JPH0610496B2 - 車両用自動変速機のクラッチ構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車両用自動変速機におけるクラッチ構造に関
し、特に半径方向に２つのクラッチを重ね合わせて配置
した場合において、該クラッチ部分を軽量化できるとと
もに、例えば４速用のものを３速用に転用する場合、部
品の共用化を容易にできるようにしたクラッチ構造に関
する。

〔従来の技術〕

一般に車両用自動変速機は、遊星歯車からなる変速歯車
装置と、該装置にトルクコンバータからの出力を選択し
て入力させるための複数のクラッチ及びブレーキを有す
る入力経路切り換え装置とを備えている。このような車
両用自動変速機では、一般に搭載スペースが狭いことか
ら可能な限りの小型化及び軽量化が要請されるが、特に
横置きエンジンを採用した車両では、軸方向長さを極力
短縮した自動変速機が要請される。

そこで本件発明者等は、上記軸方向長さを短縮できる自
動変速機として、２つのクラッチを半径方向に重ね合わ
せて配置したクラッチ構造を開発している。このクラッ
チ構造は、外側のアウタドラム，ハブ間に摩擦板を配置
するとともに、該摩擦板を圧接させるための外側ピスト
ンを設け、これにより外側クラッチを構成し、上記外側
のハブの内方に配設された内側のアウタドラム，ハブ間
に摩擦板を配置するとともに、駆動用内側ピストンを設
け、これにより内側クラッチを構成した構造となってい
る。

上記開発に係るクラッチ構造では、２つのクラッチが半
径方向に重ね合わされているから、それだけ軸方向長さ
が短縮され、上述の小型化の要請に応えることができ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記クラッチを２重に配置する構造では、上
述のように、外側クラッチ用アウタドラム，ハブの内方
に内側クラッチ用アウタドラム，ハブを配設するととも
に、それぞれの摩擦板を圧接させるためのピストンを必
要とするから、設計の如何によっては構造が複雑になる
とともに、重量増加の恐れがある。

そこでこのような問題の発生を防止するには、例えば、
外側クラッチ用ピストンと内側クラッチ用アウタドラム
とを一体形成するとともに、これにトルク伝達用爪部を
形成し、かつ該爪を入力部材としての外側クラッチ用ア
ウタドラムに軸方向移動可能に係合させることが考えら
れる。

このような構造にすれば、構造を単純化できる。しかし
ながらこの一体形成された外側ピストン及び内側アウタ
ドラムは、伝達トルクに耐え得るよう高強度を要するこ
とから、重量の重い鋼製にせざるを得ず、その結果軽量
化の要請には応えられない。

また、一般に上記自動変速機では、例えば上記重ね合わ
されたクラッチの一方を取り除くことによって４速用の
ものを３速用に転用する場合があるが、この場合は可能
な限りの部品の共用化が望まれる。しかし外側ピストン
と内側アウタドラムとを一体化した場合は、この一体化
された部品の共用化には困難を伴うことが考えられる。

そこで本発明の目的は、上記懸念される問題点に鑑み、
構造を簡略化できるとともに重量を軽減でき、しかも４
速用を３速用に転用する場合の部品の共用化が容易な車
両用自動変速機のクラッチ構造を提供する点にある。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、遊星歯車からなる変速歯車装置と、トルクコ
ンバータからの出力を上記変速歯車装置に選択的に入力
するための複数のクラッチを有する入力経路切り換え装
置とを備えた車両用自動変速機におけるクラッチ構造に
おいて、入力部材の先端部に形成された外側アウタドラ
ムと、外側ハブとの間に多数の外側摩擦板を配設すると
ともに、上記入力部材のシリンダ部内に外側ピストンを
配設して外側クラッチを構成し、上記外側ハブの内方に
配置され、そのフランジ部が上記外側アウタドラムに軸
方向に移動可能に係合された内側アウタドラムと、内側
ハブとの間に多数の内側摩擦板を配設るとともに、上記
フランジ部を上記外側ピストンに固定し、さらに上記外
側ピストン内に内側ピストンを配置して内側クラッチを
構成したことを特徴としている。

〔作用〕

本発明のクラッチ構造では、内側クラッチ用アウタドラ
ムと外側ピストンとを別部材で構成して両者を結合する
とともに、外側クラッチ用アウタドラムに、上記内側ク
ラッチ用アウタドラムのフランジ部を軸方向移動可能に
係合させたので、伝達トルクに耐え得るよう高強度を要
する内側アウタドラムは鋼製として強度を確保しなが
ら、強度をそれほど要しない外側ピストンは軽量のアル
ミ製とすることができ、全体として軽量化を図ることが
できる。

また、上述のように、内側アウタドラムを外側ピストン
に結合する構造にしたので、外側ピストンは４速用，３
速用共に略同一形状となり、４速用のものを３速用のも
のに転用する場合は、上記内側アウタドラムを取り除く
とともに、外側ピストンの加工形状を若干変更するだけ
でよく、ピストン用素材の共用化が容易にできる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第４図は本発明の一実施例によるラビニヨ
式４速自動変速機を示す。

図において、本実施例の自動変速機３０は、ロックアッ
プ機構付きトルクコンバータ１と、第１，第２サンギヤ
S1，S2、第１，第２ピニオンギヤP1，P2、及びリングギ
ヤ９からなるラビニヨ歯車列を備えた変速歯車装置２
と、主として第１〜第３クラッチC1〜C3からなる入力経
路切り換え装置３とから構成されている。

上記トルクコンバータ１は、コンバータハウジング１ｃ
内に配設されており、エンジンのクランク軸１ｄに接続
されたコンバータケース１ｅにポンプインペラ１ｆを接
続し、これと対向してタービンランナ１ａを配置し、両
者間にステータ１ｇを一方向クラッチ１ｈを介して回転
可能に配置して構成されている。なお、該クラッチ１ｈ
及び上記タービンランナ１ａに接続された入力軸１ｂ
は、変速機ケース１３に固定された支持部材１８によっ
て回転自在に支持されている。また、１ｉはロックアッ
プクラッチである。

上記変速歯車装置２及び入力経路切り換え装置３は上記
変速機ケース１３内に配置されている。該変速歯車装置
２の第２サンギヤS2は、上記入力軸１ｂと同軸上に配設
された出力側軸１４廻りに回転自在に配置されており、
該第２サンギヤS2のボス部５ａに上記第１サンギヤS1が
回転自在に配設されている。また、上記出力側軸１４に
はキャリア８のボス部８ａがスプライン嵌合している。
このキャリア８によって上記第１，第２ピニオンギヤP
1，P2が回転自在に支持されており、この第２ピニオン
ギヤP2は上記第２サンギヤS2に、第１ピニオンギヤP1は
上記第１サンギヤS1及び第２ピニオンギヤP2にそれぞれ
噛合している。また上記キャリア８の外周部８ｂには一
方向クラッチC4，第２ブレーキB2が配設されている。な
お、１６ａは該ブレーキB2を作動させるためのピストン
である。さらにまた、上記キャリア８のボス部８ａに
は、上記第１ピニオンギヤP1に噛合した出力取り出し用
リングギヤ９のボス部９ｂが回転自在に装着されてお
り、該ボス部９ｂは軸受１３ａを介して上記変速機ケー
ス１３で軸支されている。また該ボス部９ｂの軸方向端
部にはリダクションギヤ９ａがスプライン嵌合してい
る。

なお、上記リダクションギヤ９ａはカウンタ軸２１の入
力歯車２１ａに噛合しており、これの出力歯車２１ｂは
作動歯車装置２２のリングギヤ２２ａに噛合している。
また該作動歯車装置２２の出力軸２２ｂの先端に車輪が
取り付けられている。

上記入力経路切り換え装置３の第１クラッチC1は、上記
入力軸１ｂにその底壁１７ｂが固定された皿状の入力部
材１７に固着形成された第１ハブ１０ａと、上記支持部
材１８に回転自在に支持された第１アウタドラム１０ｂ
との間に多数の摩擦板１０ｃを配置し、さらにシリンダ
として機能する上記アウタドラム１０ｂ内にクラッチ作
動用第１ピストン１０ｄを軸方向に摺動可能に配設して
構成されている。また、このアウタドラム１０ｂには筒
状の伝達部材１０ｅが接続されており、これの先端部は
上記第１サンギヤS1にスプライン嵌合している。なお、
B1は上記伝達部材１０ｅの回転を停止させる第１ブレー
キである。

第２クラッチ（外側クラッチ）C2は、上記入力部材１７
の側壁の先端部に形成された外側アウタドラム１７ａ
と、これの内方に配置された外側ハブ１１ｅとの間に多
数の外側摩擦板１１ｂを配置し、さらに入力部材１７の
シリンダ部１７ｅ内にアルミ製の外側ピストン１１ｃを
配設して構成されている。また上記外側ハブ１１ｅは第
２サンギヤS2のボス部５ａにスプライン嵌合している。

また第３クラッチ（内側クラッチ）C3は、上記外側ハブ
１１ｅの内方に配置された鋼製の内側アウタドラム１２
ｄと、出力側軸１４に固定された内側ハブ１２ａとの間
に多数の内側摩擦板１２ｂを配置し、さらに上記外側ピ
ストン１１ｃ内にアルミ製の内側ピストン１２ｃを配設
して構成されている。また、上記内側アウタドラム１２
ｄの後端部には外方に延びるフランジ部１２ｅが一体形
成されており、これの外周に形成されたドグ爪１２ｆは
上記入力部材１７の側壁に形成されたドグ溝１７ｃ内に
軸方向に移動可能に係合している。

そして上記第３クラッチC3のアウタドラム１２ｄのフラ
ンジ部１２ｅには、上記外側ピストン１１ｃがリベット
結合されており、該フランジ部１２ｅが第２クラッチC2
の摩擦板１１ｂと対面している。

次に本実施例の作用効果について説明する。

本実施例の自動変速機３０では、各クラッチ，ブレーキ
等を第１表に示す組み合わせで作動させることによっ
て、トルクコンバータ１からの出力を何れかのサンギ
ヤ，あるいはキャリアに選択して入力し、これによって
各変速段を実現する。

例えば、第１速，第２速のような低速の場合は、第２ク
ラッチC2のみを作動させるとともに、一方向クラッチC4
又は第１ブレーキB1を作動させ、第３速の場合は、上記
第２速の状態から第１ブレーキB1を解放するとともに、
第３クラッチC3をも作動させ、また、第４速の場合は、
第３クラッチC3のみを作動させるとともに、第１ブレー
キB1を作動させる。するとこれにより、トルクコンバー
タ１の回転が入力部材板１７，第１〜第３クラッチC1〜
C3を介して第１，第２サンギヤS1，S2又はキャリア８に
選択的に入力される。その結果各変速段に応じた減速比
が得られる。

この場合、第２クラッチC2を作動させると、外側ピスト
ン１１ｃで第３クラッチC3用アウタドラム１２ｄが上記
ドグ溝１７ｃに案内されて前進し、このフランジ部１２
ｅが外側摩擦板１１ｂ同士を圧接させる。また第３クラ
ッチC3への入力は、入力部材１７から、伝達トルクに耐
え得る鋼製ドグ爪１２ｆ，内側アウタドラム１２ｄを介
して入力されることとなる。

このように本実施例では、外側クラッチ用アウタドラム
１７ａに、内側クラッチ用アウタドラム１２ｄを軸方向
に移動可能に係合させるとともに、これを外側ピストン
１１ｃに結合させたので、例えば内側アウタドラム１２
ｄを外側アウタドラム１２ａと別個独立に設けた場合に
比べて構造が簡素化される。

また、外側ピストン１１ｃと内側アウタドラム１２ｄと
を別部品で構成したので、外側ピストン１１ｃにはトル
ク伝達用爪部のような強度を要する部分はなくなり、そ
の結果高強度を要するアウタドラム１２ｄは鋼製として
強度を確保しながら、強度をそれほど要しない外側ピス
トン１１ｃは軽量のアルミ製とすることができ、全体と
して軽量化を図ることができる。

また、上記第２，第３クラッチ作動用ピストンが別個独
立に設けられている場合は、例えば第４速から第３速に
切り換える場合のように、上記両方のピストンに同時に
油圧を供給すると、クラッチの押し付け力が過剰になっ
て変速ショックが大きいという問題がある。これに対し
て、本実施例では、外側ピストン１１ｃ内に内側ピスト
ン１２ｃが配設されているから、両ピストンに油圧を供
給した場合は、外側ピストン１１ｃの有効受圧面積が内
側ピストン１２ｃの受圧面積の分だけ減じられ、その結
果クラッチの押し付け力が過大になるのを制御して適正
なクラッチ容量が得られ、それだけ変速ショックを軽減
できる。

ところで上述のように、本実施例の如き４速自動変速機
は、上記第３クラッチC3を取り除くことによって３速用
に転用される場合がある。第４図はこのようにして設計
された３速自動変速機の要部を示し、図中第１図と同一
符号は同一又は相当部分を示す。

この例では、上述の内側クラッチC3を構成する内側アウ
タドラム１２ｄ，ハブ１２ａが取り除かれており、また
外側ピストン１１ｃ′は上記４速用の外側ピストン１１
ｃと同一の素材を用いて形成されている。またこのピス
トン１１ｃ′には上記外側摩擦板１１ｂと対向する部分
に押圧部１１ｆが一体形成されている。

このように本実施例のクラッチ構造では、内側アウタド
ラム１２ｄのフランジ部１２ｅを外側ピストン１１ｃに
リベット結合する構造としたので、３速用に転用する場
合は、内側クラッチ用アウタドラム，ハブをなくすると
ともに、外側ピストン１１ｃの形状を若干変更するだけ
でよく、いずれの場合も同一のピストン用素材を使用で
き、このピストン素材を共用できる分だけ部品の材料コ
ストを低減できる。ちなみに、外側ピストン１１ｃと内
側アウタドラム１２ｄとを一体形成した場合は、この素
材の共用は困難である。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明に係る車両用自動変速機のクラッ
チ構造によれば、外側ピストンに内側クラッチ用アウタ
ドラムを結合するとともに、外側ピストン内に内側ピス
トンを配設する構造としたので、伝達トルクを負担する
内側アウタドラムを高強度の鋼製とするとともに、ピス
トンを軽量のアルミ製とすることができ、必要な強度を
確保しながら軽量化を達成できる効果があり、また例え
ば４速用のものを３速用に転用する場合は、クラッチ作
動用ピストンを共用化でき、それだけ材料コストを低減
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるラビニヨ式４速自動変
速機の外側，内側クラッチ部分を示す断面平面図、第２
図はその全体構成を示す断面平面図、第３図はその模式
図、第４図は３速用に転用した場合の構造を示す要部断
面平面図である。 図において、１はトルクコンバータ、１ｂは入力軸、２
は変速歯車装置、３は入力経路切り換え装置、８はキャ
リア、１１ｂは外側摩擦板、１１ｃは外側ピストン、１
１ｅは外側ハブ、１２ａは内側ハブ、１２ｂは内側摩擦
板、１２ｃは内側ピストン、１２ｄは内側アウタドラ
ム、１２ｅはフランジ部、１４は出力側軸、１７は入力
部材、１７ａは外側アウタドラム、１７ｅはシリンダ
部、３０は自動変速機、C2は第２クラッチ（外側クラッ
チ）、C3は第３クラッチ（内側クラッチ）、P1，P2は第
１，第２ピニオンギヤ、S1，S2は第１，第２サンギヤで
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】遊星歯車からなる変速歯車装置と、トルク
   コンバータからの出力を上記変速歯車装置のサンギヤま
   たはピニオンギヤを軸支するキャリアに選択的に入力す
   るための複数のクラッチを有する入力経路切り換え装置
   とを備えた車両用自動変速機におけるクラッチ構造にお
   いて、シリンダ部を有する入力部材を入力軸に固定し、
   該入力部材の先端部に形成された外側アウタドラムと、
   これの内方に配設された外側ハブとの間に多数の外側摩
   擦板を配設し、さらに上記入力部材のシリンダ部内に外
   側ピストンを配設し、これにより外側クラッチを構成
   し、上記外側ハブ内に配置された内側アウタドラムと、
   これの内方に配設された内側ハブとの間に多数の内側摩
   擦板を配設し、上記内側アウタドラムに形成されたフラ
   ンジ部を上記外側アウタドラムに軸方向に移動可能に係
   合させるとともに、該フランジ部を上記外側ピストンに
   固定し、さらに上記外側ピストン内に内側ピストンを上
   記内側摩擦板と対面させて配置し、これにより内側クラ
   ッチを構成したことを特徴とする車両用自動変速機のク
   ラッチ構造。