JPS587154Y2 - ハグルマヘンソクソウチ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、オーバドライブを達成する歯車変速装置、特
に自動車等に用いられるトルクコンバータと組合わせて
用いるに適する歯車変速装置に関する。

トルクコンバータと組合わせて用いる歯車変速装置とし
て遊星歯車機構が多用されており、自動車用としては通
常二組の遊星歯車機構を同心的に配列し、サンギヤまた
はプラネタリピニオンを支持するキャリヤないしはリン
グギヤを選択的にクラッチ係合又は、ブレーキ制動する
ことにより、前進３段後進１段の変速歯車列を得るよう
に構成されている。

そして、これらの歯車変速列の変速比は従来１−ｊたは
１より大に設定されている。

この種の歯車変速装置、特に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、被駆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、原動機によって消費
されるエネルギの節減のため、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イブが要求される。

本考案は歯車変速装置に組み込むべき遊星歯車機構の１
つを変速比が１より小なる値を有するものとし、歯車変
速装置の他の変速歯車列に悪影響を与えることなくオー
バドライブを達成すべくなしたものであって、遊星歯車
機構にクラッチ、ブレーキおよび一方向クラッチを組み
込んでオーバドライブ装置を構成する場合、遊星歯車機
構の構成要素間にトルク伝達する際に精度誤差による要
素間の強制力が発生し、これら要素間に一方向クラッチ
のレースを直結すると、この強制力が一方向クラッチの
作動性および耐久性を悪化せしめる欠点があるところか
ら、一方向クラッチのレースの一方を前記要素にスプラ
イン結合せしめ、各要素の寸法誤差や各要素間の取付誤
差による一方向クラッチの心ずれがあっても、これをス
プラインにより吸収せしめ、作動性および耐久性を向上
せしめることを目的とするもので、特に遊星歯車機構よ
りなりトルクコンバータと組み合わせて用いられる従来
の自動変速機の歯車変速装置に施すに適したものである
。

即ち、本考案はサンギヤ、プラネタリピニオンおよびリ
ングギヤより成る遊星歯車機構と、前記プラネタリピニ
オンを支承するキャ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
ギヤと前記キャリヤとを係脱自在に結合する摩擦板型の
クラッチと、前記サンギヤを制動する摩擦板型のブレー
キと、前記サンギヤと前記キャリヤとの間に配設され前
記サンギヤが制動されたときに前記キャリヤをオーバラ
ンせしめる一方向クラッチとよりなる構成を基本とし、
前記一方向クラッチのアウタレースは前記キャリヤに同
心的に連結され、前記クラッチの一方のクラッチハブに
一体的に設けられ、前記一方向クラッチのインナレース
はこれを担持すべき要素と一体に形成することなく構成
して、これを前記要素にスプライン結合せしめ、前記ク
ラッチを前記サンギヤと一体的に回転せしめられるクラ
ッチシリンダと前記クラッチハブとの間に構成し、前記
ブレーキは前記クラッチシリンダと歯車変速装置の・・
シリンダとの間に構成せしめたことを特徴とするもので
、上記遊星歯車機構の各要素の寸法誤差や取付誤差によ
る心ずれや振動を吸収して耐久性を増大せしめるととも
に装置全体の軸方向寸法を小さくしたコンパクトなオー
バドライブ装置に係るものである。

第１図は、本考案のオーバドライブ変速装置を、二組の
遊星歯車機構を同心的に配設した前進３段後進１段の変
速歯車装置１００を原動機出力軸１に結合せしめたトル
クコンバータ２に連結する自動変速機において、トルク
コンバータ２と該変速歯車装置１００との間に副変速機
２００として挿入した自動変速機の模式図である。

第１図において、副変速機２００の入力軸３および出力
軸４はサンギヤ２１．プラネタリピニオン２２およびリ
ングギヤ２３より成る遊星歯車機構８と同心的に配置さ
れ、前記入力軸３はプラネタリピニオン２２のキャリヤ
２４と連結され、前記出力軸４はリングギヤ２３と連結
されるとともに、サンギヤ２１とキャリヤ２４とはクラ
ッチ１１で着脱自在に結合され、またサンギヤ２１はブ
レーキ１４で制動されるように構成され、キャリヤ２４
とサンギヤ２１との間に一方向クラッチ２０が設けられ
、サンギヤ２１をブレーキ１４で制動したとき、キャリ
ヤ２４はサンギヤ２１上をオーバランすべく構成されて
いる。

変速歯車装置１００は、二組の遊星歯車機構９゜１０が
前記遊星歯車機構８と同心的に配設され、前記出力軸（
中間軸）４をその入力軸とし、クラッチ１２，１３、ブ
レーキ１５，１６．１７および一方向クラッチ１８．１
９により前進３段後進１段の変速比で選択的に出力軸１
に出力する従来公知の機構であって、前記出力軸（中間
軸）４と中間軸５との間にクラッチ１２により着脱自在
とし、ｌた該軸４と一方の遊星歯車機構１０のサンギヤ
９１に共通の軸６との間をクラッチ１３により着脱自在
とし、前記軸６はブレーキ１５により制動されるように
され、前記軸６上に設けた一方向クラッチ１８のアウタ
レースはブレーキ１６により制動されるようにされ、遊
星歯車機構９のプラネタリピニオン８２のキャリヤ８４
はブレーキ１７により制動されるようにされると共に固
ｅ部分との間に一方向クラッチ１９が形成され、そのリ
ングギヤ８３は他方の遊星歯車機構１０のプラネタリピ
ニオン９２のキャリヤ９４および出力軸７に連結され、
遊星歯車機構１０のリングギヤ９３は中間軸５に連結さ
れてしる。

第２図は、本考案を実施した上記副変速機２００の要部
の断面図であって、入力軸３の後端には半径方向に７ラ
ンジ４２を形成してプラネタリピニオン２２のキャリヤ
２４を固着し、また該キャリヤ２４の軸方向のクラッチ
１１の一方のクラッチハブ２６に固着せしめられ、一方
向クラッチ２０のアウタレース３７は前記クラッチハブ
２６に一体的に形成するとともにサンギヤ２１には一方
向クラッチ２０のインナレース３８をスプライン結合せ
しめ、該クラッチシリンダ２５にはクラッチ１１を作動
するためのピストン３４が内部に配設されるとともに、
該シリンダ２５の一端にはクラッチ１１の圧力板２８を
併設したブレーキハブ２９の各々の外周縁とスプライン
嵌合し、かつ止着部材４３．４４によりその移動を阻止
せしめており、前記クラッチハブ２６にスプライン嵌合
せしめた摩擦板２７をピストン３４と圧力板２８との間
に挿置せしめて、ピストン３４の進退により該クラッチ
１１を係脱自在に結合すべく構成されている。

普た前記ブレーキハブ２９の他端の円筒状部にはその外
周ブレーキ１４の摩擦板３０をスプライン嵌合せしめ、
ミッションケース３２の内周にスプライン嵌合し止着部
材４５で係止される圧力板４６と移動自在の圧力板３１
．４７との間に前記摩擦板３０を挿置せしめ、ミッショ
ンケース３２に形成したシリンダ３３に配設された、シ
リンダ３５を進退せしめることによりブレーキ１４を作
動渣たは開放せしめる。

一方向クラッチ２０のインナレース３８はサンギヤ２１
とスプライン結合され該インナレース３８と前記アウタ
レース３７との間にクラッチ部材（スプラグ）３９を配
設し、サンギヤ２１がブレーキ１４により制動されたと
き、キャリヤ２４のオーバラン回転を許容し、かつサン
ギヤ２１のオーバラン回転を阻止すべくする。

該インナレース３８の軸方向後方にはエンドベアリング
４０が設けられ、スナップリング４１により軸方向に対
して支持されている。

この遊星歯車機構８のリングギヤ２３は、入力軸３の軸
孔４８に先端を支承せしめた出力軸４にスプライン結合
せしめたフランジ３６の外周に連結され、出力軸４と連
結される。

なお、一方向クラッチ２０のインナレース３８に穿設し
た小孔４９は、通常の遊星歯車機構８゜９．１０に給油
すると同様の手段により原動機により駆動される給油ポ
ンプから給油通路ｓｏ、ｓｉ等を経て一方向クラッチ２
０へ給油するために穿設したものである。

以上のように構成された自動変速機においては、トルク
コンバータ２を介して入力軸３に伝達される入力軸１の
回転はプラネタリピニオン２２のキャリヤ２４に伝達さ
れるから、クラッチ１１を作動せしめてサンギヤ２１と
キャリヤ２４とを一体に回転せしめるときは、遊星歯車
装置８は一体的に回転して変速作用をせず、入力軸３の
回転はリングギヤ２３を介して変速比１で出力軸（中間
軸）４に伝達される。

従ってクラッチ１１を作動せしめて該出力軸４と中間軸
とを連結し、クラッチ１２．１３、ブレーキ１５．１６
．１７を選択的に係脱せしめれば従来同様の前進３段後
進１段の変速歯車列を得ることができ、クラッチ１１を
開放し、ブレーキ１４をサンギヤ２１を制動せしめると
、キャリヤ２４の入力軸３による回転駆動はリングギヤ
２３およびこれを連結する出力軸（中間軸）４を入力軸
３の回転より増速駆動するから、該副変速機２００は１
より小さい減速比を得、出力軸Ｔのオーバドライブが達
成できる。

第１図に示す構成の自動変速機の作動は次表のとおりで
ある。

この表において○印は圧油作動機構によりクラッチおよ
びブレーキが作動中であることを表わす。

Δ印はエンジンブレーキ時圧油作動機構によりブレーキ
が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。

なお各変速段毎の作動の説明については周知のところで
あり、その説明は不要であろう。

本考案は、遊星歯車機構を構成するプラネタリピニオン
のキャリヤを入力軸に連結するとともにそのリングギヤ
を出力軸に連結し、遊星歯車機構のサンギヤとキャリヤ
とを摩擦板型のクラッチにより係脱自在に結合するとと
もにサンギヤを歯車変速装置のハウジングに対し摩擦板
型のブレーキにまり係止自在とし、前記サンギヤとキャ
リヤとの間にサンギヤを制動したときキャリヤをオーバ
ランせしめる一方向クラッチを構成したから、前記ブレ
ーキによりサンギヤを制動してハウジングに係止せしめ
るときは、出力軸を入力軸より増速せしめて回転せしめ
所望のｌより小なる減速比により出力軸をオーバドライ
ブせしめるとともに、ブレーキを解放せしめるときは一
方向クラッチは、サンギヤとキャリヤとをロックするか
ら円滑に直結運転に移行でき、クラッチを係合せしめる
ときは遊星歯車機構の各要素は一体に結合され、入力軸
と出力軸とは直結状態となり、ギヤを介さずにトルク伝
達を行う。

本考案においては、上記一方向クラッチをサンギヤとキ
ャリヤとの間に配設するにあたり、一方向クラッチのア
ウタレースを前記キャリヤに同心的に連結された一方の
クラッチハブに一体的に設けるとともに、そのインナレ
ースをこれを担持すべき要素と一体に形成することなく
構成してこれを前記要素とスプライン結合せしめたもの
であるから、オーバドライブ歯車比を達成する遊星歯車
機構と同心的に、かつ軸方向に極めて近接した位置に一
方向クラッチを構成せしめることができるとともに遊星
歯車機構との同心的配列を極めて良好とし、仮に遊星歯
車機構の各要素に寸法誤差があったり、その組立てにあ
たって取付誤差が生じた場合であっても、一方向クラッ
チのインナレースをこれを担持すべき要素と一体に形成
することなく構成してこれを前記要素と、スプライン嵌
合せしめていながらそのスプライン嵌合部にお−て心ず
れや振動を吸収するので振動や熱の発生を抑匍］シ、し
かも一方向クラッチへの給油はインナレースに油孔を穿
設することにより極めて容易かつ確実に行い得るから、
一方向クラッチの耐久性を著しく向上せしめる。

即チ、一方向クラッチのアウタレースを遊星歯車機構の
キャリヤに同心的に連結された一方のクラッチハブに一
体的に設け、そのインナレースをこれを担持すべき要素
と一体に形成することなく構成してこれを前記要素とス
プライン結合せしめると、一方向クラッチは遊星歯車機
構と同心的にかつ軸方向に並列せしめて配設され、歯車
変速装置をコンパクトにまとめてトルク伝達経路を短く
し、かつ後述するように一方向クラッチの負荷を軽減さ
せる犬なる利点がある。

しかし一方では、遊星歯車機構のサンギヤを制動せしめ
た状態で入力軸を駆動せしめると、入力軸に連結された
キャリヤを介してプラネタリビニオンはサンギヤおよび
リングギヤと噛合しつつ自転およびサンギヤの軸心周り
に公転を行い、サンギヤの軸心周りにセンタリングしよ
うとするが、この際のサンギヤとプラネタリビニオンと
に噛合する面に作用するトルクは犬であるので、遊星歯
車機構の各要素に寸法誤差があったり、その組立ての取
付誤差があると、前記噛合面に作用する力が部分的に過
大となり、サンギヤの軸心を振らせたり、プラネタリピ
ニオンを支承するキャリヤの回転軸を振動せしめるよう
に作用する。

従って一方向クラッチのインナレースをこれど担持すべ
き要素と固定せしめると、該インナレースの回転には前
記キャリヤと一体的に形成したアウタレースに対して相
対的に大きく偏心する振れが含ｌれることになる。

ところで一方向クラッチのスプラグはアウタレースとと
もに入力軸の回転速度でインナレースの内面上を金属接
触で摺動しており、前記相対的に大きく偏心する振れが
生ずると、スプラグが各レースに対して接触するカム面
の摩耗が促進されることになり一方向クラッチを早期に
破損せしめる。

というのは、スゲラグがインナレースおよびアウタレー
スと噛合う作用は、スプラグの前記カム面と各レース内
面との接触点におけるカム面の形状とスゲラグの受ける
トルクとによって行われるものであるため、前記カム面
の摩耗は、スプラグを噛合いからはね返すホッピング現
象普たはスプラグを両レース間に保持するケージへくい
込１すホップアウト現象、さらには、かみ込み方向へ行
きすぎてスプラグを反転せしめるロールオーバ現象を発
生させ、一方向クラッチに破損を生ぜしめるものである
。

ところが本考案においては、一方向クラッチのインナレ
ースをこれを担持すべき要素にスプライン結合せしめた
ものであるから、前記キャリヤとサンギヤとの間、即ち
一方向クラッチのインナレースとアウタレースを連結し
たインナレースを担持すべき要素との間の相対回転に偏
心する振れが生じたとしても、一方向クラッチのインナ
レースとそれを担持すべき要素との間のスプライン結合
によりその振れは除去され、インナレースのアウタレー
スに対する同心性が維持されるので、スプラグのカム面
に前記振れに基づく摩耗を生じさせるおそれはないから
、一方向クラッチの作動を正確に保ち、その耐久性を増
大せしめる。

筐た、一方向クラッチのインナレースに形成する油孔を
介して入力軸または出力軸の軸孔より油を供給する強制
潤滑を可能とするので、一方向クラッチの耐久性の向上
に優れた構成といえる。

前記クラッチはキャリヤと一体的に形成したクラッチハ
ブと、サンギヤと一体的に回転せしめられる他方のクラ
ッチハブとの間に構成され、前記ブレーキは前記他方の
クラッチハブと歯車変速装置のハウジングとの間に構成
されるものであるから、これらクラッチおよびブレーキ
は一方向クラッチの外周部分に構成することができ、摩
擦係合部分の外径および保合面積が大で効率の良好なも
のとし、かつ空間を有効に活用することができ、かつオ
ーバドライブ歯車変速装置の軸方向寸法を増加せしめな
いことを可能とする。

前記ブレーキを構成するにあたって前記他方のクラッチ
ハブの軸方向他端にブレーキハブを連結し、該バレーキ
ハブとハウジングとの間にブレーキを構成すれば、クラ
ッチシリンダの構造を簡易にし、かつブレーキ設置場所
の自由度をひろげることができる。

従って、本考案をトルクコンバータおよび従来の歯車変
速装置と結合して自動変速機を構成するときは、従来の
歯車変速装置の性能を損うことなく、さらにオーバドラ
イブ変速歯車列を付加構成することができ、かつクラッ
チおよびブレーキは自動変速機の油圧制御回路の制御用
圧油を用いて制御し得られ、かつ自動変速機の軸方向寸
法の増加を可及的に小としてオーバドライブ変速比付の
自動変速機を極めて容易に構成することができるもので
ある。

さらに本考案はクラッチをキャリヤと一体的に形成した
一方のクラッチハブと、サンギヤと一体的に回転せしめ
られる他方のクラッチハブとの間に構成したのでブレー
キによりサンギヤを制動してハウジングに係止せしめる
ときは前記クラッチが解放されてオーバドライブ比が達
成され、キャリヤと一体的に形成された一方のクラッチ
ハブは空転し、その回転数は、入力回転数と等しくなる
が、一方のクラッチハブがリングギヤに連結された場合
は、オーバドライブ達成時リングギヤは入力回転数より
増速化分のみ増加するのでリングギヤと連結されたクラ
ッチハブの回転数も増速化分のみ増加することとなる。

これはクラッチハブや摩擦板の回転に伴なう変速機内部
の作動油の攪拌抵抗の減少による動力損失の低減および
この攪拌に伴なう作動油温度の上昇による変速機への悪
影響の防止、さらに摩擦板と圧力板との間で生ずるひき
ずり抵抗の低減に多大な効果があり、特に自動車が平坦
路を長時間高速で走行する際のように被駆動軸に要求さ
れるトルクが低くかつ高速回転駆動態様の場合には、原
動機によって消費されるエネルギ節減の目的を達成する
為に変速比が１より小なる変速歯車列を構成するオーバ
ドライブ歯車変速装置においては多大な効果を奏するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を副変速機として実施した自動変速機の
模式図、第２図は本考案の一実施例の一部断面図である
。 なお図中、１・・・・・・原動機の出力軸、２・・・・
・・トルクコンバータ、１００・・・・・・自動変速機
の歯車変速装置、２００・・・・・・副変速機、８，９
，１０・・・・・・遊星歯車変速装置、２１．８１．９
１・・・・・・サンギヤ、２２．８２，９２・・・・・
・プラネタリピニオン、２４゜８４．９４・・・・・・
そのキャリヤ、２３，８３，９３・・・・・・リングギ
ヤ、１１，１２，１３・・・・・・クラッチ、１４．１
５，１６，１７・・・・・・ブレーキ、２０，１８゜１
９・・・・・・一方向クラッチ、３７・・・・・・アウ
タレース、３８・・・・・・インナレースを各々示すも
のである。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. サンギヤ、プラネタリビニオンおよびリングギヤとより
   なる遊星歯車機構と、前記プラネタリビニオンを支承す
   るキャ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
   ャリヤとを係脱自在に結合する摩擦板型のクラッチと、
   前記サンギヤを制動する摩擦板型のブレーキと、前記サ
   ンギヤと前記キャリヤとの間に配設され前記サンギヤが
   制動されたときに前記キャリヤをオーバランせしめる一
   方向クラッチとよりなり、前記一方向クラッチのアウタ
   レースは前記キャリヤに同心的に連結された一方のクラ
   ッチハブに一体的に設けられ、前記一方向クラッチのイ
   ンナレースは該インナレースを担持すべき要素にスプラ
   イン結合され、前記クラッチは前記一方のクラッチハブ
   とサンギヤと一体的に回転せしめられる他方のクラッチ
   ハブとの間に構成せしめられ、前記ブレーキは前記他方
   のクラッチハブと歯車変速装置のハウジングとの間に構
   成せしめられていることを特徴とするオーバドライブ歯
   車変速装置。