JPH0429650A - 遊星歯車変速機構 - 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） 本発明は自動変速機等の動力伝達列に用いる遊星歯車変
速機構に関するものである。

（従来の技術） 遊星歯車変速機構としては従来、特開昭５２１４９５６
２号公報に記載された第９図に示す如きものがある。こ
の遊星歯車変速機構は入力軸Ｉ及び出力軸０間に同軸に
入力軸側から順次第１、第２及び第３遊星歯車組Ｇｌ、
　Ｇ２．　Ｇ３を介装し、これら遊星歯車組をサンギヤ
Ｓ、、　５２．　Ｓ３と、リングギヤＲ１゜Ｒ２，Ｒ３
と、これらサンギヤおよびリングギヤに噛合するビニオ
ンｐ１．　ｈ、Ｒ３と、このピニオンを回転自在に支持
するピニオンキャリアＰｃｔ、　ＰＣ２，ＰＣ３とより
なる単純遊星歯車組とする。そして、サンギヤＳ２＋　
５３を一体結合して第４回転メンバ■とし、第１クラツ
クＣＩにより入力軸■に結合可能とし、キャリアＰＣ３
を第４回転メンバ■とし、出力軸Ｏに結着し、キャリア
ＰＣ２およびリングギヤＲ３を一体結合して第４回転メ
ンバ■とし、第１ブレーキＢ１により固定可能にすると
共に第２クラツクＣ２により入力軸■に結合可能とし、
リングギヤＲ２を第４回転メンバ■とし、第２ブレーキ
Ｂ２により固定可能とし、サンギヤＳ、を第４回転メン
バ■とし、入力軸Ｉに結着し、キャリアｐｃ、を第４回
転メンバ■として前記第４回転メンバ■に結着し、リン
グギヤＲ１を第４回転メンバ■とし、第３ブレーキＢ３
により固定可能とする。

かかる構成において、遊星歯車変速機構の共線図は第１
０図の如くになり、横軸に設定歯数比に対応して割振ら
れる回転メンバ■〜■の位置と、回転メンバ■〜■の位
置とを取り、縦軸に回転メンバ毎の回転速度比（回転メ
ンバの回転速度／入力軸の回転速度）を取って表わし、
回転メンバ■〜■に係る共線図と回転メンバ■〜■に係
る共線図を同一図面上に示した。なお、回転速度比０は
回転メンバの固定を示し、１は入力軸回転と同方向（正
転方向）同速回転を示し、−１は入力軸回転と逆方向（
逆転方向）同速回転を示す。この共線図に示す如く、回
転メンバの回転をクラッチＣｌＣ２，Ｇ３及びブレーキ
Ｂｌ、　Ｂ２のうち２個の摩擦要素により拘束すること
で、前進６速、及び後退１速の変速段を選択的に得るこ
とができる。そして、回転メンバ■、■間の間隔と、■
、■間の間隔と、■、■間の間隔との比率を１：Ａ：Ｂ
とし、００間の間隔と、■、■間の間隔との比を１：ｃ
とすると、遊星歯車組Ｇｌ、　Ｇ２．　Ｇ３の歯数比（
サンギヤ歯数／リングギヤ歯数）α１．α２．α３は夫
々α＋＝Ｃ α２＝Ｂ÷（１＋Ａ） α３＝Ａ で与えられる。

又、選択される変速段と、締結される摩擦要素（○で示
す）との関係、並びに変速段毎のギヤ比は次表で示す如
くになる。

１□」−一表 （発明が解決しようとする課題） しかしてかかる従来の遊星歯車変速機構にあっては、第
１キヤリアＰＣ３が第２リングギヤＲ２と一体結合され
ているため、１速、２速、６速において第１サンギヤＳ
１が常時入力軸■と一体回転（正転）しているのに対し
第１キヤリアＰＣＩが逆方向に回転することとなり、特
に１速で第１キヤリアＰＣ０の第１サンギヤＳ、に対す
る相対回転が極めて大きくなるのを避けられなかった。

従って、この状態では無負荷ながら第１キヤリアＰＣ０
に回転自在に支持されたピニオンＰ、が高速回転され、
このピニオンとサンギヤＳ、及びリングギヤＲ９との噛
合部に生ずるギヤノイズが大きくなるだけでなく、耐久
性の点でも不利になる。

本発明はギヤ比を変更したり、摩擦要素の数を増やした
り、遊星歯車組を変更することなく、高速回転するピニ
オンが存在しないような遊星歯車変速機構を構築し、も
って上述の問題を解消することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この目的のため本発明は入出力軸間に遊星歯車組を同軸
に介装して具え、該遊星歯車組を経由して入力軸から出
力軸へ複数の変速比で動力を伝達し得るよう、遊星歯車
組の構成要素を適宜相互結合又は固定される７個の相対
回転可能なメンバに編成した遊星歯車変速機構において
、 前記メンバのうち第１メンバを第１摩擦要素により入力
軸に結合可能とし、第２メンバを出力軸に結着し、第３
メンバを第２摩擦要素により固定可能にすると共に第３
摩擦要素により入力軸に結合可能とし、第４メンバを第
４摩擦要素により固定可能とし、第５メンバを入力軸に
結着し、第６メンバを第５摩擦要素により第４メンバに
結合可能とし、第７メンバを遊星歯車変速機構のケース
に固着し、 第１、第２、第３及び第４メンバを共線図上でこの順番
に配置して１本の線で表わし、第５、第６及び第７メン
バを共線図上でこの順番に配置して別の１本の線で表わ
し得るよう構成したものである。

（作　用） 遊星歯車組の構成要素を編成されてなる７個の相対回転
可能なメンバは、常時固定された第７メンバを除く第１
乃至第６メンバを第１乃至第５摩擦要素により適宜相互
結合又は固定されることにより、複数の変速比で入力軸
の回転を出力軸に伝達する。

ところでこの際、第６メンバが動力伝達に関与しない時
はこれを第５摩擦要素により第４メンバから切離してお
くことができることから、第６メンハは単独回転可能と
なり、これに係る常時固定の第７メンバと、入力軸と共
に回転する第５メンバとの間の歯数比により決まる速度
でこの第５メンバと同方向に回転される。よって、第６
メンバがこれに係る第５及び第７メンバに対し相対的に
高速回転されることはなくなり、ギヤノイズ及び耐久性
の両点で従来機構の問題を、ギヤ比及び遊星歯車組の変
更や摩擦要素数の増大に顧ることなく解消することがで
きる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第１図は本発明遊星歯車変速機構の一実施例で、図中第
９図におけると同様の部分を同一符号にて示す。

本例では、入力軸Ｉ及び出方軸０間に同軸に入力軸側よ
り順次第１遊星歯車組Ｇ１、第２遊星歯車組Ｇ２及び第
３遊星歯車組Ｇ３を配置する。これら遊星歯車組Ｇｌ、
　Ｇ２．　Ｇ３は全て単純遊星歯車組とし、サンギヤＳ
Ｉ＋　Ｓｏｌ　ｓ３と、リングギヤＲ＋、Ｒｚ、　Ｒ３
ト、これらサンギヤ及びリングギヤに噛合するピニオン
ＰＩ＋　Ｐ２１　Ｐ３と、このピニオンを回転自在に支
持するピニオンキャリアＰＣ＋、ＰＣｚ、ＰＣｚ　とで
構成する。

サンギヤＳｌ＋　ｓＺを一体係合して第１メンバ■とし
、これを第１摩擦要素としての第１クラツチｃ１により
入力軸Ｉに結合可能とする。又、キャリアｐｃ３を第２
メンバ■とし、出力軸０に結着する。

そして、キャリアＰＣ２およびリングギヤＲ３を一体結
合して第３メンバ■とし、これを一方で第２摩擦要素と
しての第１ブレーキＢ１により固定可能にし、他方で第
３摩擦要素としての第２クラツチＣ２により入力軸Ｉに
結合可能とする。また、リングギヤＲ２を第４メンバ■
とし、これを第４摩擦要素としての第２ブレーキＢ２に
より固定可能とする。

又、サンギヤＳ１を第５メンバ■として入力軸Ｉに結着
し、キャリアＰＣ１を第６メンハ■とし、第５摩擦要素
としての第３クラツチＣ３により第４メンバ■に結合可
能とし、更にリングギヤＲ＋を第７メンパとして変速機
ケースに固着する。

かかる構成においては、クラッチＣＬ　Ｃ２，Ｃ３及び
ブレーキＢｌ、　Ｂ２の次表に示す選択的締結（○で示
す）により前進第１速乃至第６速及び後退の変速段を得
ることができる。

男−」Ｌ−表 この表に示さなかったが全ての摩擦要素を解放すると、
入力軸Ｉの回転が出力軸０に達しない中立状態となり、
この中立状態からクラ・ンチＣ１及びブレーキＢ１を締
結すると第１速が得られ、ブレーキＢ１に代えブレーキ
Ｂ２を締結すると、第２速が得られ、ブレーキＢ２に代
えクラッチＣ３を締結すると、第３速が得られ、クラッ
チＣ３に代えクラ・ンチＣ２を締結すると第４速が得ら
れ、クラッチＣ１に代えクラッチＣ３を締結すると、第
５速が得られ、クラッチＣ３に代えブレーキＢ２を締結
すると、第６速が得られる。又、クラッチＣ３及びブレ
ーキＢｌの締結により後退を選択することができる。な
お実際の変速に当っては、中立状態でブレーキＢ１を締
結のままにし、この中立状態から第１速又は後退の選択
に当り１個の摩擦要素Ｃ１又はＣ３を締結すればよいよ
うにする。

ここで、本例による遊星歯車変速機構の共線図を示すと
第２図の如くになり、設定歯数比に対応して横軸に割振
られるメンバ■〜■の位置で決まる■、■間の間隔と、
■、■間の間隔と、■、■間の間隔との比率を１：Ａ：
Ｂとし、０．０間の間隔と、■、■間の間隔との比率を
１：Ｃとすると、遊星歯車組Ｇｌ、　Ｇ２．　Ｇ３の歯
数比（サンギヤ歯数／リングギヤ歯数）α１．α２．α
３は夫々α、−Ｃ α２＝Ｂ÷（１＋Ａ） α３＝Ａ で与えられ、従って各変速段のギヤ比は前記第２表の如
くになる。

第１表及び第２表の比較から明らかなように、本例の構
成によってもギヤ比は従来と変化することがなく、従っ
て遊星歯車組の変更も不要で、摩擦要素の数も従来と同
じである。しかして、メンバ■、■間を常時結合せず、
第３クラツチＣ３の解放により適宜切離し得る構成故に
、第６メンハ■が第４メンバ■にともなわれて入力軸Ｉ
と逆方向へ回転するのを防止することができる。この時
第６メンハ■は、入力軸■と共に回転する第５メンバ■
（サンギヤＳ＋）によりピニオンＰＩを介し常時固定の
第７メンバ■（リングギヤＲ１）に沿って入力軸と同方
向に、又サンギヤＳ１及びリングギヤ９間の歯数比によ
り決まる速度で回転される。従って、第６メンバ■が第
５メンバ■及び第７メンハ■に対し高速で相対回転する
ことはなく、ピニオンＰ、の回転を抑えてギヤノイズ及
び耐久性の画点で前記した従来機構の問題を、ギヤ比及
び遊星歯車組の変更や、摩擦要素数の増大に顧ることな
く解消することができる。

又本例では第２表から明らかなように、隣り合う変速段
間の変速を全て１つの締結状態の摩擦要素の解放と、他
の１つの解放状態の摩擦要素の締結とで行う構成になる
から、摩擦要素の切換えにより発生する締結ショックを
抑制し各変速の品質を容易に確保することができる。

第３図は本発明の他の例を示し、本例では第１遊星歯車
組Ｇ１をダブルピニオン遊星歯車組とする。

この歯車組は相互に噛合する一対のビニオンＰＩ＋Ｐｌ
′をキャリアＰＣ３に回転自在に支持して具え、一方の
ビニオンＰ１をサンギヤＳＩに、又他方のピニオンＰ２
をリングギヤＲ１に夫々噛合させたものである。そして
、リングギヤＲ＋を第６メンバ■として第３クラツチＣ
３により第４メンバ■に結合可能とし、キャリアＰＣＩ
　を第７メンバ■とし変速機ケースに固定する。

本例の共線図は第４図に示す如く第２図に等価なものと
なり、第１遊星歯車ＭｉＧ１の歯数比α１がα、＝Ｃ÷
（１＋Ｃ） となる以外、ギヤ比も前記第２表に示したものと同じで
、前記第１実施例と同様の作用効果を達成することがで
きる。

第５図は本発明の更に他の例を示し、本例では第３図の
例と同様に第１遊星歯車組Ｇｌをダブルピニオン型遊星
歯車組とし、サンギヤＳ１を第５メンバ■、リングギヤ
Ｒ１を第６メンバ■、キャリアＰＣ。

を第７メンバ■とするが、第２遊星歯車組Ｇ２及び第３
遊星歯車組Ｇ３を１つの複合遊星歯車列により構成する
。この複合遊星歯車列はリングギヤＲ２Ｒ３を共有し、
キャリアｐｃ２．　ｐｃ、を一体化したもので、サンギ
ヤＳ２と、リングギヤＲ２と、ビニオンＰ２と、キャリ
アＰＣＩ　とでシングルピニオン型の第２遊星歯車組Ｇ
２を、又サンギヤＳ３と、リングギヤＲ３と、相互に噛
合するピニオンＰ３．　Ｐ、と、キャリアＰＣ３とでダ
ブルピニオン型の第３遊星歯車ａＧ３を夫々構成する。

そして、サンギヤＳ３を第１メンバ■とし、第１クラツ
チＣ１により入力軸Ｉに結合可能にし、リングギヤＲ，
，Ｒ，を第２メンバ■として出力軸０に結着し、キャリ
アｐｃ２．　ｐｃ３を第３メンバ■とし、これを第１ブ
レーキＢ１により固定可能にすると共に第２クラツチＣ
２により入力軸Ｉに結合可能とする。

又、サンギヤＳ２を第４メンバ■として第２ブレーキＢ
２により固定可能とし、この第４メンバ■に第３クラツ
チＣ３を介して第６メンバ■（リングギヤＲ１）を結合
可能とする。

かかる構成においても第６図に示す如く、メンバ■〜■
の構成要素が上述の通りに変更になる以外、第４図と同
様な共線図となり、前記両実施例と同様の作用効果を達
成することができる。なお本例では特に、第２及び第３
遊星歯車組を１つの複合遊星歯車組列で構成したことに
より、リングギヤを１個減らすことができる。

第７図は本発明の更に別の例を示し、本例では第２、第
３遊星歯車組Ｇ２．　Ｇ３を１つの複合遊星歯車列で構
成するが、第５図の例と等価な別の構成を採用したもの
である。この場合も共線図は第６図と全く同様のものと
なり、前記各実施例と同様の作用効果を奏し得る。なお
本例と第５図とを比較するに、両者は実体上、遊星歯車
組Ｇ２．　Ｇ３の歯数比α２．α３の構成のし易さが異
なり、従ってギヤ比の守備範囲を異にする。

第８図は第１図に示す変速機構の変形例を示し、本例で
は第１図の構成に対し以下を付加する。即ち、第１クラ
ツチＣＩに直列に第１ワンウェイクラッチ０ＷＣＩを設
けると共に、これら第１クラツチＣ１及び第１ワンウェ
イクラッチに対し並列に第４クラツチＣ４を設ける。第
１ワンウェイクラッチ０ＷＣＩは第１クラツチＣ１の締
結状態で入力軸■から第１メンバ■への動力伝達を可能
にし、第１メンバ■による入力軸Ｉの逆駆動を不能にす
る向きに配置する。第４クラツチＣ４はこの逆駆動が必
要な時に第１メンバ■を入力軸Ｉに結合するためのもの
である。又、第１ブレーキＢ１に並列に第２ワンウェイ
クラッチ０−０２を設け、このワンウェイクラッチは第
３メンバ■の入力軸Ｉと逆方向の回転を阻止する向きに
配置する。

かかる構成において、摩擦要素Ｃ１〜Ｃ４，Ｂｌ、　Ｂ
２゜０ＷＣＩ　　０ＷＣ２の締結と、選択変速段との関
係を示すと次表の如くになり、ここで０部は締結、Δ印
はエンジンブレーキ要求時のみ締結、口印は加速時のみ
締結することを示す。

第一二り一表 本例の構成では、ワンウェイクラッチ０ＷＣＩ。

０ＷＣ２の付加により以下の利点が得られる。即ち、第
１速乃至第４速での加速中第４クラツチＣ４及び第１ブ
レーキＢ１を解放しておいても、ワンウェイクラッチ０
ＷＣ１，０ＷＣ２の適宜自己締結で正規の動力伝達がな
され、この加速状態から入力軸■への動力を滅じて惰性
状態に移行した時、両ワンウェイクラッチの自己解放に
よりエンジンブレーキが効かないようにし得る。従って
、当該移行時エンジンブレーキによる急減速が生ずるの
を防止し得て運転性を向上させることができる。

しかして降板路等でエンジンブレーキが必要な時は、第
４クラツチＣ４及び第１ブレーキＢ１の締結によりワン
ウェイクラッチ０ＷＣＩ、　０ＷＣ２の機能をころして
エンジンブレーキが効くようにする。

加えて第１ワンウェイクラッチ０ＷＣＩは第４速から第
５速へのアンプシフト変速に当り所謂ワンウェイクラッ
チ変速を可能ならしめ、第３クラツチＣ３を締結するだ
けで当該変速を遂行し得て変速ショックを小さくし易い
。又第２ワンウェイクラッチ０−Ｃ２は第１速から第２
速へのアップシフト変速に際し、第２ブレーキＢ２の締
結のみで第３メンバ■を固定可能となして（ワンウェイ
クラッチ０−０２の自己締結で）、当該変速を行わせる
ことができ、変速ショックを小さくし易い。

なお、第８図の上記着想は第３図、第５図及び第７図の
例にも同様に適用し得ることは言うまでもない。

（発明の効果） かくして本発明遊星歯車変速機構は、請求項１の構成に
したことから、第６メンバ■が動力伝達に関与しない時
はこれを第５摩擦要素（クラッチＣ３）により第４メン
バ■から切離すことができる。

従って、第６メンバ■は単独回転可能となり、これに係
る固定の第７メンバ■と、入力軸Ｉと共に回転する第５
メンバ■との間の歯数比により決まる速度でこの第５メ
ンバと同方向に回転される。

よって、第６メンバがこれに係る第５及び第７メンバに
対し相対的に高速回転されることはなくなり、ギヤノイ
ズ及び耐久性の画点で前記従来機構の問題を、ギヤ比及
び遊星歯車組の変更や摩擦要素の増大に鯨ることなく解
消することができる。

又請求項２の構成によれば、変速の品質を向上させるこ
とができ、更に請求項３，４の構成によれば惰性走行に
移る時の運転性の向上と、ワンウェイクラッチ変速の実
現とを可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明遊星歯車変速機構の一実施例を示すスケ
ルトン図、 第２図は同じくその共線図、 第３図は本発明の他の例を示すスケルトン図、第４図は
同じくその共線図、 第５図は本発明の更に他の例を示すスケルトン図、 第６図は同じくその共線図、 第７図及び第８図は夫々本発明の別の２例を示すスケル
トン図、 第９図は従来の遊星歯車変速機構を示すスケルトン図、 第１０図は同じくその共線図である。 ■・・・人力軸　　　　　　０・・・出力軸Ｇ１・・・
第１遊星歯車組　　Ｇ２・・・第２遊星歯車組Ｇ３・・
・第３遊星歯車組　　■・・・第１メンバ■・・・第２
メンバ　　　　■・・・第３メンバ■・・・第４メンバ
　　　　■・・・第５メンバ■・・・第６メンハ　　　
　■・・・第７メン八Ｃ１・・・第１クラツチ（第１摩
擦要素）Ｃ２・・・第２クラツチ（第３摩擦要素）Ｃ３
・・・第３クラツチ（第５摩擦要素）Ｃ４・・・第４ク
ラツチ（第６摩擦要素）Ｂ１・・・第１ブレーキ（第２
摩擦要素）Ｂ２・・・第２ブレーキ（第４摩擦要素）Ｏ
ＷＣＩ・・・第１ワンウェイクラッチ０−０２・・・第
２ワンウェイクラッチ第１ 図 破（冨２遊Ｕ連組） 第２図 孔３−−−Ｒ３−−− −−−−−−−−−−−−−ｆ見１山れ旺３（占ｆｋ上
ヒｄ３ン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入出力軸間に遊星歯車組を同軸に介装して具え、該
   遊星歯車組を経由して入力軸から出力軸へ複数の変速比
   で動力を伝達し得るよう、遊星歯車組の構成要素を適宜
   相互結合又は固定される７個の相対回転可能なメンバに
   編成した遊星歯車変速機構において、 前記メンバのうち第１メンバを第１摩擦要素により入力
   軸に結合可能とし、第２メンバを出力軸に結着し、第３
   メンバを第２摩擦要素により固定可能にすると共に第３
   摩擦要素により入力軸に結合可能とし、第４メンバを第
   ４摩擦要素により固定可能とし、第５メンバを入力軸に
   結着し、第６メンバを第５摩擦要素により第４メンバに
   結合可能とし、第７メンバを遊星歯車変速機構のケース
   に固着し、 第１、第２、第３及び第４メンバを共線図上でこの順番
   に配置して１本の線で表わし、第５、第６及び第７メン
   バを共線図上でこの順番に配置して別の１本の線で表わ
   し得るよう構成してなることを特徴とする遊星歯車変速
   機構。 ２、請求項１において、相隣れる変速比間の切換えを全
   て、１つの締結状態の摩擦要素の解放と、他の１つの解
   放状態の摩擦要素の締結とで行うよう構成した遊星歯車
   変速機構。 ３、請求項１又は２において、第１摩擦要素に直列に入
   力軸と同じ回転方向へ係合可能な第１ワンウェイクラッ
   チを設け、これら第１摩擦要素及び第１ワンウェイクラ
   ッチに並列に、第１メンバを入力軸に結合可能にする第
   ６摩擦要素を設けた遊星歯車変速機構。 ４、請求項１乃至３のいずれかにおいて、第２摩擦要素
   に並列に、第３メンバを入力軸と逆の回転方向へ固定可
   能な第２ワンウェイクラッチを設けた遊星歯車変速機構
   。