JPH10103384A - 自動変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動変速機の低油温運転期間を短縮する。 【解決手段】 自動変速は、駆動側回転部材５３（６
３）と被駆動側回転部材５６（６６）に連結された摩擦
係合要素５０（６０）と、それを押圧する油圧サーボ３
（４）と、摩擦係合要素を潤滑する潤滑油の循環経路と
を備える。油圧サーボシリンダ３０（４０）は、変速機
構Ｍを内包する変速機ケース１０に形成され、油圧サー
ボのピストン３１（４１）の押圧力を軸方向力として摩
擦係合要素に伝達するベアリング３２（４２）と、摩擦
係合要素に伝達される軸方向力を変速機ケース１０に伝
達する反力部材５６，７１，１６，Ｓ₁ ，７４，Ｃ₁ ，
７５，Ｓ₃ ，７６，Ｃ₃ ，１９，２４，２５（６６，１
４，５９）が設けられ、変速機ケースの熱膨張率は、反
力部材の熱膨張率に対して大きく設定された。低油温時
に変速機ケースは、反力部材より軸方向収縮量が大き
く、それにより摩擦係合要素の解放時のクリアランスを
狭め、潤滑油の引きずりによる発熱量を大きくし、油温
上昇を促進する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動変速機に関
し、特に自動変速機ケースに設けた静止シリンダ型の回
転しない油圧サーボで変速機構中の摩擦係合要素を係脱
制御する自動変速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動変速機は、その変速機構各
部の潤滑及び冷却並びにトルクコンバータ内でのトルク
伝達のために、それら各部を通る自動変速機作動油（Ａ
ＴＦ）の循環経路を備えている。この循環経路を流れる
作動油は、機構を構成する各回転部材の直接接触による
摩耗を防ぐとともに、機構各部の回転部材境界部の相対
回転や部材との連れ回りによる剪断荷重を受けて温度上
昇し、循環経路の戻り側回路中に配設されたオイルクー
ラで冷却されることで、変速機内の熱を大気中に逃がす
冷却媒体の役割を果たす。そして、このような循環によ
り、作動油は所定の温度範囲（以下、この範囲の油温を
常油温という）内に維持され、それにより変速機内部も
所定の温度範囲に維持される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自動変速機
の特性は、作動油の温度の影響を受けて変化する。そこ
で、上記のように、作動油を常油温に維持することが行
われ、かつ、常油温で作動するものとして、可能な限り
少ない油量で所期の潤滑及び冷却効果が得られるよう
に、油の引きずりや攪拌を抑える機構各部の設定がなさ
れるわけである。特に、変速機構中の摩擦係合要素につ
いては、その解放時に摩擦材ディスクとセパレータプレ
ートとの間に、係合遅れを防ぐこととの兼ね合いで、所
定のクリアランスを維持させることで、潤滑油の引きず
りによる伝達効率の低下を抑える設定が成される。

【０００４】しかしながら、自動変速機の運転開始当初
には、作動油が外気温度程度まで低下しているので、常
油温以下で運転せざるをえない。こうした低油温時に
は、常油温時に比べて油の粘性が大きくなり、流動抵抗
が増大するため、油圧制御に対する応答性が低下し、こ
れが作動遅れによる変速ショック発生の原因となる。ま
た、粘性が大きいことが回転部材による油の引きずりや
攪拌に伴う抵抗を増大させ、変速機構の伝達効率を低下
させる。

【０００５】そこで、当初、如何に早く作動油温度を常
油温まで上昇させるかが、問題となる。そのためには、
上記の油温上昇を抑えるのとは裏腹に、引きずりや攪拌
を増大させればよいことになるが、単にそのようにした
のでは、常油温に達した後の更なる油温上昇によるブリ
ーザ吹き等の発生を防ぐ新たな対処として、オイルクー
ラ容量を増加させる等の対策が必要となるばかりでな
く、全運転期間に対して通常短い期間である場合が多い
低油温時への対応のために、常油温時の伝達効率を低下
させてしまうことになる。したがって、こうした問題点
に適切に対応するには、低油温時と常油温時について、
油の引きずりや攪拌を変化させる対策が必要となるが、
そうした対策は、そのための付加的機構や該機構の制御
手段を要することとなり、機構の複雑化や大型化を招く
ことになるため、必ずしも有効な対策とはなりがたい。

【０００６】本発明は、上記した事情に鑑み案出された
ものであり、格別の付加的機構や制御手段を用いずに、
静止シリンダ型油圧サーボ構成の特性を利用して、変速
機構中の摩擦係合要素の温度に応じたクリアランス管理
を行うことで、低油温時には油温を速やかに上昇させ、
常油温に達すると油温の上昇を抑えることができる自動
変速機を提供することを概括的な第１の目的とする。

【０００７】また、上記のような静止シリンダ型油圧サ
ーボ構成の場合、変速機構の構成によっては、摩擦係合
要素のクリアランスを変化させるスラスト力が作用する
場合がある。その場合には、上記のような、油温による
クリアランス管理の効果が薄れてしまう。そこで、本発
明は、こうしたスラスト力が作用する場合でもその影響
を排除して、上記摩擦係合要素のクリアランス管理の効
果を有効なものとする構成を得ることを第２の目的とす
る。

【０００８】更に、本発明は、上記のように管理される
クリアランスの変化量を最大限に確保することを第３の
目的とする。

【０００９】また、上記のようなクリアランス管理を行
う場合、管理する部品点数が少ない方が誤差は少なくな
る。そこで、本発明は、クリアランス管理される部材数
を少なくすることで、管理精度を向上させることを第４
の目的とする。

【００１０】次に、本発明は、上記クリアランス管理を
行う摩擦係合要素を変速機構の特定の変速段と関連付け
ることで、一層、油温上昇を速やかなものとすることを
第５の目的とする。

【００１１】更に、本発明は、自動変速機を構成する各
部材の材質を特別なものに変更することなく、上記クリ
アランス管理を実現することを第６の目的とする。

【００１２】また、摩擦係合要素部での発熱を有効に潤
滑油全体の油温上昇に利用するには、加熱された潤滑油
を変速機全体に速やかに循環させることが肝要である。
そこで、本発明は、上記クリアランス管理により加熱さ
れた潤滑油の循環を促進することで、より一層クリアラ
ンス管理の効果を高めることを第７の目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、本発明は、駆動側回転部材と被駆動側回転部材
に連結された摩擦係合要素と、該摩擦係合要素を押圧し
て両前記回転部材を摩擦係合要素を介して連結させる油
圧サーボと、摩擦係合要素を潤滑する潤滑油の循環経路
とを備える自動変速機において、油圧サーボのシリンダ
は、変速機構を内包する固定部材である変速機ケースに
形成され、前記油圧サーボのピストンの押圧力を軸方向
力として摩擦係合要素に伝達するベアリングと、摩擦係
合要素に伝達される軸方向力を変速機ケースに伝達する
反力部材が設けられ、変速機ケースの熱膨張率は、反力
部材の熱膨張率に対して大きく設定されたことを特徴と
する。

【００１４】上記第２の目的を達成するため、前記ベア
リングと摩擦係合要素の間に押圧部材が設けられ、油圧
サーボのピストンを押し戻すリターンスプリングが反力
部材と押圧部材の間に設けられた構成とされる。

【００１５】上記第３の目的を達成するため、前記変速
機ケースは、変速機構を挟む両端に端壁を備え、油圧サ
ーボのシリンダは、一方の端壁に形成され、反力部材
は、摩擦係合要素から他方の端壁に渡って設けられた構
成とされる。

【００１６】上記第４の目的を達成するため、前記反力
部材は、変速機ケースの両端壁間に延びる変速機の入力
軸とされる。

【００１７】上記第５の目的を達成するため、前記変速
機構は、複数の変速段を達成するものとされ、摩擦係合
要素は、前記複数の変速段中の低速段達成のために係合
され、高速段達成時には解放されるものとされる。

【００１８】上記第６の目的を達成するため、前記自動
変速機ケースはアルミ合金製とされ、反力部材、ピスト
ン及び押圧部材は鋼製とされる。

【００１９】上記第７の目的を達成するため、前記循環
経路は、摩擦係合要素を通る潤滑油の該摩擦係合要素外
への排出路を有する構成とされる。

【００２０】

【発明の作用及び効果】上記構成よりなる本発明では、
摩擦係合要素を潤滑する潤滑油は、摩擦係合要素の解放
時において、駆動側と被駆動側とで相対回転する摩擦係
合要素の間に形成されるクリアランスを通り相対回転に
引きずられて係合方向外方に放出されて循環するが、低
油温時には、変速機ケースと反力部材との熱膨張率の関
係から、変速機ケース側が反力部材よりも大きく収縮
し、常油温時に比べクリアランスを狭める。このように
クリアランスが狭まることで、そこを通る潤滑油にかか
る引きずりによる剪断力が大きくなり、発熱量が大きく
なって常温時より加熱され、この加熱された潤滑油が変
速機の潤滑経路を循環することで、変速機全体としての
油温も速やかに上昇するようになる。そして、油温が上
昇していくと、変速機ケースや反力部材の温度もそれに
応じて上昇するので、摩擦係合要素におけるクリアラン
スは常油温時の所期のクリアランスとなり、摩擦係合要
素部での発熱量も定常時の値となり、油温の上昇は抑え
られるようになる。かくして、本発明によれば、低油温
時には速やかに油温を上昇させ、常油温時には油温の異
常な上昇を抑えることができるので、制御性の低下及び
伝達効率の低下が生じる低油温状態の期間を短縮するこ
とができ、しかも過熱によるブリーザ吹きも防止でき
る。

【００２１】更に、請求項２に記載の構成によれば、反
力部材と押圧部材との間にリターンスプリングを設ける
ことで、その拡開力により摩擦係合要素におけるクリア
ランスをスラスト力に抗して所期の広さに保つことがで
きるので、スラスト力の作用によるクリアランス変化を
排除した油温変化に依存するクリアランス変化を得るこ
とができる。

【００２２】更に、請求項３に記載の構成によれば、油
温の変化による摩擦係合要素のクリアランス変化の大き
さは、油圧サーボのピストンから、反力部材が変速機ケ
ースに軸方向力を伝達するために当接している部位まで
の距離により定まるのに合わせて、変速機の中で最大の
距離となる変速機ケース両端壁間の距離変化を摩擦係合
要素のクリアランス変化に反映させることで、最大のク
リアランス変化を確保し、本発明の効果を最大限に発揮
させることができる。

【００２３】そして、請求項４に記載の構成によれば、
反力部材をケース両端壁間に延びた入力軸とすることに
より、最小の部材数による高精度のクリアランス管理が
可能となるので、油温変化によるクリアランス変化の効
果を十分に発揮させることができる。

【００２４】更に、請求項５に記載の構成によれば、低
速段に比べて走行頻度が高い高速段の達成時に摩擦係合
要素のクリアランスが小さい解放状態が得られるので、
低油温走行時における潤滑油の加熱期間を長くすること
ができ、それにより油温の速やかな上昇が得られる。

【００２５】更に、請求項６に記載の構成によれば、ク
リアランス管理に必要な熱膨張率の関係を従来の変速機
と同様の素材により得ているので、クリアランス管理を
行うことに伴う変速機構の各構成部材の材質の制約を避
けることができる。

【００２６】更に、請求項７に記載の構成によれば、摩
擦係合要素部で加熱された潤滑油を該部に滞留させるこ
となく、排出路から積極的に排出させて還流させること
ができるので、加熱された潤滑油の循環を促進して変速
機全体を速やかに、かつ一様に暖めることができ、それ
により常油温への上昇を速め、低油温走行期間を短くす
ることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施形態を示す図
面を参照しながら説明する。図１〜図３は、第１実施形
態を示す。先ず概略構成から説明すると、図２にスケル
トンで示すように、この実施形態に係る装置は、フロン
トエンジンフロントドライブ車用のエンジン横置式自動
変速機と差動装置とを組み合わせたトランスアクスルと
されている。この装置は、図示しないエンジンのクラン
ク軸に連結されるロックアップクラッチ１１付のトルク
コンバータ１２と、そのタービン出力軸１３から動力を
伝達される該軸１３と一体構成の入力軸１４と、入力軸
１４に入る動力を前進５速後進１速に変速して出力ギヤ
１９に出力する３つのプラネタリギヤセットＭ₁，
Ｍ₂ ，Ｍ₃ を主体とする変速機構Ｍと、変速機構Ｍから
の出力を減速して差動装置２１に伝達するカウンタギヤ
装置２０と、カウンタギヤ装置２０から伝達される動力
を車両の左右ホイールに伝達する差動装置２１とから構
成されている。

【００２８】変速機構Ｍは、変速機ケース１０に内包さ
れ、３段のプラネタリギヤセットＭ₁ ，Ｍ₂ ，Ｍ₃ から
構成され、それらに関連してブレーキ（Ｂ−１_, Ｂ−
２，Ｂ−３，Ｂ−Ｒ）及びクラッチ（Ｃ−１，Ｃ−２）
が配設されている。両プラネタリギヤセットＭ₁ ，Ｍ₃
は、それぞれサンギヤＳ₁ ，Ｓ₃ と、リングギヤＲ₁ ，
Ｒ₃ と、それらに噛合するピニオンギヤＰ₁ ，Ｐ₃ を回
転自在に支承するキャリアＣ₁ ，Ｃ₃ とを備える構成と
され、プラネタリギヤセットＭ₂ は、サンギヤＳ₂ とそ
れに噛合する上記ピニオンギヤＰ₁ より小径のピニオン
ギヤＰ₂ とを備え、ピニオンギヤＰ₂ はキャリアＣ₁ に
回転自在に支承されて、ピニオンギヤＰ₁に相対回転不
能に連結されている。両ギヤセットＭ₁ ，Ｍ₃ のそれぞ
れのリングギヤＲ₁ ，Ｒ₃ とキャリアＣ₃ ，Ｃ₁ は、相
互に連結されており、ギヤセットＭ₁ のサンギヤＳ₁ と
キャリアＣ₁ は、入力要素とすべく、それぞれクラッチ
（Ｃ−１，Ｃ−２）を介して入力軸１４に連結されてい
る。相互に連結されたリングギヤＲ₁ とキャリアＣ
₃ は、出力ギヤ１９に連結されている。

【００２９】更に、ギヤセットＭ₁ のサンギヤＳ₁ は、
ブレーキ（Ｂ−１）により変速機ケース１０に係止可能
とされ、ギヤセットＭ₂ のサンギヤＳ₂ は、ブレーキ
（Ｂ−２）により同じく変速機ケース１０に係止可能と
され、キャリアＣ₁ に連結されたリングギヤＲ₃ は、ブ
レーキ（Ｂ−Ｒ）により変速機ケース１０に係止可能と
されている。また、サンギヤＳ₁ は、入力軸１４の外周
に嵌まるサンギヤ軸１６を介してクラッチ（Ｃ−１）に
連結され、キャリアＣ₁ は、入力軸１４の外周に嵌まる
キャリア軸１７を介してクラッチ（Ｃ−２）に連結さ
れ、サンギヤＳ₃ は、キャリア軸１７の外周に嵌まるサ
ンギヤ軸１８を介してブレーキ（Ｂ−３）に連結されて
いる。また、これに限るものではないが、ブレーキ（Ｂ
−Ｒ）を除く各ブレーキは、バンドブレーキ構成とさ
れ、ブレーキ（Ｂ−Ｒ）については、噛合式ブレーキ構
成とされている。

【００３０】変速機構Ｍを挟む両端に配設された２つの
入力クラッチ（Ｃ−１，Ｃ−２）には、それらを係合・
解放操作する２つの油圧サーボ３，４が設けられてい
る。本発明に従い、各油圧サーボ３，４のシリンダ３
０，４０は、変速機構Ｍを内包する固定部材である変速
機ケース１０のそれぞれの端壁１０ａ，１０ｂに、相互
に対向して形成され、静止型のシリンダとされている。
これらシリンダ３０，４０内にそれぞれ摺動自在に嵌挿
して、それぞれがシリンダ３０，４０と協働して油圧が
供給される油室３Ｃ，４Ｃを画定する２つのピストン３
１，４１が設けられている。

【００３１】両油圧サーボ３，４のそれぞれのピストン
３１，４１と両クラッチ（Ｃ−１，Ｃ−２）の各摩擦係
合要素５０，６０との間には、各ピストン３１，４１と
各摩擦係合要素５０，６０との間の相対回転をそれぞれ
許容するとともに油圧の供給にともなう各ピストン３
１，４１からのサーボ力を各摩擦係合要素５０，６０に
それぞれ伝達するそれぞれのベアリング３２，４２が配
設されている。更に、ベアリング３２，４２と摩擦係合
要素５０，６０との間に、押圧部材３３，４３が配設さ
れている。

【００３２】更に、詳細な断面を示す図１を参照しなが
ら各部の構成について更に詳しく説明する。変速機ケー
ス１０はそれぞれ、アルミ合金製のケース本体と、その
一端にボルト止めして一体化され、一方の端壁１０ａを
構成する同じくアルミ合金製のカバーと、他端にボルト
止めして一体化された鋼製のオイルポンプケース１０ｄ
にボルト止め固定されて間接的にケース本体に固定さ
れ、他方の端壁１０ｂを構成する同じくアルミ合金製の
隔壁１０ｂとで構成されている。更に、変速機ケース１
０は、その両端壁１０ａ，１０ｂの間に、出力要素とし
てのキャリアＣ₃に連結された出力ギヤ１９を支持する
センタサポートとしてのアルミ合金製の中間壁１０ｃを
備えている。

【００３３】変速機構Ｍに動力を入力する鋼製の入力軸
１４（以下、軸受ブッシュと弾性シールを除き特に材質
について触れない各部材は、いずれも鋼製部材とする）
は、３つのプラネタリギヤセットＭ₁ ，Ｍ₂ ，Ｍ₃ の内
部を通り、変速機ケース１０の一端から他端に延び、一
端を上記隔壁１０ｂの内周部に嵌合固定されたトルクコ
ンバータステータ支持軸に軸受ブッシュを介して、また
他端をニードルベアリングを介して上記カバー１０ａに
ラジアル方向支持されている。入力軸１４には、隔壁１
０ｂに隣接する径方向フランジが一体形成され、端壁１
０ａに隣接する側には段差部１４ａが形成され、段差部
１４ａには、ベアリング５９のレース５９ａが当接され
ている。

【００３４】両クラッチ（Ｃ−１，Ｃ−２）の各摩擦係
合要素５０，６０は、駆動側回転部材として入力軸１４
にそれぞれ反力フランジ５６，６６を介して連結された
各ハブ５３，６３と、被駆動側回転部材としてプラネタ
リギヤセットＭ₁ のサンギヤＳ₁ にサンギヤ軸１６を介
して、また、キャリアＣ₁ にキャリア軸１７を介して連
結され、各摩擦係合要素５０，６０を挟んでハブ５３，
６３の外周側に配設されたドラム５４，６４を有する。
各摩擦係合要素５０，６０は、両面にフェーシングが貼
られた複数の摩擦材ディスク５２，６２と、それらと軸
方向に交互に配設された複数のセパレータプレート５
１，６１とからなる。各摩擦材ディスク５２，６２は、
各ドラム５４，６４の内周面に外周側をスプライン嵌合
され、各セパレータプレート５１，６１は、ハブ５３，
６３の外周面に内周側をスプライン嵌合されている。し
たがって、それぞれの摩擦係合要素５０，６０は、各油
圧サーボ３，４に押圧されて各クラッチハブ５３，６３
及び各クラッチドラム５４，６４を連結させるものとさ
れている。

【００３５】両ピストン３１，４１の押圧力を押圧部材
３３，４３を介して摩擦係合要素５０，６０に伝達する
各ベアリング３２，４２は、その厚板のレースを各ピス
トン３１，４１の内径側部に当接させ、薄板のレースを
押圧部材３３，４３の内周に嵌合させて配置されたスラ
ストローラベアリングで構成されている。

【００３６】両ベアリング３２，４２と摩擦係合要素５
０，６０との間に、それぞれハブ５３，６３の外周面に
相対回転不能かつ軸方向摺動可能にスプライン嵌合され
た押圧部材３３，４３が配設されている。両押圧部材３
３，４３は、内周側部で各ベアリング３２，４２と対峙
し、外周側部で摩擦係合要素５０，６０と対峙してい
る。押圧部材３３，４３は、その外径側の一側に、摩擦
材ディスク５２, ６２に対する当接部を有し、当接部の
内周面がセパレータプレート５１，６１と同様に、入力
軸１４に反力フランジ５６，６６を介して連結されたハ
ブ５３，６３に相対回転不能でかつ軸方向摺動可能にス
プライン係合されている。

【００３７】各押圧部材３３，４３と摩擦係合要素５
０，６０との間に、油室３Ｃ，４Ｃへの油圧の供給に伴
うそれぞれのピストン３１，４１の移動に抗する押圧力
をそれぞれピストン３１，４１に付与するリターンスプ
リング５８，６８を有する。リターンスプリング５８，
６８は、スプリングリテーナを介してそれぞれ押圧部材
３３，４３に、またハブ５３，６３に位置決め穴に嵌合
させて反力部材としての反力フランジ５６，６６とに当
接する。

【００３８】変速機構Ｍの３つのプラネタリギヤセット
Ｍ₁ ，Ｍ₂ ，Ｍ₃ に関連して、それらのサンギヤＳ₁ ，
Ｓ₂ ，Ｓ₃ と同径位置に複数のスラストベアリング７
１，７４，７５，７６が設けられ、入力クラッチ（Ｃ−
１）の軸方向力は、これらのスラストベアリング７１，
７４，７５，７６を介して中間壁１０ｃに伝達される構
成が採られている。

【００３９】この形態の場合、反力部材は、各入力クラ
ッチ（Ｃ−１，Ｃ−２）からの軸方向力を受けるととも
に、入力軸１４からの回転力を各入力クラッチ（Ｃ−
１，Ｃ−２）に伝達する２つの反力フランジ５６，６６
を含み、軸方向力が入力軸１４を介して端壁１０ａに伝
達される入力クラッチ（Ｃ−２）側の反力フランジ６６
は、入力軸１４のフランジに溶接等で固定されて軸方向
不動とされ、軸方向力が変速機構Ｍを介して中間壁１０
ｃに伝達される入力クラッチ（Ｃ−１）側の反力フラン
ジ５６は、入力軸１４にスプライン係合で軸方向可動に
連結されている。

【００４０】中間壁１０ｃを構成するセンタサポート
は、変速機ケース１０の本体とは別体に構成され、ケー
ス本体の内周からサンギヤ軸１８の外周近傍まで延びる
径方向フランジ部と、その一端から軸方向に延びる筒状
部１０ａ”を有し、径方向フランジ部の外周側をケース
本体の内周段差部に当接させてボルト止めで本体と一体
化されている。中間壁１０ｃの筒状部１０ａ”の外周に
は、一対のアンギュラボールベアリング２４，２５を介
してカウンタドライブギヤ１９が支持され、該ギヤ１９
は、第１の入力クラッチ（Ｃ−１）からの軸方向力を中
間壁１０ｃに伝達可能に、変速機構の出力要素すなわち
キャリアＣ₃ に遊びのある櫛歯状の噛み合い部で係合さ
せて自動調心可能に連結されている。

【００４１】出力ギヤ１９は、軸線に対して捩じれた歯
をもつヘリカルギヤで構成され、同様のヘリカルギヤで
構成されたカウンタドリブンギヤ２３との噛み合いで、
ヘリカルギヤにより駆動時に生じるスラスト力の方向
は、入力クラッチ（Ｃ−１）からの軸方向力に対向する
向き（図において左向き）に設定されている。

【００４２】また、図には回路構成を示されていない
が、オイルパンを油溜めとし、トルクコンバータ１２の
ケースの回転で駆動されるオイルポンプ８を油圧源と
し、油圧制御装置を構成するバルブボディを経て作動油
を上記クラッチの油圧サーボ３，４、各ブレーキの油圧
サーボ、トルクコンバータ１２及び潤滑油路に供給し
て、摩擦係合要素５０，６０を含む変速機構各部を潤滑
する潤滑油の循環経路が設けられている。そして、摩擦
係合要素５０，６０に対する潤滑油路は、図示しないバ
ルブボディの潤滑圧出力油路に通じる上記ステータ支持
軸内の油路、入力軸１４内の軸方向油路及び径方向油路
で構成されている。

【００４３】上記のように構成された装置において、各
摩擦係合要素５０，６０に伝達される軸方向力を変速機
ケース１０に伝達する反力部材は、摩擦係合要素５０側
については、反力フランジ５６、ベアリング７１、サン
ギヤ軸１６、サンギヤＳ₁ 、ベアリング７４、キャリア
Ｃ₁ 、ベアリング７５、サンギヤＳ₃ 、ベアリング７
６、キャリアＣ₃ 、カウンタドライブギヤ１９及びベア
リング２４，２５で構成され、摩擦係合要素６０側につ
いては、反力フランジ６６、入力軸１４及びベアリング
レース５９ａを含むベアリング５９で構成されている。
そして、これら各部材は全て鋼製とされ、アルミ合金製
の変速機ケース１０の熱膨張率に対して小さな熱膨張率
となっている。

【００４４】このように構成された自動変速機Ｔは、図
示しない油圧制御装置の制御の下に各クラッチ及びブレ
ーキに対応する油圧サーボに油圧を供給し、図３に作動
を図表化して示すように、各クラッチ及びブレーキを係
合（図に○印で示す）及び解放（図に無印で示す）させ
ることで各変速段を達成する。すなわち、第１速（１Ｓ
Ｔ）は、クラッチ（Ｃ−１）とブレーキ（Ｂ−３）を係
合させたときに達成される。このとき、入力軸１４の回
転は、クラッチ（Ｃ−１）経由でサンギヤＳ₁に入り、
ブレーキ（Ｂ−３）の係合によるサンギヤＳ₃ の係止で
最も減速されたキャリアＣ₃ の回転としてカウンタドラ
イブギヤ１９に出力される。

【００４５】これに対して第２速（２ＮＤ）は、クラッ
チ（Ｃ−２）とブレーキ（Ｂ−３）の係合で達成され
る。このとき、クラッチ（Ｃ−２）経由でキャリア軸１
７に入った入力は、キャリアＣ₁ 経由でそのままリング
ギヤＲ₃ に入り、ブレーキ（Ｂ−３）の係合で係止され
たサンギヤＳ₃ を反力要素とするキャリアＣ₃ の差動回
転としてカウンタドライブギヤ１９に出力される。第３
速（３ＲＤ）は、両クラッチ（Ｃ−１，Ｃ−２）の係合
によるプラネタリギヤセットＭ₁ の直結で達成される。
このとき入力軸１４の回転は、そのままキャリアＣ₃ の
回転としてカウンタドライブギヤ１９に出力される。

【００４６】オーバドライブによる第４速（４ＴＨ）
は、クラッチ（Ｃ−２）の係合と、サンギヤＳ₁ を係止
するブレーキ（Ｂ−１）の係合で達成される。このと
き、入力軸１４の回転はキャリアＣ₁ の回転に対してピ
ニオンギヤＰ₁ の自転分増速されたリングギヤＲ₁ の回
転としてキャリアＣ₃ からカウンタドライブギヤ１９に
伝達される。これに対して、第５速は、クラッチ（Ｃ−
２）の係合と、ブレーキ（Ｂ−２）の係合で達成され、
このとき、入力軸１４の回転はキャリアＣ₁ の回転に対
して、第４速達成時より大径のサンギヤＳ₂ に反力をと
る小径のピニオンギヤＰ₂ の自転分さらに増速されたリ
ングギヤＲ₁ の回転としてキャリアＣ₃ からカウンタド
ライブギヤ１９に伝達される。

【００４７】なお、後進（ＲＥＶ）は、クラッチ（Ｃ−
１）とブレーキ（Ｂ−Ｒ）の係合で達成され、このと
き、サンギヤＳ₁ の入力に対してキャリアＣ₁ の係止で
逆転する減速されたリングギヤＲ₁ の回転がキャリアＣ
₃ 経由でカウンタドライブギヤ１９から出力される。

【００４８】上記各変速段の達成のために、各クラッチ
（Ｃ−１，Ｃ−２）は、それぞれの油室３Ｃ，４Ｃに変
速機ケース内油路から油圧が供給されると、ピストン３
１，４１が押し出されるが、ピストン３１，４１とクラ
ッチ（Ｃ−１，Ｃ−２）の間にはベアリング３２，４２
と押圧部材３３，４３が設けられているので、クラッチ
（Ｃ−１，Ｃ−２）とピストン３１，４１との相対回転
を許容しながらピストン３１，４１からのサーボ力を摩
擦係合要素５０，６０に伝達することができ、クラッチ
（Ｃ−１，Ｃ−２）を係合させることができる。

【００４９】こうした動作の際、油圧サーボ３のピスト
ン３１からのサーボ力は、ベアリング３２、押圧部材３
３及び第１のクラッチ（Ｃ−１）の摩擦係合要素５０を
介して反力フランジ５６に伝達され、そして、反力フラ
ンジ５６からベアリング７１、サンギヤ軸１６、サンギ
ヤＳ₁ 、ベアリング７４、キャリアＣ₁ 、ベアリング７
５、サンギヤＳ₃ 、ベアリング７６、キャリアＣ₃ 、カ
ウンタドライブギヤ１９及びベアリング２４，２５経由
でセンタサポート１０ｃに伝達される。また、油圧サー
ボ３が設けられている側のケース端壁１０ａには、ピス
トン３１のサーボ力とは反対方向の油圧反力が作用す
る。その結果、ピストン３１のサーボ力とその反対方向
の油圧力は、ケース端壁１０ａと中間壁１０ｃ、すなわ
ち、変速機ケース１０に伝達されてバランスする。

【００５０】これに対して、油圧サーボ４のピストン４
１からのサーボ力は、ベアリング４２、押圧部材４３及
び第２のクラッチ（Ｃ−２）の摩擦係合要素６０を介し
て反力フランジ６６に伝達され、そして、入力軸１４、
レース５９ａを含むベアリング５９経由でカバー１０ａ
に伝達される。また、油圧サーボ４が設けられている側
のケース端壁１０ｂには、ピストン４１のサーボ力とは
反対方向の油圧反力が作用する。その結果、ピストン４
１のサーボ力とその反対方向の油圧力は、両ケース端壁
１０ａ，１０ｂ、すなわち、変速機ケース１０に伝達さ
れてバランスする。

【００５１】このように変速機ケース１０を介する軸方
向力の伝達経路が形成されるが故に、この変速機構Ｍで
は、変速機ケース１０の熱による膨張・収縮がそれぞれ
の反力フランジ５６，６６と押圧部材３３，４３とに挟
まれる摩擦係合要素５０，６０の解放時のクリアランス
に影響する。そして、このクリアランスは、常油温時に
所定の値に設定された場合、低油温時は、所定の値より
狭められることになる。すなわち、クラッチ（Ｃ−１）
側については、ベアリング２５のインナレース端面から
反力フランジ５６の摩擦係合要素５０に対する当接面ま
での距離の鋼の収縮量に対する、上記インナレース当接
面から押圧部材３３の摩擦係合要素５０に対する当接面
までの距離の実質上アルミ合金の収縮量となって現れ、
アルミ合金の熱膨張率が鋼のそれより大きいことから、
クリアランスの縮小となる。

【００５２】他方、クラッチ（Ｃ−２）側については、
ベアリング５９の変速機ケース端壁１０ａへの当接面か
ら反力フランジ６６の摩擦係合要素５０に対する当接面
までの距離の鋼の収縮量に対する、上記ベアリング当接
面から押圧部材４３の摩擦係合要素６０に対する当接面
までの距離の実質上アルミ合金の収縮量となって現れ、
この場合もアルミ合金の熱膨張率が鋼のそれより大きい
ことから、クリアランスの縮小となる。

【００５３】そして、こうしたクリアリンスの縮小状態
では、摩擦係合要素５０，６０を潤滑する潤滑油は、摩
擦係合要素５０，６０の解放時、すなわちこの形態にお
いて、摩擦係合要素５０については、第２速、第４速及
び第５速、また、摩擦係合要素６０については、第１速
及び後進において、駆動側と被駆動側とで相対回転する
摩擦係合要素５０，６０の間に形成されるクリアランス
を通り相対回転に引きずられて係合方向外方に放出され
て循環するが、このようにクリアランスが狭まること
で、そこを通る潤滑油にかかる引きずりによる剪断力が
大きくなり、発熱量が大きくなって常温時より加熱さ
れ、この加熱された潤滑油が変速機の潤滑経路を循環す
ることで、変速機全体としての油温も速やかに上昇する
ようになる。

【００５４】更に、油温の変化による摩擦係合要素５
０，６０のクリアランス変化の大きさは、油圧サーボ
３，４のピストン３１，４１から、反力部材３３，４３
が変速機ケース１０に軸方向力を伝達するために当接し
ている部位までの距離により定まるのに合わせて、特に
摩擦係合要素６０側については、変速機の中で最大の距
離となる変速機ケース１０の両端壁１０ａ，１０ｂ間の
距離変化を摩擦係合要素６０のクリアランス変化に反映
させることで、最大のクリアランス変化を確保すること
ができる。しかも、この場合、反力部材４３をケース両
端壁間に延びた入力軸１４とすることにより、最小の部
材数による高精度のクリアランス管理が可能となる。ま
た、摩擦係合要素５０側については、第１速に比べて走
行頻度が高い第２、第４及び第５速の達成時に摩擦係合
要素５０のクリアランスが小さい解放状態が得られるの
で、低油温走行時における潤滑油の加熱期間を長くする
ことができる。また、反力フランジ５６と押圧部材３３
との間にリターンスプリング５８を設けることで、その
拡開力により摩擦係合要素５０におけるクリアランスを
スラスト力に抗して所期の広さに保つことができるの
で、スラスト力の作用によるクリアランス変化を排除し
た油温変化に依存するクリアランス変化を得ることがで
きる。

【００５５】そして、上記いずれの摩擦係合要素につい
ても、クリアランス管理に必要な熱膨張率の関係を従来
の変速機と同様の素材により得ているので、クリアラン
ス管理を行うことに伴う変速機構の各構成部材の材質の
制約を避けることができる。更に、摩擦係合要素５０，
６０部で加熱された潤滑油を該部に滞留させることな
く、押圧部材３３，４３とクラッチドラム５４，６４の
間の排出路から積極的に排出させて還流させることがで
きるので、加熱された潤滑油の循環を促進して変速機全
体を速やかに、かつ一様に暖めることができ、それによ
り常油温への上昇を速め、低油温走行期間を短くするこ
とができる。

【００５６】次に、図４は、本発明の第２実施形態を示
す。この形態と前記第１実施形態との差異は、両クラッ
チ（Ｃ−１，Ｃ−２）の反力部材ともに入力軸１４を含
む構成とされている点にある。この構成に従い、図に示
すように、両反力フランジ５６，６６は、共に入力軸１
４に軸方向不動に連結され、反力フランジ６６側にもケ
ース端壁１０ｂ、具体的には、それに当接するステータ
支持軸の端面との間にベアリング６９が付加されてい
る。具体的には、摩擦係合要素６０側の反力フランジ６
６については第１実施形態の場合と同様に入力軸１４に
固定され、摩擦係合要素５０側の反力フランジ５６につ
いては、第１実施形態の場合と異なり、入力軸１４の段
差部１４ａに当接するつばを形成した入力軸１４にスプ
ライン嵌合するフランジ部材５６ａを介して入力軸１４
に固定されている。その余の点については、実質上前記
第１実施形態と同様の構成とされているので、具体的な
説明は省略する。当然ながら、この形態において達成さ
れる変速段についても、第１実施形態の場合と同様であ
る。

【００５７】こうした構成を採る第２実施形態の場合、
油圧サーボ３のピストン３１からのサーボ力は、ベアリ
ング３２、押圧部材３３及び第１のクラッチ（Ｃ−１）
の摩擦係合要素５０を介して反力フランジ５６に伝達さ
れ、フランジ部材５６ａから入力軸１４、ベアリング６
９及びステータ支持軸を経て隔壁１０ｂに伝達される。
また、油圧サーボ３が設けられている側のケース端壁１
０ａには、ピストン３１のサーボ力とは反対方向の油圧
反力が作用する。その結果、ピストン３１のサーボ力と
その反対方向の油圧力は、両ケース端壁１０ａ，１０
ｂ、すなわち、変速機ケース１０に伝達されてバランス
する。なお、油圧サーボ４側の軸方向力のバランスにつ
いては、第１実施形態の場合と同様である。

【００５８】この場合、変速機ケース１０の熱膨張・収
縮によるクリアランスの変化は、当然ながら両摩擦係合
要素について実質上同様となる。

【００５９】以上、本発明の２つの実施形態に基づき説
明したが、本発明は、上記実施形態に例示した構造に限
らず、特許請求の範囲に記載の事項の範囲内で、種々に
具体的構成を変更して、広く種々の変速機構に適用する
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した自動変速機の第１実施形態を
示す断面図である。

【図２】上記自動変速機を含むトランスアクスル全体の
概略構成を示すスケルトン図である。

【図３】第１実施形態の自動変速機の作動図表である。

【図４】本発明の第２実施形態に係る自動変速機の反力
部材のみを取り出して示す断面図である。

【符号の説明】

Ｍ 変速機構 ３，４ 油圧サーボ １０ 変速機ケース １０ａ，１０ｂ 端壁 １４ 入力軸 ３０，４０ シリンダ ３１，４１ ピストン ３２，４２ ベアリング ３３，４３ 押圧部材 ５０，６０ 摩擦係合要素 ５３，６３ クラッチハブ（駆動側回転部材） ５４，６４ クラッチドラム（被駆動側回転部材） ５６，６６ 反力フランジ ５８，６８ リターンスプリング

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動側回転部材と被駆動側回転部材に連
   結された摩擦係合要素と、該摩擦係合要素を押圧して両
   前記回転部材を摩擦係合要素を介して連結させる油圧サ
   ーボと、摩擦係合要素を潤滑する潤滑油の循環経路とを
   備える自動変速機において、 油圧サーボのシリンダは、変速機構を内包する固定部材
   である変速機ケースに形成され、 前記油圧サーボのピストンの押圧力を軸方向力として摩
   擦係合要素に伝達するベアリングと、摩擦係合要素に伝
   達される軸方向力を変速機ケースに伝達する反力部材が
   設けられ、 変速機ケースの熱膨張率は、反力部材の熱膨張率に対し
   て大きく設定されたことを特徴とする自動変速機。
2. 【請求項２】 前記ベアリングと摩擦係合要素の間に押
   圧部材が設けられ、油圧サーボのピストンを押し戻すリ
   ターンスプリングが反力部材と押圧部材の間に設けられ
   た、請求項１記載の自動変速機。
3. 【請求項３】 前記変速機ケースは、変速機構を挟む両
   端に端壁を備え、油圧サーボのシリンダは、一方の端壁
   に形成され、反力部材は、摩擦係合要素から他方の端壁
   に渡って設けられた、請求項１又は２記載の自動変速
   機。
4. 【請求項４】 前記反力部材は、変速機ケースの両端壁
   間に延びる変速機の入力軸とされた、請求項３記載の自
   動変速機。
5. 【請求項５】 前記変速機構は、複数の変速段を達成す
   るものとされ、摩擦係合要素は、前記複数の変速段中の
   低速段達成のために係合され、高速段達成時には解放さ
   れるものとされた、請求項１又は２記載の自動変速機。
6. 【請求項６】 前記自動変速機ケースはアルミ合金製と
   され、反力部材、ピストン及び押圧部材は鋼製とされ
   た、請求項１〜５のいずれか１項記載の自動変速機。
7. 【請求項７】 前記循環経路は、摩擦係合要素を通る潤
   滑油の該摩擦係合要素外への排出路を有する、請求項１
   〜６のいずれか１項記載の自動変速機。