JP6468061B2 - 自動変速機 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機に関し、特に、主変速機構と副変速機構とを備えた自動変速機に関する。

従来、自動車等の車両に搭載された自動変速機においては、所定変速段数の主変速機構と、高速段と低速段とを有する２速切換え副変速機構とを用いて、比較的簡素な構成で高変速比を実現したものがある。

従来のこの種の自動変速機としては、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。この自動変速機は、駆動源に常時連結された第１、第２の動力軸と、第１、第２の動力軸と同軸上に設けられ、第１、第２の動力軸に第１、第２の摩擦クラッチを介して選択的に接続される第１、第２の入力軸と、第１、第２の動力軸に第３の摩擦クラッチを介して選択的に接続されるアイドラ軸と、第１、第２の入力軸に複数のギヤ対を介して接続された出力軸と、これらのギヤ対を第１、第２の入力軸あるいは出力軸に選択的に結合する第１〜第４のシフトスリーブとを備えている。

この自動変速機は、出力軸のギヤに伝達された駆動力をそのまま出力軸に出力する場合と、駆動力を第１の入力軸のギヤを経由させることで減速してから出力軸に出力する場合とを、出力軸に設けられた第３のシフトスリーブで切換えることで、ギヤの数や噛合切換機構の数を増加させることなく多段化が可能になる。

特開２０１４−２０３８４号公報

このような従来の自動変速機にあっては、自動変速機が、それぞれ平行に設置された第１、第２の動力軸、アイドラ軸および出力軸と、第１、第２の動力軸を第１、第２の入力軸に選択的に接続する第１、第２の摩擦クラッチおよび第１、第２の動力軸に選択的に接続する第３の摩擦クラッチとを有する。

これにより、自動変速機が、それぞれ平行に設置された第１、第２の動力軸、アイドラ軸および出力軸からなる４軸の構成となる。これに加えて、第１、第２の動力軸およびアイドラ軸の軸線方向の端部に３つの摩擦クラッチが必要となる上に、第１、第２の動力軸、アイドラ軸および出力軸のそれぞれにシフトスリーブが必要になる。
このため、自動変速機の軸線方向長さが長くなる上に、複数の摩擦クラッチが必要になる分だけ、自動変速機が大型化してしまう。

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、シフトスリーブによって複数のギヤを軸に選択的に連結して変速を行う自動変速機において、軸の数やシフトスリーブの数を増加させることなく変速段を多段化でき、小型化を図ることができる自動変速機を提供することを目的とするものである。

本発明は、駆動源の駆動軸からの動力が伝達される入力軸と、前記入力軸と平行に設置されるカウンタ軸と、前記入力軸および前記カウンタ軸と平行に設置され、出力部材に動力を伝達する出力軸と、第１の高速用ギヤ列および第１の低速用ギヤ列を有し、前記第１の高速用ギヤ列または前記第１の低速用ギヤ列によって前記入力軸から前記カウンタ軸に動力を伝達する第１の副変速機構と、前記カウンタ軸と前記出力軸との間に設置され、前記カウンタ軸と前記出力軸との間で動力を伝達する複数のギヤ列を有する主変速機構と、
第２の高速用ギヤ列および第２の低速用ギヤ列を有し、前記第２の高速用ギヤ列または前記第２の低速用ギヤ列によって前記カウンタ軸から前記出力軸に動力を伝達する第２の副変速機構とを備えた自動変速機であって、前記第１の副変速機構の前記第１の高速用ギヤ列は、前記入力軸に回転自在に設置された高速入力ギヤと、前記カウンタ軸に固定され、前記高速入力ギヤに噛み合う第１の高速カウンタギヤとを含んで構成され、前記主変速機構は、前記カウンタ軸に回転自在に設置された複数の変速カウンタギヤと、前記複数の変速カウンタギヤに噛み合う複数の出力ギヤを有し、前記複数の出力ギヤが一体となるように連結されて前記出力軸に回転自在に設置された複合ギヤと、前記複数の変速カウンタギヤを選択して前記カウンタ軸に連結自在な第１のシフトスリーブとを含んで構成され、前記第１の副変速機構の前記第１の低速用ギヤ列は、前記入力軸に回転自在に設置された低速入力ギヤおよび前記低速入力ギヤに噛み合うようにして前記カウンタ軸に回転自在に設置され、前記複数の変速カウンタギヤの１つと連結された第１の低速カウンタギヤとを含んで構成され、前記第２の副変速機構の前記第２の高速用ギヤ列は、前記複数の変速カウンタギヤのうち、前記第１の低速カウンタギヤに一体に連結された第２の高速カウンタギヤと、前記複数の出力ギヤのうち、前記第２の高速カウンタギヤに噛み合う高速出力ギヤとを含んで構成され、前記第２の副変速機構の前記第２の低速用ギヤ列は、前記カウンタ軸に固定されて前記第１の副変速機構の前記第１の高速用ギヤ列に常時連結される第２の低速カウンタギヤと、前記第２の低速カウンタギヤと噛み合うとともに前記出力軸に回転自在に設置された低速出力ギヤとを備え、前記出力軸は、前記複合ギヤと前記低速出力ギヤとを前記出力軸に選択的に連結する第２のシフトスリーブを有し、最低速の変速段を含む低速走行用の変速段において、前記入力軸から前記第１の副変速機構の前記第１の低速用ギヤ列と前記第２の副変速機構の前記第２の高速用ギヤ列とを経て前記主変速機構に動力を伝達した後、前記主変速機構から前記カウンタ軸に動力を伝達し、次いで、前記第２の副変速機構の前記第２の低速用ギヤ列を経て前記出力部材に動力を伝達し、最高速の変速段を含む高速走行用の変速段において、前記入力軸から前記第１の副変速機構の前記第１の高速用ギヤ列を経て前記カウンタ軸に動力を伝達した後、前記カウンタ軸から前記主変速機構および前記出力軸を経て前記出力部材に動力を伝達するものから構成されている。

このように上記の本発明によれば、第１の副変速機構が、第１の高速用ギヤ列および第１の低速用ギヤ列を有し、第１の高速用ギヤ列または第１の低速用ギヤ列によって入力軸からカウンタ軸に動力を伝達し、主変速機構が、カウンタ軸と出力軸との間に設置され、カウンタ軸と出力軸との間で動力を伝達する複数のギヤ列を有し、さらに、第２の副変速機構が、第２の高速用ギヤ列および第２の低速用ギヤ列を有し、第２の高速用ギヤ列または第２の低速用ギヤ列によってカウンタ軸から出力軸に動力を伝達するように構成される。

これにより、第１の副変速機構における低速、高速の切換えと、主変速機構の第１のシフトスリーブによる変速と、第２の副変速機構における低速、高速の切換えとを組み合わせることにより、自動変速機の多段化を図ることができる。

また、主変速機構において、最低速の変速段を含む低速走行用の変速段と最高速の変速段を含む高速走行用の変速段とで動力の伝達方向を逆方向としたため、低速用の変速段と高速用の変速段とでカウンタ軸から出力軸に動力を伝達する場合に比べて、主変速機構に用いられるギヤやシフトスリーブの個数を減少できる。

さらに、第１の副変速機構と主変速機構とをカウンタ軸を介して連結し、カウンタ軸と出力軸との間において第２の副変速機構を主変速機構と並列に設置できる。これにより、自動変速機を構成する軸の数を入力軸、カウンタ軸および出力軸の３つにでき、かつ、入力軸、カウンタ軸および出力軸の軸長を短縮できる。このため、自動変速機を小型化でき、自動変速機を車両に搭載する場合には、自動変速機の搭載性を向上できる。

図１は、本発明の自動変速機の一実施の形態を示す図であり、自動変速機のスケルトン図である。 図２は、本発明の自動変速機の一実施の形態を示す図であり、クラッチの切換え状態およびシフトスリーブの切換え状態を示す動作図である。 図３は、本発明の自動変速機の一実施の形態を示す図であり、変速段が１速のときのトルクの伝達経路を示す図である。 図４は、本発明の自動変速機の一実施の形態を示す図であり、変速段が２速のときのトルクの伝達経路を示す図である。 図５は、本発明の自動変速機の一実施の形態を示す図であり、変速段が３速のときのトルクの伝達経路を示す図である。 図６は、本発明の自動変速機の一実施の形態を示す図であり、変速段が４速のときのトルクの伝達経路を示す図である。 図７は、本発明の自動変速機の一実施の形態を示す図であり、変速段が５速のときのトルクの伝達経路を示す図である。 図８は、本発明の自動変速機の一実施の形態を示す図であり、変速段が６速のときのトルクの伝達経路を示す図である。 図９は、本発明の自動変速機の一実施の形態を示す図であり、変速段が７速のときのトルクの伝達経路を示す図である。 図１０は、本発明の自動変速機の一実施の形態を示す図であり、変速段が８速のときのトルクの伝達経路を示す図である。 図１１は、本発明の自動変速機の一実施の形態を示す図であり、変速段がリバースのときのトルクの伝達経路を示す図である。

以下、本発明に係る自動変速機の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１〜図１１は、本発明に係る一実施の形態の自動変速機を示す図である。

まず、構成を説明する。
図１において、自動車等の車両に搭載される自動変速機１は、前進８速、後進１速の変速段を有する。

自動変速機１は、エンジン２のクランク軸３から動力が伝達される入力軸４と、入力軸４と平行に設置されるカウンタ軸５と、入力軸４およびカウンタ軸５と平行に設置され、ディファレンシャル装置７に動力を伝達する出力軸６とを備えている。

入力軸４は、クランク軸３と平行に設置されており、カウンタ軸５は、クランク軸３と同軸上に設置されている。ここで、本実施の形態のエンジン２は、本発明の内燃機関および駆動源を構成し、クランク軸３は、本発明の駆動軸を構成する。

クランク軸３にはドライブギヤ８が固定されている。入力軸４にはドリブンギヤ９が固定されており、ドリブンギヤ９は、ドライブギヤ８に噛み合っている。これにより、エンジン２の駆動力は、クランク軸３からドライブギヤ８およびドリブンギヤ９を経て入力軸４に伝達される。

入力軸４には高速入力ギヤ１０および低速入力ギヤ１１が回転自在に設置されている。カウンタ軸５には高速カウンタギヤ１２が固定されており、高速カウンタギヤ１２は、高速入力ギヤ１０に噛み合っている。
カウンタ軸５には低速カウンタギヤ１３が回転自在に設置されており、低速カウンタギヤ１３は、低速入力ギヤ１１に噛み合っている。

入力軸４には油圧によって駆動される高速用摩擦クラッチ１４および低速用摩擦クラッチ１５が設けられている。高速用摩擦クラッチ１４および低速用摩擦クラッチ１５は、入力軸４に固定されたクラッチハブ５１と、クラッチハブ５１の径方向外周端に設けられたクラッチドラム５２と、クラッチドラム５２の内周部に設けられた高速用摩擦プレート５３Ａおよび低速用摩擦プレート５３Ｂとを備えている。

高速入力ギヤ１０には高速用摩擦プレート１０Ｂが取付けられたクラッチハブ１０Ａが一体に連結されている。高速入力ギヤ１０は、高速用摩擦クラッチ１４に油圧が供給されると、高速用摩擦プレート１０Ｂが高速用摩擦プレート５３Ａに係合して高速入力ギヤ１０が入力軸４と一体で回転する。これにより、入力軸４から高速入力ギヤ１０および高速カウンタギヤ１２を介してカウンタ軸５に動力が伝達される。

また、高速用摩擦クラッチ１４から油圧が開放されると、高速用摩擦プレート１０Ｂが高速用摩擦プレート５３Ａから離間して、高速入力ギヤ１０と入力軸４とが相対回転する。これにより、入力軸４からカウンタ軸５に動力が伝達されない。

低速入力ギヤ１１には低速用摩擦プレート１１Ｂが取付けられたクラッチハブ１１Ａが一体に連結されている。低速入力ギヤ１１は、低速用摩擦クラッチ１５に油圧が供給されると、低速用摩擦プレート１１Ｂが低速用摩擦プレート５３Ｂに係合して低速入力ギヤ１１が入力軸４と一体で回転する。これにより、入力軸４から低速入力ギヤ１１および低速カウンタギヤ１３を介してカウンタ軸５に動力が伝達される。

また、低速用摩擦クラッチ１５から油圧が開放されると、低速用摩擦プレート１１Ｂが低速用摩擦プレート５３Ｂから離間して、低速入力ギヤ１１と入力軸４とが相対回転する。これにより、入力軸４からカウンタ軸５に動力が伝達されない。

ここで、本実施の形態の高速入力ギヤ１０は、本発明の高速入力ギヤを構成し、高速カウンタギヤ１２は、本発明の第１の高速カウンタギヤを構成する。また、本実施の形態の低速入力ギヤ１１は、本発明の低速入力ギヤを構成し、低速カウンタギヤ１３は、本発明の第１の低速カウンタギヤを構成する。

高速入力ギヤ１０および高速カウンタギヤ１２は、本発明の第１の高速用ギヤ列を構成し、低速入力ギヤ１１および低速カウンタギヤ１３は、本発明の第１の低速用ギヤ列を構成する。また、高速入力ギヤ１０、高速カウンタギヤ１２、低速入力ギヤ１１、および低速カウンタギヤ１３は、本発明の第１の副変速機構１６を構成する。

カウンタ軸５と出力軸６との間には主変速機構１７が設置されている。主変速機構１７は、カウンタ軸５に回転自在に設置された３つのギヤ列を構成する変速カウンタギヤ１８、１９および高速カウンタギヤ２０を有する。

主変速機構１７は、出力軸６に回転自在に設置され、それぞれ変速カウンタギヤ１８、１９および高速カウンタギヤ２０に噛み合う複数の出力ギヤ２１、２２および高速出力ギヤ２３を有し、これら出力ギヤ２１、２２および高速出力ギヤ２３は、一体となるように連結されて複合ギヤ２４を構成する。高速カウンタギヤ２０は、低速カウンタギヤ１３に一体に連結されており、高速カウンタギヤ２０および低速カウンタギヤ１３は、一体で回転する。

ここで、本実施の形態の変速カウンタギヤ１８、１９および高速カウンタギヤ２０は、本発明の変速カウンタギヤを構成する。また、出力ギヤ２１、２２および高速出力ギヤ２３は、本発明の出力ギヤを構成し、複合ギヤ２４は、本発明の複合ギヤを構成する。

主変速機構１７は、カウンタ軸５の軸線方向に移動自在、かつ回転方向に一体で回転するようにカウンタ軸５に取付けられたシフトスリーブ２５、２６を有する。
シフトスリーブ２５、２６は、変速段を１速〜８速およびリバースのいずれかに変速するときに、油圧が作用することにより、カウンタ軸５の軸線方向に移動する。具体的には、シフトスリーブ２５、２６は、運転者によって操作されるシフトレバーがドライブレンジにシフトされた状態において、予めスロットル開度と車速とをパラメータとして設定された変速マップに基づいて駆動される。これにより、変速段が低速の変速段から高速の変速段にシフトアップされ、または、高速の変速段から低速の変速段にシフトダウンされる。

シフトスリーブ２５、２６は、シフトレバーがリバースレンジにシフトされた状態において、リバースの変速段に変速される。
シフトスリーブ２５は、図１中、左側（Ｌｅｆｔ）に移動すると、カウンタ軸５と変速カウンタギヤ１８とを非連結とする。これにより、カウンタ軸５から変速カウンタギヤ１８を介して出力ギヤ２１に動力が伝達されない。

シフトスリーブ２５は、図１中、右側（Ｒｉｇｈｔ）に移動すると、カウンタ軸５と変速カウンタギヤ１８とを連結する。これにより、変速カウンタギヤ１８および複合ギヤ２４の出力ギヤ２１を介してカウンタ軸５と出力軸６との間で動力が伝達される。このようにシフトスリーブ２５は、２つの切換え位置の間で移動し、左側に移動した位置がニュートラル（Ｎ）となる。

シフトスリーブ２６は、図１中、中立位置に移動したときに、カウンタ軸５と変速カウンタギヤ１９および高速カウンタギヤ２０とを非連結とする。これにより、カウンタ軸５から変速カウンタギヤ１９および高速カウンタギヤ２０を介して出力ギヤ２２および高速出力ギヤ２３に動力が伝達されない。

シフトスリーブ２６は、中立位置から図１中、左側に移動すると、カウンタ軸５と変速カウンタギヤ１９とを連結する。これにより、変速カウンタギヤ１９および複合ギヤ２４の出力ギヤ２２を介してカウンタ軸５と出力軸６との間で動力が伝達される。

シフトスリーブ２６は、中立位置から図１中、右側に移動すると、カウンタ軸５と高速カウンタギヤ２０とを連結する。これにより、高速カウンタギヤ２０および複合ギヤ２４の高速出力ギヤ２３を介してカウンタ軸５と出力軸６との間で動力が伝達される。

このようにシフトスリーブ２６は、３つの切換え位置の間で移動し、中立位置がニュートラルとなる。ここで、本実施の形態のシフトスリーブ２５、２６は、本発明の第１のシフトスリーブを構成する。

カウンタ軸５には低速カウンタギヤ２７が固定されている。出力軸６には低速出力ギヤ２８が回転自在に設置されており、低速出力ギヤ２８は、低速カウンタギヤ２７に噛み合っている。これにより、低速カウンタギヤ２７は、第１の副変速機構１６の高速用ギヤ列を構成する高速入力ギヤ１０および高速カウンタギヤ１２に常時連結されることになる。

ここで、高速カウンタギヤ２０は、本発明の第２の高速カウンタギヤを構成し、高速出力ギヤ２３は、本発明の高速出力ギヤを構成する。また、高速カウンタギヤ２０および高速出力ギヤ２３は、本発明の第２の高速用ギヤ列を構成する。

低速カウンタギヤ２７は、本発明の第２の低速カウンタギヤを構成し、低速出力ギヤ２８は、本発明の低速出力ギヤを構成する。また、低速カウンタギヤ２７および低速出力ギヤ２８は、本発明の第２の低速用ギヤ列を構成し、高速カウンタギヤ２０、高速出力ギヤ２３、低速カウンタギヤ２７および低速出力ギヤ２８は、本発明の第２の副変速機構２９を構成する。

出力軸６は、シフトスリーブ３０を有する。シフトスリーブ３０は、上述したシフトレバーの操作により、変速段を１速〜８速およびリバースのいずれかに変速するときに、作用する油圧によって出力軸６の軸線方向に移動する。

シフトスリーブ３０は、図１中、中立位置に移動したときに、出力軸６と高速出力ギヤ２３および低速出力ギヤ２８とを非連結とする。これにより、出力軸６から高速出力ギヤ２３および低速出力ギヤ２８に動力が伝達されない。

シフトスリーブ３０は、図１中、左側に移動すると、出力軸６と高速出力ギヤ２３とを連結する。これにより、変速カウンタギヤ１８、１９および高速カウンタギヤ２０のいずれかを介してカウンタ軸５と出力軸６との間で動力が伝達可能となる。

シフトスリーブ３０は、図１中、右側に移動すると、出力軸６と低速出力ギヤ２８とを連結する。これにより、低速出力ギヤ２８および低速カウンタギヤ２７を介してカウンタ軸５と出力軸６との間で動力が伝達可能となる。ここで、本実施の形態のシフトスリーブ３０は、本発明の第２のシフトスリーブを構成する。

出力軸６にはファイナルドライブギヤ３１が固定されており、ファイナルドライブギヤ３１は、ディファレンシャル装置７のファイナルドリブンギヤ７Ａに噛み合っている。これにより、出力軸６からファイナルドライブギヤ３１およびファイナルドリブンギヤ７Ａを経てディファレンシャル装置７に動力が伝達され、ディファレンシャル装置７から左右に延びるドライブシャフト３３Ｌ、３３Ｒを経て図示しない左右の駆動輪に動力が伝達される。

一方、カウンタ軸５にはリバースドライブギヤ３４が固定されており、出力軸６にはリバースドリブンギヤ３５が固定されている。

自動変速機１には入力軸４、カウンタ軸５および出力軸６と平行となるようにリバースアイドラ軸３６が設けられている。リバースアイドラ軸３６にはリバースアイドラギヤ３７が固定されており、リバースアイドラギヤ３７は、リバースドライブギヤ３４およびリバースドリブンギヤ３５に噛み合っている。

これらリバースドライブギヤ３４、リバースドリブンギヤ３５およびリバースアイドラギヤ３７は、リバースギヤ列３８を構成している。リバースギヤ列３８は、シフトスリーブ３０が中立位置に移動すると、カウンタ軸５の回転をリバースドライブギヤ３４からリバースアイドラギヤ３７を経てリバースドリブンギヤ３５に伝達することで、出力軸６をリバース方向に逆回転させる。これにより、車両が後進する。

本実施の形態の自動変速機１は、最低速の変速段（１速）を含む低速走行用の変速段において、入力軸４から第１の副変速機構１６の低速入力ギヤ１１および低速カウンタギヤ１３と第２の副変速機構２９の高速カウンタギヤ２０および高速出力ギヤ２３とを経て主変速機構１７に動力を伝達する。

その後、主変速機構１７からカウンタ軸５に動力を伝達した後、第２の副変速機構２９の低速カウンタギヤ２７および低速出力ギヤ２８を経てファイナルドライブギヤ３１およびファイナルドリブンギヤ７Ａに動力を伝達する。ここで、ファイナルドライブギヤ３１およびファイナルドリブンギヤ７Ａは、本発明の出力部材を構成する。

一方、最高速の変速段（８速）を含む高速走行用の変速段において、入力軸４から第１の副変速機構１６の高速入力ギヤ１０および高速カウンタギヤ１２を経てカウンタ軸５に動力を伝達した後、カウンタ軸５から主変速機構１７および出力軸６を経てファイナルドライブギヤ３１およびファイナルドリブンギヤ７Ａに動力を伝達する。

本実施の形態の自動変速機１は、高速カウンタギヤ２０を含んだ変速カウンタギヤ１８、１９によって３つのギヤ列が構成されており、この３つのギヤ列によって、後述するように低速用の３つの変速段（１速、２速、３速）と高速用の３つの変速段（６速、７速、８速）とを構成している。

また、本実施の形態の自動変速機１は、低速用の１つの変速段から高速用の他の変速段に変速を行う際に、低速用摩擦クラッチ１５を開放する一方で高速用摩擦クラッチ１４を連結し、主変速機構１７のシフトスリーブ２５、２６を操作する。

また、エンジン２には燃料噴射装置５５が設けられており、燃料噴射装置５５は、図示しないインジェクタ、燃料タンク、デリバリパイプ等を備えている。

燃料噴射装置５５は、運転者によって図示しないアクセルペダルが踏み込まれた車両の加速時において、エンジン２に燃料を噴射し、アクセルペダルの踏み込みが解除された車両の減速時に燃料の噴射を停止する。

また、本実施の形態の自動変速機１は、高速用の１つの変速段から低速用の他の変速段にシフトダウンする際に、高速用摩擦クラッチ１４を開放する一方で低速用摩擦クラッチ１５を連結する。これにより、シフトダウン時において、車両にエンジンブレーキが発生する。

入力軸４にはオイルポンプ５６が設けられており、オイルポンプ５６は、入力軸４によって駆動され、潤滑および冷却用のオイルを自動変速機１の各部に供給する。

次に、図２の動作図と図３〜図１１の各変速段における動力伝達経路を示す図とを用いて、作用を説明する。

（変速段が１速の場合の動力伝達経路）
図３において、変速段を１速にする場合には、クラッチが低速用摩擦クラッチ１５（ＬｏＷ）に切換えられるとともに、シフトスリーブ２５が右側（Ｒｉｇｈｔ）に移動する。さらに、シフトスリーブ２６が中立位置に移動するとともに、シフトスリーブ３０が右側に移動する。

これにより、エンジン２の駆動力は、クランク軸３からドライブギヤ８、ドリブンギヤ９、入力軸４、低速入力ギヤ１１、低速カウンタギヤ１３、高速カウンタギヤ２０を経て、複合ギヤ２４の出力ギヤ２３に伝達される。

次いで、複合ギヤ２４の出力ギヤ２１から変速カウンタギヤ１８、カウンタ軸５、低速カウンタギヤ２７、低速出力ギヤ２８、出力軸６に伝達された後、ファイナルドライブギヤ３１からディファレンシャル装置７のファイナルドリブンギヤ７Ａに伝達される。その後、ディファレンシャル装置７からドライブシャフト３３Ｌ、３３Ｒを介して駆動輪に伝達される。

（変速段が２速の場合の動力伝達経路）
図４において、変速段を２速にする場合には、クラッチが低速用摩擦クラッチ１５に切換えられるとともに、シフトスリーブ２５が左側（Ｌｅｆｔ）の中立位置に移動する。さらに、シフトスリーブ２６が左側に移動するとともに、シフトスリーブ３０が右側に移動する。

これにより、エンジン２の駆動力は、クランク軸３からドライブギヤ８、ドリブンギヤ９、入力軸４、低速入力ギヤ１１、低速カウンタギヤ１３、高速カウンタギヤ２０を経て、複合ギヤ２４の出力ギヤ２３に伝達される。

次いで、複合のギヤ２４の出力ギヤ２２から変速カウンタギヤ１９、カウンタ軸５、低速カウンタギヤ２７、低速出力ギヤ２８、出力軸６に伝達された後、ファイナルドライブギヤ３１からディファレンシャル装置７のファイナルドリブンギヤ７Ａに伝達される。その後、ディファレンシャル装置７からドライブシャフト３３Ｌ、３３Ｒを介して駆動輪に伝達される。

（変速段が３速の場合の動力伝達経路）
図５において、変速段を３速にする場合には、クラッチが低速用摩擦クラッチ１５に切換えられるとともに、シフトスリーブ２５が中立位置に移動する。さらに、シフトスリーブ２６が右側に移動するとともに、シフトスリーブ３０が右側に移動する。

これにより、エンジン２の駆動力は、クランク軸３からドライブギヤ８、ドリブンギヤ９、入力軸４、低速入力ギヤ１１、低速カウンタギヤ１３、高速カウンタギヤ２０を経て、カウンタ軸５に伝達される。

次いで、カウンタ軸５から低速カウンタギヤ２７、低速出力ギヤ２８、出力軸６に伝達された後、ファイナルドライブギヤ３１からディファレンシャル装置７のファイナルドリブンギヤ７Ａに伝達される。その後、ディファレンシャル装置７からドライブシャフト３３Ｌ、３３Ｒを介して駆動輪に伝達される。

（変速段が４速の場合の動力伝達経路）
図６において、変速段を４速にする場合には、クラッチが高速用摩擦クラッチ１４（Ｈｉｇｈ）に切換えられるとともに、シフトスリーブ２５、２６が中立位置に移動する。さらに、シフトスリーブ３０が右側に移動する。

これにより、エンジン２の駆動力は、クランク軸３からドライブギヤ８、ドリブンギヤ９、入力軸４、高速入力ギヤ１０、高速カウンタギヤ１２を経てカウンタ軸５に伝達される。

次いで、カウンタ軸５から低速カウンタギヤ２７、低速出力ギヤ２８、出力軸６に伝達された後、ファイナルドライブギヤ３１からディファレンシャル装置７のファイナルドリブンギヤ７Ａに伝達される。その後、ディファレンシャル装置７からドライブシャフト３３Ｌ、３３Ｒを介して駆動輪に伝達される。

（変速段が５速の場合の動力伝達経路）
図７において、変速段を５速にする場合には、クラッチが低速用摩擦クラッチ１５に切換えられるとともに、シフトスリーブ２５、２６が中立位置に移動する。さらに、シフトスリーブ３０が左側に移動する。

これにより、エンジン２の駆動力は、クランク軸３からドライブギヤ８、ドリブンギヤ９、入力軸４、低速入力ギヤ１１、低速カウンタギヤ１３、高速カウンタギヤ２０を経て、複合ギヤ２４の高速出力ギヤ２３に伝達される。

次いで、高速出力ギヤ２３から出力軸６を経てファイナルドライブギヤ３１に伝達された後、ディファレンシャル装置７のファイナルドリブンギヤ７Ａに伝達される。その後、ディファレンシャル装置７からドライブシャフト３３Ｌ、３３Ｒを介して駆動輪に伝達される。

（変速段が６速の場合の動力伝達経路）
図８において、変速段を６速にする場合には、クラッチが高速用摩擦クラッチ１４に切換えられるとともに、シフトスリーブ２５が中立位置に移動する。さらに、シフトスリーブ２６が右側に移動するとともに、シフトスリーブ３０が左側に移動する。

これにより、エンジン２の駆動力は、クランク軸３からドライブギヤ８、ドリブンギヤ９、入力軸４、高速入力ギヤ１０、高速カウンタギヤ１２、カウンタ軸５を経て高速カウンタギヤ２０に伝達される。

次いで、高速カウンタギヤ２０から複合ギヤ２４の高速出力ギヤ２３、出力軸６に伝達された後、ファイナルドライブギヤ３１からディファレンシャル装置７のファイナルドリブンギヤ７Ａに伝達される。その後、ディファレンシャル装置７からドライブシャフト３３Ｌ、３３Ｒを介して駆動輪に伝達される。

（変速段が７速の場合の動力伝達経路）
図９において、変速段を７速にする場合には、クラッチが高速用摩擦クラッチ１４に切換えられるとともに、シフトスリーブ２５が中立位置に移動する。さらに、シフトスリーブ２６が左側に移動するとともに、シフトスリーブ３０が左側に移動する。

これにより、エンジン２の駆動力は、クランク軸３からドライブギヤ８、ドリブンギヤ９、入力軸４、高速入力ギヤ１０、高速カウンタギヤ１２、カウンタ軸５を経て変速カウンタギヤ１９に伝達される。

次いで、変速カウンタギヤ１９から複合ギヤ２４の出力ギヤ２２、高速出力ギヤ２３を経て出力軸６に伝達された後、ファイナルドライブギヤ３１からディファレンシャル装置７のファイナルドリブンギヤ７Ａに伝達される。その後、ディファレンシャル装置７からドライブシャフト３３Ｌ、３３Ｒを介して駆動輪に伝達される。

（変速段が８速の場合の動力伝達経路）
図１０において、変速段を８速にする場合には、クラッチが高速用摩擦クラッチ１４に切換えられるとともに、シフトスリーブ２５が右側に移動する。さらに、シフトスリーブ２６が中立位置に移動するとともに、シフトスリーブ３０が左側に移動する。

これにより、エンジン２の駆動力は、クランク軸３からドライブギヤ８、ドリブンギヤ９、入力軸４、高速入力ギヤ１０、高速カウンタギヤ１２、カウンタ軸５を経て変速カウンタギヤ１８に伝達される。

次いで、変速カウンタギヤ１８から複合ギヤ２４の出力ギヤ２１、高速出力ギヤ２３を経て出力軸６に伝達された後、ファイナルドライブギヤ３１からディファレンシャル装置７のファイナルドリブンギヤ７Ａに伝達される。その後、ディファレンシャル装置７からドライブシャフト３３Ｌ、３３Ｒを介して駆動輪に伝達される。

（変速段がリバースの場合の動力伝達経路）
図１１において、変速段をリバースにする場合には、クラッチが高速用摩擦クラッチ１４に切換えられるとともに、シフトスリーブ２５が中立位置に移動する。さらに、シフトスリーブ２６、３０が中立位置に移動する。

これにより、エンジン２の駆動力は、クランク軸３からドライブギヤ８、ドリブンギヤ９、入力軸４、高速入力ギヤ１０、高速カウンタギヤ１２、カウンタ軸５を経てリバースドライブギヤ３４に伝達される。

次いで、リバースドライブギヤ３４からリバースアイドラギヤ３７、リバースドリブンギヤ３５を経て出力軸６に伝達される。このとき、出力軸６は、車両の前進時と反対方向に回転する。エンジン２の駆動力は、出力軸６からファイナルドライブギヤ３１からディファレンシャル装置７のファイナルドリブンギヤ７Ａに伝達される。その後、ディファレンシャル装置７からドライブシャフト３３Ｌ、３３Ｒを介して駆動輪に伝達される。このため、車両が後進する。

このように本実施の形態の自動変速機１によれば、第１の副変速機構１６が、高速入力ギヤ１０および高速カウンタギヤ１２と、低速入力ギヤ１１および低速カウンタギヤ１３とを有し、高速入力ギヤ１０および高速カウンタギヤ１２、または、低速入力ギヤ１１および低速カウンタギヤ１３によって入力軸４からカウンタ軸５に動力を伝達する。また、主変速機構１７が、カウンタ軸５と出力軸６との間に設置され、カウンタ軸５と出力軸６との間で動力を伝達する複数のギヤ列である変速カウンタギヤ１８、１９、高速カウンタギヤ２０、出力ギヤ２１、２２および高速出力ギヤ２３を有する。

さらに、第２の副変速機構２９が、高速カウンタギヤ２０および高速出力ギヤ２３と、低速カウンタギヤ２７および低速出力ギヤ２８とを有し、高速カウンタギヤ２０および高速出力ギヤ２３、または低速カウンタギヤ２７および低速出力ギヤ２８によってカウンタ軸５から出力軸６に動力を伝達するように構成される。

そして、最低速の変速段を含む低速走行用の変速段において、入力軸４から第１の副変速機構１６の低速入力ギヤ１１および低速カウンタギヤ１３と第２の副変速機構２９の高速カウンタギヤ２０および高速出力ギヤ２３とを経て主変速機構１７に動力を伝達した後、主変速機構１７からカウンタ軸５に動力を伝達し、次いで、第２の副変速機構２９の低速カウンタギヤ２７および低速出力ギヤ２８を経てファイナルドライブギヤ３１およびファイナルドリブンギヤ７Ａに動力を伝達する。

一方、最高速の変速段を含む高速走行用の変速段において、入力軸４から第１の副変速機構１６の高速入力ギヤ１０および高速カウンタギヤ１２を経てカウンタ軸５に動力を伝達した後、カウンタ軸５から主変速機構１７および出力軸６を経てファイナルドライブギヤ３１およびファイナルドリブンギヤ７Ａに動力を伝達する。

これにより、第１の副変速機構１６における低速、高速の切換えと、主変速機構１７においてシフトスリーブ２５、２６による変速と、第２の副変速機構２９における低速、高速の切換えとを組み合わせることにより、自動変速機１の多段化を図ることができる。

また、主変速機構１７において、最低速の変速段を含む低速走行用の変速段と最高速の変速段を含む高速走行用の変速段とで動力の伝達方向を逆方向とした。すなわち、低速用の変速段では、出力軸６からカウンタ軸５に動力を伝達し、高速用の変速段ではカウンタ軸５から出力軸６に動力を伝達したので、低速用の変速段と高速用の変速段とでカウンタ軸５から出力軸６に動力を伝達する場合に比べて、主変速機構１７に用いられるギヤやシフトスリーブの個数を減少できる。

さらに、本実施の形態の自動変速機１によれば、第１の副変速機構１６と主変速機構１７とをカウンタ軸５を介して連結し、カウンタ軸５と出力軸６との間において第２の副変速機構２９を主変速機構１７と並列に設置できる。

これにより、自動変速機１を構成する軸を入力軸４、カウンタ軸５および出力軸６の３つの軸にして、従来よりも軸の数を少なくし、かつ、入力軸４、カウンタ軸５および出力軸６の軸長を短縮できる。このため、自動変速機１を小型化でき、自動変速機１を車両に搭載した場合に自動変速機１の搭載性を向上できる。

また、本実施の形態の自動変速機１によれば、入力軸４に、入力軸４を高速入力ギヤ１０に連結する高速用摩擦クラッチ１４と、入力軸４を低速入力ギヤ１１に連結する低速用摩擦クラッチ１５とを設け、入力軸４をクランク軸３と平行に設置し、カウンタ軸５をクランク軸３と同軸上に設置した。

これにより、変速カウンタギヤ１８、１９を有するカウンタ軸５および出力ギヤ２１、２２を有する出力軸６を備えた手動変速機に、高速入力ギヤ１０および低速入力ギヤ１１を備えた入力軸４と、高速用摩擦クラッチ１４および低速用摩擦クラッチ１５とを追加し、さらに、高速カウンタギヤ２０、高速出力ギヤ２３、低速カウンタギヤ２７および低速出力ギヤ２８の配列を変更することで、手動変速機を第１の副変速機構１６および第２の副変速機構２９を有する自動変速機１に転用できる。

また、本実施の形態の自動変速機１によれば、高速カウンタギヤ２０を含んだ変速カウンタギヤ１８、１９によって３つのギヤ列を構成し、この３つのギヤ列によって低速用の３つの変速段と高速用の３つの変速段とを構成する。

これにより、３つのギヤ列を低速用の変速段と高速用の変速段とで共用でき、自動変速機１の軸線方向の長さをより効果的に短縮できる。このため、自動変速機１を構成する入力軸４、カウンタ軸５および出力軸６の長さを短縮でき、自動変速機１をより効果的に小型化できる。

また、本実施の形態の自動変速機１によれば、低速用の１つの変速段（１速、２速または３速から高速用の他の変速段（６速、７速または８速）に変速を行う際に、低速用摩擦クラッチ１５を開放する一方で高速用摩擦クラッチ１４を連結し、主変速機構１７のシフトスリーブ２５、２６を操作する。

これにより、低速用の１つの変速段から高速用の他の変速段に変速を行う際に、入力軸４から出力軸６に動力を伝達しつつ、変速時に入力軸４から出力軸６に伝達されるトルクが遮断されることを防止できる。このため、円滑な変速を行うことができる。

また、本実施の形態の自動変速機１によれば、動力源を、車両に搭載されたエンジン２から構成し、エンジン２が、車両の加速時に燃料を噴射するとともに車両の減速時に燃料の噴射を停止する燃料噴射装置５５を備え、高速用の１つの変速段から低速用の他の変速段にシフトダウンする際に、高速用摩擦クラッチ１４を開放する一方で低速用摩擦クラッチ１５を連結する。

これにより、車両の減速時に高速用の１つの変速段から低速用の他の変速段にシフトダウンする際に、駆動輪からファイナルドリブンギヤ７Ａおよびファイナルドライブギヤ３１に伝達される駆動力をエンジン２のクランク軸３に伝達できる。このため、車両の減速時にエンジン２の回転数が低下してしまうことを抑制しつつ、燃料噴射の停止時間を延長でき、燃費が悪化することを抑制できる。
なお、本実施の形態の自動変速機１は、車両に搭載されているが、これに限定されるものではなく、船舶、鉄道車両等に適用されてもよく、これらに限定されるものでもない。

本発明の実施の形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１...自動変速機、２...エンジン（内燃機関，駆動源）、３...クランク軸（駆動軸）、４...入力軸、５...カウンタ軸、６...出力軸、７Ａ...ファイナルドリブンギヤ（出力部材）、１０...高速入力ギヤ（高速入力ギヤ、第１の高速用ギヤ列）、１１...低速入力ギヤ（低速入力ギヤ，第１の低速用ギヤ列）、１２...高速カウンタギヤ（第１の高速カウンタギヤ、第１の高速用ギヤ列）、１３...低速カウンタギヤ（第１の低速カウンタギヤ，第１の低速用ギヤ列）、１４...高速用摩擦クラッチ、１５...低速用摩擦クラッチ、１６...第１の副変速機構、１７...主変速機構、１８，１９...変速カウンタギヤ、２０...高速カウンタギヤ（変速カウンタギヤ，第２の高速カウンタギヤ）、２１，２２...出力ギヤ、２３...高速出力ギヤ（出力ギヤ，高速出力ギヤ）、２４...複合ギヤ、２５，２６...シフトスリーブ（第１のシフトスリーブ）、２７...低速カウンタギヤ（第２の低速カウンタギヤ，第２の低速用ギヤ列）、２８...低速出力ギヤ（低速出力ギヤ，第２の低速用ギヤ列）、２９...第２の副変速機構、３０...シフトスリーブ（第２のシフトスリーブ）、３１...ファイナルドライブギヤ（出力部材）、５５...燃料噴射装置

Claims (5)

1. 駆動源の駆動軸からの動力が伝達される入力軸と、
   前記入力軸と平行に設置されるカウンタ軸と、
   前記入力軸および前記カウンタ軸と平行に設置され、出力部材に動力を伝達する出力軸と、
   第１の高速用ギヤ列および第１の低速用ギヤ列を有し、前記第１の高速用ギヤ列または前記第１の低速用ギヤ列によって前記入力軸から前記カウンタ軸に動力を伝達する第１の副変速機構と、
   前記カウンタ軸と前記出力軸との間に設置され、前記カウンタ軸と前記出力軸との間で動力を伝達する複数のギヤ列を有する主変速機構と、
   第２の高速用ギヤ列および第２の低速用ギヤ列を有し、前記第２の高速用ギヤ列または前記第２の低速用ギヤ列によって前記カウンタ軸から前記出力軸に動力を伝達する第２の副変速機構とを備えた自動変速機であって、
   前記第１の副変速機構の前記第１の高速用ギヤ列は、前記入力軸に回転自在に設置された高速入力ギヤと、前記カウンタ軸に固定され、前記高速入力ギヤに噛み合う第１の高速カウンタギヤとを含んで構成され、
   前記主変速機構は、前記カウンタ軸に回転自在に設置された複数の変速カウンタギヤと、前記複数の変速カウンタギヤに噛み合う複数の出力ギヤを有し、前記複数の出力ギヤが一体となるように連結されて前記出力軸に回転自在に設置された複合ギヤと、前記複数の変速カウンタギヤを選択して前記カウンタ軸に連結自在な第１のシフトスリーブとを含んで構成され、
   前記第１の副変速機構の前記第１の低速用ギヤ列は、前記入力軸に回転自在に設置された低速入力ギヤおよび前記低速入力ギヤに噛み合うようにして前記カウンタ軸に回転自在に設置され、前記複数の変速カウンタギヤの１つと連結された第１の低速カウンタギヤとを含んで構成され、
   前記第２の副変速機構の前記第２の高速用ギヤ列は、前記複数の変速カウンタギヤのうち、前記第１の低速カウンタギヤに一体に連結された第２の高速カウンタギヤと、前記複数の出力ギヤのうち、前記第２の高速カウンタギヤに噛み合う高速出力ギヤとを含んで構成され、
   前記第２の副変速機構の前記第２の低速用ギヤ列は、前記カウンタ軸に固定されて前記第１の副変速機構の前記第１の高速用ギヤ列に常時連結される第２の低速カウンタギヤと、前記第２の低速カウンタギヤと噛み合うとともに前記出力軸に回転自在に設置された低速出力ギヤとを備え、
   前記出力軸は、前記複合ギヤと前記低速出力ギヤとを前記出力軸に選択的に連結する第２のシフトスリーブを有し、
   最低速の変速段を含む低速走行用の変速段において、前記入力軸から前記第１の副変速機構の前記第１の低速用ギヤ列と前記第２の副変速機構の前記第２の高速用ギヤ列とを経て前記主変速機構に動力を伝達した後、前記主変速機構から前記カウンタ軸に動力を伝達し、次いで、前記第２の副変速機構の前記第２の低速用ギヤ列を経て前記出力部材に動力を伝達し、
   最高速の変速段を含む高速走行用の変速段において、前記入力軸から前記第１の副変速機構の前記第１の高速用ギヤ列を経て前記カウンタ軸に動力を伝達した後、前記カウンタ軸から前記主変速機構および前記出力軸を経て前記出力部材に動力を伝達することを特徴とする自動変速機。
2. 前記入力軸に、前記入力軸を前記高速入力ギヤに連結する高速用摩擦クラッチと、前記入力軸を前記低速入力ギヤに連結する低速用摩擦クラッチとを設け、
   前記入力軸を前記駆動軸と平行に設置し、
   前記カウンタ軸を前記駆動軸と同軸上に設置したことを特徴とする請求項１に記載の自動変速機。
3. 前記第２の高速カウンタギヤを含んだ前記複数の変速カウンタギヤによって３つのギヤ列を構成し、この３つのギヤ列によって低速用の３つの変速段と高速用の３つの変速段とを構成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自動変速機。
4. 低速用の１つの変速段から高速用の他の変速段に変速を行う際に、前記低速用摩擦クラッチを開放する一方で前記高速用摩擦クラッチを連結し、
   前記主変速機構の前記第１のシフトスリーブを操作することを特徴とする請求項２に記載の自動変速機。
5. 前記駆動源は、車両に搭載された内燃機関から構成され、
   前記内燃機関は、前記車両の加速時に燃料を噴射するとともに前記車両の減速時に燃料の噴射を停止する燃料噴射装置を備え、
   高速用の１つの変速段から低速用の他の変速段にシフトダウンする際に、前記高速用摩擦クラッチを開放する一方で前記低速用摩擦クラッチを連結することを特徴とする請求項２または請求項４に記載の自動変速機。

Images