JP4710428B2 - 自動変速機 - Google Patents

Description

本発明は、前進６速を達成する自動変速機に関し、自動車に搭載される変速機の技術分野に属する。

従来、複数のクラッチを有する歯車式の自動変速機が知られている。例えば、特許文献１、２には、エンジンの出力軸と変速機構に備えられた２つの入力軸との動力伝達状態を切換えるために２つのクラッチを備えたツインクラッチ式の自動変速機が開示されている。このような自動変速機においては、一方の入力軸上に配置された複数の歯車が他方の入力軸上に配置された歯車に噛合って歯車列を構成し、同期装置のスリーブ制御により歯車列の切換えが行われるようになっている。そして、一方のクラッチが接続されている間に、他方の切断されているクラッチに連結された入力軸上で歯車列の切換えを行い、この状態で両クラッチの架け替えを行うといった制御が行われる。従って、切断されているクラッチの側で予め歯車列の切換えが行われているため、２つのクラッチの架け替えにより変速を行うことが可能となる。

特に、一方の入力軸上に奇数変速段の歯車列を配置し、他方の入力軸上に偶数変速段の歯車列を配置することによって、クラッチの架け替えのみで変速が達成されることになって、変速の際にパワーが途切れることなく伝達され、スムーズな加速、減速が実現される。

また、特許文献３、４には、変速段の多段化に対応して３軸及び４軸で構成された自動変速機が開示されている。このような自動変速機は、歯車及びクラッチが各軸に分散して配置されており、多段化によりクラッチや歯車の数が多くなっても軸方向寸法が大きくならないなどの利点がある。
特開２００４−３０８７２９号公報 特開２００４−２３９４４１号公報 特開２００４−１４４１４５号公報 特開２００１−２８９２８８号公報

ところで、前述のツインクラッチ式の自動変速機において、偶数段から偶数段、或いは奇数段から奇数段への飛び越し変速を行う場合に、１回のクラッチの架け替えでは変速を行えないという問題がある。この場合、例えば２速から６速への飛び越し変速では、２速から５速に変速した後、５速から６速に変速するといった２段階の変速動作が行われる。そして、このような２段階の変速動作は、時間がかかるため、運転者に応答遅れの違和感を与えうる。

また、前記特許文献３、４に開示された３軸、４軸式の自動変速機において、クラッチの架け替えにより飛び越し変速ができないものを少なくすることは可能である。しかしながら、多段化に伴って低速段と高速段との出力回転数差が大きくなり、高速段時に低速段用のクラッチの引き摺り抵抗の発生が問題になる。例えば高速段の出力回転軸に低速段用のクラッチが設けられている場合などに、該クラッチの入力側と出力側との回転数差が大きくなり、この結果、抵抗による燃費悪化やクラッチの摩耗促進を招くことになる。特に、１、２速用のクラッチはトルク容量が大きく設定されることがあり、発生する抵抗も大きくなる。

そこで、本発明は、前進６段を達成する自動変速機において、主にクラッチの架け替えにより飛び越し変速が可能であると共に、クラッチによる抵抗の発生を低減させることを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、前進６段を達成する自動変速機であって、エンジン出力が入力される入力軸と、該入力軸に平行に配設されて、ファイナルドリブンギヤに噛合う第１ファイナルドライブギヤが固設された第１出力軸と、同じく入力軸に平行に配設されて、ファイナルドリブンギヤに噛合う第２ファイナルドライブギヤが固設された第２出力軸と、これらの軸に平行に配設された副軸と、前記入力軸に固設された第１歯車と、前記第１出力軸に遊嵌支持されて、第１歯車に噛合う第２歯車と、前記副軸に固設されて、第２歯車若しくはこれと一体回転する歯車と噛合う第３歯車と、前記第２出力軸に遊嵌支持されて、前記第３歯車若しくはこれと一体回転する歯車と噛合う第４歯車とでなる動力伝達用歯車列と、前記入力軸に遊嵌支持された２速用駆動歯車と、前記第１出力軸に遊嵌支持された２速用被動歯車とでなる２速用減速歯車列と、前記入力軸に遊嵌支持された６速用駆動歯車と、前記第１出力軸に遊嵌支持された６速用被動歯車とでなる６速用増速歯車列と、前記入力軸上に設けられて、締結時に該入力軸と前記２速用駆動歯車及び６速用駆動歯車とを連結する２速６速用クラッチと、前記第１出力軸上に設けられて、前記２速用被動歯車又は６速用被動歯車を選択的に第１出力軸に連結する２速６速選択用同期装置と、前記副軸に遊嵌支持された１速用駆動歯車と、前記第２出力軸に遊嵌支持された１速用被動歯車とでなる１速用減速歯車列と、前記副軸に遊嵌支持された５速用駆動歯車と、前記第２出力軸に遊嵌支持された５速用被動歯車とでなる５速用増速歯車列と、前記副軸上に設けられて、締結時に該副軸と前記１速用駆動歯車及び５速用駆動歯車とを連結する１速５速用クラッチと、前記第２出力軸上に設けられて、前記１速用被動歯車又は５速用被動歯車を選択的に第２出力軸に連結する１速５速選択用同期装置と、締結時に前記動力伝達用歯車列の第１〜第４歯車のいずれかを第１出力軸又は第２出力軸に連結するための３速用クラッチ及び４速用クラッチと、運転状態に応じて所要の変速段を達成するように前記各クラッチ及び同期装置の作動を制御する制御手段とが備えられていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の自動変速機において、前記２速６速用クラッチのクラッチハブには、６速用駆動歯車が設けられた第１連結部材が固設され、該第１連結部材と、該連結部材と一体回転可能な構成とされた２速用駆動歯車とが入力軸に遊嵌支持されていると共に、第１出力軸に遊嵌支持された前記２速用被動歯車又は６速用被動歯車と動力伝達状態になる前記２速６速選択用同期装置のハブ部が、第１出力軸上に固設されていることを特徴とする。

さらに、請求項３に記載の発明は、前記請求項１に記載の自動変速機において、前記１速５速用クラッチのクラッチハブには、１速用駆動歯車と５速用駆動歯車が設けられた第２連結部材が固設され、該第２連結部材が副軸に遊嵌支持されていると共に、第２出力軸に遊嵌支持された前記１速用被動歯車又は５速用被動歯車と動力伝達状態になる前記１速５速選択用同期装置のハブ部が、第２出力軸上に固設されていることを特徴とする。

一方、請求項４に記載の発明は、前記請求項１に記載の自動変速機において、前記３速用クラッチは、前記第１出力軸上に設けられて、締結時に前記動力伝達用歯車列の第２歯車を第１出力軸に連結することを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、前記請求項１に記載の自動変速機において、前記４速用クラッチは、前記第２出力軸上に設けられて、締結時に前記動力伝達用歯車列の第４歯車を第２出力軸に連結することを特徴とする。

そして、請求項６に記載の発明は、前記請求項１に記載の自動変速機において、入力軸に対して斜め後方側に前記ファイナルドリブンギヤの軸線が配置され、該軸線の上方側に前記第２出力軸が配置され、該第２出力軸の前方側かつ入力軸と前記軸線との間に第１出力軸が配置され、前記第１出力軸の上方側に副軸が配置されていることを特徴とする。

まず、請求項１に記載の発明によれば、１速と５速との飛び越し変速及び２速と６速との飛び越し変速を除いて、クラッチの架け替えのみで隣り合った段位間変速だけでなく飛び越し変速が可能となる。この結果、ほとんどの変速の際に、パワーが途切れることなく伝達され、スムーズな加速、減速が実現される。

また、１速と５速との飛び越し変速と、２速と６速との飛び越し変速は、使用頻度が低いため、通常の走行において、スムーズな変速を阻害する可能性は低い。しかも、例えば６速走行時においては、６速で高回転となる第１出力軸ではなく、比較的低い回転が伝達される副軸にクラッチが多枚数とされるなど比較的伝達トルク容量が大きく設定された１速５速用クラッチが設けられているので、該クラッチが大きな引き摺り抵抗を発生させることがない。さらにこのとき、２速と６速とは、同一の２速６速用クラッチの締結状態において達成され、２速６速選択用同期装置の切換えにより６速側が選択されるように構成されているので、前記１速５速用クラッチと同様に伝達トルク容量が大きく設定された２速６速用クラッチの抵抗が問題になることはない。

一方、５速走行時には、５速で高回転となる第２出力軸ではなく、増速前の回転が伝達される入力軸に伝達トルク容量が大きく設定された２速６速用クラッチが設けられているので、該クラッチが大きな引き摺り抵抗を発生させることがない。さらにこのとき、１速と５速とは、同一の１速５速用クラッチの締結状態において達成され、２速６速選択用同期装置の切換えにより５速側が選択されるように構成されているので、１速５速用クラッチの抵抗が問題になることはない。

これらの結果、クラッチの架け替えによる飛び越し変速が可能になると共に、５速や６速走行時に低速段用のクラッチによる抵抗が低減されるので、燃費向上が実現される。

また、請求項２に記載の発明によれば、２速６速用クラッチのクラッチハブに第１連結部材が固設され、該第１連結部材と、該第１連結部材と一体回転可能な構成とされた２速用駆動歯車とが入力軸に遊嵌支持されていると共に、２速６速選択用同期装置のハブ部が第１出力軸上に固設されており、このように２速６速用クラッチ及び２速６速選択用同期装置が各軸に分散して配置されているので、２速、６速の動力伝達経路がコンパクトに形成される。

さらに、請求項３に記載の発明によれば、１速５速用クラッチのクラッチハブに１速用駆動歯車と５速用駆動歯車とが設けられた第２連結部材が固設され、該第２連結部材が副軸に遊嵌支持されていると共に、１速５速選択用同期装置のハブ部が第２出力軸上に固設されており、このように１速５速用クラッチ及び１速５速選択用同期装置が各軸に分散して配置されているので、１速、５速の動力伝達経路がコンパクトに形成される。

一方、請求項４に記載の発明によれば、３速用クラッチが第１出力軸上に設けられて、締結時に動力伝達用歯車列の第２歯車を第１出力軸に連結するように構成されているので、３速の動力伝達経路がコンパクトに形成される。

また、請求項５に記載の発明によれば、４速用クラッチが第２出力軸上に設けられて、締結時に動力伝達用歯車列の第４歯車を第２出力軸に連結するように構成されているので、４速の動力伝達経路がコンパクトに形成される。

そして、請求項６に記載の発明によれば、入力軸に対して斜め後方側にファイナルドリブンギヤの軸線が配置され、該軸線の上方側に第２出力軸が配置され、該第２出力軸の前方側かつ入力軸と軸線との間に第１出力軸が配置され、第１出力軸の上方側に副軸が配置されているので、入力軸とファイナルドリブンギヤの軸線とが上下に配置されている場合に比べて、装置の高さ方向のコンパクト化が実現される。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る自動変速機１は、エンジン出力軸２に入力側が連結されるトルクコンバータ３と、該トルクコンバータ３の出力側に設けられた変速機構４とを有し、該変速機構４の出力側に設けられたディファレンシャル装置５及び左右の車軸６，６が備えられている。

前記トルクコンバータ３は、エンジン出力軸２に連結されたケース３１内に固設されたポンプ３２と、該ポンプ３２に対向状に配置されて該ポンプ３２により作動油を介して駆動されるタービン３３と、該ポンプ３２とタービン３３との間に介設され、かつ、変速機ケース１０にワンウェイクラッチ３４を介して支持されてトルク増大作用を行うステータ３５と、前記ケース３１とタービン３３との間に設けられ、該ケース３１を介してエンジン出力軸２とタービン３３とを直結するロックアップクラッチ３６とで構成されている。また、このトルクコンバータ３の反エンジン側には、該トルクコンバータ３のケース３１を介してエンジン出力軸２に駆動されるオイルポンプ７が配置されている。

一方、前記変速機構４は、前記タービン３３の回転が入力される入力軸１１と、該入力軸１１と平行に配置された第１出力軸１２、副軸１３、第２出力軸１４、及びリバースアイドル軸１５とを有している。

そして、前記各軸１１〜１５を中継する動力伝達用歯車列２０が設けられ、前記入力軸１１とリバースアイドル軸１５との間には後退速用歯車列２７が構成され、また、前記入力軸１１と第１出力軸１２との間には、６速用歯車列２６と２／後退速用歯車列２２とが構成されている。さらに、前記副軸１３と第２出力軸１４との間には、５速用歯車列２５と１速用歯車列２１とが構成されている。

前記入力軸１１には、第１歯車４１が固設され、前記第１出力軸１２には該第１歯車４１に常時噛合う第２歯車４２が遊嵌支持され、前記副軸１３には該第２歯車４２に常時噛合う第３歯車４３が固設され、前記第２出力軸１４には該第３歯車４３に常時噛合う第４歯車４４が遊嵌支持されており、これらの第１〜第４歯車４１〜４４により前記動力伝達用歯車列２０が構成されている。

また、前記入力軸１１には、第１クラッチ５１が設けられている。図２に示すように、該クラッチ５１は、入力軸１１に固設された第１クラッチドラム５１ａと、入力軸１１に遊嵌支持された第１クラッチハブ５１ｂとを有し、該クラッチドラム５１ａとクラッチハブ５１ｂとの間には、これらを締結するための複数の摩擦板５１ｃが介設されている。また、クラッチドラム５１ａにはピストン５１ｄが移動可能に配置され、該ピストン５１ｄのエンジン側に油圧室５１ｅが設けられている。また、入力軸１１にはシールプレート５１ｆが固設され、前記ピストン５１ｄは該プレート５１ｆに一端が支持されたリターンスプリング５１ｇによりエンジン側に付勢されている。また、ピストン５１ｄとシールプレート５１ｆとの間に遠心バランス室５１ｈが形成され、該バランス室５１ｈの油圧が前記油圧室５１ｅの遠心油圧をキャンセルするようになっている。また、入力軸１１の内部には油路１１ａ，１１ｂが設けられ、これらの油路１１ａ，１１ｂがそれぞれ前記油圧室５１ｄ及び遠心バランス室５１ｈに連通している。そして、油圧室５１ｄへの油圧の供給によりピストン５１ｄがリターンスプリング５１ｇに抗して摩擦板５１ｃに押付けられ、クラッチ５１が締結状態になる。

そして、前記第１クラッチハブ５１ｂには、第１連結部材２８が固設され、該第１連結部材２８には、前記６速用歯車列２６を構成する６速用駆動歯車２６ａが設けられていると共に、２−後退速用同期装置６１のハブ部６１ａが設けられている。図３に示すように、２−後退速用同期装置６１は、ハブ部６１ａと、その外周側に配置されたスリーブ６１ｂと、シンクロナイザリング６１ｃ，６１ｃと、前記スリーブ６１ｂの移動を制御するサーボ機構６１ｄとを有している。該サーボ機構６１ｄは、シリンダ６１ｄ_１の内部に摺動可能にピストン６１ｄ_２が配置された構造であって、該ピストン６１ｄ_２の前後に形成された油圧室６１ｄ_３，６１ｄ_４に油圧の給排を行うことによって前記ピストン６１ｄ_２の移動が制御される。そして、ピストン６１ｄ_２には、シリンダ６１ｄ_１外部に貫通するロッド６１ｄ_５が固設され、該ロッド６１ｄ_５の先端には、前記スリーブ６１ｂに係合するシフトフォーク６１ｅが取り付けられている。

一方、前記６速用駆動歯車２６ａと２−後退速用同期装置６１との間には、前記後退速用歯車列２７を構成する第１後退速用駆動歯車２７ａが遊嵌支持されている。また、２−後退速用同期装置６１の反エンジン側には、前記２／後退速用歯車列２２を構成する２速用駆動歯車２２ａが遊嵌支持されている。そして、第１後退速用駆動歯車２７ａ及び２速用駆動歯車２２ａには、前記２−後退速用同期装置６１のスリーブ６１ｂに噛合うクラッチギヤ２７ａ′，２２ａ′がそれぞれ設けられている。

一方、前記リバースアイドル軸１５には、前記後退速用歯車列２７を構成すると共に前記第１後退速用駆動歯車２７ａに噛合う第１後退速用被動歯車２７ｂが固設され、該第１後退速用被動歯車２７ｂの反エンジン側に前記２／後退速用歯車列２２を構成する第２後退速用駆動歯車２２ｂが固設されている。

また、前記第１出力軸１２には、エンジン側端部に第１ファイナルドライブギヤ１２ａが設けられている。そして、前記６速用歯車列２６を構成すると共に前記６速用駆動歯車２６ａに噛合う６速用被動歯車２６ｂと、前記２／後退速用歯車列２２を構成すると共に前記２速用駆動歯車２２ａ及び前記第２後退速用駆動歯車２２ｂに噛合う２／後退速用被動歯車２２ｃとが遊嵌支持されている。さらに、６速用被動歯車２６ｂと２／後退速用被動歯車２２ｃとの間には、ハブ部６２ａが第１出力軸１２にスプライン結合された２／後退−６速用同期装置６２が配設されている。また、６速用被動歯車２６ｂ及び２／後退速用被動歯車２２ｃには、前記２／後退−６速用同期装置６２のスリーブ６２ｂに噛合うクラッチギヤ２６ｂ′，２２ｃ′がそれぞれ設けられている。なお、２／後退−６速用同期装置６２は図３に示したものと同様の構成である。

さらに、第２歯車４２と該第１出力軸１２との動力伝達状態を切換える第２クラッチ５２が設けられている。該クラッチ５２は、第１出力軸１２に固設された第２クラッチドラム５２ａと、第２歯車４２に固設された第２クラッチハブ５２ｂとを有し、該クラッチドラム５２ａとクラッチハブ５２ｂとの間には、これらを締結するための複数の摩擦板５２ｃが介設されている。なお、第２クラッチ５２の詳細構成は前記第１クラッチ５１と同様である。

一方、前記副軸１３には、該副軸１３からの動力伝達状態を切換える第３クラッチ５３が設けられている。該クラッチ５３は、副軸１３に固設された第３クラッチドラム５３ａと、副軸１３に遊嵌支持された第３クラッチハブ５３ｂとを有し、該クラッチドラム５３ａとクラッチハブ５３ｂとの間には、これらを締結するための複数の摩擦板５３ｃが介設されている。なお、第３クラッチ５３の詳細構成は前記第１クラッチ５１と同様である。そして、前記第３クラッチハブ５３ｂには、第２連結部材２９が固設され、該第２連結部材２９には、前記５速用歯車列２５を構成する５速用駆動歯車２５ａと前記１速用歯車列２１を構成する１速用駆動歯車２１ａとが設けられている。

また、前記第２出力軸１４には、エンジン側端部に第２ファイナルドライブギヤ１４ａが設けられている。また、前記５速用歯車列２５を構成すると共に前記５速用駆動歯車２５ａと噛合う５速用被動歯車２５ｂと、前記１速用歯車列２１を構成すると共に前記１速用駆動歯車２１ａと噛合う１速用被動歯車２１ｂとが遊嵌支持されている。５速用被動歯車２５ｂと１速用被動歯車２１ｂとの間には、ハブ部６３ａが第２出力軸１４にスプライン結合された１−５速用同期装置６３が配設されている。そして、５速用被動歯車２５ｂ及び１速用被動歯車２１ｂには、前記１−５速用同期装置６３のスリーブ６３ｂに噛合うクラッチギヤ２５ｂ′，２１ｂ′がそれぞれ設けられている。なお、１−５速用同期装置６３は図３に示したものと同様の構成である。

さらに、第４歯車４４と第２出力軸１４との動力伝達状態を切換える第４クラッチ５４が設けられている。該クラッチ５４は、第２出力軸１４に固設された第４クラッチドラム５４ａと、第４歯車４４に固設された第４クラッチハブ５４ｂとを有し、該クラッチドラム５４ａとクラッチハブ５４ｂとの間には、これらを締結するための複数の摩擦板５４ｃが介設されている。なお、第４クラッチ５４の詳細構成は前記第１クラッチ５１と同様である。

ところで、図４に示すように、前記第１、第２ファイナルドライブギヤ１２ａ，１４ａは、それぞれディファレンシャル装置５に設けられたファイナルドリブンギヤ５ａに噛合っている。第１、第２ファイナルドライブギヤ１２ａ，１４ａの一方によりファイナルドリブンギヤ５ａが駆動され、当該装置５を介して左右の車軸６，６が駆動されることになる。また、ファイナルドリブンギヤ５ａの軸線上に配置された車軸６は、車両横置きの場合に、入力軸１１の斜め後方に位置するように配置され、該車軸６の上方側に前記第２出力軸１４が配置され、該第２出力軸１４の前方側かつ入力軸１１と車軸６との間に第１出力軸１２が配置され、前記第１出力軸１２の上方側に副軸１３が配置された構成になっている。

次に、前記自動変速機１の制御系統は、図５に示すように、ＣＰＵ１００は、変速制御マップ１０１の情報、スロットル開度センサ１０２、及びエンジン回転数センサ１０３などからの信号を入力する。そして、これらの信号に基いて油圧制御回路１１０に制御信号を出力する。油圧制御回路１１０には、油圧の給排を制御する各種ソレノイドバルブなどが備えられている。

そして、油圧制御回路１１０は、第１〜第４クラッチ５１〜５４の油圧室への油圧の給排、及び２−後退速用同期装置６１、２／後退−６速用同期装置６２、１−５速用同期装置６３に備えられたサーボ機構への油圧の給排を行うようになっている。

なお、前記第１クラッチ５１は請求項１に記載の自動変速機の２速６速用クラッチに相当し、前記第２クラッチ５２は同じく３速用クラッチに相当し、前記第３クラッチ５３は同じく１速５速用クラッチに相当し、前記第４クラッチは同じく４速用クラッチに相当し、前記２／後退−６速用同期装置６２は同じく２速６速選択用同期装置に相当し、前記１−５速用同期装置６３は１速５速選択用同期装置に相当する。

次に、前記自動変速機１の１〜６速及び後退速における動力伝達経路について説明する。なお、各変速段に対応して、第１〜第４クラッチ５１〜５４の締結解放状態、及び２−後退速用同期装置６１、２／後退−６速用同期装置６２、１−５速用同期装置６３のスリーブ位置の一覧を表１に示す。この表において、第１〜第４クラッチ５１〜５４の（●）は締結状態であることを示し、各同期装置６１〜６３の（●）はスリーブとクラッチギヤとが噛合って動力伝達状態であることを示し、（○）はスリーブとクラッチギヤとが噛合って待機している状態であることを示し、（★）は車速などを勘案して状況によっては待機することを示す。

まず、１速では、第３クラッチ５３が締結状態に制御され、第１、第２、第４クラッチ５１，５２，５４が解放状態に制御されると共に、２−後退速用同期装置６１のスリーブ６１ｂは第１後退速用駆動歯車２７ａのクラッチギヤ２７ａ′に噛合った状態で待機し、２／後退−６速用同期装置６２のスリーブ６２ｂは２／後退速用被動歯車２２ｃのクラッチギヤ２２ｃ′に噛合った状態で待機し、１−５速用同期装置６３のスリーブ６３ｂは１速用被動歯車２１ｂのクラッチギヤ２１ｂ′に噛合った状態で動力を伝達する。

図６に示すように、このときの動力伝達経路としては、エンジンからの駆動力は、入力軸１１から、第１〜第３歯車４１〜４３を介して副軸１３に入力される。そして、副軸１３に伝達された駆動力は、第３クラッチ５３及び第２連結部材２９を介して１速用歯車列２１に伝達され、さらに１速用被動歯車２１ｂのクラッチギヤ２１ｂ′から１−５速用同期装置６３のスリーブ６３ｂ及びハブ部６３ａを介して第２出力軸１４に出力される。１速では、第１歯車４１と第３歯車４３とで減速し、さらに１速用歯車列２１で減速するようになっており、２段階で減速する構成になっている。

なお、１速において、２−後退速用同期装置６１のスリーブ６１ｂは、基本的には第１後退速用駆動歯車２７ａのクラッチギヤ２７ａ′に噛合って待機するが、発進時や比較的高車速のときなどのシフトアップの可能性が高いときは、スリーブ６１ｂは２速用駆動歯車２２ａのクラッチギア２２ａ′に噛合って待機する。

次に、２速では、第１クラッチ５１が締結状態に制御され、第２〜第４クラッチ５２〜５４が解放状態に制御されると共に、２−後退速用同期装置６１のスリーブ６１ｂは２速用駆動歯車２２ａのクラッチギヤ２２ａ′に噛合った状態で動力を伝達し、２／後退−６速用同期装置６２のスリーブ６２ｂは、２／後退速用被動歯車２２ｃのクラッチギヤ２２ｃ′に噛合った状態で動力を伝達し、１−５速用同期装置６３のスリーブ６３ｂは１速用被動歯車２１ｂのクラッチギヤ２１ｂ′に噛合った状態で待機する。

図７に示すように、このときの動力伝達経路としては、エンジンからの駆動力は、入力軸１１から第１クラッチ５１及び第１連結部材２８を介して２−後退速用同期装置６１のハブ部６１ａに伝達される。そして、ハブ部６１ａの駆動力は、スリーブ６１ｂを介して２／後退速用歯車列２２に伝達され、さらに２／後退速用被動歯車２２ｃのクラッチギヤ２２ｃ′から２／後退−６速用同期装置６２のスリーブ６２ｂ及びハブ部６２ａを介して第１出力軸１２に出力される。２速では、２速用駆動歯車２２ａと２／後退速用被動歯車２２ｃとで減速するようになっている。

なお、２速において、２／後退−６速用同期装置６２のスリーブ６２ｂは、基本的には２／後退速用被動歯車２２ｃのクラッチギヤ２２ｃ′に噛合って待機するが、シフトアップの可能性が高いときは、スリーブ６２ｂは６速用被動歯車２６ｂのクラッチギヤ２６ｂ′に噛合って待機する。

次に、３速では、第２クラッチ５２が締結状態に制御され、第１、第３、第４クラッチ５１，５３，５４が解放状態に制御されると共に、２−後退速用同期装置６１のスリーブ６１ｂは２速用駆動歯車２２ａのクラッチギヤ２２ａ′に噛合った状態で待機し、２／後退−６速用同期装置６２のスリーブ６２ｂは２／後退速用被動歯車２２ｃのクラッチギヤ２２ｃ′に噛合った状態で待機し、１−５速用同期装置６３のスリーブ６３ｂは１速用被動歯車２１ｂのクラッチギヤ２１ｂ′に噛合った状態で待機する。

図８に示すように、このときの動力伝達経路としては、エンジンからの駆動力は、入力軸１１から第１歯車４１を介して第２歯車４２に伝達される。そして、第２歯車４２の駆動力は、第２クラッチ５２を介して第１出力軸１２に伝達される。３速では、第１歯車４１と第２歯車４２とで減速を行うようになっている。

なお、３速において、２／後退−６速用同期装置６２のスリーブ６２ｂは、基本的には２／後退速用被動歯車２２ｃのクラッチギヤ２２ｃ′に噛合って待機するが、シフトアップの可能性が高いときは、スリーブ６２ｂは６速用被動歯車２６ｂのクラッチギヤ２６ｂ′に噛合って待機する。また、１−５速用同期装置６３のスリーブ６３ｂは、基本的には１速用被動歯車２１ｂのクラッチギヤ２１ｂ′に噛合って待機するが、シフトアップの可能性が高いときは、５速用被動歯車２５ｂのクラッチギヤ２５ｂ′に噛合って待機する。

次に、４速では、第４クラッチ５４が締結状態に制御され、第１〜第３クラッチ５１〜５３が解放状態に制御されると共に、２−後退速用同期装置６１のスリーブ６１ｂは２速用駆動歯車２２ａのクラッチギア２２ａ′に噛合った状態で待機し、２／後退−６速用同期装置６２のスリーブ６２ｂは２／後退速用被動歯車２２ｃのクラッチギヤ２２ｃ′に噛合った状態で待機し、１−５速用同期装置６３のスリーブ６３ｂは５速用被動歯車２５ｂのクラッチギヤ２５ｂ′に噛合った状態で待機する。

図９に示すように、このときの動力伝達経路としては、エンジンからの駆動力は、入力軸１１から第１〜第３歯車４１〜４３を介して第４歯車４４に伝達される。そして、第４歯車の駆動力は、第４クラッチ５４を介して第２出力軸１４に伝達される。４速では、第１歯車４１と第４歯車４４とで増速するようになっている。

なお、４速において、２／後退−６速用同期装置６２のスリーブ６２ｂは、基本的には２／後退速用被動歯車２２ｃのクラッチギヤ２２ｃ′に噛合って待機するが、シフトアップの可能性が高いときは、スリーブ６２ｂは６速用被動歯車２６ｂのクラッチギヤ２６ｂ′に噛合って待機する。

次に、５速では、第３クラッチ５３が締結状態に制御され、第１、第２、第４クラッチ５１，５２，５４が解放状態に制御されると共に、２−後退速用同期装置６１のスリーブ６１ｂは２速用駆動歯車２２ａのクラッチギヤ２２ａ′に噛合った状態で待機し、２／後退−６速用同期装置６２のスリーブ６２ｂは２／後退速用被動歯車２２ｃのクラッチギヤ２２ｃ′に噛合った状態で待機し、１−５速用同期装置６３のスリーブ６３ｂは５速用被動歯車２５ｂのクラッチギヤ２５ｂ′に噛合った状態で動力を伝達する。

図１０に示すように、このときの動力伝達経路としては、エンジンからの駆動力は、入力軸１１から第１〜第３歯車４１〜４３を介して副軸１３に伝達される。そして、副軸１３の駆動力は、第３クラッチ５３及び第２連結部材２９を介して５速用歯車列２５に伝達され、さらに５速用被動歯車２５ｂのクラッチギヤ２５ｂ′から１−５速用同期装置６３のスリーブ６３ｂ及びハブ部６３ａを介して第２出力軸１４に出力される。５速では、第１歯車４１と第３歯車４３とで微小な減速を行うと共に、５速用歯車列２５で大幅に増速するようになっている。

なお、５速において、２／後退−６速用同期装置６２のスリーブ６２ｂは、基本的には２／後退速用被動歯車２２ｃのクラッチギヤ２２ｃ′に噛合って待機するが、比較的高車速のときなどのシフトアップの可能性が高いときは、６速用被動歯車２６ｂのクラッチギヤ２６ｂ′に噛合って待機する。

次に、６速では、第１クラッチ５１が締結状態に制御され、第２〜第４クラッチ５２〜５４が解放状態に制御されると共に、２−後退速用同期装置６１のスリーブ６１ｂは２速用駆動歯車２２ａのクラッチギヤ２２ａ′に噛合って待機し、２／後退−６速用同期装置６２のスリーブ６２ｂは６速用被動歯車２６ｂのクラッチギヤ２６ｂ′に噛合った状態で動力を伝達し、１−５速用同期装置６３のスリーブ６３ｂは５速用被動歯車２５ｂのクラッチギヤ２５ｂ′に噛合って待機する。

図１１に示すように、このときの動力伝達経路としては、エンジンからの駆動力は、入力軸１１から第１クラッチ５１及び第１連結部材２８を介して６速用歯車列２６に伝達される。そして、６速用歯車列２６の駆動力は、６速用被動歯車２６ｂのクラッチギヤ２６ｂ′から２／後退−６速用同期装置６２のスリーブ６２ｂ及びハブ部６２ａを介して第１出力軸１２に出力される。６速では、６速用歯車列２６で増速するようになっている。

次に、後退速では、第１クラッチ５１が締結状態に制御され、第２〜第４クラッチ５２〜５４が解放状態に制御されると共に、２−後退速用同期装置６１のスリーブ６１ｂは第１後退速用駆動歯車２７ａのクラッチギヤ２７ａ′に噛合った状態で動力を伝達し、２／後退−６速用同期装置６２のスリーブ部６２ｂは２／後退速用被動歯車２２ｃのクラッチギヤ２２ｃ′に噛合った状態で動力を伝達し、１−５速用同期装置６３のスリーブ６３ｂは１速用被動歯車２１ｂのクラッチギヤ２１ｂ′に噛合って待機する。

図１２に示すように、このときの動力伝達経路としては、エンジンからの駆動力は、入力軸１１から第１クラッチ５１及び第１連結部材２８を介して２−後退速用同期装置６１のハブ部６１ａに伝達される。そして、該ハブ部６１ａの駆動力は、スリーブ６１ｂ及び第１後退速用駆動歯車２７ａのクラッチギヤ２７ａ′を介して後退速用歯車列２７に伝達され、リバースアイドル軸１５に伝達される。そして、リバースアイドル軸１５の駆動力は、第２後退速用駆動歯車２２ｂを介して２／後退速用被動歯車２２ｃに伝達される。さらに、２／後退速用被動歯車２２ｃの駆動力は、クラッチギヤ２２ｃ′を介して２／後退速用同期装置６２のスリーブ６２ｂ及びハブ部６２ａに伝達され、第１出力軸１２に出力される。後退速では、後退速用歯車列２７で減速すると共に、第２後退速用駆動歯車２２ｂと２／後退速用被動歯車２２ｃとで減速するようになっている。

以上のように、本実施の形態に係る自動変速機１は、１速と５速との飛び越し変速及び２速と６速との飛び越し変速とを除く変速段間の変速においては、隣り合ったものに限らず、予め同期装置６１〜６３のスリーブ制御を完了させておき、クラッチ５１〜５４の架け替えを行うことにより変速を達成することができる。このようなクラッチ５１〜５４の架け替えにより行われる変速は、パワーが途切れることなく伝達されるので、円滑な加速減速が実現されることになる。なお、以下の表２に、変速前と変速後の各変速段に対応した第１〜第４クラッチ５１〜５４の締結、解放動作の一覧を示す。

また、２速から６速に飛び越し変速を行う際には、例えば第１、第４クラッチ５１，５４の架け替えにより２速から４速に飛び越し変速し、さらに第１、第４クラッチの架け替えにより４速から６速に飛び越し変速を行うようにして、ステップ的に変速を達成する。１速と５速との飛び越し変速に関しても同様にステップ的に行われる。

一方、このようなステップ的に行う変速は、時間がかかるので、フィーリングの悪化を招くことがあるが、このような１速と５速との飛び越し変速及び２速と６速との飛び越し変速は、通常走行において使用される頻度が低く、円滑な加速減速を阻害する可能性は低い。

しかも、前記自動変速機１においては、例えば６速走行時には、６速で高回転となる第１出力軸１２ではなく、比較的低い回転が伝達される副軸１３に第３クラッチ５３が設けられているので、該クラッチ５３が大きな引き摺り抵抗を発生させることがなくなる。より詳しくは、第３クラッチ５３のクラッチドラム５３ａには、第１、第３歯車４１，４３で若干変速されはいるが、およそ入力軸１１の回転と同様の回転が入力される。一方、ファイナルドリブンギヤ５ａの駆動により第２ファイナルドライブギヤ１４ａを介して第２出力軸１４が高回転で連れ回されることになるが、このとき１−５速用同期装置６３のスリーブ６３ｂは５速側にあるため、第２出力軸１４の回転は５速用歯車列２５を介して減速され、入力軸１１の回転に近い回転が第３クラッチ５３のクラッチハブ５３ｂに入力される。この結果、クラッチ５３の入力側と出力側の回転差が小さくなって、第３クラッチ５３による抵抗の発生が抑制される。

さらにこのとき、２速と６速とは同一の第１クラッチ５１の締結状態において達成され、２／後退−６速用同期装置６２のスリーブ制御により６速側の変速段が選択されるように構成されているので、第１クラッチ５１の抵抗が問題になることはない。

一方、５速走行時には、５速で高回転となる第２出力軸１４ではなく、増速前の回転が伝達される入力軸１１に第１クラッチ５１が設けられているので、該クラッチ５１が大きな引き摺り抵抗を発生させることがない。より詳しくは、第１クラッチ５１のクラッチドラム５１ａは入力軸１１と同様の回転をする。一方、ファイナルドリブンギヤ５ａの駆動により第１ファイナルドライブギヤ１２ａが高回転で連れ回されることになるが、このとき２／後退−６速用同期装置６２のスリーブ６２ａが６速側にあるときに、第１出力軸１２の回転は６速用歯車列２６を介して減速され、入力軸１１の回転に近い回転が第１クラッチ５１のクラッチハブ５１ｂに入力される。この結果、クラッチ５１の入力側と出力側の回転差が小さくなって、第１クラッチ５１による抵抗の発生が抑制される。

さらにこのとき、１速と５速とは、同一の第３クラッチ５３の締結状態において達成され、２／後退−６速用同期装置６２の切換えにより５速側の変速段が選択されるように構成されているので、第３クラッチ５３の抵抗が問題になることはない。

これらの結果、クラッチ５１〜５４の架け替えによる飛び越し変速が可能になると共に、５速や６速走行時に低速段用のクラッチ５１，５３による抵抗が低減されるので、燃費向上が実現され、クラッチ５１，５３の耐久性が確保される。

また、各変速段のギヤ比の設定は、高速段側から低速段側に亘って等比級数的に値が増加するように設定されることになるが、第１〜第４歯車４１〜４４の設定と、各ギヤ列２１，２２，２５，２６の設定により容易に各変速段のギヤ比の設定が可能になる。特に、１速のギヤ比は、第１歯車４１と第３歯車４３との設定と、１速用ギヤ列２１の設定とによる２段階で実現されるので、１速の大きなギヤ比を実現するための特別な構造等が必要なくなる。

さらに、第１クラッチ５１と２／後退−６速用同期装置６２とが入力軸１１と第１出力軸１２とに分散して配置され、第３クラッチ５３と１−５速用同期装置６３とが副軸１３と第２出力軸１４とに分散して配置されているので、各変速段の動力伝達経路がコンパクトに構成されると共に、それぞれ同一軸に設けられた場合に比べて軸方向寸法が短縮され、装置のコンパクト化が実現される。

一方、第２クラッチ５２が第１出力軸１２上に設けられて、締結時に動力伝達用歯車列２０の第２歯車４２を第１出力軸１２に連結するように構成されているので、３速の動力伝達経路がコンパクトに形成される。

また、第４クラッチ５４が第２出力軸１４上に設けられて、締結時に動力伝達用歯車列２０の第４歯車４４を第２出力軸１４に連結するように構成されているので、４速の動力伝達経路がコンパクトに形成される。

そして、図４に示したように、入力軸１１に対して斜め後方側に車軸６が配置され、該車軸６の上方側に第２出力軸１４が配置され、該第２出力軸１４の前方側かつ入力軸１１と車軸６との間に第１出力軸１２が配置され、第１出力軸１２の上方側に副軸１３が配置されているので、入力軸１１と車軸６とが上下に配置されている場合に比べて、装置の高さ方向のコンパクト化が実現される。

ところで、本発明の第２の実施の形態として、図１３に示すように各軸１１〜１４を中継する動力伝達用歯車列２００が構成されているものがある。

即ち、動力伝達用歯車列２００は、入力軸１１に固設された第１歯車２０１と、第１出力軸１１に遊嵌支持されて、これと噛合う第２歯車２０２と、該第２歯車２０２と一体回転する第１補助歯車２０２′と、副軸１３に固設されて第１補助歯車２０２′と噛合う第３歯車２０３と、該第３歯車２０３と一体回転する第２補助歯車２０３′と、第２入力軸１４に遊嵌支持されて第２補助歯車２０３′と噛合う第４歯車２０４とで構成されている。

このような動力伝達用歯車列２００の構成によると、前記第１の実施の形態における動力伝達用歯車列２０と比較しても、各軸間距離を変更することなく、つまり装置を拡大することなく、前記第１、第２補助歯車２０２′，２０３′の設定によりギヤ比の設定の自由度が増すことになる。

本発明は、自動車に搭載される自動変速機に関し、自動車産業に広く好適である。

本発明の実施の形態に係る自動変速機の骨子図である。 同断面図である。 同期装置の説明図である。 ファイナルドライブギヤ及びファイナルドリブンギヤの説明図である。 自動変速機の制御系統を示すブロック図である。 １速の動力伝達経路の説明図である。 ２速の動力伝達経路の説明図である。 ３速の動力伝達経路の説明図である。 ４速の動力伝達経路の説明図である。 ５速の動力伝達経路の説明図である。 ６速の動力伝達経路の説明図である。 後退速の動力伝達経路の説明図である。 本発明の第２の実施の形態の説明図である。

符号の説明

１ 自動変速機
５ａ ファイナルドリブンギヤ
６ 車軸
１１ 入力軸
１２ 第１出力軸
１２ａ 第１ファイナルドライブギヤ
１３ 副軸
１４ 第２出力軸
１４ａ 第２ファイナルドライブギヤ
２０ 動力伝達用歯車列
２１ １速用歯車列
２１ａ １速用駆動歯車
２１ｂ １速用被動歯車
２２ ２速用歯車列
２２ａ ２速用駆動歯車
２２ｂ ２速用被動歯車
２５ ５速用歯車列
２５ａ ５速用駆動歯車
２５ｂ ５速用被動歯車
２６ ６速用歯車列
２６ａ ６速用駆動歯車
２６ｂ ６速用被動歯車
２８ 第１連結部材
２９ 第２連結部材
４１ 第１歯車
４２ 第２歯車
４３ 第３歯車
４４ 第４歯車
５１ 第１クラッチ
５２ 第２クラッチ
５３ 第３クラッチ
５４ 第４クラッチ
６１ ２−後退速用同期装置
６２ ２／後退−６速用同期装置
６３ １−５速用同期装置
１００ ＣＰＵ

Claims (6)

1. 前進６段を達成する自動変速機であって、
   エンジン出力が入力される入力軸と、
   該入力軸に平行に配設されて、ファイナルドリブンギヤに噛合う第１ファイナルドライブギヤが固設された第１出力軸と、
   同じく入力軸に平行に配設されて、ファイナルドリブンギヤに噛合う第２ファイナルドライブギヤが固設された第２出力軸と、
   これらの軸に平行に配設された副軸と、
   前記入力軸に固設された第１歯車と、前記第１出力軸に遊嵌支持されて、第１歯車に噛合う第２歯車と、前記副軸に固設されて、第２歯車若しくはこれと一体回転する歯車と噛合う第３歯車と、前記第２出力軸に遊嵌支持されて、前記第３歯車若しくはこれと一体回転する歯車と噛合う第４歯車とでなる動力伝達用歯車列と、
   前記入力軸に遊嵌支持された２速用駆動歯車と、前記第１出力軸に遊嵌支持された２速用被動歯車とでなる２速用減速歯車列と、
   前記入力軸に遊嵌支持された６速用駆動歯車と、前記第１出力軸に遊嵌支持された６速用被動歯車とでなる６速用増速歯車列と、
   前記入力軸上に設けられて、締結時に該入力軸と前記２速用駆動歯車及び６速用駆動歯車とを連結する２速６速用クラッチと、
   前記第１出力軸上に設けられて、前記２速用被動歯車又は６速用被動歯車を選択的に第１出力軸に連結する２速６速選択用同期装置と、
   前記副軸に遊嵌支持された１速用駆動歯車と、前記第２出力軸に遊嵌支持された１速用被動歯車とでなる１速用減速歯車列と、
   前記副軸に遊嵌支持された５速用駆動歯車と、前記第２出力軸に遊嵌支持された５速用被動歯車とでなる５速用増速歯車列と、
   前記副軸上に設けられて、締結時に該副軸と前記１速用駆動歯車及び５速用駆動歯車とを連結する１速５速用クラッチと、
   前記第２出力軸上に設けられて、前記１速用被動歯車又は５速用被動歯車を選択的に第２出力軸に連結する１速５速選択用同期装置と、
   締結時に前記動力伝達用歯車列の第１〜第４歯車のいずれかを第１出力軸又は第２出力軸に連結するための３速用クラッチ及び４速用クラッチと、
   運転状態に応じて所要の変速段を達成するように前記各クラッチ及び同期装置の作動を制御する制御手段とが備えられていることを特徴とする自動変速機。
2. 前記請求項１に記載の自動変速機において、
   前記２速６速用クラッチのクラッチハブには、６速用駆動歯車が設けられた第１連結部材が固設され、該第１連結部材と、該連結部材と一体回転可能な構成とされた２速用駆動歯車とが入力軸に遊嵌支持されていると共に、
   第１出力軸に遊嵌支持された前記２速用被動歯車又は６速用被動歯車と動力伝達状態になる前記２速６速選択用同期装置のハブ部が、第１出力軸上に固設されていることを特徴とする自動変速機。
3. 前記請求項１に記載の自動変速機において、
   前記１速５速用クラッチのクラッチハブには、１速用駆動歯車と５速用駆動歯車が設けられた第２連結部材が固設され、該第２連結部材が副軸に遊嵌支持されていると共に、
   第２出力軸に遊嵌支持された前記１速用被動歯車又は５速用被動歯車と動力伝達状態になる前記１速５速選択用同期装置のハブ部が、第２出力軸上に固設されていることを特徴とする自動変速機。
4. 前記請求項１に記載の自動変速機において、
   前記３速用クラッチは、前記第１出力軸上に設けられて、締結時に前記動力伝達用歯車列の第２歯車を第１出力軸に連結することを特徴とする自動変速機。
5. 前記請求項１に記載の自動変速機において、
   前記４速用クラッチは、前記第２出力軸上に設けられて、締結時に前記動力伝達用歯車列の第４歯車を第２出力軸に連結することを特徴とする自動変速機。
6. 前記請求項１に記載の自動変速機において、
   入力軸に対して斜め後方側に前記ファイナルドリブンギヤの軸線が配置され、該軸線の上方側に前記第２出力軸が配置され、該第２出力軸の前方側かつ入力軸と前記軸線との間に第１出力軸が配置され、前記第１出力軸の上方側に副軸が配置されていることを特徴とする自動変速機。

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