自動変速機
【課題】自動変速機のフリクションロスを抑制する。
【解決手段】自動変速機は４つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ４と、３つのクラッチＣ１〜Ｃ３と、３つのブレーキＢ１〜Ｂ３を備える。第３と第４の遊星歯車機構ＰＧＳ３，４の各要素は４つの回転要素Ｙ１〜Ｙ４を構成する。第１要素Ｒａと入力軸２とが、第２回転要素Ｙ２と出力部材３とが、第３要素Ｓａと第６要素Ｓｂとが、第４要素Ｒｂと第４回転要素Ｙ４とが夫々連結される。第１クラッチＣ１は第１要素Ｒａと第３回転要素Ｙ３とを、第２クラッチＣ２は第２要素Ｃａと第２連結体Ｒｂ−Ｙ４とを、第３クラッチＣ３は第２要素Ｃａと第１回転要素Ｙ１とを夫々連結自在に構成される。第１ブレーキＢ１は第３回転要素Ｙ３を、第２ブレーキＢ２は第５要素Ｃｂを、第３ブレーキＢ３は第１連結体Ｓａ−Ｓｂを、変速機ケース１に固定自在に構成される。
【解決手段】自動変速機は４つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ４と、３つのクラッチＣ１〜Ｃ３と、３つのブレーキＢ１〜Ｂ３を備える。第３と第４の遊星歯車機構ＰＧＳ３，４の各要素は４つの回転要素Ｙ１〜Ｙ４を構成する。第１要素Ｒａと入力軸２とが、第２回転要素Ｙ２と出力部材３とが、第３要素Ｓａと第６要素Ｓｂとが、第４要素Ｒｂと第４回転要素Ｙ４とが夫々連結される。第１クラッチＣ１は第１要素Ｒａと第３回転要素Ｙ３とを、第２クラッチＣ２は第２要素Ｃａと第２連結体Ｒｂ−Ｙ４とを、第３クラッチＣ３は第２要素Ｃａと第１回転要素Ｙ１とを夫々連結自在に構成される。第１ブレーキＢ１は第３回転要素Ｙ３を、第２ブレーキＢ２は第５要素Ｃｂを、第３ブレーキＢ３は第１連結体Ｓａ−Ｓｂを、変速機ケース１に固定自在に構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力軸の回転を変速機ケース内に配置した複数の遊星歯車機構を介して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、入力用の第１遊星歯車機構と変速用の第２と第３の２つの遊星歯車機構と６つの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（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１のものでは、入力用の遊星歯車機構を、第１サンギヤと、第１リングギヤと、互いに噛合すると共に一方が第１サンギヤに噛合し他方が第１リングギヤに噛合する一対の第１ピニオンを自転及び公転自在に軸支する第１キャリアとからなるいわゆるダブルピニオン型の遊星歯車機構（キャリアを固定した場合、サンギヤとリングギヤが同一方向に回転するため、プラス遊星歯車機構又はポジティブ遊星歯車機構ともいう。因みに、リングギヤを固定した場合には、サンギヤとキャリアとが互いに異なる方向に回転する。）で構成している。
【０００４】
第１遊星歯車機構は、第１サンギヤが変速機ケースに固定される固定要素、第１キャリアが入力軸に連結される入力要素、第１リングギヤが入力要素たる第１キャリアの回転速度を減速して出力する出力要素とされている。
【０００５】
又、変速用の２つの遊星歯車機構は、第２サンギヤと、第３サンギヤと、第３リングギヤと一体化された第２リングギヤと、互いに噛合すると共に一方が第２サンギヤ及び第２リングギヤに噛合し他方が第３サンギヤに噛合する一対の第２ピニオンを自転及び公転自在に軸支する第２キャリアとからなるラビニヨ型の遊星歯車機構で構成されている。
【０００６】
このラビニヨ型の遊星歯車機構は、共線図（各回転要素の相対速度の比を直線で表すことができる図）においてギヤ比に対応する間隔を存して順に、第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素及び第４回転要素とすると、第１回転要素は第２サンギヤ、第２回転要素は第３キャリアと一体化された第２キャリア、第３回転要素は第３リングギヤと一体化された第２リングギヤ、第４回転要素は第３サンギヤとなる。
【０００７】
又、係合機構として、第１遊星歯車機構の出力要素たる第１リングギヤと第３サンギヤから成る第４回転要素とを解除自在に連結する第１湿式多板クラッチと、入力軸と第２キャリアから成る第２回転要素とを解除自在に連結する第２湿式多板クラッチと、出力要素たる第１リングギヤと第２サンギヤから成る第１回転要素とを解除自在に連結する第３湿式多板クラッチと、入力要素たる第１キャリアと第２サンギヤから成る第１回転要素とを解除自在に連結する第４湿式多板クラッチと、第２サンギヤから成る第１回転要素を変速機ケースに解除自在に固定する第１ブレーキと、第２キャリアから成る第２回転要素を変速機ケースに解除自在に固定する第２ブレーキとを備える。
【０００８】
以上の構成によれば、第１湿式多板クラッチと第２ブレーキとを係合することで１速段が確立され、第１湿式多板クラッチと第１ブレーキとを係合することで２速段が確立され、第１湿式多板クラッチと第３湿式多板クラッチとを係合することで３速段が確立され、第１湿式多板クラッチと第４湿式多板クラッチとを係合することで４速段が確立される。
【０００９】
又、第１湿式多板クラッチと第２湿式多板クラッチとを係合することで５速段が確立され、第２湿式多板クラッチと第４湿式多板クラッチとを係合することで６速段が確立され、第２湿式多板クラッチと第３湿式多板クラッチとを係合することで７速段が確立され、第２湿式多板クラッチと第１ブレーキとを係合することで８速段が確立される。
【００１０】
又、従来の自動変速機は、入力軸の軸線上に８つの列を構成する。具体的には、トルクコンバータ側から順に、第１列が第４クラッチ及び第１ブレーキ、第２列が第１遊星歯車機構、第３列が第１クラッチ、第４列が第３クラッチ（第３クラッチは、スケルトン図上では、第１遊星歯車機構と同列に見えるが、実際には、第１クラッチと出力ギヤとの間に第３クラッチ用のピストンと油路とが構成されるため。）、第５列が出力ギヤ、第６列が第２遊星歯車機構、第７列が第３遊星歯車機構、第８列が第２クラッチ及び第２ブレーキとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−２７３７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記従来例のものでは、各変速段において係合する係合機構の数が２つになる。そのため、開放している残りの４つの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、自動変速機の効率が悪化する不具合がある。
【００１３】
本発明は、以上の点に鑑み、フリクションロスを低減できる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】
【００１４】
［１］上記目的を達成するため、本発明は、変速機ケース内に回転自在に軸支されると共に駆動源からの動力により回転される入力軸を備え、該入力軸の回転を複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機であって、サンギヤ、キャリア及びリングギヤからなる３つの要素を夫々備える第１から第４の４つの遊星歯車機構が設けられ、該第１遊星歯車機構の３つの要素を、相対回転速度比を直線で表すことができる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３つの要素を、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と第４の２つの遊星歯車機構の各要素は、４つの回転要素を構成し、当該４つの回転要素の相対回転速度比を直線で表すことができる共線図における並び順に、該４つの回転要素を一方から夫々第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素及び第４回転要素として、前記第１要素が前記入力軸に連結され、前記第２回転要素が前記出力部材に連結され、前記第３要素と前記第６要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第４要素と前記第４回転要素とを連結して第２連結体が構成される。
【００１５】
そして、係合機構として、前記第１要素と前記第３回転要素とを連結自在な第１クラッチと、前記第２要素と前記第２連結体とを連結自在な第２クラッチと、前記第２要素と前記第１回転要素とを連結自在な第３クラッチと、前記第３回転要素を前記変速機ケースに固定自在な第１ブレーキと、前記第５要素を前記変速機ケースに固定自在な第２ブレーキと、前記第１連結体を前記変速機ケースに固定自在な第３ブレーキとを備え、前記第１から第３の３つのクラッチと、前記第１から第３の３つのブレーキの合計６つの係合機構のうち、少なくとも３つの係合機構を連結状態又は固定状態とすることにより、各変速段を確立することを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、後述する実施形態の説明から明らかなように、３つのクラッチと３つのブレーキの合計６つの係合機構のうち、各変速段において３つの係合機構が係合して連結状態又は固定状態となる。そのため、各変速段で連結及び固定状態でなく開放される係合機構の数は３つになり、従来のように各変速段で４つの係合機構が開放されるものに比し、開放されている係合機構によるフリクションロスを低減でき、自動変速機の伝達効率を向上させることができる。
【００１７】
［２］本発明においては、第４要素を第２遊星歯車機構のリングギヤで構成し、第４回転要素を、第３遊星歯車機構のリングギヤと第４遊星歯車機構のサンギヤとを連結して構成し、第４遊星歯車機構を第２遊星歯車機構又は第３遊星歯車機構の径方向外方に配置して、第４遊星歯車機構のサンギヤを第２遊星歯車機構又は第３遊星歯車機構のリングギヤと一体に構成することが好ましい。
【００１８】
かかる構成によれば、第４遊星歯車機構が第２遊星歯車機構又は第３遊星歯車機構の径方向外方に配置されるため、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
【００１９】
ここで、クラッチを湿式多板クラッチで構成する場合、作動油圧で進退するピストンを備えることとなる。この湿式多板クラッチのピストンは、変速機ケースに設けられる湿式多板ブレーキのピストンと異なり、入力軸上や入力軸を軸支するメインシャフト上などに設けられるものであり、遊星歯車機構の径方向外方に配置することができない。
【００２０】
従って、従来例のものでは、３つの遊星歯車機構と４つの湿式多板クラッチとの合計７つの部材が入力軸上又は入力軸を回転自在に軸支するメインシャフト上に配置されることとなる。
【００２１】
しかしながら、本発明を上述の如く、第４遊星歯車機構を第２遊星歯車機構又は第３遊星歯車機構の径方向外方に配置すれば、本発明においては、実質上、３つの遊星歯車機構と、３つのクラッチの合計６つの部材が入力軸上又は入力軸を回転自在に軸支するメインシャフト上に配置されることとなり、従来例のものよりも軸長の短縮化を図ることができ、車両（特にＦＦ式の車両）への搭載性を向上させることができる。
【００２２】
［３］本発明においては、第４遊星歯車機構を第３遊星歯車機構の径方向外方に配置し、第４遊星歯車機構のサンギヤを第３遊星歯車機構のリングギヤと一体に構成し、第１遊星歯車機構を、入力軸の軸線方向において、第２遊星歯車機構と第３遊星歯車機構との間に配置することが好ましい。
【００２３】
これによれば、後述する実施形態の説明から明らかなように、油路の設計自由度が向上されると共に、自動変速機の外径の小型化を図ることができる。
【００２４】
［４］本発明においては、第５要素の正転を許容し逆転を阻止する１ウェイクラッチを設けることが好ましい。これによれば、フリクションロスをより低減できると共に、変速段間の変速制御性を向上させることができる。
【００２５】
［５］本発明においては、第１ブレーキを噛合機構で構成することが好ましい。これによれば、フリクションロスをより低減させることができる。
【００２６】
［６］本発明においては、第１ブレーキを、第３回転要素を変速機ケースに固定する固定状態と、第３回転要素の正転を許容し逆転を阻止する逆転阻止状態とに切換自在な２ウェイクラッチで構成してもよい。これによっても、フリクションロスをより低減できると共に、変速制御性を向上させることができる。
【００２７】
［７］本発明において、出力部材を出力ギヤで構成する場合には、この出力ギヤを軸支する部材の機械的強度を高めるべく、出力ギヤを、変速機ケースから径方向内方に延びる側壁に設けられた筒状部で軸支させることが考えられる。このとき、筒状部の径方向内方に、第２クラッチ又は第３クラッチを配置すれば、筒状部の径方向内方のスペースを有効活用することができ、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
【００２８】
［８］本発明においては、第２クラッチと第３クラッチとを、互いに径方向に位置するように配置することもでき、これによっても、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
【００２９】
［９］本発明においては、第１から第３の３つのブレーキのうちの少なくとも何れか１つのブレーキを、入力軸の軸端部に配置することが好ましい。入力軸の軸端部では、遊星歯車機構やクラッチに邪魔されることなく、隣接する変速機ケースの面積を比較的広く確保することができる。このため、上記の如く構成すれば、ブレーキ用の油路の設計自由度を向上させることができる。
【００３０】
［１０］本発明においては、出力部材を出力軸で構成し、この出力軸を入力軸と同心に配置してもよい。これによれば、ＦＲ式の車両への搭載性が向上される。
【００３１】
［１１］本発明において、第２ブレーキ及び第３ブレーキを第１遊星歯車機構及び第２遊星歯車機構の径方向外方に配置すれば、自動変速機の軸長の増加を防止することができる。
【００３２】
［１２］本発明においては、第２ブレーキと第３ブレーキとを互いに径方向に位置するように配置すれば、第２と第３の両ブレーキを第１及び第２の遊星歯車機構の径方向外方に配置することができない場合であっても、自動変速機の軸長の増加を抑制させることができる。
【００３３】
［１３］本発明においては、第１ブレーキを第１クラッチの径方向外方に配置すれば、第１ブレーキを何れかの遊星歯車機構の径方向外方に配置することができない場合であっても、自動変速機の軸長の増加を抑制させることができる。
【００３４】
［１４］本発明においては、第１から第４の４つの遊星歯車機構を、サンギヤと、リングギヤと、サンギヤ及びリングギヤと噛合するピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなるいわゆるシングルピニオン型の遊星歯車機構（キャリアを固定した場合、サンギヤとリングギヤとが互いに異なる方向に回転するため、マイナス遊星歯車機構又はネガティブ遊星歯車機構ともいう。因みに、リングギヤを固定した場合には、サンギヤとキャリアとが同一方向に回転する。）で構成することが好ましい。
【００３５】
これによれば、遊星歯車機構を、サンギヤと、リングギヤと、互いに噛合すると共に一方がサンギヤに噛合し他方がリングギヤに噛合する一対のピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなるいわゆるダブルピニオン型の遊星歯車機構（キャリアを固定した場合、サンギヤとリングギヤが同一方向に回転するため、プラス遊星歯車機構又はポジティブ遊星歯車機構ともいう。因みに、リングギヤを固定した場合、サンギヤとキャリアが互いに異なる方向に回転する。）で構成した場合に比し、入力軸から出力部材までの間の動力が伝達される経路における、ギヤが噛み合う個所を減少させることができ、伝達効率をより向上させることができる。
【００３６】
［１５］本発明においては、駆動源の動力を入力軸に伝達自在な発進クラッチを設けてもよい。
【００３７】
［１６］本発明においては、駆動源の動力をトルクコンバータを介して入力軸に伝達させるように構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態の自動変速機の上半分を示すスケルトン図。
【図２】第１実施形態の自動変速機の第１〜第４遊星歯車機構の各要素の相対速度の比を示す共線図。
【図３】（ａ）は第１実施形態の自動変速機の変速段毎における各係合機構の状態を示す説明図。（ｂ）は第１実施形態の各変速段のギヤレシオの一例を示す説明図。（ｃ）は第１実施形態の各変速段間の公比の一例を示す説明図。（ｄ）は第１実施形態の各遊星歯車機構のギヤ比及び自動変速機のレシオレンジの一例を示す説明図。
【図４】第１実施形態の自動変速機の構成で前進１０速段を確立させる場合における変速段毎の各係合機構の状態を示す説明図。
【図５】本発明の第２実施形態の自動変速機の上半分を示すスケルトン図。
【図６】本発明の第３実施形態の自動変速機の上半分を示すスケルトン図。
【図７】本発明の第４実施形態の自動変速機の上半分を示すスケルトン図。
【図８】２ウェイクラッチの一例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
［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実施形態の自動変速機は、変速機ケース１内に回転自在に軸支した、図外の内燃機関（エンジン）等の駆動源ＥＮＧが出力する駆動力がロックアップクラッチＬＣ及びダンパＤＡを有するトルクコンバータＴＣを介して伝達される入力軸２と、入力軸２と同心に配置された出力ギヤからなる出力部材３とを備えている。出力部材３の回転は、図外のデ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。尚、トルクコンバータＴＣに代えて、摩擦係合自在に構成される単板型又は多板型の発進クラッチを設けてもよい。
【００４０】
又、変速機ケース１内には、第１〜第４の４つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜４が入力軸２と同心に配置されている。
【００４１】
第１遊星歯車機構ＰＧＳ１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とから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構（キャリアを固定した場合、サンギヤとリングギヤが互いに異なる方向に回転するため、マイナス遊星歯車機構又はネガティブ遊星歯車機構ともいう。因みに、リングギヤを固定した場合には、サンギヤとキャリアとが同一方向に回転する。）で構成されている。
【００４２】
図２の上段に示す第１遊星歯車機構ＰＧＳ１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（速度線）で表すことができる図）を参照して、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の３つの要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａを、共線図におけるギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）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要素はリングギヤＲａ、第２要素はキャリアＣａ、第３要素はサンギヤＳａになる。
【００４３】
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２と同じ回転速度）であることを示している。
【００４４】
第２遊星歯車機構ＰＧＳ２も、サンギヤＳｂと、リングギヤＲｂと、サンギヤＳｂ及びリングギヤＲｂ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とから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。
【００４５】
図２の中段に示す第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の共線図を参照して、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２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要素はリングギヤＲｂ、第５要素はキャリアＣｂ、第６要素はサンギヤＳｂになる。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ＰＧＳ２のギヤ比をｉとして、ｉ：１に設定される。
【００４６】
第３遊星歯車機構ＰＧＳ３も、サンギヤＳｃと、リングギヤＲｃと、サンギヤＳｃ及びリングギヤＲｃ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とから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。
【００４７】
又、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４も、サンギヤＳｄと、リングギヤＲｄと、サンギヤＳｄ及びリングギヤＲｄに噛合するピニオンＰｄを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｄとから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。
【００４８】
第３遊星歯車機構ＰＧＳ３及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４は、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤ、リングギヤ及びキャリアからなる３つの要素のうちの何れか２つを、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤ、リングギヤ及びキャリアからなる３つの要素のうちの何れか２つに夫々連結することにより、４つの回転要素を構成する。図２の下段に示す第３遊星歯車機構ＰＧＳ３及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の共線図を参照して、各回転要素を左から順に、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３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ、第２回転要素Ｙ２は第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ、第３回転要素Ｙ３は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃと第４遊星歯機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄとを連結したもの、第４回転要素Ｙ４は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄとを連結したものとなる。
【００４９】
尚、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の共線図において、下方の横線は回転速度が「０」であることを示し、上方の横線は回転速度が入力軸の回転を「１」としてこれと同一である「１」であることを示している。
【００５０】
第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｊ、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギヤ比をｋとすると、第１〜第４の各回転要素間の間隔は、ｊｋ−１：１：ｋの割り合いとなっている。
【００５１】
第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）は、入力軸２に連結されている。又、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄからなる第２回転要素Ｙ２は、出力ギヤたる出力部材３に連結されている。
【００５２】
又、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｂ（第６要素）とが連結されて、第１連結体Ｓａ−Ｓｂが構成されている。又、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第４要素）と第４回転要素Ｙ４とが連結されて、第２連結体Ｒｂ−Ｙ４が構成されている。
【００５３】
又、第１実施形態の自動変速機は、係合機構として、第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３と、第１から第３の３つのブレーキＢ１〜Ｂ３とを備える。
【００５４】
第１クラッチＣ１は、湿式多板クラッチであり、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第３回転要素Ｙ３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。
【００５５】
第２クラッチＣ２は、湿式多板クラッチであり、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第２連結体Ｒｂ−Ｙ４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。
【００５６】
第３クラッチＣ３は、ドグクラッチ又は同期機能を有するシンクロメッシュ機構からなる噛合機構であり、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１回転要素Ｙ１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。尚、第３クラッチＣ３を湿式多板クラッチで構成してもよい。
【００５７】
第１ブレーキＢ１は、ドグクラッチ又は同期機能を有するシンクロメッシュ機構からなる噛合機構であり、第３回転要素Ｙ３を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。尚、第１ブレーキＢ１を湿式多板ブレーキで構成してもよい。
【００５８】
第２ブレーキＢ２は、湿式多板ブレーキであり、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。又、第１実施形態の自動変速機では、第２ブレーキＢ２と並んで配置され、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）の正転を許容し、逆転を阻止する１ウェイクラッチＦ１が設けられている。
【００５９】
第３ブレーキＢ３は、湿式多板ブレーキであり、第１連結体Ｓａ−Ｓｂを変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。
【００６０】
各クラッチＣ１〜Ｃ３及び各ブレーキＢ１〜Ｂ３は、図外のトランスミッション・コントロール・ユニットにより、車両の走行速度等の車両情報に基づいて、状態が切り換えられる。
【００６１】
入力軸２上には、駆動源ＥＮＧ及びトルクコンバータＴＣ側から、第１クラッチＣ１、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３、第３クラッチＣ３、第２クラッチＣ２、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の順番で配置されている。そして、第１ブレーキＢ１は第１クラッチＣ１の径方向外方に配置され、第２ブレーキＢ２及び第３ブレーキＢ３、１ウェイクラッチＦ１は、第１と第２の２つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜２の径方向外方に配置されている。
【００６２】
これにより、第１〜第３の３つのブレーキＢ１〜Ｂ３の全てが入力軸２の軸端部に配置されることとなり、遊星歯車機構やクラッチが邪魔となり難くなって、ブレーキ用の油路の設計自由度が向上される。
【００６３】
第４遊星歯車機構ＰＧＳ４は、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の径方向外方に配置されている。そして、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄとを一体に連結して第４回転要素Ｙ４を構成している。このように、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４を第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の径方向外方に配置することにより、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４とが径方向で重なり合うため、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
【００６４】
尚、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４とは、径方向で少なくとも一部が重なり合っていればよく、これによって軸長の短縮化を図ることができるが、両者が完全に径方向で重なり合っていれば、最も軸長を短くすることができる。
【００６５】
出力ギヤからなる出力部材３は、第３クラッチＣ３の径方向外方に配置されている。変速機ケース１には、出力部材３と第２クラッチＣ２との間に位置させて、径方向内方に延びる側壁１ａが設けられている。この側壁１ａには、出力部材３の径方向内方に向かって延びる筒状部１ｂが設けられている。出力部材３は、この筒状部１ｂにベアリングを介して軸支されている。このように構成することにより、変速機ケース１に連なる機械的強度の高い筒状部１ｂで出力部材３をしっかりと軸支させることができる。
【００６６】
又、上記の如く出力部材３を筒状部１ｂで軸支するように構成した場合、筒状部１ｂの径方向内方に第３クラッチＣ３が位置することとなる。このため、出力部材３と第３クラッチＣ３とを軸方向に並べて配置した場合に比し、筒状部１ｂの径方向内方のスペースを有効活用して、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
【００６７】
尚、第３クラッチＣ３は、第２クラッチＣ２の径方向内方に配置してもよく。又、第２クラッチＣ２と第３クラッチＣ３との軸方向の順序を入れ替え、第２クラッチＣ２を筒状部１ｂの径方向内方に配置させてもよい。これによっても、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
【００６８】
又、出力部材３は出力軸で構成して、出力軸たる出力部材３を入力軸２と同心に配置してもよい。この場合、駆動源ＥＮＧ及びトルクコンバータＴＣを入力軸２の図１の左端部に配置して、駆動源ＥＮＧの駆動力が左側から入力軸２に入力されるように構成し、第１ブレーキを第３クラッチＣ３の径方向外方に配置して、入力軸２の右側に配置された出力軸たる出力部材３と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第２回転要素Ｙ２）と連結すればよい。
【００６９】
次に、図２及び図３を参照して、第１実施形態の自動変速機の各変速段を確立させる場合を説明する。
【００７０】
１速段を確立させる場合には、第３クラッチＣ３を連結状態とし、第１ブレーキＢ１を固定状態とする。第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１回転要素Ｙ１とが同一速度で回転する。又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第３回転要素Ｙ３の回転速度が「０」になる。又、１ウェイクラッチＦ１の働きで第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「１ｓｔ」となり、１速段が確立される。
【００７１】
尚、１速段では、第２ブレーキＢ２が開放状態であるため、係合機構の開放数は「４」となるが、１ウェイクラッチＦ１の働きで第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）の回転速度が「０」となるため、第２ブレーキＢ２ではフリクションロスが発生しない。従って、１速段における実質的な開放数は「３」となる。又、１速段において、第２ブレーキＢ２も固定状態とすれば、エンジンブレーキを効かせることもできる。
【００７２】
２速段を確立させる場合には、第３クラッチＣ３を連結状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１回転要素Ｙ１とが同一速度で回転する。又、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度が「０」になる。又、１ウェイクラッチＦ１の働きで第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）の回転速度が「０」になる。
【００７３】
又、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２は、サンギヤＳｂ（第６要素）とキャリアＣｂ（第５要素）とが同一回転速度の「０」となるため、３つの要素（Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂ）が相対回転不能なロック状態となり、リングギヤＲｂ（第４要素）の回転速度も「０」になる。従って、第２連結体Ｒｂ−Ｙ４の回転速度も「０」となり、出力部材３が連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「２ｎｄ」となり、２速段が確立される。
【００７４】
尚、２速段では、第２ブレーキＢ２が開放状態であるため、係合機構の開放数は「４」となるが、１ウェイクラッチＦ１の働きで第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）の回転速度が「０」となるため、第２ブレーキＢ２ではフリクションロスが発生しない。従って、２速段における実質的な開放数は「３」となる。又、２速段において、第２ブレーキＢ２も固定状態とすれば、エンジンブレーキを効かせることもできる。
【００７５】
３速段を確立させる場合には、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とする。第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第１から第４の４つの回転要素Ｙ１〜Ｙ４が、相対回転不能なロック状態となると共に、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と同一速度で回転する。又、１ウェイクラッチＦ１の働きで第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「３ｒｄ」となり、３速段が確立される。
【００７６】
尚、３速段では、第２ブレーキＢ２が開放状態であるため、係合機構の開放数は「４」となるが、１ウェイクラッチＦ１の働きで第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）の回転速度が「０」となるため、第２ブレーキＢ２ではフリクションロスが発生しない。従って、３速段における実質的な開放数は「３」となる。又、３速段において、第２ブレーキＢ２も固定状態とすれば、エンジンブレーキを効かせることもできる。
【００７７】
４速段を確立させる場合には、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第１から第４の４つの回転要素Ｙ１〜Ｙ４が、相対回転不能なロック状態となると共に、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と同一速度で回転する。又、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「４ｔｈ」となり、４速段が確立される。
【００７８】
５速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を連結状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第３回転要素Ｙ３が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と同一速度の「１」で回転する。又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１回転要素Ｙ１とが同一速度で回転する。又、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「５ｔｈ」となり、５速段が確立される。
【００７９】
６速段を確立させる場合には、第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３を連結状態とする。第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第３回転要素Ｙ３が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と同一速度の「１」で回転する。又、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第１から第４の４つの回転要素Ｙ１〜Ｙ４が、相対回転不能なロック状態となり、全ての回転要素Ｙ１〜Ｙ４の回転速度が「１」になる。従って、出力部材３が連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が「１」となり、６速段が確立される。
【００８０】
７速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第３回転要素Ｙ３が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と同一速度の「１」で回転する。
【００８１】
又、第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第２連結体Ｒｂ−Ｙ４とが同一速度で回転する。又、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「７ｔｈ」となり、７速段が確立される。
【００８２】
８速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１を連結状態とし、第２ブレーキＢ２及び第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第３回転要素Ｙ３が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と同一速度の「１」で回転する。又、第２ブレーキＢ２及び第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の第４から第６の３つの要素Ｒｂ，Ｃｂ，Ｓｂが、相対回転不能なロック状態となり、回転速度が何れも「０」になる。そして、出力部材３が連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「８ｔｈ」となり、８速段が確立される。
【００８３】
後進段を確立させる場合には、第２クラッチＣ２を連結状態とし、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を固定状態とする。第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第２連結体Ｒｂ−Ｙ４とが同一速度で回転する。又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第３回転要素Ｙ３の回転速度が「０」になる。又、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す逆転（車両が後進する方向の回転）の「Ｒｖｓ」となり、後進段が確立される。
【００８４】
尚、図２中の点線で示す速度線は、４つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ４のうち動力伝達する遊星歯車機構に追従して他の遊星歯車機構の各要素が回転（空回り）することを表している。
【００８５】
図３（ａ）は、上述した各変速段におけるクラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１〜Ｂ３、１ウェイクラッチＦ１の状態を纏めて表示した図であり、クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ３の列の「○」は連結状態又は固定状態を示し、空欄は開放状態を示している。又、１ウェイクラッチＦ１の列の「○」は１ウェイクラッチＦ１の働きで第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）の回転速度が「０」となる状態を示している。
【００８６】
又、図３（ｂ）には、図３（ｄ）に示すように、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のギヤ比ｈを２．１９６、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のギヤ比ｉを１．６０１、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のギヤ比ｊを２．４６０、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギヤ比ｋを１．６９１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／出力部材３の回転速度）を示している。これによれば、図３（ｃ）に示すように、公比（各変速段間のギヤレシオの比）が適切になると共に、図３（ｄ）に示したレシオレンジ（１速段のギヤレシオ／８速段のギヤレシオ）も適切になる。
【００８７】
第１実施形態の自動変速機によれば、前進８段の変速を行うことができる。又、各変速段において、湿式多板クラッチ及び湿式多板ブレーキの開放数が３つ以下となり、フリクションロスを抑制して、駆動力の伝達効率を向上させることができる。
【００８８】
又、６速段を所定の中速段、１速段から所定の中速段たる６速段までを低速段域、所定の中速段たる６速段を超える７速段から８速段までを高速段域と定義して、所定の中速段たる６速段を超える７速段から８速段までの高速段域においては、湿式多板クラッチと比較してフリクションロスが少ない噛合機構で構成される第３クラッチＣ３が開放状態となる。
【００８９】
又、１速段と後進段を除く全ての変速段で開放状態となる第１ブレーキＢ１も噛合機構で構成されている。従って、高速段域においては、湿式多板クラッチ及び湿式多板ブレーキの開放数が１となり、車両の高速走行時におけるフリクションロスを低減させて燃費を向上させることができる。
【００９０】
又、噛合機構からなる第３クラッチＣ３は、所定の中速段たる６速段と７速段との間で連結状態と開放状態とに切り換えられるのみである。６速段（所定の中速段）における第３クラッチＣ３での伝達トルク（伝達駆動力）は比較的小さいため、第３クラッチＣ３を噛合機構としてのドグクラッチで構成しても、６速段と７速段の間の変速時に固定状態と開放状態との切り換えをスムーズに行うことができる。
【００９１】
又、全ての遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ４が所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されているため、所謂ダブルピニオン型の遊星歯車機構で構成されるものに比し、駆動力の伝達経路上におけるギヤの噛合回数を減少させることができ、伝達効率を向上させることができる。
【００９２】
又、１ウェイクラッチＦ１を第２ブレーキＢ２に併設させているため、３速段と４速段との間での変速時に第２ブレーキＢ２の状態を切り換える必要がなく、変速制御性が向上される。
【００９３】
又、第１実施形態の自動変速機は、入力軸２の軸線上に、トルクコンバータ側から順に、第１から第６の６つの列を構成する。具体的には、第１列は、第１クラッチＣ１及び第１ブレーキＢ１、第２列は、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４、第３列は、第３クラッチＣ３及び出力部材３、第４列は、第２クラッチＣ２、第５列は、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１及び第２ブレーキＢ２、第６列は、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２及び第３ブレーキＢ３となる。このため、従来の８つの列を構成するものに比し、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
【００９４】
尚、第１実施形態においては、第３クラッチＣ３及び第１ブレーキＢ１を噛合機構で構成したものを説明したが、両者を湿式多板クラッチ及び湿式多板ブレーキで構成しても、各変速段における湿式多板クラッチ及び湿式多板ブレーキの開放数を３つ以下に抑え、フリクションロスを抑制することができるという本発明の効果を得ることができる。
【００９５】
又、第１ブレーキＢ１を、第３回転要素Ｙ３を変速機ケース１に固定する固定状態と、第３回転要素Ｙ３の正転を許容し逆転を阻止する逆転阻止状態とに切換自在な２ウェイクラッチで構成してもよい。この２ウェイクラッチの一例を図８に示して具体的に説明する。
【００９６】
図８の第１ブレーキＢ１としての２ウェイクラッチＴＷは、第３回転要素Ｙ３に連結されるインナーリングＴＷ１と、インナーリングＴＷ１の径方向外方に間隔を存して配置されると共に変速機ケース１に連結されるアウターリングＴＷ２と、インナーリングＴＷ１とアウターリングＴＷ２との間に配置される保持リングＴＷ３とを備える。
【００９７】
インナーリングＴＷ１には、外周面に複数のカム面ＴＷ１ａが形成されている。保持リングＴＷ３には、カム面ＴＷ１ａに対応させて複数の切欠孔ＴＷ３ａが設けられている。この切欠孔ＴＷ３ａには、ローラＴＷ４が収容されている。又、２ウェイクラッチＴＷは、図示省略した第１と第２の２つの電磁クラッチを備える。第１電磁クラッチは、通電されることによりアウターリングＴＷ２と保持リングＴＷ３とを連結するように構成されている。第１電磁クラッチが通電されていない場合には、保持リングＴＷ３は、インナーリングＴＷ１及びアウターリングＴＷ２に対して相対回転自在となるように構成されている。
【００９８】
又、ローラＴＷ４の径は、図８（ａ）に示すように、ローラＴＷ４がカム面ＴＷ１ａの中央部に存するときは隙間Ａが開き、図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ローラＴＷ４がカム面ＴＷ１ａの端部に存するときにはインナーリングＴＷ１及びアウターリングＴＷ２に接触するように、設定されている。
【００９９】
第１電磁クラッチが通電されていない場合には、保持リングＴＷ３が自由に回転することができるため、図８（ａ）に示すように、ローラＴＷ４はカム面ＴＷ１ａの中央部に位置し続けることが可能な状態となる。
【０１００】
第１電磁クラッチが通電されている場合には、保持リングＴＷ３は、アウターリングＴＷ２を介して変速機ケース１に固定されることとなる。この場合、インナーリングＴＷ１が正転及び逆転のどちらに回転しようとしても、図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、保持リングＴＷ３が固定されているため、ローラＴＷ４がカム面ＴＷ１ａの端部に位置することとなる。
【０１０１】
このとき、ローラＴＷ４がカム面ＴＷ１ａとアウターリングＴＷ２の内周面とに挟まれて、インナーリングＴＷ１の回転が阻止される。即ち、２ウェイクラッチＴＷは固定状態となる。
【０１０２】
第２電磁クラッチは、図８（ｂ）に示すように切欠孔ＴＷ３ａがカム面ＴＷ１ａの一方の端部に位置する状態で保持リングＴＷ３をインナーリングＴＷ１に連結させる第１の状態と、図８（ｃ）に示すように切欠孔ＴＷ３ａがカム面ＴＷ１ａの他方の端部に位置する状態で保持リングＴＷ３をインナーリングＴＷ１に連結させる第２の状態と、保持リングＴＷ３とインナーリングＴＷ１との連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【０１０３】
図８における時計回り方向を逆転方向とすると、この２ウェイクラッチＴＷは、第１電磁クラッチを通電されていない状態（通電オフ状態）としてアウターリングＴＷ２と保持リングＴＷ３との連結を断つと共に、第２電磁クラッチを第１の状態とすることにより、逆転阻止状態となる。
【０１０４】
このような２ウェイクラッチＴＷで第１ブレーキＢ１を構成した場合には、２ウェイクラッチＴＷを、１速段から８速段までの前進段では逆転阻止状態とし、後進段では固定状態とすることにより、各変速段を確立できる。そして、３速段から４速段へアップシフトする場合における１ウェイクラッチＦ１の効果と同様に、１速段から２速段にアップシフトする際に、第１ブレーキＢ１たる２ウェイクラッチの状態を切り換える必要がないため、自動変速機の変速制御性が向上される。尚、１速段でエンジンブレーキを効かせる場合には、第１ブレーキＢ１たる２ウェイクラッチを固定状態とすればよい。
【０１０５】
又、上述した２ウェイクラッチで第１ブレーキＢ１を構成すれば、摩擦係合型のブレーキで第１ブレーキＢ１を構成する場合とは異なり、第１ブレーキＢ１でのフリクションロスは発生しない。従って、第１ブレーキＢ１を噛合機構で構成した場合と同様に、自動変速機全体として、フリクションロスを抑制させることができる。
【０１０６】
尚、上記の如く構成された２ウェイクラッチＴＷによれば、上述の固定状態と逆転阻止状態とに加えて、第３回転要素Ｙ３の変速機ケース１への固定を解除する開放状態と、第３回転要素Ｙ３の正転を阻止し逆転を許容する正転阻止状態とにも切換自在に構成することができる。
【０１０７】
具体的には、第１電磁クラッチを通電オフ状態とし、第２電磁クラッチを開放状態とすることにより、２ウェイクラッチＴＷは、図８（ａ）に示すように、ローラＴＷ４がカム面ＴＷ１ａの中央部に位置し続ける状態となって、インナーリングＴＷ１がアウターリングＴＷ２に対して自由に回転することができる状態、即ち、開放状態となる。
【０１０８】
又、第１電磁クラッチを通電オフ状態とし、第２電磁クラッチを、図８（ｃ）に示すように切欠孔ＴＷ３ａがカム面ＴＷ１ａの他方の端部に位置する状態で保持リングＴＷ３をインナーリングＴＷ１に連結させる第２の状態とすることにより、インナーリングＴＷ１の正転が阻止され逆転が許容される状態、即ち、正転阻止状態となる。
【０１０９】
従って、上述した２ウェイクラッチＴＷの第２電磁クラッチを省略して、第１電磁クラッチの切り換えにより、第１ブレーキＢ１たる２ウェイクラッチＴＷを固定状態と開放状態とにのみ切換自在に構成することもできる。この場合、１速段及び後進段で固定状態とし、２速段から８速段で開放状態に切り換えることにより、各変速段を確立することができる。
【０１１０】
又、第１実施形態の１ウェイクラッチＦ１は省略してもよい。この場合、１速段から３速段を確立する際には、第２ブレーキＢ２を固定状態とすればよい。
【０１１１】
又、図４に示すように、第１実施形態の自動変速機を用いて、前進１０段の変速を行うように構成することもできる。具体的には、第３クラッチＣ３を連結状態とし、第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、新たな１速段を確立し、第１実施形態の１速段から７速段を、新たな２速段から８速段とし、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態とし、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、新たな９速段を確立し、第１実施形態の８速段を新たな１０速段とする。この場合、公比及びレシオレンジが適切になるように、各遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ４のギヤ比ｈ〜ｋを設定すればよい。
【０１１２】
逆に、第１実施形態の自動変速機において、例えば、２速段及び６速段を省略して前進６速段の変速を行うように構成してもよい。
【０１１３】
［第２実施形態］
図５を参照して、本発明の第２実施形態の自動変速機を説明する。第２実施形態の自動変速機においては、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４が第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の径方向外方に配置され、トルクコンバータに代えてダンパＤＡ及び発進クラッチＣ０が設けられ、第２ブレーキＢ２に併設される１ウェイクラッチＦ１を省略している点を除き、第１実施形態と同一に構成され、各変速段も同一に確立することができる。
【０１１４】
第２実施形態の自動変速機では、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４を第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の径方向外方に配置しているため、径方向のスペースの制約によって、第２ブレーキＢ２及び第３ブレーキＢ３を第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の径方向外方に配置できない場合があり、この場合には、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４に隣接し、第２ブレーキＢ２及び第３ブレーキＢ３で構成される列が１列増加する。このため、第１実施形態に比し、１列増加した７列となる可能性があるが、この点を除き、第１実施形態と同一の作用効果を得ることができる。
【０１１５】
尚、第１実施形態のように、発進クラッチＣ０に代えてトルクコンバータＴＣを用いてもよい。
【０１１６】
［第３実施形態］
図６を参照して、本発明の第３実施形態の自動変速機を説明する。第３実施形態の自動変速機は、第１実施形態の第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の位置を入れ替えたものであり、第１実施形態のものと同一の作用効果を奏する。
【０１１７】
但し、第３実施形態のものでは、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の径方向内方部分が３重管構造（具体的には、入力軸２、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａと第３クラッチＣ３とを連結する部材、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａと第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｂとを連結する部材、の３つ）となるため、３重管構造部分の入力軸２内の油路を確保するためには、自動変速機の外径を大きくする必要がある。
【０１１８】
換言すれば、第１実施形態のものは、第３実施形態のものに比し、自動変速機の外径を大きくすることなく、入力軸２内の油路を適切に確保し易くなって、油路の設計自由度が向上されるという効果も有するものである。
【０１１９】
［第４実施形態］
図７を参照して、本発明の第４実施形態の自動変速機を説明する。第４実施形態の自動変速機は、第１実施形態の第３遊星歯車機構ＰＧＳ３と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１との位置を入れ換えて、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４を第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の径方向外方に配置した点を除き第１実施形態のものと同一に構成され、第１実施形態と同一の作用効果を得ることができる。
【０１２０】
尚、第４実施形態のものでは、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４が径方向外方に配置される第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の径方向内方が３重管構造（具体的には、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａと第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｃとを連結する部材、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａと第２クラッチＣ２とを連結する部材、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃと第３クラッチＣ３とを連結する部材、の３つ）となり、自動変速機が径方向へ大型化してしまう。換言すれば、第１実施形態のものは、第４実施形態のものに比し、径方向への大型化を防止できるという作用効果が得られるものである。
【符号の説明】
【０１２１】
１…変速機ケース、２…入力軸、３…出力部材、ＥＮＧ…駆動源、ＬＣ…ロックアップクラッチ、ＤＡ…ダンパ、ＴＣ…トルクコンバータ、ＰＧＳ１…第１遊星歯車機構、Ｓａ…サンギヤ（第３要素）、Ｃａ…キャリア（第２要素）、Ｒａ…リングギヤ（第１要素）、Ｐａ…ピニオン、ＰＧＳ２…第２遊星歯車機構、Ｓｂ…サンギヤ（第６要素）、Ｃｂ…キャリア（第５要素）、Ｒｂ…リングギヤ（第４要素）、Ｐｂ…ピニオン、ＰＧＳ３…第３遊星歯車機構、Ｓｃ…サンギヤ、Ｃｃ…キャリア、Ｒｃ…リングギヤ、Ｐｃ…ピニオン、ＰＧＳ４…第４遊星歯車機構、Ｓｄ…サンギヤ、Ｃｄ…キャリア、Ｒｄ…リングギヤ、Ｐｄ…ピニオン、Ｙ１〜Ｙ４…第１〜第４回転要素、Ｃ１〜Ｃ３…第１〜第３クラッチ、Ｂ１〜Ｂ３…第１〜第３ブレーキ、Ｆ１…１ウェイクラッチ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力軸の回転を変速機ケース内に配置した複数の遊星歯車機構を介して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、入力用の第１遊星歯車機構と変速用の第２と第３の２つの遊星歯車機構と６つの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（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１のものでは、入力用の遊星歯車機構を、第１サンギヤと、第１リングギヤと、互いに噛合すると共に一方が第１サンギヤに噛合し他方が第１リングギヤに噛合する一対の第１ピニオンを自転及び公転自在に軸支する第１キャリアとからなるいわゆるダブルピニオン型の遊星歯車機構（キャリアを固定した場合、サンギヤとリングギヤが同一方向に回転するため、プラス遊星歯車機構又はポジティブ遊星歯車機構ともいう。因みに、リングギヤを固定した場合には、サンギヤとキャリアとが互いに異なる方向に回転する。）で構成している。
【０００４】
第１遊星歯車機構は、第１サンギヤが変速機ケースに固定される固定要素、第１キャリアが入力軸に連結される入力要素、第１リングギヤが入力要素たる第１キャリアの回転速度を減速して出力する出力要素とされている。
【０００５】
又、変速用の２つの遊星歯車機構は、第２サンギヤと、第３サンギヤと、第３リングギヤと一体化された第２リングギヤと、互いに噛合すると共に一方が第２サンギヤ及び第２リングギヤに噛合し他方が第３サンギヤに噛合する一対の第２ピニオンを自転及び公転自在に軸支する第２キャリアとからなるラビニヨ型の遊星歯車機構で構成されている。
【０００６】
このラビニヨ型の遊星歯車機構は、共線図（各回転要素の相対速度の比を直線で表すことができる図）においてギヤ比に対応する間隔を存して順に、第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素及び第４回転要素とすると、第１回転要素は第２サンギヤ、第２回転要素は第３キャリアと一体化された第２キャリア、第３回転要素は第３リングギヤと一体化された第２リングギヤ、第４回転要素は第３サンギヤとなる。
【０００７】
又、係合機構として、第１遊星歯車機構の出力要素たる第１リングギヤと第３サンギヤから成る第４回転要素とを解除自在に連結する第１湿式多板クラッチと、入力軸と第２キャリアから成る第２回転要素とを解除自在に連結する第２湿式多板クラッチと、出力要素たる第１リングギヤと第２サンギヤから成る第１回転要素とを解除自在に連結する第３湿式多板クラッチと、入力要素たる第１キャリアと第２サンギヤから成る第１回転要素とを解除自在に連結する第４湿式多板クラッチと、第２サンギヤから成る第１回転要素を変速機ケースに解除自在に固定する第１ブレーキと、第２キャリアから成る第２回転要素を変速機ケースに解除自在に固定する第２ブレーキとを備える。
【０００８】
以上の構成によれば、第１湿式多板クラッチと第２ブレーキとを係合することで１速段が確立され、第１湿式多板クラッチと第１ブレーキとを係合することで２速段が確立され、第１湿式多板クラッチと第３湿式多板クラッチとを係合することで３速段が確立され、第１湿式多板クラッチと第４湿式多板クラッチとを係合することで４速段が確立される。
【０００９】
又、第１湿式多板クラッチと第２湿式多板クラッチとを係合することで５速段が確立され、第２湿式多板クラッチと第４湿式多板クラッチとを係合することで６速段が確立され、第２湿式多板クラッチと第３湿式多板クラッチとを係合することで７速段が確立され、第２湿式多板クラッチと第１ブレーキとを係合することで８速段が確立される。
【００１０】
又、従来の自動変速機は、入力軸の軸線上に８つの列を構成する。具体的には、トルクコンバータ側から順に、第１列が第４クラッチ及び第１ブレーキ、第２列が第１遊星歯車機構、第３列が第１クラッチ、第４列が第３クラッチ（第３クラッチは、スケルトン図上では、第１遊星歯車機構と同列に見えるが、実際には、第１クラッチと出力ギヤとの間に第３クラッチ用のピストンと油路とが構成されるため。）、第５列が出力ギヤ、第６列が第２遊星歯車機構、第７列が第３遊星歯車機構、第８列が第２クラッチ及び第２ブレーキとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−２７３７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記従来例のものでは、各変速段において係合する係合機構の数が２つになる。そのため、開放している残りの４つの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、自動変速機の効率が悪化する不具合がある。
【００１３】
本発明は、以上の点に鑑み、フリクションロスを低減できる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】
【００１４】
［１］上記目的を達成するため、本発明は、変速機ケース内に回転自在に軸支されると共に駆動源からの動力により回転される入力軸を備え、該入力軸の回転を複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機であって、サンギヤ、キャリア及びリングギヤからなる３つの要素を夫々備える第１から第４の４つの遊星歯車機構が設けられ、該第１遊星歯車機構の３つの要素を、相対回転速度比を直線で表すことができる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３つの要素を、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と第４の２つの遊星歯車機構の各要素は、４つの回転要素を構成し、当該４つの回転要素の相対回転速度比を直線で表すことができる共線図における並び順に、該４つの回転要素を一方から夫々第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素及び第４回転要素として、前記第１要素が前記入力軸に連結され、前記第２回転要素が前記出力部材に連結され、前記第３要素と前記第６要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第４要素と前記第４回転要素とを連結して第２連結体が構成される。
【００１５】
そして、係合機構として、前記第１要素と前記第３回転要素とを連結自在な第１クラッチと、前記第２要素と前記第２連結体とを連結自在な第２クラッチと、前記第２要素と前記第１回転要素とを連結自在な第３クラッチと、前記第３回転要素を前記変速機ケースに固定自在な第１ブレーキと、前記第５要素を前記変速機ケースに固定自在な第２ブレーキと、前記第１連結体を前記変速機ケースに固定自在な第３ブレーキとを備え、前記第１から第３の３つのクラッチと、前記第１から第３の３つのブレーキの合計６つの係合機構のうち、少なくとも３つの係合機構を連結状態又は固定状態とすることにより、各変速段を確立することを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、後述する実施形態の説明から明らかなように、３つのクラッチと３つのブレーキの合計６つの係合機構のうち、各変速段において３つの係合機構が係合して連結状態又は固定状態となる。そのため、各変速段で連結及び固定状態でなく開放される係合機構の数は３つになり、従来のように各変速段で４つの係合機構が開放されるものに比し、開放されている係合機構によるフリクションロスを低減でき、自動変速機の伝達効率を向上させることができる。
【００１７】
［２］本発明においては、第４要素を第２遊星歯車機構のリングギヤで構成し、第４回転要素を、第３遊星歯車機構のリングギヤと第４遊星歯車機構のサンギヤとを連結して構成し、第４遊星歯車機構を第２遊星歯車機構又は第３遊星歯車機構の径方向外方に配置して、第４遊星歯車機構のサンギヤを第２遊星歯車機構又は第３遊星歯車機構のリングギヤと一体に構成することが好ましい。
【００１８】
かかる構成によれば、第４遊星歯車機構が第２遊星歯車機構又は第３遊星歯車機構の径方向外方に配置されるため、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
【００１９】
ここで、クラッチを湿式多板クラッチで構成する場合、作動油圧で進退するピストンを備えることとなる。この湿式多板クラッチのピストンは、変速機ケースに設けられる湿式多板ブレーキのピストンと異なり、入力軸上や入力軸を軸支するメインシャフト上などに設けられるものであり、遊星歯車機構の径方向外方に配置することができない。
【００２０】
従って、従来例のものでは、３つの遊星歯車機構と４つの湿式多板クラッチとの合計７つの部材が入力軸上又は入力軸を回転自在に軸支するメインシャフト上に配置されることとなる。
【００２１】
しかしながら、本発明を上述の如く、第４遊星歯車機構を第２遊星歯車機構又は第３遊星歯車機構の径方向外方に配置すれば、本発明においては、実質上、３つの遊星歯車機構と、３つのクラッチの合計６つの部材が入力軸上又は入力軸を回転自在に軸支するメインシャフト上に配置されることとなり、従来例のものよりも軸長の短縮化を図ることができ、車両（特にＦＦ式の車両）への搭載性を向上させることができる。
【００２２】
［３］本発明においては、第４遊星歯車機構を第３遊星歯車機構の径方向外方に配置し、第４遊星歯車機構のサンギヤを第３遊星歯車機構のリングギヤと一体に構成し、第１遊星歯車機構を、入力軸の軸線方向において、第２遊星歯車機構と第３遊星歯車機構との間に配置することが好ましい。
【００２３】
これによれば、後述する実施形態の説明から明らかなように、油路の設計自由度が向上されると共に、自動変速機の外径の小型化を図ることができる。
【００２４】
［４］本発明においては、第５要素の正転を許容し逆転を阻止する１ウェイクラッチを設けることが好ましい。これによれば、フリクションロスをより低減できると共に、変速段間の変速制御性を向上させることができる。
【００２５】
［５］本発明においては、第１ブレーキを噛合機構で構成することが好ましい。これによれば、フリクションロスをより低減させることができる。
【００２６】
［６］本発明においては、第１ブレーキを、第３回転要素を変速機ケースに固定する固定状態と、第３回転要素の正転を許容し逆転を阻止する逆転阻止状態とに切換自在な２ウェイクラッチで構成してもよい。これによっても、フリクションロスをより低減できると共に、変速制御性を向上させることができる。
【００２７】
［７］本発明において、出力部材を出力ギヤで構成する場合には、この出力ギヤを軸支する部材の機械的強度を高めるべく、出力ギヤを、変速機ケースから径方向内方に延びる側壁に設けられた筒状部で軸支させることが考えられる。このとき、筒状部の径方向内方に、第２クラッチ又は第３クラッチを配置すれば、筒状部の径方向内方のスペースを有効活用することができ、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
【００２８】
［８］本発明においては、第２クラッチと第３クラッチとを、互いに径方向に位置するように配置することもでき、これによっても、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
【００２９】
［９］本発明においては、第１から第３の３つのブレーキのうちの少なくとも何れか１つのブレーキを、入力軸の軸端部に配置することが好ましい。入力軸の軸端部では、遊星歯車機構やクラッチに邪魔されることなく、隣接する変速機ケースの面積を比較的広く確保することができる。このため、上記の如く構成すれば、ブレーキ用の油路の設計自由度を向上させることができる。
【００３０】
［１０］本発明においては、出力部材を出力軸で構成し、この出力軸を入力軸と同心に配置してもよい。これによれば、ＦＲ式の車両への搭載性が向上される。
【００３１】
［１１］本発明において、第２ブレーキ及び第３ブレーキを第１遊星歯車機構及び第２遊星歯車機構の径方向外方に配置すれば、自動変速機の軸長の増加を防止することができる。
【００３２】
［１２］本発明においては、第２ブレーキと第３ブレーキとを互いに径方向に位置するように配置すれば、第２と第３の両ブレーキを第１及び第２の遊星歯車機構の径方向外方に配置することができない場合であっても、自動変速機の軸長の増加を抑制させることができる。
【００３３】
［１３］本発明においては、第１ブレーキを第１クラッチの径方向外方に配置すれば、第１ブレーキを何れかの遊星歯車機構の径方向外方に配置することができない場合であっても、自動変速機の軸長の増加を抑制させることができる。
【００３４】
［１４］本発明においては、第１から第４の４つの遊星歯車機構を、サンギヤと、リングギヤと、サンギヤ及びリングギヤと噛合するピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなるいわゆるシングルピニオン型の遊星歯車機構（キャリアを固定した場合、サンギヤとリングギヤとが互いに異なる方向に回転するため、マイナス遊星歯車機構又はネガティブ遊星歯車機構ともいう。因みに、リングギヤを固定した場合には、サンギヤとキャリアとが同一方向に回転する。）で構成することが好ましい。
【００３５】
これによれば、遊星歯車機構を、サンギヤと、リングギヤと、互いに噛合すると共に一方がサンギヤに噛合し他方がリングギヤに噛合する一対のピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなるいわゆるダブルピニオン型の遊星歯車機構（キャリアを固定した場合、サンギヤとリングギヤが同一方向に回転するため、プラス遊星歯車機構又はポジティブ遊星歯車機構ともいう。因みに、リングギヤを固定した場合、サンギヤとキャリアが互いに異なる方向に回転する。）で構成した場合に比し、入力軸から出力部材までの間の動力が伝達される経路における、ギヤが噛み合う個所を減少させることができ、伝達効率をより向上させることができる。
【００３６】
［１５］本発明においては、駆動源の動力を入力軸に伝達自在な発進クラッチを設けてもよい。
【００３７】
［１６］本発明においては、駆動源の動力をトルクコンバータを介して入力軸に伝達させるように構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態の自動変速機の上半分を示すスケルトン図。
【図２】第１実施形態の自動変速機の第１〜第４遊星歯車機構の各要素の相対速度の比を示す共線図。
【図３】（ａ）は第１実施形態の自動変速機の変速段毎における各係合機構の状態を示す説明図。（ｂ）は第１実施形態の各変速段のギヤレシオの一例を示す説明図。（ｃ）は第１実施形態の各変速段間の公比の一例を示す説明図。（ｄ）は第１実施形態の各遊星歯車機構のギヤ比及び自動変速機のレシオレンジの一例を示す説明図。
【図４】第１実施形態の自動変速機の構成で前進１０速段を確立させる場合における変速段毎の各係合機構の状態を示す説明図。
【図５】本発明の第２実施形態の自動変速機の上半分を示すスケルトン図。
【図６】本発明の第３実施形態の自動変速機の上半分を示すスケルトン図。
【図７】本発明の第４実施形態の自動変速機の上半分を示すスケルトン図。
【図８】２ウェイクラッチの一例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
［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実施形態の自動変速機は、変速機ケース１内に回転自在に軸支した、図外の内燃機関（エンジン）等の駆動源ＥＮＧが出力する駆動力がロックアップクラッチＬＣ及びダンパＤＡを有するトルクコンバータＴＣを介して伝達される入力軸２と、入力軸２と同心に配置された出力ギヤからなる出力部材３とを備えている。出力部材３の回転は、図外のデ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。尚、トルクコンバータＴＣに代えて、摩擦係合自在に構成される単板型又は多板型の発進クラッチを設けてもよい。
【００４０】
又、変速機ケース１内には、第１〜第４の４つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜４が入力軸２と同心に配置されている。
【００４１】
第１遊星歯車機構ＰＧＳ１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とから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構（キャリアを固定した場合、サンギヤとリングギヤが互いに異なる方向に回転するため、マイナス遊星歯車機構又はネガティブ遊星歯車機構ともいう。因みに、リングギヤを固定した場合には、サンギヤとキャリアとが同一方向に回転する。）で構成されている。
【００４２】
図２の上段に示す第１遊星歯車機構ＰＧＳ１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（速度線）で表すことができる図）を参照して、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の３つの要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａを、共線図におけるギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）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要素はリングギヤＲａ、第２要素はキャリアＣａ、第３要素はサンギヤＳａになる。
【００４３】
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２と同じ回転速度）であることを示している。
【００４４】
第２遊星歯車機構ＰＧＳ２も、サンギヤＳｂと、リングギヤＲｂと、サンギヤＳｂ及びリングギヤＲｂ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とから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。
【００４５】
図２の中段に示す第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の共線図を参照して、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２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要素はリングギヤＲｂ、第５要素はキャリアＣｂ、第６要素はサンギヤＳｂになる。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ＰＧＳ２のギヤ比をｉとして、ｉ：１に設定される。
【００４６】
第３遊星歯車機構ＰＧＳ３も、サンギヤＳｃと、リングギヤＲｃと、サンギヤＳｃ及びリングギヤＲｃ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とから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。
【００４７】
又、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４も、サンギヤＳｄと、リングギヤＲｄと、サンギヤＳｄ及びリングギヤＲｄに噛合するピニオンＰｄを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｄとから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。
【００４８】
第３遊星歯車機構ＰＧＳ３及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４は、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤ、リングギヤ及びキャリアからなる３つの要素のうちの何れか２つを、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤ、リングギヤ及びキャリアからなる３つの要素のうちの何れか２つに夫々連結することにより、４つの回転要素を構成する。図２の下段に示す第３遊星歯車機構ＰＧＳ３及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の共線図を参照して、各回転要素を左から順に、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３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ、第２回転要素Ｙ２は第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ、第３回転要素Ｙ３は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃと第４遊星歯機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄとを連結したもの、第４回転要素Ｙ４は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄとを連結したものとなる。
【００４９】
尚、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の共線図において、下方の横線は回転速度が「０」であることを示し、上方の横線は回転速度が入力軸の回転を「１」としてこれと同一である「１」であることを示している。
【００５０】
第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｊ、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギヤ比をｋとすると、第１〜第４の各回転要素間の間隔は、ｊｋ−１：１：ｋの割り合いとなっている。
【００５１】
第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）は、入力軸２に連結されている。又、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄからなる第２回転要素Ｙ２は、出力ギヤたる出力部材３に連結されている。
【００５２】
又、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｂ（第６要素）とが連結されて、第１連結体Ｓａ−Ｓｂが構成されている。又、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第４要素）と第４回転要素Ｙ４とが連結されて、第２連結体Ｒｂ−Ｙ４が構成されている。
【００５３】
又、第１実施形態の自動変速機は、係合機構として、第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３と、第１から第３の３つのブレーキＢ１〜Ｂ３とを備える。
【００５４】
第１クラッチＣ１は、湿式多板クラッチであり、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第３回転要素Ｙ３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。
【００５５】
第２クラッチＣ２は、湿式多板クラッチであり、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第２連結体Ｒｂ−Ｙ４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。
【００５６】
第３クラッチＣ３は、ドグクラッチ又は同期機能を有するシンクロメッシュ機構からなる噛合機構であり、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１回転要素Ｙ１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。尚、第３クラッチＣ３を湿式多板クラッチで構成してもよい。
【００５７】
第１ブレーキＢ１は、ドグクラッチ又は同期機能を有するシンクロメッシュ機構からなる噛合機構であり、第３回転要素Ｙ３を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。尚、第１ブレーキＢ１を湿式多板ブレーキで構成してもよい。
【００５８】
第２ブレーキＢ２は、湿式多板ブレーキであり、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。又、第１実施形態の自動変速機では、第２ブレーキＢ２と並んで配置され、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）の正転を許容し、逆転を阻止する１ウェイクラッチＦ１が設けられている。
【００５９】
第３ブレーキＢ３は、湿式多板ブレーキであり、第１連結体Ｓａ−Ｓｂを変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。
【００６０】
各クラッチＣ１〜Ｃ３及び各ブレーキＢ１〜Ｂ３は、図外のトランスミッション・コントロール・ユニットにより、車両の走行速度等の車両情報に基づいて、状態が切り換えられる。
【００６１】
入力軸２上には、駆動源ＥＮＧ及びトルクコンバータＴＣ側から、第１クラッチＣ１、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３、第３クラッチＣ３、第２クラッチＣ２、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の順番で配置されている。そして、第１ブレーキＢ１は第１クラッチＣ１の径方向外方に配置され、第２ブレーキＢ２及び第３ブレーキＢ３、１ウェイクラッチＦ１は、第１と第２の２つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜２の径方向外方に配置されている。
【００６２】
これにより、第１〜第３の３つのブレーキＢ１〜Ｂ３の全てが入力軸２の軸端部に配置されることとなり、遊星歯車機構やクラッチが邪魔となり難くなって、ブレーキ用の油路の設計自由度が向上される。
【００６３】
第４遊星歯車機構ＰＧＳ４は、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の径方向外方に配置されている。そして、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄとを一体に連結して第４回転要素Ｙ４を構成している。このように、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４を第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の径方向外方に配置することにより、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４とが径方向で重なり合うため、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
【００６４】
尚、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４とは、径方向で少なくとも一部が重なり合っていればよく、これによって軸長の短縮化を図ることができるが、両者が完全に径方向で重なり合っていれば、最も軸長を短くすることができる。
【００６５】
出力ギヤからなる出力部材３は、第３クラッチＣ３の径方向外方に配置されている。変速機ケース１には、出力部材３と第２クラッチＣ２との間に位置させて、径方向内方に延びる側壁１ａが設けられている。この側壁１ａには、出力部材３の径方向内方に向かって延びる筒状部１ｂが設けられている。出力部材３は、この筒状部１ｂにベアリングを介して軸支されている。このように構成することにより、変速機ケース１に連なる機械的強度の高い筒状部１ｂで出力部材３をしっかりと軸支させることができる。
【００６６】
又、上記の如く出力部材３を筒状部１ｂで軸支するように構成した場合、筒状部１ｂの径方向内方に第３クラッチＣ３が位置することとなる。このため、出力部材３と第３クラッチＣ３とを軸方向に並べて配置した場合に比し、筒状部１ｂの径方向内方のスペースを有効活用して、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
【００６７】
尚、第３クラッチＣ３は、第２クラッチＣ２の径方向内方に配置してもよく。又、第２クラッチＣ２と第３クラッチＣ３との軸方向の順序を入れ替え、第２クラッチＣ２を筒状部１ｂの径方向内方に配置させてもよい。これによっても、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
【００６８】
又、出力部材３は出力軸で構成して、出力軸たる出力部材３を入力軸２と同心に配置してもよい。この場合、駆動源ＥＮＧ及びトルクコンバータＴＣを入力軸２の図１の左端部に配置して、駆動源ＥＮＧの駆動力が左側から入力軸２に入力されるように構成し、第１ブレーキを第３クラッチＣ３の径方向外方に配置して、入力軸２の右側に配置された出力軸たる出力部材３と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第２回転要素Ｙ２）と連結すればよい。
【００６９】
次に、図２及び図３を参照して、第１実施形態の自動変速機の各変速段を確立させる場合を説明する。
【００７０】
１速段を確立させる場合には、第３クラッチＣ３を連結状態とし、第１ブレーキＢ１を固定状態とする。第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１回転要素Ｙ１とが同一速度で回転する。又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第３回転要素Ｙ３の回転速度が「０」になる。又、１ウェイクラッチＦ１の働きで第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「１ｓｔ」となり、１速段が確立される。
【００７１】
尚、１速段では、第２ブレーキＢ２が開放状態であるため、係合機構の開放数は「４」となるが、１ウェイクラッチＦ１の働きで第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）の回転速度が「０」となるため、第２ブレーキＢ２ではフリクションロスが発生しない。従って、１速段における実質的な開放数は「３」となる。又、１速段において、第２ブレーキＢ２も固定状態とすれば、エンジンブレーキを効かせることもできる。
【００７２】
２速段を確立させる場合には、第３クラッチＣ３を連結状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１回転要素Ｙ１とが同一速度で回転する。又、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度が「０」になる。又、１ウェイクラッチＦ１の働きで第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）の回転速度が「０」になる。
【００７３】
又、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２は、サンギヤＳｂ（第６要素）とキャリアＣｂ（第５要素）とが同一回転速度の「０」となるため、３つの要素（Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂ）が相対回転不能なロック状態となり、リングギヤＲｂ（第４要素）の回転速度も「０」になる。従って、第２連結体Ｒｂ−Ｙ４の回転速度も「０」となり、出力部材３が連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「２ｎｄ」となり、２速段が確立される。
【００７４】
尚、２速段では、第２ブレーキＢ２が開放状態であるため、係合機構の開放数は「４」となるが、１ウェイクラッチＦ１の働きで第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）の回転速度が「０」となるため、第２ブレーキＢ２ではフリクションロスが発生しない。従って、２速段における実質的な開放数は「３」となる。又、２速段において、第２ブレーキＢ２も固定状態とすれば、エンジンブレーキを効かせることもできる。
【００７５】
３速段を確立させる場合には、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とする。第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第１から第４の４つの回転要素Ｙ１〜Ｙ４が、相対回転不能なロック状態となると共に、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と同一速度で回転する。又、１ウェイクラッチＦ１の働きで第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「３ｒｄ」となり、３速段が確立される。
【００７６】
尚、３速段では、第２ブレーキＢ２が開放状態であるため、係合機構の開放数は「４」となるが、１ウェイクラッチＦ１の働きで第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）の回転速度が「０」となるため、第２ブレーキＢ２ではフリクションロスが発生しない。従って、３速段における実質的な開放数は「３」となる。又、３速段において、第２ブレーキＢ２も固定状態とすれば、エンジンブレーキを効かせることもできる。
【００７７】
４速段を確立させる場合には、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第１から第４の４つの回転要素Ｙ１〜Ｙ４が、相対回転不能なロック状態となると共に、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と同一速度で回転する。又、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「４ｔｈ」となり、４速段が確立される。
【００７８】
５速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を連結状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第３回転要素Ｙ３が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と同一速度の「１」で回転する。又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１回転要素Ｙ１とが同一速度で回転する。又、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「５ｔｈ」となり、５速段が確立される。
【００７９】
６速段を確立させる場合には、第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３を連結状態とする。第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第３回転要素Ｙ３が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と同一速度の「１」で回転する。又、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第１から第４の４つの回転要素Ｙ１〜Ｙ４が、相対回転不能なロック状態となり、全ての回転要素Ｙ１〜Ｙ４の回転速度が「１」になる。従って、出力部材３が連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が「１」となり、６速段が確立される。
【００８０】
７速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第３回転要素Ｙ３が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と同一速度の「１」で回転する。
【００８１】
又、第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第２連結体Ｒｂ−Ｙ４とが同一速度で回転する。又、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「７ｔｈ」となり、７速段が確立される。
【００８２】
８速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１を連結状態とし、第２ブレーキＢ２及び第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第３回転要素Ｙ３が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と同一速度の「１」で回転する。又、第２ブレーキＢ２及び第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の第４から第６の３つの要素Ｒｂ，Ｃｂ，Ｓｂが、相対回転不能なロック状態となり、回転速度が何れも「０」になる。そして、出力部材３が連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「８ｔｈ」となり、８速段が確立される。
【００８３】
後進段を確立させる場合には、第２クラッチＣ２を連結状態とし、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を固定状態とする。第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第２連結体Ｒｂ−Ｙ４とが同一速度で回転する。又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第３回転要素Ｙ３の回転速度が「０」になる。又、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す逆転（車両が後進する方向の回転）の「Ｒｖｓ」となり、後進段が確立される。
【００８４】
尚、図２中の点線で示す速度線は、４つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ４のうち動力伝達する遊星歯車機構に追従して他の遊星歯車機構の各要素が回転（空回り）することを表している。
【００８５】
図３（ａ）は、上述した各変速段におけるクラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１〜Ｂ３、１ウェイクラッチＦ１の状態を纏めて表示した図であり、クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ３の列の「○」は連結状態又は固定状態を示し、空欄は開放状態を示している。又、１ウェイクラッチＦ１の列の「○」は１ウェイクラッチＦ１の働きで第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）の回転速度が「０」となる状態を示している。
【００８６】
又、図３（ｂ）には、図３（ｄ）に示すように、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のギヤ比ｈを２．１９６、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のギヤ比ｉを１．６０１、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のギヤ比ｊを２．４６０、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギヤ比ｋを１．６９１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／出力部材３の回転速度）を示している。これによれば、図３（ｃ）に示すように、公比（各変速段間のギヤレシオの比）が適切になると共に、図３（ｄ）に示したレシオレンジ（１速段のギヤレシオ／８速段のギヤレシオ）も適切になる。
【００８７】
第１実施形態の自動変速機によれば、前進８段の変速を行うことができる。又、各変速段において、湿式多板クラッチ及び湿式多板ブレーキの開放数が３つ以下となり、フリクションロスを抑制して、駆動力の伝達効率を向上させることができる。
【００８８】
又、６速段を所定の中速段、１速段から所定の中速段たる６速段までを低速段域、所定の中速段たる６速段を超える７速段から８速段までを高速段域と定義して、所定の中速段たる６速段を超える７速段から８速段までの高速段域においては、湿式多板クラッチと比較してフリクションロスが少ない噛合機構で構成される第３クラッチＣ３が開放状態となる。
【００８９】
又、１速段と後進段を除く全ての変速段で開放状態となる第１ブレーキＢ１も噛合機構で構成されている。従って、高速段域においては、湿式多板クラッチ及び湿式多板ブレーキの開放数が１となり、車両の高速走行時におけるフリクションロスを低減させて燃費を向上させることができる。
【００９０】
又、噛合機構からなる第３クラッチＣ３は、所定の中速段たる６速段と７速段との間で連結状態と開放状態とに切り換えられるのみである。６速段（所定の中速段）における第３クラッチＣ３での伝達トルク（伝達駆動力）は比較的小さいため、第３クラッチＣ３を噛合機構としてのドグクラッチで構成しても、６速段と７速段の間の変速時に固定状態と開放状態との切り換えをスムーズに行うことができる。
【００９１】
又、全ての遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ４が所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されているため、所謂ダブルピニオン型の遊星歯車機構で構成されるものに比し、駆動力の伝達経路上におけるギヤの噛合回数を減少させることができ、伝達効率を向上させることができる。
【００９２】
又、１ウェイクラッチＦ１を第２ブレーキＢ２に併設させているため、３速段と４速段との間での変速時に第２ブレーキＢ２の状態を切り換える必要がなく、変速制御性が向上される。
【００９３】
又、第１実施形態の自動変速機は、入力軸２の軸線上に、トルクコンバータ側から順に、第１から第６の６つの列を構成する。具体的には、第１列は、第１クラッチＣ１及び第１ブレーキＢ１、第２列は、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４、第３列は、第３クラッチＣ３及び出力部材３、第４列は、第２クラッチＣ２、第５列は、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１及び第２ブレーキＢ２、第６列は、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２及び第３ブレーキＢ３となる。このため、従来の８つの列を構成するものに比し、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
【００９４】
尚、第１実施形態においては、第３クラッチＣ３及び第１ブレーキＢ１を噛合機構で構成したものを説明したが、両者を湿式多板クラッチ及び湿式多板ブレーキで構成しても、各変速段における湿式多板クラッチ及び湿式多板ブレーキの開放数を３つ以下に抑え、フリクションロスを抑制することができるという本発明の効果を得ることができる。
【００９５】
又、第１ブレーキＢ１を、第３回転要素Ｙ３を変速機ケース１に固定する固定状態と、第３回転要素Ｙ３の正転を許容し逆転を阻止する逆転阻止状態とに切換自在な２ウェイクラッチで構成してもよい。この２ウェイクラッチの一例を図８に示して具体的に説明する。
【００９６】
図８の第１ブレーキＢ１としての２ウェイクラッチＴＷは、第３回転要素Ｙ３に連結されるインナーリングＴＷ１と、インナーリングＴＷ１の径方向外方に間隔を存して配置されると共に変速機ケース１に連結されるアウターリングＴＷ２と、インナーリングＴＷ１とアウターリングＴＷ２との間に配置される保持リングＴＷ３とを備える。
【００９７】
インナーリングＴＷ１には、外周面に複数のカム面ＴＷ１ａが形成されている。保持リングＴＷ３には、カム面ＴＷ１ａに対応させて複数の切欠孔ＴＷ３ａが設けられている。この切欠孔ＴＷ３ａには、ローラＴＷ４が収容されている。又、２ウェイクラッチＴＷは、図示省略した第１と第２の２つの電磁クラッチを備える。第１電磁クラッチは、通電されることによりアウターリングＴＷ２と保持リングＴＷ３とを連結するように構成されている。第１電磁クラッチが通電されていない場合には、保持リングＴＷ３は、インナーリングＴＷ１及びアウターリングＴＷ２に対して相対回転自在となるように構成されている。
【００９８】
又、ローラＴＷ４の径は、図８（ａ）に示すように、ローラＴＷ４がカム面ＴＷ１ａの中央部に存するときは隙間Ａが開き、図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ローラＴＷ４がカム面ＴＷ１ａの端部に存するときにはインナーリングＴＷ１及びアウターリングＴＷ２に接触するように、設定されている。
【００９９】
第１電磁クラッチが通電されていない場合には、保持リングＴＷ３が自由に回転することができるため、図８（ａ）に示すように、ローラＴＷ４はカム面ＴＷ１ａの中央部に位置し続けることが可能な状態となる。
【０１００】
第１電磁クラッチが通電されている場合には、保持リングＴＷ３は、アウターリングＴＷ２を介して変速機ケース１に固定されることとなる。この場合、インナーリングＴＷ１が正転及び逆転のどちらに回転しようとしても、図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、保持リングＴＷ３が固定されているため、ローラＴＷ４がカム面ＴＷ１ａの端部に位置することとなる。
【０１０１】
このとき、ローラＴＷ４がカム面ＴＷ１ａとアウターリングＴＷ２の内周面とに挟まれて、インナーリングＴＷ１の回転が阻止される。即ち、２ウェイクラッチＴＷは固定状態となる。
【０１０２】
第２電磁クラッチは、図８（ｂ）に示すように切欠孔ＴＷ３ａがカム面ＴＷ１ａの一方の端部に位置する状態で保持リングＴＷ３をインナーリングＴＷ１に連結させる第１の状態と、図８（ｃ）に示すように切欠孔ＴＷ３ａがカム面ＴＷ１ａの他方の端部に位置する状態で保持リングＴＷ３をインナーリングＴＷ１に連結させる第２の状態と、保持リングＴＷ３とインナーリングＴＷ１との連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【０１０３】
図８における時計回り方向を逆転方向とすると、この２ウェイクラッチＴＷは、第１電磁クラッチを通電されていない状態（通電オフ状態）としてアウターリングＴＷ２と保持リングＴＷ３との連結を断つと共に、第２電磁クラッチを第１の状態とすることにより、逆転阻止状態となる。
【０１０４】
このような２ウェイクラッチＴＷで第１ブレーキＢ１を構成した場合には、２ウェイクラッチＴＷを、１速段から８速段までの前進段では逆転阻止状態とし、後進段では固定状態とすることにより、各変速段を確立できる。そして、３速段から４速段へアップシフトする場合における１ウェイクラッチＦ１の効果と同様に、１速段から２速段にアップシフトする際に、第１ブレーキＢ１たる２ウェイクラッチの状態を切り換える必要がないため、自動変速機の変速制御性が向上される。尚、１速段でエンジンブレーキを効かせる場合には、第１ブレーキＢ１たる２ウェイクラッチを固定状態とすればよい。
【０１０５】
又、上述した２ウェイクラッチで第１ブレーキＢ１を構成すれば、摩擦係合型のブレーキで第１ブレーキＢ１を構成する場合とは異なり、第１ブレーキＢ１でのフリクションロスは発生しない。従って、第１ブレーキＢ１を噛合機構で構成した場合と同様に、自動変速機全体として、フリクションロスを抑制させることができる。
【０１０６】
尚、上記の如く構成された２ウェイクラッチＴＷによれば、上述の固定状態と逆転阻止状態とに加えて、第３回転要素Ｙ３の変速機ケース１への固定を解除する開放状態と、第３回転要素Ｙ３の正転を阻止し逆転を許容する正転阻止状態とにも切換自在に構成することができる。
【０１０７】
具体的には、第１電磁クラッチを通電オフ状態とし、第２電磁クラッチを開放状態とすることにより、２ウェイクラッチＴＷは、図８（ａ）に示すように、ローラＴＷ４がカム面ＴＷ１ａの中央部に位置し続ける状態となって、インナーリングＴＷ１がアウターリングＴＷ２に対して自由に回転することができる状態、即ち、開放状態となる。
【０１０８】
又、第１電磁クラッチを通電オフ状態とし、第２電磁クラッチを、図８（ｃ）に示すように切欠孔ＴＷ３ａがカム面ＴＷ１ａの他方の端部に位置する状態で保持リングＴＷ３をインナーリングＴＷ１に連結させる第２の状態とすることにより、インナーリングＴＷ１の正転が阻止され逆転が許容される状態、即ち、正転阻止状態となる。
【０１０９】
従って、上述した２ウェイクラッチＴＷの第２電磁クラッチを省略して、第１電磁クラッチの切り換えにより、第１ブレーキＢ１たる２ウェイクラッチＴＷを固定状態と開放状態とにのみ切換自在に構成することもできる。この場合、１速段及び後進段で固定状態とし、２速段から８速段で開放状態に切り換えることにより、各変速段を確立することができる。
【０１１０】
又、第１実施形態の１ウェイクラッチＦ１は省略してもよい。この場合、１速段から３速段を確立する際には、第２ブレーキＢ２を固定状態とすればよい。
【０１１１】
又、図４に示すように、第１実施形態の自動変速機を用いて、前進１０段の変速を行うように構成することもできる。具体的には、第３クラッチＣ３を連結状態とし、第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、新たな１速段を確立し、第１実施形態の１速段から７速段を、新たな２速段から８速段とし、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態とし、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、新たな９速段を確立し、第１実施形態の８速段を新たな１０速段とする。この場合、公比及びレシオレンジが適切になるように、各遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ４のギヤ比ｈ〜ｋを設定すればよい。
【０１１２】
逆に、第１実施形態の自動変速機において、例えば、２速段及び６速段を省略して前進６速段の変速を行うように構成してもよい。
【０１１３】
［第２実施形態］
図５を参照して、本発明の第２実施形態の自動変速機を説明する。第２実施形態の自動変速機においては、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４が第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の径方向外方に配置され、トルクコンバータに代えてダンパＤＡ及び発進クラッチＣ０が設けられ、第２ブレーキＢ２に併設される１ウェイクラッチＦ１を省略している点を除き、第１実施形態と同一に構成され、各変速段も同一に確立することができる。
【０１１４】
第２実施形態の自動変速機では、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４を第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の径方向外方に配置しているため、径方向のスペースの制約によって、第２ブレーキＢ２及び第３ブレーキＢ３を第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の径方向外方に配置できない場合があり、この場合には、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４に隣接し、第２ブレーキＢ２及び第３ブレーキＢ３で構成される列が１列増加する。このため、第１実施形態に比し、１列増加した７列となる可能性があるが、この点を除き、第１実施形態と同一の作用効果を得ることができる。
【０１１５】
尚、第１実施形態のように、発進クラッチＣ０に代えてトルクコンバータＴＣを用いてもよい。
【０１１６】
［第３実施形態］
図６を参照して、本発明の第３実施形態の自動変速機を説明する。第３実施形態の自動変速機は、第１実施形態の第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の位置を入れ替えたものであり、第１実施形態のものと同一の作用効果を奏する。
【０１１７】
但し、第３実施形態のものでは、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の径方向内方部分が３重管構造（具体的には、入力軸２、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａと第３クラッチＣ３とを連結する部材、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａと第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｂとを連結する部材、の３つ）となるため、３重管構造部分の入力軸２内の油路を確保するためには、自動変速機の外径を大きくする必要がある。
【０１１８】
換言すれば、第１実施形態のものは、第３実施形態のものに比し、自動変速機の外径を大きくすることなく、入力軸２内の油路を適切に確保し易くなって、油路の設計自由度が向上されるという効果も有するものである。
【０１１９】
［第４実施形態］
図７を参照して、本発明の第４実施形態の自動変速機を説明する。第４実施形態の自動変速機は、第１実施形態の第３遊星歯車機構ＰＧＳ３と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１との位置を入れ換えて、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４を第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の径方向外方に配置した点を除き第１実施形態のものと同一に構成され、第１実施形態と同一の作用効果を得ることができる。
【０１２０】
尚、第４実施形態のものでは、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４が径方向外方に配置される第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の径方向内方が３重管構造（具体的には、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａと第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｃとを連結する部材、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａと第２クラッチＣ２とを連結する部材、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃと第３クラッチＣ３とを連結する部材、の３つ）となり、自動変速機が径方向へ大型化してしまう。換言すれば、第１実施形態のものは、第４実施形態のものに比し、径方向への大型化を防止できるという作用効果が得られるものである。
【符号の説明】
【０１２１】
１…変速機ケース、２…入力軸、３…出力部材、ＥＮＧ…駆動源、ＬＣ…ロックアップクラッチ、ＤＡ…ダンパ、ＴＣ…トルクコンバータ、ＰＧＳ１…第１遊星歯車機構、Ｓａ…サンギヤ（第３要素）、Ｃａ…キャリア（第２要素）、Ｒａ…リングギヤ（第１要素）、Ｐａ…ピニオン、ＰＧＳ２…第２遊星歯車機構、Ｓｂ…サンギヤ（第６要素）、Ｃｂ…キャリア（第５要素）、Ｒｂ…リングギヤ（第４要素）、Ｐｂ…ピニオン、ＰＧＳ３…第３遊星歯車機構、Ｓｃ…サンギヤ、Ｃｃ…キャリア、Ｒｃ…リングギヤ、Ｐｃ…ピニオン、ＰＧＳ４…第４遊星歯車機構、Ｓｄ…サンギヤ、Ｃｄ…キャリア、Ｒｄ…リングギヤ、Ｐｄ…ピニオン、Ｙ１〜Ｙ４…第１〜第４回転要素、Ｃ１〜Ｃ３…第１〜第３クラッチ、Ｂ１〜Ｂ３…第１〜第３ブレーキ、Ｆ１…１ウェイクラッチ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機ケース内に回転自在に軸支されると共に駆動源からの動力により回転される入力軸を備え、該入力軸の回転を複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機であって、
サンギヤ、キャリア及びリングギヤからなる３つの要素を夫々備える第１から第４の４つの遊星歯車機構が設けられ、
該第１遊星歯車機構の３つの要素を、相対回転速度比を直線で表すことができる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３つの要素を、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と第４の２つの遊星歯車機構の各要素は、４つの回転要素を構成し、当該４つの回転要素の相対回転速度比を直線で表すことができる共線図における並び順に、該４つの回転要素を一方から夫々第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素及び第４回転要素として、
前記第１要素が前記入力軸に連結され、前記第２回転要素が前記出力部材に連結され、前記第３要素と前記第６要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第４要素と前記第４回転要素とを連結して第２連結体が構成され、
係合機構として、
前記第１要素と前記第３回転要素とを連結自在な第１クラッチと、
前記第２要素と前記第２連結体とを連結自在な第２クラッチと、
前記第２要素と前記第１回転要素とを連結自在な第３クラッチと、
前記第３回転要素を前記変速機ケースに固定自在な第１ブレーキと、
前記第５要素を前記変速機ケースに固定自在な第２ブレーキと、
前記第１連結体を前記変速機ケースに固定自在な第３ブレーキとを備え、
前記第１から第３の３つのクラッチと、前記第１から第３の３つのブレーキの合計６つの係合機構のうち、少なくとも３つの係合機構を連結状態又は固定状態とすることにより、各変速段を確立す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４要素は、前記第２遊星歯車機構のリングギヤであり、
前記第４回転要素は、前記第３遊星歯車機構のリングギヤと、前記第４遊星歯車機構のサンギヤとが連結されることにより構成され、
前記第４遊星歯車機構は、前記第２遊星歯車機構又は前記第３遊星歯車機構の径方向外方に配置され、
前記第４遊星歯車機構のサンギヤは、前記第２遊星歯車機構又は前記第３遊星歯車機構のリングギヤと一体に構成されることを特徴とする自動変速機。
【請求項３】
請求項２記載の自動変速機において、
前記第４遊星歯車機構は、前記第３遊星歯車機構の径方向外方に配置され、
前記第４遊星歯車機構のサンギヤは、前記第３遊星歯車機構のリングギヤと一体に構成され、
前記第１遊星歯車機構は、前記入力軸の軸線方向において、前記第２遊星歯車機構と前記第３遊星歯車機構との前記入力軸の軸線方向間の間に配置されることを特徴とする自動変速機。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか１項記載の自動変速機において、
前記第５要素の正転を許容し逆転を阻止する１ウェイクラッチが設けられることを特徴とする自動変速機。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか１項記載の自動変速機において、
前記第１ブレーキは、噛合機構で構成されることを特徴とする自動変速機。
【請求項６】
請求項１から請求項３の何れか１項記載の自動変速機において、
前記第１ブレーキは、前記第３回転要素を前記変速機ケースに固定する固定状態と、前記第３回転要素の正転を許容し逆転を阻止する逆転阻止状態とに切換自在な２ウェイクラッチで構成されることを特徴とする自動変速機。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れか１項記載の自動変速機において、
前記出力部材は、出力ギヤであり、
該出力ギヤは、前記変速機ケースから径方向内方に延びる側壁に設けられた筒状部に軸支され、
該筒状部の径方向内方に、前記第２クラッチ又は前記第３クラッチが配置されることを特徴とする自動変速機。
【請求項８】
請求項１から請求項６の何れか１項記載の自動変速機において、
前記第２クラッチと前記第３クラッチとが、互いに径方向に位置するように配置されることを特徴とする自動変速機。
【請求項９】
請求項１から請求項８の何れか１項記載の自動変速機において、
前記第１から第３の３つのブレーキのうちの少なくとも何れか１つのブレーキは、前記入力軸の軸端部に配置されることを特徴とする自動変速機。
【請求項１０】
請求項１から請求項９の何れか１項記載の自動変速機において、
前記出力部材は、出力軸であり、
該出力軸は、前記入力軸と同心に配置されることを特徴とする自動変速機。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０の何れか１項記載の自動変速機において、
前記第２ブレーキ及び前記第３ブレーキは、前記第１遊星歯車機構及び前記第２遊星歯車機構の径方向外方に配置されることを特徴とする自動変速機。
【請求項１２】
請求項１から請求項１０の何れか１項記載の自動変速機において、
前記第２ブレーキと前記第３ブレーキとが、互いに径方向に位置するように配置されることを特徴とする自動変速機。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２の何れか１項記載の自動変速機において、
前記第１ブレーキが前記第１クラッチの径方向外方に配置されることを特徴とする自動変速機。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３の何れか１項記載の自動変速機において、
前記第１から第４の４つの遊星歯車機構が、サンギヤと、リングギヤと、サンギヤ及びリングギヤと噛合するピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなるシングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されることを特徴とする自動変速機。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４の何れか１項記載の自動変速機において、
前記駆動源の動力を前記入力軸に伝達自在な発進クラッチが設けられることを特徴とする自動変速機。
【請求項１６】
請求項１から請求項１４の何れか１項記載の自動変速機において、
前記駆動源の動力は、トルクコンバータを介して前記入力軸に伝達されることを特徴とする自動変速機。
【請求項１】
変速機ケース内に回転自在に軸支されると共に駆動源からの動力により回転される入力軸を備え、該入力軸の回転を複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機であって、
サンギヤ、キャリア及びリングギヤからなる３つの要素を夫々備える第１から第４の４つの遊星歯車機構が設けられ、
該第１遊星歯車機構の３つの要素を、相対回転速度比を直線で表すことができる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３つの要素を、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と第４の２つの遊星歯車機構の各要素は、４つの回転要素を構成し、当該４つの回転要素の相対回転速度比を直線で表すことができる共線図における並び順に、該４つの回転要素を一方から夫々第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素及び第４回転要素として、
前記第１要素が前記入力軸に連結され、前記第２回転要素が前記出力部材に連結され、前記第３要素と前記第６要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第４要素と前記第４回転要素とを連結して第２連結体が構成され、
係合機構として、
前記第１要素と前記第３回転要素とを連結自在な第１クラッチと、
前記第２要素と前記第２連結体とを連結自在な第２クラッチと、
前記第２要素と前記第１回転要素とを連結自在な第３クラッチと、
前記第３回転要素を前記変速機ケースに固定自在な第１ブレーキと、
前記第５要素を前記変速機ケースに固定自在な第２ブレーキと、
前記第１連結体を前記変速機ケースに固定自在な第３ブレーキとを備え、
前記第１から第３の３つのクラッチと、前記第１から第３の３つのブレーキの合計６つの係合機構のうち、少なくとも３つの係合機構を連結状態又は固定状態とすることにより、各変速段を確立す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４要素は、前記第２遊星歯車機構のリングギヤであり、
前記第４回転要素は、前記第３遊星歯車機構のリングギヤと、前記第４遊星歯車機構のサンギヤとが連結されることにより構成され、
前記第４遊星歯車機構は、前記第２遊星歯車機構又は前記第３遊星歯車機構の径方向外方に配置され、
前記第４遊星歯車機構のサンギヤは、前記第２遊星歯車機構又は前記第３遊星歯車機構のリングギヤと一体に構成されることを特徴とする自動変速機。
【請求項３】
請求項２記載の自動変速機において、
前記第４遊星歯車機構は、前記第３遊星歯車機構の径方向外方に配置され、
前記第４遊星歯車機構のサンギヤは、前記第３遊星歯車機構のリングギヤと一体に構成され、
前記第１遊星歯車機構は、前記入力軸の軸線方向において、前記第２遊星歯車機構と前記第３遊星歯車機構との前記入力軸の軸線方向間の間に配置されることを特徴とする自動変速機。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか１項記載の自動変速機において、
前記第５要素の正転を許容し逆転を阻止する１ウェイクラッチが設けられることを特徴とする自動変速機。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか１項記載の自動変速機において、
前記第１ブレーキは、噛合機構で構成されることを特徴とする自動変速機。
【請求項６】
請求項１から請求項３の何れか１項記載の自動変速機において、
前記第１ブレーキは、前記第３回転要素を前記変速機ケースに固定する固定状態と、前記第３回転要素の正転を許容し逆転を阻止する逆転阻止状態とに切換自在な２ウェイクラッチで構成されることを特徴とする自動変速機。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れか１項記載の自動変速機において、
前記出力部材は、出力ギヤであり、
該出力ギヤは、前記変速機ケースから径方向内方に延びる側壁に設けられた筒状部に軸支され、
該筒状部の径方向内方に、前記第２クラッチ又は前記第３クラッチが配置されることを特徴とする自動変速機。
【請求項８】
請求項１から請求項６の何れか１項記載の自動変速機において、
前記第２クラッチと前記第３クラッチとが、互いに径方向に位置するように配置されることを特徴とする自動変速機。
【請求項９】
請求項１から請求項８の何れか１項記載の自動変速機において、
前記第１から第３の３つのブレーキのうちの少なくとも何れか１つのブレーキは、前記入力軸の軸端部に配置されることを特徴とする自動変速機。
【請求項１０】
請求項１から請求項９の何れか１項記載の自動変速機において、
前記出力部材は、出力軸であり、
該出力軸は、前記入力軸と同心に配置されることを特徴とする自動変速機。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０の何れか１項記載の自動変速機において、
前記第２ブレーキ及び前記第３ブレーキは、前記第１遊星歯車機構及び前記第２遊星歯車機構の径方向外方に配置されることを特徴とする自動変速機。
【請求項１２】
請求項１から請求項１０の何れか１項記載の自動変速機において、
前記第２ブレーキと前記第３ブレーキとが、互いに径方向に位置するように配置されることを特徴とする自動変速機。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２の何れか１項記載の自動変速機において、
前記第１ブレーキが前記第１クラッチの径方向外方に配置されることを特徴とする自動変速機。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３の何れか１項記載の自動変速機において、
前記第１から第４の４つの遊星歯車機構が、サンギヤと、リングギヤと、サンギヤ及びリングギヤと噛合するピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなるシングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されることを特徴とする自動変速機。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４の何れか１項記載の自動変速機において、
前記駆動源の動力を前記入力軸に伝達自在な発進クラッチが設けられることを特徴とする自動変速機。
【請求項１６】
請求項１から請求項１４の何れか１項記載の自動変速機において、
前記駆動源の動力は、トルクコンバータを介して前記入力軸に伝達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２０１２−９２８７９（Ｐ２０１２−９２８７９Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３９６７０（Ｐ２０１０−２３９６７０）
【出願日】平成２２年１０月２６日（２０１０．１０．２６）
【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５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２６日（２０１０．１０．２６）
【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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