JP4655941B2 - 自動変速機 - Google Patents

Description

本発明は、４組のプラネタリギヤセットを備え、３つのクラッチと２つのブレーキとによって少なくとも前進６速を得るようにした自動変速機に関する。

この種の自動変速機として、従来より、入力軸と、これを減速する減速ギヤセットと、２組のシングルプラネタリギヤセットを組み合わせたシンプソン型遊星歯車列と、３つのクラッチと、２つのブレーキと、出力軸とを有して構成され、摩擦要素である３つのクラッチと２つのブレーキとを適宜締結、開放するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１の図１等を参照）。

上述のような構成の自動変速機においては、オーバドライブの変速段を得るために遊星歯車列のキャリア及びリングギヤへの入力が必要であるが、入力軸と出力軸とを同軸に設けると、回転要素が３つに限られるシングルプラネタリギヤセットでは、キャリア及びリングギヤの両方への入力経路は成立しなくなる。そのため、入力軸と出力軸とを異なる軸線上に平行に配置せざるを得ず、このことにより変速機の大型化を招く。

そこで、上述のシンプソン型の遊星歯車列に代えて、いわゆるラビニヨ型の遊星歯車列（ダブルピニオンにそれぞれサンギヤを噛み合わせた複合遊星歯車列）を用いることが、例えば同文献の図３、図１３等に開示されている。このものでは、入力軸と出力軸とを同軸に設けるために、入力回転を減速する減速ギヤセットとして１組のシングルピニオンタイプのプラネタリギヤセットを用いている。

しかし、一般的に、ラビニヨ型の遊星歯車列は、構造が複雑でギヤの噛み合い箇所が多いことから、ギヤノイズや振動が大きくなりやすく、しかも効率があまり良くないという難がある。また、シンプソン型に比べて高コストにもなりやすく、加えて、強度の確保が難しいことや遊星歯車列の内部でトルク循環が発生すること等、種々の問題を有している。

斯かる点を考慮して、特許文献２、３には、ラビニヨ型ではなく、シンプソン型の遊星歯車列を採用するとともに、これを構成する２組のプラネタリギヤセットのうちの一方を所謂ダブルリングギヤタイプ又はダブルサンギヤタイプのものとして、キャリアへの回転の入出力をセンターメンバによって径方向で行うようにすることが提案されている。
特開平４−２１９５５３号公報 国際公開第２００２／０９９３１６号パンフレット 特開２００４−０６９０５０号公報

しかしながら、上記提案例のようなダブルリングギヤタイプ、ダブルサンギヤタイプ等のプラネタリギヤセットは、単純にリングギヤやサンギヤ等を半分に割っただけのものではなく、個々のギヤがそれぞれ駆動力を伝達することを考慮して、各々、十分な強度を有するように構成しなくてはならない。

そのため、上記ダブルリングギヤタイプ等のプラネタリギヤセットの外形は、概略、２組のプラネタリギヤセットを組み合わせたものと同程度の寸法になり、回転軸の方向にかなり大きくなってしまう。また、分割されたギヤに跨って噛み合うピニオンの軸方向長さが長くなって傾きを生じやすくなることから、ギヤノイズや振動が大きくなる傾向にある。さらに、複雑な構成であるため、部品点数の増加や組み立て作業の繁雑化等を招き、製造コストも高くなってしまう。

本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、少なくとも前進６段の自動変速機において、ギヤノイズの発生を抑えながら、安価でよりコンパクトな変速機を得ることにある。

前記目的を達成するために、本発明の解決手段では、４組のプラネタリギヤセットと３つのクラッチと２つのブレーキとを組み合わせることによって少なくとも前進６速が得られるようにした自動変速機において、前記プラネタリギヤセットのうち、変速機ケースの後室に収容される第２の常時減速プラネタリギヤセットの外周側位置に、軸方向にオーバーラップするように第３のクラッチ及び第１のブレーキを配置した。

具体的には、請求項１の発明では、入力軸と、上記入力軸と同軸に配設された出力部と、それぞれ上記入力軸の回転を常時減速して出力する第１及び第２の常時減速プラネタリギヤセットと、互いに連結されることによって合わせて第１〜第４の４つの回転要素を有すると共に、その第１の回転要素が上記出力部に連結されている２組のプラネタリギヤセットと、第１〜第３のクラッチと、第１及び第２のブレーキと、それらを収容する変速機ケースと、を備え、上記第１〜第３のクラッチ並びに第１及び第２のブレーキを選択的に作動させて上記入力軸から上記出力部までの動力伝達系路を切り換えることによって、少なくとも前進６速を得る自動変速機を対象とする。

そして、上記第１及び第２の常時減速プラネタリギヤセット、及び２組のプラネタリギヤセットは、上記入力軸への動力入力側からその反対側に向かって、第１の常時減速プラネタリギヤセット、２組のプラネタリギヤセット、及び第２の常時減速プラネタリギヤセットの順に入力軸の軸方向に並んで配置され、上記出力部は、上記第１の常時減速プラネタリギヤセットと上記２組のプラネタリギヤセットとの中間位置に配置されるものとする。

さらに、上記変速機ケースの内部には、上記出力部を支持する支持壁が設けられ、その支持壁によって、上記変速機ケース内部は、上記入力軸の軸方向に、上記入力軸への動力入力側である前室と、その反対側である後室と、に区画され、上記第１の常時減速プラネタリギヤセット、並びに第１及び第２のクラッチは、上記前室に収容される一方、上記２組のプラネタリギヤセット、第２の常時減速プラネタリギヤセット、第３のクラッチ、並びに第１及び第２のブレーキは、上記後室に収容され、上記第３のクラッチ及び第１のブレーキは、上記第２の常時減速プラネタリギヤセットの外周側位置に軸方向にオーバーラップして配置されるものとする。

上記構成の自動変速機は、入力回転を常時減速する２組のプラネタリギヤセット（第１及び第２の常時減速プラネタリギヤセット）と、これに組み合わされる２組のプラネタリギヤセットの互いのキャリアとリングギヤとを連結したＣＲ−ＣＲ型連結遊星歯車列とを備えており、３つのクラッチと２つのブレーキとを選択的に作動させることで、前進６速を得ることが可能なものである。従って、従来例のようなダブルリングギヤタイプ等のプラネタリギヤセットを用いる必要がなくなり、これにより、ギヤノイズや振動が大きくなる虞れがなくなるとともに、構造が単純になって製造コストの低減も図れる。

また、入力回転を常時減速する２組のプラネタリギヤセットは、減速ギヤを介することなく常に入力トルクが直接入力されるので、トルク変動が小さくトルク負荷も極小化されるため、これら第１及び第２のプラネタリギヤセットを十分に小型化することができる。

こうして小型化した第１の常時減速プラネタリギヤセットを動力入力側、つまり、エンジン（又はトルクコンバータ）に近い側に配置すると共に、その第１の常時減速プラネタリギヤセットから入力軸の軸方向に沿って、２組のプラネタリギヤセット、該第１の常時減速プラネタリギヤセットと同様に小型化した第２の常時減速プラネタリギヤセットの順にそれぞれ配置し、且つ２組のプラネタリギヤセットの第１の回転要素に連結されている出力部を、２組のプラネタリギヤセットと第１の常時減速プラネタリギヤセットとの中間位置に配置する。このことによって、各プラネタリギヤセット、出力部、各クラッチ及び各ブレーキ間を連結する部材の取り回しが短縮化され、自動変速機のコンパクト化が図られる。

そして、第２の常時減速プラネタリギヤセットに対して、その外周側位置に、第３のクラッチ及び第１のブレーキを軸方向にオーバーラップして配置することによって、変速機の全長をより短縮してコンパクトに構成できる。しかも、上述のように第２の常時減速プラネタリギヤセットは十分に小型化されているため、該第２の常時減速プラネタリギヤセットの外周側位置に第３のクラッチ及び第１のブレーキを軸方向にオーバーラップして配置しても、自動変速機の径方向への大型化は抑制される。

上述の構成において、上記第３のクラッチを制御するためのクラッチピストンと、上記第１のブレーキを制御するためのブレーキピストンと、を備え、上記クラッチピストンは、上記第２の常時減速プラネタリギヤセットに対して、上記入力軸への動力入力側とは反対側に隣接して配置され、上記ブレーキピストンは、上記クラッチピストンの外周側位置に、該クラッチピストンに対して軸方向にオーバーラップして配置されるのが好ましい（請求項２の発明）。

これにより、第３のクラッチのクラッチピストン及び第１のブレーキのブレーキピストンが軸方向にオーバーラップした状態で配置されることになるため、該両ピストンを変速機の長さ方向にコンパクトに配置することができ、該変速機の全長をより短縮することができる。

また、上記第２のブレーキを上記２組のプラネタリギヤセットの外周側位置に配置してもよい（請求項３の発明）。こうすれば、第２のブレーキを軸方向にコンパクトに配置することができるため、変速機の全長をさらに短縮してよりコンパクト化を図れる。

さらに、上記支持壁の内周側にはボス部が形成されており、上記出力部は上記ボス部の外周面に支持され、上記後室内に収容されるようにしてもよい（請求項４の発明）し、上記出力部が上記ボス部の内周面に支持され、前室内に収容されるようにしてもよい（請求項５の発明）。前者のように、出力部を後室内に収容するようにすれば、該後室内の２組のプラネタリギヤセットに接続される出力部が上記支持壁を跨ぐ必要がなくなり、該支持壁に対して出力部をコンパクトに配置できるようになるため、その分、入力軸の長さを短くすることができる。一方、後者のように、出力部を前室内に収容するようにすれば、該出力部と噛み合うドリブンギヤの位置が入力軸の動力入力側に移動するため、その分、該ドリブンギヤの設けられるカウンタ軸の軸方向長さを短くすることができる。

以上説明したように、本発明の自動変速機によると、互いのキャリアとリングギヤとを連結したＣＲ−ＣＲ型連結遊星歯車列を構成する２組のプラネタリギヤセット以外に、第１及び第２の２組のプラネタリギヤセットを設けて、それらを常時減速用のものとして小型化を図りつつ、それぞれ上記遊星歯車列の軸方向両側に配置し、且つ入力軸の動力入力側に配置された第１のプラネタリギヤセットと２組のプラネタリギヤセットとの中間位置に出力部を配置することで、各プラネタリギヤセット、出力部、各クラッチ及び各ブレーキ間を連結する部材の取り回しを短縮することができる。しかも、本発明の自動変速機では、シングルプラネタリを組み合わせただけなので、ダブルリングギヤタイプ等のように大きなノイズや振動が発生することもなく、低コストである。

そして、変速機ケースの後室に収容される第２のプラネタリギヤセットの外周側位置に、第３のクラッチ及び第１のブレーキを軸方向にオーバーラップした状態で配置したため、変速機の長さを短くすることができ、確実に変速機のコンパクト化を図れる。

特に、上記第３のクラッチのクラッチピストン及び第１のブレーキのブレーキピストンを軸方向にオーバーラップするように配置すれば、これらのピストンをさらにコンパクトに配置することができ、変速機の長さ寸法の短縮化を図れる。また、第２のブレーキも、上記２組のプラネタリギヤセットの外周側に配置することで、変速機の長さ方向をさらにコンパクトにできる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

−全体構成−
図１は、本実施形態に係る自動変速機ＡＴの全体構成を示しており、この構成は、自動変速機ＡＴを車両に対し横置きに搭載されるＦＦ車用のパワートレインに適用した場合を示している。

自動変速機ＡＴは、主たる構成要素として、トルクコンバータ３と、変速歯車機構２と、差動歯車機構４と、を備えている。トルクコンバータ３は、図外のエンジンの出力軸から出力される回転駆動力を、車幅方向に配設された変速歯車機構２の入力軸Inputに伝達し、変速歯車機構２は、その回転駆動力を変速して上記入力軸Inputと同軸配置された出力ギヤ（出力部）Outputから出力する。出力ギヤOutputは、上記入力軸Inputに対して平行に配置されたカウンタ軸４３のドリブンギヤ４４と噛み合っており、該出力ギヤOutputの回転はドリブンギヤ４４によってカウンタ軸４３に伝達される。差動歯車機構４は、このカウンタ軸４３上のファイナルギヤ４５と差動歯車機構４のリングギヤ４１との噛み合いによって減速された後の回転駆動力を、上記入力軸Inputに対して平行に配置されたドライブ軸４２，４２に伝達する。

上記トルクコンバータ３はトルクコンバータハウジング５内に、上記変速歯車機構２、差動歯車機構４、及びカウンタ軸４３は変速機ケース１内に、それぞれ収容されている。上記トルクコンバータハウジング５は、変速機ケース１の一端側（エンジン側）を塞ぐように配設されている。上記変速機ケース１は、大別すると、変速歯車機構２を収容する変速歯車機構収容部１２と、差動歯車機構４を収容する差動歯車機構収容部１３と、上記変速歯車機構収容部１２及び差動歯車機構収容部１３の間に配置されたカウンタ軸４３を収容するカウンタ軸収容部１４と、を備えており、上記変速歯車機構収容部１２の反トルクコンバータ側は、リヤカバー６により覆われるようになっている。

ここで、図２を参照しながら、入力軸Input、カウンタ軸４３及びドライブ軸４２の３つの軸の位置関係について説明する。同図において、軸線ｄ１、ｄ２及びｄ３はそれぞれ入力軸Input、カウンタ軸４３及びドライブ軸４２の軸線を示している。また、同図において破線で示す円は、それぞれ、入力軸Inputと同軸配置された出力ギヤOutput、カウンタ軸４３と同軸配置されたドリブンギヤ４４及びファイナルギヤ４５、並びに、ドライブ軸４２と同軸配置されたリングギヤ４１を示している。

上記図２に示すように、上記３つの軸線ｄ１，ｄ２，ｄ３は、車両前方から後方へ向かって、ｄ１（入力軸Input）、ｄ２（カウンタ軸４３）、ｄ３（ドライブ軸４２）の順に配置されている。また、上記カウンタ軸４３の軸線ｄ２の高さ位置はドライブ軸４２の軸線ｄ３よりも高くなるように設定されていると共に、入力軸Inputの軸線ｄ１の高さ位置はカウンタ軸４３の軸線ｄ２とドライブ軸４２の軸線ｄ３との間に設定されている。尚、これらの入力軸Input、カウンタ軸４３及びドライブ軸４２の相対的な位置関係は、変速歯車機構２を構成するギヤ、差動歯車機構４を構成するギヤ、ドリブンギヤ４４及びファイナルギヤ４５の寸法関係、及び自動変速機ＡＴのエンジンルーム内での配置スペースの制約等により決まる。

次に、図１，３，４を参照しながら、変速歯車機構２の構成について説明する。図３は、上記の自動変速機ＡＴにおいて変速歯車機構２の部分を拡大して示す断面図、図４は、変速歯車機構２の構成を示す骨子線図（スケルトン図）である。

変速歯車機構２は、第１〜第４の４組のプラネタリギヤセットＧＳ１，ＧＳ２，ＧＳ３，ＧＳ４と、第１〜第３の３つの湿式多板式のクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３と、第１及び第２の２つの湿式多板式のブレーキＢ１，Ｂ２と、を備えている。尚、上記４組のプラネタリギヤセットＧＳ１〜ＧＳ４のうち、第１及び第２のプラネタリギヤセットＧＳ１，ＧＳ２は、それぞれ第３及び第４のプラネタリギヤセットＧＳ３，ＧＳ４よりも小型のものとされている。

ここで、変速機ケース１における変速歯車機構収容部１２には、入力軸方向の略中間位置において該変速機ケース１の内周面から径方向内方に向かって突出するように支持壁１５が形成されている。この支持壁１５によって、上記変速歯車機構収容部１２は、入力軸方向に、トルクコンバータ３に近い側（以下、トルクコンバータ側）の前室１２ａと、トルクコンバータ３から遠い側（以下、反トルクコンバータ側）の後室１２ｂとの２つの室に分割されている。

そして、上記第１〜第４の４組のプラネタリギヤセットＧＳ１〜ＧＳ４のうち、第２、第３及び第４のプラネタリギヤセットＧＳ２，ＧＳ３，ＧＳ４は、後室１２ｂ内に入力軸方向の反トルクコンバータ側からトルクコンバータ側に向かって順に配置されている一方、第１のプラネタリギヤセットＧＳ１は、前室１２ａ内に配置されている。これにより、第１及び第２のプラネタリギヤセットＧＳ１，ＧＳ２は、第３及び第４のプラネタリギヤセットＧＳ３，ＧＳ４を中間に挟むように入力軸方向の両側に位置付けられることになる。

−プラネタリギヤセットの構成−
第１のプラネタリギヤセットＧＳ１は、第１サンギヤＳ１と、第１リングギヤＲ１と、該両ギヤＳ１，Ｒ１に噛み合う第１ピニオンＰ１を支持する第１キャリアＰＣ１と、を有するシングルピニオンタイプのプラネタリギヤセットである。また、第２のプラネタリギヤセットＧＳ２も、第２サンギヤＳ２と、第２リングギヤＲ２と、該両ギヤＳ２，Ｒ２に噛み合う第２ピニオンＰ２を支持する第２キャリアＰＣ２と、を有するシングルピニオンタイプのプラネタリギヤセットである。尚、上記第１及び第２のプラネタリギヤセットＧＳ１，ＧＳ２における入力回転の減速比（即ち、それぞれのリングギヤ及びサンギヤの歯数の比）は、変速機のギヤリングの適正化の観点から互いに同一にも、互いに異なる値にも設定することができる。

ここで、変速機ケース１における変速歯車機構収容部１２内には、該収容部１２のトルクコンバータ側で入力軸Inputのトルクコンバータ側を支持する第１のボス部１６ａと、反トルクコンバータ側のリヤカバー６から収容部１２内方に延びて入力軸Inputの反トルクコンバータ側端部を支持する第２のボス部１６ｂと、がそれぞれ設けられている。

上記第１のプラネタリギヤセットＧＳ１の第１サンギヤＳ１は、第１のボス部１６ａの外周面に対してスプライン嵌合等によって固定（常時固定）されていて、上記第２のプラネタリギヤセットＧＳ２の第２サンギヤＳ２も、第２のボス部１６ｂの内周面に対してスプライン嵌合等によって固定（常時固定）されている。

一方、上記第１のプラネタリギヤセットＧＳ１の第１リングギヤＲ１は、そのボス部が入力軸Inputに溶接等により固定される第１連結メンバＭ１によって該入力軸Inputに連結（常時連結）されていて、上記第２のプラネタリギヤセットＧＳ２の第２リングギヤＲ２は、そのボス部が入力軸Inputにスプライン嵌合等により固定される第２連結メンバＭ２によって該入力軸Inputに連結（常時連結）されている。

これにより、上記入力軸Inputの回転は、第１及び第２のプラネタリギヤセットＧＳ１，ＧＳ２においてそれぞれ常時減速されて、第１及び第２キャリアＰＣ１，ＰＣ２から出力される。また、前記第１及び第２のプラネタリギヤセットＧＳ１，ＧＳ２には、それぞれ、第１及び第２リングギヤＲ１，Ｒ２を介して入力軸Inputから入力トルクがそのまま入力されるだけで、トルクが増大されることがなく、大きなトルク変動もないため、該第１及び第２のプラネタリギヤセットＧＳ１，ＧＳ２を小型化することができる。

第３のプラネタリギヤセットＧＳ３は、第３サンギヤＳ３と、第３リングギヤＲ３と、該両ギヤＳ３，Ｒ３に噛み合う第３ピニオンＰ３を支持する第３キャリアＰＣ３と、を有するシングルピニオンタイプのプラネタリギヤセットである。また、第４のプラネタリギヤセットＧＳ４も、第４サンギヤＳ４と、第４リングギヤＲ４と、該両ギヤＳ４，Ｒ４に噛み合う第４ピニオンＰ４を支持する第４キャリアＰＣ４と、を有するシングルピニオンタイプのプラネタリギヤセットである。

そして、上記第３リングギヤＲ３と第４キャリアＰＣ４とは、第３連結メンバＭ３により連結（常時連結）されており、これによって、該第３リングギヤＲ３及び第４キャリアＰＣ４は一体回転するようになっている。また、上記第３キャリアＰＣ３と第４リングギヤＲ４とは、上記第３のプラネタリギヤセットＧＳ３の外周側を覆うように配置された第４連結メンバＭ４により連結（常時連結）されており、これによって、上記第３キャリアＰＣ３及び第４リングギヤＲ４は互いに一体的に回転するようになっている。

つまり、第３及び第４のプラネタリギヤセットＧＳ３，ＧＳ４は、第３及び第４連結メンバＭ３，Ｍ４によって互いに連結されることにより、合わせて４つの回転要素（第３サンギヤＳ３、第３キャリアＰＣ３＝第４リングギヤＲ４、第３リングギヤＲ３＝第４キャリアＰＣ４、第４サンギヤＳ４）を有するようになっており、これにより互いのキャリアとリングギヤとを連結したＣＲ−ＣＲ型連結遊星歯車列を構成している。

出力ギヤOutputは、上記支持壁１５に対しトルクコンバータ側で且つ該支持壁１５に隣接するように配置されている。すなわち、上記出力ギヤOutputは、トルクコンバータ３に対して第１のプラネタリギヤセットＧＳ１を挟んだ反対側に位置付けられる。そして、上記支持壁１５の内周部には、入力軸方向に延びるようにボス部１５ａが形成されているとともに、該ボス部１５ａにはベアリング１５ｂが内嵌されて固定されており、上記出力ギヤOutputは、このベアリング１５ｂによって回転可能に支持されている。また、前記出力ギヤOutputは、上記第４のプラネタリギヤセットＧＳ４の第４キャリアＰＣ４に連結されており、これによって、該第４キャリアＰＣ４と一体回転するようになっている。

このように、上記出力ギヤOutputをトルクコンバータ３に対して第１のプラネタリギヤセットＧＳ１を挟んだ反対側の位置に配置することで、比較的大径のドリブンギヤ４４が第１のプラネタリギヤセットＧＳ１に対して軸方向にずれて配置されることになり、カウンタ軸４３を変速歯車機構２に対して略上下方向により近接して配置することができる（図２参照）。つまり、自動変速機ＡＴを上下方向にコンパクト化することができる。また、図１に示すように、ドリブンギヤ４４がファイナルギヤ４５に対して軸方向に近づいて配置されることでカウンタ軸４３の長さが短くなるため、余計な機械損失や重量の増大等を招くことなく、自動変速機ＡＴの長さ方向に対するコンパクト化が図られる。

−クラッチ及びブレーキの構成−
上記変速歯車機構２は、上記第１〜第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３と、第１及び第２の２つのブレーキＢ１，Ｂ２とを選択的に作動させて入力軸Inputから出力ギヤOutputまでの駆動力の伝達経路を切り替えることにより、前進６速及び後退速が得られるようになっている。

尚、図示しないが、上記第１〜第３のクラッチＣ１〜Ｃ３、第１及び第２のブレーキＢ１，Ｂ２には変速油圧制御装置が接続されており、この変速油圧制御装置が、図５の締結作動表に示すように、各変速段にて締結圧（●印）や解放圧（無印）を作り出すようになっている。このような変速油圧制御装置としては、油圧制御タイプ、電子制御タイプ、油圧＋電子制御タイプ等が考えられる。尚、詳しくは後述するが、本実施形態では第２のブレーキＢ２と並列にワンウエイクラッチＯＷＣが配置されており、この場合、前進１速では第２のブレーキＢ２は締結されず、例えばマニュアルモードやホールドモード等、エンジンブレーキの必要な場合にのみ、第２のブレーキＢ２は締結される（図５の締結作動表においては括弧を付して示す）。但し、ワンウエイクラッチＯＷＣはなくてもよく、その場合は、前進１速で第２のブレーキＢ２が締結される。

第１のクラッチＣ１は、第４サンギヤＳ４と第１キャリアＰＣ１とを選択的に断接するためのクラッチであって、上記図５の締結作動表に示すように、低速側の１〜４速にて締結されるクラッチである（以下、第１のクラッチをＬｏｗクラッチと呼ぶ）。

このＬｏｗクラッチＣ１は、図１及び図３に示すように、第１のプラネタリギヤセットＧＳ１の外周側に配置されていて、内周側のボス部が第１のプラネタリギヤセットＧＳ１よりもトルクコンバータ側位置で第１キャリアＰＣ１に連結されるクラッチドラム５１と、このクラッチドラム５１の外周壁の内面から径方向内方に離間して配置されるクラッチハブ５２と、これらクラッチドラム５１及びクラッチハブ５２の間に入力軸方向（図の左右方向）に交互に配設される複数のクラッチプレート５３，５４…と、を備えている。

上記クラッチドラム５１内には、このクラッチドラム５１との間に受圧室を区画するようにクラッチピストン５５が配設されている。このクラッチピストン５５は、受圧室に供給される作動油圧に応じて、リターンスプリング５７の付勢力に抗して反トルクコンバータ側（図３の左側）へ移動することで、クラッチプレート５３，５４，…を押圧し、軸方向に隣接するクラッチプレート５３，５４，…同士を係合させるようになっている。

また、この実施形態では、ＬｏｗクラッチＣ１の回転に伴い受圧室の作動油が遠心力を受け、制御油圧に対し上昇することを考慮して、上記クラッチピストン５５の反受圧室側にシーリングプレート（バランスプレート）５６を配置し、それによって、受圧室と隣り合うように遠心バランス室が区画形成される。この遠心バランス室の油圧が受圧室と同様に遠心力により上昇することで、遠心力による上昇油圧を相殺してクラッチ制御性を高めることができるようになっている。

上記クラッチハブ５２は、後述するＨｉｇｈクラッチＣ２のクラッチドラム６１の外周囲を覆うように反トルクコンバータ側へ入力軸方向に延びており、その先端部（反トルクコンバータ側の端部）には、円板状の回転力伝達部材５８が結合されている。この回転力伝達部材５８は、その内周側のボス部が、略円筒状の第５連結メンバＭ５の一端側（トルクコンバータ側）にスプライン嵌合等によって連結されている。該第５連結メンバＭ５は、入力軸Inputと出力ギヤOutputとの間に該入力軸Inputの軸方向に延びるように配設されていて、その他端側（反トルクコンバータ側）が上記第４のプラネタリギヤセットＧＳ４の第４サンギヤＳ４に連結されている。したがって、上述の構成により、上記クラッチハブ５２は、回転力伝達部材５８及び第５連結メンバＭ５を介して第４サンギヤＳ４に連結されるため、ＬｏｗクラッチＣ１が締結されると、該第４サンギヤＳ４と上記第１キャリアＰＣ１とを一体的に回転させることになる。

第２のクラッチＣ２は、第３キャリアＰＣ３と第１リングギヤＲ１（入力軸Input）とを選択的に断接するためのクラッチであって、図５の締結作動表に示すように、高速側の４〜６速にて締結されるクラッチである（以下、第２のクラッチをＨｉｇｈクラッチと呼ぶ）。

このＨｉｇｈクラッチＣ２は、第１のプラネタリギヤセットＧＳ１の外周側に配置されており、該ＨｉｇｈクラッチＣ２とＬｏｗクラッチＣ１とは、該ＬｏｗクラッチＣ１がトルクコンバータ３に近い側に、ＨｉｇｈクラッチＣ２がトルクコンバータ３から遠い側に、入力軸方向に並んで配置されている。上記ＨｉｇｈクラッチＣ２は、内周側のボス部が第１リングギヤＲ１に連結されるクラッチドラム６１と、このクラッチドラム６１の外周壁の内面から径方向内方に離間して配置されるクラッチハブ６２と、これらクラッチドラム６１及びクラッチハブ６２の間に入力軸方向（図の左右方向）に交互に配設される複数のクラッチプレート６３，６４，…と、を備えている。上記クラッチハブ６２は、その内周側のボス部が、入力軸Inputと出力ギヤOutputとの間を該入力軸Inputの軸方向に反トルクコンバータ側に延びて、第３のプラネタリギヤセットＧＳ３の第３キャリアＰＣ３に連結されている。

そして、第１リングギヤＲ１を入力軸Inputに連結する第１連結メンバＭ１との間に受圧室を区画するように、該第１連結メンバＭ１と入力軸方向に隣接した位置にクラッチピストン６５が配設されている。該クラッチピストン６５は、受圧室に供給される作動油圧に応じて、リターンスプリング６７の付勢力に抗して反トルクコンバータ側（図３の左方向）へ移動することにより、クラッチプレート６３，６４，…を押圧して、軸方向に隣接するクラッチプレート６３，６４，…同士を係合させるようになっている。また、上記クラッチピストン６５の反受圧室側にも、上述のＬｏｗクラッチＣ１と同様、シーリングプレート６６が配設されており、受圧室と隣り合うように遠心バランス室が区画形成されている。

したがって、以上のような構成により、上記ＨｉｇｈクラッチＣ２を締結状態にすると、第１のプラネタリギヤセットＧＳ１の第１リングギヤＲ１と第３のプラネタリギヤセットＧＳ３の第３キャリアＰＣ３とを一体的に回転させることになる。

このように、変速機ケース１の変速歯車機構収容部１２における前室１２ａには、Ｌｏｗ及びＨｉｇｈの２つのクラッチＣ１，Ｃ２が常時減速の第１のプラネタリギヤセットＧＳ１とともに収容されていて、その前室１２ａ内では、該Ｌｏｗ及びＨｉｇｈクラッチＣ１，Ｃ２が第１のプラネタリギヤセットＧＳ１の外周側に配置されているため、変速歯車機構２の全長を短縮することができ、自動変速機ＡＴのコンパクト化を図れる。

また、上記第１のプラネタリギヤセットＧＳ１を、前室１２ａ内において軸方向の略中央位置に配置し、その第１のプラネタリギヤセットＧＳ１を挟んだ軸方向両側のスペースにＬｏｗ及びＨｉｇｈクラッチＣ１，Ｃ２のクラッチピストン５５，６５をそれぞれ配置することで、第１のプラネタリギヤセットＧＳ１、Ｌｏｗ及びＨｉｇｈクラッチＣ１，Ｃ２を効率良く配置して、前室１２ａが径方向に大型化することが回避される。

加えて、第１のプラネタリギヤセットＧＳ１の出力側に連結されるＬｏｗクラッチＣ１をトルクコンバータ３に近い側に、第１のプラネタリギヤセットＧＳ１の入力側に連結されるＨｉｇｈクラッチＣ２をトルクコンバータ３から遠い側に、それぞれ配置することによって、Ｌｏｗ及びＨｉｇｈクラッチＣ１，Ｃ２に対する入力・出力を行う部材５１，５２，５８，６１，６２の取り回しが短縮され、自動変速機ＡＴのコンパクト化が実現する。

そして、このように、第１のプラネタリギヤセットＧＳ１が収容された自動変速機ＡＴの前室１２ａ部分が径方向にコンパクト化されていることによって、差動歯車機構４を、前室１２ａに対して車両の前後方向に近接して配置することが可能になり（図２参照）、差動歯車機構４を含めた自動変速機全体のコンパクト化が可能になると共に、差動歯車機構４を車体中心線に近い位置に配置することができる（図１参照）。これは、左右のドライブ軸４２，４２の折れ角がそれぞれ緩やかになる点で有利である。また、差動歯車機構４のリングギヤ４１を大径化させることも可能になり、コンパクト化を阻害することなく、減速比の設計自由度が高まる点で好ましい。

これに対し、変速機ケース１の変速歯車機構収容部１２における後室１２ｂには、第３のクラッチＣ３及び第１及び第２のブレーキＢ１，Ｂ２が第２〜４のプラネタリギヤセットＧＳ２〜ＧＳ４とともに、それぞれ収容されている。

第３のクラッチＣ３は、第２のプラネタリギヤセットＧＳ２の第２キャリアＰＣ２と第３のプラネタリギヤセットＧＳ３の第３サンギヤＳ３とを選択的に断接するためのクラッチであって、図５の締結作動表に示すように、３速、５速及び後退速にて締結されるクラッチである（以下、第３のクラッチを３／５／Ｒクラッチと呼ぶ）。

この３／５／ＲクラッチＣ３は、第２のプラネタリギヤセットＧＳ２の外周側に且つ該第２のプラネタリギヤセットＧＳ２に軸方向にオーバーラップするように配置されていて、内周側のボス部が第２キャリアＰＣ２に連結されたクラッチドラム７１と、このクラッチドラム７１の外周壁の内面から径方向内方に離間して配置され且つその内周側のボス部が第３サンギヤＳ３に連結されたクラッチハブ７２と、これらクラッチドラム７１及びクラッチハブ７２の間に入力軸方向（図の左右方向）に交互に配設された複数のクラッチプレート７３，７４，…と、を備えている。

そして、上記クラッチドラム７１内には、該クラッチドラム７１との間に受圧室を区画するようにクラッチピストン７５が配設されている。このクラッチピストン７５は、受圧室に供給される作動油圧に応じて、リターンスプリング７７の付勢力に抗してトルクコンバータ側（図３の右側）へ移動することにより、クラッチプレート７３，７４，…を押圧して、軸方向に隣接するクラッチプレート７３，７４，…同士を係合させるようになっている。また、上記クラッチピストン７５の反受圧室側にも、上述のＬｏｗ及びＨｉｇｈクラッチＣ１，Ｃ２と同様、シーリングプレート７６が配設されており、受圧室と隣り合う遠心バランス室が区画形成されている。

したがって、以上のような構成により、上記３／５／ＲクラッチＣ３を締結状態にすると、第２のプラネタリギヤセットＧＳ２の第２キャリアＰＣ２と第３のプラネタリギヤセットＧＳ３の第３サンギヤＳ３とを一体的に回転させることになる。

第１のブレーキＢ１は、第３サンギヤＳ３を選択的に変速機ケース１に断接して、該第３サンギヤＳ３の回転を選択的に停止させるためのブレーキであり、図５の締結作動表に示すように、２速及び６速にて締結されるブレーキである（以下、この第１のブレーキを２／６ブレーキと呼ぶ）。

この２／６ブレーキＢ１は、上記３／５／ＲクラッチＣ３よりもさらに外周側に位置し且つ該クラッチＣ３及び上記第２のプラネタリギヤセットＧＳ２に軸方向にオーバーラップするように配置されている。また、上記２／６ブレーキＢ１は、変速機ケース１の内周面から径方向内方に離間して配置され且つその内周側のボス部が上記３／５／ＲクラッチＣ３のクラッチハブ７２に連結されるブレーキハブ８２と、変速機ケース１の内周面及びブレーキハブ８２の間に入力軸方向に交互に配設された複数のブレーキプレート８３，８４，…と、を備えている。尚、上記ブレーキハブ８２は、３／５／ＲクラッチＣ３のクラッチハブ７２に連結されることから、このクラッチハブ７２を介して第３サンギヤＳ３に連結されることになる。

そして、変速機ケース１のリヤカバー６には、凹部が形成されていて、該凹部内にブレーキピストン８５が内挿されているため、該凹部とブレーキピストン８５との間に受圧室が区画形成される。このブレーキピストン８５は、受圧室への油圧の供給に応じて、リターンスプリング８７の付勢力に抗してトルクコンバータ側（図３の右側）へ移動することにより、軸方向に隣接するブレーキプレート８３，８４，…を押圧して、該ブレーキプレート８３，８４，…同士を係合させるようになっている。

ここで、上記ブレーキピストン８５は、３／５／ＲクラッチＣ３のクラッチピストン７５に対して軸方向にオーバーラップするように配置されている。このように、軸方向にオーバーラップして配置することで、上記ピストン７５，８５をできるだけトルクコンバータ側に配置することができ、自動変速機ＡＴの軸方向のコンパクト化を図れる。

第２のブレーキＢ２は、第３キャリアＰＣ３と第４リングギヤＲ４とを連結する第４連結メンバＭ４を、選択的に変速機ケース１に断接して、該第４連結メンバＭ４の回転を選択的に停止させるためのブレーキであり、図５の締結作動表に示すように、１速及び後退速にて締結されるブレーキである（以下、第２のブレーキをＬ／Ｒブレーキと呼ぶ）。但し、上述したように、このＬ／ＲブレーキＢ２はマニュアルモードやホールドモード等、エンジンブレーキを必要とする時にのみ締結される。

このＬ／ＲブレーキＢ２は、２／６ブレーキＢ１よりもトルクコンバータ側で且つ第３及び第４のプラネタリギヤセットＧＳ３，ＧＳ４の外周側に配置されている。該Ｌ／ＲブレーキＢ２のブレーキハブは、第３キャリアＰＣ３と第４リングギヤＲ４とを連結する第４連結メンバＭ４によって構成されており、変速機ケース１の内周面及び該第４連結メンバＭ４の外周面の間に複数のブレーキプレート９３，９４，…が入力軸方向に交互に配設されている。

そして、変速機ケース１の支持壁１５には、凹部が形成されていて、当該凹部内にブレーキピストン９５が内挿されているため、該凹部とブレーキピストン９５との間に受圧室が区画形成される。このブレーキピストン９５は、受圧室への油圧の供給に応じて、リターンスプリング９７の付勢力に抗して反トルクコンバータ側（図３の左側）へ移動することにより、軸方向に隣接するブレーキプレート９３，９４，…を押圧して、該ブレーキプレート９３，９４，…同士を係合させるようになっている。

ここで、上記リターンスプリング９７は、変速機ケース１の内周面に形成された凹溝１７内に配置されており、これによってリターンスプリング９７は、ブレーキプレート９３，９４よりも外周側に位置するようになっている。

また、上記Ｌ／ＲブレーキＢ２よりも反トルクコンバータ側には、ワンウエイクラッチＯＷＣが配設されている。このワンウエイクラッチＯＷＣは、変速機ケース１と第４連結メンバＭ４との間で、該第４連結メンバＭ４の一方向回転を阻止するようになっている。

上記ワンウエイクラッチＯＷＣは、変速機ケース１の内周面に取付固定された支持部材１８によって支持されている。この支持部材１８は、ワンウエイクラッチＯＷＣの支持の他にも、Ｌ／ＲブレーキＢ２のリターンスプリング９７の受けとして機能すると共に、ブレーキピストン９５によるブレーキプレート９３，９４，…の押圧力を受け止めるためのリテーニングプレートとしての役割を有している。

本実施形態の自動変速機ＡＴは、第１〜第４の４組のシングルピニオンタイプのシンプルプラネタリギヤセットＧＳ１〜ＧＳ４を備え、第１〜第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３と第１、第２の２つのブレーキＢ１，Ｂ２とを選択的に作動させて、前進６速と後退速とを得るようになっている。言い換えると、上記変速機ＡＴは、ラビニヨタイプ等の複合型のプラネタリギヤセットを含まず、ダブルサンギヤタイプ、ダブルピニオンタイプ、ダブルリングギヤタイプのプラネタリギヤセットを必要としない上に、回転要素同士を断接するクラッチ、ブレーキ等の個数が５つ以下と比較的、少なくて済み、その分、コンパクト化、コスト及び重量の低減、騒音の低減等に有利である。

また、常時減速プラネタリギヤセットＧＳ１，ＧＳ２には、入力トルクがそのまま入力されることから、トルク負荷が小さく且つ変動も小さいため、該ギヤセットＧＳ１，ＧＳ２の小型化が可能になる。したがって、小型の第１の常時減速プラネタリギヤセットＧＳ１をトルクコンバータ側に、小型の第２の常時減速プラネタリギヤセットＧＳ２を反トルクコンバータ側に、比較的大きな第３、第４の２組のプラネタリギヤセットＧＳ３，ＧＳ４の互いのキャリアとリングギヤとを連結してなるＣＲ−ＣＲ型連結遊星歯車列を、その第１及び第２の常時減速プラネタリギヤセットＧＳ１，ＧＳ２の間に、それぞれ配置し、且つ第４キャリアＰＣ４に連結されている出力ギヤOutputを、ＣＲ−ＣＲ型連結遊星歯車列と第１の常時減速プラネタリギヤセットＧＳ１との間に配置することによって、各プラネタリギヤセットＧＳ１〜ＧＳ４及び出力ギヤOutput間を連結する各連結メンバ等Ｍ１〜Ｍ５，５１，５２，５８，６１，６２，７１，７２，８２の取り回しが短縮化され、自動変速機ＡＴのコンパクト化を図れる。

そして、上述のように小型化された第２のプラネタリギヤセットＧＳ２に対して、その外周側に、３／５／ＲクラッチＣ３及び２／６ブレーキＢ１を軸方向にオーバーラップするように配置することによって、変速機ＡＴの全長を短くしてよりコンパクトに構成することができる。このとき、第２のプラネタリギヤセットＧＳ２が小型化されていることで、第２のプラネタリギヤセットＧＳ２の外周側位置にクラッチＣ３及びブレーキＢ１を配置しても、自動変速機ＡＴの径方向への大型化は抑制される。これにより、リヤカバー６やケース１等の大型化も抑制されるため、それらの剛性も確保することができる。

特に、上記３／５／ＲクラッチＣ３のクラッチピストン７５及び２／６ブレーキＢ１のブレーキピストン８５を軸方向にオーバーラップするように配置することによって、それらのピストン７５，８５を軸方向によりコンパクトに配置することができ、自動変速機ＡＴをよりコンパクトにすることができる。

さらに、第３及び第４のプラネタリギヤセットＧＳ３，ＧＳ４の外周側に、Ｌ／ＲブレーキＢ２を配置することで、さらに軸方向長さを短くすることができ、自動変速機ＡＴをさらにコンパクトにすることができる。

（その他の実施形態）
本発明の具体的な構成は、上記実施形態の自動変速機ＡＴに限定されず、それ以外の種々の構成を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、出力ギヤOutputを前室１２ａに配置して、支持壁１５のボス部１５ａに内嵌されたベアリング１５ｂによって回転可能に支持しているが、例えば図６に示すように、後室１２ｂに配置して、支持壁１５’のボス部１５ａ’にベアリング１５ｂ’を外嵌させ、そのベアリング１５ｂ’によって上記出力ギヤOutputを回転可能に支持するようにしてもよい。この場合には、出力ギヤOutputを前室に配置するものに比べて、カウンタ軸４３の長さが若干長くなるものの、出力ギヤOutputが支持壁１５’を跨ぐ必要がなくなって上記図６に示すように該支持壁１５’内に位置付けられるため、入力軸Inputの長さを短縮することができる。

また、上記実施形態では、自動変速機ＡＴをＦＦ車用の横置きパワートレインに適用した例を示したが、ＲＲ車用の横置きパワートレインに適用するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明は、車両の自動変速機であって、５つ以下の摩擦要素により前進６速を達成する軽量、コンパクトなものであるから、例えば乗用車に搭載するものとして特に有用である。

本発明の実施形態に係る自動変速機の構成を示す断面図である。 同自動変速機の側面説明図である。 同自動変速機の変速歯車機構部分を拡大して示す断面図である。 同自動変速機の概略構成を示す骨子線図である。 同自動変速機の締結作動表である。 変形例に係る自動変速機の出力部近傍を示す断面図である。

符号の説明

１、１’ 変速機ケース
１２ａ 前室
１２ｂ 後室
１５、１５’ 支持壁
１５ａ、１５ａ’ ボス部
７５ クラッチピストン
８５ ブレーキピストン
Ｂ１ 第１のブレーキ（２／６ブレーキ）
Ｂ２ 第２のブレーキ（Ｌ／Ｒブレーキ）
Ｃ１ 第１のクラッチ（Ｌｏｗクラッチ）
Ｃ２ 第２のクラッチ（Ｈｉｇｈクラッチ）
Ｃ３ 第３のクラッチ（３／５／Ｒクラッチ）
ＧＳ１ 第１の常時減速プラネタリギヤセット
ＧＳ２ 第２の常時減速プラネタリギヤセット
ＧＳ３ プラネタリギヤセット（２組のプラネタリギヤセット）
ＧＳ４ プラネタリギヤセット（２組のプラネタリギヤセット）
Input 入力軸
Output 出力ギヤ（出力部）

Claims (5)

1. 入力軸と、
   上記入力軸と同軸に配設された出力部と、
   それぞれ上記入力軸の回転を常時減速して出力する第１及び第２の常時減速プラネタリギヤセットと、
   互いに連結されることによって合わせて第１〜第４の４つの回転要素を有すると共に、その第１の回転要素が上記出力部に連結されている２組のプラネタリギヤセットと、
   第１〜第３のクラッチと、
   第１及び第２のブレーキと、
   それらを収容する変速機ケースと、を備え、
   上記第１〜第３のクラッチ並びに第１及び第２のブレーキを選択的に作動させて上記入力軸から上記出力部までの動力伝達系路を切り換えることによって、少なくとも前進６速を得る自動変速機であって、
   上記第１及び第２の常時減速プラネタリギヤセット、及び２組のプラネタリギヤセットは、上記入力軸への動力入力側からその反対側に向かって、第１の常時減速プラネタリギヤセット、２組のプラネタリギヤセット、及び第２の常時減速プラネタリギヤセットの順に入力軸の軸方向に並んで配置され、
   上記出力部は、上記第１の常時減速プラネタリギヤセットと上記２組のプラネタリギヤセットとの中間位置に配置され、
   上記変速機ケースの内部には、上記出力部を支持する支持壁が設けられ、その支持壁によって、上記変速機ケース内部は、上記入力軸の軸方向に、上記入力軸への動力入力側である前室と、その反対側である後室と、に区画され、
   上記第１の常時減速プラネタリギヤセット、並びに第１及び第２のクラッチは、上記前室に収容される一方、上記２組のプラネタリギヤセット、第２の常時減速プラネタリギヤセット、第３のクラッチ、並びに第１及び第２のブレーキは、上記後室に収容され、
   上記第３のクラッチ及び第１のブレーキは、上記第２の常時減速プラネタリギヤセットの外周側位置に軸方向にオーバーラップして配置されることを特徴とする自動変速機。
2. 請求項１において、
   上記第３のクラッチを制御するためのクラッチピストンと、上記第１のブレーキを制御するためのブレーキピストンと、を備え、
   上記クラッチピストンは、上記第２の常時減速プラネタリギヤセットに対して、上記入力軸への動力入力側とは反対側に隣接して配置され、上記ブレーキピストンは、上記クラッチピストンの外周側位置に、該クラッチピストンに対して軸方向にオーバーラップして配置されることを特徴とする自動変速機。
3. 請求項１において、
   上記第２のブレーキは、上記２組のプラネタリギヤセットの外周側位置に配置されることを特徴とする自動変速機。
4. 請求項１〜３のいずれか一つにおいて、
   上記支持壁の内周側には、ボス部が形成されており、
   上記出力部は、上記ボス部の外周面に支持され、上記後室内に収容されていることを特徴とする自動変速機。
5. 請求項１〜３のいずれか一つにおいて、
   上記支持壁の内周側には、ボス部が形成されており、
   上記出力部は、上記ボス部の内周面に支持され、上記前室内に収容されていることを特徴とする自動変速機。

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