JP3888834B2 - Automatic transmission for vehicles - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用自動変速機の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、遊星歯車装置と複数の湿式多板式の摩擦係合要素とを備え、これら摩擦係合要素を適宜締結・解放することで、複数の変速段を実現する車両用自動変速機が種々提案され、実用化されている。
この種の自動変速機の中で、特に軸方向寸法が短く、コンパクトな自動変速機が、例えば特開2000−46159号公報、特開2000−55088号公報によって提案されている。この自動変速機は、ラビニヨウ型遊星歯車装置、後退用クラッチC1、前進低速段用クラッチC2、前進高速段用クラッチC3、前進用ブレーキB1、後退用ブレーキB2およびワンウエイクラッチFを備えている。遊星歯車装置のフォワードサンギヤは後退用クラッチC1を介して入力軸と連結されるとともに、前進用ブレーキB1を介して変速機ケースと連結され、リヤサンギヤは前進低速段用クラッチC2を介して入力軸と連結され、ロングピニオンとショートピニオンとを支持するキャリヤは前進高速段用クラッチC3を介して入力軸と連結されている。さらに、キャリヤは後退用ブレーキB2とキャリヤの正転(エンジン回転方向)のみを許容するワンウェイクラッチFとを介して変速機ケースと連結されている。フォワードサンギヤはロングピニオンと噛み合い、リヤサンギヤはショートピニオンを介してロングピニオンと噛み合い、ロングピニオンのみと噛み合うリングギヤは出力軸と連結されている。
【0003】
前進低速段用クラッチC2と後退用クラッチC1と前進用ブレーキB1とが軸方向に並んで配置され、その内径側に前進高速段用クラッチC3が配置されている。前進高速段用クラッチC3はその伝達トルクが他の係合要素に比べて小さくて済むので、比較的小径に構成でき、他の係合要素の内径側に配置することができる。なお、後退用ブレーキB2とワンウエイクラッチFは遊星歯車装置の外周部に配置されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このような構造の自動変速機の場合、各摩擦係合要素がコンパクトに集約されて配置され、無駄なスペースを極力少なくできるという特徴がある。しかし、摩擦係合要素には多板クラッチのほかに作動用ピストンが設けられるので、作動用ピストンの配置によっては自動変速機全体の軸方向寸法が拡大してしまう問題がある。すなわち、前進低速段用クラッチC2と後退用クラッチC1と前進用ブレーキB1という3個の摩擦係合要素が軸方向に直列に配置されるが、中央に位置する後退用クラッチC1の作動用ピストンを他の係合要素と干渉せずにコンパクトに配置するのが難しい。同様に、クラッチC1,C2および前進用ブレーキB1の内径側に配置される前進高速段用クラッチC3の作動用ピストンも、他の摩擦係合要素と干渉せずにコンパクトに配置するのに工夫を要する。
【0005】
そこで、本発明の目的は、軸方向寸法が短く、コンパクトな車両用自動変速機を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的は請求項1に記載の発明によって達成される。
すなわち、ラビニヨウ型遊星歯車装置、後退用クラッチC1、前進低速段用クラッチC2、前進高速段用クラッチC3および前進用ブレーキB1を備え、上記遊星歯車装置のフォワードサンギヤは後退用クラッチC1を介して入力軸と連結されるとともに、前進用ブレーキB1を介して変速機ケースと連結され、リヤサンギヤは前進低速段用クラッチC2を介して入力軸と連結され、ロングピニオンとショートピニオンとを支持するキャリヤは前進高速段用クラッチC3を介して入力軸と連結され、フォワードサンギヤはロングピニオンと噛み合い、リヤサンギヤはショートピニオンを介してロングピニオンと噛み合い、ロングピニオンのみと噛み合うリングギヤが出力軸と連結された自動変速機において、前進低速段用クラッチC2の作動用ピストンと前進用ブレーキB1の作動用ピストンとの間に、前進低速段用クラッチC2と後退用クラッチC1と前進用ブレーキB1とが作動用ピストンを介在させずに軸方向に並んで配置され、後退用クラッチC1の内径側から前進用ブレーキB1の内径側にまたがって前進高速段用クラッチC3が配置され、前進低速段用クラッチC2の内径側に前進高速段用クラッチC3の作動用ピストンが配置され、前進低速段用クラッチC2の作動用ピストンは後退用クラッチC1の作動用ピストンの内側に配置されて二重ピストン構造とされ、後退用クラッチC1の作動用ピストンの外径部は、前進低速段用クラッチC2のクラッチドラムを兼ねるよう前進低速段用クラッチC2の外周部を越えて軸方向に延びており、後退用クラッチC1の作動用ピストン14、前進低速段用クラッチC2の作動用ピストン15および前進高速段用クラッチC3の作動用ピストン31は軸方向に並んで配置され、かつ作動用ピストン14および作動用ピストン15の内径部は作動用ピストン31の外径部より内径側へ延びており、前進用ブレーキB1の作動用ピストンは上記遊星歯車装置の外周部に配置されていることを特徴とする車両用自動変速機を提供する。
【0007】
前進低速段用クラッチC2の作動用ピストンと前進用ブレーキB1の作動用ピストンとの間に、他のピストンを介在させずに、前進低速段用クラッチC2と後退用クラッチC1と前進用ブレーキB1とを軸方向に並べて配置することで、3個の摩擦係合要素の軸方向寸法を短縮できる。そして、後退用クラッチC1と前進用ブレーキ1の内径側に前進高速段用クラッチC3を配置し、前進低速段用クラッチC2の内径側に前進高速段用クラッチC3の作動用ピストンを配置することで、前進高速段用クラッチC3とその作動用ピストンを3個の係合要素(C1,C2,B1)の内径側にできた空間に効率よく配置でき、軸方向寸法を短縮できる。このように、4個の係合要素を内外にオーバーラップさせて配置することで、軸方向寸法を可能な限り短縮することができる。
また、軸方向に直列に配置された3個の係合要素(C1,C2,B1)のうち、中央に位置する後退用クラッチC1の作動用ピストンを他の係合要素と干渉せずに配置するため、本発明では、前進低速段用クラッチC2の作動用ピストンと後退用クラッチC1の作動用ピストンとを二重ピストン構造としている。すなわち、前進低速段用クラッチC2と後退用クラッチC1の入力部材は共に入力軸と連結されるので、後退用クラッチC1の作動用ピストンが前進低速段用クラッチC2のクラッチドラムを兼ねるようにし、後退用クラッチC1のクラッチドラムと作動用ピストンとを一体回転可能にかつ軸方向移動自在に係合させることで、簡単に構成できる。二重ピストン構造とすることで、作動ピストン部分の軸方向寸法が大幅に短縮される。
なお、二重ピストン構造とすると、両方のピストンを同時に作動させることはできないが、後退用クラッチC1と前進低速段用クラッチC2は同時に作動されることのないクラッチであるから、二重ピストン構造としても支障がない。
さらに、前進用ブレーキB1の作動用ピストンがラビニヨウ型遊星歯車装置の外周部に配置されているので、前進用ブレーキB1の作動用ピストンを遊星歯車装置の外周部の空いたスペースで吸収でき、軸方向寸法が拡大するのを防止できる。
なお、前進用ブレーキB1としては、2,4速時に係合するブレーキのほか、4速時のみ係合するブレーキであってもよい。この場合には、ブレーキB1と並列に、フォワードサンギヤと変速機ケースとの間を連結する別の前進用ブレーキおよびワンウエイクラッチを設ければよい。
【0008】
請求項2のように、入力軸上に、前進低速段用クラッチC2と後退用クラッチC1と前進高速段用クラッチC3の各作動用ピストンを配置し、前進低速段用クラッチC2の作動用ピストンを間にして、ピストン室と反対側に油圧キャンセラ室を形成し、前進高速段用クラッチC3の作動用ピストンを間にして、ピストン室と反対側に油圧キャンセラ室を形成してもよい。
油圧キャンセラ室には潤滑油が供給され、回転に伴って遠心油圧を発生させ、ピストン室に発生する遠心油圧を相殺する機能を持つ。この場合には、油圧キャンセラ室が入力軸の回転に伴って常に回転するので、ピストン室内に作動油が残らない。そのため、引きずりトルクの発生を防止できる。また、前進低速段用クラッチC2の油圧キャンセラ室は、後退用クラッチC1の油圧キャンセラ室も兼ねるので、1個の油圧キャンセラ室で両方のクラッチの遠心油圧を相殺することができる。
【0009】
請求項3のように、前進低速段用クラッチC2と後退用クラッチC1の作動油圧を、変速機ケースに固定された支持部材の油路から各クラッチのピストン室へ導き、前進高速段用クラッチC3の作動油圧を、支持部材の油路から入力軸の内部油路を介してクラッチのピストン室へ導くのがよい。
すなわち、入力軸には、トルクコンバータへの入,出力油路や潤滑油路などの多くの油路が形成される。前進高速段用クラッチC3への作動油だけでなく、前進低速段用クラッチC2や後退用クラッチC1にも入力軸を介して作動油を供給してもよいが、入力軸に形成される油路の数が多くなり、入力軸が太くなるとともに、油路の取り回しのために、軸方向寸法も長くなる。そこで、二重ピストン構造の前進低速段用クラッチC2と後退用クラッチC1のピストン室には、入力軸を経由することなく、支持部材の油路から直接油圧を導くことで、入力軸の軸方向および半径方向の寸法を短縮することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1は本発明にかかる車両用自動変速機、特にFF式自動変速機の全体構造を示し、図2はその概略構成を示す。
この自動変速機は、トルクコンバータ1、トルクコンバータ1を介してエンジン動力が伝達される入力軸2、3個の多板クラッチC1〜C3、2個の多板ブレーキB1,B2、ワンウエイクラッチF、ラビニヨウ型遊星歯車装置4、出力ギヤ5、出力軸7、差動装置8などを備えている。
【0011】
遊星歯車装置4のフォワードサンギヤ4aはC1クラッチを介して入力軸2と連結されており、フォワードサンギヤ4aはB1ブレーキを介して変速機ケース6とも連結されている。また、リヤサンギヤ4bはC2クラッチを介して入力軸2と連結されている。キャリヤ4cは中間軸3およびC3クラッチを介して入力軸2と連結されている。また、キャリヤ4cはB2ブレーキを介して変速機ケース6に連結されるとともに、キャリヤ4cの正転(エンジン回転方向)のみを許容するワンウェイクラッチFを介して変速機ケース6に連結されている。キャリヤ4cは2種類のピニオンギヤ4d,4eを支持しており、フォワードサンギヤ4aは軸長の長いロングピニオン4dと噛み合い、リヤサンギヤ4bは軸長の短いショートピニオン4eを介してロングピニオン4dと噛み合っている。ロングピニオン4dのみと噛み合うリングギヤ4fは出力ギヤ5に結合されている。出力ギヤ5は出力軸7を介して差動装置8と接続されている。
【0012】
上記自動変速機は、クラッチC1,C2,C3、ブレーキB1,B2およびワンウェイクラッチFの作動によって、図3のように前進4段、後退1段の変速段を実現している。図3はDレンジおよびRレンジの各係合要素の作動を示し、○は係合状態を示している。
すなわち、C1クラッチは後退時に係合される後退用クラッチ、C2クラッチは1速〜3速において係合される前進低速段用クラッチ、C3クラッチは3速および4速時に係合される前進高速段用クラッチ、B1ブレーキは2速および4速時に係合される前進用ブレーキ、B2ブレーキは後退時に係合される後退用ブレーキである。なお、B2ブレーキは後退時だけでなく1速時にも係合するが、1速時に係合するのはLレンジ時のみであるため、破線○印で示してある。
【0013】
図4はC1クラッチ、C2クラッチ、B1ブレーキおよびC3クラッチの配置構造を示す。
入力軸2は変速機ケース6に固定された支持部材10の筒状部10aの中に挿通されている。支持部材10の内側には、入力軸2をブッシュ11を介して支持するスリーブ12が固定されている。支持部材10の筒状部10aの外周には、C1,C2クラッチ用のクラッチドラム13のボス部13aが回転自在に支持され、ボス部13aの先端部は入力軸2とスプライン嵌合している。
【0014】
クラッチドラム13の内部には、二重ピストン構造の作動用ピストン14,15が配置され、クラッチドラム13と第1ピストン14との間に第1ピストン室16が形成され、第1ピストン14と第2ピストン15との間に第2ピストン室17が形成されている。第1ピストン14は、スプラインによってクラッチドラム13と一体回転可能に、かつ軸方向移動自在に係合している。第1ピストン室16に供給された作動油によって第1ピストン14が作動され、クラッチドラム13と第1クラッチハブ18との間に配置されたC1クラッチが締結される。第1クラッチハブ18は、遊星歯車装置4のフォワードサンギヤ4aに固定されている。第2ピストン室17に供給された作動油によって第2ピストン15が作動され、第1ピストン14と第2クラッチハブ19との間に配置されたC2クラッチが締結される。第2クラッチハブ19は、リヤサンギヤ4bと一体回転可能に連結されている。クラッチドラム13のボス部13aの先端部外周にはスナップリング20によってキャンセラプレート21の内周部が係止されており、キャンセラプレート21と第2ピストン15との間に、第1ピストン14および第2ピストン15を軸方向に復帰付勢するリターンスプリング22が配置されている。キャンセラプレート21の外周部は第2ピストン15の内周面にシール状態で摺接しており、キャンセラプレート21と第2ピストン15との間に油圧キャンセラ室23が形成されている。このキャンセラ室23は、第1ピストン室16あるいは第2ピストン室17内の油によって発生する遠心油圧をキャンセルする働きを有する。
【0015】
変速機ケース6と第1クラッチハブ18との間には、B1ブレーキが配置されている。B1ブレーキの作動用ピストン25は、変速機ケース6の内部に固定されたドラム26の内部に配置され、ドラム26とピストン25との間に形成されたピストン室27に作動油を供給することにより、ピストン25が図4の右方へ作動され、B1ブレーキを締結させる。B1ブレーキの作動用ピストン25は遊星歯車装置4の外周部に、軸方向にオーバーラップさせて配置されている。
【0016】
入力軸2上には、C3クラッチのクラッチドラム30が固定されており、このクラッチドラム30の内部に第3ピストン31が軸方向に移動自在に配置され、クラッチドラム30と第3ピストン31との間に第3ピストン室32が形成されている。第3ピストン室32に供給された作動油によって第3ピストン31が作動され、クラッチドラム30と第3クラッチハブ33との間に配置されたC3クラッチが締結される。第3クラッチハブ33は、入力軸2と同軸上に配置された中間軸3に固定されている。入力軸2の先端部外周にはキャンセラプレート34の内周部がスナップリング35によって係止されており、キャンセラプレート34と第3ピストン31との間に、第3ピストン31を軸方向に復帰付勢するリターンスプリング36が配置されている。キャンセラプレート34の外周部は第3ピストン31の内周面にシール状態で摺接しており、キャンセラプレート34と第3ピストン31との間に油圧キャンセラ室37が形成されている。このキャンセラ室37は、第3ピストン室32内の油によって発生する遠心油圧をキャンセルする働きを有する。
【0017】
B1ブレーキとC1クラッチとC2クラッチは、C2クラッチの作動用ピストン15とB1ブレーキの作動用ピストン25との間に、軸方向に並んで配置されている。そして、C1クラッチとB1ブレーキの内径側にC3クラッチが軸方向にオーバーラップして配置され、C2クラッチの内径側にC3クラッチの作動用ピストン31が軸方向にオーバーラップして配置されている。C3クラッチは、クラッチハブ18,19を隔てて遊星歯車装置4と軸方向に隣接して配置されている。さらに、B1ブレーキの作動用ピストン25は遊星歯車装置4のキャリヤ4cの外周部に、軸方向にオーバーラップさせて配置されている。
【0018】
支持部材10には、C1クラッチ作動用の油路40、C2クラッチ作動用の油路(図示せず)、C3クラッチ作動用の油路41、潤滑用の油路(図示せず)、トルクコンバータ1への油圧給排用の油路(図示せず)などが中心方向に向かって形成されている。上記各油路は、周方向に位相が異なる位置に形成されている。C1クラッチ作動用の油路40は、スリーブ12の外周面に形成された溝状の油路42、支持部材10の筒状部10aおよびクラッチドラム13のボス部13aを半径方向に貫通する油路43を介して、第1ピストン室16に接続されている。また、C2クラッチ作動用の油路は、同じくスリーブ12に形成された油路44、支持部材10の筒状部10aおよびクラッチドラム13のボス部13aを半径方向に貫通する油路45を介して第2ピストン室17に接続されている。さらに、C3クラッチ作動用の油路41は、スリーブ12の外周面に形成された溝状の油路46、入力軸2の内部に軸方向に形成された油路47を介して、第3ピストン室32に接続されている。
また、支持部材10の潤滑用油路から供給された潤滑油は、入力軸2の内部に軸方向に形成された油路48を通って油圧キャンセラ室23へ供給され、油圧キャンセラ室23の内径部からオーバーフローした潤滑油はC1クラッチおよびC2クラッチを潤滑する。さらに、油路48を通った潤滑油は、中間軸3の軸心穴49に導かれ、油圧キャンセラ室37や他の潤滑部(C3クラッチ,B1ブレーキ,遊星歯車装置4など)へ供給される。
最後に、トルクコンバータ1への油圧給排用の油路は、支持部材10から入力軸2の内部に軸方向に形成された油路50を介してトルクコンバータと接続されている。
【0019】
このように、C1クラッチとC2クラッチへの作動油は、入力軸2を経由せずに供給し、入力軸2に形成される油路の本数を少なくするとともに、油路の長さを短縮している。また、C3クラッチへの作動油は、第3ピストン室32が支持部材10から軸方向に離れた位置にあるので、入力軸2を経由して供給している。そして、潤滑油は多数の箇所に供給する必要から、入力軸2の内部油路48を介して供給している。このように油路の取り回しを行なうことで、小さなスペースに5本の油路を効率よく配置することができ、入力軸2の軸寸法を短縮することができる。
【0020】
次に、図5を参照して、遊星歯車装置4について説明する。
ロングピニオン4dは第1シャフト60によりニードルベアリング61を介して回転自在に支持されており、ショートピニオン4eも第2シャフト62によりニードルベアリング63を介して回転自在に支持されている。第1シャフト10の両端部および第2シャフト62の両端部はキャリヤ4cによって嵌合支持されている。第1シャフト60の一端部を支持するキャリヤ4cの嵌合穴には、直交方向にローラピン64が挿入され、第1シャフト60はローラピン64によってキャリヤ4cに対して軸方向および回転方向に固定されている。
【0021】
キャリヤ4cの内径部は中間軸3にスプライン嵌合されている。キャリヤ4cの軸方向一端部(図5の右端部)にはキャリヤカバー65が取り付けられている。すなわち、キャリヤカバー65の側壁部とキャリヤ4cとが皿ねじ66によって一体的に固定されている。キャリヤカバー65は、キャリヤ4cの外周部を覆うようドラム状に形成されており、B2ブレーキのクラッチ板が係合するスプラインハブ65aと、ワンウエイクラッチFの内輪を構成する内輪部65bとを備えている。したがって、遊星歯車装置4の外周部にB2ブレーキとワンウエイクラッチFとが軸方向にオーバーラップして配置されている。なお、上述のように遊星歯車装置4の外周部にB1ブレーキの作動用ピストン25も配置されている。B2ブレーキの作動用ピストン67は、軸受69の外輪を支持する変速機ケース6の支持部70の外周部に配置され、ピストン67と変速機ケース6との間にピストン室68が形成されている。
【0022】
キャリヤ4cの外側面(図5の左側面)には、オイルカバー71が嵌着されている。このオイルカバー71は、キャリヤ4cの外面に沿って外径方向へ流れる潤滑油を受け止め、第1シャフト60の軸心潤滑穴60bに供給している。軸心潤滑穴60bに入り込んだ油は、第1シャフト60とロングピニオン4dとの間に配置されたニードルベアリング61を潤滑する。
リングギヤ4fの一端部には、ハブ部72が一体回転可能に連結されており、このハブ部72は中間軸3と軸方向に隣接して配置され、その外周に出力ギヤ5がスプライン嵌合している。
【0023】
上記のように、4個の係合要素C1〜C3,B1を内外にオーバーラップさせて配置することで、軸方向寸法を可能な限り短縮することができる。また、B2ブレーキとワンウエイクラッチFとB1ブレーキの作動ピストン25とを遊星歯車装置4の外周部に配置することで、空いた空間に必要な機構部分をコンパクトに配置できる。このように係合要素C1〜C3,B1,B2,Fと遊星歯車装置4とを集約配置することで、非常に小型の変速機構を構成できる。
【0024】
図6は本発明にかかる自動変速機の第2実施例を示し、図7は各係合要素の作動を示す。
ラビニヨウ型遊星歯車装置4、後退用クラッチC1、前進低速段用クラッチC2、前進高速段用クラッチC3、前進用ブレーキB1、後退用ブレーキB2の各構成は第1実施例(図2)と同様である。また、ワンウエイクラッチF1は図2のワンウエイクラッチFと同様の機能を有する。
この実施例では、遊星歯車装置4のフォワードサンギヤ4aと変速機ケース6との間に、ワンウエイクラッチF2およびブレーキB3が追加されている。第1実施例では、B1ブレーキは2,4速時に係合したが、この実施例では、B1ブレーキは4速時のみ係合する。一方、B3ブレーキは2速〜4速時に係合するが、3速,4速時にはワンウエイクラッチF2が空転するので、効いていない。
なお、図7に破線○で示すように、B1ブレーキは2レンジの2速時にエンジンブレーキのために作動され、B2ブレーキはLレンジの1速時にエンジンブレーキのために作動される。
【0025】
上記実施例では、前進4速の変速段を有する自動変速機について説明したが、補助変速機を追加することにより、5速以上の変速段を構成することもできる。
また、本発明の自動変速機はFF車に限らず、FR車にも適用できる。
【0026】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、前進低速段用クラッチC2の作動用ピストンと前進用ブレーキB1の作動用ピストンとの間に、前進低速段用クラッチC2と後退用クラッチC1と前進用ブレーキB1とを軸方向に並んで配置し、後退用クラッチC1と前進用ブレーキB1の内径側に前進高速段用クラッチC3を配置し、前進低速段用クラッチC2の内径側に前進高速段用クラッチC3の作動用ピストンを配置し、前進低速段用クラッチC2と後退用クラッチC1の作動用ピストンを二重ピストン構造とし、前進用ブレーキB1の作動用ピストンを遊星歯車装置の外周部に配置したので、4個の係合要素をコンパクトに配置でき、軸方向寸法の短い車両用自動変速機を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる車両用自動変速機の一例の全体断面図である。
【図2】図1に示す自動変速機のスケルトン図である。
【図3】図1に示す自動変速機の各係合要素の作動図である。
【図4】図1に示す自動変速機の係合要素部分の詳細断面図である。
【図5】図1に示す自動変速機の遊星歯車装置部分の詳細断面図である。
【図6】本発明にかかる車両用自動変速機の第2実施例のスケルトン図である。
【図7】図6に示す自動変速機の各係合要素の作動図である。
【符号の説明】
C1 後退用クラッチ
14 作動用ピストン
C2 前進低速段用クラッチ
15 作動用ピストン
C3 前進高速段用クラッチ
31 作動用ピストン
B1 前進用ブレーキ
25 作動用ピストン
B2 後退用ブレーキ
4 ラビニヨウ型遊星歯車装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of an automatic transmission for a vehicle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various automatic transmissions for vehicles have been proposed that include a planetary gear device and a plurality of wet multi-plate frictional engagement elements, and which can be appropriately engaged and released to achieve a plurality of shift stages. Has been put to practical use.
Among this type of automatic transmission, a compact automatic transmission with a particularly short axial dimension has been proposed, for example, in Japanese Patent Laid-Open Nos. 2000-46159 and 2000-55088. The automatic transmission includes a Ravigneaux planetary gear unit, a reverse clutch C1, a forward low speed clutch C2, a forward high speed clutch C3, a forward brake B1, a reverse brake B2, and a one-way clutch F. The forward sun gear of the planetary gear unit is connected to the input shaft via the reverse clutch C1, and is connected to the transmission case via the forward brake B1, and the rear sun gear is connected to the input shaft via the forward low speed clutch C2. The coupled carrier that supports the long pinion and the short pinion is coupled to the input shaft via the forward high speed clutch C3. Further, the carrier is connected to the transmission case via a reverse brake B2 and a one-way clutch F that allows only forward rotation of the carrier (in the engine rotation direction). The forward sun gear meshes with the long pinion, the rear sun gear meshes with the long pinion via the short pinion, and the ring gear meshing with only the long pinion is connected to the output shaft.
[0003]
The forward low speed clutch C2, the reverse clutch C1, and the forward brake B1 are arranged side by side in the axial direction, and the forward high speed clutch C3 is arranged on the inner diameter side thereof. The forward high speed clutch C3 requires a smaller transmission torque than the other engagement elements, and therefore can be configured to have a relatively small diameter and can be disposed on the inner diameter side of the other engagement elements. The reverse brake B2 and the one-way clutch F are disposed on the outer peripheral portion of the planetary gear device.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the automatic transmission having such a structure, the friction engagement elements are arranged in a compact manner, and there is a feature that wasteful space can be reduced as much as possible. However, since the friction engagement element is provided with an operating piston in addition to the multi-plate clutch, there is a problem that the axial dimension of the entire automatic transmission is enlarged depending on the arrangement of the operating piston. That is, although the three friction engagement elements, ie, the forward low speed clutch C2, the reverse clutch C1, and the forward brake B1, are arranged in series in the axial direction, the operating piston of the reverse clutch C1 located in the center is provided. It is difficult to arrange compactly without interfering with other engaging elements. Similarly, the pistons for operating the forward high speed clutch C3 disposed on the inner diameter side of the clutches C1, C2 and the forward brake B1 are also devised to be compactly disposed without interfering with other friction engagement elements. Cost.
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a compact automatic transmission for a vehicle having a short axial dimension.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The object is achieved by the invention described in
That is, a Ravigneaux type planetary gear unit, a reverse clutch C1, a forward low speed clutch C2, a forward high speed clutch C3 and a forward brake B1 are provided, and the forward sun gear of the planetary gear device is input via the reverse clutch C1. The shaft is connected to the transmission case via the forward brake B1, the rear sun gear is connected to the input shaft via the forward low speed clutch C2, and the carrier supporting the long pinion and the short pinion is advanced. An automatic transmission that is connected to an input shaft via a high speed clutch C3, a forward sun gear meshes with a long pinion, a rear sun gear meshes with a long pinion via a short pinion, and a ring gear that meshes with only the long pinion and an output shaft. Operation of the forward low speed clutch C2 Between the piston and the actuating piston for the forward brake B1, the forward low speed clutch C2, the reverse clutch C1, and the forward brake B1 are arranged side by side in the axial direction without interposing the actuating piston. The forward high speed clutch C3 is disposed across the inner diameter side of the forward brake B1 from the inner diameter side of the forward clutch C1, and the operating piston of the forward high speed clutch C3 is disposed on the inner diameter side of the forward low speed clutch C2. The operating piston of the forward low speed clutch C2 is disposed inside the operating piston of the reverse clutch C1 to have a double piston structure, and the outer diameter portion of the operating piston of the reverse clutch C1 is the forward low speed stage. It extends axially beyond the outer periphery of the low-speed forward gear clutch C2 so as also serving as a clutch drum of use clutch C2, the operation of the backward clutch C1 The
[0007]
The forward low speed clutch C2, the reverse clutch C1, the forward brake B1, and the other piston are not interposed between the operating piston of the forward low speed clutch C2 and the operating piston of the forward brake B1. By arranging them in the axial direction, the axial dimension of the three friction engagement elements can be shortened. The forward high speed clutch C3 is disposed on the inner diameter side of the reverse clutch C1 and the
Of the three engaging elements (C1, C2, B1) arranged in series in the axial direction, the operating piston of the reverse clutch C1 located in the center is arranged without interfering with other engaging elements. Therefore, in the present invention, the operating piston of the forward low speed clutch C2 and the operating piston of the reverse clutch C1 have a double piston structure. That is, the input members of the forward low speed clutch C2 and the reverse clutch C1 are both connected to the input shaft, so that the operating piston of the reverse clutch C1 also serves as the clutch drum of the forward low speed clutch C2. By simply engaging the clutch drum of the clutch C1 and the operating piston so that they can rotate together and move in the axial direction, it can be easily configured. With the double piston structure, the axial dimension of the working piston portion is greatly shortened.
If the double piston structure is used, both pistons cannot be operated simultaneously, but the reverse clutch C1 and the forward low speed clutch C2 are clutches that are not operated simultaneously. There is no problem.
Further, since the operating piston of the forward brake B1 is disposed on the outer peripheral portion of the Ravigneaux type planetary gear device, the operating piston of the forward brake B1 can be absorbed in the empty space on the outer peripheral portion of the planetary gear device. It is possible to prevent the directional dimension from expanding.
The forward brake B1 may be a brake that engages only at the fourth speed in addition to a brake that engages at the second and fourth speeds. In this case, another forward brake and a one-way clutch that connect the forward sun gear and the transmission case may be provided in parallel with the brake B1.
[0008]
According to the second aspect of the present invention, the operating pistons of the forward low speed clutch C2, the reverse clutch C1, and the forward high speed clutch C3 are arranged on the input shaft, and the operating piston of the forward low speed clutch C2 is provided. In the meantime, a hydraulic canceller chamber may be formed on the opposite side of the piston chamber, and an operating piston of the forward high speed clutch C3 may be interposed therebetween to form a hydraulic canceller chamber on the opposite side of the piston chamber.
Lubricating oil is supplied to the hydraulic canceller chamber and has a function of generating centrifugal hydraulic pressure as it rotates and canceling the centrifugal hydraulic pressure generated in the piston chamber. In this case, since the hydraulic canceller chamber always rotates with the rotation of the input shaft, no hydraulic oil remains in the piston chamber. Therefore, the generation of drag torque can be prevented. Further, since the hydraulic canceller chamber of the forward low speed clutch C2 also serves as the hydraulic canceller chamber of the reverse clutch C1, the centrifugal hydraulic pressures of both clutches can be offset by one hydraulic canceller chamber.
[0009]
As in
That is, many oil passages such as an input to the torque converter, an output oil passage and a lubricating oil passage are formed on the input shaft. The hydraulic oil may be supplied not only to the forward high speed clutch C3 but also to the forward low speed clutch C2 and the reverse clutch C1 via the input shaft. And the input shaft becomes thicker, and the axial dimension becomes longer due to the handling of the oil passage. Therefore, the hydraulic pressure is directly guided from the oil passage of the support member to the piston chambers of the forward low speed stage clutch C2 and the reverse clutch C1 having a double piston structure without passing through the input shaft, thereby the axial direction of the input shaft. And the radial dimension can be shortened.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows the overall structure of an automatic transmission for a vehicle according to the present invention, in particular, an FF automatic transmission, and FIG.
This automatic transmission includes a
[0011]
The
[0012]
The automatic transmission achieves four forward speeds and one reverse speed as shown in FIG. 3 by operating the clutches C1, C2, C3, the brakes B1, B2, and the one-way clutch F. FIG. 3 shows the operation of each engaging element in the D range and the R range, and ◯ shows the engaged state.
That is, the C1 clutch is a reverse clutch that is engaged during reverse, the C2 clutch is a forward low speed clutch that is engaged at 1st to 3rd speeds, and the C3 clutch is an advanced high speed stage that is engaged at 3rd and 4th speeds. The clutch B1, the brake B1 is a forward brake engaged at the second speed and the fourth speed, and the B2 brake is a reverse brake engaged at the reverse. The B2 brake is engaged not only at the time of reverse but also at the 1st speed, but is engaged only at the L range at the 1st speed and is therefore indicated by a broken line ◯.
[0013]
FIG. 4 shows an arrangement structure of the C1 clutch, the C2 clutch, the B1 brake, and the C3 clutch.
The
[0014]
Inside the
[0015]
A B1 brake is disposed between the
[0016]
A
[0017]
The B1 brake, the C1 clutch, and the C2 clutch are arranged side by side in the axial direction between the
[0018]
The support member 10 includes an
The lubricating oil supplied from the lubricating oil passage of the support member 10 is supplied to the hydraulic canceller chamber 23 through an
Finally, an oil passage for supplying and discharging hydraulic pressure to the
[0019]
As described above, the hydraulic oil to the C1 clutch and the C2 clutch is supplied without passing through the
[0020]
Next, the
The
[0021]
An inner diameter portion of the
[0022]
An oil cover 71 is fitted on the outer side surface (left side surface in FIG. 5) of the
A
[0023]
As described above, by arranging the four engagement elements C1 to C3 and B1 so as to overlap inside and outside, the axial dimension can be shortened as much as possible. Further, by disposing the B2 brake, the one-way clutch F, and the B1
[0024]
FIG. 6 shows a second embodiment of the automatic transmission according to the present invention, and FIG. 7 shows the operation of each engagement element.
The configurations of the Ravigneaux type
In this embodiment, a one-way clutch F2 and a brake B3 are added between the
Note that, as indicated by a broken line ◯ in FIG. 7, the B1 brake is operated for engine braking at the second speed in the second range, and the B2 brake is operated for engine braking at the first speed in the L range.
[0025]
In the above-described embodiment, the automatic transmission having the forward four-speed gear stage has been described. However, by adding an auxiliary transmission, a five-speed or higher gear stage can be configured.
Further, the automatic transmission of the present invention is not limited to the FF vehicle but can be applied to the FR vehicle.
[0026]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the forward low speed clutch C2 and the reverse clutch C1 are provided between the operating piston of the forward low speed clutch C2 and the operating piston of the forward brake B1. And the forward brake B1 are arranged side by side in the axial direction, the forward high speed stage clutch C3 is disposed on the inner diameter side of the reverse clutch C1 and the forward brake B1, and the forward speed is increased on the inner diameter side of the forward low speed clutch C2. The actuating piston of the stage clutch C3 is arranged, the actuating pistons of the forward low speed stage clutch C2 and the reverse clutch C1 have a double piston structure, and the actuating piston of the forward brake B1 is arranged on the outer periphery of the planetary gear unit. Since it is arranged, the four engaging elements can be arranged compactly, and an automatic transmission for a vehicle with a short axial dimension can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall cross-sectional view of an example of an automatic transmission for a vehicle according to the present invention.
FIG. 2 is a skeleton diagram of the automatic transmission shown in FIG.
FIG. 3 is an operation diagram of each engagement element of the automatic transmission shown in FIG. 1;
4 is a detailed sectional view of an engaging element portion of the automatic transmission shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a detailed cross-sectional view of a planetary gear unit portion of the automatic transmission shown in FIG. 1;
FIG. 6 is a skeleton diagram of a second embodiment of the automatic transmission for a vehicle according to the present invention.
7 is an operation diagram of each engagement element of the automatic transmission shown in FIG. 6. FIG.
[Explanation of symbols]
C1 reverse clutch 14 operating piston C2 forward low speed clutch 15 operating piston C3 forward high speed clutch 31 operating piston B1 forward brake 25 operating piston B2
Claims (3)
上記遊星歯車装置のフォワードサンギヤは後退用クラッチC1を介して入力軸と連結されるとともに、前進用ブレーキB1を介して変速機ケースと連結され、リヤサンギヤは前進低速段用クラッチC2を介して入力軸と連結され、ロングピニオンとショートピニオンとを支持するキャリヤは前進高速段用クラッチC3を介して入力軸と連結され、フォワードサンギヤはロングピニオンと噛み合い、リヤサンギヤはショートピニオンを介してロングピニオンと噛み合い、ロングピニオンのみと噛み合うリングギヤが出力軸と連結された自動変速機において、
前進低速段用クラッチC2の作動用ピストン15と前進用ブレーキB1の作動用ピストン25との間に、前進低速段用クラッチC2と後退用クラッチC1と前進用ブレーキB1とが作動用ピストンを介在させずに軸方向に並んで配置され、
後退用クラッチC1の内径側から前進用ブレーキB1の内径側にまたがって前進高速段用クラッチC3が配置され、
前進低速段用クラッチC2の内径側に前進高速段用クラッチC3の作動用ピストン31が配置され、
前進低速段用クラッチC2の作動用ピストン15は後退用クラッチC1の作動用ピストン14の内側に配置されて二重ピストン構造とされ、
後退用クラッチC1の作動用ピストン14の外径部は、前進低速段用クラッチC2のクラッチドラムを兼ねるよう前進低速段用クラッチC2の外周部を越えて軸方向に延びており、
後退用クラッチC1の作動用ピストン14、前進低速段用クラッチC2の作動用ピストン15および前進高速段用クラッチC3の作動用ピストン31は軸方向に並んで配置され、かつ作動用ピストン14および作動用ピストン15の内径部は作動用ピストン31の外径部より内径側へ延びており、
前進用ブレーキB1の作動用ピストン25は上記遊星歯車装置の外周部に配置されていることを特徴とする車両用自動変速機。A Ravigneaux type planetary gear unit, a reverse clutch C1, a forward low speed clutch C2, a forward high speed clutch C3 and a forward brake B1;
The forward sun gear of the planetary gear unit is connected to the input shaft via the reverse clutch C1, and is connected to the transmission case via the forward brake B1, and the rear sun gear is connected to the input shaft via the forward low speed clutch C2. The carrier supporting the long pinion and the short pinion is connected to the input shaft via the forward high speed clutch C3, the forward sun gear meshes with the long pinion, the rear sun gear meshes with the long pinion via the short pinion, In an automatic transmission in which a ring gear meshing only with a long pinion is connected to an output shaft,
Between the operating piston 15 of the forward low speed clutch C2 and the operating piston 25 of the forward brake B1, the forward low speed clutch C2, the reverse clutch C1, and the forward brake B1 interpose the operating piston. Arranged side by side in the axial direction without
A forward high speed clutch C3 is disposed across the inner diameter side of the forward brake B1 from the inner diameter side of the reverse clutch C1,
The piston 31 for operating the forward high speed clutch C3 is disposed on the inner diameter side of the forward low speed clutch C2.
The operating piston 15 of the forward low speed clutch C2 is disposed inside the operating piston 14 of the reverse clutch C1 to form a double piston structure.
The outer diameter portion of the operating piston 14 of the reverse clutch C1 extends in the axial direction beyond the outer peripheral portion of the forward low speed clutch C2 so as to serve also as the clutch drum of the forward low speed clutch C2.
The actuating piston 14 of the reverse clutch C1, the actuating piston 15 of the forward low speed clutch C2, and the actuating piston 31 of the forward high speed clutch C3 are arranged side by side in the axial direction, and the actuating piston 14 and the actuating piston 31 are actuated. The inner diameter portion of the piston 15 extends from the outer diameter portion of the working piston 31 toward the inner diameter side,
An automatic transmission for a vehicle, wherein an operating piston 25 of the forward brake B1 is disposed on an outer peripheral portion of the planetary gear device.
前進低速段用クラッチC2の作動用ピストンを間にして、ピストン室と反対側に油圧キャンセラ室が形成され、
前進高速段用クラッチC3の作動用ピストンを間にして、ピストン室と反対側に油圧キャンセラ室が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の車両用自動変速機。On the input shaft, pistons for operating the forward low speed clutch C2, the reverse clutch C1, and the forward high speed clutch C3 are arranged,
A hydraulic canceller chamber is formed on the opposite side of the piston chamber with the piston for operation of the forward low speed clutch C2 in between.
2. The automatic transmission for a vehicle according to claim 1, wherein a hydraulic canceller chamber is formed on the opposite side of the piston chamber with the operating piston of the forward high speed clutch C3 interposed therebetween.
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