(57)【要約】【課題】副変速機構として平行軸式変速機構を用いた自動変速機において、複式プラネタリギヤを備える同軸式主変速機構の第１入力要素における偏荷重の発生を防止する。【解決手段】変速機の入力軸３を、平行軸式副変速機構５の構成部材５２ａ，５３ａ，Ｃ２を連結する上流側入力軸３１と、第１入力要素Ｓｆ，Ｓｒ，Ｃｆ，Ｒｒに連結するクラッチＣ３，Ｃ４を連結する下流側入力軸３２とに分割し、上流側入力軸３１と下流側入力軸３２とをスプライン結合する。又は、平行軸式副変速機構５の各ギヤ列５２，５３の駆動ギヤ５２ａ，５３ａを変速機ケース２にベアリング７ｅ，７ｆを介して軸支し、各ギヤ列５２，５３の駆動ギヤ５２ａ，５３ａを各ギヤ列５２，５３用のクラッチＣ１，Ｃ２を介して入力軸３に連結する。【選択図】図１
2009185836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機の入力軸に平行な中間軸と、入力軸と中間軸との間に介設した複数のギヤ列とを備え、中間軸に入力軸の回転を変速して伝達自在な平行軸式副変速機構と、
入力軸にクラッチを介して連結される第１入力要素と、中間軸に連結される第２入力要素とを有する複式プラネタリギアを備え、入力軸の回転を変速機の出力軸に複数段に変速して伝達自在な同軸式主変速機構とから成る自動変速機であって、
入力軸を、平行軸式副変速機構の構成部材を連結する上流側入力軸と、クラッチを連結する下流側入力軸とに分割し、上流側入力軸と下流側入力軸とをスプライン結合することを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
前記上流側入力軸は、前記下流側入力軸とスプライン結合される側の端部において、変速機ケースにベアリングを介して軸支されることを特徴とする請求項１記載の自動変速機。
【請求項３】
変速機の入力軸に平行な中間軸と、入力軸と中間軸との間に介設した複数のギヤ列とを備え、中間軸に入力軸の回転を変速して伝達自在な平行軸式副変速機構と、
入力軸にクラッチを介して連結される第１入力要素と、中間軸に連結される第２入力要素とを有する複式プラネタリギアを備え、入力軸の回転を変速機の出力軸に複数段に変速して伝達自在な同軸式主変速機構とから成る自動変速機であって、
平行軸式副変速機構の各ギヤ列の駆動ギヤを変速機ケースにベアリングを介して軸支し、各ギヤ列の駆動ギヤを各ギヤ列用のクラッチを介して入力軸に連結することを特徴とする自動変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力軸の回転を複数段に変速して出力軸に伝達自在な自動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車に用いられる自動変速機であって、エンジンの回転が伝達される入力軸と、変速機の入力軸の回転を高低２段に変速可能とした副変速機構と、入力軸にクラッチを介して連結される第１入力要素と副変速機構の出力要素に連結される第２入力要素とを有する複式プラネタリギヤを備え、入力軸の回転を変速機の出力軸に複数段に変速して伝達自在な同軸式主変速機構とから成る自動変速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、特許文献１に記載のものは、副変速機構としてプラネタリギヤを用いているが、プラネタリギヤの代わりに、入力軸に平行な中間軸を設け、入力軸と中間軸との間に介設した複数のギヤ列により、中間軸に入力軸の回転を変速して伝達自在な平行軸式変速機構を用いることも考えられる。
【０００４】
しかしながら、平行軸式変速機構では、入力軸と中間軸との間でギヤが噛合するため、ギヤの荷重により入力軸が撓み易い。入力軸が撓むと、その撓みの影響により主変速機構の第１入力要素に偏荷重が発生し、ギヤの正常な噛み合いを妨げ、ギヤの破損や騒音の悪化を招く虞がある。
【特許文献１】特開２００２−２１３５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、平行軸式副変速機構を用いた自動変速機において、同軸式主変速機構の第１入力要素における偏荷重の発生を防止したものを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本願の第１発明は、変速機の入力軸に平行な中間軸と、入力軸と中間軸との間に介設した複数のギヤ列とを備え、中間軸に入力軸の回転を変速して伝達自在な平行軸式副変速機構と、入力軸にクラッチを介して連結される第１入力要素と、中間軸に連結される第２入力要素とを有する複式プラネタリギアを備え、入力軸の回転を変速機の出力軸に複数段に変速して伝達自在な同軸式主変速機構とから成る自動変速機であって、入力軸を、平行軸式副変速機構の構成部材を連結する上流側入力軸と、クラッチを連結する下流側入力軸とに分割し、上流側入力軸と下流側入力軸とをスプライン結合することを特徴とする。
【０００７】
第１発明によれば、上流側入力軸がギヤの荷重により撓んでも、スプライン結合された部分に必然的に生ずるクリアランスによって撓みを吸収し、撓みの影響が下流側入力軸へ伝達されることを抑制できる。これにより、主変速機構の第１入力要素やクラッチにおける偏荷重の発生が防止され、主変速機構のギヤが正常に噛み合い、クラッチも正常に係合する。その結果、ギヤの破損や騒音の悪化、クラッチの破損や偏磨耗による振動（ジャダー）といった不具合の発生を防止することができる。
【０００８】
また、上流側入力軸を、下流側入力軸とスプライン結合される側の端部において、変速機ケースにベアリングを介して軸支させれば、上流側入力軸の撓みの発生を抑制できる。これによって、主変速機構の第１入力要素における偏荷重の発生をより確実に防止することができる。
【０００９】
また、本願の第２発明は、変速機の入力軸に平行な中間軸と、入力軸と中間軸との間に介設した複数のギヤ列とを備え、中間軸に入力軸の回転を変速して伝達自在な平行軸式副変速機構と、入力軸にクラッチを介して連結される第１入力要素と、中間軸に連結される第２入力要素とを有する複式プラネタリギアを備え、入力軸の回転を変速機の出力軸に複数段に変速して伝達自在な同軸式主変速機構とから成る自動変速機であって、平行軸式副変速機構の各ギヤ列の駆動ギヤを変速機ケースにベアリングを介して軸支し、各ギヤ列の駆動ギヤを各ギヤ列用のクラッチを介して入力軸に連結することを特徴とする。
【００１０】
第２発明によれば、平行軸式副変速機構の各ギヤ列の駆動ギヤが変速機ケースにベアリングを介して軸支されているため、平行軸式副変速機構の各ギヤ列の荷重はベアリングを介して変速機ケースで受けられ、入力軸には各ギヤ列の荷重が作用せず、入力軸の撓みの発生を防止できる。これにより、入力軸の撓みによる主変速機構の偏荷重の発生が防止され、主変速機構のギヤが正常に噛み合い、クラッチも正常に係合する。その結果、ギヤの破損や騒音の悪化、クラッチの破損や偏磨耗による振動（ジャダー）といった不具合の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の自動変速機の第１実施形態を示している。第１実施形態の自動変速機１は、自動車に用いられるものであり、変速機ケース２内に回転自在に軸支した、図外のエンジンに流体トルクコンバータＴを介して連結される入力軸３と、入力軸３と同心に配置された出力軸４とを備える。出力軸４の回転は、図外のデファレンシャルギヤを介し自動車の駆動輪に伝達される。
【００１２】
また、変速機ケース２内には、入力軸３と平行に配置された中間軸５１を有する平行軸式副変速機構５と、変速用の複式プラネタリギヤ６０を備える同軸式主変速機構６とが配置されている。
【００１３】
平行軸式副変速機構５は、入力軸３と中間軸５１との間に介設された２つのギヤ列５２，５３を備える。各ギヤ列５２，５３は、駆動ギヤ５２ａ，５３ａと、従動ギヤ５２ｂ，５３ｂと、クラッチＣ１，Ｃ２とで構成される。ギヤ列５２の駆動ギヤ５２ａは、入力軸３に固定されており、中間軸５１にベアリング７ａを介して回転自在に軸支された従動ギヤ５２ｂに噛合して、従動ギヤ５２ｂを入力軸３の回転速度よりも速い回転速度で回転させる。従動ギヤ５２ｂの回転は、中間軸５１に固定された第１クラッチＣ１を介して中間軸５１に伝達される。
【００１４】
ギヤ列５３の駆動ギヤ５３ａは、ギヤ列５２の駆動ギヤ５２ａよりも小径であり、ベアリング７ｂを介して入力軸３に回転自在に軸支されている。入力軸３の回転は、入力軸３に固定された第２クラッチＣ２を介して駆動ギヤ５３ａに伝達される。駆動ギヤ５３ａは、中間軸５１に固定された従動ギヤ５３ｂと噛合し、入力軸３の回転速度よりも遅い回転速度で中間軸５１を回転させる。
【００１５】
同軸式主変速機構６の複式プラネタリギヤ６０は、第１プラネタリギヤ６１と第２プラネタリギヤ６２とを組合わせて構成されている。各プラネタリギヤ６１，６２は、サンギヤＳｆ，Ｓｒと、リングギヤＲｆ，Ｒｒと、サンギヤＳｆ，ＳｒとリンググヤＲｆ，Ｒｒとに噛合するピニオンＰｆ，Ｐｒを自転及び公転自在に支持するキャリアＣｆ，Ｃｒとから成る単式プラネタリギヤで構成されている。
【００１６】
そして、第１プラネタリギヤ６１のサンギヤＳｆと第２プラネタリギヤ６２のサンギヤＳｒとを連結して第１連結体とすると共に、第１プラネタリギヤ６１のキャリアＣｆと第２プラネタリギヤ６２のリングギヤＲｒとを連結して第２連結体とし、第１連結体Ｓｆ，Ｓｒと、第２連結体Ｃｆ，Ｒｒと、第１プラネタリギヤ６１のリングギヤＲｆと、第２プラネタリギヤ６１のキャリアＣｒとから成る４つの回転要素を有する複式プラネタリギヤ６０を構成している。
【００１７】
第１プラネタリギヤ６１のリングギヤＲｆは、平行軸式副変速機構５の中間軸５１とギヤ列５４を介して連結されている。即ち、第１プラネタリギヤ６１のリングギヤＲｆが第２入力要素に相当する。ギヤ列５４は、中間軸５１に固定された駆動ギヤ５４ａと、駆動ギヤ５４ａに噛合しリングギヤＲｆに連結された従動ギヤ５４ｂとで構成され、従動ギヤ５４ｂは変速機ケース２にベアリング７ｃを介して軸支される。これにより、ギヤ列５４の荷重による偏荷重がリングギヤＲｆにかかることを防止している。
【００１８】
尚、第１クラッチＣ１を係合させたときの平行軸式副変速機構５の出力速度（ギヤ列５４の従動ギヤ５４ｂの回転速度）をＮ１、第２クラッチＣ２を係合させたときの平行軸式副変速機構５の出力速度をＮ２として、Ｎ１＞Ｎ２になる。また、ギヤ列５４の従動ギヤ５４ｂはギヤ列５２の駆動ギヤ５２ａより大径であり、入力軸３の回転速度を「１」として、Ｎ１＜１になる。
【００１９】
複式プラネタリギヤ６０の上記４つの回転要素を、図２に示す速度線図（４つの回転要素の回転速度を直線で表すことができる図）におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第１要素、第２要素、第３要素、第４要素とすると、第１要素は第１プラネタリギヤのリングギヤＲｆ、第２要素は第２連結体Ｃｆ，Ｒｒ、第３要素は第２プラネタリギヤ６１のキャリアＣｒ、第４要素は第１連結体Ｓｆ，Ｓｒになる。
【００２０】
尚、第１要素（リングギヤＲｆ）と第２要素（第２連結体Ｃｆ，Ｒｒ）間の間隔と、第２要素（第２連結体Ｃｆ，Ｒｒ）と第４要素（第１連結体Ｓｆ，Ｓｒ）間の間隔との比は、第１プラネタリギヤ６１のギヤ比（リングギヤＲｆの歯数／サンギヤＳｆの歯数）をｉとして１：ｉに設定される。また、第２要素（第２連結体Ｃｆ，Ｒｒ）と第３要素（キャリアＣｒ）間の間隔と、第３要素（キャリアＣｒ）と第４要素（第１連結体Ｓｆ，Ｓｒ）間の間隔との比は、第２プラネタリギヤ６２のギヤ比（リングギヤＲｒの歯数／サンギヤＳｒの歯数）をｊとして１：ｊに設定される。また、速度線図において、下の横線と上の横線は夫々回転速度が「０」と「１」（入力軸３と同じ回転速度）であることを示している。
【００２１】
ここで、第１実施形態においては、第２プラネタリギヤ６２のキャリアＣｒを出力軸４に連結している。また、第１連結体Ｓｆ，Ｓｒと入力軸３とを連結する第３クラッチＣ３と、第２連結体Ｃｆ，Ｒｒと入力軸３とを連結する第４クラッチＣ４と、第１プラネタリギヤ６１のリングギヤＲｆを変速機ケース２に固定する第１ブレーキＢ１と、第２連結体Ｃｆ，Ｒｒを変速機ケース２に固定する第２ブレーキＢ２とを備える。第１実施形態においては、第１連結体Ｓｆ，Ｓｒと第２連結体Ｃｆ，Ｒｒとが第１入力要素に相当する。変速機ケース２には、第２ブレーキＢ２と並列に、第２連結体Ｃｆ，Ｒｒの正転（前進方向の回転）を許容し、逆転を阻止する一方向クラッチＦ１が連結されている。
【００２２】
第１実施形態では、第３クラッチＣ３を係合させると、第１連結体Ｓｆ，Ｓｒの回転速度が「１」、第２連結体Ｃｆ，Ｒｒの回転速度が一方向クラッチＦ１の働きで「０」になり、出力軸４に連結されるキャリアＣｒの回転速度は「１ｓｔ」になる。即ち、１速段が確立される。尚、第３クラッチＣ３に加えて第２ブレーキＢ２を係合させると、エンジンブレーキを効かせられる状態で１速段が確立される。
【００２３】
第３クラッチＣ３と第１ブレーキＢ１とを係合させると、第１連結体Ｓｆ，Ｓｒの回転速度が「１」、リングギヤＲｆの回転速度が「０」になり、キャリアＣｒの回転速度は「２ｎｄ」になる。即ち、２速段が確立される。
【００２４】
第３クラッチＣ３と第２クラッチＣ２とを係合させると、第１連結体Ｓｆ，Ｓｒの回転速度が「１」、リングギヤＲｆの回転速度が平行軸式副変速機構５の出力速度Ｎ２になり、キャリアＣｒの回転速度は「３ｒｄ」になる。即ち、３速段が確立される。
【００２５】
第３クラッチＣ３と第１クラッチＣ１とを係合させると、第１連結体Ｓｆ，Ｓｒの回転速度が「１」、リングギヤＲｆの回転速度が平行軸式副変速機構５の出力速度Ｎ１になり、キャリアＣｒの回転速度は「４ｔｈ」になる。即ち、４速段が確立される。
【００２６】
第３クラッチＣ３と第４クラッチＣ４とを係合させると、第１連結体Ｓｆ，Ｓｒの回転速度と第２連結体Ｃｆ，Ｒｒの回転速度が共に「１」になり、キャリアＣｒの回転速度も「１」である「５ｔｈ」になる。即ち、５速段が確立される。
【００２７】
第４クラッチＣ４と第１クラッチＣ１とを係合させると、第２連結体Ｃｆ，Ｒｒの回転速度が「１」、リングギヤＲｆの回転速度が平行軸式副変速機構５の出力速度Ｎ１になり、キャリアＣｒの回転速度は「６ｔｈ」になる。即ち、６速段が確立される。
【００２８】
第４クラッチＣ４と第２クラッチＣ２とを係合させると、第２連結体Ｃｆ，Ｒｒの回転速度が「１」、リングギヤＲｆの回転速度が平行軸式副変速機構５の出力速度Ｎ２になり、キャリアＣｒの回転速度は「７ｔｈ」になる。即ち、７速段が確立される。
【００２９】
第４クラッチＣ４と第１ブレーキＢ１とを係合させると、第２連結体Ｃｆ，Ｒｒの回転速度が「１」、リングギヤＲｆの回転速度が「０」になり、キャリアＣｒの回転速度は「８ｔｈ」になる。即ち、８速段が確立される。
【００３０】
第２ブレーキＢ２と第２クラッチＣ２とを係合させると、第２連結体Ｃｆ，Ｒｒの回転速度が「０」、リングギヤＲｆの回転速度が平行軸式副変速機構５の出力速度Ｎ２になり、キャリアＣｒの回転速度はマイナスの「Ｒｅｖ」になる。即ち、後進段が確立される。
【００３１】
このように、第１実施形態によれば、前進８段後進１段の変速を行うことができる。図３は、上述した各変速段とクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４、ブレーキＢ１，Ｂ２の係合状態との関係を示したものであり、○は係合を表している。尚、１速段の第２ブレーキＢ２の（○）は、エンジンブレーキ時に第２ブレーキＢ２を係合させることを示している。
【００３２】
ところで、入力軸３は、中間軸５１との間でのギヤの噛み合いにより偏荷重を受けて撓み易い。入力軸３が撓むと、クラッチＣ３，Ｃ４を介して複式プラネタリギヤ６０の第１連結体Ｓｆ，Ｓｒ及び第２連結体Ｃｆ，Ｒｒに偏荷重が発生し、複式プラネタリギヤ６０のギヤの正常な噛み合いを妨げ、ギヤの破損や騒音の悪化を招く虞がある。また、クラッチＣ３，Ｃ４においても偏荷重が発生し、クラッチＣ３，Ｃ４の正常な係合が妨げられ、クラッチＣ３，Ｃ４の破損やクラッチ板が傾いて偏磨耗することによる振動（ジャダー）が発生する虞もある。
【００３３】
この問題を解決すべく第１実施形態では、入力軸３を、平行軸式副変速機構５の構成部材である駆動ギヤ５２ａ，５３ａ、クラッチＣ２を軸支する上流側入力軸３１と、クラッチＣ３，Ｃ４を連結する下流側入力軸３２とに分割している。そして、上流側入力軸３１と下流側入力軸３２とをスプライン結合により連結させている。
【００３４】
これにより、上流側入力軸３１がギヤ列５２，５３の荷重により撓んでも、スプライン結合された部分に必然的に生ずるクリアランスによって撓みを吸収し、撓みの影響が下流側入力軸３２へ伝達されることを抑制できる。そして、主変速機構６の第１入力要素としてのサンギヤＳｆ，Ｓｒ、キャリアＣｆ、リングギヤＲｒや、クラッチＣ３、Ｃ４における偏荷重の発生が防止され、主変速機構６のギヤが正常に噛み合い、クラッチＣ３，Ｃ４が正常に係合する。その結果、ギヤの破損や騒音の悪化、クラッチＣ３，Ｃ４の破損やクラッチ板が傾いて偏磨耗することによる振動（ジャダー）といった不具合の発生を防止できる。また、スプライン結合される部分の凹凸部を傾斜させてクラウニング形状とすれば、上流側入力軸３１の撓みをより吸収し易くなる。
【００３５】
また、上流側入力軸３１は、下流側入力軸３２とスプライン結合される側の端部において、変速機ケース２にベアリング７ｄを介して軸支させ、ギヤ列５２，５３による撓みの発生を抑制している。これによって、主変速機構６の第１連結体Ｓｆ，Ｓｒ、第２連結体Ｃｆ，Ｒｒや、クラッチＣ３、Ｃ４における偏荷重の発生をより確実に防止できる。
【００３６】
次に、図４を参照して、本発明の自動変速機の第２実施形態を説明する。第２実施形態の自動変速機１では、平行軸式副変速機構５のギヤ列５２，５３の駆動ギヤ５２ａ，５３ａを変速機ケース２にベアリング７ｅ，７ｆを介して軸支している。入力軸３にはギヤ列５２，５３用のクラッチＣ１，Ｃ２が連結され、入力軸３の回転はクラッチＣ１，Ｃ２を介して駆動ギヤ５２ａ，５３ａに伝達される。駆動ギヤ５２ａ，５３ａに噛合する従動ギヤ５２ｂ，５３ｂは中間軸５１に固定されている。他の構成は全て第１実施形態と同一である。
【００３７】
第２実施形態の自動変速機１によれば、ギヤ列５２，５３の荷重はベアリング７ｅ，７ｆを介して変速機ケース２で受けられ、入力軸３にはギヤ列５２，５３の荷重が加わらず、入力軸３の撓みの発生を防止できる。そして、入力軸３の撓みによる主変速機構６の偏荷重の発生が防止され、主変速機構６のギヤが正常に噛み合い、クラッチＣ３，Ｃ４も正常に係合する。その結果、ギヤの破損や騒音の悪化、クラッチＣ３，Ｃ４の破損や偏磨耗による振動（ジャダー）といった不具合の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の自動変速機の第１実施形態のスケルトン図。
【図２】第１実施形態の複式プラネタリギヤの速度線図。
【図３】第１実施形態の各変速段での各クラッチの係合状態を示す説明図。
【図４】本発明の自動変速機の第２実施形態のスケルトン図。
【符号の説明】
【００３９】
１…自動変速機、  ２…変速機ケース、  ３…入力軸、  ３１…上流側入力軸、  ３２…下流側入力軸、  ４…出力軸、  ５…平行軸式副変速機構、  ５１…中間軸、５２…ギヤ列、５２ａ…駆動ギヤ、  ５３…ギヤ列、  ５３ａ…駆動ギヤ、  ６…同軸式主変速機構、  ６０…複式プラネタリギヤ、  ６１…第１プラネタリギヤ、  ６２…第２プラネタリギヤ、  ７ｄ，７ｅ，７ｆ…ベアリング、  Ｓｆ，Ｓｒ…サンギヤ（第１入力要素）、  Ｒｆ…リングギヤ（第２入力要素）、  Ｒｒ…リングギヤ（第１入力要素）、  Ｃｆ…キャリア（第１入力要素）、  Ｃ１…第１クラッチ（ギヤ列用）、  Ｃ２…第２クラッチ（ギヤ列用）、  Ｃ３…第３クラッチ（第１入力要素用）、  Ｃ４…第４クラッチ（第１入力要素用）。
【図１】
2009185836.tif 000003
【図２】
2009185836.tif 000004
【図３】
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【図４】
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