JPH0648044B2 - 車両用歯車変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両用の伝動装置として用いられる歯車変速
機に関する。

〔従来の技術〕

従来、それぞれ変速機ケースに相互に平行して配設さ
れ、トルクコンバータを介してエンジンに駆動連結され
た入力軸と、ディファレンシャル機構に駆動連結された
出力軸と、中間軸との３軸を有し、入力軸と出力軸に、
それぞれ一方が固定され、他方が回転自在に支持される
とともに湿式多板クラッチを介して断続連結せしめら
れ、相互に噛合する複数の固定ギヤと断続自在ギヤとが
配設された車両用歯車変速機として実開昭５４−１２６
７６号に開示の技術がある。

この変速機では、入出力軸と中間軸との間の複数段の変
速と入出力軸間の１段の減速とが湿式多板クラッチの係
脱による各ギヤの軸への断続で達成される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記従来の車両用歯車変速機では、３軸構成
により軸方向寸法の短縮は可能なものの、中間軸上の歯
車を介する複数段の変速でトルク伝達効率が低下するこ
と、ギヤ枚数が増加するため装置を全体として小型化す
ることが困難であること等の問題点がある。

そこで本発明は、伝達軸を３軸構成とすることにより軸
方向寸法の短縮を図った車両用歯車変速機において、主
として発進に用いられるため高トルクを要する前進１連
及び後進時には中間軸を介する複数段の減速により十分
なギヤ比を確保し、走行段に当たる２速以上では入、出
力軸間の１段の減速により高いトルク伝達効率を維持
し、しかも上記減速段数の増加に伴うギヤ枚数の増加を
動力伝達経路の下流側の共通化により防止して、小型化
とそれによる多段化をも可能とした車両用歯車変速機を
提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、第１発明の車両用歯車変速
機は、それぞれ変速機ケースに相互に平行して配設さ
れ、トルクコンバータを介してエンジンに駆動連結され
た入力軸と、ディファレンシャル機構に駆動連結された
出力軸と、中間軸とを有し、前記入力軸と前記出力軸
に、それぞれ一方が固定され、他方が回転自在に支持さ
れるとともに湿式多板クラッチを介して断続連結せしめ
られ、相互に噛合する複数の固定ギヤと断続自在ギヤと
が配設された車両用歯車変速機において、前記中間軸に
は、該中間軸に回転自在に支持されて第１の湿式多板ク
ラッチを介して前記中間軸に断続連結せしめられるとと
もに前記入力軸に固定された第１の固定ギヤと常時噛合
した第１の断続自在ギヤと、前後進切換用ドッグクラッ
チと、前記中間軸にそれぞれ回転自在に支持されて前記
前後進切換用ドッグクラッチを介して前記中間軸に選択
的に連結せしめられる前進用ギヤと後進用ギヤとが配設
され、前記入力軸には、前記前進用ギヤに常時噛合した
中間断続自在ギヤと、前記後進用ギヤにアイドラギヤを
介して常時噛合した第２の断続自在ギヤとが一体回転す
るよう連結せしめられて前記入力軸に回転自在に支持さ
れるとともに第２の湿式多板クラッチを介して前記入力
軸に断続連結せしめて配設され、前記出力軸には、前記
第２の断続自在ギヤに常時噛合した第２の固定ギヤが固
定して配設され、前記第１の湿式多板クラッチの係合に
より、前記第１の固定ギヤと前記第１の断続自在ギヤと
の間、前記前進用ギヤと前記中間断続ギヤとの間及び前
記第２の断続自在ギヤと前記第２の固定ギヤとの間の３
段の減速による前進１速が達成され、前記第２の湿式多
板クラッチの係合により、前記第２の断続自在ギヤと前
記第２の固定ギヤとの間の１段の減速による前進２速が
達成され、前記第１の湿式多板クラッチの係合と前記前
進後進切換用ドッグクラッチの後進側への切換えとによ
り、前記第１の固定ギヤと前記第１の断続自在ギヤとの
間及び前記アイドラギヤと第２の断続自在ギヤとを介し
た前記後進用ギヤと前記第２の固定ギヤとの間の２段の
減速による後進が達成されることを特徴とするものであ
る。

また、第２発明は、さらに前記出力軸には、前記第１の
固定ギヤと常時噛合し、前記出力軸に回転自在に支持さ
れて第３の湿式多板クラッチを介して前記出力軸に断続
連結せしめられる第３の断続自在ギヤが配設され、前記
第３の湿式多板クラッチの係合により前記第１の固定ギ
ヤと前記第３の断続自在ギヤとの間の１段の減速による
前進３３速が達成されることを特徴とする。

さらに、第３発明は、前記入力軸には、第３の固定ギヤ
が固定して配設され、前記出力軸には、前記第３の固定
ギヤと常時噛合して前記出力軸に回転自在に支持されて
第４の湿式多板クラッチを介して前記出力軸に断続連結
せしめられる第４の断続自在ギヤが配設され、前記第４
の湿式多板クラッチの係合により前記第３の固定ギヤと
前記第４の断続自在ギヤとの間の１段の減速による前進
４速が達成されることを特徴とする。

〔作用及び発明の効果〕

このように構成した第１発明の両用歯車変速機にあって
は、伝動軸の３軸化により軸方向寸法の短縮が図れるば
かりでなく、前進１速時には第１の湿式多板クラッチの
係合により、第１の固定ギヤと第１の断続自在ギヤとの
間、前進用ギヤと中間断続ギヤとの間及び第２の断続自
在ギヤと第２の固定ギヤとの間の３段の減速による大き
なギヤ比が得られ、また、後進においても、第１の湿式
多板クラッチの係合と前後進切換用ドッグクラッチの後
進側への切換えとにより、第１の固定ギヤと第１の断続
自在ギヤとの間、アイドラギヤと第２の断続自在ギヤと
を介した後進用ギヤと第２の固定ギヤとの間の２段の減
速による大きなギヤ比が得られる。そして、前進２速は
第２の湿式多板クラッチの係合により第２の断続自在ギ
ヤと第２の固定ギヤとの間の１段のみの減速で達成され
るので、多数の歯車を介することによるトルク伝達効率
の低下を抑えることができる。

さらに、第１発明においては、前進１速、前進２速及び
後進時に第２の断続自在ギヤと第２の固定ギヤが共通の
動力経路となるため、ギヤ枚数の増加を避けた小型化が
可能となり、このことは、一般に複数段の減速を行った
場合、動力伝達経路における下流側の歯車は減速による
トルク増幅に耐える大型のものとしなければらないのに
に対して、本発明では第２の断続自在ギヤと第２の固定
ギヤを１速及び後進において動力伝達経路下流側の共通
の歯車として、これら大トルク容量の歯車の併設を避け
ていることと相まって、より一層の小型化が達成され
る。

また、第２発明では、上記に加えて、前進３速において
も、前進２速と同様に１段のみの減速による高いトルク
伝達効率が維持される。

さらに、第３発明では、上記に加えて、前進４速におい
ても、前進３速と同様に１段のみの減速による高いトル
ク伝達効率が維持される。

〔実施例〕

以下、図面に沿い本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の車両用歯車変速機の第１実施例を示
し、１は流体式トルクコンバータ、２ははす歯歯車の組
合せよりなる前進３速後進１速の歯車変速機構、３はデ
ィファレンシャル機構、４はこれらが収容された変速機
ケースである。変速機ケース４は、トルクコンバータハ
ウジング41と、トランスミッションケース42と、リアカ
バー43との３分割構造とした。

トルクコンバータ１は、公知の構造を有し、エンジンの
出力軸に連結されるトルクコンバータ入力軸11、該入力
軸11に連結されたフロントカバー12、該カバー12に連結
されたポンプ13、ポンプ13に対向してポンプ13とフロン
トカバー12との間に配置されたタービン14、一方向クラ
ッチ15を介して変速機ケース連結されたステータ16及び
タービン14に連結されたトルクコンバータ出力軸17から
なる。

歯車変速機２は、前記トルクコンバータ１の出力軸17と
一体である入力軸21、該軸21に平行して配設された中間
軸22及び出力軸23を備える。

入力軸21には、トルクコンバータ１とは反対側（図の左
側）の端部に第１の固定ギヤＧ₁₃が配置され、右側端部
に第２の湿式多板クラッチＣ₂の一方の部材が配設さ
れ、これらの間に第２の湿式多板クラッチＣ₂の他方の
部材を一体に形成した中空軸24が配設され、中空軸24と
入力軸21とが断続自在に連結されている。第２の湿式多
板クラッチＣ₂は、第１クラッチＣ₂₁、第１クラッチＣ
₂₁と並列された第２クラッチＣ₂₂及び第２クラッチＣ₂₂
と第１の中間断続自在ギアｇ₁′との間に直列に取付け
られた一方向クラッチＦ₂からなる。

中間軸22には、左側端部に前記第１の固定ギヤＧ₁₃と常
時噛合した第１の断続自在ギヤｇ₁が回転自在に支持さ
れ、右側には前進用ギヤＧ_f及び後進用ギヤＧ_ｒが回転
自在に支持されている。第１の断続自在ギヤｇ₁は第１
の湿式多板クラッチＣ₁により中間軸22に断続自在に連
結されている。この第１のクラッチＣ₁は、第１クラッ
チＣ₁₁、該クラッチＣ₁₁に並列された第２クラッチＣ₁₂
及び第２クラッチＣ₁₂と第１の断続自在ギヤｇ₁との間
に直列に取り付けられた一方向クラッチＦ₁からなる。
前進ギヤＧ_ｆ及び後進ギヤＧ_ｒ前後進切換用ドッグクラ
ッチＣ₀により選択的に中間軸22に連結される。

出力軸23には、中間に前記第１の固定ギヤＧ₁₃に常時噛
合った第３の断続自在ギヤｇ₃が回転自在に支持される
と共に第３の湿式多板クラッチＣ₃が設けられ、第３の
断続自ギヤｇ₃がこのクラッチを介して断続自在に連結
され、その右側には第２の固定ギヤＧ₂が設けられ、そ
れらの右側に出力ギヤ25とパーキングギヤ26が設けられ
ている。

入力軸21に対して回転可能に配設された中間軸24には、
一端に前記前進用ギヤＧ_ｆと噛合した第１の中間断続自
在ギヤｇ₁′が固定され、その右側に前記第２の固定ギ
ヤＧ₂に常時噛合した第２の断続自在ギヤｇ₂と第２のク
ラッチＣ₂の他方の部材が固定されている。この第２の
断続自在ギヤｇ₂はアイドラギヤＧ_iを介して前記後進用
ギヤＧ_ｒに噛合している。

ディファレンシャル機構３は前記出力ギヤ25に常時噛合
された入力ギヤ31を備えている。

次に、この車両用歯車変速機の作用を説明する。前進と
後進の切換えはドッグクラッチＣ₀で行われる。ドッグ
クラッチＣ₀を前進側に設定したとき（ギヤＧ_ｆが中間
軸22に連結する）、第１速は第１のクラッチＣ₁の係合
で、第２速は第１のクラッチＣ₁の解放と第２のクラッ
チＣ₂の係合で、第３速は第２のクラッチＣ₂の解放と第
３のクラッチＣ₃の係合でそれぞれ達成される。各ギヤ
の歯数を表１のごとく設定すると各速度段の減速比は表
２のようになる。

この車両用歯車変速機においては、３軸式にすることに
より、全長を短くし、大きいギヤ比を得るとともにギア
比の設定の自由度を大きくし、伝動効率を向上させてお
り、また、第１速と第３速で歯車列の一部を共用してい
るためギヤ枚数を最小限に押さえた構造を実現でき、さ
らに、第１速又は後進を多段噛合としてギア比を1.5〜
1.8の範囲に収め、結果的に変速機をコンパクトにして
いる。

さらに本実施例は次の効果を奏する。

(a)第１のクラッチＣ₁に一方向クラッチを組み込んだこ
とにより、エンジンブレーキが効くようになり、急坂路
を下りるときに好都合である。

(b)同一断面上にクラッチが重ならないレイアウトによ
り軸間距離が短縮され、計量化される。

(c)キックダウン時の応答時間が長くならないため、１
段跳びの変速が可能となる。

(d)加工が容易なはす歯外歯車で歯車列を構成可能なの
で、加工が難しい内歯歯車を要する遊星歯車列を用いた
従来の変速機に比べて製作が容易であり、コストダウン
効果もある。

(e)軸の短縮により、軸撓みが減少するので軸径を細く
でき、ベアリングのサイズも小さくなるという利点を有
する。

第２図は第２実施例を示す。第１図と同一符号は同一機
能の構成要素を示す。本実施例では、第１実施例におけ
る第３のクラッチＣ₃を図に示すごとく左側端部に配置
したものであり、同様の作用効果を奏する。

第３図は第３実施例を示す。本実施例では、第１実施例
における入力軸21の左側端部に第４の固定ギヤＧ₄と該
ギヤＧ₄に常時噛合した第４の断続自在ギヤｇ₄が回転自
在に支持され、このギヤが第４の湿式多板クラッチＣ₄
を介して出力軸23に断続自在に連結され前進４速構成と
している。

この車両用歯車変速機の作用を説明する。前進と後進の
切換えはドッグクラッチＣ₀で行われる。ドッグクラッ
チＣ₀を前進側に設定したとき（ギヤＧ_ｆが中間軸22に
連結する）、第１速は第１のクラッチＣ₁の係合で、第
２速は第１のクラッチＣ₁の解放と第２のクラッチＣ₂の
係合で、第３速は第２のクラッチＣ₂の解放と第３のク
ラッチＣ₃の係合で、第４速は第３のクラッチＣ₃の解放
と第４のクラッチＣ₄の係合でそれぞれ達成される。各
ギヤの歯数を表３のごとく設定すると各速度段の減速比
は表４のようになる。

上述の構成及び作用よりなる第３実施例の変速機は、上
述の第１実施例と同様の作用効果を奏するうえに、一つ
の歯車列及びクラッチの追加によってさらに前進第４速
の歯車列を有するもので、変速範囲を広げると共に、オ
ーバートップを可能にして車両の高速走行時のエンジン
回転を下げるという利点を有する。

第４図は第４実施例を示す。本実施例では第３実施例に
おける第３のクラッチＣ₃と第４のクラッチＣ₄との配置
を逆にしており、変速機ケース４をトルクコンバータハ
ウジング41、トランスミッションケース42、リアカバー
43の３分割とし、第４速のクラッチギヤをリアカバー43
側に配置した。

上述の構成よりなる第４実施例の変速機は、第３実施例
と同様の作用効果を奏するうえに、変速機ケース４の３
分割構造により、サービス性が向上すると共に、第４速
のクラッチギヤのリアカバー43側への配置により、前進
３速及び前進４速の自自動変速機のトルクコンバータハ
ウジング41及びトランスミッションケース2の共通化を
実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る車両用歯車変速機の
骨格図、第２図は第２実施例に係る車両用歯車変速機の
骨格図、第３図は第３実施例に係る車両用歯車変速機の
骨格図、第４図は第４実施例に係る車両用歯車変速機の
骨格図である。 １……トルクコンバータ、３……ディファレンシャル機
構、４……変速機ケース、21……入力軸、22……中間
軸、23……出力軸、Ｃ₀……前後進切換用ドッグクラッ
チ、Ｃ₁……第１の湿式多板クラッチ、Ｃ₂……第２の湿
式多板クラッチ、Ｃ₃……第３の湿式多板クラッチ、Ｃ₄
……第４の湿式多板クラッチ、Ｇ₁₃……第１の固定ギ
ヤ、Ｇ₂……第２の固定ギヤＧ₄……第３の固定ギヤ、Ｇ
_ｆ……前進用ギヤ、Ｇ_ｉ……アイドラギヤ、Ｇ_ｒ……後
進用ギヤ、ｇ₁……第１の断続自在ギヤ、ｇ₁′……中間
断続自在ギヤ、ｇ₂……第２の断続自在ギヤ、ｇ₃……第
３の断続自在ギヤ、ｇ₄……第４の断続自在ギヤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−94658（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−12676（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−142737（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれ変速機ケースに相互に平行して配
   設され、トルクコンバータを介してエンジンに駆動連結
   された入力軸と、ディファレンシャル機構に駆動連結さ
   れた出力軸と、中間軸とを有し、 前記入力軸と前記出力軸に、それぞれ一方が固定され、
   他方が回転自在に支持されるとともに湿式多板クラッチ
   を介して断続連結せしめられ、相互に噛合する複数の固
   定ギヤと断続自在ギヤとが配設された車両用歯車変速機
   において、 前記中間軸には、該中間軸に回転自在に支持されて第１
   の湿式多板クラッチを介して前記中間軸に断続連結せし
   められるとともに前記入力軸に固定された第１の固定ギ
   ヤと常時噛合した第１の断続自在ギヤと、前後進切換用
   ドッグクラッチと、前記中間軸にそれぞれ回転自在に支
   持されて前記前後進切換用ドッグクラッチを介して前記
   中間軸に選択的に連結せしめられる前進用ギヤと後進用
   ギヤとが配設され、 前記入力軸には、前記前進用ギヤに常時噛合した中間断
   続自在ギヤと、前記後進用ギヤにアイドラギヤを介して
   常時噛合した第２の断続自在ギヤとが一体回転するよう
   連結せしめられて前記入力軸に回転自在に支持されると
   ともに第２の湿式多板クラッチを介して前記入力軸に断
   続連結せしめて配設され、 前記出力軸には、前記第２の断続自在ギヤに常時噛合し
   た第２の固定ギヤが固定して配設され、 前記第１の湿式多板クラッチの係合により、前記第１の
   固定ギヤと前記第１の断続自在ギヤとの間、前記前進用
   ギヤと前記中間断続ギヤとの間及び前記第２の断続自在
   ギヤと前記第２の固定ギヤとの間の３段の減速による前
   進１速が達成され、前記第２の湿式多板クラッチの係合
   により、前記第２の断続自在ギヤと前記第２の固定ギヤ
   との間の１段の減速による前進２速が達成され、前記第
   １の湿式多板クラッチの係合と前記前後進切換用ドッグ
   クラッチの後進側への切換えとにより、前記第１の固定
   ギヤと前記第１の断続自在ギヤとの間及び前記アイドラ
   ギヤと第２の断続自在ギヤとを介した前記後進用ギヤと
   前記第２の固定ギヤとの間の２段の減速による後進が達
   成されることを特徴とする車両用歯車変速機。
2. 【請求項２】さらに前記出力軸には、前記第１の固定ギ
   ヤと常時噛合し、前記出力軸に回転自在に支持されて第
   ３の湿式多板クラッチを介して前記出力軸に断続連結せ
   しめられる第３の断続自在ギヤが配設され、前記第３の
   湿式多板クラッチの係合により前記第１の固定ギヤと前
   記第３の断続自在ギヤとの間の１段の減速による前進３
   速が達成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の車両用歯車変速機。
3. 【請求項３】さらに、前記入力軸には、第３の固定ギヤ
   が固定して配設され、前記出力軸には、前記第３の固定
   ギヤと常時噛合して前記出力軸に回転自在に支持されて
   第４の湿式多板クラッチを介して前記出力軸に断続連結
   せしめられる第４の断続自在ギヤが配設され、前記第４
   の湿式多板クラッチの係合により前記第３の固定ギヤと
   前記第４の断続自在ギヤとの間の１段の減速による前進
   ４速が達成されることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の車両用歯車変速機。