JPS58149443A - 歯車式変速機 - 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】 この発明は歯車式変速機に係り、詳しくは自動車などの
車両に用いられ、複数の変速段を例えば自動的に得るこ
とができる歯車式変速機に関するものである。

近年、−車式変速横（Ｄ）Ａ’り伝達系を、それぞれク
ラッチ装置とシンクｐメッシェ装置との組合わせからな
る二つの伝達系に分け、これらの切替えによって複数段
の１１動縦達可能な形式のものが提供されている。とこ
ろが、この１１の変造機で自動変造を達成する場合、ク
ラッチ装置の特性やそのばらつき、あるいはこのクラッ
チ装置およびＶンクロメッシュ装置の切替えに油圧を用
い喪場合にはオイル粘度や制御系のオリフィスのばらり
龜によって制御に！Ｉ影響があられれないように配慮す
る必要がある。まえ、変造に要する時間（特にシフトダ
ウン時に要する時間）は可能な隈〉慣−されることが望
ましく、特に変速の丸めの動力伝達しゃ断に伴う自動車
の惰行についてはこれを避けることが要求される。

この発明は、自動ｆ速０ための制御が春易で、かつ迅速
の変速制御が可能な歯車式変速機０操供を、その目的と
するものである。

との発明の上記目的は、二系統の伝達系のクラッチ装置
を個々に接続、切断制御可能な摩擦クラッチと、エンジ
ンドライブ時にのみ１！フクされるワンウェイクラッチ
とで構成することによって趨成される。

以下、この発明の構成を図面で示す実施例に従って説明
する。

一重式変逸機の概要を表した第１図において、インデフ
）Ｖヤフ）１およびアウトプットＶヤフ）２は亙いに平
行で、かつ図示しない変速機ケースに対して回転可能に
軸支されている。インプットシャフト１はエンジン（図
示しない）からの回転駆動を受けており、アウトプット
シャフト２＃ｉデイフルンＶヤｆｖ鮪置２７のりングＷ
’ｆ２６とφ 常時かみ合うドフイプギャ２５を有し、このデイファレ
ンＶヤＡ／装置２７を通じて左右のアクスルＶヤフ）２
８と動力伝達可能になっている。

との実施例の変速機における駆動伝達系は、ファースト
およびサード（リバースも含む）の変速段を達成し得る
第１伝達系と、セカンドおよびフォースの変速段を遍成
し得る第２伝達畢とに分けられている。

そこで、まず第１伝達系について説明をすすめると、上
記インプットシャフト１の軸上には、摩擦クラッチ５が
備えつけられておシ、かつこのインデフ）シャフト１上
にはクラッチ３を通じてインデフ）シャフト１とトルク
伝達可能な中空の第１ｓ／ヤツ）４が回転自在に支持さ
れている。ζＯｗＪ１シャフ）４に続くインプットＶヤ
フ）１０軸上には陶じ〈中空の第２ｓ／ヤフト７が回転
自在に支持されている。この第２シヤフト７はコンビ率
−ｙ、、ンタフフチ５４るいはヲンウ凰イタラッチ６を
通じて上ｉ！１１＄／ヤフト４と）ルタ伝達可能に構成
されている。第２Ｖヤフト７の軸上には第１図の左方か
ら右方に沿うて暇に７テーストドフイプギーＶ８．リバ
ースドリブンギヤ９および豐−ドドツイプギャ１０がそ
れぞれ第７ｖヤフ）７と一体回転可能に配設されている
。フッ−，Ｘ）ドツイプギャ８およびサードドフィプギ
ャ１０は、前記アウトプ７）ｖヤフ）２Ｄ軸上で回転自
在に支持石れたそれぞれのドリプンギ−Ｖ１１．１３に
対し、所定のギヤ比で常時かみ合っている。上記の両ド
リブンギヤ１１．１３ｏ相互聞におけるアウトプットシ
ャツ）２上にはファ〜ストａサードＭ　Ｏｓ−ンクロメ
フシェ装置１５が設けられている。

なお、この第１伝達系において、符号１２は上記ンンク
ロメフＳ／ユ装置１５のハブスリーブ１５ｂ外屑を利用
して配設されたリバースドリブンギヤ、１４Ｆｉリバー
スアイドヲギヤを示している。

次に第２伝達系について説明すると、インプットシャフ
ト１の軸上には、前記のシャフト４，７と同様に中空の
シャフト１９が回転自在に支持されてお夛、このシャフ
ト１９は摩擦クラッチ１７あるいはワンウェイクラッチ
１８を備えたコンビネーＶｗンクラッチ１６を通じてイ
ンプットシャフト１とトルク伝達可能に構成されている
。そして、とのＶヤント１９の軸上には第１図の左方か
ら右方に沿って順にセカンドドライブギヤ２０およびフ
ォースドフイプギャ２１がシャフト１９と一体的に回転
するように配設されている。

一方、アクトプツトシャフト２０釉上には、上記の両ド
フイプギャ２０．２１に対して所定のギヤ比で常時かみ
合う友ドリブンギヤ２２．２３がそれぞれ回転自在に配
設嘔れている。これらの両ドリブンギヤ２２．２３の相
互間におけるアウトプットＶヤフ）２上にはセカンド・
フォース用のＶンクロメッシュ装置２４が設けられてい
る。

なお、上記の各ワンウェイクラッチ６．１８はそれぞれ
のシャフト７．１９がエンＶンドフイプの状態にあると
きにのみロフタ場れる構成と１っている。

上述のように構成され九−車式変速機は前記の各摩擦ク
ラッチ３　、１７、コンビネーｖｗンタッフチ５　、１
６、ワンウ１イタヲッチ６．１８ならびにＶンタロメッ
シュ装置１５，２４の制御によ）、次表で示す如き前進
４段、後進１ｍの変ｊ１が達成される。

表 ＃　　　　（至）　　　　　　　　　Δ　　　　　　　
　　Δνンクロメッν工　αω　　　　　◎　　　　　
　　　　　　Ｏｌ　　　　　−◎　　　　　　　　　　
　◎前記表において、◎は接ＩＩｅまたは係合を示し、
○は接続、係合あるいはその解除状縣いずれでもよい場
合會示し、△はエンジンドライブ時のロックを示してい
る。

ここで、変速機の第１伝達畢で達成されるファーストと
ＷＩＪ２伝達系で達成されるセカンドとを例にとってそ
の変造操作を具体的に説明する。

まず、第１図で示す中立秋魅からファーストへの変速段
を達成するには、第１伝達系のＶンクｐメッシ翼装置１
５におけるハブスリーブ１５ｂをファーストドリブンギ
ヤ１１１１ヘシフトし、次にクラッチ５およびコンビネ
ーＶ璽ンクヲッチ５をＩｉ＋＃２する。この結果、イン
プットシャツ）１０回転動力は第１Ｖヤフト４から第２
ｖヤフト７に伝達され、このシャフト７と一体のフォー
スドリブンギヤ８の回転はファーストドリブンギヤ１１
からＶンクロメッシュ装置１５のハブスリーブ１５ｂお
よびハブ１５＆を経てアウトプットシャフト２に伝えら
れる。

次にファーストからセカンドのｆ速段を達成するＫは、
コンビネーｓ／ｗンクラッチ５を切９た後、第２伝達畢
のンンクロメフＶ凰装置２４におけるハブスリーブ２４
ｂをセカンドドリブンギヤ２２伺へシフトし、クラッチ
１７およびコンビ車−Ｖ冒ンクラッチ１６を接続する。

これにょ夛、インプットシャフト１０回転はシャフト１
９に伝達され、とのＶヤフト１９と一体の七カントドラ
イブギヤ２０Ｃ）回転はセカンドドリブンギヤ２２．Ｖ
ンクロメフＶ工装［２４を通じてアウトプットシャフト
２に伝達されゐ。

七カントからファーストの変速段を達成する場合は、斐
速前の準備段階としてクラッチ１７およびコンビ率−Ｆ
、ンクラッチ１６を切ってＶンタロメッＶ１装置１５の
ハブスリーブ１５ｂを）１−ストドリブンイヤ１１＠へ
シフトする。仁の殻再び上鮎の両クラッチ１７．１６を
接続してセカンド走行を継続するのであるが、このとき
コンビネーＳＺ、ンクラッチ５は切られている４ののク
ラッチ５は＊軟状態にある。従うてインプットシャフト
１の（８）転は第１シヤフトからワンウ鳳イタッフチ６
を通じてｍｌｌラフ７に伝達可能な状−となっている。

しかし、このときの第２ｓ／ヤフトはエンジンドライブ
時態でない九め、上記ワンウ凰イクヲッチ６はロックさ
れない。

そこで、ファーストに適した車速に達すると第２伝達糸
のクラッチ１７．１６を切〕、同時に第１伝達畢のコン
ビネーシ１ンクラッチ５を接続する。

これによって迅速にセカンドからファーストの変速段が
達成される。

このように変速操作、特にシフトダウン操作にＴｏたっ
て予め次の変速段の準備をしておき、斐速時には両伝達
畢のクラッチを切替え制御することによって容易に所定
の変速段が達成される。

なお、サードの変速段はシンクロメッシェ装筐１５のハ
ブスリーブ１５ｂがサードドリブンギヤ１３＠ヘシフト
される以外はファーストの場合と同様であり、ｔたフォ
ースの変速段についても、シンクロメッシ息装置２４の
ハブスリーブ２４ｂかフォースドリブンギヤ２３＠へシ
フトされる以外はセカンドの場合と１ｉｉ１１様である
。

を九、上鮎の各クラッチならびにＶンクロメッＶ工装置
Ｏ作動制御は、車途中スロットμ開度などを入力し、走
行状麹に適した変速段が予め設定されている変速パター
ンに基づいて決定店れるコンピユーＩからの指令により
、オイル（あるいはエア）アクチ凰−Ｉを通じて自動的
にコントーーμするのがよい。これによって、上達した
変造操作は全て自動変速となる。

第２図で示す実施例は第２伝達ｉＡの各クラッチ１７、
１６．１８をアウトプットｒヤ７ト２上ＫｉＩｋｌ置し
たもので、これは第１図の実施例とともに変速機の組み
つけスペースに応じてそのケースの外形を変廻しえいと
きに有効である。

第３図で示す実施例はエンジンからインプットシャフト
１へのトルク伝達を、トルクコンパ−Ｉ３０を通じて行
うように構成し九ものである。仁のコンバータ３０は周
知の構造であって、符号５１はインペラ、３２はステー
タ、　３　’；はＩ−ビン。

５４は直結クラッチを示している。このようにトルクコ
ンバータ３０を用いることにょシ、自動車発進時′にお
けるエンジンからインプットＶヤフト１へのトルク伝達
が円滑となる。

１１ＰＪ４図で示す実施例はインプットｒヤ７）１とア
ウトプットシャフト２とに加えてカウンタシャフト４０
をこれらと平行に配設し、ｖｐＪ２伝達系（あるいは第
１伝達糸）はカウンタギヤ列４１を通じて変速段を達成
するように構成したものである。

これにより、各前進変速段におけるギヤ比設定の自由度
が大きく、ｔた三軸に対してギヤ配列をしたことによっ
て軸畏方向に関する変速機のコンパクト化を図ることが
できる。

糖５図で示す実施例は第４図で示す実施例において集３
図の場合同様のトルクコンバータ３０を用いたものであ
シ、その機能Ｆｉ第４図、第６図で示すものの相！１ｌ
Ｉｓ能となる。

襖６図で示す実施例は基本的には１４図で示す実施例の
改良であるが便宜上、ｔ１ｇ５図で示すものにフイフス
用Ｖンクロメッｐ、装置５０を付加したものでおる。こ
の例はｖＩＰ１５図との比較から明らかなようにギヤ配
列はそのままでＶンクロメフシユ装置５０を付加するの
みで、フィツスの変通段が得られるのである。

第７図で示す実施例は、１６図で示す実施例のものにさ
らにンイクススの変速段６ＤＹｔ遍加し良ものである。

なお、以上のｗＪ２図〜第７図で示す各実施例において
、第１図で示す実施例と岡−もしくは胸部構成と考えら
れる部品には図面Ｋ１１Ｑ−符号を記載することで重複
する説明は省略する。

以上のようにこの発明は変速操作の切替えＩイ颯ングを
機械的に設定でき、その制御が容品となるため、自動変
速機に適しているとともに、愛趨に際して予めその準備
操作が可能１であゐため、特に迅速性が要求嘔れるＶフ
トダウンの操作時間が短縮される。また、この発明は第
１．第２伝達畢のそれぞれのクラッチ装置を二個のクラ
ッチによの って構成している−で、個々のクラッチの春量社小名く
て済み、しかもそれぞれの伝達系において負荷の小名い
減速走行時には一方のクラッチのみを使用することもで
きゐ。

【図面の簡単な説明】

＃８１図〜１７図はこの発明における歯車式変速機のそ
れぞれ異なる実施例を表したスケルトン図である。 １・・・インプットシャフト　　　　２・・・アウトプ
ットシャフト３．１７・・・クラッチ　　　　　　　　
５，１６・・・コンビキーｒ＝ンクラッチ６．１８・・
・ワンウ凰イクフッチ １５、２４．５０・・・シンクロメツシュ装置出　鵬　
人　　　トヨタ自動皐工業株式会社代　　理　　人　　
　升埋士　岡　　１）　英　　彦第１ＩＩ 第２図 ３ 第３ｆｆｌ 第４５！１ 第５１１ 第６図 手続補正書（娠 昭和ｆ７年ｇ月２日 特許片長′自島Ｉｌｌ　イト樹殿 ｌ　　　・１１　　ｆｉ　　の　）〈　／Ｊマ昭４＝　
ｆ　７　丁＋、＃青首１１第３／〆ａ７’、４３　補１
１−なすると 事Ｐ１との関係　　特許出願人 ４　　代　　理　　人 汁 よ ６、　袖１１、により増加Ｆる発明の数別紙記載の通り （１）明ｍ＊の「特許請求の範囲」の記載全文を別紙の
ように補正する。 （２）明細書第４ページ第１５行の「迅辿の」の記載を
「迅速な」と補正する。 （３）　　明細書第６ページ第２０行〜第４ページ第１
行の「摩擦クラッチ３」の記載を［湿式多板クラッチ３
」と補正する。 （４）明細書第４ページＩｇ４行の「支持されている。 」の記載の後に次の記載を挿入する。 ［なお、上記の湿式条板クラッチ３は、その一方向に沿
って交互に配置された複数枚のｌｌｌｌｍ１円板ならび
に金属円板と、これらに押圧力を与えるピストンとを備
えた周知の構造であシ、このピストンへの油圧制御によ
って上記の各円板を軸方崗に押圧して互いに圧接させる
ことでクラッチ接続状態が得られる。また、この湿式多
板クラッチ３は湿式離板クフッチ、乾式クラッチあるい
は円すいクラッチ岬に代えてもより、このことは後述す
る各クラッチ５．１６．１７についても全て共通してい
えることである。」 （５）明細１１ペ一ジ第７行〜第８行の「コンビネー１
／ｗンクラッチ５」の記載を「湿式多板クラッチを用い
たコンビネーシーンクラッチ５」と補止する。 （６）　　明細書＠５ページ第９行の「摩擦クラッチ１
７」の記載を［湿式多板クラッチ１７」と補正する。 （７）　　明細書第５ページ＠１０行〜第１１行の［コ
ンピネーシ、ンクラッチ１６」の記載ヲ［コンビネーシ
ョンクラッチ（湿式多板クラッチ）１６」と補止する。 （８）　　明細ｗ４第６ページ第９行の［各摩擦クラッ
チ３．１７４の記載を［各湿式多板クラッチ６゜１７」
と補正する。 ＋９少　　明細書第６ページ第１４行から末社１でにａ
ｔ’、　ｋｌ、−Ｊれている「表」の自答を次のように
補正する。 叫　明細書第７ページ第１２行の［およびニンピネーＶ
冒ンクラッチ５」の記載を削除する。 αυ　明細書第７ページ第１４行の「第１Ｖヤフト４か
ら第２シヤフト７に」の記載を「第１ｖヤフト４からワ
ンウェイクラッチ６を通じて第２Ｖヤフト７に」と補正
する。 （６）明細書第７ペーシ第１９行〜第９ページ第１９行
の［２に伝え・・・・−・一様であるＪの記載を次のよ
うに補正する。 「２に伝えられる。なお、この後コンビネーシッンクヲ
ッチ５を接続すれば、インプットシャフト１から第２シ
ヤフト７へのトルク伝達はクラッチ３（ワンウェイクラ
ッチ６を含む）およびコンビネーシ蓼ンクラッチ５に分
担される。しかも、このコンビネーシ質ンクラッチ５の
接続により、ワンウェイクラッチ６が効かない車両コー
スト時のエンジンブレーキがｓｉＪ能となる。 次にファーストから七カントの変速段を達成するシフト
アップの操作について説明すると、第２伝達系のシンク
ロメツシュ装［２４のハブヌリーグ２４ｂｔｌ−図示の
中立位置からセカンドドリブンギル２２０１ヘシフトす
る。この後、現在開放状態にある糖２伝達系のコンビネ
ータ「ンクラッチ１６に油圧を供給してその接続を開始
するとともに、現在ファーストの変速段を達成している
ために接続状絃にるる＠１伝達糸のクラッチ６ならびに
コンヒキーシ、ンクラッチ５の油圧を排出嘔せてその開
ＩＢｔ會開始する。この結果、第２伝達糸のワンウェイ
クラッチ１８は、上Ｗ己コンヒ゛ネーシ暫ンクフッチ１
６が接続さ′れるに連れて工ンジンドフィプ状−（ロッ
ク状Ｄ）となる一方、襖１伝達系のワンウェイクラッチ
６は１紀のクラッチ６が開放されるに連れてアウタレー
スの［ｌ！ｌｈ力がインナレースのｕ伝力よりも低下し
てロック解除の状餘となる。これにより、インデフトシ
ャフト１０問転は第２伝達系、すなわちコンビネーｓ／
−Ｉンクフッチ１６→ワンウェイクフフチ１８→シャフ
ト１９→七カンドドフイプギャ２０→セカンドドリブン
ギヤ２２→シンクロメフシェ装−２４を経てアウトプッ
トシャフト２に伝達され、もってセカンドの変速段が達
成される。そして、第１伝達系のＶンクロメッシュ装置
１５についてはセカンドの変速終了後において、そのへ
プスリープ１５ｂを中立位置へ関す、また、第２伝達系
のクラッチ１７を接続すれば、先に述べたファーストの
場合と同様にインプットシャフト１がらシャフト１９へ
のトルク伝達はコンビ不−ン曹ンクフッチ１６（ワン１
Ｗ−イクラッチ１８を含む）およびクラ、チ１７に分担
ちれ、しかもこのクラッチ１７０接続にょってワンウェ
イクラッチ１８が効かない車両コースト時のエンジンブ
レーキが可能となる。 次にセカンドからファーストの変速段を達成するシフト
ダウン操作について説明すると、まず第１伝趨糸のシン
クロメツシュ装置１５のハブスリーブ１５ｂをその中立
位置からファーストドリブンギヤ１１側ヘシフトする。 この後、現在開放状態にある第１伝達系のクラッチ６に
油圧を供給してその接続を開始するとともに、現在セカ
ンド達成のために接続状部にある第２伝達系のクラッチ
１６、１７の開放を開始する。この結果、第２伝達系の
ワンウェイクラッチ１８は上記のクラッチ１６が開放さ
れるに連れてアウタレースの回転力がインナレースの回
転力よシも低下してロック解除の状態となる。一方、第
１伝達系のりンウエイクラッチ６け上記のクラッチ６が
接続されてもエンジンドライブ状態が得られるまではロ
ック解除の状態を保っている。従ってアクセルペダルの
踏力を弛０たパワーオフのレフトダウン時にあっては先
Ｖこ述べたようにコンビキーシーンクラッチ５を接続し
てエンジンブレーキを利用すればよい、壕九、逆にアク
セルペダルを踏み込んだパワーオンのシフトダウン時に
はワンウェイクラッチ６がエンジンドライブ状態となっ
てロックされる。 このようにして第１伝達糸によるファーストの変速段が
得られた後に第２伝達系のシンクロメツシュ装置２４に
おけるハブスリーブ２４ｂを中立位置へ戻す。なお、フ
ァーストの変速段におけるインプットシャフト１からア
ウトプットシャフト２へのトルク伝達経路は先に述べた
場合と同様である。 また、サードの変速段はシンクロメツシュ装置１５のハ
ブスリーブ１５ｂがサードドリグンギヤ１３側ヘシフト
される以外はファーストの場合と同様であり、またフォ
ースの変速段についても、シンクロメツシュ装置２４の
ハブスリーブ２４ｂがフォースドリブンギヤ２３側ヘシ
フトされる以外はセカンドの場合とｐｌ様である。そし
て、例えばフォースからサードへのシフトダウン操作を
行う場合、第２伝達糸のシンクロメツシュ装置２４にお
Ｖ７るハブスリーブ２４ｂをフォース側から中立に矢す
際にそのままセカンド側ヘシフトし、かつコンヒネーシ
冒ンクラッチ１６を接続しておくことで、次のサードか
らセカンドへの操作準備をしておくこともできる。すな
わち、このように予め準備しておいても車両がサード走
行の状態では第２伝達系のワンウェイクラッチ１８は非
工ンジンドフイプ状麹であるためにロックされず、第１
伝達系のトルク伝達には何ら支障が生じないのである。 そし、て、セカンドへのパワーオン・シフトダウン時に
は第１伝達系のクラッチを解放するだけで、その変ａ段
が迅速に達成される。」０諌　明細書第１２ベージＩＩ
Ｉ、９行〜第１９行の［以上のように・・・・・・こと
もできる、」の記載を次のように補止する。 ［以上のようにこの発明は父ｓ機の伝達系を第１伝達糸
と＠２伝達糸とに分け、かつこれら各伝達系のククノチ
ならびにワンウエイクフッｔの接続および開放操作によ
り、各伝達系のシンクロメツシュ装置の切り！＃えタイ
ミングは比較的自由に設定することができ、その制御が
容易となるため、自動変速機に適しているとともに、変
速に際して予めその準備操作が可能であるため、特に迅
速性が螢求されるパワーオン・シフトダウンの操作時間
が短縮される。ｔた、この発明は第１．第２伝達系のそ
れぞれのクラッチ装置を二個のクラッチによって構成し
ているので、個々のクラッチの春量は小さくて済み、し
かもそれぞれの伝達系において負荷の小さい減速走行時
には一方のクラッチのみを使用することかで負る。」 以　　上 特ＩＰＦ朔求の範囲 インプットシャフトとアウトプットシャフトとの間のト
ルク伝達系が、それぞれクラッチ装置とシンクロメソシ
ュ装置との組合せからなる第１伝−系と′＃ｇ２伝達糸
とに分けられた形式の歯＊ｉ壇榛であって、これら両伝
達糸のクラッチ装置は個々に接続、切断制御可能なりラ
ーチ　このクラーチ　　゛り１　配　　　てエンジンド
ライブ時にのみロックされるワンウェイクラッチとによ
って構成しまたことを特徴とする崗享式変速機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. インプットシャフトとアウトプットシャフトとの間のト
   ルク伝達系が、それぞれクラッチ装置とシンクロメフＶ
   ！装蓋との組合わせからなる第１伝達畢と艶２伝達畢と
   に分けられた形式の歯串変ａＩｍであって、これら画伝
   達系のクラッチ装置は個々に接続、切断制御可能な摩擦
   クラッチとエンジンドライブ時にのみロックされるワン
   ウェイクラッチとによって構成したことを特徴とする歯
   車式変速機１機。