JP4190750B2 - 自動変速機のクラッチ構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機のクラッチ構造に関し、特に高速段側及び後進時に締結制御される自動変速機のクラッチ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の自動変速機としては、例えば特開２０００−２２０７０４号公報に記載されているものが知られている。
この自動変速機は、図８に示すように、トランスミッションケース５００のトルクコンバータ側（入力側）とは反対側の後端壁部５０１側に入力軸５０１と同軸的に形成された固定支持部５０２に第３のクラッチＣ−３が配設され、この第３のクラッチＣ−３の前端側に第１のクラッチＣ−１が配設され、この第１のクラッチＣ−１の前端側に減速プラネタリギヤＧ１が配設され、この減速プラネタリギヤＧ１の前端側にサポート壁５０３に支持されたカウンタギヤ５０４が配設され、このカウンタギヤ５０４の前端側にプラネタリギヤＧが配設され、このプラネタリギヤＧの前端側に第２のクラッチＣ−２が配設された構成を有する。
【０００３】
ここで、一番後端側に配設された第３のクラッチＣ−３は第３速、第５速及びリバースで締結状態に制御されて所謂３−５−Ｒクラッチと称され、第１のクラッチＣ−１は第１速乃至第４速で締結状態に制御される所謂ＬＯＷクラッチと称され、第２のクラッチＣ−２は第４速乃至第６速で締結状態に制御されて所謂Ｈｉクラッチと称されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の自動変速機にあっては、一番後端側の３−５−ＲクラッチＣのクラッチドラムについては軸方向スラスト荷重を受ける構造を有しておらず、この３−５−ＲクラッチＣ−３に前端側へのスラスト荷重が作用した場合には、クラッチドラム以外の場所すなわちこの３−５−ＲクラッチＣ−３のクラッチドラムに連結されたプラネタリギヤＧ側にスラスト軸受を設けて受けなければならず、スラスト軸受までの経路が長く３−５−ＲクラッチＣ−３のスラスト荷重による変位を十分に抑制することができないという未解決の課題がある。
【０００５】
また、３−５−ＲクラッチＣ−３におけるクラッチドラムの外周面にブレーキと係合するスプライン溝を形成する場合に、一般的にはスプライン溝をプレス成形するようにしており、このとき、通常はスプライン溝がクラッチドラムの端面まで延長されており、クラッチの回転による遠心力によりクラッチドラムの開放端面部分に大きな開き応力が発生し、高速回転に対応することができないという未解決の課題がある。さらに、３−５−ＲクラッチＣ−３のクラッチドラムにブレーキ用のスプライン溝とは反対側の内周面に他のスプライン溝を形成する場合に外周面側及び内周面側のスプライン溝形状を単独で設計することができないという未解決の課題もある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、クラッチドラムに作用するスラスト荷重をクラッチドラム自体で受けることができると共に、クラッチドラムの開放端面側での開き応力を低減し、さらにクラッチドラムの外周面及び内周面に形成するスプライン溝の諸元を自由に設定して設計の自由度を向上させることができる自動変速機のクラッチ構造を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る自動変速機のシリンダ構造は、トランスミッションケースに配設した固定支持部に回転自在に支持されたクラッチドラムと、該クラッチドラムの内周面側に配設されたクラッチハブと、前記クラッチドラム及びクラッチハブの対向面に配設された摩擦結合部材と、前記クラッチドラムの外周面に、前記トランスミッションケースの内周面に配設されたブレーキを係合するスプライン溝が形成された自動変速機のクラッチ構造において、前記クラッチドラムの前記固定支持部に支持される被支持部を、ドラム軸方向に前記スプライン溝側に突出する円筒部と、該円筒部の端面から内方に延長してスラスト軸受との受け面となる端板部と、該端板部の内周縁から円筒部側に折り返した内筒部とで構成し、前記内筒部が前記固定支持部に回転自在に支持され、前記クラッチドラムは、前記摩擦結合部材を内装する小径部と、この小径部より開放端面側に連接する前記スプライン溝を形成した大径部とで構成され、前記大径部内に、前記摩擦結合部材と同一形状の摩擦結合部材を使用する他のクラッチを内装可能に構成されていることを特徴としている。
【０００８】
この請求項１に係る発明では、クラッチドラムのトランスミッションケースの固定支持部に回転自在に支持される被支持部を、円筒部と端板部と折り返した円筒部とで断面コ字状に形成することにより、端板部でスラスト軸受を受ける受け面を形成し、内側円筒部でラジアル方向のセンタリング機能を発揮することができ、クラッチドラム自体で軸方向及び径方向の軸受面を確保することができる。また、内周側の円筒部が端板部から折り返されて外周側の円筒部にオーバーラップするので、クラッチドラムの基部側即ちシリンダ部側の軸方向長さを短縮することができる。
【０００９】
また、請求項１に係る発明では、クラッチドラム内に他のクラッチを配設したときに、両者の摩擦結合部材が同一形状であるので、互いに共用することができると共に、クラッチドラムに内装される他のクラッチについては被支持部を除いてシリンダ部を拡張することにより、クラッチ容量を大きく設定することができ、大きなクラッチ容量を必要とするクラッチを内装することができる。
【００１１】
さらに、請求項２に係る自動変速機のクラッチ構造は、請求項１に係る発明において、前記クラッチドラムに形成された外筒部と、前記被支持部の前記円筒部と、前記スプライン溝とは反対側を閉塞する端板部とで構成されるシリンダ部を有し、前記端板部にはピストンに当接するコ字状部が形成されていることを特徴としている。
この請求項２に係る発明では、被支持部における外周側の円筒部がシリンダ部の内周面を構成しているので、クラッチドラムの径方向の長さを短縮することができると共に、被支持部の径方向の長さでクラッチ容量を設定することができる。
【００１２】
また、請求項２に係る発明では、シリンダ部が外筒部及び内筒部とその端部を閉塞する端板部とで構成され、端板部にピストンが当接するコ字状部が形成されているので、シリンダ部とピストンとで構成される油圧室に作動油を供給したときのピストンの迅速な移動を確保することができると共に、コ字状膨出部の面積を変更することにより、クラッチ容量を調整することができる。
【００１４】
なおさらに、請求項３に係る自動変速機のクラッチ構造は、請求項１又は２の発明において、クラッチドラムは、前記スプライン溝の開放端部側に圧肉部が形成されていることを特徴としている。
この請求項３に係る発明では、クラッチドラムのスプライン溝の開放端部側に圧肉部が形成されているので、クラッチドラムを高速回転させたときに遠心力によって発生する開き応力を低減することができる。
【００１５】
また、請求項４に係る自動変速機のクラッチ構造は、請求項３に係る発明において、前記クラッチドラムは、前記スプライン溝がクラッチドラムのプレス形成後にフローフォーミング成形で形成されていることを特徴としている。
この請求項４に係る発明では、外周面側のスプライン溝をクラッチドラムのプレス成形後にフローフォーミング成形で形成するので、このスプライン溝の内側に形成するスプライン溝を形成する場合に、両者の形状を任意に設定することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面について説明する。この実施の形態は、本発明を、歯車変速構造を有する自動変速機に適用したものである。
図１は、本発明を適用し得る自動変速機の全体構成を断面を示す。また、図２は、自動変速機のギヤトレインをスケルトンで示す。
【００１７】
この自動変速機は、図１及び図２に示すように、いわゆる３軸構成とされ、フロントエンジン・フロントドライブ（ＦＦ）車又はリヤエンジン・リヤドライブ（ＲＲ）車用の横置式トランスアクスルの形態を有し、さらに変速機構としては、前進６速・後進１速を実現するギアトレインを備えている。
自動変速機は、トランスミッションケース１８０内に、互いに並列的に配置された第１軸である入力軸５０、第２軸であるカウンタ軸４０１、第３軸であるドライブシャフト４５３ａ，４５３ｂの各軸上に変速ユニットやギヤ等の各種要素が配設された構成を有する。
【００１８】
入力軸５０は、図示しないエンジンからトルクコンバータ２３０を介してトルクが入力され、且つ出力側をトルクコンバータ２３０側に設けており、また、カウンタ軸４０１は、入力軸５０に平行に配置され、この入力軸５０の出力ギヤと噛み合ったカウンタギヤ４００を有し、さらに、ドライブシャフト４５３ａ，４５３ｂを支持するデフケース４５１には、カウンタ軸４０１のカウンタギヤ４００を介してトルク伝達されるファイナルギヤ４５２が設けられている。
【００１９】
自動変速機は、図１及び図２に示すように、入力軸５０の周りに、変速ユニットが設けられている。この変速ユニットは、入力軸５０の減速回転と非減速回転とを入力として複数の変速回転速度を出力するラビニヨ形式の第１の遊星歯車機構１０と、入力軸５０の回転を減速させて出力する第２の遊星歯車機構３０と、第２の遊星歯車機構３０と第１の遊星歯車機構１０の２つの異なるサンギヤ１１，１２との間にそれぞれ介挿された締結及び解放自在の第１及び第３のクラッチ６０及び８０と、入力軸５０と第１の遊星歯車機構１０のキャリア１４との間に介挿された締結及び解放自在の第２のクラッチ７０と、第１の遊星歯車機構１０のサンギヤ１１及びキャリア１３にブレーキ力を作用させる第１及び第２のブレーキ１００及び１１０と、第２のブレーキ１１０と並列に介挿されたワンウェイクラッチ９０とを備えている。また、自動変速機は、第１，第２及び第３のクラッチ６０，７０及び８０に対応して配置される第１，第２及び第３の油圧サーボ機構１２０，１３０及び１４０と、第１及び第２のブレーキ１００及び１１０に対応して配置される第４及び第５の油圧サーボ機構１５０及び１６０とを備えている。
【００２０】
第１，第２及び第３のクラッチ６０，７０及び８０並びに第１及び第２のブレーキ１００及び１１０は、摩擦部材による多板構成とされており、第１のクラッチ６０は、第２の遊星歯車機構３０の外周側近傍に配置され、その後方近傍に第３のクラッチ８０が配置され、第２のクラッチ７０は、トランスミッションケース１８０の前端部に配置され、第１のブレーキ１００は、第１のクラッチ６０とトランスミッションケース１８０の内周面との間に配置され、第２のブレーキ１１０は、第１の遊星歯車機構１０とトランスミッションケース１８０の内周面との間に配置されている。また、ワンウェイクラッチ９０は、第１のブレーキ１００と第２のブレーキ１１０との間に配置されている。
【００２１】
また、第１，第２，第３，第４及び第５の油圧サーボ機構１２０，１３０，１４０，１５０及び１６０は、各第１，第２及び第３のクラッチ６０，７０及び８０並びに第１及び第２のブレーキ１００及び１１０を、コントロールバルブからの油圧により制御されるピストンにより締結及び解放を行うように構成されている。
【００２２】
第１の遊星歯車機構１０は、図１に示すように、カウンタドライブギヤ１７０の後方近傍に配置されており、図２に示すように、大径のサンギヤ１１、小径のサンギヤ１２、キャリア１３，１４及びリングギヤ１７の４つの変速要素からなる。第１の遊星歯車機構１０は、ロングピニオン１５が大径のサンギヤ１１に噛合し、ショートピニオン１６が小径のサンギヤ１２に噛合し、ロングピニオン１５がリングギヤ１７の内歯と噛合するラビニヨ式で構成されている。
【００２３】
大径のサンギヤ１１及び小径のサンギヤ１２は、第２の遊星歯車機構３０を介して入力軸５０からの入力がなされる減速回転の入力要素をなす。すなわち、小径のサンギヤ１２は、第１のクラッチ６０に連結されて、第２の遊星歯車機構３０からの入力がなされ、また、大径のサンギヤ１１は、第３のクラッチ８０に連結されて、第２の遊星歯車機構３０からの入力がなされる。また、大径のサンギヤ１１は、第１のブレーキ１００によりトランスミッションケース１８０に固定可能とされている。
【００２４】
キャリア１３，１４は、互いに噛合するロングピニオン１５とショートピニオン１６とを支持しており、入力軸５０からの入力が直接なされる非減速回転の入力要素をなす。キャリア１４は、第２のクラッチ７０を介して入力軸５０に連結され、キャリア１３は、第２のブレーキ１１０によりトランスミッションケース１８０に固定可能とされるとともに、ワンウェイクラッチ９０によりトランスミッションケース１８０に一方向の回転のみが可能とされている。
【００２５】
ここで、ワンウェイクラッチ９０は、係合方向が第１速時の反力トルク支持方向に設定されて第２のブレーキ１１０の機能を発揮するものである。また、リングギヤ１７は出力要素をなし、カウンタドライブギヤ１７０に連結されており、カウンタドライブギヤ１７０は、第１の遊星歯車機構１０と第２のクラッチ７０との間に位置しており、後述するように、入力軸５０とは切離された中間隔壁１９５に回転自在に支持されている。
【００２６】
第２の遊星歯車機構３０は、図１に示すように、第１の遊星歯車機構１０の後方近傍に配置されており、図２に示すように、サンギヤ３１、リングギヤ３２及びキャリア３３の３つの変速要素からなる。第２の遊星歯車機構３０は、サンギヤ３１が後述するトランスミッションケース１８０のサイドカバー２００に形成されたスリーブ部材２１０に固定され、リングギヤ３２が入力要素として入力軸５０に連結され、キャリア３３が出力要素として第１及び第２のクラッチ６０及び７０を介して、第１の遊星歯車機構１０に接続されている。
【００２７】
カウンタギヤ４００は、入力軸５０と平行でこの入力軸５０に比較して短尺なカウンタ軸４０１の後端側に固定された入力軸５０のカウンタドライブギヤ１７０に噛合する大径のカウンタドリブンギヤ４０２と、カウンタ軸４０１においてカウンタドリブンギヤ４０２より前端側に固定された出力要素としての小径のリダクションギヤ４０３とを備えている。ここで、カウンタ軸４０１は、両端が第１及び第２の軸受４０４ａ，４０４ｂにより回転自在に支持されている。このカウンタギヤ４００は、カウンタドリブンギヤ４０２及びリダクションギヤ４０３により、入力軸５０からの出力を減速するとともに、反転させてディファレンシャル装置４５０に伝達することで、適宜の減速比を得るようにしている。
【００２８】
ディファレンシャル装置４５０は、デフケース４５１に固定されたファイナルギヤ４５２をカウンタギヤ４００のリダクションギヤ４０３に噛合させ、デフケース４５１内に配置された差動歯車の差動回転が左右のドライブシャフト４５３ａ，４５３ｂに出力される構成とされている。このディファレンシャル装置４５０は、トランスミッションケース１８０及びその前端に取付けられたコンバータハウジング２３１に支持されている。
【００２９】
トランスミッションケース１８０は、入力軸５０及びこれに取付けられている各要素、カウンタギヤ４００並びにディファレンシャル装置４５０を収納可能な形状に形成されている。トランスミッションケース１８０は、大別して、ケース本体１９０とその後端を覆うサイドカバー２００とから構成されている。
ケース本体１９０は、各軸上の各要素を収納するように最適形状に形成された周壁により筒状に構成されている。すなわち、ケース本体１９０は、入力軸５０の外周側を覆って入力軸５０を収納する円筒状の第１軸収納部１９１と、第１軸収納部１９１の右上部に連接して設けられ、カウンタ軸４０１の外周側を覆うと共に、カウンタ軸４０１の後端面を覆ってカウンタ軸４０１を収納する第２軸収納部１９２と、第１軸収納部１９１の右下部に設けられ、一方のドライブシャフト４５３ａの外周側を覆うようにして収納する第３軸収納部１９３とを備えている。
【００３０】
第１軸収納部１９１には、第１及び第２の遊星歯車機構１０及び３０、第１，第２及び第３のクラッチ６０，７０及び８０、並びに第１及び第２のブレーキ１００及び１１０等で構成される変速ユニットが収納され、且つ出力ギヤとなるカウンタドライブギヤ１７０が前面側に配設されており、第２軸収納部１９２には、カウンタドライブギヤ１７０に噛合するカウンタドリブンギヤ４０２及びその前面側に配置されたリダクションギヤ４０３で構成されるカウンタギヤ４００のみが設けられていることにより、第１軸収納部１９１の後端側が第２軸収納部１９２の後端側より大きく後方に突出されている。また、第１軸収納部１９１の後端開口面に、略皿形状のサイドカバー２００が複数のボルト２２１により取付けられている。
【００３１】
第２軸収納部１９２は、カウンタ軸４０１の後端面を覆う部分の内側面に取付けられた第１の軸受４０４ａにより、カウンタ軸４０１の一端を回転自在に支持している。第３軸収納部１９３は、第２軸収納部１９２におけるカウンタ軸４０１の後端面を覆う部分に連接された部分に、ドライブシャフト４５３ａを外部に出すための開口部が形成されている。
【００３２】
また、サイドカバー２００には、その内側面に、入力軸５０を回転自在に支持すると共に、第１及び第３のクラッチ６０及び８０と第２の遊星歯車機構３０を支持するスリーブ部材２１０が取付けられている。
以上のような構成を有する自動変速機は、図示しない電子制御装置と油圧制御装置とによる制御で、運転者により選択されたレンジに応じた変速段の範囲で車両負荷に基づき、前進６速（１ＳＴ〜６ＴＨ）、後進１速（ＲＥＶ）の変速を行う。前進６速、後進１速を行う際の動作については以下のようになる。なお、図３は各クラッチ及びブレーキの係合及び解放（○印で係合、無印で解放を表す）で達成される変速段を図表化して示す。
【００３３】
第１速（１ＳＴ）は、第１のクラッチ６０とワンウェイクラッチ９０の締結により達成される。この場合、第１速では、入力軸５０から第２の遊星歯車機構３０を経て減速された回転が第１のクラッチ６０経由で小径のサンギヤ１２に入力され、ワンウェイクラッチ９０の締結によりトランスミッションケース１８０に係止されたキャリア１４に反力を取って、リングギヤ１７の最大減速比の減速回転がカウンタドライブギヤ１７０に出力される。なお、エンジンコースト時には、キャリア１３にかかる反力トルクが逆転するので、図３で括弧付きの○で示すように、第２のブレーキ１１０を締結させる。
【００３４】
また、第２速（２ＮＤ）は、第１のクラッチ６０と第１のブレーキ１００の締結により達成される。この場合、入力軸５０から第２の遊星歯車機構３０を経て減速された回転が第１のクラッチ６０経由で小径のサンギヤ１２に入力され、第１のブレーキ１００の締結によりトランスミッションケース１８０に固定された大径のサンギヤ１１に反力を取って、リングギヤ１７の減速回転がカウンタドライブギヤ１７０に出力される。このときの減速比は、第１速（１ＳＴ）より小さくなる。
【００３５】
また、第３速（３ＲＤ）は、第１のクラッチ６０と第３のクラッチ８０との同時締結により達成される。この場合、入力軸５０から第２の遊星歯車機構３０を経て減速された回転が第３のクラッチ８０と第１のクラッチ６０経由で同時に大径のサンギヤ１１と小径のサンギヤ１２に入力され、第１の遊星歯車機構１０が直結状態となるため、両サンギヤ１１，１２への入力回転と同じリングギヤ１７の回転が、入力軸５０の回転に対しては減速された回転として、カウンタドライブギヤ１７０に出力される。
【００３６】
また、第４速（４ＴＨ）は、第１のクラッチ６０と第２のクラッチ７０との同時締結により達成される。この場合、一方で入力軸５０から第２の遊星歯車機構３０を経て減速された回転が第１のクラッチ６０経由で小径のサンギヤ１２に入力され、他方で入力軸５０から第２のクラッチ７０経由で入力された非減速回転がキャリア１４に入力され、２つの入力回転の中間の回転が、入力軸５０の回転に対しては僅かに減速されたリングギヤ１７の回転としてカウンタドライブギヤ１７０に出力される。
【００３７】
また、第５速（５ＴＨ）は、第２のクラッチ７０と第３のクラッチ８０との同時締結により達成される。この場合、一方で入力軸５０から第２の遊星歯車機構３０を経て減速された回転が第３のクラッチ８０経由で大径のサンギヤ１１に入力され、他方で入力軸５０から第２のクラッチ７０経由で入力された非減速回転がキャリア１４に入力され、リングギヤ１７の入力軸５０の回転より僅かに増速された回転がカウンタドライブギヤ１７０に出力される。
【００３８】
また、第６速（６ＴＨ）は、第２のクラッチ７０と第１のブレーキ１００の締結により達成される。この場合、入力軸５０から第２のクラッチ７０経由で非減速回転がキャリア１４にのみ入力され、第１のブレーキ１００の締結によりトランスミッションケース１８０に固定されたサンギヤ１１に反力を取るリングギヤ１７の更に増速された回転がカウンタドライブギヤ１７０に出力される。
【００３９】
また、後進（ＲＥＶ）は、第３のクラッチ８０と第２のブレーキ１１０の締結により達成される。この場合、入力軸５０から第２の遊星歯車機構３０を経て減速された回転が第３のクラッチ８０経由でサンギヤ１１に入力され、第２のブレーキ１１０の締結によりトランスミッションケース１８０に固定されたキャリア１４に反力を取るリングギヤ１７の逆転がカウンタドライブギヤ１７０に出力される。
【００４０】
以上が本発明を適用し得る自動変速機の概略構成であるが、本発明では、図４に示すように、トランスミッションケース１８０の第１軸収納部１９１における後方側に第１のクラッチ６０及び第３のクラッチ８０が、第３のクラッチ８０を後端側とする関係で隣接されて配設されている。
すなわち、ケース本体１９０の後端側に取付けられたサイドカバー２００の中心位置に入力軸５０を回転自在に支持するスリーブ２１０がボルト止めされている。このスリーブ２１０は、前端面側から入力軸５０の後端部を回転自在に支持する中心開口２１０ａが形成されていると共に、先端側から順に小外径部２１０ｂ、中外径部２１０ｃ及び大外径部径２１０ｄが形成されて段付円筒状に形成されている。
【００４１】
そして、このスリーブ２１０の小外径部２１０ｂに前述した第２の遊星歯車機構３０のサンギヤ３１がスプライン結合され、中外径部２１０ｃに前述した第１のクラッチ６０のクラッチドラム６１が回動自在に配設され、大外径部２１０ｄに前述した第３のクラッチ８０のクラッチドラム８１が回動自在に配設されている。
【００４２】
第１のクラッチ６０は、スリーブ２１０の中外径部２１０ｃにブッシュ６２を介して回転自在に配設されたクラッチドラム６１を有する。このクラッチドラム６１は、スリーブ２１０の中外径部２１０ｃに回転自在に支持された円筒状の被支持部６１ａと、この円筒状基部６１ａの後端面に溶接された前方側に向かって順に小円筒部６１ｂ、中円筒部６１ｃ及び大円筒部６１ｄが形成されたフード部６１ｅとで構成され、フード部６１ｂの内周面にスプライン溝６１ｆが形成されている。
【００４３】
また、第１のクラッチ６０は、クラッチドラム６１の大円筒部６１ｄの内周面側に所定間隔を保って配設された円筒状のクラッチハブ６３を有する。このクラッチハブ６３は、大円筒部６１ｄと対向する外円筒部６３ａと、その前端面から内方に延長するトルク伝達部材６３ｂと、このトルク伝達部材６３ｂの内周縁から入力軸５０に所定間隔を保って対向するスリーブ部６３ｃとで構成され、外円筒部６３ａの外周面にスプライン溝６３ｄが形成されていると共に、スリーブ部６３ｃの内周面がブッシュ６３ｅを介して入力軸５０に回転自在に支持されている。
【００４４】
さらに、第１のクラッチ６０は、クラッチドラム６１の大外径部６１ｄとクラッチハブ６３の外円筒部６３ａとの間に介挿された摩擦結合部材６４を有する。この摩擦結合部材６４は、クラッチドラム６１の大外径部６１ｄに形成されたスプライン溝６１ｆに係合するドリブンプレート６４ａと、クラッチハブ６３の外円筒部６３ａに形成されたスプライン６３ｄに係合するドライブプレート６４ｂとが交互に配設された構成を有し、前端側のドリブンプレート６４ａが大外径部６１ｄの内周面に配設されたスナップリング６１ｇで前方への抜け出しが阻止され、後端側のドリブンプレート６４ａがディッシュプレート６４ｃを介して後述するピストンの押圧部に当接している。
【００４５】
さらにまた、第１のクラッチ６０のクラッチドラム６１の内周部側に第１の油圧サーボ機構１１０が配設されている。この第１の油圧サーボ機構１１０は、クラッチドラム６１の被支持部６１ａと小円筒部６１ｂとその内周面に形成した断面Ｌ字状の隔壁部６１ｈとで構成されるシリンダ１１１と、このシリンダ部１１１内に摺動自在に配設されたピストン１１２と、被支持部６１ａに外方に延長して形成された支持板部１１３とピストン１１２との間に介挿されたリターンスプリング１１４とで構成され、ピストン１１２にクラッチドラム６１の中円筒部６１ｃの内周面に沿って外方に延長して前記ディシュプレート６４ｃに当接する押圧部１１５が形成されている。
【００４６】
また、第３のクラッチ８０は、上述した第１のクラッチ６０を内装するクラッチドラム８１を有する。このクラッチドラム８１は、スリーブ２１０の中円筒部２１０ｃの後端側の僅かに外径が大きい基部にブッシュ８２を介して回転自在に支持された被支持部８３と、この被支持部８３の後端側から外方に延長するフード部８４とで構成されている。
【００４７】
ここで、被支持部８３は、スリーブ２１０の大円筒部２１０ｄに摺接する外円筒部８３ａと、この外円筒部８３ａの前端側から内方に延長する端板部８３ｂと、この端板部８３ｂの内周縁から後方に折り返した内円筒部８３ｃとを有し、外円筒部８３ａの後端面がサイドカバー２００のスリーブ２１０の外周側に形成された摺接板２１１と近接対向し、端板部８３ｂの前端面が前述した第１のクラッチ６０におけるクラッチドラム６１の被支持部６１ａの後端面に配設されたスラスト軸受６５を受ける軸受受け面とされ、内円筒部８３ｃがスリーブ２１０の中円筒部２１０ｃの基部にブッシュ８２を介して回転自在に支持されている。
【００４８】
また、フード部８４は、図５〜図７に示すように、被支持部８３の後端部に例えば溶接によって固定された小円筒部８４ａと、この小円筒部８４ａの前端縁から外方に延長する大円筒部８４ｂとで構成されている。小円筒部８４ａは、その後端面に前方側に突出する形成されたコ字状部８４ｃを有する。
また、大円筒部８４ｂは、前述した第１のクラッチ６０におけるクラッチドラム６１の大外径部６１ｅの内径と同一内径に形成された後方円筒部８４ｄと、この後方円筒部８４ｄの前端に連接された第１のクラッチ６０におけるクラッチドラム６１の大外径部６１ｅの外径より大きい内径を有し、大外径部６１ｅを内装する前方円筒部８４ｅとで構成されている。
【００４９】
ここで、後方円筒部８４ｄの内周面にスプライン溝８４ｆが形成されていると共に、前方円筒部８４ｅ外周面における前端から所定長さＬ１だけ後方側位置から後方に向かってスプライン溝８４ｇが形成され、内周面に前端から見てスプライン溝８４ｇと重なるように前端から後方に図５で拡大図示するようにスプライン溝８４ｇとの間に傾斜隔壁８４ｈを形成するように延長するスプライン溝８４ｉが形成され、スプライン溝８４ｇに第１のブレーキ１００を構成するドリブンプレート１００ａが係合され、スプライン味噌８４ｉに第１の遊星歯車機構１０の大径サンギヤ１１に連結されたトルク伝達部材１８が係合されている。
【００５０】
したがって、前方円筒部８４ｅの前端面は、図７で拡大図示するように、スプライン溝８４ｉが存在する位置では厚みが薄くなるが、スプライン溝８４ｉ間では厚みが厚い圧肉部８４ｊとなり、クラッチドラム８１が高速回転された場合でも前方円筒部８４ｅのが外方に開く開き応力を低減することができる。
そして、フード部８４は前方円筒部８４ｅの外周面に形成するスプライン溝８４ｇを除いてプレス加工によって成形され、このプレス加工によって成形された後のフード部８４に対してフローフォーミング成形を行ってスプライン溝８４ｇを形成する。このように、スプライン溝８４ｇをフード部８４をプレス成形した後にフローフォーミング成形によって形成するので、このスプライン溝８４ｇとその内周面側のスプライン溝８４ｉとのスプライン諸元を任意に設定することができ、これらスプライン溝８４ｇ及び８４ｉの設計自由度を向上させることができる。
【００５１】
また、第３のクラッチ８０は、クラッチドラム８１のフード部８４における後方円筒部８４ｄと内側から対向する円筒状のクラッチハブ８５を有する。このクラッチハブ８５は、前述した第１のクラッチ６０のクラッチドラム６１におけるフード部６１ｅの中円筒部６１ｃの外周面に例えば溶接によって固定されている。
【００５２】
さらに、第３のクラッチ８０は、クラッチドラム８１のフード部８４における後方円筒部８４ｄとクラッチハブ８５との間に摩擦結合部材８６が配設されている。この摩擦結合部材８６は、クラッチドラム８１の後方円筒部８４ｄに形成されたスプライン溝８４ｆに係合するドリブンプレート８６ａと、クラッチハブ８５の外周面に形成されたスプライン８５ａに係合するドライブプレート８６ｂとが交互に配設された構成を有し、前端側のドリブンプレート８６ａが後方円筒部８４ｄの内周面に配設されたスナップリング８４ｋで前方への抜け出しが阻止され、後端側のドリブンプレート８６ａがディッシュプレート８６ｃを介して後述するピストンの押圧部に当接している。
【００５３】
さらにまた、第３のクラッチ８０のクラッチドラム８１の内周部側に第３の油圧サーボ機構１３０が配設されている。この第３の油圧サーボ機構１３０は、クラッチドラム８１の被支持部８３とフード部８４の小円筒部８４ａとで構成されるシリンダ１３１と、このシリンダ１３１内に摺動自在に配設されたピストン１３２と、被支持部８３の外円筒部８３ａの前端側にに外方に延長して形成された支持板部１３３とピストン１３２との間に介挿されたリターンスプリング１３４とで構成されている。
【００５４】
ここで、ピストン１３２は、被支持部８３の外円筒部８３ａの外周面及びフード部８４の小円筒部８４ａの内周面に摺接する断面逆コ字状に形成され、その外周端縁に前方に支持板部１３３の上端まで延長してから折り返すＵ字状部１３２ａとこのＵ字状部１３２ａの後端部から外方に延長して前記ディシュプレート８６ｃに当接する当接部１３２ｂとから構成される押圧部１３２ｃが形成されている。
【００５５】
そして、シリンダ１３１及びピストン１３２間の油圧室が被支持部８３の外円筒部８３ａに形成した作動油路８７ａ、サイドカバー２００に固定したスリーブ２１０の大円筒部２１０ｄに半径方向に延長して形成した作動油路８７ｂ、軸方向に延長して形成した作動油路８７ｃからサイドカバー２００の外部に配設したパイプ状油路８７ｄを通じて図示しないコントロールバルブに連通され、このコントロールバルブで作動油が給排制御される。
【００５６】
また、フード部８４の大外径部８４ｂにおける前方円筒部８４ｅの外周面に第１のブレーキ１００が配設されている。
この第１のブレーキ１００は、図４に示すように、フード部８４の大外径部８４ｂにおける前方円筒部８４ｅに形成されたスプライン溝８４ｇに係合する回転側摩擦部材としてのドリブンプレート１００ａと、ケース本体１９０の内周面に形成されたスプライン溝１０１に係合する固定側摩擦部材としてのドライブプレート１００ｂとが交互に配設された構成を有し、前端側のドライブプレート１００ｂが前方に隣接するワンウェイクラッチ９０を固定するスナップリング１０２で前方への移動が規制されたストッパー１０３に当接し、後方側のドライブプレート１００ｂが第４の油圧サーボ機構１４０のピストン１４２に形成した押圧部１４３に僅かな距離を挟んで対向している。
【００５７】
第４の油圧サーボ機構１４０は、サイドカバー２００の内周面に形成されたシリンダ１４１内にピストン１４２が配設され、このピストン１４２に後方に延長する押圧部１４３が形成された構成を有し、押圧部１４３の回りに形成されたスプリングシート１４４と、サイドカバー２００に形成された外周円筒部２２０の内周面に配設されたスナップリング２２１で支持されたスプリングシート１４５との間にリターンスプリング１４６が介挿されている。
【００５８】
本実施形態は以上のように構成されているので、今車両が図示しないセレクト機構でパーキングレンジＰが選択されて停車しているものとすると、各クラッチ６０、７０及び８０と各ブレーキ１００及び１１０とワンウェイクラッチ９０が非作動状態となっている。
この状態からセレクト機構でリバースレンジＲを選択すると、第３及び第５の油圧サーボ機構１３０及び１５０に所定圧の作動油が供給される。このため、第３の油圧サーボ機構１３０のシリンダ１３１とピストン１３２との間の油圧室に作動油が供給されることにより、ピストン１３２がリターンスプリング１３４に抗して前方に摺動し、ピストン１３２の押圧部１３３で第３のクラッチ８０における摩擦結合部材８６のディッシュプレート８６ｃを前方に押圧することにより、摩擦結合部材８６のドリブンプレート８６ａ及びドライブプレート８６ｂとが挟圧状態となり、クラッチドラム８１とクラッチハブ８５とが連結されて、第３のクラッチ８０が締結状態となる。
【００５９】
このとき、入力軸５０から第２の遊星歯車機構３０を経て減速された回転力が第１のクラッチ６０のクラッチドラム６１から第３のクラッチ８０のクラッチハブ８５に伝達され、摩擦係合部材８６及びクラッチドラム８１を介し、さらにトルク伝達部材１８を介して第１の遊星歯車機構１０のサンギヤ１１に入力され、第２のブレーキ１１０の締結によりトランスミッションケース１８０に固定されたキャリア１３に反力を取るリングギヤ１７の逆回転力がカウンタドライブギヤ１７０に出力される。この逆回転力がカウンタギヤ２００を介してディファレンシャルギヤ４５０に伝達されて、ドライブシャフト４５３ａ及び４５３ｂが逆回転されて車両が後進駆動される。
【００６０】
また、セレクト機構でドライブレンジＤを選択することにより、車両を前進させることができ、この状態で、第３速状態及び第５速状態となると、前述したと同様に第３の油圧サーボ機構１３０に所定圧の作動油が供給されて、第３のクラッチ８０が締結状態に制御される。このとき、第３速では同時に第１のクラッチ６０が締結状態となるため、第２の遊星歯車機構３０から伝達される入力軸５０の回転力がクラッチドラム８１、第１のクラッチ６０のクラッチドラム６１、クラッチハブ６３ａを介して第１の遊星歯車機構１０の小径サンギヤ１２に伝達されて、第３速状態が得られ、第５速では第２のクラッチ７０が同時に締結状態となるため、入力軸５０から第２の遊星歯車機構３０を経て減速された回転力が第３のクラッチ８０経由で大径のサンギヤ１１に入力され、他方で入力軸５０から第２のクラッチ７０経由で入力された非減速回転がキャリア１４に入力され、リングギヤ１７の入力軸５０の回転速度より僅かに増速された回転力がカウンタドライブギヤ１７０に出力されて、第５速状態が得られる。
【００６１】
また、第１のブレーキ１００が締結状態となる第２速及び第６速状態では、クラッチドラム８１が固定状態となり、この状態では、第３のクラッチ８０は非締結状態であるので、クラッチドラム８１にはスラスト荷重が作用することはないが、第１のブレーキ１００が非締結状態では、クラッチドラム８１が高速回転されている。このとき、被支持部８３の内円筒部８３ｃがサイドカバー２００に固定されたスリーブ２１０の中円筒部２１０ｃにブッシュ８２を介して回転自在に支持されているので、ラジアル荷重を受けて正確なセンタリング機能を発揮することができる。一方、クラッチドラム８１に前方へのスラスト荷重が作用した場合には、被支持部８３の端板部８３ｂが第１のクラッチ６０の被支持部６１ａの後端部との間に介挿されたスラスト軸受６５に当接しているので、このスラスト軸受６５でクラッチドラム８１の前方へのスラスト荷重を受けることがきる。
【００６２】
このように、被支持部８３が、ラジアル荷重とスラスト荷重を受けるために、外円筒部８３ａとその前端に設けた端板部８３ｂとこの端板部８３ｂの内周端から後方に折り返す内円筒部８３ｃとでコ字状に形成されているので、被支持部８３の軸方向長さを短くすることができ、第１のクラッチ６０を余裕を持って内装することができる。
【００６３】
しかも、被支持部８３がコ字状に形成されているので、第３の油圧サーボ機構１３０のピストン１３２の受圧面積が同軸上に配設されている第１の油圧サーボ機構１１０のピストン１１２の受圧面積に比較して小さくなるが、この第３の油圧サーボ機構１３０で駆動する第３のクラッチ８０が締結状態となるのは、リバース状態、第３速状態及び第５速状態であり、このうちリバース状態では、第２の遊星歯車機構３０のキャリア３３から出力される減速された回転力が第３のクラッチ８０、トルク伝達部材１８を介して第１の遊星歯車機構１０の大径サンギヤ１１に伝達され、この大径サンギヤ１１の回転力がピニオンで逆転されてリングギヤ１７に伝達されるので、第３のクラッチ８０に大きな伝達トルクが作用することなく、第３速状態及び第４速状態でも大きな伝達トルクが作用することはないので、第１速及び第２速の大きな伝達トルク力を必要とする際に締結状態となる第１のクラッチ６０に比較して低い押圧力で済むことから、第１の油圧サーボ機構１１０の受圧面積に比較して第３の油圧サーボ機構１３０の受圧面積は小さくて済み、被支持部８３をコ字状に形成する場合の影響を受けることがない。
【００６４】
そして、第３の油圧サーボ機構１３０の受圧面積を大きくしたい場合には、クラッチドラム８１のフード部８４における小円筒部８４ａの内径を大きくすればよく、この小円筒部８４ａの内径を調整することにより、第３の油圧サーボ機構１３０の受圧面積を変更して、クラッチ容量を調整することができる。
さらに、第３のクラッチ８０のクラッチドラム８１内に第１のクラッチ６０を内装し、第１のクラッチ６０の摩擦結合部材６４と第３のクラッチ８０の摩擦結合部材８６とが同一形状に構成したので、両クラッチ６０及び８０で摩擦結合部材を共用することができる。
【００６５】
なお、上記実施形態においては、第３のクラッチ８０のクラッチドラム８１におけるフード部８４の大外径部８４ｂを内径の異なる後方円筒部８４ｄ及び前方円筒部８４ｅとで構成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、大外径部８４ｂを外径が前端に行くに従い徐々に大きくなるラッパ状に形成し、その内周面にスプライン８４ｂを形成する内円筒部及びスプライン８４ｇを形成する外円筒部を形成するようにしてもよく、大外径部８４ｂを単一の円筒状に形成して、第１のクラッチ６０のクラッチドラム６１を小径化するようにしてもよい。
【００６６】
また、上記実施形態においては、スプライン８４ｇをフローフォーミング成形する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、転造によって形成するようにしてもよい。
さらに、上記実施形態においては、フード部８４の大円筒部８４ｂにおける前方円筒部８４ｅの外周面及び内周面に形成したスプライン溝８４ｇ及び８４ｉが前方からみて重なるように形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、スプライン溝８４ｇの溝部間にスプライン溝８４ｉの溝部が配置されるように円周方向に位相をずらして形成するようにしてもよい。
【００６７】
さらにまた、上記実施形態においては、第３のクラッチ８０のクラッチドラム８１におけるフード部８４の前方円筒部８４ｅに第１のブレーキ１１０を構成するドライブプレート１００ｂが形成するスプライン８４ｇを形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、第１のブレーキ１００と第４の油圧サーボ機構１４０とを軸方向で逆に配置して、第１のブレーキ１００を構成するドライブプレート１００ｂを後方円筒部８４ｄの外周面に形成するようにしてもよい。
【００６８】
なおさらに、上記実施形態においては、自動変速機を前進６速を実現するギヤトレインで構成しているが、これに限定されるものではなく、前進５速以下又は７速以上の自動変速機にも本発明を適用することができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、クラッチドラムのトランスミッションケースの固定支持部に回転自在に支持される被支持部を、円筒部と端板部と折り返した円筒部とで断面コ字状に形成することにより、端板部でスラスト軸受を受ける受け面を形成し、内側円筒部でラジアル方向のセンタリング機能を発揮することができ、クラッチドラム自体で軸方向及び径方向の軸受面を確保することができると共に、内周側の円筒部が端板部から折り返されて外周側の円筒部にオーバーラップするので、クラッチドラムの基部側即ちシリンダ部側の軸方向長さを短縮することができるという効果が得られる。
【００７０】
また、請求項１に係る発明によれば、クラッチドラム内に他のクラッチを配設したときに、両者の摩擦結合部材が同一形状であるので、互いに共用することができると共に、クラッチドラムに内装される他のクラッチについては被支持部を除いてシリンダ部を拡張することにより、クラッチ容量を大きく設定することができ、大きなクラッチ容量を必要とするクラッチを内装することができるという効果が得られる。
【００７１】
さらに、請求項２に係る発明によれば、被支持部における外周側の円筒部がシリンダ部の内周面を構成しているので、クラッチドラムの径方向の長さを短縮することができると共に、被支持部の径方向の長さでクラッチ容量を設定することができるという効果が得られ、さらにシリンダ部とピストンとで構成される油圧室に作動油を供給したときのピストンの迅速な移動を確保することができると共に、コ字状部の面積を変更することにより、クラッチ容量を調整することができるという効果が得られる。
【００７２】
なおさらに、請求項３に係る発明によれば、クラッチドラムのスプライン溝の開放端部側に圧肉部が形成されているので、クラッチドラムを高速回転させたときに遠心力によって発生する開き応力を低減することができるという効果が得られる。
また、請求項４に係る発明によれば、外周面側のスプライン溝をクラッチドラムのプレス成形後にフローフォーミング成形で形成するので、このスプライン溝の内側に形成するスプライン溝を形成する場合に、両者の形状を任意に設定することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された自動変速機の構成を示す断面図である。
【図２】上記自動変速機を示すスケルトン図である。
【図３】上記自動変速機の作動を示す図である。
【図４】本発明の要部を示す拡大断面図である。
【図５】第３のクラッチにおけるクラッチドラムのフード部を一部を拡大して示す断面図である。
【図６】図５の側面図である。
【図７】図６のＶ部の拡大図である。
【図８】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
６０ 第１のクラッチ
８０ 第３のクラッチ
８１ クラッチドラム
８３ 被支持部
８３ａ 外円筒部
８３ｂ 端板部
８３ｃ 内円筒部
８４ フード部
８４ａ 小円筒部
８４ｂ 大円筒部
８４ｄ 後方円筒部
８４ｅ 前方円筒部
８４ｆ，８４ｇ，８４ｉ スプライン溝
８５ クラッチハブ
８６ 摩擦結合部材
１００ 第１のブレーキ
１３０ 第３の油圧サーボ機構
１３１ シリンダ
１３２ピストン
１５０ 第５の油圧サーボ機構
１８０ トランスミッションケース
１９０ ケース本体
２００ サイドカバー
２１０ スリーブ

Claims (4)

1. トランスミッションケースに配設した固定支持部に回転自在に支持されたクラッチドラムと、該クラッチドラムの内周面側に配設されたクラッチハブと、前記クラッチドラム及びクラッチハブの対向面に配設された摩擦結合部材と、前記クラッチドラムの外周面に、前記トランスミッションケースの内周面に配設されたブレーキを係合するスプライン溝が形成された自動変速機のクラッチ構造において、前記クラッチドラムの前記固定支持部に支持される被支持部を、ドラム軸方向に前記スプライン溝側に突出する円筒部と、該円筒部の端面から内方に延長してスラスト軸受との受け面となる端板部と、該端板部の内周縁から円筒部側に折り返した内筒部とで構成し、前記内筒部が前記固定支持部に回転自在に支持され、前記クラッチドラムは、前記摩擦結合部材を内装する小径部と、この小径部より開放端面側に連接する前記スプライン溝を形成した大径部とで構成され、前記大径部内に、前記摩擦結合部材と同一形状の摩擦結合部材を使用する他のクラッチを内装可能に構成されていることを特徴とする自動変速機のクラッチ構造。
2. 前記クラッチドラムに形成された外筒部と、前記被支持部の前記円筒部と、前記スプライン溝とは反対側を閉塞する端板部とで構成されるシリンダ部を有し、前記端板部にはピストンに当接するコ字状部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機のクラッチ構造。
3. 前記クラッチドラムは、前記スプライン溝の開放端部側に圧肉部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動変速機のクラッチ構造。
4. 前記クラッチドラムは、前記スプライン溝がクラッチドラムのプレス形成後にフローフォーミング成形で形成されていることを特徴とする請求項３記載の自動変速機のクラッチ構造。

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