JPH0227541B2 - Sharyoyojidohensokusochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車等に用いられる変速装置で、特
に変速機構に副変速機を付加し、オーバドライブ
を含む多段の変速比を得る車輌用自動変速装置に
関するものである。 〔従来の技術〕 近年自動車道路の改善に伴なつて多段変速機に
オーバードライブ段を追加して、高速走行時の燃
費の減少を図ることが要望されている。従来この
ような要望を満たすオーバードライブ段付自動変
速装置は、内部構造が複雑になり、従来の多段変
速機に大幅な変更を要し、生産設備も大幅な変更
となり、コスト高になるなどの欠点を有し、実用
的でなかつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、車輌搭載可能でコンパクトな副変速
機を、汎用の多段式主変速機である自動変速機と
は別体に、前記副変速機自体の入力軸上に構成
し、かつ該副変速機の出力軸と前記自動変速機の
入力軸とを兼ねさせて、前記副変速機をトルクコ
ンバータと前記自動変速機との間に付加すること
によつてオーバドライブ段を自動変速機に追加
し、スラスト荷重が主変速機、副変速機共に影響
し合うことなく、高速走行時の燃費を低減する車
輌用自動変速装置を提供するもので、副変速機と
主変速機とは共に独立組立を可能とし、組立時に
相互に悪影響を与えることのないようにしたもの
である。 〔発明の構成〕 本発明は、トルクコンバータと、自動変速装置
の主変速機との間にオーバドライブ比と直結比と
を達成する副変速機を配設した車輌用自動変速装
置において、前記副変速機は、入力軸と、サンギ
ヤ、プラネタリピニオン、リングギヤおよび前記
プラネタリピニオンを回転自在に支承するキヤリ
ヤとよりなる遊星歯車機構と、前記サンギヤと前
記キヤリヤ又はリングギヤとを係脱自在に係合す
るクラツチと、前記サンギヤを制動するブレーキ
と、出力軸とを備え、前記入力軸は、前記キヤリ
ヤに同心的に連結されるとともに、前記トルクコ
ンバータの出力側に連結され、前記出力軸は、前
記リングギヤに同心的に連結されたリングギヤフ
ランジにスプライン結合するとともに前記主変速
機の入力軸とされ、前記リングギヤフランジの基
部は、前記主変速機と前記副変速機とを隔てるよ
うに前記変速装置のケースに形成された隔壁に、
前記出力軸を貫通せしめるようにした中心穴に遊
嵌せしめられ、前記リングギヤフランジと前記隔
壁との間にスラストベアリングが配設されている
ことを特徴とする車輌用自動変速装置である。 〔発明の作用〕 副変速機は、ブレーキを解除し、クラツチを係
合せしめると、副変速機の遊星歯車機構は入力軸
とともに一体回転して入力軸と出力軸とを直結状
態とし、直結比を達成する。またクラツチを非係
合とし、ブレーキにより前記遊星歯車機構のサン
ギヤを制動せしめると、そのリングギヤは入力軸
より高速回転して、リングギヤフランジを介して
スプライン連結された出力軸をリングギヤと同一
回転速度で回転させ、オーバドライブ比を達成
し、主変速機である自動変速機にオーバドライブ
段を追加する。副変速機の出力軸は自動変速機の
入力軸でもあるので、副変速機の出力はそのまま
自動変速機の入力となる。副変速機と主変速機の
作動により生ずるスラスト荷重は、副変速機のリ
ングギヤフランジと出力軸とのスプライン連結に
より相互に影響を与えることなく、かつ副変速機
に生ずるスラスト荷重はケースに形成された隔壁
にスラストベアリングで支承される。 〔実施例〕 この発明の一実施例を図面について説明する。
第１図において、１００はトルクコンバータ、２
００は前進３段後進１段の自動変速機、３００は
オーバドライブ装置であり、トルクコンバータ１
００とオーバドライブ装置３００は入力軸６を介
して連結されている。オーバドライブ装置３００
と自動変速機２００は軸７を介して連結されてい
る。軸７はオーバドライブ装置３００の出力軸で
もあり、自動変速機２００の入力軸でもある。 トルクコンバータ１００は原動機の出力軸１に
連結されたポンプインペラ２、ターービンランナ
３、一方向クラツチ５およびこれに支持されるス
テータ４より成り、ポンプインペラ２とタービン
ランナ３との速度差が大きいときにステータ４が
流体の流れを整流してタービンランナ３に入力ト
ルクより増大した大きなトルクを出力する。 自動変速機２００は入力軸７（オーバドライブ
装置３００の出力軸）、中間軸８および９、第１
および第２の遊星歯車機構３０および４０、およ
び出力軸１０を同心的に配置し、更に２個のクラ
ツチ装置１１，１２、３個のブレーキ装置１４，
１５，１６、２個の一方向クラツチ１８，１９を
備えている。第１の遊星歯車機構３０はサンギヤ
３１とリングギヤ３３を有し、これら両ギヤ３
１，３３に噛合するプラネタリピニオン３２を有
し、更にプラネタリピニオン３２を回転自在に支
持するキヤリヤ３４を有している。キヤリヤ３４
を固定してサンギヤ３１に右方向の回転を与える
と、プラネタリピニオン３２を介してリングギヤ
３３はサンギヤ３１と逆方向に回転する。第２の
遊星歯車機構４０はサンギヤ４１とリングギヤ４
３を有し、これら両ギヤ４１，４３に噛合するプ
ラネタリピニオン４２を有し、更にプラネタリピ
ニオン４２を回転自在に支持するキヤリヤ４４を
有している。サンギヤ４１を固定してリングギヤ
４３に右方向の回転を与えると、プラネタリピニ
オン４２を介してキヤリヤ４４はリングギヤ４３
と同方向に回転する。入力軸７は中間軸８との間
にクラツチ装置１１を設けるとともに中間軸９と
の間にクラツチ装置１２を設けており、中間軸８
は第２の遊星歯車機構４０のリングギヤ４３に連
結し、中間軸９は第１および第２の遊星歯車機構
のサンギヤ３１および４１に連結してブレーキ装
置１４と一方向クラツチ１８を介するブレーキ装
置１５を備えている。第１の遊星歯車機構３０の
リングギヤ３３および第２の遊星歯車機構４０の
キヤリヤ４４は出力軸１０に連結されている。第
１の遊星歯車機構３０のキヤリヤ３４は一方向ク
ラツチ１９とブレーキ装置１６を備えている。こ
こでクラツチ装置１１，１２は圧油作動機構によ
り、入力軸７と中間軸８、入力軸７と中間軸９と
を夫々係脱自在に結合する。ブレーキ装置１４，
１５，１６は圧油作動機構により、第１および第
２の遊星歯車機構３０および４０の各構成要素の
回転を制止する。 オーバドライブ装置３００はトルクコンバータ
１００のタービンランナ３に連結している入力軸
６、第３の遊星歯車機構５０および出力軸７（自
動変速機２００の入力軸）を同心的に配置し、更
に１個のクラツチ装置１３、１個のブレーキ装置
１７および１個の一方向クラツチ２０を備えてい
る。第３の遊星歯車機構５０はサンギヤ５１とリ
ングギヤ５３を有し、これら両ギヤ５１，５３に
噛合するプラネタリピニオン５２を有し、更にプ
ラネタリピニオン５２を回転自在に支持するキヤ
リヤ５４を有している。サンギヤ５１を固定して
キヤリヤ５４に右方向の回転を与えると、プラネ
タリピニオン５２を介してリングギヤ５３はキヤ
リヤ５４と同方向に回転する。第２図において、
トルクコンバータ１００のタービンランナ３に連
結された入力軸６は第３の遊星歯車機構５０のキ
ヤリヤ５４に連結され、キヤリヤ５４はクラツチ
装置１３の摩擦板６０のスプライン嵌合するハブ
６１と連結されている。サンギヤ５１はシリンダ
６２と連結しており、シリンダ６２はその一端で
クラツチ装置１３の圧力板６３およびブレーキ装
置１７の摩擦板６４とスプライン嵌合するハブ６
５と連結している。またシリンダ６２内にはクラ
ツチ装置１３を作動させるためのピストン６６が
配設されている。ミツシヨンケース６７にはブレ
ーキ装置１７の圧力板６８がスプライン嵌合され
ているとともにシリンダ６９が形成されている。
またシリンダ６９内にはブレーキ装置１７を作動
させるためのピストン７０が配設されている。リ
ングギヤ５３に連結されたリングギヤフランジ７
１はキヤリヤ５４と、自動変速機２００とオーバ
ドライブ装置３００との間の隔壁７７とに部材７
５、スラストベアリング７４を介して支持され、
リングギヤフランジ７１の先端部には前記出力軸
７（自動変速機１００の入力軸）と嵌合するため
のスプラインが形成されたスリーブ７６を有し、
該スリーブ７６は前記隔壁７７の中心穴７８に遊
嵌せしめられ、出力軸７とスプライン嵌合し連結
されている。サンギヤ５１とキヤリヤ５４との間
に配設される一方向クラツチ２０はサンギヤ５１
にスプライン嵌合するインナレース７２とハブ６
１に設けられたアウタレース７３とから構成され
る。 以上の構成による自動変速機２００およびオー
バドライブ装置３００の作動を説明する。 自動変速機２００の作動は第１表のようにな
る。

【表】 続いて各変速段毎の作動を説明する。 前進第１速の場合は、クラツチ装置１１と一方
向クラツチ１９とが作動しており、中間軸９は自
由の状態にある。そこで入力軸７からの入力回転
はクラツチ装置１１により中間軸８に伝えられて
第２の遊星歯車機構４０のリングギヤ４３を回転
する。そのため第１の遊星歯車機構３０のキヤリ
ヤ３４はリングギヤ４３により第２の遊星歯車機
構４０のプラネタリピニオン４２、サンギヤ４
１、第１の遊星歯車機構３０のサンギヤ３１、プ
ラネタリピニオン３２を介して逆方向の回転を伝
えられるが、キヤリヤ３４が一方向クラツチ１９
によつて逆方向の回転を拘束されているために、
リングギヤ３３はサンギヤ３１によりプラネタリ
ピニオン３２を介して同方向に回転し、更にリン
グギヤ３３に連結されている第２の遊星歯車機構
４０のキヤリヤ４４を同方向に回転し、その総合
された回転が出力軸１０に伝えられる。下り坂を
走行する際等においてエンジンブレーキを効かせ
たいときには、一方向クラツチ１９だけではキヤ
リヤ３４の同方向の回転を許してしまうので、ブ
レーキ装置１６を作用させキヤリヤ３４の回転を
拘束する。 前進第２速の場合は、クラツチ装置１１、ブレ
ーキ装置１６および一方向クラツチ１８が作動し
ている。入力軸７からの入力回転はクラツチ装置
１１により中間軸８を介して第２の遊星歯車機構
４０のリングギヤ４３に伝えられる。そのためサ
ンギヤ４１はリングギヤ４３によりプラネタリピ
ニオン４２を介して逆方向の回転が伝えられる
が、このときサンギヤ４１がブレーキ装置１５と
一方向クラツチ１８により逆方向の回転を拘束さ
れているために、プラネタリピニオン４２はリン
グギヤ４３によりサンギヤ４１に沿つて同方向に
公転するようになり、この結果キヤリヤ４４は同
方向に回転し出力軸１０に伝えられる。下り坂を
走行する際等エンジンブレーキを効かせたいとき
には一方向クラツチ１８によりサンギヤ４１の同
方向の回転を許してしまうので、ブレーキ装置１
４を作動させサンギヤ４１の回転を拘束する。 前進第３速の場合には、クラツチ装置１１とク
ラツチ装置１２とが作動している。入力軸７から
の入力回転はクラツチ装置１１により中間軸８を
介して第２の遊星歯車機構４０のリングギヤ４３
に伝えられ、同時にクラツチ装置１２により中間
軸９を介して第２の遊星歯車機構４０のサンギヤ
４１に伝えられる。そのため第２の遊星歯車機構
４０において、リングギヤ４３とサンギヤ４１の
同方向の回転によりプラネタリピニオン４２はリ
ングギヤ４３とサンギヤ４１とともに相対運動を
することなく一体化されて回転してキヤリヤ４４
に伝えられ出力軸１０に伝えられる。 後進の場合には、クラツチ装置１２とブレーキ
装置１６が作動しており中間軸８は自由の状態に
ある。入力軸７からの入力回転は、クラツチ装置
１２により中間軸９を介して第１の遊星歯車機構
３０のサンギヤ３１に伝えられる。そのためキヤ
リヤ３４は同方向の回転が伝えられるが、このと
きキヤリヤ３４がブレーキ装置１６により回転を
拘束されているため、リングギヤ３３がサンギヤ
３１によりプラネタリピニオン３２を介して逆方
向に回転し出力軸１０に伝えられる。 オーバドライブ装置３００の作動は第２表のよ
うになる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明はトルクコンバー
タと汎用の多段自動変速機との間にオーバドライ
ブ装置を配設した車輌用自動変速装置に係るもの
である。トルクコンバータと汎用の多段自動変速
機との駆動的結合は、通常トルクコンバータの出
力軸であるタービンシヤフトの後端に多段自動変
速機の入力歯車が連結される。従つてトルクコン
バータと多段自動変速機との間にオーバドライブ
装置を配設するにあたつては、トルクコンバータ
の出力軸をオーバドライブ装置の入力歯車に連結
するとともに、オーバドライブ装置の出力軸の後
端部を、前記トルクコンバータと汎用の多段自動
変速機との結合の際におけるタービンシヤフトの
後端部と同様に形成することにより、多段自動変
速機の入力軸に駆動的結合をすることができ、か
つオーバドライブ装置には、常にトルクコンバー
タを経由して伝達されるエンジン動力が伝達さ
れ、多段自動変速機が前進低速段にシフトされて
いようと後進段にシフトされていようと、トルク
コンバータよりオーバドライブ装置に伝達される
動力はその大きさも方向も、多段自動変速機のシ
フトには影響されることがなく、多段自動変速機
の出力軸から増大されたエンジン動力あるいは前
進段とは逆方向の回転トルクが出力されるのみで
ある。かつ汎用の多段自動変速機の出力側におけ
る多段自動変速機の出力軸と駆動車軸または差動
歯車装置との駆動的連結については全く設計変更
を要しない。 これに反してトルクコンバータと汎用の多段自
動変速機よりなる車輌用自動変速装置において、
多段自動変速機の出力側にオーバドライブ装置を
配設しようとするときは、トルクコンバータと多
段自動変速機の入力側との駆動的連結は全く設計
変更を要しない代りに、多段自動変速機の出力軸
と駆動車軸または差動歯車装置との駆動的連結に
ついて大きな設計変更を必要とする。即ち汎用の
多段自動変速機の出力軸は、通常出力軸の回転速
度を検出するガバナ弁が取りつけられており、さ
らに駆動車軸と連結すべき等速接手あるいは差動
歯車装置を駆動すべき歯車が取りつけられるのを
通例とするからである。またオーバドライブ装置
が多段自動変速機の出力側に配設されると、多段
自動変速機が前進低速段にシフトされた場合は多
段自動変速機の入力トルクより大なるトルクがオ
ーバドライブ装置に伝達され、また多段自動変速
機が後進段にシフトされた場合は、前進時と逆方
向の回転方向で、かつ多段自動変速機の入力トル
クより大なるトルクがオーバドライブ装置に伝達
される。従つてオーバドライブ装置は大トルクに
耐える歯車機構としなければならず、一方向クラ
ツチを備えた遊星歯車機構を備えたオーバドライ
ブ装置にあつては、一方向クラツチが逆方向の回
転を伝達された際はフリー回転状態となるので、
前記大トルクに対応する容量のクラツチ装置を併
設しなければならない。 このようにオーバドライブ装置をトルクコンバ
ータと自動変速機との間に配設した場合は、オー
バドライブ装置を自動変速機の出力側に配設した
場合に比してコンパクトに構成でき、構成、効果
において多大の利益がある上に、本発明において
は、オーバドライブ比と直結比とを達成すべきオ
ーバドライブ装置を、サンギヤ、リングギヤ、前
記サンギヤとリングギヤとに噛合するプラネタリ
ピニオンおよび該プラネタリピニオンを回転自在
に支承するキヤリヤとよりなる遊星歯車機構と、
前記キヤリヤに連結した入力軸、前記リングギヤ
に連結しかつ前記自動変速機の入力軸を兼ねた出
力軸、前記サンギヤを制動するためのブレーキ装
置、前記サンギヤとキヤリヤまたはリングギヤと
を着脱自在に結合するクラツチ装置とから構成す
るようにしたから、オーバドライブ装置とトルク
コンバータおよび自動変速機との間の駆動的連結
を、汎用のトルクコンバータおよび自動変速機に
大きな設計変更を要せずしてなし得られ、かつオ
ーバドライブ装置の軸方向寸法を可及的に小とす
ることができ、車輌用自動変速装置としてオーバ
ドライブの効果であるエンジンの耐久性の向上、
燃費の向上を達成することができるとともに、ク
ラツチ容量をエンジントルクに対応するクラツチ
容量のものとすることで足りる。 さらに本発明においては、オーバドライブ装置
であるオーバドライブ比と直結比とを達成する副
変速機の出力軸は、前記リングギヤに同心的に連
結されたリングギヤフンジにスプライン結合され
るとともに前記自動変速機である主変速機の入力
軸とされているから、、主変速機の入力トルクは、
副変速機が直結比を達成したときには、トルクコ
ンバータを介して副変速機に伝達されるエンジン
トルクと同一であり、副変速機がオーバドライブ
比を達成したときにはこれより小となるため、主
変速機としての汎用の自動変速機の変速歯車機構
に設計的変更を加えることなく使用でき、かつ入
力軸はトルクコンバータの出力軸を連結するため
のスプラインを具備することを通例とするので、
副変速機の出力側に前記スプラインに嵌合するス
プラインを形成することにより副変速機と連結す
ることが可能である。従つて従来汎用の多段自動
変速機は副変速機を取付けるためにケーシングに
僅かの変更を加えるのみで副変速機を付設するこ
とができ、前記多段自動変速機の汎用性を著るし
く向上させることができ、副変速機付自動変速装
置を低コストで生産することができる。さらに主
変速機の入力軸を兼ねる副変速機の出力軸にスプ
ライン結合されているリングギヤフランジは、そ
の基部が自動変速機の隔壁の中心穴に遊嵌されて
いることにより、リングギヤは自然体で回転する
ことができ、遊星歯車機構の回転の偏りや振動を
すべてスプライン結合部に集中させ、前記出力軸
と遊星歯車機構のリングギヤフランジとの心ずれ
等をスプラインにより吸収でき、ギヤの摩耗、ノ
イズ、スラストベアリングの片あたり、前記出力
軸への荷重を大幅に減少できる。 また本発明においてリングギヤフランジの基部
を主変速機と副変速機とを隔てるように自動変速
装置のケースに形成された隔壁に、前記出力軸を
貫通せしめるように形成した中心穴に遊嵌せしめ
ることにより、ケースの軸方向寸法を徒らに増大
せしめないようにすることができ、かつ夫々が独
立して組付けられ、前記隔壁を隔てて配置された
主変速機と副変速機とを、副変速機の出力軸でも
ある主変速機の入力軸を隔壁の中心穴に貫通させ
て副変速機のリングギヤフランジにスプライン結
合せしめることにより、両変速機の結合を夫々の
組立とは独立して行うことができるので、両変速
機の同心的連結が容易である。 さらに本発明においては、副変速機の出力軸で
もある主変速機の入力軸が副変速機のリングギヤ
フランジにスプライン係合し、リングギヤフラン
ジと前記隔壁との間にスラストベアリングが配設
されているから、副変速機の作動によつて生ずる
スラスト荷重はスラストベアリングを介して前記
隔壁により支承され、主変速機に影響を与えるこ
とがなく、かつ前記スラストベアリングは周方向
に均等にスラスト荷重を受け、耐久性に悪影響を
与えられることがない。また主変速機の作動によ
り生ずるスラスト荷重は前記スプライン結合のた
め副変速機側に影響を与えることがないから、副
変速機に主変速機側のスラスト荷重を負担させる
必要がなく、副変速機のコンパクト性はそのまま
維持でき、かつ主変速機および副変速機とも前記
スラスト荷重の影響により騒音を発したり各ギヤ
の噛合面の摩耗を生ずることがないから、前記ス
ラスト荷重のために耐久性を損うことがない。 以上説明したとおり、本発明においてはオーバ
ドライブ比と直結比とを達成する副変速機と自動
変速装置の主変速機とは機構的に独立しており、
かつ副変速機および主変速機の作動によりそれぞ
れに発生するスラスト荷重が相互に影響すること
のないように連結されるから、主変速機として汎
用の多段変速機を利用することができ、該多段変
速機にオーバドライブ比を付加することにより該
多段変速機の汎用性を著るしく向上させることが
できる。また副変速機は、トルクコンバータと主
変速機との間に配設して主変速機の入力側に位置
せしめたから、副変速機を主変速機の出力側に位
置せしめる場合に比して、歯車機構、クラツチ、
ブレーキその他の機構を小トルクに耐えるコンパ
クトなものとすることができ、さらに前述した主
変速機との間をスラスト荷重による影響のない連
結としたために、副変速機を一層コンパクト化す
ることができるから、特に寸法および重量の増大
を極力抑制する自動車に搭載する自動変速装置に
施して有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である自動変速機の
動力伝達機構を示す骨子図、第２図は第１図にお
ける本発明のオーバドライブ装置の構造を示す断
面図、第３図は本発明の他の実施例である自動変
速機の動力伝達機構を示す骨子図である。 符号の説明 １００…トルクコンバータ、２０
０…自動変速機、３００…オーバドライブ装置、
１１，１２，１３…クラツチ装置、１４，１５，
１６，１７…ブレーキ装置、１８，１９，２０…
一方向クラツチ、３０，４０，５０…遊星歯車機
構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トルクコンバータと、自動変速装置の主変速
   機との間にオーバドライブ比と直結比とを達成す
   る副変速機を配設した車輌用自動変速装置におい
   て、 前記副変速機は、入力軸と、サンギヤ、プラネ
   タリピニオン、リングギヤおよび前記プラネタリ
   ピニオンを回転自在に支承するキヤリヤとよりな
   る遊星歯車機構と、前記サンギヤと前記キヤリヤ
   又はリングギヤとを係脱自在に係合するクラツチ
   と、前記サンギヤを制動するブレーキと、出力軸
   とを備え、 前記入力軸は、前記キヤリヤに同心的に連結さ
   れるとともに、前記トルクコンバータの出力側に
   連結され、前記出力軸は、前記リングギヤに同心
   的に連結されたリングギヤフランジにスプライン
   結合するとともに前記主変速機の入力軸とされ、 前記リングギヤフランジの基部は、前記主変速
   機と前記副変速機とを隔てるように前記変速装置
   のケースに形成された隔壁に、前記出力軸を貫通
   せしめるようにした中心穴に遊嵌せしめられ、前
   記リングギヤフランジと前記隔壁との間にスラス
   トベアリングが配設されていることを特徴とする
   車輌用自動変速装置。