JP3704837B2

JP3704837B2 - Automatic transmission for vehicles equipped with reverse meshing brake

Info

Publication number: JP3704837B2
Application number: JP26659496A
Authority: JP
Inventors: 悟糟谷; 伸忠杉浦; 一雅塚本; 正宏早渕; 正明西田
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1996-09-18
Filing date: 1996-09-18
Publication date: 2005-10-12
Anticipated expiration: 2016-09-18
Also published as: JPH1089421A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用自動変速機に関し、特に、その変速機構中の回転要素を後進段達成のためにケースに係止するブレーキに噛合式ブレーキを採用した車両用自動変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用自動変速機において、後進段の達成時に、そのための変速機構中の所定の回転要素を係止するブレーキ手段は、一般に湿式多板の摩擦係合要素で構成されている。こうした後進用のブレーキ手段は、後進ギヤ比が比較的大きいことから、伝達されるトルクはそれだけ増幅されて大きくなり、その反力を支持するブレーキ手段にも大きなトルク吸収容量が要求されるため、摩擦係合要素の枚数が多い構成とされる。
【０００３】
ところで、湿式多板の摩擦係合要素は、非係合時には、摩擦材とセパレータプレートとの間に、所要とする係合に敏速に対応可能なように、微小な間隙を保たせてトルク伝達を絶つ構成であるため、この微小な間隙内に介在する潤滑油の連れ回りで、解放状態でも引きずりトルクを生じることを避けがたく、特に、トルク吸収容量を大きく採るために枚数を多くすると、それだけ引きずりも大きくなり、変速機構の動力伝達効率を低下させる要因となる。
【０００４】
そこで、従来、後進段達成のための所定の回転要素を噛合式係止手段すなわちドッグクラッチでケースに係止する構成が、特開平６−３２３３７７号公報に開示の技術で提案されている。この提案の技術では、ドッグクラッチと摩擦式クラッチとを直列に設け、摩擦式クラッチによってトルク伝達状態で回転している回転要素を係止するとともに、ドッグクラッチが解放している状態で摩擦式クラッチを係合することによって引きずりをなくす構成としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記提案の技術は、変速機構中の後進段達成用の回転要素が前進段達成用の回転要素を兼ねる一般的変速機構構成とされているため、上記のように、ドッグクラッチと摩擦式クラッチとを直列に配置する必要がある。こうした構成を採ると、摩擦式クラッチはトルク容量としては、従来の摩擦ブレーキと同等の容量が必要であるので、この組み合わせを後進段達成のためのブレーキ手段とみると、従来の摩擦式ブレーキに匹敵する摩擦クラッチに加え、新たなドッグクラッチを必要とすることになり、コンパクト性の面で不利である。
【０００６】
そこで、本発明は、装置の大型化を避けながら、後進段達成用のブレーキ手段を噛合式とすることで、その引きずりを本質的になくした後進用噛合ブレーキを備える車両用自動変速機を提供することを第１の目的とする。
【０００７】
ところで、上記のように、後進段達成用のブレーキ手段を噛合式とした場合、後進段達成時に所定の回転要素を係止する際に、前進段達成時のようなトルク伝達状態ではないにしても、回転要素同士の僅かな連れ回りにより、所定の回転要素が回転している場合がある。このような時に噛合式ブレーキでは、噛み合い音が発生する可能性が残る。そこで、本発明は、こうした連れ回りによる噛合音の発生を、装置の大型化を極力抑える構成で防止することを第２の目的とする。
【０００８】
また、自動変速機は、複数の係合要素を具備するものであり、それらは通常、油圧サーボで操作されるものであるから、ブレーキ手段を噛合式とした場合につても、他の係合要素と同様油圧サーボで操作されることが望ましい。従来の摩擦係合要素を操作すると同様の油圧サーボを採用可能な噛合式ブレーキ構成を得ることを第３の目的とする。
【０００９】
次に、本発明は、上記連れ回りによる噛み合い音の発生を防ぐ構成を、上記従来の摩擦係合要素を操作すると同様の油圧サーボを用いてコンパクトな構成で実現することを第４の目的とする。
【００１０】
ところで、自動変速機における後進段達成用の所定の回転要素は、プラネタリギヤの一要素となるのが通例であり、これを上記のように噛合式ブレーキで係止する構成を採ると、本来動力伝達に伴う他のギヤとの噛み合い状態に応じて、自身の調心作用で最適の心だしがなされるのが望ましい上記回転要素の調心作用を妨げる可能性が生じる。そこで、本発明は、噛合部の形状の工夫により噛合時に所定の回転要素の調心作用を妨げない後進用噛合ブレーキ構成を得ることを第５の目的とする。
【００１１】
次に、本発明は、噛合音の発生を防止する摩擦係合要素の作動と、所定の回転要素を係止する噛合部材の順序作動とすることで、噛合音の発生を確実に防止することを第６の目的とする。
【００１２】
更に、本発明は、単一の油圧サーボを用いて、噛合音の発生を防止する摩擦係合要素の作動と、所定の回転要素を係止する噛合部材の順序作動を得ることを第７の目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するため、本発明は、変速機構中に配設され、少なくとも後進段達成のための反力要素を構成する所定の回転要素と、該回転要素をケースに係止するブレーキ手段とを備える車両用自動変速機において、前記変速機構は、所定の回転要素を後進段達成のためにのみ反力要素とする変速機構とされ、所定の回転要素には、噛合部が設けられ、ブレーキ手段は、ケースに軸方可動に回り止め支持されて所定の回転要素の噛合部に係脱する噛合部材を有し、所定の回転要素は、その噛合部への噛合部材の噛合によりケースに直接回り止めされる。
【００１４】
また、上記第２の目的を達成するため、前記ブレーキ手段は、ケースに軸方向可動に回り止め支持されて所定の回転要素に摩擦係合する摩擦係合部材を有し、該摩擦係合部材は、所定の回転要素とケースとの間で前記噛合部材と並列的に配設され、噛合部材の作動に関連して作動して所定の回転要素と摩擦係合して該回転要素をケースに係止する構成とされる。
【００１５】
更に、上記第３の目的を達成するため、前記ブレーキ手段は、噛合部材を所定の回転要素に噛合させるピストンと、該噛合から解除させるリターンスプリングとを有する油圧サーボを備え、噛合部材は、油圧サーボのピストンとは別体に構成され、所定の回転要素の歯合部に噛合する歯部と、ケースに軸方向可動かつ心振れ自在に回り止め係合する連結部を有し、油圧サーボのピストンの作動により、リターンスプリングの押圧力に抗して移動し、所定の回転要素と噛合する構成とされる。
【００１６】
次に、上記第４の目的を達成するため、前記ブレーキ手段は、摩擦係合部材と噛合部材を所定の回転要素に摩擦係合及び噛合させるピストンと、該噛合及び摩擦係合から解除させるリターンスプリングとを有する油圧サーボを備え、噛合部材は、油圧サーボのピストンと別体に構成され、所定の回転要素の歯合部に噛合する歯部と、ケースに軸方向可動かつ心振れ自在に回り止め係合する連結部を有し、摩擦係合部材は、油圧サーボのピストンと別体に構成され、所定の回転要素に摩擦係合する係合部と、ケースに軸方向可動かつ心振れ自在に回り止め係合する連結部を有し、油圧サーボのピストンの作動により、リターンスプリングの押圧力に抗して移動し、所定の回転要素と摩擦係合する構成とされる。
【００１７】
次に、上記第５の目的を達成するため、前記所定の回転要素に形成された歯合部及び該歯部が嵌合する噛合部材の歯部間の歯溝は、それら各々の両側面が平行な断面矩形状に構成される。
【００１８】
次に、上記第６の目的を達成するため、前記摩擦係合部材は、所定の回転要素への噛合部材の噛合に先行して摩擦係合を開始する構成が採られる。
【００１９】
次に、上記第７の目的を達成するため、前記摩擦係合部材は、所定の回転要素に係合する摩擦面を有し、前記油圧サーボは、摩擦係合部材とピストンとの間に配設された荷重伝達スプリングを有し、噛合部材は、リターンスプリングの押圧力によりピストンに当接し、摩擦係合部材は、荷重伝達スプリングの押圧力により噛合部材に当接し、摩擦係合部材は、ピストンの作動による押圧力を荷重伝達スプリングを介して受けて所定の回転要素に摩擦係合し、その後の更なるピストンの作動により噛合部材が更に移動して、所定の回転要素に噛合する構成とされる。
【００２０】
【発明の作用及び効果】
上記請求項１又は２記載の構成では、変速機構の構成を、所定の回転要素が後進段達成のためにのみ係止されるものとし、後進段の達成と特定の前進段の達成に共用する係合要素のように、トルクが伝達されている状態での係合を不要とすることで、所定の回転要素を多板式クラッチ等の他の摩擦係合要素を介することなく、直接ケースに係止する噛合式のブレーキ構成を実現している。したがって、装置の大型化を防止しながら、後進段達成用のブレーキ解放時の引きずりを根本的になくすことができ、それにより変速機構全体について、使用頻度の高い前進段達成時の係合要素の引きずりによる駆動ロスを大幅に削減することができる。
【００２１】
更に、請求項１記載の構成では、回転要素同士の僅かな引きずりにより、所定の回転要素が回転している場合について、摩擦係合要素を介する所定の回転要素のケースへの係止で、回転を止めることで噛合音の発生を防止することができる。しかも、所定の回転要素のケースへの係止が、噛合部材を介する噛合と摩擦係合部材を介する係合により並列的に行われることになるので、後進達成のための大きな係止トルクの伝達を噛合部材に受け持たせることで、摩擦係合部材の摩擦係止部の容量を非常に小さくすることができる。したがって、噛合式のブレーキ構成を採ることにより生じる可能性のある連れ回り時の噛合音の発生を、装置の大型化を極力抑えながら防止することができる。
【００２２】
更に、請求項２記載の構成では、噛合部材と油圧サーボのピストンを別体に構成するとともに、噛合部材を径方向に所定の隙間を設けて、ケースに連結しているので、噛合部材の心振れの影響がピストンに及ぶことがないので、油圧サーボのシール性を確保するとともに、心振れに対して他への影響をなくすことができ、それにより従来の摩擦係合要素の操作に用いられているのと同様の油圧サーボ構成を用いることができる。
【００２３】
更に、請求項３記載の構成では、摩擦係合部材についても同様に、その心振れの影響がピストンに及ばないようにすることができるので、噛合音の発生を防止する構成を採りながら、従来の摩擦係合要素の操作に用いられているのと同様の油圧サーボ構成を用いることができる。
【００２４】
更に、請求項４記載の構成では所定の回転要素と噛合部材との噛合部が調心作用のない矩形歯で噛み合っているので、噛合による調心作用が生じず、所定の回転要素は、他の回転要素とのトルク伝達に伴う調心作用で心だしされて回転するので、通常プラネタリギヤからなる回転要素の無理な噛み合いによるギヤノイズなどの発生を防止することができる。
【００２５】
更に、請求項５記載の構成では、所定の回転要素に対する摩擦係合部材の係合と噛合部材の係合を順序作動とすることで、確実に、噛み合い音の発生を防止することができる。
【００２６】
更に、請求項６記載の構成では、摩擦係合部材は、スプリングを介してピストンに押圧されて所定の回転要素と係合してその回転を止め、摩擦係合開始後に噛合部材が摩擦係合部材から離脱して回転を止められた所定の回転要素に噛合する作動が単一の油圧サーボで作動で得られる。また、こうした順序作動を荷重伝達スプリングを付加する簡単な機構で実現することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿い、本発明の実施形態を説明する。図４は本発明の後進用噛合ブレーキを備える車両用自動変速機の第１実施形態を示す。先ず、機構の概略構成から説明すると、この装置は、車両のエンジンに連結されるロックアップクラッチ１１付のトルクコンバータ１２と、その出力を前進５速後進１速に変速する３つのプラネタリギヤセットＭ１，Ｍ２，Ｍ３を有する変速機構Ｍとからなる自動変速機Ｔとから構成されている。
【００２８】
この自動変速機Ｔにおける変速機構Ｍの両プラネタリギヤセットＭ１，Ｍ２の大小径の異なるピニオンギヤＰ₁，Ｐ₂は直結され、両プラネタリギヤセットＭ１，Ｍ３のそれぞれのリングギヤＲ₁，Ｒ₃とキャリアＣ₃，Ｃ₁は、相互に連結されており、プラネタリギヤセットＭ１のサンギヤＳ₁とキャリアＣ₁は入力要素とすべく、それぞれクラッチ（Ｃ−１，Ｃ−２）を介してトルクコンバータ１２のタービン軸１３に連なる入力軸１４に連結されている。また、相互に連結されたリングギヤＲ₁とキャリアＣ₃は、出力軸１５を介して出力要素としての出力ギヤ１９に連結されている。更に、プラネタリギヤセットＭ１のサンギヤＳ₁は、ブレーキ（Ｂ−１）により変速機ケース１０に係止可能とされ、プラネタリギヤセットＭ２のサンギヤＳ₂は、ブレーキ（Ｂ−２）により変速機ケース１０に係止可能とされ、プラネタリギヤセットＭ３のサンギヤＳ₃は、ブレーキ（Ｂ−３）により同じく変速機ケース１０に係止可能とされ、キャリアＣ₁に連結されたリングギヤＲ₃は、ブレーキ（Ｂ−Ｒ）により変速機ケース１０に係止可能とされている。
【００２９】
更に詳しくは、本形態において、サンギヤＳ₁は、入力軸１４の外周に嵌まるサンギヤ軸１６を介してクラッチ（Ｃ−１）に連結され、キャリアＣ₁は、入力軸１４の外周に嵌まるキャリア軸１７を介してクラッチ（Ｃ−２）に連結され、サンギヤＳ₃は、キャリア軸１７の外周に嵌まるサンギヤ軸１８を介してブレーキ（Ｂ−３）に連結されている。そして、ブレーキ（Ｂ−Ｒ）を除く各ブレーキは、バンドブレーキ構成とされ、ブレーキ（Ｂ−Ｒ）については、本発明に従い噛合式のブレーキ構成とされており、それらの油圧サーボについては図示を省略されている。なお、出力要素としての出力ギヤ１９はカウンタギヤを介して差動装置に連結されている。
【００３０】
このように構成された自動変速機Ｔは、図示しない電子制御装置及び油圧制御装置による制御の下に、各クラッチ及びブレーキに対応する油圧サーボに油圧を供給し、図５に示すように各クラッチ及びブレーキを係合（図に○印で示す）及び解放（図に無印で示す）させることで各変速段を達成する。すなわち、第１速（１ＳＴ）は、クラッチ（Ｃ−１）とブレーキ（Ｂ−３）の係合で達成される。このとき、入力軸１４の回転は、クラッチ（Ｃ−１）経由でサンギヤＳ１に入り、ブレーキ（Ｂ−３）の係合によるサンギヤＳ₃の係止で最も減速されたキャリアＣ₃の回転として出力ギヤ１９に出力される。これに対して第２速（２ＮＤ）は、クラッチ（Ｃ−２）とブレーキ（Ｂ−３）の係合で達成される。このとき、クラッチ（Ｃ−２）経由でキャリア軸１７に入った入力は、キャリアＣ₁経由でそのままリングギヤＲ₃に入り、ブレーキ（Ｂ−３）の係合で係止されたサンギヤＳ₃を反力要素とするキャリアＣ₃の差動回転として出力ギヤ１９に出力される。第３速（３ＲＤ）は、両クラッチ（Ｃ−１，Ｃ−２）の係合による第１のプラネタリギヤセットＭ１の直結で達成される。このとき入力軸１４の回転は、そのままキャリアＣ₃の回転として出力ギヤ１９に出力される。
【００３１】
この自動変速機の第４速（４ＴＨ）以上は、オーバドライブとされ、第４速（４ＴＨ）は、クラッチ（Ｃ−２）の係合と、サンギヤＳ₁を係止するブレーキ（Ｂ−１）の係合で達成される。このとき、入力軸１４の回転はキャリアＣ₁の回転に対してピニオンギヤＰ₁の自転分増速されたリングギヤＲ₁の回転としてキャリアＣ₃から出力ギヤ１９に伝達される。これに対して、第５速は、クラッチ（Ｃ−２）の係合と、ブレーキ（Ｂ−２）の係合で達成され、このとき、入力軸１４の回転はキャリアＣ₁の回転に対して、第４速達成時より大径のサンギヤＳ₂に反力をとる小径のピニオンギヤＰ₂の自転分更に増速されたリングギヤＲ₁の回転としてキャリアＣ₃から出力ギヤ１９に伝達される。
【００３２】
そして、本発明の主題に係る後進（ＲＥＶ）は、クラッチ（Ｃ−１）とブレーキ（Ｂ−Ｒ）の係合で達成される。このとき、クラッチ（Ｃ−１）を介するサンギヤＳ₁への入力に対して、ブレーキ（Ｂ−Ｒ）の係合によるリングギヤＲ₃のケース１０への係止でキャリアＣ₁の回転が止められ、ピニオンギヤＰ₁の自転による逆転の減速されたリングギヤＲ₁の回転がキャリアＣ₃経由で出力ギヤ１９から出力される。
【００３３】
こうした構成の自動変速機Ｔにおいて、本発明は、上記のように、後進段達成のために係止される所定の回転要素をリングギヤＲ₃、これを係止する後進用ブレーキをブレーキ（Ｂ−Ｒ）として適用されている。そして、後進用ブレーキは、図１〜図３にその詳細を示すように、リングギヤＲ₃との噛合によりリングギヤＲ₃をケース１０に係止する噛合式のブレーキとされている。
【００３４】
図１に詳細を示すように、噛合式ブレーキは、噛合部材３と、その操作手段としての油圧サーボ４とから構成されている。噛合部材３は、その外周側のケースへの連結部に形成された図２に示すような矩形断面、すなわち、歯の両側面が平行なスプライン歯３２をケース１０の内周面に形成された、同じく溝の両側面は平行な矩形断面のスプライン溝１１に嵌合させて、スプライン歯３２の側面とスプライン溝１１の側面との間に微小な遊びのある状態でケース１０に摺動案内されて軸方向可動な環状の部材とされ、その内周にリングギヤＲ３の外周噛合歯５１と噛み合う矩形断面の歯溝３１を形成されている。これに対して、リングギヤＲ₃の外周噛合歯５１は、リングギヤＲ₃の外周面から外径方向に張り出す矩形歯として構成されている。したがって、両者は、噛合時に、外周噛合歯５１の側面と歯溝３１の側面との間に一定の遊びが形成される噛み合いとされ、リングギヤＲ₃とピニオンギヤＰ₃との噛合によるトルク伝達時のリングギヤＲ₃の調心作用を妨げない構成とされている。更に、外周噛合歯５１と歯溝３１の相互に対峙する軸方向角部には噛み合いを容易にする切り欠き５１ａ，３１ａが付されている。
【００３５】
油圧サーボ４は、ケース１０の段差部に環状に形成された油圧シリンダ４０と、油圧シリンダ４０に軸方向摺動自在に嵌挿されたプレス材からなるＪ字状断面の環状ピストン４１と、一端をスプリングシート４３を介してケース１０にスナップリング止めされ、他端を噛合部材３に形成された位置決め穴に嵌め込んで、噛合部材３に当接支持されて、噛合部材３に復帰力を負荷する圧縮コイルスプリングからなる周方向に一定間隔で配置された複数のリターンスプリング４２とから構成されている。そして、噛合部材３は、ピストン４１とは別体とされ、噛合部材３の端面がピストン４１の先端に当接されて、相互の心振れが許容されるように配置されている。これにより、ピストン４１は、それに焼付等で取付けられたシール部材４１ａの弾性により調心するので、シール部材４１ａに偏った荷重をかけることによる該部材の耐久性の低下を防ぐことができる。
【００３６】
こうした構成からなるブレーキ手段は、油圧サーボ４のシリンダ４０に油圧を供給することで、そのピストン４１がシリンダ４０から押し出され、ピストン４１の先端に当接する噛合部材３は、リターンスプリング４２を圧縮しつつ軸方向に摺動する。やがて噛合部材３の歯溝３１とリングギヤＲ₃の外周噛合歯５１が噛み合い位置に達すると、それらの角部に形成された切り欠き５１ａ，３１ａに案内されて両者の間に多少の位相のずれがあっても円滑に噛み合いが生じ、更に噛合部材３が押し込まれることで、完全な安定した噛み合い状態に達する。こうした噛み合い状態において、上記のように歯５１の側面５１ａと歯溝３１の側面３１ａとの間に適度の遊びがあるため、リングギヤＲ₃は、噛み合い状態により回転を規制されながら、ピニオンギヤＰ₃との最適噛み合い位置に調心する適度の心振れが可能となる。
【００３７】
かくして、本第１実施形態によれば、変速機構Ｍの構成を、リングギヤＲ₃が後進段達成のためにのみ係止されるものとし、従来の構成における後進段の達成と特定の前進段の達成に共用する係合要素のように、トルクが伝達されている状態での係合を不要とすることで、リングギヤＲ₃を多板式クラッチ等の他の摩擦係合要素を介することなく、直接ケース１０に係止する噛合式のブレーキ構成を実現している。したがって、装置の大型化を防止しながら、リングギヤＲ₃が回転する全ての変速段において、後進段達成用のブレーキ（Ｂ−Ｒ）解放時の引きずりを根本的になくすことができ、それにより変速機構Ｍ全体について、使用頻度の高い前進段達成時の係合要素の引きずりによる駆動ロスを大幅に削減することができる。その余の細部構成に基づく効果は、それぞれの関連部分で既述のとおりである。
【００３８】
次に、図６は本発明の第２実施形態を示す。この形態では、噛合部材３と並列的に摩擦係合部材６が設けられている。この摩擦係合部材６は、ケース１０に軸方向可動に回り止め支持されて所定の回転要素すなわちリングギヤＲ₃に摩擦係合するものとされ、リングギヤＲ₃とケース１０との間で噛合部材３と並列的に配設され、噛合部材３の作動に関連して作動してリングギヤＲ₃と摩擦係合してリングギヤＲ₃をケース１０に係止する。
【００３９】
摩擦係合部材６は、油圧サーボ４のピストン４１と別体に構成され、リングギヤＲ₃に摩擦係合する係合部６１と、ケース１０に軸方向可動かつ心振れ自在に回り止め係合する連結部６２を有する構成とされ、その係合部６１にリングギヤＲ₃に係合する摩擦面を有する。
【００４０】
油圧サーボ４は、摩擦係合部材６とピストン４１との間に配設され、リターンスプリング４２の偏倚力より弱い荷重伝達スプリング４４を有し、噛合部材３は、リターンスプリング４２の押圧力によりピストン４１に当接し、摩擦係合部材６は、荷重伝達スプリング４４の押圧力により噛合部材３に当接している。したがって、摩擦係合部材６は、ピストン４１の作動による押圧力を荷重伝達スプリング４４を介して受けて、リングギヤＲ₃への噛合部材３の噛合に先行して摩擦係合を開始する。そして、その後のピストン４１の作動により噛合部材３が更に移動して、リングギヤＲ₃に噛合する。
【００４１】
図７はこの実施形態の摩擦係合部材の正面図である。図に示すように、この摩擦係合部材６も、その外周の連結部６２を構成するスプライン歯は、噛合部材３のスプライン歯３２と同様に断面矩形状に構成されている。この摩擦係合部材６には、周方向に一定間隔で形成された複数の窓孔６３が形成されており、これらの窓孔６３を通して櫛歯状に突出するピストン４１の先端が噛合部材３の端面に当接する。摩擦係合部材６の内周側端面の係合部６１は、リングギヤＲ₃の端面の対峙する適宜の摩擦材を貼られて、摩擦面とされている。
【００４２】
こうした構成からなるブレーキ手段は、油圧サーボ４のシリンダ４０に油圧を供給することで、そのピストン４１がシリンダ４０から押し出され、ピストン４１の先端に当接する噛合部材３は、リターンスプリング４２を圧縮しつつ軸方向に摺動する。これに伴って、摩擦係合部材６は荷重伝達スプリング４４の力で同調して移動し、やがて係合部６１の摩擦面がリングギヤＲ₃の端面に当接し、リングギヤＲ₃の回転を止める。更にピストン４１の進行は続き、摩擦係合部材６を係合位置に置いたまま該部材６から離脱して噛合部材３は前進を続ける。その後の作動は前記第１実施形態の場合と同様である。
【００４３】
かくして、本第２実施形態によれば、回転要素同士の僅かな引きずりにより、リングギヤＲ₃が回転している場合について、摩擦係合部材６を介するリングギヤＲ₃のケース１０への係止で、回転を止めることで噛合音の発生を防止することができる。しかも、リングギヤＲ₃のケース１０への係止が、噛合部材３を介する噛合と摩擦係合部材６を介する係合により並列的に行われることになるので、後進段達成のための大きな係止トルクの伝達を噛合部材３に受け持たせることで、摩擦係合部材６の摩擦係止部の容量は、小さなものでも所期の目的を達成することができる。したがって、この形態によると、上記第１実施形態による効果に加えて、噛合式のブレーキ構成を採ることにより生じる可能性のある連れ回りによる噛合音の発生を、装置の大型化を極力抑えながら防止することができる。
【００４４】
次に、図８は変速機構の変更形態を示す。この変速機構は３つのプラネタリギヤセットとそれらの変速のための回転要素に関連する３つのクラッチと３つのブレーキと、２つのワンウェイクラッチから構成されている。このトレインでは、第１のプラネタリギヤセットＭ１のキャリアＣ₁が第３のプラネタリギヤセットＭ３のリングギヤＲ₃に連結され、第３のプラネタリギヤセットＭ３のキャリアＣ₃が第２のプラネタリギヤセットＭ２のリングギヤＲ₂に連結されている。そして、入力軸１４がリングギヤＲ₁に連結されるとともに、第２のクラッチ（Ｃ−２）を介してリングギヤＲ₂に連結され、キャリアＣ₂が出力軸に連結されている。
【００４５】
キャリアＣ₁は第１のブレーキ（Ｂ−１）によりケースに係止可能とされ、キャリアＣ₃とそれに連結したリングギヤＲ₂は後進用ブレーキ（Ｂ−Ｒ）によりケースに係止可能とされ、サンギヤＳ₂及びサンギヤＳ₃はクラッチ（Ｃ−３）を介して連結・切離し可能とされるとともに、サンギヤＳ₂についてはブレーキ（Ｂ−２）によりケースに係止可能とされている。なお、図において、略号（Ｆ−１）及び（Ｆ−２）はワンウェイクラッチを示す。
【００４６】
図９は上記変速機構の係合図表を示す。この図表からもわかるように、このトレインでは、第１速（１ＳＴ）は、クラッチ（Ｃ−３）と両ブレーキ（Ｂ−１），（Ｂ−２）の係合により達成される。この場合、全てのサンギヤＳ₁，Ｓ₂，Ｓ₃はケース１０に固定され、入力軸１４からリングギヤＲ₁に入る入力が、サンギヤＳ₁に反力をとるキャリアＣ₁の回転としてリングギヤＲ₃に伝達され、同様にサンギヤＳ₃に反力をとるキャリアＣ₃の回転がリングギヤＲ₂に伝わり、更に、サンギヤＳ₂に反力をとるキャリアＣ₂の回転として、合計３段の減速による出力が出力軸１５に出力される。
【００４７】
次に、第２速（２ＮＤ）は、２つのクラッチ（Ｃ−１），（Ｃ−３）とブレーキ（Ｂ−２）の係合により達成される。この場合、クラッチ（Ｃ−１）の係合によりプラネタリギヤセットＭ１は一体回転となり、入力軸１４の回転は、一体回転のプラネタリギヤセットＭ１のキャリアＣ₁から、クラッチ（Ｃ−３）及びブレーキ（Ｂ−２）の係合による両サンギヤＳ₂，Ｓ₃の固定で、サンギヤＳ₃に反力をとるリングギヤＲ₃の回転に伴うキャリアＣ₃の回転が、サンギヤＳ₂に反力をとり、リングギヤＲ₂の回転によるキャリアＣ₂回転として、合計２段の減速がなされ、出力軸１５に出力される。
【００４８】
更に、第３速（３ＲＤ）は、２つのクラッチ（Ｃ−１），（Ｃ−２）及びブレーキ（Ｂ−２）の係合により達成される。この場合、プラネタリギヤセットＭ２のリングギヤＲ₂への入力回転が、ブレーキ（Ｂ−２）の係合によるサンギヤＳ₂固定の反力支持によるキャリアＣ₂の出力として、１段減速で出力される。
【００４９】
次の第４速（４ＴＨ）は、全てのクラッチ（Ｃ−１）〜（Ｃ−３）の係合により達成される。この場合、全プラネタリギヤセットＭ１，Ｍ２，Ｍ３は一体回転となり、入力軸１４からクラッチ（Ｃ−２）経由でリングギヤＲ₂に入る入力が、そのままキャリアＣ₂から減速されずに出力される。
【００５０】
これに対して、第５速（５ＴＨ）は、２つのクラッチ（Ｃ−２），（Ｃ−３）とブレーキ（Ｂ−１）の係合で達成される。この場合、クラッチ（Ｃ−２）の係合によりプラネタリギヤセットＭ２のリングギヤＲ₂が入力軸１４と同速回転するのに対して、サンギヤＳ₂は、プラネタリギヤセットＭ₁経由で減速されたプラネタリギヤセットＭ３のリングギヤＲ₃の回転と、クラッチ（Ｃ−２）経由の入力軸回転と同速回転するキャリアＣ₃の回転とで作りだされるサンギヤＳ₃の増速回転をクラッチ（Ｃ−３）経由で伝えられるサンギヤＳ₂の増速回転と同速回転するため、キャリアＣ₂に入力軸回転より増速されたオーバドライブ回転が出力される。
【００５１】
一方、後進（ＲＥＶ）は、リングギヤＲ₁を入力要素とし、プラネタリギヤセットＭ１のブレーキ（Ｂ−１）の係合によるサンギヤＳ₁の固定で反力をとるキャリアＣ₁の回転が、リングギヤＲ₃に入力され、それがブレーキ（Ｂ−Ｒ）の噛合によるキャリアＣ₃固定のサンギヤＳ₃の逆回転としてクラッチ（Ｃ−３）経由でサンギヤＳ₂に伝達され、ブレーキ（Ｂ−Ｒ）の噛合によるリングギヤＲ₂固定を反力として、キャリアＣ₂に出力されて、後進第１速（ＲＥＶ１）となる。なお、この場合、クラッチ（Ｃ−１）の追加係合によりプラネタリギヤセットＭ１を一体回転とすると、キャリアＣ₁の回転が減速されずに入力軸回転と同速となるため、後進第２速（ＲＥＶ２）が得られるようになる。
【００５２】
こうした変速機構構成を採る場合も、上記の作動説明から明らかなように、ブレーキ（Ｂ−Ｒ）については、後進専用のブレーキとなるため、これを噛合式ブレーキとすることで、同様の効果を得ることができる。
【００５３】
次に、図１０は変速機構の他の変更形態を示す。この形態の変速機構は、前記第１実施形態のギヤトレインと同様のものであり、ただ、第２のプラネタリギヤセットＭ２と、その制御のためのブレーキ（Ｂ−２）を除去することで、オーバドライブ段をなくして機構を簡素化し、前進４速構成とした点が相違する。更に、細部では、２つの入力クラッチ（Ｃ−１），（Ｃ−２）を共に変速機構の一側によせて配置した点が異なるが、本発明の主題とする係合要素の引きずりに関する限り本質的相違はない。
【００５４】
こうした変速機構とした場合、上記したようにオーバドライブ段、すなわち第５速（５ＴＨ）と、その達成のためのブレーキ（Ｂ−２）がなくなる点を除いては、第１実施形態の変速機構と同様の変速がなされるので、相当する各要素に同様の参照符号を付し、第１実施形態の図５に示す作動図表とそれに関連した前記作動説明の参照を以て説明に代える。
【００５５】
こうした変速機構構成を採る場合も、ブレーキ（Ｂ−Ｒ）については、後進専用のブレーキとなるため、これを噛合式ブレーキとすることで、同様の効果を得ることができる。
【００５６】
以上、本発明を噛合式ブレーキの構成を変更した２つの実施形態を、それを適用可能な３つの変速機構とともに詳説したが、本発明は、前記３種類の変速機構に限らず、種々の変速機構に適用可能なものであり、ブレーキ手段自体の構成も、特許請求の範囲の個々の請求項に記載の事項の範囲内で種々に細部の具体的な構成を変更して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における噛合式ブレーキとその関連部分を示す部分断面図である。
【図２】上記第１実施形態の噛合式ブレーキの噛合状況を示す正面図である。
【図３】図２のＡ部拡大図である。
【図４】第１実施形態の変速機構の全体構成を示すスケルトン図である。
【図５】上記変速機構の係合図表である。
【図６】本発明の第２実施形態における噛合式ブレーキとその関連部分を示す部分断面図である。
【図７】上記第２実施形態の摩擦係合部材の正面図である。
【図８】本発明を適用する変速機構の他の形態形態を示すスケルトン図である。
【図９】上記変速機構の係合図表である。
【図１０】本発明を適用する変速機構の更に他の形態を示すスケルトン図である。
【符号の説明】
Ｍ変速機構
Ｒ₃ リングギヤ（所定の回転要素）
Ｂ−Ｒブレーキ（ブレーキ手段）
３噛合部材
４油圧サーボ
６摩擦係合部材
１０ケース
３１歯溝
３２連結部
４１ピストン
４２リターンスプリング
４４荷重伝達スプリング
５１歯部（噛合部）
６１摩擦面（係合部）
６２連結部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic transmission for a vehicle, and more particularly to an automatic transmission for a vehicle that employs a meshing brake as a brake that locks a rotating element in the transmission mechanism to a case in order to achieve a reverse gear.
[0002]
[Prior art]
In an automatic transmission for a vehicle, a brake means for locking a predetermined rotating element in a speed change mechanism for achieving the reverse speed is generally composed of a wet multi-plate friction engagement element. Since such a reverse brake means has a relatively large reverse gear ratio, the transmitted torque is amplified and increased, and the brake means supporting the reaction force also requires a large torque absorption capacity. The number of friction engagement elements is large.
[0003]
By the way, when the friction engagement element of the wet multi-plate is not engaged, torque is transmitted with a minute gap between the friction material and the separator plate so that the required engagement can be promptly handled. Therefore, it is inevitable that dragging torque is generated even in the released state due to the rotation of the lubricating oil intervening in the minute gap, and in particular, if the number of sheets is increased in order to increase the torque absorption capacity, As a result, drag increases, which causes a reduction in power transmission efficiency of the speed change mechanism.
[0004]
Therefore, conventionally, a technique for locking a predetermined rotating element for achieving the reverse gear to the case by meshing locking means, that is, a dog clutch, has been proposed in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-323377. In this proposed technique, a dog clutch and a friction clutch are provided in series, and a friction clutch is used to lock a rotating element that is rotating in a torque transmission state, and the dog clutch is released. It is set as the structure which eliminates a drag by engaging.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the proposed technique, the rotation element for achieving the reverse speed in the speed change mechanism has a general speed change mechanism configuration in which the rotation element for achieving the forward speed is also used. It is necessary to arrange the clutch in series. If such a configuration is adopted, the friction clutch needs to have a torque capacity equivalent to that of the conventional friction brake. Therefore, when this combination is regarded as a brake means for achieving the reverse gear, the conventional friction brake is used. In addition to the comparable friction clutch, a new dog clutch is required, which is disadvantageous in terms of compactness.
[0006]
Accordingly, the present invention provides an automatic transmission for a vehicle having a reverse meshing brake that essentially eliminates the drag by making the brake means for achieving the reverse gear meshed while avoiding an increase in the size of the device. This is the first purpose.
[0007]
By the way, when the brake means for achieving the reverse gear is meshed as described above, when the predetermined rotating element is locked when the reverse gear is achieved, the torque transmission state is not the same as when the forward gear is achieved. In some cases, the predetermined rotating element may be rotated due to slight rotation between the rotating elements. In such a case, the meshing brake still has a possibility of generating a meshing sound. Therefore, a second object of the present invention is to prevent the generation of a meshing sound due to the accompanying rotation with a configuration that suppresses the enlargement of the apparatus as much as possible.
[0008]
The automatic transmission includes a plurality of engaging elements, which are normally operated by a hydraulic servo, so that even when the brake means is meshed, other engaging elements are used. It is desirable to operate with a hydraulic servo as well as the element. A third object is to obtain a meshing brake configuration that can employ the same hydraulic servo when a conventional frictional engagement element is operated.
[0009]
Next, a fourth object of the present invention is to realize a configuration that prevents the meshing noise due to the accompanying rotation with a compact configuration using a hydraulic servo similar to that when the conventional friction engagement element is operated. To do.
[0010]
By the way, the predetermined rotating element for achieving the reverse speed in the automatic transmission is usually an element of the planetary gear, and if this is locked with the meshing brake as described above, the power transmission is inherently performed. Depending on the state of meshing with the other gears accompanying the above, there is a possibility that the centering action of the rotating element, in which the centering action is desired to be optimally aligned, is hindered. Accordingly, a fifth object of the present invention is to obtain a reverse meshing brake configuration that does not interfere with the aligning action of a predetermined rotating element during meshing by devising the shape of the meshing portion.
[0011]
Next, according to the present invention, the operation of the friction engagement element that prevents the generation of the meshing sound and the sequential operation of the meshing member that locks the predetermined rotation element can be surely prevented from generating the meshing sound. Is the sixth purpose.
[0012]
Further, according to a seventh aspect of the present invention, a single hydraulic servo is used to obtain the operation of the friction engagement element that prevents the generation of the engagement sound and the sequential operation of the engagement member that locks the predetermined rotation element. Objective.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the first object, according to the present invention, there is provided a predetermined rotating element that is disposed in a speed change mechanism and that constitutes a reaction force element for at least achieving the reverse gear, and locks the rotating element to a case. In the vehicular automatic transmission comprising the brake means, the speed change mechanism is a speed change mechanism that uses a predetermined rotation element as a reaction force element only to achieve the reverse gear, and the predetermined rotation element is provided with a meshing portion. The brake means includes a meshing member that is supported by the case so as to be axially movable and engages / disengages with a meshing portion of a predetermined rotation element, and the predetermined rotation element is formed by meshing of the meshing member with the meshing portion. It is locked directly to the case.
[0014]
In order to achieve the second object, the brake means includes a friction engagement member that is rotatably supported by the case so as to be axially movable and frictionally engages a predetermined rotation element. Is arranged in parallel with the meshing member between the predetermined rotating element and the case, and operates in association with the operation of the meshing member to frictionally engage the predetermined rotating element to the case. It is set as the structure which latches.
[0015]
Further, in order to achieve the third object, the brake means includes a hydraulic servo having a piston for meshing the meshing member with a predetermined rotating element and a return spring for releasing the meshing. It is configured separately from the servo piston, and has a toothed portion that meshes with a meshing portion of a predetermined rotating element, and a connecting portion that engages with the case in an axially movable and swingable manner, The piston is operated to move against the pressing force of the return spring and mesh with a predetermined rotating element.
[0016]
Next, in order to achieve the fourth object, the brake means includes a piston that frictionally engages and engages the friction engagement member and the engagement member with a predetermined rotation element, and a return that releases the engagement and friction engagement. A hydraulic servo having a spring is provided, and the meshing member is configured separately from the piston of the hydraulic servo, and the tooth portion meshing with the meshing portion of a predetermined rotating element, and the case is axially movable and freely swingable. It has a coupling part that engages and engages, and the frictional engagement member is configured separately from the piston of the hydraulic servo. The engagement part frictionally engages a predetermined rotating element, and the case is movable in the axial direction and freely swingable And a connecting portion that engages with the rotation stop, and is moved against the pressing force of the return spring by the operation of the piston of the hydraulic servo, and is frictionally engaged with a predetermined rotating element.
[0017]
Next, in order to achieve the fifth object, the tooth gap between the tooth portion of the meshing member formed on the predetermined rotating element and the meshing member to which the tooth portion is fitted is provided on both side surfaces thereof. It is configured in a parallel rectangular shape.
[0018]
Next, in order to achieve the sixth object, the friction engagement member is configured to start friction engagement prior to engagement of the engagement member with a predetermined rotation element.
[0019]
Next, in order to achieve the seventh object, the friction engagement member has a friction surface that engages with a predetermined rotation element, and the hydraulic servo is disposed between the friction engagement member and the piston. The engagement member abuts on the piston by the pressing force of the return spring, the friction engagement member abuts on the engagement member by the pressing force of the load transmission spring, and the friction engagement member is A structure in which a pressing force due to the operation of the piston is received through a load transmission spring and frictionally engaged with a predetermined rotating element, and the meshing member is further moved by the subsequent operation of the piston and meshes with the predetermined rotating element; Is done.
[0020]
[Action and effect of the invention]
Claim 1 above Or 2 In the described configuration, the structure of the speed change mechanism is such that a predetermined rotation element is locked only to achieve the reverse speed, and an engagement element shared for achieving the reverse speed and achieving a specific forward speed is used. The engagement type brake that directly locks the predetermined rotating element to the case without using other friction engagement elements such as a multi-plate clutch by eliminating the need for engagement in a state where torque is transmitted. The configuration is realized. Therefore, the drag at the time of releasing the brake for achieving the reverse gear can be fundamentally eliminated while preventing an increase in the size of the device. Drive loss due to drag can be greatly reduced.
[0021]
More , Claims 1 In the configuration described above, when the predetermined rotating element is rotating due to slight drag between the rotating elements, the predetermined rotating element is engaged with the case by engaging the predetermined rotating element via the friction engagement element. Generation of sound can be prevented. In addition, the locking of the predetermined rotating element to the case is performed in parallel by the engagement via the engagement member and the engagement via the friction engagement member, so that a large engagement torque is transmitted to achieve reverse travel. By allowing the meshing member to hold the engagement, the capacity of the frictional engagement portion of the frictional engagement member can be made extremely small. Therefore, it is possible to prevent the generation of a meshing sound at the time of follow-up that may be caused by adopting a meshing type brake configuration while suppressing an increase in the size of the device as much as possible.
[0022]
Further claims 2 In the configuration described above, the meshing member and the piston of the hydraulic servo are configured separately, and the meshing member is connected to the case by providing a predetermined gap in the radial direction. Therefore, it is possible to secure the sealing performance of the hydraulic servo and eliminate the influence on other parts of the runout, which is the same as that used for the operation of the conventional frictional engagement element. The hydraulic servo configuration can be used.
[0023]
Further claims 3 In the configuration described above, the frictional engagement member can be prevented from affecting the piston in the same manner, so that the conventional frictional engagement element can be used while preventing the occurrence of meshing noise. A hydraulic servo configuration similar to that used in the operation can be used.
[0024]
Further claims 4 In the described configuration, the meshing portion between the predetermined rotating element and the meshing member meshes with a rectangular tooth having no aligning action, so that the aligning action due to the meshing does not occur, and the predetermined rotating element is in contact with other rotating elements. Since the rotation is centered by the aligning action associated with the torque transmission, it is possible to prevent the occurrence of gear noise due to the excessive meshing of the rotating element, which is usually a planetary gear.
[0025]
Further claims 5 In the configuration described above, the engagement of the friction engagement member and the engagement of the engagement member with the predetermined rotation element are sequentially operated, so that the generation of the engagement sound can be surely prevented.
[0026]
Further claims 6 In the described configuration, the friction engagement member is pressed by the piston via the spring to engage with a predetermined rotation element to stop the rotation, and after the friction engagement is started, the meshing member is detached from the friction engagement member. The operation of meshing with a predetermined rotating element whose rotation is stopped is obtained by operation with a single hydraulic servo. Further, such sequential operation can be realized by a simple mechanism to which a load transmission spring is added.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 shows a first embodiment of an automatic transmission for a vehicle provided with a reverse meshing brake of the present invention. First, the schematic structure of the mechanism will be described. This device includes a torque converter 12 with a lock-up clutch 11 connected to a vehicle engine, and three planetary gear sets M1, M1 for shifting the output thereof to five forward speeds and one reverse speed. The automatic transmission T includes a transmission mechanism M having M2 and M3.
[0028]
In this automatic transmission T, the pinion gears P having different large and small diameters of both planetary gear sets M1, M2 of the speed change mechanism M. ₁ , P ₂ Are directly connected to the ring gear R of each planetary gear set M1, M3. ₁ , R _Three And career C _Three , C ₁ Are connected to each other and the sun gear S of the planetary gear set M1. ₁ And career C ₁ Are connected to an input shaft 14 connected to the turbine shaft 13 of the torque converter 12 via clutches (C-1, C-2), respectively, as input elements. Also, the ring gears R connected to each other ₁ And career C _Three Is connected to an output gear 19 as an output element via an output shaft 15. Furthermore, the sun gear S of the planetary gear set M1 ₁ Can be locked to the transmission case 10 by the brake (B-1), and the sun gear S of the planetary gear set M2 ₂ Can be locked to the transmission case 10 by a brake (B-2), and the sun gear S of the planetary gear set M3. _Three Can be locked to the transmission case 10 by the brake (B-3). ₁ Ring gear R connected to _Three Can be locked to the transmission case 10 by a brake (BR).
[0029]
More specifically, in this embodiment, the sun gear S ₁ Is connected to the clutch (C-1) via a sun gear shaft 16 fitted on the outer periphery of the input shaft 14, and the carrier C ₁ Is connected to the clutch (C-2) via a carrier shaft 17 fitted on the outer periphery of the input shaft 14, and the sun gear S _Three Is connected to the brake (B-3) via a sun gear shaft 18 fitted on the outer periphery of the carrier shaft 17. Each brake except the brake (B-R) has a band brake configuration, and the brake (B-R) has a meshing brake configuration according to the present invention. It is omitted. The output gear 19 as an output element is connected to the differential device through a counter gear.
[0030]
The automatic transmission T configured as described above supplies hydraulic pressure to hydraulic servos corresponding to the clutches and brakes under the control of an electronic control unit and a hydraulic control unit (not shown). As shown in FIG. Each gear is achieved by engaging (indicated by a circle) and releasing the brake (indicated by a non-marked in the drawing). That is, the first speed (1ST) is achieved by engagement of the clutch (C-1) and the brake (B-3). At this time, the rotation of the input shaft 14 enters the sun gear S1 via the clutch (C-1), and the sun gear S due to the engagement of the brake (B-3). _Three Carrier C most decelerated by locking _Three Is output to the output gear 19. On the other hand, the second speed (2ND) is achieved by engagement of the clutch (C-2) and the brake (B-3). At this time, the input that has entered the carrier shaft 17 via the clutch (C-2) is the carrier C ₁ Ring gear R as it is via _Three Sun gear S entered and locked by engagement of brake (B-3) _Three Carrier C with reaction force element _Three Is output to the output gear 19 as a differential rotation. The third speed (3RD) is achieved by direct coupling of the first planetary gear set M1 by the engagement of both clutches (C-1, C-2). At this time, the rotation of the input shaft 14 is directly performed by the carrier C. _Three Is output to the output gear 19.
[0031]
The fourth speed (4TH) or more of this automatic transmission is overdriven, and the fourth speed (4TH) is the engagement of the clutch (C-2) and the sun gear S. ₁ This is achieved by engagement of a brake (B-1) that locks. At this time, the rotation of the input shaft 14 is the carrier C ₁ Pinion gear P against rotation of ₁ Ring gear R increased in speed ₁ Carrier C as the rotation of _Three To the output gear 19. On the other hand, the fifth speed is achieved by engaging the clutch (C-2) and engaging the brake (B-2). At this time, the rotation of the input shaft 14 is performed by the carrier C. ₁ The sun gear S has a larger diameter than when the 4th speed is achieved. ₂ Pinion gear P with small diameter ₂ Ring gear R further increased in speed ₁ Carrier C as the rotation of _Three To the output gear 19.
[0032]
The reverse (REV) according to the subject of the present invention is achieved by engaging the clutch (C-1) and the brake (BR). At this time, the sun gear S via the clutch (C-1) ₁ Ring gear R by engagement of brake (BR) with respect to input to _Three The carrier C is locked with the case 10 ₁ The rotation of the pinion gear P ₁ Ring gear R with reverse rotation due to rotation of ₁ Rotation is carrier C _Three It is output from the output gear 19 via.
[0033]
In the automatic transmission T having such a configuration, as described above, according to the present invention, the predetermined rotational element that is locked to achieve the reverse gear is connected to the ring gear R. _Three A reverse brake for locking the brake is applied as a brake (BR). The reverse brake is a ring gear R as shown in detail in FIGS. _Three Ring gear R by meshing with _Three Is a meshing brake that engages the case 10.
[0034]
As shown in detail in FIG. 1, the meshing brake is composed of a meshing member 3 and a hydraulic servo 4 as its operating means. The meshing member 3 is formed on the inner peripheral surface of the case 10 with a rectangular cross section as shown in FIG. 2 formed at the outer peripheral side connecting portion to the case, that is, spline teeth 32 whose teeth are parallel on both sides. Similarly, both side surfaces of the groove are fitted into the spline grooves 11 having a parallel rectangular cross section, and are slid and guided to the case 10 with a slight play between the side surfaces of the spline teeth 32 and the side surfaces of the spline grooves 11. An annular member that is movable in the axial direction is formed, and a tooth groove 31 having a rectangular cross section that meshes with the outer meshing tooth 51 of the ring gear R3 is formed on the inner circumference thereof. In contrast, the ring gear R _Three The outer meshing teeth 51 of the ring gear R _Three It is comprised as a rectangular tooth which protrudes in the outer-diameter direction from the outer peripheral surface. Therefore, both are meshed so that a certain play is formed between the side surface of the outer meshing tooth 51 and the side surface of the tooth groove 31 at the time of meshing, and the ring gear R _Three And pinion gear P _Three Ring gear R during torque transmission by meshing with _Three It is set as the structure which does not prevent the aligning action of. Further, notches 51 a and 31 a for facilitating meshing are attached to the axial corners of the outer meshing tooth 51 and the tooth groove 31 facing each other.
[0035]
The hydraulic servo 4 includes a hydraulic cylinder 40 formed in an annular shape at a stepped portion of the case 10, an annular piston 41 having a J-shaped cross section made of a press material slidably inserted in the hydraulic cylinder 40 in the axial direction, and one end Is snap-fastened to the case 10 via the spring seat 43, and the other end is fitted into a positioning hole formed in the meshing member 3, is abutted and supported by the meshing member 3, and loads the meshing member 3 with a restoring force. And a plurality of return springs 42 arranged at regular intervals in the circumferential direction. The meshing member 3 is separated from the piston 41, and is arranged so that the end face of the meshing member 3 is brought into contact with the tip of the piston 41 and the mutual runout is allowed. Thereby, since the piston 41 is aligned by the elasticity of the seal member 41a attached thereto by baking or the like, it is possible to prevent the durability of the member from being lowered by applying a biased load to the seal member 41a.
[0036]
The brake means having such a configuration supplies hydraulic pressure to the cylinder 40 of the hydraulic servo 4 so that the piston 41 is pushed out of the cylinder 40, and the meshing member 3 that contacts the tip of the piston 41 compresses the return spring 42. While sliding in the axial direction. Eventually, the tooth gap 31 of the meshing member 3 and the ring gear R _Three When the outer peripheral meshing teeth 51 reach the meshing position, they are guided by the notches 51a and 31a formed at their corners, and even if there is a slight phase shift between them, meshing occurs smoothly, and further meshing occurs. When the member 3 is pushed in, a completely stable meshing state is reached. In such a meshing state, since there is moderate play between the side surface 51a of the tooth 51 and the side surface 31a of the tooth groove 31 as described above, the ring gear R _Three While the rotation is restricted by the meshing state, the pinion gear P _Three Therefore, it is possible to achieve a moderate runout that aligns with the optimal meshing position.
[0037]
Thus, according to the first embodiment, the structure of the speed change mechanism M is changed to the ring gear R. _Three Is engaged only in order to achieve the reverse gear, and the engagement in a state where torque is transmitted as in the case of the engagement element shared in the achievement of the reverse gear and the achievement of the specific forward gear in the conventional configuration. The ring gear R _Three Is engaged directly with the case 10 without other friction engagement elements such as a multi-plate clutch. Therefore, while preventing the device from becoming large, the ring gear R _Three In all the shift speeds in which the gear rotates, the drag when releasing the brake (BR) for achieving the reverse speed can be fundamentally eliminated. Driving loss due to dragging of the engaging element can be greatly reduced. The effects based on the other details are as described above in the respective related parts.
[0038]
Next, FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a friction engagement member 6 is provided in parallel with the meshing member 3. The friction engagement member 6 is supported by the case 10 so as to be non-rotatably movable in the axial direction, so that a predetermined rotation element, that is, a ring gear R _Three And the ring gear R _Three The ring gear R is disposed in parallel with the meshing member 3 between the ring 10 and the case 10 and operates in connection with the operation of the meshing member 3. _Three Friction engagement with ring gear R _Three Is locked to the case 10.
[0039]
The frictional engagement member 6 is configured separately from the piston 41 of the hydraulic servo 4, and the ring gear R _Three And an engaging portion 61 that frictionally engages with the case 10 and a connecting portion 62 that engages with the case 10 so as to be axially movable and swingable. _Three And a friction surface that engages.
[0040]
The hydraulic servo 4 is disposed between the friction engagement member 6 and the piston 41, and has a load transmission spring 44 that is weaker than the biasing force of the return spring 42, and the meshing member 3 is pistoned by the pressing force of the return spring 42. The frictional engagement member 6 is in contact with the meshing member 3 by the pressing force of the load transmission spring 44. Therefore, the friction engagement member 6 receives the pressing force due to the operation of the piston 41 via the load transmission spring 44, and the ring gear R _Three Friction engagement is started prior to meshing of the meshing member 3. Then, the engagement member 3 is further moved by the subsequent operation of the piston 41, and the ring gear R _Three To mesh.
[0041]
FIG. 7 is a front view of the friction engagement member of this embodiment. As shown in the drawing, this friction engagement member 6 also has a spline tooth that constitutes the connecting portion 62 on the outer periphery of the friction engagement member 6 like the spline tooth 32 of the meshing member 3. A plurality of window holes 63 formed at regular intervals in the circumferential direction are formed in the friction engagement member 6, and the tip of the piston 41 that protrudes in a comb shape through the window holes 63 is the engagement member 3. Abuts against the end face. The engagement portion 61 on the inner peripheral side end surface of the friction engagement member 6 is a ring gear R. _Three Appropriate friction material facing the end face is attached to form a friction surface.
[0042]
The brake means having such a configuration supplies the hydraulic pressure to the cylinder 40 of the hydraulic servo 4 so that the piston 41 is pushed out of the cylinder 40, and the meshing member 3 contacting the tip of the piston 41 compresses the return spring 42. While sliding in the axial direction. Along with this, the friction engagement member 6 moves in synchronization with the force of the load transmission spring 44, and the friction surface of the engagement portion 61 eventually becomes the ring gear R. _Three Ring gear R _Three Stop rotating. Further, the piston 41 continues to advance, and the meshing member 3 keeps moving forward while being disengaged from the member 6 while the friction engagement member 6 remains in the engagement position. Subsequent operations are the same as those in the first embodiment.
[0043]
Thus, according to the second embodiment, the ring gear R is caused by slight drag between the rotating elements. _Three The ring gear R via the friction engagement member 6 _Three By stopping the rotation to the case 10, it is possible to prevent the generation of the meshing sound by stopping the rotation. Moreover, the ring gear R _Three Since the engagement to the case 10 is performed in parallel by the engagement via the engagement member 3 and the engagement via the friction engagement member 6, the transmission of a large engagement torque for achieving the reverse gear is engaged. By having the member 3 handle it, the desired purpose can be achieved even if the frictional engagement portion 6 of the frictional engagement member 6 has a small capacity. Therefore, according to this embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to prevent the generation of meshing sound due to accompanying rotation that may occur by adopting the meshing brake configuration while suppressing the enlargement of the device as much as possible. can do.
[0044]
Next, FIG. 8 shows a modified form of the transmission mechanism. This speed change mechanism is composed of three planetary gear sets, three clutches and three brakes related to the rotating elements for those speed changes, and two one-way clutches. In this train, the carrier C of the first planetary gear set M1 ₁ Is the ring gear R of the third planetary gear set M3 _Three Connected to the carrier C of the third planetary gear set M3. _Three Is the ring gear R of the second planetary gear set M2. ₂ It is connected to. And the input shaft 14 is a ring gear R ₁ And the ring gear R through the second clutch (C-2). ₂ To carrier C ₂ Is connected to the output shaft.
[0045]
Carrier C ₁ Can be locked to the case by the first brake (B-1), and the carrier C _Three And ring gear R connected to it ₂ Can be locked to the case by the reverse brake (BR), and the sun gear S ₂ And Sungear S _Three Can be connected and disconnected via the clutch (C-3) and the sun gear S ₂ Can be locked to the case by a brake (B-2). In the figure, abbreviations (F-1) and (F-2) indicate one-way clutches.
[0046]
FIG. 9 shows an engagement diagram of the transmission mechanism. As can be seen from this chart, in this train, the first speed (1ST) is achieved by engaging the clutch (C-3) and the brakes (B-1) and (B-2). In this case, all sun gear S ₁ , S ₂ , S _Three Is fixed to the case 10, and the ring gear R extends from the input shaft 14. ₁ The input that enters is Sungear S ₁ Career C taking reaction force ₁ Ring gear R as the rotation of _Three The sun gear S _Three Career C taking reaction force _Three Rotation of the ring gear R ₂ In addition, Sungear S ₂ Career C taking reaction force ₂ As a rotation, a total of three stages of output by deceleration are output to the output shaft 15.
[0047]
Next, the second speed (2ND) is achieved by engagement of the two clutches (C-1) and (C-3) and the brake (B-2). In this case, the planetary gear set M1 is integrally rotated by the engagement of the clutch (C-1), and the rotation of the input shaft 14 is caused by the carrier C of the planetary gear set M1 of the integral rotation. ₁ To the sun gear S by engagement of the clutch (C-3) and the brake (B-2). ₂ , S _Three The sun gear S _Three Ring gear R _Three Carrier C accompanying the rotation of _Three Rotation of the sun gear S ₂ The ring gear R ₂ Carrier C by rotation of ₂ As rotation, a total of two stages of deceleration is performed and output to the output shaft 15.
[0048]
Further, the third speed (3RD) is achieved by engagement of the two clutches (C-1), (C-2) and the brake (B-2). In this case, the ring gear R of the planetary gear set M2 ₂ The input rotation to the sun gear S is due to the engagement of the brake (B-2). ₂ Carrier C with fixed reaction force support ₂ Is output at one-stage deceleration.
[0049]
The next fourth speed (4TH) is achieved by engagement of all the clutches (C-1) to (C-3). In this case, all the planetary gear sets M1, M2, and M3 are integrally rotated, and the ring gear R from the input shaft 14 via the clutch (C-2). ₂ Enter the carrier C as it is ₂ Is output without deceleration.
[0050]
On the other hand, the fifth speed (5TH) is achieved by engagement of the two clutches (C-2) and (C-3) and the brake (B-1). In this case, the ring gear R of the planetary gear set M2 is engaged by the engagement of the clutch (C-2). ₂ Rotates at the same speed as the input shaft 14, whereas the sun gear S ₂ Is a planetary gear set M ₁ Ring gear R of planetary gear set M3 decelerated via _Three And the carrier C rotating at the same speed as the input shaft rotation via the clutch (C-2) _Three Sun gear S created with the rotation of _Three Sun gear S that can transmit the increased speed of rotation through the clutch (C-3) ₂ Carrier C to rotate at the same speed as ₂ The overdrive rotation speed increased from the input shaft rotation is output.
[0051]
On the other hand, reverse (REV) is the ring gear R ₁ As an input element, and the sun gear S by engagement of the brake (B-1) of the planetary gear set M1. ₁ Carrier C which takes reaction force by fixing ₁ Rotation of the ring gear R _Three To the carrier C due to the engagement of the brake (BR). _Three Fixed sun gear S _Three As a reverse rotation of the sun gear S via the clutch (C-3) ₂ The ring gear R is transmitted to the brake and the brake (BR) is engaged. ₂ Carrier C as a reaction force ₂ To the first reverse speed (REV1). In this case, if the planetary gear set M1 is rotated integrally by the additional engagement of the clutch (C-1), the carrier C ₁ Is not decelerated and becomes the same speed as the rotation of the input shaft, so that the second reverse speed (REV2) can be obtained.
[0052]
Even in the case of adopting such a transmission mechanism configuration, as is apparent from the above description of the operation, since the brake (BR) is a reverse-only brake, the same effect can be obtained by using this as a meshing brake. Obtainable.
[0053]
Next, FIG. 10 shows another modification of the speed change mechanism. The speed change mechanism of this embodiment is the same as that of the gear train of the first embodiment, except that the second planetary gear set M2 and the brake (B-2) for its control are removed, so The difference is that the drive stage is eliminated, the mechanism is simplified, and the forward four-speed configuration is adopted. Further, in detail, the two input clutches (C-1) and (C-2) are different in that they are arranged on one side of the speed change mechanism, but as far as the drag of the engaging element as the subject of the present invention is concerned. There is no essential difference.
[0054]
In the case of such a speed change mechanism, the speed change mechanism of the first embodiment except that the overdrive stage, that is, the fifth speed (5TH) and the brake (B-2) for achieving it are eliminated as described above. Therefore, the same reference numerals are assigned to the corresponding elements, and the description is made with reference to the operation chart shown in FIG. 5 of the first embodiment and the operation description related thereto.
[0055]
Even in the case of adopting such a transmission mechanism configuration, the brake (BR) is a reverse-only brake, so that the same effect can be obtained by using this as a meshing brake.
[0056]
As described above, the two embodiments in which the configuration of the meshing brake is changed according to the present invention have been described in detail together with the three speed change mechanisms to which the embodiment can be applied. The present invention can be applied to the mechanism, and the configuration of the brake means itself can be implemented by changing various specific configurations within the scope of the matters described in the individual claims. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a meshing brake and its related parts in a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view showing a meshing state of the meshing brake of the first embodiment.
FIG. 3 is an enlarged view of a portion A in FIG.
FIG. 4 is a skeleton diagram showing the overall configuration of the speed change mechanism of the first embodiment.
FIG. 5 is an engagement diagram of the transmission mechanism.
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a meshing brake and related parts thereof in a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a front view of the friction engagement member of the second embodiment.
FIG. 8 is a skeleton diagram showing another embodiment of a speed change mechanism to which the present invention is applied.
FIG. 9 is an engagement diagram of the transmission mechanism.
FIG. 10 is a skeleton diagram showing still another embodiment of a speed change mechanism to which the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
M transmission mechanism
R _Three Ring gear (predetermined rotating element)
BR brake (brake means)
3 meshing members
4 Hydraulic servo
6 Friction engagement member
10 cases
31 tooth gap
32 connecting part
41 piston
42 Return spring
44 Load transmission spring
51 Tooth part (meshing part)
61 Friction surface (engagement part)
62 Connecting part

Claims

In an automatic transmission for a vehicle comprising a predetermined rotating element that is disposed in a speed change mechanism and that constitutes at least a reaction force element for achieving a reverse gear, and a brake unit that locks the rotating element to a case,
The transmission mechanism is a transmission mechanism and reaction element only for reverse gear achieve the predetermined rotational element,
The predetermined rotating element is provided with a meshing portion,
Said brake means comprises a mesh member, wherein the case is detent supported Jikukata movable disengaging the meshing portion of the predetermined rotational element, the predetermined rotational element to the casing is detent supported axially movable has a frictional engagement member frictionally engaging, to,
Wherein the predetermined rotational element is directly detent on the case by engagement of the engaging member to the engagement portion,
The frictional engagement member is parallel disposed between said engagement member between said predetermined rotational element and the casing, frictional engagement with the predetermined rotational element working in conjunction with the operation of the engagement member A vehicular automatic transmission comprising a reverse meshing brake, wherein the rotating element is locked to the case.

In an automatic transmission for a vehicle comprising a predetermined rotating element that is disposed in a speed change mechanism and that constitutes at least a reaction force element for achieving a reverse gear, and a brake unit that locks the rotating element to a case,
The transmission mechanism is a transmission mechanism and reaction element only for reverse gear achieve the predetermined rotational element,
The predetermined rotating element is provided with a meshing portion,
Said brake means comprises a mesh member, wherein the case is detent supported Jikukata movable disengaging the meshing portion of the predetermined rotational element, the piston and該噛case is engaged with the engaging member to the predetermined rotational element and a hydraulic servo that has a return spring to release,
Wherein the predetermined rotational element is directly detent on the case by engagement of the engaging member to the engagement portion,
Wherein the engaging member, wherein the hydraulic servo piston is formed separately, and the tooth portion meshing with mesh engagement portion of the predetermined rotational element, to detent engage freely swing axially movable and heart to the case It has a connecting portion, by the operation of the hydraulic servo piston to move against the bias of the return spring, characterized in that said predetermined rotating element mesh comprises a reverse engagement brake Automatic transmission for vehicles.

It said brake means includes a hydraulic servo that has a piston for frictionally engaging and meshing with the meshing member and the frictional engagement member to the predetermined rotational element, a return spring for releasing from該噛engagement and frictional engagement, and
Wherein the engaging member, the configured hydraulic servo piston and another member, and a tooth portion which meshes with the meshing engagement portion of the predetermined rotational element connected to detent engage freely swing axially movable and heart to the case And
The frictional engagement member, the configured hydraulic servo piston and another member, and an engaging portion for frictional engagement with the predetermined rotational element, to detent engage freely swing axially movable and heart to the case has a connecting portion, wherein the actuation of the hydraulic servo piston to move against the bias of the return spring, frictional engagement with the predetermined rotational element, the reverse engagement brake according to claim 1, wherein A vehicle automatic transmission comprising:

Tooth space between the teeth portion of the engaging member which the predetermined formed in the rotation element the mesh engagement portion and the engagement portion is fitted, the both side surfaces thereof each configured parallel rectangular cross section, wherein Item 4. An automatic transmission for vehicles comprising a reverse meshing brake according to Item 2 or 3 .

The frictional engagement member, said prior to engagement of the engagement member to initiate frictional engagement to the predetermined rotational element, according to claim 1, 3 or 4 for a vehicle automatic transmission comprising a reverse engagement brake according .

The frictional engagement member has a frictional surface for engaging the predetermined rotational element,
The hydraulic servo has a load transmission spring disposed between the piston and the frictional engagement member,
Wherein the engaging member, the piston abuts the pressing force of the return spring, the frictional engagement member comes into contact with the engagement member by the pressing force of the load transmission spring,
The frictional engagement member is frictionally engaged with the predetermined rotational element the pressing force by the operation of the piston receiving via the load transfer spring, said engaging member further moves by operation of subsequent further the piston to be engaged with the predetermined rotational element, an automatic transmission for a vehicle comprising a reverse engagement brake according to claim 3, wherein.