JP2008215384A - 自動変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 前進８段の、変速比ステップをバランスよく保つ自動変速装置を提供。
【解決手段】 リングギアＲ０が入力軸に連結された第１遊星歯車装置ＰＧ０；そのキャリアＣ０にキャリアＣ１がＲ０にサンギアＳ１が連結した第２遊星歯車装置ＰＧ１；Ｃ１にリングギアＲ２が連結した第３遊星歯車装置ＰＧ２；そのサンギアＳ２にサンギアＳ３が連結した第４遊星歯車装置ＰＧ３；入力軸にＳ２を選択的連結する第１クラッチＣ−１；入力軸にＣ２を選択的連結する第２クラッチＣ−２；Ｒ０の回転を選択的規制する第１ブレーキＢ−１；Ｒ２の回転を選択的規制する第２ブレーキＢ−２；Ｓ０の回転を選択的規制する第３ブレーキＢ−３；および、Ｒ３回転を選択的規制する第４ブレーキＢ−４；を備える。更に、入力軸にＲ０，Ｓ１を、又は、Ｃ１にＲ２を連結する、第３クラッチＣ−３を備える。ＰＧ０〜ＰＧ３はいずれも、シングルピニオン型。
【選択図】 図１

Description

本発明は、入力軸に出力軸を、減速用複式遊星歯車装置および変速用複式遊星歯車装置で連結し、これらの装置に連結した複数のクラッチおよびブレーキの接離動作および回転規制／解除によって、多段階の変速比の速度変換を行う自動変速装置に関する。

特開２００２−２１３５４５号公報 自動変速機を搭載した車両の燃費の向上，該自動変速機の動力伝達性能の向上，円滑な変速、あるいは、車両運転の快適性の向上、などを図るために、変速段数（変速比）を多くししかも、出力回転速度の全範囲に、変速比が滑らかに分布することが求められている。

特許文献１に記載の第１態様の自動変速機は、入力軸に連結したサンギアに小径ピニオンが噛み合い、該小径ピニオンに第１のリングギアが噛み合うとともに、該小径ピニオンと同軸で一体の大径ピニオンが第２リングギアに噛み合う減速用複式遊星歯車装置に、前記ピニオンを支持するキャリアに連結されたリングギアを持つシングルピニオン遊星歯車装置とそのサンギアに連結されたサンギアを持つもう一つのシングルピニオン遊星歯車装置とを持つシンプソン型の変速用複式遊星歯車装置を、結合したものである。

引用文献１に記載の自動変速機は、隣接する変速段間の変速比の差（例えば「ステップ」＝隣接下位側変速段のギア比／上位側変速段のギア比）の最小値が比較的に小さく（例えば図２では１．０５３、図５では１．０７７）、変速比ステップのバランスが悪い。このようにステップが１．１未満であることは、変速前と変速後とのギア比が余り変化しないことを示しており、特に運転中にあって変速を行ったにも拘らず、運転者にとって変速感（変速を行った感覚）が得られず、違和感を与えてしまう虞がある。

本発明の目的は、変速比ステップをバランス良く保つ自動変速装置を提供することである。

請求項１に記載の自動変速装置（１０９〜１１２）は、
入力軸（１１）および出力軸（１２）；
前記入力軸によって回転駆動されるリングギア（Ｒ０），該リングギアに噛み合うピニオン，該ピニオンが噛み合うサンギア（Ｓ０）、および、該ピニオンを支持するキャリア（Ｃ０）、を持つ第１遊星歯車装置（ＰＧ０）；
第１遊星歯車装置のリングギア（Ｒ０）に連結されたサンギア（Ｓ１），該サンギア（Ｓ１）に噛み合うピニオン，該ピニオンに噛み合うリングギア（Ｒ１）、および、該ピニオンを支持し第１遊星歯車装置（ＰＧ０）のキャリアに連結されたキャリア（Ｃ１）、を持つ第２遊星歯車装置（ＰＧ１）；
第２遊星歯車装置（ＰＧ１）のキャリア（Ｃ１）に連結されたリングギア（Ｒ２），該リングギアに噛み合うピニオン，該ピニオンに噛み合うサンギア（Ｓ２）、および、該ピニオンを支持するキャリア（Ｃ２）、を持つ第３遊星歯車装置（ＰＧ２）；
第３遊星歯車装置（ＰＧ２）のサンギア（Ｓ２）に連結されたサンギア（Ｓ３），該サンギアに噛み合うピニオン，該ピニオンに噛み合い第３遊星歯車装置のキャリアに連結されるリングギア（Ｒ３）、および、該ピニオンを支持し前記出力軸（１２）に連結されたキャリア（Ｃ３）、を持つ第４遊星歯車装置（ＰＧ３）；
前記入力軸（１１）に第３遊星歯車装置（ＰＧ２）のサンギア（Ｓ２）を選択的に連結する第１クラッチ（Ｃ−１）；
前記入力軸（１１）に第３遊星歯車装置（ＰＧ２）のキャリア（Ｃ２）を選択的に連結する第２クラッチ（Ｃ−２）；
第２遊星歯車装置（ＰＧ１）のリングギア（Ｒ０）の回転を選択的に規制する第１ブレーキ（Ｂ−１）；
第３遊星歯車装置（ＰＧ２）のリングギア（Ｒ２）の回転を選択的に規制する第２ブレーキ（Ｂ−２）；
第１遊星歯車装置（ＰＧ０）のサンギア（Ｓ０）の回転を選択的に規制する第３ブレーキ（Ｂ−３）；および、
第４遊星歯車装置（ＰＧ３）のリングギア（Ｒ３）の回転を選択的に規制する第４ブレーキ（Ｂ−４）；を備える。

なお、理解を容易にするためにカッコ内には、図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応装置，機器の符号を、例示として参考までに付記した。以下も同様である。

請求項２に記載の自動変速装置（１０１〜１０４）は、請求項１に記載の自動変速装置において、更に、前記入力軸（１１）に第１遊星歯車装置（ＰＧ０）のリングギア（Ｒ０）を選択的に連結する第３クラッチ（Ｃ−３）を備えるものである。

請求項３に記載の自動変速装置（１０５〜１０８）は、請求項１に記載の自動変速装置において、更に、第２遊星歯車装置（ＰＧ１）のキャリア（Ｃ１）に第３遊星歯車装置（ＰＧ２）のリングギア（Ｒ２）を選択的に連結する第３クラッチ（Ｃ−３）を備えるものである。

上記請求項１に記載の自動変速装置（１０９〜１１２）によれば、各遊星歯車装置（ＰＧ０〜３）の歯数比λ（サンギアの歯数／リングギアの歯数）を、シングルピニオン遊星歯車機構に問題なく設定できる範囲内で、たとえば図１１又は図７の（ａ）に示すものに設定して、図１１又は図７の（ｂ）に示す、前進８段の自動変速装置の出力軸／入力軸間のギア比（速度比）を設定することができる。隣接する変速段間の変速比の差（「ステップ」＝隣接下位側変速段の歯数比／上位側変速段の歯数比）の最小値を比較的に大きくできるので（例えば図１１又は図７の（ｂ）のステップ値１．１４６）、多い変速段数の出力回転速度の全範囲に各段の変速比を比較的に滑らかに分布させることができる。

上記請求項２に記載の自動変速装置（１０１〜１０４）によれば、入力軸（１１）の回転速度が過大に上昇するときの第１遊星歯車装置（ＰＧ０）のサンギア（Ｓ０）の過大な速度上昇を、第３クラッチ（Ｃ−３）をオフ（解放：連結断）にしておくことにより防止することができる。

第３クラッチ（Ｃ−３）を備えない実施形態（例えば図８，図９の１０９〜１１２）では、第１遊星歯車装置（ＰＧ０）のリングギアＲ０および第２遊星歯車装置（ＰＧ１）のサンギア（Ｓ１）が入力軸（１１）に常時連結状態であるので、前進の第１変速段である１ｓｔで、入力軸（１１）の回転速度が過大に上昇すると、サンギア（Ｓ０）の回転が超高速になる。例えば図１０の、Ｒ０，Ｓ１の縦軸上の白丸点とＣ０，Ｃ１の縦線上の１ｓｔ位置の黒丸点とを結ぶ直線の延長がＳ０の縦線と交わる点の縦軸上の位置の速度となる。したがって、請求項２のごとく、第３クラッチ（Ｃ−３）を備えて、１ｓｔでは入力軸（１１）とリングギア（Ｒ１）およびサンギア（Ｓ１）との間の連結を分断（解放）するのがよい。これにより、例えば図３の速度線図に示すように、１ｓｔでのサンギア（Ｓ０）の過大な速度上昇が避けられる。

上記請求項３に記載の自動変速装置（１０５〜１０８）によれば、入力軸（１１）の回転速度が過大に上昇するときの第１遊星歯車装置（ＰＧ０）のサンギア（Ｓ０）の過大な速度上昇を、第３クラッチ（Ｃ−３）をオフ（連結断）にしておくことにより防止することができる。これにより、例えば図６の速度線図に示すように、１ｓｔでのサンギア（Ｓ０）の過大な速度上昇が避けられる。

本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

図１の（ａ）に、本発明の第１実施例の自動変速装置１０１の構成を示す。第１実施例は、請求項２の一実施例である。自動変速装置１０１は、その前方の、例えば自動車のエンジンにより回転駆動される流体トルクコンバータＴＣ、の出力回転を変速して駆動輪に伝達する。流体トルクコンバータＴＣのポンプインペラ７は図示を省略したエンジンによって回転駆動されてオイルを送り出し、ステータ８がオイルの反力を受け止めてトルクをタービン９に発生するようになっている。自動変速装置１０１の入力軸１１は、タービン９に連結されている。ＬＣはポンプインペラ７とタービン９とを直結するロックアップクラッチである。

自動変速装置１０１は、車体に取り付けられたトランスミッションケース内の共通軸線１３上に順次支承された、前方側の入力軸１１，減速用複式遊星歯車装置を構成する第１遊星歯車装置ＰＧ０および第２遊星歯車装置ＰＧ１，変速用複式遊星歯車装置を構成する第３遊星歯車装置ＰＧ２および第４遊星歯車装置ＰＧ３，第１〜第３クラッチＣ−１〜Ｃ−３，第１〜第４ブレーキＢ−１〜Ｂ−４，ワンウェイクラッチＦＣおよび後方側の出力軸１２で構成されている。

第１〜第４遊星歯車装置ＰＧ０〜ＰＧ３はいずれも、シングルピニオン遊星歯車装置である。第１遊星歯車装置ＰＧ０は、共通軸線１３周りに回転できるサンギアＳ０，該サンギアＳ０に噛み合うピニオン，該ピニオンを支持するキャリアＣ０および該ピニオンが噛み合うリングギアＲ０で構成されている。第２〜第４遊星歯車装置ＰＧ１〜ＰＧ３も同様に、サンギアＳ１〜Ｓ３，ピニオン，キャリアＣ１〜Ｃ３およびリングギアＲ１〜Ｒ３で構成されている。サンギアの回転数Ｎｓ、キャリヤの回転数Ｎｃ、リングギアの回転数Ｎｒと遊星歯車機構の歯数比λとの関係は、式（１）となる：
Ｎｒ＝（１＋λ）Ｎｃ−λＮｓ・・・（１）
歯数比λ＝サンギアの歯数／リングギアの歯数。

第１実施例の自動変速装置１０１では、前方の入力軸１１側から後方の出力軸１２側に、第１遊星歯車装置ＰＧ０，第２遊星歯車装置ＰＧ１，第３遊星歯車装置ＰＧ２および第４遊星歯車装置ＰＧ３をこの順に設けている。

第１遊星歯車装置ＰＧ０のリングギアＲ０は、第３クラッチＣ−３で入力軸１１に結合され、サンギアＳ０は第３ブレーキＢ−３で回転が規制される。キャリアＣ０には、第２遊星歯車装置ＰＧ１のキャリアＣ１が、第１遊星歯車装置ＰＧ０のキャリアＣ０の前方側から第１遊星歯車装置ＰＧ０のサンギアＳ０の内径側を通してから第１遊星歯車装置ＰＧ０のキャリアＣ０の後方側かつキャリアＣ１の前方側で連結されている。

第１遊星歯車装置ＰＧ０のリングギアＲ０には第２遊星歯車装置ＰＧ１のサンギアＳ１が、リングギアＲ０の前方側からサンギアＳ０の内径側を通して連結されている。第２遊星歯車装置ＰＧ１のリングギアＲ１は、第１ブレーキＢ−１で回転が規制される。キャリアＣ１には、その後方側から、リングギアＲ１の外径側かつリングギアＲ１の後方側で、第３遊星歯車装置ＰＧ２のリングギアＲ２が連結されている。

第３遊星歯車装置ＰＧ２のサンギアＳ２は、第１クラッチＣ−１で入力軸１１に結合される。キャリアＣ２は第２クラッチＣ−２で入力軸１１に結合され、キャリアＣ２及びリングギアＲ３はワンウェイクラッチＦＣを介してトランスミッションケースに連結され、逆転が規制されている。さらに該リングギアＲ３及びキャリアＣ２の回転は、第４ブレーキＢ−４で規制される。第３および第４遊星歯車装置ＰＧ２，ＰＧ３のサンギアＳ２，Ｓ３は相互に連結されており、しかも第１クラッチＣ−１で入力軸１１に結合される。第４遊星歯車装置ＰＧ３のキャリアＣ３が出力軸１２に連結されている。

ワンウェイクラッチＦＣは、第３遊星歯車装置ＰＧ２のキャリアＣ２及び第４遊星歯車装置ＰＧ３のリングギアＲ３の逆回転を防止するものであり、１ｓｔで作動してＰＧ２のキャリアＣ２及びＰＧ３のリングギアＲ３を固定する。

以上のように構成された自動変速装置１０１は、第１乃至第３クラッチＣ−１〜Ｃ−３を選択的に作動（連結）し、第１乃至第４ブレーキＢ−１〜Ｂ−４およびワンウェイクラッチＦＣを選択的に作動（回転規制）して、第１〜第４遊星歯車装置ＰＧ０〜ＰＧ３の機構要素の回転を規制することにより、前進８段、後退２段のギア比を実現することができる。

図７の（ａ）には、第１〜第４遊星歯車装置ＰＧ０〜ＰＧ３それぞれの歯数比λ₀〜λ₃を、図７の（ｂ）には、自動変速装置１０１の作動状態表およびギア比を示す。該作動状態表において、各変速段に対応する各クラッチ，ブレーキ等の欄に白丸が付されている場合、クラッチであれば接続（連結）状態であることを、ブレーキあるいはワンウェイクラッチＦＣであれば回転規制（制動：停止拘束）状態にあることを示す。黒丸は、接続状態あるいは回転規制状態ではあるが、速度段の機械的切換えを滑らかにし、しかも簡易な変速制御でも変速ショックを生じないように速度段を切換えるためのものであり、変速段の設定には影響のないものである。

図７の（ｂ）には更に、自動変速装置１０１の、各変速段におけるギア比（入力軸１１の回転数／出力軸１２の回転数）、及び、変速段が１段アップしたときの「ステップ」値を示す。「ステップ」値は、隣接する変速段間のギア比の比（下位側変速段のギア比／上位側変速段のギア比）を示す。この「ステップ」値の最小値は、本実施例では、１．１４６であり、従来（例えば特許文献１の図５の６ｔｈ／７ｔｈ間の１．０７７）よりも大きく、前進８速の出力回転速度の全範囲に各段の変速比が比較的に滑らかに（均等に）分布する（たとえば図３上の出力Ｃ３での各変速段の速度値）。

図７の（ｂ）に示すように、第１乃至第４ブレーキＢ−１〜Ｂ−４およびワンウェイクラッチＦＣを選択的に作動し、第１乃至第３クラッチＣ−１〜Ｃ−３を選択的に接続したとき、第１〜第４遊星歯車装置ＰＧ０〜ＰＧ３の各機構要素の速度比は、図３に示す速度線図のようになる。

次に、各変速段の作動について説明する。図７の（ｂ）の作動状態表および図３の速度線図を参照されたい。前進第１変速段１ｓｔの場合、第１クラッチＣ−１が作動（接：連結）し、第４遊星歯車装置ＰＧ３のサンギアＳ３が入力軸１１の回転によって回転駆動される。ワンウェイクラッチＦＣが作動しＲ３が固定されることで、第４遊星歯車装置ＰＧ３のキャリアＣ３が、第１変速段のギア比３．５３８５で正転駆動される。これにより、キャリアＣ３に連結した出力軸１２が回転する。

前進第２変速段２ｎｄの場合、第１クラッチＣ−１が作動し、第２ブレーキＢ−２が作動（回転阻止：回転規制）するので、第２，第４遊星歯車装置ＰＧ２，ＰＧ３のサンギアＳ２，Ｓ３が入力軸１１の回転によって回転駆動され、第２ブレーキＢ−２が第３遊星歯車装置ＰＧ２のリングギアＲ２およびキャリアＣ１，Ｃ０を停止拘束する。第３遊星歯車装置ＰＧ２のサンギアＳ２がピニオンを回転駆動し、リングギアＲ２が停止拘束されているので、キャリアＣ２が回転して、第４遊星歯車装置ＰＧ３のリングギアＲ３を回転駆動する。一方、第４遊星歯車装置ＰＧ３のサンギアＳ３がピニオンを回転駆動するが、リングギアＲ３がキャリアＣ２で回転駆動されているので、リングギアＲ３とサンギアＳ３の回転に対応してキャリアＣ３が、第２変速段のギア比２．０６０４で正転駆動される。

前進第３変速段３ｒｄの場合、第１，第３クラッチＣ−１，Ｃ−３および第１ブレーキＢ−１が作動し、サンギアＳ１，Ｓ２，Ｓ３およびリングギアＲ０が入力軸１１の回転によって回転駆動され、第１ブレーキＢ−１によってリングギアＲ１が停止拘束される。リングギアＲ１が停止拘束されているので、サンギアＳ１がキャリアＣ１，Ｃ０およびリングギアＲ２を回転駆動する。一方、サンギアＳ２の回転によりキャリアＣ２が回転してリングギアＲ３を回転駆動する。第４遊星歯車装置ＰＧ３のサンギアＳ３がピニオンを回転駆動するが、リングギアＲ３がキャリアＣ２で回転駆動されているので、リングギアＲ３とサンギアＳ３の回転に対応してキャリアＣ３が、第３変速段のギア比１．５５６２で正転駆動される。

前進第４変速段４ｔｈの場合、第１，第３クラッチＣ−１，Ｃ−３および第３ブレーキＢ−３が作動し、リングギアＲ０およびサンギアＳ１，Ｓ２，Ｓ３が入力軸１１の回転によって回転駆動され、サンギアＳ０が第３ブレーキＢ−３によって停止拘束される。サンギアＳ０が停止拘束されているので、リングギアＲ０の回転によりキャリアＣ０，Ｃ１およびリングギアＲ２が回転駆動される。Ｒ２が回転するので、Ｒ２の回転とサンギアＳ２の回転に対応してキャリアＣ２が回転してリングギアＲ３を回転駆動する。第４遊星歯車装置ＰＧ３のサンギアＳ３がピニオンを回転駆動するが、リングギアＲ３がキャリアＣ２で回転駆動されているので、リングギアＲ３とサンギアＳ３の回転に対応してキャリアＣ３が、第４変速段のギア比１．１８６６で正転駆動される。

前進第５変速段５ｔｈの場合、第１，第２クラッチＣ−１，Ｃ−２が作動し、サンギアＳ２，Ｓ３およびキャリアＣ２が入力軸１１の回転によって回転駆動される。キャリアＣ２の回転によりリングギアＲ３が回転する。サンギアＳ３がピニオンを回転駆動するが、リングギアＲ３が回転駆動されているので、リングギアＲ３とサンギアＳ３の回転に対応してキャリアＣ３が、第５変速段のギア比１．００００で正転駆動される。

前進第６変速段６ｔｈの場合、第２，第３クラッチＣ−２，Ｃ−３および第３ブレーキＢ−３が作動し、キャリアＣ２，リングギアＲ０およびサンギアＳ１が入力軸１１の回転によって回転駆動され、サンギアＳ０が停止拘束される。リングギアＲ０の回転によりキャリアＣ０，Ｃ１およびリングギアＲ２が回転し、Ｒ２とキャリアＣ２の回転により、リングギアＲ３が回転駆動されるとともに、サンギアＳ２が回転駆動され、サンギアＳ２に連結したサンギアＳ３が回転する。このサンギアＳ３の回転とリングギアＲ３の回転により、キャリアＣ３が、第６変速段のギア比０．８２０２で正転駆動される。

前進第７変速段７ｔｈの場合、第２，第３クラッチＣ−２，Ｃ−３および第１ブレーキＢ−１が作動し、キャリアＣ２，リングギアＲ０およびサンギアＳ１が入力軸１１の回転によって回転駆動され、リングギアＲ１が停止拘束される。サンギアＳ１によってキャリアＣ０，Ｃ１およびリングギアＲ２が回転駆動され、キャリアＣ２とリングギアＲ２の回転により、リングギアＲ３が回転駆動されると共にサンギアＳ２が回転駆動される。サンギアＳ２の回転によりそれに連結したサンギアＳ３が回転する。このサンギアＳ３の回転とリングギアＲ３の回転により、キャリアＣ３が、第７変速段のギア比０．６６７５で正転駆動される。

前進第８変速段８ｔｈの場合、第２クラッチＣ−２および第２ブレーキＢ−２が作動し、キャリアＣ２が入力軸１１の回転によって回転駆動され、リングギアＲ２が停止拘束される。キャリアＣ２が回転しリングギアＲ２が停止拘束されているので、サンギアＳ２，Ｓ３がキャリアＣ２によって回転駆動されるとともに、リングギアＲ３が回転駆動される。サンギアＳ３とリングギアＲ３の回転により、キャリアＣ３が、第８変速段のギア比０．５８２３で正転駆動される。

後進第１変速段Ｒｅｖ１の場合、第３クラッチＣ−３，第１ブレーキＢ−１および第４ブレーキＢ−４が作動し、リングギアＲ０およびサンギアＳ１が入力軸１１の回転で回転駆動され、リングギアＲ１およびＲ３が停止拘束される。サンギアＳ１の回転によりキャリアＣ０，Ｃ１およびリングギアＲ２が回転駆動され、リングギアＲ３が停止拘束されているので、キャリアＣ２の回転が阻止されて、リングギアＲ２の回転によりサンギアＳ２が回転駆動され、サンギアＳ２に連結したサンギアＳ３がキャリアＣ３を回転駆動する。

後進第２変速段Ｒｅｖ２の場合、第３クラッチＣ−３，第３ブレーキＢ−３および第４ブレーキＢ−４が作動し、リングギアＲ０およびサンギアＳ１が入力軸１１の回転で回転駆動され、サンギアＳ０およびリングギアＲ３が停止拘束される。リングギアＲ０の回転によりキャリアＣ０，Ｃ１およびリングギアＲ２が回転駆動され、リングギアＲ３が停止拘束されているので、キャリアＣ２の回転が阻止されて、リングギアＲ２の回転によりサンギアＳ２が回転駆動され、サンギアＳ２に連結したサンギアＳ３がキャリアＣ３を回転駆動する。

図１の（ｂ）に、第２実施例の自動変速装置１０２を示す。第２実施例は、請求項２の一実施例である。第２実施例の自動変速装置１０２は、第１実施例と同様に、前方の入力軸１１側から後方の出力軸１２側に、シングルピニオン型の、第１遊星歯車装置ＰＧ０，第２遊星歯車装置ＰＧ１，第３遊星歯車装置ＰＧ２および第４遊星歯車装置ＰＧ３をこの順に設けたものである。しかし、第１遊星歯車装置ＰＧ０のリングギアＲ０は、その後方側からサンギアＳ０の内径側を通して第３クラッチＣ−３に結合されている。第２遊星歯車装置ＰＧ１のサンギアＳ１は、その前方側かつサンギアＳ０の後方側で、リングギアＲ０に連結されている。第１遊星歯車装置ＰＧ０のキャリアＣ０に第２遊星歯車装置ＰＧ１のキャリアＣ１が、Ｃ０の前方側からリングギアＲ０の外径側を通ってＣ０の後方側かつＣ１の前方側で連結されている。第２実施例の自動変速装置１０２のその他の構成および動作は、上述の第１実施例と同様である。

図２の（ａ）に第３実施例の自動変速装置１０３を示す。第３実施例は、請求項２の一実施例である。第３実施例の自動変速装置１０３は、前方の入力軸１１側から後方の出力軸１２側に、第２遊星歯車装置ＰＧ１，第１遊星歯車装置ＰＧ０，第３遊星歯車装置ＰＧ２および第４遊星歯車装置ＰＧ３をこの順に設けたものである。第１遊星歯車装置ＰＧ０のリングギアＲ０は、その後方側から。サンギアＳ０およびＳ１の内径側を通して第３クラッチＣ−３に結合されている。サンギアＳ１はその内径側でリングギアＲ０に連結されている。第１遊星歯車装置ＰＧ０のキャリアＣ０に第２遊星歯車装置ＰＧ１のキャリアＣ１が、Ｃ１の後方側からリングギアＲ０の外径側を通ってＣ０の後方側で連結されている。第１遊星歯車装置ＰＧ０のキャリアＣ０に第３遊星歯車装置ＰＧ２のリングギアＲ２が、第１遊星歯車装置ＰＧ０のキャリアＣ０の前方側からサンギアＳ０の内径側を通してリングギアＲ０の後方側で連結されている。第３実施例の自動変速装置１０３のその他の構成および動作は、上述の第１実施例と同様である。

図２の（ｂ）に第４実施例の自動変速装置１０４を示す。第４実施例は、請求項２の一実施例である。第２遊星歯車装置ＰＧ１，第１遊星歯車装置ＰＧ０，第３遊星歯車装置ＰＧ２および第４遊星歯車装置ＰＧ３をこの順に設けたものである。第１遊星歯車装置ＰＧ０のリングギアＲ０は、その後方側でサンギアＳ０およびＳ１の内径側を通して第３クラッチに結合されている。サンギアＳ１はその内径側でリングギアＲ０に連結されている。第１遊星歯車装置ＰＧ０のキャリアＣ０に第２遊星歯車装置ＰＧ１のキャリアＣ１が、Ｃ１の後方側からサンギアＳ０の内径側を通ってＣ０の後方側で連結されている。第１遊星歯車装置ＰＧ０のキャリアＣ０に第３遊星歯車装置ＰＧ２のリングギアＲ２が、第１遊星歯車装置ＰＧ０のキャリアＣ０の前方側からリングギアＲ０の外径側を通してリングギアＲ０の後方側で連結されている。第４実施例の自動変速装置１０４のその他の構成および動作は、上述の第１実施例と同様である。

図４の（ａ）に第５実施例の自動変速装置１０５を示す。第５実施例は、請求項３の一実施例である。第５実施例の自動変速装置１０５は、図１の（ａ）に示す第１実施例の自動変速装置１０１の第３クラッチＣ−３を、第２遊星歯車装置ＰＧ１のリングギアＲ１と第３遊星歯車装置ＰＧ２のリングギアＲ２の間に介挿し、第２遊星歯車装置ＰＧ１のサンギアＳ１を入力軸１１に連結（直結）したものである。この第５実施例の自動変速装置１０５の、第１〜第４遊星歯車装置ＰＧ０〜ＰＧ３の歯数比，作動状態表およびギア比は、図７に示す、第１実施例の自動変速装置１０１と同一である。速度線図は図６に示すものとなる。

次に、自動変速装置１０５の各変速段の作動について説明する。図７の（ｂ）の作動状態表および図６の速度線図を参照されたい。前進第１変速段１ｓｔの場合、および、前進第２変速段２ｎｄの場合のいずれも、リングギアＲ０およびサンギアＳ１が入力軸１１の回転によって回転駆動されるが、第３クラッチＣ−３が作動しないのでキャリアＣ０，Ｃ１とリングギアＲ２の間は非連結であって、リングギアＲ０およびサンギアＳ１の回転は、出力軸１２の回転駆動に影響せず、第１実施例の自動変速装置１０１の動作と実質的に同一である。

前進第３変速段３ｒｄの場合は、第３クラッチＣ−３が作動するので、自動変速装置１０５内の機械要素の連結が第１実施例の自動変速装置１０１の前進第３変速段３ｒｄの場合と同一となる。したがって前進第３変速段３ｒｄの場合も、第１実施例の自動変速装置１０１の動作と実質的に同一である。同様に、前進第４変速段４ｔｈの場合も、第１実施例の自動変速装置１０１の動作と実質的に同一である。

前進第５変速段５ｔｈの場合は、第１および第２クラッチＣ−１，Ｃ−２が作動するので、サンギアＳ１およびリングギアＲ０が回転するのに加えて、サンギアＳ２，Ｓ３およびキャリアＣ２が回転する。サンギアＳ１が入力軸で回転駆動されても、サンギアＳ０およびリングギアＲ１が開放（空転可）であるので、サンギアＳ１の回転は、出力軸１２の回転駆動に影響せず、サンギアＳ１およびリングギアＲ０が回転しても、第１および第２遊星歯車装置ＰＧ０，ＰＧ１によっては、キャリアＣ０，Ｃ１およびリングギアＲ２は回転駆動されない。サンギア３およびキャリアＣ２の各回転によりサンギアＳ３およびリングギアＲ３が回転駆動され、これによりキャリアＣ３が回転駆動される。

前進第６変速段６ｔｈの場合、第２，第３クラッチＣ−２，Ｃ−３および第３ブレーキＢ−３が作動し、自動変速装置１０５内の機械要素の連結が第１実施例の自動変速装置１０１の前進第６変速段６ｔｈの場合と同一となる。したがって前進第６変速段６ｔｈの場合も、第１実施例の自動変速装置１０１の動作と実質的に同一である。同様に、前進第７変速段４ｔｈの場合も、第１実施例の自動変速装置１０１の動作と実質的に同一である。

前進第８変速段８ｔｈの場合、第２クラッチＣ−２および第２ブレーキＢ−２が作動し、サンギアＳ１およびリングギアＲ０の回転駆動されるのに加えて、キャリアＣ２が回転駆動され、リングギアＲ２が停止拘束される。第３クラッチＣ−３が解放であって、キャリアＣ１／リングギアＲ２間の連結は分断されているので、第１および第２遊星歯車装置ＰＧ０，ＰＧ１の動作は、リングギアＲ２に影響を及ぼさない。リングギアＲ２が停止拘束されキャリアＣ２が回転駆動されるので、キャリアＣ２によってリングギアＲ３が、サンギアＳ２によってサンギアＳ３が回転駆動される。リングギアＲ３の回転とサンギアＳ３の回転に対応してキャリアＣ３が回転駆動される。

後進第１変速段Ｒｅｖ１の場合および後進第２変速段Ｒｅｖ２の場合も、第３クラッチＣ−３が作動し、自動変速装置１０５内の機械要素の連結が第１実施例の自動変速装置１０１の後進第１変速段Ｒｅｖ１の場合および後進第２変速段Ｒｅｖ２の場合と同一となる。したがって、機構動作は第１実施例の自動変速装置１０１の動作と実質的に同一である。

図４の（ｂ）に、第６実施例の自動変速装置１０６を示す。第６実施例は、請求項３の一実施例である。第６実施例の自動変速装置１０６は、図１の（ｂ）に示す第２実施例の自動変速装置１０２の第３クラッチＣ−３を、第２遊星歯車装置ＰＧ１のリングギアＲ１と第３遊星歯車装置ＰＧ２のリングギアＲ２の間に介挿し、第２遊星歯車装置ＰＧ１のサンギアＳ１を入力軸１１に連結（直結）したものである。第６実施例の自動変速装置１０６の動作は、上述の第５実施例と同様である。

図５の（ａ）に、第７実施例の自動変速装置１０７を示す。第７実施例は、請求項３の一実施例である。第７実施例の自動変速装置１０７は、図２の（ａ）に示す第３実施例の自動変速装置１０３の第３クラッチＣ−３を、第２遊星歯車装置ＰＧ１のリングギアＲ１と第３遊星歯車装置ＰＧ２のリングギアＲ２の間に介挿し、第２遊星歯車装置ＰＧ１のサンギアＳ１を入力軸１１に連結（直結）したものである。第７実施例の自動変速装置１０７の動作は、上述の第５実施例と同様である。

図５の（ｂ）に、第８実施例の自動変速装置１０８を示す。第８実施例は、請求項３の一実施例である。第８実施例の自動変速装置１０８は、図２の（ｂ）に示す第４実施例の自動変速装置１０４の第３クラッチＣ−３を、第２遊星歯車装置ＰＧ１のリングギアＲ１と第３遊星歯車装置ＰＧ２のリングギアＲ２の間に介挿し、第２遊星歯車装置ＰＧ１のサンギアＳ１を入力軸１１に連結（直結）したものである。第８実施例の自動変速装置１０８の動作は、上述の第５実施例と同様である。

図８の（ａ）に、第９実施例の自動変速装置１０９を示す。第９実施例は、請求項１の一実施例である。第９実施例の自動変速装置１０９は、図１の（ａ）に示す第１実施例の自動変速装置１０１の第３クラッチＣ−３を省略して、第１遊星歯車装置ＰＧ０のリングギアＲ０および第２遊星歯車装置ＰＧ１のサンギアＳ１を入力軸１１に連結（直結）したものである。この第９実施例の自動変速装置１０９の、第１〜第４遊星歯車装置ＰＧ０〜ＰＧ３の歯数比，作動状態表およびギア比を、図１１に示し、速度線図を図１０に示す。第９実施例の自動変速装置１０９の第１〜第４遊星歯車装置ＰＧ０〜ＰＧ３の歯数比およびギア比は、図７に示す第１実施例の自動変速装置１０１のものと同一である。図１１の（ｂ）に示す作動状態表は、図７に示す第１実施例のものから、第３クラッチＣ−３の欄を削除したものである。

次に、自動変速装置１０９の各変速段の作動について説明する。図１１の（ｂ）の作動状態表および図１０の速度線図を参照されたい。前進第１変速段１ｓｔの場合、入力軸１１の回転によってサンギアＳ１およびリングギアＲ０が回転駆動され、第１クラッチＣ−１が作動しているので、サンギアＳ２，Ｓ３が回転駆動される。リングギアＲ０およびサンギアＳ１が入力軸１１に直結されているので回転するが、サンギアＳ０およびリングギアＲ１が解放されているので、第１および第２遊星歯車装置ＰＧ０，ＰＧ１は、キャリアＣ０，Ｃ１およびリングギアＲ２を回転駆動することはない。ワンウェイクラッチＦＣが作動してＲ３を停止拘束（固定）するので、第４遊星歯車装置ＰＧ３のキャリアＣ３がサンギアＳ３で回転駆動される。

前進第２変速段２ｎｄの場合、第１クラッチＣ−１が作動しているので、サンギアＳ２，Ｓ３が回転駆動される。第２ブレーキＢ−２がリングギアＲ２を停止拘束するので、入力軸１１の回転によってサンギアＳ２，Ｓ３が回転駆動され、サンギアＳ２によってキャリアＣ２が回転してリングギアＲ３を回転駆動する。リングギアＲ３とサンギアＳ３の回転速度に対応してキャリアＣ３が回転する。

前進第３変速段３ｒｄの場合、入力軸１１の回転によってサンギアＳ１およびリングギアＲ０が回転駆動され、第１クラッチＣ−１が作動しているので、サンギアＳ２，Ｓ３が回転駆動される。第１ブレーキＢ−１がリングギアＲ１を停止拘束するので、サンギアＳ１の回転によってキャリアＣ０，Ｃ１およびリングギアＲ２が回転駆動される。一方入力軸１１の回転によってサンギアＳ２，Ｓ３が回転駆動され、リングギアＲ２とサンギアＳ２の回転に対応する速度でキャリアＣ２が回転してリングギアＲ３を回転駆動する。リングギアＲ３とサンギアＳ３の回転速度に対応してキャリアＣ３が回転する。

前進第４変速段４ｔｈの場合、入力軸１１の回転によってサンギアＳ１およびリングギアＲ０が回転駆動され、第１クラッチＣ−１が作動しているので、サンギアＳ２，Ｓ３が回転駆動される。第３ブレーキＢ−３によってサンギアＳ０が停止拘束されるので、リングギアＲ０の回転によってキャリアＣ０，Ｃ１およびリングギアＲ２が回転駆動される。サンギアＳ１も回転するが、リングギアＲ１が解放されているので、サンギアＳ１は、キャリアＣ０，Ｃ１およびリングギアＲ２を回転駆動しない。一方入力軸１１の回転によってサンギアＳ２，Ｓ３が回転駆動され、リングギアＲ２とサンギアＳ２の回転に対応する速度でキャリアＣ２が回転してリングギアＲ３を回転駆動する。リングギアＲ３とサンギアＳ３の回転速度に対応してキャリアＣ３が回転する。

前進第５変速段５ｔｈの場合は、リングギアＲ０およびサンギアＳ１が入力軸１１によって回転駆動されるが、サンギアＳ０およびリングギアＲ１が解放されているので、リングギアＲ０およびサンギアＳ１によっては、キャリアＣ０，Ｃ１およびリングギアＲ２は回転駆動されない。すなわち第１および第２遊星歯車装置ＰＧ０，ＰＧ１は、リングギアＲ２の回転駆動には関与しない。第１，第２クラッチＣ−１，Ｃ−２の作動により、サンギアＳ２，Ｓ３およびキャリアＣ２が入力軸１１の回転によって回転駆動される。キャリアＣ２の回転によりリングギアＲ３が回転する。サンギアＳ３がピニオンを回転駆動するが、リングギアＲ３が回転駆動されているので、サンギアＳ３とリングギアＲ３の回転によって、キャリアＣ３が回転駆動される。

前進第６変速段６ｔｈの場合、リングギアＲ０およびサンギアＳ１が入力軸１１によって回転駆動される。第１クラッチＣ−１が作動せず、第２クラッチＣ−２が作動し、これによりキャリアＣ２が入力軸１１によって回転駆動される。第３ブレーキが作動してサンギアＳ０を停止拘束するので、リングギアＲ０が入力軸１１で回転駆動されてキャリアＣ０，Ｃ１およびリングギアＲ２を回転駆動する。これによりサンギアＳ２，Ｓ３が回転してキャリアＣ２を回転駆動し、該キャリアＣ２がリングギアＲ３を回転駆動する。リングギアＲ３とサンギアＳ３の回転速度に対応する回転速度でキャリアＣ３が回転する。

前進第７変速段７ｔｈの場合、入力軸１１の回転によってサンギアＳ１およびリングギアＲ０が回転駆動され、第１ブレーキＢ−１の作動によりリングギアＲ１が停止拘束されるので、サンギアＳ１によってキャリアＣ１，Ｃ０およびリングギアＲ２が回転駆動される。リングギアＲ０が入力軸１１によって回転駆動されるが、サンギアＳ０が解放されているので、リングギアＲ０はキャリアＣ０，Ｃ１およびリングギアＲ２を回転駆動しない。第１クラッチＣ−１が作動せず、第２クラッチＣ−２が作動し、これによりキャリアＣ２が入力軸１１によって回転駆動される。これにより、リングギアＲ２とキャリアＣ２の回転速度に対応する速度でサンギアＳ２，Ｓ３が回転する。キャリアＣ２の回転により、リングギアＲ３が回転駆動される。これにより、キャリアＣ３が、サンギアＳ３およびリングギアＲ３の回転速度に対応する速度で回転駆動される。

前進第８変速段８ｔｈの場合、第２クラッチＣ−２および第２ブレーキＢ−２が作動し、キャリアＣ２が入力軸１１の回転によって回転駆動され、リングギアＲ２およびキャリアＣ１，Ｃ０が停止拘束される。キャリアＣ２が回転しリングギアＲ２が停止拘束されているので、キャリアＣ２によって、サンギアＳ２，Ｓ３が回転駆動されるとともに、リングギアＲ３が回転駆動される。サンギアＳ３とリングギアＲ３の回転により、キャリアＣ３が回転駆動される。

後進第１変速段Ｒｅｖ１の場合、第１，第４ブレーキＢ−１，Ｂ−４がリングギアＲ１，Ｒ３を停止拘束する。入力軸１１でリングギアＲ０およびサンギアＳ１が回転駆動されて、サンギアＳ１がキャリアＣ１，Ｃ０およびＲ２を回転駆動する。リングギアＲ２の回転によりサンギアＳ２，Ｓ３が回転して、サンギアＳ３がキャリアＣ３を回転駆動する。

後進第２変速段Ｒｅｖ２の場合、第３，第４ブレーキＢ−３，Ｂ−４がサンギアＳ０，リングギアＲ３を停止拘束する。入力軸１１でリングギアＲ０およびサンギアＳ１が回転駆動されてリングギアＲ０がキャリアＣ０，Ｃ１およびリングギアＲ２を回転駆動する。リングギアＲ２の回転によりサンギアＳ２，Ｓ３が回転し、リングギアＲ３が停止拘束されているので、サンギアＳ３がキャリアＣ３を回転駆動する。

図８の（ｂ）に、第１０実施例の自動変速装置１１０を示す。第１０実施例は、請求項１の一実施例である。第１０実施例の自動変速装置１０９は、図１の（ｂ）に示す第２実施例の自動変速装置１０２の第３クラッチＣ−３を省略して、第１遊星歯車装置ＰＧ０のリングギアＲ０および第２遊星歯車装置ＰＧ１のサンギアＳ１を入力軸１１に連結（直結）したものである。第１０実施例の自動変速装置１１０の動作は、上述の第９実施例の自動変速装置１０９と同様である。

図９の（ａ）に第１１実施例の自動変速装置１１１を示す。第１１実施例は、請求項１の一実施例である。第１１実施例の自動変速装置１１１は、図２の（ａ）に示す第３実施例の自動変速装置１０３の第３クラッチＣ−３を省略して、第１遊星歯車装置ＰＧ０のリングギアＲ０および第２遊星歯車装置ＰＧ１のサンギアＳ１を入力軸１１に連結（直結）したものである。第１１実施例の自動変速装置１１１の動作は、上述の第９実施例の自動変速装置１０９と同様である。

図９の（ｂ）に第１２実施例の自動変速装置１１２を示す。第１２実施例は、請求項１の一実施例である。第１２実施例の自動変速装置１１２は、図２の（ｂ）に示す第４実施例の自動変速装置１０４の第３クラッチＣ−３を省略して、第１遊星歯車装置ＰＧ０のリングギアＲ０および第２遊星歯車装置ＰＧ１のサンギアＳ１を入力軸１１に連結（直結）したものである。第１２実施例の自動変速装置１１２の動作は、上述の第９実施例の自動変速装置１０９と同様である。

（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、本発明の第１実施例および第２実施例の構成の概要を示すブロック図である。 （ａ）および（ｂ）はそれぞれ、本発明の第３実施例および第４実施例の構成の概要を示すブロック図である。 図１および図２に示す自動変速装置１０１〜１０４に共通の速度線図を示すグラフである。 （ａ）および（ｂ）はそれぞれ、本発明の第５実施例および第６実施例の構成の概要を示すブロック図である。 （ａ）および（ｂ）はそれぞれ、本発明の第７実施例および第８実施例の構成の概要を示すブロック図である。 図４および図５に示す自動変速装置１０５〜１０８に共通の速度線図を示すグラフである。 （ａ）は、図１，図２，図４および図５に示す第１〜第８実施例の自動変速装置１０１〜１０８に共通の、第１〜第４遊星歯車装置ＰＧ０〜ＰＧ３の歯数比を示す図表であり、（ｂ）は該第１〜第８実施例の自動変速装置１０１〜１０８に共通の、作動状態表およびギア比を示す図表である。 （ａ）および（ｂ）はそれぞれ、本発明の第９実施例および第１０実施例の構成の概要を示すブロック図である。 （ａ）および（ｂ）はそれぞれ、本発明の第１１実施例および第１２実施例の構成の概要を示すブロック図である。 図８および図９に示す自動変速装置１０９〜１１２に共通の速度線図を示すグラフである。 （ａ）は、図８および図９に示す第９〜第１２実施例の自動変速装置１０９〜１１２に共通の、第１〜第４遊星歯車装置ＰＧ０〜ＰＧ３の歯数比を示す図表であり、（ｂ）は該第９〜第１２実施例の自動変速装置１０９〜１１２に共通の、作動状態表およびギア比を示す図表である。

符号の説明

ＬＣ：ロックアップクラッチ
ＴＣ：トルクコンバータ
７：ポンプインペラ
８：ステータ
９：タービン
１０１〜１１２：自動変速装置
１１：入力軸
１２：出力軸
１３：共通軸線
Ｃ−１〜Ｃ−３：第１〜第３クラッチ
Ｂ−１〜Ｂ−４：第１〜第４ブレーキ
ＦＣ：ワンウェイクラッチ
ＰＧ０〜ＰＧ３：第１〜第４遊星歯車装置
Ｓ０〜Ｓ３：サンギア
Ｃ０〜Ｃ３：キャリア
Ｒ０〜Ｒ３：リングギア

Claims (3)

1. 入力軸および出力軸；
   前記入力軸によって回転駆動されるリングギア，該リングギアに噛み合うピニオン，該ピニオンが噛み合うサンギア、および、該ピニオンを支持するキャリア、を持つ第１遊星歯車装置；
   第１遊星歯車装置のリングギアに連結されたサンギア，該サンギアに噛み合うピニオン，該ピニオンに噛み合うリングギア、および、該ピニオンを支持し第１遊星歯車装置のキャリアに連結されたキャリア、を持つ第２遊星歯車装置；
   第２遊星歯車装置のキャリアに連結されたリングギア，該リングギアに噛み合うピニオン，該ピニオンに噛み合うサンギア、および、該ピニオンを支持するキャリア、を持つ第３遊星歯車装置；
   第３遊星歯車装置のサンギアに連結されたサンギア，該サンギアに噛み合うピニオン，該ピニオンに噛み合い第３遊星歯車装置のキャリアに連結されるリングギア、および、該ピニオンを支持し前記出力軸に連結されたキャリア、を持つ第４遊星歯車装置；
   前記入力軸に第３遊星歯車装置のサンギアを選択的に連結する第１クラッチ；
   前記入力軸に第３遊星歯車装置のキャリアを選択的に連結する第２クラッチ；
   第２遊星歯車装置のリングギアの回転を選択的に規制する第１ブレーキ；
   第３遊星歯車装置のリングギアの回転を選択的に規制する第２ブレーキ；
   第１遊星歯車装置のサンギアの回転を選択的に規制する第３ブレーキ；および、
   第４遊星歯車装置のリングギアの回転を選択的に規制する第４ブレーキ；を備える自動変速装置。
2. 更に、前記入力軸に第１遊星歯車装置のリングギアを選択的に連結する第３クラッチを備える請求項１に記載の自動変速装置。
3. 更に、第２遊星歯車装置のキャリアに第３遊星歯車装置のリングギアを選択的に連結する第３クラッチを備える請求項１に記載の自動変速装置。

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