JP6145039B2

JP6145039B2 - 摩擦係合装置

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Publication number: JP6145039B2
Application number: JP2013270019A
Authority: JP
Inventors: 靖幸右近
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2017-06-07
Anticipated expiration: 2033-12-26
Also published as: JP2015124834A

Description

本発明は、同一軸芯上に内筒部材と外筒部材を有し、内筒部材と外筒部材との間に複数の摩擦プレートを交互に設けたクラッチやブレーキ等の摩擦係合装置に関する。

車両のトランスミッション等には、同一軸芯上に内筒部材と外筒部材を有し、内筒部材と外筒部材との間に複数の摩擦プレートを交互に設けたクラッチやブレーキ等の摩擦係合装置が用いられている。例えば、特開２００９−２３６２８５号公報（以下、特許文献１）では、複数のドリブンプレートおよびドライブプレートを有するブレーキ機構を備える自動変速機における潤滑構造であって、複数のドリブンプレートを嵌合支持する複数のスプラインが内周面に形成された筒状部材を変速機ケースに内嵌固定し、筒状部材の周方向に沿って筒状部材と変速機ケースとの間に設けた隙間と、筒状部材の内側のスプライン溝部とを、スプライン溝部の底部に設けられた筒状部材を径方向に貫通する開口で連通させて、スプライン溝部に達した潤滑油が、開口を通って隙間に排出されるようにした自動変速機における潤滑構造の技術が開示されている。

特開２００９−２３６２８５号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示されるブレーキ機構では、ブレーキ締結時には、複数のドリブンプレートおよびドライブプレートの各摩擦プレート間の隙間が略無くなり、また、遠心力も作用しないため、スプライン部へのオイル供給量はほとんど無く、オイル戻りは改善されない状態となる。このような状態では、オイル戻りのために形成した筒状部材の開口部がトランスミッションケース内のオイル貯留部からのオイルが逆流するスペースとなり、例えば、車両が加減速してオイル面が傾斜するような状況になった際に、開口部を通じてオイルが逆流し、オイル貯留部のオイル面が低下してオイルポンプによるエア吸いの原因となってしまう虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、たとえ、各摩擦プレートが係合状態でオイルの戻し効果が期待できない状態において、車両の加減速によりオイル面が傾斜しても、オイル貯留部からのオイルの逆流を防ぎ、オイル面の低下を防止してオイルポンプによるエア吸いを確実に防止することができる摩擦係合装置を提供することを目的としている。

本発明の摩擦係合装置の一態様は、複数の摩擦プレートが内面に設けられ、内側から外側にオイルが流通自在に連通孔が形成され、軸芯を中心として基準位置から予め設定した範囲内で回動自在に設けられた外筒部材と、上記軸芯と同一軸芯に設けられ、上記外筒部材の複数の摩擦プレートと交互に複数の摩擦プレートが外面に設けられた内筒部材と、上記各摩擦プレートが押圧されて上記外筒部材と上記内筒部材とが締結され、上記外筒部材が上記回動自在な範囲の設定位置に回動された際、上記外筒部材の上記連通孔のオイル面に臨む部位を遮蔽する遮蔽部材とを備えた。

本発明による摩擦係合装置によれば、たとえ、各摩擦プレートが係合状態でオイルの戻し効果が期待できない状態において、車両の加減速によりオイル面が傾斜しても、オイル貯留部からのオイルの逆流を防ぎ、オイル面の低下を防止してオイルポンプによるエア吸いを確実に防止することが可能となる。

本発明の実施の一形態に係る自動変速機の全体構成概略図である。本発明の実施の一形態に係る自動変速機の各ブレーキ機構、クラッチ機構の係合表である。本発明の実施の一形態に係るブレーキの構成を示す要部断面図である。本発明の実施の一形態に係るブレーキの外筒部材と遮蔽部材の説明図である。本発明の実施の一形態に係るブレーキの外筒部材の回動機構の説明図である。本発明の実施の一形態に係るブレーキの外筒部材の連通孔と遮蔽部材の説明図で、図６（ａ）はブレーキの外筒部材の連通孔が開口された状態の説明図で、図６（ｂ）はブレーキの外筒部材の連通孔が遮蔽部材により遮蔽された状態の説明図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
尚、本発明の実施の形態は、自動変速機のブレーキ機構に本発明を適用した例を示すものである。

本発明が適用される自動変速機は、図１に示すように、トランスミッションケース１の中に、駆動力が図示しないトルクコンバータを介して入力される入力軸２を中心として、４つの遊星歯車機構（前方側から第１遊星歯車機構ＲＳ１、第２遊星歯車機構ＲＳ２、第３遊星歯車機構ＲＳ３、第４遊星歯車機構ＲＳ４）と、２つのブレーキ機構（前方側から第１ブレーキ機構ＢＲ１、第２ブレーキ機構ＢＲ２）と、３つのクラッチ機構（第１クラッチ機構ＣＬ１、第２クラッチ機構ＣＬ２、第３クラッチ機構ＣＬ３）が設けられて構成されている。本実施の形態では、特に第２ブレーキ機構ＢＲ２に本発明を適用した例で説明する。

４つの遊星歯車機構（第１遊星歯車機構ＲＳ１、第２遊星歯車機構ＲＳ２、第３遊星歯車機構ＲＳ３、第４遊星歯車機構ＲＳ４）は、それぞれ、サンギヤ（第１サンギヤＳ１、第２サンギヤＳ２、第３サンギヤＳ３、第４サンギヤＳ４）と、リングギヤ（第１リングギヤＲ１、第２リングギヤＲ２、第３リングギヤＲ３、第４リングギヤＲ４）と、サンギヤＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４とリングギヤＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４との間にキャリヤ（第１キャリアＣ１、第２キャリアＣ２、第３キャリアＣ３、第４キャリアＣ４）により軸支されるピニオンギヤ（第１ピニオンギヤＰ１、第２ピニオンギヤＰ２、第３ピニオンギヤＰ３、第４ピニオンギヤＰ４）とから構成されている。

第１遊星歯車機構ＲＳ１の第１サンギヤＳ１と第２遊星歯車機構ＲＳ２の第２サンギヤＳ２は、同一軸上に形成されて第１ブレーキ機構ＢＲ１に連結されている。また、第１遊星歯車機構ＲＳ１の第１リングギヤＲ１は、第２ブレーキ機構ＢＲ２に連結されている。更に、第１遊星歯車機構ＲＳ１の第１キャリアＣ１は、第４遊星歯車機構ＲＳ４の第４リングギヤＲ４と連結されている。

第２遊星歯車機構ＲＳ２の第２リングギヤＲ２は、第３遊星歯車機構ＲＳ３の第３サンギヤＳ３に接続され、更に、第３クラッチ機構ＣＬ３を介して、第３遊星歯車機構ＲＳ３の第３リングギヤＲ３と第４遊星歯車機構ＲＳ４の第４サンギヤＳ４と接続されている。また、第２遊星歯車機構ＲＳ２の第２キャリアＣ２は、入力軸２と接続されている。

第３遊星歯車機構ＲＳ３の第３キャリアＣ３は、第２クラッチ機構ＣＬ２を介して、第４遊星歯車機構ＲＳ４の第４キャリアＣ４と接続されて出力軸３と接続されている。

第４遊星歯車機構ＲＳ４の第４サンギヤＳ４は、上述の如く第２遊星歯車機構ＲＳ２、第３遊星歯車機構ＲＳ３と接続され、更に、第１クラッチ機構ＣＬ１を介して入力軸２と接続されている。

このように構成される本発明の実施形態に示す自動変速機は、２つのブレーキ機構（前方側から第１ブレーキ機構ＢＲ１、第２ブレーキ機構ＢＲ２）がトランスミッションケース１の前部に設けられ、図２に示すような、ブレーキ機構ＢＲ１、ＢＲ２、クラッチ機構ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３の係合組み合わせにより、自動変速８速（「１st」，「２nd」，「３rd」，「４th」，「５th」，「６th」，「７th」，「８th」）、後進１速「Ｒ」、ニュートラル「Ｎ」の自動変速トランスミッション構成となっている。

次に、図３乃至図６により、第２ブレーキ機構ＢＲ２を説明する。
すなわち、トランスミッションケース１の第２ブレーキ機構ＢＲ２を設ける第２ブレーキ取付部１０は横断面が、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、下方のオイル面（変速制御、ロックアップ制御、ライン圧制御等々を実行するソレノイドバルブを含む油圧制御装置（電子油圧制御機構）側の面が開口されて開口部１００が形成された円筒状に形成されている。

そして、この第２ブレーキ取付部１０の内面には、複数の摩擦プレート１１ａ（図３参照）を嵌合支持する複数のスプライン１２ａが内周面に形成された外筒部材１３が入力軸２を回動中心として回動自在に嵌合支持されている。

また、外筒部材１３の内側には、入力軸２を軸芯として、外筒部材１３の複数の摩擦プレート１１ａと交互に、複数の摩擦プレート１１ｂを嵌合支持する複数のスプライン１２ｂが外周面に形成された内筒部材としての第１遊星歯車機構ＲＳ１の第１リングギヤＲ１が設けられている。尚、図３中、符号１５は、第２ブレーキ機構ＢＲ２を作動させるピストンを示す。

外筒部材１３の複数のスプライン１２ａの溝の底部には、外筒部材１３の内側から外側にオイルが流通自在な所定長さの連通孔１４が、スプライン１２ａの溝に沿って複数形成されており、第２ブレーキ機構ＢＲ２における潤滑を良好に維持するようになっている。

図５に示すように、第２ブレーキ取付部１０の内面の、外筒部材１３の前端側、或いは、後端側の上部、或いは、側部に対向する予め設定した位置には、孔部２１が形成されており、この孔部２１には、スプリング等の付勢部材２２と共に、該付勢部材２２により常時突出する方向に付勢される、先端が球形状の押圧部材２３が設けられている。

外筒部材１３の外周面の押圧部材２３に対向する部位には、断面Ｖ字状の切欠部２４が形成されており、押圧部材２３が突出されて常時押圧している。また、切欠部２４の両端には押圧部材２３の切欠部２４から外への移動を規制（第２ブレーキ取付部１０に対する外筒部材１３の回動範囲を規制）する段部２５が形成されている。

こうして、外筒部材１３は、ピストン１５が非作動で外筒部材１３と第１リングギヤＲ１とが非締結の場合、押圧部材２３の押圧力により切欠部２４が最も深く形成された基準位置ＰＳに位置されるが、ピストン１５が作動して外筒部材１３と第１リングギヤＲ１とが締結された場合は、この締結力により第１リングギヤＲ１の回転力が作用して切欠部２４の溝の段部２５の位置（図５中、ＰＳ１）に、外筒部材１３が第２ブレーキ取付部１０に対して回動自在になっている。

この外筒部材１３の回動限界であるＰＳ１の位置（回動限界位置ＰＳ１）は、外筒部材１３のスプライン１２ａの半ピッチ分の回動角に設定されており、外筒部材１３が、この回動限界位置ＰＳ１に回動された場合には、後述するスリット状の遮蔽部材３０の閉塞部３０ｂが、外筒部材１３の連通孔１４と重なり、外筒部材１３の内側と外側とのオイルの流通が遮断されるようになっている。また、外筒部材１３が、押圧部材２３により基準位置ＰＳに位置された状態では、スリット状の遮蔽部材３０の間隙部３０ａと外筒部材１３の連通孔１４とが重なるように維持されて、外筒部材１３の内側と外側とのオイルの流通を可能にするようになっている。尚、本実施の形態では、スプリング等の付勢部材２２と先端球形状の押圧部材２３を断面Ｖ字状の切欠部２４に押圧する構造で構成しているが、他に、ゴム等の弾性体を第２ブレーキ取付部１０の内周面と外筒部材１３の外周面とに対向して形成した穴部に介装して本機構を構成するようにしても良い。

図３に示すように、トランスミッションケース１の第２ブレーキ取付部１０下側の開口部１００には、外筒部材１３の外周面に、該外筒部材１３を回動自在として、前後から挟み込むように、スリット状の遮蔽部材３０が固定されている。

外筒部材１３と遮蔽部材３０のみを開口部１００側から視た図を図４に示す。
遮蔽部材３０は、スリット状であり、間隙部３０ａと閉塞部３０ｂを有し、前述の如く、外筒部材１３が、押圧部材２３により基準位置ＰＳに位置された状態では、スリット状の遮蔽部材３０の間隙部３０ａと外筒部材１３の連通孔１４とが重なるように維持されて、外筒部材１３の内側と外側とのオイルの流通を可能にするようになっている（図６（ａ）参照）。また、外筒部材１３が、この回動限界位置ＰＳ１に回動された場合には、後述するスリット状の遮蔽部材３０の閉塞部３０ｂが、外筒部材１３の連通孔１４と重なり、外筒部材１３の内側と外側とのオイルの流通が遮断されるようになっている（図６（ｂ）参照）。

次に、上述の如く構成される自動変速機の第２ブレーキ機構ＢＲ２の作用について説明する。
まず、車両が停止されている状態や慣性走行状態では、トランスミッション内でのオイル面は略水平な面となり、また、車両が前進加速する状態では、トランスミッション内でオイル面は後方が高くなる。このような状態では、第２ブレーキ機構ＢＲ２の作動（図２中、「Ｎ」、「１st」、「２nd」、「３rd」、「４th」、「５th」の変速段）・非作動（同、「６th」、「７th」、「８th」の変速段）に係わらず、オイルが第２ブレーキ取付部１０下側の開口部１００から外筒部材１３の連通孔１４を経て外筒部材１３の内側に逆流することはない。このため、図示しないオイルポンプからオイルが正常に供給されて、意図した潤滑が行われる。

一方、車両が後方に加速する状態では、トランスミッション内でオイル面は前方が高くなる。この状態で、従来の特許文献１の技術のように外筒部材１３に連通孔１４が設けられていると、この連通孔１４を経て、オイルが外筒部材１３の内側に逆流し、この結果、オイル面が低下してオイルポンプのエア吸いを生じる虞があった。しかし、本発明によれば、図２の「Ｒ」の変速段で、第２ブレーキ機構ＢＲ２が作動（ピストン１５が作動）して、第２ブレーキ機構ＢＲ２の外筒部材１３と第１リングギヤＲ１とが締結されると、この締結力により第１リングギヤＲ１の回転力が作用し、外筒部材１３の切欠部２４の溝の段部２５の位置（回動限界位置ＰＳ１）に、外筒部材１３が第２ブレーキ取付部１０に対して回動される。そして、外筒部材１３が回動限界位置ＰＳ１に回動された場合には、スリット状の遮蔽部材３０の閉塞部３０ｂが、外筒部材１３の連通孔１４と重なり、外筒部材１３の内側と外側とのオイルの流通が遮断される。これにより、オイルが、連通孔１４を経て外筒部材１３の内側に逆流することが防止され、十分なオイル量によりオイルポンプからオイルが正常に供給されて、意図した潤滑が維持される。

このように、本発明の実施の形態によれば、自動変速機のブレーキ機構において、複数の摩擦プレート１１ａが内面に設けられ、内側から外側にオイルが流通自在に連通孔１４が形成され、入力軸２を中心として基準位置ＰＳから予め設定した範囲内で回動自在に設けられた外筒部材１３と、入力軸２を中心軸として設けられ、外筒部材１３の複数の摩擦プレート１１ａと交互に複数の摩擦プレート１１ｂが外面に設けられた内筒部材と、各摩擦プレート１１ａ、１１ｂが押圧されて外筒部材１３と内筒部材とが締結され、外筒部材１３が回動自在な回動限界位置ＰＳ１に回動された際に外筒部材１３の連通孔１４のオイル面に臨む部位を遮蔽するスリット状の遮蔽部材３０とを備えた。このため、たとえ、トランスミッションケース内でオイル面が傾斜しても、オイル貯留部からのオイルの逆流を確実に防ぎ、オイル面の低下を防止してオイルポンプによるエア吸いを確実に防止することが可能となる。

尚、本発明の実施の形態は、図１に示すような、自動変速機の構成の第２ブレーキ機構ＢＲ２に本発明を適用した例で説明したが、他のブレーキ機構、各クラッチ機構の何れか一つ、或いは、各ブレーキ機構、各クラッチ機構の何れか複数の組み合わせに対しても適用できることは云うまでもない。この場合、オイル面の傾きの影響を最も受ける機構に対して適用することが望ましい。また、本発明の実施の形態では、図１に示すような、８速の自動変速機に本発明を適用した例で説明したが、これに限ることなく、他の自動変速機や無段変速機に対しても本発明が適用できることは云うまでも無い。

１トランスミッションケース
２入力軸
３出力軸
１０第２ブレーキ取付部
１１ａ、１１ｂ摩擦プレート
１２ａ、１２ｂスプライン
１３外筒部材
１４連通孔
１５ピストン
２１孔部
２２付勢部材
２３押圧部材
２４切欠部
２５段部
３０遮蔽部材
３０ａ間隙部
３０ｂ閉塞部
１００開口部
ＢＲ１第１ブレーキ機構
ＢＲ２第２ブレーキ機構
Ｃ１第１キャリア
Ｃ２第２キャリア
Ｃ３第３キャリア
Ｃ４第４キャリア
ＣＬ１第１クラッチ機構
ＣＬ２第２クラッチ機構
ＣＬ３第３クラッチ機構
Ｐ１第１ピニオンギヤ
Ｐ２第２ピニオンギヤ
Ｐ３第３ピニオンギヤ
Ｐ４第４ピニオンギヤ
Ｒ１第１リングギヤ（内筒部材）
Ｒ２第２リングギヤ
Ｒ３第３リングギヤ
Ｒ４第４リングギヤ
ＲＳ１第１遊星歯車機構
ＲＳ２第２遊星歯車機構
ＲＳ３第３遊星歯車機構
ＲＳ４第４遊星歯車機構
Ｓ１第１サンギヤ
Ｓ２第２サンギヤ
Ｓ３第３サンギヤ
Ｓ４第４サンギヤ

Claims

複数の摩擦プレートが内面に設けられ、内側から外側にオイルが流通自在に連通孔が形成され、軸芯を中心として基準位置から予め設定した範囲内で回動自在に設けられた外筒部材と、
上記軸芯と同一軸芯に設けられ、上記外筒部材の複数の摩擦プレートと交互に複数の摩擦プレートが外面に設けられた内筒部材と、
上記各摩擦プレートが押圧されて上記外筒部材と上記内筒部材とが締結され、上記外筒部材が上記回動自在な範囲の設定位置に回動された際、上記外筒部材の上記連通孔のオイル面に臨む部位を遮蔽する遮蔽部材と、
を備えたことを特徴とする摩擦係合装置。
上記外筒部材は、トランスミッションケースに駆動力の入力軸を軸芯として設けられるブレーキ機構の外筒部材であることを特徴とする請求項１記載の摩擦係合装置。
上記外筒部材は、内面に形成したスプライン溝で上記複数の摩擦プレートを固定するものであって、
上記外筒部材の連通孔は、上記スプライン溝の底部に形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の摩擦係合装置。
上記遮蔽部材は、スリット状に形成されることを特徴とする請求項３記載の摩擦係合装置。