JP4161445B2 - 自動変速機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に縦置式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】
車両の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、車両用自動変速機には多段化の要求があり、こうした要求から、変速機構は従来の前進４速のものから５速のものへと移行しつつある。こうしたなかで、限られた車両搭載スペース内で更なる多段化を実現するには、ギヤトレインの一層の小要素化、機構の簡素化が必要となる。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、厳密にはトルクコンバータのタービン出力回転と、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構の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前進６速を達成するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記提案に係るギヤトレイン構成は、変速段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、実用面での改善すべき問題点を含んでいる。特に、上記ギヤトレインの特徴として、減速プラネタリギヤによりトルク増幅された動力をプラネタイリギヤセットに伝達する構成となるため、プラネタイリギヤセットが大型化するのみならず、こうした動力の伝達に関与するクラッチの摩擦部材や、その係合のための油圧サーボのトルク容量も増幅トルクに見合うように増大させなければならない。そのため、上記従来技術における自動変速機は、前進６速を達成するものとしては、コンパクトな構造ではあるが、在来の５速以下の自動変速機に比較すると、やはり大型大重量とならざるを得ない。
【０００４】
ところで、自動変速機の重量増大の一つの要因として、オイルポンプの大型化がある。一般にオイルポンプは、そのボディで自動変速機の変速機ケースの前側開口を塞いで、変速機ケースとトルクコンバータハウジングとの間を隔て、変速機構の軸とトルクコンバータの軸とを支持するサポート隔壁としての役目を果たすため、自動変速機の外径が大きくなることに伴う変速機ケース開口径の大型化によりますます大型化する。これに対する軽量化策として、オイルポンプボディの材質の変更による軽量化、例えばアルミボディ化が考えられるが、周知のように、オイルポンプボディの内部には、ギヤが配置されているため、ギヤ同士の噛み合いや、ボディとの摺動による摩耗を考慮すると、やはり耐久性に優れた鉄製とすることが望ましい。
【０００５】
他方、オイルポンプボディの軽量化策として、薄肉化も考えられるが、変速機ケースの前端壁部を構成するオイルポンプボディには、油圧制御装置から供給される油圧を変速機軸方向に導くため、その外周から内径部に向かって形成される複数の油路、例えば、オイルポンプ自体のギヤ室と油圧制御装置とを連通する吸い込み油路及び吐き出し油路、トルクコンバータのロックアップクラッチのオン・オフ圧の給排のための入力油路及び出力油路、変速機構各部の潤滑のための潤滑圧の供給油路、変速機構のクラッチ及びブレーキへのサーボ圧供給のための供給油路等があり、強度保持上薄肉化が困難な状況にある。
【０００６】
そこで、本発明は、変速機構のクラッチ及びブレーキへのサーボ圧供給のための供給油路を変速機ケースの前端壁部を介することなく配置可能な機構配列を得ることにより、変速機ケースの前端壁部を構成するオイルポンプの薄肉化を可能とし、もって軽量化を実現する自動変速機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、変速機ケースに、入力軸と、出力軸と、少なくとも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、少なくとも２つの係止手段と、３つのクラッチと、油圧制御装置が配置された自動変速機であって、プラネタリギヤセットは、その第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の係止手段により変速機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の係止手段により変速機ケースに係止可能とされ、第４の変速要素が出力軸に連結され、前記各クラッチ及び係止手段が、油圧制御装置によるそれらクラッチ及び係止手段の各油圧サーボの油圧の給排により選択的に係合解放されて、後進を含む複数の変速段を達成するものにおいて、前記変速機ケースの前端壁部は、オイルポンプで構成され、油圧制御装置は、前端壁部より軸方向後方に配置され、変速機ケースに径方向壁部を連結して、該径方向壁部の内周部を軸方向に延びる円筒部を有するサポート部材が設けられ、該サポート部材は、その軸方向の全長が油圧制御装置に対して径方向に重なる位置に配置され、かつ径方向壁部が変速機ケースの中間部に固定され、第１〜第３のクラッチの油圧サーボは、サポート部材の円筒部の外周上に配置され、油圧制御装置から第１〜第３のクラッチの油圧サーボに個々に油圧を供給する油路が、それぞれサポート部材に形成された油路を介して連結された、ことを特徴とする。
【０００８】
そして、３つのクラッチの配置に関して、前記サポート部材は、径方向壁部の内周部から前方に延びる前側円筒部と、後方に延びる後側円筒部を有し、第２のクラッチの油圧サーボは、前側円筒部の外周上に配置され、第１及び第３のクラッチの油圧サーボは、後側円筒部の外周上に配置され、第３のクラッチの油圧サーボは、第１のクラッチの油圧サーボの前方に配置された構成とするのが有効である。
【０００９】
また、減速プラネタリギヤの配置に関して、前記変速機ケースは、その前端壁部から内方に延びる円筒ボス部を有し、該円筒ボス部に固定要素としてのサンギヤが固定された減速プラネタリギヤが該円筒ボス部の外周に配置された構成とするのが有効である。
【００１０】
更に、前記第２の変速要素を係止する第１の係止手段は、第１のブレーキと、それに並列させて配置され、かつ互いに直列に連結されたワンウェイクラッチと第２のブレーキから構成され、該第２のブレーキの油圧サーボは、サポート部材の径方向壁部に内包され、かつ前記ワンウェイクラッチの外周側において、少なくともその一部が該ワンウェイクラッチと径方向に一部重なるように配置された構成とするのが有効である。
【００１１】
そして、第１の係止手段の配置に関して、前記第１のクラッチの油圧サーボは、該油圧サーボを内包する第１のクラッチのドラムにより減速プラネタリギヤに連結され、第３のクラッチの油圧サーボは、該油圧サーボを内包する第３のクラッチのドラムにより第２の変速要素に連結され、第１の係止手段は、第３のクラッチのドラムを変速機ケースに係止すべく第３のクラッチのドラムの外周側に配置され、第１の係止手段の油圧サーボは、サポート部材の径方向壁部に内包された構成とするのが有効である。
【００１２】
【発明の作用及び効果】
上記請求項１記載の構成では、全てのクラッチの油圧サーボへの油圧供給がサポート部材を通ってなされるので、オイルポンプである前端壁部を通ってクラッチの各油圧サーボに連通する油路をなくすことができる。そのため、オイルポンプの半径方向に延びる油路形成部分を必要最小限とすることで、重量の大きなオイルポンプの油路形成部を避けて肉抜き部分を多く採ることができるようになり、オイルポンプの軽量化を達成することができる。また、各クラッチの油圧サーボへの油圧供給を、油圧制御装置に対して径方向に重合しない変速機ケースの前端壁部や円筒ボス部からは行わずに、油圧制御装置に対して、径方向に重合するサポート部材を通して行うことで、変速機ケースとオイルポンプの合わせ面に形成される油路数を必要最小限とすることができ、それにより、変速機ケースとオイルポンプの合わせ面における油路配置にも余裕を持たせることができる。更に、油圧制御装置から各油圧サーボに至る油路について、油圧制御装置から変速機ケースの前端壁部を通って油圧サーボに至るまで軸方向に往復するような長い油路をなくすことができるため、各油圧サーボからの油圧の給排を迅速化することができ、それにより各クラッチの係合解放レスポンスを良好にすることができる。
【００１３】
更に、請求項２記載の構成では、各クラッチの油圧サーボをサポート部材の円筒部に前後に分けて配置することで、油圧制御装置から各油圧サーボに至る油路について、極端に長い油路をなくすことができるため、各油路からの油圧の給排を迅速化することができ、それにより各クラッチの係合解放レスポンスを良好にすることができる。
【００１４】
次に、請求項３記載の構成では、反力を取るための固定要素としてのサンギヤを静止部材に固定することを必須とする減速プラネタリギヤを、サポート部材への支持を避けて、変速機ケースの前端壁部側の円筒ボス部に配置したので、サポート部材の円筒部外周に配置されるクラッチの油圧サーボとサポート部材の径方向壁部との間の距離を短くすることができ、それによる一層の油路短縮が可能となる。
【００１５】
また、請求項４記載の構成では、１→２変速時の変速ショック軽減のために必要とされる複雑なサーボ油圧の制御を避けるべく、ワンウェイクラッチを用いる場合、ワンウェイクラッチと直列するブレーキを必要とするが、こうしたブレーキを配設する場合において、その油圧サーボをサポート部材に内包させることで、ブレーキの油圧サーボを構成する部材の削減が可能となり、部品点数の増加を抑制することができる。
【００１６】
また、請求項５記載の構成では、プラネタリギヤセットの第２の変速要素を係止するための第１の係止手段の油圧サーボをサポート部材に内包させることで、油圧サーボを構成する部材の削減が可能となり、部品点数の増加を抑制することができる。
【００１７】
【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は本発明を適用した自動変速機の第１実施形態のギヤトレインをスケルトンで示す。この自動変速機は、変速機ケース１０に、入力軸１１と、出力軸１９と、少なくとも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と、減速プラネタリギヤＧ１と、少なくとも２つの係止手段Ｂ−１，Ｂ−３と、３つのクラッチＣ−１，Ｃ−２，Ｃ−３と、図示しない油圧制御装置とが配置された構成とされている。
【００１８】
そして、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の係止手段Ｂ−１により変速機ケース１０に係止可能とされ、第３の変速要素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の係止手段Ｂ−３により変速機ケース１０に係止可能とされ、第４の変速要素Ｒ３（Ｒ２）が出力軸１９に連結されている。これにより、各クラッチ及び係止手段が、油圧制御装置によるそれらクラッチ及び係止手段の各油圧サーボの油圧の給排により選択的に係合解放されて、後進を含む前進６速の変速段を達成する。
【００１９】
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。図１を参照して、この自動変速機では、その機構の最前部に、図示しないエンジンに連結されるロックアップクラッチ２０付のトルクコンバータ２が配置され、その後部に前進６速・後進１速を達成する変速機構が配置された構成が採られている。トルクコンバータ２は、ポンプインペラ２１と、タービンランナ２２と、それらの間に配置されたステータ２３と、ステータ２３を変速機ケース１０に一方向回転係合させるワンウェイクラッチ２４と、ワンウェイクラッチのインナレースを変速機ケース１０に固定するステータシャフト２５とを備える。
【００２０】
変速機構の主体をなす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Ｒ３（Ｒ２）に噛合し、他方が小径のサンギヤＳ３に噛合するロングピニオンＰ２及びショートピニオンＰ３と、両ピニオンを支持するキャリアＣ２（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、リングギヤＲ３（Ｒ２）が第４の変速要素とされている。
【００２１】
減速プラネタリギヤＧ１は、シンプルプラネタリギヤで構成され、その入力要素としてのリングギヤＲ１を入力軸１１に連結され、出力要素としてのキャリアＣ１を第１のクラッチＣ−１を介して第１の変速要素すなわち小径サンギヤＳ３に連結されるとともに、第３のクラッチＣ−３を介して第２の変速要素すなわち大径のサンギヤＳ２に連結され、反力を取る固定要素としてのサンギヤＳ１を変速機ケース１０に固定されている。
【００２２】
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、△印でエンジンブレーキ時のみの係合、●印で変速段の達成に直接作用しない係合を表す）で達成される変速段を図表化して示す。また、図２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。
【００２３】
図２及び図３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−３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−３の係合に代えてワンウェイクラッチＦ−２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−３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−２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（Ｒ２）の最大減速比の減速回転が出力軸１９に出力される。
【００２４】
次に、第２速（２ＮＤ）は、クラッチＣ−1 とブレーキＢ−１の係合に相当するワンウェイクラッチＦ−１の係合とそれを有効にするブレーキＢ−２の係合（これらの係合がブレーキＢ−１の係合に相当する理由についても後に詳述する。）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、ブレーキＢ−２及びワンウェイクラッチＦ−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Ｒ３（Ｒ２）の減速回転が出力軸１９に出力される。このときの減速比は、図２にみるように、第１速（１ＳＴ）より小さくなる。
【００２５】
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Ｒ３（Ｒ２）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、出力軸１９に出力される。
【００２６】
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Ｓ３に入力され、他方で入力軸１１からクラッチ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（Ｒ２）の回転として出力軸１９に出力される。
【００２７】
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Ｓ２に入力され、他方で入力軸１１からクラッチ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Ｒ３（Ｒ２）の入力軸１１の回転より僅かに増速された回転が出力軸１９に出力される。
【００２８】
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に反力を取り、リングギヤＲ３（Ｒ２）の更に増速された回転が出力軸１９に出力される。
【００２９】
なお、後進（ＲＥＶ）は、クラッチＣ−３とブレーキＢ−３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−３の係合により係止されたキャリアＣ２に反力を取り、リングギヤＲ３（Ｒ２）の逆転が出力軸１９に出力される。
【００３０】
このようにして達成される各変速段は、図２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に示すギヤ比及びギヤ比間のステップとなる。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＝０．５５６、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＝０．４５８、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＝０．３７５に設定した場合であり、ギヤ比幅は６．０４９となる。
【００３１】
ここで、先に触れたワンウェイクラッチＦ−２とブレーキＢ−３との関係及びワンウェイクラッチＦ−１と両ブレーキＢ−１，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−３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−２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−２に実質上ブレーキＢ−３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−３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△印で示すようにブレーキＢ−３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−３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。
【００３２】
上記と同様の関係がサンギヤＳ２の場合について成り立ち、この場合は、ワンウェイクラッチＦ−１の係合方向を第２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−１の係合と同等の機能を発揮させることができる。ただし、このサンギヤＳ２は、キャリアＣ２（Ｃ３）とは異なり、第２速時のエンジンブレーキ効果を得るために係合するだけでなく、第６速達成のためにも係止される変速要素であるため、ブレーキＢ−１が必要となる。また、サンギヤＳ２は、図２の速度線図でも分かるように、第１速達成時には入力回転方向に対して逆方向に回転するが、第３速以上の変速段の場合は、入力回転方向と同じ方向に回転する。したがって、ワンウェイクラッチＦ−１は、直接固定部材に連結することができないため、ブレーキＢ−２との直列配置により係合状態の有効性を制御可能な構成としている。
【００３３】
次に、図４は上記ギヤトレインの変速機構部を更に詳細に模式化した断面で示す。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、次に説明する。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、クラッチＣ−１は、油圧サーボ３０と摩擦部材３５で構成される。同様に、クラッチＣ−２は油圧サーボ５０と摩擦部材５５で、クラッチＣ−３は油圧サーボ４０と摩擦部材４５で構成されている。また、バンドブレーキＢ−１はバンド６と図示しない油圧サーボで構成され、多板ブレーキＢ−３は油圧サーボ７０と摩擦部材７５で構成され、多板ブレーキＢ−２は各クラッチやブレーキＢ−３と同様の油圧サーボ８０と摩擦部材８５で構成されている。
【００３４】
本発明の基本的特徴に従い、変速機ケース１０は、その開口を覆う前端壁部１０ａを構成するオイルポンプ、詳しくはオイルポンプボディから内部に向かって延在する円筒ボス部１０ｂと、変速機ケース１０の後端壁部１０ｃから内部に向かって延在する円筒ボス部１０ｄとを有する筒状に構成され、変速機ケース１０の中間部に固定されたサポート部材１０Ａとを有する。サポート部材１０Ａは、変速機ケース１０に連結された径方向壁部１０ｅと、径方向壁部１０ｅの内周側で軸方向に延びる円筒部１０ｆとを有し、円筒部１０ｆは、径方向壁部１０ｅから前方に延びる前側円筒部１０ｆ’と、後方に延びる圧側円筒部１０ｆ”を有する構成とされている。なお、符号Ｓｎは、変速制御のための入力回転センサを示す。
【００３５】
次に、入力軸１１は、減速プラネタリギヤＧ１への連結部で終端する前側部分１１Ａと、変速機構のほぼ全長にわたって延びる後側部分１１Ｂとに分割されている。入力軸１１の前側部分１１Ａは、トルクコンバータ２のタービンランナ２２（図１参照）に連結され、変速機ケース１０内において、前後の端部をベアリングを介して前端壁部１０ａの内周に支持され、変速機ケース１０に対して回転自在とされている。入力軸後側部分１１Ｂの前端部は、前側部分１１Ａの凹部内周にベアリングを介して支持され、前側部分１１Ａを介して変速機ケース１０に回転自在に支持され、後端部は、出力軸１９の凹部内周にベアリングを介して支持され、出力軸１９を介して変速機ケース１０の円筒ボス部１０ｄに回転自在に支持されている。そして、減速プラネタリギヤＧ１への入力部は、前側部分１１Ａの後端部付近に形成されたフランジとされ、このフランジがリングギヤＲ１に連結されている。また、プラネタリギヤセットＧのキャリアＣ３への連結部は、後側部分１１Ｂの後端部付近に形成されたフランジとされている。
【００３６】
出力軸１９は、その前端部をベアリングを介して変速機ケース１０の円筒ボス部１０ｄの内周に回転自在に支持され、後端部をベアリングを介して変速機ケース１０の最後部に固定されたエクステンションハウジングに回転自在に支持されている。プラネタリギヤセットＧのリングギヤＲ３への連結部は、出力軸１９先端のフランジとされ、それに固定されたドラム状部材を介してリングギヤＲ３に連結されている。
【００３７】
プラネタリギヤセットＧは、入力軸１１の後側部分１１Ｂの後部外周側に配置され、入力軸１１の外周にサンギヤＳ３が回転自在に支持され、更にサンギヤＳ３の軸部外周にサンギヤＳ２が回転自在に支持されている。ロングピニオンＰ２とショートピニオンＰ３を支持するキャリアＣ２，Ｃ３は一体化され、その前端部はサンギヤＳ２の軸部に回転自在に支持され、後端部は入力軸１１の後側部分１１Ｂの前記フランジに連結支持されている。このプラネタリギヤセットＧは、その一方のプラネタリギヤＧ２の外周にリングギヤがないことから、リングギヤＲ３のあるプラネタリギヤＧ３とは互いに外径が異なっている。
【００３８】
減速プラネタリギヤＧ１は、変速機ケース１０の前端壁部１０ａの円筒ボス部１０ｂの先端外周に配置され、その固定要素としてのサンギヤＳ１は、円筒ボス部１０ｂにスプライン嵌合等で固定されている。減速プラネタリギヤＧ１の出力要素を構成するキャリアＣ１は、それを第１のクラッチＣ−１のドラム３１に連結する動力伝達部材１１Ｃに片持支持されている。
【００３９】
第１のクラッチＣ−１は、その油圧サーボ３０が、プラネタリギヤセットＧの前方で、サポート部材１０Ａの後側円筒部１０ｆ”の外周上にベアリングを介して配置され、摩擦部材３５が、油圧サーボ３０とプラネタリギヤセットＧとの間に配置されている。このクラッチの油圧サーボ３０は、内周部をサポート部材１０Ａの円筒部１０ｆの内周を通る動力伝達部材１１Ｃを介して減速プラネタリギヤＧ１のキャリアＣ１に連結され、拡径された外周部の内周側を摩擦部材３５の支持部とするドラム３１に内包された形態で構成され、ドラム３１の内側をシリンダとし、それに軸方向摺動自在に嵌挿されたピストン３２と、ドラム３１の内周部に軸方向止めされたキャンセルプレートと、ピストン３２とキャンセルプレートとの間に配設されたリターンスプリングとを備えた構成とされている。クラッチＣ−１の多板の摩擦材とセパレータプレートからなる摩擦部材３５は、セパレータプレートをドラム３１の外周部の内周側に係合支持され、摩擦材の内周をハブ３６の外周側に係合支持されて、ドラム３１とハブ３６との間に配置されている。そして、ハブ３６は、プラネタリギヤセットＧのサンギヤＳ３に連結されている。
【００４０】
第３のクラッチＣ−３は、その油圧サーボ４０が、第１のクラッチＣ−１の油圧サーボ３０の前方で、サポート部材１０Ａの後側円筒部１０ｆ”の外周上にベアリングを介して支持され、摩擦部材４５が、第１のクラッチＣ−１の油圧サーボ３０の外周に、その摩擦部材３５と並べて、その前方に配置されている。このクラッチの油圧サーボ４０は、拡径された外周部の内周側を摩擦部材４５の支持部とするドラム４１に内包された形態で構成され、ドラム４１の内側をシリンダとし、それに軸方向摺動自在に嵌挿されたピストン４２と、ドラム４１の内周部に軸方向止めされたキャンセルプレートと、ピストン４２とキャンセルプレートとの間に配設されたリターンスプリングとを備えた構成とされている。クラッチＣ−３の多板の摩擦材とセパレータプレートからなる摩擦部材４５は、セパレータプレートをドラム４１の外周部の内周側に係合支持され、摩擦材の内周をハブ４６の外周側に係合支持されて、ドラム４１とハブ４６との間に配置されている。そして、ハブ４６は、第１のクラッチＣ−１のドラム３１に連結され、ドラム４１の外周部が動力伝達部材１０Ｅを介してプラネタリギヤセットＧのサンギヤＳ２に連結されている。
【００４１】
第２のクラッチＣ−２は、その油圧サーボ５０が、減速プラネタリギヤＧ１の後方で、サポート部材１０Ａの前側円筒部１０ｆ’の外周上にベアリングを介して支持され、摩擦部材５５が、減速プラネタリギヤＧ１の外周に配置されている。このクラッチの油圧サーボ５０は、拡径された外周部の内周側を摩擦部材５５の支持部とするドラム５１に内包された形態で構成され、ドラム５１の内側をシリンダとし、それに軸方向摺動自在に嵌挿されたピストン５２と、ドラム５１の内周部に軸方向止めされたキャンセルプレートと、ピストン５２とキャンセルプレートとの間に配設されたリターンスプリングとを備えた構成とされている。クラッチＣ−２の多板の摩擦材とセパレータプレートからなる摩擦部材５５は、セパレータプレートをドラム５１の外周部の内周側に係合支持され、摩擦材の内周をハブ５６の外周側に係合支持されて、ドラム５１とハブ５６との間に配置されている。そして、ハブ５６は、減速プラネタリギヤＧ１のリングギヤＲ１と共に入力軸の前側部分１１Ａのフランジに連結され、ドラム５１の内周部は、入力軸の後側部分１１Ｂの前端部に連結されている。
【００４２】
第１の係止手段は、この形態では、第１のブレーキＢ−１と、それに並列させて配置され、かつ互いに直列に連結されたワンウェイクラッチＦ−１と第２のブレーキＢ−２から構成され、その一方を構成するブレーキＢ−１は、第３のクラッチＣ−３のドラム４１の外周部に係合するバンド６を備えるバンドブレーキとされている。なお、このブレーキの油圧サーボについては、図示を省略されている。
【００４３】
第１の係止手段の他方を構成するワンウェイクラッチＦ−１は、そのインナレースを第３のクラッチＣ−３のドラム４１に連結され、アウタレースをブレーキＢ−２のハブ８６と一体化された構成とされ、第３のクラッチＣ−３の前方、すなわちサポート部材１０Ａの径方向壁部１０ｅと油圧サーボ４０との間に配置されている。ワンウェイクラッチＦ−１のアウタレースを変速機ケース１０に係止するブレーキＢ−２は、ハブ８６に係合支持された摩擦材と、変速機ケース１０の内周スプラインに係合支持されたセパレータプレートを摩擦部材８５とする多板構成のブレーキとされている。ブレーキＢ−２の油圧サーボ８０は、サポート部材１０Ａの径方向壁部１０ｅをシリンダとし、それに摺動自在に嵌挿されたピストン８２と、径方向壁部１０ｅに軸方向止めされてピストン８２に当接するリターンスプリングとを備えた構成とされ、サポート部材１０Ａの径方向壁部１０ｅに後向きに内包されている。
【００４４】
第２の係止手段は、この形態では、互いに並列なブレーキＢ−３とワンウェイクラッチＦ−２とで構成されている。そして、第２の係止手段の一方を構成するブレーキＢ−３は、多板の摩擦材とセパレータプレートを摩擦部材７５とする多板ブレーキとされ、セパレータプレートが変速機ケース１０内周に係止支持され、摩擦材がキャリアＣ２に固定されたハブ７６に係合支持されて、プラネタリギヤセットＧの小径のプラネタリギヤＧ２の外周側に径方向に重合させて配置されている。ブレーキＢ−３の油圧サーボ７０は、変速機ケース１０の後端壁部１０ｃと円筒ボス部１０ｄをシリンダとし、それに摺動自在に嵌挿されたピストン７２と、変速機ケース１０の円筒ボス部１０ｄに軸方向止めされてピストン７２に当接するリターンスプリングとを備えた構成とされている。ピストン７２の変速機ケース１０の周壁に沿って延長されて摩擦部材７５の後端に至る延長部は、その外周を変速機ケース１０周壁のスプラインに嵌合させて回り止めされている。
【００４５】
第２の係止手段の他方を構成するワンウェイクラッチＦ−２は、そのインナレースをキャリアＣ２の前端部に連結され、アウタレースを変速機ケース１０の内周に係合させて、第１のクラッチＣ−１とプラネタリギヤセットＧとの間に配置されている。
【００４６】
図５は、油圧制御装置を構成するバルブボディ９と、変速機ケース１０の油路構成との関係を示す。バルブボディ９は、変速機ケース１０の下側の開口部に取付けられており、第１のクラッチＣ−１に油圧を供給する油路Ｌ１は、サポート部材１０Ａの径方向壁部１０ｅを経て後側円筒部１０ｆ”の外周に開口している。第３のクラッチＣ−３に油圧を供給する油路Ｌ３も同様に、サポート部材１０Ａの径方向壁部１０ｅを経て後側円筒部１０ｆ”の外周に開口している。また、第２のクラッチＣ−２に油圧を供給する油路Ｌ２は、サポート部材１０Ａの径方向壁部１０ｅを経て前側円筒部１０ｆ’の外周に開口している。そして、両円筒部１０ｆに開口する各油路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、両円筒部１０ｆ外周の周溝を経て各油圧サーボ３０，４０，５０のシリンダ内に連通し、各油圧サーボを包含するドラム３１，４１，５１との相対回転部を前後一対のシールリングで漏止めされている。
【００４７】
このように、第１実施形態の構成では、全てのクラッチの油圧サーボ３０，４０，５０への油圧供給がサポート部材１０Ａを通る油路Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 によりなされるので、オイルポンプのボディである前端壁部１０ａを通って各クラッチの油圧サーボに連通する油路をなくすことができる。そのため、オイルポンプボディの半径方向に延びる油路形成部分を必要最小限とすることで、重量の大きなオイルポンプの油路形成部を避けて肉抜き部分を多く採ることができるようになり、オイルポンプの軽量化を達成することができる。
【００４８】
しかもこの構成では、図５に示すように、各クラッチの油圧サーボ３０，４０，５０への油圧供給を、バルブボディ９に対して径方向に重合しない変速機ケース１０の前端壁部１０ａや円筒ボス部１０ｂからは行わずに、バルブボディ９に対して、径方向に重合するサポート部材１０Ａを通して行うことで、図６に変速機ケース１０の開口部を示すように、変速機ケース１０とオイルポンプボディの合わせ面に形成される油路数を必要最小限とすることができ、それにより、変速機ケース１０とオイルポンプボディの合わせ面１０ｐにおける油路配置にも余裕を持たせることができる。なお、図６において、符号１０ｔは、変速機ケース１０とトルクコンバータハウジングとの合わせ面を示す。上記必要最小限の油路としては、バルブボディ９とオイルポンプボディのギヤ室とをつなぐ吸い込み油路ＬS 、同じく吐き出し油路ＬD 、バルブボディ９とトルクコンバータ２のロックアップオン室とをつなぐ油路ＬN 、同じくロックアップオフ室とをつなぐ油路ＬF 及びトルクコンバータ２からの油をオイルクーラに戻す油路Ｌｃがある。
【００４９】
更に、各クラッチの油圧サーボ３０，４０，５０をサポート部材１０Ａの円筒部１０ｆに前後に分けて配置することで、バルブボディ９から各油圧サーボに至る油路Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 について、極端に長い油路をなくすことができるため、各油路からの油圧の給排を迅速化することができ、それにより各クラッチの係合解放レスポンスを良好にすることができる。
【００５０】
また、反力を取るためのサンギヤＳ１を静止部材に固定することを必須とする減速プラネタリギヤＧ１を、サポート部材１０Ａへの支持を避けて、変速機ケース１０の前端壁部１０ａ側の円筒ボス部１０ｂに配置したので、サポート部材１０Ａの円筒部１０ｆ外周に配置されるクラッチの油圧サーボとサポート部材の径方向壁部との間の距離を短くすることができ、それによる一層の油路短縮が可能となる。
【００５１】
また、１→２変速時の変速ショック軽減のために必要とされる複雑なサーボ油圧の制御を避けるべく配設されたワンウェイクラッチＦ−１の係合を有効とさせるブレーキＢ−２の油圧サーボ８０をサポート部材１０Ａに内包させることで、ブレーキＢ−２の油圧サーボを構成するシリンダが不要となり、部品点数の増加を抑制することができる。
【００５２】
ところで、前記第１実施形態では、１→２変速時のクラッチ係合ショック軽減を複雑な油圧制御なしで可能とするために、ブレーキＢ−１と並列にワンウェイクラッチＦ−１とそれに直列配置の第２のブレーキＢ−２を設けているが、これらをなくすことで、変速機構の軸長の短縮を図ることもできる。図７はワンウェイクラッチＦ−１及びブレーキＢ−２をなくした第２実施形態を示す。こうした形態は、ブレーキＢ−１の係合制御に関して、特にそれがバンドブレーキである場合の油圧サーボの制御が複雑になる点は否めないが、変速機の軸長の短縮には極めて有効である。
【００５３】
次に、図８は第２実施形態に対して、ブレーキＢ−１の制御性を向上させるべく、それを多板構成に変更した第３実施形態を示す。この形態の場合、ブレーキＢ−１は、第１実施形態におけるブレーキＢ−２と同様に、ハブ６６に係合支持された摩擦材と、変速機ケース１０の内周スプラインに係合支持されたセパレータプレートを摩擦部材６５とする多板構成のブレーキとされている。ブレーキＢ−１の油圧サーボ６０は、サポート部材１０Ａの径方向壁部１０ｅをシリンダとし、それに摺動自在に嵌挿されたピストン６２と、径方向壁部１０ｅに軸方向止めされてピストン６２に当接するリターンスプリングとを備えた構成とされ、サポート部材１０Ａの径方向壁部１０ｅに後向きに内包されている。このブレーキＢ−１の摩擦部材６５は、第３のクラッチＣ−３の油圧サーボ４０の外周に、ドラム４１と一体化させたハブ６６に支持した配置とすることで、変速機構の軸長の増加を抑えることができる。
【００５４】
特に、この第３実施形態では、プラネタリギヤセットＧのサンギヤＳ２を係止するための第１の係止手段としてのブレーキＢ−１の油圧サーボ６０をサポート部材１０Ａに内包させることで、油圧サーボを構成する部材の削減が可能となり、部品点数の増加を抑制することができる利点が得られる。
【００５５】
次に、図９は第２実施形態に対して、サポート部材１０Ａの前側円筒部をなくした第４実施形態を示す。この形態の場合、第２のクラッチＣ−２の油圧サーボ５０は、サポート部材１０Ａの後側円筒部１０ｆ”の最後端の外周上に配置され、それに伴い、入力軸１１の構成も変更されている。この場合の入力軸１１の前側部分１１Ａは、その後端をサポート部材１０Ａの後側円筒部１０ｆ”の最後端まで延長され、入力軸１１の後側部分１１Ｂは、そに伴って短縮されている。また、第２のクラッチＣ−２については、その向きが逆向きとされ、ワンウェイクラッチＦ−２の外周に摩擦部材５５が配置されている。なお、この実施形態の配列において、前記第１実施形態と同様に、ワンウェイクラッチＦ−１とブレーキＢ−２を設けることも当然に可能である。
【００５６】
以上の各実施形態は、減速プラネタリギヤＧ１を変速機ケース１０の前側ボス部１０ｂに支持したものであるが、減速プラネタリギヤＧ１もサポート部材１０Ａに支持する構成の採用も可能である。図１０及び図１１は、こうした形態を採る第５実施形態を示す。この配列の場合、図１０に示すスケルトン上のギヤトレイン配置（係合要素にのみ符号を付す）と、図１の配置との対比で判るように、第２のクラッチＣ−２に対する動力伝達部材の取回しの関係上、減速プラネタリギヤＧ１と第２のクラッチの油圧サーボ５０の位置関係は第１〜第３実施形態に対し前後逆配置となる。
【００５７】
図１１に詳細を示すように、減速プラネタリギヤＧ１は、変速機ケース１０のサポート部材１０Ａの前側円筒部１０ｆ’の外周に、径方向壁部１０ｅに隣接させて配置され、その固定要素としてのサンギヤＳ１は、前側円筒部１０ｆ’にスプライン嵌合等で固定されている。この場合も減速プラネタリギヤＧ１のキャリアＣ１は、それを第１のクラッチＣ−１のドラム３１に連結する動力伝達部材１１Ｃに片持支持されている。
【００５８】
第２のクラッチＣ−２は、その油圧サーボ５０が、減速プラネタリギヤＧ１の前方で、サポート部材１０Ａの前側円筒部１０ｆ’の外周上にベアリングを介して支持され、摩擦部材５５が、減速プラネタリギヤＧ１の外周に配置されている。そして、ドラム５１の内周部は、入力軸の後側部分１１Ｂの前端部に連結されている。なお、この実施形態の配列を採る場合においても、前記第１実施形態と同様に、ワンウェイクラッチＣ−１とブレーキＢ−２の併設も当然に可能である。
【００５９】
以上、本発明を想定される数種の実施形態を挙げて詳説したが、これら各実施形態はいずれも例示のためのものであり、本発明は、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】本発明を適用した自動変速機の第１実施形態のギヤトレインを示すスケルトン図である。
【図２】上記ギヤトレインの速度線図である。
【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変速機構部を模式化して示す軸方向断面図である。
【図５】上記自動変速機の油圧制御装置と各クラッチの油圧サーボとを連結する油路構成を模式化して示す軸方向断面図である。
【図６】上記自動変速機の変速機ケースの前端開口部の油路配置を示す正面図である。
【図７】変速機構部を変更した第２実施形態の模式化軸方向断面図である。
【図８】変速機構部を更に変更した第３実施形態の模式化軸方向断面図である。
【図９】変速機構部を更に変更した第４実施形態の模式化軸方向断面図である。
【図１０】変速機構部を更に変更した第５実施形態のスケルトン図である。
【図１１】第５実施形態の変速機構部を模式化して示す軸方向断面図である。
【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
Ｒ１ 出力要素
Ｓ３ 第１の変速要素
Ｓ２ 第２の変速要素
Ｃ３，Ｃ２ 第３の変速要素
Ｒ３ 第４の変速要素
Ｂ−１ 第１のブレーキ（第１の係止手段）
Ｆ−１ ワンウェイクラッチ（第１の係止手段）
Ｂ−２ 第２のブレーキ（第１の係止手段）
Ｂ−３ ブレーキ（第２の係止手段）
Ｆ−２ ワンウェイクラッチ（第２の係止手段）
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
９ バルブボディ（油圧制御装置）
１０ 変速機ケース
１０Ａ サポート部材
１０ａ 前端壁部（オイルポンプ）
１０ｂ 円筒ボス部
１０ｅ 径方向壁部
１０ｆ 円筒部
１０ｆ’ 前側円筒部
１０ｆ” 後側円筒部
１１ 入力軸
１９ 出力軸
３０，４０，５０，６０，７０，８０ 油圧サーボ
３１，４１，５１ ドラム
３５ 摩擦部材
Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 油路
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に縦置式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】
車両の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、車両用自動変速機には多段化の要求があり、こうした要求から、変速機構は従来の前進４速のものから５速のものへと移行しつつある。こうしたなかで、限られた車両搭載スペース内で更なる多段化を実現するには、ギヤトレインの一層の小要素化、機構の簡素化が必要となる。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、厳密にはトルクコンバータのタービン出力回転と、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構の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前進６速を達成するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記提案に係るギヤトレイン構成は、変速段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、実用面での改善すべき問題点を含んでいる。特に、上記ギヤトレインの特徴として、減速プラネタリギヤによりトルク増幅された動力をプラネタイリギヤセットに伝達する構成となるため、プラネタイリギヤセットが大型化するのみならず、こうした動力の伝達に関与するクラッチの摩擦部材や、その係合のための油圧サーボのトルク容量も増幅トルクに見合うように増大させなければならない。そのため、上記従来技術における自動変速機は、前進６速を達成するものとしては、コンパクトな構造ではあるが、在来の５速以下の自動変速機に比較すると、やはり大型大重量とならざるを得ない。
【０００４】
ところで、自動変速機の重量増大の一つの要因として、オイルポンプの大型化がある。一般にオイルポンプは、そのボディで自動変速機の変速機ケースの前側開口を塞いで、変速機ケースとトルクコンバータハウジングとの間を隔て、変速機構の軸とトルクコンバータの軸とを支持するサポート隔壁としての役目を果たすため、自動変速機の外径が大きくなることに伴う変速機ケース開口径の大型化によりますます大型化する。これに対する軽量化策として、オイルポンプボディの材質の変更による軽量化、例えばアルミボディ化が考えられるが、周知のように、オイルポンプボディの内部には、ギヤが配置されているため、ギヤ同士の噛み合いや、ボディとの摺動による摩耗を考慮すると、やはり耐久性に優れた鉄製とすることが望ましい。
【０００５】
他方、オイルポンプボディの軽量化策として、薄肉化も考えられるが、変速機ケースの前端壁部を構成するオイルポンプボディには、油圧制御装置から供給される油圧を変速機軸方向に導くため、その外周から内径部に向かって形成される複数の油路、例えば、オイルポンプ自体のギヤ室と油圧制御装置とを連通する吸い込み油路及び吐き出し油路、トルクコンバータのロックアップクラッチのオン・オフ圧の給排のための入力油路及び出力油路、変速機構各部の潤滑のための潤滑圧の供給油路、変速機構のクラッチ及びブレーキへのサーボ圧供給のための供給油路等があり、強度保持上薄肉化が困難な状況にある。
【０００６】
そこで、本発明は、変速機構のクラッチ及びブレーキへのサーボ圧供給のための供給油路を変速機ケースの前端壁部を介することなく配置可能な機構配列を得ることにより、変速機ケースの前端壁部を構成するオイルポンプの薄肉化を可能とし、もって軽量化を実現する自動変速機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、変速機ケースに、入力軸と、出力軸と、少なくとも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、少なくとも２つの係止手段と、３つのクラッチと、油圧制御装置が配置された自動変速機であって、プラネタリギヤセットは、その第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の係止手段により変速機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の係止手段により変速機ケースに係止可能とされ、第４の変速要素が出力軸に連結され、前記各クラッチ及び係止手段が、油圧制御装置によるそれらクラッチ及び係止手段の各油圧サーボの油圧の給排により選択的に係合解放されて、後進を含む複数の変速段を達成するものにおいて、前記変速機ケースの前端壁部は、オイルポンプで構成され、油圧制御装置は、前端壁部より軸方向後方に配置され、変速機ケースに径方向壁部を連結して、該径方向壁部の内周部を軸方向に延びる円筒部を有するサポート部材が設けられ、該サポート部材は、その軸方向の全長が油圧制御装置に対して径方向に重なる位置に配置され、かつ径方向壁部が変速機ケースの中間部に固定され、第１〜第３のクラッチの油圧サーボは、サポート部材の円筒部の外周上に配置され、油圧制御装置から第１〜第３のクラッチの油圧サーボに個々に油圧を供給する油路が、それぞれサポート部材に形成された油路を介して連結された、ことを特徴とする。
【０００８】
そして、３つのクラッチの配置に関して、前記サポート部材は、径方向壁部の内周部から前方に延びる前側円筒部と、後方に延びる後側円筒部を有し、第２のクラッチの油圧サーボは、前側円筒部の外周上に配置され、第１及び第３のクラッチの油圧サーボは、後側円筒部の外周上に配置され、第３のクラッチの油圧サーボは、第１のクラッチの油圧サーボの前方に配置された構成とするのが有効である。
【０００９】
また、減速プラネタリギヤの配置に関して、前記変速機ケースは、その前端壁部から内方に延びる円筒ボス部を有し、該円筒ボス部に固定要素としてのサンギヤが固定された減速プラネタリギヤが該円筒ボス部の外周に配置された構成とするのが有効である。
【００１０】
更に、前記第２の変速要素を係止する第１の係止手段は、第１のブレーキと、それに並列させて配置され、かつ互いに直列に連結されたワンウェイクラッチと第２のブレーキから構成され、該第２のブレーキの油圧サーボは、サポート部材の径方向壁部に内包され、かつ前記ワンウェイクラッチの外周側において、少なくともその一部が該ワンウェイクラッチと径方向に一部重なるように配置された構成とするのが有効である。
【００１１】
そして、第１の係止手段の配置に関して、前記第１のクラッチの油圧サーボは、該油圧サーボを内包する第１のクラッチのドラムにより減速プラネタリギヤに連結され、第３のクラッチの油圧サーボは、該油圧サーボを内包する第３のクラッチのドラムにより第２の変速要素に連結され、第１の係止手段は、第３のクラッチのドラムを変速機ケースに係止すべく第３のクラッチのドラムの外周側に配置され、第１の係止手段の油圧サーボは、サポート部材の径方向壁部に内包された構成とするのが有効である。
【００１２】
【発明の作用及び効果】
上記請求項１記載の構成では、全てのクラッチの油圧サーボへの油圧供給がサポート部材を通ってなされるので、オイルポンプである前端壁部を通ってクラッチの各油圧サーボに連通する油路をなくすことができる。そのため、オイルポンプの半径方向に延びる油路形成部分を必要最小限とすることで、重量の大きなオイルポンプの油路形成部を避けて肉抜き部分を多く採ることができるようになり、オイルポンプの軽量化を達成することができる。また、各クラッチの油圧サーボへの油圧供給を、油圧制御装置に対して径方向に重合しない変速機ケースの前端壁部や円筒ボス部からは行わずに、油圧制御装置に対して、径方向に重合するサポート部材を通して行うことで、変速機ケースとオイルポンプの合わせ面に形成される油路数を必要最小限とすることができ、それにより、変速機ケースとオイルポンプの合わせ面における油路配置にも余裕を持たせることができる。更に、油圧制御装置から各油圧サーボに至る油路について、油圧制御装置から変速機ケースの前端壁部を通って油圧サーボに至るまで軸方向に往復するような長い油路をなくすことができるため、各油圧サーボからの油圧の給排を迅速化することができ、それにより各クラッチの係合解放レスポンスを良好にすることができる。
【００１３】
更に、請求項２記載の構成では、各クラッチの油圧サーボをサポート部材の円筒部に前後に分けて配置することで、油圧制御装置から各油圧サーボに至る油路について、極端に長い油路をなくすことができるため、各油路からの油圧の給排を迅速化することができ、それにより各クラッチの係合解放レスポンスを良好にすることができる。
【００１４】
次に、請求項３記載の構成では、反力を取るための固定要素としてのサンギヤを静止部材に固定することを必須とする減速プラネタリギヤを、サポート部材への支持を避けて、変速機ケースの前端壁部側の円筒ボス部に配置したので、サポート部材の円筒部外周に配置されるクラッチの油圧サーボとサポート部材の径方向壁部との間の距離を短くすることができ、それによる一層の油路短縮が可能となる。
【００１５】
また、請求項４記載の構成では、１→２変速時の変速ショック軽減のために必要とされる複雑なサーボ油圧の制御を避けるべく、ワンウェイクラッチを用いる場合、ワンウェイクラッチと直列するブレーキを必要とするが、こうしたブレーキを配設する場合において、その油圧サーボをサポート部材に内包させることで、ブレーキの油圧サーボを構成する部材の削減が可能となり、部品点数の増加を抑制することができる。
【００１６】
また、請求項５記載の構成では、プラネタリギヤセットの第２の変速要素を係止するための第１の係止手段の油圧サーボをサポート部材に内包させることで、油圧サーボを構成する部材の削減が可能となり、部品点数の増加を抑制することができる。
【００１７】
【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は本発明を適用した自動変速機の第１実施形態のギヤトレインをスケルトンで示す。この自動変速機は、変速機ケース１０に、入力軸１１と、出力軸１９と、少なくとも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と、減速プラネタリギヤＧ１と、少なくとも２つの係止手段Ｂ−１，Ｂ−３と、３つのクラッチＣ−１，Ｃ−２，Ｃ−３と、図示しない油圧制御装置とが配置された構成とされている。
【００１８】
そして、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の係止手段Ｂ−１により変速機ケース１０に係止可能とされ、第３の変速要素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の係止手段Ｂ−３により変速機ケース１０に係止可能とされ、第４の変速要素Ｒ３（Ｒ２）が出力軸１９に連結されている。これにより、各クラッチ及び係止手段が、油圧制御装置によるそれらクラッチ及び係止手段の各油圧サーボの油圧の給排により選択的に係合解放されて、後進を含む前進６速の変速段を達成する。
【００１９】
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。図１を参照して、この自動変速機では、その機構の最前部に、図示しないエンジンに連結されるロックアップクラッチ２０付のトルクコンバータ２が配置され、その後部に前進６速・後進１速を達成する変速機構が配置された構成が採られている。トルクコンバータ２は、ポンプインペラ２１と、タービンランナ２２と、それらの間に配置されたステータ２３と、ステータ２３を変速機ケース１０に一方向回転係合させるワンウェイクラッチ２４と、ワンウェイクラッチのインナレースを変速機ケース１０に固定するステータシャフト２５とを備える。
【００２０】
変速機構の主体をなす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Ｒ３（Ｒ２）に噛合し、他方が小径のサンギヤＳ３に噛合するロングピニオンＰ２及びショートピニオンＰ３と、両ピニオンを支持するキャリアＣ２（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、リングギヤＲ３（Ｒ２）が第４の変速要素とされている。
【００２１】
減速プラネタリギヤＧ１は、シンプルプラネタリギヤで構成され、その入力要素としてのリングギヤＲ１を入力軸１１に連結され、出力要素としてのキャリアＣ１を第１のクラッチＣ−１を介して第１の変速要素すなわち小径サンギヤＳ３に連結されるとともに、第３のクラッチＣ−３を介して第２の変速要素すなわち大径のサンギヤＳ２に連結され、反力を取る固定要素としてのサンギヤＳ１を変速機ケース１０に固定されている。
【００２２】
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、△印でエンジンブレーキ時のみの係合、●印で変速段の達成に直接作用しない係合を表す）で達成される変速段を図表化して示す。また、図２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。
【００２３】
図２及び図３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−３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−３の係合に代えてワンウェイクラッチＦ−２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−３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−２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（Ｒ２）の最大減速比の減速回転が出力軸１９に出力される。
【００２４】
次に、第２速（２ＮＤ）は、クラッチＣ−1 とブレーキＢ−１の係合に相当するワンウェイクラッチＦ−１の係合とそれを有効にするブレーキＢ−２の係合（これらの係合がブレーキＢ−１の係合に相当する理由についても後に詳述する。）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、ブレーキＢ−２及びワンウェイクラッチＦ−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Ｒ３（Ｒ２）の減速回転が出力軸１９に出力される。このときの減速比は、図２にみるように、第１速（１ＳＴ）より小さくなる。
【００２５】
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Ｒ３（Ｒ２）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、出力軸１９に出力される。
【００２６】
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Ｓ３に入力され、他方で入力軸１１からクラッチ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（Ｒ２）の回転として出力軸１９に出力される。
【００２７】
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Ｓ２に入力され、他方で入力軸１１からクラッチ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Ｒ３（Ｒ２）の入力軸１１の回転より僅かに増速された回転が出力軸１９に出力される。
【００２８】
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に反力を取り、リングギヤＲ３（Ｒ２）の更に増速された回転が出力軸１９に出力される。
【００２９】
なお、後進（ＲＥＶ）は、クラッチＣ−３とブレーキＢ−３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−３の係合により係止されたキャリアＣ２に反力を取り、リングギヤＲ３（Ｒ２）の逆転が出力軸１９に出力される。
【００３０】
このようにして達成される各変速段は、図２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に示すギヤ比及びギヤ比間のステップとなる。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＝０．５５６、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＝０．４５８、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＝０．３７５に設定した場合であり、ギヤ比幅は６．０４９となる。
【００３１】
ここで、先に触れたワンウェイクラッチＦ−２とブレーキＢ−３との関係及びワンウェイクラッチＦ−１と両ブレーキＢ−１，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−３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−２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−２に実質上ブレーキＢ−３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−３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△印で示すようにブレーキＢ−３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−３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。
【００３２】
上記と同様の関係がサンギヤＳ２の場合について成り立ち、この場合は、ワンウェイクラッチＦ−１の係合方向を第２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−１の係合と同等の機能を発揮させることができる。ただし、このサンギヤＳ２は、キャリアＣ２（Ｃ３）とは異なり、第２速時のエンジンブレーキ効果を得るために係合するだけでなく、第６速達成のためにも係止される変速要素であるため、ブレーキＢ−１が必要となる。また、サンギヤＳ２は、図２の速度線図でも分かるように、第１速達成時には入力回転方向に対して逆方向に回転するが、第３速以上の変速段の場合は、入力回転方向と同じ方向に回転する。したがって、ワンウェイクラッチＦ−１は、直接固定部材に連結することができないため、ブレーキＢ−２との直列配置により係合状態の有効性を制御可能な構成としている。
【００３３】
次に、図４は上記ギヤトレインの変速機構部を更に詳細に模式化した断面で示す。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、次に説明する。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、クラッチＣ−１は、油圧サーボ３０と摩擦部材３５で構成される。同様に、クラッチＣ−２は油圧サーボ５０と摩擦部材５５で、クラッチＣ−３は油圧サーボ４０と摩擦部材４５で構成されている。また、バンドブレーキＢ−１はバンド６と図示しない油圧サーボで構成され、多板ブレーキＢ−３は油圧サーボ７０と摩擦部材７５で構成され、多板ブレーキＢ−２は各クラッチやブレーキＢ−３と同様の油圧サーボ８０と摩擦部材８５で構成されている。
【００３４】
本発明の基本的特徴に従い、変速機ケース１０は、その開口を覆う前端壁部１０ａを構成するオイルポンプ、詳しくはオイルポンプボディから内部に向かって延在する円筒ボス部１０ｂと、変速機ケース１０の後端壁部１０ｃから内部に向かって延在する円筒ボス部１０ｄとを有する筒状に構成され、変速機ケース１０の中間部に固定されたサポート部材１０Ａとを有する。サポート部材１０Ａは、変速機ケース１０に連結された径方向壁部１０ｅと、径方向壁部１０ｅの内周側で軸方向に延びる円筒部１０ｆとを有し、円筒部１０ｆは、径方向壁部１０ｅから前方に延びる前側円筒部１０ｆ’と、後方に延びる圧側円筒部１０ｆ”を有する構成とされている。なお、符号Ｓｎは、変速制御のための入力回転センサを示す。
【００３５】
次に、入力軸１１は、減速プラネタリギヤＧ１への連結部で終端する前側部分１１Ａと、変速機構のほぼ全長にわたって延びる後側部分１１Ｂとに分割されている。入力軸１１の前側部分１１Ａは、トルクコンバータ２のタービンランナ２２（図１参照）に連結され、変速機ケース１０内において、前後の端部をベアリングを介して前端壁部１０ａの内周に支持され、変速機ケース１０に対して回転自在とされている。入力軸後側部分１１Ｂの前端部は、前側部分１１Ａの凹部内周にベアリングを介して支持され、前側部分１１Ａを介して変速機ケース１０に回転自在に支持され、後端部は、出力軸１９の凹部内周にベアリングを介して支持され、出力軸１９を介して変速機ケース１０の円筒ボス部１０ｄに回転自在に支持されている。そして、減速プラネタリギヤＧ１への入力部は、前側部分１１Ａの後端部付近に形成されたフランジとされ、このフランジがリングギヤＲ１に連結されている。また、プラネタリギヤセットＧのキャリアＣ３への連結部は、後側部分１１Ｂの後端部付近に形成されたフランジとされている。
【００３６】
出力軸１９は、その前端部をベアリングを介して変速機ケース１０の円筒ボス部１０ｄの内周に回転自在に支持され、後端部をベアリングを介して変速機ケース１０の最後部に固定されたエクステンションハウジングに回転自在に支持されている。プラネタリギヤセットＧのリングギヤＲ３への連結部は、出力軸１９先端のフランジとされ、それに固定されたドラム状部材を介してリングギヤＲ３に連結されている。
【００３７】
プラネタリギヤセットＧは、入力軸１１の後側部分１１Ｂの後部外周側に配置され、入力軸１１の外周にサンギヤＳ３が回転自在に支持され、更にサンギヤＳ３の軸部外周にサンギヤＳ２が回転自在に支持されている。ロングピニオンＰ２とショートピニオンＰ３を支持するキャリアＣ２，Ｃ３は一体化され、その前端部はサンギヤＳ２の軸部に回転自在に支持され、後端部は入力軸１１の後側部分１１Ｂの前記フランジに連結支持されている。このプラネタリギヤセットＧは、その一方のプラネタリギヤＧ２の外周にリングギヤがないことから、リングギヤＲ３のあるプラネタリギヤＧ３とは互いに外径が異なっている。
【００３８】
減速プラネタリギヤＧ１は、変速機ケース１０の前端壁部１０ａの円筒ボス部１０ｂの先端外周に配置され、その固定要素としてのサンギヤＳ１は、円筒ボス部１０ｂにスプライン嵌合等で固定されている。減速プラネタリギヤＧ１の出力要素を構成するキャリアＣ１は、それを第１のクラッチＣ−１のドラム３１に連結する動力伝達部材１１Ｃに片持支持されている。
【００３９】
第１のクラッチＣ−１は、その油圧サーボ３０が、プラネタリギヤセットＧの前方で、サポート部材１０Ａの後側円筒部１０ｆ”の外周上にベアリングを介して配置され、摩擦部材３５が、油圧サーボ３０とプラネタリギヤセットＧとの間に配置されている。このクラッチの油圧サーボ３０は、内周部をサポート部材１０Ａの円筒部１０ｆの内周を通る動力伝達部材１１Ｃを介して減速プラネタリギヤＧ１のキャリアＣ１に連結され、拡径された外周部の内周側を摩擦部材３５の支持部とするドラム３１に内包された形態で構成され、ドラム３１の内側をシリンダとし、それに軸方向摺動自在に嵌挿されたピストン３２と、ドラム３１の内周部に軸方向止めされたキャンセルプレートと、ピストン３２とキャンセルプレートとの間に配設されたリターンスプリングとを備えた構成とされている。クラッチＣ−１の多板の摩擦材とセパレータプレートからなる摩擦部材３５は、セパレータプレートをドラム３１の外周部の内周側に係合支持され、摩擦材の内周をハブ３６の外周側に係合支持されて、ドラム３１とハブ３６との間に配置されている。そして、ハブ３６は、プラネタリギヤセットＧのサンギヤＳ３に連結されている。
【００４０】
第３のクラッチＣ−３は、その油圧サーボ４０が、第１のクラッチＣ−１の油圧サーボ３０の前方で、サポート部材１０Ａの後側円筒部１０ｆ”の外周上にベアリングを介して支持され、摩擦部材４５が、第１のクラッチＣ−１の油圧サーボ３０の外周に、その摩擦部材３５と並べて、その前方に配置されている。このクラッチの油圧サーボ４０は、拡径された外周部の内周側を摩擦部材４５の支持部とするドラム４１に内包された形態で構成され、ドラム４１の内側をシリンダとし、それに軸方向摺動自在に嵌挿されたピストン４２と、ドラム４１の内周部に軸方向止めされたキャンセルプレートと、ピストン４２とキャンセルプレートとの間に配設されたリターンスプリングとを備えた構成とされている。クラッチＣ−３の多板の摩擦材とセパレータプレートからなる摩擦部材４５は、セパレータプレートをドラム４１の外周部の内周側に係合支持され、摩擦材の内周をハブ４６の外周側に係合支持されて、ドラム４１とハブ４６との間に配置されている。そして、ハブ４６は、第１のクラッチＣ−１のドラム３１に連結され、ドラム４１の外周部が動力伝達部材１０Ｅを介してプラネタリギヤセットＧのサンギヤＳ２に連結されている。
【００４１】
第２のクラッチＣ−２は、その油圧サーボ５０が、減速プラネタリギヤＧ１の後方で、サポート部材１０Ａの前側円筒部１０ｆ’の外周上にベアリングを介して支持され、摩擦部材５５が、減速プラネタリギヤＧ１の外周に配置されている。このクラッチの油圧サーボ５０は、拡径された外周部の内周側を摩擦部材５５の支持部とするドラム５１に内包された形態で構成され、ドラム５１の内側をシリンダとし、それに軸方向摺動自在に嵌挿されたピストン５２と、ドラム５１の内周部に軸方向止めされたキャンセルプレートと、ピストン５２とキャンセルプレートとの間に配設されたリターンスプリングとを備えた構成とされている。クラッチＣ−２の多板の摩擦材とセパレータプレートからなる摩擦部材５５は、セパレータプレートをドラム５１の外周部の内周側に係合支持され、摩擦材の内周をハブ５６の外周側に係合支持されて、ドラム５１とハブ５６との間に配置されている。そして、ハブ５６は、減速プラネタリギヤＧ１のリングギヤＲ１と共に入力軸の前側部分１１Ａのフランジに連結され、ドラム５１の内周部は、入力軸の後側部分１１Ｂの前端部に連結されている。
【００４２】
第１の係止手段は、この形態では、第１のブレーキＢ−１と、それに並列させて配置され、かつ互いに直列に連結されたワンウェイクラッチＦ−１と第２のブレーキＢ−２から構成され、その一方を構成するブレーキＢ−１は、第３のクラッチＣ−３のドラム４１の外周部に係合するバンド６を備えるバンドブレーキとされている。なお、このブレーキの油圧サーボについては、図示を省略されている。
【００４３】
第１の係止手段の他方を構成するワンウェイクラッチＦ−１は、そのインナレースを第３のクラッチＣ−３のドラム４１に連結され、アウタレースをブレーキＢ−２のハブ８６と一体化された構成とされ、第３のクラッチＣ−３の前方、すなわちサポート部材１０Ａの径方向壁部１０ｅと油圧サーボ４０との間に配置されている。ワンウェイクラッチＦ−１のアウタレースを変速機ケース１０に係止するブレーキＢ−２は、ハブ８６に係合支持された摩擦材と、変速機ケース１０の内周スプラインに係合支持されたセパレータプレートを摩擦部材８５とする多板構成のブレーキとされている。ブレーキＢ−２の油圧サーボ８０は、サポート部材１０Ａの径方向壁部１０ｅをシリンダとし、それに摺動自在に嵌挿されたピストン８２と、径方向壁部１０ｅに軸方向止めされてピストン８２に当接するリターンスプリングとを備えた構成とされ、サポート部材１０Ａの径方向壁部１０ｅに後向きに内包されている。
【００４４】
第２の係止手段は、この形態では、互いに並列なブレーキＢ−３とワンウェイクラッチＦ−２とで構成されている。そして、第２の係止手段の一方を構成するブレーキＢ−３は、多板の摩擦材とセパレータプレートを摩擦部材７５とする多板ブレーキとされ、セパレータプレートが変速機ケース１０内周に係止支持され、摩擦材がキャリアＣ２に固定されたハブ７６に係合支持されて、プラネタリギヤセットＧの小径のプラネタリギヤＧ２の外周側に径方向に重合させて配置されている。ブレーキＢ−３の油圧サーボ７０は、変速機ケース１０の後端壁部１０ｃと円筒ボス部１０ｄをシリンダとし、それに摺動自在に嵌挿されたピストン７２と、変速機ケース１０の円筒ボス部１０ｄに軸方向止めされてピストン７２に当接するリターンスプリングとを備えた構成とされている。ピストン７２の変速機ケース１０の周壁に沿って延長されて摩擦部材７５の後端に至る延長部は、その外周を変速機ケース１０周壁のスプラインに嵌合させて回り止めされている。
【００４５】
第２の係止手段の他方を構成するワンウェイクラッチＦ−２は、そのインナレースをキャリアＣ２の前端部に連結され、アウタレースを変速機ケース１０の内周に係合させて、第１のクラッチＣ−１とプラネタリギヤセットＧとの間に配置されている。
【００４６】
図５は、油圧制御装置を構成するバルブボディ９と、変速機ケース１０の油路構成との関係を示す。バルブボディ９は、変速機ケース１０の下側の開口部に取付けられており、第１のクラッチＣ−１に油圧を供給する油路Ｌ１は、サポート部材１０Ａの径方向壁部１０ｅを経て後側円筒部１０ｆ”の外周に開口している。第３のクラッチＣ−３に油圧を供給する油路Ｌ３も同様に、サポート部材１０Ａの径方向壁部１０ｅを経て後側円筒部１０ｆ”の外周に開口している。また、第２のクラッチＣ−２に油圧を供給する油路Ｌ２は、サポート部材１０Ａの径方向壁部１０ｅを経て前側円筒部１０ｆ’の外周に開口している。そして、両円筒部１０ｆに開口する各油路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、両円筒部１０ｆ外周の周溝を経て各油圧サーボ３０，４０，５０のシリンダ内に連通し、各油圧サーボを包含するドラム３１，４１，５１との相対回転部を前後一対のシールリングで漏止めされている。
【００４７】
このように、第１実施形態の構成では、全てのクラッチの油圧サーボ３０，４０，５０への油圧供給がサポート部材１０Ａを通る油路Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 によりなされるので、オイルポンプのボディである前端壁部１０ａを通って各クラッチの油圧サーボに連通する油路をなくすことができる。そのため、オイルポンプボディの半径方向に延びる油路形成部分を必要最小限とすることで、重量の大きなオイルポンプの油路形成部を避けて肉抜き部分を多く採ることができるようになり、オイルポンプの軽量化を達成することができる。
【００４８】
しかもこの構成では、図５に示すように、各クラッチの油圧サーボ３０，４０，５０への油圧供給を、バルブボディ９に対して径方向に重合しない変速機ケース１０の前端壁部１０ａや円筒ボス部１０ｂからは行わずに、バルブボディ９に対して、径方向に重合するサポート部材１０Ａを通して行うことで、図６に変速機ケース１０の開口部を示すように、変速機ケース１０とオイルポンプボディの合わせ面に形成される油路数を必要最小限とすることができ、それにより、変速機ケース１０とオイルポンプボディの合わせ面１０ｐにおける油路配置にも余裕を持たせることができる。なお、図６において、符号１０ｔは、変速機ケース１０とトルクコンバータハウジングとの合わせ面を示す。上記必要最小限の油路としては、バルブボディ９とオイルポンプボディのギヤ室とをつなぐ吸い込み油路ＬS 、同じく吐き出し油路ＬD 、バルブボディ９とトルクコンバータ２のロックアップオン室とをつなぐ油路ＬN 、同じくロックアップオフ室とをつなぐ油路ＬF 及びトルクコンバータ２からの油をオイルクーラに戻す油路Ｌｃがある。
【００４９】
更に、各クラッチの油圧サーボ３０，４０，５０をサポート部材１０Ａの円筒部１０ｆに前後に分けて配置することで、バルブボディ９から各油圧サーボに至る油路Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 について、極端に長い油路をなくすことができるため、各油路からの油圧の給排を迅速化することができ、それにより各クラッチの係合解放レスポンスを良好にすることができる。
【００５０】
また、反力を取るためのサンギヤＳ１を静止部材に固定することを必須とする減速プラネタリギヤＧ１を、サポート部材１０Ａへの支持を避けて、変速機ケース１０の前端壁部１０ａ側の円筒ボス部１０ｂに配置したので、サポート部材１０Ａの円筒部１０ｆ外周に配置されるクラッチの油圧サーボとサポート部材の径方向壁部との間の距離を短くすることができ、それによる一層の油路短縮が可能となる。
【００５１】
また、１→２変速時の変速ショック軽減のために必要とされる複雑なサーボ油圧の制御を避けるべく配設されたワンウェイクラッチＦ−１の係合を有効とさせるブレーキＢ−２の油圧サーボ８０をサポート部材１０Ａに内包させることで、ブレーキＢ−２の油圧サーボを構成するシリンダが不要となり、部品点数の増加を抑制することができる。
【００５２】
ところで、前記第１実施形態では、１→２変速時のクラッチ係合ショック軽減を複雑な油圧制御なしで可能とするために、ブレーキＢ−１と並列にワンウェイクラッチＦ−１とそれに直列配置の第２のブレーキＢ−２を設けているが、これらをなくすことで、変速機構の軸長の短縮を図ることもできる。図７はワンウェイクラッチＦ−１及びブレーキＢ−２をなくした第２実施形態を示す。こうした形態は、ブレーキＢ−１の係合制御に関して、特にそれがバンドブレーキである場合の油圧サーボの制御が複雑になる点は否めないが、変速機の軸長の短縮には極めて有効である。
【００５３】
次に、図８は第２実施形態に対して、ブレーキＢ−１の制御性を向上させるべく、それを多板構成に変更した第３実施形態を示す。この形態の場合、ブレーキＢ−１は、第１実施形態におけるブレーキＢ−２と同様に、ハブ６６に係合支持された摩擦材と、変速機ケース１０の内周スプラインに係合支持されたセパレータプレートを摩擦部材６５とする多板構成のブレーキとされている。ブレーキＢ−１の油圧サーボ６０は、サポート部材１０Ａの径方向壁部１０ｅをシリンダとし、それに摺動自在に嵌挿されたピストン６２と、径方向壁部１０ｅに軸方向止めされてピストン６２に当接するリターンスプリングとを備えた構成とされ、サポート部材１０Ａの径方向壁部１０ｅに後向きに内包されている。このブレーキＢ−１の摩擦部材６５は、第３のクラッチＣ−３の油圧サーボ４０の外周に、ドラム４１と一体化させたハブ６６に支持した配置とすることで、変速機構の軸長の増加を抑えることができる。
【００５４】
特に、この第３実施形態では、プラネタリギヤセットＧのサンギヤＳ２を係止するための第１の係止手段としてのブレーキＢ−１の油圧サーボ６０をサポート部材１０Ａに内包させることで、油圧サーボを構成する部材の削減が可能となり、部品点数の増加を抑制することができる利点が得られる。
【００５５】
次に、図９は第２実施形態に対して、サポート部材１０Ａの前側円筒部をなくした第４実施形態を示す。この形態の場合、第２のクラッチＣ−２の油圧サーボ５０は、サポート部材１０Ａの後側円筒部１０ｆ”の最後端の外周上に配置され、それに伴い、入力軸１１の構成も変更されている。この場合の入力軸１１の前側部分１１Ａは、その後端をサポート部材１０Ａの後側円筒部１０ｆ”の最後端まで延長され、入力軸１１の後側部分１１Ｂは、そに伴って短縮されている。また、第２のクラッチＣ−２については、その向きが逆向きとされ、ワンウェイクラッチＦ−２の外周に摩擦部材５５が配置されている。なお、この実施形態の配列において、前記第１実施形態と同様に、ワンウェイクラッチＦ−１とブレーキＢ−２を設けることも当然に可能である。
【００５６】
以上の各実施形態は、減速プラネタリギヤＧ１を変速機ケース１０の前側ボス部１０ｂに支持したものであるが、減速プラネタリギヤＧ１もサポート部材１０Ａに支持する構成の採用も可能である。図１０及び図１１は、こうした形態を採る第５実施形態を示す。この配列の場合、図１０に示すスケルトン上のギヤトレイン配置（係合要素にのみ符号を付す）と、図１の配置との対比で判るように、第２のクラッチＣ−２に対する動力伝達部材の取回しの関係上、減速プラネタリギヤＧ１と第２のクラッチの油圧サーボ５０の位置関係は第１〜第３実施形態に対し前後逆配置となる。
【００５７】
図１１に詳細を示すように、減速プラネタリギヤＧ１は、変速機ケース１０のサポート部材１０Ａの前側円筒部１０ｆ’の外周に、径方向壁部１０ｅに隣接させて配置され、その固定要素としてのサンギヤＳ１は、前側円筒部１０ｆ’にスプライン嵌合等で固定されている。この場合も減速プラネタリギヤＧ１のキャリアＣ１は、それを第１のクラッチＣ−１のドラム３１に連結する動力伝達部材１１Ｃに片持支持されている。
【００５８】
第２のクラッチＣ−２は、その油圧サーボ５０が、減速プラネタリギヤＧ１の前方で、サポート部材１０Ａの前側円筒部１０ｆ’の外周上にベアリングを介して支持され、摩擦部材５５が、減速プラネタリギヤＧ１の外周に配置されている。そして、ドラム５１の内周部は、入力軸の後側部分１１Ｂの前端部に連結されている。なお、この実施形態の配列を採る場合においても、前記第１実施形態と同様に、ワンウェイクラッチＣ−１とブレーキＢ−２の併設も当然に可能である。
【００５９】
以上、本発明を想定される数種の実施形態を挙げて詳説したが、これら各実施形態はいずれも例示のためのものであり、本発明は、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】本発明を適用した自動変速機の第１実施形態のギヤトレインを示すスケルトン図である。
【図２】上記ギヤトレインの速度線図である。
【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変速機構部を模式化して示す軸方向断面図である。
【図５】上記自動変速機の油圧制御装置と各クラッチの油圧サーボとを連結する油路構成を模式化して示す軸方向断面図である。
【図６】上記自動変速機の変速機ケースの前端開口部の油路配置を示す正面図である。
【図７】変速機構部を変更した第２実施形態の模式化軸方向断面図である。
【図８】変速機構部を更に変更した第３実施形態の模式化軸方向断面図である。
【図９】変速機構部を更に変更した第４実施形態の模式化軸方向断面図である。
【図１０】変速機構部を更に変更した第５実施形態のスケルトン図である。
【図１１】第５実施形態の変速機構部を模式化して示す軸方向断面図である。
【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
Ｒ１ 出力要素
Ｓ３ 第１の変速要素
Ｓ２ 第２の変速要素
Ｃ３，Ｃ２ 第３の変速要素
Ｒ３ 第４の変速要素
Ｂ−１ 第１のブレーキ（第１の係止手段）
Ｆ−１ ワンウェイクラッチ（第１の係止手段）
Ｂ−２ 第２のブレーキ（第１の係止手段）
Ｂ−３ ブレーキ（第２の係止手段）
Ｆ−２ ワンウェイクラッチ（第２の係止手段）
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
９ バルブボディ（油圧制御装置）
１０ 変速機ケース
１０Ａ サポート部材
１０ａ 前端壁部（オイルポンプ）
１０ｂ 円筒ボス部
１０ｅ 径方向壁部
１０ｆ 円筒部
１０ｆ’ 前側円筒部
１０ｆ” 後側円筒部
１１ 入力軸
１９ 出力軸
３０，４０，５０，６０，７０，８０ 油圧サーボ
３１，４１，５１ ドラム
３５ 摩擦部材
Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 油路
Claims (5)
- 変速機ケースに、入力軸と、出力軸と、少なくとも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、少なくとも２つの係止手段と、３つのクラッチと、油圧制御装置が配置された自動変速機であって、
プラネタリギヤセットは、その第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の係止手段により変速機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の係止手段により変速機ケースに係止可能とされ、第４の変速要素が出力軸に連結され、
前記各クラッチ及び係止手段が、油圧制御装置によるそれらクラッチ及び係止手段の各油圧サーボの油圧の給排により選択的に係合解放されて、後進を含む複数の変速段を達成するものにおいて、
前記変速機ケースの前端壁部は、オイルポンプで構成され、
油圧制御装置は、前端壁部より軸方向後方に配置され、
変速機ケースに径方向壁部を連結して、該径方向壁部の内周部を軸方向に延びる円筒部を有するサポート部材が設けられ、
該サポート部材は、その軸方向の全長が油圧制御装置に対して径方向に重なる位置に配置され、かつ径方向壁部が変速機ケースの中間部に固定され、
第１〜第３のクラッチの油圧サーボは、サポート部材の円筒部の外周上に配置され、
油圧制御装置から第１〜第３のクラッチの油圧サーボに個々に油圧を供給する油路が、それぞれサポート部材に形成された油路を介して連結された、
ことを特徴とする自動変速機。 - 前記サポート部材は、径方向壁部の内周部から前方に延びる前側円筒部と、後方に延びる後側円筒部を有し、
第２のクラッチの油圧サーボは、前側円筒部の外周上に配置され、
第１及び第３のクラッチの油圧サーボは、後側円筒部の外周上に配置され、
第３のクラッチの油圧サーボは、第１のクラッチの油圧サーボの前方に配置された、請求項１記載の自動変速機。 - 前記変速機ケースは、その前端壁部から内方に延びる円筒ボス部を有し、該円筒ボス部に固定要素としてのサンギヤが固定された減速プラネタリギヤが該円筒ボス部の外周に配置された、請求項２記載の自動変速機。
- 前記第２の変速要素を係止する第１の係止手段は、第１のブレーキと、それに並列させて配置され、かつ互いに直列に連結されたワンウェイクラッチと第２のブレーキから構成され、
該第２のブレーキの油圧サーボは、サポート部材の径方向壁部に内包され、かつ前記ワンウェイクラッチの外周側において、少なくともその一部が該ワンウェイクラッチと径方向に一部重なるように配置された、請求項１、２又は３記載の自動変速機。 - 前記第１のクラッチの油圧サーボは、該油圧サーボを内包する第１のクラッチのドラムにより減速プラネタリギヤに連結され、
第３のクラッチの油圧サーボは、該油圧サーボを内包する第３のクラッチのドラムにより第２の変速要素に連結され、
第１の係止手段は、第３のクラッチのドラムを変速機ケースに係止すべく第３のクラッチのドラムの外周側に配置された、請求項４記載の自動変速機。
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