(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１、第２のプラネタリギヤユニット及び複数の摩擦係合要素を備え、各摩擦係合要素を所定の組合せで係脱させることによって複数の変速段が達成される自動変速機において、エンジンの回転が伝達される入力軸と、自動変速機ケースと、該自動変速機ケース内において回転自在に配設された、筒状部を備え、該筒状部の端部の近傍に第１の係合部が形成された第１のドラム部材と、前記自動変速機ケース内において回転自在に配設された、筒状部を備え、該筒状部の端部の近傍に第２の係合部が形成された第２のドラム部材とを有するとともに、所定の変速段において、前記第１のプラネタリギヤユニットから出力された回転が第２のプラネタリギヤユニットの二つのサンギヤのうちの一方のサンギヤに、前記入力軸の回転が第２のプラネタリギヤユニットのキャリヤに入力され、第２のプラネタリギヤユニットの他方のサンギヤから出力された回転が前記第１、第２のドラム部材に伝達され、前記第１、第２の係合部はスプライン係合させられ、第１、第２の係合部のうちの一方の外周面は平坦に加工されることを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
前記第１のドラム部材は自動変速機ケースにおける前方に、前記第２のドラム部材は自動変速機ケースにおける後方に配設される請求項１に記載の自動変速機。
【請求項３】
前記第１のドラム部材及び第２のドラム部材は前記自動変速機ケースの内周面に沿って配設される請求項１に記載の自動変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車等の車両に使用される自動変速機は、プラネタリギヤユニットを備えた変速装置を有する。該変速装置は、クラッチ、ブレーキ等の複数の摩擦係合要素を備え、各摩擦係合要素を所定の組合せで係脱させることによって、前記プラネタリギヤユニットのサンギヤ、リングギヤ、キャリヤ等の歯車要素から選択的に回転を出力させ、複数の変速段を達成するようになっている。
【０００３】
前記各摩擦係合要素は、油圧回路の油圧サーボに対して油圧を給排することによって係脱させられる。そして、該油圧サーボは、外周壁及び内周壁を有する油圧サーボドラム、該油圧サーボドラム内に摺（しゅう）動自在に嵌（は）め込まれた環状のピストン等を備え、前記油圧サーボドラムとピストンとの間に形成されるアプライ油室に対して油を給排することによってピストンを移動させ、該ピストンと対向させて配設された各摩擦係合要素を係脱するようにしている。
【０００４】
また、前記油圧回路には各種のソレノイドバルブ、切換弁等が配設され、所定のソレノイドバルブのソレノイドをオン・オフさせると、所定の切換弁が切り換えられ、該切換弁に接続された油圧サーボに対して油圧が給排される。
【０００５】
なお、クラッチを係脱するための油圧サーボには、油圧サーボドラムとしてクラッチドラムが使用される。
【０００６】
ところで、前記クラッチを係合させたときに、クラッチドラムの回転を他の回転部材に伝達するに当たり、他の回転部材の径がクラッチドラムの径より小さい場合、前記他の回転部材と一体に形成された回転ドラムを配設し、クラッチドラムと回転ドラムとを互いに対向するリング状の端面において連結して、ドラムユニットを形成することがある。
【０００７】
その場合、前記クラッチドラム及び回転ドラムの各端面の径が互いに等しくされ、前記クラッチドラムの端面に、凸部と凹部とを円周方向において交互に配列することによって第１の凹凸部が形成され、前記回転ドラムの端面に、凸部と凹部とを円周方向において交互に配列することによって第２の凹凸部が形成され、第１、第２の凹凸部が互いに係合させられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の自動変速機においては、前記クラッチドラムと回転ドラムとの連結部分に、第１、第２の凹凸部の当接に伴って、複雑な凹凸面が形成されてしまう。
【０００９】
したがって、オイルパンに溜められた油が、前記凹凸面によって攪拌（かくはん）され、攪拌によってドラムユニットの回転に加わる抵抗が大きくなり、変速装置におけるトルク伝達効率が低くなってしまう。特に、油の温度が上昇することによって油面高さが上昇すると、顕著となる。
【００１０】
本発明は、前記従来の自動変速機の問題点を解決して、ドラムユニットの回転に加わる抵抗を小さくし、変速装置におけるトルク伝達効率を高くすることができる自動変速機を提供することを目的とする。
【００１１】
【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においては、第１、第２のプラネタリギヤユニット及び複数の摩擦係合要素を備え、各摩擦係合要素を所定の組合せで係脱させることによって複数の変速段が達成されるようになっている。
そして、エンジンの回転が伝達される入力軸と、自動変速機ケースと、該自動変速機ケース内において回転自在に配設された、筒状部を備え、該筒状部の端部の近傍に第１の係合部が形成された第１のドラム部材と、前記自動変速機ケース内において回転自在に配設された、筒状部を備え、該筒状部の端部の近傍に第２の係合部が形成された第２のドラム部材とを有する。
【００１２】
また、所定の変速段において、前記第１のプラネタリギヤユニットから出力された回転が第２のプラネタリギヤユニットの二つのサンギヤのうちの一方のサンギヤに、前記入力軸の回転が第２のプラネタリギヤユニットのキャリヤに入力され、第２のプラネタリギヤユニットの他方のサンギヤから出力された回転が前記第１、第２のドラム部材に伝達される。
そして、前記第１、第２の係合部はスプライン係合させられ、第１、第２の係合部のうちの一方の外周面は平坦（たん）に加工される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態における自動変速機の要部断面図、図２は本発明の実施の形態における自動変速機の概念図、図３は本発明の実施の形態における自動変速機の作動表を示す図である。
【００１７】
図において、１１は自動変速機、１２は図示されないエンジンを駆動することによって発生させられた矢印Ａ方向の回転を変速装置１３に伝達するトルクコンバータである。
【００１８】
そして、該トルクコンバータ１２は、エンジンの回転が出力される出力軸１４と連結されたポンプインペラ１５、変速装置１３に回転を入力するための入力軸１６と連結されたタービンランナ１７、ワンウェイクラッチ１８上に取り付けられたステータ１９、所定の条件が成立したときにロックして出力軸１４と入力軸１６との間を連結するロックアップクラッチ２０、図示されないダンパ装置等から成る。
【００１９】
前記変速装置１３は、摩擦係合要素として、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を有する。また、前記変速装置１３は、第１、第２のプラネタリギヤユニット２５、２６を有し、第１のプラネタリギヤユニット２５は、歯車要素として、サンギヤＳ１、該サンギヤＳ１と同心状に配設されたリングギヤＲ１、前記サンギヤＳ１及びリングギヤＲ１と噛（し）合させられるピニオンＰ１、並びに該ピニオンＰ１を回転自在に支持するキャリヤＣＲ１を備える。また、第２のプラネタリギヤユニット２６は、歯車要素として、サンギヤＳ２、Ｓ３、該サンギヤＳ２、Ｓ３と同心状に配設されたリングギヤＲ２、前記サンギヤＳ２及びリングギヤＲ２と噛合させられるピニオンＰ２、前記サンギヤＳ３及びピニオンＰ２と噛合させられるピニオンＰ３、並びにピニオンＰ２、Ｐ３を回転自在に支持するキャリヤＣＲ２を備える。
【００２０】
そして、前記サンギヤＳ１と自動変速機ケース３０とが連結され、リングギヤＲ１と入力軸１６とが連結され、キャリヤＣＲ１とサンギヤＳ３とが第１クラッチＣ１を介して連結され、さらに、キャリヤＣＲ１とサンギヤＳ２とが第３クラッチＣ３を介して連結される。
【００２１】
また、リングギヤＲ２と出力軸２７とが連結され、キャリヤＣＲ２と自動変速機ケース３０とが、互いに並列に配設されたワンウェイクラッチＦ１及び第２ブレーキＢ２を介して連結され、キャリヤＣＲ２と入力軸１６とが第２クラッチＣ２を介して連結される。
【００２２】
前記ワンウェイクラッチＦ１は、１−２変速時において、第１ブレーキＢ１が係合させられるのに伴ってフリーになる。
【００２３】
前記構成の自動変速機１１において、前記入力軸１６とサンギヤＳ２とが、第１のプラネタリギヤユニット２５及び第３クラッチＣ３を介して連結され、サンギヤＳ２と自動変速機ケース３０とが第１ブレーキＢ１を介して連結される。したがって、第３クラッチＣ３を係合させることによって、第１のプラネタリギヤユニット２５において減速された回転がサンギヤＳ２に入力され、第１ブレーキＢ１を係合させることによって、サンギヤＳ２が停止させられる。また、第１クラッチＣ１を係合させることによって、第１のプラネタリギヤユニット２５において減速させられた回転がサンギヤＳ３に入力される。そして、入力軸１６とキャリヤＣＲ２とが第２クラッチＣ２を介して連結されるので、第２クラッチＣ２を係合させることによって、入力軸１６から減速させられない回転がキャリヤＣＲ２に入力される。また、リングギヤＲ２から回転が出力軸２７に出力される。
【００２４】
次に、前記構成の自動変速機１１の動作について説明する。
【００２５】
図３において、Ｐはパーキングレンジ、ＲＥＶは後進レンジ、Ｎはニュートラルレンジ、１ＳＴは前進レンジの１速、２ＮＤは前進レンジの２速、３ＲＤは前進レンジの３速、４ＴＨは前進レンジの４速、５ＴＨは前進レンジの５速、６ＴＨは前進レンジの６速を表す。なお、前記各レンジは、運転者がシフトレバー等の選速手段を操作することによって選択される。
【００２６】
また、○は第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２について係合させられた状態を、ワンウェイクラッチＦ１についてロックされた状態を示す。そして、△はエンジンブレーキ時において第２ブレーキＢ２が係合させられた状態を示す。
【００２７】
前進レンジの１速において、第１クラッチＣ１が係合させられると、入力軸１６から第１のプラネタリギヤユニット２５に入力され、該第１のプラネタリギヤユニット２５において減速させられた回転が、第１クラッチＣ１を介してサンギヤＳ３に入力される。これに伴って、ワンウェイクラッチＦ１がロックさせられ、キャリヤＣＲ２の回転が阻止され、その結果、リングギヤＲ２から最大の減速比で減速させられた回転が出力軸２７に出力される。
【００２８】
また、前進レンジの２速において、第１クラッチＣ１及び第１ブレーキＢ１を係合させると、入力軸１６から第１のプラネタリギヤユニット２５に入力され、該第１のプラネタリギヤユニット２５において減速させられた回転が、第１クラッチＣ１を介してサンギヤＳ３に入力される。このとき、第１ブレーキＢ１の係合に伴って、サンギヤＳ２が固定されるので、リングギヤＲ２から１速の減速比より小さい減速比で減速させられた回転が出力軸２７に出力される。
【００２９】
また、前進レンジの３速において、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を係合させると、入力軸１６から第１のプラネタリギヤユニット２５に入力され、該第１のプラネタリギヤユニット２５において減速させられた回転が、第１クラッチＣ１を介してサンギヤＳ３に入力されるとともに、第３クラッチＣ３を介してサンギヤＳ２に入力され、第２のプラネタリギヤユニット２６が直結状態になる。したがって、各サンギヤＳ２、Ｓ３に入力される回転がそのままリングギヤＲ２に伝達され、リングギヤＲ２から２速の減速比より小さい減速比で減速させられた回転が出力軸２７に出力される。
【００３０】
また、前進レンジの４速において、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を係合させると、入力軸１６から第１のプラネタリギヤユニット２５に入力され、該第１のプラネタリギヤユニット２５において減速させられた回転が、第１クラッチＣ１を介してサンギヤＳ３に入力されるとともに、入力軸１６から減速させられない回転が第２クラッチＣ２を介してキャリヤＣＲ２に入力される。したがって、サンギヤＳ３に入力された回転、及びキャリヤＣＲ２に入力された回転の中間の、リングギヤＲ２から３速の減速比より小さい減速比で減速させられた回転が出力軸２７に出力される。
【００３１】
また、前進レンジの５速において、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を係合させると、入力軸１６から第１のプラネタリギヤユニット２５に入力され、該第１のプラネタリギヤユニット２５において減速させられた回転が、第３クラッチＣ３を介してサンギヤＳ２に入力されるとともに、入力軸１６から減速させられない回転が第２クラッチＣ２を介してキャリヤＣＲ２に入力される。その結果、リングギヤＲ２から入力軸１６の回転に対してわずかに増速させられた回転が出力軸２７に出力される。
【００３２】
また、前進レンジの６速において、第２クラッチＣ２及び第１ブレーキＢ１を係合させると、入力軸１６から減速させられない回転が第２クラッチＣ２を介してキャリヤＣＲ２に入力される。このとき、第１ブレーキＢ１の係合に伴って、サンギヤＳ２が固定されるので、リングギヤＲ２から入力軸１６の回転に対して更に増速させられた回転が出力軸２７に出力される。
【００３３】
また、後進レンジにおいて、第３クラッチＣ３及び第２ブレーキＢ２を係合させると、入力軸１６から第１のプラネタリギヤユニット２５に入力され、該第１のプラネタリギヤユニット２５において減速させられた回転が、第３クラッチＣ３を介してサンギヤＳ２に入力される。このとき、第２ブレーキＢ２の係合に伴って、キャリヤＣＲ２が固定されるので、リングギヤＲ２から入力軸１６の回転に対して逆転させられた回転が出力軸２７に出力される。
【００３４】
ところで、前記第３クラッチＣ３は、外側薄板及び内側薄板を交互に配設することによって形成された摩擦部材、並びに第３クラッチＣ３の係合に伴って、前記外側薄板と内側薄板とを互いに押し付けるための油圧サーボを備える。該油圧サーボは、自動変速機ケース３０内の前方（図１における左方）において回転自在に配設された油圧サーボドラムとしてのクラッチドラム３６、該クラッチドラム３６内に摺動自在に嵌め込まれた図示されない環状のピストン、該ピストン内において前記クラッチドラム３６に係止させられた図示されないキャンセルプレート、及び前記ピストンとキャンセルプレートとの間に配設され、キャンセルプレートをクラッチドラム３６に向けて付勢する図示されないスプリングを備え、前記クラッチドラム３６とピストンとの間に図示されないアプライ油室が形成される。
【００３５】
したがって、図示されない所定のソレノイドバルブのソレノイドをオン・オフさせ、所定の図示されない切換弁を切り換えると、前記アプライ油室に対して油が給排され、ピストンを軸方向に移動させ、該ピストンと対向させて配設された第３クラッチＣ３を係脱することができる。
【００３６】
また、前記クラッチドラム３６は、自動変速機ケース３０の内周面に沿って軸方向に延びる筒状部としての外周壁４２、該外周壁４２より径方向内方において軸方向に延びる内周壁４３、及び前記外周壁４２と内周壁４３とを連結し、ほぼ径方向に延びる底壁４４を備える。該底壁４４は、内周壁４３の前端（図１における左端）から径方向に延びる垂直壁部５７、該垂直壁部５７の外周縁部から斜め後方（図１における右方）に向けて延びる第１の傾斜部としての傾斜壁部５８、該傾斜壁部５８の外周縁部から径方向外方に向けて延びる垂直壁部５９、該垂直壁部５９の外周縁部から後方に向けて延びる水平壁部６１、及び該水平壁部６１の後端（図１における右端）から斜め後方に向けて延びる第２の傾斜部としての傾斜壁部６２から成る。
【００３７】
なお、前記クラッチドラム３６と自動変速機ケース３０との間に第１ブレーキＢ１が配設され、前進レンジの２速及び６速において第１ブレーキＢ１を係合させることによって、前記クラッチドラム３６は自動変速機ケース３０に対して固定される。そのために、底壁４４の径方向における所定の位置、本実施の形態においては、前記傾斜壁部６２の内周縁部の近傍に、クラッチドラム３６と一体に、かつ、前記傾斜壁部６２の内周縁部の近傍から前方に向けて突出させて、ハブ部としての環状のブレーキハブ６３が形成される。
【００３８】
ところで、前記第３クラッチＣ３は前進レンジの３速及び５速、並びに後進レンジにおいて係合させられ、このとき、入力軸１６から第１のプラネタリギヤユニット２５に入力され、該第１のプラネタリギヤユニット２５において減速させられた回転は、第３クラッチＣ３を介してサンギヤＳ２に入力される。この場合、前記クラッチドラム３６の回転がサンギヤＳ２に伝達されることになる。なお、前記サンギヤＳ２はクラッチドラム３６に対して他の回転部材を構成する。
【００３９】
ところで、前記サンギヤＳ２の径は、クラッチドラム３６の径より小さい。そこで、サンギヤＳ２と一体に形成された回転ドラム６５が、前記自動変速機ケース３０内の後方において回転自在に配設され、クラッチドラム３６と回転ドラム６５とが互いに対向するリング状の端部において連結され、ドラムユニット６６が形成される。なお、この場合、クラッチドラム３６によって第１のドラム部材が、回転ドラム６５によって第２のドラム部材が構成される。
【００４０】
前記回転ドラム６５は、自動変速機ケース３０の内周面に沿って軸方向に延びる筒状部としての外周壁６８、該外周壁６８より径方向内方において軸方向に延びるスリーブ部６９、及び前記外周壁６８の後端とスリーブ部６９の前端とを連結するフランジ部７１を備え、前記スリーブ部６９の後端部にサンギヤＳ２が一体に形成され、前記フランジ部７１の内周縁とスリーブ部６９の外周縁とが溶接によって固定される。
【００４１】
そして、前記クラッチドラム３６における外周壁４２の後端の近傍に第１の係合部７３が、回転ドラム６５における外周壁６８の前端の近傍に第２の係合部７４が形成され、前記第１の係合部７３の内周面にスプラインＳｐ１が、前記第２の係合部７４の外周面にスプラインＳｐ２が形成され、スプラインＳｐ１、Ｓｐ２を噛合させることによって、第１、第２の係合部７３、７４がスプライン係合させられる。
【００４２】
なお、前記スプラインＳｐ１、Ｓｐ２においては、円周方向に山及び谷から成る図示されない複数のスプライン歯が形成され、スプラインＳｐ１の山径をＤ１とし、谷径をＤ２とし、スプラインＳｐ２の山径をＤ３とし、谷径をＤ４としたとき、
Ｄ２＞Ｄ３＞Ｄ１＞Ｄ４
にされる。
【００４３】
そして、前記クラッチドラム３６及び回転ドラム６５のうちの少なくともクラッチドラム３６は、アルミニウムダイキャスト、フローフォーミング等の成形方法によって成形され、前記第１の係合部７３の外周面は平坦にされる。
【００４４】
この場合、第１の係合部７３の外周面が平坦にされるので、前記クラッチドラム３６と回転ドラム６５との連結部分において、複雑な凹凸面が形成されることがない。
【００４５】
したがって、前記ドラムユニット６６が自動変速機ケース３０の下部に配設された図示されないオイルパンに溜められた油を攪拌するのを抑制することができる。その結果、ドラムユニット６６の回転に加わる抵抗が小さくなり、変速装置１３におけるトルク伝達効率を高くすることができる。また、油を攪拌することによって泡が発生するのを抑制することもできるので、自動変速機ケース３０に形成され、自動変速機ケース３０の内圧の上昇を防止するための図示されないエアブリーザからの油の吹出しも防止することができる。
【００４６】
本実施の形態においては、第１の係合部７３の外周面が平坦にされるが、第１の係合部の外周面、及び第２の係合部の内周面にスプラインを形成し、第２の係合部の外周面を平坦にすることもできる。
【００４７】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００４８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、自動変速機においては、第１、第２のプラネタリギヤユニット及び複数の摩擦係合要素を備え、各摩擦係合要素を所定の組合せで係脱させることによって複数の変速段が達成されるようになっている。
そして、エンジンの回転が伝達される入力軸と、自動変速機ケースと、該自動変速機ケース内において回転自在に配設された、筒状部を備え、該筒状部の端部の近傍に第１の係合部が形成された第１のドラム部材と、前記自動変速機ケース内において回転自在に配設された、筒状部を備え、該筒状部の端部の近傍に第２の係合部が形成された第２のドラム部材とを有する。
【００４９】
また、所定の変速段において、前記第１のプラネタリギヤユニットから出力された回転が第２のプラネタリギヤユニットの二つのサンギヤのうちの一方のサンギヤに、前記入力軸の回転が第２のプラネタリギヤユニットのキャリヤに入力され、第２のプラネタリギヤユニットの他方のサンギヤから出力された回転が前記第１、第２のドラム部材に伝達される。
そして、前記第１、第２の係合部はスプライン係合させられ、第１、第２の係合部のうちの一方の外周面は平坦に加工される。
【００５０】
この場合、前記第１、第２の係合部がスプライン係合させられ、第１、第２の係合部のうちの一方の外周面は平坦に加工されるので、第１のドラム部材と第２のドラム部材との連結部分において、複雑な凹凸面が形成されることがない。
【００５１】
したがって、ドラムユニットと自動変速機ケースとの間の環状の空間を流れる油が攪拌されるのを抑制することができる。その結果、ドラムユニットの回転に加わる抵抗が小さくなり、変速装置におけるトルク伝達効率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における自動変速機の要部断面図である。
【図２】本発明の実施の形態における自動変速機の概念図である。
【図３】本発明の実施の形態における自動変速機の作動表を示す図である。
【符号の説明】
３０    自動変速機ケース
３６    クラッチドラム
４２、６８    外周壁
６５    回転ドラム
７３、７４    第１、第２の係合部
【図１】
0004453188.tif 000002
【図２】
0004453188.tif 000003
【図３】
0004453188.tif 000004