JP2008291947A - 自動変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の構造に比べて径方向に対するコンパクト化が可能な自動変速機の実現。
【解決手段】リングギヤＲ３を有するプラネタリギヤセットＧ３と、ドラム部２９及びハブ部２７により支持される多板クラッチＬ１，Ｌ２と、前記多板クラッチを押圧して当該多板クラッチを係合させるクラッチピストン３１と、該クラッチピストンを作動させるための油圧が供給されるクラッチ油圧室３０と、を備え、前記リングギヤと前記ハブ部とが連絡された自動変速機であって、前記クラッチピストン及び前記クラッチ油圧室を、前記ハブ部若しくは当該ハブ部と連結された部材３６に配設した。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動変速機に関する。

従来の自動変速機として、特許文献１には、リングギヤとクラッチハブ部とが連絡され、クラッチピストン及びクラッチ油圧室がドラム部に設けられた自動変速機が記載されている。
国際公開第２００３／０８７６２４号（図１１）

自動変速機のコンパクト化は、当該自動変速機の構成部品や各部品毎にレイアウトを工夫し、数ミリ単位のサイズダウンを積み重ねることで実現される。

例えば、上記特許文献１のように、クラッチピストン及びクラッチ油圧室をドラム部に設けた構成では、クラッチピストンの外径がクラッチハブ部より大きいため、この部分の径方向のコンパクト化が課題となる。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされ、その目的は、従来の構造に比べて径方向に対するコンパクト化が可能な自動変速機を実現することである。

上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る第１の形態は、リングギヤを有するプラネタリギヤセットと、ドラム部及びハブ部により支持される多板クラッチと、前記多板クラッチを押圧して当該多板クラッチを係合させるクラッチピストンと、該クラッチピストンを作動させるための油圧が供給されるクラッチ油圧室と、を備え、前記リングギヤと前記ハブ部とが連絡された自動変速機であって、前記クラッチピストン及び前記クラッチ油圧室を、前記ハブ部若しくは当該ハブ部を連結された部材に配設した。この形態によれば、クラッチピストン及びクラッチ油圧室を、ドラム部に対して径方向に小さいハブ部に配設したので、従来の構造に比べて径方向に対するコンパクト化が可能となる。

また、第２の形態は、前記クラッチピストンと前記ハブ部とは、各々の周方向の複数箇所に形成された切り欠きを介して、互いに軸方向にオーバーラップして配置されている。この形態よれば、クラッチピストンをハブ部に対してオーバーラップさせた分だけ、軸方向のコンパクト化が可能となる。

また、第３の形態は、前記クラッチ油圧室は、前記ハブ部の内周側に配設される。

また、第４の形態は、前記クラッチピストンに対して前記クラッチ油圧室とは反対側には遠心バランス室が設けられ、前記遠心バランス室は、前記ハブ部の内周側に配設される
また、第５の形態は、変速機ケースから軸方向に延びるボス部を有し、前記ハブ部は、前記ボス部の外周面に回転自在に支持されるスリーブ部を有し、前記クラッチピストンは、前記ハブ部の内周面及び前記スリーブ部の外周面に対して摺接している。

また、第６の形態は、前記スリーブ部の外周面に対して軸方向へ移動不能に係止された内周部を有し、当該内周部から径方向に延設されたシールプレートを有し、前記クラッチピストンは、前記シールプレートの外周縁部に摺接する内周面を有し、前記クラッチ油圧室は、前記シールプレート、前記クラッチピストン、及び前記スリーブ部の内周面により形成されている。

これらの形態によれば、クラッチピストンや油圧室をハブ部の内周部に配置したので、軸方向のコンパクト化が可能となる。

また、第７の形態は、前記プラネタリギヤセットは、サンギヤが変速機ケースに固定されたダブルピニオンタイプのプラネタリギヤを軸支するキャリアを有し、入力軸と前記キャリアとが連結されている。この形態によれば、クラッチピストンや油圧室を、変速により回転変動のあるドラム部ではなく、入力軸の回転を常時減速されていて回転が比較的安定しているリングギヤのクラッチハブ部に配設したので、例えば、油圧室にかかる遠心力が不安定なため、作動油圧の供給や排出がスムーズにならない等の悪影響を受けにくい構造を実現できる。

本発明によれば、従来の構造に比べて径方向に対するコンパクト化が可能な自動変速機を実現することができる。

以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。

図１は、本発明に係る実施形態の自動変速機のギヤトレインを示すスケルトン図である。図２は、本実施形態のギヤトレインにより達成される変速段を示すマップである。図３は、本実施形態の自動変速機の特徴的な構成を示す部分断面図である。

図１に示すように、本実施形態の自動変速機は、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータ３から回転トルクが伝達される入力軸４と、軸方向に配列された第１乃至第３のプラネタリギヤセットＧ１〜Ｇ３と、を備えている。

第１乃至第３のプラネタリギヤセットＧ１〜Ｇ３は、それぞれ第１乃至第３サンギヤＳ１〜Ｓ３、第１乃至第３サンギヤＳ１〜Ｓ３に噛合する第１乃至第３プラネタリギヤを軸支する第１乃至第３プラネタリキャリアＭ１〜Ｍ３、第１乃至第３プラネタリギヤに噛合する内歯が形成された第１乃至第３リングギヤＲ１〜Ｒ３を備えている。

更に、この自動変速機は、入力軸４を第１のプラネタリギヤセットＧ１の第１サンギヤＳ１に係脱自在に連結するＬＯＷクラッチＣ１と、入力軸４を第２のプラネタリギヤセットＧ２の第２プラネタリキャリアＭ２に係脱自在に連結するＨＩクラッチＣ２と、第２のプラネタリギヤセットＧ２の第２サンギヤＳ２を第３のプラネタリギヤセットＧ３の第３リングギヤＲ３に係脱自在に連結するＲ３５クラッチＣ３と、第２のプラネタリギヤセットＧ２の第２サンギヤＳ２を変速機ケース１に係脱自在に固定する２／６ブレーキＢ２と、第１のプラネタリギヤセットＧ１の第１リングギヤＲ１を変速機ケース１に係脱自在に固定するＬ／ＲブレーキＢ１と、を有する。

以下では、第１のプラネタリギヤセットＧ１の各構成要素には「第１」、第２のプラネタリギヤセットＧ２の各構成要素には「第２」、第３のプラネタリギヤセットＧ３の各構成要素に「第３」の名称を付して説明する。

先ず、第１のプラネタリギヤセットＧ１について、第１プラネタリキャリアＭ１が第２リングギヤＲ２及びカウンタドライブギヤ５に常時連結され、第１リングギヤＲ１が第２プラネタリキャリアＭ２に常時連結されている。また、第１サンギヤＳ１がＬＯＷクラッチＣ１を介して入力軸４に係脱自在に連結されている。また、第１リングギヤＲ１がＬ／ＲブレーキＢ１を介して変速機ケース１に係脱自在に連結されている。また、第１リングギヤＲ１は、ワンウェイクラッチ（ＯＷＣ）Ｃ４により一方向のみに回転可能で、反対方向にはロックされて変速機ケース１に係止される。

次に、第２のプラネタリギヤセットＧ２について、第２リングギヤＲ２が第１プラネタリキャリアＭ１に常時連結され、第２プラネタリキャリアＭ２が第１リングギヤＲ１に常時連結されている。また、第２プラネタリキャリアＭ２がＨＩクラッチＣ２を介して入力軸４に係脱自在に連結されている。また、第２サンギヤＳ２がＲ３５クラッチＣ３を介して第３リングギヤＲ３に係脱自在に連結され、２／６ブレーキＢ２を介して変速機ケース１に係脱自在に連結されている。

次に、第３のプラネタリギヤセットＧ３について、第３サンギヤＳ３が変速機ケース１に固定されている。第３プラネタリキャリアＭ３が入力軸４に常時連結されている。また、第３リングギヤＲ３はＲ３５クラッチＣ３を介して第２サンギヤＳ２に係脱自在に連結されている。尚、第３プラネタリキャリアＭ３は、入力軸４の回転を減速して出力するダブルピニオンタイプのプラネタリギヤを軸支している。

更に、カウンタドライブギヤ５はカウンタドリブンギヤ６と常時噛合し、カウンタドリブンギヤ６とファイナルドライブギヤ８がカウンタシャフト７により常時連結され、ファイナルギヤ８とデフケース１１に固設されたリングギヤ９に常時噛合し、デファレンシャル装置１０からドライブシャフト１２に差動回転が出力されて、タイヤホイールが駆動される。

上記構成からなる自動変速機は、不図示の電子制御装置と油圧制御装置とにより運転者により選択された走行レンジに応じた変速段で変速を行う。

以下に、変速段の詳細について、図２を参照して説明する。

先ず、第１速（１ＳＴ）は、ＬＯＷクラッチＣ１の係合とワンウェイクラッチＣ４のロックにより達成される。尚、Ｌ／ＲブレーキＢ１は、ワンウェイクラッチＣ４と並列に配置され、マニュアルモード時に係合され、エンジンブレーキが効くことになる。第２速（２ＮＤ）は、ＬＯＷクラッチＣ１と２／６ブレーキＣ３の係合により達成される。第３速（３ＲＤ）は、ＬＯＷクラッチＣ１とＲ３５クラッチＣ３の係合により達成される。第４速（４ＴＨ）は、ＬＯＷクラッチＣ１とＨＩクラッチＣ２の係合により達成される。第５速（５ＴＨ）は、ＨＩクラッチＣ２とＲ３５クラッチＣ３の係合により達成される。第６速（６ＴＨ）は、ＨＩクラッチＣ２と２／６ブレーキＢ２の係合により達成される。最後に、後進（ＲＥＶ）は、Ｒ３５クラッチＣ３とＬ／ＲブレーキＢ１の係合により達成される。

次に、図３を参照して、本実施形態の自動変速機の特徴的な構成について説明する。

図３において、変速機ケース１内には入力軸４が配置される。変速機ケース１の軸方向のリヤ側（図中左側）の端部はリヤカバー２により閉塞される。入力軸４のリヤ側の端部は、軸受２２を介してリヤカバー２により回転自在に軸支されている。

上記リヤカバー２には、入力軸４と同軸に延びるボス部２１が形成され、このボス部２１の外周部に形成されたスプライン溝２１ａを介して第３プラネタリギヤセットＧ３の第３サンギヤＳ３が嵌合されている。この第３のプラネタリギヤセットＧ３は、プラネタリギヤセットＧ１〜Ｇ３の中で最もリヤカバー２に近接して配置され、上記第３サンギヤＳ３と、当該第３サンギヤＳ３に噛合する複数の第３ピニオンギヤＰ３と、当該第３ピニオンギヤＰ３を軸受を介して回転自在に軸支するピニオンシャフトＮ１と、当該ピニオンシャフトＮ１を支持する第３プラネタリキャリアＭ３と、当該第３ピニオンギヤＰ３に噛合する内歯ギヤを有する第３リングギヤＲ３と、を有する。

上記第３ピニオンギヤＰ３はダブルピニオンタイプのプラネタリギヤを構成している。第３プラネタリキャリアのフロント側（図中右側）Ｍ３ｆは、上記入力軸４から径方向に延びる拡径部４ａに連結され、当該入力軸４と共に常時回転する。

尚、上記第３サンギヤＳ３は、リヤ側の端面がスラスト軸受２３を介して後述するスリーブ部３６のフロント側の端面に支持され、フロント側の端面がスラスト軸受２４を介して上記拡径部４ａの側面に支持されている。また、上記拡径部４ａは、リヤ側の端面が上記スラスト軸受２４を介して上記第３サンギヤＳ３のフロント側の端面に支持され、フロント側の端面がスラスト軸受２５を介して第２サンギヤＳ２のリヤ側の端面に支持されている。

上記第３リングギヤＲ３のリヤ側の端面には、クラッチハブ部２７が溶接等により接合されている。クラッチハブ部２７は、その外周面に軸方向に複数の円盤状の回転摩擦プレートＬ１，Ｌ２を支持し、そのフロント側には、回転摩擦プレートＬ２を押圧に対して十分な強度で保持するリテイナ２７ｂが配設されている。上記回転摩擦プレートＬ１はプレートの両面に摩擦材が貼り付けられ、回転摩擦プレートＬ２はクラッチハブ部２７の両側に設けられ、ドラム部２９の回転プレートＬ３に摺接する片面だけに摩擦材が貼り付けられている。

尚、上記第３リングギヤＲ３とクラッチハブ部２７とを接合する理由は、当該第３リングギヤＲ３の外周面とクラッチハブ部２７の内周面との間に所定の隙間Ｆを形成する必要があるからであり、この隙間Ｆがクラッチハブ部２７の回転摩擦プレートＬ１，Ｌ２及び後述するドラム部２９の回転プレートＬ３を冷却するためのオイルを分配するオイル通路として機能する。

また、上記第３のプラネタリギヤセットＧ３のフロント側に隣接して第２のプラネタリギヤセットＧ２が配置されている。上記第２サンギヤＳ２は、その内径部がラジアル方向に金属ブッシュ等のすべり軸受２８を介して上記入力軸４に相対回転可能に支持されている。上記第２サンギヤＳ２には、円筒状のドラム部２９が連結され、上記クラッチハブ部２７の外周部にオーバーラップするように配置されている。上記ドラム部２９は、上記クラッチハブ部２７にオーバーラップした内周面に軸方向に複数の円盤状の金属の回転プレートＬ３を支持している。これら回転プレートＬ３は、上記クラッチハブ部２７に支持された回転摩擦プレートＬ１と交互に配置されている。上記クラッチハブ部２７の回転摩擦プレートＬ１，Ｌ２及びドラム部２９の回転プレートＬ３が、多板クラッチであるＲ３５クラッチＣ３を構成している。

Ｒ３５クラッチＣ３は、上記回転摩擦プレートＬ１，Ｌ２を、後述するクラッチ油圧室３０に設けられたクラッチピストン３１により押圧することにより係合される。上記クラッチピストン３１は、そのクラッチ油圧室３０へ供給される作動油圧を制御することで、上記回転摩擦プレートＬ１，Ｌ２と上記回転プレートＬ３とを係脱可能に構成されている。

更に、上記ドラム部２９は、上記クラッチハブ部２７にオーバーラップした外周面に軸方向に複数の円盤状の回転摩擦プレートＬ４を支持している。これら回転摩擦プレートＬ４は、変速機ケース１に支持された複数の金属の非回転プレートＬ５と交互に配置され、２／６ブレーキＢ２を構成している。なお、上記回転摩擦プレートＬ４はプレートの両面に摩擦材が貼り付けられている。

２／６ブレーキＢ２は、リヤカバー２に設けられた円筒状のブレーキピストン４１により押圧され、変速機ケース１に支持された非回転プレートＬ５が、上記回転摩擦プレートＬ４と係合することで変速機ケース１に固定される。上記ブレーキピストン４１は、リヤカバー２に形成されたボス部２ａに摺動可能に支持され、当該ボス部２ａを挟んで外周側及び内周側に２つのブレーキ油圧室４０ａ，４０ｂを形成する。また、上記ブレーキピストン４１における、上記ブレーキ油圧室４０ａ，４０ｂとは反対側には、上記ブレーキピストン４１を上記２／６ブレーキＢ２の押圧を解放する方向（図中左側）に付勢する付勢手段としてのリターンスプリング４２がリヤカバー２に支持されている。上記ブレーキピストン４１は、ブレーキ油圧室４０ａ，４０ｂへ供給される作動油圧を制御することで、上記２／６ブレーキＢ２を係脱可能に構成されている。２速と６速の時、上記２／６ブレーキＢ２は係合され、上記ドラム部２９は停止し、２速と６速以外の時、上記ドラム部２９は回転するので、例えば、２−３変速時停止状態から回転状態へ大きく変動する。

上記クラッチ油圧室３０及び上記クラッチピストン３１は、上記クラッチハブ部２７若しくは当該クラッチハブ部２７と連結された部材に配設されている。詳しくは、上記クラッチハブ部２７は、上記ボス部２１の外周面にすべり軸受３５を介して相対回転可能に支持されるスリーブ部３６を有し、上記クラッチ油圧室３０は、上記クラッチハブ部２７の内周側に配設され、上記クラッチピストン３１は、上記クラッチハブ部２７の内周面及び上記スリーブ部３６の外周面に対して摺接している。

また、上記クラッチハブ部２７の内周側における、上記クラッチピストン３１に対して上記クラッチ油圧室３０とは反対側には、上記Ｒ３５クラッチＣ３の係合時にクラッチ油圧室３０に印加される制御油圧と回転による遠心油圧のうち、回転油圧分をキャンセルして上記クラッチピストン３１の作動をバランスさせる遠心バランス室３３が配設される。遠心バランス室３３内には、上記スリーブ部３６から径方向に延びる拡径部３６ｂの内側面と上記クラッチピストン３１の内側面との間に、上記クラッチピストン３１を上記Ｒ３５クラッチＣ３の押圧を解放する方向（図中左側）に付勢する付勢手段としてのリターンスプリング３２が配設されている。

また、上記スリーブ部３６の内周部３６ａの外周面における、上記クラッチピストン３１に対して上記遠心バランス室３３とは反対側には、シールプレート３４が配設される。このシールプレート３４は、上記スリーブ部３６の内周部３６ａの外周面に対して軸方向へ移動不能に係止された内周部３４ａと、当該内周部３４ａから径方向に拡大する拡径部３４ｂと、を有し、当該拡径部３４ｂの外周縁部３４ｃがクラッチピストン３１の内周面に対してシールされると共に、シール状態を保持したまま摺接している。

上記クラッチ油圧室３０は、上記クラッチピストン３１のリヤ側の側面部と、上記シールプレート３４のフロント側の側面部と、上記スリーブ部３６の内周部３６ａの外周面とで形成される。また、遠心バランス室３３は、上記クラッチピストン３１のフロント側の側面部と、上記スリーブ部３６のリヤ側の側面部とで形成される。

そして、上記クラッチピストン３１の外周縁部３１ａと上記クラッチハブ部２７のリヤ側の端部２７ａとが、互いに周方向の複数箇所に形成されたくし歯状の切り欠きを介して、交互に軸方向にオーバーラップするように遊嵌され、上記クラッチピストン３１が上記クラッチハブ部２７に対して軸方向に相対移動可能に構成されている。

尚、上記スリーブ部３６の内周部３６ａは、リヤ側の端面がスラスト軸受３７を介してリヤカバー２に支持され、フロント側の端面がスラスト軸受２３を介して上記第３サンギヤＳ３に支持されている。

上記実施形態によれば、クラッチ油圧室３０及びクラッチピストン３１を、第２サンギヤＳ２と連絡されたドラム部２９より小径のクラッチハブ部２７に配設したので、従来の構造に比べて径方向に対するコンパクト化が可能となる。

また、クラッチピストン３１をクラッチハブ部２７に対してオーバーラップさせた分だけ、軸方向のコンパクト化が可能となる。

また、クラッチ油圧室３０やクラッチピストン３１をクラッチハブ部２７の内周部に配置したので、軸方向のコンパクト化が可能となる。

また、クラッチ油圧室３０やクラッチピストン３１を、変速により回転変動のある上記ドラム部２９ではなく、入力軸４の回転を常時減速されていて回転が比較的安定している第３リングギヤＲ３のクラッチハブ部２７に配設したので、例えば、クラッチ油圧室３０にかかる遠心力が不安定なため、作動油圧の供給や排出がスムーズにならない等の悪影響を受けにくい構造を実現できる。

本発明に係る実施形態の自動変速機のギヤトレインを示すスケルトン図である。 本実施形態のギヤトレインにより達成される変速段を示すマップである。 本実施形態の自動変速機の特徴的な構成を示す部分断面図である。

符号の説明

１ 変速機ケース
２ リヤカバー
４ 入力軸
５ カウンタドライブギヤ
６ カウンタドリブンギヤ
７ カウンタシャフト
８ ファイナルドライブギヤ
９ リングギヤ
１０ デファレンシャル装置
１１ デフケース
１２ ドライブシャフト
２１ ボス部
２２ 軸受
２３〜２５，３７ スラスト軸受
２７ クラッチハブ部
２８，３５ すべり軸受
２９ ドラム部
３０ クラッチ油圧室
３１ クラッチピストン
３２ リターンスプリング
３３ 遠心バランス室
３４ シールプレート
３６ スリーブ部
４０ａ，４０ｂ ブレーキ油圧室
４１ ブレーキピストン
４２ リターンスプリング
Ｂ１ Ｌ／Ｒブレーキ
Ｂ２ ２／６ブレーキ
Ｃ１ ＬＯＷクラッチ
Ｃ２ ＨＩクラッチ
Ｃ３ Ｒ３５クラッチ
Ｃ４ ワンウェイクラッチ
Ｇ１〜Ｇ３ 第１〜第３のプラネタリギヤセット
Ｓ１〜Ｓ３ 第１〜第３サンギヤ
Ｍ１〜Ｍ３ 第１〜第３プラネタリキャリア
Ｒ１〜Ｒ３ 第１〜第３リングギヤ
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４ 回転摩擦プレート
Ｌ３ 回転プレート
Ｌ５ 非回転プレート

Claims (7)

1. リングギヤを有するプラネタリギヤセットと、ドラム部及びハブ部により支持される多板クラッチと、前記多板クラッチを押圧して当該多板クラッチを係合させるクラッチピストンと、該クラッチピストンを作動させるための油圧が供給されるクラッチ油圧室と、を備え、前記リングギヤと前記ハブ部とが連絡された自動変速機であって、
   前記クラッチピストン及び前記クラッチ油圧室を、前記ハブ部若しくは当該ハブ部と連結された部材に配設したことを特徴とする自動変速機。
2. 前記クラッチピストンと前記ハブ部とは、各々の周方向の複数箇所に形成された切り欠きを介して、互いに軸方向にオーバーラップして配置されていることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機。
3. 前記クラッチ油圧室は、前記ハブ部の内周側に配設されることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動変速機。
4. 前記クラッチピストンに対して前記クラッチ油圧室とは反対側には遠心バランス室が設けられ、
   前記遠心バランス室は、前記ハブ部の内周側に配設されることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動変速機。
5. 変速機ケースから軸方向に延びるボス部を有し、
   前記ハブ部は、前記ボス部の外周面に回転自在に支持されるスリーブ部を有し、
   前記クラッチピストンは、前記ハブ部の内周面及び前記スリーブ部の外周面に対して摺接していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の自動変速機。
6. 前記スリーブ部の外周面に対して軸方向へ移動不能に係止された内周部を有し、当該内周部から径方向に延設されたシールプレートを有し、
   前記クラッチピストンは、前記シールプレートの外周縁部に摺接する内周面を有し、
   前記クラッチ油圧室は、前記シールプレート、前記クラッチピストン、及び前記スリーブ部の内周面により形成されていることを特徴とする請求項５に記載の自動変速機。
7. 前記プラネタリギヤセットは、サンギヤが変速機ケースに固定されたダブルピニオンタイプのプラネタリギヤを軸支するキャリアを有し、入力軸と前記キャリアとが連結されていることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機。

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