JPH0546457B2 - - 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継続
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
速段の切換に際し、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切断ク
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な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になつている。 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
してかなり大きいものになる。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
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
軸と、前記クラツチ装置に平行な軸線上に設けら
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前記第一及び第
二の駆動歯車軸に平行な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、
則ち空転状態になり、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な関連制御
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、また各軸が互いに平行に配置されてい
ることにより軸長を短く構成でき、車輌搭載性に
優れている。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つ一つの断続クラツ５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１
０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４ａ，
８ａの回転速度が出力部材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
平行な一つの軸線上に設けられた二つの駆動歯車
軸１２及び１３と、クラツチ装置１と及び駆動歯
車軸１２，１３の軸線に平行なもう一つの軸線上
に設けられた一つの被駆動歯車軸（変速装置出力
軸）１４とを有している。 駆動歯車軸１２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
各々固定されており、第３速用駆動歯車２３は出
力軸６の一端に固定されて歯車１６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第４
速用駆動歯車２４とが各々固定されており、第２
速用駆動歯車２２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。 被駆動歯車軸１４には第１速用駆動歯車３１と
第２速用被駆動歯車３２と第３速用被駆動歯車３
３と第４速用被駆動歯車３４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〜
２４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ピース
４２，４３及び第２速用被駆動歯車３２、第４速
用被駆動歯車３４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ブ４
４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３
３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と第４速用被駆動歯車３４
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の表に示されている
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】

【表】 尚、表に於いて、◎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
例えばアクセル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。 中立段に於いては、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
３１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
１６、第３速用駆動歯車２３を経て駆動歯車軸１
２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とにより第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
転動力伝達関係に伝達し、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、第２速
用駆動歯車２２へ伝達され、これより更に第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が接続状態であれば、断続クラツチ７の接続に
先立つてこの断続クラツチ５の断続を行うが、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100
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速用被駆動歯車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を切断することのみにより達成され
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、第４
速用被駆動歯車３４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となり、第４速用駆動
歯車２４と第４速用被駆動歯車３４とによる第４
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
作動の最初の切断されるものである。 中立段より後進段への切換、速ち車輌の後進発
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の両者と同時に噛合させ、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１０
１、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、第３
速用駆動歯車２３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、タービンランナ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、クラツチ装
置１の軸線に平行な軸線上に中間軸１９が設けら
れており、該中間軸には二つの歯車１５及び１７
が各々回転可能に設けられている。歯車１５は歯
車１６と第３速用駆動歯車２３とに常に噛合し、
また歯車１７は歯車１８と第２速用駆動歯車２２
とに常に噛合している。また、被駆動歯車軸１４
には歯車８０が固定されており、この歯車８０は
軸８１に取付けられた歯車８２に常に噛合してい
る。 この実施例に於ては、軸８１が変速装置の出力
軸になり、この軸８１は駆動歯車軸１，１３と同
一の軸線上など適宜の位置に設けることができ
る。また歯車１６と第３速用駆動歯車２３との間
及び歯車１８と第２速用駆動歯車２２との間に
各々中間歯車が設けられていることにより各変速
段に於ける減速比の設計の自由度が拡大される。 以上に於い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３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、１９……
中間軸、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、２
４……第４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、３６……後進用被駆動歯車、４
０……シンクロ装置、４１……クラツチハブ、４
２，４３……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、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、８０……歯
車、８１……軸、８２……歯車、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た前記第一の出
   力部材に駆動連結された第一の駆動歯車軸１２
   と、前記クラツチ装置の平行な軸線上に設けられ
   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１３と、前記クラツチ装置と前記第一及び
   第二の駆動歯車軸に平行な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２１−３１，２２−３２，２３−３３，２４
   −３４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。