JP6036642B2 - 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２０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。

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、クラッチへの油圧供給油路の簡素化が可能な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、同軸上に、
駆動源に連結された入力部材と、
デファレンシャル機構に連結された出力部材と、
軸心方向の一端側から他端側に向けて順に配置された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って、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リングギヤ及び第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リングギヤ及び第３キャリヤを有する第３プラネタリギヤセット、並びに、第４サンギヤ、第４リングギヤ及び第４キャリヤを有する第４プラネタリギヤセットと、
第１、第２、第３クラッチと、
第１、第２ブレーキと、
を備えた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１リングギヤと前記第２サンギヤとが常時連結され、
前記第２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キャリヤと前記第４リングギヤとが常時連結され、
前記入力部材は、前記第１キャリヤに常時連結され、
前記出力部材は、前記第２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１キャリヤと前記第３サンギヤとの間を断接し、
前記第２クラッチは、前記第１リングギヤ及び前記第２サンギヤと前記第３サンギヤとの間を断接し、
前記第３クラッチは、前記第２リングギヤと前記第３サンギヤとの間を断接し、
前記第１ブレーキは、前記第３リング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１サンギヤ及び第４サン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軸方向の前記他端側の端部が前記第３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、前記入力部材及び第１キャリヤに常時連結され、
前記第２クラッチの内側回転部材は、前記第１リングギヤ及び第２サン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、前記第２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、前記請求項２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、
前記変速機ケースから前記第１、第２、第３クラッチへの油圧供給油路は、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４に記載の発明は、前記請求項２に記載の発明において、
前記変速機ケースは、軸方向の前記一端側の端部に設けられた縦壁部から軸心に沿って該変速機ケース内に突出するケース側円筒部を有し、
前記外側共用回転部材は、軸方向の前記一端側の端部に前記ケース側円筒部に外嵌される回転部材側円筒部を有し、
前記変速機ケースから前記第１、第２、第３クラッチへの油圧供給油路は、前記ケース側円筒部の外周面と前記回転部材側円筒部の内周面との互いの嵌合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５に記載の発明は、前記請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の発明において、
前記変速機ケースから前記第１、第２、第３クラッチへの油圧供給油路は、前記外側共用回転部材に設けられた油路から各クラッチの油圧室へ、該油圧室の内周側から作動油が導入されるように形成されていることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、前記請求項１から請求項５のいずれか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１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１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１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２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２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１に記載の発明によれば、前記第１、第２、第３クラッチは、断接する部材の一方がいずれも第３サンギヤであり、他方が、第１クラッチは入力部材と第１キャリヤ、第２クラッチは第１リングギヤと第２サンギヤ、第３クラッチが第２リングギヤであるから、これら３つのクラッチを第１、第２プラネタリギヤセットの径方向の外側に配置して、変速機ケースから各クラッチへの油圧供給油路を簡素化することが可能となる。

また、請求項２に記載の発明によれば、第１、第２、第３クラッチの外側回転部材を一体化して、これらのクラッチで共用される外側共用回転部材とし、その軸方向の他端側の端部を前記第３サンギヤに常時連結すると共に、第１クラッチの内側回転部材を前記入力部材及び第１キャリヤに、第２クラッチの内側回転部材を前記第１リングギヤ及び第２サンギヤに、第３クラッチの内側回転部材を前記第２リングギヤに、それぞれ常時連結するように構成したから、第１、第２、第３クラッチを、第１、第２プラネタリギヤセットの径方向の外側で、他の部材に覆われていない非閉鎖状態に配置することが可能となり、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、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２０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。

そして、請求項３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。

また、請求項４に記載の発明によれば、前記変速機ケースの軸方向の一端側に設けたケース側円筒部に、前記外側共用回転部材の軸方向の一端側に設けた回転部材側円筒部を外嵌し、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、前記ケース側円筒部の外周面と前記回転部材側円筒部の内周面との互いの嵌合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、前記請求項３に記載の発明と同様、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５に記載の発明によれば、前記変速機ケースから前記第１、第２、第３クラッチへの油圧供給油路を、前記外側共用回転部材に設けられた油路から各クラッチの油圧室へ、該油圧室の内周側から作動油が導入されるように形成したから、クラッチへの油圧供給時に、作動油に作用する遠心力により該作動油の油圧室への導入が助勢されて、油圧の供給が迅速に行われ、変速制御の応答性の向上に寄与することになる。

そして、請求項６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、油圧供給油路が簡素化された前進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。 第２実施形態に係る自動変速機の骨子図である。 第３実施形態に係る自動変速機の骨子図である。 第４実施形態に係る自動変速機の骨子図である。 第５実施形態に係る自動変速機の骨子図である。 第６実施形態に係る自動変速機の骨子図である。 第７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って、この自動変速機１０は、変速機ケース１１内の駆動源側（図の左側）に配設された入力部材としての入力軸１２と、反駆動源側（図の右側）に配設された出力部材としての出力ギヤ１３とを有し、これらが同一軸線上に配置されていると共に、該入力軸１２と出力ギヤ１３との間に、駆動源側から、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。

また、前記変速機ケース１１内における前記第１、第２ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２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が配設されていると共に、前記第３ギヤセットＰＧ３の近傍に第１ブレーキＢＲ１が、前記出力ギヤ１３の反駆動源側に第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１リングギヤＲ１と第２サンギヤＳ２、前記第２キャリヤＣ２と第４キャリヤＣ４、前記第３キャリヤＣ３と第４リングギヤＲ４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１キャリヤＣ１に、前記出力ギヤ１３は前記第２キャリヤＣ２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、前記第１クラッチＣＬ１は、前記入力軸１２及び第１キャリヤＣ１と第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クラッチＣＬ２は、前記第１リングギヤＲ１及び第２サンギヤＳ２と第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３クラッチＣＬ３は、前記第２リングギヤＲ２と第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３リングギヤＲ３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３サンギヤＳ３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、その反駆動源側の端部１４ａが前記第３サンギヤＳ３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１、第２ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２の回転要素であり、また、第１、第２ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２の回転要素と第３、第４ギヤセットＰＧ３、ＰＧ４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とを連結する第１動力伝達部材１５と、第２キャリヤＣ２と第４キャリヤＣ４とを連結する第２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３サンギヤＳ３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における外周壁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が導かれており、これらの油圧供給油路ａ、ｂ、ｃにより、各油圧室Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に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１キャリヤＣ１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２、第４キャリヤＣ２、Ｃ４ないし出力軸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３サンギヤＳ３に連結されて、その回転速度が「１」となると共に、第３リングギヤＲ３の回転速度が「０」であるから、第３キャリヤＣ３の回転速度及びこれに常時連結された第４リングギヤＲ４の回転速度が決定する。そして、第４サンギヤＳ４の回転速度が「０」であることにより、第４キャリヤＣ４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１キャリヤＣ１の回転速度が「１」、第１サンギヤＳ１の回転速度が「０」となることにより、第１リングギヤＲ１及びこれに連結された第３サンギヤＳ３の回転速度が決定する。そして、第３リングギヤＲ３の回転速度が「０」であるから、第３キャリヤＣ３の回転速度及びこれに常時連結された第４リングギヤＲ４の回転速度が決定し、さらに、第４サンギヤＳ４の回転速度が「０」であることにより、第４キャリヤＣ４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１ブレーキＢＲ１とが締結されるから、まず、入力軸１２が第１キャリヤＣ１及び第１リングギヤＲ１に連結されてこれらが同一回転することにより、第１ギヤセットＰＧ１の全体が回転速度「１」で一体回転し、第１リングギヤＲ１に連結された第３サンギヤＳ３、及び、第１サンギヤＳ１に常時連結された第４サンギヤＳ４の回転速度も「１」となる。

そして、第３リングギヤＲ３の回転速度が「０」であることにより、第３キャリヤＣ３及びこれに常時連結された第４リングギヤＲ４の回転速度が決定し、さらに、第４サンギヤＳ４の回転速度が「１」であることにより、第４キャリヤＣ４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１ブレーキＢＲ１とが締結されるから、まず、第２サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ２とが同一回転して第２ギヤセットＰＧ２の全体が一体回転し、第２サンギヤＳ２に常時連結された第１リングギヤＲ１、及び、第２キャリヤＣ２に常時連結された第４キャリヤＣ４も同一回転し、さらに、第２リングギヤＲ２に連結された第３サンギヤＳ３も同一回転する。

そして、この条件と、第１キャリヤＣ１の回転速度が「１」、第３リングギヤＲ３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３キャリヤＣ３と第４リングギヤＲ４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４キャリヤＣ４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１ブレーキＢＲ１とが締結されるから、まず、入力軸１２に常時連結された第１キャリヤＣ１と第２リングギヤＲ２と第３サンギヤＳ３とが連結され、これらの回転速度が「１」となる。また、第３リングギヤＲ３の回転速度が「０」となるから、第３キャリヤＣ３及びこれに常時連結された第４リングギヤＲ４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１リングギヤＲ１と第２サンギヤＳ２、第２キャリヤＣ２と第４キャリヤＣ４とがそれぞれ常時連結されていることから、第４キャリヤＣ４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１キャリヤＣ１と第１リングギヤＲ１とが同一回転して、第１ギヤセットＰＧ１の全体が回転速度「１」で一体回転する。また、第１リングギヤＲ１と第２サンギヤＳ２とが常時連結され、かつ、該第２サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ２とが同一回転することにより、第２ギヤセットＰＧ２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２キャリヤＣ２から第４キャリヤＣ４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２ブレーキＢＲ２とが締結されるから、まず、第１サンギヤＳ１の回転速度が「０」となり、入力軸１２に常時連結された第１キャリヤＣ１の回転速度が「１」であることにより、第１リングギヤＲ１及びこれに常時連結された第２サンギヤＳ２の回転速度が決定する。また、第１キャリヤＣ１に連結された第２リングギヤＲ２の回転速度が「１」となることにより、第２キャリヤＣ２の回転速度が決定し、この回転速度が第４キャリヤＣ４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２ブレーキＢＲ２とが締結されるから、まず、第１サンギヤＳ１の回転速度が「０」となり、入力軸１２に常時連結された第１キャリヤＣ１の回転速度が「１」であることにより、第１リングギヤＲ１及びこれに常時連結された第２サンギヤＳ２の回転速度が決定する。

また、この第２サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ２とが連結されることにより、第２ギヤセットＰＧ２の全体が一体回転し、その回転速度が、第２キャリヤＣ２から第４キャリヤＣ４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１キャリヤＣ１の回転速度が「１」、第１サンギヤＳ１の回転速度が「０」となることにより、第１リングギヤＲ１及びこれに常時連結された第２サンギヤＳ２の回転速度が決定する。

そして、この条件と、第２リングギヤＲ２と第３サンギヤＳ３とが連結されて同一回転すること、第３リングギヤＲ３及び第４サンギヤＳ４の回転速度が「０」であること、第２キャリヤＣ２と第４キャリヤＣ２とが常時連結されていること、第３キャリヤＣ３と第４リングギヤＲ４とが常時連結されていることとから、第４キャリヤＣ４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内外一対の回転部材の一方がいずれも第３サンギヤＳ３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、その反駆動源側の端部１４ａが前記第３サンギヤＳ３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における外周壁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、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。

次に、図１４〜図１９に示す第２〜第７実施形態に係る自動変速機２０〜７０について説明する。

これらの実施形態に係る自動変速機２０〜７０においても、同一軸線上に配置された入力軸２２〜７２と出力ギヤ２３〜７３との間に、シングルピニオン型の第１〜第４ギヤセットＰＧ１〜ＰＧ４を配置すると共に、摩擦締結要素として、第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３と、第１、第２ブレーキＢＲ１、ＢＲ２とを備えた構成で、これら各構成要素の配置、及び、各回転要素の連結関係や、摩擦締結要素による回転要素間或いは変速機ケースと回転要素間の断接関係等は、前記第１実施形態に係る自動変速機１０と同じである。

したがって、以下の実施形態に係る自動変速機２０〜７０によっても、図２に示す締結表に従い、図３〜図１１に示すメカニズムによって、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。第１実施形態に係る自動変速機１０と異なる点は、第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３の外側回転部材を一体化してなる外側共用回転部材２４〜７４の構成と、第１〜第３油圧室Ｐ１〜Ｐ３に関する構成のみである。

なお、以下の説明では、ギヤセット及び摩擦締結要素等に関する構成については、第１実施形態で用いた符号と同一の符号を用いる。

まず、図１４に示す第２実施形態に係る自動変速機２０においては、変速機ケース２１の外周壁２１ａの駆動源側における第１クラッチＣＬ１が配設された部位２１ａ’の内周面２１ｂ’が、第２、第３クラッチＣＬ２、ＣＬ３が配設された部位の内周面２１ｂよりも小径とされ、これに伴い、外側共用回転部材２４の第１クラッチＣＬ１に対応する駆動源側の部分の外周面２４ｂ’が、第２〜第３クラッチＣ２、Ｃ３に対応する部分の外周面２４ｂよりも小径とされている。

その結果、第１油圧室Ｐ１が第２、第３油圧室Ｐ２、Ｐ３よりも径方向の内方に位置することになるが、第１クラッチＣＬ１に対応する部位において、外側共用回転部材２４の外周面２４ｂ’と、変速機ケース外周壁２１ａ’の内周面２１ｂ’とが、第２、第３クラッチＣＬ２、ＣＬ３に対応する部位と同様に互いに対向しており、この自動変速機２０においても、第１〜第３油圧室Ｐ１〜Ｐ３への油圧供給油路ａ、ｂ、ｃは、変速機ケース２１の外周壁２１ａ、２１ａ’から、その内周面２１ｂ、２１ｂ’と外側共用回転部材２４の外周面２４ｂ、２４ｂ’との対向面間を介して油圧室Ｐ１〜Ｐ３に連通するように設けられている。

したがって、この自動変速機２０においても、変速機ケース２４から各クラッチＣＬ１〜ＣＬ３へ、他の部材を介することなく油圧が供給され、油圧供給油路ａ、ｂ、ｃの構成が短く、簡素化されることになる。

また、図１５に示す第３実施形態に係る自動変速機３０においては、第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３の外側共用回転部材３４の駆動源側の端部に縦壁面３４ｃを介して駆動源側に延びるスリーブ部（円筒部）３４ｄが設けられており、このスリーブ部３４ｄが、変速機ケース３１の駆動源側の縦壁（図示せず）から軸心に沿って該ケース３１の内方に向けて突出されたボス部（円筒部）３１ｃに嵌合されている。

そして、変速機ケース３１側の油路が、前記ボス部３１ｃとスリーブ部３４ｄとの嵌合面間を介して、外側共用回転部材３４に設けられた油路に連通され、変速機ケース３１から第１〜第３油圧室Ｐ１〜Ｐ３に通じる油圧供給油路ａ、ｂ、ｃが形成されている。

したがって、この第３実施形態に係る自動変速機３０においても、変速機ケース３４から各クラッチＣＬ１〜ＣＬ３へ油圧が、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。

また、図１６に示す第４実施形態に係る自動変速機４０においては、前記第２実施形態に係る自動変速機２０と同様、最も駆動源側に位置する第１油圧室Ｐ１が第２、第３油圧室Ｐ２、Ｐ３よりも径方向の内方に配置されていると共に、該第１油圧室Ｐ１を構成するシリンダ４７が外側共用回転部材４４から切り離され、第１クラッチＣＬ１の内側回転部材４９に設けられている。

そして、このシリンダ４７の内周面が、変速機ケース４１の駆動源側の縦壁（図示せず）から軸心に沿って該ケース４１の内方に向けて突出されたボス部４１ｃに嵌合され、変速機ケース４１側の油路が、前記ボス部４１ｃとシリンダ４７との嵌合面間を介して第１油圧室Ｐ１に直接連通されている。

また、第２、第３油圧室Ｐ２、Ｐ３への油圧供給油路ｂ、ｃは、前記第１、第２実施形態に係る自動変速機１０、２０と同様、変速機ケース４１の外周壁４１ａの内周面４１ｂと外側共用回転部材４４の外周面４４ｂとの対向面間を介して第２、第３油圧室Ｐ２、Ｐ３に通じるように設けられている。

したがって、この第４実施形態に係る自動変速機４０においても、変速機ケース４１から各クラッチＣＬ１〜ＣＬ３へ、他の部材を介することなく油圧が供給され、油圧供給油路ａ、ｂ、ｃの構成が短く、簡素化されると共に、特に、第１油圧室Ｐ１へは作動油が内周側から供給されるので、該作動油に作用する遠心力によって油圧の供給が促進され、第１クラッチＣＬ１を締結する変速が応答性よく行われることになる。

さらに、図１７に示す第５実施形態に係る自動変速機５０においては、変速機ケース５１の外周壁５１ａの内側に、第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３に対応させて、いずれも縦面部を介して軸方向に延びる第１、第２、第３円筒部５１ｄ、５１ｄ’、５１ｄ”が設けられている。これらの円筒部５１ｄ、５１ｄ’、５１ｄ”のうち、第１円筒部５１ｄは駆動源側から反駆動源側に向かって延び、第２、第３円筒部５１ｄ’、５１ｄ”は反駆動源側から駆動源側に向かって延びるように設けられている。

一方、第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３の外側共用回転部材５４に設けられた第１〜第３油圧室Ｐ１〜Ｐ３を構成する第１、第２、第３シリンダ５７、５７’、５７”のうち、第１シリンダ５７は駆動源側に膨出され、第２、第３シリンダ５７’、５７”は反駆動源側に向かって膨出され、いずれも、その内周面が前記第１、第２、第３円筒部５１ｄ、５１ｄ’、５１ｄ”の外周面に嵌合されている。

そして、変速機ケース５１に設けられて前記第１、第２、第３円筒部５１ｄ、５１ｄ’、５１ｄ”の外周面に導かれた油路が、第１、第２、第３シリンダ５７、５７’、５７”の内周面との嵌合面間を介して、第１〜第３油圧室Ｐ１〜Ｐ３に直接連通され、変速機ケース５１側からこれらの油圧室Ｐ１〜Ｐ３に通じる油圧供給油路ａ、ｂ、ｃが形成されている。

したがって、この第５実施形態に係る自動変速機５０においても、変速機ケース５１から各クラッチＣＬ１〜ＣＬ３へ、他の部材を介することなく油圧が供給され、油圧供給油路ａ、ｂ、ｃの構成が短く、簡素化されると共に、第１〜第３油圧室Ｐ１〜Ｐ３への作動油の供給が内周側から行われるので、該作動油に作用する遠心力により、これらの油圧室Ｐ１〜Ｐ３への油圧の供給が促進され、変速制御の応答性が向上することになる。

また、図１８に示す第６実施形態に係る自動変速機６０においては、前記第５実施形態に係る自動変速機５０と同様、変速機ケース６１の外周壁６１ａの内側に、第１〜第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３に対応させて、いずれも縦面部を介して軸方向に延びる第１、第２、第３円筒部６１ｄ、６１ｄ’、６１ｄ”が設けられているが、この自動変速機６０においては、第１クラッチＣＬ１が第２、第３クラッチＣＬ２、ＣＬ３より小径とされて、外側共用回転部材６４に設けられた第１油圧室Ｐ１が第２油圧室Ｐ２の径方向の内方に配置されている。

そして、これに伴い、駆動源側に位置する第１、第２クラッチＣＬ１、ＣＬ２用の第１、第２円筒部６１ｄ、６１ｄ’が、軸方向のほぼ同一位置において内外２重に設けられて、駆動源側から反駆動源側に向かって延びるように設けられていると共に、第１、第２油圧室Ｐ１、Ｐ２をそれぞれ構成する第１、第２シリンダ６７、６７’が、軸方向のほぼ同一位置において内外２重に設けられて、駆動源側に向かって膨出されている。

また、変速機ケース６１の第３円筒部６１ｄ”は、前記自動変速機５０と同様、反駆動源側から駆動源側に向かって延びるように設けられ、第３油圧室Ｐ３を構成する第３シリンダ６７”は、反駆動源側に向かって膨出されている。

そして、いずれのシリンダ６７、６７’、６７”も、その内周面が前記第１、第２、第３円筒部６１ｄ、６１ｄ’、６１ｄ”の外周面に嵌合され、変速機ケース６１に設けられてこれらの円筒部６１ｄ、６１ｄ’、６１ｄ”の外周面に導かれた油路が、第１、第２、第３シリンダ６７、６７’、６７”の内周面との嵌合面間を介して、第１〜第３油圧室Ｐ１〜Ｐ３に直接連通され、変速機ケース６１側からこれらの油圧室Ｐ１〜Ｐ３に通じる油圧供給油路ａ、ｂ、ｃが形成されている。

したがって、この第６実施形態に係る自動変速機６０においても、変速機ケース６１から各クラッチＣＬ１〜ＣＬ３へ、他の部材を介することなく油圧が供給され、油圧供給油路ａ、ｂ、ｃの構成が短く、簡素化されると共に、第１〜第３油圧室Ｐ１〜Ｐ３への作動油の供給が内周側から行われるので、これらの油圧室Ｐ１〜Ｐ３への油圧の供給が促進され、変速制御の応答性が向上することになる。また、第１、第２油圧室Ｐ１、Ｐ２が軸方向のほぼ同一位置において内外に設けられているので、自動変速機６０の軸方向寸法の短縮が可能となる。

さらに、図１９に示す第７実施形態に係る自動変速機７０においては、前記第６実施形態に係る自動変速機６０と同様、第１クラッチＣＬ１が第２、第３クラッチＣＬ２、ＣＬ３より小径とされ、外側共用回転部材７４に設けられた第１油圧室Ｐ１が第２油圧室Ｐ２の径方向の内方に配置されている。

そして、この自動変速機７０においては、第１油圧室Ｐ１を構成するシリンダ７７が、外側共用回転部材７４から切り離され、第１クラッチＣＬ１の内側回転部材７９に設けられている。

その他の構成は、第６実施形態の自動変速機６０と同様で、いずれのシリンダ７７、７７’、７７”も、その内周面が、変速機ケース７１側の第１、第２、第３円筒部７１ｄ、７１ｄ’、７１ｄ”の外周面に嵌合され、変速機ケース７１に設けられてこれらの円筒部７１ｄ、７１ｄ’、７１ｄ”の外周面に導かれた油路が、シリンダ７７、７７’、７７”の内周面との嵌合面間を介して、第１〜第３油圧室Ｐ１〜Ｐ３に直接連通され、変速機ケース７１側からこれらの油圧室Ｐ１〜Ｐ３に通じる油圧供給油路ａ、ｂ、ｃが形成されている。

したがって、この第７実施形態に係る自動変速機７０においても、変速機ケース７１から各クラッチＣＬ１〜ＣＬ３へ、他の部材を介することなく油圧が供給され、油圧供給油路ａ、ｂ、ｃの構成が短く、簡素化されると共に、第１〜第３油圧室Ｐ１〜Ｐ３への作動油の供給が内周側から行われるので、これらの油圧室Ｐ１〜Ｐ３への油圧の供給が促進され、変速制御の応答性が向上する。また、前記自動変速機６０と同様、また、第１、第２油圧室Ｐ１、Ｐ２が軸方向のほぼ同一位置において内外に設けられているので、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。

１０〜７０ 自動変速機
１１〜７１ 変速機ケース
１２〜７２ 入力部材（入力軸）
１３〜７３ 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 (6)

1. 変速機ケース内において、同軸上に、
   駆動源に連結された入力部材と、
   デファレンシャル機構に連結された出力部材と、
   軸心方向の一端側から他端側に向けて順に配置された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って、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リングギヤ及び第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リングギヤ及び第３キャリヤを有する第３プラネタリギヤセット、並びに、第４サンギヤ、第４リングギヤ及び第４キャリヤを有する第４プラネタリギヤセットと、
   第１、第２、第３クラッチと、
   第１、第２ブレーキと、
   を備えた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１リングギヤと前記第２サンギヤとが常時連結され、
   前記第２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キャリヤと前記第４リングギヤとが常時連結され、
   前記入力部材は、前記第１キャリヤに常時連結され、
   前記出力部材は、前記第２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１キャリヤと前記第３サンギヤとの間を断接し、
   前記第２クラッチは、前記第１リングギヤ及び前記第２サンギヤと前記第３サンギヤとの間を断接し、
   前記第３クラッチは、前記第２リングギヤと前記第３サンギヤとの間を断接し、
   前記第１ブレーキは、前記第３リング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１サンギヤ及び第４サン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ていることを特徴とする自動変速機。
2. 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軸方向の前記他端側の端部が前記第３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、前記入力部材及び第１キャリヤに常時連結され、
   前記第２クラッチの内側回転部材は、前記第１リングギヤ及び第２サン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、前記第２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に記載の自動変速機。
3. 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、
   前記変速機ケースから前記第１、第２、第３クラッチへの油圧供給油路は、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２に記載の自動変速機。
4. 前記変速機ケースは、軸方向の前記一端側の端部に設けられた縦壁部から軸心に沿って該変速機ケース内に突出するケース側円筒部を有し、
   前記外側共用回転部材は、軸方向の前記一端側の端部に前記ケース側円筒部に外嵌される回転部材側円筒部を有し、
   前記変速機ケースから前記第１、第２、第３クラッチへの油圧供給油路は、前記ケース側円筒部の外周面と前記回転部材側円筒部の内周面との互いの嵌合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２に記載の自動変速機。
5. 前記変速機ケースから前記第１、第２、第３クラッチへの油圧供給油路は、前記外側共用回転部材に設けられた油路から各クラッチの油圧室へ、該油圧室の内周側から作動油が導入されるように形成されていることを特徴とする請求項２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１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１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１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２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２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１から請求項５のいずれか１項に記載の自動変速機。

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