JP2000136853A - 車両用自動変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ６速を達成するギヤ構成の車両用自動変速機
において、後端部の外径を小さくして車両搭載性を向上
させる。 【解決手段】 自動変速機は、入力軸１１周りに、４つ
の変速要素Ｓ２，Ｓ３，Ｃ２（Ｃ３），Ｒ３（Ｒ２）を
有するプラネタリギヤセットＧ、減速プラネタリギヤＧ
１、２つのブレーキＢ−１，Ｂ−２、３つのクラッチＣ
−１，Ｃ−２，Ｃ−３を備える。入力軸の回転を直接プ
ラネタリギヤセットに入力するクラッチＣ−２の油圧サ
ーボ５を変速機構の最後部に配置し、同クラッチＣ−２
の摩擦部材５３を、前側の適宜の回転部材であるプラネ
タリギヤセットＧの外周側に重合させて配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に搭載される
自動変速機に関し、特に、そのギヤトレインにおける各
変速機構成要素の配置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用自動変速機の一形態として、フロ
ントエンジン・フロントドライブ（ＦＦ）車又はリヤエ
ンジン・リヤドライブ（ＲＲ）車用の横置式の自動変速
機がある。こうした形式の自動変速機では、車両の左右
ホイールの間にエンジンと自動変速機を直列に並べて横
置き搭載する配置となるため、自動変速機の軸長が著し
く制限される。そこで、こうした自動変速機のギヤトレ
インは、主として軸長を延ばす要素となる多数の変速要
素をもつプラネタリギヤセットや変速要素を操作するク
ラッチやブレーキの数を可能な限り少なくした構成のも
のとしなければならない。

【０００３】他方、ドライバビリティの確保のみなら
ず、省エネルギに不可欠な燃費の向上のために、自動変
速機の多段化の要求があり、こうした要求に応えるに
は、ギヤトレインの変速段数当たりの変速要素数とクラ
ッチやブレーキ数の一層の削減が必要となる。そこで、
最小限の変速要素からなるプラネタリギヤセットを用
い、それを操作する３つのクラッチと２つのブレーキと
で、前進６速・後進１速を達成するギヤトレインが特開
平４−２１９５５３号公報において提案されている。こ
の提案に係るギヤトレインは、エンジン出力回転と、そ
れを減速した回転とを３つのクラッチを用いて適宜変速
機の４つの変速要素からなるプラネタリギヤセットへ２
つの速度の異なる入力として入力させ、２つのブレーキ
で２つの変速要素を係止制御することで多段の６速を達
成するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、この提
案に係るギヤトレイン構成は、変速段数当たりの変速要
素数、必要とするクラッチ及びブレーキの数において非
常に合理的なものであるが、実用面での問題がないわけ
ではない。横置式の自動変速機の場合、車両の幅方向の
中心に対して外側、すなわち主軸上で後端（本明細書を
通じて、動力が入力される側を前として軸上の位置関係
を規定する）側に配置される変速機構成部材と車両側の
メンバーとの干渉を避けるために、特に小型の車両に搭
載するものにあっては、変速機全長の短縮もさることな
がら、変速機後端部の小径化が重要である。この点に関
して上記ギヤトレイン構成では、減速されることで増幅
されたトルクが入力されることから、減速入力を行わな
い従来のものに比べてプラネタリギヤセットのある程度
の大型化は避けられない。更に、減速入力のための２つ
のクラッチも同様の理由で大容量を必要とし、摩擦材の
多板化による軸方向長の増加も避けがたい。

【０００５】ところで、上記ギヤトレイン構成におい
て、構成部材としてのギヤ類は、軽量・小型化を図る上
から、軸周における径方向内側に配置することを必須と
し、各クラッチの油圧サーボ類も、それらへの油圧の供
給の容易性と供給油圧の漏れ止めのためのシールリンン
グの摺動抵抗を小さくする上で、軸周における径方向内
側に配置することが望ましい。このように、主軸上に並
べる必要のある部材は、必然的に決まってくるので、最
小限必要な軸長は自ずと定まっている。したがって、レ
イアウトによる軸長自体の短縮には自ずと限界があり、
それを工夫しても、大幅な搭載性の向上を期待すること
はできない。

【０００６】本発明は、こうした事情に鑑みなされたも
のであり、変速機の極端な大径化や伝達効率の悪化を防
ぎながら、主として変速機後端部の小径化により車両搭
載性を向上させることのできる自動変速機のレイアウト
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、入力軸の周りに、４つの変速要素を有す
るプラネタリギヤセットと、減速プラネタリギヤと、２
つのブレーキと、３つのクラッチとを備える変速機構が
配置された車両用自動変速機であって、プラネタリギヤ
セットの第１の変速要素が第１のクラッチにより減速プ
ラネタリギヤを介して入力軸に連結され、第２の変速要
素が第３のクラッチにより減速プラネタリギヤを介して
入力軸に連結されるとともに第１のブレーキによりケー
スに係止可能とされ、第３の変速要素が第２のクラッチ
により入力軸に連結されるとともに第２のブレーキによ
りケースに係止可能とされ、第４の変速要素が出力要素
とされるものにおいて、前記第２のクラッチの油圧サー
ボは、変速機構の最後部に配置され、第２のクラッチの
摩擦部材は、第２のクラッチの油圧サーボより前側に配
置された他の回転部材の外周側に径方向に重合させて配
置されたことを特徴とする。

【０００８】そして、更に変速機機構の全体的な小径化
の意味で、前記プラネタリギヤセットは、ラビニヨ型の
ギヤセットとされ、前記第２のクラッチの油圧サーボの
前側に配置され、第２のクラッチの摩擦部材は、プラネ
タリギヤセットのリングギヤのない部位の外周側に重合
させて配置された構成とするのが有効である。

【０００９】更に、上記変速機構を含む変速機全体のコ
ンパクト化の点から、前記変速機構の前側に第１及び第
３のクラッチの油圧サーボ並びに減速プラネタリギヤが
配置され、第１及び第３のクラッチの摩擦部材は、減速
プラネタリギヤの外周部に配置された構成を採るのが有
効である。

【００１０】また、同様の意味から、前記第１及び第３
のクラッチの油圧サーボは、共通のシリンダの内側に嵌
挿された第１のピストンと、外側に嵌挿された第２のピ
ストンを備え、共通のシリンダは、第１及び第３のクラ
ッチのいずれか一方のドラムを構成し、第２のピストン
は、いずれか他方のクラッチのドラムを構成するように
するのが有効である。

【００１１】

【発明の作用及び効果】上記請求項１記載の構成では、
入力回転をそのまま伝達するため相対的にトルク容量が
小さくてよい第２のクラッチについて、その摩擦部材を
他の回転部材の外周側に重合配置することによって、大
径化により摩擦部材の側でトルク伝達容量を稼ぎ、それ
により一層小容量化した油圧サーボを変速機構の最後端
に配置したので、所望のクラッチ容量を確保しながら、
油圧サーボの大幅な小径化が可能となる。したがって、
この構成によれば、変速機後端部を小径化することで、
多段化された変速機の車両搭載性を向上させることがで
きる。

【００１２】次に、請求項２記載の構成では、上記他の
回転部材をラビニヨ型プラネタリギヤセットとし、その
特有の形状により生じる空きスペースを第２のクラッチ
の摩擦部材の配設スペースに利用した配置となるので、
本来空きスペースとなるべき空間の有効利用により部材
配設密度を上げることができ、それにより変速機後端部
の小径化と併せて、変速機構の小径化が可能となる。

【００１３】そして、請求項３記載の構成では、変速機
をディファレンシャル装置を組み込んだ３軸のトランス
アクスルとする場合に、車両との位置関係から変速機構
の前側に位置するデフリングギヤと変速機構の大径部と
が干渉しない配置となるため、変速機の主軸としての入
力軸と、それと並行するデフ軸との軸間距離の設定に自
由度を与えることができ、車両の要求に合わせた良好な
デフギヤ比の設定が可能となる。また、変速機構につい
ては、減速プラネタリギヤと第１及び第３のクラッチの
摩擦部材の重合配置による軸長の短縮効果が得られる。

【００１４】更に、請求項４記載の構成では、減速回転
を伝達するトルク容量を確保するために大径となる第１
及び第３のクラッチの摩擦部材を軸方向にまとめて配置
することができるため、デフリングギヤを変速機構側に
径方向に重ねるための空間の確保が容易となり、前記両
クラッチの油圧サーボの軸長も短縮され、更に、該油圧
サーボの外周部を利用したデフリングギヤ重合空間の確
保も変速機構との干渉なく可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿い、本発明の実施
形態を説明する。図１は本発明を具体化した車両用自動
変速機の第１実施形態のギヤトレインを、軸間を共通平
面内に展開してスケルトンで示す。また、図２は上記自
動変速機を端面からみて実際の軸位置関係を示す。この
自動変速機は、互いに並行する主軸Ｘ、カウンタ軸Ｙ、
デフ軸Ｚの各軸上に各要素が配設された３軸構成とされ
ている。そして、主軸Ｘ上の入力軸１１の周りには、４
つの変速要素Ｓ２，Ｓ３，Ｃ２（Ｃ３），Ｒ２（Ｒ３）
を有するプラネタリギヤセットＧと、減速プラネタリギ
ヤＧ１と、２つのブレーキＢ−１，Ｂ−２と、３つのク
ラッチＣ−１，Ｃ−２，Ｃ−３とを備える変速機構が配
置されている。

【００１６】この自動変速機では、プラネタリギヤセッ
トＧの第１の変速要素Ｓ３が第１のクラッチＣ−１によ
り減速プラネタリギヤＧ１を介して入力軸１１に連結さ
れ、第２の変速要素Ｓ２が第３のクラッチＣ−３により
減速プラネタリギヤＧ１を介して入力軸１１に連結され
るとともに第１のブレーキＢ−１によりケース１０に係
止可能とされ、第３の変速要素Ｃ２（Ｃ３）が第２のク
ラッチＣ−２により入力軸１１に連結されるとともに第
２のブレーキＢ−２によりケース１０に係止可能とさ
れ、第４の変速要素Ｒ２（Ｒ３）が出力要素としてカウ
ンタドライブギヤ１９に連結されている。なお、図に示
すギヤトレインでは、ブレーキＢ−２に並列させてワン
ウェイクラッチＦ−１を配しているが、これは、後に詳
記する１→２変速時のブレーキＢ−２とブレーキＢ−１
の掴み替えのための複雑な油圧制御を避け、ブレーキＢ
−２の解放制御を単純化すべく、ブレーキＢ−１の係合
に伴って自ずと係合力を解放するワンウェイクラッチＦ
−１を用いたものであり、ブレーキＢ−２と同等のもの
である。

【００１７】以下、この実施形態のギヤトレインを更に
詳細に説明する。主軸Ｘ上には、図示しないエンジンの
回転を入力軸１１に伝達するロックアップクラッチ付の
トルクコンバータ４が配置されている。カウンタ軸Ｙ上
には、カウンタギヤ２が配置されている。カウンタギヤ
２は、カウンタ軸２０に固定され、カウンタドライブギ
ヤ１９に噛合する大径のカウンタドリブンギヤ２１と、
同じくカウンタ軸２０に固定され、デフリングギヤ３１
に噛合する小径のデフドライブピニオンギヤ２２とが配
設されており、これらにより主軸Ｘ側からの出力を減速
するとともに、反転させてディファレンシャル装置３に
伝達する機能を果たす。デフ軸Ｚ上には、ディファレン
シャル装置３が配設されている。ディファレンシャル装
置３は、デフリングギヤ３１に固定してデフケース３２
が設けられ、その中に配置された差動歯車の差動回転が
左右軸３０に出力され、最終的なホイール駆動力とされ
る。

【００１８】プラネタリギヤセットＧは、大小径の異な
る一対のサンギヤＳ２，Ｓ３と、互いに噛合して一方が
大径のサンギヤＳ２に噛合するとともにリングギヤＲ２
（Ｒ３）に噛合し、他方が小径のサンギヤＳ３に噛合す
る一対のピニオンギヤＰ２，Ｐ３を支持するキャリアＣ
２（Ｃ３）からなるラビニヨ式のギヤセットで構成され
ている。そして、この形態では、小径のサンギヤＳ３が
第１の変速要素、大径のサンギヤＳ２が第２の変速要
素、キャリアＣ２（Ｃ３）が第３の変速要素とされ、リ
ングギヤＲ２（Ｒ３）が第４の変速要素とされている。

【００１９】減速プラネタリギヤＧ１は、そのサンギヤ
Ｓ１を変速機ケース１０に固定され、リングギヤＲ１を
入力要素として入力軸１１に連結され、キャリアＣ１を
出力要素として第１のクラッチＣ−１及び第３のクラッ
チＣ−３を介してプラネタリギヤセットＧに連結されて
いる。プラネタリギヤセットＧの第１の変速要素すなわ
ち小径のサンギヤＳ３は、第１のクラッチＣ−１に連結
され、第２の変速要素すなわち大径のサンギヤＳ２は、
第３のクラッチＣ−３に連結されるとともに、バンドブ
レーキで構成される第１のブレーキＢ−１により自動変
速機ケース１０に係止可能とされている。また、第３の
変速要素であるキャリアＣ２（Ｃ３）は、第２のクラッ
チＣ−２を介して入力軸１１に連結され、かつ、第２の
ブレーキＢ−２により変速機ケース１０に係止可能とさ
れるとともに、ワンウェイクラッチＦ−１により変速機
ケース１０に一方向回転係止可能とされている。そし
て、第４の変速要素すなわちリングギヤＲ２（Ｒ３）が
カウンタドライブギヤ１９に連結されている。

【００２０】こうした構成からなる自動変速機は、図示
しない電子制御装置と油圧制御装置とによる制御で、運
転者により選択されたレンジに応じた変速段の範囲で車
両負荷と車速に基づき、変速を行う。図３は各クラッチ
及びブレーキの係合及び解放（○印で係合、無印で解放
を表す）で達成される変速段を図表化して示す。また、
図４は各クラッチ及びブレーキの係合（●印でそれらの
係合を表す）により達成される変速段と、そのときの各
変速要素の回転数比との関係を速度線図で示す。

【００２１】両図を併せ参照してわかるように、第１速
（１ＳＴ）は、クラッチＣ−1 とブレーキＢ−２の係合
（本形態において、作動表を参照してわかるように、こ
のブレーキＢ−２の係合に代えてワンウェイクラッチＦ
−１の自動係合が用いられているが、この係合を用いて
いる理由及びこの係合がブレーキＢ−２の係合に相当す
る理由については後に詳述する。）により達成される。
この場合、入力軸１１から減速プラネタリギヤＧ１を経
て減速された回転がクラッチＣ−１経由で小径サンギヤ
Ｓ３に入力され、ワンウェイクラッチＦ−１の係合によ
り係止されたキャリアＣ３に反力を取って、リングギヤ
Ｒ３の最大減速比の減速回転がカウンタドライブギヤ１
９に出力される。

【００２２】次に、第２速（２ＮＤ）は、クラッチＣ−
1 とブレーキＢ−１の係合により達成される。この場
合、入力軸１１から減速プラネタリギヤＧ１を経て減速
された回転がクラッチＣ−１経由で小径サンギヤＳ３に
入力され、ブレーキＢ−１の係合により係止された大径
サンギヤＳ２に反力を取って、リングギヤＲ２（Ｒ３）
の減速回転がカウンタドライブギヤ１９に出力される。
このときの減速比は、図４にみるように、第１速（１Ｓ
Ｔ）より小さくなる。

【００２３】また、第３速（３ＲＤ）は、クラッチＣ−
１とクラッチＣ−３の同時係合により達成される。この
場合、入力軸１１から減速プラネタリギヤＧ１を経て減
速された回転がクラッチＣ−１とクラッチＣ−３経由で
同時に大径サンギヤＳ２と小径サンギヤＳ３に入力さ
れ、プラネタリギヤセットＧが直結状態となるため、両
サンギヤへの入力回転と同じリングギヤＲ２（Ｒ３）の
回転が、入力軸１１の回転に対しては減速された回転と
して、カウンタドライブギヤ１９に出力される。

【００２４】更に、第４速（４ＴＨ）は、クラッチＣ−
１とクラッチＣ−２の同時係合により達成される。この
場合、一方で入力軸１１から減速プラネタリギヤＧ１を
経て減速された回転がクラッチＣ−１経由でサンギヤＳ
３に入力され、他方で入力軸１１からクラッチクラッチ
Ｃ−２経由で入力された非減速回転がキャリアＣ３に入
力され、２つの入力回転の中間の回転が、入力軸１１の
回転に対しては僅かに減速されたリングギヤＲ３の回転
としてカウンタドライブギヤ１９に出力される。

【００２５】次に、第５速（５ＴＨ）は、クラッチＣ−
２とクラッチＣ−３の同時係合により達成される。この
場合、一方で入力軸１１から減速プラネタリギヤＧ１を
経て減速された回転がクラッチＣ−３経由でサンギヤＳ
２に入力され、他方で入力軸１１からクラッチクラッチ
Ｃ−２経由で入力された非減速回転がキャリアＣ２に入
力され、リングギヤＲ２の入力軸１１の回転より僅かに
増速された回転がカウンタドライブギヤ１９に出力され
る。

【００２６】そして、第６速（６ＴＨ）は、クラッチＣ
−２とブレーキＢ−１の係合により達成される。この場
合、入力軸１１からクラッチクラッチＣ−２経由で非減
速回転がキャリアＣ２にのみ入力され、ブレーキＢ−１
の係合により係止されたサンギヤＳ２に反力を取るリン
グギヤＲ２の更に増速された回転がカウンタドライブギ
ヤ１９に出力される。

【００２７】なお、後進（ＲＥＶ）は、クラッチＣ−３
とブレーキＢ−２の係合により達成される。この場合、
入力軸１１から減速プラネタリギヤＧ１を経て減速され
た回転がクラッチＣ−３経由でサンギヤＳ２に入力さ
れ、ブレーキＢ−２の係合により係止されたキャリアＣ
２に反力を取るリングギヤＲ２の逆転がカウンタドライ
ブギヤ１９に出力される。

【００２８】ここで、先に触れたワンウェイクラッチＦ
−１とブレーキＢ−２との関係について説明する。上記
の第１速と第２速時の両ブレーキＢ−１，Ｂ−２の係合
・解放関係にみるように、これら両ブレーキは、両変速
段間でのアップダウンシフト時に、一方の解放と同時に
他方の係合が行われる、いわゆる掴み替えされる摩擦要
素となる。こうした摩擦要素の掴み替えは、それらを操
作する油圧サーボの係合圧と解放圧の精密な同時制御を
必要とし、こうした制御を行うには、そのためのコント
ロールバルブの付加や油圧回路の複雑化等を招くことと
なる。そこで、本形態では、第１速と第２速とで、キャ
リアＣ２（Ｃ３）にかかる反力トルクが逆転するのを利
用して、ワンウェイクラッチＦ−１の係合方向を第１速
時の反力トルク支持方向に合わせた設定とすることで、
ワンウェイクラッチＦ−１に実質上ブレーキＢ−２の係
合と同等の機能を発揮させて、第１速時のブレーキＢ−
２の係合に代えて（ただし、ホイール駆動の車両コース
ト状態ではキャリアＣ２（Ｃ３）にかかる反力トルクの
方向がエンジン駆動の状態に対して逆転するので、エン
ジンブレーキ効果を得るためには、図３に括弧付きの○
印で示すようにブレーキＢ−２の係合を必要とする）、
キャリアＣ２（Ｃ３）の係止を行っているわけである。
したがって、変速段を達成する上では、ワンウェイクラ
ッチを設けることなく、ブレーキＢ−２の係合により第
１速を達成する構成を採ることもできる。

【００２９】このようにして達成される各変速段は、図
４の速度線図上で、リングギヤＲ２，Ｒ３の速度比を示
す○印の上下方向の間隔を参照して定性的にわかるよう
に、各変速段に対して比較的等間隔の良好な速度ステッ
プとなる。この関係を具体的に数値を設定して、定量的
に表すと、図３に示すギヤ比となる。この場合のギヤ比
は、減速プラネタリギヤＧ１のサンギヤＳ１とリングギ
ヤＲ１の歯数比λ１＝４４／７８、プラネタリギヤセッ
トＧの大径サンギヤ側のサンギヤＳ２とリングギヤＲ２
（Ｒ３）の歯数比λ２＝３６／７８、小径サンギヤ側の
サンギヤＳ３とリングギヤＲ３の歯数比λ３＝３０／７
８に設定すると、入出力ギヤ比は、 第１速（１ＳＴ）：（１＋λ１）／λ３＝４．０６７ 第２速（２ＮＤ）：（１＋λ１）（λ２＋λ３）／λ３
（１＋λ２）＝２．３５４ 第３速（３ＲＤ）：１＋λ１＝１．５６４ 第４速（４ＴＨ）：（１＋λ１）／（１＋λ１−λ１・
λ３）＝１．１６１ 第５速（５ＴＨ）：（１＋λ１）／（１＋λ１＋λ１・
λ２）＝０．８５７ 第６速（６ＴＨ）：１／（１＋λ２）＝０．６８４ 後進（ＲＥＶ）：−（１＋λ１）／λ２＝３．３８９ となる。そして、これらギヤ比間のステップは、 第１・２速間：１．７３ 第２・３速間：１．５１ 第３・４速間：１．３５ 第４・５速間：１．３５ 第５・６速間：１．２５ となる。

【００３０】次に、図５は自動変速機の構成を更に具体
化した模式的断面で示す。先にスケルトンを参照して説
明した各構成要素については、同じ参照符号を付して説
明に代えるが、スケルトンから参照し得ない細部につい
て、ここで説明する。なお、本明細書を通じて、各クラ
ッチ及びブレーキという用語は、摩擦部材と油圧サーボ
を総称するものとする。したがって、第１のクラッチＣ
−１は摩擦部材６３と油圧サーボ６で、同様に第２のク
ラッチＣ−２は摩擦部材５３と油圧サーボ５で、第３の
クラッチＣ−３は摩擦部材７３と油圧サーボ７で構成さ
れている。また、ブレーキＢ−１，Ｂ−２については、
それがバンドブレーキ構成の場合は、それぞれバンドと
図示しない油圧サーボで構成され、多板ブレーキの場合
は、摩擦部材と油圧サーボで構成されている。

【００３１】入力軸１１は、その内部に潤滑油路を形成
され、前端側と後端側とを変速機ケース１０から延びる
前側ボス部１０ａと後側ボス部１０ｂにベアリングを介
して回転自在に支持され、支持部に隣接させて形成され
たそれぞれのフランジ１１ａ，１１ｂと両ボス部先端と
の間に介装されたスラストベアリングにより軸方向支持
されている。

【００３２】次に、プラネタリギヤセットＧは、入力軸
１１の後部に両サンギヤＳ２，Ｓ３を、ベアリングを介
して入力軸１１に支持された減速回転伝達部材１３の外
周にベアリングを介して支持された形態で位置決め支持
されている。プラネタリギヤセットＧの第１の変速要素
としてのサンギヤＳ２は、連結部材１４により第３のク
ラッチＣ−３のハブ７４に連結されている。また、第２
の変速要素としてのサンギヤＳ３は、第１のクラッチＣ
−１のハブ６４に連結されている。そして、第３の変速
要素としてのキャリアＣ２（Ｃ３）は、第２のクラッチ
のハブ５４に連結され、ハブ５４はワンウェイクラッチ
Ｆ−１のインナレースを介して第２のブレーキＢ−２の
ハブに連結されている。更に、第４の変速要素としての
リングギヤＲ２（Ｒ３）は、連結部材を介してカウンタ
ドライブギヤ１９にスプライン結合されている。

【００３３】減速プラネタリギヤＧ１は、前側ボス部１
０ａの先端外周に反力要素としてのサンギヤＳ１を固定
し、入力要素としてのリングギヤＲ１を入力軸１１のフ
ランジ１１ａに連結させて、変速機構の前側に配置され
ている。出力要素としてのキャリアＣ１は、第１及び第
３のクラッチの油圧サーボ６，７に共通のシリンダ６０
に連結されている。

【００３４】本発明の特徴に従い、第２のクラッチの油
圧サーボ５は、変速機構の最後部に配置され、第２のク
ラッチの摩擦部材５３は、第２のクラッチの油圧サーボ
５より前側に配置された他の回転部材としてのプラネタ
リギヤセットＧの外周側で、かつ、リングギヤのない部
位に径方向に重合させて配置されている。第２のクラッ
チＣ−２の油圧サーボ５は、内周側を入力軸１１のフラ
ンジ部１１ｂに連結され、外周側を拡径延長してドラム
５２とされたシリンダ５０と、シリンダ５０に内包され
たピストン５１と、遠心油圧のキャンセルプレート５５
と、リンターンスプリングとで構成されている。この油
圧サーボ６の油圧の給排は、変速機ケースの後側ボス部
１０ｂに形成された油路１０ｚを介して行われる。

【００３５】第２のクラッチＣ−２の摩擦部材５３は、
内周側をハブ５４にスプライン係合させ、外周側をドラ
ム５２にスプライン係合させた多板の摩擦材とセパレー
タプレートから構成され、ドラム５２の先端に固定され
たバッキングプレートと、油圧サーボ５内への油圧の供
給によりシリンダ５０から押し出されるピストン５１と
で挟持されるクラッチ係合作動により、ドラム５２から
ハブ５４にトルクを伝達する構成とされている。

【００３６】このように、入力回転をそのまま伝達する
ため相対的にトルク容量が小さくてよい第２のクラッチ
Ｃ−２について、その摩擦部材５３を他の回転部材とし
てのプラネタリギヤセットＧの外周側に重合配置するこ
とによって、大径化により摩擦部材５３の側でトルク伝
達容量を稼ぎ、それにより一層小容量化した油圧サーボ
５を変速機構の最後端に配置したので、所望のクラッチ
容量を確保しながら、油圧サーボ５の大幅な小径化がな
されている。こうして変速機後端部を小径化すること
で、多段化されることである程度の大型化を避けられな
い変速機と車両側部材Ｂとで干渉の可能性の最も高い変
速機後端部での干渉を防いで、車両搭載性を向上させる
ことができる。また、上記他の回転部材をラビニヨ型プ
ラネタリギヤセットとし、その特有の形状により生じる
空きスペースを第２のクラッチＣ−２の摩擦部材５３の
配設スペースに利用した配置としたので、本来空きスペ
ースとなるべき空間の有効利用により部材配設密度を上
げることができ、それにより変速機後端部の小径化と併
せて、変速機構の小径化がなされている。

【００３７】次に、第１及び第３のクラッチＣ−１，Ｃ
−３の油圧サーボ６，７は、減速プラネタリギヤＧ１の
前側に配置され、変速機ケースの前側ボス部１０ａの外
周に回転自在に支持された共通のシリンダ６０と、シリ
ンダ６０の内側に嵌挿された第１のピストン６１と、外
側に嵌挿された第２のピストン７１を備え、共通のシリ
ンダ６０は、拡径延長されて第１のクラッチのドラム６
２を構成し、第２のピストン７１も同様に拡径延長され
て、他方の第３のクラッチのドラム７２を構成してい
る。そして、これら両ドラム６２，７２は、スプライン
係合で相互にトルク伝達可能に連結されている。これら
の油圧サーボ６，７の油圧の給排は、前側ボス部１０ａ
に形成された油路１０ｘ，１０ｙを介して行われる。な
お、図において符号６５，７５は、ピストン６１，７１
の背面にかかる遠心油圧を相殺するキャンセルプレー
ト、６６，７６はリターンスプリングを示す。

【００３８】第１のクラッチＣ−１の摩擦部材６３は、
内周側をハブ６４にスプライン係合させ、外周側をドラ
ム６２にスプライン係合させた多板の摩擦材とセパレー
タプレートから構成され、ドラム６２の先端に固定され
たバッキングプレートと、油圧サーボ６内への油圧の供
給によりシリンダ６０から押し出されるピストン６１と
で挟持されるクラッチ係合作動により、ドラム６２から
ハブ６４にトルクを伝達する構成とされている。

【００３９】第３のクラッチＣ−３の摩擦部材７３は、
内周側をハブ７４にスプライン係合させ、外周側をドラ
ム７２にスプライン係合させた多板の摩擦材とセパレー
タプレートから構成され、ドラム７２の先端に固定され
たバッキングプレートと、油圧サーボ７内への油圧の供
給によりシリンダ６０から押し出されるピストン７１と
で挟持されるクラッチ係合作動により、ドラム７２から
ハブ７４にトルクを伝達する構成とされている。

【００４０】このように、減速回転を伝達するトルク容
量を確保するために大径となる第１及び第３のクラッチ
Ｃ−１，Ｃ−３の摩擦部材６３，７３を軸方向にまとめ
て配置し、上記のような油圧サーボの組み合わせ構造に
より、両ピストンの押し引き操作でクラッチの係合を行
う構造は、変速機をディファレンシャル装置を組み込ん
だ３軸のトランスアクスルとする場合に、デフリングギ
ヤ３１を変速機構側に径方向に重ねるための空間の確保
が容易となり、変速機の主軸Ｘとしての入力軸１１と、
それと並行するデフ軸Ｚとの軸間距離の設定に自由度を
与えることができ、車両の要求に合わせた良好なデフギ
ヤ比の設定が可能となる効果をもたらす。また、変速機
構については、クラッチの油圧サーボ６，７の軸長も短
縮され、減速プラネタリギヤＧ１と第１及び第３のクラ
ッチの摩擦部材６３，７３の重合配置による軸長の短縮
効果が得られる。

【００４１】また、第１のブレーキＢ−１はバンドブレ
ーキとされ、そのブレーキバンド８１は、第３のクラッ
チＣ−３のハブ７４に連結されたブレーキドラム８２を
締めつける構成とされている。これにより、第１のブレ
ーキＢ−１は、軸方向スペースを要せず、しかも径方向
寸法をほとんど増加させずに配置されていることにな
る。なお、このバンドブレーキの油圧サーボは、ブレー
キバンド８１と同じ軸方向位置で、ブレーキドラム８２
に対して接線方向に延びるものであるため、図示を省略
している。

【００４２】第２のブレーキＢ−２は、各クラッチと同
様に多板構成とされ、その摩擦部材９３は、プラネタリ
セットＧの外周側に、ワンウェイクラッチＦ−１と並べ
て配置されている。第２のブレーキＢ−２の油圧サーボ
９は、変速機ケース１０のほぼ中央に設けられたサポー
ト１０ｅに、ピストン９１を内包するシリンダを内蔵さ
せた形態で設けられている。

【００４３】そして、カウンタドライブギヤ１９の支持
に関しては、該ギヤ１９は、上記サポート１０ｅの内周
にベアリング１２を介して支持されており、詳しくは、
カウンタドライブギヤ１９の内周を軸方向に延びるボス
部の外周がベアリング１２を介して、第２のブレーキＢ
−２の油圧サーボシリンダを兼ねる変速機ケース１０の
サポート１０ｅの内周に支持されている。

【００４４】ところで、本発明の基本的特徴とする、第
２のクラッチＣ−２の油圧サーボ５を変速機構の最後部
に配置した構成を採りながら、他の部材の配置について
は、種々の形態を採り得る。そこで、次にそうした実施
形態について説明する。図６は第１及び第３のクラッチ
を分散配置した第２実施形態の変速機構を模式的断面で
示す。この場合の相違点のみ説明すると、第１実施形態
において減速プラネタリギヤＧ１に隣接配置されていた
第１のクラッチＣ−１は、この形態では、プラネタリギ
ヤセットＧの直前に移されている。

【００４５】こうした配置の変更に伴い、第３のクラッ
チＣ−３の油圧サーボ７は、そのシリンダ７０を単独で
ケース１０の前側ボス部１０ａに回転自在に支持され、
シリンダ７０の拡径延長部がドラム７２とされている。
そして、ドラム７２と協働して摩擦部材７３を支持する
ハブ７４は、減速プラネタリギヤＧ１のキャリアＣ１に
連結され、更に連結部材１３ａにより第１のクラッチＣ
−１の油圧サーボ６のシリンダ６０に連結されている。
また、ドラム７２は減速回転伝達部材１４に連結されて
いる。なお、摩擦部材７３と減速プラネタリギヤＧ１の
位置関係については、第１実施形態のものとほぼ同様で
あるが、この場合、ドラム７２が減速回転伝達部材１４
を介してサンギヤＳ２に連結されているため、ドラム７
２の外周をそのまま第１のブレーキＢ−１のブレーキド
ラムとしている。

【００４６】一方、第１のクラッチＣ−１の油圧サーボ
６は、そのシリンダ６０を単独で入力軸１１に回転自在
に支持され、シリンダ６０の拡径延長部がドラム６２と
されている。そして、ドラム６２と協働して摩擦部材６
３を支持するハブ６４は、連結部材１３ｂによりサンギ
ヤＳ３に連結されている。シリンダ６０の支持手段の変
更に伴い、油圧サーボ６のサーボ圧の給排は、前側ボス
部１０ａの油路に連なる入力軸１１の軸内油路により成
される。

【００４７】次に、図７は第１実施形態と同様の第１及
び第３のクラッチＣ−１，Ｃ−３の摩擦部材配置におい
て、それらの油圧サーボ６，７の配置のみを変更した第
３実施形態を示す。この場合、両クラッチのハブ６４，
７４は相互に連結させて、減速プラネタリギヤＧ１のキ
ャリアＣ１に連結されている。そして、クラッチＣ−１
のドラム６２は、減速回転伝達部材１３に連結され、ク
ラッチＣ−３のドラム７２は、連結部材１４に連結され
ている。また、第３のクラッチＣ−３の油圧サーボ７の
シリンダ７０は、単独で前側ボス部１０ａに回転自在に
支持して、キャリアＣ１に連結されている。一方、第１
のクラッチＣ−１の油圧サーボ６のシリンダ６０は、入
力軸１１に回転自在に支持して、減速回転伝達部材１３
に連結されている。したがって、油圧サーボ６の油圧の
給排は、前記第２実施形態の場合と同様に、前側ボス部
１０ａの油路に連なる入力軸１１の軸内油路により成さ
れる。

【００４８】次に、図８は第２実施形態に対して更に第
１のクラッチＣ−１を後方に移動させて、プラネタリギ
ヤセットＧの後側に配置した第４実施形態を示す。この
場合、第１のクラッチＣ−１の摩擦部材６３がプラネタ
リギヤセットＧの外周側のリングギヤを欠く部位に重合
され、これに伴って、第２のクラッチＣ−２の摩擦部材
５３は、回転部材を第１のクラッチＣ−１の油圧サーボ
６として、その外周側に重合配置されている。油圧サー
ボ６と他の部材との連結関係については、該サーボが減
速回転伝達部材の端部に位置するところから、該部材１
４が第２実施形態の場合のように分割されていない点の
みが異なる。

【００４９】以上の各実施形態は、第１及び第３のクラ
ッチＣ−１，Ｃ−３の配置を変更したものであるが、第
１実施形態に対する連結関係を変更した例を次に挙げ
る。まず、プラネタリギヤセットＧは、入出力の連結関
係を逆にした構成を採ることもできる。図９はこうした
形態を採る第５実施形態をスケルトンで示す。この場
合、小径のサンギヤＳ３が第１のクラッチＣ−１に連結
され、大径のサンギヤＳ２が第３のクラッチＣ−３に連
結される点は同様であるが、リングギヤＲ３が第２のク
ラッチＣ−２に連結され、キャリアＣ２（Ｃ３）がカウ
ンタドライブギヤ１９に連結されている点が異なる。ま
た、第１のブレーキＢ−１はサンギヤＳ２を係止するも
のとされ、第２のブレーキＢ−２とワンウェイクラッチ
Ｆ−１はリングギヤＲ３を係止するものとされている。
したがって、この形態では、サンギヤＳ３が第１の変速
要素、サンギヤＳ２が第２の変速要素となる点は、先の
実施形態と同様であるが、リングギヤＲ３が第３の変速
要素となり、キャリアＣ２（Ｃ３）が第４の変速要素と
なる点が、先の実施形態とは異なる。こうした形態を採
った場合、例えば下記の表１に示すようなギヤ比とステ
ップが得られる。

【表１】 ちなみに、この場合の減速プラネタリギヤＧ１の歯数比
λ１＝０．５５６、プラネタリギヤＧの小径サンギヤＳ
２側の歯数比λ２＝０．３０６、大径サンギヤＳ３側の
歯数比λ３＝０．５７９であり、ギヤ比幅は６．１０９
となる。

【００５０】ところで、前記第１〜５実施形態では、プ
ラネタリギヤセットＧをラビニヨ式としたが、比較的良
好なギヤ比とステップが得られるギヤセットＧは、これ
に限るものではない。そこで、プラネタリギヤセットＧ
を他の形式のものに変更した実施形態について、次に説
明する。

【００５１】図１０は第１実施形態に対してプラネタリ
ギヤセットＧの部分だけを一部変更した第６実施形態を
示す。この形態では、プラネタリギヤセットＧは、シン
プルプラネタリギヤＧ２と、互いに噛合する一対のピニ
オンギヤＰ３，Ｐ３’の一方がサンギヤＳ３に噛合し、
他方がリングギヤＲ３に噛合するダブルピニオン式のプ
ラネタリギヤＧ３とを組み合わせた構成とされている。
このプラネタリギヤセットＧの場合、第１のクラッチＣ
−１が２つのサンギヤＳ２，Ｓ３に連結され、第３のク
ラッチＣ−３がシンプルプラネタリギヤＧ２のリングギ
ヤＲ２に連結され、第２のクラッチＣ−２がキャリアＣ
２とキャリアＣ３に連結され、リングギヤＲ３がカウン
タドライブギヤ１９に連結されている。そして、ブレー
キＢ−１はシンプルプラネタリギヤＧ２のリングギヤＲ
２を係止するものとされ、ブレーキＢ−２とワンウェイ
クラッチＦ−１は双方のキャリアＣ２とキャリアＣ３を
係止するものとされる。したがって、この形態では、２
つのサンギヤＳ２，Ｓ３が第１の変速要素、リングギヤ
Ｒ２が第２の変速要素、キャリアＣ２（Ｃ３）が第３の
変速要素、リングギヤＲ３が第４の変速要素となる。こ
うした場合、例えば下記の表２に示すようなギヤ比とス
テップが得られる。

【表２】 ちなみに、この場合の減速プラネタリギヤＧ１の歯数比
λ１＝０．５５６、シンプルプラネタリギヤＧ２の歯数
比λ２＝０．６３６、ダブルプラネタリギヤＧ３の歯数
比λ３＝０．３３３であり、ギヤ比幅は７．１１１とな
る。

【００５２】次に、図１１は第６実施形態に対してプラ
ネタリギヤセットＧのシンプルプラネタリギヤとダブル
プラネタリギヤの位置関係を逆転させた第７実施形態を
示す。この形態では、第１のクラッチＣ−１がダブルプ
ラネタリギヤＧ２のサンギヤＳ２に連結され、第３のク
ラッチＣ−３がダブルプラネタリギヤＧ２のキャリアＣ
２とシンプルプラネタリギヤＧ３のサンギヤＳ３に連結
され、第２のクラッチＣ−２がシンプルプラネタリギヤ
Ｇ３のキャリアＣ３とダブルプラネタリギヤＧ２のリン
グギヤＲ２に連結され、シンプルプラネタリギヤＧ３の
リングギヤＲ３がカウンタドライブギヤ１９に連結され
ている。そして、ブレーキＢ−１はキャリアＣ２とサン
ギヤＳ３を係止するものとされ、ブレーキＢ−２とワン
ウェイクラッチＦ−１はリングギヤＲ２とキャリアＣ３
を係止するものとされる。この形態では、サンギヤＳ２
が第１の変速要素、サンギヤＳ３とキャリアＣ２が第２
の変速要素、キャリアＣ３とリングギヤＲ２が第３の変
速要素、リングギヤＲ３が第４の変速要素となる。こう
した場合、例えば下記の表３に示すようなギヤ比とステ
ップが得られる。

【表３】 ちなみに、この場合の減速プラネタリギヤＧ１の歯数比
λ１＝０．５５６、ダブルプラネタリギヤＧ２の歯数比
λ２＝０．４４７、シンプルプラネタリギヤＧ３の歯数
比λ３＝０．４４４であり、ギヤ比幅は６．２４５とな
る。

【００５３】次に、図１２はプラネタリギヤセットＧを
２つのダブルプラネタリギヤＧ２，Ｇ３で構成した第８
実施形態を示す。この形態では、第１のクラッチＣ−１
がサンギヤＳ３とキャリアＣ２に連結され、第３のクラ
ッチＣ−３がサンギヤＳ２に連結され、第２のクラッチ
Ｃ−２がキャリアＣ３とリングギヤＲ２に連結され、リ
ングギヤＲ３がカウンタドライブギヤ１９に連結されて
いる。そして、ブレーキＢ−１はサンギヤＳ２を係止す
るものとされ、ブレーキＢ−２とワンウェイクラッチＦ
−１はリングギヤＲ２とキャリアＣ３を係止するものと
される。この形態では、サンギヤＳ３とキャリアＣ２が
第１の変速要素、サンギヤＳ２が第２の変速要素、キャ
リアＣ３とリングギヤＲ２が第３の変速要素、リングギ
ヤＲ３が第４の変速要素となる。こうした場合、例えば
下記の表４に示すようなギヤ比とステップが得られる。

【表４】 ちなみに、この場合の減速プラネタリギヤＧ１の歯数比
λ１＝０．５５６、プラネタリギヤＧ２の歯数比λ２＝
０．５５６、プラネタリギヤＧ３の歯数比λ３＝０．３
６１であり、ギヤ比幅は６．２５２となる。

【００５４】最後に、図１３は第８実施形態に対して連
結関係のみを変更した第９実施形態を示す。この形態で
は、第１のクラッチＣ−１が両サンギヤＳ２，Ｓ３に連
結され、第３のクラッチＣ−３がキャリアＣ２に連結さ
れ、第２のクラッチＣ−２がキャリアＣ３とリングギヤ
Ｒ２に連結され、リングギヤＲ３がカウンタドライブギ
ヤ１９に連結されている。そして、ブレーキＢ−１はキ
ャリアＣ２を係止するものとされ、ブレーキＢ−２とワ
ンウェイクラッチＦ−１はリングギヤＲ２とキャリアＣ
３を係止するものとされる。この形態では、両サンギヤ
Ｓ２，Ｓ３が第１の変速要素、キャリアＣ２が第２の変
速要素、キャリアＣ３とリングギヤＲ２が第３の変速要
素、リングギヤＲ３が第４の変速要素となる。こうした
場合は、減速プラネタリギヤＧ１の歯数比λ１＝０．５
５６、プラネタリギヤＧ２の歯数比を変更してλ２＝
０．４４４、そしてプラネタリギヤＧ３の歯数比を同様
にλ３＝０．５５６とすることでギヤ比、そのステッ
プ、ギヤ比幅とも第８実施形態と同様となる。

【００５５】以上、本発明を構成要素の形式及び配置並
びに連結関係を変更した実施形態を挙げて詳説したが、
これらは、比較的良好なギヤ比ステップが得られるもの
に絞って例示したものであって、本発明は、これら実施
形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の個々
の請求項に記載の事項の範囲内で種々に具体的な構成を
変更して実施することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した車両用自動変速機の第１実施
形態のギヤトレインを展開して示すスケルトン図であ
る。

【図２】上記ギヤトレインの実際の３軸位置関係を示す
軸方向端面図である。

【図３】上記ギヤトレインの作動及び達成されるギヤ比
並びにギヤ比ステップを示す図表である。

【図４】上記ギヤトレインの速度線図である。

【図５】上記ギヤトレインの主軸部分のみを模式化した
断面図である。

【図６】上記ギヤトレインのクラッチ配置を変更した第
２実施形態の主軸部分の模式化断面図である。

【図７】上記ギヤトレインのクラッチ配置を更に変更し
た第３実施形態の主軸部分の模式化断面図である。

【図８】上記ギヤトレインのクラッチ配置を更に変更し
た第４実施形態の主軸部分の模式化断面図である。

【図９】上記ギヤトレインのプラネタリギヤセットの入
出力関係を変更した第５実施形態の主軸部分のスケルト
ン図である。

【図１０】第１実施形態に対してプラネタリギヤセット
の構成を変更した第６実施形態の主軸部分のスケルトン
図である。

【図１１】同様のプラネタリギヤセットについて連結関
係を変更した第７実施形態の主軸部分のスケルトン図で
ある。

【図１２】同様にプラネタリギヤセットを更に他の形態
に変更した第８実施形態の主軸部分のスケルトン図であ
る。

【図１３】同様のプラネタリギヤセットについて連結関
係を更に変更した第９実施形態の主軸部分のスケルトン
図である。

【符号の説明】

Ｇ プラネタリギヤセット Ｇ１ 減速プラネタリギヤ Ｓ１ サンギヤ（固定変速要素） Ｓ２，Ｓ３ サンギヤ（変速要素） Ｃ１ キャリア（出力要素） Ｃ２，Ｃ３ キャリア（変速要素） Ｒ１ リングギヤ（入力要素） Ｒ２，Ｒ３ リングギヤ（変速要素） Ｂ−１ 第１のブレーキ Ｂ−２ 第２のブレーキ Ｃ−１ 第１のクラッチ Ｃ−２ 第２のクラッチ Ｃ−３ 第３のクラッチ ５，６，７ 油圧サーボ １０ ケース １１ 入力軸 ３１ デフリングギヤ ５０，６０，７０ シリンダ ５１，６１，７１ ピストン ５２，６２，７２ ドラム ５３，６３，７３ 摩擦部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚本 一雅 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 早渕 正宏 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 後藤 健次 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 Ｆターム(参考） 3J028 EA07 EA24 EA27 EB08 EB13 EB31 EB35 EB37 EB54 EB62 EB66 FA06 FB06 FC13 FC17 FC20 FC24 FC63 GA03 HA14 HA17 HA24

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力軸の周りに、４つの変速要素を有す
   るプラネタリギヤセットと、減速プラネタリギヤと、２
   つのブレーキと、３つのクラッチとを備える変速機構が
   配置された車両用自動変速機であって、 プラネタリギヤセットの第１の変速要素が第１のクラッ
   チにより減速プラネタリギヤを介して入力軸に連結さ
   れ、第２の変速要素が第３のクラッチにより減速プラネ
   タリギヤを介して入力軸に連結されるとともに第１のブ
   レーキによりケースに係止可能とされ、第３の変速要素
   が第２のクラッチにより入力軸に連結されるとともに第
   ２のブレーキによりケースに係止可能とされ、第４の変
   速要素が出力要素とされるものにおいて、 前記第２のクラッチの油圧サーボは、変速機構の最後部
   に配置され、第２のクラッチの摩擦部材は、第２のクラ
   ッチの油圧サーボより前側に配置された他の回転部材の
   外周側に径方向に重合させて配置されたことを特徴とす
   る車両用自動変速機。
2. 【請求項２】 前記プラネタリギヤセットは、ラビニヨ
   型のギヤセットとされ、前記第２のクラッチの油圧サー
   ボの前側に配置され、 第２のクラッチの摩擦部材は、プラネタリギヤセットの
   リングギヤのない部位の外周側に重合させて配置され
   た、請求項１記載の車両用自動変速機。
3. 【請求項３】 前記変速機構の前側に第１及び第３のク
   ラッチの油圧サーボ並びに減速プラネタリギヤが配置さ
   れ、 第１及び第３のクラッチの摩擦部材は、減速プラネタリ
   ギヤの外周部に配置された、請求項１又は２記載の車両
   用自動変速機。
4. 【請求項４】 前記第１及び第３のクラッチの油圧サー
   ボは、共通のシリンダの内側に嵌挿された第１のピスト
   ンと、外側に嵌挿された第２のピストンを備え、共通の
   シリンダは、第１及び第３のクラッチのいずれか一方の
   ドラムを構成し、第２のピストンは、いずれか他方のク
   ラッチのドラムを構成する、請求項２又は３記載の車両
   用自動変速機。