(57)【要約】【課題】  自動車エンジンの動力を前進４速及び後進１速のトルク及び回転速度に変換できる複合遊星歯車セットと、これに一つの単純遊星ギアセットを連結させ、前進８速及び後進２速にエンジン動力を変換できる自動変速機のギアトレインを提供する。【解決手段】  本発明の複合遊星歯車セットは、第１太陽歯車、第１太陽歯車に外接してかみ合った複数の第１遊星歯車、及び第１遊星歯車に内接してかみ合った第１リングギアを有するシングル遊星歯車パートと、第２太陽歯車、第２太陽歯車に外接してかみ合い、前記第１遊星歯車に直結され、前記第１遊星歯車より短い直径を有する複数の第２遊星歯車、第２遊星歯車に外接してかみ合った複数の第３遊星歯車及び第３遊星歯車に内接してかみ合った第２リングギアを有するダブル遊星歯車パートと、前記第１遊星歯車乃至第３遊星歯車を回転可能に支持する遊星キャリアと、を含むことを特徴とする。
2006525472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１太陽歯車、前記第１太陽歯車に外接してかみ合った複数の第１遊星歯車、及び前記第１遊星歯車に内接してかみ合った第１リングギアを有するシングル遊星歯車パートと、
第２太陽歯車、前記第２太陽歯車に外接してかみ合い、前記第１遊星歯車に直結され、前記第１遊星歯車より短い直径を有する複数の第２遊星歯車、前記第２遊星歯車に外接してかみ合った複数の第３遊星歯車、及び前記第３遊星歯車に内接してかみ合った第２リングギアを有するダブル遊星歯車パートと、
前記第１遊星歯車乃至第３遊星歯車を回転可能に支持する遊星キャリアと、
を含むことを特徴とする複合遊星歯車セット。  
【請求項２】
前記第１太陽歯車の直径は、前記第２太陽歯車の直径より短いことを特徴とする請求項１記載の複合遊星歯車セット。
【請求項３】
前記第１遊星歯車は、前記第２遊星歯車と直結されて一体になることを特徴とする請求項１記載の複合遊星歯車セット。
【請求項４】
前記第１太陽歯車には入力軸が連結され、前記第２太陽歯車または前記遊星キャリアに出力軸が選択的に連結されることを特徴とする請求項１記載の複合遊星歯車セット。
【請求項５】
エンジンの動力の提供を受ける入力軸と、
前記入力軸が連結された第１太陽歯車、前記第１太陽歯車に外接してかみ合った複数の第１遊星歯車、及び前記第１遊星歯車に内接してかみ合った第１リングギアを有するシングル遊星歯車パートと、
第２太陽歯車、前記第２太陽歯車に外接してかみ合い、前記第１遊星歯車に直結され、前記第１遊星歯車より短い直径を有する複数の第２遊星歯車、前記第２遊星歯車に外接してかみ合った複数の第３遊星歯車及び前記第３遊星歯車に内接してかみ合った第２リングギアを有するダブル遊星歯車パートと、
前記第１遊星歯車乃至第３遊星歯車を回転可能に支持する遊星キャリアと、
前記第１リングギアを選択的に制動する第１ブレーキと、
前記第２リングギアを選択的に制動する第２ブレーキと、
前記遊星キャリアと前記第２太陽歯車に選択的に連結される出力軸と、
前記遊星キャリアと前記出力軸との連結を断続する第１クラッチと、
前記第２太陽歯車と前記出力軸との連結を断続する第２クラッチと、
を含むことを特徴とするギアトレイン。
【請求項６】
前記第１太陽歯車の直径は第２太陽歯車の直径より短く、前記第１遊星歯車及び第２遊星歯車は一体になることを特徴とする請求項５記載のギアトレイン。
【請求項７】
前記第２リングギアと変速機ケースとの間に配置され、前記第２リングギアの逆回転を防止する第１ワンウェイクラッチを更に含むことを特徴とする請求項５記載のギアトレイン。
【請求項８】
前記遊星キャリアと前記出力軸との間に配置され、前記出力軸が前記遊星キャリアより遅く回転することを防止する第２ワンウェイクラッチを更に含むことを特徴とする請求項７記載のギアトレイン。
【請求項９】
エンジンの動力の提供を受ける入力軸と、
ＳＰ太陽歯車、前記ＳＰ太陽歯車に外接してかみ合った複数のＳＰ遊星歯車、前記ＳＰ遊星歯車に内接してかみ合ったＳＰリングギア、前記ＳＰ遊星歯車を回転可能に支持し、前記入力軸に連結されたＳＰ遊星キャリアを有する単純遊星歯車セットと、
第１太陽歯車、前記第１太陽歯車に外接してかみ合った複数の第１遊星歯車、前記第１遊星歯車に内接してかみ合った第１リングギア、第２太陽歯車、前記第２太陽歯車に外接してかみ合い、前記第１遊星歯車に直結され、前記第１遊星歯車より短い直径を有する複数の第２遊星歯車、前記第２遊星歯車に外接してかみ合った複数の第３遊星歯車、前記第３遊星歯車に内接してかみ合った第２リングギア及び前記第１遊星歯車乃至第３遊星歯車を回転可能に支持する複合遊星キャリアを有する複合遊星歯車セットと、
前記ＳＰリングギアと前記第１太陽ギアを連結させる中間軸と、
前記複合遊星キャリアと前記第２太陽ギアに選択的に連結される出力軸と、
前記ＳＰ太陽歯車を選択的に制動するＳＰブレーキと、
前記第１リングギアを選択的に制動する第１ブレーキと、
前記第２リングギアを選択的に制動する第２ブレーキと、
前記入力軸と前記ＳＰ太陽歯車との連結を断続するＳＰクラッチと、
前記遊星キャリアと前記出力軸との連結を断続する第１クラッチと、
前記第２太陽歯車と前記出力軸との連結を断続する第２クラッチと、
を含むことを特徴とするギアトレイン。
【請求項１０】
前記第１太陽歯車の直径は前記第２太陽歯車の直径より短く、前記第１遊星歯車及び第２遊星歯車は一体になることを特徴とする請求項９記載のギアトレイン。
【請求項１１】
前記入力軸と前記中間軸との間に配置され、前記中間軸が前記入力軸より遅く回転することを防止するＳＰワンウェイクラッチを更に含むことを特徴とする請求項９記載のギアトレイン。
【請求項１２】
前記第２リングギアと変速機ケースとの間に配置され、前記第２リングギアの逆回転を防止する第１ワンウェイクラッチを更に含むことを特徴とする請求項１１記載のギアトレイン。
【請求項１３】
前記遊星キャリアと前記出力軸との間に配置され、前記出力軸が前記遊星キャリアより遅く回転することを防止する第２ワンウェイクラッチを更に含むことを特徴とする請求項１２記載のギアトレイン。
【請求項１４】
前記入力軸と前記ＳＰ太陽歯車との間に配置され、前記ＳＰ太陽歯車が前記入力軸より遅く回転することを防止するＳＰワンウェイクラッチを更に含むことを特徴とする請求項９記載のギアトレイン。
【請求項１５】
前記第２リングギアと変速機ケースとの間に配置され、前記第２リングギアの逆回転を防止する第１ワンウェイクラッチを更に含むことを特徴とする請求項１４記載のギアトレイン。
【請求項１６】
前記遊星キャリアと前記出力軸との間に配置され、前記出力軸が前記遊星キャリアより遅く回転することを防止する第２ワンウェイクラッチを更に含むことを特徴とする請求項１５記載のギアトレイン。
【請求項１７】
エンジンの動力の提供を受ける入力軸と、
ＳＰ太陽歯車、前記ＳＰ太陽歯車に外接してかみ合った複数のＳＰ遊星歯車、前記ＳＰ遊星歯車に内接してかみ合ったＳＰリングギア、前記ＳＰ遊星歯車を回転可能に支持して前記入力軸と連結されたＳＰ遊星キャリアを有する単純遊星歯車セットと、
前記ＳＰリングギアに連結された第１中間軸と、
前記第中間軸によって駆動されるトランスファ駆動歯車と、
前記トランスファ駆動歯車に組み合ったトランスファ被動歯車と、
前記第１中間軸と平行に配列され、前記トランスファ被動歯車に介された第２中間軸と、
前記第２中間軸に連結された第１太陽歯車、前記第１太陽歯車に外接してかみ合った複数の第１遊星歯車、前記第１遊星歯車に内接してかみ合った第１リングギア、第２太陽歯車、前記第２太陽歯車に外接してかみ合い、前記第１遊星歯車に直結され、前記第１遊星歯車より短い直径を有する複数の第２遊星歯車、前記第２遊星歯車に外接してかみ合った複数の第３遊星歯車、前記第３遊星歯車に内接してかみ合った第２リングギア及び前記第１遊星歯車乃至第３遊星歯車を回転可能に支持する複合遊星キャリアを有する複合遊星歯車セットと、
前記複合遊星キャリアと前記第２太陽歯車に選択的に連結される出力軸と、
前記ＳＰ太陽歯車に選択的に制動するＳＰブレーキと、
前記第１リングギアを選択的に制動する第１ブレーキと、
前記第２リングギアを選択的に制動する第２ブレーキと、
前記入力軸と前記ＳＰ太陽歯車との連結を断続するＳＰクラッチと、
前記遊星キャリアと前記出力軸との連結を断続する第１クラッチと、
前記第２太陽歯車と前記出力軸との連結を断続する第２クラッチと、
を含むことを特徴とするギアトレイン。
【請求項１８】
前記第１太陽歯車の直径は、前記第２太陽歯車の直径より短く、前記第１遊星歯車及び第２遊星歯車は一体になることを特徴とする請求項１７記載のギアトレイン。
【請求項１９】
前記入力軸と前記中間軸との間に配置され、前記中間軸が前記入力軸より遅く回転することを防止するＳＰワンウェイクラッチを更に含むことを特徴とする請求項１７記載のギアトレイン。
【請求項２０】
前記第２リングギアと変速機ケースとの間に配置され、前記第２リングギアの逆回転を防止する第１ワンウェイクラッチを更に含むことを特徴とする請求項１９記載のギアトレイン。
【請求項２１】
前記遊星キャリアと前記出力軸との間に配置され、前記出力軸が前記遊星キャリアより遅く回転することを防止する第２ワンウェイクラッチを更に含むことを特徴とする請求項２０記載のギアトレイン。
【請求項２２】
前記入力軸と前記ＳＰ太陽歯車との間に配置され、前記ＳＰ太陽歯車が前記入力軸より速く回転することを防止するＳＰワンウェイクラッチを更に含むことを特徴とする請求項１７記載のギアトレイン。
【請求項２３】
前記第２リングギアと変速機ケースとの間に配置され、前記第２リングギアの逆回転を防止する第１ワンウェイクラッチを更に含むことを特徴とする請求項２２記載のギアトレイン。
【請求項２４】
前記遊星キャリアと前記出力軸との間に配置され、前記出力軸が前記遊星キャリアより遅く回転することを防止する第２ワンウェイクラッチを更に含むことを特徴とする請求項２３記載のギアトレイン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合遊星歯車セット及びこれを有するギアトレインに係り、より詳細には、入力回転動力を前進４速及び後進１速の変換された速度で出力する複合遊星歯車セットと、このような複合遊星歯車セットを用いて前進８速及び後進２速の変換された出力を出すことができるギアトレインに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、内燃機関の回転運動は直ちに被駆動体の回転または線形運動に転換することができない。したがって、内燃機関と被駆動体との間には摩擦クラッチや流体クラッチまたはトルクコンバータなどの媒介装置を介在させる。媒介装置を経由して伝達される機関の動力は多様な歯車組み合わせによって異なる速度に減速されるか或いは増速され、使用目的に適う回転速度に変換される。
前記多様な歯車の組み合わせのアセンブリをギアトレインといい、ギアトレインと、ギアトレインを制御する制御機器、及び制御機器を動かすコントローラなどを全体的に変速機という。その中でも、自動車用変速機は大きく手動変速機と自動変速機に分けられる。
【０００３】
手動変速機は、エンジンの回転速度、自動車の走行速度、エンジンのノイズ及び道路状況などによって運転者が直接変速の必要可否を決定し、クラッチペダルを踏んでエンジン動力のギアトレインの入力を遮断しながら歯車のかみ合いを変更して変速を行う機器である。
反面、自動変速機は、変速の必要可否を変速機が自ら決定して自動変速をするので、運転者の介入が最小限に留まり運転の容易性と安楽性を大きく向上させるようにした機器である。
自動変速機のギアトレインは、４段変速機の場合には大体一つの複合遊星歯車セットを中心に構成されているが、一部には一つの複合遊星歯車セットに一つのシングル遊星歯車セットが更に連結されている。５段変速機のギアトレインは大体一つの複合遊星歯車セットに一つのシングル遊星歯車セットまたはダブル遊星歯車セットが連結された仕組みを中心に構成されている。
【０００４】
前述した複合遊星ギアセットの種類は多様であるが、大きくはシンプソンタイプ、ラビニヨタイプ、及びトゥーシンプルタイプに大きく分けられる。三種の複合遊星歯車セット全てが三つの入量経路と一つの出力経路を有する。三種全て前進４速及び後進１速の出力を出すことができ、このような変速のためには最小五つの摩擦要素が制御要素として要求される。ワンウェイクラッチは、必需要素でないので、ギアトレインを簡単に構成しようとする場合、五つの摩擦要素のみを最小限の制御要素として備える。
自動変速機は、変速が自動に行われる点から、手動変速機より更に多い変速段を備えることができるにもかかわらず、実際はそのようになっていないのは、自動変速機のギアトレインの構造が手動変速機に比べて更に複雑なためである。
また、変速段数が同一であっても自動変速機の燃費効率が手動変速機に比べて低いのは、ギアトレインのためでなく、トルクコンバータの作動原理に起因する。
【０００５】
例えば、ある自動車が１５００ｒｐｍのエンジン回転を維持しながら５０ｋｍ／ｓで定速走行していると仮定する。この程度の速度で平坦路を走行するときは走行抵抗が非常に小さいので、トルクコンバータの回転速度比は０．９５前後になる。この場合にインペラーが有するトルクは同一の回転速度比０．９５を維持し、３０００ｒｐｍでエンジンが回転する場合に比べると、１／４に過ぎない。
定速走行をするにはエンジントルクはインペラートルクと同じであるべきなので、エンジントルクもまた非常に小さい値になり、スロットルバルブの開度は１０％以下になる。この状態で加速するために１０％以下であるスロットルバルブの開度を５０％に大きくすると、エンジントルクはほぼ３倍に増大する。手動変速機では、エンジントルク増大のため、自動車は加速されるが、エンジン回転は急上昇せず、差速の増加と比例して上昇する。
【０００６】
しかし、自動変速機の場合にはエンジントルクの増大がそのままインペラートルクの増大に繋がらず、エンジン回転数の上昇がインペラートルクの増大をもたらす。したがって、自動変速機の場合には加速ペダルを深く踏むと、エンジン回転はすぐ上昇してトルクコンバータの回転速度比を減少させる。回転速度比の減少によって非入力トルクは大きくなり、これはエンジン回転数の上昇による効果とともにインペラートルクを増大させ、回転速度比の減少はトルク比も大きくするので、タービンが受けるトルクはインペラートルクよりも大きくなり、自動車は加速するための力を得る。緩慢な傾斜路を同一速度で上るためにスロットルバルブの開度を大きくすると、手動変速機の場合であれば、エンジン回転はそのまま上昇するが、自動変速機はエンジン回転を高くした状態を維持したまま上昇する。
【０００７】
前述したように、高速走行時や定速走行時には自動変速機が手動変速機に比べて燃費効率面から大きく不利でない。ただし、中、低速走行にてトルクコンバータクラッチが作動しないときには、インペラーのタービンのスリップからくる動力損失分だけ不利となる。しかし、加速中や、傾斜路を上る時には、手動変速機に比べてエンジン回転を高くして走行するので、それだけ燃費効率が悪くなる。
このような不利な点を克服するために、最近は前進２速以上では非常に低い速度でもトルクコンバータクラッチを作動させることで燃費効率を向上させる例が多く登場しているが、まだ完全に満足する成果はない状態である。
自動変速機の燃費効率を大幅向上させるためには、トルクコンバータクラッチの作動範囲を更に拡張する必要がある。更に、変速操作に全く運転者の苦労が要求されない長所を生かして手動変速機より変速段の数を更に大きくして多様な走行条件により適するようにしたギアトレインの開発が望まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の第１目的は、互いに異なる直径を有する第１遊星歯車及び第２遊星歯車を一体型に形成してエンジンの動力を前進４速及び後進１速の出力に変換させ、前進４段の変速段間の比をほぼ同じにして、最小四つの摩擦要素のみで制御可能な複合遊星歯車セットを提供することにある。
本発明の第２目的は、前記機能を発揮する複合遊星歯車セットを有するギアトレインを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１目的を達成するために、本発明の望ましい実施例による複合遊星歯車セットは、第１太陽歯車、第１太陽歯車に外接してかみ合った複数の第１遊星歯車、及び第１遊星歯車に内接してかみ合った第１リングギアを有するシングル遊星歯車パートと、第２太陽歯車、第２太陽歯車に外接してかみ合い、前記第１遊星歯車に直結され、前記第１遊星歯車より短い直径を有する複数の第２遊星歯車、第２遊星歯車に外接してかみ合った複数の第３遊星歯車及び第３遊星歯車に内接してかみ合った第２リングギアを有するダブル遊星歯車パートと、前記第１遊星歯車乃至第３遊星歯車を回転可能に支持する遊星キャリアと、を含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２目的を達成するために、本発明の望ましい実施例によるギアトレインは、エンジンの動力を受ける入力軸と、入力軸が連結された第１太陽歯車、第１太陽歯車に外接してかみ合った複数の第１遊星歯車、及び第１遊星歯車に内接してかみ合った第１リングギアを有するシングル遊星歯車パートと、第２歯車、第２歯車に外接してかみ合い、第１遊星歯車に直結され、第１遊星歯車より短い直径を有する複数の第２遊星歯車、第２遊星歯車に外接してかみ合った複数の第３遊星歯車及び第３遊星歯車に内接してかみ合った第２リングギアを有するダブル遊星歯車パートと、第１遊星歯車乃至第３遊星歯車を回転可能に支持する遊星キャリアと、第１リングギアを選択的に制動する第１ブレーキと、第２リングギアを選択的に制動する第２ブレーキと、遊星キャリアと第２太陽歯車に選択的に連結される出力軸と、遊星キャリアと出力軸との連結を断続する第１クラッチと、第２太陽歯車と出力軸との連結を断続する第２クラッチと、を含む。
【００１１】
複合遊星歯車セットの構造
図１は、本発明による複合遊星歯車セットの断面図であり、図２は、図１に示した複合遊星歯車セットを示した分解斜視図である。
図２に示した各構成要素別形態は、複合遊星歯車セットの構成要素間の関係と各構成要素の概略的な構造を説明するためのものであり、各構成要素が図２に示したものと必ずしも同じでなくてもよい。特に、遊星キャリア１３０の両側板（１３５、１３６）は必ずしも円形である必要はなく、第１回転軸１３１と第２回転軸１３２を安全に収容することができ、量側板（１３５、１３６）の間に介されて固定される支持片を安全に収容してこの支持片が歯車と接触せず、かつ両側板（１３５、１３６）を確実に相互固定させることができる形態であればよい。
遊星キャリア１３０の両側板（１３５、１３６）を相互固定することができる支持片は発明の内容として特定する必要がないので図１と図２に示さない。
【００１２】
複合遊星歯車セット１００は、一つのシングル遊星歯車パート１１０と一つのダブル遊星歯車パート１２０が遊星キャリア１３０を共有して複合された構造を有している。遊星キャリア１３０は、二つの遊星歯車パートで独立した要素ではないが、いずれか一つの遊星歯車パートでは説明不可能であるので、便宜上別途に説明する。
複合遊星歯車セット１００は、シングル遊星歯車パート１１０、ダブル遊星歯車パート１２０、及び遊星キャリア１３０を含む。
シングル遊星歯車パート１１０は、入力軸が連結された第１太陽歯車１１１、第１太陽歯車１１１に外接してかみ合った複数の第１遊星歯車１１３、及び第１遊星歯車１１３に内接してかみ合った第１リングギア１１７を含む。
【００１３】
ダブル遊星歯車パート１２０は、出力軸が連結された第２太陽歯車１２１、第２太陽歯車１２１に外接してかみ合った複数の第２遊星歯車１２３、第１遊星歯車１２３に外接してかみ合った複数の第３遊星歯車１２５、及び第３遊星歯車１２５に内接してかみ合った第２リング歯車１２７を含む。特に、第２遊星歯車１２３は、第１遊星歯車１１３と一体に形成され、同一速度で共に回転する。
第１太陽歯車１１１の直径は、第２太陽歯車１２１の直径より小さい。第１遊星歯車１１３の直径は第２遊星歯車１２３の直径より大きい。第１遊星歯車１１３と第２遊星歯車１２３は一体に形成されるので、第１遊星歯車１１３及び第２遊星歯車１２３は同一速度で回転する。
【００１４】
遊星キャリア１３０は、所定間隔に対向配置された第１側板１３５及び第２側板１３６、第１側板１３５及び第２側板１３６の対向する内側面の間を連結する第１回転軸１３１及び第２回転軸を含む。シングル遊星歯車パート１１０とダブル遊星歯車パート１２０が第１側版１３５と第２速板１３６との間の空間に配置される。第１回転軸１３１及び第２回転軸１３２は、平行に配列される。第１遊星歯車１１３と第２遊星歯車１２３が第１回転軸１３１に回転可能に介される。第３遊星歯車１２５は第２回転軸１３２に回転可能に介される。第１遊星歯車１１３と第３遊星歯車１２５は、遊星キャリア１３０から突出して、第１リングギア１１７と第２リングギア１２７にそれぞれかみ合う。
【００１５】
第１遊星歯車１１３及び第２遊星１２３は一体を成し、第２遊星歯車１２３は第３遊星歯車１２５とかみ合っているので、第１乃至第３遊星歯車（１１３、１２３、１２５）の数は全て同じである。遊星歯車の数が多ければ大きい力を伝達するのに有利であるが、本発明による複合遊星歯車セット１００では、ダブル遊星歯車セット１２０の第２遊星歯車１２３及び第３遊星歯車１２５の側面の面積が非常に広い。したがって、各遊星歯車１１３、１２３、１２５の数が三つを超えることは難しい。
第１遊星歯車１１３及び第２遊星歯車１２３は第１回転軸１３１を中心に自転することができ、第３遊星歯車１２５は第２回転軸１３２を中心として自転することができる。第１乃至第３遊星歯車（１１３、１２３、１２５）は遊星キャリア１３０に属しているので、遊星キャリア１３０と共に第１太陽歯車１１１及び第２太陽歯車１２１の周囲を公転する。
【００１６】
第１リングギア１１７の内径は、第１太陽歯車１１１の直径に第１遊星歯車１１３の直径の２倍を足す値になる。このように、シングル遊星歯車パート１１０の三つの構成要素のそれぞれの大きさは互いに連関して決定されるので、いずれか一つの構成要素のみ独立的に大きさを調節することができない。しかし、第２リングギア１２７は、第２遊星歯車１２３と接触しない範囲にて最小内径を有することができ、第２太陽歯車１２１の直径に第２遊星歯車１２３の直径の２倍と第３遊星歯車１２５の直径の２倍を加えた値を内径として有することができる。
第２遊星歯車１２３の直径は第１遊星歯車１１１の直径と関連して決定される。
第３遊星歯車１２５は、変速比に直接的な影響を及ぼさないアイドルギアであるため、直径範囲が制限されない。したがって、第２リングギア１２７の内径を第１リングギア１１７の内径より小さくするには余裕が大きくないが、第１リングギア１１７の内径より大きくすることは非常に容易である。第１リングギア１１７と第２リングギア１２７の大きさをなるべく同一にすることが空間配置や製造原価面から有利であるが、二つのリングギア（１１７、１２７）の大きさを必ずしも同一にする必要はない。
【００１７】
複合遊星歯車セット１００を自動変速機用ギアトレインに適合するように用いるためには、動力は第１太陽歯車１１１に入力され、出力は第２太陽歯車１２１または遊星キャリア１３０の二つの経路を通じて行われるべきである。
複合遊星歯車セット１００に四つの摩擦要素を基本的な制御要素として付加すると、第１太陽歯車１１１に有力された動力は第２太陽歯車１２１と遊星キャリア１３０を通じて前進４速及び後進１速の変換された動力に出力される。
第１リングギア１１７が固定されて回転不可能になると、遊星キャリア１３０を通じて前進第１速が、第２太陽歯車１２１を通じて前進３速が出力される。第２リングギア１２７が固定され、回転不可能になると、遊星キャリア１３０を通じて後進速が、第２太陽歯車１２１を通じて前進第２速が出力される。第１リングギア１１７と第２リングギア１２７が回転可能な状態にて遊星キャリア１３０と第２太陽歯車１２１が結束すると、複合遊星歯車セット１００の全体が入力回転速度と同一の回転速度で、即ち、直結回転をする。
【００１８】
以上、説明したように、複合遊星歯車セット１００に最小四つの摩擦要素を加えることで、前進４速及び後進１速を出力することができるギアトレインを構成することができる。ここに、二つの摩擦要素を必需的な制御要素として備えた単純遊星歯車セット一つを連結すると、単純遊星歯車セットが直結と増速の二つの速を出力して、全体としては前進８速と後進２速を出力することができるギアトレインが構成される。より詳細な内容は下記の実施例にて説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施例による複合遊星歯車セットを含む自動変速機のギアトレインについて詳細に説明するが、本発明が下記の実施例によって制限されたり、限定されるものではない。
【実施例１】
【００２０】
図３は、本発明の実施例１による複合遊星歯車セットを有するギアトレインを示した部分断面図である。
複合遊星歯車セット２００の構造は前述したので、ここでは複合遊星歯車セット２００が加えられた四つの摩擦要素によって除去され、入力された動力を変換させて出力する過程について説明する。そして、複合遊星歯車セット２００の各構成要素の歯車の歯数を提示し、提示された歯車の歯数によって決定される前進４速及び後進１速の変速段構成を例示する。
図３では、エンジン（Ｅ）と入力軸２０１との間にトルクコンバータ（ＴＣ）が配置されているが、これは望ましい実施例であるだけ必需事項ではない。トルクコンバータ（ＴＣ）の代わり電子クラッチまたは自動摩擦クラッチを配置してもよいことは当業者には自明な事実である。
【００２１】
四つの摩擦要素は、第１ブレーキ２４１及び第２ブレーキ２４２と、第２クラッチ２５１及び第２クラッチ２５２を含む。第１ブレーキ２４１は、第１リングギア２１７を洗濯的に制動し、第２ブレーキ２４２は、第２リングギア２２７を洗濯的に制動する。第１クラッチ２５１は、遊星キャリア２３０と出力軸２０９を選択的に結束させ、第２クラッチ２５２は第２太陽歯車２２１と出力軸２０９を選択的に結束させる。
第１ブレーキ２４１及び第２ブレーキ２４２は、機能的な側面からマルチディスクタイプやバンタイプより選択することができる。第１ブレーキ２４１及び第２ブレーキ２４２両方とも大きい力を支持すべきであるので、マルチディスクタイプを採択することが望ましい。第１クラッチ２５１と第２クラッチ２５２は、構造的な側面からマルチディスクタイプを有するしかないので、四つの摩擦要素全てをマルチディスクタイプを採択することが望ましい。
【００２２】
トルクコンバータ（ＴＣ）を通じて変換された動力は、入力軸２０１を通じて第１太陽歯車２１１に入力される。第１太陽歯車２１１が回転すると、第１太陽歯車２１１にかみ合った第１遊星歯車２１３が回転する。また、第１遊星歯車２１３と一体になった第２遊星歯車２３３は第１遊星歯車２１３と同一速度で回転する。第２太陽歯車２２１の直径は第１太陽歯車２１１の直径より大きいので、第２太陽歯車２２１は第１太陽歯車２１１より遅く回転する。但し、複合遊星歯車２００全体が一体になって回転するときには、第２太陽歯車２２１は第１太陽歯車２１１と同一速度で回転する。
【００２３】
第１太陽歯車２１１が回転すると、第１遊星歯車２１３は反対に自転しながら内接歯車である第１リングギア２１７を第１太陽歯車２１１の回転方法（以下、正方向と称する）と反対に回転させる。しがし、油圧が作用して第１ブレーキ２４１が第１リングギア２１７を変速機ケースに固定させると、第１遊星歯車２１３は第１リングギア２１７を回転させず、第１リングギア２１３の内面に沿って第１太陽歯車２１１の周りを公転する。第１遊星歯車２１３が公転するようになると、遊星キャリア２３０は第１遊星歯車２１３の公転速度で回転する。
第１リングギア２１７の内径は第１遊星ギア２１３の直径より非常に大きいので、第１遊星歯車２１３の工程速度と同一の遊星キャリア２３０の回転速度は第１太陽歯車２１１の回転速度より非常に遅い。
【００２４】
一方、第２遊星歯車２２３は、遊星キャリア２３０に沿って第２太陽歯車２２１の周りを公転し、かつ、第１太陽歯車２１１とは反対方向（以下、逆方向と称する）に自転する。したがって、第２太陽歯車２２１は正方向に回転するものの、第２太陽歯車２２１の回転速度は、遊星キャリア２３０の回転速度よりは速く、第１太陽歯車２１１の回転速度よりは遅い。
前述したように、第１ブレーキ２４１を作動させて第１リングギア２１７を固定し、第１クラッチ２５１を作動させて遊星キャリア２３０と出力軸２０９とを結束させると、前進１速が出力される。反面、第１クラッチ２５１を解除し、第２クラッチ２５２を作動させて第２太陽歯車２２１と出力軸２０９とを結束させると、前進第３速が出力される。
【００２５】
第１太陽歯車２１１が回転して第１遊星歯車２１３を逆方向に自転させると、第２遊星歯車２３３も逆方向に自転しながら第３遊星歯車２２５を正方向に自転させる。第２リングギア２２７は、内接ギアであるため、第３遊星歯車２３３の自転方向と同一方向に回転するようになる。第１ブレーキ２４１が解除された状態で第２ブレーキ２４２に第２リングギア２２７を変速機ケースに固定させると、第３遊星歯車２２５は第２リングギア２２７の内面に沿って逆方向に公転するようになり、これによって遊星キャリア２３０も逆方向に回転する。
一方、第２遊星歯車２２３は、遊星キャリア２３０に沿って逆方向に公転しながら同一方向に自転する。したがって、第２遊星歯車２２３は、第２太陽歯車２２１を正方向に回転させるものの、その回転速度は第１ブレーキ２４１が作動されるときの第２太陽歯車２２１の回転速度よりは遅く、遊星キャリア２３０の回転速度より速い。
【００２６】
前述したように、第２ブレーキ２４２を作動させ、第２リングギア２２７を固定させ、第１クラッチ２５１を作動させて遊星キャリア２３０と出力軸２０９を結束させると後進速が出力される。反面、第１クラッチ２５１は解除され、第２クラッチ２５２を作動させて第２太陽歯車２２１と出力軸２０９とを結束させると前進第２速が出力される。
前述したことを要約すると、第１ブレーキ２４１を作動させると前進第１速と前進第３速を出力することができ、第２ブレーキ２４２を作動させると前進２速と後進速を出力することができる。
【００２７】
第１ブレーキ２４１と第２ブレーキ２４２とが全て解除された状態にて、第１クラッチ２５１と第２クラッチ２５２を同時に作動させると、遊星キャリア２３０と第２太陽歯車２２１が出力軸２０９に同時に結束されて同一速度で回転するので、複合遊星歯車セット２００の全体が入力軸２０１と同一速度で回転する。即ち、直結状態になり、このときには変速は発生せず、この回転速度が前進第４速になる。
駐車していた車両が出発するには、後進または前進第１速のいずれか一つを経るので、いずれの場合にも第１クラッチ２５１は作動する。第１クラッチ２５１が作動しても第１ブレーキ２４１及び第２ブレーキ２４２が全て解除されていると、本ギアトレインからの出力はない。したがって、変速レバーが駐車または中立位置にあるときは第１速または後進への変速に備えて第１クラッチ２５１を作動させることが変速感の向上に役に立つ。
本実施例のギアトレインには、各変速段で摩擦要素のみが制御要素として作動するので、傾斜路を下るときや減速するとき、いずれの変速段でもエンジンブレーキが作用する。
前述した変速段と制御要素の作動関係を整理すると、下記の（表１）のようになる。
【００２８】
【表１】
2006525472.tif 000003
【００２９】
従来の前進４速及び後進１速の出力を出す自動変速機用ギアトレインは、互いに少しずつ異なる構造で作られている。しかし、これらの多くは変速段の数より多い制御要素を有しており、その中には一つの複合遊星歯車セットに一つの単純遊星歯車セットが加えられた場合もある。現在まで開示されたギアトレインのうち、一番単純な例が一つの複合遊星歯車セットに五つの摩擦要素を制御要素として有している。
本実施例１による自動変速機用ギアトレインは、一つの複合遊星歯車セット２００に最小四つの摩擦要素のみを制御要素として有するので、現在まで作られたいかなるトレインより簡潔な構造を有する。
【００３０】
構造がいくら単純であっても、各変速段の減速比を４段変速機用に適合するように組成しにくいと実用性がないが、本実施例１によるギアトレインは独立的に活用されて４段変速機用として採択されても、これに適合する変速段別減速比を出力することができる。
下記の（表２）には、実施例のギアトレインが前進４速及び後進１速の変速機に適合する遊星歯車セット２００の各構成要素別歯車の歯数を示した。
表２の内容は、望ましい適用例として提示したものであり、本発明を活用する場合必ずしも適用する必要はなく、（表２）に示した内容の以外にも多様な歯車の歯数の組み合わせを構成することができる。
【００３１】
【表２】
2006525472.tif 000004
表２に示した構成要素別歯数の組み合わせによって変速段別減速比が決定されるものの、減速比の計算は下記（数１）に従う。
【００３２】
【数１】
2006525472.tif 000005
（数１）に（表２）の数値を代入して計算した適用例別、変速段別減速比を（表３）に示す。
【００３３】
【表３】
2006525472.tif 000006
【００３４】
（表３）に示したＡ−１からＡ−５までの五つの適用例は、その変速範囲（最低段減速比を最高段減速比で割った値）が約３．６〜約４．１７４である。この変速範囲は、現在生産中の変速範囲が大体４前後の前進４段自動変速機と比べると、あまり差異がなく、変速段間の比も大同小異である。
前述したように、本実施例によるギアトレインは、現在まで生産中である４段自動変速機用ギアトレインのうち、最も単純な例に比べても制御要素が一つ少なく、また、他の問題点も発見されない。一つの複合遊星ギアセットに四つの制御要素のみを備えた構造は、既存の３段自動変速機のうち、単純な例と比べても決して複雑でないので、本実施例のギアトレインを常用化する場合、最も経済的な４段変速機を具現することができる。
【実施例２】
【００３５】
図４は、本発明の実施例２によるギアトレインを示した部分断面図である。
図４に示す通り、本実施例２によるギアトレインは、トルクコンバータ（ＴＣ）のタービンと第１太陽歯車３１１を繋ぐ入力軸３０１、複合遊星歯車セット３００、第１ブレーキ３４１、第２ブレーキ３４２、第１クラッチ３５１、第２クラッチ３５２、第１ワンウェイクラッチ３５５、第２ワンウェイクラッチ３５６、及び出力軸３０９を含む。
本実施例２では、実施例１の構造にワンウェイクラッチ二つを加えることで変速感を向上させ、一部の摩擦要素の作動頻度を減少させることに目的をおいている。二つのワンウェイクラッチは外部の統制を受けないので、制御系統には何の負担も与えないが、変速機の長さ及び重量は増加する。
【００３６】
第１ワンウェイクラッチ３５５は、第２ブレーキ３４２と並列に配置されるので、変速機ケースと第２リングギア３２７との間に設置される。第２ワンウェイクラッチ３５６は第１クラッチ３５１と並列に配置されるので出力軸３０９と遊星キャリア３３０との間に設置される。
第１ワンウェイクラッチ３５５は、第２リングギア３２７の正方向回転は許容するが、逆回転は許容しない。第２ワンウェイクラッチ３５６は出力軸３０９が遊星キャリア３３０より速い回転は許容するが、遅い回転は抑止する。
図３を参照すると、実施例１では前進第１速を出力するために第１ブレーキ２４１を作動させると、遊星キャリア２３０が低速回転し、第１クラッチ２５１が作動することによって遊星キャリア２３０の出力が出力軸２０９に伝達される。
【００３７】
図４を参照すると、本実施例２では第１ブレーキ３４１を作動させ、遊星キャリア３３０が低速回転するようになると、第１クラッチ３５１が作動しなくても第２ワンウェイクラッチ３５６がロックされながら出力軸３０９を遊星キャリア３３０と共に回転するように強制するので、第１ブレーキ３４１のみの作動で前進第１速の出力が行われる。
実施例１では、前進第２速を出力するためには、第２ブレーキ２４２を作動させ、第２太陽歯車２２１を回転させ、第２クラッチ２５２を作動させることによって、第２太陽歯車２２１の出力が出力軸２０９に伝達する。
しかし、本実施例２では、第２クラッチ３５２のみを作動させ、第２太陽歯車３２１と出力軸３０９を結束させると、第２リングギア３２７が逆転することを第１ワンウェイクラッチ３５５がロックし、かつ制止するので、第２リングギア３２７は停止し、前進第２速が出力される。
【００３８】
エンジンブレーキが必要な程度の傾斜路を下るとき、前進第１速で下ると、このとき出力軸３０９が遊星キャリア３３０より速く回転するようになり、第２ワンウェイクラッチ３５６は解除されるので、エンジンは空回転しながら自動車が加速する。したがって、この場合には、第１クラッチ３５１を作動させ、遊星キャリア３３０と出力軸３０９を強制に結束させることで、エンジンブレーキ効果が得られる。
同一状況において前進第２速で下ると、出力軸３０９に結束された第２太陽歯車３２１が速く回転しながら第２リングギア３２７を正方向に回転させるようになり、第１ワンウェイクラッチ３５５が解除されるので、エンジンは空回転しながら自動車は加速される。したがって、この場合には、第２ブレーキ３４２を作動させ、第２リングギア３２７を強制的に固定させることで、エンジンブレーキが作動する。
【００３９】
後進出力を得るために、第２ブレーキ３４２と第１クラッチ３５１を作動させることは実施例１と同一であり、第１ブレーキ３４１と第２クラッチ３５２を作動させて前進第３速を出力することや、第１クラッチ３５１と第２クラッチ３５２を同時に作動させて前進第４速を出力することも実施例１と同一である。
実施例１では、前進第１速から第２速に変速されるとき、第１ブレーキ２４１と第１クラッチ２５１を同時に解除しながら第２ブレーキ２４２と第２クラッチ２５２を同時に作動させるべきであるが、本実施例２では、第１ブレーキ３４１を解除しながら第２クラッチ３５２を作動させればよい。
【００４０】
摩擦要素を同時に二つ以上作動または解除すると、摩擦要素間に作動偏差が発生するので、同時に作動または解除される摩擦要素の数が少ないほど変速感は向上する。即ち、前進第１速から前進第２速に変速するとき、本実施例２のほうが実施例１より変速感がよくなる。また、前進第２速から第３速に変速するとき、実施例１では第２ブレーキ２４２を解除しながら第１ブレーキ２４１を動作させるべきであるが、本実施例２では第１ブレーキ３４１のみを作動させればよいので、実施例１に比べて変速感が向上する。
第１ワンウェイクラッチ３５５の役割分担によって第２ブレーキ３４２は、後進するときと前進第２速でエンジンブレーキが要求されるときのみ作動させればよいので、平坦路走行では作動しないようになる。第２ワンウェイクラッチ３５６によって第１クラッチ３５１は、前進第１速でエンジンブレーキが必要なときと後進するとき、及び前進第４速にてのみ作動するようになるので、発振と停車が繰り返される市街地走行で第１クラッチ３５１の作動頻度は大きく減少する。
【００４１】
実施例１では、変速レバーが駐車または中立位置にあるとき、第１クラッチ２５１は作動状態になって後進または前進第１速への変速に備えるようになるものの、本実施例２では前進第１速にて第１クラッチ２５１を作動させる必要がないので、駐車または中立位置にて作動される摩擦要素はない。
前述した変速段と制御要素との作動関係を示すと（表４）のようになる。
【表４】
2006525472.tif 000007
【００４２】
本実施例２では、二つのワンウェイクラッチが追加されることによって前進第１速と第２速において制御要素の作動のみが実施例１と異なり、複合遊星歯車セットの変速機能には何の差異がない。したがって、実施例１に示した表２、計算式１、及び表３の内容は本実施例にそのまま適用する。
【実施例３】
【００４３】
図５は、本発明の実施例３によるギアトレインを示した部分断面図である。
図５に示す通り、本実施例３によるギアトレインはトルクコンバータ（ＴＣ）に連結された入力軸４０１、入力軸４０１に連結された単純遊星（ＳＰ）歯車セット４６０、単純遊星歯車セット４６０に連結された複合遊星歯車セット４００、及び複合遊星歯車セット４００に連結された出力軸４０９を含む。
複合遊星歯車セット４００は、第１ブレーキ４４１、第２ブレーキ４４２、第１クラッチ４５１、及び第２クラッチ４５２によって制御される。複合遊星歯車セット４００の構造と変速機能は実施例１と同一であるので、その説明は省略する。
単純遊星歯車セット４６０は、ＳＰ太陽歯車４６１、ＳＰ太陽歯車４６１にかみ合われた複数のＳＰ遊星歯車４６３、ＳＰ遊星歯車４６３と内接してかみ合ったＳＰリングギア４６７及びＳＰ遊星歯車４６３がＳＰ太陽歯車４６１の周りを公転するように支持するＳＰ遊星歯車キャリア４３３で構成される。
【００４４】
ＳＰクラッチ４５３が入力軸４０１とＳＰ太陽歯車４６１との間に設置してあるが、これは望ましい実施例である。ＳＰクラッチ４５３の役割は単純遊星歯車セット４６０を直結にして動力が変換されず、そのまま複合遊星歯車４００に伝達されるようにすることであるため、ＳＰクラッチ４５３は、単純遊星歯車セット４６０の三つの構成要素、即ち、ＳＰ太陽歯車４６１、ＳＰ遊星キャリア４３３、及びＳＰリングギア４６７のうち、いずれか二つの構成要素の間に設置されればよく、または入力軸４０１と中間軸４０５との間に設置してもよい。
トルクコンバータ（ＴＣ）で変換された動力は入力軸４０１を通じてＳＰ遊星キャリア４３３に伝達される。入力軸４０１とＳＰ太陽歯車４６１との間に設置されたＳＰクラッチ４５３が作動すると、ＳＰ遊星キャルア４３３とＳＰ太陽歯車４６１は共に回転するため、単純遊星歯車セット４６０の全体が入力軸４０１と同一速度で回転するようになる。即ち、ＳＰクラッチ４５３が作動することによって単純遊星歯車セット４６０は直結状態になり、入力された動力は中間軸４０５を通じてそのまま第１太陽歯車４１１に伝達される。
【００４５】
ＳＰクラッチ４５３が解除され、ＳＰブレーキが４４３が作動すると、ＳＰ太陽歯車４６１は、変速機ケースに固定される。ＳＰ太陽歯車４６１が動かないと、ＳＰ遊星キャリア４３３によってＳＰ遊星歯車４６３は正方向に公転しながら自転する。ＳＰ遊星歯車４６１の正方向自転はＳＰリングギア４６７の正方向回転を強制するので、ＳＰリングギア４６７の回転速度は遊星キャリア４３３の回転速度にＳＰ遊星歯車４６１による回転速度の分が加えられ、遊星キャリア４３３より速く回転するようになる。即ち、ＳＰブレーキ４４３が作動すると、ＳＰリングギア４６７は増速された出力が中間軸４０５を通じて第１太陽歯車４１１に伝達する。
【００４６】
前述したように、ＳＰ遊星歯車セット４１０は、直結と増速の二つを出力する。したがって、直結が出力されるときは複合遊星歯車セット４００に入力される動力はトルクコンバータからそのまま入力されることと同じであるので、複合遊星歯車セット４００の変速は実施例１の場合と同様になる。しかし、単純遊星歯車セット４６０から増速された動力が出力されると、第１太陽歯車４１１に入力される動力は単純遊星歯車セット４６０直結の場合に比べて回転速度が速いだけトルクは小さくなる。ここで、複合遊星歯車セット４００の前進４速及び後進１速の出力は単純遊星歯車セット４６０直結のときより増速比だけそれぞれ速くなる。
このように、単純遊星歯車セット４６０が直結であるときの複合遊星歯車セット４００の変速段に増速のときの変速段が加えられる方式で最大前進８速、後進２速の変速が行われる。
【００４７】
したがって、前進第１速から第８速まで変速が行われる間、単純遊星歯車セット４６０の出力は直結と増速が反復される。即ち、前進第１速、第３速、第５速、及び第７速は直結にて行われ、前進２速、第４速、第６速、及び第８速は増速にて行われる。単純遊星歯車セット４６０が直結出力を出すためにはＳＰクラッチ４５３が作動されるべきであり、増速出力を出すためにはＳＰブレーキ４４３が作動されるので、二つの摩擦要素は交代に作動する。
駐車中であった自動車が出発時、後進第１速、または前進第１速を経るようになり、二つの場合全てＳＰクラッチ４５３と第１クラッチ４５１が作動すべきであるため、変速レバーが駐車または中立位置にあるときはＳＰクラッチ４５３と第１クラッチ４５１は作動し、自動車の発進に備える。全ての変速は摩擦要素の制御によってのみ行われるので、全て変速段にてエンジンブレーキが作動する。
前述した変速段と制御要素別作動関係を示すと、（表５）のようになる。
【００４８】
【表５】
2006525472.tif 000008
【００４９】
前述のように、単純遊星歯車セット４６０から複合遊星歯車セット４００に直結速及び増速の二つを入力することで前進８速の変速段を構成することができるとしても、複合遊星歯車セット４００のみの変速段が従来の４段変速機の構成方法によって行われると、即ち、低段から高段への変速段間の比が小さくなる構成方法に従うと、８速の変速段の一部は互いに重なるか或いは変速段間の比が非常に小さくなって、八つの変速を全て用いることができなくなる。
したがって、本実施例の構造を有して実用性ある前進８速変速段を構成するには、複合遊星歯車セット４００の変速段間の比がほぼ同じである等比数例型変速段を構成しなければならない。また、単純遊星歯車セット４６０の増速比は複合遊星歯車セット４００の変速段間の比の自乗根に近い値を有するべきである。
【００５０】
従来開示された複合遊星歯車セットでは等比数列型の変速段が構成不可能であるが、本発明の複合遊星歯車セット４００は、等比数例型変速段が出力可能な構造になっている。
しかし、等比数例型の変速段を構成するためにはいくつかの制約条件がある。複合遊星歯車セット４００の前進４速を等比数列型で構成するためには変速範囲（第１速の減速比を最高段の減速比で割った値。この場合には前進第４速の減速比が１．０００であるので前進第１速の減速比と同一である。）に制限を受ける。
どのような変速範囲でも等比数列型の変速段を構成できるのではなく、変速範囲３．８〜４．７程度でのみ等比数列型に近い変速段が構成される。前進８速で変速段を構成するときの変速範囲は、３．８〜４．７の値に単純遊星歯車セット４６０の増速比１．２５〜１．３０程度をかけた値になるので、約４．８〜６．１程度の変速範囲を形成することができる。
【００５１】
この程度の変速範囲であれば、乗用車や小型乗合車または小型  貨物車用自動変速機の変速範囲として適当な値になる。
また、単純遊星歯車セット４６０の増速比は構造上問題によって制約を受ける。増速比を大きくすることは易しいが、増速比を小さくすることは難しい。例えば、増速比を１．３にすると、単純遊星歯車セット４６０のＳＰリングギア４６７の歯数とＳＰ太陽歯車４６１の歯数との比は１０：３になる。しかし、増速比が１．２５になると、前記歯数の比は２０：５になる。即ち、増速比が小さくなるほどＳＰ太陽歯車４６１の大きさはＳＰリングギア４６７の大きさに比べて非常比小さくなる。ＳＰ太陽歯車４６１が力学的あるいは構造的に十分安定した大きさを有するようにするにはＳＰリングギア４６７が非常に大きくなるので、増速比を１．２５以下にすることが不可能ではないが、構造的に不利になる。
【００５２】
（表６）は、等比数列型前進８速の変速段を構成することができる遊星歯車セット（４００、４６０）の構成要素別歯車の組み合わせを示したものである。
本実施例を実用化するのに必ずしも（表６）の内容を適用する必要はなく、（表６）の内容のみが等比数列型前進８速の変速段を構成するものではない。（表６）の内容以外にも多様な組み合わせが可能である。
【００５３】
【表６】
2006525472.tif 000009
【００５４】
（表６）に示した歯車別歯数で変速段別減速比を算出する方法は、下記の（数２）の通りである。前進第１速、第３速、第５速、第７速、及び後進第１速の計算方法は、実施例１の前進第１速、第２速、第３速、第４速、及び後進速の計算方法と同じであり、前進第２速、第４速、第６速、第８速、及び後進第２速の計算方法は、前進第１速、第３速、第５速、第７速、及び後進第１速の減速比を単純遊星歯車セット４６０の増速比で割ることによる。
【００５５】
【数２】
2006525472.tif 000010
（数２）に（表６）の歯車別歯数を代入すると、適用例別、変速段別に減速比が算出され、算出した値を示すと（表７）の通りとなる。
【００５６】
【表７】
2006525472.tif 000011
【００５７】
（表７）に示す通り、Ｂ−１からＢ−５までの適用例の変速範囲は約４．８６〜約６．０８となる。適用例Ｂ−６の変速範囲は適用例Ｂ−１の変速範囲の約１．２５倍を超える。したがって、同一自動車であってもエンジンの排気量によって適合する変速範囲を採択することができる。例えば、同一の車体を有する自動車でもエンジン排気量が大きい自動車は変速範囲が多少小さくても十分な加速力を得ることができるので、適用例Ｂ−１またはＢ−２のような小さい変速範囲の適用例を採択すると、Ｂ−５またはＢ−６に比べて変速段間の比が小さいので、変速感の向上に有利である。
特に、適用例Ｂ−１やＢ−２は、前進６速と７速との間に変速が頻繁に起こる市街地や山岳地域の道路走行時に有利である。エンジン（Ｅ）の排気量が少ない自動車は適用例Ｂ−５やＢ−６のように変速範囲が大きい適用例を採択すると、大きい加速力を得ることができる。
【００５８】
本実施例によるギアトレインは、後進に二つの変速段を出力するようになっている。後進に必ずしも二つの変速段は必要ないが、後進第２速の場合、後進第１速よりトルクが小さくなるので、滑らかな道で後進するとき、役に立つ。
自動車が発進して加速するとき、低速段では加速力が大きく、高速段に行くほど加速力は小さくなる。したがって、変速段間の比がほぼ同じようになると、
低速段では非常に短い時間内に変速が行われ、後段に行くほどその時間が長くなる。（表７）で変速段間の比は最大１．３０５で、この値は既存の変速機の前進第１速と第２速との比１．８前後に比較すると非常に小さい。しかし、摩擦要素の作動と解除には最小限の時間が必要であるため、低速段にて変速段間の比が非常に小さいときには頻繁な変速が急加速の障害になる。このような短所を解決するには、加速ペダルを踏む程度によって前進２速のみをスキップして前進７段変速をするか、或いは前進２速と４速をスキップして６段変速をするスキップシフト（変速段をスキップして変速を行うこと）が行われるようにコントローラの制御論理を構成する必要がある。加速ペダルを深く踏む急加速では、前進第６速までもスキップして５段変速が行われるようにすると、加速時間の短縮に役に立つ。
【００５９】
反面、運転者が加速ペダルを軽く踏んで徐々に加速するときは、第１速にて、トルクコンバータのタービン回転速度がカップリングポイントを過ぎてトルク増配作用が終わるときからトルククラッチを作動させ、エンジントルクがそのままギアトレインに入力されるようにしながら全ての変速段を経て加速されるようにすると、変速段間の比が大きい場合に比べてエンジン回転速度を低く維持しながら加速することができるので、燃費効率を大きく向上させることができる。
具体的な例として、上段へ変速が行われた後、エンジン（Ｅ）の回転速度が１０００ｒｐｍ以下に低下しないように制御される場合について説明する。
前進１速と２速との変速段の比が約１．８である自動車はトルクコンバータクラッチを直結にしたとき、前進１速にてエンジン（Ｅ）の回転速度が最低１８００ｒｐｍ以上の場合のみ前進２速への変速が可能である。しかし、この場合には変速前後のトルク変化が大きく、エンジン（Ｅ）の回転速度の変化が大きいので、激しい変速衝撃が発生する。したがって、トルクコンバータを直結にしたまま変速しにくい。
【００６０】
（表７）の適用例Ｂ−６の場合には、約１３００ｒｐｍにて変速が可能であり、変速前後のトルク変動幅が小さいので変速衝撃も大きくない。また、全ての変速段間の比が同じであるためエンジン回転速度１０００ｒｐｍ〜１３００ｒｐｍの範囲で徐々に加速することができる。
本実施例によるギアトレインは、従来のギアトレインに比べて特に低速段にて変速段間の比が小さくなることによって、市街地走行や渋滞道路での走行のように停止と発進が繰り返される状況でより低いエンジン回転速度を維持することができるため燃料消費の大幅節減が可能となる。定速走行をしても中、低速走行である場合には既存の変速機に比べて走行条件により適合した変速段を選択してエンジン回転を減少させることができるので、燃費効率を大きく向上させることが可能となる。
【００６１】
本実施例によるギアトレインは、一つの複合遊星歯車セット４００と一つの単純遊星歯車セット４６０を連結し、制御要素としては六つの摩擦要素のみを含む比較的に簡単な構造を有している。
また、本実施例によるギアトレインは、前進８速を出力し、かつ、既存の５段変速用ギアトレインのうち、最も単純な例よりも摩擦要素の数が一つ少ない。したがって、本実施例のギアトレインを５段または６段変速機用として使用するケースもありうる。７段変速機用として用いる場合には、（表７）に示した適用例から前進第２速のみを削除すればよいので、特別の調整は必要ないが、５段または６段変速機として用いる場合には、既存のギアトレインの変速段の構成方式、即ち、低段から後段へ行くほど変速段間の比を低下させていく方式が要求される。
【００６２】
本実施例によるギアトレインは、基本的に等比数列型８段変速を目的として工夫されたものであるが、前述の要求にも容易に応じることができる。５段変速機用としては複合遊星歯車セット４００の歯車別歯数を実施例１で示した（表２）の内容に従い、単純遊星歯車セット４６０は直結にして変速をすると、前進第１速から第４速までと、後進第１速は実施例１の（表３）の内容と完全一致する。
複合遊星歯車セット４００は、前進第４速の状態にして、単純遊星歯車セット４６０の出力を増速させると、前進第５速が行われる。そして、この場合には増速比が前進第５速と後進第２速にのみ影響を与えるので、その値を自由に決定することができる。
本実施例によるギアトレインを５段変速機用として用いる場合、変速段と制御要素との作動関係は（表８）の通りとなる。
【００６３】
【表８】
2006525472.tif 000012
実施例１の（表２）に単純遊星歯車セット４６０の歯車別歯数を追加すると、（表９）の通りとなる。
【００６４】
【表９】
2006525472.tif 000013
（表９）に示した歯車別歯数で減速比を算出する方法は（数３）の通りである。
【００６５】
【数３】
2006525472.tif 000014
（表９）に示した歯車の歯数を（数３）に代入すると、変速段別減速比を算出することができる。算出された減速比を（表１０）に示す。
【００６６】
【表１０】
2006525472.tif 000015
【００６７】
（表１０）に示す通り、適用例の変速範囲は、４．５５〜５．３８になり、生産中である５段変速機の変速範囲と大体同じである。変速段間の比も非常に均一であるため、本実施例のギアトレインは５段変速機用としても問題ないことがわかる。
本実施例によるギアトレインを６段変速機用として用いようとする場合、変速段と制御要素との作動関係は（表１１）の通りとなる。
【００６８】
【表１１】
2006525472.tif 000016
６段変速に適した減速比を出力するための歯数組合せを（表１２）に示す。
【００６９】
【表１２】
2006525472.tif 000017
（表１２）に示した歯車別歯数で変速段別減速比を算出する方法を（数４）に示す。
【００７０】
【数４】
2006525472.tif 000018
（数４）に（表１２）の歯車の歯数を代入すると、適用例別の変速段別減速比が算出できる。算出された減速比を（表１３）に示す。
【００７１】
【表１３】
2006525472.tif 000019
【００７２】
（表１３）に示す通り、適用例の変速範囲は５．１０〜５．９４であり、（表１０）に示した５段変速機用適用例に比べて１０％以上拡張され、変速段間の比も非常に好ましい状態となるので、本実施例のギアトレインは従来の変速段の構成方式によって低速段で段間比を大きくし、中速段以上で段間比を小さくして６段変速機用変速段を構成するに適することがわかる。
前述したように、本実施例のギアトレインは最大前進８速及び後進２速の出力を出すことができる。特に、８段変速機用として用いる場合には、段間比がほぼ同じである等比数列型で変速段を構成し、全般的な燃費向上はもちろんであるが、特に、中、低速走行における燃費効率を大きく向上させることができる。また、一般的な変速段の構成方式によって５段変速機用または６段変速機用として変速段を構成するにも適する構造を有している。
なお、複合遊星歯車セット一つと単純遊星歯車セット一つ、そして六つの摩擦要素のみを有した単純な構造は、既存の５段変速機用または多少複雑な４段変速機用ギアトレインと同程度の製造費で製造可能である。
【実施例４】
【００７３】
図６は、本発明の実施例４によるギアトレインを示した分部断面図である。
本実施例４が実施例３と異なる点は、単純遊星歯車セットと複合遊星歯車セットの配置順序を変更しただけである。実施例３では、単純遊星歯車セット４６０がトルクコンバータ（ＴＣ）と複合遊星歯車セット４００との間に配置されるのに対して、本実施例４では、複合遊星歯車セット５００がトルクコンバータ（ＴＣ）と連結され、単純遊星歯車セット５７０は複合遊星歯車セット５００と出力軸５０９との間に配置される。
図６に示す通り、本実施例４による自動変速機用ギアトレインは、トルクコンバータのタービンと第１太陽歯車５１１を連結する入力軸５０１、入力軸５０１に連結された複合遊星歯車セット５００、複合遊星歯車セット５００に中間軸５０５で連結された単純遊星歯車セット５７０、単純遊星歯車セット５７０に連結された出力軸５０９、及び三つのブレーキ（５４１、５４２、５４３）と三つのクラッチ（５５１、５５２、５５３）を含む。
【００７４】
本実施例では、トルクコンバータで変換された動力は、第１太陽歯車５１１に入力され、複合遊星歯車セット５００の出力は、中間軸５０５を通じてＳＰ遊星キャリア５３３に伝達され、最終出力は出力軸５０９と接続されたＳＰリングギア５７７を通じて行われる。  
トルクコンバータ（ＴＣ）から入力軸５０１を経て第１太陽歯車５１１に入力された動力は複合遊星歯車セット５００によって前進４速、及び後進１速の動力に変換され、中間軸５０５を通じて単純遊星歯車セット５７０に伝達される。
ＳＰクラッチ５３３が作動し、単純遊星歯車セット５７０が直結状態であれば、入力はＳＰ遊星キャリア５３３とＳＰ太陽歯車５１１を通じて行われて動力の変化なしにＳＰリングギア５７７を通じて出力軸５０９に伝達される。このようにして、前進第１速、第３速、第５速、第７速、及び後進第１速が出力軸５０９に伝達される。
【００７５】
ＳＰブレーキ５４３が作動してＳＰ太陽歯車５７１が固定されると、動力はＳＰ遊星キャリア５７０のみを通じて入力され、ＳＰリングギア５７７は増速された動力を出力軸５０９に伝達する。ここでは、前進第２速、第４速、第６速、第８速、及び後進第２速が出力される。
本実施例４によるギアトレインが前進８速及び後進２速の出力を出すための変速段別制御要素の作動を（表１４）に示す。
【００７６】
【表１４】
2006525472.tif 000020
【００７７】
（表１４）の内容は、出力要素のみが異なるだけ、残りの内容は（表５）と同一である。
実施例３で説明した表６、７、９、１０、１２、１３、そして、（数２）、（数３）、（数４）とこれらに関する説明はそのまま本実施例４で適用され、表５、８、及び１１の内容のうち、出力要素のみをＳＰリングギアに修正すると、この三つの表もそのまま本実施例４に適用されるので、表６、７、９、１０、１２、１３、そして（数２）、（数３）、（数４）を反復して記載することは省略する。
【００７８】
前述のように、複合遊星歯車セット５００と単純遊星歯車セット５７０を連結させて前進８速及び後進２速を出力する原理は実施例３と同一である。但し、本実施例のギアトレインは、実用化の側面から実施例３に比べて不利である。
実施例３の場合、単純遊星歯車セット４６０は、トルクコンバータ（ＴＣ）から動力の伝達をすぐ受けるが、本実施例４の単純遊星歯車セット５７０に入力される動力は複合遊星歯車セット５００にて変換されたものであるため、実施例３に比べて前進第１速の減速比分だけ更に大きい動力が単純遊星歯車セット５７０に入力される。したがって、本実施例４の単純遊星歯車セット５７０は、実施例３の単純遊星歯車セット４６０に比べて４倍前後の大きい力を受入る必要がある。また、ＳＰブレーキ５４３とＳＰクラッチ５５３も同様に大きい力を受入る必要があるため、ディスク枚数を大幅増加させるべきである。また、中間軸の太さも厚くする。
前述のように、本実施例４によるギアトレインは実施例３に比べて重量と大きさが増えるため、構造的に望ましくないので、ギアトレインの配置上やむを得ない場合以外は実施例３を選択するのが望ましい。
【実施例５】
【００７９】
図７は、本発明の実施例５によるギアトレインを示した部分断面図である。
図７に示す通り、本実施例５による自動変速機用ギアトレインはトルクコンバータとＳＰ遊星キャリア６３３を連結する入力軸６０１、入力軸６０１に連結された単純遊星歯車セット６６０、単純遊星歯車セット６６０に中間軸６０５を媒介として連結された複合遊星歯車セット６００、複合遊星歯車セット６００に連結された出力軸６０９、三つのブレーキ（６４１、６４２、６４３）及び三つのクラッチ（６５１、６５２、６５３）、そして三つのワンウェイクラッチ（６５５、６５６、６５７）を含む。
実施例３の構造にワンウェイクラッチ（６５５、６５６、６５７）が追加されることによって変速感を向上させることができ、一部の摩擦要素の作動頻度を減少させる効果を得ることができる。反面、ギアトレインの長さと重量が増加する。ワンウェイクラッチ（６５５、６５６、６５７）は、外部の統制を必要としないので、制御系統に新しい負担を与えない。
【００８０】
第１ワンウェイクラッチ６５５と第２ワンウェイクラッチ６５６の接地位置や機能は、実施例２と同一である。第１ワンウェイクラッチ６５５は、第２ブレーキ６４２と並列に第２リングギア６２７と変速機との間に設置され、第２リングギア６２７の逆転を抑止する。第２ワンウェイクラッチ６５６は第１クラッチ６５１と並列に遊星キャリア６３０と出力軸６０９との間に設置され、出力軸６０９が遊星キャリア６３０より遅く回転することを抑止する。  
ＳＰワンウェイクラッチ６５７は、ＳＰクラッチ６５３を作動させなくても単純遊星歯車セット６６０が直結が可能であるように機能するので、入力軸６０１とＳＰリングギア６６７との間、または入力軸６０１と中間軸６０５との間に設置することができる。
【００８１】
ＳＰワンウェイクラッチ６５７は、ＳＰリングギア６６７または中間軸６０５がＳＰ遊星キャリア６３３または入力軸６０１より遅く回転しないように抑止する。したがって、ＳＰブレーキ６４３が解除された状態でエンジン（Ｅ）が回転する間はＳＰワンウェイクラッチ６５７はロックされるので、単純遊星歯車セット６６０は直結状態になり、中間軸６０５を通じて第１太陽歯車６１１もトルクコンバータタービンの回転速度で回転するようにする。ＳＰワンウェイクラッチ６５７によってＳＰクラッチ６５３は、エンジンブレーキが要求されるときにのみ作動すればよいので、作動頻度は大幅に減少する。
前記実施例２で説明したように、第１ワンウェイクラッチ６５５は第２ブレーキ６４２の作動頻度を減少させ、第２ワンウェイクラッチ６５６は第１クラッチ６５１の作動頻度を減少させる。
【００８２】
第１ワンウェイクラッチ６５５や第２ワンウェイクラッチ６５６の機能で変速過程における摩擦要素（６４２、６５１）の介入を減少させて変速感の向上を図るように、ＳＰワンウェイクラッチ６５７の機能によって変速過程にＳＰクラッチ６４３の介入が最小化されるので、変速のたびに単純遊星歯車セット６６０の制御はＳＰブレーキ６４３の作動と解除のみで構成されるようになり変速過程が簡潔になって変速感を向上させることができる。
変速レバーが駐車または中立位置にあるとき、本実施例５では摩擦要素の何れも変速に備えて作動させておくことはできない。ＳＰブレーキ６４３が解除されている状態ではＳＰワンウェイクラッチ６５７はいつもロックされ、第１ブレーキのみを作動させると、第１ワンウェイクラッチもロックされながら前進第１速になるためである。
本実施例５によるギアトレインが前進８速及び後進２速の出力を出すための制御要素の作動を（表１５）に示す。
【００８３】
【表１５】
2006525472.tif 000021
【００８４】
本実施例５によるギアトレインも実施例３と同様に前進５速及び後進２速、そして前進６速及び後進２速の変速段を構成することができるので、二つの変速段構成のための制御要素の作動を（表１６）及び（表１７）に示す。
【００８５】
【表１６】
2006525472.tif 000022
【００８６】
【表１７】
2006525472.tif 000023
【００８７】
本実施例の変速原理は、実施例３と同一である。但し、ワンウェイクラッチ（６５５、６５６、６５７）のため変速時の摩擦要素（６４３、６５１、６５３）の役割が減少するという差異以外には差異がないので、実施例３の表６、７、９、１０、１２、及び１３と（数２）、（数３）、（数４）及びこれに関する説明は全く修正する必要なしに本実施例５に適用される。
本実施例５によるギアトレインは、六つの摩擦要素と三つのワンウェイクラッチを制御要素として有したが、変速感の向上や力の分散のために摩擦要素とワンウェイクラッチを更に追加するか或いはギアトレインの大きさと重量を減少させるためにワンウェイクラッチの数を一つまたは二つのみにする制限を受けることはない。
【実施例６】
【００８８】
図８は、本発明の実施例６によるギアトレインを示した部分断面図である。
本実施例６が実施例５と異なる点は実施例３と実施例４との関係のように単純遊星歯車セットと複合遊星歯車セットの位置が変更されたことだけである。
図８を参照すると、本実施例６による自動変速機用ギアトレインは、入力軸７０１、複合遊星歯車セット７００、中間軸７０５、単純遊星歯車セット７７０、出力軸７０９、そして三つのブレーキ（７４１、７４２、７４３）と三つのクラッチ（７５１、７５２、７５３）、及び三つのワンウェイクラッチ（７５５、７５６、７５７）で構成される。
第１ワンウェイクラッチ７５５は、第２ブレーキ７４２と並列に配置され、第２リングギア７２７と変速機ケースとの間に設置される。第２ワンウェイクラッチ７５６は第１クラッチ７５１と並列に配置され、中間軸７０５と遊星キャリア７３０との間に設置される。ＳＰワンウェイクラッチ７５７は中間軸７０５または遊星キャリア７３０とＳＰリングギア７７７または出力軸７０９との間に設置される。
【００８９】
第１ワンウェイクラッチ７５５は第２ブレーキ７４２の作動頻度を減少させ、第２ワンウェイクラッチ７５６は第１クラッチ７５１の作動頻度を減少させる。ＳＰワンウェイクラッチ７５７はＳＰクラッチ７５３の作動頻度を減少させるが、実施例５の場合とは違って後進第１速のときにはＳＰクラッチ７５３が作動される。本実施例６の場合には、遊星キャリア７３０が逆回転して後進出力を出すと、中間軸７０５とＳＰ遊星キャリア７３３も逆転するので、ＳＰワンウェイクラッチ７５７がロックされないためである。
本実施例６によるギアトレインが前進８速及び後進２速の出力を出すための制御要素の作動を（表１８）に示す。
【００９０】
【表１８】
2006525472.tif 000024
【００９１】
本実施例６によるギアトレインの出力も実施例３と同様に５段または６段変速機用に適した変速段を構成することができるので、前進５速と後進２速、そして前進６速と後進２速を出力することができる変速段を構成するための変速段別制御要素の作動を（表１９）及び（表２０）に示す。
【００９２】
【表１９】
2006525472.tif 000025
【００９３】
【表２０】
2006525472.tif 000026
【００９４】
本実施例６によるギアトレインも、前進８速及び後進２速、または前進５速及び後進２速、そして前進６速及び後進２速の変速段を構成する原理は実施例３で説明したこと同一である。
したがって、実施例３で説明した表６、７、９、１０、１２、１３、そして（数２）、（数３）、（数４）は本実施例６でもそのまま適用される。
実施例４のギアトレインが構造的に実施例３のギアトレインより不利であるように、本実施例６によるギアトレインも実施例５によるギアトレインより構造的に不利である。
実施例５の場合、単純遊星歯車セット６６０にトルクコンバータ（ＴＣ）の動力が入力されるものの、本実施例６ではトルクコンバータの動力が複合遊星歯車セット７００によって増大され、単純遊星歯車セット７７０に入力される。
したがって、実施例５に比べて本実施例６のギアトレインは、単純遊星歯車セット７７０のみでなく、中間軸７０５、ＳＰブレーキ７４３、ＳＰクラッチ、及びＳＰワンウェイクラッチ７５７までも更に強化された構造を有し、これによってギアトレインの長さと重さが増大する。このように構造的に不利であるため、実用化には本実施例６よりは実施例５が適している。
実施例５と同様に、本実施例６によるギアトレインも六つの摩擦要素と三つのワンウェイクラッチを制御要素として有するが、変速感の向上や力の分散のためにワンウェイクラッチ一つまたは二つのみを採択する制限はない。
【実施例７】
【００９５】
図９は、本発明の実施例７によるギアトレインを示した部分断面図である。本実施例７は、実施例３のギアトレインを前輪駆動型として活用することができるように出力方向を変更したものである。
図５及び図９に示す通り、本実施例７によるギアトレインは実施例３の全ての構成要素を含み、さらに、トランスファ駆動歯車８８１、トランスファ被動歯車８８２、出力歯車８９０とトランスファ被動歯車を繋ぐ出力軸８０９、そして差動歯車を駆動する出力ギア８９０を備える。
本実施例７によるギアトレインは、複合遊星歯車セット８００のシングル遊星歯車パート８１０とダブル遊星歯車パート８２０の前後関係が実施例３とは反対になっている。
二つのパートの位置が逆転することによって複合遊星歯車セット８００の出力部がギアトレインの中央、即ち、単純遊星歯車セット８６０と複合遊星歯車セット８００との間に位置し、ここで、トランスファ駆動歯車を設置すると、トランスファ被動歯車８８２と出力歯車８９０との距離が近くなるので出力軸８０９の長さも短くなる。
【００９６】
本実施例７によるギアトレインの変速機能は実施例３の変速機能と同一である。したがって、実施例３の変速過程と構成要素に対する説明は本実施例７にそのまま適用され、実施例３に示した全ての表と計算式、そしてそれに従う説明もまた本実施例にそのまま適用される。
実施例５のギアトレインを前輪駆動型自動車に適合するように、複合遊星歯車セット６００の出力部を単純遊星歯車セット６６０と複合遊星歯車セット６００との間に位置させると、本実施例と同一の配置になる。但し、三つのワンウェイクラッチが追加されると全く同一になるので、これについては別途の実施例として説明しない。
【実施例８】
【００９７】
図１０は、本発明実施例８によるギアトレインを示した部分断面図である。本実施例９の構造は実施例４のギアトレインを前輪駆動型として活用可能となるよう出力方向を変更したものである。
図６及び図１０に示す通り、本実施例８によるギアトレインは実施例４の全ての構成要素を含み、トランスファ駆動ギア９８１、トランスファ被動歯車９８２、出力軸９０９、及び差動歯車を駆動する出力ギア９９０を追加して構成される。
本実施例８のギアトレインは単純遊星歯車セット９７０の設置が実施例４の場合と異なって、ＳＰリングギア９７７と連結された出力部が複合遊星歯車セット９００に対面し、トランスファ駆動歯車９８１が複合遊星歯車セット９００と単純遊星歯車セット９７０との間に位置するようになっている。
本実施例８によるギアトレインの変速機能は実施例４の場合と同一である。したがって、実施例４における変速過程に対する全ての説明はそのまま本実施例８に適用されるので反復説明は省略する。
【００９８】
実施例４のギアトレインが実施例３のギアトレインに比べて構造的に不利であることと同様に、本実施例８のギアトレインも実施例７によるギアトレインに比べて構造的に不利である。即ち、単純遊星歯車セット９７０はもちろんＳＰブレーキ９４３及び中間軸９０５は実施例７のそれらに比べて大きく強化される。したがって、配置上特別の理由がない限り、本実施例より実施例７を実用化することが望ましい。
実施例６のギアトレインを前輪駆動型自動車に適合するように単純遊星歯車セット７７０の出力部が複合遊星歯車セット７００と単純遊星歯車セット７７０との間に位置すると、本実施例８と同一の配置になる。三つのワンウェイクラッチが本実施例８のギアトレインに追加されると全く同一になるのでこれに対しては別途の実施例として説明しない。
【実施例９】
【００９９】
図１１は、本発明の実施例９によるギアトレインを示した部分断面図である。
図５及び図１１に示す通り、本実施例９によるギアトレインは実施例３の構成要素を全て含み、これにトランスファ駆動歯車１０８１、トランスファ被動歯車１０８２、そして差動歯車を駆動するための出力歯車１０９０を追加して構成される。
実施例７のギアトレインは、トランスファ駆動歯車の配置によって実施例３のギアトレインに比べて長くなっており、実用化するには問題がある。
本実施例９のギアトレインは、実施例３のギアトレインを前輪駆動型自動車に適合するように再構成しながらも長さを短縮させることができるようにしたものである。
単純遊星歯車セット１０６０と複合遊星歯車セット１０００が一直線上に位置せず、平行する二つの直線上にそれぞれ位置するので、長さは減少するが、変速機の幅は大きくなる。
【０１００】
図５及び図１１を再び参照すると、実施例３のギアトレインは一つの中間軸４０５を有するが、これとは違って本実施例９のギアトレインは二つの中間軸（１００６、１００７）を有する。
実施例３では、単純遊星歯車セット４６０の出力が回転方向の変化なしにそのまま複合遊星歯車セット４００に伝達されるが、本実施例９では、トランスファギア１０８１、１０８２のかみ合せで単純遊星歯車セット１０６０の出力は回転方向が変更され、複合遊星歯車セット１０００に入力される。
回転方向が変わらないようにするためには、トランスファギア（１０８１、１０８２）の代わりにトランスファスプロケットを用い、チェインを用いて動力を伝達すればよい。
【０１０１】
複合遊星歯車セット１０００の動力変換過程は、入力の回転方向に関係ないので、本実施例９の変速過程と変速に関与する構成要素の作動関係などは実施例３のそれと同一である。
実施例３の説明のうち、ギアトレインの構成に関する説明を除いた残りの部分はそのまま本実施例９に適用されるので説明は省略する。
実施例５のギアトレインを前輪駆動型自動車に適合させ、かつ長さを短くするには、本実施例９のように単純遊星歯車セット６６０と複合遊星歯車セット６００が二つの平行直線上に位置するようにして、二つの遊星歯車セット（６６０、６００）間の動力伝達はトランスファギアのかみ合わせを通じて行われるようにすればよい。三つのワンウェイクラッチのみを本実施例のギアトレインに追加すると、実施例５の変形になるのでこれに対しては別途の実施例として説明しない。
【実施例１０】
【０１０２】
図１２は、本発明の実施例１０によるギアトレインを示した部分断面図である。
図６及び図１２に示す通り、本実施例１０によるギアトレインは実施例４の全ての構成要素を含み、これにトランスファ駆動歯車１１８１、トランスファ被動歯車１１８２、及び出力歯車１１９０を追加して構成される。
実施例８も実施例４のギアトレインを前輪駆動型自動車に適合するように再構成したことであるが、変速機の長さが過度に長くなるので、実用化しにくい。
本実施例９によるギアトレインは、実施例４のギアトレインを前輪駆動型自動車に適合しながらも変速機の長さを短くするように再構成したものである。
図６及び図１２に示す通り、実施例４では中間軸５０５が一つであるが、本実施例９では中間軸（１１８１、１１８２）が二つになり、複合遊星歯車セット（１１００）の出力はトランスファギア（１１８１、１１８２）によって回転方向が変更され、単純遊星ギアセット１１７０に入力される。回転方向をそのまま維持するには、トランスファギア（１１８１、１１８２）かわりにトラスファスプロケットを用いてチェインを通じて動力を伝達すればよい。
【０１０３】
単純遊星歯車セット１１７０の変速過程は、入力の回転方向とは関係ないので、本実施例９の変速過程と変速に関与する構成要素の作動関係などは実施例４のそれと同一である。
実施例４の説明のうち、ギアトレインの構成に関する説明を除いた残りはそのまま実施例９に適用されるので、その説明は省略する。
実施例６のギアトレインを前輪駆動型自動車に適合させて、かつ長さを短くするには、本実施例９のギアトレインに三つのワンウェイクラッチのみを追加すればよいので、実施例６に従うギアトレインの変更に対しては別途の実施例を説明しない。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明によると、互いに異なる直径を有する第１遊星歯車及び第２遊星歯車を一体型に製造することによって、エンジンの動力を前進４速及び後進１速の出力に変換させることができる。この場合、変速段間の比をほぼ同一に維持することができ、最小四つの摩擦要素のみで複合遊星歯車セットを制御することができる。
また、複合遊星歯車セットに直結と増速の二つの変速を出力するシングル遊星歯車セットを連結することによって、エンジンの動力を最大前進８速及び後進２速の出力に変換させることができる。この場合、変速段間の比をほぼ同一に維持することができ、最小六つの摩擦要素のみで自動変速機のギアトレインを制御することができる。
【０１０５】
以上で、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明による望ましい複合遊星歯車セットを示した断面図である。
【図２】図１に示した複合遊星歯車セットを示した分解斜視図である。
【図３】本発明の実施例１による自動変速機のギアトレインを説明するための部分断面図である。
【図４】本発明の実施例２による自動変速機のギアトレインを説明するための部分断面図である。
【図５】本発明の実施例３による自動変速機のギアトレインを説明するための部分断面図である。
【図６】本発明の実施例４による自動変速機のギアトレインを説明するための部分断面図である。
【図７】本発明の実施例５による自動変速機のギアトレインを説明するための部分断面図である。
【図８】本発明の実施例６による自動変速機のギアトレインを説明するための部分断面図である。
【図９】本発明の実施例７による自動変速機のギアトレインを説明するための部分断面図である。
【図１０】本発明の実施例８による自動変速機のギアトレインを説明するための部分断面図である。
【図１１】本発明の実施例９による自動変速機のギアトレインを説明するための部分断面図である。
【図１２】本発明の実施例１０による自動変速機のギアトレインを説明するための部分断面図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００    複合遊星歯車セット
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０、８１０、９１０、１０１０、１１１０    シングル遊星歯車パート
１１１、２１１、３１１、４１１、５１１、６１１    第１太陽歯車
１１２    遊星歯車グループ
１１３、２１３、４１３    第１遊星歯車
１１７、２１７、４１７    第１リングギア
１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０２０、１１２０    ダブル遊星歯車パート
１２１、２２１、３２１、４２１、５２１    第２太陽歯車
１２３、２２３、４２３    第２遊星歯車
１２５、２２５    第３遊星歯車
１２７、２２７、３２７、４２７、６２７、７２７    第２リングギア
１３０、２３０、３３０、４３０、５３０、６３０、７３０、８３０、９３０、１０３０、１１３０    遊星キャリア
１３１    第１回転軸
１３２    第２回転軸
１３５    第１側板
１３６    第２側板
２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１    入力軸
２４１、３４１、４４１、４５１、６５１、７５１    第１ブレーキ
２４２、３４２、４４２、５４２、６４２、７４２    第２ブレーキ
２５１、３５１、４５１、６５１、７５１    第１クラッチ
２５２、３５２、４５２、６５２    第２クラッチ
３５５、６５５、７５５    第１ワンウェイクラッチ
３５６、６５６、７５６    第２ワンウェイクラッチ
４０５、５０５、６０５、７０５、９０５    中間軸
４０９、５０９、６０９、７０９、８０９、９０９、１００９、１１０９    出力軸
４３３、５３３、６３３、７３３    ＳＰ遊星キャリア
４４３、５４３、６４３、７４３、９４３    ＳＰブレーキ
４５３、５５３、６５３、７５３    ＳＰクラッチ
４６０、５７０、６６０、７７０、８６０、９７０、１０６０、１１７０    単純遊星歯車セット
４６１、５７１    ＳＰ太陽歯車
４６３    ＳＰ遊星歯車
４６７、５７７、６６７、７７７、９７７    ＳＰリングギア
６５７、７５７    ＳＰワンウェイクラッチ
８８１、９８１、１０８１、１１８１    トランスファ駆動歯車
８８２、９８２、１０８２、１１８２    トランスファ被動歯車
８９０、９９０、１０９０、１１９０    出力歯車
１００６、１１０６    第１中間軸
１００７、１１０７    第２中間軸
Ｅ    エンジン
ＴＣ    トルクコンバータ
【図１】
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【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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【国際調査報告】
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