JP2002242956A - 自動変速機の摩擦係合機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リングギアの外周に配設されるクラッチへの
作動油の供給が充分に行なわれるような自動変速機の摩
擦係合機構を提供すること。 【解決手段】 環状部３１Ａ及び筒状部３１Ｂを有する
ドラム部材３１と、リングギアＲ１の外周面に固定され
る第１摩擦部材Ｃ３１及び筒状部３１Ｂに固定される第
２摩擦部材Ｃ３２から成るクラッチＣ３と、環状部３１
Ａとの間で油圧室３２を構成し油圧室３２内の油圧に応
じて第２摩擦部材Ｃ３２を第１摩擦部材Ｃ３１側に押圧
するピストン３３と、中心側から径方向外方に延在して
ピストン３３側のリングギアＲ１の端部に固定されるフ
ランジ３４と、フランジ３４とピストン３３との間に配
設されピストン３３との間で第２油圧室３５を構成する
バランサ３６とを備え、リングギアＲ１には貫通路３８
が設けられ、フランジ３４にはバランサ３６の流出路３
６ａを介してバランサ３６とフランジ３４の間に流出し
た作動油をリングギアＲ１の内周側に導入する導入路３
４ａが設けられる、自動変速機の摩擦係合機構ＤＣ３。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動変速機の変速
段を切替えるために摩擦係合部材を係合・非係合する摩
擦係合機構に関するものであり、特に自動変速機のケー
スと相対回転するクラッチの摩擦係合機構に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、サンギア、ピニオンギア、リ
ングギア、及びピニオンギアを支持するキャリアから成
る遊星歯車機構を複数組配設し、自動変速機のケースに
固定されたブレーキやケースと相対回転するクラッチを
それぞれ係合・非係合することで各遊星歯車機構の連結
の組合せを切替えて、入力軸から出力軸への回転数の
比、即ち変速段を切替える自動変速機が一般的に知られ
ている。このような自動変速機の摩擦係合機構におい
て、自動変速機の軸方向寸法を短縮する方策、或いは構
造上の必要性から、リングギアの外周にクラッチを配設
する構成が用いられている。このような構成では、リン
グギアの外周に固定されるギア側摩擦部材と、ケースと
相対回転するドラム部材に固定されるドラム側摩擦部材
とによりクラッチが構成され、油圧源から供給される油
圧に応じてピストンが作動することでギア側摩擦部材と
ドラム側摩擦部材との係合・非係合が切替えられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般的に、自動変速機
のクラッチやブレーキ等の摩擦係合機構は油中で用いら
れているが、上記した構成では、リングギアの外周に摩
擦部材が配設されているため、遠心力によって作動油が
径方向外方へ力を受けたとしても、作動油の径方向外方
への移動はリングギアで遮られてしまい、クラッチの潤
滑が充分に行なわれない、また、自動変速機の状態によ
りドラム部材が停止する場合では、遠心力を受けること
なく重力により落下する作動油がリングギアで遮られ、
作動油によるクラッチの潤滑が充分になされない、とい
う問題がある。

【０００４】そこで本発明は、上記問題点を解決すべ
く、リングギアの外周にクラッチを配設する自動変速機
において、リングギアの外周に配設されるクラッチへの
作動油の供給が充分に行なわれるような自動変速機の摩
擦係合機構を提供することを、技術的課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに請求項１の発明は、サンギア、ピニオンギア、リン
グギアを有する遊星歯車機構と、自動変速機の軸中心側
から径方向外方に延在する環状部及びリングギアと自動
変速機のケースとの間を軸方向に延在する円筒状の筒状
部を有するドラム部材と、リングギアの外周面に固定さ
れる第１摩擦部材及びドラム部材の筒状部の内周面に固
定されるとともに第１摩擦部材と係合可能な第２摩擦部
材から成るクラッチと、ドラム部材の環状部との間で油
圧室を構成するとともに油圧室内の油圧に応じて第２摩
擦部材を第１摩擦部材側に押圧するピストンと、自動変
速機の軸中心側から径方向外方に延在し、ピストン側の
リングギアの端部に固定されるフランジと、フランジと
ピストンとの間でドラム部材に対して軸方向に変位不能
に配設され、ピストンとの間で第２油圧室を構成するバ
ランサとを備え、リングギアにはその内周側と外周側と
を貫通する貫通路が設けられ、フランジには、バランサ
に設けられた流出路を介してバランサとフランジの間に
流出した第２油圧室内の作動油をリングギアの内周側に
導入可能な導入路が設けられる自動変速機の摩擦係合機
構とした。

【０００６】請求項１によると、バランサの流出路を介
してバランサとフランジの間に流出した第２油圧室内の
作動油は、フランジの導入路を介してリングギアの内周
側に導入される。クラッチを充分に潤滑する必要がある
摩擦係合機構の回転時には作動油は遠心力を受けて径方
向外方へ向かうため、リングギアの内周に導入された作
動油が遠心力を受けると、作動油はリングギアの貫通路
を介してクラッチへと導入される。また、ドラム部材が
回転しない場合であっても、重力により落下する作動油
が貫通路を介してクラッチへと導入される。したがっ
て、クラッチへの作動油の供給が充分に行なわれること
になり、クラッチを充分に潤滑することができ、クラッ
チの耐久性が向上する。

【０００７】尚、請求項１におけるバランサは、油圧室
内の遠心油圧（遠心力により生じる油圧）に対向した遠
心油圧をピストンに付与すべく、第２油圧室を構成する
ための部材であり、油圧室内の遠心油圧と第２油圧室内
の遠心油圧とを対向させることでピストンへの遠心油圧
を相殺し、このバランサによりピストンが遠心油圧の影
響を受けないように構成されるものである。

【０００８】具体的には、請求項２に示すように、フラ
ンジの導入路をバランサの流出路よりも径方向外方に設
けると、遠心力によって径方向外方へ向かう流出路から
流出した作動油が導入路内へと導かれやすくなって、好
適である。

【０００９】更に、請求項３に示すように、フランジの
導入路の径方向外方側にバランサ側に突出する壁部を有
すると、遠心力によって径方向外方へ向かう流出路から
流出した作動油の多くが壁部によって導入路へと導か
れ、これによりリングギアの内周へ充分に作動油を供給
することができ、クラッチの潤滑に更に好適である。

【００１０】更に、請求項４に示すように、壁部がバラ
ンサ側に突出するとともに径方向内方に延在するように
すると、流出路から流出した作動油が自動変速機の径方
向内方から外方へと向かう際に、作動油が壁部によって
確実に導入路へと導かれやすくなる。

【００１１】また、請求項５に示すように、バランサの
流出路の径方向外方側にフランジ側に突出する突出部を
形成すると、流出路から流出した作動油が遠心力を受け
て径方向外方へと移動しようとする際に作動油が突出部
に衝突するので、バランサとフランジの間において、流
出路から流出した作動油は突出部との衝突により流出路
から導入路へ向かうように流れる。したがって、流出路
からの作動油が導入路へと導かれやすくなって、クラッ
チの潤滑に有利である。

【００１２】更に、請求項６に示すように、流出路から
径方向外方に向かって前記フランジとの距離が徐々に小
さくなるように傾斜する部分を有すると、流出路から流
出した作動油が遠心力を受けて突出部の傾斜に沿って流
れるので、作動油が突出部に衝突する際の急激な衝突が
抑えられる。これにより、流出路から導入路への理想的
な作動油の流れの方向を確保することができる。

【００１３】また、請求項７に示すように、突出部と壁
部を径方向に関して同一平面内に形成すると、流出路か
ら流出して突出部を通過した作動油が遠心力を受けて径
方向外方へ移動すると、この作動油の殆どが壁部に案内
されて導入路へと導かれる。したがってリングギアの内
周へ導入される作動油が充分に確保されることになっ
て、クラッチを充分に潤滑することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本実施の形態における自動
変速機の摩擦係合機構を含む全体の概略図である。

【００１５】自動変速機１０は、エンジン５０の出力軸
からの動力がトルクコンバータ２０を介して入力される
入力軸１１と、図示しない差動装置を介して同じく図示
しない車輪に連結される出力軸１２と、入力軸１１と連
結するサンギアＳ１、ピニオンギアＰ１、リングギアＲ
1を有する第１列のダブルピニオン式の遊星歯車機構Ｇ
１と、第２列の遊星歯車機構Ｇ２と、第３列の遊星歯車
機構Ｇ３と、第１クラッチＣ１を内装し図示しない油圧
源から図示しない油圧制御回路を介して供給される作動
油に応じて係合・非係合を切替える第１クラッチ用摩擦
係合機構ＤＣ１と、同様に第２クラッチＣ２を内装する
第２クラッチ用摩擦係合機構ＤＣ２と、第３クラッチＣ
３を内装する第３クラッチ用摩擦係合機構ＤＣ３と、第
１ブレーキＢ１を内装する第１ブレーキ用摩擦係合機構
ＤＢ１と、第２ブレーキＢ２を内装する第２ブレーキ用
摩擦係合機構ＤＢ２と、ワンウェイクラッチＦ１とを備
え、各クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びブレーキＢ１、Ｂ
２の係合・非係合の切替えに応じて入力軸１１から出力
軸１２への回転比が切換えられて、前進６段後進１段の
変速段を達成する。各クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、ブレ
ーキＢ１、Ｂ２の係合・非係合及び変速段の関係を図２
に示す。ここで、図２の左欄は、図示しない手動レバー
のレンジを示しており、Ｐ（パーキング）レンジ、Ｒ
（レバース）レンジ、Ｎ（ニュートラル）レンジ、Ｄ
（ドライブ）レンジ、３レンジ、２レンジ及びＬ（ロ
ー）レンジの７つのレンジにおける変速段及び係合・非
係合を示している。

【００１６】摩擦係合機構ＤＣ１〜ＤＣ３、ＤＢ１、Ｄ
Ｂ２は、各クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、ブレーキＢ１、
Ｂ２内に供給される作動油に応じてこれらを係合・非係
合させる押圧力を発生する機構である。図３にリングギ
アＲ１の外周に配設される第３クラッチ用摩擦係合機構
ＤＣ３の断面図を示す。この第３クラッチ用摩擦係合機
構ＤＣ３が請求項１の摩擦係合機構に相当し、第１列の
遊星歯車機構Ｇ１が請求項１の遊星歯車機構に相当し、
更に第３クラッチＣ３が請求項１のクラッチに相当す
る。

【００１７】第３クラッチ用摩擦係合機構ＤＣ３は、サ
ンギアＳ１、ピニオンギアＰ１、リングギアＲ１及びピ
ニオンギアＰ１を保持するキャリアＰＣ１を有する第１
列の遊星歯車機構Ｇ１と、自動変速機１０の軸中心側か
ら径方向外方に延在する環状部３１Ａ及びリングギアＲ
１と自動変速機１０のケース１３との間を軸方向に延在
する円筒状の筒状部３１Ｂを有するとともに、第２の遊
星歯車機構Ｇ２のリングギアＲ２と連結するドラム部材
３１と、リングギアＲ１の外周面に固定される第１摩擦
部材Ｃ３１及びドラム部材３１の筒状部３１Ｂの内周面
に固定されるとともに第１摩擦部材Ｃ３１と係合可能な
第２摩擦部材Ｃ３２から成るクラッチＣ３と、ドラム部
材３１の環状部３１Ａとの間で油圧室３２を構成すると
ともに油圧室３２内の油圧に応じて第２摩擦部材Ｃ３２
を第１摩擦部材Ｃ３１側に押圧するピストン３３と、自
動変速機１０の軸中心側から径方向外方に延在し、ピス
トン３３側のリングギアＲ１の端部に固定されるフラン
ジ３４と、フランジ３４とピストン３３との間でドラム
部材３１に対して軸方向に変位不能に配設され、ピスト
ン３３との間で第２油圧室３５を構成するバランサ３６
と、バランサ３６とピストン３３との間に配設され、ピ
ストン３３をドラム部材３１の環状部３１Ａに向けて付
勢するスプリング３７とを備える。尚、バランサ３６は
油圧室３２内の遠心油圧（遠心力により生じる油圧）に
対向した遠心油圧をピストン３３に付与すべく、第２油
圧室３５を構成するための部材であり、油圧室３２内の
遠心油圧と第２油圧室３５内の遠心油圧とを対向させる
ことでピストン３３への遠心油圧を相殺し、ピストン３
３が遠心油圧の影響を受けないように構成している。
尚、図３ではサンギアＳ１に噛合するピニオンギアＰ１
を図示し、リングギアＲ１と噛合するピニオンギアは図
示を省略する。

【００１８】リングギアＲ１にはその内周側と外周側と
を貫通する貫通路３８が設けられている。バランサ３６
の内周側の４箇所には、バランサ３６とフランジ３４の
間の空間と第２油圧室３５とを連通する流出路３６ａが
設けられている。図４のフランジ３４の正面図に示すよ
うに、フランジ３４には流出路３６ａを介してバランサ
３６とフランジ３４の間に流出した第２油圧室３５内の
作動油をリングギアＲ１の内周側に導入可能な導入路３
４ａが流出路３６ａよりも径方向外方の４箇所に設けら
れている。また、フランジ３４の導入路３４ａの径方向
外方側には、バランサ３６側に突出するとともに径方向
内方に延在する壁部３４ｂが形成されている。バランサ
３６の流出路３６ａの径方向外方側には、フランジ３４
側に突出する突出部３６ｂが形成される。バランサ３６
はプレスで形成されており、突出部３６ｂは流出路３６
ａから径方向外方に向かってフランジ３４との距離が徐
々に小さくなるように傾斜している。このような構成の
フランジ３４とバランサ３６とは、図３に示すように突
出部３６ｂと壁部３４ｂとが径方向に関して同一平面内
となるように配設されている。

【００１９】上述した構成の摩擦係合機構ＤＣ３の作動
について図３を用いて説明する。サンギアＳ１は自動変
速機１０の入力軸１１に連結されており、車両が走行し
ている際にはエンジン５０の回転に伴ってサンギアＳ
１、ピニオンギアＰ１、リングギアＲ１は常に回転して
いる。キャリアＰＣ１は自動変速機１０のケース１３に
固定されており、ピニオンギアＰ１の回転は自転のみで
あって公転はしない。また、ドラム部材３１は第２列の
遊星歯車機構Ｇ２のリングギアＲ２に連結されているの
で、ブレーキＢ１が係合した場合にはドラム部材３１も
ケース１３に固定されるために回転しない。

【００２０】クラッチＣ３が係合しているときには、油
圧室３２内の油圧がスプリング３７の付勢力に打ち克っ
てピストン３３を図３の左方向に変位させて第２摩擦部
材Ｃ３２を第１摩擦部材Ｃ３１側に押圧することで第２
摩擦部材Ｃ３２を第１摩擦部材Ｃ３１と係合させてい
る。このとき、ドラム部材３１に設けられている油路３
１ａを介して第２油圧室３５内にも作動油が供給されて
おり、第２油圧室３５によって先述したようなピストン
３３への遠心油圧の影響をなくしている。第２油圧室３
５内に充填された作動油は流出路３６ａを介してバラン
サ３６とフランジ３４との間の空間に流出する。ドラム
部材３１が回転している場合には、流出した作動油が径
方向外方へ遠心力を受ける。作動油が流出路３６ａから
流出した直後には突出部３６ｂの傾斜に沿って作動油が
径方向外方に流れる。突出部３６ｂよりも径方向外方に
流れた作動油は、遠心力によって更に径方向外方へ流
れ、作動油の一部がフランジ３４の壁部３４ｂで受け止
められながら導入路３４ａへと導かれる。導入路３４ａ
に導かれた作動油は更に遠心力によってリングギアＲ１
の内周の空間へと導かれ、貫通路３８を介して第１摩擦
部材Ｃ３１と第２摩擦部材Ｃ３２との係合面へ流れ込
み、第１摩擦部材Ｃ３１と第２摩擦部材Ｃ３２との係合
面の潤滑が行なわれる。

【００２１】このように、本実施の形態によると、流出
路３６ａから流出した第２油圧室３５内の作動油がフラ
ンジ３４とバランサ３６との間で遠心力により径方向外
方へと流れる際に、バランサ３６の突出部３６ｂにて作
動油の流れを導入路３４ａに向け、更にフランジ３４の
壁部３４ｂによって作動油を確実に受け止めるので、流
出路３６ａから流出した作動油の殆どを導入路３４ａを
介してリングギアＲ１の内周へと導くことができ、貫通
路３８を通じて作動油がクラッチＣ３へと導入される。
これによってクラッチＣ３の充分な潤滑を行なうことが
可能である。また、ドラム部材が回転しない状態、例え
ば第１ブレーキＢ１が固定された状態では、リングギア
Ｒ１の内周側の作動油は貫通路３８を介してクラッチＣ
３へと導入されるので、クラッチＣ３の潤滑を確実に行
なうことができ、クラッチＣ３の充分な冷却がなされて
クラッチＣ３の耐久性が向上する。

【００２２】以上、本発明を実施の形態を用いて説明し
たが、本発明は上述した実施の形態に限定する意図はな
く、上述した構成の自動変速機１０に限らず、リングギ
アの外周にクラッチを配設する構成を備えた自動変速機
であればどのようなものであっても適用されるべきもの
である。

【００２３】

【発明の効果】本発明によると、バランサの流出路を介
してバランサとフランジの間に流出した第２油圧室内の
作動油は、フランジの導入路を介してリングギアの内周
側に導入される。クラッチの潤滑を充分に行なう必要が
ある摩擦係合機構の回転時には作動油は遠心力を受けて
径方向外方へ向かうため、リングギアの内周に導入され
た作動油が遠心力を受けると、作動油はリングギアの貫
通路を介してクラッチへと導入される。また、ドラム部
材が回転しない場合であっても、重力により落下する作
動油が貫通路を介してクラッチへと導入される。したが
って、クラッチへの作動油の供給が充分に行なわれるこ
とになり、クラッチを充分に潤滑することができ、クラ
ッチの耐久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における自動変速機の摩擦
係合機構を含む全体の概略図である。

【図２】各摩擦係合要素の係合・非係合及び変速段の関
係を示す図である。

【図３】本発明の実施の形態における自動変速機の摩擦
係合機構の断面図である。

【図４】フランジの正面図である。

【符号の説明】

１０・・・自動変速機 １３・・・ケー
ス ３１・・・ドラム部材 ３２・・・油圧
室 ３３・・・ピストン ３４・・・フラ
ンジ ３４ａ・・・導入路 ３４ｂ・・・壁
部 ３５・・・第２油圧室 ３６・・・バ
ランサ ３６ａ・・・流出路 ３６ｂ・・・突
出部 ３８・・・貫通路 Ｃ３・・・第３
クラッチ（クラッチ） Ｃ３１・・・第１摩擦部材 Ｃ３２・・・第
２摩擦部材 ＤＣ３・・・第３クラッチ用摩擦係合機構（摩擦係合機
構） Ｇ１・・・第１列の遊星歯車機構（遊星歯車機構） Ｓ１・・・サンギア Ｐ１・・・ピニ
オンギア Ｒ１・・・リングギア

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サンギア、ピニオンギア、リングギアを
   有する遊星歯車機構と、 自動変速機の軸中心側から径方向外方に延在する環状部
   及び前記リングギアと自動変速機のケースとの間を軸方
   向に延在する円筒状の筒状部を有するドラム部材と、 前記リングギアの外周面に固定される第１摩擦部材及び
   前記ドラム部材の筒状部の内周面に固定されるとともに
   前記第１摩擦部材と係合可能な第２摩擦部材から成るク
   ラッチと、 前記ドラム部材の環状部との間で油圧室を構成するとと
   もに該油圧室内の油圧に応じて前記第２摩擦部材を前記
   第１摩擦部材側に押圧するピストンと、 自動変速機の軸中心側から径方向外方に延在し、前記ピ
   ストン側の前記リングギアの端部に固定されるフランジ
   と、 該フランジと前記ピストンとの間で前記ドラム部材に対
   して軸方向に変位不能に配設され、前記ピストンとの間
   で第２油圧室を構成するバランサと、 を備え、前記リングギアにはその内周側と外周側とを貫
   通する貫通路が設けられ、前記フランジには、前記バラ
   ンサに設けられた流出路を介して前記バランサと前記フ
   ランジの間に流出した前記第２油圧室内の作動油を前記
   リングギアの内周側に導入可能な導入路が設けられるこ
   とを特徴とする、自動変速機の摩擦係合機構。
2. 【請求項２】 前記フランジの導入路は、前記バランサ
   の流出路よりも径方向外方に設けられることを特徴とす
   る、請求項１に記載の自動変速機の摩擦係合機構。
3. 【請求項３】 前記フランジは、前記導入路の径方向外
   方側に前記バランサ側に突出する壁部を有することを特
   徴とする、請求項２に記載の自動変速機の摩擦係合機
   構。
4. 【請求項４】 前記壁部は、前記バランサ側に突出する
   とともに径方向内方に延在することを特徴とする、請求
   項３に記載の自動変速機の摩擦係合機構。
5. 【請求項５】 前記バランサの前記流出路の径方向外方
   側には、前記フランジ側に突出する突出部が形成される
   ことを特徴とする、請求項１乃至請求項４に記載の自動
   変速機の摩擦係合機構。
6. 【請求項６】 前記突出部は、前記流出路から径方向外
   方に向かって前記フランジとの距離が徐々に小さくなる
   ように傾斜する部分を有することを特徴とする、請求項
   ５に記載の自動変速機の摩擦係合機構。
7. 【請求項７】 前記突出部と前記壁部は、径方向に関し
   て同一平面内に形成されることを特徴とする、請求項５
   或いは請求項６に記載の自動変速機の摩擦係合機構。