JPH0546456B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、自動車等の車輌に用いられる歯車式
変速装置に係り、特に車輌用自動変速機として用
いられる歯車式変速装置に係る。 自動車等の車輌に用いられる歯車式変速装置と
して、各々個別の断続クラツチによつて内燃機関
の如き動力源に選択的に接続され且各々同期噛合
式の変速歯車列を有する二つの動力伝達系を互に
並列に有している選択歯車式のものがある（例え
ば、特開昭56−94050号公報、特開昭57−54756号
公報参照）。この選択歯車式変速装置は、変速歯
車の同期噛合と二つの断続クラツチの断続が制御
されることにより、流体式トルクコンバータを必
要とすることなく、原動機の負荷運転中に於ても
変速段の切換を行なうことができ、これにより制
御装置と組合せられて車輌用全自動変速機として
用いられる。 しかし、かかる選択歯車式変速装置が実際に車
輌用全自動変速機として用いられるためには、変
速段に切換に際し、原動機が変速装置より切離さ
れないよう、今まで切断されていた一方の断続ク
ラツチを接続すると共にこれに関連して今まで接
続されていた他方の断続クラツチを切断するとい
う二つのクラツチの微妙は関連制御が必要であ
り、この関連制御が前記選択歯車式変速装置を自
動車等の車輌の全自動変速機として実用化する上
で一つの大きい障害となつている。 また車輌用変速装置に於ける変速段の切換は、
特にキツクダウンのシフトダウンは応答性の良い
加速性が得られるよう、迅速に行なわれることが
好ましい。しかし、上述の選択歯車式変速装置
は、その変速段の切換に際し、変速歯車の同期噛
合操作と二つのクラツチの関連操作が時系列的に
行なわれなければならず、このため短時間にてそ
の変速段の切換を行なうことが難かしい。更に、
変速装置に用いられる断続クラツチは伝達トルク
に応じてその径が大きくなり、一般的な自動車に
用いられる断続クラツチは変速装置の歯車径に比
してかなり大きなものになる。内燃機関と変速装
置が車輌の前後方向に沿つて配置される、所謂縦
置き型車輌のための変速装置は、車載上、内燃機
関との接続端側（前端）に比較的大きい径のクラ
ツチが設けられても車載上のスペース的な問題を
生じない。しかしながら、前記特開昭56−97050
号公報や特開昭57−54756号公報に示されている
変速装置に於ける如く、推進軸に接続される側の
端部（後端）に比較的大きい径のクラツチが設け
られると、変速装置全体をダツシユボードより前
方のエンジンルーム内に納めなければならなくな
り、これが車体設計に大きい制約を与えるように
なる。 本発明は従来の歯車式変速装置に於ける上述の
如き不具合に鑑み、微妙なクラツチ制御を行なう
ことなく、しかも迅速に変速段の切換を行なうこ
とができ、その上車載性に優れた改良された全自
動変速機用の歯車式変速装置を提供することを目
的としている。 かかる目的は、本発明によれば、同一軸線の周
りに回転する入力部材と第一の出力部材と第二の
出力部材とを有し前記入力部材と前記第一の出力
部材との間に互いに直列に接続された第一のワン
ウエイクラツチと第一の断続クラツチを有し前記
入力部材と前記第二の出力部材との間に互いに直
列に接続された第二のワンウエイクラツチと第二
の断続クラツチを有するクラツチ装置と、前記ク
ラツチ装置の軸線に平行は軸線上に設けられ前記
第一の出力部材に駆動連結された第一の駆動歯車
軸と、前記第一の駆動歯車軸に同心に設けられ前
記第二の出力部材に駆動連結された第二の駆動歯
車軸と、前記クラツチ装置と同一の軸線上に設け
られた一つの被駆動歯車軸と、前記第一及び第二
の駆動歯車軸と前記被駆動歯車軸との間に設けら
れ複数個の変速段を各々選択的に達成する複数個
の歯車対とを有し、前記入力部材が軸線方向の一
方の最外端に位置し、前記クラツチ装置の入力部
材がその外端部にて動力源に接続されるようにな
つている歯車式変速装置によつて達成される。 かかる構成によれば、クラツチ装置にワンウエ
イクラツチが組込まれていることにより、変速比
（従動歯車歯数／駆動歯車歯数）が異なつた二つ
の歯車対に同時に回転動力が与えられても、この
とき大きい方の変速比（低速段側）の歯車対に接
続されているワンウエイクラツチがフリー状態、
即ち空転状態になり、出力軸はロツクすることな
く小さい方の変速比、即ち高速段側の歯車対によ
り回転駆動される。従つて、この歯車式変速装置
は、アツプシフト時には高速段側の歯車対を同期
噛合させたのち、低速段側の断続クラツチを接続
した状態のまま高速段側の断続クラツチを接続す
ることにより、そのアツプシフトを完了でき、変
速段の切換に際し二つのクラツチの微妙は関連制
御を必要としない。またこの歯車式変速装置は、
変速段が或る変速段に設定されているとき、これ
より一段低速の変速段の歯車対を同期噛合させ、
またその低速段側の断続クラツチを予め接続して
おくことにより、ダウンシフト時にはその高速段
側の断続クラツチを切断するのみで、ダウンシフ
トを完了でき、キツクダウン時に於て応答性のよ
い加速性が得られる。 更に、本発明による歯車式変速装置は、全ての
断続クラツチが一つのクラツチ装置として駆動歯
車軸の同側の端部に設けられ、これらを内燃機関
に対する接続端側に設置できるので、推進軸との
接続端に大きい直径の部材が配置されることがな
く、その端部が従来の変速装置と同様にダツシユ
パネルより車体後方の車室内下方に位置するよう
搭載でき、車輌搭載性に優れている。また出力軸
である被駆動歯車がクラツチ装置と同一の軸線上
に設けられていることにより、内燃機関の出力軸
を軸線と変速装置の出力軸の軸線とを互いに一致
させることができる。また上記の構成によれば、
軸線方向の一方の側に全ての断続クラツチ及びワ
ンウエイクラツチが一つのクラツチ装置としてコ
ンパクトに纏められた歯車式変速装置が得られ、
このクラツチ装置が内燃機関に隣接する方向に歯
車式変速装置を配置することより、歯車式変速装
置内に於ける回転動力の伝達を軸線方向に往復さ
せることなく一方向にのみ行わせ、回転動力伝達
経路を短縮することができる。 以下に添付の図を参照して本発明を実施例につ
いて詳細に説明する。第１図は本発明による歯車
式変速装置の一つ実施例を示すスケルトン図であ
る。歯車式変速装置は、クラツチ装置１と、変速
歯車機構１１とを有している。 クラツチ装置１はクラツチハウジング２と二つ
の出力軸６，１０を互いに同一軸線上に有してお
り、二つの出力軸６及び１０は共にクラツチハウ
ジング２の同側に突出しており、出力軸１０は中
空の出力軸６内を貫通している。クラツチハウジ
ング２は内燃機関１００の出力軸１０１に連結さ
れ、該クラツチハウジング２と出力軸６との間に
は断続クラツチ３とワンウエイクラツチ４とがそ
の動力伝達経路で見て互いに直列に設けられ、ま
たこれらに対し並列にもう一つの断続クラツチ５
が設けられ、これらによつてクラツチハウジング
２の出力軸６とが選択的に駆動連結されるように
なつている。またクラツチハウジング２と出力軸
１０との間には断続クラツチ７とワンウエイクラ
ツチ８とがその動力伝達経路で見て互いに直列に
設けられ、またこれらに対し並列にもう一つの断
続クラツチ９が設けられ、これらによつてクラツ
チハウジング２と出力軸１０とが選択的に駆動連
結されるようになつている。ワンウエイクラツチ
４及び８は各々内燃機関１００側の入力部材４
ａ，８ａの回転速度が出力軸側の出力部材４ｂ，
８ｂの回転速度を越えて増大しようとするときの
みロツク状態になり、前記入力部材から前記出力
部材へのみ動力伝達を行うようになつている。 変速歯車機構１１は、クラツチ装置１の軸線に
平行な軸線上に設けられた駆動歯車軸１２と該駆
動歯車軸１２に同心に設けられた中空の駆動歯車
軸１３と、クラツチ装置１と同一の軸線上に設け
られた一つの被駆動歯車軸（変速装置出力軸）１
４とを有している。 駆動歯車軸１２はその一端に固定された歯車１
５を有し、該歯車は出力軸６の一端に固定された
歯車１６に常に噛合している。また駆動歯車軸１
２には第１速用駆動歯車２１と第３速用駆動歯車
２３と後進用駆動歯車２６とが各々固定されてい
る。 駆動歯車軸１３はその一端に歯車１７を有し、
該歯車は出力軸１０の一端に固定された歯車１８
に常に噛合している。駆動歯車軸１３には第２速
用駆動歯車２２が固定されている。 被駆動歯車軸１４には第１速用被駆動歯車３１
と第２速用被駆動歯車３２と第３速用被駆動歯車
３３とが回転可能に設けられており、これらは
各々同速の駆動歯車２１〜２３に常時噛合してい
る。また被駆動歯車軸１４には第１速−第３速シ
ンクロ装置４０と第２速−第４速用シンクロ装置
５０とが設けられている。シンクロ装置４０及び
５０は各々ボルグワーナ式シンクロメツシユ装置
として知られているそれ自身周知のイナーシヤロ
ツク方式のものであり、被駆動歯車軸１４に固定
されたクラツチハブ４１及び５１と、第１速用被
駆動歯車３１、第３速用被駆動歯車３３の各々に
一体に設けられたギヤビース４２，４３及び第２
速用被駆動歯車３２、歯車１８の各々に一体に設
けられたギヤピース５２，５３と、シンクロナイ
ザスリーで４４及び５４とを含んでおり、シンク
ロ装置４０は第１速用被駆動歯車３１と第３速用
被駆動歯車３３の何れか一方を選択的に被駆動歯
車軸１４に動力伝達関係に連結し、またシンクロ
装置５０は第２速用被駆動歯車３２を選択的に被
駆動歯車軸１４に動力伝達関係に連結し、また被
駆動歯車軸１４をクラツチ装置１の出力軸１０に
選択的に直結するようになつている。 シンクロ装置４０のシンクロナイザスリーブ４
４には後進用被駆動歯車３６が一体に設けられて
いる。この後進用被駆動歯車３６と後進用駆動歯
車２６には軸２７にその軸線方向に摺動可能に且
回転可能に設けられた中間歯車２８が選択的に同
時噛合するようになつている。 上述の如く構成された歯車式変速装置はクラツ
チ装置１の各断続クラツチとシンクロ装置４０，
５０の接続または係合が下記に表に示されている
如き組合せにて行われることにより前進４段、後
進１段の変速段を達成する。

【表】 尚、表に於て、◎は接続または係合していて実
働する部材を、○は接続または係合しているが実
働しない部材を、△はエンジンブレーキの為に例
えばアクセリペダルの踏込みが解除されたときの
み接続する断続クラツチを、☆はエンジンドライ
ブ時にロツク状態になるワンウエイクラツチを、
★はエンジンドライブ時にフリー状態になるワン
ウエイクラツチを各々示している。 中立段に於ては、全ての断続クラツチ３，５，
７，９が切断された状態にある。この時、シンク
ロ装置５０は中立状態であるが、第１速段の達成
の準備のためにシンクロ装置４０のシンクロナイ
ザスリーブ４４をギヤピース４２に係合させ、第
１速用被駆動歯車３１を被駆動歯車軸１４に動力
伝達関係に連結させておいていて良い。 中立段より第１速段への変速段の切換、即ち車
輌の発進は、中立段に於て第１速用被駆動歯車３
１の被駆動歯車軸１４に対する連結が完了してい
れば断続クラツチ３を接続することのみにより行
われる。断続クラツチ３が接続されると、ワンウ
エイクラツチ４がエンジンドライブによるロツク
状態になり、内燃機関１００の回転動力がその出
力軸１０１、クラツチハウジング２、断続クラツ
チ３、ワンウエイクラツチ４、出力軸６、歯車１
６，１５を経て駆動歯車軸１２へ伝達され、第１
速用駆動歯車２１と第１速用被駆動歯車３１とに
よる第１速用歯車対及びシンクロ装置４０を経て
被駆動歯車軸１４に伝達され、これにより第１速
段が達成される。 第１速段より第２速段への変速段の切換、即ち
アツプシフトは、シンクロ装置５０のシンクロナ
イザスリーブ５４をギヤピース５２に係合させ、
第２速用被駆動歯車３２を被駆動歯車軸１４に回
転動力伝達関係に連結し、この後に断続クラツチ
７を接続することにより行われる。上述の如く断
続クラツチ７が接続されると、ワンウエイクラツ
チ８がエンジンドライブによるロツク状態にな
り、内燃機関１００の回転動力は出力軸１０１、
クラツチハウジング２、断続クラツチ７、ワンウ
エイクラツチ８、出力軸１０、歯車１８，１７を
経て駆動歯車軸１３へ伝達され、これにより更に
第２速用駆動歯車２２と第２速用被駆動歯車３２
とによる第２速用歯車対及びシンクロ装置５０を
経て被駆動歯車軸１４へ伝達され、これにより第
２速段が達成される。 尚、このアツプシフト時に於て、断続クラツチ
５が接続状態にあれば、断続クラツチ７の接続に
先立つてこの断続クラツチ５の切断を行うが、断
続クラツチ３の接続状態を保ち、またシンクロ装
置４０により第１速用被駆動歯車３１を被駆動歯
車軸１４に回転動力伝達関係に連結した第１速段
の状態のままにしておく。この第２速時には変速
装置の出力回転数が一定の場合、第１速時に比し
て内燃機関１００の回転数が減速比の低下分に応
じて低下し、出力軸６の回転数が内燃機関の１０
０の回転数より増大することにより、このとき上
述の如く断続クラツチ３が接続状態にあつて出力
軸６が内燃機関１００に連結されていてもワンウ
エイクラツチ４がフリー状態になつてこれが空転
することにより、歯車式変速装置がロツク状態に
なることがない。 第２速段より第１速段への変速段の切換、即ち
ダウンシフトは、このとき断続クラツチ３が接続
状態にあり、また第１速用比駆動歯車３１がシン
クロ装置４０によつて被駆動歯車軸１４に回転動
力伝達関係に連結されて第１速段の状態が維持さ
れていることから、断続クラツチ７を切断するこ
とのみにより達成される。このダウンシフトがキ
ツクダウンであれば、アクセルペダルの踏込みに
伴いう内燃機関１００の回転数が増大してそれが
出力軸６の回転数を越えて増大しようとする時ワ
ンウエイクラツチ８がエンジンドライブによるロ
ツク状態になり、第１速段による回転動力の伝達
が行われるようになる。 第２速段より第３速段へのアツプシフトは、断
続クラツチ７及びシンクロ装置５０を第２速段に
於ける状態のままにして断続クラツチ３を切断
し、その後にシンクロ装置４０のシンクロナイザ
スリーブ４４をギヤピース４２に代えてギヤピー
ス４３に係合させ、第３速用被駆動歯車３３を被
駆動歯車軸１４に回転動力伝達関係に連結し、こ
の操作が完了した後に断続クラツチ３を再び接続
することにより達成される。この時にはワンウエ
イクラツチ４がエンジンドライブによるロツク状
態になり、第３速用被駆動歯車２３と第３速用被
駆動歯車３３とによる第３速用歯車対を介して動
力伝達が行われる。尚、この時にはワンウエイク
ラツチ８はフリー状態になる。 第３速段より第２速段へのダウンシフトは、こ
のとき断続クラツチ７及びシンクロ装置５０が第
２速段に於ける状態のままであることから、断続
クラツチ３を切断することにより達成される。 第３速段より第４速段へのアツプシフトは、断
続クラツチ３及びシンクロ装置４０を第３速段に
於ける状態のままにして断続クラツチ７を切断
し、その後にシンクロ装置５０のシンクロナイザ
スリーブ５４をギヤピース５３に係合させ、被駆
動歯車軸１４を出力軸１０に直結し、この操作が
完了した後に断続クラツチ７を再び接続すること
により達成される。この時にはワンウエイクラツ
チ８がエンジンドライブによるロツク状態にな
り、出力軸１０より直接被駆動歯車軸１４へ動力
伝達が行われる。尚、この時にはワンウエイクラ
ツチ４はフリー状態になる。 第４速段より第３速段へのダウンシフトは、こ
のとき断続クラツチ３及びシンクロ装置５０が第
３速段に於ける状態のままになつていることによ
り断続クラツチ７を切断することのみにより達成
される。尚、断続クラツチ５は第１速時または第
３速時に、また断続クラツチ９は第２速時または
第４速時に於て内燃機関１００のアクセルペダル
の踏込みが解除されたとき、エンジンブレーキの
ために接続され、変速段の切換時には必ずその切
換操作の最初に切断されるものである。 中立段より後進段への切換、即ち車輌の後進発
進は、シンクロ装置４０を中立状態にし、その後
に後進用中間歯車２８を後進用駆動歯車２６と後
進用被駆動歯車３６の両者に噛合させ、断続クラ
ツチ３を接続することにより行われる。この時に
は内燃機関１００の回転動力は出力軸１０１、ク
ラツチハウジング２、断続クラツチ３、ワンウエ
イクラツチ４、出力軸６、歯車１６，１５を経て
駆動歯車軸１２へ伝達され、これより後進用駆動
歯車２６と中間歯車２８と後進用被駆動歯車３６
とによる後進用歯車列及びシンクロ装置４０を経
て被駆動歯車軸１４へ伝達される。尚、後進時に
はワンウエイクラツチの寿命向上のため断続クラ
ツチ５も接続する。 第２図乃至第４図は各々本発明による歯車式変
速装置の他の実施例を示している。尚、第２図乃
至第４図に於て、第１図に対応する部分は第１図
に付した符号と同一の符号により示されている。 第２図に示された実施例に於ては、クラツチ装
置１が直結クラツチ付流体式トルクコンバータ７
０を経て内燃機関１００の出力軸１０１に駆動連
結されている。 直結クラツチ付流体式トルクコンバータ７０は
ポンプインペラ７１と、タービンライナ７２と、
ステータ７３と、ポンプインペラ７１とタービン
ライナ７２とを機械的に直結する直結クラツチ７
４とを含むそれ自身周知のものであり、ポンプイ
ンペラ７１は出力軸１０１に連結され、タービン
ライナ７２はクラツチハウジング２に連結されて
いる。ステータ７３はワンウエイクラツチ７５を
経て固定支持部材７６より支持されている。 この実施例に於ては、第２速段乃至第４速段に
於ては、直結クラツチ７４が接続されることによ
り、これらの変速段に於ては上述した実施例と実
質的にに同様に動力伝達が行われるが、第１速段
及び後進段の時には直結クラツチ７４が切断さ
れ、内燃機関１００の回転動力が流体式トルクコ
ンバータ７０を経て伝達されることにより車輌の
前進及び後進発進が微妙なクラツチ操作を要する
ことなく円滑に行われるようになる。 第３図に示された実施例に於ては、駆動歯車軸
１２に第５速用駆動歯車２５が回転可能に設けら
れ、また被駆動歯車軸１４に第５速用被駆動歯車
３５が固定されている。第５速用駆動歯車２５と
第５速用駆動歯車３５とは互いに常時噛合してお
り、第５速用駆動歯車２５はシンクロ装置６０に
よつて選択的に駆動歯車軸１２に動力伝達関係に
連結されるようになつている。シンクロ装置６０
は駆動歯車１２に固定されたクラツチハブ６１と
第５速用駆動歯車２５に固定されたギヤピース６
２とシンクロナイザスリーブ６３とを含んでお
り、シンクロナイザスリーブ６３がギヤピース６
２に選択的に係合することにより第５速用駆動歯
車２５を駆動歯車軸１２に動力伝達関係に連結す
るようになつている。 従つて、この実施例に於ては、シンクロ装置６
０によつて第５速用駆動歯車２５が駆動歯車軸１
２に動力伝達関係に連結され、断続クラツチ３が
接続されることにより第５速段が達成される。
尚、第１速段乃至第４速段及び後進段はクラツチ
装置１の各断続クラツチ及びシンクロ装置４０及
び５０が前記表に示されな組合わせて作動するこ
とにより第１図に示されたそれと同様に達成され
る。 第４図に示された実施例に於ては、被駆動歯車
軸１４に第４速用被駆動歯車３４が回転可能に設
けられており、また駆動歯車軸１３には第４速用
被駆動歯車３４に噛合する第４速用駆動歯車２４
が固定されている。またシンクロ装置５０のギヤ
ピース５３は歯車１８に代えて第４速用被駆動歯
車３４に固定されている。この実施例に於ては、
第１速乃至第３速及び後進段は第１図に示された
実施例とは実質的に同様に達成されるが、第４速
段はシンクロ装置５０によつて第４速用被駆動歯
車３４を被駆動歯車軸１４に回転動力伝達関係に
連結することにより達成される。この実施例に於
てはその第４速段を増速段（オーバドライブ段）
にすることが可能である。 以上に於ては本発明を特定の実施例について詳
細に説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく本発明の範囲内にて種々の実施例が可能
であることは当業者にとつて明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は各々本発明による歯車式変
速装置の実施例を示すスケルトン図である。 １……クラツチ装置、２……クラツチハウジン
グ、３……断続クラツチ、４……ワンウエイクラ
ツチ、５……断続クラツチ、６……出力軸、７…
…断続クラツチ、８……ワンウエイクラツチ、９
……断続クラツチ、１０……出力軸、１１……変
速歯車機構、１２，１３……駆動歯車軸、１４…
…被駆動歯車軸、１５〜１８……歯車、２１……
第１速用駆動歯車、２２……第２速用駆動歯車、
２３……第３速用駆動歯車、２４……第４速用駆
動歯車、２５……第５速用駆動歯車、２６……後
進用駆動歯車、２７……軸、２８……中間歯車、
３１……第１速用被駆動歯車、３２……第２速用
被駆動歯車、３３……第３速用被駆動歯車、３４
……第４速用被駆動歯車、３５……第５速用被駆
動歯車、３６……後進用被駆動歯車、４０……シ
ンクロ装置、４１……クラツチハブ、４２，４３
……ギヤピース、４４……シンクロナイザスリー
ブ、５０……シンクロ装置、５１……クラツチハ
ブ、５２，５３……ギヤピース、５４……シンク
ロナイザスリーブ、６０……シンクロ装置、６１
……クラツチハブ、６２……ギヤピース、６３…
…シンクロナイザスリーブ、７０……直結クラツ
チ付流体式トルクコンバータ、７１……ポンプイ
ンペラ、７２……タービンランナ、７３……ステ
ータ、７４……直結クラツチ、７５……ワンウエ
イクラツチ、７６……固定支持部材、１００……
内燃機関、１０１……出力軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 同一軸線の周りに回転する入力部材２と第一
   の出力部材６と第二の出力部材１０とを有し前記
   入力部材と前記第一の出力部材との間に互いに直
   列に接続された第一のワンウエイクラツチ４と第
   一の断続クラツチ３を有し前記入力部材と前記第
   二の出力部材との間に互いに直列に接続された第
   二のワンウエイクラツチ８と第二の断続クラツチ
   ７を有するクラツチ装置１と、前記クラツチ装置
   の軸線に平行な軸線上に設けられ前記第一の出力
   部材に駆動連結された第一の駆動歯車軸１２と、
   前記第一の駆動歯車軸に同心に設けられ前記第二
   の出力部材に駆動連結された第二の駆動歯車軸１
   ３と、前記クラツチ装置と同一の軸線上に設けら
   れた一つの被駆動歯車軸１４と、前記第一及び第
   二の駆動歯車軸と前記被駆動歯車軸との間に設け
   られ複数個の変速段を各々選択的に達成する複数
   個の歯車対２１−３１，２２−３２，２３−３３
   とを有し、前記入力部材が軸線方向の一方の最外
   端に位置し、前記クラツチ装置の入力部材がその
   外端部にて動力源に接続されるようになつている
   歯車式変速装置。