JPS6022220B2 - 車輛用自動変速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車等に用いられる変速装置で、特に変速機
構に遊星歯車機構を含ませて、オーバドラィブの変速比
を得る車鋼用自動変速装置に関するものである。

自動車に用いられる自動変速装置においては、自動車が
平坦路を長時間高速で走行する際のように被騒動軸に要
求されるトルクが低く、かつ高速回転の駆動態様の場合
には、原動機によって費消されるエネルギー節減のため
変速比が１より小さい変速歯車列、換言すればオーバド
ラィブが要求される。

従来、遊星歯車機構のキャリャに入力軸が連結し、リン
グギャに出力軸が連結し、サンギャを固定するブレーキ
装置を有し、サンギャとりングギャあるいはサンギヤと
キヤリャを係合しサンギヤに連結したシリンダと該シリ
ンダに内包されたピストンを有する油圧サーボ機構を備
えたクラッチ装置を備えたオーバドラィブ装置、あるい
は前記クラッチ装置と並列的な連結関係の一方向クラッ
チを前記オーバドラィブ装置の構成に付加的に配設した
オーバドラィブ装置において、前記クラッチ装置の油圧
サーボ機構は、直結段すなわちクラッチ装置が係合状態
であり、かつブレーキ装置が解放状態においてサンギャ
と共に回転し、オーバドラィブ段すなわちクラッチ装置
が解放状態であり、かつブレーキ装置が係合状態におい
てサンギヤと共に固定される為、油圧サ−ボ機構のシリ
ンダとピストンにより構成される油室に発生する遠心油
圧は直結段からオーバドラィブ段への変速過程において
のみクラッチ装置のひきずりとして影響する為に、遠心
油圧により生じるクラッチ装置のひきずりによるクラッ
チ装置の焼損あるいは摩耗の危険が少ない為に注目され
なかった。

本発明は前記の直結段からオーバドラィブ段に変速する
過程に残留する遠心油圧により生じるクラッチ装置のひ
きずりにより伝達されるトルクがブレーキ装置の係合に
よるサンギャの固定を阻止する方向に働くことにより、
出力トルクの落ち込みが生じ、変速ショックの一原因と
なっている点およびオーバドラィブ段を有する多段変速
機はオーバドラィブ段使用時において出力トルクが小さ
いことから、走行状態の変動により生じる負荷の増加に
対して非力であるためにオーバドラィブ段と直結段との
間の変速回数が多くなり、たび重なる変速ショックの存
在は運転者にとって非常に不快と感じられる点に着目し
たものである。

本発明の目的は直結段からオーバドラィブ段に変速する
際の変速ショックの小さいオーバドラィブ装置を提供す
る事にある。

本発明は、サンギヤとＩＪングギヤと該サンギャとＩＪ
ングギャに噛合するプラネタリピニオンと該プラネタリ
ピニオンを回転自在に支持するキャリャとを有する遊星
歯車機構と、前記キャリャと同心的に連結した入力軸と
、前記リングギャと同心的に連結した出力軸と、前記サ
ンギャと前記キャリャまたは前記リングギャとを着脱自
在に係合するクラッチ装置と、前記サンギャを制動する
ブレーキ装置とを有するオーバドラィブ装置、または前
記クラッチ装置と並列的な連結関係の一方向クラッチを
前記オーバドラィブ装置の構成に付加的に配設したオー
バドラィブ装置において、前記クラッチ装置は、前記サ
ンギャと連結したクラッチドラムと、該クラッチドラム
と連結した少なくとも１つの第１のプレートと、前記キ
ャリャと連結した少なくとも１つの第２のプレートと、
前記クラッチドラムに連結したシリンダと、該シリング
に内包され軸方向に沼動可能なピストンと、該ピストン
と前記シリンダによって構成される油室と、該油室を構
成する部材に配設されるチェックバルブとを備えること
により前記目的を達成している。

この発明の一実施例を図面について説明する。

第１図において、１００はトルクコンバータ、２００は
前進３段後進１段の自動変速機、３０川まオーバドラィ
ブ装置であり、トルクコンバータ１００とオーバドラィ
ブ装置３０川ま入力軸６を介して連結されている。オー
バドラィブ装置３００と自動変速機２００１ま軸７を介
して連結されている。軸７はオーバドラィブ装置３００
の出力軸でもあり、自動変速機２００の入力軸でもある
。トルクコンバータ１００は原動機の出力軸１に連結さ
れたポンプィンベラ２、タービンランナ３、一方向クラ
ッチ５およびこれに支持されるステータ４より成り、ポ
ンプィンベラ２とタービンランナ３との速度差が大きい
ときにステータ４が流体の流れを整流して夕−ビンラン
ナ３に入力トルクより増大した大きなトルクを出力する
。自動変速機２０川ま入力軸７（オーバドラィブ装置３
００の出力軸）、中間軸８および９、第１および第２の
遊星歯車機構３０および４０、および出力軸１０を同Ｄ
的に配置し、更に２個のクラッチ装置１１，１２、３個
のブレーキ装置１４，１５，１６、２個の一方向クラッ
チ１８，１９を備えている。第１の遊星歯車機構３川ま
サンギャ３１とりングギャ３３を有し、これら両ギャ３
１，３３に噛合するプラネタリピニオン３２を有し、更
にプラネタリピニオン３２を回転自在に支持するキャリ
ャ３４を有している。キャリャ３４を固定してサンギャ
３１に右方向の回転を与えると、プラネタリピニオン３
２を介してリングギヤ３３はサンギャ３１と逆方向に回
転する。第２の遊星歯車機構４０はサンギャ４１とりン
グギヤ４３を有し、これら両ギヤ４１，４３に噛合する
プラネタリピニオン４２を有し、更にプラネタリピニオ
ン４２を回転自在に支持するキャリャ４４を有している
。サンギャ４１を固定してリングギャ４３に右方向の回
転を与えると、プラネタリピニオン４２を介してキヤリ
ヤ４４はリングギヤ４３と同方向に回転する。入力軸７
は中間軸８との間にクラッチ装置１１を設けるとともに
中間軸９との間にクラッチ装置１２を設けており、中間
軸８は第２の遊星歯車機構４０のリングギャ４３に連結
し中間髄９は第１および第２の遊星歯車機構のサンギャ
３１および４１に連結してブレーキ装置１４と一方向ク
ラッチ１８を介するブレーキ装置１５を備えている。第
１の遊星歯車機構３０のリングギャ３３および第２の遊
星歯車機構４０のキャリャ４４は出力軸１０‘こ連続さ
れている。第１の遊星歯車機構３０のキャリャ３４は一
方向クラッチ１９とブレーキ装置１６を備えている。こ
こでクラッチ装置１１，１２は圧油作動機構により、入
力軸７と中間軸８、入力軸７と中間軸９とを夫々着脱自
在に結合する。ブレーキ装置１４，１５，１６は圧油作
動機構により、第１および第２の遊星歯車機構３０およ
び４０の各構成要素の回転を制止する。オーバドラィプ
装置３０川まトルクコンバータ１００のタービンランナ
３に連結している入力軸６、第３の遊星歯車機構５０お
よび出力軸７（自動変速機２００の入力軸）を同０的に
配置し、更に１個のクラッチ装置１３、１個のブレーキ
装置１７および１個の一方向クラッチ２０を備えている
。

第３の遊星歯車機構５０はサンギャ５１とりングギャ５
３を有し、これら両ギャ５１，５３に噛合するプラネタ
リピニオン５２を有し、更にプラネタリピニオン５２を
回転自在に支持するキャリャ５４を有している。サンギ
ャ５１を固定してキャリャ５４に右方向の回転を与える
と、プラネタリピニオン５２を介してリングギャ５３は
キヤリャ５４と同方向に回転する。第２図において、ト
ルクコンバータ１００のタービンランナ３に連結された
入力軸６は第３の遊星歯車機構５０のキャリャ５４に連
結され、キャリャ５４はクラッチ装置１３の摩擦板６０
とスプライン鉄合するハブ６１と連結されている。サン
ギャ５４はシリンダ６２と連結しており、シリンダ６２
はその一端でクラッチ装置１３の圧力板６３およびブレ
ーキ装置１７の摩擦板６４とスプライン鉄合するハブ６
５と連結している。またシリンダ６２内にはクラッチ装
置１３を作動させるためのピストン６６が配設されてい
る。シリンダ６２とピストン６６は油室７４を形成する
。またピストン６６にはチェックボール７３が配設され
ている。ミッションケース６７にはブレーキ装置１７の
圧力板６８がスプラィン鉄合されているとともにシリン
ダ６９が形成されている。またシリンダ６９内にはプレ
ーキ装置１７が作動させるためのピストン７０が配設さ
れている。またピストン７川まシリンダ６９と共に油室
７５を形成する。リングギャ５３に連結されたフランジ
７１は出力軸７（自動変速機２００の入力軸）に連結さ
れている。サンギャ５１とキヤリャ５４との間に配設さ
れる一方向クラッチ２０はサンギャ６１にスプラィン隊
合するィンナレース７２とハブ６１に設けられたアウタ
レース７３とから構成される。以上の構成による自動変
速機２００およびオーバドラィブ装置３００の作動を説
明する。

自動変速機２００の作動は第１表のようになる。

・ この第１表において、０印は圧油作動機構により作動中
であることを表わす。

△印はエンジンブレーキ必要時圧油作動機構により作動
中であることを表わす。※印はエンジンドライブ時のみ
一方向クラッチがロックされることを表わす。続いて各
変速段毎の作動を説明する。

前進第１途の場合は、クラッチ装置１１と一方向クラッ
チ１９とが作動しており、中間軸９は自由の状態にある
。

そこで入力軸７からの入力回転はクラッチ装置１１８こ
より中間軸８に伝えられて第２の遊星歯車機構４０のリ
ングギャ４３を回転する。そのため第１の遊星歯車機構
３０のキャリャ３４はリングギャ４３により第２の遊星
歯車機構４０のプラネタリピニオン４２、サンギヤ４１
、第１の遊星歯車機構３０のサンギャ３１、プラネタリ
ピニオン３２を介して逆方向の回転を伝えられるが、キ
ャリヤ３４が一方向クラッチ１９によって逆方向の回転
を拘束されているために、リングギヤ３３はサンギヤ３
１によりプラネタリピニオン３２を介して同方向に回転
し、更にリングギャ３３に連結されている第２の遊星歯
車機構４０のキャリャ４４を同方向に回転し、その総合
された回転が出力軸１０‘こ伝えられる。下り板を走行
する際等においてエンジンブレーキを効かせたいときに
は、一方向クラッチ１９だけではキャリャ３４の同方向
の回転を許してしまうので、ブレーキ装置１６を作用さ
せキャリャ３４の回転を拘束する。前進第２速の場合は
、クラッチ装置１１、ブレーキ装置１５および一方向ク
ラッチ１８が作動している。

入力軸７からの入力回転はクラッチ装置１１により中間
軸８を介して第２の遊星歯車機構４０のリングギヤ４３
に伝えられる。そのためサンギヤ４１‘まリングギヤ４
３によりブラネタリピニオン４２を介して逆方向の回転
が伝えられるがこのときサンギヤ４１がブレーキ装置軍
５と一方向クラッチ１８により逆方向の回転を拘束され
ているために、プラネタリピニオン４２はリングギャ４
３によりサンギャ４１に沿って同方向に公転するように
なり、この結果キャリャ４４は同方向に回転し出力軸１
０‘こ伝えられる。下り板を走行する際等エンジンブレ
ーキを効かせたいときには、一方向クラッチ１８により
サンギャ４１の同方向の回転を許してしまうので、ブレ
ーキ装置１４を作動させサンギャ４１の回転を拘束する
。前進第３速の場合には、クラッチ装置１１とクラッチ
装置１２とが作動している。入力軸７からの入力回転は
クラッチ装置１１により中間軸８を介して第２の遊星歯
車機構４０のリングギャ４３に伝えられ、同時にクラッ
チ装置１２により中間鞠９を介して第２の遊星歯車機構
４０のサンギャ４１に伝えられる。そのため第２の遊星
歯車機構４０において、リングギヤ４３とサンギヤ４１
の同方向の回転により、プラネタリピニオン４２はリン
グギャ４３とサンギャ４１とともに相対運動をすること
なく一体化されて回転してキャリャ４４に伝えられ出力
軸１０１こ伝えられる。後進の場合には、クラッチ装置
１２とブレーキ装置１６が作動しており中間軸８は自由
の状態にある。

入力軸７からの入力回転は、クラッチ装置１２により中
間軸９を介して第１の遊星歯車機構３０のサンギヤ３１
に伝えられる。そのためキャリャ３４は同方向の回転が
伝えられるが、このときキャリャ３４がブレーキ装置１
６により回転を拘束されているため、リングギヤ３３が
サンギャ３１によりブラネタリピニオン３２を介して逆
方向に回転し出力軸１０１こ伝えられる。オーバドラィ
ブ装置３００の作動は第２表のようになる。

２ この第２表において、０印は圧油作動機構により作動中
であることを表わす。

※印はエンジンドライブ時のみ一方向クラッチがロック
されることを表わす。続いて各変速段の作動を説明する
。

直結の場合には、クラッチ装置１３と一方向クラッチ２
０とが作動している。

入力軸６からの入力回転はキャリャ５４ーハブ６１−摩
擦板６０−圧力板６３−シリンダ６２を介してサンギャ
５１に伝えられるとともに、キヤリヤ５４ーハブ６１−
一方向クラッチ２０−ィンナレース７２を介してサンギ
ャ５１に伝えられる。そのため第３の遊星歯車機構５０
‘こおいて、キャリャ５４とサンギヤ５１の同方向の回
転によりリングギャ５３はプラネタリピニオソ５２とサ
ンギヤ５１とともに相対運動をすることなく一体化され
て回転して出力軸７に伝えられる。下り坂を走行する際
等エンジンブレーキを効かせたいときには、一方向クラ
ッチ２０がフリーになってしまうがクラッチ装置１３に
よりサンギヤ５１とプラネタリピニオン５２とりングギ
ヤ５３は一体的に回転する。このようにエンジンドライ
ブ時にはクラッチ装置１３と一方向クラッチ２０との両
者を介して動力が伝えられ、エンジンブレーキ時にはク
ラッチ装置１３を介して動力が伝えられる。オーバドラ
ィブの場合には、入力軸６からの入力回転はキャリャ５
４に伝えられる。

このとき、ブレーキ装置１７が作動しているためサンギ
ャ５１は固定され、プラネタリピニオン５２がサンギャ
５１に沿って公転し増速されてリングギャ５３に伝えら
れ、出力軸７に伝えられる。第３図は本発明の他の実施
例である自動変速機の動力伝達機構を示す骨子図であり
、第１図の自動変速機に示されるオーバドラィブ装置３
００のクラッチ装置１３と一方向クラッチ２０とを第３
の遊星歯車機構５０のサンギャ５１とりングギャ５３と
の間に配設したものである。

そしてその作動は第１図の場合と同じである。次に直結
段からオ−バドラィブ段に変速する際の変速ショックの
発生原因について説明する。

直結状態においてはシリンダ６２とピストン６６とで構
成される油室７４に制御油圧が導入されることにより、
クラッチ装置１３が係合され、遊星歯車機構５川ま一体
的に回転し、またサンギャ５１に連結され油室７４を構
成するシリング６２とピストン６６も同様に回転する。
オーバドラィブ状態に変速する場合、まず油室７４に導
入されていた制御油圧がドレンされ、クラッチ装置１３
を解放に導く。

次に油室７５に制御油圧が導入され、ブレーキ装置１７
が作動し、サンギャ５１の回転を阻止する。同時にサン
ギャ５１に運動した油室７４を構成するシリンダ６２と
ピストン６６の回転も阻止され、回転状態から固定状態
へ移行する。この過程において油室７４内には制御油圧
はドレンされることにより存在しないが、固定状態にな
るまでの回転により遠心油圧が残しており、この油圧に
よりクラッチ装置１３にひきずりが発生し、このひきず
りにより伝達されるトルクがブレーキ装置１７の作動に
よるサンギャ５１の固定を阻止する方向に働くために変
速時の出力トルクが落ち込み、運転者にショックとして
影響する。以上に示した様に直結段からオーバドラィブ
段に変速する時の変速ショックの発生原因はクラッチ装
置１３を作動させる油圧サ−ボ機構の油室７４内に発生
する遠心油圧が残留するためであり、本発明においては
上記変速時に残留する遠心油圧をピストン６６に配設し
たチェックボール７３を用いて排出する事により上記問
題を解決している。

以上説明した様に、本発明はオーバドラィブ段を持つ多
段変速機のオーバドラィブ装置に関するものである。

本発明のオーバドラィブ装置によれば、クラッチ装置を
作動させる油圧サーボ機構の油室の構成要素にチェック
バルブを設け、直結段からオーバドラィブ段に変速する
過程に残留する遠Ｄ油圧によるクラッチのひきずりを防
止する事により、直結段からオーバドラィブ段に変速す
る過程に発生する変速ショックを小さくすることが可能
である。

またチェックバルブを、通常アルミダィキャストにより
製造されるピストンに配設する事により、配設に要する
加工が容易となり、上記効果を低コストで達成すること
が可能である。

またチェックバルブに、従来解放時に回転状態にあるク
ラッチの油圧サーボ機構に、遠心油圧によるクラッチの
ひきずりにより起こる摩擦材の焼損あるいは摩耗を防止
する目的で便されるチェックボールを用いることにより
、従来からの技術を使用でき、上記効果を高い信頼性で
達成することが可能である。

また遊星歯車機構のサンギヤとキャリャまたはリングギ
ャとの間に一方向クラッチを設けることにより、直結駆
動とオーバドラィブ駆動との変速切替えの制御が容易に
行なうことができる。

また一方向クラッチをサンギャとキヤリャとの間に設け
ると、サンギャとりングギャとの間に設ける式のものに
比して一方同クラッチの容量が小さくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である自動変速機の動力伝達
機構を示す骨子図、第２図は第１図における本発明のオ
ーバドラィブ装置の構造を示す断面図、第３図は本発明
の他の実施例である自動変速機の動力伝達機構を示す骨
子図である。 符号の説明、１００・…・・トルクコンバータ、２００
・…・・自動変速機、３００・・・・・・オーバドラィ
ブ装置、１１，１２，１３・・・・・・クラッチ装置、
１４，１５，１６，１７・・・・・・ブレーキ装置、１
８，１９，２０…・・・一方向クラッチ、３０，４０，
５０…・・・遊星歯車機構、７３・・・・・・チェック
ボ−ル。 第１図第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ サンギヤとリングギヤと該サンギヤとリングギヤに
   噛合するプラネタリピニオンと該プラネタリピニオンを
   回転自在に支持キヤリヤとを有する遊星歯車機構と、
   前記キヤリヤと同心的に連結した入力軸と、 前記リン
   グギヤと同心的に連結した出力軸と、 前記サンギヤと
   前記キヤリヤとを着脱自在に係合クラツチ装置と、 前
   記サンギヤを制動するブレーキ装置とを有するオーバド
   ライブ装置において、 前記クラツチ装置は、 サンギヤと連結したクラツチドラムと、 該クラツチ
   ドラムと連結した少なくとも１つの第１のプレートと、
   前記キヤリヤと連結した少なくとも１つの第２のプレ
   ートと、 前記クラツチドラムに連結したシリンダと、
   該シリンダに内包され軸方向に摺動可能なピストンと
   、 該ピストンと前記シリンダによつて構成される油室
   と、 該油室を構成する部材に配設されるチエツクバル
   ブとを備えることを特徴とするオーバドライブ装置。 ２ 前記チエツクバルブが前記ピストンに配設されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のオーバ
   ドライブ装置。 ３ 前記チエツクバルブがチエツクボールであることを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載のオーバドライブ
   装置。 ４ サンギヤとリングギヤと該サンギヤとリングギヤに
   噛合するプラネタリピニオンと該プラネタリピニオンを
   回転自在に支持するキヤリヤとを有する遊星歯車機構と
   、 前記キヤリヤと同心的に連結した入力軸と、 前記
   リングギヤと同心的に連結した出力軸と、 前記サンギ
   ヤと前記リングギヤとを着脱自在に係合するクラツチ装
   置と、 前記サンギヤを制動するためのブレーキ装置と
   を有するオーバドライブ装置において、 前記クラツチ
   装置は、 前記サンギヤと連結したクラツチドラムと、 該クラ
   ツチドラムと連結した少なくとも１つの第１のプレート
   と、 前記キヤリヤと連結した少なくとも１つの第２の
   プレートと、 前記クラツチドラムに連結したシリンダ
   と、該シリンダに内包され軸方向に摺動可能なピストン
   と、 該ピストンと前記シリンダによつて構成される油
   室と、 該油室を構成する部材に配設されるチエツクバ
   ルブとを備えることを特徴とするオーバドライブ装置。 ５ サンギヤとリングギヤと該サンギヤとリングギヤに
   噛合するプラネタリピニオンと該プラネタリピニオンを
   回転自在に支持するキヤリヤとを有する遊星歯車機構と
   、 前記キヤリヤと同心的に連結した入力軸と、 前記
   リングギヤと同心的に連結した出力軸と、 前記サンギ
   ヤと前記キヤリヤとを着脱自在に係合するクラツチ装置
   と、 前記サンギヤを制動するブレーキ装置と、 前記
   サンギヤと前記キヤリヤとの間に配設される一方向クラ
   ツチとを有するオーバドライブ装置において、 前記ク
   ラツチ装置は、 前記サンギヤと連結したクラツチドラムと、 該クラ
   ツチドラムと連結した少なくとも１つの第１のプレート
   と、 前記キヤリヤと連結した少なくとも１つの第２の
   プレートと、 前記クラツチドラムに連結したシリンダ
   と、該シリンダに内包され軸方向に摺動可能なピストン
   と、該ピストンと前記シリンダによつて構成される油室
   と、 該油室を構成する部材に配設されるチエツクバル
   ブとを備え、 前記一方向クラツチは、前記サンギヤに
   スプライン嵌合するインナレースと、前記キヤリヤに連
   結されたハブに設けられたアウタレースとを備えている
   ことを特徴とするオーバドライブ装置。 ６ 前記チエツクバルブが前記ピストンに配設されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載のオーバ
   ドライブ装置。 ７ 前記チエツクバルブがチエツクボールであることを
   特徴とする特許請求の範囲第６項記載のオーバドライブ
   装置。 ８ サンギヤとリングギヤと該サンギヤとリングギヤに
   噛合するプラネタリピニオンと該プラネタリピニオンを
   回転自在に支持するキヤリヤとを有する遊星歯車機構と
   、 前記キヤリヤと同心的に連結した入力軸と、 前記
   リングギヤと同心的に連結した出力軸と、 前記サンギ
   ヤと前記リングギヤとを着脱自在に係合するクラツチ装
   置と、 前記サンギヤを制動するためのブレーキ装置と
   、 前記サンギヤと前記リングギヤとの間に配設される
   一方向クラツチとを有するオーハドライブ装置において
   、 前記クラツチ装置は、 前記サンギヤと連結したク
   ラツチドラムと、該クラツチドラムと連結した少なくと
   も１つの第１のプレートと、 前記キヤリヤと連結した
   少なくとも１つの第２のプレートと、 前記クラツチド
   ラムに連結したシリンダと、 該シリンダに内包され軸
   方向に摺動可能なピストンと、 該ピストンと前記シリ
   ンダによつて構成される油室と、 該油室を構成する部
   材に配設されるチエツクバルブとを備え、 前記一方向
   クラツチは、前記サンギヤにスプライン嵌合するインナ
   レースと、前記リングギヤに連結されたアウタレースと
   を備えていることを特徴とするオーバドライブ装置。