JP6090118B2 - 自動変速機 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される自動変速機に関し、車両用変速機の技術分野に属する。

車両に搭載される自動変速機は、一般に、複数のプラネタリギヤセット（遊星歯車機構）とクラッチやブレーキ等の複数の油圧式摩擦締結要素とを備え、油圧制御によってこれらの摩擦締結要素を選択的に締結することにより、各プラネタリギヤセットを経由する動力伝達経路を切り換えて、複数の前進変速段と通例１段の後退速段とを実現可能なように構成されるが、近年、エンジンの燃費性能の向上や変速性能の向上のため、前進変速段の多段化が求められており、例えば、３つのプラネタリギヤセットと６つの摩擦締結要素とを備え、これらの摩擦締結要素のうちの２つを締結することにより、前進８段を実現する自動変速機が考えられている。

しかし、この構成では、各変速段において非締結状態の摩擦締結要素が４つ存在することになり、そのため、これらの摩擦締結要素における摩擦板間の摺動抵抗或いは摩擦板間の潤滑油の粘性抵抗等により、変速機全体としての駆動損失が大きくなり、多段化による燃費性能の向上効果が損なわれる可能性がある。

これに対し、特許文献１には、４つのプラネタリギヤセットと、５つの摩擦締結要素とを備え、これらの摩擦締結要素のうちの３つを選択的に締結することにより、前進８段を実現する自動変速機が開示されており、これによれば、各変速段における非締結状態の摩擦締結要素の数が２つになるので、上記のような駆動損失が抑制される。

また、この自動変速機においては、前記４つのプラネタリギヤセットは全てシングルピニオン型であるので、ダブルピニオン型プラネタリギヤセットを用いる場合に比べて構造が簡素化され、変速機全体がコンパクト化される可能性がある。

さらに、特許文献２には、特許文献１のものと同様、４つのプラネタリギヤセットと、５つの摩擦締結要素とを備え、これらの摩擦締結要素のうちの３つを選択的に締結することにより、前進８段を実現する自動変速機が開示されており、特に、この特許文献２の自動変速機では、リングギヤとサンギヤとが連結される２つのプラネタリギヤセットを径方向の内周側と外周側とに重ねて配置し、これにより、自動変速機全体の軸方向寸法の短縮が図られている。

特許第４６４４７００号公報 ＷＯ２０１３／１１７３６９号公報

前記特許文献１に開示された自動変速機は、図１９に示すように、入力側（図の左側）から第１、第２、第３、第４プラネタリギヤセットＰＧａ、ＰＧｂ、ＰＧｃ、ＰＧｄを配置し、第２、第３プラネタリギヤセットＰＧｂ、ＰＧｃ間に第１クラッチＣＬａを、第３、第４プラネタリギヤセットＰＧｃ、ＰＧｄ間の外周側及び内周側に第２クラッチＣＬｂ及び第３クラッチＣＬｃをそれぞれ配置すると共に、第１プラネタリギヤセットＰＧａのキャリヤと第４プラネタリギヤセットＰＧｄのリングギヤとを動力伝達部材ｘで連結し、第２プラネタリギヤセットＰＧｂのリングギヤと第３プラネタリギヤセットＰＧｃのサンギヤとを動力伝達部材ｙで連結し、第３プラネタリギヤセットＰＧｃのキャリヤと第４プラネタリギヤセットＰＧｄのキャリヤとを動力伝達部材ｚで連結した構成とされている。

このような構成によると、第１クラッチＣＬａの外側に前記動力伝達部材ｘ、ｙが覆い被さり、第２、第３クラッチＣＬｂ、ＣＬｃの外側に前記動力伝達部材ｘ、ｚが覆い被さり、これらのクラッチＣＬａ、ＣＬｂ、ＣＬｃが、両側のプラネタリギヤセットと、外側の動力伝達部材とで囲まれた閉鎖空間内に位置することになる。

また、特許文献２に開示された自動変速機は、図２０に示すように、入力側（図の左側）にシングルピニオン型の第１、第２プラネタリギヤセットＰＧａ’、ＰＧｂ’を径方向の内外に重ねて配置し、その出力側にダブルピニオン型の第３プラネタリギヤセットＰＧｃ’と、シングルピニオン型の第４プラネタリギヤセットＰＧｄ’とを配置すると共に、前記第１、第２プラネタリギヤセットＰＧａ’、ＰＧｂ’の入力側に第１クラッチＣＬａ’を、出力側に第２クラッチＣＬｂ’を、さらにその出力側に第３クラッチＣＬｃ’をそれぞれ配置し、前記第１クラッチＣＬａ’の外側回転部材と第３クラッチＣＬｃ’の外側回転部材とを、第２クラッチＣＬｂ’の外周側を跨ぐ動力伝達部材ｘ’で連結した構成とされている。

したがって、この自動変速機においても、第２クラッチＣＬｂ’は、前記第１、第２プラネタリギヤセットＰＧａ’、ＰＧｂ’と、第３クラッチＣＬｃ’の内側回転部材ｙ’と、前記動力伝達部材ｘ’とで囲まれた閉鎖空間内に位置することになる。

これらの自動変速機のように、クラッチが変速機ケース内において閉鎖空間内に配置されると、該クラッチに油圧を供給する油路を、変速機ケースの外周壁や縦壁、或いは縦壁から軸心に沿って延びるボス部等から導くことができず、例えばプラネタリギヤセットを貫通するシャフト部材やスリーブ部材を利用するなど、プラネタリギヤセットの内側を通過する油路を介してクラッチに油圧を供給する構成となる。

そのため、油圧供給油路が長くかつ複雑化し、変速機が大型化すると共に、油圧の給排による変速制御の応答性が悪化する要因となる。また、相対回転する部材間での油路の連通部が増え、これらの連通部におけるシール機構からの作動油のリーク量が増大し、これによっても、リークを補うためのポンプの大型化による変速機の大型化や、リークによる変速制御の応答性の悪化を招くことになる。

本発明は、自動変速機の多段化に伴う上記のような問題に対処し、軸心が車体幅方向に延びる横置き式の自動変速機として、クラッチへの油圧供給油路の簡素化が可能で、かつ、摩擦締結要素の適切な配置により一層コンパクト化されて、良好な車載性が得られる新たな構成の自動変速機を実現することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る自動変速機は、次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、
変速機ケース内において、車体幅方向に延びる軸心上に、
駆動源に連結された入力部材と、
前記変速機ケース内の駆動源側に配置されてデファレンシャル機構に連結された出力部材と、
第１サンギヤ、第１リングギヤ、第１キャリヤを有する第１プラネタリギヤセット、第２サンギヤ、第２リングギヤ、第２キャリヤを有する第２プラネタリギヤセット、第３サンギヤ、第３リングギヤ、第３キャリヤを有する第３プラネタリギヤセット、及び、第４サンギヤ、第４リングギヤ、第４キャリヤを有する第４プラネタリギヤセットと、
内側回転部材と外側回転部材とを有し、油圧の給排に応じてこれらを断接する第１、第２、第３クラッチと、
油圧の給排に応じて変速機ケースと所定の回転部材とを断接する第１、第２ブレーキと、が備えられた横置き式の自動変速機であって、
前記第３、第４プラネタリギヤセットは、前記第１、第２プラネタリギヤセットの反駆動源側において、径方向に重ねて配置され、
前記第１、第２、第３クラッチは、前記第３、第４プラネタリギヤセットの反駆動源側において、径方向に重ねて配置されていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の自動変速機において、
前記第１クラッチの内側または外側回転部材のいずれか一方と、第２クラッチの内側または外側回転部材のいずれか一方と、第３クラッチの内側または外側回転部材のいずれか一方は結合され、これらのクラッチで共用される共用回転部材とされて、前記第２サンギヤに常時連結され、
前記第１クラッチの他方の回転部材は、前記入力部材及び第３キャリヤに常時連結され、
前記第２クラッチの他方の回転部材は、前記第３リングギヤ及び第４サンギヤに常時連結され、
前記第３クラッチの他方の回転部材は、前記第４リングギヤに常時連結されていることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の自動変速機において、
前記第３プラネタリギヤセットと第４プラネタリギヤセットは、前者を内周側、後者を外周側として径方向に重ねられ、前記第３リングギヤと第４サンギヤとが一体化されていることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の自動変速機において、
前記第１、第２、第３クラッチは、変速機ケース内の反駆動源側の端部で径方向に重ねて配置されており、これらのクラッチへの油圧供給油路は、前記変速機ケースの反駆動源側の端部から各クラッチの油圧室に通じるように構成されていることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の自動変速機において、
前記第１、第２、第３、第４プラネタリギヤセットは、いずれもシングルピニオン型のプラネタリギヤセットであり、
前記第１サンギヤと前記第３サンギヤとが常時連結され、
前記第１リングギヤと前記第２キャリヤとが常時連結され、
前記第１キャリヤと前記第４キャリヤとが常時連結され、
前記第３リングギヤと前記第４サンギヤとが常時連結され、
前記入力部材は前記第３キャリヤに常時連結され、
前記出力部材は前記第１キャリヤ及び第４キャリヤに常時連結され、
前記第１クラッチは、前記入力部材及び第３キャリヤと前記第２サンギヤとを断接し、
前記第２クラッチは、前記第３リングギヤ及び第４サンギヤと前記第２サンギヤとを断接し、
前記第３クラッチは、前記第４リングギヤと前記第２サンギヤとを断接し、
前記第１ブレーキは、前記第１サンギヤ及び前記第３サンギヤと変速機ケースとを断接し、
前記第２ブレーキは、前記第２リングギヤと変速機ケースとを断接することを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の自動変速機において、
前記第１、第２、第３クラッチ及び前記第１、第２ブレーキのうち、
前記第１クラッチ、前記第１ブレーキ及び前記第２ブレーキが締結されたときに１速が形成され、
前記第２クラッチ、前記第１ブレーキ及び前記第２ブレーキが締結されたときに２速が形成され、
前記第１クラッチ、前記第２クラッチ及び前記第２ブレーキが締結されたときに３速が形成され、
前記第２クラッチ、前記第３クラッチ及び前記第２ブレーキが締結されたときに４速が形成され、
前記第１クラッチ、前記第３クラッチ及び前記第２ブレーキが締結されたときに５速が形成され、
前記第１クラッチ、前記第２クラッチ及び前記第３クラッチが締結されたときに、減速比が１の６速が形成され、
前記第１クラッチ、前記第３クラッチ及び前記第１ブレーキが締結されたときに７速が形成され、
前記第２クラッチ、前記第３クラッチ及び前記第１ブレーキが締結されたときに８速が形成され、
前記第３クラッチ、前記第１ブレーキ及び前記第２ブレーキが締結されたときに後退速が形成されることを特徴とする。

上記の構成により、請求項１に記載の発明によれば、第１、第２プラネタリギヤセットの反駆動源側に配置された第３、第４プラネタリギヤセットのさらに反駆動源側に第１、第２、第３クラッチが配設されるので、これらのクラッチを変速機ケースの反駆動源側の端部において、プラネタリギヤセットや他の動力伝達部材等に囲まれることなく、非閉鎖状態で配設することが可能となる。

これにより、例えば図１９、図２０に示す自動変速機のように、クラッチがプラネタリギヤセットや動力伝動部材等で囲まれた閉鎖空間内に配置される場合に比べて、各クラッチへの油圧供給油路を短く、かつ簡素に構成することができ、変速機全体の大型化や、油圧の給排による変速制御の応答性の悪化が抑制される。また、相対回転する部材間での油路の連通部を少なくすることができるため、該連通部からの作動油のリーク量が減少し、これによっても、変速制御の応答性の悪化が抑制される。

また、前記第３、第４プラネタリギヤセットは、径方向に重ねて配置され、前記第１、第２、第３クラッチも、径方向に重ねて配置されるから、第３、第４プラネタリギヤセットを軸方向に並べて配置する場合や、第１、第２、第３クラッチを軸方向に並べて配置する場合などに比べて、変速機の軸方向寸法が短縮される。

これにより、特に軸方向寸法（車体幅方向寸法）の制約が厳しい横置き式の自動変速機において、その軸方向寸法が効果的に短縮され、車載性が向上することになる。

また、請求項２に記載の発明によれば、前記第１、第２、第３クラッチの内側回転部材または外側回転部材のいずれか一方の回転部材が結合されて、各クラッチで共用される共用回転部材とされているので、これらの回転部材をクラッチごとに設ける場合に比べて構成が簡素化されると共に、この共用回転部材を利用することにより、各クラッチへの油圧供給油路の構成を一層簡素化することが可能となる。

また、請求項３に記載の発明によれば、前記第３プラネタリギヤセットが内周側、第４プラネタリギヤセットが外周側として径方向に重ねられるので、前者の第３リングギヤと後者の第４サンギヤとを一体化することができ、これらを別体で形成して連結する場合に比べて、部品点数が削減されると共に、第３、第４プラネタリギヤセットの配設位置における径方向寸法の縮小が可能となる。

また、請求項４に記載の発明によれば、第１、第２、第３クラッチは、変速機ケース内の反駆動源側の端部で径方向に重ねて配置されるので、これらのクラッチへの油圧供給油路を、前記変速機ケースの反駆動源側の端部から各クラッチの油圧室に通じるように構成することができ、変速機ケースから各クラッチへの油圧供給油路の短縮、簡素化が具体的に実現される。

また、請求項５に記載の発明によれば、第１、第２、第３、第４プラネタリギヤセットの各回転要素間の連結関係や、これらと入、出力部材との連結関係、さらには、クラッチやブレーキによって断接される回転要素等を含めて、自動変速機全体の構成が具体化され、また、請求項６に記載の発明によれば、さらに、変速制御の内容が具体化される。これにより、油圧供給油路が簡素化され、しかも、軸方向寸法が短縮されて車載性に優れた前進８段、後退１段の横置き式自動変速機が実現される。

本発明の第１実施形態に係る自動変速機の骨子図である。 同自動変速機の摩擦締結要素の締結表である。 １速時の摩擦締結要素の締結状態を示す骨子図と減速比線図である。 ２速時の摩擦締結要素の締結状態を示す骨子図と減速比線図である。 ３速時の摩擦締結要素の締結状態を示す骨子図と減速比線図である。 ４速時の摩擦締結要素の締結状態を示す骨子図と減速比線図である。 ５速時の摩擦締結要素の締結状態を示す骨子図と減速比線図である。 ６速時の摩擦締結要素の締結状態を示す骨子図と減速比線図である。 ７速時の摩擦締結要素の締結状態を示す骨子図と減速比線図である。 ８速時の摩擦締結要素の締結状態を示す骨子図と減速比線図である。 後退速時の摩擦締結要素の締結状態を示す骨子図と減速比線図である。 プラネタリギヤセットを構成するギヤの歯数例の表である。 図１２の歯数例の場合の減速比とギヤステップを示す表である。 本発明の第２実施形態に係る自動変速機の骨子図である。 本発明の第３実施形態に係る自動変速機の骨子図である。 本発明の第４実施形態に係る自動変速機の骨子図である。 本発明の第５実施形態に係る自動変速機の骨子図である。 本発明の第６実施形態に係る自動変速機の骨子図である。 前進８段の自動変速機の第１従来例を示す骨子図である。 前進８段の自動変速機の第２従来例を示す骨子図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る自動変速機１０の構成を示す骨子図であって、この自動変速機１０は、車体幅方向に軸心が延びる横置き式の自動変速機であって、変速機ケース１１内に、例えばエンジンとトルクコンバータとでなる駆動源Ａから延びる入力部材としての入力軸１２と、変速機ケース１１内の前記駆動源Ａ側（以下、「前側」とする）に配設された出力部材としての出力ギヤ１３と、該出力ギヤ１３の反駆動源Ａ側（以下、「後側」とする）に配置された第１、第２、第３、第４プラネタリギヤセット（以下、単に「ギヤセット」という）ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３、ＰＧ４とを有し、これらが同一軸線上に配置されている。

その場合に、前記第３ギヤセットＰＧ３と第４ギヤセットＰＧ４とは、軸方向のほぼ同一位置で、前者を内周側、後者を外周側として径方向に重ねて配置され、各ギヤセットは、前側から、第１ギヤセットＰＧ１、第２ギヤセットＰＧ２、径方向に重ねられた第３、第４ギヤセットＰＧ３、ＰＧ４の順に配置されている。

前記ギヤセットＰＧ１〜ＰＧ４は、いずれも、キャリヤに支持されたピニオンがサンギヤとリングギヤとに直接噛合するシングルピニオン型であって、回転要素として、第１ギヤセットＰＧ１は、第１サンギヤＳ１、第１リングギヤＲ１、第１キャリヤＣ１を有し、第２ギヤセットＰＧ２は、第２サンギヤＳ２、第２リングギヤＲ２、第２キャリヤＣ２を有し、第３ギヤセットＰＧ３は、第３サンギヤＳ３、第３リングギヤＲ３、第３キャリヤＣ３を有し、第４ギヤセットＰＧ４は、第４サンギヤＳ４、第４リングギヤＲ４、第４キャリヤＣ４を有する。

そして、第３ギヤセットＰＧ３の外周側に第４ギヤセットＰＧ４が重ねられることにより、常時連結される前記第３リングギヤＲ３と第４サンギヤＳ４とが、単一部品として、或いは溶接等により直接結合されて、一体化されている。

また、前記第１サンギヤＳ１と第３サンギヤＳ３、前記第１リングギヤＲ１と第２キャリヤＣ２、前記第１キャリヤＣ１と第４キャリヤＣ４が、それぞれ常時連結されている。そして、前記入力軸１２は、前記第３キャリヤＣ３に、前記出力ギヤ１３は、前記第１キャリヤＣ１及び第４キャリヤＣ４に、それぞれ常時連結されている。

また、前記変速機ケース１１内の前端部において、前記駆動源Ａと出力ギヤ１３との間に第１ブレーキＢＲ１が配設され、前記変速機ケース１１内の軸方向の中間部において、前記第２ギヤセットＰＧ２の径方向の外側に第２ブレーキＢＲ２が配設され、前記変速機ケース１１内の後端部において、径方向に重ねられた前記第３、第４ギヤセットＰＧ３、ＰＧ４のさらに後方に、第１、第２、第３クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３が配設されている。

そして、この自動変速機１０においては、変速機ケース１１の後端側に配置された第１、第２、第３クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３も、軸方向のほぼ同一位置で径方向に重ねて配置され、第１クラッチＣＬ１の外周側に第２クラッチＣＬ２が、該第２クラッチＣＬ２のさらに外周側に第３クラッチＣＬ３が、それぞれ配設されている。

前記第１クラッチＣＬ１は、前記入力軸１２及び第３キャリヤＣ３と前記第２サンギヤＳ２との間に配設されて、これらを断接するようになっており、前記第２クラッチＣＬ２は、一体化された前記第３リングギヤＲ３及び第４サンギヤＳ４と前記第２サンギヤＳ２との間に配設されて、これらを断接するようになっており、前記第３クラッチＣＬ３は、前記第４リングギヤＲ４と前記第２サンギヤＳ２との間に配設されて、これらを断接するようになっている。

ここで、前記第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３は、それぞれ、シリンダＰ１’〜Ｐ３’と、これらのシリンダＰ１’〜Ｐ３’にそれぞれ嵌合されたピストンＰ１”〜Ｐ３”とによって画成された油圧室Ｐ１〜Ｐ３を有し、これらの油圧室Ｐ１〜Ｐ３に油圧が供給されたときに摩擦板が締結され、内外一対の回転部材が結合されるようになっている。

具体的には、第１クラッチＣＬ１は、油圧室Ｐ１への油圧供給時に、内側回転部材１４に常時連結された入力軸１２及び第３キャリヤＣ３と、外側回転部材１４’に常時連結された第２サンギヤＳ２とを連結し、第２クラッチＣＬ２は、油圧室Ｐ２への油圧供給時に、内側回転部材１５に常時連結された第３リングギヤＲ３及び第４サンギヤＳ４と、外側回転部材１５’に常時連結された第２サンギヤＳ２とを連結し、第３クラッチＣＬ３は、油圧室Ｐ３への油圧供給時に、内側回転部材１６に常時連結された第４リングギヤＲ４と、外側回転部材１６’に常時連結された第２サンギヤＳ２とを連結する。

その場合に、前記第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３の外側回転部材１４’、１５’、１６’は、いずれも第２サンギヤＳ２に常時連結されているので、これらの回転部材は結合されて、各クラッチＣＬ１〜ＣＬ３で共用される共用回転部材１７とされ、その後端部１７ａにより、前記各クラッチＣＬ１〜ＣＬ３のシリンダＰ１’〜Ｐ３’ないし油圧室Ｐ１〜Ｐ３が径方向に重ねて形成されている。

また、前記第１ブレーキＢＲ１は、前記変速機ケース１１と前記第１サンギヤＳ１及び第３サンギヤＳ３との間に配設されて、これらを断接するようになっており、前記第２ブレーキＢＲ２は、前記変速機ケース１１と前記第２リングギヤＲ２との間に配設されて、これらを断接するようになっている。

具体的には、第１、第２ブレーキＢＲ１、ＢＲ２も、それぞれ、シリンダＰ４’、Ｐ５’と、これらのシリンダＰ４’、Ｐ５’にそれぞれ嵌合されたピストンＰ４”、Ｐ５”とによって画成された油圧室Ｐ４、Ｐ５を有し、これらの油圧室Ｐ４、Ｐ５に油圧が供給されたときに摩擦板が締結され、第１ブレーキＢＲ１は、第１サンギヤＳ１及び第３サンギヤＳ３を変速機ケース１１に結合して固定し、第２ブレーキＢＲ２は、第２リングギヤＲ２を変速機ケース１１に結合して固定する。

一方、前記変速機ケース１１は、外周壁１１ａの前端部に設けられて、前記第１ブレーキＢＲ１のシリンダＰ４’を構成する前部縦壁１１ｂと、変速機ケース１１内の前端部において前記第１ブレーキＢＲ１の後方に設けられ、前記出力ギヤ１３を支持する第１中間壁１１ｃと、その後方に設けられて、前記第２ブレーキＢＲ２のシリンダＰ５’を構成する第２中間壁１１ｄと、変速機ケース１１の後端部に設けられた後部縦壁１１ｅとを有する。

前記後部縦壁１１ｅには、内周端から前方へ延びるボス状の円筒部１１ｆが設けられ、該円筒部１１ｆの外周面に、前記第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３の共用回転部材１７における後端部１７ａの内周面が嵌合されている。

そして、これらの嵌合面間を介して、変速機ケース１１側から、前記後部縦壁１１ｅの円筒部１１ｆを介して、前記共用回転部材１７の後端部１７ａによって径方向に重ねて形成された第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３の油圧室Ｐ１〜Ｐ３にそれぞれ通じる油圧供給油路ａ、ｂ、ｃが形成されている。

また、第１、第２ブレーキＢＲ１、ＢＲ２の油圧室Ｐ４、Ｐ５に油圧を供給する油圧供給油路ｄ、ｅは、変速機ケース１１の外周壁１１ａから油圧室Ｐ４、Ｐ５に、それぞれ直接通じるように設けられている。

なお、図示しないが、前記円筒部１１ｆの外周面と、共用回転部材１７の後端部１７ａの内周面との嵌合部における油圧供給油路ａ、ｂ、ｃの連通部は、それぞれシールリングでシールされている。

以上の構成により、この自動変速機１０によれば、前記油圧室Ｐ１〜Ｐ５に対する油圧の給排制御により、図２の締結表に示すように、５つの摩擦締結要素から３つの摩擦締結要素を選択的に締結することにより、前進の１〜８速及び後退速が形成される。次に、図２に示す各摩擦締結要素の締結の組み合わせに従い、変速段ごとに、減速比が決定されるメカニズムを図３〜図１１によって説明する。

なお、図３〜図１１の（ａ）図は、変速機ケース１１及び油圧室Ｐ１〜Ｐ５等に関連する構成を省いた点を除き、図１と同じ図面であり、当該変速段で締結される摩擦締結要素を網掛けによって表示している。

（ｂ）図は、当該変速段の減速比を線図によって示すもので、この減速比線図において、横軸のリングギヤ、キャリヤ間、及び、キャリヤ、サンギヤ間の横方向の間隔はそれぞれのギヤ比に従って設定される。

また、縦軸は回転速度を表し、入力回転速度、即ち、入力軸１２とこれに常時連結された第３キャリヤＣ３の回転速度を「１」、ブレーキによって固定された回転要素の回転速度を「０」とする。また、常時連結された回転要素同士、及びクラッチによって連結された回転要素同士の回転速度は等しくなる。そして、Ｎ１〜Ｎ８、Ｎｒは、第１キャリヤＣ１ないし出力ギヤ１３から出力される回転の各変速段での回転速度を示し、この出力回転速度の逆数が当該変速段における減速比となる。

まず、１速では、図３に示すように、第１クラッチＣＬ１と、第１、第２ブレーキＢＲ１、ＢＲ２とが締結されるから、入力軸１２が第２サンギヤＳ２に連結されて、その回転速度が「１」となり、第２リングギヤＲ２の回転速度が「０」となるから、第２キャリヤＣ２の回転速度及びこれに常時連結された第１リングギヤＲ１の回転速度が決定する。そして、第１サンギヤＳ１の回転速度が「０」であることにより、第１キャリヤＣ１の回転速度が決定し、これが出力回転速度Ｎ１となる。

次に、２速では、図４に示すように、第２クラッチＣＬ２と、第１、第２ブレーキＢＲ１、ＢＲ２とが締結されるから、まず、入力軸１２に常時連結された第３キャリヤＣ３の回転速度が「１」、第３サンギヤＳ３の回転速度が「０」となることにより、第３リングギヤＲ３及びこれに連結された第２サンギヤＳ２の回転速度が決定する。そして、第２リングギヤＲ２の回転速度が「０」であるから、第２キャリヤＣ２の回転速度及びこれに常時連結された第１リングギヤＲ１の回転速度が決定し、さらに、第１サンギヤＳ１の回転速度が「０」であることにより、第１キャリヤＣ１の回転速度が決定し、これが出力回転速度Ｎ２となる。

次に、３速では、図５に示すように、第１、第２クラッチＣＬ１、ＣＬ２と、第２ブレーキＢＲ２とが締結されるから、まず、入力軸１２に常時連結された第３キャリヤＣ３と、該入力軸１２に連結された第３リングギヤＲ３とが同一回転することにより、第３ギヤセットＰＧ３の全体が回転速度「１」で一体回転し、第３サンギヤＳ３に常時連結された第１サンギヤＳ１の回転速度、第３リングギヤＲ３に連結された第２サンギヤＳ２の回転速度も「１」となる。

そして、第２リングギヤＲ２の回転速度が「０」であることにより、第２キャリヤＣ２及びこれに常時連結された第１リングギヤＲ１の回転速度が決定し、さらに、第１サンギヤＳ１の回転速度が「１」であることにより、第１キャリヤＣ１の回転速度が決定し、これが出力回転速度Ｎ３となる。

次に、４速では、図６に示すように、第２、第３クラッチＣＬ２、ＣＬ３と、第２ブレーキＢＲ２とが締結されるから、まず、第４サンギヤＳ４と第４リングギヤＲ４とが同一回転して第４ギヤセットＰＧ４の全体が一体回転し、第４サンギヤＳ４に一体の第３リングギヤＲ３、及び、第４キャリヤＣ４に常時連結された第１キャリヤＣ１も同一回転し、さらに、第４リングギヤＲ４に連結された第２サンギヤＳ２も同一回転する。

そして、この条件と、第３キャリヤＣ３の回転速度が「１」、第２リングギヤＲ２の回転速度が「０」であること、及び、第１サンギヤＳ１と第３サンギヤＳ３、第１リングギヤＲ１と第２キャリヤＣ２とが、それぞれ常時連結されていることとから、同一回転する前記各回転要素の回転速度が決定し、これが第１キャリヤＣ１から出力される出力回転速度Ｎ４となる。

次に、５速では、図７に示すように、第１、第３クラッチＣＬ１、ＣＬ３と、第２ブレーキＢＲ２とが締結されるから、まず、入力軸１２に常時連結された第３キャリヤＣ３と第４リングギヤＲ４と第２サンギヤＳ２とが連結され、これらの回転速度が「１」となる。また、第２リングギヤＲ２の回転速度が「０」となるから、第２キャリヤＣ２及びこれに常時連結された第１リングギヤＲ１の回転速度が決定する。

そして、第１サンギヤＳ１と第３サンギヤＳ３、第１キャリヤＣ１と第４キャリヤＣ４とがそれぞれ常時連結されており、第３リングギヤＲ３と第４サンギヤＳ４とは一体であることから、第１キャリヤＣ１の回転速度が決定し、この回転速度が出力回転速度Ｎ５となる。

次に、６速では、図８に示すように、第１、第２、第３クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３が締結されるから、まず、入力軸１２に連結された第３リングギヤＲ３と、該入力軸１２に常時連結された第３キャリヤＣ３とが同一回転して、第３ギヤセットＰＧ３の全体が回転速度「１」で一体回転する。また、第３リングギヤＲ３と第４サンギヤＳ４とは一体であり、かつ、該第４サンギヤＳ４と第４リングギヤＲ４とが同一回転することにより、第４ギヤセットＰＧ４も全体が回転速度「１」で一体回転する。

そして、この回転速度が第４キャリヤＣ４から第１キャリヤＣ１を経由して出力回転速度Ｎ６として出力される。これにより、６速が減速比「１」の直結段となる。

次に、７速では、図９に示すように、第１、第３クラッチＣＬ１、ＣＬ３と、第１ブレーキＢＲ１とが締結されるから、まず、第３サンギヤＳ３の回転速度が「０」となり、入力軸１２に常時連結された第３キャリヤＣ３の回転速度が「１」であることにより、第３リングギヤＲ３及びこれに一体の第４サンギヤＳ４の回転速度が決定する。また、第３キャリヤＣ３に連結された第４リングギヤＲ４の回転速度が「１」となることにより、第４キャリヤＣ４の回転速度が決定し、この回転速度が第１キャリヤＣ１を経由して出力回転速度Ｎ７として出力される。

次に、８速では、図１０に示すように、第２、３クラッチＣＬ２、ＣＬ３と、第１ブレーキＢＲ１とが締結されるから、まず、第３サンギヤＳ３の回転速度が「０」となり、入力軸１２に常時連結された第３キャリヤＣ３の回転速度が「１」であることにより、第３リングギヤＲ３及びこれに一体の第４サンギヤＳ４の回転速度が決定する。

また、この第４サンギヤＳ４と第４リングギヤＲ４とが連結されることにより、第４ギヤセットＰＧ４の全体が一体回転し、その回転速度が、第４キャリヤＣ４から第１キャリヤＣ１を経由して出力回転速度Ｎ８として出力される。

さらに、後退速では、図１１に示すように、第３クラッチＣＬ３と、第１、第２ブレーキＢＲ１、ＢＲ２とが締結されるから、まず、入力軸１２に常時連結された第３キャリヤＣ３の回転速度が「１」、第３サンギヤＳ３の回転速度が「０」となることにより、第３リングギヤＲ３及びこれに一体の第４サンギヤＳ４の回転速度が決定する。

そして、この条件と、第２サンギヤＳ２と第４リングギヤＲ４とが連結されて同一回転すること、第１サンギヤＳ１及び第２リングギヤＲ２の回転速度が「０」であること、第１リングギヤＲ１と第２キャリヤＣ２とが常時連結されていること、第４キャリヤＣ４と第１キャリヤＣ１とが常時連結されていることとから、該第１キャリヤＣ１の回転速度が決定し、この回転速度が前進時と逆方向の出力回転速度Ｎｒとなる。

以上のようにして、図２に示す摩擦締結要素の締結の組み合わせにより、回転速度Ｎ１〜Ｎ８、Ｎｒを、Ｎ１＜Ｎ２＜Ｎ３＜Ｎ４＜Ｎ５＜Ｎ６＜Ｎ７＜Ｎ８、Ｎｒ＜０とすることが可能となると共に、前記の構成により、Ｎ６＝１となるから、前進８段、後退１段で、６速が減速比「１」の直結段となる自動変速機が得られる。

ここで、第１〜第４ギヤセットＰＧ１〜ＰＧ４の各ギヤの歯数を例えば図１２に示すように設定すれば、各変速段の減速比及び前進の隣接変速段間のギヤステップ（下段の減速比／上段の減速比）は図１３に示すようになり、各変速段の減速比及び各変速段間でのギヤステップの配分が適切に設定される。

一方、この自動変速機１０においては、図１を用いて前述したように、第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３の油圧室Ｐ１〜Ｐ３へ油圧を供給する油圧供給油路ａ、ｂ、ｃを、該変速機ケース１１の後部縦壁１１ｅに設けた円筒部１１ｆの外周面と、第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３の共用回転部材１７における後端部１７ａの内周面との嵌合面間を介して前記各油圧室Ｐ１〜Ｐ３に通じるように設けたから、これらの油圧供給油路ａ、ｂ、ｃが、変速機ケース１１から、他の動力伝達部材等を介することなく、各油圧室Ｐ１〜Ｐ３へ直接導かれることになる。

つまり、第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３は、変速機ケース１１内の後端部における後部縦壁１１ｅに隣接させて径方向に重ねて配設したから、これらのクラッチＣＬ１〜ＣＬ３が、プラネタリギヤセットや他の動力伝達部材で覆われない非閉鎖状態で配設されることになり、これにより、前記のように、これらのクラッチＣＬ１〜ＣＬ３に油圧を供給する油圧供給油路ａ、ｂ、ｃを変速機ケース１１から各油圧室Ｐ１〜Ｐ３へ直接導くことが可能とされているのである。

これにより、例えば、図１９、図２０に示す自動変速機のように、クラッチが閉鎖空間内に配置されているため、油圧室への油圧供給油路をプラネタリギヤセットの内側を貫通するシャフト部材等のクラッチ構成部材以外の動力伝達部材等を経由させる必要がなくなる。その結果、油圧供給油路が短く、かつ簡素化され、変速機の大型化や、変速制御の応答性の悪化等が抑制される。

また、この自動変速機１０においては、前記第３、第４プラネタリギヤセットＰＧ３、ＰＧ４が、軸方向のほぼ同一位置で径方向の内周側と外周側とに重ねて配置され、さらに、前記第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３も、軸方向のほぼ同一位置で径方向に重ねて配置されているから、第３、第４プラネタリギヤセットを軸方向に並べて配置する場合や、第１、第２、第３クラッチを軸方向に並べて配置する場合などに比べて、変速機の軸方向寸法が短縮される。

これにより、特に横置きで車体に搭載されるため、軸方向寸法（車体幅方向寸法）の制約が厳しい横置き式自動変速機において、その軸方向寸法が効果的に短縮され、車載性が向上することになる。

次に、図１４〜図１８に示す第２〜第６実施形態に係る第２〜第６自動変速機２０〜６０について説明する。なお、以下の説明では、ギヤセットや摩擦締結要素等の基本的構成については、第１実施形態の説明で用いた符号と同一の符号を用いる。

図１４、図１５に示す第２自動変速機２０及び第３自動変速機３０は、前記第１実施形態に係る自動変速機（以下、「第１自動変速機」という）１０を基本とするもので、入力軸１２、出力ギヤ１３、第１〜第４ギヤセットＰＧ１〜ＰＧ４、第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３及び第１、第２ブレーキＢＲ１、ＢＲ２の配置は、第１自動変速機１０と全く同じであり、また、第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３が断接する回転部材、第１、第２ブレーキＢＲ１、ＢＲ２が変速機ケース１１に対して断接する回転部材も第１自動変速機１０と同じである。

第１、第２自動変速機１０、２０の相違は、第２クラッチＣＬ２の構成において、第１自動変速機１０では、内側回転部材１５が一体化された第３リングギヤＲ３及び第４サンギヤＳ４に常時連結され、外側回転部材１５’が共用回転部材１７を介して第２サンギヤＳ２に常時連結されているのに対し、第２自動変速機２０では、内側回転部材２５が共用回転部材２７を介して第２サンギヤＳ２に常時連結され、外側回転部材２５’が一体化された第３リングギヤＲ３及び第４サンギヤＳ４に常時連結されている点のみである。

この第２自動変速機２０によれば、前記第２クラッチＣＬ２の内側回転部材２５を、その内周側に位置する第１クラッチＣＬ１の外側回転部材２４’と結合して一体化することが可能となるので、部品点数の削減が期待できる。

また、第１、第３自動変速機１０、３０の相違は、第３クラッチＣＬ３の構成において、第１自動変速機１０では、内側回転部材１６が第４リングギヤＲ４に常時連結され、外側回転部材１６’が共用回転部材１７を介して第２サンギヤＳ２に常時連結されているのに対し、第３自動変速機３０では、内側回転部材３６が共用回転部材３７を介して第２サンギヤＳ２に常時連結され、外側回転部材３６’が第４リングギヤＲ４に常時連結されている点のみである。

この第３自動変速機３０によれば、前記第３クラッチＣＬ３の内側回転部材３６を、その内周側に位置する第２クラッチＣＬ２の外側回転部材３５’と結合して一体化することが可能となるので、部品点数の削減が期待できる。

一方、図１６に示す第４自動変速機４０も、基本的構成は第１自動変速機と同様であり、異なる点は、第１、第２ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２の配置であって、第１自動変速機１０では、前側から第１ギヤセットＰＧ１、第２ギヤセットＰＧ２の順で配置されているのに対し、第４自動変速機４０では、前側から第２ギヤセットＰＧ２、第１ギヤセットＰＧ１の順で配置されている。そして、これに伴い、各ギヤセットＰＧ１〜ＰＧ４の回転要素同士を接続する動力伝達部材等の形状が一部異なっている。

その他の点は、第１自動変速機１０と同じであるが、この第４自動変速機４０によれば、第１自動変速機１０に比べて、第２ギヤセットＰＧ２が前側に配置されるので、第２ブレーキＢＲ２のシリンダを形成するための中間壁１１ｄ’と、出力ギヤ１３を支持するための中間壁１１ｃ’とを兼用することが可能となり、これにより、第１自動変速機１０に比べて変速機ケース１１の中間壁の数が削減され、該変速機ケース１１の簡素化が期待できる。

図１７、図１８に示す第５自動変速機５０及び第６自動変速機６０は、前記第４自動変速機４０を基本とするもので、入力軸１２、出力ギヤ１３、第１〜第４ギヤセットＰＧ１〜ＰＧ４、第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３及び第１、第２ブレーキＢＲ１、ＢＲ２の配置は、第４自動変速機４０と全く同じであり、また、第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３が断接する回転部材、第１、第２ブレーキＢＲ１、ＢＲ２が変速機ケース１１に対して断接する回転部材も第４自動変速機４０と同じである。

第４自動変速機４０と、第５、第６自動変速機５０、６０との相違は、前記第１自動変速機１０と、第２、第３自動変速機２０、３０との相違と同じである。

即ち、第４、第５自動変速機４０、５０の相違は、第２クラッチＣＬ２の構成において、第４自動変速機４０では、内側回転部材４５が一体化された第３リングギヤＲ３及び第４サンギヤＳ４に常時連結され、外側回転部材４５’が共用回転部材４７を介して第２サンギヤＳ２に常時連結されているのに対し、第５自動変速機５０では、内側回転部材５５が共用回転部材５７を介して第２サンギヤＳ２に常時連結され、外側回転部材５５’が一体化された第３リングギヤＲ３及び第４サンギヤＳ４に常時連結されている点のみである。

この第５自動変速機５０によれば、前記第４自動変速機４０と同様、変速機ケース１１の簡素化が期待できると共に、第２クラッチＣＬ２の内側回転部材５５を、その内周側に位置する第１クラッチＣＬ１の外側回転部材５４’と結合して一体化することにより、部品点数の削減も期待できる。

また、第４、第６自動変速機４０、６０の相違は、第３クラッチＣＬ３の構成において、第４自動変速機４０では、内側回転部材４６が第４リングギヤＲ４に常時連結され、外側回転部材４６’が共用回転部材４７を介して第２サンギヤＳ２に常時連結されているのに対し、第６自動変速機６０では、内側回転部材６６が共用回転部材６７を介して第２サンギヤＳ２に常時連結され、外側回転部材６６’が第４リングギヤＲ４に常時連結されている点のみである。

この第６自動変速機６０によれば、前記第４自動変速機４０と同様、変速機ケース１１の簡素化が期待できると共に、第３クラッチＣＬ３の内側回転部材６６を、その内周側に位置する第２クラッチＣＬ２の外側回転部材６５’と結合して一体化することにより、部品点数の削減も期待できる。

以上のように、第２〜第６自動変速機２０〜６０は、第１自動変速機１０と部分的に構成が相違するが、第１〜第４ギヤセットＰＧ１〜ＰＧ４と、第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３及び第１、第２ブレーキＢＲ１、ＢＲ２との関係は共通しているので、図２の締結表に従ってクラッチ及びブレーキの締結制御を行うことにより、第１自動変速機１０と同様の６速が直結段の前進８段、後退１段の自動変速機が得られる。

そして、第１〜第６自動変速機１０〜６０のいずれにおいても、第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３がプラネタリギヤセットや他の動力伝達部材で覆われない非閉鎖状態で配設されることにより、これらのクラッチＣＬ１〜ＣＬ３に油圧を供給する油圧供給油路ａ、ｂ、ｃを短く、かつ簡素に構成することができて、変速機の大型化や変速制御の応答性の悪化等が抑制される。

また、第３、第４プラネタリギヤセットＰＧ３、ＰＧ４が、軸方向のほぼ同一位置で径方向の内周側と外周側とに重ねて配置されると共に、第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３も、軸方向のほぼ同一位置で径方向に重ねて配置されるから、変速機の軸方向寸法の短縮が可能となる。

以上のように本発明によれば、例えば前進８段等の多段化された横置き式の自動変速機として、大型化や変速制御の応答性の悪化が抑制され、しかも、車載性に優れた自動変速機が実現されるので、この種の車両用自動変速機ないし車両の製造技術分野において好適に利用される可能性がある。

１０〜６０ 自動変速機
１１ 変速機ケース
１２ 入力部材（入力軸）
１３ 出力部材（出力ギヤ）
Ａ 駆動源
ＰＧ１〜ＰＧ４ 第１〜第４プラネタリギヤセット
ＣＬ１〜ＣＬ３ 第１〜第３クラッチ
ＢＲ１、ＢＲ２ 第１、第２ブレーキ
ａ、ｂ、ｃ 油圧供給油路

Claims (6)

1. 変速機ケース内において、車体幅方向に延びる軸心上に、
   駆動源に連結された入力部材と、
   前記変速機ケース内の駆動源側に配置されてデファレンシャル機構に連結された出力部材と、
   第１サンギヤ、第１リングギヤ、第１キャリヤを有する第１プラネタリギヤセット、第２サンギヤ、第２リングギヤ、第２キャリヤを有する第２プラネタリギヤセット、第３サンギヤ、第３リングギヤ、第３キャリヤを有する第３プラネタリギヤセット、及び、第４サンギヤ、第４リングギヤ、第４キャリヤを有する第４プラネタリギヤセットと、
   内側回転部材と外側回転部材とを有し、油圧の給排に応じてこれらを断接する第１、第２、第３クラッチと、
   油圧の給排に応じて変速機ケースと所定の回転部材とを断接する第１、第２ブレーキと、が備えられた横置き式の自動変速機であって、
   前記第３、第４プラネタリギヤセットは、前記第１、第２プラネタリギヤセットの反駆動源側において、径方向に重ねて配置され、
   前記第１、第２、第３クラッチは、前記第３、第４プラネタリギヤセットの反駆動源側において、径方向に重ねて配置されていることを特徴とする自動変速機。
2. 前記第１クラッチの内側または外側回転部材のいずれか一方と、第２クラッチの内側または外側回転部材のいずれか一方と、第３クラッチの内側または外側回転部材のいずれか一方は結合され、これらのクラッチで共用される共用回転部材とされて、前記第２サンギヤに常時連結され、
   前記第１クラッチの他方の回転部材は、前記入力部材及び第３キャリヤに常時連結され、
   前記第２クラッチの他方の回転部材は、前記第３リングギヤ及び第４サンギヤに常時連結され、
   前記第３クラッチの他方の回転部材は、前記第４リングギヤに常時連結されていることを特徴とする請求項１記載の自動変速機。
3. 前記第３プラネタリギヤセットと第４プラネタリギヤセットは、前者を内周側、後者を外周側として径方向に重ねられ、前記第３リングギヤと第４サンギヤとが一体化されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自動変速機。
4. 前記第１、第２、第３クラッチは、変速機ケース内の反駆動源側の端部で径方向に重ねて配置されており、これらのクラッチへの油圧供給油路は、前記変速機ケースの反駆動源側の端部から各クラッチの油圧室に通じるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の自動変速機。
5. 前記第１、第２、第３、第４プラネタリギヤセットは、いずれもシングルピニオン型のプラネタリギヤセットであり、
   前記第１サンギヤと前記第３サンギヤとが常時連結され、
   前記第１リングギヤと前記第２キャリヤとが常時連結され、
   前記第１キャリヤと前記第４キャリヤとが常時連結され、
   前記第３リングギヤと前記第４サンギヤとが常時連結され、
   前記入力部材は前記第３キャリヤに常時連結され、
   前記出力部材は前記第１キャリヤ及び第４キャリヤに常時連結され、
   前記第１クラッチは、前記入力部材及び第３キャリヤと前記第２サンギヤとを断接し、
   前記第２クラッチは、前記第３リングギヤ及び第４サンギヤと前記第２サンギヤとを断接し、
   前記第３クラッチは、前記第４リングギヤと前記第２サンギヤとを断接し、
   前記第１ブレーキは、前記第１サンギヤ及び前記第３サンギヤと変速機ケースとを断接し、
   前記第２ブレーキは、前記第２リングギヤと変速機ケースとを断接することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の自動変速機。
6. 前記第１、第２、第３クラッチ及び前記第１、第２ブレーキのうち、
   前記第１クラッチ、前記第１ブレーキ及び前記第２ブレーキが締結されたときに１速が形成され、
   前記第２クラッチ、前記第１ブレーキ及び前記第２ブレーキが締結されたときに２速が形成され、
   前記第１クラッチ、前記第２クラッチ及び前記第２ブレーキが締結されたときに３速が形成され、
   前記第２クラッチ、前記第３クラッチ及び前記第２ブレーキが締結されたときに４速が形成され、
   前記第１クラッチ、前記第３クラッチ及び前記第２ブレーキが締結されたときに５速が形成され、
   前記第１クラッチ、前記第２クラッチ及び前記第３クラッチが締結されたときに、減速比が１の６速が形成され、
   前記第１クラッチ、前記第３クラッチ及び前記第１ブレーキが締結されたときに７速が形成され、
   前記第２クラッチ、前記第３クラッチ及び前記第１ブレーキが締結されたときに８速が形成され、
   前記第３クラッチ、前記第１ブレーキ及び前記第２ブレーキが締結されたときに後退速が形成されることを特徴とする請求項５に記載の自動変速機。

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