JP6107600B2 - 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。

特許第４６４４７００号公報

前記特許文献１に開示された自動変速機は、図１６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。

この場合、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。

また、この種の自動変速機については、多段化に伴ってプラネタリギヤセットの数が多くなることによって軸方向寸法が長くなることから、限られた車載スペースへの搭載性を確保するため、軸方向にコンパクトに構成することも求められる。

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、４つのプラネタリギヤセットと３つのクラッチとを備える自動変速機において、前記各クラッチへの油圧供給油路の構成を簡素化することにより、軸方向のコンパクト化を図りつつ変速制御の応答性の悪化や変速機の大型化を抑制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、同軸上に、
駆動源に連結されて軸方向に延びる入力部材と、
前記入力部材上の駆動源寄りに配置され、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リングギヤ及び第１キャリヤを有するシングルピニオン型の第１プラネタリギヤセットと、
第２サンギヤ、第２リングギヤ及び第２キャリヤを有するシングルピニオン型の第２プラネタリギヤセットと、
第３サンギヤ、第３リングギヤ及び第３キャリヤを有するシングルピニオン型の第３プラネタリギヤセットと、
第４サンギヤ、第４リングギヤ及び第４キャリヤを有するシングルピニオン型の第４プラネタリギヤセットと、
第１、第２、第３クラッチと、
前記変速機ケースから前記第１、第２、第３クラッチに油圧を供給する油圧供給油路と、
第１、第２ブレーキと、
を備えた横置き式の自動変速機であって、
前記第１サンギヤと前記第４サンギヤとが常時連結され、
前記第３サンギヤと前記第４リングギヤとが常時連結され、
前記第１キャリヤと前記第３キャリ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、
前記入力部材は、前記第４キャリヤに常時連結され、
前記出力部材は、前記第１キャリヤ及び前記第３キャリヤに常時連結され、
前記第１クラッチは、前記第３リングギヤと前記第２サンギヤとの間を断接し、
前記第２クラッチは、前記第３サンギヤ及び前記第４リングギヤと前記第２サンギヤとの間を断接し、
前記第３クラッチは、前記入力部材及び第４キャリヤと前記第２サンギヤとの間を断接し、
前記第１ブレーキは、前記第１サンギヤ及び前記第４サンギヤと前記変速機ケースとの間を断接し、
前記第２ブレーキは、前記第２リングギヤと前記変速機ケースとの間を断接するように構成され、
各変速段が、前記第１、第２、第３クラッチ及び第１、第２ブレーキのうち、３つを締結状態に、２つを非締結状態にすることにより形成され、
前記第１、第２、第３クラッチの油圧の給排に応じて結合・分離される内外の回転部材のうち外側回転部材は一体化されて、第１、第２、第３クラッチで共用される外側共用回転部材とされ、該外側共用回転部材の駆動源側の端部が前記第２サンギヤに常時連結されていると共に、
前記第１クラッチの内側回転部材は、前記第３リングギヤに常時連結され、
前記第２クラッチの内側回転部材は、前記第３サンギヤ及び第４リングギヤに常時連結され、
前記第３クラッチの内側回転部材は、前記入力部材及び第４キャリヤに常時連結され、
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よりも反駆動源側に配置されると共に、前記第４プラネタリギヤセットは、前記第３プラネタリギヤセットの内周側に配置され、且つ前記第４リングギヤと前記第３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２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、
前記外側共用回転部材は、外周面が前記変速機ケースにおける外周壁の内周面と直接対向するように設けられ、
前記油圧供給油路は、変速機ケース側から、該ケース外周壁の内周面と前記外側共用回転部材の外周面との互いの対向面間を介して前記各クラッチに連通するように設けら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、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、
前記第１ブレーキは、前記出力部材と前記駆動源との間に配置され、
前記第１、第２、第３、第４プラネタリギヤセット、前記第１、第２、第３クラッチ及び前記第２ブレーキは、前記出力部材の反駆動源側に配置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、前記請求項１から請求項３の何れか１項に記載の発明において、
前記第１、第２、第３クラッチ及び第１、第２ブレーキのうち、
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３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１クラッチ、前記第２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、第３クラッチは、外側回転部材を一体化して外側共用回転部材として第２サンギヤに連結し、内側回転部材を、第１クラッチは第３リングギヤ、第２クラッチは第３サンギヤと第４リングギヤ、第３クラッチは入力部材と第４キャリヤに連結するようにしたから、これらの３つのクラッチを隣接配置して、その内側に第３、第４プラネタリギヤセットを配置することが可能となる。

つまり、第１、第２、第３クラッチを、変速機ケース内において、プラネタリギヤセットや他の動力伝達部材等によって囲まれていない状態、即ち非閉鎖状態で配置することができ、これらのクラッチへの油圧供給油路を、プラネタリギヤセットの内側を通過させることなく、外側共用回転部材を経由するだけで変速機ケースから直接導くことが可能となる。

これにより、例えば、図１６に示す従来の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ている場合に比べて、第１、第２、第３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可能となり、多段化に伴う変速機の大型化や、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ことになる。

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て、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、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が抑制されることになる。

さらに、第４プラネタリギヤセットを第３プラネタリギヤセットの内周側に配置しているから、第３、第４プラネタリギヤセットを軸方向に配置した場合に比して、軸方向のコンパクト化を図ることができる。また、第４リングギヤと第３サンギヤとを一体化することにより、第４リングギヤと第３サンギヤとを別体で形成した場合に比して、部品点数の削減を図ることができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、前記外側共用回転部材を、外周面が前記変速機ケースにおける外周壁の内周面と直接対向するように設け、前記変速機ケースから第１、第２、第３クラッチへの油圧供給油路を、前記変速機ケース外周壁の内周面と前記外側共用回転部材の外周面との互いの対向面間を介して前記各クラッチに連通するように設けたから、第１、第２、第３クラッチへの油圧供給油路の短縮ないし簡素化が具体的に実現されることになる。

さらに、請求項３に記載の発明によれば、第１ブレーキを、出力部材と駆動源との間に配置し、第１、第２、第３、第４プラネタリギヤセット、第１、第２、第３クラッチ及び第２ブレーキを、出力部材の反駆動源側に配置したから、出力部材の回転がカウンタドライブ機構を介して伝達されるデフャレンシャル機構が駆動源側に一体化された自動変速機において、出力部材と駆動源の間に第１ブレーキのみを配置することで、カウンタドライブ機構を構成するカウンタドライブシャフトを短くすることでき、自動変速機をコンパクトに構成することができる。

そして、請求項４に記載の発明によれば、本発明に係る自動変速機の変速制御の内容が具体化され、上記のように、全体としての大型化や変速制御の応答性の悪化を抑制しながら、前進８段、後退１段の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１実施形態に係る自動変速機とギヤセット及び摩擦締結要素の配置が異なる自動変速機の骨子図である。 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。 前進８段の自動変速機の従来例を示す骨子図である。

以下、本発明の実施の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る。この自動変速機１０は、入力側（駆動源側）が出力側と同じ側であるフロントエンジン・フロントドライブ車用等の横置き式の自動変速機であって、変速機ケース１１内に、駆動源７に連結されて軸方向に延びる入力部材としての入力軸１２と、該入力軸１２上の駆動源７寄りに配置された出力部材としての出力ギヤ１３とを有している。

前記出力ギヤ１３は、図示しないが、カウンタドライブ機構を構成するカウンタドライブシャフト上のギヤを介してデファレンシャル機構の入力ギヤに連結され、この出力ギヤ１３から入力ギヤまでのギヤ列で終減速機が構成されている。自動変速機１０では、自動変速機１０の駆動源側にデフャレンシャル機構が配置され、自動変速機１０にデフャレンシャル機構が一体化されて１つのユニットとして構成されている。

変速機ケース１１内には、入力軸１２の軸心上に第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が配設されている。第１、第２、第３ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３は、駆動源側から順に配置され、第４ギヤセットＰＧ４は、第３ギヤセットＰＧ３の内周側に配置されている。

また、前記変速機ケース１１内における前記第３、第４ギヤセットＰＧ３、ＰＧ４の径方向の外側には、駆動源側から第１、第２、第３クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３が配設されている。そして、前記出力ギヤ１３の駆動源側に第１ブレーキＢＲ１が、前記第２ギヤセットＰＧ２の近傍に第２ブレーキＢＲ２が、それぞれ配設されている。

前記第１〜第４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。

また、この自動変速機１０においては、前記第１サンギヤＳ１と第４サンギヤＳ４、前記第３サンギヤＳ３と第４リングギヤＲ４、前記第１キャリヤＣ１と第３キャリヤＣ３、前記第１リングギヤＲ１と第２キャリヤＣ２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４キャリヤＣ４に、前記出力ギヤ１３は前記第１キャリヤＣ１及び第３キャリヤＣ３に、それぞれ常時連結されている。

自動変速機１０では、第３、第４ギヤセットＰＧ３、ＰＧ４は、第１、第２ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２よりも反駆動源側に配置され、第４ギヤセットＰＧ４は、第３ギヤセットＰＧ３の内周側に配置され、常時連結される第４リングギヤＲ４と第３サンギヤＳ３とが一体化されている。

また、前記第１クラッチＣＬ１は、前記第３リングギヤＲ３と第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、前記第３サンギヤＳ３及び第４リングギヤＲ４と、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、前記入力軸１２及び第４キャリヤＣ４と、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。

さらに、前記第１ブレーキＢＲ１は、前記変速機ケース１１と第１、第４サンギヤＳ１、Ｓ４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。

前記第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３は、いずれも、摩擦板の締結によって結合される内外一対の回転部材の一方が第２サンギヤＳ２に結合されるので、摩擦板の外周側に配置される外側回転部材を一体化し、ドラム状の外側共用回転部材１４とされ、その駆動源側の端部１４ａが前記第２サンギヤＳ２に結合されている。

その場合に、第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３の内側回転部材が結合される部材は、いずれも、これらのクラッチＣＬ１〜ＣＬ３の径方向の内側に配置された入力軸１２と第３、第４ギヤセットＰＧ３、ＰＧ４の回転要素であり、また、第３、第４ギヤセットＰＧ３、ＰＧ４の回転要素と第１、第２ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２の回転要素とを連結する動力伝達部材は、第１サンギヤＳ１と第４サンギヤＳ４とを連結する動力伝達部材１５と、第１キャリヤＣ１と第３キャリヤＣ３とを連結する動力伝達部材１６のみであって、いずれも、前記外側共用回転部材１４の反駆動源側の端部１４ａが結合される第２サンギヤＳ２の内側を通過させることが可能である。

したがって、第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３は、プラネタリギヤセットや他の動力伝達部材等によって囲まれることなく、前記変速機ケース１１内に非閉鎖状態で収納することができ、図示のように、外側共用回転部材１４は、その外周面１４ｂを、他の動力伝達部材等に邪魔されることなく、変速機ケース１１の外周壁１１ａの内周面１１ｂに直接対向するように配置されている。

そして、この外側共用回転部材１４の内側に、第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３の油圧室として、いずれも、シリンダ１７と該シリンダ１７に内嵌されたピストン１８とで画成された第１〜第３油圧室Ｐ１〜Ｐ３が軸方向に並べて設けられていると共に、各油圧室Ｐ１〜Ｐ３には、変速機ケース１１の外周壁１１ａに設けられた油路と外側共用回転部材１４に設けられた油路とを、前者の内周面１１ｂと後者の外周面１４ｂとの対向面間を介して連通させてなる油圧供給油路ａ、ｂ、ｃにより、それぞれ油圧が供給されるようになっている。

なお、図示しないが、前記内周面１１ｂと外周面１４ｂの対向面間における油路の連通部は、シールリングでシールされるようになっている。

また、前記第１、第２ブレーキＢＲ１、ＢＲ２の油圧室Ｐ４、Ｐ５は変速機ケース１１に設けられるので、該変速機ケース１１に設けられた油圧供給油路ｄ、ｅによって直接油圧が供給されることになる。

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、油圧室関連の記載を省いた点を除き、図１と同様の図面であり、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ている。

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４キャリヤＣ４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、第３キャリヤＣ１、Ｃ３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、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」となると共に、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４キャリヤＣ４の回転速度が「１」、第４サンギヤＳ４の回転速度が「０」となることにより、第４リングギヤＲ４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、入力軸１２が第４キャリヤＣ４及び第４リングギヤＲ４に連結されてこれらが同一回転することにより、第４ギヤセットＰＧ４の全体が回転速度「１」で一体回転し、第４リングギヤＲ４に連結された第２サンギヤＳ２、及び、第４サンギヤＳ４に常時連結された第１サンギヤＳ１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、第３サンギヤＳ３と第３リングギヤＲ３とが同一回転して第３ギヤセットＰＧ３の全体が一体回転し、第３サンギヤＳ３に常時連結された第４リングギヤＲ４、及び、第３キャリヤＣ３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３リングギヤＲ３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４キャリヤＣ４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４サンギヤＳ４、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４キャリヤＣ４と第３リングギヤＲ３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４サンギヤＳ４、第３サンギヤＳ３と第４リングギヤＲ４、第１キャリヤＣ１と第３キャリヤＣ３とがそれぞれ常時連結されていることから、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に常時連結された第４キャリヤＣ４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の全体が回転速度「１」で一体回転する。また、第４リングギヤＲ４と第３サンギヤＳ３とが常時連結され、かつ、該第３サンギヤＳ３と第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３キャリヤＣ３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４サンギヤＳ４の回転速度が「０」となり、入力軸１２に常時連結された第４キャリヤＣ４の回転速度が「１」であることにより、第４リングギヤＲ４及びこれに常時連結された第３サンギヤＳ３の回転速度が決定する。また、第４キャリヤＣ４に連結された第３リングギヤＲ３の回転速度が「１」となることにより、第３キャリヤＣ３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１、２クラッチＣＬ１、ＣＬ２と、第１ブレーキＢＲ１とが締結されるから、まず、第４サンギヤＳ４の回転速度が「０」となり、入力軸１２に常時連結された第４キャリヤＣ４の回転速度が「１」であることにより、第４リングギヤＲ４及びこれに常時連結された第３サンギヤＳ３の回転速度が決定する。

また、この第３サンギヤＳ３と第３リングギヤＲ３とが連結されることにより、第３ギヤセットＰＧ３の全体が一体回転し、その回転速度が、第３キャリヤＣ３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、まず、入力軸１２に常時連結された第４キャリヤＣ４の回転速度が「１」、第４サンギヤＳ４の回転速度が「０」となることにより、第４リングギヤＲ４及びこれに常時連結された第３サンギヤＳ３の回転速度が決定する。

そして、この条件と、第３リングギヤＲ３と第２サンギヤＳ２とが連結されて同一回転すること、第２リングギヤＲ２及び第１サンギヤＳ１の回転速度が「０」であること、第１キャリヤＣ１と第３キャリヤＣ３とが常時連結されていること、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、各変速段間でほぼ均等なギヤステップの変速段が得られる。

また、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によってそれぞれ締結される外側回転部材がいずれも第２サンギヤＳ２に連結されるので、これらを一体化して単一の外側共用回転部材１４とされ、その駆動源側の端部１４ａが前記第２サンギヤＳ２に結合されている。そして、この外側共用回転部材１４は、変速機ケース１４内に、その外側に他の動力伝達部材等が存在しない非閉鎖状態で収納され、外周面１４ｂが変速機ケース１１の外周壁１１ａの内周面１１ｂに直接対向するように配置されている。

さらに、この外側共用回転部材１４の内側に、第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３の油圧室として、第１〜第３油圧室Ｐ１〜Ｐ３が設けられ、変速機ケース１１の外周壁１１ａに設けられた油路と、前記外側共用回転部材１４に設けられた油路とを、前記両面１１ｂ、１４ｂの対向面間を介して連通させて、変速機ケース１１側から前記第１〜第３油圧室Ｐ１〜Ｐ３にそれぞれ油圧を供給する油圧供給油路ａ、ｂ、ｃが形成されている。

したがって、変速機ケース１１から各油圧室Ｐ１〜Ｐ３へ、他の動力伝達部材等に設けられた油路を経由することなく直接油圧が供給されることになり、例えば、図１６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、これにより、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。

前述した自動変速機１０ではまた、第４ギヤセットＰＧ４を第３ギヤセットＰＧ３の内周側に配置しているから、第３、第４ギヤセットＰＧ３、ＰＧ４を軸方向に配置した場合に比して、軸方向のコンパクト化を図ることができる。特に、
反駆動源側の径方向内側において軸方向のコンパクト化を図ることができる。

図１４は、本発明の第１実施形態に係る自動変速機とギヤセット及び摩擦締結要素の配置が異なる自動変速機の骨子図である。図１４に示す自動変速機１００においても、入力軸１２の軸心上にシングルピニオン型の第１、第２、第３、第４ギヤセットと、第１、第２、第３クラッチと、第１、第２ブレーキが配設されている。

なお、これらの構成要素は、自動変速機１０と同じであるので、第１〜第４ギヤセット及びその回転要素、並びに各摩擦締結要素について、自動変速機１０と同じ符号を用いる。

自動変速機１００は、自動変速機１０と、第３、第４ギヤセットＰＧ３、ＰＧ４の配置が異なっているが、その他の構成、即ち、各ギヤセットにおける回転要素、具体的にはサンギヤ、リングギヤ及びキャリヤの連結関係や、ブレーキによって変速機ケースとの間で断接され、或いはクラッチによって互いに断接される回転要素の関係は、全て同様であり、図２に示す締結表に従って３つの摩擦締結要素が選択的に締結されることにより、前進８段と後退段とが形成される。

自動変速機１００では、第３、第４ギヤセットＰＧ３、ＰＧ４は、第１、第２ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２よりも反駆動源側に配置されているが、駆動源側から軸方向に第３、第４ギヤセットＰＧ３、ＰＧ４の順に配置され、第３サンギヤＳ３と第４リングギヤＲ４とが別体で形成されている。自動変速機１００では、第３、第４ギヤセットＰＧ３、ＰＧ４が軸方向に配置されているので、自動変速機１００の軸方向寸法が長くなっている。

一方、本実施形態に係る自動変速機１０では、図１に示すように、第４ギヤセットＰＧ４を第３ギヤセットＰＧ３の内周側に配置したことにより、第３、第４ギヤセットＰＧ３、ＰＧ４を軸方向に配置した場合に比して、軸方向のコンパクト化を図ることができる。特に、反駆動源側の径方向内側において軸方向のコンパクト化を図ることができる。また、第４リングギヤＲ４と第３サンギヤＳ３とを一体化することにより、第４リングギヤＲ４と第３サンギヤＳ３とを別体で形成した場合に比して、部品点数の削減を図ることができる。

自動変速機１０ではまた、第１ブレーキＢＲ１を、出力ギヤ１３と駆動源１２との間に配置し、第１〜第４ギヤセットＰＧ１〜ＰＧ４、第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３及び第２ブレーキＢＲ２を、出力ギヤ１３の反駆動源側に配置したから、出力ギヤ１３の回転がカウンタドライブ機構を介して伝達されるデフャレンシャル機構が、駆動源側に一体化された自動変速機において、出力ギヤ１３と駆動源７の間に第１ブレーキＢＲ１に加えて、第１〜第４ギヤセットＰＧ１〜ＰＧ４、第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３及び第２ブレーキＢＲ２の何れかが配置される場合に比して、カウンタドライブ機構を構成するカウンタドライブシャフトを短くすることでき、自動変速機をコンパクトに構成することができる。

なお、本発明の実施形態に係る自動変速機１０を、エンジンとモータとを併用して走行するハイブリッド車両に搭載し、駆動源７としてのエンジンに加えて入力軸１２の反駆動源側に更なる駆動源としてのモータを連結するようにすることも可能である。

次に、図１５に示す第２実施形態に係る自動変速機２０について説明する。

第２実施形態に係る自動変速機２０においても、入力軸１２の軸心上にシングルピニオン型の第１、第２、第３、第４ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３、ＰＧ４と、摩擦締結要素として、第１、第２、第３クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３と、第１、第２ブレーキＢＲ１、ＢＲ２が配設されている。

なお、これらの構成要素は、自動変速機１０と同じであるので、第１〜第４ギヤセット及びその回転要素、並びに各摩擦締結要素について、自動変速機１０と同じ符号を用いる。

自動変速機２０は、自動変速機１０と、第１、第２ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２の並びの順番が相違し、これに伴って第２ブレーキＢＲ２の配置及び動力伝達部材の配置も異なっているが、各ギヤセットにおける回転要素であるサンギヤ、リングギヤ及びキャリヤの連結関係や、ブレーキによって変速機ケースとの間で断接され、或いはクラッチによって互いに断接される回転要素の関係は、全て同様であり、図２に示す締結表に従って３つの摩擦締結要素が選択的に締結されることにより、自動変速機１０と同様に、前進８段と後退段とが形成される。

自動変速機２０では、第１、第２ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２は、駆動源側から軸方向に第２、第１ギヤセットＰＧ２、ＰＧ１の順に配設され、第２ギヤセットＰＧ２の近傍に第２ブレーキＢＲ２が配設されている。

そして、第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３の内側回転部材が結合される部材は、いずれも、これらのクラッチＣＬ１〜ＣＬ３の径方向の内側に配置された入力軸１２と第３、第４ギヤセットＰＧ３、ＰＧ４の回転要素であり、また、第３、第４ギヤセットＰＧ３、ＰＧ４の回転要素と第１、第２ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２の回転要素とを連結する動力伝達部材は、第１サンギヤＳ１と第４サンギヤＳ４とを連結する動力伝達部材１５と、第１キャリヤＣ１と第３キャリヤＣ３とを連結する動力伝達部材１６のみであって、いずれも、前記外側共用回転部材１４の内側に配置されている。

また、自動変速機２０では、第１ブレーキＢＲ１と第１サンギヤＳ１とを連結する動力伝達部材２１と、第１キャリヤＣ１と出力ギヤ１３とを連結する動力伝達部材２２と、第１リングギヤＲ１と第２キャリヤＣ２とを連結する動力伝達部材２３とは、外側共用回転部材１４の駆動源側の端部１４ａが結合される第２サンギヤＳ２の内側を通過させることが可能である。

したがって、第２実施形態に係る自動変速機２０においても、変速機ケース１１から各クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３への油圧が、他の部材を介することなく供給され、油圧供給油路ａ、ｂ、ｃの構成が短く、簡素化される。これにより、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４ギヤセットＰＧ４を第３ギヤセットＰＧ３の内周側に配置し、第４リングギヤＲ４と第３サンギヤＳ３とを一体化しているから、軸方向のコンパクト化を図ることができると共に、部品点数の削減を図ることができる。

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自動変速機において、その大型化や変速制御の応答性の悪化が抑制されるので、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、２０、１００ 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）
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
Ｐ１〜Ｐ３ 第１〜第３油圧室
ａ、ｂ、ｃ 油圧供給油路

Claims (4)

1. 変速機ケース内において、同軸上に、
   駆動源に連結されて軸方向に延びる入力部材と、
   前記入力部材上の駆動源寄りに配置され、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リングギヤ及び第１キャリヤを有するシングルピニオン型の第１プラネタリギヤセットと、
   第２サンギヤ、第２リングギヤ及び第２キャリヤを有するシングルピニオン型の第２プラネタリギヤセットと、
   第３サンギヤ、第３リングギヤ及び第３キャリヤを有するシングルピニオン型の第３プラネタリギヤセットと、
   第４サンギヤ、第４リングギヤ及び第４キャリヤを有するシングルピニオン型の第４プラネタリギヤセットと、
   第１、第２、第３クラッチと、
   前記変速機ケースから前記第１、第２、第３クラッチに油圧を供給する油圧供給油路と、
   第１、第２ブレーキと、
   を備えた横置き式の自動変速機であって、
   前記第１サンギヤと前記第４サンギヤとが常時連結され、
   前記第３サンギヤと前記第４リングギヤとが常時連結され、
   前記第１キャリヤと前記第３キャリ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、
   前記入力部材は、前記第４キャリヤに常時連結され、
   前記出力部材は、前記第１キャリヤ及び前記第３キャリヤに常時連結され、
   前記第１クラッチは、前記第３リングギヤと前記第２サンギヤとの間を断接し、
   前記第２クラッチは、前記第３サンギヤ及び前記第４リングギヤと前記第２サンギヤとの間を断接し、
   前記第３クラッチは、前記入力部材及び第４キャリヤと前記第２サンギヤとの間を断接し、
   前記第１ブレーキは、前記第１サンギヤ及び前記第４サンギヤと前記変速機ケースとの間を断接し、
   前記第２ブレーキは、前記第２リングギヤと前記変速機ケースとの間を断接するように構成され、
   各変速段が、前記第１、第２、第３クラッチ及び第１、第２ブレーキのうち、３つを締結状態に、２つを非締結状態にすることにより形成され、
   前記第１、第２、第３クラッチの油圧の給排に応じて結合・分離される内外の回転部材のうち外側回転部材は一体化されて、第１、第２、第３クラッチで共用される外側共用回転部材とされ、該外側共用回転部材の駆動源側の端部が前記第２サンギヤに常時連結されていると共に、
   前記第１クラッチの内側回転部材は、前記第３リングギヤに常時連結され、
   前記第２クラッチの内側回転部材は、前記第３サンギヤ及び第４リングギヤに常時連結され、
   前記第３クラッチの内側回転部材は、前記入力部材及び第４キャリヤに常時連結され、
   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よりも反駆動源側に配置されると共に、前記第４プラネタリギヤセットは、前記第３プラネタリギヤセットの内周側に配置され、且つ前記第４リングギヤと前記第３サンギヤとが一体化されている、
   ことを特徴とする自動変速機。
2. 前記外側共用回転部材は、外周面が前記変速機ケースにおける外周壁の内周面と直接対向するように設けられ、
   前記油圧供給油路は、変速機ケース側から、該ケース外周壁の内周面と前記外側共用回転部材の外周面との互いの対向面間を介して前記各クラッチに連通するように設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の自動変速機。
3. 前記第１ブレーキは、前記出力部材と前記駆動源との間に配置され、
   前記第１、第２、第３、第４プラネタリギヤセット、前記第１、第２、第３クラッチ及び前記第２ブレーキは、前記出力部材の反駆動源側に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載に自動変速機。
4. 前記第１、第２、第３クラッチ及び第１、第２ブレーキのうち、
   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３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１クラッチ、前記第２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後退速が形成される、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の自動変速機。

Images