(57)【要約】【課題】  低速用ダンパと高速用ダンパとを、１つのダンパで共有する。【解決手段】  サンギヤ１２と、リングギヤ１４と、サンギヤ１２およびリングギヤ１４に噛み合う複数の遊星歯車１５を支持するプラネットキャリア１６とからなる遊星歯車機構４３と、リングギヤ１４とプラネットキャリア１６との間に設けられて減速されない高速段と減速される低速段とに切り替えるクラッチ２４と、クラッチ２４の切り離し時にサンギヤ１２の回転を規制するワンウエイクラッチ１３と、プラネットキャリア１６の出力側に設けた回転変動低減機構２０とを設け、リングギヤ１４をクランク軸に連結する一方、プラネットキャリア１６を変速機入力軸２に連結した。【選択図】  図１
2006200684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外歯を有するサンギヤと、該サンギヤを囲繞し内歯を有するリングギヤと、前記サンギヤおよび前記リングギヤに噛み合う複数の遊星歯車と、該遊星歯車を支持するプラネットキャリアとからなる遊星歯車機構を設け、前記リングギヤを入力軸に連結する一方、前記プラネットキャリアを出力軸に連結し、
前記リングギヤと前記プラネットキャリアとの間にクラッチを設けて減速比切り替え機構とし、該クラッチの切り離し時に前記サンギヤの回転を規制する規制手段を設け、
前記プラネットキャリアと前記出力軸との間に回転変動低減機構を設けたことを特徴とする動力伝達機構。
【請求項２】
請求項１に記載の動力伝達機構において、前記出力軸を被いかつ回転しない中空固定軸を設け、該中空固定軸に前記規制手段としてのワンウエイクラッチを介して前記サンギヤを取り付けたことを特徴とする動力伝達機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の自動変速機の副変速機として適用して好適な、動力伝達機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のエンジンとトランスミッションとの間に、特許文献１に記載のように動力伝達機構を備えたものが知られている。動力伝達機構は、外歯を有するサンギヤと、該サンギヤを囲繞し内歯を有するリングギヤと、前記サンギヤおよび前記リングギヤに噛み合って両ギヤ間で円弧に沿って移動する複数の遊星歯車を支持するプラネットキャリアとからなる遊星歯車機構と、該遊星歯車機構を構成する要素同士を直結あるいは分離させて、減速されないで１対１で直結される高速段と高い減速比で減速される低速段との間で減速比を切り替える減速比切り替え機構と、入力側と出力側との間に捩り振動が生じるのを低減する回転変動低減機構とを備えており、前記サンギヤを入力軸(クランク軸)に連結する一方、前記プラネットキャリアを出力軸(変速機入力軸)に連結し、前記リングギヤをワンウエイクラッチを介して中空固定軸に連結したものである。
【０００３】
高速段の状態では、減速比切り替え機構により、プラネットキャリアが入力軸に直結されるために遊星歯車機構が一体に回転し、入力軸と出力軸との回転比が１対１となり、入力軸とプラネットキャリアとの間に介在する高速用ダンパが作用する。一方、低速段の状態では、減速比切り替え機構によりプラネットキャリアが入力軸から切り離されるため、リングギヤがワンウエイクラッチにより回転を規制された状態で、サンギヤが回転すると遊星歯車の回転によりプラネットキャリアが減速されて回転し、入力軸に対して出力軸の回転数が少なくなり、入力軸とサンギヤとの間に介在する低速用ダンパが作用する
【特許文献１】特開２００４−１６２８０５号公報
【特許文献２】特開２００３−０３５３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、サンギヤへ入力する手前と、プラネットキャリアへ入力する手前の位置に低速用ダンパと高速用ダンパとを個別に設けなければならず、２つのダンパを設けることになり、占有スペースが大きくなると共に製造コストも高くなる。
【０００５】
一方、特許文献２の図７，１１，１２に、ダンパが単一の構成の伝動機構が開示されているが、これは本願発明が目的とするものとは異なる。即ち、特許文献２の伝動機構は、回転力がフロントカバーからダンパを介してクラッチまたは遊星歯車へ伝わる構成であるため、フロントカバーをクラッチの構成要素として使用することができず、ダンパの出力部以降に多板クラッチを採用せざるを得なくなる。多板クラッチは、特許文献１のようにフロントカバーをクラッチの構成要素として使用するタイプのクラッチに比べ、占有スペースが大きく製造コストも高くなる。従って、特許文献２の伝動機構は、ダンパを単一にできても、占有スペースを小さくしたり製造コストを下げることが難しい。
【０００６】
そこで本発明は、上記の課題を解決した動力伝達機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、外歯を有するサンギヤと、該サンギヤを囲繞し内歯を有するリングギヤと、前記サンギヤおよび前記リングギヤに噛み合う複数の遊星歯車と、該遊星歯車を支持するプラネットキャリアとからなる遊星歯車機構を設け、前記リングギヤを入力軸に連結する一方、前記プラネットキャリアを出力軸に連結し、前記リングギヤと前記プラネットキャリアとの間にクラッチを設けて減速比切り替え機構とし、該クラッチの切り離し時に前記サンギヤの回転を規制する規制手段を設け、前記プラネットキャリアと前記出力軸との間に回転変動低減機構を設けたことを特徴とする。
【０００８】
このような動力伝達機構では、低速段に切り替える際は、クラッチを切り離して入力軸からプラネットキャリアを切り離す。すると、入力軸からリングギヤへのみ回転力が伝わり、リングギヤと噛み合う遊星歯車が、回転の規制されたサンギヤの外周を転がりながら公転し、その結果、プラネットキャリアが減速されて回転することになる。この減速されたプラネットキャリアの回転が出力軸の回転となる。そして、プラネットキャリアと出力軸との間に介在する回転変動低減機構により、捩り振動が低減される。
【０００９】
一方、高速段に切り替える際にクラッチを繋ぐと、入力軸にプラネットキャリアが連結され、リングギヤおよびギヤプラネットキャリアが一体になって回転する。このとき、リングギヤとギヤプラネットキャリアとが相対的に回転しないために遊星歯車は回転せず、遊星歯車に噛み合うサンギヤもプラネットキャリアおよびリングギヤと一体になって回転する。つまり、入力側と出力側とが、１対１の回転数の比で回転する。そして、プラネットキャリアと出力軸との間に介在する回転変動低減機構により、捩り振動が低減される。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の動力伝達機構において、前記出力軸を被いかつ回転しない中空固定軸を設け、該中空固定軸に前記規制手段としてのワンウエイクラッチを介して前記サンギヤを取り付けたことを特徴とする。
【００１１】
このような動力伝達機構では、低速段に切り替えた場合は、クラッチを切り離すことにより遊星歯車が自由に公転できる状態でリングギヤが回転する。このとき、遊星歯車のサンギヤ側はリングギヤと反対方向へ回ろうとするが、ワンウエイクラッチの作用により、リングギヤと反対方向へのサンギヤの回転が規制される。このため、遊星歯車は規制されたサンギヤの外周をリングギヤの回転方向と同じ方向へ向かって転がり、このために、プラネットキャリアがリングギヤの回転方向と同じ方向へ減速されて回転する。
【００１２】
一方、クラッチを繋いで高速段に切り替えた場合は、リングギヤとプラネットキャリアとサンギヤとが一体となって同じ方向へ回転するので、ワンウエイクラッチの作用によりサンギヤはリングギヤと同一方向へ回転し、出力側であるプラネットキャリアはリングギヤの回転方向と同じ方向へ回転する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る動力伝達機構によれば、リングギヤを入力軸に連結する一方、プラネットキャリアを出力軸に連結し、リングギヤとプラネットキャリアとの間にクラッチを設けて減速比切り替え機構とし、クラッチの切り離し時にサンギヤの回転を規制する規制手段を設け、プラネットキャリアと出力軸との間に回転変動低減機構を介在させたので、減速比が高速段のときも低速段のときも同一の回転変動低減機構が動作することになり、単一の回転変動低減機構を設ければ足りることになる。従って従来の動力伝達機構に比べて占有スペースが小さくなりかつ製造コストが安い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明による動力伝達機構の実施の形態を説明する。
（ａ）実施の形態１
まず、実施の形態１を図１に示す。図の左側の図示しないエンジンの図示しないクランク軸(入力軸)と、変速機入力軸(出力軸)２との間に動力伝達機構３が連結されている。
【００１５】
動力伝達機構３の内部には遊星歯車機構４３が設けられている。遊星歯車機構４３は、中心側に位置して外歯を有するサンギヤ１２と、該サンギヤ１２を囲繞し内歯を有するリングギヤ１４と、サンギヤ１２およびリングギヤ１４に噛み合う複数の遊星歯車１５を支持するプラネットキャリア１６とで構成される。
【００１６】
遊星歯車機構４３の前記リングギヤ１４は、入力軸であるクランク軸に連結されている。即ち、以下のようになっている。クランク軸の図示しないフランジ部にボルト４を介してドライブプレート５が結合され、ドライブプレート５の外周面にはセルモータによって回転駆動されるリングギヤ５ａが設けられている。ドライブプレート５にはボルト６を介してフロントカバー７の外周部が結合されている。フロントカバー７を回転自在に支持するためにパイロット９が設けられ、パイロット９の外周にフロントカバー７が溶接結合されている。フロントカバー７のトランスミッション側の外周部にはリヤカバー８の外周部が溶接結合され、一体化されている。リヤカバー８の内周部には中空軸１０が一体に結合されている。このリヤカバー８の内周側の側面には、保持部材８ａを介してリングギヤ１４が設けられている。
【００１７】
前記サンギヤ１２には、後述するクラッチの開放時にサンギヤ１２の回転を規制する規制手段が設けられている。即ち、以下のようになっている。中空軸１０の内側には、回転が拘束された固定中空軸１１が変速機入力軸２を被う状態で設けられ、該固定中空軸１１にはリング１１ａがスプライン結合され、該リング１１ａにワンウエイクラッチ(規制手段)１３を介して、サンギヤ１２が設けられている。そして、リング１１ａ，ワンウエイクラッチ１３，サンギヤ１２を軸方向に規制するために、これらの部材が一対の規制リング３２に挟持されている。
【００１８】
前記遊星歯車１５は、前記プラネットキャリア１６を構成する第１リング１６ａと第２リング１６ｂとの間に軸１７を介して支持されている。プラネットキャリア１６は出力軸であるトランスミッションの変速機入力軸２に連結されており、プラネットキャリア１６と変速機入力軸２との間に回転変動低減機構２０が設けられている。回転変動低減機構２０は以下のように構成されている。回転変動低減機構２０の入力部材である第１サイドプレート１８と第２サイドプレート１９との間に回転変動低減機構２０の出力部材であるドリブンプレート２１が相対回転自在に設けられている。そして、第１サイドプレート１８の内周部にプラネットキャリア１６における第１リング１６ａの外周部が嵌合固定されている。そして、第１サイドプレート１８と第２サイドプレート１９との間にばね２２が設けられている。第１サイドプレート１８と第２サイドプレート１９との間にドリブンプレート２１が相対回転可能に設けられ、ばね２２が第１サイドプレート１８，第２サイドプレート１９とドリブンプレート２１とにより円周方向へ圧縮可能に設けられている。ドリブンプレート２１の内周部にはハブスプライン２３が溶接固定され、ハブスプライン２３は変速機入力軸２とスプライン結合されている。ハブスプライン２３と変速機入力軸２との間にはシールリング３３が設けられている。
【００１９】
遊星歯車機構４３の構成要素であるリングギヤ１４とプラネットキャリア１６との間には減速比切り替え機構としてのクラッチ２４が設けられている。クラッチ２４は、リングギヤ１４と一体のフロントカバー７と、プラネットキャリア１６と一体の第２サイドプレート１９とを直結あるいは分離させるものである。クラッチ２４を繋ぐと遊星歯車機構４３の全体が一体に回転することにより、入力側と出力側との回転数が１対１となって減速されることのない高速段となり、クラッチ２４を切り離すと遊星歯車機構４３の作用により減速される低速段となる。
【００２０】
第２サイドプレート１９には、略円筒形であって左端には円周に沿ってほぼ等間隔に歯２５ａを形成した入力筒２５の右端が結合されている。そして、ほぼリング状であって、両面に摩擦材２６を貼着した摩擦プレート２７が設けられ、該摩擦プレート２７の外周部にもほぼ等間隔に歯２７ａが形成され、該歯２７ａが歯２５ａと噛み合っている。摩擦プレート２７をフロントカバー７の内側面に押圧して回転力を伝えるために、パイロット９の外周面に沿って軸方向へ移動自在にピストン２８が設けられている。
【００２１】
ピストン２８は、以下のように構成されている。フロントカバー７に対してピストン２８が相対的に軸方向へ移動可能でかつ相対的に円周方向へ回転しないように、フロントカバー７の内側面にカシメにより結合したリング２９と、ピストン２８のうちの円周に４箇所設けた左方へ突出した部分とが、接線方向に沿って配置した図示しない４本のストラップを介して連結されている。ストラップとピストン２８との結合にはリベット３０が用いられ、ストラップとリング２９との結合には図示しないリベットが用いられている。ピストン２８の右方への移動を規制するためにリング状のストッパ３６がパイロット９の右端面に結合されている。パイロット９とピストン２８との間には、シールリング３１が設けられている。パイロット９と前記ハブスプライン２３との間には軸受３４が設けられて相対回転が可能であり、両者間にはシールリング３５が設けられている。
【００２２】
ピストン２８を操作するために、ピストン２８とフロントカバー７との間に操作油を導入するための油孔９ａがパイロット９の内外を貫通して形成されている。一方、ピストン２８とリヤカバー８等との間に作動油を導入する油孔が図示しない位置に設けられている。上記の２室への作動油の給排を操作することにより、ピストン２８を左右へ移動させることができる。
【００２３】
相対的に回転する部材を軸方向に規制するために、スラスト軸受が複数設けられている。左方のストッパ３６と、ハブスプライン２３と、一対の規制リング(リング１１ａ，ワンウエイクラッチ１３，サンギヤ１２を軸方向に規制する)３２と、中空軸１０との間には、小径のスラスト軸受３７が夫々設けられ、プラネットキャリア１６とリヤカバー８との間には大径のスラスト軸受３８が設けられている。図１の模式図を図２に示す。図２において、１はエンジンを示し、１ａはクランク軸を示す。
【００２４】
次に、動力伝達機構３の作用を説明する。
【００２５】
動力伝達機構３を低速段に切り替えるために、クラッチ２４を切り離してプラネットキャリア１６をフロントカバー７から切り離す。即ち、ピストン２８の左側の作動油の圧力を右側の圧力よりも高くしてピストン２８を右方へ移動させる。すると、摩擦プレート２７がフロントカバー７から切り離され、クランク軸からの回転力がリングギヤ１４へのみ伝わる。リングギヤ１４と噛み合う遊星歯車１５が、紙面に対してむこう側への回転が規制されたサンギヤ１２の外周を転がりながら公転し、プラネットキャリア１６が減速されて回転することになる。この減速されたプラネットキャリア１６の回転が、回転変動低減機構２０，ハブスプライン２３を介して変速機入力軸２へ伝わる。そして、回転変動低減機構２０により、捩り振動が低減される。
【００２６】
上記の低速段の場合における、遊星歯車機構４３を構成する部材の回転方向について説明する。クラッチ２４を切り離すことにより遊星歯車１５が自由に公転できる状態で、リングギヤ１４がリヤカバー８の回転方向と同じ方向の紙面に対してこちら側(図中、〇の中央に点を付けて表示する)へ向かって回転すると、遊星歯車機構４３のリングギヤ１４側は紙面に対してこちら側へ向かって回転し、遊星歯車機構４３のサンギヤ１２側は紙面に対してむこう側(図中、〇の中央に×を付けて表示する)へ向かって回転しようとする。しかし、ワンウエイクラッチ１３の作用により、紙面に対してむこう側へのサンギヤ１２の回転が規制されるので、遊星歯車１５は規制されたサンギヤ１２の外周をリングギヤ１４の回転方向と同じ方向の紙面に対してこちら側へ向かって転がる。このために、プラネットキャリア１６はリングギヤ１４の回転方向と同じ方向へ減速されて回転することになる。
【００２７】
一方、高速段に切り替えるために、クラッチ２４を繋ぐ。即ち、ピストン２８の右側の作動油の圧力を左側の圧力よりも高くしてピストン２８を左方へ移動させると、ピストン２８が摩擦プレート２７をフロントカバー７へ押圧し、フロントカバー７にプラネットキャリア１６が連結される。このため、摩擦プレート２７と入力筒２５と第１サイドプレート１８を介してプラネットキャリア１６がフロントカバー７に連結され、クランク軸からの回転力がリングギヤ１４およびプラネットキャリア１６へ伝わる。このため、リングギヤ１４およびギヤプラネットキャリア１６が一体になって回転する。このとき、リングギヤ１４とギヤプラネットキャリア１６とが相対的に回転しないために遊星歯車１５は回転せず、遊星歯車１５に噛み合うサンギヤ１２もプラネットキャリア１６およびリングギヤ１４と一体になって回転し、この回転力が第１サイドプレート１８等を介して変速機入力軸２へ出力する。つまり、入力側と出力側とが、１対１の回転数の比で回転する。そして、プラネットキャリア１６と変速機入力軸２との間に介在する回転変動低減機構２０により、捩り振動が低減される。
【００２８】
上記の高速段の場合における、遊星歯車機構４３を構成する部材の回転方向について説明する。リングギヤ１４とプラネットキャリア１６とサンギヤ１２とが一体となって同じ方向、つまりは紙面に対してこちら側へ回転しようとし、ワンウエイクラッチ１３の作用によりサンギヤ１２はリングギヤ１４と同一方向である紙面に対してこちら側へ向かって回転することが許容されており、プラネットキャリア１６等は紙面に対してこちら側へ向かって回転する。つまり、クラッチ２４が切り離されたときには、ワンウエイクラッチ１３の作用により紙面に対してむこう側へのサンギヤ１２の回転が規制され、クラッチ２４が繋がったときには、サンギヤ１２の紙面に対してこちら側への回転が可能になる。
（ａ）実施の形態２
次に、実施の形態２を図３に示す。実施の形態１は、フロントカバー７とピストン２８との間に摩擦プレート２７を挟み込むツインフェース式の構成であったが、実施の形態２は摩擦プレートを省略したシングルフェース式の構成であり、ピストン２８のフロントカバー７との対向面にのみ摩擦材２６を貼着し、ピストン２８がフロントカバー７に直接に押圧されてクラッチ２４が繋がるようにしたものである。ピストン２８の外周部が水平方向へ延長され、延長した部分には円周方向に沿ってほぼ等間隔に歯２８ａが形成されている。一方、第１サイドプレート１８，第２サイドプレート１９の上端にも歯１８ａ，１９ａが形成され、歯１８ａ，１９ａは歯２８ａと噛み合っている。第１サイドプレート１８，第２サイドプレート１９とプラネットキャリア１６との連結は、連結プレート３９とリベット４０とを介して行われている。
【００２９】
動力伝達機構３の作用を説明する。このような構成であるため、ピストン２８が左方へ移動してクラッチ２４が繋がると、フロントカバー７の回転力がピストン２８を介して第１サイドプレート１８，第２サイドプレート１９に伝わり、更に連結プレート３９を介してプラネットキャリア１６に伝わり、プラネットキャリア１６がフロントカバー７と一体に回転する。実施の形態２は、実施の形態１に比べて構成が簡単になる。
（ａ）実施の形態３
最後に、実施の形態３を図４に示す。この実施の形態は、実施の形態２におけるピストン２８と第１サイドプレート１８と第２サイドプレート１９との３枚を、ピストン２８とピストン２８にリベット４１を介して結合した入力部材４２との２枚により構成したものである。そして、入力部材４２とプラネットキャリア１６との連結は連結プレート３９を介して行われている。即ち、入力部材４２を水平方向へ延長した延長部には円周方向に沿ってほぼ等間隔に歯４２ａが形成される一方、連結プレート３９の外周部には歯３９ａが形成され、歯３９ａは歯４２ａと噛み合っている。
【００３０】
次に、動力伝達機構３の作用を説明する。ばね２２はピストン２８と入力部材４２とにより保持され、相対的に回転自在な入力部材４２とドリブンプレート２１とによりばね２２は円周方向に圧縮されることになる。その他の構成・作用は実施の形態２と同じなので説明を省略する。実施の形態３は、実施の形態２に比べて構成がより簡単になる。そして、クラッチ２４の部分を遊星歯車機構４３の外側に配置することにより、動力伝達機構３３を軸方向に小さくすることが可能である。
【００３１】
なお、実施の形態１〜３はサンギヤとリングギヤとの間に円周に沿って一列の遊星歯車を設けた場合を示したものであるが、円周に沿って二列の遊星歯車を設けることもできる。この場合は、サンギヤの回転方向を規制するワンウエイクラッチの規制する方向が反対になる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】動力伝達機構を示す構成図（実施の形態１）。
【図２】動力伝達機構を示す模式図（実施の形態１）。
【図３】動力伝達機構を示す構成図（実施の形態２）。
【図４】動力伝達機構を示す構成図（実施の形態３）。
【符号の説明】
【００３３】
１…エンジン
１ａ…クランク軸
２…変速機入力軸(出力軸)
３…動力伝達機構
１１…中空固定軸
１２…サンギヤ
１３…ワンウエイクラッチ(規制手段)
１４…リングギヤ
１５…遊星歯車
１６…プラネットキャリア
２０…回転変動低減機構
２４…クラッチ(減速比切り替え機構)
【図１】
2006200684.tif 000003
【図２】
2006200684.tif 000004
【図３】
2006200684.tif 000005
【図４】
2006200684.tif 000006