JPH06337048A - 車両用遊星歯車変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両用遊星歯車変速装置に関し、極低温時に
同期機構が作動不能になったときでも、後進走行を可能
とすることを目的とする。 【構成】 複数の遊星歯車を組み合わせて前進４段以上
の変速比を得る車両用遊星歯車変速装置であって、前進
第１速および後退時に静止部に固定するメンバーを、摩
擦クラッチおよび切り替え可能なドッグクラッチを介し
て静止部に固定可能にした車両用遊星歯車変速装置にお
いて、前記ドッグクラッチによる前記メンバーの静止部
への固定手段の他に静止部に固定する第２の固定手段を
有するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車などの自動変速
機に用いる車両用遊星歯車変速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明者は、特願平５−１１１２５４号
において、自動車などの自動変速機に用いる車両用遊星
歯車変速装置であって、多板クラッチなどの摩擦要素で
非作動時に生ずる引きずり抵抗を削減するための装置を
提案した。この装置は、非作動の摩擦要素による引きず
り抵抗を減らして動力伝達効率を向上させるために、前
進第１速および後退時において変速機のケースなどの静
止部に固定するメンバー（以下、１速メンバーという）
を、クラッチおよびドッグクラッチを介して、静止部お
よび入力軸と選択的に連結可能となるように構成したも
のである。

【０００３】すなわち、１速メンバーは通常、入力軸と
連結するためのクラッチおよび静止部に固定するための
ブレーキの２個の摩擦要素を有するが、一般に１速メン
バーにはワンウエイクラッチ（ＯＷＣ）が設けられ、通
常のＤレンジ走行においてはこのワンウエイクラッチ
（ＯＷＣ）が１速メンバーを静止部に固定する機能を果
たすのに着目して、摩擦要素を１個のクラッチだけにし
て切り替え可能なドッグクラッチと組み合わせることに
より、必要な機能を満足することができるように構成し
た。

【０００４】この装置によれば、高速段において最も引
きずり抵抗の大きかった１速メンバーを固定するブレー
キが、実質的に無くなったと同じことになり、伝達効率
の大幅な改善を期待することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この車
両用遊星歯車変速装置にあっては、ドッグクラッチの切
り替えをスムーズに行うため、いわゆるシンクロメッシ
ュと呼ばれる同期機構を設ける必要がある。すなわち、
互いに回転差があるドッグクラッチを同期機構によって
回転差をなくしてから噛み合わせることになる。

【０００６】しかし、一般に自動変速機に用いられてい
る湿式多板クラッチと同期機構を組み合わせた場合、−
３０℃以下程度の極低温において湿式多板クラッチの引
きずり抵抗が非常に大きくなり、そのため同期機構が十
分な機能を発揮できず、結果的にドッグクラッチの切り
替えが不可能になる。その場合、１速メンバーが入力軸
と連結できなくとも第１速での前進走行は可能である
が、１速メンバーの静止部への固定ができなくなると、
後進走行が不可能になるという問題があった。

【０００７】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、１速メンバーを静止部に固定
する第２の固定手段を設けることで、極低温時に同期機
構が作動不能になったときでも、後進走行を可能とする
ことができる車両用遊星歯車変速装置を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、複数の遊星歯車を組み合わせて前進４段
以上の変速比を得る車両用遊星歯車変速装置であって、
前進第１速および後退時に静止部に固定するメンバー
を、摩擦クラッチおよび切り替え可能なドッグクラッチ
を介して静止部に固定可能にした車両用遊星歯車変速装
置において、前記ドッグクラッチによる前記メンバーの
静止部への固定手段の他に静止部に固定する第２の固定
手段を有することを特徴とする。

【０００９】また、本発明は、前記第２の固定手段が、
前記静止部に揺動可能に設けられその先端部が前記ドッ
グクラッチのスリーブに形成したスプラインに噛合可能
なロックポールと、該ロックポールをリンクを介して揺
動させる油圧ピストンを有することを特徴とする。

【００１０】

【作用】このような構成を備えた本発明の車両用遊星歯
車変速装置によれば、極低温時の後進走行のとき静止部
に固定する第２の固定手段を設けたため、すなわち、油
圧ピストンによりリンクを介してロックポールを揺動さ
せ、ロックポールの先端部をドッグクラッチのスリーブ
に形成したスプラインに噛合させるようにしたため、１
速メンバーを静止部に固定することができ、後進走行が
可能となる。

【００１１】すなわち、極低温時に湿式クラッチの引き
ずり抵抗が増大した場合、同期機構の作動が不十分でス
リーブが静止部側に噛み合わなくても、１速メンバーと
噛み合っているスリーブを同期機構を用いない第２の固
定手段で静止部に固定することにより、１速メンバーを
静止部に固定して後進走行を可能にした。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１〜図５は本発明の一実施例を示す図である。
図４は本発明の一実施例のベースとなる遊星歯車列のス
ケルトン図である。図４において、１００は単純遊星歯
車である第１遊星歯車組を示し、第１遊星歯車組１００
は、第１サンギヤ１０２、第１リングギヤ１０６および
第１キャリア１０８を有する。２００はダブルピニオン
型の複列の第２遊星歯車組であり、第２遊星歯車組２０
０は第２サンギヤ２０２、ロングピニオン２０４、ピニ
オン２０４Ａ、第２リングギヤ２０６、第２キャリア２
０８および第３サンギヤ３０２を有する。

【００１３】第１サンギヤ１０２は第２キャリア２０８
に連結され、第２キャリア２０８を介して第２ブレーキ
５０２により静止部６０４に固定可能である。第１リン
グギヤ１０６は出力軸６０２に連結されるとともに、第
１クラッチ４００により第２リングギヤ２０６に連結可
能である。第１キャリア１０８は１速メンバーとして、
第２クラッチ４０２およびドッグクラッチ６０６を介し
て静止部６０４または入力軸６００に選択的に固定可能
または連結可能であり、また、ワンウエイクラッチ４０
６を介して静止部６０４に固定可能である。

【００１４】第２サンギヤ２０２は入力軸６００に連結
されるとともに、ピニオン２０４Ａを介してロングピニ
オン２０４に噛み合っている。第２キャリア２０８は、
前記のように、第１サンギヤ１０２に連結されるととも
に、第２ブレーキ５０２により静止部６０４に固定可能
である。第１クラッチ４００を介して第１リングギヤ１
０６に連結可能な第２リングギヤ２０６は、ロングピニ
オン２０４に噛み合い、ロングピニオン２０４は第３サ
ンギヤ３０２に噛み合っている。第３サンギヤ３０２は
第１ブレーキ５００により静止部６０４に固定可能であ
る。

【００１５】各摩擦要素を図５のように作動させること
により、前進６段後進１段の変速比を得る。図５中の○
印はそれぞれの要素の作動（締結など）を表す。また、
ドッグクラッチ６０６の矢印はドッグクラッチ６０６の
噛み合い方向を表す。すなわち、４，５，６速は入力軸
６００（図４では左側）と噛み合い、（ ）内は動力伝
達には関係ないことを表す。「Ｄ」レンジにおいては切
り替えが必要ないことが分かる。

【００１６】また、※印はドッグクラッチ６０６の切り
替えがどちらにあってもよいことを表す。「Ｌ」はエン
ジンブレーキ時などに使うレンジを表わし、通常、操作
レバーの位置として「２」「１」などのように数字で表
示される例が多い。「Ｌ」レンジの１速および「Ｒ」レ
ンジの後進時は静止部６４（図４では右側）と噛み合
う。

【００１７】次に、使用頻度が高いＤレンジの４，５，
６速の動力伝達について説明する。Ｄレンジの４速の場
合には、第１クラッチ４００および第２クラッチ４０２
が締結される。第２クラッチ４０２およびドッグクラッ
チ６０６が締結されると、遊星歯車全体が一体になるの
で、１：１の変速比が得られる。次に、Ｄレンジの５速
の場合には、第２クラッチ４０２と第１ブレーキ５００
が締結される。

【００１８】第２クラッチ４０２およびドッグクラッチ
６０６が締結されると、入力軸６００は第１キャリア１
０８に連結され、第１キャリア１０８は入力軸６００に
よって回転駆動される。第１ブレーキ５００が締結され
ると、第３サンギヤ３０２は第１ブレーキ５００により
静止部６０４に固定されるので、ロングピニオン２０４
に連結された第２キャリア２０８は減速し、第１サンギ
ヤ１０２も減速する。第１サンギヤ１０２の減速と第１
キャリア１０８の回転駆動により、第１リングギヤ１０
６は増速し、出力軸６０２は入力軸６００の入力速度よ
り、増速する。

【００１９】次に、Ｄレンジの６速の場合には、第２ク
ラッチ４０２と第２ブレーキ５０２が締結される。第２
クラッチ４０２およびドッグクラッチ６０６が締結され
ると、入力軸６００は第１キャリア１０８に連結され、
第１キャリア１０８は入力軸６００によって回転駆動さ
れる。

【００２０】第２ブレーキ５０２が締結されると、第２
キャリア２０８は第２ブレーキ５０２により静止部６０
４に固定され、第１サンギヤ１０２が固定される。した
がって、第１リングギヤ１０６は５速の場合よりも増速
し、出力軸６０２も５速の場合より増速する。このよう
に、使用頻度の高い高速段において、引きずり抵抗が大
きかった１速メンバーである第１キャリア１０８の固定
用のブレーキが実質的に存在しないことになり、引きず
り抵抗による動力損失が大きく減少するので、変速機の
伝達効率が向上させることができ、その結果、自動車の
燃料消費率の低減に貢献することが期待できる。

【００２１】次に、図３は本発明の一実施例に係る要部
断面図である。図３において、４０２は前記第２クラッ
チであり、第２クラッチ４０２は湿式クラッチで構成さ
れ、第２クラッチ４０２には１速メンバーである第１キ
ャリア１０８が連結される。第２クラッチ４０２を構成
するクラッチケース８０内には、クラッチピストン８２
が摺動自在に収納され、クラッチケース８０に設けたリ
テーナ８４とクラッチピストン８２の間にはリターンス
プリング８６が介装され、クラッチケース８０とクラッ
チピストン８２の間には油圧室８８が形成される。

【００２２】クラッチケース８０のスプライン８１には
一方の摩擦板１１が組み付けられ、クラッチハブ１４の
スプライン１５には他方の摩擦板１２が組み付けられ、
これらの摩擦板１１，１２をクラッチピストン８２で押
圧することにより、第２クラッチ４０２が締結される。
クラッチハブ１４の延長部にはスプライン１６が形成さ
れ、スプライン１６にはシンクロハブ１８が嵌合してい
る。シンクロハブ１８の外周部にもスプライン２０が形
成され、スプライン２０にはスリーブ２４がその内周部
のスプラインにより嵌合している。すなわち、スリーブ
２４はシンクロハブ１８に対してスプライン２０で摺動
自在に噛み合っている。

【００２３】６００はコーン面３６およびスプライン３
４が形成された入力軸、４２はケース４０に固定されコ
ーン面４６およびスプライン４４が形成されたフランジ
であり、入力軸６００およびフランジ４２のコーン面３
６，４６にはシンクロハブ１８との間にそれぞれ設けら
れたシンクロナイザーリング３８，４８の各コーン面が
接するようになっている。

【００２４】スリーブ２４は左方向または右方向に摺動
することにより、入力軸６００のスプライン３４または
フランジ４２のスプライン４４に選択的に連結可能とな
っている。スリーブ２４の外周に溝２８が形成され、溝
２８には図示しないシフトフォークが嵌合してスリーブ
２４を左右方向に移動させることができる。また、スリ
ーブ２４の外周には固定用のスプライン６０が形成さ
れ、ケース４０に揺動自在に支持されたロックポール６
２の先端部６４が噛合可能となっている。

【００２５】次に、図１は図３のＡ−Ａ断面図であり、
第２の固定手段の作動状態を示し、図２は第２の固定手
段の非作動状態を示す。図１および図２において、６２
は前記ロックポールであり、ロックポール６２はピン６
６によりケース４０に揺動自在に支持され、先端部６４
はスリーブ２４のスプライン６０に噛合可能である。ロ
ックポール６２はピン９０により第１リンク７２に連結
され、第１リンク７２はピン９２により第２リンク７４
に連結される。第２リンク７４の一端部はピン９４によ
りケース４０に回動自在に軸支されるとともに、第２リ
ンク７４の他端部にはピン９６により油圧ピストン７０
に当接するローラ９８が回転自在に設けられる。

【００２６】油圧ピストン７０が操作されて、上方に移
動すると、第１，第２リンク７２，７４により、ロック
ポール６２は移動して、スリーブ２４のスプライン６０
と噛み合い、スリーブ２４の回転をケース４０に固定す
る。第２リンク７４にはリターンスプリング７６が設け
られ、リターンスプリング７６の一端はケース４０に固
定され、他端は第１リンク７２に当接する。したがっ
て、リターンスプリング７６により、第１，第２リンク
７２，７４は常時は非作動状態に保持される。

【００２７】また、油圧ピストン７０も常時はピストン
ケース７１のシリンダ室７３の内壁と油圧ピストン７０
の間に介装されたピストンスプリング７８により非作動
の位置に保持される。ロックポール６２、第１，第２リ
ンク７２，７４、リターンスプリング７６、油圧ピスト
ン７０、ピストンケース７１、ピストンスプリング７８
などがスリーブ２４をケース４０に固定する第２の固定
手段９９を構成している。

【００２８】スリーブ２４のスプライン６０は、スリー
ブ２４の外周の端面に形成されているので、スリーブ２
４が中立位置より図３中左側に移動して入力軸６００と
噛み合った場合には、ロックポール６２が移動しても、
ロックポール６２の先端部６４はスリーブ２４の外周に
接するだけで、スプライン６０と噛み合うことはない。

【００２９】すなわち、スリーブ２４が入力軸６００と
噛み合う状態では、スリーブ２４は第２の固定手段９９
により固定されることはない。また、前記油圧ピストン
７０が挿入されるシリンダ室７３には第２の固定手段９
９を作動させる油圧が作用する。この油圧は、図示しな
いが、「後退」の場合のリバース油圧によりつくられる
ようになっており、更には図示しない温度センサで変速
装置の潤滑油または変速装置自体の温度が一定値を下回
ったことを検知して、極低温時にのみ油圧が作用するよ
うになっている。

【００３０】すなわち、第２の固定手段９９は、極低温
時に同期機能が作動不能になったとき、作動する。次
に、動作を説明する。図示しないフォークによってスリ
ーブ２４を右方向にスライドし、フランジ４２に噛合さ
せ、湿式クラッチ４０２を締結すると、１速メンバーで
ある第１キャリア１０８は湿式クラッチ４０２を介して
ケース４０に固定される。

【００３１】また、図示しないフォークによってスリー
ブ２４を右方向にスライドし、入力軸６００に噛合さ
せ、湿式クラッチ４０２を締結すると、１速メンバーで
ある第１キャリア１０８は湿式クラッチ４０２を介して
入力軸６００に連結される。すなわち、図示しないフォ
ークによってスリーブ２４は左右にスライドして、入力
軸６００またはケース４０と噛合させると、湿式クラッ
チ４０２の結合とあいまって１速メンバーの第１キャリ
ア１０８は入力軸６００またはケース４０と選択的に連
結する。

【００３２】その際に、前記シンクロナイザーリング３
８，４８の作用でスムーズに噛み合う。しかし、極低温
時には湿式クラッチ４０２の摩擦板１１，１２の空転時
引きずり抵抗が大きくなって、シンクロナイザーリング
３８，４８の同期容量を越え、同期不能になってスリー
ブ２４を入力軸６００またはフランジ４２と噛み合わせ
ることができなくなる。

【００３３】この場合、入力軸６００とは噛み合わなく
ても前進走行は可能であるが、フランジ４２と噛み合わ
ないと後進走行が不可能になる。そこで、自動変速機が
一定の温度を下回った状態で後退段「Ｒレンジ」に操作
すると、シリンダ室７３にリバース油圧が作用して、油
圧ピストン７０がピストンスプリング７８に抗して作動
する。

【００３４】油圧ピストン７０が作動すると、ローラ９
８が回転して油圧ピストン７０上を移動し、第１，第２
リンク７２，７４を介してロックポール６２の先端部６
４がスリーブ２４のスプライン６０に噛合する。これに
より、図１に示すように、スリーブ２４がケース４０に
固定したフランジ４２のスプライン４４と噛み合わなく
ても、ロックポール６２がスリーブ２４をケース４０に
固定する。

【００３５】その後に、湿式クラッチ４０２に必要な油
圧を作用させて湿式クラッチ４０２を締結状態にすれば
後進走行が可能になる。なお、第２の固定手段９９が作
動しない状態は図２に示され、スリーブ２４はケース４
０に固定されない。

【００３６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、極低温時において同期機構が作動不能に陥っても、
第２の固定手段であるロックポールの作動で１速メンバ
ーをケースに固定することができるので、後進走行が不
能になることを回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す要部断面図

【図２】第２の固定手段が作動しない状態を示す説明図

【図３】同期機構と湿式クラッチを示す図

【図４】遊星歯車列のスケルトン図

【図５】作動説明図

【符号の説明】

１１，１２：摩擦板 １４：クラッチハブ １５，１６：スプライン １８：シンクロハブ ２０：スプライン ２４：スリーブ ２８：溝 ３４，４４：スプライン ３６，４６：コーン部 ３８，４８：シンクロナイザーリング ４０：ケース ４２：フランジ ６０：スプライン ６２：ロックポール ６４：先端部 ６６：ピン ７０：油圧ピストン ７１：ピストンケース ７２：第１リンク ７３：シリンダ室 ７４：第２リンク ７６：リターンスプリング ７８：ピストンスプリング ８０：クラッチケース ８１：スプライン ８２：クラッチピストン ８４：リテーナ ８６：リターンスプリング ８８：油圧室 ９０，９２，９４，９６：ピン ９８：ローラ ９９：第２の固定手段 １００：第１遊星歯車組 １０２：第２サンギヤ １０６：第１リングギヤ １０８：第１キャリア（１速メンバー） ２００：第２遊星歯車組 ２０２：第２サンギヤ ２０４：ロングピニオン ２０４Ａ：ピニオン ２０６：第２リングギヤ ２０８：第２キャリア ３０２：第３サンギヤ ４００：第１クラッチ ４０２：第２クラッチ ４０６：ワンウエイクラッチ ５００：第１ブレーキ ５０２：第２ブレーキ ６００：入力軸 ６０２：出力軸 ６０４：静止部 ６０６：ドッグクラッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の遊星歯車を組み合わせて前進４段以
   上の変速比を得る車両用遊星歯車変速装置であって、前
   進第１速および後退時に静止部に固定するメンバーを、
   摩擦クラッチおよび切り替え可能なドッグクラッチを介
   して静止部に固定可能にした車両用遊星歯車変速装置に
   おいて、 前記ドッグクラッチによる前記メンバーの静止部への固
   定手段の他に静止部に固定する第２の固定手段を有する
   ことを特徴とする車両用遊星歯車変速装置。
2. 【請求項２】前記第２の固定手段が、前記静止部に揺動
   可能に設けられその先端部が前記ドッグクラッチのスリ
   ーブに形成したスプラインに噛合可能なロックポール
   と、該ロックポールをリンクを介して揺動させる油圧ピ
   ストンを有することを特徴とする請求項１の車両用遊星
   歯車変速装置。