JPS63303245A - Planetary gear type multiple stage transmission device - Google Patents

Planetary gear type multiple stage transmission device

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JPS63303245A
JPS63303245A JP62140660A JP14066087A JPS63303245A JP S63303245 A JPS63303245 A JP S63303245A JP 62140660 A JP62140660 A JP 62140660A JP 14066087 A JP14066087 A JP 14066087A JP S63303245 A JPS63303245 A JP S63303245A
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JP
Japan
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gear
planetary gear
brake
clutch
gear train
Prior art date
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Pending
Application number
JP62140660A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Asada
壽幸 浅田
Fumihiro Ushijima
牛島 溥三宏
Yasuhiko Higashiyama
康彦 東山
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prevent the occurrence of a gear-change shock by providing a one-way clutch on each of connecting passages between an input shaft and the sun gear of a double pinion type planetary gear train, between the sun gear and a case, between the carrier of a single pinion type planetary gear train and the case, and between its sun gear and the case. CONSTITUTION:The gear change between the first gear stage and the second gear stage can be attained merely by the release of a second clutch C2 and the engagement of a third clutch C3. The gear change between the second gear stage and the third gear stage can be carried out merely by the engagement or release of a second brake B2. The gear change between the third gear stage and the fourth gear stage can be carried out merely by the engagement or release of a first clutch C1. And, the gear change between the fourth gear stage and the fifth gear stage can be carried out merely by the engagement or release of a brake B3. Thus, since most of the gear changes can be attained merely by means of the engagement or release of only one frictional engaging element, it is prevented that engine speed is increased, that a large load is generated, or that a gear ratio in the opposite direction to the corresponding gear change is attained resulting from the engagement between plural frictional engaging elements or the shift in the timing of the engagement.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明は、遊星歯車式多段変速装置、特に、流体式トル
クコンバータ等と共に車両の自動変速機用として用いら
れ、前進5段、後進1段の変速段を得ることができる遊
星歯車式多段変速装置に関する。
The present invention relates to a planetary gear type multi-stage transmission, in particular, a planetary gear type multi-stage transmission which is used together with a hydraulic torque converter and the like for an automatic transmission of a vehicle, and is capable of obtaining five forward speeds and one reverse speed. Regarding.

【従来の技術】[Conventional technology]

車両用自動変速機において、その変速段数を多くすると
、変速時におけるトルクコンバータのポンプ側及びター
ビン側の回転速度差を小さく抑えることができるため、
それだけトルクコンバータでの効率を高めることができ
る。その結果、自動変速機全体の燃費を向上させること
ができる。又、変速時におけるポンプ側及びタービン側
の相対回転速度を小さくできることは、それだけ変速シ
ョックを低減できることにもなる。更に、変速段数が多
いと幅広い変速比をエンジンあるいはトルクコンバータ
に過度の負担をかけることなく実現することができるよ
うにもなる。 このような点に鑑み、従来、クラッチの切替え技術の発
展と共に、変速段の数は2段から3段、3段から4段へ
と次第に多段化されてきている。 こうした中で、5段の変速装置としては、従来、例えば
実開昭61−117950号公報に開示されてものが知
られている。この変速装置は、シングルピニオン型遊星
歯車列1とダブルピニオン型遊星歯車列2とを備え、こ
の2つの遊星歯車列を3個のクラッチに1〜に3、及び
3個のブレーキB1〜B3によって制御し、前進5段、
後進1段を達成するものである。各要素の連結状態は、
第9図にスケルトン図示する通りであり、それぞれの変
速段を達成するにあたっては、各クラッチに1〜に3及
び各ブレーキB1〜B3が第10図に示されるように選
択的に係合される。
In automatic transmissions for vehicles, increasing the number of gears allows the difference in rotational speed between the pump side and turbine side of the torque converter to be kept small during gear changes.
The efficiency of the torque converter can be increased accordingly. As a result, the fuel efficiency of the entire automatic transmission can be improved. Furthermore, by being able to reduce the relative rotational speeds of the pump side and the turbine side during gear shifting, it is possible to reduce gear shift shock accordingly. Furthermore, if the number of gears is large, a wide range of gear ratios can be achieved without placing an excessive burden on the engine or torque converter. In view of these points, with the development of clutch switching technology, the number of gears has been gradually increased from two to three and from three to four. Under these circumstances, as a five-speed transmission device, the one disclosed in, for example, Japanese Utility Model Application Laid-open No. 117950/1983 is known. This transmission includes a single pinion type planetary gear train 1 and a double pinion type planetary gear train 2, and these two planetary gear trains are connected to three clutches 1 to 3 and three brakes B1 to B3. control, 5 forward speeds,
This achieves one reverse gear. The connection state of each element is
The skeleton diagram is shown in FIG. 9, and in order to achieve each gear, each clutch 1 to 3 and each brake B1 to B3 are selectively engaged as shown in FIG. 10. .

【発明が解決しようとする問題点】[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、上述した従来の変速装置を実際の車両用
として採用した場合、時に変速ショックが極めて大きく
なることがあるという問題があった。 即ち、上記従来の変速装置によれば、例えば第1速段か
ら第2速段への変速はクラッチC1およびブレーキB3
が仙台状態とされると同時に、クラッチC2及びブレー
キB1が開放されなければならない。一般に、このよう
に2つ以上の摩擦係合要素を同時に作用させることによ
って変速を行う場合、そのタイミングがずれると、瞬間
的にニユートラルの状態が発生してエンジンが噴き上っ
たり、逆に伝達系がロックして極めて大きな負荷が発生
したり、あるいは当該変速と逆方向にずれる変速比が達
成されたりする。特に、このように4つの摩擦係合要素
が同時に切替えられる変速にあってはそのタイミングを
常に最適な状態に維持するのは至難である。第2速段及
び第3速段間の変速、第3速段及び第4速段間の変速、
更に第4速段及び第5速段間の変速もそれぞれ1つのr
!J擦係合要素が係合されると同時に他の摩擦係合要素
が開放されることによって達成されるようになっており
、同様な不具合が発生ずると考えられる。
However, when the above-described conventional transmission device is used in an actual vehicle, there is a problem in that the shift shock sometimes becomes extremely large. That is, according to the above-mentioned conventional transmission, shifting from the first gear to the second gear, for example, is performed using the clutch C1 and the brake B3.
Clutch C2 and brake B1 must be released at the same time that the brake is brought into the Sendai state. Generally, when changing gears by simultaneously applying two or more frictional engagement elements like this, if the timing is off, a neutral state will momentarily occur, causing the engine to rev up or the transmission to be reversed. The system may lock up, creating an extremely large load, or a gear ratio may be achieved that deviates in the opposite direction to the gear shift in question. In particular, when changing gears in which four frictional engagement elements are simultaneously switched in this way, it is extremely difficult to maintain the timing in an optimal state at all times. Shifting between the second gear and the third gear, shifting between the third gear and the fourth gear,
Furthermore, the shift between the 4th gear and the 5th gear is also done by one r each.
! This is achieved by simultaneously engaging the J frictional engagement element and releasing the other frictional engagement elements, and it is thought that similar problems will occur.

【発明の目的】[Purpose of the invention]

本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもの
であって、はとんどの変速を1つの摩擦係合要素の係合
又は開放のみによって達成することができ、且つ、例え
ばエンジンブレーキがきかない等の新たな不具合が発生
しない遊星歯車式多段変速装置を提供することを目的と
する。 [問題点を解決するための手段] −4一 本発明は、入力軸及び該入力軸と同軸に配置された出力
軸と、前記入出力軸とそれぞれ同軸に配置されたシング
ルピニオン型遊星歯車列及びダブルピニオン型遊星歯車
列と、これらを収容するケースと、を備えた遊星歯車式
多段変速装置において、前記入力軸が、第1クラッチを
介して前記ダブルピニオン型遊星歯車列のリングギヤ及
び前記シングルピニオン型遊星歯車列のキャリヤと連結
されると共に、第2クラツヂを介して前記ダブルピニオ
ン型遊星歯車列のキャリヤ及び前記シングルピニオン型
遊星歯車列のサンギヤと連結され、且つ、第3クラッチ
及び第1一方向クラッチを直列連結したものと第4クラ
ッチとを並列に連結したものを介して前記ダブルピニオ
ン型遊星歯車列のサンギヤと連結され、前記出力軸が、
前記シングルピニオン型遊星歯車列のリングギヤと常時
連結され、前記シングルピニオン型遊星歯車列のキャリ
ヤが、第1ブレーキ及び第2一方向クラッチを並列連結
したものを介して前記ケースと連結され、前記シングル
ピニオン型遊星歯車列のサンギヤが、第2ブレーキ及び
第3一方向クラッチを直列連結したものと第3ブレーキ
とを並列に連結したものを介して前記ケースに連結され
、前記ダブルビニオン型遊星歯車列のサンギヤが、第4
ブレーキ及び第4一方向クラッチを直列連結したものと
第5ブレーキとを並列に連結したものを介して前記ケー
スに連結されたことにより、上記目的を達成したもので
ある。
The present invention was made in view of such conventional problems, and it is possible to achieve most speed changes by only engaging or disengaging one frictional engagement element, and, for example, it is possible to achieve most speed changes by engaging or disengaging only one frictional engagement element. It is an object of the present invention to provide a planetary gear type multi-stage transmission that does not cause new problems such as lack of gear movement. [Means for Solving the Problems] -4 The present invention provides an input shaft, an output shaft disposed coaxially with the input shaft, and a single pinion type planetary gear train disposed coaxially with the input and output shafts. and a planetary gear type multi-stage transmission comprising a double pinion type planetary gear train and a case housing them, wherein the input shaft is connected to the ring gear of the double pinion type planetary gear train and the single ring gear via a first clutch. It is connected to the carrier of the pinion type planetary gear train, and is also connected to the carrier of the double pinion type planetary gear train and the sun gear of the single pinion type planetary gear train via a second clutch, and is connected to the third clutch and the first gear. The output shaft is connected to the sun gear of the double pinion type planetary gear train through a series connection of one-way clutches and a parallel connection of a fourth clutch.
The carrier of the single pinion type planetary gear train is connected to the case through a parallel connection of a first brake and a second one-way clutch; A sun gear of the pinion type planetary gear train is connected to the case via a series connection of a second brake and a third one-way clutch and a parallel connection of the third brake, and the sun gear of the double pinion type planetary gear train is Sun gear is the 4th
The above object is achieved by connecting the brake and the fourth one-way clutch in series and the fifth brake in parallel to the case.

【発明の作用及び効果】[Operation and effects of the invention]

本発明においては、入力軸とダブルピニオン型遊星歯車
列のサンギヤとの連結路、シングルピニオン型遊星歯車
列のキャリヤとケースとの連結路、シングルビニオン型
遊星歯車列のサンギヤとケースの連結路、及びダブルピ
ニオン型遊星歯車列のサンギヤとケースとの連結路にそ
れぞれ一方向りラツヂを配置するようにしている。その
結果、はとんどの変速をただ1つの摩擦係合要素の係合
又は開放のみによって達成することができる(第1速段
及び第2速段間の変速のみ2つ)。その結果、複数の摩
擦係合要素の係合あるいはタイミングのずれに起因して
、エンジンが噴き上ったり、過大負荷が発生したり、あ
るいは当該変速と逆方向のギヤ比が達成されたりする不
具合を防止することができる。 又、第1速段及び第2速段間の変速のみ、2つの摩擦係
合要素が同時に係合又は開放することによって達成する
ようになっているが、例えば第1速段を特に動力性能が
要求されるときのみに用い、通常のドライブレンジ走行
を第2速段から開始するようにすれば、当該不都合を解
避するように設計できる。 又、本発明によれば、このような利点が得られると共に
、各変速段において任意のときにエンジンブレーキを効
かせることもできる。 なお、本発明において、各クラッチ、ブレーキは、その
種類を問うものではない。例えば、湿式の多板クラッチ
であってよく、バンドブレーキであってもよい。
In the present invention, a connection path between an input shaft and a sun gear of a double pinion type planetary gear train, a connection path between a carrier and a case of a single pinion type planetary gear train, and a connection path between a sun gear and a case of a single pinion type planetary gear train are provided. , and a one-way lug is arranged in the connecting path between the sun gear and the case of the double pinion type planetary gear train. As a result, most gear shifts can be achieved by only engaging or disengaging only one frictional engagement element (only two gear shifts between the first gear and the second gear). As a result, the engine may rev up, excessive load may occur, or a gear ratio in the opposite direction to that of the gear shift may be achieved due to misalignment or timing of multiple frictional engagement elements. can be prevented. In addition, only the shift between the first gear and the second gear is achieved by simultaneously engaging or disengaging two frictional engagement elements. If the drive range is used only when required and normal drive range driving is started from the second gear, the design can avoid this inconvenience. Further, according to the present invention, such advantages can be obtained, and the engine brake can also be applied at any time in each gear stage. In addition, in the present invention, the types of each clutch and brake are not limited. For example, it may be a wet type multi-disc clutch or a band brake.

【実施例】【Example】

以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。 第1図は本発明に係る遊星歯車式多段変速装置の実施例
を示している。この変速装置は、入力軸IS及び該入力
軸ISと同軸に配置された出力軸O8と、前記入出力軸
IS、O3と同軸に配置されたシングルピニオン型遊星
歯車列10及びダブルピニオン型遊星歯車列20と、こ
れらを収容するケース90と、を備え、更に、第1〜第
4クラッチ01〜C4、第1〜第5ブレーキB1〜B5
、及び第1〜第4一方向クラッチF1〜F4を備える。 前記入力軸ISは、図示せぬエンジンからの出力を周知
のトルクコンバータあるいは電磁クラッチとを介して入
力可能である。 前記出力軸O8は、図示せぬ周知のデファレンシャル装
置を介して前輪あるいは後輪に接続れさている。 前記シングルビニオン式遊星歯車列10は、サンギヤ1
1、該サンギヤ11と噛合するプラネタリピニオン12
、該プラネタリビニオン12と噛合するリングギヤ13
、前記プラネタリピニオン12を支持するキャリヤ14
を有する周知の単純遊星歯車列である。 前記ダブルピニオン型遊星歯車列20は、サンギヤ21
、該サンギヤ21と噛合する第1プラネタリピニオン2
2、該第1プラネタリピニオン22と噛合する第2プラ
ネタリピニオン23、該第2プラネタリピニオン23と
噛合するリングギヤ24、前記第1、第2プラネタリピ
ニオン22.23を支持するキャリヤ25を有する周知
の単純遊星歯車列である。 前記入力軸ISは、第1クラッチC1を介して前記ダブ
ルピニオン型遊星歯車列20のリングギヤ24及び前記
シングルピニオン型遊星歯車列10のキャリヤ14と連
結されている。又、この入力軸ISは、第2クラツヂC
2を介して前記ダブルピニオン型遊星歯車列のキャリヤ
25及び前記シングルピニオン型遊星歯車列10のサン
ギヤと連結、されている。更に、この入力軸Isは、第
3クラッチC3及び第1一方向クラッチF1を直列に連
結したものと、第4クラッチC4とを並列に連結しなも
のを介して、前記ダブルピニオン型遊星歯車列20のサ
ンギヤ21と連結されている。 前記出力軸O8は、前記シングルピニオン型遊星歯車列
10のリングギヤ13と常時連結されている。 前記シングルピニオン型遊星歯車列10のキャリヤ14
は、第1ブレーキB1及び第2一方向クラッチF2を並
列連結したものを介して前記ケース90と連結されてい
る。 前記シングルピニオン型遊星歯車列10のサンギヤ11
は、第2ブレーキB2及び第3一方向クラッチF3を直
列連結したものと第3ブレーキB3とを並列に連結した
ものを介して、前記ケース90に連結されている。 前記ダブルピニオン型遊星歯車列20のサンギヤ21は
、第4ブレー−)B4及び第4一方向クラッチF4を直
列連結したものと第5ブレーキB5とを並列に連結した
ものを介して、前記ケース90に連結されている。 第1速段から第5速段までの各前進変速段、及び後進段
は、前記第1〜第4クラッチC1〜C4、第1〜第5ブ
レーキB1〜B5を周知の方法で第2図に示されるよう
に制御することによって達成される。この場合、各変速
段での変速比は以下に説明する通りである。なお、以下
において、F1はシングルとニオン型遊星歯車列10の
サンギヤ11の歯数/同リングギヤ13の歯数、F2は
ダブルピニオン型遊星歯車列20のサンギヤ21−の歯
数/同リングギヤ24の歯数である。なお、第2図最右
端にはρに〇、42、ρ2二〇、50としたときの実際
の変速比が示されている。 以下第1速段から順に説明する。 第1速段においては、第2図から明らかなように、第2
クラッチC2及び第4ブレーキB4が停台状態とされる
。なお、これに伴って、第4一方向クラッチF4が停台
状態となる。これらの係合の結果、動力の伝達は第3図
のように行われる。 即ち、入力軸Isから入力された動力は、第2クラッチ
C2を介してダブルピニオン型遊星歯車列20のキャリ
ヤ25に伝達される。ダブルピニオン型遊星歯車列20
においては、第4ブレーキB4(第4一方向クラッチF
4)により、サンギヤ21が停止されている。その結果
、キャリヤ25に伝達されてきた動力は、リングギヤ2
4、シングルピニオン型遊星歯車列10のキャリヤ14
、プラネタリビニオン12、サンギヤ11、ダブルピニ
オン型遊星歯車列20のキャリヤ25の間で循環すると
共に、シングルピニオン型遊星歯車列10のリングギヤ
13から取出され、出力軸O8に至ることになる。この
ときの変速比は、1/(1−ρ2−ρ1・F2)となる
。 エンジンブレーキは第5ブレーキB5を係合させること
によって効かせることができる。 第2速段においては、第2図から明らかなように、第3
クラッチC3が停台状態とされる。この係合により、第
1、第2一方向クラッチF1、F2が停台状態となる。 なお、第4ブレーキB4も停台状態とされているが、入
力軸ISから出力軸O8への動力伝達には特に寄与しな
い。 人力軸ISに入力された動力は、第4図に示されるよう
に、第3クラツヂC3及び第1一方向クラッチF1を介
してダブルピニオン型遊星歯車列20のサンギヤ2】に
伝達される。ダブルピニオン型遊星歯車列20において
は、第2一方向クラッチF2が停台状態となっているた
め、リングギヤ24が停止されている。その結果、サン
ギヤ21に伝達されてきた動力はキャリヤ25からシン
グルピニオン型遊星歯車列10のサンギヤ11へと伝達
される。シングルピニオン型遊星歯車列10においては
、第2一方向クラッチF2の係合により、キャリヤ14
が停止されている。その結果、サンギヤ11に伝達され
てきた動力は、プラネタリビニオン12、更にはリング
ギヤ13へと伝達され、出力軸O3に至る。このときの
変速比は(1−F2)/ρ1・F2となる。 エンジンブレーキは第4クラッチC4及び第1ブレーキ
B1を係合させることによって効かせることができる。 第3速段においては、第3クラッチC3、及び第2ブレ
ーキB2が係合される。この係合により、第1一方向ク
ラッチF1及び第3一方向クラッチF3が停台状態とな
る。なお、第4ブレーキB4も停台状態とされているが
、入力軸ISから出力軸O8への動力伝達には特に寄与
しない。 第3クラッチC3の係合により、入力軸ISに伝達され
てきた動力は、第5図矢視で示されるように伝達されダ
ブルピニオン型遊星歯車列20のサンギヤ21に伝達さ
れる。ダブルピニオン型遊星歯車列20においては、第
2ブレーキB2(一方向クラッチF3)の係合により、
キャリヤ25が停止されている。従って、サンギヤ21
に伝達されてきた動力は、第1プラネタリビニオン22
、第2プラネタリピニオン23、リングギヤ24と順次
伝達され、シングルピニオン型遊星歯車列10のキャリ
ヤ14に伝達される。シングルピニオン型遊星歯車列1
0においては、第2ブレーキB2(第3一方向クラッチ
F3)の係合により、サンギヤ11が停止されている。 従って、キャリヤ14に伝達されてきた動力は、プラネ
タリピニオン12を介してリングギヤ13へと伝達され
、出力軸O8に至る。このときの減速比は、1/ρ2・
 (1+ρ1)となる。 エンジンブレーキは、第4クラッチC4及び第3ブレー
キB3を係合させることによって効かせることができる
。 第4速段においては、第1クラッチC1、第3クラッチ
C3、が停台状態とされる。この係合により、第1一方
向クラッチF1が停台状態となる。 なお、第2ブレーキB2及び第4ブレーキB4も停台状
態とされるが、この係合は、入力軸ISから出力軸O3
への動力伝達には特に寄与しない。 入力軸Isに伝達されてきた動力は、クラッチC1が係
合されていることにより、第6図に示されるように、ダ
ブルピニオン型遊星歯車列20のリングギヤ24(及び
シングルピニオン型遊星歯車列10のキャリヤ14)に
伝達される。一方、入力軸ISに伝達されてきた動力は
、第3クラッチCB(及び第1一方向クラッチFl)を
介してダブルピニオン型遊星歯車列20のサンギヤ21
にも伝達される。このサンギヤ21の回転速度は、先の
リングギヤ24の回転速度と同一である。従って、ダブ
ルピニオン型遊星歯車列20は、キャリヤ25を含めて
一体的に回転する。この回転によりシングルピニオン型
遊星歯車列のサンギヤ11(及びキャリヤ14)が同一
回転させられる。 従って、シングルピニオン型遊星歯車列10も全体が一
体的に回転される。この一体回転に伴ない、リングギヤ
13から取出された動力が出力軸OSに至る。この出力
軸O8の回転速度は入力軸ISの回転速度と同一になる
ため、変速比は1となる。 エンジンブレーキは、第4クラッチC4を係合させるこ
とにより効かせることができる。 第5速段においては、第1クラッチC1及び第3ブレー
キB3が停台状態とされる。なお、第3クラッチC3、
第2ブレーキB2及び第4ブレーキB4も停台状態とさ
れるが、これらの係合は、入力軸ISから出力軸O8に
至る動力伝達には特に寄与しない。 入力軸ISに伝達されてきた動力は、第7図に=  1
6  = 示されるように、第1クラッチC1が係合されているこ
とにより、シングルピニオン型遊星歯車列10のキャリ
ヤ14に伝達される。シングルピニオン型遊星歯車列1
0においては、第3ブレーキB3が係合されていること
により、サンギヤ11が停止されている。従って、キャ
リヤ14に伝達されてきた動力はサンギヤ11の周りで
プラネタリピニオン12を公転させるように機能し、リ
ングギヤ13に増速した状態で伝達され、出力軸O8に
至る。その結果変速比は1/(1+ρ1)となる。 なお、第5速段においては、動力伝達系において一方向
クラッチが介在されていないため、特に新たな摩擦係合
要素を係合させることなくエンジンブレーキを確保する
ことができる。 後進段においては、第2クラッチC2及び第1ブレーキ
B1が係合される。第8図に示されるように、この結果
、入力軸ISに伝達されてきた動力は、クラッチC2を
介してダブルピニオン型遊星歯車列20のキャリヤ25
、更にはシングルピニオン型遊星歯車列10のサンギヤ
11へと伝達される。シングルピニオン型遊星歯車列1
oにおいては、第1ブレーキB1の係合により、キャリ
ヤ14が停止されている。従って、サンギヤ11に伝達
されてきた動力は、プラネタリピニオン12を介して逆
転減速された状態でリングギヤ13に伝達され、出力軸
O8に至る。このときの変速比は一1/ρ1になる。 エンジンブレーキは特に他の摩擦係合要素を係合するこ
となく確保できる。 以上の説明から明らかなように、この実施例においては
、第1速段及び第2速段間の変速が第2クラッチC2の
開放及び第3クラッチC3の係合のみによって達成する
ことができ、従来4つの摩擦係合要素の係合又は開放に
よって実現されていた変速を大幅に簡略化することがで
き、その分変速ショックを低減させるこができる。これ
は、例えば第1速段から第2速段への変速の場合、第2
クラッチC2の開放で第1ブレーキB1相当の第2一方
向クラッチF2が自動的に係合し、第3クラッチC3の
係合により、第4ブレーキB4相当の第4一方向クラッ
チF4が自動的に開放するためである。第2速段から第
1速段ではこの逆になる。この場合、第4ブレーキB4
は、第2速段から第5速段までは特に動力伝達に寄与し
ないが、これらの変速段においても係合状態としておく
ことにより、第1速段ヘダウンシフトされる際に該第4
ブレーキB4を新たに係合させる必要がなくなるもので
ある。この第4ブレーキB4は第1速段での容量確保に
寄与すると共に、リバース段で開放可能となるために存
在している。 第2速段及び第3速段間の変速は、第2ブレーキB2の
係合又は開放のみで行うことがきる。これは、第2ブレ
ーキB2の係合又は開放により、第2速段で係合状態に
あった第1ブレーキB1相当の第2一方向クラッチF2
が自動的に開放又は係合されるためである。 第3速段及び第4速段間の変速は、第1クラッチC1の
係合又は開放のみによって達成することができる。これ
は、第1クラッチC1の係合又は開放により、第2ブレ
ーキB2相当の第3一方向クラッチF3が自動的に開放
又は係合するためである。なお、ブレーキB2は第4速
段及び第5速段においては、特に動力伝達に寄与しない
がこれらの変速段においても係合状態としている。この
結果、第3速段へのダウンシフトを行う際に、第2ブレ
ーキB2を新たに係合させる必要がなくなるものである
。 第4速段及び第5速段間の変速は、ブレーキB3の係合
又は開放のみによって達成することができる。これは、
第3ブレーキB3の係合又は開放により、第1一方向ク
ラッチF1が自動的に開放又は係合するためである。 なお、この第3ブレーキB3は、第3速段においてはエ
ンジンブレーキを効かせるために用いられていたが、こ
こでは、積極的に第4速段及び第5速段を達成するため
のブレーキとして機能していることに特徴がある。これ
は、第3一方向クラッチと直列の第2ブレーキB2のみ
で、変速段を達成しようとすると、第2速段以」−の各
変速段間の変速を1つのrJ擦係合要素の係合又は開放
のみで実現できなくなるなめである。なお、第3クラツ
ヂC3は、第55Lr段においては特に動力伝達に寄与
しないが、これを第5速段においても係合させておくこ
とにより、第5速段から第4速段への変速がブレーキB
3の開放のみによって行うことができるようになるもの
である。 この実施例に係る変速装置によれば、従来4つ又は2つ
のP擦係合要素を同時に係合あるいは開放することによ
って達成していた変速をそれぞれ2つ又は1つのrM擦
係合要素のみを係合あるいは開放するだけで達成するこ
とができるようになり、且つ、各変速段において必要な
ときにエンジンブレーキを効かせることができる。
Embodiments of the present invention will be described in detail below based on the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of a planetary gear type multi-stage transmission according to the present invention. This transmission includes an input shaft IS, an output shaft O8 disposed coaxially with the input shaft IS, a single pinion type planetary gear train 10 and a double pinion type planetary gear train 10 disposed coaxially with the input/output shafts IS and O3. row 20 and a case 90 that accommodates them, and further includes first to fourth clutches 01 to C4 and first to fifth brakes B1 to B5.
, and first to fourth one-way clutches F1 to F4. The input shaft IS can receive an output from an engine (not shown) via a well-known torque converter or an electromagnetic clutch. The output shaft O8 is connected to a front wheel or a rear wheel via a well-known differential device (not shown). The single-binion planetary gear train 10 includes a sun gear 1
1. Planetary pinion 12 meshing with the sun gear 11
, a ring gear 13 meshing with the planetary binion 12
, a carrier 14 supporting the planetary pinion 12
This is a well-known simple planetary gear train with The double pinion type planetary gear train 20 includes a sun gear 21
, a first planetary pinion 2 meshing with the sun gear 21
2. A well-known simple device having a second planetary pinion 23 that meshes with the first planetary pinion 22, a ring gear 24 that meshes with the second planetary pinion 23, and a carrier 25 that supports the first and second planetary pinions 22, 23. It is a planetary gear train. The input shaft IS is connected to the ring gear 24 of the double pinion type planetary gear train 20 and the carrier 14 of the single pinion type planetary gear train 10 via the first clutch C1. Also, this input shaft IS is connected to the second clutch C.
2 to the carrier 25 of the double pinion type planetary gear train and the sun gear of the single pinion type planetary gear train 10. Further, this input shaft Is is connected to the double pinion type planetary gear train via a series connection of the third clutch C3 and the first one-way clutch F1 and a parallel connection of the fourth clutch C4. It is connected to 20 sun gears 21. The output shaft O8 is always connected to the ring gear 13 of the single pinion type planetary gear train 10. Carrier 14 of the single pinion type planetary gear train 10
is connected to the case 90 via a parallel connection of a first brake B1 and a second one-way clutch F2. Sun gear 11 of the single pinion type planetary gear train 10
is connected to the case 90 via a series connection of a second brake B2 and a third one-way clutch F3 and a parallel connection of a third brake B3. The sun gear 21 of the double pinion type planetary gear train 20 is connected to the case 90 via a series connection of a fourth brake B4 and a fourth one-way clutch F4 and a parallel connection of a fifth brake B5. is connected to. Each of the forward gears from the first gear to the fifth gear and the reverse gear are determined by using the first to fourth clutches C1 to C4 and the first to fifth brakes B1 to B5 in a well-known manner as shown in FIG. This is achieved by controlling as shown. In this case, the gear ratio at each gear stage is as explained below. In the following, F1 is the number of teeth of the sun gear 11 of the single and nion type planetary gear train 10/the number of teeth of the ring gear 13, and F2 is the number of teeth of the sun gear 21- of the double pinion type planetary gear train 20/the number of teeth of the ring gear 24. It is the number of teeth. Incidentally, the rightmost end of FIG. 2 shows the actual gear ratios when ρ is set to 0, 42, ρ220, and 50. The explanation will be given below in order starting from the first gear. As is clear from Fig. 2, in the first gear, the second
Clutch C2 and fourth brake B4 are brought to a stopped state. In addition, in connection with this, the fourth one-way clutch F4 enters a stopped state. As a result of these engagements, power transmission occurs as shown in FIG. That is, the power input from the input shaft Is is transmitted to the carrier 25 of the double pinion type planetary gear train 20 via the second clutch C2. Double pinion type planetary gear train 20
, the fourth brake B4 (fourth one-way clutch F
4), the sun gear 21 is stopped. As a result, the power transmitted to the carrier 25 is transferred to the ring gear 2.
4. Carrier 14 of single pinion type planetary gear train 10
, the planetary pinion 12, the sun gear 11, and the carrier 25 of the double pinion type planetary gear train 20, and is taken out from the ring gear 13 of the single pinion type planetary gear train 10, and reaches the output shaft O8. The gear ratio at this time is 1/(1-ρ2-ρ1·F2). The engine brake can be applied by engaging the fifth brake B5. As is clear from Fig. 2, in the second gear, the third
Clutch C3 is brought to a stopped state. This engagement brings the first and second one-way clutches F1 and F2 into a stopped state. Although the fourth brake B4 is also in the stopped state, it does not particularly contribute to power transmission from the input shaft IS to the output shaft O8. As shown in FIG. 4, the power input to the human power shaft IS is transmitted to the sun gear 2 of the double pinion type planetary gear train 20 via the third clutch C3 and the first one-way clutch F1. In the double pinion type planetary gear train 20, the second one-way clutch F2 is in a stopped state, so the ring gear 24 is stopped. As a result, the power transmitted to the sun gear 21 is transmitted from the carrier 25 to the sun gear 11 of the single pinion type planetary gear train 10. In the single pinion type planetary gear train 10, the carrier 14 is engaged by the second one-way clutch F2.
has been stopped. As a result, the power transmitted to the sun gear 11 is transmitted to the planetary pinion 12 and further to the ring gear 13, and reaches the output shaft O3. The gear ratio at this time is (1-F2)/ρ1·F2. The engine brake can be applied by engaging the fourth clutch C4 and the first brake B1. In the third gear stage, the third clutch C3 and the second brake B2 are engaged. This engagement brings the first one-way clutch F1 and the third one-way clutch F3 into a stopped state. Although the fourth brake B4 is also in the stopped state, it does not particularly contribute to power transmission from the input shaft IS to the output shaft O8. By engaging the third clutch C3, the power transmitted to the input shaft IS is transmitted as shown by the arrow in FIG. 5, and is transmitted to the sun gear 21 of the double pinion type planetary gear train 20. In the double pinion type planetary gear train 20, by engagement of the second brake B2 (one-way clutch F3),
Carrier 25 is stopped. Therefore, sun gear 21
The power transmitted to the first planetary binion 22
, the second planetary pinion 23 and the ring gear 24, and then to the carrier 14 of the single pinion type planetary gear train 10. Single pinion type planetary gear train 1
0, the sun gear 11 is stopped by engagement of the second brake B2 (third one-way clutch F3). Therefore, the power transmitted to the carrier 14 is transmitted to the ring gear 13 via the planetary pinion 12, and reaches the output shaft O8. The reduction ratio at this time is 1/ρ2・
(1+ρ1). The engine brake can be applied by engaging the fourth clutch C4 and the third brake B3. In the fourth gear, the first clutch C1 and the third clutch C3 are in a stopped state. This engagement brings the first one-way clutch F1 into a stopped state. It should be noted that the second brake B2 and the fourth brake B4 are also in the stopped state, but this engagement is caused by the rotation from the input shaft IS to the output shaft O3.
It does not particularly contribute to power transmission to. Since the clutch C1 is engaged, the power transmitted to the input shaft Is is transferred to the ring gear 24 of the double pinion type planetary gear train 20 (and the single pinion type planetary gear train 10), as shown in FIG. is transmitted to the carrier 14). On the other hand, the power transmitted to the input shaft IS is transmitted to the sun gear 21 of the double pinion type planetary gear train 20 via the third clutch CB (and the first one-way clutch Fl).
It is also transmitted to The rotational speed of this sun gear 21 is the same as the rotational speed of the ring gear 24 described above. Therefore, the double pinion type planetary gear train 20 rotates together with the carrier 25. This rotation causes the sun gear 11 (and carrier 14) of the single pinion type planetary gear train to rotate at the same time. Therefore, the single pinion type planetary gear train 10 is also rotated as a whole. Along with this integral rotation, the power taken out from the ring gear 13 reaches the output shaft OS. Since the rotational speed of the output shaft O8 is the same as the rotational speed of the input shaft IS, the gear ratio is 1. The engine brake can be applied by engaging the fourth clutch C4. In the fifth gear, the first clutch C1 and the third brake B3 are in a stopped state. Note that the third clutch C3,
Although the second brake B2 and the fourth brake B4 are also in a stopped state, their engagement does not particularly contribute to power transmission from the input shaft IS to the output shaft O8. The power transmitted to the input shaft IS is shown in Figure 7 as = 1
6 = As shown, the first clutch C1 is engaged, thereby transmitting the signal to the carrier 14 of the single pinion type planetary gear train 10. Single pinion type planetary gear train 1
0, the sun gear 11 is stopped because the third brake B3 is engaged. Therefore, the power transmitted to the carrier 14 functions to cause the planetary pinion 12 to revolve around the sun gear 11, and is transmitted to the ring gear 13 at an increased speed, and reaches the output shaft O8. As a result, the gear ratio becomes 1/(1+ρ1). In addition, in the fifth speed stage, since a one-way clutch is not interposed in the power transmission system, engine braking can be ensured without particularly engaging a new frictional engagement element. In the reverse gear, the second clutch C2 and the first brake B1 are engaged. As shown in FIG. 8, as a result, the power transmitted to the input shaft IS is transferred to the carrier 25 of the double pinion type planetary gear train 20 via the clutch C2.
, and is further transmitted to the sun gear 11 of the single pinion type planetary gear train 10. Single pinion type planetary gear train 1
At point o, the carrier 14 is stopped by the engagement of the first brake B1. Therefore, the power transmitted to the sun gear 11 is transmitted to the ring gear 13 via the planetary pinion 12 in a reversely decelerated state, and reaches the output shaft O8. The gear ratio at this time is -1/ρ1. In particular, engine braking can be ensured without engaging other frictional engagement elements. As is clear from the above description, in this embodiment, the shift between the first gear and the second gear can be achieved only by disengaging the second clutch C2 and engaging the third clutch C3. Shifting, which was conventionally achieved by engaging or disengaging four friction engagement elements, can be greatly simplified, and shift shock can be reduced accordingly. For example, in the case of shifting from the first gear to the second gear, the second
When the clutch C2 is released, the second one-way clutch F2 corresponding to the first brake B1 is automatically engaged, and when the third clutch C3 is engaged, the fourth one-way clutch F4 corresponding to the fourth brake B4 is automatically engaged. This is to open up. This is reversed from the second gear to the first gear. In this case, the fourth brake B4
does not particularly contribute to power transmission from the second gear to the fifth gear, but by keeping it engaged in these gears, the fourth
This eliminates the need to newly engage the brake B4. This fourth brake B4 is present to contribute to securing the capacity in the first gear and to be able to be released in the reverse gear. Shifting between the second speed and the third speed can be performed only by engaging or releasing the second brake B2. When the second brake B2 is engaged or released, the second one-way clutch F2 corresponding to the first brake B1, which was in the engaged state in the second gear, is
This is because they are automatically opened or engaged. Shifting between the third gear and the fourth gear can be achieved only by engaging or disengaging the first clutch C1. This is because when the first clutch C1 is engaged or disengaged, the third one-way clutch F3 corresponding to the second brake B2 is automatically disengaged or engaged. Although the brake B2 does not particularly contribute to power transmission in the fourth and fifth gears, it remains engaged in these gears as well. As a result, there is no need to newly engage the second brake B2 when downshifting to the third gear. Shifting between the fourth and fifth gears can be achieved only by engaging or releasing brake B3. this is,
This is because the first one-way clutch F1 is automatically released or engaged when the third brake B3 is engaged or released. Note that this third brake B3 was used to apply engine braking in the third gear, but here it is used as a brake to actively achieve the fourth and fifth gears. It is characterized by its functioning. This means that if you try to change gears with only the second brake B2 in series with the third one-way clutch, the gear changes between the second and subsequent gears will be performed by the engagement of one rJ friction engagement element. This is a lick that cannot be achieved only by opening or closing. Although the third gear C3 does not particularly contribute to power transmission in the 55th Lr gear, by keeping it engaged in the 5th gear, the shift from the 5th gear to the 4th gear is possible. Brake B
This can be done only by opening No. 3. According to the transmission according to this embodiment, the shift that was conventionally achieved by simultaneously engaging or disengaging four or two P friction engagement elements can be achieved by using only two or one rM friction engagement elements, respectively. This can now be achieved by simply engaging or disengaging, and engine braking can be applied when necessary in each gear.

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

第1図は、本発明に係る遊星歯車式多段変速装置の実施
例を示すスケルトン図、第2図は」−記実施例における
各クラッチ及びブレーキの係合状態及び変速比を示す線
図、第3図〜第8図はそれぞれ第1速段から第5速段、
及び後進段における動力伝達状態を示す線図、第9図は
従来の遊星歯車式多段変装置の例を示すスケルトン図、
第10図は上記従来例における各クラッチ及びブレーキ
の係合状態を示す線図である。 IS・・・入力軸、 O8・・・出力軸、 10・・・シングルピニオン型遊星歯車列、20・・・
ダブルピニオン型遊星歯車列、01〜C4・・・第1〜
第4クラツヂ、B1〜B5・・・第1〜第5ブレーキ、
F1〜F4・・・第1〜第4一方向クラッチ。
FIG. 1 is a skeleton diagram showing an embodiment of a planetary gear type multi-stage transmission according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the engagement state and gear ratio of each clutch and brake in the embodiment described above. Figures 3 to 8 show the 1st to 5th gears, respectively.
and a diagram showing the power transmission state in the reverse gear; FIG. 9 is a skeleton diagram showing an example of a conventional planetary gear type multi-stage transmission;
FIG. 10 is a diagram showing the engagement states of each clutch and brake in the conventional example. IS...Input shaft, O8...Output shaft, 10...Single pinion type planetary gear train, 20...
Double pinion type planetary gear train, 01~C4...1st~
4th brake, B1 to B5... 1st to 5th brake,
F1 to F4...first to fourth one-way clutches.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)入力軸及び該入力軸と同軸に配置された出力軸と
、前記入出力軸とそれぞれ同軸に配置されたシングルピ
ニオン型遊星歯車列及びダブルピニオン型遊星歯車列と
、これらを収容するケースと、を備えた遊星歯車式多段
変速装置において、前記入力軸が、第1クラッチを介し
て前記ダブルピニオン型遊星歯車列のリングギヤ及び前
記シングルピニオン型遊星歯車列のキャリヤと連結され
ると共に、第2クラッチを介して前記ダブルピニオン型
遊星歯車列のキャリヤ及び前記シングルピニオン型遊星
歯車列のサンギヤと連結され、且つ、第3クラッチ及び
第1一方向クラッチを直列連結したものと第4クラッチ
とを並列に連結したものを介して前記ダブルピニオン型
遊星歯車列のサンギヤと連結され、 前記出力軸が、前記シングルピニオン型遊星歯車列のリ
ングギヤと常時連結され、 前記シングルピニオン型遊星歯車列のキャリヤが、第1
ブレーキ及び第2一方向クラッチを並列連結したものを
介して前記ケースと連結され、前記シングルピニオン型
遊星歯車列のサンギヤが、第2ブレーキ及び第3一方向
クラッチを直列連結したものと第3ブレーキとを並列に
連結したものを介して前記ケースに連結され、 前記ダブルピニオン型遊星歯車列のサンギヤが、第4ブ
レーキ及び第4一方向クラッチを直列連結したものと第
5ブレーキとを並列に連結したものを介して前記、ケー
スに連結されたことを特徴とする遊星歯車式多段変速装
置。
(1) An input shaft, an output shaft arranged coaxially with the input shaft, a single pinion type planetary gear train and a double pinion type planetary gear train arranged coaxially with the input/output shaft, and a case housing them. In the planetary gear type multi-stage transmission, the input shaft is connected to the ring gear of the double pinion type planetary gear train and the carrier of the single pinion type planetary gear train via a first clutch, and The fourth clutch is connected to the carrier of the double pinion type planetary gear train and the sun gear of the single pinion type planetary gear train through two clutches, and the third clutch and the first one-way clutch are connected in series. The output shaft is connected to the sun gear of the double pinion planetary gear train through a parallel connection, the output shaft is constantly connected to the ring gear of the single pinion planetary gear train, and the carrier of the single pinion planetary gear train is connected to the sun gear of the double pinion planetary gear train through a parallel connection. , 1st
The sun gear of the single pinion type planetary gear train is connected to the case through a parallel connection of a brake and a second one-way clutch, and the sun gear of the single pinion type planetary gear train connects the second brake and a third one-way clutch in series, and the third brake. The sun gear of the double pinion type planetary gear train connects a fourth brake and a fourth one-way clutch in series and a fifth brake in parallel. A planetary gear type multi-stage transmission, characterized in that the planetary gear type multi-stage transmission is connected to the case via the above-mentioned case.
JP62140660A 1987-06-04 1987-06-04 Planetary gear type multiple stage transmission device Pending JPS63303245A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5073160A (en) * 1990-05-14 1991-12-17 Nissan Motor Company, Ltd. Planetary gear type multistage transmission

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5073160A (en) * 1990-05-14 1991-12-17 Nissan Motor Company, Ltd. Planetary gear type multistage transmission

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