JPH02296041A - 自動変速機のクラツチ装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は１発進装置と遊星歯車装置を備えた自動変速機
のクラッチ装置に関する。

［従来の技術］ 自動変速機は、発進装置と複数列の遊星歯車装置を備え
、発進装置からの入力を遊星歯車列を構成する要素に伝
達する経路と、遊星歯車列の要素を固定して反力を受け
る経路と、遊星歯車列の要素から出力を取出す経路とを
摩擦係合要素によって選択的に切換えることで異なる変
速比をもつ変速段を構成するとともに、変速段の切換え
を達成する。

多段の変速段をもつ自動変速機にあって、変速段の構成
と切換えを円滑に達成するためには多くの摩擦係合要素
を装備することが望ましい。摩擦係合要素のうち、特に
クラッチは、一般に回転自在なドラム内にクラッチ板と
サーボ装置である油圧ピストンを収容した構造を有する
。そこで、多数のクラッチを装備しようとすると、軸方
向、径方向のスペースを要し、また、回転するクラッチ
ドラムの支持装置に対して充分なスペースを割くことが
ｇｉ芝であるといった問題が生ずる。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで本発明は、２個のクラッチを半径方向に重合して
配設することにより軸方向寸法を短縮するとともに、各
クラッチの容量を確保し、入力回転情報を正確に検知で
きるクラッチ装置を提供すものである。

［！Ｊ題を解決するための手段〕 以上の課題を解決するために１本発明は、基本的な手段
として。

変速機のケース（３００）と一体の部材（２５０）が支
持する入力軸と１人力軸（２４０）の端部に固着する小
径のドラム（４３０）と、小径のドラムに収容する（１
１）及びクラッチを操作するピストン（４４０）と、小
径のドラムの外周側に重合して配設されて入力軸に固着
する大径のドラム（４１０）と、大径のドラムに収容す
るクラッチ（１３）及びクラッチを操作するピストン（
４２０）と、大径のドラムの外周部に対向して配設する
回転センサ（３０５）とを有する。そして、小径のトラ
ム（４３０）のインナシリンダは大径部（４３２）と小
径部（４３４）をもつ段付構造を有するとともに、小径
部（４３４−）の内周部は入力軸（２４０）にスプライ
ン係合（２４２）Ｌ、大径のドラム（４１０）のインナ
シリンダ（４１４）の内周部は入力軸（２４０）に固着
するとともに、外周部は小径のドラムのインナシリンダ
の大径部（４３２）の内周部に重合する構成をもつ。さ
らに、大径のドラム（４１０）と小径のドラム（４３０
）内部にサーボ油圧を供給する油路を変速機のケースと
一体の部材（２５４）を介して配設する構成を備える。

「作用コ 以」二の構成を有することにより、２個のクラッチ（１
１，１３）を収容するドラム（４１０゜４３０）を半径
方向に重合して配設することができ、スペースを有効利
用する。また、クラッチ類の操作に必要な入力回転数を
回転センサ（３０５）により確実に検知し、サーボ油圧
も固定部材（２５４）から容易に供給できる。

なお、上述の（）の符号は図面と対照するものであるが
、何ら構成を限定するものではない、［実施例］ 以下５図面に基いて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明を実施する自動変速機の断面図、第２
図はスケルトンを示すもので、まず、第２図を参照して
全体の概要を説明する。

自動変速機１は、発進装置２と遊星歯車装置を有する変
速機３を備えるが、発進装置２としては本実施例に示す
トルクコンバータの他にも、流体継手、電磁クラッチ、
多板式クラッチ、遠心クラッチ等の適宜の手段を選択す
ることができる。

発進袋［２は、エンジンの駆動を受けて回転するフロン
トカバー２０２の後部に連結されるリヤカバー２０４．
リヤカバー２０４の内周壁面に形成されたポンプインペ
ラ２０６を有し、ポンプインペラ２０６に対向して配設
されたタービンランナ２０８はタービンシェル２１０に
保持され、タービンシェル２１０はその内周部で発進装
置２の出力部材であるとともに変速機３の入力部材であ
る入力軸２４０に連結される。ポンプインペラ２０６と
タービンランナ２０８との間にはステータ２１４が配設
され、ステータ２１４の内周部は一方面クラッチ２１６
のアウタレースに連結されるとともに、一方向クラッチ
２１６のインナレースは固定部材である支持筒２３０の
外周部にとりつけられる。フロンｌ−カバー２０２とタ
ービンシェル２１０との間にはフロントカバー２０２と
タービンシェル２１０とを直結するロックアツプクラッ
チ２２０を配設する。

変速機３は、ケース３００内に遊星歯車列と摩擦係合要
素を収容するが、遊星歯車列として３列のシンプルプラ
ネタリギヤセット１１０，１２０゜１３０を備える。

第１のシンプルプラネタリギヤセット１１０のキャリヤ
１１３は、第３のシンプルプラネタリギヤセット１３０
のリングギヤ１３５に連結し、第３のシンプルプラネタ
リギヤセット１３０のキャリヤ１３３は、第２のシンプ
ルプラネタリギヤセット１２０のリングギヤ１２５に連
結するとともに、出力軸８００に連結する。第３のシン
プルプラネタリギヤセット１３０のサンギヤ１３１は、
第２のシンプルプラネタリギヤセット１２０のキャリヤ
１２３に連結するとともに、摩擦係合要素を介して第２
のシンプルプラネタリギヤセット１２０のサンギヤ１２
１に連結する。

摩擦係合要素は、４個のクラッチ、２個のブレーキ、２
個の一方向クラッチを装備するのが、摩擦係合要素と遊
星歯車列の各要素との連結関係は次のとおりである。

変速機３の入力軸２４０は第１のクラッチ１１のドラム
と第３のクラッチ１３のドラムに連結する６第１のクラ
ッチ１１のハブは、第１のシンプルプラネタリギヤセッ
ト１１０のリングギヤ１１５に連結し、第３のクラッチ
１３のハブは第１のシンプルプラネタリギヤセット１１
０のサンギヤ１１１に連結する。第３のクラッチ１３の
ハブは第２のクラッチ１２のドラムにも連結するととも
に、さらに第４のクラッチ１４のハブと第１の一方向ク
ラッチ３１のアウタレースに連結する。

第２のクラッチ１２のハブは第２の中間軸６２０を介し
て第３のシンプルプラネタリギヤセット１３０のサンギ
ヤ１３１に連結するとともに。

第２のシンプルプラネタリギヤセット１２０のキャリヤ
１２３に連結する。このキャリヤ１２３はさらに第２の
ブレーキ２２のハブを兼ねる第２の一方向クラッチ３２
のアウタレースに連結する。

第２の一方向クラッチ３２のインナレースは静止部材で
あるケース３００にとりつける。

第４のクラッチ１４のドラムは第１のブレーキ２１のド
ラムを兼ねるとともに、第１の一方向クラッチ３１のイ
ンナレースと第３の中間軸６３０を介して第２のシンプ
ルプラネタリギヤセット１２０のサンギヤ１２１に連結
する。

第１のシンプルプラネタリギヤセット１１０のキャリヤ
１１３は、第１の中間軸６１０を介して第３のシンプル
プラネタリギヤセット１３０のリングギヤ・１３５に連
結し、キャリヤ１３３は出方軸８００と第２のシンプル
プラネタリギヤセット１２０のリングギヤ１２５に連結
する。

入力軸２４０に直結する第３のクラッチ１３の外側には
第１の回転センサ３０５を設けて入力軸２４０の回転情
報を得る。出力軸８００の外信にも第２の回転センサ３
０６を設けて出力軸８００の回転情報を得る。

第１図は第２図で説明したスケルトンをもつ自動変速機
の具体的な構造を示す断面図である。

自動変速機ｌを構成する発進装置２は流体伝動装置であ
って、エンジン側（以下、エンジン側を「前側」とする
）に開口するハウジング２００の内部に収容される。エ
ンジンの駆動を受けて回転するフロントカバー２０２の
後部にはりャカバー２０４が一体にとりつけられる。リ
ヤカバー２０４の内周壁面にはポンプインペラ２０６が
形成され、ポンプインペラ２０６に対向して配設された
タービンランナ２０８はタービンシェル２１０に保持さ
れる。タービンシェル２１０はその内周部で連結部材２
１１を介して発進装置２の出力部材であるとともに変速
機３の入力部材である入力軸２４０に連結される。ポン
プインペラ２０６とタービンランナ２０８との間にはス
テータ２１４が配設され、ステータ２１４の内周部は一
方向クラッチ２１６のアウタレース２１５に連結される
とともに、一方向クラッチ２１Ｇのインナレース２１７
は支持筒２３０の前端外周部にとりつけられる。フロン
トカバー２０２とタービンシェル２１０との間にはロッ
クアツプピストン２２２をもつロックアツプクラッチ２
２０を配設する。

ハウジング２００の後部には変速機３の構成要素を収容
する円筒状のケース３００が連結されるが、ハウジング
２００と変速機のケース３００の接合部にはオイルポン
プカバー２５０と仕切板２７０を介してオイルポンプハ
ウジング２６０をとりつける。オイルポンプハウジング
２６０内には外歯歯車２６２と内歯歯車２６４から成る
内接歯車ポンプが収容さ九、外歯歯車２６２の内周部は
りャカバー２０４と一体の＠２６６に連結される、オイ
ルポンプカバー２５０の中心部は、後方へ向けて突出す
る円筒状の支持部２５２を形成し、この支持部２５２の
内周部に支持筒２３０の後部外周部を圧入固定する。

支持筒２３０はその内周部の２つの支点で軸受２３０ａ
、２３０ｂを介して入力軸２４０を支持し、入力軸２４
０の後部は径方向に拡がるフランジ部を形成する。フラ
ンジ部の外周部には第３のクラッチ１３を収容するドラ
ム４１０をとりつけ、ドラム４１０内には第３のクラッ
チ１３を操作するピストン４２０を配設する。入力軸２
４０の後端外周部にはスプラインを介して第１のクラッ
チ１１を収容するドラム４３０をとりつける。ドラム４
３０内には第１のクラッチ１１を操作するピストン４４
０を配設する。第１のクラッチ１１のハブ４５０は第１
のシンプルプラネタリギヤセットのリングギヤ１１５と
一体になる。第３のクラッチ１３のハブ４６０は内周部
で第１のシンプルプラネタリギヤセットのサンギヤ１１
１と一体になる。第１のシンプルプラネタリギヤセット
のキャリヤ１１３は第１の中間軸６１０に連結する。

第３のクラッチ１３のハブ４６０はその外周部で第２の
クラッチ１２を収容するドラｔｘ　５００に連結し、ド
ラム５００内に第２のクラッチ１２を操作するピストン
５１０を配設する。

第２のクラッチ１２のハブ５２０はその内周部で第２の
中間軸６２０に連結する。第２の中間軸６２０は第１の
中間軸６１０の外周部に同心的に支持される。第２のク
ラッチ１２のドラム５００はそのインナシリンダ部が第
２の中間軸６２０の外周部に支持されるスリーブ６５０
と一体となる。

変速機のケース３００の内部には第１の中央支持部材３
１０及び第２の中央支持部材３３０をとりつける。第１
の中央支持部材３１０の内周部は前後に突出する円筒部
を形成し、この円筒部を介して対応するドラム内にサー
ボ油圧を供給する。

スリーブ６５０の後端部は第１の一方向クラッチ３１の
アウタレース５５０に連結し、アウタレース５５０は第
４のクラッチ１４のハブと一体となる。第４のクラッチ
１４を収容するドラム５７０の外周面は、第１のフレー
キ２１のドラムを兼ね、ドラム５７０内には第４のクラ
ッチ１４を操作するピストン５８０を配設する。

第１の一方向クラッチ３１のインナレース７００は、第
２の中間軸６２０の外周部が支持する第３の中間軸６３
０に連結し、第３の中間軸６３０の後端部に第２のシン
プルプラネタリギヤセットのサンギヤ１２１を形成する
。

第２のシンプルプラネタリギヤセットのキャリヤ１２３
は、第２の中間軸６２０にスプライン係合し、第２の中
間軸６２０の後端部には第３のシンプルプラネタリギヤ
セットのサンギヤ１３１を形成する。

第２のシンプルプラネタリギヤセットのキャリヤ１２３
は、第２の一方向クラッチ３２のアウタレース７２０に
連結し、アウタレース７２０は第２のブレーキ２２のハ
ブを兼ねる。第２の一方向クラッチ３２のインナレース
７３０は、第２の中央支持部材３３０に固着し、第２の
中央支持部材３３０の後壁面内には第２のブレーキ２２
を操作するピストン７４０を配設する。

第１の中間軸６１０の後端部は出力軸８００により軸支
持するが、軸受部の直前はフランジ状に拡がり、その外
周部に第３のシンプルプラネタリギヤセットのリングギ
ヤ１３５を形成する。第３のシンプルプラネタリギヤセ
ットのキャリヤ１３３は、第２のシンプルプラネタリギ
ヤセットのリングギヤ１２５と連結するとともに、出力
軸８００と連結する。

変速機のケース３００の後部壁３６０の内周部は、円筒
状の支持部３７０を形成し、軸受３６１ａを介して出力
軸８００の前部を支持する。ケース３００の後端部には
インロウ係合部を介して後部ケース３８０を同心的に固
着し、後部ケース３８０により軸受３８１ａを介して出
力軸８００の後部を支持する。したがって、出力軸８０
０は２つの支点で軸受３６１ａ、３８１ａにより堅実に
支持され、第１の中間軸６１０はその前後端部を軸受２
４５ａ、２４５ｂにより入力軸２４０と出力軸８００に
より堅実に支持される。

出力軸８００の前部のドラム状の外周部には、パーキン
グ用のギヤ８１．０を形成し、対向して配設する爪８２
０とともにパーキングブレーキを構成する。出力軸８０
０には、スピードメータ用のドライブギヤ８３０及び周
囲にスリットをもつフランジ８４０をとりつけ１回転セ
ンサ３０６により出力軸８００の回転情報を得る。出力
軸の後端部には連結部材８５０をナツト８５５により固
着する。

変速機のケース３００の底部には図示しない油圧制御装
置をとりつけ、オイルパンを兼ねるカバー３０９で覆う
。

本発明の自動変速機は以上のように、摩擦係合要素とし
て、４個のクラッチと、２個のブレーキと、２個の一方
面クラッチを備えて前進５速後進１速を達成するが、第
１表は各変速段における各摩擦係合要素の作動状態を示
す。

１表中でＯ印は摩擦係合要素が係合することを示し、（
０）印はエンジンブレーキ時に係合することを示す。な
お、４Ａ速段は４速と同じ変速比をもち、５速へ変速さ
れる直前に出現する変速段である。

本発明は以上の構造を有する自動変速機のクラッチ装置
に関するもので、第３図に基いてその詳細を説明する。

自動変速機のケース３００の前面部に固着するオイルポ
ンプカバー２５０の中心部は後方に突出して円筒状の支
持部２５２を形成する。支持部２５２の内周部には支持
筒２３０を圧入固定し、支持筒２３０の内周部で入力軸
２４０をベアリングにより堅実に支持する。入力軸２４
０の後端部近傍はフランジ状に拡がり、その外周部にシ
リンダ部材４１４を溶接等の手段により固着する。

シリンダ部材４１４は全体を符号４１０で示す大径のド
ラムのインナシリンダを構成するもノテ、例えば円筒素
材を切削加工により製造し、その前端外周部にプレス加
工によりアウタシリンダ４１２と壁面４１３を成形した
ドラム部材を溶接する。

一方、入力軸２４０の後端外周部にはスプライン２４２
を形成し、全体を符号４．３０で示す小径のドラムのイ
ンナシリンダの小径部４３４を装着する。このドラム４
３０のインナシリンダは１段付のシリンダに形成されて
おり、インナシリンダの大径部４３２はシリンダ部材４
１４の外周部に重合する。

シリンダ部材４１４の内周側に配設するスリーブ２５４
は、支持部２５２の外周部に圧入固着するもので、スリ
ーブ２５４に形成する油路２５４ａ、２５４ｂはシリン
ダ部材４１４に形成する油路４１４ａ、４１４ａを介し
て、２個のドラ１１４１０．４３０の内部にサーボ油圧
を供給するとともに、油路２５４ｄ及び油路４１４ａを
介して遠心油圧キャンセル装置に動圧発生用の油を供給
する。

即ち、スリーブ２５４の油路２５４ａは、内周側で支持
部２５２に設ける油路２５２ｆに連通し、オイルポンプ
カバー２５０に設ける油路を介してサーボ油圧の供給装
置に連通ずる。同様に油路２５２ｂは、第１図にも示す
ように、支持部２５２に設ける他の油路（第３図では図
示せず）を介してサーボ油圧の供給装置に連通し５　ド
ラ１１４３０のインナシリンダ４３２に設ける油路４３
２ｂを介してドラム４３０内にサーボ油圧を供給する。

大径のドラム４１０の内部にはピストン４２０を挿入し
てサーボ室を形成するとともに第３のクラッチ１３を収
容する。ピストン４２０に対向して遠心油圧のキャンセ
ル装置４２５を配設し、ピストン４２０との間で油室を
形成する。この装置はドラム４１０が回転している状態
で油路２５４ａからのサーボ油圧を抜いたときにサーボ
室内に発生する遠心油圧による残圧を相殺するためのも
ので、ピストン４２０とキャンセル装置４２５との間の
油室に油路２５４ｄを介して例えば潤滑油を導入して残
圧につり合う動圧を発生する。したがって、ピストン４
２０は遠心油圧の影響を受けることなく、リターンスプ
リング４２６により確実に原位置に復帰する。この装置
にかえて、ピストン４２０にチエツクボールをとりつけ
てもよい。

大径のドラム４１０の内側に重合して配設する小径のド
ラム４３０内には、第１のクラッチ１１と、第１のクラ
ッチ１１を操作するピストン４４０を収容する。ピスト
ン４４０の断面形状は図示するように段付となっており
、その内周端部はドラム４３０の小径のインナシリンダ
４３４に対して摺動する。このピストン形状を採用する
ことによりサーボ油圧に対する必要な受圧面積を確保す
ることができる。

大径のドラム４１−Ｏの外周部には、図示しないマーク
例えばスプラインの段差部またはドラムに形成された穴
等を付与し、ケース３００の内側に配設する回転センサ
３０５によりドラム４１０の回転速度を検知する。ドラ
ム４１０は入力軸２４０に連結するので、変速操作の制
御に必要な入力回転情報を得ることができる。

第１図及び第２図でも説明したが、第１のクラッチ１１
のハブ４５０は第１のシンプルプラネタリギヤセットの
リングギヤ１１５に連結し、第３のクラッチ１３のハブ
４６０は第１のシンプルプラネタリギヤセットのサンギ
ヤ１１１に連結するとともに、第２のクラッチ１２のド
ラム５００を介して第４のクラッチ１４のハブを兼ねる
第１の一方面クラッチ３１のアウタレース５５０に連結
する。

第１表に示すように、第１のクラッチ１１は前進の１速
段から４速段まで係合して入力を伝達する。特に曲進の
低速度段では大なるトルクを伝達するので、第１のクラ
ッチ１１はトルク容量とともに熱容量を必要とする。ト
ルク容量を大とするにはクラッチの径を大とすることが
有利である。

しかしながら、第１のクラッチ１１はオーバドライブと
なる５速段で開放し、ハブ４５０はドラム４３０に対し
て高速で空転する５この空転による影響を少くするため
にはクラッチの径を小とすることが有利である。また、
クラッチ１１を操作するピストン４４０は、ドラム４３
０が高速回転する４速から５速への変速のときにサーボ
油圧を抜くので、遠心油圧の影響を排除するためには、
小径とすることが望ましい。

本発明は以上の要素を配慮して、第１のクラッチ１１を
小径とし、ディスクの枚数を増加してトルク゛容量と熱
容量を確保する。そしてクラッチを操作するピストン４
４０の内周部を可及的に小径とすることで、受圧面積を
確保し、かつ遠心油圧の影響を排除する。

一方、第３のクラッチ１３は２速から３速への変速のと
きに係合し、５速まで係合状態を維持する。後進のとき
も係合して入力を伝達する。したがって、このクラッチ
はトルク容量と熱容量を必要とするが、遠心油圧の影響
は小で済む。

本発明は、この第１のクラッチ１１と第３のクラッチ１
３の特性を積極的に利用して、２つのクラッチを半径方
向に重合して軸方向の寸法短縮を達成する。そして、第
１のクラッチ１１を収容する小径のドラム４３０と第３
のクラッチ１３を収容する大径のクラッチ４１０を入力
軸に固着するとともに入力軸をオイルポンプカバー２５
０と一体の支持筒２３０で堅実に支持するので、２個の
ドラム４１０，４３０の支持剛性も高い。しかも、２個
のドラム４１０，４３０内に油圧を供給する油路もオイ
ルポンプカバー２５０と一体のスリーブ２５４を介して
配設するので、シール部材の耐久性も高くなる。

［発明の効果］ 本発明は以上のように、変速機の入力軸を変速機のケー
スと一体の部材で堅実に支持し、入力軸の端部に大小２
個のクラッチドラムを半径方向に重合して固着すること
により軸方向寸法を短縮することができる。２個のクラ
ッチドラム内に収容されるクラッチも半径方向に重合し
て配設さ九るが、２個のクラッチの径寸法の差に応じて
、各クラッチの機能特性を積極的に合致させることによ
り、クラッチの合理的な配設ができる。

また、２個のクラッチドラムを入力軸を支える軸受で支
持するので、軸受の個数も低減する。

２個のドラム内へは、固定部材から直接にサーボ油圧を
供給するので、油圧応答性も良く、シール部材の耐久性
も高い。また１例えば制御に必要な入力回転情報も大径
のドラムの外側に配設する回転センサにより正確に検知
することができる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動変速機の断面図、第２図は自動変速機の概
要を示す説明図、第３図は要部の断面図である。 １・・・・・・自動変速機、 ２・・・・・・発進装置、 ３・・・・・・変速機、 １１・・・・・・第１のクラッチ、 １３・・・・・・第３のクラッチ。 ２４０・・・・・・入力軸、 ３００・・・・・・ケース、 ３０５・・・・・・回転センサ、 ４１０・・・・・・大径のドラム、 ４３０・・・・・・小径のドラム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）発進装置と遊星歯車装置を有する変速機を備えた
   自動変速機のクラッチ装置において、変速機のケースと
   一体の部材が支持する入力軸と、入力軸の端部に固着す
   る小径のドラムと、小径のドラムに収容するクラッチ及
   びクラッチを操作するピストンと、小径のドラムの外周
   側に重合して配設されて入力軸に固着する大径のドラム
   と、大径のドラムに収容するクラッチ及びクラッチを操
   作するピストンとを備え、小径のドラムのインナシリン
   ダは大径部と小径部をもつ段付構造を有するとともに小
   径部の内周部は入力軸にスプライン係合し、大径のドラ
   ムのインナシリンダの内周部は入力軸に固着するととも
   に、外周部は小径のドラムのインナシリンダの大径部の
   内周部に重合して成ることを特徴とする自動変速機のク
   ラッチ装置。