JPH0617713B2

JPH0617713B2 - 歯車式変速装置

Info

Publication number: JPH0617713B2
Application number: JP60032445A
Authority: JP
Inventors: 裕二後藤; 宣輝人見; 芳章加藤; 芳和田中; 昇服部; 寿北原
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1985-02-20
Filing date: 1985-02-20
Publication date: 1994-03-09
Anticipated expiration: 2009-03-09
Also published as: JPS61192952A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、自動車等の車両に用いられる歯車式変速装
置、特に車両用自動変速機として用いられる歯車式変速
装置に関する。

（従来の技術）従来の歯車式変速装置としては、例えば、特開昭５８−
２２５２４４号公報に記載されているような装置が知ら
れている。

この従来装置は、選択歯車式変速装置であって、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クラッチを接続すると共に、
今まで接続されていたクラッチを切断するという二つの
クラッチの微妙な関連制御を不要とし、変速を容易にす
るワンウェイクラッチが設けられ、かつ、エンジンブレ
ーキ効果を得るためワンウェイクラッチに並列関係に断
続クラッチが設けられたものであった。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、このような従来の歯車式変速装置にあっ
ては、入力軸から分岐する複数の動力伝達系のそれぞれ
にワンウェイクラッチを配置する構造となっていたた
め、変速装置として、機構的に複雑になっていたし、寸
法的にも大型化していたという問題点があった。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上述のような問題点を解決することを目的と
してなされたもので、この目的達成のために本発明で
は、内燃機関の出力を伝達する内燃機関出力軸１０１と
複数の入力軸１，２との間に配置され、これらの間の接
続及び断続を可能にする複数のクラッチ４，８と、前記
複数の入力軸１，２と出力軸３との間に各々配置された
複数の変速歯車対２１，２２，２３，２４，３１，３
２，３３，３４と、一方のクラッチ４により駆動可能な
一方の変速歯車対２１，２３，３１，３３と他方のクラ
ッチ８により駆動可能な他方の変速歯車対２２，２４，
３２，３４との両方に動力伝達可能であり、入力部材の
回転速度が出力部材の回転速度を越えて増大しようとす
る時のみ動力伝達を行なう１つのワンウェイクラッチ６
と、該ワンウェイクラッチ６に直列に接続されて、前記
内燃機関出力軸１０１と複数の入力軸１，２との間に配
置され、これらの間の接続及び断続を可能にする複数の
断続クラッチ５，９と、を備えた手段とした。

（作用）従って、本発明の歯車式変速装置を用いての変速時に
は、まず、複数のクラッチ４，８のいずれかを接続さ
せ、内燃機関の出力を伝達する内燃機関出力軸１０１と
入力軸１あるいは入力軸２とを接続する。そして、クラ
ッチ４またはクラッチ８を接続させたまま対応する断続
クラッチ５または断続クラッチ９を接続する。次いで、
接続されているクラッチ４またはクラッチ８を切断させ
ることによって行なわれる。この動作中、ワンウェイク
ラッチ６は、断続クラッチ５または断続クラッチ９を接
続し、入力部材の回転速度が出力部材の回転速度を越え
て増大しようとする時点でロック状態となり動力を伝達
する。

そして、変速初期における内燃機関からの駆動力は、内
燃機関出力軸１０１→クラッチ４またはクラッチ８→入
力軸１または入力軸２→変速歯車対２１，２３，３１，
３３または変速歯車対２２，２４，３２，３４を経過し
て出力軸３へと伝達されるが、最終的な変速状態におい
ては、内燃機関出力軸１０１→ワンウェイクラッチ６→
断続クラッチ５または断続クラッチ９→入力軸１または
入力軸２→変速歯車対２１，２３，３１，３３または変
速歯車対２２，２４，３２，３４を経過して出力軸３へ
と伝達される。

すなわち、動力伝達系にワンウェイクラッチ６を用いる
ことで、２つのクラッチの微妙な接続・切断の関連制御
を不要とし、変速を容易にすることができると共に、最
終的な変速状態では、入力軸１の動力伝達系と入力軸２
の動力伝達系のうちいずれの選択時であっても変速初期
に用いたクラッチ４，８に代えてただ１つ設けられたワ
ンウェイクラッチ６を用いての動力伝達が実現される。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面により詳述する。尚、実施
例を述べるにあたって、車両用自動変速機の歯車式変速
装置を例にとる。

まず、第１図に示す第１実施例について、その構成を説
明する。

第１実施例の歯車式変速装置Ａは、互いに同一軸線上に
配設された２つの駆動歯車軸（入力軸）１，２と、これ
ら駆動歯車軸１，２に対し、平行に設けられた１本の被
駆動歯車軸（出力軸）３を備えている。

前記駆動歯車軸１の一端は、クラッチ装置４を介して、
内燃機関１００の出力軸１０１に選択的に連結されるよ
うになっている。

また、駆動歯車軸１の他端は、断続クラッチ５，ワンウ
ェイクラッチ６，中間軸７を介して、内燃機関１００の
出力軸１０１に選択的に連結されるようになっている。

前記駆動歯車軸２の一端は、クラッチ装置８，中間軸７
を介して、前記出力軸１０１に選択的に連結され、ま
た、他端は、断続クラッチ９，ワンウェイクラッチ６，
中間軸を介して、前記出力軸１０１に選択的に連結され
るようになっている。

前記ワンウェイクラッチ６は、その入力部材６ａが、前
記内燃機関１００の出力軸１０１と直結関係にある中間
軸７に連結されており、また、出力部材６ｂは、入力メ
ンバ１０及び断続クラッチ５，９に連結されており、入
力部材６ａの回転速度が出力部材６ｂの回転速度を越え
て増大しようとするときにのみロック状態になって動力
伝達を行なうようになっている。

駆動歯車軸１には、第１速用駆動歯車２１と、第３速用
駆動歯車２３と、後退用駆動歯車２５とが各々固定され
ている。

また、駆動歯車軸２には、第２速用駆動歯車２２と、第
４速用駆動歯車２４とが各々固定されている。

前記被駆動歯車軸３には、第１速，第２速，第３速，第
４速用被駆動歯車３１，３２，３３，３４が各々回転可
能に設けられており、これら被駆動歯車３１，３２，３
３，３４は各々同速の前記駆動歯車２１，２２，２３，
２４に常時、互いに噛み合っている。

また、被駆動歯車軸３には、第１速−第３速シンクロ装
置５０と、第２速−第４速シンクロ装置６０とが各々設
けられている。

これらシンクロ装置５０及び６０は、各々ボルグワーナ
式シンクロメッシュとして知られている周知のイナーシ
ャロック式のもので、被駆動歯車軸３に固定されたクラ
ッチハブ５１及び６１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５２，５３及び第２速用被駆動歯車３２，第３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６
２，６３と、シンクロナイザスリーブ５４，６４とを備
えている。

そして、前記シンクロ装置５０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３に対して動力伝達連結関係に連結し、
また、前記シンクロ装置６０は、第２速用被駆動歯車３
２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３に対して動力伝達連結関係に連結するよ
うになっている。

前記シンクロ装置５０のシンクロナイザスリーブ５４に
は、後退用被駆動歯車３５が一体に設けられている。

この後退用被駆動歯車３５と後退用駆動歯車２５には、
軸２６に、その軸線方向に摺動可能で、かつ回転自在に
設けられた中間歯車２７が選択的に同時噛み合いするよ
うになっている。

また、被駆動歯車軸３には、一つの出力歯車３６が設け
られており、この出力歯車３６は作動歯車装置３７の入
力歯車（リングギヤ）３８と常時噛み合っている。

尚、差動歯車装置３７は、周知形式のものである。

以上のように、駆動歯車軸１と内燃機関１００の出力軸
１０１との間の動力伝達経路においては、クラッチ装置
４とワンウェイクラッチ６は並列の関係にあり、断続ク
ラッチ５とワンウェイクラッチ６は直列の関係にある。

また、駆動歯車軸２と内燃機関１００の出力軸１０１と
の間の動力伝達経路においては、クラッチ装置８とワン
ウェイクラッチ６は並列の関係にあり、断続クラッチ９
とワンウェイクラッチ６は直列の関係にある。

ここで、前記断続クラッチ５と断続クラッチ９は、共通
の入力メンバ１０を有し、該入力メンバ１０は、前記ワ
ンウェイクラッチ６の出力部材６ｂに連結されている。

このように、一つのワンウェイクラッチ６を、断続クラ
ッチ５及び９を介して複数個の動力伝達系（駆動歯車軸
１及び２）で選択的に共用する構成となっている。

次に、第１実施例の作用を説明する。

上述のように構成された歯車式変速装置Ａは、クラッチ
装置４，８、断続クラッチ５，９、シンクロ装置５０，
６０の接続または係合が下記の表１に示されるような組
合せにより前進４段後退１段の変速段を達成する。

尚、表１において、Ｃ４はクラッチ装置４、Ｃ８はクラ
ッチ装置８、Ｃ５は断続クラッチ５、Ｃ９は断続クラッ
チ９、ＯＷＣ６はワンウェイクラッチ６、Ｓ５０はシン
クロ装置５０、Ｓ６０はシンクロ装置６０、Ｇ５２，Ｇ
５３，Ｇ６２，Ｇ６３はギヤピース５２，５３，６２，
６３を示す。

また、◎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、☆はワ
ンウェイクラッチロック状態を、（☆）はロック状態に
あるが実働しない状態を、★はフリー状態を各々示して
いる。

（イ）中立段中立段では、全てのクラッチが切断状態にある。

尚、シンクロ装置５０，６０のギヤピース５２，６２
は、１速または２速への切り換え準備のために係合状態
にある。

（ロ）中立段→１速段中立段から１速段への切り換えは、まずクラッチ装置４
を接続させ（Ａ状態）、次いで、クラッチ装置４を接続
させたままで、断続クラッチ５を接続させ（Ｂ状態）、
次いで、クラッチ装置４を切断させる（Ｃ状態）ことに
よって行なわれるもので、ワンウェイクラッチ６は、断
続クラッチ５を接続させた時点からロック状態となる。

従って、第１速時への切換初期（Ａ状態）の段階では、
出力軸１０１からクラッチ装置４→駆動歯車軸１→第１
速用駆動歯車２１→第１速用被駆動歯車３１→シンクロ
装置５０→クラッチハブ５１を経過して被駆動歯車軸３
へと伝達され、次いでＢ状態を経過して、最終的な第１
速状態では、出力軸１０１から中間軸７→ワンウェイク
ラッチ６→断続クラッチ５→駆動歯車軸１（以下は前述
と同じ駆動伝達経路）へと伝達される。

（ハ）１速段→２速段１速段から２速段への切り換えは、まず、クラッチ８を
接続させ（Ｄ状態）、次いで、クラッチ８を接続させた
ままで、断続クラッチ５を切断させ（Ｅ状態）、次い
で、断続クラッチ９を接続させ（Ｆ状態）、さらに、前
記クラッチ装置８を切断させる（Ｇ状態）ことによって
行なわれるもので、ワンウェイクラッチ６は、断続クラ
ッチ９を接続させた時点からロック状態となる。

従って、第２速への切換初期（Ｄ，Ｅ状態）の段階で
は、出力軸１０１から中間軸７→クラッチ装置８→被駆
動歯車軸２→第２速用駆動歯車２２→第２速用被駆動歯
車３２→シンクロ装置６０→クラッチハブ６１を経過し
て被駆動歯車軸３へと伝達され、次いで、Ｆ状態を経過
して、最終的な第２速状態では、出力軸１０１から中間
軸７→ワンウェイクラッチ６→断続クラッチ９→駆動歯
車軸２（以下は前述と同じ駆動伝達経路）へと伝達され
る。

（ニ）２速段→３速段２速段から３速段への切り換えは、まず、クラッチ装置
４を接続させ（Ｈ状態）、次いで、クラッチ装置４を接
続させたままで、断続クラッチ９を切断させ（Ｉ状
態）、次いで、断続クラッチ５を接続させ（Ｊ状態）、
さらに、前記クラッチ装置４を切断させる（Ｋ状態）こ
とによって行なわれるもので、ワンウェイクラッチ６
は、断続クラッチ５を接続させた時点からロック状態に
なる。

尚、シンクロ装置５０のギヤピース５３は、第２速のＦ
状態の時に前もって係合させている。

従って、第３速への切換初期（Ｈ，Ｉ状態）の段階で
は、出力軸１０１からクラッチ装置４→駆動歯車軸１→
第３速用駆動歯車２３→第３速用被駆動歯車３３→シン
クロ装置５０→クラッチハブ５１を経過して被駆動歯車
軸３へと伝達され、次いで、Ｊ状態を経過して、最終的
な第３速状態では、出力軸１０１から中間軸７→ワンウ
ェイクラッチ６→断続クラッチ５→駆動歯車軸１（以下
は前述と同じ駆動伝達経路）へと伝達される。

（ホ）３速段→４速段３速段から４速段への切り換えは、クラッチ装置８を接
続させると共に、シンクロ装置６０のギヤピース６３を
係合させる（Ｌ状態）ことによって行なわれるもので、
ワンウェイクラッチ６はフリーの状態にある。

尚、ギヤピース６３は、第３速のＪ状態の時に前もって
係合されていて、クラッチ装置８の接続と同時に実働状
態になる。

従って、第４速への切換状態では、出力軸１０１から中
間軸７→クラッチ８→駆動歯車軸２→第４速用駆動歯車
２４→第４速用被駆動歯車３４→シンクロ装置６０→ク
ラッチハブ６１を経過して被駆動歯車軸３へと伝達され
る。

（ヘ）後退段後退段の時は、クラッチ装置４を接続させ、かつ中間歯
車２７を後退用駆動歯車２５と後退用被駆動歯車３５と
に同時噛み合いさせることで行なわれる。

従って、後退段での動力伝達経過は、出力軸１０１→ク
ラッチ装置４→駆動歯車軸１→後退用駆動歯車２５→中
間歯車２７→後退用被駆動歯車３５→クラッチハブ５１
→被駆動歯車軸３となる。

以上のように、高速段へのアップシフトはＡ→Ｌの手順
にて行なわれる。

また、低速段へのダウンシフトは、Ｌ→Ａの手順にて行
なわれ、エンジンブレーキの必要なダウンシフトは、Ｌ
→Ｊ→Ｉ→Ｈ（４速→３速）、Ｈ→Ｆ→Ｅ→Ｄ（３速→
２速）、Ｄ→Ｂ（２速→１速）の手順にて行なわれる。

次に、第２図に示す第２実施例について説明する。

この実施例は、ワンウェイクラッチ６と、該ワンウェイ
クラッチ６と直列関係にある断続クラッチ５，９と、前
記ワンウェイクラッチ６と並列関係にあるクラッチ装置
４，８と、を内燃機関１００の近くにまとめて配置させ
た例である。

尚、他の構成は第１実施例と同様であるので、図面に同
一符号を付して説明を省略する。

この第２実施例においても、第１実施例と同様に、クラ
ッチ装置４，８、断続クラッチ５，９、シンクロ装置５
０，６０の接続または係合により、前進４段後退１段の
変速段が達成される。

そして、この第２実施例は、特にＦＦ車（フロントエン
ジン・フロントドライブ車）のように、軸方向寸法に制
約を受ける車両に適用する場合、全長の寸法の大幅な短
縮化を図ることができ、有用である。

次に、第３図に示す第３実施例について説明する。

この実施例は、駆動歯車軸２が、駆動歯車軸１に平行に
設けられており、該駆動歯車軸２は、互いに噛み合う歯
車１１，１２，１３、連結軸１４、クラッチ装置８を介
して、内燃機関１００の出力軸１０１と直結関係にある
中間軸７に連結されている。

この第３実施例においても、第１実施例と同様に、クラ
ッチ装置４，８、断続クラッチ５，９、シンクロ装置５
０，６０の接続または係合により、前進４段後退１段の
変速段が達成される。

そして、この第３実施例は、シンクロ装置を同軸上に配
置するのが困難な場合に適する。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、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、各実施例において、クラッチ装置４に代えて、
周知の直結クラッチ付流体伝達装置（トルクコンバータ
や流体継手等）を使用することにより、前進及び後進発
進を、微妙なクラッチ操作を要することなく、円滑に行
なわれるようにしてもよい。

また、必要に応じて新たな歯車列及びシンクロ装置を追
加することにより、変速段を増加させてもよい。

（発明の効果）以上説明してきたように、本発明の歯車式変速装置にあ
っては、ワンウェイクラッチを全ての動力伝達系におい
て１個とし、この１個のワンウェイクラッチを選択的に
共用させた構成としたため、変速装置として簡単な機構
とすることができるし、寸法的にもワンウェイクラッチ
を１個としたことで、短縮小型化が可能であるという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第１実施例の歯車式変速装置を示すスケ
ルトン図、第２図は第２実施例装置を示すスケルトン
図、第３図は第３実施例装置を示すスケルトン図であ
る。１，２……駆動歯車軸（入力軸）３……被駆動歯車軸（出力軸）４……クラッチ装置（クラッチ）５……断続クラッチ６……ワンウェイクラッチ７……中間軸８……クラッチ装置（クラッチ）９……断続クラッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中芳和神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者服部昇神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者北原寿神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の出力を伝達する内燃機関出力軸
１０１と複数の入力軸１，２との間に配置され、これら
の間の接続及び断続を可能にする複数のクラッチ４，８
と、前記複数の入力軸１，２と出力軸３との間に各々配置さ
れた複数の変速歯車対２１，２２，２３，２４，３１，
３２，３３，３４と、一方のクラッチ４により駆動可能な一方の変速歯車対２
１，２３，３１，３３と他方のクラッチ８により駆動可
能な他方の変速歯車対２２，２４，３２，３４との両方
に動力伝達可能であり、入力部材の回転速度が出力部材
の回転速度を越えて増大しようとする時のみ動力伝達を
行なう１つのワンウェイクラッチ６と、該ワンウェイクラッチ６に直列に接続されて、前記内燃
機関出力軸１０１と複数の入力軸１，２との間に配置さ
れ、これらの間の接続及び断続を可能にする複数の断続
クラッチ５，９と、を備えた歯車式変速装置。