JPS6360265B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、米国特許第3032049、2911987、
2889844および2711749号に示される形式の複合流
体圧力調整装置の改良を含む。これら各特許は、
被動軸に取り付けられる調整器本体を有する自動
変速機用調整装置を示す。この装置は、被動軸の
回転速度に感応する圧力信号を発生するために被
動軸と共に回転するようになつている。この信号
は適当な開口部や内部通路を径て変速機構に送ら
れ、変速比の変化を制御する弁を動かす。この機
構のシフト弁には、調整圧力によつて速度水頭の
圧力が働き、この力にトルク要求信号又はエンジ
ン・トルク信号が対向する。シフト弁は、速比の
変換を始めるために、これらの対向信号圧力によ
つて生ずる力の差に応答する。

シフト弁は、伝動装置で駆動される容積形ポン
プから伝動装置内のクラツチおよびブレーキ要素
への圧力分配を制御し、次いで歯車要素の相対運
動を制御し、トルク流路を設定あるいは解除し、
又更に、固定ハウジングへ反作用トルクを転移さ
せるために、トルク反力作用点を設定する。

これらの先行技術特許に示される種類の調整機
構の実施に適した代表的な伝動機構が、1979年10
月５日出願の「多変速比オーバドライブ伝動装
置」と称する同時係属出願第82399号に図示され、
記述されている。その発明者はR.S.レオナード、
R.C.ボールツおよびL.D.バーツ、いずれもフオー
ド・モーター社への譲渡人である。

レオナードらの出願には流体トルク・コンバー
タと複合遊星歯車装置が含まれ、これらが相まつ
て内燃機関から被動軸に至るトルク伝達系路を定
め、次いで被動軸が動力伝達系路と差動機構を経
て車両の駆動輪に連結される。歯車装置は４種の
前進速比を有し、その最高速比がオーバドライブ
速比となつている。伝動装置が第１および第２の
低速比で作動される場合には、駆動輪に使用でき
るエンジン・トルクのすべてが流体トルク・コン
バータを経て伝動される。トルク・コンバータに
よつて、加速初期のエンジン・トルクが増大され
る。トルク・コンバータには、歯車装置のトルク
入力要素となるタービンが含まれる。伝動装置の
クラツチおよびブレーキ機構によつて、低速比作
動中の歯車装置に最大トルク比が設定される。第
２速比への速比変換は、トルク・リアクシヨン・
ブレーキの一つが解放され、その他が働くときに
行われる。しかし、エンジン・トルクは、第１速
比作動時のごとく、流体トルク・コンバータを経
て伝えられる。

第３速比作動は分割トルク駆動で、トルクの一
部がコンバータを経て流体動力学的に伝達され、
残余が機械的に歯車装置に伝達される。この場
合、歯車装置は一対一の速比を設定するようにな
つている。オーバドライブの第４速比への速比変
換は、歯車装置に別のリアクシヨン・ブレーキを
作動させ、他を解放することによつて行われる。

歯車装置の入力要素とエンジンは、流体トル
ク・コンバータをバイパスした上で、摩擦クラツ
チにより直結される。したがつて、オーバドライ
ブの第４速比作動中に設定されるトルク伝達系路
は全く機械的である。

オーバドライブ作動または直結作動、第３速作
動、用に設定された伝動装置を有する車両が減速
する際には、通常トルク出力軸として機能するト
ルク伝達軸によつて駆動されることがエンジンに
とつて必要である。車両の惰行および減速中、ト
ルクが逆方向に伝達される間に設定される伝動装
置内のトルク伝達系路が全く、あるいは部分的に
機械的であるため、エンジンがストールする傾向
があり得る。これはとくに、車両が急に減速され
る際に当てはまる。本発明による改良によつて、
伝動装置が直結又はオーバドライブの範囲にある
車両の制動の際、伝動装置が出力軸の角速度の変
化に速やかに応答できるようになり、従つて伝動
制御装置は、極力速やかに伝動装置を第２速比に
ダウンシフトし、それによつてエンジンのストー
ルする傾向の可能性が少なくなる。

本発明は、被動軸上に取り付けられ、通常、速
比の変換を開始するために制御装置に使用される
流体圧力速度信号を発生させる調整装置を含み、
前記速度信号は、駆動範囲の変換を制御し、任意
の与えられた駆動条件に対する適切な速比を設定
するために、前述のごとく、トルク信号あるいは
トルク要求信号と共に作用する。ダウンシフト
は、歯車機構における駆動範囲またはトルク比の
選択を制御するシフト弁への調整圧力信号の伝達
をしや断することによつて、車両の急減速の際に
達成される。

調整装置は、出力軸にキー止めされ、通常の作
動中はこれと一緒に回転できる。しかし、出力軸
が急速に減速される際には、調整装置が出力軸に
関して相対角度を変え得るようにできている。通
常、調整装置は、シフト弁に至る調整圧力伝達路
に関連して調整機構内に発生圧力信号ポートの位
置を設定するために、予荷重ばね力によつて保持
される。出力軸が前進運動中に車両が急減速され
た場合、調整装置全体の運動量は予荷重による力
を上回り、この装置全体をストツプに当るまで軸
と相対的に一緒に回転させる。その場合には、つ
り合い重りと軸の間の流路は一線上になく、調整
機構によつて作られる調整圧力は、調整装置の調
整出力ポートに合致するようになつた排気ポート
を通り抜けることになる。同時に、調整装置への
供給ポートはしや断される。

減速が終結し、あるいは限界値を下回る程度ま
で減退した場合、調整装置は予荷重ばねの作用に
よつて角変位し、それによつて、シフト弁に至る
調整圧力伝達路に通ずる調整装置各ポートの正常
な位置が設定される。

ホイール・ブレーキ作動中のエンジン・ブレー
キを増大させるためのトルク・コンバータ伝動装
置のダウンシフト弁を開示するレミユーに対する
先行技術特許第3523597号については承知してい
る。しかし、当該開示は、制動中に強制ダウンシ
フトをもたらす慣性感知調整装置を包含していな
い。更に又、レミユーの伝動装置のトルク・コン
バータには緩衝作用があるので、本発明の関連す
る問題は、レミユーの伝動装置に存在しない。

第１Ａ図において、参照数字１０は流体トル
ク・コンバータを一般的に示し、参照数字１２は
複合遊星歯車ユニツトを一般的に示す。クラツチ
装置およびブレーキ装置は、第１図において１
４，１６，１８，２０および２２で示される。ク
ラツチ装置、ブレーキ装置、歯車ユニツトおよび
流体ユニツトは相まつてエンジン駆動クランクシ
ヤフト２４と動力アウトプツト推進軸２６間に複
数のトルク伝達経路を作り、推進軸２６は差動装
置および車軸一式ならびに駆動軸を経て駆動輪に
連結される。

トルク・コンバータ１０は、羽根車２８、羽根
付きタービン３０、羽根付き固定子３２および、
一方向への回転を防止しながら反対方向への回転
を許容するために、固定子３２をハウジングに対
して固定するようにしたオーバランニング・ブレ
ーキ３４を具備する。羽根車２８、タービン３０
および固定子３２は相まつて周知の方法でトロイ
ド状の流体回路を作り、羽根車２８はクランクシ
ヤフト２４によつて駆動され、タービン３０はタ
ービン・スリーブ・シヤフト３６に連結される。

歯車ユニツト１２は、輪歯車３８、大太陽歯車
４０、小太陽歯車４２、１組の長い遊星小歯車４
４および１組の短い遊星小歯車４６を具備する。
小歯車４４および４６は共通のキヤリヤ４８に取
り付けられ、互いにかみ合い、小歯車４４は輪歯
車３８および太陽歯車４０ともかみ合うようにな
つている。小歯車４６は小歯車４４および太陽歯
車４２の両者とかみ合う。輪歯車３８は推進軸２
６を駆動できるように連結されている。

ブレーキ装置のブレーキ・バンド２２が、キヤ
リヤ４８に直結されたブレーキ・ドラムを囲繞す
る。又、オーバランニング・ブレーキまたは継手
５０によつて、キヤリヤ４８からハウジングの固
定部分に至るトルク反力流路ができる。継手５０
は、車両の正常な加速時のトルク反力作用点の設
定に効果がある。後進または惰力走行中のよう
に、トルクが歯車装置を経て逆方向に伝達される
と、ブレーキ・バンド２２が働く。継手５０とブ
レーキ・バンド２２は並行に作用する。

オーバドライブ時を除く前進時の作動中に、タ
ービン軸３６と小太陽歯車４２の間にトルク伝達
経路を設定のために、クラツチ２０が働く。後進
作動中にクラツチ１８が働くと、タービン軸３６
と大太陽歯車４０の間に駆動連結が設定される。
中間速比作動中に、歯車４０からハウジングに反
作用トルクを伝えるために、摩擦ブレーキ１４が
働く。オーバランニング・ブレーキまたは継手５
２は摩擦ブレーキ１４と直列に配列され、中間速
比作動中に働いた摩擦ブレーキ１４に反力ブレー
キを伝えるように作用する。

前進および直接駆動クラツチ５４は、オーバド
ライブ作動中、中央軸５６をキヤリヤ４８に連結
し、軸５６はエンジン・クランク・シヤフト２４
に直接に連結される。

第１速比は、ブレーキ・バンド２２を働かせ
て、複合キヤリヤ４８を固定することによつて得
られる。ブレーキ・バンド２２を働かせ、前進ク
ラツチ２０を働かせると、タービン・トルクが太
陽歯車４２に伝えられ、輪歯車３８が前進駆動方
向に最大のトルク比で駆動される。前述のごと
く、低速比作動中は、オーバランニング継手５０
あるいはブレーキ・バンド２２のいずれによつて
もトルク反力作用点が得られ、ブレーキ・バンド
２２は惰行走行中に発生する歯車装置を介しての
逆トルク伝達を調節することができる。伝動機構
に伝えられるトルクのすべてが、トルク流路とし
て流体トルク・コンバータを経由する。

摩擦ブレーキ１４を働かせると、継手５２と、
働いているブレーキ１４を経て反作用トルクが伝
達され、太陽歯車４０が反作用部材として働くこ
とにより、中間速比への変速が行われる。太陽歯
車４２は更に、連接されたクラツチ２０を経てタ
ービン軸に連結されるトルク入力要素として働
く。

クラツチ５４を働かせると、第３速比作動によ
つて分割トルク伝達経路が設定される。タービ
ン・トルクは連接されたクラツチ２０を経て太陽
歯車４２に伝達されるが、エンジン・トルクの一
部はコンバータにバイパスし、直接、軸５６およ
び連接されたクラツチ５４を経て、キヤリヤ４８
に伝達される。このようにして、エンジン・トル
クの一部分のみが流体動力学的に伝達され、残余
は機械的に伝えられる。

第４速比作動は、クラツチ５４とブレーキ１４
を働かせたままでクラツチ２０を解放し、オーバ
ドライブ・ブレーキ・バンド１６を契合して行わ
れる。エンジン・トルクが軸５６とクラツチ５４
を経てキヤリヤに伝えられると、太陽歯車４０が
反作用点として働き、輪歯車３８がオーバドライ
ブされる。トルクのすべてが機械的に伝えられ、
流体動力学的には全く伝えられない。

後進駆動は、ブレーキ２２とクラツチ１８を同
時に契合して行われる。

伝動機構が第４速比または第３速比の状態で車
両が突然ブレーキを掛けられると、エンジンが急
に減速し、ストールを生ずる傾向がある。これ
は、実際問題として第４速比あるいは第３速比の
いずれであるかに従つて、エンジン・クランクシ
ヤフトと軸２６の間の直接の駆動関係か、部分的
な機械結合によつて、ブレーキング・トルクの全
てあるいは一部分が機械的に伝えられるという事
実によるものである。本発明による改良は、この
問題を克服するものである。

第１ｃ図に、推進軸延長ハウジング５８内に取
り付けられた出力軸２６を示す。軸２６は、伝動
ハウジングの一部を形成する軸受スリーブ６０に
支えられ、又、ハウジング５８の反駆動側端部内
にある反駆動側軸受および液状シール装置６２に
よつて支えられる。

複合調整装置一式６４が駆動できるように軸２
６に連結されている。調整装置６４にはつり合い
重り６６と調整弁本体６８が含まれる。つり合い
重り６６には軸２６の延在する開口部７０が設け
られる。開口部には、軸２６の表面に形成される
位置決め凹み内に置かれた駆動ボール７４を受け
るキーみぞまたはみぞ７２が設けられる。

調整弁本体６８には、第２Ａおよび２Ｂ図の７
６および７８で示される締付けボルト８０および
８２の延在する１対の肩が設けられる。調整弁本
体６８は、ボルト８０および８２によつて、つり
合い重り６６に固定される。調整弁本体および関
連の弁要素の機能および構造の説明および図面に
ついては、特許第3032049号を参照のこと。

つり合い重り６６には、軸２６が延在する開口
部８４が設けられる。開口部８４にはみぞ８６が
形成され、軸２６の凹み９０内に保持されたボー
ル・ストツプ８８がみぞ８６に契合する。つり合
い重り６６は、軸２６に対して限定された回転を
するようになつている。調整装置本体６６の、軸
２６と相対的な角変位置は、ボール・ストツプ８
８によつて制限される。

調整装置本体６８およびつり合い重り６６は、
止め輪みぞ９４にはめ込まれた止め輪９２によつ
て、軸２６上、軸方向に固定される。コイルばね
９６が止め輪９２を囲繞し、その一端が半径方
向、内方に向かつて止め輪９２の両端の間に延伸
し、９８に示すようにして軸２６に固定される。
ばね９６の他端は、つり合い重り６６に固定さ
れ、ばね支え切欠き１００によつて定位置に保持
される。組立に際しては、ばね９６は、第２Ｂ図
に見られるように、つり合い重り６６を時計方向
に回すような予荷重を加えられ、従つてボール８
８は位置決めみぞ８６の片面に当接する。調整装
置全体の正常な回転方向を第２Ｂ図の矢印Ｗで示
す。

第２Ａおよび２Ｂ図の実施例と共通の部品を有
する別の調整装置一式を第３Ａおよび３Ｂ図に示
す。両実施例に共通の要素は共通の参照記号で示
してあるが、第３Ａおよび第３Ｂ図の場合は、参
照記号にダツシユを付した。

止め輪１０２は、調整装置本体６６′を、軸２
６に対して軸方向に固定する。調整装置本体６
６′は、軸２６′上の肩１０４に契合する。これに
相当する肩１０６が第２Ａおよび２Ｂの実施例中
の軸２６上に形成される。

軸２６′にある止め輪みぞ１０８に止め輪１０
２がはめ込まれる。止め輪１０２には、軸２６′
の穴１１２にはめ込まれる駆動用突起１１０が設
けられる。止め輪１０２の一端は、１１２に示す
ごとく切線方向に延伸する。止め輪の切線方向延
伸部１１２の末端にコイルばね１１４の一端が契
合する。コイルばね１１４の他端は、調整弁本体
６８′に固定され、ボルト８０′によつて定位置に
保持されるばね支え１１６に連結される。通常、
ばね１１４には、つり合い重り６６′を軸２６′対
して時計方向に回すように張力が付与される。

第２Ａおよび２Ｂ図の実施例のような場合、軸
２６′と相対的な調整装置のつり合い重り６６′の
角変位は、ボール・ストツプ８８′によつて制限
される。

第４Ａおよび４Ｂ図の実施例は、ばねの配置が
異なるほかは、前記各節に説明された２つの実施
例と本質的に同一のものである。第４Ａおよび４
Ｂ図の実施例においては、つり合い重り本体６
６″に形成された開口部１２０の中に、引張りば
ね１１８が設けられる。ばね１１８の一端は、つ
り合い重り６６″に保持されるアンカーピン１２
２に固定される。ばね１１８の他端は、軸２６″
にねじ契合され、そこから半径方向に延在する止
めねじ１２４に連結される。止めねじ１２４は、
つり合い重り６６の開口部１２０に合致する。

第４Ａ図は、伝動装置の作動中、正常の位置に
ある軸２６″とつり合い重り６６″を示す。車両が
急速に減速される際、つり合い重り６６″は、軸
２６″に対して、第４Ｂ図に示される位置まで移
動する。軸２６の正常な前進駆動回転方向を第４
Ａおよび４Ｂ図の矢印Ｗで示す。

前記各節に説明された二つの実施例に共通な第
４Ａおよび４Ｂ図の実施例の各要素は、二重ダツ
シユを付した上、同一参照記号でこれを示す。

調整装置一式と出力軸２６の回転中、調整弁
は、特許第3043322号に記述のごとく、軸２６′ま
たは２６″の回転速度を量的に関連のある圧力信
号を発生させるために、遠心力に応答する。流体
圧力は、第４Ａ図に示すごとく、ポート１２６を
経て調整弁に加えられる。このポートは、軸２
６″内の供給路１２８に通ずる。ポート１２６は、
調整弁本体６８′内の対応する圧力供給ポートに
通ずる。

調整装置一式によつて作られた圧力信号は、調
整装置の圧力出口ポート１３０に送られ、次いで
軸２６″の調整装置圧力伝達路１３２に連通する。
圧力伝達路１３２は、自動変速装置用の調整装置
本体に通ずる。つり合い重り６６″に形成される
通気ポート１３４は、調整装置全体の排気ポート
に通ずる。開口部８６″の、通気ポート１３４と
調整装置圧力ポート１３０の間の部分は、回転弁
のランド部として働き、これを参照記号１３６で
示す。

エンジンの絞りの緩和に伴う車両の減速時の出
力軸２６の回転速度と時間の関係を第５Ａ図に示
す。第５Ａ図における点線は、絞りが緩和された
瞬間からの任意の与えられた時間内における通常
の減速度を表わす。第５Ａ図における実線は、車
両の運転者が、更に急な減速を行うために、車両
にブレーキを掛けた場合の、時間に対する車両の
減速度を表わす。第５Ｂ図は、既述の先行技術特
許に記されたような在来の調整装置における、調
整圧力と、エンジン絞り緩和の瞬間よりの時間と
の関係を示す。変速切換え弁のダウンシフトが調
整圧力によつて開始される点が曲線に示されてい
る。

第５Ｂ図に示した在来の調整圧力特性と対比し
て、本発明の調整圧力を第５ｃ図に示す。調整圧
力によつて切換え弁がダウンシフトされる点は、
第５ｃ図に見られるように、かなり左に移動され
ている。かくして、本発明による改良された調整
装置によつて、より速やかにダウンシフト弁が行
われ、それによつてエンジンの過度の減速とスト
ールの傾向が避けられる。この傾向は、前に説明
したように、第４速比で作動中は全く機械的な動
力伝達系路が、一対一の直接駆動の場合には部分
的に機械的な駆動をされるという事実によつて生
ずる。在来の動力伝達系路においては通常、エン
ジンの減速を緩和するトルク・コンバータが、第
１Ａ図に示される伝動装置の場合には除かれ、ま
たは部分的に除かれている。従つて、今回改良さ
れた調整装置は、とくに第１Ａ図に示す形式の動
力伝達系路に使用されるようになされたものであ
る。

第４Ａおよび４Ｂ図に見られるように、調整圧
力伝達路は、通常、第４Ａ図に示される調整弁装
置の出力ポートに通ずる。第５Ａ図の実線で示す
曲線によつて表わされる速さで車両が減速される
と、つり合い重り６６′は第４Ｂ図の示す位置ま
で動き、ランド部１３６は調整圧力伝達路１３２
に露出し、従つて伝動装置の弁本体内の調整通路
は、通気ポート１３４を経て通気される。これと
同時に、ランド部１３６は、調整圧力出口ポート
１３０調整通路１３２間の連通をしや断する。減
速が中止された場合は、つり合い重り６６′が、
戻しばね１１８の予張力によつて、第４Ａ図の正
常な駆動位置まで再び移動される。その他の第２
Ａないし３Ｂ図の実施例は、第４Ａおよび４Ｂ図
の実施例と本質的に同じ方法で作動する。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は、A.S.レオナード等による1979年10
月５日出願の「多変速比オーバドライブ伝動装
置」と称する特許出願第82399号に開示された本
発明の調整機構を含む歯車装置の略図、第１Ｂ図
は第１Ａ図に示す歯車装置の速比を種々に設定す
るためクラツチとブレーキの断続パターンを示す
表、第１Ｃ図は第１Ａ図に示すような伝動機構の
推進軸および推進軸ハウジングの断面図で、本発
明の調整装置一式をおおむね示し、第２Ａ図は第
１Ａ図に示すような伝動装置の推進軸に取り付け
られる調整機構を示す拡大断面図で、第２Ｂ図の
線２Ａ―２Ａの面について断面としたもの、第２
Ｂ図は第２Ａ図の線２Ｂ―２Ｂの面から見た第２
Ａ図に示す調整装置一式の端面図、第３Ａ図は第
２Ａおよび２Ｂ図の実施例の機能を果し得る変更
形式の調整装置の側面図、第３Ｂ図は第３Ａ図の
線３Ｂ―３Ｂの面から見た第３Ａ図に示す構造の
端部、第４Ａ図および第４Ｂ図は第２Ａ図および
第２Ｂ図の実施例の機能を果し得る変更された調
整装置一式を示す略図、第５Ａ図、第５Ｂ図およ
び第５Ｃ図は本発明の調整装置の特性を示す。 ２６：被動軸、６８：調整装置本体、７０：開
口部、８８：制止装置、９６，１１４，１１８：
ばね装置、１２６：圧力供給ポート、１２８：圧
力供給路、１３０：調整圧力ポート、１３２：調
整圧力伝達路、１３４：通気ポート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 自動変速装置のトルク出力部材を形成する被
   動軸と、前記被動軸に連接し共に回転し得る調整
   装置本体とを備え、前記本体が前記軸の延在する
   開口部を有し、前記本体が前記被動軸制止装置と
   相対的に回転でき、前記本体と前記被動軸の相対
   角変位を制限するための停止装置を備え前記制止
   装置によつて定められる前記被動軸と相対的な第
   １の位置まで前記本体を片寄せるためのばね装置
   を備え、前記被動軸が減速されるに従い前記本体
   に作用する減速慣性力に対応して前記被動軸と相
   対的な第２の位置まで前記本体の角度を調節で
   き、ある角度を隔てた位置で前記開口部に導通す
   る前記本体内の調整圧力ポートおよび通気ポート
   と、前記被動軸と相対的に回転でき、前記本体と
   前記被動軸が前記第１相対位置にあるときに前記
   調整圧力ポートと合致する調整圧力伝達路とを備
   え、前記被動軸と相対的な第２の位置まで前記本
   体の角度を調節でき、それによつて前記調整圧力
   伝達路が前記通気ポートに連通され前記調整圧力
   ポートがしや断されるようにした内燃機関を含む
   自動車両動力伝達系路内の自動変速機用調整弁組
   み立て体。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の組み合わせにお
   いて、前記本体が、その一方側にある前記通気ポ
   ートと相対的にある角度を隔てた位置で前記開口
   部に導通する圧力供給ポートを含み、前記調整圧
   力ポートが前記通気ポートの反対側に位置し、前
   記被動軸が圧力供給路を、又前記本体が圧力供給
   ポートを有し、前記本体と前記被動軸が前記第１
   相対角位置にあるときに前記供給ポートが前記供
   給路に導通し、前記本体と前記被動軸が前記第２
   相対角位置にあるときに前記圧力供給ポートがし
   や断されるようにしたもの。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の組合せにおい
   て、前記ばね装置が予荷重による応力を加えら
   れ、その一端が前記本体に連接され、他端が前記
   被動軸に連接され、それによつて通常前記本体と
   前記被動軸が前記第１位置に片寄せられ、前記本
   体に作用する減速慣性力に対応して前記被動軸と
   相対的に前記第２位置まで前記本体が角度を調節
   されるようにしたもの。