JPS5944532B2 - 自動車変速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車の遊星ギヤ変速装置に関する。

変速装置及び最終的駆動軸線の間に平行な配列を形成す
る如く遊星ギヤ変速装置に中央出力部を配置させること
は知られている。

併し、本発明はクラッチが遊星ギヤの組に対する入力機
素となされて最終駆動軸線の１方の側にあり、遊星ギヤ
列が最終駆動軸線の反対側にあって、総ての摩擦機素及
びこれを作動させるモーターが遊星ギヤ変速機構に対し
て半径方向に配置されるようになされて軸線方向の長さ
が大巾に短縮された点で従来技術の公知の変速装置を改
良するものである。

更に、ブレーキ機構及び変速装置の間の連結が板金製の
トルク伝達部材より作られ、これらのトルク伝達部材は
、１方が他方の内部に包囲される関係に形成され、ブレ
ーキ機構の半径方向の配列を可能とし、総てのブレーキ
機構が遊星ギヤ機構の軸線方向の寸法限界内にあるよう
になされることにより軸線方向寸法０」・さい変速装置
を提供するものである。

更に閉鎖部材が変速装置のケーシングに設けられ、これ
が遊星ギヤ機構の近辺にあって直径の異なる１対の環状
凹溝を有し、これが夫々１部分プレーギザーボモーター
を形成し、これらの凹溝が又軸線方向に位置をずらされ
て軸線方向の寸法の小さい配列を可能となすようになっ
ている。

さて第１図を参照し変速装置及び差動装置の組合せが示
されている。

説明される如く本発明は共通なケーシング１２内に取付
けられる変速装置及び最終駆動装置１０を含んでいる。

ケーシング１２内には入力クラッチ組立体１６、遊星ギ
ヤ変速装置組立体即ち遊星ギヤ機構１８及び最終駆動装
置組立体２０が組込まれている。

クラッチ組立体１６は車両の機関によって駆動される如
くなされた入力部材２１を有する。

クラッチ組立体１６は更に第１のクラッチ２２及び第２
のクラッチ２４を含んでいる。

第１のクラッチ２２は入力軸２６を駆動する如く連結さ
れた被駆動摩擦ディスク部材２３を有する。

クラッチ２２は更に押圧部材３２を含み、このものはデ
ィスク２３と係合して支持プレー）３０に向って動かさ
れるようになされている。

部材３２はピストン３４に連結され、このピストンは押
圧部材３２を摩擦ディスク２３に係合させて支持プレー
ト３０に向って動かし、クラッチ２２の係合を行なって
入力部材２１を連結し、軸２６を駆動するように作動可
能である。

軸線方向に位置を固足された壁部材２８が設けられ、こ
れが又軸線方向に位置を固定された支持部材３０に固定
されている。

クラッチ２４は摩擦ディスク４０を含み、このものは支
持部材３０に係合して入力部材２１を第２の入力軸４２
に駆動的に連結するようになっている。

押圧部材４４が設けられ、これがピストン４６に連結さ
れている。

ベルヴイルばね４８がピストン４６に係合してこれを解
放位置に戻すように押している。

ピストン３４及び４６は位置固定の壁部材２８を取囲む
サーボモーター機構の１部をなしている。

この位置固定壁部材２８はピストン３４及び４６と共に
流体室５０及び５２を境界し、これらの流体室は選択的
に流体圧力を供給されて夫々クラッチ２２又は２４を選
択的に係合させるようになっている。

説明された如きクラッチ機構２２及び２４は後述の如く
車両の機関の出力を入力軸２６又は入力軸４２に連結さ
れるようになっている。

遊星ギヤ機構１８は夫々第１、第２及び第３の遊星ギヤ
の組６０，６２及び６４を含んでいる。

遊星ギヤの組６０は太陽ギヤ７０、キャリヤ部材１２及
びリングギヤ部材７４を含んでいる。

キャリヤ部材γ２によって多数の遊星ピニオンギヤ１６
が支持さべこれらのピニオンギヤは太陽ギヤ１０及びリ
ングギヤ７４に噛合っている。

遊星ギヤの組６２は太陽ギヤ８０、遊星ピニオンのキャ
リヤ部材８２及びリングギヤ８４を含む。

多数の遊星ピニオンギヤ８６がキャリヤ部材８２に設け
られて太陽ギヤ８０及びリングギヤ８４に噛合っている
。

遊星ギヤの組６４は太陽ギヤ９０、キャリヤ部材９２及
びリングギヤ９４を含む。

キャリヤ部材９２は多数の遊星ピニオンギヤ９６を支持
し、これらのピニオンギヤは濡ギヤ９０及びリングギヤ
９４に噛合っている。

太陽ギヤ１０及び８０は共通の中空軸部材７８上に形成
されている。

太陽ギヤ９０は管状軸２６上に形成されて連結部材９８
により遊星ギヤの組６０のリングギヤγ４に連結されて
いる。

遊星ピニオンギヤキャリヤ部材９２は板金より形成され
たトルク伝達部材８８により遊星ギヤの組６２のリング
ギヤ８４及び遊星ギヤの組６０のキャリヤ部材７２に連
結されている。

又トルク伝達部材８８０半径方向に伸長する部分８９に
はギヤリング９１が設けられている。

このギヤリング９１はパーキングブレーキとして役立つ
。

何故ならばこのものは図示されないパーキング爪によっ
て係合されるようになっているからである。

キャリヤ部材９２は更に管状出力軸９３に連結され、こ
のものは出力ギヤ９５を形成されている。

部材８８は９１にて示され、更に第３図に符号９７によ
って示される簡単な相互係合を行う助材・突起係合装置
（５ｌａｔ ａｎｄ ｔａｎｇ ａｒｒａｎｇｅｍ
ｅｎｔ）によってキャリヤ部材９２に連結されて（・る
。

入力軸４２は電子ビーム溶接によって駆動的に連結され
るのが望ましい半径方向に伸長する板金製のコンブ状の
トルク伝達部材１０２を有する。

この部材はブレーキプレート１０４にスプライン係合さ
れている。

部材１０２はプレート１０４が回転を止められて保持さ
れる時に反作用部材として役立つ。

中空軸部材７８は軸４２に駆動的に連結され、ブレーキ
プレート１０４が回転を止められて保持される時に回転
を止められて以下に説明される特定の駆動比の間遊星ギ
ヤの組に対する反作用部材として役立つ。

半径方向に伸長するコンブ状の板金製トルク伝達部材１
０６が設けられ、例えば電子ビーム溶接による如くして
遊星ギヤの組６２のキャリヤ部材８２に駆動的に連結さ
れている。

この部材１０６は部材１０２と形状が合うようにコンブ
状になされてこれの中に具合よく包囲され、第２の位置
をずらされて半径方向に伸長する部分１０８を有し、こ
れにブレーキ部材１１０が取付けられていて、このブレ
ーキ部材は多数のブレーキプレート１１２に駆動的に連
結されている。

特定の駆動比の間ブレーキプレート１１２は回転を止め
られて保持され、部材１０８及びキャリヤ部材８２が遊
星ギヤの組の反作用部材として役立つ。

ケーシング１２は右側の端部を第１図に示される如く大
きい１体の端部閉鎖部材１２０によって閉じられていて
、この閉鎖部材は段を附された環状の凹溝１２２及び１
２４を便宜に形成されている。

環状凹溝１２４は凹溝１２２よりも直径が太きい。

凹溝１２２及び１２４は、ブレーキが係合された時に部
材１０２及び１０６を固定して保持するブレーキ機構の
サーボモーターに対する液圧作動シリンダーを形成する
ようになされている。

遊星ギヤの組に向って軸線方向に伸長し、凹溝１２２の
外径上に多数のスプライン１２６が形成されている。

同様に環状凹溝１２４には遊星ギヤの組に向って軸線方
向に伸長して凹溝１２４の外径上にスプライン１２８が
形成されている。

全般的に言って、太陽ギヤ７０及び８０に対してブレー
キ機構１３０が設げられ、特定の駆動比に対してこれら
の太陽ギヤの回転を止めて保持し、又ブレーキ機構１３
２がキャリヤ部材８２に対して設けられ、特定の駆動比
に対してキャリヤ部材８２０回転を止めて保持するよう
になっている。

ブレーキ機構１３０は環状凹溝１２２内に受入れられて
凹溝１２２と共に流体室１３６を形成する環状ピストン
１３４より成っている。

ブレーキ機構１３０は更に外径部にスプライン１２６と
係合するスプラインを附されたブレーキプレート１３８
及びブレーキ機構１３０の係合の為の反作用プレートと
して役立つ支持プレート１４０を含んでいる。

プレート１４０もスプラインを附されてスプライン１２
６に係合し、リテーナ−リング１４２によって定位置に
保持されている。

このようにして流体圧力が室１３６内に受入れられると
、ピストン１３４が第１図にて左方に動かされてブレー
キプレート１３８を軸線方向にブレーキプレーＮＯ４と
係合して支持プレート１４０に当接するように動かし、
部材１０２及び中空軸部材１８の回転を止めて保持する
ようになす。

ブレーキ機構１３２は環状凹溝１２４内に受入れられて
これと共に流体室１５２を形成しこれに流体圧力を受入
れさせる如（なすピストン部材１５０より成っている。

又多数の環状のプレーギブレート１５４が設けられ、こ
れの外径部にはスプラインが附されて部材１２０に形成
された内側スプライン１２８に噛合っている。

又支持プレート１５６が設けられ、これがスプライン１
２８とスプライン係合させ、リテーナ−リング１６０に
より定位置に保持されている。

流体圧力が室１５２内に受入れられると、ピストン１５
０が左方に動いてプレート１５４をプレート１１２及び
支持プレート１５６に係合するように動かし、部材１０
６０回転を止めて保持し、これによりキャリヤ部材８２
０回転を止めて保持して遊星ギヤの組の特定の駆動比に
対して反作用部材として役立つようになす。

ブレーキ機構１３０及び１３２は単１の端部閉鎖部材１
２０内に単に１対の環状凹溝を設げることによって便利
に形成され、これらの環状凹溝が第１図に示される如く
軸線方向にも半径方向にも位置をずらされて両者の間の
軸線方向の寸法が大巾に減小されていることに注目する
ことは重要である。

凹溝１２４及び協働するブレーキ機構１３２は凹溝１２
２及びブレーキ機構１３０に対して軸線方向に出力ギヤ
９５に向い且つこれらの外側に位置をずらされて配置さ
れ、これによりトルク伝達部材１０２及び１０６は図示
のように１方が他方の内部に包囲されるように軸線方向
にコツプ状に形成されて変速装置の遊星ギヤ機素を内蔵
させる適当な空間を形成すると共に同時に変速装置を限
られた軸線方向の空間に適合させるように変速装置の軸
線方向の長さを最小限になすのである。

明らかなように遊星ギヤ機構１８のブレーキ部材は総て
遊星ギヤの組の軸線方向の限界寸法内にあって、このよ
うにして変速装置の最小限の軸線方向の長さが得られる
のである。

ケーシング１２内には又ブレーキ機構１７０が設けられ
、このものは１方向及び２方向ブレーキ機構となされて
いる。

遊星ギヤの組６４のリングギヤ９４には例えば電子ビー
ム溶接による如＜シて環状部材１７４を有する半径方向
に伸長する部分１７２が連結され、この環状部材１７４
はその内径部に内側レース１７６を有し、外径部にスプ
ライン１７８が形成されている。

このスプラインには１連のブレーキプレート１８０が係
合され、これらのブレーキプレートは形状が環状になっ
ていて、摩擦的に係合されるようになっている。

ケーシング１２の内径部には軸線方向に伸長するスプラ
イン１８２が設けられ、これに１連のブレーキプレート
１８４がスプライン係合されてブレーキグレート１８０
と係合して部材１７４を固定して保持し、これによりリ
ングギヤ９４を固定して保持するようになっている。

又スプライン１８２にはトルク伝達部材１８６がスプラ
イン係合され、このものはコンブ状となされ、これに環
状の反作用部材１８８を固定されていて、又外側レース
１９０が形成されている。

１方向クラッチ機構１９２が設けられ、このものは例え
ばレース１１６及び１９０の間に配置されるローラーよ
り成ることが出来る。

部材１８８は部材１８６を経てケーシングト２にスプラ
イン係合されているから、部材１８８は１方向クラッチ
機構１９２０反作用部材として役立ち、クラッチ機構１
９２が常に１方向の回転に一対゛して回転を阻止する如
く部材１７４を保持するよ゛うに働くと共に、又ブレー
キプレート１８０及び１８４を係合させる如くブレーキ
機構１７０を係合させることにより部材１７４は何れの
方向にも回転を阻止されて保持され、ブレーキ機構１７
０の２方向ブレーキ作用を与えるようになされる。

ブレーキ機構１７０は更に環状凹溝２００内に滑動可能
に取付けられる比較的大きいピストン２０２を含み、凹
溝２００と共に環状の流体室２０４を形成している。

ピストン２０２は、流体圧力が室２０４内に受入れられ
る時に第１図に示される如く右方に動かされてブレーキ
プレート１８０をブレーキプレート１８４と係合させ、
２方向ブレーキ作用を与える。

多数のコイルばね２０８が設けられ、これらのばねはり
テーナ一部材２１０により定位置に保持され、流体圧力
が排出された後でピストン２０２を左方に戻すようにな
っている。

明らかな如く、変速装置１４は中央出力型の変速装置で
あって、即ち出力ギヤ９５が変速装置の中央部に遊星ギ
ヤ機構１８及び入力フランチ組立体１６の間に配置され
ている。

この型式の変速装置は特に前部機関前駆動又は後部機関
後輪駆動装置に適していて、機関及び変速装置が差動及
び車軸駆動軸に平行な軸線上にあるものである。

第１図に示される如く、出力ギヤ９５は第２の出力ギヤ
２２０と係合し、第２の出力ギヤ２２０は差動リングギ
ヤ２２２と係合して差動装置２２８を経て車両の車軸２
２４及び２２６を駆動する如くなすしている。

明らかな如く、ギヤ９５は、チェーン駆動が利用される
如き装置に対してスプロケットとして設計されることが
出来、この場合にはリングギヤ２２２は又チェーンスプ
ロケットとなされる。

第２図に示される如くリングギヤ２２２によって駆動さ
れるようになされた変速装置１４の液圧作動制御装置の
ガバナー機構２４０が配置されている。

このガバナー機構はケーシング１２内で変速装置から位
置をずらされていて、ガバナー機構２４０に対する充分
な空間が与えられる如くなされている。

ガバナー機構２４０はケーシング１２内に回転可能に取
付けられる短軸２４２を含み、これに駆動ギヤ２４４が
設けられてリングギヤ２２２に係合している。

ギヤ２４４によって駆動される軸２４２にはガバナー弁
２５０が半径方向に取付けられている。

リングギヤ２２２は直接に車両の車輪を駆動するから、
ガバナー機構２４０は車両の速度に従って駆動され、こ
れにより車両の速度に従って変化する変速機に対する制
御圧力を与えることが出来る。

ガバナー機構２４０は例えば米国特許第３１１７４６４
号及び第 ３６３１８７２号に記載されている如き何れの公知の型
式にもなし得るもので、こ〜には詳述しない。

第１図から判るように、出力ギヤ２２０は両側に２つの
軸受２８０及び２８２を有し、これらの軸受はケーシン
グ１２内の適当な孔２８４及び２８６内に夫々受入れら
れている。

ギヤ２２０自体はクラッチ組立体１６及び遊星ギヤ機構
１８の間に形成された空所２９０内に配置さね、これに
よって変速装置の著しく小型の構造を与え、更に極めて
頑丈な出力機構が形成され、出力ギヤ２２０が空所２９
０内に取付けられて２つの位置でケーシング１２に軸支
される如くなされている為に発生されるトルクを容易に
伝達出来るようになされる。

この変速装置の作動は次の通りである。

図示されない車両の機関が部材２１を駆動する如く連結
され、これにより部材３０及び４４が機関によって回転
される。

本明細書には示されていないが、公知の型式となし得る
変速機構の流体制御装置が設けられていて、本出願人に
譲渡された米国特許第３６８８６０８号に記載されてい
る如き４速自動変速装置を作動させるようになっている
。

変速装置の自動的シフト作動の間に車両が停止から起動
する時に第１駆動比（ｆｉｒｓｔ ｇｅａｒ ）が設
定される場合、流体圧力は室５０に与えられて押圧部材
３２を左方に動かし、クラッチプレート２３を部材３０
に係合させ、これにより入力軸２６を駆動する。

入力軸２６は太陽ギヤ９０を駆動し、自動的作動の間遊
星ギヤの組６４０機素の回転は、■方向ブレーキ１９２
がリングギヤ９４を固定して保持し、遊星ギヤの組６４
のキャリヤ部材９２及び出力軸９３、出力ギヤ９５、第
２の出力ギヤ２２０及びリングギヤ２２２を経て減速さ
れた前進駆動を与え、車両の軸を駆動する如くなされる
。

変速装置が第２の駆動比にシフトされる時に、クラッチ
２２は係合された状態に留まり、流体圧力が室１５２に
供給されて、ブレーキ１３２を係合させる。

このことは遊星ピニオンギヤキャリヤ部材８２を固定し
て保持し、軸２６従ってリングギヤＴ４を経て与えられ
る駆動入力により遊星ギヤの組６２のリングギヤ８４の
減速された前進駆動が生せしめられて、これにより第１
速にて与えられたよりも小さい減速駆動比で出力軸９３
を駆動する。

自動的シフトが第３速に切換えられる時にはクラッチ２
２は係合状態に留められ、ブレーキ機構１３０が室１３
６に流体圧力を供給することによって係合される。

室１５２から流体圧力が解除されてブレーキ機構１３２
を解除し、ブレーキ機構１３０が係合されていると、太
陽ギヤ７０，８０は固定して保持され、リングギヤ１４
を経て与えられる入力によってキャリヤ部材γ２従って
出力軸９３の第２速よりも小さい駆動比の減速された前
進駆動が与えられるのである。

第４速が設定される時には再びクラッチ２２は係合され
た状態に留められ、流体圧力が室１３６から排出されて
ブレーキ機構１３０を解除し、流体圧力が室５２に供給
されて部材４４を軸線方向に右方に動かして摩擦ディス
ク４０を支持プレート３０に当接させてクラッチ２４を
係合させ、両方のクラッチ２２及び２４が係合されて遊
星ギヤ変速装置組立体１８を錠止して出力軸９５に１：
１の駆動比を与える。

上述より判る如く、総ての前進駆動比にてクラッチ２２
は係合された状態に保たれ従ってシフト作動を簡単化す
る。

何故ならば夫々の駆動比の切換に際して唯１つの機素が
解除され、１つの機素が係合されるだけであるからであ
る。

■方向クラッチ機構１９２がリングギヤ９４を係合状態
に保持する自動的シフト作動の間に設定される第１駆動
比に加えて、操作者は手動にて第１速を選択出来、これ
が行われる時には、流体圧力が室２０４に供給されてピ
ストン２０２を動かし、ブレーキ機構１７０のブレーキ
プレート１８４及び１８０を係合させてリングギヤ９４
を何れの方向にも回転しないように保持し、変速装置を
通る２方向の第１速駆動比を与えるようになされる。

逆進駆動比はクラッチ２４及びブレーキ機構１１０を係
合させることにより設定される。

クラッチ２４が係合され、太陽ギヤ７０．８０が駆動さ
れ、リングギヤ９４が反作用部材として働くことにより
、キャリヤ部材９２従って出力軸９３の逆進駆動比が与
えられる。

以下に本発明による変速装置の望ましい具体例の種々の
速度にて得られ駆動比を示す表が示される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による遊星ギヤ変速装置及び最終駆動軸
装置を通る断面図。 第１Ａ図は第１図の遊星ギヤ変速装置のみを示す拡大断
面図。 第２図は最終駆動ギヤ及び変速装置の液圧作動ガバナー
機構の間の駆動連結を示す断面図。 第３図は第１図の線３−３に沿う部分的断面図。 １０・・・・・・最終駆動装置、１２・・・・・・ケー
シング、１６・・・・・・入カクランチ組立体、１８・
・・・・・遊星ギヤ機構、２０・・・・・・最終駆動装
置組立体、２１・・・・・・入力部材、２２，２４・・
・・・・クラッチ、２６，４２・・・・・・入力軸、５
０，５２，１３４，１５２，２０４・・・・・・流体室
、６０，６２，６４・・・・・・遊星ギヤの組、７８・
・・・・・中空軸部材、９３・・・・・・出力軸、９５
・・・・・・出力ギヤ、１２０・・・・・・端部閉鎖部
材、１２２゜１２４．２００・・・・・・環状凹部、１
３０，１３２゜１７０・・・・・・ブレーキ機構、１３
６，１５２゜２０４・・・・・・流体室、１９２・・・
・・・１方向クラッチ機構、２２０・・・・・・第２の
出力軸、２２２・・曲差動リングギヤ、２４０・・・・
・・ガバナー機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１対の係合可能の入力クラッチ２２，２４と、前記ク
   ラッチの１万又は両方が係合した時にこれから駆動入力
   を受取る如くなされた遊星ギヤ機構１８と、前記クラッ
   チ及び前記遊星ギヤ機構の間にある出力ギヤ９５との組
   合せを有し、前記出力ギヤが前記遊星ギヤ機構によって
   駆動される如く連結され、前記遊星ギヤ機構１８が遊星
   ギヤの組６０．６２，６４より成り、夫々の前記遊星ギ
   ヤの組に対する少なくとも１つのブレーキ機構がそれの
   所属するギヤの組に対して半径方向に配置されて居り、
   前記ブレーキ機構の少なくとも２つ１３０．１３２がそ
   れのブレーキ部材を遊星ギヤの組６０，６２．６４に連
   結するトルク伝達部材１０２．１０６を含み、前記トル
   ク伝達部材１０２．１０６がコンブ状になされて１方が
   他方の内部に包囲されるような配置に組立てられていて
   、前記ギヤの組の少なくとも１部分を受入れる空間を形
   成し、これにより前記ブレーキ機構１３０ 、１３２が
   互いに軸線方向及び半径方向に位置をずらされて全体的
   に前記遊星ギヤ機構の軸線方向の寸法内に配置され、そ
   の際前記ブレーキ機構１３０ 、１３２が直径の異なる
   １対の環状凹溝１２２，１２４と、夫々これらの環状凹
   溝内に受入れられ、夫々プレー）１３８，１５４及びブ
   レーキグレート１０４，１１２と協働するピストン１３
   ４，１５０とを含み、前記環状凹溝１２２゜１２４は前
   記変速装置の語構成要素を包囲するケーシング１２の閉
   鎖部材１２０内に形成されていて、前記閉鎖部材１２０
   は前記遊星ギヤ機構に近接して配置され、前記環状凹溝
   の１方が他方に対して軸線方向に位置をずらされて３つ
   のギヤの組６０．６２，６４を収容していることを特徴
   とする自動車変速装置。 ２ 前記２つのブレーキ機構１３０，１３２が摩擦ディ
   スクブレーキであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の自動車変速装置。 ３ 前記プレー）１３８，１５４はその外縁にスプライ
   ンを形成されていて、前記閉鎖部材１２０はこれらのス
   プラインに夫々組合うスプライン１２６．１２８を夫々
   の前記凹溝１２２，１２４の外径部分に有し、前記プレ
   ーＨ３８，１５４のスプラインが前記組合うスプライン
   と係合し、これによって前記ブレーキ機構が作動された
   時に前記閉鎖部材と前記トルク伝達部材との連結が行わ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自動
   車変速装置。