(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊星歯車機構の所定要素と摩擦締結機構の摩擦板との係合要素が連結されて動力伝達経路が切り換えられる自動変速機において、
前記係合要素は摩擦板と係合する第１のスプラインを備えるとともに、
前記所定要素に結合されて前記係合要素の第１のスプラインの裏面まで径方向に延びるコネクティングシェルが設けられ、
前記係合要素には前記裏面側へ突出するとともに前記第１のスプライン側と前記裏面側間を連通する隙間を有するストッパを備えて、コネクティングシェルを軸方向に位置決めする位置決め手段が設けられ、
前記係合要素とコネクティングシェルは、係合要素の第１のスプラインの裏面に形成された第２のスプラインとコネクティングシェルの周縁に形成された歯を係合させて回転方向に一体に連結されていることを特徴とする自動変速機における遊星歯車機構と摩擦締結機構の連結構造。
【請求項２】
前記第２のスプラインは、前記係合要素の第１のスプラインの山と谷に対応する谷と山を備えることを特徴とする請求項１記載の自動変速機における遊星歯車機構と摩擦締結機構の連結構造。
【請求項３】
前記ストッパは、第１のスプラインの山に入れた切り込みを潰して裏面へ突出させていることを特徴とする請求項１または２記載の自動変速機における遊星歯車機構と摩擦締結機構の連結構造。
【請求項４】
前記位置決め手段は、第１のスプラインの裏面に形成された溝に係止したスナップリングを含み、前記ストッパとスナップリングの間にコネクティングシェルの周縁を挟むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載の自動変速機における遊星歯車機構と摩擦締結機構の連結構造。
【請求項５】
前記遊星歯車機構の所定要素がサンギアであり、摩擦締結機構の係合要素がクラッチハブであり、前記位置決め手段はコネクティングシェルの外周縁を軸方向において前記摩擦板と重なる位置に位置決めしていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１に記載の自動変速機における遊星歯車機構と摩擦締結機構の連結構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機における遊星歯車機構と摩擦締結機構の連結構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動変速機では遊星歯車機構とクラッチ、ブレーキおよびワンウエイクラッチなど摩擦締結機構を組み合わせた動力伝達機構の伝達経路を切り換えることにより、複数の変速段を実現している。
そして、近時の横置きエンジン用の自動変速機としては、その軸方向サイズを小さくするため、トルクコンバータと同一軸線上に構成した主変速機とこれに平行に配置された副変速機からなる自動変速機が例えば特開平６−１２９５０１号公報に開示されている。
【０００３】
その動力伝達機構は、図４のスケルトン図に示されるように、入力側の第１軸１６上に配置された第１および第２遊星歯車機構２１、２２とドライブギア５を含む主変速機２０と、第２軸３５上の第３遊星歯車機構３１とドリブンギア６を含む副変速機３０を備え、ドライブギア５とドリブンギア６により連結されているものである。
第１遊星歯車機構２１のサンギア２１ａは、フォワードクラッチ２３を介して第１軸１６に接続されるとともに、第２遊星歯車機構２２のリングギア２２ｂと結合されている。第１遊星歯車機構２１のリングギア２１ｂと変速機ケース３の間には、互いに並列の第１ワンウエイクラッチ２５とローリバースブレーキ２６が設けられている。
【０００４】
第２遊星歯車機構２２のサンギア２２ａは、直結クラッチ２４を介して第１軸１６に接続されるとともに、変速機ケース３との間に直列の第２ワンウエイクラッチ２７と３−４ブレーキ２８が設けられている。またこれらと並列にサンギア２２ａと変速機ケース３との間にはコーストブレーキ２９が配されている。
第１遊星歯車機構２１のピニオンキャリア２１ｃと第２遊星歯車機構２２のピニオンキャリア２２ｃはそれぞれドライブギア５に結合されている。
【０００５】
副変速機３０のサンギア３１ａは第２軸３５に結合されるとともに、変速機ケース３との間には互いに並列の第３ワンウエイクラッチ３３と減速ブレーキ３４が設けられている。サンギア３１ａとリングギア３１ｂとの間には直結クラッチ３２が配されている。リングギア３１ｂはドリブンギア６に結合されている。
そして、ピニオンキャリア３１ｃが出力ギア７に結合されている。出力ギア７は図示しない差動装置を介して車輪駆動軸に連結される。
【０００６】
この自動変速機において変速段を切り換えるための各クラッチ、ブレーキ等の締結・解放の組合せは、特開平６−１２９５０１号公報に詳述されている。
そして、具体的には比較的トルク伝達容量が小さい直結クラッチ２４およびコーストブレーキ２９を径方向段違いに重合配置して、全体の小型化を企図している。
【０００７】
すなわち、図５に示されるように、第２遊星歯車機構２２のサンギア２２ａからは軸方向に順次段違いに形成されたワンウエイクラッチ保持部６０ａと伸長部６０ｂとを有する連結部材６０が延びている。また、互いに段違いの直結クラッチ２４のクラッチハブ４１とコーストブレーキ２９のブレーキハブ５１が一体のハブ部材５０として形成され、ハブ部材５０の直結クラッチ２４側の端部が連結部材６０の伸長部６０ｂの先端と溶接結合されている。クラッチハブ４１とブレーキハブ５１の各外周にはスプライン４１ａ、５１ａが形成されている。
連結部材６０のワンウエイクラッチ保持部６０ａは第２ワンウエイクラッチ２７のインナレースを形成している。
【０００８】
直結クラッチ２４は、クラッチハブ４１と、内周にスプライン４０ａが形成されたクラッチドラム４０と、それぞれスプライン４０ａとスプライン４１ａの一方に係合し交互に並べられた摩擦板４２、４３と、摩擦板を押圧するピストン４４から構成される。
コーストブレーキ２９は、ブレーキハブ５１と、変速機ケース３内面に形成されたスプライン３ａと、それぞれスプライン３ａとスプライン５１ａの一方に係合し交互に並べられた摩擦板５２、５３と、摩擦板を押圧するピストン５４から構成される。
なお、クラッチハブとコーストブレーキなど複数の摩擦締結機構に共通のハブ部材と遊星歯車機構のサンギアとの連結構造は、上記スケルトン図に示された変速機構に限らず種々の変速機構において必要とされる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の自動変速機構造、とくに遊星歯車機構のサンギア２２ａとハブ部材５０の結合構造においては、ハブ部材の端部が摩擦板との係合部分から所定長さ延びた後に内径方向のフランジが形成され、そのフランジ内周縁において連結部材６０の伸長部６０ｂの先端と溶接されている。これは、ハブ部材の摩擦板との係合部近傍を溶接するとスプラインが熱により歪んでしまうため、溶接位置を係合部から軸方向および径方向に十分離す必要があることによる。この結果、軸方向あるいは径方向にスペースを必要とし、全体のサイズが大きくなってしまうという問題がある。
【００１０】
また、サンギアと一体の連結部材６０がハブ部材５０と溶接結合されているため、両者の間に遊びがなく、サンギアのバックラッシュによる傾きが発生するとその傾きがハブ部材５０にそのまま伝達されてしまう。ハブ部材５０が軸方向に長い分だけ、傾きによるガタが増幅され、とくに摩擦板のスプラインとの係合部に片当たりが生じて、摩擦板の耐久性が低下するおそれがある。
したがって、本発明は上記従来の問題点に鑑み、全体の軸方向あるいは径方向のサイズを小さくでき、しかも摩擦板の耐久性の低下を防止することができる自動変速機の摩擦締結機構のハブ部材と小径の回転部材の連結構造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】
このため、本発明は、遊星歯車機構の所定要素と摩擦締結機構の摩擦板との係合要素が連結されて動力伝達経路が切り換えられる自動変速機において、係合要素は摩擦板と係合する第１のスプラインを備えるとともに、所定要素に結合されて係合要素の第１のスプラインの裏面まで径方向に延びるコネクティングシェルが設けられ、係合要素には上記裏面側へ突出するとともに第１のスプライン側と上記裏面側間を連通する隙間を有するストッパを備えて、コネクティングシェルを軸方向に位置決めする位置決め手段が設けられ、係合要素とコネクティングシェルは、係合要素の第１のスプラインの裏面に形成された第２のスプラインとコネクティングシェルの周縁に形成された歯を係合させて回転方向に一体に連結されているものとした。
【００１２】
これにより、溶接歪みの心配なく、例えば遊星歯車機構の所定要素であるサンギアから摩擦締結機構の係合要素であるクラッチハブへ延びるコネクティングシェルの周縁を軸方向において摩擦板と重なる位置に位置決めすることができる。
また、係合要素とコネクティングシェルの連結が溶接でなくスプライン係合によるため、例えばサンギアなどのバックラッシュが発生しても、その傾きがそのまま係合要素に伝わることがない。
【００１３】
上記第２のスプラインは、第１のスプラインの山と谷に対応する谷と山を備えるものとすることができる。
また、位置決め手段は、第１のスプラインの裏面に形成された溝に係止したスナップリングを含み、ストッパとスナップリングの間にコネクティングシェルの周縁を挟むものとすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を実施例により説明する。
図１は実施例の構成を示す断面図である。
自動変速機の入力軸１１０上に配置された遊星歯車機構１２０の外周側に、後進時に締結するリバースクラッチ１３０と２速および４速時に締結する２＆４ブレーキ１４０が配置されている。リバースクラッチ１３０のクラッチハブ１３５と２＆４ブレーキのブレーキハブ１４５は、互いが軸方向に段違いとされた一体のハブ部材１１６として板材のプレス成形により形成され、それぞれ外周面にスプライン１３６、１４６を備えている。
【００１５】
２＆４ブレーキ１４０は、変速機ケース１０１のブレーキハブ１４５と対向する面に形成されたスプライン１４２と、そのスプライン１４２とブレーキハブ１４５のスプライン１４６の一方に係合し交互に並べられた摩擦板１４７、１４８と、変速機ケース１０１に形成されたシリンダに収容され摩擦板１４７、１４８を押圧する第１のピストン１４４から構成される。
リバースクラッチ１３０は、入力軸１１０にスプライン結合されたクラッチドラム１３１と、クラッチドラム内周面に形成されたスプライン１３２とクラッチハブ１３５のスプライン１３６の一方に係合し交互に並べられた摩擦板１３７、１３８と、クラッチドラム１３１内に形成されたシリンダに収容され摩擦板１３７、１３８を押圧する第２のピストン１３４から構成される。
【００１６】
なお、この実施例では、遊星歯車機構１２０のピニオンキャリア１２２と入力軸１１０の間に３速および４速時に締結するハイクラッチ１５０が設けられ、第２のピストンがその一部を構成している。すなわち、第２のピストン１３４がドラム形状とされ、その内周面にスプライン１５２が形成され、このスプラインに対向するスプライン１５６を外周面に備えるクラッチハブ１５５が配置されている。そして、摩擦板１５７、１５８が両スプライン１５２、１５６のそれぞれ一方に係合し交互に並べられ、第２のピストン１３４内に形成されたシリンダに収容された第３のピストン１５４がこれらの摩擦板１５７、１５８を押圧するようになっている。
【００１７】
クラッチハブ１５５は、遊星歯車機構１２０のサンギア１２１の内径側を軸方向に貫通して、ピニオンキャリア１２２に連結している。
ハブ部材１１６とサンギア１２１とは基本形が円盤状のコネクティングシェル１６０により連結されている。コネクティングシェル１６０の内径側は軸方向のフランジ１６２とされ、そのフランジ１６２をサンギア１２１の中心穴に挿入して溶接されている。また、コネクティングシェル１６０の外周部はクラッチハブ１３５のスプライン１３６部分との係合によりハブ部材１１６と連結されている。
【００１８】
図２はコネクティングシェル１６０とハブ部材１１６の連結部の詳細を示す拡大図、図３は図２におけるＡ矢視図である。
ハブ部材１１６にはプレス成形でスプライン１３６を形成した結果としてその裏面（内周面側）に裏腹の内周面スプライン１３６ａが形成されている。
コネクティングシェル１６０の外周部にはハブ部材１１６の内周面スプライン１３６ａと係合する歯１６４が形成され、これにより、コネクティングシェル１６０とハブ部材１１６は回転方向に一体化される。そして、その係合位置は軸方向において摩擦板１３７、１３８と重なっている。
ここでは、内周面スプライン１３６ａとこれに係合するコネクティングシェルの歯１６４とが発明の係合手段を構成している。
【００１９】
クラッチハブ１３５の開放端側にはスプライン１３６の山の中腹から頂部にかけて切り込みを入れ、これを潰して裏面へ突出させたストッパ１３３が形成されて、コネクティングシェル１６０の抜け止めとされる。
【００２０】
また、コネクティングシェル１６０を挟んでストッパ１３３と反対側には、スプライン１３６の裏面に、スプライン１３６側へ貫通しない程度の深さで形成された溝１３９にスナップリング１６６が係止されて、コネクティングシェル１６０が軸方向に位置決めされている。
なお、ストッパ１３３部分ではスプライン１３６の山の高さが潰した分だけ低くなっているが、依然として摩擦板１３８との係合は確保され、また摩擦板１３７、１３８も軸方向に移動可能である。
【００２１】
スナップリング１６６はスプライン１３６の裏面のスプライン側へ貫通しない程度の深さに形成された溝１３９に配置されるから、摩擦板１３７、１３８とは干渉しない。
また、内径側に配置された軸受１７１を潤滑後の潤滑油、および第２のピストン１３４のスプライン１５２から放出された潤滑油が、クラッチハブ１３５のストッパ１３３成形時に形成された隙間１３３ａを通って摩擦板１３７、１３８へ供給される。
ここでは、ストッパ１３３とスナップリング１６６とで発明の位置決め手段が構成されている。
なお、図中１１８は、入力軸１１０の油孔から放出され内径側の軸受１７０を潤滑した潤滑油の流通穴であり、摩擦板１３７、１３８へ潤滑油を供給している。
【００２２】
本実施例は以上のように構成され、コネクティングシェル１６０が溶接によらず係合によりハブ部材１１６と連結され、その係合位置がクラッチハブ１３５上の摩擦板１３７、１３８と重なった位置となっているため、クラッチハブ１３５の長さは摩擦板との噛み合い範囲が確保されるだけの長さがあれば十分となる。これにより、従来のように摩擦板との噛み合い部位から離れた位置までクラッチハブ１３５、したがってハブ部材１１６を延ばす必要がないから、自動変速機の軸方向あるいは径方向のサイズが短縮化される。
【００２３】
また、サンギア１２１のバックラッシュが発生しても、ハブ部材１１６とコネクティングシェル１６０の連結が溶接でなく、スプライン１３６ａと歯１６４の係合であるから、サンギア１２１の傾きがそのままハブ部材１１６に伝わることがなく、クラッチハブ１３５およびブレーキハブ１４５に係合する摩擦板１３８、１４８等の耐久性を低下させることがない。
さらに、クラッチハブ１３５のストッパ１３３成形時に形成された隙間１３３ａから、内径側からの潤滑油や第２ピストン１３４のスプライン１５２からの潤滑油を摩擦板１３７、１３８に供給できるため、これにより潤滑性能が向上し、摩擦板１３７、１３８の耐久性が向上する。
【００２４】
なお、実施例では、コネクティングシェル１６０を軸方向に位置決めするため、スプラインの山に入れた切り込みを潰して裏面へ突出させたストッパ１３３と、スプラインの裏面の溝に係止したスナップリング１６６を用いて組み立て容易としたが、このほかコネクティングシェルの両側に上記ストッパのみを形成したり、あるいは、両側にスナップリングを用いることもできる。
さらにはストッパも山に入れた切り込みを潰して形成したものに限定されず、適宜の切り起こし片をストッパとすることもできる。
【００２５】
また、ハブ部材とコネクティングシェルを回転方向に一体に連結する係合手段として、板材のクラッチハブ外周面にプレス成形でスプラインを形成した結果として裏面に形成される裏腹の内周面スプラインにコネクティングシェル外周の歯を係止させるようにしたが、ハブ部材の内周側へ適宜の係合片を切り起こしてこれにコネクティングシェル外周の歯を係止させることもできる。
【００２６】
さらにまた、実施例では遊星歯車機構の所定要素としてサンギアから延びるコネクティングシェルを摩擦締結機構の係合要素としてのクラッチハブへ連結する例を示したが、このほか本発明は、コネクティングシェルが遊星歯車機構の所定要素としてのリングギアやピニオンキャリアと摩擦締結機構の係合要素としてのクラッチドラムの間に設けられる自動変速機にも同様に適用される。
【００２７】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は、遊星歯車機構の所定要素と摩擦締結機構の係合要素をコネクティングシェルで連結する自動変速機において、コネクティングシェルが係合要素の摩擦板と係合する第１のスプラインの裏面まで径方向に延びるとともに、係合要素には上記裏面側へ突出するとともに第１のスプライン側と裏面側間を連通する隙間を有するストッパを備えて、コネクティングシェルを軸方向に位置決めする位置決め手段が設けられ、係合要素とコネクティングシェルは、係合要素の第１のスプラインの裏面に形成された第２のスプラインとコネクティングシェルの周縁に形成された歯を係合させて回転方向に一体に連結されているものとしたので、溶接歪みの心配なく、コネクティングシェルの周縁を軸方向において摩擦板と重なる位置に位置決めすることができる。
これにより、従来のように溶接部位を上記スプラインと摩擦板との噛み合い部位から離れた位置とするため係合要素であるクラッチハブなどを延ばす必要がないから、自動変速機の軸方向、径方向のサイズが短縮化される。
【００２８】
同じく、係合要素とコネクティングシェルの連結が溶接でなくスプライン係合によるため、例えば遊星歯車機構の所定要素であるサンギアなどにバックラッシュが発生しても、その傾きがそのままクラッチハブなどに伝わることがないから、これに係合する摩擦板の耐久性を低下させることがない。
【００２９】
なお、第２のスプラインは、第１のスプラインの山と谷に対応する谷と山を備えるよう構成することができる。
また、位置決め手段のストッパは、第１のスプラインの山に入れた切り込みを潰して裏面へ突出させることができる。そして位置決め手段は第１のスプラインの裏面に形成された溝に係止したスナップリングを含み、ストッパとスナップリングの間にコネクティングシェルの周縁を挟むものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の構成を示す断面図である。
【図２】コネクティングシェルとハブ部材の連結部の詳細を示す拡大図である。
【図３】図２におけるＡ矢視図である。
【図４】自動変速機の動力伝達機構を示すスケルトン図である。
【図５】従来の遊星歯車機構と摩擦締結機構の連結構造を示す図である。
【符号の説明】
１０１    変速機ケース
１１０    入力軸
１１６    ハブ部材
１２０    遊星歯車機構
１２１    サンギア（所定要素）
１２２    ピニオンキャリア
１３０    リバースクラッチ
１３１    クラッチドラム
１３２    スプライン
１３３    ストッパ
１３４    第２のピストン
１３５    クラッチハブ（係合要素）
１３６    スプライン（第１のスプライン）
１３６ａ    内周面スプライン（第２のスプライン）
１３７、１３８    摩擦板
１３９    溝
１４０    ２＆４ブレーキ
１４２    スプライン
１４４    第１のピストン
１４５    ブレーキハブ
１４６    スプライン
１４７、１４８    摩擦板
１５０    ハイクラッチ
１５２、１５６    スプライン
１５４    第３のピストン
１５５    クラッチハブ
１５７、１５８    摩擦板
１６０    コネクティングシェル
１６２    フランジ
１６４    歯
１６６    スナップリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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