JPH06221347A - 副軸自動変速機 - Google Patents

副軸自動変速機

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JPH06221347A
JPH06221347A JP5262508A JP26250893A JPH06221347A JP H06221347 A JPH06221347 A JP H06221347A JP 5262508 A JP5262508 A JP 5262508A JP 26250893 A JP26250893 A JP 26250893A JP H06221347 A JPH06221347 A JP H06221347A
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clutch
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Borg Warner Automotive Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の変速機よりも燃料効率がよく、しかも
手動変速機用の既存の設備で自動変速機を容易に造るこ
とができる自動変速機を提供することである。 【構成】 車両用の副軸自動変速機は二つのクラッチ
（１２）及び二つの二重シンクロナイザ（６０、６２）
を使用して動作する四つの前進歯車（３０、３２、４
０、４２）を備えている。二つのクラッチ（１２）は関
連する歯車クラスタ（２０、２２）と共に主軸に取り付
けられ、シンクロナイザは関連する相手の歯車クラスタ
と共に副軸（４８）に取り付けられている。後進歯車は
関連する歯車と共に補助軸（８０）に取り付けられた他
のシンクロナイザを使用する。歯車の係合は、シンクロ
ナイザを切り換えて係合されるべき歯車を選択した後液
圧クラッチを動作することによって達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は車両用の副軸自動変速機
に関し、更に詳細にはシンクロナイザを使用した二重ク
ラッチ副軸変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車産業は、有害物の発生を減
らしかつ燃料の効率を増加するために車両及びエンジン
に多くの改良を行ってきた。車両の重量及び大きさ並び
に使用されるエンジンの形式は、このような目標を達成
するための顕著なファクタであり、使用される変速機の
形式も顕著なファクタである。
【０００３】手動変速機では、エンジン負荷、速度及び
スロットル開度が変化するので歯車が切り換えられると
き有害物が放出される。これは特に交通が渋滞する都市
での運転では問題がある。
【０００４】自動変速機は自動変速機の切り換え能力に
よって歯車切り換え中に手動変速機よりも不快な放出物
の発生が少ない。しかしながら、自動変速機は効率が低
下するという固有の性質がある。この点に関して、自動
変速機は歯車を係合するため多板液圧クラッチを使用し
ている。この形式のクラッチは、係合されていないとき
又はアイドリングのとき、互いに異なる速度で回転する
板すなわちプレートとディスクとの間に存在する粘性剪
断作用により、ドライブラインにドラッグトルク（ｄｒ
ａｇ ｔｏｒｑｕｅ）を加える。このトルクは、遊星自
動変速機と比較したとき副軸自動変速機に対するほどで
はないが、変速機の効率を減じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術及び公知の変速機よりも燃料効率が改善された新し
い車両用変速機を提供することである。本発明の他の目
的は、車両用の燃料効率を改善した副軸自動変速機を提
供することである。
【０００６】本発明の他の目的は、手動変速機用の既存
の設備で生産できる自動変速機を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願の一つの発明は、主
軸と、前記主軸に取り付けられた第１の歯車装置と、前
記第１の歯車装置を係合するための、前記主軸に配置さ
れた第１及び第２のクラッチと、副軸と、前記副軸に取
り付けられた第２の歯車装置と、前記第１のクラッチと
関連つけられかつ前記副軸に取り付けられた第１のシン
クロナイザと、前記第２のクラッチと関連つけられかつ
前記副軸に取り付けられた第２のシンクロナイザと、補
助軸と、前記補助軸に取り付けられた第３の歯車装置
と、前記補助軸に取り付けられた第３のシンクロナイザ
と、を備え、前記第１及び第２の歯車装置の動作は、前
記第１又は第２のシンクロナイザの一つを係合した後前
記第１及び第２のクラッチの一つを動作させることによ
って行われるように構成されている。
【０００８】本願の他の発明は、変速機ハウジングと、
前記ハウジングに回転可能に取り付けられた主軸と、前
記主軸に取り付けられた第１のクラッチ装置と、前記主
軸に取り付けられた第２のクラッチ装置と、前記第１の
クラッチ装置に隣接して前記主軸に取り付けられた第１
の歯車装置と、前記第２のクラッチ装置に隣接して前記
主軸に取り付けられた第２の歯車装置と、前記ハウジン
グに取り付けられた副軸と、前記副軸に取り付けられか
つ前記第１の歯車装置と作動関係にある第３の歯車装置
と、前記副軸に取り付けられ前記かつ第２の歯車装置と
作動関係にある第４の歯車装置と、を備え、前記第１及
び第２のクラッチ装置の動作によりそれぞれの第１及び
第２の歯車装置が係合するように構成されている。
【０００９】
【作用】本発明は二つのクラッチ及び二つの二重シンク
ロナイザを使用する四つの前進歯車を有する副軸自動変
速機に関する。変速機に対する歯車の係合は、係合され
るべき歯車を選択するようにシンクロナイザを切り換え
た後、液圧クラッチを作動させることによって達成され
る。
【００１０】本発明の設計は、従来の遊星変速機におけ
るアイドリン状態のグクラッチによって引き起こされる
粘性抵抗損失を減少することによって、効率を増加す
る。本発明は、また、パワーシフト、ロックサイクル
（ｒｏｃｋ ｃｙｃｌｅ）及び予め選択する能力を与え
る。副軸自動変速機は、歯車、軸系（ｓｈａｆｔｉｎ
ｇ）、軸受け及びシンクロナイザの点で手動変速機と同
じであるので、本発明の副軸の開発は手動変速機用の既
存の設備内で生産され得る。
【００１１】本発明は変速機の主軸に取り付けられた二
重クラッチパックを使用している。３位置シンクロナイ
ザはクラッチ及び同伴する歯車クラスタの各々と関連つ
けられている。四つの前進歯車のいずれかが係合された
とき、二つのシンクロナイザの一つのみが使用されて他
のシンクロナイザを中立に保ちかつ関連する歯車クラス
タを軸かれ切り離す。二つのシンクロナイザは副軸に配
置され、その副軸は対を成す歯車を取り付けている。ど
の前進歯車にあっても、次の歯車の増速又は減速は（他
の中立のシンクロナイザを使用することによって）予め
選択され、他のクラッチが解放されるにつれてそれと関
連したクラッチが係合されたとき、係合されて駆動す
る。
【００１２】前進速度において、一つのクラッチのみが
係合される。設計は自動動作も手動動作もできるように
している。手動モードにおいて、前進速度はアップーダ
ウン・トグル（ｕｐ−ｄｏｗｎ ｔｏｇｇｌｅ）によっ
て動作され、通常の歯車切り換えは必要としない。
【００１３】補助軸は後進歯車を取り付けるために使用
される。クラッチは交互に係合されてロックサイクルを
発生する。後進歯車は、後進用の別個のクラッチを係合
することなく補助軸（ｌａｙ ｓｈａｆｔ）を休止させ
て、後進歯車シンクロナイザによって選択される。
【００１４】本発明は幾つかの共通の構成要素を使用
し、主要な軸受けは互いに横に整合される。
【００１５】本発明の代わりの実施例において、二つの
クラッチは分離され、共通のハウジング内に収納されて
いない。この実施例において、後進用の補助軸は主軸に
接近されかつ変速機のパッケージの大きさを減少してい
る。この別の実施例における補助軸の変更された配置で
は、軸受けの軸方向位置が変更される必要がある。
【００１６】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。本発明の好ましい実施例が図１及び図２に
示されている。変速機は全体が参照番号１０で示されて
いる。
【００１７】変速機１０は単一の二重クラッチパッケー
ジ１２を使用している。クラッチパッケージ１２は主軸
１４に取り付けられている。エンジンからの動力はトル
クコンバータ１６によって主軸１４に伝達される。オイ
ルポンプ１８が装置を潤滑する。
【００１８】歯車クラスタ２０及び２２が主軸１４に回
転可能に取り付けられている。二重クラッチパッケージ
１２は二組のプレート及びディスク２４及び２４’と、
それらを作動する液圧ピストン２６及び２６’を備えて
いてる。
【００１９】歯車クラスタ２０は第１及び第３の歯車を
動作させる。ピニオン歯車３０は第１の歯車用に設けら
れ、ピニオン歯車３２は第３の歯車用に設けられてい
る。歯車クラスタ２０は二重クラッチパッケージ１２の
隣接する部分によって動作される。
【００２０】歯車クラスタ２２は４速変速機の第２及び
第４の歯車を動作させる。歯車クラスタ２２は、第２の
歯車用のピニオン歯車４０と、第４の歯車用のピニオン
歯車４２とを備えている。歯車クラスタ２２はクラッチ
パッケージ１２の中央の隣接する半分によって動作され
る。
【００２１】自動変速機１０は主軸１４の下に配置され
た副軸４８を備えている。歯車５０、５２、５４及び５
６は副軸４８に取り付けられている。これらの歯車は、
それぞれ、主軸に取り付けられたピニオン歯車３０、３
２、４２及び４０の相手の歯車になっている。
【００２２】シンクロナイザ６０及び６２は副軸４８に
接続されている。関連したクラッチが離脱されていると
き、歯車５０、５２、５４及び５６の一つはシンクロナ
イザ６０及び６２の一つによって選択される。その後、
駆動を選択された歯車に接続するために、対応するクラ
ッチが係合される。
【００２３】変速機からの最終の駆動は主駆動軸７０か
ら取り出される。最終の駆動は歯車７２によって差動装
置７４に接続される。歯車７２は副軸４８に取り付けら
れたピニオン歯車７６によって駆動される。
【００２４】補助軸８０は後進歯車を取り付けるために
設けられている。歯車４０によって駆動される歯車８２
は、後進歯車を選択するシンクロナイザ８４によって補
助軸８０に連結される。補助軸は、副軸４８に取り付け
られた歯車５０と常時かみ合っている歯車８６を取り付
けている。第１の歯車と同様に、後進歯車のために、シ
ンクロナイザ６０が歯車５０を副軸４８に接続する。後
進歯車はクラッチ２４’が動作されたとき係合される。
【００２５】パーキングホイール９０が補助軸８０に設
けられている。パーキングを行うために、シンクロナイ
ザが切り換えられて歯車５０を係合し、それによって歯
車５０を副軸４８にロックすることが必要である。シン
クロナイザ６０のこのような切り換えは、車両が停止ま
で減速されるとき、車両の自動特性である。車両はクラ
ッチが動作されたとき、第１速歯車で発進する。他方、
もし車が後進方向に移動されるべきならば、シンクロナ
イザ６０は既にある位置にある。パーキングホイールの
代わりとして、シンクロナイザ６０は一方の側に歯を有
し、パーキングホイールとして使用される。
【００２６】容易に参照できるようにするため、歯車、
クラッチ及びシンクロナイザの動作の詳細が記載されて
いる。この点に関して、図１を参照すると、右への移動
はトルクコンバータの方向への移動であり、左への移動
は歯車５６及び８２の方向への移動である。
【００２７】変速機が駐車又は中立にあるとき、クラッ
チ２４及び２４’のどちらも動作されない。シンクロナ
イザ６０、６２及び８４は、クラッチが動作されない限
りどの位置でも取り得る。すべての前進速度に対して、
歯車８２は補助軸８０に対して自由に回転し、他方シン
クロナイザ８４は歯車８２から切り離されることが必要
である。
【００２８】第１速歯車が動作されるとき、シンクロナ
イザ６０は右側位置に移動されて歯車５０を係合し、か
つクラッチ２４は動作される。クラッチ２４’は離脱し
たままになっているので、シンクロナイザはどの位置も
取り得る。もし左側位置にあると、第２速歯車の用意が
できる。クラッチの動作が互いに変更されると（クラッ
チ２４が解放されて、クラッチ２４’が動作される）、
第２速歯車が達成される。
【００２９】第３速歯車において、シンクロナイザ６０
は左に切り換えられ、クラッチ２４’は解放され、クラ
ッチ２４は動作される。それから第４速歯車に対して、
シンクロナイザ６２は右に切り換えられ（歯車５４を副
軸４８にロックするため）、クラッチ２４は解放されか
つクラッチ２４’は動作される。
【００３０】上記の副軸自動変速機はたくさんの特徴及
び利点を有する。使用する場合、変速機はかみ合い状態
にあるとき一時に一つのクラッチが係合されるだけであ
る。また、二つのクラッチは、各々が主軸に取り付けら
れかつタービン軸トルクをせいぜい１００％伝達するだ
けだから、同じ部品を使用し得る。
【００３１】前進速度に固定する場合、クラッチ２４及
び２４’の動作は各段階で交互に変更される。経済性を
最大にするため（粘性抵抗を無くすため）、現に駆動し
ていないシンクロナイザはどれも中立モード（中央位
置）もある。そうでないと、シンクロナイザは次の切り
換えの方向を予期する右位置又は左位置になり得る。
【００３２】後進歯車に対して、シンクロナイザ６０は
右側位置に、シンクロナイザ６２は中立位置に、かつシ
ンクロナイザ８４は歯車８２と係合された位置になけれ
ばならず、その後クラッチ２４’は動作される。
【００３３】ロックサイクルにおいて、シンクロナイザ
の設定は後進と同じであるが、クラッチは交互に動作さ
れる。すなわちクラッチ２４を動作すると第１速歯車を
係合し、クラッチ２４’を動作すると後進歯車を係合す
る。
【００３４】副軸４８に取り付けられたシンクロナイザ
６０及び６２は、左位置、右位置及び中央位置を有する
３位置ユニットである。前進歯車が係合されたとき、こ
れら二つの同期ユニットの一つが使用されるが、他は中
立位置に保たれる。その結果、係合されていないシンク
ロナイザ用の関連する歯車クラスタはその軸から切り離
され、それによってアイドルクラッチからの粘性抵抗ト
ルクを除去し、効率を最大にする。
【００３５】どの前進歯車にあっても、次の増速又は減
速は予め選択され（その他の中立のシンクロナイザを使
用することによって）、その後他のクラッチが解放され
るのにつれてそれに関連したクラッチが係合されたとき
係合されて駆動する。例えば、第１速歯車において、第
２速歯車は次の論理的な選択であり、しかるに、第４速
歯車にあるとき、次の論理的な選択は第３速歯車であ
る。第２速歯車から、通常の次の切り換えは、停止にな
る場合を除いて第３速歯車であり、しかるに、第３歯車
からの次の予期されるアップシフト又はダウンシフト
は、現在のスロットル位置、速度及び加速のようなファ
クタに依存する。
【００３６】本発明の他の特徴は、シンクロナイザ６０
及び６２の動作（示されていない）が、好ましくは液圧
又は電気機械式であることである。後進シンクロナイザ
８４は直接手動操作によって動作される。
【００３７】後進歯車にあるとき、ロックサイクル能力
は交互に係合するクラッチによって与えられる。これ
は、後進歯車に対して、歯車８２がその他中立のシンク
ロナイザ８４によって連結されるのに加えて、第１速歯
車に関しては歯車５０がシンクロナイザ６０によって連
結されなければならないので、達成される。
【００３８】後進歯車の機械化は本発明の他の特徴であ
る。駆動は主軸１４の歯車４０から取り出され、歯車４
０用の歯車クラスタ２２を動作するクラッチを逆転する
ために分割する。補助軸８０に取り付けられた歯車８６
は副軸４８に取り付けられた歯車５０とかみ合ってい
る。この配列により、後進歯車は、補助軸８０が休止し
ておりかつ別個のクラッチは追加されることなく、シン
クロナイザ８４によって選択される。全体的に、本発明
は比較的均一な設計を特徴とし、多くの共通の構成要素
を使用できる。また、主軸受けは互いに横に並べられか
つ他の軸受けのような同様の部材を使用し、これは有益
な設計上の特徴である、
【００３９】図１において、軸１４、４８及び８０に対
する軸受けは参照番号６６及び６８によって示されてい
る。
【００４０】本発明による副軸自動変速機の代わりの設
計１０’が図３及び図４に示されている。この実施例に
おいて、変速機の構成要素は図１に示される変速機の構
成要素と同じか又はそれに似ているが、異なる形状で配
列されている。構成要素が同じであるので、図において
同じ参照番号が付されている。代わりの実施例に示され
ているように、二つのクラッチは共通のハウジング内に
収納される必要はない（二重クラッチパック１２のよう
に）。代わりの実施例において、別個のクラッチパック
が使用されている。
【００４１】この代わりの実施例は、後進歯車用の補助
軸８０をクラッチパックの外径より半径方向外側に配置
する必要がなくなりかつ主軸１４に接近させることがで
きるので、変速機のパッケージの大きさを減少できる。
しかしながら、この実施例において、補助軸８０用の軸
受け６６’及び６８’は、その補助軸に取り付けられて
いる歯車の内側に配置する必要がある。
【００４２】動作において、図３及び図４に示された実
施例は図１及び図２に記載された実施例と同じ方法であ
る。
【００４３】本発明の特定の実施例が添付した図面及び
明細書において記載されてきたが、本発明は実施例の記
載通りに限定されるものではない。本発明の範囲を外れ
ることなく種々の改良、変更が可能である。
【００４４】
【発明の効果】本発明によれば、従来の変速機よりも燃
料効率がよく、しかも手動変速機用の既存の設備で自動
変速機を容易に造ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による副軸自動変速機の実施例の概略配
置図である。
【図２】図１の変速機の端面図であって、種々の歯車及
び軸の配置及び相互作用を示す図である。
【図３】本発明による副軸自動変速機の他の実施例の概
略配置図である。
【図４】図３の変速機の端面図であって、種々の歯車及
び軸の配置及び相互作用を示す図である。
【符号の説明】
１２ クラッチパッケージ １４ 主軸 １６ トルクコンバータ ２０、２２ 歯
車クラスタ ３０、３２ ピニオン歯車 ４０、４２ ピ
ニオン歯車 ４８ 副軸 ５０、５２ 歯
車 ５４、５６ 歯車 ６０、６２ シ
ンクロナイザ ７０ 主駆動軸 ８０ 補助軸

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 主軸と、 前記主軸に取り付けられた第１の歯車装置と、 前記第１の歯車装置を係合するための、前記主軸に配置
    された第１及び第２のクラッチと、 副軸と、 前記副軸に取り付けられた第２の歯車装置と、 前記第１のクラッチと関連つけられかつ前記副軸に取り
    付けられた第１のシンクロナイザと、 前記第２のクラッチと関連つけられかつ前記副軸に取り
    付けられた第２のシンクロナイザと、 補助軸と、 前記補助軸に取り付けられた第３の歯車装置と、 前記補助軸に取り付けられた第３のシンクロナイザと、
    を備え、前記第１及び第２の歯車装置の動作は、前記第
    １又は第２のシンクロナイザの一つを係合した後前記第
    １及び第２のクラッチの一つを動作させることによって
    行われる副軸自動変速機。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の副軸自動変速機におい
    て、前記第１及び第２のクラッチが互いに隣接して配置
    されている副軸自動変速機。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の副軸自動変速機におい
    て、前記第１及び第２のクラッチ用のハウジングを備
    え、前記クラッチが前記ハウジング内で互いに隣接して
    配置され、二重クラッチパッケージを形成している副軸
    自動変速機。
  4. 【請求項４】 請求項２に記載の副軸自動変速機におい
    て、前記変速機が第４の前進歯車及び後進歯車を有する
    副軸自動変速機。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の副軸自動変速機におい
    て、前記第１の歯車装置が第１の歯車クラスタ及び第２
    の歯車クラスタを備える副軸自動変速機。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の副軸自動変速機におい
    て、前記第１のクラッチが前記第１の歯車クラスタを動
    作しかつ前記第２のクラッチが前記第２の歯車クラスタ
    を動作する副軸自動変速機。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載の副軸自動変速機におい
    て、前記第３の歯車装置が後進歯車を含む副軸自動変速
    機。
  8. 【請求項８】 変速機ハウジングと、 前記ハウジングに回転可能に取り付けられた主軸と、 前記主軸に取り付けられた第１のクラッチ装置と、 前記主軸に取り付けられた第２のクラッチ装置と、 前記第１のクラッチ装置に隣接して前記主軸に取り付け
    られた第１の歯車装置と、 前記第２のクラッチ装置に隣接して前記主軸に取り付け
    られた第２の歯車装置と、 前記ハウジングに取り付けられた副軸と、 前記副軸に取り付けられかつ前記第１の歯車装置と作動
    関係にある第３の歯車装置と、 前記副軸に取り付けられ前記かつ第２の歯車装置と作動
    関係にある第４の歯車装置と、を備え、前記第１及び第
    ２のクラッチ装置の動作によりそれぞれの第１及び第２
    の歯車装置が係合する自動変速機。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載の自動変速機において、
    前記第１のクラッチ装置及び前記第２のクラッチ装置が
    前記主軸に互いに隣接して配置されている自動変速機。
  10. 【請求項１０】 請求項８に記載の自動変速機におい
    て、前記第３の歯車装置に動作的に関連付けられて前記
    副軸に取り付けられた第１のシンクロナイザと、前記第
    ４の歯車装置に動作的に関連付けられて前記副軸に取り
    付けられた第２のシンクロナイザとを備える自動変速
    機。
  11. 【請求項１１】 請求項８に記載の自動変速機におい
    て、補助軸と、その補助軸に取り付けられた第５の歯車
    装置とを備えた自動変速機。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の自動変速機におい
    て、前記第５の歯車装置が前記主軸に取り付けられた前
    記第２の歯車装置と前記副軸に取り付けられた前記第３
    の歯車装置との両者に作動的に関連つけられている自動
    変速機。
  13. 【請求項１３】 請求項８に記載の自動変速機におい
    て、前記第５の歯車装置と動作的に関連付けられて前記
    補助軸に取り付けられた第３のシンクロナイザを備える
    自動変速機。
  14. 【請求項１４】 請求項８に記載の自動変速機におい
    て、パーキングホイール装置を備える自動変速機。
  15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の自動変速機におい
    て、補助軸を備え、前記パーキングホイール装置が補助
    軸に配置されている自動変速機。
  16. 【請求項１６】 請求項１４に記載の自動変速機におい
    て、前記パーキングホイール装置が前記第１のシンクロ
    ナイザの一部である自動変速機。
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