JPS62101951A

JPS62101951A - 自動変速機

Info

Publication number: JPS62101951A
Application number: JP60242420A
Authority: JP
Inventors: Manabu Hikita; 引田　学
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1985-10-29
Filing date: 1985-10-29
Publication date: 1987-05-12

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】（産業上の利用分野）この発明は、自動車に搭載されてエンジン出力の伝達経
路を運転状態に応じて切換えることにより自動的に変速
動作を行わせるようにした自動変速機、特にこの種の変
速機における新規なギヤトレーンの構造に関する。

（従来技術）自動車用の自動変速機としては、遊星歯車機構を用いた
ものが一般・こ使用されているが、トラック用等として
変速段を多くしようとした場合、遊星歯車機構を用いた
ものであるとギヤトレーンの構造が著しく複雑化し、変
速機の全体が大型化することになる。そこで、従来から
手動変速機で採用されているギヤトレーン構造、すなわ
ち平行２軸間にギヤ比の異なる複数の歯車列を並設し、
これらの歯車列のうちの１つを選択的に動力伝達状態と
することにより複数の変速段を得るよう醗ζしたギヤト
レーンを用い、この歯車列の選択を摩擦クラッチを用い
て行わせることにより変速段の切換えを自動的に行うよ
うにした自動変速機の採用が考えられる。しかし、この
種のギヤトレーンを用いて自動変速機を構成した場合、
次のような問題が生じる。

つまり、変速動作は、１つの歯車列を動力伝達状態から
動力遮断状態に切換えろと同時に、他の歯車列を動力遮
断状態から動力伝達状態に切換えることにより行われ、
その時に前者の歯車列についての摩擦クラッチの解放動
作と後者の歯車列についての摩擦クラッチの締結動作と
が必要となるが、その解放、締結動作のタイミングが適
切でないと、たとえば２つの摩擦クラッチが同時に締結
された状態が生じて、いわゆる変速ショックが発生し、
あるいは２つの摩擦クラッチが共に解放された状態が生
じて変速機がニュートラル状態となることにより、エン
ジン回転の吹きとり現象が生じる等の不具合を招くので
ある。また、このような不具合を防止するために、変速
時における２つの摩擦クラッチの解放、締結動作を適切
なタイミングで行わせようとすると、制御回路が著しく
複雑化することになる。

さらに、摩擦クラッチによって複数の歯車列を選択的に
動力伝達状態とする構成においては、各摩擦クラッチの
うち、大きなトルクを伝達する必要がある発進用のクラ
ッチについては、トルク容置を大きくしなければならな
いが、摩擦板の径を大きくすると、平行２＠の軸間距離
が大きくなって、変速機が大型化することになる。

また、上記摩擦クラッチとしては、湿式クラッチが用い
られることが多いが、この湿式クラッチは、回転力の断
続をなめらかに行えるという利点があるかわりに、摩擦
板が摩耗しやすく、また、摩擦板が摩耗した場合、摩擦
板の枚数が多いことから、充分な動力伝達機能を回復さ
せるための調整作業がきわめて困難である。

ところで、この発明に係る自動変速機に構造上近いもの
として、特開昭５８−２２５２４４号公報に開示された
歯車式変速装置がある。しかし、この変速装置は軸に対
して遊動状態にある歯車を当該軸に結合する手段として
手動操作によるシンクロ装置を用いるものであり、また
出力軸がエンジン出力Ｉ＃＋１１と同軸線上にないいわ
ゆるフロントエンジンフロントドライブ車用の変速装置
に関するものであって、本発明に係る自動変速機とは基
本型式が相違するものである。

（発明の目的）この発明は、上記のような問題を解決するためになされ
たもので、発進用クラッチの摩擦板が摩耗しても、簡単
な調整作業によって、動力伝達機能を良好に維持できる
よう−にして、発進用クラッチの耐久性を向上させると
ともに、装置自体が大型化しない自動変速機を提供する
ことを目的とする。

（発明の構成）この発明にかかる自動変速機は、インプットシャフトと
、このインプットシャフトの後方に同軸上に配置された
アウトプットシャフトと、これらのシャフトに平行に配
置されたカウンタシャフトと、上記各シャフト間に配置
された複数の歯車列を選択的に動力伝達状態とする複数
の湿式クラッチとを有しており、を記インプットシャフ
トに、エンジン出力軸との接続を断続するクラッチとし
て、乾式クラッチが設けられている。

つまり、上記乾式クラッチは、インプットシャフトとで
カウンタシャフトの前端より前方位置に配置されるので
、摩擦板の径を大きくしてもカウンタシャフトと干渉す
ることがない。したがって、平行２軸間の距離の増大に
よる変速機の大型化が防止される。

また、と記乾式クラッチが大きなトルクを伝達する発進
用クラッチとなるのであるが、乾式クラッチは摩擦板が
多少摩耗しても、簡単な調整作業によって、良好な動力
伝達機能を維持することができる。

ここで、上記湿式クラッチとは、通常は５枚程度の摩擦
板と圧力板を交互に重ねて、油を入れたクラッチ室内で
作動させる方式のクラッチである。

また、上記乾式クラッチとは、油を用いないクラッチで
あって、通常はフライホイールの後面と圧力板の間に摩
擦板をはさんで作動させる方式のクラッチである。

（実施例）以下、この発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第１図に示すように自動変速機１は、ミッションケース
２円に、エンジン出力軸８にフライホイール４及び乾式
クラッチである第２摩擦クラッチ６２を介して前端部を
連結されたインプットシャフト１０と、該インプットシ
ャフト１０の後方に同軸線上に配置され且つ後端部にプ
ロペラシャフト（図示せず）の取付はドラム６が結合さ
れたアウトプットシャフト２０と、これらのシャフト１
０．２０に平行に配置されたカウンタシャフト８０と、
これらのシャフト１０．２０．８０間で動力の伝達、遮
断を行う複数の歯車列、摩擦クラッチ及びワンウェイク
ラッチ等を配設した構成とされている。

上記乾式クラッチである第２摩擦クラツチ５２は、ダイ
ヤプラムスプリング５２ｅの作用によって、摩擦板５２
ｆをフライホイール４と圧力板５２ｇとの間にはさみつ
け、摩擦板５２ｆの両面に発生する摩擦力によって、エ
ンジン出力軸８の回転をインプットシャフト１０に伝達
するものである。また、油圧シリンダ（図示せず）で自
動制御されるレリーズレバ−５２ｈによりレリーズ軸受
５２１が軸方向圧力板側へ押されると、圧力板５２ｇへ
のダイヤプラムスプリング５２ｅの作用が解除され、エ
ンジン出力軸８の回転はインプットシャフト１０に伝達
されない。

上記インプットシャフト１０には、中間部に第１ギヤ４
１が遊嵌合されていると共に、該ギヤ４１に常時噛合う
第２ギヤ４２がカウンタシャフト８０の前部にスプライ
ン嵌合され、これらのギヤ４１．４２によって第１歯車
列Ｉが構成されている。そして、インプットシャフト１
０上に該シャフト１０と第１ギヤ４１とを結合、分離す
る湿式多板式の第１摩擦クラツチ５１が設けられている
。

ξの第１摩擦クラツチ５１は、インプットシャフト１０
にスプライン結合されたドラム５１ａと、と記第１ギヤ
４１に一体形成されたハブ５１ｂと、その両者間に配設
されてドラム５１ａ及びハブ５１ｂに交互にスプライン
嵌合され′た複数の摩擦板５１ｃと、作動圧の導入時に
これらの摩擦板５１Ｃを締結して上記ドラム５１ａとハ
ブ５１ｂ１換言すればインプットシャフト１０と第１ギ
ヤ４１とを結合するピストン５１（ｉとでＮ−成されて
いる。

また、インプットシャフトｌＯの後端部にはワンウェイ
クラッチ６１を介して第８ギヤ４８が嵌合されていると
共に、該ギヤ４８に常時噛合う第４ギヤ４４がカウンタ
シャフト８０に一体形成され、これらのギヤ４８．４４
によって第２歯車列Ｉが構成されている。

さらに、インプットシャフト１０の後端部におけると化
ワンウェイクラッチ６１とアウトプットシャフト２０の
前端部との間に、湿式多板式の第３摩擦クラツチ５８が
配置されている。このクラッチ５８も、アウトプットシ
ャフト２０にスプライン結合されたドラム５８ａと、と
化ワンウェイクラッチ６１のアウタレース６１ａ（第８
ギヤ４８）に一体のハブ５８ｂと、その両者間に配設さ
れた複数の摩擦板５８ｃと、作動圧の導入時にこれらの
摩擦板５８ｃを締結してハブ５８ｂとドラム５８ａとを
結合するピストン５ｇ（１とで構成されている。そして
、この第８摩擦クラツチ５８が締結され、かつ上記ワン
ウェイクラッチ６１がロックされた時に、インプットシ
ャフト１０とアウトプットシャフト２０とが結合される
ようになっている。ここで、インプットシャフトｔｏＪ
：には、上記ワンウェイクラッチ６１に並列にエンジン
ブレーキ用の湿式多板式の摩擦クラッチ５６が備えられ
ている。このクラッチ５６は、インプットシャフト１０
にスプライン結合されたドラム５６ａと、ワンウェイク
ラッチ６１のアウタレース６１ａに一体のハブ５６ｂと
、これらの間に配設された複数の摩擦板５６ｃと、これ
らの摩擦板５６ｃを締結してと記ドラム５６ａとハブ５
６１）を結合するピストン５６（１とで構成されている
。したがって、この摩擦クラッチ５６が締結されると、
ワンウェイクラッチ６１がフリーの状態にあっても、イ
ンプットシャフト１０と第３ギヤ４８ないし第８摩擦ク
ラツチ５８のハブ５８ｂとが結合されることになる。

一方、上記カウンタシャフト８０の後部には第５ギヤ４
５が一体形成されていると共に、該ギヤ４５に常時噛合
う第６ギヤ４６がアウトプットシャフト２０に遊嵌合さ
れ、これらのギヤ４５．４６により第３歯車列■が構成
されている。そして、アウトプットシャフト２０上に該
シャフト２０とと起用６ギヤ４６とを結合、分離する湿
式多板式の第４摩擦クラツチ５４が配置されている。こ
の第４摩擦クラツチ５４は、上記用３摩擦クラッチ５８
のドラム５８ａと一体形成されてアウトプットシャフト
２０にスプライン結合されたドラム５４ａと、上記第６
ギヤ４６に一体のハブ５４ｂと、該ドラム５４ａとハブ
５４ｂの間に配設された複数の摩擦板５４０と、作動圧
の導入時に上記摩擦板５４ｃを締結してドラム５４ａと
ハブ５４ｂ。

即ちアウトプットシャフト２０と第６ギヤ４６とを結合
するピストン５４（１とで構成されている。

さらに、カウンタシャフト３０の後端部には第７ギヤ４
７がスプライン嵌合されていると共に、該ギヤ４７に常
時噛合う第８ギヤ４８がアウトプットシャフト２０に遊
嵌合され、これらのギヤ４７．４８により第４歯車列■
が構成されている。

そして、アウトプットシャフト２０の後部に該シャフト
２０と第８ギヤ４８とを結合、分離する湿式多板式の第
５摩擦クラツチ５５が配置されている。このクラッチ５
６も、アウトプットシャフト２０にスプライン結合され
たドラム５５ａと、を記Ｍ８ギヤ４８に一体のハブ５５
ｋｌと、該ドラム５５ａとハブ５５ｂとの間に配設され
た複数の摩擦板５５ｃと、作動圧の導入時にこれらの摩
擦板５５０を締結してドラム５５ａとハブ５５ｂ１即ち
アウトプットシャフト２０と第８ギヤ４８とを結合する
ピストン５５ｄで構成されている。

ここで、上記ワンウェイクラッチ６１は、所定回転方向
に対してインプットシャフト（インナレース）１Ｇの回
転速度がアウタレース６１ａの回転速度より大きくなろ
うとする時にロックしてインプットシャフト１０の回転
をアウタレース６１ａに伝達し、アウタレース６１ａの
回転速度がインプットシャフト１０の回転速度を上回っ
た時に空転する。また、上記第１１ｊｊｌ車列Ｉはギヤ
比が略１とされ、第２歯車列■は第８ギヤ４８から第４
ギヤ４４への回転伝達時に減速され、第８歯車列鳳は第
５ギヤ４６から第６ギヤ４６への回転伝達時に減速され
、また第４歯車列■は、第７ギヤ４７から第８ギヤ４８
への回転伝達時に第８歯車列Ｉよりも大きな減速比で減
速されるように、各ギヤ４１〜４８の径が設定されてい
る。

さらに、と記アウトプットシャフト２０の後部に配置さ
れた第５摩擦クラツチ５５は、他の摩擦クラッチ５１〜
５４．５６よりも大径とされていると共に、と記カウン
タシャフト８０の後端部より後方の位置に配置されて、
該カウンタシャフト３０と干渉しないように図られてい
る。

以との構成に加えて、を記カウンタシャフト３０とアウ
トプットシャフト２０との間には後退速用歯車列Ｖが設
けられている。この歯車列Ｖは、カウンタシャフト８０
に一体形成された駆動ギヤ７１と、該ギヤ７１に常時噛
合うアイドルシャフト７２上のアイドルギヤ７８と、該
ギヤ７８に常時噛合うアウトプットシャフト２０ｋに遊
嵌合された従動ギヤ７４とで構成されている。そして、
アウトプットシャフト２０ｋにはスプライン７６が形成
されていると共に、これに隣接させて従動ギヤ７４の側
面にも同形状のスプライン７４ａが形成され、前者のス
プライン７５に摺動自在に嵌合されたスリーブ７６をシ
フトフォーク７７によって両スプライン７５．７４＆に
跨って嵌合させれば、従動ギヤ７４がアウトプットシャ
フト２０に結合されるようになっている。

また、この実施例においては、第６摩擦クラツチ６５の
ドラム５５ａの外周にパーキングギヤ８１が固設され、
該ギヤ８１にパーキングボール８２を係合させた時に上
記ドラム５５ａを介してアウトプットシャフト２０が固
定されるようになっている。

さらに、カウンタシャフト３０上の第４ギヤ４４にはシ
ャフト８８に軸承された動力取出しギヤ８４が噛合され
、該ギヤ８４から車両走行用以外の各種作業に用いられ
る動力が取出されるようになっている。

つぎに、を記自動変速機の各変速段における動力伝達状
態を第１表のクラッチ作動表と第２〜６図の骨子図を用
いて説明する。ここで、第１表中、Ｏ印は摩擦クラッチ
については締結状態を、ワンウェイクラッチについては
ロック状態を示す。また、（○）印は締結しているが、
動力伝達に関与しない状態を示す。

（以下、余白）まず、１速においては、第１表に示すように第２摩擦ク
ラツチ５２と第５摩擦クラツチ６５とが締結され、且つ
ワンウェイクラッチ６１がロック状態となる。この時、
エンジンの出力軸８の回転は、第２図に斜線部で示すよ
うに、インプットシャフト１０からワンウェイクラッチ
６１を介して第２歯車列■の第８ギヤ４８に伝達され、
さらに第４ギヤ４４からカウンタシャフト８０に入力さ
れる。そして、該カウンタシャフト８０から更に第４歯
車列■を構成する第７．８ギヤ４７．４８及び１記用６
摩擦クラッチ５５を経てアウトプットシャフト２０に至
る。この場合、インプットシャフト１０の回転は第２歯
車列ｌで減速され、また第４歯車列■においても大きく
減速されてアウトプットシャフト２０に伝達されるから
、減速比の大きな１速状態が得られる。

つぎに、１速から２速への変速時には、第１表に示すよ
うにと記の１速の状態に対して第１摩擦クラツチ５１が
新たに締結される。この時、第８図に示すようにインプ
ットシャフト１０の回転は、上記第１摩擦クラツチ５１
から第１歯車列■を構成する第１．第２ギヤ４１．４２
を介してカウンタシャフト８０に入力されると共に、該
カウンタシャフト８０からは１速の場合と同様に、第４
歯車列■の第７．第８ギヤ４７．４８及び第５摩擦クラ
ツチ５５を経てアウトプットシャフト２０に回転が伝達
される。そして、この場合は、を起用１歯車列ｉの減速
比が略１であって、１速時にインプットシャフト１０か
らカウンタシャフト８０に回転を伝達する第２歯車列Ｉ
の減速比よりも小さいので、１速よりも減速比が小さい
２速の状態が得られる。

なお、１速から２速への変速は上記のように第１摩擦ク
ラツチ５１の締結動作のみによって行われるが第８図に
点斜線で示すようにカウンタシャフト８０に伝達された
回転が第４ギヤ４４ないし第８ギヤ４８に伝達きれる。

しかしこの場合、第８ギヤ４３とインプットシャフト１
０との間のワンウェイクラッチ６１はアウタレース６１
ａ側が高速回転するので空転状態となる。従って、イン
ブットシャフト１０から第２歯車列ｌを介してカウンタ
シャフト８０に回転が伝達されることはない。

さらに、２速から８速への変速時には、第１表に示すよ
うに２速の状態から第４摩擦クラツチ５４が新たに締結
されると共に第５摩擦クラツチ５５が解放される。その
ため、第４図に示すように、インプットシャフト１０の
回転は第１ｙ！１擦クラツチ５１から第１歯軍列■の第
１．第２ギヤ４１゜４２を介してカウンタシャフト８０
に伝達されると共に、該カウンタシャフト８０から第８
歯車列■の第５．第６ギヤ４５．４６から第４摩擦クラ
ツチ５４を介してアウトプットシャフト２０に伝達され
る。この場合は、第８歯車列■の減速比が１．２速時に
カウンタシャフト８０からアウトプットシャフト２０に
回転を伝達する第４歯車列■の減速比より小さいので、
更に減速比の小さい８速の状態が得られる。なお、この
場合もカウンタシャフト３０の回転が第２歯車列Ｉの第
４ギヤ４４ないし第８ギヤ４８を介してワンウェイクラ
ッチ６１のアウタレース６１ａに伝達されるが、該ワン
ウェイクラッチ６１が空転するので、第２歯１１１列１
を介してインプットシャフト１０の回転とカウンタシャ
フト８０の回転とが干渉することはない。

また、８速から４速への変速は、第１表に示すように、
上記８速の状態から第８摩擦クラツチ５８が締結される
と共に、第１摩擦クラツチ５１と第４Ｍｆｌ’Ｊクラッ
チ５４とが解放され、且つワンウェイクラッチ６１がロ
ックされる。そのため、第５図に示すように、インプッ
トシャフト１０の回転は、ワンウェイクラッチ６１から
立起用８！ｊ６クラツチ５８を経てアウトプットシャフ
ト２０に伝達される。この場合は、いずれの歯車列も通
過しないから、インプットシャフト１０の回転は直接ア
ウトプットシャフト２０に伝達され、いわゆる直結状態
の４速か得られる。

また、４速から５速への変速時には、第１表に示すよう
に、４速の状態から第１摩擦クラツチ５１がさらに締結
される。そのため、インプットシャフト１０の回転は、
第６図に示すように、第１摩擦クラツチ５１から第１歯
車列■の第１．第２ギヤ４１．４２を介してカウンタシ
ャフト８０に入力されると共に、第２歯車列Ｉの第４．
第８ギヤ４４．４Ｂ、及び第８摩擦クラツチ５８を経て
アウトプットシャフト２０に伝達される。つまり、この
場合は、カウンタシャフト３０からアウトプットシャフ
ト２０への回転伝達が、１．２速時における第４歯車列
■或いは８速時における第８歯車列■の代りに第２歯車
列■を介して行われるのであるが、この時、第２歯車列
ｌを径の大きい第４ギヤ４４から径の小さい第３ギヤ４
８に回転が伝達されることにより回転速度が増速される
ことになる。これにより、いわゆるオーバードライブ状
態の５速が得られる。この場合、ワンウェイクラッチ６
１は２速時と同様の理由で空転する。

以上のようにして、平行２軸間に並設された４つの歯車
列Ｉ〜■が５つの摩擦クラッチ５１〜５５とワンウェイ
クラッチ６１の作動によって選択的に動力伝達状寝とさ
れることにより、５つの前進変速段が得られることにな
る。そして、１−２および４−５の各変速が、１つの摩
擦クラッチの作動だけで行われることになる。

したがって、摩擦クラッチの動作タイミングの制御が容
易になり、簡素な制御回路で、しかも変速ショックやエ
ンジン回転の吹きとり等が伴わない良好な変速動作が行
われる。

また、第１図の上記摩擦クラッチ５１．５Ｂ。

５４．５５．５６は湿式クラッチであるが、発進時に大
きなトルクを伝達する第２摩擦クラツチ５２は乾式クラ
ッチとされ、インプットシャフト１０上で、カウンタシ
ャフト３０の前端より前方位置に配置されている。

したがって、上記乾式クラッチである摩擦クラッチ５２
は、カウンタシャフト８０と干渉することなくｍｎ板５
２ｆの径を大きくして、トルク容量を大きくすることが
できるので、を記干渉を避けるために、インプットシャ
フト１０とカウンタシャフト８０の間の距離を増大させ
る必要がないから、変速機が径方向に大型化しない。

また、乾式クラッチは、摩擦板が摩耗しても、簡単な調
整作業で動力伝達機能を維持することができるので耐久
性が向上する。

さらに、１，２速時に第４歯車列■と共に動力を伝達す
る＠５摩擦クラッチ５５は大きなトルク容量が必要であ
るが、該クラッチ５５はアウトプットシャフト２０Ｊ：
におけるカウンタシャフト３０の後端より後方位置に配
置されているから、これらのシャフト２０．８０間の軸
間距離を大きくすることなく十分な径を確保することが
できる。

したがって、摩擦板５５ｃの枚数を多くする必要がない
ので低変速段用の第５摩擦クラツチ５５のトルク容量を
変速機の大型化を伴うことなく大きくすることができる
。

なお、１速時及び４速時にはワンウェイクラッチ６１が
ロックして動力を伝達するが、アウトプットシャフト２
０側から駆動力が入力される自動車のコーステイング時
には、該ワンウェイクラッチ６１が空転して自動変速機
１はニュートラル状態となる。そこで、コーステイング
時においてエンジンブレーキを作用させる時は、第１表
に示すようにワンウェイクラッチ６１に並列に配置され
たエンジンブレーキ用摩擦クラッチ５６が締結され、該
ワンウェイクラッチ６１に代って動力を伝達する。従っ
て、この場合も所定の変速段が得られ、エンジンブレー
キが作動する。

また、後退速時には、ワンウェイクラッチ６１がロック
され後退速用歯車列Ｙの従動ギヤ７４がスリーブ７６を
介してアウトプットシャフト２０に結合される。そのた
め、インプットシャフト１０の回転はワンウェイクラッ
チ６１、第２歯車列厘、カウンタシャフト８０及び後退
速用両軍列Ｖを経てアウトプットシャフト２０に伝達さ
れることになるが、と記後退連用歯車列Ｖにはアイドル
ギヤ７８が設けられているので、アウトプットシャフト
２０の回転方向が反転することになる。

（発明の効果）以上のようにこの発明によれば、発進用の摩擦クラッチ
が乾式クラッチであるので、摩擦板が多少摩耗しても簡
単な調整作業で、クラッチの動力伝達機能を良好に維持
することができ、発進用クラッチの耐久性が向上すると
ともに、変速機が径方向に大型化しない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例による自動変速機の全体構造
を示す断面１図、第２〜６図は各変速段の動力伝達経路
を夫々示すギヤトレーンの骨子図である。１・・・自動変速機、８・・・エンジン出力軸、１０・
・・インプットシャフト、２０・・・アウトプットシャ
フト、３０・・・カウンタシャフト、４１〜４８・・・
歯車、５１．５８．５４，５５．５６・・・湿式クラツ
、テ、５２・・・乾式クラッチ。第３図第４図第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）インプットシャフトと、このインプットシャフト
の後方に同軸上に配置されたアウトプットシャフトと、
これらのシャフトに平行に配置されたカウンタシャフト
と、上記各シャフト間に配設された複数の歯車列を選択
的に動力伝達状態とする複数の湿式クラッチとを有し、
発進用の摩擦クラッチとして上記インプットシャフトに
エンジン出力軸との接続を断続する乾式クラッチが設け
られたことを特徴とする自動変速機。