JP2016125592A - 自動変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】変速の多段化を可能としながら、軸方向のコンパクト化を図り、かつ径方向の寸法を抑制できる自動変速機の提供を目的とする。
【解決手段】前進低速段用クラッチＣ１と、後進低速段用クラッチＣ２と、前進高速段用クラッチＣ３とをプラネタリギヤユニット１５より入力側に配置するとともに、前進高速段用クラッチＣ３を、前進低速段用クラッチＣ１及び後進低速段用クラッチＣ２の内周に配設する。これにより軸方向のコンパクト化が可能となる。また、第１ブレーキＢ１を前進低速段用クラッチＣ１及び後進低速段用クラッチＣ２の外周に配置する。第２ブレーキＢ２及び第３ブレーキＢ３をプラネタリギヤユニット１５の外周に配置するとともに、それぞれ第１ブレーキＢ１と軸方向に略直列に配設する。これにより軸方向の寸法を一層コンパクト化するとともに、径方向の寸法を抑制できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の車両に搭載される自動変速機に関し、特に軸方向の寸法がコンパクトであり、かつ多段化を可能とする自動変速機に関する。

従来から自動車に用いられる自動変速機では、遊星ギヤから構成されるプラネタリギヤユニットと、このプラネタリギヤユニットの複数の回転要素をそれぞれ回転、停止させるクラッチ、ブレーキからなる複数の摩擦係合要素を有する自動変速機構を備えた自動変速機が種々、提供されている。

この自動変速機では、各々の係合摩擦要素の係合と解放とを適宜制御して、プラネタリギヤユニットを構成する遊星ギヤの複数の回転要素の回転をそれぞれ制御することにより、自動変速制御が行われる。

近年、自動車の自動変速機においては、主に燃費の向上や高い静粛性が求められている。これにともない、自動変速機の変速の多段化が進められている。この変速を多段化しようとすると、自動変速機が備える遊星ギヤや摩擦係合要素の数が増加する。このため、自動変速機の体格、すなわち自動変速機の軸方向や径方向の寸法が増大してしまう。

一方で、自動変速機が収容されるエンジンルームは、限られた狭い空間である。この空間内には、自動変速機の他にエンジン等の回転動力源を始め、様々な装置や部品が多く収容される。また、近年の技術開発により、エンジンルームに収容される新たな部品等も増加している。このため、自動変速機を始めとするエンジンルームに収容される装置や部品の、一層のコンパクト化が求められている。

例えば、特許文献１に開示されている自動変速機の自動変速機構６では、プラネタリギヤユニット９に、摩擦係合要素であるＣ−１からＣ−３の３つのクラッチと、Ｂ−０からＢ−３の４つのブレーキとを組み合せて、前進６速を達成し変速の多段化を可能としている。

この特許文献１による自動変速機においては、図３に示すように、低速前進段用クラッチＣ−１、及び後進低速段用クラッチＣ−３を、２つのダブルピニオン型の第１プラネタリギヤ７と、第２プラネタリギヤ８とからなるプラネタリギヤユニット９より入力側（図３の紙面左側）に配置するとともに、前進高速段用クラッチＣ−２をプラネタリギヤユニット９より入力側と反対側（図３の紙面右側）に配置している。

上記のクラッチＣ−１からＣ−３の配置により、比較的高トルクを受け持つ低速前進段用クラッチＣ−１、及び後進低速段用クラッチＣ−３を第１入力軸２ａに連結し、比較的低トルクを受け持つ前進高速段用クラッチＣ−２を第２入力軸２ｂに連結し、第１入力軸２ａの径を第２入力軸２ｂの径よりも大きく設定している。

特許文献１の自動変速機では、上記の構成により、径方向のコンパクト化が可能となるものの、プラネタリギヤユニット９より入力側に２つの低速段用クラッチ、即ち低速前進段用クラッチＣ−１と、後進低速段用クラッチＣ−３とが配置され、プラネタリギヤユニット９をその軸方向の反対側に挟んで、前進高速段用クラッチＣ−２が配置される。このため、軸方向のコンパク化を十分に図ることができないという問題が残る。

特許第４０４８３５０号公報

本発明は、上記課題に鑑み創作されたものであり、変速の多段化を可能としながら、軸方向のコンパクト化を図り、かつ径方向の寸法を抑制できる自動変速機の提供を目的とする。

本発明の自動変速機（例えば本明細書実施形態における（以下、単に「例えば」とも称する）自動変速機５０）は、上述した課題を解決するために、
第１サンギヤ（例えば本実施形態における第１サンギヤＳ１）、この第１サンギヤ（Ｓ１）に噛合するロングピニオン（例えばロングピニオンＬＰ）、このロングピニオン（ＬＰ）に噛合する第１ショートピニオン（例えば第１ショートピニオンＰ１）、この第１ショートピニオン（Ｐ１）に噛合する第１リングギヤ（例えば第１リングギヤＲ１）、及び前記ロングピニオン（ＬＰ）と前記第１ショートピニオン（Ｐ１）とを回転自在に支持する第１キャリア（例えば第１キャリアＣＲ１）からなる第１プラネタリギヤ（例えば第１プラネタリギヤ１０）と、
第２サンギヤ（例えば本実施形態における第２サンギヤＳ２）、この第２サンギヤ（Ｓ２）に噛合する第２ショートピニオン（例えば第２ショートピニオンＰ２）、この第２ショートピニオン（Ｐ２）に噛合する前記ロングピニオン（ＬＰ）、前記ロングピニオンに噛合する第２リングギヤ（例えば第２リングギヤＲ２）、及び前記ロングピニオン（ＬＰ）と前記第２ショートピニオン（Ｐ２）とを回転自在に支持する第２キャリア（例えば第２キャリアＣＲ２）からなる第２プラネタリギヤ（例えば第２プラネタリギヤ１２）と、からなり、
前記第１プラネタリギヤ（１０）と第２プラネタリギヤ（１２）とが一体にされて共通キャリア（例えば本実施形態における共通キャリアＣＲ）を構成するプラネタリギヤユニット（例えばプラネタリギヤユニット１５）と、
入力トルクが伝達される入力軸（例えば本実施形態における入力軸２０）と、前記第１リングギヤ（Ｒ１）に連結された出力軸（例えば出力軸２２）と、
前記入力軸（２０）と前記第１サンギヤ（Ｓ１）とを係脱する前進低速段用クラッチ（例えば本実施形態におけるＣ１クラッチＣ１）と、前記入力軸（２０）と前記第２サンギヤ（Ｓ２）とを係脱する後進低速段用クラッチ（例えばＣ２クラッチＣ２）と、前記入力軸（２０）と前記共通キャリア（ＣＲ）とを係脱する前進高速段用クラッチ（例えばＣ３クラッチＣ３）と、
前記第２サンギヤ（Ｓ２）の回転を停止する第１ブレーキ（例えば本実施形態におけるＢ１ブレーキＢ１）と、前記第２リングギヤ（Ｒ２）の回転を停止する第２ブレーキ（例えばＢ２ブレーキＢ２）と、前記第１キャリア（ＣＲ１）の回転を停止する第３ブレーキ（例えばＢ３ブレーキＢ３）と、を備える自動変速機（５０）において、
前記第２プラネタリギヤ（１２）が前記第１プラネタリギヤ（１０）より入力側に配置され、
前記入力軸（２０）は入力側の主入力軸（例えば本実施形態における主入力軸２０ａ）と、前記主入力軸（２０ａ）と同軸に、前記プラネタリギヤユニット（１５）の内周に配設された中間軸（例えば中間軸２０ｂ）とからなり、
前記前進低速段用クラッチ（Ｃ１）と、前記後進低速段用クラッチ（Ｃ２）と、前記前進高速段用クラッチ（Ｃ３）とがそれぞれ前記プラネタリギヤユニット（１５）より入力側に配置されるとともに、
前記前進低速段用クラッチ（Ｃ１）が前記主入力軸（２０ａ）と前記第１サンギヤ（Ｓ１）とを係脱し、
前記後進低速段用クラッチ（Ｃ２）が前記主入力軸（２０ａ）と前記第２サンギヤ（Ｓ２）とを係脱し、
前記前進高速段用クラッチ（Ｃ３）が前記中間軸（２０ｂ）を介して、前記主入力軸（２０ａ）と前記第１キャリア（ＣＲ１）とを係脱するとともに、前記前進低速段用クラッチ（Ｃ１）及び前記後進低速段用クラッチ（Ｃ２）の内周に配設され、
前記第１ブレーキ（Ｂ１）が前記前進低速段用クラッチ（Ｃ１）及び／又は前記後進低速段用クラッチ（Ｃ２）の外周に配置され、
前記第２ブレーキ（Ｂ２）及び前記第３ブレーキ（Ｂ３）がそれぞれ前記プラネタリギヤユニット（１５）の外周に配置されるとともに、前記第１ブレーキ（Ｂ１）と軸方向に直列的に配設されていることを特徴とする。

また、本発明の自動変速機（例えば本明細書実施形態における自動変速機５０）では、前記中間軸（２０ｂ）の径（例えばｄ２）が、前記主入力軸（２０ａ）の径（例えばｄ１）より小さく設定されていることが望ましい。

本発明の自動変速機によれば、前進低速段用クラッチと、後進低速段用クラッチと、前進高速段用クラッチとがそれぞれ前記プラネタリギヤユニットより入力側に配置される。これにより、自動変速機の軸方向のコンパクト化を達成し得る。また、第１ブレーキが前進低速段用クラッチ及び後進低速段用クラッチの外周に配置され、第２ブレーキ及び第３ブレーキがそれぞれプラネタリギヤユニットの外周に配置されるとともに、第１ブレーキと軸方向に直列に並ぶように配設される。詳しくは後述するが、これにより、自動変速機の径方向の寸法を抑制しながら、軸方向のコンパクト化を効果的に図ることができる。

また、比較的高トルクを受け持つ前進低速段用クラッチ、及び後進低速段用クラッチが主入力軸に連接され、比較的低トルクを受け持つ前進高速段用クラッチが中間軸に連接される。これにより、負荷トルクが比較的大きい主入力軸の径を確保しながら、中間軸の径を主入力軸の径より小さく設定することができる。

上記の結果、上述した従来技術のように変速の多段化を可能としながら、軸方向のコンパクト化をより一層図り、かつ入力軸の強度を確保しながら径方向の寸法をも抑制し得る。

本発明の一実施形態に係る自動変速機の要部の断面図である。 本発明の一実施形態に係る自動変速機の説明図であって、（ａ）はスケルトン図であり、（ｂ）は変速線図であり、（ｃ）は係合要素の各変速段での作動状態を示す図表である。 従来の１つのロングピニオンと２つのショートピニオンとからなるプラネタリギヤユニットを用いた自動変速機を模式的に示すスケルトン図である

《本発明の自動変速機の構成》
以下にまず、図面を参照しながら、本発明の自動変速機の構成について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る自動変速機の要部の断面図である。図２は、本発明の一実施形態に係る自動変速機の説明図であって、（ａ）はスケルトン図であり、（ｂ）は変速線図であり、（ｃ）は係合要素の各変速段での作動状態を示す図表である。

尚、図２（ｂ）に示す速度線図は、模式的に記載されたものであり、各変速段のギヤ比に対応したスケールで記載しているものではない。また、図中で、白丸は入力を表し、黒丸は固定を表し、二重丸は出力を表す。また、図２（ｃ）において、白丸は係合を表し、黒丸はエンジンブレーキ段（Ｌレンジ）のみの係合を示す。

図１、及び図２（ａ）に示すように、本実施形態の自動変速機５０は、回転動力源の出力軸、例えばエンジン回転軸３２に整列する第１軸の入力軸２０、及びこの入力軸２０と同軸に配置された出力軸２２を有している。入力軸２０上には、ロックアップクラッチ３５ａを有するトルクコンバータ３５、及び自動変速機構３０が配設されている。

入力軸２０は、主入力軸２０ａと、中間軸２０ｂとで構成され、入力トルクを伝達する。即ち、主入力軸２０ａは、その前端側（図の紙面右方向）がトルクコンバータ３５の出力側に連結されるとともに、ロックアップクラッチ３５ａによりエンジン（図示せず）の回転軸３２に直結可能とされている。

また、中間軸２０ｂは、主入力軸２０ａと同軸上に、互いに相対回転が可能なように配設される。ここで、中間軸２０ｂは、後述するプラネタリギヤユニット１５の内周に配設される。また、図１に示すように、この中間軸２０ｂの径ｄ２は、主入力軸２０ａの径ｄ１よりも小さく設定されている（ｄ２＜ｄ１）。

自動変速機構３０は遊星歯車機構を備えている。図２（ａ）に示すように、この遊星歯車機構は、２つのダブルピニオン型の第１プラネタリギヤ１０と第２プラネタリギヤ１２とを組み合わせた、ラビニヨタイプのプラネタリギヤユニット１５により構成されている。このとき、第２プラネタリギヤ１２が、第１プラネタリギヤ１０よりも入力側である回転動力源の出力軸３２側（図１及び図２（ａ）における紙面右側）に配置されている。

第１プラネタリギヤ１０は、第１サンギヤＳ１と、第１サンギヤＳ１に噛合する段付のロングピニオンＬＰの大径部ＬＰ１（図２（ａ）では段付形状、及び大径部と小径部とを省略して記載している）と、第１リングギヤＲ１と、ロングピニオンＬＰの大径部ＬＰ１及び第１リングギヤＲ１にともに噛合する第１ショートピニオンＰ１と、段付のロングピニオンＬＰと第１ショートピニオンＰ１とをともに回転自在に支持する第１キャリアＣＲ１と、を有する。

また、第２プラネタリギヤ１２は、第２サンギヤＳ２と、第２サンギヤＳ２に噛合する第２ショートピニオンＰ２と、第２リングギヤＲ２と、第２ショートピニオンＰ２及び第２リングギヤＲ２にともに噛合する段付のロングピニオンＬＰの小径部ＬＰ２と、ロングピニオンＬＰと第２ショートピニオンＰ２とをともに回転自在に支持する第２キャリヤＣＲ２と、を有している。即ち、ロングピニオンＬＰは、第１プラネタリギヤ１０及び第２プラネタリギヤ１２（以下、「両プラネタリギヤ１０，１２」とも称する）において、１つの共通ロングピニオンを構成している。

第１ショートピニオンＰ１は、ロングピニオンＬＰの大径部ＬＰ１の外周周りに所定数が環状に配置される。また、第２ショートピニオンＰ２も第２サンギヤＳ２の外周周りに所定数が環状に配置されている。また、ロングピニオンＬＰは、大径部ＬＰ１と小径部ＬＰ２とが一体にされて、第１プラネタリギヤ１０及び第２プラネタリギヤ１２に共通の１つのピニオンとして構成されている。

さらに、ロングピニオンＬＰと第１ショートピニオンＰ１とを回転自在に支持する第１キャリヤＣＲ１と、ロングピニオンＬＰと第２ショートピニオンＰ２とを回転自在に支持する第２キャリヤＣＲ２と、が両プラネタリギヤ１０，１２の１つの共通キャリヤＣＲとして一体に構成されている。

また、第１サンギヤＳ１は、中間軸２０ｂの外周に相対回転自在に支持される第１中空軸部２４の後端側（図１及び図２（ａ）における紙面左側）に一体に配設されているとともに、第２サンギヤＳ２は、第１中空軸部２４の外周に支持される第２中空軸部２６の後端側に一体に配設されている。

そして、主入力軸２０ａと、第１中空軸部２４すなわち第１サンギヤＳ１と、がＣ１クラッチＣ１を介して連結可能とされている。また、主入力軸２０ａと、第２中空軸部２６すなわち第２サンギヤＳ２と、がＣ２クラッチＣ２を介して連結可能とされている。

さらに、第２サンギヤＳ２がＢ１ブレーキＢ１により自動変速機５０のケース４０に係止可能にされている。また、第２リングギヤＲ２がＢ２ブレーキＢ２により自動変速機５０のケース４０に係止可能にされている。

さらに、共通キャリヤＣＲと、主入力軸２０ａと、が中間軸２０ｂと、Ｃ３クラッチＣ３と、を介して連結可能とされつつ、Ｂ３ブレーキＢ３によりケース４０に係止可能にされているとともに、その一方向回転時に、Ｂ３ブレーキＢ３と軸方向に直列的に配設されたＦ１ワンウェイクラッチＦ１によりケース４０に係止されるようになっている。そして、第１プラネタリギヤ１０の第１リングギヤＲ１が出力軸２２に連結されており、この出力軸２２は自動変速機構３０の出力部材となっている。

上述してきたように、ラビニヨタイプのプラネタリギヤユニット１５は、１つの共通のロングピニオンＬＰと、このロングピニオンＬＰにそれそれ噛合する２つのショートピニオンＰ１,Ｐ２と、からなるツーダブルピニオンを有するプラネタリギヤ機構を構成している。そして、歯数比Ｇｒ１（＝Ｓ１／Ｒ１）、Ｇｒ２（＝Ｓ２／Ｒ２）、Ｇｒ３（＝Ｓ１／Ｒ２）を適宜設定することで、適正なギヤ比幅、及びギヤ比ステップを得ている。

《本発明の自動変速機の動作》
次に、このように構成された自動変速機５０における自動変速機構３０の動作について、図２（ｂ）及び（ｃ）に示す速度線図と、作動表とを参照しながら説明する。

《前進１速時》
前進１速（１ＳＴ）では、Ｃ１クラッチＣ１が係合されるとともに、Ｆ１ワンウェイクラッチＦ１が係合される。この状態では、主入力軸２０ａの回転が、Ｃ１クラッチＣ１及び第１中空軸部２４を介して第１サンギヤＳ１に伝達されるとともに、さらに第１サンギヤＳ１からロングピニオンＬＰに伝達される。これにより、ロングピニオンＬＰは、第２サンギヤＳ２を空転させながら第１サンギヤＳ１即ち入力軸２０と逆方向に回転する。

また、ロングピニオンＬＰの逆回転により、共通キャリヤＣＲが入力軸２と逆方向に回転しようとするが、Ｆ１ワンウェイクラッチＦ１が共通キャリヤＣＲをその逆方向回転に対してケース４０に係止させるため、共通キャリヤＣＲは回転を阻止される。

また同時に、ロングピニオンＬＰの回転が第１ショートピニオンＰ１を介して第１リングギヤＲ１に伝達され、この第１リングギヤＲ１が第１サンギヤＳ１と同回転方向、即ち前進方向に大きく減速回転される。

この第１リングギヤＲ１の回転が出力軸２２に伝達され、入力軸２０の回転が減速されて所定のギヤ比、例えば図２（ｃ）に示すように２．８３８の正回転が出力軸２２から出力される。これにより、前進１速（１ＳＴ）が達成される。

尚、エンジンブレーキ段（Ｌレンジ）の時は、Ｂ３ブレーキＢ３が係合されて共通キャリヤＣＲを固定し、前進１速（１ＳＴ）の状態が維持される。

《前進２速時》
前進２速（２ＮＤ）では、１速の状態からＣ１クラッチＣ１の係合状態が保持される。また、Ｂ２ブレーキＢ２が係合される。この状態では、上述の１速と同様に、主入力軸２０ａの回転が、Ｃ１クラッチＣ１、第１中空軸部２４、及び第１サンギヤＳ１を介してロングピニオンＬＰに伝達され、ロングピニオンＬＰが入力軸２０と逆方向に回転する。

このロングピニオンＬＰの逆回転により、第２リングギヤＲ２がロングピニオンＬＰと同方向に回転しようとするが、Ｂ２ブレーキＢ２が係合されているため、第２リングギヤＲ２は回転を阻止される。このため、共通キャリヤＣＲが入力軸２０と同方向に回転するとともに、第１リングギヤＲ１も第１サンギヤＳ１と同方向に回転する。

この第１リングギヤＲ１の回転が出力軸２２に伝達され、主入力軸２０ａの回転が１速よりは小さく減速されて所定のギヤ比、例えば図２（ｃ）に示すように１．８５８の正回転が出力軸２２から出力される。これにより、前進２速（２ＮＤ）が達成される。

《前進３速時》
前進３速（３ＲＤ）では、２速の状態からＣ１クラッチＣ１の係合状態が保持されるが、Ｂ２ブレーキＢ２の係合が解除される。さらに、Ｂ１ブレーキＢ１が係合される。この状態では、前述の１速と同様に主入力軸２０ａの回転が、Ｃ１クラッチＣ１、第１中空軸部２４、及び第１サンギヤＳ１を介してロングピニオンＬＰに伝達され、ロングピニオンＬＰが第１サンギヤＳ１と逆方向に回転する。

このロングピニオンＬＰの逆回転により、第２ショートピニオンＰ２が第１サンギヤＳ１と同方向に回転し、さらに、第２サンギヤＳ２が第１サンギヤＳ１と逆方向に回転しようとする。このとき、Ｂ１ブレーキＢ１の係合により、第２サンギヤＳ２の回転が阻止される。このため、第２ショートピニオンＰ２が第２サンギヤＳ２の周りに公転し、その結果、共通キャリヤＣＲが第１サンギヤＳ１と逆方向に回転する。

一方、ロングピニオンＬＰの回転により、第１ショートピニオンＰ１が第１サンギヤＳ１と同方向に回転するが、この第１ショートピニオンＰ１の回転は共通キャリヤＣＲの回転によりさらに加速される。このため、第１リングギヤＲ１も第１サンギヤＳ１と同方向に加速されて回転する。

この第１リングギヤＲ１の回転が出力軸２２に伝達され、主入力軸２０ａの回転が減速されて所定のギヤ比、例えば図２（ｃ）に示すように１.４９０の正回転が出力軸２２から出力される。これにより、前進３速（３ＲＤ）が達成される。

《前進４速時》
前進４速（４ＴＨ）では、３速の状態からＣ１クラッチＣ１の係合状態が保持されるが、Ｂ１ブレーキＢ１の係合が解除される。さらに、Ｃ３クラッチＣ３が係合される。この状態では、前述の１速と同様に主入力軸２０ａの回転がＣ１クラッチＣ１、第１中空軸部２４、及び第１サンギヤＳ１を介してロングピニオンＬＰに伝達されるが、この主入力軸２０ａの回転は、Ｃ３クラッチＣ３及び中間軸２０ｂを介して共通キャリヤＣＲにも伝達される。

このため、第１サンギヤＳ１と、共通キャリヤＣＲとが同方向に一体に回転するので、ロングピニオンＬＰ、及び第１ショートピニオンＰ１がともに共通キャリヤＣＲ、第１サンギヤＳ１、及び入力軸２０と一体的に回転するが、それぞれ自転はしない。

このとき、ロングピニオンＬＰが入力軸２０周りに回転し、かつ自転をしない。そのため、第２サンギヤＳ２が同方向にロングピニオンＬＰと一体に回転するとともに、第１リングギヤＲ１も第１ショートピニオンＰ１、及びロングピニオンＬＰと一体に同方向に回転する。

即ち、第１リングギヤＲ１は、入力軸２０と一体に直結回転することとなる。この第１リングギヤＲ１の回転が出力軸２２に伝達され、ギヤ比が１.０００の入力軸２０と同速の正回転が出力軸２２から出力される。これにより、前進４速（４ＴＨ）が達成される。

《前進５速時》
前進５速（５ＴＨ）では、４速の状態からＣ３クラッチＣ３の係合状態が保持されるが、Ｃ１クラッチＣ１の係合が解除される。さらに、Ｂ１ブレーキＢ１が係合される。この状態では、主入力軸２０ａの回転が、Ｃ３クラッチＣ３、及び中間軸２０ｂを介して共通キャリヤＣＲに伝達されるが、第１サンギヤＳ１が主入力軸２０ａから遮断されるため、主入力軸２０ａの回転は、第１サンギヤＳ１には伝達されない。

このとき、共通キャリヤＣＲが入力軸２０と一体に回転するとともに、この共通キャリヤＣＲの回転により、ロングピニオンＬＰ、及び第１ショートピニオンＰ１がともに入力軸２０周りに回転する。このロングピニオンＬＰの入力軸２０周りの回転により、第２ショートピニオンＰ２を介して第２サンギヤＳ２が回転しようとするが、Ｂ１ブレーキＢ１が係合しているため、第２サンギヤＳ２は回転しない。

第２サンギヤＳ２の回転が阻止されると、第２ショートピニオンＰ２が第２サンギヤＳ２の周りを入力軸２０と同方向に公転する。この第２ショートピニオンＰ２の公転により第２ショートピニオンＰ２が自転するが、このとき、第１サンギヤＳ１は主入力軸２０ａから遮断されて回転が自由となっている。これにより、ロングピニオンＬＰ、及び第１ショートピニオンＰ１がともに自転し、第１サンギヤＳ１が空転する。

したがって、第１ショートピニオンＰ１の入力軸２０周りの回転、及び自転により、第１リングギヤＲ１が入力軸２０より高速度で入力軸２０と同方向、即ち前進方向に回転する。

この第１リングギヤＲ１の回転が出力軸２２に伝達され、所定のギヤ比、例えば図２（ｃ）に示すように０.７３３で入力軸２０の回転を増速した正回転が出力軸２２から出力される。これにより、入力軸２０の回転より速い高速回転の前進５速（５ＴＨ）が達成される。

《前進６速時》
前進６速（６ＴＨ）では、５速の状態からＣ３クラッチＣ３の係合状態が保持されるが、Ｂ１ブレーキＢ１の係合が解除される。さらに、Ｂ２ブレーキＢ２が係合される。この状態では、５速と同様に主入力軸２０ａの回転が、Ｃ３クラッチＣ３、及び中間軸２０ｂを介して共通キャリヤＣＲに伝達されるが、第１サンギヤＳ１が主入力軸２０ａから遮断されているため、主入力軸２０ａの回転は、第１サンギヤＳ１には伝達されない。

このとき、共通キャリヤＣＲが入力軸２０と一体に回転するとともに、この共通キャリヤＣＲの回転により、ロングピニオンＬＰ、及び第１ショートピニオンＰ１がともに入力軸２０周りに回転する。また、Ｂ２ブレーキＢ２が係合しているため、第２リングギヤＲ２は回転しない。

すると、ロングピニオンＬＰの入力軸２０周りの回転により、ロングピニオンＬＰが第２リングギヤＲ２の内歯に沿って自転しながら、入力軸２０周りに回転（公転）する。また、Ｂ１ブレーキＢ１が係合していないため、第２サンギヤＳ２、及び第２ショートピニオンＰ２が空転する。このロングピニオンＬＰの自転により、第１ショートピニオンＰ１の自転が速められる。

したがって、第１ショートピニオンＰ１の入力軸２０周りの回転及び自転により、第１リングギヤＲ１が入力軸２０より高速度で入力軸２０と同方向、即ち前進方向に回転する。

この第１リングギヤＲ１の回転が出力軸２２に伝達され、所定のギヤ比、例えば図２（ｃ）に示すように０.５３３で入力軸２０の回転を増速し、かつ５速より高速の正回転が出力軸２２から出力される。これにより、５速より速い高速回転の前進６速（６ＴＨ）が達成される。

《後進時》
後進速（Ｒｅｖ）では、Ｃ２クラッチＣ２が係合されるとともに、Ｂ３ブレーキＢ３も係合される。この状態では、共通キャリヤＣＲがＢ３ブレーキＢ３の係合により固定されている。また、主入力軸２０ａの回転がＣ２クラッチＣ２を介して第２サンギヤＳ２に伝達され、第２サンギヤＳ２が主入力軸２０ａと同方向に回転する。

この第２サンギヤＳ２の回転により、第２ショートピニオンＰ２を介してロングピニオンＬＰが主入力軸２０ａと同方向に回転する。また、共通キャリヤＣＲが回転しないため、第１ショートピニオンＰ１を介してリングギヤＲ１が主入力軸２０ａと逆方向に減速回転する。

このリングギヤＲ１の逆回転が出力軸２２に伝達され、主入力軸２０ａの回転が減速されて、所定のギヤ比、例えば図２（ｃ）に示すように２.７５０の逆回転が出力軸２２から出力される。これにより、後進速（Ｒｅｖ）が達成される。

上記で説明してきたように、本発明の一実施形態である自動変速機５０によれば、前進発進時を含む前進の低速段（１〜４速）で係合するＣ１クラッチＣ１と、後進段（低速段）で係合するＣ２クラッチＣ２とがプラネタリギヤユニット１５より入力側に配置されている。これらのクラッチＣ１,Ｃ２は発進段を含む低速段で係合することから、いずれも比較的高トルクを受け持つクラッチであり、主入力軸２０ａに配置されている。

さらに、本発明の一実施形態である自動変速機５０によれば、前進の高速段（４〜６速）で係合するＣ３クラッチＣ３も、プラネタリギヤユニット１５より入力側に配置されている。このクラッチＣ３は高速段で係合することから比較的低トルクを受け持つクラッチであり、中間軸２０ｂに配置されている。

クラッチの配置に注目すると、図１、及び図２（ｂ）に示すように、前進低速段用クラッチＣ１と、後進低速段用クラッチＣ２と、前進高速段用クラッチＣ３と、がそれぞれプラネタリギヤユニット１５より入力側に配置されるとともに、前進高速段用クラッチＣ３が、前進低速段用クラッチＣ１、及び後進低速段用クラッチＣ２の内周に配設されている。

これにより、プラネタリギヤユニット１５より入力側に２つの低速段用クラッチ、即ち低速前進段用クラッチＣ１と、後進低速段用クラッチＣ３とを配置し、その軸方向の反対側にプラネタリギヤユニット１５を挟んで、前進高速段用クラッチＣ２を配置する場合と比して、自動変速機の軸方向の一層のコンパクト化を達成し得る。

また、前進高速段用クラッチＣ３は高速段で係合することから比較的低トルクを受け持つクラッチであり、前進低速段用クラッチＣ１、及び後進低速段用クラッチＣ２の内周に配設されてクラッチの径が比較的小さく設定されても、トルクを中間軸２０ｂに確実に伝達することが可能である。

また、ブレーキの配置に注目すると、第１ブレーキＢ１が前進低速段用クラッチＣ１、及び／又は後進低速段用クラッチＣ２の外周に配置される。さらに、第２ブレーキＢ２、及び第３ブレーキＢ３がそれぞれプラネタリギヤユニット１５の外周に配置されるとともに、第１ブレーキと軸方向に直列的に配設される。これにより、自動変速機５０の径方向の寸法を抑制可能となる。

さらに、各ブレーキがそれぞれプラネタリギヤユニット１５の外周に配置されることから、各ブレーキの径を必要かつ十分な程度に大きく設定することができる。このため、ブレーキを構成する図示しないブレーキプレートや、ブレーキディスクの枚数をそれぞれ減じても、トルクを有する部材を確実に係止することが可能となる。このことは、自動変速機の軸方向のコンパクト化を効果的に図るうえで有利である。

また、第２プラネタリギヤ１２が第１プラネタリギヤ１０より入力側に配置され、第２ショートピニオンＰ２の環状配置の内側に、第２サンギヤＳ２、この第２サンギヤＳ２の内周側に第１中空軸部２４、及びこの第１中空軸部２４の内周側に中間軸２０ｂが配置される。したがって、第２ショートピニオンＰ２の環状配置の内側に、多数の部材が配置されるようになる。これにより、自動変速機５０の径方向の寸法の増大を一層、抑制できる。

加えて、軸径に注目すると、比較的高トルクを受け持つ前進低速段用クラッチＣ１、及び後進低速段用クラッチＣ２が主入力軸２０ａに連接される。また、比較的低トルクを受け持つ前進高速段用クラッチＣ３が中間軸２０ｂに連接される。

このとき、先述したように、主入力軸２０ａの径ｄ１は、中間軸２０ｂの径ｄ２より大きく設定されている。主入力軸２０ａの伝達トルクは高トルクであるため、この主入力軸２０ａはその径ｄ１が大径に設定されることで、高トルクをクラッチＣ１，Ｃ２に確実に伝達可能となる。

また、中間軸２０ｂの負荷トルクが低トルクになるようにしているため、中間軸２０ｂの径ｄ２を、主入力軸２０ａの径ｄ１より小さく設定することができる。結果、中間軸２０ｂは、その径ｄ２が小径に設定されても、トルクをＣ３クラッチＣ３からプラネタリギヤユニット１５に確実に伝達することが可能である。

換言すると、各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３と、両入力軸２０ａ，２０ｂとの連接を最適にすることにより、主入力軸２０ａの径ｄ１、及び中間軸２０ｂの径ｄ２を必要かつ十分な径に設定しながら、両入力軸２０ａ，２０ｂの強度を確保することができる。結果、自動変速機全体の径方向のコンパクト化が可能となる。

さらに、本実施形態の自動変速機５０のように、ラビニヨ型のプラネタリギヤユニット１５、各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３、及び各ブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３とを適切に組合せつつ、自動変速機５０の軸方向の後端近傍に配置される第１リングギヤＲ１から出力することで、変速の多段化やコンパクト化を最適に図るとともに、図１に示す伝達軸２８や、図示しないデファレンシャル軸等の他軸の配置や、他軸周りに配設される部材の配置の自由度等を向上することができる。結果、自動変速機全体の軸方向、及び径方向のコンパクト化が可能となる。

尚、本実施形態では、ロングピニオンＬＰを段付に形成することとしたが、ロングピニオンＬＰは必ずしも段付に形成する必要はなく、第１プラネタリギヤ１０、及び第２プラネタリギヤ１２のいずれにおいても同径に設定することもできる。

以上、本発明の自動変速機についての実施形態およびその概念について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲および明細書等に記載の精神や教示を逸脱しない範囲で他の変形例、改良例が得られることが当業者は理解できるであろう。

１０ 第１プラネタリギヤ
１２ 第２プラネタリギヤ
１５ プラネタリギヤユニット
２０ 入力軸
２０ａ 主入力軸
２０ｂ 中間軸
２２ 出力軸
２４ 第１中空軸部
２６ 第２中空軸部
２８ 伝達軸
３０ 自動変速機構
３２ 回転動力源の出力軸（エンジン回転軸）
３５ トルクコンバータ
３５ａ ロックアップクラッチ
３６ 自動変速機構
４０ ケース
５０ 自動変速機
Ｓ１ 第１サンギヤ
Ｓ２ 第２サンギヤ
ＬＰ ロングピニオン
ＬＰ１ ロングピニオンの大径部
ＬＰ２ ロングピニオンの小径部
Ｐ１ 第１ショートピニオン
Ｐ２ 第２ショートピニオン
Ｒ１ 第１リングギヤ
Ｒ２ 第２リングギヤ
ＣＲ 共通キャリア
ＣＲ１ 第１キャリア
ＣＲ２ 第２キャリア
Ｃ１ Ｃ１クラッチ（前進低速段用クラッチ）
Ｃ２ Ｃ２クラッチ（後進低速段用クラッチ）
Ｃ３ Ｃ３クラッチ（前進高速段用クラッチ）
Ｂ１ Ｂ１ブレーキ（第１ブレーキ）
Ｂ２ Ｂ２ブレーキ（第２ブレーキ）
Ｂ３ Ｂ３ブレーキ（第３ブレーキ）

Claims (2)

1. 第１サンギヤ、この第１サンギヤに噛合するロングピニオン、このロングピニオンに噛合する第１ショートピニオン、この第１ショートピニオンに噛合する第１リングギヤ、及び前記ロングピニオンと前記第１ショートピニオンとを回転自在に支持する第１キャリアからなる第１プラネタリギヤと、第２サンギヤ、この第２サンギヤに噛合する第２ショートピニオン、この第２ショートピニオンに噛合する前記ロングピニオン、前記ロングピニオンに噛合する第２リングギヤ、及び前記ロングピニオンと前記第２ショートピニオンとを回転自在に支持する第２キャリアからなる第２プラネタリギヤとからなり、前記第１プラネタリギヤと第２プラネタリギヤとが一体にされて共通キャリアを構成するプラネタリギヤユニットと、
   入力トルクが伝達される入力軸と、前記第１リングギヤに連結された出力軸と、
   前記入力軸と前記第１サンギヤとを係脱する前進低速段用クラッチと、前記入力軸と前記第２サンギヤとを係脱する後進低速段用クラッチと、前記入力軸と前記共通キャリアとを係脱する前進高速段用クラッチと、
   前記第２サンギヤの回転を停止する第１ブレーキと、前記第２リングギヤの回転を停止する第２ブレーキと、前記第１キャリアの回転を停止する第３ブレーキと、
   を備える自動変速機において、
   前記第２プラネタリギヤが前記第１プラネタリギヤより入力側に配置され、
   前記入力軸は、入力側の主入力軸と前記主入力軸と同軸に、前記プラネタリギヤユニットの内周に配設された中間軸とからなり、
   前記前進低速段用クラッチと、前記後進低速段用クラッチと、前記前進高速段用クラッチとがそれぞれ前記プラネタリギヤユニットより入力側に配置されるとともに、
   前記前進低速段用クラッチが前記主入力軸と前記第１サンギヤとを係脱し、
   前記後進低速段用クラッチが前記主入力軸と前記第２サンギヤとを係脱し、
   前記前進高速段用クラッチが前記中間軸を介して、前記主入力軸と前記第１キャリアとを係脱するとともに、前記前進低速段用クラッチ及び前記後進低速段用クラッチの内周に配設され、
   前記第１ブレーキが前記前進低速段用クラッチ及び／又は前記後進低速段用クラッチの外周に配置され、
   前記第２ブレーキ及び前記第３ブレーキがそれぞれ前記プラネタリギヤユニットの外周に配置されるとともに、前記第１ブレーキと軸方向に直列的に配設される、
   ことを特徴とする自動変速機。
2. 前記中間軸の径が、前記主入力軸の径より小さく設定されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の自動変速機。