JPH086788B2

JPH086788B2 - 車両用変速機

Info

Publication number: JPH086788B2
Application number: JP61085440A
Authority: JP
Inventors: 史郎榊原; 充彦安藤
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1986-04-14
Filing date: 1986-04-14
Publication date: 1996-01-29
Anticipated expiration: 2011-01-29
Also published as: JPS62242165A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、手動変速機或いは発進操作を自動化した流
体継手と手動変速機からなる半自動変速機において、手
動変速機に副変速機を連結させた車両用変速機に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、手動変速機に副変速機を連結させた車両用変速
機に関しては、例えば特開昭60−30849号公報に示され
ている。これはエンジンに変速用クラッチを介して手動
変速機を連結させた車両用変速機において、手動変速機
に直列な高低２段の伝動系を備えた副変速機を設け、該
副変速機の高速伝動系に油圧クラッチと、その低速伝動
系に出力側のオーバー回転を許容するワンウェイクラッ
チとを介入させ、該油圧クラッチの解放時に低速行動系
を、油圧クラッチの係合時に高速伝動系を確立させるよ
うにしたものである。

また、半自動変速機においては、エンジンに流体継手
を介して手動変速機を連結させ、発進操作を流体継手に
より自動的に行い、変速段の切換えは手動変速機によ
り、運転者の意図または走行状態に応じて手動で行って
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記手動変速機に直列に高低２段の伝動系を備えた副
変速機を設けた変速機においては、油圧クラッチおよび
副変速機が手動変速機に直列に配置されているために、
いずれか一方が故障すると走行不能となるという問題を
有していた。また、歯車軸の中に副変速機の動力伝達軸
を通しているため、動力伝達軸の容量を増大させると、
歯車が大きくなりコンパクト性を欠くという問題も生じ
ていた。

さらに、上記半自動変速機においては、走行中は変速
段をそれぞれの状況に対応させるように、運転者は頻繁
に変速操作をおこなわなければならないという問題を有
していた。また、動力性能或いは燃費を向上させるため
に、変速段数を増加させると変速機自体が大型化し、か
つ、運転者は頻繁に変速操作をおこなわなければならな
いという問題を有していた。その結果、動力性能或いは
燃費の向上に大きな障害となっていた。

本発明は、上記問題点を解決するものであって、スム
ーズな変速を可能にすると共に、変速操作を簡単にし、
また、動力性能および燃費の向上が図れる車両用変速機
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〕

そのために本発明の車両用変速機は、手動変速機と該
手動変速機に連結される副変速機とを備える車両用変速
機において、前記手動変速機の入力軸の一端側にクラッ
チを配置して、該クラッチを介してエンジンの出力軸を
前記入力軸の一端に連結して第１の動力伝達経路とし、
前記入力軸の他端側に前記副変速機を配置して、該副変
速機を介してエンジンの出力軸を前記入力軸の他端に連
結し、前記第１の動力伝達経路とは別個に形成される第
２の動力伝達経路とし、かつ、両動力伝達経路間の所定
方向の相対回転のみを許容するワンウェイクラッチを配
設したことにより、前記クラッチの係脱を行うだけで高
低２段の変速を可能としたことを特徴とするものであ
る。

〔作用および発明の効果〕

本発明においては、エンジン１からの動力伝達を手動
変速機３の前方からも後方からも行えるようにすると共
に、副変速機５により高低２段の変速を可能とし、入力
軸のオーバー回転は、ワンウェイクラッチが許容するた
め、ショックの少ない変速を可能とする。

従って、ワンウェイクラッチおよび副変速機により変
速操作の一部を自動化したので、変速操作の煩雑さを軽
減でき、また、手動変速機への動力入力系路が前方およ
び後方からの２系統となるため、変速段数が倍増させる
ことができ立段変速が可能になると共に、いずれか一方
の動力入力系路が故障しても他の動力入力系路を使用し
て走行させることができる。また、変速段数の多段化に
より、動力性能および燃費の向上を図ることができると
共に、従来の手動変速機および半自動変速機に既存の歯
車機構を採用することにより、設計コストの大幅な低減
を図ることができる。さらに、流体継手を用いる半自動
変速機の場合には、スムーズな発進およびショックの少
ない変速が可能になると共に、クラッチをロックアップ
クラッチと兼用できるので、全体をコンパクトにするこ
とが可能となる。

〔実施例〕

以下、実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図は本発明の１実施例を説明するための図、第２
図は第１図の具体的構成例を示す断面図、第３図は第１
図の他の具体的構成例を示す断面図、第４図は本発明の
他の実施例を説明するための図、第５図は第４図の具体
的構成例を示す断面図、第６図は第４図の他の具体的構
成例を示す断面図、第７図および第８図は本発明の他の
実施例を説明するための図である。

図中、１はエンジン、２は流体継手、2aは変速用クラ
ッチ、３は手動変速機、５はオーバードライブ機構、６
はデフギヤ、７は駆動輪、９はクランク軸、10はフロン
トカバー、11はリヤカバー、12はポンプインペラ、13は
タービンランナ、14はワンウェイクラッチ、15はクラッ
チ、16は入力内軸、17は入力外軸、19は変速機ケース、
20は入力軸、21はデフギヤの入力ギヤ、22は出力ギヤ、
23は出力軸、25は第１切換クラッチ、26は第２切換クラ
ッチ、27は駆動ギヤ、29は従動ギヤ、30はシフトギヤ、
31は遊星歯車装置、32はワンウェイクラッチ、33はブレ
ーキ機構、34はピストン、35はサンギヤ、36はピニオ
ン、37はリングギヤ、39はキャリヤ、40は回動リング、
G1、G2、G3、G4、GRはギヤ列を示す。

第１図および第２図において、本発明の車両用変速機
は、エンジン１に流体継手２を介して手動変速機３を連
結し、該手動変速機３に副変速機５を連結してなり、手
動変速機３からの出力をデフギヤ６を介して車両の駆動
輪７に伝達させるようにしている。流体継手２は、エン
ジン１のクランク軸９に連結されるフロントカバー10、
およびリヤカバー11を有し、該フロントカバー10の内壁
にはポンプインペラ12が配設され、該ポンプインペラ12
に対向してタービンランナ13が配置されている。また、
リヤカバー11とタービンランナ13との間には、該リヤカ
バー11と摩擦係合可能なクラッチ15が配設されると共
に、タービンランナ13が後述する手動変速機３の入力内
軸16に動力伝達されるように結合され、また、クラッチ
15が手動変速機３の入力外軸17に動力伝達されるように
結合されている。該クラッチ15は従来からあるロックア
ップクラッチを兼用するものである。

前記手動変速機３は、例えば、前進４段後進１段の変
速ギヤ機構を備えた２軸平行型に構成されるもので、変
速機ケース19内に、流体継手２に連結される入力軸20
と、デフギヤ６の入力ギヤ21に噛み合う出力ギヤ22を備
える出力軸23とを互いに平行に軸支し、該入力軸20と出
力軸23との間に前進用の１速ないし４速のギヤ列G1、G
2、G3、G4および後進用のギヤ列GRを配設している。ま
た、前記入力軸20は、入力内軸16および該入力内軸16の
外側に嵌合される入力外軸17とから構成され、入力内軸
16は、タービンランナ13に動力伝達されるように結合さ
れ、また、入力外軸17はクラッチ15に動力伝達されるよ
うに結合されている。

さらに、出力軸23上で１速と２速のギヤ列G1、G2間
に、シンクロメッシュ式の第１切換クラッチ25を設ける
と共に、入力軸20上で３速と４速のギヤ列G3、G4間に、
シンクロメッシュ式の第２切換クラッチ26を設け、該各
切換クラッチ25、26のシフトフォーク（図示せず）によ
る切換え動作で各ギヤ列G1、G2、G3、G4が選択れる。ま
た、後進ギヤ列GRは、入力軸20上の駆動ギヤ27と第１切
換クラッチ25に一体に形成された従動ギヤ29と中間のシ
フトギヤ30（第１図）とで構成され、シフトギヤ30の図
面で右方の後進位置への切換えにより、駆動ギヤ27と従
動ギヤ29とがシフトギヤ30を介して連結される。

前記副変速機５は、遊星歯車装置31、ワンウェイクラ
ッチ32およびブレーキ33とから構成されている。そし
て、手動変速機３の入力内軸16には、遊星歯車装置31の
サンギヤ35が回転自在に軸支され、該サンギヤ35の外周
にワンウェイクラッチ32が結合され、さらに、該ワンウ
ェイクラッチ32の外周には、ピストン34により作動する
ブレーキ33が配設され、ブレーキ33およびワンウェイク
ラッチ32の係合、解放によりサンギヤ35が固定または回
転可能になるように構成されている。また、入力内軸16
には、遊星歯車装置31のピニオン36と噛み合うリングギ
ヤ37が結合され、該ピニオン36は前記サンギヤ35と噛み
合っている。一方、手動変速機３の入力外軸17には、遊
星歯車装置31のキャリヤ39が結合され、該キャリヤ39は
ピニオン36を回転自在に軸支している。

上記したクラッチ15およびブレーキ33は、油圧制御装
置により自動制御されるもので、例えば、ドライブピニ
オンの回転数に対応した油圧により制御してもよいし、
電子制御装置により油圧を制御してもよい。

次に、上記構成からなる本発明の動作について説明す
ると、車両の発進の際には、流体継手２のクラッチ15が
解放され、また、手動変速機３の第１切換クラッチ25に
より前進１速用のギヤ列G1が選択され、さらに、副変速
機５のブレーキ33は係合されている。エンジン１の動力
は、クランク軸９を介して流体継手２のフロントカバー
10に伝達され、ポンプインペラ12が回転するが、クラッ
チ15が解放されているので、ポンプインペラ12の回転は
タービンランナ13に伝達され、これと連結されている手
動変速機３の入力内軸16が回転する。このとき、副変速
機５のブレーキ33は係合されているので、ワンウェイク
ラッチ32の作動により遊星歯車装置31のサンギヤ35が固
定されているため、前記入力内軸16の回転は、リングギ
ヤ37、ピニオンギヤ36に伝達され、該リングギヤ37およ
びピニオン36の歯車数の関係により減速され、キャリヤ
39を介して入力外軸17に伝達される。次いで、手動変速
機３の前進１速用のギヤ列G1を介して、出力ギヤ22を備
える出力軸23に出力される。

次に、流体継手２内のクラッチ15が係合されると、エ
ンジン１の動力は、クラッチ15を介して入力外軸17に直
接、伝達されると共に、該入力外軸17の回転は、遊星歯
車装置31のキャリヤ39、ピニオン36を介してサンギヤ35
に伝達され、入力外軸17の回転速度が入力内軸16の回転
速度とほぼ等しくなり、サンギヤ35もほぼ等しい回転速
度で回転し、ワンウェイクラッチ32のオーバー回転によ
って入力内軸16からの動力伝達は遮断され、ブレーキ33
を解放することなく変速が可能となる。

次に、手動変速機３における各ギヤ列G1、G2、G3、G4
の切換え時には、シフトレバー（図示せず）との連動制
御により、クラッチ15およびブレーキ33を解放すること
により、ニュートラル状態を作り出し、各ギヤ列G1、G
2、G3、G4の切換えを行う。そして、前述したように、
ギヤ列の切換え直後は、手動変速機３の入力内軸16の回
転を遊星歯車装置31によって減速させてから、入力外軸
17を経て各ギヤ列G1、G2、G3、G4に伝達させるが、エン
ジン１の動力は、クラッチ15を介して入力外軸17に直
接、伝達される。そして、ワンウェイクラッチ32のオー
バー回転によって低速伝動軸16からの動力伝達は遮断さ
れ、ブレーキ33を解放することなく変速が行われるの
で、ショックの少ない変速が可能となる。また、ダウン
シフト時にクラッチ15を解放した場合においても、低速
側ではワンウェイクラッチ32の作用でエンジンブレーキ
は効かないので、変速ショックの発生も抑制される。

上記した動作をまとめると下表のようになる。図中、
Ｃは直結クラッチ15、Ｂはブレーキ33、Ｆはワンウェイ
クラッチ32、○印は作動、×印は非作動、△印は作動、
非作動いずれでも可を示す。

従って、前進４段の変速機に減速機構を付加すること
により、前進８段の変速が可能となる。

第３図は第１図における他の具体的構成例を示すもの
で、第２図の具体的構成例と異なる点は、第２図におい
ては、ブレーキ33のピストン34を入力軸20の後方端部の
外周空間内に配設しているが、この実施例においては、
ブレーキ33のピストン34を遊星歯車装置31の外周空間部
に配設した点である。これにより、変速機の軸方向の長
さを短縮でき、変速機全体をコンパクトにすることが可
能となる。

次に、第４図ないし第６図に示す実施例について説明
すると、第１図の実施例と異なる点は、第１図の実施例
においては、流体継手２からの動力を副変速機５におい
てアンダードライブで出力するのに対して、本実施例
は、エンジンからの直結動力を副変速機においてオーバ
ードライブで出力するようにした点である。

第４図および第５図において、流体継手２は、エンジ
ン１のクランク軸９に連結されるフロントカバー10、お
よびリヤカバー11を有し、該リヤカバー11の内壁にはポ
ンプインペラ12が配設されると共に、該ポンプインペラ
12に対向してタービンランナ13が配置されている。さら
に、タービンランナ13は油圧により自動制御されるクラ
ッチ15およびワンウェイクラッチ14を介して、後述する
手動変速機３の入力外軸17に動力伝達されるように結合
され、また、フロントカバー10はダンパー18を介して、
手動変速機３の入力内軸16に動力伝達されるように連結
されている。

また、副変速機５は、遊星歯車装置31およびブレーキ
機構33とから構成され、手動変速機３の入力内軸16に
は、遊星歯車装置31のキャリヤ39がスプライン結合さ
れ、該キャリヤ39にピニオンギヤ36が軸支されると共
に、ピニオンギヤ36がサンギヤ35およびリングギヤ37と
噛合わされている。また、サンギヤ35は入力内軸16に回
転自在に軸支されると共に、サンギヤ35の外周に回動リ
ング40がスプライン結合され、さらに、該回動リング40
の外周には、ピストン34により作動するブレーキ機構33
が配設され、ブレーキ機構33の係合、解放しよりサンギ
ヤ35が固定または回転可能になるように構成されてい
る。一方、手動変速機３の入力外軸17には、遊星歯車装
置31のピニオン36と噛合うリングギヤ37が結合されてい
る。

次に、上記構成からなる本発明の動作について説明す
ると、エンジン１の動力はフロントカバー10、ダンパー
18を介して手動変速機３の入力内軸16に常時伝達されて
いるが、クラッチ15が解放され、ブレーキ機構33の非作
動によりサンギヤ35が解放されている場合には、ニュー
トラル状態となっている。車両の発進の際には、流体継
手２のクラッチ15が係合され、また、手動変速機３の第
１切換クラッチ25により前進１速用のギヤ列G1が選択さ
れ、さらに、ブレーキ機構33は作動されずサンギヤ35は
解放されている。そのため、エンジン１の動力は、クラ
ンク軸９を介して流体継手２のリヤカバー11およびポン
プインペラ12に伝達され、次いで、ポンプインペラ12の
回転はタービンランナ13に伝達され、これと連結してい
る手動変速機３の入力外軸17が回転し、手動変速機３の
前進１速用のギヤ列G1を介して、出力ギヤ22を備える出
力軸23に出力される。一方、エンジン１の動力はフロン
トカバー10、ダンパー18を介して手動変速機３の入力内
軸16に常時伝達されているが、副変速機５のブレーキ33
が作動していないため、遊星歯車装置31のサンギヤ35が
解放されており、前記入力内軸16の回転はリングギヤ37
に伝達されず入力外軸17には伝達されない。

次に、オーバードライブ機構５のブレーキ機構33が係
合すると、サンギヤ35が固定されるため、入力内軸16の
回転は遊星歯車装置31のキャリヤ39およびピニオン36を
介してリングギヤ37に伝達され、ピニオン36およびリン
グギヤ37の歯車数の関係により増速され、入力外軸17に
伝達される。そして、リングギヤ37に連結されている入
力外軸17の回転速度がタービンランナ13の回転速度を越
え、ワンウェイクラッチ14は空転し、タービンランナ13
からの動力伝達が遮断され、スムーズな変速を可能して
いる。

また、手動変速機３における各ギヤ列G1、G2、G3、G4
の切換え時には、シフトレバー（図示せず）との連動制
御により、クラッチ15およびブレーキ機構33を解放する
ことにより、ニュートラル状態を作り出し、各ギヤ列G
1、G2、G3、G4の切換えを行う。そして、前述したよう
に、ブレーキ33が解放されている場合には、エンジン１
の動力を手動変速機３の前方から入力外軸17を介して入
力させ、各ギヤ列G1、G2、G3、G4に伝達させ、ブレーキ
33を係合させた場合には、エンジン１の動力を、入力内
軸16および副変速機５を介して手動変速機３の後方から
入力外軸17に伝達させるものである。そして、入力外軸
17のオーバー回転は、ワンウェイクラッチ14が許容する
ため、ショックの少ない変速が可能となる。また、ブレ
ーキ33を解放するダウンシフト時は、ワンウェイクラッ
チ14の作用によりエンジンブレーキが効かないので、変
速ショックの発生も抑制される。

従って、前進４段の変速機に副変速機を付加すること
により、前進８段の変速が可能となる。

第５図および第６図は第４図における具体的構成例を
示すもので、第５図においては、ブレーキ機構33のピス
トン34を入力軸20の後方端部の外周空間内に配設してい
るが、第６図においては、ブレーキ33のピストン34を遊
星歯車装置31の外周空間部に配設した点である。これに
より、変速機の軸方向の長さを短縮でき、変速機全体を
コンパクトにすることが可能となる。

第７図および第８図は、流体継手を用いずエンジンに
変速用クラッチを介して手動変速機を連結させた車両用
変速機において、手動変速機に副変速機を連結させた実
施例を示している。

第７図は、第４図の実施例における流体継手２の代わ
りに変速用クラッチ2aを使用した点が異なり、第８図は
第１図の実施例における流体継手２の代わりに変速用ク
ラッチ2aを使用した点が異なっている。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものでなく、
種々の変更が可能なことは勿論のことであり、８段の変
速方法の組み合わせは種々のバリエーションが考えられ
る。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば下記
のような効果が奏されるものである。

（イ）ワンウェイクラッチおよび副変速機により変速操
作の一部を自動化したもので、変速操作の煩雑さを軽減
できる。

（ロ）手動変速機への動力入力系路が前方および後方か
らの２系統となるため、変速段数を倍増させることがで
き多段変速が可能になると共に、いずれか一方の動力入
力系路が故障しても他の動力入力系路を使用して走行さ
せることができる。

（ハ）変速段数の多段化により、動力性能および燃費の
向上を図ることができる。

（ニ）従来の手動変速機および半自動変速機に既存の歯
車機構を採用することにより、多段変速を可能としたの
で、設計コストの大幅な低減を図ることができる。

（ホ）流体継手を用いる半自動変速機の場合には、スム
ーズな発進およびショックの少ない変速が可能になると
共に、直結クラッチをロックアップクラッチと兼用でき
るので、全体をコンパクトにすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を説明するための図、第２図
は第１図の具体的構成例を示す断面図、第３図は第１図
の他の具体的構成例を示す断面図、第４図は本発明の他
の実施例を説明するための図、第５図は第４図の具体的
構成例を示す断面図、第６図は第４図の他の具体的構成
例を示す断面図、第７図および第８図は本発明の他の実
施例を説明するための図である。１……エンジン、２……流体継手、2a……変速要クラッ
チ、３……手動変速機、５……オーバードライブ機構、
６……デフギヤ、７……駆動輪、９……クランク軸、10
……フロントカバー、11……リヤカバー、12……ポンプ
インペラ、13……タービンランナ、14……ワンウェイク
ラッチ、15……クラッチ、16……入力内軸、17……入力
外軸、19……変速機ケース、20……入力軸、21……デフ
ギヤの入力ギヤ、22……出力ギヤ、23……出力軸、25…
…第１切換クラッチ、26……第２切換クラッチ、27……
駆動ギヤ、29……従動ギヤ、30……シフトギヤ、31……
遊星歯車装置、32……ワンウェイクラッチ、33……ブレ
ーキ機構、34……ピストン、35……サンギヤ、36……ピ
ニオン、37……リングギヤ、39……キャリヤ、40……回
動リング、G1、G2、G3、G4、GR……ギヤ列。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】手動変速機と該手動変速機に連結される副
変速機とを備える車両用変速機において、前記手動変速
機の入力軸の一端側にクラッチを配置して、該クラッチ
を介してエンジンの出力軸を前記入力軸の一端に連結し
て第１の動力伝達経路とし、前記入力軸の他端側に前記
副変速機を配置して、該副変速機を介してエンジンの出
力軸を前記入力軸の他端に連結し、前記第１の動力伝達
経路とは別個に形成される第２の動力伝達経路とし、か
つ、両動力伝達経路間の所定方向の相対回転のみを許容
するワンウェイクラッチを配設したことを特徴とする車
両用変速機。
【請求項２】前記副変速機は、遊星歯車装置と該遊星歯
車装置のサンギヤを固定または解放するためのブレーキ
とを備えることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の車両用変速機。
【請求項３】前記ワンウェイクラッチは、前記クラッチ
と直列に連結されることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の車両用変速機。
【請求項４】前記ワンウェイクラッチは、前記ブレーキ
と直列に連結されることを特徴とする特許請求の範囲第
２項記載の車両用変速機。
【請求項５】前記副変速機は、流体継手を介して前記エ
ンジンと連結されていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の車両用変速
機。
【請求項６】前記クラッチは、流体継手を介して前記エ
ンジンと連結されていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の車両用変速
機。
【請求項７】前記ブレーキを作動させるピストンを前記
入力軸の軸方向端部の外周空間に配設したことを特徴と
する特許請求の範囲第２項ないし第６項のいずれかに記
載の車両用変速機。
【請求項８】前記ブレーキを作動させるピストンを前記
遊星歯車装置の外周空間に配設したことを特徴とする特
許請求の範囲第２項ないし第６項のいずれかに記載の車
両用変速機。