JP6102208B2 - 自動変速機 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば自動車に搭載される自動変速機に係り、詳しくはショートピニオンギヤとロングピニオンギヤとを有するキャリヤ(以下ラビニョ型キャリヤ又は単にキャリヤという)を備えた自動変速機に関する。
従来、ショートピニオンギヤ及びロングピニオンギヤを有するキャリヤを有するラビニョ型プラネタリギヤと該キャリヤの外周に設けられたクラッチとを備えた自動変速機がある(特許文献1)。該自動変速機は、上記ラビニョ型プラネタリギヤとダブルピニオンプラネタリギヤを組合せて前進8速、後進2速を達成するが、上記ラビニョ型キャリヤは、キャリヤ本体とキャリヤカバーとからなり、キャリヤカバーは、ショートピニオンギヤの外径側を含んで全周を覆うように延びる延長部を有し、該延長部は、クラッチハブとなってその外径側にクラッチ(C−2)が配置されている。また、キャリヤ本体のドラム部の外周にはブレーキ(B−2)及びワンウェイクラッチ(F−1)が並設されている。
特開2008−121808号公報
自動変速機に要求されるトルク容量の増加に伴い、延長部上に配置されたクラッチのトルク容量を上げようとすると、キャリヤ(即ち、キャリヤカバーの延長部)のねじり剛性を高める必要がある。特許文献1の構造では、ねじり剛性を高める際には延長部の肉厚を厚くする必要があるが、その場合にはキャリヤ(キャリヤカバー)の外径が大きくなってしまい、径方向のコンパクト化の妨げとなる。ひいては、車輌への搭載が困難となる虞がある。
また、特許文献1の自動変速機では、キャリヤカバーの延長部上のクラッチと、キャリヤ本体のドラム部上のブレーキとが軸方向に並んで配置されており、自動変速機の軸方向寸法を長くしていた。
そこで、本発明は、ラビニョ型キャリヤの構造を改良して、もって上述した課題を解決し、キャリヤのねじり剛性を高めると共に、キャリヤの径方向の拡大を抑制することができる自動変速機を提供することを目的とするものである。
本発明は、ショートピニオンギヤ(P4)及びロングピニオンギヤ(P3)を有するキャリヤ(CR)と、該キャリヤの外周側に配置された所定の摩擦係合要素(C−2)と、を備えた自動変速機(1)において、
前記キャリヤ(CR)の前記ショートピニオンギヤ(P4)及びロングピニオンギヤ(P3)を支持する構造体(100)は、キャリヤ本体(52)と、キャリヤカバー(51)と、環状部材(52h)と、を有し、
前記キャリヤ本体(52)は、円環状のフランジ部(52f)と、該フランジ部に一体の厚肉部(52a)と、該厚肉部より延びたブリッジ部(52b)と、を有し、前記フランジ部(52f)と前記キャリヤカバー(51)との間にロングピニオンギヤ収納空間(B)を形成すると共に、前記厚肉部(52a)と前記キャリヤカバー(51)との間にショートピニオンギヤ収納空間(A)を形成し、
前記ショートピニオンギヤ収納空間(A)の外径側は、前記ブリッジ部(52b)が前記ショートピニオンギヤ(P4)を覆うように前記厚肉部(52a)から延びて、該ブリッジ部の先端にて前記キャリヤカバー(51)が一体に固定され、
前記ロングピニオンギヤ収納空間(B)の外径側は、一体に形成された前記厚肉部及び前記ブリッジ部(52b)の周方向間部分を開放する開口(C)からなり、
前記ブリッジ部(52b)の外周面に、前記所定の摩擦係合要素(C−2)の摩擦部材(21b)が係合するスプライン(52s)が形成されてなる、
ことを特徴とする自動変速機にある。
前記ブリッジ部(52b)の前記厚肉部側外周部分に、全周に亘る円環状の環状部材(52h)を一体に固定してなる。
前記環状部材(52h)は、前記厚肉部(52a)の外径側にて該厚肉部の外周面と平行に延びる円筒部(71)を有し、
該円筒部に、前記所定の摩擦係合要素(C−2)と異なる係合手段(F−1)を装着してなる。
前記環状部材(52h)は、前記摩擦係合要素(C−2)の外径側にて、前記ブリッジ部(52b)の外周面と平行に延びるハブ部材(38)を有し、
該ハブ部材に、前記所定の摩擦係合要素(C−2)と異なる他の摩擦係合要素(B−2)の摩擦部材(31b)を係合し、
前記所定の摩擦係合要素(C−2)と前記他の摩擦係合要素(B−2)とは、径方向視で軸方向に少なくとも一部が重なるように配置されてなる。
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲に記載の構成に何等影響を及ぼすものではない。
請求項1に係る本発明によると、キャリヤの構造体は、フランジ部、厚肉部及びブリッジ部を一体に形成したキャリヤ本体と、上記ブリッジ部先端に固定されるキャリヤカバーとなるので、従来のもの(特許文献1記載のもの等)に対してキャリヤのねじり剛性を高めることができ、またロングピニオンギヤ収納空間の外径側は開口し、ショートピニオンギヤ収納空間の外径側のみがブリッジ部で覆われ、従ってキャリヤ本体とキャリヤカバーとを連結するブリッジ部を、従来のもの(特許文献1記載のもの等)に対して内径側に配置でき、これらが相俟って該ブリッジ部の外周面に形成されたスプラインに係合する摩擦部材を有する所定の摩擦係合要素も内径側に配置でき、自動変速機のコンパクト化、特に径方向寸法のコンパクト化を図ることができる。また、中心軸側から供給される潤滑油は、上記開口から所定の摩擦係合要素に供給される。
リッジ部の厚肉側外周部に環状部材を固定したので、開口と交互に櫛歯状に延びる一体形成された厚肉部及びブリッジ部を有するキャリヤ本体の剛性を向上することができる。
請求項3に係る本発明によると、上記環状部材は、厚肉側に円筒部を有し、該円筒部にワンウェイクラッチ等の係合手段を装着して、該係合手段が、上記円筒部の内径側に位置して、ロングピニオンギヤと係合するリングギヤと径方向視で軸方向に重なる位置でかつ前記所定の摩擦係合要素と軸方向に並んで配置することが可能となり、自動変速機のコンパクト化を図ることができる。
請求項4に係る本発明によると、前記環状部材がブリッジ部側に延びるハブ部材を有するので、該ハブ部材に係合する他の摩擦係合要素を、前記所定の摩擦係合要素の外径側に配置する、いわゆる2階建て構造が可能となり、前記キャリヤの小径化と相俟って、自動変速機のコンパクト化が可能となり、車輌搭載性を向上することができる。また、上記他の摩擦係合要素(例えばブレーキ)は、内径側に配置されてその径が大きくなり過ぎることはなく、引き摺りトルクを所定内に納めて、伝達効率の低下を防止することができる。
本実施の形態に係る自動変速機を模式的に示すスケルトン図。 本実施の形態に係る自動変速機の係合表。 本実施の形態に係る自動変速機の一部を示す断面図。 本実施の形態に係るキャリヤを中央部で断面した断面側からみた図で、(A)は斜め後方からみた斜視図、(B)は斜め前方からみた斜視図。 本実施の形態に係るキャリヤを中央部で断面した側面側からみた図で、(A)は斜め後方からみた斜視図、(B)は斜め前方からみた斜視図。 本実施の形態に係るキャリヤを図3のA−A線で断面した断面図。
以下、本発明に係る実施の形態を図1乃至図3に沿って説明する。なお、本発明に係る自動変速機は、例えばFF(フロントエンジン・フロントドライブ)タイプ等の車輌に搭載されて好適な自動変速機であり、図1、図3中における左右方向が実際の車輌搭載状態における左右方向(或いは左右逆方向)に対応するが、説明の便宜上、エンジン等の駆動源側である図中右方側を「前方側」、図中左方側を「後方側」というものとする。
まず、本発明を適用し得る自動変速機1の概略構成について図1に沿って説明する。図1に示すように、例えばFFタイプの車輌に用いて好適な自動変速機1は、前方側に、ロックアップクラッチ2aを有するトルクコンバータ2が配置されており、後方側に、変速機構3、カウンタシャフト部4、及びディファレンシャル部5が配置されている。
該トルクコンバータ2は、例えばエンジン(不図示)の出力軸10と同軸上である変速機構3の入力軸7Aを中心とした軸上に配置されており、該変速機構3は、該入力軸7Aと同軸上で接続された中心軸7B(図3参照)を中心とした軸上に配置されている。また、カウンタシャフト部4は、それら入力軸7A及び中心軸7Bと平行な軸上であるカウンタシャフト12上に配置されており、ディファレンシャル部5は、該カウンタシャフト12と平行な軸上に左右ドライブシャフト15,15を有する形で配置されている。
なお、図1に示すスケルトン図は、自動変速機1を平面的に展開して示しているものであって、上記入力軸7A及び中心軸7Bと、カウンタシャフト12と、左右ドライブシャフト15,15とは、側面視で三角形状の位置関係である。
上記変速機構3には、上記トルクコンバータ2を介してエンジンからの回転が伝達される入力軸7Aが備えられており、該入力軸7Aの後方側に接続配置された中心軸7Bが備えられている。即ち、本自動変速機1においては、上記入力軸7Aと中心軸7Bとによって広義としての入力軸7が構成されている。そして、該変速機構3には、上記入力軸7A上において、プラネタリギヤDPが備えられ、該中心軸7B上において、プラネタリギヤユニット(プラネタリギヤセット)PUが備えられている。
上記プラネタリギヤDPは、第1のサンギヤS1、第1のキャリヤCR1、及び第1のリングギヤR1を備えており、該第1のキャリヤCR1に、第1のサンギヤS1に噛合するピニオンP2及び第1のリングギヤR1に噛合するピニオンP1を互いに噛合する形で有している、いわゆるダブルピニオンプラネタリギヤである。
一方、該プラネタリギヤユニットPUは、4つの回転要素として第2のサンギヤS2、第3のサンギヤS3、第2のキャリヤCR2、及び第2のリングギヤR2を有し、該第2のキャリヤCR2に、第3のサンギヤS3及び第2のリングギヤR2に噛合するロングピニオンギヤP3と、第2のサンギヤS2に噛合するショートピニオンギヤP4とを互いに噛合する形で有している、いわゆるラビニョ型プラネタリギヤである。
上記プラネタリギヤDPの第1のサンギヤS1は、ケース6に対して回転が固定されている。また、上記第1のキャリヤCR1は、上記入力軸7Aに接続されて、該入力軸7Aの回転と同回転(以下、「入力回転」という。)になっていると共に、第4のクラッチC−4に接続されている。更に、第1のリングギヤR1は、該固定された第1のサンギヤS1と該入力回転する第1のキャリヤCR1とにより、入力回転が減速された減速回転になると共に、第1のクラッチC−1及び第3のクラッチC−3に接続されている。
上記プラネタリギヤユニットPUの第3のサンギヤS3は、第1のブレーキB−1に接続されてケース6に対して固定自在となっていると共に、上記第4のクラッチC−4及び上記第3のクラッチC−3に接続されて、第4のクラッチC−4を介して上記第1のキャリヤCR1の入力回転が、第3のクラッチC−3を介して上記第1のリングギヤR1の減速回転が、それぞれ入力自在となっている。また、上記第2のサンギヤS2は、第1のクラッチC−1に接続されており、上記第1のリングギヤR1の減速回転が入力自在となっている。
更に、上記第2の(ラビニョ型)キャリヤCR2は、中心軸7Bを介して入力軸7Aの回転が入力される第2のクラッチ(所定の摩擦係合要素)C−2に接続されて、該第2のクラッチC−2を介して入力回転が入力自在となっており、また、第1のワンウェイクラッチ(係合手段)F−1及び第2のブレーキ(他の摩擦係合要素)B−2に接続されて、該第1のワンウェイクラッチF−1を介してケース6に対して一方向の回転が規制されると共に、該第2のブレーキB−2を介して回転が固定自在(係止自在)となっている。そして、上記第2のリングギヤR2は、カウンタギヤ8に接続されている。
また、上記カウンタギヤ8には、上記カウンタシャフト部4のカウンタシャフト12上に固定されているカウンタドリブンギヤ11が噛合しており、該カウンタシャフト12には、外周面上に形成されている出力ギヤ12aを介してディファレンシャル部5のギヤ14が噛合している。そして、該ギヤ14は、ディファレンシャルギヤ13に固定されており、ディファレンシャルギヤ13を介して左右ドライブシャフト15,15に接続されている。
以上のように構成された自動変速機1は、図1のスケルトンに示す各第1〜第4のクラッチC−1〜C−4、第1及び第2ブレーキB−1,B−2、第1のワンウェイクラッチF−1が、図2の係合表に示す組み合わせで係脱されることにより、前進1速段(1st)〜前進8速段(8th)、及び後進1速段(Rev1)〜後進2速段(Rev2)が達成される。
続いて、自動変速機1(変速機構3)の後方側部分の詳細構造を図3に沿って説明する。変速機構3は、その中心部分に、上記入力軸7Aにスプライン係合された中心軸7Bを備えており、該中心軸7Bの前方側は、入力軸7Aを介してケース6に回転自在に支持されていると共に、該中心軸7Bの後方側は、ケース6に形成されたボス部6aにニードルベアリングb1を介して回転自在に支持されている。なお、入力軸7Aの後方側先端部の外周側には、ブッシュb5を介して第1のリングギヤR1を支持する支持部材89が回転自在に支持されている。
上記中心軸7Bの外周側には、該中心軸7Bを中心として、上述したラビニョ型プラネタリギヤユニットPUがカウンタギヤ8に対してセンタサポート部材19とは軸方向反対側に配設されている。詳示には、中心軸7Bのその直ぐ外周側には、ブッシュb2及びブッシュb3を介してスリーブ状に形成された第2のサンギヤS2が該中心軸7Bに対して相対回転自在に配置されている。また、中心軸7Bには、外周側にフランジ状に延びるフランジ部7Baが形成されており、第2のサンギヤS2は、スラストベアリングb11を介して中心軸7Bのフランジ部7Baに対して軸方向に位置決め規制されていると共に、スラストベアリングb12を介して後述の第3のサンギヤS3に対して軸方向に位置決め規制されている。なお、第2のサンギヤS2の前方側は、上述した第3のクラッチC−3や第4のクラッチC−4に連結される連結部材88にスプライン係合されている。
上記第2のサンギヤS2の外周側には、ブッシュb4を介してスリーブ状に形成された第3のサンギヤS3が該中心軸7Bに対して相対回転自在に配置されている。また、第3のサンギヤS3は、スラストベアリングb12を介して第2のサンギヤS2に対して軸方向に位置決め規制されていると共に、スラストベアリングb13を介して上記連結部材88に対して軸方向に位置決め規制されている。該連結部材88は、スラストベアリングb14を介して上記支持部材89に対して軸方向に位置決め規制されており、該支持部材89は、ダブルピニオンプラネタリギヤDP及び入力軸7Aに対して軸方向に位置決め規制されている。従って、第2のサンギヤS2、第3のサンギヤS3、連結部材88、支持部材89は、スラストベアリングb11,b12,b13,b14によって、入力軸7A及び中心軸7Bに対して軸方向に位置決め支持されていることになる。
上記第2のサンギヤS2及び第3のサンギヤS3の外周側には、第2のキャリヤ(ラビニョ型キャリヤ)CR2が配置されている。第2のキャリヤCR2は、大まかに、第1の側板(キャリヤカバー)51と第2の側板(キャリヤ本体)52とにより複数のロングピニオンギヤP3及び複数のショートピニオンギヤP4を回転自在に支持する枠体(構造体)を構成している。第1の側板51は、略々円板状からなり、ロングピニオンギヤP3を回転自在に支持するピニオンシャフト53の後端部と、ショートピニオンギヤP4を回転自在に支持するピニオンシャフト54の後端部とが形成された貫通孔に嵌合・固定されている。なお、第1の側板51の後方側には、ピニオンシャフト53及びピニオンシャフト54の油路に、内周側から飛散されてくる潤滑油を捕集して導くためのオイルレシーバ55が固着されている。
一方、上記第2の側板52は、ロングピニオンギヤP3のピニオンシャフト53の前端部に対応する部分が薄肉の円板状(フランジ部52f)に形成されていると共に、ショートピニオンギヤP4のピニオンシャフト54の前端部に対応する部分が薄肉状の円板状に対して肉厚の厚肉部52aとなるように形成されており、その厚肉部52aからは、第1の側板51の外縁部分まで延設されたブリッジ部(ブリッジ)52bが形成されている。詳しくは図4,図5に沿って後述するが、厚肉部52a及びブリッジ部52bは、ロングピニオンギヤP3が存在しない部分に、複数のロングピニオンギヤP3と周方向に対して交互に配置されており、言い換えると、複数のブリッジ部52bは、周方向に繋がらず、複数のロングピニオンギヤP3に対応する部分が切欠部分(開口)となるように構成されている。そして、ブリッジ部52bの外周側には、第2のクラッチC−2の内摩擦板21bがスプライン嵌合するスプライン52sが形成されている。尚、複数のロングピニオンギヤP3の外周側に対応する部分にはブリッジ部がないため、内摩擦板21bは浮いた状態となっている。
このように第2のクラッチC−2の内摩擦板21bが、第2のキャリヤCR2のブリッジ部52bのスプライン52sに直接的にスプライン係合することで、例えば特開2008−121808号公報の自動変速機のように側板から円筒状のハブ部材をキャリヤのブリッジ部の外周側に配置する場合に比して、ハブ部材が無くなった分、第2のクラッチC−2の摩擦板21を径方向にコンパクト化することが可能となる。
また、複数のロングピニオンギヤP3に対応する部分が切欠部分となっているブリッジ部52bは、詳しくは図4,図5に沿って説明するが、その前端部の外周側に第1のワンウェイクラッチF−1のドラム状のインナーレース71が例えば溶接等で固着されている。該インナーレース71は、円筒状のインナーレース本体71aと、環状の接続部71bとを有しており、この環状の接続部71bにより周方向に分散された複数のブリッジ部52bが連結され、第2のキャリヤCR2の枠体としての剛性が強くなるように構成されている。なお、環状の接続部71bの外周側には、第2のブレーキB−2のハブ部材38が例えば溶接等で固着されている。そして、インナーレース71の内周側には、プラネタリギヤユニットPUの第2のリングギヤR2がロングピニオンギヤP3に噛合して支持される形で配置されている。
一方、プラネタリギヤユニットPUの後方側から後方部分の外周側にかけて、第2のクラッチC−2が配置されている。第2のクラッチC−2は、プラネタリギヤユニットPUの径方向視で軸方向に重なる範囲内に配置された、複数の外摩擦板(第1外摩擦板)21a及び複数の内摩擦板(第1内摩擦板)21bからなる摩擦板21と、その摩擦板21を押圧駆動して係合自在にする油圧サーボ(第1油圧サーボ)20と、を有して構成されている。なお、本明細書中において、「プラネタリギヤユニットPUの径方向視で軸方向に重なる範囲内」とは、第2のキャリヤCR2の側板51の後端面から側板52の前端面までの軸方向範囲内とする。
該油圧サーボ20は、クラッチドラム22、ピストン部材23、リターンプレート24、リターンスプリング25を有しており、これらにより、作動油室26、キャンセル油室27を構成している。クラッチドラム22は、内周側部材22Aと外周側部材22Bとが例えば溶接されて一体に構成されている。内周側部材22Aは、内径側から外径側に延びるフランジ部22Aaと、このフランジ部22Aaの内周側でスリーブ状に延びるスリーブ部22Abとを有しており、スリーブ部22Abの先端は、上記中心軸7Bのフランジ部7Baに例えば溶接されて固着されていると共に、スリーブ部22Abの内周側は、環状部材81を介してケース6のボス部6aに対して回転自在に支持されている。
外周側部材22Bは、上記フランジ部22Aaの外周から上記摩擦板21まで延びる延設部22Baと、該延設部22Baの先端側から軸方向にドラム状に延びて、内周面に上述の外摩擦板21aにスプライン係合するスプライン部22Bsが形成されたドラム部22Bbとを有して構成されている。このスプライン部22Bsの先端部には、スナップリング29が嵌合されており、摩擦板21の前方への移動が規制されている。
上記内周側部材22Aのフランジ部22Aaの前方側は、ピストン部材23と対向する部分が、上記作動油室26を構成するためのシリンダとして形成されている。また、内周側部材22Aのスリーブ部22Abの外周側には、ピストン部材23が軸方向摺動自在に嵌合されていると共に、リターンプレート24がスナップリング28によって位置決めされる形で配設されている。なお、内周側部材22Aのフランジ部22Aaの後方側には、ケース6との間にスラストベアリングb10が介在され、クラッチドラム22、つまり油圧サーボ20が軸方向に対して位置決め規制されている。
上記ピストン部材23は、上述のクラッチドラム22のフランジ部22Aaの前方側に対向して軸方向移動自在に配置されており、該クラッチドラム22との間に油密状の作動油室26を構成している。また、ピストン部材23の外周側には、押圧部23aが延設されており、該押圧部23aが上記摩擦板21に対抗配置されている。また、該押圧部23aの外周面にはスプラインが形成されており、上記ドラム部22Bbの内周側に形成されたスプライン部22Bsにスプライン係合して相対回転不能に規制されている。
リターンプレート24は、上述したように、スリーブ部22Abに嵌合されたスナップリング28によって前方側への移動が規制されている。リターンプレート24は、その後方に配置されたピストン部材23との間に、リターンスプリング25が縮設されると共に油蜜状のキャンセル油室27を構成している。なお、上記リターンプレート24は、上記リターンスプリング25の付勢力に基づき前方側に常時付勢されて、つまりクラッチドラム22に対して固定された状態となっている。
以上のように構成された第2のクラッチC−2は、ケース6内の油路c1,c2から環状部材81の油路c3を介して作動油室26に作動油圧が供給されると、リターンスプリング25の付勢力に抗してピストン部材23を前方側に押圧駆動し、摩擦板21を係合させ、クラッチドラム22、中心軸7Bを介して入力軸7Aと第2のキャリヤCR2とを回転方向に駆動連結する。反対に、作動油室26から作動油圧が排出されると、キャンセル油室27の油により作動油室26の遠心油圧がキャンセルされつつリターンスプリング25の付勢力によりピストン部材23が後方側に移動し、摩擦板21を解放させる。
一方、上記第2のクラッチC−2の外周側には、該第2のクラッチC−2を覆う形で、第2のブレーキB−2が配置されている。該第2のブレーキB−2は、複数の外摩擦板(第2外摩擦板)31a及び複数の内摩擦板(第2内摩擦板)31bからなる摩擦板31と、この摩擦板31を係止させる油圧サーボ(第2油圧サーボ)30とを備えており、該摩擦板31は、上述の第2のクラッチC−2の摩擦板21の外周側にあって、径方向視で軸方向に対して少なくとも一部が重なり、かつプラネタリギヤユニットPUの外周側に径方向視で軸方向に対して重なる範囲内の位置に配置されている。
上記内摩擦板31bは、上述したハブ部材38にスプライン係合し、インナーレース71を介して第2のキャリヤCR2に駆動連結されている。また、外摩擦板31aは、ケース6の内周面に形成されたスプライン部6sにスプライン係合されている。
上記油圧サーボ30は、上記ケース6の内面に形成されたシリンダ部32、ピストン部材(ピストン)33、エンドプレート34、リターンスプリング(スプリング)35、及びリテーナプレート37を有しており、該シリンダ部32と該ピストン部材33とにより作動油室36を構成している。該ピストン部材33は、前方側の先端部分33aがリテーナプレート37を介して摩擦板31に対抗配置されるように延設されている。
上記エンドプレート34は、摩擦板31の最前端のプレートでもあり、スナップリング39によりケース6に対して前方側への移動が規制されていると共に、スプライン部6sの複数の溝における各溝に入り込む爪部分を有しており、その爪部分の後方側にリターンスプリング35の前方端部を位置決めする円環状の凸部34aが形成され、つまりエンドプレート34は、リターンスプリング35のリテーナとしての役目も有している。従って、リターンスプリング35は、エンドプレート34と後述するリテーナプレート37との間ににあって、摩擦板31の外周側に径方向視で軸方向に重なる位置に配置されている。
上記リテーナプレート37は、円環板状の本体部37bを有しており、本体部37bの外周側には、エンドプレート34と同様にスプライン部6sの複数の溝における各溝に入り込む爪部分を有しており、その爪部分の前方側にリターンスプリング35の後方端部を位置決めする円環状の凸部37aが形成されている。また、本体部37bの内周側には、後方側に屈曲形成された円筒状の嵌合部37cを有しており、該嵌合部37cは、上記ピストン部材33の先端部分33aの内周面にインロー嵌合され、つまりリテーナプレート37は、ピストン部材33によって径方向に対して位置決め支持されている。
なお、リテーナプレート37の本体部37bは、ピストン部材33の先端部分33aよりも径方向に対して幅広い面積を有しており、ピストン部材33による摩擦板31の押圧力を分散して、摩擦板31を軸方向へ均等に押圧し易くなるように構成され、第2のブレーキB−2の制御性を向上している。また、ピストン部材33の先端部分33aからは、スプライン部6sの複数の溝のうちの少なくとも1箇所に延びる爪部(不図示)を有しており、該爪部がスプライン部6sの溝に係合することで、ピストン部材33を回り止めし、それによって、リテーナプレート37やリターンスプリング35に回転方向の力が作用することを防止し、リターンスプリング35の捩れを防止している。
以上のように構成された第2のブレーキB−2は、図示を省略したケース6内の油路から作動油室36に作動油圧が供給されると、リターンスプリング35の付勢力に抗してピストン部材33を前方側に押圧駆動し、摩擦板31をケース6に対して係止させ、ハブ部材38、インナーレース71を介して第2のキャリヤCR2を回転方向に固定する。反対に、作動油室36から作動油圧が排出されると、リターンスプリング35の付勢力によりピストン部材33が後方側に移動し、摩擦板31を解放させる。
一方、第2のクラッチC−2の摩擦板21及び第2のブレーキB−2の摩擦板31の前方側にあって、プラネタリギヤユニットPUの外周側において、該プラネタリギヤユニットPUの径方向視で軸方向に対して重なる範囲内の位置には、第1のワンウェイクラッチF−1が配置されている。
上記第1のワンウェイクラッチF−1は、大まかに、上述したインナーレース71と、アウターレース72と、それらの間に介在して該インナーレース71の回転方向を一方向に規制する一方向規制機構(例えばローラカム機構やスプラグ機構など)73と、を有して構成されている。
上記アウターレース72は、その外周面がケース6のスプライン部6sにスプライン係合しており、両側面がスナップリング39,79によって規制されることによって、ケース6に対して位置決め固定されている。一方のインナーレース71は、詳しくは図4,図5に沿って後述するが、円筒状のインナーレース本体71aと、該インナーレース本体71aの後端側から内周側に延びる環状の接続部71bとを有して構成されている。該接続部71bの外周側には、第2のブレーキB−2の内摩擦板31bにスプライン係合するハブ部材38が例えば溶接により固着されている。そして、該接続部71bの内周側端部は、上述した第2のキャリヤCR2の側板52における複数のブリッジ部52bのそれぞれに例えば溶接されて固着されており、インナーレース71の特に環状の接続部71bは、第2のキャリヤCR2の枠体としての剛性を高めている。
上記インナーレース71の内周側には、ロングピニオンギヤP3に噛合する第2のリングギヤR2が収納される形で配置されている。該第2のリングギヤR2の前方部分は、櫛歯状の櫛歯部R2aを有しており、その櫛歯部R2aには、接続部材41のドッグ部41aが内周側から噛み合う形で係合している。該櫛歯部R2aとドッグ部41aとの間には、スナップリング43が組付けられ、第2のリングギヤR2と接続部材41とは一体的に接続されている。
また、接続部材41は、その内周部分にスプライン部41sが形成されており、カウンタギヤ8に形成されたスプライン部8sとスプライン係合されていると共に、スナップリング42によって接続部材41とカウンタギヤ8とが一体的に接続されている。
上記カウンタギヤ8は、外周側に歯面8aが形成されており、カウンタドリブンギヤ11の歯面11aに噛合している。カウンタギヤ8の内周面には、アンギュラボールベアリングb20が嵌合されており、該アンギュラボールベアリングb20を介してカウンタギヤ8は、センタサポート部材19のスリーブ部19bに回転自在に支持されている。なお、アンギュラボールベアリングb20は、センタサポート部材19のスリーブ部19bの外周面上にあって、フランジ状部19aとの間にナット18によって挟まれて締結されている。センタサポート部材19のフランジ状部19aの外周側には、複数の突起部が形成されており、複数のボルト91によって複数の突起部がケース6に締結されることで、センタサポート部材19はケース6に固定されている。なお、フランジ状部19aの後方側には、後述の第1のブレーキB−1用の油路c61,c62を形成するための肉厚部19cが形成されている。
センタサポート部材19の外周側の前方側には、第1のブレーキB−1が配置されている。該第1のブレーキB−1は、複数の外摩擦板61a及び複数の内摩擦板61bからなる摩擦板61と、この摩擦板61を接断させる油圧サーボ60とを備えており、該内摩擦板61bが上述した第3のサンギヤS3に接続されたハブ部材68にスプライン係合されている。
また、一般に多板式ブレーキは、外摩擦板がケース6の内周面に形成されたスプラインに対してスプライン係合して回転係止の役目を果たすが、本自動変速機1においては、カウンタシャフト部4を変速機構3に近づけてコンパクト化を図っているため、それらカウンタシャフト部4と変速機構3との間のケース6を切り欠いている。そのため、本第1のブレーキB−1においては、上記カウンタギヤ8を支持するセンタサポート部材19に固定したブレーキドラム64を設けて、該ブレーキドラム64に外摩擦板61aをスプライン係合させている。
上記油圧サーボ60は、該ブレーキドラム64に形成されたシリンダ部62、ピストン部材63、リターンスプリング65及びリテーナプレート67を有しており、該シリンダ部62と該ピストン部材63とにより作動油室66を構成している。該ピストン部材63は、先端部分が摩擦板61に対抗配置されるように延設されている。
上記リターンスプリング65は、ピストン部材63とリテーナプレート67との間に縮設されている。また、該リテーナプレート67の内周側は櫛歯状に形成されていると共に、同じく櫛歯状に形成された上記ブレーキドラム64の内周側に当接され、櫛歯状に形成されたセンタサポート部材19の櫛歯部19dにスナップリング69により位置決め規制されて、つまりセンタサポート部材19を介してケース6に対して固定されている。
以上のように構成された第1のブレーキB−1は、ケース6内に形成された油路c60からセンタサポート部材19の肉厚部19c内に形成された油路c61、c62を介して上記作動油室66に作動油圧が供給されると、ピストン部材63により摩擦板61を押圧して第1のブレーキB−1を係止させ、ハブ部材68及び第3のサンギヤS3をケース6に対して固定する。反対に、上記作動油室66から作動油圧が排出されると、リターンスプリング65がスナップリング69及びリテーナプレート67を介してピストン部材63を後方側に付勢して、該第1のブレーキB−1を解放させる。
一方、上述したカウンタドリブンギヤ11は、テーパードローラベアリングb21によってケース6に回転自在に支持されたカウンタシャフト12にスプライン係合して、かつ該テーパードローラベアリングb21によって締結される形で、カウンタシャフト12に対して一体的に固定されている。カウンタドリブンギヤ11は、上述したようにカウンタギヤ8に噛合する歯面11aを有していると共に、その歯面11aの後方側、つまり軸方向のプラネタリギヤユニットPU側にパーキングギヤ11bが一体的に形成されている。なお、パーキングギヤ11bは、不図示のパーキング機構によって駆動されるパーキングポールに噛合することで、パーキングレンジにおいてカウンタシャフト12、ディファレンシャル部5、ドライブシャフト15,15を介して車輪(不図示)の回転を固定する。
ついで、本自動変速機1における潤滑油路について説明する。潤滑油は、不図示の油圧制御装置からケース6内の油路を通って、中心軸7Bの後端側に設けられた油路(空間)c11に供給される。該油路c11に供給された潤滑油は、その一部がニードルベアリングb1を潤滑すると共に、他の大部分が中心軸7Bに軸方向に形成された油路c12に導入される。そして、油路c12に導入された潤滑油は、それぞれ油路c12から中心軸7Bの外周面に向かって貫通形成された油路c13,c14,c15,c16,c17,c18,c19から、中心軸7Bの周囲に飛散される。
このうちの油路c13から飛散された潤滑油は、上記クラッチドラム22に形成された油路c20を介して上記キャンセル油室27に導入される。油路c14から飛散された潤滑油は、スラストベアリングb11を潤滑して、第2のキャリヤCR2の側板51の内周側に導かれ、その一部がオイルレシーバ55により捕集されて、捕集された一部の潤滑油は、ショートピニオンギヤP4のピニオンシャフト54に形成された油路c31,c32を介して、ショートピニオンギヤP4とピニオンシャフト54との間を潤滑し、その後、遠心力に基づき外周側に飛散される。また、オイルレシーバ55により捕集された潤滑油の他の一部は、ロングピニオンギヤP3のピニオンシャフト53に形成された油路c33,c34を介して、ロングピニオンギヤP3とピニオンシャフト53との間を潤滑し、その後、遠心力に基づき外周側に飛散される。
上記油路c15により中心軸7Bの外周に導かれた潤滑油は、ブッシュb2を潤滑した後、上記スラストベアリングb11と第2のサンギヤS2に形成された油路c41とに導かれる。また、上記油路c16により導かれた潤滑油の一部も第2のサンギヤS2に形成された油路c41に導かれる。油路c41に導かれた潤滑油は、その一部が第2のサンギヤS2の歯面とショートピニオンギヤP4の歯面との間を潤滑しつつ、上記油路c14から側板51に飛散された潤滑油の一部と合流して、ロングピニオンギヤP3と上記ブリッジ部52bとの間(切欠)に導かれ、第2のクラッチC−2の摩擦板21に導かれる。即ち、本自動変速機1の第2のクラッチC−2の摩擦板21は、内周側にハブ部材を有していないので、潤滑油が阻害されることなく、ロングピニオンギヤP3と上記ブリッジ部52bとの間から良好に潤滑される。
油路c16を通った潤滑油の一部や油路c17を通った潤滑油、及び油路c18を通ってブッシュb3を潤滑した潤滑油の一部は、第2のサンギヤS2に形成された油路c42,c43,c44を介して該第2のサンギヤS2の外周側に導かれ、その一部がブッシュb4を潤滑しつつ、スラストベアリングb12を通って第2のキャリヤCR2の内周側に導かれる。第2のキャリヤCR2の内周側に導かれた潤滑油は、第3のサンギヤS3の歯面とロングピニオンギヤP3の歯面との間を潤滑しつつ第2のリングギヤR2の歯面も潤滑し、その後、インナーレース71の油路c54を通って、一方向規制機構73を潤滑する。
また、油路c43、c44などを通った潤滑油は、第3のサンギヤS3に形成された油路c51やスラストベアリングb13を通り、さらにハブ部材68に形成された油路c52を通り、センタサポート部材19に形成された油路c53を通って、アンギュラボールベアリングb20及びカウンタギヤ8を潤滑する。なお、油路c18を通ってブッシュb3を潤滑した残りの潤滑油と、油路c19を通った潤滑油は、スラストベアリングB14を潤滑し、連結部材88の内面を通って、図示を省略した第1のクラッチC−1に導かれる。
なお、以上説明した本実施の形態においては、自動変速機1を例えば前進8速段及び後進2速段を達成するものを一例として説明したが、これに限らず、例えば前進6速段及び後進段を達成するものであってもよい。また、自動変速機1をエンジンだけに接続したものを説明したが、例えばトルクコンバータ2の代わりにモータ・ジェネレータを搭載した、ハイブリッド車輌用の自動変速機であってもよい。
ついで、図4、図5及び図6に沿って、本発明の要部であるラビニョ型(第2の)キャリヤCR2について説明する。図4及び図5は、キャリヤCR2のショートピニオンギヤ、ロングピニオンギヤ及びその軸等の装着部材を取外した状態の枠体(構造体)を中央で切断した状態で各方向からみた斜視図である。該キャリヤ構造体100は、鋳造により成形された前記第2の側板(キャリヤ本体)52と、該キャリヤ本体の後端面に一体に取付られる前記第1の側板(キャリヤカバー)51と、キャリヤ本体52の外径側に溶接等により一体に固定される前記インナーレース(環状部材52h)71と、からなる。
上記キャリヤ本体52は、前端側に環状のフランジ部52fを有し、該フランジ部52fのショートピニオンギヤ対応部分は厚肉部52aが後方側に向って突出するように形成されている。即ち、4個の厚肉部52aとキャリヤカバー51との間がショートピニオンギヤ(P4)収納空間Aとなり、上記厚肉部52aの周方向間(厚肉部がない)における上記フランジ部52fとキャリヤカバー51との間がロングピニオンギヤ(P3)収納空間Bとなる。前記厚肉部52aの後方側には、外径方向に延びる小さな段差52gを介して後端側に延びるブリッジ部52bが形成されている。従って、ショートピニオンギヤ収納空間Aの外周は、上記ブリッジ部52bにより塞がれており、上記ブリッジ部の周方向間部分は外径側が開放された開口Cとなり、該開口は、上記ロングピニオンギヤ収納空間Bに対応する。即ち、共に円環状のフランジ部52fとキャリヤカバー51との間は、前記ロングピニオンギヤ収納空間Bの外径側では軸方向に連続して開口Cとなっており、これら開口Cの間は、前記厚肉部52a及びブリッジ部52bが軸方向に連続して形成されている。図6に示すように、前記ロングピニオンP3は、前記厚肉部52a及び前記ブリッジ部52bと周方向に交互に配置され、前記ブリッジ部52bの内周面の周方向延長線と一部交差するように、前記開口C内に前記ブリッジ部と周方向に重なるように配置されている。
前記フランジ部52fにおけるロングピニオンギヤ収納空間Bに面する部分にはそれぞれロングピニオンギヤシャフト(53)用の孔102が形成されている。前記厚肉部52aにおけるショートピニオンギヤ収納空間Aに面する部分にはそれぞれショートピニオンギヤシャフト(54)用の孔103が形成されている。
一方、キャリヤカバー51は、円環状からなる比較的薄肉のプレート状部材からなり、上記キャリヤ本体52のブリッジ部先端に一体に固定される。該キャリヤカバー51のショートピニオンギヤ収納空間Aに対応する位置にはそれぞれショートピニオンギヤシャフト用の孔105が形成されており、該キャリヤカバー51のロングピニオンギヤ収納空間Bに対応する位置にはそれぞれロングピニオンギヤシャフト用の孔106が形成されている。前記キャリヤ本体52は、フランジ部52f、厚肉部52a及びブリッジ部52bが一体に形成され、該ブリッジ部52bの先端がキャリヤカバー51に一体に固定されている。従って、本キャリヤCR2は、特許文献1に記載したキャリヤに対してねじり剛性が高い。
前記キャリヤ本体52のブリッジ部52bの外周面にはスプライン52sが形成されており、該スプライン52sには第2のクラッチ(所定の摩擦係合要素)(C-2)の内摩擦板(21b)が係合する。リングギヤR2に係合するロングピニオンギヤP3は、サンギヤS2に噛合するショートピニオンギヤP4に対して、それらのシャフト用孔102,106と103,106の位置からも明らかなようにキャリヤ構造体100の外径側に配置されている。上記ロングピニオンギヤ収納空間Bの外径側は開口Cとなっており、上記内摩擦板21bと干渉することはなく、ショートピニオンギヤ収納空間Aの外径側に位置するブリッジ部52bは、従来のもの(特開2008−12808号公報参照)に対して内径側に配置することができる。上記キャリヤCR2のねじり剛性の向上及び上記ブリッジ部52bの配置が相俟って、上記スプライン52sに係合する内摩擦板21bを有する第2のクラッチC−2も、従来のものに比して内径側に配置することができる。
前記ブリッジ部52bの前端側には、全周に亘って円環状になっている環状部材52hが溶接等により一体に固定されている。従って、開口Cを隔てて櫛歯状に延びているブリッジ部52b及び厚肉部52aは、その軸方向中央部にて環状部材52hが全周に亘って固定され、キャリヤ構造体100の剛性が高められる。該環状部材52hは、前方に向けて傾斜する段差部(接続部71bに対応)110を経て、前記厚肉部52aの外周面との間に所定径方向間隔dを隔てて、該厚肉部52a外周面と平行に前方側にドラム状に延びている円筒部となっている。該円筒部は、前記第1のワンウェイクラッチF−1のインナーレース71を構成する。該インナーレース71を構成する環状部材52hの円筒部と上記厚肉部52aとの所定径方向間隔dの空間には、前記第2のリングギヤR2が配置され、前記ロングピニオンギヤP3と噛合する。
図3に示すように、上記環状部材52hの段差の外周側に前記第2のブレーキ(他の摩擦係合要素)B−2のハブ部材38が溶接等により一体に固定されている。該ハブ部材38は、後方側に向けてブリッジ部52bの外周面と平行に軸方向に延びており、該ハブ部材38とブリッジ部52bとの間に、前記第2のクラッチC−2(クラッチドラム22及び摩擦板21)が配置される。上記ハブ部材38の外周面に形成されたスプラインには内摩擦板21bが係合されており、ケース6のスプライン部6sに係合されて外摩擦板31aと合せて第2のブレーキB−2を構成する。
前記環状部材52h及びハブ部材38を一体に固定したキャリヤ本体(第2の側板)52に、ロングピニオンギヤP3及びショートピニオンギヤP4を支持した状態で、キャリヤカバー(第1の側板)51を上記キャリヤ本体のブリッジ部52bの先端部に固定して、上記ロングピニオンギヤP3及びショートピニオンギヤP4を装着して、キャリヤ(組立体)CR2が組立てられる。
第2のクラッチC−2と第2のブレーキB−2とは、径方向視で軸方向に少なくとも一部(大部分)重なって配置され(2階建て構造)、それらの軸方向前方側にて軸方向からみて径方向に少なくとも一部(大部分)が重なるように第1のワンウェイクラッチF−1が配置されると共に、該第1のワンウェイクラッチF−1に径方向視で軸方向に少なくとも一部(大部分)重なってリングギヤR2が配置され、これらが相俟って、ラビニョ型のプラネタリギヤユニットPUを有する本自動変速機の軸方向をコンパクトに構成できる。
前述したように、キャリヤ構造体100は、ショートピニオンギヤ収納空間Aの外径部が開口Cとなっており、これら開口Cの周方向間部分のブリッジ部52bは、内径側に配置され、該ブリッジ部52bの外周面のスプライン52sにクラッチの内摩擦板21bを係合して第2のクラッチC−2を配置したので、該クラッチC−2を内径側に配置でき、第2のブレーキB−2自体の前記構成と相俟って、該クラッチC−2の外径側に配置される第2のブレーキB−2を内径側に配置でき、ラビニョ型プラネタリギヤユニットPUを有する本自動変速機を径方向にコンパクトに構成できる。更に、中心軸から供給される潤滑油は、開口Cを通って第2のクラッチC−2、更に第2のブレーキB−2に供給される。また、第2のブレーキB−2は、径方向寸法が所定範囲に納められ、引き摺りトルクが過大となって、伝達効率が低下することを抑えられる。
これらが相俟って、本自動変速機の車輌搭載性を向上できる。なお、該効果は、上述したラビニョ型キャリヤCR2、特にその構造体100の構成に起因するものであり、環状部材52hは、強度部材であることが基本で、該環状部材52hにインナーレース71を形成する代りに、他のクラッチ又はブレーキ(係合手段)のハブ部材を形成してもよく、またこれら摩擦係合要素用部材を形成しなくてもよい。また、ブリッジ部52bの外周に形成されたスプライン52sに係合する所定の摩擦係合要素は、上記第2のクラッチC−2に限らず、他のクラッチ又はブレーキでもよい。なお、ハブ部材38の係合する他の摩擦係合要素は、第2のブレーキB−2に限らず、他のブレーキ又はクラッチでもよく、また該ハブ部材38自体はなくてもよい。
1 自動変速機
21 摩擦部材
38 ハブ部材
51 キャリヤカバー(第1の側板)
52 キャリヤ本体(第2の側板)
52a 厚肉部
52b ブリッジ部
52f フランジ部
52h 環状部材
52s スプライン
71 円筒部(インナーレース)
100 構造体(キャリヤ)
A ショートピニオンギヤ収納空間
B ロングピニオンギヤ収納空間
C 開口
CR キャリヤ
P3 ロングピニオンギヤ
P4 ショートピニオンギヤ
C−2 所定の摩擦係合要素(第2のクラッチ)
B−2 他の摩擦係合要素(第2のブレーキ)
F−1 係合手段(第1のワンウェイクラッチ)

Claims (5)

  1. ショートピニオンギヤ及びロングピニオンギヤを有するキャリヤと、該キャリヤの外周側に配置された所定の摩擦係合要素と、を備えた自動変速機において、
    前記キャリヤの前記ショートピニオンギヤ及びロングピニオンギヤを支持する構造体は、キャリヤ本体と、キャリヤカバーと、環状部材と、を有し、
    前記キャリヤ本体は、円環状のフランジ部と、該フランジ部に一体に形成された厚肉部と、該厚肉部より延びて前記厚肉部に一体に形成されたブリッジ部と、を有し、前記フランジ部と前記キャリヤカバーとの間にロングピニオンギヤ収納空間を形成すると共に、前記厚肉部と前記キャリヤカバーとの間にショートピニオンギヤ収納空間を形成し、
    前記ショートピニオンギヤ収納空間の外径側は、前記ブリッジ部が前記ショートピニオンギヤを覆うように前記厚肉部から延びて、該ブリッジ部の先端にて前記キャリヤカバーが一体に固定され、
    前記ロングピニオンギヤ収納空間の外径側は、一体に形成された前記厚肉部及び前記ブリッジ部の周方向間部分を開放する開口からなり、
    前記ブリッジ部の前記厚肉部側外周部分に、全周に亘る円環状の前記環状部材を一体に固定してなり、
    前記ブリッジ部の外周面に、前記所定の摩擦係合要素の摩擦部材が嵌合するスプラインが形成されてなる、
    ことを特徴とする自動変速機。
  2. 前記ロングピニオンギヤは、前記ブリッジ部の内周面の周方向延長線と一部交差するように、前記開口内に前記ブリッジ部と周方向に重なるように配置されてなる、
    請求項1記載の自動変速機。
  3. 前記環状部材は、前記厚肉部の外径側にて該厚肉部の外周面と平行に延びる円筒部を有し、
    該円筒部に、前記所定の摩擦係合要素と異なる係合手段を装着してなる、
    請求項1又は2記載の自動変速機。
  4. 前記環状部材は、前記摩擦係合要素の外径側にて、前記ブリッジ部の外周面と平行に延びるハブ部材を有し、
    該ハブ部材に、前記所定の摩擦係合要素と異なる他の摩擦係合要素の摩擦部材を係合し、
    前記所定の摩擦係合要素と前記他の摩擦係合要素とは、径方向視で軸方向に少なくとも一部が重なるように配置されてなる、
    請求項2ないし3のいずれか1項記載の自動変速機。
  5. 前記ロングピニオンギヤは、前記厚肉部及び前記ブリッジ部と周方向に交互に配置され、かつ前記ブリッジ部の外周面に嵌合する前記所定の摩擦係合要素の摩擦部材と干渉することなく配置されてなる、
    請求項1ないし4のいずれか1項記載の自動変速機。
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