JP4585087B2

JP4585087B2 - 自動変速装置

Info

Publication number: JP4585087B2
Application number: JP2000167236A
Authority: JP
Inventors: 昌幸宇敷
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2000-06-05
Filing date: 2000-06-05
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2020-06-05
Also published as: JP2001349342A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はクラッチやブレーキなどの摩擦係合要素を有する車両用の自動変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動変速機つまりオートマチックトランスミッションは、複数の遊星歯車機構とこれらをそれぞれオンオフする複数のクラッチやブレーキを有しており、スロットル開度や車速に応じて油圧回路を制御することにより、走行状態に応じた変速操作が自動的に行われるようになっている。
【０００３】
クラッチは内側の回転部材に固定されるクラッチハブと、外側の回転部材に固定されるクラッチドラムとを有し、クラッチハブに取り付けられた複数枚のクラッチディスクとクラッチドラムに取り付けられた複数枚のクラッチディスクとを摩擦係合させると両方の回転部材は連結状態となり、それぞれのクラッチディスクを滑らせると回転部材の連結は解除された状態となる。
【０００４】
両方のクラッチディスクを摩擦係合させたり摩擦係合を解除するために、クラッチドラム内にはピストンが組み込まれ、このピストンはピストン油室に供給される油圧によってクラッチディスクを押圧するようになっている。回転軸が回転駆動されるときには、ピストン油室も回転することになるので、ピストン油室内の作動油にも遠心力が作用することになる。この遠心力を相殺させるために、たとえば、特開平9-32919 号公報に開示されるように、ピストンの反対側にキャンセル油室を設けることがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ピストンの一方側にピストン油室を設け、他方側にキャンセル油室を設けるようにした場合には、パワートレーンの軸方向の寸法が長くなり、自動変速機の大型化を避けることができないという問題点がある。また、前記公報に開示されるように、内側と外側に二重構造となったクラッチを有し、内側のクラッチディスクよりも外側のピストン外径が大きくなっている場合には、内側のクラッチドラムおよび外側のピストンの形状が複雑となり、内側のクラッチを作動するピストンの押圧力を大きくできないことから、多板クラッチディスクの枚数を増やすことのみでしかクラッチ容量を増加することができず、結果としてパワートレインの延長化による大型化および重量増を招くことになる。
【０００６】
本発明の目的は、クラッチやブレーキなどの摩擦係合要素を有する車両用の自動変速機の小型化および軽量化を達成することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動変速機は、外側に複数のクラッチディスクが装着されたクラッチハブと、前記クラッチディスクに摩擦係合する複数のクラッチディスクが内側に装着されたクラッチドラムとを有し、前記クラッチハブと前記クラッチドラムとの動力の断続を行う自動変速装置であって、前記クラッチハブよりも小径の中空軸部と前記クラッチドラムとの間に固定され、前記クラッチディスクよりも大径のピストンドラムと、前記ピストンドラムの内径よりも小径の外周面を有し前記ピストンドラム内に軸方向に移動自在に設けられ、前記ピストンドラムの端壁との間でピストン油室を形成するピストンと、前記ピストン外周面と前記ピストンドラム内周面との間に配置され、前記ピストン油室の径方向外方にキャンセル油室を形成するリテーナとを有し、前記キャンセル油室を前記ピストン油室に対して径方向外方に設け、前記クラッチドラムは円筒部とこの円筒部の外方に突出するフランジ部とを有し、前記フランジ部にシール部材を焼成し、前記ピストンドラムにシールして接合したことを特徴とする。本発明にあっては、ピストン油室の外方に同心的にキャンセル油室を設けたので、それぞれの油室を含めたクラッチ機構の小型化と軽量化を達成することができる。
【０００８】
また、本発明にあっては、軸方向の寸法を延長することなく、遠心油室を相殺するキャンセル機構を設けることができ、トランスミッションの全長を短縮し、それらの軽量化と小型化とを達成することができる。
【０００９】
本発明の自動変速装置は、前記ピストンに前記キャンセル油室に連通する連通孔を設けたことを特徴とする。本発明にあっては、キャンセル油室の油圧を任意に設定することができる。
【００１０】
本発明の自動変速装置は、前記クラッチディスクに潤滑油を供給する潤滑油供給孔を前記ピストンに形成したことを特徴とする。本発明にあっては、クラッチディスクを潤滑することができ、クラッチの耐久性を向上させることが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明の一実施の形態である自動変速装置を示すスケルトン図であり、この自動変速装置はトルクコンバータ１１と主変速機部１２と副変速機部１３とを有し、これらはトランスミッションケース１４内に組み込まれている。
【００１３】
トルクコンバータ１１はエンジンのクランク軸１５に連結されて回転するドライブプレート１６とこのドライブプレート１６に連結されたポンプ側ケース１７とを有し、ポンプ側ケース１７内に設けられたポンプインペラ１８に対向して配置されたタービンランナ１９はタービン軸２１に直結されている。ポンプインペラ１８とタービンランナ１９の間にはステータ２２が配置され、ステータ２２はワンウエイクラッチ２３により支持されている。
【００１４】
タービンランナ１９にはフロントカバー２４に係合するロックアップクラッチ２５が設けられており、ロックアップクラッチ２５の一方側はアプライ室２６ａであり、他方側はリリース室２６ｂである。リリース室２６ｂ内に供給した油圧をアプライ室２６ａを介して循環させることによりトルクコンバータ１１は作動状態となる。一方、アプライ室２６ａに油圧を供給してリリース室２６ｂ内の油圧を下げることによりロックアップクラッチ２５はフロントカバー２４に係合してロックアップ状態となる。
【００１５】
主変速機部１２はタービン軸２１の回転を１速から４速に自動的に変速するとともに後退回転させて中間軸２７に伝達する構造となっており、タービン軸２１にはクラッチドラム３１が固定され、このクラッチドラム３１の外側にはこれよりも大径のクラッチドラム３２が配置され、これらのクラッチドラム３１，３２の間にはリバースクラッチＲｅＣが設けられ、クラッチドラム３２の内側に設けられたクラッチハブ３３とクラッチドラム３１の間にはハイクラッチＨＣが設けられている。
【００１６】
クラッチドラム３２にはブレーキハブ３４が固定されるとともにフロントサンギヤＳ_Fが固定され、このサンギヤＳ_Fの外側にはフロントリングギヤＲ_Fが配置されており、クラッチハブ３３に固定されたキャリア３５には、サンギヤＳ_FとリングギヤＲ_Fとに噛み合うプラネタリギヤＰ_Fが回転自在に装着されている。また、タービン軸２１にはリヤサンギヤＳ_Rが固定され、このサンギヤＳ_Rの外側にはリヤリングギヤＲ_Rが配置されており、リングギヤＲ_Fに固定されたキャリア３６には、サンギヤＳ_RとリングギヤＲ_Rとに噛み合うプラネタリギヤＰ_Rが回転自在に装着されている。
【００１７】
ブレーキハブ３４とケース１４との間には、２速と４速と５速の際に締結状態となるブレーキ２・４Ｂが設けられている。また、キャリア３５にはクラッチドラム３７が固定され、リングギヤＲ_Rに固定されたクラッチハブ３８とクラッチドラム３７との間にはロークラッチＬＣが設けられている。
【００１８】
クラッチドラム３７にはブレーキハブ３９が固定され、このブレーキハブ３９とケース１４との間にはローおよびリバースブレーキＬＲＢが設けられ、クラッチドラム３７はワンウエイクラッチＦＬを介してケース１４に回転自在に支持されている。
【００１９】
副変速機部１３は中間軸２７の回転を減速したり直結状態として出力軸２８に伝達する構造となっており、中間軸２７は出力側リングギヤＲ_Oに固定され、このリングギヤＲ_Oの中心部には出力側サンギヤＳ_Oが配置され、リングギヤＲ_OとサンギヤＳ_Oとに噛み合うプラネタリギヤＰ_Oは出力軸２８に固定された出力側キャリア４１に回転自在に設けられている。
【００２０】
キャリア４１に固定されたクラッチハブ４２と、サンギヤＳ_Oに固定されたクラッチドラム４３との間にはダイレクトクラッチＤＣが設けられており、クラッチドラム４３とケース１４との間にはリダクションブレーキＲＢが設けられている。
【００２１】
前述したそれぞれのクラッチおよびブレーキは、クラッチハブなどの内側の部材に軸方向に僅かに移動自在に装着された環状の複数の内側ディスクと、クラッチドラムやケースなどの外側の部材に軸方向に僅かに移動自在に装着された環状の複数の外側ディスクとを有し、内側ディスクと外側ディスクとを締め付けて密着させることにより摩擦係合させると、内側の部材と外側の部材とが連結された状態となる。一方、締め付け力を解除すると、係合状態が開放されて両方の部材の連結が断たれた状態となる。摩擦係合要素であるディスクに対して締め付け力を加えた状態と締め付け力を解除した状態との設定は、油圧ピストンによって行われるようになっている。それぞれの油圧ピストンの作動は、クランク軸１５によって直接駆動される油圧ポンプ２９により発生する油圧によって行われる。
【００２２】
図２は図１に示した変速要素の動力伝達経路を示すスケルトン図であり、図３は図１および図２に示した各摩擦係合要素の断続状態と変速比との関係を示す作動表であり、図３において○印は各摩擦係合要素がオンつまり摩擦係合した締結状態を示している。
【００２３】
図２および図３に示すように、リダクションブレーキＲＢがオンのときには主変速機部１２の出力軸である中間軸２７の回転は、副変速機部１３により減速されて出力軸２８に出力されることになる。一方、リダクションブレーキＲＢがオフであって、ダイレクトクラッチＤＣがオンのときには、中間軸２７は出力軸２８に直結状態となって出力されることになる。
【００２４】
たとえば、第１速に変速する際には、図３に示すように、ロークラッチＬＣ、ローおよびリバースブレーキＬＲＢおよびリダクションブレーキＲＢがオンに設定され、タービン軸２１の回転はそれぞれのプラネタリギヤＰ_R、Ｐ_OがサンギヤＳ_R，Ｓ_Oの公転により出力軸２８に伝達されることになる。
【００２５】
図３に示すように、それぞれのクラッチとブレーキとを作動させることにより、走行状態に応じて前進５速の変速制御が自動的に行われる。
【００２６】
図４は副変速機部１３の詳細を示す断面図であり、キャリア４１は出力軸２８に対してスプライン４４により固定されており、プラネタリギヤＰ_Oはキャリア４１に固定された支持軸４５にベアリング４６を介して回転自在に装着されている。キャリア４１に固定されたクラッチハブ４２の外側には環状となった複数枚のクラッチディスク４７が軸方向に僅かに移動自在に装着されている。一方、サンギヤＳ_Oに固定されたクラッチドラム４３の内側には環状となった複数枚のクラッチディスク４８が軸方向に僅かに移動自在に装着されており、それぞれのクラッチディスク４７，４８は交互に配置されている。
【００２７】
クラッチドラム４３は円筒部４３ａとこの端部に径方向外方に突出したフランジ部４３ｂとを有し、クラッチドラム４３はサンギヤＳ_oに噛み合い部５１ａで固定された中空軸部５１と、この中空軸部５１の端部に固定されたシリンダ部つまりピストンドラム５２とを介してサンギヤＳ_Oに固定されている。
【００２８】
このピストンドラム５２は大径部５２ａと小径部５２ｂと端壁５２ｃとを有し、大径部５２ａおよび小径部５２ｂの内径は、いずれもクラッチディスク４７，４８の外径よりも大きく設定されている。ピストンドラム５２と中空軸部５１とにより区画形成された環状のスペースには、軸方向に移動自在にピストン５３が設けられており、このピストン５３はクラッチハブ４２よりも小径の小径部５３ａと、クラッチドラム４３の内径とクラッチハブ４２の外径との中間径の大径部５３ｂとを有し、これらの間には隔壁部５３ｃが設けられ、ピストン５３の端部には径方向外方に突出するフランジ部５３ｄが設けられている。
【００２９】
ピストン５３の後端面とピストンドラム５２とによりピストンドラム５２内にはピストン油室５４が形成され、ケース１４に形成された油路５５ａを介してピストン油室５４内に油圧を供給すると、ピストン５３が図４において左側に駆動され、大径部５３ｂによってクラッチディスク４７，４８が押圧されて密着して摩擦係合状態となる。ピストン油室５４に対する加圧を停止すると、戻しコイルばね５６のばね力によってピストン５３は右側に戻されてクラッチディスク４７，４８が係合状態から係合離脱状態となる。
【００３０】
クラッチドラム４３の端部に内方に突出して設けられたフランジ部４３ｃの内周面はピストン５３の外周面に摺動自在に接触し、ピストン５３の外周面とピストンドラム５２の内周面との間にはリテーナ５７が配置されている。このリテーナ５７はその内周部でピストン５３の外周面にシールして固定され、外周部に設けられたシール部がピストンドラム５２の内周面に摺動可能に接触しており、このリテーナ５７とクラッチドラム４３の端部との間にはキャンセル油室５８が形成されている。
【００３１】
したがって、クラッチドラム４３およびピストンドラム５２が回転すると、ピストン油室５４内の作動油には遠心力によって遠心油圧が加わり、その遠心油圧はクラッチディスクを締め付ける方向に作用することになるが、その遠心油圧は遠心力によってキャンセル油室５８内の作動油に加わる遠心油圧により相殺されることになる。これにより、ダイレクトクラッチＤＣの作動精度を高めることができる。
【００３２】
このように、キャンセル油室５８をピストン油室５４に対して軸方向に設けることなく、径方向外方に同心的に設けるようにしたので、ピストンドラム５２の径をクラッチディスク４７，４８の外径より大きく設定しても、トランスミッションの軸方向の寸法を大きくすることなく、ピストン油室５４に発生する遠心油圧をキャンセル油室５８によってキャンセルすることが可能となり、クラッチ機構の小型化と軽量化と油圧制御精度確保とを達成することができる。
【００３３】
ピストン５３の隔壁部５３ｃには、図４に示すように、キャンセル油室５８に連通する連通孔５９が設けられ、この連通孔５９は油路５５ｂに連通されており、この連通孔５９の数や径を変更することによって、キャンセル油室５８で発生させるキャンセル油室を任意に設定することができる。
【００３４】
ピストン５３の小径部には潤滑油供給孔６１が形成され、この供給孔６１に対応させてクラッチハブ４２には潤滑油供給孔６２が形成され、それぞれの潤滑油供給孔６１，６２はキャンセル油室５８に連通する油路から漏れた作動油をクラッチハブ４２に案内する。これにより、油路から漏れた作動油は、潤滑油供給孔６１，６２を介してクラッチディスク４７，４８に潤滑油として供給され、多板クラッチ部の潤滑が安定的に行われ、ダイレクトクラッチＤＣの耐久性を向上することができる。
【００３５】
クラッチドラム４３の外側にはクラッチディスクと同様の部材からなるブレーキディスク６３が装着され、ケース１４の内側にはブレーキディスク６３と交互にブレーキディスク６４が装着されており、これらのディスク６３，６４によってリダクションブレーキＲＢが形成されている。ケース１４には環状のブレーキピストン６５が設けられ、油室６６に油圧を供給するとブレーキピストン６５の先端に設けられたドグ６７がディスク６３，６４を押圧し、リダクションブレーキＲＢは摩擦係合状態に設定される。油室６６はケース１４に設けられているので、油室６６内の作動油には遠心油圧が発生せず、油室６６に対する油圧の供給を停止すると、ばね部材６８によってブレーキピストン６５は戻されることになる。
【００３６】
図５はクラッチドラム４３とピストンドラム５２の一部を拡大して示す斜視図であり、クラッチドラム４３のフランジ部４３ｂに歯と溝とを形成し、ピストンドラム５２の大径部５２ａにも対応した歯と溝とを形成し、これらの噛み合わせ部の一方にシール部材を焼成し、液密に組み付け接合している。これにより、クラッチドラム４３とピストンドラム５２とがシールされた状態で接合されることになり、この接合部からキャンセル油室５８内の作動油が漏れることを確実に防止することができる。
【００３７】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００３８】
たとえば、図４は本発明を副変速機部１３のダイレクトクラッチＤＣの部分に適用した場合を示すが、他のクラッチについても本発明を適用するようにしても良い。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、摩擦係合要素を作動させるためのピストンに油圧を加えるピストン油室の径方向外方にキャンセル油室を形成するようにしたので、トランスミッションの軸方向の寸法を短くすることができ、クラッチ機構の小型化と軽量化を達成することができる。
【００４０】
クラッチディスクよりも大径のピストンドラムを有するクラッチ機構においても遠心油圧をキャンセルすることができるので、油圧制御精度を向上させることができる。
【００４１】
クラッチドラムのフランジ部とピストンドラムとを焼成によりシールして接合するようにしたので、作動油のシール性を維持しつつ、クラッチ機構の軸方向の長さ寸法を抑制することができ、クラッチ機構の軸方向寸法を短くすることができる。
【００４２】
キャンセル油室に連通孔を連通することにより、キャンセル油室において発生する遠心油圧を任意の圧力に設定することができる。
【００４３】
クラッチディスクに対して潤滑油を潤滑油供給孔から供給するので、クラッチディスクの潤滑が安定的に行うことがで、クラッチの耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である自動変速装置を示すスケルトン図である。
【図２】図１に示した変速要素の動力伝達経路を示すスケルトン図である。
【図３】摩擦係合要素の断続状態と変速比との関係を示す作動表である。
【図４】副変速機部の詳細を示す断面図である。
【図５】クラッチドラムとピストンドラムの一部を拡大して示す斜視図である。
【符号の説明】
１１トルクコンバータ
１２主変速機部
１３副変速機部
１４トランスミッションケース
４１キャリア
４２クラッチハブ
４３クラッチドラム
４３ａ円筒部
４３ｂフランジ部
４７，４８クラッチディスク
５１中空軸部
５２ピストンドラム
５３ピストン
５４ピストン油室
５８キャンセル油室
５９連通孔
６１，６２潤滑油供給孔

Claims

外側に複数のクラッチディスクが装着されたクラッチハブと、前記クラッチディスクに摩擦係合する複数のクラッチディスクが内側に装着されたクラッチドラムとを有し、前記クラッチハブと前記クラッチドラムとの動力の断続を行う自動変速装置であって、
前記クラッチハブよりも小径の中空軸部と前記クラッチドラムとの間に固定され、前記クラッチディスクよりも大径のピストンドラムと、
前記ピストンドラムの内径よりも小径の外周面を有し前記ピストンドラム内に軸方向に移動自在に設けられ、前記ピストンドラムの端壁との間でピストン油室を形成するピストンと、
前記ピストン外周面と前記ピストンドラム内周面との間に配置され、前記ピストン油室の径方向外方にキャンセル油室を形成するリテーナとを有し、
前記キャンセル油室を前記ピストン油室に対して径方向外方に設け、
前記クラッチドラムは円筒部とこの円筒部の外方に突出するフランジ部とを有し、前記フランジ部にシール部材を焼成し、前記ピストンドラムにシールして接合したことを特徴とする自動変速装置。
請求項１記載の自動変速装置において、前記ピストンに前記キャンセル油室に連通する連通孔を設けたことを特徴とする自動変速装置。
請求項１または２記載の自動変速装置において、前記クラッチディスクに潤滑油を供給する潤滑油供給孔を前記ピストンに形成したことを特徴とする自動変速装置。