JPS601313Y2 - 自動車用変速機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は自動車用変速機に係る。

自動車用変速機の一つとして、ハウジングと、入力軸と
、出力軸と、リングギヤ、サンギヤ、プラネタリピニオ
ン及びキャリヤを含む遊星歯車機構と、摩擦クラッチと
、流体圧アクチュエータの如きスラストアクチュエータ
と、ばね要素とを有し、前記入力軸は前記リングギヤと
連結され、前記出力軸は前記キャリヤと連結され、前記
サンギヤは前記摩擦クラッチによって前記ハウジングま
たは前記リングギヤの何れか一方と選択的に連結される
ようになっており、前記摩擦クラッチは前記スラストア
クチュエータが付勢されていないときには前記ばね要素
によって前記サンギヤと前記ハウジングとを連結する位
置へ駆動されており前記スラストアクチュエータが付勢
されると該スラストアクチュエータによって前記ばね要
素の作用に抗して前記サンギヤと前記リングギヤとを連
結する位置へ駆動されるようになっている如き変速機が
知られている。

かかる変速機に於いては、前記スラストアクチュエータ
が付勢されていないときには、前記入力軸へ供給された
回転動力は前記遊星歯車機構に於いて減速されて前記出
力軸へ伝達され、前記スラストアクチュエータが付勢さ
れると、前記遊星歯車機構がロックされることにより、
前記入力軸へ供給された回転動力はそのまま前記出力軸
へ伝達されるようになっている。

尚この種の変速機に於いては、通常前記摩擦クラッチの
切換の際にサンギヤがハウジング或はリングギヤの何れ
とも連結されていない瞬間が生ずることにより入力軸に
かかる負荷が零となり、エンジンの吹上りが生ずること
を防止するために、サンギヤとハウジングの間にはサン
ギヤがハウジングに対し入力軸の回転方向と同一の回転
方向に回転することを許すがサンギヤがハウジングに対
しこれと逆の方向へ回転することを阻止する一方向クラ
ッチが組込まれている。

上述の如き構成を有する変速機に於いては、前記ばね要
素は、入力軸が出力軸によって逆に駆動され前記一方向
クラッチが作動しないエンジンブレーキ状態に於いても
変速機を減速段連結状態に維持するよう、前記摩擦クラ
ッチをサンギヤとハウジングとを連結する位置へ充分強
い力にて押し付けておくことが出来るよう、成るかなり
強いばね力を有するものとされなければならず、従って
またかかる強いはね力に抗して摩擦クラッチをサンギヤ
とりングギャとを連結する位置へ駆動し変速機を直結状
態に切換えるための前記スラストアクチュエータはその
付勢の際に成るかなり強力なスラストを発生するよう構
成されていなければならない。

従って従来のこの種の変速機に於いては、前記ばね要素
及びスラストアクチュエータが変速機に於ける比較的大
きな容積と重量を占め、変速機全体の体積と重量が大き
くなるという問題があった。

本考案は、上述の如き問題に対処し、前記ばね要素とス
ラストアクチュエータに要求される作動力を低減するこ
とにより、該ばね要素とスラストアクチュエータに必要
とされる容積と重量を抵減し、この種の自動変速機の小
型軽量化を図ることを目的としている。

かかる目的は、本考案によれば、ハウジングと、入力軸
と、出力軸と、リングギヤ、サンギヤ、プラネタリピニ
オン及びキャリヤを含む遊星歯車機構と、摩擦クラッチ
と、一方向クラッチと、トルク−スラスト変換機構と、
スラストアクチュエータと、はね要素とを有し、前記入
力軸は前記リングギヤと連結され、前記出力軸は前記キ
ャリヤと連結され、前記サンギヤは前記一方向クラッチ
を経て前記ハウジングと連結され該ハウジングに対し前
記入力軸の回転方向と同一の回転方向にのみ回転可能と
されると共に前記摩擦クラッチによって前記ハウジング
または前記リングギヤの何れか一方と選択的に連結され
るようになっており、前記トルク−スラスト変換機構は
前記サンギヤと連結され該サンギヤが前記ハウジングに
対し前記入力軸の回転方向と同一の回転方向に回転する
とき前記サンギヤと前記ハウジングとを連結する位置へ
前記摩擦クラッチを駆動するスラスト力を発生するよう
になっており、前記スラストアクチュエータはそれが付
勢されたとき前記サンギヤと前記リングギヤとを連結す
る位置へ前記摩擦クラッチを駆動するようになっており
、前記ばね要素は前記サンギヤと前記ハウジングとを連
結する位置へ前記摩擦クラッチを駆動するようになって
いることを特徴とする自動車用変速機によって遠戚され
る。

以下に添付の図を参照して本考案を実施例について詳細
に説明する。

添付の図は本考案による自動車用変速機の一つの実施例
をその中心軸線Ｘ−Ｘを通る縦断面にて示す概略図であ
り、図はそのうちの軸線Ｘ−Ｘの一方の側についてのみ
示す図である。

図に於いて、１はハウジングであり、該ハウジングには
入力軸２及び出力軸３が中心軸線Ｘ−Ｘの周りに回転す
るよう装着されている。

図示の例に於いては、入力軸２は球軸受４を経てハウジ
ング１よりラジアル方向及びスラスト方向に軸受されて
いる。

出力軸３もまた図には示されていないラジアル軸受によ
ってハウジング１よりラジアル方向に軸受されている。

またこれらの入力軸及び出力軸はスラスト軸受５及び６
によってハウジングに対しスラスト方向に支持されてい
る。

７、８． ９． １０にて示された部材は互に共働して
一つの遊星歯車機構を構成するリングギヤ、プラネタリ
ピニオン、キャリヤ、サンギヤである。

このうちリングギヤ７は入力軸２と連結され、これと一
体になって回転するよう構成されており、またキャリヤ
９は出力軸３と連結され、これと一体になって回転する
ようになっている。

サンギヤ１０は出力軸３上に嵌め合わされた中空軸１１
の一部に形成されている。

中空軸１１の他の部分（図にて右端部）は１２にて全体
的に示された一方向クラッチのインナレース１３を構成
している。

この一方向クラッチはその他にアウタレース１４、クラ
ッチ要素１５を含むそれ自身周知の構造のものであり、
この場合一方向クラッチ１２は、中空軸１１即ちサンギ
ヤ１０が入力軸２の回転方向と同一の回転方向に回転す
ることを許すが、これと逆方向に回転することを阻止す
るようになっている。

従ってこの場合、入力軸２が図示の構造を図の左方から
見て時計方向に回転されるとすると（以下の説明に於い
て部材の回転方向に関する時計方向或はこれと逆の反時
計方向なる表現に関する定義はこの条件に従うものとす
る）、中空軸１１は時計方向に回転することは出来るが
反時計方向への回転は阻止されるようになっている。

アウタレース１４は、その外周縁に沿って設けられたス
プライン部１６がそれに対応してハウジングに設けられ
たスプライン部１７に係合し、その軸線方向の移動がス
ナップリング１８．１９によって阻止されている態様に
て、ハウジング１に固定されている。

リングギヤ７の外周面は円錐状クラッチ面２０として構
成されている。

この円錐状クラッチ面２０に対し平行に対向する他の一
つのクラッチ面２１を与える環状部材２２が設けられて
おり、この環状部材は、その外周縁に設けられたスプラ
イン部２３がこれに対応してハウジング１に設けられた
スプライン部２４に係合し、その軸線方向の移動がハウ
ジングの呈する一つの端面２５とスナップリング２６に
よって阻止された態様にて、ハウジングに固定されてい
る。

クラッチ面２０と２１の間には摩擦クラッチ２７が設け
られている。

この摩擦クラッチは、円錐状クラッチ面２０及び２１に
対し平行に延在する円錐状フレーム２７ａと、その両側
に設けられたライニング部材２７ｂ及び２７ｃを含むも
のであり、また円錐状フレーム２７ａは支持フレーム２
７ｄを経て球軸受２８のインナレース２９に連結されて
いる。

球軸受２８は他にアウタレース３０を含むものであり、
そのインナレース２９は以下に説明されるトルク−スラ
スト変換機構３１を経て中空軸１１上に支持されており
、一方アウタレース３０はハウジング１の一部に形成さ
れたシリンダ３２内に摺動するヒストン３３と連結され
、該ピストンによって変速機の軸線方向に駆動されるよ
うになっている。

シリング３２内にはピストン３３の一方の側に圧力室３
４が形成されており、該圧力室には流体通路３５を経て
圧力流体が選択的に供給されるようになっている。

ピストン３３は、圧力室３４に圧力流体が供給されてい
ないときには、圧縮コイルばね３６の作用により図にて
右方へ変位されており、これに伴って球軸受２８のアウ
タレース３０を図にて右方へ駆動し、これに伴って該球
軸受のインナレース２９及びこれに連結された摩擦クラ
ッチ２７を図にて右方へ駆動し、該クラッチを環状部材
２２に係合した位置に設定する。

尚後述の如＜、トルク−スラスト変換機構３１はインナ
レース２９が中空軸１１に沿って軸線方向へ移動するこ
とを許すものである。

圧力室３４内へ圧力流体が供給されると、ピストン３３
は圧縮コイルばね３６の作用に抗して図にて左方へ駆動
され、これに伴ってクラッチ２７を図にて左方へ駆動し
、これをリングギヤ７に係合せしめる。

トルク−スラスト変換機構３１は、中空軸１１上に形成
されたはすば状のスプライン部３７と、これに対応して
係合するはすば状のスプライン部３８を有する環状部材
３９を含んでいる。

この場合、互に係合するはすば状のスプライン部３７及
び３８は、環状部材３９に対し中空軸１１が時計方向へ
回動するとき、環状部材３９が中空部材１１に対し図に
て右方へ駆動されるように構成されているものである。

以上に説明した変速機は次の如く作動する。

まず変速機が減速段にて駆動されるときには、圧力室３
４には圧力流体が供給されず、従ってピストン３３は圧
縮コイルばね３６の作用により図にて右方へ駆動され、
クラッチ２７は環状部材２２に係合した状態にある。

この状態で自動車が通常のエンジン駆動状態にて運転さ
れるときには、入力軸２が時計方向へ駆動され、これに
伴って出力軸３は入力軸２より低い回転速度にて時計方
向へ駆動される。

このとき中空軸１１には反時計方向のトルクが作用する
。

このトルクは一方向クラッチ１２によって完全に支持さ
れるので、クラッチ２７はこれを支持する必要がなく、
従ってクラッチ２７を環状部材２２へ強く押し付ける力
は必要とされない。

このときクラッチ２７はフリー状態となるので、トルク
−スラスト変換機構３１の環状部材３９が図にて左方へ
駆動されることはない。

従って圧縮コイルばね３６は、クラッチ２７をリングギ
ヤ２０との係合より確実に引離しこれを環状部材２２の
側へ確実に変位させておくに充分なばね力を発揮するも
のであれば充分である。

変速機が減速段にて運転されているときエンジンブレー
キ状態が生ずると、中空軸１１は時計方向のトルクを受
ける。

このトルクは一方向クラッチ１２によっては受けられず
、また比較的小さいばね力しか有しない圧縮コイルばね
３６によってクラッチ２７が環状部材２２に押し付けら
れることによっては充分に受けられないが、このとき中
空軸１１が時計方向へ駆動されることにより、トルク−
スラスト変換機構３１の環状部材３９は図にて右方へ駆
動され、クラッチ２７を環状部材２２へ対し強力に押し
付けるので、これによって中空軸１１に作用する時計方
向のトルクは充分支持され、有効なエンジンブレーキ作
用が遠戚される。

自動変速機が直結段にて運転されるときには、圧力室３
４へ圧力流体が供給され、クラッチ２７はリングギヤ２
０に係合し、遊星歯車機構はロック状態とされ、出力軸
３は入力軸２と一体となって時計方向に駆動される。

このようにクラッチ２７をリングギヤ２０へ押し付ける
に当っては、圧縮コイルばね３６が上述の如く弱いばね
力を有するものとして構成されていることによって、ピ
ストン３３が図にて左方へ駆動されるに当ってこれに対
向して作用するばね力は小さいので、ピストン３３及び
シリンダ３２の作動能力は比較的小さいものであって良
く、従ってかかるアクチュエータは従来のこの種の変速
機に於けるアクチュエータに比してより小型に構成され
て良い。

かかる直結駆動時には、トルク−スラスト変換機構３１
に於いては、エンジン駆動時にはトルク−スラスト変換
機構３１に於ける環状部材３９は図にて左方へ駆動され
、クラッチ２７とリングギヤ２０の間の結合をより強固
にする作用が得られる。

しかしエンジンブレーキ時には、環状部材３９は図にて
右方へ駆動され、クラッチ２７とリングギヤ２０の間の
結合を弛めようとする作用が生ずる。

しかし一般に自動車が直結状態にて運転されているとき
作用するエンジンブレーキによるトルクは、エンジン駆
動時に作用するトルクに比して比較的小さいものであり
、従ってトルク−スラスト変換機構３１によってクラッ
チ２７をリングギヤ２０との係合より引き離そうとする
好ましからざる作用の影響は小さいものであり、かかる
影響を考慮しても尚ピストン３３及びシリンダ３２より
成るアクチュエータの作動能力は、トルク−スラスト変
換機構３１を有しない従来の変速機に比してより小型に
構成されるものである。

以上に於いては本考案を一つの実施例について詳細に説
明したが、本考案がかかる実施例にのみ限られるもので
はなく、かかる実施例について本考案の範囲内にて種々
の修正が可能であることは当業者にとって明らかであろ
う。

【図面の簡単な説明】

添付の図は本考案による自動車用変速機の一つの実施例
を示す概略縦断面図である。 １・・・・・・ハウジング、２・・・・・・入力軸、３
・・・・・・出力軸、４・・・・・・球軸受、５，６・
・・・・・スラスト軸受、７・・・・・・リングギヤ、
８・・・・・・プラネタリピニオン、９・・・・・・キ
ャリヤ、１０・・・・・・サンギヤ、１１・・・・・・
中空軸、１２・・・・・・一方向クラッチ、１３・・・
・・・インナレース、１４・・・・・・アウタレース、
１５・・・・・・クラッチ要素、１６．１７・・・・・
・スプライン部、１８．１９・・・・・・スナップリン
グ、２０，２１・・・・・・クラッチ面、２２・・・・
・・環状部材、２３．２４・・・・・・スプライン部、
２５・・・・・・端面、２６・・・・・・スナップリン
グ、２７・・・・・・摩擦クラッチ、２８・・・・・・
球軸受、２９・・・・・・インナレース、３０・・・・
・・アウタレース、３１・・・・・・トルク−スラスト
変換機構、３２・・・・・・シリンダ、３３・・・・・
・ピストン、３４・・・・・・圧力室、３５・・・・・
・流体通路、３６・・・・・・圧縮コイルばね、３７，
３８・・・・・・はすば状スプライン部、３９・・・・
・・環状部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ハウジングと、入力軸と、出力軸と、リングギヤ、サン
   ギヤ、プラネタリピニオン及びキャリヤを含む遊星歯車
   機構と、摩擦クラッチと、一方向クラッチと、トルク−
   スラスト変換機構と、スラストアクチュエータと、ばね
   要素とを有し、前記入力軸は前記リングギヤと連結され
   、前記出力軸は前記キャリアと連結され、前記サンギヤ
   は前記一方向クラッチを径で前記ハウジングと連結され
   該ハウジングに対し前記入力軸の回転方向と同一の回転
   方向にのみ回転可能とされると共に前記摩擦クラッチに
   よって前記ハウジングまたは前記リングギヤの何れか一
   方と選択的に連結されるようになっており、前記トルク
   −スラスト変換機構は前記サンギヤと連結され該サンギ
   ヤが前記ハウジングに対し前記入力軸の回転方向と同一
   の回転方向に回転するとき前記サンギヤと前記ハウジン
   グとを連結する位置へ前記摩擦クラッチを駆動するスラ
   スト力を発生するようになっており、前記スラストアク
   チュエータはそれが付勢されたとき前記サンギヤと前記
   リングギヤとを連結する位置へ前記摩擦クラッチを駆動
   するようになっており、前記ばね要素は前記サンギヤと
   前記ハウジングとを連結する位置へ前記摩擦クラッチを
   駆動するようになっていることを特徴とする自動車用変
   速機。