JPH06200995A - 車両用変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】前進時、後進時共にスラスト荷重の集中化を発
生せしめることなく、１個のプラネタリギヤの追加によ
り、ギヤ比のワイド化と図ることのできるコンパクトな
多段変速装置を提供する。 【構成】ギヤ比のワイド化を図るための追加するプラネ
タリギヤを変速装置とは隔壁を介して隔離して設け、前
進、後進共にスラスト荷重とする集中化を防止せしめ、
特に後進時において前記隔壁によって 変速装置の位置
プラネタリギヤと追加プラネタリギヤのスラスト力を隔
壁の該穴で相殺せしめると共に他方向のスラスト荷重の
負担を低減せしめてコンパクト化を図る車両用多段変速
装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用変速装置に係
り、特にいわゆるギヤ比のワイド化を達成する多段式自
動変速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、５速自動変速機としてオ−バドラ
イブといわゆるシンプソンギヤトレーンの組合わせ構造
により前者で２速、後者で３速、組み合わせて６速中、
ギヤ比の近接するものを除いて５速を達成する構造のも
のが知られている（特開昭５７−３７１４０）。

【０００３】ところで、かかる構造では単にローギヤと
ハイギヤの間のギヤ比を細分化するので実質的にギヤ比
のワイド化を図ることができない。

【０００４】そのため、前進時の動力性能を向上せしめ
るために従来の４速自動変速機に、更に新たなプラネタ
リギヤを付加せしめローギヤのワイド化をこの新たなプ
ラネタリギヤで達成せしめ、残る４つのギヤ比を従来の
４速自動変速機で達成する構造が考えられる（特願平３
−３４４１２０）。

【０００５】しかし、かかる構造によると後進時にはそ
の新たなプラネタリギヤと他の従来のプラネタリギヤと
の組合わせにより達成するため後進ギヤ比が大となり、
例えば他のプラネタリギヤとの相乗作用によりスラスト
荷重の集中化による支持部材の耐久性に関する問題が発
生する。

【０００６】後進時のスラスト荷重の集中化を防止せし
めるためにプラネタリギヤのヘリカルギヤの方向を変更
する方法が考えられるが、この場合後進時のスラスト荷
重の集中化は回避できても、逆に前進時のスラスト荷重
の集中化が発生する。

【０００７】そこで、本発明は前進、後進時共にスラス
ト荷重の集中化を発生せしめることなく、一個のプラネ
タリギヤの追加によりギヤ比のワイド化を図ることので
きるコンパクトな多段変速装置を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の車両用多段自動
変速装置は、上述の問題点を解決するためにエンジン駆
動力を伝達せしめる発進装置１と、該発進装置１に連結
せしめられる第一の変速機構２と、入力クラッチ２２１
を介して前記発進装置に連結せしめられるサンギヤ３１
と、前記第一の変速機構の出力２２２及び自動変速装置
の出力３２に連結せしめられるキャリヤ３３と、ブレー
キ３４に連結せしめられるリングギヤ３５とからなるプ
ラネタリギヤ３０を有する第二の変速機構３を有する車
両用自動変速装置において、前記第一の変速機構２と前
記第二の変速機構３の間に、ケース４に連結された隔壁
５を有し該隔壁５に前記ブレーキ３４の油圧サーボ３４
１を備え、前記隔壁５の一方の端面５１と前記キャリア
との間、前記隔壁５の他方の端面５２と前記第一の変速
機構の出力軸との間に、各々スラストベアリング５１
ａ，５２ａを配設せしめた構造を有する。

【０００９】更に、前記第一の変速機構２は前記発進装
置１の出力１１に連結されるオーバドライブ機構２１を
有する副変速機構２１と、前記オーバドライブ機構の出
力２１１に連結され前記第二の変速機構のキャリヤ３３
に連結される主変速機構２２を備えた構造を有する。
又、前記主変速機構２２は、前記オーバドライブ機構２
１と前記第二の変速機構３との間に配設され第一のプラ
ネタリギヤ２２３及び第二のプラネタリギヤ２２４を有
し、前記第一のプラネタリギヤ２２３は第一の入力クラ
ッチ２２１を介して連結される第一のリングギヤ２２３
ａと、第二の入力クラッチ５０１を介して前記オーバド
ライブ機構２１の出力に連結される第一のサンギヤ２２
３ｂと、前記第二の変速機構３の入力３３に連結させる
第一のキャリヤ２２３ｃを備え、前記第二のプラネタリ
ギヤ２２４は前記第一のサンギヤ２２３ｂ、前記第二の
入力クラッチ２２３を介して前記オーバドライブ機構の
出力２１１及び第一のブレーキ２２４に連結される第二
のサンギヤ２２４ａと、前記第一のキャリヤ２２３ｃ及
び第二の変速機構３の入力３３と連結せしめられる第二
のリングギヤ２２４ｂと、第二のブレーキ２２５に連結
される第二のキャリヤ２２４ｃとからなる構造を有す
る。

【００１０】

【発明の作用及び効果】本発明によれば、第一の変速機
構２と第二の変速機構３を隔壁５によって隔離せしめ、
その隔壁内にブレーキのサーボ機構３４１を構成せしめ
隔壁の端面５１、５２でスラスト荷重をうける構造とし
たことにより、サーボ機構３４１のピストンの反力及び
第二変速機構のスラスト荷重と第一変速機構２のスラス
ト荷重が相殺せしめられ、ベアリング５１ａ、５２ａ及
びケースの耐久性を向上せしめ、コンパクトな構造にす
ることができる。

【００１１】また、第二変速機構３を隔壁によって隔離
せしめたので第二変速機構３の種々の変更による第一変
速機構に与える影響を阻止せしめ、しかも第二変速機構
のみの変更が容易にできるという汎用性の向上を達成す
ることができる。

【００１２】

【実施例】以下、図面に沿って本発明の実施例について
説明する。

【００１３】図１は本発明の車両用多段自動変速装置の
第一実施例の全体断面図であり、図２は本発明の第一実
施例の要部断面図であり、図３は本発明の第一実施例の
動作を示すスケルトン図であり、図４は第一実施例のギ
ヤ比を記載した作動表であり、図５は第一実施例の速度
線図であり、図６は第二実施例の全体断面図であり、図
７は第三実施例の全体断面図であり、図８は第四実施例
の全体断面図であり、図９は第５実施例の全体断面図で
あり、図１０はギヤトレーンの一変形例を示すスケルト
ンであり、図１１はギヤトレーンの他の変形例を示すス
ケルトンであり図１２はギヤトレーンの更に他の変形例
を示すスケルトンである。図１に示すように、本発明は
車両用自動変速装置は、発進装置１、第一の変速機構
２、第二の変速機構３より成る。

【００１４】発進装置１は、ポンプ５０２、タービン１
２、スタータ１３からなるトルクコンバータ１４とロッ
クアップクラッチ１５とからなり、入力軸１１は発進装
置１の出力であり、タービン１２に連結されている。

【００１５】第一の変速機構２はオーバドライブ機構２
１と主変速機構２２よりなる。

【００１６】オーバドライブ機構２１はプラネタリギヤ
２１０、ブレーキ２１４、クラッチ２１２、一方向クラ
ッチ２１３よりなる。キャリヤ２１０ａは入力軸１１に
連結され、リングギヤ２１０ｂは中間軸２３に連結さ
れ、サンギヤ２１０ｃはクラッチ２１２を介してキャリ
ヤ２１０ａに連結され、一方向クラッチ２１３はキャリ
ヤ２１０ａとサンギヤ２１０ｃの間に配設され、ブレー
キ２１４は、サンギヤ２１０ａに連結されている。

【００１７】主変速機構２２は、第一のプラネタリギヤ
２２３、第二のプラネタリギヤ２２４、第一のクラッチ
２２１、第二のクラッチ５０１、第一のブレーキ（Ｂ−
１）２２４’、第二のブレーキ（Ｂ−３）２２５、第三
のブレーキ（Ｂ−２）２２６からなる。

【００１８】中間軸２３は、第一入力クラッチ（Ｃ−
１）２２１と第二入力クラッチ（Ｃ−２）５０１に連結
されている。第一の入力クラッチ（Ｃ−１）２２１は第
一プラネタリギヤ２２３のリングギヤ２２３ａに連結さ
れていると共に第一変速機構のサンギヤ３１に連結され
ている。第二入力クラッチ（Ｃ−２）２２３は、第一の
中間軸２３に連結され、更に第一プラネタリギヤ２２３
の第一サンギヤ２２３ｂおよび第二プラネタリギヤ２２
４の第二サンギヤ２２４ａに連結されている。第一のプ
ラネタリギヤ２２３の第一のサンギヤ２２３ａと第二プ
ラネタリギヤ２２４の第二サンギヤ２２４ａは互いに連
結され、第一キャリヤ２２３ｃは第二リングギヤ２２４
ｂに連結されるとともに第二変速機構３のプラネタリギ
ヤ３０のキャリヤ３３に連結され、第一のリングギヤ２
２３ａはプラネタリギヤ３０のサンギヤ３１に連結さ
れ、第二プラネタリギヤ２２４のキャリヤ２２４ｃは第
二のブレーキ（Ｂ−３）２２５に連結されるとともに一
方向クラッチ（Ｆ−１）２２７を介して第三ブレーキ
（Ｂ−２）２２６に連結されている。

【００１９】第二変速機構３はプラネタリギヤ３０、ブ
レーキ（Ｂ−４）３４、ブレーキサーボ３４１からな
る。プラネタリギヤ３０はサンギヤ３１、キャリヤ３
３、リングギヤ３５からなり、サンギヤ３１は、第一プ
ラネタリギヤ２２３のリングギヤ２２３ａ及び第一の入
力クラッチ（Ｃ−１）２２１に連結されキャリヤ３３は
第一プラネタリギヤ２２３のキャリヤ２２３ｃ及び第二
プラネタリギヤ２２４のリングギヤ２２４ｂに連結され
るとともに自動変速機の出力軸３２に連結されている。
リングギヤ３５は一方向クラッチ３６を介してケース４
に連結されている。

【００２０】本発明の要部の構造について以下詳細に説
明する。

【００２１】ケース４はオーバドライブ機構２１、主変
速機構２２、第二変速機構の有するプラネタリギヤ３４
を覆っている。隔壁５はケース４に一体的に形成され、
径方向内側に軸方向に延在する延在部分５３を有し、そ
の端部５１、５２に各々リングギヤ３５および第一のリ
ングギヤ２２４ｂとの間の相対回転を軸方向に支持せし
めるスラストベアリング５１ａ，５２ａを配設せしめて
いる。キャリヤ３３はリングギヤ３５及びサンギヤ３１
との間に各々スラストベアリング３３ａ，３３ｂを配設
し、相対回転自在に支持せしめられている。

【００２２】さらに、隔壁５はアウターシリンダー５
４、インナーシリンダー５５を有し、その間を軸方向に
摺動自在にピストン３４１ａを配設せしめ、そのピスト
ン３４１ａの径方向外側部分に延在部３４１ｂを有し、
一方向クラッチ（Ｆ−２）３６のアウターレース３６ａ
を貫通してブレーキ３４の多板摩擦係合装置３４ａを付
勢せしめている。リヤケース６は、ケース４にボルトで
締結せしめられキャリヤ３３との間にスラストベアリン
グ６ａを配設せしめている。また、キャリヤ３３と連結
される出力軸３２はベアリング６ｂ及びブッシュ６０１
により、リヤケース４及び隔壁５に径方向支持されてい
る。第二の中間軸２４は第一中間軸２３の軸内で同軸的
に支持せしめられるとともに出力軸３２の軸内で同軸的
にブッシュ６ｃで支持せしめられている。第一のスリー
ブ２５は第二の中間軸２４上に同心的に相対回転自在に
ベアリング２５ａ，２５ｂにより支持されて配設され、
第一のプラネタリギヤ２２３の第一のキャリヤ２２３ｃ
と第二変速機構のキャリヤに３３をスプライン連結せし
めている。第一キャリヤ２２３ｃの両端はベアリング２
５ｃ，２５ｄが配設され、第一のリングギヤ２２３ａお
よび第一のサンギヤ２２３ｂとの間を相対回転自在に支
持せしめている。第一のリングギヤ２２３ａは第一中間
軸の端面でベアリング２５ｅによって相対回転自在に支
持せしめられている。第二のスリーブ２６は第一のプラ
ネタリギヤ２２３の第一サンギヤ２２３ｂと第二プラネ
タリギヤ２２４の第二サンギヤ２２４ａを連結せしめ第
一スリーブ２５と同軸的にブッシュ２６ａ，２６ｂを介
して相対回転自在に支持せしめられている。

【００２３】更に、その一端において第二のリングギヤ
２２４ｂとの間に相対回転自在にスラストベアリング２
６ａを配設せしめている。

【００２４】本発明の車両用自動変速機の各変速段での
作動について説明する。

【００２５】図３〜図５に示すように、１速（１ｓｔ）
時はクラッチ（Ｃ−１）２２１を係合し、入力（以下、
太実線は入力回転と同速の回転を示し、鎖線は固定、一
点鎖線は減速回転、２点鎖線は増速回転を示す）がプラ
ネタリギヤ３０のサンギヤ３１に入り一方向クラッチ
（Ｆ−２）３６によるリングギヤ３５逆回転阻止でキャ
リヤ３３に出力される経路で単一のプラネタリギヤ３０
による１速ギヤ比が達成される。

【００２６】次に、２速（２ｎｄ）時は、入力がクラッ
チ（Ｃ−１）２２１から第一リングギヤ２２３ａに入り
一方向クラッチ（Ｆ−１）２２７により第二プラネタリ
ギヤ２２４の第二キャリヤ２２４ｃに反力を取って第一
および第二プラネタリギヤ２２３，２２４から出力され
て２速ギヤ比が達成される。

【００２７】同様に３速（３ｒｄ）時は、第一リングギ
ヤ２２３ａに入力されその第一サンギヤ２２３ｂを一方
向クラッチ（Ｆ−１）２２７で止めることにより第一キ
ャリヤ２２３ｃに出力される。

【００２８】４速（４ｔｈ）時は、クラッチ（Ｃ−２）
２２３も係合し、第一リングギヤ２２３ａに加えて第一
サンギヤ２２３ｂにも入力されるため第一プラネタリギ
ヤ２２３が直結して、入力回転がそのまま出力される。

【００２９】オーバドライブ（５ｔｈ）時は、主変速機
２２は前記４速時と同様のままで１〜４速では、クラッ
チ（Ｃ−０）２１２で直結とされていた前置式オーバド
ライブ装置２１をサンギヤ２１０ｃをブレーキ（Ｂ−
０）２１４で固定することにより作動させて増速回転と
する。

【００３０】後進（Ｒｅｖ．）時はこの変速機ではオー
バドライブも作動させる。すなわち、入力をキャリヤ２
１０ａから入れサンギヤ２１０ｃを固定し、リングギヤ
２１０ｂから出力するというオーバドライブギヤ比にし
て後部のクラッチ（Ｃ−２）２２３から第一のサンギヤ
２２３ｂに入れ、リングギヤ３５の固定により第二プラ
ネタリギヤ２２４及びプラネタリギヤ３０の２つでリバ
ースギヤ比を達成する。

【００３１】ところで、上記変速機では前進時の変速ス
テップを適正に設定しながらリバースギヤ比が図４、図
５に示すように適正な値に低減されるばかりでなく後進
時においては主変速機２２への入力トルクを前置式オー
バドライブ装置２１による増速分小さくしているため、
後進時の主変速機２２における伝達トルクの低減により
従来の後置式オーバドライブのものにおいて、単に後進
時のためにだけトルク伝達容量を増加させられていたク
ラッチ（Ｃ−２）２２３、ブレーキ（Ｂ−４）３４の容
量を本来必要な容量まで低減させ、更に、リバース系動
力伝達部材の容量及び強度を小さくする設定が可能とな
り、これらの部分の軽量、コンパクト化により、従来の
４速自動変速機の寸法をおよび重量を大幅に増加せしめ
ることなく従来の５速自動変速機より小型軽量で車両搭
載性に優れた５速自動変速機を実施することができる。

【００３２】以下、本発明のスラスト荷重に関する作動
状況について説明する。

【００３３】先ず、後進時のスラスト荷重の発生状況に
ついて詳述する。

【００３４】第一プラネタリギヤ２２３の第一リングギ
ヤ２２３ａは図示左方に向かってスラスト力が発生せし
められ ベアリング２５ｅにより第一中間軸２３ａの端
面で支持せしめられる。第一サンギヤ２２３ｂは図示右
方に向かって、スラスト力が発生し、第二のスリーブ２
６を介してその端面でスラストベアリング２６ａを介し
て第二リングギヤフランジ２２４ｂ’スラストベアリン
グ５２ａを介して、隔壁５の端面で支持せしめられる。
ピストン３４１ａが付勢せしめられる時発生する反力は
隔壁５で図示左方に向かって発生する。

【００３５】また第二変速機構３のプラネタリギヤ３０
のサンギヤ３１のスラスト力は図示左方に向かって発生
するのでベアリング３３ｂ、キャリヤフランジ３３’、
ベアリング５１ａを介して隔壁５の端面で支持せしめら
れる。

【００３６】一方リングギヤ３５のスラスト力は図示右
方に向かって発生するためベアリング３３ａ、キャリヤ
フランジ３３’、ベアリング３３ｂ、ベアリング３３
ｃ、ベアリング６ａを介して、リヤケース６の端面で支
持せしめられる。

【００３７】次に前進時のスラスト荷重の発生状況につ
いて説明する。

【００３８】第１プラネタリギヤ２２３の第１リングギ
ヤ２２３ａは図示左方にスラスト荷重が発生し、ベアリ
ング２５ｅ、第一中間軸２３、センターサポート２１５
を介してケース４に支承せしめられる。第一サンギヤ２
２３ｂには図示右方にスラスト荷重が発生する。第二プ
ラネタリギヤ２２４の第二サンギヤ２２４ａには図示左
方にスラスト荷重が発生し、第一サンギヤ２２３ｂのス
ラスト荷重を第二スリーブ２２６上で打ち消しあう。第
二リングギヤ２２４ｂには図示右方向にスラスト荷重が
発生しベアリング５１ａを介して隔壁５で支承しめられ
る。第二変速機構３のプラネタリギヤ３０のリングギヤ
３５には図示左方へのスラスト荷重が発生し、ベアリン
グ３４１ａを介して隔壁５で支承せしめられる。サンギ
ヤ３１には図示右方へのスラスト荷重が発生し、ベアリ
ング３３ｃ、キャリヤ３３、ベアリング６ａを介して、
リヤケース４’に支承せしめられる。

【００３９】他の実施例（図１３）によればリングギヤ
３５の図示左方向へのスラスト荷重とサンギヤ３１の図
示右方向へのスラスト荷重がキャリヤ３３を介して互い
に相殺せしめられる。

【００４０】以上の構造により第一のサンギヤ２２３ａ
のスラスト力とピストン３４１ａの発生せしめる反力お
よびサンギヤ３１の発生するスラスト力が隔壁５で相殺
せしめられ、スラスト力の集中化を防止することができ
るので、ベアリングの耐久性向上および自動変速機のコ
ンパクト化を達成することができる。

【００４１】また、第二変速機３は隔壁５により隔離せ
しめられているので組付けも容易で変更が簡単にでき
る。

【００４２】しかも、ローのギヤ比のワイド化を図示に
従ってプラネタリギヤ３０の仕様を適宜選択するのみで
他の主変速機構等の変更をすることなく汎用性に富んだ
種々の容量に合った選択が可能となる。

【００４３】また、リヤカバー６はリングギヤ３５のス
ラスト力を受けるのみなのでケースとの締結が充分に維
持できる。

【００４４】図６は本発明の第２実施例を示すものでこ
の変速機の構成は第１実施例と同様なので対応する部材
に符合を付し、各部の説明は省略する。

【００４５】図７〜図９は各々第３〜第５実施例であ
る。

【００４６】各部の構成は、前記第１実施例と同様なの
で対応する部材に同一の符合をなし、各部の説明は省略
する。

【００４７】図１０〜図１２は、第１実施例のギヤトレ
ーンの実施例を示したものである。対応する部材に同一
の符合を付し、各部の説明は省略する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両用多段自動変速装置の第１実施例
の全体断面図である。

【図２】第１実施例の要部断面図である。

【図３】第１実施例の動作を示すスケルトン図である。

【図４】第１実施例のギヤ比を併記した作動表である。

【図５】第１実施例の速度線図である。

【図６】第２実施例の全体断面図である。

【図７】第３実施例の全体断面図である。

【図８】第４実施例の全体断面図である。

【図９】第５実施例の全体断面図である。

【図１０】ギヤトレーンの一変形例を示すスケルトン図
である。

【図１１】ギヤトレーンの他の変形例を示すスケルトン
図である。

【図１２】ギヤトレーンの更に他の変形例を示すスケル
トン図である。

【図１３】他の実施例の全体断面図である。

【符合の説明】

１ 発進装置 ２ 第一の変速機構 ３ 第二の変速機構 ４ ケース ５ 隔壁 １１ 発進装置の出力軸 ２１ オーバードライブ機構（副変速機構） ２２ 主変速機構 ３０ プラネタリギヤ ３１ サンギヤ ３２ 自動変速機の出力（出力ギヤ） ３３ キャリヤ ３４ ブレーキ ３５ リングギヤ ５１ 隔壁の一方の断面 ５１ａ，５２ａ ベアリング ５２ 隔壁の他方の断面 ２１１ オーバードライブの出力 ２２１ 入力クラッチ ２２２ 第一変速機の出力 ２２３ 第一のプラネタリギヤ ５０１ 第二の入力クラッチ ２２３ａ 第一のリングギヤ ２２３ｂ 第一のサンギヤ ２２３ｃ 第一のキャリヤ ２２４ 第二のプラネタリギヤ ２２４ａ 第二のサンギヤ ２２４ｂ 第三のリングギヤ ２２４ｃ 第二のキャリヤ ２２５ 第二のブレーキ ３４１ 油圧サーボ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 糟谷 悟 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン駆動力を伝達せしめる発進装置
   と、該発進装置に連結せしめられる第一の変速機構と、
   入力クラッチを介して前記発進装置に連結せしめられる
   サンギヤと、前記第一の変速機構の出力及び自動変速装
   置の出力に連結せしめられるキャリヤと、ブレーキに連
   結せしめられるリングギヤとからなるプラネタリギヤを
   有する第二の変速機構を有する車両用自動変速装置にお
   いて、 前記第一の変速機構と前記第二の変速機構の間に、ケー
   スに連結された隔壁を有し該隔壁に前記ブレーキの油圧
   サーボを備え、前記隔壁の一方の端面と前記キャリアと
   の間、前記隔壁の他方の端面と前記第一の変速機構の出
   力軸との間に、各々スラストベアリングを配設せしめた
   ことを特徴とする車両用変速装置。
2. 【請求項２】 前記第一の変速機構は前記発進装置の出
   力に連結されるオーバドライブ機構を有する副変速機構
   と、前記オーバドライブ機構の出力に連結され前記第二
   の変速機構のキャリヤに連結される主変速機構を備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の車両用変速装置。
3. 【請求項３】 前記主変速機構は、前記オーバドライブ
   機構と前記第二の変速機構との間に配設され第一のプラ
   ネタリギヤ及び第二のプラネタリギヤを有し、前記第一
   のプラネタリギヤは第一の入力クラッチを介して連結さ
   れる第一のリングギヤと、第二の入力クラッチを介して
   前記オーバドライブ機構の出力に連結される第一のサン
   ギヤと、前記第二の変速機構の入力に連結させる第一の
   キャリヤを備え、前記第二のプラネタリギヤは前記第一
   のサンギヤ、前記第二の入力クラッチを介して前記オー
   バドライブ機構の出力及び第一のブレーキに連結される
   第二のサンギヤと、前記第一のキャリヤ及び第二の変速
   機構の入力と連結せしめられる第二のリングギヤと、第
   二のブレーキに連結される第二のキャリヤとからなるこ
   とを特徴とする請求項２記載の車両用変速装置。