JP2017137890A - 遊星歯車式変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】速度段の増加、部品数の低減、総段間比の拡大、段間比のばらつきの低減を実現する。【解決手段】第１キャリア１４と第２リングギヤ２３とは、入力軸７と一体的に回転する。第２サンギヤ２１と第３サンギヤ３１とは、第２中間軸８２と一体的に回転する。第２キャリア２４は、第１リングギヤ１３と一体的に回転する。第４サンギヤ４１は、第１中間軸８１と一体的に回転する。第４リングギヤ４３は、第３キャリア３４と一体的に回転する。第１クラッチ５１は、第１リングギヤ１３および第２キャリア２４と第３リングギヤ３３とを連結する。第２クラッチ５２は、第１中間軸８１と第２キャリア２４とを連結する。第３クラッチ５３は、第１中間軸８１と第２中間軸８２とを連結する。第１ブレーキ６１は、第１サンギヤ１１の回転を制動する。第２ブレーキ６２は、第３リングギヤ３３の回転を制動する。第３ブレーキ６３は、第４リングギヤ４３および第３キャリア３４の回転を制動する。【選択図】図１

Description

本発明は、遊星歯車式変速機に関する。

ダンプトラックなどの建設車両は、複数の遊星歯車機構を有する遊星歯車式変速機を備えている。遊星歯車式変速機は、各遊星歯車機構を適宜組み合わせて使用することによって、所望の減速比を得ることができる。従来の遊星歯車式変速機は、たとえば、米国特許第８４８０５３３号明細書（特許文献１）に開示されている。

米国特許第８４８０５３３号明細書

遊星歯車式変速機においては、燃費の改善および走行性能の向上のために速度段の増加が要望されており、重量低減および小型化のために部品数の低減が要望されており、最大牽引力の向上および最大車速の向上のために総段間比の拡大が要望されており、速度段のスムーズな切り換えのために段間比のばらつきの低減が要望されている。

本発明の目的は、速度段の増加、部品数の低減、総段間比の拡大、および段間比のばらつきの低減を実現できる、遊星歯車式変速機を提供することである。

本発明のある局面に係る遊星歯車式変速機は、入力軸、第１中間軸、第２中間軸、第１遊星歯車機構、第２遊星歯車機構、第３遊星歯車機構、第４遊星歯車機構、第１クラッチ、第２クラッチ、第３クラッチ、第１ブレーキ、第２ブレーキ、および第３ブレーキを備えている。入力軸は、回転軸を中心に回転するように構成されている。第１中間軸は、回転軸を中心に回転するように構成されている。第２中間軸は、回転軸を中心に回転するように構成されている。第１遊星歯車機構は、第１サンギヤ、第１プラネタリギヤ、第１リングギヤ、および第１キャリアを有している。第１キャリアは、入力軸と一体的に回転するように構成されている。第２遊星歯車機構は、第２サンギヤ、第２プラネタリギヤ、第２リングギヤ、および第２キャリアを有している。第２サンギヤは、第２中間軸と一体的に回転するように構成されている。第２リングギヤは、入力軸と一体的に回転するように構成されている。第２キャリアは、第１リングギヤと一体的に回転するように構成されている。第３遊星歯車機構は、第３サンギヤ、第３プラネタリギヤ、第３リングギヤ、および第３キャリアを有している。第３サンギヤは、第２中間軸と一体的に回転するように構成されている。第４遊星歯車機構は、第４サンギヤ、第４プラネタリギヤ、第４リングギヤ、および第４キャリアを有している。第４サンギヤは、第１中間軸と一体的に回転するように構成されている。第４リングギヤは、第３キャリアと一体的に回転するように構成されている。第４キャリアは、動力を出力するように構成されている。第１クラッチは、第１リングギヤおよび第２キャリアと第３リングギヤとを連結するように構成されている。第２クラッチは、第１中間軸と第２キャリアとを連結するように構成されている。第３クラッチは、第１中間軸と第２中間軸とを連結するように構成されている。第１ブレーキは、第１サンギヤの回転を制動するように構成されている。第２ブレーキは、第３リングギヤの回転を制動するように構成されている。第３ブレーキは、第４リングギヤおよび第３キャリアの回転を制動するように構成されている。

上記の遊星歯車式変速機は、第４キャリアと一体的に回転するように構成された出力軸をさらに備えている。

上記の遊星歯車式変速機において、第１遊星歯車機構、第２遊星歯車機構、第３遊星歯車機構、第４遊星歯車機構は、回転軸方向に沿って、この順に配置されている。

本発明の遊星歯車式変速機によると、速度段の増加、部品数の低減、総段間比の拡大、および段間比のばらつきの低減を実現することができる。

一実施形態に係る遊星歯車式変速機の概略図である。 一実施形態に係る遊星歯車式変速機の各速度段においてオン状態となる各クラッチまたは各ブレーキを示す表である。 一実施形態に係る遊星歯車式変速機の各遊星歯車機構における歯数比を示す表である。 一実施形態に係る遊星歯車式変速機が前進の第１速の状態のときの動力の伝達を示す図である。 一実施形態に係る遊星歯車式変速機が前進の第２速の状態のときの動力の伝達を示す図である。 一実施形態に係る遊星歯車式変速機が前進の第３速の状態のときの動力の伝達を示す図である。 一実施形態に係る遊星歯車式変速機が前進の第４速の状態のときの動力の伝達を示す図である。 一実施形態に係る遊星歯車式変速機が前進の第５速の状態のときの動力の伝達を示す図である。 一実施形態に係る遊星歯車式変速機が前進の第６速の状態のときの動力の伝達を示す図である。 一実施形態に係る遊星歯車式変速機が前進の第７速の状態のときの動力の伝達を示す図である。 一実施形態に係る遊星歯車式変速機が前進の第８速の状態のときの動力の伝達を示す図である。 一実施形態に係る遊星歯車式変速機が前進の第９速の状態のときの動力の伝達を示す図である。 一実施形態に係る遊星歯車式変速機が後進の第１速の状態のときの動力の伝達を示す図である。 一実施形態に係る遊星歯車式変速機が後進の第２速の状態のときの動力の伝達を示す図である。 一実施形態に係る遊星歯車式変速機が代替の前進の第８速の状態のときの動力の伝達を示す図である。 一実施形態に係る遊星歯車式変速機が代替の前進の第９速の状態のときの動力の伝達を示す図である。 一実施形態に係る遊星歯車式変速機が代替の後進の第２速の状態のときの動力の伝達を示す図である。

以下、本発明に係る遊星歯車式変速機の各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、回転軸方向とは、回転軸が延びる方向を示す。回転軸の径方向とは、回転軸を中心とした円の径方向を示す。具体的には、回転軸方向は図１の左右方向であり、径方向は図１の上下方向である。回転軸とは、入力軸の中心線を示す。入力側とは、遊星歯車式変速機が動力を入力する側を示す。出力側とは、遊星歯車式変速機が動力を出力する側を示す。具体的には、入力側は、図１の左側、出力側は、図１の右側である。

図１は、一実施形態に係る遊星歯車式変速機の概略図である。遊星歯車式変速機１００は、エンジン（図示省略）などからの動力の回転速度を変速して出力する。エンジンなどからの動力は、トルクコンバータを介して遊星歯車式変速機１００に入力されてもよい。

遊星歯車式変速機１００は、複数の遊星歯車機構１〜４、複数のクラッチ５１〜５３、複数のブレーキ６１〜６３、入力軸７、第１中間軸８１、第２中間軸８２、およびケーシング９を備えている。ケーシング９は、各遊星歯車機構１〜４、各クラッチ５１〜５３、各ブレーキ６１〜６３、入力軸７、第１中間軸８１、および第２中間軸８２を収容している。

遊星歯車式変速機１００は、複数の遊星歯車機構として、第１遊星歯車機構１、第２遊星歯車機構２、第３遊星歯車機構３、および第４遊星歯車機構４を備えている。遊星歯車式変速機１００は、複数のクラッチとして、第１クラッチ５１、第２クラッチ５２、および第３クラッチ５３を備えている。遊星歯車式変速機１００は、複数のブレーキとして、第１ブレーキ６１、第２ブレーキ６２、および第３ブレーキ６３を備えている。

第１遊星歯車機構１、第２遊星歯車機構２、第３遊星歯車機構３、および第４遊星歯車機構４は、回転軸方向に沿って、この順に配置されている。詳細には、入力側から出力側に向かって、第１遊星歯車機構１、第２遊星歯車機構２、第３遊星歯車機構３、および第４遊星歯車機構４の順で配置されている。

入力軸７は、回転軸Ｏを中心に回転するように構成されている。回転軸Ｏは、入力軸７の中心線である。エンジンなどからの動力が、入力軸７に入力される。

第１中間軸８１は、回転軸Ｏを中心に回転するように構成されている。第１中間軸８１は、回転軸方向に延びている。第１中間軸８１の中心軸と、入力軸７の中心軸とは、実質的に同じである。

第２中間軸８２は、回転軸Ｏを中心に回転するように構成されている。第２中間軸８２は、回転軸方向に延びている。第２中間軸８２は、中空状である。詳細には、第２中間軸８２は筒状である。第１中間軸８１は、第２中間軸８２内に配置されている。

第１遊星歯車機構１は、第１サンギヤ１１、複数の第１プラネタリギヤ１２、第１リングギヤ１３、および第１キャリア１４を有している。

第１サンギヤ１１は、回転軸Ｏを中心に回転可能に配置されている。第１サンギヤ１１は、入力軸７の径方向外側に配置されている。詳細には、第１サンギヤ１１は管状であって、入力軸７は第１サンギヤ１１を貫通している。第１サンギヤ１１と入力軸７とは、相対回転可能である。

各第１プラネタリギヤ１２は、第１サンギヤ１１に噛み合うように構成されている。各第１プラネタリギヤ１２は、第１サンギヤ１１の径方向外側に配置されている。詳細には、各第１プラネタリギヤ１２は、周方向に間隔をあけて配置されている。

各第１プラネタリギヤ１２は、第１サンギヤ１１の周りを公転するように構成されている。各第１プラネタリギヤ１２は、回転軸Ｏを中心に回転するように構成されている。また、各第１プラネタリギヤ１２は、自転するように構成されている。

第１リングギヤ１３は、各第１プラネタリギヤ１２と噛み合っている。第１リングギヤ１３は、回転軸Ｏを中心に回転するように構成されている。

第１キャリア１４は、各第１プラネタリギヤ１２を支持している。各第１プラネタリギヤ１２は、第１キャリア１４に支持された状態で、自転可能である。第１キャリア１４は、回転軸Ｏを中心に回転するように構成されている。

第１キャリア１４は、入力軸７と一体的に回転するように構成されている。詳細には、第１キャリア１４は、入力軸７に固定されている。第１キャリア１４と入力軸７とは、１つの部材によって形成されていてもよい。

第２遊星歯車機構２は、第２サンギヤ２１、複数の第２プラネタリギヤ２２、第２リングギヤ２３、および第２キャリア２４を有している。

第２サンギヤ２１は、第２中間軸８２と一体的に回転するように構成されている。詳細には、第２サンギヤ２１は、第２中間軸８２に固定されている。第２サンギヤ２１と第２中間軸８２とは、１つの部材によって形成されていてもよい。

各第２プラネタリギヤ２２は、第２サンギヤ２１に噛み合うように構成されている。各第２プラネタリギヤ２２は、第２サンギヤ２１の径方向外側に配置されている。詳細には、各第２プラネタリギヤ２２は、周方向に間隔をあけて配置されている。

各第２プラネタリギヤ２２は、第２サンギヤ２１の周りを公転するように構成されている。各第２プラネタリギヤ２２は、回転軸Ｏを中心に回転するように構成されている。また、各第２プラネタリギヤ２２は、自転するように構成されている。

第２リングギヤ２３は、各第２プラネタリギヤ２２と噛み合っている。第２リングギヤ２３は、回転軸Ｏを中心に回転するように構成されている。

第２リングギヤ２３は、入力軸７と一体的に回転するように構成されている。詳細には、第２リングギヤ２３は、入力軸７に固定されている。入力軸７と、第１キャリア１４と、第２リングギヤ２３とは、互いに一体的に回転するように構成されている。第２リングギヤ２３と入力軸７とは、１つの部材によって形成されていてもよい。第１キャリア１４と第２リングギヤ２３とは、１つの部材によって形成されていてもよい。

第２キャリア２４は、各第２プラネタリギヤ２２を支持している。各第２プラネタリギヤ２２は、第２キャリア２４に支持された状態で、自転可能である。第２キャリア２４は、回転軸Ｏを中心に回転するように構成されている。

第２キャリア２４は、第１リングギヤ１３と一体的に回転するように構成されている。詳細には、第２キャリア２４は、第１リングギヤ１３に連結されている。第２キャリア２４と第１リングギヤ１３とは、１つの部材によって形成されていてもよい。

第３遊星歯車機構３は、第３サンギヤ３１、複数の第３プラネタリギヤ３２、第３リングギヤ３３、および第３キャリア３４を有している。

第３サンギヤ３１は、第２中間軸８２と一体的に回転するように構成されている。詳細には、第３サンギヤ３１は、第２中間軸８２に固定されている。第２中間軸８２と、第２サンギヤ２１および第３サンギヤ３１とは、互いに一体的に回転するように構成されている。第３サンギヤ３１と第２中間軸８２とは、１つの部材によって形成されていてもよい。第２サンギヤ２１と第３サンギヤ３１とは、１つの部材によって形成されていてもよい。

各第３プラネタリギヤ３２は、第３サンギヤ３１に噛み合うように構成されている。各第３プラネタリギヤ３２は、第３サンギヤ３１の径方向外側に配置されている。詳細には、各第３プラネタリギヤ３２は、周方向に間隔をあけて配置されている。

各第３プラネタリギヤ３２は、第３サンギヤ３１の周りを公転するように構成されている。各第３プラネタリギヤ３２は、回転軸Ｏを中心に回転するように構成されている。また、各第３プラネタリギヤ３２は、自転するように構成されている。

第３リングギヤ３３は、各第３プラネタリギヤ３２と噛み合っている。第３リングギヤ３３は、回転軸Ｏを中心に回転するように構成されている。

第３キャリア３４は、各第３プラネタリギヤ３２を支持している。各第３プラネタリギヤ３２は、第３キャリア３４に支持された状態で、自転可能である。第３キャリア３４は、回転軸Ｏを中心に回転するように構成されている。

第４遊星歯車機構４は、第４サンギヤ４１、複数の第４プラネタリギヤ４２、第４リングギヤ４３、および第４キャリア４４を有している。

第４サンギヤ４１は、第１中間軸８１と一体的に回転するように構成されている。詳細には、第４サンギヤ４１は、第１中間軸８１に固定されている。第４サンギヤ４１と第１中間軸８１とは、１つの部材によって形成されていてもよい。

各第４プラネタリギヤ４２は、第４サンギヤ４１に噛み合うように構成されている。各第４プラネタリギヤ４２は、第４サンギヤ４１の径方向外側に配置されている。詳細には、各第４プラネタリギヤ４２は、周方向に間隔をあけて配置されている。

各第４プラネタリギヤ４２は、第４サンギヤ４１の周りを公転するように構成されている。各第４プラネタリギヤ４２は、回転軸Ｏを中心に回転するように構成されている。また、各第４プラネタリギヤ４２は、自転するように構成されている。

第４リングギヤ４３は、各第４プラネタリギヤ４２と噛み合っている。第４リングギヤ４３は、回転軸Ｏを中心に回転するように構成されている。

第４リングギヤ４３は、第３キャリア３４と一体的に回転するように構成されている。詳細には、第４リングギヤ４３は、第３キャリア３４に連結されている。第４リングギヤ４３と第３キャリア３４とは、１つの部材によって形成されていてもよい。

第４キャリア４４は、各第４プラネタリギヤ４２を支持している。各第４プラネタリギヤ４２は、第４キャリア４４に支持された状態で、自転可能である。第４キャリア４４は、回転軸Ｏを中心に回転するように構成されている。

第４キャリア４４は、動力を出力する。詳細には、第４キャリア４４は、遊星歯車式変速機１００によって変速された回転速度を有する動力を、出力する。第４キャリア４４は、出力軸１０と一体的に回転する。このため、出力軸１０は、変速された動力を出力する。なお、第４キャリア４４と出力軸１０とは、１つの部材によって形成されていてもよい。

第１クラッチ５１は、第１リングギヤ１３および第２キャリア２４と、第３リングギヤ３３とを連結するように構成されている。詳細には、第１クラッチ５１は、第１リングギヤ１３および第２キャリア２４と第３リングギヤ３３とを遮断可能に連結している。第１クラッチ５１は、たとえば、油圧式のクラッチ機構であって、複数のディスクから構成することができる。

第１クラッチ５１がオン状態のとき、第１クラッチ５１は、第１リングギヤ１３および第２キャリア２４と第３リングギヤ３３とを連結する。したがって、第１リングギヤ１３と第２キャリア２４と第３リングギヤ３３とが一体的に回転する。

第１クラッチ５１がオフ状態のとき、第１クラッチ５１は、第１リングギヤ１３および第２キャリア２４と第３リングギヤ３３との連結を遮断する。したがって、第３リングギヤ３３は、第１リングギヤ１３および第２キャリア２４に対して相対的に回転可能である。

第２クラッチ５２は、第１中間軸８１と第２キャリア２４とを連結するように構成されている。詳細には、第２クラッチ５２は、第１中間軸８１と第２キャリア２４とを遮断可能に連結している。第２クラッチ５２は、たとえば、油圧式のクラッチ機構であって、複数のディスクから構成することができる。

第２クラッチ５２がオン状態のとき、第２クラッチ５２は、第１中間軸８１と第２キャリア２４とを連結する。したがって、第１中間軸８１と第２キャリア２４とが一体的に回転する。

第２クラッチ５２がオフ状態のとき、第２クラッチ５２は、第１中間軸８１と第２キャリア２４との連結を遮断する。したがって、第２キャリア２４は、第１中間軸８１に対して相対的に回転可能である。

第３クラッチ５３は、第１中間軸８１と、第２中間軸８２とを連結するように構成されている。詳細には、第３クラッチ５３は、第１中間軸８１と第２サンギヤ２１および第３サンギヤ３１とを遮断可能に連結している。第３クラッチ５３は、たとえば、油圧式のクラッチ機構であって、複数のディスクから構成することができる。

第３クラッチ５３がオン状態のとき、第３クラッチ５３は、第１中間軸８１と第２サンギヤ２１および第３サンギヤ３１とを連結する。したがって、第１中間軸８１と第２サンギヤ２１と第３サンギヤ３１とが一体的に回転する。

第３クラッチ５３がオフ状態のとき、第３クラッチ５３は、第１中間軸８１と第２サンギヤ２１および第３サンギヤ３１との連結を遮断する。したがって、第２サンギヤ２１および第３サンギヤ３１は、第１中間軸８１に対して相対的に回転可能である。

第１ブレーキ６１は、第１サンギヤ１１の回転を制動するように構成されている。詳細には、第１ブレーキ６１は、第１サンギヤ１１とケーシング９とを連結するように構成されている。

第１ブレーキ６１がオン状態のとき、第１ブレーキ６１は、第１サンギヤ１１の回転を制動する。詳細には、第１ブレーキ６１がオン状態のとき、第１ブレーキ６１は、第１サンギヤ１１とケーシング９とを連結する。したがって第１サンギヤ１１は、回転不能である。

第１ブレーキ６１がオフ状態のとき、第１ブレーキ６１は、第１サンギヤ１１の回転を制動しない。詳細には、第１ブレーキ６１がオフ状態のとき、第１ブレーキ６１は、第１サンギヤ１１とケーシング９とを連結しない。したがって第１サンギヤ１１は、回転可能である。

第２ブレーキ６２は、第３リングギヤ３３の回転を制動するように構成されている。詳細には、第２ブレーキ６２は、第３リングギヤ３３とケーシング９とを連結するように構成されている。

第２ブレーキ６２がオン状態のとき、第２ブレーキ６２は、第３リングギヤ３３の回転を制動する。詳細には、第２ブレーキ６２がオン状態のとき、第２ブレーキ６２は、第３リングギヤ３３とケーシング９とを連結する。したがって第３リングギヤ３３は、回転不能である。

第２ブレーキ６２がオフ状態のとき、第２ブレーキ６２は、第３リングギヤ３３の回転を制動しない。詳細には、第２ブレーキ６２がオフ状態のとき、第２ブレーキ６２は、第３リングギヤ３３とケーシング９とを連結しない。したがって第３リングギヤ３３は、回転可能である。

第３ブレーキ６３は、第４リングギヤ４３および第３キャリア３４の回転を制動するように構成されている。詳細には、第３ブレーキ６３は、第４リングギヤ４３および第３キャリア３４と、ケーシング９とを連結するように構成されている。

第３ブレーキ６３がオン状態のとき、第３ブレーキ６３は、第４リングギヤ４３および第３キャリア３４の回転を制動する。詳細には、第３ブレーキ６３がオン状態のとき、第３ブレーキ６３は、第４リングギヤ４３および第３キャリア３４とケーシング９とを連結する。したがって第４リングギヤ４３および第３キャリア３４は、回転不能である。

第３ブレーキ６３がオフ状態のとき、第３ブレーキ６３は、第４リングギヤ４３および第３キャリア３４の回転を制動しない。詳細には、第３ブレーキ６３がオフ状態のとき、第３ブレーキ６３は、第４リングギヤ４３および第３キャリア３４とケーシング９とを連結しない。したがって第４リングギヤ４３および第３キャリア３４は、回転可能である。

以上のように構成された遊星歯車式変速機１００の動作について説明する。遊星歯車式変速機１００は、前進において９つの速度段、後進において２つの速度段を有している。遊星歯車式変速機１００は、前進の第８速に代替する速度段と、前進の第９速に代替する速度段と、後進の第２速に代替する速度段とを有している。図２は、各速度段においてオン状態となる各クラッチまたは各ブレーキを示す表である。図２中の×印は、オン状態となる各クラッチまたは各ブレーキを示している。

図２に示すように、遊星歯車式変速機１００の速度段を前進の第１速（Ｆ１）とする際は、第１クラッチ５１および第２クラッチ５２をオン状態にするとともに、第３ブレーキ６３をオン状態にする。第３クラッチ５３、第１ブレーキ６１および第２ブレーキ６２は、オフ状態である。

第１クラッチ５１がオン状態になるため、第３リングギヤ３３は第１リングギヤ１３および第２キャリア２４と一体的に回転する。第２クラッチ５２がオン状態になるため、第２キャリア２４は第１中間軸８１と一体的に回転する。第３ブレーキ６３がオン状態になるため、第４リングギヤ４３が回転不能となる。第３キャリア３４は第４リングギヤ４３と一体的に回転するため、第３キャリア３４も回転不能となる。

この状態において、遊星歯車式変速機１００は、図４において太線で示すような経路で、動力を伝達する。まず、第２リングギヤ２３が入力軸７と一体的に回転する。第２リングギヤ２３の回転によって、各第２プラネタリギヤ２２が自転するとともに公転する。そして、第２サンギヤ２１が回転する。

第３サンギヤ３１は、第２サンギヤ２１と一体的に回転する。第３サンギヤ３１の回転によって、各第３プラネタリギヤ３２が自転する。そして、第３リングギヤ３３が回転する。なお、第３キャリア３４が回転不能であるため、各第３プラネタリギヤ３２は公転しない。

第２キャリア２４は、第３リングギヤ３３と一体的に回転する。第１中間軸８１は、第２キャリア２４および第３リングギヤ３３と一体的に回転する。

第４サンギヤ４１は、第１中間軸８１と一体的に回転する。第４リングギヤ４３は回転不能である。第４サンギヤ４１の回転によって、各第４プラネタリギヤ４２は、自転するとともに公転する。この結果、第４キャリア４４が回転し、第４キャリア４４は、変速された回転速度を有する動力を出力する。

図２に示すように、遊星歯車式変速機１００の速度段を前進の第２速（Ｆ２）とする際は、第２クラッチ５２をオン状態にするとともに、第２ブレーキ６２および第３ブレーキ６３をオン状態にする。第１速（Ｆ１）と第２速（Ｆ２）との間の切り換えにおいて、第２クラッチ５２および第３ブレーキ６３は、オン状態を維持している。第１クラッチ５１、第３クラッチ５３および第１ブレーキ６１は、オフ状態である。

第２クラッチ５２がオン状態になるため、第２キャリア２４は第１中間軸８１と一体的に回転する。第２ブレーキ６２がオン状態になるため、第３リングギヤ３３が回転不能になる。第３ブレーキ６３がオン状態になるため、第４リングギヤ４３および第３キャリア３４が回転不能となる。

この状態において、遊星歯車式変速機１００は、図５において太線で示すような経路で、動力を伝達する。まず、第２リングギヤ２３が入力軸７と一体的に回転する。第２リングギヤ２３の回転によって、各第２プラネタリギヤ２２が自転するとともに公転する。第２キャリア２４が回転する。

第１中間軸８１は、第２キャリア２４と一体的に回転する。
第４サンギヤ４１は、第１中間軸８１と一体的に回転する。第４リングギヤ４３は回転不能である。第４サンギヤ４１の回転によって、各第４プラネタリギヤ４２は、自転するとともに公転する。この結果、第４キャリア４４が回転し、第４キャリア４４は、変速された回転速度を有する動力を出力する。

図２に示すように、遊星歯車式変速機１００の速度段を前進の第３速（Ｆ３）とする際は、第２クラッチ５２および第３クラッチ５３をオン状態にするとともに、第３ブレーキ６３をオン状態にする。第２速（Ｆ２）と第３速（Ｆ３）との間の切り換えにおいて、第２クラッチ５２および第３ブレーキ６３は、オン状態を維持している。第１クラッチ５１、第１ブレーキ６１および第２ブレーキ６２は、オフ状態である。

第２クラッチ５２がオン状態になるため、第２キャリア２４は第１中間軸８１と一体的に回転する。第３クラッチ５３がオン状態になるため、第２サンギヤ２１および第３サンギヤ３１は第１中間軸８１と一体的に回転する。第３ブレーキ６３がオン状態になるため、第４リングギヤ４３および第３キャリア３４が回転不能となる。

この状態において、遊星歯車式変速機１００は、図６において太線で示すような経路で、動力を伝達する。まず、第２リングギヤ２３が入力軸７と一体的に回転する。

第１中間軸８１は、第２キャリア２４と一体的に回転する。第１中間軸８１はまた、第２中間軸８２を介して、第２サンギヤ２１と一体的に回転する。第２リングギヤ２３の回転によって、各第２プラネタリギヤ２２が自転せずに公転し、第２サンギヤ２１と第２キャリア２４とは第２リングギヤ２３と一体的に回転する。

第４サンギヤ４１は、第１中間軸８１と一体的に回転する。第４リングギヤ４３は回転不能である。第４サンギヤ４１の回転によって、各第４プラネタリギヤ４２が自転しながら公転する。この結果、第４キャリア４４が回転し、第４キャリア４４は、変速された回転速度を有する動力を出力する。

図２に示すように、遊星歯車式変速機１００の速度段を前進の第４速（Ｆ４）とする際は、第２クラッチ５２をオン状態にするとともに、第１ブレーキ６１および第３ブレーキ６３をオン状態にする。第３速（Ｆ３）と第４速（Ｆ４）との間の切り換えにおいて、第２クラッチ５２および第３ブレーキ６３は、オン状態を維持している。第１クラッチ５１、第３クラッチ５３および第２ブレーキ６２は、オフ状態である。

第２クラッチ５２がオン状態になるため、第２キャリア２４は第１中間軸８１と一体的に回転する。第１ブレーキ６１がオン状態になるため、第１サンギヤ１１が回転不能となる。第３ブレーキ６３がオン状態になるため、第４リングギヤ４３および第３キャリア３４が回転不能となる。

この状態において、遊星歯車式変速機１００は、図７において太線で示すような経路で、動力を伝達する。まず、第１キャリア１４が入力軸７と一体的に回転する。各第１プラネタリギヤ１２が自転するとともに公転する。第１リングギヤ１３が回転する。

第２キャリア２４は、第１リングギヤ１３と一体的に回転する。第１中間軸８１は、第２キャリア２４と一体的に回転する。

第４サンギヤ４１は、第１中間軸８１と一体的に回転する。第４リングギヤ４３は回転不能である。第４サンギヤ４１の回転によって、各第４プラネタリギヤ４２が自転しながら公転する。この結果、第４キャリア４４が回転し、第４キャリア４４は、変速された回転速度を有する動力を出力する。

図２に示すように、遊星歯車式変速機１００の速度段を前進の第５速（Ｆ５）とする際は、第２クラッチ５２および第３クラッチ５３をオン状態にするとともに、第２ブレーキ６２をオン状態にする。第４速（Ｆ４）と第５速（Ｆ５）との間の切り換えにおいて、第２クラッチ５２は、オン状態を維持している。第１クラッチ５１、第１ブレーキ６１および第３ブレーキ６３は、オフ状態である。

第２クラッチ５２がオン状態になるため、第２キャリア２４は第１中間軸８１と一体的に回転する。第３クラッチ５３がオン状態になるため、第２サンギヤ２１および第３サンギヤ３１は第１中間軸８１と一体的に回転する。第２ブレーキ６２がオン状態になるため、第３リングギヤ３３が回転不能になる。

この状態において、遊星歯車式変速機１００は、図８において太線で示すような経路で、動力を伝達する。まず、第２リングギヤ２３が入力軸７と一体的に回転する。

第１中間軸８１は、第２キャリア２４と一体的に回転する。第１中間軸８１はまた、第２中間軸８２を介して、第２サンギヤ２１と一体的に回転する。第２リングギヤ２３の回転によって、各第２プラネタリギヤ２２が自転せずに公転し、第２サンギヤ２１と第２キャリア２４とは第２リングギヤ２３と一体的に回転する。

第３サンギヤ３１は、第２サンギヤ２１と一体的に回転する。第３リングギヤ３３は回転不能である。第３サンギヤ３１の回転によって、各第３プラネタリギヤ３２が自転しながら公転する。そして、第３キャリア３４が回転する。

第１中間軸８１は、第２キャリア２４および第３サンギヤ３１と一体的に回転する。第４サンギヤ４１は、第１中間軸８１と一体的に回転する。第４リングギヤ４３は、第３キャリア３４と一体的に回転する。第４サンギヤ４１および第４リングギヤ４３の回転によって、各第４プラネタリギヤ４２が自転しながら公転する。この結果、第４キャリア４４が回転し、第４キャリア４４は、変速された回転速度を有する動力を出力する。

図２に示すように、遊星歯車式変速機１００の速度段を前進の第６速（Ｆ６）とする際は、第３クラッチ５３をオン状態にするとともに、第１ブレーキ６１および第３ブレーキ６３をオン状態にする。第５速（Ｆ５）と第６速（Ｆ６）との切り替えにおいて、第３クラッチ５３は、オン状態を維持している。第１クラッチ５１、第２クラッチ５２および第２ブレーキ６２は、オフ状態である。

第３クラッチ５３がオン状態になるため、第２サンギヤ２１および第３サンギヤ３１は第１中間軸８１と一体的に回転する。第１ブレーキ６１がオン状態になるため、第１サンギヤ１１が回転不能となる。第３ブレーキ６３がオン状態になるため、第４リングギヤ４３および第３キャリア３４が回転不能となる。

この状態において、遊星歯車式変速機１００は、図９において太線で示すような経路で、動力を伝達する。まず、第１キャリア１４が入力軸７と一体的に回転する。各第１プラネタリギヤ１２が自転するとともに公転する。第１リングギヤ１３が回転する。

第２キャリア２４は、第１リングギヤ１３と一体的に回転する。第２リングギヤ２３は、入力軸７と一体的に回転する。第２リングギヤ２３および第２キャリア２４の回転によって、各第２プラネタリギヤ２２が自転するとともに公転する。そして、第２サンギヤ２１が回転する。

第１中間軸８１は、第２中間軸８２を介して、第２サンギヤ２１と一体的に回転する。第４サンギヤ４１は、第１中間軸８１と一体的に回転する。第４リングギヤ４３は回転不能である。第４サンギヤ４１の回転によって、各第４プラネタリギヤ４２が自転しながら公転する。この結果、第４キャリア４４が回転し、第４キャリア４４は、変速された回転速度を有する動力を出力する。

図２に示すように、遊星歯車式変速機１００の速度段を前進の第７速（Ｆ７）とする際は、第１クラッチ５１、第２クラッチ５２および第３クラッチ５３をオン状態にする。第６速（Ｆ６）と第７速（Ｆ７）との切り換えにおいて、第３クラッチ５３は、オン状態を維持している。第１ブレーキ６１、第２ブレーキ６２および第３ブレーキ６３は、オフ状態である。

第１クラッチ５１がオン状態になるため、第３リングギヤ３３は第１リングギヤ１３および第２キャリア２４と一体的に回転する。第２クラッチ５２がオン状態になるため、第２キャリア２４は第１中間軸８１と一体的に回転する。第３クラッチ５３がオン状態になるため、第２サンギヤ２１および第３サンギヤ３１は第１中間軸８１と一体的に回転する。

この状態において、遊星歯車式変速機１００は、図１０において太線で示すような経路で、動力を伝達する。まず、第２リングギヤ２３が入力軸７と一体的に回転する。

第１中間軸８１は、第２キャリア２４と一体的に回転する。第１中間軸８１はまた、第２中間軸８２を介して、第２サンギヤ２１と一体的に回転する。第２リングギヤ２３の回転によって、各第２プラネタリギヤ２２が自転せずに公転し、第２サンギヤ２１と第２キャリア２４とは第２リングギヤ２３と一体的に回転する。

第３サンギヤ３１は、第２中間軸８２を介して、第２サンギヤ２１と一体的に回転する。第３リングギヤ３３は、第２キャリア２４と一体的に回転する。各第３プラネタリギヤ３２は、自転せずに公転する。第３キャリア３４は、第３サンギヤ３１および第３リングギヤ３３と一体的に回転する。

第１中間軸８１は、第２キャリア２４と一体的に回転する。第４サンギヤ４１は、第１中間軸８１と一体的に回転する。第４リングギヤ４３は、第３キャリア３４と一体的に回転する。この結果、第４キャリア４４は、第４サンギヤ４１および第４リングギヤ４３と一体的に回転する。第４キャリア４４は、変速されない回転速度を有する動力を出力する。第７速の状態の遊星歯車式変速機１００は、エンジンなどからの動力の回転速度を変速しない。

図２に示すように、遊星歯車式変速機１００の速度段を前進の第８速（Ｆ８）とする際は、第３クラッチ５３をオン状態にするとともに、第１ブレーキ６１および第２ブレーキ６２をオン状態にする。第７速（Ｆ７）と第８速（Ｆ８）との切り換えにおいて、第３クラッチ５３は、オン状態を維持している。第１クラッチ５１、第２クラッチ５２および第３ブレーキ６３は、オフ状態である。

第３クラッチ５３がオン状態になるため、第２サンギヤ２１および第３サンギヤ３１は第１中間軸８１と一体的に回転する。第１ブレーキ６１がオン状態になるため、第１サンギヤ１１が回転不能となる。第２ブレーキ６２がオン状態になるため、第３リングギヤ３３が回転不能になる。

この状態において、遊星歯車式変速機１００は、図１１において太線で示すような経路で、動力を伝達する。まず、第１キャリア１４が入力軸７と一体的に回転する。各第１プラネタリギヤ１２が自転するとともに公転する。第１リングギヤ１３が回転する。

第２キャリア２４は、第１リングギヤ１３と一体的に回転する。第２リングギヤ２３は、入力軸７と一体的に回転する。第２リングギヤ２３および第２キャリア２４の回転によって、各第２プラネタリギヤ２２が自転するとともに公転する。そして、第２サンギヤ２１が回転する。

第３サンギヤ３１は、第２中間軸８２を介して、第２サンギヤ２１と一体的に回転する。各第３プラネタリギヤ３２は、自転するとともに公転する。そして、第３キャリア３４が回転する。

第２中間軸８２は、第２サンギヤ２１および第３サンギヤ３１と一体的に回転する。第１中間軸８１は、第２中間軸８２と一体的に回転する。第４サンギヤ４１は、第１中間軸８１と一体的に回転する。第４リングギヤ４３は、第３キャリア３４と一体的に回転する。第４サンギヤ４１および第４リングギヤ４３の回転によって、各第４プラネタリギヤ４２は、自転しながら公転する。この結果、第４キャリア４４が回転し、第４キャリア４４は、変速された回転速度を有する動力を出力する。

図２に示すように、遊星歯車式変速機１００の速度段を前進の第９速（Ｆ９）とする際は、第１クラッチ５１、第２クラッチ５２および第１ブレーキ６１をオン状態にする。第８速（Ｆ８）と第９速（Ｆ９）との切り換えにおいて、第１ブレーキ６１は、オン状態を維持している。第３クラッチ５３、第２ブレーキ６２および第３ブレーキ６３は、オフ状態である。

第１クラッチ５１がオン状態になるため、第３リングギヤ３３は第１リングギヤ１３および第２キャリア２４と一体的に回転する。第２クラッチ５２がオン状態になるため、第２キャリア２４は第１中間軸８１と一体的に回転する。第１ブレーキ６１がオン状態になるため、第１サンギヤ１１が回転不能となる。

この状態において、遊星歯車式変速機１００は、図１２において太線で示すような経路で、動力を伝達する。まず、第１キャリア１４が入力軸７と一体的に回転する。各第１プラネタリギヤ１２が自転するとともに公転する。第１リングギヤ１３が回転する。

第２キャリア２４は、第１リングギヤ１３と一体的に回転する。第２リングギヤ２３は、入力軸７と一体的に回転する。第２リングギヤ２３および第２キャリア２４の回転によって、各第２プラネタリギヤ２２が自転するとともに公転する。そして、第２サンギヤ２１が回転する。

第３サンギヤ３１は、第２中間軸８２を介して、第２サンギヤ２１と一体的に回転する。第３リングギヤ３３は、第２キャリア２４と一体的に回転する。第３サンギヤ３１および第３リングギヤ３３の回転によって、各第３プラネタリギヤ３２は、自転するとともに公転する。第３キャリア３４が回転する。

第１中間軸８１は、第２キャリア２４と一体的に回転する。第４サンギヤ４１は、第１中間軸８１と一体的に回転する。第４リングギヤ４３は、第３キャリア３４と一体的に回転する。第４サンギヤ４１および第４リングギヤ４３の回転によって、各第４プラネタリギヤ４２は、自転しながら公転する。この結果、第４キャリア４４が回転し、第４キャリア４４は、変速された回転速度を有する動力を出力する。

図２に示すように、遊星歯車式変速機１００の速度段を後進の第１速（Ｒ１）とする際は、第１クラッチ５１および第３クラッチ５３をオン状態にするとともに、第３ブレーキ６３をオン状態にする。第２クラッチ５２、第１ブレーキ６１および第２ブレーキ６２は、オフ状態である。

第１クラッチ５１がオン状態になるため、第３リングギヤ３３は第１リングギヤ１３および第２キャリア２４と一体的に回転する。第３クラッチ５３がオン状態になるため、第２サンギヤ２１および第３サンギヤ３１は第１中間軸８１と一体的に回転する。第３ブレーキ６３がオン状態になるため、第４リングギヤ４３および第３キャリア３４が回転不能となる。

この状態において、遊星歯車式変速機１００は、図１３において太線で示すような経路で、動力を伝達する。まず、第２リングギヤ２３が入力軸７と一体的に回転する。第２リングギヤ２３の回転によって、各第２プラネタリギヤ２２が自転するとともに公転する。第２キャリア２４が回転する。

第３リングギヤ３３は、第２キャリア２４と一体的に回転する。第３キャリア３４は回転不能である。第３リングギヤ３３の回転によって、各第３プラネタリギヤ３２が自転する。そして、第２サンギヤ２１と第３サンギヤ３１とが一体的に回転する。なお、第３キャリア３４が回転不能であるため、各第３プラネタリギヤ３２は公転しない。

第２中間軸８２は、第２サンギヤ２１および第３サンギヤ３１と一体的に回転する。第１中間軸８１は、第２中間軸８２と一体的に回転する。第４サンギヤ４１は、第１中間軸８１と一体的に回転する。第４リングギヤ４３は回転不能である。第４サンギヤ４１の回転によって、各第４プラネタリギヤ４２は、自転するとともに公転する。この結果、第４キャリア４４が回転し、第４キャリア４４は、変速された回転速度を有する動力を出力する。

図２に示すように、遊星歯車式変速機１００の速度段を後進の第２速（Ｒ２）とする際は、第１クラッチ５１および第２クラッチ５２をオン状態にするとともに、第２ブレーキ６２をオン状態にする。第１速（Ｒ１）と第２速（Ｒ２）との間の切り換えにおいて、第１クラッチ５１は、オン状態を維持している。第３クラッチ５３、第１ブレーキ６１および第３ブレーキ６３は、オフ状態である。

第２ブレーキ６２がオン状態になるため、第３リングギヤ３３が回転不能になる。第１クラッチ５１がオン状態になるため、第２キャリア２４は、第３リングギヤ３３と同様に、回転不能になる。第２クラッチ５２がオン状態になるため、第１中間軸８１は、第２キャリア２４および第３リングギヤ３３と同様に、回転不能になる。

この状態において、遊星歯車式変速機１００は、図１４において太線で示すような経路で、動力を伝達する。まず、第２リングギヤ２３が入力軸７と一体的に回転する。各第２プラネタリギヤ２２は、自転する。そして、第２サンギヤ２１が回転する。なお、第２キャリア２４が回転不能であるため、各第２プラネタリギヤ２２は公転しない。

第３サンギヤ３１は、第２中間軸８２を介して、第２サンギヤ２１と一体的に回転する。第３リングギヤ３３は回転不能である。第３サンギヤ３１の回転によって、各第３プラネタリギヤ３２は、自転するとともに公転する。そして、第３キャリア３４が回転する。

第４リングギヤ４３は、第３キャリア３４と一体的に回転する。第４サンギヤ４１は回転不能である。第４リングギヤ４３の回転によって、各第４プラネタリギヤ４２は、自転するとともに公転する。この結果、第４キャリア４４が回転し、第４キャリア４４は、変速された回転速度を有する動力を出力する。

図２に示すように、遊星歯車式変速機１００の速度段を代替の前進の第８速（Ｆ８’）とする際は、第２クラッチ５２をオン状態にするとともに、第１ブレーキ６１および第２ブレーキ６２をオン状態にする。第１クラッチ５１、第３クラッチ５３および第３ブレーキ６３は、オフ状態である。

第２クラッチ５２がオン状態になるため、第２キャリア２４は第１中間軸８１と一体的に回転する。第１ブレーキ６１がオン状態になるため、第１サンギヤ１１が回転不能となる。第２ブレーキ６２がオン状態になるため、第３リングギヤ３３が回転不能になる。

この状態において、遊星歯車式変速機１００は、図１５において太線で示すような経路で、動力を伝達する。まず、第１キャリア１４が入力軸７と一体的に回転する。各第１プラネタリギヤ１２が自転するとともに公転する。第１リングギヤ１３が回転する。

第２キャリア２４は、第１リングギヤ１３と一体的に回転する。第２リングギヤ２３は、入力軸７と一体的に回転する。第２リングギヤ２３および第２キャリア２４の回転によって、各第２プラネタリギヤ２２が自転するとともに公転する。そして、第２サンギヤ２１が回転する。

第３サンギヤ３１は、第２中間軸８２を介して、第２サンギヤ２１と一体的に回転する。第３リングギヤ３３は回転不能である。第３サンギヤ３１の回転によって、各第３プラネタリギヤ３２は、自転するとともに公転する。そして、第３キャリア３４が回転する。

第１中間軸８１は、第２キャリア２４と一体的に回転する。第４サンギヤ４１は、第１中間軸８１と一体的に回転する。第４リングギヤ４３は、第３キャリア３４と一体的に回転する。第４サンギヤ４１および第４リングギヤ４３の回転によって、各第４プラネタリギヤ４２は、自転しながら公転する。この結果、第４キャリア４４が回転し、第４キャリア４４は、変速された回転速度を有する動力を出力する。

図２に示すように、遊星歯車式変速機１００の速度段を代替の前進の第９速（Ｆ９’）とする際は、第１クラッチ５１および第３クラッチ５３をオン状態にするとともに、第１ブレーキ６１をオン状態にする。

第１クラッチ５１がオン状態になるため、第３リングギヤ３３は第１リングギヤ１３および第２キャリア２４と一体的に回転する。第３クラッチ５３がオン状態になるため、第２サンギヤ２１および第３サンギヤ３１は第１中間軸８１と一体的に回転する。第１ブレーキ６１がオン状態になるため、第１サンギヤ１１が回転不能となる。

この状態において、遊星歯車式変速機１００は、図１６において太線で示すような経路で、動力を伝達する。まず、第１キャリア１４が入力軸７と一体的に回転する。各第１プラネタリギヤ１２が自転するとともに公転する。第１リングギヤ１３が回転する。

第２キャリア２４は、第１リングギヤ１３と一体的に回転する。第２リングギヤ２３は、入力軸７と一体的に回転する。第２リングギヤ２３および第２キャリア２４の回転によって、各第２プラネタリギヤ２２が自転するとともに公転する。そして、第２サンギヤ２１が回転する。

第３サンギヤ３１は、第２中間軸８２を介して、第２サンギヤ２１と一体的に回転する。第３リングギヤ３３は、第２キャリア２４と一体的に回転する。第３サンギヤ３１および第３リングギヤ３３の回転によって、各第３プラネタリギヤ３２は、自転するとともに公転する。そして、第３キャリア３４が回転する。

第２中間軸８２は、第２サンギヤ２１および第３サンギヤ３１と一体的に回転する。第１中間軸８１は、第２中間軸８２と一体的に回転する。第４サンギヤ４１は、第１中間軸８１と一体的に回転する。第４リングギヤ４３は、第３キャリア３４と一体的に回転する。第４サンギヤ４１および第４リングギヤ４３の回転によって、各第４プラネタリギヤ４２は、自転するとともに公転する。この結果、第４キャリア４４が回転し、第４キャリア４４は、変速された回転速度を有する動力を出力する。

図２に示すように、遊星歯車式変速機１００の速度段を代替の後進の第２速（Ｒ２’）とする際は、第１クラッチ５１および第３クラッチ５３をオン状態にするとともに、第２ブレーキ６２をオン状態にする。

第３クラッチ５３がオン状態になるため、第２サンギヤ２１および第３サンギヤ３１は第１中間軸８１と一体的に回転する。第２ブレーキ６２がオン状態になるため、第３リングギヤ３３が回転不能になる。第１クラッチ５１がオン状態になるため、第１リングギヤ１３および第２キャリア２４は、第３リングギヤ３３と同様に、回転不能になる。

この状態において、遊星歯車式変速機１００は、図１７において太線で示すような経路で、動力を伝達する。まず、第２リングギヤ２３が入力軸７と一体的に回転する。各第２プラネタリギヤ２２は、自転する。そして、第２サンギヤ２１が回転する。なお、第２キャリア２４が回転不能であるため、各第２プラネタリギヤ２２は公転しない。

第３サンギヤ３１は、第２中間軸８２を介して、第２サンギヤ２１と一体的に回転する。第３リングギヤ３３は回転不能である。第３サンギヤ３１の回転によって、各第３プラネタリギヤ３２は、自転するとともに公転する。そして、第３キャリア３４が回転する。

第２中間軸８２は、第２サンギヤ２１および第３サンギヤ３１と一体的に回転する。第１中間軸８１は、第２中間軸８２と一体的に回転する。第４サンギヤ４１は、第１中間軸８１と一体的に回転する。第４リングギヤ４３は、第３キャリア３４と一体的に回転する。第４サンギヤ４１および第４リングギヤ４３の回転によって、各第４プラネタリギヤ４２は、自転するとともに公転する。この結果、第４キャリア４４が回転し、第４キャリア４４は、変速された回転速度を有する動力を出力する。

次に、上述した各速度段における減速比の求め方について説明する。各速度段における減速比は、以下の第１〜第４関係式の少なくとも１つを用いて求める。

第１関係式は、第１遊星歯車機構１に関する式であり、以下の式で表される。
ａ_１・Ｎ_ａ１＋ｂ_１・Ｎ_ｂ１＝（ａ_１＋ｂ_１）・Ｎ_ｃ１
ここで、ａ_１は第１サンギヤ１１の歯数、ｂ_１は第１リングギヤ１３の歯数、Ｎ_ａ１は第１サンギヤ１１の回転数比、Ｎ_ｂ１は第１リングギヤ１３の回転数比、Ｎ_ｃ１は第１キャリア１４の回転数比である。なお、各ギヤの回転数比とは、入力軸７の回転数に対する各ギヤの回転数の比をいう。

第２関係式は、第２遊星歯車機構２に関する式であり、以下の式で表される。
ａ_２・Ｎ_ａ２＋ｂ_２・Ｎ_ｂ２＝（ａ_２＋ｂ_２）・Ｎ_ｃ２
ここで、ａ_２は第２サンギヤ２１の歯数、ｂ_２は第２リングギヤ２３の歯数、Ｎ_ａ２は第２サンギヤ２１の回転数比、Ｎ_ｂ２は第２リングギヤ２３の回転数比、Ｎ_ｃ２は第２キャリア２４の回転数比である。

第３関係式は、第３遊星歯車機構３に関する式であり、以下の式で表される。
ａ_３・Ｎ_ａ３＋ｂ_３・Ｎ_ｂ３＝（ａ_３＋ｂ_３）・Ｎ_ｃ３
ここで、ａ_３は第３サンギヤ３１の歯数、ｂ_３は第３リングギヤ３３の歯数、Ｎ_ａ３は第３サンギヤ３１の回転数比、Ｎ_ｂ３は第３リングギヤ３３の回転数比、Ｎ_ｃ３は第３キャリア３４の回転数比である。

第４関係式は、第４遊星歯車機構４に関する式であり、以下の式で表される。
ａ_４・Ｎ_ａ４＋ｂ_４・Ｎ_ｂ４＝（ａ_４＋ｂ_４）・Ｎ_ｃ４
ここで、ａ_４は第４サンギヤ４１の歯数、ｂ_４は第４リングギヤ４３の歯数、Ｎ_ａ４は第４サンギヤ４１の回転数比、Ｎ_ｂ４は第４リングギヤ４３の回転数比、Ｎ_ｃ４は第４キャリア４４の回転数比である。

前進の第１速における減速比の求め方を説明する。第２リングギヤ２３は入力軸７と一体的に回転するため、第２リングギヤ２３の回転数比Ｎ_ｂ２は１である。第３サンギヤ３１は第２サンギヤ２１と一体的に回転するため、第３サンギヤ３１の回転数比Ｎ_ａ３は、第２サンギヤ２１の回転数比Ｎ_ａ２と同じである。第３リングギヤ３３は第２キャリア２４と一体的に回転するため、第３リングギヤ３３の回転数比Ｎ_ｂ３は、第２キャリア２４の回転数比Ｎ_ｃ２と同じである。第３キャリア３４は回転しないため、第３キャリア３４の回転数比Ｎ_ｃ３は０である。

これらの回転数比の関係を第２〜第３関係式に代入して、第２〜第３関係式の連立２元１次方程式を解くことにより、第２キャリア２４の回転数比Ｎ_ｃ２が求められる。

次に、第４遊星歯車機構４における第４キャリア４４の回転数比Ｎ_ｃ４を、第４関係式から求める。なお、第４サンギヤ４１は第２キャリア２４と一体的に回転するため、第４サンギヤ４１の回転数比Ｎ_ａ４は、第２キャリア２４の回転数比Ｎ_ｃ２と同じである。また、第４リングギヤ４３は回転しないため、第４リングギヤ４３の回転数比Ｎ_ｂ４は０である。

以上のようにして求めた、第４キャリア４４の回転数比Ｎ_ｃ４の逆数が、遊星歯車式変速機１００の減速比となる。たとえば、第１〜第４遊星歯車機構１〜４における、サンギヤの歯数に対するリングギヤの歯数の比（歯数比）が、図３に示す通りであるとき、前進の第１速の減速比は約７．３２である。

同様に、各速度段において求められた減速比を図２に示す。前進の第２速では、第２関係式によって、第２キャリア２４の回転数比Ｎ_ｃ２を求める。なお、第２ブレーキ６２がオン状態のため第３リングギヤ３３が回転不能であり、第３ブレーキ６３がオン状態のため第３キャリア３４が回転不能であるので、第３サンギヤ３１は回転不能であり、第２サンギヤ２１は第３サンギヤ３１と同様に回転不能である。第２サンギヤ２１が回転しないため、第２サンギヤ２１の回転数比Ｎ_ａ２は０である。第２リングギヤ２３は入力軸７と一体的に回転するため、第２リングギヤ２３の回転数比Ｎ_ｂ２は１である。

次に、第４関係式によって、第４キャリア４４の回転数比Ｎ_ｃ４を求める。なお、第４サンギヤ４１の回転数比Ｎ_ａ４は、第２キャリア２４の回転数比Ｎ_ｃ２と同じである。第４リングギヤ４３の回転数比Ｎ_ｂ４は０である。この結果、前進の第２速における減速比が求められる。たとえば、第１〜第４遊星歯車機構１〜４における歯数比が図３に示す通りであるとき、前進の第２速の減速比は約４．６５である。

前進の第３速では、第４関係式によって、第４キャリア４４の回転数比Ｎ_ｃ４を求める。第２リングギヤ２３が入力軸７と一体的に回転するとともに、第２サンギヤ２１、第３サンギヤ３１および第２キャリア２４が一体的に回転するので、第２キャリア２４の回転数比Ｎ_ｃ２は１である。第４サンギヤ４１は、第１中間軸８１を介して第２キャリア２４および第３サンギヤ３１と一体的に回転するので、第４サンギヤ４１の回転数比Ｎ_ａ４は１である。第４リングギヤ４３の回転数比Ｎ_ｂ４は０である。この結果、前進の第３速における減速比が求められる。たとえば、第１〜第４遊星歯車機構１〜４における歯数比が図３に示す通りであるとき、前進の第３速の減速比は約３．２０である。

前進の第４速では、第１関係式によって、第１リングギヤ１３の回転数比Ｎ_ｂ１を求める。第１サンギヤ１１の回転数比Ｎ_ａ１は０である。第１キャリア１４の回転数比Ｎ_ｃ１は１である。

次に、第４関係式によって、第４キャリア４４の回転数比Ｎ_ｃ４を求める。第２キャリア２４が第１リングギヤ１３と一体的に回転し、第１中間軸８１が第２キャリア２４と一体的に回転し、第４サンギヤ４１が第１中間軸８１と一体的に回転するので、第４サンギヤ４１の回転数比Ｎ_ａ４は、第１リングギヤ１３の回転数比Ｎ_ｂ１と同じである。第４リングギヤ４３の回転数比Ｎ_ｂ４は０である。この結果、前進の第４速における減速比が求められる。たとえば、第１〜第４遊星歯車機構１〜４における歯数比が図３に示す通りであるとき、前進の第４速の減速比は約２．２０である。

前進の第５速では、第３関係式によって、第３キャリア３４の回転数比Ｎ_ｃ３を求める。第２リングギヤ２３が入力軸７と一体的に回転するとともに、第２サンギヤ２１、第３サンギヤ３１および第２キャリア２４が一体的に回転するので、第２キャリア２４の回転数比Ｎ_ｃ２は１である。そのため、第３サンギヤ３１の回転数比Ｎ_ａ３は１である。第３リングギヤ３３の回転数比Ｎ_ｂ３は０である。

次に、第４関係式によって、第４キャリア４４の回転数比Ｎ_ｃ４を求める。第４サンギヤ４１および第２キャリア２４が一体的に回転するので、第４サンギヤ４１の回転数比Ｎ_ａ４は１である。第４リングギヤ４３の回転数比Ｎ_ｂ４は、第３キャリア３４の回転数比Ｎ_ｃ３と同じである。この結果、前進の第５速における減速比が求められる。たとえば、第１〜第４遊星歯車機構１〜４における歯数比が図３に示す通りであるとき、前進の第５速の減速比は約１．８０である。

前進の第６速では、第１関係式によって、第１リングギヤ１３の回転数比Ｎ_ｂ１を求める。第１サンギヤ１１の回転数比Ｎ_ａ１は０である。第１キャリア１４の回転数比Ｎ_ｃ１は１である。

次に、第２関係式によって、第２サンギヤ２１の回転数比Ｎ_ａ２を求める。第２リングギヤ２３の回転数比Ｎ_ｂ２は１である。第２キャリア２４の回転数比Ｎ_ｃ２は、第１リングギヤ１３の回転数比Ｎ_ｂ１と同じである。

次に、第４関係式によって、第４キャリア４４の回転数比Ｎ_ｃ４を求める。第２中間軸８２が第２サンギヤ２１と一体的に回転し、第１中間軸８１が第２中間軸８２と一体的に回転し、第４サンギヤ４１が第１中間軸８１と一体的に回転するので、第４サンギヤ４１の回転数比Ｎ_ａ４は、第２サンギヤ２１の回転数比Ｎ_ａ２と同じである。第４リングギヤ４３の回転数比Ｎ_ｂ４は０である。この結果、前進の第６速における減速比が求められる。たとえば、第１〜第４遊星歯車機構１〜４における歯数比が図３に示す通りであるとき、前進の第６速の減速比は約１．３０である。

前進の第７速では、上述したように変速は行われない。前進の第７速における減速比は１である。

前進の第８速では、第１関係式によって、第１リングギヤ１３の回転数比Ｎ_ｂ１を求める。第１サンギヤ１１の回転数比Ｎ_ａ１は０である。第１キャリア１４の回転数比Ｎ_ｃ１は１である。

次に、第２関係式によって、第２サンギヤ２１の回転数比Ｎ_ａ２を求める。第２リングギヤ２３の回転数比Ｎ_ｂ２は１である。第２キャリア２４の回転数比Ｎ_ｃ２は、第１リングギヤ１３の回転数比Ｎ_ｂ１と同じである。

次に、第３関係式によって、第３キャリア３４の回転数比Ｎ_ｃ３を求める。第３サンギヤ３１の回転数比Ｎ_ａ３は、第２サンギヤ２１の回転数比Ｎ_ａ２と同じである。第３リングギヤ３３の回転数比Ｎ_ｂ３は０である。

次に、第４関係式によって、第４キャリア４４の回転数比Ｎ_ｃ４を求める。第４サンギヤ４１の回転数比Ｎ_ａ４は、第２サンギヤ２１の回転数比Ｎ_ａ２と同じである。第４リングギヤ４３の回転数比Ｎ_ｂ４は、第３キャリア３４の回転数比Ｎ_ｃ３と同じである。この結果、前進の第８速における減速比が求められる。たとえば、第１〜第４遊星歯車機構１〜４における歯数比が図３に示す通りであるとき、前進の第８速の減速比は約０．７３である。

前進の第９速では、第１関係式によって、第１リングギヤ１３の回転数比Ｎ_ｂ１を求める。第１サンギヤ１１の回転数比Ｎ_ａ１は０である。第１キャリア１４の回転数比Ｎ_ｃ１は１である。

次に、第２関係式によって、第２サンギヤ２１の回転数比Ｎ_ａ２を求める。第２リングギヤ２３の回転数比Ｎ_ｂ２は１である。第２キャリア２４の回転数比Ｎ_ｃ２は、第１リングギヤ１３の回転数比Ｎ_ｂ１と同じである。

次に、第３関係式によって、第３キャリア３４の回転数比Ｎ_ｃ３を求める。第３サンギヤ３１の回転数比Ｎ_ａ３は、第２サンギヤ２１の回転数比Ｎ_ａ２と同じである。第３リングギヤ３３の回転数比Ｎ_ｂ３は、第２キャリア２４の回転数比Ｎ_ｃ２と同じである。

次に、第４関係式によって、第４キャリア４４の回転数比Ｎ_ｃ４を求める。第４サンギヤ４１の回転数比Ｎ_ａ４は、第２キャリア２４の回転数比Ｎ_ｃ２と同じである。第４リングギヤ４３の回転数比Ｎ_ｂ４は、第３キャリア３４の回転数比Ｎ_ｃ３と同じである。この結果、前進の第９速における減速比が求められる。たとえば、第１〜第４遊星歯車機構１〜４における歯数比が図３に示す通りであるとき、前進の第９速の減速比は約０．５９である。

後進の第１速では、第２リングギヤ２３の回転数比Ｎ_ｂ２は１である。第３サンギヤ３１の回転数比Ｎ_ａ３は、第２サンギヤ２１の回転数比Ｎ_ａ２と同じである。第２キャリア２４の回転数比Ｎ_ｃ２は、第３リングギヤ３３の回転数比Ｎ_ｂ３と同じである。第３キャリア３４の回転数比Ｎ_ｃ３は０である。

これらの回転数比の関係を第２〜第３関係式に代入して、第２〜第３関係式の連立２元１次方程式を解くことにより、第２サンギヤ２１の回転数比Ｎ_ａ２が求められる。

次に、第４関係式によって、第４キャリア４４の回転数比Ｎ_ｃ４を求める。第４サンギヤ４１の回転数比Ｎ_ａ４は、第２サンギヤ２１の回転数比Ｎ_ａ２と同じである。第４リングギヤ４３の回転数比Ｎ_ｂ４は０である。この結果、後進の第１速における減速比が求められる。たとえば、第１〜第４遊星歯車機構１〜４における歯数比が図３に示す通りであるとき、後進の第１速の減速比は約−３．９９である。

後進の第２速では、第２関係式によって、第２サンギヤ２１の回転数比Ｎ_ａ２を求める。第２リングギヤ２３の回転数比Ｎ_ｂ２は１である。第２キャリア２４の回転数比Ｎ_ｃ２は０である。

次に、第３関係式によって、第３キャリア３４の回転数比Ｎ_ｃ３を求める。第３サンギヤ３１の回転数比Ｎ_ａ３は、第２サンギヤ２１の回転数比Ｎ_ａ２と同じである。第３リングギヤ３３の回転数比Ｎ_ｂ３は０である。

次に、第４関係式によって、第４キャリア４４の回転数比Ｎ_ｃ４を求める。第３リングギヤ３３が回転不能であり、第２キャリア２４が第３リングギヤ３３と同様に回転不能であり、第１中間軸８１が第２キャリア２４と同様に回転不能であるので、第４サンギヤ４１の回転数比Ｎ_ａ４は０である。第４リングギヤ４３の回転数比Ｎ_ｂ４は、第３キャリア３４の回転数比Ｎ_ｃ３と同じである。この結果、後進の第２速における減速比が求められる。たとえば、第１〜第４遊星歯車機構１〜４における歯数比が図３に示す通りであるとき、後進の第１速の減速比は約−１．８７である。

代替の前進の第８速では、第１関係式によって、第１リングギヤ１３の回転数比Ｎｂ１を求める。第１サンギヤ１１の回転数比Ｎａ１は０である。第１キャリア１４の回転数比Ｎｃ１は１である。

次に、第２関係式によって、第２サンギヤ２１の回転数比Ｎ_ａ２を求める。第２リングギヤ２３の回転数比Ｎ_ｂ２は１である。第２キャリア２４の回転数比Ｎ_ｃ２は、第１リングギヤ１３の回転数比Ｎ_ｂ１と同じである。

次に、第３関係式によって、第３キャリア３４の回転数比Ｎ_ｃ３を求める。第３サンギヤ３１の回転数比Ｎ_ａ３は、第２サンギヤ２１の回転数比Ｎ_ａ２と同じである。第３リングギヤ３３の回転数比Ｎ_ｂ３は０である。

次に、第４関係式によって、第４キャリア４４の回転数比Ｎ_ｃ４を求める。第４サンギヤ４１の回転数比Ｎ_ａ４は、第２キャリア２４の回転数比Ｎ_ｃ２と同じである。第４リングギヤ４３の回転数比Ｎ_ｂ４は、第３キャリア３４の回転数比Ｎ_ｃ３と同じである。この結果、代替の前進の第８速における減速比が求められる。たとえば、第１〜第４遊星歯車機構１〜４における歯数比が図３に示す通りであるとき、代替の前進の第８速の減速比は約０．９５である。

代替の前進の第９速では、第１関係式によって、第１リングギヤ１３の回転数比Ｎｂ１を求める。第１サンギヤ１１の回転数比Ｎａ１は０である。第１キャリア１４の回転数比Ｎｃ１は１である。

次に、第２関係式によって、第２サンギヤ２１の回転数比Ｎ_ａ２を求める。第２リングギヤ２３の回転数比Ｎ_ｂ２は１である。第２キャリア２４の回転数比Ｎ_ｃ２は、第１リングギヤ１３の回転数比Ｎ_ｂ１と同じである。

次に、第３関係式によって、第３キャリア３４の回転数比Ｎ_ｃ３を求める。第３サンギヤ３１の回転数比Ｎ_ａ３は、第２サンギヤ２１の回転数比Ｎ_ａ２と同じである。第３リングギヤ３３の回転数比Ｎ_ｂ３は、第２キャリア２４の回転数比Ｎ_ｃ２および第１リングギヤ１３の回転数比Ｎ_ｂ１と同じである。

次に、第４関係式によって、第４キャリア４４の回転数比Ｎ_ｃ４を求める。第４サンギヤ４１の回転数比Ｎ_ａ４は、第２サンギヤ２１の回転数比Ｎ_ａ２および第３サンギヤ３１の回転数比Ｎ_ａ３と同じである。第４リングギヤ４３の回転数比Ｎ_ｂ４は、第３キャリア３４の回転数比Ｎ_ｃ３と同じである。この結果、代替の前進の第９速における減速比が求められる。たとえば、第１〜第４遊星歯車機構１〜４における歯数比が図３に示す通りであるとき、代替の前進の第９速の減速比は約０．５０である。

代替の後進の第２速では、第２関係式によって、第２サンギヤ２１の回転数比Ｎ_ａ２を求める。第２リングギヤ２３の回転数比Ｎ_ｂ２は１である。第２キャリア２４の回転数比Ｎ_ｃ２は０である。

次に、第３関係式によって、第３キャリア３４の回転数比Ｎ_ｃ３を求める。第３サンギヤ３１の回転数比Ｎ_ａ３は、第２サンギヤ２１の回転数比Ｎ_ａ２と同じである。第３リングギヤ３３の回転数比Ｎ_ｂ３は０である。

次に、第４関係式によって、第４キャリア４４の回転数比Ｎ_ｃ４を求める。第４サンギヤ４１の回転数比Ｎ_ａ４は、第２サンギヤ２１の回転数比Ｎ_ａ２および第３サンギヤ３１の回転数比Ｎ_ａ３と同じである。第４リングギヤ４３の回転数比Ｎ_ｂ４は、第３キャリア３４の回転数比Ｎ_ｃ３と同じである。この結果、代替の後進の第２速における減速比が求められる。たとえば、第１〜第４遊星歯車機構１〜４における歯数比が図３に示す通りであるとき、代替の後進の第２速の減速比は約−０．８２である。

なお、図２中に示す段間比とは、各変速段の減速比間の比を表す。詳細には、隣同士の変速段の減速比について、低速段の減速比を高速段の減速比で除した値を段間比という。総段間比とは、最低速段の減速比を最高速段の減速比で除した値をいう。本実施形態の遊星歯車式変速機１００は、前進９段の速度段を有している。本実施形態の遊星歯車式変速機１００の総段間比は、前進の第１速の減速比を、前進の第９速の減速比で除した値である。

本実施形態の遊星歯車式変速機１００は、前進の速度段を９段有するとともに後進の速度段を２段有しており、遊星歯車式変速機１００の速度段が増加している。前進９段、後進２段の速度段を実現するために、遊星歯車式変速機１００は４つの遊星歯車機構と合計６つのクラッチおよびブレーキとを有しており、部品数が低減している。図２に示す総段間比は１２．４３であり、総段間比が拡大している。前進９段の速度段の段間比は、１．２２〜１．５７の範囲にあり、段間比のばらつきが低減されている。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 第１遊星歯車機構、２ 第２遊星歯車機構、３ 第３遊星歯車機構、４ 第４遊星歯車機構、７ 入力軸、９ ケーシング、１０ 出力軸、１１ 第１サンギヤ、１２ 第１プラネタリギヤ、１３ 第１リングギヤ、１４ 第１キャリア、２１ 第２サンギヤ、２２ 第２プラネタリギヤ、２３ 第２リングギヤ、２４ 第２キャリア、３１ 第３サンギヤ、３２ 第３プラネタリギヤ、３３ 第３リングギヤ、３４ 第３キャリア、４１ 第４サンギヤ、４２ 第４プラネタリギヤ、４３ 第４リングギヤ、４４ 第４キャリア、５１ 第１クラッチ、５２ 第２クラッチ、５３ 第３クラッチ、６１ 第１ブレーキ、６２ 第２ブレーキ、６３ 第３ブレーキ、８１ 第１中間軸、８２ 第２中間軸、１００ 遊星歯車式変速機。

Claims (3)

1. 回転軸を中心に回転するように構成された入力軸と、
   前記回転軸を中心に回転するように構成された第１中間軸と、
   前記回転軸を中心に回転するように構成された第２中間軸と、
   第１サンギヤ、第１プラネタリギヤ、第１リングギヤ、および前記入力軸と一体的に回転するように構成された第１キャリアを有する第１遊星歯車機構と、
   前記第２中間軸と一体的に回転するように構成された第２サンギヤ、第２プラネタリギヤ、前記入力軸と一体的に回転するように構成された第２リングギヤ、および前記第１リングギヤと一体的に回転するように構成された第２キャリアを有する第２遊星歯車機構と、
   前記第２中間軸と一体的に回転するように構成された第３サンギヤ、第３プラネタリギヤ、第３リングギヤ、および第３キャリアを有する第３遊星歯車機構と、
   前記第１中間軸と一体的に回転するように構成された第４サンギヤ、第４プラネタリギヤ、前記第３キャリアと一体的に回転するように構成された第４リングギヤ、および動力を出力するように構成された第４キャリアを有する第４遊星歯車機構と、
   前記第１リングギヤおよび前記第２キャリアと前記第３リングギヤとを連結するように構成された第１クラッチと、
   前記第１中間軸と前記第２キャリアとを連結するように構成された第２クラッチと、
   前記第１中間軸と前記第２中間軸とを連結するように構成された第３クラッチと、
   前記第１サンギヤの回転を制動するように構成された第１ブレーキと、
   前記第３リングギヤの回転を制動するように構成された第２ブレーキと、
   前記第４リングギヤおよび前記第３キャリアの回転を制動するように構成された第３ブレーキと、
   を備える、遊星歯車式変速機。
2. 前記第４キャリアと一体的に回転するように構成された出力軸をさらに備える、請求項１に記載の遊星歯車式変速機。
3. 前記第１遊星歯車機構、前記第２遊星歯車機構、前記第３遊星歯車機構、前記第４遊星歯車機構は、回転軸方向に沿って、この順に配置される、請求項１または２に記載の遊星歯車式変速機。

Images