JP2800491B2 - 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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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動変速機において、遊
星歯車変速機構の構成要素の1つである第2クラッチの
クラッチピストンを別の回転部材が貫通するようにし
た、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6に示すものがある。図6は特開昭63
-235728 号公報の第3図に相当し、図中C1, C2は夫々第
1クラッチ(ハイクラッチ),第2クラッチ(ロークラ
ッチ)を示す。この従来例では、入力軸80に駆動結合さ
れるハブ81に端壁82が結合され、この端壁82に駆動結合
されるシェル83には第2クラッチC2のクラッチ板84が結
合され、これらクラッチ板84間に対応して配置されるク
ラッチ板85は出力ハブ86に結合され、さらにこれらクラ
ッチ板を押圧するピストン87は端壁82の内周およびハブ
81の外周間に摺動自在に支持される。また、ハブ81には
第1クラッチC1のクラッチ板88が結合され、これらクラ
ッチ板88間に対応して配置されるクラッチ板89は出力ハ
ブ90に結合され、さらにこれらクラッチ板を圧力板91、
フィンガ92を介して押圧する第2ピストン93は第1ピス
トン87の内周およびハブ81の外周間に摺動自在に支持さ
れる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般にクラッチの接合
剛性(クラッチフィーリング)を調整する際には、クラ
ッチピストンとクラッチ板との間にディッシュプレート
(皿ばね)を挿入する手法が用いられており、例えばデ
ィッシュプレートを一枚挿入すると図5に実線で示すよ
うな特性が得られ、ばね特性の異なるディッシュプレー
トを2枚挿入すると一点鎖線で示すような特性が得られ
る。この一点鎖線で示すような特性は、クラッチピスト
ンのストローク開始当初小さい押圧力で大きなストロー
クが得られるのでクラッチの接合剛性上最も好ましいも
のであるが、上記従来例においてディッシュプレートを
2枚挿入する構造を採用すると、クラッチの軸方向寸法
を変えずにディッシュプレートを2枚挿入したのではク
ラッチストロークが確保できなくなるため、ディッシュ
プレート2枚分の寸法増がそのままクラッチ長さに反映
されてしまい、自動変速機の軸方向寸法の増大を招く。
【0004】本発明はクラッチのピストンに設けた回転
部材貫通用の穴によって該ピストンの剛性を調整するこ
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、入力軸および
出力軸を同軸に具え、これらに同心を配して入力軸側よ
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サンギヤを回転
部材を介して入力軸に、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自動変速機において、前記第
2クラッチのピストンを前記第1クラッチのクラッチド
ラムの外周に配置し、該ピストンの押圧部に設けた穴を
前記回転部材が軸方向に貫通するようにしたことを特徴
とするものである。
【0006】
【作用】本発明によれば、第1クラッチのクラッチドラ
ムの外周に配置した第2クラッチのピストンの、押圧部
に設けた穴を、第1サンギヤを入力軸に結合する回転部
材が軸方向に貫通するようにしたから、この穴の形状を
適宜変更することにより前記ピストンの押圧部の剛性を
調整することができる。このピストン押圧部の剛性の調
整によって、1枚のディッシュプレートを使用した場合
に、図5に一定鎖線で示すような2枚のディッシュプレ
ートを使用した場合と同様のクラッチの接合剛性を、自
動変速機の軸方向寸法を増加させることなく実現するこ
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(その
際、構成要素の2重掛変えを必要すせず、1つの構成要
素の掛変えのみによって各変速に対処することができ
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
より成るクラッチパックや、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の全体に亘っで、
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詳細に説明する。図1中、図2
のクラッチC1 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、油圧作動時に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。また図2のクラッチC2 に相当するクラッチ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
チトム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で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
時ディッシュプレート70を介して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を
画成する、部材26とより成るものである。さらに第1ブ
レーキ(バンドブレーキ)B1 は、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と、そ
のブレーキドラム29の、ピストン24より外周寄に位置す
る最大径部分に装着したブレーキバンド30とを具えて成
り、ブレーキドラム29の他端はベアリング31, 32によっ
て支持されている。なおこのようにクラッチ10, 11、ブ
レーキB1 等を入力軸1上にまとめて配置したのは、遊
星歯車変速機構の摩擦要素の過半数(本例では5個中の
3個)をこの部分に集中させることにより、以下に示す
ように中間軸3上に配置すべき摩擦要素の数を減らし
て、3組の遊星歯車組4,5,6を中間軸3上にレイア
ウトし易くするためである。
【0013】ところで本例においては、自動変速機の軸
方向のコンパクト化や軽量化のため、クラッチ10および
クラッチ11を径方向に並べるとともに、これらクラッチ
のピストン17, 24を、ピストン17は内側からクラッチ板
14を押圧し、ピストン24は外側からクラッチ板21を押圧
するように軸方向に並べてクラッチパックを構成してい
るので、クラッチ11のピストン24、クラッチ板21, 23が
クラッチ10を包囲することになる。このクラッチ10のク
ラッチドラム13に結合された回転部材47は、クラッチド
ラム13を介して入力軸1とサンギヤ4S とを結合するも
のであるため、ピストン24の右端部に結合され径方向に
延在する部材 (ピストンの押圧部)46 と必然的に交差す
ることになり、何れか一方が他方を貫通するようにしな
いと図2のスケルトン図のギヤトレーンが構成できな
い。このため、回転部材47およびピストンの押圧部46を
夫々、図4(a),(b) に示す形状にすることにより、両者
の貫通構造を実現している( なお図6 の従来例において
ピストン93に結合したフィンガ92と部材94とは貫通構造
になっているが、この貫通構造は、部材94が油圧室を画
成する部材であって動力伝達部材ではないため、本例の
貫通構造とは目的、構成および効果の全く異なるもので
ある) 。
【0014】すなわち、ピストンの押圧部46は、図4
(a) の斜視図に示すように、径方向に延在する部分に4
個所の穴46a が円周方向等間隔に形成されており、穴46
a は円周方向に長穴形状にしてある。また押圧部46の中
央部46b は軸方向に突出しており、その先端はディッシ
ュプレート70に当接する。一方、回転部材47は、図4
(b)の斜視図に示すように、軸方向に延在する結合部47a
が円周方向等間隔に4個所形成されており、各結合部4
7a はピストンの穴46a 内を貫通し得る断面形状にして
ある。結合部47a の外周にはスプライン47b が形成さ
れ、このスプライン47b はクラッチドラム13の内周面に
設けたスプラインと嵌合される。また回転部材47の中央
部には、サンギヤ4S を貫入固定するための穴47c が形
成されている。なおピストンの穴46a に回転部材47の結
合部47a を貫通させて組付けると図1の状態となり、入
力軸1の回転はクラッチドラム13、回転部材47を経てサ
ンギヤ4S に伝達されるとともに、押圧部46の穴46a を
経てピストン24にも伝達される。
【0015】ピストンの押圧部46に設けた4個所の穴46
a の形状を適宜変更することにより押圧部46の剛性を調
整することができる。この剛性の調整によって、クラッ
チのストロークを確保しつつ自動変速機の軸方向寸法を
増やさずに、図5に一点鎖線で示すような特性が得ら
れ、所望のクラッチ接合剛性(クラッチフィーリング)
に調整することができる。すなわち、ディッシュプレー
ト70を押圧部46とクラッチ板21との間に挿入した場合、
押圧部46に穴46a を設けないと図5に実線で示すディッ
シュプレート70のみ(ディッシュプレート1枚使用)の
特性になるが、穴46a を設けると同図に一点鎖線で示す
ように、ディッシュプレート70にもう1枚ばね特性の異
なるディッシュプレートを追加したのと等価の特性、つ
まりディッシュプレートを2枚使用した場合の2段ばね
特性になる。この一点鎖線で示す特性によれば、クラッ
チピストンのストローク開始当初は小さな押圧力で大き
なストロークが得られ、クラッチ締結完了時には大きな
押圧力により微小ストロークするから十分な締結容量が
得られ、クラッチの接合剛性上最も好ましいものとな
る。また上記貫通構造の採用により、遊星歯車変速機構
の組付性が良好になる。
【0016】
【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、クラッチピストンに設けた
回転部材貫通用の穴によって該ピストンの剛性を調整し
たから、1枚のディッシュプレートを使用した場合に、
図5に一定鎖線で示すような2枚のディッシュプレート
を使用した場合と同様のクラッチの接合剛性を、自動変
速機の軸方向寸法を増加させることなく実現することが
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】(a),(b) は同例のクラッチピストンの貫通構造
を示す斜視図である。
【図5】同例のクラッチ接合剛性を示す特性図である。
【図6】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 2 出力軸 3 中間軸 4 第1遊星歯車組 5 第2遊星歯車組 6 第3遊星歯車組 10(C1) 第1クラッチ 11(C2) 第2クラッチ 13 クラッチドラム 24 ピストン 46 押圧部 46a 穴 47 回転部材 70 ディッシュプレート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−235728(JP,A) 特開 昭62−52249(JP,A) 特開 平2−102964(JP,A) 特開 平2−3706(JP,A) 特開 平2−89871(JP,A) 特開 平1−210624(JP,A) 特開 平2−129442(JP,A) 実開 平2−103564(JP,U) 実開 平4−56968(JP,U) 実用新案登録2507465(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16H 3/66 F16D 25/06 F16D 25/0638 F16H 57/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力軸および出力軸を同軸に具え、これ
    らに同心を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サンギヤを回転部材を介して入力軸に、
    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
    自動変速機において、前記第2クラッチのピストンを前
    記第1クラッチのクラッチドラムの外周に配置し、該ピ
    ストンの押圧部に設けた穴を前記回転部材が軸方向に貫
    通するようにしたことを特徴とする、自動変速機のクラ
    ッチピストン構造。
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