JPS5842386B2 - ヘンソクソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車輛用、特に自動車用の流体継手と組合わせて
使用されるに適した変速装置に関するものである。

トラックあるいはバス等の大型車輛用の変速装置として
は少なくとも４段以上の変速段を有することが望ましい
。

このためシングルピニオン式あるいはダブルピニオン式
単純プラネタリギヤセットを３組あるいは４組又はそれ
以上組合わせ、その中の各要素を適当に結びつけること
により４段以上の変速段を実現することが考えられる。

このように組合わせた変速装置は非常に多数の組合わせ
が考えられるが、更に以下に記す様な各条件を満すこと
が望ましい。

（１）出力軸は各変速段とも同一の要素と連結されるこ
と。

（２）プラネタリギヤセットの各要素は軸受部の周速を
低くするためその回転数が低いこと。

（３）各歯車の歯の強度上の問題から各要素の歯荷重即
ち接線力が小さいこと。

（４）各プラネタリギヤセットの各歯車の歯数は噛合条
件を満足し、最小径となるサンギヤ及びプラネタリギヤ
も必要歯数以上であること。

（５）各プラネタリギヤセットの各要素の連結関係がな
るべく短い長さで簡単に行ない得ること。

（６）走行中の変速時には摩擦係合手段を切換えて変速
するが、この切換は切換ショックを小さくするために１
個のみの切換で行なえること。

本発明は、これらの各条件を考慮して基本的にシングル
ピニオン式単純プラネタリギヤセットを２組、ダブルピ
ニオン式単純プラネタリギヤセットを１組使用し、クラ
ッチ装置としては基本的に２個、ブレーキ装置としては
基本的に３個使用し、各プラネタリギヤセットの可動メ
ンバーを適切に結晶し、クラッチ装置およびブレーキ装
置を適宜結合解除することにより少なくとも前進４段、
後進１段の変速段を有する変速装置の提供を目的とする
。

以下添付図面により本発明の実施態様を説明する。

本発明装置の第１実施例を第１図にて説明すると、入力
軸と出力軸との間にはシングルピニオン式の第１プラネ
タリギヤセットＸ１．ダブルピニオン式の第２プラネタ
リギヤセツトＸ２及びシングルピニオン式の第３プラネ
タリギヤセツトＸ３を存在する。

前記第１プラネタリギヤセツトＸ１は、第１サンギヤＳ
１と該第１サンギヤに噛合う第１プラネタリギヤＰ１と
該第１プラネタリギヤに噛合う第１リングギヤＲＧＩと
前記第１プラネタリギヤＰ１を枢支する第１キヤリヤＣ
１とを有する。

又前記第２プラネタリギヤセツトＰ２は、第２サンギヤ
Ｓ２と該第２サンギヤに噛合う第２プラネタリギヤＰ２
と該第２プラネタリギヤＰ２と噛合う第３プラネタリギ
ヤＰ３と該第３プラネタリギヤに噛合う第２リングギヤ
ＲＧ２と前記第２第３プラネタリギヤＰ２．Ｐ３を枢支
する第２キヤリヤＣ２を有する。

同様に前記第３プラネタリギヤセツトＸ３は第３サンギ
ヤＳ３と該第３サンギヤに噛合う第４プラネタリギヤＰ
４と該第４プラネタリギヤと噛合う第３リングギヤＲＧ
３と前記第４プラネタリギヤＰ４を枢支する第３キヤリ
ヤＣ３とを有する。

前記第１キヤリヤＣ１と前記第３サンギヤＳ３とは駆動
的に連結される。

前記第１サンギヤＳ１と前記第２キヤリヤＣ２は駆動的
に連結される。

前記第２リングギヤＲＧ２と前記第３リングギヤＲＧ３
とは駆動的に連結される。

前記第３リングギヤＲＧ３は前記出力軸に動力的に一体
に連結される。

前記入力軸と前記第１サンギヤ８１．前記第２キヤリヤ
Ｃ２との間には該入力軸と該第１サンギヤＳ１、該第２
キヤリヤＣ２とを一体的に締結したり切離したりする第
１クラツチＣＬｉが配設されている。

前記入力軸と前記第１リングギヤＲＧＩ及び第２サンギ
ヤＳ２との間には該入力軸と該第１リングギヤＲＧ１及
び第２サンギヤＳ２とを一体的に締結したり切離したり
する第２クラツチＣＬ２が配設されている。

前記第１リングギヤＲＧＩ及び第２サンギヤＳ２とケー
スとの間には第１ブレーキＢ１が設けられ、該ブレーキ
が作動した時には前記第１リングギヤＲＧＩ及び第２サ
ンギヤＳ２を固締し得る様になっている。

前記第１キャリヤＣ１，前記第３サンギヤＳ３と前記ケ
ースとの間には第２ブレーキＢ２が設けられ、該ブレー
キが作動した時には前記第１キヤリヤＣ１、前記第３サ
ンギヤＳ３を固締し得る様になっている。

前記第３キヤリヤＣ３と前記ケースとの間には第３ブレ
ーキＢ３が設けられ、該ブレーキが作動した時には前記
第３キヤリヤＣ３を固締し得る様になっている。

そして各プラネタリギヤセットＸ１．Ｘ２゜Ｉ３におい
て次式（後述の全ての実施例に於ても同様である。

）力城立する。ＮＲＧＩ−（１−ＩＩ ）ＮＣ１＋ｌｌ
Ｎ５１＝ＯＮＲＧ２−（１−Ｉ２）ＮＣ２−Ｉ２ＮＳ２
＝ＯＮＲＧ３−（１＋Ｉ３ ）ＮＣ３＋ｌ３ＮＳ３＝０
但し、 ＮＲＧ １ 、 ＮＲＧ２ 、 ＮＲＧ３ ：第１．第
２．第３リングギヤの回転数、 ＮＣＩ、ＮＣ２，ＮＣ３：第１１第２、第３キヤリヤの
回転数、 ＮＳＩ、ＮＳ２．ＮＳ３：第１、第２、第３サンギヤの
回転数、 １１、Ｉ２．Ｉ３：各リングギヤと各サンギヤとの半径
比とする。

ここで本発明による変速装置の具体的な各変速段の数値
を例示すれば、１１＝０．４８４、ｌ２＝０．３４４、
ｌ３＝０．５４８（後述の全ての実施例も同様である）
であり、本発明の変速装置の各変速段における各クラッ
チＣＬＩ 、ＣＬ２及び各ブレーキＢ１ 、Ｂ２ 、Ｂ
３の作動と各変速段のＭ比の関係をまとめると第１Ａ表
のようになる。

但し、Ｆｎ＝（ｎ＝１ 、２ 、３−）は前進変速段を
示し、例えばＦｌは前進第１速、Ｆ２は前進第２速であ
り、又Ｒｎ （ｎ＝１ 、２ 、・・・）は後進変速段
を示し、Ｒ１は後進第１速であり、そして各変速段にお
ける各プラネタリギヤセットの各要素の回転数と接線力
をまとめると第１Ｂ表のようになる。

但し、その値は入力軸を１とした比で表わされ、但し接
線力は入力軸のトルクがリングギヤに作用したと仮定し
たときを１とする比で表わし、又プラネタリギヤの接線
力はサンギヤ及びリングギヤに等しいものである。

尚、前述の第１Ａ表と同一符号は同一対象物を意味する
ものであり、更にＡは変速段、Ｂはプラネタリギヤセッ
トの項目を示し、Ｎは回転数、Ｗは接線力を示すもので
ある。

尚、Ｆ４（前進４速）は減速比が１：１．ＯＯであるた
め、各々のサンギヤ、リングギヤ及びキャリヤの回転数
Ｎは１．００又各々のプラネタリギヤの回転数Ｎは０．
００であり、又その接線力Ｗは他の変速段にて生ずる接
線力に比して大巾に小となるものであり、即ち他の変速
段では各々のクラッチのうちの倒れか一個のクラッチの
みの係合により、その係合されたクラッチを介してのみ
入力軸のトルクが各要素に伝達されるのに対して、Ｆ４
（第４速）は少なくとも二個のクラッチの保合がなされ
ることにより入力軸のトルクはその両クラッチにて分担
され、その分担された入力軸のトルクが各要素に伝達さ
れるため、それにより生ずる各要素の接線力は一個のみ
のクラッチの係合により入力軸のトルクが分担されずそ
のまま伝達される場合に比して小さいことは自明であり
、以下減速比が１：１．００である変速段に於ける各要
素の回転数Ｎ及び接線力Ｗを省略する。

次に本発明装置の第２実施例を第２図にて説明すると、
前記第１図の実施例に於て前記第３プラネタリギヤセツ
トＸ３と前記出力軸との間にシングルピニオン式の第４
プラネタリギヤセツ）Ｘ４を介在してなる構成であり、
各要素との連結関係は以下の如くである。

前記第４プラネタリギヤセツトＸ４は、第４サンギヤＳ
４と該第４サンギヤに噛合う第５プラネタリギヤＰ５と
該第４プラネタリギヤに噛合う第４リングギヤＲＧ４と
前記第５プラネタリギヤを枢支する第４キヤリヤＣ４と
を有する。

前記第４リングギヤＲＧ４は前記第３キヤリヤＣ３に駆
動的に連結され、前記第３ブレーキＢ３が作動した時、
前記第３キヤリヤＣ３と同様に第４リングギヤＲＧ４は
固締される。

前記第４キヤリヤＣ４と前記ケースとの間には第４ブレ
ーキＢ４が設けられ、該ブレーキが作動した時には前記
第４キヤリヤＣ４を固締し得る様になっている。

前記第４サンギヤＳ４は前記出力軸に動力的に一体に連
結される。

そして、第４プラネタリギヤセツトＸ４に於て次式が成
立する。

ＮＲＧＩ−（１＋ｌ４）ＮＣ４＋ｌ４ＮＳ４＝０但し、 ＮＲＧ４：第４リングギヤの回転数、 ＮＣ４：第４キヤリヤの回転数。

ＮＳ ４ ：第４サンギヤの回転数、 ■４：第４リングギヤと第４サンギヤとの半径比とする
。

ここで本発明による変速装置の具体的な各変速段の数値
を例示すれば、ｌ４＝０．５６２であり、本発明の変速
装置の各変速段における各クラッチＣＬＩ 、ＣＬ２及
び各ブレーキＢ１．Ｂ２．Ｂ３゜Ｂ４の作動と各変速段
の減速比の関係をまとめると第２Ａ表のようになる。

そして各変速段における各プラネタリギヤセットの各要
素の回転数と接線力をまとめると第２Ｂ表のようになる
。

次に本発明装置の第３実施例を第３図にて説明すると、
本実施例は第２図の前記第２実施例と同様に第１図の前
記第１実施例において前記第３プラネタリギヤセツトＸ
３と、前記出力軸との間にシングルピニオン式の第４プ
ラネタリギヤセツトＸ４を介在してなる構成であり、各
要素との関係は以下の如くである。

前記第４サンギヤＳ４は前記第３キヤリヤＣ３と駆動的
に連結され、前記第３ブレーキＢ３が作動した時、前記
第３キヤリヤＣ３同様に第４サンギヤＳ４は固締される
。

前記第４キヤリヤＣ４と前記ケースとの間には、第４ブ
レーキＢ４が設けられ、該ブレーキが作動した時には第
４キヤリヤＣ４を固締し得る様になっている。

前記第４リングギヤＲＧ４は、前記出力軸に動力的に一
体に連結される。

ここで本発明による変速装置の具体的な変速段の数値を
例示すれば、ｌ４＝０．５６２であり、本発明の変速装
置の各変速段における各クラッチ及び各ブレーキの作動
と各変速段の減速比の関係をまとめると第３Ａ表のよう
になる。

そして各変速段における各プラネタリギヤセットの各要
素の回転数と接線力をまとめると第３Ｂ表のようになる
。

次に本発明装置の第４実施例を第４図にて説明すると、
本実施例は前記第２実施例と同様に前記第１実施例にお
いて、前記第３プラネタリギヤセツ１＝Ｘ３と前記出力
軸との間にシングルピニオン式の第４プラネタリギヤセ
ツトＸ４を介在してなる構成であり、各要素との連結関
係は以下の如くである。

前記第４キヤリヤＣ４は、前記第３キヤリヤＣ３と駆動
的に連結され、前記第３ブレーキＢ３が作動した時、前
記第３キヤリヤＣ３同様に第４キヤリヤＣ４は固締され
る。

前記第４サンギヤＳ４と前記ケースとの間には第４ブレ
ーキＢ４が設けられ、該ブレーキが作動した時には、前
記第４サンギヤＳ４を固締し得る様になっている。

前記第４リングギヤＲＧ４は、前記出力軸に動力的に一
体に連結される。

ここで本発明による変速装置の具体的な変速段の数値を
例示すれば、ｌ４＝０．５６２であり、本発明の変速装
置の各変速段における各クラッチ及び各ブレーキの作動
と各変速段の減速比の関係をまとめると第４Ａ表のよう
になる。

そして各変速段における各プラネタリギヤセットの各要
素の回転数と接線力をまとめると第４Ｂ表のようになる
。

次に本発明装置の第５実施例を第５Ａ図にて説明すると
、本実施例は前記第２実施例と同様に前記第１実施例に
おいて、前記第３プラネクリギヤセツトＸ３と前記出力
軸との間にシングルピニオン式の第４プラネタリギャセ
ツ１−Ｘ４を介在してなる構成であり、各要素との連結
関係は以下の如くである。

前記第４キヤリヤＣ４は、前記第３キヤリヤＣ３と駆動
的に連結され、前記第３ブレーキＢ３が作動した時、前
記第３キヤリヤＣ３に第４キヤリヤＣ４は固締される。

前記第４リングギヤＲＧ４と前記ケースとの間には第４
ブレーキＢ４が設けられ、該ブレーキが作動した時には
前記第４リングギヤＲＧ４を固締し得る様になっている
。

前記第４サンギヤＳ４は、前記出力軸に動力的に一体に
連結される。

ここで本発明による変速装置の具体的な変速段の数値を
例示すれば、ｌ４＝０．５６２であり、本発明の変速装
置の各変速段における各クラッチと各ブレーキ作動と各
変速段の減速比の関係をまとめると第５Ａ表のようにな
る。

そして各変速段における各プラネタリギヤセットの各要
素の回転数と接線力をまとめると第５Ｂ表のようになる
。

次に本発明装置の第６実施例を第６図にて説明すると、
本実施例は前記第２実施例と同様に前記第１実施例にお
いて、前記第３プラネタリギヤセツトＸ３と前記出力軸
との間にシングルピニオン式の第４プラネタリギヤセツ
トＸ４を介在してなる構成であり、各要素との連結関係
は以下の如くである。

前記第４サンギヤＳ４は、前記第３キヤリヤＣ３と駆動
的に連結され、前記第３ブレーキＢ３が作動した時、前
記第３キヤリヤＣ３同様に第４サンギヤＳ４は固締され
る。

前記第４リングギヤＲＧ４と前記ケースとの間には第４
ブレーキＢ４が設けられ、該ブレーキが作動した時には
前記第４リングギヤＲＧ４を固締し得る様になっている
。

前記第４キヤリヤＣ４は、前記出力軸に動力的に一体に
連結される。

ここで本発明による変速装置の具体的な変速段の数値を
例示すれば、ｌ４＝０．４３７であり、本発明の変速装
置の各変速段における各クラッチと各ブレーキの作動と
各変速段の減速比の関係をまとめると第６Ａ表のように
なる。

そして各変速段における各プラネタリギヤセットの各要
素の回転数と接線力をまとめると第６Ｂ表のようになる
。

次に本発明装置の第７実施例を第７図にて説明すると、
本実施例は前記第２実施例と同様に前記第１実施例にお
いて、前記第３プラネタリギヤセツトＸ３と前記出力軸
との間にシングルピニオン式の第４プラネタリギヤセツ
トＸ４を介在してなる構成であり、各要素との連結関係
は以下の如くである。

前記第４リングギヤＲＧ４は、前記第３キヤリヤＣ３と
駆動的に連結され、前記第３ブレーキＢ３が作動した時
、前記第３キヤリヤＣ３同様に第４リングギヤＲＧ４は
固締される。

前記第４サンギヤＳ４と前記ケースとの間には第４ブレ
ーキＢ４が設けられ、該ブレーキが作動した時には第４
サンギヤＳ４を固締し得るようになっている。

前記第４キヤリヤＣ４は、前記出力軸に動力的に一体に
連結される。

ここで本発明による変速装置の具体的な変速段の数値を
例示すれば、ｌ４＝０．５６２であり、本発明の変速装
置の各変速段における各クラッチと各ブレーキの作動と
各変速段の減速比の関係をまとめると第７Ａ表のように
なる。

そして各変速段における各プラネタリギヤセットの各要
素の回転数と接線力をまとめると第７Ｂ表のようになる
。

次に本発明装置の第８実施例を第８図にて説明すると、
本実施例は前記第２実施例と同様に前記第１実施例にお
いて、前記第３プラネタリギヤセツトＸ３と前記出力軸
との間にシングルピニオン式の第４プラネタリギヤセツ
トＸ４を介在してなる構成であり、各要素との連結関係
は以下の如くである。

前記第４リングギヤＲＧ４は前記第２キヤリヤＣ２に駆
動的に連結される。

前記第４サンギヤＳ４と前記ケースとの間には第４ブレ
ーキＢ４が設けられ、該ブレーキＢ４が作動した時には
、第４サンギヤＳ４を固締し得る様になっている。

前記第４キヤリヤＣ４は、前記出力軸に動力的に一体に
連結される。

ここで本発明による変速装置の具体的な変速段の数値を
例示すれば、ｌ４＝０．２８０であり、本発明の変速装
置の各変速段における各クラッチと各ブレーキの作動と
各変速段の減速比の関係をまとめると第８Ａ表のように
なる。

そして各変速段における各プラネタリギヤセットの各要
素の回転数と接線力をまとめると第８Ｂ表のようになる
。

次に本発明装置の第９実施例を第９図にて説明すると、
本実施例は前記第２実施例と同様に前記第１実施例にお
いて前記第３プラネタリギヤセツトＸ３と前記出力軸と
の間にシングルピニオン式の第４プラネタリギヤセツト
Ｘ４を介在してなる構成であり、各要素との連結関係は
以下の如くである。

前記第４サンギヤＳ４は、前記第２キヤリヤＣ２に駆動
的に連結される。

前記第４リングギヤＲＧ４と前記ケースとの間には第４
ブレーキＢ４が設けられ、該ブレーキＢ４が作動した時
には前記第４リングギヤＲＧ４を固締し得る様になって
いる。

前記第４キヤリヤＣ４は、前記出力軸に動力的に一体に
連結される。

ここで本発明による変速装置の具体的な変速段の数値を
例示すれば、ｌ４＝０．２８０であり、本発明の変速装
置の各変速段における各クラッチと各ブレーキの作動と
各変速“段の減速比の関係をまとめると第９Ａ表のよう
になる。

そして各変速段における各プラネタリギヤセットの各要
素の回転数と接線力をまとめると第９Ｂ表のようになる
。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば基本的
に３組のプラネタリギヤセットを用いて初期の目的を達
成でき、実用上優れてなる少なくとも前進４段、後進１
段の変速段を得ることができ工業上多大な効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の変速装置の第１実施例を線図的に示す
中央縦断面概略図、第２図は本発明の変速装置の第２実
施例を線図的に示す中央縦断面概略図、第３図は本発明
の変速装置の第３実施例を線図的に示す中央縦断面概略
図、第４図は本発明の変速装置の第４実施例を線図的に
示す中央縦断面概略図、第５図は本発明の変速装置の第
５実施例を線図的に示す中央縦断面概略図、第６図は本
発明の変速装置の第６実施例を線図的に示す中央縦断面
概略図、第７図は本発明の変速装置の第７実施例を線図
的に示す中央縦断面概略図、第８図は本発明の変速装置
の第８実施例を線図的に示す中央縦断面概略図、第９図
は本発明の変速装置の第９実施例を線図的に示す中央縦
断面概略図である。 Ｘｌ・・・第１プラネタリギヤセツト、Ｘｌ・・・第２
プラネタリギヤセツト、Ｘ３・・・第３プラネタリギヤ
セツト、Ｘ４・・・第４プラネタリギヤセツト、Ｓｌ・
・・第１サンギヤ、Ｂ２・・・第２サンギヤ、Ｂ３・・
・第３サンギヤ、Ｂ４・・・第４サンギヤ、Ｐｌ・・・
第１プラネタリギヤ、Ｐｌ・・・第２プラネタリギヤ、
Ｐ３・・・第３プラネタリギヤ、Ｐ４・・・第４プラネ
タリギヤ、Ｐ５・・・第５プラネタリギヤ、ＲＧＩ・・
・第１リングギヤ、ＲＧ２・・・第２リングギヤ、ＲＧ
３・・・第３リングギヤ、ＲＧ４・・・第４リングギヤ
、Ｃ１・・・第１キヤリヤ、Ｃ２・・・第２キヤリヤ、
Ｃ３・・・第３キヤリヤ、Ｃ４・・・第４キヤリヤ、Ｃ
Ｌｌ・・・第１クラツチ、ＣＬ２・・・第２クラツチ、
Ｂ１・・・第１ブレーキ、Ｂ２・・・第２ブレーキ、Ｂ
３・・・第３ブレーキ、Ｂ４・・・第４ブレーキ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 人力軸、出力軸、各々がサンギヤとリングギヤ及び
   該両ギヤ間の噛合連動を継成するプラネタリギヤを枢支
   するキャリヤから成る数組のプラネタリギヤセット、固
   定部材であるケースを有し、シングルピニオン式の第１
   プラネタリギヤセツトのサンギヤとダブルピニオン式の
   第２プラネタリギヤセツトのキャリヤとが駆動的に連結
   され、第１プラネタリギヤセツトのキャリヤとシングル
   ピニオン式の第３プラネタリギヤセツトのサンギヤとが
   駆動的に連結され、第２プラネタリギヤセツトのサンギ
   ヤと第１プラネタリギヤセツトのりングギャとが駆動的
   に連結され、第２及び第３プラネタリギヤセツトの両リ
   ングギヤが出力軸に駆動的に連結されており、第１プラ
   ネクリギヤセツトのサンギヤと第２プラネタリギヤセツ
   トのキャリヤとを入力軸に対し結合又は解放させる第１
   クラツチ、第１プラネタリギヤセツトのりングギャと第
   ２プラネタリギヤセツトのサンギヤとを入力軸に対し結
   合又は解放させる第２クラツチ、第１プラネタリギヤセ
   ツトのリングギヤと第２プラネタリギヤセツトのサンギ
   ヤとをケースに固締し得る第１ブレーキ、第１プラネタ
   リギヤセツトのキャリヤと第３プラネクリギヤセツトの
   サンギヤとをケースに固締し得る第２ブレーキ、及び第
   ３プラネタリギヤセツトのキャリヤをケースに固締し得
   る第３ブレーキを備えて成る変速装置。 ２、特許請求の範囲に記載された第１番目の発明におい
   て、第４プラネタリギヤセツトのサンギヤ、リングギヤ
   、キャリヤの内の任意の二つの何れか一方を前記第３プ
   ラネタリギヤセツトのキャリヤに駆動的に連結し他方を
   前記出力軸に駆動的に連結するとともに、第４プラネタ
   リギヤセツトのサンギヤ、リングギヤ、キャリヤの内の
   残りの部材を前記ケースに固締し得る第４ブレーキを設
   けて成る変速装置。 ３ 特許請求の範囲に記載された第１番目の発明におい
   て、第４プラネタリギヤセツトのサンギヤ、リングギヤ
   、キャリヤの内の任意の二つの何れか一方を前記第１プ
   ラネタリギヤセツトのサンギヤと第２プラネタリギヤセ
   ツトのキャリヤとに駆動的に連結し他方を前記出力軸に
   駆動的に連結するとともに、第４プラネタリギヤセツト
   のサンギヤ、リングギヤ、キャリヤの内の残りの部材を
   前記ケスに固締し得る第４ブレーキを設けて成る変速装
   置。