JPH0439455A - 前置変速機付トルクコンバータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、前置変速機により設定される変速比によりト
ルク伝達容量を変更するようにした前置変速機付トルク
コンバータに関する。

（従来の技術） 従来、前置変速機付トルクコンバータとしては、例えば
、第１０図に記載されているものが知られている。

また、前置変速機付フルードカップリングとしては、例
えば、第１１図に記載されているものが知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来装置にあっては、エンジ
ンと副変速機の間に、トルクコンバータ（又はフルード
カップリング）、前置変速機の順に配置される構成とな
っている為、下記に列挙するような問題がある。

■　カバーとポンプインペラとがそれぞれ前置変速機の
入出力軸に接続され、別々の独立した構成となっている
為、カバーとポンプインペラとが連結される現行のトル
クコンバータを用いることができない。

■　トルクコンバータにロックアツプクラッチを設ける
場合７　トルクコンバータ入力軸とトルクコンバータ出
力軸とを直結するのに、独立構造のカバーとポンプイン
ペラとが存在する為、ダンパースプリングが２箇所必要
となる。

■　ステータは前置変速機を介して副変速機のケースに
支えられることになる為、トルクコンバータのステータ
を支える軸が長くなる。

■　トルクコンバータと副変速機との間に前置変速機が
設けられる為、トルクコンバータと副変速機とがそのま
ま接続されている現行の自動変速機を流用できない。

■　トルクコンバータと前置変速機との間には、副変速
機入力軸、ステータ支持軸、トルクコンバータ入力軸、
前置変速機入力軸が存在し、これらの各軸を同心軸上に
設ける必要がある為、前置変速機付トルクコンバータが
複雑になる。

本発明は、上述のような問題に着目してなされたもので
、構成が簡単で、コンパクトで、現行のトルクコンバー
タと自動変速機を流用することかでき、加えて、ロック
アツプクラッチを適用する場合にダンパースプリングが
不用の前置変速機付トルクコンバータを提供することを
課題とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために本発明の前置変速機付トルク
コンバータでは、エンジンと副変速機とノ間ニ、ダンパ
ー、前置変速機、トルクコンバータの順に配置する手段
とした。

即ち、エンジンと副変速機との間に配置される前置変速
機付トルクコンバータにおいて、前置変速機からトルク
コンバータにトルクと回転を伝えるトルクコンバータ入
力軸をエンジンとトルクコンバータとの間に設け、前記
トルクコンバータ入力軸のトルクコンバータに近い側を
軸受を介してケースに支持し、他端を軸受を介してエン
ジン圧力軸に支持し、前記エンジン出力軸とトルクコン
バータ入力軸との間にダンパーと前置変速機を設けた事
を特徴とする。

（作　用） エンジンとトルクコンバータとの間に前置変速機を入れ
、その変速比を変えれば、エンジン側から見たトルクコ
ンバータの見かけの入力軸トルクが変わり（トルクコン
バータの入力側から見たエンジンの見かけのトルク特性
が変わったとみなしてもよい）、エンジンとトルクコン
バータとの組み合せ状態をかなり広い範囲にわたって変
えることができ゛る。

ここで、例えば、前置変速機が直結と減速との２種類の
変速比を備えたものとし、直結にした場合の失速回転速
度を十分に低くし、減速にした場合の失速回転速度を高
く設定する。

この場合、普通の定常走行時には直結を選択すると、効
率が高いので燃料消費が少なくて済む。

また、発進や追越しのような場合には減速に切換えると
、エンジン出力が十分に利用されて大きな加速力が得ら
れる。即ち、車両の燃料消費と加速力とを同時に向上さ
せることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。

第１図は実施例の前置変速機付ドルクコ゛ノバタＡを示
すスケルトン図で、前置変速機付トルクコンバータＡは
エンジン１と副変速機２との間に配置されている。

そして、前置変速機３からトルクコンバータ４にトルク
と回転を伝えるトルクコンバータ入力軸５をエンジン１
とトルクコンバータ４との間の設け、前記トルクコンバ
ータ入力軸５のトルクコンバータ４に近い側をベアリン
グ６（軸受）を介して前置変速機ケース７（ケース）に
支持し、他端をブツシュ８（軸受）を介してエンジン出
力軸９に支持し、前記エンジン出力軸９とトルクコンバ
ータ入力軸５との間にダンパー１０と前置変速機３を設
けている。

即ち、エンジン１と副変速機２との間に、ダンパ１０、
前置変速機３．トルクコンバータ４の順に配置して前置
変速機付トルクコンバータＡが構成されている。

前記ダンパー１０は、回転変動やトルク変動を吸収する
手段で、エンジン出力軸９と前置変速機入力ハブ１１と
の間に設けられていて、直列に設けられたトーションス
プリング１２とダンパーマス１３により構成されている
。

前記前置変速機３は、「直結」と「減速」の変速比を持
つ手段で、前記ダンパー１０を有するエンジン出力軸９
とトルクコンバータ入力軸５との間に設けられていて、
１組のシングルプラネタリギアセット１４と多板クラッ
チ１５とワンウェイクラッチ１６により構成されている
。

前記シングルプラネタリ−ギアセット１４は、サンギア
１４ａ、ビニオン１４ｂ、リングギア１４Ｃ，ビニオン
キャリア１４ｄを有し、サンギア１４ａはクラッチドラ
ム１７を介しワンウェイクラッチ１６により前置変速機
ケース７に固定可能とされ、リングギア１４ｃは前置変
速機入力ハブ１１に直結されると共に多板クラッチ１５
を介してサンギア＋４ａに固定可能とされ、ピニオンキ
ャリア１４ｄはトルクコンバータ入力軸５に直結される
。

前記多板クラッチ１５は、クラッチピストン１８により
油圧制御により締結または解放か行なわれる外部制御型
のクラッチで、「直結」状態を得たい定常走行時等にお
いては締結され、「減速」状態を得たい発進や加速走行
時等においては解放される。

前記ワンウェイクラッチ１６は、サンギア１４ａに連結
されるクラッチドラム１７の回転方向により機械的に作
動するクラッチで、クラッチドラム１７が正回転（エン
ジン出力軸の回転方向）の時には空走し、クラッチドラ
ム１７の回転方向が逆回転の時にはクラッチドラム１７
を前置変速機ケース７に固定する。

前言己トルクコンバータ４は、クラ・ンチポイニノト以
下の速度比領域でトルク増大作用を示す流体伝導装置で
、前記トルクコンバータ入力軸５と副変速機入力軸１９
との間に設けられていて、ポンプインペラ４ａ、タービ
ンランナ４ｂ、ステータ４Ｃの羽根車要素とロックアツ
プクラッチ２０とを有する。

前記ポンプインペラ４ａは、トルクコンバータ入力軸５
に対し、ドライブプレート２１とカバー２２を介して連
結され、ベアリング６とブツシュ２３により両端部がそ
れぞれ前置変速機ケース７とコンバータハウジング２４
とに支持される。

前記タービンランナ４ｂは、副変速機入力軸１９に直結
される。

前記ステータ４ｃは、ワンウェイクラッチ２５及びステ
ータ支持軸２６を介してコンバータハウジング２４に固
定される。

前記ロックアツプクラッチ２０は、タービンハブ２７及
びガイドプレート２８により軸方向移動可能に設けられ
、そのフェーシング２０ａをカバー２２の内面に対向配
置させている。

尚、ロックアツプクラッチ２０のダンパー効果は、前記
ダンパー１０により得るようにしている為、ロックアッ
プクラッチ２０自体にはダンパーが設けられていない。

第２図は前置変速機付トルクコンバータＡの具体例を示
す断面図であり、２９はオイルシール、３０はアウター
レースである。

次に、作用を説明する。

一般に、エンジンとトルクコンバータとの間に前置変速
機を入れ、その変速比を変えれば、エンジン側から見た
トルクコンバータの見かけの入力軸トルクが変わり（ト
ルクコンバータの入力側から見たエンジンの見かけのト
ルク特性が変わったとみなしてもよい）、エンジンとト
ルクコンバタとの組み合せ状態をかなり広い範囲にわた
って変えることができる。

そこで、実施例の場合についてみると、前置変速機３と
して「直結」と「減速」との２種類の変速比を備えたも
のを用いている。

尚、「直結」にした場合、トルクコンバータ４の失速回
転速度を十分に低くし、「減速」にした場合、トルクコ
ンバータ４の失速回転速度を高く設定するものとし、以
下、各走行状態での作用を説明する。

（イ）定常走行時 普通の定常走行時には、クラッチピストン１８に油圧を
与え、多板クラッチ１５を締結する。

この多板クラッチ１５の締結により、ワンウェイクラッ
チ１６は空走し、シングルプラネタリ−ギアセット１４
のリングギア１４ｃとサンギア１４ａとは一体で回転し
、ピニオン１４ｂの自転を許さないことで、エンジン出
力軸９とトルクコンバータ入力軸５とは、ダンパー１０
を介して直結状態となる。

従って、この直結状態では、上記のように、トルクコン
バータ４の失速回転速度を十分に低くして設定している
為、トルク伝達効率が高く、燃料消費が少なくて済む。

（ロ）高速走行時 高速道路での定常走行時等で、トルクコンバータ４を介
しての流体伝達を必要としない時には、上記（イ）と同
様に、多板クラッチ１５を締結させてエンジン出力軸９
とトルクコンバータ入力軸５とを直結状態にすると共に
、ロックアツプクラッチ２０を締結する。

ここで、ロックアツプクラッチ２０の締結時にはトルク
変動が生じるか、このトルク変動はダンパー１０により
吸収されることになる。

従って、高速道路での定常走行時等においては、ロック
アツプにより燃料消費を最小に抑えることができると共
に、ロックアツプクラッチ２０にダンパーを設けること
なくクラッチ締結時のトルク変動を抑えることができる
。

（ハ）発進や加速時 発進時や追越し加速時のような場合には、クラ・ンチピ
ストン１８への油圧を抜き、多板クラッチ１５を解放す
る。

この多板クラッチ１５の解放により、ワンウェイクラッ
チ１６は締結され、シングルプラネタリ−ギアセット１
４のサンギア１４ａは前置変速ケース７に固定され、ビ
ニオン１４ｂはサンギア１４ａ上を自転しながら公転し
、エンジン出力軸９の回転を減速してトルクコンバータ
入力軸５に伝達する。

尚、このように直結状態から減速状態への切換時や逆に
減速状態から直結状態への切換時には、トルク変動が生
じるが、このトルク変動はいずれもダンパー１０により
吸収される。

従って、この減速状態では、上記のように、トルクコン
バータ４の失速回転速度を高く設定している為、エンジ
ン１の出力が十分に利用されて大きな加速力が得られる
。

以上説明してきたように、実施例の前置変速機付トルク
コンバータＡにあっては、車両の燃料消費と加速力とを
同時に向上させることが出来ると共に、以下に列挙する
効果を併せて得ることが出来る。

■　前置変速機３がトルクコンバータ４の上流位置に設
けられ、互いに連結したカバー２２とポンプインペラ４
日にトルクコンバータ入力軸５を接続する構成となって
いる為、現行のトルクコンバータをそのまま流用するこ
とができる。

■　トルクコンバータ４に口・ンクアップクラッチ２ｏ
を設ける場合、ロックアップクラッチ２０自体にダンパ
ーを必要としない。

■　トルクコンバータ４のステータ４ｃは現行通りにコ
ンバータハウジング２４に支えられることになる為、ス
テータ４Ｃを支えるステータ支持軸２６が長くなること
はない。

■　前置変速機３の後流にトルクコンバータ４と副変速
機２とが設けられる為、トルクコンバータ４と副変速機
２とがそのまま接続されている現行の自動変速機を流用
することができる。

■　トルクコンバータ４と前置変速機３との間にはトル
クコンバータ入力軸５のみが存在する為、前置変速機付
トルクコンバータの構成が簡単になる。

次に、本発明者が行なった様々な角度からみた前置変速
機付トルクコンバータのメリット検討結果を以下に示す
。

本現行のトルクコンバータとの比較 第３図は現行のトルクコンパ〜りと前置変速機のギヤ比
（変速比）を１，４３と２．００に変えた前置変速機付
トルクコンバータ（以下、前置変速機型という）との発
進加速性の実験結果であり、加速度特性やエンジン回転
数特性にみられるように、前置変速機型は現行のトルク
コンバータに比べ発進加速性が高くなり、しかも、ギヤ
比を大きくするとより発進加速度が大きくなり、且つ、
長く持続する。

＊５速Ａ／Ｔとの比較 第４図は５速Ａ／Ｔで一般的な５速ギヤ比とした場合と
ギヤ比を大きくローギアード５速とした場合と前置変速
機型（ギヤ比、１．４３）の特性比較図である。

まず、５速Ａ／Ｔの特性比較すると、加速性能を高める
には一般的な手法に従ってギヤ比を大きくすることにな
るが、加速度特性から明らかなように、ローギアード５
速にした場合には、高発進加速度が持続する時間が短く
、発進加速度がやせる特性がある。

この為、総合的な特性比較をすれば、５速Ａ／Ｔに比べ
前置変速機型が優れる。

本トルクコンバータ付ＣＶＴとの比較 トルクコンバータ付無段変速機（ＣＶＴ）はギヤ比が最
大５．５程度（ハイ側０．６）なので、上記の５速Ａ／
Ｔの１速と同程度となる。

従って、５速Ａ／Ｔとの比較と同様に、トルクコンバー
タ付無段変速機に比べ前置変速機型が優れる。

＊性能向上させたトルクコンバータとの比較第５図のト
ルク比特性に示すように、トルク比の一部を上げたトル
クコンバータを仮想し、このトルクコンバータを有する
５速Ａ／Ｔと前置変速機型（ギヤ比；　１．４３）とを
比較すると、第５図の加速度特性に示すように、前置変
速機型を越えることはできない。

＊性能向上させたエンジンとの比較 第６図のエンジントルク特性に示すように、エンジント
ルクの一部を上げたエンジンを仮想し、このエンジンに
接続された５速Ａ／Ｔと前置変速機型（ギヤ比、　Ｌ４
３）とを比較すると、第６図の加速度特性に示すように
、前置変速機型を越えることはできない。

＊他の可変容量タイプとの比較 ポンプインペラを２つに分割した２分割インペラ型は、
第７図のトルク比特性に示すように、低容量設定時にス
トールトルク比が現行のトルクコンバータより大きくな
る。従って、第７図に加速度特性に示すように、現行の
トルクコンバータより発進加速ビークＧが大きい。また
、このビークＧは第８図の加速度特性に示すように、前
置変速機型に匹敵する。

トルクコンバータ内の循環流量を絞る絞り型は、第７図
のトルク比特性に示すように、低容量設定時にストール
トルク比が現行のトルクコンバータより小さくなる。従
って、第７図に加速度特性に示すように、現行のトルク
コンバータより発進加速ピークＧが小さい。

即ち、第８図の特性に示すように、エンジンの吹けや加
速度の持続性に注目すると、２分割インペラ型でも前置
変速機型より劣る。

本ターボラグに関する比較 ２分割インペラ型を前置変速機型と想定して現行のトル
クコンバータの場合とターボラグについて実験した結果
を第９図に示す。

この結果により、現行のトルクコンバータの場合のター
ボラグｔ１に比べ２分割インペラ型の場合にはターボラ
グｔ。（＜１．）に縮めることができた。

ここで、第８図のエンジン回転数特性に示すように、前
置変速機型は２分割インペラ型に比ベエンジン吹けが良
い。従って、前置変速機型では２分割インペラ型以上に
ターボラグを縮めることができると予想される。

以上、実施例を図面に基づいて説明してきたが、具体的
な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本
発明に含まれる。

例えば、実施例では前置変速機として、直結と減速の変
速比を得る例を示したが、複数段の減速比や加速比を有
する前置変速機としても良いし、無段変速比を持つ前置
変速機としても良い。

実施例では、ダンパーとして、トーションスブリングと
ダンパーマスによる例を示したが、流体や粘弾性等を用
いたダンパーとしても良い。

実施例では、ロック了・ンブクラッチを有するトルクコ
ンバータを示したが、ロックアツプクラッチを持たない
トルクコンバータにも勿論連用できる。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明にあっては、エンジン
と副変速機との間に、ダンパー、前置変速機、トルクコ
ンバータの順に配置する手段とした為、構成が簡単で、
コンパクトで、現行のトルクコンバータと自動変速機を
流用することができ、加えて、ロックアツプクラッチを
適用する場合にダンパースプリングが不用の前置変速機
付トルクコンバータを提供することが出来るという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の前置変速機付トルクコンバータ
を示すスケルトン図、第２図は前置変速機付トルクコン
バータの具体例を示す断面図、第３図は前置変速機型に
おいて前置変速機のギヤ比を変えた場合の比較特性図、
第４図は前置変速機型とローギアードを含む５速Ａ／Ｔ
との比較特性図、第５図は前置変速機型とトルクコンバ
ータのトルク比の一部を上げた場合との特性比較図、第
６図は前置変速機型とエンジンのトルクを一部上げた場
合との特性比較図、第７図は２分割インペラ型と絞り型
と現行のトルクコンバータとの特性比較図、第８図は前
置変速機型と２分割インペラ型との特性比較図、第９図
は現行トルクコンバータと２分割インペラ型とのターボ
ラグ特性比較図、第１０図は従来の前置変速機付トルク
コンバータを示すスケルトン図、第１１図は従来の前置
変速機付フルードカップリングを示す概略図である。 Ａ・・・前置変速機付トルクコンバータト・−エンジン ２・−副変速機 ３・・・前置変速機 ４・・・トルクコンバータ ５・・・トルクコンバータ入力軸 ６・・・ベアリング（軸受） ７・・−前置変速機ケース（ケース） ８・・・ブツシュ（軸受） ９・・・エンジン出力軸 １０・・・ダンパー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）エンジンと副変速機との間に配置される前置変速機
   付トルクコンバータにおいて、 前置変速機からトルクコンバータにトルクと回転を伝え
   るトルクコンバータ入力軸をエンジンとトルクコンバー
   タとの間に設け、 前記トルクコンバータ入力軸のトルクコンバータに近い
   側を軸受を介してケースに支持し、他端を軸受を介して
   エンジン出力軸に支持し、 前記エンジン出力軸とトルクコンバータ入力軸との間に
   ダンパーと前置変速機を設けた事を特徴とする前置変速
   機付トルクコンバータ。