JP2768974B2 - 自動変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車等の車両に用いられ、遊星歯車変速
機構を備えた自動変速機に関し、特に、オーバドライブ
機構を備えた自動変速機に関するものである。

（従来の技術） 近年、自動車の高性能化にともない、オーバドライブ
遊星歯車変速機構を備えた自動変速機が種々研究開発さ
れている。

このオーバドライブ遊星歯車変速機構は、互いに並列
に配設されたオーバドライブダイレクトクラッチ及びワ
ンウェイクラッチを介して入力軸に接続されている。そ
して入力軸からの動力をオーバドライブして出力するよ
うになっている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、前記ワンウェイクラッチと遊星歯車変速機
構との間には、摩耗防止用のワッシャが介在している
が、このワッシャをワンウェイクラッチのアウタレース
との相対回転をなくすため回り止めを行う必要がある。

この回り止めとしては第６図に示すような方法が考え
られる。同図において、ワンウェイクラッチF₀とプラネ
タリギヤユニット13のキャリヤ18との間に設けられた摩
耗防止用ワッシャ101′の外周端に、同図（Ｂ）に示す
ようなスプラインの歯101′ａを形成し、この歯101′ａ
をオーバドライブダイレクトクラッチC₀のハブ102に形
成されたスプライン溝に嵌合させることにより、ワッシ
ャ101の回り止めを行う。なお、クラッチハブ102とキャ
リヤ18とは互いに溶接されていて、一緒に回転するよう
になっている。る。

一方、車両の大型化および高性能化等の要望により、
自動変速機の性能を向上させることが望まれる。例え
ば、オーバドライブのギヤ比を大きい値に変更しようと
することが考えられるが、ギヤ比を大きくしようとする
と、ピニオンシャフトのピッチ円の半径が大きくなる。
したがって、このピニオンシャフトを支持するキャリヤ
18に形成されるピニオンシャフトの嵌挿孔も外方へ移動
し、ちょうどクラッチハブ102に対向する位置となる。
この孔をキャリヤ18に形成するには、まずキャリヤ18に
クラッチハブ102を溶接し、その後、ドリルで孔を穿設
するようにしている。そして、ドリルでキャリヤ18に孔
を貫通させた際、ハブ102の一部も削られてしまい、ス
プライン溝がなくなる。このため、前述のワッシャ10
1′の歯101′ａが係合するところがなくなり、ワッシャ
101′の回り止めができなくなるという問題が生じる。
したがって、前述のワッシャの回り止めの方法では、オ
ーバドライブにおけるギヤ比を大きくすることは難し
い。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたももので
あって、その目的は、オーバドライブのギヤ比を大きい
値に変更しても、ワッシャの回り止めを確実に行うこと
のできる自動変速機を提供することである。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、本発明は、例えば第１〜
３図を参照して示すと、ワッシャ（101）に所定数の切
欠き（103）が設けられている一方、キャリヤ18には、
この切欠き（103）に嵌合する突起（104）が形成されて
いる。

（作用及び発明の効果） このような構成をした本発明によれば、ワッシャ（10
1）の切欠き（103）にキャリヤ（18）の突起（104）が
混合することにより、ワッシャ（101）の回り止めが確
実に行われるようになる。しかも、ワッシャ（101）は
クラッチハブ（102）に何等関係しなくなるので、クラ
ッチハブ（102）のスプラインが削られても問題はな
い。したがって、キャリア（18）に形成されるピニオン
シャフトの嵌挿孔のピッチ円の径を大きくすることがで
きるようになる。その結果、オーバドライブにおけるギ
ヤ比を任意に大きくするこが可能となる。

なお、カッコ内の符号は図面を参照するためのもので
あって、何等本発明を限定するものではない。

（実施例） 以下、本発明の自動変速機の実施例について図面を参
照しながら詳細に説明する。

第４図は本発明に係る自動変速機の一実施例を示す模
式図である。

同図から明らかなように、自動変速機１は、トルクコ
ンバータからの出力トルクが入力される入力軸12を備え
ている。また、自動変速機１は入力軸12に接続されてい
るオーバドライブプラネタリギヤユニット13を有すると
共に、フロントプラネタリギヤユニット14及びリアプラ
ネタリギヤユニット15からなる主変速ユニット16を有し
ている。

ここで、上記オーバドライブプラネタリギヤユニット
13は入力軸12に接続されていて、プラネタリピニオン17
を支持するキャリア18、入力軸12を包囲するサンギヤ1
9、及び主変速ユニット16の入力軸20に連結されるリン
グギヤ21からなっている。また、キャリア18とサンギヤ
19との間には、オーバドライブダイレクトクラッチC₀及
びワンウェイクラッチF₀がそれぞれ並列に配設されてい
る。したがって、キャリア18とサンギヤ19との間の動力
伝達は、クラッチC₀の作動時にはこのクラッチC₀を介し
て行われ、またクラッチC₀の非作動時にはワンウェイク
ラッチF₀を介して一方向にのみ行われるようになってい
る。更に、サンギヤ19とケース６との間にはオーバドラ
イブブレーキB₀が配設されている。

更に、第１図に示すように、ワンウェイクラッチF₀と
キャリヤ18との間にワッシャ101が介在している。第２
図に示すように、このワッシャ101の外周端には、４個
の切欠き103が周方向に等間隔に形成されている。ま
た、ワッシャ101には、潤滑油の通路となる溝105が４本
等間隔に形成されている。一方第３図に示すように、キ
ャリヤ18には４個の突起104が同様に等間隔に設けられ
ている。この突起104はキャリヤ18の内側から外に向け
て部分的に押圧することにより形成されている。そし
て、ワッシャ101の切欠き103にキャリヤ18の突起104が
嵌合するようにして、ワッシャ101が組み付けられてい
る。

したがって、ワッシャ101はキャリヤ18の突起104によ
って確実に回り止めがされるようになる。その場合、ワ
ッシャ101はクラッチハブ102に直接関係しないので、ク
ランプハブ102が削られたとしても、ワッシャ101の回り
止めには何等影響はない。これにより、キャリヤ18に形
成されるピニオンシャフトのピッチ円の径を大きくする
ことができ、オーバドライブにおけるギヤ比を大きくす
ることが可能となる。そして、クラッチハブ102が削ら
れた部分を通って、潤滑油が効率よくクラッチC₀および
ブレーキB₀の方へ流れるようになるので、これらクラッ
チC₀及びブレーキB₀の潤滑効果が向上する。

次に、フロントプラネタリギヤユニット14は出力軸22
に接続されていて、プラネタリピニオン23を支持するキ
ャリア24と、出力軸22を包囲する連結部材25によりリア
プラネタリギヤユニット15のサンギヤ25bと一体に構成
されているサンギヤ25aと、入力軸20にフォワードクラ
ッチC₁を介して連結するリングギヤ26とからなってい
る。また、入力軸20とサンギヤ25aの間にはダイレクト
クラッチC₂が、サンギヤ25aとケース６との間にはバン
ドブレーキからなるセカンドコーストブレーキB₁がそれ
ぞれ介在してる。

またサンギヤ25aとケース６との間には、更に、ワン
ウェイクラッチF₁を介して多板からなるセカンドブレー
キB₂が配設されている。

そしてリアプラネタリギヤユニット15は、プラネタリ
ピニオン27を支持するキャリア28、サンギヤ25b、及び
出力軸22に直結されるリングギヤ29からなっていて、キ
ャリア28とケース６との間には、1st＆RevブレーキB₃と
ワンウェイクラッチF₂が並列に配設されている。

また上記サンギヤ19とケース６との間にはオーバドラ
イブブレーキB₀が配設されている。更にサンギヤ19に近
接して、光又は磁気等の非接触式の速度センサ31がケー
ス６に設けられている。この速度センサ31は、上記オー
バドライブダイレクトクラッチC₀の接続時、すなわち１
速、２速、３速時に、入力軸12の回転速度を検出する。

一方、例えばECUやESC等の電子制御装置の制御パラメ
ータとして用いるため出力軸22の回転を検出する回転数
検出センサ33および車両速度を車速メータに伝送するた
め出力軸22の回転数を取り出す回転数検出ギヤ34が配置
されている。

次に、このように構成された自動変速機１の作用につ
いて説明する。

摩擦係合要素である前述の各クラッチC₀,C₁,C₂及び各
ブレーキB₀,B₁,B₂,B₃は、各レンジP,R,R（Ｖ≧９）,N,
D,2nd,Lにおける各変速段毎に、第５図に示す作動図に
したがってそれぞれ制御される。またそのときの各変速
段における各ワンウェイクラッチF₀,F₁,F₂の係合・解放
状態はそれぞれ同図に示すようになる。

各クラッチC₀,C₁,C₂及び各ブレーキB₀,B₂,B₃は前述の
油圧制御装置４内の４個のソレノイドバルブによって作
動制御され、また各レンジの設定は油圧制御装置４内に
設けられているマニュアルシフトバルブを操作すること
により行われる。

まず、Ｄレンジに設定された場合について説明する。

１速時では、オーバドライブダイレクトクラッチC₀及
びフォワードクラッチC₁がそれぞれ係合され、その他の
クラッチ及びブレーキは解放状態に制御される。したが
って、オーバドライブプラネタリギヤユニット13は、オ
ーバドライブダイレクトクラッチC₀を介して一体となっ
て直結状態になり、入力軸12の回転はそのまま主変速ユ
ニット16の入力軸20に伝えられる。また、主変速ユニッ
ト16では、入力軸20の回転がフォワードクラッチC₁を介
してフロントプラネタリギヤユニット14のリングギヤ26
に伝達され、更にキャリア24及び該キャリア24と一体の
出力軸22に伝達されるとともに、サンギヤ25bを介して
リアプラネタリギヤユニット15のキャリア28に左方向の
回転力を付与するが、ワンウェイクラッチF₂がキャリヤ
28のこの方向の回転を阻止阻止するため、キャリア28は
回転しない。この結果、プラネタリピニオン27が自転し
て出力軸22と一体のリングギヤ29に動力を伝達する。な
お、ワンウェイクラッチF₀はこのときのキャリア18の回
転に対して係合するように作用する。またワンウェイク
ラッチF₂はコースト時には、フリーとなる。

また２速時には、オーバドライブダイレクトクラッチ
C₀、フォワードクラッチC₁、及びセカンドブレーキB₂が
それぞれ係合され、他は解放状態に制御される。したが
って、オーバドライブプラネタリギヤユニット13は直結
状態に保持されるので、１速時と同様に入力軸12の回転
がそのまま主変速ユニット16の入力軸20に伝達される。
また、該主変速ユニット16は、入力軸20の回転がフォワ
ードクラッチC₁を介してフロントプラネタリギヤユニッ
ト14のリングギヤ26に伝わり、プラネタリピニオン23を
介してサンギヤ25aに左方向の回転力を付与する。しか
し、セカンドブレーキB₂が係合しているので、ワンウェ
イクラッチF₁がサンギヤ25aのこの方向の回転を阻止
し、サンギヤ25aは回転しない。したがって、キャリア2
4が回転し、フロントプラネタリギヤユニット14のみを
経由して２速回転が出力軸22に伝達される。

なお、ワンウェイクラッチF₁はコースト時にはフリー
となる。

更に、３速時には、オーバドライブダイレクトクラッ
チC₀、フォワードクラッチC₁、ダイレクトクラッチC₂及
びセカンドブレーキB₂が係合し、他のクラッチ及びブレ
ーキは解放状態に制御される。したがって、オーバドラ
イブプラネタリギヤユニット13は直結状態を保持し、ま
た主変速ユニット16は、フォワードクラッチC₁とダイレ
クトクラッチC₂の係合によりフロントプラネタリギヤユ
ニット14が一体の直結状態になって、入力軸20の回転は
そのまま出力軸22に伝達される。

そして４速すなわち最高速段では、フォワードクラッ
チC₁、ダイレクトクラッチC₂及びセカンドブレーキB₂が
係合状態に保持されるとともに、オーバドライブダイレ
クトクラッチC₀が解放され、かつオーバドライブブレー
キB₀が係合するように切り変え制御される。また他のブ
レーキは解放状態に保持制御される。

この状態では、サンギヤ19の回転がオーバドライブブ
レーキB₀により阻止され、しかもワンウェイクラッチF₀
がキャリア18の回転を許容するように作用するので、キ
ャリア18の回転はプラネタリピニオン17を介して増速さ
れてリングギヤ21及び入力軸20に伝達され、これらリン
グギヤ21及び入力軸20はオーバドライブ状態となる。一
方、主変速ユニット16は直結状態に保持されているの
で、この入力軸20のオーバドライブ回転は出力軸22にそ
のまま伝達され、出力軸22もオーバドラブ状態となる。

一方、ダウンシフト時は、４速−３速の場合、オーバ
ドライブダイレクトクラッチC₀が係合するとともにオー
バドライブブレーキB₀が解放され、また３速−２速の場
合、ダイレクトクラッチC₂が解放され、２速−１速の場
合、セカンドブレーキB₂が解放される。

なお、Ｄレンジ走行をしていて、運転者がマニュアル
バルブによって２速にシフトダウンする場合に、セカン
ドコーストブレーキB₁の係合を早めてシフトダウン時に
楕行しないようにすることにより、運転者に与える空走
感をなくすようにしている。

次に、2ndレンジに設定された場合の作動を説明す
る。この2ndレンジの場合、１速及び３速においては上
記Ｄレンジの場合と同様である。したがって、１速及び
３速についての説明は省略する。

２速時には、フォワードクラッチC₁、オーバドライブ
ダイレクトクラッチC₀及びセカンドブレーキB₂に加え
て、セカンドコーストブレーキB₁が係合するように制御
される。この状態では、ブレーキB₁が作動しているの
で、主変速ユニット16のサンギヤ25a,25bがロックし、
エンジンブレーキが作動するようになる。

なお、2ndレンジ走行をしていて１速から２速にシフ
トアップする場合において、セカンドコーストブレーキ
B₁の係合を遅らせてセカンドブレーキB₂とセカンドコー
ストブレーキB₁とが同時に係合しないようにすることに
より、シフトアップ時における運転者に与えられるショ
ックを小さくするようにしている。

次にＬレンジに設定された場合について説明する。

このＬレンジにおける２速は、前述した２レンジにお
ける２速時と同様である。したがって、この２速につい
ての説明は省略する。

１速時にはフォワードクラッチC₁、オーバドライブダ
イレクトクラッチC₀に加えて、1st＆RevブレーキB₃が係
合するように制御される。これにより、リアプラネタリ
ギヤユニット15のキャリア28がロックされ、エンジンブ
レーキが作動するようになる。

次に、Ｒレンジに設定された場合について説明する。

オーバドライブダイレクトクラッチC₀、ダイレクトク
ラッチC₂及びブレーキB₃が係合され、他のクラッチ及び
ブレーキは解放状態に制御される。したがって、オーバ
ドライブプラネタリギヤユニット13は直結状態となり、
入力軸12の回転は入力軸20にそのまま伝達される。主変
速ユニット16において、入力軸20の回転がダイレクトク
ラッチC₂により直接サンギヤ25a,25bに伝達される。そ
してブレーキB₃によりリアキャリア28の回転がロックさ
れているので、サンギヤ25a,25bの回転はプラネタリピ
ニオン27を介してリングギヤ29に逆回転として伝達さ
れ、出力軸22が逆転する。

車速が所定速度、例えば9km/h以上にあるときには、
マニュアルバルブをＲレンジに操作しても、ダイレクト
クラッチC2が係合されないようになっている。これによ
り、所定速度以上での走行中においては、出力軸22が逆
回転状態とはならないようにしている。

なお、本発明は前述の実施令に限定されるものではな
く、種々の設計変更が可能である。

例えば、前述の実施例では、切欠き103をワッシャ101
に、突起104をキャリヤ18にそれぞれ設けるものとして
いるが、逆に切欠きをキャリヤに、突起をワッシャにそ
れぞれ設けるようにしてもよい。また、切欠き104の形
状は、一部が開いた形状としているが、孔のような閉じ
た形状にすることもできる。更に、切欠きおよび突起の
形状も４個以外の任意の数設けることができることも言
うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動変速機の一実施例を示す要部の断
面図、第２図はワッシャの平面図、第３図はキャリヤを
示し、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は（Ａ）のIIV−IIV
線に沿う断面図、第４図は本発明に係る自動変速機の模
式図、第５図は各摩擦係合要素の作動を示す図、第６図
はオーバドライブプラネタリギヤユニットを示し、
（Ａ）はその要部断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるIV B
−IV B線に沿う断面図である。 １……自動変速機、２……トルクコンバータ、３……変
速ギヤ機構、４……油圧制御装置、５……コンバータハ
ウジング、６……ケース、８……バルブボディ、９……
オイルパン、10……ロックアップクラッチ、13……オー
バドライブプラネタリギヤユニット、14……フロントプ
ラネタリギヤユニット、15……リアプラネタリギヤユニ
ット、15……入力軸、16……主変速ユニット、18……キ
ャリア、20……入力軸、22……出力軸、101……ワッシ
ャ、102……クラッチハブ、103……切欠き、104……突
起、B₀……オーバドライブブレーキ、B₁……セカンドコ
ーストブレーキ、B₂……セカンドブレーキ、B₃……1st
＆Revブレーキ、C₀……オーバドライブダイレクトクラ
ッチ、C₁……フォワードクラッチ、C₂……ダイレクトク
ラッチ、F₀,F₁,F₂……ワンウェイクラッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 禎 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 岩月 邦裕 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−278062（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−210128（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−224761（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−125251（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−125255（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−133146（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−99127（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭63−15647（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 57/08 F16H 3/66 F16H 3/62

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】遊星歯車変速機構と、この遊星歯車変速機
   構に並設されたワンウェイクラッチとを少なくとも備え
   ている自動変速機において、 前記ワンウェイクラッチの側面に設けられたワッシャに
   切欠きまたは突起が形成されていると共に、前記遊星歯
   車変速機構のキャリヤにこの切欠きまたは突起に嵌合す
   る突起または切欠きが形成されていることを特徴とする
   自動変速機。
2. 【請求項２】前記遊星歯車変速機構はオーバドライブ機
   構の遊星歯車変速機構であり、この遊星歯車変速機構は
   そのキャリヤに動力が入力されると共に、そのリングギ
   ヤから変速後の動力が出力されるように設定されている
   ことを特徴とする請求項１記載の自動変速機。