JP3168184B2 - 自動変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動変速機、特に主変速
機からのトルクを副変速機と、副出力ギアとを介してフ
ァイナルギアに伝達するようにしたFF（フロントエンジ
ンフロントドライブ）車用の自動変速機に関する。

【０００２】

【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。

【０００３】例えば、特開平2-51647 号公報には、エン
ジンクランク軸に整列する入力軸上に主変速機溝を配設
した前進３速の主変速機に、この入力軸に平行して位置
するカウンターシャフトに直結段と減速段との切換えが
可能な副変速機溝を設け、そして、主変速機溝部から副
変速機溝部に動力伝達するカウンタードライブギア、お
よびカウンタードリブンギアを装置の軸方向中央部分に
配置した自動変速機が示されている。このものは、さら
にカウンタードリブンギアに隣接してその出力が入力さ
れる遊星歯車装置を配置し、該遊星歯車装置のキャリア
カバーをカウンターシャフトに一体に形成し、そして、
カウンタードリブンギアを挾んでファイナルドライブ装
置に接続される出力ギアがカウンターシャフトに設けら
れている。

【０００４】さらに、カウンタードリブンギアとこれに
隣接する遊星歯車装置のリングギアとは、次のようにし
て連結されている。すなわち、カウンタードリブンギア
の外周部に歯面が形成された外側筒状部の一側を軸方向
に延長し、その延長部の内周部にスプラインを形成する
と共に、リングギアの外周部にスプラインを形成し、こ
れらをスプライン係合することによってカウンタードリ
ブンギアとリングギアとが連結されているのである。

【０００５】

【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、カウンタードライブギアからの
入力がカウンタードリブンギアの外側筒状部の延長部か
ら直接的にリングギアに伝達される構成であるので、そ
の伝達距離が短く捻り剛性が大きくなってしまう。この
結果、カウンタードライブギアからこれと噛合する副入
力ギアを介してリングギアにトルクを伝達するとき、ギ
アノイズの発生が避けられないという問題があった。

【０００６】また、従来の如くカウンタードリブンギア
の外側筒状部の一側に延長部を形成し、その内周部にス
プラインを形成する構成では、熱処理時、歯面の形成さ
れた外側筒状部とスプラインの形成された延長部とにお
いて冷却速度が異なり、歯面のピッチ等の管理が難しく
なる結果、ギアノイズ発生のおそれがあるという問題も
あった。

【０００７】本発明の目的は、かかる従来の問題を解消
し、ギアノイズの発生を防止するとともに、寸法管理を
容易にすることのできる自動変速機を提供することにあ
る。

【０００８】

【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、エンジンからの動力を主出力ギアを介し
て出力する主変速機と、両端を変速機ケースに回転自在
に支承された軸と、前記主出力ギアと噛み合い前記軸上
に回転自在に支承された副入力ギアと、該副入力ギアに
隣接して配置された遊星歯車組を含む副変速機と、前記
軸に設けられファイナルギアに噛合う副出力ギアとを備
えた自動変速機において、前記副入力ギアは、前記主出
力ギアと噛合する歯面が外周部に形成された外側筒状部
と、内周部にベアリングが介在されるとともに前記軸に
軸方向の移動が規制された状態で支承されるハブ部とを
備え、該ハブ部は、前記軸に対して半径方向に延びて前
記外側筒状部に一端が連結される連結部の他端と、該連
結部に対し離隔し該軸に対して半径方向に延びて前記遊
星歯車組のインターナルギアに一端が連結される連結部
材とが外周部に連結されることを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明によれば、主変速機の主出力ギアからの
トルクは、副入力ギアにおける外側筒状部と、ハブ部に
おける連結部および連結部材とを介して遊星歯車組のイ
ンターナルギアに伝達される。その際、副入力ギアにお
ける噛合いにより生じる軸方向の力（スラスト力）の一
部が、ハブ部の連結部が軸線方向に撓むことにより吸収
されるので外側筒状部の歯面が主出力ギアにならいギア
ノイズが低減され、かつ、連結部材が連結部に対し離隔
しているのでそのスラスト力が遊星歯車組のインターナ
ルギアに作用されない。従って、副入力ギアにおける噛
合いにより生じるスラスト力の遊星歯車組のインターナ
ルギアに対する影響が回避される。また、その連結部の
剛性を調整することにより、その噛合いにおける歯当た
り調整（チューニング）を容易に行うことが可能とな
り、さらに、副入力ギアの外側筒状部の外形寸法は、遊
星歯車組のインターナルギアの寸法に影響されないので
副入力ギアにおけるギヤ比の選択の自由度の向上が、図
られることとなる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつ
つ説明する。

【００１１】図１および図２に本発明が適用されるFF車
用の前進５速後退１速の自動変速機を示す。

【００１２】本実施例における自動変速機は、前進４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200 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。

【００１３】ここで、この主変速機100 における動力伝
達機溝の基本構成は公知であるから、その概要のみを図
１の骨組図を用いて説明する。この動力伝達機構は、ト
ルクコンバータ（不図示）を介してエンジン出力軸から
の回転力が伝えられる主入力軸I_Mと、中空の主出力軸O_M
とを同心の回転軸線上に有し、これら両軸I_Mおよび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３クラッチC3，第４クラッチ
C4，第１ブレーキB1，第２ブレーキB2，第１ワンウェイ
クラッチOWC1、および第２ワンウェイクラッチOWC2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。

【００１４】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ないし第４クラッチC1ないしC4
と、第１ブレーキB1および第２ブレーキB2（第１および
第２のワンウェイクラッチOWC1およびOWC2）を、図３
（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。

【００１５】次に、副変速機200 における動力伝達機構
は、同じく、図１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、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とを有している。
さらに、副出力軸O_S上に第３遊星歯車組G3，第５クラッ
チC5，第３ブレーキＢ３、および第３ワンウェイクラッ
チOWC3が配置されている。

【００１６】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O_Sと常時連結
されている。また、副入力ギアＩ_GSはインターナルギア
R3と常時連結されており、ピニオンキャリアPC3 は第５
クラッチC5を介してサンギアS3と連結可能であり、さら
にサンギアS3は第３ブレーキB3または第３ワンウェイク
ラッチOWC3によって静止部に対して固定可能とされてい
る。

【００１７】しかして、図３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20
0 にあっては、第５クラッチC5が解放されると共に第３
ブレーキB3が所定の条件の場合を除き締結されることに
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PC3 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100 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。

【００１８】さらに、第３速状態から第４速および第５
速状態を得るには、第３ブレーキB3を解放すると共に第
５クラッチC5を締結して副変速機200 を直結状態にアッ
プシフトし、同時に、主変速機100 を、それぞれ第３速
およびオーバードライブの状態とすればよい。

【００１９】次に、上述の骨組図で示した副変速機200
の動力伝達機構を、実際に実機として構成した実施例に
つき、図２に基づき説明する。

【００２０】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
が収容配置される変速機ケースとしての本体ケースであ
る。

【００２１】202 は主出力ギア101 と噛合する副入力ギ
ア(I_GS) で、図２に示されるように、主出力ギア101 と
噛合する歯面が外周部に形成された外側筒状部202Bと円
筒状のハブ部（内側筒状部）202Aと両者を連結する相対
的に薄肉の連結部202Cとを有し、ハブ部202Aの内周部に
ベアリング203,203 が介在されて後述する副出力軸206
に回転自在に支承されている。副入力ギア202 には、そ
の円筒状のハブ部202Aの端部においてディスク部材（連
結部材）204 が圧入固設されている。

【００２２】副出力軸206(O_S) には、一端部にスプライ
ン溝206Aが形成されると共に平坦部206Bが設けられてい
る。そして、副出力ギア208(O_GS)はベアリング209 の内
輪209Aと一体に形成されており、内輪209Aの内周側には
スプライン溝209Bが形成されている。かくて、この内輪
209Aのスプライン溝209Bが副出力軸206 のスプライン溝
206Aに結合されると共に、副出力ギア208 の内周面が平
坦部206Bに嵌合される。さらに、ベアリング209 の外輪
209Cは本体ケース300 に圧入支持されている。副出力ギ
ア208 はこれに噛合うリング状のファイナルギア210 と
でファイナルドライブ装置の最終減速機を構成し、ディ
ファレンシャルギアに駆動力を伝達する。

【００２３】また、一端部に副出力ギア208 と一体のベ
アリング内輪209Aがスプライン結合された副出力軸206
の他端は、軸受孔が形成され、本体ケース300 にボルト
308でもって固設された筒状支持部材212 に回転自在に
支承されている。

【００２４】さらに、上述のディスク部材204 の外周は
第３遊星歯車組216(G3) の構成要素の一つであるインタ
ーナルギア216R(R3)に、一体的に連結され、サンギア21
6Sは上記副出力軸206 の外周に遊嵌されている。さら
に、インターナルギア216Rとサンギア216Sとに噛合うピ
ニオン216P(P3)を支持するピニオンキャリア216PC(PC3)
は、前述の副出力軸206 に嵌合され連結されている。そ
して、ピニオンキャリア216PC とサンギア216Sとは、第
５クラッチ218(C5) を介して連結可能とされている。

【００２５】すなわち、ピニオンキャリア216PC にはパ
ーキングギア220 が固設され、さらに、パーキングギア
220 には第５クラッチ218 の多板摩擦係合要素を摺動自
在に保持する筒状保持部材218Aが固着されている。一
方、同じく第５クラッチ218 の多板摩擦係合要素を摺動
自在に保持するドラム部材218Bは、上述の筒状支持部材
212 に回動自在に支承されると共に、その一端がサンギ
ア216Sの延長部に噛合されている。なお、ドラム部材21
8B内には周知のように多板摩擦係合要素を押圧するピス
トン218C，リターンスプリング218Dおよびスプリングリ
テーナ218Eが収容されている。さらに、ドラム部材218B
の外周には第３ブレーキB3を構成するブレーキバンド22
2 が設けられている。また、筒状支持部材212 は第３ワ
ンウェイクラッチ224 (OWC3)のインナーレースを構成す
る。そして第３ワンウェイクラッチ224 のアウターレー
ス224Aは、前述の第５クラッチ218 のドラム部材218Bに
連結されている。

【００２６】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、既に図１の骨組図を用いて説明
したように、図３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。

【００２７】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20
6 に連結されたピニオンキャリア216 PCと、第３遊星歯
車組216 のサンギア216Sとを連結可能な第５クラッチ21
8 が解放状態にある。かつ、ブレーキバンド222 は、締
付け状態にあり、ドラム部材218B、ひいては、このドラ
ム部材218Bの端部が噛合するサンギア216Sが、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、ディスク部材204、これと
一体的に連結されたインターナルギア216R、ピニオンキ
ャリア216PC 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。なお、第３ワンウェイクラッチOW
C3は車両の加速状態のときのみ作動する。

【００２８】さらに、第４速および第５速の状態のとき
は、上述のブレーキバンド222 が解除されると共に、第
５クラッチ218 が締結される。すると、ピニオンキャリ
ア216PC とサンギア216Sとが、第５クラッチ218 を介し
て直接連結され、直結状態となる。

【００２９】上述のいずれの場合においても、副出力軸
206 はピニオンキャリア216PC から回転力が入力され、
これが右端側のベアリング内輪209Aに入力された後、こ
れと一体の副出力ギア208 から出力される。従って、副
出力軸206 は単に副出力ギア208 を介して出力させるの
に比べ、その捩り長さを長くとることができることから
捩り剛性を著しく低減でき、ファイナルギア210 でのノ
イズの発生が防止される。

【００３０】

【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、副入力ギアにおける噛合いにより生じる軸方
向の力（スラスト力）の一部が、ハブ部の連結部が軸線
方向に撓むことにより吸収されるので外側筒状部の歯面
が主出力ギアにならいギアノイズが低減され、かつ、連
結部材が連結部に対し離隔しているのでそのスラスト力
が遊星歯車組のインターナルギアに作用されない。従っ
て、副入力ギアにおける噛合いにより生じるスラスト力
の遊星歯車組のインターナルギアに対する影響を回避す
ることができる。また、その連結部の剛性を調整するこ
とにより、その副入力ギアの噛合いにおける歯当たり調
整（チューニング）を容易に行うことができる。さら
に、副入力ギアの外側筒状部の外形寸法は、遊星歯車組
のインターナルギアの寸法に影響されないので副入力ギ
アにおけるギヤ比の選択の自由度を向上させることがで
きる。

【００３１】また、副入力ギアの外側筒状部に延長部
や、その内周部にスプラインを設ける必要がないので、
歯面の寸法管理が容易となり、副入力ギアの歩留りを向
上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例を示す骨組図である。

【図２】図２は本発明の一実施例を示す断面図である。

【図３】図３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、図３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、□はコースティング時のみ作動する
ことを意味する。

【符号の説明】

100 主変速機 I_M 主入力軸 O_M 主出力軸 O_GM 主出力ギア 200 副変速機 202(I_GS) 副入力ギア 206(O_S) 副出力軸 208(O_GS) 副出力ギア 209 ベアリング 209A ベアリング内輪 216(G3) 第３遊星歯車組 218(C3) 第５クラッチ 222(B3) ブレーキバンド（第３ブレーキ） 224(OWC3) 第２ワンウェイクラッチ 300 本体ケース

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンからの動力を主出力ギアを介し
   て出力する主変速機と、 両端を変速機ケースに回転自在に支承された軸と、前記
   主出力ギアと噛み合い前記軸上に回転自在に支承された
   副入力ギアと、該副入力ギアに隣接して配置された遊星
   歯車組を含む副変速機と、前記軸に設けられファイナル
   ギアに噛合う副出力ギアとを備えた自動変速機におい
   て、前記副入力ギアは、前記主出力ギアと噛合する歯面が外
   周部に形成された外側筒状部と、内周部にベアリングが
   介在されるとともに前記軸に軸方向の移動が規制された
   状態で支承されるハブ部とを備え、 該ハブ部は、前記軸に対して半径方向に延びて前記外側
   筒状部に一端が連結される連結部の他端と、該連結部に
   対し離隔し該軸に対して半径方向に延びて前記遊星歯車
   組のインターナルギアに一端が連結される連結部材とが
   外周部に連結される ことを特徴とする自動変速機。