(57)【要約】【課題】減速比の大きい変速段を有する小型で変速制御が容易な多段遊星歯車式変速装置を提供する。【解決手段】３組のシングルピニオン型遊星歯車機構を備え、各々の遊星歯車機構のサンギヤとキャリヤとリングギヤと入力軸と出力軸とが、一定の条件で常時連結されあるいは係合手段を介して選択的に連結されあるいはその回転が係合手段を介して選択的に止められるように構成した遊星歯車列において、設定されたクラッチ手段とブレーキ手段の係合手段を適切に係合・解放の作動をさせることにより、減速比の大きい変速段を含む変速比のステップが適切で、係合要素の制御性が良い多段変速を実現可能とした遊星歯車式変速装置。【選択図】　　　　図１
2004084774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンギヤとリングギヤとサンギヤおよびリングギヤに噛合するピニオンギヤを保持するキャリヤとをそれぞれ有する３組のシングルピニオン型遊星歯車機構を備え、第１遊星歯車機構のキャリヤと第３遊星歯車機構のリングギヤとが常時連結されもしくは係合手段を介して選択的に連結され、第２遊星歯車機構のリングギヤと第３遊星歯車機構のキャリヤとが常時連結されもしくは係合手段を介して選択的に連結され、第１遊星歯車機構のリングギヤと入力軸とが常時連結されもしくは係合手段を介して選択的に連結され、第２遊星歯車機構のキャリヤと第３遊星歯車機構のサンギヤとが係合手段を介して選択的に連結され、第２遊星歯車機構のキャリヤの回転が係合手段を介して選択的に止められ、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常時連結されもしくは係合手段を介して選択的に連結されるとともに、第１遊星歯車機構のサンギヤと第３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と第３遊星歯車機構のサンギヤとの少なくとも一方が係合手段を介して選択的に連結される遊星歯車列において、第１遊星歯車機構のリングギヤを入力軸に連結し、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第３遊星歯車機構のサンギヤとを連結し、第２遊星歯車機構のキャリヤの回転を阻止して、連結された第２遊星歯車機構のリングギヤと第３遊星歯車機構のキャリヤから出力を得る遊星歯車式変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、車両の自動変速機などに用いられる遊星歯車機構を用いた変速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両の変速装置は原動機からの動力を車両の要求する駆動特性になるように変換するものであり、近年、車両の駆動特性をより高めるため４段から５段へと変速段数は増加する傾向にあり、合わせて小型化を実現するため構成要素の個数が少ない上に各構成要素が小型にできることが要求されているが、その一例として特許第２８９０４９８号の第１６図および第１２表には前進５段・後進１段の遊星歯車式変速装置とその係合要素作動図が示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、車両の駆動特性を高めるために必要な変速比を実現するとともに、コンパクト化を実現し、変速制御が容易な多段の遊星歯車式変速装置を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の遊星歯車式変速装置においては、サンギヤとリングギヤとサンギヤおよびリングギヤに噛合するピニオンギヤを保持するキャリヤとをそれぞれ有する３組のシングルピニオン型遊星歯車機構を備え、第１遊星歯車機構のキャリヤと第３遊星歯車機構のリングギヤとが常時連結されもしくは係合手段を介して選択的に連結され、第２遊星歯車機構のリングギヤと第３遊星歯車機構のキャリヤとが常時連結されもしくは係合手段を介して選択的に連結され、第１遊星歯車機構のリングギヤと入力軸とが常時連結されもしくは係合手段を介して選択的に連結され、第２遊星歯車機構のキャリヤと第３遊星歯車機構のサンギヤとが係合手段を介して選択的に連結され、第２遊星歯車機構のキャリヤの回転が係合手段を介して選択的に止められ、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常時連結されもしくは係合手段を介して選択的に連結されるとともに、第１遊星歯車機構のサンギヤと第３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と第３遊星歯車機構のサンギヤとの少なくとも一方が係合手段を介して選択的に連結される遊星歯車列において、第１遊星歯車機構のリングギヤを入力軸に連結し、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第３遊星歯車機構のサンギヤとを連結し、第２遊星歯車機構のキャリヤの回転を阻止して、連結された第２遊星歯車機構のリングギヤと第３遊星歯車機構のキャリヤから出力を得る遊星歯車式変速装置を構成して、減速比のより大きい変速段を実現可能にした。
【０００５】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を実施例に基づき説明する。
【０００６】
図１は、この発明を実現する遊星歯車列のスケルトン図と本発明による変速段を減速比の最も大きい１ｓｔ．変速段に使用し、前進段で隣接する変速段への変速に際し、解放・係合するクラッチ手段・ブレーキ手段が各々１つずつである前進６段・後進１段の係合要素作動図である。
【０００７】
この遊星歯車列では、シングルピニオン型の遊星歯車機構を３組用い、入力軸に近いものから、第１、第２、第３とする。但し、この名称は３組の遊星歯車機構の配置順序を限定するものではない。
【０００８】
これら３組の遊星歯車機構Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３は、それぞれサンギヤＳ１、Ｓ２、Ｓ３、これと同心状に配置されているリングギヤ　Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、それらのギヤに噛合するピニオンギヤを保持するキャリヤＣ１、Ｃ２、Ｃ３を有している。
【０００９】
第１遊星歯車機構Ｇ１のキャリヤＣ１と第３遊星歯車機構Ｇ３のリングギヤＲ３とは常時結合され、第２遊星歯車機構Ｇ２のリングギヤＲ２と第３遊星歯車機構Ｇ３のキャリヤＣ３とは常時結合されると同時に出力軸ＯＵＴに常時結合されている。
【００１０】
第１遊星歯車機構Ｇ１のリングギヤＲ１は入力軸ＩＮに第５クラッチ手段Ｋ５を介して選択的に連結されている。
【００１１】
第１遊星歯車機構Ｇ１のサンギヤ１Ｓは、入力軸ＩＮに第４クラッチ手段Ｋ４を介して選択的に連結され、第２遊星歯車機構Ｇ２のサンギヤＳ２に第１クラッチ手段Ｋ１を介して選択的に連結され、第３遊星歯車機構Ｇ３のサンギヤＳ３に第２クラッチ手段Ｋ２を介して選択的に連結される。
【００１２】
第２遊星歯車機構Ｇ２のサンギヤＳ２は、第２ブレーキ手段Ｂ２を介して選択的に回転を阻止される。
【００１３】
第２遊星歯車機構Ｇ２のキャリヤＣ２は、第３遊星歯車機構Ｇ３のサンギヤＳ３に第３クラッチ手段Ｋ３を介して選択的に連結され、第１ブレーキ手段Ｂ１を介して選択的に回転を阻止される。
【００１４】
なお、上述したクラッチ手段やブレーキ手段の係合手段は油圧サーボ機構によって係合・解放される多板クラッチや多板ブレーキのほか、一方向クラッチと多板クラッチもしくは多板ブレーキを組合わせたものや、バンドブレーキを使用したものなどで構成することができる。また、各々の構成要素を連結する部材には、コネクティングドラムや中空軸などを用いることができる。
【００１５】
上述した図１に示す遊星歯車列を用いて、本発明を実現したのが、図１と図２の係合要素作動図の１ｓｔ．変速段であり、第１遊星歯車機構Ｇ１のリングギヤＲ１を入力軸ＩＮに連結するため第５クラッチ手段Ｋ５を係合し、第１遊星歯車機構Ｇ１のサンギヤＳ１と第２遊星歯車機構Ｇ２のサンギヤＳ２と第３遊星歯車機構Ｇ３のサンギヤＳ３を連結するために第１クラッチ手段Ｋ１と第２クラッチ手段Ｋ２とを係合し、第２遊星歯車機構Ｇ２のキャリヤＣ２の回転を阻止するために第１ブレーキ手段Ｂ１を係合し、連結された第３遊星歯車機構Ｇ３のキャリヤＣ３と第２遊星歯車機構Ｇ２のリングギヤＲ２から出力を得ることにより、減速比の大きい変速段を実現している。
【００１６】
なお、係合要素作動図における○印は係合させることを、空欄は解放することを意味している。
【００１７】
各変速段の変速比は、第１、第２、第３の遊星歯車機構Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３のリングギヤの歯数に対するサンギヤの歯数の比であるギヤ比ρ１、ρ２、ρ３を図内に示す値にした場合のものである。
【００１８】
図１の遊星歯車列では、本発明による１ｓｔ．変速段を含めて、図２の係合要素作動表に示すように前進９段・後進１段の変速段を設定することができる。
【００１９】
また、図１の係合要素作動図は、図２に示された変速段から、本発明による１ｓｔ．変速段を含み変速比が等比級数列に近い設定にすることができると同時に、前進段で隣接する変速段への変速に際し、解放・係合するクラッチ手段・ブレーキ手段が各々１つずつであるものを選択した前進６段・後進１段の実施例である。
【００２０】
なお、特許第２８９０４９８号の第１６図および第１２表には、図１の遊星歯車列に対し、第１遊星歯車機構のサンギヤＳ１の回転を選択的に阻止する係合手段が設定された遊星歯車列と、その前進５段・後進１段とて使用する場合の係合要素作動図が示されているが、本発明を使用すれば、減速比がさらに大きい新たな変速段を提供することができる。
【００２１】
本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、複数組の遊星歯車機構を使用して構成した他の遊星歯車列にも適用できる。以下に、その数例を示す。
【００２２】
図３に示す遊星歯車列のスケルトン図は図１に示したスケルトン図に対し、入力軸ＩＮと第１遊星歯車機構Ｇ１のリングギヤＲ１を選択的に連結する第５クラッチ手段Ｋ５を廃止して常時連結させるとともに第１遊星歯車機構Ｇ１のサンギヤＳ１と第２遊星歯車機構Ｇ２のキャリヤＣ２とを第５クラッチ手段Ｋ５を介して選択的に連結させるようにしたものである。
【００２３】
この遊星歯車列では、図４の係合要素作動図に示すように、本発明による１ｓｔ．変速段を含む前進９段・後進１段の変速段を設定することができる。
【００２４】
また、図３の係合要素作動図は、図４に示された変速段から、本発明による１ｓｔ．変速段を含み変速比が等比級数列に近い設定にすることができると同時に、前進段で隣接する変速段への変速に際し、解放・係合するクラッチ手段・ブレーキ手段が各々１つずつであるものを選択した前進６段・後進１段の実施例である。
【００２５】
図５に示す遊星歯車列のスケルトン図は図３に示したスケルトン図に対し、入力軸ＩＮと第１遊星歯車機構Ｇ１のサンギヤＳ１を選択的に連結する第４クラッチ手段Ｋ４を廃止し、第１遊星歯車機構Ｇ１のサンギヤＳ１とキャリヤＣ１とを選択的に連結する第４クラッチ手段Ｋ４を設定するとともに、第１遊星歯車機構Ｇ１のサンギヤＳ１の回転を選択的に阻止する第３ブレーキ手段Ｂ３を設定したものである。
【００２６】
この遊星歯車列では、図６の係合要素作動図に示すように本発明による１ｓｔ．変速段を含む前進９段・後進２段の変速段を設定することができる。
【００２７】
また、図５の係合要素作動図は、図６に示された変速段から、本発明による１ｓｔ．変速段を含み変速比が等比級数列に近い設定にすることができると同時に、前進段で隣接する変速段への変速に際し、解放・係合契合するクラッチ手段・ブレーキ手段が各々１つずつであるものを選択した前進６段・後進１段の実施例である。
【００２８】
図７に示す遊星歯車のスケルトン図は図１に示したスケルトン図に対し、第２遊星歯車機構Ｇ２のサンギヤＳ２と第３遊星歯車機構Ｇ３のサンギヤＳ３とを選択的に連結する第６クラッチ手段Ｋ６を設定したものである。
【００２９】
この遊星歯車列では、図８の係合要素作動図に示すように本発明による１ｓｔ．変速段を含む前進１０段・後進１段の変速段を設定することができる。
【００３０】
また、図７の係合要素作動図は、図８に示された変速段から、本発明による１ｓｔ．変速段を含み変速比が等比級数列に近い設定にすることができると同時に、隣接する変速段への変速に際し、解放・係合するクラッチ手段・ブレーキ手段が少ないものを選択した前進６段・後進１段の実施例である。
【００３１】
図９に示す遊星歯車列のスケルトン図は図１に示したスケルトン図に対し、第３遊星歯車機構Ｇ３を一体回転させるためにサンギヤＳ３とリングギヤＲ３とを選択的に連結する第６クラッチ手段Ｋ６を設定したものである。
【００３２】
この遊星歯車列では、図１０の係合要素作動図に示すように本発明による１ｓｔ．変速段を含む前進１１段・後進１段の変速段を設定することができる。
【００３３】
また、図９の係合要素作動図は、図１０に示された変速段から、本発明による１ｓｔ．変速段を含み変速比が等比級数列に近い設定にすることができると同時に、隣接する変速段への変速に際し、解放・係合するクラッチ手段・ブレーキ手段が少ないものを選択した前進６段・後進１段の実施例である。
【００３４】
図１１に示す遊星歯車列のスケルトン図は図９に示したスケルトン図に対し、第１遊星歯車機構Ｇ１のサンギヤＳ１の回転を選択的に阻止する第３ブレーキ手段Ｂ３を設定したものである。
【００３５】
この遊星歯車列では、図１２の係合要素作動図に示すように本発明による１ｓｔ．変速段を含む前進１１段・後進１段の変速段を設定することができる。
【００３６】
また、図１１の係合要素作動図は、図１２に示された変速段から、本発明による１ｓｔ．変速段を含み変速比が等比級数列に近い設定にすることができると同時に、隣接する変速段への変速に際し、解放・係合するクラッチ手段・ブレーキ手段が少ないものを選択した前進６段・後進１段の実施例である。
【００３７】
図１３に示す遊星歯車列のスケルトン図は図１に示したスケルトン図に対し、第１遊星歯車機構Ｇ１のリングギヤＲ１と入力軸ＩＮとを選択的に連結する第５クラッチ手段Ｋ５を廃止して常時連結とし、第１遊星歯車機構Ｇ１のサンギヤＳ１と入力軸ＩＮとを選択的に連結する第４クラッチ手段Ｋ４を廃止し、第２遊星歯車機構Ｇ２のリングギヤＲ２と第３遊星歯車機構Ｇ３のキャリヤＣ３とを第１遊星歯車機構Ｇ１のサンギヤＳ１に選択的に連結する第４クラッチ手段Ｋ４を設定し、第１遊星歯車機構Ｇ１のキャリヤＣ１と第３遊星歯車機構Ｇ３のリングキヤＲ３の回転を選択的に阻止する第３ブレーキ手段Ｂ３を設定したものである。
【００３８】
この遊星歯車列では、図１４の係合要素作動図に示すように本発明による１ｓｔ．変速段を含む前進９段・後進１段の変速段を設定することができる。
【００３９】
また、図１３の係合要素作動図は、図１４に示された変速段から、本発明による１ｓｔ．変速段を含み変速比が等比級数列に近い設定にすることができると同時に、隣接する変速段への変速に際し、解放・係合するクラッチ手段・ブレーキ手段が少ないものを選択した前進６段・後進１段の実施例である。
【００４０】
図１３に示す遊星歯車列のスケルトン図において第２遊星歯車機構Ｇ２のサンギヤＳ２と第３遊星歯車機構Ｇ３のサンギヤＳ３とを選択的に連結する新たなクラッチ手段を設定し、図１３の係合要素作動図に示す２ｎｄ．変速段の第２クラッチ手段Ｋ２に代わって係合させることで同じ変速段を実現することができるが、これは図１、図３、図５、図９、図１１でも同じである。
【００４１】
更に、図３と図４、図５と図６の係合要素作動図から、図３と図５の遊星歯車列のスケルトン図では、新たなクラッチ手段を残して第２クラッチ手段Ｋ２を廃止することでも前進６段後進１段の遊星歯車式変速装置を実現することが明らかである。
【００４２】
以上、本発明の具体例について説明したが、本発明は上述した具体例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に沿った形態であれば、どのようなものでもよい。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、構成要素が少なく小型を可能にできると同時に等比級数列に近い幅の広い変速比が設定にでき、変速時に制御すべき係合要素が少ない多段遊星歯車式変速装置を提供できることにより、車両の駆動力を高め、燃費を改善し静粛性を高め変速に伴う変速ショックを軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する第１の遊星歯車列のスケルトン図と、前進６段・後進１段を構成する係合要素作動図である。
【図２】図１の遊星歯車列で実現できる変速段を構成する係合要素作動図である。
【図３】本発明を実施する第２の遊星歯車列のスケルトン図と、前進６段・後進１段を構成する係合要素作動図である。
【図４】図３の遊星歯車列で実現できる変速段を構成する係合要素作動図である。
【図５】本発明を実施する第３の遊星歯車列のスケルトン図と、前進６段・後進１段を構成する係合要素作動図である。
【図６】図５の遊星歯車列で実現できる変速段を構成する係合要素作動図である。
【図７】本発明を実施する第４の遊星歯車列のスケルトン図と、前進６段・後進１段を構成する係合要素作動図である。
【図８】図７の遊星歯車列で実現できる変速段を構成する係合要素作動図である。
【図９】本発明を実施する第５の遊星歯車列のスケルトン図と、前進６段・後進１段を構成する係合要素作動図である。
【図１０】図９の遊星歯車列で実現できる変速段を構成する係合要素作動図である。
【図１１】本発明を実施する第６の遊星歯車列のスケルトン図と、前進６段・後進１段を構成する係合要素作動図である。
【図１２】図１１の遊星歯車列で実現できる変速段を構成する係合要素作動図である。
【図１３】本発明を実施する第７の遊星歯車列のスケルトン図と、前進６段・後進１段を構成する係合要素作動図である。
【図１４】図１２の遊星歯車列で実現できる変速段を構成する係合要素作動図である。
【符号の説明】
ＩＮ　　　入力軸
ＯＵＴ　　出力軸
Ｇ１　　　第１遊星歯車機構
Ｇ２　　　第２遊星歯車機構
Ｇ３　　　第３遊星歯車機構
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３　　　サンギヤ
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３　　　キャリヤ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３　　　リングギヤ
Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４、Ｋ５、Ｋ６　　　クラッチ手段
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３　　　ブレーキ手段
【図１】
2004084774.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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