WO2006059754A1 - 自動変速機 - Google Patents

Abstract

複式プラネタリギヤの第1要素は、入力軸に第3クラッチを介して選択的に連結され、又は第1ブレーキを介して選択的に固定される。第2要素は、入力軸の回転を増速して回転される単式プラネタリギヤの増速要素に直結された中間軸に第2クラッチを介して選択的に連結され、又は第2ブレーキを介して選択的に固定される。第3要素は出力軸に直結されている。第4要素は、入力軸に第1クラッチを介して選択的に連結される。これにより、入力軸の回転を単式プラネタリギヤにより増速して複式プラネタリギヤに伝達することにより、自動変速機各部の分担トルクを減少して各部サイズおよび各摩擦係合要素の容量を小さくすることができる。

Description

自動変速機 技術分野

本発明は、入力軸に連結された単式ブラネタリギヤの各要素を複式ブラネタ リギヤの各要素にクラッチを介し明て連結可能とするとともに、ブレーキを介し て固定可能とすることにより、入力軸の回転を複数段に変速して出力軸に伝達 する自動変速機に関する。 書 背景技術

入力軸が連結された第 1 リングギヤ、 トランスミツションケースに固 定された第 1サンギヤおよび第 1 リングギヤと第 1サンギヤとに嚙合す るピニオンを支承する第 1キヤリァからなる単式ブラネタリギヤと、 第 2および第 3サンギヤ、 第 2サンギヤに直接嚙合し第 3サンギヤに中間 ピニオンを介して嚙合する口ングピ二オン、 該ロングピニオンおよび中 間ピニオンを支承する共通キヤリァ、 並びに前記口ングピ二オンと嚙合 する共通リングギヤを有する複式ブラネタリギヤとを設け、 該複式ブラ ネタリギヤの共通リングギヤを出力軸に直結し、 入力軸の回転より回転 数が減速された単式ブラネタリギヤの第 1キヤリァの回転を第 1および 第 3クラツチを介して複式ブラネタリギヤの第 3および第 2サンギヤに 選択的に伝達し、 入力軸の回転を第 2クラツチを介して複式ブラネタリ ギヤのキヤリァに選択的に伝達し、 複式ブラネタリギヤの第 2サンギヤ および共通キヤリアを第 1および第 2ブレーキを介して夫々選択的に固 定して前進 6速、 後退速の変速段を成立する自動変速機が特開平 4一 2 1 9 5 5 3号公報に開示されている。 また、 米国特許第 5 , 54 2， 8 8 9号明細書には、 Fig. 1に示され ているように、 エンジンのクランクシャフ ト 1 4に回転連結された入力 軸 44に直結されたキヤリア 74、 変速機ケース 8 0に固定されたサン ギヤ 70および入力軸 44の回転を增速して回転されるリングギヤ 7 2 により単式プラネタリギヤ 5 2を構成し、 2個のプラネタリギヤ 5 0， 48におけるリングギヤ 64とキャリア 5 8とを直結し、 キャリア 6 6 とリングギヤ 56とをクラッチ C L 1により連結可能として複式プラネ タリギヤ 50, 4 8を構成した自動変速機が記載されている。 ブラネタ リギヤ 50， 48におけるサンギヤ 6 2はクラッチ C L 3を介して単式 プラネタリギヤ 5 2のキヤリア 74に連結可能であり、 又はブレーキ B 2により変速機ケース 80に固定可能である。 またキャリア 6 6はワン ウェイクラッチ 8 2により逆転を阻止され、 キャリア 6 6にクラッチ C L 1により連結されたリングギヤ 5 6はワンウェイクラッチ 8 2〖こより 逆転を阻止されている。 キャリア 6 6はクラッチ C L 2を介して単式プ ラネタリギヤ 5 2のリングギヤ 7 2に連結可能であり、 又はブレーキ B 1により変速機ケース 80に固定可能である。 直結されたリングギヤ 6 4およびキヤリア 5 8は出力軸 9 0に直結され、 プラネタリギヤ 48の サンギヤ 54は入力軸 44に直結されている。

さらに、 特開平 4 _ 2 1 9 5 5 3号公報に記載されたものと同様の特 開 2000— 2 20 704号公報に記載された自動変速機においては、 その図 6, 7に示されているように、 エンジンにより回転駆動される入 力軸 1 1が軸前半部 1 1 Aと軸後半部 1 1 Bとに分割されてスプライン 結合されている。 軸前半部 1 1 Aには、 油圧サーボ部 6への作動油を供 給するための油路 1 1 pおよびトランスミツションケース 1 0内に配置 された各構成要素への潤滑油を供給する潤滑油路 1 1 rが平行に形成さ れ、 軸後半部 1 1 Bには潤滑油路 1 1 sが形成されている。 そして、 単 式プラネタリギヤ G 1のキャリア C Iは入力軸 1 1 と連結されることな く第 1及び第 3のクラッチ C— 1 , C— 3の共通のハブ 7 4に連結され ている。

特開平 4— 2 1 9 5 5 3号公報および特開 2 0 0 0— 2 2 0 7 0 4号 公報に記載された自動変速機では、 エンジンの出力回転が単式ブラネタ リギヤにより減速されて複式ブラネタリギヤに入力されるので、 複式プ ラネタリギヤに増大されたトルクが伝達される。 特に、 エンジンの出力 特性が、 例えばディーゼルエンジンのように比較的低い出力回転で高い トルクを出力する場合、 伝達トルクがさらに大きくなり、 高トルクに対 応するために、 各部のサイズを大きく し、 クラッチ、 ブレーキの容量を 大きくする必要がある。

この問題を解消するために、 米国特許第 5， 5 4 2 , 8 8 9号明細書 に記載された自動変速機では、 エンジンの出力回転を単式ブラネタリギ ャ 5 2により増速して複式プラネタリギヤ 4 8 , 5 0に入力している。 しかしながら、 米国特許第 5， 5 4 2， 8 8 9号明細書に記載された自 動変速機は、 キャリア 6 6がワンウェイクラッチ 8 2により逆転を阻止 され、 このキャリア 6 6にリングギヤ 5 6がクラッチ C L 1により連結 されることにより回転を阻止されて反力をとり、 サンギヤ 5 4に直結さ れた入力軸 4 4の回転を減速して第 1速を達成している。 従って、 係る 自動変速機は構造が複雑になるとともに、 伝達トルクが大きい第 1速に おいて、 反力を受けるリングギヤ 5 6の回転を阻止するためにリングギ ャ 5 6をワンウェイクラッチ 8 2に連結するクラッチ C L 1の容量を大 きくする必要があり、 装置が大型化してしまう。

本発明は係る要望に応えるためになされたもので、 入力軸の回転を単 式ブラネタリギヤにより増速して複式ブラネタリギヤに伝達することに より、 自動変速機各部の分担トルクを減少して各部サイズおよび各摩擦 係合要素の容量を小さくできる自動変速機を提供することである。 発明の開示

上述した課題を解決し、 目的を達成するために、 本発明は、 入力軸に 連結された単式ブラネタリギヤおよび前記出力軸に連結された複式ブラ ネタリギヤの各要素を連結または固定して前記入力軸の回転を複数段に 変速して前記出力軸に伝達する自動変速機において、 前記単式ブラネタ リギヤは、 前記入力軸に直結された入力要素、 前記トランスミ ッション ケースに固定された固定要素および前記入力軸の回転を増速して回転さ れ前記中間軸に直結された増速要素を備え、前記複式ブラネタリギヤは、 速度線図においてギヤ比に対応した間隔で順次並べられた 4個の要素に 並び順にそれぞれ対応する第 1、 第 2、 第 3および第 4要素を有し、 前 記第 1要素は第 3クラツチを介して前記入力軸に連結可能であるととも に、 第 1ブレーキを介して固定可能であり、 前記第 2要素は第 2クラッ チを介して前記中間軸に連結可能であるとともに、 第 2ブレーキを介し て固定可能であり、 前記第 3要素は出力軸に直結され、 前記第 4要素は 第 1クラツチを介して前記入力軸に連結可能としたことである。

これによれば、 エンジンに回転連結された入力軸の回転が単式プラネ タリギヤにより増速されて複式ブラネタリギヤに入力されるので、 複式 プラネタリギヤに伝達される トルクが減少し、 各部のサイズおよびクラ ツチ、 ブレーキの容量を小さくすることができる。 また、 ガソリンェン ジンに回転連結された入力軸の回転を単式プラネタリギヤにより減速し て複式ブラネタリギヤに入力するようにした従来のガソリンエンジン用 自動変速機と、 複式プラネタリギヤ部分等を共通化し、 単式プラネタリ ギヤにより入力軸の回転を減速することに替えて増速するように変更す るだけで、 ガソリンエンジンより低回転数で高トルクを出力する例えば ディーゼルエンジンに適した自動変速機を、 各部のサイズおよびクラッ チ、 ブレーキの容量を大きくすることなく提供することができる。 さら に、 伝達トルクが大きい第 1速において、 第 2要素の回転はクラッチを 介することなく阻止されるので、 大容量のクラツチを装備する必要がな くなり、 自動変速機を小型、 軽量、 低コス ト化することができる。 また、 本発明は、 上述の改良された自動変速機において、 前記入力軸 および出力軸は、 トランスミツションケースに共通軸線上で回転可能に 軸承され、 前記中間軸は、 先端部に形成された支承軸部で前記入力軸の 端部に穿設された軸承穴に前記入力軸と同軸に相対回転可能に支承され ている。

これによれば、 エンジンに回転連結された入力軸の回転を単式プラネ タリギヤにより増速して中間軸に伝達し、 この中間軸の回転を複式ブラ ネタリギヤにより複数段に変速して出力軸に伝達する自動変速機におい て、 増速する中間軸が入力軸の端部に同軸に相対回転可能に支承されて いるので、 中間軸を小さなスペースで高剛性に回転可能に支承すること ができる。

さらに、 本発明は、 上記 2番目の改良された自動変速機において、 前 記中間軸は、 該中間軸の先端部から前記複式ブラネタリギヤの内周側を 貫通して延出され、 該延出部の端部で前記トランスミッションケースに 前記共通軸線上で回転可能に軸承されている。

これによれば、 増速する中間軸を小さなスペースで高剛性にトランス ミツションケースに両端支持することができる。

本発明は、 上記 1番目乃至 3番目のいずれかの改良された自動変速機 において、 前記複式プラネタリギヤは、 2つの単式プラネタリギヤから なり、 該 2つの単式プラネタリギヤの一方の単式プラネタリギヤの異な る 2つの要素を、 他方の単式プラネタリギヤのそれぞれ異なる 2つの要 素に常時連結することで、 4つの回転要素を有する。

これによれば、 請求項 1に係る発明と同様の効果を奏するとともに、 簡単な構成で、 入力軸の回転を適切に離間した前進 6速、 後退速に変速 して出力軸に出力することができる。

本発明は、 上記 1番目乃至 3番目のいずれかの改良された自動変速機 において、 前記単式プラネタリギヤは、 第 1サンギヤ、 該第 1サンギヤ と嚙合するピニオンを支承する第 1 キヤリァおよび該ピニオンと嚙合す る第 1 リングギヤにより構成され、 該第 1キャリアが前記入力要素、 該 サンギヤが前記固定要素、 該第 1 リングギヤが前記増速要素であり、 前 記複式プラネタリギヤは、 第 2および第 3サンギヤ、 前記第 2サンギヤ に直接嚙合し前記第 3サンギヤに中間ピニオンを介して嚙合するロング ピニオン、 該ロングピニオンおよび前記中間ピ-オンを支承する共通キ ャリア、 並びに前記ロングピニオンと嚙合する共通リングギヤにより構 成され、 該第 2サンギヤが前記第 1要素、 該共通キャリアが前記第 2要 素、 該共通リングギヤが前記第 3要素、 該第 3サンギヤが前記第 4要素 である。

これによれば、 第 2サンギヤは第 3クラッチを介して第 1キャリアに 選択的に連結され、 又は第 1ブレーキを介して選択的に固定される。 共 通キャリアは第 2クラッチを介して第 1 リングギヤに選択的に連結され 、 又は第 2ブレーキを介して選択的に固定される。 共通リングギヤは出 力軸に直結されている。 第 3サンギヤは第 1クラッチを介して第 1キヤ リアに選択的に連結される。

これにより、 請求項 1に係る発明と同様の効果を奏するとともに、 全 長が短いコンパク トな構成で、 入力軸の回転を適切に離間した前進 6速 、 後退速に変速して出力軸に出力することができる。

本発明は、 上記 1乃至 5番目のいずれかの改良された自動変速機にお いて、 前記第 1および第 3クラツチが前記単式ブラネタリギヤの近傍に 配置されている。

これによれば、 従来のガソリ ンエンジン用自動変速機と複式ブラネタ リギヤ 1 6部分を共通化し、 単式ブラネタリギヤにより入力軸の回転を 減速することに替えて増速するように変更するだけで、 従来のガソリン エンジンより低回転数で高トルクを出力する例えばディーゼルエンジン に適した自動変速機を容易に提供することができる。

本発明は、 上記 2番目の改良された自動変速機において、 前記単式プ ラネタリギヤは、 前記入力要素であるとともに前記入力軸の端部から半 径方向に突設した部材を介して連結されたキヤリアと、 前記固定要素で あるとともに前記トランスミツションケースに連結され軸方向に延びた 固定部材を介して連結されたサンギヤと、 前記増速要素であるリングギ ャとからなり、 前記リングギヤと中間軸は、 前記リングギヤから径方向 内方に延出した径方向延出部と該径方向延出部から軸方向に延びた軸方 向延出部とからなる連結部材を介して連結され、 前記軸方向延出部には 、 前記中間軸との連結部と、 摩擦係合要素の油圧サーボ部へ油圧を供給 する供給部とを有し、 前記連結部は、 前記供給部に対して、 前記中間軸 の先端部に形成された支承軸部とは軸方向反対側に配置されている。 これによれば、 中間軸の先端部が入力軸の端部に穿設された軸承穴に 支承ざれる箇所で、 連結部材の軸方向延出部に設けられた供給部を中間 軸に液密的に嵌合させるとともに、 連結部材を係合部で中間軸に連結さ せることができる。

本発明は、 上記 7番目の改良された自動変速機において、 前記トラン スミツションケースに連結され軸方向に延びた固定部材は前記入力軸の 外周に配置され、 前記固定部材、 前記入力軸、 前記中間軸に前記供給部 に連通する油路が形成されており、 該油路を介して、 前記油圧サーボ部 への作動油を供給する。

これによれば、 中間軸に形成される油路において、 前記連結部を前記 供給部に対して、 前記中間軸の先端部に形成された支承軸部と軸方向同 じ方向に配置される構造に比べて、 油路距離を短くすることができる。 本発明は、 上記 7番目又は 8番目の改良された自動変速機において、 前記トランスミ ツションケース、 前記中間軸にトランスミ ツションケー ス内に配置された要素への潤滑油を供給するための潤滑油路が形成され ている。

これによれば、 トランスミツションケース内に配置された要素への潤 滑油を供給するための潤滑油路を、 油圧サーボ部に作動油を供給するた めの油路と干渉することなく容易に形成することができる。 また、 前記 作動油を供給するために前記中間軸に形成された油路を、 前記中間軸の 先端部に形成された支承軸部と軸方向同じ方向に配置される構造に比べ て、 その油路長さを短くすることができるので、 その分、 潤滑油路長さ を長く とることができ、 要素へ十分な潤滑油を供給することが可能とな る。

本発明は、 上記 1番目又は 2番目の改良された自動変速機において、 前記単式プラネタリギヤは、 前記入力要素であるキャリアと、 前記固定 要素であるサンギヤと、 前記増速要素であるリングギヤとからなり、 前 記キヤリァから前記単式ブラネタリギヤの外周軸線方向に延びるハブ部 材を有し、 前記キャリアと前記ハブ部材とは一体物として構成され、 前 記キャリアは、 キャリア本体とキャリアカバーとからなり、 該キャリア カバーに前記ピニオンを揷入するための切り欠きが形成されている。 これによれば、 入力軸に連結されたキヤリァ内にピニオンを容易に組 み付けることができるとともに、 部品点数が少なく構成が簡素で、 摩擦 係合要素の作動が円滑な自動変速機を提供することができる。 本発明は、 上記 1 0番目の改良された自動変速機において、 前記切欠 きが複数個、 前記共通軸線を中心に点対称に前記キヤリアカバ一に形成 されている。

これによれば、 キャリアは回転バランスがよくなり、 振動することな く回転することができる。

本発明は、 上記 1 0番目の改良された自動変速機において、 前記単式 プラネタリギヤは、 前記入力要素であるキャリアと、 前記固定要素であ るサンギヤと、 前記増速要素であるリングギヤとからなり、 前記キヤリ ァから前記単式ブラネタリギヤの外周軸線方向に延びるハブ部材を有し、 前記キヤリアと前記ハブ部材とは別体に構成され、 スプラインとスナツ プリングにより軸方向および回転方向の移動を規制されている。

これによれば、 入力軸に連結されたキヤリア内にピニオンをキャリア 本体の外周に形成された窓部から容易に組み付けることができる。

本発明は、 上記 1 0番目の改良された自動変速機において、 前記単式 プラネタリギヤは、 前記入力要素であるキャリアと、 前記固定要素であ るサンギヤと、 前記増速要素であるリングギヤとからなり、 前記キヤリ ァから前記単式ブラネタリギヤの外周軸線方向に延びるハブ部材を有し、 前記キヤリアと前記ハブ部材とは一体物として構成され、 前記ハブ部材 には、 前記ピニオンを挿入するための穴が形成されていることである。 これによれば、 入力軸に連結されたキヤリァ内にピニオンをハブ部材 に形成された穴およびキヤリァ本体外周の窓部から容易に組み付けるこ とができる。 図面の簡単な説明

第 1図は、 本発明に係る自動変速装置の実施の形態を示すスケルトン図 であり、 第 2図は、 本実施の形態の各変速段におけるブレーキおよびク ラッチの係合状態、 ギヤ比およびステップを示す図であり、 第 3図は、 本実施の形態の各変速段におけるブラネタリギヤの各要素の回転比を示 す速度線図であり、 第 4図は、 制御装置を示すブロック図であり、 第 5 図は、プラネタリギヤの各要素のトルク分担を示す表であり、第 6図は、 各摩擦係合要素のトルク分担を示す表であり、 第 7図は、 本発明を F F 車両用の自動変速機に適用した第 1の実施例を示す断面図であり、 第 8 図は、 本発明を F F車両用の自動変速機に適用した第 2の実施例を示す 断面図であり、 第 9図は、 第 2の実施例の単式プラネタリギヤ部分の拡 大断面図であり、 第 1 0図は、 第 9図に示す単式プラネタリギヤの第 1 キャリアを前方から見た図であり、 第 1 1図は、 単式プラネタリギヤ部 分の第 3の実施例を示す拡大断面図であり、 第 1 2図は、 本発明を F R 車両用の自動変速機に適用した第 4の実施例を示す断面図であり、 第 1 3図は、 従来のガソリンエンジン用自動変速機を示すスケルトン図であ り、 第 1 4図は、 従来のガソリンエンジン用自動変速機のブレーキおよ びクラッチの係合状態、 ギヤ比およびステップを示す図であり、 第 1 5 図は、 従来のガソリンエンジン用自動変速機の各変速段におけるプラネ タリギヤの各要素の回転比を示す速度線図であり、 第 1 6図は、 従来の ガソリンエンジン用自動変速機のブラネタリギヤの各要素のトルク分担 を示す表であり、 第 1 7図は、 従来のガソリンエンジン用自動変速機の 各摩擦係合要素のトルク分担を示す表である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 図面に基づいて本発明に係る自動変速機の実施の形態について 説明する。 図 1において、 1 0は本発明に係る自動変速機で、 例えば自 動車のディーゼルエンジンにより回転駆動される流体トルクコンバータ 1 1の出力回転を変速して駆動輪に伝達するために使用される。 自動変 速機 1 0は、 車体に取り付けられたトランスミツションケース 1 2内に 共通軸線 1 3上に順次支承された入力軸 1 4、 流体トルクコンバータ 1

1、 単式プラネタリギヤ 1 5、 複式プラネタリギヤ 1 6、 出力軸 1 7、 クラツチ C- 1乃至 C-3およびブレーキ B- Ι, Β- 2で構成されている。

単式ブラネタリギヤ 1 5は、 ケース 1 2に固定された第 1サンギヤ S

1、 該第 1サンギヤ S 1 と嚙合するピニオン 1 8を支承し、 入力軸 1 4 に直結された第 1キャリア C 1、 および該ピニオン 1 8と嚙合するリン グギヤ R 1により構成され、 第 1キャリア C 1が入力軸 1 4に連結され た入力要素、 第 1サンギヤ S 1がケース 1 2に固定された固定要素、 第

1 リングギヤ R 1が入力軸 1 4の回転を增速して回転される増速要素を なしている。

複式ブラネタリギヤ 1 6は、 共通軸線 1 3上に回転可能に支承された 第 2および第 3サンギヤ S 2 , S 3、 第 2サンギヤ S 2に直接嚙合し第 3サンギヤ S 3に中間ピニオン 2 4を介して嚙合する口ングピ二オン 2 3、 該ロングピニオン 2 3および中間ピニオン 2 4を支承する共通キヤ リア C 2 , C 3、 並びにロングピニオン 2 3と嚙合する共通リングギヤ R 2 , R 3により構成されている。

複式ブラネタリギヤ 1 6の第 2サンギヤ S 2は、第 3クラツチ C-3を介 して単式ブラネタリギヤ 1 5の第 1キャリア C 1に連結可能とされると ともに、 第 1ブレーキ B-1を介してケース 1 2に固定可能とされている。 共通キヤリア C 2 , C 3は、第 2クラツチ C-2を介して第 1 リングギヤ R 1に連結可能とされるとともに、第 2ブレーキ B- 2を介してケース 1 2に 固定可能とされている。 共通キャリア C 2， C 3は、 第 2ブレーキ B-2 と並列に配置されたワンウェイクラツチ F-1を介してケース 1 2に連結 され逆転を阻止されるようになっている。 共通リングギヤ R 2 , R 3は 出力軸 1 7に直結されている。第 3サンギヤ S 3は第 1クラツチ C- 1を介 して第 1キャリア C 1に連結可能とされている。

なお、 流体トルクコンバータ 1 1のポンプィンペラ 3 0は図略のェン ジンによって回転駆動されてオイルを送り出し、 ステータ 3 1がオイル の反力を受け止めて トルクをタービン 3 2に発生するようになつている。 入力軸 1 4はタービン 3 2に直結されている。 3 3はポンプインペラ 3 0とタービン 3 2とを連結可能とする口ックアップクラッチである。 以上のように構成された自動変速機 1 0は、 第 1乃至第 3クラッチ C-1〜C- 3を選択的に係脱し、 第 1、 第 2ブレーキ B-l， B- 2を選択的に 作動し、 入力軸 1 4、 出力軸 1 7、 単式ブラネタリギヤ 1 5および複式 ブラネタリギヤ 1 6の各要素を選択的に連結、 或いは固定することによ り、前進 6速、後退速の変速段を成立することができる。図 2において、 各変速段に対応する各クラツチ、ブレーキの欄に丸が付されている場合、 クラツチであれば連結状態、 ブレーキであれば固定状態にあることを示 す。

単式プラネタリギヤ 1 5および複式プラネタリギヤ 1 6のシングルピニォ ンプラネタリギヤ 2 1においては、 サンギヤの回転数 Ns、 キャリアの回転数 Nc、 リングギヤの回転数 Nr とシングルピニオンプラネタリギヤのギヤ比； と の関係は、 式 （1 ) で示され、 複式プラネタリギヤ 1 6のダブルピニオンブラ ネタリギヤ 2 2においては、 サンギヤの回転数 Ns、 キャリアの回転数 Nc、 リ ングギヤの回転数 Nr とダブルピニオンプラネタリギヤのギヤ比 λとの関係は、 式 （2 ) で示され、 各変速段におけるギヤ比は、 式 （1 )、 ( 2 ) に基づいて算 出される。 第 1乃至第 3サンギヤ S 1 , S 2 , S 3の歯数を Zsl, Zs2, Zs3、 第 1および共通リングギヤ R 1および R 2， R 3の歯数を Zrl, Zr23 とする と、 単式プラネタリギヤ 1 5、 シングルピニオンプラネタリギヤ 2 1、 ダブル ピニオンプラネタリギヤ 2 2、 のギヤ比は; l Zsl/Zrl , λ 2 =Zs2/Zr23, λ 3 =Zs3/Zr23である。 N r = ( 1 + λ) N c - A N s - - - ( 1 )

N r = ( l - λ) N c + N s - - - ( 2)

第 1乃至第 3クラッチ C-1〜(： -3を選択的に係合し、第 1および第 2ブ レーキ B-1, B- 2を選択的に係合したとき、単式ブラネタリギヤ 1 5およ び複式プラネタリギヤ 1 6の各要素の速度比は、 図 3に示す速度線図の ようになる。 速度線図は、 プラネタリギヤのサンギヤ、 キャリア、 リン グギヤからなる各要素を横軸方向にギヤ比に対応させた間隔で配置し、 縦軸方向に各要素に対応してその速度比を取ったものである。図 3には、 単式ブラネタリギヤ 1 5および複式ブラネタリギヤ 1 6の速度線図が左 右に並べて記載されている。 複式プラネタリギヤ 1 6では、 シングルピ 二オンプラネタリギヤ 2 1およびダブルピニオンプラネタリギヤ 2 2の キヤリァ C 2および C 3、 リングギヤ R 2および R 3が夫々共用されて いるので、 C 2， 〇 3ぉょび1¾ 2 , R 3が夫々付された各 1本の縦線上 に共通キャリア C 2 , C 3、 共通リングギヤ R 2， R 3の速度比を表し ている。 単式プラネタリギヤ 1 5については、 第 1キャリア C 1の縦線 とサンギヤ S 1の縦線との間隔を 1 とみなした場合、 リングギヤ R 1の 縦線が第 1キャリア C 1の縦線からサンギヤ S 1の縦線の反対側に間隔 λ 1だけ離して配置されている。 シングルピニオンプラネタリギヤ 2 1 については、 共通キャリア C 2， C 3の縦線とサンギヤ S 2縦線との間 隔を 1 とみなした場合、 共通リングギヤ R 2， R 3の縦線が共通キヤリ ァ C 2， C 3の縦線からサンギヤ S 2の縦線の反対側に間隔え 2だけ離 して配置されている。 ダブルピニオンプラネタリギヤ 2 2については、 共通キャリア C 2 , C 3の縦線とサンギヤ S 3の縦線との間隔を 1 とみ なした場合、 共通リングギヤ R 2， R 3の縦線を共通キャリア C 2， C 3の縦線からサンギヤ S 3の縦線と同じ側にギヤ比 λ 3だけ離して配置 されている。 速度線図には、 第 1乃至第 3クラッチ C- l〜C-3、 第 1およ び第 2ブレーキ B- 1， B-2が選択的に作動された点に C- 1〜( - 3、 B- 1， B - 2 が記入されている。

このように作成された複式プラネタリギヤ 1 6の速度線図において、 4本の 各縦線に対応する要素を縦線の左から並び順に第 1、 第 2、 第 3、 第 4要素と する。 実施の形態の場合、複式プラネタリギヤ 1 6の第 2サンギヤ S 2が第 1 要素、 共通キャリア C 2 , C 3が第 2要素、 共通リングギヤ R 2 , R 3が第 3 要素、 第 3サンギヤ S 2が第 4要素である。

自動変速機 1 0の制御装置を図 4に示すプロック図に基づいて説明する。 CPUを内蔵した制御装置 3 5は、 エンジンの回転が伝達されるトルクコンバー タ 1 1のエンジン側回転数 Neを検出するエンジン回転数センサ 3 6、 自動変 速機 1 0の入力軸 1 4の回転数 Ni を検出する入力回転数センサ 3 7、 自動変 速機 1 0の出力軸 1 7の回転数 N vを検出する出力回転数センサ 3 8、シフト レバーがドライブレンジ D、 ニュートラ レンジ N、 リバースレンジ Rにシフ トされているとき、 検出信号 D， N , Rを送出するレンジ位置センサ 3 9、 ァ クセルの踏み込み量 Ssを検出するスロットル開度センサ 4 0等から各検出信 号が入力され、 これら検出信号に基づいて最適な変速段を選択し、制御電流を 各クラッチ、ブレーキを作動させる各油圧サーボ部 5 7〜6 1に出力して第 1 乃至第 3クラッチ C-1〜(： -3、 第 1および第 2ブレーキ B - 1， B-2を図 2に示す ように選択的に係脱して前進 6速、 後退 1速を達成する。

第 1速 （1 s t ) は、 制御装置 3 5による第 1クラッチ C-1の係合とワンゥ エイクラッチ F- 1の自動係合により達成される。 複式プラネタリギヤ 1 6の第 3サンギヤ S 3に単式プラネタリギヤ 1 5の第 1キャリア C 1の回転が第 1 クラッチ C- 1を介して入力され、 共通キャリア C 2， C 3がワンウェイクラッ チ F- 1により逆転を阻止されて反力を受けるので、 共通リングギヤ R 2 , R 3 延いては出力軸 1 7は第 1速のギヤ比で減速して正回転される。

下り坂道でエンジンブレーキをかける場合、駆動輪により回転される共通リ ングギヤ R 2， R 3の回転がエンジン側から第 2サンギヤ S 2に伝達される回 転数より大きくなり、共通キャリア C 2 , C 3に作用する反力の方向が逆転す る。 このために、 エンジンブレーキをかけるときは、 図 2において▲で示すよ うに共通キヤリア C 2 , C 3は第 2ブレーキ B-2が係合により固定される。 第 2速 （2 n d ) は、 第 1クラッチ C-1 と第 1ブレーキ B- 1の係合に より達成される。 入力軸 1 4に直結された単式ブラネタリギヤ 1 5の第 1キャリア C 1の回転が第 1クラツチ C-1を介して複式ブラネタリギヤ 1 6の第 3サンギヤ S 3に入力され、 第 2サンギヤ S 2が第 1ブレーキ B-1 により固定されるので、 共通リングギヤ R 2 , R 3延いては出力軸 1 7は第 2速のギヤ比で減速して正回転される。

第 3速 （3 r d ) は、 第 1および第 3クラツチ C- 1 , C- 3の係合により 達成される。 入力軸 1 4に直結された第 1キャリア C 1の回転が複式プ ラネタリギヤ 1 6の第 3および第 2サンギヤ S 3， S 2に第 1および第 3クラツチ C-1 , C-3を介して入力され、複式ブラネタリギヤ 1 6がー体 回転され、 共通リングギヤ R 2 , R 3延いては出力軸 1 7は第 3速のギ ャ比で入力軸 1 4と同一回転数で正回転される。

第 4速 （4 t h ) は、 第 1および第 2クラツチ C- 1， C-2の係合により 達成される。 単式ブラネタリギヤ 1 5の入力軸 1 4に直結された第 1キ ャリア C 1の回転が第 1クラツチ C- 1を介して複式ブラネタリギヤ 1 6 の第 3サンギヤ S 3に入力され、 入力軸の回転を增速した第 1 リングギ ャ R 1の回転が第 2クラッチ C-2を介して共通キヤリア C 2 , C 3に入 力されるので、 共通リングギヤ R 2 , R 3延いては出力軸 1 7は第 4速 のギヤ比で增速して正回転される。

第 5速 （5 t h ) は、 第 2および第 3クラツチ C- 2, C-3の係合により 達成される。 単式ブラネタリギヤ 1 5の入力軸 1 4に直結された第 1キ ャリア C 1の回転が第 3クラッチ C-3を介して複式ブラネタリギヤ 1 6 の第 2サンギヤ S 2に入力され、 入力軸 1 4の回転を增速した第 1 リン グギヤ R 1の回転が第 2クラツチ C- 2を介して共通キヤリア C 2， C 3 に入力されるので、 共通リングギヤ R 2 , R 3延いては出力軸 1 7は第 5速のギヤ比で増速して正回転される。

第 6速 （6 t h) は、 第 2クラッチ C- 2および第 1ブレーキ B- 1の係 合により達成される。 単式プラネタリギヤ 1 5の入力軸 1 4の回転を増 速した第 1 リングギヤ R 1の回転が第 2クラツチ C- 2を介して複式ブラ ネタリギヤ 1 6のキャリア C 2， C 3に入力され、 第 2サンギヤ S 2が 第 1ブレーキ B-1を介して固定されるので、 リングギヤ R 2， R 3延ぃ ては出力軸 1 7は第 6速のギヤ比で増速して正回転される。

後退速 （R EV) は、 第 3クラッチ C-3および第 2ブレーキ B-2の係 合により達成される。 単式ブラネタリギヤ 1 5の入力軸 1 4に直結され た第 1キャリア C 1の回転が第 3クラツチ C-3を介して複式ブラネタリ ギヤ 1 6の第 2サンギヤ S 2に入力され、 共通キヤリア C 2， C 3がブ レーキ B- 2により固定されるので、 共通リングギヤ R 2， R 3延いては 出力軸 1 7は後退速のギヤ比で減速して逆回転される。

単式プラネタリギヤ 1 5、 シングルピニオンプラネタリギヤ 2 1、 お よびダブルピユオンプラネタリギヤ 2 2の各ギヤ比； I 1, λ 2, λ3 (サン ギヤの歯数 リングギヤの歯数） を、 例えば 0. 5 5 6， 0. 4 5 8， 0. 3 7 5に設定し、 各変速段におけるギヤ比を、 式 （ 1 ) 、 （2) に 基づいて算出すると、 各変速段における第 1キャリア C 1 と共通リング ギヤ R 2 , R 3との回転比すなわちギヤ比は、 図 2に示すように、 第 1 速で 2. 6 6 7、 第 2速で 1. 5 2 4、 第 3速で 1. 0 0 0、 第 4速で 0. 7 4 2、 第 5速で 0. 5 5 2、 第 6速で 0. 4 4 1、 後退速で 2. 1 8 2と適切な値となる。 そして、 各ギヤ比間のステップは、 第 1 , 2 速間で 1. 7 5、 第 2, 3速間で 1. 5 2、 第 3 , 4速間で 1. 3 5、 第 4， 5速間で 1 . 3 4、 第 5， 6速間で 1 . 2 5となり、 各ギヤ比間 のステップは、 高速段になるにつれて適当な割合で減少し、 本実施形態 に係る自動変速機によれば適切に離間した前進 6速、 後退 1速のギヤ比 を得ることができる。 .

この場合に第 1乃至第 3サンギヤ S 1〜S 3、 第 1キャリア C l、 第 1 リングギヤ R 1、共通キヤリア C 2， C 3および共通リングギヤ R 2 , R 3、 並びに第 1乃至第 3クラッチ C-1〜(： -3、 第 1および第 2ブレーキ B-1 , B-2が分担する トルクは図 5 , 6に示すようになる。

次に、 車両のフロント側にエンジンを搭載して前輪を駆動する F F車 両用の自動変速機 1 0に本発明を適用した第 1の実施例を図 7に基づい て説明する。 トランスミッシヨンケース 1 2は有底円筒状のリアケース 部 1 2 r と、 リアケース部 1 2 rの前方に固定されたフロント壁部 1 2 f を有している。 フロント壁部 1 2 f は、 ミ ッションケース 1 1にボル ィ 1 2 aおよび該オイルポンプボディ 1 2 aにボルト 1 0 8により固定 されたオイルポンプカバー 1 2 bからなり、 該オイルポンプカバー 1 2 bは、 その内周部から軸方向後方に延びるボス部 1 2 cを有し、 該ボス 部 1 2 cの内周面に、 ステータ 3 1にワンウェイクラッチ 8 6を介して 連結されているステータシャフト 8 7が圧入固定されている。 該ステ一 タシャフ ト 8 7には入力軸 1 4がニードルベアリング 8 8およびメタル 軸受 8 9により共通軸線 1 3を中心に回転可能に軸承されている。また、 入力軸 1 4の後方側端部には軸承穴 6 5が設けられ、 軸承穴 6 5に中間 軸 4 1の先端に設けられた支承軸部 4 1 aがニードルベアリング 8 1に より同軸に相対回転可能に軸承されている。 中間軸 4 1の後方側端部は リァケース部 1 2 rの底部にニー ドルベアリング 8 2により回転可能に 軸承されている。 フロント壁部 1 2 f の一部を構成するオイルポンプボ ディ 1 2 aには、 流体トルクコンバータ 1 1のポンプィンペラ 3 0が二 一ドル軸受 9 1により回転可能に支承され、 ステータ 3 1がワンウェイ クラッチ 8 6を介してフロント壁部 1 2 f の一部を構成するオイルポン プカバー 1 2 bのボス部に圧入されたステータシャフ ト 8 7に連結され、 タービン 3 2が入力軸 1 4の先端部に相対回転を規制して嵌合されてい る。 ここで、 自動変速機 1 0において、 トルクコンバータ側を前方、 ト ルクコンバータとは軸方向反対側の複式ブラネタリギヤ方向を後方とす る。

単式ブラネタリギヤ 1 5の第 1サンギヤ S 1は、 フロント壁部 1 2 f の一部を構成するオイルポンプカバー 1 2 bに圧入固定されているステ ータシャフ ト 8 7に共通軸線 1 3上で固定され、 第 1キャリア C 1のキ ャリァ本体 4 3 aは、 入力軸 1 4の後方側端部に半径方向に突設された 入力フランジ部に固着されて入力軸 1 4に直結されている。 第 1 リング ギヤ R 1 と中間軸 4 1は、 第 1 リングギヤ R 1 と連結して径方向内方に 延出する径方向延出部 4 2 a と径方向延出部 4 2 aから軸方向に延びて 中間軸 4 1 とスプライン嵌合する軸方向延出部 4 2 bとからなる連結部 材 4 2を介して連結されている。 第 1サンギヤ S 1 と第 1 リングギヤ R 1 とに嚙合するピニオン 1 8が回転可能に支承されたピニオン軸 4 5力 、 第 1キャリアのキヤリァ本体 4 3 aおよびキヤリァ本体 4 3 aに固定さ れたキヤリアカバ一 4 3 bに両端を支持されている。

中間軸 4 1には、 複式ブラネタリギヤ 1 6の第 3サンギヤ S 3が 2個 のメタル軸受 9 2により回転可能に支承され、 第 3サンギヤ S 3の筒状 軸部の外周に第 2サンギヤ S 2が 2個のメタル軸受 9 3により回転可能 に支承されている。 共通キャリア C 2 , C 3は、 そのトルクコンバータ 側にある前壁部で第 2サンギヤ S 2の筒状軸部にメタル軸受 9 4により 回転可能に支承され、 共通キャリア C 2 , C 3に両端支持されたピニォ ン軸 4 6 , 4 7には、ロングピ-オン 2 3および中間ピニオン 2 4が夫々 ニードル軸受により回転可能に支承されている。 ロングピニオン 2 3は 第 2サンギヤ S 2に直接嚙合され、 第 3サンギヤ S 3に中間ピニオン 2 4を介して嚙合されるとともに、 共通リングギヤ R 2 , R 3に嚙合され ている。 リアケース部 1 2 r内には、 中心円筒部が突設された支承体 4 8力 S、 単式ブラネタリギヤ 1 5と複式プラネタリギヤ 1 6との間でリャ ケース部 1 2 rにボルト 9 5により固定され、 支承体 4 8の中心円筒部 には、 共通リングギヤ R 2， R 3に相対回転を規制して連結された出力 軸 1 7がボール軸受 9 6により支承されている。

トランスミ ッションケース 1 2には、 力ゥンタ軸 4 9が共通軸線 1 3 と平行に回転可能に軸承され、 カウンタ軸 4 9に固定されたドリブンギ ャ 5 0は出力軸 1 1に形成されたドライブギヤ 5 1 と嚙合されている。 カウンタ軸 4 9にはドリブンギヤ 5 0より小径のデフ ドライブピエオン が固定され、 デフドライブピニオンは出力軸 1 7の回転を車両の左右前 輪に伝達する図略のデファレンシャル装置のデフリングギヤに嚙合され ている。

トランスミツションケース 1 2内には、 第 1、 第 3クラッチ C- 1 , C-3 および第 1ブレーキ B-2が単式ブラネタリギヤ 1 5に接近して設けられ、 第 2クラッチ C-2および第 2ブレーキ B- 2が複式ブラネタリギヤ 1 6に 接近して設けられている。 第 1乃至第 3クラッチ C- 1〜( - 3、 並びに第 1 および第 2ブレーキ B- 1， B-2は、複数のセパレータプレートと複数の摩 擦板を係脱可能に連結する摩擦係合要素として機能し、 各摩擦係合要素 は摩擦係合部 5 2〜5 6と油圧サーボ部 5 7〜6 1とで構成されている。 摩擦係合部 5 2〜5 6は、 係脱可能に連結される複数のセパレータプレ 一トと複数の摩擦板とから構成されており、 各々に相対回転を規制して 軸線方向に相対移動可能にスプライン係合されたものであって、 それぞ れが交互に配置されている。

また、 第 1乃至第 3クラッチ C- l〜C-3の油圧サーボ部 5 7〜 5 9は、 シリンダ 9 7と、 該シリンダ 9 7に摺動可能に配置されたビス トン 9 8 と、該ピス トンとシリンダとの間を油密状に形成されたサーボ室 9 9と、 キャンセルプレート 1 0 0と、 該キャンセルプレートとビス トンとの間 に形成され、 キャンセル油の供給により、 前記サーボ室に発生する遠心 力をキャンセルするキャンセル室 1 0 1、 そして、 セパレータプレート および摩擦板の 2部材を非連結する方向に付勢する圧縮スプリング 1 0 2とから構成されている。

第 1および第 2ブレーキ B-l， B-2の油圧サーボ部 6 0 , 6 1は、 シリ ンダ 1 0 3と、 該シリンダ 1 0 3に摺動可能に配置されたビス トン 1 1 0と、 該ピス トンとシリンダとの間を油密状に形成されたサーボ室 1 1 1 と、 そして、 セパレータプレートおよび摩擦板の 2部材を非連結する 方向に付勢する圧縮スプリング 1 1 2とから構成されている。

単式ブラネタリギヤ 1 5の第 1キャリア C 1を構成するキャリアカバ - 4 3 bの外周に円筒状のハブ部材 4 4がー体に形成され、 ハブ部材 4 4の外周に複式プラネタリギヤ 1 6の第 2サンギヤ S 2に連結された連 結部材 6 2の円筒部が配置されている。 該円筒部の内周面およびハブ部 材 4 4の外周面に第 3クラッチ C- 3の摩擦係合部 5 4を構成する複数の セパレータプレートと複数の摩擦板が交互にスプライン係合されている。 第 3クラッチ C- 3の油圧サーボ部 5 9は、 フロント壁部 1 2 f と単式プ ラネタリギヤ 1 5との間で連結部材 6 2に設けられている。 連結部材 6 2の円筒部の外周面およびリアケース部 1 2 rの内周面に第 1ブレーキ B-1 の摩擦係合部 5 5を構成する複数のセパレータプレートと複数の摩 擦板が交互にスプライン係合されている。 第 1ブレーキ B- 1の油圧サー ボ部 6 0は、 そのシリンダ 1 0 3力 S、 フロント壁部 1 2 f の一部を構成 するオイルポンプボディ 1 2 aによって形成されている。 ハブ部材 4 4 の外周には、 第 3サンギヤ S 3に連結された連結部材 6 3の円筒部が配 置され、 該円筒部の内周面およびハブ部材 4 4の外周面に第 1クラッチ C-1 の摩擦係合部 5 2を構成する複数のセパレ一タプレートと複数の摩 擦板が交互にスプライン係合されている。 第 1クラッチ C-1 の油圧サー ボ部 5 7は、 連結部材 6 3に設けられている。

複式プラネタリギヤ 1 6の共通キャリア C 2 , C 3の外周に、 中間軸 4 1の後方側端部に固着された連結部材 6 4の円筒部が配置され、 該円 筒部の内周面および共通キヤリア C 2， C 3の外周面に第 2クラッチ C-2 の摩擦係合部 5 3を構成する複数のセパレータプレートと複数の摩 擦板が交互にスプライン係合されている。 第 2クラッチ C-2の油圧サー ボ部 5 8は、 連結部材 6 4に設けられている。 共通キャリア C 2， C 3 の外周面とリアケース部 1 2 rの内周面には、 第 2ブレーキ B- 2の摩擦 係合部 5 6を構成する複数のセパレータプレートと複数の摩擦板が交互 にスプライン係合されている。第 2ブレーキ B-2の油圧サ一ボ部 6 1は、 リアケース部 1 2 rの底部に配置されている。 そして、 共通キャリア C 2 , C 3の外周面と リアケース部 1 2 rの内周面との間には、 ワンゥェ イクラツチ F- 1が配置されている。

入力軸 1 4の後方側端部および中間軸 4 1の前方側端部には、 第 1ク ラツチ C-1 の油圧サーボ部 5 7のサーボ室 9 9に作動油を給排するため の油路 7 2が軸承穴 6 5の底部に開口して設けられている。 軸承穴 6 5 と中間軸 4 1先端との間には、 シール部材 7 4が介在されてシールされ ており、 高圧の作動油が中間軸 4 1の外周に侵入し潤滑油と混ざること がない。 入力軸 1 4の前方側端部には、 ロックアップクラッチ 3 3のサ ーボ部に連通する油路 8 0が穿設されている。 リァケース部 1 2 rの底 部には、 第 2クラツチ C-2の油圧サーボ部 5 8に作動油を給排する油路 7 8が穿設されている。 入力軸 1 4の後方側端部および中間軸 4 1には 各部に潤滑油を供給するための潤滑油路 7 5， 7 7が油路 7 2と分離し て穿設されている。

次に、 車両のフロント側にエンジンを搭載して前輪を駆動する F F車 両用の自動変速機に本発明を適用した第 2の実施例を図 8乃至図 1 0に 基づいて説明する。 前述の第 1の実施例に係る自動変速機 1 0と同じ構 成部分には同一参照番号を付して詳細な説明を省略する。

トランスミ ッショ ンケース 1 2のフロント壁部 1 2 f の一部を構成す るオイルポンプカバー 1 2 bの内周部から軸方向後方側に延びたボス部 1 2 cに圧入固定されたステータシャフ ト 8 7には、 入力軸 1 4がニー ドルべァリング 8 8およびメタル軸受 8 9により共通軸線 1 3を中心に 回転可能に軸承されている。 入力軸 1 4の後方側端部には軸承穴 6 5が 設けられ、 軸承穴 6 5に中間軸 4 1の先端に形成された支承軸部 4 1 a がニードルベアリング 8 1により同軸に相対回転可能に軸承されている。 中間軸 4 1は、 複式ブラネタリギヤ 1 6の内周側を貫通してリャ側へ延 出され、 該延出部の後方側端部でトランスミ ツショ ンケース 1 2のリア ケース部 1 2 rの底部にニードルベアリング 8 2により共通軸線 1 3上 で回転可能に軸承されている。

単式ブラネタリギヤ 1 5は、 トランスミッションケース 1 2に固定さ れた第 1サンギヤ S 1 と、 中間軸 4 1に連結された第 1 リングギヤ R 1 と、 入力軸 1 4に固定されて第 1サンギヤ S 1 と第 1 リングギヤ R 1と に嚙合するピニオン 1 8を回転可能に支承する第 1キャリア C 1 とから 構成されている。 第 1サンギヤ S 1は、 トランスミッションケース 1 2 に固定されたフロント壁部 1 2 f の一部を構成するオイルポンプカバー 1 2 bの内周部から軸方向後方に延出されたボス部 1 2 cに圧入固定さ れたステータシャフ ト 8 7にスプライン嵌合して固定されている。 第 1 リングギヤ R 1 と中間軸 4 1 とは、 第 1 リングギヤ R 1 とスプラ イン嵌合する外周から径方向内方に延出する径方向延出部 4 2 a と径方 向延出部 4 2 aから軸方向に延びて中間軸 4 1 とスプライン嵌合する軸 方向延出部 4 2 bを有する連結部材 4 2を介して連結されている。 軸方 向延出部 4 2 bには、中間軸 4 1 とスプライン嵌合する連結部 4 2 c と、 摩擦係合要素の油圧サーボ部、 本実施の形態では第 1クラッチ C一 1の 摩擦係合部 5 2を構成する複数のセパレータプレートと複数の摩擦板を 係脱させる油圧サーボ部 5 7のサーボ室 9 9へ油圧を供給する供給部 4 2 dとが設けられている。 連結部 4 2 cは、 供給部 4 2 dに対して、 単 式ブラネタリギヤ 1 5とは軸方向反対側に配置されており、 中間軸 4 1 には、 先端から支承軸部 4 1 a、 供給部 4 2 dと嵌合する供給軸部 4 1 b、 連結部 4 2 c とスプライン嵌合するスプライン軸部 4 1 cが順次段 階的に径を大きく して形成されている。

第 1キャリア C 1は、 入力軸 1 4の後方側端部に半径方向に突設され た入力フランジ部 1 4 aに溶接等で固着されたキヤリァ本体 4 3 aを備 え、 キャリア本体 4 3 aは半径方向に延在して外縁で屈曲し、 ピニオン 1 8の幅より僅かに長く軸線方向に延在している。 キャリア本体 4 3 a の外周部の前端には半径方向に幅広の円環状キヤリアカバ一 4 3 bが溶 接等により一体に固定されている。 キヤリァ本体 4 3 a とキャリアカバ - 4 3 bには、 複数 （図 1 0においては 6個） のピニオン軸 4 5が入力 軸 1 4と平行に両端支持されている。 各入力軸 1 4にはピニオン 1 8が 回転可能に支承され、 ピニオン 1 8は第 1サンギヤ S 1に嚙合するとと もに、 キヤリァ本体 4 3 aの外周に形成された窓部 4 3 cを介して第 1 リングギヤ R 1と嚙合している。

第 1 リングギヤ R 1の外周には、 第 1及び第 3クラツチ C- 1 , C-3が共 用する円筒状のハブ部材 4 4が配置され、 ハブ部材 4 4はキヤリアカバ - 4 3 bの外周に一体に形成されている。 ハブ部材 4 4の外周面及び連 結部材 6 3 , 6 2の円筒部の内周面には、第 1の実施例の場合と同様に、 第 1および第 3クラッチ C-l， C- 3の摩擦係合部 5 2 , 5 5を構成する複 数のセパレータプレートと複数の摩擦板が交互にスプライン係合され、 セパレータプレートと摩擦板とが油圧サーボ部 5 7 , 5 9により係脱さ れることにより、 第 1キャリア C 1が連結部材 6 3 , 6 2を介して複式 プラネタリギヤ 1 6の第 3及び第 2サンギヤ S 3， S 2に係脱可能に連 結される。

第 1キャリア C 1は入力軸 1 4と一体に形成され、 ハブ部材 4 4もキ ャリアカバ一 4 3 b と一体に形成されているので、 ピニオン 1 8をキヤ リァ本体 4 3 aの外周に形成された窓部 4 3 cから第 1キャリア C 1内 に挿入してピニオン軸 4 5と嵌合させることができない。 このため、 第 2の実施例では、 キャリアカバー 4 3 bの小径側内周面にピニオン 1 8 を挿入するための切欠き 8 3が形成されている。 複数のピニオン 1 8が 切欠き 8 3と入力軸 1 4の外周面との間からキヤリア C 1内に順次挿入 され、 ピニオン 1 8の中心穴にピニオン軸 4 5がキヤリァ本体 4 3 a と キャリアカバー 4 3 bに穿設された支持穴に挿通される間に軸受を介し て嵌合され、 その後にピニオン軸 4 5がキヤリァ本体 4 3 aの支持穴に カシメ等により固定される。 切欠き 8 3は複数個、 共通軸線 1 3を中心 に点対称にキヤリアカバ一 4 3 bの小径側内周面に形成されている。 これにより、 第 1キャリア C 1は回転バランスがよく、 振動することな く円滑に回転することができる。

上述の場合は、 ピニオン 1 8を組み付けるために、 キャリアカバー 4 3 bの内周面に切欠き 8 3を形成しているが、 図 9に仮想線で示すよう に、 切欠き 8 3に替えてハブ部材 4 4にキヤリァ本体 4 3 aの外周に形 成された窓部 4 3 c と整列してピニオン 1 8を挿入するための穴 8 4を 形成してもよい。 これによれば、 ピニオン 1 8は穴 8 4及び窓部 4 3 c から第 1キャリア C 1内に挿入され、 ピニオン軸 4 5に軸受を介して支 承される。

図 8 , 9に示すように、 トランスミ ッショ ンケース 1 2に固定された フロント壁部 1 2 f の一部を構成するオイルポンプカバー 1 2 bの内周 部から軸方向後方に延出されたボス部 1 2 cに圧入固定されたステータ シャフ ト 8 7には、 油圧サーボ部のサーボ室 9 9に作動油を給排するた めの油路 8 7 aが設けられ、 該油路 8 7 aが入力軸 1 4の外周に刻設さ れた環状溝 1 4 bと連通している。 そして、 入力軸 1 4には、 一端が該 環状溝 1 4 bに連通して開口し他端が軸承穴 6 5の底面に開口する油路 7 2が穿設され、 中間軸 4 1の先端部には、 一端が中間軸 4 1の先端面 に開口し他端が供給軸部 4 1 bの外周面に開口する油路 7 2が穿設され ている。 供給部 4 2 dの内周面には、 供給軸部 4 1 bに開口する油路 7 2と連通し両側をシールされた環状溝 4 2 e が設けられ、 さらに供給部 4 2 dの外周面には、 第 1クラツチのシリンダを構成する ドラムをなす 連結部材 6 3の内周部から軸方向トルクコンバータ側に延出されたボス 部に形成されるとともに第 1クラツチのサーボ室 9 9に連通した油路 1 1 3に、 ドラムのボス部内周面に圧入されたスリーブに形成された油路 1 1 4を介して連通する環状溝 4 2 f が形成されている。 環状溝 4 2 f は、 その両側をシールされている。 また、 環状溝 4 2 e と環状溝 4 2 f とは、 径方向油路 4 2 gを介して連通されている。 したがって、 環状溝 4 2 e , 4 2 f は第 1クラッチ C— 1の油圧サーボ部 5 7のサ一ボ室 9 9に作動油を給排する油路 7 2に連通されている。 このように、 トラン スミツションケース 1 2、 入力軸 1 4、 中間軸 4 1には、 油圧サーボ部 への作動油を供給するための油路が形成されている。 ここで、 前記ステ ータシャフ ト 8 7に形成され.る油路 8 7 aは図略の油圧制御装置に接続 され、 油圧制御装置より供給される圧油が作動油として前記油圧サ一ボ 部のサーボ室へ供給されるようになっている。

中間軸 4 1の後方側端部を支承するニードルベアリング 8 2が嵌合す るリァケース部 1 2 r底部の軸受穴には潤滑油路が開口され、 中間軸 4 1には各部に潤滑油を供給するための潤滑油路 7 7が後端面から油路 7 2の近傍まで軸線方向に穿設されている。 潤滑油路 7 7の先端からは小 径の潤滑油路 7 7 aが油路 7 2と干渉しないように傾斜して穿設され、 供給軸部 4 1 bを通過して支承軸部 4 1 aの外周面に開口している。 潤 滑油路 7 7 aから供給される潤滑油は、 入力軸 1 4に連結された単式プ ラネタリギヤ 1 5の第 1キャリア C 1 と連結部材 4 2との間に位置する ニードルベアリング 6 5等の要素を潤滑する。 このように、 トランスミ ッショ ンケース 1 2、 中間軸 4 1にトランスミツショ ンケース 1 2内に 配置された要素への潤滑油を供給するための潤滑油路が形成されている。 図 1 1に示す第 3の実施例では、 第 1キャリア C 1 とハブ部材 4 4と が別体に構成され、 ハブ部材 4 4の内周に形成されたスプラインとキヤ リアカバ一 4 3 bの外周に刻設されたスプラインとが嚙合されて回転方 向の相対移動が規制されている。 ハブ部材 4 4の內周面にキヤリアカバ - 4 3 bを挟んで刻設された 2個の環状溝に 2個のスナップリング 8 5 が係入されることにより、 ハブ部材 4 4は第 1キャリア C 1に対して軸 方向の移動を規制されている。

この第 3の実施例においては、 ハブ部材 4 4を第 1キャリア C 1に取 り付ける前に、 ピニオン 1 8はキヤリァ本体 4 3 aの外周に形成された 窓部 4 3 cから第 1キャリア C 1内に挿入され、 ピニオン軸 4 5に軸受 を介して支承される。 その後に、 ハブ部材 4 4がキャリアカバー 4 3 b にスプライン嵌合されスナップリング 8 5で止められる。

次に、 車両のフロント側にエンジンを搭載し、 エンジンの回転を後輪 に伝達して後輪を駆動する F R車両用の自動変速機に本発明を適用した 第 4の実施例を図 1 2に基づいて説明する。 前述の F R車両用の自動変 速機 1 0と同じ構成部分には同一参照番号を付して詳細な説明を省略す る。

トランスミツショ ンケース 1 2に固定されたフロント壁部 1 2 f の一 部を構成するオイルポンプカバー 1 2 bの内周部から軸方向後方に延出 されたボス部 1 2 cに圧入固定されたステータシャフ ト 8 7には、 入力 軸 1 4がニードルベアリング 1 1 5および図示しないメタル軸受により 共通軸線 1 3上で回転可能に軸承され、リアケース部 1 2 rの底部には、 出力軸 1 7がニードル軸受 1 0 4により共通軸線 1 3上で回転可能に軸 承され、 トランスミ ッションケース 1 2から後方に突出され、 車両の左 右後輪に回転を伝達する図略のデファレンシャル装置のデフリングギヤ にプロペラシャフトを介して回転連結されている。

単式ブラネタリギヤ 1 5の第 1キャリア C 1を構成する係合部材 4 4 の円筒部の外周に、 複式ブラネタリギヤ 1 6の第 2サンギヤ S 2に連結 された連結部材 6 2の円筒部が配置され、 両円筒部の外周面および内周 面に第 3クラツチ C- 3の摩擦係合部 5 4を構成する複数のセパレータプ レ一トと複数の摩擦板が交互にスプライン係合されている。 係合部材 4 4の円筒部の内周には、 第 3サンギヤ S 3に連結された連結部材 6 3の 円筒部が配置され、 両円筒部の内周面および外周面に第 1クラッチ C-1 の摩擦係合部 5 2を構成する複数のセパレータプレートと複数の摩擦板 が交互にスプライン係合されている。

入力軸 1 4の後方側端部には軸承穴 6 5が設けられ、 軸承穴 6 5に中 間部材 6 6の軸部 6 6 aが 2個のメタル軸受 1 0 5により入力軸 1 4と 同軸に相対回転可能に軸承されている。 中間部材 6 6の後方側端部に形 成された連結穴 6 8には中間軸 4 1の先端が中間部材 6 6と同軸に嵌合 されるとともにスプライン嵌合されて相対回転不能に結合され、 中間軸

4 1の後方側端は出力軸 1 7の先端部に穿設された支持穴 6 9にニード ルベアリ ング 1 0 6により共通軸線 1 3上で回転可能に軸承されている。 この具体的構成においては、 中間軸 4 1および中間部材 6 6により中間 軸が構成されている。 第 1 リングギヤ R 1は、 中間部材 6 6に半径方向 に突設された增速フランジ部 6 6 bにスプライン嵌合して中間部材 6 6 に直結されている。 リアケース部 1 2 rの內周面には、 環状体 7 0が第 2ブレーキ B-2の摩擦係合部 5 6の前方で固定され、 この環状体 7 0と 共通キャリア C 2 , C 3の外周面との間に、 ワンウェイクラッチ F-1が 配置されている。

中間部材 6 6の軸部 6 6 a、 中間軸 4 1の後端部および入力軸 1 4に は、 第 1、 第 2クラッチ C - 1， C- 2の油圧サーボ部 5 7 , 5 8およびロッ クアップクラツチ 3 3の油圧サーボ部に作動油を給排する油路 7 2， 7 8， 8 0が穿設されている。 中間部材 6 6の軸部 6 6 aおよび中間軸 4 1には、 各部に潤滑油を供給する潤滑油路 7 5， 7 7が油路 7 2 , 7 8 と分離して穿設されている。

F F車両用および F R車両用のいずれの自動変速機 1 0においても、 第 1、第 3クラツチ C- 1 , C-3が単式プラネタリギヤ 1 5の近傍に配置さ れているので、 従来のガソリンエンジン用自動変速機と複式ブラネタリ ギヤ 1 6部分を共通化し、 単式ブラネタリギヤにより入力軸の回転を減 速することに替えて増速するように変更するだけで、 従来のガソリンェ ンジンより低回転数で高トルクを出力する例えばディーゼルエンジンに 適した自動変速機を容易に提供することができる。

従来のガソリンエンジン用自動変速機 7 1は、 図 9に示すようにトラ ンスミツションケース 1 2内に共通軸線 1 3上に順次支承された入力軸 1 4、 流体トルクコンバータ 1 1、 単式プラネタリギヤ 7 3、 複式ブラ ネタリギヤ 1 6、 出力軸 1 7、 クラッチ C-1 乃至 C- 3 およびブレーキ Β- Ι , Β-2 で構成されている。 単式ブラネタリギヤ 7 3の第 1サンギヤ S 1が固定され、 入力軸 1 4が第 1 リングギヤ R 1に直結されている。 複 式プラネタリギヤ 1 6の第 2サンギヤ S 2は、 第 3クラツチ C-3を介し て単式ブラネタリギヤ 7 3の第 1 キャリア C 1に連結可能であるととも に、 第 1ブレーキ Β- 1を介してケース 1 2に固定可能である。 共通キヤ リア C 2 , C 3は、 第 2クラッチ C- 2を介して入力軸 1 4に連結可能で あるとともに、第 2ブレーキ Β-2を介してケース 1 2に固定可能である。 共通キャリア C 2 , C 3は、 第 2ブレーキ Β- 2 と並列に配置されたワン ウェイクラッチ F-1を介してケース 1 2に連結され逆転を阻止されるよ うになつている。 共通リングギヤ R 2 , R 3は出力軸 1 7に直結されて いる。 第 3サンギヤ S 3は第 1クラッチ C-1を介して第 1キャリア C 1 に連結可能である。

従って、 従来のガソリンエンジン用自動変速機 7 1の入力軸 1 4を入 力軸 1 4と中間軸 4 1 とに相対回転可能に分割し、 入力軸 1 4に単式プ ラネタリギヤ 7 3の第 1キャリア C 1を直結し、 中間軸 4 1に第 1 リ ン グギヤ R 1を直結し、 第 1サンギヤ S 1を固定することにより、 従来の ガソリンエンジンより低回転数で高トルクを出力する例えばディーゼル エンジンに適した自動変速機を、 従来のガソリンエンジン用自動変速機 7 1 と大部分を共通化し、 各部のサイズおよびクラッチ、 ブレーキの容 量を大きくすることなく作成することができる。

従来のガソリンエンジン用自動変速機 7 1は、 図 1 0に示すように、第 1乃 至第 3クラッチ C- l〜C-3、 第 1および第 2ブレーキ B- l， B-2 を本実施の形 態に係る自動変速機 1 0と同様に選択的に係脱して前進 6速、後退 1速を達成 している。 単式プラネタリギヤ 7 3、 シングルピニオンプラネタリギヤ 2 1、 およびダブルピニオンプラネタリギヤ 2 2の各ギヤ比 λ ΐ, λ 2, ぇ3を 0 . 5 5 6 , 0 . 4 5 8， 0 . 3 7 5に設定すると、 各変速段におけるギヤ比および 各ギヤ比間のステップは、図 1 0のギヤ比欄およびステップ欄に示すようにな る。このときの単式プラネタリギヤ 7 3および複式プラネタリギヤ 1 6の各要 素の速度比は、 図 1 1に示す速度線図のようになる。 そして、 第 1乃至第 3サ ンギヤ S 1〜S 3、 第 1キャリア C l、 第 1リングギヤ R l、 共通キャリア C 2， C 3および共通リングギヤ R 2 , R 3、 並びに第 1乃至第 3クラッチ C - 1 〜C- 3、 第 1および第 2ブレーキ B- 1， B- 2が分担するトルクは図 1 2 , 1 3に 示すようになる。

本実の施形態に係る自動変速機 1 0は、 従来のガソリンエンジン用自 動変速機 7 1に比して、 第 1速乃至第 6速および後退速のギヤ比がすべ て一例として l Z l . 5 5 6倍に減少するので、 低回転数で高トルクを 出力するエンジンの出力回転数を所望回転数に変速して駆動輪に伝達す ることができる。 そして、 第 1乃至第 3サンギヤ S 1〜S 3、 第 1キヤ リア C l、 第 1 リングギヤ R l、 共通キャリア C 2 , C 3、 および共通 リングギヤ R 2， R 3のトルク分担、 および第 1乃至第 3クラッチ C-1 〜C-3、 第 1、 第 2ブレーキ B- 1， B- 2およびワンウェイクラッチ F-1のト ルク分担がすべて 1 / 1 . 5 5 6倍に減少するので、 各部のサイズおよ びクラッチ、 ブレーキの容量を小さくすることができる。 特に、 伝達ト ルクが大きい第 1速において、 第 2要素の回転をクラツチを介すること なく阻止できるので、 大容量のクラツチを装備する必要がなくなる。 産業上の利用可能性

本発明にかかる自動変速機は、エンジンからトルクコンバータを介して入力 される回転を複数段に変速して車両の駆動輪に向かって出力する自動変速機 に用いるのに適している。

Claims

請 求 の 範 囲 1 . 入力軸に連結された単式ブラネタリギヤおよび前記出力軸に連結さ れた複式ブラネタリギヤの各要素を連結または固定して前記入力軸の回 転を複数段に変速して前記出力軸に伝達する自動変速機において、 前記単式プラネタリギヤは、 前記入力軸に直結された入力要素、 前記 トランスミッションケースに固定された固定要素および前記入力軸の回 転を増速して回転され前記中間軸に直結された增速要素を備え、 前記複式ブラネタリギヤは、 速度線図においてギヤ比に対応した間隔 で順次並べられた 4個の要素に並び順にそれぞれ対応する第 1、 第 2、 第 3および第 4要素を有し、

前記第 1要素は第 3クラツチを介して前記入力軸に連結可能であると ともに、 第 1ブレーキを介して固定可能であり、

前記第 2要素は第 2クラツチを介して前記中間軸に連結可能であると ともに、 第 2ブレーキを介して固定可能であり、

前記第 3要素は出力軸に直結され、

前記第 4要素は第 1クラツチを介して前記入力軸に連結可能であるこ とを特徴とする自動変速機。

2 . 前記入力軸および出力軸は、 トランスミ ッションケースに共通軸線 上で回転可能に軸承され、 前記中間軸は、 先端部に形成された支承軸部 で前記入力軸の端部に穿設された軸承穴に前記入力軸と同軸に相対回転 可能に支承されていることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の自動変 速機。

3 . 前記中間軸は、 該中間軸の先端部から前記複式プラネタリギヤの内 周側を貫通して延出され、 該延出部の端部で前記トランスミツションケ ースに前記共通軸線上で回転可能に軸承されていることを特徴とする請 求の範囲第 2項記載の自動変速機。

4 . 前記複式プラネタリギヤは、 2つの単式プラネタリギヤからなり、 該 2つの単式プラネタリギヤの一方の単式プラネタリギヤの異なる 2つ の要素を、 他方の単式ブラネタリギヤのそれぞれ異なる 2つの要素に常 時連結することで、 4つの回転要素を有することを特徴とする請求の範 囲第 1項乃至第 3項のいずれか 1項に記載の自動変速機。

5 . 前記単式プラネタリギヤは、 第 1サンギヤ、 該第 1サンギヤと嚙合 するピニオンを支承する第 1キヤリァおよび該ピニオンと嚙合する第 1 リングギヤにより構成され、 該第 1キャリアが前記入力要素、 該サンギ ャが前記固定要素、 該第 1 リングギヤが前記増速要素であり、

前記複式プラネタリギヤは、 第 2および第 3サンギヤ、 前記第 2サン ギヤに直接噴合し前記第 3サンギヤに中間ピニオンを介して嚙合する口 ングピ二オン、 該ロングピニオンおよび前記中間ピニオンを支承する共 通キヤリァ、 並びに前記ロングピニオンと嚙合する共通リングギヤによ り構成され、 該第 2サンギヤが前記第 1要素、 該共通キャリアが前記第 2要素、 該共通リングギヤが前記第 3要素、 該第 3サンギヤが前記第 4 要素であることを特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 3項のいずれか 1 項に記載の自動変速機。

6 . 前記第 1および第 3クラツチが前記単式ブラネタリギヤの近傍に配 置されていることを特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 5項のいずれか 1項に記載の自動変速機。

7 . 前記単式プラネタリギヤは、 前記入力要素であるとともに前記入力 軸の端部から半径方向に突設した部材を介して連結されたキャリアと、 前記固定要素であるとともに前記トランスミツションケースに連結され 軸方向に延びた固定部材を介して連結されたサンギヤと、 前記増速要素 であるリングギヤとからなり、 前記リングギヤと中間軸は、 前記リング ギヤから径方向内方に延出した径方向延出部と該径方向延出部から軸方 向に延びた軸方向延出部とからなる連結部材を介して連結され、 前記軸 方向延出部には、 前記中間軸との連結部と、 摩擦係合要素の油圧サーボ 部へ油圧を供給する供給部とを有し、 前記連結部は、 前記供給部に対し て、 前記中間軸の先端部に形成された支承軸部とは軸方向反対側に配置 されていることを特徴とする請求の範囲第 2項記載の自動変速機。

8 . 前記トランスミ ッショ ンケースに連結され軸方向に延びた固定部材 は前記入力軸の外周に配置され、 前記固定部材、 前記入力軸、 前記中間 軸に前記供給部に連通する油路が形成されており、 該油路を介して、 前 記油圧サーボ部への作動油を供給することを特徴とする請求の範囲第 7 項記載の自動変速機。

9 . 前記トランスミ ッションケース、 前記中間軸にトランスミ ッション ケース内に配置された要素への潤滑油を供給するための潤滑油路が形成 されていることを特徴とする請求の範囲第 7項又は第 8項記載の自動変 速機。

1 0 . 前記単式プラネタリギヤは、 前記入力要素であるキャリアと、 前 記固定要素であるサンギヤと、 前記增速要素であるリングギヤとからな り、 前記キヤリァから前記単式ブラネタリギヤの外周軸線方向に延びる ハプ部材を有し、 前記キヤリアと前記ハブ部材とは一体物として構成さ れ、 前記キャリアは、 キャリア本体とキャリアカバーとからなり、 該キ ャリアカバ一に前記ピニオンを挿入するための切り欠きが形成されてい ることを特徴とする請求の範囲第 1項又は第 2項記載の自動変速機。

1 1 . 前記切欠きが複数個、 前記共通軸線を中心に点対称に前記他側壁 に形成されていることを特徴とする請求の範囲第 1 0項記載の自動変速 機。

1 2 . 前記単式プラネタリギヤは、 前記入力要素であるキャリアと、 前 記固定要素であるサンギヤと、 前記増速要素であるリングギヤとからな り、 前記キヤリァから前記単式ブラネタリギヤの外周軸線方向に延びる ハブ部材を有し、 前記キャリアと前記ハブ部材とは別体に構成され、 ス プラインとスナップリングにより軸方向および回転方向の移動を規制さ れていることを特徴とする請求の範囲第 1 0項記載の自動変速機。

1 3 . 前記単式ブラネタリギヤは、 前記入力要素であるキヤリアと、 前 記固定要素であるサンギヤと、 前記増速要素であるリングギヤとからな り、 前記キヤリァから前記単式ブラネタリギヤの外周軸線方向に延びる ハブ部材を有し、 前記キヤリァと前記ハブ部材とは一体物として構成 され、 前記ハブ部材には、 前記ピニオンを揷入するための穴が形成され ていることを特徴とする請求の範囲第 1 0項記載の自動変速機。