JPS6112139B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は変速機構に関する。

オーバドライブ比を与えるために、自動変速機
の分野において様々な計画が成されて来た。オー
バドライブ比は、燃料節約および利用可能な駆動
比を備なうために、追加の駆動比として望まし
い。従来の技術において認識されたこの問題に対
する通常の解決策は、オーバドライブ比がない変
速機に比較して軸方向だけでなく半径方向にも大
きなスペースが必要となるオーバドライブ用の歯
車装置を変速機に直列に加えていた。加えて、従
来の設計の多くはオーバドライブ比に対して摩擦
ブレーキをかつオーバドライブ用の歯車装置の係
止すなわちロツクアツプ状態に対して摩擦クラツ
チを必要とし、そのロツクアツプ状態は変速機が
オーバドライブ以外の比で動作しているとき要求
される。この問題の一つの解決策には、制御され
たケージおよび歯車装置の要素用の摩擦ブレーキ
を有する二方向ローラクラツチを使用する方法が
ある。ブレーキがかけられる前に一方向装置用の
ケージが制御されることを確実にするインタロツ
クを確立するため、複雑なピストンおよび液圧装
置が使用されている。

本発明は、前述のような困難および通常遭遇す
る正確な切換調節の困難を取り除く、自動変速機
に使用するためのオーバドライブ変速機を提供す
ることを目的とするものである。

本発明は、太陽歯車、キヤリヤ、リングギヤお
よび遊星歯車を有する遊星歯車装置と、前記太陽
歯車を静止状態に保持しかつ変速機を介して高速
駆動比を確立するように係合可能なブレーキ機構
と、前記太陽歯車と前記キヤリヤとの間に設けら
れたローラクラツチ機構と、前記ローラクラツチ
機構のローラを支持するためのケージとを備えた
変速機構において、制御部材が前記太陽歯車にそ
の太陽歯車と共に回転するように連結されかつ前
記ブレーキ機構のピストンにそのピストンと共に
前記ケージに関して軸方向に移動するように連結
装置により連結され、前記ケージが前記ケージに
関する前記制御部材の軸方向位置に応答して前記
太陽歯車に関する前記ローラの円周方向位置を制
御するように前記制御部材と係合可能な少くとも
一つのタング部材を有して構成されている。

以下図面を参照して本発明の実施例について説
明する。

遊星変速機１０は摩擦ブレーキ機構（以下ブレ
ーキと呼ぶ）１２、両作動一方向クラツチ１４お
よび遊星歯車装置１６を備えている。入力軸１８
は歯車装置１６に接続されかつ歯車装置１６は出
力軸２０を駆動する。詳しくは、オーバドライブ
変速機１０の動作は、入力軸１８が遊星歯車装置
１６を駆動している状態でブレーキ１２がかけら
れると、遊星歯車装置１６によつて駆動される出
力軸２０が増加した速度すなわちオーバドライブ
で駆動される。

オーバドライブ変速機すなわち遊星変速機（以
下単に変速機）１０は、オーバドライブ駆動比を
追加することが望まれる自動変速機に使用される
ようになつている。ブレーキ１２は、通常自動変
速機で１対１駆動比が確立された後、かけられ
る。しかしながら、ブレーキ１２は、普通の第２
速比と第３速比との間で別の速度比を確立するた
めに自動変速機において第２速比が確立されたと
き、変速機１０を介してオーバドライブ比を確立
するためにかけられ得る。このように、ブレーキ
１２が加えられて与えられる速度比は変速機の速
度比を補うオーバドライブ比である。ブレーキ１
２が解放されると、ローラクラツチ機構すなわち
一方向クラツチ１４はどちらかの方向に動作さ
れ、基本的に歯車装置１６を係止しかつ例えば前
進３速および逆行を与える自動変速機の通常の動
作を許容する。

第１図において、歯車ケーシング２２内には反
動板２４と、ボルトによつてケーシング２２に固
定されたスペーサプレート２６とが設けられてい
る。

遊星歯車装置１６は太陽歯車３２と、環状歯車
３４と、キヤリヤのピンに回転可能に取り付けら
れた複数のピニオン歯車３８を有する遊星キヤリ
ヤ３６とを備えている。ピニオン歯車３８は太陽
歯車３２および環状歯車３４とがかみ合つてい
る。遊星キヤリヤ３６は、遊星歯車装置の一方の
側部でピン４０を受けている放射状フランジ４２
と、他方の側部でピン４０を受けている放射状フ
ランジ４４とを備えている。フランジ４２は入力
軸１８に形成されている。環状歯車３４は出力軸
２０に駆動的に接続された放射状駆動フランジ４
６を備えている。

両作動型である一方向クラツチ１４は、太陽歯
車３２と一体の軸方向に伸長しているドラム５２
に形成された複数の一連のカム面を含む内側レー
ス５０と、キヤリヤ３６のフランジ４４に固定さ
れている環状部材５６の内径に形成された円滑な
円筒状面を含む外側レース５４を備えている。一
方向クラツチ１４の内側レースと外側レースとの
間の環状の間隙にはリング状のケージ部材すなわ
ちケージ６０が配置され、そのケージには内側レ
ースと外側レースとを選択的にローラ５８を受け
る多数のポケツト６２が円周方向に隔つて形成さ
れている。このケージは内側レースおよび外側レ
ースに関して円周方向に変位可能になつている。

反動板２４には穴８０が設けられ、その穴の中
にはピストン８２が受けられている。ピストン８
２を左に偏倚しているばね８３が穴内に設けられ
ている。ピストン８２はピストン８２と一体のピ
ン８６上に取り付けられたアーム８４を有してい
る。アーム８４は、フランジ９０内に受けられか
つ加圧板９２と共にアーム８４に固定された一対
の環状リング８８を有している。加圧板９２およ
びフランジ９０は、溶接又はリベツトのような適
当な手段によつてアーム８４に固定され得る。

リング８８は後述する制御部材すなわち制御フ
ランジ６４を入力軸を中心に旋回可能に受ける溝
を限定している。リング８８は溝内での制御フラ
ンジ６４の回転を容易にするため、プラスチツク
又は他の非金属材料である。

前記アーム８４、リング８８、フランジ９０お
よび加圧板９２は、本実施例において、制御フラ
ンジ６４をピストン８２にそのピストンと共に変
速機の軸方向したがつてケージの軸方向に移動で
きるとともに変速機の軸心の回りで回転できるよ
うに連結する連結装置９３を構成している。

摩擦ブレーキ機構１２は反動板２４の内周に形
成された一連のスプライン１０２を備えている。
ドラム５２には、軸方向に伸びている部分１０６
を有する金属板ブレーキドラム１０４が電子ビー
ム溶接によつて固定されていて、その部分１０６
には一連の駆動歯すなわちスプライン１０８が形
成されている。ドラム１０４は、制御フランジ６
４の穴内に受けられている一連の軸方向に伸長し
ているタング１１０を備えている。ドラム１０４
には一連の摩擦板１１２が駆動接続されている。
摩擦板１１２の間には、反動板２４のスプライン
１０２に駆動接続されている摩擦板１１４が挿入
されている。スプライン１０２には後押し板１１
６が接続されている。

ケージ部材すなわちケージ６０は変速機１０を
適切に運転するために制御されるようになつてい
て、このために前述の制御フランジ６４が設けら
れている。制御フランジ６４は環状板形になつて
いてその外周部は前述のようにアーム８４の環状
リング８８の間に相対移動可能に受けられてい
る。制御フランジ６４の内周部には複数の穴６８
が円周方向に隔てて形成されている。

一方、ケージ６０の制御フランジ側の側面に
は、制御フランジ６４の穴６８内に入るタング７
０が形成されている。各タング７０の側部には傾
斜面７２が形成されている。この傾斜面７２は、
タング７０が穴６８内に入つたとき制御フランジ
と係合し、それによつて、ケージ６０に関する制
御フランジの軸方向位置によりケージの円周方向
位置を制御するようになつている。

制御フランジ６４が動作中第２図に実線で示さ
れる位置にあるとき、ケージ６０はどちらの方向
にも回転しかつ正確に動きかつ両相対回転方向に
おいてレース５０と５４との間で駆動接続を与え
るように一方向クラツチ１４の動作を許容する。

制御フランジ６４が第２図において破線で示さ
れた位置にあるとき、タング７０は穴６８内に受
けられ、タング７０と穴６８との間の関係はケー
ジ６０を望むように制御する助けをする。

また第２図において、穴６８に関するケージ６
０の三つの相対位置が示され、これらはタング７
０の上縁（第２図において）を示す線によつて示
されるケージの「中央」「駆動」および「惰行」
位置である。「駆動」位置は、エンジンが車輪を
駆動しつつありかつ歯車がオーバドライブのため
に条件付けされているときのケージが取る位置で
ある。「中央」位置は、カム面５０とレース５４
との間でローラが係合しないすなわちくさび止め
しないケージの中央位置である。「惰行」位置
は、スロツトルが解放されかつ歯車装置がオーバ
ドライブ運転に条件付けされているときのように
乗物の車輪がエンジンを駆動しようとするときケ
ージが動こうとする位置である。

制御フランジ６４が第２図で鎖線で示されたオ
ーバドライブ状態にあるときケージ６０は「中
央」位置にあり、一方向クラツチは「中立」に保
持され、一方向クラツチが歯車装置１６を通した
駆動関係を干渉しないように条件付けされてい
る。もしケージ６０が時計回り方向（第１図の左
側から見たとき）に自由に回転すると、そのとき
一方向クラツチ１４は歯車列すなわち歯車装置１
６を係止してオーバドライブ変速機１０を動作不
能にするが、この状態は阻止されるべきである。
しかしながら、ケージは支障なく反対方向に行け
る。この理由は歯車装置１６の要素の回転速度は
レース５４がカム面５０より速く回転しそれによ
つて一方向クラツチが係止するのを阻止するよう
な速度であるという事実によりローラがこの方向
に係止されないためである。それ故、制御フラン
ジ６４のオーバドライブ位置において、穴すなわ
ち開口６８はケージ６０が中央位置から駆動方向
に反時計回り方向に動くのを許容するが、ケージ
が中央位置から惰行位置に向つて時計回り方向
（第１図の左側から見て）に動くのを阻止する。

ケージがオーバドライブの状態にあるときケー
ジが第２図に示されるように駆動位置に向つて動
くのを許容するが惰行位置に動くのを許容しない
理由は、エンジンが車輪を駆動しつつあるとき
（パワーオン）に第３速比から第４速比へのかつ
第４速比から第３速比への円滑な駆動比切換を許
容するためである。例えばエンジンがトルクを車
輪に伝達している第３速比において、ケージは駆
動位置にあつて中央位置にはない。後述するよう
に、制御がオーバドライブへの切換を命じると、
そのとき制御フランジ６４は制限なしにオーバド
ライブ位置に動き得る。３−４駆動比切換が起る
と、太陽歯車３２は静止保持されかつ一方向クラ
ツチ１４はオーバラーンし、ケージ６０はそれか
ら中央位置に行きかつ惰行に行こうとする。しか
しながら、ケージは制御フランジ６４により中央
位置を越えて行くのが制限される。「パワーオ
ン」するとすなわちエンジンが４−３駆動比切換
で車輪を駆動すると、太陽歯車は解放されオーバ
ドライブ用の歯車装置を自由にする。しかしなが
ら、一方向クラツチ１４のケージ６０は、制御フ
ランジ６４の位置に関係なく駆動位置に動くこと
ができかつ駆動を完了して入力軸１８と出力軸２
０との間で継手として作用する。

このように、第３駆動比と第４駆動比との間の
「パワーオン」アツプシフトおよび「パワーオ
ン」ダウンシフトは、一方向クラツチから引継ぐ
ことによつてかつあらゆる切換の引きつり又は調
時上の問題を除くことによつて完了する。

乗物が第３駆動比で惰行している状態すなわち
乗物が例えば坂を下りかつローラクラツチが第２
図に示された「惰行」位置にあるときを考える。
もし制御が３−４駆動比切換を命じかつ制御フラ
ンジが実線位置にとどまると、歯車装置１６のロ
ツクアツプすなわち係止は、ブレーキ１２が係合
されて太陽歯車３２を静止保持するとき、起る。
この状態を阻止するために、制御フランジはケー
ジ６０のタング７０と係合しかつブレーキ１２は
ケージ６０が第２図に示されるように中央位置に
動くまで係合されない、これは２方向のどちらで
も行われる。制御フランジが鎖線位置すなわちオ
ーバドライブ位置に急速に動かされるトルクの逆
転が起るか或は一方向クラツチ１４が係合状態か
ら引かれかつケージがこのようにオーバドライブ
のために位置決めされるように十分な力が制御フ
ランジ６４によつてケージに加えられる。再び、
ケージが第２図に示されているようにオーバドラ
イブ位置になるまで、「中央」又は「駆動」のど
ちらにあるまでブレーキ１２の係合は阻止され
る。しかしながら前述したように、ケージが「中
央」又は「駆動」位置にのみあるようにケージが
制御フランジ６４によつて係合されたのち、一方
向クラツチ１４はそれから前述したように、「パ
ワーオン」ダウンシフトのために条件付けされ
る。

考慮すべき別の状態は、惰行ダウンシフト４−
３駆動比切換である。この駆動比切換において、
ケージ６０は第３駆動比での軸の結合を与えるよ
うに「惰行」位置に動かなければならない。オー
バドライブ用のブレーキ１２が解放されて太陽歯
車が解放されると、制御フランジ６４は第２図の
実線位置に容易に移動してケージ６０を解放する
ことができかつ最小限の力のみが必要とされる。

変速機１０全体の動作は次の通りである。すな
わちピストン８２が第１図に示される位置にあつ
てブレーキ１２が解放されかつ制御フランジ６４
が第２図の位置にあるとき、ケージ６０は解放さ
れ、かつ一方向クラツチ１４が自由に太陽歯車３
２および遊星キヤリヤ３６を駆動接続できるの
で、入力軸１８からの駆動は１対１駆動比で出力
軸２０に直接伝達される。ピストン８２が穴８０
内の流体圧で作動されて制御フランジ６４を第２
図の鎖線（二点鎖線）位置に動かしこのようにし
てケージ６０を動かすとき、変速機はオーバドラ
イブ運転のための条件付けが行なわれる。ピスト
ン８２がピストン８２の左側の穴８０内の流体圧
によつて、第１図で見て右側に動かされると、加
圧板９２は摩擦板１１２および１１４を摩擦係合
させてドラム１０４を静止保持させる。ドラム１
０４を静止保持して太陽歯車３２を静止保持し
て、一方向クラツチ１４は中立にされ、かつ遊星
キヤリヤ３６が入力軸１８に駆動されて、環状歯
車３４および出力軸２０は入力軸１８に関してオ
ーバドライブ速度比の増加した速度で駆動され
る。このように、変速機１０は、ピストン８２の
動作を制御する制御装置（図示されていない）の
動作により、直結又はオーバドライブ速度比を与
える。

第１図および第２図に示された機構はケージ６
０の制御と摩擦ブレーキの係合との間でユニーク
な機械的相互係止を与る。明らかなごとく、部品
の幾何形状によりもしピストン８２が十分な程度
まで動かされないでケージ６０がオーバドライブ
（「駆動」および「中央」）位置にされないと、加
圧板９２が摩擦板１１２および１１４と係合され
ないのでブレーキはかけられない。これは、もし
ケージ６０が解放される間ブレーキ１２が係合さ
れて入力軸１８と出力軸２０との間で直結２方向
駆動を与えると、ブレーキは両軸１８および２０
の回転を停止しようとするので基本的なことであ
り、これは、もちろん変速機１０がオーバドライ
ブ駆動比を確立するように作動される乗物の速度
において、特に不適切な運転である。更に、上述
の相互係止すなわちインタロツク機構は、ケージ
の制御およびブレーキ１２の係合に液圧型の調時
が必要としないという利点がある。

第１図に示された本発明の実施例では入力軸１
８および出力軸２０の回りで半径方向に配置され
た一連のピストン８２を備えているが、制御板６
４を動かすリング８４又はアームを動かすのに環
状のピストンを使用してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はオーバドライブ歯車比を有する遊星変
速機の断面図、第２図はケージ制御特性を示す図
である。 １０：変速機、１２：ブレーキ、１４：一方向
クラツチ、１６：遊星歯車装置、２２：ケーシン
グ、２４：反動板、３２：太陽歯車、３４：環状
歯車、３６：遊星キヤリヤ、３８：ピニオン歯
車、４２，４４：フランジ、５４：外側レース、
５６：環状部材、５８：ローラ、６０：ケージ、
６４：制御フランジ、６８：穴、７０：タング、
８２：ピストン、８６：ピン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 太陽歯車、キヤリヤ、リングギヤおよび遊星
   歯車を有する遊星歯車装置と、前記太陽歯車を静
   止状態に保持しかつ変速機を介して高速駆動比を
   確立するように係合可能なブレーキ機構１２と、
   前記太陽歯車と前記キヤリヤとの間に設けられた
   ローラクラツチ機構１４と、前記ローラクラツチ
   機構のローラを支持するためのケージ６０とを備
   えた変速機構において、制御部材６４が前記太陽
   歯車３２にその太陽歯車と共に回転するように連
   結されかつ前記ブレーキ機構のピストン８２にそ
   のピストンと共に前記ケージに関して軸方向に移
   動するように連結装置９３により連結され、前記
   ケージが前記ケージに関する前記制御部材の軸方
   向位置に応答して前記太陽歯車に関する前記ロー
   ラの円周方向位置を制御するように前記制御部材
   ６４と係合可能な少なくとも一つのタング部材を
   有していることを特徴とした変速機構。 ２ 前記制御部材６４が前記タング部材を受ける
   ための少なくとも一つの穴を有している特許請求
   の範囲１に記載の変速機構。 ３ 前記ブレーキ機構１２が前記太陽歯車３２に
   接続されたドラム１０４を有しかつ前記ドラムと
   前記制御部材が接続されていることを特徴とした
   特許請求の範囲１又は２に記載の変速機構。 ４ 前記ピストン８２が前記制御部材６４に接続
   されたピン８６を有し、かつ前記連結装置が前記
   ブレーキ機構１２と係合するようになつている加
   圧部材９２を有していることを特徴とした特許請
   求の範囲１，２又は３に記載の変速機構。