JPS59183148A

JPS59183148A - 自動変速機の遊星歯車列

Info

Publication number: JPS59183148A
Application number: JP58057831A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Hiraiwa; 一美平岩
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1983-04-04
Filing date: 1983-04-04
Publication date: 1984-10-18

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】（イ）技術分野本発明は、自動変速機の遊星歯車列に関するものである
。

（ロ）従来技術２つの遊星歯車組を用いた従来の前進４速自動変速機の
遊星歯車列としては、例えは第１図に示す米国ＧＭ社製
のものがある。この自動変速機の遊星歯車列は、２つの
遊星歯車組Ｇ１及びＧ２のサンギアＳ、及びＢ２、イン
ターナルギアＲ１及びＲ２、及びピニオンキャリアＰＣ
，及びＰＯ２を、入力軸■、出力軸０．４つのクラッチ
Ｃ，、Ｃ２・Ｃ３及びＣ４・２つのブレーキＢ、及びＢ
２、及び２つのワンウェイクラッチＯＷＣ、及び０ＷＣ
２と図示のように連結したものである。この自動変速機
の遊星歯車列は、クラッチＣ，，Ｃ２、Ｃ３及びＣ４、
ブレーキＢ１及びＢｚ、及びワンウェイクラッチＯＷＣ
、及び０ｗＣ２を、第２図に示すように選択的に作動さ
せることにより、前進４速及び後進１速を得ることがで
きる。

しかしながら、上記のような従来の自動変速機の遊星歯
車列にあっては、第１．２及び３速においては入力軸Ｉ
の回転力はクラッチｃ３及び、ワンウェイクラッチＯＷ
Ｃ、を介してサンギアＳ１に入力され、また後進時には
入力細工の回転力はクラッチＣ２を介してサンギアＳ２
に入力されるため、径の比較的小さいサンギアＳ１及び
Ｓ２の歯に作用する応力は大きくなり、入力許容トルク
が制限されるという第１の問題点があった。また、第４
速時には、サンギアＳ！が入力細工の回転速度の約２．
５倍の回転速度で回転するため、サンギアＳ１に連結さ
れた部材の強度及びこれを支持する軸受の耐久性を考慮
する必要があるという第２の問題点があった。更に、第
２速時には、入力細工から入力された回転力の一部が遊
星歯車組Ｇ１及びＧｚ間において循環し、動力の伝達効
率が低下し、また遊星歯車組Ｇｌ及びＧ２の耐久性の点
からも好ましくないという第３の問題点があった。

（ハ）発明の目的本発明は、２つの遊星歯車組を用いた前進４速の自動変
速機の遊星歯車列であって、前述のような３つの問題点
を解消したもの、すなわち常用範囲において一方のサン
ギアを通してすべての回転力が入力されることはなく、
非常に高速で回転する部材がなく、また遊星歯車組間で
動力の循環を生じない自動変速機の遊星歯車列を得るこ
とを目的としている。

（ニ）発明の構成本発明は、２つの遊星歯車組、２つのクラッチ及び２つ
のブレーキから成る周知のシンプソン型遊星歯車列に２
つのクラッチ及び１つのワンウェイクラッチを追加して
配置することにより構成される。すなわち、シンプソン
型遊星歯車列の２つのサンギアの間に第３のクラッチを
配置し、入力軸と一方のサンギアとの期に第４のクラッ
チを配置し、またシンプソン型遊星歯車列の第１速時に
固定されるピニオンキャリアと他方の遊星歯車組のサン
ギアとの間にワンウェイクラッチを配置する。結局、本
発明による自動変速機の遊星歯車列は、第１及び第２の
遊星歯車組、第１、第２、第３及び第４のクラッチ、及
び第１及び第２のブレーキから成り、第１遊星歯車組は
第１サンギア、第１インターナルギア及び第１ピニオン
キヤリアを有しており、第２遊星歯車組は第２サンギア
、第２インターナルギア及び第２ビニオンキヤリアを有
しており、第１サンキア及び第１インターナルギアはそ
れぞれ第１クラツチ及び第２クラツチを介して入力軸と
連結可能であり、第１ピニオンキヤリア及び第２インタ
ーナルギアは出力軸と連結されており、第１サンギアは
第１ワンウエイクラツチを介して第２キヤリアと連結さ
れており、また第１サンギアは第３クラツチを介して第
２サンギアと連結可能であり、第２サンギアは第４クラ
ツチを介して入力軸と連結可能であり１、第２サンギア
及び第２キヤリアはそれぞれ第１ブレーキ及び第２ブレ
ーキによって静止部に対して固定可能としである。

（ホ）実施例以下、本発明の実施例を添付図面の第３〜１１図に基づ
いて説明する。

（第１実施例）第３及び第４図に本発明の第１実施例を示す。

第３図に示す自動変速機の遊星歯車列は、第１遊星歯車
組Ｇ１及び第２遊星歯車組ＧＺ、入力軸工、出力軸Ｏ１
’；１ラーｙチｃ＋、ｃｚ、ＣＡ及びＣ４、ブレーキＢ
】及びＢｚ、及びワンウェイクラッチＯＷＣ、を有して
いる。第１遊星歯車組Ｇ】は、第１サンギアＳ１、第１
インターナルギア　・Ｒ１、及び第１サンギアＳ１及び
第１インターナルギアＲ１と同時にかみ合う第１ピニオ
ンギアＰ１を支持する第１ビニオンキャリアＰＣ，を有
している。同様に第２遊星歯車組Ｇ２も、第２サンギア
３２、第２インターナルギアＲ２、及び第２サンギアＳ
２及び第２インターナルギアＲ２と同時にかみ合う第２
ピニオンギアＰ２を支持する第２ピニオンキヤリアＰＣ
２を有している。第１サンギアＳ】と入力軸重とは、両
者を締結又は解放可能な第１クラッチＣ，を介して連結
されている。また、＄１インターナルギアＲ１は、締結
又は解放可能なりラッチＣ２を介して久方軸重と連結さ
れている。第１ピニオンキヤリアＰＣＩ及び第２インタ
ーナルギアＲＺは出力軸０と常に連結されている。、第
１サンギアＳ１と第２サンギアＳ２とは、両者と締結又
は解放可能なりラッチｃヨを介して連結されている。ま
た、第１サンギアＳｔは一方向にのみ回転力を伝達可能
なワンウェイクラッチＯＷＣ、を介して第２ピニオンキ
ヤリアＰＣ２と連結されている。第２サンキアＳ２は第
１ブレーキＢ１によって静止部に対して固定することが
可能である。また、第２ピニオンキヤリアＰＣ２は第２
ブレーキＢ２によって静止部に対して固定することが可
能である。

上記のような構成の自動変速機の遊星歯車列のクラッチ
Ｃ１、Ｃ２，Ｃ３及びＣ４、及びブレーキＢ１及びＢ２
を、第４図に示すような組み合わせで選択的に作動させ
ることにより、同図に示すような変速比を有する前進４
速及び後退ｌ速を得ることができる。なお、同図中のα
ｌ及びα２はそれぞれ第１サンギアＳ１と第１インター
ナルギアＲ】との歯数の比及び第２サンギアＳ２と第２
インターナルギアＲＺとの歯数の比である。上記作動の
うち第１．２及び３速については周知のシンプソン型遊
星歯車列の作動と基本的に同様である。すなわち、これ
らの変速段においてはクラッチＣ３が締結されており、
クラッチＣ４が解放されており、またワンウェイクラ・
ンチＯＷＣ、は空転しており、この状態はシンプソン型
遊星歯車列と全く同じ状態である。この場合、クラッチ
Ｃ２がシンプソン型遊星歯車列のフォワードクラッチに
相当し、クラッチＣ，がハイクラッチに相当し、ブレー
キＢｚがローアンドリバースブレーキに相当し、またブ
レーキＢ、がインターミゾイエイトブレーキに相当する
。また、後退時についても、クラッチＣ４及びブレーキ
Ｂ２が締結された状態はシンプソン型遊星歯車列の後退
時と同様である。第４速時にはクラッチＣ２及びＣ３が
解放され、クラッチＣ１が締結され、ワンウェイクラッ
チＯＷＣ，が固定状態となり、またブレーキＢ、が締結
される。従って、入力軸重の回転力が第２ピニオンキヤ
リアＰＣＺに伝達される状態となり、また第２サンキア
ＳｚがブレーキＢ１によって固定される。このため、第
２インターナルギアＲｚ（及びこれと連結された出力軸
Ｏ）は入力軸重よりも増速された状態で回転する。すな
わち、第４速はオーバドライブとなる。なお、この場合
、ワンウェイクラッチＯＷＣ、を介して回転力の伝達が
行なわれるため、逆方向からの駆動はできない。すなわ
ち、エンジンブレーキは作用しない。

この第３図に示した自動変速機の遊星歯車列では、第１
．２及び３速においては入力軸Ｉの回転力は第１インタ
ーナルギアＲ１に入力され、第４速においては第２ピニ
オンキヤリアＰＣ２に入力される。従って、比較的径の
大きいインターナルギア又はピニオンキャリアに回転力
が入力されるため、歯車に作用する応力はサンギアに入
力される場合と比較して小さくなる。なお、後退時には
第２サンギアＳ２に入力軸重の回転力が入力されるが、
後退走行時間は非常に短いので、歯車の寿命に及ぼす影
響は非常に小さい。

また、８３図に示す自動変速機の遊星歯車列では、第４
速時に第１インターナルギアＲ，は入力軸Ｉよりも高速
で回転するが、その回転速度は比較的小さい。これを第
５〜９図に示す線図に基づいて説明する。これらの線図
は遊星歯車組の各要素の回転速度の関係を示すものであ
る。すなわち、インターナルギアＲ、ピニオンキャリア
ＰＣ１及びサンギアＳの回転数をそれぞれＮＲ、ＮＰＣ
及びＮｓとし、（サンギアＳの歯数）／（インターナル
ギアＲの歯数）をαとすれば、これらの間にはＮＲ十ａ
×Ｎｓ　　（１＋α）ＸＮＰＣ＝　Ｏの関係式が成立す
る。従って、リングギアＲ、ピニオンキャリアＰＣ及び
サンギアＳの各回転数を示す縦軸をそれぞれＲ軸、ＰＣ
軸及びＳ軸とし、Ｒ軸とＰＣ軸との間の距離と、ＰＣ軸
とＳ軸との間の距離との比をαとなるようにすれば、こ
の座標上における任意の直線とＲ軸、ＰＣ軸及びＳ軸と
の交点の座標は上述の式に示される関係を満足すること
になる。なお、２つの遊星歯車組を組み合わせた場合に
は、互いに連結されている要素を示す縦軸は同じ位置に
描く。第５図は第１速の状態を示す。この場合、第２ピ
ニオンキヤリアＰＣ２が固定されるためＰＣＺ軸上に回
転数０の点を取り、第１インターナルギアＲ１が入力軸
重と連結されるためＲ１軸上に１の点を取り、これらの
点を結べば、この線と縦軸との交点か各要素の回転数を
示すことになる。この場合、Ｐ　Ｃｌ軸及びＲＺ軸が出
力軸Ｏの回転を示すことになる。すなわち、出力軸０は
入力軸重の回転に対して減速されることになる。第６及
び７図にそれぞれ第２速及び第３速の場合の線図を示す
。いずれの場合も、入力軸Ｉと連結されている第１イン
ターナルギアＲ，よりも高速で回転する要素が存在しな
いことは明らかである。第９図に第４速の場合の線図を
示す。この場合、実線で示す第２遊星歯車組Ｇ２の各要
素の関係に着目すると、第２ピニオンキヤリアＰＣ２が
入力軸重と連結され、第２インターナルギアＲ２が出力
軸Ｏと連結されており、また第２サンギアＳ２が固定さ
れ、る。従って、第２インターナルギアＲ２は入力回転
速度以上の回転速度で回転するオーバドライブ状態とな
る。第１遊星歯車組Ｇ１についてみると、第１サンギア
Ｓ１は入力軸重と連結されており、また第１ピニオンキ
ャリアＰＣ，は第２インターナルキアＲ２と連結されて
いるため、図示のような破線で示す関係が得られる。従
って、第１インターナルキアＲ１は入力回転速度以上の
回転速度で回転することになるが、入力回転速度の約１
．５倍であり、入力回転速度に対する比率は比較的小さ
い。なお、第９図には後退時の線図を示しておく。

また、この自動変速機の遊星歯車列では、入力された回
転力の一部が両遊星歯車組Ｇ１及びＧ２間で循環すると
いうこともない。従って、動力伝達に伴なう損失も少な
い。

（第２実施例）第１０図に本発明の第２実施例を示す。この実施例は、
第３図に示した第１実施例に、第２ワイウエイクラツチ
ｏｗｃ２を追加し、またクラ・ンＣ４を油圧式クラッチ
に換えてドッグクラッチとしたものである。その他の構
成は第１実施例と同様である。第２ワンウエイクラツチ
０ＷＣ２はブレーキＢ２と並列に設けられている。すな
わち、第２ピニオンキヤリアＰＣ２と静止部との間に配
置され、第２ピニオンキヤリアＰＣ２の一方向への回転
を常に阻止するようにしである。従って、入力軸王制か
ら駆動される場合には、第２ワンウエイクラツチ０ＷＣ
２が第２ピニオンキヤリアＰＣ２の反力を受けることと
なるため、自動変速走行時には第２ブレーキＢ２を作動
させる必要がない。従って、変速時のタイミングの調整
が容易となる。また、クラッチＣ４をドッグクラッチと
したのは、クラッチＣ４は後退時にのみ締結されるので
変速タイミングの間距がなく、機械的クラ・ンチでも差
し支えないからである。この第２実施例の各要素の作動
の組み合わせを第１１図に示しておく。なお、この実施
例では、第２ワンウエイクラツチＯＷＣ、及びドッグク
ラッチの両方を採用しているが、いずれか一方としても
差し支えない。

（へ）発明の詳細な説明してきたように、本発明による自動変速機の遊星
歯車列は、第１サンギア、第１インターナルギア及び第
１ピニオンキヤリアから成る第１遊星歯車組と、第２サ
ンギア、ｆｉｒ、２インターナルギア及び第２ピニオン
キヤリアから成る第２遊星歯車組とを有し、第１サンギ
ア及び第１インターナルギアはそれぞれ第１クラツチ及
び第２クラツチを介して入力軸と連結可能であり、第１
ピニオンキヤリア及び′第２インターナルギアは出力軸
と連結されており、第１サンギアは第１ワンウエイクラ
ツチを介して第２ピニオンキヤリアと連結されており、
また第１サンギアは第３クラッチを介して第２サンギア
と連結可能であり、第２サンキアは第４クラツチを介し
て入力軸と連結可能であり、第２サンギア及び第２ビニ
オンキヤリアはそれぞれ第１ブレーキ及び第２ブレーキ
によって静止部に対して固定可能としたので、遊星歯車
の応力が軽減され、また第４速時に入力軸よりも高速で
回転する部材の回転速度を減少させることができ、更に
動力の循環を防止して伝達効率を向上させることができ
るという効果が得られる。また、それぞれ第１０図に示
した実施例のように、ワンウェイクラッチを設けること
により、変速タイミングの調整の容易化という効果を得
ることができ゛る。また、本発明による遊星歯車列では
、すべてのクラッチが遊星歯車組の前方に配置されてい
るため、クラッチの外周に別のクラッチを配置すること
が可能であり、比較的全長の短い配置とすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の自動変速機の遊星歯車列を示す図、第２
図は第１図に示す自動変速機の遊星歯車列の各変速段に
おいて動作する部材の組み合わせを示す図、第３図は本
発明による自動変速機の遊星歯車列を示す図、第４図は
第３図に示した自動変速機の遊星歯車列の各変速段番こ
おｌ／）て作動する部材の組み合わせを示す図、第５〜
９図は遊星歯車組の各要素の回転数の関係を示す線図、
第１０図は本発明の第２実施例を示す図、８１１図は第
１０図に示した自動変速機の遊星歯車列の各変速段にお
いて作動する部材の組み合わせを示す図である。Ｇ１・ψ・第１遊星歯車組、ＧＺ・・・第２遊星歯車組
、Ｓｌ・・・第１サンギア、Ｓ２・・・第２サンギア、
Ｐ　Ｃ１・壷壷第１ピニオンキャリア、Ｐ　Ｃ２・・Φ
第２ピニオンキャリア、Ｂ１壷・・第１インターナルキ
ア、Ｒ２・・・第２インターナルギア、工・９＃入力軸
、０・Ｑ・出力軸、Ｃ，・・・第１クラツチ、Ｃ２・・
・第２クラツチ、Ｃ３・・・第３クラツチ、Ｃ４・・・
第４クラツチ、Ｂ１・・・第１ブレーキ、ＢＺ・・・第
２ブレーキ、ＯＷＣ、・・・第１ワンウエイクラツチ、
ＯＷ　Ｃｚ・・・第２ワンウエイクラ・ンチ。特許出願人　　日産自動車株式会社代理人　　　　　　　　弁　　理　　士　　宮　　内　
　牙１］　　イ１第１図しＩ第２回箪５図 “　　　　ＲＩ　　　　　ＰＣ＋　　　　　　　　　　
Ｓｌ第６回人　　　　　出カ　　　　　　カＲＩ　　　　　　　ＰＣＩ　　　　　　　　　　　　　
ＳｌＲ＋　　　　　　ＰＣ＋　　　　　　　　　　　　
Ｓ＋第８図

Claims

【特許請求の範囲】１、第１サンギア、第１インターナルギア及び第１ピニ
オンキヤリアから成る第１遊星歯車組と、第２サンギア
、第２インターナルギア及び第２ピニオンキヤリアから
成る第２遊星歯車組とを有し、第１サンギア及び第１イ
ンターナルギアはそれぞれ第１クラツチ及び第２クラツ
チを介して入力軸と連結可能であり、第１ピニオンキヤ
リア及び第２インターナルギアは出力軸と連結されてお
り、第１サンキアは第１ワンウエイクラツチを介してｗ
Ｓ２ピニオンキャリアと連結されており、また第１サン
ギアは第３クラツチを介して第２サンギアと連結可能で
あり、第２サンギアは第４クラツチを介して入力軸と連
結可能であり、第２サンギア及び第２ピニオンキヤリア
はそれぞれ第１ブレーキ及び第２ブレーキによって静止
部に対して固定可能である自動変速機の遊星歯車列。２、第２ピニオンキヤリアと静止部との間に第２ワンウ
エイクラツチが設けられている特許請求の範囲第１項記
載の自動変速機の遊星歯車列。３、第４クラツチはドッグクラッチである特許請求の範
囲第１又は２項記載の自動変速機の遊星歯車列。