JPH04175576A - 自動変速機 - 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】 （伺　産業上の利用分野 本発明は、自動変速機、特に、コンパクト性が要求され
るＦ−Ｆ　（フロントエンジン・フロントドライブ）タ
イプの自動車に搭載して好適な自動変速機に係り、詳し
くは、変速キャｍ横の所定キヤ、例えばサンギヤに連結
するフランジ部及びクラッチの構造に関する。

（ロ）従来の技術 一般に、自動変速機、殊に、小型Ｆ−Ｆ車用のものは、
人力軸の軸方向のコンパクト性か強く要求され、このた
め、各構成部材は、狭いスペースに無駄なく整然と配設
されている。

自動変速機は、一般に、入力軸と出力部材との間に、サ
ンギヤ、キャリヤ、リンクキャ等の回転部材からなる変
速ギヤ機構を備え、摩擦係合部材によって、これらの回
転部材の運動を適宜制御することにより、人力軸の回転
を増減速し、また、逆転して出力部材から取り出してい
る。

例えば、第９図に示すように、サンギヤから延ひている
スリーブＳは、入力軸１３に回転自在に被嵌されている
か、このサンギヤスリーブＳの回転と停止とは、サンギ
ヤスリーブＳに一体に組み付けたドラム部材２０を、第
２のクラッチＣ２と第１のブレーキＢ１とを用いて回転
駆動又は停止することにより、間接的に行なっている。

ドラム部材２０は、フランジ部２１と、シリンダ部２２
と、円筒部２３とを主要構成部材として備え、内側には
、第２のクラッチＣ２を内蔵すると共に、外側には、ハ
ンドブレーキからなる第１のブレーキＢ１か配設されて
いる。

シリンダ部２２の外周壁には後方に向けて開口する複数
のスリット２２ｃが外周壁を等分するようにして形成さ
れており、各スリット２２ｃと、入力軸１３に固定した
ハブ１３ａとの間には、第２のクラッチＣ２か介装され
ている。第２のクラッチＣ２は、外方に突出する爪部を
各スリット２２Ｃに係合するクラッチプレート３１、バ
ッキングプレート２１ｎと、これらの間に介在し、ハブ
１３ａにスプライン結合するクラッチプレート３１とを
有し、バッキングプレート２１ｎは、幅厚に形成すると
共に、後面側のスナップリンク２１ｈによって後退限を
規制されている。更に、シリンダ部２２には、第２のク
ラッチＣ２を係合するためのピストン２２ｆか前後動自
在に装着され、リターンスプリング２２　ｅによって前
方に付勢されている。

ドラム部材２０の２ランク部２１は、内周部かサンギヤ
スリーブＳにスプライン結合される一方、外周部には、
クラッチプレート３１と同様に外周部の外方に突出する
複数の爪部２１ｋを有し、各爪部２１ｋをシリンダ部２
２の各スリット２２ｃに係合させている。

円筒部２３は、シリンダ部２２の外周壁の後端に固定さ
れると共に、円筒部２３の外周面には、これを囲繞する
ようにして、帯状の第１のブレーキＢ１が配設されてい
る。

なお、第２のクラッチＣ２の各クラッチプレート３１、
バッキングプレート２１ｎや、フランジ部２１は、軸方
向の厚さ寸法及び隣接部材とのクリアランスを必要最小
限に設定することにより、軸方向のコンパクト性を実現
している。

このようなドラム部材２０の作動は次のとおりである。

シリンダ部２２とピストン２２ｆとの間に作動油を供給
すると、ピストン２２ｆは、リターンスプリンタ２２ｅ
に抗して後退し、バッキングプレート２１ｎとの間に各
クラッチプレート３１を挟み込み、これにより、入力軸
１３の回転トルクは、ハブ１３ａ、第２のクラッチＣ２
、ドラム部材２０を介してサンギヤスリーブＳに伝達さ
れ、サンギヤは、入力軸１３と一体となって回転する。

一方、回転中のサンギヤの回転を停止するには、第２の
クラッチＣ２を解放した上、第１のブレーキＢ１によっ
てドラム部材２ｏの円筒部２３を締め付けると、円筒部
２３に加えられた制動力は、シリンダ部２２のスリット
２２ｃと、フランジ部２１の爪部２１にとの当接面を介
してフランジ部２１、つづいてサンギヤスリーブＳに伝
達され、ドラム部材２０と共にサンギヤを停止すること
かできる。

（ハ）発明か解決しようとする課題 上述の自動変速機は、フランジ部の爪部を含む外周部の
軸方向の厚さか薄く形成しであるために、サンギヤを停
止するときに、制動力の伝達経路の一部となるシリンダ
部のスリット２２ｃとフランジ部の爪部２１にとの当接
面積か小さいために、単位面積当りに作用する面圧か大
きくなり、このため、制動時にインデンテーションか発
生し、これが原因となって変速ショックやノイズが発生
するという問題かあった。

なお、インデンテーションを防止するには、スリット２
２ｃと爪部２１にとの当接面積を大きくして制動時の面
圧を縮減する、即ち、爪部の軸方向の厚さを厚くする方
法か考えられるか、爪部と隣接部材とのクリアランスか
狭小なため、これは殆ど不可能である。また、このクリ
アランスを確保したまま爪部の厚さを厚くすれば、自動
変速機の軸方向の長さを不当に増加させることになり、
コンパクト性に相反することになる。

そこで、本発明は、フランジ部の爪部を含む外周部を幅
厚に形成してこれをバッキングプレートとし、しかもこ
の外周部を軸方向移動不能に固定することにより、軸方
向のコンパクト性を損うことなく、インデンテーション
か原因の変速ショックやノイズか発生しないようにした
自動変速機を提供することを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、上述事情に鑑みなされたものであって、クラ
ッチを内蔵するドラム部材をブレーキにて停止すると共
に、このドラム部材に、変速ギヤ機構の所定ギヤに連結
しているフランジ部を係合してなる自動変速機において
、フランジ部の外周部を幅厚に形成し、かつ、この外周
部の外方に突出する爪部をドラム部材のスリットに係合
すると共に、外周部をドラム部材に軸方向移動不能に固
定して、外周部をクラッチにおけるクラッチプレートの
軸方向移動量を規制するバッキングプレートとなしたこ
とを特徴とする。

（ホ）　作用 以上の構成に基づき、回転中のサンギヤを停止するに際
し、ブレーキによってドラム部材を締め付けると、ドラ
ム部材のスリットとフランジ部の爪部との当接面積は、
大きくなるように構成されているから、制動力による面
圧を減少させることかてき、当接面積か小さくて面圧か
高いときに発生しかちなインテンチージョンを防止する
ことかてきる。また、ドラム部材の外周部は、軸方向移
動不能に固定しであるので、フランジ部の内周部か所定
ギヤ、例えばサンギヤにて発生するスラスト力に引きす
られて軸方向に移動したとしても、外周部には軸方向の
不用な移動が発生しないから、スラスト力によるクラッ
チの焼けを起こす虞れは全くない。

い）実施例 以下、図面に沿って、本発明の実施例について説明する
。

４速の自動変速機１は、第２図に示すように、入力軸１
３と、出力部材１５と、シングルプラネタリギヤ２及び
デュアルプラネタリギヤ３を組合せてなるプラネタリギ
ヤユニット５とを有しており、該プラネタリギヤユニッ
ト５は、サンギヤＳ１．８２、ピニオンＰＬ、Ｐ２．Ｐ
３、リンクギヤＲ１，Ｒ２、キャリヤＣＲとを備えてな
る。

入力軸１３の上流側には、ロックアツプクラッチ１２ａ
付きのトルクコンバータ１２か連結され、エンジンのク
ランク軸１１の回転は、これらの部材を介して入力軸１
３に入力される一方、出力部材１５の下流側に連結する
ファイナルギヤ１６、ディファレンシャル装置１７に出
力される。

サンギヤＳｌ、Ｓ２は、一体となって入力軸１３に対し
て回転自在に被嵌されると共に、ドラム部材２０が連結
されており、このドラム部材２０は、第２のクラッチＣ
２を内蔵する一方、トランスアクスルケースＴＣに取り
付けた第１のブレーキＢ１によって囲繞されている。第
１のサンギヤＳ１には、回動自在のとニオンＰ１か噛合
しており、ピニオンＰ１には、回転自在の小リングギヤ
Ｒ１か噛合し、小リングギヤＲ１は、第３のクラッチＣ
３、第２のワンウェイクラッチＦＯ１第１のクラッチＣ
１を介して、入力軸１３に連結している。一方、第２の
サンギヤＳ２には、回動自在のピニオンＰ２が噛合し、
更に該ピニオンＰ２と対をなす別のピニオンＰ３か他方
のリンクギヤＲ２に噛合しており、この大リンクギヤＲ
２は、第４のクラッチＣＯ及び第１のクラッチＣ１を介
して人力軸１３に連結している。なお、大リングギヤＲ
２は、トランスアクスルケースＴＣとの間に、第１のワ
ンウェイクラッチＦ１と第２のブレーキＢ２とを介装し
ている。更に、上述のピニオンＰｉ、Ｐ２．Ｐ３は、共
通のキャリヤＣＲによって連結されており、キャリヤＣ
Ｒは、出力部材１５に連結している。即ち、入力軸１３
に入力さ　□れた回転トルクは、サンギヤＳＬ、Ｓ２、
リングギヤＲ１，Ｒ２等を経て、最終的には、キャリヤ
ＣＲを経由して出力部材１５から取り出される。

本発明の主要構成部材であるドラム部材２゜は、第１図
に示すように、フランジ部２１、シリンダ部２２、円筒
部２３を有してなり、全体は、トランスアクスルケース
ＴＣに固定されたポンプカバー２５に回転自在に支持さ
れている。

フランジ部２１は、内周部のボスにスプライン２１ａを
有し、中間部にスペーサ２１ｂを取付けるための透孔２
１ｃと重量軽減用の透孔２１ｄとを有しく第４図、第５
図）、更に、外周部２ｉｅを幅厚に形成すると共に、外
周部２１ｅには、外方に突出する多数の爪部２１ｆを有
する。フランジ部２１は、内周部のスプライン２１ａを
サンギヤＳＬ、Ｓ２から延びているサンギャスリーフＳ
の前端部にスプライン結合している（第１図）。

なお、フランジ部２１は、例えば、板金プレス加工して
もよいし、また、複数の部材を溶接して形成することも
てきるか、いずれの場合においても、外周部２１ｅと各
爪部２１ｆとは幅厚に形成するものとする。

シリンダ部２２は、外周壁２２ａと内周壁２２ｂとを有
し、外周壁２２ａには、フランジ部２１の各爪部２１ｆ
を係合するスリット２２ｃが形成されている。スリット
２２ｃは爪部２１ｆの左右幅とほぼ等しい幅に形成され
、外周壁２２ａを等分すると共に後方に向けて開口して
いる。スリット２２Ｃには、フランジ部２１の爪部２１
ｆと同様の爪部を有する複数のクラッチプレート３１か
、その爪部を係合させている。各クラッチプレート３１
の後方には、人力軸１３に固定したハフ１３ａに、内周
をスプライン結合したフランチプレート３１か配設され
ている。そして、最後部のクラッチプレート３１の更に
後方に僅かなりリアランスを介して、フランジ部２１の
外周部２１ｅか位置している。外周部２１ｅは、爪部２
１ｆをスリット２２ｃに係合すると共に、前面側のスナ
ップリング２１ｇと後面側のスナップリンク２１ｈとに
よって軸方向移動不能に固定されている。

但し、前面側のスナップリンク２１ｇの厚さは、Ｍ後部
のクラッチプレート３１の厚さよりも薄いものとする。

更に、シリンダ部２２の内側には、内周壁２２ｂに固着
した固定リング２２ｄに一端を取り付けたリターンスプ
リンタ２２ｅによって前方に付勢されたピストン２２ｆ
か前後動可能に内装されている。なお、ピストン２２ｆ
は、その前面側とシリンダ部２２との間に作動油を送り
込むことができ、このとき、後方に移動して、フランジ
部２１の外周部２１ｅとの間に第２のクラッチＣ２を挟
み込んて係合するように構成しである。

円筒部２３は、後端側においてシリンダ部２２の外周壁
２２ａに固定されると共に、その外周面から僅かな隙間
を介して、へントツレーキからなる第１のブレーキＢ１
か配設されている。

このような構成の、サンギヤＳ１、Ｓ２を入力軸１３と
共に回転駆動するには、両者間に介在する第２のクラッ
チＣ２を結合して入力軸１３とドラム部材２０とを連結
し、一方、サンギヤＳｌ。

Ｓ２を停止するには、第２のクラッチＣ２を解放した上
、第１のブレーキＢ１をドラム部材２０に係合すればよ
い。

ついで、本自動変速機１の作用について説明する。

自動変速ｌｌ１１は、各クラッチＣｏ、ＣＩ、Ｃ２、Ｃ
３と、各ブレーキＢｌ、Ｂ２と、各ワンウェイクラッチ
ＦＯ，Ｆｌとか第３図に示すように作動し、これに対応
して、出力部材１５の回転か変速したり逆転したりする
。

なお、同図中において、各クラッチＣＯ，Ｃ１、Ｃ２，
Ｃ３、各ブレーキＢｌ、Ｂ２が係合し、各ワンウェイク
ラッチＦＯ，Ｆｌかロックするときには、○印で図示し
、また、前者か解放し、後者かフリーなときには×印で
図示している。但し、第１のブレーキＢ１の◎印は、第
４のクラッチＣＯを係合するに先立ち、第１のブレーキ
Ｂ１をそのリリース圧によって解放することを意味する
。

まず、１速状態（ＩＳＴ）にあっては、第１のクラッチ
Ｃ１が係合し、かつ、第１及び第２のワンウェイクラッ
チＦｌ、ＦＯかロックすることにより、入力軸１３の回
転は、第１のクラッチＣ１と第２のワンウェイクラッチ
ＦＯとを介して、小リングギヤＲ１に同方向の回転とな
って伝達される。このとき、大リンクギヤＲ２は、第１
のワンウェイクラッチＦ１に固定されているのて、小リ
ンクギヤＲ１の回転は、１速の大きな減速回転として、
キャリヤＣＲから出力部材１５に取り出される。

更に、１→２速シフト時は、第１のブレーキＢ１か作動
してサンギヤＳｌ、Ｓ２か固定されるが、この際、第１
のワンウェイクラッチＦ１かオーバランの空転を許容し
、円滑にシフトする。この２速状Ｂ　（２ＮＤ）ては、
入力軸１３の回転は、第１のクラッチＣＩと第２のワン
ウェイクラッチＦＯを介して、小リンクギヤＲ１に伝達
され、更に大リンクギヤＲ２を空転しなからキャリヤＣ
Ｒから２速回転か出力される。

つづいて、２→３速時には、第３、第４のクラッチＣ３
，ＣＯか係合し、第１のブレーキＢ１か解放されて３速
状態（３ＲＤ）になる。このとき、入力軸１３の回転は
、第１、第３のクラッチＣ１，Ｃ３、及び第２のワンウ
ェイクラッチＦＯを介して小リングギヤＲ１に伝達され
るに加えて、第１、第４のクラッチＣ１，ＣＯを介して
大リングギヤＲ２に伝達される。従って、両リンクギヤ
Ｒ１，Ｒ２は入力軸１３と一体回転し、この回転がキャ
リヤＣＲから取り出される。

そして、３→４速シフト時は、第３のクラッチＣ３を解
放して第１のブレーキＢ１を係合し、第２のワンウェイ
クラッチＦＯをフリーにする。すると、第４速状態（４
ＴＨ）においては、入力軸１３の回転は、第１、第４の
クラッチＣ１，Ｃ０を介して大リンクギヤＲ２に伝達さ
れ、このとき小リンクギヤＲ１は、第２のワンウェイク
ラッチＦＯにより高速空転するから、キャリヤＣＲから
オーバドライブ回転か取り出される。

また、リバース（Ｒ）レンジにあっては、第２のクラッ
チＣ２及び第２のブレーキＢ２か作動し、このとき、入
力軸１３の回転は、サンギヤＳ１、Ｓ２に入力され、大
リンクギヤＲ２の固定に基づき、キャリヤＣＲから逆回
転として取り出される。

なお、車速か７　ｋ　ｍ　／　ｈを超えるときは、大リ
ングギヤＲ２に対する第２のブレーキＢ２を解放するこ
とにより、リバースか作用しないようにしている。

以上のように、ドラム部材２０を介して、サンギヤＳｌ
、Ｓ２を回転駆動したり、停止したりするのは、２速と
４速の前進時及び後退時であり、このときの動作の詳細
は次のとおりである。

後退時には、シリンダ部２２とピストン２２ｆとの間に
作動油を供給すると、ピストン２２　ｆかリターンスプ
リング２２ｅに抗して後退し、これにより、ピストン２
２ｆとフランジ部２１の外周部２１ｅとの間に第２のク
ラッチｃ２の複数のクラッチプレート３１を挟み込んで
係合し、入力軸１３の回転を、ハラ１３ａ、第２のクラ
ッチＣ２、フランジ部２１及びサンギヤスリーブＳを介
して、サンギヤＳｌ、Ｓ２に伝達することかてきる。

また、２速と４速の前進時には、第１のブレーキＢ１に
よってドラム部材２０の円筒部２３の外周部を締め付け
ることによって、円筒部２３からシリンダ部２２に伝達
された制動力は、スリット２２ｃと爪部２１ｆとの当接
面を介してフランジ部２１、サンギヤスリーブＳに伝達
され、これによりサンギヤＳｌ、Ｓ２を停止させること
かてきる。このとき、爪部２１ｆを含む外周部２１ｅは
、幅厚に形成されているので、制動力による面圧を低く
抑えることができる。

なお、フランジ部２１は、その前後面のスナップリンク
２１ｇ、２１ｈによって軸方向に移動不能となっている
のて、サンギヤＳｌ、Ｓ２により発生するスラスト力に
引きすられてフランジ部２１か軸方向に移動しようとし
ても、外周部２１ｅは、移動か規制されているので、外
周部２１ｅとクラッチプレート３１との間及び２枚のク
ラッチプレート３１間の摩擦による第２のクラッチｃ２
の焼損が発生したりする虞れかない。

第６図と第７図とは、爪部２１ｆのスリット２２Ｃに対
する他の固定方法を図示するものである。第６図におい
ては、スリット２２ｃを段付に形成し、クラッチプレー
ト３１の爪部が係合する部位に対し、フランジ部２１の
爪部２１ｆが係合する部位の幅を左右双方とも広く形成
することにより、後面側のスナップリンク２１ｈと相俟
ってフランジ部２１の軸方向の不要な移動を規制するも
のである。なお、第７図のように、フランジ部２１の爪
部２１ｆが係合する部位は、左右いずれか一方のみを幅
広に形成してもよい。

第８図は、フランジ部２１の別の形状を図示するもので
ある。即ち、ドラム部材２０は、外周部２１ｅと爪部２
１ｆとを幅厚に形成し、第１のブレーキＢ１による制動
力を有効に、サンギヤＳ１、Ｓ２に伝達することかてき
る限り、特に形状を問うものてはない。

なお、以上の説明において、所定ギヤとしてサンギヤＳ
Ｌ、Ｓ２を例に説明したが、これはサンギヤ８１．８２
に限らず、例えばリングギヤＲ１、Ｒ２であってもよい
。即ち、リンクギヤＲ１、Ｒ２がサンギヤＳＬ、Ｓ２の
ものとほぼ同様のドラム部材を備えているものであれば
、これらのドラム部材の構造についても、前述のように
、フランジ部とバッキングプレートとを一体に形成した
構造のものとすることかできる。

（ト）発明の詳細 な説明したように、本発明によると、フランジ部の外周
部を幅厚に形成し、この外周部の外方に突出した爪部を
ドラム部材のスリットに係合することにより、スリット
と爪部との当接面積を大きくしてドラム部材の制動時の
面圧を減少させることかできるのて、軸方向のコンパク
ト性を損うことなく、インデンテーションの発生を防止
し、これにより、変速時のショックやノイスの発生を有
効に阻止することかてきる。

なお、フランジ部は、軸方向移動不能に固定することに
より、所定ギヤ等により発生するスラスト力によるフラ
ンジ部の不要な軸方向の移動を規制することかできるの
で、クラッチの焼損等を防止することかてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の主要部の構造を示す図である。第２図
は４速の自動変速機を示す概略図、第３図はその動作を
示す図である。第４図はフランジ部を示す図て第５図の
ＩＶ−■線断面図であり、第５図はフランジ部の正面図
である。第６図と第７図はフランジ部の他の固定方法を
示す図てあり、第８図はフランジ部の他の形状を示す図
である。第９図は従来のドラム部材の構造を示す図であ
る。 １・・・自動変速機　、　　５・・・変速ギヤ機構（プ
ラネタリギヤユニット）、　　２０・・・ドラム部材、
２１・・・フランジ部　、　　２１ｅ・・・外周部　、
２１ｆ・・・爪部　、　２２ｃ・・・スリット　、３１
・・・クラッチプレート　、　Ｂｌ・・・第１のブレー
キ（ブレーキ）　　、　Ｃ２−・・第２のクラッチ（ク
ラッチ）　　、　ＳＬ、３２・・・サンギヤ（所定ギヤ
）　。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、クラッチを内蔵するドラム部材をブレーキにて停止
   すると共に、該ドラム部材に、変速ギヤ機構の所定ギヤ
   に連結しているフランジ部を係合してなる自動変速機に
   おいて、 前記フランジ部の外周部を幅厚に形成し、 かつ該外周部の外方に突出する爪部を前記ドラム部材の
   スリットに係合すると共に、該外周部を前記ドラム部材
   に軸方向移動不能に固定して、該外周部を前記クラッチ
   におけるクラッチプレートの軸方向移動量を規制するバ
   ッキングプレートとなしたことを特徴とす る、自動変速機。