JP4701514B2

JP4701514B2 - 自動変速機の摩擦係合機構

Info

Publication number: JP4701514B2
Application number: JP2001042462A
Authority: JP
Inventors: 直哉谷川; 隆直鈴木
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2001-02-19
Filing date: 2001-02-19
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2021-02-19
Also published as: JP2002242956A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機の変速段を切替えるために摩擦係合部材を係合・非係合する摩擦係合機構に関するものであり、特に自動変速機のケースと相対回転するクラッチの摩擦係合機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、サンギア、ピニオンギア、リングギア、及びピニオンギアを支持するキャリアから成る遊星歯車機構を複数組配設し、自動変速機のケースに固定されたブレーキやケースと相対回転するクラッチをそれぞれ係合・非係合することで各遊星歯車機構の連結の組合せを切替えて、入力軸から出力軸への回転数の比、即ち変速段を切替える自動変速機が一般的に知られている。このような自動変速機の摩擦係合機構において、自動変速機の軸方向寸法を短縮する方策、或いは構造上の必要性から、リングギアの外周にクラッチを配設する構成が用いられている。このような構成では、リングギアの外周に固定されるギア側摩擦部材と、ケースと相対回転するドラム部材に固定されるドラム側摩擦部材とによりクラッチが構成され、油圧源から供給される油圧に応じてピストンが作動することでギア側摩擦部材とドラム側摩擦部材との係合・非係合が切替えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、自動変速機のクラッチやブレーキ等の摩擦係合機構は油中で用いられているが、上記した構成では、リングギアの外周に摩擦部材が配設されているため、遠心力によって作動油が径方向外方へ力を受けたとしても、作動油の径方向外方への移動はリングギアで遮られてしまい、クラッチの潤滑が充分に行なわれない、また、自動変速機の状態によりドラム部材が停止する場合では、遠心力を受けることなく重力により落下する作動油がリングギアで遮られ、作動油によるクラッチの潤滑が充分になされない、という問題がある。
【０００４】
そこで本発明は、上記問題点を解決すべく、リングギアの外周にクラッチを配設する自動変速機において、リングギアの外周に配設されるクラッチへの作動油の供給が充分に行なわれるような自動変速機の摩擦係合機構を提供することを、技術的課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために請求項１の発明は、サンギア、ピニオンギア、リングギアを有する遊星歯車機構と、自動変速機の軸中心側から径方向外方に延在する環状部及び前記リングギアと自動変速機のケースとの間を軸方向に延在する円筒状の筒状部を有するドラム部材と、前記リングギアの外周面に固定される第１摩擦部材及び前記ドラム部材の筒状部の内周面に固定されるとともに前記第１摩擦部材と係合可能な第２摩擦部材から成るクラッチと、前記ドラム部材の環状部との間で油圧室を構成するとともに該油圧室内の油圧に応じて前記第２摩擦部材を前記第１摩擦部材側に押圧するピストンと、自動変速機の軸中心側から径方向外方に延在し、前記ピストン側の前記リングギアの端部に固定されるフランジと、該フランジと前記ピストンとの間で前記ドラム部材に対して軸方向に変位不能に配設され、前記ピストンとの間で第２油圧室を構成するバランサと、を備え、前記リングギアにはその内周側と外周側とを貫通する貫通路が設けられ、前記フランジには、前記バランサに設けられた流出路を介して前記バランサと前記フランジの間に流出した前記第２油圧室内の作動油を前記リングギアの内周側に導入可能な導入路が設けられ、前記バランサの前記流出路の径方向外方側には、前記フランジ側に突出する突出部が形成され、前記突出部と前記壁部は、径方向に関して同一平面内に形成される自動変速機の摩擦係合機構とした。
【０００６】
請求項１によると、バランサの流出路を介してバランサとフランジの間に流出した第２油圧室内の作動油は、フランジの導入路を介してリングギアの内周側に導入される。クラッチを充分に潤滑する必要がある摩擦係合機構の回転時には作動油は遠心力を受けて径方向外方へ向かうため、リングギアの内周に導入された作動油が遠心力を受けると、作動油はリングギアの貫通路を介してクラッチへと導入される。また、ドラム部材が回転しない場合であっても、重力により落下する作動油が貫通路を介してクラッチへと導入される。したがって、クラッチへの作動油の供給が充分に行なわれることになり、クラッチを充分に潤滑することができ、クラッチの耐久性が向上する。バランサの流出路の径方向外方側にフランジ側に突出する突出部を形成することで、流出路から流出した作動油が遠心力を受けて径方向外方へと移動しようとする際に作動油が突出部に衝突するので、バランサとフランジの間において、流出路から流出した作動油は突出部との衝突により流出路から導入路へ向かうように流れる。したがって、流出路からの作動油が導入路へと導かれやすくなって、クラッチの潤滑に有利である。突出部と壁部を径方向に関して同一平面内に形成すると、流出路から流出して突出部を通過した作動油が遠心力を受けて径方向外方へ移動することで、この作動油の殆どが壁部に案内されて導入路へと導かれる。したがってリングギアの内周へ導入される作動油が充分に確保されることになって、クラッチを充分に潤滑することができる。
【０００７】
尚、請求項１におけるバランサは、油圧室内の遠心油圧（遠心力により生じる油圧）に対向した遠心油圧をピストンに付与すべく、第２油圧室を構成するための部材であり、油圧室内の遠心油圧と第２油圧室内の遠心油圧とを対向させることでピストンへの遠心油圧を相殺し、このバランサによりピストンが遠心油圧の影響を受けないように構成されるものである。
【０００８】
具体的には、請求項２に示すように、フランジの導入路をバランサの流出路よりも径方向外方に設けると、遠心力によって径方向外方へ向かう流出路から流出した作動油が導入路内へと導かれやすくなって、好適である。
【０００９】
更に、請求項３に示すように、フランジの導入路の径方向外方側にバランサ側に突出する壁部を有すると、遠心力によって径方向外方へ向かう流出路から流出した作動油の多くが壁部によって導入路へと導かれ、これによりリングギアの内周へ充分に作動油を供給することができ、クラッチの潤滑に更に好適である。
【００１０】
更に、請求項４に示すように、壁部がバランサ側に突出するとともに径方向内方に延在するようにすると、流出路から流出した作動油が自動変速機の径方向内方から外方へと向かう際に、作動油が壁部によって確実に導入路へと導かれやすくなる。
【００１２】
更に、請求項５に示すように、流出路から径方向外方に向かって前記フランジとの距離が徐々に小さくなるように傾斜する部分を有すると、流出路から流出した作動油が遠心力を受けて突出部の傾斜に沿って流れるので、作動油が突出部に衝突する際の急激な衝突が抑えられる。これにより、流出路から導入路への理想的な作動油の流れの方向を確保することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本実施の形態における自動変速機の摩擦係合機構を含む全体の概略図である。
【００１５】
自動変速機１０は、エンジン５０の出力軸からの動力がトルクコンバータ２０を介して入力される入力軸１１と、図示しない差動装置を介して同じく図示しない車輪に連結される出力軸１２と、入力軸１１と連結するサンギアＳ１、ピニオンギアＰ１、リングギアＲ1を有する第１列のダブルピニオン式の遊星歯車機構Ｇ１と、第２列の遊星歯車機構Ｇ２と、第３列の遊星歯車機構Ｇ３と、第１クラッチＣ１を内装し図示しない油圧源から図示しない油圧制御回路を介して供給される作動油に応じて係合・非係合を切替える第１クラッチ用摩擦係合機構ＤＣ１と、同様に第２クラッチＣ２を内装する第２クラッチ用摩擦係合機構ＤＣ２と、第３クラッチＣ３を内装する第３クラッチ用摩擦係合機構ＤＣ３と、第１ブレーキＢ１を内装する第１ブレーキ用摩擦係合機構ＤＢ１と、第２ブレーキＢ２を内装する第２ブレーキ用摩擦係合機構ＤＢ２と、ワンウェイクラッチＦ１とを備え、各クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びブレーキＢ１、Ｂ２の係合・非係合の切替えに応じて入力軸１１から出力軸１２への回転比が切換えられて、前進６段後進１段の変速段を達成する。各クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、ブレーキＢ１、Ｂ２の係合・非係合及び変速段の関係を図２に示す。ここで、図２の左欄は、図示しない手動レバーのレンジを示しており、Ｐ（パーキング）レンジ、Ｒ（レバース）レンジ、Ｎ（ニュートラル）レンジ、Ｄ（ドライブ）レンジ、３レンジ、２レンジ及びＬ（ロー）レンジの７つのレンジにおける変速段及び係合・非係合を示している。
【００１６】
摩擦係合機構ＤＣ１〜ＤＣ３、ＤＢ１、ＤＢ２は、各クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、ブレーキＢ１、Ｂ２内に供給される作動油に応じてこれらを係合・非係合させる押圧力を発生する機構である。図３にリングギアＲ１の外周に配設される第３クラッチ用摩擦係合機構ＤＣ３の断面図を示す。この第３クラッチ用摩擦係合機構ＤＣ３が請求項１の摩擦係合機構に相当し、第１列の遊星歯車機構Ｇ１が請求項１の遊星歯車機構に相当し、更に第３クラッチＣ３が請求項１のクラッチに相当する。
【００１７】
第３クラッチ用摩擦係合機構ＤＣ３は、サンギアＳ１、ピニオンギアＰ１、リングギアＲ１及びピニオンギアＰ１を保持するキャリアＰＣ１を有する第１列の遊星歯車機構Ｇ１と、自動変速機１０の軸中心側から径方向外方に延在する環状部３１Ａ及びリングギアＲ１と自動変速機１０のケース１３との間を軸方向に延在する円筒状の筒状部３１Ｂを有するとともに、第２の遊星歯車機構Ｇ２のリングギアＲ２と連結するドラム部材３１と、リングギアＲ１の外周面に固定される第１摩擦部材Ｃ３１及びドラム部材３１の筒状部３１Ｂの内周面に固定されるとともに第１摩擦部材Ｃ３１と係合可能な第２摩擦部材Ｃ３２から成るクラッチＣ３と、ドラム部材３１の環状部３１Ａとの間で油圧室３２を構成するとともに油圧室３２内の油圧に応じて第２摩擦部材Ｃ３２を第１摩擦部材Ｃ３１側に押圧するピストン３３と、自動変速機１０の軸中心側から径方向外方に延在し、ピストン３３側のリングギアＲ１の端部に固定されるフランジ３４と、フランジ３４とピストン３３との間でドラム部材３１に対して軸方向に変位不能に配設され、ピストン３３との間で第２油圧室３５を構成するバランサ３６と、バランサ３６とピストン３３との間に配設され、ピストン３３をドラム部材３１の環状部３１Ａに向けて付勢するスプリング３７とを備える。尚、バランサ３６は油圧室３２内の遠心油圧（遠心力により生じる油圧）に対向した遠心油圧をピストン３３に付与すべく、第２油圧室３５を構成するための部材であり、油圧室３２内の遠心油圧と第２油圧室３５内の遠心油圧とを対向させることでピストン３３への遠心油圧を相殺し、ピストン３３が遠心油圧の影響を受けないように構成している。尚、図３ではサンギアＳ１に噛合するピニオンギアＰ１を図示し、リングギアＲ１と噛合するピニオンギアは図示を省略する。
【００１８】
リングギアＲ１にはその内周側と外周側とを貫通する貫通路３８が設けられている。バランサ３６の内周側の４箇所には、バランサ３６とフランジ３４の間の空間と第２油圧室３５とを連通する流出路３６ａが設けられている。図４のフランジ３４の正面図に示すように、フランジ３４には流出路３６ａを介してバランサ３６とフランジ３４の間に流出した第２油圧室３５内の作動油をリングギアＲ１の内周側に導入可能な導入路３４ａが流出路３６ａよりも径方向外方の４箇所に設けられている。また、フランジ３４の導入路３４ａの径方向外方側には、バランサ３６側に突出するとともに径方向内方に延在する壁部３４ｂが形成されている。バランサ３６の流出路３６ａの径方向外方側には、フランジ３４側に突出する突出部３６ｂが形成される。バランサ３６はプレスで形成されており、突出部３６ｂは流出路３６ａから径方向外方に向かってフランジ３４との距離が徐々に小さくなるように傾斜している。このような構成のフランジ３４とバランサ３６とは、図３に示すように突出部３６ｂと壁部３４ｂとが径方向に関して同一平面内となるように配設されている。
【００１９】
上述した構成の摩擦係合機構ＤＣ３の作動について図３を用いて説明する。サンギアＳ１は自動変速機１０の入力軸１１に連結されており、車両が走行している際にはエンジン５０の回転に伴ってサンギアＳ１、ピニオンギアＰ１、リングギアＲ１は常に回転している。キャリアＰＣ１は自動変速機１０のケース１３に固定されており、ピニオンギアＰ１の回転は自転のみであって公転はしない。また、ドラム部材３１は第２列の遊星歯車機構Ｇ２のリングギアＲ２に連結されているので、ブレーキＢ１が係合した場合にはドラム部材３１もケース１３に固定されるために回転しない。
【００２０】
クラッチＣ３が係合しているときには、油圧室３２内の油圧がスプリング３７の付勢力に打ち克ってピストン３３を図３の左方向に変位させて第２摩擦部材Ｃ３２を第１摩擦部材Ｃ３１側に押圧することで第２摩擦部材Ｃ３２を第１摩擦部材Ｃ３１と係合させている。このとき、ドラム部材３１に設けられている油路３１ａを介して第２油圧室３５内にも作動油が供給されており、第２油圧室３５によって先述したようなピストン３３への遠心油圧の影響をなくしている。第２油圧室３５内に充填された作動油は流出路３６ａを介してバランサ３６とフランジ３４との間の空間に流出する。ドラム部材３１が回転している場合には、流出した作動油が径方向外方へ遠心力を受ける。作動油が流出路３６ａから流出した直後には突出部３６ｂの傾斜に沿って作動油が径方向外方に流れる。突出部３６ｂよりも径方向外方に流れた作動油は、遠心力によって更に径方向外方へ流れ、作動油の一部がフランジ３４の壁部３４ｂで受け止められながら導入路３４ａへと導かれる。導入路３４ａに導かれた作動油は更に遠心力によってリングギアＲ１の内周の空間へと導かれ、貫通路３８を介して第１摩擦部材Ｃ３１と第２摩擦部材Ｃ３２との係合面へ流れ込み、第１摩擦部材Ｃ３１と第２摩擦部材Ｃ３２との係合面の潤滑が行なわれる。
【００２１】
このように、本実施の形態によると、流出路３６ａから流出した第２油圧室３５内の作動油がフランジ３４とバランサ３６との間で遠心力により径方向外方へと流れる際に、バランサ３６の突出部３６ｂにて作動油の流れを導入路３４ａに向け、更にフランジ３４の壁部３４ｂによって作動油を確実に受け止めるので、流出路３６ａから流出した作動油の殆どを導入路３４ａを介してリングギアＲ１の内周へと導くことができ、貫通路３８を通じて作動油がクラッチＣ３へと導入される。これによってクラッチＣ３の充分な潤滑を行なうことが可能である。また、ドラム部材が回転しない状態、例えば第１ブレーキＢ１が固定された状態では、リングギアＲ１の内周側の作動油は貫通路３８を介してクラッチＣ３へと導入されるので、クラッチＣ３の潤滑を確実に行なうことができ、クラッチＣ３の充分な冷却がなされてクラッチＣ３の耐久性が向上する。
【００２２】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定する意図はなく、上述した構成の自動変速機１０に限らず、リングギアの外周にクラッチを配設する構成を備えた自動変速機であればどのようなものであっても適用されるべきものである。
【００２３】
本発明によると、バランサの流出路を介してバランサとフランジの間に流出した第２油圧室内の作動油は、フランジの導入路を介してリングギアの内周側に導入される。クラッチの潤滑を充分に行なう必要がある摩擦係合機構の回転時には作動油は遠心力を受けて径方向外方へ向かうため、リングギアの内周に導入された作動油が遠心力を受けると、作動油はリングギアの貫通路を介してクラッチへと導入される。また、ドラム部材が回転しない場合であっても、重力により落下する作動油が貫通路を介してクラッチへと導入される。したがって、クラッチへの作動油の供給が充分に行なわれることになり、クラッチを充分に潤滑することができ、クラッチの耐久性が向上する。バランサの流出路の径方向外方側にフランジ側に突出する突出部を形成することで、流出路から流出した作動油が遠心力を受けて径方向外方へと移動しようとする際に作動油が突出部に衝突するので、バランサとフランジの間において、流出路から流出した作動油は突出部との衝突により流出路から導入路へ向かうように流れる。したがって、流出路からの作動油が導入路へと導かれやすくなって、クラッチの潤滑に有利である。突出部と壁部を径方向に関して同一平面内に形成すると、流出路から流出して突出部を通過した作動油が遠心力を受けて径方向外方へ移動することで、この作動油の殆どが壁部に案内されて導入路へと導かれる。したがってリングギアの内周へ導入される作動油が充分に確保されることになって、クラッチを充分に潤滑することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における自動変速機の摩擦係合機構を含む全体の概略図である。
【図２】各摩擦係合要素の係合・非係合及び変速段の関係を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における自動変速機の摩擦係合機構の断面図である。
【図４】フランジの正面図である。
【符号の説明】
１０・・・自動変速機１３・・・ケース
３１・・・ドラム部材３２・・・油圧室
３３・・・ピストン３４・・・フランジ
３４ａ・・・導入路３４ｂ・・・壁部
３５・・・第２油圧室３６・・・バランサ
３６ａ・・・流出路３６ｂ・・・突出部
３８・・・貫通路Ｃ３・・・第３クラッチ（クラッチ）
Ｃ３１・・・第１摩擦部材Ｃ３２・・・第２摩擦部材
ＤＣ３・・・第３クラッチ用摩擦係合機構（摩擦係合機構）
Ｇ１・・・第１列の遊星歯車機構（遊星歯車機構）
Ｓ１・・・サンギアＰ１・・・ピニオンギア
Ｒ１・・・リングギア

Claims

サンギア、ピニオンギア、リングギアを有する遊星歯車機構と、
自動変速機の軸中心側から径方向外方に延在する環状部及び前記リングギアと自動変速機のケースとの間を軸方向に延在する円筒状の筒状部を有するドラム部材と、
前記リングギアの外周面に固定される第１摩擦部材及び前記ドラム部材の筒状部の内周面に固定されるとともに前記第１摩擦部材と係合可能な第２摩擦部材から成るクラッチと、
前記ドラム部材の環状部との間で油圧室を構成するとともに該油圧室内の油圧に応じて前記第２摩擦部材を前記第１摩擦部材側に押圧するピストンと、
自動変速機の軸中心側から径方向外方に延在し、前記ピストン側の前記リングギアの端部に固定されるフランジと、
該フランジと前記ピストンとの間で前記ドラム部材に対して軸方向に変位不能に配設され、前記ピストンとの間で第２油圧室を構成するバランサと、
を備え、前記リングギアにはその内周側と外周側とを貫通する貫通路が設けられ、前記フランジには、前記バランサに設けられた流出路を介して前記バランサと前記フランジの間に流出した前記第２油圧室内の作動油を前記リングギアの内周側に導入可能な導入路が設けられ、
前記バランサの前記流出路の径方向外方側には、前記フランジ側に突出する突出部が形成され、
前記突出部と前記壁部は、径方向に関して同一平面内に形成されることを特徴とする、自動変速機の摩擦係合機構。
前記フランジの導入路は、前記バランサの流出路よりも径方向外方に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の自動変速機の摩擦係合機構。
前記フランジは、前記導入路の径方向外方側に前記バランサ側に突出する壁部を有することを特徴とする、請求項２に記載の自動変速機の摩擦係合機構。
前記壁部は、前記バランサ側に突出するとともに径方向内方に延在することを特徴とする、請求項３に記載の自動変速機の摩擦係合機構。
前記突出部は、前記流出路から径方向外方に向かって前記フランジとの距離が徐々に小さくなるように傾斜する部分を有することを特徴とする、請求項１乃至請求項４に記載の自動変速機の摩擦係合機構。