JP2008025642A - 自動変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】 クラッチとプラネタリギヤセットとが隣接配置され、クラッチドラムとリングギヤが連結される構成の自動変速機において、前記プラネタリギヤセットのギヤの良好な噛合を維持する。
【解決手段】 有底円筒形状のクラッチドラム１１０を備えて、その底壁部１１０ｂがクラッチピストン１４０と協働して油圧室１５０を形成しつつ、該ドラム底壁部１１０ｂに隣接するプラネタリギヤセット２１のリングギヤ２１ｄが連結される構成において、前記底壁部１１０ｂと前記リングギヤ２１ｄとが円板状の接続部材７０を介して連結されており、該接続部材７０は、内周部が前記クラッチドラム底壁部１１０ｂの内周側部分と接続されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、自動変速機、特にクラッチやプラネタリギヤセット等でなる動力伝達機構の構成に関し、自動車に搭載される自動変速機の技術分野に属する。

自動車用の自動変速機は、トルクコンバータと変速歯車機構とを組み合わせ、この変速歯車機構の動力伝達経路をクラッチやブレーキ等の摩擦締結要素の選択的動作により切り換えることによって、所定の変速段に自動的に切り換えるように構成されたものであるが、全体をコンパクトに構成する必要上、例えば特許文献１に示されているように、動力伝達経路を構成するプラネタリギヤセットやクラッチなどが近接して配置されることになる。

その場合に、動力伝達経路の構成上、クラッチを構成するクラッチドラムと、これに隣接するプラネタリギヤセットを構成するリングギヤとを一体回転させる場合が考えられ、この場合、例えば、図４に一部分を示す自動変速機のように、クラッチ５００を構成するクラッチドラム５１０の底壁部５１１に、プラネタリギヤセット６００を構成するリングギヤ６１０を結合させる構成が考えられる。

特開２００１−２２１２５４公報

しかしながら、図４に示すように構成した場合、次のような不具合の発生が考えられる。

つまり、クラッチ５００の締結時において、油圧室５２０に油圧が供給され、該油圧によりピストン５３０がリターンスプリング５４０に抗して図面上、左側にストロークし、複数の摩擦板５５０を締結したときに、その反力がクラッチドラム５１０の底壁部５１１に作用し、該底壁部５１１が矢印Ａ方向に変形することになる。そして、この変形により、該底壁部５１１に結合されたプラネタリギヤセット６００のリングギヤ６１０が同方向Ａに変位し、該リングギヤ６１０とピニオン６２０との噛合い、さらにはピニオン６２０とサンギヤ６３０との噛合いに悪影響を及ぼし、該プラネタリギヤセット６００から異音を発生させる原因となるおそれがある。

そこで、本発明は、クラッチドラムとプラネタリギヤセットのリングギヤを連結させても、プラネタリギヤセットのギヤの良好な噛合を確保できる自動変速機を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、一端の底壁部の少なくとも一部がクラッチピストン用油圧室を形成する有底円筒形状のクラッチドラムと、該クラッチドラムの底壁部に隣接するプラネタリギヤセットとを有し、該底壁部とプラネタリギヤセットのリングギヤとが連結された自動変速機であって、前記クラッチドラム底壁部へのリングギヤの連結部が該底壁部内周側の前記油圧室の内周部対応位置に設けられていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の自動変速機において、前記リングギヤは円板状の接続部材を介して前記クラッチドラム底壁部内周側の連結部で該底壁部に連結されていることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、前記請求項２に記載の自動変速機において、前記接続部材は、内周部におけるクラッチドラム底壁部内周側の連結部から所定のクリアランスを設けながら前記底壁部に沿ってクラッチドラムの外周側に向かって延伸し、その先端の外周部に前記リングギヤが接続されていることを特徴とする。

さらに、請求項４に記載の発明は、前記請求項２又は請求項３に記載の自動変速機において、前記接続部材は、前記クラッチドラム底壁部との連結部の近傍で自動変速機の回転軸と接続されていることを特徴とする。

さらにまた、請求項５に記載の発明は、前記請求項２から請求項４のいずれか１つに記載の自動変速機において、前記接続部材は、内周部に前記クラッチドラム側に突出するボス部を備え、前記クラッチドラムの底壁部の内周部は該ボス部に嵌合されていることを特徴とする。

そして、請求項６に記載の発明は、前記請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の自動変速機において、前記プラネタリギヤセットは、常時減速プラネタリギヤセットであることを特徴とする。

まず、請求項１に記載の発明によれば、クラッチドラムの底壁部と、これに隣接するプラネタリギヤセットのリングギヤとの連結部が、前記クラッチドラム底壁部の油圧室の内周部に対応する位置に設けられているため、クラッチ締結時に油圧室に油圧が供給され、前記クラッチドラムの底壁部がプラネタリギヤセット側に変形しても、該プラネタリギヤセット側への影響が少なく、該プラネタリギヤセットのリングギヤとピニオンとの噛合い等に悪影響を与えることが抑制される。

また、請求項２に記載の発明によれば、前記リングギヤはディスク状の接続部材を介して前記クラッチドラム底壁部内周側の連結部で該底壁部に連結されているので、クラッチドラム底壁部の変形の影響が接続部材によってさらに緩和されることになる。

また、請求項３に記載の発明によれば、前記接続部材は、内周部におけるクラッチドラム底壁部内周側との連結部から所定のクリアランスを設けながら前記底壁部に沿ってクラッチドラムの外周側に向かって延伸し、その先端の外周部に前記リングギヤが接続されているため、クラッチドラムの底壁部が変形しても、その影響は前記クリアランスに吸収されて、接続部材が変形することはく、そのため、リングギヤの変位もなくなる。その結果、プラネタリギヤセットのギヤの噛合に影響を与えることがほとんどない。

さらに、請求項４記載の発明によれば、前記接続部材は、前記クラッチドラム底壁部との連結部の近傍で自動変速機の回転軸と接続されているため、その接続部と前記連結部とが近接することになって、該連結部周辺の剛性が高くなる。これにより、クラッチドラム底壁部の変形に起因するリングギヤの変位がさらに抑制されることになる。

さらにまた、請求項５に記載の発明によれば、前記接続部材は内周部にボス部を有し、そのボス部にクラッチドラム底壁部の内周部が嵌合されているため、クラッチドラムと接続部材とを連結する際に互いに位置決めされ、回転中心線が精度よく一致する。

そして、請求項６に記載の発明によれば、プラネタリギヤセットが常時減速プラネタリギヤセットである場合に、クラッチドラムの底壁部の変形に起因するプラネタリギヤセットの各ギヤの噛合いに与える影響が効果的に抑制される。

以下、本発明の一実施形態について説明する。

まず、図１により本実施の形態に係る自動変速機１の全体の機械的構成を説明すると、この自動変速機１は、横置き式エンジンに適用されるもので、主たる構成要素として、エンジンによって駆動されるトルクコンバータ１０と、該トルクコンバータ１０の出力回転が入力される変速機構２０とを有し、該変速機構２０の出力回転が中間伝動機構５０を介して差動装置６０に入力されるようになっている。

トルクコンバータ１０は、エンジン出力軸２に連結されたケース１１と、該ケース１１内に固設されたポンプ１２と、該ポンプ１２に対向して配置されて該ポンプ１２により作動油を介して駆動されるタービン１３と、該ポンプ１２とタービン１３との間に介設され、かつ、変速機ケース３にワンウェイクラッチ１４を介して支持されてトルク増大作用を行うステータ１５と、前記ケース１１とタービン１３との間に設けられ、該ケース１１を介してエンジン出力軸２とタービン１３とを直結するロックアップクラッチ１６とで構成されている。そして、前記タービン１３の回転がタービン軸１７を介して変速機構２０側に出力されるようになっている。

なお、このトルクコンバータ１０の反エンジン側には、該トルクコンバータ１０のケース１１を介してエンジン出力軸２に駆動されるオイルポンプ１８が配置されている。

また、変速機構２０は、トルクコンバータ１０側に配置された第１のプラネタリギヤセット２１と、反トルクコンバータ１０側に配置された第２のプラネタリギヤセット２２と、これらの中間に配置された第３、第４のプラネタリギヤセット２３、２４とを有し、また、これらのプラネタリギヤセット２１〜２４でなる動力伝達経路を切り換えるクラッチやブレーキ等の複数の摩擦要素として、トルクコンバータ１０側から順に配置された第１〜第３のクラッチ３１〜３３と、同じく第１、第２のブレーキ４１、４２とを有し、これらにより前進１〜６速及び後退速が得られるようになっている。

第１〜４のプラネタリギヤセット２１〜２４は、いずれもサンギヤ２１ａ〜２４ａと、これらのサンギヤ２１ａ〜２４ａにそれぞれ噛合った複数のピニオン２１ｂ〜２４ｂと、これらのピニオン２１ｂ〜２４ｂを支持するキャリヤ２１ｃ〜２４ｃと、ピニオン２１ｂ〜２４ｂに噛合ったリングギヤ２１ｄ〜２４ｄとで構成されている。

第１のプラネタリギヤセット２１は、サンギヤ２１ａが変速機ケース３に固定され、キャリヤ２１ｃが第１のクラッチ３１のクラッチドラムに連結され、リングギヤ２１ｄがタービン軸１７及び第２クラッチ３２のクラッチドラムに連結されている。

また、第２のプラネタリギヤセット２２は、サンギヤ２２ａが変速機ケース３に固定され、リングギヤ２２ｄがタービン軸１７に連結され、キャリヤ２２ｃが第３のクラッチ３３のクラッチドラムに連結されている。

また、第３のプラネタリギヤセット２３は、サンギヤ２３ａが第３のクラッチ３３のクラッチハブ及び第２のブレーキ４２に連結され、キャリヤ２３ｃが第２クラッチ３２のクラッチハブ及び第１のブレーキ４１に連結され、リングギヤ２３ｄが第４のプラネタリギヤセット２４のキャリヤ２４ｃに連結されている。

さらに、第４のプラネタリギヤセット２４は、サンギヤ２４ａが第１のクラッチ３１のクラッチハブに連結され、リングギヤ２４ｄが第３のプラネタリギヤセット２３のキャリヤ２３ｃと結合されて第１のブレーキ４１に連結され、キャリヤ２４ｃが第３のプラネタリギヤセット２３のリングギヤ２３ｄと結合されて、中間伝動機構５０への出力ギヤ２５に連結されている。

そして、前記出力ギヤ２５の回転は、中間伝導機構５０を介して差動装置６０に入力され、左右の車軸６１、６２を駆動する。

ここで、クラッチ３１〜３３とブレーキ４１、４２の作動状態と変速段との関係を表１に示す。

次に、本発明の特徴部分である第２のクラッチ３２と第１のプラネタリギヤセット２１及びその周辺の構成を詳しく説明する。

図２に示すように、変速機ケース３内とトルクコンバータハウジング４との間には、両者間を仕切るように前記オイルポンプ１８が固設され、該オイルポンプ１８のカバー１８ａから反トルクコンバータ１０側へ延設されたスリーブ（以下、「ポンプカバースリーブ」という）１８ｂ上に第１のクラッチ３１が配設されている。

また、該ポンプカバースリーブ１８ｂの先端には、第１のプラネタリギヤセット２１のサンギヤ２１ａがスプライン結合されていると共に、該スリーブ１８ｂ内を前記タービン軸１７が貫通し、該軸１７のスリーブ１８ｂから突出した部位に円板状の接続部材７０を介して第１のプラネタリギヤ２１のリングギヤ２１ｄが連結されている。

一方、第２のクラッチ３２は、図３に拡大して示すように、一端が開口され、他端が底壁とされた有底円筒形状のクラッチドラム１１０と、該ドラム１１０の内側に、該ドラム１１０と同心上で相対回転可能に配設された円筒状のクラッチハブ１２０とを有する。

前記クラッチドラム１１０は、外周側円筒部１１０ａと底壁部１１０ｂの外周部を構成する外周部材１１１と、外周部を除く底壁部１１０ｂのほぼ全体を構成する底壁部材１１２とを溶接で一体化した構成とされ、該底壁部材１１２の内周側部分で前記接続部材７０と連結され、第１のプラネタリギヤセット２１のリングギヤ２１と同一回転するようになっている。

そして、該クラッチドラム１１０の外周側円筒部１１０ａの内周面とこれに対向す１１０るクラッチハブ１２０の外周面には、内歯及び外歯のスプラインがそれぞれ形成され、これらのスプラインに、外周側に歯を有する複数枚の摩擦板１３１と、内周側に歯を有する複数枚の摩擦板１３２とが交互に係合されている。

また、この第２のクラッチ３２には、前記摩擦板１３１、１３２を押圧して当該クラッチ３２を締結させるピストン１４０が備えられ、このピストン１４０と前記クラッチドラム１１０における底壁部１１０ａの内周部、即ち底壁部材１１２との間に油圧室１５０が形成されている。

そして、この油圧室１５０に対して、オイルポンプカバー１８に設けられた油路１８ｃからタービン軸１７に設けられた油路１７ａを介して油圧が供給され、この油圧によりピストン１４０が図面上、左側にストロークして、前記摩擦板１３１、１３２を押圧し、これにより該クラッチ３２が締結されるようになっている。

さらに、この第２のクラッチ３２は、前記油圧室１５０に供給される油圧の作用方向と反対方向、即ちクラッチ解放方向にピストン１４０を付勢するリターンスプリング１６０を有する。このスプリング１６０の一端はピストン１４０に受止され、他端はスナップリング１７１を用いてタービン軸１７に固定されたバネ受けディスク１７０に支持されている。

そして、このバネ受けディスク１７０とピストン１４０との間の空間がバランス室１８０とされ、該バランス室１８０に、タービン軸１７に設けられた油路１７ｂから作動油が導入され、油圧室１５０への油圧非供給時に、該油圧室１５０に残留している作動油に作用する遠心力によりピストン１４０に作用するクラッチ締結方向の力を、該バランス室１８０に導入されている作動油の遠心力によるクラッチ解放方向の力で打ち消すようになっている。

さらに、第２のクラッチ３２におけるクラッチドラム１１０の底壁部材１１２と第１のプラネタリギヤセット２１のリングギヤ２１ｄを連結する接続部材７０について詳しく説明する。

この接続部材７０は、タービン軸１７に設けられた鍔部１７ｃに内周部が溶接により結合されていると共に、その結合部からクラッチドラム１１０側に突出するボス部７０ａを有しており、該ボス部７０ａにクラッチドラム底壁部材１１２の内周の穴が嵌合され、この状態で該接続部材７０とクラッチドラム底壁部材１１２とが溶接されて連結されている。

このような構成により、ボス部７０ａを中心としたクラッチドラム１１０の底壁部材１１２やタービン軸１７との接続部の剛性は高いものとなり、後述するようにクラッチドラム底壁部材１１２の変形が接続部材７０からリングギヤ２１ｄ側に伝達されにくくなっている。

また、クラッチドラム１１０と接続部材７０が径方向に位置決めされると共に、ボス部７０ａの第１のプラネタリギヤセット２１側がタービン軸１７の鍔部１７ｃに嵌合されていることにより、それぞれの回転中心線がタービン軸１７の回転中心線と精度よく一致する。

また、接続部材７０は、前記ボス部７０ａから外周側に向かって、クラッチドラム１１０の底壁部材１１２との間に所定のクリアランス１９０を設けつつ延伸している。そして、その延伸した先端の外周部に、第１のプラネタリギヤセット２１のリングギヤ２１ｄが溶接により結合されている。

このような構成の接続部材７０による効果、本実施の形態の効果を以下に説明する。

まず、クラッチドラム１１０の底壁部材１１２は、第２のクラッチ３２を締結するための油圧室１５０をクラッチピストン１４０と協働して形成しており、該油圧室１５０に供給される油圧により、ピストン１４０がリターンスプリング１６０に抗して図面上、左側にストロークし、摩擦板１３１，１３２を押圧することにより該クラッチ３２が締結される。

このとき、油圧室１５０内の油圧はピストン１４０をストロークさせることの反力としてクラッチドラム１１０の底壁部材１１２を第１のプラネタリギヤセット２１側に押圧し、この力により該底壁部材１１２、特にその外周部が矢印Ａで示すように、プラネタリギヤセット２１側に変形する。

しかし、この底壁部材１１２と内周側で連結された接続部材７０との間にはクリアランス１９０が設けられているので、該底壁部材１１２の変形は、該クリアランス１９０に吸収され、接続部材７０をほとんど変形させることがない。

したがって、該接続部材７０の外周部に結合された第１のプラネタリギヤセット２１のリングギヤ２１ｄをＡ方向に変位させることがなく、その結果、第１のプラネタリギヤセット２１のリングギヤ２１ｄとピニオン２１ｂ、さらにはピニオン２１ｂとサンギヤ２１ａの良好な噛合いに影響を与えることがない。

以上、一実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、接続部材の構成（形状や材質など）を適当に設定すれば、クリアランスを積極的に設けなくても、クラッチドラムの底壁部に直接リングギヤを連結させるよりは、該クラッチドラム底壁部の変形に起因するリングギヤの変位を抑制することができる。

また、上述のプラネタリギヤセットは、リングギヤからの入力回転を減速してキャリヤに出力する減速用のものであるが、本発明はこれに限らず、クラッチを構成するクラッチドラムとこれに隣接するプラネタリギヤセットのリングギヤとが連結される場合に、広く適用されるものである。

以上のように、本発明によれば、クラッチドラムとプラネタリギヤセットのリングギヤを連結させても、該プラネタリギヤセットのギヤの良好な噛合いが維持されるので、プラネタリギヤセットのギヤの噛合い不良による異音の発生等が防止され、自動変速機の品質が向上することになる。したがって、自動車用自動変速機の製造産業分野において好適に利用されることになる。

本発明の実施の形態に係る自動変速機の機械的全体構成を示す骨子図である。 変速機構のトルクコンバータ側部分の断面図である。 第２のクラッチと第１のプラネタリギヤセット周辺の拡大断面図である。 クラッチドラムとリングギヤが直接連結された例を示す図である。

符号の説明

２１ プラネタリギヤセット
２１ｄ リングギヤ
３２ クラッチ
７０ 接続部材
１１０ クラッチドラム
１１０ｂ 底壁部
１４０ クラッチピストン
１５０ 油圧室

Claims (6)

1. 一端の底壁部の少なくとも一部がクラッチピストン用油圧室を形成する有底円筒形状のクラッチドラムと、該クラッチドラムの底壁部に隣接するプラネタリギヤセットとを有し、該底壁部とプラネタリギヤセットのリングギヤとが連結された自動変速機であって、
   前記クラッチドラム底壁部へのリングギヤの連結部が該底壁部内周側の前記油圧室の内周部対応位置に設けられていることを特徴とする自動変速機。
2. 前記請求項１に記載の自動変速機において、
   前記リングギヤは円板状の接続部材を介して前記クラッチドラム底壁部内周側の連結部で該底壁部に連結されていることを特徴とする自動変速機。
3. 前記請求項２に記載の自動変速機において、
   前記接続部材は、内周部におけるクラッチドラム底壁部内周側の連結部から所定のクリアランスを設けながら前記底壁部に沿ってクラッチドラムの外周側に向かって延伸し、その先端の外周部に前記リングギヤが接続されていることを特徴とする自動変速機。
4. 前記請求項２又は請求項３に記載の自動変速機において、
   前記接続部材は、前記クラッチドラム底壁部との連結部の近傍で自動変速機の回転軸と接続されていることを特徴とする自動変速機。
5. 前記請求項２から請求項４のいずれか１つに記載の自動変速機において、
   前記接続部材は、内周部に前記クラッチドラム側に突出するボス部を備え、前記クラッチドラムの底壁部の内周部は該ボス部に嵌合されていることを特徴とする自動変速機。
6. 前記請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の自動変速機において、
   前記プラネタリギヤセットは、常時減速プラネタリギヤセットであることを特徴とする自動変速機。

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