JPH0464772A - 自動変速機のクラッチ装置 - 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、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、エンジンからの入力軸と自動変速機の出
力軸の間に遊星歯車機構を配設し、入力軸の回転を該遊
星歯車機構の所定回転要素に複数のクラッチを介して伝
達させ、或は遊星歯車機構の所定回転要素を複数のブレ
ーキにより停止させることにより、エンジン回転を変速
させて自動変速機の出力軸に伝達している。そして、こ
れら複数のクラッチまたはブレーキは、油圧制御装置の
制御により保合、解放され、その組合せにより多段変速
が達成されるものである。

第５図は、特開昭６３−１４５８４６号公報に示されて
いる従来の自動変速機のクラッチ構造をボしている。図
において、１０１は入力軸、１０２は中空軸、１０３は
、ロングビニオンＰ１　　サンギヤＳ１　　小リングギ
ヤＲ１、大リングギヤＲ２およびキャリヤＣＲからなる
ブラネタリギャユニツ）、１０４は出力軸、１ｏ５はク
ラッチドラム、１０８はピストン、１０７は連結ドラム
、１０Ｂはトランスミッションケース、１０９はリャヵ
バ−１１０は環状７１１部、１１１．１１２番よニード
ルベアリング、Ｃ０１Ｃ１はクラッチ、Ｂ２ｊｔブレー
キ、Ｆｌはワンウェイクラッチである。

前記クラッチＣＯは、高速段時において係合し、入力軸
１０１の回転を連結ドラム１０７を介してプラネタリギ
ヤユニット１０３の大リングギヤＲ２に伝達させ、高速
走行を達成するクラッチであるが、そのクラッチドラム
１０５のリヤ側の支持は、リヤカバー１０９に形成され
る環状ノ１ブ部１１０の外周に固定されるニードルベア
リング１１２を介して支持し、一方、クラッチドラム１
０５のフロント側の支持は、連結ドラム１０７、大リン
グギヤＲ２を介して、トランスミッションケース１０８
に固定されているワンウェイクラッチＦ１のエンドベア
リング１１３により支持してイタ。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来のクラッチの支持構造において
は、クラッチＣＯ機構自体の重量、設計上のガタおよび
芯ずれにより、ニードルベアリング１１２を支持する環
状７１１部１１０の軸と、エンドベアリング１１３を支
持するワンウェイクラッチＦ１の軸がずれると、高回転
時において、エンドベアリング１１３およびニードルベ
アリング１１２の耐久性に問題が生じ、また振動等の不
具合を生じている。また、クラッチドラム１０５と環状
ハブ部１１０間に設けられるシールリングが摩耗すると
いう問題を有している。

本発明は、上記問題を解決するものであって、クラッチ
を支持する軸受の耐久性を向上させるとともに振動を低
減させることができる自動変速機のクラッチ装置を提供
することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ そのために本発明の自動変速機のクラッチ装置は、入力
部材と、プラネタリギヤユニットと、前記プラネタリギ
ヤユニットの第１の要素に連結されたクラッチドラムと
、前記入力部材の回転を前記プラネタリギヤユニットの
第１の要素に伝達させるクラッチと、前記クラッチドラ
ムと前記入力部材の間に配設される第１の軸受と、前記
プラネタリギヤユニットの第１の要素に連結される支持
部材と、前記プラネタリギヤユニットの第２の要素を介
して該支持部材と前記入力部材の間に配設される第２の
軸受とを備え、前記クラッチドラムを前記第１の軸受お
よび第２の軸受により支持することを特徴とする。

［作用および発明の効果］ 本発明においては、クラッチドラムのリヤ側の支持は、
第１の軸受を介して入力部材によって支持し、一方、ク
ラッチドラムのフロント側の支持は、支持部材を介して
、プラネタリギヤユニットの第２の要素に第２の軸受に
より回転自在に支持される構造となっているため、クラ
ッチ装置全体が、入力軸の軸芯上に第１の軸受と第２の
軸受により支持されるため、同心性が確保され、従来の
ように、クラッチ機構自体の重量、設計上のガタおよび
芯ずれによるワンウェイクラッチのエンドベアリングお
よびニードルベアリングの耐久性に問題が生じることな
く、また、クラッチドラムとドラム支持部材間に設けら
れるシールリングの摩耗を解消できる。

従って、クラッチを支持する軸受の耐久性を向上させる
とともに振動を低減させることができる。

［実施例コ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

まず、本発明を適用した自動変速機について、第２図お
よび第３図に沿ってその概要を説明する。

自動変速機Ａは、フロントカバー６４、トランスアクス
ルケース６５、リヤカバー６６からなる一体ケースを有
しており、また、トランスアクスルケース６５にはサイ
ドカバーにて覆われているバルブボディ６７が配設され
ている。

自動変速機Ａはエンジンクランク軸４０に整列する入力
軸１、カウンタ軸４１及びフロントアクスル軸４２ａ、
４２ｂの３軸を宵しており、入力軸１上にはロックアツ
プクラッチ４３を有するトルクコンバータ４５及び前進
４速自動変速機構４６が配設され、またカウンタ軸４１
上にはアンダードライブ機構４７が配設され、更にフロ
ントアクスル軸４２ａ１４２ｂ上にはフロントデイファ
レンシャル装置４９が配設されている。

４速自動変速機構４６はシングルプラネタリギヤ５０及
びデュアルプラネタリギヤ５１を組み合わせてなるプラ
ネタリギヤユニット５２を有しており、該プラネタリギ
ヤユニット５２は前記両プラネタリギヤのサンギヤＳ１
同士及びキャリヤＣＲ１同士が一体に連結して構成され
、またサンギヤＳ１に噛合するビニオンがロングピニオ
ンＰ１により構成されている。前記サンギヤＳ１は入力
軸１の外周に支持される中空軸６９に一体に形成されて
いる。

そして、入力軸１とシングルプラネタリギヤ５０のリン
グギヤＲ１（小リングギヤ）とが第１の（フォワード）
クラッチＣ１を介して連結されており、また入力軸１と
サンギヤＳ１とが第２の（リバース）クラッチＣ２を介
して連結されている。

また、サンギヤＳ１が第１のブレーキＢ１によりケース
６５に係止可能にされていると共に、第２のブレーキＢ
２により第１のワンウェイクラッチＦ１を介してその一
方向回転がケース６５に係止されている。

また、デュアルプラネタリギヤ５１のリングギヤＲ２（
大リングギヤ）が第３のブレーキＢ３によりケース６５
に係止可能にされていると共に、第２のワンウェイクラ
ッチＦ２により一方向回転がケース６５に係止されてい
る。そして、キャリヤＣＲＩがケース隔壁に支持されて
いるカウンタドライブギヤ５５に連結されており、該ギ
ヤ５５が該４速自動変速機構４６の出力部材となる。更
に、上述構成に加えて、入力軸１と大リングギヤＲ２と
を連結する第４のクラッチＣＯ１該クラッチＣＯと連動
し、その出力側部材と小リングギヤＲ１との間に介在す
るクラッチＣＯ゛及び第４のワンウェイクラッチＦＯが
付設されている。

また、アンダードライブ機構４７は１個のシングルプラ
ネタリギヤ５７を育しており、該プラネタリギヤのキャ
リヤＣＲ３とサンギヤＳ３とが第３の（ダイレクト）ク
ラッチＣ３を介して連結されている。また、サンギヤＳ
３が第４の（アンダードライブ）ブレーキＢ４によりケ
ース６５に係止可能にされていると共に、第３のワンウ
ェイクラッチＦ３により一方向回転がケース６５に係止
されている。そして、リングギヤＲ３が、前記カウンタ
ドライブギヤ５５と噛合してアンダードライブ機構４７
の入力部材となるカウンタドリブンギヤ５６に連結され
ており、またキャリヤＣＲ３がカウンタ軸４１に連結さ
れている。更に、該カウンタ軸４１には該アンダードラ
イブ機構４７の出力部材となる減速ギヤ５９が固定され
ている。

また、フロントディファレンシャルｉ！４９はデフキャ
リヤ６０及び左右サイドギヤ６１ａ、６１ｂを存してお
り、ギヤマウントケースとなるデフキャリヤ６０にはリ
ングギヤ６２が固定されている。そして、該リングギヤ
６２が前記減速ギヤ５９と噛合して最終減速機構を構成
しており、また左右サイドギヤ６１ａ、６１ｂがそれぞ
れ左右フロントアクスル軸４２ａ、４２ｂに連結されて
いる。

ついで、上記自動変速機Ａにおける４速自動変速機構４
６およびアンダードライブ機構４７の作動を、第４図に
沿って説明する。

エンジンクランク軸４０の回転はトルクコンバータ４５
を介して又はロックアツプクラッチ４３を介して入力軸
１に伝達される。そして、Ｄレンジにおける１速状態に
あっては、第１のクラッチＣ１が接続状態にある。この
状態あっては、入力軸１の回転が第１のクラッチＣ１を
介して小りングギャＲ１に伝達され、かつこの状態では
、大リングギヤＲ２が第２のワンウェイクラッチＦ２に
より回転が阻止されているので、サンギヤＳ１を逆方向
に空転させながら共通キャリヤＣＲ１が正方向に大幅減
速回転され、該回転がカウンタドライブギヤ５５から取
り出される。一方、アンダードライブ機構４７は、第４
のブレーキＢ４の作動によりサンギヤＳ３が停止状態に
あるため、カウンタドリブンギヤ５５からの回転はリン
グギヤＲ３からキャリヤＣＲ３に減速（アンダードライ
ブ）回転として取り出され、１速状態が達成される。

また、Ｄレンジにおける２速状態では、第１のクラッチ
Ｃ１の接続に加えて第２のブレーキＢ２が作動する。す
ると、サンギヤＳ１が該ブレーキＢ２に基づく第１のワ
ンウェイクラッチＦ１の作動により回転が停止され、従
って入力軸１から小リングギヤＲ１の回転は、大リング
ギヤＲ２を正方向に空転させながらキャリヤＣＲＩを正
方向に減速回転し、該回転がカウンタドライブギヤ５５
に２速として取り出される。なお、１→２変速時、第２
のワンウェイクラッチＦ２がロック状態からオーバラン
状態に切り換えられ、つかみ換えによるシフトシロツク
を生ずることなく、滑らかにシフトする。

Ｄレンジにおける３速状態は、２速状態から第４のブレ
ーキＢ４が解放すると共に、第３のクラッチＣ３が接続
するため、キャリヤＣＲ３とサンギヤＳ３とが一体とな
り、直結回転がカウンタ軸４１に取り出され、３速状態
が達成される。

Ｄレンジにおける４速状態は、３速状態から第４のクラ
ッチＣＯ及びクラッチＣＯ′が接続する。

すると、入力軸１から第１のクラッチＣ１を介して小リ
ングギヤＲ１に伝達されると共に、第４のクラッチＣＯ
を介して大リングギヤＲ２に伝達され、プラネタリギヤ
ユニット５２が一体回転して、直結回転がカウンタドラ
イブギヤ５５に伝達される。

なお、３→４変速時、第１のワンウェイクラッチＦ１が
ロック状態からオーバラン状態に切り換えられ、つかみ
換えによるシフトショックを生ずることなく、滑らかに
シフトする。また、該４速状態にあっては、第４のクラ
ッチＣＯと共にクラッチＣＯ′が接続し、入力軸１の回
転は、第４のクラッチＣＯ、クラッチＣＯ″及び第４の
ワンウェイクラッチＦＯを介する経路にても小リングギ
ヤＲ１に入力細工の回転が伝達される。

そして、Ｄレンジにおける４速から５速へのアップシフ
ト時は、まず第１のクラッチＣ１解放する。この状態に
あっては、専ら第４のクラッチＣＯ、クラッチＣ〇−及
び第４のワンウェイクラッチＦＯを介する経路にて小リ
ングギヤＲ１に回転が伝達されており、この状態におい
て、第１のブレーキＢ１が作動する。すると、サンギヤ
Ｓ１が逆回転に対しても停止され、入力軸１から第４の
クラッチＣＯを介して伝達される大りングギャＲ２の回
転は、ワンウェイクラッチＦＯがオーバランして小リン
グギヤＲ１を高速空転しながら、キャリヤＣＲＩからオ
ーバドライブ回転として取り出され、５速状態が達成さ
れる。この際、第１のクラッチＣ１は解放状態にあって
第４のワンウェイクラッチＦＯの作用下にて変速が行わ
れるので、つかみ換えによるシフトショックを生ずるこ
となく、滑らかにシフトする。

なお、第１のブレーキＢ１は、３速状態においてエンジ
ンブレーキが作動する低スロツトル開度時に係合し、ま
た、５速状態から３速状態に飛び変速するキックダウン
時（高スロットル開度時）に解放するようにして、第１
のブレーキＢ１、第１および第４のクラッチＣ１、ＣＯ
の同時係合によるタイアップを防止している。

更に、３レンジ、２レンジ又はルンジ等のエンジンブレ
ーキ作動状態にあっては、２速時において、第１のブレ
ーキＢ１を作動してサンギヤＳ１を逆回転に対しても停
止させる。また、ルンジの１速時において、第３のブレ
ーキＢ３が作動して大リングギヤＲ２を逆回転に対して
も停止させる。

そして、リバースレンジにあっては、第２のクラッチＣ
２を接続すると共に、第３のブレーキＢ３が作動する。

この状態にあっては、入力軸１の回転は第２のクラッチ
Ｃ２を介してサンギヤＳ１に伝達され、かつこの状態で
は大リングギヤＲ２が第３のブレーキＢ３の作動により
固定されているので、小リングギヤＲ１を逆転させなが
らキャリヤＣＲＩも逆転し、該キャリヤの逆転がカウン
タドライブギヤ５５に取り出される。

次に、第１図により本発明のクラッチ装置について説明
する。

入力軸１後端部には膨径部１ａが形成され、該膨径部１
ａには、リヤカバー６６に形成された中央ハブ部６６ａ
を被嵌するようにスリーブ部材１ｂが固定されており、
かつ該スリーブ部材１ｂにはクラッチドラム２が一体に
連結されている。更に、該クラッチドラム２には第１の
ピストン部材３がスプラインにより軸方向のみ摺動自在
に嵌合されており、更に第１のピストン部材３には第２
のピストン部材４が嵌合している。

そして、第１のピストン部材３の内周面とスリーブ部１
ｂとの間にはＯリング５が配設され、第１のピストン部
材３の外周面とクラッチドラム２との間にはＯリング６
が配設され、第１のピストン部材３とクラッチドラム２
との間で第１のクラッチＣ１用油圧アクチュエータの油
圧室７を形成している。また、第１のピストン部材３に
は、フランジ部３ａが形成され、該フランジ部３ａには
第２のピストン部材４の外周面に保持されたＯリング８
が嵌合しており、第１のピストン部材３の背面と第２の
ピストン部材４との間で、第１の油圧アクチュエータ用
油圧室７より外径の大きい受圧面積からなる第２のクラ
ッチＣ２用油圧アクチュエータの油圧室９が形成されて
いる。

更に、第１のピストン部材３のフランジ部３ａの外周側
と前記クラッチドラム２の内周側とは、スプライン結合
されており、かつフランジ部３ａの内径側には第２のク
ラッチＣ２の２枚の外摩擦板及びバックアッププレート
が抜止めされて係合されている。また、該第２のクラッ
チＣ２の２枚の内摩擦板は、中空軸６９の先端に固定さ
れているフランジ部材１０の外周部に形成されたスプラ
インに係合しており、該第２のクラッチＣ２は第２のピ
ストン部材４の外周先端部分にて操作される。

なお、第１のピストン部材３の軸方向移動により第２の
ピストン部材４も移動するが、第２のクラッチＣ２は第
１のピストン部材３のフランジ部３ａにスプラインにて
嵌合している関係上、第２にクラッチＣ２も同様に移動
し、第２のピストン部材４と第２のクラッチＣ２との相
対位置関係に変化はない。

また、クラッチドラム２の先端部分には第１のクラッチ
Ｃ１の外摩擦板及びバックアッププレートが抜止めされ
て係合しており、また該クラッチＣ１の内摩擦板は小リ
ングギヤＲ１から延びているドラム１１の外周部に形成
されたスプラインに係合している。

そして、第２のピストン部材４の背面側において、スリ
ーブ部１ｂにはスナップリング１２によりキャンセルプ
レート１３が抜止め自固定されている。該キャンセルプ
レート１３の外周側には、０リング１５が第２のピスト
ン部材４の内周面に油密状°に嵌合しており、該キャン
セルプレート１３及び第２のピストン部材４の背面にて
、第１の油圧室７及び第２の油圧室９に作用する遠心油
圧用キャンセル油室１６を構成している。また、第２の
ピストン部材４の背面とキャンセルプレート１３の間に
はリターンスプリング１７が縮設されている。

さらに、第１のピストン部材３には、第２の油圧アクチ
ュエータ用油室９から外部に連通可能にするチエツク弁
１９が配設されており、また、チエツク弁１９に対応し
てクラッチドラム２には、連通孔２０が形成されており
、チエツク弁１９からのオイルを外方に排出可能にして
いる。

次に本発明の特徴について説明する。

自動変速機のケースを構成するりャカバー６６には、内
方に突出するように環状ハブ部６８ａが一体に形成され
ている。該環状ハブ部Ｓｅａは、大径部６６ｂ１　小径
部６６ｃおよび該小径部６６Ｃ内に形成される軸受孔６
６ｄを有し、該軸受孔Ｂｅｄ内に入力軸１がベアリング
７０を介して回転自在に支持されている。また、前記大
径部６６ｂには、油圧供給用のシールリング溝付スリー
ブ部材２１が嵌挿されており、該スリーブ部材２１にク
ラッチドラム２３が回転自在に遊挿されている。さらに
、前記小径部６６ｃの外周には、スリーブ部材１ｂが遊
嵌され、クラッチドラム２３はニードルベアリング２２
を介してスリーブ部材１ｂに回転自在に支持されている
。なお、７１は回転数検出センサである。

更に、クラッチドラム２３にはピストン部材２５が油密
状に嵌合して、油圧アクチュエータ用の油室２６を構成
している。また、クラッチドラム２３が、軸方向に延び
るドラム部材２７に係合すると共に、該ドラム部材２７
には第４のクラッチＣＯの外摩擦板及びバックアッププ
レートが回転方向のみを阻止されて係合している。更に
、該ドラム部材２７の先端側は、クラッチＣ〇−の外摩
擦板及びバックアッププレートが係合されており、更に
大リングギヤＲ２に連結−固定されている。

該大リングギヤＲ２は、ワンウェイクラッチＦ２のアウ
タレース７１に連結されると共に、大リングギヤＲ２の
内側には、リングギヤフランジ７２がスプライン結合さ
れている。そして、リングギヤフランジ７２の内径側は
、キャリヤＣＲＩにブツシュ７３により回転自在に支持
されると共に、リングギヤフランジ７２の両側面には、
キャリヤＣＲＩおよびテーバローラードベアリング７４
のアウタレース７５の間に、それぞれスラストベアリン
グ７６．７７が配設されている。

そして、第４のクラッチＣＯの内摩擦板はクラッチドラ
ム２に形成された外周スプラインに係合しており、また
クラッチＣＯ−の内摩擦板は、小リングギヤＲ１外周面
に装着された第４のワンウェイクラッチＦＯのアウタレ
ース２９に外周面に形成されたスプラインに係合してい
る。また、第４のクラッチＣＯの先端バックアッププレ
ートとクラッチＣＯ−の後端バックアッププレートとの
間にチューブ部材３０が介在されており、該チューブ部
材３０により両クラッチｃｏ１　ｃｏ−がピストン部材
２５の移動に基づき一体作動される。

そして、前記ピストン部材２５の背面におけるシリンダ
部材内径部には、リターンスプリング３１ａを介してキ
ャンセルプレート３１が抜止め・支持され、該ピストン
部材２５の背面及びキャンセルプレート３１にて遠心油
圧用キャンセル油室３２を構成している。

次に、上記構成からなる本発明の作用について説明する
。

本発明に係わる第４のクラッチＣＯは、第４図で説明し
たように、前進１速から３速の低速段時には解放してい
るため、入力軸１およびスリーブ部材１ｂの回転は、１
速時にはクラッチドラム２３には伝達されず停止し、２
速、３速時においては入力回転数よりも低い回転数で回
転している。

このとき、クラッチドラム２３とスリーブ部材１ｂの回
転数差は比較的小さく、ニードルベアリング２２の耐久
性に与える影響は少ない。

４速および５速の高速段時においては、第４のクラッチ
ＣＯが係合し、入力軸１の高速回転がスリーブ部材１ｂ
１　クラッチドラム２、ドラム部材２７を経てクラッチ
ドラム２３に伝達され、クラッチドラム２３が回転する
。このとき、クラッチドラム２３が、ニードルベアリン
グ２２を介して入力軸１のスリーブ部材１ｂに回転自在
に支持されているため、クラッチドラム２３とスリーブ
部材１ｂとの間の相対回転がＯとなり、ニードルベアリ
ング２２の耐久性を向上させることができる。

また、入力軸１と同軸上にクラッチドラム２３が支持さ
れるため、従来のように入力軸とクラッチドラムの軸が
別個に設けられるものと比較して、軸振れにより生じる
振動を低減させることができる。

さらに、クラッチドラム２３のリヤ側の支持は、スリー
ブ部材１ｂの外周に固定されるニードルベアリング２２
を介して支持し、一方、クラッチドラム２３のフロント
側の支持は、ドラム部材２７、大リングギヤＲ２、リン
グギヤフランジ７２を介して、キャリヤＣＲＩにブツシ
ュ７３により回転自在に支持される構造となっており、
クラッチＣＯ装置全体が、入力軸１の軸芯上にニードル
ベアリング２２とブツシュ７３により支持されるため、
同心性が確保され、従来のように、クラッチＣＯ機構自
体の重量、設計上のガタおよび芯ずれによるエンドベア
リングおよびニードルベアリングの耐久性に問題が生じ
ることなく、また、クラッチドラム２３とシールリング
溝付スリーブ部材２１間に設けられるシールリング３３
の摩耗を解消できる。

さらに、大リングギヤＲ２が、リングギヤフランジ７２
を介して、キャリヤＣＲＩにブツシュ７３により回転自
在に支持されるため、大リングギヤＲ２とピニオンＰ２
（第２図）の噛み合いが狂わないため、ギヤノイズの発
生が防止される。

従って、クラッチを支持するベアリングの耐久性を向上
させるとともに振動を低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクラッチ装置の１実施例を示す第２図
の拡大断面図、第２図は本発明が適用される自動変速機
全体の断面図、第３図は第２図の動力伝達系を説明する
ための構成図、第４図は本発明に係わる自動変速機の作
動を説明するための図、第５図は従来のクラッチ構造を
示す断面図である。 １．１ｂ・・・入力部材、２３・・・クラッチドラム、
２２・・・ベアリング（第１の軸受）、５２・・・プラ
ネタリギヤユニット、ＣＯ・・・クラッチ、Ｒ２・・・
リングギヤ（第１の要素）、ＣＲＩ・・・キャリヤ（第
２の要素）、７２・・・リングギヤフランジ（支持部材
）、７３・・・ブツシュ（第２の軸受）。 出　願　人　アイシン・エイ中ダブリュ株式会社代理人
弁理士　白　井　博　樹（外６名）第３区 第４図 ○：係合 △：低スロットル開度時、保合 高スロットル間度時、解散 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力部材と、プラネタリギヤユニットと、前記プ
   ラネタリギヤユニットの第１の要素に連結されたクラッ
   チドラムと、前記入力部材の回転を前記プラネタリギヤ
   ユニットの第１の要素に伝達させるクラッチと、前記ク
   ラッチドラムと前記入力部材の間に配設される第１の軸
   受と、前記プラネタリギヤユニットの第１の要素に連結
   される支持部材と、前記プラネタリギヤユニットの第２
   の要素を介して該支持部材と前記入力部材の間に配設さ
   れる第２の軸受とを備え、前記クラッチドラムを前記第
   １の軸受および第２の軸受により支持することを特徴と
   する自動変速機のクラッチ装置。