JPS6119860B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両用自動変速機の改良に関するもの
である。従来、車両、特に乗用自動車に用いられ
ている自動変速機は１組のラビニヨ式又はシンプ
ソン式遊星歯車装置を用いて前進３段後進１段の
変速段を得るように構成されていた。しかしなが
ら、近来においては自動車の多用途化、大型化が
要求されている上に連続的な高速運転を行なう機
会が増加して、上記のように前進３段の変速段を
もつ変速機では適当な変速比を設定することが困
難となり、変速段を多段化する必要が生じてい
る。自動変速機における変速段の多段化を解決す
る手段としては、上記遊星歯車装置に２段変速を
可能とする単純遊星歯車を組み合わせて、前進６
段の変速段を達成させるように構成することが一
般的である。しかし、この場合、従来に比較して
変速段が３段増加するという効果はあるが、上記
遊星歯車装置の各変速段ごとに単純遊星歯車を変
速させる必要があるので、変速を制御するための
油圧回路の構成が極めて複雑となる上に、低速変
速段におけるトルク伝達が十分に達成されるよう
に上記単純遊星歯車の２段の変速段を得るために
設けられるクラツチ、ブレーキ装置等の摩擦要素
の伝達トルク容量を大きく設定する必要があるの
で、各摩擦要素が大型となり必然的に変速機全体
が大型化して、小型自動車等に搭載することが困
難となるという不具合がある。また、上記のよう
な前進６段の変速段を得るための変速機において
は、特に後進の変速段を達成させる際に、３個ま
たはそれ以上の摩擦要素を同時に係合させる必要
が生ずるものがあるが、このような変速機におい
ては変速シヨツクが緩和されるように上記複数の
摩擦要素を作動するための油圧制御回路が複雑に
して大型となる上に、ニユートラル状態から後進
の変速段を達成するまでの時間が長くなりスムー
ズな運転を行なうことが困難となる等の不具合も
生ずる。本発明の主な目的は、自動変速機の変速
段の多段化に対応して前進４段後進１段の変速段
を達成するとともに、摩擦要素を小型化し、摩擦
要素の作動を制御する油圧回路が構造簡単にして
安価であり、全体として小型で安価な自動変速機
を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、多段化された自動
変速機においてニユートラル状態から後進の変速
段への変速が短時間で達成され、スムーズな運転
が可能となる自動変速機を提供することにある。

本発明の上記諸目的は、入力軸に連結されると
ともに複数の摩擦要素を自動的または手動的に油
圧で選択作動することにより高、中、低速の前進
３段と後進１段の変速段を達成する第１の歯車変
速機構、同第１歯車変速機構の出力部材に連結さ
れたリングギヤと出力軸に連結されたプラネタリ
キヤリアとを有する単純遊星歯車から成り、上記
第１歯車変速機構と平行な軸線上に配設された第
２の歯車変速機構を備え、上記第２歯車変速機構
のプラネタリキヤリアとサンギヤとの間に油圧で
作動されるクラツチ装置を設け、上記サンギヤを
ワンウエイクラツチを介して変速機ケースに連結
するとともに同サンギヤを固定するための油圧で
作動されるブレーキ装置を設け、上記クラツチ装
置とブレーキ装置の選択的作動により２つの変速
段を達成させ、上記第１歯車変速機構の変速段が
高速段となつたときに上記第２歯車変速機構のク
ラツチ装置を断続することにより前進４段後進１
段の変速段を得るように構成したことを特徴とす
る車両用自動変速機により、また、入力軸に連結
されるとともに後進の変速段を達成する際に係合
される後進用摩擦要素を含む複数の摩擦要素を自
動的または手動的に油圧で選択作動することによ
り高、中、低速の前進３段と後進１段の変速段を
達成する第１の歯車変速機構、同第１歯車変速機
構の出力部材に連結されたリングギヤと出力軸に
連結されたプラネタリキヤリアとを有する単純遊
星歯車から成り、上記第１歯車変速機構と平行な
軸線上に配設された第２の歯車変速機構を備え、
上記第２歯車変速機構のプラネタリキヤリアとサ
ンギヤとの間に油圧で作動されるクラツチ装置を
設け、上記サンギヤをワンウエイクラツチを介し
て変速機ケースに連結するとともに同サンギヤを
固定するための油圧で作動されるブレーキ装置を
設け、上記入力軸から出力軸へ動力が伝達されな
いニユートラル状態において上記後進用摩擦要素
を係合させるように構成したことを特徴とする車
両用自動変速機により効果的に達成されるもので
ある。

以下本発明の一実施例を第１図〜第２図に従つ
て詳細に説明する。

第１図において、図示しないエンジンにより駆
動されるクランク軸１０は、ケーシング１２を介
してトルクコンバータ１４のポンプ１６に連結さ
れており、同トルクコンバータ１４のステータ１
８はワンウエイクラツチ２０を介して変速機ケー
シング２２に連結されている。また、上記トルク
コンバータ１４のタービン２４は入力軸２６を介
してクラツチ２８およびクラツチ３０に連結され
ており、上記クラツチ２８の出力側は中間軸３２
を介してラビニヨ式遊星歯車装置によつて構成さ
れた第１の歯車変速機構３４のリヤサンギヤ３６
に連結され、上記クラツチ３０の出力側は上記中
間軸３２に外嵌されたスリーブシヤフト３８を介
して上記第１歯車変速機構３４のフロントサンギ
ヤ４０に連結されるとともにブレーキ４２に連結
されている。上記第１歯車変速装置３４は、上記
リヤサンギヤ３６、フロントサンギヤ４０、回転
可能に配設されたプラネタリキヤリア４４上に回
転可能に支持されたロングピニオンギヤ４６とシ
ヨートピニオンギヤ４８、リングギヤ５０から成
つており、上記ロングピニオンギヤ４６はフロン
トサンギヤ４０、シヨートピニオンギヤ４８、リ
ングギヤ５０に噛合され、上記リヤサンギヤ３２
がシヨートピニオンギヤ４８と噛合され、リング
ギヤ５０が出力部材５２に連結されている。ま
た、上記プラネタリキヤリア４４はワンウエイク
ラツチ５４を介して変速機ケーシング２２に連結
されるとともにブレーキ５６に連結されている。

上記出力部材５２にはチエーンスプロケツト５
８が装着され、第２の歯車変速装置６０の入力部
材６２に装着されたチエーンスプロケツト６４と
の間にチエーン６６が巻き掛けられている。

上記第２歯車変速装置６０は、リングギヤ６
８、回転可能に配設されたプラネタリキヤリア７
０上に回転可能に支持されたピニオンギヤ７２、
サンギヤ７４を有する単純遊星歯車装置によつて
構成されるとともにその回転中心軸線が上記第１
歯車変速装置の回転中心軸線と平行となるように
配設されており、上記入力部材６２はリングギヤ
６８に連結され、プラネタリキヤリア７０に出力
軸７６が連結され、サンギヤ７４は上記出力軸７
６に外嵌されたスリーブシヤフト７８上に配設さ
れている。また、上記サンギヤ７４（スリーブシ
ヤフト７８）は、ワンウエイクラツチ８０を介し
て変速機ケーシング２２に連結されるとともにブ
レーキ８２に連結され、さらに上記プラネタリキ
ヤリア７０との間にクラツチ８４が配設されてい
る。さらに、上記出力軸７６には、同軸７６と略
平行となるように配設された駆動車軸８６を差動
歯車８８を介して駆動するための最終減速歯車９
０に噛合する歯車９２が装着されている。

なお、上記各ワンウエイクラツチ５４，８０
は、入力軸２６により出力軸７６を前進駆動する
駆動力を伝達することが可能となるが、出力軸７
６から入力軸２６へ駆動力が伝達される場合（車
両減速時）、および反力が逆方向となる後進駆動
の場合には、その駆動力が伝達不可能となるよう
に構成されている。

上記各クラツチ、ブレーキはそれぞれ係合用ピ
ストン装置あるいはサーボ装置等を備えており、
油圧制御装置によつて油圧が給排されることによ
り係合、解放が行なわれる。そして、上記第１歯
車変速装置３４は各クラツチ、ブレーキの作動の
組み合わせによつて前進３段後進１段の変速段を
達成するように構成され、第２歯車変速装置６０
はワンウエイクラツチ８０又はブレーキ８２を係
合させてサンギヤ７４を固定せしめることにより
第１の変速段（減速）と、クラツチ８４を係合さ
せてサンギヤ７４とプラネタリキヤリア７０とを
結合させることにより第２の変速段（直結）とを
達成するように構成されている。また、上記油圧
制御装置は上記第１歯車変速装置３４が高速段
（直結）となつたときにのみ上記第２歯車変速装
置６０のクラツチ８４を作動させて全体として前
進４段後進１段の変速段を達成するように構成さ
れるとともに、上記変速段の達成数に制限を与え
るマニユアル変速制御装置を備えている。

第２図の表は同マニユアル変速制御装置の各位
置（各レンジ）における上記各クラツチ、ブレー
キの作動と変速段の状況との関係を示したもので
あり、同表において“〇”印はクラツチまたはブ
レーキの係合およびワンウエイクラツチのロツク
を示し、“−”印はそれらの解放またはロツクさ
れない状態を示している。

上記第２図の表に示す変速状況から明らかなよ
うに、上記マニユアル変速制御装置は、最高速段
（4th）を含む前進４段の変速段を達成せしめる
D₄レンジと、低速（1st）、中速（2nd）、高速
（3rd）の前進３段の変速段を達成せしめるD₂レ
ンジと、低速、中速の前進２段の変速段を達成せ
しめる２レンジと、所定速度以上で選択されたと
き中速の変速段となり上記所定速度以下となると
低速の変速段となつて再び中速の変速段になるこ
とのないＬレンジの４位置の他に、上記入力軸２
６から出力軸７６に動力が伝達されないニユート
ラル状態を達成せしめるＮレンジと、後進の変速
段を達成せしめるＲレンジとを備えている。

上記D₄レンジにおいては、第１歯車変速装置
３４が変速されることによつて1st，2nd，3rdの
変速段が達成され、その間第２歯車変速装置６０
は、ブレーキ８２が解放されているがワンウエイ
クラツチ８０がロツクして駆動力の伝達が可能と
なる減速の変速段が達成せしめられ変速されるこ
とはない。そして、第１歯車変速装置３４に高速
の変速段が達成された状態で、手動によつて油圧
制御装置を作動させるか、もしくは車両速度に応
じて自動的に油圧制御装置を作動させてクラツチ
８４に油圧を供給し同クラツチ８４を係合させる
ことにより第２歯車変速装置６０に直結の変速段
を達成させて最高速段（4th）を達成せしめる。
また、D₄レンジにおいては最高速段の状態から
クラツチ８４を解放するのみで再びワンウエイク
ラツチ８０がロツクされた状態となり、3rdある
いは2nd等の変速段を達成することができるもの
である。上記D₃レンジにおいては、第２歯車変
速装置６０は減速の変速段に固定されて、各変速
段はもつぱら第１歯車変速装置３４の変速によつ
て達成されるが、その際1st，2ndの変速段におい
てはブレーキ８２が解放されワンウエイクラツチ
８０がロツクされることにより駆動力が伝達さ
れ、3rdの変速段においてはブレーキ８２が係合
されることにより駆動力が伝達されるように構成
されているので、3rdの変速段において出力軸７
６から入力軸２６への駆動力伝達が可能となり同
3rdの変速段でエンジンブレーキ作用を得ること
ができる。

上記２レンジにおいても、各変速段はもつぱら
第１歯車変速装置34の変速によつて達成され、
2ndの変速段でブレーキ８２が係合されて同2nd
でのエンジンブレーキ作用を得ることができる。
上記Ｌレンジにおいては、上述の如く所定速度
（例えば車速40Km／ｈ）以上でこのレンジが選択
された場合にはまず2ndの変速段が達成され、車
速が上記所定速度以下となると1stの変速段が達
成され、その後このＬレンジが選択されている限
り他の変速段へ変速されることはないものである
が、このＬレンジでは2ndおよび1stの両変速段で
エンジンブレーキ作用が得られるようブレーキ８
２が係合されるとともに、第１歯車変速装置３４
においてもワンウエイクラツチ５４にかえてブレ
ーキ５６が係合されるものである。

上記Ｎレンジでは、変速機にニユートラル状態
が達成されるが、次に後進を達成するＲレンジが
選択される場合にそなえて、第１変速装置３４の
クラツチ３０に油圧が供給され同クラツチ３０が
係合されている。しかし、この状態ではブレーキ
５６およびブレーキ８２が係合されていないので
プラネタリキヤリア４４およびサンギヤ７４を固
定する反力が得られないのでリヤサンギヤ４０の
回転、即ち入力軸２６からの駆動力が出力軸７６
に伝達されることはない。

上記Ｒレンジにおいては、クラツチ３０とブレ
ーキ５６およびブレーキ８２が係合されるので、
第１歯車変速装置３４において後進の変速段が達
成され、出力部材５２が逆回転し、同逆回転が第
２歯車変速装置６０を介して出力軸７６へ伝達さ
れる。この場合、サンギヤ７４にかかる反力の方
向が前進駆動の場合と逆方向になるが、同サンギ
ヤ７４はブレーキ８２によつて固定されているの
で、動力伝達に何ら支障はないものである。

以上より明らかなように、上記実施例によれ
ば、4thの変速段を達成させるときにのみクラツ
チ８４を係合させて第２歯車変速装置６０を変速
させるように構成したので、4thの変速段におけ
るトルク伝達量が少なく、従つてクラツチ８４の
トルク容量を小さく設定でき、クラツチ８４が小
さなものとなり、ひいては変速装置全体がコンパ
クトになる上に、前進の変速段を４段としたので
油圧制御装置が従来の多段変速機に比較して極め
て簡単なものとなる。

また、Ｎレンジにおいて、後進の変速段を得る
時に係合させるクラツチ、ブレーキのうちクラツ
チ３０を予め係合させておくように構成したの
で、後進の変速段を得る際にブレーキ５６および
ブレーキ８２のみへ新たに油圧を供給するだけで
よく、Ｒレンジが選択された瞬間から実際に後進
の変速段が達成されるまでの時間が短くなり、後
進への変速がスムーズに行なわれるものである。

さらに、前進駆動の場合、マニユアル変速制御
装置が４つの位置を選択し得るので、車両の走行
状態、道路状態等に対応して最適のレンジを選択
することができ、運転を極めてスムーズに行なう
ことができる上に、D₄レンジを除く他の各レン
ジの高速段においてブレーキ８２を係合させるよ
うに構成したので、同各レンジの高速段において
エンジンブレーキ作用が得られ、さらに運転が容
易且つスムーズに行なえるものである。

さらにまた、第１歯車変速装置３４と第２歯車
変速装置６０とがその回転中心軸が互いに平行と
なるように並設されているので、変速機の全長を
著しく短縮することができ、エンジンを車両進行
方向に対し横向きに配置するような車両において
は、その車両を小さく設定することができ、小型
乗用車等への搭載が容易となる等の効果を奏する
ものである。

なお、上記実施例においては、第１歯車変速装
置３４と第２歯車変速装置６０との間の動力伝達
をチエーン６６によつて行なつたが、歯車機構に
よつて動力伝達を行なつてもよいことはいうまで
もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の概略的構造を示す骨
子図、第２図は上記実施例における各摩擦要素の
作動と変速段状況の関係を示す表である。 １４……トルクコンバータ、２０，５４，８０
……ワンウエイクラツチ、２２……変速機ケーシ
ング、２８，３０，８４……クラツチ、３４……
第１歯車変速装置、４２，５６，８２……ブレー
キ、５２……出力部材、６０……第２歯車変速装
置、７６……出力軸、８８……差動歯車。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力軸に連結されるとともに複数の摩擦要素
   を自動的または手動的に油圧で選択作動すること
   により高、中、低速の前進３段と後進１段の変速
   段を達成する第１の歯車変速機構、同第１歯車変
   速機構の出力部材に連結されたリングギヤと出力
   軸に連結されたプラネタリキヤリアとを有する単
   純遊星歯車から成り、上記第１歯車変速機構と平
   行な軸線上に配設された第２の歯車変速機構を備
   え、上記第２歯車変速機構のプラネタリキヤリア
   とサンギヤとの間に油圧で作動されるクラツチ装
   置を設け、上記サンギヤをワンウエイクラツチを
   介して変速機ケースに連結するとともに同サンギ
   ヤを固定するための油圧で作動されるブレーキ装
   置を設け、上記クラツチ装置とブレーキ装置の選
   択的作動により２つの変速段を達成させ、上記第
   １歯車変速機構の変速段が高速段となつたときに
   上記第２歯車変速機構のクラツチ装置を断続する
   ことにより前進４段後進１段の変速段を得るよう
   に構成したことを特徴とする車両用自動変速機。 ２ 入力軸に連結されるとともに後進の変速段を
   成する際に係合される後進用摩擦要素を含む複数
   の摩擦要素を自動的または手動的に油圧で選択作
   動することにより、高、中、低速の前進３段と後
   進１段の変速段を達成する第１の歯車変速機構、
   同第１歯車変速機構の出力部材に連結されたリン
   グギヤと出力軸に連結されたプラネタリキヤリア
   とを有する単純遊星歯車から成り、上記第１歯車
   変速機構と平行な軸線上に配設された第２の歯車
   変速機構を備え、上記第２歯車変速機構のプラネ
   タリキヤリアとサンギヤとの間に油圧で作動され
   るクラツチ装置を設け、上記サンギヤをワンウエ
   イクラツチを介して変速機ケースに連結するとと
   もに同サンギヤを固定するための油圧で作動され
   るブレーキ装置を設け、上記入力軸から出力軸へ
   動力が伝達されないニユートラル状態において上
   記後進用摩擦要素を係合させるように構成したこ
   とを特徴とする車両用自動変速機。