JP2746614B2

JP2746614B2 - 自動変速機のクラッチ支持装置

Info

Publication number: JP2746614B2
Application number: JP63283381A
Authority: JP
Inventors: 正明西田; 幹郎岩瀬
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1988-11-09
Filing date: 1988-11-09
Publication date: 1998-05-06
Anticipated expiration: 2013-05-06
Also published as: JPH02129442A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、コンパクト化が可能な自動変速機のクラッ
チ支持装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、自動変速機は、所謂シンプソン方式といわれ
る２個のシングルプラネタリギヤユニットからなる３速
自動変速機構を基本として、該３速自動変速機構に１個
のプラネタリギヤユニットからなるオーバードライブ機
構またはアンダードライブ機構を付設して前進４速の変
速段を得ている。

ところで、近年、車両のＦ・Ｆ化および高馬力化等に
より、自動変速機は、更に一層の小型化が要望されてい
ると共に、伝達トルク容量の増大化が要望されている。
しかしながら、前記自動変速機においては、変速機構の
一端から入力し直線状に他端に出力する伝動経路からな
るものであり、両ギヤユニットが分離されていることと
あいまって、軸方向に長い構成となって、上述した小型
化に対応するには限界がある。また、伝動経路の先軸部
分に出力部材が位置するため、交換・変更の容易な機構
先端部分にクラッチをまとめて配置することができず、
３速自動変速機構と４速自動変速機構とは別個に製造し
なければならない。このため、部品および組立ラインの
共通化が困難であり、多種少量生産では大幅なコストア
ップを招くことになる。

上記問題を解決するために、本出願人は既に、シング
ルプラネタリギヤユニットとデュアルプラネタリギヤユ
ニットからなり、そのキャリヤおよびサンギヤを一体に
構成し、かつ、出力部材を自動変速機構部の略中央部に
配置し、伝動系路を往復的とし、軸方向のコンパクト化
を図ることができる自動変速機を提案している（特開昭
63-145846号）。

これを第５図により説明する。

プラネタリギヤユニット２、３、該ギヤユニットの適
宜回転要素とそれぞれクラッチを介して連結する入力軸
５、所定回転要素CR₁に連結する出力部材９および適宜
回転要素R₂、S₁を係止する係止手段を有する自動変速機
構を備えている。そして、出力部材９は入力軸５を被覆
するようにして自動変速機構の略中央部に配置されてい
る。

さらに、自動変速機構が３速自動変速機構10₁の場
合、プラネタリギヤユニット２、３の軸方向外側に、第
１の（フォワード）クラッチC₁が配置されている（図の
ｌ−ｌ線下半分参照）。一方、自動変速機構が４速自動
変速機構10₂の場合、第１のクラッチC₁の更に軸方向外
側に、オーバードライブ時に作動する第３のクラッチC₀
が配置されている（図のｌ−ｌ線上半分参照）。

そして、３速自動変速機構10₁は、第６図にも示すよ
うに、シングルプラネタリギヤユニット２とデュアルプ
ラネタリギヤユニット３を備え、かつ、これら両ユニッ
ト２、３のサンギヤS₁同士およびキャリヤCR₁同士が一
体に連結されている。また、該サンギヤS₁が第１のブレ
ーキB₁にて適宜係止され、また、デュアルプラネタリギ
ヤユニット３のリングギヤR₂が第２のブレーキB₂および
ワンウェイクラッチF₁にて適宜係止される。さらに入力
軸５が第１のクラッチC₁を介してシングルプラネタリギ
ヤユニット２のリングギヤR₁に連結すると共に、第２の
クラッチC₂を介してサンギヤS₁に連結しており、またキ
ャリヤCR₁が出力部材９に連結している。

一方、４速自動変速機構10₂は、第７図にも示すよう
に、３速自動変速機構10₁に加えて、第１のクラッチC₁
の更に軸方向外側に、第３のクラッチC₀が配置されてお
り、該クラッチC₀は入力軸５とデュアルプラネタリギヤ
ユニット３のリングギヤR₂とを適宜接離し得る。

上記構成にもとずき、３速自動変速機構10₁は、第８
図に示す作動表の通りに、クラッチC₁、C₂及び係止手段
B₁、B₂、F₁の適宜作動により、前進３速・後進１速の各
変速段に変速し、また、４速自動変速機構10₂は、第４
図に示す作動表の通りに、クラッチC₁、C₂、C₀および係
止手段B₁、B₂、F₁の適宜作動により前進４速・後進１速
の各変速段に変速し、それぞれ、出力部材９から付加変
速部20₂若しくは20₁に伝達される。

〔発明が解決しようとする課題〕

第９図は上記自動変速機構の詳細な構造を示してい
る。第２のクラッチC₂は、中空軸53に嵌合されたサンギ
ヤインプットフランジ53aと入力軸５から立上っている
フランジ部5aとの間に介在しており、また該クラッチC₂
に対してサンギヤインプットフランジ53aの軸方向反対
側にクラッチドラム53bが配設されている。さらに、該
クラッチドラム53bには、ピストン54が嵌挿していると
共に、該ピストン54背面と止めリングとの間にスプリン
グ55が介在されており、これらにより第２のクラッチC₂
用の油圧アクチュエータを構成している。また、クラッ
チドラム53bの外周にはブレーキ用ドラム53cが固定され
ており、該ドラム53cにバンドブレーキからなる第１の
ブレーキB₁が接離可能になっている。

前記第２のクラッチC₂用の油圧アクチュエータは、ク
ラッチドラム53bが固定壁のボス部47aにベアリング80を
介して回転自在に軸支されており、固定壁のボス部47a
に形成された油路81及び82から、クラッチドラム53bと
ピストン54の間に油が供給、排出されるようになってい
る。そのために、クラッチドラム53bと固定壁のボス部4
7aとの間をシールするシールリング83が、油路82の両側
に設けられている。

しかしながら、上記従来の構造では、クラッチドラム
53bの軸受部に同軸上にベアリング80と２個のシールリ
ング83が配置されるため、クラッチドラム53bの軸方向
の長さが長くなり、トランスミッション全長が長くなる
という問題を有している。また、クラッチドラム53bの
軸方向の長さを短くするために、ベアリングの長さを短
くすると、クラッチのセンタリングが悪くなり軸受の摩
耗等が生じ、耐久性が低下するという問題もある。

本発明は上記問題を解決するものであって、軸受部の
所定の長さを確保しつつクラッチの軸方向の長さを短縮
し、トランスミッション全長を短縮することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

そのために本発明の自動変速機のクラッチ支持装置
は、トルクコンバータの出力軸に連結されプラネタリギ
ヤユニットの複数の回転要素をそれぞれクラッチを介し
て連結する入力軸、前記ギヤユニットの少なくとも１つ
の回転要素に連結する出力部材および前記ギヤユニット
の所定回転要素を係止するブレーキを備える自動変速機
において、前記クラッチは、前記ギヤユニットの一つの回転要素
に連結するクラッチドラムを有するとともに、該クラッ
チドラムの外周側にバンドブレーキを有し、クラッチド
ラムの内周側に断面コ字形状の屈曲段部を形成し、該屈曲段部の内面側には前記クラッチに油を供給、排
出する油路と該油路の両側にシールリングを有する固定
部材が挿入され、前記屈曲段部の内周側外面で前記軸受
部材を介して回転自在に支持されてなることを特徴とす
る。

［作用および発明の効果］本発明によれば、ギヤユニットの１つの回転要素に連
結するクラッチドラムの外周側にバンドブレーキを有
し、クラッチドラムの内周側に断面コ字形状の屈曲段部
が形成され、該屈曲段部の内面側には前記クラッチに油
を供給、排出する油路と該油路の両側にシールリングを
有する固定部材が挿入され、前記屈曲段部の内周側外面
で前記軸受部材を介して回転自在に支持されているた
め、クラッチドラムの軸方向の長さを短縮しつつ、バン
ドブレーキの幅方向のより中央側でクラッチドラムを支
持できるため、バンドブレーキが作動するときのクラッ
チドラムのがたつきなどを十分に低減させることができ
る。また、固定部材に油路、シールリング用の溝の加工
が容易になると共に、屈曲段部の軸受部分も内周側の外
面のため加工が容易となる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第２図において、本発明が適用される自動変速機はト
ルクコンバータ部Ａ、４速自動変速機構部Ｂ、出力歯車
機構部Ｃおよび差動歯車機構部Ｄからなっている。これ
らの各機構部は互いに接合して一体に構成されるトラン
スミッションケース２、３、４内に収納され、ケース３
の上部にバルブボディ１が配設されている。トルクコン
バータ部Ａは、トルクコンバータ５および遠心式のロッ
クアップクラッチ６からなり、エンジンの回転をトルク
コンバータ５内の油流またはロックアップクラッチ６に
よる機械的接続を介して自動変速機構部Ｂ内の入力軸８
に伝達する。また、トルクコンバータ部Ａと自動変速機
構部Ｂとの間にはオイルポンプ７が設置されている。

４速自動変速機構部Ｂには、入力軸８に回転自在に支
持される中空軸11が嵌合され、入力軸８また中空軸11の
外周にエンジン出力側から順に、第２のクラッチC₂およ
び第１のブレーキB₁、出力ギヤ９、ワンウェイクラッチ
F₁、プラネタリギヤユニット10、第２のブレーキB₂、第
１のクラッチC₁、オーバードライブ用クラッチC₀が配置
されている。

また、出力歯車機構部Ｃは、トランスミッションケー
ス３と４の間にベアリング81、82により回転自在に支持
されているカウンタシャフト83を有し、該シャフト83上
には出力ギヤ９と噛合うカウンタドリブンギヤ85および
ディファレンシャルドライブギヤ86が固定されている。
また、差動歯車機構部Ｄは、ディファレンシャルギヤユ
ニット87およびリングギヤマウントケース89を備え、該
マウントケース89は前記ディファレンシャルドライブギ
ヤ86と噛合うリングギヤ90を有し、ディファレンシャル
ギヤユニット87のデフピニオン91を支持してデフキャリ
ヤを構成している。そして、ディファレンシャルギヤユ
ニット87は、該デフピニオン91と噛合う左右のサイドギ
ヤ92、93を有し、これらサイドギヤ92、93から左右の車
輪に動力が伝達される。

次に、第１図および第３図により４速自動変速機構Ｂ
の詳細について説明する。

プラネタリギヤユニット10は、シングルプラネタリギ
ヤユニット12とデュアルプラネタリギヤユニット13から
なり、シングルプラネタリギヤユニット12は、中空軸11
に形成されたサンギヤS₁、リングギヤR₁およびこれらギ
ヤに噛合う第１のピニオンP₁を支持したキャリヤCR₁か
らなり、また、デュアルプラネタリギヤユニット13は、
第２のピニオンP₂と第３のピニオンP₃を有し、第２のピ
ニオンP₂がサンギヤS₂および第３のピニオンP₃と噛合
い、第３のピニオンP₃が第２のピニオンP₂およびリング
ギヤR₂と噛合い、これら各ギヤを互いに噛合するように
支持するキャリヤCR₁からなる。そして、これら両ギヤ
ユニット12、13は、サンギヤS₁、S₂が中空軸11に一体に
形成され、また、キャリヤCR₁も一体に形成されてい
る。

次に本発明の特徴であるクラッチ支持装置について説
明する。

第２のクラッチC₂は、中空軸11にスプライン結合され
たサンギヤインプットフランジ15と入力軸８から立上っ
ているフランジ部16との間に介在しており、また該クラ
ッチC₂に対してサンギヤインプットフランジ15の軸方向
反対側にクラッチドラム17が配設されている。さらに、
該クラッチドラム17には、ピストン19が嵌挿していると
共に、該ピストン19背面と止めリングとの間にスプリン
グ20が介在されており、これらにより第２のクラッチC₂
用の油圧アクチュエータを構成している。

前記クラッチドラム17の入力軸８側に断面コ字形状の
屈曲段部21が形成されており、屈曲段部21の内周側外面
で軸受部材であるベアリングまたはブッシュ22を介して
固定軸23に回転自在に配設されている。該屈曲段部21の
幅は軸受部材の幅よりも狭小に形成されている。また、
固定軸23に結合されている固定壁25には固定リング26が
固定されていて、該固定リング26が前記クラッチドラム
17の屈曲段部21の内面側に挿入されクラッチドラム17を
支持している。さらに、クラッチドラム17と固定リング
26との間をシールするシールリング27が、油路29の両側
に設けられている。そして、固定壁25に形成された油路
（図示せず）から、油路29を経てクラッチドラム17とピ
ストン19の間に油が供給、排出されるようになってい
る。

従って、上記クラッチ支持装置においては、クラッチ
ドラム17の断面コ字形状の屈曲段部21内に固定部材26が
挿入されているため、クラッチドラム17の軸方向の長さ
がその分だけ短縮され、トランスミッション全長を短縮
することができる。また、油路29、シールリング27用の
溝、固定軸23の軸受部分の加工が容易になると共に、ク
ラッチクラッチドラム17の軸受部材22により支持される
軸受部分が屈曲段部21の内周側の外面のため軸受部分の
加工が容易となる。さらに、屈曲段部21の内周側外面で
軸受部材22により回転自在に支持する構造のため、クラ
ッチドラム17の軸受部の長さも確保することができる。

さらに各部の構造について説明する。

クラッチドラム17の外周にはブレーキ用ドラム30が固
定されており、該ドラム30にバンドブレーキからなる第
１のブレーキB₁が接離可能になっている。

また、自動変速機構部Ｂの略中央部には、出力ギヤ９
が配設され、該出力ギヤ９にはボス部9aが設けられてい
る。該ボス部9aの内周は、キャリヤCR₁とスプライン結
合され、該ボス部9aの外周は、トランスミッションケー
ス３に一体に形成されている隔壁3aにベアリング31を介
して回転自在にかつ軸方向移動不能に支持されている。
該ベアリング31は、隔壁3aにスプライン結合されている
アウタレース32およびスペーサ33を介在した２個のイン
ナレース35を有するダブルテーパドローラベアリングか
らなる。

さらに、該アウタレース32は軸方向に延びており、該
延長部分には第１のワンウェイクラッチF₁のインナレー
ス36が固定され、係止リング37により軸方向の移動を阻
止している。また、デュアルプラネタリギヤユニット13
のリングギヤR₂と結合して軸方向に延びてワンウェイク
ラッチF₁のアウタレース39が配置されており、これら両
レースとの間に第１のワンウェイクラッチF₁が介在して
いる。従って、該ワンウェイクラッチF₁は、デュアルプ
ラネタリギヤユニット13と隔壁3aとの間にて軸方向に並
んで、かつ該ユニット13のリングギヤR₂の略内方に配置
される。また、リングギヤR₂の内周のギヤには、支持部
材41が噛み合っており、該支持部材41の先端部両側には
２個のスラストベアリング42が配置され、該ベアリング
42がリングギヤR₂の回転により生じるスラスト力を受け
ている。さらに、支持部材41とワンウェイクラッチF₁の
アウタレース39との間にはシールリング43が設けられて
いる。

また、リングギヤR₂の外周とケース３との間にはディ
スク式の第２のブレーキB₂が介在しており、かつ隔壁3a
の１側壁面部にはシリンダが形成され、該シリンダには
ピストン44からなる油圧アクチュエータがワンウェイク
ラッチF₁との間で挟まれるように配設されている。さら
に、該ピストン44は円筒状のくし歯形状からなるアーム
を有しており、該アームはワンウェイクラッチF₁の外周
側を通って軸方向に延びて、第２のブレーキB₂を制御す
ると共に、そのくし歯部分に戻しスプリング45が配設さ
れる。

さらに、第１の（フォワード）クラッチC₁は、入力軸
８にスプライン結合されたクラッチドラム46とシングル
プラネタリギヤユニット12のリングギヤR₁の外周との間
に介在されており、該ドラム46内にはピストン47、スプ
リング49が配設されクラッチC₁用の油圧アクチュエータ
を構成している。

また、第３のクラッチC₀が、第１のクラッチC₁の径方
向外側に並んで配設されており、ハウジング２に形成さ
れたボス部2bには、クラッチドラム50が回転自在に支持
されており、該ドラム50と前記入力軸８にスプライン結
合されたクラッチドラム46との間に第３のクラッチC₀が
介在している。該クラッチドラム50内にはピストン51、
スプリング52が配設されて第３のクラッチC₀用の油圧ア
クチュエータを構成していると共に、該ドラム50の先端
部とデュアルプラネタリギヤユニット13のリングギヤR₂
とは、連結部材53にて連結されている。

次いで、上記構成からなる４速自動変速機構部Ｂの作
動を第３図に示すギヤトレーンおよび第４図に示す作動
表に沿って説明する。

エンジントルクはトルクコンバータ５またはロックア
ップクラッチ６を介して入力軸８に伝達される。そし
て、４速自動変速機構部Ｂにて、第４図に示す作動表に
よる各クラッチC₁、C₂、C₀、各ブレーキB₁、B₂およびワ
ンウェイクラッチF₁の作動にもとずき前進４速および後
進１速が得られ、該変速された回転が出力ギヤ９から出
力歯車機構部Ｃに出力される。

１速状態では第１のクラッチC₁を係合する。すると、
入力軸８の回転は、第１のクラッチC₁を介してシングル
プラネタリギヤユニット12のリングギヤR₁に伝達され、
このときデュアルプラネタリギヤユニット13のリングギ
ヤR₂はワンウェイクラッチF₁により回転が阻止されてい
るため、サンギヤS₁、S₂を逆方向に回転させながら共通
キャリヤCR₁が正方向に大幅減速回転され、該回転が出
力ギヤ９から取出される。

第２速状態では、第１のクラッチC₁の係合に加えて第
１のブレーキB₁が作動し、サンギヤS₁、S₂が第１のブレ
ーキB₁により回転が停止され、従って入力軸８からのリ
ングギヤR₁の回転は、リングギヤR₂を正方向に回転させ
ながらキャリヤCR₁を正方向に減速回転し、該回転が出
力ギヤ９から２速として取出される。

３速状態では、第１のクラッチC₁の係合に加えて第３
のクラッチC₀が係合され、入力軸８の回転がクラッチC₁
を介してシングルプラネタリギヤユニット12のリングギ
ヤR₁に伝達されると同時にクラッチC₀を介してデュアル
プラネタリギヤユニット13のリングギヤR₂に伝達され、
プラネタリギヤユニット10の各要素は一体となって回転
し、従って、キャリヤCR₁も一体に回転して出力ギヤ９
から入力軸８と同速回転が取出される。

また、４速状態では、第１のクラッチC₁を解放すると
共に、第１のブレーキB₁を作動すると、入力軸１の回転
がクラッチC₀を介してデュアルプラネタリギヤユニット
13のリングギヤR₂に伝達され、このときサンギヤS₁、S₂
が停止されているため、シングルプラネタリギヤユニッ
ト12のリングギヤR₁を増速回転させながらキャリヤCR₁
は高速回転し、該高速回転がオーバードライブとして出
力ギヤ９から取出される。

リバースレンジでは、第２のクラッチC₂および第２の
ブレーキB₂が係合し、入力軸８の回転は第２のクラッチ
C₂を介してサンギヤS₁、S₂に伝達され、このときリング
ギヤR₂が第２のブレーキB₂の制動により固定されている
ため、リングギヤR₁を逆転させながらキャリヤCR₁も逆
転し、該キャリヤCR₁の逆転が出力ギヤ９から取出され
る。

また、コースト時における１速状態では、ワンウェイ
クラッチF₁がフリー状態になるが、第１のクラッチC₁の
係合に加えて第２のブレーキB₂が係合し、該ブレーキB₂
によりリングギヤR₂が固定状態となり、１速状態が維持
されてエンジンブレーキが有効に作動する。

なお、上記実施例においては４速自動変速機を例にし
て説明しているが、３自動変速機に適用してもよいこと
は勿論である。また、上記実施例においては、第２のク
ラッチC₂を例にして説明しているが、クラッチが固定部
材に軸受部材を介して回転自在に支持されるクラッチド
ラムを有するものであればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動変速機の１実施例を示す第２図の
一部断面図、第２図は本発明の自動変速機の１実施例を
示す全体断面図、第３図は第１図における自動変速機構
部の概略図、第４図は自動変速機の作動を説明するため
の図、第５図は従来の自動変速機の全体断面図、第６図
および第７図は第５図における自動変速機構部の概略
図、第８図は第６図の自動変速機構の作動を説明するた
めの図、第９図は第５図の一部断面図である。５……トルクコンバータ、８……入力軸、９……出力部
材、10……プラネタリギヤユニット、C₂……クラッチ、
B₂……係止手段、17……クラッチドラム、21……屈曲段
部、22……軸受部材、23……固定軸、26……固定部材、
27……シールリング、29……油路。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】トルクコンバータの出力軸に連結されプラ
ネタリギヤユニットの複数の回転要素をそれぞれクラッ
チを介して連結する入力軸、前記ギヤユニットの少なく
とも１つの回転要素に連結する出力部材および前記ギヤ
ユニットの所定回転要素を係止するブレーキを備える自
動変速機において、前記クラッチは、前記ギヤユニットの一つの回転要素に
連結するクラッチドラムを有するとともに、該クラッチ
ドラムの外周側にバンドブレーキを有し、クラッチドラ
ムの内周側に断面コ字形状の屈曲段部を形成し、該屈曲段部の内面側には前記クラッチに油を供給、排出
する油路と該油路の両側にシールリングを有する固定部
材が挿入され、前記屈曲段部の内周側外面で前記軸受部
材を介して回転自在に支持されてなることを特徴とする
自動変速機のクラッチ支持装置。