自動変速機
【課題】 全体として伝達効率を向上させた自動変速機を提供する。
【解決手段】 第６要素Ｒｍが第１ギヤ列Ｇ１を介して出力軸３に連結され、第８要素Ｃｒが第２ギヤ列Ｇ２を介して出力軸３に連結され、第１要素Ｓｆと第７要素Ｓｒとを連結して第１連結体が構成され、第２要素Ｃｆと第４要素Ｓｍとを連結して第２連結体が構成される。第１噛合機構Ｄ１と第２連結体、入力軸２と第５要素Ｃｍ、第３要素Ｒｆと変速機ケース１を夫々連結する摩擦係合機構Ｃ１，Ｃ２，Ｂ１が備えられる。第１噛合機構Ｄ１は、摩擦係合機構Ｃ１を第１連結体若しくは変速機ケース１に連結する状態又はこの連結を断つ状態に切換自在である。第２噛合機構は、第５要素Ｃｍと変速機ケース１とを連結自在に構成され、第３噛合機構Ｄ３は、第５要素Ｃｍと第９要素Ｒｒとを連結自在に構成される。
【解決手段】 第６要素Ｒｍが第１ギヤ列Ｇ１を介して出力軸３に連結され、第８要素Ｃｒが第２ギヤ列Ｇ２を介して出力軸３に連結され、第１要素Ｓｆと第７要素Ｓｒとを連結して第１連結体が構成され、第２要素Ｃｆと第４要素Ｓｍとを連結して第２連結体が構成される。第１噛合機構Ｄ１と第２連結体、入力軸２と第５要素Ｃｍ、第３要素Ｒｆと変速機ケース１を夫々連結する摩擦係合機構Ｃ１，Ｃ２，Ｂ１が備えられる。第１噛合機構Ｄ１は、摩擦係合機構Ｃ１を第１連結体若しくは変速機ケース１に連結する状態又はこの連結を断つ状態に切換自在である。第２噛合機構は、第５要素Ｃｍと変速機ケース１とを連結自在に構成され、第３噛合機構Ｄ３は、第５要素Ｃｍと第９要素Ｒｒとを連結自在に構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力軸の回転を入力軸と同心に配置した複数のプラネタリギヤ機構を介して複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１により、入力用の第１プラネタリギヤ機構と変速用の複式プラネタリギヤ機構と６個の摩擦係合機構とを用いて、前進８段の変速を行うことができるようにした自動変速機が知られている。このもので複式プラネタリギヤ機構は、第２と第３の２つのプラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤの一部を互いに連結することで構成される４つの回転要素を有する。例えば、第２プラネタリギヤ機構のサンギヤと第３プラネタリギヤ機構のキャリアとを連結することで構成される第１回転要素と、第２プラネタリギヤ機構のキャリアと第３プラネタリギヤ機構のリングギヤとを連結することで構成される第２回転要素と、第２プラネタリギヤ機構のリングギヤから成る第３回転要素と、第３プラネタリギヤ機構のサンギヤから成る第４回転要素とを有する。これら第１〜第４回転要素は、速度線図においてギヤ比に対応する間隔を存して順に並ぶ。そして、第３回転要素が出力部材に連結される。
【０００３】
また、摩擦係合機構として、入力部材の回転を第１プラネタリギヤ機構を介して第４回転要素に伝達する状態とこの伝達を断つ状態とに切換自在な第１クラッチと、入力部材の回転を第１プラネタリギヤ機構を介して第１回転要素に伝達する状態とこの伝達を断つ状態とに切換自在な第２クラッチと、入力部材と第２回転要素とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第３クラッチと、入力部材と第１回転要素とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第４クラッチと、第１回転要素を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第１ブレーキと、第２回転要素を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第２ブレーキとを備えている。
【０００４】
以上の構成によれば、第１クラッチと第２ブレーキとを係合することで１速段が確立され、第１クラッチと第１ブレーキとを係合することで２速段が確立され、第１クラッチと第２クラッチとを係合することで３速段が確立され、第１クラッチと第４クラッチとを係合することで４速段が確立され、第１クラッチと第３クラッチとを係合することで５速段が確立され、第３クラッチと第４クラッチとを係合することで６速段が確立され、第２クラッチと第３クラッチとを係合することで７速段が確立され、第３クラッチと第１ブレーキとを係合することで８速段が確立される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１３０１５２号公報（図１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来例のものでは、プラネタリギヤ機構の噛合伝達効率が１００％であるロック状態になる変速段は６速段のみであって、全体として噛合伝達効率が悪いという不具合がある。また、上記従来例のものは、６個の摩擦係合機構のうち各変速段において係合する摩擦係合機構の数が２個になるため、開放している残りの４個の摩擦係合機構の引き摺りによるフリクションロスが大きくなり、全体として変速機の効率が悪化するという不具合がある。
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑み、全体として伝達効率を向上させた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】
【０００８】
本発明の第１の態様は、入力軸の回転を該入力軸と同心に配置した複数のプラネタリギヤ機構を介して複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機であって、第１プラネタリギヤ機構、第２プラネタリギヤ機構及び第３プラネタリギヤ機構を備え、前記第１プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１要素、第２要素及び第３要素とし、前記第２プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第４要素、第５要素及び第６要素とし、前記第３プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第７要素、第８要素及び第９要素として、前記入力軸に平行に配置した出力部材たる出力軸に、前記第６要素が第１ギヤ列を介して連結されると共に、前記第８要素が第１ギヤ列とは異なるギヤ比の第２ギヤ列を介して連結され、前記第１要素と前記第７要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第２要素と前記第４要素とを連結して第２連結体が構成され、前記第１連結体が前記入力軸に連結され、第１〜第３の３つの噛合機構と、前記第１噛合機構と前記第２連結体とを解除自在に連結する第１摩擦係合機構と、前記入力軸と前記第５要素とを解除自在に連結する第２摩擦係合機構と、前記第３要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第３摩擦係合機構とを備え、前記第１噛合機構は、前記第１連結体と前記第１摩擦係合機構とを連結する状態、前記第１摩擦係合機構を前記変速機ケースに固定する状態、前記第１連結体と前記第１摩擦係合機構との連結を断つと共に前記第１摩擦係合機構の前記変速機ケースへの固定を解除させた状態の何れか１の状態に切換自在に構成され、前記第２噛合機構は、前記第５要素を前記変速機ケースに解除自在に固定し、前記第３噛合機構は、前進１速段から前進４速段以上の所定の中速段に亘る低速段域の全ての変速段を確立させる際には、前記第５要素と前記第９要素とを連結する状態に切換えられ、前記中速段を超える変速段からなる高速段域の全ての変速段を確立させる際には、前記第５要素と前記第９要素との連結を断つ状態に切換えられることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、第２プラネタリギヤ機構の各要素が相対回転不能なロック状態となり第２プラネタリギヤ機構の第６要素から出力軸に出力される変速段、及び第３プラネタリギヤ機構の各要素が相対回転不能なロック状態となり第３プラネタリギヤ機構の第８要素から出力軸に出力される変速段の２つの変速段で、プラネタリギヤ機構の噛合伝達効率が１００％になる。
【００１０】
従って、従来のプラネタリギヤ機構の噛合伝達効率が１００％になる変速段が１つだけのものに比し、自動変速機全体としての噛合伝達効率を向上させることができる。
【００１１】
また、本発明の第１の態様では、係合機構として、開放状態においてフリクションロスが発生する摩擦係合機構が３個、開放状態においてもフリクションロスが発生しない噛合機構を３個備える。従って、全ての変速段においてフリクションロスが発生する摩擦係合機構の開放数が３個以下になり、従来の全ての変速段において開放数が４個となるものに比し、自動変速機の伝達効率を向上させることができる。
【００１２】
即ち、１速段を除く前記低速段域では３個の摩擦係合機構のうち１個が係合状態となるため、前記低速段域における摩擦係合機構の開放数は２個となり、前記低速段域における伝達効率を向上させることができる一方、第３噛合機構が開放状態となる前記高速段域では３個の摩擦係合機構のうち２個が係合状態となるため、前記高速段域における摩擦係合機構の開放数は１個となり、前記高速段域における伝達効率をより向上させることができるので、全ての変速段域に亘って燃費を向上させることができる。
【００１３】
本発明の第２の態様は、入力軸の回転を該入力軸と同心に配置した複数のプラネタリギヤ機構を介して複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機であって、第１プラネタリギヤ機構、第２プラネタリギヤ機構及び第３プラネタリギヤ機構を備え、前記第１プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１要素、第２要素及び第３要素とし、前記第２プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第４要素、第５要素及び第６要素とし、前記第３プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第７要素、第８要素及び第９要素として、前記入力軸に平行に配置した出力部材たる出力軸に、前記第６要素が第１ギヤ列を介して連結されると共に、前記第８要素が第１ギヤ列とは異なるギヤ比の第２ギヤ列を介して連結され、前記第５要素と前記第９要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第２要素と前記第４要素とを連結して第２連結体が構成され、前記第１要素が前記入力軸に連結され、第１〜第３の３つの噛合機構と、前記第１噛合機構と前記第２連結体を解除自在に連結する第１摩擦係合機構と、前記入力軸と前記第５要素とを解除自在に連結する第２摩擦係合機構と、前記第３要素を前記変速機ケースに解除自在に連結する第３摩擦係合機構とを備え、前記第１噛合機構は、前記第１要素と前記第１摩擦係合機構とを連結する状態、前記第１摩擦係合機構を前記変速機ケースに固定する状態、前記第１要素と前記第１摩擦係合機構との連結を断つと共に前記第１摩擦係合機構の前記変速機ケースへの固定を解除させた状態の何れか１の状態に切換自在に構成され、前記第２噛合機構は、前記第１連結体を前記変速機ケースに解除自在に固定し、前記第３噛合機構は、前進１速段から前進４速段以上の所定の中速段に亘る低速段の全ての変速段域を確立させる際には、前記第１要素と前記第７要素とを連結する状態に切換えられ、前記中速段を超える変速段からなる高速段域の全ての変速段を確立させる際には、前記第１要素と前記第７要素との連結を断つ状態に切換えられることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第２の態様においても、第２プラネタリギヤ機構の各要素が相対回転不能なロック状態となり第２プラネタリギヤ機構の第６要素から出力軸に出力される変速段、及び第３プラネタリギヤ機構の各要素が相対回転不能なロック状態となり第３プラネタリギヤ機構の第８要素から出力軸に出力される変速段の２つの変速段で、プラネタリギヤ機構の噛合伝達効率が１００％になる。
【００１５】
従って、従来のプラネタリギヤ機構の噛合伝達効率が１００％になる変速段が１つだけのものに比し、自動変速機全体としての噛合伝達効率を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明の第２の態様においても、係合機構として、開放状態においてフリクションロスが発生する摩擦係合機構が３個、開放状態においてもフリクションロスが発生しない噛合機構を３個備える。従って、全ての変速段においてフリクションロスが発生する摩擦係合機構の開放数が３個以下になり、従来の全ての変速段において開放数が４個となるものに比し、自動変速機の伝達効率を向上させることができる。
【００１７】
即ち、１速段を除く前記低速段域では３個の摩擦係合機構のうち１個が係合状態となるため、前記低速段域における摩擦係合機構の開放数は２個となり、前記低速段域における伝達効率を向上させることができる一方、第３噛合機構が開放状態となる前記高速段域では３個の摩擦係合機構のうち２個が係合状態となるため、前記高速段域における摩擦係合機構の開放数は１個となり、前記高速段域における伝達効率をより向上させることができるので、全ての変速段域に亘って燃費を向上させることができる。
【００１８】
本発明の第３の態様には、入力軸の回転を該入力軸と同心に配置した複数のプラネタリギヤ機構を介して複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機であって、第１プラネタリギヤ機構、第２プラネタリギヤ機構及び第３プラネタリギヤ機構を備え、前記第２プラネタリギヤ機構及び前記第３プラネタリギヤ機構とで複式プラネタリギヤ機構が構成され、前記第１プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素、及び前記第２プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素は、速度線図においてギヤ比に対応する間隔で並ぶ４個の回転要素を構成し、これら回転要素を速度線図における並び順に夫々第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素、第４回転要素とし、前記第３プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１要素、第２要素及び第３要素として、前記入力軸に平行に配置した出力部材たる出力軸に、前記第４回転要素が第１ギヤ列を介して連結されると共に、前記第２要素が第１ギヤ列とは異なるギヤ比の第２ギヤ列を介して連結され、前記第１要素が前記入力軸に連結され、第１と第２の２つの噛合機構と、前記第１噛合機構と前記第２回転要素を解除自在に連結する第１摩擦係合機構と、前記入力軸と前記第３回転要素とを解除自在に連結する第２摩擦係合機構と、前記第１回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第３摩擦係合機構とを備え、前記第１噛合機構は、前記入力軸と第１摩擦係合機構とを連結する状態、前記第１摩擦係合機構を前記変速機ケースに固定する状態、前記入力軸と第１摩擦係合機構との連結を断つと共に前記第１摩擦係合機構の前記変速機ケースへの固定を解除させた状態の何れか１の状態に切換自在に構成され、前記第２噛合機構は、前記第３回転要素と前記第３要素とを連結する状態、前記第３回転要素を前記変速機ケースに固定する状態、前記第３回転要素と前記第３要素との連結を断つと共に前記第３回転要素の前記変速機ケースへの固定を解除させた状態の何れか１の状態に切換自在に構成されると共に、前進１速段から前進４速段以上の所定の中速段に亘る低速段域の全ての変速段を確立させる際には、前記第３回転要素と前記第３要素とを連結する状態に切換えられ、前記所定の中速段を超える変速段からなる高速段域の全ての変速段を確立させる際には、前記第３回転要素と前記第３要素との連結を断つと共に前記第３回転要素の前記変速機ケースへの固定が解除された状態に切換えられることを特徴とする。
【００１９】
本発明の第３の態様においても、第１プラネタリギヤ機構及び第２プラネタリギヤ機構の各要素が相対回転不能なロック状態となり第４回転要素から出力軸に出力される変速段、及び第３プラネタリギヤ機構の各要素が相対回転不能なロック状態となり第３プラネタリギヤ機構の第２要素から出力軸に出力される変速段の２つの変速段で、プラネタリギヤ機構の噛合伝達効率が１００％になる。
【００２０】
従って、従来のプラネタリギヤ機構の噛合伝達効率が１００％になる変速段が１つだけのものに比し、自動変速機全体としての噛合伝達効率を向上させることができる。
【００２１】
また、本発明の第３の態様では、係合機構として、開放状態においてフリクションロスが発生する摩擦係合機構が３個、開放状態においてもフリクションロスが発生しない噛合機構を２個備える。従って、全ての変速段においてフリクションロスが発生する摩擦係合機構の開放数が３個以下になり、従来の全ての変速段において開放数が４個となるものに比し、自動変速機の伝達効率を向上させることができる。
【００２２】
即ち、１速段を除く前記低速段域では３個の摩擦係合機構のうち１個が係合状態となるため、前記低速段域における摩擦係合機構の開放数は２個となり、前記低速段域における伝達効率を向上させることができる一方、第２噛合機構が開放状態となる前記高速段域では３個の摩擦係合機構のうち２個が係合状態となるため、前記高速段域における摩擦係合機構の開放数は１個となり、前記高速段域における伝達効率をより向上させることができるので、全ての変速段域に亘って燃費を向上させることができる。
【００２３】
本発明の第３の態様において、第４回転要素は、第１プラネタリギヤ機構のサンギヤと第２プラネタリギヤ機構のリングギヤとを連結し一体化して構成され、第１プラネタリギヤ機構が前記第２プラネタリギヤ機構の径方向外側に配置されることが好ましい。
【００２４】
このように、第１プラネタリギヤ機構を第２プラネタリギヤ機構の径方向外側に配置することにより、第１及び第２プラネタリギヤ機構を軸方向に並べた場合に対し、自動変速機の軸長を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の自動変速機の第１実施形態のスケルトン図。
【図２】第１実施形態のプラネタリギヤ機構の速度線図。
【図３】第１実施形態の各変速段での各係合要素の係合状態をまとめて示した図。
【図４】本発明の自動変速機の第２実施形態のスケルトン図。
【図５】第２実施形態のプラネタリギヤ機構の速度線図。
【図６】本発明の自動変速機の第３実施形態のスケルトン図。
【図７】第３実施形態のプラネタリギヤ機構の速度線図。
【図８】第３実施形態の各変速段での各係合要素の係合状態をまとめて示した図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
[第１実施形態]
図１は、本発明の自動変速機の第１実施形態を示している。この第１実施形態は、変速機ケース１内に回転自在に軸支した、図外のエンジン等の動力源に連結される入力軸２と、入力軸２と平行に配置した出力部材たる出力軸３とを備えている。出力軸３の回転は、出力軸３に固定の出力ギヤ３ａに噛合するファイナルドリブンギヤ４ａを固定したデファレンシャルギヤ４を介して車両の左右の駆動輪に伝達される。
【００２７】
また、変速機ケース１内には、第１プラネタリギヤ機構５、第２プラネタリギヤ機構６、及び第３プラネタリギヤ機構７が入力軸２と同心に配置されている。第１プラネタリギヤ機構５は、サンギヤＳｆ、リングギヤＲｆ、及びサンギヤＳｆとリングギヤＲｆとに噛合するピニオンＰｆを自転及び公転自在に支持するキャリアＣｆとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成されている。
【００２８】
第２プラネタリギヤ機構６は、サンギヤＳｍ、リングギヤＲｍ、及びサンギヤＳｍとリングギヤＲｍとに噛合するピニオンＰｆを自転及び公転自在に支持するキャリアＣｍとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成されている。第３プラネタリギヤ機構７は、サンギヤＳｒ、リングギヤＲｒ、及びサンギヤＳｒとリングギヤＲｒとに噛合するピニオンＰｒを自転及び公転自在に支持するキャリアＣｒとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成されている。
【００２９】
図２の上段に示す第１プラネタリギヤ機構５の速度線図（サンギヤ、キャリア、リングギヤの３個の要素の回転速度を直線で表すことができる図）を参照して、第１プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｆ、キャリアＣｆ及びリングギヤＲｆから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第１要素、第２要素及び第３要素とすると、第１要素はサンギヤＳｆ、第２要素はキャリアＣｆ、第３要素はリングギヤＲｆになる。
【００３０】
ここで、サンギヤＳｆとキャリアＣｆ間の間隔とキャリアＣｆとリングギヤＲｆ間の間隔との比は、第１プラネタリギヤ機構５のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｉとして、ｉ：１に設定される。尚、速度線図において、下の横線と上の横線は夫々回転速度が「０」と「１」（入力軸２と同じ回転速度）であることを示している。
【００３１】
図２の中段に示す第２プラネタリギヤ機構６の速度線図を参照して、第２プラネタリギヤ機構６のサンギヤＳｍ、キャリアＣｍ及びリングギヤＲｍから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第４要素、第５要素及び第６要素とすると、第４要素はサンギヤＳｍ、第５要素はキャリアＣｍ、第６要素はリングギヤＲｍになる。尚、サンギヤＳｍとキャリアＣｍ間の間隔とキャリアＣｍとリングギヤＲｍ間の間隔との比は、第２プラネタリギヤ機構６のギヤ比をｊとして、ｊ：１に設定される。
【００３２】
図２の下段に示す第３プラネタリギヤ機構７の速度線図を参照して、第３プラネタリギヤ機構７のサンギヤＳｒ、キャリアＣｒ及びリングギヤＲｒから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第７要素、第８要素及び第９要素とすると、第７要素はサンギヤＳｒ、第８要素はキャリアＣｒ、第９要素はリングギヤＲｒになる。尚、サンギヤＳｒとキャリアＣｒ間の間隔とキャリアＣｒとリングギヤＲｒ間の間隔との比は、第３プラネタリギヤ機構７のギヤ比をｋとして、ｋ：１に設定される。
【００３３】
第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍ（第６要素）は、リングギヤＲｍ（第６要素）に連結する第１駆動ギヤＧ１ａと、第１駆動ギヤＧ１ａに噛合し出力軸３に固定される第１従動ギヤＧ１ｂとからなる第１ギヤ列Ｇ１を介して、出力軸３に連結される。
【００３４】
第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第８要素）は、キャリアＣｒ（第８要素）に連結する第２駆動ギヤＧ２ａと、第２駆動ギヤＧ２ａに噛合し出力軸３に固定される第２従動ギヤＧ２ｂとからなる第２ギヤ列Ｇ２を介して、出力軸３に連結される。
【００３５】
ここで、第１ギヤ列Ｇ１のギヤ比（従動ギヤの歯数／駆動ギヤの歯数）をｐ、第２ギヤ列Ｇ２のギヤ比をｑとして、ｐ＜ｑになっている。また、第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍと第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｒは、両ギヤ列Ｇ１，Ｇ２を介して出力軸３で連結されることになる。そして、第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｒは、第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍの回転速度のｑ／ｐの速度で回転する。
【００３６】
また、第１プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｆ（第１要素）と第３プラネタリギヤ機構７のサンギヤＳｒ（第７要素）とを連結して第１連結体Ｓｆ−Ｓｒが構成され、第１プラネタリギヤ機構５のキャリアＣｆ（第２要素）と第２プラネタリギヤ機構６のサンギヤＳｍ（第４要素）とを連結して第２連結体Ｃｆ−Ｓｍが構成され、第１連結体Ｓｆ−Ｓｒが入力軸２に連結されている。
【００３７】
第１実施形態の自動変速機は、第１〜第３の３個のシンクロメッシュ機構（噛合機構）Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を備えている。また、第１実施形態では、摩擦係合機構として、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１と第２連結体とを解除自在に連結する第１クラッチ（第１摩擦係合機構）Ｃ１と、入力軸２と第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）とを解除自在に連結する第２クラッチ（第２摩擦係合機構）Ｃ２と、第１プラネタリギヤ機構５のリングギヤＲｆ（第３要素）を変速機ケース１に解除自在に固定するブレーキ（第３摩擦係合機構）Ｂ１とを備えている。
【００３８】
第１噛合機構たる第１シンクロメッシュ機構Ｄ１は、第１連結体Ｓｆ−Ｓｒと第１クラッチＣ１とを連結する状態、第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定する状態、第１連結体Ｓｆ−Ｓｒと第１クラッチＣ１との連結を断つと共に第１クラッチＣ１の変速機ケース１への固定を解除させた状態の何れか１の状態に切換自在に構成されている。
【００３９】
第２噛合機構たる第２シンクロメッシュ機構Ｄ２は、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）を変速機ケース１に解除自在に固定する。
【００４０】
第３噛合機構たる第３シンクロメッシュ機構Ｄ３は、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第９要素）とを連結する状態、又はこの連結を断つ状態に切換自在に構成されている。
【００４１】
また、第１実施形態の自動変速機は、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）の正転（車両の前進方向の回転）を許容し、逆転（車両の後進方向の回転）を阻止する一方向クラッチＦ１が、第２シンクロメッシュ機構Ｄ２に並設されている。
【００４２】
第１実施形態においては、第３シンクロメッシュ機構Ｄ３を、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第９要素）とを連結する状態に切り換えると、一方向クラッチＦ１の働きで第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第９要素）の回転速度が「０」になる。そして、第３プラネタリギヤ機構７のサンギヤＳｒ（第７要素）が入力軸２と同一回転速度である「１」で回転し、第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第８要素）が１／（ｋ＋１）で回転して、出力軸３の回転速度が１／｛（ｋ＋１）ｑ｝となり、１速段が確立される。
【００４３】
なお、１速段において、第２シンクロメッシュ機構Ｄ２を、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）を変速機ケース１に固定する状態に切り換えれば、エンジンブレーキを効かせられる状態とすることができる。また、１速段においては、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定する状態としてもよい。これによれば、第１クラッチＣ１を係合させるだけで２速段へアップシフトすることができ、変速をスムーズに行うことができ、１速段と２速段との間の変速の制御性を向上させることができる。
【００４４】
第１クラッチＣ１を係合させ、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定する状態とし、第３シンクロメッシュ機構Ｄ３を、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第９要素）とを連結する状態とすると、第２プラネタリギヤ機構６のサンギヤＳｍ（第４要素）の回転速度が「０」、第３プラネタリギヤ機構７のサンギヤＳｒ（第７要素）の回転速度が「１」となり、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第９要素）とが同一速度で回転すると共に、第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第８要素）が第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍ（第６要素）のｑ／ｐの速度で回転して、第２プラネタリギヤ機構６と第３プラネタリギヤ機構７の速度線は図２に「２ｎｄ」で示す線になる。
【００４５】
そして、第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍ（第６要素）の回転速度は（ｊ＋１）ｐ／{（ｊ＋１）（ｋ＋１）ｑ−ｊｋｐ}、第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第８要素）の回転速度は（ｊ＋１）ｑ／{（ｊ＋１）（ｋ＋１）ｑ−ｊｋｐ}になり、出力軸３が（ｊ＋１）／{（ｊ＋１）（ｋ＋１）ｑ−ｊｋｐ}の速度で回転して、２速段が確立される。
【００４６】
ブレーキＢ１を係合させ、第３シンクロメッシュ機構Ｄ３を、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第９要素）とを連結する状態とすると、第２連結体Ｃｆ−Ｓｍが第１プラネタリギヤ機構５の出力速度Ｎ１たる１／（ｉ＋１）で回転し、第３プラネタリギヤ機構７のサンギヤＳｒ（第７要素）の回転速度が「１」となり、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第９要素）とが同一速度で回転すると共に、第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第８要素）が第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍ（第６要素）のｑ／ｐの速度で回転して、第１〜第３プラネタリギヤ機構５，６，７の速度線は図２に「３ｒｄ」で示す線になる。
【００４７】
そして、第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍ（第６要素）の回転速度は｛（ｉ＋１）（ｊ＋１）＋ｋ｝ｐ／｛（ｉ＋１）［（ｊ＋１）（ｋ＋１）ｑ−ｊｋｐ］｝、第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第８要素）の回転速度は｛（ｉ＋１）（ｊ＋１）＋ｋ｝ｑ／｛（ｉ＋１）［（ｊ＋１）（ｋ＋１）ｑ−ｊｋｐ］｝になり、出力軸３が｛（ｉ＋１）（ｊ＋１）＋ｋ｝／｛（ｉ＋１）［（ｊ＋１）（ｋ＋１）ｑ−ｊｋｐ］｝の速度で回転して、３速段が確立される。
【００４８】
なお、３速段において、図示省略したトランスミッション・コントロール・ユニット（ＴＣＵ）が車両速度等の車両情報に基づき２速段へのダウンシフトを予測している場合には、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定する状態とし、ＴＣＵが車両速度等の車両情報に基づき４速段へのアップシフトを予測している場合には、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１と第１連結体Ｓｆ−Ｓｒとを連結する状態とする。これにより、第１クラッチＣ１を係合させると共にブレーキＢ１を開放させるだけでダウンシフト又はアップシフトができ、スムーズな変速を行うことができる。
【００４９】
第１クラッチＣ１を係合させ、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１連結体Ｓｆ−Ｓｒと第１クラッチＣ１とを連結する状態にし、第３シンクロメッシュ機構Ｄ３を、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第９要素）とを連結する状態とすると、第１連結体Ｓｆ−Ｓｒ及び第２連結体Ｃｆ−Ｓｍの回転速度が「１」、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第９要素）が同一速度で回転すると共に、第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第８要素）が第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍ（第６要素）のｑ／ｐの速度で回転して、第２，第３プラネタリギヤ機構６，７の速度線は図２に「４ｔｈ」で示す線になる。
【００５０】
そして、第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍ（第６要素）の回転速度は（ｊ＋ｋ＋１）ｐ／{（ｊ＋１）（ｋ＋１）ｑ−ｊｋｐ}、第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第８要素）の回転速度は（ｊ＋ｋ＋１）ｑ／{（ｊ＋１）（ｋ＋１）ｑ−ｊｋｐ}になり、出力軸３が（ｊ＋ｋ＋１）／{（ｊ＋１）（ｋ＋１）ｑ−ｊｋｐ}の速度で回転して、４速段が確立される。
【００５１】
第２クラッチＣ２を係合させ、第３シンクロメッシュ機構Ｄ３を第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第９要素）とを連結する状態とすると、第１連結体Ｓｆ−Ｓｒ及び第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第９要素）の回転速度が「１」となり、第３プラネタリギヤ機構７の各要素が相対回転不能なロック状態となる。そして、第３プラネタリギヤ機構７の速度線は図２に示す「５ｔｈ」になって、第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第８要素）の回転速度も「１」になり、出力軸３が１／ｑの速度で回転して、５速段が確立される。
【００５２】
なお、５速段においては、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１と第１連結体Ｓｆ−Ｓｒとを連結する状態としてもよい。これにより、スムーズな変速を行うことができる。
【００５３】
第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２を係合させ、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を第１連結体Ｓｆ−Ｓｒと第１クラッチＣ１とを連結する状態にすると、第２連結体Ｃｆ−Ｓｍ及び第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）の回転速度が「１」となり、第２プラネタリギヤ機構６の各要素が相対回転不能なロック状態となる。そして、第２プラネタリギヤ機構６の速度線は図２に示す「６ｔｈ」になって、第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍ（第６要素）の回転速度も「１」となり、出力軸３が１／ｐの速度で回転して、６速段が確立される。
【００５４】
第２クラッチＣ２とブレーキＢ１を係合させると、第１連結体Ｓｆ−Ｓｒ及び第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）の回転速度が「１」、第１プラネタリギヤ機構５のリングギヤＲｆ（第３要素）の回転速度が「０」、第２連結体Ｃｆ−Ｓｍの回転速度が第１プラネタリギヤ機構５の出力速度Ｎ１になり、第１，第２プラネタリギヤ機構５，６の速度線は図２に「７ｔｈ」で示す線になる。
【００５５】
そして、第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍ（第６要素）の回転速度は｛ｉ（ｊ＋１）＋ｊ｝／{（ｉ＋１）ｊ}になり、出力軸３が｛ｉ（ｊ＋１）＋ｊ｝／{（ｉ＋１）ｊｐ}の速度で回転して、７速段が確立される。
【００５６】
なお、７速段において、図外のＴＣＵが車両速度等の車両情報に基づき６速段へのダウンシフトを予測している場合には、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１と第１連結体Ｓｆ−Ｓｒとを連結する状態とする。逆に、ＴＣＵが車両速度等の車両情報に基づき８速段へのアップシフトを予測している場合には、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定する状態とする。これにより、スムーズに変速を行うことができる。
【００５７】
第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２を係合させ、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定する状態にすると、第２連結体Ｃｆ−Ｓｍの回転速度が「０」、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）の回転速度が「１」となり、第２プラネタリギヤ機構６の速度線は図２に「８ｔｈ」で示す線になって、第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍ（第６要素）が（ｊ＋１）／ｊの速度で回転し、出力軸３が（ｊ＋１）／（ｊｐ）の速度で回転して、８速段が確立される。
【００５８】
ブレーキＢ１と第２シンクロメッシュ機構Ｄ２とを係合させると、第１プラネタリギヤ機構５のリングギヤＲｆ（第３要素）及び第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）の回転速度が「０」、第２連結体Ｃｆ−Ｓｍの回転速度がＮ１となり、第１，第２プラネタリギヤ機構５，６の速度線は図２に「Ｒｅｖ１」で示す線になって、第２プラネタリギヤ機構５のリングギヤＲｍ（第６要素）が−１／｛（ｉ＋１）ｊ｝の速度で回転し、出力軸３が−１／｛（ｉ＋１）ｊｐ｝の速度で回転して、後進１速段が確立される。
【００５９】
第１クラッチＣ１と第２シンクロメッシュ機構Ｄ２とを係合させ、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１連結体Ｓｆ−Ｓｒと第１クラッチＣ１とを連結する状態にすると、第２連結体Ｃｆ−Ｓｍの回転速度が「１」、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）の回転速度が「０」になり、第２プラネタリギヤ機構６の速度線は図２に「Ｒｅｖ２」で示す線になって、第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍ（第６要素）が−１／ｊの速度で回転し、出力軸３が−１／（ｊｐ）の速度で回転して、後進２速段が確立される。
【００６０】
ここで、後進１速段においては、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１連結体Ｓｆ−Ｓｒと第１クラッチＣ１とを連結する状態としてもよい。これによれば、第１クラッチＣ１とブレーキＢ１との係合・開放の切り換えだけで、後進１速段と後進２速段とを切り換えることができ、変速をスムーズに行うことができる。
【００６１】
なお、図２中の点線で示す速度線は、動力伝達するプラネタリギヤ機構に追従して他のプラネタリギヤ機構の各要素が回転することを表している。
【００６２】
図３は、上述した各変速段とクラッチＣ１，Ｃ２，ブレーキＢ１、及びシンクロメッシュ機構Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の係合状態との関係をまとめて表示した図であり、「○」は係合を表している。
【００６３】
また、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１の欄の「（Ｂ）」は第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定した状態としてもよいことを示し、「（Ｂ／Ｃ）」はＴＣＵにより第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定した状態、又は第１連結体Ｓｆ−Ｓｒと第１クラッチＣ１とを連結した状態の何れかの状態としてもよいことを示し、「（Ｃ）」は第１連結体Ｓｆ−Ｓｒと第１クラッチＣ１とを連結した状態としてもよいことを示している。
【００６４】
また、図３は、第１プラネタリギヤ機構５のギヤ比ｉを１・６６７、第２プラネタリギヤ機構６のギヤ比ｊを２．５００、第３プラネタリギヤ機構７のギヤ比ｋを２．８００、第１ギヤ列Ｇ１のギヤ比ｐを０．９５０、第２ギヤ列Ｇ２のギヤ比ｑを１．２５０とした場合における各変速段のギヤレシオ（入力軸２の回転速度／出力軸３の回転速度）も示している。
【００６５】
これによれば、公比（各変速段間のギヤレシオの比）が適切になると共に、１速段の公比の欄に示すレシオレンジ（１速レシオ／８速レシオ）も適切になる。
【００６６】
以上、第１実施形態の自動変速機によれば、５速段及び６速段の２つの変速段でプラネタリギヤ機構の噛合伝達効率が１００％になる。従って、従来のプラネタリギヤ機構の噛合伝達効率が１００％になる変速段が１つだけのものに比し、自動変速機全体の噛合伝達効率を向上させることができる。
【００６７】
また、図３から明らかなように、開放状態においてフリクションロスが発生する摩擦係合機構たる湿式多板クラッチの開放数は、１速段で３個、それ以外の変速段では２個以下となる。従って、従来の各変速段でのクラッチの開放数が４個であるものに比し、フリクションロスを低減し、伝達効率を向上させることができる。
【００６８】
特に、第３シンクロメッシュ機構Ｄ３は、１速段から所定の中速段たる５速段に亘る低速段域の変速段を確立させる際には係合状態となり、５速段を超える６速段から８速段に亘る高速段域の変速段を確立させる際には開放状態となる。そして、高速段域においては、クラッチＣ１，Ｃ２、ブレーキＢ１のうち２個が係合状態となるため、開放数は１個となる。従って、高速段域における伝達効率をより向上させることができ、燃費を向上させることができる。
【００６９】
[第２実施形態]
図４は、本発明の自動変速機の第２実施形態を示している。第２実施形態の自動変速機では、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第９要素）とを連結して第１連結体Ｃｍ−Ｒｒを構成し、第３噛合機構たる第３シンクロメッシュ機構Ｄ３は、第１プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｆ（第１要素）と第３プラネタリギヤ機構７のサンギヤＳｒ（第７要素）とを解除自在に連結する。他の構成は第１実施形態と同一であり、１速段から８速段及び後進１，２速段も第１実施形態と同一に確立される。
【００７０】
なお、第２実施形態においては、図５の下段に点線で示す速度線から明らかなように、動力伝達する第２プラネタリギヤ機構６に追従して回転する第３プラネタリギヤ機構７の各要素の回転速度が第１実施形態のものと異なる（６〜８速段、後進１，２速段参照）。
【００７１】
以上、第２実施形態によっても、５速段及び６速段の２つの変速段でプラネタリギヤ機構の噛合伝達効率が１００％になる。従って、従来のプラネタリギヤ機構の噛合伝達効率が１００％になる変速段が１つだけのものに比し、自動変速機全体の噛合伝達効率を向上させることができる。
【００７２】
また、開放状態においてフリクションロスが発生する摩擦係合機構たる湿式多板クラッチの開放数は、１速段で３個、それ以外の変速段では２個以下となる。従って、従来の各変速段でのクラッチの開放数が４個であるものに比し、フリクションロスを低減し、伝達効率を向上させることができる。
【００７３】
特に、第３シンクロメッシュ機構Ｄ３は、１速段から所定の中速段たる５速段に亘る低速段域の変速段を確立させる際には係合状態となり、５速段を超える６速段から８速段に亘る高速段域の変速段を確立させる際には開放状態となる。そして、高速段域においては、クラッチＣ１，Ｃ２、ブレーキＢ１のうち２個が係合状態となるため、開放数は１個となる。従って、高速段域における伝達効率をより向上させることができ、燃費を向上させることができる。
【００７４】
[第３実施形態]
図６は、本発明の自動変速機の第３実施形態を示している。この第３実施形態は、変速機ケース１内に回転自在に軸支した、図外のエンジン等の動力源に連結される入力軸２と、入力軸２と平行に配置した出力部材たる出力軸３とを備えている。出力軸３の回転は、出力軸３に固定の出力ギヤ３ａに噛合するファイナルドリブンギヤ４ａを固定したデファレンシャルギヤ４を介して車両の左右の駆動輪に伝達される。
【００７５】
また、変速機ケース１内には、第１プラネタリギヤ機構５、第２プラネタリギヤ機構６、及び第３プラネタリギヤ機構７が入力軸２と同心に配置されている。第１プラネタリギヤ機構５は、サンギヤＳｆ、リングギヤＲｆ、及びサンギヤＳｆとリングギヤＲｆとに噛合するピニオンＰｆを自転及び公転自在に支持するキャリアＣｆとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成されている。
【００７６】
第２プラネタリギヤ機構６は、サンギヤＳｍ、リングギヤＲｍ、及びサンギヤＳｍとリングギヤＲｍとに噛合するピニオンＰｆを自転及び公転自在に支持するキャリアＣｍとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成されている。第３プラネタリギヤ機構７は、サンギヤＳｒ、リングギヤＲｒ、及びサンギヤＳｒとリングギヤＲｒとに噛合するピニオンＰｒを自転及び公転自在に支持するキャリアＣｒとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成されている。
【００７７】
図７の上段に示す第１プラネタリギヤ機構５及び第２プラネタリギヤ機構６の速度線図（サンギヤ、キャリア、リングギヤの各要素の回転速度を直線で表すことができる図）を参照して、第１プラネタリギヤ機構５及び第２プラネタリギヤ機構６からなる複式プラネタリギヤ機構８は４個の回転要素を構成する。
【００７８】
速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第１回転要素Ｙ１、第２回転要素Ｙ２、第３回転要素Ｙ３、第４回転要素Ｙ４とすると、第１回転要素Ｙ１は第１プラネタリギヤ機構５のリングギヤＲｆ、第２回転要素は第１プラネタリギヤ機構５のキャリアＣｆと第２プラネタリギヤ機構６のサンギヤＳｍとを連結した連結体Ｃｆ−Ｓｍ、第３回転要素Ｙ３は第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ、第４回転要素Ｙ４は第１プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｆと第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍとを連結した連結体Ｓｆ−Ｒｍで構成される。
【００７９】
ここで、第１プラネタリギヤ機構５のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｉ、第２プラネタリギヤ機構６のギヤ比をｊとして、第１回転要素Ｙ１と第２回転要素間Ｙ２の間隔と、第２回転要素Ｙ２と第３回転要素Ｙ３間の間隔と、第３回転要素Ｙ３と第４回転要素Ｙ４間の間隔との比は、（ｊ＋１）／ｉ：ｊ：１に設定される。
【００８０】
第３実施形態の自動変速機では、第４回転要素Ｙ４を構成する第１プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｆと第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍとを一体化して、第１プラネタリギヤ機構５を第２プラネタリギヤ機構６の径方向外側に配置している。これにより、第１，第２プラネタリギヤ機構５，６を軸方向に並べて配置した場合に比し、自動変速機の軸長を短くすることができ、ＦＦ式車両への搭載性を向上させることができる。
【００８１】
図７の下段に示す第３プラネタリギヤ機構７の速度線図を参照して、第３プラネタリギヤ７のサンギヤＳｒ、キャリアＣｒ及びリングギヤＲｒから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第１要素、第２要素及び第３要素とすると、第１要素はサンギヤＳｒ、第２要素はキャリアＣｒ、第３要素はリングギヤＲｒになる。尚、サンギヤＳｒとキャリアＣｒ間の間隔とキャリアＣｒとリングギヤＲｒ間の間隔との比は、第３プラネタリギヤ機構７のギヤ比をｋとして、ｋ：１に設定される。
【００８２】
連結体Ｓｆ−Ｒｍからなる第４回転要素Ｙ４は、連結体Ｓｆ−Ｒｍに連結する第１駆動ギヤＧ１ａと、第１駆動ギヤＧ１ａに噛合し出力軸３に固定される第１従動ギヤＧ１ｂとからなる第１ギヤ列Ｇ１を介して、出力軸３に連結される。
【００８３】
第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第２要素）は、キャリアＣｒ（第２要素）に連結する第２駆動ギヤＧ２ａと、第２駆動ギヤに噛合し出力軸３に固定される第２従動ギヤＧ２ｂとからなる第２ギヤ列Ｇ２を介して、出力軸３に連結される。
【００８４】
ここで、第１ギヤ列Ｇ１のギヤ比（従動ギヤの歯数／駆動ギヤの歯数）をｐ、第２ギヤ列Ｇ２のギヤ比をｑとして、ｐ＜ｑになっている。また、第４回転要素Ｙ４と第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｒ（第２要素）は、両ギヤ列Ｇ１，Ｇ２を介して出力軸３で連結されることになる。そして、第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｒ（第２要素）は、第４回転要素Ｙ４の回転速度のｑ／ｐの速度で回転する。また、第３プラネタリギヤ機構７のサンギヤＳｒ（第１要素）が入力軸２に連結されている。
【００８５】
第３実施形態の自動変速機は、第１噛合機構たる第１シンクロメッシュ機構Ｄ１と、第２噛合機構たる第２シンクロメッシュ機構Ｄ２を備えている。
【００８６】
また、第３実施形態では、摩擦係合機構として、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１と第２回転要素Ｙ２を解除自在に連結する第１クラッチ（第１摩擦係合機構）Ｃ１と、入力軸２と第３回転要素Ｙ３とを解除自在に連結する第２クラッチ（第２摩擦係合機構）Ｃ２と、第１回転要素Ｙ１を変速機ケース１に解除自在に固定するブレーキ（第３摩擦係合機構）Ｂ１とを備えている。
【００８７】
第１シンクロメッシュ機構Ｄ１は、入力軸２と第１クラッチＣ１とを連結する状態、第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定する状態、入力軸２と第１クラッチＣ１との連結を断つと共に第１クラッチＣ１の変速機ケース１への固定を解除させた状態の何れか１の状態に切換自在に構成されている。
【００８８】
第２シンクロメッシュ機構Ｄ２は、第３回転要素Ｙ３と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第３要素）とを連結する状態、第３回転要素Ｙ３を変速機ケース１に固定する状態、第３回転要素Ｙ３と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第３要素）との連結を断つと共に第３回転要素Ｙ３の変速機ケース１への固定を解除した状態の何れか１の状態に切換自在に構成されている。
【００８９】
また、第３実施形態の自動変速機には、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍからなる第３回転要素Ｙ３の正転（車両の前進方向の回転）を許容し、逆転（車両の後進方向の回転）を阻止する一方向クラッチＦ１が設けられている。
【００９０】
第３実施形態においては、第２シンクロメッシュ機構Ｄ２を、第３回転要素Ｙ３と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第３要素）とを連結する状態に切り換えると、第３プラネタリギヤ機構７のサンギヤＳｒ（第１要素）の回転速度が「１」、一方向クラッチＦ１の働きで第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第３要素）の回転速度が「０」になり、速度線は図７に示す「１ｓｔ」になって、出力軸３が第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第２要素）の回転速度の１／ｑの速度で回転し、１速段が確立される。
【００９１】
なお、１速段においては、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定する状態としてもよい。これによれば、第１クラッチＣ１を係合させるだけで２速段へアップシフトすることができ、変速をスムーズに行うことができ、１速段と２速段との間の変速の制御性を向上させることができる。
【００９２】
第１クラッチＣ１を係合させ、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定する状態にし、第３回転要素Ｙ３と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第３要素）とを連結する状態とすると、第２回転要素Ｙ２の回転速度が「０」、第３プラネタリギヤ機構７のサンギヤＳｒ（第１要素）の回転速度が「１」となり、第３回転要素Ｙ３と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第３要素）とが同一速度で回転すると共に、第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第２要素）が第４回転要素Ｙ４のｑ／ｐの速度で回転して、複式プラネタリギヤ機構８と第３プラネタリギヤ機構７の速度線は図７に「２ｎｄ」で示す線になり、出力軸３が第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第２要素）の回転速度の１／ｑの速度で回転し、２速段が確立される。
【００９３】
ブレーキＢ１を係合させ、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１と入力軸２との連結を断つと共に第１クラッチＣ１の変速機ケース１への固定を解除させた状態とし、第２シンクロメッシュ機構Ｄ２を、第３回転要素Ｙ３と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第３要素）とを連結する状態とすると、第１回転要素Ｙ１の回転速度が「０」、第３プラネタリギヤ機構７のサンギヤＳｒ（第１要素）の回転速度が「１」となる。
【００９４】
そして、第３回転要素Ｙ３と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第３要素）とが同一速度で回転すると共に、第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第２要素）が第４回転要素Ｙ４の回転速度のｑ／ｐで回転して、速度線は図７に示す「３ｒｄ」になり、出力軸３が第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第２要素）の回転速度の１／ｑの速度で回転し、３速段が確立される。
【００９５】
なお、３速段において、図外のＴＣＵが車両速度等の車両情報に基づき２速段へのダウンシフトを予測している場合には、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定する状態とし、前記ＴＣＵが車両速度等の車両情報に基づき４速段へのアップシフトを予測している場合には、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１と入力軸２とを連結させる状態とする。
【００９６】
これにより、第１クラッチＣ１を係合させると共にブレーキＢ１を開放させるだけで、２速段へのダウンシフト又は４速段へのアップシフトをすることができ、スムーズな変速を行うことができる。
【００９７】
第１クラッチＣ１を係合させ、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１と入力軸２とを連結した状態とし、第２シンクロメッシュ機構Ｄ２を、第３回転要素Ｙ３と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第３要素）とを連結した状態とすると、第２回転要素Ｙ２及び第３プラネタリギヤ機構７のサンギヤＳｒ（第１要素）の回転速度が「１」となり、第３回転要素Ｙ３と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第３要素）とが同一速度で回転すると共に、第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第２要素）が第４回転要素Ｙ４のｑ／ｐの速度で回転して、速度線が図７に「４ｔｈ」で示す線になり、出力軸３が第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第２要素）の回転速度の１／ｑの速度で回転し、４速段が確立される。
【００９８】
第２クラッチＣ２を係合させ、第２シンクロメッシュ機構Ｄ２を、第３回転要素Ｙ３と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第３要素）とを連結する状態とすると、第３プラネタリギヤ機構７のサンギヤＳｒ（第１要素）、リングギヤＲｒ（第３要素）及び第３回転要素Ｙ３の回転速度が「１」となり、第３プラネタリギヤ機構７の各要素が相対回転不能なロック状態となる。そして、第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第２要素）の回転速度も「１」である「５ｔｈ」になって、出力軸３が１／ｑの速度で回転し、５速段が確立される。
【００９９】
なお、５速段においては、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１と入力軸２とを連結した状態としてもよい。これによれば、第２クラッチＣ２を開放して第１クラッチＣ１を係合させるだけで４速段へダウンシフトすることができ、また、第１クラッチＣ１を係合させ、第２シンクロメッシュ機構Ｄ２を、第３回転要素Ｙ３と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第３要素）の連結を断つと共に第３回転要素Ｙ３の変速機ケース１への固定を解除させた状態とするだけで、６速段へアップシフトすることができる。従って、変速をスムーズに行うことができる。
【０１００】
第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２を係合させ、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１と入力軸２とを連結した状態にし、第２シンクロメッシュ機構Ｄ２を、第３回転要素Ｙ３と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第３要素）との連結を断つと共に第３回転要素Ｙ３の変速機ケース１への固定を解除させた状態にすると、第２回転要素Ｙ２、及び第３回転要素Ｙ３の回転速度が「１」とな複式プラネタリギヤ機構８の各要素が相対回転不能なロック状態となる。そして、第４回転要素Ｙ４の回転速度も「１」である「６ｔｈ」になって、出力軸３が１／ｐの速度で回転し、６速段が確立される。
【０１０１】
第２クラッチＣ２とブレーキＢ１を係合させ、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１と入力軸２との連結を断つと共に第１クラッチＣ１の変速機ケース１への固定を解除させた状態とすると、第１回転要素Ｙ１の回転速度が「０」、第３回転要素Ｙ３の回転速度が「１」となり、複式プラネタリギヤ機構８の速度線が図７の上段の速度線図に「７ｔｈ」で示す線になって、出力軸３が第４回転要素Ｙ４の回転速度の１／ｐの速度で回転し、７速段が確立される。
【０１０２】
なお、７速段においては、図外のＴＣＵが車両速度等の車両情報に基づき６速段へのダウンシフトを予測している場合には、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１と入力軸２とを連結させる状態とし、前記ＴＣＵが車両速度等の車両情報に基づき８速段へのアップシフトを予測している場合には、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定する状態とする。
【０１０３】
これにより、第１クラッチＣ１を係合させると共にブレーキＢ１を開放させるだけで、６速段へのダウンシフト又は８速段へのアップシフトをすることができ、スムーズな変速を行うことができる。
【０１０４】
第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２を係合させ、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定する状態にすると、第２回転要素Ｙ２の回転速度が「０」、第３回転要素Ｙ３の回転速度が「１」となり、複式プラネタリギヤ機構８の速度線が図７に「８ｔｈ」で示す線になって、出力軸３が第４回転要素Ｙ４の回転速度の１／ｐの速度で回転し、８速段が確立される。
【０１０５】
第１クラッチＣ１を係合させ、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１と入力軸２とを連結する状態とし、第２シンクロメッシュ機構Ｄ２を、第３回転要素Ｙ３を変速機ケース１に固定する状態とすると、第２回転要素Ｙ２の回転速度が「１」、第３回転要素Ｙ３の回転速度が「０」となり、複式プラネタリギヤ機構８の速度線が図７に「Ｒｅｖ」で示す線になって、第４回転要素Ｙ４が逆転（後進方向の回転）し、出力軸３が第４回転要素Ｙ４の回転速度の１／ｐで回転して、後進段が確立される。
【０１０６】
図８は、各変速段におけるクラッチＣ１，Ｃ２、ブレーキＢ１、及びシンクロメッシュ機構Ｄ１，Ｄ２の係合状態との関係をまとめて表示した図であり、「○」は係合を表している。
【０１０７】
また、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１の欄の「（Ｂ）」は第１クラッチを変速機ケース１に固定した状態としてもよいことを示し、「（Ｂ／Ｃ）」はＴＣＵにより第１クラッチを変速機ケース１に固定した状態、又は入力軸２と第１クラッチＣ１とを連結した状態の何れかの状態としてもよいことを示し、「（Ｃ）」は入力軸２と第１クラッチＣ１とを連結した状態としてもよいことを示している。
【０１０８】
以上、第３実施形態によっても、５速段及び６速段の２つの変速段でプラネタリギヤ機構の噛合伝達効率が１００％になる。従って、従来のプラネタリギヤ機構の噛合伝達効率が１００％になる変速段が１つだけのものに比し、自動変速機全体の噛合伝達効率を向上させることができる。
【０１０９】
また、図８から明らかなように、開放状態においてフリクションロスが発生する摩擦係合機構たる湿式多板クラッチの開放数は、１速段で３個、それ以外の変速段では２個以下となる。従って、従来の各変速段でのクラッチの開放数が４個であるものに比し、フリクションロスを低減し、伝達効率を向上させることができる。
【０１１０】
特に、第３シンクロメッシュ機構Ｄ３は、１速段から所定の中速段たる５速段に亘る低速段域の変速段を確立させる際には係合状態となり、５速段を超える６速段から８速段に亘る高速段域の変速段を確立させる際には開放状態となる。そして、高速段域においては、クラッチＣ１，Ｃ２、ブレーキＢ１のうち２個が係合状態となるため、開放数は１個となる。従って、高速段域における伝達効率をより向上させることができ、燃費を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１１１】
１…変速機ケース、２…入力軸（入力部材）、３…出力軸（出力部材）、３ａ…出力ギヤ、４…デファレンシャルギヤ、４ａ…ファイナルドリブンギヤ、５…第１プラネタリギヤ機構、６…第２プラネタリギヤ機構、７…第３プラネタリギヤ機構、８…複式プラネタリギヤ機構、Ｓｆ…第１プラネタリギヤ機構のサンギヤ（第１，第２実施形態の第１要素）、Ｃｆ…第１プラネタリギヤ機構のキャリア（第１，第２実施形態の第２要素）、Ｒｆ…第１プラネタリギヤ機構のリングギヤ（第１，第２実施形態の第３要素）、Ｓｍ…第２プラネタリギヤ機構のサンギヤ（第４要素）、Ｃｍ…第２プラネタリギヤ機構のキャリア（第５要素）、Ｒｍ…第２プラネタリギヤ機構のリングギヤ（第６要素）、Ｓｒ…第３プラネタリギヤ機構のサンギヤ（第１，第２実施形態の第７要素。第３実施形態の第１要素）、Ｃｒ…第３プラネタリギヤ機構のキャリア（第１，第２実施形態の第８要素。第３実施形態の第２要素）、Ｒｒ…第３プラネタリギヤ機構のリングギヤ（第１，第２実施形態の第９要素。第３実施形態の第３要素）、Ｃ１…第１クラッチ（第１摩擦係合機構）、Ｃ２…第２クラッチ（第２摩擦係合機構）、Ｂ１…ブレーキ（第３摩擦係合機構）、Ｄ１…第１シンクロメッシュ機構（第１噛合機構）、Ｄ２…第２シンクロメッシュ機構（第２噛合機構）、Ｄ３…第３シンクロメッシュ機構（第３噛合機構）、Ｇ１…第１ギヤ列、Ｇ１ａ…駆動ギヤ、Ｇ１ｂ…従動ギヤ、Ｇ２…第２ギヤ列、Ｇ２ａ…駆動ギヤ、Ｇ２ｂ…従動ギヤ、Ｙ１〜Ｙ４…第１〜第４回転要素。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力軸の回転を入力軸と同心に配置した複数のプラネタリギヤ機構を介して複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１により、入力用の第１プラネタリギヤ機構と変速用の複式プラネタリギヤ機構と６個の摩擦係合機構とを用いて、前進８段の変速を行うことができるようにした自動変速機が知られている。このもので複式プラネタリギヤ機構は、第２と第３の２つのプラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤの一部を互いに連結することで構成される４つの回転要素を有する。例えば、第２プラネタリギヤ機構のサンギヤと第３プラネタリギヤ機構のキャリアとを連結することで構成される第１回転要素と、第２プラネタリギヤ機構のキャリアと第３プラネタリギヤ機構のリングギヤとを連結することで構成される第２回転要素と、第２プラネタリギヤ機構のリングギヤから成る第３回転要素と、第３プラネタリギヤ機構のサンギヤから成る第４回転要素とを有する。これら第１〜第４回転要素は、速度線図においてギヤ比に対応する間隔を存して順に並ぶ。そして、第３回転要素が出力部材に連結される。
【０００３】
また、摩擦係合機構として、入力部材の回転を第１プラネタリギヤ機構を介して第４回転要素に伝達する状態とこの伝達を断つ状態とに切換自在な第１クラッチと、入力部材の回転を第１プラネタリギヤ機構を介して第１回転要素に伝達する状態とこの伝達を断つ状態とに切換自在な第２クラッチと、入力部材と第２回転要素とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第３クラッチと、入力部材と第１回転要素とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第４クラッチと、第１回転要素を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第１ブレーキと、第２回転要素を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第２ブレーキとを備えている。
【０００４】
以上の構成によれば、第１クラッチと第２ブレーキとを係合することで１速段が確立され、第１クラッチと第１ブレーキとを係合することで２速段が確立され、第１クラッチと第２クラッチとを係合することで３速段が確立され、第１クラッチと第４クラッチとを係合することで４速段が確立され、第１クラッチと第３クラッチとを係合することで５速段が確立され、第３クラッチと第４クラッチとを係合することで６速段が確立され、第２クラッチと第３クラッチとを係合することで７速段が確立され、第３クラッチと第１ブレーキとを係合することで８速段が確立される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１３０１５２号公報（図１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来例のものでは、プラネタリギヤ機構の噛合伝達効率が１００％であるロック状態になる変速段は６速段のみであって、全体として噛合伝達効率が悪いという不具合がある。また、上記従来例のものは、６個の摩擦係合機構のうち各変速段において係合する摩擦係合機構の数が２個になるため、開放している残りの４個の摩擦係合機構の引き摺りによるフリクションロスが大きくなり、全体として変速機の効率が悪化するという不具合がある。
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑み、全体として伝達効率を向上させた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】
【０００８】
本発明の第１の態様は、入力軸の回転を該入力軸と同心に配置した複数のプラネタリギヤ機構を介して複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機であって、第１プラネタリギヤ機構、第２プラネタリギヤ機構及び第３プラネタリギヤ機構を備え、前記第１プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１要素、第２要素及び第３要素とし、前記第２プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第４要素、第５要素及び第６要素とし、前記第３プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第７要素、第８要素及び第９要素として、前記入力軸に平行に配置した出力部材たる出力軸に、前記第６要素が第１ギヤ列を介して連結されると共に、前記第８要素が第１ギヤ列とは異なるギヤ比の第２ギヤ列を介して連結され、前記第１要素と前記第７要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第２要素と前記第４要素とを連結して第２連結体が構成され、前記第１連結体が前記入力軸に連結され、第１〜第３の３つの噛合機構と、前記第１噛合機構と前記第２連結体とを解除自在に連結する第１摩擦係合機構と、前記入力軸と前記第５要素とを解除自在に連結する第２摩擦係合機構と、前記第３要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第３摩擦係合機構とを備え、前記第１噛合機構は、前記第１連結体と前記第１摩擦係合機構とを連結する状態、前記第１摩擦係合機構を前記変速機ケースに固定する状態、前記第１連結体と前記第１摩擦係合機構との連結を断つと共に前記第１摩擦係合機構の前記変速機ケースへの固定を解除させた状態の何れか１の状態に切換自在に構成され、前記第２噛合機構は、前記第５要素を前記変速機ケースに解除自在に固定し、前記第３噛合機構は、前進１速段から前進４速段以上の所定の中速段に亘る低速段域の全ての変速段を確立させる際には、前記第５要素と前記第９要素とを連結する状態に切換えられ、前記中速段を超える変速段からなる高速段域の全ての変速段を確立させる際には、前記第５要素と前記第９要素との連結を断つ状態に切換えられることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、第２プラネタリギヤ機構の各要素が相対回転不能なロック状態となり第２プラネタリギヤ機構の第６要素から出力軸に出力される変速段、及び第３プラネタリギヤ機構の各要素が相対回転不能なロック状態となり第３プラネタリギヤ機構の第８要素から出力軸に出力される変速段の２つの変速段で、プラネタリギヤ機構の噛合伝達効率が１００％になる。
【００１０】
従って、従来のプラネタリギヤ機構の噛合伝達効率が１００％になる変速段が１つだけのものに比し、自動変速機全体としての噛合伝達効率を向上させることができる。
【００１１】
また、本発明の第１の態様では、係合機構として、開放状態においてフリクションロスが発生する摩擦係合機構が３個、開放状態においてもフリクションロスが発生しない噛合機構を３個備える。従って、全ての変速段においてフリクションロスが発生する摩擦係合機構の開放数が３個以下になり、従来の全ての変速段において開放数が４個となるものに比し、自動変速機の伝達効率を向上させることができる。
【００１２】
即ち、１速段を除く前記低速段域では３個の摩擦係合機構のうち１個が係合状態となるため、前記低速段域における摩擦係合機構の開放数は２個となり、前記低速段域における伝達効率を向上させることができる一方、第３噛合機構が開放状態となる前記高速段域では３個の摩擦係合機構のうち２個が係合状態となるため、前記高速段域における摩擦係合機構の開放数は１個となり、前記高速段域における伝達効率をより向上させることができるので、全ての変速段域に亘って燃費を向上させることができる。
【００１３】
本発明の第２の態様は、入力軸の回転を該入力軸と同心に配置した複数のプラネタリギヤ機構を介して複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機であって、第１プラネタリギヤ機構、第２プラネタリギヤ機構及び第３プラネタリギヤ機構を備え、前記第１プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１要素、第２要素及び第３要素とし、前記第２プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第４要素、第５要素及び第６要素とし、前記第３プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第７要素、第８要素及び第９要素として、前記入力軸に平行に配置した出力部材たる出力軸に、前記第６要素が第１ギヤ列を介して連結されると共に、前記第８要素が第１ギヤ列とは異なるギヤ比の第２ギヤ列を介して連結され、前記第５要素と前記第９要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第２要素と前記第４要素とを連結して第２連結体が構成され、前記第１要素が前記入力軸に連結され、第１〜第３の３つの噛合機構と、前記第１噛合機構と前記第２連結体を解除自在に連結する第１摩擦係合機構と、前記入力軸と前記第５要素とを解除自在に連結する第２摩擦係合機構と、前記第３要素を前記変速機ケースに解除自在に連結する第３摩擦係合機構とを備え、前記第１噛合機構は、前記第１要素と前記第１摩擦係合機構とを連結する状態、前記第１摩擦係合機構を前記変速機ケースに固定する状態、前記第１要素と前記第１摩擦係合機構との連結を断つと共に前記第１摩擦係合機構の前記変速機ケースへの固定を解除させた状態の何れか１の状態に切換自在に構成され、前記第２噛合機構は、前記第１連結体を前記変速機ケースに解除自在に固定し、前記第３噛合機構は、前進１速段から前進４速段以上の所定の中速段に亘る低速段の全ての変速段域を確立させる際には、前記第１要素と前記第７要素とを連結する状態に切換えられ、前記中速段を超える変速段からなる高速段域の全ての変速段を確立させる際には、前記第１要素と前記第７要素との連結を断つ状態に切換えられることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第２の態様においても、第２プラネタリギヤ機構の各要素が相対回転不能なロック状態となり第２プラネタリギヤ機構の第６要素から出力軸に出力される変速段、及び第３プラネタリギヤ機構の各要素が相対回転不能なロック状態となり第３プラネタリギヤ機構の第８要素から出力軸に出力される変速段の２つの変速段で、プラネタリギヤ機構の噛合伝達効率が１００％になる。
【００１５】
従って、従来のプラネタリギヤ機構の噛合伝達効率が１００％になる変速段が１つだけのものに比し、自動変速機全体としての噛合伝達効率を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明の第２の態様においても、係合機構として、開放状態においてフリクションロスが発生する摩擦係合機構が３個、開放状態においてもフリクションロスが発生しない噛合機構を３個備える。従って、全ての変速段においてフリクションロスが発生する摩擦係合機構の開放数が３個以下になり、従来の全ての変速段において開放数が４個となるものに比し、自動変速機の伝達効率を向上させることができる。
【００１７】
即ち、１速段を除く前記低速段域では３個の摩擦係合機構のうち１個が係合状態となるため、前記低速段域における摩擦係合機構の開放数は２個となり、前記低速段域における伝達効率を向上させることができる一方、第３噛合機構が開放状態となる前記高速段域では３個の摩擦係合機構のうち２個が係合状態となるため、前記高速段域における摩擦係合機構の開放数は１個となり、前記高速段域における伝達効率をより向上させることができるので、全ての変速段域に亘って燃費を向上させることができる。
【００１８】
本発明の第３の態様には、入力軸の回転を該入力軸と同心に配置した複数のプラネタリギヤ機構を介して複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機であって、第１プラネタリギヤ機構、第２プラネタリギヤ機構及び第３プラネタリギヤ機構を備え、前記第２プラネタリギヤ機構及び前記第３プラネタリギヤ機構とで複式プラネタリギヤ機構が構成され、前記第１プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素、及び前記第２プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素は、速度線図においてギヤ比に対応する間隔で並ぶ４個の回転要素を構成し、これら回転要素を速度線図における並び順に夫々第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素、第４回転要素とし、前記第３プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１要素、第２要素及び第３要素として、前記入力軸に平行に配置した出力部材たる出力軸に、前記第４回転要素が第１ギヤ列を介して連結されると共に、前記第２要素が第１ギヤ列とは異なるギヤ比の第２ギヤ列を介して連結され、前記第１要素が前記入力軸に連結され、第１と第２の２つの噛合機構と、前記第１噛合機構と前記第２回転要素を解除自在に連結する第１摩擦係合機構と、前記入力軸と前記第３回転要素とを解除自在に連結する第２摩擦係合機構と、前記第１回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第３摩擦係合機構とを備え、前記第１噛合機構は、前記入力軸と第１摩擦係合機構とを連結する状態、前記第１摩擦係合機構を前記変速機ケースに固定する状態、前記入力軸と第１摩擦係合機構との連結を断つと共に前記第１摩擦係合機構の前記変速機ケースへの固定を解除させた状態の何れか１の状態に切換自在に構成され、前記第２噛合機構は、前記第３回転要素と前記第３要素とを連結する状態、前記第３回転要素を前記変速機ケースに固定する状態、前記第３回転要素と前記第３要素との連結を断つと共に前記第３回転要素の前記変速機ケースへの固定を解除させた状態の何れか１の状態に切換自在に構成されると共に、前進１速段から前進４速段以上の所定の中速段に亘る低速段域の全ての変速段を確立させる際には、前記第３回転要素と前記第３要素とを連結する状態に切換えられ、前記所定の中速段を超える変速段からなる高速段域の全ての変速段を確立させる際には、前記第３回転要素と前記第３要素との連結を断つと共に前記第３回転要素の前記変速機ケースへの固定が解除された状態に切換えられることを特徴とする。
【００１９】
本発明の第３の態様においても、第１プラネタリギヤ機構及び第２プラネタリギヤ機構の各要素が相対回転不能なロック状態となり第４回転要素から出力軸に出力される変速段、及び第３プラネタリギヤ機構の各要素が相対回転不能なロック状態となり第３プラネタリギヤ機構の第２要素から出力軸に出力される変速段の２つの変速段で、プラネタリギヤ機構の噛合伝達効率が１００％になる。
【００２０】
従って、従来のプラネタリギヤ機構の噛合伝達効率が１００％になる変速段が１つだけのものに比し、自動変速機全体としての噛合伝達効率を向上させることができる。
【００２１】
また、本発明の第３の態様では、係合機構として、開放状態においてフリクションロスが発生する摩擦係合機構が３個、開放状態においてもフリクションロスが発生しない噛合機構を２個備える。従って、全ての変速段においてフリクションロスが発生する摩擦係合機構の開放数が３個以下になり、従来の全ての変速段において開放数が４個となるものに比し、自動変速機の伝達効率を向上させることができる。
【００２２】
即ち、１速段を除く前記低速段域では３個の摩擦係合機構のうち１個が係合状態となるため、前記低速段域における摩擦係合機構の開放数は２個となり、前記低速段域における伝達効率を向上させることができる一方、第２噛合機構が開放状態となる前記高速段域では３個の摩擦係合機構のうち２個が係合状態となるため、前記高速段域における摩擦係合機構の開放数は１個となり、前記高速段域における伝達効率をより向上させることができるので、全ての変速段域に亘って燃費を向上させることができる。
【００２３】
本発明の第３の態様において、第４回転要素は、第１プラネタリギヤ機構のサンギヤと第２プラネタリギヤ機構のリングギヤとを連結し一体化して構成され、第１プラネタリギヤ機構が前記第２プラネタリギヤ機構の径方向外側に配置されることが好ましい。
【００２４】
このように、第１プラネタリギヤ機構を第２プラネタリギヤ機構の径方向外側に配置することにより、第１及び第２プラネタリギヤ機構を軸方向に並べた場合に対し、自動変速機の軸長を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の自動変速機の第１実施形態のスケルトン図。
【図２】第１実施形態のプラネタリギヤ機構の速度線図。
【図３】第１実施形態の各変速段での各係合要素の係合状態をまとめて示した図。
【図４】本発明の自動変速機の第２実施形態のスケルトン図。
【図５】第２実施形態のプラネタリギヤ機構の速度線図。
【図６】本発明の自動変速機の第３実施形態のスケルトン図。
【図７】第３実施形態のプラネタリギヤ機構の速度線図。
【図８】第３実施形態の各変速段での各係合要素の係合状態をまとめて示した図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
[第１実施形態]
図１は、本発明の自動変速機の第１実施形態を示している。この第１実施形態は、変速機ケース１内に回転自在に軸支した、図外のエンジン等の動力源に連結される入力軸２と、入力軸２と平行に配置した出力部材たる出力軸３とを備えている。出力軸３の回転は、出力軸３に固定の出力ギヤ３ａに噛合するファイナルドリブンギヤ４ａを固定したデファレンシャルギヤ４を介して車両の左右の駆動輪に伝達される。
【００２７】
また、変速機ケース１内には、第１プラネタリギヤ機構５、第２プラネタリギヤ機構６、及び第３プラネタリギヤ機構７が入力軸２と同心に配置されている。第１プラネタリギヤ機構５は、サンギヤＳｆ、リングギヤＲｆ、及びサンギヤＳｆとリングギヤＲｆとに噛合するピニオンＰｆを自転及び公転自在に支持するキャリアＣｆとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成されている。
【００２８】
第２プラネタリギヤ機構６は、サンギヤＳｍ、リングギヤＲｍ、及びサンギヤＳｍとリングギヤＲｍとに噛合するピニオンＰｆを自転及び公転自在に支持するキャリアＣｍとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成されている。第３プラネタリギヤ機構７は、サンギヤＳｒ、リングギヤＲｒ、及びサンギヤＳｒとリングギヤＲｒとに噛合するピニオンＰｒを自転及び公転自在に支持するキャリアＣｒとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成されている。
【００２９】
図２の上段に示す第１プラネタリギヤ機構５の速度線図（サンギヤ、キャリア、リングギヤの３個の要素の回転速度を直線で表すことができる図）を参照して、第１プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｆ、キャリアＣｆ及びリングギヤＲｆから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第１要素、第２要素及び第３要素とすると、第１要素はサンギヤＳｆ、第２要素はキャリアＣｆ、第３要素はリングギヤＲｆになる。
【００３０】
ここで、サンギヤＳｆとキャリアＣｆ間の間隔とキャリアＣｆとリングギヤＲｆ間の間隔との比は、第１プラネタリギヤ機構５のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｉとして、ｉ：１に設定される。尚、速度線図において、下の横線と上の横線は夫々回転速度が「０」と「１」（入力軸２と同じ回転速度）であることを示している。
【００３１】
図２の中段に示す第２プラネタリギヤ機構６の速度線図を参照して、第２プラネタリギヤ機構６のサンギヤＳｍ、キャリアＣｍ及びリングギヤＲｍから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第４要素、第５要素及び第６要素とすると、第４要素はサンギヤＳｍ、第５要素はキャリアＣｍ、第６要素はリングギヤＲｍになる。尚、サンギヤＳｍとキャリアＣｍ間の間隔とキャリアＣｍとリングギヤＲｍ間の間隔との比は、第２プラネタリギヤ機構６のギヤ比をｊとして、ｊ：１に設定される。
【００３２】
図２の下段に示す第３プラネタリギヤ機構７の速度線図を参照して、第３プラネタリギヤ機構７のサンギヤＳｒ、キャリアＣｒ及びリングギヤＲｒから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第７要素、第８要素及び第９要素とすると、第７要素はサンギヤＳｒ、第８要素はキャリアＣｒ、第９要素はリングギヤＲｒになる。尚、サンギヤＳｒとキャリアＣｒ間の間隔とキャリアＣｒとリングギヤＲｒ間の間隔との比は、第３プラネタリギヤ機構７のギヤ比をｋとして、ｋ：１に設定される。
【００３３】
第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍ（第６要素）は、リングギヤＲｍ（第６要素）に連結する第１駆動ギヤＧ１ａと、第１駆動ギヤＧ１ａに噛合し出力軸３に固定される第１従動ギヤＧ１ｂとからなる第１ギヤ列Ｇ１を介して、出力軸３に連結される。
【００３４】
第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第８要素）は、キャリアＣｒ（第８要素）に連結する第２駆動ギヤＧ２ａと、第２駆動ギヤＧ２ａに噛合し出力軸３に固定される第２従動ギヤＧ２ｂとからなる第２ギヤ列Ｇ２を介して、出力軸３に連結される。
【００３５】
ここで、第１ギヤ列Ｇ１のギヤ比（従動ギヤの歯数／駆動ギヤの歯数）をｐ、第２ギヤ列Ｇ２のギヤ比をｑとして、ｐ＜ｑになっている。また、第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍと第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｒは、両ギヤ列Ｇ１，Ｇ２を介して出力軸３で連結されることになる。そして、第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｒは、第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍの回転速度のｑ／ｐの速度で回転する。
【００３６】
また、第１プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｆ（第１要素）と第３プラネタリギヤ機構７のサンギヤＳｒ（第７要素）とを連結して第１連結体Ｓｆ−Ｓｒが構成され、第１プラネタリギヤ機構５のキャリアＣｆ（第２要素）と第２プラネタリギヤ機構６のサンギヤＳｍ（第４要素）とを連結して第２連結体Ｃｆ−Ｓｍが構成され、第１連結体Ｓｆ−Ｓｒが入力軸２に連結されている。
【００３７】
第１実施形態の自動変速機は、第１〜第３の３個のシンクロメッシュ機構（噛合機構）Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を備えている。また、第１実施形態では、摩擦係合機構として、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１と第２連結体とを解除自在に連結する第１クラッチ（第１摩擦係合機構）Ｃ１と、入力軸２と第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）とを解除自在に連結する第２クラッチ（第２摩擦係合機構）Ｃ２と、第１プラネタリギヤ機構５のリングギヤＲｆ（第３要素）を変速機ケース１に解除自在に固定するブレーキ（第３摩擦係合機構）Ｂ１とを備えている。
【００３８】
第１噛合機構たる第１シンクロメッシュ機構Ｄ１は、第１連結体Ｓｆ−Ｓｒと第１クラッチＣ１とを連結する状態、第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定する状態、第１連結体Ｓｆ−Ｓｒと第１クラッチＣ１との連結を断つと共に第１クラッチＣ１の変速機ケース１への固定を解除させた状態の何れか１の状態に切換自在に構成されている。
【００３９】
第２噛合機構たる第２シンクロメッシュ機構Ｄ２は、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）を変速機ケース１に解除自在に固定する。
【００４０】
第３噛合機構たる第３シンクロメッシュ機構Ｄ３は、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第９要素）とを連結する状態、又はこの連結を断つ状態に切換自在に構成されている。
【００４１】
また、第１実施形態の自動変速機は、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）の正転（車両の前進方向の回転）を許容し、逆転（車両の後進方向の回転）を阻止する一方向クラッチＦ１が、第２シンクロメッシュ機構Ｄ２に並設されている。
【００４２】
第１実施形態においては、第３シンクロメッシュ機構Ｄ３を、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第９要素）とを連結する状態に切り換えると、一方向クラッチＦ１の働きで第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第９要素）の回転速度が「０」になる。そして、第３プラネタリギヤ機構７のサンギヤＳｒ（第７要素）が入力軸２と同一回転速度である「１」で回転し、第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第８要素）が１／（ｋ＋１）で回転して、出力軸３の回転速度が１／｛（ｋ＋１）ｑ｝となり、１速段が確立される。
【００４３】
なお、１速段において、第２シンクロメッシュ機構Ｄ２を、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）を変速機ケース１に固定する状態に切り換えれば、エンジンブレーキを効かせられる状態とすることができる。また、１速段においては、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定する状態としてもよい。これによれば、第１クラッチＣ１を係合させるだけで２速段へアップシフトすることができ、変速をスムーズに行うことができ、１速段と２速段との間の変速の制御性を向上させることができる。
【００４４】
第１クラッチＣ１を係合させ、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定する状態とし、第３シンクロメッシュ機構Ｄ３を、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第９要素）とを連結する状態とすると、第２プラネタリギヤ機構６のサンギヤＳｍ（第４要素）の回転速度が「０」、第３プラネタリギヤ機構７のサンギヤＳｒ（第７要素）の回転速度が「１」となり、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第９要素）とが同一速度で回転すると共に、第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第８要素）が第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍ（第６要素）のｑ／ｐの速度で回転して、第２プラネタリギヤ機構６と第３プラネタリギヤ機構７の速度線は図２に「２ｎｄ」で示す線になる。
【００４５】
そして、第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍ（第６要素）の回転速度は（ｊ＋１）ｐ／{（ｊ＋１）（ｋ＋１）ｑ−ｊｋｐ}、第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第８要素）の回転速度は（ｊ＋１）ｑ／{（ｊ＋１）（ｋ＋１）ｑ−ｊｋｐ}になり、出力軸３が（ｊ＋１）／{（ｊ＋１）（ｋ＋１）ｑ−ｊｋｐ}の速度で回転して、２速段が確立される。
【００４６】
ブレーキＢ１を係合させ、第３シンクロメッシュ機構Ｄ３を、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第９要素）とを連結する状態とすると、第２連結体Ｃｆ−Ｓｍが第１プラネタリギヤ機構５の出力速度Ｎ１たる１／（ｉ＋１）で回転し、第３プラネタリギヤ機構７のサンギヤＳｒ（第７要素）の回転速度が「１」となり、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第９要素）とが同一速度で回転すると共に、第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第８要素）が第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍ（第６要素）のｑ／ｐの速度で回転して、第１〜第３プラネタリギヤ機構５，６，７の速度線は図２に「３ｒｄ」で示す線になる。
【００４７】
そして、第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍ（第６要素）の回転速度は｛（ｉ＋１）（ｊ＋１）＋ｋ｝ｐ／｛（ｉ＋１）［（ｊ＋１）（ｋ＋１）ｑ−ｊｋｐ］｝、第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第８要素）の回転速度は｛（ｉ＋１）（ｊ＋１）＋ｋ｝ｑ／｛（ｉ＋１）［（ｊ＋１）（ｋ＋１）ｑ−ｊｋｐ］｝になり、出力軸３が｛（ｉ＋１）（ｊ＋１）＋ｋ｝／｛（ｉ＋１）［（ｊ＋１）（ｋ＋１）ｑ−ｊｋｐ］｝の速度で回転して、３速段が確立される。
【００４８】
なお、３速段において、図示省略したトランスミッション・コントロール・ユニット（ＴＣＵ）が車両速度等の車両情報に基づき２速段へのダウンシフトを予測している場合には、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定する状態とし、ＴＣＵが車両速度等の車両情報に基づき４速段へのアップシフトを予測している場合には、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１と第１連結体Ｓｆ−Ｓｒとを連結する状態とする。これにより、第１クラッチＣ１を係合させると共にブレーキＢ１を開放させるだけでダウンシフト又はアップシフトができ、スムーズな変速を行うことができる。
【００４９】
第１クラッチＣ１を係合させ、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１連結体Ｓｆ−Ｓｒと第１クラッチＣ１とを連結する状態にし、第３シンクロメッシュ機構Ｄ３を、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第９要素）とを連結する状態とすると、第１連結体Ｓｆ−Ｓｒ及び第２連結体Ｃｆ−Ｓｍの回転速度が「１」、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第９要素）が同一速度で回転すると共に、第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第８要素）が第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍ（第６要素）のｑ／ｐの速度で回転して、第２，第３プラネタリギヤ機構６，７の速度線は図２に「４ｔｈ」で示す線になる。
【００５０】
そして、第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍ（第６要素）の回転速度は（ｊ＋ｋ＋１）ｐ／{（ｊ＋１）（ｋ＋１）ｑ−ｊｋｐ}、第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第８要素）の回転速度は（ｊ＋ｋ＋１）ｑ／{（ｊ＋１）（ｋ＋１）ｑ−ｊｋｐ}になり、出力軸３が（ｊ＋ｋ＋１）／{（ｊ＋１）（ｋ＋１）ｑ−ｊｋｐ}の速度で回転して、４速段が確立される。
【００５１】
第２クラッチＣ２を係合させ、第３シンクロメッシュ機構Ｄ３を第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第９要素）とを連結する状態とすると、第１連結体Ｓｆ−Ｓｒ及び第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第９要素）の回転速度が「１」となり、第３プラネタリギヤ機構７の各要素が相対回転不能なロック状態となる。そして、第３プラネタリギヤ機構７の速度線は図２に示す「５ｔｈ」になって、第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第８要素）の回転速度も「１」になり、出力軸３が１／ｑの速度で回転して、５速段が確立される。
【００５２】
なお、５速段においては、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１と第１連結体Ｓｆ−Ｓｒとを連結する状態としてもよい。これにより、スムーズな変速を行うことができる。
【００５３】
第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２を係合させ、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を第１連結体Ｓｆ−Ｓｒと第１クラッチＣ１とを連結する状態にすると、第２連結体Ｃｆ−Ｓｍ及び第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）の回転速度が「１」となり、第２プラネタリギヤ機構６の各要素が相対回転不能なロック状態となる。そして、第２プラネタリギヤ機構６の速度線は図２に示す「６ｔｈ」になって、第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍ（第６要素）の回転速度も「１」となり、出力軸３が１／ｐの速度で回転して、６速段が確立される。
【００５４】
第２クラッチＣ２とブレーキＢ１を係合させると、第１連結体Ｓｆ−Ｓｒ及び第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）の回転速度が「１」、第１プラネタリギヤ機構５のリングギヤＲｆ（第３要素）の回転速度が「０」、第２連結体Ｃｆ−Ｓｍの回転速度が第１プラネタリギヤ機構５の出力速度Ｎ１になり、第１，第２プラネタリギヤ機構５，６の速度線は図２に「７ｔｈ」で示す線になる。
【００５５】
そして、第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍ（第６要素）の回転速度は｛ｉ（ｊ＋１）＋ｊ｝／{（ｉ＋１）ｊ}になり、出力軸３が｛ｉ（ｊ＋１）＋ｊ｝／{（ｉ＋１）ｊｐ}の速度で回転して、７速段が確立される。
【００５６】
なお、７速段において、図外のＴＣＵが車両速度等の車両情報に基づき６速段へのダウンシフトを予測している場合には、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１と第１連結体Ｓｆ−Ｓｒとを連結する状態とする。逆に、ＴＣＵが車両速度等の車両情報に基づき８速段へのアップシフトを予測している場合には、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定する状態とする。これにより、スムーズに変速を行うことができる。
【００５７】
第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２を係合させ、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定する状態にすると、第２連結体Ｃｆ−Ｓｍの回転速度が「０」、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）の回転速度が「１」となり、第２プラネタリギヤ機構６の速度線は図２に「８ｔｈ」で示す線になって、第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍ（第６要素）が（ｊ＋１）／ｊの速度で回転し、出力軸３が（ｊ＋１）／（ｊｐ）の速度で回転して、８速段が確立される。
【００５８】
ブレーキＢ１と第２シンクロメッシュ機構Ｄ２とを係合させると、第１プラネタリギヤ機構５のリングギヤＲｆ（第３要素）及び第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）の回転速度が「０」、第２連結体Ｃｆ−Ｓｍの回転速度がＮ１となり、第１，第２プラネタリギヤ機構５，６の速度線は図２に「Ｒｅｖ１」で示す線になって、第２プラネタリギヤ機構５のリングギヤＲｍ（第６要素）が−１／｛（ｉ＋１）ｊ｝の速度で回転し、出力軸３が−１／｛（ｉ＋１）ｊｐ｝の速度で回転して、後進１速段が確立される。
【００５９】
第１クラッチＣ１と第２シンクロメッシュ機構Ｄ２とを係合させ、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１連結体Ｓｆ−Ｓｒと第１クラッチＣ１とを連結する状態にすると、第２連結体Ｃｆ−Ｓｍの回転速度が「１」、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）の回転速度が「０」になり、第２プラネタリギヤ機構６の速度線は図２に「Ｒｅｖ２」で示す線になって、第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍ（第６要素）が−１／ｊの速度で回転し、出力軸３が−１／（ｊｐ）の速度で回転して、後進２速段が確立される。
【００６０】
ここで、後進１速段においては、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１連結体Ｓｆ−Ｓｒと第１クラッチＣ１とを連結する状態としてもよい。これによれば、第１クラッチＣ１とブレーキＢ１との係合・開放の切り換えだけで、後進１速段と後進２速段とを切り換えることができ、変速をスムーズに行うことができる。
【００６１】
なお、図２中の点線で示す速度線は、動力伝達するプラネタリギヤ機構に追従して他のプラネタリギヤ機構の各要素が回転することを表している。
【００６２】
図３は、上述した各変速段とクラッチＣ１，Ｃ２，ブレーキＢ１、及びシンクロメッシュ機構Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の係合状態との関係をまとめて表示した図であり、「○」は係合を表している。
【００６３】
また、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１の欄の「（Ｂ）」は第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定した状態としてもよいことを示し、「（Ｂ／Ｃ）」はＴＣＵにより第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定した状態、又は第１連結体Ｓｆ−Ｓｒと第１クラッチＣ１とを連結した状態の何れかの状態としてもよいことを示し、「（Ｃ）」は第１連結体Ｓｆ−Ｓｒと第１クラッチＣ１とを連結した状態としてもよいことを示している。
【００６４】
また、図３は、第１プラネタリギヤ機構５のギヤ比ｉを１・６６７、第２プラネタリギヤ機構６のギヤ比ｊを２．５００、第３プラネタリギヤ機構７のギヤ比ｋを２．８００、第１ギヤ列Ｇ１のギヤ比ｐを０．９５０、第２ギヤ列Ｇ２のギヤ比ｑを１．２５０とした場合における各変速段のギヤレシオ（入力軸２の回転速度／出力軸３の回転速度）も示している。
【００６５】
これによれば、公比（各変速段間のギヤレシオの比）が適切になると共に、１速段の公比の欄に示すレシオレンジ（１速レシオ／８速レシオ）も適切になる。
【００６６】
以上、第１実施形態の自動変速機によれば、５速段及び６速段の２つの変速段でプラネタリギヤ機構の噛合伝達効率が１００％になる。従って、従来のプラネタリギヤ機構の噛合伝達効率が１００％になる変速段が１つだけのものに比し、自動変速機全体の噛合伝達効率を向上させることができる。
【００６７】
また、図３から明らかなように、開放状態においてフリクションロスが発生する摩擦係合機構たる湿式多板クラッチの開放数は、１速段で３個、それ以外の変速段では２個以下となる。従って、従来の各変速段でのクラッチの開放数が４個であるものに比し、フリクションロスを低減し、伝達効率を向上させることができる。
【００６８】
特に、第３シンクロメッシュ機構Ｄ３は、１速段から所定の中速段たる５速段に亘る低速段域の変速段を確立させる際には係合状態となり、５速段を超える６速段から８速段に亘る高速段域の変速段を確立させる際には開放状態となる。そして、高速段域においては、クラッチＣ１，Ｃ２、ブレーキＢ１のうち２個が係合状態となるため、開放数は１個となる。従って、高速段域における伝達効率をより向上させることができ、燃費を向上させることができる。
【００６９】
[第２実施形態]
図４は、本発明の自動変速機の第２実施形態を示している。第２実施形態の自動変速機では、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ（第５要素）と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第９要素）とを連結して第１連結体Ｃｍ−Ｒｒを構成し、第３噛合機構たる第３シンクロメッシュ機構Ｄ３は、第１プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｆ（第１要素）と第３プラネタリギヤ機構７のサンギヤＳｒ（第７要素）とを解除自在に連結する。他の構成は第１実施形態と同一であり、１速段から８速段及び後進１，２速段も第１実施形態と同一に確立される。
【００７０】
なお、第２実施形態においては、図５の下段に点線で示す速度線から明らかなように、動力伝達する第２プラネタリギヤ機構６に追従して回転する第３プラネタリギヤ機構７の各要素の回転速度が第１実施形態のものと異なる（６〜８速段、後進１，２速段参照）。
【００７１】
以上、第２実施形態によっても、５速段及び６速段の２つの変速段でプラネタリギヤ機構の噛合伝達効率が１００％になる。従って、従来のプラネタリギヤ機構の噛合伝達効率が１００％になる変速段が１つだけのものに比し、自動変速機全体の噛合伝達効率を向上させることができる。
【００７２】
また、開放状態においてフリクションロスが発生する摩擦係合機構たる湿式多板クラッチの開放数は、１速段で３個、それ以外の変速段では２個以下となる。従って、従来の各変速段でのクラッチの開放数が４個であるものに比し、フリクションロスを低減し、伝達効率を向上させることができる。
【００７３】
特に、第３シンクロメッシュ機構Ｄ３は、１速段から所定の中速段たる５速段に亘る低速段域の変速段を確立させる際には係合状態となり、５速段を超える６速段から８速段に亘る高速段域の変速段を確立させる際には開放状態となる。そして、高速段域においては、クラッチＣ１，Ｃ２、ブレーキＢ１のうち２個が係合状態となるため、開放数は１個となる。従って、高速段域における伝達効率をより向上させることができ、燃費を向上させることができる。
【００７４】
[第３実施形態]
図６は、本発明の自動変速機の第３実施形態を示している。この第３実施形態は、変速機ケース１内に回転自在に軸支した、図外のエンジン等の動力源に連結される入力軸２と、入力軸２と平行に配置した出力部材たる出力軸３とを備えている。出力軸３の回転は、出力軸３に固定の出力ギヤ３ａに噛合するファイナルドリブンギヤ４ａを固定したデファレンシャルギヤ４を介して車両の左右の駆動輪に伝達される。
【００７５】
また、変速機ケース１内には、第１プラネタリギヤ機構５、第２プラネタリギヤ機構６、及び第３プラネタリギヤ機構７が入力軸２と同心に配置されている。第１プラネタリギヤ機構５は、サンギヤＳｆ、リングギヤＲｆ、及びサンギヤＳｆとリングギヤＲｆとに噛合するピニオンＰｆを自転及び公転自在に支持するキャリアＣｆとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成されている。
【００７６】
第２プラネタリギヤ機構６は、サンギヤＳｍ、リングギヤＲｍ、及びサンギヤＳｍとリングギヤＲｍとに噛合するピニオンＰｆを自転及び公転自在に支持するキャリアＣｍとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成されている。第３プラネタリギヤ機構７は、サンギヤＳｒ、リングギヤＲｒ、及びサンギヤＳｒとリングギヤＲｒとに噛合するピニオンＰｒを自転及び公転自在に支持するキャリアＣｒとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤ機構で構成されている。
【００７７】
図７の上段に示す第１プラネタリギヤ機構５及び第２プラネタリギヤ機構６の速度線図（サンギヤ、キャリア、リングギヤの各要素の回転速度を直線で表すことができる図）を参照して、第１プラネタリギヤ機構５及び第２プラネタリギヤ機構６からなる複式プラネタリギヤ機構８は４個の回転要素を構成する。
【００７８】
速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第１回転要素Ｙ１、第２回転要素Ｙ２、第３回転要素Ｙ３、第４回転要素Ｙ４とすると、第１回転要素Ｙ１は第１プラネタリギヤ機構５のリングギヤＲｆ、第２回転要素は第１プラネタリギヤ機構５のキャリアＣｆと第２プラネタリギヤ機構６のサンギヤＳｍとを連結した連結体Ｃｆ−Ｓｍ、第３回転要素Ｙ３は第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍ、第４回転要素Ｙ４は第１プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｆと第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍとを連結した連結体Ｓｆ−Ｒｍで構成される。
【００７９】
ここで、第１プラネタリギヤ機構５のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｉ、第２プラネタリギヤ機構６のギヤ比をｊとして、第１回転要素Ｙ１と第２回転要素間Ｙ２の間隔と、第２回転要素Ｙ２と第３回転要素Ｙ３間の間隔と、第３回転要素Ｙ３と第４回転要素Ｙ４間の間隔との比は、（ｊ＋１）／ｉ：ｊ：１に設定される。
【００８０】
第３実施形態の自動変速機では、第４回転要素Ｙ４を構成する第１プラネタリギヤ機構５のサンギヤＳｆと第２プラネタリギヤ機構６のリングギヤＲｍとを一体化して、第１プラネタリギヤ機構５を第２プラネタリギヤ機構６の径方向外側に配置している。これにより、第１，第２プラネタリギヤ機構５，６を軸方向に並べて配置した場合に比し、自動変速機の軸長を短くすることができ、ＦＦ式車両への搭載性を向上させることができる。
【００８１】
図７の下段に示す第３プラネタリギヤ機構７の速度線図を参照して、第３プラネタリギヤ７のサンギヤＳｒ、キャリアＣｒ及びリングギヤＲｒから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第１要素、第２要素及び第３要素とすると、第１要素はサンギヤＳｒ、第２要素はキャリアＣｒ、第３要素はリングギヤＲｒになる。尚、サンギヤＳｒとキャリアＣｒ間の間隔とキャリアＣｒとリングギヤＲｒ間の間隔との比は、第３プラネタリギヤ機構７のギヤ比をｋとして、ｋ：１に設定される。
【００８２】
連結体Ｓｆ−Ｒｍからなる第４回転要素Ｙ４は、連結体Ｓｆ−Ｒｍに連結する第１駆動ギヤＧ１ａと、第１駆動ギヤＧ１ａに噛合し出力軸３に固定される第１従動ギヤＧ１ｂとからなる第１ギヤ列Ｇ１を介して、出力軸３に連結される。
【００８３】
第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第２要素）は、キャリアＣｒ（第２要素）に連結する第２駆動ギヤＧ２ａと、第２駆動ギヤに噛合し出力軸３に固定される第２従動ギヤＧ２ｂとからなる第２ギヤ列Ｇ２を介して、出力軸３に連結される。
【００８４】
ここで、第１ギヤ列Ｇ１のギヤ比（従動ギヤの歯数／駆動ギヤの歯数）をｐ、第２ギヤ列Ｇ２のギヤ比をｑとして、ｐ＜ｑになっている。また、第４回転要素Ｙ４と第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｒ（第２要素）は、両ギヤ列Ｇ１，Ｇ２を介して出力軸３で連結されることになる。そして、第３プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｒ（第２要素）は、第４回転要素Ｙ４の回転速度のｑ／ｐの速度で回転する。また、第３プラネタリギヤ機構７のサンギヤＳｒ（第１要素）が入力軸２に連結されている。
【００８５】
第３実施形態の自動変速機は、第１噛合機構たる第１シンクロメッシュ機構Ｄ１と、第２噛合機構たる第２シンクロメッシュ機構Ｄ２を備えている。
【００８６】
また、第３実施形態では、摩擦係合機構として、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１と第２回転要素Ｙ２を解除自在に連結する第１クラッチ（第１摩擦係合機構）Ｃ１と、入力軸２と第３回転要素Ｙ３とを解除自在に連結する第２クラッチ（第２摩擦係合機構）Ｃ２と、第１回転要素Ｙ１を変速機ケース１に解除自在に固定するブレーキ（第３摩擦係合機構）Ｂ１とを備えている。
【００８７】
第１シンクロメッシュ機構Ｄ１は、入力軸２と第１クラッチＣ１とを連結する状態、第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定する状態、入力軸２と第１クラッチＣ１との連結を断つと共に第１クラッチＣ１の変速機ケース１への固定を解除させた状態の何れか１の状態に切換自在に構成されている。
【００８８】
第２シンクロメッシュ機構Ｄ２は、第３回転要素Ｙ３と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第３要素）とを連結する状態、第３回転要素Ｙ３を変速機ケース１に固定する状態、第３回転要素Ｙ３と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第３要素）との連結を断つと共に第３回転要素Ｙ３の変速機ケース１への固定を解除した状態の何れか１の状態に切換自在に構成されている。
【００８９】
また、第３実施形態の自動変速機には、第２プラネタリギヤ機構６のキャリアＣｍからなる第３回転要素Ｙ３の正転（車両の前進方向の回転）を許容し、逆転（車両の後進方向の回転）を阻止する一方向クラッチＦ１が設けられている。
【００９０】
第３実施形態においては、第２シンクロメッシュ機構Ｄ２を、第３回転要素Ｙ３と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第３要素）とを連結する状態に切り換えると、第３プラネタリギヤ機構７のサンギヤＳｒ（第１要素）の回転速度が「１」、一方向クラッチＦ１の働きで第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第３要素）の回転速度が「０」になり、速度線は図７に示す「１ｓｔ」になって、出力軸３が第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第２要素）の回転速度の１／ｑの速度で回転し、１速段が確立される。
【００９１】
なお、１速段においては、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定する状態としてもよい。これによれば、第１クラッチＣ１を係合させるだけで２速段へアップシフトすることができ、変速をスムーズに行うことができ、１速段と２速段との間の変速の制御性を向上させることができる。
【００９２】
第１クラッチＣ１を係合させ、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定する状態にし、第３回転要素Ｙ３と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第３要素）とを連結する状態とすると、第２回転要素Ｙ２の回転速度が「０」、第３プラネタリギヤ機構７のサンギヤＳｒ（第１要素）の回転速度が「１」となり、第３回転要素Ｙ３と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第３要素）とが同一速度で回転すると共に、第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第２要素）が第４回転要素Ｙ４のｑ／ｐの速度で回転して、複式プラネタリギヤ機構８と第３プラネタリギヤ機構７の速度線は図７に「２ｎｄ」で示す線になり、出力軸３が第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第２要素）の回転速度の１／ｑの速度で回転し、２速段が確立される。
【００９３】
ブレーキＢ１を係合させ、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１と入力軸２との連結を断つと共に第１クラッチＣ１の変速機ケース１への固定を解除させた状態とし、第２シンクロメッシュ機構Ｄ２を、第３回転要素Ｙ３と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第３要素）とを連結する状態とすると、第１回転要素Ｙ１の回転速度が「０」、第３プラネタリギヤ機構７のサンギヤＳｒ（第１要素）の回転速度が「１」となる。
【００９４】
そして、第３回転要素Ｙ３と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第３要素）とが同一速度で回転すると共に、第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第２要素）が第４回転要素Ｙ４の回転速度のｑ／ｐで回転して、速度線は図７に示す「３ｒｄ」になり、出力軸３が第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第２要素）の回転速度の１／ｑの速度で回転し、３速段が確立される。
【００９５】
なお、３速段において、図外のＴＣＵが車両速度等の車両情報に基づき２速段へのダウンシフトを予測している場合には、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定する状態とし、前記ＴＣＵが車両速度等の車両情報に基づき４速段へのアップシフトを予測している場合には、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１と入力軸２とを連結させる状態とする。
【００９６】
これにより、第１クラッチＣ１を係合させると共にブレーキＢ１を開放させるだけで、２速段へのダウンシフト又は４速段へのアップシフトをすることができ、スムーズな変速を行うことができる。
【００９７】
第１クラッチＣ１を係合させ、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１と入力軸２とを連結した状態とし、第２シンクロメッシュ機構Ｄ２を、第３回転要素Ｙ３と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第３要素）とを連結した状態とすると、第２回転要素Ｙ２及び第３プラネタリギヤ機構７のサンギヤＳｒ（第１要素）の回転速度が「１」となり、第３回転要素Ｙ３と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第３要素）とが同一速度で回転すると共に、第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第２要素）が第４回転要素Ｙ４のｑ／ｐの速度で回転して、速度線が図７に「４ｔｈ」で示す線になり、出力軸３が第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第２要素）の回転速度の１／ｑの速度で回転し、４速段が確立される。
【００９８】
第２クラッチＣ２を係合させ、第２シンクロメッシュ機構Ｄ２を、第３回転要素Ｙ３と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第３要素）とを連結する状態とすると、第３プラネタリギヤ機構７のサンギヤＳｒ（第１要素）、リングギヤＲｒ（第３要素）及び第３回転要素Ｙ３の回転速度が「１」となり、第３プラネタリギヤ機構７の各要素が相対回転不能なロック状態となる。そして、第３プラネタリギヤ機構７のキャリアＣｒ（第２要素）の回転速度も「１」である「５ｔｈ」になって、出力軸３が１／ｑの速度で回転し、５速段が確立される。
【００９９】
なお、５速段においては、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１と入力軸２とを連結した状態としてもよい。これによれば、第２クラッチＣ２を開放して第１クラッチＣ１を係合させるだけで４速段へダウンシフトすることができ、また、第１クラッチＣ１を係合させ、第２シンクロメッシュ機構Ｄ２を、第３回転要素Ｙ３と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第３要素）の連結を断つと共に第３回転要素Ｙ３の変速機ケース１への固定を解除させた状態とするだけで、６速段へアップシフトすることができる。従って、変速をスムーズに行うことができる。
【０１００】
第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２を係合させ、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１と入力軸２とを連結した状態にし、第２シンクロメッシュ機構Ｄ２を、第３回転要素Ｙ３と第３プラネタリギヤ機構７のリングギヤＲｒ（第３要素）との連結を断つと共に第３回転要素Ｙ３の変速機ケース１への固定を解除させた状態にすると、第２回転要素Ｙ２、及び第３回転要素Ｙ３の回転速度が「１」とな複式プラネタリギヤ機構８の各要素が相対回転不能なロック状態となる。そして、第４回転要素Ｙ４の回転速度も「１」である「６ｔｈ」になって、出力軸３が１／ｐの速度で回転し、６速段が確立される。
【０１０１】
第２クラッチＣ２とブレーキＢ１を係合させ、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１と入力軸２との連結を断つと共に第１クラッチＣ１の変速機ケース１への固定を解除させた状態とすると、第１回転要素Ｙ１の回転速度が「０」、第３回転要素Ｙ３の回転速度が「１」となり、複式プラネタリギヤ機構８の速度線が図７の上段の速度線図に「７ｔｈ」で示す線になって、出力軸３が第４回転要素Ｙ４の回転速度の１／ｐの速度で回転し、７速段が確立される。
【０１０２】
なお、７速段においては、図外のＴＣＵが車両速度等の車両情報に基づき６速段へのダウンシフトを予測している場合には、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１と入力軸２とを連結させる状態とし、前記ＴＣＵが車両速度等の車両情報に基づき８速段へのアップシフトを予測している場合には、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定する状態とする。
【０１０３】
これにより、第１クラッチＣ１を係合させると共にブレーキＢ１を開放させるだけで、６速段へのダウンシフト又は８速段へのアップシフトをすることができ、スムーズな変速を行うことができる。
【０１０４】
第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２を係合させ、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１を変速機ケース１に固定する状態にすると、第２回転要素Ｙ２の回転速度が「０」、第３回転要素Ｙ３の回転速度が「１」となり、複式プラネタリギヤ機構８の速度線が図７に「８ｔｈ」で示す線になって、出力軸３が第４回転要素Ｙ４の回転速度の１／ｐの速度で回転し、８速段が確立される。
【０１０５】
第１クラッチＣ１を係合させ、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１を、第１クラッチＣ１と入力軸２とを連結する状態とし、第２シンクロメッシュ機構Ｄ２を、第３回転要素Ｙ３を変速機ケース１に固定する状態とすると、第２回転要素Ｙ２の回転速度が「１」、第３回転要素Ｙ３の回転速度が「０」となり、複式プラネタリギヤ機構８の速度線が図７に「Ｒｅｖ」で示す線になって、第４回転要素Ｙ４が逆転（後進方向の回転）し、出力軸３が第４回転要素Ｙ４の回転速度の１／ｐで回転して、後進段が確立される。
【０１０６】
図８は、各変速段におけるクラッチＣ１，Ｃ２、ブレーキＢ１、及びシンクロメッシュ機構Ｄ１，Ｄ２の係合状態との関係をまとめて表示した図であり、「○」は係合を表している。
【０１０７】
また、第１シンクロメッシュ機構Ｄ１の欄の「（Ｂ）」は第１クラッチを変速機ケース１に固定した状態としてもよいことを示し、「（Ｂ／Ｃ）」はＴＣＵにより第１クラッチを変速機ケース１に固定した状態、又は入力軸２と第１クラッチＣ１とを連結した状態の何れかの状態としてもよいことを示し、「（Ｃ）」は入力軸２と第１クラッチＣ１とを連結した状態としてもよいことを示している。
【０１０８】
以上、第３実施形態によっても、５速段及び６速段の２つの変速段でプラネタリギヤ機構の噛合伝達効率が１００％になる。従って、従来のプラネタリギヤ機構の噛合伝達効率が１００％になる変速段が１つだけのものに比し、自動変速機全体の噛合伝達効率を向上させることができる。
【０１０９】
また、図８から明らかなように、開放状態においてフリクションロスが発生する摩擦係合機構たる湿式多板クラッチの開放数は、１速段で３個、それ以外の変速段では２個以下となる。従って、従来の各変速段でのクラッチの開放数が４個であるものに比し、フリクションロスを低減し、伝達効率を向上させることができる。
【０１１０】
特に、第３シンクロメッシュ機構Ｄ３は、１速段から所定の中速段たる５速段に亘る低速段域の変速段を確立させる際には係合状態となり、５速段を超える６速段から８速段に亘る高速段域の変速段を確立させる際には開放状態となる。そして、高速段域においては、クラッチＣ１，Ｃ２、ブレーキＢ１のうち２個が係合状態となるため、開放数は１個となる。従って、高速段域における伝達効率をより向上させることができ、燃費を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１１１】
１…変速機ケース、２…入力軸（入力部材）、３…出力軸（出力部材）、３ａ…出力ギヤ、４…デファレンシャルギヤ、４ａ…ファイナルドリブンギヤ、５…第１プラネタリギヤ機構、６…第２プラネタリギヤ機構、７…第３プラネタリギヤ機構、８…複式プラネタリギヤ機構、Ｓｆ…第１プラネタリギヤ機構のサンギヤ（第１，第２実施形態の第１要素）、Ｃｆ…第１プラネタリギヤ機構のキャリア（第１，第２実施形態の第２要素）、Ｒｆ…第１プラネタリギヤ機構のリングギヤ（第１，第２実施形態の第３要素）、Ｓｍ…第２プラネタリギヤ機構のサンギヤ（第４要素）、Ｃｍ…第２プラネタリギヤ機構のキャリア（第５要素）、Ｒｍ…第２プラネタリギヤ機構のリングギヤ（第６要素）、Ｓｒ…第３プラネタリギヤ機構のサンギヤ（第１，第２実施形態の第７要素。第３実施形態の第１要素）、Ｃｒ…第３プラネタリギヤ機構のキャリア（第１，第２実施形態の第８要素。第３実施形態の第２要素）、Ｒｒ…第３プラネタリギヤ機構のリングギヤ（第１，第２実施形態の第９要素。第３実施形態の第３要素）、Ｃ１…第１クラッチ（第１摩擦係合機構）、Ｃ２…第２クラッチ（第２摩擦係合機構）、Ｂ１…ブレーキ（第３摩擦係合機構）、Ｄ１…第１シンクロメッシュ機構（第１噛合機構）、Ｄ２…第２シンクロメッシュ機構（第２噛合機構）、Ｄ３…第３シンクロメッシュ機構（第３噛合機構）、Ｇ１…第１ギヤ列、Ｇ１ａ…駆動ギヤ、Ｇ１ｂ…従動ギヤ、Ｇ２…第２ギヤ列、Ｇ２ａ…駆動ギヤ、Ｇ２ｂ…従動ギヤ、Ｙ１〜Ｙ４…第１〜第４回転要素。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸の回転を該入力軸と同心に配置した複数のプラネタリギヤ機構を介して複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機であって、
第１プラネタリギヤ機構、第２プラネタリギヤ機構及び第３プラネタリギヤ機構を備え、
前記第１プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１要素、第２要素及び第３要素とし、前記第２プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第４要素、第５要素及び第６要素とし、前記第３プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第７要素、第８要素及び第９要素として、
前記入力軸に平行に配置した出力部材たる出力軸に、前記第６要素が第１ギヤ列を介して連結されると共に、前記第８要素が第１ギヤ列とは異なるギヤ比の第２ギヤ列を介して連結され、
前記第１要素と前記第７要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第２要素と前記第４要素とを連結して第２連結体が構成され、前記第１連結体が前記入力軸に連結され、
第１〜第３の３つの噛合機構と、
前記第１噛合機構と前記第２連結体とを解除自在に連結する第１摩擦係合機構と、
前記入力軸と前記第５要素とを解除自在に連結する第２摩擦係合機構と、
前記第３要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第３摩擦係合機構とを備え、
前記第１噛合機構は、前記第１連結体と前記第１摩擦係合機構とを連結する状態、前記第１摩擦係合機構を前記変速機ケースに固定する状態、前記第１連結体と前記第１摩擦係合機構との連結を断つと共に前記第１摩擦係合機構の前記変速機ケースへの固定を解除させた状態の何れか１の状態に切換自在に構成され、
前記第２噛合機構は、前記第５要素を前記変速機ケースに解除自在に固定し、
前記第３噛合機構は、前進１速段から前進４速段以上の所定の中速段に亘る低速段の全ての変速段域を確立させる際には、前記第５要素と前記第９要素とを連結する状態に切換えられ、前記中速段を超える変速段からなる高速段域の全ての変速段を確立させる際には、前記第５要素と前記第９要素との連結を断つ状態に切換えられることを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
入力軸の回転を該入力軸と同心に配置した複数のプラネタリギヤ機構を介して複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機であって、
第１プラネタリギヤ機構、第２プラネタリギヤ機構及び第３プラネタリギヤ機構を備え、
前記第１プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１要素、第２要素及び第３要素とし、前記第２プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第４要素、第５要素及び第６要素とし、前記第３プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第７要素、第８要素及び第９要素として、
前記入力軸に平行に配置した出力部材たる出力軸に、前記第６要素が第１ギヤ列を介して連結されると共に、前記第８要素が第１ギヤ列とは異なるギヤ比の第２ギヤ列を介して連結され、
前記第５要素と前記第９要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第２要素と前記第４要素とを連結して第２連結体が構成され、前記第１要素が前記入力軸に連結され、
第１〜第３の３つの噛合機構と、
前記第１噛合機構と前記第２連結体を解除自在に連結する第１摩擦係合機構と、
前記入力軸と前記第５要素とを解除自在に連結する第２摩擦係合機構と、
前記第３要素を前記変速機ケースに解除自在に連結する第３摩擦係合機構とを備え、
前記第１噛合機構は、前記第１要素と前記第１摩擦係合機構とを連結する状態、前記第１摩擦係合機構を前記変速機ケースに固定する状態、前記第１要素と前記第１摩擦係合機構との連結を断つと共に前記第１摩擦係合機構の前記変速機ケースへの固定を解除させた状態の何れか１の状態に切換自在に構成され、
前記第２噛合機構は、前記第１連結体を前記変速機ケースに解除自在に固定し、
前記第３噛合機構は、前進１速段から前進４速段以上の所定の中速段に亘る低速段の全ての変速段域を確立させる際には、前記第１要素と前記第７要素とを連結する状態に切換えられ、前記中速段を超える変速段からなる高速段域の全ての変速段を確立させる際には、前記第１要素と前記第７要素との連結を断つ状態に切換えられることを特徴とする自動変速機。
【請求項３】
入力軸の回転を該入力軸と同心に配置した複数のプラネタリギヤ機構を介して複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機であって、
第１プラネタリギヤ機構、第２プラネタリギヤ機構及び第３プラネタリギヤ機構を備え、
前記第２プラネタリギヤ機構及び前記第３プラネタリギヤ機構とで複式プラネタリギヤ機構が構成され、
前記第１プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素、及び前記第２プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素は、速度線図においてギヤ比に対応する間隔で並ぶ４個の回転要素を構成し、これら回転要素を速度線図における並び順に夫々第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素、第４回転要素とし、
前記第３プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１要素、第２要素及び第３要素として、
前記入力軸に平行に配置した出力部材たる出力軸に、前記第４回転要素が第１ギヤ列を介して連結されると共に、前記第２要素が第１ギヤ列とは異なるギヤ比の第２ギヤ列を介して連結され、前記第１要素が前記入力軸に連結され、
第１と第２の２つの噛合機構と、
前記第１噛合機構と前記第２回転要素を解除自在に連結する第１摩擦係合機構と、
前記入力軸と前記第３回転要素とを解除自在に連結する第２摩擦係合機構と、
前記第１回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第３摩擦係合機構とを備え、
前記第１噛合機構は、前記入力軸と第１摩擦係合機構とを連結する状態、前記第１摩擦係合機構を前記変速機ケースに固定する状態、前記入力軸と第１摩擦係合機構との連結を断つと共に前記第１摩擦係合機構の前記変速機ケースへの固定を解除させた状態の何れか１の状態に切換自在に構成され、
前記第２噛合機構は、前記第３回転要素と前記第３要素とを連結する状態、前記第３回転要素を前記変速機ケースに固定する状態、前記第３回転要素と前記第３要素との連結を断つと共に前記第３回転要素の前記変速機ケースへの固定を解除させた状態の何れか１の状態に切換自在に構成されると共に、前進１速段から前進４速段以上の所定の中速段に亘る低速段域の全ての変速段を確立させる際には、前記第３回転要素と前記第３要素とを連結する状態に切換えられ、前記所定の中速段を超える変速段からなる高速段域の全ての変速段を確立させる際には、前記第３回転要素と前記第３要素との連結を断つと共に前記第３回転要素の前記変速機ケースへの固定が解除された状態に切換えられることを特徴とする自動変速機。
【請求項４】
請求項３記載の自動変速機において、
前記第４回転要素は、前記第１プラネタリギヤ機構のサンギヤと前記第２プラネタリギヤ機構のリングギヤとを連結し一体化して構成され、前記第１プラネタリギヤ機構が前記第２プラネタリギヤ機構の径方向外側に配置されることを特徴とする自動変速機。
【請求項１】
入力軸の回転を該入力軸と同心に配置した複数のプラネタリギヤ機構を介して複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機であって、
第１プラネタリギヤ機構、第２プラネタリギヤ機構及び第３プラネタリギヤ機構を備え、
前記第１プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１要素、第２要素及び第３要素とし、前記第２プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第４要素、第５要素及び第６要素とし、前記第３プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第７要素、第８要素及び第９要素として、
前記入力軸に平行に配置した出力部材たる出力軸に、前記第６要素が第１ギヤ列を介して連結されると共に、前記第８要素が第１ギヤ列とは異なるギヤ比の第２ギヤ列を介して連結され、
前記第１要素と前記第７要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第２要素と前記第４要素とを連結して第２連結体が構成され、前記第１連結体が前記入力軸に連結され、
第１〜第３の３つの噛合機構と、
前記第１噛合機構と前記第２連結体とを解除自在に連結する第１摩擦係合機構と、
前記入力軸と前記第５要素とを解除自在に連結する第２摩擦係合機構と、
前記第３要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第３摩擦係合機構とを備え、
前記第１噛合機構は、前記第１連結体と前記第１摩擦係合機構とを連結する状態、前記第１摩擦係合機構を前記変速機ケースに固定する状態、前記第１連結体と前記第１摩擦係合機構との連結を断つと共に前記第１摩擦係合機構の前記変速機ケースへの固定を解除させた状態の何れか１の状態に切換自在に構成され、
前記第２噛合機構は、前記第５要素を前記変速機ケースに解除自在に固定し、
前記第３噛合機構は、前進１速段から前進４速段以上の所定の中速段に亘る低速段の全ての変速段域を確立させる際には、前記第５要素と前記第９要素とを連結する状態に切換えられ、前記中速段を超える変速段からなる高速段域の全ての変速段を確立させる際には、前記第５要素と前記第９要素との連結を断つ状態に切換えられることを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
入力軸の回転を該入力軸と同心に配置した複数のプラネタリギヤ機構を介して複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機であって、
第１プラネタリギヤ機構、第２プラネタリギヤ機構及び第３プラネタリギヤ機構を備え、
前記第１プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１要素、第２要素及び第３要素とし、前記第２プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第４要素、第５要素及び第６要素とし、前記第３プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第７要素、第８要素及び第９要素として、
前記入力軸に平行に配置した出力部材たる出力軸に、前記第６要素が第１ギヤ列を介して連結されると共に、前記第８要素が第１ギヤ列とは異なるギヤ比の第２ギヤ列を介して連結され、
前記第５要素と前記第９要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第２要素と前記第４要素とを連結して第２連結体が構成され、前記第１要素が前記入力軸に連結され、
第１〜第３の３つの噛合機構と、
前記第１噛合機構と前記第２連結体を解除自在に連結する第１摩擦係合機構と、
前記入力軸と前記第５要素とを解除自在に連結する第２摩擦係合機構と、
前記第３要素を前記変速機ケースに解除自在に連結する第３摩擦係合機構とを備え、
前記第１噛合機構は、前記第１要素と前記第１摩擦係合機構とを連結する状態、前記第１摩擦係合機構を前記変速機ケースに固定する状態、前記第１要素と前記第１摩擦係合機構との連結を断つと共に前記第１摩擦係合機構の前記変速機ケースへの固定を解除させた状態の何れか１の状態に切換自在に構成され、
前記第２噛合機構は、前記第１連結体を前記変速機ケースに解除自在に固定し、
前記第３噛合機構は、前進１速段から前進４速段以上の所定の中速段に亘る低速段の全ての変速段域を確立させる際には、前記第１要素と前記第７要素とを連結する状態に切換えられ、前記中速段を超える変速段からなる高速段域の全ての変速段を確立させる際には、前記第１要素と前記第７要素との連結を断つ状態に切換えられることを特徴とする自動変速機。
【請求項３】
入力軸の回転を該入力軸と同心に配置した複数のプラネタリギヤ機構を介して複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機であって、
第１プラネタリギヤ機構、第２プラネタリギヤ機構及び第３プラネタリギヤ機構を備え、
前記第２プラネタリギヤ機構及び前記第３プラネタリギヤ機構とで複式プラネタリギヤ機構が構成され、
前記第１プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素、及び前記第２プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素は、速度線図においてギヤ比に対応する間隔で並ぶ４個の回転要素を構成し、これら回転要素を速度線図における並び順に夫々第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素、第４回転要素とし、
前記第３プラネタリギヤ機構のサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１要素、第２要素及び第３要素として、
前記入力軸に平行に配置した出力部材たる出力軸に、前記第４回転要素が第１ギヤ列を介して連結されると共に、前記第２要素が第１ギヤ列とは異なるギヤ比の第２ギヤ列を介して連結され、前記第１要素が前記入力軸に連結され、
第１と第２の２つの噛合機構と、
前記第１噛合機構と前記第２回転要素を解除自在に連結する第１摩擦係合機構と、
前記入力軸と前記第３回転要素とを解除自在に連結する第２摩擦係合機構と、
前記第１回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第３摩擦係合機構とを備え、
前記第１噛合機構は、前記入力軸と第１摩擦係合機構とを連結する状態、前記第１摩擦係合機構を前記変速機ケースに固定する状態、前記入力軸と第１摩擦係合機構との連結を断つと共に前記第１摩擦係合機構の前記変速機ケースへの固定を解除させた状態の何れか１の状態に切換自在に構成され、
前記第２噛合機構は、前記第３回転要素と前記第３要素とを連結する状態、前記第３回転要素を前記変速機ケースに固定する状態、前記第３回転要素と前記第３要素との連結を断つと共に前記第３回転要素の前記変速機ケースへの固定を解除させた状態の何れか１の状態に切換自在に構成されると共に、前進１速段から前進４速段以上の所定の中速段に亘る低速段域の全ての変速段を確立させる際には、前記第３回転要素と前記第３要素とを連結する状態に切換えられ、前記所定の中速段を超える変速段からなる高速段域の全ての変速段を確立させる際には、前記第３回転要素と前記第３要素との連結を断つと共に前記第３回転要素の前記変速機ケースへの固定が解除された状態に切換えられることを特徴とする自動変速機。
【請求項４】
請求項３記載の自動変速機において、
前記第４回転要素は、前記第１プラネタリギヤ機構のサンギヤと前記第２プラネタリギヤ機構のリングギヤとを連結し一体化して構成され、前記第１プラネタリギヤ機構が前記第２プラネタリギヤ機構の径方向外側に配置されることを特徴とする自動変速機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１７４２４（Ｐ２０１１−１７４２４Ａ）
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６４１９２（Ｐ２００９−１６４１９２）
【出願日】平成２１年７月１０日（２００９．７．１０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１０日（２００９．７．１０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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