JPS62204035A - 遊星歯車組および組立て方法 - Google Patents

遊星歯車組および組立て方法

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JPS62204035A
JPS62204035A JP62039323A JP3932387A JPS62204035A JP S62204035 A JPS62204035 A JP S62204035A JP 62039323 A JP62039323 A JP 62039323A JP 3932387 A JP3932387 A JP 3932387A JP S62204035 A JPS62204035 A JP S62204035A
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gear
ring
planetary
carrier
sun
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リチャード エー.オード
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Motors Liquidation Co
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/08General details of gearing of gearings with members having orbital motion
    • F16H57/082Planet carriers

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えばUS−A−3983764に明記したご
とき特許請求の範囲第1項の前文に明記したような遊星
歯車組を組立てる方法に関し、またかかる組立て方法に
適合した遊星歯車組に関する。
更に詳細には、本発明は前述したような組立て方法と、
それによる組立てのためのものであって自動化した操作
で自動車変速機内での組立てを許す遊星歯車組とに−す
る。
遊星歯車型自動車変速機の組立てにおいては、内部構成
素子をケースの両端から設置できるようにケースの端対
端逆立(end−for−end 1nversion
 )を許す取付は真上に変速機ケースを装着するのが慣
行となっている。
また、遊星歯車組の遊星歯車および遊星キャリヤの設置
前に遊星歯車組の太陽歯車および輪歯車のケース上への
設置を含むシーケンスで遊星歯車組を設置することも慣
行となっている。この最後に挙げた工程の一要素として
、すでにキャリヤ上、に装着され互いに対して独立的に
回転可能な遊星歯車は、通常太陽歯車上か輪歯車上で「
調時」される。r調時」なる用語は、ここでは遊星歯車
のいずれかの、それぞれ輪歯車または太陽歯車との係合
前におけるすべての遊星歯車と太陽歯車か輪歯車(以下
[タイミング歯車」と称する)との噛合いを意味するの
に用いられる。
遊星歯車はタイミング歯車(太陽歯車または輪歯車)上
で調時された後、他の歯車(それぞれ輪歯車か太陽歯車
)と容易に噛み合うが、これは調時された遊星歯車は一
斉に回転するからである。
この組立て工程を自動的に行なうためのロボットは、キ
ャリヤを固定軸に沿って前進させ、それをその軸のまわ
りに回転させるようにプログラムされうる。しかし、こ
の工程をうまく行なうためには、ロボットは高価な機械
視覚技術を要する。なぜならタイミング歯車の回転軸上
での遊星キャリヤの必要な精密心合は変速機の構成素子
およびケースの端対端逆立における製造公差のため容易
には達成されえないからである。更に、通常のごとく輪
歯車が円板クラッチ組立体の一部である場合には、輪歯
車は太陽歯車に対して著しく偏心した関係を持つことが
あるから組立て手順は更にもっと困難である。
本発明は遊星歯車組の遊星キャリヤと、該遊星キャリヤ
の設置に先立って、支持構体上に設置された該歯車組の
太陽歯車と輪歯車の間の遊星歯車との組立てにかかわる
ものである。
また、本発明はこの方法による組立てに適した新しく且
つ改良された遊星歯車組にかかわるものである。
この目的のために、本発明に係る遊星歯車組のための組
立て方法は特許請求の範囲第1項の特徴記載部分に明記
された特徴を有する。
本発明の方法による組立てに適した、本発明に係る新し
く且つ改良された遊星歯車組は特許請求の範囲第3項の
主題をなす。
これにより、本発明に係る組立て方法および遊星歯車組
は遊星キャリヤ組立て作業が遊星キャリヤを軸に沿って
前進させその軸のまわりにキャリヤを回転させるために
のみプログラムされた、機械視覚技術なしのロボットに
より行なわれることを可能とする。
本発明に係る新しく且つ改良された遊星歯車組の好まし
い一実施例は、遊星キャリヤが回転せしめられタイミン
グ歯車に向けて軽く付勢されると遊星歯車が迅速且つ容
易にタイミング歯車との噛合いを達成するように、キャ
リヤおよびタイミング歯車の回転軸が共線的に心合し遊
星歯車の各々はキャリヤの回転軸に垂直な平面内に配置
されるステージ位置に遊星キャリヤをタイミング歯車に
対して位置決めする位置決め手段をタイミング歯車上に
含む。
具体的には、遊星キャリヤがタイミング歯車に対してス
テージ(stage)されるための手段はタイミング歯
車の回転軸に垂直な平面内でタイミング歯車の一端上の
ステージング環と、このステージング環に隣接する一方
の縁を有するタイミング歯車上の心出し肩部(同心面)
とを含み、ステージング環はタイミング歯車の歯先円と
歯元円の間に画成されタイミング歯車歯間の歯空間によ
り中断されている。
本発明に係る組立て方法(およびそれに対応して遊星歯
車組)の好ましい二実施例においては、タイミング歯車
は太陽歯車であるので、キャリヤの前進時に遊星歯車は
同心面と接触し太陽歯車をカム動させて遊星キャリヤの
回転軸上に心合させ、この心合は太陽歯車に対するキャ
リヤのステージ位置で達成され、このステージ位置は各
遊星歯車の一端と太陽歯車とのステージング環内での係
合を特徴とする。
また、この好ましい実施例においては、輪歯車と支持構
体の間に円板クラッチが配置され、輪歯車歯の端部と重
なり合う輪歯車の一端上には円錐台形斜面が形成され、
キャリヤの回転中に遊星歯車が太陽歯車上で調時され輪
歯車に向けて更に前進せしめられた後に。
遊星歯車上の歯が前記斜面と係合し輪歯車をカム動させ
てキャリヤの回転軸上に心合させ次いで輪歯車歯とのほ
ぼ同時的噛合いを達成するようになっている。
さて、図面において、支持構体12、具体的にはケース
に対して固定された主軸14を画成する変速機ケース上
に組付けるべき本発明に係る遊星歯車組10が示されて
いる。この遊星歯車組10は太陽歯車16と、輪歯車1
8と、複数の遊星歯車20aないし20dと、遊星キャ
リヤ22とを含む。輪歯車18は円板クラッチ24によ
りケース12に連結可能である。
円板クラッチ24は複数の外側円板26と該外側円板の
間にはさみ込まれた複数の内側円板28とから成るクラ
ッチパック25を含む。各外側円板は軸14を中心とす
るケース12内の対応する複数のスプライン溝32内に
摺動自在に係合した周方向アレイ状の外側スプライン歯
30を有する。内側円板28の各々は、輪歯車が軸14
を中心とするかあるいは軸14上に心合したときに軸1
4と平行な輪歯車18の対応する複数のスプライン溝3
6内に摺動自在に係合した内部周方向アレイ状のスプラ
イン@34を有する。また、内側円板28の各々は外側
円板2iの隣り合うものの上の対向面と摺動自在に係合
する円板の各面上に摩擦裏ばり38を有する。
クラッチパック25はケース12上で環状支持板40に
対して積み重ねられ、クラッチパックを支持板に対して
圧縮する不図示の環状ピストンにより係合される。この
ようにしてクラッチが係合されると、輪歯車18はケー
スに対して静止状態に保持され、クラッチが解除される
と1輪歯車18は内側円板28が固定外側円板26に対
して回転するにつれてケース12に対して自由に回転可
能となる。
輪歯車18および付設された内側円板28は外側円板2
6の内径とスプライン溝36に外接する輪歯車18の外
径との間の空隙に一般に対応する量だけ軸14に垂直な
平面内で自由に並進する。
遊星キャリヤ22は縦方向軸43を有する円筒形軸部分
42と、この軸部分と一体的な環状ケージ部分44とを
含む。軸部分42はその一端に内部パイロット孔46を
有し、その中にパイロット軸受48が支持されてぃg。
ケージ部分44は円筒形軸部分42の縦方向軸43と平
行で且つそのまわりの円内に配置された複数の遊星軸5
0aないし50dを画成する。ケージ部分44上には複
数の車軸ビン52aないし52dが強固に支持され遊星
軸50aないし50dのうちの対応するものの上に心合
している。遊星歯車20aないし20dの各々は、車軸
ピン52aないし52dのうちの対応するものの上に遊
星軸のうちの対応するもののまわりに回転可能に支持さ
れている。遊星歯車は複数の環状スラスト軸受5゛4に
よりケージ部分44がら分離されている。
遊星歯車の各々は遊星軸50aないし5゜dに平行な遊
星歯車の長さにわたって延びるアレイ状の歯車歯56a
ないし56dを有する。各遊星歯車の一端は該歯車の歯
先円58aないし58dから該歯車の歯元円59aない
し59dの内側まで半径方向−向きに延びる環57aな
いし57dを形成すべく遊星軸50aないし50dに垂
直な平面内で機械加工されている。環57aないし5・
7dは、遊星歯車歯56aから56dの間の歯空間によ
り中断されている6環57aないし57dは全体的に同
平面である。しかし、それらはスラスト軸受54および
遊星歯車20aないし20dの製造公差により正確に同
平面ではない。
輪歯車18は遊星歯車上の歯車歯56aないし56dと
噛み合うようになされた内部周方向アレイ状の歯車歯6
0を有する。支持板40とは反対側のその端において1
輪歯車18は輪歯車歯の歯元円63がら輪歯車歯の歯先
円64までの半径方向外側の環状ピーク62から半径方
向内向きに延びる円錐台状斜面61を画成する内部斜面
を有する。斜面61は輪歯車歯60間の歯空間により中
断されている。
太陽歯車16はケース12上に軸14を中心に回転可能
に装着された変速機軸66の一部上に配置されている。
太陽歯車は全体的にその長さにわたって延びるアレイ状
の歯車歯67を有する。そして太陽歯車は、その半径方
向最外端において太陽歯車歯67の歯先円69で境界づ
けられ、その最内端において太陽歯車歯の歯元円70で
境界づけられたステージング環68を画成すべく歯車の
縦方向軸(特に図示せず)に垂直な平面内で一端におい
て機械加工されている。
歯車歯67の各々はステージング環68で終端し、後者
が歯車歯67間の歯空間により規則的に中断されるよう
になっている。
太陽歯車上の円錐台形案内肩部(同心面)72はステー
ジング環68の再内方縁を画成する歯元円70と隣接す
る半径方向最外方縁74を有すると共に、半径方向最内
方縁76をも有する。第2図で見て平面図では、同心面
は半径方向深さdを有する環として突出している。太陽
歯Nl(l 6は更に、矢陽歯車の縦方向軸上に心合し
且つ太陽歯車の端面80から突出する一体的な円筒形パ
イロット78を含む。このパイロット78はパイロット
軸受48と係合することにより、軸66の末端は遊星キ
ャリヤ22上に回転可能に支持されている。
典型的な変速機組立てにおいては、変速機ケース12は
特定の変速機に対して最も好都合なシーケンスで構成素
子を両端から設置しながら数回端対端に逆さにされる0
例えば、第1図に示すように、スプライン溝32を上向
きにしてクラッチパック25および輪歯車18をケース
上に組付け、続いてケースを逆さにし太陽歯車16をそ
なえた軸66をケースの反対端から設置し、更に続いて
ケースをもう1回通さにし遊星キャリヤ22を最終的に
組付けることが好都合であろう。
逆さにするごとに、すでに組立てられた構成素子はケー
スが回動する際に重力の影響でその公差範囲内の一方の
極端位置へ通常移動する。従って、遊星歯車20aない
し20dを乗せたキャリヤ22を太陽歯車と輪歯車の間
に組付ける工程において、太陽歯車の縦方向軸が変速機
ケースの縦方向軸14と典型的には一致せず、また輪歯
車は太陽歯車に対して著しい偏心を典型的には示すよう
な状況に出会う。
輪歯車と太陽歯車が軸14上で心合していない状態では
、キャリヤ組立て工程の単純なロボット的履行は以下の
ように進行する。軸部分42の縦方向軸43を変速機ケ
ースの縦方向軸14と共線的心合状態に保持してキャリ
ヤ22を把持し、そのキャリヤを軸に沿って選択的に前
進させ、それをその軸のまわりに回転させるためにプロ
グラムされた組立てロボットは、キャリヤを把持しそれ
を太陽歯車および輪歯車の上方で軸14上で心合した位
置へ輸送する。次いでキャリヤ22を遊星歯車20aな
いし20dのうちの1つまたはそれ以上がその歯先円5
8aないし58dにおいて同心面72上の太陽歯車と係
合するまで軸14に沿って太陽歯車に向けて前進させる
。 どの特定の遊星歯車(単数または複数)がまず太陽
歯車に係合するかは軸14に対する太陽歯車のランダム
な偏心に依存する。同心面の平面上突起dは、遊星歯車
がその歯先円において常に永ず同心面上の太陽歯車と係
合するように太陽歯車が示す最大偏心量と相関している
同心面72上での初期係合後に遊星キャリヤ22が太陽
歯車に向けて前進しつづけると遊星歯車と太陽歯車との
間にカム力が発生し、これにより後者は軸14に垂直な
方向に強制される。遊星キャリヤ22は遊星歯車上の環
57aないし57dが太陽歯車のステージング環68と
重なり衝合するステージ位置を太陽歯車16に対して達
成するまでカム作用を行なわせるに充分な縦方向印加力
の下で前進せしめられる。キャリヤのステージ位置では
、遊星歯車の歯先円58aないし58dの各々は、太陽
歯車16が軸14上でほぼ精密に心合するように同心面
の外縁74に一般に正接する。
太陽歯車16に対するキャリヤのステージ位置において
、遊星軸50aないし50dは変速機ケースの主軸14
に平行である。しかし、遊星歯車歯56aないし56d
のうちの1つまたはそれ以上のものの端部は、遊星キャ
リヤの継続された前進が阻止されるようにステージング
環68内で太陽歯車歯67の端部上に存する。太陽歯車
へ向けてのキャリヤ22の比較的軽い付勢でもって、キ
ャリヤは遊星歯車歯56aないし56dの縁がステージ
ング環68を横切って過ぎるように軸14のまわりに回
転する。太陽歯車へ向けてのその僅かな付勢の故に、且
つ遊星歯車上での環57aないし57dの各々の精密な
共面的心合が前述したように欠けている故に、遊星歯車
歯がステージング環を横切って過ぎ太陽歯車歯67間の
歯空間に出会うにつれて遊星歯車歯56aないし56d
の継起的噛合いは迅速に達成される。
遊星歯車20aないし20dが、太陽歯車上でこのよう
に調時されキャリヤの回転につれて一斉に回転する状態
では、遊星キャリヤ22は軸14に沿って更に前進せし
められる。
遊星歯車歯56aないし56dは遊星歯車のうちの1つ
またはそれ以上のものがその歯先円58aないし58d
において円錐台形斜面61上に偏心的に位置した輪歯車
18と係合するにつれて漸次太陽歯車歯67と更に縦方
向に重なり合う。
遊星歯車と円錐台形斜面との係合の位置は輪歯車の特定
の偏心率によりランダムに決定される。円錐台形斜面6
1上での遊星歯車の初期係合が輪歯車歯60の歯元円6
3の半径方向外側であれば、輪歯車18上に遊星歯車に
よりカム力が発生し、これにより輪歯車は軸14に垂直
な方向に並進する。遊星歯車の歯先円58aないし58
dが輪歯車歯の歯元円63に正接するときには、遊星歯
車歯56aないし56dは輪歯車に対する遊星歯車の調
時回転の故に輪歯車と同時に噛合う。次いで、キャリヤ
22は遊星歯車が輪歯車18と太陽歯車16との間にま
ともに配置される完全組立て位置へ前進する。
上述のような好ましい実施例の変形例は特許請求の範囲
内で可能である。例えば、太陽歯車16上ではなくて輪
歯車18上で遊星歯車20aないし20dを調時させる
ためには、太陽歯車の同心面72に隣接する太陽歯車歯
67の端部に形成されたステージング環68の代わりに
、輪歯車の円錐台形斜面61に隣接する輪歯車歯60の
端部に形成されたステージング環を用いればよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る組立て方法により組立て中の本発
明に係る遊星歯車組の好ましい一実施例の一部断面で示
す断片的立面図、第2図は第1図の2−2線から矢印の
方向に全体的に見た、−都立面図で示す断片的断面図で
ある。 [主要部分の符号の説明]

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、主軸(14)を画成する支持体(12)上に、複数
    の歯車歯(67)を有する太陽歯車(16)と、複数の
    歯車歯(60)を有する輪歯車(18)と、輪歯車歯(
    60)と太陽歯車歯(67)とに噛合うようになされた
    複数の歯車歯(56aないし56d)を各々有する複数
    の遊星歯車(20aないし20d)と、遊星歯車(20
    aないし20d)の各々を遊星キャリヤ(22)の対応
    する複数の平行な遊星軸(50aないし50d)のそれ
    ぞれのまわりに回転可能に支持する遊星キャリヤ(22
    )とを含む遊星歯車組(10)を組立てる方法において
    、遊星歯車(20aないし20d)を太陽歯車(16)
    と輪歯車(18)の一方の上で調時させるために、該方
    法は 前記一方の歯車(16)を主軸(14)の まわりに回転可能に且つ主軸(14)に対して心合した
    位置と偏心した位置との間で主軸(14)に垂直な平面
    内で制限された並進可能に支持体(12)上に装着する
    工程と、 前記一方の歯車(16)上の歯車歯の歯先 円(69)により画成される第1の縁と前記一方の歯車
    (16)上の歯車歯の歯元円(70)により画成される
    第2の縁とを有し前記一方の歯車(16)上の歯車歯間
    の歯空間により中断されたステージング環(68)を前
    記一方の歯車(16)の一端上に主軸(14)に垂直な
    平面内で形成する工程と、 ステージング環(68)の第2の縁に隣接 する一方の縁を有する円錐台形同心面(72)を前記一
    方の歯車(16)上に形成する工程と、 遊星キャリヤ(22)を主軸(14)上に心合させキャ
    リヤ(22)が遊星歯車(20aないし20d)がステ
    ージング環(68)上で前記一方の歯車(16)に衝合
    し遊星歯車(20aないし20d)の各々の歯先円(6
    9)がステージング環(68)の第2の縁に正接するス
    テージ位置を前記一方の歯車(16)に対して達成する
    までキャリヤ(22)を前記一方の歯車(16)に向け
    て前進させ、これにより、キャリヤ(22)がステージ
    ング環(68)上でステージ位置を達成するときに前記
    一方の歯車(16)を心合位置へカム動させるために、
    前記一方の歯車(16)が偏心位置にあるときに遊星歯
    車(20aないし20d)の少なくとも1つが前記一方
    の歯車(16)とその同心面(72)上で係合する工程
    と、 遊星キャリヤ(22)を前記一方の歯車 (16)に向けて付勢する工程と、 遊星歯車(20aないし20d)が前記一 方の歯車(16)との噛合いを継続的に達成するように
    遊星キャリヤ(22)と前記一方の歯車(16)との間
    で相対回転を行なわせる工程と を有することを特徴とする組立て方法。 2、特許請求の範囲第1項において、前 記一方の歯車は太陽歯車(16)を有し、該方法は更に
    、 輪歯車(18)を支持体(12)上で太陽 歯車(16)のまわりに主軸(14)を中心として回転
    可能に且つ主軸(14)に対して心合位置と偏心位置と
    の間で主軸(14)に垂直な平面内で制限された並進可
    能に装着する工程と、 輪歯車歯(60)の端部に重なり合う円錐 台形斜面(61)を輪歯車(18)の一端に形成する工
    程と、 遊星キャリヤ(22)と太陽歯車(16)との間で相対
    回転を行なわせる工程に続いて、遊星キャリヤ(22)
    を輪歯車(18)に向けて更に前進させ遊星キャリヤ(
    22)を回転させて遊星歯車(20aないし20d)の
    各々と輪歯車(18)との間でほぼ同時的噛合いを達成
    し、これにより、輪歯車(18)を心合位置へカム動さ
    せるために、輪歯車(18)が偏心位置にあるときに遊
    星歯車(20aないし20d)の少なくとも1つが輪歯
    車(18)とその円錐台形斜面(61)上で係合する工
    程と を有することを特徴とする方法。 3、変速機の主軸(14)を画成する変 速機ケース(12)を有する自動車変速機であって、遊
    星歯車組(10)が複数の歯車歯(67)を有する太陽
    歯車(16)と、複数の歯車歯(60)を有する輪歯車
    (18)と、太陽歯車歯(67)と輪歯車歯(60)と
    に噛合うようになされた複数の歯車歯(56aないし5
    6d)を各々有する複数の遊星歯車)(20aないし2
    0d)と、遊星キャリヤ(22)と、遊星歯車(20a
    ないし20d)の各々をキャリヤ(22)の複数の平行
    な遊星軸 (50aないし50d)のそれぞれのまわりに回転可能
    に遊星キャリヤ(22)上に装着する手段とを有する自
    動車変速機における遊星歯車組において、輪歯車(18
    )は主軸(14)のまわりに回転可能に且つ主軸(14
    )に対して心合位置と偏心位置との間で主軸(14)に
    垂直な平面内で制限された並進可能に変速機ケース(1
    2)上に装着され、太陽歯車 (16)は主軸(14)のまわりに回転可能に且つ主軸
    (14)に対して心合位置と偏心位置との間で主軸(1
    4)に垂直な平面内で制限された並進可能に変速機ケー
    ス(12)上に輪歯車(18)内に装着され、主軸(1
    4)に垂直な平面内で太陽歯車(16)の一端上にステ
    ージング環(68)が画成されこれは太陽歯車歯(67
    )の歯先円(69)により画成される第1の縁と太陽歯
    車歯(67)の歯元円(70)により画成される第2の
    縁とを有し、該ステージング環(68)は太陽歯車歯(
    67)間の歯空間により中断されており、太陽歯車(1
    6)上には円錐台形同心面(72)が画成されこれはス
    テージング環(68)の第2の縁に隣接する一方の縁を
    有し、これにより、太陽歯車(16)が偏心位置にあり
    遊星キャリヤ(22)が主軸(14)上に心合し太陽歯
    車(16)に向けて前進せしめられるときに遊星歯車(
    20aないし20d)の少なくとも1つが太陽歯車(1
    6)とその同心面(72)上で係合し、遊星歯車(20
    aないし20d)は遊星キャリヤ(22)が遊星歯車(
    20aないし20d)が太陽歯車(16)とステージン
    グ環(68)上で衝合し遊星歯車(20aないし20d
    )の各々の歯先円(58aないし58d)がステージン
    グ環(68)の第2の縁に正接するステージ位置を太陽
    歯車(16)に対して達成するときに太陽歯車(16)
    をカム動させ、輪歯車(18)上には円錐台形斜面(6
    1)が画成されて輪歯車歯(60)の歯先円(64)か
    ら輪歯車歯(60)の歯元円(63)を超えた所まで伸
    び、これにより、輪歯車(18)が偏心位置にあるとき
    には遊星歯車(20aないし20d)の少なくとも1つ
    が輪歯車(18)とその円錐台形斜面(61)上で係合
    し、遊星キャリヤ(22)が主軸(14)上に心合し輪
    歯車(18)に向けて前進せしめられるときには輪歯車
    (18)を心合位置へカム動させることを特徴とする遊
    星歯車組。 4、特許請求の範囲第3項において、輪 歯車(18)は変速機ケース(12)にスプライン連結
    された複数の外側クラッチ円板 (26)と、この外側クラッチ円板(26)のそれぞれ
    の対の間に配置され輪歯車歯(60)の半径方向外側の
    位置において輪歯車(18)にスプライン連結された複
    数の内側クラッチ円板(28)とを含む手段により変速
    機ケース(12)上に装着されていることを特徴とする
    遊星歯車組。
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