JPS6249047A - 車両用自動変速機 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は遊星歯車式変速機構を用いた車両用自動変速機
に関するものである。

（従来技術） 車両用自動変速機としては、エンジン出力軸に対してト
ルクコンバータを介して連結された遊星歯車式変速機構
を用いるものか−・般的である。この遊星歯車式変速機
構としては、シンプソン式あるいはラビニョ式のもの等
一般に２組の遊星歯車を有する３段変速のものが多く、
軽車両等においては２段変速のものも用いられている。

ところで近時は、車両用自動変速機のより多段化、特に
オーバドライブの変速段を有することが、省燃費、騒音
低減等の観点から多くなっている。このため、従来から
使用されていた遊星歯車式変速機構をそのまま利用しつ
つ多段化を図るため、オーバドライブ用等付加用変速段
を構成するだめの補助遊星歯車を、従来から、あるトル
クコンバータと例えば３段変速の主遊星歯車式変速機構
との間にさらに介在させるようにしたものが出現してい
る。

一方、近時は、エンジンを横置きとするＦＦ車（フロン
トエンジン・フロントドライブ車）ヤミッドシップ車も
多くなっており、このようなエンジン横置き式のもので
は、車幅による制約のため、自動変速機の軸長を極力短
くすることが要求される。

このような観点から、オーバドライブ用等付加用変速段
のための補助遊星歯車を、例えば３段変速の主遊星歯車
式変速機構と並列に設けるようにしたものが提案されて
いる（特開昭５９−１３３８５２号公報参照）。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記公報記載のように、従来からある主
遊星歯車式変速機構に対して、さらに補助用遊星歯車を
用いたのでは、遊星歯車そのものがかなり構造が複雑で
あると共に機械効率（動力伝達効率）の点でも好ましく
ないので、この点において何等かの対策が望まれること
になる。

したがって、本発明の目的は、自動変速機の軸長そのも
のを極力短くするということを前提としつつ、従来から
ある遊星歯車式変速ａ構に対して、簡単な構造でかつ機
械効率の点でも有利な歯車機構を付加して、当該遊星歯
車式変速機構により得られる変速段よりもさらに多段化
を図れるようにした車両用自動変速機を提供することに
ある。

（問題点を解決するための手段、作用）前述の目的を達
成するため、本発明にあっては、自動変速機の軸長を短
くするため、基本的に、エンジン出力軸に連結される入
力軸に対して、アクスル軸に連結される出力軸を平行に
配置して、該入拳出力軸のいずれか一方に遊星歯車式変
速機構を介在させである。また、このエンジン出力軸か
らアクスル軸へ至るまでの動力伝達系路を複数構成すべ
く、入・出力軸との間に互いにギア比の異なる複数の歯
車列を構成すると共に、この複数の歯車列に対応して構
成される複数の動力伝達系路のうちの任意の１つの選択
するための切換手段を設けである。そして、上記遊星歯
車式変速機構の上記動力伝達系路に対する関係を、少く
とも１つのギア列により得られる動力伝達系路中に該遊
星歯車式変速機構が位置するようにしである。具体的に
は、次のような構成としである。すなわち、 エンジン出力軸に連結される入力軸と、前記入力軸と平
行に配置され、アクスル軸に連結される出力軸と。

前記入力軸と出力軸とのいずれか一方に設けられた遊星
歯車式変速機構と、 前記入力軸と出力軸との間に構成され互いにギア比と異
なる複数のギア列、および該複数のギア列のうち任意の
１つのギア列による動力伝達系路を選択する切換手段と
、 を備え、前記複数のギア列に対応した複数の動力伝達系
路のうち少くとも１つの動力伝達系路中に前記遊星歯車
式変速機構が位置されている、ような構成としである。

このような構成とすることにより、例えば、あ６１つの
ギア列により得られる動力伝達系路中に遊星歯車式変速
機構が位置する一方、他のギア列により得られる動力伝
達系路中に該遊星歯車式変速機構が位置しないような関
係すなわち遊星歯車式変速機構をバイパスするような関
係とすれば、上記１つのギア列による動力伝達系路を選
択した際には、遊星歯車式変速機構の変速段に応じた数
の変速が行われる一方、他のギア列の数に応じた数の変
速段（例えばオーバドライブ）がこの遊星歯車式変速機
構による変速段にさらに付加されて多段化が図れること
になる。

また、例えばギア列を２組設けて、そのいずれによる動
力伝達系路中にも遊星歯車式変速機構が共通して位置す
るようにすれば、このギア列のギア比の相違すなわちハ
イ、ローに応じて、当該遊星歯車式変速機構の各変速段
に対してハイ、ローの関係を得ること、すなわち、１速
ロー、ｌ速ハイ、２速ロー、２速ハイ、３速ロー、３速
ハイ、のような多段化を図ることができる。

（実施例） 以下本発明の実施例を添付した図面に基いて説明する。

本発明の第１実施例を示す第１図において、文１．Ｍ２
）文３は、それぞれ第１〜第３の軸線で、この３つの軸
線！１１、文２）見３は、互いに平行にかつ軸方向から
見た場合に互いに三角形の頂点部分に位置するような配
置関係とされている。この第１軸線文１上には入力軸１
が、また第２袖線交２上には出力軸２がざらに第３軸線
又３上には左右一対のアクスル軸３Ａ、３Ｂが位置され
ている。

北記入力軸１の−・端部には、トルクコンバータ４を介
してエンジン出力軸５が連結され、これにより、エンジ
ンからの出力（トルク）がトルクコンバータ４を介して
入力軸１に入力される。また、出力軸２には後述する遊
星歯車式変速機構ＡＴが介在され、実施例ではこの遊星
歯車式変速機構ＡＴが前進３段変速のシンプソン式とさ
れている関係上、出力軸２は、互いに直列な第１軸２Ａ
と第２軸２Ｂとの２分割構成とされて、第１軸２Ａが遊
星歯車式変速機構ＡＴの入力軸部とされる一方、第２軸
２Ｂが遊星歯車式変速機構ＡＴの出力軸部とされている
。

入力軸１と出力軸２との間には、前記遊星歯車式変速機
構ＡＴを軸方向から挟むような配置関係となるように、
トルクコンバータ４とは反対側端においてギア比ｌの第
１ギア列Ｇ１が、またトルクコンバータ４の近傍におい
て、第２ギア列Ｇ２が構成されている。この第１ギア列
Ｇ１は、入力軸１に固定されたドライブギア６と該ドラ
イブギア６に噛合して前記出力軸２の第１軸２Ａに固定
されたトリタンギア７とから構成されている。また第２
ギア列Ｇ２は、入力軸１に回転自在に設けられたドライ
ブギア８とこのドライブギア８に噛合して前記出力軸２
の第２軸２Ｂに固定されたドリブンギア９とから構成さ
れ、この第２ギア列Ｇ２のギア比は第１ギア列Ｇ１のギ
ア比よりも高く設定（増速となるように設定〕されてい
る。そして、入力軸ｌと第２ギア列Ｇ２のドライブギア
８とは、切換手段としてのクラッチ１０によって断続さ
れるようなっている。さらに、前記第２ギア列Ｇ２のド
リブンギア９は、最終減速ギア１１にも噛合されて、こ
の最終減速ギア１１の回転トルクは、デファレンシャル
ギアボックス１２を介して左右のアクスル軸３Ａ、３Ｂ
へ伝達されるようになっている。

以上のような構成によって、切換手段としてのクラッチ
１０を切断したときは、入力＠ｌの回転（トルク）は、
第１キア列Ｇｌ（ギア６．７）、出力軸２の第１軸２Ａ
、遊星歯車式変速機構Ａ丁、出力軸２の第２軸２Ｂ、ド
リブンギア９を経て、最終的にアクスル軸３Ａ、３Ｂへ
伝達され、このような第１キア列Ｇ１から遊星歯車式変
速機構ＡＴを経てドリブンギア９までの間の動力伝達系
路が第１動力伝達系路■を構成する。そして、この第１
動力伝達系路■においては、遊星歯車式変速機構ＡＴの
変速段（実施例では前進３段）に応じた数の変速がなさ
れることになる。

一方、クラッチ１０を接続したときは、入力軸１の回転
が、第２キア列Ｇ２を介してすなわち遊星歯車式変速機
構ＡＴをバイパスして、最終的にアクスル軸３Ａ、３Ｂ
に伝達され、この第２ギア列Ｇ２による遊星歯車式変速
機構ＡＴをバイパスする動力伝達系路が、第２動力伝達
系路■を構成する。そして、この第２動力伝達系路ＩＩ
のときは、遊星歯車式変速機ａＡＴの３段変速に対して
、オーバドライブの変速段すなわち４速が得られる。

さて次に、前述した遊星歯車式変速機構ＡＴについて説
明するが、これは従来から良く知られたシンプソン式の
リバース付前進３段変速とされている。先ず、この遊星
歯車式変速機構ＡＴは、互いに直列な第１と第２（フロ
ントとリア）との２組の遊星歯車ＹｌとＹ２とを有する
。この両遊星歯車遊星歯車Ｙ１、Ｙ２における両サンギ
アＳＧ１、ＳＧ２は、互いに一体化されて出力軸２の第
２軸２Ｂ外周に回転自在に配置され、この両サンギアＳ
ＧＩとＳＧ２との一体化物は、第１クラツチ（フロント
フランチ）ＣＩを介して出力＠２の第１軸２Ａに断続さ
れると共に、第１ブレーキ（セカンドブレーキ）Ｂｌに
より遊星歯車式変速機構ＡＴのケーシングＫに断続（固
定、フリー）されるようになっている。また、第１遊星
歯車Ｙ１のリングギアＲＧＩが、第２クラツチ（リアク
ラッチ）Ｃ２を介して出力軸２の第１軸２Ａと断続され
るようになっている。さらに、第２ｉｉ星歯車Ｙ２のプ
ラネタリギアＰＧ２を保持するキャリアＰＣ２が、ワン
ウェイクラッチＷを介してケーシングＫに対し結合され
ることにより、所定の一方向の回転のみが許容されるよ
うに設定されると共に、第２ブレーキ（ロー・リバース
ブレーキ）Ｂ２を介してケーシングＫに断続されるよう
になっている。そして、第１遊星歯車Ｙｌにおけるプラ
ネタリギアＰＣＩを保持するキャリアＰｃｔと、第２遊
星歯車Ｙ２におけるリングギアＲＧ２とが、出力軸２の
第２軸２Ｂに一体化されている。

と述したような遊星歯車ＡＴそのものは従来から良く知
られているので、この遊星歯車式変速機構ＡＴの各変速
段と７クチユエータとしてのクラッチＣ１、Ｃ２）ブレ
ーキＢ１、Ｂ２の作動の関係とを、次の第１表にまとめ
て示すことにより、これ以上の詳細な説明は省略する。

なお、ｆＪＳ２ギア列Ｇ２全Ｇ２した４速走行のときは
、遊星歯車式変速機構ＡＴの各アクチュエータＣ１，Ｃ
２）Ｂ１、Ｂ２は全て解除されるにュートラル）。

第１表 （０＝作動　　　　　無印；解除） 第２図は本発明の第２実施例を示すもので、前記実施例
と同一構成要素には同一符号を付してその説明は省略す
る（このことは以下のさらに他の実施例についても同様
である）。

本実施例では、第１図に示す前記実施例と同様に、第１
ギア列１を選択して遊星歯車式変速機構ＡＴにより前進
３段変速を行う一方、第２ギア列Ｇ２を選択してオーバ
ドライブ（４速）を得るようにしているが、この遊星歯
車式変速機構ＡＴを後述するラビニョ式のものとしであ
る。そして、本実施例では、第１ギア列Ｇ１に対して、
ワンウェイクラッチ２１とクラッチ２２とをさらに組込
んだものとなっている。すなわち、第１ギア列Ｇ１のド
ライブギア６を、入力軸１側からドライブギア６への回
転伝達のみを許容するワンウェイクラッチ２１を介して
入力軸１に取付ける一方、このワンウェイクラッチ２１
と並列に、該ドライブギア２１と入力軸ｌとを断続する
クラッチ２２を設けてあり、このクラッチ２２は、３速
から４速への移行の際に、クラッチｌＯの接続前（少く
とも完全な接続前）に切断されるものとなっている。こ
のようなワンウェイクラッチ２１を設けることにより、
３速から４速への変速の際に、出力軸２の第１軸２Ａと
入力軸１との間の回転差をワンウェイクラッチ２１が吸
収して、３速から４速への変速をスムーズに行うことが
できる。また、第１ギア列Ｇ１による動力伝達の際には
、クラッチ２２を接続しておくことにより、エンジンブ
レーキを効果的に得ることができる。

また、本実施例では、最終減速ギア１１と噛合する出力
ギア２３を、第２ギア列Ｇ２のドリブンキア９とは別途
独立して設けて、変速比設定の自由度を高め得るように
しである。

ここで、第２図に示す遊星歯車式変速機構ＡＴは、ラビ
ニョ式のリバース付前進３段とされている関係上、出力
軸２の第１軸２Ａと第２輛２Ｂとの間に、互いに内外二
重構造とされた第１．第２の２本の中間軸部３１．３２
を有するものとなっている。このような遊星歯車式変速
機構ＡＴも第１と第２の２つの遊星歯車Ｙ１．Ｙ２を有
するが、この遊星歯車Ｙ１、Ｙ２の両サンギアＳ０１と
ＳＧ２とは、その径がＵいに異なると共にカニいに別体
とされて、遊星歯１１ＥＹ１の大径と−されたサンギア
ＳＧＩか上記第１の中間軸部３１に一体化されると共に
、′Ｍ♀歯車Ｙ２の小径とされたサンギアＳＧ２が上記
第２中間軸部３２に一体化されている。Ｌ記第１中間軸
部３１（小径のサンギア５Ｇ２）は、第１クラ、ンチＣ
１を介して出力軸２の第１軸２Ａに対して断続され、ま
た上記第２中間軸部３２（大径のサンギア５Ｇ１）は、
第２クラツチＣ２を介して第１軸２Ａに断続されると共
に、第１ブレーキＢ１を介してケーシングＫに断続され
る。また１両逆星歯車Ｙ１、Ｙ２のりングギアＲＧＩ、
ＲＧ２は互いに共通化されて（構造状はＭ星歯車Ｙ２の
みリングギアＲＧを有するものとなっている）、第１逅
星歯、車Ｙ１のプラネタリギアＰＣＩが、その大径のサ
ンギアＳＧＩおよび当該共通化されリングギアＲＧ２　
（ＲＧＩ）に噛合されると共に、第２遊星歯車Ｙ２のプ
ラネタリギアＰＧ２にも噛合されている（図面ではプラ
ネタリギアＰＣＩとＰＯ２との存在を明確に示すためこ
の噛合関係は表われていない）。なお、プラネタリギア
ＰＧ２は、リングギアＲＧ２には噛合していないもので
ある。さらに、両遊星歯車Ｙ１、Ｙ２の両プラネタリギ
アＰＣＩ、ＰＧ２とのキャリアＰｃｔ、ＰＯ２が共通化
されて、ワンウェイクラッチＷを介してケーシングＫに
結合されると共に、第２ブレーキＢ２によって当該ケー
シングＫに断続される。そして、上述のように共通化さ
れたりングギアＲＧ２　（ＲＧＩ）が出力＃Ｊ２の第２
軸２Ｂに一体化されている。

上述したようなラビこヨ式の遊星歯車ＡＴそのものは従
来から良く知られているので、このＭ　Ｍ歯車式変速機
構ＡＴの各変速段とアクチュエータとしてのクラッチＣ
１、Ｃ２）ブレーキＢ１、Ｂ２の作動関係とを、次の第
２表にまとめて示すことにより、これ以上の詳細な説明
は省略する。

第２表 （○＝作動　　　無印＝解除） 第３図は本発明の第３実施例を示すもので、前記第２図
に示したものにおいて、第１ギア列Ｇ１を、ラビニョ式
とされた遊星歯車式変速機構ＡＴの第１クラツチＣＩと
第２クラツチＣ２との間に配置したもの、すなわち、ｉ
ｌギア列Ｇ１よりも第１クラツチＣ１が軸方向外方側へ
位置されたものである。なお、このような配置関係を得
るため、出力軸２の第１軸２Ａと遊星歯車式変速機構Ａ
Ｔの第１中間軸部３１とを内外二重構造とするようにし
である。このような構成とすることにより、入力＠ｉｌ
ｌの第１ギア列Ｇｌ側に比較的大きなスペースＳを確保
して、このスペースＳにエンジン補機類やその他の機器
類を配設することが可能となる。なお、第２ブレーキＢ
２）ワンウェイクラッチＷを、両道星歯車Ｙｌ、Ｙ２と
第２クラツチＣ２どの間に配置して、これ等アクチュエ
ータ群を、遊星歯車Ｙ１．Ｙ２の軸方向一方何にまとめ
るようにしである。

第４図は本発明の第４実施例を示すものである。本実施
例では、第１ギア列Ｇｌを、遊星歯車式変速機構ＡＴの
両クラッチＣ１、Ｃ２と両遊皐歯車Ｙ１、Ｙ２との１４
（１に配設したものとなっている。これにより、第３図
で説明した場合−よりもさらに大きなスペースＳを確保
し得ることになる。

なお、このような配設関係とするため、出力軸２の第１
軸２Ａと′Ｍ星歯車式変速機構ＡＴの雨中間軸部３１．
３２とを内外三重構造の配はとしてあり、また小径のサ
ンギアＳＧ２を大径のサンギアＳＧＩよりも第１ギア列
Ｇｌ側に位置させる等の若干の変更はあるが、実質的に
その変速作用そのものは第２図、第３図の場合と変わら
ないものである。

第５図は本発明の第５実施例を示すものである。本実施
例では、入力軸ｌに遊星歯車式変速機構ＡＴを介在させ
る一方、出力軸２側に、第１ギア列Ｇｌによる第１動力
伝達系路■と第２ギア列Ｇ２による第２動力伝達系路Ｇ
２とを選択するための切換手段としての一対のクラッチ
１０．２２を設けたものとなっている。すなわち、出力
軸２は、第１軸２Ａと第２軸２Ｂとの２分割構造とされ
て、第２軸２Ｂ外周に、第２ギア列Ｇ２のドリブンギア
９を回転自在に保持させ、また第２軸２Ｂの一端部に独
立した出力ギア２３を設けである。そして、第２軸２Ｂ
に対して、−のクラッチ１０を介して第１ギア列Ｇ２の
ドリブンギア９が断続され、また他のクラッチ２２によ
り第１軸２Ａすなわち第２ギア列Ｇｌが断続されるよう
になっている。なお、本実施例では、両クラッチ１Ｏ１
２２のいずれか一方が切断され、他方が接続されること
になる。勿論、本実施例においても、クラッチ２２を接
続して第１ギア列Ｇ１を介して第１動力伝達系路Ｉを選
択したときに、遊星歯車式変速機構ＡＴによる変速が行
われ、またクラッチｌＯを接続して第２ギア列Ｇ２を介
して第２動力伝達系路ＩＩを選択したときにオー／へド
ライブとされる。

第６図は本発明の第６実施例を示すもので、全てのギア
列すなわち全ての動力伝達系路共に、遊星歯車式変速機
構ＡＴをバイパスすることなく当該遊星歯車式変速機構
ＡＴを経由するようにしたものである。すなわち、第２
ギア列Ｇ２を第１ギア列Ｇ１の隣り（遊星歯車式変速機
構ＡＴの入力軸部側）へ設けたもので、これにより、ク
ラッチ２２を接続して第１ギア列Ｇ１を介した第１動力
伝達系路工、を選択したときに対して、クラッチ１０を
接続して第２ギア列Ｇ２を介して第２動力伝達系路ＴＩ
を選択した際には、より高速段が得られることになる。

すなわち、遊星歯車式変速機構Ａ丁が３段変速の場合、
低速側より高速側へ順次、ｌ速ロー（第１ギア列Ｇｌ）
、ｌ速ハイ（第２ギア列Ｇ２）、２速ロー（第１ギア列
Ｇｌ）、、２速ハイ（ｆｆｉ２ギア列Ｇ２）、３速ロー
（第１ギア列Ｇｌ）、３速ハイ（第２ギア列Ｇ２）とい
うように、ｆＬ星歯車式変速機構ＡＴの有する変速段の
２倍の変速段が得らられることになる（後退についても
同じようにハイ、ローの関係が得られる）。

なお、この第６図のものにおいては、第１キア列Ｇ１の
ギア比は減速用に設定されると共に、第２ギア列Ｇ２の
ギア比は、第１ギア列Ｇ１のギア比よりも高く設定され
ているがその差は小さくされて増速を行なわないように
なっていて、お述のように１速ハイよりも２速ローの方
が高い変速段になる等、・＼イ、ローの関係に優先して
、Ｍ星歯ｔＩＬ式変速機構ＡＴによる高速段の方が低速
段よりも常に高い変速段となるようにされている。

以−１一実施例について説明したが５本発明はこれに限
らず例えば次のような場合をも含むものである。

■互いにギア比の異なるギア列は、３組以上あってもよ
い。この場合、例えば３絹目以降のギア列としては、そ
れぞれ第１図〜第５図に示すものに対して、第２ギア列
Ｇ２と同じように遊星歯車式変速機構ＡＴをバイパスす
るようなものでもよく、また第６図に示すように遊星歯
車式変速機構ＡＴを経由するようなものであってもよい
。

（り遊星歯車式変速機構ＡＴとしては２速のものであっ
てもよい。

■トルクコンバータ４を用いる代りに、電子的に断続制
御がなされる電磁クラッチを用いることもできる。

（発明の効果） 本発明は以り述へたことから明らかなように、従来から
ある遊星歯車式変速機構を用いて、仝休としての軸長を
短かくしつつ多段化を（Ａることができる。

また、上記Ｍ重両１Ｖ式変速機構以外には、遊星歯車を
用いることなく、入力軸と出力軸との間に構成された互
いにギア比の異なる複数の連動用のギア列を利用して多
段化を得るようにしたので、この遊星歯車をさらに別途
用いた場合に比して、ａ造も筒中でかつ機械効率の良好
なものが得られる。

勿論、多段化のためのＬ記ギア列はその軸長か極めて短
かくて済みかつその増減により容易に変速段数を変更し
得るので、この種の自動変速機として極めて効果的であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示すスケルトン図。 第２図は本発明の第２実施例を示すスケルトン図。 ｉ３図は本発明の第３実施例を示すスケルトン図。 第４図は本発明の第４実施例を示すスケルトン図。 第５図は本発明の第５実施例を示すスケルトン図。 第６図は本発明の第６実施例を示すスケルトン図。 ＡＴ：遊星歯車式変速機構 Ｇ１：第１ギア列 Ｇ２：第２ギア列 文１、父２．９．３：軸線 １：入力軸 ２：出力軸 ２Ａ：第１軸 ２Ｂ：第２軸 ３Ａ、３Ｂ：アクスル軸 ４：　トルクコン／＜−タ ５：エンジン出力軸 １０．２２：クラッチ（切換手段） １１：最終減速ギア Ｙｌ、Ｙ２：遊星歯車 ＳＧＩ、ＳＧ２　：サンギア ＲＧＩ、ＲＧ２：リングギア ＰＣＩ、ＰＯ２：プラネタリギア ＰＣＩ、ＰＯ２：プラネタリキャリア Ｃ１、Ｃ２：クラッチ Ｂ１、Ｂ２：ブレーキ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジン出力軸に連結される入力軸と、前記入力
   軸と平行に配置され、アクスル軸に連結される出力軸と
   、 前記入力軸と出力軸とのいずれか一方に設けられた遊星
   歯車式変速機構と、 前記入力軸と出力軸との間に構成され互いにギア比の異
   なる複数のギア列、および該複数のギア列のうち任意の
   １つのギア列による動力伝達系路を選択する切換手段と
   、 を備え、前記複数のギア列に対応した複数の動力伝達系
   路のうち少くとも１つの動力伝達系路中に前記遊星歯車
   式変速機構が位置されている、ことを特徴とする車両用
   自動変速機。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、前記入力軸がト
   ルクコンバータを介してエンジン出力軸に連結されるよ
   うにしたもの。