(57)【要約】【課題】  低速段と高速段との切換時において大きなショックが発生することを防止することができ、かつ、搭載性を低下させることがない自動変速機の伝動機構を提供する。【解決手段】  本発明に係る自動変速機の伝動機構は、中立状態にし得る主伝動機の前段に、入力回転を減速して出力する低速段と高速段とを有する副変速機２０を設け、当該副変速機を、単純遊星歯車組２３、高速段選択クラッチ２４、低速段選択ブレーキ４２、ダンパー４１とにより構成し、前記高速段選択クラッチ２４と前記低速段選択ブレーキ４２を、共通のピストン２４ｐにより締結、解放の選択を行うことを特徴とする。【選択図】  図１
2006300087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中立状態にし得る主伝動機の前段に、入力回転を減速して出力する低速段と高速段とを有する副変速機を設け、当該副変速機を、単純遊星歯車組、高速段選択クラッチ、低速段選択ブレーキ、ダンパーとにより構成し、前記高速段選択クラッチと前記低速段選択ブレーキを、共通のピストンにより締結、解放の選択を行うことを特徴とする自動変速機の伝動機構。
【請求項２】
前記高速段選択クラッチと前記低速段選択ブレーキの双方を、前記ピストンにより解放状態とすることで、Ｎレンジを選択可能とすることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の伝動機構。
【請求項３】
前記Ｎレンジより動力伝達状態に移行するに当たり、前記高速段選択クラッチまたは前記低速段選択ブレーキを締結進行制御することを特徴とする請求項２に記載の自動変速機の伝動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車に用いられる無段変速機を含む自動変速機の伝動機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動変速機は、通常その前段におけるエンジンが運転中にトルク変動を発生することから、このトルク変動を吸収し緩和するため、かつ、トルクを増大して後段に伝動することを目的として、伝動系にトルクコンバータを設けるのが普通である。
【０００３】
自動変速機としては、例えば本願出願人が出願した特許文献１に記載されているように、トロイダル型無段変速機を使用したものがあるが、この伝動機構を図３を用いて説明する。まず、伝動経路の概要を説明すると、エンジン１の回転はトルクコンバータ２および変速機入力軸３を経て前後進切換機構４に伝達される。
【０００４】
この前後進切換機構４は、Ｄレンジでの前進走行時においては、前進クラッチ４ａを締結して、トルクコンバータ２からのエンジン回転をそのまま伝達し、Ｒレンジでの後進走行時においては、後進ブレーキ４ｂを締結して、トルクコンバータ２からのエンジン回転を、減速、逆転して伝達し、Ｐ、Ｎレンジでの駐停車時においては、前進クラッチ４ａおよび後進ブレーキ４ｂの双方を解放して、トルクコンバータ２からのエンジン回転を、遮断して、後段に伝えないようにしている。
【０００５】
前後進切換機構４の後段には、二個のトロイダル伝動ユニット（フロント側トロイダル伝動ユニット５およびリア側トロイダル伝動ユニット６）を同軸かつ背中合わせに設けている。これらトロイダル伝動ユニット５、６はそれぞれ、入力ディスク７と、これに同軸に対向配置した、出力ディスク８と、対応する入出力ディスク７、８間に介在させた一対ずつのパワーローラ９とを具えた構成としている。
【０００６】
両トロイダル伝動ユニット５、６はそれぞれの出力ディスク８が背中合わせとなるように、同軸に配置し、この配置にあたっては、それぞれの入力ディスク７を主軸１０に回転係合させて、前後進回転機構４からの回転が共通して入力されるようにしている。さらに、それぞれの出力ディスク８を主軸１０上に回転自在に支持する。また、両出力ディスク８は中空出力軸１１を介して、相互に一体結合し、この中空出力軸１１に出力歯車１２を固設する。
【０００７】
出力歯車１２は、カウンターシャフト１３の前端におけるカウンターギア１４に噛合わされて、カウンターギア１４の後端を出力歯車組１５を経て、主軸１０の後方に同軸に配置した、変速機出力軸１６に駆動結合される。
【０００８】
前後進切換機構４からの回転は両入力ディスク７へ共通に伝達され、入力ディスク７の回転は対応するパワーローラ７を介して出力ディスク８に伝達され、この回転が共通な出力歯車１２から、これに噛合わされたカウンターギア１４およびカウンターシャフト１３、ならびに出力歯車組１５を順次経て、変速機出力軸１６から取り出される。
【０００９】
変速に際しては、パワーローラ９を自己の回転軸線が入出力ディスク７、８の回転軸線と交差する中立位置から同期して同位相でオフセットさせると、パワーローラ９が回転時の分力により、パワーローラ９の回転軸線と直交する首振り軸線周りに同期して同位相で傾転され、これにより入出力ディスク９の接触軌跡円弧径が連続的に変化して所定の無段変速を行うことができる。なお変速比が指令変速比になったところで、パワーローラ９を上記オフセットがゼロの初期ストローク位置に戻すことで、パワーローラ９の自己傾転は行われなくなり指令変速比を保つことができる。
【００１０】
一方でトルクコンバータ２は、入力要素としてのポンプインペラ２ａ、出力要素としてのタービンランナ２ｂ、およびワンウェイクラッチ２ｆ上に載せた反力要素としてのステータ２ｃを具え、エンジンにより駆動されるポンプインペラ２ａから遠心力を受けた作動流体がタービンランナ２ｂに衝突した後、ステータ２ｃを経てポンプインペラ２ａに戻る間に、ステータ２ｃによる反力によりタービンランナ２ｂのトルクを増大させて、トルク変動を吸収して流体駆動して、タービンランナ２ｂから変速機入力軸３にエンジントルクを伝達する。
【００１１】
そしてトルクコンバータ２は、上記のトルク増大機能およびトルク変動吸収機能が不要な低負荷、高回転時に入出力要素２ａと２ｂとを直結して、伝動効率を高めるために、ロックアップクラッチ２ｄを具え、かかるトルクコンバータ２のロックアップ状態でトルク変動を吸収し得るようにするため、ロックアップクラッチ２ｄの締結時における伝動経路中にダンパー２ｅを挿入して配置している。
【００１２】
ところで、トルクコンバータ２は上述したとおりロックアップ式としても、ロックアップクラッチ２ｄが解放されている非ロックアップ状態（コンバータ状態）では、入力要素２ａから出力要素２ｂへの動力伝達を流体を介して行うため、これらの入出力要素２ａ、２ｂの間で、スリップが発生して伝達効率が悪くなるという問題から逃れることができない。
【００１３】
かといって、トルクコンバータ２に換えて電磁クラッチを用いたのでは、トルクコンバータ２において有用であったトルク増大機能が得られず、発進性能の低下を含めた、動力性能の悪化を生ずる。
【００１４】
そこで前述した特許文献１では、以下のような自動変速機の伝動機構が提案されている。その伝動機構を図４に示す。図４に示す自動変速機の伝動機構は、図３に示したものに比べて、トルクコンバータ２を副変速機２０に置換したものであり、それ以外の部分は同一であるため、それらの部分は同一の符号を付し、重複する部分の説明は割愛するものとする。
【００１５】
副変速機２０は、ハウジング２１を具え、このハウジング２１をドライブプレート２２を介してエンジン１のクランクシャフトに結着するとともに、該ハウジング２１内に以下の部品を組み込んで副変速機２０を構成する。つまり、トロイダル伝動ユニット５、６とで主伝動機を構成する前後進切換機構４の入力軸（主伝動機の入力軸）３をハウジング２１内に挿入し、該入力軸３の挿入端部上に単純遊星歯車組２３を装着し、単純遊星歯車組２３のキャリア２３ｃを入力軸３に駆動結合するとともに、高速段選択クラッチ２４のクラッチハブ２４ｈにも駆動結合する。
【００１６】
単純遊星歯車組２３のリングギア２３ｒはワンウェイクラッチ２５を介し固定軸２６上に載せ、このワンウェイクラッチ２５は図３におけるステータ２ｃのためのワンウェイクラッチ２ｆと同様な、若しくはこれを流用して、つまり、ワンウェイクラッチ２５のインナーレースを中空固定軸２６（変速機ケース）に固定するとともにアウタレースをリングギア２３ｒに接続して、リングギア２３ｒをエンジン１の回転と逆方向に回転し得ないようにするものとする。
【００１７】
高速段選択クラッチ２４は上記したクラッチハブ２４ｈのほかに、ハウジング２１内に回転自在に収納したクラッチドラム２４ｄを具え、このクラッチドラム２４ｄを高速段用ダンパー２７を介してハウジング２１に駆動結合する。クラッチドラム２４ｄは更に、低速段用ダンパー２８を介して単純遊星歯車組２３のサンギア２３ｓに駆動結合する。
【００１８】
高速段選択クラッチ２４には更に、図５に示すごとくクラッチドラム２４ｄ内に軸線方向摺動可能に嵌合したクラッチピストン２４ｐを具え、このピストン２４ｐを油圧α（従来のロックアップ制御油圧およびロックアップ制御油路をそのまま流用し得る）で図５の左方へストロークさせる時、高速段選択クラッチ２４は締結によりクラッチドラム２４ｄおよびクラッチハブ２４ｈ間を結合し、このとき高速段用ダンパー２７からの回転が低速段用ダンパー２８を経由することなくキャリア２３ｃを経て入力軸３にそのまま（高速段選択状態で）伝達される。
【００１９】
しかし、ピストン２４ｐへの油圧αがなくて高速段選択クラッチ２４が図４に示すごとく解放されているときは、高速段用ダンパー２７からの回転が低速段用ダンパー２８を経由して単純遊星歯車組２３のサンギア２３ｓに達する。ここで、サンギア２３ｓは、高速段選択クラッチ２４が解放されているため、またワンウェイクラッチ２５がリングギア２３ｒのエンジン１と逆方向への回転を阻止しているため、キャリア２３ｃを減速下に同方向へ回転駆動し、動力は低速段選択状態でトルク増大して入力軸３に伝達される。
【００２０】
なお高速段用ダンパー２７のダンパー特性は上記の高速段選択状態で要求される特性に設定し、低速段用ダンパー２８は上記の低速段選択状態で要求される特性に設定しておく。
【００２１】
なお、図５に示す前後進切換機構４の実態構成を補足説明するに、前後進切換機構４は前記した前進クラッチ４ａおよび後進ブレーキ４ｂの他に、単純遊星歯車組４ｃを具える。そして、前進クラッチ４ａを油圧βにより締結するときは単純遊星歯車組４ｃのサンギア４ｄおよびリングギア４ｅ間を結合させて入力軸３からの回転をそのままサンギア４ｄより後段のトロイダル伝動ユニット５、６（図４参照）へ伝達し、Ｄレンジでの前進走行を可能にし、後進ブレーキ４ｂを油圧γにより締結するときは単純遊星歯車組４ｃのキャリア４ｆを固定して入力軸３からの回転を減速、逆転下にサンギア４ｄより後段のトロイダル伝動ユニット５、６へ伝達し、Ｒレンジでの駐停車時においては、前進クラッチ４ａおよび後進ブレーキ４ｂの双方を解放させて、入力軸３からの回転が後段のトロイダル伝動ユニット５、６へ伝達させない。
【特許文献１】特開２００２−３４０１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
ところが、この場合において、副変速機２０を、単純遊星歯車組２３、高速段選択クラッチ２４、高速段用ダンパー２７、低速段用ダンパー２８、ワンウェイクラッチ２５により構成し、低速段選択時には、ワンウェイクラッチ２５がリングギア２３ｒのエンジン１と逆方向への回転を阻止しているため、ワンウェイクラッチ２５がロックとアンロックとの間の中立位置がないことに起因して、低速段と高速段との切換時において大きなショックが発生するという問題点があった。
この問題を解決すべく、上記ワンウェイクラッチ２５を通常のブレーキにて構成すると、当該ブレーキを作動させるためのピストン機構を新たに設けなければならず、副変速機２０の軸方向の寸法が大きくなって、搭載性が低下するという問題点が生じた。
【００２３】
本発明の目的は、上述した課題を解決することであり、低速段と高速段との切換時において大きなショックが発生することを防止することができ、かつ、搭載性を低下させることがない自動変速機の伝動機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明に係る自動変速機の伝動機構は、中立状態にし得る主伝動機の前段に、入力回転を減速して出力する低速段と高速段とを有する副変速機を設け、当該副変速機を、単純遊星歯車組、高速段選択クラッチ、低速段選択ブレーキ、ダンパーとにより構成し、前記高速段選択クラッチと前記低速段選択ブレーキを、共通のピストンにより締結、解放の選択を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
これによれば、ワンウェイクラッチの替わりに低速段選択ブレーキを用いることにより、前述した高速段と選択段との切換により発生するショックを防止するとともに、高速段選択クラッチと、低速段選択ブレーキとを共通のピストンにより締結、解放することにより、副変速機ひいては自動変速機の伝動機構全体の軸方向寸法を小さくして、搭載性を高めることができるとともに、ピストンの数を一つとして、コスト低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る自動変速機の伝動機構の一実施形態を示す模式図である。
図１に示す自動変速機の伝動機構は、図５に示したものに比べて、副変速機２０の部分だけが異なるものであり、それ以外の部分は同一であるため、重複する部分の説明は割愛するものとする。
【００２７】
副変速機２０は、ハウジング２１を具え、このハウジング２１をドライブプレート２２を介してエンジン１のクランクシャフトに結着するとともに、該ハウジング２１内に以下の部品を組み込んで副変速機２０を構成する。つまり、トロイダル伝動ユニット５、６とで主伝動機を構成する前後進切換機構４の入力軸（主伝動機の入力軸）３をハウジング２１内に挿入し、該入力軸３の挿入端部上に単純遊星歯車組２３を装着し、単純遊星歯車組２３のキャリア２３ｃを入力軸３に駆動結合するとともに、高速段選択クラッチ２４のクラッチハブ２４ｈにも駆動結合する。
【００２８】
単純遊星歯車組２３のリングギア２３ｒはブレーキハブ４２ｈに駆動結合され、固定軸２６に連結されたブレーキドラム４２ｄをその外周側に具えて、ブレーキハブ４２ｈとブレーキドラム４２ｄとで低速段切換ブレーキ４２を構成する。
【００２９】
高速段選択クラッチ２４は上記したクラッチハブ２４ｈのほかに、ハウジング２１内に回転自在に収納したクラッチドラム２４ｄを具え、このクラッチドラム２４ｄをダンパー４１を介してハウジング２１に駆動結合する。クラッチドラム２４ｄは更に、単純遊星歯車組２３のサンギア２３ｓに駆動結合する。
【００３０】
高速段選択クラッチ２４には更に、軸線方向摺動可能に嵌合した、前記低速段選択ブレーキと共通のクラッチピストン２４ｐを具え（請求項１に相当）、このピストン２４ｐを図１の左方へストロークさせる時、図２（ａ）に示すように、高速段選択クラッチ２４は締結され、低速段選択ブレーキは解放され、このとき共通ダンパー４１からの回転がキャリア２３ｃを経て入力軸３にそのまま（高速段選択状態で）伝達される。
なお、図２は、図１に示す自動変速機の伝動機構のスケルトン図である。
さらに、高速段選択クラッチ２４と低速段選択ブレーキ４２はともに湿式のものを用いるものとする。
【００３１】
ピストン２４ｐが図１の右方にストロークさせる時、図２（ｂ）に示すように、高速段用選択クラッチ２４は解放されるとともに、低速段選択ブレーキ２４ｂは締結されて、エンジンからの回転が、共通ダンパー４１と単純遊星歯車組２３のサンギア２３ｓを介して伝達され、前記リングギア２３ｒが低速段選択ブレーキ２４ｂにより締結されていることに起因して、サンギア２３ｓにより減速下にトルク増大されて駆動された（低速段選択状態）キャリア２３ｃの回転が自動変速機の入力軸３に伝達される。
【００３２】
このように請求項１に相当する構成によれば、ワンウェイクラッチの替わりに低速段選択ブレーキを用いることにより、前述した高速段と選択段との切換により発生するショックを防止するとともに、高速段選択クラッチ２４と、低速段選択ブレーキ４２とを共通のピストン２４ｐにより締結、解放することにより、副変速機２０ひいては自動変速機の伝動機構全体の軸方向寸法を小さくして、搭載性を高めることができるとともに、ピストンの数を一つとして、コスト低減を図ることができる。
【００３３】
さらにピストン２４ｐが中立位置を採るとき、高速段切換クラッチ２４と低速段切換ブレーキ４２とはともに解放され、エンジンからの回転は、副変速機２０において遮断されて、Ｎレンジを選択することとなる。（請求項２に相当）
これにより、一つのピストンにより、動力伝達状態とＮレンジの選択が可能となり、制御性を高めることができるとともに、副変速機２０ひいては自動変速機の伝動機構全体を小型化して搭載性を高めることができる。
【００３４】
さらに、前記Ｎレンジより動力伝達状態に移行するに当たり、前記高速段選択クラッチ２４または前記低速段選択ブレーキ４２を締結進行制御する。（請求項３に相当）
これにより、副変速機２０に発進摩擦要素としての機能を持たせることができる。
【００３５】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の自動変速機の伝統機構は、Ａ／Ｔ車に用いて好適なものであり、自動変速機の伝動機構の軸方向の寸法を小さくして車両への搭載性を高めることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る自動変速機の伝動機構の一実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明に係る自動変速機の伝動機構の一実施形態を示すスケルトン図である。
【図３】従来の自動変速機の伝動機構を示す模式図である。
【図４】従来の自動変速機の伝動機構を示す模式図である。
【図５】従来の自動変速機の伝動機構を一部を拡大して示す模式図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  エンジン
２  トルクコンバータ
３  自動変速機の入力軸
４  前後進切換機構
５  フロント側トロイダル伝動ユニット
６  リア側トロイダル伝動ユニット
７  入力ディスク
８  出力ディスク
９  パワーローラ
１０  主軸
１１  中空出力軸
１２  出力歯車
１３  カウンターシャフト
１４  カウンターギア
１５  出力歯車組
１６  変速機出力軸
２０  副変速機
２１  ハウジング
２２  ドライブプレート
２３  単純遊星歯車組
２３ｃ  キャリア
２３ｒ  リングギア
２３ｓ  サンギア
２４  高速段選択クラッチ
２４ｈ  クラッチハブ
２４ｄ  クラッチドラム
２４ｐ  共通ピストン
２６  中空固定軸
２７  高速段用ダンパー
２８  低速段用ダンパー
４１  共通ダンパー
４２  低速段選択ブレーキ
【図１】
2006300087.tif 000003
【図２】
2006300087.tif 000004
【図３】
2006300087.tif 000005
【図４】
2006300087.tif 000006
【図５】
2006300087.tif 000007