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２要素Ｃａ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４要素Ｓｂとが、第５要素Ｃｂ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要素Ｓａとを、第２クラッチＣ２は第１要素Ｒａと第１回転要素Ｙ１とを、第３クラッチＣ３は第１要素Ｒａと第３回転要素Ｙ３とを夫々連結自在に構成される。第１ブレーキＢ１は第６要素Ｒｂを、第２ブレーキＢ２は第３回転要素Ｙ３を、第３ブレーキＢ３は第４回転要素Ｙ４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２要素Ｃａ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４要素Ｓｂとが、第５要素Ｃｂ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要素Ｓａとを、第２クラッチＣ２は第１要素Ｒａと第１回転要素Ｙ１とを、第３クラッチＣ３は第１要素Ｒａと第３回転要素Ｙ３とを夫々連結自在に構成される。第１ブレーキＢ１は第６要素Ｒｂを、第２ブレーキＢ２は第３回転要素Ｙ３を、第３ブレーキＢ３は第４回転要素Ｙ４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】
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が伝達されて回転する入力軸を備え、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所謂ダブルピニオン型の遊星歯車機構で構成している。
【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（各回転要素の相対回転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、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］本発明の第１態様は、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が伝達されて回転する入力軸を備え、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、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、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、第３遊星歯車機構と第４遊星歯車機構との各要素で４つの回転要素を構成し、この４つの回転要素を、共線図における並び順に夫々第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素、第４回転要素として、第３要素と第４要素とを連結して第１連結体が構成され、第５要素と第４回転要素とを連結して第２連結体が構成され、第２要素が入力軸に連結され、第２回転要素が出力部材に連結され、係合機構として、第１遊星歯車機構の第１要素〜第３要素のうちの何れか２つを互いに連結自在な第１クラッチと、第１要素と第１回転要素とを連結自在な第２クラッチと、第１要素と第３回転要素とを連結自在な第３クラッチと、第６要素を変速機ケースに固定自在な第１ブレーキと、第３回転要素を変速機ケースに固定自在な第２ブレーキと、第２連結体を変速機ケースに固定自在な第３ブレーキとを備え、第１から第３の３つのクラッチと、第１から第３の３つのブレーキとの合計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。
【００１５】
本発明の第１態様によれば、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、各変速段で開放している係合機構の数は３となり、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べ、開放している係合機構によるフリクションロスを低減できる。
【００１６】
［２］本発明の第１態様においては、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一体に構成することにより、第１〜第４の回転要素のうちの何れか１つの回転要素を構成することが好ましい。これによれば、第４遊星歯車機構が第３遊星歯車機構の径方向外方に配置されるため、自動変速機の軸長を短縮することができ、車両、特にＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）式の車両への搭載性を向上させることができる。
【００１７】
［３］本発明の第１態様において、第３回転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ていることが好ましい。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２ブレーキを比較的容量の小さい湿式多板ブレーキで構成することができ、フリクションロスをより低減させることができる。又、変速段間の変速の制御性を向上させることができる。
【００１８】
［４］本発明の第１態様において、上述した１ウェイクラッチを設けることなく、第２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することもできる。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。
【００１９】
［５］本発明の第２態様は、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が伝達されて回転する入力軸を備え、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、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、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、第３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７要素、第８要素及び第９要素とし、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、第１要素と第７要素とを連結して第１連結体が構成され、第３要素と第４要素とを連結して第２連結体が構成され、第５要素と第９要素と第１２要素とを連結して第３連結体が構成され、第２要素が入力軸に連結され、第１０要素が出力部材に連結され、係合機構として、第１遊星歯車機構の第１要素〜第３要素のうちの何れか２つを互いに連結自在な第１クラッチと、第８要素と第１１要素とを連結自在な第２クラッチと、第１連結体と第１１要素とを連結自在な第３クラッチと、第６要素を変速機ケースに固定自在な第１ブレーキと、第１１要素を変速機ケースに固定自在な第２ブレーキと、第３連結体を変速機ケースに固定自在な第３ブレーキとを備え、第１から第３の３つのクラッチと、第１から第３の３つのブレーキとの合計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。
【００２０】
本発明の第２態様によっても、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、各変速段で開放している係合機構の数は３となり、従来のように４つの係合機構が開放されるものに比べ、開放している係合機構によるフリクションロスを低減できる。
【００２１】
［６］本発明の第２態様において、第９要素を第３遊星歯車機構のリングギヤとし、第１２要素を第４遊星歯車機構のサンギヤとし、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一体に構成することが好ましい。
【００２２】
これによれば、第４遊星歯車機構が第３遊星歯車機構の径方向外方に配置されるため、自動変速機の軸長を短縮することができ、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。
【００２３】
［７］本発明の第２態様において、第１１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ていることが好ましい。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２ブレーキを比較的容量の小さい湿式多板ブレーキで構成することができ、フリクションロスをより低減させることができる。又、変速段間の変速の制御性を向上させることができる。
【００２４】
［８］本発明の第２態様において、上述した１ウェイクラッチを設けることなく、第２ブレーキを、第１１要素を変速機ケースに固定する固定状態と、第１１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することもできる。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。
【００２５】
［９］本発明の第１態様及び第２態様においては、第２クラッチを噛合機構で構成することが好ましい。これによれば、第２クラッチが開放状態となる変速段において、第２クラッチたる噛合機構でのフリクションロスを抑制させることができる。このため、自動変速機全体として、フリクションロスをより低減させることができる。
【００２６】
又、後述する実施形態の説明から明らかなように、第２クラッチは、大きなトルクが作用する低速段域で連結状態となる。このため、第２クラッチを湿式多板クラッチで構成する場合には、大きな締結力を得られるように、比較的大容量のものを用いる必要がある。この場合、第２クラッチを噛合機構で構成すれば、第２クラッチの大型化を防ぎ、第２クラッチのレイアウト自由度を向上させることができる。
【００２７】
［１０］本発明の第１態様及び第２態様においては、第２ブレーキは、噛合機構で構成されていてもよい。これによれば、第２ブレーキが開放状態となる変速段において、第２ブレーキたる噛合機構でのフリクションロスを抑制させることができる。このため、自動変速機全体として、フリクションロスをより低減させることができる。
【００２８】
［１１］本発明の第１態様及び第２態様においては、４つの遊星歯車機構は、サンギヤと、リングギヤと、該サンギヤ及び該リングギヤに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であることが好ましい。
【００２９】
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所謂ダブルピニオン型の遊星歯車機構で構成した場合に比べ、入力軸から出力部材までの動力伝達経路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。
【００３０】
［１２］本発明の第１態様及び第２態様においては、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。
【００３１】
［１３］本発明の第１態様及び第２態様においては、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してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の自動変速機の第１実施形態のスケルトン図。
【図２】第１実施形態の遊星歯車機構の共線図。
【図３】（ａ）は第１実施形態の各変速段における係合機構の状態を纏めて示す説明図。（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】本発明の自動変速機の第２実施形態のスケルトン図。
【図５】第２実施形態の遊星歯車機構の共線図。
【図６】（ａ）は第２実施形態の各変速段における係合機構の状態を纏めて示す図。（ｂ）は第２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２実施形態の各変速段の公比の一例を示す説明図。（ｄ）は第２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７】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】
【００３３】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態の自動変速機の上半分を示している。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。
【００３４】
入力軸２は、駆動源としてのエンジンＥＮＧの動力がトルクコンバータＴＣを介して伝達されて回転する。
【００３５】
トルクコンバータＴＣは、動力の伝達媒体として流体を用いる流体式トルクコンバータであり、エンジンＥＮＧから入力軸２へ直接動力を伝達自在なロックアップクラッチＬＣを備える。ロックアップクラッチＬＣを締結しているときには、エンジンＥＮＧのトルク変動が入力軸２に伝達されてしまう。このため、ねじりダンパ装置ＤＡを設け、このねじりダンパ装置ＤＡの弾性力によってエンジンＥＮＧのトルク変動を吸収できるようにしている。
【００３６】
変速機ケース１内には、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４とが入力軸２と同心に配置されている。
【００３７】
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で構成されている。
【００３８】
図２の上段に示す第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の共線図（各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。
【００３９】
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（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｈとして、ｈ：１に設定される。尚、共線図において、下の横線と上の横線は夫々回転速度が「０」と「１」（入力軸２と同じ回転速度）であることを示している。
【００４０】
第２遊星歯車機構ＰＧＳ２は、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と同様に、サンギヤＳｂと、リングギヤＲｂと、サンギヤＳｂとリングギヤＲｂとに噛合するピニオンＰｂを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｂとから成る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。
【００４１】
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。
【００４２】
第３遊星歯車機構ＰＧＳ３は、第１及び第２遊星歯車機構ＰＧＳ１，ＰＧＳ２と同様に、サンギヤＳｃと、リングギヤＲｃと、サンギヤＳｃとリングギヤＲｃとに噛合するピニオンＰｃを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｃとから成る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。
【００４３】
第４遊星歯車機構ＰＧＳ４は、第１〜第３遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ３と同様に、サンギヤＳｄと、リングギヤＲｄと、サンギヤＳｄとリングギヤＲｄと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ている。
【００４４】
又、第３遊星歯車機構のＰＧＳ３のキャリアＣｃと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄとが連結され、第３遊星歯車機構のＰＧＳ３のリングギヤＲｃと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄとが連結されている。これにより、第３及び第４の遊星歯車機構で、４つの回転要素が構成されている。
【００４５】
図２の下段に示す第３及び第４の遊星歯車機構による４つの回転要素の共線図を参照して、各回転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左側から夫々第１回転要素Ｙ１、第２回転要素Ｙ２、第３回転要素Ｙ３、第４回転要素Ｙ４とすると、第１回転要素Ｙ１は第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及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ、第４回転要素Ｙ４は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄとなる。
【００４６】
第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のギヤ比を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。
【００４７】
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４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のキャリアＣｂ（第５要素）と第４回転要素Ｙ４とが連結されて、第２連結体Ｃｂ−Ｙ４が構成されている。
【００４８】
第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）は入力軸２に連結されている。第２回転要素Ｙ２は出力部材３に連結されている。
【００４９】
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つのブレーキＢ１〜Ｂ３と、第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３とを備える。
【００５０】
第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３は湿式多板ブレーキで構成され、第２ブレーキＢ２は噛合機構としてのドグクラッチで構成されている。又、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３は湿式多板クラッチで構成され、第２クラッチＣ２は噛合機構としてのドグクラッチで構成されている。
【００５１】
第１ブレーキＢ１は、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６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。第２ブレーキＢ２は、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。第３ブレーキＢ３は、第４回転要素Ｙ４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。
【００５２】
第１クラッチＣ１は、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１連結体Ｓａ−Ｓｂ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。第２クラッチＣ２は、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１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。第３クラッチＣ３は、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。
【００５３】
各係合機構Ｂ１〜Ｃ３，Ｃ１〜Ｃ３は、図外のトランスミッション・コントロール・ユニットにより状態が切り換えられる。
【００５４】
尚、第１実施形態の自動変速機では、第２ブレーキに隣接させて、第３回転要素Ｙ３の正転（車両が前進する方向への回転）を許容し、逆転（車両が後進する方向への回転）を阻止する１ウェイクラッチＦ１が設けられている。
【００５５】
変速機ケース１内には、入力軸２の軸線上に、エンジンＥＮＧ及びトルクコンバータＴＣ側から、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３、出力部材３、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２、第３ブレーキＢ３の順番で配置されている。そして、第３クラッチＣ３は、第２クラッチＣ２の径方向外方に配置されている。更に、１ウェイクラッチＦ１及び第２ブレーキＢ２は、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３の径方向外方に配置されている。そして、第１ブレーキＢ１は、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の径方向外方に配置されている。
【００５６】
又、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おり、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とが一体に構成されている。これにより、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４とが径方向に重なり合うため、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４とを軸方向に並べて配置した場合に比べ、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができ、車両、特に所謂ＦＦ式の車両への搭載性を向上させることができる。
【００５７】
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。
【００５８】
変速機ケース１内には、出力部材３と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２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。
【００５９】
尚、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ブレーキＢ３を位置させてもよい。このようにすることで、第３ブレーキＢ３を図１に示すように第１ブレーキＢ１に対して軸方向に並ぶように配置した場合に比べ、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更なる短縮化を図ることができる。
【００６０】
第１実施形態の自動変速機では、１速段を確立する場合には、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態にする。第１クラッチＣ１を連結状態にすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３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の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが相対回転不能なロック状態となり、第１〜第３要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが「１」で回転する。
【００６１】
又、第２クラッチＣ２を連結状態にすることで、第１回転要素Ｙ１が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と同一速度で回転する。又、１ウェイクラッチの働きで、第３回転要素Ｙ３の逆転が阻止され、第３回転要素Ｙ３の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３に連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が「１／（ｊｋ）」となって、１速段が確立される。
【００６２】
尚、１速段では、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３回転要素Ｙ３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。
【００６３】
又、１速段において、第２ブレーキＢ２を固定状態にすれば、エンジンブレーキを効かせることができる。
【００６４】
２速段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１を固定状態にすると共に、第２クラッチＣ２を連結状態にする。第１ブレーキＢ１を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）の回転速度が「０」になる。又、第２クラッチＣ２を連結状態にすることで、第１回転要素Ｙ１と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）が同一速度で回転する。
【００６５】
そして、１ウェイクラッチの働きで、第３回転要素Ｙ３の逆転が阻止されるため、第３回転要素Ｙ３の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３に連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「２ｎｄ」になり、２速段が確立される。
【００６６】
尚、２速段では、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３回転要素Ｙ３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。又、２速段において、第２ブレーキＢ２を固定状態にすれば、エンジンブレーキを効かせることができる。
【００６７】
３速段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を固定状態にすると共に、第２クラッチＣ２を連結状態にする。第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）及び第２連結体Ｃｂ−Ｙ４の回転速度が「０」となるため、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の第４〜第６の３つの要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂが相対回転不能なロック状態となって、第４〜第６要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂの回転速度が「０」となる。そして、第１連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度も「０」となる。
【００６８】
そして、入力軸２に連結された第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）の回転速度は「１」であるため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）の回転速度が「（ｈ＋１）／ｈ」となる。第２クラッチＣ２を連結状態にすることで、第１回転要素Ｙ１が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と同一速度で回転する。
【００６９】
そして、第４回転要素Ｙ４の回転速度が「０」となるため、出力部材３に連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が「｛（ｈ＋１）・（ｋ＋１）｝／｛ｈｋ・（ｊ＋１）｝」となって、３速段が確立される。
【００７０】
４速段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１を固定状態にすると共に、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態にする。第１クラッチＣ１を連結状態にすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）とが同一速度で回転するため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが相対回転不能なロック状態となり、第１〜第３要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが「１」で回転する。そして、第１連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度も「１」となる。
【００７１】
又、第１ブレーキＢ１を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）の回転速度が「０」となり、第２連結体Ｃｂ−Ｙ４の回転速度が「１／（ｉ＋１）」となる。
【００７２】
又、第２クラッチＣ２を連結状態にすることで、第１回転要素Ｙ１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。そして、出力部材３に連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が「｛ｉ・（ｋ＋１）＋（ｊ＋１）・ｋ｝／｛（ｉ＋１）・（ｊ＋１）・ｋ｝」となって、４速段が確立される。
【００７３】
５速段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１を固定状態にすると共に、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態にする。第１ブレーキＢ１を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）の回転速度が「０」となる。
【００７４】
又、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態にすることで、第１回転要素Ｙ１と第３回転要素Ｙ３とが同一速度で回転するため、第１〜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。
【００７５】
そして、４つの回転要素Ｙ１〜Ｙ４が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と同一速度で回転し、出力部材３に連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が「（ｈ＋１）／（ｈ＋ｉ＋１）」となって、５速段が確立される。
【００７６】
６速段を確立する場合には、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態にする。第１クラッチＣ１を連結状態にすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）とが同一速度で回転するため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが相対回転不能なロック状態となり、第１〜第３要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが「１」で回転する。
【００７７】
又、第２クラッチＣ２を連結状態にすることで、第１回転要素Ｙ１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を連結状態にすることで、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。
【００７８】
第１回転要素Ｙ１と第３回転要素Ｙ３とが同一速度の「１」で回転するため、第１〜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、第１〜第４の回転要素Ｙ１〜Ｙ４が「１」で回転する。そして、出力部材３に連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が「１」となって、６速段が確立される。
【００７９】
７速段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１を固定状態にすると共に、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を連結状態にする。第１クラッチＣ１を連結状態にすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）とが同一速度で回転するため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが相対回転不能なロック状態となり、第１〜第３要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが「１」で回転する。そして、第１連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度も「１」となる。
【００８０】
又、第１ブレーキＢ１を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）の回転速度が「０」となり、第２連結体Ｃｂ−Ｙ４の回転速度が「１／（ｉ＋１）」となる。又、第３クラッチＣ３を連結状態にすることで、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。そして、出力部材３に連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が「｛ｉ・（ｋ＋１）＋ｋ）／｛（ｉ＋１）・ｋ｝」となって、７速段が確立される。
【００８１】
８速段を確立する場合には、第３ブレーキＢ３を固定状態にすると共に、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を連結状態にする。第１クラッチＣ１を連結状態にすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）とが同一速度で回転するため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが相対回転不能なロック状態となり、第１〜第３要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが「１」で回転する。
【００８２】
又、第３クラッチＣ３を連結状態にすることで、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ブレーキＢ３を固定状態にすることで、第４回転要素Ｙ４の回転速度が「０」となる。そして、出力部材３に連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が「（ｋ＋１）／ｋ」となって、８速段が確立される。
【００８３】
９速段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を固定状態にすると共に、第３クラッチＣ３を連結状態にする。第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）及び第２連結体Ｃｂ−Ｙ４の回転速度が「０」となるため、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の第４〜第６の３つの要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂが相対回転不能なロック状態となって、第４〜第６要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂの回転速度が「０」となる。そして、第１連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度も「０」となる。
【００８４】
そして、入力軸２に連結された第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）の回転速度は「１」であるため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）の回転速度が「（ｈ＋１）／ｈ」となる。第３クラッチＣ３を連結状態にすることで、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）と同一速度で回転する。
【００８５】
そして、第４回転要素Ｙ４の回転速度が「０」となるため、出力部材３に連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が「｛（ｈ＋１）・（ｋ＋１）｝／（ｈｋ）」となって、９速段が確立される。
【００８６】
後進段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を固定状態にすると共に、第１クラッチＣ１を連結状態にする。第１クラッチＣ１を連結状態にすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）とが同一速度で回転するため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが相対回転不能なロック状態となり、第１〜第３要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが「１」で回転する。そして、第１連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度も「１」となる。
【００８７】
又、第１ブレーキＢ１を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）の回転速度が「０」となり、第２連結体Ｃｂ−Ｙ４の回転速度が「１／（ｉ＋１）」となる。第２ブレーキＢ２を固定状態にすることで、第３回転要素Ｙ３の回転速度が「０」となり、出力部材３に連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が「−１／｛（ｉ＋１）・ｋ｝」となって、後進段が確立される（尚、マイナスは逆転方向の回転であることを示している）。
【００８８】
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することを表している。
【００８９】
図３（ａ）は、上述した各変速段における第１〜第３のブレーキＢ１〜Ｂ３、第１〜第３のクラッチＣ１〜Ｃ３、１ウェイクラッチＦ１の状態を纏めて表示した図であり、第１〜第３のブレーキＢ１〜Ｂ３及び第１〜第３のクラッチＣ１〜Ｃ３の欄の「○」は連結状態又は固定状態であることを表している。又、第１ブレーキＢ１の欄の「(○)」はエンジンブレーキを効かせる場合には固定状態にすることを表している。
【００９０】
又、１ウェイクラッチＦ１の「○」は、１ウェイクラッチＦ１の働きで第３回転要素Ｙ３の回転速度が「０」となる状態を表している。
【００９１】
又、図３（ｂ）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３．７９９、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３．５３１、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギヤ比ｋを１．４６６とした場合の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）を示す。これによれば、図３（ｃ）に示される公比（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）に示すレシオレンジ（１速段のギヤレシオ／９速段のギヤレシオ）も適切になる。
【００９２】
第１実施形態の自動変速機によれば、前進９段及び後進１段の変速を行うことができる。３速段から９速段及び後進段においては、３つのブレーキＢ１〜Ｂ３及び３つのクラッチＣ１〜Ｃ３のうち３つの係合機構が係合することになる。又、１速段及び２速段においては、第２ブレーキＢ２が開放状態であっても、１ウェイクラッチＦ１の働きで第３回転要素Ｙ３の回転速度が「０」となるため、第２ブレーキＢ２でフリクションロスが発生しない。
【００９３】
そのため、各変速段でフリクションロスが発生する係合機構の数は３つになり、従来のように各変速段で４つの係合機構がフリクションロスを発生させるものに比べ、開放し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が向上する。
【００９４】
又、第１実施形態の自動変速機では、トルクコンバータＴＣ側から順に、第１から第７の７つの列を構成する。
【００９５】
具体的には、第１列は、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１、第２列は、第１クラッチＣ１及び１ウェイクラッチＦ１、第３列は、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３及び第２ブレーキＢ２、第４列は、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４、第５列は、出力部材３、第６列は、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２及び第１ブレーキＢ１、第７列は、第３ブレーキＢ３となる。
【００９６】
このため、従来の８つの列を構成するものに比べ、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
【００９７】
ここで、湿式多板ブレーキは容量の増加に比例してフリクションロスが増加するものである。第１実施形態の自動変速機では、第２ブレーキＢ２に１ウェイクラッチＦ１を並設しているため、第２ブレーキＢ２は、後進段を除いて、１速段及び２速段でエンジンブレーキを効かせる場合のみ固定状態に切り換えられるものである。このため、第２ブレーキＢ２は、比較的容量の小さいブレーキで構成することができる。
【００９８】
従って、第２ブレーキＢ２が開放状態となると共に第３回転要素Ｙ３が正転する３速段から９速段において、第２ブレーキＢ２で発生するフリクションロスを低減させることができ、更なる伝達効率の向上を図ることができる。
【００９９】
ここで、１速段から６速段までを低速段域、７速段から９速段までを高速段域と定義する。
【０１００】
第１実施形態では、本発明の第２クラッチＣ２を噛合機構たるドグクラッチで構成しているため、第２クラッチＣ２を湿式多板クラッチで構成する場合に比べ、第２クラッチＣ２が開放状態となる高速段域及び後進段において、第２クラッチＣ２たるドグクラッチでのフリクションロスが発生しない。このため、自動変速機全体として、フリクションロスをより低減させることができる。
【０１０１】
又、第２クラッチＣ２は、大きなトルクが作用する低速段域で連結状態となる。このため、第２クラッチＣ２を湿式多板クラッチで構成する場合には、大きな締結力を得られるように、比較的大型にする必要がある。第１実施形態においては、第２クラッチＣ２をドグクラッチで構成しているため、第２クラッチＣ２の大型化を防止でき、第２クラッチＣ２のレイアウト自由度を向上させることができる。
【０１０２】
又、第１実施形態では、本発明の第２ブレーキＢ２を噛合機構たるドグクラッチで構成しているため、第２ブレーキＢ２を湿式多板ブレーキで構成する場合に比べ、第２ブレーキＢ２がフリクションロスが発生する開放状態となる３速段から９速段において、第２ブレーキＢ２としてのドグクラッチでのフリクションロスが発生しない。このため、自動変速機全体として、フリクションロスをより低減させることができる。
【０１０３】
ところで、第１実施形態の自動変速機では、１ウェイクラッチＦ１を省略しても、上述した実施形態の効果を得ることができる。この場合、１速段及び２速段において第２ブレーキＢ２を固定状態にすればよい。
【０１０４】
しかしながら、この場合には、２速段から３速段へアップシフトする際に、第２ブレーキＢ２を開放状態に切り換えると共に第３ブレーキＢ３を固定状態に切り換える必要がある。又、３速段から２速段へダウンシフトする際に、第２ブレーキＢ２を固定状態に切り換えると共に第３ブレーキＢ３を開放状態に切り換える必要がある。
【０１０５】
第１実施形態の自動変速機では、１ウェイクラッチＦ１の働きにより、２速段から３速段へアップシフトする際には、第３ブレーキＢ３を固定状態に切り換えるだけでよく、又、３速段から２速段へダウンシフトする際には、第３ブレーキＢ３を開放状態に切り換えるだけでよい。
【０１０６】
従って、２速段と３速段との間の変速の際に、１ウェイクラッチＦ１を省略した自動変速機において第２及び第３の２つのブレーキＢ２，Ｂ３の状態を切り換える必要があるものに比べ、第１実施形態の自動変速機において第３ブレーキＢ３のみの状態を切り換えるだけでよく、２速段と３速段との間の変速の制御性を向上させることができる。
【０１０７】
又、第１実施形態においては、第１〜第４の４つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ４を所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成している。このため、第１〜第４の４つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ４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所謂ダブルピニオン型の遊星歯車機構で構成したものに比べ、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。
【０１０８】
尚、第１実施形態の自動変速機においては、第１クラッチＣ１として、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されているものを説明した。しかしながら、本発明の第１クラッチＣ１は、これに限られるものではなく、連結状態にすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａを相対回転不能なロック状態にすることができるものであればよい。
【０１０９】
例えば、第１クラッチＣ１を、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２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しても本発明の効果を得ることができる。
【０１１０】
又、第１実施形態においては、第２クラッチＣ２として、ドグクラッチを用いたが、これに限らず、第２クラッチＣ２を同期機能を有する噛合機構たるシンクロメッシュ機構で構成してもよい。これによっても、湿式多板クラッチで構成した場合に比べ、フリクションロスを抑えることができる。
【０１１１】
又、第２クラッチＣ２を湿式多板クラッチで構成しても、各変速段における開放数を３つ以下にできるという本発明の効果を得ることができる。
【０１１２】
又、第１実施形態においては、第２ブレーキＢ２として、ドグクラッチを用いたが、これに限らず、第２ブレーキＢ２を同期機能を有する噛合機構たるシンクロメッシュ機構で構成してもよい。これによっても、湿式多板ブレーキで構成した場合に比べ、フリクションロスを抑えることができる。又、第２ブレーキＢ２を湿式多板ブレーキで構成してもよい。
【０１１３】
又、第１実施形態では、１ウェイクラッチＦ１を廃止すると共に、第２ブレーキＢ２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７に示して具体的に説明する。
【０１１４】
図７の第２ブレーキＢ２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。
【０１１５】
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の電磁クラッチ及び第２の電磁クラッチを備える。
【０１１６】
第１の電磁クラッチは、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の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。
【０１１７】
又、第２の電磁クラッチは、図７（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７（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との連結を断つ第３の状態とに切換自在となるように構成される。
【０１１８】
又、ローラＴＷ４の径は、図７（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７（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。
【０１１９】
第１の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７（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。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。
【０１２０】
第１の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７（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できる。従って、第１の電磁クラッチが通電されていない場合には、インナーリングＴＷ１が自由に回転することができる状態となる。図７における時計回り方向を逆転方向とすると、この２ウェイクラッチは、第１の電磁クラッチを通電させず、アウターリングＴＷ２と保持リングＴＷ３との連結を断ち、インナーリングＴＷ１が自由に回転することができる状態とし、第２の電磁クラッチを第１の状態とすることにより、逆転阻止状態とすることができる。
【０１２１】
以上の如く、固定状態と逆転阻止状態とに切換自在な２ウェイクラッチを構成することができる。
【０１２２】
このような２ウェイクラッチで第２ブレーキＢ２を構成した場合には、２ウェイクラッチを、３速段から９速段までの前進段では逆転阻止状態とし、１速段、２速段、及び後進段では固定状態とすることで、各変速段を確立できる。この場合、２速段で走行中において、走行速度等の車両情報に基づいて３速段へのアップシフトが予測される場合には、図外のトランスミッション・コントロール・ユニットは、第２ブレーキＢ２としての２ウェイクラッチを予め逆転阻止状態に切り換えておくようにすることが好ましい。
【０１２３】
これによれば、１ウェイクラッチＦ１の効果と同様に、２速段から３速段にアップシフトする際には、第２ブレーキＢ２たる２ウェイクラッチの状態の切り換えは完了しており、第３ブレーキＢ３を連結状態とするだけで３速段に変速できるため、２速段から３速段へのアップシフト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。
【０１２４】
上述した２ウェイクラッチで第２ブレーキＢ２を構成すれば、摩擦係合型のブレーキで第２ブレーキＢ２を構成する場合とは異なり、第２ブレーキＢ２でのフリクションロスは発生しない。従って、第２ブレーキＢ２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。
【０１２５】
更には、第２ブレーキＢ２としての２ウェイクラッチは、上述した固定状態と逆転阻止状態とに加えて、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、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してもよい。上述した２ウェイクラッチにおいて、第１の電磁クラッチを通電させず、インナーリングＴＷ１が自由に回転することができる状態とし、第２の電磁クラッチを第２の状態とすることにより、正転阻止状態となる。
【０１２６】
又、本実施形態の自動変速機では、前進９段及び後進１段の変速段を確立可能にしているが、例えば、２速段、４速段及び８速段を省略して、前進６段及び後進１段の変速段を確立可能な自動変速機としてもよい。この場合にも、各変速段における開放数を３つ以下にできるという本発明の効果を得ることができる。
【０１２７】
又、第１実施形態では、エンジンＥＮＧの動力をトルクコンバータＴＣを介して入力軸２に伝達しているが、トルクコンバータＴＣに代えて、第２実施形態で説明する発進クラッチを用いてもよい。
【０１２８】
［第２実施形態］
次に、本発明の自動変速機の第２実施形態について説明する。図４は、本発明の第２実施形態の自動変速機の上半分を示している。第２実施形態の自動変速機は、第１実施形態の自動変速機と同様に、変速機ケース１内に回転自在に軸支した入力軸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。
【０１２９】
入力軸２は、駆動源としてのエンジンＥＮＧの動力がねじりダンパ装置ＤＡ及び発進クラッチＣ０を介して伝達されて回転する。
【０１３０】
発進クラッチＣ０は、摩擦係合によって動力を伝達させることができるものであり、エンジンＥＮＧの動力を入力軸２へ伝達する伝達状態と、この伝達を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。尚、発進クラッチＣ０は、単板型でも多板型でもよい。
【０１３１】
又、第１実施形態と同様に、変速機ケース１内には、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４とが入力軸２と同心に配置されている。
【０１３２】
第１遊星歯車機構ＰＧＳ１は、第１実施形態と同様に、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で構成されている。
【０１３３】
図５の最上段に示す第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の共線図を参照して、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。
【０１３４】
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、第１実施形態と同様に、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」であることを示している。
【０１３５】
第２遊星歯車機構ＰＧＳ２は、第１実施形態と同様に、サンギヤＳｂと、リングギヤＲｂと、サンギヤＳｂとリングギヤＲｂとに噛合するピニオンＰｂを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｂとから成る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。
【０１３６】
図５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。
【０１３７】
第３遊星歯車機構ＰＧＳ３は、第１実施形態と同様に、サンギヤＳｃと、リングギヤＲｃと、サンギヤＳｃとリングギヤＲｃとに噛合するピニオンＰｃを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｃとから成る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。
【０１３８】
図５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要素はサンギヤＳｃ、第８要素はキャリアＣｃ、第９要素はリングギヤＲｃになる。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。
【０１３９】
第４遊星歯車機構ＰＧＳ４は、第１実施形態と同様に、サンギヤＳｄと、リングギヤＲｄと、サンギヤＳｄとリングギヤＲｄと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ている。
【０１４０】
図５の最下段（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。
【０１４１】
第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第７要素）とが連結されて、第１連結体Ｒａ−Ｓｃが構成されている。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４要素）とが連結されて、第２連結体Ｓａ−Ｓｂが構成されている。又、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第９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Ｃｂ−Ｒｃ−Ｓｄが構成されている。
【０１４２】
第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）は入力軸２に連結されている。第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）は出力部材３に連結されている。
【０１４３】
又、第２実施形態の自動変速機は、第１実施形態の自動変速機と同様に、係合機構として第１から第３の３つのブレーキＢ１〜Ｂ３と、第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３とを備える。
【０１４４】
第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３は湿式多板ブレーキで構成され、第２ブレーキＢ２は噛合機構としてのドグクラッチで構成されている。又、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３は湿式多板クラッチで構成され、第２クラッチＣ２は噛合機構としてのドグクラッチで構成されている。
【０１４５】
第１ブレーキＢ１は、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６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。第２ブレーキＢ２は、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。第３ブレーキＢ３は、第３連結体Ｃｂ−Ｒｃ−Ｓｄ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。
【０１４６】
第１クラッチＣ１は、第１連結体Ｒａ−Ｓｃと第２連結体Ｓａ−Ｓｂ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。第２クラッチＣ２は、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８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。第３クラッチＣ３は、第１連結体Ｒａ−Ｓｃ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。
【０１４７】
各係合機構Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３は、図外のトランスミッション・コントロール・ユニットにより状態が切り換えられる。
【０１４８】
尚、第２実施形態の自動変速機では、第２ブレーキに隣接させて、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１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。
【０１４９】
変速機ケース１内には、入力軸２の軸線上に、エンジンＥＮＧ及び発進クラッチＣ０側から、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３、出力部材３、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２、第３ブレーキＢ３の順番で配置されている。そして、第３クラッチＣ３は、第２クラッチＣ２の径方向外方に配置されている。更に、１ウェイクラッチＦ１及び第２ブレーキＢ２は、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３の径方向外方に配置されている。そして、第１ブレーキＢ１は、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の径方向外方に配置されている。
【０１５０】
又、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おり、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第９要素）と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄ（第１２要素）とが一体に構成されている。これにより、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４とが径方向に重なり合うため、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４とを軸方向に並べて配置した場合に比べ、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができ、車両、特に所謂ＦＦ式の車両への搭載性を向上させることができる。
【０１５１】
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。
【０１５２】
又、出力部材３は、第１実施形態と同様に、側壁１ａに設けられた筒状部１ｂでしっかりと軸支されている。
【０１５３】
尚、第１実施形態と同様に、筒状部１ｂの径方向内方に第３ブレーキＢ３を位置させることで、第３ブレーキＢ３を図４に示すように第１ブレーキＢ１に対して軸方向に並ぶように配置した場合に比べ、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更なる短縮化を図ることができる。
【０１５４】
第２実施形態の自動変速機では、１速段を確立する場合には、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態にする。第１クラッチＣ１を連結状態にすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）とが同一速度で回転するため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが相対回転不能なロック状態となり、第１〜第３要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが「１」で回転する。そして、第１連結体Ｒａ−Ｓｃの回転速度も「１」となる。
【０１５５】
又、１ウェイクラッチの働きで、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」となる。又、第２クラッチＣ２を連結状態にすることで、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８要素）が、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）と同一の回転速度「０」となる。このため、出力部材３に連結された第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「１／（ｊｋ）」となって、１速段が確立される。
【０１５６】
尚、１速段では、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」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を固定状態にすれば、エンジンブレーキを効かせることができる。
【０１５７】
２速段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１を固定状態にすると共に、第２クラッチＣ２を連結状態にする。第１ブレーキＢ１を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）の回転速度が「０」になる。又、第２クラッチＣ２を連結状態にすることで、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）が第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８要素）と同一速度で回転する。
【０１５８】
そして、１ウェイクラッチの働きで、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）の逆転が阻止されるため、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。そして、出力部材３に連結された第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５に示す「２ｎｄ」になり、２速段が確立される。
【０１５９】
尚、２速段では、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」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。又、２速段において、第２ブレーキＢ２を固定状態にすれば、エンジンブレーキを効かせることができる。
【０１６０】
３速段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を固定状態にすると共に、第２クラッチＣ２を連結状態にする。第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）及び第３連結体Ｃｂ−Ｒｃ−Ｓｄの回転速度が「０」となり、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の第４〜第６の３つの要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂが相対回転不能なロック状態となって、第４〜第６要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂの回転速度が「０」となる。そして、第２連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度も「０」となる。
【０１６１】
そして、入力軸２に連結された第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）の回転速度は「１」であるため、第１連結体Ｒａ−Ｓｃの回転速度が「（ｈ＋１）／ｈ」となる。そして、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第９要素）の回転速度が「０」となるため、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８要素）の回転速度が「（ｈ＋１）／｛ｈ・（ｊ＋１）｝」となる。
【０１６２】
第２クラッチＣ２を連結状態にすることで、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）が第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８要素）と同一速度で回転する。従って、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄ（第１２要素）の回転速度が「０」となるため、出力部材３に連結された第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「｛（ｈ＋１）・（ｋ＋１）｝／｛ｈｋ・（ｊ＋１）｝」となって、３速段が確立される。
【０１６３】
４速段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１を固定状態にすると共に、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態にする。第１クラッチＣ１を連結状態にすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）とが同一速度で回転するため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが相対回転不能なロック状態となり、第１〜第３要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが「１」で回転する。そして、第１連結体Ｒａ−Ｓｃ及び第２連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度も「１」となる。
【０１６４】
又、第１ブレーキＢ１を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）の回転速度が「０」となり、第３連結体Ｃｂ−Ｒｃ−Ｓｄの回転速度が「１／（ｉ＋１）」となる。そして、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第７要素）の回転速度が「１」となり、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第９要素）の回転速度が「１／（ｉ＋１）」となる。このため、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８要素）の回転速度が「（ｉ＋ｊ＋１）／｛（ｉ＋１）・（ｊ＋１）｝」となる。
【０１６５】
又、第２クラッチＣ２を連結状態にすることで、第４遊星歯車機構のキャリアＣｄ（第１１要素）が第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８要素）と同一速度で回転する。
【０１６６】
従って、出力部材３に連結された第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「｛ｉ・（ｋ＋１）＋（ｊ＋１）・ｋ｝／｛（ｉ＋１）・（ｊ＋１）・ｋ｝」となって、４速段が確立される。
【０１６７】
５速段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１を固定状態にすると共に、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態にする。第１ブレーキＢ１を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）の回転速度が「０」となる。又、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態にすることで、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第７要素）と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８要素）とが同一速度で回転するため、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の第７〜第９の３つの要素Ｓｃ，Ｃｃ，Ｒｃが相対回転不能なロック状態となる。
【０１６８】
更に、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）が第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８要素）と同一速度で回転し、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄ（第１２要素）が第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第９要素）と同一速度で回転する。
【０１６９】
従って、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄ（第１２要素）とが同一速度で回転するため、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の第１０〜第１２の３つの要素Ｒｄ，Ｃｄ，Ｓｄが相対回転不能なロック状態となる。そして、出力部材３に連結された第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「（ｈ＋１）／（ｈ＋ｉ＋１）」となって、５速段が確立される。
【０１７０】
６速段を確立する場合には、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態にする。第１クラッチＣ１を連結状態にすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）とが同一速度で回転するため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが相対回転不能なロック状態となり、第１〜第３要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが「１」で回転する。そして、第１連結体Ｒａ−Ｓｃの回転速度も「１」となる。
【０１７１】
又、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態にすることで、第１連結体Ｒａ−Ｓｃと第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８要素）とが同一速度で回転するため、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の第７〜第９の３つの要素Ｓｃ，Ｃｃ，Ｒｃが相対回転不能なロック状態となり、第７〜第９要素Ｓｃ，Ｃｃ，Ｒｃが「１」で回転する。そして、第３連結体Ｃｂ−Ｒｃ−Ｓｄの回転速度も「１」となる。更に、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）が第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８要素）と同一速度の「１」で回転する。
【０１７２】
第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄ（第１２要素）とが同一速度で回転するため、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の第１０〜第１２の３つの要素Ｒｄ，Ｃｄ，Ｓｄが相対回転不能なロック状態となり、第１０〜第１２の３つの要素Ｒｄ，Ｃｄ，Ｓｄが「１」で回転する。従って、出力部材３に連結された第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「１」となって、６速段が確立される。
【０１７３】
７速段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１を固定状態にすると共に、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を連結状態にする。第１クラッチＣ１を連結状態にすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）とが同一速度で回転するため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが相対回転不能なロック状態となり、第１〜第３要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが「１」で回転する。そして、第１連結体Ｒａ−Ｓｃ及び第２連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度も「１」となる。
【０１７４】
又、第１ブレーキＢ１を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）の回転速度が「０」となり、第３連結体Ｃｂ−Ｒｃ−Ｓｄの回転速度が「１／（ｉ＋１）」となる。又、第３クラッチＣ３を連結状態にすることで、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）が第１連結体Ｒａ−Ｓｃと同一速度の「１」で回転する。そして、出力部材３に連結された第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「｛ｉ・（ｋ＋１）＋ｋ）／｛（ｉ＋１）・ｋ｝」となって、７速段が確立される。
【０１７５】
８速段を確立する場合には、第３ブレーキＢ３を固定状態にすると共に、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を連結状態にする。第１クラッチＣ１を連結状態にすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）とが同一速度で回転するため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが相対回転不能なロック状態となり、第１〜第３要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが「１」で回転する。そして、第１連結体Ｒａ−Ｓｃの回転速度も「１」となる。
【０１７６】
又、第３クラッチＣ３を連結状態にすることで、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）が第１連結体Ｒａ−Ｓｃと同一速度の「１」で回転する。そして、第３ブレーキＢ３を固定状態にすることで、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄ（第１２要素）の回転速度が「０」となり、出力部材３に連結された第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「（ｋ＋１）／ｋ」となって、８速段が確立される。
【０１７７】
９速段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を固定状態にすると共に、第３クラッチＣ３を連結状態にする。第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）及び第３連結体Ｃｂ−Ｒｃ−Ｓｄの回転速度が「０」となり、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の第４〜第６の３つの要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂが相対回転不能なロック状態となって、第４〜第６要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂの回転速度が「０」となる。そして、第２連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度も「０」となる。
【０１７８】
そして、入力軸２に連結された第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）の回転速度は「１」であるため、第１連結体Ｒａ−Ｓｃの回転速度が「（ｈ＋１）／ｈ」となる。又、第３クラッチＣ３を連結状態にすることで、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）が第１連結体Ｒａ−Ｓｃと同一速度で回転する。
【０１７９】
そして、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄ（第１２要素）の回転速度が「０」となるため、出力部材３に連結された第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「｛（ｈ＋１）・（ｋ＋１）｝／（ｈｋ）」となって、９速段が確立される。
【０１８０】
後進段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を固定状態にすると共に、第１クラッチＣ１を連結状態にする。第１クラッチＣ１を連結状態にすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）とが同一速度で回転するため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが相対回転不能なロック状態となり、第１〜第３要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが「１」で回転する。そして、第２連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度も「１」となる。
【０１８１】
又、第１ブレーキＢ１を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）の回転速度が「０」となり、第３連結体Ｃｂ−Ｒｃ−Ｓｄの回転速度が「１／（ｉ＋１）」となる。又、第２ブレーキＢ２を固定状態にすることで、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」となり、出力部材３に連結された第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「−１／｛（ｉ＋１）・ｋ｝」となって、後進段が確立される（尚、マイナスは逆転方向の回転であることを示している）。
【０１８２】
尚、図５中の点線で示す速度線は、第１実施形態の図２と同様に、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することを表している。
【０１８３】
図６（ａ）は、第１実施形態の図３（ａ）と同様に、上述した各変速段における第１〜第３のブレーキＢ１〜Ｂ３、第１〜第３のクラッチＣ１〜Ｃ３、１ウェイクラッチＦ１の状態を纏めて表示した図であり、第１〜第３のブレーキＢ１〜Ｂ３及び第１〜第３のクラッチＣ１〜Ｃ３の欄の「○」は連結状態又は固定状態であることを表している。又、第１ブレーキＢ１の欄の「(○)」はエンジンブレーキを効かせる場合には固定状態にすることを表している。
【０１８４】
又、１ウェイクラッチＦ１の「○」は、１ウェイクラッチＦ１の働きで第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」となる状態を表している。
【０１８５】
又、図６（ｂ）は、図６（ｄ）に示すように、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のギヤ比ｈを３．７９９、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３．５０２、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギヤ比ｋを１．４８５とした場合の各変速段のギヤレシオを示す。これによれば、図６（ｃ）に示される公比が適切になると共に、図６（ｄ）に示すレシオレンジも適切になる。
【０１８６】
第２実施形態の自動変速機によれば、前進９段及び後進１段の変速を行うことができる。３速段から９速段及び後進段においては、３つのブレーキＢ１〜Ｂ３及び３つのクラッチＣ１〜Ｃ３のうち３つの係合機構が係合することになる。又、１速段及び２速段においては、第２ブレーキＢ２が開放状態であっても、１ウェイクラッチＦ１の働きで第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」となるため、第２ブレーキＢ２でフリクションロスが発生しない。
【０１８７】
そのため、各変速段でフリクションロスが発生する係合機構の数は３つになり、従来のように各変速段で４つの係合機構がフリクションロスを発生させるものに比べ、開放し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が向上する。
【０１８８】
又、第２実施形態の自動変速機では、発進クラッチＣ０側から順に、第１から第７の７つの列を構成する。
【０１８９】
具体的には、第１列は、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１、第２列は、第１クラッチＣ１及び１ウェイクラッチＦ１、第３列は、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３及び第２ブレーキＢ２、第４列は、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４、第５列は、出力部材３、第６列は、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２及び第１ブレーキＢ１、第７列は、第３ブレーキＢ３となる。
【０１９０】
このため、従来の８つの列を構成するものに比べ、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
【０１９１】
ここで、湿式多板ブレーキは容量の増加に比例してフリクションロスが増加するものである。第２実施形態の自動変速機では、第２ブレーキＢ２に１ウェイクラッチＦ１を並設しているため、第２ブレーキＢ２は、後進段を除いて、１速段及び２速段でエンジンブレーキを効かせる場合のみ固定状態に切り換えられるものである。このため、第２ブレーキＢ２は、比較的容量の小さいブレーキで構成することができる。
【０１９２】
従って、第２ブレーキＢ２が開放状態となると共に第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）が正転する３速段から９速段において、第２ブレーキＢ２で発生するフリクションロスを低減させることができ、更なる伝達効率の向上を図ることができる。
【０１９３】
ここで、１速段から６速段までを低速段域、７速段から９速段までを高速段域と定義する。
【０１９４】
第２実施形態では、本発明の第２クラッチＣ２を噛合機構たるドグクラッチで構成しているため、第２クラッチＣ２を湿式多板クラッチで構成する場合に比べ、第２クラッチＣ２が開放状態となる高速段域及び後進段において、第２クラッチＣ２たるドグクラッチでのフリクションロスが発生しない。このため、自動変速機全体として、フリクションロスをより低減させることができる。
【０１９５】
又、第２クラッチＣ２は、大きなトルクが作用する低速段域で連結状態となる。このため、第２クラッチＣ２を湿式多板クラッチで構成する場合には、大きな締結力を得られるように、比較的大型にする必要がある。第２実施形態においては、第２クラッチＣ２をドグクラッチで構成しているため、第２クラッチＣ２の大型化を防止でき、第２クラッチＣ２のレイアウト自由度を向上させることができる。
【０１９６】
又、第２実施形態では、本発明の第２ブレーキＢ２を噛合機構たるドグクラッチで構成しているため、第２ブレーキＢ２を湿式多板ブレーキで構成する場合に比べ、第２ブレーキＢ２がフリクションロスが発生する開放状態となる３速段から９速段において、第２ブレーキＢ２たるドグクラッチでのフリクションロスが発生しない。このため、自動変速機全体として、フリクションロスをより低減させることができる。
【０１９７】
又、第２実施形態の自動変速機では、第１実施形態と同様に、１ウェイクラッチＦ１の働きにより、２速段と３速段との間の変速の際に、第２ブレーキＢ２の状態を切り換える必要がなくなり、２速段と３速段との間の変速の制御性を向上させることができる。
【０１９８】
又、第２実施形態においては、第１〜第４の４つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ４を所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成しているため、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べ、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。
【０１９９】
尚、第２実施形態の自動変速機においては、第１クラッチＣ１として、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されているものを説明した。しかしながら、本発明の第１クラッチＣ１は、これに限られるものではなく、第１実施形態と同様に、連結状態にすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａを相対回転不能なロック状態にすることができるものであればよい。
【０２００】
又、第２実施形態においては、第２クラッチＣ２として、ドグクラッチを用いたが、これに限らず、第２クラッチＣ２を同期機能を有する噛合機構たるシンクロメッシュ機構で構成してもよい。これによっても、湿式多板クラッチで構成した場合に比べ、フリクションロスを抑えることができる。
【０２０１】
又、第２クラッチＣ２を湿式多板クラッチで構成しても、各変速段における開放数を３つ以下にできるという本発明の効果を得ることができる。
【０２０２】
又、第２実施形態においては、第２ブレーキＢ２として、ドグクラッチを用いたが、これに限らず、第２ブレーキＢ２を同期機能を有する噛合機構たるシンクロメッシュ機構で構成してもよい。これによっても、湿式多板ブレーキで構成した場合に比べ、フリクションロスを抑えることができる。又、第２ブレーキＢ２を湿式多板ブレーキで構成してもよい。
【０２０３】
又、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、１ウェイクラッチＦ１を廃止すると共に、第２ブレーキＢ２を、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、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１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。
【０２０４】
このような２ウェイクラッチで第２ブレーキＢ２を構成した場合には、２ウェイクラッチを、３速段から９速段までの前進段では逆転阻止状態とし、１速段、２速段、及び後進段では固定状態とすることで、各変速段を確立できる。この場合、２速段で走行中において、走行速度等の車両情報に基づいて３速段へのアップシフトが予測される場合には、図外のトランスミッション・コントロール・ユニットは、第２ブレーキＢ２としての２ウェイクラッチを予め逆転阻止状態に切り換えておくようにすることが好ましい。
【０２０５】
これによれば、１ウェイクラッチＦ１の効果と同様に、２速段から３速段にアップシフトする際には、第２ブレーキＢ２たる２ウェイクラッチの状態の切り換えは完了しており、第３ブレーキＢ３を連結状態とするだけで３速段に変速できるため、２速段から３速段へのアップシフト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。
【０２０６】
上述した２ウェイクラッチで第２ブレーキＢ２を構成すれば、摩擦係合型のブレーキで第２ブレーキＢ２を構成する場合とは異なり、第２ブレーキＢ２でのフリクションロスは発生しない。従って、第２ブレーキＢ２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。
【０２０７】
更には、第１実施形態と同様に、第２ブレーキＢ２としての２ウェイクラッチは、固定状態と逆転阻止状態とに加えて、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）の正転を許容し逆転を阻止する逆転阻止状態と、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）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してもよい。
【０２０８】
又、本実施形態の自動変速機では、前進９段及び後進１段の変速段を確立可能にしているが、例えば、２速段、４速段及び８速段を省略して、前進６段及び後進１段の変速段を確立可能な自動変速機としてもよい。この場合にも、各変速段における開放数を３つ以下にできるという本発明の効果を得ることができる。
【０２０９】
又、第２実施形態では、エンジンＥＮＧの動力を発進クラッチＣ０を介して入力軸２に伝達しているが、発進クラッチＣ０ではなく、第１実施形態のようにトルクコンバータを用いてもよい。
【０２１０】
又、第２実施形態の自動変速機では、第１実施形態と同様に、１ウェイクラッチＦ１を省略しても、１速段及び２速段において第２ブレーキＢ２を固定状態にすれば、上述した実施形態の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０２１１】
１…変速機ケース、２…入力軸、３…出力部材、ＥＮＧ…エンジン（駆動源）、ＴＣ…トルクコンバータ、Ｃ０…発進クラッチ、ＤＡ…ねじりダンパ装置、ＬＣ…ロックアップクラッチ、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４要素）、Ｃｂ…キャリア（第５要素）、Ｒｂ…リングギヤ（第６要素）、Ｐｂ…ピニオン、ＰＧＳ３…第３遊星歯車機構、Ｓｃ…サンギヤ（第７要素）、Ｃｃ…キャリア（第８要素）、Ｒｃ…リングギヤ（第９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、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、ＴＷ…２ウェイクラッチ。
【技術分野】
【０００１】
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が伝達されて回転する入力軸を備え、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所謂ダブルピニオン型の遊星歯車機構で構成している。
【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（各回転要素の相対回転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、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］本発明の第１態様は、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が伝達されて回転する入力軸を備え、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、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、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、第３遊星歯車機構と第４遊星歯車機構との各要素で４つの回転要素を構成し、この４つの回転要素を、共線図における並び順に夫々第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素、第４回転要素として、第３要素と第４要素とを連結して第１連結体が構成され、第５要素と第４回転要素とを連結して第２連結体が構成され、第２要素が入力軸に連結され、第２回転要素が出力部材に連結され、係合機構として、第１遊星歯車機構の第１要素〜第３要素のうちの何れか２つを互いに連結自在な第１クラッチと、第１要素と第１回転要素とを連結自在な第２クラッチと、第１要素と第３回転要素とを連結自在な第３クラッチと、第６要素を変速機ケースに固定自在な第１ブレーキと、第３回転要素を変速機ケースに固定自在な第２ブレーキと、第２連結体を変速機ケースに固定自在な第３ブレーキとを備え、第１から第３の３つのクラッチと、第１から第３の３つのブレーキとの合計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。
【００１５】
本発明の第１態様によれば、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、各変速段で開放している係合機構の数は３となり、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べ、開放している係合機構によるフリクションロスを低減できる。
【００１６】
［２］本発明の第１態様においては、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一体に構成することにより、第１〜第４の回転要素のうちの何れか１つの回転要素を構成することが好ましい。これによれば、第４遊星歯車機構が第３遊星歯車機構の径方向外方に配置されるため、自動変速機の軸長を短縮することができ、車両、特にＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）式の車両への搭載性を向上させることができる。
【００１７】
［３］本発明の第１態様において、第３回転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ていることが好ましい。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２ブレーキを比較的容量の小さい湿式多板ブレーキで構成することができ、フリクションロスをより低減させることができる。又、変速段間の変速の制御性を向上させることができる。
【００１８】
［４］本発明の第１態様において、上述した１ウェイクラッチを設けることなく、第２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することもできる。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。
【００１９】
［５］本発明の第２態様は、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が伝達されて回転する入力軸を備え、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、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、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、第３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７要素、第８要素及び第９要素とし、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、第１要素と第７要素とを連結して第１連結体が構成され、第３要素と第４要素とを連結して第２連結体が構成され、第５要素と第９要素と第１２要素とを連結して第３連結体が構成され、第２要素が入力軸に連結され、第１０要素が出力部材に連結され、係合機構として、第１遊星歯車機構の第１要素〜第３要素のうちの何れか２つを互いに連結自在な第１クラッチと、第８要素と第１１要素とを連結自在な第２クラッチと、第１連結体と第１１要素とを連結自在な第３クラッチと、第６要素を変速機ケースに固定自在な第１ブレーキと、第１１要素を変速機ケースに固定自在な第２ブレーキと、第３連結体を変速機ケースに固定自在な第３ブレーキとを備え、第１から第３の３つのクラッチと、第１から第３の３つのブレーキとの合計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。
【００２０】
本発明の第２態様によっても、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、各変速段で開放している係合機構の数は３となり、従来のように４つの係合機構が開放されるものに比べ、開放している係合機構によるフリクションロスを低減できる。
【００２１】
［６］本発明の第２態様において、第９要素を第３遊星歯車機構のリングギヤとし、第１２要素を第４遊星歯車機構のサンギヤとし、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一体に構成することが好ましい。
【００２２】
これによれば、第４遊星歯車機構が第３遊星歯車機構の径方向外方に配置されるため、自動変速機の軸長を短縮することができ、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。
【００２３】
［７］本発明の第２態様において、第１１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ていることが好ましい。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２ブレーキを比較的容量の小さい湿式多板ブレーキで構成することができ、フリクションロスをより低減させることができる。又、変速段間の変速の制御性を向上させることができる。
【００２４】
［８］本発明の第２態様において、上述した１ウェイクラッチを設けることなく、第２ブレーキを、第１１要素を変速機ケースに固定する固定状態と、第１１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することもできる。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。
【００２５】
［９］本発明の第１態様及び第２態様においては、第２クラッチを噛合機構で構成することが好ましい。これによれば、第２クラッチが開放状態となる変速段において、第２クラッチたる噛合機構でのフリクションロスを抑制させることができる。このため、自動変速機全体として、フリクションロスをより低減させることができる。
【００２６】
又、後述する実施形態の説明から明らかなように、第２クラッチは、大きなトルクが作用する低速段域で連結状態となる。このため、第２クラッチを湿式多板クラッチで構成する場合には、大きな締結力を得られるように、比較的大容量のものを用いる必要がある。この場合、第２クラッチを噛合機構で構成すれば、第２クラッチの大型化を防ぎ、第２クラッチのレイアウト自由度を向上させることができる。
【００２７】
［１０］本発明の第１態様及び第２態様においては、第２ブレーキは、噛合機構で構成されていてもよい。これによれば、第２ブレーキが開放状態となる変速段において、第２ブレーキたる噛合機構でのフリクションロスを抑制させることができる。このため、自動変速機全体として、フリクションロスをより低減させることができる。
【００２８】
［１１］本発明の第１態様及び第２態様においては、４つの遊星歯車機構は、サンギヤと、リングギヤと、該サンギヤ及び該リングギヤに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であることが好ましい。
【００２９】
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所謂ダブルピニオン型の遊星歯車機構で構成した場合に比べ、入力軸から出力部材までの動力伝達経路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。
【００３０】
［１２］本発明の第１態様及び第２態様においては、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。
【００３１】
［１３］本発明の第１態様及び第２態様においては、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してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の自動変速機の第１実施形態のスケルトン図。
【図２】第１実施形態の遊星歯車機構の共線図。
【図３】（ａ）は第１実施形態の各変速段における係合機構の状態を纏めて示す説明図。（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】本発明の自動変速機の第２実施形態のスケルトン図。
【図５】第２実施形態の遊星歯車機構の共線図。
【図６】（ａ）は第２実施形態の各変速段における係合機構の状態を纏めて示す図。（ｂ）は第２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２実施形態の各変速段の公比の一例を示す説明図。（ｄ）は第２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７】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】
【００３３】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態の自動変速機の上半分を示している。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。
【００３４】
入力軸２は、駆動源としてのエンジンＥＮＧの動力がトルクコンバータＴＣを介して伝達されて回転する。
【００３５】
トルクコンバータＴＣは、動力の伝達媒体として流体を用いる流体式トルクコンバータであり、エンジンＥＮＧから入力軸２へ直接動力を伝達自在なロックアップクラッチＬＣを備える。ロックアップクラッチＬＣを締結しているときには、エンジンＥＮＧのトルク変動が入力軸２に伝達されてしまう。このため、ねじりダンパ装置ＤＡを設け、このねじりダンパ装置ＤＡの弾性力によってエンジンＥＮＧのトルク変動を吸収できるようにしている。
【００３６】
変速機ケース１内には、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４とが入力軸２と同心に配置されている。
【００３７】
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で構成されている。
【００３８】
図２の上段に示す第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の共線図（各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。
【００３９】
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（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｈとして、ｈ：１に設定される。尚、共線図において、下の横線と上の横線は夫々回転速度が「０」と「１」（入力軸２と同じ回転速度）であることを示している。
【００４０】
第２遊星歯車機構ＰＧＳ２は、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と同様に、サンギヤＳｂと、リングギヤＲｂと、サンギヤＳｂとリングギヤＲｂとに噛合するピニオンＰｂを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｂとから成る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。
【００４１】
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。
【００４２】
第３遊星歯車機構ＰＧＳ３は、第１及び第２遊星歯車機構ＰＧＳ１，ＰＧＳ２と同様に、サンギヤＳｃと、リングギヤＲｃと、サンギヤＳｃとリングギヤＲｃとに噛合するピニオンＰｃを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｃとから成る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。
【００４３】
第４遊星歯車機構ＰＧＳ４は、第１〜第３遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ３と同様に、サンギヤＳｄと、リングギヤＲｄと、サンギヤＳｄとリングギヤＲｄと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ている。
【００４４】
又、第３遊星歯車機構のＰＧＳ３のキャリアＣｃと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄとが連結され、第３遊星歯車機構のＰＧＳ３のリングギヤＲｃと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄとが連結されている。これにより、第３及び第４の遊星歯車機構で、４つの回転要素が構成されている。
【００４５】
図２の下段に示す第３及び第４の遊星歯車機構による４つの回転要素の共線図を参照して、各回転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左側から夫々第１回転要素Ｙ１、第２回転要素Ｙ２、第３回転要素Ｙ３、第４回転要素Ｙ４とすると、第１回転要素Ｙ１は第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及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ、第４回転要素Ｙ４は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄとなる。
【００４６】
第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のギヤ比を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。
【００４７】
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４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のキャリアＣｂ（第５要素）と第４回転要素Ｙ４とが連結されて、第２連結体Ｃｂ−Ｙ４が構成されている。
【００４８】
第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）は入力軸２に連結されている。第２回転要素Ｙ２は出力部材３に連結されている。
【００４９】
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つのブレーキＢ１〜Ｂ３と、第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３とを備える。
【００５０】
第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３は湿式多板ブレーキで構成され、第２ブレーキＢ２は噛合機構としてのドグクラッチで構成されている。又、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３は湿式多板クラッチで構成され、第２クラッチＣ２は噛合機構としてのドグクラッチで構成されている。
【００５１】
第１ブレーキＢ１は、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６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。第２ブレーキＢ２は、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。第３ブレーキＢ３は、第４回転要素Ｙ４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。
【００５２】
第１クラッチＣ１は、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１連結体Ｓａ−Ｓｂ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。第２クラッチＣ２は、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１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。第３クラッチＣ３は、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。
【００５３】
各係合機構Ｂ１〜Ｃ３，Ｃ１〜Ｃ３は、図外のトランスミッション・コントロール・ユニットにより状態が切り換えられる。
【００５４】
尚、第１実施形態の自動変速機では、第２ブレーキに隣接させて、第３回転要素Ｙ３の正転（車両が前進する方向への回転）を許容し、逆転（車両が後進する方向への回転）を阻止する１ウェイクラッチＦ１が設けられている。
【００５５】
変速機ケース１内には、入力軸２の軸線上に、エンジンＥＮＧ及びトルクコンバータＴＣ側から、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３、出力部材３、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２、第３ブレーキＢ３の順番で配置されている。そして、第３クラッチＣ３は、第２クラッチＣ２の径方向外方に配置されている。更に、１ウェイクラッチＦ１及び第２ブレーキＢ２は、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３の径方向外方に配置されている。そして、第１ブレーキＢ１は、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の径方向外方に配置されている。
【００５６】
又、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おり、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とが一体に構成されている。これにより、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４とが径方向に重なり合うため、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４とを軸方向に並べて配置した場合に比べ、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができ、車両、特に所謂ＦＦ式の車両への搭載性を向上させることができる。
【００５７】
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。
【００５８】
変速機ケース１内には、出力部材３と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２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。
【００５９】
尚、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ブレーキＢ３を位置させてもよい。このようにすることで、第３ブレーキＢ３を図１に示すように第１ブレーキＢ１に対して軸方向に並ぶように配置した場合に比べ、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更なる短縮化を図ることができる。
【００６０】
第１実施形態の自動変速機では、１速段を確立する場合には、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態にする。第１クラッチＣ１を連結状態にすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３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の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが相対回転不能なロック状態となり、第１〜第３要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが「１」で回転する。
【００６１】
又、第２クラッチＣ２を連結状態にすることで、第１回転要素Ｙ１が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と同一速度で回転する。又、１ウェイクラッチの働きで、第３回転要素Ｙ３の逆転が阻止され、第３回転要素Ｙ３の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３に連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が「１／（ｊｋ）」となって、１速段が確立される。
【００６２】
尚、１速段では、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３回転要素Ｙ３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。
【００６３】
又、１速段において、第２ブレーキＢ２を固定状態にすれば、エンジンブレーキを効かせることができる。
【００６４】
２速段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１を固定状態にすると共に、第２クラッチＣ２を連結状態にする。第１ブレーキＢ１を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）の回転速度が「０」になる。又、第２クラッチＣ２を連結状態にすることで、第１回転要素Ｙ１と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）が同一速度で回転する。
【００６５】
そして、１ウェイクラッチの働きで、第３回転要素Ｙ３の逆転が阻止されるため、第３回転要素Ｙ３の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３に連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「２ｎｄ」になり、２速段が確立される。
【００６６】
尚、２速段では、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３回転要素Ｙ３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。又、２速段において、第２ブレーキＢ２を固定状態にすれば、エンジンブレーキを効かせることができる。
【００６７】
３速段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を固定状態にすると共に、第２クラッチＣ２を連結状態にする。第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）及び第２連結体Ｃｂ−Ｙ４の回転速度が「０」となるため、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の第４〜第６の３つの要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂが相対回転不能なロック状態となって、第４〜第６要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂの回転速度が「０」となる。そして、第１連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度も「０」となる。
【００６８】
そして、入力軸２に連結された第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）の回転速度は「１」であるため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）の回転速度が「（ｈ＋１）／ｈ」となる。第２クラッチＣ２を連結状態にすることで、第１回転要素Ｙ１が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と同一速度で回転する。
【００６９】
そして、第４回転要素Ｙ４の回転速度が「０」となるため、出力部材３に連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が「｛（ｈ＋１）・（ｋ＋１）｝／｛ｈｋ・（ｊ＋１）｝」となって、３速段が確立される。
【００７０】
４速段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１を固定状態にすると共に、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態にする。第１クラッチＣ１を連結状態にすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）とが同一速度で回転するため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが相対回転不能なロック状態となり、第１〜第３要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが「１」で回転する。そして、第１連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度も「１」となる。
【００７１】
又、第１ブレーキＢ１を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）の回転速度が「０」となり、第２連結体Ｃｂ−Ｙ４の回転速度が「１／（ｉ＋１）」となる。
【００７２】
又、第２クラッチＣ２を連結状態にすることで、第１回転要素Ｙ１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。そして、出力部材３に連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が「｛ｉ・（ｋ＋１）＋（ｊ＋１）・ｋ｝／｛（ｉ＋１）・（ｊ＋１）・ｋ｝」となって、４速段が確立される。
【００７３】
５速段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１を固定状態にすると共に、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態にする。第１ブレーキＢ１を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）の回転速度が「０」となる。
【００７４】
又、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態にすることで、第１回転要素Ｙ１と第３回転要素Ｙ３とが同一速度で回転するため、第１〜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。
【００７５】
そして、４つの回転要素Ｙ１〜Ｙ４が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と同一速度で回転し、出力部材３に連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が「（ｈ＋１）／（ｈ＋ｉ＋１）」となって、５速段が確立される。
【００７６】
６速段を確立する場合には、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態にする。第１クラッチＣ１を連結状態にすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）とが同一速度で回転するため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが相対回転不能なロック状態となり、第１〜第３要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが「１」で回転する。
【００７７】
又、第２クラッチＣ２を連結状態にすることで、第１回転要素Ｙ１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を連結状態にすることで、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。
【００７８】
第１回転要素Ｙ１と第３回転要素Ｙ３とが同一速度の「１」で回転するため、第１〜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、第１〜第４の回転要素Ｙ１〜Ｙ４が「１」で回転する。そして、出力部材３に連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が「１」となって、６速段が確立される。
【００７９】
７速段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１を固定状態にすると共に、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を連結状態にする。第１クラッチＣ１を連結状態にすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）とが同一速度で回転するため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが相対回転不能なロック状態となり、第１〜第３要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが「１」で回転する。そして、第１連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度も「１」となる。
【００８０】
又、第１ブレーキＢ１を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）の回転速度が「０」となり、第２連結体Ｃｂ−Ｙ４の回転速度が「１／（ｉ＋１）」となる。又、第３クラッチＣ３を連結状態にすることで、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。そして、出力部材３に連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が「｛ｉ・（ｋ＋１）＋ｋ）／｛（ｉ＋１）・ｋ｝」となって、７速段が確立される。
【００８１】
８速段を確立する場合には、第３ブレーキＢ３を固定状態にすると共に、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を連結状態にする。第１クラッチＣ１を連結状態にすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）とが同一速度で回転するため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが相対回転不能なロック状態となり、第１〜第３要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが「１」で回転する。
【００８２】
又、第３クラッチＣ３を連結状態にすることで、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ブレーキＢ３を固定状態にすることで、第４回転要素Ｙ４の回転速度が「０」となる。そして、出力部材３に連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が「（ｋ＋１）／ｋ」となって、８速段が確立される。
【００８３】
９速段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を固定状態にすると共に、第３クラッチＣ３を連結状態にする。第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）及び第２連結体Ｃｂ−Ｙ４の回転速度が「０」となるため、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の第４〜第６の３つの要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂが相対回転不能なロック状態となって、第４〜第６要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂの回転速度が「０」となる。そして、第１連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度も「０」となる。
【００８４】
そして、入力軸２に連結された第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）の回転速度は「１」であるため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）の回転速度が「（ｈ＋１）／ｈ」となる。第３クラッチＣ３を連結状態にすることで、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）と同一速度で回転する。
【００８５】
そして、第４回転要素Ｙ４の回転速度が「０」となるため、出力部材３に連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が「｛（ｈ＋１）・（ｋ＋１）｝／（ｈｋ）」となって、９速段が確立される。
【００８６】
後進段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を固定状態にすると共に、第１クラッチＣ１を連結状態にする。第１クラッチＣ１を連結状態にすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）とが同一速度で回転するため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが相対回転不能なロック状態となり、第１〜第３要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが「１」で回転する。そして、第１連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度も「１」となる。
【００８７】
又、第１ブレーキＢ１を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）の回転速度が「０」となり、第２連結体Ｃｂ−Ｙ４の回転速度が「１／（ｉ＋１）」となる。第２ブレーキＢ２を固定状態にすることで、第３回転要素Ｙ３の回転速度が「０」となり、出力部材３に連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が「−１／｛（ｉ＋１）・ｋ｝」となって、後進段が確立される（尚、マイナスは逆転方向の回転であることを示している）。
【００８８】
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することを表している。
【００８９】
図３（ａ）は、上述した各変速段における第１〜第３のブレーキＢ１〜Ｂ３、第１〜第３のクラッチＣ１〜Ｃ３、１ウェイクラッチＦ１の状態を纏めて表示した図であり、第１〜第３のブレーキＢ１〜Ｂ３及び第１〜第３のクラッチＣ１〜Ｃ３の欄の「○」は連結状態又は固定状態であることを表している。又、第１ブレーキＢ１の欄の「(○)」はエンジンブレーキを効かせる場合には固定状態にすることを表している。
【００９０】
又、１ウェイクラッチＦ１の「○」は、１ウェイクラッチＦ１の働きで第３回転要素Ｙ３の回転速度が「０」となる状態を表している。
【００９１】
又、図３（ｂ）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３．７９９、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３．５３１、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギヤ比ｋを１．４６６とした場合の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）を示す。これによれば、図３（ｃ）に示される公比（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）に示すレシオレンジ（１速段のギヤレシオ／９速段のギヤレシオ）も適切になる。
【００９２】
第１実施形態の自動変速機によれば、前進９段及び後進１段の変速を行うことができる。３速段から９速段及び後進段においては、３つのブレーキＢ１〜Ｂ３及び３つのクラッチＣ１〜Ｃ３のうち３つの係合機構が係合することになる。又、１速段及び２速段においては、第２ブレーキＢ２が開放状態であっても、１ウェイクラッチＦ１の働きで第３回転要素Ｙ３の回転速度が「０」となるため、第２ブレーキＢ２でフリクションロスが発生しない。
【００９３】
そのため、各変速段でフリクションロスが発生する係合機構の数は３つになり、従来のように各変速段で４つの係合機構がフリクションロスを発生させるものに比べ、開放し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が向上する。
【００９４】
又、第１実施形態の自動変速機では、トルクコンバータＴＣ側から順に、第１から第７の７つの列を構成する。
【００９５】
具体的には、第１列は、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１、第２列は、第１クラッチＣ１及び１ウェイクラッチＦ１、第３列は、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３及び第２ブレーキＢ２、第４列は、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４、第５列は、出力部材３、第６列は、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２及び第１ブレーキＢ１、第７列は、第３ブレーキＢ３となる。
【００９６】
このため、従来の８つの列を構成するものに比べ、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
【００９７】
ここで、湿式多板ブレーキは容量の増加に比例してフリクションロスが増加するものである。第１実施形態の自動変速機では、第２ブレーキＢ２に１ウェイクラッチＦ１を並設しているため、第２ブレーキＢ２は、後進段を除いて、１速段及び２速段でエンジンブレーキを効かせる場合のみ固定状態に切り換えられるものである。このため、第２ブレーキＢ２は、比較的容量の小さいブレーキで構成することができる。
【００９８】
従って、第２ブレーキＢ２が開放状態となると共に第３回転要素Ｙ３が正転する３速段から９速段において、第２ブレーキＢ２で発生するフリクションロスを低減させることができ、更なる伝達効率の向上を図ることができる。
【００９９】
ここで、１速段から６速段までを低速段域、７速段から９速段までを高速段域と定義する。
【０１００】
第１実施形態では、本発明の第２クラッチＣ２を噛合機構たるドグクラッチで構成しているため、第２クラッチＣ２を湿式多板クラッチで構成する場合に比べ、第２クラッチＣ２が開放状態となる高速段域及び後進段において、第２クラッチＣ２たるドグクラッチでのフリクションロスが発生しない。このため、自動変速機全体として、フリクションロスをより低減させることができる。
【０１０１】
又、第２クラッチＣ２は、大きなトルクが作用する低速段域で連結状態となる。このため、第２クラッチＣ２を湿式多板クラッチで構成する場合には、大きな締結力を得られるように、比較的大型にする必要がある。第１実施形態においては、第２クラッチＣ２をドグクラッチで構成しているため、第２クラッチＣ２の大型化を防止でき、第２クラッチＣ２のレイアウト自由度を向上させることができる。
【０１０２】
又、第１実施形態では、本発明の第２ブレーキＢ２を噛合機構たるドグクラッチで構成しているため、第２ブレーキＢ２を湿式多板ブレーキで構成する場合に比べ、第２ブレーキＢ２がフリクションロスが発生する開放状態となる３速段から９速段において、第２ブレーキＢ２としてのドグクラッチでのフリクションロスが発生しない。このため、自動変速機全体として、フリクションロスをより低減させることができる。
【０１０３】
ところで、第１実施形態の自動変速機では、１ウェイクラッチＦ１を省略しても、上述した実施形態の効果を得ることができる。この場合、１速段及び２速段において第２ブレーキＢ２を固定状態にすればよい。
【０１０４】
しかしながら、この場合には、２速段から３速段へアップシフトする際に、第２ブレーキＢ２を開放状態に切り換えると共に第３ブレーキＢ３を固定状態に切り換える必要がある。又、３速段から２速段へダウンシフトする際に、第２ブレーキＢ２を固定状態に切り換えると共に第３ブレーキＢ３を開放状態に切り換える必要がある。
【０１０５】
第１実施形態の自動変速機では、１ウェイクラッチＦ１の働きにより、２速段から３速段へアップシフトする際には、第３ブレーキＢ３を固定状態に切り換えるだけでよく、又、３速段から２速段へダウンシフトする際には、第３ブレーキＢ３を開放状態に切り換えるだけでよい。
【０１０６】
従って、２速段と３速段との間の変速の際に、１ウェイクラッチＦ１を省略した自動変速機において第２及び第３の２つのブレーキＢ２，Ｂ３の状態を切り換える必要があるものに比べ、第１実施形態の自動変速機において第３ブレーキＢ３のみの状態を切り換えるだけでよく、２速段と３速段との間の変速の制御性を向上させることができる。
【０１０７】
又、第１実施形態においては、第１〜第４の４つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ４を所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成している。このため、第１〜第４の４つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ４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所謂ダブルピニオン型の遊星歯車機構で構成したものに比べ、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。
【０１０８】
尚、第１実施形態の自動変速機においては、第１クラッチＣ１として、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されているものを説明した。しかしながら、本発明の第１クラッチＣ１は、これに限られるものではなく、連結状態にすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａを相対回転不能なロック状態にすることができるものであればよい。
【０１０９】
例えば、第１クラッチＣ１を、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２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しても本発明の効果を得ることができる。
【０１１０】
又、第１実施形態においては、第２クラッチＣ２として、ドグクラッチを用いたが、これに限らず、第２クラッチＣ２を同期機能を有する噛合機構たるシンクロメッシュ機構で構成してもよい。これによっても、湿式多板クラッチで構成した場合に比べ、フリクションロスを抑えることができる。
【０１１１】
又、第２クラッチＣ２を湿式多板クラッチで構成しても、各変速段における開放数を３つ以下にできるという本発明の効果を得ることができる。
【０１１２】
又、第１実施形態においては、第２ブレーキＢ２として、ドグクラッチを用いたが、これに限らず、第２ブレーキＢ２を同期機能を有する噛合機構たるシンクロメッシュ機構で構成してもよい。これによっても、湿式多板ブレーキで構成した場合に比べ、フリクションロスを抑えることができる。又、第２ブレーキＢ２を湿式多板ブレーキで構成してもよい。
【０１１３】
又、第１実施形態では、１ウェイクラッチＦ１を廃止すると共に、第２ブレーキＢ２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７に示して具体的に説明する。
【０１１４】
図７の第２ブレーキＢ２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。
【０１１５】
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の電磁クラッチ及び第２の電磁クラッチを備える。
【０１１６】
第１の電磁クラッチは、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の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。
【０１１７】
又、第２の電磁クラッチは、図７（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７（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との連結を断つ第３の状態とに切換自在となるように構成される。
【０１１８】
又、ローラＴＷ４の径は、図７（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７（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。
【０１１９】
第１の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７（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。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。
【０１２０】
第１の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７（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できる。従って、第１の電磁クラッチが通電されていない場合には、インナーリングＴＷ１が自由に回転することができる状態となる。図７における時計回り方向を逆転方向とすると、この２ウェイクラッチは、第１の電磁クラッチを通電させず、アウターリングＴＷ２と保持リングＴＷ３との連結を断ち、インナーリングＴＷ１が自由に回転することができる状態とし、第２の電磁クラッチを第１の状態とすることにより、逆転阻止状態とすることができる。
【０１２１】
以上の如く、固定状態と逆転阻止状態とに切換自在な２ウェイクラッチを構成することができる。
【０１２２】
このような２ウェイクラッチで第２ブレーキＢ２を構成した場合には、２ウェイクラッチを、３速段から９速段までの前進段では逆転阻止状態とし、１速段、２速段、及び後進段では固定状態とすることで、各変速段を確立できる。この場合、２速段で走行中において、走行速度等の車両情報に基づいて３速段へのアップシフトが予測される場合には、図外のトランスミッション・コントロール・ユニットは、第２ブレーキＢ２としての２ウェイクラッチを予め逆転阻止状態に切り換えておくようにすることが好ましい。
【０１２３】
これによれば、１ウェイクラッチＦ１の効果と同様に、２速段から３速段にアップシフトする際には、第２ブレーキＢ２たる２ウェイクラッチの状態の切り換えは完了しており、第３ブレーキＢ３を連結状態とするだけで３速段に変速できるため、２速段から３速段へのアップシフト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。
【０１２４】
上述した２ウェイクラッチで第２ブレーキＢ２を構成すれば、摩擦係合型のブレーキで第２ブレーキＢ２を構成する場合とは異なり、第２ブレーキＢ２でのフリクションロスは発生しない。従って、第２ブレーキＢ２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。
【０１２５】
更には、第２ブレーキＢ２としての２ウェイクラッチは、上述した固定状態と逆転阻止状態とに加えて、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、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してもよい。上述した２ウェイクラッチにおいて、第１の電磁クラッチを通電させず、インナーリングＴＷ１が自由に回転することができる状態とし、第２の電磁クラッチを第２の状態とすることにより、正転阻止状態となる。
【０１２６】
又、本実施形態の自動変速機では、前進９段及び後進１段の変速段を確立可能にしているが、例えば、２速段、４速段及び８速段を省略して、前進６段及び後進１段の変速段を確立可能な自動変速機としてもよい。この場合にも、各変速段における開放数を３つ以下にできるという本発明の効果を得ることができる。
【０１２７】
又、第１実施形態では、エンジンＥＮＧの動力をトルクコンバータＴＣを介して入力軸２に伝達しているが、トルクコンバータＴＣに代えて、第２実施形態で説明する発進クラッチを用いてもよい。
【０１２８】
［第２実施形態］
次に、本発明の自動変速機の第２実施形態について説明する。図４は、本発明の第２実施形態の自動変速機の上半分を示している。第２実施形態の自動変速機は、第１実施形態の自動変速機と同様に、変速機ケース１内に回転自在に軸支した入力軸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。
【０１２９】
入力軸２は、駆動源としてのエンジンＥＮＧの動力がねじりダンパ装置ＤＡ及び発進クラッチＣ０を介して伝達されて回転する。
【０１３０】
発進クラッチＣ０は、摩擦係合によって動力を伝達させることができるものであり、エンジンＥＮＧの動力を入力軸２へ伝達する伝達状態と、この伝達を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。尚、発進クラッチＣ０は、単板型でも多板型でもよい。
【０１３１】
又、第１実施形態と同様に、変速機ケース１内には、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４とが入力軸２と同心に配置されている。
【０１３２】
第１遊星歯車機構ＰＧＳ１は、第１実施形態と同様に、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で構成されている。
【０１３３】
図５の最上段に示す第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の共線図を参照して、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。
【０１３４】
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、第１実施形態と同様に、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」であることを示している。
【０１３５】
第２遊星歯車機構ＰＧＳ２は、第１実施形態と同様に、サンギヤＳｂと、リングギヤＲｂと、サンギヤＳｂとリングギヤＲｂとに噛合するピニオンＰｂを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｂとから成る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。
【０１３６】
図５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。
【０１３７】
第３遊星歯車機構ＰＧＳ３は、第１実施形態と同様に、サンギヤＳｃと、リングギヤＲｃと、サンギヤＳｃとリングギヤＲｃとに噛合するピニオンＰｃを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｃとから成る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。
【０１３８】
図５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要素はサンギヤＳｃ、第８要素はキャリアＣｃ、第９要素はリングギヤＲｃになる。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。
【０１３９】
第４遊星歯車機構ＰＧＳ４は、第１実施形態と同様に、サンギヤＳｄと、リングギヤＲｄと、サンギヤＳｄとリングギヤＲｄと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ている。
【０１４０】
図５の最下段（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。
【０１４１】
第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第７要素）とが連結されて、第１連結体Ｒａ−Ｓｃが構成されている。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４要素）とが連結されて、第２連結体Ｓａ−Ｓｂが構成されている。又、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第９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Ｃｂ−Ｒｃ−Ｓｄが構成されている。
【０１４２】
第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）は入力軸２に連結されている。第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）は出力部材３に連結されている。
【０１４３】
又、第２実施形態の自動変速機は、第１実施形態の自動変速機と同様に、係合機構として第１から第３の３つのブレーキＢ１〜Ｂ３と、第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３とを備える。
【０１４４】
第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３は湿式多板ブレーキで構成され、第２ブレーキＢ２は噛合機構としてのドグクラッチで構成されている。又、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３は湿式多板クラッチで構成され、第２クラッチＣ２は噛合機構としてのドグクラッチで構成されている。
【０１４５】
第１ブレーキＢ１は、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６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。第２ブレーキＢ２は、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。第３ブレーキＢ３は、第３連結体Ｃｂ−Ｒｃ−Ｓｄ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。
【０１４６】
第１クラッチＣ１は、第１連結体Ｒａ−Ｓｃと第２連結体Ｓａ−Ｓｂ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。第２クラッチＣ２は、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８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。第３クラッチＣ３は、第１連結体Ｒａ−Ｓｃ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。
【０１４７】
各係合機構Ｂ１〜Ｂ３，Ｃ１〜Ｃ３は、図外のトランスミッション・コントロール・ユニットにより状態が切り換えられる。
【０１４８】
尚、第２実施形態の自動変速機では、第２ブレーキに隣接させて、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１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。
【０１４９】
変速機ケース１内には、入力軸２の軸線上に、エンジンＥＮＧ及び発進クラッチＣ０側から、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３、出力部材３、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２、第３ブレーキＢ３の順番で配置されている。そして、第３クラッチＣ３は、第２クラッチＣ２の径方向外方に配置されている。更に、１ウェイクラッチＦ１及び第２ブレーキＢ２は、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３の径方向外方に配置されている。そして、第１ブレーキＢ１は、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の径方向外方に配置されている。
【０１５０】
又、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おり、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第９要素）と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄ（第１２要素）とが一体に構成されている。これにより、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４とが径方向に重なり合うため、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４とを軸方向に並べて配置した場合に比べ、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができ、車両、特に所謂ＦＦ式の車両への搭載性を向上させることができる。
【０１５１】
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。
【０１５２】
又、出力部材３は、第１実施形態と同様に、側壁１ａに設けられた筒状部１ｂでしっかりと軸支されている。
【０１５３】
尚、第１実施形態と同様に、筒状部１ｂの径方向内方に第３ブレーキＢ３を位置させることで、第３ブレーキＢ３を図４に示すように第１ブレーキＢ１に対して軸方向に並ぶように配置した場合に比べ、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更なる短縮化を図ることができる。
【０１５４】
第２実施形態の自動変速機では、１速段を確立する場合には、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態にする。第１クラッチＣ１を連結状態にすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）とが同一速度で回転するため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが相対回転不能なロック状態となり、第１〜第３要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが「１」で回転する。そして、第１連結体Ｒａ−Ｓｃの回転速度も「１」となる。
【０１５５】
又、１ウェイクラッチの働きで、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」となる。又、第２クラッチＣ２を連結状態にすることで、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８要素）が、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）と同一の回転速度「０」となる。このため、出力部材３に連結された第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「１／（ｊｋ）」となって、１速段が確立される。
【０１５６】
尚、１速段では、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」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を固定状態にすれば、エンジンブレーキを効かせることができる。
【０１５７】
２速段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１を固定状態にすると共に、第２クラッチＣ２を連結状態にする。第１ブレーキＢ１を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）の回転速度が「０」になる。又、第２クラッチＣ２を連結状態にすることで、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）が第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８要素）と同一速度で回転する。
【０１５８】
そして、１ウェイクラッチの働きで、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）の逆転が阻止されるため、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。そして、出力部材３に連結された第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５に示す「２ｎｄ」になり、２速段が確立される。
【０１５９】
尚、２速段では、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」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。又、２速段において、第２ブレーキＢ２を固定状態にすれば、エンジンブレーキを効かせることができる。
【０１６０】
３速段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を固定状態にすると共に、第２クラッチＣ２を連結状態にする。第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）及び第３連結体Ｃｂ−Ｒｃ−Ｓｄの回転速度が「０」となり、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の第４〜第６の３つの要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂが相対回転不能なロック状態となって、第４〜第６要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂの回転速度が「０」となる。そして、第２連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度も「０」となる。
【０１６１】
そして、入力軸２に連結された第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）の回転速度は「１」であるため、第１連結体Ｒａ−Ｓｃの回転速度が「（ｈ＋１）／ｈ」となる。そして、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第９要素）の回転速度が「０」となるため、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８要素）の回転速度が「（ｈ＋１）／｛ｈ・（ｊ＋１）｝」となる。
【０１６２】
第２クラッチＣ２を連結状態にすることで、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）が第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８要素）と同一速度で回転する。従って、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄ（第１２要素）の回転速度が「０」となるため、出力部材３に連結された第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「｛（ｈ＋１）・（ｋ＋１）｝／｛ｈｋ・（ｊ＋１）｝」となって、３速段が確立される。
【０１６３】
４速段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１を固定状態にすると共に、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態にする。第１クラッチＣ１を連結状態にすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）とが同一速度で回転するため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが相対回転不能なロック状態となり、第１〜第３要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが「１」で回転する。そして、第１連結体Ｒａ−Ｓｃ及び第２連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度も「１」となる。
【０１６４】
又、第１ブレーキＢ１を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）の回転速度が「０」となり、第３連結体Ｃｂ−Ｒｃ−Ｓｄの回転速度が「１／（ｉ＋１）」となる。そして、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第７要素）の回転速度が「１」となり、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第９要素）の回転速度が「１／（ｉ＋１）」となる。このため、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８要素）の回転速度が「（ｉ＋ｊ＋１）／｛（ｉ＋１）・（ｊ＋１）｝」となる。
【０１６５】
又、第２クラッチＣ２を連結状態にすることで、第４遊星歯車機構のキャリアＣｄ（第１１要素）が第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８要素）と同一速度で回転する。
【０１６６】
従って、出力部材３に連結された第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「｛ｉ・（ｋ＋１）＋（ｊ＋１）・ｋ｝／｛（ｉ＋１）・（ｊ＋１）・ｋ｝」となって、４速段が確立される。
【０１６７】
５速段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１を固定状態にすると共に、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態にする。第１ブレーキＢ１を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）の回転速度が「０」となる。又、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態にすることで、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第７要素）と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８要素）とが同一速度で回転するため、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の第７〜第９の３つの要素Ｓｃ，Ｃｃ，Ｒｃが相対回転不能なロック状態となる。
【０１６８】
更に、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）が第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８要素）と同一速度で回転し、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄ（第１２要素）が第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第９要素）と同一速度で回転する。
【０１６９】
従って、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄ（第１２要素）とが同一速度で回転するため、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の第１０〜第１２の３つの要素Ｒｄ，Ｃｄ，Ｓｄが相対回転不能なロック状態となる。そして、出力部材３に連結された第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「（ｈ＋１）／（ｈ＋ｉ＋１）」となって、５速段が確立される。
【０１７０】
６速段を確立する場合には、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態にする。第１クラッチＣ１を連結状態にすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）とが同一速度で回転するため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが相対回転不能なロック状態となり、第１〜第３要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが「１」で回転する。そして、第１連結体Ｒａ−Ｓｃの回転速度も「１」となる。
【０１７１】
又、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態にすることで、第１連結体Ｒａ−Ｓｃと第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８要素）とが同一速度で回転するため、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の第７〜第９の３つの要素Ｓｃ，Ｃｃ，Ｒｃが相対回転不能なロック状態となり、第７〜第９要素Ｓｃ，Ｃｃ，Ｒｃが「１」で回転する。そして、第３連結体Ｃｂ−Ｒｃ−Ｓｄの回転速度も「１」となる。更に、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）が第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８要素）と同一速度の「１」で回転する。
【０１７２】
第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄ（第１２要素）とが同一速度で回転するため、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の第１０〜第１２の３つの要素Ｒｄ，Ｃｄ，Ｓｄが相対回転不能なロック状態となり、第１０〜第１２の３つの要素Ｒｄ，Ｃｄ，Ｓｄが「１」で回転する。従って、出力部材３に連結された第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「１」となって、６速段が確立される。
【０１７３】
７速段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１を固定状態にすると共に、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を連結状態にする。第１クラッチＣ１を連結状態にすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）とが同一速度で回転するため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが相対回転不能なロック状態となり、第１〜第３要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが「１」で回転する。そして、第１連結体Ｒａ−Ｓｃ及び第２連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度も「１」となる。
【０１７４】
又、第１ブレーキＢ１を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）の回転速度が「０」となり、第３連結体Ｃｂ−Ｒｃ−Ｓｄの回転速度が「１／（ｉ＋１）」となる。又、第３クラッチＣ３を連結状態にすることで、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）が第１連結体Ｒａ−Ｓｃと同一速度の「１」で回転する。そして、出力部材３に連結された第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「｛ｉ・（ｋ＋１）＋ｋ）／｛（ｉ＋１）・ｋ｝」となって、７速段が確立される。
【０１７５】
８速段を確立する場合には、第３ブレーキＢ３を固定状態にすると共に、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を連結状態にする。第１クラッチＣ１を連結状態にすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）とが同一速度で回転するため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが相対回転不能なロック状態となり、第１〜第３要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが「１」で回転する。そして、第１連結体Ｒａ−Ｓｃの回転速度も「１」となる。
【０１７６】
又、第３クラッチＣ３を連結状態にすることで、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）が第１連結体Ｒａ−Ｓｃと同一速度の「１」で回転する。そして、第３ブレーキＢ３を固定状態にすることで、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄ（第１２要素）の回転速度が「０」となり、出力部材３に連結された第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「（ｋ＋１）／ｋ」となって、８速段が確立される。
【０１７７】
９速段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を固定状態にすると共に、第３クラッチＣ３を連結状態にする。第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）及び第３連結体Ｃｂ−Ｒｃ−Ｓｄの回転速度が「０」となり、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の第４〜第６の３つの要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂが相対回転不能なロック状態となって、第４〜第６要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂの回転速度が「０」となる。そして、第２連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度も「０」となる。
【０１７８】
そして、入力軸２に連結された第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）の回転速度は「１」であるため、第１連結体Ｒａ−Ｓｃの回転速度が「（ｈ＋１）／ｈ」となる。又、第３クラッチＣ３を連結状態にすることで、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）が第１連結体Ｒａ−Ｓｃと同一速度で回転する。
【０１７９】
そして、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄ（第１２要素）の回転速度が「０」となるため、出力部材３に連結された第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「｛（ｈ＋１）・（ｋ＋１）｝／（ｈｋ）」となって、９速段が確立される。
【０１８０】
後進段を確立する場合には、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を固定状態にすると共に、第１クラッチＣ１を連結状態にする。第１クラッチＣ１を連結状態にすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）とが同一速度で回転するため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが相対回転不能なロック状態となり、第１〜第３要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａが「１」で回転する。そして、第２連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度も「１」となる。
【０１８１】
又、第１ブレーキＢ１を固定状態にすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）の回転速度が「０」となり、第３連結体Ｃｂ−Ｒｃ−Ｓｄの回転速度が「１／（ｉ＋１）」となる。又、第２ブレーキＢ２を固定状態にすることで、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」となり、出力部材３に連結された第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「−１／｛（ｉ＋１）・ｋ｝」となって、後進段が確立される（尚、マイナスは逆転方向の回転であることを示している）。
【０１８２】
尚、図５中の点線で示す速度線は、第１実施形態の図２と同様に、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することを表している。
【０１８３】
図６（ａ）は、第１実施形態の図３（ａ）と同様に、上述した各変速段における第１〜第３のブレーキＢ１〜Ｂ３、第１〜第３のクラッチＣ１〜Ｃ３、１ウェイクラッチＦ１の状態を纏めて表示した図であり、第１〜第３のブレーキＢ１〜Ｂ３及び第１〜第３のクラッチＣ１〜Ｃ３の欄の「○」は連結状態又は固定状態であることを表している。又、第１ブレーキＢ１の欄の「(○)」はエンジンブレーキを効かせる場合には固定状態にすることを表している。
【０１８４】
又、１ウェイクラッチＦ１の「○」は、１ウェイクラッチＦ１の働きで第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」となる状態を表している。
【０１８５】
又、図６（ｂ）は、図６（ｄ）に示すように、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のギヤ比ｈを３．７９９、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３．５０２、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギヤ比ｋを１．４８５とした場合の各変速段のギヤレシオを示す。これによれば、図６（ｃ）に示される公比が適切になると共に、図６（ｄ）に示すレシオレンジも適切になる。
【０１８６】
第２実施形態の自動変速機によれば、前進９段及び後進１段の変速を行うことができる。３速段から９速段及び後進段においては、３つのブレーキＢ１〜Ｂ３及び３つのクラッチＣ１〜Ｃ３のうち３つの係合機構が係合することになる。又、１速段及び２速段においては、第２ブレーキＢ２が開放状態であっても、１ウェイクラッチＦ１の働きで第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」となるため、第２ブレーキＢ２でフリクションロスが発生しない。
【０１８７】
そのため、各変速段でフリクションロスが発生する係合機構の数は３つになり、従来のように各変速段で４つの係合機構がフリクションロスを発生させるものに比べ、開放し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が向上する。
【０１８８】
又、第２実施形態の自動変速機では、発進クラッチＣ０側から順に、第１から第７の７つの列を構成する。
【０１８９】
具体的には、第１列は、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１、第２列は、第１クラッチＣ１及び１ウェイクラッチＦ１、第３列は、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３及び第２ブレーキＢ２、第４列は、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４、第５列は、出力部材３、第６列は、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２及び第１ブレーキＢ１、第７列は、第３ブレーキＢ３となる。
【０１９０】
このため、従来の８つの列を構成するものに比べ、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
【０１９１】
ここで、湿式多板ブレーキは容量の増加に比例してフリクションロスが増加するものである。第２実施形態の自動変速機では、第２ブレーキＢ２に１ウェイクラッチＦ１を並設しているため、第２ブレーキＢ２は、後進段を除いて、１速段及び２速段でエンジンブレーキを効かせる場合のみ固定状態に切り換えられるものである。このため、第２ブレーキＢ２は、比較的容量の小さいブレーキで構成することができる。
【０１９２】
従って、第２ブレーキＢ２が開放状態となると共に第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）が正転する３速段から９速段において、第２ブレーキＢ２で発生するフリクションロスを低減させることができ、更なる伝達効率の向上を図ることができる。
【０１９３】
ここで、１速段から６速段までを低速段域、７速段から９速段までを高速段域と定義する。
【０１９４】
第２実施形態では、本発明の第２クラッチＣ２を噛合機構たるドグクラッチで構成しているため、第２クラッチＣ２を湿式多板クラッチで構成する場合に比べ、第２クラッチＣ２が開放状態となる高速段域及び後進段において、第２クラッチＣ２たるドグクラッチでのフリクションロスが発生しない。このため、自動変速機全体として、フリクションロスをより低減させることができる。
【０１９５】
又、第２クラッチＣ２は、大きなトルクが作用する低速段域で連結状態となる。このため、第２クラッチＣ２を湿式多板クラッチで構成する場合には、大きな締結力を得られるように、比較的大型にする必要がある。第２実施形態においては、第２クラッチＣ２をドグクラッチで構成しているため、第２クラッチＣ２の大型化を防止でき、第２クラッチＣ２のレイアウト自由度を向上させることができる。
【０１９６】
又、第２実施形態では、本発明の第２ブレーキＢ２を噛合機構たるドグクラッチで構成しているため、第２ブレーキＢ２を湿式多板ブレーキで構成する場合に比べ、第２ブレーキＢ２がフリクションロスが発生する開放状態となる３速段から９速段において、第２ブレーキＢ２たるドグクラッチでのフリクションロスが発生しない。このため、自動変速機全体として、フリクションロスをより低減させることができる。
【０１９７】
又、第２実施形態の自動変速機では、第１実施形態と同様に、１ウェイクラッチＦ１の働きにより、２速段と３速段との間の変速の際に、第２ブレーキＢ２の状態を切り換える必要がなくなり、２速段と３速段との間の変速の制御性を向上させることができる。
【０１９８】
又、第２実施形態においては、第１〜第４の４つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ４を所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成しているため、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べ、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。
【０１９９】
尚、第２実施形態の自動変速機においては、第１クラッチＣ１として、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第１要素）と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第３要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されているものを説明した。しかしながら、本発明の第１クラッチＣ１は、これに限られるものではなく、第１実施形態と同様に、連結状態にすることにより、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１〜第３の３つの要素Ｒａ，Ｃａ，Ｓａを相対回転不能なロック状態にすることができるものであればよい。
【０２００】
又、第２実施形態においては、第２クラッチＣ２として、ドグクラッチを用いたが、これに限らず、第２クラッチＣ２を同期機能を有する噛合機構たるシンクロメッシュ機構で構成してもよい。これによっても、湿式多板クラッチで構成した場合に比べ、フリクションロスを抑えることができる。
【０２０１】
又、第２クラッチＣ２を湿式多板クラッチで構成しても、各変速段における開放数を３つ以下にできるという本発明の効果を得ることができる。
【０２０２】
又、第２実施形態においては、第２ブレーキＢ２として、ドグクラッチを用いたが、これに限らず、第２ブレーキＢ２を同期機能を有する噛合機構たるシンクロメッシュ機構で構成してもよい。これによっても、湿式多板ブレーキで構成した場合に比べ、フリクションロスを抑えることができる。又、第２ブレーキＢ２を湿式多板ブレーキで構成してもよい。
【０２０３】
又、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、１ウェイクラッチＦ１を廃止すると共に、第２ブレーキＢ２を、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、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１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。
【０２０４】
このような２ウェイクラッチで第２ブレーキＢ２を構成した場合には、２ウェイクラッチを、３速段から９速段までの前進段では逆転阻止状態とし、１速段、２速段、及び後進段では固定状態とすることで、各変速段を確立できる。この場合、２速段で走行中において、走行速度等の車両情報に基づいて３速段へのアップシフトが予測される場合には、図外のトランスミッション・コントロール・ユニットは、第２ブレーキＢ２としての２ウェイクラッチを予め逆転阻止状態に切り換えておくようにすることが好ましい。
【０２０５】
これによれば、１ウェイクラッチＦ１の効果と同様に、２速段から３速段にアップシフトする際には、第２ブレーキＢ２たる２ウェイクラッチの状態の切り換えは完了しており、第３ブレーキＢ３を連結状態とするだけで３速段に変速できるため、２速段から３速段へのアップシフト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。
【０２０６】
上述した２ウェイクラッチで第２ブレーキＢ２を構成すれば、摩擦係合型のブレーキで第２ブレーキＢ２を構成する場合とは異なり、第２ブレーキＢ２でのフリクションロスは発生しない。従って、第２ブレーキＢ２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。
【０２０７】
更には、第１実施形態と同様に、第２ブレーキＢ２としての２ウェイクラッチは、固定状態と逆転阻止状態とに加えて、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）の正転を許容し逆転を阻止する逆転阻止状態と、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）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してもよい。
【０２０８】
又、本実施形態の自動変速機では、前進９段及び後進１段の変速段を確立可能にしているが、例えば、２速段、４速段及び８速段を省略して、前進６段及び後進１段の変速段を確立可能な自動変速機としてもよい。この場合にも、各変速段における開放数を３つ以下にできるという本発明の効果を得ることができる。
【０２０９】
又、第２実施形態では、エンジンＥＮＧの動力を発進クラッチＣ０を介して入力軸２に伝達しているが、発進クラッチＣ０ではなく、第１実施形態のようにトルクコンバータを用いてもよい。
【０２１０】
又、第２実施形態の自動変速機では、第１実施形態と同様に、１ウェイクラッチＦ１を省略しても、１速段及び２速段において第２ブレーキＢ２を固定状態にすれば、上述した実施形態の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０２１１】
１…変速機ケース、２…入力軸、３…出力部材、ＥＮＧ…エンジン（駆動源）、ＴＣ…トルクコンバータ、Ｃ０…発進クラッチ、ＤＡ…ねじりダンパ装置、ＬＣ…ロックアップクラッチ、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４要素）、Ｃｂ…キャリア（第５要素）、Ｒｂ…リングギヤ（第６要素）、Ｐｂ…ピニオン、ＰＧＳ３…第３遊星歯車機構、Ｓｃ…サンギヤ（第７要素）、Ｃｃ…キャリア（第８要素）、Ｒｃ…リングギヤ（第９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、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、ＴＷ…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が伝達されて回転する入力軸を備え、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、
前記第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遊星歯車機構と前記第４遊星歯車機構との各要素で４つの回転要素を構成し、当該４つの回転要素を、共線図における並び順に夫々第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素、第４回転要素として、
前記第３要素と前記第４要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第５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、
前記第２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、
係合機構として、
前記第１遊星歯車機構の第１要素〜第３要素のうちの何れか２つを互いに連結自在な第１クラッチと、
前記第１要素と前記第１回転要素とを連結自在な第２クラッチと、
前記第１要素と前記第３回転要素とを連結自在な第３クラッチと、
前記第６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３回転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２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、
第１から第３の３つのクラッチと、第１から第３の３つのブレーキとの合計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に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一体に構成されることにより、前記第１〜第４の回転要素のうちの何れか１つの回転要素が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１又は請求項２に記載の自動変速機において、前記第３回転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ていることを特徴とする自動変速機。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の自動変速機において、前記第２ブレーキは、前記第３回転要素を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ていることを特徴とする自動変速機。
【請求項５】
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が伝達されて回転する入力軸を備え、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、
前記第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、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要素と前記第７要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第３要素と前記第４要素とを連結して第２連結体が構成され、前記第５要素と前記第９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、
前記第２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、
係合機構として、
前記第１遊星歯車機構の第１要素〜第３要素のうちの何れか２つを互いに連結自在な第１クラッチと、
前記第８要素と前記第１１要素とを連結自在な第２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３クラッチと、
前記第６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１１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３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、
第１から第３の３つのクラッチと、第１から第３の３つのブレーキとの合計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６】
請求項５に記載の自動変速機において、前記第９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３遊星歯車機構の径方向外方に配置され、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一体に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５又は請求項６に記載の自動変速機において、前記第１１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ていることを特徴とする自動変速機。
【請求項８】
請求項５又は請求項６に記載の自動変速機において、前記第２ブレーキは、前記第１１要素を変速機ケースに固定する固定状態と、前記第１１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てい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項に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てい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３及び請求項５から請求項７の何れか１項に記載の自動変速機において、前記第２ブレーキは、噛合機構で構成されてい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項に記載の自動変速機において、前記４つの遊星歯車機構は、サンギヤと、リングギヤと、該サンギヤ及び該リングギヤに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あ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項に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を備え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１１の何れか１項に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が伝達されて回転する入力軸を備え、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、
前記第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遊星歯車機構と前記第４遊星歯車機構との各要素で４つの回転要素を構成し、当該４つの回転要素を、共線図における並び順に夫々第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素、第４回転要素として、
前記第３要素と前記第４要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第５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、
前記第２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、
係合機構として、
前記第１遊星歯車機構の第１要素〜第３要素のうちの何れか２つを互いに連結自在な第１クラッチと、
前記第１要素と前記第１回転要素とを連結自在な第２クラッチと、
前記第１要素と前記第３回転要素とを連結自在な第３クラッチと、
前記第６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３回転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２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、
第１から第３の３つのクラッチと、第１から第３の３つのブレーキとの合計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に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一体に構成されることにより、前記第１〜第４の回転要素のうちの何れか１つの回転要素が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１又は請求項２に記載の自動変速機において、前記第３回転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ていることを特徴とする自動変速機。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の自動変速機において、前記第２ブレーキは、前記第３回転要素を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ていることを特徴とする自動変速機。
【請求項５】
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が伝達されて回転する入力軸を備え、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、
前記第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、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要素と前記第７要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第３要素と前記第４要素とを連結して第２連結体が構成され、前記第５要素と前記第９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、
前記第２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、
係合機構として、
前記第１遊星歯車機構の第１要素〜第３要素のうちの何れか２つを互いに連結自在な第１クラッチと、
前記第８要素と前記第１１要素とを連結自在な第２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３クラッチと、
前記第６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１１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３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、
第１から第３の３つのクラッチと、第１から第３の３つのブレーキとの合計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６】
請求項５に記載の自動変速機において、前記第９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３遊星歯車機構の径方向外方に配置され、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一体に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５又は請求項６に記載の自動変速機において、前記第１１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ていることを特徴とする自動変速機。
【請求項８】
請求項５又は請求項６に記載の自動変速機において、前記第２ブレーキは、前記第１１要素を変速機ケースに固定する固定状態と、前記第１１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てい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項に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てい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３及び請求項５から請求項７の何れか１項に記載の自動変速機において、前記第２ブレーキは、噛合機構で構成されてい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項に記載の自動変速機において、前記４つの遊星歯車機構は、サンギヤと、リングギヤと、該サンギヤ及び該リングギヤに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あ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項に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を備え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１１の何れか１項に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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−９２９４２（Ｐ２０１２−９２９４２Ａ）
【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２０１０−２４２７３７（Ｐ２０１０−２４２７３７）
【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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