(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
４つの変速要素を有するプラネタリギヤセットと、減速プラネタリギヤと、２つのブレーキと、３つのクラッチとを主軸上に配した変速機構がケース内に収容され、該ケースが、少なくともプラネタリギヤセットと減速プラネタリギヤと２つのブレーキとを収容するメインケースと、メインケースの後端開口部を閉鎖するリヤケースとに分割された車両用自動変速機において、
前記プラネタリギヤセットの４つの変速要素は、第１の変速要素が第１のクラッチにより減速プラネタリギヤを介して入力軸に連結され、第２の変速要素が第３のクラッチにより減速プラネタリギヤを介して入力軸に連結されるとともに第１のブレーキによりケースに係止可能とされ、第３の変速要素が第２のクラッチにより入力軸に連結されるとともに第２のブレーキによりケースに係止可能とされ、第４の変速要素が出力要素とされ、
第２のクラッチは、メインケース内に配設され、
メインケース内の後側にあって、該変速機構のプラネタリギヤセットと減速プラネタリギヤとの外周側、又は減速プラネタリギヤと第２のクラッチとの外周側に、減速プラネタリギヤにより増幅されたトルクが入力される第１及び第３のクラッチの摩擦部材が配置され、
前記第１及び第３のクラッチの油圧サーボは、実質上、その後端部の外形に沿って油圧サーボを覆うリヤケース内に配置されたことを特徴とする車両用自動変速機。
【請求項２】
前記第１及び第３のクラッチの油圧サーボは、共通のシリンダの内側に嵌挿された第１のピストンと、外側に嵌挿された第２のピストンを備え、共通のシリンダは、第１のクラッチのドラムを構成し、第２のピストンは、第３のクラッチのドラムを構成し、
前記第１及び第３のクラッチの摩擦部材は、軸方向に並べて配置され、
減速プラネタリギヤから出力される減速トルクを伝達する動力伝達部材の一方側に第１のクラッチの油圧サーボが設けられ、動力伝達部材の他方側に第３のクラッチの油圧サーボが設けられた、請求項１記載の車両用自動変速機。
【請求項３】
前記第１のクラッチのドラムと第３のクラッチのドラムは、径方向に重合させてスプライン係合により軸方向可動に連結され、
径方向内側のドラムの先端に、第３のクラッチの摩擦部材が配置され、該摩擦部材は、径方向内側のドラムと径方向外側のドラムに挟持されて減速トルクを伝達する、請求項２記載の車両用自動変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載される自動変速機に関し、特に、その変速機構のトルク伝達容量に応じた部分変更に合わせて外形を変更可能とする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用自動変速機の一形態として、フロントエンジン・フロントドライブ（ＦＦ）車又はリヤエンジン・リヤドライブ（ＲＲ）車用の横置式の自動変速機がある。こうした形式の自動変速機では、車両の左右ホイールの間にエンジンと自動変速機を直列に並べて横置き搭載する配置となるため、自動変速機の軸長が著しく制限される。そこで、こうした自動変速機のギヤトレインは、主として軸長を延ばす要素となる多数の変速要素をもつプラネタリギヤセットや変速要素を操作するクラッチやブレーキの数を可能な限り少なくした構成のものとしなければならない。
【０００３】
他方、ドライバビリティの確保のみならず、省エネルギに不可欠な燃費の向上のために、自動変速機の多段化の要求があり、こうした要求に応えるには、ギヤトレインの変速段数当たりの変速要素数とクラッチやブレーキ数の一層の削減が必要となる。そこで、最小限の変速要素からなるプラネタリギヤセットを用い、それを操作する３つのクラッチと２つのブレーキとで、前進６速・後進１速を達成するギヤトレインが特開平４−２１９５５３号公報において提案されている。
この提案に係るギヤトレインは、エンジン出力回転と、それを減速した回転とを３つのクラッチを用いて適宜変速機の４つの変速要素からなるプラネタリギヤセットへ２つの速度の異なる入力として入力させ、２つのブレーキで２つの変速要素を係止制御することで多段の６速を達成するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記提案に係るギヤトレイン構成は、変速段当たりの変速要素数、必要とするクラッチ及びブレーキの数において非常に合理的なものであるが、プラネタリギヤセットに減速された増幅トルクが入力されることに伴い、プラネタリギヤセットの大型化と、２つの速度の異なる入力を伝達する部材の取回しが複雑になることから、多段化による変速機構のある程度の大型化は避けられない。ところで、横置式の自動変速機の場合、車両への搭載性を向上させるには、車両の幅方向の中心に対して外側、すなわち主軸上で後端（本明細書を通じて、動力が入力される側を前として軸上の位置関係を規定する）側と車両側のメンバーとの干渉を避けることが肝要であり、そのためには、変速機全長の短縮もさることながら、特に変速機後端部のコンパクト化が重要である。
【０００５】
更に、変速機の車両に対する搭載方法についてみると、一般に、小型の車両は車輪径が小さいため、最低地上高を確保するために、車両に対して相対的にエンジンや変速機の位置を高く設定することが多い。そして、こうした配置とすると、変速機の僅かな大型化で、スペース的には搭載可能な変速機であっても、変速機主軸の後端部と車両メンバーとの間のクリアランスがなくなり、搭載できなくなることがある。したがって、変速機後端部のコンパクト化は、小型車両への搭載性を向上させる上で、より一層重要な問題となる。
【０００６】
本発明は、こうした事情に鑑みなされたものであり、搭載する車両の小型化に応じて、主軸後端部の一層のコンパクト化を可能として、同じ変速機の小型車両への適応性を向上させた自動変速機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、４つの変速要素を有するプラネタリギヤセットと、減速プラネタリギヤと、２つのブレーキと、３つのクラッチとを主軸上に配した変速機構がケース内に収容され、該ケースが、少なくともプラネタリギヤセットと減速プラネタリギヤと２つのブレーキとを収容するメインケースと、メインケースの後端開口部を閉鎖するリヤケースとに分割された車両用自動変速機において、前記プラネタリギヤセットの４つの変速要素は、第１の変速要素が第１のクラッチにより減速プラネタリギヤを介して入力軸に連結され、第２の変速要素が第３のクラッチにより減速プラネタリギヤを介して入力軸に連結されるとともに第１のブレーキによりケースに係止可能とされ、第３の変速要素が第２のクラッチにより入力軸に連結されるとともに第２のブレーキによりケースに係止可能とされ、第４の変速要素が出力要素とされ、第２のクラッチは、メインケース内に配設され、メインケース内の後側にあって、該変速機構のプラネタリギヤセットと減速プラネタリギヤとの外周側、又は減速プラネタリギヤと第２のクラッチとの外周側に、減速プラネタリギヤにより増幅されたトルクが入力される第１及び第３のクラッチの摩擦部材が配置され、前記第１及び第３のクラッチの油圧サーボは、実質上、その後端部の外形に沿って油圧サーボを覆うリヤケース内に配置されたことを特徴とする。
【０００９】
更に、変速機後端部を小径化可能とする場合、前記第１及び第３のクラッチの油圧サーボは、共通のシリンダの内側に嵌挿された第１のピストンと、外側に嵌挿された第２のピストンを備え、共通のシリンダは、第１のクラッチのドラムを構成し、第２のピストンは、第３のクラッチのドラムを構成し、前記第１及び第３のクラッチの摩擦部材は、軸方向に並べて配置され、減速プラネタリギヤから出力される減速トルクを伝達する動力伝達部材の一方側に第１のクラッチの油圧サーボが設けられ、動力伝達部材の他方側に第３のクラッチの油圧サーボが設けられた構成とするのが有効である。
【００１０】
更なるコンパクト化を図る場合、前記第１のクラッチのドラムと第３のクラッチのドラムは、径方向に重合させてスプライン係合により軸方向可動に連結され、径方向内側のドラムの先端に、第３のクラッチの摩擦部材が配置され、該摩擦部材は、径方向内側のドラムと径方向外側のドラムに挟持されて減速トルクを伝達する構成とするのが有効である。
【００１１】
【発明の作用及び効果】
上記請求項１記載の構成では、減速プラネタリギヤにより増幅されたトルクが入力される第１及び第３のクラッチの摩擦部材をメインケース内で変速機構後部の他の回転部材の外周側に配置することで、大型車両にも適合するように摩擦部材径を大きくして、摩擦部材側で大きなトルク容量の確保を可能とし、摩擦部材の大径化により小容量・小径化が可能とされた第１及び第３のクラッチの油圧サーボを、搭載する車両の大きさに合わせてリヤケースと共に小容量のものに交換することで、対応可能としたため、車両の小型化合わせて変速機後部の外形を車両側メンバーと干渉しないように小型化することができる。したがって、この構成によれば、共通の変速機について、搭載する車両に応じた後部外形の変更が可能となり、それにより車両搭載性を向上させることができる。
【００１２】
更に、減速プラネタリギヤにより増幅された減速トルクが入力されることで大容量を必要とする第１及び第３のクラッチの油圧サーボをリヤケース内に配設することで、入力トルクが直接入力されることで本来容量が小さい第２のクラッチの油圧サーボをリヤケース内に配設するのに比べて、必要とする容量が小さくなることに対する小径化の割合を大きくすることができるので、効果的にリヤケースを小さくすることができる。
【００１３】
また、請求項２記載の構成では、第１及び第３のクラッチへ減速トルクを伝達する動力伝達部材が共通化されることで、両クラッチの油圧サーボをコンパクト化することができ、更に、両油圧サーボによる押し引き操作で両クラッチの摩擦部材が係脱する作動に合わせて、それらクラッチの摩擦部材と油圧サーボをオフセットさせて配置することができるため、リヤケース内には第１及び第３のクラッチの２つの油圧サーボのみを収容する配置を採ることができるため、リヤケースの小径化による変速機後端部のコンパクト化が可能となる。
【００１４】
そして、請求項３記載の構成では、第３のクラッチの摩擦部材への動力伝達を第１のクラッチのドラムにより行うことができるため、部材の共通化による油圧サーボのコンパクトが可能となり、それに合わせてリヤケースを更にコンパクト化することで、変速機後端部の一層のコンパクト化が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿い、本発明の実施形態を説明する。図１は本発明を具体化した車両用自動変速機の第１実施形態のギヤトレインを、軸間を共通平面内に展開してスケルトンで示す。また、図２は上記自動変速機を端面からみて実際の軸位置関係を示す。この自動変速機は、互いに並行する主軸Ｘ、カウンタ軸Ｙ、デフ軸Ｚの各軸上に各要素が配設された３軸構成とされている。そして、主軸Ｘ上の入力軸１１の周りには、４つの変速要素Ｓ２，Ｓ３，Ｃ２（Ｃ３），Ｒ２（Ｒ３）を有するプラネタリギヤセットＧと、減速プラネタリギヤＧ１と、２つのブレーキＢ−１，Ｂ−２と、３つのクラッチＣ−１，Ｃ−２，Ｃ−３とを備える変速機構が配置されている。
【００１６】
この自動変速機では、プラネタリギヤセットＧの第１の変速要素Ｓ３が第１のクラッチＣ−１により減速プラネタリギヤＧ１を介して入力軸１１に連結され、第２の変速要素Ｓ２が第３のクラッチＣ−３により減速プラネタリギヤＧ１を介して入力軸１１に連結されるとともに第１のブレーキＢ−１によりケース１０に係止可能とされ、第３の変速要素Ｃ２（Ｃ３）が第２のクラッチＣ−２により入力軸１１に連結されるとともに第２のブレーキＢ−２によりケース１０に係止可能とされ、第４の変速要素Ｒ２（Ｒ３）が出力要素としてカウンタドライブギヤ１９に連結されている。なお、図に示すギヤトレインでは、ブレーキＢ−２に並列させてワンウェイクラッチＦ−１を配しているが、これは、後に詳記する１→２変速時のブレーキＢ−２とブレーキＢ−１の掴み替えのための複雑な油圧制御を避け、ブレーキＢ−２の解放制御を単純化すべく、ブレーキＢ−１の係合に伴って自ずと係合力を解放するワンウェイクラッチＦ−１を用いたものであり、ブレーキＢ−２と同等のものである。
【００１７】
以下、この実施形態のギヤトレインを更に詳細に説明する。主軸Ｘ上には、図示しないエンジンの回転を入力軸１１に伝達するロックアップクラッチ付のトルクコンバータ４が配置されている。カウンタ軸Ｙ上には、カウンタギヤ２が配置されている。カウンタギヤ２は、カウンタ軸２０に固定され、カウンタドライブギヤ１９に噛合する大径のカウンタドリブンギヤ２１と、同じくカウンタ軸２０に異なる軸方向位置で固定され、デフリングギヤ３１に噛合する小径のデフドライブピニオンギヤ２２とが配設されており、これらにより主軸Ｘ側からの出力を減速するとともに、反転させてディファレンシャル装置３に伝達する機能を果たす。デフ軸Ｚ上には、ディファレンシャル装置３が配設されている。ディファレンシャル装置３は、デフリングギヤ３１に固定してデフケース３２が設けられ、その中に配置された差動歯車の差動回転が左右軸３０に出力され、最終的なホイール駆動力とされる。
【００１８】
プラネタリギヤセットＧは、大小径の異なる一対のサンギヤＳ２，Ｓ３と、互いに噛合して一方が大径のサンギヤＳ２に噛合するとともにリングギヤＲ２（Ｒ３）に噛合し、他方が小径のサンギヤＳ３に噛合する一対のピニオンギヤＰ２，Ｐ３を支持するキャリアＣ２（Ｃ３）からなるラビニヨ式のギヤセットで構成されている。そして、この形態では、小径のサンギヤＳ３が第１の変速要素、大径のサンギヤＳ２が第２の変速要素、キャリアＣ２（Ｃ３）が第３の変速要素とされ、リングギヤＲ２（Ｒ３）が第４の変速要素とされている。
【００１９】
減速プラネタリギヤＧ１は、そのサンギヤＳ１を変速機ケース１０に固定され、リングギヤＲ１を入力要素として入力軸１１に連結され、キャリアＣ１を出力要素として第１のクラッチＣ−１及び第３のクラッチＣ−３を介してプラネタリギヤセットＧに連結されている。プラネタリギヤセットＧの第１の変速要素すなわち小径のサンギヤＳ３は、第１のクラッチＣ−１に連結され、第２の変速要素すなわち大径のサンギヤＳ２は、第３のクラッチＣ−３に連結されるとともに、バンドブレーキで構成される第１のブレーキＢ−１により自動変速機ケース１０に係止可能とされている。また、第３の変速要素であるキャリアＣ２（Ｃ３）は、第２のクラッチＣ−２を介して入力軸１１に連結され、かつ、第２のブレーキＢ−２により変速機ケース１０に係止可能とされるとともに、ワンウェイクラッチＦ−１により変速機ケース１０に一方向回転係止可能とされている。そして、第４の変速要素すなわちリングギヤＲ２（Ｒ３）がカウンタドライブギヤ１９に連結されている。
【００２０】
こうした構成からなる自動変速機は、図示しない電子制御装置と油圧制御装置とによる制御で、運転者により選択されたレンジに応じた変速段の範囲で車両負荷と車速に基づき、変速を行う。図３は各クラッチ及びブレーキの係合及び解放（○印で係合、無印で解放を表す）で達成される変速段を図表化して示す。また、図４は各クラッチ及びブレーキの係合（●印でそれらの係合を表す）により達成される変速段と、そのときの各変速要素の回転数比との関係を速度線図で示す。
【００２１】
両図を併せ参照してわかるように、第１速（１ＳＴ）は、クラッチＣ−1 とブレーキＢ−２の係合（本形態において、作動表を参照してわかるように、このブレーキＢ−２の係合に代えてワンウェイクラッチＦ−１の自動係合が用いられているが、この係合を用いている理由及びこの係合がブレーキＢ−２の係合に相当する理由については後に詳述する。）により達成される。この場合、入力軸１１から減速プラネタリギヤＧ１を経て減速された回転がクラッチＣ−１経由で小径サンギヤＳ３に入力され、ワンウェイクラッチＦ−１の係合により係止されたキャリアＣ３に反力を取って、リングギヤＲ３の最大減速比の減速回転がカウンタドライブギヤ１９に出力される。
【００２２】
次に、第２速（２ＮＤ）は、クラッチＣ−1 とブレーキＢ−１の係合により達成される。この場合、入力軸１１から減速プラネタリギヤＧ１を経て減速された回転がクラッチＣ−１経由で小径サンギヤＳ３に入力され、ブレーキＢ−１の係合により係止された大径サンギヤＳ２に反力を取って、リングギヤＲ２（Ｒ３）の減速回転がカウンタドライブギヤ１９に出力される。このときの減速比は、図４にみるように、第１速（１ＳＴ）より小さくなる。
【００２３】
また、第３速（３ＲＤ）は、クラッチＣ−１とクラッチＣ−３の同時係合により達成される。この場合、入力軸１１から減速プラネタリギヤＧ１を経て減速された回転がクラッチＣ−１とクラッチＣ−３経由で同時に大径サンギヤＳ２と小径サンギヤＳ３に入力され、プラネタリギヤセットＧが直結状態となるため、両サンギヤへの入力回転と同じリングギヤＲ２（Ｒ３）の回転が、入力軸１１の回転に対しては減速された回転として、カウンタドライブギヤ１９に出力される。
【００２４】
更に、第４速（４ＴＨ）は、クラッチＣ−１とクラッチＣ−２の同時係合により達成される。この場合、一方で入力軸１１から減速プラネタリギヤＧ１を経て減速された回転がクラッチＣ−１経由でサンギヤＳ３に入力され、他方で入力軸１１からクラッチクラッチＣ−２経由で入力された非減速回転がキャリアＣ３に入力され、２つの入力回転の中間の回転が、入力軸１１の回転に対しては僅かに減速されたリングギヤＲ３の回転としてカウンタドライブギヤ１９に出力される。
【００２５】
次に、第５速（５ＴＨ）は、クラッチＣ−２とクラッチＣ−３の同時係合により達成される。この場合、一方で入力軸１１から減速プラネタリギヤＧ１を経て減速された回転がクラッチＣ−３経由でサンギヤＳ２に入力され、他方で入力軸１１からクラッチクラッチＣ−２経由で入力された非減速回転がキャリアＣ２に入力され、リングギヤＲ３の入力軸１１の回転より僅かに増速された回転がカウンタドライブギヤ１９に出力される。
【００２６】
そして、第６速（６ＴＨ）は、クラッチＣ−２とブレーキＢ−１の係合により達成される。この場合、入力軸１１からクラッチクラッチＣ−２経由で非減速回転がキャリアＣ２にのみ入力され、ブレーキＢ−１の係合により係止されたサンギヤＳ２に反力を取るリングギヤＲ３の更に増速された回転がカウンタドライブギヤ１９に出力される。
【００２７】
なお、後進（ＲＥＶ）は、クラッチＣ−３とブレーキＢ−２の係合により達成される。この場合、入力軸１１から減速プラネタリギヤＧ１を経て減速された回転がクラッチＣ−３経由でサンギヤＳ２に入力され、ブレーキＢ−２の係合により係止されたキャリアＣ２に反力を取るリングギヤＲ３の逆転がカウンタドライブギヤ１９に出力される。
【００２８】
ここで、先に触れたワンウェイクラッチＦ−１とブレーキＢ−２との関係について説明する。上記の第１速と第２速時の両ブレーキＢ−１，Ｂ−２の係合・解放関係にみるように、これら両ブレーキは、両変速段間でのアップダウンシフト時に、一方の解放と同時に他方の係合が行われる、いわゆる掴み替えされる摩擦要素となる。こうした摩擦要素の掴み替えは、それらを操作する油圧サーボの係合圧と解放圧の精密な同時制御を必要とし、こうした制御を行うには、そのためのコントロールバルブの付加や油圧回路の複雑化等を招くこととなる。そこで、本形態では、第１速と第２速とで、キャリアＣ２（Ｃ３）にかかる反力トルクが逆転するのを利用して、ワンウェイクラッチＦ−１の係合方向を第１速時の反力トルク支持方向に合わせた設定とすることで、ワンウェイクラッチＦ−１に実質上ブレーキＢ−２の係合と同等の機能を発揮させて、第１速時のブレーキＢ−２の係合に代えて（ただし、ホイール駆動の車両コースト状態ではキャリアＣ２（Ｃ３）にかかる反力トルクの方向がエンジン駆動の状態に対して逆転するので、エンジンブレーキ効果を得るためには、図３に括弧付きの○印で示すようにブレーキＢ−２の係合を必要とする）、キャリアＣ２（Ｃ３）の係止を行っているわけである。したがって、変速段を達成する上では、ワンウェイクラッチを設けることなく、ブレーキＢ−２の係合により第１速を達成する構成を採ることもできる。
【００２９】
このようにして達成される各変速段は、図４の速度線図上で、リングギヤＲ２，Ｒ３の速度比を示す○印の上下方向の間隔を参照して定性的にわかるように、各変速段に対して比較的等間隔の良好な速度ステップとなる。この関係を具体的に数値を設定して、定量的に表すと、図３に示すギヤ比となる。この場合のギヤ比は、減速プラネタリギヤＧ１のサンギヤＳ１とリングギヤＲ１の歯数比λ１＝４４／７８、プラネタリギヤセットＧの大径サンギヤ側のサンギヤＳ２とリングギヤＲ２（Ｒ３）の歯数比λ２＝３６／７８、小径サンギヤ側のサンギヤＳ３とリングギヤＲ３の歯数比λ３＝３０／７８に設定すると、入出力ギヤ比は、
第１速（１ＳＴ）：（１＋λ１）／λ３＝４．０６７
第２速（２ＮＤ）：（１＋λ１）（λ２＋λ３）／λ３（１＋λ２）＝２．３５４
第３速（３ＲＤ）：１＋λ１＝１．５６４
第４速（４ＴＨ）：（１＋λ１）／（１＋λ１−λ１・λ３）＝１．１６１
第５速（５ＴＨ）：（１＋λ１）／（１＋λ１＋λ１・λ２）＝０．８５７
第６速（６ＴＨ）：１／（１＋λ２）＝０．６８４
後進（ＲＥＶ）：−（１＋λ１）／λ２＝３．３８９
となる。そして、これらギヤ比間のステップは、
第１・２速間：１．７３
第２・３速間：１．５１
第３・４速間：１．３５
第４・５速間：１．３５
第５・６速間：１．２５
となる。
【００３０】
次に、図５は自動変速機の構成を更に具体化した模式的断面で示す。先にスケルトンを参照して説明した各構成要素については、同じ参照符号を付して説明に代えるが、スケルトンから参照し得ない細部について、ここで説明する。なお、本明細書を通じて、各クラッチ及びブレーキという用語は、摩擦部材と油圧サーボを総称するものとする。したがって、第１のクラッチＣ−１は摩擦部材６３と油圧サーボ６で、同様に第２のクラッチＣ−２は摩擦部材５３と油圧サーボ５で、第３のクラッチＣ−３は摩擦部材７３と油圧サーボ７で構成されている。また、ブレーキＢ−１，Ｂ−２については、それがバンドブレーキ構成の場合は、それぞれバンドと図示しない油圧サーボで構成され、多板ブレーキの場合は、摩擦部材と油圧サーボで構成されている。
【００３１】
変速機構を収容するケース１０は、入力軸１１の前端側をベアリングを介して前側ボス部１０ａで回転自在に支持して変速機構の主要部を収容するメインケース１０Ａと、入力軸１１の後端部をベアリングを介して後側ボス部１０ｂ内周で回転自在に支持してメインケース１０Ａの後端開口部を閉鎖するリヤケース１０Ｂとに分割されている。そして、メインケース１０Ａのほぼ中央部には、カウンタドライブギヤ１９を支持するサポート１０Ｃが設けられている。なお、前側ボス部１０ａには、第２のクラッチＣ−２のサーボ圧油路１０ｙが形成され、後側ボス部１０ｂには、第１及び第３のクラッチのサーボ圧油路１０ｘ，１０ｚが形成されている。
【００３２】
入力軸１１は、前側支持部としての前側ボス部１０ａの先端に隣接させてフランジ部１１ａを形成され、後側支持部としての後側ボス部１０ｂに隣接させてフランジ１１ｂを形成され、内部を潤滑油路とする中空軸として構成されている。これら両フランジ部１１ａ，１１ｂは、入力軸１１の両端部において、第２のクラッチＣ−２と減速プラネタリギヤＧ１に入力回転を伝達し、かつ両ボス部１０ａ，１０ｂと両フランジ部１１ａ，１１ｂの間へのベアリングの介挿により入力軸を軸方向支持すべく設けられている。
【００３３】
次に、プラネタリギヤセットＧは、入力軸１１の後部軸周に配置され、サンギヤＳ３をベアリングを介して入力軸１１に支持し、またサンギヤＳ２をベアリングを介してサンギヤＳ３に支持して、位置決め支持されている。プラネタリギヤセットＧの第１の変速要素としてのサンギヤＳ３は、第１のクラッチＣ−１のハブ６４に連結されている。また、第２の変速要素としてのサンギヤＳ２は、第３のクラッチＣ−３のハブ７４に連結されている。そして、第３の変速要素としてのキャリアＣ２（Ｃ３）は、第２のクラッチＣ−２のハブ５４にスプライン係合で連結されている。更に、第４の変速要素としてのリングギヤＲ２（Ｒ３）は、その直前のサポート１０Ｃにベアリング１２を介して支持したカウンタドライブギヤ１９にスプライン係合で連結されている。
【００３４】
減速プラネタリギヤＧ１は、後側ボス部１０ｂの先端外周に反力要素としてのサンギヤＳ１を固定し、入力要素としてのリングギヤＲ１を入力軸１１のフランジ１１ｂに連結させて、プラネタリギヤセットＧと第１及び第３のクラッチＣ−１，Ｃ−３の間に配置されている。出力要素としてのキャリアＣ１は、第１及び第３のクラッチＣ−１，Ｃ−３の油圧サーボ６，７に共通のシリンダ６０を動力伝達部材として第１のクラッチのドラム６２に連結されている。
【００３５】
次に、第１及び第３のクラッチＣ−１，Ｃ−３の油圧サーボ６，７は、それらの受圧部を構成し、それらの受圧面積に応じて実質上外径が定まるシリンダ部６ａ，７ａが減速プラネタリギヤＧ１の後側に配置され、シリンダ部６ａ，７ａは、リヤケース１０Ｂの後側ボス部１０ｂの外周に回転自在に支持された共通のシリンダ６０と、シリンダ６０の内側に嵌挿された第１のピストン６１と、外側に嵌挿された第２のピストン７１を備える構成とされている。そして、共通のシリンダ６０は、摩擦部材６３の外径に合わせて拡径延長されて第１のクラッチのドラム６２を構成し、第２のピストン７１も同様に摩擦部材７３の外径に合わせて拡径延長されて、他方の第３のクラッチのドラム７２を構成している。したがって、これら両クラッチの油圧サーボ６，７の後端部、すなわちシリンダ部６ａ，７ａの外形に沿って油圧サーボを覆うリヤケース１０Ｂの外形も、特にその後部において、シリンダ部の外形としのピストン７１及びそれに連なるドラム７２の外形に沿ったものとなる。なお、図において符号６５，７５は、ピストン６１，７１の背面にかかる遠心油圧を相殺するキャンセルプレート、６６，７６はリターンスプリングを示す。
【００３６】
第１のクラッチＣ−１の摩擦部材６３は、内周側をハブ６４にスプライン係合させ、外周側をドラム６２にスプライン係合させた多板の摩擦材とセパレータプレートから構成され、ドラム６２の先端に固定されたバッキングプレートと、油圧サーボ６内への油圧の供給によりシリンダ６０から押し出されるピストン６１とで挟持されるクラッチ係合作動により、ドラム６２からハブ６４にトルクを伝達する構成とされている。
【００３７】
第３のクラッチＣ−３の摩擦部材７３は、内周側をハブ７４にスプライン係合させ、外周側をドラム７２にスプライン係合させた多板の摩擦材とセパレータプレートから構成され、ドラム７２の先端に固定されたバッキングプレートと、油圧サーボ７内への油圧の供給によりシリンダ６０から押し出されるピストン７１とで挟持されるクラッチ係合作動により、ドラム７２からハブ７４にトルクを伝達する構成とされている。
【００３８】
そして、本発明の特徴に従い、一方の第１のクラッチＣ−１のドラム６２と他方の第３のクラッチＣ−３のドラム７２は、径方向に重合させてスプライン係合により軸方向可動に連結されてトルク伝達可能とされ、第１及び第３のクラッチの摩擦部材６３，７３は、軸方向に並べて互いに隣接配置されている。そして、径方向内側のドラム６２の先端に、第３のクラッチＣ−３の摩擦部材７３が配置され、この摩擦部材７３が、径方向内側のドラム６２と径方向外側のドラム７３のバッキングプレートに挟持されて減速トルクを伝達する構成とされている。こうした配置とされた両摩擦部材６３，７３は、この形態において、メインケース１０Ａ内に収容された変速機構の主要部の後側に、変速機構の適宜の回転部材を減速プラネタリギヤＧ１及びプラネタリギヤセットＧとして、それらの外周側に重合させて配置されている。
【００３９】
第２のクラッチＣ−２は、カウンタドライブギヤ１９の前側、すなわち変速機構の最前部に配置されている。具体的には、第２のクラッチの油圧サーボ５は、そのシリンダ５０の内周側を入力軸１１のフランジ部１１ａに固定して入力軸１１に支持され、前側ボス部１０ａの外周に配置されており、シリンダ５０の外周側は拡径延長してドラム５２とされており、シリンダ５０に内包されたピストン５１と、遠心油圧のキャンセルプレート５５と、リンターンスプリング５６とを備えている。
【００４０】
第２のクラッチＣ−２の摩擦部材５３は、内周側をハブ５４にスプライン係合させ、外周側をドラム５２にスプライン係合させた多板の摩擦材とセパレータプレートから構成され、ドラム５２の先端に固定されたバッキングプレートと、油圧サーボ５内への油圧の供給によりシリンダ５０から押し出されるピストン５１とで挟持されるクラッチ係合作動により、ドラム５２からハブ５４にトルクを伝達する構成とされている。
【００４１】
また、第１のブレーキＢ−１はバンドブレーキとされ、そのブレーキバンド８１は、第３のクラッチＣ−３のハブ７４に連結されたブレーキドラム８２を締めつける構成とされている。これにより、第１のブレーキＢ−１は、軸方向スペースを要せず、しかも径方向寸法をほとんど増加させずに配置されていることになる。なお、このバンドブレーキの油圧サーボは、ブレーキバンド８１と同じ軸方向位置で、ブレーキドラム８２に対して接線方向に延びるものであるため、図示を省略している。
【００４２】
第２のブレーキＢ−２は、各クラッチと同様に多板構成とされ、その油圧サーボ９と摩擦部材９３は、プラネタリギヤセットＧの外周側に、ワンウェイクラッチＦ−１と並べて配置され、ブレーキのハブとワンウェイクラッチのインナレースがキャリアＣ２（Ｃ３）に連結されている。第２のブレーキＢ−２の油圧サーボ９は、サポート１０Ｃの一側をシリンダ９０としてサポート１０Ｃに内蔵された構成とされている。
【００４３】
カウンタドライブギヤ１９は、その内周側で後方に延びるボス部をケース１０のサポート１０Ｃの内周にベアリング１２を介して支持され、プラネタリギヤセットＧと第２のクラッチＣ−２の間に配置されている。そして、カウンタドライブギヤ１９とリングギヤＲ３との連結は、リングギヤＲ３から延びる連結部材のボス部とのスプライン係合により成されている。
【００４４】
上記の構成からなる変速機では、第１及び第３のクラッチの摩擦部材６３，７３をメインケース１０Ａ内で変速機構後部の減速プラネタリギヤＧ１及びプラネタリギヤセットＧの外周側に重合配置することで、大型車両にも適合するように摩擦部材径を大きくして、摩擦部材側で大きなトルク容量の確保を可能とし、摩擦部材の大径化により小容量化が可能とされた油圧サーボ６，７、特に、その受圧面を構成しているシリンダ部６ａ，７ａがリヤケース内に配置されているので、搭載する車両の大きさに合わせてリヤケース１０Ｂと共に油圧サーボ６，７を小容量のものに交換することができ、車両の小型化合わせて変速機後部の外形を車両側メンバーＢと干渉しないようしている。したがって、この構成によれば、共通の変速機について、搭載する車両に応じた後部外形の変更が可能となり、それにより車両搭載性を向上させることができる。
【００４５】
更に、減速トルクが入力されることで大容量を必要とする第１及び第３のクラッチの油圧サーボ６，７をリヤケース１０Ｂ内に配設することで、入力トルクが直接入力されることで本来容量が小さい第２のクラッチの油圧サーボ５をリヤケース１０Ｂ内に配設するのに比べて、必要とする容量が小さくなることに対する小径化の割合を大きくすることができるので、効果的にリヤケース１０Ｂを小さくすることができる。
【００４６】
また、第１及び第３のクラッチＣ−１，Ｃ−３へ減速トルクを伝達する動力伝達部材６０が共通化されることで、両クラッチの油圧サーボをコンパクト化することができ、更に、両油圧サーボによる押し引き操作で両クラッチの摩擦部材６３，７３が係脱する作動に合わせて、それらクラッチの摩擦部材６３，７３と油圧サーボ６，７をオフセットさせて配置することができるため、リヤケース１０Ｂ内には第１及び第３のクラッチの２つの油圧サーボ６，７のみを収容する配置を採ることができるため、それに合わせたリヤケース１０Ｂの小径化による変速機後端部のコンパクト化が可能となる。
【００４７】
そして、第１及び第３のクラッチの一方の摩擦部材７３への動力伝達を他方のクラッチのドラム６２により行うことができるめ、部材の共通化による油圧サーボのコンパクト化が可能となり、それに合わせてリヤケース１０Ｂを更にコンパクト化することで、変速機後端部の一層のコンパクト化が可能となる。
【００４８】
図６及び図７は、本実施形態による変速機後部のコンパクト化の効果を実際の断面形状で比較したもので、図７は、図６に示す油圧サーボに対してサーボ容量を減じたものである。両図を対比してわかるように、入力軸１１の後端部を支持するボス部１０ｂの外径が同一のものについて、両油圧サーボ６，７の容量減少に合わせてそれらの共通のシリンダ６０及び第１及び第２のピストン６１，７１の受圧面積を減じることで外径を小さくし、それに合わせてピストン７１及びそれに続くドラム７２の外径に沿ってリヤケース１０Ｂの外径を小径化するのみで、変速機主軸後部外形の大幅なコンパクト化が達成されている。
【００４９】
ところで、本発明の基本的特徴とする、油圧サーボ６，７とリヤケース１０Ｂの交換による変速機主軸後部のコンパクト化は、他の形態によっても実現することができる。そこで、次にそうした実施形態について説明する。図８は第１実施形態においてプラネタリギヤセットＧ及びカウンタドライブギヤ１９の前後に分けて配置された第２のクラッチＣ−２と減速プラネタリギヤＧ１をプラネタリギヤセットＧの後方に移設した第２実施形態を模式的断面で示す。以下、順次第１実施形態との相違点を説明する。
【００５０】
先ず、変速機構を収容するケース１０については、第２のクラッチＣ−２の移設に関連して、リヤケース１０Ｂのボス部１０ｂが第２のクラッチＣ−２の配設スペース分だけ延長され、前側ボス部１０ａのサーボ圧油路が廃されて後側ボス部１０ｂに同様のサーボ圧油路１０ｙが形成されている。
【００５１】
次に、入力軸１１ついては、第２のクラッチＣ−２に減速プラネタリギヤＧ１のリングギヤＲ１を通して入力回転を伝達することから、前側フランジを廃した形態とされ、後側ボス部１０ｂの延長分だけ軸長の短縮も成されている。
【００５２】
プラネタリギヤセットＧについては、前方に移動されて入力軸１１のほぼ中央部に位置し、その内周側に第２のクラッチＣ−２を経た非減速回転をキャリアＣ２（Ｃ３）に伝達する動力伝達部材１３を通すことから、若干大型化されている。そして、サンギヤＳ３は、ベアリングを介して入力軸１１に支持した動力伝達部材１３に更にベアリングを介して支持されている。またサンギヤＳ２は、ベアリングを介してサンギヤＳ３に支持して、位置決め支持されている。そして、第３の変速要素としてのキャリアＣ２（Ｃ３）は、動力伝達部材１３を介して第２のクラッチＣ−２のドラム５２に連結されている。更に、第４の変速要素としてのリングギヤＲ２（Ｒ３）は、その直前のカウンタドライブギヤ１９に連結されている。
【００５３】
減速プラネタリギヤＧ１については、リングギヤＲ１が第２のクラッチＣ−２のハブ５４に連結された点が変更点である。
【００５４】
第２のクラッチＣ−２については、減速プラネタリギヤＧ１と第１及び第３のクラッチの油圧サーボ６，７との間に配置されている。具体的には、第２のクラッチＣ−２の油圧サーボ５は、そのドラム５２を動力伝達部材１３に支持して、シリンダ５０を第１及び第３のクラッチＣ−１，Ｃ−３のシリンダを兼ねる動力伝達部材６０の外周に配置されている。そして、ハブ５４は、前記のようにリングギヤＲ１に連結されている。上記の関連配置により、第２のクラッチＣ−２の摩擦部材５３は、減速プラネタリギヤＧ１と共に、前記のように並べて配置された第１及び第３のクラッチＣ−１，Ｃ−３の両摩擦部材６３，７３内周側に径方向に重合させた配置とされている。
【００５５】
第２のブレーキＢ−２とワンウェイクラッチＦ−１については、プラネタリギヤセットＧとの位置関係を同様とする配置されているが、サポート１０Ｃに代わるシリンダ９０の配設スペースの関係から、両者の前後位置を向きとともに逆転させて配置されている。
【００５６】
最後に、カウンタドライブギヤ１９は、第２のクラッチＣ−２の移設により変速機構の最前部に位置することから、第２のクラッチＣ−２に代えて前側ボス部１０ａに支持され、延長ボス部を設けることなく、ギヤの内周側を直接ベアリング１２を介して前側ボス部１０ａに支持されている。
【００５７】
こうした配置を採っても、本発明の主眼とする変速機後部のコンパクト化は達成される。特に、この第２実施形態の構成では、減速プラネタリギヤＧ１と第２のクラッチＣ−２の集約配置により非減速回転入力の取回しが複雑になるため、プラネタリギヤセットＧを含む変速機構のある程度の大径化は否めないが、第２のクラッチＣ−２と減速プラネタリギヤＧ１を第１及び第３のクラッチＣ−１，Ｃ−３の摩擦部材６３，７３と径方向に重合させることによる軸長の短縮効果は大きい。このことは、同寸で表す図５と図８における変速機と車両側メンバーＢとの位置関係の比較から明らかである。
【００５８】
以上、本発明の技術思想の理解の便宜のために、ラビニヨ式プラネタリギヤセットを変速要素とするギヤトレインについて、構成要素の配置が異なる実施形態を２例だけ挙げて説明したが、ギヤトレインの構成要素自体の形式を変更して、プラネリギヤセットをシンプルプラネタリギヤとダブルプラネタリギヤとの組み合わせ、又はダブルプラネタリギヤ同士の組み合わせとしても、それらの入出力の連結関係の工夫により、同様に実用可能な良好なギヤ比ステップが得られ、こうしたものについても、本発明の適用は当然に可能である。したがって、本発明は、これら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の個々の請求項に記載の事項の範囲内で、種々に具体的な構成を変更して実施することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した車両用自動変速機の第１実施形態のギヤトレインを展開して示すスケルトン図である。
【図２】上記ギヤトレインの実際の３軸位置関係を示す軸方向端面図である。
【図３】上記ギヤトレインの作動及び達成されるギヤ比並びにギヤ比ステップを示す図表である。
【図４】上記ギヤトレインの速度線図である。
【図５】上記ギヤトレインの主軸部分のみを模式化した断面図である。
【図６】上記ギヤトレインの主軸部分後部の形状を特定のトルク伝達容量のものについて詳細に示す断面図である。
【図７】上記主軸部分後部の形状をトルク伝達容量を減じたものについて詳細に示す断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態のギヤトレインの主軸部分の模式化断面図である。
【符号の説明】
Ｇ  プラネタリギヤセット（回転部材）
Ｇ１  減速プラネタリギヤ（回転部材）
Ｓ２，Ｓ３  サンギヤ（変速要素）
Ｃ２，Ｃ３  キャリア（変速要素）
Ｒ２，Ｒ３  リングギヤ（変速要素）
Ｂ−１  第１のブレーキ
Ｂ−２  第２のブレーキ
Ｃ−１  第１のクラッチ
Ｃ−２  第２のクラッチ
Ｃ−３  第３のクラッチ
６，７  油圧サーボ
６ａ，７ａ  シリンダ部
１０  ケース
１０Ａ  メインケース
１０Ｂ  リヤケース
１１  入力軸
６０  シリンダ（動力伝達部材）
６１  第１のピストン
６２  ドラム
６３  摩擦部材
７１  第２のピストン
７２  ドラム
７３  摩擦部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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