JP2019095011A

JP2019095011A - 自動変速機

Info

Publication number: JP2019095011A
Application number: JP2017226277A
Authority: JP
Inventors: 喜昭伊藤; Yoshiaki Ito
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-11-24
Filing date: 2017-11-24
Publication date: 2019-06-20

Abstract

【課題】供給される作動油の油圧の変化に対するクラッチストローク量の変化の感度を低減し、回転慣性に付与する引きずりトルクの制御を容易にして、こもり音の強弱に応じた引きずりトルクを細かく調整し、燃費の悪化を抑制すること。【解決手段】クラッチドラムとピストンとの対向壁間にクラッチ係合油室が設けられた自動変速機であって、クラッチ係合油室を構成するピストンの部分に、クラッチ係合油室からの作動油が通過する貫通孔が設けられているとともに、貫通孔の作動油の流出側に貫通孔を閉塞可能な板バネが設けられ、ピストンのストローク量が所定値以上の場合に板バネが貫通孔を閉塞させるように構成されていることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、自動変速機に関する。

特許文献１には、ピストンの油圧室と反対側の表面がリターンスプリングの外周側縁部を支持し、リターンスプリングの内周側縁部がキャンセラによって支持され、キャンセラとピストンとの間には、キャンセラ油室が形成された構成を有する自動変速機が開示されている。

特開２０１７−０２５９６５号公報

上述した従来の自動変速機においては、内部の相互のギヤの間のガタによって、駆動トルク伝達経路の回転慣性が減少し、ドライブシャフトのねじりトルクの変動が大きくなり、ロックアップのこもり音が大きくなるという問題があった。そこで、ギヤのガタを詰める方法として、クラッチに引きずりトルクを作用させることによって、トルクの伝達経路に沿ってクラッチの下流側に回転慣性を負荷する方法が提案された。

しかしながら、従来の自動変速機においては、係合油圧の変化に対するクラッチストローク量の変化の感度が大きいことから、クラッチストローク量の制御は困難であった。そのため、こもり音が生じないような運転状態においても、クラッチに引きずりトルクを作用させる必要があり、燃費の向上が阻害される可能性があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、こもり音の強弱に応じてクラッチに作用させる引きずりトルクの制御を細かく調整することができ、燃費の悪化を抑制できる自動変速機を提供することにある。

上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る自動変速機は、クラッチドラムとピストンとの対向壁間にクラッチ係合油室が設けられる自動変速機であって、前記クラッチ係合油室を構成する前記ピストンの部分に、前記クラッチ係合油室からの作動油が通過する貫通孔が設けられているとともに、前記貫通孔の前記作動油の流出側に前記貫通孔を閉塞可能な板バネが設けられ、前記ピストンのストローク量が所定値以上の場合に前記板バネが前記貫通孔を閉塞させるように構成されていることを特徴とする。

本発明に係る自動変速機によれば、変速段が形成されず、ピストンのストローク量が所定値未満である場合には、貫通孔が閉塞されないことから、クラッチ係合油室に供給される作動油の油圧が変化しても、クラッチストローク量の変化を低減できるので、供給される作動油の油圧の変化に対するクラッチストローク量の変化の感度を低減でき、回転慣性に付与する引きずりトルクの制御が容易になるため、こもり音の強弱に応じて引きずりトルクを細かく調整でき、燃費の悪化を抑制することが可能となる。

図１は、本発明の一実施形態による自動変速機を示す断面図である。図２は、図１における囲み部Ａを拡大した拡大断面図である。図３は、本発明の一実施形態による自動変速機における油圧室に供給される作動油の油圧に対するピストンのストローク量の変化の一例を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する実施形態によって限定されるものではない。

まず、本発明の一実施形態による自動変速機について説明する。図１は、この一実施形態による自動変速機の断面図を示す。図２は、図１における囲み部Ａを拡大した拡大断面図である。

図１に示すように、この一実施形態による自動変速機２は、非回転部材である変速機ケースとしてのケーシング１４内に、インプットシャフト１３、少なくとも１つの遊星歯車機構２１、第１クラッチＣ１、第３クラッチＣ３、第４クラッチＣ４、および第１ブレーキＢ１を収容して構成されている。さらに、図示省略したが、自動変速機２は、ケーシング１４内に、さらに第２クラッチ、第２ブレーキ、およびさらに他の遊星歯車機構を収容して構成されている。インプットシャフト１３、遊星歯車機構２１、第１クラッチＣ１、第３クラッチＣ３、および第１ブレーキＢ１は、所定の回転軸ＲＣに対して略対称的に構成されているため、図１においては、回転軸ＲＣから下半分を省略している。

インプットシャフト１３は、回転軸ＲＣまわりに回転可能に配置されている。インプットシャフト１３は、回転軸ＲＣ方向に沿ってエンジントルクの入力側（図１中右側）に配置される回転軸１３ａを有して構成される。

遊星歯車機構２１は、ダブルピニオン型の遊星歯車機構から構成されている。遊星歯車機構２１のサンギヤ２１Ｓは、回転軸１３ａの外周に配置されている中間部材２６に連結されている。中間部材２６は、非回転部材であるケーシング１４に連結されている。これにより、サンギヤ２１Ｓは回転不能に保持されている。キャリヤ２１Ｃは、第４クラッチＣ４に連結されている。リングギヤ２１Ｒは円環状に形成され、リングギヤ２１Ｒの外周部に第１クラッチＣ１の摩擦係合要素４２および第３クラッチＣ３の摩擦係合要素６２が設けられている。

第１クラッチＣ１、第３クラッチＣ３、および第４クラッチＣ４は、この一実施形態において具体的に、湿式の多板クラッチである。多板クラッチは、インプットシャフト１３の回転軸方向に沿って配置された複数の環状ディスクおよび複数の環状プレートを有する。環状ディスクおよび環状プレートの両端面にはそれぞれ、摩擦材が取り付けられている。多板クラッチの係合状態においては、環状ディスクおよび環状プレートにインプットシャフト１３の回転軸方向に沿って押圧力が加えられ、摩擦力により動力伝達が行われる。また、多板クラッチは湿式であり、ケーシング１４内に供給され、または封入された潤滑油によって、多板クラッチが冷却および潤滑される。第１ブレーキＢ１は、摩擦クラッチであって湿式の多板ブレーキを用いて構成されている。多板ブレーキは、インプットシャフト１３の回転軸方向軸線に沿った方向に配置された複数の環状ディスクおよび複数の環状プレートを有する。多板ブレーキは、ディスクおよびプレートに軸線に沿った方向の押圧力を加えて、摩擦力によって制動力を発生するブレーキである。多板ブレーキは湿式であり、ケーシング１４内に供給または封入されている潤滑油により、多板ブレーキが冷却および潤滑される。すなわち、第１クラッチＣ１、第３クラッチＣ３、第４クラッチＣ４、および第１ブレーキＢ１はそれぞれ、摩擦係合装置として略同様の構造を有する。

第１クラッチＣ１は、クラッチドラム４１、摩擦係合要素４２、ピストン４３、板バネ４４、および油圧室４５を有して構成されている。摩擦係合要素４２は、クラッチドラム４１とリングギヤ２１Ｒとの間に設けられている。ピストン４３は、摩擦係合要素４２を押圧するように設けられている。板バネ４４は、作動油の流出側となる空間４６内において、ピストン４３を回転軸ＲＣ方向で摩擦係合要素４２から遠ざかる方向に付勢するように設けられている。クラッチ係合油室としての油圧室４５は、ピストン４３とクラッチドラム４１との対向壁間に形成される油密な空間であり、油圧制御回路（図示せず）から作動油が供給される。

クラッチドラム４１は、小径部４１ａおよび大径部４１ｂが形成された円筒状の部材から構成され、回転軸ＲＣまわりに回転可能に配置されている。クラッチドラム４１の大径部４１ｂの内周面とリングギヤ２１Ｒの外周面との間に、複数枚の摩擦プレートから構成された摩擦係合要素４２が設けられる。ピストン４３においては、回転軸ＲＣ方向に沿った摩擦係合要素４２と隣り合う位置に押圧部が設けられている。ピストン４３が回転軸ＲＣ方向に沿って摩擦係合要素６２側に移動することによって、押圧部が摩擦係合要素４２を押圧し、第１クラッチＣ１が係合状態またはスリップ係合状態（半係合状態）になる。第１クラッチＣ１が係合状態になると、クラッチドラム４１とリングギヤ２１Ｒとが連結される。

ピストン４３は、油圧室４５に供給される作動油の油圧および貫通孔４３ａを通じて流動する作動油の油圧によって制御される。すなわち、図２に示すように、ピストン４３には、油圧室４５と板バネ４４が存在する空間４６とを連通する貫通孔４３ａが設けられている。貫通孔４３ａは、油圧室４５から空間４６に向けて縮径され、作動油が通過しにくくし、適当な圧力が確保されるように構成されている。換言すると、貫通孔４３ａは、油圧室４５から空間４６に向けて作動油が通過しにくいように絞り形状の貫通穴から構成される。板バネ４４は、一部が屈曲した形状を有し、押圧されて変形された状態に応じて、貫通孔４３ａを閉塞可能に構成されている。

第３クラッチＣ３は、クラッチドラム６１、摩擦係合要素６２、ピストン６３、油圧室６４、およびスプリング（図示せず）を有して構成されている。摩擦係合要素６２は、リングギヤ２１Ｒの外周面とクラッチドラム６１の内周面との間に設けられている。ピストン６３は、摩擦係合要素６２を押圧するように設けられている。スプリング（図示せず）は、ピストン６３を回転軸ＲＣ方向に沿った摩擦係合要素６２から遠ざかる側に付勢するように設けられている。油圧室６４は、ピストン６３とクラッチドラム６１とによって囲まれて形成される油密な空間であり、油圧制御回路（図示せず）から作動油が供給される。

クラッチドラム６１は、有底円筒状に形成された部材であり、回転軸ＲＣまわりに回転可能に配置されている。摩擦係合要素６２は、複数枚の摩擦プレートから構成され、クラッチドラム６１の円筒部の内周面とリングギヤ２１Ｒの外周面との間に設けられている。ピストン６３は、回転軸ＲＣ方向に沿った摩擦係合要素６２と隣り合う位置に押圧部が設けられている。ピストン６３が回転軸ＲＣ方向に沿って摩擦係合要素６２側に移動することによって摩擦係合要素６２を押圧し、第３クラッチＣ３が係合状態または半係合状態になる。第３クラッチＣ３が係合状態になると、クラッチドラム６１とリングギヤ２１Ｒとが連結される。ピストン６３は、油圧室６４に供給される油圧によって制御される。

第４クラッチＣ４は、クラッチドラム７１、摩擦係合要素７２、ピストン７３、油圧室７４、およびスプリング（図示せず）を有して構成されている。摩擦係合要素７２は、クラッチドラム７１とキャリヤ２１Ｃとの間に設けられている。ピストン７３は、摩擦係合要素７２を押圧するように設けられている。スプリング（図示せず）は、ピストン７３を回転軸ＲＣ方向に沿って摩擦係合要素７２から遠ざかる側に付勢するように設けられている。油圧室７４は、ピストン７３とクラッチドラム７１とによって囲まれることで形成される油密な空間であり、油圧制御回路（図示せず）から作動油が供給される。

クラッチドラム７１は、二重有底円筒状に形成された部材であり、回転軸ＲＣまわりに回転可能に配置されている。摩擦係合要素７２は、複数枚の摩擦プレートから構成され、クラッチドラム７１の外周側の円筒部とキャリヤ２１Ｃに連結された円筒部材７５との間に設けられている。ピストン７３は、回転軸ＲＣ方向に沿った摩擦係合要素７２と隣り合う位置に押圧部が設けられている。ピストン７３が回転軸ＲＣ方向で摩擦係合要素７２側に移動することによって摩擦係合要素７２を押圧し、第４クラッチＣ４が係合状態または半係合状態になる。第４クラッチＣ４が係合状態になると、キャリヤ２１Ｃとクラッチドラム７１とが連結される。ピストン７３は、油圧室７４に供給される油圧によって制御される。

第１ブレーキＢ１は、連結ドラム８１、摩擦係合要素８２、ピストン８３、油圧室８４、およびスプリング（図示せず）を有して構成されている。連結ドラム８１は、クラッチドラム６１に連結されている。摩擦係合要素８２は、ケーシング１４と連結ドラム８１との間に設けられている。ピストン８３は、摩擦係合要素８２を押圧するように設けられている。スプリング（図示せず）は、ピストン８３を回転軸ＲＣ方向に沿って摩擦係合要素８２から遠ざかる方向に付勢するように設けられている。油圧室８４は、ケーシング１４とピストン８３とによって囲まれて形成される油密な空間であり、油圧制御回路（図示せず）から作動油が供給される。

連結ドラム８１は、小径部８１ａおよび大径部８１ｂが形成された円筒状の部材から構成され、回転軸ＲＣまわりに回転可能に配置されている。摩擦係合要素８２は、複数枚の摩擦プレートから構成され、連結ドラム８１の大径部８１ｂの外周面とケーシング１４の内壁面との間に設けられている。ピストン８３は、回転軸ＲＣ方向で摩擦係合要素８２と隣り合う位置に押圧部が設けられている。ピストン８３が回転軸ＲＣ方向に沿って摩擦係合要素８２側に移動することによって摩擦係合要素８２を押圧し、第１ブレーキＢ１が係合状態または半係合状態になる。第１ブレーキＢ１が係合すると、連結ドラム８１とケーシング１４とが連結され、連結ドラム８１が回転停止させられる。ピストン８３は、油圧室８４に供給される油圧によって制御される。

次に、ピストン４３の動作について説明する。図３は、油圧室４５に供給される作動油の油圧に対するピストン４３のストローク量Ｓの変化の一例を示すグラフである。図２に示すように、油圧室４５に作動油が供給されると、ピストン４３が押圧されるとともに、貫通孔４３ａを通じて作動油の一部が空間４６に流入する。これにより、油圧室４５内の作動油の付加油圧Ｐは、貫通孔４３ａが設けられていない場合に比して、低減される。すなわち、図３に示すように、油圧室４５内の油圧を増加させても、ピストン４３のストローク量Ｓが所定値Ｓ₀に達するまで、すなわち所定の油圧Ｐ₀に達するまでは、図３中領域Ｂに示すように、ピストン４３のストローク量Ｓ、すなわち第１クラッチＣ１のストローク量Ｓは緩やかに増加する。

このとき、図２に示すように、板バネ４４には、ピストン４３を介して低減された油圧Ｐが作用される。板バネ４４は、押圧されると弾性変形して屈曲する。ピストン４３のストローク量Ｓが所定値Ｓ₀以上になった段階で、板バネ４４が所定量、すなわち所定角度だけ屈曲することにより、貫通孔４３ａが閉塞される。貫通孔４３ａが閉塞されると、油圧室４５から空間４６への作動油の流入が遮断される。すなわち、作動油によって油圧室４５に作用される油圧Ｐが低減されなくなる。これにより、図３中領域Ｃに示すように、油圧室４５の油圧によって、従来と同様にしてピストン４３が押圧されて、第１クラッチＣ１のストローク量Ｓが制御されて、係合状態やスリップ係合状態（半係合状態）が制御される。

以上説明した本発明の一実施形態によれば、油圧室４５内の作動油によって油圧が作用される、第１クラッチＣ１を押圧するピストン４３の部分に貫通孔４３ａが形成されている。これにより、ピストン４３のストローク量Ｓが所定値Ｓ₀未満である場合には、貫通孔４３ａが閉塞されないため、油圧室４５に供給される作動油の油圧の変化が緩やかになり、第１クラッチＣ１のストローク量Ｓの変化を低減できる。すなわち、付加油圧Ｐの増加に伴うストローク量Ｓの増加が緩やか、換言すると鈍くなり、第１クラッチＣ１のストローク量Ｓの油圧感度を従来に比して低減できる。そのため、油圧による第１クラッチＣ１のストローク量Ｓの調整を容易に行うことができるので、第１クラッチＣ１に引きずりトルクを作用させる場合に、引きずりトルクの調整を細かく行うことができる。したがって、第１クラッチＣ１などの回転部材に付与する引きずりトルクの制御が容易になって、こもり音の強弱に応じて引きずりトルクを細かく調整できるので、燃費の悪化を抑制することが可能となる。

また、従来の自動変速機において、ピストン４３に貫通孔４３ａを設け、板バネ４４を、貫通孔４３ａを閉塞可能な屈曲形状にすればよいため、本発明を簡易な変更によって実現することが可能となる。

以上、本発明の一実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。

２自動変速機
４１，６１，７１クラッチドラム
４１ａ，８１ａ小径部
４１ｂ，８１ｂ大径部
４２，６２，７２，８２摩擦係合要素
４３，６３，７３，８３ピストン
４３ａ貫通孔
４４板バネ
４５，６４，７４，８４油圧室
４６空間
７５円筒部材
８１連結ドラム

Claims

クラッチドラムとピストンとの対向壁間にクラッチ係合油室が設けられる自動変速機であって、
前記クラッチ係合油室を構成する前記ピストンの部分に、前記クラッチ係合油室からの作動油が通過する貫通孔が設けられているとともに、前記貫通孔の前記作動油の流出側に前記貫通孔を閉塞可能な板バネが設けられ、
前記ピストンのストローク量が所定値以上の場合に前記板バネが前記貫通孔を閉塞させるように構成されている
ことを特徴とする自動変速機。