JP5757340B2 - 車両用自動変速機 - Google Patents

Description

本発明は、車両用自動変速機に関し、特に、装置の構成をコンパクトなものとするための改良に関する。

油圧により係合状態が切り替えられる複数の係合要素を備え、油圧回路から供給される油圧に応じた前記複数の係合要素の係合乃至解放の組み合わせに基づいて複数の変速段を選択的に成立させる多段型の車両用自動変速機が知られている。斯かる自動変速機において、前記係合要素としては湿式摩擦材を備えたクラッチ乃至ブレーキが広く用いられてきたが、これらの摩擦材は係合されていない場合における引き摺りの発生による損失が問題とされてきた。そこで、湿式摩擦材の代替として、噛合式係合要素すなわち所謂ドグクラッチ（噛合クラッチ）を用いた自動変速機が提案されている。例えば、特許文献１に記載された自動変速機がそれである。

国際公開第２０１０／１３９５５６号公報

しかし、前記従来の技術では、湿式摩擦材をドグクラッチに代替することでその配置に軸方向の長さが必要となり、自動変速機の全長が大きくなってしまうという弊害があった。斯かる課題は、車両用自動変速機の性能向上を図るべく鋭意研究を継続する過程において、本発明者等が新たに見出したものである。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、装置の構成をコンパクトなものとする車両用自動変速機を提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、複数の係合要素の係合乃至解放の組み合わせに応じて複数の変速段を選択的に成立させる多段型の車両用自動変速機であって、前記自動変速機の入力回転部材に連結されたトルクコンバータと、そのトルクコンバータのポンプ側に連結されたオイルポンプとを、備え、前記複数の係合要素のうち少なくとも１つは噛合式の係合要素であり、その噛合式の係合要素は、少なくともその一部が前記トルクコンバータ及びオイルポンプの少なくとも一方の内周側に設けられたことを特徴とするものである。

このように、本発明によれば、前記自動変速機の入力回転部材に連結されたトルクコンバータと、そのトルクコンバータのポンプ側に連結されたオイルポンプとを、備え、前記複数の係合要素のうち少なくとも１つは噛合式の係合要素であり、その噛合式の係合要素は、少なくともその一部が前記トルクコンバータ及びオイルポンプの少なくとも一方の内周側に設けられたことを特徴とするものであることから、他の構成の設計変更を極力抑えつつ噛合式の係合要素を配置することができ、自動変速機の全長を可及的に縮小できる。すなわち、装置の構成をコンパクトなものとする車両用自動変速機を提供することができる。

本発明が好適に適用される車両用自動変速機の構成を説明する骨子図である。 図１の自動変速機に備えられた噛合式係合要素の構成を説明するためにその一部を中心軸を含む平面で切断して示す部分断面図である。 図１の自動変速機に備えられた噛合式係合要素の構成を説明するためにその一部を中心軸を含む平面で切断して示す部分断面図である。 図１の自動変速機に備えられた噛合式係合要素の構成を説明するためにその一部を中心軸を含む平面で切断して示す部分断面図である。 本発明が好適に適用される他の車両用自動変速機の構成を説明する骨子図である。 図５の自動変速機に備えられた噛合式係合要素の構成を説明するためにその一部を中心軸を含む平面で切断して示す部分断面図である。

前記噛合式の係合要素は、好適には、係合（相対回転阻止）乃至解放（相対回転許容）の対象となる１対の部材それぞれに対応して、相互に係合させられる爪部を有する１対の係合部材を備え、油圧回路から供給される油圧に応じてそれら１対の係合部材が相対的に移動させられることで係合状態が切り替えられる噛合式係合装置（ドグクラッチ：dog clutch）である。好適には、例えばシリンダと、そのシリンダ内を往復可能に設けられたピストンと、そのピストンを前記爪部の係合を解放させる方向に付勢するスプリングとを、備え、油圧非供給時はそのスプリングの付勢力によりピストンが爪部の係合を解放させる方向に移動させられて解放される一方、油圧供給時にはスプリングの付勢力に抗してピストンが爪部を噛み合わせる方向に移動させられて係合させられる係合装置である。

前記噛合式の係合要素は、好適には、油圧回路から油圧が供給されない油圧非供給時においては解放させられ、油圧が供給される油圧供給時において係合させられる常開型の係合要素であるが、油圧回路から油圧が供給されない油圧非供給時において係合させられ、油圧が供給される油圧供給時において解放させられる常閉型の係合要素であってもよい。

前記噛合式の係合要素は、好適には、前記自動変速機における非回転部材と、その非回転部材に対して相対回転可能に設けられた回転要素との間に設けられ、それら非回転部材及び回転要素を選択的に連結させるブレーキである。前記噛合式の係合要素は、好適には、前記非回転部材に対して相対回転可能に設けられた複数の回転要素相互間に設けられ、それら複数の回転要素を選択的に連結させるクラッチである。

少なくともその一部が他の前記係合要素の内周側に設けられた噛合式の係合要素は、好適には、前記自動変速機における入力軸と、その自動変速機に備えられた遊星歯車装置の回転要素であるサンギヤ、キャリア、乃至リングギヤとの間に設けられ、それら入力軸及び回転要素を選択的に連結させるクラッチである。或いは、前記自動変速機における非回転部材と、その自動変速機に備えられた遊星歯車装置の回転要素であるサンギヤ、キャリア、乃至リングギヤとの間に設けられ、その回転要素を前記非回転部材に対して選択的に連結（固定）させるブレーキ（プラネタリメンバのブレーキ）である。

少なくともその一部が前記トルクコンバータ及びオイルポンプの少なくとも一方の内周側に設けられた噛合式の係合要素は、好適には、前記自動変速機における入力軸と、その自動変速機に備えられた遊星歯車装置の回転要素であるサンギヤ、キャリア、乃至リングギヤとの間に設けられ、それら入力軸及び回転要素を選択的に連結させるクラッチである。或いは、前記自動変速機における非回転部材乃至前記オイルポンプのポンプボデーと、その自動変速機に備えられた遊星歯車装置の回転要素であるサンギヤ、キャリア、乃至リングギヤとの間に設けられ、その回転要素を前記非回転部材乃至ポンプボデーに対して選択的に連結（固定）させるブレーキ（プラネタリメンバのブレーキ）である。

少なくともその一部が他の前記係合要素の外周側に設けられた噛合式の係合要素は、好適には、前記自動変速機における非回転部材と、その自動変速機に備えられた遊星歯車装置の回転要素であるサンギヤ、キャリア、乃至リングギヤとの間に設けられ、その回転要素を前記非回転部材に対して選択的に連結（固定）させるブレーキ（プラネタリメンバのブレーキ）である。前記噛合式の係合要素における前記他の係合要素側の部材は、その係合要素の内周側に配置された前記他の係合要素例えば湿式摩擦材のドラムと一体的に構成されたものである。前記噛合式の係合要素における前記非回転部材側にはシリンダ部とピストンとが備えられ、そのピストンは前記非回転部材に対して軸心方向の往復（摺動）可能且つ軸心まわりの相対回転不能に設けられる。前記噛合式の係合要素は、好適には、前記自動変速機のハウジング（ケース）に形成された油路を介して油圧回路から供給される油圧に応じてその係合状態が制御される。

少なくともその一部が前記リングギヤの外周側に設けられた噛合式の係合要素は、好適には、前記自動変速機における非回転部材と、その自動変速機に備えられた遊星歯車装置の回転要素であるサンギヤ、キャリア、乃至リングギヤとの間に設けられ、その回転要素を前記非回転部材に対して選択的に連結（固定）させるブレーキ（プラネタリメンバのブレーキ）である。前記噛合式の係合要素における前記リングギヤ側の部材は、そのリングギヤの外周側に一体的に構成されたものである。前記噛合式の係合要素における前記非回転部材側にはシリンダ部とピストンとが備えられ、そのピストンは前記非回転部材に対して軸心方向の往復（摺動）可能且つ軸心まわりの相対回転不能に設けられる。前記噛合式の係合要素は、好適には、前記自動変速機のハウジング（ケース）に形成された油路を介して油圧回路から供給される油圧に応じてその係合状態が制御される。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明が好適に適用される車両用自動変速機１０の構成を説明する骨子図である。この図１に示すように、本実施例の自動変速機１０は、ＦＦ車両等に好適に用いられる横置き型の装置であり、何れもシングルピニオン型の第１遊星歯車装置１２及び第２遊星歯車装置１４を同軸線上に有し、入力軸（インプットシャフト部材）１６の回転を変速して出力回転部材１８から出力する。上記入力軸１６は入力部材に相当するものであり、本実施例では車両の動力を発生させるための内燃機関であるエンジン２０によって回転駆動されるトルクコンバータ２２のタービン軸である。上記出力回転部材１８は上記自動変速機１０の出力部材に相当するものであり、図示しない差動歯車装置に動力を伝達するためにそのデフドリブンギヤ（大径歯車）と噛み合う出力歯車すなわちデフドライブギヤとして機能している。上記エンジン２０の出力は、トルクコンバータ２２、自動変速機１０、差動歯車装置、及び駆動軸としての１対の車軸を介して１対の駆動輪（前輪）へ伝達されるようになっている。この自動変速機１０は中心線に対して略対称的に構成されており、図１ではその中心線の下半分が省略されている。以下の説明において同じである。

上記エンジン２０は、走行用の駆動力を発生させる駆動源（主動力源）であり、燃料の燃焼によって車両の駆動力を発生させるガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。上記トルクコンバータ２２は、上記エンジン２０のクランク軸に連結されたポンプ翼車２２ａと、上記自動変速機１０の入力軸１６に連結されたタービン翼車２２ｂと、一方向クラッチを介して非回転部材であるハウジング（変速機ケース）２６に連結されたステータ翼車２２ｃとを備えており、上記エンジン２０により発生させられた動力を上記自動変速機１０へ流体を介して伝達する流体伝動装置である。上記ポンプ翼車２２ａ及びタービン翼車２２ｂの間には、直結クラッチであるロックアップクラッチ２４が設けられており、油圧制御等により係合状態、スリップ状態、或いは解放状態とされるようになっている。このロックアップクラッチ２４が完全係合状態とされることにより、上記ポンプ翼車２２ａ及びタービン翼車２２ｂが一体回転させられる。前記ポンプ翼車２２ａは、後述する機械式のオイルポンプ２８に連結されており、そのポンプ翼車２２ａの回転に伴いそのオイルポンプ２８から油圧回路の元圧等となる油圧が発生させられるようになっている。

前記第１遊星歯車装置１２は、サンギヤＳ１、複数のピニオンギヤＰ１、それらピニオンギヤＰ１を自転及び公転可能に支持するキャリヤＣＡ１、及びピニオンギヤＰ１を介してサンギヤＳ１と噛み合うリングギヤＲ１を備えたシングルピニオン型の遊星歯車装置である。前記第２遊星歯車装置１４は、サンギヤＳ２、複数のピニオンギヤＰ２、それらピニオンギヤＰ２を自転及び公転可能に支持するキャリヤＣＡ２、及びピニオンギヤＰ２を介してサンギヤＳ２と噛み合うリングギヤＲ２を備えたシングルピニオン型の遊星歯車装置である。前記第１遊星歯車装置１２のキャリアＣＡ１と前記第２遊星歯車装置１４のリングギヤＲ２とが一体的に連結されると共に、それらキャリアＣＡ１及びリングギヤＲ２が前記出力回転部材１８に連結されている。前記第１遊星歯車装置１２のリングギヤＲ１と前記第２遊星歯車装置１４のキャリアＣＡ２とが一体的に連結されている。

前記自動変速機１０は、それぞれ係合状態が係合乃至解放の間で切り替えられる複数の係合要素を備えている。すなわち、前記入力軸１６と前記第１遊星歯車装置１２のサンギヤＳ１との間に、それら入力軸１６及びサンギヤＳ１を選択的に係合させる第１クラッチＣ１が設けられている。前記入力軸１６と相互に連結された前記第１遊星歯車装置１２のリングギヤＲ１及び第２遊星歯車装置１４のキャリアＣＡ２との間に、それら入力軸１６及びリングギヤＲ１（キャリアＣＡ２）を選択的に係合させる第２クラッチＣ２が設けられている。前記入力軸１６と前記第２遊星歯車装置１４のサンギヤＳ２との間に、それら入力軸１６及びサンギヤＳ２を選択的に係合させる第３クラッチＣ３が設けられている。非回転部材である前記ハウジング２６と相互に連結された前記第１遊星歯車装置１２のリングギヤＲ１及び第２遊星歯車装置１４のキャリアＣＡ２との間に、そのハウジング２６に対して前記リングギヤＲ１（キャリアＣＡ２）を選択的に係合させる第１ブレーキＢ１が設けられている。この第１ブレーキＢ１と並列に、前記ハウジング２６に対する前記リングギヤＲ１（キャリアＣＡ２）の一方向の回転を許容しつつ、逆方向において係合させられることで回転を阻止する第１ワンウェイクラッチＦ１が設けられている。前記ハウジング２６と前記第２遊星歯車装置１４のサンギヤＳ２との間に、そのハウジング２６に対して前記サンギヤＳ２を選択的に係合させる第２ブレーキＢ２及び第２ワンウェイクラッチＦ２が直列に設けられている。

前記第１クラッチＣ１、第３クラッチＣ３（以下、第２クラッチＣ２と区別しない場合には単にクラッチＣという）、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２、及び第３ブレーキＢ３（以下、特に区別しない場合には単にブレーキＢという）は、例えば、何れも多板式のクラッチやブレーキ等、図示しない油圧回路から供給される油圧に応じてその係合状態が制御されるよく知られた油圧式摩擦係合装置である。前記クラッチＣ及びブレーキＢは、油圧回路に備えられたリニアソレノイド弁の励磁、非励磁や電流制御により、その油圧回路から供給される油圧に応じて対応する油圧アクチュエータが作動させられることで、係合状態が係合乃至解放の間で切り替えられると共に係合、解放時の過渡油圧などが制御されるようになっている。

前記第２クラッチＣ２は、前記入力軸１６及びキャリアＣＡ２（リングギヤＲ１）それぞれに対応して、相互に係合させられる爪部を有する１対の係合部材を備え、図示しない油圧回路から供給される油圧に応じてそれら１対の係合部材が相対的に移動させられることで係合状態が切り替えられるよく知られた噛合式係合装置（ドグクラッチ：dog clutch）である。すなわち、本実施例においては、前記自動変速機１０に備えられた複数の係合要素であるクラッチＣ及びブレーキＢのうち、前記第２クラッチＣ２が噛合式の係合要素に対応する。

図２は、前記第２クラッチＣ２の構成を説明するために、前記自動変速機１０の一部を中心軸ＣＥを含む平面で切断して示す部分断面図である。この図２に示すように、前記第２クラッチＣ２は、前記入力軸１６の内周部（内周側）に形成されたシリンダ部３０と、そのシリンダ部３０内に前記自動変速機１０の中心軸ＣＥ方向の往復可能且つその中心軸ＣＥまわりの相対回転不能に設けられたピストン３２と、そのピストン３２を後述する爪部４２、４４の係合が解除される方向（解放方向）に付勢するスプリング（リターンスプリング）３４とを、備えている。前記ピストン３２には、そのピストン３２から前記入力軸１６の外周側へ突き出して突出部３６が一体的に設けられている。前記入力軸１６における前記突出部３６に対応する部分には、前記ピストン３２の往復に伴うその突出部３６の中心軸ＣＥ方向の移動を許容する長穴３８が形成されている。前記キャリアＣＡ２における内周側には、前記ピストン３２の突出部３６に向かって延伸させられる延設部４０が一体的に形成されており、その延設部４０における前記突出部３６側の端部には爪部４２が形成されている。前記突出部３６の外周側端部における前記延設部４０側には、前記爪部４２と相互に噛み合わされる爪部４４が形成されている。前記シリンダ部３０とピストン３２との間には油室４６が形成され、そのピストン３２に設けられたオイルシールであるＯリング４８によりその油室４６が油密とされている。すなわち、前記第２クラッチＣ２においては、前記ピストン３２の突出部３６及び前記キャリアＣＡ２の延設部４０が相互に係合させられる爪部４２、４４を有する１対の係合部材に相当する。

前記シリンダ部３０とピストン３２との間に形成された油室４６には、前記入力軸１６内部（軸心）に形成された油路（油圧供給孔）５０を介して油圧回路からの油圧が供給されるように構成されている。油圧回路から前記油室４６へ油圧（少なくともスプリング３４を押し戻す力をピストン３２の軸心方向に発生させる油圧）が供給されている状態においては、図２に示すように、前記スプリング３４の付勢力に抗して前記ピストン３２が前記キャリアＣＡ２の延設部４０側へ押され、前記突出部３６及び延設部４０にそれぞれ設けられた爪部４２、４４が相互に噛み合わされる。すなわち、前記第２クラッチＣ２が係合させられる。前記ピストン３２は、前記入力軸１６に対して中心軸ＣＥまわりの相対回転不能に設けられているため、前記爪部４２、４４が相互に噛み合わされることで前記入力軸１６及びキャリアＣＡ２（リングギヤＲ１）の相対回転が阻止される。油圧回路から前記油室４６へ油圧（少なくともスプリング３４を押し戻す力をピストン３２の軸心方向に発生させる油圧）が供給されない状態においては、前記スプリング３４の付勢力により前記ピストン３２は前記キャリアＣＡ２の延設部４０の反対側（延設部４０から離隔させられる側）へ押され、前記突出部３６及び延設部４０にそれぞれ設けられた爪部４２、４４の噛み合い（係合）が解除される。すなわち、前記第２クラッチＣ２が解放させられ、前記入力軸１６及びキャリアＣＡ２（リングギヤＲ１）の相対回転が許容される。

図２に示すように、前記第２クラッチＣ２は、その一部が係合要素としての前記第２ワンウェイクラッチＦ２の内周側に設けられている。すなわち、前記第２ワンウェイクラッチＦ２の（中心軸ＣＥを中心とする）径方向内側であって、その第２ワンウェイクラッチＦ２と中心軸ＣＥ方向に重なる部分に、前記第２クラッチＣ２の一部である前記ピストン３２、スプリング３４、突出部３６、延設部４０、及び爪部４２、４４等の構成が設けられている。前記第２ワンウェイクラッチＦ２の内周側に前記第２クラッチＣ２の全部が配置されたものであってもよい。すなわち、前記第２ワンウェイクラッチＦ２の径方向内側であって、その第２ワンウェイクラッチＦ２と中心軸ＣＥ方向に重なる部分に、前記第２クラッチＣ２の構成の全部が設けられたものであってもよい。

図２に示すように、前記第２クラッチＣ２は、その一部が係合要素としての前記第３クラッチＣ３の内周側に設けられている。すなわち、前記第３クラッチＣ３における例えば複数の湿式摩擦板（クラッチプレート）の径方向内側であって、それら複数の湿式摩擦板と中心軸ＣＥ方向に重なる部分に、前記第２クラッチＣ２の一部である前記ピストン３２、突出部３６、長穴３８、延設部４０、及び爪部４２、４４等の構成が設けられている。前記第３クラッチＣ３の内周側に前記第２クラッチＣ２の全部が配置されたものであってもよい。すなわち、前記第３クラッチＣ３の径方向内側であって、その第３クラッチＣ３と中心軸ＣＥ方向に重なる部分に、前記第２クラッチＣ２の構成の全部が設けられたものであってもよい。

このように、本実施例によれば、前記複数の係合要素であるクラッチＣ及びブレーキＢのうち少なくとも１つは噛合式の係合要素である第２クラッチＣ２であり、その第２クラッチＣ２は、少なくともその一部が他の係合要素である前記第２ワンウェイクラッチＦ２、第３クラッチＣ３の内周側に設けられたものであることから、他の構成の設計変更を極力抑えつつ噛合式の係合要素を配置することができ、自動変速機１０の全長を可及的に縮小できる。すなわち、装置の構成をコンパクトなものとする車両用自動変速機１０を提供することができる。

続いて、本発明の他の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。前記実施例と、以下に説明する実施例とが相互に複合的に適用されるものであってもよい。

図３は、前記自動変速機１０に備えられた複数の係合要素であるクラッチＣ及びブレーキＢのうち、前記第１クラッチＣ１が噛合式の係合要素とされた実施例に対応するものであり、前記第１クラッチＣ１の構成を説明するために、前記自動変速機１０の一部を中心軸ＣＥを含む平面で切断して示す部分断面図である。この図３に示すように、本実施例の自動変速機１０に備えられた第１クラッチＣ１は、前記入力軸１６の内周部（内周側）に形成されたシリンダ部５２と、そのシリンダ部５２内に前記自動変速機１０の中心軸ＣＥ方向の往復可能且つその中心軸ＣＥまわりの相対回転不能に設けられたピストン５４と、そのピストン５４を後述する爪部６４、６６の係合が解除される方向（解放方向）に付勢するスプリング（リターンスプリング）５６とを、備えている。前記ピストン５４には、そのピストン５４から前記入力軸１６の外周側へ突き出して突出部５８が一体的に設けられている。前記入力軸１６における前記突出部５８に対応する部分には、前記ピストン５４の往復に伴うその突出部５８の中心軸ＣＥ方向の移動を許容する長穴６０が形成されている。前記サンギヤＳ１における内周側には、前記ピストン５４の突出部５８に向かって延伸させられる延設部６２が一体的に形成されており、その延設部６２における前記突出部５８側の端部には爪部６４が形成されている。前記突出部５８の外周側端部における前記延設部６２側には、前記爪部６４と相互に噛み合わされる爪部６６が形成されている。前記シリンダ部５２とピストン５４との間には油室６８が形成され、そのピストン５４に設けられたオイルシールであるＯリング７０によりその油室６８が油密とされている。すなわち、前記第１クラッチＣ１においては、前記ピストン５４の突出部５８及び前記サンギヤＳ１の延設部６２が相互に係合させられる爪部６４、６６を有する１対の係合部材に相当する。

前記シリンダ部５２とピストン５４との間に形成された油室６８には、前記入力軸１６内部（軸心）に形成された油路（油圧供給孔）７２を介して油圧回路からの油圧が供給されるように構成されている。油圧回路から前記油室６８へ油圧（少なくともスプリング５６を押し戻す力をピストン５４の軸心方向に発生させる油圧）が供給されている状態においては、図３に示すように、前記スプリング５６の付勢力に抗して前記ピストン５４が前記サンギヤＳ１の延設部６２側へ押され、前記突出部５８及び延設部６２にそれぞれ設けられた爪部６４、６６が相互に噛み合わされる。すなわち、前記第１クラッチＣ１が係合させられる。前記ピストン５４は、前記入力軸１６に対して中心軸ＣＥまわりの相対回転不能に設けられているため、前記爪部６４、６６が相互に噛み合わされることで前記入力軸１６及びサンギヤＳ１の相対回転が阻止される。油圧回路から前記油室６８へ油圧（少なくともスプリング５６を押し戻す力をピストン５４の軸心方向に発生させる油圧）が供給されない状態においては、前記スプリング５６の付勢力により前記ピストン５４は前記サンギヤＳ１の延設部６２の反対側（延設部６２から離隔させられる側）へ押され、前記突出部５８及び延設部６２にそれぞれ設けられた爪部６４、６６の噛み合い（係合）が解除される。すなわち、前記第１クラッチＣ１が解放させられ、前記入力軸１６及びサンギヤＳ１の相対回転が許容される。

図３に示すように、前記第１クラッチＣ１は、その一部が前記トルクコンバータ２２の内周側に設けられたものである。すなわち、前記トルクコンバータ２２における、そのポンプ翼車２２ａと前記オイルポンプ２８（オイルポンプ２８における回転子）との連結部２２ｄの（中心軸ＣＥを中心とする）径方向内側であって、その連結部２２ｄと中心軸ＣＥ方向に重なる部分に、前記第１クラッチＣ１の一部である前記シリンダ部５２、ピストン５４、突出部５８、長穴６０、油室６８、Ｏリング７０、及び油路７２等の構成が設けられている。前記連結部２２ｄの内周側に前記第１クラッチＣ１の全部が配置されたものであってもよい。すなわち、前記連結部２２ｄの径方向内側であって、その連結部２２ｄと中心軸ＣＥ方向に重なる部分に、前記第１クラッチＣ１の構成の全部が設けられたものであってもよい。更に、前記トルクコンバータ２２におけるポンプ翼車２２ａ、タービン翼車２２ｂ、ステータ翼車２２ｃ等に対応する部分の内周側に前記第１クラッチＣ１の一部乃至全部が配置されたものであってもよい。

図３に示すように、前記第１クラッチＣ１は、その一部が前記トルクコンバータ２２に連結された前記オイルポンプ２８の内周側に設けられたものである。すなわち、前記オイルポンプ２８の（中心軸ＣＥを中心とする）径方向内側であって、そのオイルポンプ２８と中心軸ＣＥ方向に重なる部分に、前記第１クラッチＣ１の一部である前記シリンダ部５２、ピストン５４、突出部５８、長穴６０、延設部６２、及び爪部６４、６６等の構成が設けられている。前記オイルポンプ２８の内周側に前記第１クラッチＣ１の全部が配置されたものであってもよい。すなわち、前記オイルポンプ２８の径方向内側であって、そのオイルポンプ２８と中心軸ＣＥ方向に重なる部分に、前記第１クラッチＣ１の構成の全部が設けられたものであってもよい。

このように、本実施例によれば、前記自動変速機１０の入力回転部材である入力軸１６に連結されたトルクコンバータ２２と、そのトルクコンバータ２２のポンプ側すなわちポンプ翼車２２ａに連結されたオイルポンプ２８とを、備え、前記複数の係合要素であるクラッチＣ及びブレーキＢのうち少なくとも１つは噛合式の係合要素である前記第１クラッチＣ１であり、その第１クラッチＣ１は、少なくともその一部が前記トルクコンバータ２２及びオイルポンプ２８の少なくとも一方の内周側に設けられたものであることから、他の構成の設計変更を極力抑えつつ噛合式の係合要素を配置することができ、自動変速機１０の全長を可及的に縮小できる。すなわち、装置の構成をコンパクトなものとする車両用自動変速機１０を提供することができる。

図４は、前記自動変速機１０に備えられた複数の係合要素であるクラッチＣ及びブレーキＢのうち、前記第２ブレーキＢ２が噛合式の係合要素とされた実施例に対応するものであり、前記第２ブレーキＢ２の構成を説明するために、前記自動変速機１０の一部を中心軸ＣＥを含む平面で切断して示す部分断面図である。この図４に示すように、本実施例の自動変速機１０に備えられた第２ブレーキＢ２は、前記ハウジング２６の内周側に形成されたシリンダ部７４と、そのシリンダ部７４内に前記自動変速機１０の中心軸ＣＥ方向の往復可能且つその中心軸ＣＥまわりの相対回転不能に設けられたピストン７６と、そのピストン７６を後述する爪部８２、８６の係合を解除する方向に付勢するスプリング７８とを、備えている。前記第２ワンウェイクラッチＦ２の外周側には、その第２ワンウェイクラッチＦ２と前記第２ブレーキＢ２とを連結する連結部材８０が設けられており、その連結部材８０における外周側の端部には爪部８２が形成されている。前記ピストン７６における前記連結部材８０（第２ワンウェイクラッチＦ２）側には、その連結部材８０に向かって突き出して突出部８４が設けられており、その突出部８４における連結部材８０側の端部には、前記爪部８２と相互に噛み合わされる爪部８６が形成されている。前記シリンダ部７４（ハウジング２６）とピストン７６との間には油室８８が形成され、そのピストン７６に設けられたオイルシールとしてのＯリング９０によりその油室８８が油密とされている。すなわち、前記第２ブレーキＢ２においては、前記ピストン７６の突出部８４及び連結部材８０が相互に係合させられる爪部８２、８６を有する１対の係合部材に相当する。

前記シリンダ部７４とピストン７６との間に形成された油室８８には、前記ハウジング２６に形成された油路（油圧供給孔）９２を介して油圧回路からの油圧が供給されるように構成されている。油圧回路から前記油室８８へ油圧（少なくともスプリング７８を押し戻す力をピストン７６の軸心方向に発生させる油圧）が供給されている状態においては、図４に示すように、前記スプリング７８の付勢力に抗して前記ピストン７６が前記連結部材８０側へ押され、前記連結部材８０及び突出部８４にそれぞれ設けられた爪部８２、８６が相互に噛み合わされる。すなわち、前記第２ブレーキＢ２が係合させられる。前記ピストン７６は、前記シリンダ部７４すなわち前記ハウジング２６に対して中心軸ＣＥまわりの相対回転不能に設けられているため、前記爪部８２、８６が相互に噛み合わされることで前記連結部材８０の前記ハウジング２６に対する相対回転が阻止される。この状態において、前記第２ワンウェイクラッチＦ２は、前記ハウジング２６に対する前記サンギヤＳ２の一方向の回転を許容しつつ、逆方向において係合させられることで回転を阻止する係合要素として機能する。油圧回路から前記油室８８へ油圧（少なくともスプリング７８を押し戻す力をピストン７６の軸心方向に発生させる油圧）が供給されない状態においては、前記スプリング７８の付勢力により前記ピストン７６は前記連結部材８０の反対側（連結部材８０から離隔させられる側）へ押され、前記連結部材８０及び突出部８４にそれぞれ設けられた爪部８２、８６の噛み合い（係合）が解除される。すなわち、前記第２ブレーキＢ２が解放させられ、前記連結部材８０の前記ハウジング２６に対する相対回転が許容される。

図４に示すように、前記第２ブレーキＢ２は、その一部が係合要素としての前記第２ワンウェイクラッチＦ２の外周側に設けられたものである。すなわち、前記第２ワンウェイクラッチＦ２の（中心軸ＣＥを中心とする）径方向外側であって、その２ワンウェイクラッチＦ２と中心軸ＣＥ方向に重なる部分に、前記第２ブレーキＢ２の一部である前記ピストン７６、スプリング７８、連結部材８０、爪部８２、８６、及び突出部８４等の構成が設けられている。前記第２ワンウェイクラッチＦ２の外周側に前記第２ブレーキＢ２の全部が配置されたものであってもよい。すなわち、前記第２ワンウェイクラッチＦ２の径方向外側であって、その第２ワンウェイクラッチＦ２と中心軸ＣＥ方向に重なる部分に、前記第２ブレーキＢ２の構成の全部が設けられたものであってもよい。

図４に示すように、前記第２ブレーキＢ２は、その一部が係合要素としての前記第３クラッチＣ３の外周側に設けられたものである。すなわち、前記第３クラッチＣ３における例えば複数の湿式摩擦板（クラッチプレート）の（中心軸ＣＥを中心とする）径方向外側であって、それら複数の湿式摩擦板と中心軸ＣＥ方向に重なる部分に、前記第２ブレーキＢ２の一部である前記連結部材８０、爪部８２、８６、及び突出部８４等の構成が設けられている。前記連結部材８０は、好適には、前記第３クラッチＣ３等のドラムと一体的に構成されたものである。前記第３クラッチＣ３の外周側に前記第２ブレーキＢ２の全部が配置されたものであってもよい。すなわち、前記第３クラッチＣ３の径方向外側であって、その第３クラッチＣ３と中心軸ＣＥ方向に重なる部分に、前記第２ブレーキＢ２の構成の全部が設けられたものであってもよい。

このように、本実施例によれば、前記複数の係合要素であるクラッチＣ及びブレーキＢのうち少なくとも１つは噛合式の係合要素である前記第２ブレーキＢ２であり、その第２ブレーキＢ２は、少なくともその一部が他の係合要素である前記第２ワンウェイクラッチＦ２、第３クラッチＣ３の外周側に設けられたものであることから、他の構成の設計変更を極力抑えつつ噛合式の係合要素を配置することができ、自動変速機１０の全長を可及的に縮小できる。すなわち、装置の構成をコンパクトなものとする車両用自動変速機１０を提供することができる。

図５は、本発明が好適に適用される他の車両用自動変速機１００の構成を説明する骨子図である。この図５に示すように、本実施例の自動変速機１００は、ＦＦ車両等に好適に用いられる横置き型の装置であり、シングルピニオン型の第１遊星歯車装置１１２を主体として構成されている第１変速部１１４と、ダブルピニオン型の第２遊星歯車装置１１６及びシングルピニオン型の第３遊星歯車装置１１８を主体として構成されている第２変速部１２０とを同軸線上に有し、入力軸１２２の回転を変速して出力回転部材１２４から出力する。上記入力軸１２２は入力回転部材に相当するものであり、本実施例では前記エンジン２０によって回転駆動されるトルクコンバータ２２のタービン軸である。上記出力回転部材１２４は上記自動変速機１００の出力部材に相当するものであり、図示しない差動歯車装置に動力を伝達するためにそのデフドリブンギヤ（大径歯車）と噛み合う出力歯車すなわちデフドライブギヤとして機能している。上記エンジン２０の出力は、トルクコンバータ２２、自動変速機１００、差動歯車装置、及び駆動軸としての１対の車軸を介して１対の駆動輪（前輪）へ伝達されるようになっている。

前記第１遊星歯車装置１１２は、サンギヤＳ１′、複数のピニオンギヤＰ１′、それらピニオンギヤＰ１′を自転及び公転可能に支持するキャリヤＣＡ１′、及びピニオンギヤＰ１′を介してサンギヤＳ１′と噛み合うリングギヤＲ１′を備えたシングルピニオン型の遊星歯車装置である。前記第２遊星歯車装置１１６及び第３遊星歯車装置１１８は、リングギヤＲ２′（Ｒ３′）及びキャリアＣＡ２′（ＣＡ３′）が一体的に構成されたラビニヨ型に構成されたものである。前記第２遊星歯車装置１１６は、相互に噛み合わされた複数のピニオンギヤＰ２′を備えると共に前記キャリアＣＡ２′によりそれらピニオンギヤＰ２′を自転及び公転可能に支持し、それらピニオンギヤＰ２′を介して前記リングギヤＲ２′と噛み合うサンギヤＳ２′を備えたダブルピニオン型の遊星歯車装置である。前記第３遊星歯車装置１１８は、複数のピニオンギヤＰ３′を備えると共に前記キャリアＣＡ３′によりそれらピニオンギヤＰ３′を自転及び公転可能に支持し、それらピニオンギヤＰ３′を介して前記リングギヤＲ３′と噛み合うサンギヤＳ３′を備えたシングルピニオン型の遊星歯車装置である。前記第１遊星歯車装置１１２のサンギヤＳ１′が前記入力軸１２２に連結されている。前記第１遊星歯車装置１１２のキャリアＣＡ１′と前記第２遊星歯車装置１１６のサンギヤＳ２′とが一体的に連結されている。前記第２遊星歯車装置１１６のキャリアＣＡ２′（第３遊星歯車装置１１８のキャリアＣＡ３′）が前記出力回転部材１２４に連結されている。

前記自動変速機１００は、油圧により係合状態が切り替えられる複数の係合要素を備えている。すなわち、前記入力軸１２２と前記第３遊星歯車装置１１８のサンギヤＳ３′との間に、それら入力軸１２２及びサンギヤＳ３′を選択的に係合させる第１クラッチＣ１′が設けられている。前記入力軸１２２と前記第２遊星歯車装置１１６のリングギヤＲ２′（第３遊星歯車装置１１８のリングギヤＲ３′）との間に、それら入力軸１２２及びリングギヤＲ２′（Ｒ３′）を選択的に係合させる第２クラッチＣ２′が設けられている。非回転部材である前記ハウジング２６と前記第１遊星歯車装置１１２のキャリアＣＡ１′（第２遊星歯車装置１１６のサンギヤＳ２′）との間に、そのハウジング２６に対してキャリアＣＡ１′（サンギヤＳ２′）を選択的に係合させる第１ブレーキＢ１′が設けられている。前記ハウジング２６と前記第２遊星歯車装置１１６のリングギヤＲ２′（第３遊星歯車装置１１８のリングギヤＲ３′）との間に、そのハウジング２６に対してリングギヤＲ２′（Ｒ３′）を選択的に係合させる第２ブレーキＢ２′が設けられている。前記ハウジング２６と前記第１遊星歯車装置１１２のリングギヤＲ１′との間に、そのハウジング２６に対してリングギヤＲ１′を選択的に係合させる第３ブレーキＢ３′が設けられている。

前記第１クラッチＣ１′、第２クラッチＣ２′（以下、特に区別しない場合には単にクラッチＣ′という）、第１ブレーキＢ１′、及び第３ブレーキＢ３′（以下、第２ブレーキＢ２′と特に区別しない場合には単にブレーキＢ′という）は、例えば、何れも多板式のクラッチやブレーキ等、図示しない油圧回路から供給される油圧に応じてその係合状態が制御されるよく知られた油圧式摩擦係合装置である。前記クラッチＣ′及びブレーキＢ′は、油圧回路に備えられたリニアソレノイド弁の励磁、非励磁や電流制御により、その油圧回路から供給される油圧に応じて対応する油圧アクチュエータが作動させられることで、係合状態が係合乃至解放の間で切り替えられると共に係合、解放時の過渡油圧などが制御されるようになっている。

前記第２ブレーキＢ２′は、前記入ハウジング２６及び前記第２遊星歯車装置１１６のリングギヤＲ２′（第３遊星歯車装置１１８のリングギヤＲ３′）それぞれに対応して、相互に係合させられる爪部を有する１対の係合部材を備え、図示しない油圧回路から供給される油圧に応じてそれら１対の係合部材が相対的に移動させられることで係合状態が切り替えられるよく知られた噛合式係合装置（ドグクラッチ：dog clutch）である。すなわち、本実施例においては、前記自動変速機１００に備えられた複数の係合要素であるクラッチＣ′及びブレーキＢ′のうち、前記第２ブレーキＢ２′が噛合式の係合要素に対応する。

図６は、前記自動変速機１００に備えられた複数の係合要素であるクラッチＣ′及びブレーキＢ′のうち、前記第２ブレーキＢ２′が噛合式の係合要素とされた実施例に対応するものであり、前記第２ブレーキＢ２′の構成を説明するために、前記自動変速機１００の一部を中心軸ＣＥを含む平面で切断して示す部分断面図である。この図６に示すように、前記第２ブレーキＢ２′は、前記ハウジング２６の内周側に形成されたシリンダ部１２６と、そのシリンダ部１２６内に前記自動変速機１００の中心軸ＣＥ方向の往復可能且つその中心軸ＣＥまわりの相対回転不能に設けられたピストン１２８と、そのピストン１２８を後述する爪部１３４、１３８の係合を解除する方向に付勢するスプリング１３０とを、備えている。前記第２遊星歯車装置１１６のリングギヤＲ２′（第３遊星歯車装置１１８のリングギヤＲ３′）の外周側には、そのリングギヤＲ２′（Ｒ３′）から前記ピストン１２８の突出部１３６に向けて突出させられた突出部１３２が設けられており、その突出部１３２における外周側の端部には爪部１３４が形成されている。前記ピストン１２８における前記突出部１３２（リングギヤＲ２′）側には、その突出部１３２に向かって突き出して突出部１３６が設けられており、その突出部１３６における前記突出部１３２側の端部には、前記爪部１３４と相互に噛み合わされる爪部１３８が形成されている。前記シリンダ部１２６（ハウジング２６）とピストン１２８との間には油室１４０が形成され、そのピストン１２８に設けられたオイルシールとしてのＯリング１４２によりその油室１４０が油密とされている。すなわち、前記第２ブレーキＢ２においては、前記ピストン１２８の突出部１３６及びリングギヤＲ２′の突出部１３２が相互に係合させられる爪部１３４、１３８を有する１対の係合部材に相当する。

前記シリンダ部１２６とピストン１２８との間に形成された油室１４０には、前記ハウジング２６に形成された油路（油圧供給孔）１４４を介して油圧回路からの油圧が供給されるように構成されている。油圧回路から前記油室１４０へ油圧（少なくともスプリング１３０を押し戻す力をピストン１２８の軸心方向に発生させる油圧）が供給されている状態においては、図６に示すように、前記スプリング１３０の付勢力に抗して前記ピストン１２８が前記リングギヤＲ２′（Ｒ３′）の突出部１３２側へ押され、その突出部１３２及びピストン１２８の突出部１３６にそれぞれ設けられた爪部１３４、１３８が相互に噛み合わされる。すなわち、前記第２ブレーキＢ２が係合させられる。前記ピストン１２８は、前記シリンダ部１２６すなわち前記ハウジング２６に対して中心軸ＣＥまわりの相対回転不能に設けられているため、前記爪部１３４、１３８が相互に噛み合わされることで前記リングギヤＲ２′（Ｒ３′）の前記ハウジング２６に対する相対回転が阻止される。油圧回路から前記油室１４０へ油圧（少なくともスプリング１３０を押し戻す力をピストン１２８の軸心方向に発生させる油圧）が供給されない状態においては、前記スプリング１３０の付勢力により前記ピストン１２８は前記リングギヤＲ２′（Ｒ３′）の突出部１３２の反対側（突出部１３２から離隔させられる側）へ押され、その突出部１３２及びピストン１２８の突出部１３６にそれぞれ設けられた爪部１３４、１３８の噛み合い（係合）が解除される。すなわち、前記第２ブレーキＢ２が解放させられ、前記リングギヤＲ２′（Ｒ３′）の前記ハウジング２６に対する相対回転が許容される。

図６に示すように、前記第２ブレーキＢ２は、その一部が前記第２遊星歯車装置１１６におけるリングギヤＲ２′（第３遊星歯車装置１１８におけるリングギヤＲ３′）の外周側に設けられたものである。すなわち、前記リングギヤＲ２′（Ｒ３′）の（中心軸ＣＥを中心とする）径方向外側であって、そのリングギヤＲ２′と中心軸ＣＥ方向に重なる部分に、前記第２ブレーキＢ２の一部である前記ピストン１２８、突出部１３２、１３６、爪部１３４、１３８等の構成が設けられている。前記リングギヤＲ２′（Ｒ３′）の外周側に前記第２ブレーキＢ２の全部が配置されたものであってもよい。すなわち、前記リングギヤＲ２′の径方向外側であって、そのリングギヤＲ２′と中心軸ＣＥ方向に重なる部分に、前記第２ブレーキＢ２の構成の全部が設けられたものであってもよい。

このように、本実施例によれば、前記自動変速機１００は、サンギヤＳ２′、キャリアＣＡ２′、及びリングギヤＲ２′を有する第２遊星歯車装置１１６を備え、前記複数の係合要素であるクラッチＣ′及びブレーキＢ′のうち少なくとも１つは噛合式の係合要素である第２ブレーキＢ２′であり、その第２ブレーキＢ２′は、少なくともその一部が前記リングギヤＲ２′の外周側に設けられたものであることから、他の構成の設計変更を極力抑えつつ噛合式の係合要素を配置することができ、自動変速機１００の全長を可及的に縮小できる。すなわち、装置の構成をコンパクトなものとする車両用自動変速機１００を提供することができる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

１０、１００：車両用自動変速機、１２：第１遊星歯車装置、１４：第２遊星歯車装置、１６：入力軸、１８：出力回転部材、２０：エンジン、２２：トルクコンバータ、２２ａ：ポンプ翼車、２２ｂ：タービン翼車、２２ｃ：ステータ翼車、２２ｄ：連結部、２４：ロックアップクラッチ、２６：ハウジング、２８：オイルポンプ、３０：シリンダ部、３２：ピストン、３４：スプリング、３６：突出部、３８：長穴、４０：延設部、４２、４４：爪部、４６：油室、４８：Ｏリング、５０：油路、５２：シリンダ部、５４：ピストン、５６：スプリング、５８：突出部、６０：長穴、６２：延設部、６４、６６：爪部、６８：油室、７０：Ｏリング、７２：油路、７４：シリンダ部、７６：ピストン、７８：スプリング、８０：連結部材、８２、８６：爪部、８４：突出部、８８：油室、９０：Ｏリング、９２：油路、１１２：第１遊星歯車装置、１１４：第１変速部、１１６：第２遊星歯車装置、１１８：第３遊星歯車装置、１２０：第２変速部、１２２：入力軸、１２４：出力回転部材、１２６：シリンダ部、１２８：ピストン、１３０：スプリング、１３２、１３６：突出部、１３４、１３８：爪部、１４０：油室、１４２：Ｏリング、１４４：油路、Ｂ１、Ｂ１′：第１ブレーキ（係合要素）、Ｂ２、Ｂ２′：第２ブレーキ（係合要素）、Ｂ３、Ｂ３′：第３ブレーキ（係合要素）、Ｃ１、Ｃ１′：第１クラッチ（係合要素）、Ｃ２、Ｃ２′：第２クラッチ（係合要素）、ＣＡ１、ＣＡ２、ＣＡ１′、ＣＡ２′、ＣＡ３′：キャリア、Ｆ１：第１ワンウェイクラッチ（係合要素）、Ｆ２：第２ワンウェイクラッチ（係合要素）、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ１′、Ｐ２′、Ｐ３′：ピニオンギヤ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１′、Ｒ２′、Ｒ３′：リングギヤ、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ１′、Ｓ２′、Ｓ３′：サンギヤ

Claims (1)

1. 複数の係合要素の係合乃至解放の組み合わせに応じて複数の変速段を選択的に成立させる多段型の車両用自動変速機であって、
   前記自動変速機の入力回転部材に連結されたトルクコンバータと、
   該トルクコンバータのポンプ側に連結されたオイルポンプと
   を、備え、
   前記複数の係合要素のうち少なくとも１つは噛合式の係合要素であり、該噛合式の係合要素は、少なくともその一部が前記トルクコンバータ及びオイルポンプの少なくとも一方の内周側に設けられたものであることを特徴とする車両用自動変速機。

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