JPH0886335A - 遊星歯車式変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 前進４段型と前進５段型の遊星歯車式変速装
置間で最大限の部品共通化を達成する。 【構成】 ２組の遊星歯車装置Ｇ１１、Ｇ１２、３個の
クラッチＫ１、Ｋ２、Ｋ３、２個のブレーキＢ１、Ｂ２
からなる前進４段型の遊星歯車式変速装置に、遊星歯車
装置Ｇ１３とブレーキＢ３を付加して前進５段型の遊星
歯車式変速装置とする。前進４段型の１速〜４速が前進
５段型の２速〜５速となり、遊星歯車装置Ｇ１３を変速
動作に関与させる１速が新たに追加されるから、前進４
段型でもオーバードライブ（４速）による低燃費を確保
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車や鉄道車両等の
多段自動変速機に用いられる遊星歯車式変速装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】遊星歯車式変速装置にトルクコンバータ
ーを組み合わせた自動変速機が実用化されている。遊星
歯車式変速装置は、複数の遊星歯車装置に複数のクラッ
チやブレーキを組み合わせて構成されており、複数のク
ラッチやブレーキの断続の組み合わせを変更して、変速
比（＝入力回転数／出力回転数）を複数通りに切り替え
ることができる。遊星歯車装置は、外側のリングギヤと
中心のサンギヤとの間に１〜２段のピニオンギヤを配置
し、複数のピニオンギヤがピニオンキャリヤに拘束され
て一体に遊星運動する。遊星歯車装置のリングギヤ、ピ
ニオンキャリヤ、サンギヤ、および複数のクラッチやブ
レーキの各要素間は、トルク伝達を担う殻構造や一方向
クラッチによって、適当な組み合わせで相互に連結され
る。

【０００３】従来の自動車用の自動変速機における遊星
歯車式変速装置は、前進３段、後退１段の４段階や前進
４段、後退１段の５段階に変速比を切り替え可能で、最
低の変速比を１としたものが主流であったが、変速比が
１以下のいわゆるオーバードライブ段を追加して、前進
４段、後退１段の５段階や前進５段、後退１段の６段階
に変速比を切り替え可能なものも実用化されている。オ
ーバードライブ段ではエンジン回転数が抑制されて、高
速走行における燃費が向上する。ここで、前進５段型の
遊星歯車式変速装置は、通常、前進４段型の自動変速機
に対してその上位車種用や高級仕様向けとして採用され
るが、両者の間では、最大限の部品共通化が望まれてい
る。

【０００４】前進４段型と前進５段型の遊星歯車式変速
装置の間における部品共通化を目的とする発明が特開昭
５９−１１３３４６号公報に示される。ここでは、２組
の遊星歯車装置を含む前進４段型の遊星歯車式変速装置
の出力軸側に副変速装置を連結して前進５段型の遊星歯
車式変速装置とする。従って、前進４段型の遊星歯車式
変速装置の構成部品の大部分を、前進５段型でもそのま
ま使用することが可能である。副変速装置は、１組の遊
星歯車装置と１個のクラッチと１個のブレーキを内蔵し
ている。

【０００５】一方、特開昭４７−１９２６８号公報や特
開昭５０−６４６６０号公報に示される前進５段型の遊
星歯車式変速装置は、３組の遊星歯車装置を内蔵してお
り、筐体内部の１または２のクラッチやブレーキを取り
外すことによって、前進４段型の遊星歯車式変速装置と
することが可能である。ここでは、前進４段型と前進５
段型で遊星歯車式変速装置の外観が全く同じとなり、自
動車側の自動変速機取り付け構造も共通化できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の特開昭５９−１
１３３４６号公報に示される遊星歯車式変速装置は、副
変速装置を使用しない専用の前進５段型遊星歯車式変速
装置に比較して締結要素（クラッチやブレーキ）の数が
多くなる。従って、運転中、非締結状態で空転する締結
要素の数が増して自動変速機内の摩擦損失が大きくな
り、自動変速機内に不必要な熱を発生させるとともに、
自動車の燃費を悪化させもする。特に、変速比の小さい
４速や５速の高速ギヤ段は、常用されるにもかかわら
ず、専用の前進５段型遊星歯車式変速装置に比較して摩
擦損失が相当に大きくなり、高速道路等の高速走行にお
ける燃費の悪化が顕著である。また、専用の前進５段型
遊星歯車式変速装置に比較して、締結要素駆動用の油圧
シリンダーの配置、油圧回路、軸構造、トルク伝達のた
めの殻構造や一方向クラッチ等の配置がそれぞれ複雑化
することとなり、これらの部品点数の増加と相乗して自
動変速機が大型化し、重量も増大する。これらの部品点
数の増加は、自動変速機の部品コストと組み立て工数を
増して、最終的な自動変速機の信頼性を低下させること
にもなる。

【０００７】上述の特開昭５０−６４６６０号公報に示
される前進５段型の遊星歯車式変速装置は、ブレーキ１
個を取り除いて容易に前進４段型の遊星歯車式変速装置
とすることができる。しかし、遊星歯車装置の組数が削
減されないため、専用の前進４段型遊星歯車式変速装置
に比較して、部品コストが高く、遊星歯車装置の摩擦損
失が大きく、小型化軽量化が困難である。また、４段型
では、５段階の途中が１段階抜け落ちた変速比の分布と
なるから、４段型を優先すれば５段型で変速比が偏り、
５段型を優先すれば４段型で不自然な変速比の分布とな
る。

【０００８】上述の特開昭４７−１９２６８号公報に示
される前進５段型の遊星歯車式変速装置は、ブレーキ１
個と遊星歯車装置１組を取り除いて前進４段型の遊星歯
車式変速装置とすることができる。しかし、変速比が１
を越える変速段、いわゆるアンダードライブ変速段にお
ける変速が２つのクラッチの掛け変えによる変速を含む
ため、変速時のショックが大きい。そして、ショックを
緩和するには、切り替え動作を遅くして変速に要する時
間の延長を黙認する必要がある。

【０００９】本発明は、前進４段型と前進５段型の間で
最大限の部品共通化を達成しつつも両者を最小限の部品
点数で構成でき、両者でそれぞれ最適な変速比の分布を
確保できる遊星歯車式変速装置を提供することを目的と
している。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の遊星歯車式変
速装置は、入力部材および出力部材の回転軸線上に配置
されたシングルピニオン型の第１遊星歯車装置とダブル
ピニオン型の第２遊星歯車装置とを有する遊星歯車式変
速装置であって、第２遊星歯車装置のリングギヤを前記
入力部材に対して締結可能な第１クラッチと、第２遊星
歯車装置のピニオンキャリヤを前記入力部材に対して締
結可能な第２クラッチと、第１遊星歯車装置のサンギヤ
を前記入力部材に対して締結可能な第３クラッチと、第
１遊星歯車装置のサンギヤの回転を停止可能な第１ブレ
ーキと、第１遊星歯車装置のピニオンキャリヤの回転を
停止可能な第２ブレーキと、第１遊星歯車装置のピニオ
ンキャリヤと第２遊星歯車装置のリングギヤの間を回転
連絡する第１連絡手段と、第１遊星歯車装置のサンギヤ
と第２遊星歯車装置のサンギヤの間を回転連絡する第２
連絡手段と、第１遊星歯車装置のリングギヤと前記出力
部材の間を回転連絡する第３連絡手段とを有するもので
ある。

【００１１】請求項２の遊星歯車式変速装置は、請求項
１の前進４段型の構成に追加して、前記回転軸線上に配
置されたシングルピニオン型の第３遊星歯車装置と、第
３遊星歯車装置のピニオンキャリヤの回転を停止可能な
第３ブレーキと、第３遊星歯車装置のサンギヤと第１遊
星歯車装置のリングギヤの間を回転連絡する第４連絡手
段と、第３遊星歯車装置のリングギヤと第１遊星歯車装
置のピニオンキャリヤの間を回転連絡する第５連絡手段
とを設けることにより、前進５段型としたものである。

【００１２】請求項３の遊星歯車式変速装置は、請求項
２の構成において、第１遊星歯車装置、第２遊星歯車装
置、第１クラッチ、第２クラッチ、第３クラッチ、第１
ブレーキ、および第２ブレーキを格納した主筐体構造に
接続可能な副筐体構造を有し、前記副筐体構造に第３遊
星歯車装置および第３ブレーキを配置したものである。

【００１３】

【作用】請求項１の遊星歯車式変速装置は、シングルピ
ニオン型とダブルピニオン型の２組の遊星歯車装置と３
個のクラッチと２個のブレーキとを含む前進４段型のも
のであるが、シングルピニオン型の第３遊星歯車装置お
よび第３ブレーキを追加すれば容易に前進５段型に変更
できる。請求項１の構成に対する第３遊星歯車装置と第
３ブレーキの配置と接続に関する例が請求項２に示され
る。それぞれの連絡手段は、双方向の回転トルクを伝達
する相互に固定された構造としてもよく、一方向の回転
トルクを伝達して逆方向の回転駆動を空転させる一方向
クラッチや、一方向クラッチとクラッチを並列に組み合
わせた構造としてもよい。

【００１４】請求項１の遊星歯車式変速装置における１
速では、第１遊星歯車装置と第２遊星歯車装置を協働さ
せて減速を行う。第２ブレーキによって第２遊星歯車装
置のリングギヤをロックし、第２クラッチを通じて第２
遊星歯車装置のピニオンキャリヤに入力部材の回転を入
力する。これにより、第２遊星歯車装置のサンギヤから
逆方向の回転が取り出されて第１遊星歯車装置のサンギ
ヤに入力される。第２ブレーキによってピニオンキャリ
ヤをロックされた第１遊星歯車装置は、この逆方向の回
転を反転して、リングギヤから順方向の減速された回転
を出力する。

【００１５】２速では、第１遊星歯車装置と第２遊星歯
車装置を協働させて減速を行う。第１ブレーキによって
サンギヤをロックされた第２遊星歯車のピニオンキャリ
ヤに出力軸の回転を入力して、リングギアから減速され
た回転を取り出す。この減速された回転を第１遊星歯車
装置のピニオンキャリヤに入力すると、ピニオンキャリ
ヤの回転よりは少し増速されているが入力軸の回転より
は減速された回転がリングギヤから取り出される。な
お、ダブルピニオン型の遊星歯車装置では、サンギヤを
ロックしてピニオンキャリヤ入力とした場合に、減速さ
れた順方向の回転がリングギヤから取り出される。ピニ
オンキャリヤに対するリングギヤの回転方向がシングル
ピニオン型の遊星歯車装置とは逆であるから、サンギア
に対するピニオンキャリヤの回転速度からピニオンキャ
リヤに対するリングギヤの回転速度を減じた「差動出
力」がリングギヤから出力される。これに対して、シン
グルピニオン型の遊星歯車装置では、サンギアをロック
してピニオンキャリヤ入力とした場合、サンギアに対す
るピニオンキャリヤの回転速度とピニオンキャリヤに対
するリングギヤの回転速度を加算した「増速出力」がリ
ングギヤから出力される。従って、２速では、第１遊星
歯車装置の増速と第２遊星歯車装置の減速のバランスに
よって、「第１遊星歯車装置のリングギヤ（出力部材）
の回転」が「第２遊星歯車装置のピニオンキャリヤ（入
力部材）の回転」に対して増速か減速かが決定される。

【００１６】３速では、第１クラッチと第２クラッチの
両方が締結されて第２遊星歯車装置のピニオンキャリヤ
とリングギヤが一体に回転し、サンギヤも噛み合わせを
ロックされたまま一体に回転する。これにより、第１遊
星歯車装置の全体（リングギヤ、ピニオンキャリヤ、サ
ンギヤ）が噛み合わせ状態をロックされたまま一体に回
転して、入力部材の回転が１対１に出力部材まで伝達さ
れる。４速では、第１遊星歯車装置が単純な増速を行
う。ブレーキＢ１によってサンギヤをロックされた第１
遊星歯車装置に対して、入力軸の回転が第１クラッチか
らピニオンキャリヤに入力される。第１遊星歯車装置の
リングギヤからは、ピニオンキャリヤの入力を増速した
回転が取り出されて、そのまま出力軸に出力される。後
退では、第２ブレーキによってピニオンキャリヤをロッ
クされた第１遊星歯車装置が逆回転の減速を行う。ピニ
オンキャリヤをロックされたシングルピニオン型の遊星
歯車装置をサンギヤ入力とすると、リングギヤからは逆
方向の減速された回転が取り出される。この逆方向の減
速された回転がそのまま出力軸に出力される。

【００１７】請求項２の遊星歯車式変速装置では、請求
項１の構成による１速の変速段の下にさらに低い回転数
（高い変速比）の変速段が追加される。この追加された
変速段においては、第１遊星歯車装置、第２遊星歯車装
置、および第３遊星歯車装置が協働して減速を行う。す
なわち、第３ブレーキによってピニオンキャリヤをロッ
クされた第３遊星歯車装置が出力軸の回転から逆方向の
回転を形成する。この逆方向の回転が第１遊星歯車装置
のピニオンキャリヤに戻し入力されて、第１遊星歯車装
置のリングギヤの回転速度を「ピニオンキャリヤがロッ
クされた状態＝請求項１の構成による１速」よりも低く
する。

【００１８】請求項３の遊星歯車式変速装置では、請求
項１の前進４段型の遊星歯車式変速装置を格納した主筐
体構造に対して、請求項２の第３遊星歯車装置と第３ブ
レーキを格納した副筐体構造を接続することにより、前
進５段型の遊星歯車式変速装置を構成する。

【００１９】

【実施例】図１〜図５を参照して第１実施例の遊星歯車
式変速装置を説明する。実施例の遊星歯車式変速装置
は、図示しないトルクコンバーターやオイルポンプに組
み合わせて自動車用の自動変速機（オートマチックトラ
ンスミッション）に組み立てられる。図１〜図５では、
遊星歯車式変速装置の構成が、構成部品の配置と接続状
態を表して中心線から下側を図示略したスケルトンで示
される。図１は第１実施例の遊星歯車式変速装置の構成
の説明図、図２は前進４段型の遊星歯車式変速装置の説
明図、図３、図４は各変速段における遊星歯車装置の作
動図、図５は筐体構造の説明図である。なお、図１中、
（ａ）はスケルトン、（ｂ）は各変速段におけるクラッ
チおよびブレーキの締結状態と変速比を示す。図２中、
（ａ）はスケルトン、（ｂ）は各変速段におけるクラッ
チおよびブレーキの締結状態を示す。図３中、（ａ）は
１速、（ｂ）は２速、（ｃ）は３速の作動状態をそれぞ
れ示す。図４中、（ａ）は４速、（ｂ）は５速、（ｃ）
は後退の作動状態をそれぞれ示す。

【００２０】図１の（ａ）において、入力軸Ｅ１と同一
の回転軸線上に左から３組のクラッチＫ１、Ｋ２、Ｋ
３、３組のブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３、３組の遊星歯車
装置Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３、および出力軸Ｅ２が配置
される。上方にハッチングで示した筐体Ｄ１は、これら
の機構を格納するとともに、入力軸Ｅ１および出力軸Ｅ
２を回転可能に支持する。シングルピニオン型の遊星歯
車装置Ｇ１１は、外周のリングギヤＲ１１と中心のサン
ギヤＳ１１の間に複数のピニオンギヤＰ１１を配置して
噛み合わせ、複数のピニオンギヤＰ１１をピニオンキャ
リヤＣ１１で一体に拘束する。ダブルピニオン型の遊星
歯車装置Ｇ１２は、外周のリングギヤＲ１２と中心のサ
ンギヤＳ１２の間に２段のピニオンギヤＰ１２、Ｑ１２
を複数組配置して噛み合わせ、複数組のピニオンギヤＰ
１２、Ｑ１２をピニオンキャリヤＣ１２で一体に拘束す
る。シングルピニオン型の遊星歯車装置Ｇ１３は、外周
のリングギヤＲ１３と中心のサンギヤＳ１３の間に複数
のピニオンギヤＰ１３を配置して噛み合わせ、複数のピ
ニオンギヤＰ１３をピニオンキャリヤＣ１３で一体に拘
束する。

【００２１】クラッチＫ１は、入力軸Ｅ１を遊星歯車装
置Ｇ１２のリングギヤＲ１２に対して締結可能である。
クラッチＫ２は、入力軸Ｅ１を遊星歯車装置Ｇ１２のピ
ニオンキャリヤＣ１２に対して締結可能である。クラッ
チＫ３は、入力軸Ｅ１を遊星歯車装置Ｇ１１のサンギヤ
Ｓ１１に対して締結可能である。ブレーキＢ１は、筐体
Ｄ１に対して遊星歯車装置Ｇ１１のサンギヤＳ１１をロ
ックして、サンギヤＳ１１の回転を停止可能である。ブ
レーキＢ２は、筐体Ｄ１に対して遊星歯車装置Ｇ１１の
ピニオンキャリヤＣ１１をロックして、ピニオンキャリ
ヤＣ１１の回転を停止可能である。ブレーキＢ３は、筐
体Ｄ１に対して遊星歯車装置Ｇ１３のピニオンキャリヤ
Ｃ１３をロックして、ピニオンキャリヤＣ１３の回転を
停止可能である。

【００２２】遊星歯車装置Ｇ１１のピニオンキャリヤＣ
１１と遊星歯車装置Ｇ１２のリングギヤＲ１２の間に連
絡部材Ｎ１１が配置される。遊星歯車装置Ｇ１１のサン
ギヤＳ１１と遊星歯車装置Ｇ１２のサンギヤＳ１２の間
に連絡部材Ｎ１２が配置される。遊星歯車装置Ｇ１３の
サンギヤＳ１３と出力軸Ｅ２の間に連絡部材Ｎ１３が配
置される。遊星歯車装置Ｇ１１のリングギヤＲ１１と遊
星歯車装置Ｇ１３のサンギヤＳ１３の間に連絡部材Ｎ１
４が配置される。遊星歯車装置Ｇ１１のピニオンキャリ
ヤＣ１１と遊星歯車装置Ｇ１３のリングギヤＲ１３の間
に連絡部材Ｎ１５が配置される。これらの連絡部材は、
トルク伝達用の殻構造や軸方向の噛み合わせ構造や多重
の軸構造によって構成され、相対回転を固定して正逆両
方向に回転トルクを伝達する。

【００２３】図１の（ｂ）において一覧表として示すよ
うに、１速ではクラッチＫ２とブレーキＢ３の組み合わ
せが締結される。２速ではクラッチＫ２とブレーキＢ２
の組み合わせが締結される。３速ではクラッチＫ２とブ
レーキＢ１の組み合わせが締結される。４速ではクラッ
チＫ１、Ｋ２の組み合わせが締結される。５速ではクラ
ッチＫ１とブレーキＢ１の組み合わせが締結される。後
退ではクラッチＫ３とブレーキＢ２の組み合わせが締結
される。これらの変速段における変速比は、遊星歯車装
置Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３の歯数比α1 、α2 、α3 を
用いて右側の数式のように求められる。この数式を用い
て歯数比α1 、α2 、α3 をそれぞれ０．３７５、０．
４７５、０．７５と定めた場合の具体的な変速比の数値
が右端の欄に示される。

【００２４】図１の（ａ）に示す前進５段、後退１段の
遊星歯車式変速装置は、遊星歯車装置Ｇ１３とブレーキ
Ｂ３を除去して、破線で囲んだ部分Ａ１を残すことで前
進４段、後退１段の遊星歯車式変速装置とすることがで
きる。前進４段、後退１段の遊星歯車式変速装置を図２
に示す。図２の（ｂ）では、遊星歯車装置Ｇ１３の関与
する図１の（ｂ）の１速が失われて、図１の（ｂ）の破
線で囲んだ部分が新しい各変速段におけるクラッチとブ
レーキの作動組み合わせとなる。図１の（ｂ）の２速、
３速、４速、５速がそのまま図２の（ｂ）の１速、２
速、３速、４速となり、変速比の数式や数値（歯数比α
1 、α2 が共通として）も同じである。

【００２５】次に、図３、図４を参照して、前進５段、
後退１段の変速各段における遊星歯車装置の作動状態を
説明する。ここでは、クラッチおよびブレーキについて
は実線が締結状態、破線が解放状態である。遊星歯車装
置および各要素の連絡部分については、変速動作に関与
して出力に結び付く状態を実線、無関係な状態を破線で
示している。

【００２６】図３の（ａ）の１速では、３つの遊星歯車
装置Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３が協働して減速を行う。ブ
レーキＢ３が遊星歯車装置Ｇ１３のピニオンキャリヤＣ
１３をロックする一方で、クラッチＫ２が遊星歯車装置
Ｇ１２をピニオンキャリヤＣ１２入力とする。遊星歯車
装置Ｇ１３は、サンギヤＳ１３（出力軸）の回転から逆
方向の減速された回転を形成してリングギヤＲ１３に出
力する。この逆方向の回転は、遊星歯車装置Ｇ１１のピ
ニオンキャリヤＣ１１に戻し入力される。このとき、遊
星歯車装置Ｇ１１は、サンギヤＳ１１の回転を反転して
リングギヤＲ１１に出力しており、リングギヤＲ１１の
回転速度は、ピニオンキャリヤＣ１１の逆方向の回転に
よって減速される。遊星歯車装置Ｇ１１、Ｇ１２が協働
する動作については、次の２速で詳しく説明する。

【００２７】図３の（ｂ）の２速では、２つの遊星歯車
装置Ｇ１１、Ｇ１２が協働して減速を行う。ブレーキＢ
２によってリングギヤＲ１２をロックされた遊星歯車装
置Ｇ１２は、クラッチＫ２を通じてピニオンキャリヤＣ
１２に入力された入力軸の回転を反転してサンギヤＳ１
２に出力する。この反転された回転は、遊星歯車装置Ｇ
１１のサンギヤＳ１１に入力される。ブレーキＢ２によ
ってピニオンキャリヤＣ１１をロックされた遊星歯車装
置Ｇ１１は、サンギヤＳ１１の回転をさらに反転して順
方向の減速された回転を形成してリングギヤＲ１１に出
力する。

【００２８】図３の（ｃ）の３速では、２つの遊星歯車
装置Ｇ１１、Ｇ１２が協働して減速を行う。ブレーキＢ
１が遊星歯車装置Ｇ１１、Ｇ１２のサンギヤＳ１１、Ｓ
１２をロックする一方で、クラッチＫ２を通じて入力軸
の回転が遊星歯車装置Ｇ１２のピニオンキャリヤＣ１２
に入力される。遊星歯車装置Ｇ１２は、順方向の減速さ
れた回転を形成してリングギヤＲ１２に出力する。この
減速された回転が遊星歯車装置Ｇ１１のピニオンキャリ
ヤＣ１１に入力される。遊星歯車装置Ｇ１１は、この減
速された回転を少し増速してリングギアＲ１１に出力す
る。

【００２９】図４の（ａ）の４速では、クラッチＫ１、
Ｋ２が同時に締結されて、遊星歯車装置Ｇ１２における
リングギヤＲ１２とピニオンキャリヤＣ１２の相対的な
回転が無くなり、遊星歯車装置Ｇ１２の全体（リングギ
ヤＲ１２、ピニオンキャリヤＣ１２、サンギヤＳ１２）
が、１つの噛み合わせ状態にロックされたまま入力軸と
一体に回転する。これにより、遊星歯車装置Ｇ１１にお
けるサンギヤＳ１１とピニオンキャリヤＣ１１の相対的
な回転が無くなり、遊星歯車装置Ｇ１１の全体（リング
ギヤＲ１１、ピニオンキャリヤＣ１１、サンギヤＳ１
１）も、１つの噛み合わせ状態にロックされたまま入力
軸と一体に回転して、リングギヤＲ１１から入力軸と同
じ回転速度が出力される。

【００３０】図４の（ｂ）の５速では、ブレーキＢ１に
よってサンギヤＳ１１をロックされた遊星歯車装置Ｇ１
１が単純な増速を行う。クラッチＫ１から遊星歯車装置
Ｇ１２のリングギヤＲ１２を経由して、入力軸の回転が
遊星歯車装置Ｇ１１のピニオンキャリヤＣ１１に入力さ
れる。遊星歯車装置Ｇ１１は、ピニオンキャリヤＣ１１
の回転を増速してリングギヤＲ１１に出力する。

【００３１】図４の（ｃ）の後退では、ブレーキＢ２に
よってピニオンキャリヤＣ１１をロックされた遊星歯車
装置Ｇ１１が反転された減速出力を形成する。ピニオン
キャリヤＣ１１をロックされた遊星歯車装置Ｇ１１は、
クラッチＫ３を通じて入力されたサンギアＳ１１の回転
を反転して逆方向の回転とするとともに減速して、リン
グギヤＲ１１に出力する。

【００３２】以上のように構成された第１実施例の遊星
歯車式変速装置によれば、遊星歯車装置Ｇ１３とブレー
キＢ３の有無によって、遊星歯車式変速装置の前進４段
型と前進５段型を容易に変更できる。また、前進５型と
した場合でも、クラッチとブレーキの数はそれぞれ３つ
で済み、従来の前進５型専用の遊星歯車式変速装置に比
較して部品点数の増加とならない。また、前進４段型と
した場合でも２つの遊星歯車装置Ｇ１３を一体に回転さ
せる変速比１の変速段と遊星歯車装置Ｇ１２によって増
速するオーバードライブ変速段がそのまま残るため、高
速走行における燃費の悪化を避け得る。さらに、走行中
に常用される変速比１の変速段では、遊星歯車装置Ｇ１
１、Ｇ１２の噛み合い状態がロックされるため歯面の摩
擦や発熱が抑制される。また、締結要素の総数が少ない
ため非締結の締結要素の空転による発熱も少ない。従っ
て、燃費が向上する。

【００３３】さらに、図１の（ｂ）の一覧表に明らかな
ように、１速〜５速の隣接する変速段では、１つの締結
要素を共通にしたまま他の１つの締結要素を切り替えて
変速動作が実行される。従って、変速動作が円滑とな
り、２つの締結要素を順番に切り替える場合よりも短い
時間で変速動作を完了できる。そして、２つの締結要素
を同時に切り替える変速動作が無いから、変速動作に伴
って自動変速機の機構や車体にショックを与える心配も
無い。従って、変速動作が円滑で速く、運転者に変速動
作の有無を気付かせない自動変速機を提供できる。ま
た、クラッチＫ１、Ｋ２、Ｋ３を入力軸側にまとめて配
置しているため、摩擦板を拘束するスプラインを形成し
た回転部材等、いくつかの部品を一体に構成して全体の
部品点数を削減できる。

【００３４】第１実施例では、遊星歯車装置Ｇ１１が発
明の第１遊星歯車装置、遊星歯車装置Ｇ１２が発明の第
２遊星歯車装置、遊星歯車装置Ｇ１３が発明の第３遊星
歯車装置に相当し、連絡部材Ｎ１１が発明の第１連絡手
段、連絡部材Ｎ１２が発明の第２連絡手段、連絡部材Ｎ
１３、Ｎ１４（遊星歯車装置Ｇ１３のサンギヤＳ１３を
経由する動力伝達経路）が発明の第３連絡手段に相当す
る。また、連絡部材Ｎ１４は単独で発明の第４連絡手段
に、連絡部材Ｎ１５は発明の第５連絡手段に相当する。
なお、これらの連絡部材やその他の正逆両方向で回転ト
ルクを伝達する部材の少なくとも１つ、例えば、連絡部
材Ｎ１２を「一方向クラッチとクラッチを並列に配置し
た連絡手段」に置き換えてもよい。一方向クラッチによ
って片方向のトルク伝達として１速、２速における不必
要なエンジンブレーキを遮断可能とする一方、下り坂等
でエンジンブレーキが必要な場合にはクラッチを締結し
て両方向のトルク伝達とする。また、３組の遊星歯車装
置Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３の歯数比を変更して変速各段
の変速比を異ならせてもよい。また、３つのブレーキと
３つのクラッチには、特開平２−１５９４４３号の第３
８図〜第４８図に示されるように、多板クラッチ、バン
ドブレーキ、および、これらに一方向クラッチを組み合
わせた構造を用途や目的に応じて任意に選択できる。

【００３５】ところで、第１実施例の構成は、３組の遊
星歯車装置と３つのブレーキと３つのクラッチの配置の
順序や相対的な位置関係を、連絡部材等による相互の連
絡状態を維持したまま、筐体構造や連絡部材等の都合に
合わせて自由に変更することができる。このとき、遊星
歯車装置のサンギヤ、ピニオンキャリヤ、リングギヤ
は、それぞれ左右の都合の良い側を選択して連絡部材を
接続すればよい。

【００３６】例えば、遊星歯車装置Ｇ１１、Ｇ１２の配
置を置き換えて、ダブルピニオン型の遊星歯車装置Ｇ１
２を入力軸側に配置してもよい。この構成によれば、遊
星歯車装置Ｇ１１、Ｇ１３間の連絡部材を、図１の
（ａ）に示すように遊星歯車装置Ｇ１２の外側を迂回さ
せなくて済む。また、ブレーキＢ１、Ｂ２を隣接して配
置することにより、摩擦板を拘束する筐体側のスプライ
ンドラムや油圧駆動用のシリンダーや油圧回路の一部を
共用させてもよい。

【００３７】図５は、第１実施例の遊星歯車式変速装置
における筐体の組み立て構造の例を示している。ここで
は、前進４段型の遊星歯車式変速装置を格納した主筐体
Ｄ１１の出力軸側に副筐体Ｄ１２を接続して、前進５段
型の遊星歯車式変速装置を構成する。主筐体Ｄ１１に
は、遊星歯車装置Ｇ１１、Ｇ１２、クラッチＫ１、Ｋ
２、Ｋ３、ブレーキＢ１、Ｂ２を含む図２の（ａ）の機
構が格納される。一方、副筐体Ｄ１２には、遊星歯車装
置Ｇ１３とブレーキＢ３を含む破線で囲んだ部分Ａ１１
の機構を内部に保持する。

【００３８】遊星歯車装置Ｇ１１のピニオンキャリヤＣ
１１と遊星歯車装置Ｇ１３のリングギヤＲ１３の間を接
続する連絡部材は、ピニオンキャリヤＣ１１に固定した
部品とリングギヤＲ１３に固定した部品を中間の噛み合
わせ構造で連結して構成される。また、遊星歯車装置Ｇ
１１のリングギヤＲ１１と遊星歯車装置Ｇ１３のサンギ
アＳ１３の間を接続する連絡部材は、リングギヤＲ１１
に固定した部品とサンギアＳ１３に固定した部品を中間
の噛み合わせ構造で連結して構成される。これらの噛み
合わせ構造は、主筐体Ｄ１１と副筐体Ｄ１２の連結位置
に配置され、両者を軸方向に接近させて噛み合い、軸方
向に遠ざけて解放される。そして、主筐体Ｄ１１に副筐
体Ｄ１２を接続すると同時にそれぞれの連絡部材の噛み
合い連結が完遂する。副筐体Ｄ１２無しで前進４段型と
する場合、出力軸と出力軸に固定された連絡部材の部品
とを回転可能に保持する図示しない後部筐体が主筐体Ｄ
１１に対して副筐体Ｄ１２の代わりに連結される。この
連結部材の部品は、遊星歯車装置Ｇ１１のリングギヤＲ
１１に固定した部品と噛み合う構造を持ち、後部筐体を
主筐体Ｄ１１に連結すると、相互に噛み合って遊星歯車
装置Ｇ１１のリングギヤＲ１１と出力軸の連絡を完遂す
る。

【００３９】図５に示した筐体構造によれば、遊星歯車
装置Ｇ１１、Ｇ１２、クラッチＫ１〜Ｋ３、ブレーキＢ
１、Ｂ２はもちろん、筐体や要素間の連絡構造等につい
ても前進４段型と前進５段型の遊星歯車式変速装置の間
で最大限の部品共通化が実現され、必要となる部品点数
の削減と部品コストの低減が可能となる。また、個別の
部品を追加するのではなく、必要な部品をすべて組み込
んで工場組み立てされたユニットを連結するから、付け
替えや修理交換等の作業が簡略化され、部品の間違いや
種々の作業ミスを起こす可能性も低い。実施例の遊星歯
車式変速装置の筐体構造は、図５の構造に限定されず、
遊星歯車装置Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３の配置の順序や連
結構造の都合を優先して種々に変更可能である。例え
ば、図５の主筐体Ｄ１１を入力軸側と出力軸側の２つの
部分に分割できる構造とし、遊星歯車装置Ｇ１３とブレ
ーキＢ３を格納した別の副筐体をその間に挟み込んで連
結する構成としてもよい。

【００４０】

【発明の効果】本発明の遊星歯車式変速装置によれば、
前進４段、後退１段の遊星歯車式変速装置に１組の遊星
歯車装置と１個のブレーキを追加するだけで、前進５
段、後退１段の遊星歯車式変速装置が得られる。従っ
て、前進４段型と前進５段型の遊星歯車式変速装置間で
最大限の部品共通化が可能となり、製作コストの低減や
信頼性の向上が容易となる。そして、前進４段型とした
場合でも、必要なクラッチ数が３、ブレーキ数が２にと
どまり、従来の専用の前進４段型に比較してこれらの必
要数を増さないで済む。また、前進４段型とした場合に
は、不要な遊星歯車装置とブレーキが除去されるから、
無駄な部品を内部に抱え込んだり、無駄な部品が空転し
て損失を高めたりする心配が無い。従って、遊星歯車式
変速装置の小型化、軽量化、高い伝達効率と低燃費の確
保が容易となり、製作コストもさらに低減される。

【００４１】筐体構造を分割して前進４段型と前進５段
型の区別に応じて連結する構成とした場合、前進４段型
と前進５段型の間で筐体部品の共通化が可能となるにも
かかわらず、前進４段型を必要最小限の内容積を持つ軽
量小型の遊星歯車式変速装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の遊星歯車式変速装置の構成の説明
図である。

【図２】前進４段型の遊星歯車式変速装置の構成の説明
図である。

【図３】各変速段における遊星歯車装置の作動図であ
る。

【図４】各変速段における遊星歯車装置の作動図であ
る。

【図５】筐体構造の説明図である。

【符号の説明】

Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３ ブレーキ Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３ クラッチ Ｅ１ 入力軸 Ｅ２ 出力軸 Ｄ１ 筐体 Ｄ１１ 主筐体 Ｄ１２ 副筐体 Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３ ピニオンキャリヤ Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３ 遊星歯車装置 Ｎ１１、Ｎ１２、Ｎ１３、Ｎ１４、Ｎ１５ 連絡部材 Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３ ピニオンギヤ Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３ リングギヤ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力部材および出力部材の回転軸線上に
   配置されたシングルピニオン型の第１遊星歯車装置とダ
   ブルピニオン型の第２遊星歯車装置とを有する遊星歯車
   式変速装置であって、 第２遊星歯車装置のリングギヤを前記入力部材に対して
   締結可能な第１クラッチと、 第２遊星歯車装置のピニオンキャリヤを前記入力部材に
   対して締結可能な第２クラッチと、 第１遊星歯車装置のサンギヤを前記入力部材に対して締
   結可能な第３クラッチと、 第１遊星歯車装置のサンギヤの回転を停止可能な第１ブ
   レーキと、 第１遊星歯車装置のピニオンキャリヤの回転を停止可能
   な第２ブレーキと、 第１遊星歯車装置のピニオンキャリヤと第２遊星歯車装
   置のリングギヤの間を回転連絡する第１連絡手段と、 第１遊星歯車装置のサンギヤと第２遊星歯車装置のサン
   ギヤの間を回転連絡する第２連絡手段と、 第１遊星歯車装置のリングギヤと前記出力部材の間を回
   転連絡する第３連絡手段と、を有することを特徴とする
   前進４段、後退１段の変速が可能な遊星歯車式変速装
   置。
2. 【請求項２】 入力部材および出力部材の回転軸線上に
   配置されたシングルピニオン型の第１遊星歯車装置とダ
   ブルピニオン型の第２遊星歯車装置とを有する遊星歯車
   式変速装置であって、 第２遊星歯車装置のリングギヤを前記入力部材に対して
   締結可能な第１クラッチと、 第２遊星歯車装置のピニオンキャリヤを前記入力部材に
   対して締結可能な第２クラッチと、 第１遊星歯車装置のサンギヤを前記入力部材に対して締
   結可能な第３クラッチと、 第１遊星歯車装置のサンギヤの回転を停止可能な第１ブ
   レーキと、 第１遊星歯車装置のピニオンキャリヤの回転を停止可能
   な第２ブレーキと、 第１遊星歯車装置のピニオンキャリヤと第２遊星歯車装
   置のリングギヤの間を回転連絡する第１連絡手段と、 第１遊星歯車装置のサンギヤと第２遊星歯車装置のサン
   ギヤの間を回転連絡する第２連絡手段と、 第１遊星歯車装置のリングギヤと前記出力部材の間を回
   転連絡する第３連絡手段と、を有し、 前記回転軸線上に配置されたシングルピニオン型の第３
   遊星歯車装置と、 第３遊星歯車装置のピニオンキャリヤの回転を停止可能
   な第３ブレーキと、 第３遊星歯車装置のサンギヤと第１遊星歯車装置のリン
   グギヤの間を回転連絡する第４連絡手段と、 第３遊星歯車装置のリングギヤと第１遊星歯車装置のピ
   ニオンキャリヤの間を回転連絡する第５連絡手段と、を
   設けたことを特徴とする前進５段、後退１段の変速が可
   能な遊星歯車式変速装置。
3. 【請求項３】 第１遊星歯車装置、第２遊星歯車装置、
   第１クラッチ、第２クラッチ、第３クラッチ、第１ブレ
   ーキ、および第２ブレーキを格納した主筐体構造に接続
   可能な副筐体構造を有し、 前記副筐体構造に第３遊星歯車装置および第３ブレーキ
   を配置したことを特徴とする請求項２記載の遊星歯車式
   変速装置。