(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロントサンギアと、リアサンギアと、リングギアと、前記フロントサンギアと前記リングギアに噛み合うロングピニオンと、前記リアサンギアと前記ロングピニオンに噛み合うショートピニオンと、前記ロングピニオンと前記ショートピニオンを回転可能に支持する共通キャリアと、を有するラビニオ式遊星歯車と、
駆動源の回転を入力する入力部材と、
前記入力部材と前記フロントサンギアを選択的に連結する第１摩擦締結要素と、
前記入力部材と前記共通キャリアを選択的に連結する第２摩擦締結要素と、
前記リアサンギアを選択的に自動変速機ケースに固定する第３摩擦締結要素と、
前記フロントサンギアを選択的に自動変速機ケースに固定する第４摩擦締結要素と、
前記共通キャリアを選択的に自動変速機ケースに固定する第５摩擦締結要素と、
前記リングギアに常時連結する出力部材と、
を備え、前記５つの摩擦締結要素のうち、二つの要素を同時に締結する締結組み合わせにより、前進４速及び後退１速を達成する自動変速機であって、
前記ラビニオ式遊星歯車の一方側に、前記出力部材を配置し、
前記出力部材の他方側に、前記第１摩擦締結要素、前記第２摩擦締結要素、前記第３摩擦締結要素、前記第４摩擦締結要素、前記第５摩擦締結要素を配置し、
外周側に前記第２摩擦締結要素が配置され、前記共通キャリアの前記一方側端部の第１キャリアプレートに連結する第１ハブ部材と、
外周側に前記第５摩擦締結要素が配置され、前記共通キャリアの前記他方側端部の第２キャリアプレートに連結する第２ハブ部材と、
前記ラビニオ式遊星歯車および前記各摩擦締結要素を収納する変速機室を自動変速機ケースとともに形成する隔壁部材と、
を備え、
前記出力部材は、前記隔壁部材から軸方向の前記他方側に伸びる円筒部に支持される
ことを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
請求項１に記載された自動変速機において、
前記入力部材は、前記ラビニオ式遊星歯車の内周側に設けられ、
前記第１ハブ部材は、前記入力部材の外周側を通って前記第１キャリアプレートと連結され、
内周側に前記第２摩擦締結要素が配置されるとともに、該第２摩擦締結要素と径方向に重なる位置の外周側に前記第１摩擦締結要素が配置され、前記入力部材に連結する第１ドラム部材と、
内周側に前記第１摩擦締結要素が配置され、前記第１ハブ部材の外周側および前記リアサンギアの内周側を通って、前記フロントサンギアに連結する第２ドラム部材と、
外周側に前記第３摩擦締結要素が配置され、前記第２ドラム部材の外周を通って前記リアサンギアに連結する第３ハブ部材と、
外周側に前記第４摩擦締結要素が配置され、前記第２ドラム部材の前記第１摩擦締結要素よりも他方側にて前記第２ドラム部材に連結する第４ハブ部材と、を備え、
前記第２ハブ部材は、前記第３ハブ部材の外周側に設けられている
ことを特徴とする自動変速機。
【請求項３】
請求項２に記載された自動変速機において、
前記第３摩擦締結要素は、前記第２摩擦締結要素と径方向に重なる位置の外周側に配置される
ことを特徴とする自動変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラビニオ式遊星歯車を用いて、５個の摩擦締結要素の締結・解放の組み合わせにより前進４速後退１速を達成する自動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ラビニオ式遊星歯車（２列の遊星歯車を一体化した複合型遊星歯車）を用いて、クラッチ２個、ブレーキ３個の締結・解放の組合せにより前進４速及び後退１速を達成する自動変速機が知られている（例えば、特許文献１の図９(a),(b)参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１６９７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ラビニオ式遊星歯車を用いて４速を達成する特許文献１の図９(b)に示された自動変速機のレイアウトでは、下記の３点の問題がある。
(1) 出力ギアの音振性能が劣る。
出力ギアの内周側にブレーキB1の部材が配置されており、出力ギアはブレーキB1のハブ部材を介して支持している。これは、直接ケースで支持する場合に比べて、ブレーキB1のハブ部材を介している分だけ、出力ギアのガタが大きくなり、ノイズや振動が発生しやすい。なお、出力ギアの内周側にブレーキB1のハブ部材が配置されたレイアウトにおいて、ケース部材で直接支持しようとすると、出力ギア支持用の中間壁を設けなければならず、変速機が大型化し、コストアップを招く。
(2) コントロールバルブボディが大型化し、コストが高い。
出力ギアの一方側および他方側にてケース側とコントロールバルブ側との油路を接続しなければならず、コントロールバルブボディが大型化し、コストが高くなる。
(3) 共通キャリアが大型化し、コストが高い。
共通キャリアからクラッチC-2までの回転メンバが、２つあるサンギアの間に配置されている。よって、共通キャリアの中央部にセンターキャリアプレートを１枚追加する必要があり、共通キャリアが大型化するし、コストが高くなる。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、出力部材の音振性能を向上できるともに、コントロールバルブボディと共通キャリアの大型化を抑制し、コスト低減を図ることができる自動変速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の自動変速機は、
フロントサンギアと、リアサンギアと、リングギアと、前記フロントサンギアと前記リングギアに噛み合うロングピニオンと、前記リアサンギアと前記ロングピニオンに噛み合うショートピニオンと、前記ロングピニオンと前記ショートピニオンを回転可能に支持する共通キャリアと、を有するラビニオ式遊星歯車と、
駆動源の回転を入力する入力部材と、
前記入力部材と前記フロントサンギアを選択的に連結する第１摩擦締結要素と、
前記入力部材と前記共通キャリアを選択的に連結する第２摩擦締結要素と、
前記リアサンギアを選択的に自動変速機ケースに固定する第３摩擦締結要素と、
前記フロントサンギアを選択的に自動変速機ケースに固定する第４摩擦締結要素と、
前記共通キャリアを選択的に自動変速機ケースに固定する第５摩擦締結要素と、
前記リングギアに常時連結する出力部材と、
を備え、前記５つの摩擦締結要素のうち、二つの要素を同時に締結する締結組み合わせにより、前進４速及び後退１速を達成するものを前提とする。
この自動変速機であって、
前記ラビニオ式遊星歯車の一方側に、前記出力部材を配置する。
前記出力部材の他方側に、前記第１摩擦締結要素、前記第２摩擦締結要素、前記第３摩擦締結要素、前記第４摩擦締結要素、前記第５摩擦締結要素を配置する。
外周側に前記第２摩擦締結要素が配置され、前記共通キャリアの前記一方側端部の第１キャリアプレートに連結する第１ハブ部材と、
外周側に前記第５摩擦締結要素が配置され、前記共通キャリアの前記他方側端部の第２キャリアプレートに連結する第２ハブ部材と、
前記ラビニオ式遊星歯車および前記各摩擦締結要素を収納する変速機室を自動変速機ケースとともに形成する隔壁部材と、
を備える。
前記出力部材は、前記隔壁部材から軸方向の前記他方側に伸びる円筒部に支持される。
【発明の効果】
【０００７】
上記のように、出力部材の一方側に摩擦締結要素を配置せず、出力部材は、隔壁部材から軸方向の他方側に伸びる円筒部に支持するレイアウトを採用した。
すなわち、出力部材を支持するために中間壁を設けることなしに、出力部材を隔壁部材で直接支持するため、例えば、出力部材を摩擦締結要素のハブ部材を介して支持する場合に比べて、出力部材を支持する際のガタを低減でき、ノイズや振動の発生が抑制される。
また、ラビニオ式遊星歯車の一方側に配置した出力部材の他方側に、第１摩擦締結要素〜第５摩擦締結要素をまとめて配置するレイアウトを採用した。
したがって、各摩擦締結要素を押圧するピストンへのケース側の油路と、コントロールバルブボディ側の油路と、のそれぞれの受け渡し箇所を集中して配置できる。このため、コントロールバルブボディの大型化が抑えられるし、コストも低減される。
さらに、共通キャリアの両端部に設けられる第１キャリアプレートと第２キャリアプレートに対し第１ハブ部材と第２ハブ部材を連結するレイアウトを採用した。
すなわち、既存のキャリアプレートを用いることで、２つのサンギアの間の位置に、センターキャリアプレートを１枚追加する必要がない。このため、センターキャリアプレートの追加による共通キャリアの大型化が抑えられるし、コストも低減される。
この結果、出力部材の音振性能を向上できるともに、コントロールバルブボディと共通キャリアの大型化を抑制し、コスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の自動変速機の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】実施例１の自動変速機を示すスケルトン図である。
【図３】実施例１の自動変速機において５つの摩擦締結要素のうち二つの同時締結の組み合わせにより前進４速及び後退１速の締結作動を示す締結作動表図である。
【図４】実施例１の自動変速機において変速機室の内部に配置されたラビニオ式遊星歯車・出力ギア・各摩擦締結要素の詳細構造を示す拡大断面図である。
【図５】比較例の自動変速機においてラビニオ式遊星歯車の２つのサンギアの間に配置されたセンターキャリアプレートを示す課題説明図である。
【図６】実施例１の自動変速機における第１速（1st）の変速段でのスケルトン図(a)と速度線図(b)を示す変速作用説明図である。
【図７】実施例１の自動変速機における第２速（2nd）の変速段でのスケルトン図(a)と速度線図(b)を示す変速作用説明図である。
【図８】実施例１の自動変速機における第３速（3rd）の変速段でのスケルトン図(a)と速度線図(b)を示す変速作用説明図である。
【図９】実施例１の自動変速機における第４速（4th）の変速段でのスケルトン図(a)と速度線図(b)を示す変速作用説明図である。
【図１０】実施例１の自動変速機における後退速（Rev）の変速段でのスケルトン図(a)と速度線図(b)を示す変速作用説明図である。
【図１１】実施例１の自動変速機において各摩擦締結要素への潤滑油経路を示す潤滑油経路説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の自動変速機を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、構成を説明する。
実施例１の自動変速機の構成を、「全体構成」、「変速構成」、「変速機室における各要素の配置構成」に分けて説明する。
【００１１】
［全体構成］
図１は、実施例１の自動変速機の全体構成を示す縦断面図であり、図２は、実施例１の自動変速機を示すスケルトン図である。以下、図１及び図２に基づいて、実施例１の自動変速機の遊星歯車構成と摩擦締結要素構成を説明する。
【００１２】
実施例１の自動変速機は、図１及び図２に示すように、ラビニオ式遊星歯車PGUと、入力軸IN（入力部材）と、出力ギアOUT（出力部材）と、第１クラッチ13R/C（第１摩擦締結要素）と、第２クラッチ234/C（第２摩擦締結要素）と、第３ブレーキ12/B（第３摩擦締結要素）と、第４ブレーキ4/B（第４摩擦締結要素）と、第５ブレーキR/B（第５摩擦締結要素）と、自動変速機ケースATCと、を備えている。
【００１３】
前記ラビニオ式遊星歯車PGUは、２列の遊星歯車であるシングルピニオン式遊星歯車とダブルピニオン式遊星歯車を一体化した複合型遊星歯車である。このラビニオ式遊星歯車PGUは、図１及び図２に示すように、フロントサンギアSsと、リアサンギアSdと、リングギアＲと、フロントサンギアSsとリングギアＲに噛み合うロングピニオンPLと、リアサンギアSdとロングピニオンPLに噛み合うショートピニオンPSと、ロングピニオンPLとショートピニオンPSを回転可能に支持する共通キャリアＣと、を有する。
【００１４】
前記入力軸INは、図外のエンジン（駆動源）からの回転駆動トルクが、図１に示すように、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータT/Cを介して入力される軸である。
【００１５】
前記出力ギアOUTは、図１に示すように、リングギアＲに常時連結する。この出力ギアOUTの出力回転は、カウンターギア１→カウンターシャフト２→終減速ギア３→ドライブギア４→デファレンシャルギアケース５へと伝達される。そして、デファレンシャルギアケース５に伝達された出力回転は、デファレンシャルギアケース５と一体に回転するピニオンメートシャフト６→ピニオン７，７を経過し、ピニオン７，７に噛み合う一対のサイドギア８，９から図外の左右のドライブシャフト及び左右の駆動輪へ伝達される。
【００１６】
前記第１クラッチ13R/Cは、第１速（1st）と第３速（3rd）と後退速（Rev）において入力軸INとフロントサンギアSsを選択的に連結する多板摩擦締結クラッチである。
【００１７】
前記第２クラッチ234/Cは、第２速（2nd）と第３速（3rd）と第４速（4th）において入力軸INと共通キャリアＣを選択的に連結する多板摩擦締結クラッチである。
【００１８】
前記第３ブレーキ12/Bは、第１速（1st）と第２速（2nd）においてリアサンギアSdを選択的に自動変速機ケースATCに固定する多板摩擦締結ブレーキである。
【００１９】
前記第４ブレーキ4/Bは、第４速（4th）においてフロントサンギアSsを選択的に自動変速機ケースATCに固定する多板摩擦締結ブレーキである。
【００２０】
前記第５ブレーキR/Bは、後退速（Rev）において共通キャリアＣを選択的に自動変速機ケースATCに固定する多板摩擦締結ブレーキである。
【００２１】
前記自動変速機ケースATCは、図１に示すように、ケース内部空間にラビニオ式遊星歯車PGUと５つの摩擦締結要素13R/C,234/C,12/B,4/B,R/B等を収納している。この自動変速機ケースATCの駆動源側には、コンバータハウジング１０が連結され、コンバータハウジング１０内にトルクコンバータT/Cが配置される。また、自動変速機ケースATCとコンバータハウジング１０の連結部には、エンジン（駆動源）により回転駆動されるオイルポンプO/Pが配置されている。この自動変速機ケースATCには、図１に示すように、コントロールバルブボディC/Vと、該コントロールバルブボディC/Vを収めるオイルパン１７が設けられている。コントロールバルブボディC/Vは、内部に各変速段での油圧を作り出す複数のコントロールバルブや油路などを有し、コントロールバルブボディ側油路と、各摩擦締結要素を押圧するピストンへのケース側油路と、のそれぞれの受け渡し箇所を、自動変速機ケースATCの後部に集中している。すなわち、自動変速機ケースATCの後部には、図１に示すように、第１クラッチ圧油路１１、第２クラッチ圧油路１２、第３ブレーキ圧油路１３、第４ブレーキ圧油路１４、第５ブレーキ圧油路１５、潤滑油路１６の径方向油路部を、軸方向の同じ位置に集中配置している。
【００２２】
［変速構成］
図３は、実施例１の自動変速機において５つの摩擦締結要素のうち二つの同時締結の組み合わせにより前進４速及び後退１速を達成する締結作動表を示す。以下、図３に基づいて、実施例１の自動変速機の各変速段を成立させる変速構成を説明する。
【００２３】
第１速（1st）の変速段は、図３に示すように、第１クラッチ13R/Cと第３ブレーキ12/Bの同時締結により、入力軸INとフロントサンギアSsを連結し、リアサンギアSdをケース固定することで達成する。
【００２４】
第２速（2nd）の変速段は、図３に示すように、第２クラッチ234/Cと第３ブレーキ12/Bの同時締結により、入力軸INと共通キャリアＣを連結し、リアサンギアSdをケース固定することで達成する。
【００２５】
第３速（3rd）の変速段は、図３に示すように、第１クラッチ13R/Cと第２クラッチ234/Cの同時締結により、入力軸INとフロントサンギアSsと共通キャリアＣを互いに連結することで達成する。
【００２６】
第４速（4th）の変速段は、図３に示すように、第２クラッチ234/Cと第４ブレーキ4/Bの同時締結により、入力軸INと共通キャリアＣを連結し、フロントサンギアSsをケース固定することで達成する。
【００２７】
後退速（Rev）の変速段は、図３に示すように、第１クラッチ13R/Cと第５ブレーキR/Bの同時締結により、入力軸INとフロントサンギアSsを連結し、共通キャリアＣをケース固定することで達成する。
【００２８】
そして、図３の締結作動表から明らかなように、第１速（1st）から第４速（4th）までの隣接変速段でのアップ変速及びダウン変速は、所謂、２つの摩擦締結要素の掛け替え変速により行われる。ここで、掛け替え変速とは、変速前の変速段において同時締結されている２つの摩擦締結要素のうち、１つの摩擦締結要素を締結状態のまま維持し、他の１つの摩擦締結要素を解放し、新たに１つの摩擦締結要素を締結して変速後の変速段に移行することをいう。例えば、第１速（1st）から第２速（2nd）へのアップ変速は、第３ブレーキ12/Bを締結状態のまま維持し、第１クラッチ13R/Cを解放し、第２クラッチ234/Cを締結することで行われる。
【００２９】
［変速機室における各要素の配置構成］
上記のように、自動変速機ケースATCのケース内部空間（＝変速機室２０）には、図１に示すように、入力軸INと、ラビニオ式遊星歯車PGUと、出力ギアOUTと、５つの摩擦締結要素13R/C,234/C,12/B,4/B,R/Bを配置している。以下、図４に基づいて、変速機室２０における各要素の配置構成を説明する。
【００３０】
前記変速機室２０は、図４に示すように、自動変速機ケースATCの前端開口部に固定されたオイルポンプハウジング３０（隔壁部材）によりケース内部空間として形成される。この変速機室２０には、ラビニオ式遊星歯車PGUの駆動源に近い前方側（一方側）に、出力ギアOUTを配置する。そして、出力ギアOUTの駆動源から遠い後方側（他方側）に、第１クラッチ13R/C、第２クラッチ234/C、第３ブレーキ12/B、第４ブレーキ4/B、第５ブレーキR/Bをまとめて配置している。
【００３１】
前記ラビニオ式遊星歯車PGUは、図４に示すように、出力ギアOUTの後方側であって、入力軸INの外周位置に配置され、フロントサンギアSsと、リアサンギアSdと、リングギアＲと、共通キャリアＣと、の４つを回転要素とする。この回転要素のうち共通キャリアＣは、ロングピニオンPLを支持するロングピニオン軸２１と、ショートピニオンPSを支持するショートピニオン軸２２（図１参照）と、両ピニオン軸２１，２２を両端位置にて支持するフロントキャリアプレート２３（第１キャリアプレート）及びリアキャリアプレート２４（第２キャリアプレート）と、により構成される。
【００３２】
前記入力軸INは、図４に示すように、ラビニオ式遊星歯車PGUの内周側に設けられ、前記出力ギアOUTは、ラビニオ式遊星歯車PGUの回転要素の一つであるリングギアＲに直結される。この出力ギアOUTは、オイルポンプハウジング３０から後方側に向かって軸方向に伸びる円筒部３０ａに対し、ベアリング２５を介して直接支持される。なお、出力ギアOUTのオイルポンプハウジング３０側には、パーキングギア２６が固定される。
【００３３】
前記ラビニオ式遊星歯車PGUの３つの回転要素（リングギアＲを除く）と各摩擦締結要素は、図４に示すように、回転メンバである第１ハブ部材３１と第２ハブ部材３２と第３ハブ部材３３と第４ハブ部材３４と第１ドラム部材３５と第２ドラム部材３６により連結されている。
【００３４】
前記第１ハブ部材３１は、図４に示すように、外周側に第２クラッチ234/Cの摩擦板がスプライン嵌合により配置され、入力軸INの外周側を通って共通キャリアＣの前方側端部のフロントキャリアプレート２３に連結する。
【００３５】
前記第２ハブ部材３２は、図４に示すように、外周側に第５ブレーキR/Bの摩擦板がスプライン嵌合により配置され、共通キャリアＣの後方側端部のリアキャリアプレート２４に連結する。この第２ハブ部材３２は、第３ハブ部材３３の外周側に設けられている。
【００３６】
前記第３ハブ部材３３は、図４に示すように、外周側に第３ブレーキ12/Bの摩擦板がスプライン嵌合により配置され、第２ドラム部材３６の外周を通ってリアサンギアSdに連結する。
【００３７】
前記第４ハブ部材３４は、図４に示すように、外周側に第４ブレーキ4/Bの摩擦板がスプライン嵌合により配置され、第２ドラム部材３６の第１クラッチ13R/Cよりも後方側にて第２ドラム部材３６に連結する。
【００３８】
前記第１ドラム部材３５は、図４に示すように、内周側に第２クラッチ234/Cの摩擦相手板がスプライン嵌合により配置されるとともに、該第２クラッチ234/Cと径方向に重なる位置の外周側に第１クラッチ13R/Cの摩擦板がスプライン嵌合により配置される。そして、入力軸INの先端部にスプライン結合により連結する。つまり、第１ドラム部材３５は、内周側に第２クラッチ234/Cが配置されるとともに、外周側に第１クラッチ13R/Cが配置される兼用ドラム部材である。
【００３９】
前記第２ドラム部材３６は、図４に示すように、内周側に第１クラッチ13R/Cの摩擦相手板がスプライン嵌合により配置され、第１ハブ部材３１の外周側およびリアサンギアSdの内周側を通って、フロントサンギアSsにスプライン結合により連結する。なお、この第２ドラム部材３６は、第１クラッチ13R/Cの摩擦相手板がスプライン嵌合されるとともに、第４ハブ部材３４が連結されるドラム部分と、フロントサンギアSsにスプライン結合される連結部分と、に分割し、ドラム部分と連結部分を周方向に噛み合わせることで構成される。
【００４０】
前記第１クラッチ13R/Cは、図４に示すように、第２クラッチ234/Cより径方向外側位置であって、かつ、第２クラッチ234/Cとは少なくとも一部が径方向に重なる位置に配置される。この第１クラッチ13R/Cの第１クラッチピストン４１は、第１クラッチ13R/Cの後方側であって、第２ドラム部材３６に形成したピストンシリンダに配置される。第２ドラム部材３６と第１クラッチピストン４１の間には、第１クラッチリターンスプリング５１が介装される。
【００４１】
前記第２クラッチ234/Cは、図４に示すように、第１クラッチ13R/Cより径方向内側位置であって、かつ、第１クラッチ13R/Cとは少なくとも一部が径方向に重なる位置に配置される。この第２クラッチ234/Cの第２クラッチピストン４２は、第２クラッチ234/Cの後方側であって、第１ドラム部材３５に形成したピストンシリンダに配置される。第１ドラム部材３５と第２クラッチピストン４２の間には、第２クラッチリターンスプリング５２が介装される。
【００４２】
前記第３ブレーキ12/Bは、図４に示すように、第２クラッチ234/C及び第１クラッチ13R/Cより径方向外側位置であって、かつ、第２クラッチ234/C及び第１クラッチ13R/Cと径方向に重なる位置に配置される。この第３ブレーキ12/Bの第３ブレーキピストン４３は、第３ブレーキ12/Bの後方側であって、自動変速機ケースATCと、その内側の軸方向突出ケース部６１と、により形成した大円環溝のピストンシリンダに配置される。自動変速機ケースATCと第３ブレーキピストン４３の間には、第３ブレーキリターンスプリング５３が介装される。
【００４３】
前記第４ブレーキ4/Bは、図４に示すように、自動変速機ケースATCの最後方側位置に配置される。この第４ブレーキ4/Bの第４ブレーキピストン４４は、第４ブレーキ4/Bの後方側であって、自動変速機ケースATCにより形成した小円環溝のピストンシリンダに配置される。自動変速機ケースATCと第４ブレーキピストン４４の間には、皿バネによる第４ブレーキリターンスプリング５４が介装される。
【００４４】
前記第５ブレーキR/Bは、図４に示すように、第３ブレーキ12/Bの前方側位置であって、ラビニオ式遊星歯車PGUの一部と径方向に重なる位置に配置される。この第５ブレーキR/Bの第５ブレーキピストン４５は、第３ブレーキピストン４３の後方側であって、自動変速機ケースATCに形成した環状溝によるピストンシリンダに配置される。第５ブレーキピストン４５のリターンスプリングは、第３ブレーキリターンスプリング５３を共用している。
【００４５】
次に、作用を説明する。
まず、「比較例における共通キャリアの大型化課題」の説明を行う。続いて、実施例１の自動変速機における作用を、「各変速段での変速作用」、「音振性能向上と大型化抑制作用」、「摩擦締結要素の潤滑作用」に分けて説明する。
【００４６】
［比較例における共通キャリアの大型化課題］
ラビニオ式遊星歯車を用いて、クラッチ２個、ブレーキ３個の締結・解放の組合せにより４速を達成する特開平１０−１６９７３０号公報の図９に記載された自動変速機を比較例とする。
【００４７】
上記公報に記載されているように、近年、自動変速機においては、コンパクト化や低コスト化について厳しい要求が課されている。しかし、比較例に示されたレイアウトでは、共通キャリアが大型化し、コストが高いという課題がある。
【００４８】
すなわち、比較例の場合、共通キャリアから第２クラッチC-2までの回転メンバが、２つあるサンギアS1,S2の間に配置されている。よって、共通キャリアの中央部に、キャリアプレートとして、センターキャリアプレートを１枚追加する必要があり、共通キャリアが大型化するし、コストが高くなる。この詳しい理由を、図５を用いながら説明する。
【００４９】
ドーナツ形状のセンターキャリアプレートには、図５(a),(b)に示すように、ロングピニオンが通るロングピニオン穴を設ける必要があり（例えば、３箇所）、このロングピニオン穴の設定によって、下記の制約条件が課される。
1) ロングピニオン穴とセンターキャリアプレート外周との径方向肉厚を確保するため、センターキャリアプレートの外径が大きくなる。
2) ロングピニオン穴とセンターキャリアプレート内周との径方向肉厚を確保するため、センターキャリアプレートの内径が小さくなり、サンギアを組み付けられなくなる。
3) ロングピニオンが通るロングピニオン穴が開くため、センターキャリアプレートの強度を確保するために、プレート板厚を厚くしなければならない。
したがって、１枚追加されたセンターキャリアプレートは、1),2),3)の制約条件をクリアした外径が大きな分厚いプレートとなり、共通キャリアが径方向にも軸方向にも大型化する。センターキャリアプレートは、新たに追加を要する追加部品であることでコストが高くなる。
【００５０】
なお、上記1),2),3)の制約条件を受けないためにセンターキャリアプレートに、ロングピニオンが通るロングピニオン穴を設けない構成にすると、ロングピニオンを２分割する必要がある。つまり、３個のロングピニオンを用いたラビニオ式遊星歯車の場合、ロングピニオン数が６個となり、部品点数増によりコストアップする。
【００５１】
［各変速段での変速作用］
実施例１のラビニオ式遊星歯車PGUは、速度線図上で回転速度関係が直線上に並ぶ４つの回転要素として、フロントサンギアSsとリアサンギアSdとリングギアＲと共通キャリアＣを備えている。以下、図６〜図１０に基づいて、４つの回転要素の回転速度関係変更により得られる各変速段での変速作用を説明する。
【００５２】
（第１速の変速段）
第１速（1st）の変速段では、図６(a)のハッチングに示すように、第１クラッチ13R/Cと第３ブレーキ12/Bが同時締結され、第３ブレーキ12/Bの締結によりリアサンギアSdが自動変速機ケースATCに固定される。
したがって、入力軸INを経過してフロントサンギアSsに入力回転数が入力されると、図６(b)に示すように、リアサンギアSdの固定により、フロントサンギアSsと共通キャリアＣとリングギアＲとリアサンギアSdの回転速度関係が一つの直線により規定される。つまり、共通キャリアＣの回転数がフロントサンギアSsより減速され、リングギアＲの回転数が共通キャリアＣよりさらに減速される。このように、フロントサンギアSsへの入力回転数を減速したリングギアＲの回転数が出力ギアOUTにそのまま伝達され、第１速の変速段（ファーストアンダードライブ変速段）が達成される。
【００５３】
（第２速の変速段）
第２速（2nd）の変速段では、図７(a)のハッチングに示すように、第２クラッチ234/Cと第３ブレーキ12/Bが同時締結され、第３ブレーキ12/Bの締結によりリアサンギアSdが自動変速機ケースATCに固定される。
したがって、入力軸INを経過して共通キャリアＣに入力回転数が入力されると、図７(b)に示すように、リアサンギアSdの固定により、共通キャリアＣとリングギアＲとリアサンギアSdの回転速度関係が一つの直線により規定される。つまり、リングギアＲの回転数が共通キャリアＣより減速される。このように、共通キャリアＣへの入力回転数を減速したリングギアＲの回転数が出力ギアOUTにそのまま伝達され、第２速の変速段（セカンドアンダードライブ変速段）が達成される。
【００５４】
（第３速の変速段）
第３速（3rd）の変速段では、図８(a)のハッチングに示すように、第１クラッチ13R/Cと第２クラッチ234/Cが同時締結される。
したがって、入力軸INを経過してフロントサンギアSsと共通キャリアＣに入力回転数が入力されると、図８(b)に示すように、ラビニオ式遊星歯車PGU2の三つの回転要素であるフロントサンギアSsと共通キャリアＣとリングギアＲが一体となって回転する。このように、フロントサンギアSsと共通キャリアＣへの入力回転数と同じリングギアＲの回転数（＝入力回転数）が出力ギアOUTにそのまま伝達され、第３速の変速段（ダイレクトドライブ変速段）が達成される。
【００５５】
（第４速の変速段）
第４速（4th）の変速段では、図９(a)のハッチングに示すように、第２クラッチ234/Cと第４ブレーキ4/Bが同時締結され、第４ブレーキ4/Bの締結によりフロントサンギアSsが自動変速機ケースATCに固定される。
したがって、入力軸INを経過して共通キャリアＣに入力回転数が入力されると、図９(b)に示すように、フロントサンギアSsの固定により、フロントサンギアSsと共通キャリアＣとリングギアＲの回転速度関係が一つの直線により規定される。つまり、リングギアＲの回転数が共通キャリアＣの回転数（＝入力回転数）より増速される。このように、共通キャリアＣへの入力回転数を増速したリングギアＲの回転数が出力ギアOUTにそのまま伝達され、第４速の変速段（オーバードライブ変速段）が達成される。
【００５６】
（後退速の変速段）
後退速（Rev）の変速段では、図１０(a)のハッチングに示すように、第１クラッチ13R/Cと第５ブレーキR/Bが同時締結され、第５ブレーキR/Bの締結により共通キャリアＣが自動変速機ケースATCに固定される。
したがって、入力軸INを経過してフロントサンギアSsに入力回転数が入力されると、図１０(b)に示すように、共通キャリアＣの固定により、フロントサンギアSsと共通キャリアＣとリングギアＲの回転速度関係が一つの直線により規定される。つまり、リングギアＲの回転が、フロントサンギアSsの入力回転方向と逆回転方向で、かつ、減速される。このように、フロントサンギアSsへの入力回転数を逆転減速したリングギアＲの回転数が出力ギアOUTにそのまま伝達され、後退速の変速段（リバース変速段）が達成される。
【００５７】
［音振性能向上と大型化抑制作用］
小型・廉価をコンセプトとする自動変速機の実用化を目指すには、比較例において未解決である「出力ギアの音振性能が劣る。」、「コントロールバルブボディが大型化し、コストが高い。」、「共通キャリアが大型化し、コストが高い。」という課題を解決する必要がある。以下、これを反映する車載性向上と大型化抑制作用を説明する。
【００５８】
(a) 出力ギアOUTの音振性能がよい。
実施例１では、出力ギアOUTの前方側に摩擦締結要素を配置せず、出力ギアOUTは、隔壁部材であるオイルポンプハウジング３０から軸方向の後方側に伸びる円筒部３０ａにベアリング２５を介して支持するレイアウトを採用した。
すなわち、出力ギアOUTを支持するために中間壁を設けることなしに、出力ギアOUTを自動変速機ケースATCに固定されたオイルポンプハウジング３０で直接（ベアリング２５を介して）支持する。
このため、例えば、出力部材を摩擦締結要素のハブ部材を介して支持する場合に比べて、出力ギアOUTを支持する際のガタを低減でき、ノイズや振動の発生が抑制される。
【００５９】
(b) コントロールバルブボディC/Vの大型化を抑制し、コストを下げられる。
実施例１では、ラビニオ式遊星歯車PGUの前方側に配置した出力ギアOUTの後方側の変速機室２０に、５つの摩擦締結要素13R/C,234/C,12/B,4/B,R/Bをまとめて配置するレイアウトを採用した。
したがって、５つの摩擦締結要素13R/C,234/C,12/B,4/B,R/Bを押圧する各ピストン４１，４２，４３，４４，４５へのケース側の油路と、コントロールバルブボディC/V側の油路と、のそれぞれの受け渡し箇所を集中して配置できる。実施例１の場合、図１に示すように、コントロールバルブボディC/Vからの各油路１１，１２，１３，１４，１５，１６のうち径方向油路部を、自動変速機ケースATCの後部であって、軸方向の同じ位置に集中配置している。
このため、出力部材の前方側にケース側とコントロールバルブボディ側との油路の受け渡し箇所を設ける必要がなくなることによって、出力部材の前方側にてケース側とコントロールバルブボディ側との油路を接続するためにコントロールバルブボディを大型化する必要がなくなる。この結果、コントロールバルブボディC/Vの大型化が抑えられるし、コストも低減される。そして、コントロールバルブボディC/Vが大型化しない分、ストレーナやCPUの配置の自由度が増すとともに、コントロールバルブボディC/Vを収めるオイルパン１７も小型化でき、車両搭載性も向上する。
【００６０】
(c) 共通キャリアＣの大型化を抑制し、コストを下げられる。
実施例１では、共通キャリアＣの両端部に設けられるフロントキャリアプレート２３とリアキャリアプレート２４に対し第１ハブ部材３１と第２ハブ部材３２を連結するレイアウトを採用した。
すなわち、共通キャリアＣから第２クラッチ234/Cまでの回転メンバが、ロングピニオンPL及びショートピニオンPSを支持するために共通キャリアＣの前方側端部に連結された既存のフロントキャリアプレート２３を用いる構成である。このため、比較例のように、共通キャリアの中央部であって、２つのサンギアの間の位置に、センターキャリアプレートを１枚追加する必要がない。
このように、共通キャリアＣの両端で各ハブ部材３１，３２と連結するようにしたため、センターキャリアプレートの追加による共通キャリアの大型化が抑えられるし、コストも低減される。
【００６１】
［摩擦締結要素の潤滑作用］
実施例１において、第１速と第２速と第３速の間の変速時には、第１クラッチ13R/Cと第２クラッチ234/Cと第３ブレーキ12/Bによる掛け替え制御が行われるため、これら３個の摩擦締結要素13R/C,234/C,12/Bを如何に潤滑するかの工夫が必要である。以下、図１１に基づき、これを反映する摩擦締結要素の潤滑作用を説明する。
【００６２】
まず、第１速と第２速との間の変速時は、図３に示すように、第１クラッチ13R/Cと第２クラッチ234/Cとの掛け替え制御が行われる。第１クラッチ13R/Cと第２クラッチ234/Cの掛け替え制御中は、両クラッチ13R/C,234/Cがスリップ状態になる。したがって、第１速と第２速との間の変速時に両クラッチ13R/C,234/Cの潤滑・冷却が必要になる。
【００６３】
また、第２速と第３速との間の変速時は、図３に示すように、第１クラッチ13R/Cと第３ブレーキ12/Bとの掛け替え制御が行われる。第１クラッチ13R/Cと第３ブレーキ12/Bの掛け替え制御中は、第１クラッチ13R/Cと第３ブレーキ12/Bがスリップ状態になる。したがって、第２速と第３速との間の変速時に第１クラッチ13R/Cと第３ブレーキ12/Bの潤滑・冷却が必要になる。
【００６４】
これに対し、実施例１では、第２クラッチ234/Cの少なくとも一部が径方向に重なる位置の外周側に第１クラッチ13R/Cを配置し、第１クラッチ13R/Cの少なくとも一部が径方向に重なる位置の外周側に第３ブレーキ12/Bを配置する構成を採用した。このため、第１クラッチ13R/Cと第２クラッチ234/Cと第３ブレーキ12/Bの潤滑が効率的に行える。
【００６５】
例えば、第１クラッチ13R/Cと第２クラッチ234/Cが離れて配置されていたり、あるいは、軸方向に並んで配置されていたりすると、第１クラッチ13R/Cを潤滑・冷却した油は、オイル溜りに戻されるだけであり、潤滑効率が悪くなる。
【００６６】
これに対し、実施例１では、入力軸INに形成された潤滑油路から第１ハブ部材３１の後方側に供給された潤滑油が、図１１の矢印Ｅに示すように径方向外側に流れ、第１ハブ部材３１に形成された穴を経過して第２クラッチ234/Cを潤滑・冷却する。なお、潤滑経路については、ドラム部材（及びハブ部材）には図示してしない穴が開いており、そこから潤滑油は外周側に流れる。
【００６７】
一方、入力軸INに形成された潤滑油路から第１ハブ部材３１と第２ドラム部材３６の隙間に供給された潤滑油が、図１１の矢印Ｆに示すように、第２ドラム部材３６に沿って軸方向後方側に流れた後、径方向外側に向きを変えて流れ、第１ハブ部材３１と第２ドラム部材３６との対向面を経過して第１クラッチ13R/Cを潤滑・冷却する。加えて、第２クラッチ234/Cを潤滑・冷却した後の潤滑油が、図１１の矢印Ｇに示すように、径方向外側に流れ、第１ドラム部材３１に形成された穴を経過し、矢印Ｆの流れと合流して第１クラッチ13R/Cを潤滑・冷却する。
【００６８】
そして、第２クラッチ234/C及び第１クラッチ13R/Cを潤滑・冷却した後の潤滑油は、図１１の矢印Ｈに示すように径方向に流れ、第３ハブ部材３３に形成された穴を経過して第３ブレーキ12/Bを潤滑・冷却する。
【００６９】
さらに、入力軸INに形成された潤滑油路から第１ハブ部材３１と第２ドラム部材３６の隙間に供給された潤滑油が、図１１の矢印Ｉに示すように、第２ドラム部材３６に沿って軸方向前方側に流れた後、第２ドラム部材３６の潤滑油穴を経過し、軸方向後方側と径方向外側とに分かれて流れる。一方の軸方向後方側の流れは、図１１の矢印Ｊに示すように、第２ドラム部材３６とリアサンギアSdの隙間を、軸方向後方側に流れた後、径方向外側に向きを変え、第２ドラム部材３６と第３ハブ部材３３の隙間を経過し、矢印Ｈの流れと合流し、第３ブレーキ12/Bを潤滑・冷却する。他方の径方向外側の流れは、ロングピニオンPLとリアサンギアSdの隙間を、軸方向後方側に流れた後、径方向外側に向きを変え、第２ハブ部材３２と第３ハブ部材３３の隙間を経過し、第５ブレーキR/Bを潤滑・冷却する。
【００７０】
このように、第２クラッチ234/Cの摩擦プレートを潤滑・冷却した油が、第１クラッチ13R/Cを潤滑・冷却することで、第２クラッチ234/C及び第１クラッチ13R/Cを効率的に潤滑することができる。したがって、第１速と第２速との間の変速時、第１クラッチ13R/Cと第２クラッチ234/Cに対する高い潤滑・冷却要求に対して応えることができる。
【００７１】
さらに、第１クラッチ13R/Cの摩擦プレートを潤滑・冷却した油が、第３ブレーキ12/Bを潤滑・冷却することで、第１クラッチ13R/C及び第３ブレーキ12/Bを効率的に潤滑することができる。したがって、第２速と第３速との間の変速時、第１クラッチ13R/Cと第３ブレーキ12/Bに対する高い潤滑・冷却要求に対して応えることができる。
【００７２】
次に、効果を説明する。
実施例１の自動変速機にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００７３】
(1) フロントサンギアSsと、リアサンギアSdと、リングギアＲと、前記フロントサンギアSsと前記リングギアＲに噛み合うロングピニオンPLと、前記リアサンギアSdと前記ロングピニオンPLに噛み合うショートピニオンPSと、前記ロングピニオンPLと前記ショートピニオンPSを回転可能に支持する共通キャリアＣと、を有するラビニオ式遊星歯車PGUと、
駆動源の回転を入力する入力部材（入力軸IN）と、
前記入力部材（入力軸IN）と前記フロントサンギアSsを選択的に連結する第１摩擦締結要素（第１クラッチ13R/C）と、
前記入力部材（入力軸IN）と前記共通キャリアＣを選択的に連結する第２摩擦締結要素（第２クラッチ234/C）と、
前記リアサンギアSdを選択的に自動変速機ケースATCに固定する第３摩擦締結要素（第３ブレーキ12/B）と、
前記フロントサンギアSsを選択的に自動変速機ケースATCに固定する第４摩擦締結要素（第４ブレーキ4/B）と、
前記共通キャリアＣを選択的に自動変速機ケースATCに固定する第５摩擦締結要素（第５ブレーキR/B）と、
前記リングギアＲに常時連結する出力部材（出力ギアOUT）と、
を備え、前記５つの摩擦締結要素のうち、二つの要素を同時に締結する締結組み合わせにより、前進４速及び後退１速を達成する自動変速機であって、
前記ラビニオ式遊星歯車PGUの一方側に、前記出力部材（出力ギアOUT）を配置し、
前記出力部材（出力ギアOUT）の他方側に、前記第１摩擦締結要素（第１クラッチ13R/C）、前記第２摩擦締結要素（第２クラッチ234/C）、前記第３摩擦締結要素（第３ブレーキ12/B）、前記第４摩擦締結要素（第４ブレーキ4/B）、前記第５摩擦締結要素（第５ブレーキR/B）を配置し、
外周側に前記第２摩擦締結要素（第２クラッチ234/C）が配置され、前記共通キャリアＣの前記一方側端部の第１キャリアプレート（フロントキャリアプレート２３）に連結する第１ハブ部材３１と、
外周側に前記第５摩擦締結要素（第５ブレーキR/B）が配置され、前記共通キャリアＣの前記他方側端部の第２キャリアプレート（リアキャリアプレート２４）に連結する第２ハブ部材３２と、
前記ラビニオ式遊星歯車PGUおよび前記各摩擦締結要素13R/C,234/C,12/B,4/B,R/Bを収納する変速機室２０を自動変速機ケースATCとともに形成する隔壁部材（オイルポンプハウジング３０）と、
を備え、
前記出力部材（出力ギアOUT）は、前記隔壁部材（オイルポンプハウジング３０）から軸方向の前記他方側に伸びる円筒部３０ａに支持される。
このため、出力部材（出力ギアOUT）の音振性能を向上できるともに、コントロールバルブボディC/Vと共通キャリアＣの大型化を抑制し、コスト低減を図ることができる。
【００７４】
(2) 前記入力部材（入力軸IN）は、前記ラビニオ式遊星歯車PGUの内周側に設けられ、
前記第１ハブ部材３１は、前記入力部材（入力軸IN）の外周側を通って前記第１キャリアプレート（フロントキャリアプレート２３）と連結され、
内周側に前記第２摩擦締結要素（第２クラッチ234/C）が配置されるとともに、該第２摩擦締結要素（第２クラッチ234/C）と径方向に重なる位置の外周側に前記第１摩擦締結要素（第１クラッチ13R/C）が配置され、前記入力部材（入力軸IN）に連結する第１ドラム部材３５と、
内周側に前記第１摩擦締結要素（第１クラッチ13R/C）が配置され、前記第１ハブ部材３１の外周側および前記リアサンギアSdの内周側を通って、前記フロントサンギアSsに連結する第２ドラム部材３６と、
外周側に前記第３摩擦締結要素（第３ブレーキ12/B）が配置され、前記第２ドラム部材３６の外周を通って前記リアサンギアSdに連結する第３ハブ部材３３と、
外周側に前記第４摩擦締結要素（第４ブレーキ4/B）が配置され、前記第２ドラム部材３６の前記第１摩擦締結要素（第１クラッチ13R/C）よりも他方側にて前記第２ドラム部材３６に連結する第４ハブ部材３４と、を備え、
前記第２ハブ部材３２は、前記第３ハブ部材３３の外周側に設けられている。
このため、上記(1)の効果に加え、ハブ部材３１，３２，３３，３４及びドラム部材３５，３６を取り回すことによって、５個の摩擦締結要素13R/C,234/C,12/B,4/B,R/Bを出力部材（出力ギアOUT）の他方側にまとめて配置することができる。さらに、第１速と第２速との間での変速時に掛け替えられる第１摩擦締結要素（第１クラッチ13R/C）と第２摩擦締結要素（第２クラッチ234/C）の潤滑を効率的に行うことができる。
【００７５】
(3) 前記第３摩擦締結要素（第３ブレーキ12/B）は、前記第２摩擦締結要素（第２クラッチ234/C）と径方向に重なる位置の外周側に配置される。
このため、上記(2)の効果に加え、第２速と第３速との間での変速時に掛け替えられる第１摩擦締結要素（第１クラッチ13R/C）と第３摩擦締結要素（第３ブレーキ12/B）の潤滑を効率的に行うことができる。
【００７６】
以上、本発明の自動変速機を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００７７】
実施例１では、オイルポンプO/Pを収納するオイルポンプハウジング３０を隔壁部材とし、このオイルポンプハウジング３０で出力ギアOUTを支持する例を示した。しかし、これに限定されず、例えば、オイルポンプO/Pを入力軸INと別軸に設け、変速機室を形成する隔壁部材で出力ギアを支持するものであってもよい。
【００７８】
実施例１では、入出力軸を平行配置とするＦＦエンジン車に搭載される自動変速機の例を示した。しかし、ＦＦエンジン車に限らず、ＦＲエンジン車、エンジンとモータの少なくとも一方を駆動源とするハイブリッド車、モータを駆動源とする電気自動車や燃料電池車、等の様々な車両の自動変速機としても適用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
PGU  ラビニオ式遊星歯車
Ss  フロントサンギア
Sd  リアサンギア
Ｒ  リングギア
PL  ロングピニオン
PS  ショートピニオン
Ｃ  共通キャリア
IN  入力軸（入力部材）
OUT  出力ギア（出力部材）
ATC  自動変速機ケース
C/V  コントロールバルブボディ
13R/C  第１クラッチ（第１摩擦締結要素）
234/C  第２クラッチ（第２摩擦締結要素）
12/B  第３ブレーキ（第３摩擦締結要素）
4/B  第４ブレーキ（第４摩擦締結要素）
R/B  第５ブレーキ（第５摩擦締結要素）
１７  オイルパン
２０  変速機室
２３  フロントキャリアプレート（第１キャリアプレート）
２４  リアキャリアプレート（第２キャリアプレート）
３０  オイルポンプハウジング（隔壁部材）
３０ａ  円筒部
３１  第１ハブ部材
３２  第２ハブ部材
３３  第３ハブ部材
３４  第４ハブ部材
３５  第１ドラム部材
３６  第２ドラム部材
【図１】
0005303004.tif 000002
【図２】
0005303004.tif 000003
【図３】
0005303004.tif 000004
【図４】
0005303004.tif 000005
【図５】
0005303004.tif 000006
【図６】
0005303004.tif 000007
【図７】
0005303004.tif 000008
【図８】
0005303004.tif 000009
【図９】
0005303004.tif 000010
【図１０】
0005303004.tif 000011
【図１１】
0005303004.tif 000012