JP2015178900A - 車両用自動変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】後進変速段形成時におけるギヤの高速回転化を抑制できる車両用自動変速機を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の車両用自動変速機１では、後進変速段形成時に、第１ブレーキＢ１および第２クラッチＣＬ２を係合状態にして第１プラネタリ機構Ｐ１の第１サンギヤＳ１および第２プラネタリ機構Ｐ２の第３要素Ｒ２を固定し、第４クラッチＣＬ４を係合状態にして第２プラネタリ機構Ｐ２の第２要素Ｃ２と第３プラネタリ機構Ｐ３の第３キャリアＣ３とを連結することにより、第３プラネタリ機構Ｐ３の第３キャリアＣ３に逆回転駆動力を作り出す。この逆回転駆動力は、第３プラネタリ機構Ｐ３の第３キャリアＣ３を介して出力軸Ｔに出力される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載されたエンジン等が出力する回転駆動力を変速する車両用自動変速機に関する。

例えば、下記に示す特許文献１，２に記載の車両用自動変速機は、３つのシングルピ二オン式プラネタリ機構並びに６つの係合要素、すなわち２つのブレーキおよび４つのクラッチで構成され、そのうちの３要素を係合させることで、前進１０速段、後進１速段の変速段を形成している。図２１に示すように、第１、第２、第３プラネタリ機構Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３は、この順序で入力軸Ｎ側から出力軸Ｔ側に向かって配置されている。以下の説明では、第１、第２、第３プラネタリ機構Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３を構成する各要素は、第１、第２、第３ピニオンＱ１１，Ｑ１２，Ｑ１３を支承する第１、第２、第３キャリアＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３、第１、第２、第３サンギヤＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３および第１、第２、第３リングギヤＲ１１，Ｒ１２，Ｒ１３と称する。

第２キャリアＣ１２は、入力軸Ｎと連結している。第２リングギヤＲ１２は、第３サンギヤＳ１３と連結している。第２サンギヤＳ１２は、第１ブレーキＢ１１によりハウジングＨとの固定を選択可能であり且つ第２クラッチＣＬ１２により第１サンギヤＳ１１との連結を選択可能である。第２キャリアＣ１２は、第１クラッチＣＬ１１により第１サンギヤＳ１１との連結を選択可能である。

第２リングギヤＲ１２は、第３クラッチＣＬ１３により第１キャリアＣ１１との連結を選択可能である。第１リングギヤＲ１１は、第３キャリアＣ１３と連結している。第１キャリアＣ１１は、第４クラッチＣＬ１４により第３リングギヤＲ１３との連結を選択可能である。第３リングギヤＲ１３は、第２ブレーキＢ１２によりハウジングＨとの固定を選択可能である。第３キャリアＣ１３は、出力軸Ｔと連結している。

図２２は、各変速段に対応する各クラッチＣＬ１１〜ＣＬ１４および各ブレーキＢ１１，Ｂ１２の作動状態を示しており、欄に丸印が付されている場合、係合状態にあることを示す。図２３は、後進変速段形成時における第１〜第３プラネタリ機構Ｐ１１〜Ｐ１３を構成する各要素であるサンギヤＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、キャリアＣ１１、Ｃ１２，Ｃ１３、リングギヤＲ１１、Ｒ１２，Ｒ１３を横軸方向にギヤ比λ１、λ２、λ３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回転速度比を取った回転速度線図を示す。

米国特許第７８２８６８８号明細書 米国特許第７１３１９２６号明細書

図２３に示すように、特許文献１，２に示される車両用自動変速機１０では、後進変速段形成時に、第１クラッチＣＬ１１を係合状態にして入力軸Ｎの回転駆動力を第１サンギヤＳ１１に入力する。そして、第４クラッチＣＬ１４を係合状態にして第１キャリアＣ１１と第３リングギヤＲ１３とを連結し、第２ブレーキＢ１２を係合状態にして第１キャリアＣ１１を固定することにより、第１リングギヤＲ１１に逆回転駆動力を作り出す。この第１リングギヤＲ１１の逆回転駆動力は、第３キャリアＣ１３を介して出力軸Ｔに出力される。つまり、この車両用自動変速機１０では、第１プラネタリ機構Ｐ１１への入力と第１プラネタリ機構Ｐ１１へのブレーキの作動のみで逆回転駆動力を作り出している。

そして、第３サンギヤＳ１３は、第３リングギヤＲ１３が固定され、第３キャリアＣ１３が逆回転しているため、受動的に第３キャリアＣ１３よりも増速で逆回転となる。そして、第２リングギヤＲ１２は、第３サンギヤＳ１３と連結しているので逆回転となり、第２キャリアＣ１２は、入力軸Ｎの回転が入力されているため、第２サンギヤＳ１２は、高速回転に晒される。すなわち、第２サンギヤＳ１２の回転速度比は、ギヤ比λ２（＝第２サンギヤＳ１２の歯数／第２リングギヤＲ１２の歯数）の逆数と、第２リングギヤＲ１２の回転速度比の絶対値および入力回転速度比の和とを積算した値に、入力回転速度比を加算した値ＨＨとなる。

よって、第２サンギヤＳ１２を第１サンギヤＳ１１に係脱可能な第２クラッチＣＬ１２およびハウジングＨに係脱可能な第１ブレーキＢ１１は、相対回転速度が大きくなって焼け等が発生し易くなる。また、第２サンギヤＳ１２を支持している軸受等は、耐久性の低下が著しくなる。また、第２サンギヤＳ１２に連結している軸に油路を形成している場合は、軸上に設置されているシーリングの耐久性も問題になるおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、後進変速段形成時におけるギヤの高速回転化を抑制できる車両用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、本発明の車両用自動変速機は、ハウジングと、シングルピニオン式の第１プラネタリ機構、シングルピニオン式およびダブルピニオン式の一方の方式の第２プラネタリ機構、並びにシングルピニオン式の第３プラネタリ機構が、前記ハウジングに回転軸線と同軸に支承され、前記第２プラネタリ機構がシングルピニオン式の場合、第２サンギヤ、第２キャリア、第２リングギヤをそれぞれ第１要素から第３要素とし、ダブルピニオン式の場合、第２キャリア、第２リングギヤ、第２サンギヤをそれぞれ第１要素から第３要素とし、それらのうち前記第１プラネタリ機構の第１リングギヤと前記第３プラネタリ機構の第３サンギヤとが互いに連結され、前記第２プラネタリ機構の第１要素と前記第３プラネタリ機構の第３リングギヤとが互いに連結された３個のプラネタリ機構と、前記ハウジングに前記回転軸線回りに回転可能に支承され、前記第１プラネタリ機構の第１キャリアに連結された入力軸と、前記ハウジングに前記回転軸線回りに回転可能に支承され、前記第３プラネタリ機構の第３キャリアに連結された出力軸と、前記第１プラネタリ機構の第１サンギヤを前記ハウジングに係脱可能に固定する第１ブレーキと、互いに連結された前記第１要素と前記第３リングギヤとを前記ハウジングに係脱可能に固定する第２ブレーキと、前記第１キャリアと前記第３要素とを係脱可能に連結する第１クラッチと、前記第１サンギヤと前記第３要素とを係脱可能に連結する第２クラッチと、前記第１リングギヤと前記第２要素とを係脱可能に連結する第３クラッチと、前記第２要素と前記第３キャリアとを係脱可能に連結する第４クラッチと、を備え、後進変速段形成時、前記第１ブレーキは、前記第１サンギヤを前記ハウジングに固定し、前記第２クラッチは、前記第１サンギヤと前記第３要素とを連結し、前記第４クラッチは、前記第２要素と前記第３キャリアとを連結する、ことを要旨とする。

この構成の車両用自動変速機では、後進変速段形成時に、第１ブレーキおよび第２クラッチを係合状態にして第１プラネタリ機構の第１サンギヤおよび第２プラネタリ機構の第３要素を固定し、第４クラッチを係合状態にして第２プラネタリ機構の第２要素と第３プラネタリ機構の第３キャリアとを連結することにより、第２プラネタリ機構の第２要素に逆回転駆動力を作り出す。この逆回転駆動力は、第３プラネタリ機構の第３キャリアを介して出力軸に出力される。

第２プラネタリ機構の第１要素および第３プラネタリ機構の第３リングギヤは、同一回転で、第３プラネタリ機構の第３キャリアの回転（出力回転）よりも高速回転となる。しかし、第２プラネタリ機構の第１要素の回転は、第２プラネタリ機構の第３要素が固定され、第２プラネタリ機構の第２要素が出力回転であるので、従来の車両用自動変速機と比較して高速回転に達することはない。

また、上記課題を解決するため、本発明の車両用自動変速機は、ハウジングと、シングルピニオン式の第１プラネタリ機構、シングルピニオン式及びダブルピニオン式の一方の方式の第２プラネタリ機構、シングルピニオン式の第３プラネタリ機構、並びにシングルピニオン式の第４プラネタリ機構が、前記ハウジングに回転軸線と同軸に支承され、前記第２プラネタリ機構がシングルピニオン式の場合、第２サンギヤ、第２キャリア、第２リングギヤをそれぞれ第１要素から第３要素とし、ダブルピニオン式の場合、第２キャリア、第２リングギヤ、第２サンギヤをそれぞれ第１要素から第３要素とし、それらのうち前記第２プラネタリ機構の第１要素と前記第３プラネタリ機構の第３リングギヤとが互いに連結され、前記第３プラネタリ機構の第３キャリアと前記第４プラネタリ機構の第４リングギヤとが互いに連結された４個のプラネタリ機構と、前記ハウジングに前記回転軸線回りに回転可能に支承され、前記第１プラネタリ機構の第１キャリア及び前記第４プラネタリ機構の第４サンギヤに連結された入力軸と、前記ハウジングに前記回転軸線回りに回転可能に支承され、前記第４プラネタリ機構の第４キャリアに連結された出力軸と、前記第１プラネタリ機構の第１サンギヤを前記ハウジングに係脱可能に固定する第１ブレーキと、互いに連結された前記第１要素と前記第３リングギヤとを前記ハウジングに係脱可能に固定する第２ブレーキと、前記第１キャリアと前記第３要素とを係脱可能に連結する第１クラッチと、前記第１サンギヤと前記第３要素とを係脱可能に連結する第２クラッチと、前記第１リングギヤと前記第２要素とを係脱可能に連結する第３クラッチと、前記第２要素と前記第３キャリアとを係脱可能に連結する第４クラッチと、を備え、後進変速段形成時、前記第１ブレーキは、前記第１サンギヤを前記ハウジングに固定し、前記第２クラッチは、前記第１サンギヤと前記第３要素とを連結し、前記第４クラッチは、前記第２要素と前記第３キャリアとを連結することを要旨とする。

この構成の車両用自動変速機では、後進変速段形成時に、第２キャリアと第３キャリアは、出力回転となる逆回転を得て、第４リングギヤを介して第４キャリアに逆回転駆動力を作り出す。この逆回転駆動力は、第４キャリアを介して出力軸に出力される。第２プラネタリ機構の第１要素および第３リングギヤは、同一回転で第４キャリアの回転（出力回転）よりも高速回転となる。しかし、第２プラネタリ機構の第１要素の回転は、第２プラネタリ機構の第３要素が固定され、第２プラネタリ機構の第２要素が出力回転であるので、従来の車両用自動変速機と比較して高速回転に達することはない。

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およ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機構を構成する各要素の回転速度比を示す速度線図である。 第１実施形態の後進変速段形成時におけるプラネタリ機構を構成する各要素の回転速度比を示す速度線図である。 本発明の車両用自動変速機の第１実施形態の第１変形例を模式的に示したスケルトン図である。 本発明の車両用自動変速機の第１実施形態の第２変形例を模式的に示したスケルトン図である。 本発明の車両用自動変速機の第１実施形態の第３変形例を模式的に示したスケルトン図である。 本発明の車両用自動変速機の第１実施形態の第４変形例を模式的に示したスケルトン図である。 本発明の車両用自動変速機の第１実施形態の第５変形例を模式的に示したスケルトン図である。 第１実施形態の第５変形例の各変速段におけるプラネタリ機構を構成する各要素の回転速度比を示す速度線図である。 第２実施形態の車両用自動変速機のスケルトン図である。 第２実施形態の各変速段におけるブレーキおよびクラッチの作動状態を示す図である。 第２実施形態の各変速段におけるプラネタリ機構を構成する各要素の回転速度比を示す速度線図である。 本発明の車両用自動変速機の第３実施形態を模式的に示したスケルトン図である。 第３実施形態の各変速段におけるブレーキおよびクラッチの作動状態を示す図である。 第３実施形態の後進変速段形成時におけるプラネタリ機構を構成する各要素の回転速度比を示す速度線図である。 第３実施形態の各変速段におけるプラネタリ機構を構成する各要素の回転速度比を示す速度線図である。 本発明の車両用自動変速機の第３実施形態の第１変形例を模式的に示したスケルトン図である。 本発明の車両用自動変速機の第３実施形態の第２変形例を模式的に示したスケルトン図である。 本発明の車両用自動変速機の第３実施形態の第３変形例を模式的に示したスケルトン図である。 従来の車両用自動変速機のスケルトン図である。 従来の各変速段におけるブレーキおよびクラッチの作動状態を示す図である。 従来の車両用自動変速機の後進変速段形成時におけるプラネタリ機構を構成する各要素の回転速度比を示す速度線図である。

以下、本発明の車両用自動変速機を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。実施形態において、車両用自動変速機は、車両に搭載されたエンジンが出力する回転駆動力を変速する装置として用いられる。車両は、車両用自動変速機により変速された回転駆動力が差動装置などを介して駆動輪に伝達され、車両用自動変速機において成立した所定の変速段で前進または後進するように構成されている。

＜第１実施形態＞
車両用自動変速機１の概略構成について図１を参照して説明する。車両用自動変速機１は、入力側（図１の左側）から出力側（図１の右側）に向かって軸方向に並設された３つのシングルピニオン式のプラネタリ機構Ｐ１〜Ｐ３と、各プラネタリ機構Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を構成する要素同士を選択的に係脱可能に連結する４つのクラッチＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４と、所定の要素をハウジングＨに係脱可能に固定する２つのブレーキＢ１，Ｂ２と、所定の要素同士を連結する部材５，６と、各クラッチＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４と所定の要素とを連結するための部材Ｕ１１，Ｕ２１，Ｕ３１，Ｕ４１，Ｕ１２，Ｕ２２，Ｕ３２，Ｕ４２と、各ブレーキＢ１，Ｂ２と所定の要素とを固定するための部材Ｖ１，Ｖ２と、入力軸Ｎと、出力軸Ｔとを備えて構成される。

また、この車両用自動変速機１は、車両の制御ＥＣＵ２による制御信号に基づいて各クラッチＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４、各ブレーキＢ１，Ｂ２からなる係合要素の作動状態を制御される。そして、本実施形態においては、上記の係合要素のうち３つの係合要素を作動させることによって、入力軸Ｎから入力される回転駆動力を、前進１１速段および後進１速段の何れかに変速して、出力軸Ｔから出力可能な構成となっている。車両用自動変速機１おける係合要素の作動状態と成立する変速段に関する詳細については後述する。

入力軸Ｎおよび出力軸Ｔは、ハウジングＨに、回転軸線Ｌ周りに回転可能に支承されている。入力軸Ｎは、図略のクラッチ装置などを介してエンジンの回転駆動力を車両用自動変速機１に入力する軸部材である。出力軸Ｔは、入力軸Ｎと同軸上に配置され、変速された回転駆動力を図略の差動装置などを介して駆動輪に出力する軸部材である。

各プラネタリ機構Ｐ１〜Ｐ３は、キャリアＣ１，Ｃ２，Ｃ３に回転可能に支持されたピニオンギヤＱ１，Ｑ２，Ｑ３がサンギヤＳ１，Ｓ２，Ｓ３およびリングギヤＲ１，Ｒ２，Ｒ３に噛合するシングルピニオン式であり、入力側から順に第１、第２、第３プラネタリ機構Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３と称する。そして、各プラネタリ機構Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の各要素は、第１、第２、第３サンギヤＳ１，Ｓ２，Ｓ３、第１、第２、第３キャリアＣ１，Ｃ２，Ｃ３、第１、第２、第３リングギヤＲ１，Ｒ２，Ｒ３と称する。なお、この第１実施形態においては、シングルピニオン式の第２プラネタリ機構Ｐ２を用いているため、第２プラネタリ機構Ｐ２の各要素は、第２サンギヤＳ２が本発明の「第１要素」に相当し、第２キャリアＣ２が本発明の「第２要素」に相当し、第２リングギヤＲ２が本発明の「第３要素」に相当する。

第１プラネタリ機構Ｐ１は、回転軸線Ｌ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Ｑ１を支承する第１キャリアＣ１で構成される。
第２プラネタリ機構Ｐ２は、回転軸線Ｌ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Ｑ２を支承する第２キャリアＣ２で構成される。
第３プラネタリ機構Ｐ３は、回転軸線Ｌ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Ｑ３を支承する第３キャリアＣ３で構成される。

各ブレーキＢ１，Ｂ２は、ハウジングＨに設けられ、所定の要素の回転を制動する係合要素である。本実施形態では、各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４と同様に、ハウジングＨに形成された油路から供給される油圧によって作動する油圧式としている。これにより、各ブレーキＢ１，Ｂ２は、例えば制御ＥＣＵ２による制御指令に基づいて作動する油圧ポンプから油圧を供給されると、図示しないディスクにパッドを押圧して、対象とする所定の要素の回転を制動する。そして、油圧ポンプによる油圧の供給が遮断されると、ディスクからパッドを離間させて、所定の要素の回転を許容する。

各クラッチＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４は、複数の要素同士を選択的に連結可能な係合要素である。本実施形態では、各クラッチＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４は、常開型であり、供給される油圧によって作動する油圧式としている。これにより、各クラッチＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４は、例えば制御ＥＣＵ２による制御指令に基づいて作動する油圧ポンプから入力軸ＮやハウジングＨに形成された油路を介して油圧を供給されると、図示しない複数のクラッチ板を接触させて、対象の要素間で駆動力が伝達されるように要素同士を連結する。そして、上記の油圧ポンプによる油圧の供給が遮断されると、クラッチ板同士を離間させて、対象の要素間で駆動力が伝達されないように要素同士を離脱させる。

入力軸Ｎは、第１リングギヤＲ１の外側を通って軸線方向に延在する入力軸連結部材３を介して第１キャリアＣ１に連結されている。入力軸連結部材３には、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。
出力軸Ｔは、出力軸連結部材４を介して第３キャリアＣ３に連結されている。
第１リングギヤＲ１および第３サンギヤＳ３は、第１サンギヤＳ１の内側を通って軸線方向に延在する第１ギヤ連結部材５を介して連結されている。
第２サンギヤＳ２および第３リングギヤＲ３は、第２ギヤ連結部材６を介して連結されている。

第１ブレーキＢ１は、第１ブレーキ連結部材Ｖ１に連結されている第１サンギヤＳ１の回転を、第１ブレーキ連結部材Ｖ１を介して制動する。
第２ブレーキＢ２は、第２ブレーキ連結部材Ｖ２に連結されている第３リングギヤＲ３の回転を、第２ブレーキ連結部材Ｖ２を介して制動する。

第１クラッチＣＬ１は、第１クラッチ連結部材Ｕ１１を介して、第２リングギヤＲ２に連結され、第１サンギヤＳ１の内側を通って軸線方向に延在する第１クラッチ連結部材Ｕ１２を介して、第１キャリアＣ１と第２リングギヤＲ２とを係脱可能に連結する。
第２クラッチＣＬ２は、第２クラッチ連結部材Ｕ２１を介して、第１ブレーキ連結部材Ｖ１に連結され、第１クラッチ連結部材Ｕ１１に連結された第２クラッチ連結部材Ｕ２２を介して、第１サンギヤＳ１と第２リングギヤＲ２とを係脱可能に連結する。

第３クラッチＣＬ３は、第３クラッチ連結部材Ｕ３１を介して、第２キャリアＣ２に連結され、第１ギヤ連結部材５に連結された第３クラッチ連結部材Ｕ３２を介して、第１リングギヤＲ１および第３サンギヤＳ３と第２キャリアＣ２とを係脱可能に連結する。
第４クラッチＣＬ４は、第４クラッチ連結部材Ｕ４１を介して、第３キャリアＣ３に連結され、第３クラッチ連結部材Ｕ３１に連結されている第４クラッチ連結部材Ｕ４２を介して、第２キャリアＣ２と第３キャリアＣ３とを係脱可能に連結する。

以上のように構成された車両用自動変速機１は、第１、第２、第３、第４クラッチＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４、第１および第２ブレーキＢ１，Ｂ２を選択的に作動して第１、第２、第３プラネタリ機構Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の要素の回転を規制することにより、前進１１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ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４、各ブレーキＢ１，Ｂ２の作動状態を示しており、欄に丸印が付されている場合、係合状態にあることを示す。

一般的に、シングルピ二オン式プラネタリ機構においては、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（＝サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）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。第１、第２、第３プラネタリ機構Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の第１、第２、第３サンギヤＳ１，Ｓ２，Ｓ３の歯数をＺｓ１，Ｚｓ２，Ｚｓ３、第１、第２、第３リングギヤＲ１，Ｒ２，Ｒ３の歯数をＺｒ１，Ｚｒ２，Ｚｒ３とすると、第１、第２、第３プラネタリ機構Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のギヤ比λ１、λ２、λ３は、λ１＝Ｚｓ１／Ｚｒ１、λ２＝Ｚｓ２／Ｚｒ２、λ３＝Ｚｓ３／Ｚｒ３である。
Ｎｓ＝（１＋１／λ）・Ｎｃ−１／λ・Ｎｒ・・・（１）

第１、第２、第３、第４クラッチＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４、第１および第２ブレーキＢ１，Ｂ２を選択的に作動したとき、第１、第２、第３プラネタリ機構Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の各要素の回転速度比は、図３に示す速度線図のようになる。速度線図は、プラネタリ機構のサンギヤ、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回転速度比を取ったものである。

すなわち、第１サンギヤＳ１と第２リングギヤＲ２とが、第２クラッチＣＬ２を介して連結されるので、Ｓ１，Ｒ２を１本の縦線上に配し、また、第１リングギヤＲ１と第２キャリアＣ２と第３サンギヤＳ３とが、第３クラッチＣＬ３を介して連結されるので、Ｒ１，Ｃ２，Ｓ３を１本の縦線上に配し、そして、Ｃ１が付された１本の線上に、第１キャリアＣ１の速度比を表す。また、第２サンギヤＳ２と第３リングギヤＲ３とが、常時連結されているので、Ｓ２，Ｒ３を１本の縦線上に配す。

そして、第１プラネタリ機構Ｐ１は、シングルピニオン型であるので、第１サンギヤＳ１の縦線と第１キャリアＣ１の縦線との間隔を１とみなし、第１リングギヤＲ１の縦線を第１キャリアＣ１の縦線から第１サンギヤＳ１の縦線の反対側に間隔λ１だけ離して配置する。第２プラネタリ機構Ｐ２は、シングルピニオン型であるので、第２サンギヤＳ２の縦線と第２キャリアＣ２の縦線との間隔を１とみなし、第２リングギヤＲ２の縦線を第２キャリアＣ２の縦線から第２サンギヤＳ２の縦線の反対側に間隔λ２だけ離して配置する。第３プラネタリ機構Ｐ３は、シングルピニオン型であるので、第３サンギヤＳ３の縦線と第３キャリアＣ３の縦線との間隔を１とみなし、第３リングギヤＲ３の縦線を第３キャリアＣ３の縦線から第３サンギヤＳ３の縦線の反対側に間隔λ３だけ離して配置する。

例えば、車両用自動変速機１における第１速段は、係合表（図２参照）によると、第１クラッチＣＬ１、第３クラッチＣＬ３および第２ブレーキＢ２が係合状態にある。この状態では、第１クラッチＣＬ１により、第１キャリアＣ１および第２リングギヤＲ２が一体回転し、第３クラッチＣＬ３により、第１リングギヤＲ１、第２キャリアＣ２および第３サンギヤＳ３が一体回転する。第１キャリアＣ１から出力された入力軸Ｎの回転駆動力は、第２サンギヤＳ２が第２ブレーキＢ２により固定されているので、第２キャリアＣ２から第３サンギヤＳ３に伝達されるとともに、第１リングギヤＲ１から第３サンギヤＳ３に伝達される。第３リングギヤＲ３は第２ブレーキＢ２により固定されているので、第３サンギヤＳ３から入力された回転駆動力を歯数に応じた変速比で減速し、第３キャリアＣ３から出力軸連結部材４を介して出力軸Ｔに回転駆動力を伝達する。

車両用自動変速機１が第１速段から第２速段に移行するには、第３クラッチＣＬ３および第２ブレーキＢ２の係合状態を維持しつつ、係合状態にする係合要素を第１クラッチＣＬ１から第２クラッチＣＬ２に切り換える。この状態では、第２クラッチＣＬ２により、第１サンギヤＳ１および第２リングギヤＲ２が一体回転し、第３クラッチＣＬ３により、第１リングギヤＲ１、第２キャリアＣ２および第３サンギヤＳ３が一体回転する。第１キャリアＣ１から出力された入力軸Ｎの回転駆動力は、第１サンギヤＳ１および第１リングギヤＲ１に分担される。第１サンギヤＳ１から出力された回転駆動力は、第２サンギヤＳ２が第２ブレーキＢ２により固定されているので、第２キャリアＣ２から第３サンギヤＳ３に伝達される。第３リングギヤＲ３は、第２ブレーキＢ２により固定されているので、第３サンギヤＳ３から入力された回転駆動力を歯数に応じた変速比で減速し、第３キャリアＣ３から出力軸連結部材４を介して出力軸Ｔに回転駆動力を伝達する。

このように、車両用自動変速機１は、６つの係合要素のうち３つの係合要素を選択的に係合状態にすることによって、図３の速度線図に示すように、それぞれ異なる変速比となる変速段を成立可能としている。また、車両用自動変速機１は、図２の係合表に示すように、係合状態にする３つの係合要素のうち１つを切り換えることによって、隣り合う変速段に移行可能としている。

ここで、課題で説明したように、従来の車両用自動変速機１０では、図１６に示すように、後進変速段形成時に、第２サンギヤＳ１２が高速回転（回転速度比ＨＨ）に晒されるので、第１ブレーキＢ１１および第２クラッチＣＬ１２は、相対回転速度が大きくなって焼け等が発生し易くなる等の問題がある。
しかし、本実施形態の車両用自動変速機１では、図４に示すように後進変速段形成時に、第１ブレーキＢ１および第２クラッチＣＬ２を係合状態にして第１サンギヤＳ１および第２リングギヤＲ２を固定し、第４クラッチＣＬ４を係合状態にして第２キャリアＣ２と第３キャリアＣ３とを連結することにより、第３キャリアＣ３に逆回転駆動力を作り出す。この逆回転駆動力は、第３キャリアＣ３を介して出力軸Ｔに出力される。

第２サンギヤＳ２および第３リングギヤＲ３は、同一回転で第３キャリアＣ３の回転（出力回転）よりも高速回転となる。しかし、第２サンギヤＳ２の回転速度比は、第２プラネタリ機構Ｐ２に着目して算出すると、第２リングギヤＲ２が固定され、第２キャリアＣ２が出力回転であるので、ギヤ比λ２（＝第２サンギヤＳ２の歯数／第２リングギヤＲ２の歯数）の逆数＋１と、出力回転速度比とを積算した値ｈとなるため、従来の車両用自動変速機１０の第２サンギヤＳ１２の回転速度比ＨＨのような高速回転に達することはない。

また、本実施形態の車両用自動変速機１では、後進変速段形成時に、第１キャリアＣ１は、入力軸Ｎの回転が入力され、第１サンギヤＳ１は、第１ブレーキＢ１により固定されているので、第１リングギヤＲ１は、増速の回転を得ており、前進段のうち５，７，９〜１１速段を構成しているときと同じ回転を得ているため、後進変速時特有の特異な回転を生じない。

第１実施形態の車両用自動変速機１によると、第２サンギヤＳ２および第３リングギヤＲ３をハウジングＨに係脱可能な第２ブレーキＢ２は、相対回転速度が大きくならないので焼け等の発生を抑制することができる。また、第２サンギヤＳ２を支持している軸受等は、耐久性が向上する。また、第２サンギヤＳ２に連結している軸に油路を形成している場合は、軸上に設置されているシーリングの耐久性も向上する。

＜第１実施形態の第１変形例＞
第１実施形態の車両用自動変速機１の第１変形例の概略構成について図１に対応させて示す図５を参照して説明する。なお、図５においては、図１に示す部材と同一部材は同一番号を付して詳細な説明を省略する。この車両用自動変速機１１は、入力軸Ｎを第１プラネタリ機構Ｐ１の内径側から連結している点で第１実施形態の車両用自動変速機１と異なる構成となっている。すなわち、入力軸Ｎは、第１サンギヤＳ１の内側を通って軸線方向に延在する入力軸連結部材７を介して第１キャリアＣ１に連結されている。このような構成の車両用自動変速機１１においても、第１実施形態の車両用自動変速機１と同様の効果を得ることができる。

＜第１実施形態の第２変形例＞
第１実施形態の車両用自動変速機１の第２変形例の概略構成について図１に対応させて示す図６を参照して説明する。なお、図６においては、図１に示す部材と同一部材は同一番号を付して詳細な説明を省略する。この車両用自動変速機１２は、第２プラネタリ機構Ｐ２と第３プラネタリ機構Ｐ３とを入れ替えた点で第１実施形態の車両用自動変速機１と異なる構成となっている。すなわち、車両用自動変速機１２は、入力側（図１の左側）から出力側（図１の右側）に向かって軸方向に、第１プラネタリ機構Ｐ１、第３プラネタリ機構Ｐ３、第２プラネタリ機構Ｐ２の順に並設した構成となっている。そして、入力軸Ｎは、第１サンギヤＳ１の内側を通って軸線方向に延在する入力軸連結部材７を介して第１キャリアＣ１に連結されている。このような構成の車両用自動変速機１２においても、第１実施形態の車両用自動変速機１と同様の効果を得ることができる。

＜第１実施形態の第３変形例＞
第１実施形態の車両用自動変速機１の第３変形例の概略構成について図１に対応させて示す図７を参照して説明する。なお、図７においては、図１に示す部材と同一部材は同一番号を付して詳細な説明を省略する。この車両用自動変速機１３は、第１プラネタリ機構Ｐ１と第２プラネタリ機構Ｐ２とを入れ替えた点、および入力軸Ｎおよび出力軸Ｔを同一方向に配置した点で第１実施形態の車両用自動変速機１と異なる構成となっている。すなわち、車両用自動変速機１３は、入力側（図１の左側）から出力側（図１の右側）に向かって軸方向に、第２プラネタリ機構Ｐ２、第１プラネタリ機構Ｐ１、第３プラネタリ機構Ｐ３の順に並設した構成となっている。そして、出力側から伸びる入力軸Ｎは、第３サンギヤＳ３の内側を通って軸線方向に延在する入力軸連結部材８を介して第１キャリアＣ１に連結されている。このような構成の車両用自動変速機１３においても、第１実施形態の車両用自動変速機１と同様の効果を得ることができる。

＜第１実施形態の第４変形例＞
第１実施形態の車両用自動変速機１の第４変形例の概略構成について図１に対応させて示す図８を参照して説明する。なお、図８においては、図１に示す部材と同一部材は同一番号を付して詳細な説明を省略する。この車両用自動変速機１４は、第２プラネタリ機構Ｐ２を、回転軸線Ｌ（回転軸心）に対し第３プラネタリ機構Ｐ３の径方向外側で且つ軸方向の同一位置に配置している点で第１実施形態の車両用自動変速機１と異なる構成となっている。すなわち、第２プラネタリ機構Ｐ２の第２リングギヤＲ２と第３プラネタリ機構Ｐ３の第３サンギヤＳ３とが噛合され、第２ブレーキ連結部材Ｖ２に連結されている。このような構成の車両用自動変速機１４においても、第１実施形態の車両用自動変速機１と同様の効果を得ることができる。

＜第１実施形態の第５変形例＞
第１実施形態の車両用自動変速機１の第５変形例の概略構成について図１に対応させて示す図９および図１０を参照して説明する。なお、図９においては、図１に示す部材と同一部材は同一番号を付して詳細な説明を省略する。この車両用自動変速機１５は、第２プラネタリ機構Ｐ２をシングルピニオン式からダブルピニオン式に変更した点で第１実施形態の車両用自動変速機１と異なる構成となっている。この第５変形例においては、ダブルピニオン式の第２プラネタリ機構Ｐ２を用いているため、第２プラネタリ機構Ｐ２の各要素は、第２キャリアＣ２が本発明の「第１要素」に相当し、第２リングギヤＲ２が本発明の「第２要素」に相当し、第２サンギヤＳ２が本発明の「第３要素」に相当する。

車両用自動変速機１５は、第２キャリアＣ２および第３リングギヤＲ３は、第３ギヤ連結部材９を介して連結されている。第１クラッチＣＬ１は、第１クラッチ連結部材Ｕ１１を介して、第１キャリアＣ１に連結され、第１サンギヤＳ１の内側を通って軸線方向に延在する第１クラッチ連結部材Ｕ１２を介して、第１キャリアＣ１と第２サンギヤＳ２とを係脱可能に連結する。このような構成の車両用自動変速機１５においても、第１実施形態の車両用自動変速機１と同様の効果を得ることができる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態の車両用自動変速機２１は、第１実施形態における車両用自動変速機１において、第５クラッチＣＬ５を追加し、連結部、クラッチ、ブレーキの繋ぎは概略据え置いた構成であり、第１実施形態における車両用自動変速機１と異なる構成について図１１〜図１３に基づいて説明する。なお、図１１においては、図１に示す部材と同一部材は同一番号を付して詳細な説明を省略する。

この車両用自動変速機２１では、第５クラッチＣＬ５は、第５クラッチ連結部材Ｕ５１を介して、第２リングギヤＲ２に連結され、第５クラッチ連結部材Ｕ５２を介して、第２リングギヤＲ２と第２キャリアＣ２とを係脱可能に連結する。図１２に示すように、この車両用自動変速機２１では、第１クラッチＣＬ１、第１ブレーキＢ１および第５クラッチＣＬ５を係合状態にすることにより、第１実施形態の車両用自動変速機１における８速段と９速段との間に新たな９速段を追加して前進１２段とすることができる。

すなわち、第１クラッチＣＬ１、第１ブレーキＢ１および第５クラッチＣＬ５を係合状態では、第１クラッチＣＬ１および第５クラッチＣＬ５により、第１キャリアＣ１、第２リングギヤＲ２、第２キャリアＣ２、第２サンギヤＳ２および第３リングギヤＲ３が一体回転する。第１キャリアＣ１から出力された入力軸Ｎの回転駆動力は、第１サンギヤＳ１が第１ブレーキＢ１により固定されているので、増速されて第１リングギヤＲ１から第３サンギヤＳ３に伝達される。そして、図１３の太線で示すように、第３キャリアＣ３は、第３サンギヤＳ３に伝達された回転駆動力および第３リングギヤＲ３に伝達された回転駆動力に基づいて、出力軸連結部材４を介して出力軸Ｔに新たな変速段（図１２における９変速段）の回転駆動力を伝達する。

なお、第１、第４、第５クラッチＣＬ１，ＣＬ４，ＣＬ５を係合状態にすることにより、第１、第３、第４クラッチＣＬ１，ＣＬ３，ＣＬ４を係合状態にして第８変速段を構成するときと同様の第８変速段を構成することができる。また、第４、第５クラッチＣＬ４，ＣＬ５および第１ブレーキＢ１、又は第３、第５クラッチＣＬ３，ＣＬ５および第１ブレーキＢ１を係合状態にすることにより、第３、第４クラッチＣＬ３，ＣＬ４および第１ブレーキＢ１を係合状態にして第１０変速段を構成するときと同様の第１０変速段を構成することができる。

上述の第２実施形態では、第５クラッチＣＬ５は、第２リングギヤＲ２と第２キャリアＣ２とを係脱可能に連結する構成としたが、第２リングギヤＲ２と第３リングギヤＲ３とを係脱可能に連結する構成としてもよい。

以上のように構成された第２実施形態の車両用自動変速機２１においては、第１実施形態の車両用自動変速機１と同様に第１〜第５クラッチＣＬ１〜ＣＬ５、第１および第２ブレーキＢ１，Ｂ２を選択的に作動して第１〜第３プラネタリ機構Ｐ１〜Ｐ３の要素の回転を規制することにより、前進１２段、後進１段の変速段を成立することができる。そして、第２実施形態の車両用自動変速機２１においても、第１実施形態の車両用自動変速機１と同様の効果を得ることができる。

＜第３実施形態＞
第３実施形態の車両用自動変速機３１は、第１実施形態における車両用自動変速機１において、シングルピニオン式の第４プラネタリ機構Ｐ４を更に追加し、連結部、クラッチ、ブレーキの繋ぎは据え置いた構成であり、第１実施形態における車両用自動変速機１と異なる構成について図１４〜図１７に基づいて説明する。なお、図１４においては、図１に示す部材と同一部材は同一番号を付して詳細な説明を省略する。

図１４に示すように、この車両用自動変速機３１は、シングルピニオン式の第１、第２、第３、第４プラネタリ機構Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を備え、この順序で入力軸Ｎ側から出力軸Ｔ側に向かって配置されている。第４プラネタリ機構Ｐ４の各要素は、第４サンギヤＳ４、第４ピニオンＱ４、第４キャリアＣ４、第４リングギヤＲ４と称する。

入力軸Ｎは、ハウジングＨに回転軸線Ｌ回りに回転可能に支承され、第１プラネタリ機構Ｐ１の第１キャリアＣ１および第４プラネタリ機構Ｐ４の第４サンギヤＳ４に連結されている。
出力軸Ｔは、ハウジングＨに回転軸線Ｌ回りに回転可能に支承され、第４プラネタリ機構Ｐ４の第４キャリアＣ４に連結されている。
そして、第２プラネタリ機構Ｐ２の第２サンギヤＳ２と第３プラネタリ機構Ｐ３の第３リングギヤＲ３とが互いに連結され、第３プラネタリ機構Ｐ３の第３キャリアＣ３と第４プラネタリ機構Ｐ４の第４リングギヤＲ４とが互いに連結されている。

以上のように構成された車両用自動変速機３１は、第１、第２、第３、第４クラッチＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４、第１および第２ブレーキＢ１，Ｂ２を選択的に作動して第１、第２、第３、第４プラネタリ機構Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の要素の回転を規制することにより、前進１２段、後進１段の変速段を成立することができる。図１５において、各変速段に対応する各クラッチＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４、各ブレーキＢ１，Ｂ２の作動状態を示しており、欄に丸印が付されている場合、係合状態にあることを示す。

第３実施形態の車両用自動変速機３１でも、第１実施形態の車両用自動変速機１と同様に、図１６に示すように後進変速段形成時に、第１ブレーキＢ１および第２クラッチＣＬ２を係合状態にして第１サンギヤＳ１および第２リングギヤＲ２を固定し、第４クラッチＣＬ４を係合状態にして第２キャリアＣ２と第３キャリアＣ３とを連結する。これにより、第２キャリアＣ２と第３キャリアＣ３は、出力回転となる逆回転を得て、第４リングギヤＲ４を介して第４キャリアＣ４に逆回転駆動力を作り出す。この逆回転駆動力は、第４キャリアＣ４を介して出力軸Ｔに出力される。

第２サンギヤＳ２および第３リングギヤＲ３は、同一回転で第４キャリアＣ４の回転（出力回転）よりも高速回転となる。しかし、第２サンギヤＳ２の回転速度比は、第２プラネタリ機構Ｐ２に着目して算出すると、第２リングギヤＲ２が固定され、第２キャリアＣ２が出力回転であるので、ギヤ比λ２（＝第２サンギヤＳ２の歯数／第２リングギヤＲ２の歯数）の逆数＋１と、出力回転速度比とを積算した値ｈとなるため、従来の車両用自動変速機１０の第２サンギヤＳ１２の回転速度比ＨＨのような高速回転に達することはない。

また、第３実施形態の車両用自動変速機３１では、後進変速段形成時に、第１キャリアＣ１は、入力軸Ｎの回転が入力され、第１サンギヤＳ１は、第１ブレーキＢ１により固定されているので、第１リングギヤＲ１は、増速の回転を得ており、前進段のうち６，８，１０〜１２速段を構成しているときと同じ回転を得ているため、後進変速時特有の特異な回転を生じない。

第３実施形態の車両用自動変速機３１によると、第２サンギヤＳ２および第３リングギヤＲ３をハウジングＨに係脱可能な第２ブレーキＢ２は、相対回転速度が大きくならないので焼け等の発生を抑制することができる。また、第２サンギヤＳ２を支持している軸受等は、耐久性が向上する。また、第２サンギヤＳ２に連結している軸に油路を形成している場合は、軸上に設置されているシーリングの耐久性も向上する。

また、第３実施形態の車両用自動変速機３１では、第４プラネタリ機構Ｐ４が新たに追加されているので、入力軸Ｎの入力が、第４サンギヤＳ４に入り、第３プラネタリ機構Ｐ３の出力が、第４リングギヤＲ４に入る。そのため、図１７に示すように、車両用自動変速機３１の出力軸Ｔ３は、第１実施形態の車両用自動変速機１の出力軸Ｔ１よりも入力軸Ｎ側に寄ることで、車両用自動変速機３１の後進変速段のギヤ比が、車両用自動変速機１の後進変速段のギヤ比よりも大きく取れる。これにより、車両用自動変速機３１は、後進時にエンジン性能に頼らず坂道登坂や牽引等の動力性能を大幅に向上できる。

＜第３実施形態の第１変形例＞
第３実施形態の車両用自動変速機３１の第１変形例の概略構成について図１４に対応させて示す図１８を参照して説明する。なお、図１８においては、図１４に示す部材と同一部材は同一番号を付して詳細な説明を省略する。この車両用自動変速機３２は、入力軸Ｎを第１プラネタリ機構Ｐ１の内径側から連結している点で第３実施形態の車両用自動変速機３１と異なる構成となっている。すなわち、入力軸Ｎは、第１サンギヤＳ１の内側を通って軸線方向に延在する入力軸連結部材７を介して第１キャリアＣ１に連結されている。このような構成の車両用自動変速機３２においても、第３実施形態の車両用自動変速機３１と同様の効果を得ることができる。

＜第３実施形態の第２変形例＞
第３実施形態の車両用自動変速機３１の第２変形例の概略構成について図１４に対応させて示す図１９を参照して説明する。なお、図１９においては、図１４に示す部材と同一部材は同一番号を付して詳細な説明を省略する。この車両用自動変速機３３は、第１プラネタリ機構Ｐ１と第２プラネタリ機構Ｐ２とを入れ替えた点、および入力軸Ｎおよび出力軸Ｔを同一方向に配置した点で第３実施形態の車両用自動変速機３１と異なる構成となっている。すなわち、車両用自動変速機３３は、車両用自動変速機３１の入力側（図１９の左側）から出力側（図１９の右側）に向かって軸方向に、第２プラネタリ機構Ｐ２、第１プラネタリ機構Ｐ１、第３プラネタリ機構Ｐ３、第４プラネタリ機構Ｐ４の順に並設した構成となっている。そして、出力側から伸びる入力軸Ｎは、第３サンギヤＳ３の内側を通って軸線方向に延在する入力軸連結部材８を介して第１キャリアＣ１に連結されているとともに、第４サンギヤＳ４に連結されている。このような構成の車両用自動変速機３３においても、第３実施形態の車両用自動変速機３１と同様の効果を得ることができる。

＜第３実施形態の第３変形例＞
第３実施形態の車両用自動変速機３４の第３変形例の概略構成について図１４に対応させて示す図２０を参照して説明する。なお、図２０においては、図１４に示す部材と同一部材は同一番号を付して詳細な説明を省略する。この車両用自動変速機３４は、第２プラネタリ機構Ｐ２をシングルピニオン式からダブルピニオン式に変更した点で第３実施形態の車両用自動変速機３１と異なる構成となっている。この第３変形例においては、ダブルピニオン式の第２プラネタリ機構Ｐ２を用いているため、第２プラネタリ機構Ｐ２の各要素は、図１７に示す速度線図の並び順で第２キャリアＣ２が本発明の「第１要素」に相当し、第２リングギヤＲ２が本発明の「第２要素」に相当し、第２サンギヤＳ２が本発明の「第３要素」に相当する。

車両用自動変速機３４は、第２キャリアＣ２および第３リングギヤＲ３は、第３ギヤ連結部材９を介して連結されている。第１クラッチＣＬ１は、第１クラッチ連結部材Ｕ１１を介して、第１キャリアＣ１に連結され、第１サンギヤＳ１の内側を通って軸線方向に延在する第１クラッチ連結部材Ｕ１２を介して、第１キャリアＣ１と第２サンギヤＳ２とを係脱可能に連結する。このような構成の車両用自動変速機３４においても、第３実施形態の車両用自動変速機３１と同様の効果を得ることができる。

（効果）
第１実施形態（第１〜第５変形例を含む）の車両用自動変速機１，１１，１２，１３，１４，１５は、ハウジングＨと、シングルピニオン式の第１プラネタリ機構Ｐ１、シングルピニオン式およびダブルピニオン式の一方の方式の第２プラネタリ機構Ｐ２、並びにシングルピニオン式の第３プラネタリ機構Ｐ３が、ハウジングＨに回転軸線Ｌと同軸に支承され、第２プラネタリ機構Ｐ２がシングルピニオン式の場合、第２サンギヤＳ２、第２キャリアＣ２、第２リングギヤＲ２をそれぞれ第１要素から第３要素とし、ダブルピニオン式の場合、第２キャリアＣ２、第２リングギヤＲ２、第２サンギヤＳ２をそれぞれ第１要素から第３要素とし、それらのうち第１プラネタリ機構Ｐ１の第１リングギヤＲ１と第３プラネタリ機構Ｐ３の第３サンギヤＳ３とが互いに連結され、第２プラネタリ機構Ｐ２の第１要素と第３プラネタリ機構Ｐ３の第３リングギヤＲ３とが互いに連結された３個のプラネタリ機構Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３と、ハウジングＨに前記回転軸線Ｌ回りに回転可能に支承され、第１プラネタリ機構Ｐ１の第１キャリアＣ１に連結された入力軸Ｎと、ハウジングＨに回転軸線Ｌ回りに回転可能に支承され、第３プラネタリ機構Ｐ３の第３キャリアＣ３に連結された出力軸Ｔと、を備える。

さらに、第１プラネタリ機構Ｐ１の第１サンギヤＳ１をハウジングＨに係脱可能に固定する第１ブレーキＢ１と、互いに連結された第１要素と第３リングギヤＲ３とをハウジングＨに係脱可能に固定する第２ブレーキＢ２と、第１キャリアＣ１と第３要素とを係脱可能に連結する第１クラッチＣＬ１と、第１サンギヤＳ１と第３要素とを係脱可能に連結する第２クラッチＣＬ２と、第１リングギヤＲ１と第２要素とを係脱可能に連結する第３クラッチＣＬ３と、第２要素と第３キャリアＣ３とを係脱可能に連結する第４クラッチＣＬ４と、を備え、後進変速段形成時、第１ブレーキＢ１は、第１サンギヤＳ１をハウジングＨに固定し、第２クラッチＣ２は、第１サンギヤＳ１と第３要素とを連結し、第４クラッチＣＬ４は、第２要素と第３キャリアＣ３とを連結することを要旨とする。

この構成の車両用自動変速機１，１１，１２，１３，１４，１５では、後進変速段形成時に、第２プラネタリ機構Ｐ２の第２要素に逆回転駆動力を作り出す。この逆回転駆動力は、第３プラネタリ機構Ｐ３の第３キャリアＣ３を介して出力軸に出力される。第２プラネタリ機構Ｐ２の第１要素および第３プラネタリ機構Ｐ３の第３リングギヤＲ３は、同一回転で、第３プラネタリ機構Ｐ３の第３キャリアＣ３の回転（出力回転）よりも高速回転となる。しかし、第２プラネタリ機構Ｐ２の第１要素の回転は、第２プラネタリ機構Ｐ２の第３要素が固定され、第２プラネタリ機構Ｐ２の第２要素が出力回転であるので、従来の車両用自動変速機と比較して高速回転に達することはない。

また、シングルピニオン式の第１プラネタリ機構Ｐ１、シングルピニオン式およびダブルピニオン式の一方の方式の第２プラネタリ機構Ｐ２、シングルピニオン式の第３プラネタリ機構Ｐ３は、この順序で、又は第２プラネタリ機構Ｐ２、第１プラネタリ機構Ｐ１、第３プラネタリ機構Ｐ３の順序で、又は第１プラネタリ機構Ｐ１、第３プラネタリ機構Ｐ３、第２プラネタリ機構Ｐ２の順序で、入力軸Ｎ側から出力軸Ｔ側に向かって配置され、又は第２プラネタリ機構Ｐ２が、回転軸線Ｌ（回転軸心）に対し第３プラネタリ機構Ｐ３の径方向外側で且つ軸方向の同一位置に配置され、第１ブレーキＢ１は、第１サンギヤＳ１に連結された第１ブレーキ連結部材Ｖ１を介して第１サンギヤＳ１の回転を制動し、第２クラッチＣＬ２は、第１ブレーキ連結部材Ｖ１に連結された第２クラッチ連結部材Ｕ２１を介して、第１サンギヤＳ１に連結されているとともに、第３要素に連結された第２クラッチ連結部材Ｕ２２を介して、第１サンギヤＳ１と第３要素とを係脱可能に連結し、第４クラッチＣＬ４は、第３キャリアＣ３に連結された第４クラッチ連結部材Ｕ４１を介して、第３キャリアＣ３に連結されているとともに、第２要素に入力軸Ｎ側で連結され第４クラッチ連結部材Ｕ４２を介して、第２要素と第３キャリアＣ３とを係脱可能に連結することを要旨とする。

この構成の車両用自動変速機１，１５では、上述の車両用自動変速機１，１１，１２，１３，１４，１５の効果に加え、以下の効果を得ることができる。第１プラネタリ機構Ｐ１の第１サンギヤＳ１は、第１ブレーキＢ１の第１ブレーキ連結部材Ｖ１と連結する以外は、他のプラネタリ機構の要素や他の係合要素の連結部材等との連結等は不要である。このため、入力軸Ｎと連結された第１プラネタリ機構Ｐ１の第１キャリアＣ１に連結される入力軸連結部材３は、ハウジングＨの内周面Ｈａ近傍に位置する経路を通ることが可能となる。よって、変速段にかかわらず、第１プラネタリ機構Ｐ１の第１キャリアＣ１に連結される入力軸連結部材３から、常に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。

第２実施形態の車両用自動変速機２１は、シングルピニオン式の第１、第２、第３プラネタリ機構Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、この順序で、又は第２プラネタリ機構Ｐ２、第１プラネタリ機構Ｐ１、第３プラネタリ機構Ｐ３の順序で、又は第１プラネタリ機構Ｐ１、第３プラネタリ機構Ｐ３、第２プラネタリ機構Ｐ２の順序で、入力軸Ｎ側から出力軸Ｔ側に向かって配置され、又は第２プラネタリ機構Ｐ２が、回転軸線Ｌ（回転軸心）に対し第３プラネタリ機構Ｐ３の径方向外側で且つ軸方向の同一位置に配置され、第３要素と第２要素、第１要素又は第３リングギヤＲ３とを係脱可能に連結する第５クラッチＣＬ５、を備える。そして、第１ブレーキＢ１は、第１サンギヤＳ１に連結された第１ブレーキ連結部材Ｖ１を介して第１サンギヤＳ１の回転を制動し、第２クラッチＣＬ２は、第１ブレーキ連結部材Ｖ１に連結された第２クラッチ連結部材Ｕ２１を介して、第１サンギヤＳ１に連結されているとともに、第３要素に連結された第２クラッチ連結部材Ｕ２２を介して、第１サンギヤＳ１と第３要素とを係脱可能に連結し、第４クラッチＣＬ４は、第３キャリアＣ３に連結された第４クラッチ連結部材Ｕ４１を介して、第３キャリアＣ３に連結されているとともに、第２要素に入力軸Ｎ側で連結され第４クラッチ連結部材Ｕ４２を介して、第２要素と第３キャリアＣ３とを係脱可能に連結し、第５クラッチＣＬ５は、第３要素に連結された第５クラッチ連結部材Ｕ５１を介して、第３要素に連結されているとともに、第２要素、第１要素又は第３リングギヤＲ３に連結された第５クラッチ連結部材Ｕ５２を介して、第３要素と第２要素、第１要素又は第３リングギヤＲ３とを係脱可能に連結する。そして、追加の前進変速段形成時、第１ブレーキＢ１は、第１サンギヤＳ１をハウジングＨに固定し、第１クラッチＣＬ１は、第１キャリアＣ１と第３要素とを連結し、第５クラッチＣＬ５は、第３要素と第２要素、第１要素又は第３リングギヤＲ３とを連結することを要旨とする。

この構成の車両用自動変速機２１では、上述の車両用自動変速機１，１１，１２，１３，１４，１５の効果に加え、以下の効果を得ることができる。第１クラッチＣＬ１および第５クラッチＣＬ５により、第１プラネタリ機構Ｐ１の第１キャリアＣ１、第２プラネタリ機構Ｐ２の全要素および第３プラネタリ機構Ｐ３の第３リングギヤＲ３が一体回転する。第１プラネタリ機構Ｐ１の第１リングギヤＲ１から出力された回転駆動力は、第１プラネタリ機構Ｐ１の第１サンギヤＳ１が第１ブレーキＢ１により固定されているので、第１プラネタリ機構Ｐ１の第１リングギヤＲ１から第３プラネタリ機構Ｐ３の第３サンギヤＳ３に伝達される。そして、第３プラネタリ機構Ｐ３の第３キャリアＣ３は、第３プラネタリ機構Ｐ３の第３リングギヤＲ３に伝達された回転駆動力および第３プラネタリ機構Ｐ３の第３サンギヤＳ３に伝達された回転駆動力に基づいて、出力軸Ｔに新たな変速段の回転駆動力を伝達することができる。

第３実施形態（第１〜第３変形例を含む）の車両用自動変速機３１，３２，３３，３４は、ハウジングＨと、シングルピニオン式の第１プラネタリ機構Ｐ１、シングルピニオン式及びダブルピニオン式の一方の方式の第２プラネタリ機構Ｐ２、シングルピニオン式の第３プラネタリ機構Ｐ３、並びにシングルピニオン式の第４プラネタリ機構Ｐ４が、ハウジングＨに回転軸線Ｌと同軸に支承され、第２プラネタリ機構Ｐ２がシングルピニオン式の場合、第２サンギヤＳ２、第２キャリアＣ２、第２リングギヤＲ２をそれぞれ第１要素から第３要素とし、ダブルピニオン式の場合、第２キャリアＣ２、第２リングギヤＲ２、第２サンギヤＳ２をそれぞれ第１要素から第３要素とし、それらのうち第２プラネタリ機構Ｐ２の第１要素と第３プラネタリ機構Ｐ３の第３リングギヤＲ３とが互いに連結され、第３プラネタリ機構Ｐ３の第３キャリアＣ３と第４プラネタリ機構Ｐ４の第４リングギヤＲ４とが互いに連結された４個のプラネタリ機構Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４と、ハウジングＨに回転軸線Ｌ回りに回転可能に支承され、第１プラネタリ機構Ｐ１の第１キャリアＣ１及び第４プラネタリ機構Ｐ４の第４サンギヤＳ４に連結された入力軸Ｎと、ハウジングＨに回転軸線Ｌ回りに回転可能に支承され、第４プラネタリ機構Ｐ４の第４キャリアＣ４に連結された出力軸Ｔと、を備える。

さらに、第１プラネタリ機構Ｐ１の第１サンギヤＳ１をハウジングＨに係脱可能に固定する第１ブレーキＢ１と、互いに連結された第１要素と第３リングギヤＲ３とをハウジングＨに係脱可能に固定する第２ブレーキＢ２と、第１キャリアＣ２と第３要素とを係脱可能に連結する第１クラッチＣＬ１と、第１サンギヤＳ１と第３要素とを係脱可能に連結する第２クラッチＣＬ２と、第１リングギヤＲ１と第２要素とを係脱可能に連結する第３クラッチＣＬ３と、第２要素と第３キャリアＣ３とを係脱可能に連結する第４クラッチＣＬ４と、を備え、後進変速段形成時、第１ブレーキＢ１は、第１サンギヤＳ１をハウジングＨに固定し、第２クラッチＣＬ２は、第１サンギヤＳ１と第３要素とを連結し、第４クラッチＣＬ４は、第２要素と第３キャリアＣ３とを連結することを要旨とする。

この構成の車両用自動変速機３１，３２，３３，３４では、後進変速段形成時に、第２キャリアＣ２と第３キャリアＣ３は、出力回転となる逆回転を得て、第４リングギヤＲ４を介して第４キャリアＣ４に逆回転駆動力を作り出す。この逆回転駆動力は、第４キャリアＣ４を介して出力軸Ｔに出力される。第２プラネタリ機構Ｐ２の第１要素および第３リングギヤＲ３は、同一回転で第４キャリアＣ４の回転（出力回転）よりも高速回転となる。しかし、第２プラネタリ機構Ｐ２の第１要素の回転は、第２プラネタリ機構Ｐ２の第３要素が固定され、第２プラネタリ機構Ｐ２の第２要素が出力回転であるので、従来の車両用自動変速機と比較して高速回転に達することはない。

また、シングルピニオン式の第１プラネタリ機構Ｐ１、シングルピニオン式およびダブルピニオン式の一方の方式の第２プラネタリ機構Ｐ２、シングルピニオン式の第３、第４プラネタリ機構Ｐ３，Ｐ４は、この順序で、又は第２プラネタリ機構Ｐ２、第１プラネタリ機構Ｐ１、第３プラネタリ機構Ｐ３、第４プラネタリ機構Ｐ４の順序で、又は第１プラネタリ機構Ｐ１、第３プラネタリ機構Ｐ３、第２プラネタリ機構Ｐ２、第４プラネタリ機構Ｐ４の順序で、入力軸Ｎ側から出力軸Ｔ側に向かって配置され、第１ブレーキＢ１は、第１サンギヤＳ１に連結された第１ブレーキ連結部材Ｖ１を介して第１サンギヤＳ１の回転を制動し、第２クラッチＣＬ２は、第１ブレーキ連結部材Ｖ１に連結された第２クラッチ連結部材Ｕ２１を介して、第１サンギヤＳ１に連結されているとともに、第３要素に連結された第２クラッチ連結部材Ｕ２２を介して、第１サンギヤＳ１と第３要素とを係脱可能に連結し、第４クラッチＣＬ４は、第３キャリアＣ３に連結された第４クラッチ連結部材Ｕ４１を介して、第３キャリアＣ３に連結されているとともに、第２要素に入力軸Ｎ側で連結され第４クラッチ連結部材Ｕ４２を介して、第２要素と第３キャリアＣ３とを係脱可能に連結することを要旨とする。

この構成の車両用自動変速機３１，３４では、上述の車両用自動変速機１，１５の効果に加え、以下の効果を得ることができる。第１プラネタリ機構Ｐ１の第１サンギヤＳ１は、第１ブレーキＢ１の第１ブレーキ連結部材Ｖ１と連結する以外は、他のプラネタリ機構の要素や他の係合要素の連結部材等との連結等は不要である。このため、入力軸Ｎと連結された第１プラネタリ機構Ｐ１の第１キャリアＣ１に連結される入力軸連結部材３は、ハウジングＨの内周面Ｈａ近傍に位置する経路を通ることが可能となる。よって、変速段にかかわらず、第１プラネタリ機構Ｐ１の第１キャリアＣ１に連結される入力軸連結部材３から、常に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。
なお、複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の特徴部分を適宜組合せることが可能であることは、明らかである。

１，１０，１１，１２，１３，１４，１５，２１，３１，３２，３３，３４：車両用自動変速機、 ３，７，８：入力軸連結部材、 ４：出力軸連結部材、 ５，６：第１、第２ギヤ連結部材、 ９：第３ギヤ連結部材、 Ｈ：ハウジング、 Ｎ：入力軸、 Ｔ：出力軸、 Ｌ：回転軸線、 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、 ＣＬ５：第５クラッチ、 Ｂ１：第１ブレーキ、 Ｂ２：第２ブレーキ、 Ｐ１：第１プラネタリ機構、 Ｐ２：第２プラネタリ機構、 Ｐ３：第３プラネタリ機構、 Ｐ４：第４プラネタリ機構、 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、 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、 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、 Ｍ：動力外部取出し部材、 Ｖ１，Ｖ２：第１、第２ブレーキ連結部材、 Ｕ１１，Ｕ２１，Ｕ３１，Ｕ４１，Ｕ５１：第１〜第５クラッチ連結部材、 Ｕ１２，Ｕ２２，Ｕ３２，Ｕ４２，Ｕ５２：第１〜第５クラッチ連結部材

Claims (5)

1. ハウジングと、
   シングルピニオン式の第１プラネタリ機構、シングルピニオン式およびダブルピニオン式の一方の方式の第２プラネタリ機構、並びにシングルピニオン式の第３プラネタリ機構が、前記ハウジングに回転軸線と同軸に支承され、前記第２プラネタリ機構がシングルピニオン式の場合、第２サンギヤ、第２キャリア、第２リングギヤをそれぞれ第１要素から第３要素とし、ダブルピニオン式の場合、第２キャリア、第２リングギヤ、第２サンギヤをそれぞれ第１要素から第３要素とし、それらのうち前記第１プラネタリ機構の第１リングギヤと前記第３プラネタリ機構の第３サンギヤとが互いに連結され、前記第２プラネタリ機構の第１要素と前記第３プラネタリ機構の第３リングギヤとが互いに連結された３個のプラネタリ機構と、
   前記ハウジングに前記回転軸線回りに回転可能に支承され、前記第１プラネタリ機構の第１キャリアに連結された入力軸と、
   前記ハウジングに前記回転軸線回りに回転可能に支承され、前記第３プラネタリ機構の第３キャリアに連結された出力軸と、
   前記第１プラネタリ機構の第１サンギヤを前記ハウジングに係脱可能に固定する第１ブレーキと、
   互いに連結された前記第１要素と前記第３リングギヤとを前記ハウジングに係脱可能に固定する第２ブレーキと、
   前記第１キャリアと前記第３要素とを係脱可能に連結する第１クラッチと、
   前記第１サンギヤと前記第３要素とを係脱可能に連結する第２クラッチと、
   前記第１リングギヤと前記第２要素とを係脱可能に連結する第３クラッチと、
   前記第２要素と前記第３キャリアとを係脱可能に連結する第４クラッチと、を備え、
   後進変速段形成時、
   前記第１ブレーキは、前記第１サンギヤを前記ハウジングに固定し、
   前記第２クラッチは、前記第１サンギヤと前記第３要素とを連結し、
   前記第４クラッチは、前記第２要素と前記第３キャリアとを連結する、車両用自動変速機。
2. 前記第１プラネタリ機構〜第３プラネタリ機構は、この順序で、又は前記第２プラネタリ機構、第１プラネタリ機構、第３プラネタリ機構の順序で、又は前記第１プラネタリ機構、第３プラネタリ機構、第２プラネタリ機構の順序で、前記入力軸側から前記出力軸側に向かって配置され、又は前記第２プラネタリ機構が、前記回転軸線に対し前記第３プラネタリ機構の径方向外側で且つ軸方向の同一位置に配置され、
   前記第１ブレーキは、前記第１サンギヤに連結された第１ブレーキ連結部材を介して前記第１サンギヤの回転を制動し、
   前記第２クラッチは、前記第１ブレーキ連結部材に連結された第２クラッチ連結部材を介して、前記第１サンギヤに連結されているとともに、前記第３要素に連結された第２クラッチ連結部材を介して、前記第１サンギヤと前記第３要素とを係脱可能に連結し、
   前記第４クラッチは、前記第３キャリアに連結された第４クラッチ連結部材を介して、前記第３キャリアに連結されているとともに、前記第２要素に前記入力軸側で連結され第４クラッチ連結部材を介して、前記第２要素と前記第３キャリアとを係脱可能に連結する、請求項１に記載の車両用自動変速機。
3. 前記第１プラネタリ機構〜第３プラネタリ機構は、この順序で、又は前記第２プラネタリ機構、第１プラネタリ機構、第３プラネタリ機構の順序で、又は前記第１プラネタリ機構、第３プラネタリ機構、第２プラネタリ機構の順序で、前記入力軸側から前記出力軸側に向かって配置され、又は前記第２プラネタリ機構が、前記回転軸線に対し前記第３プラネタリ機構の径方向外側で且つ軸方向の同一位置に配置され、
   前記第３要素と前記第２要素、前記第１要素又は前記第３リングギヤとを係脱可能に連結する第５クラッチ、を備え、
   前記第１ブレーキは、前記第１サンギヤに連結された第１ブレーキ連結部材を介して前記第１サンギヤの回転を制動し、
   前記第２クラッチは、前記第１ブレーキ連結部材に連結された第２クラッチ連結部材を介して、前記第１サンギヤに連結されているとともに、前記第３要素に連結された第２クラッチ連結部材を介して、前記第１サンギヤと前記第３要素とを係脱可能に連結し、
   前記第４クラッチは、前記第３キャリアに連結された第４クラッチ連結部材を介して、前記第３キャリアに連結されているとともに、前記第２要素に前記入力軸側で連結され第４クラッチ連結部材を介して、前記第２要素と前記第３キャリアとを係脱可能に連結し、
   前記第５クラッチは、前記第３要素に連結された第５クラッチ連結部材を介して、前記第３要素に連結されているとともに、前記第２要素、前記第１要素又は前記第３リングギヤに連結された第５クラッチ連結部材を介して、前記第３要素と前記第２要素、前記第１要素又は前記第３リングギヤとを係脱可能に連結し、
   追加の前進変速段形成時、
   前記第１ブレーキは、前記第１サンギヤを前記ハウジングに固定し、
   前記第１クラッチは、前記第１キャリアと前記第３要素とを連結し、
   前記第５クラッチは、前記第３要素と前記第２要素、前記第１要素又は前記第３リングギヤとを連結する、請求項１に記載の車両用自動変速機。
4. ハウジングと、
   シングルピニオン式の第１プラネタリ機構、シングルピニオン式及びダブルピニオン式の一方の方式の第２プラネタリ機構、シングルピニオン式の第３プラネタリ機構、並びにシングルピニオン式の第４プラネタリ機構が、前記ハウジングに回転軸線と同軸に支承され、前記第２プラネタリ機構がシングルピニオン式の場合、第２サンギヤ、第２キャリア、第２リングギヤをそれぞれ第１要素から第３要素とし、ダブルピニオン式の場合、第２キャリア、第２リングギヤ、第２サンギヤをそれぞれ第１要素から第３要素とし、それらのうち前記第２プラネタリ機構の第１要素と前記第３プラネタリ機構の第３リングギヤとが互いに連結され、前記第３プラネタリ機構の第３キャリアと前記第４プラネタリ機構の第４リングギヤとが互いに連結された４個のプラネタリ機構と、
   前記ハウジングに前記回転軸線回りに回転可能に支承され、前記第１プラネタリ機構の第１キャリア及び前記第４プラネタリ機構の第４サンギヤに連結された入力軸と、
   前記ハウジングに前記回転軸線回りに回転可能に支承され、前記第４プラネタリ機構の第４キャリアに連結された出力軸と、
   前記第１プラネタリ機構の第１サンギヤを前記ハウジングに係脱可能に固定する第１ブレーキと、
   互いに連結された前記第１要素と前記第３リングギヤとを前記ハウジングに係脱可能に固定する第２ブレーキと、
   前記第１キャリアと前記第３要素とを係脱可能に連結する第１クラッチと、
   前記第１サンギヤと前記第３要素とを係脱可能に連結する第２クラッチと、
   前記第１リングギヤと前記第２要素とを係脱可能に連結する第３クラッチと、
   前記第２要素と前記第３キャリアとを係脱可能に連結する第４クラッチと、を備え、
   後進変速段形成時、
   前記第１ブレーキは、前記第１サンギヤを前記ハウジングに固定し、
   前記第２クラッチは、前記第１サンギヤと前記第３要素とを連結し、
   前記第４クラッチは、前記第２要素と前記第３キャリアとを連結する、車両用自動変速機。
5. 前記第１プラネタリ機構〜第４プラネタリ機構は、この順序で、又は前記第２プラネタリ機構、第１プラネタリ機構、第３プラネタリ機構、第４プラネタリ機構の順序で、又は前記第１プラネタリ機構、第３プラネタリ機構、第２プラネタリ機構、第４プラネタリ機構の順序で、前記入力軸側から前記出力軸側に向かって配置され、
   前記第１ブレーキは、前記第１サンギヤに連結された第１ブレーキ連結部材を介して前記第１サンギヤの回転を制動し、
   前記第２クラッチは、前記第１ブレーキ連結部材に連結された第２クラッチ連結部材を介して、前記第１サンギヤに連結されているとともに、前記第３要素に連結された第２クラッチ連結部材を介して、前記第１サンギヤと前記第３要素とを係脱可能に連結し、
   前記第４クラッチは、前記第３キャリアに連結された第４クラッチ連結部材を介して、前記第３キャリアに連結されているとともに、前記第２要素に前記入力軸側で連結され第４クラッチ連結部材を介して、前記第２要素と前記第３キャリアとを係脱可能に連結する、請求項４に記載の車両用自動変速機。

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