JPH0610497B2 - 車両用自動変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えば横置きエンジンを採用した車両に最適な
ラビニヨ式４速自動変速機に関し、特にその軸方向寸法
を小型化できるとともに、変速ショックを低減できるよ
うにしたクラッチ及び該クラッチ駆動用ピストンの配置
構成に関する。

〔従来の技術〕 一般に車両用自動変速機は、遊星歯車からなる変速歯車
装置と、該装置にトルクコンバータからの出力を選択し
て入力させるための複数のクラッチ，ブレーキを有する
入力経路切り換え装置とを備えている。このような車両
用自動変速機では、一般に搭載スペースが狭いことから
可能な限りの小型化が要請されるが、特に横置きエンジ
ンを採用した車両では、軸方向長さを極力短縮した自動
変速機が要請される。

そこで上記軸方向長さを短縮できる自動変速機として、
従来、第５図に示すものがある。これはトルクコンバー
タ１と、変速歯車装置２と、トルクコンバータ１からの
出力を変速歯車装置２の各ギヤ，キャリアに選択的に入
力する入力経路切り換え装置３とから構成されている。

上記変速歯車装置２は、トルクコンバータ１のタービン
ランナ１ａに接続された入力軸１ｂ廻りに第１，第２サ
ンギヤS1，S2を回転可能に配設し、該第１，第２サンギ
ヤS1，S2にそれぞれ噛合する第１，第２ピニオンギヤP
1，P2を、上記入力軸１ｂ廻りに回転可能に配置された
キャリア８によって軸支し、さらに上記第２ピニオンギ
ヤP2にリングギヤ９を噛合させて構成されている。な
お、９ａは上記リングギヤ９に接続された出力取り出し
用リダクションギヤである。

また、上記入力経路切り換え装置３は、上記入力軸１ｂ
の回転を、上記第１，第２サンギヤS1，S2に伝達又は遮
断する後進用第１クラッチC1，低速用第２クラッチC2
と、上記キャリア８に伝達又は遮断する高速用第３クラ
ッチC3と、第１サンギヤS1を固定するブレーキB1とから
構成されている。そして上記第２クラッチC2は第１クラ
ッチC1の半径方向内側に配設されている。

また、図示していないが、上記従来の自動変速機では、
第１〜第３クラッチ駆動用第１〜第３ピストンは、それ
ぞれ別個に設けられた第１〜第３シリンダケース内に、
第１〜第３クラッチに対向させて配置されている。

この従来装置では、第２クラッチC2が第１クラッチC1の
半径方向内側に配設されているから、それだけ軸方向長
さが短縮され、上述の小型化の要請に応えることができ
る。また、上記各駆動用ピストンに油圧を供給すること
によって各クラッチを作動させることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで上記第１，第２クラッチC1，C2は、それぞれ後
進時，第１速，第２速時のように減速比の大きい低速時
に接続状態になるものであるから、その大減速比に応じ
た大トルクに耐え得るよう大きなクラッチ容量が必要で
あり、一般に外径の大きなものとなっている。ところが
上記従来構造では、このいずれも大径の第１，第２クラ
ッチ同士を半径方向に重ねているから、内側のクラッチ
に必要な外径を確保すると、外側に位置するクラッチの
外径が必要以上に大きくなり、結局軸方向長さは短縮で
きたものの、外径が大きくなるという点で不利である。

また、上記従来構造のものでは、特に第４速から第３速
に、あるいは第２速から第３速に切り換わった時の変速
ショックが大きくなり易い。これは以下の理由によるも
のと考えられる。即ち、一般に上記構造の自動変速機で
は、クラッチの作動については、例えば第４速時には小
容量の第３クラッチC3のみが作動しているが、第３速へ
の切り換え時にはこの状態からさらに大容量の第２クラ
ッチC2も同時に作動することとなる。しかも上述のよう
に第３，第２クラッチ駆動用第３，第２ピストンは別個
独立に構成されているから、それぞれのピストンの受圧
面積に応じた押し付け力が発生し、その結果切り換え時
点ではクラッチ容量が過大となり、そのため変速ショッ
クが大きくなる。

さらにまた、上述の如き４速の自動変速機では、変速機
ケース，変速歯車装置，入力経路切り換え装置等を最大
限共用しながら３速の自動変速機を製造する場合が多
い。上記従来構造のものを３速用に転用する場合は第３
クラッチC3を取り除くこととなるが、このようにして製
造した３速自動変速機は、上記第３クラッチC3があった
部分を無駄な空間としてあけていながら、第１，第２ク
ラッチC1，C2部分は２重構造となっており、従来からの
一般的な３速自動変速機と比較した場合、非常に不自然
で無理な構造になる懸念がある。

そこで本発明の目的は、上記従来の問題点に鑑み、外径
をほとんど大きくすることなく軸方向長さを短縮でき、
また変速ショックを大幅に低減でき、さらに３速用に転
用した場合、一般的な３速自動変速機と比較しても全く
自然で無理のない構造にすることのできる車両用自動変
速機を提供することを特徴としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、トルクコンバータからの出力を、後進用第１
クラッチ，低速用第２クラッチを介して第１，第２サン
ギヤに入力するとともに、高速用第３クラッチを介し
て、第１，第２ピニオンギヤを軸支するキャリアに入力
するようにした車両用ラビニヨ式４速自動変速機におい
て、上記高速用第３クラッチを低速用第２クラッチの半
径方向内側に配設し、かつ第３クラッチ駆動用第３ピス
トンを第２クラッチ駆動用第２ピストン内に配設したこ
とを特徴としている。

〔作用〕

一般に上記低速用第２クラッチは、減速比の大きい低速
時に接続されるから、この大減速比に応じた大容量に、
即ち比較的大径に設計されており、一方上記高速用第３
クラッチは減速比の小さい高速時に接続されるから比較
的小容量で小径に設計されている。従って本発明におい
ては第２クラッチをその容量上必要な外径にしながら、
これの半径方向内側に第３クラッチを無理なく配置する
ことができ、従来構造のように外側のクラッチの外径が
内側にクラッチを配置したことで必要以上に大きくなる
ことはない。その結果、外径を大きくすることなく軸方
向長さを短縮できる。

また、本発明では、第３クラッチ駆動用第３ピストンを
第２クラッチ駆動用第２ピストン内に配置したので、第
２，第３クラッチの両方が同時に作動する場合、例えば
第４速から第３速への切り換え時には、第３ピストンの
加圧状態でさらに第２ピストンに油圧を供給することに
なるが、この場合、第２ピストンの有効受圧面積は該第
２ピストンの受圧面積から第３ピストンの受圧面積を差
し引いた面積となる。従って、第４速から第３速への切
り換え時にクラッチの押し付け力が過大になることはな
く、適正なクラッチ容量が得られ、その結果変速ショッ
クを大幅に軽減できる。

なお、第２クラッチのみ作動させる大減速比状態では、
第３ピストンに油圧が供給されることはないから、第２
ピストンの有効受圧面積が減じられることはなく、該第
２ピストンの受圧面積に応じた大きい押し付け力を確保
でき、低速時にクラッチ容量が不足することはない。

さらにまた、本発明の４速自動変速機を３速用に転用す
る場合、第３クラッチを取り除くこととなるが、この場
合、第１クラッチ，第２クラッチが軸方向に配置された
典型的な３速自動変速機の構造となり、上記従来構造の
ものを３速用に転用した場合のような大径のクラッチ同
士を半径方向に重ねるという不自然な構造になることは
ない。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第３図は本発明の一実施例によるラビニヨ
式４速自動変速機を示す。

図において、本実施例の自動変速機３０は、ロックアッ
プ機構付きトルクコンバータ１と、第１，第２サンギヤ
S1，S2、第１，第２ピニオンギヤP1，P2、及びリングギ
ヤ９からなるラビニヨ歯車列を備えた変速歯車装置２
と、主として第１〜第３クラッチC1〜C3からなる入力経
路切り換え装置３とから構成されている。

上記トルクコンバータ１は、コンバータハウジング１ｃ
内に配設されており、エンジンのクランク軸１ｄに接続
されたコンバータケース１ｅにポンプインペラ１ｆを接
続し、これと対向してタービンランナ１ａを配置し、両
者間にステータ１ｇを一方向クラッチ１ｈを介して回転
可能に配置して構成されている。なお、該クラッチ１ｈ
及び上記タービンランナ１ａに接続された入力軸１ｂ
は、変速機ケース１３に固定された支持部材１８によっ
て回転自在に支持されている。また、１ｉはロックアッ
プクラッチである。

上記変速歯車装置２及び入力経路切り換え装置３は上記
変速機ケース１３内に配置されている。

該変速歯車装置２の第２サンギヤS2は、上記入力軸１ｂ
と同軸上に配設された出力側軸１４廻りに回転自在に配
置されており、該第２サンギヤS2のボス部５ａに上記第
１サンギヤS1が回転自在に配設されている。また、上記
出力側軸１４にはキャリア８のボス部８ａがスプライン
嵌合している。このキャリア８によって上記第１，第２
ピニオンギヤP1，P2が回転自在に支持されており、この
第１ピニオンギヤP1は上記第１サンギヤS1に、第２ピニ
オンギヤP2は上記第２サンギヤS2及び第１ピニオンギヤ
P1にそれぞれ噛合している。また上記キャリア８の外周
部８ｂには一方向クラッチC4，第２ブレーキB2が配設さ
れている。なお、１６ａは該ブレーキB2を作動させるた
めのピストンである。さらにまた、上記キャリア８のボ
ス部８ａには、上記第１ピニオンギヤP1に噛合した出力
取り出し用リングギヤ９のボス部９ｂが回転自在に装着
されており、該ボス部９ｂは軸受１３ａを介して上記変
速機ケース１３で軸支されている。また該ボス部９ｂの
軸方向端部にはリダクションギヤ９ａがスプライン嵌合
している。

なお、上記リダクションギヤ９ａはカウンタ軸２１の入
力歯車２１ａに噛合しており、これの出力歯車２１ｂは
差動歯車装置２２のリングギヤ２２ａに噛合している。
また該差動歯車装置２２の出力軸２２ｂの先端に車輪が
取り付けられている。

上記入力経路切り換え装置３の第１クラッチC1は、上記
入力軸１ｂに固定された皿状の入力部材１７に固着形成
された第１ハブ１０ａと、上記支持部材１８に回転自在
に支持された第１アウタドラム１０ｂとの間に多数の摩
擦板１０ｃを配置し、さらにシリンダとして機能する上
記アウタドラム１０ｂ内にクラッチ作動用第１ピストン
１０ｄを軸方向に摺動可能に配置して構成されている。
また、このアウタドラム１０ｂには筒状の伝達部材１０
ｅが接続されており、これの先端部は上記第１サンギヤ
S1にスプライン嵌合している。なお、B1は上記伝達部材
１０ｅの回転を停止させる第１ブレーキである。

上記第２クラッチC2は、上記入力部材１７の先端に装着
された筒状のドラム２０の外周面と、第２アウタドラム
１１ａとの間に多数の摩擦板１１ｂを配設し、さらに上
記入力部材１７内にクラッチ作動用第２ピストン１１ｃ
を配設して構成されている。つまりこの入力部材１７は
第２ピストン１１ｃのシリンダを構成しており、またこ
の第２ピストン１１ｃの外周縁部に所定ピッチ毎に突設
された押圧爪１１ｄは上記ドラム２０に形成された貫通
孔を通って上記摩擦板１１ｂと対向している。また、上
記第２アウタドラム１１ａの先端部は上記第２サンギヤ
S2のボス部５ａにスプライン嵌合している。

上記第３クラッチC3は、上記ドラム２０の内周面と、上
記出力軸１４に固定された第３ハブ１２ａとの間に多数
の摩擦板１２ｂを配設し、上記第２ピストン１１ｃ内に
第３ピストン１２ｃを配設して構成されている。即ち、
この第３クラッチC3は上記第２クラッチC2とドラム２０
を共用し、かつ該第２クラッチC2の半径方向内側に配設
されており、さらに上記第２ピストン１１ｃは第３ピス
トン１２ｃのシリンダを構成している。

次に本実施例の作用効果について説明する。

本実施例の自動変速機３０では、各クラッチ，ブレーキ
等を第１表に示す組み合わせで作動させることによっ
て、トルクコンバータ１からの出力を何れかのサンギ
ヤ，あるいはキャリアに選択して入力し、これによって
各変速段を実現する。

例えば、第１速の場合は、第２クラッチC2のみを作動さ
せるとともに、一方向クラッチC4を固定する。これによ
りキャリア８が固定された状態で、トクルコンバータ１
からの回転が入力部材１７，第２クラッチC2を介して第
２サンギヤS2に入力される。その結果第２サンギヤS2と
リングギヤ９との歯数比に応じた大減速比が得られるこ
ととなる。そして第２速の場合は、上記一方向クラッチ
C4を解除するとともに、第１ブレーキB1を作動させる。
すると第１サンギヤS1が固定されるとともに、キャリア
８の回転が自由になり、その結果減速比は上記第１速の
場合より少し小さくなる。この第１速，第２速の場合、
第２ピストン１１ｃのみに油圧が供給され、該ピストン
１１ｃの受圧面積に応じた大きい押し付け力が得られ
る。

また、第３速の場合は、上記第２速の状態から第１ブレ
ーキB1を解放するとともに、第３クラッチC3をも作動さ
せる。するとトルクコンバータ１からの出力は第２クラ
ッチC2を介して第１サンギヤS1に、及び第３クラッチC3
を介してキャリア８に分割入力され、上記第２速の場合
よりさらに小さい減速比、例えば１．０が得られる。こ
の場合第３ピストン１２ｃにも油圧が供給されるので、
該第３ピストン１２ｃの受圧面積の分だけ第２ピストン
１１ｃの有効受圧面積が減少することとなり、結局トル
クコンバータ１からの出力はこの両クラッチC2，C3によ
って分割入力されることとなる。

また、第４速の場合は、第３クラッチC3のみを作動させ
るとともに、第１ブレーキB1を作動させる。これにより
第１サンギヤS1が固定されるとともに、トルクコンバー
タ１の回転が入力部材１７，第３クラッチC3を介して出
力軸１４からキャリア８に入力される。その結果第１サ
ンギヤS1，第１ピニオンギヤP1及びリングギヤ９の歯数
比に応じて、例えば１．０以下の減速比が得られること
となる。

このように本実施例では、第１速，第２速のような低速
時には第２クラッチC2のみが作動する。従ってこの第２
クラッチC2は、低速時の大減速比に応じた大トルクを伝
達できるよう大径に設計されている。一方、第３クラッ
チC3は第４速時のみに単独で作動し、また第３速時には
上記大容量の第２クラッチC2とともに作動するものであ
るから、概ね第４速時の小減速比に応じた小トルクを伝
達できればよく、比較的小径に設計されている。従って
本実施例の第３クラッチC3は、第２クラッチC2の内側に
無理なく配設でき、外側のクラッチを必要以上に大径に
したり、内側のクラッチが容量不足になったりする問題
が生じることはない。

また、上記従来構造の自動変速機においては、例えば第
２速から第３速に、あるいは第４速から第３速に切り換
えた場合のように、第２，第３クラッチの両方に油圧が
供給されると、変速ショックが大きいという問題があっ
た。これに対して本実施例では、第２ピストン１１ｃ内
に第３ピストン１２ｃ配設したので、両ピストンに油圧
を供給した場合は、第２ピストン１１ｃの有効受圧面積
が第３ピストン１２ｃの受圧面積の分だけ減じられ、そ
の結果クラッチの押し付け力が過大になることはなく、
適正なクラッチ容量が得られ、それだけ変速ショックを
軽減できる。

ところで上述のように、本実施例の如き４速自動変速機
は、上記第３クラッチC3を取り除くことによって３速用
に転用される場合がある。第３図はこのようにして設計
された３速自動変速機を示し、図中第１図と同一符号は
同一又は相当部分を示す。

この例では、第２クラッチC2は、入力部材１７の先端部
に形成されたアウタドラム１７ａと、ハブ１１ｄとの間
に多数の摩擦板１１ｂを配設し、上記ハブ１１ｄを第２
サンギヤS2が一体形成された出力側軸１４に噛合させて
構成されている。

このように本実施例の自動変速機３０を３速用に転用す
る場合、第３クラッチC3を取り除き、最小限の形状変更
を行うだけで、第１，第２クラッチC1，C2が軸方向に配
置された一般的な３速の自動変速機を構成でき、上述の
従来構造のように、大径の第１，第２クラッチが半径方
向に重ねられているというような、不自然な形状になる
ことはない。

なお、上記第１図の実施例ではドラム２０を共用して第
２，第３クラッチC2，C3を半径方向に重ねるようにした
場合について説明したが、本発明の第２，第３クラッチ
C2，C3は必ずしもこのような構造にする必要はなく、要
は第３クラッチC3を第２クラッチC2の半径方向内側に配
設するとともに、第３ピストン１２ｃを第２ピストン１
１ｃ内に配設すればよい。

第４図はこのようなクラッチの配置構造の変形例を示
す。上記第１図の実施例では、ドラム２０を共用して第
２，第３クラッチC2，C3を構成したのに対し、この変形
例は第２，第３クラッチのそれぞれにアウタドラム，ハ
ブを設けるとともに、第３クラッチのアウタドラムを可
動にした例である。

図において、第１図と同一符号は同一又は相当部分を示
し、第２クラッチC2は入力部材１７の先端部に形成され
た第２アウタドラム１７ａと、第２ハブ１１ｅとの間に
多数の摩擦板１１ｂを配置してなり、この第２ハブ１１
ｅが第２サンギヤS2のボス部５ａにスプライン嵌合して
いる。

また第３クラッチC3は上記入力部材１７の第２アウタド
ラム１７ａの内方に配置された第３アウタドラム１２ｄ
と、出力側軸１４に固定された第３ハブ１２ａとの間に
多数の摩擦板１２ｂを配置し、さらに第３ピストン１２
ｃを上記第２ピストン１１ｃ内に配設して構成されてい
る。そして上記第３アウタドラム１２ｄの後端部にはフ
ランジ部１２ｅが一体形成されており、これの外周に形
成された係合爪１２ｆが上記入力部材１７に形成された
ガイド溝１７ｃ内に軸方向に移動可能に係合しており、
これによりこの第３アウタドラム１２ｄは軸方向に可動
となっている。またこの第３アウタドラム１２ｄのフラ
ンジ部１２ｅには第２ピストン１１ｃがリベット結合さ
れており、該フランジ部１２ｅが第２クラッチC2の摩擦
板１１ｂと対面している。

この変形例では、第２ピストン１１ｃの前進により、第
３クラッチC3の第３アウタドラム１２ｄが前進して第２
クラッチC2を作動させることとなり、これにより、トル
クコンバータ１からの出力は入力部材１７から第２クラ
ッチC2を介して第２サンギヤS2入力され、又第３クラッ
チC3を介してキャリア８に入力される。

この変形例においても、上記実施例と同様に、軸方向長
の短縮，３速用への容易な転用が図れる効果があり、ま
た変速ショックを軽減できる効果がある。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明に係る車両用自動変速機によれ
ば、高速用第３クラッチを低速用第２クラッチの半径方
向内側に配設するとともに、第３クラッチ用第３ピスト
ンを第２クラッチ用第２ピストン内に配設したので、軸
方向長さを短縮できるとともに３速用への転用が容易に
できる効果があり、かつ上記両クラッチが作動した場合
の押し付け力を適正にして変速ショックを軽減できる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるラビニヨ式４速自動変
速機を示す断面平面図、第２図はその模式図、第３図は
３速用に転用した場合の構造を示す断面平面図、第４図
は上記実施例のクラッチ部分の変形例を示す断面図、第
５図は従来例を示す模式図である。 図において、１はトルクコンバータ、２は変速歯車装
置、３は入力経路切り換え装置、８はキャリア、９はリ
ングギヤ、１１ｃは第３ピストン、１２ｃは第２ピスト
ン、C1〜C3は第１〜第３クラッチ、P1，P2は第１，第２
ピニオンギヤ、S1，S2は第１，第２サンギヤである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１，第２サンギヤのそれぞれに第１，第
   ２ピニオンギヤを噛合させ、かつ該両ピニオンギヤ同士
   を噛合させるとともに、第１ピニオンギヤに噛合するリ
   ングギヤから出力を取り出すようにしたラビニヨ歯車列
   からなる変速歯車装置と、トルクコンバータからの出力
   を、後進用第１クラッチによって上記第１サンギヤに、
   低速用第２クラッチによって上記第２サンギヤに、高速
   用第３クラッチによって上記第１，第２ピニオンギヤを
   軸支するキャリアにそれぞれ切り換えて入力させ、かつ
   第１サンギヤ，キャリアを固定・解除又は一方向にのみ
   固定するようにした入力経路切り換え装置とを備えた車
   両用ラビニヨ式４速自動変速機において、上記高速用第
   ３クラッチを上記低速用第２クラッチの半径方向内側に
   配設し、該第２クラッチを作動させる第２ピストンを該
   第２クラッチの摩擦板と対向するよう配置するととも
   に、該第２ピストン内に上記第３クラッチを作動させる
   第３ピストンを該第３クラッチの摩擦板と対向するよう
   に配設し、上記第１，第３ピストンの同時作動時に第２
   ピストンの有効受圧面積が第３ピストンの受圧面積分だ
   け減少するように構成したことを特徴とする車両用自動
   変速機。