JP4745656B2 - 自動車用多段自動変速機 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用有段自動変速機に関し、具体的には、主軸が車両横断方向に配列された変速機に関する。

前進６段以上の変速比を可能とする多段自動変速機において摩擦クラッチ及びブレーキの数を最小にするための各種の運動学的構成が知られている。例えば、特許文献１は、第１遊星歯車機構が、入力軸の速度に対して減速された出力速度を発生する、歯車構成を記載している。この出力は、選択的に駆動可能にラビニオ（Ravigneaux）型の遊星歯車機構に接続される。遊星歯車機構はまた、入力軸に接続されて、選択的に駆動される。この構成の結果、３つのクラッチと２つのブレーキを用いる前進６速段で、前輪駆動車両での使用のための横置き変速機に適した小型の構成となる。

特許文献２及び３は、上記のような変速機が、エンジンルームの大きさにより制限される空間に収まるように、変速機の軸方向長さを短縮するための各種の手法を記載している。特許文献４は、クラッチ及びブレーキに油圧を加えるための油圧経路内に、部材が回転する位置でシールするために、シール・リングが内部に配置された歯車列を記載している。比較的大きな摩擦抵抗が、互いに回転する部材の間に生じる。シール・リングの数が増えるにつれて、対応する回転部材の相対抵抗が増大し、そして動力損失が増大する。シール・リングが配置される溝は、オイルをシールするためにシール・リングが溝に接触するので、高い精度を必要とする。それで、シールが接触する面は、磨耗を最小にするために、硬化される必要がある。このような対策は、製造工数とコストを増加させる。それで、自動変速機におけるそのような動的なシールの数を減らすことが望ましい。

特許文献１の歯車列においては、２つの入力トルク供給経路がある。トルクコンバーターからの出力が一方で遊星歯車機構を駆動するが、トルクコンバーターからの出力は他方で減速遊星歯車を介して減速される。変速機ケースからの油圧を油圧サーボに加える油圧経路の間の接続は複雑であり、油圧経路が回転部材の間を何度も通過するので、多くのシール・リングが必要である。
米国特許第５１０６３５２号明細書 米国特許第６１１００６９号明細書 米国特許第６１２０４１０号明細書 米国特許第６１３５９１２号明細書

一般的に、変速機ケースの前端壁部分と後端壁部分から各クラッチの油圧サーボに油圧が加えられる。変速機ケースの中間部分にセンター・サポートを配置し、このセンター・サポートから油圧を加えることにより、油圧経路が簡略化される。しかしながら、そのような場合には、センター・サポートが変速機構の中に位置する。部品点数が増加し、そしてコストが増加する。それで、油圧経路を簡略化することが望ましい。

実施形態の一つにおいて、本発明による多段変速機は、軸を取囲む第１締結装置、該第１締結装置と軸方向位置が実質的に揃い、その径方向外側に位置する第２締結装置、及び、上記第２締結装置と軸方向位置が実質的に揃い、その径方向外側に位置する第３締結装置を含む。

別の実施形態において、本発明は、軸を取囲む第１締結装置、該第１締結装置と軸方向位置が実質的に揃い、その径方向外側に位置する第２締結装置、軸方向に離間した第１及び第２の流体出口を持つサポート、該サポートを取囲み、上記第１及び第２締結装置を上記第１及び第２流体出口に流体接続する流体経路を持つハブ、及び、上記第１出口及び第２出口の軸方向側部にそれぞれ位置し、上記第１出口及び第２出口を流体的にシールする第１、第２及び第３のシールを含む。

複変速段を持つ自動変速機の軸方向長さが短縮され、摺動抵抗を生じるシール・リングの数を減らすことにより、それの効率が向上されるということが、本発明の効果である。

歯車列の各要素の一体化と配列が、歯車列の軸方向長さを最小化する。この効果は、第１クラッチと第３クラッチの両方の一体化された油圧サーボの構造により、主に達成される。油圧経路は、一体化されたハブの中央厚壁部分に配列され、互いの軸方向位置が揃う。一体のハブの中央厚壁部分、中央薄壁部分及び円筒状外壁部分が、ピストンのためのシリンダーを形成する。加えて、第２ブレーキの油圧サーボが、第２クラッチの油圧サーボの径方向外側で直上に位置する。これが歯車列の軸方向長さを短縮する。

第１ブレーキの摩擦部材は、第３クラッチの摩擦部材の径方向外側で直上に配置される。第３クラッチの摩擦部材は、第１クラッチの摩擦部材の径方向外側で直上に配置される。第１クラッチの摩擦部材が減速遊星歯車の直上で径方向外側に配置される。この構成が更に、歯車列の軸方向長さを短縮する。加えて、第１ブレーキの油圧サーボが、第１クラッチと第３クラッチの両方のための一体化された油圧サーボの直上で径方向外側に配置される。これがまた、歯車列の軸方向長さを短縮する。

歯車列内のシール・リングの数が最小化される。摺動抵抗を発生するシール・リングの数を最小化することにより、動力伝達効率全体が向上する。リア・サポートの外周に配列された３つのシール・リングが、リア・サポートと、第１及び第３のクラッチの両方の一体化された油圧サーボの一体化されたハブ、との間の油圧経路をシールする。ステーター・サポートの後側部分の外周に位置する２つのシール・リングが、ステーター・サポートと第２クラッチの油圧サーボとの間の油路をシールする。

潤滑油を供給するための油路が、シール・リングが必要とされないように、配列される。それで、この歯車列では、クラッチ及びブレーキのサーボに油圧を加え、そして潤滑油を供給する油路の漏れを防止するために、全部で5個のシール・リングが用いられる。

図１及び図２を見ると、本発明によるオートマチック・トランスアクスル（自動変速機）が、主軸X、カウンター軸Y、及びディファレンシャル軸Zを含む3本の互いに並列な軸上に配列されている。ロックアップ・クラッチ4を持つトルクコンバーター1が、エンジンにより発生されエンジン・シャフト7上を伝達されたトルクを増大する。トルクコンバーター・タービン・ホイールが、主軸X上に配列された入力軸11に接続されて駆動される。

複数の変速比を発生するオートマチック・トランスアクスルは、その入力がエンジン・シャフトの速度と比較して減速した速度と減速していない速度とで駆動される遊星歯車機構Gを含む。減速遊星歯車G1が、遊星歯車機構Gと軸方向に並列に配列される。入力軸11が、遊星歯車機構Gの入力側を通って延びる。第１クラッチC-1及び第３クラッチC-3が、入力軸11を減速遊星歯車機構G1を介して遊星歯車機構Gの２つの別個の減速回転入力要素S2及びS3へ選択的かつ個別に結合するために、締結解放する。第２クラッチC-2が、入力軸11を遊星歯車機構Gの非減速回転入力要素C2に選択的に結合するために、締結解放する。

自動変速機の変速機構は、遊星歯車機構G、減速遊星歯車G1、３つのクラッチC-1, C-2, C-3、２つのブレーキB-1, B-2及びワンウェイ・クラッチF-1を有し、主軸X上の入力軸11の径方向外側に位置する。

ラビニオ型歯車機構である遊星歯車機構Gは、比較的大径のサンギアS2、比較的小径のサンギアS3、ロング・プラネット・ピニオンP2及びショート・プラネット・ピニオンP3を支持するキャリアC2を含む。上記ピニオンは、互いにそしてリングギアR2と係合する。ロング・ピニオンP2は、大径サンギアS2とリングギアR2と係合する。ショート・ピニオンP3は小径サンギアS3と係合する。大径サンギアS2と小径サンギアS3は、減速回転入力要素である。キャリアC2は、非減速回転入力要素である。リングギアR2は、出力要素である。

小径サンギアS3は、第１クラッチC-1と減速遊星歯車G1を介して入力軸11へ接続される。大径サンギアS2は、第３クラッチC-3と減速遊星歯車G1を介して入力軸11へ接続され、そしてそれは、第１ブレーキB-1の作動によりトランスミッション・ケース10と係合可能である。キャリアC2は、第２クラッチC-2を介して入力軸11へ接続され、第２ブレーキB-2を介してトランスミッション・ケース10に係合され得る。ワンウェイ・クラッチF-1が、締結要素としてブレーキB-2と並列に配列される。ブレーキB-2の締結に従い自動的に解放されるワンウェイ・クラッチF-1は、ブレーキB-2とブレーキB-1との間のクラッチからクラッチへの切換えのための複雑な油圧制御を無くすためと、ブレーキB-2の解放油圧制御を簡略化するために、用いられる。リングギアR2は、カウンター・ドライブ・ギア19に結合される。

減速遊星歯車機構G1は、サンギアS1、ショート・プラネット・ピニオンP1及びリングギアR1を支持するキャリアC1を含む。サンギアS1は、トランスミッション・ケース10に固定されている。キャリアC1は、出力要素であり、クラッチC-1及びC-3を介して遊星歯車機構GのサンギアS2及びS3へ結合される。入力軸11に結合されるリングギアは入力要素である。

大径のカウンター・ドリブン・ギア21、小径のディファレンシャル・ドライブ・ピニオンギア22及びカウンター・シャフト20を含むカウンター・ギア2がカウンター軸Y上に配列される。カウンター・ドリブン・ギア21はカウンター・シャフト20上に固定され、主軸X上の出力要素であるカウンター・ドライブ・ギア19に係合する。ディファレンシャル・ドライブ・ピニオンギア22は、カウンター・シャフト20と一体化され、カウンター軸Y上の出力要素である。主軸Xからの出力は、減速され、反転され、そしてディファレンシャル・ユニット3へ伝達され、最終減速比が得られ、そして、入力軸11の回転方向が、ディファレンシャル・ユニット3からの出力の回転方向に適合される。ディファレンシャル・リングギア31、ディファレンシャル・ケース32及びディファレンシャル・サイドギア33を含むディファレンシャル・ユニット3が、ディファレンシャル軸Z上に配列される。ディファレンシャル・リングギア31は、ディファレンシャル・ケース32に固定され、カウンター・ギア2のディファレンシャル・ドライブ・ピニオン・ギア22と係合する。ディファレンシャル・ケース32内に位置する２つのディファレンシャル・ギア33の回転が、最終的な車輪駆動トルクを伝達する左右の出力軸30への出力である。

ここで図３及び図４を参照すると、第１クラッチC-1及び第３クラッチC-3は、個々の摩擦要素63及び73を締結解放するために、共通の一体形油圧サーボ6を用いて、加圧／解放される。第２クラッチC-2は、摩擦要素53を締結解放するために、油圧サーボ5を用いて、加圧／解放される。第１ブレーキB-1は、摩擦要素83を締結するために、油圧サーボ8により、加圧される。第２ブレーキB-2は、摩擦要素93を締結するために、油圧サーボ9を介して加圧される。

トランスミッション・ケース10が、前側と後側で開放しているケース・メインフレーム10B、フロント・サポート10A、リア・カバー10E、センター・サポート10C、及びリア・サポート10Dを含む。フロント・サポート10Aは、ケース・メインフレーム10Bの前側開放部を閉鎖するように、ボルトによりケース・メインフレーム10Bに固定される。リア・カバー10Eは、ケース・メインフレーム10Bの後側開口を閉じるように、ケース・メインフレーム10Bに固定される。センター・サポート10Cは、ボルトでケース・メインフレーム10Bに固定される。リア・サポート10Dは、リア・カバー10Eにボルトで固定される。

ケース・メインフレーム10Bは、前側から後側にかけて内側にテーパー状となる周囲壁部分10f及び、センター・サポート10Cを支持するためにケース・メインフレーム10Bの軸方向後半部分に位置する部分的に内方に延びるフランジ10hを有する。スプライン10gが、ケース・メインフレーム10Bの後側開口から形成され、周囲壁部分10fの内面をフランジ10hまで延びる。

フロント・サポート10Aは、そこに固定されるポンプ・ボディを支持する厚壁部分10a、厚壁部分10aから後側に向け延びて第２ブレーキB-2の油圧サーボ9のシリンダーの外壁を形成する円筒状外壁部分10l、厚壁部分10aから後側に向け延びて第２ブレーキB-2の油圧サーボ9の内壁を形成する円筒状内壁部分10ｍ、第２ブレーキB-2の油圧サーボ9との間で油圧が通過する油圧経路10t、第２クラッチC-2の油圧サーボ5との間で油圧が通過する油圧経路10u、トルクコンバーター・ロックアップ・クラッチ4を締結開放するための油圧が通過する油圧経路10v及び、トルクコンバーター1のインペラ−へオイルを供給するための油圧経路10wを有する。

リア・カバー10Eは、後端壁部分10e、リアカバー10Eと第１ブレーキB-1の油圧サーボ8のリターン・スプリング86を固定するためのパイロットとなる、後端壁部分10eから前側に向けて延びる円筒状外壁部分10z、後端壁部分10eから前側に向け延びて第１ブレーキB-1の油圧サーボ8のシリンダーの内壁を形成する円筒状中央壁部分10c、後端壁部分10eから前側に向け延びそして第１クラッチC-1と第３クラッチC-3の両方を支持するためのブッシュを含む円筒状内壁部分10d及び、リア・サポート10Dをリア・カバー10Eへ固定のための螺合締結するために後端壁部分10eから前側に向け伸びるリア・ボス部分10bを含む。

センター・サポート10Cは、中央壁部分10x、中央壁部分10xから前側に向け延びカウンター・ドライブ・ギア19を支持する円筒状内壁部分10k及び、中央壁部分10xから前側に向け延びる円筒状外壁部分10bを含む。スプライン10jは、センター・サポート10Cの円筒状外壁部分10pの内面に形成される。

リア・サポート10Dは、サンギアS1を固定するために前側に向け延び、第１クラッチC-1と第３クラッチC-3の両方の一体形油圧サーボを支持するためのブッシュを含むスリーブ部分10n、第１クラッチC-1及び第３クラッチC-3の両方の一体形油圧サーボとの間の油圧が通過する油圧経路10r，10sを含む。

ステーター・サポート13が、入力軸11の前方部分の径方向外側に配列され、フロント・サポート10Aの厚壁部分10aへと付勢される。ステーター・サポート13は、延長軸部分、後側部分、第２クラッチC-2の油圧サーボ5との間で油圧が通過する油圧経路13a及び、トルクコンバーター・ロックアップ・クラッチ4を締結解放するために油圧が通過する油圧経路13bを含む。ステーター・サポート13の延長軸部分は、トルクコンバーターのステーターをワンウェイ・クラッチF-1を介してフロント・サポート10Aに結合する。

入力軸11には、トルクコンバーター・ロックアップ・クラッチを締結解放するために油圧が通過する油圧経路11b、潤滑油を供給するための油圧経路11c及び、軸方向中央部分で入力軸11の径方向外側にフランジ11aが形成される。入力軸11は、前側において径方向にフランジ11aから前側に向けて位置するブッシュを介してステーター・サポート13の支持される。入力軸11は、後側において径方向にリア・サポート10Dのスリーブ部分10nによりブッシュを介して支持される。入力軸11は、前側においてステーター・サポート13により、フランジ11aとステーター・サポート13との間に位置するスラスト・ベアリングを介して軸方向に支持される。入力軸11は、後側においてリア・サポート10Dにより、歯車列に突き当てることにより、軸方向に支持される。

第２クラッチC-2の油圧サーボ5は、ステーター・サポートの後側部分の径方向外側でフロント・サポート10Aの後側へ配列され、入力軸11のフランジ11aに結合される。油圧サーボ5は、ドラム52と一体にされたシリンダー50、シリンダー50内で移動可能な摺動ピストン51、遠心圧力を相殺するためのバランス・プレート55及びリターン・スプリング56を含む。油圧が、ステーター・サポート13の後側部分に形成された油圧経路13aを介して、油圧サーボ5へ加えられ、そしてそこから放出される。

第２ブレーキB-2の油圧サーボ9は、第２クラッチC-2の油圧サーボ5の径方向外側で直上に配列される。油圧サーボ9は、フロント・サポート10Aの厚壁部分10aの後側に一体化されたシリンダー、そのシリンダーに挿入された摺動ピストン91及びリターン・スプリング96を含む。油圧は、フロント・サポート10Aの厚肉部分10aに形成された油圧経路10tを介して油圧サーボ9に供給そして放出される。

遊星歯車機構Gは、入力軸11の中央部分の径方向外側で、第２クラッチC-2の油圧サーボ5の後側に配列される。小径サンギアS3は、遊星歯車機構Gの径方向内側で前側に配列される。大径サンギアS2は、遊星歯車機構Gの径方向内側で後側に配列される。キャリアC2は、ロング・プラネット・ピニオンP2とショート・プラネット・ピニオンP3を支持するためにハウジングとサポートを有する。ハウジングの筒状外壁部分は、遊星歯車機構Gの径方向最外部分に配列され、遊星歯車機構Gの前側から後側に向けて延びる。ハウジングの筒状外壁部分は、第２クラッチC-2の摩擦部材53のためのハブ、第２ブレーキB-2の摩擦部材93のためのハブ、及び、ワンウェイ・クラッチF-1のインナー・レースを構成する。リングギアR2は、遊星歯車Gの径方向外側で後側部分であって、そしてキャリアC2のハウジングの筒状外壁部分の後側より径方向内側に配列される。小径サンギアS3は、前側及び後側においてブッシュを介して入力軸11により支持される第１クラッチC-1のドラム62の延長軸部分の前側により径方向に支持される。大径サンギアS2は、歯車部分と延長軸部分とにおいてブッシュを介して第１クラッチC-1のドラム62に延長軸部分により支持される。キャリアC2は、後側においてブッシュを介して大径サンギアS2の延長軸部分により径方向に支持される。リングギアR2は、カウンター・ドライブ・ギア19に支持され、そして別個のフランジ部材を用いて２つのスプライン結合によりカウンター・ドライブ・ギア19に結合される。小径サンギアS3は、スプラインにより第１クラッチC-1のドラム62の延長軸部分に結合される。大径サンギアS2の延長軸部分は、第３クラッチC-3のドラム72の延長軸部分へスプラインにより結合される。

カウンター・ドライブ・ギア19は、遊星歯車機構Gの後側への入力軸11の後半部分の径方向外側に配列される。カウンター・ドライブ・ギア19は、ベアリング12を介して、センター・サポート10Cの筒状内壁部分10kにより、径方向及び軸方向に支持される。

センター・サポート10cの中央壁部分10xは、カウンター・ドライブ・ギア19の後に配列される。第３クラッチC-3のドラム72の中央壁部分は、センター・サポート10Cの中央壁部分10xの後に配列される。第１クラッチC-1のドラム62の中央壁部分は、第３クラッチC-3のドラム72の中央壁部分の後に配列される。動力伝達部材14は、第１クラッチC-1のドラム62の中央壁部分の後側に配列される。

図４に進むと、減速遊星歯車G1は、入力軸11の後部分の外側で、動力伝達部材14の後側に配列される。サンギアS1は、減速遊星歯車G1の径方向内側に配列され、リア・サポート10Dのスリーブ部分10nへスプライン結合で固定される。リングギアR1は、減速遊星歯車G1の径方向外側に配列され、スプライン結合により入力軸11と締結される動力伝達部材に結合される。キャリアC1は、ピニオンP1を支持するためのハウジングとシャフトを有する。ハウジングの後壁部分は、遠心圧力を相殺するためのバランス・プレートとして機能し、そして、それの外径におけるシールのための溝、それの内径において第１クラッチC-1と第３クラッチC-3の両方の一体形油圧サーボ6の一体形ハブ6Aに回転を伝達するためのスプラインを提供する。

第１クラッチC-1と第３クラッチC-3の両方の一体形サーボ6は、減速遊星歯車G1の後にリア・サポート10Dの径方向外側に配列される。一体形油圧サーボ6は、一体形ハブ6A、インナー・スリーブ6B、アウター・スリーブ6C、シリンダー70、摺動ピストン61及び71そしてリターン・スプリング66及び76を含む。一体形ハブ6Aは、中央厚壁部分6a、中央厚壁部分6aの径方向外側に配置された中央薄壁部分6k、前壁部分6b、中央厚壁部分6aから前側に延びる筒状外壁部分6c、中央厚壁部分6aから後側に延びる筒状内壁部分6d、一体形油圧サーボ6の第１クラッチC-1を駆動する部分との間で油圧が通過する油圧経路6g、一体形油圧サーボ6の第３クラッチC-3を駆動する部分との間で油圧が通過する油圧経路6h及び、一体形油圧サーボ6の第１クラッチC-1を駆動する部分と第３クラッチC-3を駆動する部分との釣合い領域へ潤滑油を供給する油圧経路6jを含む。

筒状外壁部分6cの内面にはスプライン6eが形成され、筒状外壁部分6cの外面にはスプリング6fが形成される。前壁部分6bは、減速遊星歯車G1のキャリアC1を軸方向に支持するスナップ・リングのための溝を設け、そしてスプライン締結により減速遊星歯車G1のキャリアC1に結合される。筒状内壁部分6dは、シリンダー70のためのパイロットと、第３クラッチC-3を作動させる一体形油圧サーボ6の一部との間で油圧が行き来するときの漏れを防止するためのシールのための溝を設ける。

中央厚壁部分6a、中央薄壁部分6k及び筒状外壁部分6cは、一緒にピストン61のためのシリンダーを形成する。ピストン61は、減速遊星歯車G1の後で前壁部分6bの径方向外側に配置される。キャリアC1のハウジングの後壁部分は、遠心圧を相殺するためのバランス・プレートとして機能する。

ピストン71は、中央壁部分6kの後側で中央厚壁部分6aの径方向外側に配置され、遠心圧力を相殺するためのバランス・プレートとして機能する。シリンダー70は、一体形ハブ6Aの後側に配列され、そして一体形ハブ6Aにボルトで固定される。

インナー・スリーブ6Bは、前壁部分6bの後側で厚壁部分6aの径方向内側に押圧される。インナー・スリーブ6Bは、オイルを一体形ハブ6Aに導き、油圧経路6g, 6h及び6jのための径方向内壁を設ける。アウター・スリーブ6Cは、内方壁部分6kの後側において中央厚壁部分6aの径方向外側部分に押圧される。アウター・スリーブ6Cは、油圧経路6gの径方向外側をシールし、油圧経路6hの径方向外壁を設ける。

一体形油圧サーボ6は前側において、ブッシュを介して、リア・サポート10Dのスリーブ部分10nにより、径方向に支持される。一体形油圧サーボ6は後側において、ブッシュを介して、リア・カバー10Eの筒状内壁部分10dにより支持される。

第１ブレーキB-1の油圧サーボ8は、第１クラッチC-1と第３クラッチC3両方の一体形油圧サーボ6の径方向外側で直上に位置する。油圧サーボ8は、リア・カバー10Eの後端壁部分10eの前側に一体化されたシリンダー、シリンダー内に位置する摺動ピストン81及びリターン・スプリング86を含む。リア・カバー10E内に形成された油圧経路10yを、油圧サーボ8との間の油圧が通過する。

ここで図３を参照すると、第２クラッチC-2の摩擦部材53は、遊星歯車機構Gの前部分の径方向外側に配置される。摩擦部材53は、摩擦ディスクとセパレーター・プレートを有する。摩擦ディスクは、径方向内面において、スプライン結合により、キャリアC2に係合される。ドラム52の端部においてスナップ・リングに対して摩擦部材53を押し当てるために、ピストン51を左側に移動させる油圧が油圧サーボに加えられるとき、セパレーター・プレートは、径方向外面において、スプライン結合により、ドラム52と係合される。

第２ブレーキB-2の摩擦部材93は、遊星歯車機構の中央部の径方向外側に配置される。摩擦部材53は、摩擦ディスクとセパレーター・プレートを有する。摩擦ディスクは、径方向内面において、スプライン結合によりキャリアC2に係合される。セパレーター・プレートは、径方向外面において、センター・サポート10Cのスプライン10jと係合する。センター・サポート10Cの筒状外壁10pの内面に支持されたスナップ・リングに対して摩擦部材93を押し当てるためにピストン91を左側に移動させる油圧が油圧サーボ9へ加えられるとき、摩擦部材93がキャリアC2の回転を止める。

ワンウェイ・クラッチF-1が、摩擦部材93の後側で、遊星歯車機構の後側部分の径方向外側に配置される。ワンウェイ・クラッチF-1は、径方向外面において、センター・サポート10Cのスプライン10jと係合する。

ここで図４を参照すると、第１クラッチC-1の摩擦部材63が、減速遊星歯車G1の径方向外側で直上に配置される。摩擦部材63は、摩擦ディスクとセパレーター・プレートを含む。摩擦ディスクは、径方向内面において、スプライン結合により、ドラム62に係合される。セパレーター・プレートは、径方向外面において、一体形ハブ6Aの筒状外壁部分6cのスプライン6eに係合される。油圧が一体形油圧サーボ6に加えられ、一体形ハブ6Aの筒状外壁部分6cの径方向内面に支持されたスナップ・リングに対して摩擦部材63を押し当てるようにピストン61を右側へ移動させると、摩擦部材63が一体形ハブ6Aからドラム62へトルクを伝達する。

第３クラッチC-3の摩擦部材73は、第１クラッチC-1の摩擦部材63の径方向外側で直上に位置する。摩擦部材73は、摩擦ディスクとセパレーター・プレートとを有する。摩擦ディスクは、径方向外面においてスプライン結合によりドラム72と係合する。セパレーター・プレートは、径方向内面において、一体形ハブの筒状外壁部分6cのスプライン6eと係合する。油圧が一体形油圧サーボ6に加えられ、一体形ハブ6Aの筒状外壁部分6cの径方向内面に支持されたスナップ・リングに対して摩擦部材73を押し当てるようにピストン71を右側へ移動させると、摩擦部材73が一体形ハブ6Aからドラム72へトルクを伝達する。

第１ブレーキB-1の摩擦部材83は、第３クラッチC-3の摩擦部材73の径方向外側で直上に配置される。摩擦部材83は、摩擦ディスクとセパレーター・プレートを有する。摩擦ディスクは、径方向内面において、スプライン結合によりドラム72と係合する。セパレーター・プレートは、径方向外面において、ケース・メインフレーム10Bのスプライン10gと係合する。油圧が油圧サーボ8に加えられて、ケース・メインフレーム10Bの周囲壁部分10fにおけるストップに対して摩擦部材83を押し当てるようにピストン81を右側へ移動させると、摩擦部材83がドラム72の回転を停止させる。

カウンター・ドライブ・ギア19に係合するカウンター・ドリブン・ギア21は、カウンター・シャフト20の後側部分の径方向外側に配列される。カウンター・シャフト20と一体化されたディファレンシャル・ドライブ・ピニオンギア22が、カウンター・シャフトの前側部分に配列され、第２クラッチC-2の油圧サーボ5と軸方向に並べられる。カウンター・シャフト20は、ベアリングを介して、ケース・メインフレーム10Bにより、後側において、径方向及び軸方向に支持される。カウンター・シャフト20は、ベアリングを介して、コンバーター・ハウジング40により前側において、径方向及び軸方向に支持される。

図５は、選択されたクラッチ及びブレーキ要素の締結解放により確立される変速段を図示する。図５において、記号O/Rは、ワンウェイ・クラッチF-1がオーバーランしていて、それのインナー・レースとアウター・レースとの間に駆動結合を発生していない、ことを表す。第１変速段は、第１クラッチC-1の締結と、ワンウェイ・クラッチF-1の自動締結とにより、確立される。減速遊星歯車G1を通して減速された入力軸11の回転速度が、第１クラッチC-1を介しての遊星歯車Gの小径サンギアS3への入力である。ワンウェイ・クラッチF-1の締結によりセンター・サポート10Cと係合したキャリアC2が、リングギアR2に対して更に回転速度を減速する反応要素として機能する。それで、リングギアR2の回転速度が、入力軸11よりも減速され、反応要素（この場合キャリアC2）により更に減速された回転速度としての、カウンター・ドライブ・ギア19への入力である。

第２変速段は、第１クラッチC-1及び第１ブレーキB-1の締結により確立される。減速遊星歯車G1により減速された入力軸11の回転速度は、第１クラッチC-1を介した遊星歯車機構Gの小径サンギアS3への入力となる。第１ブレーキB-1の締結によりケース・メインフレームと係合した大径サンギアS2は、リングギアR2へ入力される回転速度を第１変速段ほどではないが更に減速する反応要素として機能する。それで、リングギアR2の回転速度は、入力軸11から減速され、第１変速段ほどではないが反応要素（この場合は大径サンギアS2）により更に減速された回転速度として、カウンター・ドライブ・ギア19への出力となる。

第３変速段は、第１クラッチC-1と第３クラッチC-3の同時締結により確立される。減速遊星歯車G1を介して減速された入力軸11の回転速度は、第１クラッチC-1と第３クラッチC-3を介して遊星歯車機構Gの小径サンギアS3と大径サンギアS2とへの入力に同時になる。遊星歯車機構Gはそのとき、直結状態にある。そのとき、リングギアR2の回転速度は、入力軸11から減速された回転速度として、カウンター・ドライブ・ギア19の出力となる。

第４変速段は、第１クラッチC-1と第２クラッチC-2の同時の締結により確立される。減速遊星歯車G1を介して減速された入力軸11の回転速度は、一方で第１クラッチC-1を介して遊星歯車機構Gの小径サンギアS3への入力となる。減速されない入力軸11の回転速度は、他方で第２クラッチC-2を介した遊星歯車機構GのキャリアC2への入力となる。これら２つの回転入力の回転速度は、リングギアR2への回転入力を僅かに減速する。それで、リングギアR2の回転速度は、入力軸11から僅かに減速された回転速度としての、カウンター・ドライブ・ギア19への出力である。

第５変速段は、第２クラッチC-2と第３クラッチC-3の同時締結により確立される。減速遊星歯車G1を通して減速された入力軸11の回転速度が、一方で第１クラッチC-1を介した遊星歯車機構Gの大径サンギアへの入力となる。減速されない入力軸11の回転速度が、他方で第２クラッチC-2を介した遊星歯車機構GのキャリアC2への入力となる。２つの回転入力の回転速度は、リングギアR2へ入力される回転速度を僅かに加速する。それで、リングギアR2の回転速度は、入力軸11から僅かに加速された回転速度としてのカウンター・ドライブ・ギア19への出力となる。

第６変速段は、第２クラッチC-2と第１ブレーキB-1の締結により確立される。減速されていない入力軸11の回転速度は、第２クラッチC-2を介した遊星歯車GのキャリアC2への入力となる。第１ブレーキB-1の締結によりケース・メインフレーム10Bと係合した大径サンギアS2は、リングギアR2へ入力される回転速度を加速させる反応要素として機能する。それで、リングギアR2の回転速度は、この場合に大径サンギアS2である反応要素により加速させられた入力軸11からの回転速度としての、カウンター・ドライブ・ギア19への出力となる。

後退変速段は、第３クラッチC-3と第２ブレーキB-2とを締結することにより確立される。入力軸11の回転速度は、減速遊星歯車G1を介して減速され、第３クラッチC-3を介して遊星歯車機構Gの大径サンギアS2へ入力される。第２ブレーキB-2の締結によりセンター・サポートと係合したキャリアC2は、第１変速段ほどではないもののリングギアR2へ入力される回転速度を更に減速し、それの回転方向を反転させる反応要素として、機能する。それで、リングギアR2の回転速度は、入力軸11から減速され、第１変速段ほどではないもののこの場合にはキャリアC2である反応要素により更に減速された回転速度として、カウンター・ドライブ・ギア19に対して反転した方向の出力である。

車輪がエンジンを駆動するエンジン・コースティング状態の間、第２ブレーキB-2がエンジンを制動するために締結される。というのは、遊星歯車機構GのキャリアC2へ入力される反応力の方向は、エンジン駆動状態の間の方向から反転しているからである。

歯車機構の要素の一体化と配置が、歯車機構の軸方向長さを最小化する。これは主に、第１クラッチC-1と第３クラッチC-3両方の一体形油圧サーボ6の構造により達成される。油圧経路6g, 6h及び6jは、一体形ハブ6Aの中央厚壁部分6aに配置され、互いに軸方向位置が揃っている。一体形ハブ6Aの中央厚壁部分6a、中央薄壁部分6k及び筒状外壁部分6cは共同で、ピストン61のためのシリンダーとして機能する。一体形ハブ6Aの中央薄壁部分6kは、遠心圧力を相殺するためのバランス・プレートとして機能する。更に、減速遊星歯車G1のキャリアC1のハウジングの後壁部分が、遠心圧力を相殺するためのバランス・プレートとして機能する。加えて、第２ブレーキB-2の油圧サーボ9は、第２クラッチC-2の油圧サーボの径方向外側で直上に配置される。これが更に、歯車機構の軸方向長さを短縮する一助となる。

加えて、第１ブレーキB-1の摩擦部材83が第３クラッチC-3の摩擦部材73の径方向外側で直上に位置し、第３クラッチC-3の摩擦部材73が第１クラッチC-1の摩擦部材63の径方向外側で直上に配置され、そして第１クラッチC-1の摩擦部材63が減速遊星歯車G1の径方向外側で直上に配置される。この構成が、歯車機構の軸方向長さを短縮する。加えて、第１ブレーキB-1の油圧サーボ8が、第１クラッチC-1と第３クラッチC-3両方の一体形油圧サーボ6の径方向外側で直上に位置する。この配置が更に、歯車機構の軸方向長さを短縮する。

油圧をクラッチの油圧サーボに作用させると共に潤滑油を送給する油圧経路の漏れを防止するシール・リングの歯車機構における数が、削減される。摺動抵抗を生じるシール・リングの数を最小化することにより、動力伝達効率全体が向上する。リア・サポート10Dの外径に配置された３つのシール・リングが、リア・サポート10Dと、第１クラッチC-1と第３クラッチC-3との両方のための一体形油圧サーボ6の一体形ハブ6Aとの間の油圧経路10r，10sをシールする。ステーター・サポート13の後側部分の外径に配置された２つのシール・リングが、ステーター・サポート13と第２クラッチC-2の油圧サーボ5との間の油圧経路13aをシールする。潤滑油を送給する油圧経路は、シール・リングが必要とされないように構成されている。それで、クラッチの油圧サーボに油圧を加え、潤滑油を供給する油圧経路の漏れを防止するために、この歯車機構では、全部で5つのシール・リングが用いられる。

第１ブレーキB-1の摩擦部材83は、摩擦ディスクとセパレーター・プレートを有する。これらは、摩擦ブレーキ・バンドよりも、変速中に油圧制御するのが簡単である。それで、変速機のシフト・クオリティ特性の向上が、特に変速比の変化が最も大きい１速から２速への変速時に認識される。歯車機構の後側に第１ブレーキB-1の油圧サーボ8と摩擦部材83を配置することにより、それらの位置が、変速機の機能に悪影響を及ぼすことがない逆に、歯車機構の前側にそれらが配置されると、ディファレンシャル・リングギア31の直径が妥協されることになり、変速機の機能に影響がある。

ここに示され記載された発明の形態が本発明の好ましい実施の形態を構成するものの、本発明の可能な形態を全て示すことは意図されていない。ここで用いられた用語は、限定するためではなく、説明のためのものである。本発明の形態の種々の変更を、記載された本発明の思想及び範囲から逸脱すること無しになすことができる。

複数の軸が面一に示された、本発明を適用することのできるトランスアクスルの運動学的構成の概略図である。 トランスアクスルを軸に沿って左側から見たときの、軸の関係を示す図である。 図１のトランスアクスルの右側部分を示す断面図である。 図１のトランスアクスルの左側部分を示す断面図である。 種々のクラッチとブレーキの締結解放状態と対応するトランスアクスルの変速段を示す図である。

符号の説明

C-1, 63 第１締結装置
C-3, 73 第２締結装置
B-1, 83 第３締結装置
C-2, 53 第４締結装置
B-2, 93 第５締結装置
G1 減速歯車機構
5 第４サーボ
6 第１サーボ、第２サーボ
8 第３サーボ
9 第５サーボ
6A ハブ
6C アウター・スリーブ
6g 第１流体経路
6h 第２流体経路
6j 第３流体経路
10D サポート
10r, 10s 第４流体経路

Claims (1)

1. 軸上に配置された構成部品を持つ多段変速機であって、
   上記軸を取囲む第１締結装置、
   該第１締結装置と実質的に軸方向位置が揃い、径方向外側に位置する第２締結装置、
   軸方向に離間した第１及び第２の流体出口を持つサポート、
   該サポートを取囲み、上記第１及び第２締結装置を上記第１及び第２出口と流体結合する流体経路を持つ、ハブ、
   該ハブを包み込み、上記流体経路の径方向外端を閉じる壁を形成するアウター・スリーブ、及び
   それぞれが上記第１出口及び第２出口の軸方向側部に位置し、上記第１出口と上記第２出口を流体的にシールする第１、第２及び第３シールを有することを特徴とする変速機。

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