JP2018001880A - Speed change unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トルクコンバータおよび自動変速機を含む変速ユニットに関する。 The present invention relates to a transmission unit including a torque converter and an automatic transmission.
自動変速機が搭載された車両では、エンジンの発生トルクがトルクコンバータを介して自動変速機に入力され、自動変速機で変速された駆動力が駆動輪に伝達される。自動変速機には、たとえば、無段変速機(CVT:Continuously Variable Transmission)や有段式の自動変速機(AT:Automatic Transmission)などが広く用いられる。 In a vehicle equipped with an automatic transmission, the torque generated by the engine is input to the automatic transmission via a torque converter, and the driving force changed by the automatic transmission is transmitted to the drive wheels. For example, a continuously variable transmission (CVT) or a stepped automatic transmission (AT) is widely used as the automatic transmission.
トルクコンバータは、フロントカバー、ポンプインペラおよびタービンランナを備えている。フロントカバーおよびポンプインペラは、互いに固定されて、それらの間に空間を形成している。フロントカバーは、ポンプインペラに対してエンジン側に配置される。タービンランナは、フロントカバーとポンプインペラとの間の空間に収容されて、フロントカバーおよびポンプインペラと同一の回転軸線を中心に、それらに対して相対回転可能に設けられている。 The torque converter includes a front cover, a pump impeller, and a turbine runner. The front cover and the pump impeller are fixed to each other to form a space therebetween. The front cover is disposed on the engine side with respect to the pump impeller. The turbine runner is accommodated in a space between the front cover and the pump impeller, and is provided to be rotatable relative to the front cover and the pump impeller about the same rotational axis.
エンジンからの駆動力は、フロントカバーに入力される。その入力される駆動力により、フロントカバーおよびポンプインペラが一体的に回転する。ポンプインペラが回転すると、ポンプインペラからタービンランナに向かうオイルの流れが生じる。このオイルの流れがタービンランナで受けられて、タービンランナが回転する。このとき、トルクの増幅作用が生じる。タービンランナには、自動変速機のインプット軸が相対回転不能に連結されている。タービンランナが回転すると、自動変速機のインプット軸がタービンランナと一体に回転し、これにより、トルクコンバータから自動変速機に駆動力が伝達される。 The driving force from the engine is input to the front cover. The front cover and the pump impeller rotate integrally by the input driving force. When the pump impeller rotates, oil flows from the pump impeller toward the turbine runner. This oil flow is received by the turbine runner, and the turbine runner rotates. At this time, a torque amplification effect occurs. An input shaft of an automatic transmission is connected to the turbine runner so as not to be relatively rotatable. When the turbine runner rotates, the input shaft of the automatic transmission rotates together with the turbine runner, whereby the driving force is transmitted from the torque converter to the automatic transmission.
また、トルクコンバータには、ポンプインペラとタービンランナとを直結するためのロックアップ機構が組み込まれている。ロックアップ機構は、フロントカバーとタービンランナとの間に配置されるロックアップピストン(ロックアップクラッチ)を備えている。ロックアップピストンにおけるフロントカバーと対向する面には、摩擦材が貼着されている。油圧により、ロックアップピストンがフロントカバー側に移動し、摩擦材がフロントカバーの内面に押し付けられると、ポンプインペラとタービンランナとが直結されたロックアップ状態となり、エンジンからの駆動力が自動変速機に直接に伝達される。 Further, the torque converter incorporates a lockup mechanism for directly connecting the pump impeller and the turbine runner. The lockup mechanism includes a lockup piston (lockup clutch) disposed between the front cover and the turbine runner. A friction material is adhered to a surface of the lockup piston facing the front cover. When the lock-up piston moves to the front cover side due to the hydraulic pressure and the friction material is pressed against the inner surface of the front cover, the pump impeller and the turbine runner are directly connected to each other, and the driving force from the engine is automatically transmitted. Communicated directly to.
自動変速機は、インプット軸、アウトプット軸および変速機構を備えている。インプット軸とアウトプット軸とは、互いに間隔を空けて平行をなしている。変速機構は、インプット軸の回転を変速してアウトプット軸に伝達する。トルクコンバータからインプット軸に入力される駆動力は、変速機構を介してアウトプット軸に伝達され、アウトプット軸からデファレンシャルギヤを介して左右の駆動輪に伝達される。 The automatic transmission includes an input shaft, an output shaft, and a transmission mechanism. The input shaft and the output shaft are parallel to each other with a space therebetween. The transmission mechanism shifts the rotation of the input shaft and transmits it to the output shaft. The driving force input from the torque converter to the input shaft is transmitted to the output shaft through the speed change mechanism, and is transmitted from the output shaft to the left and right drive wheels through the differential gear.
トルクコンバータのロックアップ機構には、エンジンから出力される最大トルクを伝達可能な伝達トルク容量が必要とされる。そのため、エンジンの最大トルクが上げられると、それに伴って、ロックアップ機構の伝達トルク容量を上げる必要が生じる。ロックアップ状態でロックアップピストンに作用する油圧(ロックアップ油圧)の増大、または、トルクコンバータの径方向のサイズ(トルコン径)の拡大により、ロックアップ機構の伝達トルク容量を上げることができる。 The torque converter lockup mechanism requires a transmission torque capacity capable of transmitting the maximum torque output from the engine. Therefore, when the maximum torque of the engine is increased, it is necessary to increase the transmission torque capacity of the lockup mechanism. The transmission torque capacity of the lockup mechanism can be increased by increasing the hydraulic pressure (lockup hydraulic pressure) acting on the lockup piston in the lockup state or by increasing the radial size (torque diameter) of the torque converter.
しかしながら、ロックアップ油圧の増大は、油圧を発生させるオイルポンプによるエンジン負荷の増大を招き、車両の燃費を悪化させる。一方、トルコン径を拡大するには、トルクコンバータと自動変速機のアウトプット軸との干渉を避けるために、トルクコンバータの位置をアウトプット軸の端部に対して軸方向にずらさなければならず、トルクコンバータおよび自動変速機を含む変速ユニットの軸方向の全長(ユニット全長)が拡大する懸念がある。そのため、ロックアップ機構の伝達トルク容量の増大には、工夫が必要である。 However, an increase in the lock-up hydraulic pressure causes an increase in engine load due to the oil pump that generates the hydraulic pressure, thereby deteriorating the fuel consumption of the vehicle. On the other hand, in order to increase the torque converter diameter, the position of the torque converter must be shifted axially with respect to the end of the output shaft in order to avoid interference between the torque converter and the output shaft of the automatic transmission. There is a concern that the axial total length (unit total length) of the transmission unit including the torque converter and the automatic transmission may increase. Therefore, a device is required to increase the transmission torque capacity of the lockup mechanism.
本発明の目的は、燃費の悪化およびユニット全長の拡大を抑制しつつ、ロックアップ機構の伝達トルク容量を増大させることができる、変速ユニットを提供することである。 An object of the present invention is to provide a transmission unit capable of increasing the transmission torque capacity of a lockup mechanism while suppressing deterioration of fuel consumption and expansion of the entire unit length.
前記の目的を達成するため、本発明に係る変速ユニットは、トルクコンバータおよび自動変速機を含む変速ユニットであって、トルクコンバータは、エンジンからの駆動力が入力されるフロントカバーと、フロントカバーに対してエンジン側と反対側に設けられて、フロントカバーに固定され、フロントカバーとの間に空間を形成するポンプインペラと、フロントカバーとポンプインペラとの間の空間に収容されたタービンランナと、フロントカバーとタービンランナとの間に設けられ、油圧によりフロントカバーとタービンランナとを直結/分離するロックアップ機構とを含み、自動変速機は、タービンランナと相対回転不能に連結された第1軸と、第1軸と間隔を空けて平行に設けられた第2軸とを含み、トルクコンバータにおけるポンプインペラおよびタービンランナが配置されるトーラス部の少なくとも一部は、第2軸のエンジン側の端部に対して第2軸の径方向に重なり、トルクコンバータにおけるロックアップ機構が配置されるクラッチダンパ部の一部は、第2軸に対して第2軸の軸方向に重なる。 In order to achieve the above object, a transmission unit according to the present invention is a transmission unit including a torque converter and an automatic transmission, and the torque converter includes a front cover to which driving force from an engine is input, and a front cover. A pump impeller which is provided on the opposite side to the engine side and fixed to the front cover and forms a space between the front cover, and a turbine runner housed in a space between the front cover and the pump impeller; A first shaft that is provided between the front cover and the turbine runner and includes a lockup mechanism that directly couples / separates the front cover and the turbine runner by hydraulic pressure. And a second shaft provided parallel to the first shaft at a distance from each other, the pump in the torque converter A clutch damper portion in which at least a part of the torus portion where the impeller and the turbine runner are arranged overlaps with the end portion on the engine side of the second shaft in the radial direction of the second shaft, and a lockup mechanism in the torque converter is arranged A part of overlaps with the second axis in the axial direction of the second axis.
この構成によれば、トルクコンバータは、フロントカバー、ポンプインペラ、タービンランナおよびロックアップ機構を含む。ポンプインペラは、フロントカバーに対してエンジン側と反対側に配置されている。タービンランナは、フロントカバーとポンプインペラとの間の空間に収容されている。ロックアップ機構は、タービンランナとフロントカバーとの間に配置されている。自動変速機は、第1軸および第2軸を含む。第1軸は、タービンランナと相対回転不能に連結されたインプット軸である。第2軸は、第1軸に対して間隔を空けて平行をなしている。 According to this configuration, the torque converter includes the front cover, the pump impeller, the turbine runner, and the lockup mechanism. The pump impeller is disposed on the side opposite to the engine side with respect to the front cover. The turbine runner is accommodated in a space between the front cover and the pump impeller. The lockup mechanism is disposed between the turbine runner and the front cover. The automatic transmission includes a first shaft and a second shaft. The first shaft is an input shaft connected to the turbine runner so as not to rotate relative to the turbine runner. The second axis is parallel to the first axis at an interval.
そして、ポンプインペラおよびタービンランナが配置されるトーラス部の少なくとも一部は、第2軸のエンジン側の端部に対して第2軸の径方向に重なる(対向する)。これにより、トルクコンバータが第2軸に対して軸方向に完全に位置をずらして配置された構成と比較して、変速ユニットの軸方向の全長(ユニット全長)の短縮を図ることができる。 Then, at least a part of the torus portion where the pump impeller and the turbine runner are arranged overlaps (opposes) the radial direction of the second shaft with respect to the end portion of the second shaft on the engine side. Thereby, the axial length of the transmission unit (unit overall length) can be shortened as compared with the configuration in which the torque converter is disposed with the position completely shifted in the axial direction with respect to the second shaft.
また、ロックアップ機構が配置されるクラッチダンパ部の一部は、第2軸に対して軸方向に重なる。これにより、トルクコンバータと第2軸との干渉を回避しつつ、ロックアップ機構の径方向のサイズを拡大することができる。ロックアップ機構の径方向のサイズの拡大により、ロックアップ油圧(ロックアップ状態でロックアップピストンに作用する油圧)を増大させることなく、ロックアップ機構の伝達トルク容量を増大させることができる。 In addition, a part of the clutch damper portion where the lockup mechanism is disposed overlaps the second shaft in the axial direction. As a result, the radial size of the lockup mechanism can be increased while avoiding interference between the torque converter and the second shaft. By increasing the radial size of the lockup mechanism, the transmission torque capacity of the lockup mechanism can be increased without increasing the lockup hydraulic pressure (hydraulic pressure acting on the lockup piston in the lockup state).
よって、燃費の悪化およびユニット全長の拡大を抑制しつつ、ロックアップ機構の伝達トルク容量を増大させることができる。 Therefore, it is possible to increase the transmission torque capacity of the lockup mechanism while suppressing deterioration of fuel consumption and expansion of the entire unit length.
ロックアップ機構には、ポンプインペラとタービンランナとの直結時にエンジンからの振動を減衰するためのダンパ機構が設けられていてもよい。 The lockup mechanism may be provided with a damper mechanism for attenuating vibration from the engine when the pump impeller and the turbine runner are directly connected.
この構成では、トルクコンバータと第2軸との干渉を回避しつつ、ダンパ機構の径方向のサイズを拡大することができる。ダンパ機構の径方向のサイズを拡大することができるので、ダンパ機構のストッパトルクの増大を図ることができ、ダンパ機構によりトルクコンバータに入力される振動を効果的に減衰することができる。 With this configuration, the radial size of the damper mechanism can be increased while avoiding interference between the torque converter and the second shaft. Since the size of the damper mechanism in the radial direction can be increased, the stopper torque of the damper mechanism can be increased, and vibration input to the torque converter can be effectively damped by the damper mechanism.
本発明によれば、燃費の悪化およびユニット全長の拡大を抑制しつつ、ロックアップ機構の伝達トルク容量を増大させることができる。 According to the present invention, it is possible to increase the transmission torque capacity of the lockup mechanism while suppressing deterioration of fuel consumption and expansion of the entire unit length.
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<変速ユニット>
図1は、本発明の一実施形態に係る変速ユニット1の構成を示す断面図である。なお、図1では、断面を表すハッチングの付与が省略されている。
<Transmission unit>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a transmission unit 1 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the hatching indicating the cross section is omitted.
変速ユニット1は、車両に搭載されて、エンジン(図示せず)が発生するトルクを変速して駆動輪(図示せず)に伝達するユニットであり、トルクコンバータ2および動力分割式無段変速機3を含む。トルクコンバータ2および動力分割式無段変速機3は、変速ユニット1の外殻をなすユニットケース4内に収容されている。
The transmission unit 1 is a unit that is mounted on a vehicle and that shifts torque generated by an engine (not shown) and transmits the torque to drive wheels (not shown). The
<トルクコンバータ>
トルクコンバータ2は、フロントカバー11、ポンプインペラ12、タービンハブ13、タービンランナ14、ロックアップ機構15およびステータ16を備えている。
<Torque converter>
The
フロントカバー11は、回転軸線を中心に略円板状に延び、その外周端部が動力分割式無段変速機3側に屈曲した形状をなしている。フロントカバー11の中心部は、エンジン側に膨出している。この膨出した部分には、エンジンの発生トルク(エンジントルク)が入力される。
The
ポンプインペラ12は、フロントカバー11の動力分割式無段変速機3側に配置されている。ポンプインペラ12の外周端部は、フロントカバー11の外周端部に接続され、回転軸線を中心にフロントカバー11と一体回転可能に設けられている。ポンプインペラ12の内面には、複数のブレード17が放射状に並べて配置されている。
The
タービンハブ13は、フロントカバー11とポンプインペラ12との間に配置されている。
The
タービンランナ14は、タービンハブ13に固定されている。タービンランナ14のポンプインペラ12との対向面には、複数のブレード18が放射状に並べて配置されている。
The
ロックアップ機構15は、ロックアップピストン21およびダンパ機構22を備えている。
The
ロックアップピストン21は、略円環板状をなし、その内周端部がタービンハブ13に外嵌されて、フロントカバー11とタービンランナ14との間に位置している。ロックアップピストン21に対してタービンランナ14側の係合側油室23の油圧がフロントカバー11側の解放側油室24の油圧よりも高いと、その差圧により、ロックアップピストン21がフロントカバー11側に移動する。そして、ロックアップピストン21がフロントカバー11に押し付けられると、ポンプインペラ12とタービンランナ14とが直結(ロックアップオン)される。逆に、解放側油室24の油圧が係合側油室23の油圧よりも高いと、その差圧により、ロックアップピストン21がタービンランナ14側に移動する。ロックアップピストン21がフロントカバー11から離間した状態では、ポンプインペラ12とタービンランナ14との直結が解除(ロックアップオフ)される。
The
ダンパ機構22は、ポンプインペラ12とタービンランナ14との直結時にエンジンからの振動を減衰するための機構である。具体的には、ダンパ機構22は、ロックアップピストン21に支持されるリテーニングプレート25と、リテーニングプレート25に支持されるスプリング26と、スプリング26を介して回転方向にリテーニングプレート25と弾性的に連結されるドリブンプレート27と、スプリング26の外周を取り囲む外周部材28とを備えている。フロントカバー11に入力される振動は、リテーニングプレート25とドリブンプレート27との間でスプリング26が圧縮および復元を繰り返すことによって減衰される。
The
ステータ16は、ポンプインペラ12とタービンランナ14との間に配置されている。
The
ロックアップオフの状態において、エンジントルクによりポンプインペラ12が回転すると、ポンプインペラ12からタービンランナ14に向かうオイルの流れが生じる。このオイルの流れがタービンランナ14のブレード18で受けられて、タービンランナ14が回転する。このとき、トルクコンバータ2の増幅作用が生じ、タービンランナ14には、エンジントルクよりも大きなトルクが発生する。
When the
<動力分割式無段変速機>
動力分割式無段変速機3は、トルクコンバータ2から入力される動力をデファレンシャルギヤ6に伝達する。動力分割式無段変速機3は、インプット軸41、アウトプット軸42、無段変速機構43、逆転ギヤ機構44、遊星歯車機構45、スプリットドライブギヤ46およびスプリットドリブンギヤ47を備えている。
<Power split type continuously variable transmission>
The power split type continuously
インプット軸41は、中空軸に形成されている。インプット軸41は、トルクコンバータ2の回転軸線上を延び、トルクコンバータ2に挿通されている。インプット軸41のエンジン側の端部には、タービンハブ13がスプライン嵌合されている。これにより、インプット軸41は、タービンハブ13と一体回転し、さらには、そのタービンハブ13に対して固定されたタービンランナ14およびロックアップ機構15と一体回転する。
The
インプット軸41に対してエンジン側と反対側には、オイルポンプ5が配置されている。
An
アウトプット軸42は、インプット軸41と平行に設けられている。アウトプット軸42には、出力ギヤ48が一体に形成されている。出力ギヤ48は、デファレンシャルギヤ6(デファレンシャルギヤ6の入力ギヤ)と噛合している。
The
無段変速機構43は、公知のベルト式の無段変速機(CVT:Continuously Variable Transmission)と同様の構成を有している。具体的には、無段変速機構43は、プライマリ軸51と、プライマリ軸51と平行に設けられたセカンダリ軸52と、プライマリ軸51に相対回転不能に支持されたプライマリプーリ53と、セカンダリ軸52に相対回転不能に支持されたセカンダリプーリ54と、プライマリプーリ53とセカンダリプーリ54とに巻き掛けられたベルト55とを備えている。
The continuously
プライマリプーリ53は、プライマリ軸51に固定された固定シーブ61と、固定シーブ61にベルト55を挟んで対向配置され、プライマリ軸51にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ(プライマリシーブ)62とを備えている。可動シーブ62に対して固定シーブ61と反対側には、プライマリ軸51に固定されたシリンダ63が設けられ、可動シーブ62とシリンダ63との間に、ピストン室(油室)64が形成されている。
The
セカンダリプーリ54は、セカンダリ軸52に固定された固定シーブ65と、固定シーブ65にベルト55を挟んで対向配置され、セカンダリ軸52にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ(セカンダリシーブ)66とを備えている。可動シーブ66に対して固定シーブ65と反対側には、セカンダリ軸52に固定されたシリンダ67が設けられ、可動シーブ66とシリンダ67との間に、ピストン室(油室)68が形成されている。回転軸線方向において、固定シーブ65と可動シーブ66との位置関係は、プライマリプーリ53の固定シーブ61と可動シーブ62との位置関係と逆転している。
The
無段変速機構43では、プライマリプーリ53およびセカンダリプーリ54の各ピストン室64,68に供給される油圧が制御されて、プライマリプーリ53およびセカンダリプーリ54の各溝幅が変更されることにより、プライマリプーリ53とセカンダリプーリ54とのプーリ比が連続的に無段階で変更される。
In the continuously
具体的には、プーリ比が小さくされるときには、プライマリプーリ53のピストン室64に供給される油圧が上げられる。これにより、プライマリプーリ53の可動シーブ62が固定シーブ61側に移動し、固定シーブ61と可動シーブ62との間隔(溝幅)が小さくなる。これに伴い、プライマリプーリ53に対するベルト55の巻きかけ径が大きくなり、セカンダリプーリ54の固定シーブ65と可動シーブ66との間隔(溝幅)が大きくなる。その結果、プライマリプーリ53とセカンダリプーリ54とのプーリ比が小さくなる。
Specifically, when the pulley ratio is decreased, the hydraulic pressure supplied to the
プーリ比が大きくされるときには、プライマリプーリ53のピストン室64に供給される油圧が下げられる。これにより、ベルト55に対するセカンダリプーリ54の推力がベルト55に対するプライマリプーリ53の推力よりも大きくなり、セカンダリプーリ54の固定シーブ65と可動シーブ66との間隔が小さくなるとともに、固定シーブ61と可動シーブ62との間隔が大きくなる。その結果、プライマリプーリ53とセカンダリプーリ54とのプーリ比が大きくなる。
When the pulley ratio is increased, the hydraulic pressure supplied to the
一方、プライマリプーリ53およびセカンダリプーリ54の推力は、プライマリプーリ53およびセカンダリプーリ54とベルト55との間で滑りが生じない大きさを必要とする。そのため、インプット軸41に入力されるトルクの大きさに応じた推力が得られるよう、セカンダリプーリ54のピストン室68に供給される油圧が制御される。
On the other hand, the thrust of the
逆転ギヤ機構44は、インプット軸41に入力される動力を逆転かつ減速させてプライマリ軸51に伝達する構成である。具体的には、逆転ギヤ機構44は、インプット軸41と一体に形成されたインプット軸ギヤ71と、インプット軸ギヤ71よりも大径で歯数が多く、プライマリ軸51にスプライン嵌合により回転軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持されて、インプット軸ギヤ71と噛合するプライマリ軸ギヤ72とを含む。
The
遊星歯車機構45は、サンギヤ81、キャリア82およびリングギヤ83を備えている。サンギヤ81は、セカンダリ軸52にスプライン嵌合により回転軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持されている。キャリア82は、アウトプット軸42に相対回転可能に外嵌されている。キャリア82は、複数個のピニオンギヤ84を回転可能に支持している。複数個のピニオンギヤ84は、円周上に配置され、サンギヤ81と噛合している。リングギヤ83は、複数個のピニオンギヤ84を一括して取り囲む円環状を有し、各ピニオンギヤ84にセカンダリ軸52の回転径方向の外側から噛合している。また、リングギヤ83は、アウトプット軸42に固定され、リングギヤ83は、アウトプット軸42と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。
The
スプリットドライブギヤ46は、インプット軸41に相対回転可能に外嵌されている。
The split drive gear 46 is fitted on the
スプリットドリブンギヤ47は、遊星歯車機構45のキャリア82と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。スプリットドリブンギヤ47は、スプリットドライブギヤ46よりも小径に形成され、スプリットドライブギヤ46よりも少ない歯数を有している。
The split driven gear 47 is provided so as to be integrally rotatable about the same rotation axis as the
また、動力分割式無段変速機3は、クラッチC1,C2およびブレーキB1を備えている。
The power split type continuously
クラッチC1は、インプット軸41とスプリットドライブギヤ46とを直結(一体回転可能に結合)する係合状態と、その直結を解除する解放状態とに切り替えられる。
The clutch C1 is switched between an engaged state in which the
クラッチC2は、遊星歯車機構45のサンギヤ81とリングギヤ83とを直結(一体回転可能に結合)する係合状態と、その直結を解除する解放状態とに切り替えられる。
The clutch C2 is switched between an engaged state in which the sun gear 81 and the
ブレーキB1は、遊星歯車機構45のキャリア82を制動する係合状態と、キャリア82の回転を許容する解放状態とに切り替えられる。
The brake B1 is switched between an engagement state in which the
<変速モード>
図2は、車両の前進時および後進時におけるクラッチC1,C2およびブレーキB1の状態を示す図である。図2において、「○」は、クラッチC1,C2およびブレーキB1が係合状態であることを示している。「×」は、クラッチC1,C2およびブレーキB1が解放状態であることを示している。図3は、遊星歯車機構45のサンギヤ81、キャリア82およびリングギヤ83の回転数(回転速度)の関係を示す共線図である。
<Transmission mode>
FIG. 2 is a diagram illustrating states of the clutches C1 and C2 and the brake B1 when the vehicle is moving forward and backward. In FIG. 2, “◯” indicates that the clutches C1 and C2 and the brake B1 are engaged. “X” indicates that the clutches C1, C2 and the brake B1 are in the released state. FIG. 3 is a collinear diagram showing the relationship between the rotational speeds (rotational speeds) of the sun gear 81, the
動力分割式無段変速機3は、前進レンジにおける変速モードとして、ベルトモードおよびスプリットモードを有している。
The power split type continuously
ベルトモードでは、図2に示されるように、クラッチC1およびブレーキB1が解放され、クラッチC2が係合される。これにより、スプリットドライブギヤ46がインプット軸41から切り離され、遊星歯車機構45のキャリア82がフリー(自由回転状態)になり、遊星歯車機構45のサンギヤ81とリングギヤ83とが直結される。
In the belt mode, as shown in FIG. 2, the clutch C1 and the brake B1 are released, and the clutch C2 is engaged. As a result, the split drive gear 46 is disconnected from the
インプット軸41に入力される動力は、逆転ギヤ機構44により逆転かつ減速されて、無段変速機構43のプライマリ軸51に伝達され、プライマリ軸51およびプライマリプーリ53を回転させる。プライマリプーリ53の回転は、ベルト55を介して、セカンダリプーリ54に伝達され、セカンダリプーリ54およびセカンダリ軸52を回転させる。遊星歯車機構45のサンギヤ81とリングギヤ83とが直結されているので、セカンダリ軸52と一体となって、サンギヤ81、リングギヤ83およびアウトプット軸42が回転する。したがって、ベルトモードでは、図3に示されるように、動力分割式無段変速機3の変速比(ユニット変速比)がプーリ比と一致する。
The power input to the
スプリットモードでは、図2に示されるように、クラッチC1が係合され、クラッチC2およびブレーキB1が解放される。これにより、インプット軸41とスプリットドライブギヤ46とが直結され、遊星歯車機構45のキャリア82がフリーになり、遊星歯車機構45のサンギヤ81とリングギヤ83とが切り離される。
In the split mode, as shown in FIG. 2, the clutch C1 is engaged, and the clutch C2 and the brake B1 are released. Thereby, the
インプット軸41に入力される動力は、逆転ギヤ機構44により逆転かつ減速されて、無段変速機構43のプライマリ軸51に伝達され、プライマリ軸51からプライマリプーリ53、ベルト55およびセカンダリプーリ54を介してセカンダリ軸52に伝達され、遊星歯車機構45のサンギヤ81に伝達される。一方、インプット軸41に入力される動力は、スプリットドライブギヤ46からスプリットドリブンギヤ47を介して遊星歯車機構45のキャリア82に増速されて伝達される。
The power input to the
スプリットドライブギヤ46とスプリットドリブンギヤ47とのギヤ比は一定で不変(固定)であるので、スプリットモードでは、インプット軸41に入力される動力が一定であれば、遊星歯車機構45のキャリア82の回転が一定速度に保持される。そのため、プーリ比が上げられると、遊星歯車機構45のサンギヤ81の回転数が下がるので、図3に破線で示されるように、遊星歯車機構45のリングギヤ83(アウトプット軸42)の回転数が上がる。その結果、スプリットモードでは、プーリ比が大きいほど、無段変速機構43の変速比が小さくなる。
Since the gear ratio between the split drive gear 46 and the split driven gear 47 is constant and unchanged (fixed), in the split mode, if the power input to the
ベルトモードおよびスプリットモードにおけるアウトプット軸42の回転は、出力ギヤ48を介して、デファレンシャルギヤ6に伝達される。これにより、車両のドライブシャフト7,8が前進方向に回転する。
The rotation of the
後進レンジでは、リバースモードとなり、図2に示されるように、クラッチC1,C2が係合され、ブレーキB1が解放される。これにより、スプリットドライブギヤ46がインプット軸41から切り離され、遊星歯車機構45のサンギヤ81とリングギヤ83とが切り離され、遊星歯車機構45のキャリア82が制動される。
In the reverse range, the reverse mode is set, and the clutches C1 and C2 are engaged and the brake B1 is released as shown in FIG. Thereby, the split drive gear 46 is disconnected from the
インプット軸41に入力される動力は、逆転ギヤ機構44により逆転かつ減速されて、無段変速機構43のプライマリ軸51に伝達され、プライマリ軸51からプライマリプーリ53、ベルト55およびセカンダリプーリ54を介してセカンダリ軸52に伝達され、セカンダリ軸52と一体に、遊星歯車機構45のサンギヤ81を回転させる。遊星歯車機構45のキャリア82が制動されているので、サンギヤ81が回転すると、遊星歯車機構45のリングギヤ83がサンギヤ81と逆方向に回転する。このリングギヤ83の回転方向は、前進時(ベルトモードおよびスプリットモード)におけるリングギヤ83の回転方向と逆方向となる。そして、リングギヤ83と一体に、アウトプット軸42が回転する。アウトプット軸42の回転は、出力ギヤ48を介して、デファレンシャルギヤ6に伝達される。これにより、車両のドライブシャフト7,8が後進方向に回転する。
The power input to the
<トルクコンバータとアウトプット軸との位置関係>
図4は、トルクコンバータ2と動力分割式無段変速機3のアウトプット軸42との位置関係を示す断面図である。図4においても、断面を表すハッチングの付与が省略されている。
<Position relationship between torque converter and output shaft>
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the positional relationship between the
動力分割式無段変速機3では、スプリットドライブギヤ46およびスプリットドリブンギヤ47(図1参照)のギヤ比による制約から、インプット軸41とアウトプット軸42との軸間距離を大きく確保することができず、その軸間距離がトルクコンバータ2の回転軸線とロックアップ機構15(ロックアップピストン21およびダンパ機構22)が配置されているクラッチダンパ部102の外周端との距離、つまりクラッチダンパ部102の回転半径とほぼ同じに設計されている。
In the power split type continuously
この設計の下、トルクコンバータ2とアウトプット軸42との干渉を避けるべく、それらの回転軸線方向の位置を互いにずらした場合、変速ユニット1の回転軸線方向の全長が大きくなり、変速ユニット1の車両への搭載性が低下する。
Under this design, in order to avoid interference between the
そこで、トルクコンバータ2では、ポンプインペラ12およびタービンランナ14が配置されているトーラス部101の外径がクラッチダンパ部102の外径よりも小さいように設計されている。言い換えれば、クラッチダンパ部102の外径がトーラス部101の外径よりも大きいように設計されている。そのため、クラッチダンパ部102の外周端部103は、トーラス部101に対して回転径方向の外側に鍔状に張り出している。
Therefore, the
そして、ユニットケース4におけるアウトプット軸42のエンジン側の端部104を収容する部分がクラッチダンパ部102に接触しない寸法まで、インプット軸41の軸長が短縮されている。これにより、アウトプット軸42の端部104は、トーラス部101の一部と回転径方向に重なり、クラッチダンパ部102の外周端部103と回転軸線方向に重なっている。
Then, the shaft length of the
<作用効果>
以上のように、トルクコンバータ2は、フロントカバー11、ポンプインペラ12、タービンランナ14およびロックアップ機構15を含む。ポンプインペラ12は、フロントカバー11に対してエンジン側と反対側に配置されている。タービンランナ14は、フロントカバー11とポンプインペラ12との間の空間に収容されている。ロックアップ機構15は、タービンランナ14とフロントカバー11との間に配置されている。自動変速機は、インプット軸41およびアウトプット軸42を含む。インプット軸41とアウトプット軸42とは、互いに間隔を空けて平行をなしている。
<Effect>
As described above, the
そして、ポンプインペラ12およびタービンランナ14が配置されるトーラス部101の一部は、アウトプット軸42のエンジン側の端部104に対して回転径方向に重なっている(対向している)。これにより、トルクコンバータ2がアウトプット軸42に対して軸方向に完全に位置をずらして配置された構成と比較して、変速ユニット1の軸方向の全長(ユニット全長)の短縮を図ることができる。
A part of the
また、ロックアップ機構15が配置されるクラッチダンパ部102の一部は、アウトプット軸42に対して回転軸線方向に重なっている(対向している)。これにより、トルクコンバータ2とアウトプット軸42との干渉を回避しつつ、ロックアップ機構15の径方向のサイズを拡大することができる。ロックアップ機構15の径方向のサイズの拡大により、ロックアップ油圧(ロックアップ状態でロックアップピストン21に作用する油圧)を増大させることなく、ロックアップ機構15の伝達トルク容量を増大させることができる。
In addition, a part of the
よって、燃費の悪化およびユニット全長の拡大を抑制しつつ、ロックアップ機構15の伝達トルク容量を増大させることができる。
Therefore, it is possible to increase the transmission torque capacity of the
ロックアップ機構15には、ポンプインペラ12とタービンランナ14との直結時にエンジンからの振動を減衰するためのダンパ機構22が設けられている。これにより、トルクコンバータ2とアウトプット軸42との干渉を回避しつつ、ダンパ機構22の径方向のサイズを拡大することができる。ダンパ機構22の径方向のサイズを拡大することができるので、ダンパ機構22のストッパトルクの増大を図ることができ、ダンパ機構22によりトルクコンバータ2に入力される振動を効果的に減衰することができる。
The
<変形例>
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
<Modification>
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form.
たとえば、自動変速機の一例として、動力分割式無段変速機3を取り上げたが、本発明は、動力分割式無段変速機3に限らず、公知の無段変速機(CVT:Continuously Variable Transmission)、有段式の自動変速機(AT:Automatic Transmission)などを備える変速ユニットに広く適用可能である。
For example, the power split type continuously
その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 In addition, various design changes can be made to the above-described configuration within the scope of the matters described in the claims.
1 変速ユニット
2 トルクコンバータ
3 動力分割式無段変速機(自動変速機)
11 フロントカバー
12 ポンプインペラ
14 タービンランナ
15 ロックアップ機構
41 インプット軸(第1軸)
42 アウトプット軸(第2軸)
101 トーラス部
102 クラッチダンパ部
103 外周端部
104 端部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
11
42 Output shaft (second shaft)
101
Claims (1)
前記トルクコンバータは、
エンジンからの駆動力が入力されるフロントカバーと、
前記フロントカバーに対して前記エンジン側と反対側に設けられて、前記フロントカバーに固定され、前記フロントカバーとの間に空間を形成するポンプインペラと、
前記フロントカバーと前記ポンプインペラとの間の空間に収容されたタービンランナと、
前記フロントカバーと前記タービンランナとの間に設けられ、油圧により前記フロントカバーと前記タービンランナとを直結/分離するロックアップ機構とを含み、
前記自動変速機は、
前記タービンランナと相対回転不能に連結された第1軸と、
前記第1軸と間隔を空けて平行に設けられた第2軸とを含み、
前記トルクコンバータにおける前記ポンプインペラおよび前記タービンランナが配置されるトーラス部の少なくとも一部は、前記第2軸の前記エンジン側の端部に対して前記第2軸の径方向に重なり、
前記トルクコンバータにおける前記ロックアップ機構が配置されるクラッチダンパ部の一部は、前記第2軸に対して前記第2軸の軸方向に重なる、変速ユニット。 A transmission unit including a torque converter and an automatic transmission,
The torque converter
A front cover to which the driving force from the engine is input;
A pump impeller provided on the opposite side of the engine side with respect to the front cover, fixed to the front cover, and forming a space between the front cover;
A turbine runner accommodated in a space between the front cover and the pump impeller;
A lock-up mechanism that is provided between the front cover and the turbine runner and directly connects / separates the front cover and the turbine runner by hydraulic pressure;
The automatic transmission is
A first shaft connected to the turbine runner so as not to rotate relative to the turbine runner;
A second axis provided parallel to the first axis at an interval,
At least a part of the torus portion where the pump impeller and the turbine runner in the torque converter are arranged overlaps with an end portion on the engine side of the second shaft in the radial direction of the second shaft,
A part of the clutch damper portion in which the lockup mechanism in the torque converter is disposed overlaps the second shaft in the axial direction of the second shaft.
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JP2003113927A (en) * | 2001-10-03 | 2003-04-18 | Suzuki Motor Corp | Connection part structure of transmission case and motor of motor assist apparatus for vehicle |
WO2015033729A1 (en) * | 2013-09-04 | 2015-03-12 | 本田技研工業株式会社 | Structure for securing transmission stator shaft |
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