JPH02248748A - 自動変速機におけるクラッチ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車等の自動変速装置等に組み込まれるク
ラッチ装置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、自動車においては運転操作を節単にするために、
自動変速装置が大いに採用されている。

このような自動変速装置は従来から種々の構成のものが
多々提案されてきている。この自動変速装置には、遊星
歯車を用いた多段式の変速装置が組み込まれていること
が多い。このような多段式の遊星歯車変速装置は初期の
頃は前進３速のものが多かった。しかし、エンジン動力
を如何に効率よく使いきるかという要望があり、このよ
うな要望に対して、従来から多段変速化で対応してきて
おり、現在では前進４速が主流となっている。

このような変速の多段化を開発する。にあたっては、変
速ギヤ比を如何に設定するかが問題となる。

また、同じギヤ比でもできるだけ遊星歯車を制御するた
めのクラッチやブレーキ等の保合要素を少なくし、装置
の軸方向長さを短縮し、全体としてコンパクトな装置を
得ることが重要である。

一方、近年の自動車の開発は目ざましく、多種多様の車
種が開発されている。これに伴って、多くのエンジンバ
リエーションが種々の車種に対応して開発されてきてい
る。このようなエンジンバリエーションに対して、でき
るだけ設計変更を少なくして対応することのできるギヤ
トレーンが望ましい。

そこで、最近は更に４速から５速へと変速を１最多（し
た遊星歯車変速装置が提案されてきている。このような
５速の遊星歯車変速装置の１例として、特公昭６３−３
３０２１号公報に示されているものがある。

第５図に示すように、この遊星歯車変速装置は、２つの
サンギヤＳｌ　、３２と２つのリングギヤＲ１、Ｒ２と
主プラネタリギヤＰ１と副プラネタリギヤＰ２を有する
２重アームプラネタリ変速機構０１および１つのサンギ
ヤＳ３と１つのりングギャＲ３とからなる遊星歯車機構
０２を備えている。

そして表に示すように、３個のブレーキＢｌ　、　Ｂ２
、Ｂ３と３個のクラッチに２　、Ｋ３　、Ｋ４とを適宜
作動させて、この２重プラネタリギヤ変速機構０１およ
び遊星歯車機構０２を適宜制御することにより、前進５
速、後進１速の変速を行うことができるようになってい
る。この遊星歯車変速装置によれば、それほど装置が太
き（しないでも、前進５速の変速を行うことができるよ
うになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記従来の遊星歯車変速装置においては、各
変速における変速比は次のようになる。

すなわち、リングギヤＲ１とサンギヤＳｌとのギヤ比を
λ１１リングギヤＲ２とサンギヤＳ２とのギヤ比をλ２
およびリングギヤＲ３とサンギヤＳ３とのギヤ比をλ３
とすると、 ■第１速　　（１＋λ３）／λ１ ■第２速 （λｌ＋２２）・（１＋λ３）／〔λ１・（１÷λ３）
〕■第３速 ■第４速 ■第５速 ■後進（Ｒ） となる。

この変速比から明らかなように、この遊星歯車変速装置
においては、第２速および第５速における変速比にリン
グギヤＲ２とサンギヤＳ２とのギヤ比であるλ２が含ま
れている。したがって、第２および第５速におけるそれ
ぞれの変速比はこのλ２に影響されることがわかる。

そこでこのλ２の影響について検討してみる。

いま例えば、高速走行時でのドライバビリティを得る、
すなわち駆動力の余裕を持たせるために、第５速の変速
比を大きくすることを想定する。そのためには、サンギ
ヤＳ２の径を小さくすることが考えられるが、サンギヤ
Ｓ２の径を小さ（すると、サンギヤＳ２の歯数が小さく
なるので、ギヤ比λ２も小さくなる。このため、第２速
の変速比が小さくなってしまう、一方、第５速を変更し
て１＋　λ３ （ｌ＋λ３）／（１＋λ３＋λ２） （１−（１／　　λ１））　　（１＋（１／　　λ３）
）も動力性能に影響を与えないようにすることが必要で
あるので、特に発進性能に影響を与える第１速のギヤ比
を変えることは望ましくない、したがって、第１速の変
速比は変えることはできない。

このようなことから、第５速の変速比を大きくしようと
すると、第１速と第２速との間の変速比のステップは大
きく開いてしまい、好ましいスムーズな変速が得られな
くなる。

このように前述の公報に示されている遊星歯車変速装置
では、燃費や高速走行時でのドライバビリティに大きく
寄与する第５速の変速比を変更しようとすると、発進性
能に大きく寄与する第１速や第２速のような低速段にお
ける変速比が影響を受けるようになるので、変速比を設
定変更することはきわめて難しいものとなっている。こ
のため、前述のような種々の車種、エンジンバリエーシ
ンあるいは種々の地域での運転状態にお・けるバリエー
ションに対して簡単には対応することができない。

上記問題を解決するために、本発明者等は、同日付で、
第３図に示す遊星歯車変速装置を別途出願している。こ
の遊星歯車変速装置においては、第４図に示す変速比の
式から明らかなように、第２遊星歯車機構（２２）のギ
ヤ比λ２が第１速には関係するが、第５速には同等関係
しない、また第４遊星歯車機構（２４）のギヤ比λ２　
′が第５速には関係するが、第１速には同等関係しない
。

すなわち第１速の変速比と第５速の変速比とは、互いに
独立して設定することが可能となる。

したがって、ギヤ比の設定自由度が大きくなり、第１速
と第５速とにおける変速比をそれぞれ他の変速段におけ
る変速比を特に考慮することなく、簡単に設定すること
ができるようになる。この結果、ギヤ比のワイド化が確
実に達成することができ、種々の車種、種々のエンジン
バリエーションあるいは種々の車両使用条件等に対して
、大きな設計変更を伴わないで対応することを可能にし
ている。

しかしながら、上記発明においては、クラッチおびワン
ウェイクラッチの数が増加し軸方向の長さが増大するた
め、これをコンパクト化して種々の車種、種々のエンジ
ンバリエーションに対応させるという課題が残っている
。一方、軸方向の長さを短縮させるために、２つのクラ
ッチを半径方向に階層構造にする提案はされているが、
この場合には外側のクラッチへの潤滑が困難であるとい
う問題を有している。

本発明は、上記問題、課題を解決するものであって、２
つのクラッチを半径方向に階層構造にすると共に、その
潤滑を良好にしコンパクト化を達成できる自動変速機に
おけるクラッチ装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明の自動変速機におけるクラッチ潤滑装
置は、第１動力伝達系統（２０１）を介して駆動力が入
力される第１遊星歯車機構（２１）と、第２動力伝達系
統（２０３）を介して前記駆動力が入力される第２遊星
歯車機構（２２）と、変速後の駆動力を出力する第３遊
星歯車機構（２３）と、オーバードライブを行わせる第
４遊星歯車機構（２４）とを備え、 第１のクラッチ（３１）により、少なくとも最低変速段
においては少なくとも前記第１遊星歯車機構（２１）と
第２遊星歯車機構（２２）とから駆動力を前記第３遊星
歯車機構（２３）に伝達するように設定し、第２のクラ
ッチ（３２）により、少なくとも最高速段においては少
なくとも前記第４遊星歯車機構（２４）から駆動力が前
記第３遊星歯車機構（２３）に伝達されるように設定し
てなり、 前記第２のクラッチ（３２）を前記第１のクラッチ（３
１）の径方向外側に配設し、両クラッチのクラッチハブ
間に潤滑油路を形成したことを特徴とする。

〔作用および発明の効果〕

本発明においては、潤滑油は、第１回転輪２０１の中空
孔２０１ａ、油孔２０１ｂ、）ルクコンバータ出力軸１
０２の油孔１０２ａを経て第１クラツチ３１に供給され
ると同時に、油孔２０１Ｃ１さらにクラッチハブ３１３
．３２３の間を通って第２クラツチ３２に供給される。

油孔２０１ｂ。

２０１ｃを通る潤滑油量は、第１クラツチ３１の保合・
解放には無関係で、中空孔２０１ａからの潤滑圧と第１
回転軸２０１の回転による遠心力により決定される。す
なわち、第１クラツチ３１が係合しても、潤滑油はクラ
ッチハブ３１３と摩擦材、セパレータの間より図示矢印
のように外径側に抜ける。また、一般にはクラッチ保合
後は潤滑は不要となり、逆に油が残っていると油が攪拌
され油温が上昇するため、ピストン係合面に溝３１２ａ
、３２２ａを形成して油を図示矢印のように外径側に抜
くようにしている。

従って、本発明においては、第１クラツチ３１を内側に
第２クラツチ３２を外側に２段構造とし、第１クラツチ
３１のドラム部３１１およびクラッチハブ３１３を包み
込むように第２クラツチ３２のクラッチハブ３２３を配
置したので、第２クラツチ３２には、油孔２０　ｌ　ｂ
、油孔２０１ｃの両方から潤滑油が供給され、常に多く
の潤滑油を流すことができる。

また、第２クラツチの潤滑を油孔２０１ｂから補えるの
で、油孔２０１Ｃの孔径は小さくてすむ場合があり、場
合によってはなくてもよい。すなわち、油孔２０１ｃは
、第１クラツチ３１のクラッチハブ３１３の右側にあり
トルク伝達部のため、軸の疲労強度向上のためには孔径
は小さいほうがよい、一方、油孔２０１ｂはクラッチハ
ブ３１３の左側にありトルク伝達には無間係のため比較
的大きな孔をあけても問題にはならない。

以上のように、２つのクラッチを半径方向に階層構造に
すると共に、その潤滑を良好にしコンパクト化を達成で
きる。

なお、カンコ内の符号は図面を参照するためのものであ
り、本発明の構成を何隻限定するものではない。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明が適用される自動変速機の一実施例を示
す縦断面図であり、（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれこの
実施例をイーイ腺で切断した左側部分と右側部分とを示
し、（Ａ）と（Ｂ）とをイーイ線において結合すること
により、この実施例の遊星歯車変速装置が形成される。

また第３図はこの実施例のスケルトン図である。図中、
ｌＯは発進装置、２０は遊星歯車変速装置を示す。

第１および第２図において、発進装置ｌＯは、例えばエ
ンジン出力軸ｌ　（第３図にのみ図示）に連結されたポ
ンプ羽根車１０１、このポンプ羽根車１０１に対向して
配設され、トルクコンバータ出力軸１０２に連結された
タービン羽根車１０３およびケース２に固定された固定
軸１０４に一方向クラッチ１０５を介して一方向のみ回
転可能に支持されたステータ羽根車１０６からなるトル
クコンバータＴＣによって構成されている。このトルク
コンバータＴＣはロックアンプａｉｌ１１０７を備えて
いる。

遊星歯車変速装置２０は、第１遊星歯車１１ｔｌ１２１
、第２遊星歯車機横２２、第３遊星歯車機構２３および
第４！！星歯車機構２４を備えている。

第１遊星歯車機構２１は、第１サンギヤ２１１、第１リ
ングギヤ２１２および第１キヤリヤ２１３に回転自在に
支持され、第１サンギヤ２１１と第１リングギヤ２１２
とに噛み合う第１プラネタリギヤ２１４から構成されて
いる。

また第２遊星歯車機構２２は、第２サンギヤ２２１、第
２リングギヤ２２２および第２キヤリヤ２２３に回転自
在に支持され、第２サンギヤ２２１と第２リングギヤ２
２２とに噛み合う第２プラネタリギヤ２２４から構成さ
れている。

更に第３遊星歯車機構２３は、第３サンギヤ２３１、第
３リングギヤ２３２および第３キヤリヤ２３３に回転自
在に支持され、第３サンギヤ２３１と第１リングギヤ２
３２とに噛み合う第３プラネタリギヤ２３４から構成さ
れている。

更に第４遊星歯車＠＠２４は、第４サンギヤ２４１、第
２リングギヤ２２２、第２リングギヤ２２２に噛み合う
第２プラネタリギヤ２２４および第２キヤリヤ２２３に
回転自在に支持され、第４サンギヤ２４１に噛み合う、
第２プラネタリギヤ２２４と一体の第４プラネタリギヤ
２４４から構成されている。したがって、第２リングギ
ヤ２２２と第２キヤリヤ２２３とは第２および第４遊星
歯車ａ構２２．２４において共通の構成部材となってい
る。

第１′ＴＩ星歯車機構２１において、第１リングギヤ２
１２は第１回転軸２０１に連結され、この第１回転輪２
０１は、多板クラッチに形成されている第１クラツチ（
Ｃ−１＞３１の被動側に連結されている。第１クラツチ
３１の駆動側であるドラム部３１１はトルクコンバータ
出力軸１０２に連結されている。そしてピストン３１２
によって摩擦クラッチ板の保合、解放が行われるように
なっている。したがって、第１クラツチ３１および第１
回転軸２０１により、トルクコンバータ出力軸１０２か
らの駆動力を第１ｍ里歯車機構２１の第１リングギヤ２
１２に伝達する第１動力伝達機構が構成される。

トルクコンバータ出力軸１０２と第１回転輪２０１とは
同軸上に配置され、出力軸１０２の右端部に形成された
凹嵌部に、第１回転軸２０１の左端部が嵌合されかつベ
アリングによって相対回転自在に支持されている。第１
サンギヤ２１１は、第１回転軸２０１にベアリングによ
って回転自在に支承された第２回転軸２０２に形成され
ていると共に、第２回転輪２０２にスプライン嵌合され
た第２遊星歯車機横２２の第２サンギヤ２２１と一体に
連結されている。更に第１キヤリヤ２１３は第２及び第
４遊星歯車機ｆ１２２．２４の共通の第２リングギヤ２
２２に一体に連結されていると共に第３遊星歯車機構２
３の第３リングギヤ２３２に一体に連結されている。

第２遊星歯車機構２２において、第２キヤリヤ２２３は
、第１回転輪２０１にベアリングによって回転自在に支
承された第３回転軸２０３に連結された第１ブリツジ２
２３ａとこの第１ブリツジ２２３ａに連結された第２お
よび第３ブリツジ２２３ｂ、２２３Ｃとから構成されて
いる。第２および第４プラネタリギヤ２２４．２４４が
第１ブリツジ２２３ａの孔をこの第１ブリツジ２２３ａ
に干渉することのないように貫通して配設されている。

そしてプラネタリギヤ２２４．２４４は第２および第３
ブリツジ２２３ｂ、２２３Ｃ間に架設された軸に回転自
在に支持されている。第３回転軸２０３は第２クラツチ
（Ｃ−２）３２の被動側に連結されており、第２クラツ
チ３２の駆動側であるドラム部３２１はトルクコンバー
タ出力軸１０２に連結されている。第２クラツチ３２と
第３回転軸２０３とにより、トルクコンバータ出力軸１
０２からの動力を第２遊星歯車機構２２に伝達する第２
動力伝達機構が構成される。

また第２キ中リヤ２２３の第１ブリツジ２２３ａの外周
端は、多板ブレーキに形成された第３ブレーキ（Ｂ−３
）５３の可動部側のブレーキハブ５３１に連結されてい
る。第３ブレーキ５３の固定部側はケース２に固定され
ている。更に第２キヤリヤ２２３の第２ブリツジ２２３
ｂは第１一方向クラッチ（Ｆ−１）４１のインナレース
４１１に連結されている。第１一方向クラッチ４１のア
ウタレースは、アウタレース４２１がケース２に固定さ
れた第２一方向クラッチ４２のインナレースにもなって
いる。すなわち、第１一方向クラッチ４１のアウタレー
スと第２一方向クラッチ４２のインナレースとは共通の
レース４１２となっており、両一方向クラッチ４１．４
２は二段構造の軸方向クラッチを構成している。

アウタレース４２１にはシリンダ部５３１が形成されて
おり、このシリンダ部５３１には油圧ピストン５３２が
摺動自在に嵌合されている。これらシリンダ部５３１お
よびピストン５３２とにより、第３ブレーキ５３の作動
部が形成されている。

このようにアウタレース４２１内にシリンダ部５３１と
ピストン５３２とを配設することにより、遊星歯車変速
装置の軸方向の長さが短縮されるようになる。また、第
４遊星歯車機構２４専属のリングギヤがないので、その
リングギヤが本来設けられるべきスペースが第３ブレー
キ５３の作動部を配設するために有効に用いられている
。これにより、径方向の寸法が小さくなる。

第３図において、矢印Ａで示す方向のエンジン出力軸１
の回転を正転とすると、第１一方向クラッチ４１は、そ
のインナレース４１１が共通のレース４１２に対して正
転方向に相対回転しようとするときは自由に回転し、イ
ンナレース４１１が共通レース４１２に対してその逆方
向に相対回転するときは、インナレース４１１と共通レ
ース４１２とが係合するように設定されている。また第
２一方向クラッチ４２は、共通レース４１２がアウタレ
ース４２１に対して正転方向に相対回転しようとすると
きは自由に回転し、共通レース４１２がアウタレース４
２１に対してその逆方向に相対回転するときは、共通レ
ース４１２と７ウタレース４２１とが係合して共通レー
ス４１２の回転を阻止するように設定されている。

更に共通レース４１２は、多板クラッチに形成されてい
る第４クラツチ（Ｃ−４）３４の駆動側であるドラム部
３４１に連結されている。この第４クラツチ３４のドラ
ム部３４１は第２ブレーキ（Ｂ−２）５２のドラム部と
もなっている。第４クラツチ３４の被動側は、第４サン
ギヤ２４１が形成された第４回転軸２０４に連結されて
いる。

この第４クラツチ３４の係合、解放はピストン３４２に
よって行われるようになっている。

第４回転輪２０４はベアリングによって第３回転軸２０
３に回転自在に支承されている。この第４回転軸２０４
は多板クラッチに形成されている第３クラツチ（Ｃ−３
）３３の被動側であるドラム部３３１に連結されている
。第３クラツチ３３の駆動側は第２クラツチ３２の駆動
側であるドラム部３２１に連結され、更にこのドラム部
３２１はトルクコンバータ出力軸１０２に連結されてい
る。第３クラツチ３３の保合、解放はピストン３３２に
よって行われるようになっている。

一方、第３回転輪２０３は第５クラツチ（Ｃ−５）３５
の駆動側に連結されている。第５クラツチ３５の被動側
であるドラム部３５１は、第３−方向クラッチ（Ｆ−３
）４３のインナレース４３２に一体に連結されていると
共に、第３遊星歯車機構２３の第３サンギヤ２３１に一
体に連結されている。第３一方向クラッチ４３のアウタ
レース４３１はケース２に固定されている。また第５ク
ラツチ３５のドラム部３５１は第１ブレーキ（Ｂ１）　
５１のドラム部ともなっている。更に、第３キヤリヤ２
３３は遊星歯車装置の出力軸２０６に連結されている。

この出力軸２０６と第１回転輪２０１とは同軸上に配置
され、出力軸２０６の左端凹嵌部に第１回転軸２０１の
右端が嵌合されかつベアリングによって回転自在に支持
されている。

１方ケース２には、第２クラツチ３２のドラム部３２１
に近接してトルクコンバータ出力軸１０２の回転速度を
検出する第１速度センサ（Ｓ−１）６１が、また出力軸
２０６の回転速度を検出する第２速度センサ（Ｓ−２）
６２がそれぞれ設けられている。

このように構成された本実施例の遊星歯車変速装置に対
して、第４図に示すように前進５速、後進ｌ速の変速モ
ードが設定されている。

次に第４図を参照しながら、本実施例の変速動作につい
て説明する。

■前進第１速； 中立状態から第１速に変速するときは、第１クラツチ３
１を係合させる。この保合により、トルクコンバータ出
力軸１０２と第１回転軸２０１とが連結される。このた
め、トルクコンバータ出力軸１０２の回転は第１遊星歯
車機構２１の第１リングギヤ２１２に伝えられ、この第
１リングギヤ２１２も正転する。すなわち第１リングギ
ヤ２１２が入力部材となる。このギヤ２１２の回転によ
り、第１サンギヤ２１１が反力要素となるので第１プラ
ネタリギヤ２１４および第１キヤリヤ２１３も正転する
。

また、第１リングギヤ２１２の正転により、第１プラネ
タリギヤ２１４を介して第１サンギヤ２１１が逆転する
と共に、この第１サンギヤ２１１に一体の第２サンギヤ
、２２１も逆転する。この逆転に伴い、第２キヤリヤ２
２３が逆転しようとする。第２キヤリヤ２２３が逆転し
ようとすると、この第２キヤリヤ２２３に一体に連結さ
れている第１一方向クラッチ４１のインナレース４１１
も同方向に回転しようとするので、インナレース４１１
は共通レース４１２に係合するようになる。

このため、共通レース４１２もともに同方向に回転しよ
うとする。しかし、共通レース４１２のこの方向の回転
に対しては、共通レース４１２と第２一方向クラッチ４
２のアウタレース４２１とが係合するようになるので、
第２一方向クラッチ４２は共通レース４１２の逆転を阻
止する。すなわち、第１および第２一方向クラッチ４１
．４２の直列作動によって、第２キヤリヤ２２３の逆転
が阻止されるようになる。したがって、第２サンギヤ２
２１の逆転により、第２プラネタリギヤ２２４を介して
第２リングギヤ２２２が正転するようになる。このよう
にして、第１リングギヤ２１２に入力された動力は、第
１遊星歯車機構２１と第２遊星歯車機構２２とに分配さ
れて伝達されるようになる。

第１キヤリヤ２１３と第２リングギヤ２２２が一体に連
結されているので、第１キヤリヤ２１３の正転と第２リ
ングギヤ２２２の正転とにより、第３遊星歯車機構２３
の第３リングギヤ２３２が正転するようになる。この第
３リングギヤ２３２の正転にともない、第３プラネタリ
ギヤ２３４を介して第３サンギヤ２３１が逆転しようと
する。

しかし、第３サンギヤ２３１のこの方向の回転は第３一
方向クラッチ４３によって阻止されるので、第３サンギ
ヤ２３１は逆転しない。したがって、第３プラネタリギ
ヤ２３４の正転にともなって、第３キヤリヤ２３３が減
速されて正転するようになる。すなわち、第３キヤリヤ
２３３と一体の出力軸２０６が減速されて正転するよう
になる。こうして、第１速が設定される。

この減速比は第４図に示すようになる。すなわち、第１
リングギヤ２１２と第１サンギヤ２１１とのギヤ比をλ
１１第２リングギヤ２２２と第２サシギヤ２２１とのギ
ヤ比をλ２および第３リングギヤ２３２と第３サンギヤ
２３１とのギヤ比をλ３とすると、変速比は目＋λ１＋
（λ１／λ２））　・　（ｌ＋λ３）で表される。

なお、エンジンブレーキを作動させる場合は、第１ブレ
ーキ５１と第３ブレーキ５３とを作動させるようにする
。

■前進第２速； 第１速から第２速に変速するときは、更に第４クラツチ
３４を係合する。これにより、第１速と同様に第１リン
グギヤ２１２が入力部材となる。

すなわち、第１クラツチ３１を介して伝えられるトルク
コンバータ出力軸１０２の正転により、第１リングギヤ
２１２が正転する。この第１リングギヤ２１２の回転に
より第１サンギヤ２１１および第２サンギヤ２２１がと
もに逆転しようとする。

第２サンギヤ２２１が逆転しようとすると、第２および
第４プラネタリギヤ２２４．２４４を介して第４サンギ
ヤ２４１も逆転しようとする。しかし、第４クラツチ３
４が係合していてこの第４サンギヤ２４１が共通レース
４１２と連結状態にあるので、第４サンギヤ２４１の逆
転は第２一方向クラッチ４２によって阻止されるように
なる。したがって、第４および第２サンギヤ２４１，２
２１の歯数が同じである場合、第２および第１サンギヤ
２２１，２１１はともに逆転しない。

この結果、第１リングギヤ２１２の正転により、第１プ
ラネタリギヤ２１４を介して第１キヤリヤ２１３が減速
されて正転するようになる。この第１キヤリヤ２１３の
正転が第３リングギヤ２３２に伝えられる。その場合、
第２サンギヤ２２１が回転しないので、第２遊星歯車機
構２２から第３リングギヤ２３２に伝えられる回転はな
い。この・ように、第２遊星歯車機構は動力伝達経路と
はならなくなる。また第２キヤリヤ２２３は増速されて
正転するようになるので、第１一方向クラッチ４１は自
由回転状態となる。そして第１速の場合と同様に、この
第３リングギヤ２３２の正転により、出力軸２０６が減
速されて正転する。こうして、第２速が設定される。こ
の場合の変速比は第４図に示すように（ｌ＋λｌ）・（
ｌ＋λ３）で表される。

なお、第２サンギヤ２２１と第４サンギヤ２４１との歯
数が異なる場合には、その歯数比に応じて第２および第
１サンギヤ２２１．２１・ｌはともに回転するようにな
るが、いずれにしてもこれらは反力要素となる。

また、エンジンブレーキを作動させる場合は、第１ブレ
ーキ５１と第２ブレーキ５２とを作動させるようにする
。

■前進第３速； 第２速から第３速に変速するときは、第４図に示すよう
に更に第２クラツチ３２を係合させる。

これにより、入力部材は第１リングギヤ２１２と第２キ
ヤリヤ２２３となる。すなわち、第１リングギヤ２１２
にトルクコンバータ出力軸１Ｇ２の回転が伝えれられる
ばかりでなく、この出力軸１０２の回転は第２クラツチ
３２、第３回転軸２０３、第２キヤリヤ２２３に伝えら
れる。更に第２キヤリヤ２２３の回転は、第１一方向ク
ラッチ４１、第４クラツチ３４、第４回転輪２０４を介
して第４サンギヤ２４１に伝えられるので１．第４遊星
歯車機構２４は直結状態となる。また第２キヤリヤ２２
３は第２プラネタリギヤ２２４を介して第２および第１
サンギヤ２２１，２１１にも回転を伝えるので、第１サ
ンギヤが同速度で回転することにより、第１遊星歯車機
構２１も直結状態となる。

したがって、第１キヤリヤ２１３も同速度で正転するよ
うになり、この結果、第３リングギヤ２３２も同速度で
正転するようになる。この第３１Ｊングギヤ２３２の正
転が第３キヤリヤ２３３に減速されて伝えられ、この第
３キヤリヤ２３３の回転速度で出力軸２０６は正転する
ようになる。また第２一方向クラッチ４２は、第２速で
固定されていた第１、第２および第４サンギヤ２１１，
２２１．２４１が正転するようになるので、自由回転す
る。こうして、第３速が設定される。同様に、この場合
の変速比は第４図に示すように（１＋λ３）で表される
。

なおエンジンブレーキを作動させる場合は、第１ブレー
キ５１を作動させるようにする。また第３速達成後には
第１クラツチ３１は解放されてもよい。

■前進第４速； 第３速から第４速に変速するときは、更に第５クラツチ
３５を係合させる。この場合には第３Ｊト同様ニ、第１
．２．４ｉ３２星歯車機構２１，２２゜２４が直結状態
となり、トルクコンバータ出力軸１０２の回転は第３リ
ングギヤ２３２に同速度正転で伝えられる。更に第５ク
ラツチ３５が係合することにより、トルクコンバータ出
力軸の回転は第２キヤリヤ２２３から第５クラツチ３５
を介して第３サンギヤ２３１にも伝えられる。すなわち
、第３サンギヤ２３１も同速度で正転するようになる。

このため、第３遊星歯車機構２３も直結状態となり、第
３キヤリヤ２３３および出力軸２０６はともにトルクコ
ンバータ出力軸１０２の回転と同速度で正転するように
なる。このように第１〜第４遊星歯車機構２１〜２４が
すべてトルクを分担するようになる。その場合、第３速
まで固定されていた第３サンギヤ２３１が正転するよう
になるので、第３一方向クラッチ４３は自由回転となる
。こうして、第４速か設定される。この場合の変速比は
第３図に示すように１となる。

■＄前進第４速＊（第４速から第５速への移行）第４速
から第５速に変速するにあたって、第５速直前にこの第
４速＊が一瞬設定される。この第４速事に変速するとき
は、第４速状態から第１クラツチ３１を解放する。これ
により、第１リングギヤ２１２にはトルクコンバータ出
力軸１０２の回転は伝えられない。したがって、回転は
第４遊星歯車機構２４のみを介して伝えられるようにな
る。このとき、第４遊星歯車機構２４は依然として直結
状態にあるので、第３遊星歯車機構２３も直結状態を保
持する。したがって、出力軸２０６の回転はトルクコン
バータ出力軸１０２の回転と同じ状態を保持するように
なる。その場合、各保合要素はおよび各遊星歯車機構の
トルク分担が変わるだけである。そして第１遊星歯車機
構２１はトルク分担をしない、また第４速＊に変速する
際は回転速度に変化がないので、変速にともなうショッ
クはない。こうして、第４速率が設定される。

この場合の変速比は第４速と変わらなく１となる。

■前進第５速（オーバードライブ：ＯＤ）第４速傘から
第５速にするときは、第２ブレーキ５２を作動させる。

この場合は、トルクコンバータ出力軸１０２の回転が依
然として第２クラツチ３２を介して第２キ＋リヤ２２３
に入力され、第２キヤリヤ３２はトルクコンバータ出力
軸１０２と同速度で正転するようになる。すなわち、第
２キヤリヤ２２３が入力部材となる。

第２キヤリヤ３２の回転は第４サンギヤ２４１を正転さ
せようとするが、第４サンギヤ２４１は第４クラツチ３
４を介して第２ブレーキ５２により固定されているので
、正転しない。そして、これにより、第２プラネタリギ
ヤ２２４を介して第２リングギヤ２２２が増速回転する
。この増速された第２リングギヤ２２２の回転が第３リ
ングギヤ２３２に伝えられる。このとき、第１一方向ク
ラッチ４１は自由回転となる。一方、第２キヤリヤ２２
３の回転は第５クラツチ３５を介して第３サンギヤ２３
１に伝えられる。

したがって、第３遊星歯車機構２３においては、第３リ
ングギヤ２３２と第３サンギヤ２３１とがともに正転し
かつ第３リングギヤ２３２の速度が第３サンギヤ２３１
の速度よりも大きいので、第３リングギヤ２３２の回転
は第３サンギヤ２３１の回転によって減速されて第３キ
ヤリヤ２３３に伝えられる。しかしその場合の第３キヤ
リヤ２３３の回転速度はトルクコンバータ出力軸１０２
の回転速度よりも大きい、すなわち、出力軸２０６も増
速されてトルクコンバータ出力軸１０２よりも高い速度
で回転し、オーバードライブ状態になる。こうして、第
５速が設定される。このように第３リングギヤ２３２と
第３サンギヤ２３１とから駆動力を入力させることによ
り、第２リングギヤ２２２の歯数を大き（しなくても済
むようになる。

この第５速では第１遊星歯車機構２１は動力伝達に関与
しない。この場合の変速比は第４図に示すように、第２
リングギヤ２２２と第４サンギヤ２４１とのギヤ比をλ
２　′とすると、（１＋λ３）／（ｌ＋λ３＋λ２　′
）で表される。

このように前進は第１速から第５速まで設定される０以
上の変速動作説明はアンプシフト時の説明であるが、ダ
ウンシフト時の変速は前述の逆の作動を行えばよい。

■リバース（後進） 中立状態から後進段にするときは、第３クラツチ３３を
係合すると共に、第１．３ブレーキ５１゜５３を作動さ
せる。第３ブレーキ５３の作動により、第２キヤリヤ２
２３の回転が阻止される。−方、第３クラツチ３３が係
合することにより、トルクコンバータ出力軸１０２の回
転が第２クラ・２チ３２のドラム部３２１および第３ク
ラツチ３３を介して第４サンギヤ２４１に伝えられ、第
４サンギヤ２４１が同速度で正転するようになる。この
・第４サンギヤ２４１の正転により、第４．２プラネタ
リギヤ２４４，２２４を介して第２リングギヤ２２２が
減速されて逆転するようになる。この第２リングギヤ２
２２の逆転は第３リングギヤ２３２に伝えられ、第３リ
ングギヤ２３２も逆転する。また第３サンギヤ２３１は
第３一方向クラッチ４３によって正転が許容されるが、
第１ブレーキ５１が作動することによって制動されてい
るので回転しない。したがって、第３リングギヤ２３２
の逆転により、第３キ中リヤ２３３も減速されて逆転す
るようになる。この結果、出力軸２０６が逆転する。こ
うして、後進段が設定される。

この場合の変速比は−（ｌ＋λ３）／λ２　゛で表され
る。

このようにこの実施例においては、第２遊星歯車機構（
２２）のギヤ比λ２が第１速には関係するようになか、
第５速には同等関係しないものとなる。また第４遊星歯
車機構（２４）のギヤ比λ２′は第５速には関係するよ
うになるが、第１速には同等関係しないものとなる。す
なわち第】速の変速比と第５速の変速比とは、互いに独
立して設定することが可能となる。すなわち、第１速と
第５速とにおける変速比をそれぞれ互いに他の変速段に
おける変速比を特に考慮することなく、簡単に設定する
ことができるようになるので、ギヤ比の設定自由度が大
きくなる。

例えばλ２とλ２　′を互いに等しく設定し、仮にλ２
−λ２　′＝０．５、λ１　＝０．３９５、λ３＝０．
４とすると、第１速の変速比は３．０５８、第５速の変
速比は０．７３７となり、第１速での発進性能を十分に
確保しながら、第５速での高速時のドライバビリティを
確保することが可能となる。このようなギヤ比の設定は
特に通常時に高速走行を行う地域を走行するような車両
に適している。

またλ２　゛をλ２よりも大きく設定した場合は、仮に
λ２＝０．５、λ２　　′＝０．５５６、λｌ＝０．３
９５、λ３＝０．４とすると、第１速の変速比は、３．
０５８、第５速の変速比は０．７１６となり、第１速で
の発進性能を十分に確保しながら、第５速では通常時に
それほど高速走行を必要としない地域を走行するような
車両に適している。

更にλ２　′をλ２よりも小さく設定した場合は、仮に
２２＝０．５８８、λ２゛＝Ｏ１５、λ１＝０．３９５
、λ３＝０．４とすると、第１速の変速比は２．８９２
、第５速の変速比は０．７３７となり、第１速の変速比
を小さくして第２速へのつながりをスムーズにすると共
に、第５速での高速走行時のドライバビリティを確保す
る必要のあるような例えばスポーツカー等の車両に適し
ている。

このように、ギヤ比のワイド化が確実に達成することが
でき、種々の車種、種々のエンジンバリニーシランある
いは種々の車両使用条件等に対して、大きな設計変更を
伴わないで対応することが可能となる。

次に第１図（Ａ＞の実施例により、本発明の特徴である
クラッチ装置について説明する。

多板クラッチに形成されている第１クラツチ３１　　（
Ｃ−１）の駆動側であるドラム部３１１がトルクコンバ
ータ出力軸１０２に連結されると共に、第１クラツチ３
１の被動側であるクラッチハブ３１３が第１回転軸２０
１に連結されている。ドラム部３１１内には、ピストン
３１２およびリターンスプリング３１４が配設亭れ、ド
ラム部３１１とピストン３１２の間に作動油を給排する
ことにより、摩擦クラッチ板の係合、解放が行われるよ
うになっている。

前記第１クラツチ３１の半径方向外周には、多板クラッ
チに形成されている第２クラツチ３２が配設されている
。第２クラツチ３２（Ｃ−２）の駆動側であるドラム部
３２１がトルクコンバータ出力軸１０２に連結されると
共に、第２クラツチ３２の被動側であるクラッチハブ３
２３が第３回転軸２０３に連結されている。ドラム部３
２１内には、ピストン３２２およびリターンスプリング
３２４が配設され、ドラム部３２１とピストン３２２の
間に作動油を給排することにより、摩擦クラッチ板の保
合、解放が行われるようになっている。また、ドラム部
３２１は第３クラツチ３３（Ｃ−３）のクラッチハブ３
３３に連結されている。

上記構成からなるクラッチ装置の潤滑にろいて組明する
と、潤滑油は、第１回転軸２０１の中空孔２０１ａ、油
孔２Ｇｌｂ、トルクコンバータ出力軸１０２の油孔１０
２ａを経て第１クラツチ３１に供給されると同時に、油
孔２０１ｃ、さらにクラッチハブ３１３．３２３の間を
通って第２クランチ３２に供給される。油孔２０１ｂ、
２０１Ｃを通る潤滑油量は、第１クラツチ３１の係合・
解放には無関係で、中空孔２０１ａからの潤滑圧と第１
回転輪２０１の回転による遠心力により決定される。す
なわち、第１クラツチ３１が係合しても、潤滑油はクラ
ッチハブ３１３とＦｌａＩ！！材、セパレータの間より
図示矢印のように外径側に抜ける。また、一般にはクラ
ッチ保合後は潤滑は不要となり、逆に油が残っていると
油が撹拌され油温が上昇するため、ピストン係合面に溝
３１２ａ、３２２ａを形成して油を図示矢印のように外
径側に抜くようにしている。

ところで、本実施例においては、第２クラツチ３２は変
速用クラッチのため、第１クラシチ３１に比較して熱容
量が多く必要であるため、潤滑油量を多くする必要があ
る。第１クラツチ３１も５速から４速にシフトダウンす
るときに係合するが、このときは第２ブレーキ５２の解
放により第１−方向クラッチ４１が係合して４速＊状態
となり、その後第１クラツチ３１を係合させればよいの
で熱容量がいらない、但し、エンジン回転数を上げてニ
ュートラルからドライブレンジにシフトするような第１
クラツチ３１の急保合時には熱容量が必要となるが、そ
の頻度が少なく問題にはならない。

そのため、本発明においては、第１クラツチ３１を内側
に第２クラツチ３２を外側に２段構造とし、第１クラツ
チ３１のドラム部３１１およびクラッチハブ３１３を包
み込むように第２クラツチ３２のクラッチハブ３２３を
配置したので、第２クラツチ３２には、油孔２Ｇｌｂ、
油孔２０１ｃの両方から潤滑油が供給され、常に多くの
潤滑油を流すことができる。

また、第２クラツチの潤滑を油孔２０１ｂから補えるの
で、油孔２０１ｃの孔径は小さくてすむ場合があり、場
合によってはなくてもよい。すなわち、油孔２０１Ｃは
、第１クラツチ３１のクラッチハブ３１３の右側にあり
トルク伝達部のため、軸の疲労強度向上のためには孔径
は小さいほうがよい、一方、油孔２０１ｂはクラッチハ
ブ３１３の左側にありトルク伝達には無関係のため比較
的大きな孔をあけても問題にはならない。

次に第１図（Ｂ）により本発明の他の実施例について説
明する。

本実施例においては、第３クラツチ３３のクラッチハブ
３３３のフロント側をリンク３３３　ａ　ニより第２ク
ラツチ３２のドラム部３２１に位置決め固定すると共に
、第１図（Ａ）の第２クラツチ３２のピストン係合面の
溝３２２ａを廃止することにより、第２クラツチ３２の
保合後には、第２クラツチ３２のクラッチハブ３２３を
通過した油を、第３クラツチ３３のクラッチハブ３３３
の下面に溜め、第３クラツチ３３に潤滑油を供給するよ
うにしている。第２クラツチ３２は３速以上で係合する
ので、高速での第３クラツチ３３の潤滑を良好にするこ
とができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種
々の変更が可能である。

例えば、上記実施例においては、クラッチ装置を第３図
の自動変速機に適用しているが、これに限定されるもの
ではなく、クラッチを径方向に階層構造とし潤滑を良好
にする目的の他の自動変速機にも適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明の自動変速機におけるクラッチ装
置の１実施例を示す拡大断面図、第１図（Ｂ）は本発明
の他の実施例を示す拡大断面図、第２図は本発明が適用
される自動変速機の全体断面図を示し、（Ａ）はその左
側部分を、（Ｂ）はその右側部分をそれぞれ示す断面図
、第３図は第２図の動力伝達機構を示すギヤトレーン図
、第４図は本発明に係る遊星歯車変速装置の作動を説明
するための図、第５図は従来の遊星歯車変速装置を示し
、（Ａ）はそのスケルトン図、（Ｂ）はその作動を説明
するための図である。 ２１・・・第１遊星歯車機構、２２・・・第２遊星歯車
機構、２３・・・第３遊星歯車機構、２４・・・第４遊
星歯車機構、３１・・・第１のクラッチ、３２・・・第
２のクラッチ、２０１・・・第１回転軸、２０３・・・
第３回転軸。 出　願　人　アイシン・エイ・ダブり二株式会社代理人
弁理士　　　白　井　博　樹（外５名）０２ａ １０２と 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１動力伝達系統を介して駆動力が入力される第
   １遊星歯車機構と、第２動力伝達系統を介して前記駆動
   力が入力される第２遊星歯車機構と、変速後の駆動力を
   出力する第３遊星歯車機構と、オーバードライブを行わ
   せる第４遊星歯車機構とを備え、 第１のクラッチにより、少なくとも最低変速段において
   は少なくとも前記第１遊星歯車機構と第２遊星歯車機構
   とから駆動力を前記第３遊星歯車機構に伝達するように
   設定し、第２のクラッチにより、少なくとも最高速段に
   おいては少なくとも前記第４遊星歯車機構から駆動力が
   前記第３遊星歯車機構に伝達されるように設定してなり
   、前記第２のクラッチを前記第１のクラッチの径方向外
   側に配設し、両クラッチのクラッチハブ間に潤滑油路を
   形成したことを特徴とする自動変速機におけるクラッチ
   装置。