JP2002357249A - 自動変速機 - Google Patents

自動変速機

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JP2002357249A
JP2002357249A JP2001167591A JP2001167591A JP2002357249A JP 2002357249 A JP2002357249 A JP 2002357249A JP 2001167591 A JP2001167591 A JP 2001167591A JP 2001167591 A JP2001167591 A JP 2001167591A JP 2002357249 A JP2002357249 A JP 2002357249A
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gear
switching
input shaft
automatic transmission
transmission
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JP2001167591A
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Masaki Oguri
昌己 小栗
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Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力軸と出力軸との間に複数の変速歯車列を
有する自動変速機の変速歯車列を形成する歯車を削減
し、軸方向に自動変速機を小型化することにある。 【解決手段】 入力軸13に回転自在に設けられ、出力
軸14に一体の前進用従動歯車23bに常時噛み合って
特定変速段の変速歯車列を形成する前進用駆動歯車23
aと、入力軸に回転自在に設けられた後退用駆動歯車2
7と前進用駆動歯車23aとの間に設けられた切換回転
体33aを、入力軸13に締結する状態と締結を解除す
る状態とに切り換える摩擦クラッチ41と、後退用駆動
歯車27と常時噛み合う第1アイドラ歯車28aと前進
用従動歯車23bと常時噛み合う第2アイドラ歯車28
bとが取り付けられたアイドラ軸28と、切換回転体3
3aを前進用駆動歯車23aに連結させる状態と、切換
回転体33aを後退用駆動歯車27に連結する状態とに
切り換える切換部材33bとを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車に搭載される
自動変速機に関する。
【0002】
【従来の技術】手動変速機(MT)は、エンジンに連結
され複数の駆動歯車が装着される入力軸と、駆動歯車に
対となる複数の従動歯車が装着され駆動輪に連結される
出力軸とを有しており、入力軸と出力軸との間には複数
の変速歯車列が設けられている。このMTにあっては、
変速時に入力クラッチを切断後、複数の変速歯車列の中
から、動力の伝達を行う変速段の切り換えをシンクロメ
ッシュ機構などの切換機構を手動により切り換え、入力
クラッチを接続することで変速動作、つまりシフトチェ
ンジが行われる。
【0003】このシフトチェンジと入力クラッチ操作を
油圧により作動するシフトアクチュエータによって行う
ようにすると、手動変速機の構成をベースとした自動変
速機とすることができる。複数の変速段を有するこのタ
イプの自動変速機(Automated Manual Transmission。
以下AMTと略す)は、自動変速機構にプラネタリーギ
ヤなどを有する通常のトルクコンバータ式自動変速機
(AT)に比して部品点数を少なくして軽量化を図り易
く、しかも駆動系の伝達効率が高いという利点を有して
いる。
【0004】このAMTタイプの自動変速機としては、
特開2000-65199号公報に開示されるように、入力軸およ
び出力軸に設けられる複数の変速歯車列と、複数の変速
歯車列の中から動力伝達を行う変速歯車列を切り換えて
変速する切換機構と、変速時に変速歯車列の切り換え操
作に同期して接続と遮断とを制御しながら入力軸のトル
クを出力軸に伝達するバイパスクラッチを有する自動変
速機が知られている。
【0005】また、各変速歯車列に対応させて油圧多板
クラッチを設け、このクラッチを係合させることによっ
て入力軸と出力軸とを変速歯車列を介して連結するよう
にした自動変速機が、たとえば、特開平6-316230号公報
に示されるように知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この自
動変速機にあっては、後退用駆動歯車を入力軸に設け、
この駆動歯車とアイドラ歯車を介して噛み合う後退用従
動歯車を出力軸に設ける必要がある。このため、後退用
の歯車列を構成する歯車が必要となり、部品点数を削減
することができないだけでなく、歯車のスペースを変速
機に確保する必要がある。
【0007】本発明の目的は、変速歯車列を形成する歯
車を削減し、軸方向に自動変速機を小型化することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の自動変速機は、
入力軸と出力軸との間に複数の変速歯車列が設けられ、
動力を伝達する変速歯車列を自動的に切り換える自動変
速機において、前記入力軸に回転自在に設けられ、前記
出力軸に一体の前進用従動歯車に常時噛み合って特定変
速段の変速歯車列を形成する前進用駆動歯車と、前記入
力軸に回転自在に設けられた後退用駆動歯車と前記前進
用駆動歯車との間に設けられた切換回転体を、前記入力
軸に締結する状態と締結を解除する状態とに切り換える
摩擦クラッチと、前記後退用駆動歯車と常時噛み合う第
1アイドラ歯車と前記前進用従動歯車と常時噛み合う第
2アイドラ歯車とが取り付けられたアイドラ軸と、前記
切換回転体を前記前進用駆動歯車に連結させる状態と、
前記切換回転体を前記後退用駆動歯車に連結する状態と
に切り換える切換部材とを有することを特徴とする。
【0009】本発明の自動変速機は、前記入力軸および
前記出力軸を車両の走行方向に向けてエンジンルーム内
に縦置きに配置し、エンジン側に前記後退用駆動歯車を
配置したことを特徴とする。
【0010】本発明の自動変速機は、前記入力軸および
前記出力軸を車両の走行方向に向けてエンジンルーム内
に縦置きに配置し、フロントディファレンシャル装置の
上方に前記後退用駆動歯車を配置したことを特徴とす
る。
【0011】本発明にあっては、出力軸に設けられ特定
変速段の変速歯車列を形成する前進用従動歯車には、後
退用駆動歯車がアイドラ歯車を介して常時噛み合うとと
もに前進用駆動歯車が常時噛み合っており、摩擦クラッ
チにより入力軸に締結状態となる切換回転体が切換部材
によって、前進用駆動歯車と後退用駆動歯車との何れか
に連結され動力が伝達される。これにより、前進用従動
歯車は後退用従動歯車としても機能することになり、後
退用従動歯車が不要となる。
【0012】後退用従動歯車が不要となることから、変
速機をエンジンルーム内に縦置きに配置する場合に、後
退用駆動歯車をエンジン側に配置すると、変速機を小型
化することができ、油圧作動装置をまとめて配置するこ
とができる。これにより、油圧作動装置に油圧を供給す
るための油路を短く形成することができ、油圧制御時の
応答性を向上することができる。
【0013】縦置きに配置するとともにフロントディフ
ァレンシャル装置を有する自動変速機にあっては、後退
用従動歯車が不要となることから、フロントディファレ
ンシャル装置の上方周辺まで変速機の要部を配置するこ
とができる。これにより、変速機を小型化することがで
きる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
【0015】図1は本発明の一実施の形態である自動変
速機10を示すスケルトン図であり、図2は図1におけ
るA−A線方向から見た歯車の噛み合い状態を示すスケ
ルトン図である。さらに図3は図1における後退用の変
速歯車列周辺の断面図である。図1に示すように、この
自動変速機10はエンジン11に連結され、トルクコン
バータ12を介してエンジン11に連結する入力軸13
と、入力軸13に平行であって駆動輪に連結される出力
軸14とを有している。入力軸13と出力軸14は車両
の進行方向を向いてケース15に組み込まれ、この自動
変速機10は縦置きに配置される四輪駆動用の車両に適
用することができる。
【0016】エンジン11にはロックアップクラッチ1
6を有するトルクコンバータ12が連結され、トルクコ
ンバータ12にはオイルポンプ17が連結される。オイ
ルポンプ17はトルクコンバータ12を介してエンジン
11により駆動される。トルクコンバータ12の出力を
伝達するタービン軸18と入力軸13との間には、ター
ビン軸18を入力軸13に締結する係合状態と締結を解
除する解放状態とに切り換える入力クラッチ20が設け
られる。
【0017】入力軸13には、第1速と第2速の駆動歯
車21a,22aが一体に設けられ、第3速〜第6速の
駆動歯車23a〜26aが回転自在に設けられる。出力
軸14には第1速と第2速の従動歯車21b,22bが
回転自在に設けられ、第3速〜第6速の従動歯車23b
〜26bが一体に設けられる。駆動歯車21a〜26a
と従動歯車21b〜26bとはそれぞれ噛み合い前進用
の変速歯車列となっている。
【0018】さらに、入力軸13のエンジン11側に
は、後退用駆動歯車27が回転自在に取り付けられ、入
力軸13に対して平行に配置されたアイドラ軸28に
は、図2に示すように、後退用駆動歯車27に噛み合う
第1アイドラ歯車28aと、前進用従動歯車である第3
速の従動歯車23bに噛み合う第2アイドラ歯車28b
とが一体となり回転自在に設けられている。第2アイド
ラ歯車28bの歯数は第1アイドラ歯車28aの歯数よ
りも少なく設定されている。すなわち、第2アイドラ歯
車28bは第1アイドラ歯車28aよりも小径の歯車と
なり、この第2アイドラ歯車28bが噛み合う第3速の
従動歯車23bは後退用従動歯車としても動力を伝達す
る。このように、後退用駆動歯車27が第1アイドラ歯
車28aと第2アイドラ歯車28bとを介して第3速の
従動歯車23bに噛み合い後退用の変速歯車列となって
いる。
【0019】出力軸14には変速段を第1速と第2速と
の何れかに切り換える第1切換機構31が装着され、入
力軸13には変速段を第4速と第5速との何れかに切り
換える第2切換機構32が装着されている。さらに、中
空軸43には変速段を第3速と後退との何れかに切り換
える第3切換機構33が装着されており、それぞれの切
換機構31〜33は、シンクロハブ31a〜33aに摺
動自在に設けられるシンクロスリーブ31b〜33b
を、歯車21b,22b,23a〜25aに一体に設け
られるスプライン21c〜25c,27cに同期しなが
ら係合させるシンクロメッシュ機構となっている。
【0020】入力軸13には第1と第2の2つのバイパ
スクラッチ41,42が設けられている。第1バイパス
クラッチ41は、入力軸13に対して回転自在に設けら
れる中空軸43に固定されたクラッチハブ41aと、固
定されるクラッチドラム41bとを有している。クラッ
チハブ41aとクラッチドラム41bとにそれぞれ交互
に設けられた複数枚のクラッチディスク44を押圧する
ことにより、第1バイパスクラッチ41は係合状態とな
り中空軸43と入力軸13とが連結される。同様に第2
バイパスクラッチ42についても、係合状態とすること
により第6速の駆動歯車26aが固定される中空軸45
と入力軸13とを連結することができる。
【0021】中空の出力軸14の内部には前輪出力軸4
6が組み込まれており、前輪出力軸46はセンタディフ
ァレンシャル装置47により出力軸14に連結されると
ともにフロントディファレンシャル装置48を介して前
輪用のドライブシャフト(図示しない)に連結される。
また、センタディファレンシャル装置47は後輪出力軸
49に連結されており、後輪出力軸49はリヤディファ
レンシャル装置(図示しない)を介して後輪のドライブ
シャフト(図示しない)に連結される。フロントディフ
ァレンシャル装置48は、図1および図3に示すよう
に、後退用駆動歯車27の下部に配置される。
【0022】このような自動変速機の変速歯車列の配置
により、エンジン11側には、入力軸13に回転自在に
設けられる前進用駆動歯車、つまり第3速の駆動歯車2
3aと、この駆動歯車23aに噛み合って出力軸14に
一体に設けられる前進用従動歯車、つまり第3速の従動
歯車23bとにより形成される特定変速段の変速歯車列
が配置される。また、この変速歯車列に隣接して、入力
軸13には、後退用駆動歯車27が回転自在に取り付け
られ、第1アイドラ歯車28aと第2アイドラ歯車28
bとを介して、後退用駆動歯車27と前進用従動歯車で
ある第3速の従動歯車23bとが噛み合う変速歯車列が
配置される。さらに、第3速の駆動歯車23aと、後退
用駆動歯車27との間には、入力軸13から摩擦クラッ
チである第1バイパスクラッチ41を介して動力を伝達
される切換回転体、つまりシンクロハブ33aが設けら
れる。シンクロハブ33aの外周部に設けられる切換部
材であるシンクロスリーブ33bにより、隣り合う駆動
歯車23a,27に入力軸13の動力を選択的に伝達す
ることができる。したがって、第3速の駆動歯車23a
に動力が伝達されると、第3速の従動歯車23bは車両
を前進方向に進ませるように出力軸14を回転させる。
一方、後退用駆動歯車27に動力が伝達されると、第3
速の従動歯車23bは2つのアイドラ歯車28a,28
bを介して車両を後退方向に進ませるように出力軸14
を回転させる。
【0023】図4は本発明の一実施の形態である自動変
速機の制御装置のブロック図である。図4に示すよう
に、変速段の切り換え、伝達トルクの入力および遮断を
行うには、制御装置であるコントロールバルブユニット
50に収容される複数の電磁弁VA1〜VA9を作動さ
せることで、以下に記述する複数のアクチュエータにオ
イルポンプ17からの作動油圧を供給制御することによ
り行うことができる。図1および図3に示すように、コ
ントロールバルブユニット50は、第3速従動歯車23
bと第6速従動歯車26bとの間の出力軸14の下部に
配置される。
【0024】第1バイパスクラッチ41および第2バイ
パスクラッチ42の係合は、それぞれ第1バイパスクラ
ッチアクチュエータ51および第2バイパスクラッチア
クチュエータ52の動作により行われる。作動油圧は電
磁圧力制御弁VA1を介して第1バイパスクラッチアク
チュエータ51に、電磁圧力制御弁VA2を介して第2
バイパスクラッチアクチュエータ52に供給される。
【0025】複数の切換機構31〜33では、シフトア
クチュエータ53の動作がシンクロスリーブ31b〜3
3bへ伝達されることで選択される変速段に切り換わ
る。すなわち、図4に示す矢印C方向に切り換えが可能
となる。シフトアクチュエータ53には2つの電磁圧力
制御弁VA5,VA6を介して作動油圧が供給される。
また、2つの電磁切換弁VA3,VA4を介して作動油
圧を供給されるセレクトアクチュエータ54の動作によ
り、シフトアクチュエータ53の動作を伝達するシンク
ロスリーブ31b〜33bが決定される。すなわち、セ
レクトアクチュエータ54により矢印B方向に切り換え
が行われる。
【0026】入力クラッチ20の係合は、電磁圧力制御
弁VA7により作動油圧の制御がなされる入力クラッチ
アクチュエータ55の動作により行われ、係合状態では
タービン軸18の動力が入力軸13へ伝達され、また係
合状態を解くと動力の伝達を遮断する状態となる。
【0027】トルクコンバータ12の内部には、ロック
アップクラッチ16を境界としてリリース室56とアプ
ライ室57とが設けられる。電磁圧力制御弁VA8によ
りリリース室56に作動油が供給され、電磁圧力制御弁
VA9によりアプライ室57の作動油が開放されると、
ロックアップクラッチ16は解放される。一方、アプラ
イ室57に作動油が供給されリリース室56の作動油が
開放されると、ロックアップクラッチ16は係合する。
【0028】このような構成による自動変速機の変速動
作について説明する。第1速の切り換えはセレクトアク
チュエータ54およびシフトアクチュエータ53の動作
により、第1切換機構31のシンクロスリーブ31bを
スプライン21cと係合させることによって行われる。
このとき入力軸13の駆動力は、入力軸13から駆動歯
車21a、従動歯車21b、および第1切換機構31を
介して出力軸14に伝達される。シンクロスリーブ31
bをスプライン22cと係合すると、変速段は第2速に
切り換わる。同様に第4速と第5速との切り換えは第2
切換機構32を作動させることによって行われる。
【0029】第6速の切り換えは第2バイパスクラッチ
アクチュエータ52の動作により、第2バイパスクラッ
チ42を係合することで行われ、駆動力は入力軸13か
ら第2バイパスクラッチ42、駆動歯車26a、および
従動歯車26bを介して出力軸14に伝達される。
【0030】一方、第3速と後退との切り換えは、第1
バイパスクラッチ41を係合状態として中空軸43を介
してシンクロハブ33aに動力を伝達させた状態のもと
で、第3切換機構33を作動させることによって行われ
る。このときの駆動力は、第3速の場合、入力軸13か
ら第1バイパスクラッチ41、第3切換機構33、駆動
歯車23a、および従動歯車23bを介して出力軸14
に伝達されるのに対し、後退の場合には入力軸13から
第1バイパスクラッチ41、第3切換機構33、後退用
駆動歯車27、第1アイドラ歯車28a、第2アイドラ
歯車28b、および従動歯車23bを介して出力軸14
に伝達され、出力軸14の回転方向は一体に形成される
アイドラ歯車28a,28bを介すことにより、前進用
の変速歯車列に対して逆の回転方向となる。
【0031】それぞれの切換機構31〜33は両側に設
置されるスプライン21c〜25c,27cに噛み合わ
ない中立状態に制御することができ、走行時に複数の切
換機構31〜33が同時に噛み合うことはない。さらに
第6速に切り換えるときには全ての切換機構31〜33
は中立状態に配置される。
【0032】変速歯車列の切り換え時には、切換機構3
1〜33の中立状態での伝達トルクの落ち込みを防ぐた
めに、変速段に応じて2つのバイパスクラッチ41,4
2の何れかを係合し、伝達トルクの落ち込みを防いでい
る。
【0033】なお、ニュートラルから前進段、ニュート
ラルから後退段、前進段から後退段、および後退段から
前進段へ切り換えを行うときには、タービン軸18と入
力軸13との間に設置される入力クラッチ20を作動さ
せ、トルク伝達を遮断してから切り換え動作が行われ
る。
【0034】このような自動変速機により、第3速の従
動歯車23bが後退用従動歯車として機能するため、出
力軸14より後退用従動歯車を廃止することができ、こ
のため出力軸14を軸方向に短縮することができる。従
来の後退用従動歯車が配置される空間に、本発明は、た
とえばフロントディファレンシャル装置48を配置する
ことで、入力クラッチ20およびトルクコンバータ12
の方向に変速機主要部をずらすことができ、自動変速機
10を軸方向に短縮することができる。さらに、油圧作
動装置、たとえばトルクコンバータ12および入力クラ
ッチ20がコントロールバルブユニット50に近づくた
め、油圧経路が短縮され油圧制御時の応答性が向上す
る。
【0035】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない。たとえば、後退用従動歯車
として機能する従動歯車は第3速に限定されるものでは
なく、アイドラ歯車28a,28bの歯数を変更するこ
とにより全ての従動歯車を使用することができる。後退
用駆動歯車27をセンタディファレンシャル装置47側
に設けることによっても軸方向に自動変速機を短縮する
ことができる。図示する自動変速機は縦置きの四輪駆動
車用であるが、二輪駆動車用として使用することもで
き、横置きであっても使用できる。また、バイパスクラ
ッチは1つであっても使用できる。さらに、図示する自
動変速機は前進6段、後退1段であるが、この変速段数
に限定されるものではない。
【0036】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、出力軸
に設けられる前進用従動歯車に前進用駆動歯車と、第1
アイドラ歯車および第2アイドラ歯車を介して後退用駆
動歯車とを噛み合わせ、摩擦クラッチにより入力軸の動
力を伝達される切換回転体と切換部材とを介して、前進
用駆動歯車と後退用駆動歯車との何れかに入力軸の動力
を伝達し、いずれの場合も前進用従動歯車を介して出力
軸に動力を伝達することにより、後退用従動歯車を廃止
し、自動変速機を軸方向に小型化することができる。
【0037】自動変速機を小型化することにより、油圧
作動装置の油圧経路が短縮され油圧制御時の応答性が向
上する。
【0038】廃止される後退用従動歯車の収容空間にデ
ィファレンシャル装置を配置することにより軸方向へ自
動変速機を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態である自動変速機を示す
スケルトン図である。
【図2】図1におけるA−A線方向から見た歯車の噛み
合い状態を示すスケルトン図である。
【図3】図1における後退用の変速段周辺の断面図であ
る。
【図4】本発明の一実施の形態である自動変速機を油圧
制御するためのブロック図である。
【符号の説明】
11 エンジン 13 入力軸 14 出力軸 23a 前進用駆動歯車 23b 前進用従動歯車 27 後退用駆動歯車 28 アイドラ軸 28a 第1アイドラ歯車 28b 第2アイドラ歯車 33a シンクロハブ(切換回転体) 33b シンクロスリーブ(切換部材) 41 第1バイパスクラッチ(摩擦クラッチ) 48 フロントディファレンシャル装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3D039 AA04 AB02 AC03 AC36 AC38 AC39 AC45 AC64 AC70 AC76 AC77 AC85 AD53 3J028 EA09 EA25 EB08 EB13 EB62 EB66 FA06 FA13 FB05 FC12 FC23 FC42 FC44 FC57 FC64 GA04 HA13 HA22 HB09

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力軸と出力軸との間に複数の変速歯車
    列が設けられ、動力を伝達する変速歯車列を自動的に切
    り換える自動変速機であって、 前記入力軸に回転自在に設けられ、前記出力軸に一体の
    前進用従動歯車に常時噛み合って特定変速段の変速歯車
    列を形成する前進用駆動歯車と、 前記入力軸に回転自在に設けられた後退用駆動歯車と前
    記前進用駆動歯車との間に設けられた切換回転体を、前
    記入力軸に締結する状態と締結を解除する状態とに切り
    換える摩擦クラッチと、 前記後退用駆動歯車に常時噛み合う第1アイドラ歯車と
    前記前進用従動歯車に常時噛み合う第2アイドラ歯車と
    が取り付けられたアイドラ軸と、 前記切換回転体を前記前進用駆動歯車に連結させる状態
    と、前記切換回転体を前記後退用駆動歯車に連結する状
    態とに切り換える切換部材とを有することを特徴とする
    自動変速機。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の自動変速機において、前
    記入力軸および前記出力軸を車両の走行方向に向けてエ
    ンジンルーム内に縦置きに配置し、エンジン側に前記後
    退用駆動歯車を配置したことを特徴とする自動変速機。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の自動変速機にお
    いて、前記入力軸および前記出力軸を車両の走行方向に
    向けてエンジンルーム内に縦置きに配置し、フロントデ
    ィファレンシャル装置の上方に前記後退用駆動歯車を配
    置したことを特徴とする自動変速機。
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