JP2911576B2

JP2911576B2 - 自動変速機

Info

Publication number: JP2911576B2
Application number: JP2257262A
Authority: JP
Inventors: 浩文白瀧
Original assignee: JATOKO KK
Current assignee: JATOKO KK
Priority date: 1990-09-28
Filing date: 1990-09-28
Publication date: 1999-06-23
Anticipated expiration: 2014-06-23
Also published as: JPH04136548A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は自動変速機、特に副変速機を備えた自動変速
機に関する。

［従来の技術］従来、自動変速機の変速段数を増大するために、主変
速機に副変速機を付加することは広く行われている。

例えば、「TOYOTAセリカ新型車解説書」（昭和60年８
月、トヨタ自動車（株）発行）には、所定の軸線上に入
力軸と、終端部に出力ギアが連結された出力軸とを有
し、前進３速の主変速機に、この主変速機の出力ギアと
噛合する入力ギアが連結された入力軸と、ファイナルド
ライブ装置に接続される出力ギアとを、前記主変速機の
軸線と平行な軸線上に有し、直結段と増速段との切換え
が可能な副変速機を設けたものが示されている。

このものにあっては、副変速機の入力ギアと出力ギア
との間に、遊星歯車組とその一つの要素に反力を付与す
る多板ブレーキ装置、および摩擦係合装置を備えてい
る。そして、副変速機を直結段としておくことで、主変
速機により通常通り第１速，第２速および第３速を得る
ようにしている。また、主変速機が第３速（最高変速
段）の状態で、副変速機を増速段にすることによりオー
バドライブ変速比の第４速を得るようにしている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、かかる従来のものにあっては、入力ギ
アと出力ギアとの間に、遊星歯車組の一つの要素に反力
を付与する制動手段として、多板ブレーキ装置を配設し
ているので、入力ギアおよび出力ギア間の軸長が長くな
り、重量増加の要因となっていた。

また、この軸長を短縮すべくブレーキバンドを用いよ
うとすると原価が上昇することになってしまう。

本発明の目的は、かかる従来の問題を解消し、副変速
機の入力ギアおよび出力ギア間の軸長を短くし、重量軽
減をはかることのできる自動変速機を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、本発明は本体内に駆動源
からの動力が入力される入力軸と、第１出力ギアが連結
された出力軸とを同軸上に配置して、これら両軸間に主
変速機を設け、前記第１出力ギアと噛合する入力ギア
と、この入力ギアからの動力をファイナルドライブ装置
に伝えるべく該装置のリングギアに噛合う第２出力ギア
とを前記入力軸および出力軸の軸線と平行な軸線上に配
置して、前記入力ギアと前記第２出力ギアとの間に副変
速機を設け、前記副変速機に、遊星歯車組および摩擦係
合装置を配設すると共に、前記入力ギア、前記副変速
機、前記第２出力ギアの順でこれらを配置し、前記遊星
歯車組の一つの要素に反力を付与する反力付与装置を前
記副変速機の入力ギアと前記第２出力ギアとの軸線方向
外側に配置した自動変速機において、前記本体に直接に
支持され、前記反力付与装置側と前記副変速機の入力ギ
ア側とを画成する画成ウォールに前記副変速機の入力ギ
アを支承するベアリングを固設したことを特徴とする［作用］本発明によれば、副変速機の段数切替えのために要す
る遊星歯車組の一つの要素の反力が、副変速機の入力ギ
アと出力ギアとの軸線方向外側に配置された反力付与装
置により与えられる。

従って、副変速機の入力ギアと出力ギア間の軸長を短
くすることができ、自動変速機全体としての重量軽減が
はかれる。

［実施例］以下、本発明の実施例を添附図面を参照しつつ説明す
る。

第１図および第２図に本発明が適用される前輪駆動車
用の前進４速後退１速の自動変速機を示す。

本実施例における自動変速機は、前進３速の主変速機
100と、高速段および低速段の切換えが可能な副変速機2
00とをそれぞれの回転軸線が平行になるように配置して
構成したものである。

ここで、この主変速機100における動力伝達機構は公
知であるから、その概要のみを説明する。すなわち、こ
の動力伝達機構は、まず第１図に骨組図として示すよう
に、トルクコンバータT/Cを介してエンジン出力軸Ｅか
らの回転力が伝えられる主入力軸I_Mと主出力軸O_Mとを同
一回転軸線上に有し、これら両軸I_M,O_M上には第１遊星
歯車組G₁，第２遊星歯車組G₂，第１クラッチC₁，第２ク
ラッチC₂，第１ブレーキB₁，第２ブレーキB₂および第１
ワンウェイクラッチOWC₁が配置されている。

第１遊星歯車組G₁はサンギアS₁と、インターナルギア
R₁と、両ギアS₁およびR₁と同時に噛合うピニオンP₁を支
持するピニオンキャリアPC₁とから構成されており、ま
た、第２遊星歯車組G₂は同様にサンギアS₂とインターナ
ルギアR₂と、両ギアS₁およびR₁と同時に噛合うピニオン
P₂を支持するピニオンキャリアPC₂とから構成されてい
る。

そして、上述の各構成部品は、図示の如く連結されて
おり、第１クラッチC₁，第２クラッチC₂，第１ブレーキ
B₁および第２ブレーキB₂（第１ワンウェイクラッチOW
C₁）を、第３図（この図の見方は「図面の簡単な説明」
の項を参照のこと）に示すように種々の組合わせで作動
させることによって、第１および第２の遊星歯車組G₁お
よびG₂の各要素（S₁,S₂,R₁,R₂,PC₁およびPC₂）の回転状
態を変えることができ、これにより、主入力軸I_Mの回転
速度に対する主出力軸O_M、ひいてはこの主出力軸O_Mに一
体に取付けられた主出力ギアO_GMの回転速度を種々変え
ることができる。

次に、副変速機200における動力伝達機構は、同じ
く、第１図に骨組図として示すように、主出力ギアO_GM
からの回転力が伝えられる副入力ギアI_GSと連結された
副入力軸I_S，ファイナルドライブ装置のリングギアと噛
合する副出力ギアO_GSへ駆動力を伝達する副出力軸O_Sを
同一回転軸線上に有している。さらに、副入力軸I_Sと副
出力軸O_Sとの間に第３遊星歯車組G₃，第３クラッチC₃，
第３ブレーキB₃および第２ワンウェイクラッチOWC₂が配
置されている。

第３遊星歯車組G₃はサンギアS₃と、インターナルギア
R₃と、両ギアS₃およびR₃と同時に噛合うピニオンP₃を支
持するピニオンキャリアPC₃とから構成されている。ピ
ニオンキャリアPC₃は副出力軸O₃と常時連結されてい
る。また、副入力軸I_Sは第３クラッチC₃を介して副出力
軸O_SおよびピニオンキャリアPC₃と連結可能であり、サ
ンギアS₃は第３ブレーキB₃または第２ワンウェイクラッ
チOWC₂によって静止部に対して固定可能とされている。

しかして、第３図から明らかなように、主変速機100
が第１速ないし第３速状態のとき、副変速機200にあっ
ては、第３クラッチC₃が解放されると共に第３ブレーキ
B₃が締結されることにより、サンギアS₃が静止部に対し
て固定され、ピニオンキャリアP₃を介して副出力軸O_Sが
駆動される低速段状態となり、この状態で、主変速機10
0の変速にともなう第１速ないし第３速の変速比が得ら
れる。

さらに、第３速状態から第４速状態を得るには、第３
ブレーキB₃を解放すると共に第３クラッチC₃を締結して
副変速機200を直結状態にアップシフトすると共に、主
変速機100を第３速の状態とすればよい。

このとき、第３ブレーキB₃の解放は第３クラッチC₃の
締結より前に行われ、変速ショックの発生が防止されて
いる。この場合、サンギアS₃の逆回転は第２ワンウェイ
クラッチOWC₂によって阻止されている。

なお、逆に、第４速状態から第３速状態に切換わる際
には、第３クラッチC₃の解放に対し、第３ブレーキB₃の
締結が若干遅らされ、第２ワンウェイクラッチOWC₂が作
動した後に締結されるよう構成さている。

次に、上述の骨組図で示した動力伝達機構を、実際に
実機として構成した実施例につき、第２図に基づき説明
する。

図において、300は前述のトルクコンバータT/Cに連結
された主変速機100、および副変速機200が収容配置され
る本体ケースであり、本体ケース300にはポンプハウジ
ング302がボルトでもって固設され、該ポンプハウジン
グ302とこれに締着されたポンプカバー306との内部にポ
ンプギア304が収容されトルクコンバータT/Cのポンプイ
ンペラーを介してエンジンにより駆動されるようになっ
ている。306はポンプハウジング302である。

主変速機100において、102はトルクコンバータT/Cの
出力側と連結された前述の主入力軸（I_M）であり（以
下、理解の容易化をはかるため、前述の骨組図に示した
符号を括弧内に付記する。）、104は主出力ギア（O_GM）
106とスプライン結合された主出力軸（O_M）であり、そ
れぞれ同一回転軸線上に回動自在に支承されている。

108および110は、それぞれ主入力軸102上に配された
第１遊星歯車組（G₁）および第２遊星歯車組（G₂）であ
り、両者のサンギア108S（S₁）および110S（S₂）は一体
的に連結形成され、第１クラッチ112（C₁）を介して主
入力軸102に連結されるようになっている。また、第１
遊星歯車組108のインターナルギア108R（R₁）は、第２
クラッチ114（C₂）を介して同じく主入力軸102に連結さ
れるようになっている。さらに、第１遊星歯車組108の
ピニオン108P（P₁）を支持するピニオンキャリア108PC
（PC₁）は、主出力軸104にスプライン結合により連結さ
れている。また、両サンギア108Sおよび110Sと第１クラ
ッチ112とを連結するクラッチケーシング112Aと本体ケ
ース300との間にはバンド型式の第１ブレーキ113（B₁）
が設けられて、ブレーキドラムを介して両サンギア108
S,110Sを静止可能としている。

一方、第２遊星歯車組110のインターナルギア110R（R
₂）は、主出力軸104にスプライン結合により連結され、
ピニオン110P（P₂）を支持するピニオンキャリア110PC
（PC₂）と、本体ケース300との間には、第２ブレーキ11
6（B₂）と第１ワンウェイクラッチ118（OWC₁）とが設け
られている。

ところで、前述の主出力軸104は、本体ケース300の終
端部に固設されたベアリング308、および本体ケース300
の終端に覆設される本体カバー310に固設されたベアリ
ング312によって回動自在に支承されており、しかし
て、両ベアリング308および312の間に前述の主出力ギア
106が配置されている。

次に、副変速機200において、202は主出力ギア106と
噛合する副入力ギア（I_GS）であり、中空の副入力軸204
（I_S）とスプライン結合されている。副入力ギア202は
本体ケース300の終端部において、本体ケース300にボル
トでもって固設される支持ウォール314に前述のベアリ
ング308とほぼ同一平面上に配置される関係でもって固
設されたベアリング316と、前述の本体カバー310に固設
され、後述する第３ブレーキのシリンダを画成する画成
ウォール318に固設されたベアリング320とによって支承
されている。

206は副出力軸（O_S）で、この一端にスプライン結合
された副出力ギア208（O_GS）と、これに噛合うリングギ
ア402とでファイナルドライブ装置400の最終減速機を構
成し駆動力を伝達するようにしている。

しかして、本実施例にあっては、副出力ギア208は、
ファイナルドライブ装置400と副変速機200の変速機構部
とを液密的に分離するために、本体ケース300に一体に
形成された第１および第２の対向壁322および324に、そ
れぞれ固設されたベアリング326および328でもって、そ
の両側が支承されている。そこで、第１対向壁322に
は、その一部において、前述したポンプハウジング302
が固設され、一側がトルクコンバータT/Cの収容空間に
面しており、他側にはベアリング326のアウターレース3
26Aが圧入嵌合される直径D₁の陥凹部322Aが形成されて
いる。

また、第２対向壁324は、第１対向壁322とほぼ平行
に、本体ケース300の内側に向かう形態で配置されてお
り、ベアリング328のアウターレース328Aが圧入嵌合さ
れる直径D₂の嵌合孔324Aが穿設されている。そして、第
２対向壁324の周縁部には第１対向壁322と連続する仕切
壁330が形成され、副出力ギア208の収容空間を変速機構
の収容空間から、嵌合孔324Aによる連通を除き、液密的
に分離している。

従って、嵌合孔324Aに圧入嵌合されるベアリング328
は、この軸方向のオイルの移動を阻止し得る、いわゆ
る、オイルシール付ベアリングが用いられている。

さらに、直径D₁の陥凹部322A,副出力ギア208の外径
D₀，および直径D₂の嵌合孔324Aの関係は、 D₁＜D₀＜D₂ とされており、陥凹部322Aおよび嵌合孔324Aの加工の
容易化および副出力ギア208に関連する部品の組立の容
易化がはかられている。

さらに、210はベアリング押え部材であり、ベアリン
グ328を嵌合孔324Aに圧入した後、ボルトでもって第２
対向壁324にこれを介して締着される。

また、一端に副出力ギア208がスプライン結合された
副出力紬206の他端には軸受孔206Aが形成され、前述し
た中空の副入力軸204に回転自在に支承された制動軸212
の先端部212Aが嵌装されている。制動軸212には第３遊
星歯車組214（G₃）の構成要素の一つであるサンギア214
S（S₃）が一体的に形成されている。さらに、第３遊星
歯車組214のインターナルギア214R（R₃）は、前述の副
入力軸204に、それに形成されたフランジ部204Aを介し
て連結され、インターナルギア214Rとサンギア214Sとに
噛合うピニオン214P（P₃）を支持するピニオンキャリア
214PC（PC₃）は、前述の副出力軸206の端部にスプライ
ン結合でもって連結されている。そして、インターナル
ギア214Rと副出力軸206とは、第３クラッチ216（C₃）を
介して連結可能とされている。

さらに、一端側にサンギア214Sが形成された制動軸21
2の、副入力ギア202を挾む、他端部には、第２ワンウェ
イクラッチ218（OWC₂）のインナーレース218Aがスプラ
イン結合されている。また、第２ワンウェイクラッチ21
8のアウターレース218Bは、第２固定部材としての前述
の画成ウォール318の軸方向に延設された筒状部318Aに
圧入固定されている。画成ウォール318の外周部は環状
空間を画成した第１固定部材としてのカバー本体310に
固設されている。

そして、インナーレース218Aの末端にはディシュプレ
ート220が固着され、該ディシュプレート220と前述の本
体カバー310との間に多板摩擦係合要素としてのクラッ
チ板が複数個設けられ、画成ウオール318に形成された
シリンダ部318Bに軸方向移動自在に支持されたピストン
222Aと、さらに、筒状部318Aに固設されたリテーナに一
端が支持されピストン222Aを付勢するリターンスプリン
グとでもって、第３ブレーキ222（B₂）が構成されてい
る。

なお、ファイナルドライブ装置400は、本体ケース300
に図中二点鎖線で示すアクスルの軸線に沿った図中上下
の半割り状態で締着されるファイナルドライブケース40
4でもって液密状態に囲繞されている。

しかして、上記構成になる本実施例において、各段の
変速動作は、既に第１図の骨組図を用いて説明したよう
に、第３図に示す組合わせで各構成部品を作動させるこ
とにより得られることはいうまでもなく、重複的な説明
は避けるが、副変速機200の作動につきさらに説明す
る。

副変速機200にあっては、主変速機100が第１速ないし
第３速および後退状態のとき、副出力軸206と第３遊星
歯車組214のインターナルギア214Rとを連結可能な第３
クラッチ216が解放状態にある。かつ、第３ブレーキ222
は、そのピストン222Aが油圧により移動されて、作動状
態にあり、ディシュプレート220,ワンウェイクラッチ21
8のインナーレース218A、および中空の副入力軸204に支
承された制動軸212、ひいては、この制動軸212に形成さ
れたサンギア214Sが、本体カバー310に固定された状態
にある。従って、副変速機200では、副入力ギア202に入
力された回転力が、副入力軸204、これと一体的に連結
されたインターナルギア214Rおよびピニオンキャリア21
4PCを介して、アンダードライブ状態で副出力軸206に伝
達される。

さらに、第４速の状態のときは、上述の第３ブレーキ
222が解除されると共に、第３クラッチ216が締結され
る。すると、副入力軸204と一体的に連結されたインタ
ーナルギア214Rと副出力軸206とが、第３クラッチ216を
介して直接連結され、直結状態となる。

［発明の効果］以上の説明から明らかなように、本発明によれば、反
力付与装置を副変速機の入力ギアと出力ギアとの軸線方
向外側に配置するようにしたので、両ギア間の軸長を短
くすることができ自動変速機全体としての重量軽減が計
れる。

また、従来のデッドスペースを有効に活用することが
でき、全体的にコンパクトでスペース効率に優れた自動
変速機を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における動力伝達機構の一実施例を示す
骨組図、第２図は本発明の一実施例を示す断面図、第３図は本発明実施例の各要素の作動状態を示す図であ
る。なお、第３図において、○は作動時を示す。但し、はマニュアル動作で第１速にセレクトされたときのみ作
動すること、はB₃が作動する前のみ作動すること、○_＊は締結時は遅
延作動し、解除時は先行作動することを意味する。 100……主変速機、102（I_M）……入力軸、104（O_M）…
…出力軸、106（O_GM）……出力ギア、200……副変速
機、202（I_GS）……入力ギア、204（I_S）……入力軸、2
06（O_S）……出力軸、208（O_GS）……出力ギア、212…
…制動軸、214（G₃）……第３遊星歯車組、216（C₃）…
…第３クラッチ（摩擦係合装置）、218（OWC₁）……第
２ワンウェイクラッチ、、222（B₂）……第３ブレー
キ、300…本体ケース、310…本体カバー、400…ファイ
ナルドライブ装置。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】本体内に駆動源からの動力が入力される入
力軸と、第１出力ギアが連結された出力軸とを同軸上に
配置して、これら両軸間に主変速機を設け、前記第１出力ギアと噛合する入力ギアと、この入力ギア
からの動力をファイナルドライブ装置に伝えるべく該装
置のリングギアに噛合う第２出力ギアとを前記入力軸お
よび出力軸の軸線と平行な軸線上に配置して、前記入力
ギアと前記第２出力ギアとの間に副変速機を設け、前記副変速機に、遊星歯車組および摩擦係合装置を配設
すると共に、前記入力ギア、前記副変速機、前記第２出
力ギアの順でこれらを配置し、前記遊星歯車組の一つの要素に反力を付与する反力付与
装置を前記副変速機の入力ギアと前記第２出力ギアとの
軸線方向外側に配置した自動変速機において、前記本体に直接に支持され、前記反力付与装置側と前記
副変速機の入力ギア側とを画成する画成ウォールに前記
副変速機の入力ギアを支承するベアリングを固設したこ
とを特徴とする自動変速機。
【請求項２】前記反力付与装置は多板ブレーキであり、
該多板ブレーキは前記入力ギアに関して前記遊星歯車組
とは反対側の軸線方向外側に配置されていることを特徴
とする請求項１に記載の自動変速機。