JP2005155867A - ワンウェイクラッチの支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 コストダウンを図ることが可能なドラム連結構造を有する自動変速機を提供すること。
【解決手段】 多板ブレーキと一方向クラッチを備えた自動変速機において、インナレースと多板ブレーキのハブ部材の結合部に径方向に取付け余裕代を有する第１クリアランスを設け、多板ブレーキのハブ部材とキャリアプレートの結合部に径方向に取付け余裕代を有する第２クリアランスを設け、一方向クラッチのインナレースまたはアウタレースのいずれかとエンドベアリングとの間に第３クリアランスを設け、第１クリアランスと第２クリアランスとの和を少なくとも第３クリアランスよりも大きくなるように設定し、キャリアプレート部材、ハブ部材及びインナレース部材をそれぞれ独立した部材で構成することとした。
【選択図】 図４

Description

本発明は、締結要素の締結・解放により複数の変速段を達成する自動変速機に関し、特にワンウェイクラッチの支持構造に関するものである。

従来の自動変速機として例えば、特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報には、キャリアを変速機ケースに固定するためのワンウェイクラッチとブレーキがブレーキドラムに並列に設けられている。ここで、ブレーキドラムは、ワンウェイクラッチのインナレースと、ブレーキのハブとを兼用している。一般にインナレースには強度が要求されるため、インナレース、クラッチハブ及びキャリアプレートを一体成形し、熱処理等によって強度の確保を行っている。
特開２００２−３４９６８３号公報（第５頁左下段、図1参照）。

しかしながら、上記従来技術においては、ブレーキドラム全体の材質を選択する際、インナレース部に合わせて材質選択を行うため、インナレースほど強度を要求しないクラッチハブ部やキャリアプレート部にあっても熱処理に耐え得る材質を適用することになる。よって、コストダウンの妨げとなっていた。また、ワンウェイクラッチのセンタリングをインナレースで行う場合には、ブレーキドラム全体の強度が要求され、大きな部材に対して熱処理を施す必要があり、コストアップを招くという問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、コストダウンを図ることが可能なドラム連結構造を有する自動変速機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、遊星歯車機構のキャリアプレート部材からなるキャリアプレート部と連結し、キャリアプレート部材を変速機ケースに係止可能とする多板クラッチを有すると共に、多板クラッチの内周側にハブ部材を有する多板ブレーキと、変速機ケースに係止したアウタレース部材と、インナレース部材と、アウタレース部材とインナレース部材の間を断切するスプラグとを有する一方向クラッチであって、一方向クラッチのアウタレースとインナレースの間の径スペースを確保するエンドベアリングを嵌着し、キャリアプレート部材の一方向のみの回転を可能とする一方向クラッチと、多板ブレーキと一方向クラッチを備えた自動変速機において、自動変速機のドラム連結構造は、キャリアプレート部材、ハブ部材及びインナレース部材から構成され、アウタレースにより一方向クラッチ本体をセンタリング可能となるように、アウタレースと変速機ケースを嵌合し、インナレースと多板ブレーキのハブ部材を嵌合し、径方向のみ取付け余裕代を有しつつ動力伝達可能に嵌合し、多板ブレーキのハブ部材とキャリアプレートを嵌合し、径方向のみ取付け余裕代を有することとし、インナレースと多板ブレーキのハブ部材の結合部に径方向に取付け余裕代を有する第１クリアランスを設け、多板ブレーキのハブ部材とキャリアプレートの結合部に径方向に取付け余裕代を有する第２クリアランスを設け、一方向クラッチのインナレースまたはアウタレースのいずれかとエンドベアリングとの間に第３クリアランスを設け、第１クリアランスと第２クリアランスとの和を少なくとも第３クリアランスよりも大きくなるように設定し、キャリアプレート部材、ハブ部材及びインナレース部材をそれぞれ独立した部材で構成した。

ワンウェイクラッチがアウタレースによってセンタリングされることで、インナレースを回転軸に対して剛結合により支持する必要がない。よって、インナレース部材とハブ部材を別体とすることができる。このとき、インナレース部材とハブ部材との結合部には、径方向に自由度を有する第１クリアランスが設けられているため、調心時の回転軸のずれを吸収することができる。また、この２つの部材の結合部は剛結合する必要がないため、溶接やねじ止めする必要が無く、加工工数の増大を招くことがない。また、インナレース部材とハブ部材それぞれの要求に合った材質を適用することが可能となり、コスト削減を図ることができる。

以下、本発明の自動変速機を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１の全体構成を表す概略図である。エンジン１から出力された回転は、エンジン出力軸E1を介してトルクコンバータ２に入力され、トルク増大された回転は、入力軸Inputを介して変速機構部に入力される。トルクコンバータ２はロックアップクラッチ機構を備えており、トルクの伝達効率が低下すると、エンジン出力軸E1と入力軸Inputを直結する。

変速機構部は、第１遊星ギヤG1と遊星ギヤセットGSとから構成され、入力軸Inputから入力された回転を出力ギヤOutputから出力する。

第１遊星ギヤG1は、第１サンギヤS1と、第１リングギヤR1と、両ギヤS1,R1に噛み合う第１ピニオンP1を支持する第１キャリヤC1と、を有する減速装置としてのシングルピニオン型遊星ギヤである。

遊星ギヤセットGSは、第２遊星ギヤG2及び第３遊星ギヤG3から構成されている。
第２遊星ギヤG2は、第２サンギヤS2と、第２リングギヤR2と、両ギヤS2,R2に噛み合う第２ピニオンP2を支持する第２キャリヤC2と、を有するシングルピニオン型遊星ギヤである。
第３遊星ギヤＧ３は、第３サンギヤS3及び第４サンギヤS4と、第３及び第４サンギヤS3，S4の各々に噛み合う第３ピニオンP3と、この第３ピニオンP3を支持する軸方向の第３キャリヤC3と、該第３キャリヤC3に接続され、両サンギヤS3，S4の間に配置されるセンターメンバCMと、第３ピニオンP3に噛み合う１つの第３リングギヤR3と、を有するダブルサンギヤ型遊星ギヤである。なお、センターメンバCMは、第３キャリヤC3の円周上に隣接する複数の第３ピニオンP3との空間位置において、第３キャリヤC3に結合されている。

入力軸Inputは、第１リングギヤR1に連結され、駆動源であるエンジン１からの回転駆動力を、トルクコンバータ２を介して入力する。

出力ギヤOutputは、第２キャリヤC2に連結され、出力回転駆動力を図外のファイナルギヤ等を介して駆動輪に伝達する。

第２サンギヤS2と第３サンギヤS3とは第１連結メンバM1により一体的に連結されている。第２キャリヤC2と第３リングギヤR3とは第２連結メンバM2により一体的に連結されている。

ロークラッチL/Cは、第１キャリヤC1と第２リングギヤR2とを選択的に断接する。3-5リバースクラッチ3-5R/Cは、第１キャリヤC1と第２サンギヤS2とを選択的に断接する。ハイクラッチH/Cは、入力軸InputとセンターメンバCMとを選択的に断接する。

ローリバースブレーキL&R/Bは、第３キャリヤC3の回転を選択的に停止させる。2-6ブレーキ2-6/Bは、第４サンギヤS4の回転を選択的に停止させる。

ワンウェイクラッチOWCは、アイドルストップからのエンジン１の再始動時において、すべての要素が停止した状態からモータジェネレータ（図外）に逆トルクを発生させ、逆方向に回転させる際、逆方向の回転が変速装置（図外）側に伝わらないようにロックする。

前記各クラッチL/C，3-5R/C，H/C及び各ブレーキL&R/B，2-6/Bには、図２の締結作動表に示すように、前進６速後退１速の各変速段にて締結圧（○印）や解放圧（無印）を作り出す図外の変速油圧制御装置が接続されている。なお、変速油圧制御装置としては、油圧制御タイプ，電子制御タイプ，油圧＋電子制御タイプ等が採用される。

図３は実施例１の自動変速機における前進６速後退１速の各変速段でのメンバの回転停止状態を示す共線図である。図２に示す締結作動表に従って、１速〜６速及び後退１速を達成する。

図４は実施例１のワンウェイクラッチ７０付近における拡大断面図である。
回転軸１０の外周側端部１４には、クラッチドラム２０が接続されている。クラッチドラム２０には、ロークラッチL/Cのドライブ側クラッチプレートとスプライン嵌合する第１スプライン部２１と、3-5リバースクラッチ3-5R/Cのドライブ側クラッチプレートとスプライン嵌合する第２スプライン部２２が設けられている。また、出力ギヤOutputと隣接するクラッチドラム２０の底部には、ロークラッチL/C用の第１シリンダ室３５が設けられている。

3-5リバースクラッチ3-5R/Cのドライブ側クラッチプレートには、クラッチドラム２０とスプライン嵌合していない部分に連通孔が設けられており、この連通孔に串状の腕部が挿通されている。これにより、3-5リバースクラッチ3-5R/Cのクラッチプレートを貫通して第１ピストン３０のストロークをロークラッチL/Cに伝達する。

第２リングギヤR2の外周にはロークラッチL/Cのドライブ側クラッチプレートとスプライン嵌合する第１クラッチハブ３３が設けられている。

回転軸１０と第２ピストン４０との間に3-5リバースクラッチ3-5R/C用の第２シリンダ室４５が設けられている。

ローリバースブレーキL&R/Bと軸方向に直列位置であって、変速機ケース３と軸方向に挟まれる位置にはワンウェイクラッチ７０が設けられている。ワンウェイクラッチ７０はインナレース７１、アウタレース７２及びスプラグ７３等により構成されている。尚、このワンウェイクラッチ７０のアウタレース７２は、ローリバースブレーキL&R/Bと径方向同位置に設けられている。

ここで、図８を用いてワンウェイクラッチ７０について説明する。インナレース７１が図８中右方に回転すると、スプラグ７３が起きあがり、インナレース７１とアウタレース７２の両方にスプラグ７３の押力が働くため、インナレース７１とアウタレース７２の相対回転を禁止（ロック）する。一方、インナレース７１が図８中左方に回転すると、スプラグ７３は倒れ方向に力が作用するため相対回転可能（フリー）とする。ここで、アウタレース７２及びインナレース７１はは強度確保のため焼入れを行った鋼材を用いて成形する。

ワンウェイクラッチ７０のインナレース７１は、図５に示すようにスプラグ７３と当接するインナ部７１ａと、アウタレース７２と軸方向に重ならない位置に延在されたインナレース結合部７１ｂが設けられている。インナレース結合部７１ｂの径方向外側には、第３クラッチハブ５２が設けられている。この第３クラッチハブ５２の図４中右端部には、径方向内側においてインナレース結合部７１ｂと嵌合する第１結合部５１が設けられている。この第１結合部５１の径方向外側には、ローリバースブレーキL&R/Bのクラッチプレート５５とスプライン嵌合している。また、第３クラッチハブ５２の図４中左端部には、後述するキャリアプレート５８と嵌合する第２結合部５３が設けられている。

第３遊星ギヤG3の第３キャリヤC3には、径方向外側に延在されたキャリアプレート５８が設けられている。このキャリアプレート５８の径方向外側端部には、第３クラッチハブ５２と嵌合するプレート結合部５９が設けられている。

3-5リバースクラッチ3-5R/Cの径方向外側には、ローリバースブレーキL&R/Bを締結する第３シリンダ室５４及び第３ピストン５０が設けられている。

ロークラッチL/Cの径方向外側には、2-6ブレーキ2-6/Bのドライブ側クラッチプレートとスプライン嵌合する第４クラッチハブ６２が設けられている。第４クラッチハブ６２はブレーキドラム６３と一体に形成され、第４サンギヤS4と連結されている。

第４クラッチハブ６２の径方向外側には、2-6ブレーキ2-6/Bを締結する第４シリンダ室６４及び第４ピストン６０が設けられている。

（ワンウェイクラッチ７０の支持構造について）
図５は、実施例１のワンウェイクラッチ７０、クラッチハブ５２及びキャリアプレート５８付近における拡大断面図である。図６は、図５のキャリアプレート５８と第２結合部５３の嵌合部におけるＡ−Ａ断面図である。図７は、図５のクラッチプレート５５、第３クラッチハブ５２及びインナレース７１の嵌合部におけるＢ−Ｂ断面図である。図８は、図５のワンウェイクラッチ７０におけるＣ−Ｃ断面図である。

キャリアプレート５８と第３クラッチハブ５２とは、プレート結合部５９と第２結合部５３が嵌合することで連結している。具体的には、プレート結合部５９は図６に示すように径方向円周上に凹凸５９ａが設けられている。また、第２結合部５３は図６に示すように軸方向円周上に凹凸５３ｂが設けられている。キャリアプレート５８が第３クラッチハブ５２に対し軸方向から挿入され、凹凸５９ａ及び凹凸５３ｂが噛み合う。尚、スナップリング５３ａにより軸方向の移動を規制している。

インナレース７１と第３クラッチハブ５２とは、インナレース結合部７１ｂと第１結合部５１が嵌合することで連結している。具体的には、第１結合部５１は図７に示すようにクラッチプレート５５とスプライン嵌合するスプライン部の内周に対応する凹凸である。また、インナレース結合部７１ｂは図７に示すように径方向円周上に凹凸７１ｃが設けられている。インナレース７１が第３クラッチハブ５２に対し軸方向から挿入され、凹凸７１ｃと第１結合部５１とが噛み合う。尚、スナップリング５１ａにより軸方向の移動を規制している。

上述のように、インナレース７１もしくはキャリアプレート５８を、第３クラッチハブ５２に対し軸方向から挿入し固定することで組付自由度の増大を図ることができる。例えば、仮にキャリアプレート５８と第３クラッチハブ５２が一体に形成されている場合には、変速機ケース３に組み付ける前に、全ての構成要素を組み付けておかなければならない。これに対し、本実施例１では、インナレース７１及び第３クラッチハブ５２を組み付けた後、他のクラッチや遊星ギヤを挿入し、キャリアプレート５８を挿入し、スナップリング５３ａにより軸方向を規制すればよい。

尚、ワンウェイクラッチ７０は径方向外側に拡大せず、径方向内側に拡大することで容量を確保している。このように、インナレース７１が径方向内側に大きく拡大したとしても、他方のキャリアプレート５８側が開放されているため、組付に支障を来すことがない。

〔クリアランスの設定について〕
キャリアプレート５８と第２結合部５３との間にはクリアランスａが設けられている。また、第３クラッチハブ５２とインナレース７１との間にはクリアランスｂが設けられている。また、インナレース７１とアウタレース７２（スプラグ７３）との間にはクリアランスｃが設けられている。

ワンウェイクラッチ７０のセンタリングはアウタレース７２で行っている。よって、回転軸１０の軸心をアウタレース７２に調心する必要がある。そこで、キャリアプレート５８と第２結合部５３との間にクリアランスａ、第３クラッチハブ５２とインナレース７１の間にクリアランスｂ、スプラグ７３とインナレース７１の間にクリアランスｃと、それぞれ適度なクリアランスを設けておく。

また、クリアランスｃにあっては、スプラグ７３とインナレース７１の間のクリアランスが大きいとワンウェイクラッチ７０がロックできないため、インナレース７１の回転を妨げない程度のごく僅かなクリアランスとしている。

上述の関係から、特に
クリアランスｃ<クリアランスａ+クリアランスｂ
の関係を満たすように設定する。すなわち、クリアランスａとクリアランスｂによって、調心時の回転軸のずれを吸収することができる。

（従来例との対比）
従来例のようにインナレース７１においてセンタリング機能を持たせる場合は、インナレース７１とインナレース支持部材である第３クラッチハブ５２及びキャリアプレート５８に強度が要求される。よって、インナレース７１、第３クラッチハブ５２及びキャリアプレート５８を一体成形し、アウタレース７２によって調心時のずれを吸収していた。

これに対し、本実施例１のようにアウタレース７２によりセンタリングを行う場合においては、インナレース７１、第３クラッチハブ５２及びキャリアプレート５８を一体成形する必要がない。そこで、インナレース７１、第３クラッチハブ５２及びキャリアプレート５８をそれぞれ別体とする。そして、インナレース７１ほど強度を必要としない第３クラッチハブ５２及びキャリアプレート５８はプレス成形する。これにより、第３クラッチハブ５２及びキャリアプレート５８を安価な材質で形成することが可能となり、コスト削減を達成することができる。

以下に、本実施例における効果を列挙する。

１）インナレース７１、第３クラッチハブ５２及びキャリアプレート５８をそれぞれ別体とした。よって、インナレース７１、第３クラッチハブ５２及びキャリアプレート５８各部材の要求に合った材質を適用したワンウェイクラッチ７０を提供することが可能となり、コスト削減を図ることができる。

２）キャリアプレート５８と第２結合部５３との間にクリアランスａ、第３クラッチハブ５２とインナレース７１の間にクリアランスｂ、スプラグ７３とインナレース７１の間にクリアランスｃと、それぞれ適度なクリアランスを設ける。これにより、アウタレース７２によりセンタリングしたとしても空転時に調心することができる。

３）クリアランスｃ<クリアランスａ+クリアランスｂの関係を満たすこととした。よって、クリアランスが非常に小さいクリアランスｃよりもクリアランスａ+クリアランスｂに少し余裕を持たせることで、空転時に調心を行うことができる。尚、第１結合部５１及び第２結合部５３の凹凸によって結合しているため、クリアランスの調整が容易に行える。

実施例１の自動変速機の全体構成を表す概略図である。 実施例１の自動変速機の各変速段における締結作動表である。 実施例１の自動変速機の各変速段における共線図である。 実施例１のワンウェイクラッチ付近における拡大断面図である。 実施例１のワンウェイクラッチ、第３クラッチハブ及びキャリアプレート部分における拡大断面図である。 実施例１のキャリアプレートと第２結合部の嵌合部におけるＡ−Ａ断面図である。 実施例１のクラッチプレート、第３クラッチハブ及びインナレースの嵌合部におけるＢ−Ｂ断面図である。 実施例１のワンウェイクラッチ部におけるＣ−Ｃ断面図である。

符号の説明

１ エンジン
２ トルクコンバータ
３ 変速機ケース
１０ 回転軸
２０ クラッチドラム
２１ 第１スプライン部
２２ 第２スプライン部
３０ 第１ピストン
３３ 第１クラッチハブ
３５ 第１シリンダ室
４０ 第２ピストン
４５ 第２シリンダ室
５０ 第３ピストン
５１ 第１結合部
５１ａ スナップリング
５２ 第３クラッチハブ
５３ 第２結合部
５３ａ スナップリング
５３ｂ 凹凸部
５４ 第３シリンダ室
５５ クラッチプレート
５８ キャリアプレート
５９ プレート結合部
５９ａ 凹凸部
６０ 第４ピストン
６２ 第４クラッチハブ
６３ ブレーキドラム
６４ 第４シリンダ室
７０ ワンウェイクラッチ
７１ インナレース
７１ａ インナ部
７１ｂ インナレース結合部
７１ｃ 凹凸部
７２ アウタレース
７３ スプラグ
７４ 保持器

Claims (1)

1. 遊星歯車機構のキャリアプレート部材からなるキャリアプレート部と連結し、該キャリアプレート部材を変速機ケースに係止可能とする多板クラッチを有すると共に、多板クラッチの内周側にハブ部材を有する多板ブレーキと、
   前記変速機ケースに係止したアウタレース部材と、インナレース部材と、アウタレース部材とインナレース部材の間を断切するスプラグとを有する一方向クラッチであって、一方向クラッチのアウタレースとインナレースの間の径スペースを確保するエンドベアリングを嵌着し、前記キャリアプレート部材の一方向のみの回転を可能とする一方向クラッチと、
   前記多板ブレーキと前記一方向クラッチを備えた自動変速機において、
   自動変速機のドラム連結構造は、前記キャリアプレート部材、前記ハブ部材及び前記インナレース部材から構成され、前記アウタレースにより前記一方向クラッチ本体をセンタリング可能となるように、前記アウタレースと前記変速機ケースを嵌合し、
   前記インナレースと前記多板ブレーキのハブ部材を嵌合し、径方向のみ取付け余裕代を有しつつ動力伝達可能に嵌合し、
   前記多板ブレーキのハブ部材と前記キャリアプレートを嵌合し、径方向のみ取付け余裕代を有することとし、
   前記インナレースと前記多板ブレーキのハブ部材の結合部に径方向に取付け余裕代を有する第１クリアランスを設け、
   前記多板ブレーキのハブ部材と前記キャリアプレートの結合部に径方向に取付け余裕代を有する第２クリアランスを設け、
   前記一方向クラッチのインナレースまたはアウタレースのいずれかと前記エンドベアリングとの間に第３クリアランスを設け、
   前記第１クリアランスと前記第２クリアランスとの和を少なくとも前記第３クリアランスよりも大きくなるように設定し、
   前記キャリアプレート部材、前記ハブ部材及び前記インナレース部材をそれぞれ独立した部材で構成したことを特徴とする自動変速機。

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