JP2001227599A

JP2001227599A - 自動変速機

Info

Publication number: JP2001227599A
Application number: JP2000034878A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kobayashi; 利雄小林
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2000-02-14
Filing date: 2000-02-14
Publication date: 2001-08-24

Abstract

(57)【要約】【課題】軸方向寸法の拡大を招くことなく、サブクラッ
チをトランスミッションケース内に収納するとともに、
トランスミッションケースの寸法、車載上の収納スペー
ス、または変速機のレイアウト等に関して、従来型の変
速機との互換性を向上させることである。【解決手段】入力軸１と、出力軸２と、エンジンの動力
を入力軸１に伝達するメインクラッチ５と、複数の変速
ギヤ列の切り換えを行うシンクロ機構１６〜１８とを有
し、シフトチェンジ時においてシンクロ機構１６〜１８
が自動制御される自動変速機において、変速ギヤ列を構
成する各変速ギヤが取り付けられた入出力軸１，２と、
入出力軸１，２の軸線上以外の位置に配置された中間軸
４と、中間軸４に設けられているとともに、シフトチェ
ンジ時において、入力軸１から出力軸２に伝達される伝
達トルクが可変に制御されるサブクラッチ２７とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マニュアル変速機
の構成をベースとした自動変速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】既存のマニュアル変速機をベースとし、
これを自動化した変速機が知られている。この類の自動
変速機においては、複数の変速ギヤ列が軸方向に配置さ
れているとともに、各変速ギヤ列の切り換えを行う切り
換え機構（例えば、シンクロ機構）が設けられている。
そして、シフトチェンジは、切り換え機構を油圧によっ
て自動制御することで実行される。この自動変速機は、
プラネタリギヤおよび摩擦係合要素（クラッチ、ブレー
キ）等を主体に構成された通常の自動変速機（いわゆる
ＡＴ）と比べて、動力の伝達効率が優れている。また、
変速機を構成する部品点数が少なくて済むため、軽量化
を図りやすく、コスト的なメリットも大きい。

【０００３】このような自動変速機に関して、例えば、
特開昭６３−２７３５号公報には、メインクラッチの他
に、シフトチェンジ時におけるトルク切れを防止するた
めのサブクラッチを追加した構成が開示されている。こ
のサブクラッチは、変速ギヤ列の一方の変速ギヤが取り
付けられた入力軸の軸線上、具体的には、変速機の入力
軸の端部（メインクラッチとは反対側）に配置されてい
る。シフトチェンジ時においては、エンジンのクランク
軸と変速機の入力軸との間に介装されたメインクラッチ
を係合状態に保ちながら、油圧によってサブクラッチを
半クラッチ状態に設定する。これにより、シフトチェン
ジ中における出力トルクの急激な落ち込みを抑制し、ア
ップシフト時における加速感の低下等を含むシフトショ
ックを緩和している。なお、特開昭６１−４５１６３号
公報および特許第２７０３１６９号公報にも、同様の構
成を有する自動変速機が開示されている。

【０００４】また、特開昭５８−１４９４４３号公報に
は、入力軸および出力軸に対して平行に配置されたカウ
ンタ軸の軸線上に、サブクラッチを配置した構成が開示
されている（同公報の図４および図５参照）。具体的に
は、カウンタ軸には、２速ギヤ列のドライブギヤと４速
ギヤ列のドライブギヤとが回転自在に取り付けられてお
り、これらのドライブギヤの間には、切り換え機構が介
装されている。また、このカウンタ軸と平行に配置され
た出力軸には、これらの変速ギヤ列のドリブンギヤが固
定的に取り付けられている。そして、変速ギヤ（ドライ
ブギヤ）の取り付け軸に相当するカウンタ軸の端部に
は、シフトチェンジ時に係合制御されるサブクラッチが
配置されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の自動変
速機において、サブクラッチは、変速ギヤの取り付け軸
に相当する入力軸やカウンタ軸の軸線上に配置されてい
る。通常、この取り付け軸には、複数の変速ギヤ列や切
り換え機構等を含む変速機構が、その軸方向のほぼ全域
にわたって配置されている。したがって、このような取
り付け軸にサブクラッチを取り付ける場合、サブクラッ
チの格納スペースを確保するために、取り付け軸の軸方
向寸法を拡大する必要がある。これにより、ベースとな
るマニュアル変速機と比較して、トランスミッションケ
ース自体の軸方向寸法の拡大を招く。その結果、トラン
スミッションケースの軸方向寸法や車載上の収納スペー
ス等に関して、従来型の変速機（例えば、マニュアル変
速機）との互換性を維持することが困難となる。

【０００６】また、自動変速機とそのベースとなるマニ
ュアル変速機とで取り付け軸の軸方向寸法を変える場
合、特に、取り付け軸周りのレイアウトに関する変更点
が多くなる可能性がある。その結果、これらの変速機に
おける構成部品の共用化や製造設備の共用化が阻害され
るおそれがある。

【０００７】そこで、本発明の目的は、軸方向寸法の拡
大を招くことなく、サブクラッチをトランスミッション
ケース内に収納することである。

【０００８】また、本発明の別の目的は、トランスミッ
ションケースの寸法、車載上の収納スペース、または変
速機のレイアウト等に関して、従来型の変速機との互換
性を向上させることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、第１の発明は、入力軸と、出力軸と、エンジンの
動力を入力軸に伝達するメインクラッチと、複数の変速
ギヤ列の切り換えを行う切り換え機構とを有し、シフト
チェンジ時において切り換え機構が自動制御される自動
変速機において、変速ギヤ列を構成する各変速ギヤが取
り付けられた複数の取り付け軸と、取り付け軸の軸線上
以外の位置に配置された中間軸と、中間軸に設けられて
いるとともに、シフトチェンジ時において、入力軸から
出力軸に伝達される伝達トルクが可変に制御されるサブ
クラッチとを有する自動変速機を提供する。

【００１０】ここで、第１の発明において、入力軸と中
間軸との間に設けられた第１のギヤ列と、中間軸と出力
軸との間に設けられた第２のギヤ列とをさらに設けるこ
とが好ましい。この場合、シフトチェンジ時において、
第１のギヤ列と、サブクラッチと、第２のギヤ列とを含
む動力伝達経路が設定される。

【００１１】また、上記の第１のギヤ列または第２のギ
ヤ列の少なくとも一方は、変速ギヤ列を構成する変速ギ
ヤを含むことが望ましい。

【００１２】また、第１のギヤ列または第２のギヤ列
は、増速または減速のギヤ比を有することが好ましく、
特に、第１のギヤ列と第２のギヤ列とからなるギヤ列の
総ギヤ比が、３速から４速までの変速比相当のギヤ比に
設定されていることが望ましい。

【００１３】一方、第２の発明は、複数の変速ギヤ列の
切り換えを行う切り換え機構を有し、シフトチェンジ時
において切り換え機構が自動制御される自動変速機にお
いて、変速ギヤ列を構成する一方の変速ギヤが取り付け
られた入力軸と、変速ギヤ列を構成する他方の変速ギヤ
が取り付けられた出力軸と、エンジンの動力を入力軸に
伝達するメインクラッチと、入力軸と出力軸との軸線上
以外の位置に配置された中間軸と、中間軸に設けられて
いるとともに、一対の回転部材を有するサブクラッチ
と、入力軸に取り付けられた第１のギヤと、中間軸に取
り付けられているとともに、第１のギヤの動力をサブク
ラッチの一方の回転部材に伝達する第２のギヤと、中間
軸に取り付けられているとともに、クラッチの他方の回
転部材と一体的に回転する第３のギヤと、出力軸に取り
付けられているとともに、第３のギヤの動力を出力軸に
伝達する第４のギヤとを有し、上記サブクラッチは、シ
フトチェンジ時において、入力軸から出力軸に伝達され
る伝達トルクが可変に制御される自動変速機を提供す
る。

【００１４】ここで、第２の発明において、第１のギヤ
または第４のギヤの少なくとも一方は、変速ギヤ列を構
成する変速ギヤであることが好ましい。

【００１５】また、第２の発明において、入力軸と出力
軸と中間軸との軸線上以外の位置に配置された第２の中
間軸と、第２の中間軸に取り付けられた第５のギヤとを
さらに設けてもよい。この場合、第３のギヤの動力は、
第５のギヤを介して、第４のギヤに伝達される。

【００１６】さらに、第２の発明において、第１のギヤ
と第２のギヤとのギヤ比、または第３のギヤと第４のギ
ヤとのギヤ比は、減速または増速のギヤ比を有すること
が望ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図１は、第１
の実施形態に係る前進５段の自動変速機を示すスケルト
ン図であり、図２は、その要部断面図である。一例とし
て示したこの変速機は、車両上横置きにレイアウトされ
たトランクアクスルである。トランスミッションケース
内には、入力軸１、出力軸２、アイドラ軸３および中間
軸４が互いに平行に配置されている。ここで、中間軸４
は、変速ギヤの一方の取り付け軸に相当する入力軸１の
軸線上以外の位置で、かつ、変速ギヤの他方の取り付け
軸に相当する出力軸２の軸線上以外の位置に配置されて
いる点に留意されたい。エンジン側から変速機に入力さ
れた動力は、基本的には、特定の変速ギヤ列を介して、
入力軸１から出力軸２に伝達される。

【００１８】単板式クラッチであるメインクラッチ５
は、油圧制御によって、エンジンのクランク軸の動力
を、自動変速機側の入力軸１に伝達し、或いはそれを遮
断する。具体的には、図２に示したように、フライホイ
ール５ａはクランク軸と直結しており、フライホイール
５ａとプレッシャープレート５ｂとの間にはクラッチデ
ィスク５ｃが介装されている。このクラッチディスク５
ｃは、内周面に設けられたクラッチハブを介して入力軸
１とスプライン嵌合している。また、レリーズベアリン
グ５ｄは、入力軸１の軸線上を摺動可能な状態で取り付
けられている。プレッシャープレート５ｂがクラッチデ
ィスク５ｃをフライホイール５ａ側に強く押しつけてい
る状態では、クランク軸の動力が入力軸１へ伝達され
る。一方、油圧によってレリーズベアリング５ｄが図２
の左側へスライドすると、クラッチディスク５ｃがフリ
ーとなるため、動力の伝達が遮断される。

【００１９】入力軸１と出力軸２との間には、１速から
５速までの各変速比を規定する複数の変速ギヤ列が設け
られている。前進用の変速ギヤ列に関しては、左側から
軸方向に、１速ギヤ列６，７、２速ギヤ列８，９、３速
ギヤ列１０，１１、４速ギヤ列１２，１３、５速ギヤ列
１４，１５の順に並んでいる。１速ドライブギヤ６は、
入力軸１に固定的に取り付けられている。また、このド
ライブギヤ６と噛合した１速ドリブンギヤ７は、出力軸
２に回転自在な状態で取り付けられている。同様に、２
速ドライブギヤ８は、入力軸１に固定的に取り付けられ
ており、このドライブギヤ８と噛合した２速ドリブンギ
ヤ９は、出力軸２に回転自在に取り付けられている。一
方、３速ドライブギヤ１０は、入力軸１に回転自在に取
り付けられており、このドライブギヤ１０と噛合した３
速ドリブンギヤ１１は、出力軸２に固定的に取り付けら
れている。また、４速ドライブギヤ１２は、入力軸１に
回転自在に取り付けられており、このドライブギヤ１２
と噛合した４速ドリブンギヤ１３は、出力軸２に固定的
に取り付けられている。さらに、５速ドライブギヤ１４
は、入力軸１に回転自在に取り付けられており、このド
ライブギヤ１４と噛合した５速ドリブンギヤ１５は、出
力軸２に固定的に取り付けられている。なお、各変速段
の変速比は、対応する変速ギヤ列のギヤ比によって規定
される。

【００２０】前進用の各変速ギヤ列の切り換えは、３つ
のシンクロ機構１６〜１８によって行われる。第１のシ
ンクロ機構１６は、１速ドリブンギヤ７と２速ドリブン
ギヤ９との間における出力軸２上に設けられている。ま
た、第２のシンクロ機構１７は、３速ドライブギヤ１０
と４速ドライブギヤ１２との間における入力軸１上に設
けられている。さらに、第３のシンクロ機構１８は、５
速ドライブギヤ１４の右側近傍における入力軸１上に設
けられている。シンクロ機構１６〜１８の構造自体は周
知なものであるが、図２に示したシンクロスリーブ１６
ａ〜１８ａの軸方向へのシフトは、油圧によって自動制
御される。このシフトの自動制御は、実際には、後述す
るサブクラッチ２７の伝達トルク制御とのタイミング制
御により行われる。シンクロ機構１６〜１８自体のシフ
ト動作について説明すると、例えば、変速段を１速に設
定する場合、シンクロスリーブ１７ａ，１８ａを中立位
置に設定した状態で、シンクロスリーブ１６ａを油圧に
よって左方向へシフトさせる。このシフト量が大きくな
るにつれて、シンクロスリーブ１６ａと１速ドリブンギ
ヤ７との回転が同期していく。そして、これらの部材
７，１６ａが同期した時点で、１速ドリブンギヤ７に一
体形成された外スプラインがスリーブ１６ａの内スプラ
インとスプライン嵌合するものである。ここで、シンク
ロスリーブ１６ａは、出力軸２と一体的に回転するシン
クロハブ１６ｂと常時スプライン嵌合している。したが
って、入力軸１の動力は、第１の変速ギヤ列６，７、シ
ンクロスリーブ１６ａおよびシンクロハブ１６ｂを介し
て、出力軸２に伝達される。一方、変速段を２速に設定
する場合は、シンクロスリーブ１７ａ，１８ａを中立位
置に設定した状態で、シンクロスリーブ１６ａを油圧に
よって右方向へシフトさせる。また、変速段を３速また
は４速に設定する場合は、シンクロスリーブ１７ａがシ
フトされ、５速に設定する場合は、シンクロスリーブ１
８ａがシフトされる（それ以外のシンクロスリーブは中
立位置に設定する）。

【００２１】シフトチェンジ時を除く前進時において、
入力軸１の動力は、シンクロ機構１６〜１８の操作によ
って選択された変速ギヤ列を介して、出力軸２へ伝達さ
れる。そして、ファイナルリダクションギヤ列１９の終
減速比に従って減速された後、ディファレンシャル装置
２０へ伝達される。これによって、動力が駆動輪２１に
伝達され、駆動輪２１は前進方向に回転する。

【００２２】一方、後退時においては、まず、すべての
シンクロ機構１６〜１８が中立状態に設定される。入力
軸１に固定的に取り付けられた後退用ドライブギヤ２５
と、シンクロスリーブ１６ａの外周に一体的に取り付け
られた後退用ドリブンギヤ２８とは直接噛合していない
が、一列に並んだ状態となる（図１参照）。この状態
で、アイドラ軸３に回転自在に取り付けられたアイドラ
ギヤ２６が、アイドラ軸３上を軸方向にスライドし、後
退用ドライブギヤ２５および後退用ドリブンギヤ２８の
双方と噛合する。これにより、入力軸１の動力は、後退
用ドライブギヤ２５、アイドラギヤ２６および後退用ド
リブンギヤ２８を介して出力軸２に伝達される。後退時
においては、アイドラギヤ２６を介して出力軸２に動力
が伝達されるため、出力軸２の回転方向は前進時とは逆
になり、駆動輪２１は後退方向に回転する。なお、図１
および図２は、アイドラ軸３およびアイドラギヤ２６の
構造を明確にするため、これらを後退用ギヤ２８，２５
の下方に図示しているが、実際には、アイドラギヤ２６
が両ギヤ２８，２５の双方と噛合可能な位置に存在する
点に留意されたい（後述する実施形態についても同
様）。

【００２３】さらに、入力軸１の下方に配置された中間
軸４には、油圧制御の多板式クラッチであるサブクラッ
チ２７が設けられている。このサブクラッチ２７は、ク
ラッチドラム２７ａおよびクラッチハブ２７ｂという一
対の回転部材を有している。シンクロ機構１６〜１８に
よるシフトチェンジ時においては、サブクラッチ２７が
半クラッチ状態に設定されるため、入力側ギヤ列２２，
２３、サブクラッチ２７、出力側ギヤ列２４，１４，１
５を介した動力伝達経路が入出力軸１，２間に設定され
る。具体的には、第１の中間ギヤ２２は、入力軸１の端
部（メインクラッチ５の反対側）に固定的に取り付けら
れており、中間軸４に回転自在に取り付けられた第２の
中間ギヤ２３と噛合している。この第２の中間ギヤ２３
は、サブクラッチ２７のクラッチドラム２７ａと一体的
に連結している。また、サブクラッチ２７のクラッチハ
ブ２７ｂは、中間軸４に回転自在に取り付けられた第３
の中間ギヤ２４に一体的に連結している。そして、第３
の中間ギヤ２４は、入力軸１に回転自在に取り付けられ
た５速ドライブギヤ１４を介して、出力軸２に一体的に
取り付けられた５速ドリブンギヤ１５と噛合している。

【００２４】なお、ギヤ列２２，２３またはギヤ列１
４，２４のギヤ比は、増速または減速のギヤ比に設定さ
れている。１速−２速や２速−３速の低速側のシフトチ
ェンジにおいては、出力トルクの落ち込みによるシフト
ショックが問題となるが、４速−５速といった高速側の
シフトチェンジにおいては、ドライバーが不快に感じる
程大きなショックは生じない。このような観点から、入
力側ギヤ列２２，２３と出力側ギヤ列２４，１４，１５
とからなる総ギヤ列のギヤ比を、３速から４速までの変
速比相当に設定している。本実施形態では、例えば、第
１の中間ギヤ２２の歯数を20、第２の中間ギヤ２３の歯
数を30として、入力側ギヤ列２２，２３のギヤ比を1.5
に設定している。また、５速ドリブンギヤ１５の歯数15
に対して、第３の中間ギヤ２４の歯数を20に設定するこ
とで、出力側ギヤ列２４，１４，１５のギヤ比を0.75に
設定している。これにより、入力側ギヤ列２２，２３と
出力側ギヤ列２４，１４，１５とからなる総ギヤ列のギ
ヤ比は1.125、すなわち３速変速比（例えば1.3）と４速
変速比（例えば1.0）との間の変速比相当となる。

【００２５】このような構成を有する自動変速機は、図
７に示した変速制御系によって制御される。変速制御部
３１には、エンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度θ（スロ
ットル開度でも可）、車速Ｖ、入力軸１の回転数Ｎｉ、
選択されている変速段ＰＧおよびセレクト位置ＳＬ等の
各種信号が入力される。変速制御部３１は、これらの信
号から現在の走行状態に応じた変速段を特定し、油圧回
路３２に対して適切な制御信号を出力する。油圧回路３
２は、エンジンまたは電動モータで駆動されるオイルポ
ンプ、電磁バルブ等で構成されており、変速制御部３１
からの制御信号に応じて、調圧された油圧をメインクラ
ッチ５、サブクラッチ２７または油圧アクチュエータ３
３に供給する。ここで、油圧アクチュエータ３３には、
シンクロスリーブ１６ａ〜１８ａやアイドラギヤ２６を
スライドさせるための各種アクチュエータが含まれる。

【００２６】メインクラッチ５、サブクラッチ２７およ
びシンクロ機構１６〜１８は、概略的には以下のように
制御される。まず、セレクトレバーにより、セレクト位
置ＳＬが前進走行レンジに設定されると、シンクロスリ
ーブ１７ａ，１８ａを中立状態に維持したままで、シン
クロスリーブ１６ａが１速ドライブギヤ側へシフトし
て、１速の変速段が選択される。ここで、ブレーキが解
除されてアクセルが踏み込まれると、油圧回路３２から
の油圧によってメインクラッチ５が係合し、車両が走行
する。そして、車速Ｖの上昇に伴い、変速制御部３１に
プログラムされた変速パターンにしたがって、順次、シ
フトアップしていく。

【００２７】シフトチェンジを実行する場合、メインク
ラッチ５の係合状態を維持したままで、サブクラッチ２
７の係合を開始し、半クラッチ状態に設定する。これに
より、１速の変速ギヤ列６，７を介した動力の伝達経路
とともに、サブクラッチ２７を介した動力伝達経路が形
成される。すなわち、図３に示したように、入力軸１の
動力は、入力軸１と一体的に回転するギヤ列２２，２３
を介して、サブクラッチ２７のクラッチドラム２７ａ側
に伝達される（矢印ａ）。つぎに、サブクラッチ２７の
係合の程度に応じて、クラッチドラム２７ａ側の動力が
クラッチハブ２７ｂ側へ伝達される。そして、ギヤ列２
４，１４，１５を介して、出力軸２へと動力が伝達され
る（矢印ｂ，ｃ）。このような動力伝達経路において、
５速ドライブギヤ１４はアイドラギヤとして機能する。

【００２８】サブクラッチ２７を半クラッチ状態に維持
しながら、例えば、図８または図９に示した制御パター
ンにしたがって、サブクラッチ２７の伝達トルクを可変
に制御し、入力軸１と出力軸２との回転同期をとる。な
お、図８は、１速から２速へのアップシフト時における
サブクラッチ２７の伝達トルクの推移を示している。サ
ブクラッチ２７を介した動力伝達経路では、入出力側ギ
ヤ列の総ギヤ比Ｉaが1.125（３速〜４速の変速比相当）
に設定されているため、入力軸１のトルクの一部は、サ
ブクラッチ２７の係合状態に応じて、サブクラッチ２７
を介して、出力軸２へと流れる。そして、サブクラッチ
２７の伝達トルクＴａがエンジントルクＴｅと等しくな
ると（換言すれば、エンジントルクＴｅがすべてサブク
ラッチ２７を介した動力伝達経路を経由すると）、１速
の変速ギヤ列６，７の伝達トルクＴ1は実質的に０にな
る。このタイミングで、第１のシンクロ機構１６のシン
クロスリーブ１６ａを中立位置へとシフトさせる（１
相）。第１のシンクロ機構１６が中立状態となり、さら
に、サブクラッチ２７の伝達トルクＴａを高めると、入
力側ギヤ列２２，２３と出力側ギヤ列２４，１４，１５
とを介した動力が、出力軸２に出力される。このとき、
総ギヤ列のギヤ比Ｉaが３速〜４速相当の変速比（1.12
5）に設定されているので、１速ギヤでのエンジン回転
数Ｎｅ1は、３速〜４速相当に向けて低下していく（２
相）。この過程で、エンジン回転数が２速相当の回転数
Ｎｅ2になった時点で、２速へのアップシフトが行われ
る。そして、アップシフトの完了に合わせて、サブクラ
ッチ２７によるトルク制御も終了する（３相）。一方、
図９は、３速から２速へのダウンシフト時におけるサブ
クラッチ２７の伝達トルク制御の推移を示している。こ
の制御によって、エンジン回転数は、第２のシンクロ機
構１７の中立時には上昇し、この上昇過程で、選択され
た低速側の変速段（２速）に応じた回転数となり、ダウ
ンシフトが行われる。

【００２９】このように、本実施形態に係る自動変速機
においては、変速機の軸方向寸法（全長）をあまり増大
させることなく、サブクラッチ２７を効率的に収納する
ことができる。従来の自動変速機において、変速ギヤの
取り付け軸には、軸方向のほぼ全域に渡って変速機構が
取り付けられていた。そのため、この取り付け軸にサブ
クラッチ２７を取り付ける場合、その収納スペース分だ
け取り付け軸の軸長を長くする必要があった。これに対
して、本実施形態に係る自動変速機では、入出力軸１，
２の軸線上以外の位置に中間軸４を別個に設け、この中
間軸４にサブクラッチ２７を取り付けている。そのた
め、従来の自動変速機のように、入出力軸１，２の軸長
を長くする必要性はない。その結果、トランスミッショ
ンケースの軸方向寸法は、同数の変速段を有するマニュ
アル変速機とほぼ同程度で済むため、車両への搭載にお
いて、トランスミッションサイズに関して従来の変速機
との互換性を確保することができる。

【００３０】また、自動変速機のレイアウトに関して、
ベースとなるマニュアル変速機を大きく変更する必要が
ない。特に、変速ギヤの取り付け軸である入出力軸１，
２周りのレイアウトは、入力軸１の端部に第１の中間ギ
ヤ２２を追加した以外は、マニュアル変速機と同様であ
る。本実施形態では、サブクラッチ２７の入力側ギヤ列
を構成するために第１の中間ギヤ２２を追加している
が、出力側ギヤ列は５速ギヤ列１４，１５を用いてい
る。したがって、出力側ギヤ列に関しては、出力軸２に
新たなギヤを追加する必要はない。このように、変速ギ
ヤ列１４，１５を用いてサブクラッチ２７の出力側ギヤ
列を構成すれば、入出力軸１，２周りのレイアウトの変
更が少なくて済む。その結果、自動変速機とそのベース
となるマニュアル変速機との間において、構成部品や製
造設備を効率的に共用することが可能となる。

【００３１】また、本実施形態に係る自動変速機は、通
常の自動変速機（ＡＴ）と比べて、構成部品点数も比較
的少ないので、軽量化を図りやすく、コスト的なメリッ
トも大きい。さらに、変速機の動力伝達効率も高いの
で、経済性（燃費）の向上を図ることができる。

【００３２】さらに、シフトチェンジ時において、サブ
クラッチ２７の伝達トルクを可変に制御して、サブクラ
ッチ２７を介した動力伝達を行いながら、変速ギヤ列の
切り換えを行っている。これにより、シフトチェンジ中
における駆動力の落ち込み（トルク切れ）を低減するこ
とができるため、シフトクオリティの向上を図ることが
できる。

【００３３】（第２の実施形態）図１０は、第２の実施
形態に係る前進５段の自動変速機を示すスケルトン図で
ある。一例として示したこの変速機は、車両上縦置きに
レイアウトされたトランクアクスルである。同図に示し
た構成は、この自動変速機における入出力軸１，２間の
動力伝達系およびサブクラッチ２７を介した動力伝達系
に関して、図１に示した構成と同様である。そこで、図
１に示した構成部材と同一の部材については、同一符号
を付して説明を省略する。フロントドライブ軸４１は、
前輪に動力を伝達するシャフトであり、中空状の出力軸
２の内部を貫通した状態で回転自在に取り付けられてい
る。さらに、リアドライブ軸４２は、後輪に動力を伝達
するシャフトである。

【００３４】出力軸２に伝達された動力は、プラネタリ
センターディファレンシャル装置４０を介して、フロン
トドライブ軸４１とリアドライブ軸４２とに分配され
る。フロントドライブ軸４１の動力は、フロントディフ
ァレンシャル装置４３を介して左右の前輪に伝達され、
同様に、リアドライブ軸４２の動力は、図示しないリア
ディファレンシャル装置を介して左右の後輪に伝達され
る。これにより、前後の駆動輪は、前進方向に回転す
る。

【００３５】なお、プラネタリセンターディファレンシ
ャル装置４０のキャリアとリアドライブ軸４２との間に
は、多板クラッチで構成された差動制限機構４４が介装
されている。この制限機構４４は、良好な走行性を確保
するために設けられており、走行状況（例えば、スリッ
プの程度や舵角）に応じて、この機構４４内の多板クラ
ッチの係合状態が制御される。

【００３６】このような構成を有する自動変速機は、第
１の実施形態と同様に、図７に示した変速制御系によっ
て変速制御が行われる（後述する第３の実施形態につい
ても同様）。そして、シフトチェンジ時は、メインクラ
ッチ５の係合状態を維持したままで、サブクラッチ２７
の係合を開始して半クラッチ状態に設定する。サブクラ
ッチ２７を半クラッチ状態に維持しながら、サブクラッ
チ２７の伝達トルクを可変に制御することで、入力軸１
と出力軸２との回転同期をとる。これにより、駆動力の
落ち込みが少なくなるので、シフトショックを有効に防
止することができ、シフトクオリティの向上を図ること
ができる。

【００３７】第１の実施形態と同様に、本実施形態にお
いても、トランスミッションの軸方向寸法をあまり増大
させることなく、従来の変速機との互換性を維持しなが
ら、サブクラッチ２７を効率的に収納することができ
る。また、自動変速機のレイアウトに関して、ベースと
なるマニュアル変速機を大きく変更する必要がないの
で、これらの変速機の構成部品や製造設備に関して、共
用化を図ることができる。さらに、軽量化、生産性、お
よび経済性（燃費）に関しても、ＡＴよりも有利であ
る。

【００３８】（第３の実施形態）図４は、第３の実施形
態に係る前進５段の自動変速機を示すスケルトン図であ
り、図５は、その要部断面図である。第１の実施形態と
同様に、この変速機は、車両上横置きにレイアウトされ
たトランクアクスルである。なお、図１および図２に示
した構成部材と同一の部材については、同一符号を付し
て説明を省略する。

【００３９】この自動変速機では、第３のシンクロ機構
１８が出力軸２に取り付けられている。５速ドライブギ
ヤ１４は、入力軸１に固定的に取り付けられており、こ
のドライブギヤ１４と噛合する５速ドリブンギヤ１５
は、出力軸２に回転自在に取り付けられている。シンク
ロスリーブ１８ａが５速ドリブンギヤ１５とスプライン
嵌合すると、入力軸１の動力は、この変速ギヤ列１４，
１５、シンクロスリーブ１８ａおよびシンクロハブ１８
ｂを介して、出力軸２に伝達される。

【００４０】シフトチェンジ時において、サブクラッチ
２７を介した動力伝達経路は以下のように形成される。
この自動変速機は、入力軸１、出力軸２、中間軸４等の
他に、第２の中間軸５１がさらに設けられている。中間
軸４（以下、第１の中間軸という）に固定的に取り付け
られた第１の中間ギヤ５２は、５速ドライブギヤ１４と
噛合しているとともに、サブクラッチ２７のクラッチハ
ブ２７ｂと一体的に連結している。一方、第１の中間軸
４に回転自在に取り付けられた第２の中間ギヤ５３は、
クラッチドラム２７ａと一体的に連結しているととも
に、第２の中間軸５１に回転自在に取り付けられた第３
の中間ギヤ５４（アイドラギヤ）と噛合している。この
第３の中間ギヤ５４は、出力軸２に固定的に取り付けら
れた第４の中間ギヤ５５と噛合している。なお、第１の
実施形態と同様に、サブクラッチ２７が取り付けられた
第１の中間軸４は、変速ギヤの取り付け軸である入出力
軸１，２の軸線上以外の位置に設けられている。

【００４１】なお、サブクラッチ２７の入力側ギヤ列１
４，５２または出力側ギヤ列５３〜５５のギヤ比は、増
速または減速のギヤ比に設定されている。シフトチェン
ジ時における出力トルクの落ち込み抑制の観点から、第
１の実施形態と同様に、入力側ギヤ列１４，５２と出力
側ギヤ列５３〜５５とからなる総ギヤ列のギヤ比を、３
速から４速までの変速比相当に設定している。

【００４２】シフトチェンジ時においては、サブクラッ
チ２７が半クラッチ状態に設定されるため、図６に示し
たような、サブクラッチ２７を介した動力伝達経路が形
成される。すなわち、入力軸１の動力は、入力軸１と一
体的に回転するギヤ列１４，５２を介して、サブクラッ
チ２７のクラッチハブ２７ｂ側に伝達される（矢印
ａ）。つぎに、サブクラッチ２７の係合の程度に応じ
て、クラッチハブ２７ｂ側の動力がクラッチドラム２７
ａ側へ伝達される。そして、ギヤ列５３〜５５を介し
て、出力軸２へと動力が伝達される（矢印ｂ，ｃ）。こ
れにより、５速以外のシフトチェンジにおいて、入力軸
１の動力は、サブクラッチ２７を介して、出力軸２に伝
達される。

【００４３】このように本実施形態においても、第１お
よび第２のの実施形態と同様の効果を有する。本実施形
態において、変速ギヤの取り付け軸である入出力軸１，
２周りのレイアウトは、出力軸２の端部に第４の中間ギ
ヤ４４を追加した以外は、マニュアル変速機と同様であ
る。すなわち、サブクラッチ２７の出力側ギヤ列を構成
するために第４の中間ギヤ４４（および第２の中間軸５
１に取り付けられた第３の中間ギヤ５４）を追加してい
るが、入力側ギヤ列は５速ドライブギヤ１４を用いてい
る。したがって、入力側ギヤ列に関しては、入力軸１に
新たなギヤを追加する必要はない。このように、サブク
ラッチ２７の入力側または出力側のギヤ列の少なくとも
一方において、変速ギヤ列を構成する変速ギヤを用いれ
ば、入出力軸１，２周りのレイアウトの変更が少なくて
済む。その結果、自動変速機とそのベースとなるマニュ
アル変速機との間において、構成部品や製造設備を効率
的に共用することが可能となる。

【００４４】なお、上述した各実施形態は、サブクラッ
チ２７のギヤ列に５速の変速ギヤを介在させた場合につ
いて説明したが、他の変速段の変速ギヤを用いてこのギ
ヤ列を構成してもよい。また、各変速ギヤ列の切り換え
機構として、同期機能を有するシンクロ機構を用いたケ
ースについて説明した。しかしながら、油圧制御によっ
てサブクラッチ２７のトルク伝達とシフトタイミング等
を精度よくコントロールできるならば、同期機能を有さ
ない単純な切り換え機構（例えばドッククラッチ）を用
いてもよい。

【００４５】さらに、上述した各実施形態において、メ
インクラッチ５の上流（エンジン側）にトルクコンバー
タを配置してもよい。このような構成にすれば、トルク
コンバータによるトルク増幅作用によって、駆動系の伝
達トルクに余裕を持たせることができ、高負荷走行等に
おいて有利になる。

【００４６】

【発明の効果】このように本発明では、変速ギヤ列を構
成する各変速ギヤが取り付けられた複数の取り付け軸の
軸線上以外の位置に中間軸を配置している。そして、シ
フトチェンジ時に伝達トルクが可変制御されるサブクラ
ッチをこの中間軸に配置している。これにより、変速機
の軸方向寸法の拡大を招くことなく、サブクラッチを効
率的にトランスミッションケース内に収納することがで
きる。それとともに、車載上の変速機の収納スペースま
たは変速機のレイアウト等に関して、従来型の変速機と
の互換性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る自動変速機を示すスケル
トン図

【図２】第１の実施形態に係る自動変速機の要部断面図

【図３】サブクラッチを介した動力伝達経路の説明図

【図４】第３の実施形態に係る自動変速機を示すスケル
トン図

【図５】第３の実施形態に係る自動変速機の要部断面図

【図６】第３の実施形態に係るシフトチェンジ時におけ
るトルク伝達経路の説明図

【図７】変速制御系のブロック図

【図８】アップシフト時のタイミングチャート

【図９】ダウンシフト時のタイミングチャート

【図１０】第２の実施形態に係る自動変速機のスケルト
ン図

【符号の説明】

１入力軸２出力軸３アイドラ軸４中間軸５メインクラッチ６１速ドラ
イブギヤ７１速ドリブンギヤ８２速ドラ
イブギヤ９２速ドリブンギヤ１０３速ドラ
イブギヤ１１３速ドリブンギヤ１２４速ド
ライブギヤ１３４速ドリブンギヤ１４５速ド
ライブギヤ１５５速ドリブンギヤ１６第１の
シンクロ機構１７第２のシンクロ機構１８第３の
シンクロ機構１９ファイナルリダクションギヤ列２０ディフ
ァレンシャル装置２１駆動輪２２，５２
第１の中間ギヤ２３，５３第２の中間ギヤ２４，５４
第３の中間ギヤ２５後退用ドライブギヤ２６アイド
ラギヤ２７サブクラッチ２８後退用
ドリブンギヤ３１変速制御部３２油圧回
路３３油圧アクチュエータ４０プラネタリセンターディファレンシャル装置４１フロントドライブ軸４２リアド
ライブ軸４３フロントディファレンシャル装置４４差動制
限装置５１第２の中間軸５５第４の
中間ギヤ

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力軸と、出力軸と、エンジンの動力を前
記入力軸に伝達するメインクラッチと、複数の変速ギヤ
列の切り換えを行う切り換え機構とを有し、シフトチェ
ンジ時において前記切り換え機構が自動制御される自動
変速機において、前記変速ギヤ列を構成する各変速ギヤが取り付けられた
複数の取り付け軸と、前記取り付け軸の軸線上以外の位置に配置された中間軸
と、前記中間軸に設けられているとともに、シフトチェンジ
時において、前記入力軸から前記出力軸に伝達される伝
達トルクが可変に制御されるサブクラッチとを有するこ
とを特徴とする自動変速機。
【請求項２】前記入力軸と前記中間軸との間に設けられ
た第１のギヤ列と、前記中間軸と前記出力軸との間に設けられた第２のギヤ
列とをさらに有し、シフトチェンジ時において、前記第１のギヤ列と、前記
サブクラッチと、前記第２のギヤ列とを含む動力伝達経
路が設定されることを特徴とする請求項１に記載された
自動変速機。
【請求項３】前記第１のギヤ列または前記第２のギヤ列
の少なくとも一方は、前記変速ギヤ列を構成する変速ギ
ヤを含むことを特徴とする請求項２に記載された自動変
速機。
【請求項４】前記第１のギヤ列または前記第２のギヤ列
は、増速または減速のギヤ比を有することを特徴とする
請求項２または３に記載された自動変速機。
【請求項５】前記第１のギヤ列と前記第２のギヤ列とか
らなるギヤ列の総ギヤ比は、３速から４速までの変速比
相当のギヤ比であることを特徴とする請求項４に記載さ
れた自動変速機。
【請求項６】複数の変速ギヤ列の切り換えを行う切り換
え機構を有し、シフトチェンジ時において前記切り換え
機構が自動制御される自動変速機において、前記変速ギヤ列を構成する一方の変速ギヤが取り付けら
れた入力軸と、前記変速ギヤ列を構成する他方の変速ギヤが取り付けら
れた出力軸と、エンジンの動力を前記入力軸に伝達するメインクラッチ
と、前記入力軸と前記出力軸との軸線上以外の位置に配置さ
れた中間軸と、前記中間軸に設けられているとともに、一対の回転部材
を有するサブクラッチと、前記入力軸に取り付けられた第１のギヤと、前記中間軸に取り付けられているとともに、前記第１の
ギヤの動力を前記サブクラッチの一方の回転部材に伝達
する第２のギヤと、前記中間軸に取り付けられているとともに、前記クラッ
チの他方の回転部材と一体的に回転する第３のギヤと、前記出力軸に取り付けられているとともに、前記第３の
ギヤの動力を前記出力軸に伝達する第４のギヤとを有
し、前記サブクラッチは、シフトチェンジ時において、前記
入力軸から前記出力軸に伝達される伝達トルクが可変に
制御されることを特徴とする自動変速機。
【請求項７】前記第１のギヤまたは前記第４のギヤの少
なくとも一方は、前記変速ギヤ列を構成する変速ギヤで
あることを特徴とする請求項６に記載された自動変速
機。
【請求項８】前記入力軸と前記出力軸と前記中間軸との
軸線上以外の位置に配置された第２の中間軸と、前記第２の中間軸に取り付けられた第５のギヤとをさら
に有し、前記第３のギヤの動力は、前記第５のギヤを介して、前
記第４のギヤに伝達されることを特徴とする請求項６に
記載された自動変速機。
【請求項９】前記第１のギヤと前記第２のギヤとのギヤ
比、または前記第３のギヤと前記第４のギヤとのギヤ比
は、減速または増速のギヤ比を有することを特徴とする
請求項６から８のいずれかに記載された自動変速機。