自動変速機
【課題】構成要素が少なく、フリクションロスが削減可能な自動変速機を提供する。
【解決手段】自動変速機１０は、入力軸１２、３つの遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３及び遊星歯車機構ＰＧ１の出力要素Ｓａに連結された出力ギヤ１３を備える。遊星歯車機構ＰＧ１の第１入力要素Ｒａに動力を伝達自在な電動機ＭＯＴが設けられる。遊星歯車機構ＰＧ２，ＰＧ３の入力要素Ｃｂ，Ｃｃに入力軸１２が連結される。遊星歯車機構ＰＧ２の出力要素ＲｂがクラッチＣ１を介して、遊星歯車機構ＰＧ３の出力要素Ｒｃが第３クラッチＣ１を介して、夫々遊星歯車機構ＰＧ１の第２入力要素Ｓａに連結可能である。第１及び第２入力要素Ｒａ，ＳａがクラッチＣ２を介して連結可能である。第１入力要素ＲａがクラッチＣ４を介して入力要素Ｃｂに連結可能である。
【解決手段】自動変速機１０は、入力軸１２、３つの遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３及び遊星歯車機構ＰＧ１の出力要素Ｓａに連結された出力ギヤ１３を備える。遊星歯車機構ＰＧ１の第１入力要素Ｒａに動力を伝達自在な電動機ＭＯＴが設けられる。遊星歯車機構ＰＧ２，ＰＧ３の入力要素Ｃｂ，Ｃｃに入力軸１２が連結される。遊星歯車機構ＰＧ２の出力要素ＲｂがクラッチＣ１を介して、遊星歯車機構ＰＧ３の出力要素Ｒｃが第３クラッチＣ１を介して、夫々遊星歯車機構ＰＧ１の第２入力要素Ｓａに連結可能である。第１及び第２入力要素Ｒａ，ＳａがクラッチＣ２を介して連結可能である。第１入力要素ＲａがクラッチＣ４を介して入力要素Ｃｂに連結可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遊星歯車機構を用いて内燃機関の動力を複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、遊星歯車機構を用いて内燃機関の動力を複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、３つの遊星歯車機構、２つのクラッチ及び３つのブレーキを用いて、前進１速段から６速段及び後進１速段を確保した自動変速機が記載されている。また、特許文献２には、３つの遊星歯車機構、２つのクラッチ及び４つのブレーキを用いて、前進１速段から５速段及び後進１速段を確保した自動変速機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３６２０８８３号公報
【特許文献２】特開２００２−１２２１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の自動変速機では、前進１速段から５速段及び後進１速段を確保するために、３つの遊星歯車機構の他に、２つのクラッチと３つのブレーキ、又は２つのクラッチと４つのブレーキを必要とし、構成要素が多いので、フリクションロスが大きくなっていた。特に、ブレーキによるフリクションロスが大きかった。
【０００６】
本発明は、構成要素が少なく、フリクションロスが削減可能な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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の自動変速機は、駆動源からの動力により回転する入力軸と、該入力軸の回転軸線上に配置され、サンギヤ、キャリア及びリングギヤからなる３つの要素を夫々有する第１から第３の３つの遊星歯車機構と、変速された動力を出力する出力部材とを備える自動変速機であって、前記第１遊星歯車機構の何れか１つの前記要素が前記出力部材に動力を伝達する出力要素であり、前記第１遊星歯車機構の他の２つの前記要素が夫々第１入力要素及び第２入力要素であり、前記第１遊星歯車機構の前記第１入力要素に動力を伝達自在な電動機が設けられ、前記第２遊星歯車機構の何れか１つの前記要素が前記入力軸に連結された入力要素であり、前記第２遊星歯車機構の他の１つの前記要素がケーシングに固定された固定要素であり、前記第２遊星歯車機構の残り１つの前記要素が出力要素であり、前記第３遊星歯車機構の何れか１つの前記要素が前記入力軸に連結された入力要素であり、前記第３遊星歯車機構の他の１つの前記要素がケーシングに固定された固定要素であり、前記第３遊星歯車機構の残り１つの前記要素が出力要素であり、前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第２又は前記第３遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第１係合機構と、前記第１遊星歯車機構の何れか２つの要素を連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第２係合機構と、前記第１係合機構が前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記出力要素との連結状態を切換える場合、前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第３遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であり、前記第１係合機構が前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第３遊星歯車機構の前記出力要素との連結状態を切換える場合、前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第３係合機構と、前記第１係合機構が前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記出力要素との連結状態を切換える場合、前記第１遊星歯車機構の第１入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記入力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であり、前記第１係合機構が前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第３遊星歯車機構の前記出力要素との連結状態を切換える場合、前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第４係合機構と備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の自動変速機によれば、第１及び第３係合機構の切換状況に応じて、第１遊星歯車機構の第２入力要素が、入力軸の回転が伝達されない状態と、入力軸の回転が伝達経路に応じて２つの異なる回転速度で回転される状態とになる。第４係合機構の切換状況に応じて、第１遊星歯車機構の第１入力要素が、入力軸の回転が伝達されない状態と、入力軸の回転が伝達経路に応じた回転速度で回転される状態とになる。そして、第２係合機構の切換状況に応じて、第１遊星歯車機構の３つの要素が、相対回転不能なロック状態と、相対回転可能な状態となる。よって、第１から第４係合機構の切換状況の組み合わせに応じて、入力軸の回転が５段階に変速されて第１遊星歯車機構の出力要素から出力部材に出力される。
【０００９】
そして、駆動源からの動力により入力軸が回転するときに第１遊星歯車機構の第１入力要素が回転する方向に電動機を回転させることにより、電動機により駆動源の動力をアシストすることが可能となる。さらに、電動機を前記方向と逆方向に回転させることにより、第１遊星歯車機構の出力要素を逆回転させることが可能となり、後段を確保することができる。
【００１０】
従って、３つの遊星歯車機構及び４つの係合機構を有する構成で、前進１速段から５速段及び後進段を確保することができる。上記従来の自動変速機と比較して、構成要素が少なく、且つブレーキを有していないので、フリクションロスが削減される。
【００１１】
本発明において、前記第３遊星歯車機構の前記入力要素又は前記出力要素に発電機が連結されていることが好ましい。
【００１２】
これによれば、駆動源の動力により発電機で発電させることができる。
【００１３】
本発明の第１の具体的態様としては、前記第１遊星歯車機構の各前記要素を、共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遊星歯車機構の各前記要素を、共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遊星歯車機構の各前記要素を、共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、前記第１要素は前記第１遊星歯車機構の前記第２入力要素であり、前記第２要素は前記第１遊星歯車機構の前記出力要素であり、前記第３要素は前記第１遊星歯車機構の前記第１入力要素であり、前記第４要素は前記第２遊星歯車機構の前記入力要素であり、前記第５要素は前記第２遊星歯車機構の前記出力要素であり、前記第６要素は前記第２遊星歯車機構の前記固定要素であり、前記第７要素は前記第３遊星歯車機構の前記出力要素であり、前記第８要素は前記第３遊星歯車機構の前記入力要素であり、前記第９要素は前記第３遊星歯車機構の前記固定力要素であり、前記第１係合機構は、前記第１遊星歯車機構の前記第２入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であり、前記第３係合機構は、前記第１遊星歯車機構の前記第２入力要素と前記第３遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であり、前記第４係合機構は、前記第１遊星歯車機構の前記第１入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記入力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であるように構成することができる。
【００１４】
本発明の第２の具体的態様としては、前記第１遊星歯車機構の各前記要素を、共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遊星歯車機構の各前記要素を、共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遊星歯車機構の各前記要素を、共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、前記第１要素は前記第１遊星歯車機構の前記第２入力要素であり、前記第２要素は前記第１遊星歯車機構の前記出力要素であり、前記第３要素は前記第１遊星歯車機構の前記第１入力要素であり、前記第４要素は前記第２遊星歯車機構の前記入力要素であり、前記第５要素は前記第２遊星歯車機構の前記出力要素であり、前記第６要素は前記第２遊星歯車機構の前記固定要素であり、前記第７要素は前記第３遊星歯車機構の前記入力要素であり、前記第８要素は前記第３遊星歯車機構の前記出要素であり、前記第９要素は前記第３遊星歯車機構の前記固定力要素であり、前記第１係合機構は、前記第１遊星歯車機構の前記第２入力要素と前記第３遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であり、前記第３係合機構は、前記第１遊星歯車機構の前記第２入力要素と前記第３遊星歯車機構の前記入力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であり、前記第４係合機構は、前記第１遊星歯車機構の前記第１入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であるように構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る自動変速機のスケルトン図。
【図２】図１に示した自動変速機の係合要素の状態を変速段毎にまとめて示す説明図。
【図３】図１に示した自動変速機の共線図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る自動変速機のスケルトン図。
【図５】図４に示した自動変速機の係合要素の状態を変速段毎にまとめて示す説明図。
【図６】図４に示した自動変速機の共線図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る自動変速機１０について説明する。
【００１７】
図１に示すように、自動変速機１０は、変速機ケース１１内に回転自在に軸支されると共に、エンジン等の内燃機関からなる駆動源ＥＮＧにダンパＤａを介して連結される入力軸１２と、入力軸１２と同心に配置された出力ギヤ１３とを備えている。出力ギヤ１３の回転はカウンターギヤ１４ａを介してカウンターシャフト１４に伝達される。そして、カウンターシャフト１４の回転は、図外のディファレンシャルギヤやプロペラシャフトを介して、車両の左右の駆動輪に伝達される。
【００１８】
又、変速機ケース１１内には、第１遊星歯車機構ＰＧ１、第２遊星歯車機構ＰＧ２及び第３遊星歯車機構ＰＧ３が入力軸１２と同心に配置されている。第１遊星歯車機構ＰＧ１は、サンギヤＳａと、リングギヤＲａと、サンギヤＳａとリングギヤＲａとに噛合するピニオンＰａを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａとから成るシングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されている。
【００１９】
図３における第１遊星歯車機構ＰＧ１の共線図（サンギヤ、キャリア、リングギヤの３つの要素の相対回転速度の比を直線で表すことができる図）を参照して、第１遊星歯車機構ＰＧ１の３つの要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａを、共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Ｓａ、第２要素はキャリアＣａ、第３要素はリングギヤＲａになる。
【００２０】
ここで、サンギヤＳａとキャリアＣａ間の間隔とキャリアＣａとリングギヤＲａ間の間隔との比は、第１遊星歯車機構ＰＧ１のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｈとして、ｈ：１に設定される。尚、共線図において、下の横線と上の横線は夫々回転速度が「０」と「１」（入力軸１２と同じ回転速度）であることを示している。
【００２１】
第２遊星歯車機構ＰＧ２は、サンギヤＳｂと、リングギヤＲｂと、互いに噛合すると共に一方がサンギヤＳｂに噛合し、他方がリングギヤＲｂに噛合する一対のピニオンＰｂ１，Ｐｂ２を自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｂとから成るダブルピニオン型の遊星歯車機構で構成されている。
【００２２】
図３における第２遊星歯車機構ＰＧ２の共線図を参照して、第２遊星歯車機構ＰＧ２の３つの要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂを、共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要素はキャリアＣｂ、第５要素はリングギヤＲｂ、第６要素はサンギヤＳｂになる。
【００２３】
ここで、サンギヤＳｂとキャリアＣｂ間の間隔と、キャリアＣｂとリングギヤＲｂ間の間隔との比は、第２遊星歯車機構ＰＧ２のギヤ比をｉとして、ｉ：１に設定される。
【００２４】
第３遊星歯車機構ＰＧ３は、サンギヤＳｃと、リングギヤＲｃと、サンギヤＳｃとリングギヤＲｃとに噛合するピニオンＰｃを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｃとから成るシングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されている。
【００２５】
図３における第３遊星歯車機構ＰＧ３の共線図を参照して、第３遊星歯車機構ＰＧ３の３つの要素Ｓｃ，Ｃｃ，Ｒｃを、共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Ｓｃ、第８要素はキャリアＣｃ、第９要素はリングギヤＲｃになる。
【００２６】
ここで、サンギヤＳｃとキャリアＣｃ間の間隔とキャリアＣｃとリングギヤＲｃ間の間隔との比は、第３遊星歯車機構ＰＧ３のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｊとして、ｊ：１に設定される。
【００２７】
第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）には、出力ギヤ１３が連結されている。第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤＳａ（第１要素）は、入力軸１２と同心に配置された中空軸１５に連結されている。
【００２８】
第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲａ（第３要素）には、中空の電動機ＭＯＴ（電動モータ）が連結されている。電動機ＭＯＴは、変速機ケース１１に固定されたステータＭＯＴａと、リングギヤＲａ（第３要素）に連結されたロータＭＯＴｂとで構成される。
【００２９】
第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲａ（第３要素）が第１入力要素、サンギヤＳａ（第１要素）が第２入力要素となり、リングギヤＲａ（第３要素）及びサンギヤＳａ（第１要素）に夫々入力された回転が変速されて、出力要素たるキャリアＣａ（第２要素）から出力される。
【００３０】
第２遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアＣｂ（第４要素）は、入力軸１２に連結されている。第２遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤＳｂ（第６要素）は、変速機ケース１１に固定されている。
【００３１】
従って、第２遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアＣｂ（第４要素）が入力要素、サンギヤＳｂ（第６要素）が固定要素、リングギヤＲｂ（第５要素）が出力要素となり、入力軸１２の回転速度が１／ｉに減速されて、出力要素たるリングギヤＲｂ（第５要素）から出力される。
【００３２】
第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤＳｃ（第７要素）には、中空の発電機ＧＥＮ（ジェネレータ）が連結されている。発電機ＧＥＮは、変速機ケース１１に固定されたステータＧＥＮａと、サンギヤＳｃ（第７要素）に連結されたロータＧＥＮｂとで構成される。
【００３３】
第３遊星歯車機構ＰＧ３のキャリアＣｃ（第８要素）は、入力軸１２に連結されている。第３遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤＲｃ（第９要素）は、変速機ケース１１に固定されている。
【００３４】
従って、第３遊星歯車機構ＰＧ３のキャリアＣｃ（第８要素）が入力要素、リングギヤＲｃ（第９要素）が固定要素、サンギヤＳｃ（第７要素）が出力要素となり、入力軸１２の回転速度が（ｊ＋１）／ｊに増速されて、出力要素たるキャリアＣｃ（第８要素）から出力される。
【００３５】
自動変速機１０は、係合機構として、第１から第４の４つの湿式多板クラッチＣ１〜Ｃ４を備える。
【００３６】
第１湿式多板クラッチＣ１は、中空軸１５と第２遊星歯車機構ＰＧ２の出力要素たるリングギヤＲｂ（第５要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【００３７】
第２湿式多板クラッチＣ２は、中空軸１５と第１遊星歯車機構ＰＧ１の第１入力要素たるリングギヤＲａ（第３要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。中空軸１５は第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤＳａ（第１要素）と連結されているので、第２湿式多板クラッチＣ２が連結状態となると、第１遊星歯車機構ＰＧ１の３つ要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａは、相対回転不能なロック状態となる。
【００３８】
尚、第２湿式多板クラッチＣ２は、第１遊星歯車機構ＰＧ１をロック状態にできればよく、例えば、サンギヤＳａ（第１要素）とキャリアＣａ（第２要素）とを解除自在に連結できるように構成してもよく、又は、キャリアＣａ（第２要素）とリングギヤＲａ（第３要素）とを解除自在に連結できるように構成してもよい。
【００３９】
第３湿式多板クラッチＣ３は、中空軸１５と第３遊星歯車機構ＰＧ３の出力要素たるサンギヤＳｃ（第７要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【００４０】
第４湿式多板クラッチＣ４は、第２湿式多板クラッチＣ２を介して第１遊星歯車機構ＰＧ１の第１入力要素たるリングギヤＲａ（第３要素）と第２遊星歯車機構ＰＧ２の入力要素たるキャリアＣｂ（第４要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【００４１】
図１に示すように、自動変速機１０においては、中空の電動機ＭＯＴの内側に、第１遊星歯車機構ＰＧ１、第２遊星歯車機構ＰＧ２、第１湿式多板クラッチＣ１、第２湿式多板クラッチＣ２及び第４湿式多板クラッチＣ４を配置している。また、中空の発電機ＧＥＮの内側に、第３遊星歯車機構ＰＧ３及び第３湿式多板クラッチＣ３を配置している。このように、中空の電動機ＭＯＴ及び発電機ＧＥＮの内側のスペースを有効活用することにより、自動変速機１０の軸長の増加を抑制している。
【００４２】
変速機ケース１１には、発電機ＧＥＮと電動機ＭＯＴとの間に位置させて、径方向内方に延びる側壁１１ａが設けられている。この側壁１１ａの径方向内縁には、軸方向に突出する筒状保持部１１ｂが設けられている。この筒状保持部１１ｂの外周面にベアリング１３ａを介して出力ギヤ１３が軸支されている。
【００４３】
次に、図２及び図３を参照して、自動変速機１０の作動を説明する。自動変速機１０においては、駆動源ＥＮＧの動力を用いて車両を走行させる場合には、前進１速段から５速段及び後進段を確立させることができる。
【００４４】
１速段を確立させる場合には、第１湿式多板クラッチＣ１及び第２湿式多板クラッチＣ２を連結状態とする。
【００４５】
第１湿式多板クラッチＣ１を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤＳａ（第１要素）が第２遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤＲｂ（第５要素）と同一速度で回転する。よって、サンギヤＳａ（第１要素）が入力軸１２の回転速度の１／ｉの速度で回転する。また、第２湿式多板クラッチＣ２を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１は各要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａが相対回転不能なロック状態となる。よって、第１遊星歯車機構ＰＧ１の全ての要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａが入力軸１２の回転速度の１／ｉの速度で回転する。
【００４６】
従って、出力ギヤ１３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が入力軸１２の回転速度の１／ｉの速度で回転して、１速段が確立される。
【００４７】
２速段を確立させる場合には、第１湿式多板クラッチＣ１及び第４湿式多板クラッチＣ４を連結状態とする。
【００４８】
第１湿式多板クラッチＣ１を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤＳａ（第１要素）が入力軸１２の回転速度の１／ｉの速度で回転する。また、第４湿式多板クラッチＣ４を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲａ（第３要素）が第２遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアＣｂ（第４要素）と同一速度で回転する。よって、リングギヤＲａ（第３要素）が入力軸１２と同一速度で回転する。
【００４９】
従って、出力ギヤ１３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が入力軸１２の回転速度の（ｈｉ＋ｉ−１）／（ｈｉ）で回転して、２速段が確立される。
【００５０】
３速段を確立させる場合には、第２湿式多板クラッチＣ２及び第４湿式多板クラッチＣ４を連結状態とする。
【００５１】
第２湿式多板クラッチＣ２を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１は各要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａが相対回転不能なロック状態となる。また、第４湿式多板クラッチＣ４を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲａ（第３要素）が第２遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアＣｂ（第４要素）と同一速度で回転する。よって、リングギヤＲａ（第３要素）が入力軸１２と同一速度で回転する。
【００５２】
従って、出力ギヤ１３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が入力軸１２と同一速度で回転して、３速段が確立される。
【００５３】
４速段を確立させる場合には、第３湿式多板クラッチＣ３及び第４湿式多板クラッチＣ４を連結状態とする。
【００５４】
第３湿式多板クラッチＣ３を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤＳａ（第１要素）が第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤＳｃ（第７要素）と同一速度で回転する。よって、サンギヤＳａ（第１要素）が入力軸１２の回転速度の（ｊ＋１）／ｊ（以下、「Ｎ１」と省略して用いる場合もある。）で回転する。また、第４湿式多板クラッチＣ４を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲａ（第３要素）が入力軸１２と同一速度で回転する。
【００５５】
従って、出力ギヤ１３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が入力軸１２の回転速度の１＋（Ｎ１−１）／ｈで回転して、４速段が確立される。
【００５６】
５速段を確立させる場合には、第２湿式多板クラッチＣ２及び第３湿式多板クラッチＣ３を連結状態とする。
【００５７】
第３湿式多板クラッチＣ３を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤＳａ（第１要素）が「Ｎ１」で回転する。また、第２湿式多板クラッチＣ２を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１は各要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａが相対回転不能なロック状態となる。
【００５８】
従って、出力ギヤ１３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が「Ｎ１」で回転して、５速段が確立される。
【００５９】
第２湿式多板クラッチＣ２のみを連結状態とすると共に、電動機ＭＯＴを正転（車両が前進する方向の回転）させる。これにより、出力ギヤ１３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が電動機ＭＯＴの回転速度のｈ／（ｈ＋１）で回転し、電動機ＭＯＴの動力のみにより車両の駆動輪に動力を伝達させることができる。このとき、ダンパＤａにより駆動源ＥＮＧと入力軸１２との連結を解除することによって、自動変速機１０から駆動源ＥＮＧを切り離すことができる。
【００６０】
そして、後進段を確立させる場合には、第２湿式多板クラッチＣ２を連結状態とすると共に、電動機ＭＯＴを逆転（車両が後進する方向の回転）させる。これにより、出力ギヤ１３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が電動機ＭＯＴの回転速度のｈ／（ｈ＋１）で回転し、後進段が確立される。
【００６１】
自動変速機１０においては、内燃機関たる駆動源ＥＮＧと発電機ＧＥＮとが、第１遊星歯車機構ＰＧ１を介して連結状態となっている。このため、全ての変速段において、駆動源ＥＮＧの駆動力により発電機ＧＥＮで発電させて図示省略した２次電池に充電させる回生を行うことができる。また、車両が停車状態である場合でも、例えば、第１から第３湿式多板クラッチＣ１〜Ｃ３を開放状態とすることにより、車両の駆動輪に動力を伝達させることなく回生を行うこともできる。
【００６２】
また、電動機ＭＯＴの駆動力により走行させることもできる。また、各速段において、駆動源ＥＮＧと電動機ＭＯＴとの両方の駆動力を用い、無段変速ＥＣＶＴを行うこともできる。これは、図３に一点鎖線の領域で例示するように、発電機ＭＯＴの駆動力を調節することによって行う。
【００６３】
尚、図３では、電動機ＭＯＴの調節領域として正転（車両が前進する方向の回転）側のみを示しているが、逆転側まで調節領域を広げてもよい。
【００６４】
以上説明したように、自動変速機１０では、３つの遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３と４つの係合機構たる湿式多板クラッチＣ１〜Ｃ４を用いて、前進１速段から５速段及び後進段を確保している。よって、上記従来の自動変速機と比較して、構成要素が少なく、フリクションロスが削減される。特に、ブレーキを用いないので、フリクションロスが削減される。
【００６５】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る自動変速機２０について説明する。
【００６６】
図４に示すように、自動変速機２０は、変速機ケース２１内に回転自在に軸支されると共に、エンジン等の内燃機関からなる駆動源ＥＮＧにダンパＤａを介して連結される入力軸２２と、入力軸２２と同心に配置された出力ギヤ２３とを備えている。出力ギヤ２３の回転はカウンターギヤ２４ａを介してカウンターシャフト２４に伝達される。そして、カウンターシャフト２４の回転は、図外のディファレンシャルギヤやプロペラシャフトを介して、車両の左右の駆動輪に伝達される。
【００６７】
又、変速機ケース２１内には、第１遊星歯車機構ＰＧ１、第２遊星歯車機構ＰＧ２及び第３遊星歯車機構ＰＧ３が入力軸２２と同心に配置されている。第１遊星歯車機構ＰＧ１は、サンギヤＳａと、リングギヤＲａと、サンギヤＳａとリングギヤＲａとに噛合するピニオンＰａを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａとから成るシングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されている。
【００６８】
図６における第１遊星歯車機構ＰＧ１の共線図を参照して、第１遊星歯車機構ＰＧ１の３つの要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａを、共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Ｓａ、第２要素はキャリアＣａ、第３要素はリングギヤＲａになる。
【００６９】
ここで、サンギヤＳａとキャリアＣａ間の間隔とキャリアＣａとリングギヤＲａ間の間隔との比は、第１遊星歯車機構ＰＧ１のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｈとして、ｈ：１に設定される。尚、共線図において、下の横線と上の横線は夫々回転速度が「０」と「１」（入力軸２２と同じ回転速度）であることを示している。
【００７０】
第２遊星歯車機構ＰＧ２は、サンギヤＳｂと、リングギヤＲｂと、サンギヤＳｂとリングギヤＲｂとに噛合するピニオンＰｂを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｂとから成るシングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されている。
【００７１】
図６における第２遊星歯車機構ＰＧ２の共線図を参照して、第２遊星歯車機構ＰＧ２の３つの要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂを、共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Ｓｂ、第５要素はキャリアＣｂ、第６要素はリングギヤＲｂなる。
【００７２】
ここで、サンギヤＳｂとキャリアＣｂ間の間隔と、キャリアＣｂとリングギヤＲｂ間の間隔との比は、第２遊星歯車機構ＰＧ２のギヤ比をｉとして、ｉ：１に設定される。
【００７３】
第３遊星歯車機構ＰＧ３は、サンギヤＳｃと、リングギヤＲｃと、サンギヤＳｃとリングギヤＲｃとに噛合するピニオンＰｃを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｃとから成るシングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されている。
【００７４】
図６における第３遊星歯車機構ＰＧ３の共線図を参照して、第３遊星歯車機構ＰＧ３の３つの要素Ｓｃ，Ｃｃ，Ｒｃを、共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Ｓｃ、第８要素はキャリアＣｃ、第９要素はリングギヤＲｃになる。
【００７５】
ここで、サンギヤＳｃとキャリアＣｃ間の間隔とキャリアＣｃとリングギヤＲｃ間の間隔との比は、第３遊星歯車機構ＰＧ３のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｊとして、ｊ：１に設定される（但し、ｉ＜ｊ）。
【００７６】
第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）には、出力ギヤ２３が連結されている。第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤＳａ（第１要素）は、入力軸２２と同心に配置された中空軸２５に連結されている。
【００７７】
第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲａ（第３要素）には、中空の電動機ＭＯＴ（電動モータ）が連結されている。電動機ＭＯＴは、変速機ケース２１に固定されたステータＭＯＴａと、リングギヤＲｂ（第３要素）に連結されたロータＭＯＴｂとで構成される。
【００７８】
第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲａ（第３要素）が第１入力要素、サンギヤＳａ（第１要素）が第２入力要素となり、リングギヤＲａ（第３要素）及びサンギヤＳａ（第１要素）に夫々入力された回転が変速されて、出力要素たるキャリアＣａ（第２要素）から出力される。
【００７９】
第２遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤＳｂ（第４要素）は、入力軸２２に連結されている。第２遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤＲｂ（第６要素）は、変速機ケース２１に固定されている。
【００８０】
従って、第２遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤＳｂ（第４要素）が入力要素、リングギヤＲｂ（第６要素）が固定要素となり、入力軸２２の回転速度が１／ｉに減速されて、出力要素たるキャリアＣｂ（第５要素）から出力される。
【００８１】
第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤＳｃ（第７要素）は、入力軸２２に連結されている。第３遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤＲｃ（第９要素）は、変速機ケース２１に固定されている。
【００８２】
従って、第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤＳｃ（第７要素）が入力要素、リングギヤＲｃ（第９要素）が固定要素となり、入力軸２２の回転速度が１／ｊに減速されて、出力要素たるキャリアＣｃ（第８要素）から出力される。
【００８３】
そして、入力軸２２には、中空の発電機ＧＥＮ（ジェネレータ）が連結されている。発電機ＧＥＮは、変速機ケース２１に固定されたステータＧＥＮａと、入力軸２２に連結されたロータＧＥＮｂとで構成される。
【００８４】
自動変速機２０は、係合機構として、第１から第４の４つの湿式多板クラッチＣ１〜Ｃ４を備える。
【００８５】
第１湿式多板クラッチＣ１は、中空軸２５と第２遊星歯車機構ＰＧ３の出力要素たるキャリアＣｃ（第８要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【００８６】
第２湿式多板クラッチＣ２は、中空軸２５と第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲａ（第３要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。中空軸２５は第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤＳａ（第１要素）と連結されているので、第２湿式多板クラッチＣ２が連結状態となると、第１遊星歯車機構ＰＧ１の３つ要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａは、相対回転不能なロック状態となる。
【００８７】
尚、第２湿式多板クラッチＣ２は、第１遊星歯車機構ＰＧ１をロック状態にできればよく、例えば、サンギヤＳａ（第１要素）とキャリアＣａ（第２要素）とを解除自在に連結できるように構成してもよく、又は、キャリアＣａ（第２要素）とリングギヤＲａ（第３要素）とを解除自在に連結できるように構成してもよい。
【００８８】
第３湿式多板クラッチＣ３は、中空軸２５と第３遊星歯車機構ＰＧ３の入力要素たるサンギヤＳｃ（第７要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【００８９】
第４湿式多板クラッチＣ４は、第２湿式多板クラッチＣ２を介して第１遊星歯車機構ＰＧ１の第１入力要素たるリングギヤＳａ（第３要素）と第２遊星歯車機構ＰＧ２の出力要素たるキャリアＣｂ（第５要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【００９０】
図４に示すように、自動変速機２０においては、中空の電動機ＭＯＴの内側に、第１遊星歯車機構ＰＧ１、第２遊星歯車機構ＰＧ２、第２湿式多板クラッチＣ２及び第４湿式多板クラッチＣ４を配置している。また、中空の発電機ＧＥＮの内側に、第３遊星歯車機構ＰＧ３、第１湿式多板クラッチＣ１及び第３湿式多板クラッチＣ３を配置している。このように、中空の電動機ＭＯＴ及び発電機ＧＥＮの内側のスペースを有効活用することにより、自動変速機の軸長の増加を抑制している。
【００９１】
変速機ケース２１には、発電機ＧＥＮと電動機ＭＯＴとの間に位置させて、径方向内方に延びる側壁２１ａが設けられている。この側壁２１ａの径方向内縁には、軸方向に突出する筒状保持部２１ｂが設けられている。この筒状保持部２１ｂの外周面にベアリング２３ａを介して出力ギヤ２３が軸支されている。
【００９２】
次に、図５及び図６を参照して、自動変速機２０の作動を説明する。自動変速機２０においては、駆動源ＥＮＧの動力を用いて車両を走行させる場合には、前進１速段から５速段及び後進段を確立させることができる。
【００９３】
１速段を確立させる場合には、第１湿式多板クラッチＣ１及び第２湿式多板クラッチＣ２を連結状態とする。
【００９４】
第１湿式多板クラッチＣ１を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１の第２入力要素たるサンギヤＳａ（第１要素）が第３遊星歯車機構ＰＧ３の出力要素たるキャリアＣｃ（第８要素）と同一速度で回転する。よって、サンギヤＳａ（第１要素）が入力軸２２の回転速度の１／ｊの速度で回転する。また、第２湿式多板クラッチＣ２を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１は各要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａが相対回転不能なロック状態となる。よって、第１遊星歯車機構ＰＧ１の全ての要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａが入力軸２２の回転速度の１／ｊの速度で回転する。
【００９５】
従って、出力ギヤ２３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が入力軸２２の回転速度の１／ｊの速度で回転して、１速段が確立される。
【００９６】
２速段を確立させる場合には、第１湿式多板クラッチＣ１及び第４湿式多板クラッチＣ４を連結状態とする。
【００９７】
第１湿式多板クラッチＣ１を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１の第１入力要素たるサンギヤＳａ（第１要素）が入力軸２２の回転速度の１／ｊの速度で回転する。また、第４湿式多板クラッチＣ４を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１の第２入力要素たるリングギヤＲａ（第３要素）が第２遊星歯車機構ＰＧ２の出力要素たるキャリアＣｂ（第５要素）と同一速度で回転する。よって、リングギヤＲａ（第３要素）が入力軸２２の回転速度の１／ｉの速度で回転する。
【００９８】
従って、出力ギヤ２３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が入力軸２２の回転速度の（ｈｊ＋ｉ−ｊ）／（ｈｉｊ）で回転して、２速段が確立される。
【００９９】
３速段を確立させる場合には、第２湿式多板クラッチＣ２及び第４湿式多板クラッチＣ４を連結状態とする。
【０１００】
第２湿式多板クラッチＣ２を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１は各要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａが相対回転不能なロック状態となる。また、第４湿式多板クラッチＣ４を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲａ（第３要素）が入力軸２２の回転速度の１／ｉで回転する。
【０１０１】
従って、出力ギヤ２３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が入力軸２２の回転速度の１／ｉで回転して、３速段が確立される。
【０１０２】
４速段を確立させる場合には、第３湿式多板クラッチＣ３及び第４湿式多板クラッチＣ４を連結状態とする。
【０１０３】
第３湿式多板クラッチＣ３を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１の第２入力要素たるサンギヤＳａ（第１要素）が第３遊星歯車機構ＰＧ３の入力要素たるサンギヤＳｃ（第７要素）と同一速度で回転する。よって、サンギヤＳａ（第１要素）が入力軸２２と同一速度で回転する。また、第４湿式多板クラッチＣ４を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１の第１入力要素たるリングギヤＲａ（第３要素）が入力軸２２の回転速度の１／ｉで回転する。
【０１０４】
従って、出力ギヤ２３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が入力軸２２の回転速度の（ｈ＋ｉ−１）／（ｈｉ）で回転して、４速段が確立される。
【０１０５】
５速段を確立させる場合には、第２湿式多板クラッチＣ２及び第３湿式多板クラッチＣ３を連結状態とする。
【０１０６】
第３湿式多板クラッチＣ３を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１の第入力要素たるサンギヤＳａ（第１要素）が入力軸２２と同一速度で回転する。また、第２湿式多板クラッチＣ２を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１は各要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａが相対回転不能なロック状態となる。
【０１０７】
従って、出力ギヤ２３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が入力軸２２と同一速度で回転して、５速段が確立される。
【０１０８】
第２湿式多板クラッチＣ２のみを連結状態とすると共に、電動機ＭＯＴを正転（車両が前進する方向の回転）させる。これにより、出力ギヤ２３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が電動機ＭＯＴの回転速度のｈ／（ｈ＋１）で回転し、電動機ＭＯＴの動力のみにより車両の駆動輪に動力を伝達させることができる。このとき、ダンパＤａにより駆動源ＥＮＧと入力軸２２との連結を解除することによって、自動変速機２０から駆動源ＥＮＧを切り離すことができる。
【０１０９】
そして、後進段を確立させる場合には、第２湿式多板クラッチＣ２を連結状態とすると共に、電動機ＭＯＴを逆転（車両が後進する方向の回転）させる。これにより、出力ギヤ２３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が電動機ＭＯＴの回転速度のｈ／（ｈ＋１）で回転し、後進段が確立される。
【０１１０】
自動変速機２０においては、内燃機関たる駆動源ＥＮＧと発電機ＧＥＮとが、第１遊星歯車機構ＰＧ１を介して連結状態となっている。このため、全ての変速段において、駆動源ＥＮＧの駆動力により発電機ＧＥＮで発電させて図示省略した２次電池に充電させる回生を行うことができる。また、車両が停車状態である場合でも、例えば、第１から第３湿式多板クラッチＣ１〜Ｃ３を開放状態とすることにより、車両の駆動輪に動力を伝達させることなく回生を行うこともできる。
【０１１１】
また、電動機ＭＯＴの駆動力により走行させることもできる。また、各速段において、駆動源ＥＮＧと電動機ＭＯＴとの両方の駆動力を用い、無段変速ＥＣＶＴを行うこともできる。これは、図６に一点鎖線の領域で例示するように、発電機ＭＯＴの駆動力を調節することによって行う。
【０１１２】
尚、図６では、電動機ＭＯＴの調節領域として正転（車両が前進する方向の回転）側のみを示しているが、逆転側まで調節領域を広げてもよい。
【０１１３】
以上説明したように、自動変速機２０では、３つの遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３と４つの係合機構たる湿式多板クラッチＣ１〜Ｃ４を用いて、前進１速段から５速段及び後進段を確保している。よって、上記従来の自動変速機と比較して、構成要素が少なく、フリクションロスが削減される。特に、ブレーキを用いないので、フリクションロスが削減される。さらに、自動変速機２０では、３つの遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３が全てシングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されているので、フリクションロスが少ない。
【符号の説明】
【０１１４】
１０，２０…自動変速機、 １１，２１…変速機ケース、 １２，２２…入力軸、 １３、２３…出力ギヤ（出力部材）、 １４，２４…カウンターシャフト、 １４ａ，２４ａ…カウンターギヤ、 １５，２５…中空軸、 ＰＧ１…第１遊星歯車機構、 Ｃａ…キャリア（第２要素、出力要素）、 Ｒａ…リングギヤ（第３要素、第１入力要素）、 Ｓａ…サンギヤ（第１要素、第２入力要素）、 ＰＧ２…第２遊星歯車機構、 Ｃｂ…キャリア（第４要素、入力要素、第５要素、出力要素）、 Ｒｂ…リングギヤ（第５要素、出力要素、第６要素、固定要素）、 Ｓｂ…サンギヤ（第６要素、固定要素、第４要素、入力要素）、 ＰＧ３…第３遊星歯車機構、 Ｃｃ…キャリア（第８要素、入力要素、出力要素）、 Ｒｃ…リングギヤ（第９要素、固定要素）、 Ｓｃ…サンギヤ（第７要素、出力要素、入力要素）、 Ｃ１…第１湿式多板クラッチ（第１係合機構）、 Ｃ２…第２湿式多板クラッチ（第２係合機構）、 Ｃ３…第３湿式多板クラッチ（第３係合機構）、 Ｃ４…第４湿式多板クラッチ（第４係合機構）、 Ｄａ…ダンパ、 ＥＮＧ…駆動源（内燃機関、エンジン）、 ＭＯＴ…電動機、 ＧＥＮ…発電機。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遊星歯車機構を用いて内燃機関の動力を複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、遊星歯車機構を用いて内燃機関の動力を複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、３つの遊星歯車機構、２つのクラッチ及び３つのブレーキを用いて、前進１速段から６速段及び後進１速段を確保した自動変速機が記載されている。また、特許文献２には、３つの遊星歯車機構、２つのクラッチ及び４つのブレーキを用いて、前進１速段から５速段及び後進１速段を確保した自動変速機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３６２０８８３号公報
【特許文献２】特開２００２−１２２１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の自動変速機では、前進１速段から５速段及び後進１速段を確保するために、３つの遊星歯車機構の他に、２つのクラッチと３つのブレーキ、又は２つのクラッチと４つのブレーキを必要とし、構成要素が多いので、フリクションロスが大きくなっていた。特に、ブレーキによるフリクションロスが大きかった。
【０００６】
本発明は、構成要素が少なく、フリクションロスが削減可能な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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の自動変速機は、駆動源からの動力により回転する入力軸と、該入力軸の回転軸線上に配置され、サンギヤ、キャリア及びリングギヤからなる３つの要素を夫々有する第１から第３の３つの遊星歯車機構と、変速された動力を出力する出力部材とを備える自動変速機であって、前記第１遊星歯車機構の何れか１つの前記要素が前記出力部材に動力を伝達する出力要素であり、前記第１遊星歯車機構の他の２つの前記要素が夫々第１入力要素及び第２入力要素であり、前記第１遊星歯車機構の前記第１入力要素に動力を伝達自在な電動機が設けられ、前記第２遊星歯車機構の何れか１つの前記要素が前記入力軸に連結された入力要素であり、前記第２遊星歯車機構の他の１つの前記要素がケーシングに固定された固定要素であり、前記第２遊星歯車機構の残り１つの前記要素が出力要素であり、前記第３遊星歯車機構の何れか１つの前記要素が前記入力軸に連結された入力要素であり、前記第３遊星歯車機構の他の１つの前記要素がケーシングに固定された固定要素であり、前記第３遊星歯車機構の残り１つの前記要素が出力要素であり、前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第２又は前記第３遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第１係合機構と、前記第１遊星歯車機構の何れか２つの要素を連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第２係合機構と、前記第１係合機構が前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記出力要素との連結状態を切換える場合、前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第３遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であり、前記第１係合機構が前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第３遊星歯車機構の前記出力要素との連結状態を切換える場合、前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第３係合機構と、前記第１係合機構が前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記出力要素との連結状態を切換える場合、前記第１遊星歯車機構の第１入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記入力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であり、前記第１係合機構が前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第３遊星歯車機構の前記出力要素との連結状態を切換える場合、前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第４係合機構と備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の自動変速機によれば、第１及び第３係合機構の切換状況に応じて、第１遊星歯車機構の第２入力要素が、入力軸の回転が伝達されない状態と、入力軸の回転が伝達経路に応じて２つの異なる回転速度で回転される状態とになる。第４係合機構の切換状況に応じて、第１遊星歯車機構の第１入力要素が、入力軸の回転が伝達されない状態と、入力軸の回転が伝達経路に応じた回転速度で回転される状態とになる。そして、第２係合機構の切換状況に応じて、第１遊星歯車機構の３つの要素が、相対回転不能なロック状態と、相対回転可能な状態となる。よって、第１から第４係合機構の切換状況の組み合わせに応じて、入力軸の回転が５段階に変速されて第１遊星歯車機構の出力要素から出力部材に出力される。
【０００９】
そして、駆動源からの動力により入力軸が回転するときに第１遊星歯車機構の第１入力要素が回転する方向に電動機を回転させることにより、電動機により駆動源の動力をアシストすることが可能となる。さらに、電動機を前記方向と逆方向に回転させることにより、第１遊星歯車機構の出力要素を逆回転させることが可能となり、後段を確保することができる。
【００１０】
従って、３つの遊星歯車機構及び４つの係合機構を有する構成で、前進１速段から５速段及び後進段を確保することができる。上記従来の自動変速機と比較して、構成要素が少なく、且つブレーキを有していないので、フリクションロスが削減される。
【００１１】
本発明において、前記第３遊星歯車機構の前記入力要素又は前記出力要素に発電機が連結されていることが好ましい。
【００１２】
これによれば、駆動源の動力により発電機で発電させることができる。
【００１３】
本発明の第１の具体的態様としては、前記第１遊星歯車機構の各前記要素を、共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遊星歯車機構の各前記要素を、共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遊星歯車機構の各前記要素を、共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、前記第１要素は前記第１遊星歯車機構の前記第２入力要素であり、前記第２要素は前記第１遊星歯車機構の前記出力要素であり、前記第３要素は前記第１遊星歯車機構の前記第１入力要素であり、前記第４要素は前記第２遊星歯車機構の前記入力要素であり、前記第５要素は前記第２遊星歯車機構の前記出力要素であり、前記第６要素は前記第２遊星歯車機構の前記固定要素であり、前記第７要素は前記第３遊星歯車機構の前記出力要素であり、前記第８要素は前記第３遊星歯車機構の前記入力要素であり、前記第９要素は前記第３遊星歯車機構の前記固定力要素であり、前記第１係合機構は、前記第１遊星歯車機構の前記第２入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であり、前記第３係合機構は、前記第１遊星歯車機構の前記第２入力要素と前記第３遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であり、前記第４係合機構は、前記第１遊星歯車機構の前記第１入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記入力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であるように構成することができる。
【００１４】
本発明の第２の具体的態様としては、前記第１遊星歯車機構の各前記要素を、共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遊星歯車機構の各前記要素を、共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遊星歯車機構の各前記要素を、共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、前記第１要素は前記第１遊星歯車機構の前記第２入力要素であり、前記第２要素は前記第１遊星歯車機構の前記出力要素であり、前記第３要素は前記第１遊星歯車機構の前記第１入力要素であり、前記第４要素は前記第２遊星歯車機構の前記入力要素であり、前記第５要素は前記第２遊星歯車機構の前記出力要素であり、前記第６要素は前記第２遊星歯車機構の前記固定要素であり、前記第７要素は前記第３遊星歯車機構の前記入力要素であり、前記第８要素は前記第３遊星歯車機構の前記出要素であり、前記第９要素は前記第３遊星歯車機構の前記固定力要素であり、前記第１係合機構は、前記第１遊星歯車機構の前記第２入力要素と前記第３遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であり、前記第３係合機構は、前記第１遊星歯車機構の前記第２入力要素と前記第３遊星歯車機構の前記入力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であり、前記第４係合機構は、前記第１遊星歯車機構の前記第１入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であるように構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る自動変速機のスケルトン図。
【図２】図１に示した自動変速機の係合要素の状態を変速段毎にまとめて示す説明図。
【図３】図１に示した自動変速機の共線図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る自動変速機のスケルトン図。
【図５】図４に示した自動変速機の係合要素の状態を変速段毎にまとめて示す説明図。
【図６】図４に示した自動変速機の共線図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る自動変速機１０について説明する。
【００１７】
図１に示すように、自動変速機１０は、変速機ケース１１内に回転自在に軸支されると共に、エンジン等の内燃機関からなる駆動源ＥＮＧにダンパＤａを介して連結される入力軸１２と、入力軸１２と同心に配置された出力ギヤ１３とを備えている。出力ギヤ１３の回転はカウンターギヤ１４ａを介してカウンターシャフト１４に伝達される。そして、カウンターシャフト１４の回転は、図外のディファレンシャルギヤやプロペラシャフトを介して、車両の左右の駆動輪に伝達される。
【００１８】
又、変速機ケース１１内には、第１遊星歯車機構ＰＧ１、第２遊星歯車機構ＰＧ２及び第３遊星歯車機構ＰＧ３が入力軸１２と同心に配置されている。第１遊星歯車機構ＰＧ１は、サンギヤＳａと、リングギヤＲａと、サンギヤＳａとリングギヤＲａとに噛合するピニオンＰａを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａとから成るシングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されている。
【００１９】
図３における第１遊星歯車機構ＰＧ１の共線図（サンギヤ、キャリア、リングギヤの３つの要素の相対回転速度の比を直線で表すことができる図）を参照して、第１遊星歯車機構ＰＧ１の３つの要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａを、共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Ｓａ、第２要素はキャリアＣａ、第３要素はリングギヤＲａになる。
【００２０】
ここで、サンギヤＳａとキャリアＣａ間の間隔とキャリアＣａとリングギヤＲａ間の間隔との比は、第１遊星歯車機構ＰＧ１のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｈとして、ｈ：１に設定される。尚、共線図において、下の横線と上の横線は夫々回転速度が「０」と「１」（入力軸１２と同じ回転速度）であることを示している。
【００２１】
第２遊星歯車機構ＰＧ２は、サンギヤＳｂと、リングギヤＲｂと、互いに噛合すると共に一方がサンギヤＳｂに噛合し、他方がリングギヤＲｂに噛合する一対のピニオンＰｂ１，Ｐｂ２を自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｂとから成るダブルピニオン型の遊星歯車機構で構成されている。
【００２２】
図３における第２遊星歯車機構ＰＧ２の共線図を参照して、第２遊星歯車機構ＰＧ２の３つの要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂを、共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要素はキャリアＣｂ、第５要素はリングギヤＲｂ、第６要素はサンギヤＳｂになる。
【００２３】
ここで、サンギヤＳｂとキャリアＣｂ間の間隔と、キャリアＣｂとリングギヤＲｂ間の間隔との比は、第２遊星歯車機構ＰＧ２のギヤ比をｉとして、ｉ：１に設定される。
【００２４】
第３遊星歯車機構ＰＧ３は、サンギヤＳｃと、リングギヤＲｃと、サンギヤＳｃとリングギヤＲｃとに噛合するピニオンＰｃを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｃとから成るシングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されている。
【００２５】
図３における第３遊星歯車機構ＰＧ３の共線図を参照して、第３遊星歯車機構ＰＧ３の３つの要素Ｓｃ，Ｃｃ，Ｒｃを、共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Ｓｃ、第８要素はキャリアＣｃ、第９要素はリングギヤＲｃになる。
【００２６】
ここで、サンギヤＳｃとキャリアＣｃ間の間隔とキャリアＣｃとリングギヤＲｃ間の間隔との比は、第３遊星歯車機構ＰＧ３のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｊとして、ｊ：１に設定される。
【００２７】
第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）には、出力ギヤ１３が連結されている。第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤＳａ（第１要素）は、入力軸１２と同心に配置された中空軸１５に連結されている。
【００２８】
第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲａ（第３要素）には、中空の電動機ＭＯＴ（電動モータ）が連結されている。電動機ＭＯＴは、変速機ケース１１に固定されたステータＭＯＴａと、リングギヤＲａ（第３要素）に連結されたロータＭＯＴｂとで構成される。
【００２９】
第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲａ（第３要素）が第１入力要素、サンギヤＳａ（第１要素）が第２入力要素となり、リングギヤＲａ（第３要素）及びサンギヤＳａ（第１要素）に夫々入力された回転が変速されて、出力要素たるキャリアＣａ（第２要素）から出力される。
【００３０】
第２遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアＣｂ（第４要素）は、入力軸１２に連結されている。第２遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤＳｂ（第６要素）は、変速機ケース１１に固定されている。
【００３１】
従って、第２遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアＣｂ（第４要素）が入力要素、サンギヤＳｂ（第６要素）が固定要素、リングギヤＲｂ（第５要素）が出力要素となり、入力軸１２の回転速度が１／ｉに減速されて、出力要素たるリングギヤＲｂ（第５要素）から出力される。
【００３２】
第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤＳｃ（第７要素）には、中空の発電機ＧＥＮ（ジェネレータ）が連結されている。発電機ＧＥＮは、変速機ケース１１に固定されたステータＧＥＮａと、サンギヤＳｃ（第７要素）に連結されたロータＧＥＮｂとで構成される。
【００３３】
第３遊星歯車機構ＰＧ３のキャリアＣｃ（第８要素）は、入力軸１２に連結されている。第３遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤＲｃ（第９要素）は、変速機ケース１１に固定されている。
【００３４】
従って、第３遊星歯車機構ＰＧ３のキャリアＣｃ（第８要素）が入力要素、リングギヤＲｃ（第９要素）が固定要素、サンギヤＳｃ（第７要素）が出力要素となり、入力軸１２の回転速度が（ｊ＋１）／ｊに増速されて、出力要素たるキャリアＣｃ（第８要素）から出力される。
【００３５】
自動変速機１０は、係合機構として、第１から第４の４つの湿式多板クラッチＣ１〜Ｃ４を備える。
【００３６】
第１湿式多板クラッチＣ１は、中空軸１５と第２遊星歯車機構ＰＧ２の出力要素たるリングギヤＲｂ（第５要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【００３７】
第２湿式多板クラッチＣ２は、中空軸１５と第１遊星歯車機構ＰＧ１の第１入力要素たるリングギヤＲａ（第３要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。中空軸１５は第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤＳａ（第１要素）と連結されているので、第２湿式多板クラッチＣ２が連結状態となると、第１遊星歯車機構ＰＧ１の３つ要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａは、相対回転不能なロック状態となる。
【００３８】
尚、第２湿式多板クラッチＣ２は、第１遊星歯車機構ＰＧ１をロック状態にできればよく、例えば、サンギヤＳａ（第１要素）とキャリアＣａ（第２要素）とを解除自在に連結できるように構成してもよく、又は、キャリアＣａ（第２要素）とリングギヤＲａ（第３要素）とを解除自在に連結できるように構成してもよい。
【００３９】
第３湿式多板クラッチＣ３は、中空軸１５と第３遊星歯車機構ＰＧ３の出力要素たるサンギヤＳｃ（第７要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【００４０】
第４湿式多板クラッチＣ４は、第２湿式多板クラッチＣ２を介して第１遊星歯車機構ＰＧ１の第１入力要素たるリングギヤＲａ（第３要素）と第２遊星歯車機構ＰＧ２の入力要素たるキャリアＣｂ（第４要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【００４１】
図１に示すように、自動変速機１０においては、中空の電動機ＭＯＴの内側に、第１遊星歯車機構ＰＧ１、第２遊星歯車機構ＰＧ２、第１湿式多板クラッチＣ１、第２湿式多板クラッチＣ２及び第４湿式多板クラッチＣ４を配置している。また、中空の発電機ＧＥＮの内側に、第３遊星歯車機構ＰＧ３及び第３湿式多板クラッチＣ３を配置している。このように、中空の電動機ＭＯＴ及び発電機ＧＥＮの内側のスペースを有効活用することにより、自動変速機１０の軸長の増加を抑制している。
【００４２】
変速機ケース１１には、発電機ＧＥＮと電動機ＭＯＴとの間に位置させて、径方向内方に延びる側壁１１ａが設けられている。この側壁１１ａの径方向内縁には、軸方向に突出する筒状保持部１１ｂが設けられている。この筒状保持部１１ｂの外周面にベアリング１３ａを介して出力ギヤ１３が軸支されている。
【００４３】
次に、図２及び図３を参照して、自動変速機１０の作動を説明する。自動変速機１０においては、駆動源ＥＮＧの動力を用いて車両を走行させる場合には、前進１速段から５速段及び後進段を確立させることができる。
【００４４】
１速段を確立させる場合には、第１湿式多板クラッチＣ１及び第２湿式多板クラッチＣ２を連結状態とする。
【００４５】
第１湿式多板クラッチＣ１を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤＳａ（第１要素）が第２遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤＲｂ（第５要素）と同一速度で回転する。よって、サンギヤＳａ（第１要素）が入力軸１２の回転速度の１／ｉの速度で回転する。また、第２湿式多板クラッチＣ２を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１は各要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａが相対回転不能なロック状態となる。よって、第１遊星歯車機構ＰＧ１の全ての要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａが入力軸１２の回転速度の１／ｉの速度で回転する。
【００４６】
従って、出力ギヤ１３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が入力軸１２の回転速度の１／ｉの速度で回転して、１速段が確立される。
【００４７】
２速段を確立させる場合には、第１湿式多板クラッチＣ１及び第４湿式多板クラッチＣ４を連結状態とする。
【００４８】
第１湿式多板クラッチＣ１を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤＳａ（第１要素）が入力軸１２の回転速度の１／ｉの速度で回転する。また、第４湿式多板クラッチＣ４を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲａ（第３要素）が第２遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアＣｂ（第４要素）と同一速度で回転する。よって、リングギヤＲａ（第３要素）が入力軸１２と同一速度で回転する。
【００４９】
従って、出力ギヤ１３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が入力軸１２の回転速度の（ｈｉ＋ｉ−１）／（ｈｉ）で回転して、２速段が確立される。
【００５０】
３速段を確立させる場合には、第２湿式多板クラッチＣ２及び第４湿式多板クラッチＣ４を連結状態とする。
【００５１】
第２湿式多板クラッチＣ２を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１は各要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａが相対回転不能なロック状態となる。また、第４湿式多板クラッチＣ４を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲａ（第３要素）が第２遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアＣｂ（第４要素）と同一速度で回転する。よって、リングギヤＲａ（第３要素）が入力軸１２と同一速度で回転する。
【００５２】
従って、出力ギヤ１３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が入力軸１２と同一速度で回転して、３速段が確立される。
【００５３】
４速段を確立させる場合には、第３湿式多板クラッチＣ３及び第４湿式多板クラッチＣ４を連結状態とする。
【００５４】
第３湿式多板クラッチＣ３を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤＳａ（第１要素）が第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤＳｃ（第７要素）と同一速度で回転する。よって、サンギヤＳａ（第１要素）が入力軸１２の回転速度の（ｊ＋１）／ｊ（以下、「Ｎ１」と省略して用いる場合もある。）で回転する。また、第４湿式多板クラッチＣ４を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲａ（第３要素）が入力軸１２と同一速度で回転する。
【００５５】
従って、出力ギヤ１３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が入力軸１２の回転速度の１＋（Ｎ１−１）／ｈで回転して、４速段が確立される。
【００５６】
５速段を確立させる場合には、第２湿式多板クラッチＣ２及び第３湿式多板クラッチＣ３を連結状態とする。
【００５７】
第３湿式多板クラッチＣ３を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤＳａ（第１要素）が「Ｎ１」で回転する。また、第２湿式多板クラッチＣ２を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１は各要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａが相対回転不能なロック状態となる。
【００５８】
従って、出力ギヤ１３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が「Ｎ１」で回転して、５速段が確立される。
【００５９】
第２湿式多板クラッチＣ２のみを連結状態とすると共に、電動機ＭＯＴを正転（車両が前進する方向の回転）させる。これにより、出力ギヤ１３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が電動機ＭＯＴの回転速度のｈ／（ｈ＋１）で回転し、電動機ＭＯＴの動力のみにより車両の駆動輪に動力を伝達させることができる。このとき、ダンパＤａにより駆動源ＥＮＧと入力軸１２との連結を解除することによって、自動変速機１０から駆動源ＥＮＧを切り離すことができる。
【００６０】
そして、後進段を確立させる場合には、第２湿式多板クラッチＣ２を連結状態とすると共に、電動機ＭＯＴを逆転（車両が後進する方向の回転）させる。これにより、出力ギヤ１３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が電動機ＭＯＴの回転速度のｈ／（ｈ＋１）で回転し、後進段が確立される。
【００６１】
自動変速機１０においては、内燃機関たる駆動源ＥＮＧと発電機ＧＥＮとが、第１遊星歯車機構ＰＧ１を介して連結状態となっている。このため、全ての変速段において、駆動源ＥＮＧの駆動力により発電機ＧＥＮで発電させて図示省略した２次電池に充電させる回生を行うことができる。また、車両が停車状態である場合でも、例えば、第１から第３湿式多板クラッチＣ１〜Ｃ３を開放状態とすることにより、車両の駆動輪に動力を伝達させることなく回生を行うこともできる。
【００６２】
また、電動機ＭＯＴの駆動力により走行させることもできる。また、各速段において、駆動源ＥＮＧと電動機ＭＯＴとの両方の駆動力を用い、無段変速ＥＣＶＴを行うこともできる。これは、図３に一点鎖線の領域で例示するように、発電機ＭＯＴの駆動力を調節することによって行う。
【００６３】
尚、図３では、電動機ＭＯＴの調節領域として正転（車両が前進する方向の回転）側のみを示しているが、逆転側まで調節領域を広げてもよい。
【００６４】
以上説明したように、自動変速機１０では、３つの遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３と４つの係合機構たる湿式多板クラッチＣ１〜Ｃ４を用いて、前進１速段から５速段及び後進段を確保している。よって、上記従来の自動変速機と比較して、構成要素が少なく、フリクションロスが削減される。特に、ブレーキを用いないので、フリクションロスが削減される。
【００６５】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る自動変速機２０について説明する。
【００６６】
図４に示すように、自動変速機２０は、変速機ケース２１内に回転自在に軸支されると共に、エンジン等の内燃機関からなる駆動源ＥＮＧにダンパＤａを介して連結される入力軸２２と、入力軸２２と同心に配置された出力ギヤ２３とを備えている。出力ギヤ２３の回転はカウンターギヤ２４ａを介してカウンターシャフト２４に伝達される。そして、カウンターシャフト２４の回転は、図外のディファレンシャルギヤやプロペラシャフトを介して、車両の左右の駆動輪に伝達される。
【００６７】
又、変速機ケース２１内には、第１遊星歯車機構ＰＧ１、第２遊星歯車機構ＰＧ２及び第３遊星歯車機構ＰＧ３が入力軸２２と同心に配置されている。第１遊星歯車機構ＰＧ１は、サンギヤＳａと、リングギヤＲａと、サンギヤＳａとリングギヤＲａとに噛合するピニオンＰａを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａとから成るシングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されている。
【００６８】
図６における第１遊星歯車機構ＰＧ１の共線図を参照して、第１遊星歯車機構ＰＧ１の３つの要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａを、共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Ｓａ、第２要素はキャリアＣａ、第３要素はリングギヤＲａになる。
【００６９】
ここで、サンギヤＳａとキャリアＣａ間の間隔とキャリアＣａとリングギヤＲａ間の間隔との比は、第１遊星歯車機構ＰＧ１のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｈとして、ｈ：１に設定される。尚、共線図において、下の横線と上の横線は夫々回転速度が「０」と「１」（入力軸２２と同じ回転速度）であることを示している。
【００７０】
第２遊星歯車機構ＰＧ２は、サンギヤＳｂと、リングギヤＲｂと、サンギヤＳｂとリングギヤＲｂとに噛合するピニオンＰｂを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｂとから成るシングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されている。
【００７１】
図６における第２遊星歯車機構ＰＧ２の共線図を参照して、第２遊星歯車機構ＰＧ２の３つの要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂを、共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Ｓｂ、第５要素はキャリアＣｂ、第６要素はリングギヤＲｂなる。
【００７２】
ここで、サンギヤＳｂとキャリアＣｂ間の間隔と、キャリアＣｂとリングギヤＲｂ間の間隔との比は、第２遊星歯車機構ＰＧ２のギヤ比をｉとして、ｉ：１に設定される。
【００７３】
第３遊星歯車機構ＰＧ３は、サンギヤＳｃと、リングギヤＲｃと、サンギヤＳｃとリングギヤＲｃとに噛合するピニオンＰｃを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｃとから成るシングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されている。
【００７４】
図６における第３遊星歯車機構ＰＧ３の共線図を参照して、第３遊星歯車機構ＰＧ３の３つの要素Ｓｃ，Ｃｃ，Ｒｃを、共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Ｓｃ、第８要素はキャリアＣｃ、第９要素はリングギヤＲｃになる。
【００７５】
ここで、サンギヤＳｃとキャリアＣｃ間の間隔とキャリアＣｃとリングギヤＲｃ間の間隔との比は、第３遊星歯車機構ＰＧ３のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｊとして、ｊ：１に設定される（但し、ｉ＜ｊ）。
【００７６】
第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）には、出力ギヤ２３が連結されている。第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤＳａ（第１要素）は、入力軸２２と同心に配置された中空軸２５に連結されている。
【００７７】
第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲａ（第３要素）には、中空の電動機ＭＯＴ（電動モータ）が連結されている。電動機ＭＯＴは、変速機ケース２１に固定されたステータＭＯＴａと、リングギヤＲｂ（第３要素）に連結されたロータＭＯＴｂとで構成される。
【００７８】
第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲａ（第３要素）が第１入力要素、サンギヤＳａ（第１要素）が第２入力要素となり、リングギヤＲａ（第３要素）及びサンギヤＳａ（第１要素）に夫々入力された回転が変速されて、出力要素たるキャリアＣａ（第２要素）から出力される。
【００７９】
第２遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤＳｂ（第４要素）は、入力軸２２に連結されている。第２遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤＲｂ（第６要素）は、変速機ケース２１に固定されている。
【００８０】
従って、第２遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤＳｂ（第４要素）が入力要素、リングギヤＲｂ（第６要素）が固定要素となり、入力軸２２の回転速度が１／ｉに減速されて、出力要素たるキャリアＣｂ（第５要素）から出力される。
【００８１】
第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤＳｃ（第７要素）は、入力軸２２に連結されている。第３遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤＲｃ（第９要素）は、変速機ケース２１に固定されている。
【００８２】
従って、第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤＳｃ（第７要素）が入力要素、リングギヤＲｃ（第９要素）が固定要素となり、入力軸２２の回転速度が１／ｊに減速されて、出力要素たるキャリアＣｃ（第８要素）から出力される。
【００８３】
そして、入力軸２２には、中空の発電機ＧＥＮ（ジェネレータ）が連結されている。発電機ＧＥＮは、変速機ケース２１に固定されたステータＧＥＮａと、入力軸２２に連結されたロータＧＥＮｂとで構成される。
【００８４】
自動変速機２０は、係合機構として、第１から第４の４つの湿式多板クラッチＣ１〜Ｃ４を備える。
【００８５】
第１湿式多板クラッチＣ１は、中空軸２５と第２遊星歯車機構ＰＧ３の出力要素たるキャリアＣｃ（第８要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【００８６】
第２湿式多板クラッチＣ２は、中空軸２５と第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲａ（第３要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。中空軸２５は第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤＳａ（第１要素）と連結されているので、第２湿式多板クラッチＣ２が連結状態となると、第１遊星歯車機構ＰＧ１の３つ要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａは、相対回転不能なロック状態となる。
【００８７】
尚、第２湿式多板クラッチＣ２は、第１遊星歯車機構ＰＧ１をロック状態にできればよく、例えば、サンギヤＳａ（第１要素）とキャリアＣａ（第２要素）とを解除自在に連結できるように構成してもよく、又は、キャリアＣａ（第２要素）とリングギヤＲａ（第３要素）とを解除自在に連結できるように構成してもよい。
【００８８】
第３湿式多板クラッチＣ３は、中空軸２５と第３遊星歯車機構ＰＧ３の入力要素たるサンギヤＳｃ（第７要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【００８９】
第４湿式多板クラッチＣ４は、第２湿式多板クラッチＣ２を介して第１遊星歯車機構ＰＧ１の第１入力要素たるリングギヤＳａ（第３要素）と第２遊星歯車機構ＰＧ２の出力要素たるキャリアＣｂ（第５要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【００９０】
図４に示すように、自動変速機２０においては、中空の電動機ＭＯＴの内側に、第１遊星歯車機構ＰＧ１、第２遊星歯車機構ＰＧ２、第２湿式多板クラッチＣ２及び第４湿式多板クラッチＣ４を配置している。また、中空の発電機ＧＥＮの内側に、第３遊星歯車機構ＰＧ３、第１湿式多板クラッチＣ１及び第３湿式多板クラッチＣ３を配置している。このように、中空の電動機ＭＯＴ及び発電機ＧＥＮの内側のスペースを有効活用することにより、自動変速機の軸長の増加を抑制している。
【００９１】
変速機ケース２１には、発電機ＧＥＮと電動機ＭＯＴとの間に位置させて、径方向内方に延びる側壁２１ａが設けられている。この側壁２１ａの径方向内縁には、軸方向に突出する筒状保持部２１ｂが設けられている。この筒状保持部２１ｂの外周面にベアリング２３ａを介して出力ギヤ２３が軸支されている。
【００９２】
次に、図５及び図６を参照して、自動変速機２０の作動を説明する。自動変速機２０においては、駆動源ＥＮＧの動力を用いて車両を走行させる場合には、前進１速段から５速段及び後進段を確立させることができる。
【００９３】
１速段を確立させる場合には、第１湿式多板クラッチＣ１及び第２湿式多板クラッチＣ２を連結状態とする。
【００９４】
第１湿式多板クラッチＣ１を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１の第２入力要素たるサンギヤＳａ（第１要素）が第３遊星歯車機構ＰＧ３の出力要素たるキャリアＣｃ（第８要素）と同一速度で回転する。よって、サンギヤＳａ（第１要素）が入力軸２２の回転速度の１／ｊの速度で回転する。また、第２湿式多板クラッチＣ２を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１は各要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａが相対回転不能なロック状態となる。よって、第１遊星歯車機構ＰＧ１の全ての要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａが入力軸２２の回転速度の１／ｊの速度で回転する。
【００９５】
従って、出力ギヤ２３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が入力軸２２の回転速度の１／ｊの速度で回転して、１速段が確立される。
【００９６】
２速段を確立させる場合には、第１湿式多板クラッチＣ１及び第４湿式多板クラッチＣ４を連結状態とする。
【００９７】
第１湿式多板クラッチＣ１を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１の第１入力要素たるサンギヤＳａ（第１要素）が入力軸２２の回転速度の１／ｊの速度で回転する。また、第４湿式多板クラッチＣ４を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１の第２入力要素たるリングギヤＲａ（第３要素）が第２遊星歯車機構ＰＧ２の出力要素たるキャリアＣｂ（第５要素）と同一速度で回転する。よって、リングギヤＲａ（第３要素）が入力軸２２の回転速度の１／ｉの速度で回転する。
【００９８】
従って、出力ギヤ２３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が入力軸２２の回転速度の（ｈｊ＋ｉ−ｊ）／（ｈｉｊ）で回転して、２速段が確立される。
【００９９】
３速段を確立させる場合には、第２湿式多板クラッチＣ２及び第４湿式多板クラッチＣ４を連結状態とする。
【０１００】
第２湿式多板クラッチＣ２を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１は各要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａが相対回転不能なロック状態となる。また、第４湿式多板クラッチＣ４を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲａ（第３要素）が入力軸２２の回転速度の１／ｉで回転する。
【０１０１】
従って、出力ギヤ２３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が入力軸２２の回転速度の１／ｉで回転して、３速段が確立される。
【０１０２】
４速段を確立させる場合には、第３湿式多板クラッチＣ３及び第４湿式多板クラッチＣ４を連結状態とする。
【０１０３】
第３湿式多板クラッチＣ３を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１の第２入力要素たるサンギヤＳａ（第１要素）が第３遊星歯車機構ＰＧ３の入力要素たるサンギヤＳｃ（第７要素）と同一速度で回転する。よって、サンギヤＳａ（第１要素）が入力軸２２と同一速度で回転する。また、第４湿式多板クラッチＣ４を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１の第１入力要素たるリングギヤＲａ（第３要素）が入力軸２２の回転速度の１／ｉで回転する。
【０１０４】
従って、出力ギヤ２３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が入力軸２２の回転速度の（ｈ＋ｉ−１）／（ｈｉ）で回転して、４速段が確立される。
【０１０５】
５速段を確立させる場合には、第２湿式多板クラッチＣ２及び第３湿式多板クラッチＣ３を連結状態とする。
【０１０６】
第３湿式多板クラッチＣ３を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１の第入力要素たるサンギヤＳａ（第１要素）が入力軸２２と同一速度で回転する。また、第２湿式多板クラッチＣ２を連結状態とすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１は各要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａが相対回転不能なロック状態となる。
【０１０７】
従って、出力ギヤ２３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が入力軸２２と同一速度で回転して、５速段が確立される。
【０１０８】
第２湿式多板クラッチＣ２のみを連結状態とすると共に、電動機ＭＯＴを正転（車両が前進する方向の回転）させる。これにより、出力ギヤ２３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が電動機ＭＯＴの回転速度のｈ／（ｈ＋１）で回転し、電動機ＭＯＴの動力のみにより車両の駆動輪に動力を伝達させることができる。このとき、ダンパＤａにより駆動源ＥＮＧと入力軸２２との連結を解除することによって、自動変速機２０から駆動源ＥＮＧを切り離すことができる。
【０１０９】
そして、後進段を確立させる場合には、第２湿式多板クラッチＣ２を連結状態とすると共に、電動機ＭＯＴを逆転（車両が後進する方向の回転）させる。これにより、出力ギヤ２３に連結する第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）が電動機ＭＯＴの回転速度のｈ／（ｈ＋１）で回転し、後進段が確立される。
【０１１０】
自動変速機２０においては、内燃機関たる駆動源ＥＮＧと発電機ＧＥＮとが、第１遊星歯車機構ＰＧ１を介して連結状態となっている。このため、全ての変速段において、駆動源ＥＮＧの駆動力により発電機ＧＥＮで発電させて図示省略した２次電池に充電させる回生を行うことができる。また、車両が停車状態である場合でも、例えば、第１から第３湿式多板クラッチＣ１〜Ｃ３を開放状態とすることにより、車両の駆動輪に動力を伝達させることなく回生を行うこともできる。
【０１１１】
また、電動機ＭＯＴの駆動力により走行させることもできる。また、各速段において、駆動源ＥＮＧと電動機ＭＯＴとの両方の駆動力を用い、無段変速ＥＣＶＴを行うこともできる。これは、図６に一点鎖線の領域で例示するように、発電機ＭＯＴの駆動力を調節することによって行う。
【０１１２】
尚、図６では、電動機ＭＯＴの調節領域として正転（車両が前進する方向の回転）側のみを示しているが、逆転側まで調節領域を広げてもよい。
【０１１３】
以上説明したように、自動変速機２０では、３つの遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３と４つの係合機構たる湿式多板クラッチＣ１〜Ｃ４を用いて、前進１速段から５速段及び後進段を確保している。よって、上記従来の自動変速機と比較して、構成要素が少なく、フリクションロスが削減される。特に、ブレーキを用いないので、フリクションロスが削減される。さらに、自動変速機２０では、３つの遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３が全てシングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されているので、フリクションロスが少ない。
【符号の説明】
【０１１４】
１０，２０…自動変速機、 １１，２１…変速機ケース、 １２，２２…入力軸、 １３、２３…出力ギヤ（出力部材）、 １４，２４…カウンターシャフト、 １４ａ，２４ａ…カウンターギヤ、 １５，２５…中空軸、 ＰＧ１…第１遊星歯車機構、 Ｃａ…キャリア（第２要素、出力要素）、 Ｒａ…リングギヤ（第３要素、第１入力要素）、 Ｓａ…サンギヤ（第１要素、第２入力要素）、 ＰＧ２…第２遊星歯車機構、 Ｃｂ…キャリア（第４要素、入力要素、第５要素、出力要素）、 Ｒｂ…リングギヤ（第５要素、出力要素、第６要素、固定要素）、 Ｓｂ…サンギヤ（第６要素、固定要素、第４要素、入力要素）、 ＰＧ３…第３遊星歯車機構、 Ｃｃ…キャリア（第８要素、入力要素、出力要素）、 Ｒｃ…リングギヤ（第９要素、固定要素）、 Ｓｃ…サンギヤ（第７要素、出力要素、入力要素）、 Ｃ１…第１湿式多板クラッチ（第１係合機構）、 Ｃ２…第２湿式多板クラッチ（第２係合機構）、 Ｃ３…第３湿式多板クラッチ（第３係合機構）、 Ｃ４…第４湿式多板クラッチ（第４係合機構）、 Ｄａ…ダンパ、 ＥＮＧ…駆動源（内燃機関、エンジン）、 ＭＯＴ…電動機、 ＧＥＮ…発電機。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源からの動力により回転する入力軸と、
該入力軸の回転軸線上に配置され、サンギヤ、キャリア及びリングギヤからなる３つの要素を夫々有する第１から第３の３つの遊星歯車機構と、
変速された動力を出力する出力部材とを備える自動変速機であって、
前記第１遊星歯車機構の何れか１つの前記要素が前記出力部材に動力を伝達する出力要素であり、前記第１遊星歯車機構の他の２つの前記要素が夫々第１入力要素及び第２入力要素であり、
前記第１遊星歯車機構の前記第１入力要素に動力を伝達自在な電動機が設けられ、
前記第２遊星歯車機構の何れか１つの前記要素が前記入力軸に連結された入力要素であり、前記第２遊星歯車機構の他の１つの前記要素がケーシングに固定された固定要素であり、前記第２遊星歯車機構の残り１つの前記要素が出力要素であり、
前記第３遊星歯車機構の何れか１つの前記要素が前記入力軸に連結された入力要素であり、前記第３遊星歯車機構の他の１つの前記要素がケーシングに固定された固定要素であり、前記第３遊星歯車機構の残り１つの前記要素が出力要素であり、
前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第２又は前記第３遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第１係合機構と、
前記第１遊星歯車機構の何れか２つの要素を連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第２係合機構と、
前記第１係合機構が前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記出力要素との連結状態を切換える場合、前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第３遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であり、前記第１係合機構が前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第３遊星歯車機構の前記出力要素との連結状態を切換える場合、前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第３係合機構と、
前記第１係合機構が前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記出力要素との連結状態を切換える場合、前記第１遊星歯車機構の第１入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記入力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であり、前記第１係合機構が前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第３遊星歯車機構の前記出力要素との連結状態を切換える場合、前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第４係合機構と備えることを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
請求項１記載の自動変速機において、
前記第３遊星歯車機構の前記入力要素又は前記出力要素に発電機が連結されていることを特徴とする自動変速機。
【請求項３】
請求項１又は２記載の自動変速機において、
前記第１遊星歯車機構の各前記要素を、共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遊星歯車機構の各前記要素を、共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遊星歯車機構の各前記要素を、共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、
前記第１要素は前記第１遊星歯車機構の前記第２入力要素であり、
前記第２要素は前記第１遊星歯車機構の前記出力要素であり、
前記第３要素は前記第１遊星歯車機構の前記第１入力要素であり、
前記第４要素は前記第２遊星歯車機構の前記入力要素であり、
前記第５要素は前記第２遊星歯車機構の前記出力要素であり、
前記第６要素は前記第２遊星歯車機構の前記固定要素であり、
前記第７要素は前記第３遊星歯車機構の前記出力要素であり、
前記第８要素は前記第３遊星歯車機構の前記入力要素であり、
前記第９要素は前記第３遊星歯車機構の前記固定要素であり、
前記第１係合機構は、前記第１遊星歯車機構の前記第２入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であり、
前記第３係合機構は、前記第１遊星歯車機構の前記第２入力要素と前記第３遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であり、
前記第４係合機構は、前記第１遊星歯車機構の前記第１入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記入力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であることを特徴とする自動変速機。
【請求項４】
請求項１又は２記載の自動変速機において、
前記第１遊星歯車機構の各前記要素を、共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遊星歯車機構の各前記要素を、共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遊星歯車機構の各前記要素を、共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、
前記第１要素は前記第１遊星歯車機構の前記第２入力要素であり、
前記第２要素は前記第１遊星歯車機構の前記出力要素であり、
前記第３要素は前記第１遊星歯車機構の前記第１入力要素であり、
前記第４要素は前記第２遊星歯車機構の前記入力要素であり、
前記第５要素は前記第２遊星歯車機構の前記出力要素であり、
前記第６要素は前記第２遊星歯車機構の前記固定要素であり、
前記第７要素は前記第３遊星歯車機構の前記入力要素であり、
前記第８要素は前記第３遊星歯車機構の前記出力要素であり、
前記第９要素は前記第３遊星歯車機構の前記固定要素であり、
前記第１係合機構は、前記第１遊星歯車機構の前記第２入力要素と前記第３遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であり、
前記第３係合機構は、前記第１遊星歯車機構の前記第２入力要素と前記第３遊星歯車機構の前記入力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であり、
前記第４係合機構は、前記第１遊星歯車機構の前記第１入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であることを特徴とする自動変速機。
【請求項１】
駆動源からの動力により回転する入力軸と、
該入力軸の回転軸線上に配置され、サンギヤ、キャリア及びリングギヤからなる３つの要素を夫々有する第１から第３の３つの遊星歯車機構と、
変速された動力を出力する出力部材とを備える自動変速機であって、
前記第１遊星歯車機構の何れか１つの前記要素が前記出力部材に動力を伝達する出力要素であり、前記第１遊星歯車機構の他の２つの前記要素が夫々第１入力要素及び第２入力要素であり、
前記第１遊星歯車機構の前記第１入力要素に動力を伝達自在な電動機が設けられ、
前記第２遊星歯車機構の何れか１つの前記要素が前記入力軸に連結された入力要素であり、前記第２遊星歯車機構の他の１つの前記要素がケーシングに固定された固定要素であり、前記第２遊星歯車機構の残り１つの前記要素が出力要素であり、
前記第３遊星歯車機構の何れか１つの前記要素が前記入力軸に連結された入力要素であり、前記第３遊星歯車機構の他の１つの前記要素がケーシングに固定された固定要素であり、前記第３遊星歯車機構の残り１つの前記要素が出力要素であり、
前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第２又は前記第３遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第１係合機構と、
前記第１遊星歯車機構の何れか２つの要素を連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第２係合機構と、
前記第１係合機構が前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記出力要素との連結状態を切換える場合、前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第３遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であり、前記第１係合機構が前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第３遊星歯車機構の前記出力要素との連結状態を切換える場合、前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第３係合機構と、
前記第１係合機構が前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記出力要素との連結状態を切換える場合、前記第１遊星歯車機構の第１入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記入力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であり、前記第１係合機構が前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第３遊星歯車機構の前記出力要素との連結状態を切換える場合、前記第１遊星歯車機構の第２入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第４係合機構と備えることを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
請求項１記載の自動変速機において、
前記第３遊星歯車機構の前記入力要素又は前記出力要素に発電機が連結されていることを特徴とする自動変速機。
【請求項３】
請求項１又は２記載の自動変速機において、
前記第１遊星歯車機構の各前記要素を、共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遊星歯車機構の各前記要素を、共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遊星歯車機構の各前記要素を、共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、
前記第１要素は前記第１遊星歯車機構の前記第２入力要素であり、
前記第２要素は前記第１遊星歯車機構の前記出力要素であり、
前記第３要素は前記第１遊星歯車機構の前記第１入力要素であり、
前記第４要素は前記第２遊星歯車機構の前記入力要素であり、
前記第５要素は前記第２遊星歯車機構の前記出力要素であり、
前記第６要素は前記第２遊星歯車機構の前記固定要素であり、
前記第７要素は前記第３遊星歯車機構の前記出力要素であり、
前記第８要素は前記第３遊星歯車機構の前記入力要素であり、
前記第９要素は前記第３遊星歯車機構の前記固定要素であり、
前記第１係合機構は、前記第１遊星歯車機構の前記第２入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であり、
前記第３係合機構は、前記第１遊星歯車機構の前記第２入力要素と前記第３遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であり、
前記第４係合機構は、前記第１遊星歯車機構の前記第１入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記入力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であることを特徴とする自動変速機。
【請求項４】
請求項１又は２記載の自動変速機において、
前記第１遊星歯車機構の各前記要素を、共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遊星歯車機構の各前記要素を、共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遊星歯車機構の各前記要素を、共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、
前記第１要素は前記第１遊星歯車機構の前記第２入力要素であり、
前記第２要素は前記第１遊星歯車機構の前記出力要素であり、
前記第３要素は前記第１遊星歯車機構の前記第１入力要素であり、
前記第４要素は前記第２遊星歯車機構の前記入力要素であり、
前記第５要素は前記第２遊星歯車機構の前記出力要素であり、
前記第６要素は前記第２遊星歯車機構の前記固定要素であり、
前記第７要素は前記第３遊星歯車機構の前記入力要素であり、
前記第８要素は前記第３遊星歯車機構の前記出力要素であり、
前記第９要素は前記第３遊星歯車機構の前記固定要素であり、
前記第１係合機構は、前記第１遊星歯車機構の前記第２入力要素と前記第３遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であり、
前記第３係合機構は、前記第１遊星歯車機構の前記第２入力要素と前記第３遊星歯車機構の前記入力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であり、
前記第４係合機構は、前記第１遊星歯車機構の前記第１入力要素と前記第２遊星歯車機構の前記出力要素とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在であ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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２２９０（Ｐ２０１２−２２９０Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３８３８２（Ｐ２０１０−１３８３８２）
【出願日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【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２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【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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