JPS63308252A - 自動変速機用歯車変速装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 この発明は自動変速機に用いられる歯車変速装置に関し
、特に遊星歯車機構を主体として構成した歯車変速装置
に関するものでおる。

従来の技１ホｉ 周知のように自！７］小用の自動変速機は、遊星歯車機
構を主体とする歯車変速装置にトルクコンバータを介し
てエンジンの回転を伝達し、遊星歯車機構を構成する３
部材のいずれかをクラッチやブレーキによって固定する
とともに弛の２部材をパノつ部材および出力部材とする
ことにより、全体としての変速比を適宜に設定するよう
構成されている。このような遊星歯車機構を主体とする
変速装置で得られる変速段は、用いる遊星来車機構の数
やその組合せによって異なり、従来一般には、２組の遊
星歯車機構を用いて前進３段・後進１段もしくは前進４
段・後進１段の変速段を１りるように構成している。ま
た近年では、更に１組の遊星歯車機構を追加して変速比
が１以下のオーバードライブを設定でき、したがって前
進５段の変速を行なうように構成することも行なわれて
いる。

使方、自動車用自動変速機には、燃費の向上や至内空間
の確保などのために軽量かつ小型であること、さらには
安価でおることなどの要請があり、そのために例えば実
開昭６１−１１７９５０号では、１組のシングルピニオ
ン型遊星歯車機構と１組のダブルピニオン型遊星歯車機
構とを用いて前進５段・後進１段の変速を行なうことの
できる変速装置が提案されている。

発明が解決しようとする問題点 しかるに上記従来の前進４段・後進１段の変速装置では
、滑かな変速を行ない、かつクラッチなどの係合手段の
耐久性を維持するなどの要請、あるいは変速の前後にお
ける車両動力性能を近似させるなどの要求から、各変速
段における変速比および最低変速段と最高変速段との変
速比の比率（幅）が制約を受け、したがって例えば低速
段での変速比を大きく設定して加速性能を向上させるな
どのことは困難であった。これに対して遊星歯車機構を
更に１組追加して前進５段が可能な構成とすれば、最低
変速段と最高変速段との変速比の幅をある程度広くする
ことができるが、遊星歯車機構が１組増えることにより
、全体の寸法や重量が増大する問題が生じる。

これに対して実開昭６１−１１７９５０号の変速装置で
は、用いる遊星歯車機構が２組でよいから、変速装置の
軽量小型化を図ることかでき、また前進５速に設定でき
るので、変速比の幅を広くとることができる。しかしな
がら、前進第１速でサンギヤにかかるトルクが過大にな
ったり、前進第５速でプラネットピニオンの回転数が過
大になるなど、各ギヤや軸受の耐久性が低下する問題が
あり、実用化のためには多くの問題を解決しなければな
らないのが実情である。

この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、簡
単な構成で、しかも最低変速段と最高変速段との変速比
の幅を広くすることのできる自動変速機用歯巾変速装置
を提供することを目的とするもので市る。

問題点を解決するための手段 この発明は、上記の目的を達成するために、ダブルピニ
オンタイプの遊星歯車機構を用いて最大で前進６段・）
な進１段の変速が可能なように構成したものである。す
なわちこの発明は、出力軸か連結された一つもしくは二
つのリングギヤと、そのリングギヤに噛合する一つもし
くは一体となって公転しかつ個別に自転する二つの外プ
ラネットピニオンと、その外プラネットピニオンに噛合
して一体となって公転しかつ個別に自転する二つの内プ
ラネットビニオンと、これらの各プラネットピニオンを
保持するキャリヤと、前記内プラネットピニオンのそれ
ぞれに噛合する二つのサンギヤとを備え、入力軸を、第
１サンギヤとキャリヤと′第２サンギヤとに選択的に連
結するクラッチ手段が設けられるとともに、第１サンギ
ヤの回転とキャリヤの回転と第２サンギヤの回転とを選
択的に阻止するブレーキ手段が設けられ、さらに第１サ
ンギヤとリングギヤとの歯数の比が第２サンギヤとリン
グギヤとの歯数の比とは異なっていることを特徴とする
ものである。

なお、この発明において、クラッチ手段は、要は入力部
材と前記各部材とを連結し、またその連結を解除し得る
ものであればよいのでおり、したがって多板クラッチャ
一方向クラッチもしくはこれらを併用した構成などを採
用することができ、また機能上、入力部材と前記の３部
材とを個別に連結し、かつ連結の解除を行ない（ｑれば
よいので、クラッチ手段としては、入力部材と前記３部
材との係合・解放を同時に行なう機能を持った単一の製
品であってもよく、あるいはそれぞれ独立した機能を持
つ複数の製品でおってもよい。またブレーキ手段につい
てもこの発明では、要は、前記の各部材を選択的に固定
できればよいので、多板ブレーキやバンドブレーキある
いはトランスミッションケースとの間に配置した一方向
クラッチもしくはこれらを組合わせた構成を採用するこ
とができる。

作　　　　用 この発明の図中変速装置では、リングギヤが出力軸に連
結されているから、たとえリングギヤか二つあっても両
者は一体となって回転し、またキャリヤは二つめるもの
の一体化されており、さらに各サンギヤは、共にクラッ
チ手段を介して入力部材に連結可能で、かつブレーキ手
段で固定可能であり、したがって構造上は所謂対象構造
となっている。そのためキャリヤを固定した状態でいず
れか一方のサンギヤを入力部材に連結し、かつ他方のサ
ンギヤを固定すれば、減速作用を実行する″ｔｉ早歯型
歯車機構数比に応じて変速比の最も大きい前進第１速も
しくは第３速になる。またキャリヤを入力部材に連結す
るとともに、いずれか一方のサンギヤを固定すれば、減
速作用を実行するいずれかの遊星歯車機構の歯数比に応
じて前道第２速もしくは第４速になる。さらにキャリヤ
といずれか一方のサンギヤとを共に入力部材に連結すれ
ば、全体が一体となって回転するので変速比が＋＋　１
　＋＋の前進第５速になる。そしていずれが一方のサン
ギヤを固定し、かつ他方のサンギヤを入力部材に連結す
れば、変速比が“１′′以下のオーバードライブ段もし
くは後進段になり、これはいずれの遊星歯車機構側から
入力するかによって決まる。

実施例 つぎにこの発明の実施例を添付の図面を参照して説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例を原理的に示す模式図であ
って、ここに示す歯車変速装置は同軸線上に配列した２
組のダブルピニオン型遊星歯車機構１．２を主体に構成
されている。すなわちこれらの遊星歯車機構１，２のそ
れぞれは、サンギヤ３．４と、リングギヤ５，６と、そ
のサンギヤ３゜４とｉリングギヤ５，６との間に配置さ
れて互いに噛合する内プラネットピニオン７．８および
外プラネットピニオン９，１０と、これらのプラネット
ピニオン７．８，９．１０を保持するキャリヤ１１．１
２とを有するものであり、これらの遊星歯車機構１，２
のうち第１図の右側の第１遊星歯単機構１にあけるキャ
リヤ１１と第２遊星歯車機構２にあけるキャリヤ１２と
が一体となって回転するよう連結され、また第１遊星歯
車機構１にあけるリングギヤ５と第２遊星歯車機構２に
おけるリングギヤ６とか一体となって回転するよう連結
されている。このような連結構造は、遊星歯車機構１．
２と同心状に配置した中空軸や中実軸などの中間軸や適
宜のコネクティングドラムを介した連結構造とすること
ができ、車両用の自動変速機で従来一般に採用されてい
る構成を用いることができる。

入力軸１３は遊星歯車機構１，２と同一軸線上に配置さ
れ、トルクコンバータを介してエンジン（それぞれ図示
せず）に連結されている。この入力軸１３と第２遊星図
中改憤２におけるサンギヤ４との間に第１クラッチ手段
Ｃ１が設けられ、また入力軸１３と第］遊星園巾機溝１
および第２遊星図中機２溝２におけるキャリヤ１１．１
２との間に第２クラッチ手段Ｃ２が設けられ、さらに入
力＠１３と第１遊星歯車機構１におけるサンギヤ３との
間に第３クラッチ手段Ｃ３力尊父けられている。

これらのクラッチ手段ＣＩ　、Ｃ２、Ｃ３は、要は入力
軸１３とサンギヤ３．４あるいはキャリヤ１１．１２と
を選択的に連結し、またその連結を解除するものでおっ
て、例えば油圧サーボ機間などの従来一般に自動変速機
で採用されている機構によって係合・解放される湿式多
板クラッチや、一方向クラッチ、あるいはこれらの湿式
多板クラッチと一方面クラッチとを直列もしくは並列に
配置した構成などを必要に応じて採用することかできる
。なあ、実用にあたっては、各構成部材の配置上のυ１
約がおるから、各クラッチ手段Ｃ１，Ｃ２。

Ｃ３を直接、前記サンギヤ３，４やキャリヤ１１゜１２
どの間に配置することができない場合かあり、そのよう
な場合にはコネクテインクドラムなとの適宜の中間部材
を介在させることは勿論である。

また互いに連結された第１遊星歯車機構１および第２ｉ
星歯車機構２におけるキャリヤ１１，１２の回転を阻止
する第１ブレーキ手段Ｂ１が、そのキャリヤ１１．１２
とトランスミッションケース（以下、単にケースと記す
）１４との間に設けられ、また第１ＴＩ甲歯単機構１に
おけるサンギヤ３の回転を阻止する第２ブレーキ手段Ｂ
２がケース］４とサンギヤ３との間に設けられ、さらに
第２遊早歯単敗横２における（ノンギヤ４０回転を阻止
する第３ブレーキ手段Ｂ３がそのサンギヤ４とケース１
４との間に設けられている。これらのブレーキ手段８１
　、Ｂ２　、Ｂ３は、従来一般に自動変速機で採用され
ている油圧サーボ機構などで駆動される湿式多板ブレー
キやハントブレーキ、あるいは一方向クラッチ、さらに
はこれらを組合わせた構成とすることができ、また実用
にあたっては、これらのブレーキ手段８１　、Ｂ２　、
Ｂ３とキャリヤ１２．１１やサンギヤ３，４もしくはケ
ース１４との間に適宜の連結部材を介在させ得ることは
勿論である。

さらにプロペラシャフトヤカウンタギャ（それぞれ図示
せず）に回転を伝達する出力軸１５が、互いに連結され
た第１遊星歯車機構１および第２遊星来巾機ＩＡ２の１
ノングキャ５，６に連結されている。

そして前記第１遊星歯単機構１におけるサンギヤ３とリ
ングギヤ５との歯数の比ρ１と第２遇星園単機慣２にお
けるサンギヤ４とリングギヤ６との歯数の比ρ２とは、
互いに異なる値に設定されており、図に示す例では、Ｃ
１〉Ｃ２に設定されている。

以上のように構成された歯巾変速装置では、前進６段・
後進１段の変速が可能であって、これらの各変速段は前
述した各クラッチ手段Ｃ１，Ｃ２。

Ｃ３およびブレーキ手段Ｂｌ　、Ｂ２　、Ｂ３を第１表
に示すように係合させることにより達成される。

なお、第１表には各変速段の変速比およびその具体値を
併せて示してあり、その具体値は各遊星歯車機構１，２
に６ける歯数比ρ１．ρ２を、Ｃ１−０，５８、Ｃ２＝
０．３とした場合の値である。また第１表中○印は係台
状悪であることを、また空欄は解放状態であることをそ
れぞれ示す。以下、各変速段について説明する。

（前進第１速） 第１クラッチ手段Ｃ１および第１ブレーキ手段Ｂ１を係
合ざぜる。すなわら第２遊星歯重機構２にあけるサンギ
ヤ４に対して入力するとともに、第１″ｆ１星歯車機構
１および第２遊星歯車機構２のキャリヤ１１．１２を固
定する。したがって入力軸１３の回転は、第２遊星歯車
機構２におけるサンギヤ４からその各プラネットピニオ
ン８．１０を峰てリングギヤ６に伝達されるため、出力
１Ｎ１１５は第２遊星園車機構２の歯数比ρ２　（くＣ
１）に応じて減速されて正回転（入力軸１３と同方向の
回転、以下同じ）する。なお、この場合、第１遊星歯巾
機構１では、そのリングギヤ５からの入力によりサンギ
ヤ３か空転するのみで特に作用することはない。したか
つて変速比は、第１表に示すように、 １／ハ２となる。

（前進第２速） 第２クラッチ手段Ｃ２および第２ブレーキ手段Ｂ２を係
合ざぜる。すなわち第１遊星歯車機構１および第２遊早
来巾機構２のキャリヤ１１．１２を入力軸１３に連結す
るとともに、第１遊星歯車機構１のサンギヤ３を固定す
る。したがって入力軸１３の回転は第１遊星歯車ｔａ１
１によって減速されてそのリングギヤ５に伝達され、出
力軸］５は第１遊星園車＃ｊｌ構１の歯数比ρ１に応じ
て減速されて正回転する。なあ、第２遊星歯車機構２で
は、そのサンギヤ４か空転するために待には減速作用が
生じない。そして変速比は、 １／（１−ρ１）でおる。

（前進第３速） 第３クラッチ手段Ｃ３と第１ブレーキ手段Ｂ１とを係合
させる。すなわち第１遊星園車機構１におけるサンギヤ
３から入力するとともに、第１遊星歯車機構１および第
２遊星歯車機構２のキャリヤ１１．１２を固定する。こ
の場合も、第２遊星図単機構２は、そのサンギヤ４が空
転するのみで待には作用せず、第１遊星歯車機構１にお
いて減速作用が生じる。すなわち第１遊星園車機構１は
、キャリヤ１１を固定した状態でのサンギヤ３からの入
力になるので、リングギヤ５すなわち出力軸１５はサン
ギヤ３に対して減速されて正回転する。

この場合、第１遊星歯車機構１の歯数比ρ１が第２遊星
歯車機構２の歯数比ρ２より大きいから、第１速の場合
より変速比が小さい前進第３速になり、その変速比は、 １／ρ１となる。

（前進第４速） 第２クラッチ手段Ｃ２と第３ブレーキ手段Ｂ３とを係合
させる。すなわち第１遊星歯車機構１および第２遊星歯
車機構２におけるキャリＡ７１１　。

１２から入力するとともに、第２遊星歯車機構２にあけ
るサンギヤ４を固定する。この状態では、上述した前進
第２速の場合とは反対に、第２遊星歯車機構２のみが作
用する。すなわち第２遊星歯車機構２は、サンギヤ４を
固定した状態でのキャリヤ１２からの入力になるので、
そのリングギヤ６は減速されて正回転し、これに対して
第１遊星歯車機構１では、サンギヤ３が空転するのみで
待には減速作用を生じない。したがって出力軸１５の回
転は、第２遊星歯車機溝２の歯数比ρ２に応じた減速正
回転となり、その変速比は、１／（１−ρ２）でおる。

（前進第５速） 第２クラッチ手段Ｃ２および第３クラッチ手段Ｃ３を係
合する。すなわち第１遊星歯車機構１および第２遊早歯
単機構２におけるキャリヤ］］。

１２と第１遊星園車機構１のサンギヤ３とを入力軸］３
に連結する。したがって第１遊星歯車機構１は、出力１
Ｎ１１５に連結しておるリングギヤ５以外の２要素が入
力部材となるので全体が一体となって回転し、その結果
、リングギヤ５に連結して必る出力軸１５は入力軸１３
と等速で同方向に回転する。すなわち変速比は“１″と
なる。

（前進第６速） 第３クラッチ手段Ｃ３と第３ブレーキ手段Ｂ３とを係合
させる。すなわち第１遊星歯車機構１のサンギヤ３から
入力するとともに、第２遊星歯車機構２のサンギヤ４を
固定する。この場合、第２遊星歯車機構２では、そのサ
ンギヤ４が固定されているうえに、リングギヤ６には出
力軸１５からの負荷がかかつて回転を阻止しようとして
いるために、キャリヤ１２にも同様に回転を阻止するよ
う荷重がかかつており、したがって第１遊星歯車機Ｍ４
１では、キャリヤ１１を固定した状態でのサンギヤ３か
らの入力となるために、リングキ５か減速されて正回転
しようとする。またこのリングギヤ５の回転はこれと一
体のリングギヤ６を介して第２遊星歯車機構２に与えら
れるから、そのキャリヤ１２は増速正回転させられ、こ
のキサ１ツヤ１２の作用か更に第１遊星南車機＠１に与
えられる。結局、第１および第２の遊星歯車機構１．２
が作用して出力軸１５は入力軸１３に対して増速されて
正回転し、変速比が“１″以下のオーバードライブ段と
なる。なお、この場合の変速比は、（ρ１−ρ２）／（
ρ１−ρ１　・ρ２）となる。

（後進）。

第１クラッチ手段Ｃ１と第２ブレーキ手段Ｂ　２とを係
合させる。すなわち第２遊星歯車機構２のサンギヤ４か
ら入力し、かつ第１遊早歯車機構１のサンギヤ３を固定
する。この状態は、上述した前進第６速の状態において
第１遊星歯車機構１と第２遊星歯車機構２とを交換した
状態と同様であるが、入力軸１３に連結されている第２
遊星歯車機構２における歯数比ρ２が０．５よりも小さ
くて第２遊星歯単機構２では逆回転（入力軸１３の回転
方向とは反対方向の回転、以下同じ）方向の減速作用が
生じるために、全体としては出力軸１５を逆回転させる
減速作用となり、その結果、後進段となる。この場合の
変速比は、 −（ρ１−ρ２）／（ρ２−ρ１・ρ２）でおる。

ところで自動変速機で望まれる条件として、変速がスム
ースに行なわれること、および必要に応じてエンジンブ
レーキが効くことを挙げることができ、このような要請
を満すためには、上記のクラッチ手段ＣＩ　、Ｃ２、Ｃ
３やブレーキ手段Ｂ１゜８２．８３を具体的には以下の
ような構成とすることが好ましい。

（１）　第１クラッチ手段Ｃ１を、一方向タラッチと多
板クラッチとを組合わせた構成とする。

この例は以下の通りである。

■　入力軸１３から第２遊星歯車機構２のサンギヤ４に
向けてトルク伝達可能な一方面クラッチ２０と多板クラ
ッチ２１とを直列に組合わせた構成（第２図（Ａ））。

このような構成の場合、スロットル開度を絞ってエンジ
ン回転数を減じ、それに伴ってサンギヤ４の回転数が入
力軸１３の回転数より速くなった場合、サンギヤ４と入
力軸１３との連結が解かれるために、エンジンが強制的
に回転させられることがなく、したがって燃費や静粛性
を向上させることができる。またサンギヤ４の回転数は
、前進第１速の場合より前進第３速の場合に入力軸１３
の回転数より速くなるので、このようなシフトアップを
、変速タイミングの特別な調整を必要とせずにスムース
に行なわせることができる。ところで前進第５速の場合
、第１クラッチ手段Ｃ１を係合させなくても、各遊星歯
車機構１，２の全体が一体となって回転するから、第１
クラッチ手段Ｃ１は停台状態と類似した状態にあり、こ
れに対して第２遊星園車機構２のサンギヤ４の回転数は
前進第３速の場合に入力軸１３より速くなる。したがっ
て前進第５速から第３速への変速の際に一方面クラッチ
２０の係合が自動的に外れてスムースな変速が補償され
る。そして後進段の場合に出力軸１５側から駆動される
と、サンギヤ４が入力軸１３より速く回転し得るので、
エンジンを強制的に回転させる状態が生じず、静粛性や
燃費を向上させることができる。なお、エンジンブレー
キを効かせることはできない。

■　上記の■の組み合わせに加え、更に他の多板クラッ
チ２２を並列に設けた構成（第２図（Ｂ））。

上記の■の構成では、サンギヤ４が入力軸１３より速く
回転した場合、サンギヤ４と入力軸１３との接続か解放
されることになるが、多板クラッチ２２を並列配置した
構成では、上記の作用に加え、その多板クラッチ２２を
係合させることにより、エンジンブレーキを効かすこと
ができる。

■　上記の■の構成のうち一方面クラッチ２０の作用方
向を反対向きとした構成（第２図（Ｃ））。

すなわち一方向クラッチ２０に対して直列に配置した多
板クラッチ２１を係合させておくことにより、サンギヤ
４の回転数が入力軸１３の回転数より速い場合に両者を
係合させる構成である。したがって、前述したように前
進第５速の場合には第１クラッチ手段Ｃ１は実質上係合
した状態にあるが、これに対してサンギヤ４の回転数は
前進第６速、同第４速、同第２速のそれぞれの場合に遅
くなるので、第５速からこれらの変速段への変速の際に
一方面クラッチ２０が自動的に解放され、その結果、並
列配置した多板クラッチ２２を解放してあくことにより
、スムースな変速を得ることができる。なお、並列配置
した多板クラッチ２２を係合させておくことにより、エ
ンジンブレーキを効かずことができることは、上記の■
の場合と同様である。

■　上記の■の構成のうち並列配置した多板クラッチ２
２を、作用方向が反対向きの他の一方面クラッチ２３に
置換えた構成（第２図（Ｄ））。

この構成では、一方の一方向クラッチ２０に対して直列
に配置した多板クラッチ２１を係合させれば、両方の一
方向クラッチ２０．２３が作用することになるために、
サンギヤ４と入力軸１３とを直結した状態になり、した
かってこの状態ではエンジンブレーキを効かずことがで
きる。またその多板クラッチ２１を解放すれば、一方の
一方向クラッチ２０が作用しなくなり、この状態は、サ
ンギヤ４の回転数が入力軸１３の回転数以上の場合に両
者が接続される状態であるから、上記の■の構成におい
て、一方向クラッチ２０に対して並列配置した多板クラ
ッチ２２を解放した状態と同様となり、したがって上述
した作用と同様の作用を得ることができる。

■　一方向クラッチ２０．２４と多板クラッチ２１．２
５とを直列に組合わせたものを２組用い、かつ各々の一
方向クラッチ２０．２４の作用方向を互いに反対方向と
した構成（第２図（Ｅ））。

両方の多板クラッチ２１．２５を係合させれば、各作用
方向の異なる両方の一方向クラッチ２０゜２４が作用す
ることになるのでサンギヤ４と入力軸１３とを直結した
状態になり、したかってこの状態ではエンジンブレーキ
を効かすことができる。

これに対していずれか一方の多板クラッチ２１（または
２５）を解放すれば、その多板クラッチ２１（または２
５）に対して直列に配置されている一方向クラッチ２０
（または２４）が作用しなくなるので、上述した■の構
成もしくは■の構成において一方向クラッチ２０に対し
て並列に配置した多板クラッチ２２を解放した状態と同
様になり、それぞれについて説明したと同様な作用を得
ることができる。

■　第２遊星園車機構２のサンギヤ４から入力軸１３に
向けてトルク伝達可能な一方向クラッチ２６と多板クラ
ッチ２７とを並列に配置した構成（第２図（「））。

多板クラッチ２７を係合させれば、サンギヤ４と入力軸
１３とが直結状態になるので、エンジンブレーキが効く
ことは勿論であるが、この多板クラッチ２７を解放すれ
ば、サンギヤ４の回転数が入力軸１３の回転数以下とな
る変速の場合に一方向クラッチ２６のスムースな解放が
行なわれ、したかって前）ボした■の場合と同様な作用
を得ることができる。

（２）　第２クラッチ手段Ｃ２を、一方向クラッチと多
板クラッチとを組合わせた構成とする。

すなわち入力＠１３から第１遊星歯車機構１および第２
遊星園車機構２のキャリヤ１１．１２に向けてトルク伝
達可能な一方向クラッチ３０と多板クラッチ３１とを直
列に配列した構成（第３図（Ａ））、およびこの組み合
わせに対して更に他の多板クラッチ３２を並列に配置し
た構成（第３図（Ｂ））でおる。

これらの構成のうち第１の構成の場合、および第２の構
成のうち並列配置した多板クラッチ３２を解放した状態
の場合、スロットル開度を絞ってエンジン回転数を減じ
、それに伴ってキャリヤ１１．１２の回転数が入力軸１
３の回転数より速くなれば、キャリヤ１１．１２と入力
軸１３との連結が自動的に解かれるために、エンジンが
強ｆｌｉｌｌ的に回転させられることがなく、したがっ
て燃費や静粛性を向上させることができる。またキャリ
ヤ１１．１２は前進第２速、第４速、第５速の場合に入
力軸１３に対して連結され、これに対してキャリヤ１１
，１２の回転数は前進第６速において入力軸１３より速
くなるので、第２．４．５速から第６速への変速の際に
一方向クラッチ３０の係合が自動的に解除され、したが
って変速タイミングのための特別な調整を必要とせずに
スムースな変速が補償される。なお、並列配置した多板
クラッチ３２を係合させれば、エンジンブレーキを効が
すことができる。

（３）　第３クラッチ手段Ｃ３を、一方向クラッチと多
板クラッチを組合わせて構成する。

すなわら入力軸１３から第１遊星歯車機構１のサンギヤ
３に向けてトルク伝達可能な一方向クラッチ４０と多板
クラッチ４１とを直列に配列した構成（第４図（Ａ））
、およびこの組み合わせに対して更に他の多板クラッチ
４２を並列に配置した構成（第４図（Ｂ））である。

第３クラッチ手段Ｃ３は、前述したように前進第３速、
第５速、第６速のそれぞれにおいて係合するものである
が、これらの変速段で一方向クラッチ４０が作用すると
すれば、すなわち第１の構成の場合もしくは第２の構成
のうち並列に配置した多板クラッチ４２を解放した場合
には、エンジンブレーキか効かないものの、エンジンの
強制的な回転を防止して燃費や静粛性の向上を図ること
ができる。なあ、第２の構成で並列に設けた多板クラッ
チ４２を係合させれば、エンジンブレーキを効かすこと
かできる。

（４）　第１ブレーキ手段Ｂ１を、一方向クラッチと多
板ブレーキとを組合わせた構成とし、もしくはバンドブ
レーキによって構成する。

この例は以下の通りである。

■　第１ｉ星歯車機構１および第２遊星歯車機構２のキ
ャリヤ１１．１２が逆回転しようとする際に係合する一
方向クラッチ５０と多板ブレーキ５１とをケース１４と
の間に直列に配置した構成（第５図（Ａ））。

この構成では、多板ブレーキ５１を係合さぜることによ
り、前進第１速および第３速の場合に一方向クラッチ５
０が作用してキャリヤ１１．１２を固定し、所期の変速
比を得ることができる。これに対して出力軸１５側から
駆動された場合、キャリヤ１１．１２が正回転するので
一方向クラッチ５０の係合が外れ、したがってエンジン
ブレーキが効かない反面、燃費や静粛性を向上させるこ
とができる。またキャリヤ１１．１２は、前進第２速、
第４速、第５速、第６速において正回転するので、これ
らの変速段への第１速からの変速が、特別なタイミング
調整を必要とぜずにスムースに行なわれる。これは前進
第３速からの変速の場合も同様である。

■　上記の■の組合わせに対して更に他の多板ブレーキ
５２をケース１４との間に並列に配置した構成（第５図
（８））。

この構成では、上記の■での作用に加え、並列に配置し
た多板ブレーキ５２を係合させることにより、エンジン
ブレーキを効かせる作用がおる。

■　第１ブレーキ手段Ｂ１をバンドブレーキ５３によっ
て構成する（第５図（Ｃ））。

バンドブレーキ５３は、一方の端部を固定し、かつ他方
の端部をアクチュエータ（図示せず、）に連結した構成
であるから、回転体から作用する荷重の方向によっては
ブレーキバンドを巻き込んでブレーキ作用が生じ、おる
いはこれとは反対にブレーキバンドが解かれてブレーキ
作用が生じず、したがってバントブレーキ５３が一方向
クラッチと同様な作用をなし、その結果、上述した各作
用を得ることができる。

（５）　第２ブレーキ手段Ｂ２を、一方向クラッチと多
板ブレーキとを組合わせて構成し、あるいはバンドブレ
ーキによって構成する。

この例は以下の通りである。

■　第１遊星歯車機構１のサンギヤ３の逆回転を阻止す
る一方向クラッチ６０と多板ブレーキ６１とをケース１
４との間に並列に配置した構成（第６図（Ａ））。

この構成では、前進第２速の場合に、多板ブレーキ６１
を解放してあっても一方向クラッチ６０が作用してサン
ギヤ３を固定するので、所期の変速比を得ることができ
る。またサンギヤ３は他の変速段の場合に正回転するか
ら、前進第２速から他の前進段への変速の際に一方向ク
ラッチ６０の係合が自動的に外れ、スムースな変速を得
ることができる。また前進第２速および後進の状態で出
力軸１５側から入力があった場合、一方向クラッチの係
合が外れてエンジンが強制的に回転させられることがな
いので、燃費や静粛性を向上させることができる。

■　サンギヤ３か正回転する際に係合する一方向クラッ
チ６２と多板ブレーキ６３とをケース１４との間に直列
に配置するとともに、これらに対して他の多板ブレーキ
６４を並列に配置した構成（第６図（Ｂ））。

すなわちサンギヤ３は後進段の際に正回転方向のトルク
を受けるので、一方向クラッチ６２およびこれと直列の
多板ブレーキ６３が係合することにより、サンギヤ３が
固定されて所期の変速比が（ｑられる。この後進段の状
態で出力軸１５側から駆動された場合、一方向クラッチ
６２の係合が外れてサンギヤ３が自由に逆回転するので
、エンジンが強制的に回転させられず、その結果、燃費
および静同性を向上させることかできる。また並列に配
置した多板ブレーキ６４を係合させれば、エンジンブレ
ーキを効かせることができる。

■　上記の■の構成のうち並列配置した多板ブレーキ６
４を一方面クラッチ６５に変えた構成（第６図（Ｃ））
。

この構成では、多板ブレーキ６３を係合させていれば、
両方の一方面クラッチ６３．６５が作用するのでサンギ
ヤ３が固定された状態になり、前進第２速および後進の
場合に所期の変速比をｊ昇ることができるとともに、エ
ンジンブレーキを効かせることができる。また多板ブレ
ーキ６３を解放して正回転方向の一方面クラッチ６２を
作用させなくすれば、上記の■の場合において多板ブレ
ーキ６１を解放した状態と同様になり、エンジンブレー
キが効かないものの、燃費や静粛性の向上を図り、おる
いは円滑な変速を行なうことが可能となる。

■　１本のハントブレーキ６６を用い、かつその固定側
端部からアクチュエータに連結した可動側端部に向けた
回転方向が逆回転方向となるよう設定した構成（第６図
（Ｄ））。

サンギヤ３は前進段の場合に正回転しようとするから、
ブレーキバンドには解放方向に力が作用し、したがって
前進第２速から他の前進段への変速を、特別なタイミン
グ調整を必要とぜずにスムースに行なわせることができ
、またアクセルを急激に戻した場合のように出力軸１５
側から入力がおる場合、サンギヤ３に正回転方向のトル
クが作用してバンドブレーキ６６に解放側の力がかかり
、エンジンブレーキが機能しないから、エンジンの強制
回転を防止して静粛性や燃費を向上させることができる
。また後進の状態で出力軸１５側から入力があった場合
、ブレーキバンドには解放方向に向けて力が作用するの
で、エンジンブレーキが作用せず、したがってこの場合
にもエンジンの強制的な回転を防止して静粛性や燃費の
向上を図ることができる。すなわちバンドブレーキ６６
が一方面クラッチと類似した作用を行なうので、上記の
■の場合と同様な作用を得ることができる。

■　締付は方向が互いに反対な２本のバンドブレーキ６
６．６７を用いた構成（第６図（Ｅ））。

両方のバンドブレーキ６６．６７を作用させれば、上記
の■の構成において一方面クラッチ６０に対して並列に
配置した多板ブレーキ６１を作用させた場合と同様にな
るか、上記の■のバンドブレーキ６６と同じハンドブレ
ーキ６６のみを作用させれば、上記■の場合と同様に、
スムースな変速を行なわせ、また燃費や静粛性を向上さ
せることかできる。

（６）　第３ブレーキ手段Ｂ３を、一方向クラッチと多
板ブレーキとを組合わせて構成し、あるいはハンドブレ
ーキによって構成する。

この例は以下の通りである。

■　逆回転方向に係合する一方面クラッチ７０と多板ブ
レーキ７１とをケース１４との間に直列に配置するとと
もに、これらに対して他の多板ブレーキ７２を並列に配
置した構成（第７図（Ａ））。

このような構成の場合、前進第４速の状態で一方面クラ
ッチ７０が係合するので、これと直列に配置した多板ブ
レーキ７０を係合させてあくことにより、第２遊星歯車
機構２のサンギヤ４を固定し、所定の変速比を（昇るこ
とができる。これに対して前進第１速、第３速および第
５速の場合に、サンギヤ４には第４速の場合と反対方向
のトルクが作用するので、第４速から前進第１速、第３
速および第５速への変速に際して一方面クラッチ７０が
自動的に解放され、したがって特別なタイミング調整を
必要とせずに、スムースな変速を行なわせることかでき
る。その半面、エンジンブレーキが作用しないものの、
出力軸１５側からエンジンを強制的に回転させることも
ないので、燃費や静粛性を向上させることができる。ま
た、並列に配置した多板ブレーキ７０を係合させてサン
ギヤ４を固定すれば、前進第６遼の変速比を得ることが
でき、同時に、エンジンブレーキを効かせることができ
る。

■　上記の■の構成のうち並列に配置した多板ブレーキ
７２を、前記の一方面クラッチ７０とは係合方向が反対
の第２の一方面クラッチ７３とこの第２の一方面クラッ
チ７３に対して直列に配置した第２の多板ブレーキ７４
とに置換えた構成（第７図（Ｂ））。

第２の多板ブレーキ７４を解放してあれば、上記の■の
場合のうち並列配置した多板ブレーキ７２を解放した状
態と同様になり、これに対して第２の多板ブレーキ７４
のみを係合させてあれば、サンギヤ４の正回転を阻止す
るとともに、逆回転を許容することになるので、前進第
６速の状態になり、また第２速への変速をスムースに行
なわせることができる。なお、両方の多板ブレーキ７１
゜７４を係合させれば、サンギヤ４を固定したことにな
るので、エンジンブレーキを効かせることができる。

■　上記の■の構成のうち第１の多板ブレーキ７１を取
除いた構成（第７図（Ｃ））。

多板ブレーキ７４を解放してあけば、第１の一方面クラ
ッチ７０か作用することにより、前進第４速を得ること
ができるとともに、第１速、第３速および第６速への変
速の際にその一方面クラッチ７０が自動的に解放される
ので、その変速がスムースに行なわれる。この状態では
エンジンブレーキが効かないものの、エンジンを出力軸
１５側から強制的に回転させることがないので、燃費や
静粛性を向上させることができる。これに対して多板ブ
レーキ７４を係合させれば、両方の一方面クラッチ７０
．７３が作用してサンギヤ４を固定することになるので
、前進第６速を得ることができ、またエンジンブレーキ
を効かせることかできる。

■　１本のバンドブレーキ７５を用い、かつその固定側
端部からアクチュエータに連結した可動側端部に向けた
回転方向が逆回転方向となるよう設定した構成（第７図
（０））。

サンギヤ４は前進第４速において逆回転方向のトルクを
受けるので、前進第４速の場合にサンギヤ３がブレーキ
バンドを巻き込んで固定され、これとは反対に前進第１
速、第３速および第５速の場合には、サンギヤ４に正回
転方向のトルクが作用するためにブレーキバンドが解放
され、したがってサンギヤ４が正回転する前進第１速、
第３速および第５速の変速をスムースに行なわせること
ができる。なあ、エンジンブレーキはサンギヤ４の正回
転方向の回転を阻止することにより成り立つから、エン
ジンブレーキは効かないことにｈる。

その反面、エンジンの強制回転を防止して静粛性や燃費
を向上させることができる。

■　締付は方向が互いに反対な２本のバンドブレーキ７
５．７６を用いた構成（第７図（Ｅ））。

両方のバンドブレーキ７５．７６を作用させれば、上記
の■の構成において一方面クラッチ７０に対して並列に
配置した多板ブレーキ７５を作用させた場合と同様にな
るが、上記の■のバンドブレーキと同じバンドブレーキ
７５のみを作用ざぜれば、上記■の場合と同様に、スム
ースな変速を行なわせ、また燃費や静粛性を向上させる
ことができる。さらにこれとは反対のバントブレーキ７
６のみを作用させれば、サンギヤ４の正回転によるブレ
ーキバンドの巻き込みが生じてサンギヤ４を固定し、そ
の結果、前進第６速を得ることかでき、かつサンギヤ４
の逆回転を許容する前進第２速をスムースに生じざぜる
ことができる。

なお、上記の（１）から（６）の例示は、各クラッチＣ
１，Ｃ２、Ｃ３およびブレーキＢ１．Ｂ２、Ｂ３につい
ての個別的な例示であるが、この発明では、上記の（１
）から（６）で示した構成を適宜に組合わせてもよいこ
とは勿論である。また、上記の実施例では、前進６段・
後進１段の場合について説明したが、この発明では、変
速段の数は必要に応じて適宜に設定すればよく、例えば
前進５段・後進１段でもよい。

さらに上記の実施例から明らかなようにこの発明では、
′リングギヤが一体化されるとともに、キャリヤが一体
化され、かつ各サンギヤのそれぞれがクラッチ手段およ
びブレーキ手段に連結されていることにより、全体構成
が所謂対象構造になってあり、したがってこの発明では
、上記の実施例とは異なり、前進第１速および第４速に
おいて第１遊星園単機構を作用させ、また前進第２速お
よび第３速において第２遊星歯車機構を作用させること
もできる。その場合には、第１遊星園車機構の歯数比ρ
１を第２遊星歯車機構の歯数比ρ２より小さくし、かつ
第１クラッチ手段Ｃ１と第３クラッチ手段Ｃ３とを交換
するとともに、第２ブレーキ手段と第３ブレーキ手段と
を交換した構成とすればよい。

ところでこの発明では、第１遊星歯車機構１にあけるリ
ングギヤ５と第２遊星歯車機構２にあけるリングギヤ６
とを一体的に連結し、かつそれを出力軸１５に連結する
から、各リングギヤ５，６は常時一体となって回転し、
これに対して各遊星歯車機構１．２はダブルピニオン型
で市って歯数比の設定の自由度が高く、したがって構成
要素の共通化を図ることができる。第８図はその一例を
示すもので、ここに示す歯車変速装置は、外プラネット
ピニオン９０を各内プラネットピニオン７゜８に噛合す
る一体物として形成し、かつ出力＠］５に連結するリン
グギヤ９１を一つとしたものである。このような構成で
柄っても第１表に示すように各クラッチ手段およびブレ
ーキ手段を係合および解放させることにより、第１図に
示す装置と同様に前進６段・後進１段の変速を行なうこ
とができ、それに加え部品点数を少なくして構成の簡素
化を更に促進することかできる。なお、第８図に示す構
成の場合でも、第１遊星歯車機構１と第２Ｔ１星歯車機
構２との歯数比ρ１．ρ２を異ならせる必要があるが、
これは内プラネットピニオン７．８やサンギヤ３，４の
モジュールを適宜に設定することにより調整すればよい
。

発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明の歯車変速装置
では、必要とする歯車列は２組のダブルピニオン型遊星
歯車機構もしくは構成要素を一部共通化した２組のダブ
ルピニオン型遊星歯車機構であるから、全体の構成を簡
素化し、同時に前進５段ないし６段の多段の変速段を得
ることができ、その結果、最低変速段と最大変速段との
変速比の幅を広くでき、ひいては動力性能に優れた小型
軽量の自動変速機を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を原理的に示す模式図、第
２図（Ａ）〜（Ｆ）は第１クラッチ手段を例示する模式
図、第３図（Ａ）　、　（Ｂ）は第２クラッチ手段を例
示する模式図、第４図（Ａ）　、　（Ｂ）は第３クラッ
チ手段を例示する模式図、第５図（Ａ）〜（Ｃ）は第１
ブレーキ手段を例示する模式図、第６図（Ａ）〜（Ｅ）
は第２ブレーキ手段を例示する模式図、第７図（へ）〜
（Ｅ）は第３ブレーキ手段を例示する模式図、第８図は
この発明の伯の実施例を原理的に示す模式図である。 １・・・第１遊星歯車機構、　２・・・第２遊星歯車機
構、　３．４・・・サンギヤ、　５．６．９１・・・リ
ングギヤ、７，８・・・内プラネットピニオン、　９゜
１０．９０・・・外プラネットピニオン、　１１．１２
・・・キャリヤ、１３・・・入力軸、　１４・・・トラ
ンスミッションケース、　１５・・・出力軸、　Ｂｌ、
Ｂ２．８３・・・ブレーキ手段、　ＣＩ　、Ｃ２、Ｃ３
・・・クラッチ手段。 出願人　　トヨタ自動車株式会社 代理人　　弁理士　費　１）武久 （はが］８名 第２図 第４図 第５図 第６図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 出力軸が連結された一つもしくは二つのリングギヤと、
   そのリングギヤに噛合する一つもしくは一体となつて公
   転しかつ個別に自転する二つの外プラネットピニオンと
   、その外プラネットピニオンに噛合して一体となって公
   転しかつ個別に自転する二つの内プラネットピニオンと
   、これらの各プラネットピニオンを保持するキャリヤと
   、前記内プラネットピニオンのそれぞれに噛合する二つ
   のサンギヤとを備え、 入力軸を、第１サンギヤとキャリヤと第２サンギヤとに
   選択的に連結するクラッチ手段が設けられるとともに、 第１サンギヤの回転とキャリヤの回転と第２サンギヤの
   回転とを選択的に阻止するブレーキ手段が設けられ、 さらに第１サンギヤとリングギヤとの歯数の比が第２サ
   ンギヤとリングギヤとの歯数の比とは異なっていること
   を特徴とする自動変速機用歯車変速装置。