を設定する
ことができる。なお、図２は係合作動表を示す図であ
り、この図２で○印は係合することを示し、また空欄は
解放状態であることを示している。

【００１７】すなわち第１速は、第１クラッチＣ1 を係
合させて入力軸１を後進用カウンタギヤ対ＧR のドライ
ブギヤ３０に連結するとともに、第２ブレーキＢ2 を係
合させることにより遊星歯車機構ＧP のキャリヤ４２を
固定して設定する。したがって入力軸１から後進用カウ
ンタギヤ対ＧR を介して遊星歯車機構ＧP のサンギヤ４
０にトルクが反転して伝達される。これに対して遊星歯
車機構ＧP においてはそのキャリヤ４２が低速用カウン
タギヤ対ＧL を介して第２ブレーキＢ2 によって固定さ
れているから、リングギヤ４１はサンギヤ４０に対して
反対方向に減速されて回転することになる。したがって
出力軸２は、後進用カウンタギヤ対ＧRで反転させた回
転方向を遊星歯車機構ＧP によって元に戻すから、前進
走行する方向に回転する。そしてこの第１速では、後進
用カウンタギヤ対ＧR と遊星歯車機構ＧP とが減速作用
を行うので、変速比はそれらのギヤ比に応じた値とな
る。具体的には、後進用カウンタギヤ対ＧR のギヤ比を
ρR とし、遊星歯車機構ＧPのギヤ比（サンギヤとリン
グギヤとの歯数の比）をρP とすると、第１速の変速比
は、“ρR ／ρP ”で表される。

【００１８】また第２速は、第２クラッチＣ2 を係合さ
せて入力軸１を低速用カウンタギヤ対ＧL のドライブギ
ヤ１０に連結するとともに、第４クラッチＣ4 を係合さ
せて遊星歯車機構ＧP のサンギヤ４０とキャリヤ４２と
を連結し、これにより遊星歯車機構ＧP の全体を一体回
転させる。すなわち入力軸１のトルクは低速用カウンタ
ギヤ対ＧL を介して遊星歯車機構ＧP のキャリヤ４２に
伝達される。これに対して遊星歯車機構ＧP は第４クラ
ッチＣ4 が係合していることによりその全体が一体回転
するので、出力軸２は低速用カウンタギヤ対ＧL のドリ
ブンギヤ１１と同速度で同方向に回転する。したがって
この第２速では、低速用カウンタギヤ対ＧL のみが入力
軸１と出力軸２との間の変速作用に関与するから、その
変速比は、低速用カウンタギヤ対ＧL のギヤ比をρL と
すれば、“ρL ”で表される。

【００１９】第３速は、第２クラッチＣ2 を係合させて
入力軸１を低速用カウンタギヤ対ＧL のドライブギヤ１
０に連結するとともに、第１ブレーキＢ1 を係合させて
遊星歯車機構ＧP のサンギヤ４０を固定することにより
設定する。したがって入力軸１からキャリヤ４２には、
低速用カウンタギヤ対ＧL を介してトルクが伝達される
から、キャリヤ４２は入力軸１に対して減速されて回転
する。そして遊星歯車機構ＧP では、サンギヤ４０が固
定要素となり、キャリヤ４２が入力要素となるから、出
力要素であるリングギヤ４１はキャリヤ４２に対して増
速されてキャリヤ４２と同方向に回転する。したがって
出力軸２は、入力軸１に対して低速用カウンタギヤ対Ｇ
L で減速され、かつ遊星歯車機構ＧP で増速された回転
数で回転し、変速比は“ρL／(１＋ρP） ”で表され
る。

【００２０】第４速は、第３クラッチＣ3 を係合させて
入力軸１を高速用カウンタギヤ対ＧH のドライブギヤ２
０に連結するとともに、第４クラッチＣ4 を係合させて
遊星歯車機構ＧP のサンギヤ４０とキャリヤ４２とを連
結する。すなわち遊星歯車機構ＧP をその全体が一体と
なって回転する状態に設定して高速用カウンタギヤ対Ｇ
H を介してその遊星歯車機構ＧP に入力軸１からトルク
を伝達する。したがって遊星歯車機構ＧP は、入力軸１
の回転数に対して高速用カウンタギヤ対ＧH で変速され
た回転数で回転し、これがそのまま出力軸２に伝達され
るから、この場合の変速作用は高速用カウンタギヤ対Ｇ
H のみが行う。その結果、第４速での変速比は、高速用
カウンタギヤ対ＧH のギヤ比をρH とすれば、“ρH ”
で表される。

【００２１】第５速は、第３クラッチＣ3 を係合させて
入力軸１を高速用カウンタギヤ対ＧH のドライブギヤ２
０に連結するとともに、第１ブレーキＢ1 を係合させて
サンギヤ４０を固定することにより設定される。したが
って遊星歯車機構ＧP に対しては、第３速の場合と同様
に、サンギヤ４０を固定要素としてキャリヤ４２に入力
されるから、遊星歯車機構ＧP は増速作用を行う。そし
てその入力要素であるキャリヤ４２は、入力軸１に対し
て高速用カウンタギヤ対ＧH で変速された回転数で回転
する。このように高速用カウンタギヤ対ＧH と遊星歯車
機構ＧP とが変速作用を行うから、この第５速での変速
比は、“ρH／(１＋ρP)”で表される。

【００２２】そして後進段は、第１クラッチＣ1 を係合
させて後進用カウンタギヤ対ＧR のドライブギヤ３０に
入力軸１を連結するとともに、第４クラッチＣ4 を係合
させてサンギヤ４０とキャリヤ４２とを連結して設定す
る。したがって遊星歯車機構ＧP にはそのサンギヤ４０
から入力されるが、第４クラッチＣ4 が係合しているこ
とによりその全体が一体となって回転するから、結局、
出力軸２は、入力軸１に対して後進用カウンタギヤ対Ｇ
R によって変速された回転数で回転し、またその回転方
向は、後進用カウンタギヤ対ＧR がアイドルギヤ３２を
有していることにより、前進段での回転方向とは反対の
方向になる。すなわちその変速比は、“−ρR ”で表さ
れる。

【００２３】したがって図１に示す歯車変速装置では、
後進用カウンタギヤ対ＧR を後進段を設定する場合に限
らず、第１速を設定する場合にも使用し、カウンタギヤ
対および遊星歯車機構の共用化を図ることができる。そ
してその第１速の変速比は、後進用カウンタギヤ対ＧR
のギヤ比と遊星歯車機構ＧP のギヤ比とで決まる値にな
るので、前進段全体としての変速比のワイド化を図るこ
とができる。その一例として、ρH ＝1.000 ，ρL ＝2.
042 ，ρR ＝2.400 ，ρP ＝0.600 とした場合、第１速
の変速比は“4.000 ”、第２速の変速比は“2.042 ”、
第３速の変速比は“1.429 ”、第４速の変速比は“1.00
0 ”、第５速の変速比は“0.625 ”、後進段の変速比は
“2.400 ”となる。

【００２４】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、各カウンタギヤ対や遊星歯
車機構の配列は、必要に応じて変えることができる。ま
た使用する遊星歯車機構はシングルピニオン型のものに
限らず、ダブルピニオン型のものであってもよい。また
クラッチやブレーキは、多板構造のものと一方向クラッ
チとを組み合わせたものであってもよい。さらに各カウ
ンタギヤ対や遊星歯車機構のギヤ比は上記の実施例で示
した値以外の値に設定してもよいことは勿論である。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなようにこの発明
の歯車変速装置によれば、所定の前進段を後進用カウン
タギヤ対と遊星歯車機構とによって設定するように構成
してあるので、カウンタギヤ対の共用化によって必要部
品数を削減し、装置の小型軽量化を図ることができ、ま
た第１速を後進用カウンタギヤ対と遊星歯車機構とによ
って設定する構成とすることにより、変速比のワイド化
を容易に図ることができる。

【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】実施例において各変速段を設定するために係合
させるクラッチの係合作動表を示す図である。

【符号の説明】

１ 入力軸 ２ 出力軸 ＧL 低速用カウンタギヤ対 ＧH 高速用カウンタギヤ対 ＧR 後進用カウンタギヤ対 ＧP 遊星歯車機構 Ｃ1 ，〜Ｃ4 クラッチ Ｂ1 ，Ｂ2 ブレーキ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力軸と出力軸とが互いに平行に配置さ
   れるとともに、それらの軸のいずれか一方の軸と同軸上
   にサンギヤとキャリヤとリングギヤとを三要素とする１
   組の遊星歯車機構が設けられ、それらの要素のいずれか
   一つが前記一方の軸に連結されるとともに、他の二つの
   要素が複数のカウンタギヤ対を介して他方の軸に選択的
   に連結される歯車変速装置において、 前記複数のカウンタギヤ対のうちいずれか１対のカウン
   タギヤ対が他のカウンタギヤ対とはトルクの伝達方向が
   異なる後進用カウンタギヤ対とされ、この後進用カウン
   タギヤ対を介して前記遊星歯車機構に対して入力もしく
   は出力する際に前記二つの要素のうちいずれか一方を固
   定することにより、入力トルクを反転して出力する反転
   作用を前記遊星歯車機構に行わせるブレーキ手段が設け
   られていることを特徴とする歯車変速装置。