(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、該プラネタリギヤセットの３つの異なる入力経路を係脱自在に連結する３つのクラッチと、少なくとも２つの係止要素とを備え、各クラッチの係脱による入力経路の選択と、係止要素の係脱の選択による適宜の変速要素の固定により多段の変速段を達成する車両用自動変速機であって、必要に応じて少なくともいずれかのクラッチへの入力を減速する減速プラネタリギヤが配設されるものにおいて、
前記プラネタリギヤセットの一方側に２つのクラッチが配置され、
前記プラネタリギヤセットの他方側に１つのクラッチが配置され、
前記減速プラネタリギヤは、前記２つのクラッチが配置された側に、変速機ケース側のボス部先端に１つの要素を固定させて配置され、少なくとも前記２つのクラッチのいずれか一方に連結され、
前記２つのクラッチの一方の油圧サーボは、前記減速プラネタリギヤの一方側で前記ボス部上に配置され、
前記２つのクラッチの他方の油圧サーボは、前記減速プラネタリギヤの他方側で入力軸上に配置されることを特徴とする車両用自動変速機。
【請求項２】
前記プラネタリギヤセットと前記２つのクラッチの内周側を通る入力軸を備え、
該入力軸と、前記２つのクラッチを経た入力経路を構成する部材は、前記プラネタリギヤセットと前記２つのクラッチとの間で、軸方向に着脱自在に連結された、請求項１記載の車両用自動変速機。
【請求項３】
前記２つのクラッチの一方の摩擦部材は、減速プラネタリギヤの外周側に配置され、
前記２つのクラッチの他方の摩擦部材は、該他方のクラッチの油圧サーボの外周側に配置された、請求項１又は２記載の車両用自動変速機。
【請求項４】
前記係止要素は、バンドブレーキを包含し、該バンドブレーキのバンドは、前記２つのクラッチの一方のドラムの外周に係合するものとされ、
該ドラムは、変速機ケース側のボス部で支持された、請求項１〜３のいずれか１項記載の車両用自動変速機。
【請求項５】
前記変速機ケース側のボス部は、変速ケース自体のボス部と、該ボス部を超えて延在するステータシャフトからなり、
前記減速プラネタリギヤは、そのサンギヤを前記ステータシャフトの先端部に固定され、
前記２つのクラッチの一方のドラムは、前記サンギヤと径方向に重なる位置で前記変速機ケース自体のボス部に支持された、請求項４記載の車両用自動変速機。
【請求項６】
前記プラネタリギヤセットは、その各変速要素の位置をギヤ比に対応させた横軸方向の間隔で縦軸として表すとともに、該縦軸上に各変速要素の回転数比を表した速度線図に基づき横軸方向にその一端から順次各要素を第１〜第４変速要素と称したときに、
第１変速要素は、前記２つのクラッチのうちの他方のクラッチにより入力経路を連結され、
第２変速要素は、出力部材に連結され、
第３変速要素は、プラネタリギヤセットの他方側に配置された前記１つのクラッチにより入力経路を連結されるとともに、第２係止要素により係止可能とされ、
第４変速要素は、前記２つのクラッチのうちの一方のクラッチにより入力経路を連結されるとともに、第１係止要素により係止可能とされた、請求項１〜５のいずれか１項記載の車両用自動変速機。
【請求項７】
前記２つのクラッチは、共に前記減速プラネタリギヤの出力要素に連結された、請求項１〜６のいずれか１項記載の車両用自動変速機。
【請求項８】
前記２つのクラッチの一方は、減速プラネタリギヤの出力要素に連結され、
前記２つのクラッチの他方は、入力軸に連結された、請求項１〜６のいずれか１項記載の車両用自動変速機。
【請求項９】
前記２つのクラッチの他方の油圧サーボは、該他方のクラッチのドラムをプラネタリギヤセットの変速要素に連結する動力伝達部材で構成された、請求項１〜８のいずれか１項記載の車両用自動変速機。
【請求項１０】
前記２つのクラッチは共通のハブを有し、
該ハブは前記減速プラネタリギヤの出力要素に連結された、請求項９記載の車両用自動変速機。
【請求項１１】
変速機ケースの後端部にリアケースが設けられ、
前記２つのクラッチと、前記減速プラネタリギヤは、前記リアケース内に配置された、請求項１〜１０のいずれか１項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、そのギヤトレインにおける各変速機構成要素の配置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用自動変速機の多くは、プラネタリギヤセットの変速要素としてのサンギヤ、キャリア及びリングギヤに入力軸の回転を伝達すべく３つのクラッチを備えている。これらクラッチの配置として種々のものがあるが、プラネタリギヤセットを挟んで、一方側に２つ、他方側に１つのクラッチを配置したコンパクトな４速のギヤトレイン構成を採るものとして、特開平５−１７２２２２号公報に開示のものがある。
【０００３】
他方、上記と同様のクラッチ配置において、他方側の１つのクラッチに隣接せて減速用のプラネタリギヤを配置し、その減速回転を該クラッチを介してプラネタリギヤセットの変速要素に入力する構成を採ることで、前進５速を達成する構成のものが特開平４−１２５３４５号公報に見られる。
【０００４】
更に、２つの減速回転をプラネタリギヤセットの２つの変速要素に入力する構成を採ることで、前進６速を達成する構成のものが特開平４−２１９５５３号公報において提案されている。このギヤトレインでは、３つのクラッチをプラネタリギヤセットの一方側にまとめて配置し、減速用のプラネタリギヤを経た減速回転を非減速回転の入力クラッチを跨いでプラネタリギヤセットに入力する構成が採られている。
【０００５】
このように、従来の自動変速機では、達成する変速段の数に応じてギヤトレイン構成も変更され、個々に合理性を追求したものとされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近時の自動変速機には、ドライバビリティの確保や省エネルギに不可欠な燃費の向上のために多段化の要求がある反面、軽量かつコスト低減の要求もある。こうした両面性を持つ要求に応えるには、重量やコスト面で有利な３速から多段の６速まで、車種毎に異なる要求に幅広く適応可能なギヤトレインを実現することができれば有効である。こうした面から従来の構成を見ると、共通して３つのクラッチを配置する構成を採りながら、減速プラネタリギヤの有無や、減速回転入力の数により異なるギヤトレイン配置を採っており、車種への適応性において改善すべき問題点を残している。
【０００７】
そこで、クラッチ配置と減速プラネタリギヤとの関連について考察するに、上記５速を達成する減速プラネタリギヤ配置を踏襲して２対１のクラッチ配置による２つの減速入力による６速化を図った場合、減速プラネタリギヤの一方の減速回転はそのまま近傍のクラッチに連結して伝達するとして、他方の減速回転については、一旦プラネタリギヤセットの内周側を通して反対側のクラッチに導き、更にクラッチを経た出力をプラネタリギヤセット側に戻す連結関係となり、減速により増幅されたトルクの伝達部材の引回しが長くなり、部材強度維持のために重量増加となる問題点を生じる。
【０００８】
本発明は、こうした事情に鑑みなされたものであり、不自然なトルク伝達部材の引回しを生じずに、減速プラネタリギヤを要しない４速から減速プラネタリギヤを要する５、６速まで実質上基本的なトレイン構成を変更せずに適宜対応可能な自動変速機を提供することを目的とする。
【０００９】
【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、該プラネタリギヤセットの３つの異なる入力経路を係脱自在に連結する３つのクラッチと、少なくとも２つの係止要素とを備え、各クラッチの係脱による入力経路の選択と、係止要素の係脱の選択による適宜の変速要素の固定により多段の変速段を達成する車両用自動変速機であって、必要に応じて少なくともいずれかのクラッチへの入力を減速する減速プラネタリギヤが配設されるものにおいて、前記プラネタリギヤセットの一方側に２つのクラッチが配置され、前記プラネタリギヤセットの他方側に１つのクラッチが配置され、前記減速プラネタリギヤは、前記２つのクラッチが配置された側に、変速機ケース側のボス部先端に１つの要素を固定させて配置され、少なくとも前記２つのクラッチのいずれか一方に連結され、前記２つのクラッチの一方の油圧サーボは、前記減速プラネタリギヤの一方側で前記ボス部上に配置され、前記２つのクラッチの他方の油圧サーボは、前記減速プラネタリギヤの他方側で入力軸上に配置されることを特徴とする。
【００１０】
次に、互換性を向上させる意味で、前記プラネタリギヤセットと前記２つのクラッチの内周側を通る入力軸を備え、該入力軸と、前記２つのクラッチを経た入力経路を構成する部材は、前記プラネタリギヤセットと前記２つのクラッチとの間で、軸方向に着脱自在に連結された構成とするのが有効である。
【００１２】
次に、軸長の短縮の意味から、前記２つのクラッチの一方の摩擦部材は、減速プラネタリギヤの外周側に配置され、前記２つのクラッチの他方の摩擦部材は、該他方のクラッチの油圧サーボの外周側に配置された構成とするのが有効である。
【００１３】
次に、径方向のコンパクト化の意味で、前記係止要素は、バンドブレーキを包含し、該バンドブレーキのバンドは、前記２つのクラッチの一方のドラムの外周に係合するものとされ、該ドラムは、変速機ケース側のボス部で支持された構成とするのが有効である。
【００１４】
更に、軸長短縮の意味で、前記変速機ケース側のボス部は、変速ケース自体のボス部と、該ボス部を超えて延在するステータシャフトからなり、前記減速プラネタリギヤは、そのサンギヤを前記ステータシャフトの先端部に固定され、前記２つのクラッチの一方のドラムは、前記サンギヤと径方向に重なる位置で前記変速機ケース自体のボス部に支持された構成とするのが有効である。
【００１５】
次に、変速段数の変更に伴う２つのクラッチの変更を最小限に抑える意味で、前記プラネタリギヤセットは、その各変速要素の位置をギヤ比に対応させた横軸方向の間隔で縦軸として表すとともに、該縦軸上に各変速要素の回転数比を表した速度線図に基づき横軸方向にその一端から順次各要素を第１〜第４変速要素と称したときに、第１変速要素は、前記２つのクラッチのうちの他方のクラッチにより入力経路を連結され、第２変速要素は、出力部材に連結され、第３変速要素は、プラネタリギヤセットの他方側に配置された前記１つのクラッチにより入力経路を連結されるとともに、第２係止要素により係止可能とされ、第４変速要素は、前記２つのクラッチのうちの一方のクラッチにより入力経路を連結されるとともに、第１係止要素により係止可能とされた構成とするのが有効である。
【００１６】
特に、６速構成とする場合、前記２つのクラッチは、共に前記減速プラネタリギヤの出力要素に連結された構成とするのが有効である。
【００１７】
また、５速構成とする場合、前記２つのクラッチの一方は、減速プラネタリギヤの出力要素に連結され、前記２つのクラッチの他方は、入力軸に連結された構成とするのが有効である。
【００１８】
次に、コンパクト化する意味で、前記２つのクラッチの他方の油圧サーボは、該他方のクラッチのドラムをプラネタリギヤセットの変速要素に連結する動力伝達部材で構成するのが有効である。
【００１９】
同様の意味で、前記２つのクラッチは共通のハブを有し、該ハブは前記減速プラネタリギヤの出力要素に連結された構成とするのが有効である。
【００２０】
また、変速段数に応じて変速機外形をコンパクト化する場合、変速機ケースの後端部にリアケースが設けられ、前記２つのクラッチと、前記減速プラネタリギヤは、前記リアケース内に配置された構成とするのが有効である。
【００２１】
【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の配設側を２つのクラッチの配設側とすることで、機構のコンパクト化のために３つの要素の関連配置を工夫することができるため、１つのクラッチの配設側において２つの要素の関連配置を工夫する場合に比べて工夫の自由度が増すため、変速機ケースやギヤトレインの大幅な変更なしに、減速プラネタリギヤの配設・非配設と、それに伴う２つのクラッチの部分的な変更で変速段数の増減への対応が可能となる。また、減速プラネタリギヤの配設により増幅されたトルクを伝達することになる入力経路を短く構成することができ、それにより入力経路を構成する部材の強度保持のための厚肉化を防いで、変速段数の増加による重量増加を抑えることができる。さらに、他方のクラッチの油圧サーボについて、その入力軸上への配置により内径方向への寸法を確保することができるため、油圧サーボの受圧面積を大きく採ることができ、それに合わせて摩擦部材の構成枚数を減らすことができるため、軸長を短縮することができる。また、特に減速プラネタリギヤ配設に伴い、他方のクラッチを減速トルクの入力クラッチとする場合、上記の理由で油圧サーボの受圧面積を大きく採ることができることから、クラッチの容量の確保が容易となる。
【００２２】
次に、請求項２記載の構成では、減速プラネタリギヤの配設・非配設に伴い変更される部分と、変更を要しない部分とのユニット化が可能となり、組立の作業性を向上させることができる。
【００２４】
次に、請求項３記載の構成では、２つのクラッチの摩擦部材を減速プラネタリギヤと他のクラッチの油圧サーボとの重合配置にすることにより、軸方向寸法の短縮が可能となる。
【００２５】
次に、請求項４記載の構成では、係止要素をバンドブレーキ化することで、その径方向寸法を殆ど増加させない配置が可能となり、変速機を小径化することができる。また、バンドブレーキ化に伴うドラムに係る荷重の支持を確実に行うことができる。
【００２６】
次に、請求項５記載の構成では、通常アルミ製とされる変速機ケースに対して強度の高い鋼製とされるステータシャフトでサンギヤを固定することにより、固定部の嵌合長さを短くできるので、サンギヤの内周側に空間を設けることができ、該空間を利用して２つのクラッチの一方のドラムを支持することで、バンドブレーキによるドラム締結部の内径側により近い位置でブレーキ締結時の荷重を支持して、ドラムに係るモーメントを減らすことができ、しかも、軸方向寸法の短縮も可能となる。
【００２７】
次に、請求項６記載の構成では、２つのクラッチの出力側の連結関係を変更することなく、ギヤトレイン構成を変更することができるため、２つのクラッチの構成の変更を最小限に抑えることができる。
【００２８】
次に、請求項７記載の構成では、プラネタリギヤセットに減速プラネタリギヤ経由の２つの減速入力を行うことができるため、６速構成の自動変速機を実現することができる。
【００２９】
一方、請求項８記載の構成では、プラネタリギヤセットに減速プラネタリギヤ経由の１つの減速入力を行うことができるため、５速構成の自動変速機を実現することができる。
【００３０】
次に、請求項９記載の構成では、２つのクラッチの他方の油圧サーボを、該クラッチの摩擦部材とプラネタリギヤセットとを連結する動力伝達部材を利用して構成することができるため、油圧サーボを軸方向に短縮することができ、減速プラネタリギヤを配設した場合の軸長の伸びを最小限に抑えることができる。したがって、逆に変速段数を減らした場合のデッドスペースの発生を少なく抑えることができる。
【００３１】
次に、請求項１０記載の構成では、２つのクラッチのハブの共通化により径方向横断部材の数を減らすことができ、それによる軸長の短縮が可能となる。また、減速トルクの伝達経路の共通化により、軽量、コンパクト化も可能となる。
【００３２】
次に、請求項１１記載の構成では、リアケース部を変更することで、変速段数の変更への対応が可能となるため、各変速段数に対して変速機の外形を最小限に抑えるコンパクト化が可能となる。
【００３３】
【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〜図１８は本発明を具体化した第１実施形態を示す。図１〜図４に６〜３速のギヤトレイン構成をスケルトンで示すように、この自動変速機は、主軸Ｘ、カウンタ軸Ｙ、デフ軸Ｚが互いに並行に配置された３軸構成のトランスアクスルの形態で具体化されている。
【００３４】
この変速機は、ラビニヨタイプのプラネタリギヤセットＧを構成する各要素、すなわち、サンギヤＳ２，Ｓ３、キャリアＣ２（Ｃ３）、リングギヤＲ２（Ｒ３）を変速要素とし、それらのうちの３つの変速要素に３つのクラッチＣ−１，Ｃ−２，Ｃ−３を介してそれぞれ適宜の回転を入力し、１つの要素Ｒ２から変速回転を出力させる構成とされ、そのために２つの係止要素Ｂ−１，Ｂ−２（Ｆ−１）の係脱により２つの変速要素に反力を取る構成とされている。
【００３５】
この形態では、プラネタリギヤセットＧは、入力要素となる小径のサンギヤＳ３と、入力要素兼反力要素となる大径のサンギヤＳ２と、互いに噛合して一方が大径のサンギヤＳ２に噛合し、他方が小径のサンギヤＳ３に噛合するロングピニオンＰ２及びショートピニオンＰ３と、それらを支持する入力要素兼反力要素となるキャリアＣ２（Ｃ３）と、ロングピニオンＰ２に噛合して出力要素となるリングギヤＲ２（Ｒ３）とで構成されている。
【００３６】
このプラネタリギヤセットＧを挟んで、その一方側（本形態においてエンジンの動力がトルクコンバータを介して入力される側、本明細書を通じてこの側を前側という）には、２つの入力クラッチＣ−１，Ｃ−３が配置され、他方側（同じく後側という）には、１つの入力クラッチＣ−２が配置されている。そして、これら各クラッチは、その入力側をプラネタリギヤセットＧの内周を通る入力軸１１に直接又は間接的に連結され、出力側を各変速要素に連結されている。周知のように、入力軸１１は、図示しないエンジンの動力をポンプインペラ４１からタービンランナ４２に伝達するロックアップクラッチ４３付のトルクコンバータ４のタービンランナ４２に連結されている。
【００３７】
他方、プラネタリギヤセットＧの出力要素としてのリングギヤＲ２（Ｒ３）は、カンタドライブギヤ１９に連結され、その出力は、カンタドライブギヤ１９に噛合する大径のカウンタドリブンギヤ２１、カウンタ軸２０、小径のデフドライブピニオンギヤ２２により減速され、デフリングギヤ３１を経てデフケース３２に伝達され、その内部の差動ギヤからデフ軸３０を経て車輪に伝達される構成とされている。
【００３８】
プラネタリギヤセットＧの反力要素をケース１０に必要に応じて固定する係止合要素は、この形態では、大径サンギヤＳ２を固定するバンド・ドラム構成のブレーキＢ−１と、キャリアＣ２（Ｃ３）をケース１０に固定する多板構成のブレーキＢ−２と、それに並列するワンウェイクラッチＦ−１とで構成されている。
【００３９】
こうした配列を基本とするギヤトレインにおいて、図１に示す６速構成の場合、２つのクラッチＣ−１，Ｃ−３に隣接させてシングルピニオン構成の減速プラネタリギヤＧ１が配置される。この場合、減速プラネタリギヤＧ１のサンギヤＳ１は反力要素としてケース１０に固定され、リングギヤＲ１が入力要素として入力軸１１に連結され、サンギヤＳ１とリングギヤＲ１に噛合するピニオンＰ１のキャリアＣ１が減速回転の出力要素としてクラッチＣ−１の入力側とクラッチＣ−３の入力側に連結されている。したがって、このトレインでは、両クラッチＣ−１，Ｃ−３が共に減速回転を入力するクラッチを構成している。
【００４０】
次に、５速構成の場合、図２に示すように、２つのクラッチＣ−１，Ｃ−３に隣接させてダブルピニオン構成の減速プラネタリギヤＧ１が配置される。この場合、減速プラネタリギヤＧ１のサンギヤＳ１は反力要素としてケース１０に固定され、互いに噛合して一方がサンギヤＳ１に噛合し、他方がリングギヤＲ１に噛合する一対のピニオンＰ１，Ｐ１’のキャリアＣ１が入力軸１１に連結され、一方のピニオンＰ１’に噛合するリングギヤＲ１が、減速回転の出力要素としてクラッチＣ−３の入力側に連結される。したがって、このトレインでは、クラッチＣ−３が減速回転を入力するクラッチを構成している。また、非減速回転の入力要素としてのクラッチＣ−１は入力軸１１に連結される。両クラッチの出力側の連結関係は６速構成の場合と同様である。
【００４１】
更に、４速構成の場合、図３に示すように、減速プタネタリギヤは配置されず、クラッチＣ−１とクラッチＣ−３の入力側は共に入力軸１１に連結され、クラッチＣ−１の出力側は、６速、５速構成の場合と同様で、サンギヤＳ３に連結され、同様にクラッチＣ−３の出力側もサンギヤＳ２に連結される。
【００４２】
また、例外的ではあるが、３速構成とする場合、図４に示すように、更に１つのクラッチＣ−２を除去した構成が採られる。
【００４３】
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５〜図８は、上記各変速段構成に対するクラッチ及びブレーキ（又はワンウェイクラッチ）の係合と、それにより達成される変速段の関係を図表化して示す。図の○印は係合を表し、括弧付の○印は、エンジンブレーキ達成のための係合を表す。なお、図５に示す５速構成の係合図表に関して、第５速達成のための係合要素は、クラッチＣ―３に代えてブレーキＢ―１とすることができるし、６速構成の係合図表における第４速を抜く形態での５速構成とすることもできる。
【００４４】
ここで、本発明の主題とは若干離れるが、ワンウェイクラッチＦ−１の配設理由について説明する。上記の第１速と第２速時の両ブレーキＢ−１，Ｂ−２の係合・解放関係に見るように、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、一方の解放と他方の係合が同時に行われる、いわゆる掴み替えされる摩擦係合要素となる。こうした摩擦係合要素の掴み替えは、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６〜図８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、単に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。
【００４５】
図９〜図１２は、上記各ギヤトレインの作動をプラネタリギヤセットの各変速要素の位置をギヤ比に対応させた横軸方向の間隔で縦軸として表すとともに、該縦軸上に各変速要素の回転数比を表した速度線図で示す。図の●印は各クラッチ及びブレーキの係合表し、○印は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示す。図９に示す６速構成の場合、まず、第１速は、図５の係合図表に示すクラッチＣ−１とブレーキＢ−２の係合により達成される。これにより図１に示す入力軸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。その後の動力伝達については、先にスケルトンを参照して説明した通りである。
【００４６】
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５にみるように、第１速（１ＳＴ）より小さくなる。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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Ｒ２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。
【００５０】
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Ｒ２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。
【００５１】
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Ｒ２の逆転がカウンタドライブギヤ１９に出力される。
【００５２】
このようにして達成される各変速段は、図９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５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。
【００５３】
次に、図１０に示す５速構成の場合、前進段である第１〜５速（１ＳＴ〜５ＴＨ）及び後進段（ＲＥＶ）について、６速構成の場合のそれらと入出力関係は同様となるが、クラッチＣ−１の係合による入力が入力軸１１からの非減速回転となり、クラッチＣ−３の係合による入力が減速プラネタリギヤＧ１を経た減速回転となるため、減速比は異なってくる。すなわち、第１速（１ＳＴ）と第２速（２ＮＤ）では減速比が小さくなる。また、第３速（３ＲＤ）は、クラッチＣ−１経由の非減速入力に対してクラッチＣ−３経由の減速入力により直結とはならず、減速比の最も小さな減速段となる。そして、クラッチＣ−１とクラッチＣ−２の同時係合による第４速（４ＴＨ）が直結段となる。更に、オーバドライブの第５速（５ＴＨ）では、減速プラネタリギヤＧ１の減速比が６速構成の場合より大きいため、増速比は大きくなる。一方、後進（ＲＥＶ）については、減速プラネタリギヤＧ１の減速比が大きいことから、６速構成の場合より大きくなる。
【００５４】
更に、図１１に示す４速構成の場合、第１速（１ＳＴ）と第２速（２ＮＤ）については、５速構成の第１、第２速と入出力関係、減速比とも同じとなる。また、この場合、クラッチＣ−１とクラッチＣ−２の同時係合による入力時が直結段となる。そして、オーバドライブの第４速（４ＴＨ）については、６速構成のときの第６速と入出力関係、増速比ともに同じとなる。また、後進（ＲＥＶ）については、前２者と入出力関係については同様であるが、クラッチＣ−３経由の入力が非減速回転であることから、この場合の減速比は最も小さくなる。
【００５５】
そして、図１２に示す３速構成の場合、第１〜３速（１ＳＴ〜３ＲＤ）及び後進（ＲＥＶ）全ての変速段が４速構成の場合と同じ入出力関係、減速比となる。ただし、この場合の直結段の第３速（３ＲＤ）は、４速構成の場合と異なり、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。
【００５６】
次に、図１３〜図１６は、６〜３速を達成する各ギヤトレインを共通のケースに組み込んだ場合の実際の構成を断面で示す。以下、スケルトンに現れない細部について説明する。なお、本明細書を通じて、クラッチという用語は、摩擦部材と、それを支持してトルクを伝達するハブ及びドラムと、更にドラム内にそれをシリンダとして組み込まれる油圧サーボとを総称するものとし、ブレーキについても、摩擦部材、それを支持してケースにトルクを伝達するハブ及びケースをシリンダとして組み込まれる油圧サーボを総称するものとする。
【００５７】
変速機構を収容するケース１０は、後端壁部１０ｅから前方に向かってテーパ状に拡径する周壁部１０ｆを備えるケース本体１０Ｂと、前端の開口を閉じるオイルポンプボディ１０ｐと、それに固定のオイルポンプカバー１０ｑからなり、ケース本体１０Ｂにボルト止め固定される前端壁１０Ａとから構成されている。そして、本体１０Ｂの周壁部１０ｆ内面には、前端の開口からほぼ後端壁部１０ｅに達するスプライン１０ｇが形成され、後端壁部１０ｅには、入力軸１１の後端を支持すべく、後端壁部から前方に突出する後側ボス部１０ｂと、後に詳記するブレーキＢ−２の油圧サーボのシリンダの内周壁を構成する環状壁１０ｅ’が形成されている。ケース本体１０Ｂの軸方向中央部には段差が形成され、この段差部にケース本体前側から別部材で構成されるセンタサポート１０Ｄがボルト止め固定されている。センタサポート１０Ｄには、その内周側で後方に延びるボス部１０ｄが設けられ、カウンタドライブギヤ１９をベアリングを介して支持する支持部を構成している。また、前端壁１０Ａには、オイルポンプカバー１０ｑから後方に突出する前側ボス部１０ａが形成されている。
【００５８】
入力軸１１は、加工及び組付性の便宜上から前後２軸１１Ａ，１１Ｂに分割され、スプライン係合で相互に連結一体化され、軸前半部１１Ａの軸内には、潤滑圧の供給油路１１ｒとサーボ圧の供給油路１１ｐが形成され、軸後半部１１Ｂの軸内には、潤滑圧油路１１ｓが形成されている。また、軸前半部１１Ａの後端寄りの外周には、フランジ１１ａが形成され、軸後半部１１Ｂの後端寄りの外周には、フランジ１１ｂが形成されている。そして、軸前半部１１Ａは、オイルポンプ配設位置の内周側と、フランジ１１ａの直前部で、それぞれブッシュを介して前側ボス部１０ａの内周に嵌挿されたスリーブ軸（ステータシャフト）１３に支持され、軸後半部１１Ｂは、前端を軸前半部１１Ａとのスプライン係合で、また後端をケース１０の後側ボス部１０ｂにベアリングを介して径方向支持され、支持部に隣接させて形成されたそれぞれのフランジ１１ａ，１１ｂと両ボス部先端との間に介装されたスラストベアリングにより軸方向支持されている。
【００５９】
こうしたケース構成と、その全長に渡って延びる入力軸に対して、センタサポート１０Ｄの前側には２つのクラッチＣ−１，Ｃ−３が配置され、後側にはプラネタリギヤセットＧと１つのクラッチＣ−２が配置されている。次に、６速〜３速構成について共通の構成を採る（ただし、３速構成においては、クラッチＣ−２の除去に伴う若干の変更がなされる）センタサポート１０Ｄより後側のトレイン構成について先に説明する。
【００６０】
図１４に拡大して詳細を示すように、プラネタリギヤセットＧは、入力軸１１の軸後半部１１Ｂの外周に配置され、サンギヤＳ３は、そのギヤ部と延長軸部をそれぞれブッシュを介して軸後半部１１Ｂに両端支持され、サンギヤＳ２は、そのギヤ部と延長軸部をそれぞれブッシュを介してサンギヤＳ３の延長軸部に両端支持されている。キャリアＣ２（Ｃ３）は、その前端側をブッシュを介してサンギヤＳ２の延長軸部に片持ち支持され、リングギヤＲ２は、フランジ部材を介するスプライン連結で、カウンタドライブギヤ１９に支持されている。そして、プラネタリギヤセットＧのサンギヤＳ２は、その延長軸部をスプライン係合で動力伝達部材１４に連結され、動力伝達部材１４は、クラッチＣ−３のドラム７２に端面噛み合いで連結されている。また、サンギヤＳ３は、その延長軸部をクラッチＣ−１の油圧サーボのシリンダ６０の延長部にスプライン係合で連結されている。そして、キャリアＣ２（Ｃ３）は、その後端に固定されてプラネタリギヤセットＧの外周側を前方に向かって延びるクラッチＣ−２のハブ５４とブレーキＢ−２のハブとワンウェイクラッチＦ−１のインナレースとを一体化した部材９４に連結されている。
【００６１】
並列配置のブレーキＢ−２とワンウェイクラッチＦ−１は、キャリアＣ３から軸方向に延長され、途中に段差を有する前記ハブ５４の延長部９４をブレーキハブ及びインナレースとする構成とされている。ワンウェイクラッチＦ−１のアウタレースは、ケース本体１０Ｂの周壁内周に形成されたスプライン１０ｇに係合支持されている。
【００６２】
ブレーキＢ−２は、多板構成とされ、その摩擦部材９３は、プラネタリギヤセットＧの外周側における前方に配置され、ブレーキＢ−２の油圧サーボ９は、クラッチＣ−２の油圧サーボ５の外周側におけるケース１０の後端壁部１０ｅに配置され、クラッチＣ−２の摩擦部材５３の外側を通してブレーキＢ−２の摩擦部材９３を係合可能とされ、ワンウェイクラッチＦ−１と並べて配置されている。そして、ブレーキＢ−２の油圧サーボ９は、変速機ケース１０の後端壁部１０ｅに、ピストン９１を内包するシリンダを内蔵させた形態で設けられている。更に詳しくは、摩擦部材９３のセパレータプレートが、それらの外周をスプライン係合でケース１０の周壁部１０ｆに回り止め支持され、摩擦材ディスクが、それらの外周をスプライン係合でブレーキハブ９４に回り止め支持されている。また、油圧サーボ９は、ケース１０の周壁部１０ｆと、後端壁部１０ｅと、後端壁部１０ｅから軸方向に延びる環状壁１０ｅ’とで画定されるシリンダに環状のピストン９１を嵌挿した構成とされ、ピストン９１の延長部がクラッチＣ−２のドラム５２の外周を通って摩擦部材９３に対峙する配置とされている。ブレーキＢ−２の油圧サーボ９のリターンスプリング９６とその受け部９６’は、ブレーキＢ−２の摩擦部材９３を支持するスプライン１０ｇの凹部に配置されている。このように、ブレーキＢ−２の油圧サーボ９のリターンスプリング９６とその受け部９６’を、ケース１０のスプラインの凹部に配置することで、リターンスプリング９６について、実質上配設スペースを要しない配置を実現でき、その分だけ変速機のケース外径が小さくなっている。
【００６３】
プラネタリギヤセットＧの一方側の１つのクラッチとしてのクラッチＣ−２は、入力側をクラッチドラム５２とし、出力側をクラッチハブ５４とする構成とされ、クラッチドラム５２内周側がスリーブ状のシリンダ部材を介して入力軸１１のフランジ部１１ｂに連結支持されている。クラッチドラム５２の径方向中央部はシリンダ部材と協働して後方に突出し、その内側がシリンダとされ、油圧サーボ５を構成している。クラッチドラム５２の外周側の軸方向延長部内周には、セパレータプレートがスプライン係合支持され、摩擦材ディスクは、キャリアＣ３と一体のクラッチハブ５４の外周にスプライン係合支持されている。
【００６４】
クラッチＣ−２の油圧サーボ５は、プラネタリギヤセットＧの後側、すなわち変速機構の最後部に配置され、内周側を入力軸後半部１１Ｂのフランジ部１１ｂに連結され、外周側を拡径延長してドラム５２とされたシリンダ５０と、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、リターンスプリング５６とで構成されている。この油圧サーボ５の油圧の給排は、変速機ケースの後側ボス部１０ｂに形成されたケース内油路１０ｔを介して行われる。
【００６５】
クラッチＣ−２の摩擦部材５３は、プラネタリギヤセットＧの外周側における後方で、かつ、リングギヤのない部位に、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ディスク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。
【００６６】
このように、クラッチＣ−２及びブレーキＢ−２に関して、減速されないトルクを伝達することでクラッチＣ−１，Ｃ−３に比べてトルク容量の小さなクラッチＣ−２の摩擦部材５３を、プラネタリギヤセットＧの外周側に配置することで大径化して摩擦部材側で容量を稼ぎ、その分だけ小径化したクラッチＣ−２の油圧サーボ５の外周側にブレーキＢ−２の油圧サーボ９を径方向に重ねた配置となるため、径方向スペースを有効に利用した両油圧サーボの配置により、更なる変速機軸長の短縮がなされている。
【００６７】
次に、カウンタドライブギヤ１９の支持に関しては、該ギヤ１９は、その支持部材を構成するサポート１０Ｄの内周を後方に延びるボス部１０ｄの外周にベアリング１２を介して支持されている。このサポート１０Ｄは、ケース本体１０Ｂのほぼ中間部を若干拡径して形成される段差部におけるスプラインの凸部の端面に外周側をボルト止めしてケース本体１０Ｂに固定されている。
【００６８】
こうした共通の構成を採る後部に対して、前側は変速段数に応じて変更される。以下、６速構成の場合から順次説明する。
【００６９】
図１５に示す６速構成の場合、減速プラネタリギヤＧ１はシングルプラネタリギヤとされる。減速プラネタリギヤＧ１は、前側ボス部１０ａの内周に嵌合固定されて前端部でトルクコンバータのステータをワンウェイクラッチを介してオイルポンプカバーに固定するステータシャフト１３の後端部に反力要素としてのサンギヤＳ１をスプライン係合で固定し、入力要素としてのリングギヤＲ１を入力軸１１のフランジ１１ａの外周にフレンジ部材を介して連結させて、変速機構の前側に配置されている。そして、出力要素としてのキャリアＣ１は、その前端側を、２つのクラッチＣ−１，Ｃ−３に共通のハブ７４と一体化されている。
【００７０】
次に、２つのクラッチＣ−１，Ｃ−３の油圧サーボ６，７は、減速プラネタリギヤＧ１を挟んでその両側に、前後に向かい合わせに配置されている。そして、クラッチＣ−１の油圧サーボ６は、入力軸の軸前半部１１Ａの後端部外周に回転自在に支持され、外周側にドラム６２を固定されたシリンダ６０と、シリンダ６０に摺動自在に嵌挿されたピストン６１と、ピストン６１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６５と、リターンスプリング６６とから構成されている。この油圧サーボに対するサーボ圧の給排は、軸前半部１１Ａの軸内油路１１ｐを介して行われる。
【００７１】
このクラッチＣ−１の油圧サーボ６は、該クラッチの摩擦部材６３の内周側に配置され、プラネタリギヤセットＧのサンギヤＳ３にシリンダ６０の延長軸部でスプライン連結させて、クラッチＣ−１のドラム６２からプラネタリギヤセットＧのサンギヤＳ３に動力を伝達する構成とされている。そして、プラネタリギヤセットＧのリングギヤＲ３からの出力をカウンタ軸２０に伝達するカウンタドライブギヤ１９の支持部材としてのサポート１０Ｃの内周側で入力軸前半部１０Ａに支持されている。
【００７２】
こうした構成により、クラッチＣ−１からプラネタリギヤセットＧのサンギヤＳ３への動力伝達を、クラッチＣ−１の油圧サーボ６を利用して、動力伝達のための格別の部材を軸方向に介在させることなく行うことができ、それによる一層の軸長の短縮がなされている。また、クラッチＣ−１の油圧サーボ６を介するドラム６２の支持部６２ａを、実質的な軸方向スペースを要しないように、動力伝達部材１４の内周側に配置することで、油圧サーボ６の軸方向長を、該油圧サーボへのサーボ圧の供給路を軸方向両側で漏れ止めするシールリングの配置間隔に対応する軸方向長まで薄くして、クラッチドラム６２を確実に支持しながら変速機構の軸長の短縮がなされている。
【００７３】
クラッチＣ−３の油圧サーボ７は、前側ボス部１０ａの外周にブッシュを介して回転自在に支持され、外周側を拡径してドラム７２とされたシリンダ７０と、シリンダ７０に摺動自在に嵌挿されたピストン７１と、ピストン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７５と、リターンスプリング７６とから構成されている。この油圧サーボ７に対するサーボ圧の給排は、前側ボス部１０ａに形成されたケース内油路１０ｑを介して行われる。
【００７４】
クラッチＣ−１の摩擦部材６３とクラッチＣ−３の摩擦部材７３は、減速プラネタリギヤＧ１の外周側に並べて配置されている。そして、クラッチＣ−１の摩擦部材６３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６２にスプライン係合させた多板の摩擦材ディスク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、ハブ７４からドラム６２にトルクを伝達する構成とされている。
【００７５】
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ディスク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７０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、ハブ７４からドラム７２にトルクを伝達する構成とされている。
【００７６】
このように、減速プラネタリギヤＧ１から出力される減速トルクをプラネタリギヤセットＧに伝達する２つのクラッチＣ−１，Ｃ−３を減速プラネタリギヤＧ１の直近に、しかも減速プラネタリギヤＧ１の外周側の摩擦部材６３，７３及び前後の油圧サーボ６，７で取り囲む構成となるため、減速プラネタリギヤＧ１から両クラッチＣ−１，Ｃ−３への動力伝達を取り囲まれた内部のみで、キャリアＣ１から両クラッチに共通のハブ７４へ、格別の部材を配することなく直接行い、２つのクラッチを経た一方の動力のプラネタリギヤセットＧへの伝達を油圧サーボ６を介して行うことができるようにし、動力伝達のために軸への支持を必要とし軸方向に重ねられる部材の数を、減速プラネタリギヤＧ１から両クラッチＣ−１，Ｃ−３への直接の動力伝達と、クラッチＣ−１の油圧サーボ６を利用した動力伝達により削減している。したがって、この構成により、変速機構の軸長が短縮されている。また、減速トルクの伝達経路を集約化し、プラネタリギヤセットＧへの減速トルクの入力経路と非減速トルクの入力経路の錯綜によりプラネタリギヤセットＧの内周側に動力伝達のための軸を通すような多軸構造をなくしているため、変速機の軽量、コンパクト化がなされている。
【００７７】
また、入力軸１１の前後分割に伴うそれら相互の連結部と、入力軸１１の外周とカウンタドライブギヤ内周との間を通してのクラッチＣ−１及びクラッチＣ−３のプラネタリギヤＧとの連結に関して、入力軸前半部１１Ａと後半部１１Ｂのスプライン連結部、サンギヤＳ３の延長軸部とシリンダ６０の延長軸部とのスプライン連結部、及びサンギヤＳ２の延長軸部と動力伝達部材１４とのスプライン連結部が、相互に軸方向にずらされているので、それら３つの連結部の径方向の重なりによる大径化が防がれ、コンパクトな構成となっている。
【００７８】
次に、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８３は、クラッチＣ−３のドラム７２を締めつける構成とされている。これにより、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８３と同じ軸方向位置で、ドラム７２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。このように、減速プラネラリギヤＧ１の外周側に配置されたクラッチＣ−３の摩擦部材７３を支持するクラッチドラム７２をブレーキＢ−１のドラムとし、しかも該ドラムの支持部を減速プラネタリギヤＧ１のサンギヤＳ１と重なる位置に配置したため、ブレーキドラム配設のめの径方向スペースと、ドラム支持のための軸方向スペースを共に削減して、変速機構の外径と軸長の短縮がなされている。しかも、バンド８３で締結されるドラムを締結部の内周側でケースの前側ボス部１０ａに支持した構成となるため、クラッチドラム７２を利用しながら、安定したブレーキ性能を得ることができる。
【００７９】
次に、図１６に示す５速構成の場合、６速構成に対して減速プラネタリギヤＧ１がダブルピニオンタイプに変更されるため、入力軸１１と２つのクラッチＣ−１，Ｃ−３に対する連結関係が変更されるが、図１５と図１７を対比して一見明らかなように、２つのクラッチＣ−１，Ｃ−３の構成と配置自体は６速構成の場合と同様とすることができる。したがって、以下変更点を主に説明する。
【００８０】
減速プラネタリギヤＧ１は、キャリアＣ１が入力軸１１と一体の径方向フランジ部１１ａに連結支持され、リングギヤＲ１が浮動状態に支持された配置とされている。クラッチＣ−１のハブ６４はキャリアＣ１の外周の軸方向延長部とされ、その外周側に摩擦材ディスクをスプライン係合支持する構成とされ、内周にセパレータプレートをスプライン係合支持するドラム６２は、６速構成の場合と同様の手法でサンギヤＳ３に連結されている。このクラッチＣ−１の油圧サーボ６についても、前記６速構成の場合と同様である。一方、減速回転の入力手段を構成するクラッチＣ−３は、リングギヤＲ１の外周をクラッチハブとして、その外周にスプライン係合で摩擦部材の摩擦材ディスクを連結支持する構成とされ、セパレータプレートを内周側にスプライン係合支持するクラッチドラム７２と、油圧サーボ７の構成は６速構成の場合と同様である。また、ブレーキＢ−１については、６速構成の場合と実質同様であるので説明を省略する。
【００８１】
更に、図１７に示す４速構成の場合、減速プラネタリギヤＧ１の除去に伴い、２つのクラッチＣ−１，Ｃ−３の入力軸１１に対する連結関係は更に単純化される。この場合も２つのクラッチＣ−１，Ｃ−３及びブレーキＢ−１の構成と配置は６、５速構成の場合と同様とすることができる。この４速構成の場合、２つのクラッチＣ−１，Ｃ−３のハブは１部材として共通化され、入力軸１１の径方向フランジ部の外周に連結固定される。この連結位置がハブ内周側の軸方向中央位置とされているのは、ハブに係る荷重をバランス良く支持するためである。
【００８２】
また、図１８に示す３速構成の場合、４速構成に対して、オーバドライブ段用のクラッチＣ−２を除去することになるので、変速機構後部側の変更となる。この場合、単にクラッチＣ−２の組み込みをなくすことで対応可能である。なお、３速及び４速構成の場合、減速プラネタリギヤＧ１により増幅されたトルクがクラッチＣ−１，Ｃ−３に作用しないため、５速及び６速構成に較べ、変速機に入力されるトルクが減速プラネタリギヤＧ１のギヤ比倍の高トルク容量の変速機とすることができる。
【００８３】
以上詳記したように、第１実施形態によれば、多段化時の減速プラネタリギヤＧ１の配設側を２つのクラッチＣ−１，Ｃ−３の配設側とすることで、機構のコンパクト化のために３つの要素Ｃ−１，Ｃ−３，Ｇ１の関連配置を工夫することができるため、１つのクラッチＣ−２の配設側において２つの要素Ｃ−２，Ｇ１の関連配置を工夫する場合に比べて工夫の自由度が増すため、変速機ケース１０やギヤトレインの大幅な変更なしに、減速プラネタリギヤＧ１の配設・非配設と、それに伴う２つのクラッチＣ−１，Ｃ−３の部分的な変更で変速段数の増減への対応が可能となる。また、減速プラネタリギヤＧ１の配設により増幅されたトルクを伝達することになる入力経路を短く構成することができ、それにより入力経路を構成する部材の強度保持のための厚肉化を防いで、変速段数の増加による重量増加を抑えることができる。
【００８４】
次に、図１９〜図２３は、プラネタリギヤセットＧの構成と、２つのクラッチＣ−１，Ｃ−３の構成を若干変更した第２実施形態を示す。まず、図１９にスケルトンで示すように、この形態のプラネタリギヤセットＧは、第１実施形態のものと異なり、ロングピニオンＰ３がサンギヤＳ３に対する噛合部とショートピニオンＰ２に対する噛合部で径の異なる段付ピニオンとされている。そして、この場合、ショートピニオンＰ２は、段付ピニオンＰ３の小径部に噛合するとともに、更に大径サンギヤＳ２とリングギヤＲ２にも噛合する構成とされている。その余の後部構成は第１実施形態と同様であり、各クラッチ、ブレーキ及びワンウェイクラッチの係合に対して達成される変速段、更に、速度線図についても第１実施形態の場合と同様となるので、説明を省略する。
【００８５】
この場合も共通の構成を採る後部に対して、前側は変速段数に応じて変更される。この形態においても６速構成の場合、図２０にスケルトン、図２２に断面で示すように、減速プラネタリギヤＧ１はシンプルプラネタリギヤとされ、そのサンギヤＳ１を前壁１０Ａを通して導入されているステータシャフト１３の先端外周にスプライン嵌合支持され、入力要素としてのリングギヤＲ１を入力軸１１と一体の径方向フランジ部１１ａに連結支持され、ピニオンＰ１を支持するキャリアＣ１がクラッチＣ−３のハブ７４に連結されている。
【００８６】
クラッチＣ−１のドラム６２は、入力軸１１の外周にブッシュを介して回転自在に支持されたシリンダ部材６０の外周端部に固定され、その内周側にセパレータプレートをスプライン係合支持する構成とされ、外周に摩擦材ディスクをスプライン係合支持するクラッチハブ６４は、サンギヤＳ３から延びる動力伝達部材にスプライン係合支持されている。このクラッチＣ−１の油圧サーボ６は、上記シリンダ部材６０の一側をシリンダとし、それに外嵌するピストン６１を備える構成とされ、ピストン６１の外周側はクラッチドラム６２と摩擦部材６３の間まで径方向外方に延長されている。
【００８７】
一方、クラッチＣ−３のハブ７４は、一端側を減速プラネタリギヤＧ１のキャリアＣ１に連結され、他端側をクラッチＣ−１のドラム６２に連結されてシリンダ部材６０を介して入力軸１１に支持され、その外周にスプライン係合で摩擦部材の摩擦材ディスクを支持する構成とされ、セパレータプレートを内周側にスプライン係合支持するドラム７４は、軸方向後方に延長されて、その先端部に櫛歯状の噛み合い部で連結する板状の連結部材を介してサンギヤＳ２の延長軸部にスプライン係合支持されている。クラッチドラム７４の前側は若干縮径された段差部を経て径方向に延長され、内周側で軸方向後方に折り返されて減速プラネタリギヤＧ１のサンギヤＳ１の裏側まで延び、そこでステータシャフト１３の先端部外周にブッシュを介して支持されている。クラッチＣ−３の油圧サーボ７は、ドラム７４の段差部と折り返し部との間に形成されたシリンダ７０と、そこに嵌挿されたピストン７１で構成されている。なお、クラッチＣ−３のドラム７４は、バンド構成のブレーキＢ−１のドラムも兼ねており、ブレーキＢ−１の油圧サーボは、他の油圧サーボと異なりバンドに対して接線方向に延びる配置となるため、図示されていない。
【００８８】
次に、図２３に示す５速構成の場合、減速プラネタリギヤＧ１は、ダブルピニオン構成とされ、キャリアＣ１が入力軸１１と一体の径方向フランジ部１１ａに連結支持され、リングギヤＲ１が浮動状態に支持された配置とされている。この場合の非減速回転の入力クラッチとなるクラッチＣ−１のドラム６２は、径方向フランジ部１１ａの外周端部に固定され、その内周側にセパレータプレートをスプライン係合支持する構成とされ、外周に摩擦材ディスクをスプライン係合支持するクラッチハブ６４は、サンギヤＳ３から延びる動力伝達部材にスプライン係合支持されている。このクラッチＣ−１の油圧サーボ６は、入力軸１１と一体の径方向フランジ部１１ａの一側をシリンダ６０とし、径方向フランジ部１１ａに外嵌するピストン６１を備える構成とされている。
【００８９】
一方、減速回転の入力手段を構成するクラッチＣ−３は、リングギヤＲ１の外周をハブとして、その外周にスプライン係合で摩擦部材の摩擦材ディスクを支持する構成とされている。この場合のクラッチドラム７２側の構成は、油圧サーボ７の構成も含めて、６速構成の場合と同様である。
【００９０】
最後に、図２４及び図２５は、本発明の第３実施形態を示す。この形態は、前２形態のギヤトレイン配置とは逆に、１つのクラッチＣ−２が前側、２つのクラッチＣ−１，Ｃ−３が後側に配置された例である。こうした配置を採る場合の６速構成時の全体構成は、図２４にスケルトンで示すようになる。このトレインを構成する各要素の機能は、前記第１実施形態における６速構成のものと全く同様となるので、各要素に同様の参照符号を付して対応関係を示し、係合図表、速度線図及びそれに基づくギヤ比、変速段の説明については、それらの参照を以て説明に代え、以下、具体的な構成について、相違点を主として図２５の断面図に基づき説明する。
【００９１】
まず、キャリアＣ２（Ｃ３）に入力軸１１の回転を直接入力するクラッチＣ−２は、前記の説明から明らかなように、前進１速（１ＳＴ）〜３速（３ＲＤ）及び後進（ＲＥＶ）時に係合されないクラッチである。そのため、このクラッチＣ−２は、車両停止時のようなトルクコンバータ４からのエンジントルクを増幅したストールトルクを受けることはなく、また、図９の速度線図を参照して、他の２つのクラッチＣ−１，Ｃ−３との対比でわかるように、減速による増幅トルクを負担することはない。したがって、このクラッチＣ−２は、他のクラッチに比してトルク容量（この容量は、クラッチ径と摩擦部材の枚数により決まる）の小さなクラッチとすることができる。したがって、このクラッチ径を小さくすることで、図２４に示す軸位置関係から、主軸Ｘとデフ軸Ｚの軸間距離に対して、クラッチ径を小さくした分だけデフリングギヤ３１のギヤ径を大きくすることができる。
【００９２】
また、本実施形態のクラッチＣ−２は、上記理由から他の２つのクラッチＣ−１，Ｃ−３に比べてコンパクトにすることができる関係を利用して、カウンタドライブギヤ１９の一方側に配置されることで、結果的にギヤトレインの端部に位置させ、その摩擦部材と油圧サーボの間に障害物のない配置とすることができる。そこで、本形態では、クラッチＣ−２を操作する油圧サーボ５を、変速機ケース１０にシリンダとピストンとを内蔵させた静止シリンダ型の油圧サーボとされている。詳しくは、シリンダ５０は、変速機ケース１０のトルクコンバータハウジング側の隔壁（オイルポンプボディを兼ねる）１０ａのカバー１０ｂ側に環状溝として形成されており、その内部に、同じく環板状のピストン５１が軸方向摺動自在に嵌合された構成とされている。そして、このピストン５１は、スラストベアリング５７を介してプレッシャプレート５８を押圧する構成とされ、入力軸１１に一体化されたフランジ５９との間でクラッチ摩擦部材（ディスクとセパレータプレート）５３を挟持して、フランジ５９側のハブからの入力回転をドラム５２を介してキャリアＣ２，Ｃ３に入力することになる。
【００９３】
ところで、こうした静止シリンダ型の油圧サーボ構成を採ると、一般的なドラム内配置の油圧サーボのようにサーボドラム内でサーボ力を閉ループさせることで、軸方向の不平衡力を相殺することができなくなるが、本形態では、減速プラネタリギヤＧ１を、その反力要素としてのサンギヤＳ１が変速機ケース１０に固定され、その入力要素としてのリングギヤＲ１がフランジ１６を介して入力軸１１に連結されており、フランジ１６とサンギヤＳ１との間にベアリング１７が配設された構成により、静止シリンダ型油圧サーボ５のサーボ力は、入力軸１１、フランジ１６及びベアリング１７を介してサンギヤＳ１に伝達されて、変速機ケース１０のリアカバー１０Ｃに支持されるようにしている。
【００９４】
他方、クラッチＣ−１の摩擦部材６３は、減速プラネタリギヤＧ１の外周側に配置されている。そして、クラッチＣ−３の摩擦部材７３は、プラネタリギヤセットＧの外周側に配置されている。このように、これらクラッチをそれぞれ減速プラネタリギヤＧ１及びプラネタリギヤセットＧに対して外径側にオーバラップさせているのは、これらのクラッチが、エンジントルクを減速して増幅されたトルクを伝達することと、前記ストールトルク負荷の関係で、前記クラッチＣ−２より大容量のものであることから、減速プラネタリギヤＧ１とプラネタリギヤセットＧに対して軸方向に並べた場合の小径化に伴う摩擦部材枚数の増加による軸方向寸法の増加を避ける意味合いを持っている。
【００９５】
このように配置した両クラッチＣ−１，Ｃ−３の摩擦部材６３，７３に対して、減速プラネタリギヤＧ１の軸方向他方側に、クラッチＣ−１及びクラッチＣ−３を操作する油圧サーボ６及び油圧サーボ７が設けられている。これら油圧サーボ６，７は、それらの個々のピストン６１，７１を一方のドラム６０の内側及び外側に嵌合させて個々に作動可能に配置されている。更に詳しくは、クラッチＣ−１を構成する摩擦部材６３の外周を支持するドラム６２の内周側がピストン６１のシリンダとされ、ドラム６２の外周側に被さるクラッチＣ−３のドラムが、ピストン７１とされている。
【００９６】
この配列の油圧サーボ構成では、ピストン６１がクラッチＣ−１の摩擦部材６３をドラム６２との間で挟持し、それによりキャリアＣ１の減速回転をハブ６４を介して小径のサンギヤＳ３に入力する作動を行う。このときのサーボ力は、ピストン６１から摩擦部材６３を経てドラム６２に戻り、ドラム６２にかかる油圧反力と相殺する閉ループを構成する。一方、ピストン７１は、クラッチＣ−３の摩擦部材７３をドラム６２との間で挟持し、それによりキャリアＣ１の減速回転をハブ７４を介して大径のサンギヤＳ２に入力する作動を行う。このときのサーボ力も、ピストン７１から摩擦部材７３を経てドラム６２に戻り、ドラム６２にかかる油圧反力と相殺する閉ループを構成する。
【００９７】
このように、両クラッチＣ−１，Ｃ−３の摩擦部材６３，７３の位置を自動変速機の外端から離れた配置とし、比較的設計自由度が大きなそれらの操作用の油圧サーボ６，７を外端に配置することにより、搭載する車両との干渉が問題となる変速機端部の形状に自由度を与え、車両搭載性を向上させている。しかも、一方のクラッチＣ−１のドラム６２の内側と外側をシリンダとして、それぞれのピストン６１，７１を内外位置関係に置いて、個々に作動可能とすることで、２つのクラッチＣ−１，Ｃ−３の掴み替え操作（こうした操作は、跳び変速時に必要となる）を可能としながら、両クラッチ油圧サーボ６，７のシリンダの共通化により、両油圧サーボの専有スペースをコンパクト化している。
【００９８】
この第３実施形態のように１つのクラッチＣ−２を前側にし、２つのクラッチＣ−１，Ｃ−３をプラネタリギヤセットの後側に配置した構成を基本とする場合でも、前記２形態と同様に減速プラネタリギヤＧ１の有無と、それに応じた両クラッチＣ−１，Ｃ−３の入力側の連結構成の変更で変速段数の変更への対応が可能である。そして、特にこのトレイン配置を基本とする場合、リアケース１０Ｃ部を変更することで、変速段数の変更への対応が可能となるため、各変速段数に対して変速機の外形を最小限に抑えるコンパクト化が可能となる。
【００９９】
以上、本発明をプラネタリギヤセットを良好なギヤ比ステップが得られるラビニヨ式のギヤセットとした一実施形態を基に詳説したが、同様の良好なギヤ比ステップが得られるギヤセットは、これに限るものではなく、各変速要素の連結関係と入出力関係の工夫により、シンプルプラネタリギヤとダブルプラネタリギヤの組み合わせ、ダブルプラネタリギヤ同士の組み合わせによっても、同様の比較的良好なギヤ比ステップを実現できる。したがって、本発明は、こうした異なる形式のギヤセットにより同様のクラッチ数とブレーキ数により多段を達成するギヤトレインにも適用可能なものであり、例示した実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動変速機の第１実施形態における６速ギヤトレインを展開して示すスケルトン図である。
【図２】第１実施形態における５速ギヤトレインの一部を示すスケルトン図である。
【図３】第１実施形態における４速ギヤトレインの一部を示すスケルトン図である。
【図４】第１実施形態における３速ギヤトレインを展開して示すスケルトン図である。
【図５】上記６速ギヤトレインの作動を表す係合図表である。
【図６】上記５速ギヤトレインの作動を表す係合図表である。
【図７】上記４速ギヤトレインの作動を表す係合図表である。
【図８】上記３速ギヤトレインの作動を表す係合図表である。
【図９】上記６速ギヤトレインの速度線図である。
【図１０】上記５速ギヤトレインの速度線図である。
【図１１】上記４速ギヤトレインの速度線図である。
【図１２】上記３速ギヤトレインの速度線図である。
【図１３】上記６速ギヤトレインを具体化した断面図である。
【図１４】図１３の部分拡大図である。
【図１５】図１３の他部の部分拡大図である。
【図１６】上記５速ギヤトレインを具体化した部分断面図である。
【図１７】上記４速ギヤトレインを具体化した部分断面図である。
【図１８】上記３速ギヤトレインを具体化した断面図である。
【図１９】本発明の自動変速機の第２実施形態における６速ギヤトレインを展開して示すスケルトン図である。
【図２０】第２実施形態における５速ギヤトレインの一部を示すスケルトン図である。
【図２１】第２実施形態における４速ギヤトレインの一部を示すスケルトン図である。
【図２２】第２実施形態の６速ギヤトレインを具体化した断面図である。
【図２３】第２実施形態の５速ギヤトレインを具体化した断面図である。
【図２４】本発明の自動変速機の第３実施形態における６速ギヤトレインを展開して示すスケルトン図である。
【図２５】第３実施形態における６速ギヤトレインを具体化した断面図である。
【符号の説明】
Ｇ  プラネタリギヤセット
Ｇ１  減速プラネタリギヤ
Ｃ−３  一方のクラッチ
Ｃ−１  他方のクラッチ
Ｃ−２  １つのクラッチ
Ｂ−１  バンドブレーキ（第１係止要素）
Ｂ−２  ブレーキ（第２係止要素）
Ｆ−１  ワンウェイクラッチ（第２係止要素）
Ｓ１  サンギヤ（要素）
Ｃ１  出力要素
Ｓ３  サンギヤ（第１変速要素）
Ｒ２（Ｒ３）  リングギヤ（第２変速要素）
Ｃ２（Ｃ３）  キャリア（第３変速要素）
Ｓ２  サンギヤ（第４変速要素）
５，６，７  油圧サーボ
１０  変速機ケース
１０ａ  変速ケース自体のボス部
１０Ｃ  リアケース
１１  入力軸
１３  ステータシャフト
１９  カウンタドライブギヤ（出力部材）
５２，６２，７２  ドラム
５３，６３，７３  摩擦部材
５４，６４，７４  ハブ
６０  シリンダ（動力伝達部材）
８３  バンド
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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