JP2015064085A - 自動変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】摩擦係合要素の外径側配置が可能となる自動変速機を提供することを目的とする。
【解決手段】第１リングギヤＲ１に連結され、入力軸１２側で半径方向内側に延在し、第１連結部材２０と第４連結部材２３との間を回転軸線１８方向に延在し、第２プラネタリギヤ１４と第３プラネタリギヤ１５との間で第３リングギヤＲ３の外周側まで延在するクラッチ連結部材２４と、第３リングギヤＲ３とクラッチ連結部材２４とを第３リングギヤＲ３より外周側で係脱可能に連結する第２クラッチとを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のエンジン等によって回転駆動される入力軸の回転を複数変速段に変速して出力軸に伝達する自動変速機に関する。

従来、前進１０段、後進１段の変速段の形成が可能な車両用自動変速機がある。例えば、下記に示す特許文献１が開示する技術では、第１乃至第４プラネタリギヤが入力軸側から出力軸側に向かって順次並列に配置された４つのシングルピ二オン式プラネタリギヤ、６つの係合要素で構成され、そのうちの３要素を係合させることで、前進１０段、後進１段の変速段を形成している。

米国特許第８０５２５６７号明細書

特許文献１に示される自動変速機では、入力軸は、第１プラネタリギヤのキャリアと連結され、出力軸は第３プラネタリギヤのキャリアと、第３プラネタリギヤのリングギヤの外周側を通って連結された第４プラネタリギヤのキャリアに連結されている。第１プラネタリギヤのサンギヤは第２プラネタリギヤのサンギヤと連結され、第１プラネタリギヤのリングギヤは第３プラネタリギヤのサンギヤと連結され、第２プラネタリギヤのキャリアは第３プラネタリギヤのリングギヤの外周側を通って第４プラネタリギヤのリングギヤと連結されている。そして、第４速と第１０速を形成するには第１摩擦係合要素と第２摩擦係合要素をともに係合状態にして、第３プラネタリギヤと第４プラネタリギヤとを一体回転する必要がある。

第１摩擦係合要素が第４プラネタリギヤのリングギヤと第３プラネタリギヤのサンギヤ間に配置されるため、第２摩擦係合要素は、第３プラネタリギヤのサンギヤと第４プラネタリギヤのサンギヤ間に配置せざるを得ない構成となる。従って、第２摩擦係合要素は、第３プラネタリギヤのリングギヤの外周側を通る第３プラネタリギヤのキャリアと第４プラネタリギヤのキャリアとを連結した軸及び第２プラネタリギヤのキャリアと第４プラネタリギヤのリングギヤとを連結した軸の内方に配置せざるを得ない構成となるため、径方向スペースが制限される。その結果、この様に内径側配置では、伝達トルク容量を確保するためには、摩擦材枚数を増やす必要が生じ、軸方向長さの増大に繋がる。

また、第６速、第７速、第８速後進を形成するために、係合が必要な第３摩擦係合要素も、第１プラネタリギヤのリングギヤが第３プラネタリギヤのサンギヤと連結しているため、第３プラネタリギヤのリングギヤと第４プラネタリギヤのサンギヤ間に配置せざるを得ない構成となるため、前述と同様、径方向スペースが制限されることになる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、摩擦係合要素の外径側配置が可能となる自動変速機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る自動変速機は、ハウジングと、前記ハウジングに回転軸線回りに回転可能に軸承された入力軸と、前記ハウジングに前記回転軸線と同軸に前記入力軸側から順次支承されたシングルピニオン式の第１乃至第４プラネタリギヤと、前記ハウジングに回転軸線回りに回転可能に軸承され、前記第４プラネタリギヤの第４キャリアに連結する出力軸と、前記第１プラネタリギヤの第１キャリアに前記出力軸側から連結し前記第１プラネタリギヤの第１リングギヤの外周側を通って前記入力軸に連結する入力軸連結部材と、前記第１プラネタリギヤの第１サンギヤと第２プラネタリギヤの第２サンギヤを連結する第１連結部材と、前記第２プラネタリギヤの第２キャリアと前記第４プラネタリギヤの第４リングギヤを、前記第３プラネタリギヤの第３リングギヤの外周側を通って連結する第２連結部材と、前記第３プラネタリギヤの第３キャリアに前記入力軸側から連結し、前記第３プラネタリギヤの第３サンギヤの内周側を通って前記第４プラネタリギヤの第４キャリアに前記入力軸側から連結する第３連結部材と、前記回転軸線上において前記第３連結部材の内周側を通って延在し、前記入力軸側から前記第４サンギヤに連結する第１連結部位と、前記第１連結部位と連結するとともに前記ハウジングの外径側へ向かって延在する第２連結部位と、前記第２連結部位と連結するとともに前記入力軸側から前記第３リングギヤに連結する第３連結部位と、前記第１連結部位と連結するとともに前記回転軸線上において延在する第４連結部位と、を有する第４連結部材と、前記ハウジングの内周面に対して前記第１連結部材を係脱可能に固定する第１ブレーキと、前記ハウジングの内周面に対して前記第２リングギヤを係脱可能に固定する第２ブレーキと、前記入力軸連結部材と前記第４連結部材を係脱可能に連結する第１クラッチと、前記入力軸側から前記第１リングギヤに連結する第６連結部位と、前記第６連結部位と連結するとともに前記回転軸線に向かって延在する第７連結部位と、前記第７連結部位と連結するとともに前記回転軸線方向において前記第１連結部材と前記第４連結部材との間を延在する第８連結部位と、前記第８連結部位と連結するとともに前記ハウジングの外径側に向かって延在する第９連結部位と、前記第９連結部位と連結するとともに前記回転軸線方向において前記第３リングギヤと前記第２連結部材との間を延在する第１０連結部位と、を有するクラッチ連結部材と、前記第３リングギヤの外周側に設けられ、前記第３リングギヤと前記クラッチ連結部材を係脱可能に連結する第２クラッチと、前記第３リングギヤの外周側に設けられ、前記第３プラネタリギヤの第３サンギヤと前記クラッチ連結部材を係脱可能に連結する第３クラッチと、前記第２連結部材と前記クラッチ連結部材を係脱可能に連結する第４クラッチと、を備えることを要旨とする。

これによれば、第１プラネタリギヤの第１リングギヤと第３プラネタリギヤの第３サンギヤとの連結を解消することで、第３プラネタリギヤの第３キャリアに入力軸側から連結し、第３プラネタリギヤの第３サンギヤの内周側を通って第４プラネタリギヤの第４キャリアに入力軸側から連結する第３連結部材を設けることができる。このため、回転軸線上において第３連結部材の内周側を通って延在し、入力軸側から第４サンギヤに連結する第１連結部位と、第１連結部位と連結するとともにハウジングの外径側へ向かって延在する第２連結部位と、第２連結部位と連結するとともに入力軸側から第３リングギヤに連結する第３連結部位と、第１連結部位と連結するとともに回転軸線上において延在する第４連結部位と、を有する第４連結部材を設けることができる。その結果、入力軸側から第１リングギヤに連結する第６連結部位と、第６連結部位と連結するとともに回転軸線に向かって延在する第７連結部位と、第７連結部位と連結するとともに回転軸線方向において第１連結部材と第４連結部材との間を延在する第８連結部位と、第８連結部位と連結するとともにハウジングの外径側に向かって延在する第９連結部位と、第９連結部位と連結するとともに回転軸線方向において第３リングギヤと第２連結部材との間を延在する第１０連結部位と、を有するクラッチ連結部材を、第３リングギヤよりも外周側に配置する構成とすることできる。また、第３リングギヤの外周側に設けられ、第３リングギヤとクラッチ連結部材を係脱可能に連結する第２クラッチを、第３リングギヤよりも外周側に配置する構成とすることできる。従って、第３連結部材を内径側に配置することにより、摩擦係合要素である第２クラッチを第３リングギヤよりも外周側に設け、第３リングギヤとクラッチ連結部材を係脱可能に連結することができる。このため、摩擦係合要素の外径側配置が可能となる。

請求項２に係る車両用自動変速機は、前記請求項１において、前記入力軸連結部材の外周側の外周面に、エンジンからの動力を外部に取り出すための動力外部取出し部材を設けたことを要旨とする。

これによれば、動力外部取出し部材にて、前記入力軸に連結された入力軸連結部材から、変速段にかかわらず、常に入力軸の入力回転と同じ回転の動力をＰＴＯとして取り出すことができる。

本発明の車両用自動変速機の第１実施形態を模式的に示したスケルトン図である。 第１実施形態の各変速段におけるブレーキ及びクラッチの作動状態を示す図である。 第１実施形態の各変速段におけるプラネタリギヤの各要素の回転比を示す速度線図である。

本発明に係る自動変速機について図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

図１を参照すると、１０は本発明に係る自動変速機で、例えば農耕用トラクター、ダンプカー、消防車のようなポンプカ―などの商用車のエンジンの出力回転を変速して駆動輪に伝達するために使用される。自動変速機１０は、車体に取り付けられたハウジング１１内に、回転軸線１８と同軸に回転可能に順次支承された入力軸１２、第１プラネタリギヤ１３、第２プラネタリギヤ１４、第３プラネタリギヤ１５、第４プラネタリギヤ１６及び出力軸１７で構成されている。

第１プラネタリギヤ１３は、シングルピ二オン式遊星歯車機構である。第１プラネタリギヤ１３は、回転軸線１８と同軸に回転可能に支承された第１サンギヤＳ１、第１リングギヤＲ１、第１サンギヤＳ１と第１リングギヤＲ１とに噛合する第１ピ二オンＰ１、及び第１ピ二オンＰ１を支承する第１キャリアＣ１により構成される。第２プラネタリギヤ１４は、シングルピ二オン式遊星歯車機構である。

第２プラネタリギヤ１４は、回転軸線１８と同軸に回転可能に支承された第２サンギヤＳ２、第２リングギヤＲ２、第２サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ２とに噛合する第２ピ二オンＰ２、及び第２ピ二オンＰ２を支承する第２キャリアＣ２により構成される。第３プラネタリギヤ１５は、シングルピ二オン式遊星歯車機構である。

第３プラネタリギヤ１５は、回転軸線１８と同軸に回転可能に支承された第３サンギヤＳ３、第３リングギヤＲ３、第３サンギヤＳ３と第３リングギヤＲ３とに噛合する第３ピ二オンＰ３、及び第３ピ二オンＰ３を支承する第３キャリアＣ３により構成される。第４プラネタリギヤ１６は、シングルピ二オン式遊星歯車機構である。

第４プラネタリギヤ１６は、回転軸線１８と同軸に回転可能に支承された第４サンギヤＳ４、第４リングギヤＲ４、第４サンギヤＳ４と第４リングギヤＲ４とに噛合する第４ピ二オンＰ４、及び第４ピ二オンＰ４を支承する第４キャリアＣ４により構成される。

入力軸１２及び出力軸１７は、ハウジング１１に、回転軸線１８周りに回転可能に軸承されている。入力軸１２は、クラッチ装置（不図示）などを介してエンジンの出力回転動力を自動変速機１０に入力する軸部材である。出力軸１７は、変速された出力回転動力を差動装置（不図示）などを介して駆動輪に出力する軸部材である。

第１プラネタリギヤ１３の第１キャリアＣ１は、入力軸連結部材１９を介して、入力軸１２に連結されている。入力軸連結部材１９は、その一端が入力軸１２に連結し、他端が第１キャリアＣ１に連結する。入力軸連結部材１９は、入力軸１２からハウジング１１の外径側に向かって延在する部位と、回転軸線１８方向において第１リングギヤＲ１の外周側を通って延在する部位と、回転軸線１８に向かって延在する部位と、第１キャリアＣ１に出力軸１７側から連結する部位と、を備える。出力軸１７は、第４プラネタリギヤ１６の第４キャリアＣ４に連結する。

第１プラネタリギヤ１３の第１サンギヤＳ１は、第１連結部材２０を介して、第２プラネタリギヤ１４の第２サンギヤＳ２に連結されている。第１連結部材２０は、その一端が第１サンギヤＳ１に連結し、他端が第２サンギヤＳ２に連結する。第１連結部材２０は、回転軸線１８方向に沿って、第１サンギヤＳ１から第２サンギヤＳ２に延在する。

第２プラネタリギヤ１４の第２キャリアＣ２は、第２連結部材２１を介して、第４プラネタリギヤ１６の第４リングギヤＲ４に連結されている。第２連結部材２１は、その一端が第２キャリアＣ２及び第４クラッチＣＬ４に連結し、他端が第４リングギヤＲ４に連結する。第２連結部材２１は、その一端が第２キャリアＣ２及び第４クラッチＣＬ４に連結し、他端が第４リングギヤＲ４に連結する。第２連結部材２１は、出力軸１２側から第２キャリアＣ２に連結する部位と、ハウジング１１の外径側に向かって延在する部位と、回転軸線１８方向において第３リングギヤＲ３の外周側を通って延在し、第４リングギヤＲ４に入力軸１２側から連結する部位と、を備える。

第３プラネタリギヤ１５の第３キャリアＣ３は、第３連結部材２２を介して、第４プラネタリギヤ１６の第４キャリアＣ４に連結されている。第３連結部材２２は、その一端が第３キャリアＣ３に連結し、他端が第４キャリアＣ４に連結する。第３連結部材２２は、第３キャリアＣ３から入力軸１２側に延在する部位と、回転軸線１８に向かって延在する部位と、回転軸線１８方向において第３プラネタリギヤ１５の第３サンギヤＳ３の内周側を通って延在する部位と、ハウジング１１の外径側に向かって延在する部位と、第４キャリアＣ４に入力軸１２側から連結する部位と、を備える。

第３プラネタリギヤ１５の第３リングギヤＲ３は、第４連結部材２３を介して、第４プラネタリギヤ１６の第４サンギヤＳ４に連結されている。第４連結部材２３は、その一端が第１クラッチＣＬ１及び第３リングギヤＲ３に連結し、他端が第４サンギヤＳ４に連結する。第４連結部材２３は、回転軸線１８上において第３連結部材２２の内周側を通って延在し、一端が入力軸１２側から第４サンギヤＳ４に連結する第１連結部位２３ａと、一端が第１連結部位２３ａと連結し、他端がハウジング１１の外径側へ向かって延在する第２連結部位２３ｂと、一端が第２連結部位２３ｂと連結し、他端が入力軸１２側から第３リングギヤＲ３に連結する第３連結部位２３ｃと、を備える。また、第４連結部材２３は、一端が第１連結部位２３ａと連結し、他端が回転軸線１８上においてクラッチ連結部材２４の内周側を通って延在する第４連結部位２３ｄと、一端が第４連結部位２３ｄと連結し、他端がハウジング１１の内径側から第１クラッチＣＬ１に連結する第５連結部位２３ｅと、を備える。

第１ブレーキＢ１は、第１プラネタリギヤ１３の第１リングギヤＲ１より外径側に設けられている。第１ブレーキＢ１は、第１連結部材２０をハウジング１１の内周面に対して係脱可能に固定する。第２ブレーキＢ２は、第２プラネタリギヤ１４の第２リングギヤＲ２より外径側に設けられている。第２ブレーキＢ２は、第２リングギヤＲ２をハウジング１１の内周面に対して係脱可能に固定する。

第１クラッチＣＬ１は、第４連結部材２３と入力軸連結部材１９を係脱可能に連結する。クラッチ連結部材２４は、入力軸１２側から第１リングギヤＲ１に連結する第６連結部位２４ａと、一端が第６連結部位２４ａと連結し、他端が回転軸線１８に向かって延在する第７連結部位２４ｂと、一端が第７連結部位２４ｂと連結し、他端が回転軸線１８方向において第１連結部材２０と第４連結部材２３との間を延在する第８連結部位２４ｃと、一端が第８連結部位２４ｃと連結し、他端がハウジング１１の外径側に向かって延在する第９連結部位２４ｄと、一端が第９連結部位２４ｄと連結し、他端が回転軸線１８方向において第３リングギヤＲ３と第２連結部材２１との間を延在する第１０連結部位２４ｅと、を備える。

第２クラッチＣＬ２は、第３リングギヤＲ３の外周側に設けられている。第２クラッチＣＬ２は、第３リングギヤＲ３とクラッチ連結部材２４を係脱可能に連結する。第３クラッチＣＬ３は、第３リングギヤＲ３の外周側に設けられている。第３クラッチＣＬ３は、第３プラネタリギヤ１５の第３サンギヤＳ３とクラッチ連結部材２４を係脱可能に連結する。第４クラッチＣＬ４は、第２連結部材２１とクラッチ連結部材２４を係脱可能に連結する。

そして、図１に示す如く、入力軸連結部材１９の外周側の外周面に、エンジンからの動力を外部に取り出すための動力外部取出し部材Ｍが設けられている。第１クラッチＣＬ１、第２クラッチＣＬ２、第３クラッチＣＬ３、第４クラッチＣＬ４、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２の作動は、トランスミッションＥＣＵ（以下単にＴＭ−ＥＣＵと称す。）２５により制御される。

以上のように構成された自動変速機１０においては、第３プラネタリギヤ１５の第３キャリアＣ３と第４プラネタリギヤ１６の第４キャリアＣ４とを連結し、第３プラネタリギヤ１５の第３リングギヤＲ３と第４プラネタリギヤ１６の第４サンギヤＳ４とを連結した構成とすることにより、第３、第４プラネタリギヤ１５、１６が、一つの複式遊星歯車装置を形成する。車両用自動変速装置１０は、図２に示すように、第１乃至第４制御クラッチＣＬ１〜ＣＬ４を選択的に係脱し、第１及び第２ブレーキＢ１、Ｂ２を選択的に作動して第１乃至第４プラネタリギヤ１３〜１６の要素の回転を規制することにより、前進１０段、後進１段の変速段を成立することができる。図２において、各変速段に対応する各クラッチ、ブレーキの欄に白丸が付されている場合、クラッチであれば接続状態、ブレーキであれば回転規制状態にあることを示す。

シングルピ二オン式遊星歯車機構である第１乃至第４プラネタリギヤ１３〜１６においては、サンギヤの回転数Ｎｓ、キャリアの回転数Ｎｃ、リングギヤの回転数Ｎｒと遊星歯車機構のギヤ比λとの関係は、式（１）で示され、各変速段におけるギヤ比は、式（１）に基づいて算出される。サンギヤＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の歯数をＺｓ１，Ｚｓ２，Ｚｓ３，Ｚｓ４、リングギヤＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の歯数をＺｒ１，Ｚｒ２，Ｚｒ３，Ｚｒ４とすると、第１乃至第４ピ二オンギヤ１３〜１４のギヤ比はλ１＝Ｚｓ１／Ｚｒ１，λ２＝Ｚｓ２／Ｚｒ２，λ３＝Ｚｓ３／Ｚｒ３，λ４＝Ｚｓ４／Ｚｒ４である。
Ｎｒ＝（１＋λ）Ｎｃ−λＮｓ・・・（１）

第１及び第２ブレーキＢ１、Ｂ２を選択的に作動し、第１乃至第４クラッチＣＬ１〜ＣＬ４を選択的に接続した場合、第１乃至第４プラネタリギヤ１３〜１６の各要素の速度比は、図３に示す速度線図のようになる。速度線図は、遊星歯車装置のサンギヤ、キャリア、リングギヤからなる各要素を横軸方向にギヤ比に対応させた間隔で配置し、縦軸方向に各要素に対応してその速度比を取ったものである。

図３には、第１乃至第４プラネタリギヤ１３〜１６の速度線図が記載されている。第１乃至第４プラネタリギヤ１３〜１６では、第４サンギヤＳ４及び第３リングギヤＲ３が連結され、第４キャリアＣ４及び第３キャリアＣ３が連結される。このため、図３において、第４サンギヤＳ４及び第３リングギヤＲ３と、第４キャリアＣ４及び第３キャリアＣ３と、が付された各１本の縦線上に、連結された第４サンギヤＳ４及び第３リングギヤＲ３と、第４キャリアＣ４及び第３キャリアＣ３とのそれぞれの速度比を表し、Ｓ３及びＲ２が付された各縦線上に、第３サンギヤＳ３及び第２キャリアＣ２のそれぞれの速度比を表す。

シングルピニオン式遊星歯車機構である第４プラネタリギヤ１６は、第４リングギヤＲ４の縦線と第４サンギヤＳ４の縦線との間隔を１＋λ４とみなし、第４キャリアＣ４の縦線を、第４サンギヤＳ４の縦線から第４リングギヤＲ４の縦線と同じ側に間隔１だけ離して配置する。

シングルピニオン式遊星歯車機構である第３プラネタリギヤ１５についても、第３リングギヤＲ３の縦線と第３サンギヤＳ３の縦線との間隔を１＋λ３とみなし、第３サンギヤＳ３の縦線を、第３キャリアＣ３の縦線から第３サンギヤＳ３の縦線と同じ側に間隔１だけ離して配置する。

シングルピニオン式遊星歯車機構である第２プラネタリギヤ１４についても、第２リングギヤＲ２と第２キャリアＣ２の縦線との間隔をλ２とみなし、第２サンギヤＳ２の縦線を、第２キャリアＣ２の縦線から第２リングギヤＲ２の縦線とは反対側に間隔１だけ離して配置する。

さらに図３の速度線図には、第１乃至第３ブレーキＢ２〜Ｂ３、第１乃至第４クラッチＣＬ１〜ＣＬ４が選択的に作動された点に、Ｂ１〜Ｂ２、ＣＬ１〜ＣＬ４がそれぞれ記入されている。

このように構成された車両用自動変速装置１０の速度線図において、５本の各縦線に対応する要素を縦線の並び順に第１、第２、第３、第４、第５構成要素とする。第１実施形態の場合、第１構成要素は、第４サンギヤＳ４及び第３リングギヤＲ３である。第４サンギヤＳ４及び第３リングギヤＲ３は互いに連結されるとともに、第１クラッチＣＬ１により入力軸１２に連結される。第２構成要素は、第４キャリアＣ４及び第３キャリアＣ３である。第４キャリアＣ４及び第３キャリアＣ３は互いに連結されるとともに、出力軸１７に連結される。第３構成要素は、第４リングギヤＲ４及び第２キャリアＣ２である。第４リングギヤＲ４及び第２キャリアＣ２は互いに連結されるとともに、第４クラッチＣＬ４により第１リングギヤＲ１に連結される。第４構成要素は、第２リングギヤＲ２である。第４構成要素は、第２ブレーキＢ２により回転規制される。第５構成要素は、第３サンギヤＳ３である。第５構成要素は、第３クラッチＣＬ３により、第１リングギヤＲ１に連結される。

以下、各変速段の作動について説明する。前進第１変速段の場合、第１ブレーキＢ１が作動することにより第２サンギヤＳ２が回転規制され、第２ブレーキＢ２が作動することにより第２リングギヤＲ２が回転規制される。これにより、第３構成要素の第２キャリアＣ２及び第４リングギヤＲ４が回転規制される。第１クラッチＣＬ１が接続されることにより、第１構成要素の第４サンギヤＳ４が入力軸１２により回転駆動される。これにより、第２構成要素である第４キャリアＣ４と、第４キャリアＣ４に連結する出力軸１７とが、第１変速段のギヤ比で正転駆動される。

前進第２変速段の場合、第１ブレーキＢ１が作動することにより第２サンギヤＳ２が回転規制され、第２ブレーキＢ２が作動することにより第２リングギヤＲ２が回転規制される。これにより、第３構成要素の第２キャリアＣ２及び第４リングギヤＲ４が回転規制される。また、第１ブレーキＢ１が作動して第１サンギヤＳ１が回転規制されることにより、入力軸１２の回転より回転数が大きな増速回転が、第１リングギヤＲ１に生じる。第２クラッチＣＬ２が接続されることにより、第１リングギヤＲ１の回転が第１構成要素の第３リングギヤＲ３及び第４サンギヤＳ４に伝達される。これにより、第２構成要素である第４キャリアＣ４と、第４キャリアＣ４に連結する出力軸１７とが、第２変速段のギヤ比で正転駆動される。

前進第３変速段の場合、第１クラッチＣＬ１が接続されることにより、第１構成要素の第４サンギヤＳ４及び第３リングギヤＲ３が、入力軸１２により回転駆動される。第２クラッチＣＬ２が接続されることにより、入力軸１２の回転が、第３リングギヤＲ３から第１リングギヤＲ１に伝達される。これにより、第１サンギヤＳ１と第２サンギヤＳ２の回転が決まる。第２ブレーキＢ２が作動することにより、第３構成要素の第２キャリアＣ２及び第４リングギヤＲ４の回転が決まる。これにより、第２構成要素である第４キャリアＣ４と、第４キャリアＣ４に連結する出力軸１７とが、第３変速段のギヤ比で正転駆動される。

前進第４変速段の場合、第４クラッチＣＬ４が接続されることにより第２プラネタリギヤ１４の第２キャリアＣ２と第１プラネタリギヤ１３の第１リングギヤＲ１とが連結され、第２プラネタリギヤ１４の第２サンギヤＳ２と第１プラネタリギヤ１３の第１サンギヤＳ１とが連結される構成により、第１、第２プラネタリギヤ１３、１４は、一つの複式遊星歯車装置を形成する。第１キャリアＣ１は、入力軸１２により回転駆動され、第２ブレーキＢ２が作動することにより、第２リングギヤＲ２が回転規制される。これにより、第３構成要素の第２キャリアＣ２及び第４リングギヤＲ４の回転が決まる。第２クラッチＣＬ２が接続されることにより、第４クラッチＣＬ４を介しての第２キャリアＣ２の回転が、第１構成要素である第３リングギヤＲ３及び第４サンギヤＳ４に伝達される。これにより、第２構成要素である第４キャリアＣ４と、第４キャリアＣ４に連結する出力軸１７とが、第４変速段のギヤ比で正転駆動される。

前進第５変速段の場合、第４クラッチＣＬ４が接続されることにより第２プラネタリギヤ１４の第２キャリアＣ２と第１プラネタリギヤ１３の第１リングギヤＲ１とが連結され、第２プラネタリギヤ１４の第２サンギヤＳ２と第１プラネタリギヤ１３の第１サンギヤＳ１とが連結される構成により、第１、第２プラネタリギヤ１３、１４は、一つの複式遊星歯車装置を形成する。第１キャリアＣ１は、入力軸１２により回転駆動され、第２ブレーキＢ２が作動することにより、第２リングギヤＲ２が回転規制される。これにより、第３構成要素の第２キャリアＣ２及び第４リングギヤＲ４の回転が決まる。第１クラッチＣＬ１が接続されることにより、第１構成要素の第４サンギヤＳ４及び第３リングギヤＲ３は、入力軸１２により回転駆動される。これにより、第２構成要素である第４キャリアＣ４と、第４キャリアＣ４に連結する出力軸１７とが、第５変速段のギヤ比で正転駆動される。

前進第６変速段の場合、第３クラッチＣＬ３が接続されることにより、第３プラネタリギヤ１５の第３サンギヤＳ３と、第１プラネタリギヤ１３の第１リングギヤＲ１とが連結され、第１クラッチＣＬ１が接続されることにより、第３プラネタリギヤ１５の第３リングギヤＲ３と第１プラネタリギヤ１３の第１キャリアＣ１とが連結される構成となる。そして、第４プラネタリギヤ１６の第４リングギヤＲ４と、第２プラネタリギヤ１４の第２キャリアＣ４とが連結され、第１プラネタリギヤ１３の第１サンギヤＳ１と第２プラネタリギヤ１４の第２サンギヤＳ２が連結される構成となる。従って、第１プラネタリギヤ１３の第１キャリアＣ１が入力軸１２により回転駆動され、第２ブレーキＢ２が作動することにより、第３構成要素である第２キャリアＣ２及び第４リングギヤＲ４の回転が決まる。第１クラッチＣＬ１が接続されることにより、第１構成要素である第４サンギヤＳ４及び第３リングギヤＲ３が、入力軸１２により回転駆動される。これにより、第２構成要素である第４キャリアＣ４と、第４キャリアＣ４に連結する出力軸１７とが、第５変速段のギヤ比で正転駆動される。

前進第７変速段の場合、第１クラッチＣＬ１が接続されることにより、第１構成要素の第４サンギヤＳ４及び第３リングギヤＲ３が入力軸１２により回転駆動され、第２クラッチＣＬ２及び第３クラッチＣＬ３が接続されることにより、第３サンギヤＳ３が入力軸１２により回転駆動される。これにより、第２構成要素である第４キャリアＣ４と、第４キャリアＣ４と連結する出力軸１７とが、第７変速段のギヤ比１．０００で正転駆動される。

前進第８変速段の場合、第１ブレーキＢ１が作動して第１プラネタリギヤ１３の第１サンギヤＳ１が回転規制されることにより、入力軸１２の回転より回転数が大きな増速回転が、第１リングギヤＲ１に生じる。第３クラッチＣＬ３が接続されることにより、第１リングギヤＲ１の回転が、第３サンギヤＳ３に伝達される。第１クラッチＣＬ１が接続されることにより、第１構成要素である第４サンギヤＳ４及び第３リングギヤＲ３が、入力軸１２により回転駆動される。これにより、第２構成要素である第３キャリアＣ３及び第４キャリアＣ４と、第４キャリアＣ４に連結する出力軸１７とが、第８変速段のギヤ比で正転駆動される。

前進第９変速段の場合、第４クラッチＣＬ４が接続されて第２プラネタリギヤ１４の第２キャリアＣ２と第１プラネタリギヤ１３の第１リングギヤＲ１とが連結され、第２プラネタリギヤ１４の第２サンギヤＳ２と第１プラネタリギヤ１３の第１サンギヤＳ１とが連結される構成により、第１、第２プラネタリギヤ１３、１４は、一つの複式遊星歯車装置を形成する。第１キャリアＣ１が入力軸１２により回転駆動され、第１ブレーキＢ１が作動して第１プラネタリギヤ１３の第１サンギヤＳ１、第２サンギヤＳ２が回転規制される。これにより、第３構成要素である第２キャリアＣ２及び第２リングギヤＲ４の回転が決まる。第１クラッチＣＬ１が接続されることにより、第１構成要素である第４サンギヤＳ４及び第３リングギヤＲ３が、入力軸１２により回転駆動される。これにより、第２構成要素である第４キャリアＣ４と、第４キャリアＣ４に連結する出力軸１７とが、第９変速段のギヤ比で正転駆動される。

前進第１０変速段の場合、第４クラッチＣＬ４が接続されて第２プラネタリギヤ１４の第２キャリアＣ２と第１プラネタリギヤ１３の第１リングギヤＲ１とが連結され、第２プラネタリギヤ１４の第２サンギヤＳ２と第１プラネタリギヤ１３の第１サンギヤＳ１とが連結される構成により、第１、第２プラネタリギヤ１３、１４は、一つの複式遊星歯車装置を形成する。第１キャリアＣ１が入力軸１２により回転駆動され、第１ブレーキＢ１が作動して第１プラネタリギヤ１３の第１サンギヤＳ１と第２サンギヤＳ２とが回転規制される。これにより、第３構成要素である第２キャリアＣ２及び第２リングギヤＲ４の回転が決まる。第２クラッチＣＬ２が接続されることにより、第４クラッチＣＬ４を介しての第２キャリアＣ２の回転が、第１構成要素である第３リングギヤＲ３及び第４サンギヤＳ４に伝達される。これにより、第２構成要素である第４キャリアＣ４と、第４キャリアＣ４に連結する出力軸１７とが、第１０変速段のギヤ比で正転駆動される。

後退第１変速段の場合、第１ブレーキＢ１が作動することにより第２サンギヤＳ２が回転規制され、第２ブレーキＢ２が作動することにより第２リングギヤＲ２が回転規制される。これにより、第３構成要素である第２キャリアＣ２及び第４リングギヤＲ４が回転規制される。また、第１ブレーキＢ１が作動して第１プラネタリギヤ１３の第１サンギヤＳ１が回転規制されることにより、入力軸１２の回転より回転数が大きな増速回転が第１リングギヤＲ１に生じる。第３クラッチＣＬ３が接続されることにより、第１リングギヤＲ１の回転が第３サンギヤＳ３に伝達される。これにより、第２構成要素である第４キャリアＣ４と、第４キャリアＣ４に連結する出力軸１７とが、後退第１変速段のギヤ比で逆転駆動される。

上述した変速段によれば、前進第１速変速段と後退第１変速段との切替に関して、第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２の係合を保持したまま、第１クラッチＣＬ１と第３クラッチＣＬ３の係合を切り替えることで、第４プラネタリギヤ１６の第４キャリアＣ４の回転を反転させることができる。その結果、車庫内で変速を行う場合に、前進第１速変速段と後退第１変速段とのシフト切替（以下、ガレージシフトと称す。）を行う場合、第１クラッチＣＬ１か第３クラッチＣＬ３かの一つの締結要素を掛け替えるのみで切替ることができる。このため、ガレージシフトを行うために必要な応答時間を短くすることができる。

上述の如く、本発明の実施形態による自動変速機１０によれば、第１プラネタリギヤ１３の第１リングギヤＲ１と第３プラネタリギヤ１５の第３サンギヤＳ３との連結を解消することで、第３プラネタリギヤ１５の第３キャリアＣ３に入力軸１２側から連結し、第３プラネタリギヤ１５の第３サンギヤＳ３の内周側を通って第４プラネタリギヤ１６の第４キャリアＣ４に入力軸１２側から連結する第３連結部材２２を設けることができる。このため、回転軸線１８上において第３連結部材２２の内周側を通って延在し、入力軸１２側から第４サンギヤＳ４に連結する第１連結部位２３ａと、第１連結部位２３ａと連結するとともにハウジング１１の外径側へ向かって延在する第２連結部位２３ｂと、第２連結部位２３ｂと連結するとともに入力軸１２側から第３リングギヤＲ３に連結する第３連結部位２３ｃと、第１連結部位２３ａと連結するとともに回転軸線１８上において延在する第４連結部位２３ｄと、を有する第４連結部材２３を設けることができる。その結果、入力軸１２側から第１リングギヤＲ１に連結する第６連結部位２４ａと、第６連結部位と連結するとともに回転軸線１８に向かって延在する第７連結部位２４ｂと、第７連結部位２４ｂと連結するとともに回転軸線１８方向において第１連結部材２０と第４連結部材２３との間を延在する第８連結部位２４ｃと、第８連結部位２４ｃと連結するとともにハウジング１１の外径側に向かって延在する第９連結部位２４ｄと、第９連結部位２４ｄと連結するとともに回転軸線１８方向において第３リングギヤＲ３と第２連結部材２１との間を延在する第１０連結部位２４ｅと、を有するクラッチ連結部材２４を、第３リングギヤＲ３よりも外周側に配置する構成とすることできる。また、第３リングギヤＲ３の外周側に設けられ、第３リングギヤＲ３とクラッチ連結部材２４を係脱可能に連結する第２クラッチＣＬ２を、第３リングギヤＲ３よりも外周側に配置する構成とすることできる。従って、第３連結部材２２を内径側に配置することにより、摩擦係合要素である第２クラッチＣＬ２を第３リングギヤＲ３よりも外周側に設け、第３リングギヤＲ３とクラッチ連結部材２４を係脱可能に連結することができる。このため、摩擦係合要素の外径側配置が可能となる。

上述の如く、本発明の実施形態による自動変速機１０によれば、入力軸連結部材１９の外周側の外周面に、エンジンからの動力を外部に取り出すための動力外部取出し部材Ｍを設けた構成を採用している。これにより、動力外部取出し部材Ｍにて、入力軸１２に連結された入力軸連結部材１９から、変速段にかかわらず、常に入力軸の入力回転と同じ回転の動力をＰＴＯとして取り出すことができる。

１０：車両用自動変速機
１１：ハウジング
１２：入力軸
１３：第１プラネタリギヤ
１４：第２プラネタリギヤ
１５：第３プラネタリギヤ
１６：第４プラネタリギヤ
１７：出力軸
１８：回転軸線
１９：入力軸連結部材
２０：第１連結部材
２１：第２連結部材
２２：第３連結部材
２３：第４連結部材
２３ａ：第１連結部位
２３ｂ：第２連結部位
２３ｃ：第３連結部位
２３ｄ：第４連結部位
２４：クラッチ連結部材
２４ａ：第６連結部位
２４ｂ：第７連結部位
２４ｃ：第８連結部位
２４ｄ：第９連結部位
２４ｅ：第１０連結部位
Ｂ１：第１ブレーキ
Ｂ２：第２ブレーキ
Ｃ１：第１キャリア
Ｃ２：第２キャリア
Ｃ３：第３キャリア
Ｃ４：第４キャリア
ＣＬ１：第１クラッチ
ＣＬ２：第２クラッチ
ＣＬ３：第３クラッチ
ＣＬ４：第４クラッチ
Ｍ：動力外部取出し部材
Ｒ１：第１リングギヤ
Ｒ２：第２リングギヤ
Ｒ３：第３リングギヤ
Ｒ４：第４リングギヤＲ４
Ｓ１：第１サンギヤ
Ｓ２：第２サンギヤ
Ｓ３：第３サンギヤ
Ｓ４：第４サンギヤ

Claims (2)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングに回転軸線回りに回転可能に軸承された入力軸と、
   前記ハウジングに前記回転軸線と同軸に前記入力軸側から順次支承されたシングルピニオン式の第１乃至第４プラネタリギヤと、
   前記ハウジングに回転軸線回りに回転可能に軸承され、前記第４プラネタリギヤの第４キャリアに連結する出力軸と、
   前記第１プラネタリギヤの第１キャリアに前記出力軸側から連結し前記第１プラネタリギヤの第１リングギヤの外周側を通って前記入力軸に連結する入力軸連結部材と、
   前記第１プラネタリギヤの第１サンギヤと第２プラネタリギヤの第２サンギヤを連結する第１連結部材と、
   前記第２プラネタリギヤの第２キャリアと前記第４プラネタリギヤの第４リングギヤを、前記第３プラネタリギヤの第３リングギヤの外周側を通って連結する第２連結部材と、
   前記第３プラネタリギヤの第３キャリアに前記入力軸側から連結し、前記第３プラネタリギヤの第３サンギヤの内周側を通って前記第４プラネタリギヤの第４キャリアに前記入力軸側から連結する第３連結部材と、
   前記回転軸線上において前記第３連結部材の内周側を通って延在し、前記入力軸側から前記第４サンギヤに連結する第１連結部位と、前記第１連結部位と連結するとともに前記ハウジングの外径側へ向かって延在する第２連結部位と、前記第２連結部位と連結するとともに前記入力軸側から前記第３リングギヤに連結する第３連結部位と、前記第１連結部位と連結するとともに前記回転軸線上において延在する第４連結部位と、を有する第４連結部材と、前記ハウジングの内周面に対して前記第１連結部材を係脱可能に固定する第１ブレーキと、
   前記ハウジングの内周面に対して前記第２リングギヤを係脱可能に固定する第２ブレーキと、
   前記入力軸連結部材と前記第４連結部材を係脱可能に連結する第１クラッチと、
   前記入力軸側から前記第１リングギヤに連結する第６連結部位と、前記第６連結部位と連結するとともに前記回転軸線に向かって延在する第７連結部位と、前記第７連結部位と連結するとともに前記回転軸線方向において前記第１連結部材と前記第４連結部材との間を延在する第８連結部位と、前記第８連結部位と連結するとともに前記ハウジングの外径側に向かって延在する第９連結部位と、前記第９連結部位と連結するとともに前記回転軸線方向において前記第３リングギヤと前記第２連結部材との間を延在する第１０連結部位と、を有するクラッチ連結部材と、
   前記第３リングギヤの外周側に設けられ、前記第３リングギヤと前記クラッチ連結部材を係脱可能に連結する第２クラッチと、
   前記第３リングギヤの外周側に設けられ、前記第３プラネタリギヤの第３サンギヤと前記クラッチ連結部材を係脱可能に連結する第３クラッチと、
   前記第２連結部材と前記クラッチ連結部材を係脱可能に連結する第４クラッチと、
   を備える自動変速機。
2. 前記入力軸連結部材の外周側の外周面に、エンジンからの動力を外部に取り出すための動力外部取出し部材を設けた請求項１に記載の自動変速機。

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