JPH02296042A - 自動変速機の動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、発進装置と遊星歯車装置を備えた自動変速機
の動力伝達装置に関する。

［従来の技術］ 自動変速機は、発進装置と複数列の遊星歯車装置を備え
１発進装置からの入力を遊星歯車列を構成する要素に伝
達する経路と、遊星歯車列の要素を固定して反力を受け
る経路と、遊星歯車列の要素から出力を取出す経路とを
摩擦係合要素によって選択的に切換えることで異なる変
速比をもつ変速段を構成するとともに、変速段の切換え
を達成する。

多段の変速段をもつ自・動変速機にあって、変速段の構
成と切換えを円滑に達成するためには多くの１＠擦係合
要素を装備することが望ましい。摩擦係合要素のうち、
特にクラッチは、一般に回転自在なドラム内にクラッチ
板とサーボ装置である油圧ピストンを収容した構造を有
する。そこで、多数のクラッチを装備しようとすると、
軸方向、径方向のスペースを要し、また、回転するクラ
ッチドラムの支持装置に対して充分なスペースを割くこ
とが困難であるといった問題が生ずる。

そして、装備するクラッチの数に対応して部品の点数も
増加する。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、自動変速機を構成するクラッチと遊星歯車列
を合理的に配設することによって、軸方向寸法を短縮し
、スペースの有効利用を図るとともに、複数のクラッチ
装置の部品を共用化して部品点数の削減を図るものであ
る。

［課題を解決するための手段］ 以上の課題を解決するために１本発明は基本的な手段と
して。

変速機のケース（３００）と一体の部材が支持する入力
軸（２４０）と、入力軸（２４０）の端部に固着する小
径のドラム（４３０）と、小径のドラムに収容するクラ
ッチ（１１）及びクラッチを操作するピストン（４４０
）と、小径のドラムの外周側に重合して配設されて入力
軸に固着する第１の大径のドラム（４１０）と、第１の
大径のドラムに収容するクラッチ（１３）及びクラッチ
を操作するピストン（４２０）と、第１の大径のドラム
に対向して配設する第１の大径のドラムと同一形状を有
する第２の大径のドラムに（５００）収容するクラッチ
（１２）及びクラッチを操作するピストン（５２０）と
、第２の大径のドラムの内周側に配設するシンプルプラ
ネタリギヤセット（１１１，１１３，１１５）とを備え
て成るものである。そして、小径のドラム（４３０）に
収容するクラッチ（１１）のハブ（４５０）はシンプル
プラネタリギヤセットのリングギヤ（１１５）に連結し
、第１の大径のドラム（４１０）に収容するクラッチ（
１３）のハブ（４６０）はシンプルプラネタリギヤセッ
トのサンギヤ（１１１）に連結するとともに、第２の大
径のドラム（５００）に連結し、シンプルプラネタリギ
ヤセットのキャリヤ（１１３）は入力軸（２４０）が前
端を支持する第１の中間軸（６１０）に連結し、第２の
大径のドラム（５００）に収容するクラッチ（１２）の
ハブ（５２０）は第１の中間軸（６１０）が支持する第
２の中間軸（６２０）に連結し、第２の大径のドラム（
５００）は第２の中間軸が支持するスリーブ（６５０）
に連結して成る構成を有する。

［作用］ 以上の構成を有することにより、対向して配設する一対
のドラム（４１０，５００）と各ドラムに収容するクラ
ッチ装置に同じ部品を使用することができ、また、ドラ
ム（４１０，５００）の内周側に他のドラム（４３０）
とシンプルプラネタリギヤセット（１１１，１１３，１
１５）を配設してスペースを有効利用することができる
。

なお、上述の（）の符号は図面と対照するものであるが
、何ら構成を限定するものではない。

［実施例］ 以下、図面に基いて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明を実施する自動変速機の断面図、第２
図はスケルトンを示すもので、まず、第２図を参照して
全体の概要を説明する。

自動変速機１は、発進装置２と遊星歯車装置を有する変
速機３を備えるが、発進装置２としては本実施例に示す
トルクコンバータの他にも、流体継手、電磁クラッチ、
多板式クラッチ、遠心クラッチ等の適宜の手段を選択す
ることができる。

発進装置２は、エンジンの駆動を受けて回転するフロン
トカバー２０２の後部に連結されるリヤカバー２０４．
リヤカバー２０４の内周壁面に形成されたポンプインペ
ラ２０６を有し、ポンプインペラ２０６に対向して配設
されたタービンランナ２０８はタービンシェル２１０に
保持され、タービンシェル２１０はその内周部で発進装
置２の出力部材であるとともに変速機３の入力部材であ
る入力軸２４０に連結される。ポンプインペラ２０６と
タービンランナ２０８との間にはステータ２１４が配設
され、ステータ２１４の内周部は一方面クラッチ２１６
の７ウタレースに連結されるとともに、一方向クラッチ
２１６のインナレースは固定部材である支持筒２３０の
外周部にとりつけられる。フロントカバー２０２とター
ビンシエル２１０との間にはフロントカバー２０２とタ
ーヒンジエル２１０とを直結するロックアツプクラッチ
２２０を配設する。

変速機３は、ケース３００内に遊星歯車列と摩擦係合要
素を収容するが、遊星歯車列として３列のシンプルプラ
ネタリギヤセット１１０，１．２０゜１３０を備える。

第１のシンプルプラネタリギヤセラＩ−１１０のキャリ
ヤ１１３は、第３のシンプルプラネタリギヤセット１３
０のリングギヤ１３５に連結し、第３のシンプルプラネ
タリギヤセット１３０のキャリヤ１３３は、第２のシン
プルプラネタリギヤセット１２０のリングギヤ１２５に
連結するとともに、出力軸８００に連結する。第３のシ
ンプルプラネタリギヤセット１３０のサンギヤ１３１は
。

第２のシンプルプラネタリギヤセット１２０のキャリヤ
１２３に連結するとともに、摩擦係合要素を介して第２
のシンプルプラネタリギヤセット１２０のサンギヤ１２
１に連結する。

摩擦係合要素は、４個のクラッチ、２個のブレーキ、２
個の一方向クラッチを装備するのが、Ｎ擦係合要素と遊
星歯車列の各要素との連結関係は次のとおりである。

変速機３の入力軸２４０は第１のクラッチ１１のドラム
と第３のクラッチ１３のドラムに連結する。第１のクラ
ッチ１１のハブは、第１のシンプルプラネタリギヤセッ
ト１１０のリングギヤ１１５に連結し、第３のクラッチ
１３のハブは第１のシンプルプラネタリギヤセット１１
０のサンギヤ１１１に連結する。第３のクラッチ１３の
ハブは第２のクラッチ１２のドラムにも連結するととも
に、さらに第４のクラッチ１４のハブと第１の一方向ク
ラッチ３１のアウタレースに連結する。

第２のクラッチ１２のハブは第２の中間軸６２０を介し
て第３のシンプルプラネタリギヤセット１３０のサンギ
ヤ１３１に連結するとともに。

第２のシンプルプラネタリギヤセット１２０のキャリヤ
】２３に連結する。このキャリヤ１２３はさらに第２の
ブレーキ２２のハブを兼ねる第２の一方向クラッチ３２
のアウタレースに連結する。

第２の一方向クラッチ３２のインナレースは静止部材で
あるケース３００にとりつける。

第４のクラッチ１４のドラムは第１のブレーキ２１のド
ラムを兼ねるとともに、第１の一方向クラッチ３１のイ
ンナレースと第３の中間軸６３０を介して第２のシンプ
ルプラネタリギヤセット１２０のサンギヤ１２１に連結
する。

第１のシンプルプラネタリギヤセット１１０のキャリヤ
１１３は、第１の中間軸６１０を介して第３のシンプル
プラネタリギヤセット１３０のリングギヤ１３５に連結
し、キャリヤ１３３は出力［８００と第２のシンプルプ
ラネタリギヤセット１２０のリングギヤ１２５に連結す
る。

入力軸２４０に直結する第３のクラッチ１３の外側には
第１の回転センサ３０５を設けて入力軸２４０の回転情
報を得る。出力軸８００の外側にも第２の回転センサ３
０６を設けて出力軸８００の回転情報を得る。

第１図は第２図で説明したスケルトンをもつ自動変速機
の具体的な構造を示す断面図である。

自動変速機１を構成する発進装置２は流体伝動装置であ
って、エンジン側（以下、エンジン側を「前側Ｊとする
）に開口するハウジング２００の内部に収容される。エ
ンジンの駆動を受けて回転するフロントカバー２０２の
後部にはりャカバー２０４が一体にとりつけられる。リ
ヤカバー２０４の内周Ｕ、而にはポンプインペラ２０６
が形成され、ポンプインペラ２０６に対向して配設され
たタービンランナ２０８はタービンシェル２１０に保持
される。タービンシェル２１０はその内周部で連結部材
２１１を介して発進装置２の出力部材であるとともに変
速機３の入力部材である入力軸２４０に連結される。ポ
ンプインペラ２０６とタービンランナ２０８との間には
ステータ２１４が配設され、ステータ２１４の内周部は
一方向クラッチ２１６のアウタレース２１５に連結され
るとともに、一方向クラッチ２１６のインナレース２１
７は支持筒２３０の前端外周部にとりつけられる。フロ
ントカバー２０２とタービンシェル２１０との間にはロ
ックアップピストン２２２をもつロックアツプクラッチ
２２０を配設する。

ハウジング２００の後部には変速機３の構成要素を収容
する円筒状のケース３００が連結されるが、ハウジング
２００と変速機のケース３００の接合部にはオイルポン
プカバー２５０と仕切板２７０を介してオイルポンプハ
ウジング２６０をとりつける。オイルポンプハウジング
２６０内には外歯歯車２６２と内歯歯車２６４から成る
内接歯車ポンプが収容され、外歯歯車２６２の内周部は
りャカバー２０４と一体の軸２６６に連結される。オイ
ルポンプカバー２５０の中心部は、後方へ向けて突出す
る円筒状の支持部２５２を形成し、この支持部２５２の
内周部に支持筒２３０の後部外周部を圧入固定する。

支持筒２３０はその内周部の２つの支点で軸受２３０ａ
、２３０ｂを介して入力軸２４０を支持し、入力軸２４
０の後部は径方向に拡がるフランジ部を形成する。フラ
ンジ部の外周部には第３のクラッチ１３を収容するドラ
ム４１０をとりつけ、ドラム４１０内には第３のクラッ
チ１３を操作するピストン４２０を配設する。入力軸２
４０の後端外周部にはスプラインを介して第１のクラッ
チ１１を収容するドラム４３０をとりつける。ドラム４
３０内には第１のクラッチ１１を操作するピストン４４
０を配設する。第１のクラッチ］−１のハブ４５０は第
１のシンプルプラネタリギヤセットのリングギヤ１１５
と一体になる。第３のクラッチ１３のハブ４６０は内周
部で第１のシンプルプラネタリギヤセットのサンギヤ１
１１と一体になる。第１のシンプルプラネタリギヤセッ
トのキャリヤ１１３は第１の中間軸６１０に連結する。

第３のクラッチ１３のハブ４６０はその外周部で第２の
クラッチ１２を収容するドラム５００に連結し、ドラム
５００内に第２のクラッチ１２を操作するピストン５１
０を配設する。

第２のクラッチ１２のハブ５２０はその内周部で第２の
中間軸６２０に連結する。第２の中間軸６２０は第１の
中間軸６１０の外周部に同心的に支持される。第２のク
ラッチ１２のドラム５００はそのインナシリンダ部が第
２の中間軸６２０の外周部に支持されるスリーブ６５０
と一体となる。

変速機のケース３００の内部には第１の中央支持部材３
１０及び第２の中央支持部材３３０をとりつける。第１
の中央支持部材３１０の内周部は前後に突出する円筒部
を形成し、この円筒部を介して対応するドラム内にサー
ボ油圧を供給する。

スリーブ６５０の後端部は第１の一方向クラッチ３１の
アウタレース５５０に連結し、アウタレース５５０は第
４のクラッチ１４のハブと一体となる。第４のクラッチ
１４を収容するドラム５７０の外周面は、第１のブレー
キ２１のドラムを兼ね、ドラム５７０内には第４のクラ
ッチ１４を操作するピストン５８０を配設する。

第１の一方向クラッチ３１のインナレース７００は、第
２の中間軸６２０の外周部が支持する第３の中間軸６３
０に連結し、第３の中間軸６３０の後端部に第２のシン
プルプラネタリギヤセットのサンギヤ１２１を形成する
。

第２のシンプルプラネタリギヤセットのキャリヤ１２３
は、第２の中間軸６２０にスプライン係合し、第２の中
間軸６２０の後端部には第３のシンプルプラネタリギヤ
セットのサンギヤ１３１を形成する。

第２のシンプルプラネタリギヤセットのキャリヤ１２３
は、第２の一方向クラッチ３２のアウタレース７２０に
連結し、アウタレース７２０は第２のブレーキ２２のハ
ブを兼ねる。第２の一方向クラッチ３２のインナレース
７３０は、第２の中央支持部材３３０に固着し、第２の
中央支持部材３３０の後壁面内には第２のブレーキ２２
を操作するピストン７４０を配設する。

第１の中間軸６１０の後端部は出力軸８００により軸支
持するが、軸受部の直前はフランジ状に拡がり、その外
周部に第３のシンプルプラネタリギヤセットのリングギ
ヤ１３５を形成する。第３のシンプルプラネタリギヤセ
ットのキャリヤ１３３は、第２のシンプルプラネタリギ
ヤセットのリングギヤ１２５と連結するとともに、出力
軸８００と連結する。

変速機のケース３００の後部壁３６０の内周部は、円筒
状の支持部３７０を形成し、軸受３６１ａを介して出力
軸８００の前部を支持する。ケース３００の後端部には
インロウ係合部を介して後部ケース３８０を同心的に固
着し、後部ケース３８０により軸受３８１ａを介して出
力軸８００の後部を支持する。したがって、出力４ｆｌ
ｌ１８００は２つの支点で軸受３６１ａ、３８１ａによ
り堅実に支持され、第１の中間軸６１０はその油接端部
を軸受２４５ａ、２４５ｂにより入力軸２４０と出力軸
８００により堅実に支持される。

出力軸８００の前部のドラム状の外周部には。

パーキング用のギヤ８１０を形成し、対向して配設する
爪８２０とともにパーキングブレーキを構成する。出力
軸８００には、スピードメータ用のドライブギヤ８３０
及び周囲にスリットをもつフランジ８４０をとりつけ、
回転センサ３０６により出力軸８００の回転情報を得る
。出力軸の後端部には連結部材８５０をナツト８５５に
より固着する。

変速機のケース３００の底部には図示しない油圧制御装
置をとりつけ、オイルパンを兼ねるカバー３０９で覆う
。

本発明の自動変速機は以上のように、摩擦係合要素とし
て、４個のクラッチと、２個のブレーキと、２個の一方
面クラッチを備えて前進５速後進１速を達成するが、第
１表は各変速段における各摩擦係合要素の作動状態を示
す。

第１表中で０印は摩擦係合要素が係合することを示し、
（０）印はエンジンブレーキ時に係合することを示す。

なお、４Ａ速段は４速と同じ変速比をもち、５速へ変速
される直前に出現する変速段である。

本発明は以上の構造を有する自動変速機の動力伝達装置
に関するもので、第３図に基いてその詳細を説明する。

自動変速機のケース３００の前面部に固着するオイルポ
ンプカバー２５０の中心部は後方に突出して円筒状の支
持部２５２を形成する。支持部２５２の内周部には支持
筒２３０を圧入固定し、支持筒２３０の内周部で入力軸
２４０をベアリングにより堅実に支持する。入力軸２４
０の後端部近傍はフランジ状に拡がり、その外周部にシ
リンダ部材４１４を溶接等の手段により固着する。

シリンダ部材４１４は全体を符号４１０で示す大径のド
ラムのインナシリンダを構成するもので、例えば円筒素
材を切削加工により製造し、その前端外周部にプレス加
工によりアウタシリンダ４１２と壁面４１３を成形した
ドラム部材を溶接する。

アウタシリンダ４１２の内周部に第３のクラッチ１３を
配設し、ドラム４１０内にクラッチを操作するピストン
４２０を挿入する。ピストン４２０はドラム４１０の壁
面４１３との間で油圧室を形成するが、壁面４１３とは
反対側に遠心油圧のキャンセル装置４２５を配設すると
ともに、リターンスプリング４２６をとりつける。この
遠心油圧のキャンセル装置４２５はピストン４２０との
間で油室を形成するもので、内部に潤滑油等を導入する
。ドラム４１０が回転する状態でピストン４２０へのサ
ーボ油圧を抜いたときに発生する動圧をこの油室に発生
する動圧でキャンセルして残圧による第３のクラッチ１
３の引き摺りを防止する。遠心油圧のキャンセル装置に
かえて、ピストン４２０にチエツクボールをとりつけて
もよい。

第３のクラッチ１３のハブ４６０は、内周側に延び、そ
の内周側で第１のシンプルプラネタリギヤセットのサン
ギヤ１１１と一体になる。

ハブ４６０の外周部には連結部材５０５がスプライン係
合し、この連結部材５０５は第２のクラッチ１２のバッ
キングプレートと一体となる。したがって、ハブ４６０
の動力は全体を符号５００で示すドラムに伝達される。

ドラム５００はアウタシリンダ５０２、インナシリンダ
５０４及びアウタシリンダ５０２とインナシリンダ５０
４を結ぶ壁面５０３で猜成され、アウタシリンダ５０２
と壁面５０３はドラ１１４１０のアウタシリンダ４１２
と壁面４１３と同一形状となっている。したがって、ア
ウタシリンダ４１２内に配設する第２のクラッチ】−２
を操作するピストン５１０、遠心油圧キャンセル装置５
１５、リターンスプリング５１６は、第３のクラッチ１
３を操作するピストン４２０．ｉｎ心油ＩＥキャンセル
装置４２５、リターンスプリング４２６と同一の部品を
利用できる。

ドラム５００のインナシリンダ５０４は連結部材５０６
を介してスリーブ５０６にスプライン係合する。第２の
クラッチ１２のハブ５２０は、内周側にとりつける連結
部材５２２を介して第２の中間軸６２０にスプライン係
合する。ドラム５００へは第１の中央支持部材３１０の
円筒部３１２を介してサーボ油圧等を供給する。

以」ユのように、対向して配設する大径かつ対称形のド
ラム４１０．５００の内側のスペースを利用して第１の
クラッチ１１を収容するドラムと、第１のシンプルプラ
ネタリギヤセットを配設する。

すなわち、入力軸２４０の後端外周部にスプラインを形
成し、全体を符号４３０で示す小径のドラムのインナシ
リンダの小径部４３４を係合する。

このドラム４３０のインナシリンダは、断材のシリンダ
に形成されており、インナシリンダの大径部４３２はシ
リンダ部材４１４の外周部に重合する。

シリンダ部材４１４の内周側に配設するスリーブ２５４
は、支持部２５２に圧入固着するもので、スリーブ２５
４に形成する油路を介して２個のドラム４１０，４３０
の内部にサーボ油圧を供給するとともに、遠心油圧キャ
ンセル装置に動圧発生用の油を供給する。

大径のドラム４１０の内側に重合して配設する小径のド
ラム４３０内には、第１のクラッチ１１と、第１のクラ
ッチ１１を操作するピストン４４０を収容する。ピスト
ン４４０の断面形状は図示するように段付となっており
、その内周端部はドラム４３０の小径のインナシリンダ
４３４に対して摺動する。このピストン形状を採用する
ことによりサーボ油圧に対する必要な受圧面積を確保す
ることができる。

大径のドラム４１０の外周部には、図示しないマーク等
を付与し、ケース３００の内側に配設する回転センサ３
０５によりドラム４１０の回転速度を検知する。ドラム
４１０は入力軸２４０に連結するので、変速操作の制御
に必要な入力回転情報を得ることができる。

第１のクラッチ１１のハブ４５０は第１のシンプルプラ
ネタリギヤセットのリングギヤ１１５に連結し、キャリ
ヤ１１３は連結部１１３ａを介して第１の中間軸６１０
に連結する。

第１表に示すように、第１のクラッチ１１は前進の１速
段から４速段まで係合して入力を伝達する。特に前進の
低速度段では大なるトルクを伝達するので、第１のクラ
ッチ１１はトルク容量とともに熱容量を必要とする。ト
ルク容量を大とするにはクラッチの径を大とすることが
有利である。

しかしながら、第１のクラッチ１１はオーバドライブと
なる５速段で開放し、ハブ４５０はドラム４３０に対し
て高速で空転する。この空転による影響を少くするため
にはクラッチの径を小とすることが有利である。また、
クラッチ１１を操作するピストン４４０は、ドラム４３
０が高速回転する４速から５速への変速のときにサーボ
油圧を抜くので、遠心油圧の影響を排除するためには、
小径とすることが望ましい。

本発明は以上の要素を配慮して、第１のクラッチ１１を
小径とし、ディスクの枚数を増加してトルク容量と熱容
量を確保する。そしてクラッチを操作するピストン４４
０の内周部を可及的に小径とすることで、受圧面積を確
保し、かつ遠心油圧の影響を排除する。

一方、第３のクラッチ１３は２速から３速への変速のと
きに係合して５速まで係合状態を維持する。また、後進
のときも係合して入力を伝達する。

第２のクラッチ１２は１速から２速で係合し、２速から
３速で開放する。３速から４速で再度係合して５速まで
係合状態を維持する。したがって、第３のクラッチ１３
と第２のクラッチ１２はほぼ同様のトルク容量と熱容量
を必要とするが、ともに遠心油圧の影響は小で済む。

本発明はこの３個のクラッチの特性を積極的に利用して
、第３のクラッチを収容するドラム４１０と第２のクラ
ッチ１２を収容するドラム５００を同一形状とするとと
もに対向して配設し、部品点数の削減を図る。同時に、
第３のクラッチを収容するドラム４１０の内側に第１の
クラッチ１１を配設して軸方向寸法を短縮する。

さらに、第２のクラッチ１２を収容するドラム５００の
内側に第１のシンプルプラネタリギヤセットを配設して
スペースの有効利用を図る。

［発明の効果］ 本発明は以上のように、２個のクラッチを収容する大径
のドラムを同一の部品により構成することで部品点数の
削減を達成する。そして、一方の大径のドラムの内周側
に小径のクラッチドラムを半径方向に重合して配設する
ことで軸方向寸法を短縮する。

また、他方の大径のドラムの内周部のスペースにはシン
プルプラネタリギヤセットを配設し、スペースを有効に
利用する。

このシンプルプラネタリギヤセットは、半径方向に重合
して配設するドラムに収容するクラッチと共同して前進
の低速段の入力を伝達するので、動力の伝達経路が短く
て済む等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動変速機の断面図、第２図は自動変速機の概
要を示す説明図、第３図は要部の断面図である。 １・・・・・・自動変速機。 ２・・・・・・発進装置、 ３・・・・・・変速機、 １１・・・・・・第１のクラッチ、 １２・・・・・・第２のクラッチ、 １３・・・・・・第３のクラッチ。 １１１・・・・・・シンプルプラネタリギヤセットのサ
ンギヤ、 １１３・・・・・−シンプルプラネタリギヤセットのキ
ャリヤ、 １１５・・・・・・シンプルプラネタリギヤセットのリ
ングギヤ ２４０・・・・・・入力軸、 ３００・・・・・・変速機のケース、 ４１０・・・・・・第１の大径のドラム。 ４３０・・・・・・小径のドラム、 ５００・・・・・・第２の大径のドラム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）発進装置と遊星歯車装置を有する変速機を備えた
   自動変速機の動力伝達装置において、変速機のケースと
   一体の部材が支持する入力軸と、入力軸の端部に固着す
   る小径のドラムと、小径のドラムに収容するクラッチ及
   びクラッチを操作するピストンと、小径のドラムの外周
   側に重合して配設されて入力軸に固着する第１の大径の
   ドラムと、第１の大径のドラムに収容するクラッチ及び
   クラッチを操作するピストンと、第１の大径のドラムに
   対向して配設する第１の大径のドラムと同一形状を有す
   る第２の大径のドラムと、第２の大径のドラムに収容す
   るクラッチ及びクラッチを操作するピストンと、第２の
   大径のドラムの内周側に配設するシンプルプラネタリギ
   ヤセツトとを備えて成ることを特徴とする自動変速機の
   動力伝達装置。