JPS6234978B2 - - Google Patents

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JPS6234978B2
JPS6234978B2 JP56043606A JP4360681A JPS6234978B2 JP S6234978 B2 JPS6234978 B2 JP S6234978B2 JP 56043606 A JP56043606 A JP 56043606A JP 4360681 A JP4360681 A JP 4360681A JP S6234978 B2 JPS6234978 B2 JP S6234978B2
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JP
Japan
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clutch
gear
brake
sun gear
ring gear
Prior art date
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Application number
JP56043606A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS579348A (en
Inventor
Shiro Sakakibara
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Aisin AW Co Ltd
Original Assignee
Aisin AW Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Aisin AW Co Ltd filed Critical Aisin AW Co Ltd
Priority to JP4360681A priority Critical patent/JPS579348A/en
Publication of JPS579348A publication Critical patent/JPS579348A/en
Publication of JPS6234978B2 publication Critical patent/JPS6234978B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/62Gearings having three or more central gears
    • 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
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/201Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with three sets of orbital gears
    • 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
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2048Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with seven engaging means

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はオーバドライブを達成する歯車変速装
置、特に自動車等に用いられるトルクコンバータ
と組合わせて用いるに適する歯車変速装置に関す
る。 トルクコンバータと組合わせて用いる歯車変速
装置として遊星歯車機構が多用されており、自動
車用としては通常二組の遊星歯車機構を同心的に
配列し、サンギヤまたはプラネタリピニオンを支
持するキヤリヤないしはリングギヤを選択的にク
ラツチ係合又はブレーキ制動することにより、前
進3段後進1段の変速歯車列を得るように構成さ
れている。そしてこれらの歯車変速列の変速比は
従来1または1より大に設定されている。 この種の歯車変速装置、特に自動車に用いられ
る自動変送装置においては、自動車が平坦路を長
時間高速で走行する際のように、被駆動軸に要求
されるトルクが低くかつ高速回転の駆動態様の場
合には、原動機によつて費消されるエネルギの節
減のため、変速比が1より小なる変速歯車列、換
言すればオーバドライブが要求される。 本発明は歯車変速装置に組み込むべき遊星歯車
機構の1つを変速比が1より小なる値を有するも
のとし、歯車変速装置の他の変速歯車列に悪影響
を与えることなくオーバドライブを達成すべくな
したものであつて、特に遊星歯車機構よりなりト
ルクコンバータと組み合わせて用いられる従来の
自動変速機の歯車変速装置に施すに適したもので
ある。 即ち本発明はハウジングと、サンギヤ、プラネ
タリピニオン、リングギヤおよび前記プラネタリ
ピニオンを支承するキヤリヤとからなる遊星歯車
機構と、前記キヤリヤと同心的に連結した入力軸
と、前記リングギヤと同心的に連結した出力軸
と、前記サンギヤと前記リングギヤとを係脱自在
に結合する摩擦式クラツチと、前記サンギヤを制
動する摩擦式ブレーキと、前記サンギヤと前記リ
ングギヤとの間に連結され前記サンギヤが制動さ
れたときに前記リングギヤをオーバランせしめる
一方向クラツチとよりなり、前記摩擦式クラツチ
は前記リングギヤに同心的に連結された一方のク
ラツチハブと、前記サンギヤと一体的に回転せし
められる他方のクラツチハブとの間に配設された
摩擦板および圧力板とを備え、前記摩擦式ブレー
キは前記他方のクラツチハブと前記ハウジングと
の間に構成せしめられ、前記一方向クラツチは、
前記他方のクラツチハブに連結されるインナレー
スと、前記一方のクラツチハブにスプライン連結
されるアウタレースと、該アウタレースと前記イ
ンナレーとの間に配置されるクラツチ部材とを備
え、かつ前記インナレースには該インナレースと
前記クラツチ部材との摺動面に通ずる小孔が穿設
されているオーバドライブ歯車変速装置に係るも
ので、一方向クラツチをサンギヤとリングギヤと
の間に形成せしめたことにより一方向クラツチを
遊星歯車機構に近接せしめて設けて軸方向寸法を
増大せしめず、しかも一方向クラツチが伝達する
トルクを小さくして小型の一方向クラツチの使用
を可能とし、ハウジング内の空間の有効利用を図
り、遊星歯車機構の精度誤差による一方向クラツ
チへの悪影響のないコンパクトなオーバドライブ
歯車変速装置を提供するとともに、前記一方向ク
ラツチへの給油を容易にし、一方向クラツチの耐
久性を増大せしめることを目的とするものであ
る。 第1図は、本発明のオーバドライブ変速装置
を、二組の遊星歯車機構を同心的に配設した前進
3段後進1段の変速歯車装置100を原動機の出
力軸1に結合せしめたトルクコンバータ2に連結
する自動変送機において、トルクコンバータ2と
該変速歯車装置100との間に副変速機200と
して挿入した自動変速機の模式図である。 第1図において、副変速機200の入力軸3お
よび出力軸4はサンギヤ21、プラネタリピニオ
ン22、リングギヤ23およびプラネタリピニオ
ン22を回転自在に支承するプラネタリキヤリヤ
24より成る遊星歯車機構8と同心的に配置さ
れ、前記入力軸3はプラネタリキヤリヤ24と連
結され、前記出力軸4はリングギヤ23と連結さ
れるとともに、サンギヤ21とリングギヤ23と
はクラツチ11で着脱自在に結合され、またサン
ギヤ21はブレーキ14で制動されるように構成
され、リングギヤ23とサンギヤ21との間に一
方向クラツチ20が設けられ、サンギヤ21をブ
レーキ14で制動したときリングギヤ23はサン
ギヤ21上をオーバランすべく構成されている。 変速歯車装置100は、二組の遊星歯車機構
9,10が前記遊星歯車機構8と同心的に配設さ
れ、前記出力軸(中間軸)4をその入力軸とし、
摩擦板型のクラツチ12,13、摩擦板型のブレ
ーキ15,16,17および一方向クラツチ1
8,19により前進3段後進1段の変速比で選択
的に出力軸7に出力する従来公知の機構であつ
て、前記出力軸(中間軸)4と中間軸5との間を
クラツチ12により着脱自在とし、また該軸4と
一方の遊星歯車機構9のサンギヤ81および他方
の遊星歯車機構10のサンギヤ91に共通の軸6
との間をクラツチ13により着脱自在とし、前記
軸6はブレーキ15により制動されるようにさ
れ、前記軸6上に設けた一方向クラツチ18のア
ウタレースはブレーキ16により制動されるよう
にされ、遊星歯車機構9のプラネタリピニオン8
2のキヤリヤ84はブレーキ17により制動され
るようにされると共に固定部分との間に一方向ク
ラツチ19が形成され、そのリングギヤ83は他
方の遊星歯車機構10のプラネタリピニオン92
のキヤリヤ94および出力軸7に連結され、遊星
歯車機構10のリングギヤ93は中間軸5に連結
されている。 第2図は本発明を実施した上記副変速機200
の要部の断面図であつて、入力軸3の後端には半
径方向にフランジ42を形成してプラネタリピニ
オン22のキヤリヤ24を固着し、またリングギ
ヤ23の軸方向前方端には前記クラツチ11を構
成する一方のクラツチハブ26が一体に形成さ
れ、一方サンギヤ21には一方向クラツチ20の
インナレース38を一体的に形成するとともに前
記クラツチ11の他方のクラツチハブを構成する
シリンダ胴25と連結され、該シリンダ胴25に
はクラツチ11を作動するためのピストン34が
内部に配設されるとともに、該シリンダ胴25の
外周縁にはクラツチ11の圧力板28とブレーキ
ハブ29の夫々の外周縁をスプライン嵌合、かつ
止着部材43,44によりその移動を阻止せしめ
ており、前記クラツチハブ26にスプライン嵌合
せしめた摩擦板27をピストン34と圧力板28
との間に挿置せしめて、ピストン34の進退によ
り該クラツチ11を係脱自在に結合すべく構成さ
れている。また前記ブレーキハブ29の他端の円
筒状部にはその外周にブレーキ14の摩擦板30
をスプライン嵌合せしめ、ミツシヨンケース32
の内周にスプライン嵌合し止着部材45で係止さ
れる圧力板46と移動自在の圧力板31との間に
前記摩擦板30を挿置せしめ、ミツシヨンケース
32に形成したシリンダ33に配設されたピスト
ン35を進退せしめることによりブレーキ14を
作動又は開放せしめる。 一方向クラツチ20のアウタレース37は前記
クラツチハブ26の内周にスプライン嵌合され、
該アウタレース37と前記インナレース38との
間にクラツチ部材(スプラグ)39を配設し、サ
ンギヤ21がブレーキ14により制動されたと
き、リングギヤ23のオーバラン回転を許容し、
かつサンギヤ21のオーバラン回転を阻止すべく
する。 該アウタレース37の軸方向前方にはスラスト
ベアリング40がクラツチハブ26にスプライン
嵌合されて設けられ、スナツプリング41により
軸方向に対し支持され、一方向クラツチ20にか
かるスラスト力を前記スラストベアリング40に
よつて受けるように構成されている。 この遊星歯車機構8のリングギヤ23は、入力
軸3の軸孔48に先端を支承せしめた出力軸4に
スプライン結合せしめたフランジ36の外周に連
結され、出力軸4と連結される。 なお一方向クラツチ20のインナレース38に
穿設した小孔49は、通常の遊星歯車装置8,
9,10に給油すると同様の手段により原動機に
より駆動される給油ポンプから給油通路50,5
1等を経て一方向クラツチ20へ給油するために
穿設したものである。 以上のように構成された自動変速機において
は、トルクコンバータ2を介して入力軸3に伝達
される入力軸1の回転はプラネタリピニオン22
のキヤリヤ24に伝達されるから、クラツチ11
を作動せしめてサンギヤ21とリングギヤ23と
を一体に連結せしめるときは、遊星歯車装置8は
一体的に回転して変速作用をせず、入力軸3の回
転はリングギヤ23を介して変速比1で出力軸
(中間軸)4に伝達される。従つてクラツチ11
を作動せしめて該出力軸4と中間軸6とを連結し
クラツチ12,13、ブレーキ15,16,17
を選択的に係脱せしめれば、従来同様の前進3段
後進1段の変速歯車列を得ることができ、クラツ
チ11を開放し、ブレーキ14を係合してサンギ
ヤ21を制動せしめると、キヤリヤ24の入力軸
3による回転駆動はリングギヤ23およびこれを
連結する出力軸(中間軸)4を入力軸3の回転よ
り増速駆動すから、該副変速機200は1より小
さい減速比を得、出力軸7のオーバドライブが達
成できる。 第1図に示す構成の自動変速機の作動は次表の
とおりである。
The present invention relates to a gear transmission that achieves overdrive, and particularly to a gear transmission that is suitable for use in combination with a torque converter used in automobiles and the like. Planetary gear mechanisms are often used as gear transmissions in combination with torque converters, and for automobiles, two sets of planetary gear mechanisms are usually arranged concentrically, and a carrier or ring gear that supports a sun gear or planetary pinion is selected. By selectively engaging the clutch or applying the brake, a gear train with three forward speeds and one reverse speed is obtained. The gear ratios of these gear transmission trains are conventionally set to 1 or greater than 1. This type of gear transmission, especially automatic transmission devices used in automobiles, requires low torque and high-speed rotation of the driven shaft, such as when a car runs at high speed on a flat road for a long time. In this case, in order to save the energy consumed by the prime mover, a transmission gear train with a transmission ratio of less than 1, in other words an overdrive, is required. The present invention uses one of the planetary gear mechanisms to be incorporated in a gear transmission to have a gear ratio smaller than 1, and is intended to achieve overdrive without adversely affecting other transmission gear trains of the gear transmission. The present invention is particularly suitable for application to a gear transmission of a conventional automatic transmission which is composed of a planetary gear mechanism and is used in combination with a torque converter. That is, the present invention provides a planetary gear mechanism including a housing, a sun gear, a planetary pinion, a ring gear, and a carrier supporting the planetary pinion, an input shaft concentrically connected to the carrier, and an output concentrically connected to the ring gear. a shaft, a friction type clutch that removably connects the sun gear and the ring gear, a friction type brake that brakes the sun gear, and a friction type brake connected between the sun gear and the ring gear when the sun gear is braked. The friction type clutch is comprised of a one-way clutch that causes the ring gear to overrun, and the friction type clutch is disposed between one clutch hub concentrically connected to the ring gear and the other clutch hub that is rotated integrally with the sun gear. a friction plate and a pressure plate, the friction brake being configured between the other clutch hub and the housing, and the one-way clutch comprising:
The clutch includes an inner race connected to the other clutch hub, an outer race spline connected to the one clutch hub, and a clutch member disposed between the outer race and the inner relay, and the inner race has an inner race connected to the inner race. This relates to an overdrive gear transmission in which a small hole communicating with the sliding surface of the race and the clutch member is bored, and the one-way clutch is formed between the sun gear and the ring gear, so that the one-way clutch is formed between the sun gear and the ring gear. Provided in close proximity to the planetary gear mechanism, the axial dimension is not increased, and the torque transmitted by the one-way clutch is reduced, allowing the use of a small one-way clutch and effectively utilizing the space within the housing. It is an object of the present invention to provide a compact overdrive gear transmission in which a one-way clutch is not adversely affected by accuracy errors in a planetary gear mechanism, and to facilitate lubricating the one-way clutch and increase the durability of the one-way clutch. That is. FIG. 1 shows a torque converter in which an overdrive transmission of the present invention is coupled to an output shaft 1 of a prime mover, and a transmission gear system 100 with three forward speeds and one reverse speed, in which two sets of planetary gear mechanisms are arranged concentrically. 2 is a schematic diagram of an automatic transmission inserted as an auxiliary transmission 200 between the torque converter 2 and the transmission gear device 100 in the automatic transmission connected to the transmission gear 2. FIG. In FIG. 1, the input shaft 3 and output shaft 4 of the sub-transmission 200 are concentric with a planetary gear mechanism 8 consisting of a sun gear 21, a planetary pinion 22, a ring gear 23, and a planetary carrier 24 that rotatably supports the planetary pinion 22. The input shaft 3 is connected to a planetary carrier 24, the output shaft 4 is connected to a ring gear 23, and the sun gear 21 and the ring gear 23 are detachably connected by a clutch 11. A one-way clutch 20 is provided between the ring gear 23 and the sun gear 21, and the ring gear 23 is configured to overrun the sun gear 21 when the sun gear 21 is braked by the brake 14. There is. The variable speed gear device 100 includes two sets of planetary gear mechanisms 9 and 10 arranged concentrically with the planetary gear mechanism 8, with the output shaft (intermediate shaft) 4 serving as its input shaft,
Friction plate type clutches 12, 13, friction plate type brakes 15, 16, 17, and one-way clutch 1
This is a conventionally known mechanism for selectively outputting to the output shaft 7 at a gear ratio of 3 forward speeds and 1 reverse speed by means of 8 and 19. A shaft 6 that is detachable and is common to the shaft 4 and the sun gear 81 of one planetary gear mechanism 9 and the sun gear 91 of the other planetary gear mechanism 10.
The shaft 6 is braked by a brake 15, and the outer race of a one-way clutch 18 provided on the shaft 6 is braked by a brake 16. Planetary pinion 8 of gear mechanism 9
The second carrier 84 is braked by a brake 17 and a one-way clutch 19 is formed between it and a fixed part, and its ring gear 83 is connected to a planetary pinion 92 of the other planetary gear mechanism 10.
The ring gear 93 of the planetary gear mechanism 10 is connected to the intermediate shaft 5. FIG. 2 shows the above sub-transmission 200 implementing the present invention.
2 is a cross-sectional view of a main part of the input shaft 3, in which a flange 42 is formed in the radial direction at the rear end of the input shaft 3 to fix the carrier 24 of the planetary pinion 22, and the clutch 11 is fixed to the front end of the ring gear 23 in the axial direction. One clutch hub 26 constituting the clutch hub 26 is integrally formed with the sun gear 21, and the inner race 38 of the one-way clutch 20 is integrally formed with the sun gear 21, and is connected to a cylinder body 25 constituting the other clutch hub of the clutch 11. A piston 34 for actuating the clutch 11 is disposed inside the cylinder body 25, and the outer circumferential edges of the pressure plate 28 of the clutch 11 and the brake hub 29 are splined on the outer circumferential edge of the cylinder body 25. The friction plate 27, which is spline-fitted to the clutch hub 26, is connected to the piston 34 and the pressure plate 28, and its movement is prevented by fitting and fastening members 43 and 44.
The clutch 11 is inserted between the piston 34 and the piston 34 so that the clutch 11 can be engaged and disengaged by moving the piston 34 back and forth. Further, the cylindrical portion at the other end of the brake hub 29 has a friction plate 30 of the brake 14 on its outer periphery.
Fit the spline to the transmission case 32.
The friction plate 30 is inserted between the movable pressure plate 31 and the pressure plate 46 which is spline-fitted to the inner periphery of the cylinder 31 and is locked by the fastening member 45. The brake 14 is activated or released by moving the provided piston 35 forward or backward. The outer race 37 of the one-way clutch 20 is spline-fitted to the inner periphery of the clutch hub 26, and
A clutch member (sprag) 39 is disposed between the outer race 37 and the inner race 38 to allow overrun rotation of the ring gear 23 when the sun gear 21 is braked by the brake 14.
Also, it is intended to prevent overrun rotation of the sun gear 21. A thrust bearing 40 is provided in front of the outer race 37 in the axial direction by being spline-fitted to the clutch hub 26, and is supported in the axial direction by a snap spring 41, so that the thrust force applied to the one-way clutch 20 is transferred by the thrust bearing 40. It is configured to receive. The ring gear 23 of the planetary gear mechanism 8 is connected to the outer periphery of a flange 36 spline-coupled to the output shaft 4 whose tip is supported in the shaft hole 48 of the input shaft 3, and is connected to the output shaft 4. Note that the small hole 49 bored in the inner race 38 of the one-way clutch 20 is similar to that of a normal planetary gear device 8,
9, 10, the oil supply passages 50, 5 are connected from the oil supply pump driven by the prime mover by the same means.
This hole was drilled to supply oil to the one-way clutch 20 through the first engine. In the automatic transmission configured as described above, the rotation of the input shaft 1 transmitted to the input shaft 3 via the torque converter 2 is transmitted to the planetary pinion 22.
is transmitted to the carrier 24 of the clutch 11.
When operating the sun gear 21 and ring gear 23 to connect them together, the planetary gear unit 8 rotates integrally and does not perform a speed change action, and the input shaft 3 rotates at a gear ratio of 1 through the ring gear 23. It is transmitted to the output shaft (intermediate shaft) 4. Therefore clutch 11
The output shaft 4 and the intermediate shaft 6 are connected by actuating the clutches 12, 13 and the brakes 15, 16, 17.
By selectively engaging and disengaging, it is possible to obtain a transmission gear train with three forward speeds and one reverse speed, similar to the conventional one. When the clutch 11 is released and the brake 14 is engaged to brake the sun gear 21, the gear train Since the rotational drive by the input shaft 3 of 24 drives the ring gear 23 and the output shaft (intermediate shaft) 4 that connects the ring gear 23 at higher speed than the rotation of the input shaft 3, the sub-transmission 200 obtains a reduction ratio smaller than 1, Overdrive of the output shaft 7 can be achieved. The operation of the automatic transmission configured as shown in FIG. 1 is as shown in the following table.

【表】 この表において〇印は圧油作動機構によりクラ
ツチおよびブレーキが作動中であることを表わ
す。△印はエンジンブレーキ時圧油作動機構によ
りブレーキが作動中であることを表わす。※印は
エンジンドライブ時のみ一方向クラツチがロツク
されることを表わす。なお各変速段毎の作動の説
明については、周知のところであり、その説明は
不要であろう。 本発明は、遊星歯車機構を構成するプラネタリ
キヤリヤを入力軸に連結するとともにそのリング
ギヤを出力軸に連結し、遊星歯車機構のサンギヤ
とリングギヤとを摩擦板型のクラツチにより係脱
自在に結合し、これらの間にサンギヤを制動した
ときリングギヤをオーバランせしめる一方向クラ
ツチを構成するとともに、サンギヤを摩擦式のブ
レーキにより歯車変速装置のハウジングに係止自
在としたから、ブレーキによりサンギヤを制動し
てハウジングに係止せしめるときは、入力軸の回
転はプラネタリキヤリヤを介してプラネタリピニ
オンを公転させるとともに、プラネタリピニオン
がサンギヤと噛合しての自転によりリングギヤを
入力軸と同一方向にかつ増速せしめて回転せしめ
出力軸に回転を伝達する。またブレーキを開放せ
しめるときは一方向クラツチはロツクしてサンギ
ヤとリングギヤをロツクするから円滑に直結運転
に移行でき、クラツチを係合せしめるときは遊星
歯車機構の各要素は一体に結合され、入力軸と出
力軸とは直結状態となり、ギヤを介さずにトルク
伝達を行う。 本発明においては、上記一方向クラツチをサン
ギヤとリングギヤとの間に連結するにあたり、一
方向クラツチのアウタレースを、前記サンギヤと
リングギヤとにそれぞれ連結された2個のクラツ
チハブのうちの何れか一方のクラツチハブにスプ
ライン嵌合せしめたものであるから、オーバドラ
イブ歯車比を達成する遊星歯車機構と同心的に、
かつ軸方向に極めて接近した位置に一方向クラツ
チを構成せしめることができるとともに、遊星歯
車機構との同心的配列を極めて良好とする。 一般に遊星歯車機構にクラツチ、ブレーキおよ
び一方向クラツチを組み込んで歯車変速装置を構
成する場合、遊星歯車機構の各要素間にトルク伝
達される際に精度誤差による要素間の強制力が発
生し、これら要素間に一方向クラツチのレースを
直結するとこの強制力が一方向クラツチの作動性
および耐久性を悪化せしめる欠点を生ずるが、本
発明においては一方向クラツチのアウタレースを
クラツチハブにスプライン嵌合せしめてあるの
で、仮に遊星歯車機構の各要素に製作上の寸法誤
差や組付け時の取付誤差による遊星歯車機構と一
方向クラツチとの心ずれがあつたとしても、前記
スプライン嵌合部において上記心ずれを吸収する
ことができるので、振動や熱の発生を抑制すると
ともに、インナレースに該インナーレースとスプ
ラグ等のクラツチ部材との摺動面に通ずる小孔を
穿設したことによつて、ハウジング内に供給され
た油を前記小孔を介して一方向クラツチの内部に
給油することができ、一方向クラツチの耐久性を
向上させることができる。 また、一方向クラツチを遊星歯車機構のサンギ
ヤとリングギヤとの間に連結せしめると、一方向
クラツチが伝達するトルクは式 入力トルク×サンギヤ歯数/サンギヤ歯数+サンギヤ
歯数 で計算され、入力トルクのほぼ1/3程度のトルク
伝達能力を有する一方向クラツチで足りるから、
小型の一方向クラツチを選択できる利点があり、
かつ変速装置ハウジングの内部空間の利用率を向
上せしめる。しかし一方では、遊星歯車機構のサ
ンギヤを制動せしめた状態で入力軸を駆動せしめ
ると、入力軸に連結されたキヤリヤを介してプラ
ネタリピニオンが駆動され、該プラネタリピニオ
ンはサンギヤおよびリングギヤと噛合しつつ自転
およびサンギヤの軸心周りの公転を行い、サンギ
ヤの軸心周りにセンタリングしようとする。この
サンギヤとリングギヤとに噛合する面に作用する
トルクは大であるので、遊星歯車機構の各要素に
寸法誤差があつたり、その組立ての取付誤差があ
ると、前記両ギヤとの噛合面に作用するかが部分
的に過大となり、サンギヤの軸心を振らせたり、
プラネタリピニオンの公転軸をサンギヤの軸心に
対し偏心せしめる振動を生ずる。このような寸法
や取付けの誤差に基く振れや偏心振動はリングギ
ヤに大きく作用するので、一方向クラツチのアウ
タレースを前記クラツチハブに固定せしめると、
該アウタレースの回転にはインナレースに対して
相対的に大きく偏心する振れが含まれ、この偏心
の振れはたちまち一方向クラツチを破損せしめ
る。即ち一方向クラツチのスプラグ等のクラツチ
部材はアウタレースとともに出力軸の回転速度で
インナレースの内面上を金属接触で摺動してお
り、前記相対的に偏心する振れが生ずるとスプラ
グが各レースに対して接触するカム面の摩耗が促
進される。一方、スプラグがインナレースおよび
アウタレースとかみ合う作用は、スプラグの前記
カム面と各レース内面との接触点におけるカム面
の形状とスプラグの受けるトルクとによつて行わ
れる。従つて前記カム面の摩耗は、スプラグをか
み合いからはね返すホツピング現象またはスプラ
グを両レース間に保持するケージへくい込ますホ
ツプアウト現象、さらにはかみ込み方向へ行きす
ぎてスプラグを反転せしめるロールオーバ現象を
発生させ、一方向クラツチを破損せしめるもので
ある。ところが本発明においては、一方向クラツ
チのアウタレースを前記クラツチハブにスプライ
ン結合せしめたものであるから、アウタレースと
他方のクラツチハブに連結されているインナレー
スとの間に相対的に偏心する振れが発生したとし
ても、一方向クラツチのアウタレースと前記クラ
ツチハブとの間のスプライン結合によりその偏心
する振れは除かれ、アウタレースのインナレース
に対する同心性が維持されるので、スプラグのカ
ム面に前記偏心する振れに基くカム面の摩耗を生
じさせるおそれはないから、一方向クラツチの作
動を正確に保ち、その耐久性を増大せしめるもの
である。そして一方向クラツチのアウタレースの
前記クラツチハブに対する結合部には一方向クラ
ツチに作用するトルク力がその嵌合面に作用する
が、アウタレースの外径を大きく構成でき、嵌合
面積を大きくとれるので、耐久性を損うおそれは
ない。従つて、インナレースとアウタレースの間
には良好な同心性をもたらして、一方向クラツチ
のインナレースとクラツチ部材(スプラグ)との
間の面圧を低減し、かつインナレースには該イン
ナレースと前記クラツチ部材との摺動面に通じる
小孔が穿設されており、オーバドライブ時のオー
バラン状態において大きな相対回転を伴なつて摺
動するスプラグ等のクラツチ部材とインナーレー
スとの摺動面に油膜切れが生じないように安定し
て潤滑油を供給し、これにより両部材間の摩擦抵
抗を低減するので、一方向クラツチのインナレー
スおよびクラツチ部材の摩耗の発生を防止すると
ともに小型の一方向クラツチを使用することがで
き、かつオーバドライブ装置のサンギヤとリング
ギヤとの間に一方向クラツチを配設せしめ、オー
バドライブ時に一方向クラツチがオーバランした
ときに大きな相対回転が生じることとなつても、
オーバドライブ歯車変速装置の耐久性を優れたも
のとすることができる。 さらに、一方向クラツチのアウタレースをスプ
ライン嵌合する一方のクラツチハブは、そのイン
ナレースと連結された他方のクラツチハブと同心
的配列となり、両クラツチハブ間に両者を係合ま
たは開放せしめるクラツチが構成され、かつ前記
他方のクラツチハブと前記ハウジング内壁との間
に前記クラツチハブをハウジングに係止もしくは
開放せしめるブレーキが構成されるのでこれらク
ラツチおよびブレーキは遊星歯車機構の外周部分
付近に構成することができ、摩擦係合部分の外径
および係合面積が大で効率の良好なものとするこ
とができ、かつオーバドライブ歯車変速装置の軸
方向寸法を増加させず、ハウジング内スペースを
有効に活用できる。 従つて本発明をトルクコンバータおよび従来の
歯車変速装置と結合して自動変速機を構成すると
きは、従来の歯車変速装置の性能を損うことな
く、さらにオーバドライブ変速歯車列を付加構成
することができ、かつクラツチおよびブレーキに
は自動変速機の油圧制御装置の制御用圧油を用い
て制御し得られ、かつ自動変速機の軸方向寸法を
あまり増大せしめないでオーバドライブ変速比付
の自動変速機を極めて容易に構成することがで
き、かつ前記クラツチおよびプレーキは摩擦式の
ものとしたから、係合に際しギヤ音を発せず円滑
に係脱されて確実に直結またはオーバドライブの
切換えを行わせることができる。なお前記ブレー
キを構成するにあたつて、前記他方のブレーキハ
ブを構成するシリンダ胴の外周壁にブレーキハブ
を連結し、該ブレーキハブとハウジング内壁との
間にブレーキを構成せしめるときは、シリンダ胴
をクラツチとブレーキ併設のために複雑な構造と
することなく簡易な構造とし、かつブレーキ設置
場所の自由度を広げることができる。
[Table] In this table, the ◯ mark indicates that the clutch and brake are operating by the hydraulic oil operating mechanism. The △ mark indicates that the brake is being operated by the pressure oil operating mechanism during engine braking. The * mark indicates that the one-way clutch is locked only when the engine is driving. Note that the explanation of the operation for each gear stage is well known and therefore does not need to be explained. The present invention connects a planetary carrier constituting a planetary gear mechanism to an input shaft and its ring gear to an output shaft, and connects the sun gear and ring gear of the planetary gear mechanism in a detachable manner by a friction plate type clutch. , a one-way clutch is formed between these that causes the ring gear to overrun when the sun gear is braked, and the sun gear can be freely locked to the housing of the gear transmission using a friction type brake, so that when the sun gear is braked by the brake, the housing is When the input shaft is locked, the rotation of the input shaft causes the planetary pinion to revolve through the planetary carrier, and the planetary pinion meshes with the sun gear and rotates, causing the ring gear to rotate in the same direction as the input shaft and at an increased speed. Rotation is transmitted to the output shaft. Furthermore, when the brake is released, the one-way clutch is locked and the sun gear and ring gear are locked, allowing a smooth transition to direct coupling operation.When the clutch is engaged, each element of the planetary gear mechanism is connected as one, and the input shaft and the output shaft are directly connected, and torque is transmitted without using gears. In the present invention, when the one-way clutch is connected between the sun gear and the ring gear, the outer race of the one-way clutch is connected to one of the two clutch hubs connected to the sun gear and the ring gear, respectively. Because it is spline-fitted, it is concentric with the planetary gear mechanism that achieves the overdrive gear ratio.
Moreover, the one-way clutch can be arranged in a position very close to the axial direction, and the concentric arrangement with the planetary gear mechanism can be made very good. Generally, when a gear transmission is constructed by incorporating a clutch, a brake, and a one-way clutch into a planetary gear mechanism, when torque is transmitted between each element of the planetary gear mechanism, a forcing force is generated between the elements due to accuracy errors. If the race of a one-way clutch is directly connected between the elements, this force will cause a disadvantage in that it will deteriorate the operability and durability of the one-way clutch, but in the present invention, the outer race of the one-way clutch is spline-fitted to the clutch hub. Even if there is misalignment between the planetary gear mechanism and the one-way clutch due to dimensional errors in manufacturing or installation errors in each element of the planetary gear mechanism, the spline fitting portion can absorb the misalignment. In addition to suppressing the generation of vibration and heat, the inner race has a small hole that communicates with the sliding surface between the inner race and clutch members such as sprags. The oil can be supplied to the inside of the one-way clutch through the small hole, and the durability of the one-way clutch can be improved. Also, when a one-way clutch is connected between the sun gear and ring gear of a planetary gear mechanism, the torque transmitted by the one-way clutch is calculated by the formula: input torque x number of sun gear teeth / number of sun gear teeth + number of sun gear teeth, and the input torque A one-way clutch with a torque transmission capacity of approximately 1/3 of that is sufficient.
It has the advantage of being able to choose a small one-way clutch.
Moreover, the utilization rate of the internal space of the transmission housing is improved. However, on the other hand, when the input shaft is driven with the sun gear of the planetary gear mechanism being braked, the planetary pinion is driven via the carrier connected to the input shaft, and the planetary pinion rotates while meshing with the sun gear and the ring gear. Then, it revolves around the axis of the sun gear and tries to center around the axis of the sun gear. The torque that acts on the surface that meshes with the sun gear and ring gear is large, so if there is a dimensional error in each element of the planetary gear mechanism or an installation error in the assembly, it will act on the surface that meshes with the two gears. The angle may become excessive in some areas, causing the sun gear axis to swing, or
This produces vibrations that make the planetary pinion's revolution axis eccentric with respect to the sun gear's axis. Runout and eccentric vibration caused by such dimensional and installation errors greatly affect the ring gear, so if the outer race of the one-way clutch is fixed to the clutch hub,
The rotation of the outer race includes a relatively large eccentric runout with respect to the inner race, and this eccentric runout quickly damages the one-way clutch. In other words, clutch members such as sprags of a one-way clutch slide along with the outer race on the inner surface of the inner race in metal contact at the rotational speed of the output shaft, and when the relative eccentric runout occurs, the sprag moves against each race. This accelerates the wear of the cam surfaces that come in contact with each other. On the other hand, the engagement of the sprag with the inner race and the outer race is achieved by the shape of the cam surface at the contact point between the cam surface of the sprag and the inner surface of each race and the torque received by the sprag. Therefore, the wear of the cam surface causes the hopping phenomenon in which the sprag springs out of engagement, the hop-out phenomenon in which the sprag bites into the cage that holds it between both races, and the rollover phenomenon in which the sprag goes too far in the direction of engagement, causing the sprag to reverse. This can cause damage to the one-way clutch. However, in the present invention, since the outer race of the one-way clutch is spline-coupled to the clutch hub, if a relative eccentric runout occurs between the outer race and the inner race connected to the other clutch hub, Also, the eccentric runout is eliminated by the spline connection between the outer race of the one-way clutch and the clutch hub, and the concentricity of the outer race with respect to the inner race is maintained, so that the cam surface due to the eccentric runout is Since there is no risk of surface wear, the one-way clutch maintains accurate operation and increases its durability. The torque force that acts on the one-way clutch acts on the fitting surface of the outer race of the one-way clutch where it connects to the clutch hub, but since the outer diameter of the outer race can be made large and the fitting area can be large, it is durable. There is no risk of harm to sex. Therefore, good concentricity is provided between the inner race and the outer race, reducing the surface pressure between the inner race and the clutch member (sprag) of the one-way clutch, and the inner race has a good concentricity with the inner race. A small hole that communicates with the sliding surface of the clutch member is drilled in the sliding surface of the inner race and the clutch member such as a sprag that slides with large relative rotation in an overrun state during overdrive. It supplies lubricating oil stably to prevent oil film from running out, and this reduces the frictional resistance between both parts. This prevents wear on the inner race and clutch members of the one-way clutch, and also prevents wear on the inner race and clutch members of the one-way clutch. A clutch can be used, and the one-way clutch can be disposed between the sun gear and the ring gear of the overdrive device, even if a large relative rotation occurs when the one-way clutch overruns during overdrive.
The durability of the overdrive gear transmission can be improved. Further, one clutch hub spline-fitting the outer race of the one-way clutch is arranged concentrically with the other clutch hub connected to the inner race, and a clutch is configured between the two clutch hubs for engaging or disengaging the two, and A brake for locking or releasing the clutch hub from the housing is constructed between the other clutch hub and the inner wall of the housing, so these clutches and brakes can be constructed near the outer peripheral portion of the planetary gear mechanism, and are frictionally engaged. The outer diameter and engagement area of the part can be made large and efficient, and the space inside the housing can be effectively utilized without increasing the axial dimension of the overdrive gear transmission. Therefore, when the present invention is combined with a torque converter and a conventional gear transmission to form an automatic transmission, an overdrive gear train can be added without impairing the performance of the conventional gear transmission. The clutch and brake can be controlled using the control oil of the hydraulic control device of the automatic transmission, and the automatic transmission with an overdrive gear ratio can be controlled without significantly increasing the axial dimension of the automatic transmission. The transmission can be configured extremely easily, and since the clutch and brake are of friction type, the gears can be smoothly engaged and disengaged without making any noise when engaged, and switching between direct coupling and overdrive can be ensured. can be set. In constructing the brake, when the brake hub is connected to the outer peripheral wall of the cylinder body constituting the other brake hub and the brake is constructed between the brake hub and the inner wall of the housing, the cylinder body It is possible to have a simple structure without having to make a complex structure for installing a clutch and a brake together, and to increase the degree of freedom in the location where the brake can be installed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明を副変速機として実施した自動
変速機の模式図、第2図は本発明の一実施例の一
部欠截断面図である。 なお図中1は原動機の出力軸、2はトルクコン
バータ、100は自動変速機の歯車変速装置、2
00は副変速機、3は入力軸、8,9,10は遊
星歯車機構、21,81,91はサンギヤ、2
2,82,92はプラネタリピニオン、24,8
4,94はそのキヤリヤ、23,83,93はリ
ングギヤ、11,12,13はクラツチ、14,
15,16,17はブレーキ、20,18,19
は一方向クラツチ、37はアウタレース、38は
インナレース、40スラストベアリングを夫々示
すものである。
FIG. 1 is a schematic diagram of an automatic transmission in which the present invention is implemented as a sub-transmission, and FIG. 2 is a partially cutaway sectional view of an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is the output shaft of the prime mover, 2 is the torque converter, 100 is the gear transmission of the automatic transmission, 2
00 is the sub-transmission, 3 is the input shaft, 8, 9, 10 are planetary gear mechanisms, 21, 81, 91 are sun gears, 2
2, 82, 92 are planetary pinions, 24, 8
4, 94 are its carriers, 23, 83, 93 are ring gears, 11, 12, 13 are clutches, 14,
15, 16, 17 are brakes, 20, 18, 19
1 shows a one-way clutch, 37 an outer race, 38 an inner race, and 40 a thrust bearing.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ハウジングと、サンギヤ、プラネタリピニオ
ン、リングギヤおよび前記プラネタリピニオンを
支承するキヤリヤとよりなる遊星歯車機構と、前
記キヤリヤと同心的に連結した入力軸と、前記リ
ングギヤと同心的に連結した出力軸と、前記サン
ギヤと前記リングギヤとを係脱自在に結合する摩
擦式クラツチと、前記サンギヤを制動する摩擦式
ブレーキと、前記サンギヤと前記リングギヤとの
間に連結され前記サンギヤが制動されたときに前
記リングギヤをオーバランせしめる一方向クラツ
チとよりなり、前記摩擦式クラツチは前記リング
ギヤに同心的に連結された一方のクラツチハブ
と、前記サンギヤと一体的に回転せしめられる他
方のクラツチハブとの間に配設された摩擦板およ
び圧力板とを備え、前記摩擦式ブレーキは前記他
方のクラツチハブと前記ハウジングとの間に構成
せしめられ、前記一方向クラツチは、前記他方の
クラツチハブに連結されるインナーレースと、前
記一方のクラツチハブにスプライン連結されるア
ウターレースと、該アウタレースと前記インナレ
ースとの間に配置されるクラツチ部材とを備え、
かつ前記インナーレースには該インナレースと前
記クラツチ部材との摺動面に通ずる小孔が穿設さ
れていることを特徴とするオーバドライブ歯車変
速装置。 2 前記摩擦式ブレーキは前記他方のクラツチハ
ブに連結したブレーキハブと前記ハウジング内壁
との間に構成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第1項に記載のオーバドライブ歯車変速
装置。
[Scope of Claims] 1. A planetary gear mechanism including a housing, a sun gear, a planetary pinion, a ring gear, and a carrier supporting the planetary pinion, an input shaft concentrically connected to the carrier, and a planetary gear mechanism concentrically connected to the ring gear. A friction type clutch that connects a connected output shaft, a friction type clutch that removably connects the sun gear and the ring gear, a friction type brake that brakes the sun gear, and a friction type brake that is connected between the sun gear and the ring gear and brakes the sun gear. The friction type clutch is a one-way clutch that causes the ring gear to overrun when the ring gear is turned. a friction plate and a pressure plate disposed, the friction brake being configured between the other clutch hub and the housing, and the one-way clutch having an inner race connected to the other clutch hub; , an outer race spline-connected to the one clutch hub, and a clutch member disposed between the outer race and the inner race,
An overdrive gear transmission characterized in that the inner race has a small hole that communicates with a sliding surface between the inner race and the clutch member. 2. The overdrive gear transmission according to claim 1, wherein the friction brake is configured between a brake hub connected to the other clutch hub and the inner wall of the housing.
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JPS5185077A (en) * 1975-01-23 1976-07-26 Toyo Kogyo Co

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