JP2611710B2 - 自動変速機のクラッチピストン構造 - Google Patents

自動変速機のクラッチピストン構造

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JP2611710B2
JP2611710B2 JP3208852A JP20885291A JP2611710B2 JP 2611710 B2 JP2611710 B2 JP 2611710B2 JP 3208852 A JP3208852 A JP 3208852A JP 20885291 A JP20885291 A JP 20885291A JP 2611710 B2 JP2611710 B2 JP 2611710B2
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祐二 林
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00Fluid-actuated clutches
    • F16D25/06Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch
    • F16D25/062Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces
    • F16D25/063Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially
    • F16D25/0635Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially with flat friction surfaces, e.g. discs
    • F16D25/0638Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially with flat friction surfaces, e.g. discs with more than two discs, e.g. multiple lamellae

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  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
  • Gear-Shifting Mechanisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はクラッチ板をクラッチド
ラムの開口端部方向から押圧する、曲げモーメントを受
け易いピストンを具える自動変速機のクラッチを、コン
パクト化、軽量化することのできる、クラッチピストン
構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の従来のクラッチピストン構造と
しては、例えば図4に示すものがある。図4はクライス
ラー社のA604型自動変速機の一部を表したものであり、
米国特許第4935872 号明細書のFig 1Bの入力軸の右端部
近傍に配置したクラッチの部分に相当する。このA604型
自動変速機においては、入力軸50に対し最外周に部材5
1, 52を介して回転部材(ピストン)53を結合し、回転
部材53の内周寄に回転部材54, 55を配置し、入力軸50に
回転部材54, 55をクラッチ56, 57で夫々結合可能にして
ある。また回転部材53に遊星歯車組58の構成要素をクラ
ッチ59で結合可能にするとともに、回転部材54の内周寄
端部に軸60を結合し、さらに回転部材55に遊星歯車組58
の構成要素を結合してある。このA604型自動変速機はピ
ストン61の図示右方向へのストロークに伴いクラッチ56
が締結されて入力軸50および回転部材54間を駆動結合
し、部材52に摺動自在に支持されピストンとして機能す
る回転部材53の図示左方向の選択的ストロークに伴いク
ラッチ57が締結されて入力軸50および回転部材55間を駆
動結合し、回転部材53の図示右方向の選択的ストローク
に伴いクラッチ59が締結されて入力軸50および遊星歯車
組58の構成要素間を駆動結合するようにしてある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例において
は、図4に示すように、室62に油圧を供給し、クラッチ
57を締結した場合、クラッチ締結時クラッチ反力により
生じる、ピストン53の右端部を拡げようとする力が大き
な曲げモーメントとなってピストン左端部を内周側に変
形させるように作用する。したがってピストン53の剛性
を確保し、室63の油が嵌合部から漏れないようにするに
は、ピストン53の板厚を十分厚くせざるを得ず、重量増
やクラッチスペースの増大を招く。
【0004】本発明はT字型断面形状にしたピストンの
内周面に、該ピストンの変形防止用の部材を嵌合し、こ
の部材によって遠心油圧を発生する室を画成することに
より、上述した問題を解決することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
の自動変速機のクラッチピストン構造は、クラッチ板を
クラッチドラムの開口端部方向から押圧するピストンを
具える、自動変速機のクラッチにおいて、前記ピストン
をT字型断面形状にしてクラッチ板を収容する空間と対
抗する空間を形成し、該空間内に遠心油圧を発生する室
を画成する部材を嵌合して成ることを特徴とするもので
ある。
【0006】
【作用】本発明によれば、例えば前記自動変速機は、入
力軸および出力軸を同軸に具え、これらに同心に配して
入力軸側より順次第1,第2,第3サンギヤと、第1,
第2,第3リングギヤと、第1,第2,第3キャリアと
を有した第1,第2,第3遊星歯車組を設け、第1サン
ギヤを入力軸に、第3キャリアを出力軸に夫々結合し、
第1リングギヤを第1ブレーキにより固定可能とし、第
1キャリアを第2リングギヤに結合するとともに第2ブ
レーキにより固定可能とし、第2,第3サンギヤを第1
クラッチにより入力軸に結合可能とし、第2キャリアを
一方で第2クラッチにより入力軸に結合可能とし、他方
で第3リングギヤに結合するとともに第3ブレーキによ
り固定可能としたものであり、前記クラッチは第2クラ
ッチである構成において、クラッチ締結時、T字型断面
形状にしたピストンのドラム開口端部寄の部分に作用す
る、クラッチ反力によって生じる曲げモーメントによ
り、該ピストンのドラム開口端部と対抗する端部を内周
方向に変形させようとする力が作用するが、前記端部の
内周に部材を嵌合してあるため、またその部材により画
成される室に遠心油圧が発生するため、前記端部の内周
方向への変形は生じない。したがってピストンの板厚を
薄くしても十分な剛性を確保することができ、クラッチ
スペースの減少によるコンパクト化や軽量化を実現する
ことができる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図1は本発明の自動変速機のクラッチピスト
ン構造の第1実施例を示す部分断面図、図2は同例を用
いた自動変速機の歯車変速機構のスケルトン図、図3は
同例を用いた自動変速機の全体構成を示す図である。ま
ず、図2により本例の自動変速機全体について説明する
と、入力軸1、出力軸2およびそれらの間に位置する中
間軸3を同軸突合わせ関係に設け、これら入出力軸間に
遊星歯車変速機構を同心に配置する。遊星歯車変速機構
は、第1遊星歯車組4、第2遊星歯車組5および第3遊
星歯車組6を具えて成り、第1遊星歯車組4は、第1サ
ンギヤ4S と、第1リングギヤ4R と、これらサンギヤ
およびリングギヤに噛合するピニオン4P と、ピニオン
P を回転自在に支持する第1キャリア4C とより成る
単純遊星歯車組であり、同様に第2および第3遊星歯車
組5,6は夫々、第2および第3サンギヤ5S ,6
S と、第2および第3リングギヤ5R ,6R と、これら
サンギヤおよびリングギヤに噛合するピニオン5P ,6
P と、これらピニオンを回転自在に支持する第2および
第3キャリア5C ,6C とより成る単純遊星歯車組であ
る。
【0008】サンギヤ4S を入力軸1に結合するととも
に、サンギヤ5S ,6S をクラッチC1 により入力軸1
に結合可能にし、さらにキャリア5C をクラッチC2
より入力軸1に結合可能にする。またリングギヤ4R
第1ブレーキ(バンドブレーキ)B1 により固定可能に
するとともに、キャリア4Cおよびリングギヤ5R を第
2ブレーキB2 により固定可能にし、さらにキャリア5
C およびリングギヤ6R を第3ブレーキB3 により固定
可能にする他、キャリア6C を出力軸2に結合する。
【0009】この歯車変速機構は、前記クラッチ、ブレ
ーキ等を次表に示す組合せによって選択的に作動させる
(作動状態を○印で示す)ことにより前進第1速〜第5
速および後退(R)の変速段を得ることができる。
【0010】
【0011】次に本例の自動変速機の全体構成について
図3によって説明する。図3中1,2,3は夫々入力
軸、出力軸および中間軸を示し、これら各軸は変速機中
央部を軸方向に貫通している。入力軸1の図示左方には
トルクコンバータ7(図3にはその一部のみを表してあ
る)が配置され、入力軸1の中間部にはオイルポンプ8
が配置されている。また入力軸1の右端部近傍には、図
2のクラッチC1 ,C2 に相当する、クラッチ10, 11等
より成るクラチパックや、第1ブレーキ(バンドブレー
キ)B1 等が配置され、入力軸1の右端部は中間軸3を
回転自在に支持している。中間軸3の全体に亘って、図
示左方より第1遊星歯車組4、第2遊星歯車組5、第3
遊星歯車組6がその順序で配置され、それら遊星歯車組
の外周には第2および第3ブレーキB2 , B3 等が配置
されている。また中間軸3の右方には出力軸2が配置さ
れ、出力軸2の左端部は中間軸3を回転自在に支持して
いる。出力軸2には前記ブレーキB3 のピストン部や支
持壁等が配置される他、その最外周には変速機ケース9
が設けられている。なおこの自動変速機には、図示の各
油路に油を供給するコントロールバルブ12が第1ブレー
キB1 の外周に配置されている。
【0012】次に図1により本例の自動変速機のクラッ
チピストン構造について説明する。図1は本例のクラッ
チピストン構造の要旨部分のみを表しており、他の構成
要素の記入を省略してある。図中10, 11は夫々クラッチ
を示し、図2のクラッチC1 ,C2 に相当する。クラッ
チ10は、入力軸1にスプライン嵌合されるクラッチドラ
ム13と、クラッチドラム13に結合される複数のクラッチ
板14と、これらクラッチ板間に対応して配置され回転部
材15に結合される複数のクラッチ板16と、油圧作動時こ
れらクラッチ板を図示右方向に押圧してクラッチを締結
するピストン17と、ピストン17を解放方向(図示左方
向)に付勢するばね18と、ばね18を支持するリテーナ19
とより成るものである。またクラッチ11は、クラッチド
ラム13の内周にスプライン嵌合されるクラッチドラム20
と、クラッチドラム20に結合される複数のクラッチ板21
と、これらクラッチ板間に対応して配置され回転部材22
に結合される複数のクラッチ板23と、油圧作動時これら
クラッチ板を図示左方向に押圧してクラッチを締結す
る、T字型断面形状のピストン24と、ピストン24を解放
方向(図示右方向)に付勢するばね25と、ばね25を支持
するとともに遠心油圧を発生する室40を画成する、部材
(スプリングリテーナ)26 とより成るものである。なお
この部分には、上記クラッチ10, 11の他、入力軸支持壁
27に軸受28を介して一端を支持されるブレーキドラム29
も配置されており、これらはクラッチパックを構成す
る。またブレーキドラム29は、ピストン24より外周寄に
位置する最大径部分にブレーキバンド30を装着されると
ともに、その他端をベアリング31, 32によって支持され
ている。
【0013】次に、本例のクラッチピストン構造の作用
について説明する。クラッチ10は、室33に油圧を供給さ
れるとピストン17が図1の右方向にストロークしてクラ
ッチ板14, 16間を締結し、入力軸1の回転をクラッチド
ラム13を介して回転部材15に伝達し、回転部材15に結合
した中間軸3を回転させる。またクラッチ11は、室35に
油圧を供給されるとピストン24が図1の左方向にストロ
ークしてクラッチ板21をクラッチドラム20の開口端部方
向から押圧することによりクラッチ板21, 23間を締結
し、入力軸1の回転をクラッチドラム13,20を介して回
転部材22に伝達し、回転部材22に結合した第2キャリア
C (図示せず)を回転させる。なおピストン24の図示
右端部に結合される部材36の穴36a を貫通する回転部材
37は、第1サンギヤ4S に結合されているため、入力軸
1の回転によりサンギヤ4S は常時回転する。
【0014】ところで本例においては、上記作用をなす
クラッチ11において、T字型断面形状にしたピストン24
の、クラッチ板21を収容する空間と対抗して図1の左方
に形成される空間内に、遠心油圧を発生する室40を部材
26によって画成したため、以下に詳述するようにコンパ
クト化、軽量化が可能になった。すなわち、室35内に油
圧を供給するクラッチ11の締結時、ピストン24の図示右
端部が受けるクラッチ反力はピストン24の図示右方の部
分を外周方向に変形させようとする力となって作用し、
この力はモーメントとなってT字型断面形状のピストン
24の図示左端部を内周方向に変形させようとする力とな
るが、この力をピストン24の図示左端部内周とクラッチ
ドラム13との間に嵌合した部材26および室40内の遠心油
圧が受けるから、前記従来例のようなピストン左端部の
内周方向への変形は生じない。このため、ピストン24の
板厚を薄くしても十分な剛性を確保するとともに、遠心
油圧を発生する室内の油が嵌合部から漏れる不具合を防
止することができ、クラッチスペースの減少によりコン
パクト化、軽量化を所望の通り実現することができる。
【0015】
【発明の効果】かくして本発明の自動変速機のクラッチ
ピストン構造は上述の如く、T字型断面形状にしたピス
トンの内周面に、該ピストンの変形防止用の部材を嵌合
し、この部材によって遠心油圧を発生する室を画成した
から、クラッチ締結時、クラッチ反力によって生じる曲
げモーメントにより、該ピストンのドラム開口端部と対
抗する端部を内周方向に変形させようとする力が作用す
る際に前記端部の内周方向への変形は生じない。したが
ってピストンの板厚を薄くしても十分な剛性を確保する
ことができ、クラッチスペースの減少によるコンパクト
化や軽量化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の自動変速機のクラッチピストン構造の
第1実施例を示す部分断面図である。
【図2】同例を用いた自動変速機の、歯車変速機構のス
ケルトン図である。
【図3】同例を用いた自動変速機の、全体構成を示す図
である。
【図4】従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
1 入力軸 10 クラッチ(第1クラッチ) 11 クラッチ(第2クラッチ) 13 クラッチドラム 15 回転部材 17 ピストン 20 クラッチドラム 21 クラッチ板 22 回転部材 23 クラッチ板 24 ピストン 26 部材 33 室 35 室 40 室

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クラッチ板をクラッチドラムの開口端部
    方向から押圧するピストンを具える、自動変速機のクラ
    ッチにおいて、 前記ピストンをT字型断面形状にしてクラッチ板を収容
    する空間と対抗する空間を形成し、該空間内に遠心油圧
    を発生する室を画成する部材を嵌合して成ることを特徴
    とする自動変速機のクラッチピストン構造。
  2. 【請求項2】 前記自動変速機は、入力軸および出力軸
    を同軸に具え、これらに同心に配して入力軸側より順次
    第1,第2,第3サンギヤと、第1,第2,第3リング
    ギヤと、第1,第2,第3キャリアとを有した第1,第
    2,第3遊星歯車組を設け、第1サンギヤを入力軸に、
    第3キャリアを出力軸に夫々結合し、第1リングギヤを
    第1ブレーキにより固定可能とし、第1キャリアを第2
    リングギヤに結合するとともに第2ブレーキにより固定
    可能とし、第2,第3サンギヤを第1クラッチにより入
    力軸に結合可能とし、第2キャリアを一方で第2クラッ
    チにより入力軸に結合可能とし、他方で第3リングギヤ
    に結合するとともに第3ブレーキにより固定可能とした
    ものであり、前記クラッチは第2クラッチであることを
    特徴とする、請求項1記載の自動変速機のクラッチピス
    トン構造。
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