JPS63318349A - 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
に関するものである。

従来の技術 周知のように自動車用の自動変速機は、遊星歯車ａ横を
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
もに他の２部材を入力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
首で得られる変速段は、用いる遊星歯車機構の数やその
組合せによって異なり、例えば特開昭５９−１８３１４
７号公報や特開昭６０−１２５４４５号公報に記載され
ている変速装置では、２組のシングルピニオン型遊星歯
車機構を用い、その各要素をクラッチやブレーキなどの
摩隙係合手段によって互いに連結し、もしくは固定する
ことにより、前進４段・後進１段の変速段を設定するよ
う構成している。

また近年では、燃費や動力性能市るいは高速走行時の静
粛性などを向上さけるために、更に１組の遊星歯車機構
を追加して前進５段の変速を行なうように構成すること
も試みられているが、３組の遊星歯車機構を用いた場合
には、軸方向寸法が大きくなるうえに１の増大を招来す
る問題がおり、そのため、例えば実開昭６１−’１０４
８５４号では、２組のシングルピニオン型遊星歯車機構
を用いて前進５段・後進１段の変速が可能な変速装置が
提案されている。

発明が解決しようとする問題点 しかるに従来の曲進４段・後進１段の変速装置では、必
要とする″Ｍ星歯車機構か２組でよいから小型軽最なも
のとすることができるが、発進加速性能を向上させるべ
く前進第１速の変速比を大きくするとしても、全体の変
速段の数か少ないうえに前進第２速での変速比との変速
幅の制約から第１速の変速比を必る程度以上は大ぎくす
ることかできず、結局は発進加速性能の向上を図るとし
ても限界か必った。

これに対して前述した実開昭６１−１０４８５４号の装
置では、２組の遊星歯車機構を主体として構成し、かつ
前進５段・後進１段を設定できるから、軸方向寸法の短
縮と発進加速性の向上をある程度図ることかできるが、
各遊星歯車機構のキャリヤ同士および一方の遊星歯車機
構のサンギヤと他方の遊星歯車機構のリングギＶとを第
１および第２の回転メンバによって連結する構成である
から、各遊星歯車機構の間に配置する部材が多くなって
遊星歯車機構同士の間隔か広くならざるを得す、その結
果、変速装置全体としての軸方向寸法を短くするにして
も大きな制約があった。また各ギヤやクラッチなどを互
いに連結する軸を同心状に少なくとも３本設ける必要が
あるために、半径方向での寸法が大きくなり、これに加
えて軸受構造や潤滑のための構造が複雑化する問題がお
った。

この発明は上記の事情に檻みてなされたもので、小型軽
伍化を図り、また発進加速性能などの動力性能を向上さ
せることのできる自動変速機用の変速装置を提供するこ
とを目的とするものでおる。

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、２組のシン
グルピニオン型遊星歯車機構を用いるとともに、それら
の遊星歯車機構の間に介在させる部材を可及的に減少さ
せ、かつ前進５段・後進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、サンギヤとその
サンギヤに対して同心状に配置されたリングギヤと、こ
れらサンギヤとリングギヤとの間に配置されてサンギヤ
およびリングギヤに噛合するプラネットピニオンとを有
する２組のシングルピニオン型遊星歯車機構が同軸上に
配列され、第１ｉ星歯車機構のキャリヤと第２遊星歯車
機構のリングギヤとが連結されるとともに、第１遊星歯
車機構のサンギヤと第２遊星歯車機構のサンギヤとが連
結され、また入力軸を、第１遊星内甲ｔａ横におけるサ
ンギヤとキャリヤとリング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遊星歯車機構の
ナンギャおよび第２Ｍ星歯車機構のυンギャの回転と第
１遊星図単機構のリングギヤの回転と第１遊星歯車機構
のキャリヤおよび第２遊星歯車機構のリングギヤの回転
とのそれぞれを選択的に阻止するブレーキ手段が設けら
れ、さらに第２遊星歯車ｔｌｌ構のキャリヤに出力軸が
連結されていることを特徴とするものでおる。

作　　　　用 この発明の歯車変速装置では、第１遊星歯巾機構のサン
ギヤを入力部材に連結し、かつ第１遊星歯車機構のキャ
リヤおよび第２遊星園車機構のリングギヤを固定するこ
とにより、変速比の最も人きい前進第１速になり、また
第１遊星歯車機構のリングギヤを入力部材に連結し、か
つ第１遊星歯車機構および第２遊星歯車機構のサンギヤ
を固定することにより前進第２速になる。さらに第１遊
星歯車機構のキャリヤを入力部材に連結し、かつ第１遊
星歯車ｎ構および第２遊星歯車ａ横のサンギヤを固定す
ることにより前進第３速になる。なお、前進第３速は、
第１遊星歯車機構のキャリヤを入力部材に連結し、かつ
第１遊星歯車機構のリングギヤを固定しても設定するこ
とができる。さらにまた第１遊星歯車機構におけるサン
ギヤ、キャリヤ、リングギヤのうちのいずれか二つの要
素と入力部材とを連結すれば、全体が一体となって回転
するので、変速比が“１゛′の前進第４速になり、これ
に対して第１遊星歯車機構のキャリヤを入力部材に連結
するとともに、第１遊星歯車機構のリングギヤを固定す
ることにより、変速比が“１′′以下のオーバードライ
ブ段となる。他方、第１遊星歯車機構のリングギヤを入
力部材に連結し、かつ第１遊星歯車機構のキャリヤおよ
び第２遊甲歯ＬｉＸ機憫のリングギヤを固定することに
より後進段となる。

そしてこの発明では、第１遊星歯車機構と第２遊早ｍｍ
　機構との間には、そのキャリヤとリングギヤとを連結
する部材を介在させることにより構成できるので、遊星
歯車機構同士の間に介在させるべき部材が少なく、した
がって軸方向寸法が短くなる。またギヤやクラッチなど
を連結する軸部材は第１遊星歯車機構と第２遊星歯車機
構とのサンギヤを連結する軸のみであるから、半径方向
での寸法が小さくなり、併せて軸受構造や潤滑構造が簡
素化される。

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
組のシング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とリングギヤ５，６との間に配置さ
れてサンギヤ３，４とリングギヤ５，６とに噛合するプ
ラネットピニオン７．８と、これらのプラネットピニオ
ン７．８を保持するキャリヤ９，１０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遊星歯車機＠１におけるキャリヤ９と第２遊星園
車機構２におけるリングギヤ６とが一体となって回転す
るよう連結され、また第１遊星＠車機構１におけるサン
ギヤ３と第２遊星歯車機溝２におけるサンギヤ４とが一
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
を介した連結構造など車両用の自動変速機Ｃ従来一般に
採用されている構成とすることができる。またこれらの
連結部材のうち第１遊早歯単機構１のキャリヤ９と第２
遊星歯車機構２のリングギヤ６とを連結する部材のみを
第１″ｆｉ星歯巾機欄１と第２遊星歯単機構２との間に
介在させればよいので、第１遊星歯車機構１と第２遊星
歯車機構２との間隔が特に広くなることはない。

入力軸１１は遊星歯車機＠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１１と第１遊星歯
車機構１におけるリングギヤ５との間に第１クラッチ手
段Ｃ１が設けられ、また入力軸１１と第１遊星歯車機構
１におけるキャリヤ９との間に第２クラッチ手段Ｃ２が
設けられ、さらに入力軸１１と第１遊星歯車機＠１にあ
けるサンギヤ３との間に第３クラッチ手段Ｃ３が設けら
れている。これらのクラッチ手段Ｃ１，Ｃ２、Ｃ３は、
要は入力軸１１とサンギヤ３あるいはキャリヤ９もしく
はリングギヤ５とを選択的に連結し、またその連結を解
除するものであって、例えば油圧サーボ機構などの従来
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軸方向クラッチとを直
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
することができる。なお、実用にあたっては、各構成部
材の配置上の制約がおるから、各クラッチ手段ＣＩ　、
Ｃ２、Ｃ３を直接、前記サンキャ３やキャリヤ９もしく
はリングギヤ５との間に配置することができない場合が
あり、そのような場合にはコネクティングドラムなどの
適宜の中間部材を介在させることは勿論である。

また第１遊甲歯車機構１におけるリングギ＼フ５の回転
を阻止する第１ブレーキ手段Ｂ１が、そのリングギヤ５
とトランスミッションケース（以下、単にケースと記す
）１２との間に設けられ、また第１遊早歯車機構１にお
けるキレリヤ９および第２遊星園単機構２のリングギヤ
６の回転を阻止する第２ブレーキ手段Ｂ２が、ケース１
２とそのリングギヤ６もしくはキャリヤ９との間に設け
られ、さらに第１遊星歯車機構１および第２遊星歯車機
横２におけるサンギヤ３．４の回転を阻止する第３ブレ
ーキ手段Ｂ３がそのサンギヤ３，４とケース１２どの間
に設けられている。これらのブレーキ手段３１．３２．
３３は、従来一般に自動変速機で採用されている油圧１
ノ一ホ機備などで駆動される１９式多板ブレーキやバン
ドブレーキ、市るいは一方面クラッチ、さらにはこれら
を組合わけた構成とすることかでき、また実用にあたっ
ては、これらのブレーキ手段３１．３２．３３とリング
ギヤ５あるいはキャリヤ９，１０や］ノンキャ３゜４も
しくはケース１２ど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やカウンタギＶ（それぞれ図示
せず）に回転を伝達する出力軸１３が、第２遊星歯車機
椙２のリングギヤ６に連結されている。

以上のように構成された歯巾変速装置では、前進５段・
後進１段の変速か可能であって、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ぞの具体値を
併せて示してあり、その具体値は各遊星歯車機構１，２
における歯数比ρ１．ρ２を、ρ１＝　０．６６７、ρ
２　＝　０．４００とした場合の値である。

また第１表中Ｏ印は係合状態であることを示し、また（
０）印はいずれか一方が係合状態であることを示し、さ
らに空欄は解放状態であることを示す。以下、各変速段
について説明する。

（この頁、以下余白） （前進第１速） 第３クラッチ手段Ｃ３および第２ブレーキ手段Ｂ２を係
合させる。すなわち第１遊星＠単機＠１および第２遊星
園車機横２におけるサンギヤ３゜４に対して入力すると
ともに、第１遊星歯串機構１のキャリヤ９および第２遊
星歯車Ｍｌ溝２のリングギヤ６を固定する。この場合、
第１遊星歯車機構１は、リングギヤ５が空転するのみで
待には作用Ｕず、これに対して第２遊星園車機構２はリ
ングギヤ６か固定された状態でのサンギヤ４からの入力
になるので、キャリヤ１０は減速されて正回転（入力軸
１１と同方向の回転）する。したがって入力軸１１の回
転は第２遊星歯車機構２によって減速されて出力軸１３
に伝達され、その変速比は第１表に示すように、 （１＋ρ２）／ρ２どなる。

（前進第２速） 第１クラッチ手段Ｃ１および第３ブレーキ手段Ｂ３を係
合させる。すなわち第１遊星歯車機構１のリングギヤ５
を入力軸１１に連結するとともに、第１遊星函単機溝１
および第２遊星歯車機構２のリーンギヤ３，４を固定す
る。したがって第１遊星歯車機構１では、サンギヤ３を
固定した状態でのリングギヤ５からの入力になるから、
キャリヤ９は減速されて正回転する。また第１遊星歯車
機横１のキャリヤ９は第２遊星歯車機＠２のリングギヤ
６に連結されているから、第２遊星歯車機＄２もリンギ
ヤ４を固定した状態でのリングギヤ６からの入力になり
、したがって第２遊星歯車機構２のキャリヤ１０は更に
減速されて正回転する。すなわち入力４ｇ１１の回転は
第１遊星園車機構１および第２遊星歯車機構２によって
減速されて出力軸１３に伝達され、その変速比は、 （１＋ρ１）（１＋ρ２）となる。

（前進第３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＠１におけるキャリヤ
９および第２遊星歯車機構２のリングギ６を入力＠１１
に連結するとともに、第１遊星歯車機構１および第２遊
星歯車機構２のサンギヤ３，４を固定する。この場合、
第１遊星歯車機構１はそのリングギヤ５が空転するのみ
で特には作用せず、これに対して第２遊星歯車機構２は
サンギヤ４を固定した状態でのリングギヤ６からの入力
になるから、キャリヤ１０は減速されて正回転し、した
がって出力軸１３の回転は入力軸１１に対して第２遊星
歯車機構２で減速された回転となる。すなわちこの場合
の変速比は、１＋ρ２となる。

（前進第４速） 第１クラッチ手段Ｃ１もしくは第３クラツヂ手段Ｃ３の
いずれか一方と第２クラッチ手段Ｃ２どの二つのクラッ
チ手段を係合させる。したがって第１″ｆｉ星歯車機構
１では、キャリヤ９と他の一つの要素が入力ｌ１１１１
１に連結されて同一回転するから、全体が一体となって
回転し、また第２ｉ星歯車機構２では、そのサンギヤ４
にリングギヤ６と同一の回転が第１遊星歯車機横１から
伝達されているから、第２遊星歯単機構２は全体が一体
となって回転する。すなわち第２遊星歯車機構２のキャ
リヤ１０に連結された出力軸１３は入力軸１１と同一回
転をし、変速比は“１″となる。

（前進第５速） 第２クラッチ手段Ｃ２と第１ブレーキ手段Ｂ１とを係合
させる。すなわち第１遊星歯車機構１のキャリヤ９およ
び第２遊星歯車機構２のリングギヤ６を入力Ｎ１１に連
結するとともに、第１遊星歯車機構１のリングギヤ５を
固定する。この場合、第１遊星歯車機構１では、リング
ギヤ５を固定した状態でのキャリヤ９からの入力になる
ので、サンギＶ３は増速されて正回転する。したがって
第２遊星歯車機構２ではサンギヤ４が増速正回転してい
る状態でリングギ−Ｖ６を正回転させることになるので
、キャリヤ１０はリングギヤ６に対して増速されて正回
転する。その結果、出力軸１３は入力＠１１に対して増
速正回転し、変速比が“１″以下のオーバードライブ段
となる。この場合の変速比は、 ρ１　（１＋ρ２））／（ρ１＋ρ２＋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Ｂ２とを係合
させる。すなわち第１遊星歯車機構１のリングギヤ５か
ら入力し、かつ第１遊星爾巾機構１のキャリヤ９および
第２遊星歯車機構のリングギヤ６を固定する。したがっ
て第１遊星歯車機溝１では、キャリヤ９を固定した状態
でのリングギヤ５からの入力になるから、サンギヤ３は
入力軸１１に対して増速されて逆回転（入力１Ｖｉｌ１
１１１との反対方向の回転）する。また第２遊星歯車機
構２では、そのサンギヤ４か第１遊星歯車機構１のサン
ギヤ３と一体となっているから、リングギヤ６を固定し
た状態でのサンギヤ４からの入力になり、したがって第
２遊星歯車機構２のキャリヤ１０はサンギヤ４に対して
減速され、かつサンギヤ４と同方向に回転する。すなわ
ち逆回転する。その結果、出力軸１３は入力軸１１に対
して減速されて逆回転し、後進段となる。この場合の変
速比は、−ρ１　（１＋ρ２）／ρ２である。

なお、第１図に示す構成の変速装置による前進第３速（
は、前述した第２クラッチ手段Ｃ２および第３ブレーキ
手段Ｂ３を係合させて設定する以外に、第３クラツヂ手
段Ｃ３および第１ブレーキ手段Ｂ１を係合さゼることに
より設定することもできる。すなわち第１遊星歯車別横
１および第２遊星園巾機構２のサンギヤ３，４を入力軸
１１に連結する一方、第１遊星歯車機構１のリングギヤ
５を固定すれば、第１遊星歯車機構１においては、キャ
リヤ９か減速されて正回転する。これに対して第２遊星
歯車機構２では、サンギヤ４が入力軸１１と同一回転す
ることに加え、リングギヤ６カー第１遊星歯車機１ＦＪ
１のキャリヤ９と一体であって減速されて正回転するの
で、第２ｔｉ星南単機構２のキャリヤ１０は、リングギ
ヤ６を固定した場合に比較して増速されて正回転する。

すなわち入力Ｎ１１の回転は第１遊星筒巾機横１におい
て減速されるとともに、第１遊星歯車機構１から伝達さ
れた回転を第２遊星歯車機惜２が若干増速しで出力１１
３に伝達し、その結果、変速比は、（１＋ρ１）〈１＋
ρ２）／（ρ１＋ρ２＋ρ１・ρ２）となる。

このような前進第３速を含む各クラッチ手段およびブレ
ーキ手段の作動衣を第２表に示す。

（この頁、以下余白） なｄ３、この発明におけるクラッチ手段は、上述した実
施例で包括的に述べであるように、要は、入力部材と遊
星歯車Ｉａ慣の各部材とを連結し、またその連結を解除
し得るものであればよいのであり、したかって多板クラ
ッチや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、入力部材と他の
部材とを個別に連結し、かつ連結の解除を行ない１７れ
ばよいので、クラッチ手段としては、入力部材と他の２
ないし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あってもよい。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、多板ル−キャハンドブレ
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。

発明の詳細 な説明したようにこの発明の変速装置では、２組のシン
グルピニオン型遊早図車（幾構を主体として構成し、前
進５段・後進１段の変速段を設定することができ、した
がって小型軽♀で、しかも前進第１速の変速比を大きく
して発進加速性能に侵れだ変速装置とすることができる
。特にこの発明では、二つの遊星歯車機構の間に介在さ
せる連結部材は、第１遊星歯車機構のキャリヤと第２遊
星歯車機構のリングギヤとを連結する部材のみでよいか
ら、遊星歯車機構同士の間隔を狭くして全長の１Ωい変
速装置とすることができ、さらにトルク伝達のための中
間軸は各遊星歯車機構のザンギャを連結する１本の軸で
よいから、半径方向での寸法を小さくしてこの点でも小
型軽量を図ることができ、これに加え、軸受構造や潤滑
構造を簡素かすることができる。総じてこの発明によれ
ば、車両搭載性に優れ、かつ低コストの自動変速機用変
速装置を１ｑることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を１京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・・・４Ｊンギヤ、　５，６・・・リングギヤ
、　９゜１０・・・キャリヤ、　１１・・・入力軸、　
１３・・・出力幅、　ＣＩ　、Ｃ２、Ｃ３・・・クラッ
チ手段、　Ｂ１　。 Ｂ２　、Ｂ３・・・ブレーキ手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 サンギヤとそのサンギヤに対して同心状に配置されたリ
   ングギヤと、これらサンギヤとリングギヤとの間に配置
   されてサンギヤおよびリングギヤに噛合するプラネット
   ピニオンとを有する２組のシングルピニオン型遊星歯車
   機構が同軸上に配列され、 第１遊星歯車機構のキャリヤと第２遊星歯車機構のリン
   グギヤとが連結されるとともに、第１遊星歯車機構のサ
   ンギヤと第２遊星歯車機構のサンギヤとが連結され、 また入力軸を、第１遊星歯車機構におけるサンギヤとキ
   ャリヤとリング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遊星歯車機構のサンギヤおよび第２遊星歯車機構の
   サンギヤの回転と第１遊星歯車機構のリングギヤの回転
   と第１遊星歯車機構のキャリヤおよび第２遊星歯車機構
   のリングギヤの回転とのそれぞれを選択的に阻止するブ
   レーキ手段が設けられ、 さらに第２遊星歯車機構のキャリヤに出力軸が連結され
   ていることを特徴とする自動変速機用歯車変速装置。