JPS58225246A - 歯車式変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車等の車輌に用いられる歯ψ式変速装置
に係り、特に車輌用自動変速機として用いられる歯車式
変速装置に係る。

自動車等の車輌に用いられる歯車式変速装置として、各
々個別の断続クラッチによって内燃機関の如き動力源に
選択的に接続され且各々同期噛合式の変速歯車列を有す
る二つの動力伝達系を互に並列に有している選択歯車式
のものがある。この選択歯車式変速装置は、変速歯車の
同期噛合と二つの断続クラッチの断続が制御されること
により、流体式トルクコンバータを必要とすることなく
、原動機の負荷運転中に於ても変速段の切換を行なうこ
とができ、これにより制御装置と組合せられて車輌用全
自動変速機として用いられる。

しかし、かかる選択歯車式変速装置が実際に車輌用全自
動変速機として用いられるためには、変速段の切換に際
し、原動機が変速装置より切離されないよう、今まで切
断されてぃ々一方の断続りラッチを接続すると共にこれ
に関連して今まで接続されていた他方の断続クラッチを
切断するという二つのクラッチの微妙な関連制御が必要
であり、この関連制御が前記選択歯車式変速装置を自動
車等の車輌の全自動変速機として実用化Ｊ゛る上で一つ
の大きい障害になっている。

また車輌用変速装置に於ける変速段の切換は、特にキッ
クダウンのシフトダウンは応答性の良い加速性が得られ
るよう、迅速に行なわれることが好ましい。しかし、上
述の選択歯車式変速装置は、その変速段の切換に際し、
変速歯車の同期噛合操作と二つのクラッチの関連操作が
時系列的に行なわれなければならず、このため短時間に
てその変速段の切換を行なうことが難しい。

本発明は従来の歯車式変速装置に於ける上述の如き不具
合に鑑み、微妙なりラッチ制御を行なうことなく、しか
も迅速に変速段の切換を行なうことができ、その上車載
性に優れた改良された全白Ｉ□　　　　動変速機用の歯
車式変速装置を提供することを目的としている。

りに回転する入力部材と第一の出力部材と第二の出力部
材とを有し前記入力部材と前記第一の出力部材との間に
互いに直列に接続された第一のワンウェイクラッチと第
一の断続クラッチを有し前記入力部材と前記第二の出力
部材との間に互いに直列に接続された第二のワンウェイ
クラッチと第二の断続クラッチを有するクラッチ装置と
、前記クラッチ装置の軸線に平行な軸線上に設けられ前
記第一の出力部材に駆動連結された第一の駆動歯車軸と
、前記クラッチ装置に平行な軸線上に設けられ前記第二
の出力部材に駆動連結された第二の駆動歯車軸と、前記
クラッチ装置と前記第−及び第二の駆動歯車軸に平行な
軸線上に設けられた一つ　　。

の被駆動歯車軸と、前記第−及び第二の駆動歯車軸と前
記被駆動歯車軸との間に設けられ複数個の変速段を各々
選択的に達成する複数個の歯車対とｅＩｔ、’ｒ°）８
！！ｉｉｌ［ＩＮ！ＩＩ［１，ｍ、に°１０８６・いか
かる構成によれば、クラッチ装置にワンウェイクラッチ
が組込まれていることにより、変速比く従動歯車歯数／
駆動山中歯数りが異なった二つの歯車対に同時に回転動
力が与えられても、このとき大きい方の変速比（低速段
側）の歯車対に接続されているワンウェイクラッチがフ
リー状態、即ち空転状態になり、出力軸はロックするこ
となく小さい方の変速比、即ち高速段側の歯車対によ曳
　　　　り回転駆動される。従って、この歯車式変速装
置は、アップシフト時には高速段側の歯車対を同期噛合
させたのも、低速段側の断続クラッチを接続した状態の
まま高速段側の断続クラッチを接続することにより、そ
のアップシフトを完了でき、変速段の切換に際し二つの
クラッチの微妙な関連制御を必要としない。またこの歯
車式変速装置は、変速段が成る変速段に設定されている
とき、これより一段低速の変速段の歯車対を同期噛合さ
せ、またその低速段側の断続クラッチを予め接続してお
くことにより、ダウンシフト時にはその高速段側の断続
クラッチを切断するのみで、ダウンシフトを完了でき、
キックダウン時に於て応答性のよい加速性が得られる。

変速装置に用いられる断続クラッチＧＬ伝達トルクに応
じてその径が大きくなり、一般的な自動車に用１いられ
る断続クラッチは変速装置の歯車径に比してかなり大き
いものになり、内燃機関と変速装置が車輌の前後方向に
沿って配置される、所謂縦置き型車輌のための変速装置
は、車載上、内燃機関との接続端側（前端）に比較的大
きい径のクラッチが設けられても車載上のスペース的な
問題を生じないが、推進軸に接続される側の端部（後端
）に比較的大きい径のクラッチが設けられると、変速装
置全体をダツシュボードより前方のエンジンルーム内に
納めなければならなくなり、これが車体設計に大きい制
約を与えるようになる。

本発明による歯車式変速装置は、全ての断続クラッチが
一つのクラッチ′ａ装置として駆動歯車軸の同側の端部
に設りられ、これらを内燃機関に対する接続端側に設置
できるので、推進軸との接続端に大きい直径の部材が配
置されることがなく、その端部が従来の変速装置と同様
にダッシュパネルより中休後方の車室内下方に位置する
よう搭載でき、ま１＝各軸が互いに平行に配置されてい
ることにより軸長を短く構成でき、車輌搭載性に優れて
いる。

以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。第１図は本発明による歯車式変速装置の一
つ実施例を示すスケルトン図である。歯車式変速装置は
、クラッチ装置１と、変速ｔＭ市機構１１とを有してい
る。

クラッチ装置１はクラッチハウジング２と二つの出力軸
６．１０を互いに同一軸線上に有しており、二つの出力
軸６及び１０は共にクラッチハウジング２の同側に突出
しており、出力軸１０は中空の出力軸６内を貫通してい
る。クラッチハウジング２は内燃機関１００の出力軸１
０１に連結され、該クラッチハウジング２と出力軸６と
の間には断続クラッチ３とワンウェイクラッチ４とがそ
の動力伝達経路で見て互いに直列に設けられ、まｊ　　
　　たこれらに対し並列にもう一つの断続クラッチ５が
設けられ、これらによってクラッチハウジング２の出力
軸６とが選択的に駆動連結されるようになっている。ま
たクラッチハウジング２と出力軸１０との間には断続ク
ラッチ７とワンウェイクラッチ８とがその動力伝達経路
で見て互いに直列に設けられ、またこれらに対し並列に
もう一つの断続クラッチ９が設けられ、これらによって
クラッチハウジング２と出力軸１０とが選択的に駆動連
結されるようになっている。ワンウェイクラッチ４及び
８は各々内燃機関１００側の入力部材４ａ８ａの回転速
度が出力軸側の出力部！、１４ｂ、Ｑｌ）の回転速度を
越えて増大しようとするときのみロック状態になり、前
記入力部材から前記出力部材へのみ動力伝達を行うよう
になっている。

変速歯車機構１１は、クラッチ装置１の軸線に平行な一
つの軸線上に設けられた二つの駆動歯車軸１２及び１３
と、クラッチ装置１と及び駆動歯車軸１２．１３の軸線
に平行なもう一つの軸線上に設けられた一つの被駆動歯
車軸（変速装置出力軸）１４とを有している。　　　　
　　　　　　　　　　　ｌ・駆動歯車軸１２には第１連
用駆動歯車２１と第３速用駆動歯車２３と後進用駆動歯
車２６とが各々固定されており、第３連用駆動歯車２３
は出力軸６の一端に固定されて歯車１６に常に噛合して
いる。

駆動歯車軸１３には第２連用駆動歯車２２と第４連用駆
動歯車２４とが各々固定されており、第２連用駆動歯車
２２は出力軸１０の一端に固定された歯車１８に常に噛
合している。

被駆動歯車軸１４には第１連用被駆動歯車３１と第２連
用被駆動歯車３２と第３連用被駆動歯車３３と第４連用
被駆動歯車３４とが回転可能に設けられており、これら
は各々周速の駆動歯車２１〜２４に常時噛合している。

また被駆動歯串軸１４には第１速−第３速シンクロ装置
４０と第２速−第４速用シンク０＠＠５０とが設けられ
て訃る。

シンクロ装置４０及び５０は各々ボルグワーナ式シンク
ロメツシュｇｏとして知られているそれ自身周知のイナ
ーシャロック方式のものであり、被駆動歯車軸１／１に
固定されたクラッチハブ４１及び５１と、第１連用被駆
動歯車３１、第３連用被駆動歯車３３の各々に一体に設
けられたギヤピース４２．４３及び第２連用被駆動歯車
３２、第４速用被駆動歯車３３の各々に一体に設けられ
たギヤピース５２．５３と、シンクロナイザスリーブ４
４及び５４とを含んでおり、シンクロ装置４０は第１速
用被駆動歯車３１と第３連用被駆動歯車３３の何れか一
方を選択的に被駆動歯車軸１４に動力伝達関係に連結し
、またシンクロ装置５０は第２速用被駆動歯車３２と第
４連用被駆動歯車３４の何れか一方を選択的に被駆動歯
車軸１４に動力伝達関係に連結するようになっている。

シンクロ装置４０のシンクロナイザスリーブ４１には後
進用被駆動歯車３６が一体に設けられている。この後進
用被駆動歯車３６と後進用駆動歯車２６には軸２７にそ
の軸線方向に摺動可能に旦回転可能に設けられた中間歯
車２８が選択的に同時噛合するようになっている。

上述の如く構成された歯車式変速装置はクラッチ装置１
の各断続クラッチとシンクロ装置４０．５０の接続また
は係合が下記の表に示されている如き組合せにて行われ
ることにより前進４段、後進１段の変速段を達成する。

尚、表に於て、◎は接続または係合していて実働する部
材を、Ｏは接続または係合しているが実働しない部材を
、Δはエンジンブレーキの為に例えばアクセルペダルの
踏込みが解除されたときのみ接続する断続クラッチを、
☆はエンジンドライブ時にロック状態になるワンウェイ
クラッチを、★はエンジンドライブ時にフリー状態にな
るワンウェイクラッチを各々示じている。

中立段に於ては、全ての断続クラッチ３．５．７．９が
切断された状態にある。この時、シンモロ装＠５０は中
立状態であるが、第１速段の達成の準備のためにシンク
ロ装置４０のシンクロナイザスリーブ４４をギヤピース
４２に係合させ、第１連用被駆動歯車３１を被駆動歯車
軸１４に動力伝達関係に連結させておいていて良い。

中立段より第１速段への変速段の切換、即ち車輌の発進
は、中立段に於て第１連用被駆動歯車３１の被駆動歯車
軸１４に対する連結が完了していれば断続クラッチ３を
接続することのみにより行われる。断続クラッチ３が接
続されると、ワンウェイクラッチ４がエンジンドライブ
によるロック状態になり、内燃機関１００の回転動力が
その出力軸１０１、クラッチハウジング２、断続クラツ
アー３・″つ”イ″５″″″・出力軸６・歯車１　　１
６、第３速用駆動歯車２３を経て駆動歯車軸１２へ伝達
され、第１連用駆動歯車２１と第１連用被駆動歯車３１
とによる第１連用歯車対及びシンクロ装置４０を経て被
駆動歯車軸１４に伝達され、これにより第１速段が達成
される。

第１速段より第２速段への変速段の切換、即ちアップシ
フトは、シンクロ装置５０のシンクロナイザスリーブ５
４をギヤピース５２に係合させ、第２速川被駆動歯車３
２を被駆動歯車軸１４に回転動力伝達関係に伝達し、こ
の後に断続クラッチ７を接続することにより行われる。

上述の如く断続クラッチ７が接続されると、ワンウェイ
クラッチ８がエンジンドライブによるロック状態になり
、内燃機関１００の回転動力は出力軸１０１、クラッチ
ハウジング２、断続クラッチ７、ワンウェイクラッチ８
、出力軸１０、歯車１８、第２連用駆動歯車２２へ伝達
され、これより更に第２速用駆動歯車２２と第２連用被
駆動歯車３２とによる第２連用歯車対及びシンクロ装置
５０を経て被駆動歯車軸１４へ伝達され、これにより第
２速段が達成される。

尚、このアップシフト時に於て、断続クラッチ５が接続
状態にあれば、断続クラッチ７の接続に先立ってこの断
続クラッチ５の切断を行うが、断続クラッチ３の接続状
態を保ち、またシンクロ装置４０により第１連用被駆動
歯車３１を被駆動歯車軸１４に回転動力伝達関係に連結
した第１速段の状態のままにしておく。この第２速時に
は変速装置の出力回転数が一定の場合、第１速時に比し
て内燃機関１００の回転数が減速比の低下分に応じて低
下し、出力軸６の回転数が内燃機関の１００の回転数よ
り増大することにより、このとき上述の如く断続クラッ
チ３が接続状態にあって出力軸６が内燃機関１００に連
結されていてもワンウェイクラッチ４がフリー状態にな
ってこれが空転することにより、ｍ車代変速装置がロッ
ク状態になることがない。

第２速段より第１速段への変速段の切換、即ちダウンシ
フトは、このとき断続クラッチ３が接続状態にあり、ま
た第１速用被駆動歯車３１がシンクロ装置４０によって
被駆動歯車軸１４に回転動力伝達関係に連結されて第１
速段の状態が維持されていることから、断続クラッチ７
を切断することのみにより達成される。このダウンシフ
トがキックダウンであれば、アクセルペダルの踏込みに
伴い内燃機関１００の回転数が増大してそれが出力軸６
の回転数を越えて増大しようとする時ワンウェイクラッ
チ７がエンジンドライブによるロック状態になり、第１
速段による回転動力の伝達が行われるようになる。

第２速段より第３速段へのアップシフトは、断続クラッ
チ７及びシンクロ装置５０を第２速段に於ける状態のま
まにして断続クラッチ３を切断し、その後にシンクロ装
置４０のシンクロナイザスリーブ４４をギヤピース４２
に代えてギヤピース４３に係合させ、第３連用被駆動歯
車３３を被駆動、　　　　　ｍ中軸１４に回転動力伝達
関係に連結し、この操作が完了した後に断続クラッチ３
を再び接続することにより達成される。この時にはワン
ウェイクラッチ４がエンジンドライブによるロック状態
になり、第３連用駆動歯車２３と第３速用被駆動歯串３
３とによる第３連用歯車対を介して動力伝達が行われる
。尚、この時にはワンウェイクラッチ８はフリー状態に
なる。

第３速段より第２速段へのダウンシフトは、このとき断
続クラッチ７及びシンクロ装＠５０が第２速段に於ける
状態のままであることから、断続クラッチ３を切断する
ことのみにより達成される。

第３速段より第４速段へのアップシフトは、断続クラッ
チ３及びシンクロ装置４０を１３速段に於ける状態のま
まにして断続クラッチ７を切断し、その後にシンクロ装
置１ｆ５０のシンクロナイザスリーブ５４をギヤピース
５３に係合させ、第４連用被駆動歯車３４を被駆動歯車
軸１４に回転動力伝達関係に連結し、この操作が完了し
た後に断続クラッチ７を再び接続することにより達成さ
れる。

この時にはワンウェイクラッチ８がエンジンドライブに
よるロック状態になり、第４連用駆動歯車２４と第４速
用被駆動歯車３４とによる第４連用　　　　　、。

歯車対を介して動力伝達が行われる。尚、この時にはワ
ンウェイクラッチ４はフリー状態になる。

第４速段より第３速段へのダウンシフトは、このとき断
続クラッチ３及びシンクロ装置５０が第３速段に於ける
状態のままになっていることにより断続クラッチ７を切
断することのみにより達成される。尚、断続クラッチ５
は第１速時または第４速時に、また断続クラッチ９は第
２速時または第４速時に於て内燃機関１００のアクセル
ペダルの踏込みが解除されたとき、エンジンブレーキの
ために接続され、変速段の切換時には必ずその切換作動
の最初に切断されるものである。

中立段より後進段への切換、即ち車輌の後進発進は、シ
ンクロ装置４０を中立状態にし、その後に後進用中間歯
車２８を後進用駆動歯車２６と後進用被駆動歯車３６の
自習に同時に噛合させ、断続クラッチ３を接続すること
により行われる。この時には内燃機関１００の回転動力
は出力軸１０１、クラッチハウジング２、断続クラッチ
３、ワンウェイクラッチ４、出力軸６、歯車１６、第３
速用駆動歯串２３を経Ｃ駆動歯車軸１２へ伝達され、こ
れより後進用駆動歯車２６と中間歯車２８と後進用被駆
動歯車３６とによる後進用歯車列及びシンクロ装置、置
４０を経て被駆動歯車軸１４へ伝達される。

第２図乃至第４図は各々本発明による歯車式変速装置の
他の実施例を示している。尚、第２図乃至第４図に於て
、第１図に対応する部分は第１図に付した符号と同一の
符号により示されている。

第２図に示された実施例に於ては、クラッチ装置１が直
結クラッチ付流体式トルクコンバータ７０を経て内燃機
関１００の出力軸１０１に駆動連結されている。

直結クラッチ付流体式トルク］ンバータ７０はポンプイ
ンペラ７１と、タービンランナ７２と、ステータ７３と
、ポンプインペラ７１とタービンランナ７２とを機械的
に直結する直結クラッチ７２４とを含むそれ自身周知の
ものであり、ポンプインペラ７１は出力軸１０１に連結
され、タービンランナ７２はクラッチハウジング２に連
結されている。ステータ７３はワンウェイクラッチ７５
を経て固定支持部材７６より支持されている。

この実施例に於ては、第２速段乃至第４速段に於ては、
直結クラッチ７４が接続されることにより、これらの変
速段に於ては上述した実施例と実質的にに同様に動力伝
達が行われるが、第１速段及び後進段の時には直結クラ
ッチ７４が切断され、内燃機関１００の回転動力が流体
式トルクコンバータ７０を経て伝達されることにより車
輌の前進及び後進発進が微妙なりラッチ操作を要するこ
となく円滑に行われるようになる。

第３図に示された実施例に於ては、クラッチ装置１の軸
線に平行な軸線上に中間軸１９が設けられており、該中
間軸には二つの歯車１５及び１７が各々回転可能に設け
られている。歯車１５は歯車１６と第３速用駆動歯車２
３とに常に噛合し、また歯車１７は歯車１８と第２速…
駆動歯車２２とに常に噛合している。また、被駆動歯車
軸１４には歯車８０が固定されており、この歯車８０は
軸８１に取付けられた歯車、８２に常に噛合している。

この実施例に於ては、軸８１が変速装置の出力軸になり
、この軸８１は駆動歯車軸１．１３と同一の軸線上など
適宜の位置に設けることができる。

また歯車１６と第３速用駆動歯車２３との間及び歯車１
８と第２連用駆動歯車２２との間に各々中間歯車が設け
られていることにより各変速段に於ける減速比の設計の
自由度が拡大される。

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はこれに限定されるものではなく本発明
の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当業者に
とって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は各々本発明による歯車式変速装置の
実施例を示すスケルトン図である。 １・・・クラッチ装置、２・・・クラッチハウジング。 ３・・・断続クラッチ、４・・・ワンウェイクラッチ、
５・・・断続クラッチ、６・・・出力軸、７・・・断続
クラッチ。 ８・・・ワンウェイクラッチ、９・・・断続クラッチ、
１０・・・出力軸、１１・・・変速歯車機構、１２．１
３・・・１１ 駆動歯車軸、１４・・・被駆動歯中軸、１５〜１８・・
・歯車、１９・・・中間軸、２１・・・第１速用駆動歯
串。 ２２・・・第２連用駆動歯車、２３・・・第３速用駆動
歯車、２４・・・第４連用駆動歯車、２６・・・後進用
駆動歯巾、２７・・・軸、２８・・・中間歯車、３１・
・・第１速用被駆動歯車、３２・・・第２速用被駆動歯
車、３３・・・第３連用被駆動歯車、３４・・・第４連
用被駆動歯車、３６・・・後進用被駆動歯車、４０・・
・シンクロ装置、４１・・・クラッチハブ、４２．４３
・・・ギヤピース、４４・・・シンクロナイザスリーブ
、５０・・・シンクロ装置、５１・・・クラッチハブ、
５２．５３・・・ギヤピース、５４・・・シンクロナイ
ザスリーブ、７０・・・直結クラッチ付流体式トルクコ
ンバータ、７１・・・ポンプインペラ、７２・・・ター
ビンランチ、７３・・・ステータ、７４・・・直結クラ
ッチ、７５・・・ワンウェイクラッチ、７６・・・固定
支持部材、８０・・・歯車。 ８１・・・軸、８２・・・歯車、］００・・・内燃機関
、１０１・・・出力軸 特許出願人　　　　トヨタ自動車工業株式会社代　　理
　　人　　　　　　　弁理士　　　明　　石　　昌　　
毅第１図 喰　　　　　　第２図 ７゜ ／ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 同一軸線の周りに回転する入力部材と第一の出力部材と
   第二の出力部材とを有し前記入力部材と前記第一の出力
   部材との間に互いに直列に接続された第一のワンウェイ
   クラッチと第一の断続クラッチを有し前記入力部材と前
   記第二の出力部材との間に互いに直列に接続された第二
   のワンウェイクラッチと第二の断続クラッチを有するク
   ラッチ装置と、前記クラッチ装置の軸線に平行な軸線上
   に設けられ前記第一の出力部材に駆動連結された第一の
   駆動ｍＲ１軸と、前記クラッチ装置に平行な軸線上に設
   けられ前記第二の出力部材に駆動連結された第二の駆動
   歯車軸と、前記クラッチ装置と前記第−及び第二の駆動
   歯車軸に平行な軸線上に設けられた一つの被駆動歯車軸
   と、前記第−及び第二の駆動歯車軸と前記被駆動歯車軸
   との間に設けられ複数個の変速段を各々選択的に達成す
   る複数個の歯車対とを有している歯車式変速装置。