JP3304847B2 - 自動変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の自動変速機
の技術分野に属し、特に、全体を効果的にコンパクトに
形成しながら、しかも応答性を向上することができるよ
うにした自動変速機の技術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車等の自動変速機において
は、複数の回転要素を有するプラネタリギヤユニットお
よびこれらの複数の回転要素をそれぞれ係合または係止
させるクラッチやブレーキからなる複数の摩擦係合要素
を有する自動変速機構を備えた自動変速機が種々開発さ
れている。この自動変速機は、摩擦係合要素の係合およ
び非係合を適宜制御してプラネタリギヤユニットの複数
の回転要素の回転をそれぞれ制御することにより、自動
変速制御を行うようになっている。

【０００３】ところで、自動変速機が収容されるエンジ
ンルームは限られた狭い空間であり、この空間内に、自
動変速機の他にエンジンを始め、種々の装置や部品が多
く収容されているが、更に近年の技術開発により新たな
部品等も収容されてきているため、近年、できるだけこ
れらの装置や部品をそれらの性能を低下することなく、
コンパクトに形成することが望まれている。このような
ことから、自動変速機も可能な限りコンパクトでかつ軽
量に形成することが、ますます厳しく求められている。

【０００４】このような自動変速機のコンパクト化に応
えるために、２つの摩擦係合要素の油圧サーボにおける
サーボピストンをダブルピストン構造に形成して、軸方
向の長さを短縮することが、例えば特開平４ー１２６６
３４号公報等において提案されている。

【０００５】この公開公報の自動変速機においては、そ
の入力軸に連結された、前進時に係合するフォワードク
ラッチＣ１の筒状のドラム部材内に、このフォワードク
ラッチＣ１の油圧サーボの筒状のサーボピストンが配設
されており、その場合このサーボピストンは、ドラム部
材の大径側内周部とドラム部材の小径側外周部との間
に、油密にかつ摺動可能に配設され、更にフォワードク
ラッチＣ１のサーボピストン内に、リバースクラッチＣ
２の油圧サーボの筒状のサーボピストンが配設されてお
り、その場合このサーボピストンは、フォワードクラッ
チＣ１のサーボピストンの内周部とドラム部材の小径側
外周部との間に、油密にかつ摺動可能に配設されてい
る。

【０００６】このように、１つのドラム部材内にフォワ
ードクラッチＣ１のサーボピストンを配設し、更にこの
クラッチＣ１のサーボピストン内にリバースクラッチＣ
２のサーボピストンを径方向にオーバラップさせて配設
して２つのサーボピストンをダブルピストン構造とする
ことにより、自動変速機の軸方向の長さを短縮すること
ができる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、請求項１の発明は、複数の回転要素を有するプラ
ネタリギヤユニットおよびこれらの複数の回転要素をそ
れぞれ係合または係止させる複数の摩擦係合要素を有す
る自動変速機構を備えた自動変速機において、前記摩擦
係合要素が、少なくとも前進１速段で係合する第１変速
段用摩擦係合要素と後進段時に係合する第２変速段用摩
擦係合要素とを備え、更に、前記第１変速段用摩擦係合
要素を係合する第１サーボピストンと、有底筒状に形成
され、かつ前記第２変速段用摩擦係合要素を係合する第
２サーボピストンと、有底筒状に形成され、かつ底部が
これを貫通する自動変速機の入力軸に連結、固定された
ドラム部材とを備え、前記第１サーボピストンが、この
第１サーボピストンを摺動可能に貫通する部材の外周面
と前記第２サーボピストンの筒状部の内周面との間で、
油密にかつ摺動可能に設けられているとともに、前記第
２サーボピストンが、この第２サーボピストンの底部を
摺動可能に貫通する部材の外周面と前記ドラム部材の筒
状部の内周面との間で、油密にかつ摺動可能に設けら
れ、更に、前記第２サーボピストンの作動圧が、前記第
１サーボピストンの作動圧より高く設定されていること
を特徴としている。

【０００８】一方、リバースクラッチＣ２のサーボピス
トンが作動するときは、このサーボピストンのみが摺動
するとともにピストン径すなわち摺動径も小さいので、
このピストン移動時の摺動抵抗が小さい。

【０００９】ところで、リバースクラッチＣ２の係合圧
がフォワードクラッチＣ１の係合圧よりも高く設定され
ているため、摺動抵抗の小さいクラッチの方がその係合
圧を高く設定されることになり、従来のダブルピストン
構造では、応答性を更に良好にする余地がある。

【００１０】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、コンパクト性を確保しな
がら、しかも応答性をより一層良好にすることのできる
自動変速機を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、請求項１の発明は、複数の回転要素を有するプラ
ネタリギヤユニットおよびこれらの複数の回転要素をそ
れぞれ係合または係止させる複数の摩擦係合要素を有す
る自動変速機構を備えた自動変速機において、前記摩擦
係合要素が、前進段時に係合する第１変速段用摩擦係合
要素と後進段時に係合する第２変速段用摩擦係合要素と
を備え、更に、前記第１変速段用摩擦係合要素を係合す
る第１サーボピストンと、有底筒状に形成され、かつ前
記第２変速段用摩擦係合要素を係合する第２サーボピス
トンと、有底筒状に形成され、かつ底部がこれを貫通す
る自動変速機の入力軸に連結、固定されたドラム部材と
を備え、前記第１サーボピストンが、この第１サーボピ
ストンを摺動可能に貫通する部材の外周面と前記第２サ
ーボピストンの筒状部の内周面との間で、油密にかつ摺
動可能に設けられているとともに、前記第２サーボピス
トンが、この第２サーボピストンの底部を摺動可能に貫
通する部材の外周面と前記ドラム部材の筒状部の内周面
との間で、油密にかつ摺動可能に設けられ、更に、前記
第２サーボピストンの作動圧が、前記第１サーボピスト
ンの作動圧より高く設定されていることを特徴としてい
る。

【００１２】また、請求項２の発明は、前記プラネタリ
ギヤユニットが、第１のサンギヤと、この第１のサンギ
ヤに噛合するショートピニオンおよびこのショートピニ
オンに噛合するロングピニオンとをそれぞれ回転自在に
支持するキャリヤと、ロングピニオンに噛合するリング
ギヤと、ロングピニオンに噛合する第２のサンギヤとか
らなるラビニヨ型プラネタリで構成されており、前記第
１変速段用摩擦係合要素が前進発進段時に係合する前進
発進段用クラッチであるとともに、前記第２変速段用摩
擦係合要素が後進段時に係合する後進段用クラッチであ
り、前記リングギヤが自動変速機の出力部材に連結さ
れ、また前記キャリヤが前進発進段時および後進段時に
係合しないクラッチを介して前記入力軸に連結可能とさ
れ、更に、前記第１のサンギヤが前記前進発進段用クラ
ッチと連結され、更に前記第２のサンギヤが前記後進段
用クラッチと連結されていることを特徴としている。

【００１３】更に、請求項３の発明は、前記プラネタリ
ギヤユニットが、サンギヤと、このサンギヤに噛合する
ロングピニオンおよびこのロングピニオンに噛合するシ
ョートピニオンとをそれぞれ回転自在に支持するキャリ
ヤと、ショートピニオンに噛合する第１のリングギヤ
と、ロングピニオンに噛合する第２のリングギヤとから
なり、前記第１変速段用摩擦係合要素が前進発進段時に
係合する前進発進段用クラッチであるとともに、前記第
２変速段用摩擦係合要素が後進段時に係合する後進段用
クラッチであり、前記第１のリングギヤが自動変速機の
出力部材に連結されるとともに、前記第２のリングギヤ
が前記後進段用クラッチと連結され、またキャリヤが前
進発進段時および後進段時に係合しないクラッチを介し
て前記入力軸に連結可能とされ、更に前記サンギヤが前
記前進発進段用クラッチと連結されていることを特徴と
している。

【００１４】

【作用および効果】このように構成された本発明の自動
変速機においては、少なくとも前進１速段で係合する第
１変速段用摩擦係合要素の第１サーボピストンと後進段
時に係合する第２摩擦係合要素の第２サーボピストンと
が、第２サーボピストンの内周側に第１サーボピストン
が配設されたダブルピストン構造とされているので、自
動変速機の軸方向の長さを短縮することができ、自動変
速機のコンパクト化および軽量化を図ることができる。

【００１５】また、第２変速段用摩擦係合要素の第２サ
ーボピストンの作動時には、第２サーボピストンは第１
サーボピストンを摺動させながら移動するようになるの
で、第２サーボピストンの移動時の摺動抵抗が大きくな
る。しかも、第２サーボピストンは第１サーボのピスト
ンの外側にあるため、第２サーボピストンの摺動径が比
較的大きく、このことからも第２サーボピストンの移動
時の摺動抵抗は更に大きくなる。しかし、第２変速段用
摩擦係合要素は、その作動圧が大きく設定されており、
第２変速段用摩擦係合要素の第２サーボピストンの摺動
抵抗が大きくても、第２変速段用摩擦係合要素の係合は
遅れることがない。

【００１６】一方、第１変速段用摩擦係合要素の第１サ
ーボピストンの作動時には、第１サーボピストンのみが
移動するようになる。この第１サーボピストンのみの移
動時には、第２サーボピストンが移動しないばかりでな
く、第１サーボピストンの摺動径が小さいので、第１サ
ーボピストンの摺動抵抗は小さくなる。この第１変速段
用摩擦係合要素の係合圧が小さく設定されているが、こ
のように第１変速段用摩擦係合要素の第１サーボピスト
ンの摺動抵抗が小さいので、第１変速段用摩擦係合要素
の係合が遅れることはない。したがって、少なくとも前
進１速段での第１変速段用摩擦係合要素の係合が遅れる
ことなく確実に行われる。こうして、本発明の自動変速
機によれば、自動変速機のコンパクト化を図ることがで
きる。また、本発明の自動変速機によれば、前述のよう
に少なくとも前進１速段で係合する第１変速段用摩擦係
合要素の第１サーボピストンと後進段時に係合する第２
摩擦係合要素の第２サーボピストンとを、第２サーボピ
ストンの内周側に第１サーボピストンが配設されたダブ
ルピストン構造に設定し、かつ摺動抵抗の大きい外周側
の作動圧を摺動抵抗の小さい内周側の作動圧より高く設
定しているので、少なくとも前進１速時および後進時の
いずれにおいても、応答性を最適に確保することができ
る。

【００１７】こうして、請求項１の発明の自動変速機に
よれば、自動変速機のコンパクト化を図ることができる
とともに、前進時および後進時のいずれにおいても、応
答性を最適に確保することができる。

【００１８】特に、請求項２の発明によれば、第１のサ
ンギヤを前進発進段用クラッチと連結し、また第２のサ
ンギヤを後進段用クラッチと連結することにより、前後
進発進時に係合するクラッチが最適に連結されるように
なる。これにより、自動変速機をより一層コンパクト化
することができ、しかも前後進発進段での良好な応答性
を確保することができる。

【００１９】また、請求項３の発明によれば、プラネタ
リを用いた自動変速機においても、クラッチをプラネタ
リに最適に連結することにより、前述と同様に自動変速
機をより一層コンパクト化することができ、しかも前後
進発進段での良好な応答性を確保することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。図１は、本発明の自動変速機の実施
の形態の一例を示す断面図、図２はこの自動変速機を模
式的に示すスケルトン図、図３はこの自動変速機の各要
素の各レンジでの作動状態を示す図である。なお、図３
において、○は係合を表し、×は非係合を表している。

【００２１】図１および図２に示すように、本例の自動
変速機Ａは、エンジンクランク軸１に整列する第１軸の
入力軸２、第２軸のカウンタ軸３および第３軸のアクス
ル軸４ａ,４ｂの３軸を有しており、入力軸２上にはロ
ックアップクラッチ（Ｌ／Ｃ）５を有するトルクコンバ
ータ６および自動変速機構７が配設され、またカウンタ
軸３上にはカウンタ機構８が配設され、更にアクスル軸
４ａ,４ｂ上にはディファレンシャル装置９が配設され
ている。

【００２２】自動変速機構７は遊星歯車機構を備えてお
り、この遊星歯車機構はシングルプラネタリギヤ１０お
よびデュアルプラネタリギヤ１１とを組み合わせたラビ
ニヨタイプのプラネタリギヤユニット１２から構成され
ている。このプラネタリギヤユニット１２においては、
シングルプラネタリギヤ１０の第２サンギヤＳ２に噛合
するピニオンとデュアルプラネタリギヤ１１のリングギ
ヤＲ１およびデュアルプラネタリギヤ１１のショートピ
ニオンＰ１にそれぞれ噛合するデュアルプラネタリギヤ
１１のピニオンとが、共通のロングピニオンＰとして一
体に構成されている。また、ショートピニオンＰ１はデ
ュアルプラネタリギヤ１１の第１サンギヤＳ１に噛合さ
れている。更に、ロングピニオンＰおよびショートピニ
オンＰ１を回転自在に支持するキャリヤが両プラネタリ
ギヤ１０,１１の共通のキャリヤＣＲとして一体に構成
されている。更に、デュアルプラネタリギヤ１１の第１
サンギヤ１は入力軸２の外周に相対回転可能に支持され
る第１中空軸１３に一体に形成されているとともに、シ
ングルプラネタリギヤ１０の第２サンギヤＳ２は第１中
空軸１３の外周に支持される第２中空軸１４に一体に形
成されている。

【００２３】そして、入力軸２と第１中空軸１３すなわ
ちデュアルプラネタリギヤ１１の第１サンギヤＳ１とが
第１のクラッチ（以下、前進発進段用クラッチともい
う）Ｃ１を介して連結可能とされており、また入力軸２
と第２中空軸１４すなわちシングルプラネタリギヤ１０
の第２サンギヤＳ２とが第３のクラッチ（以下、後進段
用クラッチともいう）Ｃ３を介して連結可能されてい
る。また、第２サンギヤＳ２が第１のブレーキＢ１によ
りケース１５に係止可能にされているとともに、その一
方向回転時に、第１のワンウェイクラッチＦ１およびこ
のワンウェイクラッチＦ１に直列的に配設された第２の
ブレーキＢ２によりケース１５に係止されるようになっ
ている。

【００２４】更に、キャリヤＣＲが第２のクラッチＣ２
を介して入力軸２に連結されているとともに、第３のブ
レーキＢ３によりケース１５に係止可能にされており、
しかもその一方向回転時に、第３のブレーキＢ３に並列
的に配設された第２のワンウェイクラッチＦ２によりケ
ース１５に係止されるようになっている。そして、デュ
アルプラネタリギヤ１１のリングギヤＲ１がケース１５
に回転可能に支持されているカウンタドライブギヤ１６
に連結されており、このカウンタドライブギヤ１６が自
動変速機構７の出力部材となっている。

【００２５】また、カウンタ機構８は、カウンタ軸３に
支持された、カウンタドライブギヤ１６に噛合するカウ
ンタドリブンギヤ１７および同じくカウンタ軸３に支持
された、このカウンタ機構８の出力部材となる減速ギヤ
１８を備えている。

【００２６】また、ディファレンシャル装置９はギヤマ
ウントケースとなるデフキャリヤ１９および左右サイド
ギヤ２０ａ,２０ｂを備えている。このデフキャリヤ１
９にはリングギヤ２１が固定されており、このリングギ
ヤ２１がカウンタ機構８の減速ギヤ１８と噛合して最終
減速機構を構成している。また、左右サイドギヤ２０
ａ,２０ｂがそれぞれ左右アクスル軸４ａ,４ｂに連結さ
れている。

【００２７】このように構成された自動変速機Ａは、図
示しないマニュアルシフト弁により設定されるＰ,Ｒ,
Ｎ,Ｄ,２,Ｌの各レンジにて、図示しない油圧制御回路
における各ソレノイドバルブのオン・オフ信号の組み合
わせにより、図３に示すように各クラッチＣ１〜Ｃ３、
各ブレーキＢ１〜Ｂ３および各ワンウェイクラッチＦ１
〜Ｆ２の各レンジに対応するものが係合して、それぞれ
各レンジＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄレンジにおける各変速段１ＳＴ
〜４ＴＨ、２レンジにおける各変速段１ＳＴ〜３ＲＤ、
およびＬレンジにおける各変速段１ＳＴ〜（３ＲＤ）が
得られるようになっている。

【００２８】以下にその動作について説明する。 Ｉ. ドライブレンジ（Ｄレンジ） Ｎ→Ｄシフトを行うために、マニュアルシフト弁がドラ
イブレンジ（Ｄレンジ）の位置に設定される。

【００２９】Ｄレンジにおける１速状態においては、第
１のクラッチＣ１が係合されるとともに、第２のワンウ
ェイクラッチＦ２が係合される。この状態では、入力軸
２の回転が第１のクラッチＣ１を介して第１サンギヤＳ
１に伝達されるとともに、更にショートピニオンＰ１に
伝達され、更にこのショートピニオンＰ１の回転がロン
グピニオンＰに伝達される。このとき、ロングピニオン
Ｐは第２サンギヤＳ２を空転させながら正方向に回転す
る。また、ロングピニオンＰの回転により、共通のキャ
リヤＣＲが逆方向に回転しようとするが、第２のワンウ
ェイクラッチＦ２がキャリヤＣＲをその逆方向回転に対
してケース１５に係止させるので、キャリヤＣＲは回転
を阻止される。このため、リングギヤＲ１が正方向に大
きく減速回転され、この回転がカウンタドライブギヤ１
６から取り出されて、カウンタ機構８のカウンタドリブ
ンギヤ１７に伝達される。これにより、Ｄレンジの１速
が達成される。

【００３０】更にカウンタ機構８において、カウンタド
リブンギヤ１７の回転がカウンタ軸３を介して減速ギヤ
１８に伝達され、更にリングギヤ２１を介してディファ
レンシャル装置９のデフキャリヤ１９に減速されて伝達
される。そして、最後にこのデフキャリヤ１９の回転が
左右サイドギヤ２０ａ,２０ｂを介してそれぞれ左右ア
クスル軸４ａ,４ｂに伝達される。

【００３１】Ｄレンジにおける２速状態においては、第
１のクラッチＣ１の係合状態が保持される。また、第２
のブレーキＢ２が係合されるとともに、第１のワンウェ
イクラッチＦ１が係合される。この状態では、前述の１
速と同様に入力軸２の回転が、第１のクラッチＣ１、第
１サンギヤＳ１、およびショートピニオンＰ１を介して
ロングピニオンＰに伝達される。このロングピニオンＰ
の回転により、第２サンギヤＳ２が逆方向に回転しよう
とするが、第２のブレーキＢ２が係合されているととも
に、第１のワンウェイクラッチＦ１が逆方向の回転に対
して係合するので、第２サンギヤＳ２は回転を阻止され
る。このため、キャリヤＣＲが正方向に回転するととも
に、リングギヤＲ１が正方向に回転し、このリングギヤ
Ｒ１の回転がカウンタドライブギヤ１６から取り出され
ることにより、２速が達成される。

【００３２】Ｄレンジにおける３速状態においては、第
１のクラッチＣ１の係合状態および第２のブレーキＢ２
の係合状態がそれぞれ保持される。更に、第２のクラッ
チＣ２が係合される。この状態では、入力軸２の回転が
第１のクラッチＣ１を介して第２サンギヤＳ２に伝達さ
れるだけでなく、第２のクラッチＣ２を介してキャリヤ
ＣＲに伝達される。このため、第１サンギヤＳ１とキャ
リヤＣＲとが正方向に一体に回転するので、ショートピ
ニオンＰ１およびロングピニオンＰがともにキャリヤＣ
Ｒ、第１サンギヤＳ１、および入力軸２と一体的に回転
するが、それぞれ自転はしない。このとき、第２のブレ
ーキＢ２が係合していても第１のワンウェイクラッチＦ
１が正方向回転に対して係合しないので、ロングピニオ
ンＰが入力軸２まわりに回転しかつ自転をしないことか
ら、第２サンギヤＳ２が正方向にロングピニオンＰと一
体に回転するとともに、リングギヤＲ１もロングピニオ
ンＰと一体に正方向に回転する。すなわち、リングギヤ
Ｒ１は入力軸２と一体に直結回転する。このリングギヤ
Ｒ１の回転がカウンタドライブギヤ１６から取り出され
ることにより、３速が達成される。

【００３３】前進最高速段であるＤレンジにおける４速
状態においては、第２のクラッチＣ２の係合状態および
第２のブレーキＢ２の係合状態がそれぞれ保持される。
また、第１のクラッチＣ１が解放されるとともに、第１
のブレーキＢ１が係合される。この状態では、入力軸２
の回転が第２のクラッチＣ２を介してキャリヤＣＲに伝
達されるが、第１サンギヤＳ１が入力軸２から遮断され
るので、入力軸２の回転は第１サンギヤＳ１には伝達さ
れない。したがって、キャリヤＣＲが入力軸２と一体に
回転するとともに、このキャリヤＣＲの回転により、ロ
ングピニオンＰおよびショートピニオンＰ１がともに入
力軸２まわりに回転する。このとき、第１のブレーキＢ
１が係合していて第２サンギヤＳ２が回転しなく、更に
第１サンギヤＳ１が入力軸２から遮断されてフリーとな
っているので、ロングピニオンＰおよびショートピニオ
ンＰ１がともに自転し、第１サンギヤＳ１が空転する。
ロングピニオンＰの入力軸２まわりの回転および自転に
より、リングギヤＲ１が入力軸２より高速度で正方向に
回転する。このリングギヤＲ１の回転がカウンタドライ
ブギヤ１６から取り出されることにより、入力軸２の回
転をオーバードライブした高速回転の４速が達成され
る。

【００３４】II. リバースレンジ（Ｒレンジ） Ｎ→Ｒシフトを行うために、マニュアルシフト弁がリバ
ースレンジ（Ｒレンジ）の位置に設定される。

【００３５】Ｒレンジでは、第３のクラッチＣ３が係合
されるとともに、第３のブレーキＢ３がともに係合され
る。この状態では、キャリヤＣＲが第３のブレーキＢ３
の係合により固定されている。また、入力軸２の回転が
第３のクラッチＣ３を介して第２サンギヤＳ２に伝達さ
れる。この第２サンギヤＳ２の回転により、ロングピニ
オンＰが逆方向に回転するとともに、キャリヤＣＲが回
転しないのでリングギヤＲ１が逆方向に減速回転する。
このリングギヤＲ１の逆回転がカウンタドライブギヤ１
６に取り出される。

【００３６】III. パーキングレンジ（Ｐレンジ）およ
びニュートラルレンジ（Ｎレンジ） マニュアルシフト弁がパーキングレンジ（Ｐレンジ）ま
たはニュートラルレンジ（Ｎレンジ）の位置にそれぞれ
設定される。

【００３７】ＰレンジまたはＮレンジでは、いずれのク
ラッチ、いずれのブレーキ、およびいずれのワンウェイ
クラッチも係合されない。この状態では、入力軸２の回
転はカウンタギヤ１６には伝達されなく、アクスル軸４
ａ,４ｂは回転しない。

【００３８】IV. セカンドレンジ（２レンジ） マニュアルシフト弁がセカンドレンジ（２レンジ）の位
置に設定される。

【００３９】２レンジにおける１速状態においては、前
述のＤレンジの１速の場合とまったく同じであり、Ｄレ
ンジの１速と同様の、２レンジでの１速が達成される。
また２レンジの２速状態においては、前述のＤレンジの
２速の場合に更に第１のブレーキＢ１が係合される。こ
の状態では、前述のＤレンジの２速の場合に対して第２
サンギヤＳ２が正、逆いずれの方向にも回転を阻止され
る。これにより、２レンジでの２速が達成され、エンジ
ンブレーキが作動するようになる。２レンジの３速状態
においては、前述のＤレンジの３速の場合と同じであ
り、Ｄレンジの３速と同様の、２レンジでの３速が達成
される。

【００４０】V. ローレンジ（Ｌレンジ） マニュアルシフト弁がローレンジ（Ｌレンジ）の位置に
設定される。

【００４１】Ｌレンジにおける１速状態においては、前
述のＤレンジの１速の場合に更に第３のブレーキＢ３が
係合される。これにより、比較的大きなブレーキ力のエ
ンジンブレーキが作動するようになっている。またＬレ
ンジの２速状態においては、前述の２レンジの２速の場
合とまったく同じであり、２レンジの２速と同様の、Ｌ
レンジでの２速が達成され、エンジンブレーキが作動す
るようになっている。このエンジンブレーキのブレーキ
力はＬレンジの１速時のエンジンブレーキより小さい。
更にＬレンジの３速状態においては、前述の２レンジの
３速の場合とまったく同じであり、２レンジの３速と同
様の、Ｌレンジでの３速が達成される。

【００４２】ところで、この例の自動変速機Ａにおいて
は、前進発進時に係合する前進発進段用クラッチＣ１の
油圧サーボの第１サーボピストン２２と後進時に係合す
る後進段用クラッチＣ３の油圧サーボの第２サーボピス
トン２３とがダブルピストン構造に形成されている。こ
れを具体的に説明すると、図４に詳細に示すように後進
段用クラッチＣ３の油圧サーボのドラム部材２４が、軸
方向に延びる大径側筒状部２４ａおよび小径側筒状部２
４ｂと、径方向に延びてこれらの大径側筒状部２４ａお
よび小径側筒状部２４ｂの両一端部間を連結する平板状
部２４ｃとから有底筒状に形成されているとともに、平
板状部２４ｃの内周端が入力軸２に連結、固定されてい
る。

【００４３】このドラム部材２４内には、後進段用クラ
ッチＣ３の第２サーボピストン２３が配設されており、
この第２サーボピストン２３は、ドラム部材２４とほぼ
同形状の有底筒状に形成されており、軸方向に延びる大
径側筒状部２３ａおよび小径側筒状部２３ｂと、径方向
に延びてこれらの大径側筒状部２３ａおよび小径側筒状
部２３ｂの両一端部間を連結する平板状部２３ｃとから
構成されている。そして、第２サーボピストン２３の小
径側筒状部２３ｂが、この小径側筒状部２３ｂを貫通す
る、ドラム部材２４の小径側筒状部２４ｂの外周面に、
シールリング２５により油密にかつ軸方向に摺動可能に
配設されているとともに、第２サーボピストン２３の大
径側筒状部２３ａがドラム部材２４の大径側筒状部２４
ａの内周面に、シール部材２６により油密にかつ軸方向
に摺動可能に配設されている。

【００４４】また、この後進段用クラッチＣ３の第２サ
ーボピストン２３の大径側筒状部２３ａの内周側には、
前進発進段用クラッチＣ１の第１サーボピストン２２が
配設されており、この第１サーボピストン２２は、後進
段用クラッチＣ３の第２サーボピストン２３とほぼ同形
状の有底筒状に形成されており、軸方向に延びる大径側
筒状部２２ａおよび小径側筒状部２２ｂと、径方向に延
びてこれらの大径側筒状部２２ａおよび小径側筒状部２
２ｂの両一端部間を連結する平板状部２２ｃとから構成
されている。そして、第１サーボピストン２２の小径側
筒状部２２ｂが、この小径側筒状部２２ｂを貫通する、
入力軸２の外周面に、シールリング２７により油密にか
つ軸方向に摺動可能に配設されているとともに、第１サ
ーボピストン２２の大径側筒状部２２ａが後進段用クラ
ッチＣ３の第２サーボピストン２３の大径側筒状部２３
ａの内周面に、シール部材２８により油密にかつ軸方向
に摺動可能に配設されている。

【００４５】なお、第１サーボピストン２２の小径側筒
状部２２ｂを入力軸２の外周面に油密にかつ軸方向に摺
動可能に配設することに代えて、前述の特開平４ー１２
６６３４号公報の自動変速機と同様に、ドラム部材２４
の小径側筒状部２４ｂを軸方向に延長して、その外周面
に、第１サーボピストン２２の小径側筒状部２２ｂを油
密にかつ軸方向に摺動可能に配設するようにすることも
できる。

【００４６】このようにして、１つの筒状のドラム部材
２４の内周側に後進段用クラッチＣ３の筒状の第２サー
ボピストン２３を配設し、更にこの後進段用クラッチＣ
３の筒状の第２サーボピストン２３の内周側に前進発進
段用クラッチＣ１の筒状の第１サーボピストン２２を配
設したダブルピストン構造が構成されている。なお、第
２サーボピストン２３の大径側筒状部２３ａの先端に対
向して、後進段用クラッチＣ３の多板の摩擦係合部材２
９が配設されていて、第２サーボピストン２３の移動に
よりこれらの多板の摩擦係合部材２９が互いに摩擦係合
されるようになっているとともに、第１サーボピストン
２２の大径側筒状部２２ａの先端に対向しかつ後進段用
クラッチＣ３の摩擦係合部材２９の内周側に位置するよ
うにして、前進発進段用クラッチＣ１の多板の摩擦係合
部材３０が配設されていて、第１サーボピストン２２の
移動によりこれらの多板の摩擦係合部材３０が互いに摩
擦係合されるようになっている。

【００４７】このように、本例の自動変速機Ａによれ
ば、前進発進段用クラッチおよび後進段用クラッチＣ
１,Ｃ３の第１および第２サーボピストン２２,２３をダ
ブルピストン構造とすることにより、自動変速機Ａの軸
方向の長さを短縮することができ、自動変速機Ａのコン
パクト化および軽量化を図ることができる。

【００４８】また、第２サーボピストン２３の作動時
に、第１サーボピストン２２が第２サーボピストン２３
と一緒に移動するようになるが、このとき前進発進段用
クラッチＣ１の摩擦係合部材３０も一緒に移動するの
で、この第１サーボピストン２２の移動では、前進発進
段用クラッチＣ１の摩擦係合部材３０が係合することは
なく、第２サーボピストン２３の移動により、後進段用
クラッチＣ３の摩擦係合部材２９のみが係合するように
なる。これらの第１および第２サーボピストン２２,２
３の移動時には、２つのシールリング２５,２７および
シール部材２６において摺動抵抗が作用するとともに、
それらの摺動径が比較的大きいことから、第１および第
２サーボピストン２２,２３の移動時の摺動抵抗が大き
くなる。そのうえ、摩擦係合部材２９の摺動部の外径も
大きく、この摩擦係合部材２９の摺動抵抗も大きい。し
かし、この後進段用クラッチＣ３は後進時に係合するク
ラッチであるため、その係合圧が大きく設定されてお
り、このため後進段用クラッチＣ３の摺動抵抗が大きく
ても、後進段用クラッチＣ３の係合は遅れることがな
い。

【００４９】一方、第１サーボピストン２２の作動時に
は、第１サーボピストン２２のみが移動するようにな
り、したがって前進発進段用クラッチＣ１の摩擦係合部
材３０のみが係合するようになる。

【００５０】第１サーボピストン２２のみの移動時に
は、１つのシールリング２７およびシール部材２８にお
いて摺動抵抗が作用するとともに、第１サーボピストン
２２が第２サーボピストン２３の内周側にあってその摺
動径が比較的小さいことから、第１サーボピストン２２
の移動時の摺動抵抗が小さくなる。そのうえ、前進発進
段用クラッチＣ１の摩擦係合部材３０が後進段用クラッ
チＣ３の摩擦係合部材２９の内周側にあることから、摩
擦係合部材３０の摺動部の外径も小さく、この摩擦係合
部材３０の摺動抵抗も小さい。

【００５１】更に、本例の自動変速機Ａでは、カウンタ
ドライブギヤ１６の前方側に第２のクラッチＣ２が設け
られている。この第２のクラッチＣ２は、図３から明ら
かなようにＤレンジの３速および４速、２レンジの３速
およびＬレンジの３速において係合し、他の変速段では
係合しないようになっている。その場合、第２のクラッ
チＣ２が係合するＤレンジの３速では、第２のクラッチ
Ｃ２とともに第１のクラッチＣ１も係合し、入力軸２か
らのトルクは第１のクラッチＣ１と第２のクラッチＣ２
とで分担するようになる。また、第２のクラッチＣ２が
係合するＤレンジの４速では、トルクコンバータ６がエ
ンジン出力トルクをほとんど増幅しないので、トルクコ
ンバータ６からのストールトルクが入力軸２には伝達さ
れない。

【００５２】したがって、この第２のクラッチＣ２は大
容量を要求されない。すなわち、第２のクラッチＣ２
は、軸方向寸法および径方向寸法がＤレンジ１速時およ
び２速時、またはＲレンジに係合するクラッチおよびブ
レーキより、ともに小さく設定されている。そして、こ
の寸法の小さい第２のクラッチＣ２がカウンタドライブ
ギヤ１６の前方に配置されることにより、自動変速機Ａ
のケース１５の第２のクラッチＣ２と対向する部分およ
び前方開口部（すなわち、オイルポンプＯ／Ｐの取り付
け端部）βが入力軸２側により近づいた状態となり、ケ
ース１５のこれらの部分がより一層コンパクトに形成さ
れている。

【００５３】そして、この前方開口部βのケース１５
に、オイルポンプＯ／Ｐのボディカバー３３のフランジ
状部３３ａがボルト３４により取り付けられているが、
ケース１５の前方開口部βがコンパクトに形成されてい
ることから、このオイルポンプＯ／Ｐのボディカバー３
３のフランジ状部３３ａの外径の寸法も、ケース１５の
前方開口部βの寸法に合わせて短縮されている。これに
より、ボディカバー３３を無駄なく、よりコンパクトに
形成できる。そのうえ、本発明の自動変速機Ａは、従来
の一般的な自動変速機と同様にオイルポンプＯ／Ｐのボ
ディカバー３３等が鋳鉄製の鋳物で形成されているの
で、このようにボディカバー３３をよりコンパクトに形
成できることから、ボディカバー３３の軽量化を効果的
に図ることができ、その結果自動変速機Ａ全体の軽量化
に大きく寄与することとなる。

【００５４】更に、本例の自動変速機Ａにおいては、カ
ウンタドライブギヤ１６を、自動変速機Ａのケース１５
に形成されたセンタサポート３１に、このセンタサポー
ト３１の前方に位置するようにして軸受３２により回転
自在に支持しているとともに、カウンタドライブギヤ１
６の前方に容量の小さな第２のクラッチＣ２を配置し、
残りの容量の大きな第１および第３のクラッチＣ１,Ｃ
３および第１ないし第３のブレーキＢ１〜Ｂ３をカウン
タドライブギヤ１６の後方に配置していることにより、
自動変速機Ａの後方部が前方部と比較して拡大するよう
になるが、前述のように第１および第３のクラッチＣ
１,Ｃ３の第１および第２サーボピストン２２,２３をダ
ブルピストン構造として軸方向に短縮しているので、自
動変速機Ａの後方部を、その拡大を効果的に抑制してコ
ンパクトに形成することができる。そのうえ、自動変速
機Ａのケース１５がアルミ製のケースで構成されている
ので、自動変速機Ａの後方部の拡大の抑制に相俟って、
自動変速機Ａの後方部の重量がそれほど増大しなく、自
動変速機Ａの全体としての軽量化が妨げられることはな
い。

【００５５】更に、本例の自動変速機Ａでは、第２のク
ラッチＣ２の軸方向寸法が、容量の大きな他のクラッチ
等の摩擦係合要素の軸方向寸法より小さいので、この寸
法の小さい第２のクラッチＣ２がカウンタドライブギヤ
１６の前方に配置されることにより、カウンタドライブ
ギヤ１６と第２のクラッチＣ２との間に形成される空間
δ内に、カウンタドライブギヤ１６に一体に設けられた
パーキングギヤ３５が第２のクラッチＣ２と径方向にオ
ーバラップすることなく配置されている。このように、
パーキングギヤ３５がカウンタドライブギヤ１６と第２
のクラッチＣ２との間に配置されることにより、パーキ
ングギヤ３２が第２のクラッチＣ２に干渉することな
く、カウンタ軸３を入力軸２に近づけることができる。
しかも、カウンタドリブンギヤ１７も後方に移動させる
必要はないので、カウンタ軸３からなる第２軸の軸長が
長くなることはなく、従来の自動変速機の第２軸と同じ
かそれより短縮することができる。

【００５６】更に、本例の自動変速機Ａにおいては、前
述のように遊星歯車機構にラビニヨ型プラネタリを用い
るとともに、その第１サンギヤＳ１を第１のクラッチＣ
１と連結し、また第２サンギヤＳ２を第２のクラッチＣ
２と連結しているので、自動変速機Ａをより一層コンパ
クト化することができ、しかも前後進発進段での良好な
応答性を確保することができる。

【００５７】なお、前述の例では、本発明を、ラビニヨ
型プラネタリを備えた自動変速機に適用した場合につい
て説明しているが、本発明は、このラビニヨ型プラネタ
リの自動変速機以外の自動変速機にも適用することがで
きる。例えば、図５および図６に示すように、サンギヤ
Ｓと、このサンギヤＳに噛合するロングピニオンＰおよ
びこのロングピニオンＰに噛合するショートピニオンＰ
１とをそれぞれ回転自在に支持するキャリヤＣＲと、シ
ョートピニオンに噛合する第１のリングギヤＲ１と、ロ
ングピニオンＰに噛合する第２のリングギヤＲ２とから
なり、第１リングギヤＲ１が出力部材であるカウンタド
ライブギヤ１６に連結され、またキャリヤＣＲが３速段
および４速段で係合する第２のクラッチＣ２および１速
段および後進段で係止する第２のブレーキＢ２に連結さ
れて、この第２のクラッチＣ２を介して入力軸２に連結
可能とされ、更に、サンギヤＳが前進１ないし３速段で
係合する前進発進段用クラッチＣ１に連結されて、この
前進発進段用クラッチＣ１を介して入力軸２に連結可能
とされ、更に第２リングギヤＲ２が後進段で係合する後
進段用クラッチＣ３および２速段および４速段で係止す
る第１のブレーキＢ１に連結されて、この後進段用クラ
ッチＣ３を介して入力軸２に連結可能とされているタイ
プのプラネタリを備えた自動変速機にも、本発明を適用
することができる。この場合には、図５に示す前進発進
段用クラッチＣ１の第１サーボピストンと後進段用クラ
ッチＣ３の第２サーボピストンとを、前述の例と同様の
ダブルピストン構造とするとともに、第２サーボピスト
ンの作動圧を、第１サーボピストンの作動圧より高く設
定する。

【００５８】このように、ラビニヨ型プラネタリ以外の
プラネタリを用いても、そのサンギヤＳを前進発進段用
クラッチＣ１と連結し、また第２リングギヤＲ２を後進
段用クラッチＣ３と連結することにより、前述の例と同
様に、自動変速機Ａをより一層コンパクト化することが
でき、しかも前後進発進段での良好な応答性を確保する
ことができるようになる。

【００５９】なお、前述の例では、第２サーボピストン
２３の小径側筒状部２３ｂを、この小径側筒状部２３ｂ
を貫通する、ドラム部材２４の小径側筒状部２４ｂの外
周面に、油密にかつ摺動可能に支持するようにしている
が、小径側筒状部２３ｂを、この小径側筒状部２３ｂを
貫通する入力軸２の外周面に、油密にかつ摺動可能に支
持するようにすることもできる。また、第１サーボピス
トン２２の小径側筒状部２２ｂを、この小径側筒状部２
２ｂを貫通する入力軸２の外周面に、油密にかつ摺動可
能に支持するようにしているが、小径側筒状部２２ｂに
第２サーボピストン２３の小径側筒状部２３ｂまたはド
ラム部材２４の小径側筒状部２４ｂを貫通させ、これら
の小径側筒状部２３ｂまたは小径側筒状部２４ｂの外周
面に、小径側筒状部２２ｂを油密にかつ摺動可能に支持
するようにすることもできる。

【００６０】更に、ドラム部材２４の小径側筒状部２４
ｂ、第１サーボピストン２２の小径側筒状部２２ｂ、お
よび第２サーボピストン２３の小径側筒状部２３ｂは、
いずれも省略することもできるが、ドラム部材２４、第
１および第２サーボピストン２２,２３の安定性を確保
するために、これらの小径側筒状部２２ｂ,２３ｂ,２４
ｂは、設けた方が望ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる自動変速機の実施の形態の一
例を示す断面図である。

【図２】 図１に示す自動変速機を模式的に示すスケル
トン図である。

【図３】 図１に示す自動変速機の各クラッチ、各ブレ
ーキ、および各ワンウェイクラッチの各レンジでの作動
状態を示す図である。

【図４】 図１に示す自動変速機の後端部を詳細に示す
拡大断面図である。

【図５】 本発明が適用される、ラビニヨ型プラネタリ
以外の他のタイプのプラネタリを有する自動変速機を模
式的に示すスケルトン図である。

【図６】 図５に示す自動変速機の各クラッチおよび各
ブレーキの各レンジでの作動状態を示す図である。

【符号の説明】

１…エンジンクランク軸、２…入力軸、３…カウンタ
軸、４ａ,４ｂ…アクスル軸、５…ロックアップクラッ
チ（Ｌ／Ｃ）、６…トルクコンバータ、７…自動変速機
構、８…カウンタ機構、９…ディファレンシャル装置、
１０…シングルプラネタリギヤ、１１…デュアルプラネ
タリギヤ、１２…プラネタリギヤユニット、１５…ケー
ス、１６…カウンタドライブギヤ、１７…カウンタドリ
ブンギヤ、２２…第１サーボピストン、２２ａ…第１サ
ーボピストン２２の大径側筒状部、２２ｂ…第１サーボ
ピストン２２の小径側筒状部、２２ｃ…第１サーボピス
トン２２の平板状部、２３…第２サーボピストン、２３
ａ…第２サーボピストン２３の大径側筒状部、２３ｂ…
第２サーボピストン２３の小径側筒状部、２３ｃ…第２
サーボピストン２３の平板状部、２４…ドラム部材、２
４ａ…ドラム部材２４の大径側筒状部、２４ｂ…ドラム
部材２４の小径側筒状部、２４ｃ…ドラム部材２４の平
板状部、２５,２７…シールリング、２６,２８…シール
部材、２９…第３のクラッチＣ３の多板の摩擦係合部
材、３０…第１のクラッチＣ１の多板の摩擦係合部材、
３１…センタサポート、３２…軸受、３３…オイルポン
プＯ／Ｐのボディカバー、Ｃ１…第１のクラッチ（前進
発進段用クラッチ）、Ｃ２…第２のクラッチ、Ｃ３…第
３のクラッチ（後進段用クラッチ）、Ｂ１…第１のブレ
ーキ、Ｂ２…第２のブレーキ、Ｂ３…第３のブレーキ、
Ｏ／Ｐ…オイルポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤明利 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 荻野拓也 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 杉浦伸忠 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 高橋徳行 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 木下雅文 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−341642（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−89836（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−61393（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−167740（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−101026（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 57/00 - 57/04 F16D 25/063 F16D 48/02 F16H 3/44 - 3/78

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の回転要素を有するプラネタリギヤ
   ユニットおよびこれらの複数の回転要素をそれぞれ係合
   または係止させる複数の摩擦係合要素を有する自動変速
   機構を備えた自動変速機において、 前記摩擦係合要素は、少なくとも前進１速段で係合する
   第１変速段用摩擦係合要素と後進段時に係合する第２変
   速段用摩擦係合要素とを備え、 更に、前記第１変速段用摩擦係合要素を係合する第１サ
   ーボピストンと、有底筒状に形成され、かつ前記第２変
   速段用摩擦係合要素を係合する第２サーボピストンと、
   有底筒状に形成され、かつ底部がこれを貫通する自動変
   速機の入力軸に連結、固定されたドラム部材とを備え、 前記第１サーボピストンは、この第１サーボピストンを
   摺動可能に貫通する部材の外周面と前記第２サーボピス
   トンの筒状部の内周面との間で、油密にかつ摺動可能に
   設けられているとともに、 前記第２サーボピストンは、この第２サーボピストンの
   底部を摺動可能に貫通する部材の外周面と前記ドラム部
   材の筒状部の内周面との間で、油密にかつ摺動可能に設
   けられ、 更に、前記第２サーボピストンの作動圧は、前記第１サ
   ーボピストンの作動圧より高く設定されていることを特
   徴とする自動変速機。
2. 【請求項２】 前記プラネタリギヤユニットは、 第１のサンギヤと、この第１のサンギヤに噛合するショ
   ートピニオンおよびこのショートピニオンに噛合するロ
   ングピニオンとをそれぞれ回転自在に支持するキャリヤ
   と、ロングピニオンに噛合するリングギヤと、ロングピ
   ニオンに噛合する第２のサンギヤとからなるラビニヨ型
   プラネタリで構成されており、 前記第１変速段用摩擦係合要素は前進発進段時に係合す
   る前進発進段用クラッチであるとともに、前記第２変速
   段用摩擦係合要素は後進段時に係合する後進段用クラッ
   チであり、 前記リングギヤが自動変速機の出力部材に連結され、ま
   た前記キャリヤが前進発進段時および後進段時に係合し
   ないクラッチを介して前記入力軸に連結可能とされ、更
   に、前記第１のサンギヤが前記前進発進段用クラッチと
   連結され、更に前記第２のサンギヤが前記後進段用クラ
   ッチと連結されていることを特徴とする請求項１記載の
   自動変速機。
3. 【請求項３】 前記プラネタリギヤユニットは、 サンギヤと、このサンギヤに噛合するロングピニオンお
   よびこのロングピニオンに噛合するショートピニオンと
   をそれぞれ回転自在に支持するキャリヤと、ショートピ
   ニオンに噛合する第１のリングギヤと、ロングピニオン
   に噛合する第２のリングギヤとからなり、 前記第１変速段用摩擦係合要素は前進発進段時に係合す
   る前進発進段用クラッチであるとともに、前記第２変速
   段用摩擦係合要素は後進段時に係合する後進段用クラッ
   チであり、 前記第１のリングギヤが自動変速機の出力部材に連結さ
   れるとともに、前記第２のリングギヤが前記後進段用ク
   ラッチと連結され、またキャリヤが前進発進段時および
   後進段時に係合しないクラッチを介して前記入力軸に連
   結可能とされ、更に前記サンギヤが前記前進発進段用ク
   ラッチと連結されていることを特徴とする請求項１記載
   の自動変速機。