JPH0886336A - 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１クラッチと、第
１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
リングギヤと第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遊星歯車装置のピニオン
キャリヤと第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２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遊星歯車装置のリングギ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４連絡
手段と、第３遊星歯車装置のサンギヤと第２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の前進５段型の構成において、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２遊星歯車装置によって単純な減速を行う。
第２ブレーキによって第２遊星歯車装置のサンギヤをロ
ックし、第１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遊星歯車装置のリングギヤから順方向の減速さ
れた回転が取り出される。ダブルピニオン型の遊星歯車
装置では、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。

【００１５】２速では、１速の場合と同様に機能して減
速を行う第２遊星歯車装置に対して第１遊星歯車装置が
補助的に作用する。すなわち、第１ブレーキによってサ
ンギヤをロックされた第１遊星歯車のリングギヤに、第
２遊星歯車装置のリングギヤ（出力部材）の回転が入力
される。第１遊星歯車装置は、リングギヤの回転を減速
してピニオンキャリヤに出力する。この減速された回転
が第２遊星歯車装置のサンギヤに戻し入力される。サン
ギヤが順方向に回転する第２遊星歯車装置のリングギヤ
からは、サンギヤが停止した１速の場合よりも高い回転
速度の出力が取り出される。ダブルピニオン型の遊星歯
車装置のリングギヤからは、「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出力され
るから、上述の戻し入力によるサンギヤの順方向の回転
が「サンギアに対するピニオンキャリヤの回転速度」を
増すと、その分リングギヤの回転速度も高まる。

【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
とサンギヤが一体に回転し、リング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、入力部
材の回転が１対１に出力部材まで伝達される。なお、こ
のとき、第１遊星歯車装置についてもピニオンキャリヤ
とリングギヤの相対回転が失われて、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い
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２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
が取り出される。この回転が出力軸まで伝達されて出力
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出力軸まで伝達されて出力さ
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３遊星歯車装置が単純な減速を行
う。すなわち、第３ブレーキによってリングギヤをロッ
クされた第３遊星歯車装置に対して、入力軸の回転が第
１クラッチを通じてサンギヤに入力される。第３遊星歯
車装置のピニオンキャリヤからは、サンギヤの入力を減
速した出力が取り出される。

【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６を参照して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６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、図６は実施例の変形例の説明
図である。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。図６中、（ａ）は遊星歯車装置の配置の変形例、
（ｂ）は変形例における筐体構造の例をそれぞれ示す。

【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のピニオンキャリヤＣ１２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Ｇ１
１のピニオンキャリヤＣ１１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。また、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のリン
グギヤＲ１３をロックして、リングギヤＲ１３の回転を
停止可能である。

【００２２】遊星歯車装置Ｇ１１のリングギヤＲ１１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のピニオンキ
ャリヤＣ１１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
のピニオンキャリヤＣ１３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Ｇ１２のリングギヤ
Ｒ１２と遊星歯車装置Ｇ１３のピニオンキャリヤＣ１３
の間に連絡部材Ｎ１４が配置される。遊星歯車装置Ｇ１
２のピニオンキャリヤＣ１２と遊星歯車装置Ｇ１３のサ
ンギヤＳ１３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Ｋ１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Ｋ１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Ｋ１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Ｋ２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０．３２５、０．
５７５、０．３５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、遊星歯車装置Ｇ
１３が単純な減速を行う。ブレーキＢ３が遊星歯車装置
Ｇ１３のリングギヤＲ１３をロックする一方で、クラッ
チＫ１が入力軸の回転をサンギヤＳ１３に入力する。遊
星歯車装置Ｇ１３のピニオンキャリヤＣ１３（出力軸）
からは、サンギヤＳ１３の入力を減速した順方向の回転
が出力される。

【００２７】図３の（ｂ）の２速では、遊星歯車装置Ｇ
１２が単純な減速を行う。ブレーキＢ２が遊星歯車装置
Ｇ１２のサンギヤＳ１２をロックする一方で、クラッチ
Ｋ１が入力軸の回転をピニオンキャリヤＣ１２に入力す
る。遊星歯車装置Ｇ１２のリングギヤＲ１２からは、ピ
ニオンキャリヤＣ１２の入力を減速した順方向の回転が
出力される。この出力が遊星歯車装置Ｇ１３のピニオン
キャリヤＣ１３を経由してそのまま出力軸に出力され
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のサンギヤＳ１１をロックする
一方で、クラッチＫ１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のリングギヤＲ１１に入力される。
遊星歯車装置Ｇ１１は、リングギヤＲ１１の入力を減速
した回転を形成してピニオンキャリヤＣ１１から出力
し、この出力が遊星歯車装置Ｇ１２のサンギヤＳ１２に
戻し入力される。サンギヤＳ１２が順方向に回転する遊
星歯車装置Ｇ１２のリングギヤＲ１２からは、サンギヤ
Ｓ１２が停止した（ｂ）の場合よりも高い回転速度の回
転が出力される。

【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
サンギヤＳ１２とピニオンキャリヤＣ１２の相対的な回
転が無くなる。これにより、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。従って、入力軸の回転が出
力軸にそのまま伝達される。このとき、遊星歯車装置Ｇ
１１ではリングギヤＲ１１とピニオンキャリヤＣ１１の
相対的な回転が無くなり、また、遊星歯車装置Ｇ１３で
はサンギヤＳ１３とピニオンキャリヤＣ１３の相対的な
回転が無くなるから、遊星歯車装置Ｇ１１、Ｇ１３の全
体（リングギヤＲ１１、Ｒ１３、ピニオンキャリヤＣ１
１、Ｃ１３、サンギヤＳ１１、Ｓ１３）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
いる。

【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。遊星歯車装置Ｇ１１は、クラッ
チＫ２からピニオンキャリヤＣ１２に入力された回転を
増速してリングギヤＲ１１に出力する。リングギヤＲ１
１の回転は、遊星歯車装置Ｇ１２のリングギヤＲ１２か
ら遊星歯車装置Ｇ１３のピニオンキャリヤＣ１３を経由
して出力軸まで伝達される。

【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ヤ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Ｂ
３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Ｇ１１、
Ｇ１２、Ｇ１３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に加えてブレーキＢ１、
Ｂ２も入力軸側にまとめて配置しているため、筐体側の
支持構造、摩擦板を拘束するスプラインを形成した部
材、駆動用の油圧シリンダー、油圧回路等、いくつかの
部品を共通に一体化して全体の部品点数を削減できる。
そして、遊星歯車装置Ｇ１１、Ｇ１２が専らピニオンキ
ャリヤ入力として使用されているから、これらをサンギ
ヤ入力で使用した場合に比較して、トルク伝達にかかる
歯面が外側に位置する分、歯面圧力が少なくて済み、歯
の大きさを小さくして歯数比の選択の自由度を高めた
り、遊星歯車装置を小型化して遊星歯車式変速装置を軽
量化したり、歯面の摩擦損耗を遅らせて遊星歯車装置の
寿命を延長する等が容易である。

【００３４】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Ｎ１
３、Ｎ１４（遊星歯車装置Ｇ１３のピニオンキャリヤを
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が単独で発明の第４連絡手段
に相当し、連絡部材Ｎ１５が発明の第５連絡手段に相当
する。

【００３５】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、クラッチＫ１に対して遊星歯車装置Ｇ１２のピニ
オンキャリヤＣ１２と遊星歯車装置Ｇ１３のサンギヤＳ
１３の両方を連絡する連絡部材を「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３８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。

【００３６】図５は、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Ｄ１
１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、Ｋ２、Ｋ
３、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Ｇ１
３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。

【００３７】遊星歯車装置Ｇ１３のピニオンキャリヤＣ
１３と遊星歯車装置Ｇ１２のリングギヤＲ１２の間を接
続する連絡部材Ｎ１４は、ピニオンキャリヤＣ１３に固
定した部品とリングギヤＲ１２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Ｇ１３のサンギヤＳ１３と遊星歯車装置Ｇ１２のピ
ニオンキャリヤＣ１２の間を接続する連絡部材Ｎ１５
は、サンギヤＳ１３に固定した部品とピニオンキャリヤ
Ｃ１２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Ｄ１
１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。

【００３８】一方、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Ｄ１
１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、連結部材Ｎ１４のリングギヤＲ１２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Ｇ
１２のリングギヤＲ１２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。

【００４０】ところで、実施例の構成は図１の（ａ）の
部品配置に限定されず、３組の遊星歯車装置と３つのブ
レーキと３つのクラッチに関する配置順序や相対的位置
関係は、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
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。また、このよう
な実施例の変形例の構成を納める筐体構造は、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。

【００４１】例えば、図６の変形例では、実施例の構成
における遊星歯車装置Ｇ１２、Ｇ１３の配置を置き換え
るとともに、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Ｇ１
３およびブレーキ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いる。

【００４２】図６の（ａ）において、３組の遊星歯車装
置Ｇ１１、Ｇ１３、Ｇ１２が入力軸側から順番に配置さ
れる。ここでは、遊星歯車装置Ｇ１２、Ｇ１３の配置が
図１の（ａ）と逆であるが、サンギヤＳ１１、Ｓ１２、
Ｓ１３、リングギヤＲ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、ピニオン
キャリヤＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、クラッチＫ１、Ｋ
２、Ｋ３、ブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３、入力軸および出
力軸の相互の連絡関係は図１の（ａ）と同じである。ま
た、１速〜５速および後退の各変速段におけるクラッチ
Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３およびブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３の締
結の組み合わせは図１の（ｂ）と同じであり、各変速段
における遊星歯車装置Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３の機能状
態は図３、図４を参照して説明したとおりである。

【００４３】図６の（ｂ）において、前進４段型の遊星
歯車式変速装置を格納する主筐体が前部Ｄ１３と後部Ｄ
１５に分割されている。前部Ｄ１３には、遊星歯車装置
Ｇ１１、クラッチＫ１、Ｋ２、Ｋ３、ブレーキＢ１、Ｂ
２が格納される。後部Ｄ１５には遊星歯車装置Ｇ１２が
格納される。前部Ｄ１３と後部Ｄ１５を直接に連結すれ
ば、図２の（ａ）に示す前進４段型の遊星歯車式変速装
置が構成される。このとき、遊星歯車装置Ｇ１１のリン
グギヤＲ１１に固定された部品と遊星歯車装置Ｇ１２の
リングギヤＲ１２に固定された部品が直接に噛み合って
図２の（ａ）の連絡部材Ｎ１１を構成する。また、遊星
歯車装置Ｇ１１のピニオンキャリヤＣ１１に固定された
部品と遊星歯車装置Ｇ１２のサンギヤＳ１２に固定され
た部品が直接に噛み合って図２の（ａ）の連絡部材Ｎ１
２を構成する。さらに、クラッチＫ１に固定された部品
と遊星歯車装置Ｇ１２のピニオンキャリヤＣ１２に固定
された部品が直接に噛み合って両者の間の回転を連絡す
る。これらの噛み合わせ構造は、前部Ｄ１３と後部Ｄ１
５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、前部Ｄ
１３に後部Ｄ１５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。

【００４４】一方、前部Ｄ１３と後部Ｄ１５の間に副筐
体Ｄ１４を挟み込んで全体を一体に連結すれば、直ちに
図６の（ａ）に示す前進５段型の遊星歯車式変速装置が
構成される。副筐体Ｄ１４は、遊星歯車装置Ｇ１３とブ
レーキＢ３を格納するとともに、円筒状の連絡部材Ｎ１
６、Ｎ１７を軸方向に拘束して回転自在に保持してい
る。連絡部材Ｎ１６は、上述の遊星歯車装置Ｇ１１のピ
ニオンキャリヤＣ１１に固定された部品と遊星歯車装置
Ｇ１２のサンギヤＳ１２に固定された部品に両端をそれ
ぞれ噛み合わせて両者の間を中継する。連絡部材Ｎ１７
は、上述のクラッチＫ１に固定された部品と遊星歯車装
置Ｇ１２のピニオンキャリヤＣ１２に固定された部品に
両端をそれぞれ噛み合わせて両者の間を中継する。

【００４５】以上のように構成された変形例では、出力
軸が後部Ｄ１５に配置されて、前進４段型と前進５段型
の両方で共通に使用できるから、図５を参照して先に説
明した「図示しない後部筐体」が不要である。後部筐体
は、出力軸を保持する前進４段型専用のものである。ま
た、前進４段型とした場合には、副筐体Ｄ１４の長さ分
だけ、遊星歯車式変速装置の全体長さが短縮されて、全
体が小型化、軽量化される。特に、前進５段型の筐体を
前進４段型でもそのまま使用して、単に筐体内部の遊星
歯車装置Ｇ１３とブレーキＢ３を取り外した場合に比較
して全体構造が小型化、軽量化され、筐体内に無駄なス
ペースを抱え込まないで済む。

【００４６】

【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。

【００４７】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】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。

【図６】実施例の変形例の説明図である。

【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、Ｄ１４ 副筐体 Ｄ１３ 前部 Ｄ１５ 後部 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、Ｎ１６、Ｎ
１７ 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１クラッチと、 第１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遊星歯車装置のリングギヤと第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遊星歯車装置のピニオンキャリヤと第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２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１クラッチと、 第１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遊星歯車装置のリングギヤと第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遊星歯車装置のピニオンキャリヤと第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２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遊星歯車装置のリングギ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４連絡手段と、 第３遊星歯車装置のサンギヤと第２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。