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１要素Ｓａと入力軸２とが、第１０要素Ｒｄと出力部材３とが、第２要素Ｃａと第５要素Ｃｂとが、第３要素Ｒａと第８要素Ｃｃとが、第６要素Ｒｂと第７要素Ｒｃと第１２要素Ｓｄとが夫々連結される。第１クラッチＣ１は第１要素Ｓａと第１１要素Ｃｄとを、第２クラッチＣ２は第１連結体Ｃａ−Ｃｂと第１１要素Ｃｄとを、第３クラッチＣ３は第２連結体Ｒａ−Ｃｃと第４要素Ｓｂとを夫々連結自在に構成される。第１ブレーキＢ１は第２連結体Ｒａ−Ｃｃを、第２ブレーキＢ２は第９要素Ｓｃを、第３ブレーキＢ３は第１１要素Ｃｄ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１要素Ｓａと入力軸２とが、第１０要素Ｒｄと出力部材３とが、第２要素Ｃａと第５要素Ｃｂとが、第３要素Ｒａと第８要素Ｃｃとが、第６要素Ｒｂと第７要素Ｒｃと第１２要素Ｓｄとが夫々連結される。第１クラッチＣ１は第１要素Ｓａと第１１要素Ｃｄとを、第２クラッチＣ２は第１連結体Ｃａ−Ｃｂと第１１要素Ｃｄとを、第３クラッチＣ３は第２連結体Ｒａ−Ｃｃと第４要素Ｓｂとを夫々連結自在に構成される。第１ブレーキＢ１は第２連結体Ｒａ−Ｃｃを、第２ブレーキＢ２は第９要素Ｓｃを、第３ブレーキＢ３は第１１要素Ｃｄ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、入力用の第１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７要素、第８要素及び第９要素とし、前記第４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１０要素、第１１要素及び第１２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１０要素が前記出力部材に連結され、前記第２要素と前記第５要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第３要素と前記第８要素とを連結して第２連結体が構成され、前記第６要素と前記第７要素と前記第１２要素とを連結して第３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１１要素とを連結自在な第１クラッチと、前記第１連結体と前記第１１要素とを連結自在な第２クラッチと、前記第２連結体と前記第４要素とを連結自在な第３クラッチと、前記第２連結体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９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１１要素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６要素は第２遊星歯車機構のリングギヤであり、第７要素は第３遊星歯車機構のリングギヤであり、第１２要素は第４遊星歯車機構のサンギヤであり、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、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２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２遊星歯車機構のリングギヤと一体に構成し、入力軸の軸線方向において、第２遊星歯車機構を、第１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、第３遊星歯車機構の軸心部分が多重管構造とならず、第３遊星歯車機構の径方向外方に第１ブレーキ又は第２ブレーキが配置し易くなると共に、レシオレンジ（最低速段のギヤレシオ／最高速段のギヤレシオ）を、自動変速機の外径が大型化することなく、比較的大きな値となるように、各遊星歯車のギヤ比を設定することができる。
【００２４】
［４］本発明においては、第４遊星歯車機構を第２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２遊星歯車機構のリングギヤと一体に構成し、入力軸の軸線方向において、第１遊星歯車機構を第２遊星歯車機構と第３遊星歯車機構との間に配置してもよい。これによっても、第３遊星歯車機構の軸心部分が多重管構造とならず、第３遊星歯車機構の径方向外方に第１ブレーキ又は第２ブレーキが配置し易くなる。
【００２５】
［５］本発明においては、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に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。
【００２６】
［６］本発明においては、第９要素の正転を許容し逆転を阻止する逆転阻止状態と、第９要素の正転を阻止し逆転を許容する正転阻止状態とに切換自在な２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。
【００２７】
［７］本発明において、第３ブレーキを、湿式多板クラッチに比し、フリクションロスが抑制される噛合機構で構成することが好ましい。
【００２８】
［８］本発明においては、第２クラッチを、湿式多板クラッチに比し、フリクションロスが抑制される噛合機構で構成することが好ましい。
【００２９】
［９］本発明においては、第２クラッチを、第１連結体と第１１要素とを連結する連結状態と、第１１要素に対する第１連結体の相対的な回転方向が正転方向である場合には第１連結体と第１１要素とが連結され、第１１要素に対する第１連結体の相対的な回転方向が逆転方向である場合には第１連結体と第１１要素との連結が断たれる１方向差回転阻止状態とに切換自在な２ウェイクラッチで構成することができる。これによれば、フリクションロスをより低減できる。
【００３０】
［１０］本発明においては、第１クラッチの径方向外方に、第３ブレーキを配置することが好ましい。これによれば、第１クラッチと第３ブレーキとを径方向に並べて配置することができ、第１クラッチと第３ブレーキとを入力軸上に並べて配置した場合に比し、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
【００３１】
［１１］本発明において、第１から第３の３つのブレーキのうち少なくとも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。
【００３２】
［１２］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。
【００３３】
［１３］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。
【００３４】
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。
【００３５】
［１４］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。
【００３６】
［１５］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】
【００３７】
【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】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５】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６】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７】本発明の第５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】
【００３８】
［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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
図２の上から１段目に示す第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。
【００４２】
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ＰＧＳ１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。
【００４３】
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。
【００４４】
図２の上から２段目に示す第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。
【００４５】
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。
【００４６】
図２の上から３段目に示す第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の共線図を参照して、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３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要素はリングギヤＲｃ、第８要素はキャリアＣｃ、第９要素はサンギヤＳｃになる。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ＰＧＳ３のギヤ比をｊとして、ｊ：１に設定される。
【００４７】
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】
図２の上から４段目に示す第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の共線図を参照して、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の３つの要素Ｓｄ，Ｃｄ，Ｒｄ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１０要素、第１１要素及び第１２要素とすると、第１０要素はリングギヤＲｄ、第１１要素はキャリアＣｄ、第１２要素はサンギヤＳｄになる。サンギヤＳｄとキャリアＣｄ間の間隔とキャリアＣｄとリングギヤＲｄ間の間隔との比は、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギヤ比をｋとして、ｋ：１に設定される。
【００４９】
第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（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（第１０要素）は、出力ギヤたる出力部材３に連結されている。
【００５０】
又、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）とが連結されて、第１連結体Ｃａ−Ｃｂが構成されている。又、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第３要素）と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８要素）とが連結されて、第２連結体Ｒａ−Ｃｃ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６要素）と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第７要素）と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄ（第１２要素）とが連結されて、第３連結体Ｒｂ−Ｒｃ−Ｓｄが構成されている。
【００５１】
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。
【００５２】
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のサンギヤＳａ（第１要素）と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１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。
【００５３】
第２クラッチＣ２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連結体Ｃａ−Ｃｂと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１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。尚、第２クラッチＣ２を湿式多板クラッチ又は２ウェイクラッチで構成してもよい。
【００５４】
第３クラッチＣ３は、湿式多板クラッチであり、第２連結体Ｒａ−Ｃｃと第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｂ（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。
【００５５】
第１ブレーキＢ１は、湿式多板ブレーキであり、第２連結体Ｒａ−Ｃｃ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。
【００５６】
第２ブレーキＢ２は、湿式多板ブレーキであり、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９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。
【００５７】
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３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９要素）の正転を許容し逆転を阻止する逆転阻止状態Ｒと、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９要素）の正転を阻止し逆転を許容する正転阻止状態Ｆとに切換自在な２ウェイクラッチＴ１が設けられている。
【００５８】
第３ブレーキＢ３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４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１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。
【００５９】
各クラッチＣ１〜Ｃ３、各ブレーキＢ１〜Ｂ３及び２ウェイクラッチＴ１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。
【００６０】
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２クラッチＣ２、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２、第３クラッチＣ３、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の順番で配置されている。そして、第１ブレーキＢ１は第３クラッチＣ３の径方向外方に配置され、第２ブレーキＢ２及び２ウェイクラッチＴ１は、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の径方向外方に配置され、第３ブレーキＢ３は第１クラッチＣ１の径方向外方に配置されている。
【００６１】
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。
【００６２】
第４遊星歯車機構ＰＧＳ４は、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の径方向外方に配置されている。そして、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄとを一体に構成している。このように、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することにより、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２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。
【００６３】
尚、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２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。
【００６４】
出力ギヤからなる出力部材３は、第２クラッチＣ２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１クラッチＣ１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。
【００６５】
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２クラッチＣ２が位置することとなる。このため、出力部材３と第２クラッチＣ２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。
【００６６】
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。
【００６７】
１速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３ブレーキＢ３を固定状態とし、２ウェイクラッチＴ１を逆転阻止状態Ｒとする。第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第１連結体Ｃａ−Ｃｂと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）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４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）の回転速度が「０」になる。又、逆転阻止状態Ｒとされた２ウェイクラッチＴ１の働きで、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９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４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）の回転速度が図２に示す「１ｓｔ」となり、１速段が確立される。
【００６８】
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、２ウェイクラッチＴ１の働きで第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９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。
【００６９】
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。
【００７０】
２速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を固定状態とし、２ウェイクラッチＴ１を逆転阻止状態Ｒとする。第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第１連結体Ｃａ−Ｃｂと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）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２連結体Ｒａ−Ｃｃの回転速度が「０」になる。又、逆転阻止状態Ｒとされた２ウェイクラッチＴ１の働きで第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９要素）の回転速度が「０」になる。
【００７１】
従って、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の３つの要素Ｓｃ，Ｃｃ，Ｒｃのうち、サンギヤＳｃ（第９要素）とキャリアＣｃ（第８要素）の２つの要素の回転速度が同一速度である「０」となるため、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の各要素Ｓｃ，Ｃｃ，Ｒｃは、相対回転不能なロック状態となり、第３連結体Ｒｂ−Ｒｃ−Ｓｄの回転速度も「０」になる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）の回転速度が図２に示す「２ｎｄ」となり、２速段が確立される。
【００７２】
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、２ウェイクラッチＴ１の働きで第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９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。
【００７３】
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。
【００７４】
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を連結状態とし、２ウェイクラッチＴ１を逆転阻止状態Ｒとする。第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第１連結体Ｃａ−Ｃｂと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）とが同一速度で回転する。又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第２連結体Ｒａ−Ｃｃと第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｂ（第４要素）とが同一速度で回転する。又、逆転阻止状態Ｒとされた２ウェイクラッチＴ１の働きで第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９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４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）の回転速度が図２に示す「３ｒｄ」となり、３速段が確立される。
【００７５】
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、２ウェイクラッチＴ１の働きで第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９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。
【００７６】
又、３速段において、第２ブレーキＢ２を固定状態とすれば、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１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態とし、２ウェイクラッチＴ１を逆転阻止状態Ｒとする。第１クラッチＣ１及び第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のサンギヤＳａ（第１要素）、第１連結体Ｃａ−Ｃｂ及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）が同一速度の「１」で回転する。
【００７８】
又、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第１要素）とキャリアＣａ（第２要素）とが同一速度の「１」で回転するため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の３つの各要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａが相対回転不能なロック状態となり、リングギヤＲａ（第３要素）、即ち第２連結体Ｒａ−Ｃｃの回転速度が「１」となる。
【００７９】
又、逆転阻止状態Ｒとされた２ウェイクラッチＴ１の働きで第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９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４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）の回転速度が図２に示す「４ｔｈ」となり、４速段が確立される。
【００８０】
尚、４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、２ウェイクラッチＴ１の働きで第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９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、４速段における実質的な開放数は「３」となる。
【００８１】
又、４速段において、第２ブレーキＢ２を固定状態とすれば、エンジンブレーキを効かせることもできる。
【００８２】
５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を連結状態とし、２ウェイクラッチＴ１を逆転阻止状態Ｒとする。第１クラッチＣ１及び第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のサンギヤＳａ（第１要素）、第１連結体Ｃａ−Ｃｂ及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）が同一速度の「１」で回転する。
【００８３】
又、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第１要素）とキャリアＣａ（第２要素）とが同一速度の「１」で回転するため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の３つの各要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａが相対回転不能なロック状態となり、リングギヤＲａ（第３要素）、即ち第２連結体Ｒａ−Ｃｃの回転速度が「１」となる。
【００８４】
又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｂ（第４要素）が、第２連結体Ｒａ−Ｃｃと同一速度の「１」で回転する。このため、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｂ（第４要素）とキャリアＣｂ（第５要素）とが同一速度の「１」で回転して、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の各要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂ，が相対回転不能なロック状態となり、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ、即ち、第３連結体Ｒｂ−Ｒｃ−Ｓｄの回転速度が「１」となる。
【００８５】
又、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４もサンギヤＳｄ（第１２要素）とキャリアＣｄ（第１１要素）とが同一速度の「１」で回連するため、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の各要素Ｓｄ，Ｃｄ，Ｒｄが相対回転不能なロック状態となり、各要素Ｓｄ，Ｃｄ，Ｒｄの回転速度が「１」となる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）の回転速度も「１」となり、５速段が確立される。
【００８６】
尚、５速段においては、２ウェイクラッチＴ１を逆転阻止状態Ｒとしているため、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９要素）の正転が許容される。
【００８７】
６速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１と第３クラッチＣ３とを連結状態とし、第２ブレーキＢ２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１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第１要素）と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）とが同一速度の「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２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｂ（第４要素）が、第２連結体Ｒａ−Ｃｃと同一速度で回転する。又、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９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４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）の回転速度が図２に示す「６ｔｈ」となり、６速段が確立される。
【００８８】
尚、６速段においては、第２ブレーキＢ２を固定状態とするため、２ウェイクラッチＴ１は逆転阻止状態Ｒと正転阻止状態Ｆのどちらの状態でもよい。しかしながら、図外のトランスミッション・コントロール・ユニットは、スムーズに変速を行えるように、走行速度等の車両情報に基づき６速段から５速段へのダウンシフトが予測される場合には、２ウェイクラッチＴ１を逆転阻止状態Ｒとし、車両情報に基づき６速段から７速段へのアップシフトが予測される場合には、２ウェイクラッチＴ１を正転阻止状態Ｆに切り換える。
【００８９】
７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１ブレーキＢ１を固定状態とし、２ウェイクラッチＴ１を正転阻止状態Ｆとする。第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第１要素）と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）とが同一速度の「１」で回転する。
【００９０】
又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｂ（第４要素）が、第２連結体Ｒａ−Ｃｃと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２連結体Ｒａ−Ｃｃ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４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）の回転速度が図２に示す「７ｔｈ」となり、７速段が確立される。
【００９１】
尚、７速段においては、２ウェイクラッチＴ１を正転阻止状態Ｆとするため、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９要素）の逆転が許容される。
【００９２】
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１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を固定状態とし、２ウェイクラッチＴ１を正転阻止状態Ｆとする。第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第１要素）と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）とが同一速度の「１」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２連結体Ｒａ−Ｃｃの回転速度が「０」になる。
【００９３】
又、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９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４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）の回転速度が図２に示す「８ｔｈ」となり、８速段が確立される。
【００９４】
尚、８速段では、第２ブレーキＢ２を固定状態とするため、２ウェイクラッチＴ１を逆転阻止状態Ｒとしても、８速段を確立できる。しかしながら、７速段へのダウンシフトをスムーズに行えるように、本実施形態では、８速段で２ウェイクラッチＴ１を正転阻止状態Ｆとしている。
【００９５】
後進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を固定状態とし、２ウェイクラッチＴ１を正転阻止状態Ｆとする。第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｂ（第４要素）が、第２連結体Ｒａ−Ｃｃ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４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）の回転速度が「０」になる。又、正転阻止状態Ｆとされた２ウェイクラッチＴ１の働きで第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９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４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）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。
【００９６】
尚、後進段において、第２ブレーキＢ２を固定状態とすれば、エンジンブレーキを効かせることができる。
【００９７】
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。
【００９８】
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、２ウェイクラッチＴ１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、２ウェイクラッチＴ１の列の「Ｒ」は逆転阻止状態、「Ｆ」は正転阻止状態、「Ｆ／Ｒ」は逆転阻止状態又は正転阻止状態であることを示し、アンダーラインを付しているものは、２ウェイクラッチＴ１の働きで第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９要素）の回転速度が「０」となる状態を示している。
【００９９】
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３．７４１、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のギヤ比ｉを２．７６４、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のギヤ比ｊを２．２５０、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギヤ比ｋを１．８９６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。
【０１００】
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。
【０１０１】
又、５速段を所定の中速段、１速段から所定の中速段たる５速段までを低速段域、所定の中速段たる５速段を超える６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５速段を超える６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２クラッチＣ２が開放状態となる。
【０１０２】
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３ブレーキＢ３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。
【０１０３】
又、噛合機構からなる第２クラッチＣ２は、所定の中速段たる５速段と６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。５速段（所定の中速段）における第２クラッチＣ２での伝達トルク（伝達駆動力）は比較的小さいため、第２クラッチＣ２を噛合機構としてのドグクラッチで構成しても、５速段と６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。
【０１０４】
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、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所謂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。
【０１０５】
又、２ウェイクラッチＴ１を第２ブレーキＢ２に併設させているため、４速段と５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。
【０１０６】
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３ブレーキＢ３、第２列は、第２クラッチＣ２及び出力部材３、第３列は、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１、第４列は、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４、第５列は、第３クラッチＣ２及び第１ブレーキＢ１、第６列は、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３、第２ブレーキＢ２及び２ウェイクラッチＴ１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。
【０１０７】
尚、第１実施形態においては、第２クラッチＣ２及び第３ブレーキＢ３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。
【０１０８】
又、２ウェイクラッチＴ１は省略してもよい。この場合、１速段から４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。
【０１０９】
又、第２クラッチＣ２を、第１連結体Ｃａ−Ｃｂと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）とを連結する連結状態と、次に定義する１方向差回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。ここで、１方向差回転阻止状態とは、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）に対する第１連結体Ｃａ−Ｃｂの相対的な回転方向が正転方向である場合には第１連結体Ｃａ−Ｃｂと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）とが連結され、逆に第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）に対する第１連結体Ｃａ−Ｃｂの相対的な回転方向が逆転方向である場合には第１連結体Ｃａ−Ｃｂと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）との連結が断たれる状態と定義する。これによっても、第２クラッチＣ２におけるフリクションロスの発生を防止することができる。
【０１１０】
図８を参照して、第２クラッチＣ２としての２ウェイクラッチの一例を具体的に説明する。図８の第２クラッチＣ２としての２ウェイクラッチＴＷは、第１連結体Ｃａ−Ｃｂ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第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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がインナーリングＴＷ１及びアウターリング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。
【０１１４】
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に連結されるため、インナーリングＴＷ１がアウターリングＴＷ２に対する相対回転速度における正転及び逆転のどちらに回転する状態においても、図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ローラＴＷ４がカム面ＴＷ１ａの端部に位置することとなる。
【０１１５】
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のアウターリングＴＷ２に対する相対回転が阻止される。即ち、２ウェイクラッチＴＷは連結状態となる。
【０１１６】
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保持状態と、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保持状態と、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。
【０１１７】
図８における時計回り方向を逆転方向とすると、図８（ｃ）に示されるように、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２保持状態とすることにより、１方向差回転阻止状態となる。
【０１１８】
このような２ウェイクラッチＴＷで第２ブレーキＣ２を構成した場合には、２ウェイクラッチＴＷを、前進１速段から５速段までは連結状態とし、前進６速段から８速段及び後進段では１方向差回転阻止状態とすることにより、各変速段を確立できる。そして、５速段において６速段へのアップシフトが予測される場合には、スムーズに変速を行えるように、第１連結体Ｃａ−Ｃｂの回転速度が第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）の回転速度よりも遅くなる状態を許容できる１方向差回転阻止状態に固定状態から予め切り換えておくようにしてもよい。これによれば、４速段から５速段へアップシフトする場合における第２ブレーキＢ２に併設された２ウェイクラッチＴ１の効果と同様に、５速段から６速段にアップシフトする際には、第２クラッチＣ２たる２ウェイクラッチの状態を切り換えは完了しているため、変速をスムーズに行うことができ、自動変速機の変速制御性が向上される。
【０１１９】
又、上述した２ウェイクラッチで第２クラッチＣ２を構成すれば、摩擦係合型のクラッチで第２クラッチＣ２を構成する場合とは異なり、第２クラッチＣ２でのフリクションロスは発生しない。従って、第２クラッチＣ２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。
【０１２０】
尚、上述の如く構成された２ウェイクラッチＴＷによれば、上述の連結状態と１方向差回転阻止状態とに加えて、第１連結体Ｃａ−Ｃｂと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）との連結を断つ開放状態と、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）に対する第１連結体Ｃａ−Ｃｂの相対的な回転方向が逆転方向である場合には第１連結体Ｃａ−Ｃｂと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）とが連結され、逆に第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）に対する第１連結体Ｃａ−Ｃｂの相対的な回転方向が正転方向である場合には第１連結体Ｃａ−Ｃｂと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）との連結が断たれる第１状態とにも切換自在に構成することができる。
【０１２１】
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。
【０１２２】
又、第１電磁クラッチを通電オフ状態とし、第２電磁クラッチを第１保持状態とすることにより、第１状態となる。
【０１２３】
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２クラッチＣ２たる２ウェイクラッチＴＷを連結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速段から５速段で連結状態とし、６速段から８速段及び後進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。
【０１２４】
又、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。
【０１２５】
［第２実施形態］
図４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３遊星歯車機構ＰＧＳ３の径方向外方に配置されて第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄ（第１２要素）と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第７要素）とが一体に連結されて構成され、第１実施形態のトルクコンバータに代えてダンパＤＡ及び摩擦係合により動力を伝達自在な単板型又は多板型の発進クラッチＣ０が設けられている点を除き、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。
【０１２６】
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３遊星歯車機構ＰＧＳ３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１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２及び２ウェイクラッチＴ１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３遊星歯車機構ＰＧＳ３及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４に隣接し、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２及び２ウェイクラッチＴ１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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
［第３実施形態］
図５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の位置を入れ替えると共に、第３クラッチＣ３を第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２との間に配置したものであり、第１実施形態のものと同一の作用効果を奏する。
【０１２９】
尚、第３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連結体Ｃａ−Ｃｂ、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｂと第３クラッチＣ３とを連結する部分、の３つ）となるため、自動変速機の外径が大きくなる虞があり、外径を小さく抑える場合には、大きなレシオレンジを設定し難くなる。
【０１３０】
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、自動変速機の外径の大型化を防ぎ、大きなレシオレンジを設定し易いという効果も有するものである。
【０１３１】
［第４実施形態］
図６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３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た点を除き第３実施形態のものと同一に構成され、第３実施形態と同一の作用効果を得ることができる。
【０１３２】
尚、第４実施形態のものでは、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の径方向内方部分が４重管構造（具体的には、入力軸２、第１連結体Ｃａ−Ｃｂ、第２連結体Ｒａ−Ｃｃ、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９要素）と第２ブレーキＢ２とを連結する部材の４つ）となるため、４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。換言すれば、第１から第３実施形態のものは、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の径方向内方分が多重管構造となっていないため、第４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、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の径方向内方に配置する油路を容易に確保できるという作用効果が得られるものである。
【０１３３】
［第５実施形態］
図７を参照して、本発明の第５実施形態の自動変速機を説明する。第５実施形態の自動変速機は、第３実施形態のものにおいて、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４を第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２との間に配置し、出力部材３を出力軸で構成して入力軸２と同一軸線上に配置し、第２クラッチＣ２及び第３ブレーキＢ３を湿式多板クラッチ及び湿式多板ブレーキで構成したものであり、これらの点を除き第３実施形態と同一に構成される。
【０１３４】
第４実施形態の自動変速機によっても、各変速段の係合機構の開放数を３つ以下とすることができ、フリクションロスを抑制させることができる。又、ＦＲ式の車両に自動変速機を搭載する場合には、出力部材３が出力ギヤであると、出力ギヤの回転が伝達されるカウンターシャフトを設けてプロペラシャフトに動力を伝達させる必要があるが、出力部材３が出力軸であると、出力軸に直接プロペラシャフトを接続させることができる。このため、第５実施形態の自動変速機によれば、ＦＲ式の車両への搭載性を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１３５】
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１要素）、Ｃａ…キャリア（第２要素）、Ｒａ…リングギヤ（第３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（第９要素）、Ｃｃ…キャリア（第８要素）、Ｒｃ…リングギヤ（第７要素）、Ｐｃ…ピニオン、ＰＧＳ４…第４遊星歯車機構、Ｓｄ…サンギヤ（第１２要素）、Ｃｄ…キャリア（第１１要素）、Ｒｄ…リングギヤ（第１０要素）、Ｐｄ…ピニオン、Ｃ１〜Ｃ３…第１〜第３クラッチ、Ｂ１〜Ｂ３…第１〜第３ブレーキ、Ｔ１…２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、入力用の第１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７要素、第８要素及び第９要素とし、前記第４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１０要素、第１１要素及び第１２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１０要素が前記出力部材に連結され、前記第２要素と前記第５要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第３要素と前記第８要素とを連結して第２連結体が構成され、前記第６要素と前記第７要素と前記第１２要素とを連結して第３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１１要素とを連結自在な第１クラッチと、前記第１連結体と前記第１１要素とを連結自在な第２クラッチと、前記第２連結体と前記第４要素とを連結自在な第３クラッチと、前記第２連結体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９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１１要素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６要素は第２遊星歯車機構のリングギヤであり、第７要素は第３遊星歯車機構のリングギヤであり、第１２要素は第４遊星歯車機構のサンギヤであり、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、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２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２遊星歯車機構のリングギヤと一体に構成し、入力軸の軸線方向において、第２遊星歯車機構を、第１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、第３遊星歯車機構の軸心部分が多重管構造とならず、第３遊星歯車機構の径方向外方に第１ブレーキ又は第２ブレーキが配置し易くなると共に、レシオレンジ（最低速段のギヤレシオ／最高速段のギヤレシオ）を、自動変速機の外径が大型化することなく、比較的大きな値となるように、各遊星歯車のギヤ比を設定することができる。
【００２４】
［４］本発明においては、第４遊星歯車機構を第２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２遊星歯車機構のリングギヤと一体に構成し、入力軸の軸線方向において、第１遊星歯車機構を第２遊星歯車機構と第３遊星歯車機構との間に配置してもよい。これによっても、第３遊星歯車機構の軸心部分が多重管構造とならず、第３遊星歯車機構の径方向外方に第１ブレーキ又は第２ブレーキが配置し易くなる。
【００２５】
［５］本発明においては、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に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。
【００２６】
［６］本発明においては、第９要素の正転を許容し逆転を阻止する逆転阻止状態と、第９要素の正転を阻止し逆転を許容する正転阻止状態とに切換自在な２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。
【００２７】
［７］本発明において、第３ブレーキを、湿式多板クラッチに比し、フリクションロスが抑制される噛合機構で構成することが好ましい。
【００２８】
［８］本発明においては、第２クラッチを、湿式多板クラッチに比し、フリクションロスが抑制される噛合機構で構成することが好ましい。
【００２９】
［９］本発明においては、第２クラッチを、第１連結体と第１１要素とを連結する連結状態と、第１１要素に対する第１連結体の相対的な回転方向が正転方向である場合には第１連結体と第１１要素とが連結され、第１１要素に対する第１連結体の相対的な回転方向が逆転方向である場合には第１連結体と第１１要素との連結が断たれる１方向差回転阻止状態とに切換自在な２ウェイクラッチで構成することができる。これによれば、フリクションロスをより低減できる。
【００３０】
［１０］本発明においては、第１クラッチの径方向外方に、第３ブレーキを配置することが好ましい。これによれば、第１クラッチと第３ブレーキとを径方向に並べて配置することができ、第１クラッチと第３ブレーキとを入力軸上に並べて配置した場合に比し、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
【００３１】
［１１］本発明において、第１から第３の３つのブレーキのうち少なくとも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。
【００３２】
［１２］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。
【００３３】
［１３］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。
【００３４】
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。
【００３５】
［１４］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。
【００３６】
［１５］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】
【００３７】
【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】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５】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６】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７】本発明の第５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】
【００３８】
［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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
図２の上から１段目に示す第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。
【００４２】
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ＰＧＳ１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。
【００４３】
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。
【００４４】
図２の上から２段目に示す第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。
【００４５】
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。
【００４６】
図２の上から３段目に示す第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の共線図を参照して、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３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要素はリングギヤＲｃ、第８要素はキャリアＣｃ、第９要素はサンギヤＳｃになる。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ＰＧＳ３のギヤ比をｊとして、ｊ：１に設定される。
【００４７】
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】
図２の上から４段目に示す第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の共線図を参照して、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の３つの要素Ｓｄ，Ｃｄ，Ｒｄ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１０要素、第１１要素及び第１２要素とすると、第１０要素はリングギヤＲｄ、第１１要素はキャリアＣｄ、第１２要素はサンギヤＳｄになる。サンギヤＳｄとキャリアＣｄ間の間隔とキャリアＣｄとリングギヤＲｄ間の間隔との比は、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギヤ比をｋとして、ｋ：１に設定される。
【００４９】
第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（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（第１０要素）は、出力ギヤたる出力部材３に連結されている。
【００５０】
又、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）とが連結されて、第１連結体Ｃａ−Ｃｂが構成されている。又、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第３要素）と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８要素）とが連結されて、第２連結体Ｒａ−Ｃｃ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６要素）と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第７要素）と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄ（第１２要素）とが連結されて、第３連結体Ｒｂ−Ｒｃ−Ｓｄが構成されている。
【００５１】
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。
【００５２】
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のサンギヤＳａ（第１要素）と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１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。
【００５３】
第２クラッチＣ２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連結体Ｃａ−Ｃｂと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１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。尚、第２クラッチＣ２を湿式多板クラッチ又は２ウェイクラッチで構成してもよい。
【００５４】
第３クラッチＣ３は、湿式多板クラッチであり、第２連結体Ｒａ−Ｃｃと第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｂ（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。
【００５５】
第１ブレーキＢ１は、湿式多板ブレーキであり、第２連結体Ｒａ−Ｃｃ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。
【００５６】
第２ブレーキＢ２は、湿式多板ブレーキであり、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９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。
【００５７】
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３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９要素）の正転を許容し逆転を阻止する逆転阻止状態Ｒと、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９要素）の正転を阻止し逆転を許容する正転阻止状態Ｆとに切換自在な２ウェイクラッチＴ１が設けられている。
【００５８】
第３ブレーキＢ３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４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１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。
【００５９】
各クラッチＣ１〜Ｃ３、各ブレーキＢ１〜Ｂ３及び２ウェイクラッチＴ１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。
【００６０】
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２クラッチＣ２、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２、第３クラッチＣ３、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の順番で配置されている。そして、第１ブレーキＢ１は第３クラッチＣ３の径方向外方に配置され、第２ブレーキＢ２及び２ウェイクラッチＴ１は、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の径方向外方に配置され、第３ブレーキＢ３は第１クラッチＣ１の径方向外方に配置されている。
【００６１】
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。
【００６２】
第４遊星歯車機構ＰＧＳ４は、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の径方向外方に配置されている。そして、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄとを一体に構成している。このように、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することにより、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２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。
【００６３】
尚、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２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。
【００６４】
出力ギヤからなる出力部材３は、第２クラッチＣ２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１クラッチＣ１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。
【００６５】
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２クラッチＣ２が位置することとなる。このため、出力部材３と第２クラッチＣ２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。
【００６６】
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。
【００６７】
１速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３ブレーキＢ３を固定状態とし、２ウェイクラッチＴ１を逆転阻止状態Ｒとする。第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第１連結体Ｃａ−Ｃｂと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）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４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）の回転速度が「０」になる。又、逆転阻止状態Ｒとされた２ウェイクラッチＴ１の働きで、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９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４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）の回転速度が図２に示す「１ｓｔ」となり、１速段が確立される。
【００６８】
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、２ウェイクラッチＴ１の働きで第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９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。
【００６９】
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。
【００７０】
２速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を固定状態とし、２ウェイクラッチＴ１を逆転阻止状態Ｒとする。第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第１連結体Ｃａ−Ｃｂと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）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２連結体Ｒａ−Ｃｃの回転速度が「０」になる。又、逆転阻止状態Ｒとされた２ウェイクラッチＴ１の働きで第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９要素）の回転速度が「０」になる。
【００７１】
従って、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の３つの要素Ｓｃ，Ｃｃ，Ｒｃのうち、サンギヤＳｃ（第９要素）とキャリアＣｃ（第８要素）の２つの要素の回転速度が同一速度である「０」となるため、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の各要素Ｓｃ，Ｃｃ，Ｒｃは、相対回転不能なロック状態となり、第３連結体Ｒｂ−Ｒｃ−Ｓｄの回転速度も「０」になる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）の回転速度が図２に示す「２ｎｄ」となり、２速段が確立される。
【００７２】
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、２ウェイクラッチＴ１の働きで第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９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。
【００７３】
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。
【００７４】
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を連結状態とし、２ウェイクラッチＴ１を逆転阻止状態Ｒとする。第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第１連結体Ｃａ−Ｃｂと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）とが同一速度で回転する。又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第２連結体Ｒａ−Ｃｃと第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｂ（第４要素）とが同一速度で回転する。又、逆転阻止状態Ｒとされた２ウェイクラッチＴ１の働きで第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９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４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）の回転速度が図２に示す「３ｒｄ」となり、３速段が確立される。
【００７５】
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、２ウェイクラッチＴ１の働きで第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９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。
【００７６】
又、３速段において、第２ブレーキＢ２を固定状態とすれば、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１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態とし、２ウェイクラッチＴ１を逆転阻止状態Ｒとする。第１クラッチＣ１及び第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のサンギヤＳａ（第１要素）、第１連結体Ｃａ−Ｃｂ及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）が同一速度の「１」で回転する。
【００７８】
又、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第１要素）とキャリアＣａ（第２要素）とが同一速度の「１」で回転するため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の３つの各要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａが相対回転不能なロック状態となり、リングギヤＲａ（第３要素）、即ち第２連結体Ｒａ−Ｃｃの回転速度が「１」となる。
【００７９】
又、逆転阻止状態Ｒとされた２ウェイクラッチＴ１の働きで第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９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４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）の回転速度が図２に示す「４ｔｈ」となり、４速段が確立される。
【００８０】
尚、４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、２ウェイクラッチＴ１の働きで第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９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、４速段における実質的な開放数は「３」となる。
【００８１】
又、４速段において、第２ブレーキＢ２を固定状態とすれば、エンジンブレーキを効かせることもできる。
【００８２】
５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を連結状態とし、２ウェイクラッチＴ１を逆転阻止状態Ｒとする。第１クラッチＣ１及び第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のサンギヤＳａ（第１要素）、第１連結体Ｃａ−Ｃｂ及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）が同一速度の「１」で回転する。
【００８３】
又、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第１要素）とキャリアＣａ（第２要素）とが同一速度の「１」で回転するため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の３つの各要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａが相対回転不能なロック状態となり、リングギヤＲａ（第３要素）、即ち第２連結体Ｒａ−Ｃｃの回転速度が「１」となる。
【００８４】
又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｂ（第４要素）が、第２連結体Ｒａ−Ｃｃと同一速度の「１」で回転する。このため、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｂ（第４要素）とキャリアＣｂ（第５要素）とが同一速度の「１」で回転して、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の各要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂ，が相対回転不能なロック状態となり、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ、即ち、第３連結体Ｒｂ−Ｒｃ−Ｓｄの回転速度が「１」となる。
【００８５】
又、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４もサンギヤＳｄ（第１２要素）とキャリアＣｄ（第１１要素）とが同一速度の「１」で回連するため、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の各要素Ｓｄ，Ｃｄ，Ｒｄが相対回転不能なロック状態となり、各要素Ｓｄ，Ｃｄ，Ｒｄの回転速度が「１」となる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）の回転速度も「１」となり、５速段が確立される。
【００８６】
尚、５速段においては、２ウェイクラッチＴ１を逆転阻止状態Ｒとしているため、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９要素）の正転が許容される。
【００８７】
６速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１と第３クラッチＣ３とを連結状態とし、第２ブレーキＢ２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１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第１要素）と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）とが同一速度の「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２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｂ（第４要素）が、第２連結体Ｒａ−Ｃｃと同一速度で回転する。又、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９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４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）の回転速度が図２に示す「６ｔｈ」となり、６速段が確立される。
【００８８】
尚、６速段においては、第２ブレーキＢ２を固定状態とするため、２ウェイクラッチＴ１は逆転阻止状態Ｒと正転阻止状態Ｆのどちらの状態でもよい。しかしながら、図外のトランスミッション・コントロール・ユニットは、スムーズに変速を行えるように、走行速度等の車両情報に基づき６速段から５速段へのダウンシフトが予測される場合には、２ウェイクラッチＴ１を逆転阻止状態Ｒとし、車両情報に基づき６速段から７速段へのアップシフトが予測される場合には、２ウェイクラッチＴ１を正転阻止状態Ｆに切り換える。
【００８９】
７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１ブレーキＢ１を固定状態とし、２ウェイクラッチＴ１を正転阻止状態Ｆとする。第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第１要素）と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）とが同一速度の「１」で回転する。
【００９０】
又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｂ（第４要素）が、第２連結体Ｒａ−Ｃｃと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２連結体Ｒａ−Ｃｃ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４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）の回転速度が図２に示す「７ｔｈ」となり、７速段が確立される。
【００９１】
尚、７速段においては、２ウェイクラッチＴ１を正転阻止状態Ｆとするため、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９要素）の逆転が許容される。
【００９２】
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１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を固定状態とし、２ウェイクラッチＴ１を正転阻止状態Ｆとする。第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第１要素）と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）とが同一速度の「１」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２連結体Ｒａ−Ｃｃの回転速度が「０」になる。
【００９３】
又、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９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４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）の回転速度が図２に示す「８ｔｈ」となり、８速段が確立される。
【００９４】
尚、８速段では、第２ブレーキＢ２を固定状態とするため、２ウェイクラッチＴ１を逆転阻止状態Ｒとしても、８速段を確立できる。しかしながら、７速段へのダウンシフトをスムーズに行えるように、本実施形態では、８速段で２ウェイクラッチＴ１を正転阻止状態Ｆとしている。
【００９５】
後進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を固定状態とし、２ウェイクラッチＴ１を正転阻止状態Ｆとする。第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｂ（第４要素）が、第２連結体Ｒａ−Ｃｃ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４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）の回転速度が「０」になる。又、正転阻止状態Ｆとされた２ウェイクラッチＴ１の働きで第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９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４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）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。
【００９６】
尚、後進段において、第２ブレーキＢ２を固定状態とすれば、エンジンブレーキを効かせることができる。
【００９７】
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。
【００９８】
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、２ウェイクラッチＴ１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、２ウェイクラッチＴ１の列の「Ｒ」は逆転阻止状態、「Ｆ」は正転阻止状態、「Ｆ／Ｒ」は逆転阻止状態又は正転阻止状態であることを示し、アンダーラインを付しているものは、２ウェイクラッチＴ１の働きで第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９要素）の回転速度が「０」となる状態を示している。
【００９９】
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３．７４１、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のギヤ比ｉを２．７６４、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のギヤ比ｊを２．２５０、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギヤ比ｋを１．８９６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。
【０１００】
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。
【０１０１】
又、５速段を所定の中速段、１速段から所定の中速段たる５速段までを低速段域、所定の中速段たる５速段を超える６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５速段を超える６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２クラッチＣ２が開放状態となる。
【０１０２】
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３ブレーキＢ３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。
【０１０３】
又、噛合機構からなる第２クラッチＣ２は、所定の中速段たる５速段と６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。５速段（所定の中速段）における第２クラッチＣ２での伝達トルク（伝達駆動力）は比較的小さいため、第２クラッチＣ２を噛合機構としてのドグクラッチで構成しても、５速段と６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。
【０１０４】
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、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所謂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。
【０１０５】
又、２ウェイクラッチＴ１を第２ブレーキＢ２に併設させているため、４速段と５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。
【０１０６】
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３ブレーキＢ３、第２列は、第２クラッチＣ２及び出力部材３、第３列は、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１、第４列は、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４、第５列は、第３クラッチＣ２及び第１ブレーキＢ１、第６列は、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３、第２ブレーキＢ２及び２ウェイクラッチＴ１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。
【０１０７】
尚、第１実施形態においては、第２クラッチＣ２及び第３ブレーキＢ３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。
【０１０８】
又、２ウェイクラッチＴ１は省略してもよい。この場合、１速段から４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。
【０１０９】
又、第２クラッチＣ２を、第１連結体Ｃａ−Ｃｂと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）とを連結する連結状態と、次に定義する１方向差回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。ここで、１方向差回転阻止状態とは、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）に対する第１連結体Ｃａ−Ｃｂの相対的な回転方向が正転方向である場合には第１連結体Ｃａ−Ｃｂと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）とが連結され、逆に第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）に対する第１連結体Ｃａ−Ｃｂの相対的な回転方向が逆転方向である場合には第１連結体Ｃａ−Ｃｂと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）との連結が断たれる状態と定義する。これによっても、第２クラッチＣ２におけるフリクションロスの発生を防止することができる。
【０１１０】
図８を参照して、第２クラッチＣ２としての２ウェイクラッチの一例を具体的に説明する。図８の第２クラッチＣ２としての２ウェイクラッチＴＷは、第１連結体Ｃａ−Ｃｂ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第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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がインナーリングＴＷ１及びアウターリング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。
【０１１４】
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に連結されるため、インナーリングＴＷ１がアウターリングＴＷ２に対する相対回転速度における正転及び逆転のどちらに回転する状態においても、図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ローラＴＷ４がカム面ＴＷ１ａの端部に位置することとなる。
【０１１５】
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のアウターリングＴＷ２に対する相対回転が阻止される。即ち、２ウェイクラッチＴＷは連結状態となる。
【０１１６】
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保持状態と、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保持状態と、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。
【０１１７】
図８における時計回り方向を逆転方向とすると、図８（ｃ）に示されるように、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２保持状態とすることにより、１方向差回転阻止状態となる。
【０１１８】
このような２ウェイクラッチＴＷで第２ブレーキＣ２を構成した場合には、２ウェイクラッチＴＷを、前進１速段から５速段までは連結状態とし、前進６速段から８速段及び後進段では１方向差回転阻止状態とすることにより、各変速段を確立できる。そして、５速段において６速段へのアップシフトが予測される場合には、スムーズに変速を行えるように、第１連結体Ｃａ−Ｃｂの回転速度が第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）の回転速度よりも遅くなる状態を許容できる１方向差回転阻止状態に固定状態から予め切り換えておくようにしてもよい。これによれば、４速段から５速段へアップシフトする場合における第２ブレーキＢ２に併設された２ウェイクラッチＴ１の効果と同様に、５速段から６速段にアップシフトする際には、第２クラッチＣ２たる２ウェイクラッチの状態を切り換えは完了しているため、変速をスムーズに行うことができ、自動変速機の変速制御性が向上される。
【０１１９】
又、上述した２ウェイクラッチで第２クラッチＣ２を構成すれば、摩擦係合型のクラッチで第２クラッチＣ２を構成する場合とは異なり、第２クラッチＣ２でのフリクションロスは発生しない。従って、第２クラッチＣ２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。
【０１２０】
尚、上述の如く構成された２ウェイクラッチＴＷによれば、上述の連結状態と１方向差回転阻止状態とに加えて、第１連結体Ｃａ−Ｃｂと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）との連結を断つ開放状態と、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）に対する第１連結体Ｃａ−Ｃｂの相対的な回転方向が逆転方向である場合には第１連結体Ｃａ−Ｃｂと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）とが連結され、逆に第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）に対する第１連結体Ｃａ−Ｃｂの相対的な回転方向が正転方向である場合には第１連結体Ｃａ−Ｃｂと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）との連結が断たれる第１状態とにも切換自在に構成することができる。
【０１２１】
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。
【０１２２】
又、第１電磁クラッチを通電オフ状態とし、第２電磁クラッチを第１保持状態とすることにより、第１状態となる。
【０１２３】
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２クラッチＣ２たる２ウェイクラッチＴＷを連結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速段から５速段で連結状態とし、６速段から８速段及び後進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。
【０１２４】
又、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。
【０１２５】
［第２実施形態］
図４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３遊星歯車機構ＰＧＳ３の径方向外方に配置されて第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄ（第１２要素）と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第７要素）とが一体に連結されて構成され、第１実施形態のトルクコンバータに代えてダンパＤＡ及び摩擦係合により動力を伝達自在な単板型又は多板型の発進クラッチＣ０が設けられている点を除き、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。
【０１２６】
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３遊星歯車機構ＰＧＳ３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１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２及び２ウェイクラッチＴ１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３遊星歯車機構ＰＧＳ３及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４に隣接し、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２及び２ウェイクラッチＴ１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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
［第３実施形態］
図５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の位置を入れ替えると共に、第３クラッチＣ３を第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２との間に配置したものであり、第１実施形態のものと同一の作用効果を奏する。
【０１２９】
尚、第３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連結体Ｃａ−Ｃｂ、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｂと第３クラッチＣ３とを連結する部分、の３つ）となるため、自動変速機の外径が大きくなる虞があり、外径を小さく抑える場合には、大きなレシオレンジを設定し難くなる。
【０１３０】
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、自動変速機の外径の大型化を防ぎ、大きなレシオレンジを設定し易いという効果も有するものである。
【０１３１】
［第４実施形態］
図６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３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た点を除き第３実施形態のものと同一に構成され、第３実施形態と同一の作用効果を得ることができる。
【０１３２】
尚、第４実施形態のものでは、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の径方向内方部分が４重管構造（具体的には、入力軸２、第１連結体Ｃａ−Ｃｂ、第２連結体Ｒａ−Ｃｃ、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９要素）と第２ブレーキＢ２とを連結する部材の４つ）となるため、４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。換言すれば、第１から第３実施形態のものは、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の径方向内方分が多重管構造となっていないため、第４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、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の径方向内方に配置する油路を容易に確保できるという作用効果が得られるものである。
【０１３３】
［第５実施形態］
図７を参照して、本発明の第５実施形態の自動変速機を説明する。第５実施形態の自動変速機は、第３実施形態のものにおいて、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４を第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２との間に配置し、出力部材３を出力軸で構成して入力軸２と同一軸線上に配置し、第２クラッチＣ２及び第３ブレーキＢ３を湿式多板クラッチ及び湿式多板ブレーキで構成したものであり、これらの点を除き第３実施形態と同一に構成される。
【０１３４】
第４実施形態の自動変速機によっても、各変速段の係合機構の開放数を３つ以下とすることができ、フリクションロスを抑制させることができる。又、ＦＲ式の車両に自動変速機を搭載する場合には、出力部材３が出力ギヤであると、出力ギヤの回転が伝達されるカウンターシャフトを設けてプロペラシャフトに動力を伝達させる必要があるが、出力部材３が出力軸であると、出力軸に直接プロペラシャフトを接続させることができる。このため、第５実施形態の自動変速機によれば、ＦＲ式の車両への搭載性を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１３５】
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１要素）、Ｃａ…キャリア（第２要素）、Ｒａ…リングギヤ（第３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（第９要素）、Ｃｃ…キャリア（第８要素）、Ｒｃ…リングギヤ（第７要素）、Ｐｃ…ピニオン、ＰＧＳ４…第４遊星歯車機構、Ｓｄ…サンギヤ（第１２要素）、Ｃｄ…キャリア（第１１要素）、Ｒｄ…リングギヤ（第１０要素）、Ｐｄ…ピニオン、Ｃ１〜Ｃ３…第１〜第３クラッチ、Ｂ１〜Ｂ３…第１〜第３ブレーキ、Ｔ１…２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７要素、第８要素及び第９要素とし、
前記第４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１０要素、第１１要素及び第１２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１０要素が前記出力部材に連結され、前記第２要素と前記第５要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第３要素と前記第８要素とを連結して第２連結体が構成され、前記第６要素と前記第７要素と前記第１２要素とを連結して第３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１１要素とを連結自在な第１クラッチと、
前記第１連結体と前記第１１要素とを連結自在な第２クラッチと、
前記第２連結体と前記第４要素とを連結自在な第３クラッチと、
前記第２連結体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９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１１要素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６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７要素は、前記第３遊星歯車機構のリングギヤであり、
前記第１２要素は、前記第４遊星歯車機構のサンギヤであり、
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２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遊星歯車機構のリングギヤと一体に構成され、
前記入力軸の軸線方向において、前記第２遊星歯車機構は、前記第１遊星歯車機構と前記第３遊星歯車機構と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２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遊星歯車機構のリングギヤと一体に構成され、
前記入力軸の軸線方向において、前記第１遊星歯車機構は、前記第２遊星歯車機構と前記第３遊星歯車機構との間に配置さ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クラッチが配置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５の何れか１項記載の自動変速機において、
前記第９要素の正転を許容し逆転を阻止する逆転阻止状態と、前記第９要素の正転を阻止し逆転を許容する正転阻止状態とに切換自在な２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、
前記第３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８】
請求項１から請求項７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９】
請求項１から請求項７の何れか１項記載の自動変速機において、
前記第２クラッチは、前記第１連結体と前記第１１要素とを連結する連結状態と、
前記第１１要素に対する前記第１連結体の相対的な回転方向が正転方向である場合に前記第１連結体と前記第１１要素とが連結され、前記第１１要素に対する前記第１連結体の相対的な回転方向が逆転方向である場合には前記第１連結体と前記第１１要素との連結が断たれる１方向差回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、
前記第１クラッチの径方向外方に、前記第３ブレーキが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１から第３の３つのブレーキのうち少なくとも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１２】
請求項１から請求項１１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１５】
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７要素、第８要素及び第９要素とし、
前記第４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１０要素、第１１要素及び第１２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１０要素が前記出力部材に連結され、前記第２要素と前記第５要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第３要素と前記第８要素とを連結して第２連結体が構成され、前記第６要素と前記第７要素と前記第１２要素とを連結して第３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１１要素とを連結自在な第１クラッチと、
前記第１連結体と前記第１１要素とを連結自在な第２クラッチと、
前記第２連結体と前記第４要素とを連結自在な第３クラッチと、
前記第２連結体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９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１１要素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６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７要素は、前記第３遊星歯車機構のリングギヤであり、
前記第１２要素は、前記第４遊星歯車機構のサンギヤであり、
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２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遊星歯車機構のリングギヤと一体に構成され、
前記入力軸の軸線方向において、前記第２遊星歯車機構は、前記第１遊星歯車機構と前記第３遊星歯車機構と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２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遊星歯車機構のリングギヤと一体に構成され、
前記入力軸の軸線方向において、前記第１遊星歯車機構は、前記第２遊星歯車機構と前記第３遊星歯車機構との間に配置さ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クラッチが配置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５の何れか１項記載の自動変速機において、
前記第９要素の正転を許容し逆転を阻止する逆転阻止状態と、前記第９要素の正転を阻止し逆転を許容する正転阻止状態とに切換自在な２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、
前記第３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８】
請求項１から請求項７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９】
請求項１から請求項７の何れか１項記載の自動変速機において、
前記第２クラッチは、前記第１連結体と前記第１１要素とを連結する連結状態と、
前記第１１要素に対する前記第１連結体の相対的な回転方向が正転方向である場合に前記第１連結体と前記第１１要素とが連結され、前記第１１要素に対する前記第１連結体の相対的な回転方向が逆転方向である場合には前記第１連結体と前記第１１要素との連結が断たれる１方向差回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、
前記第１クラッチの径方向外方に、前記第３ブレーキが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１から第３の３つのブレーキのうち少なくとも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１２】
請求項１から請求項１１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１５】
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２０１２−９２９３８（Ｐ２０１２−９２９３８Ａ）
【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２０１０−２４２６０５（Ｐ２０１０−２４２６０５）
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【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２８日（２０１０．１０．２８）
【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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