JP2007051651A - 多段自動変速機用２連油圧クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
前進６速後進１速の多段自動変速機用に、シンプルでコンパクトな２連油圧クラッチ装置を提供する。
【解決手段】
入力部材１と一体となる側壁を有し、一方が開口される筒状のクラッチカバー２の筒状内周部にスプラインを形成し、軸方向中央部に固定部材１０を配し、油圧クラッチＣ１、Ｃ２の摩擦部材を固定部材１０の両サイドに配し、クラッチカバー２の筒状内側にクラッチカバー２の側壁部との間に作動油圧室２０を形成するプッシュタイプの油圧ピストン３と、クラッチカバー２の筒状外側にクラッチカバー２の側壁部との間に作動油圧室３０を形成するプルタイプの油圧ピストン４とを配し、油圧ピストン３との間に遠心油圧キャンセラー室４０を形成するとともに軸方向移動可能なキャンセラープレート５と油圧ピストン４を、一定距離で連結し、油圧ピストン３とキャンセラープレート５とを付勢するリターンスプリングを設ける。

【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用自動変速装置に係わり、特に前進６速後進１速の多段自動変速装置に用いられる２連油圧クラッチ装置に関するものである。

周知の如く、自動変速装置は遊星歯車列とその構成要素を制御する複数のクラッチ及びブレーキから成り立っている。今日最も普及しているトルクコンバータを用いた前進４速後進１速の自動変速装置では、２個の遊星歯車列と３個のクラッチ及び２個のブレーキを有したものが多用されている。

近年地球環境問題のため自動車の省燃費の要求は強く、前進６速後進１速に多段化された自動変速装置も実用化されだした。前進６速後進１速のシンプルなギアトレンとして、４個の構成要素を持った２個の遊星歯車列の、３個の構成要素に選択的に減速回転と否減速回転を入力し、そのうちの２個の構成要素にブレーキを配し、残りの１個の構成要素を出力するシンプルな前進６速後進１速の車両用自動変速装置が考案されている。１個の構成要素に減速回転を入力し、他の２個の構成要素に否減速回転を入力した特許文献1と、２個の構成要素に減速回転を入力し、他の１個の構成要素に否減速回転を入力した特許文献２である。特許文献１では３個の遊星ギア列と２個のクラッチ及び３個のブレーキを有しており、特許文献２では３個の遊星ギア列と３個のクラッチ及び２個のブレーキを有している。

前進４速後進１速の自動変速装置では、３個のクラッチの１個は後進専用で他のクラッチと両方同時に締結することはないため、クラッチのピストンを重ね合わせたコンパクトな２重ピストン方式の２連油圧クラッチとして用いられる例もある。一方前進６速後進１速の自動変速装置では２個のクラッチの場合も３個のクラッチの場合も、クラッチは何れか１個の締結でも２個同時の締結でも可能で、締結及び開放は別々に精度よく制御できなければならないため、前進４速後進１速で用いられるような２重ピストン方式を採用することはできない。

３個の遊星ギア列と２個のクラッチ及び３個のブレーキを有した多段自動変速機用２連油圧クラッチ装置として、特許文献３と特許文献５及び特許文献６が開示されており、３個の遊星ギア列と３個のクラッチ及び２個のブレーキを有した多段自動変速機用として減速用遊星歯車を備えた２連油圧クラッチ装置が、特許文献４と特許文献７に開示されている。特許文献７以外のこれら２連油圧クラッチ装置ではコンパクトとなる工夫はなされているものの、各ピストンの遠心油圧キャンセラー室を形成するキャンセラープレートとリターンスプリングが各々２個必要となりコスト高となるばかりではなく、コンパクトさにも限界が生じる。尚、特許文献７ではキャンセラープレートが１個でリターンスプリングが２個となるが、２重ピストン構造であり、２個のクラッチの締結及び開放が別々に精度よく制御できる構造とはなっていない。

特開昭５２−１４９５６２ 特開平４−２１９５５３ 特開平５−３３８１６ 特開２０００−２２０７０５ 特開２００３−４２１８４ 特開２００４−２０５０２７ 特開２００４−５０８５０２

本発明の第１の課題は、キャンセラープレートとリターンスプリングが１個となる、何れか１個の締結でも２個同時の締結でも可能で、締結及び開放が別々に精度よく制御でき得るシンプルでコンパクトな２連油圧クラッチ装置を提供することである。

本発明の第２の課題は、２個のクラッチの摩擦部材を同一形状とし、遊星歯車列の径方向外側に配置できる前輪駆動用前進６速後進１速の多段自動変速機に適した２連油圧クラッチ装置を提供することである。

本発明の第３の課題は、２連油圧クラッチの各構成部材を平板から一体となるプレス成形品とし、大量生産可能な構造とすることである。

本発明の第４の課題は、２連油圧クラッチに於ける油圧ピストンのリターンスプリングの配置を工夫し、更なるコンパクトさを実現することである。

請求項１に係わる本発明は、第１と第２の課題を解決するための手段であり、入力部材と一体となる側壁を有し、一方が開口される筒状のクラッチカバーの筒状内周部にスプラインを形成し、スプラインの軸方向中央部に固定部材を配し、油圧クラッチＣ１、Ｃ２の摩擦部材を固定部材の両サイドに配し、クラッチカバーの筒状内側に配され、側壁との間に作動油圧室を形成し、油圧クラッチＣ１の摩擦部材をクラッチカバーの開口部の方へ圧接するプッシュタイプの油圧ピストンと、クラッチカバーの筒状外側に配され、クラッチカバーの側壁部との間に作動油圧室を形成し、油圧クラッチＣ２の摩擦部材をクラッチカバーの開口部の方からフランジを介して圧接するプルタイプの油圧ピストンとを配し、油圧クラッチＣ１の油圧ピストンとの間に遠心油圧キャンセラー室を形成するとともに、軸方向移動可能なキャンセラープレートを開口部側に配し、キャンセラープレートと油圧クラッチＣ２の油圧ピストンとを、クラッチカバーと油圧クラッチＣ１の油圧ピストンを貫通して一定距離で連結し、油圧クラッチＣ１の油圧ピストンとキャンセラープレートとを付勢するリターンスプリングを配した。

請求項２に係わる本発明は、２個の構成要素に減速回転を入力し、他の１個の構成要素に否減速回転を入力した特許文献２に開示された３個のクラッチ及び２個のブレーキを有した多段自動変速機に関し、第２の課題を解決するための手段であり、クラッチカバーの筒状内周部に配された油圧クラッチＣ１、Ｃ２の摩擦部材の径方向内側に、サンギアと、遊星ピニオンギアを支持する遊星キャリアと、リングギアとからなる減速用遊星歯車列を配し、遊星キャリアを変速機ケースに軸支される入力部材１に連結するとともに、サンギアを変速機ケースに連結し、クラッチカバーの開口部側からキャンセラープレートの方向に順に、油圧クラッチＣ２の出力部材と、油圧クラッチＣ１の出力部材と、リングギアに溶着したハブとを、径方向内側に延材して連結部を設けるとともに、油圧クラッチＣ２の出力部材に、出力部材を制動するブレーキＢ２の摩擦部材を係止するハブを連結した。

請求項３に係わる本発明は、第３の課題を解決するための手段であり、クラッチカバーと２個の油圧ピストン及びキャンセラープレートを平板から一体となるプレス成形品とし、クラッチカバーの側壁の半径方向中央部を円筒状に開口部の方向に突き出し階段状の段部を設け、内径を入力部材１の外周部に溶着し、クラッチカバーに沿って段部の外周に入り込み軸方向移動自在とし、段部及び入力部材の間にシール材を配して作動油圧室を形成する油圧クラッチＣ１の油圧ピストンと、クラッチカバーに沿って段部の内周に入り込み軸方向移動自在とし、段部及び入力部材の間にシール材を配して作動油圧室を形成する油圧クラッチＣ２の油圧ピストンと、油圧クラッチＣ１の油圧ピストンに沿って段部外周に入り込み軸方向移動自在とし、段部の間にシール材を配するとともに油圧クラッチＣ１の油圧ピストンの内周まで側壁を延材し、内周大気開放の遠心油圧キャンセラー室を形成するキャンセラープレートを設けた。

請求項４に係わる本発明は、第４の課題を解決するための手段であり、作動油圧室２０、３０及び遠心油圧キャンセラー室４０の径方向外側の回転中心に対称となる複数の同位置で、油圧クラッチＣ２の油圧ピストンとキャンセラープレートの側壁にリベット孔を設け、中央部が両端より大径となり、中央部の軸方向長さが一定となるスタッドピンで油圧クラッチＣ２の油圧ピストンとキャンセラープレートを一定距離で一体的に連結するよう絞め、クラッチカバーと油圧クラッチＣ１の油圧ピストンのスタッドピンと同位置となる円周上に当分された数箇所に、スタッドピンのガイドとなる貫通孔を設け、クラッチカバーと油圧クラッチＣ１の油圧ピストンのスタッドピンと同位置となる残りの箇所に、一端が外周方向に他端が内周方向に鍔をもつ円筒状のバネホルダーの円筒外周部がガイドとなる貫通孔を設け、バネホルダーの外周鍔を油圧クラッチＣ１の油圧ピストンに当接するようクラッチカバーと油圧クラッチＣ１の油圧ピストンに挿入し、バネホルダーの内周鍔と前記キャンセラープレートの間にスタッドピンをガイドとするコイル状のリターンスプリングを配した。

請求項５に係わる本発明は、第４の課題を解決するための別の手段であり、作動油圧室２０、３０及び遠心油圧キャンセラー室４０の径方向外側の回転中心に対称となる複数の同位置で、油圧クラッチＣ２の油圧ピストンの側壁に円周方向に長方形をした窓孔と、クラッチカバーと油圧クラッチＣ１の油圧ピストンの側壁に油圧クラッチＣ２の油圧ピストンに配した窓孔より円周方向に幅広となる貫通平孔を設け、油圧クラッチＣ１の油圧ピストンの貫通平孔を通り油圧クラッチＣ２の油圧ピストンに延材する鍔をキャンセラープレートに一体的に形成し、油圧クラッチＣ２の油圧ピストンとキャンセラープレートを一定距離で、鍔部にリティニングリング及び絞めを設けて連結し、遠心油圧キャンセラー室内に、油圧クラッチＣ１の油圧ピストンとキャンセラープレートを付勢する皿板状のリターンスプリングを配し、キャンセラープレートの鍔と、クラッチカバーと油圧クラッチＣ１の油圧ピストンの貫通平孔をガイドとして油圧クラッチＣ２の油圧ピストンとキャンセラープレートを軸方向移動自在に配した。

請求項６に係わる本発明は、第２の課題を解決するための付随手段であり、クラッチカバーのスプラインの軸方向中央部内側に施された１箇所のリティニングリング溝とリティニングリングにより固定される固定部材は、外周部がクラッチカバーのスプラインに嵌合し、中央部径方向外側にリティニングリング溝を有し、クラッチカバーのスプライン内径と固定部材のリティニングリング溝内径の差より、リティニングリングの外内径差を小さくした

請求項１に記載の構成では、クラッチカバーの筒状内周部にスプラインを形成し、スプラインの軸方向中央部に固定部材を配し、油圧クラッチＣ１、Ｃ２の摩擦部材を固定部材の両サイドに配したため、摩擦部材が共通化できるとともに軸方向に直線的に配置できる。また、クラッチカバー側壁の両サイドに作動油圧室を形成するプッシュタイプの油圧クラッチＣ１の油圧ピストンとプルタイプの油圧クラッチＣ２の油圧ピストンとを配し、クラッチカバーの筒状内側に配された油圧クラッチＣ１の油圧ピストンとの間に遠心油圧キャンセラー室を形成する軸方向移動可能なキャンセラープレートを配し、クラッチカバーの筒状外側に配された油圧クラッチＣ２の油圧ピストンとキャンセラープレートを、クラッチカバーと油圧クラッチＣ１の油圧ピストンを貫通して一定距離で連結し、油圧クラッチＣ１の油圧ピストンとキャンセラープレートとを付勢するリターンスプリングを配したので、遠心油圧キャンセラー室の遠心油圧とリターンスプリングは直接油圧クラッチＣ１の油圧ピストンに作用するとともに、キャンセラープレートを介して油圧クラッチＣ２の油圧ピストンにも作用する。したがって、通常２個の油圧ピストンに２個のキャンセラープレートとリターンスプリングが必要となるが、本発明では各１個で済むとともに、２個の油圧ピストンの作動油圧室がクラッチカバー側壁の両サイドに独立して設けられているため、何れか１個の締結でも２個同時の締結でも可能で、締結及び開放が別々に精度よく制御でき得るシンプルでコンパクトな２連油圧クラッチ装置が可能となる。

請求項２に記載の構成では、請求項１に記載したキャンセラープレートとリターンスプリングが各１個で済むため、減速用遊星歯車列及びその連結部材と油圧クラッチＣ１、Ｃ２の出力部材が、クラッチカバーの筒状内周部に配された油圧クラッチＣ１、Ｃ２の摩擦部材の径方向内側に配することができ、複雑になりがちな３個のクラッチ及び２個のブレーキを有した多段自動変速機自体をコンパクト化することが可能となる。

請求項３に記載の構成では、クラッチカバーと２個の油圧ピストン及びキャンセラープレートを平板から一体となるプレス成形品とし、３個の油圧室が４個のプレス成形品からなる構造としたので、安価で大量生産が可能となる。

請求項４に記載の構成では、スタッドピンでクラッチカバーと油圧クラッチＣ１の油圧ピストンを貫通して、油圧クラッチＣ２の油圧ピストンとキャンセラープレートを作動油圧室の径方向外側に一定距離で一体的に連結したため、クラッチカバーに対し２個の油圧ピストンとキャンセラープレートが回り止めされるとともに、油圧クラッチＣ２の油圧ピストン近くまでスタッドピンに挿入したバネホルダーを介して油圧クラッチＣ２の油圧ピストンとキャンセラープレートをコイル状のリターンスプリングで付勢したので、特にリターンスプリングの軸方向スペースを設ける必要もなく軸方向がさらにコンパクトとなる。

請求項５に記載の構成では、請求項４に記載のスタッドピンの代わりにキャンセラープレートに油圧クラッチＣ２の油圧ピストンに延材する鍔を一体的に形成し、クラッチカバーと油圧クラッチＣ１の油圧ピストンの貫通平孔を通り、油圧クラッチＣ２プの油圧ピストンとキャンセラープレートを一定距離で連結し、遠心油圧キャンセラー室内に油圧クラッチＣ２の油圧ピストンとキャンセラープレートを付勢する皿板状のリターンスプリングを配したので、請求項４と同様に軸方向がコンパクトとなる。

請求項６に記載の構成では、油圧クラッチＣ１、Ｃ２の摩擦部材を１個の固定部材と１個のリティニングリングで固定したので、軸方向がコンパクトとなるばかりでなく固定部材が摩擦部材の方向に移動しないため非締結状態の摩擦部材の連れ回りによるロストルクを低減することができる。

図１に本発明の２連油圧クラッチ装置の実施形態を示し、図２にその詳細を示す。図３と図４は本発明の別の実施形態である。これらは、３個の遊星歯車列と２個のクラッチ及び３個のブレーキを有した前進６速後進１速の多段自動変速機を対象としたものである。また、３個の遊星歯車列と３個のクラッチ及び２個のブレーキを有した前進６速後進１速の多段自動変速機を対象とした減速用遊星歯車を備えた２連油圧クラッチ装置の実施形態を図５に示す。

まず、図１より説明すると、本発明の２連油圧クラッチ装置は入力部材１の動力を油圧クラッチＣ１、Ｃ２を介して出力部材１５及び１６に適宣伝達するものであり、入力部材１と一体をなすクラッチカバー２と、油圧クラッチＣ１の油圧ピストン３と摩擦部材１３ａ、１３ｂ及び出力部材１５と、油圧クラッチＣ２の油圧ピストン４と摩擦部材１４ａ、１４ｂ及び出力部材１６と、油圧クラッチＣ１、Ｃ２の共通となる固定部材１０、キャンセラープレート５、リターンスプリング７ａとから構成される。

クラッチカバー２は側壁を有し一方が開口される筒状をなしており、側壁の内周部で入力部材１と一体的に溶着されている。クラッチカバー２の筒状内周部にはスプラインが形成されており、スプラインの軸方向中央部にリティニングリング１２を嵌めこむ溝が施され、外周部にスプライン加工が施されるとともに軸方向中央部にリティニングリング１２を嵌めこむ溝を有した固定部材１０がリティニングリング１２により固定されている。尚、固定部材１０に施されたリティニングリング１２の溝は、スプライン内径から溝内径の差をリティニングリング１２の内外径差より大きくしてクラッチカバー２のスプライン部に組み込み可能となっている。そのため固定部材１０はクラッチカバー２に対し、回転方向と左右の軸方向が固定される。また、クラッチカバー２の筒状内周部に施されたスプラインにより、固定部材１０を挟んで側壁側に油圧クラッチＣ１の複数の摩擦部材１３ｂと、開口側に油圧クラッチＣ２の複数の摩擦部材１４ｂが、スプライン結合されている。複数の摩擦部材１３ｂ及び１４ｂと固定部材１０の間には、それぞれ摩擦部材１３ａ及び１４ａが交互に配置され、外周にスプラインを形成した出力部材１５及び１６と、スプライン結合されている。

側壁の半径方向中央部を円筒状に前記開口部の方向に突き出し、階段状の段部を設けた入力部材１と一体となるクラッチカバー２には、クラッチカバー２の側壁に沿って段部の外周に入り込む油圧ピストン３と内周に入り込む油圧ピストン４とが、段部の内周側に設けられたそれぞれの突起部でクラッチカバー２へ当接され配される。油圧ピストン３にはクラッチカバー２との段部の間及び入力部材１との間をシールするボンディドシール２１と２２が溶着されており、作動油圧室２０を形成する。また、油圧ピストン３の外周はクラッチカバー２の開口側に曲げられ摩擦部材１３ｂとの間にクラッチの切れ代を有する。油圧ピストン４はクラッチカバー２との段部の間をシールするボンディドシール３１が溶着されるとともにに内周部が入力部材１に沿って曲げられ、入力部材１に設けられたOリング３２でシールされ作動油圧室３０を形成する。また、油圧ピストン４の外周はクラッチカバー２の筒状外周に沿って先端がクラッチカバー２の開口部を越えて筒状に延材され、先端部には摩擦部材１４ｂとの間にクラッチの切れ代を有するフランジ９がリティニングリング１１により固定される。

油圧ピストン３に沿ってクラッチカバー２の開口部側に配されたキャンセラープレート５は、油圧ピストン３の段部外周に入り込み油圧ピストン３の段部外周に溶着されたボンディドシール４１でシールされるとともに、油圧ピストン３の
内周まで延材され、内周大気開放状態の遠心油圧キャンセラー室４０を形成する。

作動油圧室２０と３０及び遠心油圧キャンセラー室４０には変速機ケース１００の油路から回転シールリングを介し、入力部材１に設けられた油孔２３、３３，４３を通り図示しない油圧コントロールバルブから油が導かれる。

図１に加え図２に、キャンセラープレート５と油圧ピストン４の連結詳細を表すＡ部とＢ部の断面を示す。Ｘ−Ｘ断面は回転中心に対称となる６箇所設けられたＡ部の詳細を示したものである。油圧ピストン４とキャンセラープレート５の側壁にはリベット孔が設けられ、クラッチカバー２と油圧ピストン３の側壁にはリベット孔より大径となる貫通丸孔が設けられている。この貫通丸孔には一端が外周方向に他端が内周方向に鍔をもつ円筒状のバネホルダー８が外周方向鍔の円筒部側が油圧ピストン３の側壁に当接するよう配されている。また、このバネホルダー８の内側にはバネホルダー８の内周方向鍔とキャンセラープレート５を付勢するようコイル状のリターンスプリング７ａが配されている。さらに、中央部が両端より大径となり、中央部の軸方向長さが一定となる段付部を有したスタッドピン６ａがリターンスプリング７ａの内側に配され、段付部を油圧ピストン４とキャンセラープレート５の側壁に当接し、両端のリベット部を絞めてキャンセラープレート５と油圧ピストン４を一定距離で一体的に連結している。Ｙ−Ｙ断面は回転中心に対称となる３箇所設けられたＢ部の詳細を示したものである。Ａ部と同様に油圧ピストン４とキャンセラープレート５の側壁にはリベット孔が設けられ、クラッチカバー２と油圧ピストン３の側壁にはリベット孔より大径となる貫通丸孔が設けられている。この貫通丸孔には中央部が両端より大径となり、中央部の軸方向長さがスタッドピン６ａと同等となる段付部を有したスタッドピン６ｂが貫通丸孔に対し中央部が回り止めとなるよう配され、段付部を油圧ピストン４とキャンセラープレート５の側壁に当接し、両端のリベット部を絞めてキャンセラープレート５と油圧ピストン４を一定距離で一体的に連結している。一体化されたキャンセラープレート５と油圧ピストン４、及び油圧ピストン３は、クラッチカバー２に対し軸方向移動自在で回り止めされ配される。

したがって、油圧クラッチＣ１の油圧ピストン３は作動油圧室２０の油圧で移動して摩擦部材１３ａ、１３ｂを圧接し、入力部材１の動力をクラッチカバー２から出力部材１５に伝達する。また、油圧クラッチＣ２の油圧ピストン４は作動油圧室３０の油圧で移動して摩擦部材１４ａ、１４ｂを圧接し、入力部材１の動力をクラッチカバー２から出力部材１６に伝達する。作動油圧室２０及び３０は互いに影響することなく配されるため、油圧ピストン３及び４はそれぞれ独自の油圧制御で作動可能となる。ここで、遠心油圧キャンセラー室４０内の油は直接油圧ピストン３に作用して作動油圧室２０内の遠心油圧をキャンセルするばかりではなく、スタッドピン６ａ、６ｂを介してキャンセラープレート５と一体となる油圧ピストン４の作動油圧室３０内の遠心油圧をもキャンセルする。また、リターンスプリング７ａはキャンセラープレート５と油圧ピストン３とを付勢すると同時にキャンセラープレート５と一体となる油圧ピストン４をも付勢する。つまりは油圧ピストン３と油圧ピストン４をクラッチカバー２に戻すよう作用する。尚、バネホルダー８はリターンスプリング７ａのセット長を特別のスペースを必要とせず確保する役目をし、コイル状のリターンスプリング７ａをスタッドピン６ａの回りに配することで、遠心力が大きく作用する外周でも遠心力の影響を避けることが可能となる。

本発明の別の実施形態である図３はキャンセラープレート５と油圧ピストン４の連結を、スタッドピンを用いずに行ったものである。図３において、作動油圧室２０、３０及び遠心油圧キャンセラー室４０の円周方向外側の回転中心に対称となる複数の同位置で、油圧ピストン４の側壁に円周方向に長方形をした絞め孔と、クラッチカバー２と油圧ピストン３に絞め孔より円周方向に幅広となる貫通平孔を設け、貫通平孔を通り油圧ピストン４に延材する鍔をキャンセラープレート５に一体的に形成し、鍔の円周幅を軸方向一定長さで段部を設け縮小するとともに段部が油圧ピストン４に当接するよう絞め孔に挿入して５ａ部を絞め一定距離で一体的に連結したものである。また、遠心油圧キャンセラー室４０内に油圧ピストン３とキャンセラープレート５を付勢する皿板状のリターンスプリング７ｂを配する。したがって、一体化されたキャンセラープレート５と油圧ピストン４、及び油圧ピストン３は、クラッチカバー２に対し軸方向移動自在で回り止めされ配される。尚、油圧ピストン３及び４の作動は図１の実施形態と同じである。

本発明の更なる別の実施形態である図４はキャンセラープレート５と油圧ピストン４の連結を、分解可能にしたものである。図４において連結位置は図３と同じ位置であり、キャンセラープレート５は予め５ａ部が曲げられ図３と同じような形状をしている。油圧ピストン４の側壁に円周方向に長方形をした固定孔と、クラッチカバー２と油圧ピストン３の側壁に固定孔より円周方向に幅広となる貫通平孔を設け、貫通平孔を通り油圧ピストン４に延材する鍔をキャンセラープレート５に一体的に形成し、鍔の円周幅を軸方向一定長さで段部を設け縮小するとともに先端の５ａ部を周方向内側に折り曲げ、段部が油圧ピストン４に当接するよう固定孔に挿入するとともにリティニングリング１７により一定距離で一体的に連結する。図４のＺ−Ｚ断面に示すようにリティニングリング１７を油圧ピストン４の比較的低荷重で絞めることができる窓鍔で絞めている。又、遠心油圧キャンセラー室４０内に油圧ピストン３とキャンセラープレート５付勢する皿板上のリターンスプリング７ｂを配する。したがって、一体化されたキャンセラープレート５と油圧ピストン４、及び油圧ピストン３は、クラッチカバー２に対し軸方向移動自在で回り止めされ配される。尚、油圧ピストン３及び４の作動は図１の実施形態と同じである。

図５は減速用遊星歯車を備えた２連油圧クラッチ装置の構造であり、図１が適用される３個の遊星歯車列と２個のクラッチ及び３個のブレーキを有した前進６速後進１速の多段自動変速装置と異なり、３個の遊星歯車列と３個のクラッチ及び２個のブレーキを有した前進６速後進１速の多段自動変速装置を対象としたものである。

図５において、２連油圧クラッチ装置を構成するクラッチカバー２と、油圧クラッチＣ１の油圧ピストン３及び出力部材１５と、油圧クラッチＣ２の油圧ピストン４及び出力部材１６と、キャンセラープレート５と、キャンセラープレート５７ａの構造は図１と全く同じであり、クラッチカバー２の筒状内周部に配された油圧クラッチＣ１、Ｃ２の摩擦部材の径方向内側に、サンギアＳ０と、遊星ピニオンギアを支持する遊星キャリアＰ０と、リングギアＲ０とからなる減速用遊星歯車が配される。クラッチカバー２と一体となる入力部材１は２個のラジアルニードルベアリングで変速機ケースに軸支され、さらに軸方向に延材された変速機ケースにはサンギアＳ０が内周部でスプライン連結される。遊星キャリアＰ０は遊星ピニオンギアを挟むサイド部材が溶接等で一体成形され、キャンセラープレート５に隣接するサイド部材が内周部で入力部材１にスプライン連結される。リングギアＲ０のクラッチカバー２の開口部側に溶着されたハブの径方向内側に延材した連結部から動力が入力される。油圧クラッチＣ１の出力部材１５は外周部のスプラインで油圧クラッチＣ１の摩擦部材を係止するとともに、リングギアＲ０の外周部と径方向内側に延材した溶着されたハブに沿って内周方向に延材され、内周部に連結部を有して配され、油圧クラッチＣ２の出力部材１６は外周部のスプラインで油圧クラッチＣ２の摩擦部材を係止し、外周部に溶着されたハブが油圧クラッチＣ２の油圧ピストン４の径方向外側まで延材しブレーキＢ２の摩擦部材を係止するとともに、出力部材１５に沿って内周方向に延材され、内周部に連結部を有して配される。

動力は図５の矢印に示すごとく内蔵された減速用遊星歯車のリングギアＲ０に入力され、サンギアＳ０が変速機ケースに固定されるため遊星キャリアＰ０は減速されスプラインで連結された入力部材１に伝わる。２連油圧クラッチ装置を構成する部材がクラッチカバー２と、油圧ピストン３、４及びキャンセラープレート５の４部材であることと、特別にリターンスプリングのスペースがいらないため、減速用遊星歯車を内蔵した２連油圧クラッチ装置はコンパクトとなる。

ここで、本発明の多段自動変速機用２連油圧クラッチ装置が適用できる前輪駆動用前進６速後進１速の自動変速機について説明を行う。図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図1、３、４に示した本発明の２連油圧クラッチ装置を適用した３個の遊星ギア列と２個のクラッチ及び３個のブレーキを有した前輪駆動用前進６速後進１速の自動変速機のスケルトン図と各変速段の締結要素及びその共線図であり、図８に具体的な実施構造を示す。また、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図５に示した本発明の減速用遊星歯車を備えた２連油圧クラッチ装置を適用した３個の遊星ギア列と３個のクラッチ及び２個のブレーキを有した前輪駆動用前進６速後進１速の自動変速機のスケルトン図と各変速段の締結要素及びその共線図であり、図９に具体的な実施構造を示す。

図６（ａ）において、減速用遊星歯車は互いに噛み合うダブル遊星ピニオンギアを支持する遊星キャリアＰ０と、ダブル遊星ピニオンギアの一方と噛み合うサンギアＳ０と、ダブル遊星ピニオンギアの他方と噛み合うリングギアＲ０とからなり、遊星キャリアＰ０とリングギアＲ０にはブレーキＢ３とＢ２が配されている。主変速装置を構成する４個の構成要素を有した遊星歯車列は、サンギアと、シングル遊星ピニオンギアを支持する遊星キャリアと、リングギアとからなる第１及び第２遊星歯車列からなり、第１遊星歯車列のサンギアＳ１と第２遊星歯車列のリングギアＲ２を連結するとともに減速用遊星歯車のリングギアＲ０と連結し、第１遊星歯車列の遊星キャリアＰ１と第２遊星歯車列の遊星キャリアＰ２を連結してブレーキＢ１とワンウェイクラッチＯＷＣを配するとともに本発明の油圧クラッチＣ２の出力部とし、第１遊星歯車列のリングギアＲ１を変速機の出力とし、第２遊星歯車列のサンギアＳ２を本発明の油圧クラッチＣ１の出力部としたものである。

動力は図６（ａ）の右端の左方向を指す矢印から入力され、一方が右端に配置された減速用遊星歯車のサンギアＳ０に入力されると同時に、もう一方が左端に配置された図１における２連油圧クラッチ装置の入力部材１に入力される。変速機の出力は減速用遊星歯車と主変速装置を構成する第１、第２遊星歯車列の間となり、前輪駆動用の配列を示したものである。

図６（ｂ）は、図６（ａ）のスケルトン図に示した前進６速後進１速の各変速段の締結要素を表し、各変速段は２個の締結要素により決定される。本発明の２連油圧クラッチ装置において、前進１速、２速、３速では油圧クラッチＣ１のみが締結され、前進４速では油圧クラッチＣ１とＣ２が同時に締結され、前進５速、６速では油圧クラッチＣ２のみが締結される。したがって、油圧クラッチＣ１とＣ２は何れか１個の締結でも２個同時の締結でも可能で、締結及び開放が別々に精度よく制御できなければならない。各構成要素の速度を表す図６（ｃ）の共線図において、前進１速、２速、３速、４速では油圧クラッチＣ１が締結され、動力は直接サンギアＳ２に入力される。前進１速におけるもう一方の締結要素はブレーキＢ１又はワンウェイクラッチＯＷＣであり、遊星キャリアＰ１、Ｐ２が固定され、動力が第１、第２遊星歯車列で減速される。前進２速ではブレーキＢ２が締結され、サンギアＳ１とリングギアＲ２が固定される。前進３速ではブレーキＢ３が締結され、動力が減速用遊星ギアを介してサンギアＳ１とリングギアＲ２に減速され入力される。前進４速では油圧クラッチＣ２が締結され、第１、第２遊星歯車列が一体となり回転する。さらに、前進５速と６速では油圧クラッチＣ２が締結され、動力は直接遊星キャリアＰ１、Ｐ２に入力される。前進５速におけるもう一方の締結要素はブレーキＢ３であり、動力が減速用遊星ギアを介してサンギアＳ１とリングギアＲ２に減速されて入力され、前進６速ではブレーキＢ２が締結され、サンギアＳ１とリングギアＲ２が固定される。したがって、共線図における出力となるリングギアＲ１の速度は前進１速より前進２速及び前進３速と次第に高くなり、前進４速では入力回転と等しくなる。さらに、前進５速、前進６速と出力回転は高くなり、前進５速と前進６速では入力回転より高いオーバドライブとなる。後進ではブレーキＢ１とＢ３が締結され、動力が減速用遊星ギアを介してサンギアＳ１に減速されて入力されるとともに遊星キャリアＰ１が固定されるため、出力となるリングギアＲ１の速度は逆回転に減速される。

図６（ａ）の具体的構造を示す図８において、本発明の２連油圧クラッチ装置は変速機の後部端に配される。ここでは、図１における油圧クラッチＣ２の摩擦部材１４ａがリングギアＲ２の径方向外側で遊星キャリアＰ２の遊星キャリアＰ１への連結延材部に係止され、第２遊星歯車列が本発明の２連油圧クラッチ装置内部に入り込むため、変速装置が軸方向にコンパクトとなる。尚、図１における入力部材１が図示しないトルクコンバータからの入力軸と一体化され、つまりは２連油圧クラッチ装置そのものが入力軸と一体化され、変速装置全体がシンプルな構造となる。

図７（ａ）において、減速用遊星歯車は遊星ピニオンギアを支持する遊星キャリアＰ０と、遊星ピニオンギアと噛み合うサンギアＳ０とリングギアＲ０とからなり、リングギアＲ０が入力軸と、サンギアＳ０が変速装機ケースと、遊星キャリアＰ０が図５における２連油圧クラッチ装置の入力部材１とに連結される。主変速装置を構成する４個の構成要素を有したラビニョー遊星ギア列は、互いに噛み合う軸方向に長いロングピニオンギアと軸方向に短いショートピニオンギアを支持する遊星キャリアＰと、ショートピニオンギアに噛み合うサンギアＳ２と、ロングピニオンギアに噛み合うサンギアＳ１と、ロングピニオンギアに噛み合うリングギアＲとからなる。遊星キャリアＰにはブレーキＢ１とワンウェイクラッチＯＷＣが配され、動力の入力側に単独で配された油圧クラッチＣ３の出力ともなる。また、ラビニョー遊星ギア列のサンギアＳ２は２連油圧クラッチ装置のＣ１の出力となり、サンギアＳ１は油圧クラッチＣ２の出力となり、リングギアＲが変速装置の出力となる。

動力は図７（ａ）の右端の左方向を指す矢印から入力され、一方が右端に配置された油圧クラッチＣ３に入力されると同時に、もう一方が左端に配置された減速用遊星ギアのリングギアＲ０に入力される。リングギアＲ０に入力された動力はサンギアＳ０の固定により遊星キャリアＰ０が減速され油圧クラッチＣ１とＣ２を有する２連油圧クラッチ装置に入力される。したがって減速された動力が油圧クラッチＣ１、Ｃ２によりサンギアＳ２とサンギアＳ１に出力される。

図７（ｂ）は、図７（ａ）のスケルトン図に示した前進６速後進１速の各変速段の締結要素を表し、各変速段は２個の締結要素により決定される。本発明の減速用遊星歯車を備えた２連油圧クラッチ装置において、前進１速、２速及び４速では油圧クラッチＣ１のみが締結され、前進３速では油圧クラッチＣ１とＣ２が同時に締結され、前進５速では油圧クラッチＣ２のみが締結される。したがって、油圧クラッチＣ１とＣ２は何れか１個の締結でも２個同時の締結でも可能で、締結及び開放が別々に精度よく制御できなければならない。各構成要素の速度を表す図７（ｃ）の共線図において、前進１速、２速、３速、４速では油圧クラッチＣ１が締結され、動力は減速されサンギアＳ２に入力される。前進１速におけるもう一方の締結要素はブレーキＢ１又はワンウェイクラッチＯＷＣであり、遊星キャリアＰが固定される。前進２速ではブレーキＢ２が締結され、サンギアＳ１が固定される。前進３速では油圧クラッチＣ２が締結され、動力が減速用遊星ギアを介してサンギアＳ１に減速されて入力される。前進４速では油圧クラッチＣ３が締結され、動力が遊星キャリアＰに直接入力される。さらに、前進５速と６速では油圧クラッチＣ３が締結され、動力は直接遊星キャリアＰに入力される。前進５速におけるもう一方の締結要素は油圧クラッチＣ２であり、動力が減速用遊星ギアを介してサンギアＳ１に減速されて入力され、前進６速ではブレーキＢ２が締結され、サンギアＳ１が固定される。したがって、共線図における出力となるリングギアＲの速度は前進１速より前進２速と次第に高くなり、前進３速では減速用遊星歯車の出力となる２連油圧クラッチ装置Ｃ１、Ｃ２の回転と等しくなる。さらに、前進４速と出力回転は高くなり、前進５速と前進６速では入力回転より高いオーバドライブとなる。後進では油圧クラッチＣ２とブレーキＢ１が締結され、動力が減速用遊星ギアを介してサンギアＳ１に減速されて入力されるとともに、出力となるリングギアＲの速度は逆回転に減速される。

図７（ａ）の具体的構造を示す図９において、本発明の図５に示した減速用遊星歯車を備えた２連油圧クラッチ装置は変速装置の後部端に配される。ここでは、図５では示すことができなかった減速用遊星歯車を備えた２連油圧クラッチ装置の連結部が明示されており、変速装置の後端の変速機ケースにより、入力部材１が軸支されるとともにサンギアＳ０が変速機ケースに連結される。また、変速機ケースは図示しないトルクコンバータからの入力軸を軸支しており、入力軸はリングギアＲ０に溶着されたハブに連結される。油圧クラッチＣ１、Ｃ２の出力部材１５、１６は、それぞれ変速機の出力ギアを軸支する変速機ケースの支持部の内周径方向内側を通り延材され、入力軸の外周部に配された主変速装置となるラビニョー遊星ギア列のサンギアＳ２とＳ１に連結され、油圧クラッチＣ２の出力部材１６は、外周部に溶着されたハブが油圧クラッチＣ２の油圧ピストン４の径方向外側まで延材しブレーキＢ２の摩擦部材を係止し、油圧ピストン４の径方向外側にはブレーキＢ２の作動油圧室と油圧ピストンが配される。減速用遊星歯車列及びその連結部材と油圧クラッチＣ１、Ｃ２の出力部材が、クラッチカバーの筒状内周部に配された油圧クラッチＣ１、Ｃ２の摩擦部材の径方向内側に配することができ、しかもブレーキＢ２を油圧クラッチＣ１、Ｃ２の径方向外側に配したため、複雑で軸方向に長くなりがちな３個のクラッチ及び２個のブレーキを有した多段自動変速機自体をコンパクト化することが可能となる。

本発明の多段自動変速機用２連油圧クラッチ装置の構造図 図１のキャンセラープレート５と油圧ピストン４の連結詳細図 図１及び図２の連結方法とは異なるキャンセラープレート５と油圧ピストン４の連結詳細図 図１、図２及び図３の連結方法とは異なるキャンセラープレート５と油圧ピストン４の連結詳細図 本発明の減速用遊星歯車を備えた２連油圧クラッチ装置の構造図 本発明の適用例を示す３個の遊星ギア列と２個のクラッチ及び３個のブレーキを有した前輪駆動用前進６速後進１速の自動変速装置で、（ａ）はスケルトン図、（ｂ）は各変速段の締結要素、（ｃ）は共線図 本発明の別の適用例を示す３個の遊星ギア列と３個のクラッチ及び２個のブレーキを有した前輪駆動用前進６速後進１速の自動変速装置で、（ａ）はスケルトン図、（ｂ）は各変速段の締結要素、（ｃ）は共線図 図６ａのスケルトン図の具体的な構造図 図７ａのスケルトン図の具体的な構造図

符号の説明

１ 入力部材
２ クラッチカバー
３、４ 油圧ピストン
５ キャンセラープレート
１５，１６ 出力部材
２０，３０ 作動油圧室
４０ 遠心油圧キャンセラー室
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ クラッチ
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３ ブレーキ
Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２ サンギア
Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ 遊星キャリア
Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ リングギア

Claims (6)

1. 入力部材１と一体となる側壁を有し、一方が開口される筒状のクラッチカバー２の筒状内周部にスプラインを形成し、前記スプラインの軸方向中央部に固定部材を配し、
   油圧クラッチＣ１、Ｃ２の摩擦部材を前記固定部材の両サイドに配し、
   前記クラッチカバー２の筒状内側に配され、前記側壁部との間に作動油圧室２０を形成し、前記油圧クラッチＣ１の摩擦部材を前記クラッチカバー２の開口部の方へ圧接するプッシュタイプの油圧ピストン３と、
   前記クラッチカバー２の筒状外側に配され、前記クラッチカバー２の側壁部との間に作動油圧室３０を形成し、前記油圧クラッチＣ２の摩擦部材を前記クラッチカバー２の開口部の方からフランジ９を介して圧接するプルタイプの油圧ピストン４とを配した多段自動変速機用２連クラッチ装置であって、
   前記油圧ピストン３との間に遠心油圧キャンセラー室４０を形成するとともに、軸方向移動可能なキャンセラープレート５を前記開口部側に配し、前記キャンセラープレート５と前記油圧ピストン４とを、前記クラッチカバー２と前記油圧ピストン３を貫通して一定距離で連結し、前記油圧ピストン３と前記キャンセラープレート５とを付勢するリターンスプリングを配した、多段自動変速機用２連油圧クラッチ装置。
2. 前記クラッチカバー２の筒状内周部に配された前記油圧クラッチＣ１、Ｃ２の摩擦部材の径方向内側に、サンギアと、遊星ピニオンギアを支持する遊星キャリアと、リングギアとからなる減速用遊星歯車を配し、前記遊星キャリアを変速機ケースに軸支される前記入力部材１に連結するとともに、前記サンギアを前記変速機ケースに連結し、前記クラッチカバー２の開口部側から前記キャンセラープレート５の方向に順に、前記油圧クラッチＣ２の出力部材１６と、前記油圧クラッチＣ１の出力部材１５と、前記リングギアに溶着したハブを、径方向内側に延材して連結部を設けるとともに、前記油圧クラッチＣ２の出力部材１６に、前記出力部材１６を制動するブレーキＢ２の摩擦部材を係止するハブを連結した、請求項１に記載の多段自動変速機用２連油圧クラッチ装置。
3. 前記クラッチカバー２と前記油圧ピストン３、４及び前記キャンセラープレート５を平板から一体となるプレス成形品とし、前記クラッチカバー２の側壁の半径方向中央部を円筒状に前記開口部の方向に突き出し階段状の段部を設け、内径を前記入力部材１の外周部に溶着し、
   前記クラッチカバー２に沿って前記段部の外周に入り込み軸方向移動自在とし、前記段部及び前記入力部材１の間にシール材を配して前記作動油圧室２０を形成する前記油圧ピストン３と、
   前記クラッチカバー２に沿って前記段部の内周に入り込み軸方向移動自在とし、前記段部及び前記入力部材１の間にシール材を配して前記作動油圧室３０を形成する前記油圧ピストン４と、
   前記油圧ピストン３に沿って前記油圧ピストン３の段部外周に入り込み軸方向移動自在とし、前記油圧ピストン３の段部の間にシール材を配するとともに前記油圧ピストン３の内周まで側壁を延材し、内周大気開放の前記遠心油圧キャンセラー室４０を形成する前記キャンセラープレート５とを有した、請求項１に記載の多段自動変速機用２連油圧クラッチ装置。
4. 前記作動油圧室２０、３０及び前記遠心油圧キャンセラー室４０の径方向外側の回転中心に対称となる複数の同位置で、前記油圧ピストン４と前記キャンセラープレート５の側壁にリベット孔を設け、中央部が両端より大径となり、中央部の軸方向長さが一定となるスタッドピンで前記油圧ピストン４と前記キャンセラープレート５を一定距離で一体的に連結するよう絞め、
   前記クラッチカバー２と前記油圧ピストン３の前記スタッドピンと同位置となる円周上に当分された数箇所に、前記スタッドピンのガイドとなる貫通孔を設け、
   前記クラッチカバー２と前記油圧ピストン３の前記スタッドピンと同位置となる残りの箇所に、一端が外周方向に他端が内周方向に鍔をもつ円筒状のバネホルダー８の円筒外周部がガイドとなる貫通孔を設け、前記バネホルダー８の外周鍔を前記油圧ピストン３に当接するよう前記クラッチカバー２と前記油圧ピストン３に挿入し、前記バネホルダー８の内周鍔と前記キャンセラープレート５の間に前記スタッドピンをガイドとするコイル状のリターンスプリングを配した、請求項１に記載の多段自動変速機用２連油圧クラッチ装置。
5. 前記作動油圧室２０、３０及び前記遠心油圧キャンセラー室４０の径方向外側
   の回転中心に対称となる複数の同位置で、前記油圧ピストン４の側壁に円周方向に長方形をした窓孔と、前記クラッチカバー２と前記油圧ピストン３の側壁に前記窓孔より円周方向に幅広となる貫通平孔を設け、前記貫通平孔を通り前記油圧ピストン４に延材する鍔を前記キャンセラープレート５に一体的に形成し、前記油圧ピストン４と前記キャンセラープレート５を一定距離で、鍔部にリティニングリング及び絞めを設けて連結し、
   前記遠心油圧キャンセラー室４０内に、前記油圧ピストン３と前記キャンセラープレート５を付勢する皿板状のリターンスプリングを配し、
   前記キャンセラープレート５の鍔と前記クラッチカバー２と前記油圧ピストン３の貫通平孔をガイドとして前記油圧ピストン４と前記キャンセラープレート５を軸方向移動自在に配した、請求項１に記載の多段自動変速機用２連油圧クラッチ装置。
6. 前記クラッチカバー２のスプラインの軸方向中央部内側に施された１箇所のリティニングリング溝とリティニングリング１２により固定される前記固定部材は、外周部が前記クラッチカバー２のスプラインに嵌合し、中央部径方向外側にリティニングリング溝を有し、前記クラッチカバー２のスプライン内径と前記固定部材のリティニングリング溝内径の差より、リティニングリング１２の外内径差を小さくした、請求項１に記載の多段自動変速機用２連油圧クラッチ装置
   

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