JPH08226501A - 自動変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発進制御の容易な自動変速機を提供する。 【構成】 動力源から発進クラッチ８を介してトルクの
伝達される入力軸１と該入力軸１に平行に配置したカウ
ンタ軸２とのそれぞれの軸上に、互いに噛合した複数の
変速ギヤ対が配置され、互いに噛合した変速ギヤ対のう
ち一方のギヤが該ギヤを保持している軸に対して回転自
在に取り付けられるとともに、該軸と前記一方のギヤと
を選択的に連結する連結手段が設けられ、前記一方のギ
ヤに噛合している他方のギヤが該ギヤを保持している軸
に回転不能に取り付けられている自動変速機において、
前進第１速を設定するギヤ対２１，２２のうちカウンタ
軸２に対して回転自在なドリブンギヤ２２とその軸２と
の間に、ドリブンギヤ２２からカウンタ軸２に向けてト
ルクを伝達する一方向クラッチ２３が配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、入力側の第１の軸と
出力側の第２の軸との間でトルクの伝達を行うギヤ対を
選択することにより、変速を実行するように構成した自
動変速機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように車両用の自動変速機は、歯
車によるトルクの伝達経路を変えることにより変速比を
変更し、複数の前進段および後進段に設定するように構
成されている。その歯車変速機構としては、複数組の遊
星歯車機構を主体として構成したものや互いに噛合する
ギヤ対を、互いに平行に配した軸の間に設け、それらの
ギヤ対を選択する構成などが従来知られている。

【０００３】特開平３−７９８５０号公報には、後者の
例が記載されており、これを簡単に説明すると、歯車列
は、互いに噛合した複数のギヤ対を備えており、その一
方のギヤはこれを保持している軸に対して回転不能に取
り付けられ、また他方のギヤはこれを保持している軸に
対して回転自在に取り付けられるとともに、その軸とギ
ヤとの間にシンクロナイザなどの連結手段が配置されて
いる。これら複数のギヤ対および軸を備えた歯車変速装
置に対する入力手段として、エンジンからのトルクを選
択的に伝達する発進クラッチが設けられている。そして
この発進クラッチおよび前記連結手段をアクチュエータ
によって選択的に係合・解放することにより、トルクの
伝達経路を変更して変速を実行するように構成されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の自動変
速機では、歯車変速装置における各連結手段すなわち変
速用クラッチを解放しておけばニュートラル状態とな
り、この状態から発進する場合には、まず発進用クラッ
チを解放して歯車変速装置へのトルクの入力を遮断し、
この状態で発進用の変速段である第１速を設定するため
の変速用クラッチを係合させる。その後に発進用クラッ
チを半クラッチの状態を経て次第に係合させ、歯車変速
装置にエンジンからのトルクを伝達する。またニュート
ラル状態で発進用クラッチを解放状態に維持するとすれ
ば、第１速を設定するための変速用クラッチを先ず係合
させた後に、発進用クラッチを係合させることになる。

【０００５】このように上記従来の自動変速機では、発
進時に第１速を設定するための変速用クラッチと発進用
クラッチとの少なくとも二つのクラッチを同時に制御す
る必要があるために、制御が複雑になり、また発進応答
性が悪化する可能性があった。

【０００６】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たもので、発進応答性に優れた自動変速機を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、第１速用のギヤによる第１軸から第
２軸へのトルクの伝達経路に一方向クラッチを介在させ
たことを特徴とするものである。より具体的には、この
発明は、動力源から発進クラッチを介してトルクの伝達
される第１軸と該第１軸に平行に配置した第２軸とのそ
れぞれの軸上に、互いに噛合した複数の変速ギヤ対が配
置され、それら互いに噛合した変速ギヤ対のうち一方の
ギヤが該ギヤを保持している軸に対して回転自在に取り
付けられるとともに、該軸と前記一方のギヤとを選択的
に連結する連結手段が設けられ、かつ前記一方のギヤに
噛合している他方のギヤが該ギヤを保持している軸に回
転不能に取り付けられている自動変速機において、前進
第１速を設定するギヤ対のうち前記いずれかの軸に対し
て回転自在な一方のギヤとその軸との間に、ギヤから軸
に向けてもしくは軸からギヤに向けてトルクを伝達する
一方向クラッチが配置されていることを特徴とするもの
である。

【０００８】

【作用】この発明における自動変速機では、互いに噛合
しているギヤ対のうちの一方のギヤは、これを保持して
いる軸に対して回転自在であり、したがっていずれかの
ギヤ対についての連結手段を係合状態とすれば、このギ
ヤ対を介して第１軸から第２軸にトルクが伝達され、所
定の変速段が設定される。それらの変速段のうち第１速
については、発進用クラッチを係合してトルクを伝達す
ると、軸に対して回転自在なギヤとその軸との間に配置
してある一方向クラッチが係合し、そのギヤ対を介して
第１軸から第２軸に対してトルクが伝達され、第１速が
設定される。すなわちこの第１速については、発進用ク
ラッチを係合させれば一方向クラッチが係合してトルク
の伝達が行われるので、制御するべきクラッチが一つで
よく、制御性および発進応答性が良好になる。

【０００９】

【実施例】つぎにこの発明を図に示す実施例に基づいて
説明する。図１はこの発明の一実施例を概略的に示す断
面図であり、第１軸としての入力軸１と第２軸としての
カウンタ軸２とが、ケーシング３の内部に互いに平行に
軸受４，５によって回転自在に保持されている。すなわ
ちケーシング３は軸線方向において、２分割もしくは３
分割するように構成されており、その軸線方向での前後
２箇所に中心部に向けて突出した隔壁状のサポート６，
７が形成されている。入力軸１はこれらのサポート６，
７を貫通するとともに、そのサポート６，７の内周部に
嵌合させた軸受４によって回転自在に保持されている。

【００１０】入力軸１の先端部はフロントサポート（図
１における右側のサポート）６から突出しており、その
突出端の外周に発進クラッチ８が設けられている。すな
わち、入力軸１の先端外周部にクラッチケーシング９が
回転自在に取り付けられている。このクラッチケーシン
グ９の先端部には、ドライブプレート１０を連結するた
めのプレート１１が一体的に設けられている。

【００１１】また、クラッチケーシング９の内部には、
ダンパー機構１２を介して入力軸１に連結したクラッチ
ディスク１３が同心円上に配置されている。このクラッ
チディスク１３はクラッチケーシング９の内面に取り付
けた受圧板１４に対向しており、またこの受圧板１４に
対してクラッチディスク１３を挟んだ反対側には、プッ
シャプレート１５が軸線方向に前後動可能に配置されて
いる。

【００１２】このプッシャプレート１５は円環状の部材
であって、クラッチケーシング９と同心円上に配置され
ている。また、このプッシャプレート１５の内周側の背
面（クラッチディスク１３とは反対側の面）には突起部
が形成されている。さらに、クラッチケーシング９の内
部にはプッシャプレート１５の突起部を当接させたダイ
ヤフラムスプリング１６が配置されている。

【００１３】このダイヤフラムスプリング１６は従来の
手動変速機における乾式クラッチに用いられているもの
と同様に、外心部と中心部とが軸線方向にずれた円環状
の板バネ部材であって、その外周部をスナップリング１
７によって固定することにより、クラッチケーシング９
に対して保持されている。

【００１４】このダイヤフラムスプリング１６の半径方
向での中間部に前記プッシャプレート１５の突起部が当
接しており、またこのダイヤフラムスプリング１６の内
周部が油圧サーボピストン１８に当接している。すなわ
ち、クラッチケーシング９の内周部で入力軸１の先端側
の部分には、円環状の油圧サーボシリンダ１９が形成さ
れており、このシリンダ１９の内部に環状のピストン１
８が軸線方向に前後動するよう収容されている。このピ
ストン１８の図１での右側の部分が油圧室であって、こ
こに入力軸１に形成した油路を介して油圧を供給するこ
とにより、ピストン１８が図１の左方向に前進してダイ
ヤフラムスプリング１６の内周部を軸線方向へ押圧する
ようになっている。

【００１５】上記フロントサポート６のうち発進クラッ
チ８側の側面には、油圧ポンプ２０が取り付けられてい
る。前記クラッチケーシング９の端部は、入力軸１の外
周面に沿ってこの油圧ポンプ２０の内部に挿入されてお
り、油圧ポンプ２０における可動部に、クラッチケーシ
ング９の端部が連結されている。すなわち、クラッチケ
ーシング９を介して、油圧ポンプ２０を駆動するよう構
成されている。

【００１６】カウンタ軸２を回転自在に支持する一対の
軸受５が、リヤサポート７とケーシング３とに取り付け
られている。このカウンタ軸２と前記入力軸１との間に
は、互いに噛合した五対のギヤ対が設けられている。こ
れらのギヤ対について順に説明すると、入力軸１の中間
部外周には、第１速用ドライブギヤ２１が形成されてお
り、この第１速用ドライブギヤ２１に噛合している第１
速用ドリブンギヤ２２が、カウンタ軸２の外周に回転自
在に取り付けられている。すなわち、カウンタ軸２の外
周には、一方向クラッチ２３が回転自在に取り付けられ
ており、第１速用ドリブンギヤ２２の内周側の一部は、
この一方向クラッチ２３のアウターレースを形成してい
る。なお、この一方向クラッチ２３は第１速用ドリブン
ギヤ２２からインナーレースに向けてトルクを伝達する
方向で係合するように設定されている。

【００１７】この一方向クラッチ２３に隣接してクラッ
チハブ２４がカウンタ軸２にスプライン嵌合されてお
り、一方向クラッチ２３のインナーレースの一部はこの
クラッチハブ２４と外径が一致するように外周側に延出
している。このクラッチハブ２４と一方向クラッチ２３
のインナーレースの外周面とには、スプラインが形成さ
れており、このスプライン部分にハブスリーブ２５が軸
線方向に移動可能に嵌合させられている。すなわち、ハ
ブスリーブ２５がクラッチハブ２４とインナーレースと
の両方のスプラインに嵌合することにより、両者の間で
トルクを伝達するように構成されている。

【００１８】リヤサポート７から突出した入力軸１の端
部には、第２速用ドライブギヤ２６が回転自在に嵌合さ
れており、この第２速用ドライブギヤ２６に噛合してい
る第２速用ドリブンギヤ２７がリヤサポート７から突出
したカウンタ軸２の外周部にスプライン嵌合させられて
いる。また、第２速用ドライブギヤ２６に隣接して第２
速用クラッチ２８が設けられている。

【００１９】このクラッチ２８は湿式多板クラッチであ
って、クラッチディスクを外周部にスプライン嵌合させ
たクラッチハブ２９が第２速用ドライブギヤ２６に連結
されている。また、円筒部分の内周面にクラッチプレー
トをスプライン嵌合させたクラッチドラム３０が、入力
軸１の端部にスプライン嵌合させられている。そして、
油圧サーボピストン３１がクラッチドラム３０の内部に
軸線方向へ前後動するよう配置されている。そしてこの
油圧サーボピストン３１の背面側（図１の左側）に入力
軸１の内部に形成した油路から油圧を供給することによ
り、油圧サーボピストン３１が図１の右方向に移動し
て、クラッチ２８を係合させるように構成されている。

【００２０】前記第１速用ドライブギヤ２１に隣接して
第３速用ドライブギヤ３２が入力軸１に回転自在に保持
されている。この第３速用ドライブギヤ３２に噛合して
いる第３速用ドリブンギヤ３３が、カウンタ軸２の外周
部にスプライン嵌合させられている。第３速用ドライブ
ギヤ３２を入力軸１に選択的に連結するための第３速用
クラッチ３４が第３速用ドライブギヤ３２に隣接して設
けられている。

【００２１】この第３速用クラッチ３４は、前述した第
２速用クラッチ２８と同様な構成であって、クラッチハ
ブ３５が第３速用ドライブギヤ３２と一体化されてお
り、またクラッチドラム３６が入力軸１にスプライン嵌
合させられている。そして、このクラッチ３４を係合さ
せるための油圧サーボピストン３７がクラッチドラム３
６の内部に軸線方向へ前後動するよう収容されている。
この油圧サーボピストン３７を動作させるための油圧を
送る油路は入力軸１の内部に形成されている。

【００２２】入力軸１のうちフロントサポート６に接近
した箇所に、第４速用ドライブギヤ３８がスプライン嵌
合されている。この第４速用ドライブギヤ３８に噛合し
ている第４速用ドリブンギヤ３９はカウンタ軸２の外周
に回転自在に保持されている。この第４速用ドリブンギ
ヤ３９をカウンタ軸２に対して選択的に連結するための
第４速用クラッチ４０が第４速用ドリブンギヤ３９に隣
接して配置されている。

【００２３】この第４速用クラッチ４０も多板クラッチ
であって、そのクラッチハブ４１が第４速用ドリブンギ
ヤ３９に連結されており、またクラッチドラム４２がカ
ウンタ軸２にスプライン嵌合させられている。そしてこ
の第４速用クラッチ４０を係合させるための油圧サーボ
ピストン４３が、クラッチドラム４２の内部に軸線方向
へ前後動するよう収容されている。この第４速用クラッ
チ４３に対して油圧を供給するための油路はカウンタ軸
２の内部に形成されている。

【００２４】入力軸１のうち前述した第３速用クラッチ
３４に隣接した箇所に、第５速用ドライブギヤ４４がス
プライン嵌合させられている。この第５速用ドライブギ
ヤ４４に噛合している第５速用ドリブンギヤ４５は、カ
ウンタ軸２に回転自在に保持されている。この第５速用
ドリブンギヤ４５をカウンタ軸２に対して選択的に連結
する第５速用クラッチ４６が、リヤサポート７と第５速
用ドリブンギヤ４５との間に配置されている。

【００２５】この第５速用クラッチ４６も多板クラッチ
であって、クラッチハブ４７が第５速用ドリブンギヤ４
５に連結される一方、クラッチドラム４８がカウンタ軸
２にスプライン嵌合させられている。そして、第５速用
クラッチ４６を係合させるための油圧サーボピストン４
９がクラッチドラム４８の内部に軸線方向へ前後動する
ように収容されている。この第５速用クラッチ４６に対
して油圧を供給する油路はカウンタ軸２の内部に形成さ
れている。

【００２６】なお、後進用のギヤ対について説明する
と、カウンタ軸２にスプライン嵌合させた前記クラッチ
ハブ２４と第４速用ドリブンギヤ３９との間には、後進
用ドリブンギヤ５０が回転自在に配置されている。この
後進用ドリブンギヤ５０のうちクラッチハブ２４に接す
る部分は、クラッチハブ２４と同一外径に形成され、か
つその外周面にスプラインが形成されている。したがっ
てクラッチハブ２４と後進用ドリブンギヤ５０とは、ハ
ブスリーブ２５を両者のスプライン係合させることによ
りトルク伝達可能に連結されるようになっている。

【００２７】また、特には図示しないがケーシング３の
内部には、入力軸１およびカウンタ軸２と平行にリバー
ス軸が回転自在に保持されており、このリバース軸に例
えば第１速用ドライブギヤ２１に噛合したギヤおよびリ
バース用ドリブンギヤ５０に噛合した後進用ドライブギ
ヤが取り付けられている。したがって、ハブスリーブ２
５によってクラッチハブ２４と後進用ドリブンギヤ５０
とを連結することにより、後進端が設定されるようにな
っている。

【００２８】そしてカウンタ軸２の一端部にドライブギ
ヤ５１が形成されており、デフキャリヤ５２に取り付け
たドリブンギヤ５３がこのドライブギヤ５１に噛合して
いる。

【００２９】図２には上述した自動変速機をスケルトン
図で示してある。

【００３０】つぎに上述した自動変速機で各変速段を設
定する場合の動作について説明する。ニュートラル状態
では、発進クラッチ８における油圧サーボ機構から排圧
する。このようにすることにより、ダイヤフラムスプリ
ング１６の中心側の部分がその弾性力によって図１の右
方向に後退移動し、その結果、ダイヤフラムスプリング
１６の半径方向での中間部に当接しているプッシャプレ
ート１５が図１の右方向に移動してクラッチディスク１
３の押圧を解除する。すなわち発進クラッチ８を解放状
態とし、エンジンからの動力の伝達を遮断する。

【００３１】前進第１速を設定するためには、第２速な
いし第５速用のクラッチ２８，３４，４０，４６を解放
状態とするとともに、ハブスリーブ２５を図１に実線で
示す位置に移動させてクラッチハブ２４と一方向クラッ
チ２３のインナーレースとを連結する。そしてこの状態
で発進用クラッチ８の油圧サーボ機構に油圧を供給して
そのピストン１８を図１の左方向に移動させ、これによ
りダイヤフラムスプリング１６の中心部分を図１の左方
向に押圧する。

【００３２】その結果、ダイヤフラムスプリング１６が
スナップリング１７によって固定されている外周部分を
中心にして中心側の部分が軸線方向に変異するので、そ
の中間部分に当接しているプッシャプレート１５がダイ
ヤフラムスプリング１６に押されてクラッチディスク１
３側に移動する。すなわちプッシャプレート１５がクラ
ッチディスク１３を受圧板１４との間に挟み込み、発進
クラッチ８が係合状態になる。

【００３３】こうしてクラッチケーシング９からクラッ
チディスク１３およびダンパ機構１２を介して入力軸１
にトルクが伝達されると、第１速用ドライブギヤ２１か
ら第１速用ドリブンギヤ２２にトルクが伝達され、この
ドリブンギヤ２２が正回転する。そしてこのドリブンギ
ヤ２２の内周側に配置してある一方向クラッチ２３は、
ドリブンギヤ２２からカウンタ軸２に向けてトルクを伝
達する方向で係合するように設定されているので、入力
軸１が上述のように回転することによりこの一方向クラ
ッチ２３が係合する。

【００３４】一方向クラッチ２３は、前述したようにハ
ブスリーブ２５およびクラッチハブ２４を介してカウン
タ軸２に連結されているから、結局、入力軸１からカウ
ンタ軸２に対しては、この第１速用のギヤ対２１，２２
を介して動力が伝達される。その場合の変速比はこれら
のギヤ対２１，２２のギヤ比に基づいて定まり、前進第
１速となる。

【００３５】なお、その場合、油圧サーボ機構に供給す
る油圧を、圧力がゆっくり上昇するように供給すること
により、いわゆる半クラッチ状態を経て発進クラッチ８
を係合させることができるので、滑らかな発進を行うこ
とができる。

【００３６】前進第２速は、第２速用クラッチ２８を係
合させることによって設定する。すなわちこのクラッチ
２８を係合させれば、第２速用ドライブギヤ２６が入力
軸１に連結され、したがって入力軸１からカウンタ軸２
には、この第２速用のドライブギヤ２６ならびにこれに
噛合している第２速用のドリブンギヤ２７を介してトル
クが伝達される。これら第２速用のギヤ対２６，２７の
ギヤ比は、第１速用のギヤ対２１，２２のギヤ比より小
さいので、カウンタ軸２が第１速の場合より高速で回転
し、前進第２速が設定される。したがってこの場合は、
第１速用のドリブンギヤ２２よりもカウンタ軸２が高速
で回転するために、一方向クラッチ２３が非係合状態と
なり、第１速から第２速への変速は、第２速用クラッチ
２８のみを解放状態から係合状態に切り換えることによ
り達成される。

【００３７】第３速ないし第５速は、上述した第２速の
場合と同様に、それぞれの変速段に対応させて設けてあ
るクラッチ３４，４０，４６を係合させることによって
設定する。すなわち各変速段のギヤ対は、常時互いに噛
合しているものの、一方のギヤはそれを保持している軸
に対して回転自在であり、かつクラッチによって選択的
にその軸に連結するよう構成してあるから、そのクラッ
チを係合させることにより、そのクラッチに対応したギ
ヤ対によってトルクが伝達されてそのギヤ対による変速
段が設定される。

【００３８】なお、第２速以上の前進段同士の間での変
速は、それぞれの変速段がトルクの伝達に方向性のない
クラッチ２８，３４，４０，４６を係合させて設定する
から、一方の変速段のラクッチを解放し、かつ他方の変
速段のクラッチを係合させて設定することになる。いわ
ゆるクラッチ・ツウ・クラッチ変速となる。

【００３９】またいずれかのクラッチを係合させれば、
その変速段を設定できるから、上記の自動変速機では設
定するべき変速段の順序に制約がなく、いわゆる飛び越
し変速が容易である。また第１速以外の各変速段でエン
ジンブレーキを効かせることができる。第１速は変速比
が大きいから、この第１速でエンジンブレーキが効くよ
うにすると、エンジンのオーバーランが生じる可能性が
高いので、第１速をエンジンブレーキ時の変速段として
使用することはほとんどなく、第１速でエンジンブレー
キが効かなくても走行に支障となることはない。

【００４０】なおここで後進段について説明すると、後
進段は、前記ハブスリーブ２５を図１の右側に移動させ
てクラッチハブ２４と後進用ドリブンギヤ５０とを連結
し、この状態で発進用クラッチ８を係合させる。したが
ってトルクは入力軸１から図示しないリバース軸を経て
後進用ドリブンギヤ５０に伝達されるので、カウンタ軸
２は前進段の場合とは反対方向に回転し、その結果、後
進段が設定される。

【００４１】なお、上記の実施例では、前進５段・後進
１段を設定することのできる例を示したが、この発明は
上記の実施例に限定されないのであって、設定可能な変
速段の数は任意である。また、この発明は、少なくとも
前進第１速で一方向クラッチを作用させるように構成し
てあればよいのであって、他の変速段について一方向ク
ラッチを設けることは任意である。

【００４２】さらにこの発明における連結手段は、上記
の実施例で示した多板クラッチに限定されないのであ
り、従来知られているシンクロナイザ（同期連結装置）
であってもよい。そしてこの発明における発進クラッチ
は、要は、エンジンからの動力の伝達・遮断を行うこと
ができるものであればよく、上記の実施例で示したもの
に限定されない。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の自動変速
機によれば、いわゆるパワーオン状態で係合する一方向
クラッチを、第１速用のギヤ対によるトルクの伝達経路
中に配置したので、発進時には発進クラッチを係合させ
れば第１速を設定できる。したがって発進時に係合させ
るべきクラッチが一つでよいために、発進制御が容易で
あり、また油圧で制御する場合であっても、油圧の供給
箇所が一つでよいことにより、発進応答性が良好にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す概略的な断面図であ
る。

【図２】そのスケルトン図である。

【符号の説明】

１ 入力軸 ２ カウンタ軸 ８ 発進クラッチ ２１ 第１速用ドライブギヤ ２２ 第１速用ドリブンギヤ ２３ 一方向クラッチ

フロントページの続き (72)発明者 前田 智之 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動力源から発進クラッチを介してトルク
   の伝達される第１軸と該第１軸に平行に配置した第２軸
   とのそれぞれの軸上に、互いに噛合した複数の変速ギヤ
   対が配置され、それら互いに噛合した変速ギヤ対のうち
   一方のギヤが該ギヤを保持している軸に対して回転自在
   に取り付けられるとともに、該軸と前記一方のギヤとを
   選択的に連結する連結手段が設けられ、かつ前記一方の
   ギヤに噛合している他方のギヤが該ギヤを保持している
   軸に回転不能に取り付けられている自動変速機におい
   て、 前進第１速を設定するギヤ対のうち前記いずれかの軸に
   対して回転自在な一方のギヤとその軸との間に、ギヤか
   ら軸に向けてもしくは軸からギヤに向けてトルクを伝達
   する一方向クラッチが配置されていることを特徴とする
   自動変速機。