JP4425208B2 - 自動変速機 - Google Patents

Description

本発明は、遊星ギヤ列を有して構成された自動変速機に関する。

従来、大きな駆動力を必要とする車両において、必要に応じて低速段と高速段とを切り換えるため、副変速機を主変速機の出力軸に備えて構成された変速機を有して構成された車両が知られている。また、他の変速機として、平行軸式変速機に遊星ギヤ列を組み合わせることにより、係合要素を少なくして多数の変速段を設定できるように構成された変速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。これら変速機は、エンジンの駆動力を車輪に伝達する動力伝達装置に備えられる。

特開２００５−１４７１９４号公報

従来、特許文献１に示すように、平行軸式変速機に遊星ギヤ列を組み合わせて多段変速を実現するには、カウンタシャフトを二重構造にするなどして多数のギヤの支持を行うように構成されている。このため、特許文献１の変速機では、変速比の設定自由度が高く変速機全体の小型化が図られる一方、構造が複雑化するおそれがあった。

また、平行軸式変速機では、平行軸にそれぞれ設けられたギヤ同士の噛み合いにより生じるギヤトルク反力をシャフトで受ける必要があり、実用に供するためには、シャフトの軸受け構造の強度確保が課題となっている。特に、遊星ギヤ列に接続されるシャフトを支持するための軸受け構造については、遊星ギヤ列側にこのような反力が大きく作用しないように構成されることが好ましく、同時に複雑化や大型化を招くことのない構造が求められている。

ところで、ＦＲ型の車両においては、しばしば、動力伝達装置が、変速機の入力軸端の接続部と出力軸端の接続部とを同軸上に位置させたレイアウトとされることがある。しかしながら、特許文献１に示す変速機においては入力軸と出力軸とが同軸上になく、上記のようにレイアウトされるＦＲ型の車両への搭載性に課題があった。

このような問題に鑑み、本発明は、平行軸式変速機と遊星ギヤ列とを組み合わせて構成される自動変速機において、シャフト構造の簡略化と軸受け構造の簡略化が図られるとともに、搭載性のよい自動変速機を提供することを目的とする。

上記目的達成のため、第１の本発明に係る自動変速機は、入力軸および出力軸と、入力軸に対して平行に設けられたカウンタ軸と、入力軸と同軸上に設けられたセンタ軸と、入力軸に設けられた入力軸側ドライブギヤおよびカウンタ軸に設けられて入力軸側ドライブギヤと噛合する入力軸側ドリブンギヤからなり、入力軸の回転をカウンタ軸に伝達する入力軸側ギヤ列と、カウンタ軸に設けられたセンタ軸側ドライブギヤおよびセンタ軸に設けられてセンタ軸側ドライブギヤと噛合するセンタ軸側ドリブンギヤからなり、カウンタ軸の回転をセンタ軸に伝達するセンタ軸側ギヤ列と、入力軸側ドライブギヤを入力軸に係脱可能にする入力軸側ギヤ係合手段と、センタ軸側ドリブンギヤをセンタ軸に係脱可能にするセンタ軸側ギヤ係合手段と、入力軸とセンタ軸の入力側とを係脱可能にする軸係合手段と、センタ軸の出力側に設けられた遊星ギヤ列とから構成されており、遊星ギヤ列を、センタ軸と同軸上を回転自在に設けられたサンギヤと、サンギヤと噛合するピニオンと、ピニオンを支持してサンギヤと同軸上を回転自在に設けられたキャリアと、ピニオンと噛合してサンギヤと同軸上を回転自在に設けられたリングギヤとから構成している。そして、サンギヤおよびキャリアの一方にセンタ軸の出力側を接続し、サンギヤおよびキャリアの他方にセンタ軸側ドリブンギヤを連結し、リングギヤに出力軸を接続し、サンギヤおよびキャリアの一方を固定保持可能なブレーキ手段を設けて構成している。

また、第２の本発明に係る自動変速機は、入力軸および出力軸と、入力軸に対して平行に設けられたカウンタ軸と、入力軸と同軸上に設けられたセンタ軸と、入力軸に設けられた入力軸側ドライブギヤおよびカウンタ軸に設けられて入力軸側ドライブギヤと噛合する入力軸側ドリブンギヤからなり、入力軸の回転をカウンタ軸に伝達する入力軸側ギヤ列と、カウンタ軸に設けられたセンタ軸側ドライブギヤおよびセンタ軸に設けられてセンタ軸側ドライブギヤと噛合するセンタ軸側ドリブンギヤからなり、カウンタ軸の回転をセンタ軸に伝達するセンタ軸側ギヤ列と、入力軸側ドライブギヤを入力軸に係脱可能にする入力軸側ギヤ係合手段と、センタ軸側ドリブンギヤをセンタ軸に係脱可能にするセンタ軸側ギヤ係合手段と、入力軸とセンタ軸の入力側とを係脱可能にする軸係合手段と、センタ軸の出力側に設けられた遊星ギヤ列とから構成されており、遊星ギヤ列を、センタ軸と同軸上を回転可能に設けられた第１サンギヤと、第１サンギヤと噛合する第１ピニオンと、第１ピニオンと連結されて第１ピニオンと一体回転可能な第２ピニオンと、第１および第２ピニオンを支持して第１サンギヤと同軸上を回転可能に設けられたキャリアと、第２ピニオンと噛合して第１サンギヤと同軸上を回転可能に設けられた第２サンギヤとから構成している。第１サンギヤにセンタ軸の出力側を接続し、キャリアにセンタ軸側ドリブンギヤを連結し、第２サンギヤに出力軸を接続し、第１サンギヤを固定保持可能なブレーキ手段を設けて構成している。

また、第１および第２の本発明に係る自動変速機において、入力軸側ギヤ列に並んで設けられ、入力軸側ギヤ列による動力伝達が行われたときに対してカウンタ軸を反対方向に回転させて入力軸の回転をカウンタ軸に伝達する後進ギヤ列を有したリバース機構を設けて構成することが好ましい。さらに、センタ軸側ドリブンギヤと遊星ギヤ列とをセンタ軸上に設けられた連結部を介して連結し、この連結部を回転自在に支持する軸受け部材を設け、この軸受け部材を変速機のケーシングに保持させることが好ましい。

このように構成される第１の本発明に係る自動変速機においては、入力軸と同軸上にセンタ軸を設け、遊星ギヤ列のサンギヤおよびキャリアの一方をこのセンタ軸および軸係合手段を介して入力軸と接続し、他方をセンタ軸側従動ギヤを介してカウンタ軸と接続している。なお、カウンタ軸は、入力軸側ギヤ列の動力伝達により入力軸の回転が変速されて伝達される。これにより、従来の遊星ギヤ列を備えた変速機と同様、多数の変速レンジを設定可能な変速機を少ない摩擦係合要素で構成できる。また、入力軸の回転をセンタ軸３を介して直接的に遊星ギヤ列に入力できる構造としていることから、カウンタ軸を多重構造にする必要がなくなり、軸構造を簡素化することができる。さらに、センタ軸と同軸上に回転軸を持つリングギヤに出力軸が接続されており、変速機の入力軸と出力軸とを同軸上に配設することができる。したがって、ＦＲ型の車両への搭載性の向上が図られる。

また、第２の本発明に係る自動変速機においても、第１の本発明に係る自動変速機と同様に、多段の変速レンジを設定可能な変速機をコンパクトに構成でき、変速機の軸構成を簡素化して構成でき、ＦＲ型の車両への搭載性の向上が図られる。

また、リバース機構を設けることにより、上記自動変速機において後進段を設定できる。また、センタ軸側従動ギヤと遊星ギヤ列とを連結する部分を支持する軸受け部材を変速機のケーシングに保持させることにより、センタ軸側ギヤ列からのギヤトルク反力をこの変速機のケーシングで受け止めることができる。したがって、この反力が遊星ギヤ列に作用することがなく、遊星ギヤ列や軸受け部材の構造を大型化や複雑化することなく強度確保でき、結果的に自動変速機の小型化や軽量化が図られる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。なお、図１，図２などにおける右側（エンジン側）を入力側あるいは上流側と称し、左側（駆動輪側）を出力側あるいは下流側と称して説明することがある。図１に、本発明に係る自動変速機ＴＭを備えた動力伝達装置１０を示している。この動力伝達装置１０は、例えばＦＲ型の車両に搭載される。

動力伝達装置１０は、車両前方に配設されたエンジン５と、エンジン５の出力軸５ａにトルクコンバータ６を介して入力軸１が接続される自動変速機ＴＭと、自動変速機ＴＭの出力軸４が接続されるデフ機構７とから構成され、エンジン５からの駆動力が、自動変速機ＴＭにより変速され、デフ機構７により左右のアクセルシャフト８，８に分割されて左右の駆動輪（後輪）９，９に伝達される。ＦＲ型の車両においてはしばしば、図１に示すように、変速機の入力軸接続部と出力軸接続部とを車両の前後方向に延びる同軸上に位置させたレイアウトで動力伝達装置１０が構成される。

自動変速機ＴＭは、複数のケース部材を組み付けて成形されるケーシング２０の内部空間に収容され、平行軸式変速機ＰＴＭと、出力側遊星ギヤ列ＲＰＧと、リバース機構ＲＶとから構成されている。また、ケーシング２０の内部には、潤滑用のオイルが底部に溜められている。

平行軸式変速機ＰＴＭは、エンジン５からの駆動力により所定方向に所定回転数Ｎeで回転する入力軸１と、入力軸１と平行に設けられるカウンタ軸２と、入力軸１と同軸上に設けられるセンタ軸３と、入力軸１の回転をカウンタ軸２に変速して伝達する入力軸側ギヤ列ＧＭと、カウンタ軸２の回転をセンタ軸３に変速して伝達するセンタ軸側ギヤ列ＧＣと、入力軸１の回転が変速されて伝達される出力軸４とから構成される。また、平行軸式変速機ＰＴＭは、入力軸側ギヤ列ＧＭのドライブギヤを入力軸１に対して係脱可能にする入力軸側ギヤ係合要素ＣＭ、センタ軸側ギヤ列ＧＣのドリブンギヤをセンタ軸３に対して係脱可能にするセンタ軸側ギヤ係合要素ＣＣ、同軸上に設けられた入力軸１とセンタ軸３とを係脱可能にする軸係合要素ＣＳなどの摩擦係合要素を備えて構成されている。

出力側遊星ギヤ列ＲＰＧは、センタ軸３と出力軸４との間に介設されており、キャリアなどの構成要素を固定保持する摩擦係合要素として前進ブレーキＢＦが接続されている。リバース機構ＲＶは、入力軸１の回転をカウンタ軸２に伝達する後進ギヤ列ＧＲを有して構成されており、第１リバース機構ＲＶ１により、上記前進段が設定されているときに対して、カウンタ軸２の回転が反転される。リバース機構ＲＶには、カウンタ軸２の回転を反転させるための機構として、後進ブレーキＢＲやセレクタ機構Ｓなどの係合要素が適宜備えられる。

自動変速機ＴＭには、変速制御を行うように構成された図示しない変速制御装置が備えられている。変速制御装置は、車両状態に応じて上述の各係合要素の作動制御を行うように構成されており、これら係合要素の作動状態（係脱状態）に応じて自動変速機ＴＭに複数の変速レンジが設定される。自動変速機ＴＭは、変速制御装置により設定された変速レンジに応じて入力軸１の回転を変速して出力軸４を回転させる。

次いで、図２〜図５を参照して第１構成例の自動変速機ＴＭ１を説明する。図２に示すように、第１構成例の自動変速機ＴＭ１は、平行軸式変速機ＰＴＭと、第１出力側遊星ギヤ列４０と、第１リバース機構ＲＶ１とから構成されている。

第１構成例のケーシング２０は、組付状態において内部空間を４つに仕切る３つの隔壁２１〜２３を有した構造になっている。上流側隔壁２１の上流側にリバース室２０ａが形成され、上流側隔壁２１と中央隔壁２２との間に第１平行軸室２０ｂが形成され、中央隔壁２２と下流側隔壁２３との間に第２平行軸室２０ｃが形成され、下流側隔壁２３の下流側にプラネタリ室２０ｄが形成される。リバース室２０ａには第１リバース機構ＲＶ１が収容され、第１平行軸室２０ｂには平行軸式変速機ＰＴＭの入力軸１側の構成部材が収容され、第２平行軸室２０ｃには平行軸式変速機ＰＴＭのセンタ軸３側の構成部材が収容され、プラネタリ室２０ｄには第１出力側遊星ギヤ列４０および前進ブレーキＢＦが収容される。

入力軸１は、リバース室２０ａおよび第１平行軸室２０ｂの内部を延びるように設けられており、上流側隔壁２１の保持部２１ａに保持された第１ベアリング８１により回転自在に支持されている。カウンタ軸２は、リバース室２０ａ、第１平行軸室２０ｂおよび第２平行軸室２０ｃの内部を延びるように設けられており、上流側隔壁２１により保持された保持部２１ｂに保持された第２ベアリング８２と、中央隔壁２２の保持部２２ｂに保持された第３ベアリング８３と、下流側隔壁２３の保持部に保持された第４ベアリング８４とにより回転自在に支持されている。なお、各保持部２１ａ，２１ｂ，２２ｂ，２３ｂは、隔壁２１〜２３から円筒状に突出して形成され、円筒内部にベアリングを収容して保持する。また、センタ軸３は、第２平行軸室２０ｃおよびプラネタリ室２０ｄの内部を延びるように設けられている。

カウンタ軸２は、リバース室２０ａおよび第１平行軸室２０ｂの内部において入力軸１とともに平行軸を構成し、第２平行軸室２０ｃの内部においてセンタ軸３とともに平行軸を構成する。また、カウンタ軸２は、図３に示すようにケーシング２０の内部空間において入力軸１の下方に配置されており、潤滑用オイルの油面ＯＬに臨んでいる。カウンタ軸２に軸支されるギヤのうちオイルに接触するおそれのある大径のギヤ（例えば、第１ドリブンギヤ１２）には、オイルを掻き揚げてフリクションを生じさせないように、カバー２９が設けられている。

入力軸側変速ギヤ列ＧＭは、第１および第２ギヤ列Ｇ１，Ｇ２から構成され、センタ軸側ギヤ列ＧＣは、第３ギヤ列Ｇ３から構成される。各ギヤ列Ｇ１〜Ｇ３に設定されるギヤ比ｒ_G1，ｒ_G2，ｒ_G3はそれぞれ、ドリブンギヤの歯数をドライブギヤの歯数で除して求められる。ここで、第１および第３ギヤ列Ｇ１，Ｇ３のギヤ比ｒ_G1，ｒ_G3は１よりも大きく設定されており、第１および第３ギヤ列Ｇ１，Ｇ３は減速ギヤ列として機能する。第２ギヤ列Ｇ２のギヤ比ｒ_G2は１よりも小さく設定されており、第２ギヤ列Ｇ２は増速ギヤ列として機能する。また、第２ギヤ列Ｇ２のギヤ比ｒ_G2と第３ギヤ列Ｇ３のギヤ比ｒ_G3とを乗じた値（ｒ_G2×ｒ_G3）は、１よりも小さくなるように設定されている。

第１ギヤ列Ｇ１は、入力軸１上に相対回転可能に設けられた第１ドライブギヤ１１と、第１ドライブギヤ１１に噛合してカウンタ軸２上に連結されてカウンタ軸２と一体回転可能な第１ドリブンギヤ１２とから構成される。第１ドライブギヤ１１は、入力軸１上に設けられた第１クラッチＣ１により入力軸１に対して係脱自在に構成されている。そのため、第１クラッチＣ１が係合すると、カウンタ軸２が、入力軸１に対して第１ギヤ列Ｇ１のギヤ比ｒ_G1に応じた回転数（Ｎe×１／ｒ_G1）に減速されて入力軸１の逆方向に回転する。

第２ギヤ列Ｇ２は、入力軸１上に相対回転可能に設けられた第２ドライブギヤ１３と、第２ドライブギヤ１３に噛合してカウンタ軸２上に連結されてカウンタ軸２と一体回転可能な第２ドリブンギヤ１４とから構成される。第２ドライブギヤ１３は、入力軸１上に設けられた第２クラッチＣ２により入力軸１に対して係脱自在に構成されている。そのため、第２クラッチＣ２が係合すると、カウンタ軸２が、入力軸１に対して第２ギヤ列Ｇ２のギヤ比ｒ_G2に応じた回転数（Ｎe×１／ｒ_G2）に増速されて入力軸１の逆方向に回転する。

ここで、入力軸１の出力側と、センタ軸３の入力側とは、入力軸１上に設けられた第３クラッチＣ３により係脱自在になっている。そのため、第３クラッチＣ３が係合すると、入力軸１の回転がそのままセンタ軸３に伝達され、センタ軸３は入力軸１と一体回転する。

第３ギヤ列Ｇ３は、カウンタ軸２上に連結されてカウンタ軸２と一体回転可能な第３ドライブギヤ１５と、第３ドライブギヤ１５と噛合してセンタ軸３上に相対回転可能に設けられた第３ドリブンギヤ１６とから構成されている。第３ドリブンギヤ１６は、センタ軸３上に設けられた第４クラッチＣ４により、センタ軸３に対して係脱自在に構成されている。そのため、第４クラッチＣ４が係合すると、センタ軸３が、カウンタ軸２の回転（Ｎcとする）に対して第３ギヤ列Ｇ３のギヤ比ｒ_G3に応じた回転数（Ｎc×１／ｒ_G3）に減速されてカウンタ軸２の逆方向に回転する。

このように、第１および第２クラッチＣ１，Ｃ２により入力軸側ギヤ係合要素ＣＭが構成され、第３クラッチＣ３により軸係合要素ＣＳが構成され、第４クラッチＣ４によりセンタ軸側ギヤ係合要素ＣＣが構成される。第１〜第４クラッチＣ１〜Ｃ４は、入力軸１あるいはセンタ軸３上にあり、同軸上に並ぶように設けられている。なお、第１〜第４クラッチＣ１〜Ｃ４は湿式クラッチであり、入力軸１やセンタ軸３の軸心に形成された油路を介して潤滑用のオイルが供給される。両軸１，３が回転すると、各クラッチＣ１〜Ｃ４に供給されたオイルが遠心力により径方向外側へ押し出され、クラッチガイドの外部に排出されるようになっている。

第１出力側遊星ギヤ列４０は、センタ軸３上に位置する回転軸を中心に回転可能なサンギヤ４１と、サンギヤ４１と噛合してサンギヤ４１の周りを自転しながら公転する第１ピニオン４２と、第１ピニオン４２と噛合して第１ピニオン４２とともに自転しながら公転する第２ピニオン４３と、ニードルベアリングを介して第１および第２ピニオン４２，４３を回転自在に保持するとともにサンギヤ４１の回転軸と同軸上に位置する回転軸を中心に第１および第２ピニオン４２，４３と同じ速度で公転するキャリア４４と、第２ピニオン４３と噛合する内歯を有してサンギヤ４１の回転軸と同軸上に位置する回転軸を中心に回転可能なリングギヤ４５とからなる３軸ダブルピニオン構造で構成されている。また、第１出力側遊星ギヤ列４０には、リングギヤ４５の歯数をサンギヤ４１の歯数で除して求められる所定のギヤ比ｒ_RPGが設定されている。

サンギヤ４１は、第３ドリブンギヤ１６に連結部７２を介して連結されており、センタ軸３上を第３ドリブンギヤ１６と一体回転可能になっている。この連結部７２は、センタ軸３に対して相対回転可能になっているとともに、第２平行軸室２０ｃおよびプラネタリ室２０ｄの内部を延びて設けられており、下流側隔壁２３の保持部２３ａに保持された第７ベアリング８７により回転自在に支持されている。この保持部２３ａは、円筒状に形成されて下流側隔壁２３から両室２０ｃ，２０ｄに向けて延びるように突出しており、円筒内部に第７ベアリング８７を収容して保持している。また、このように第７ベアリング８７により支持された状態の連結部７２は、軸方向への移動が規制される。

キャリア４４は、回転軸にセンタ軸３の出力側端部が接続されており、センタ軸３と一体回転可能になっている。したがって、第３クラッチＣ３が係合されると、キャリア４４にはセンタ軸３を介して入力軸１の回転が直接的に伝達される。また、キャリア４４は、プラネタリ室２０ｄの内部に取り付けられた前進ブレーキＢＦに接続されており、前進ブレーキＢＦが係合されると固定保持される。

なお、前進ブレーキＢＦは、プラネタリ室２０ｄの内部において下流側隔壁２３に沿うように取り付けられた湿式ブレーキであり、第１出力側遊星ギヤ列４０は、このように取り付けられた前進ブレーキＢＦに対して軸方向下流側にオフセットされた位置に配設されている。ここで、前進ブレーキＢＦがリングギヤ４５の外側に取り付けられると、プラネタリ室２０ｄの大型化に繋がり、自動変速機ＴＭ１の車両への搭載性の悪化を招くおそれがある。さらに、湿式ブレーキである前進ブレーキＢＦ自体の大型化に繋がり、粘性抵抗が大きくなって出力ロスの低下を招くおそれがある。このような観点から、前進ブレーキＢＦと第１出力側遊星ギヤ列４０とをこのようなレイアウトで配設している。

リングギヤ４５は、回転軸に下流側に延びる出力軸４が接続されている。このように、この自動変速機ＴＭ１は、センタ軸３を入力軸１と同軸上に設け、各回転軸がセンタ軸３と同軸とされた３軸構造の第１出力側遊星ギヤ列４０を設け、第１出力側遊星ギヤ列４０の１つの要素の回転軸（すなわち、リングギヤ４５の回転軸）に出力軸が接続されている。このため、入力軸１と出力軸４とが同軸上に配設される。

第１リバース機構ＲＶ１は、入力軸１と、カウンタ軸２と、第１後進ギヤ列ＧＲ１と、入力側遊星ギヤ列３０と、後進ブレーキＢＲとから構成される。

第１後進ギヤ列ＧＲ１は、第１ギヤ列Ｇ１に並ぶようにして設けられており、第１ベアリング８１の外側に取り付けられた第５ベアリング８５により回転自在に支持されて入力軸１上を相対回転可能に設けられた後進ドライブギヤ１７と、この後進ドライブギヤ１７に噛合し、カウンタ軸２に連結されてカウンタ軸２と一体回転可能な後進ドリブンギヤ１８とから構成され、後進ドライブギヤ１７の回転を設定されたギヤ比ｒ_GR1に応じて変速して後進ドリブンギヤ１８に伝達する。なお、ギヤ比ｒ_GR1は、後進ドリブンギヤ１８の歯数を後進ドライブギヤ１７の歯数で除して求められる。また、第５ベアリング８５は、上流側隔壁２１の保持部２１ａの円筒外側に嵌合されて保持される。

入力側遊星ギヤ列３０は、回転軸に入力軸１が接続されて入力軸１と一体回転するサンギヤ３１と、サンギヤ３１と噛合してサンギヤ３１の周りを自転しながら公転するピニオン３２と、ピニオン３２を回転自在に保持するともにサンギヤ３１と同じ回転軸を中心にピニオン３２と同じ速度で公転するキャリア３３と、ピニオン３２と噛合する内歯を有してサンギヤ３１と同じ回転軸を中心に回転するリングギヤ３４とからなる３軸シングルピニオン構造で構成されている。また、入力側遊星ギヤ列３０には、リングギヤ３４の歯数をサンギヤ３１の歯数で除して求められる所定のギヤ比ｒ_FPGが設定されている。

キャリア３３は、リバース室２０ａの内部に取り付けられた後進ブレーキＢＲに接続されており、後進ブレーキＢＲが係合されると固定保持される。また、リングギヤ３４と後進ドライブギヤ１７とはアーム７１を介して連結されており、両ギヤ１７，３４は一体回転する。後進ブレーキＢＲは湿式ブレーキで構成されている。

この第１リバース機構ＲＶ１においては、サンギヤ３１が入力軸１の回転数（Ｎe）で入力軸１と同方向に回転する。後進ブレーキＢＲが係合されると、キャリア３３が固定保持され、リングギヤ３４がサンギヤ３１の逆方向に回転する。このとき、リングギヤ３４は、サンギヤ３１に対して入力側遊星ギヤ列３０のギヤ比ｒ_FPGに応じた回転数（Ｎe×１／ｒ_FPG）に減速されて後進ドライブギヤ１７と一体回転する。後進ドリブンギヤ１８は、後進ドライブギヤ１７に対して第１後進ギヤ列ＧＲ１のギヤ比ｒ_GR1に応じた回転数（Ｎe×１／ｒ_FPG×１／ｒ_GR1）に変速されて後進ドライブギヤ１７の逆方向に回転する。したがって、カウンタ軸２は、後進ドリブンギヤ１８と同じ回転数で入力軸１と同方向に回転する。以下、上流側遊星ギヤ列３０のギヤ比ｒ_FPGと、第１後進ギヤ列ＧＲ１のギヤ比ｒ_GR1とを乗じて求められる値（ｒ_FPG×ｒ_GR1）を、第１リバース機構ＲＶ１の変速比ｒRVとする。この変速比ｒRVは、１よりも大きく設定されることが好ましく、例えば第１ギヤ列Ｇ１のギヤ比ｒ_G1と同値に設定される。

このように構成される自動変速機ＴＭ１は、変速制御装置が図４に示すように摩擦係合要素Ｃ１〜Ｃ４，ＢＦ，ＢＲを選択的に係合させる制御を行うことにより、前進７速（ＵＬ，１ｓｔ〜６ｔｈ）および後進２速（ＵＲ，Ｒ）の変速レンジを設定できる。なお、図４の●印は、摩擦係合要素が係合状態にあることを示している。各変速レンジは、２つの摩擦係合要素が係合されて設定される。また、前進段において隣り合う変速レンジ間の変速は、２つの摩擦係合要素のうち１つを係合させたままとし、残りの１つを解放して別の１つの摩擦係合要素を係合させて行うように構成されている。このため、変速をスムーズに行うことができる。

さらに、この自動変速機ＴＭ１に備えられた変速制御装置は、前進走行中にアクセルペダルが大きく踏み込まれると、加速に必要な駆動力を駆動輪９，９に伝達するため、現状の変速レンジから２レンジ分低速側にシフトさせる制御を行うように構成されている。図示するように、２レンジ離れた変速レンジ間（すなわち、６速レンジおよび４速レンジ間、５速レンジおよび３速レンジ間、４速レンジおよび２速レンジ間、３速レンジおよび１速レンジ間）についても、１つの摩擦係合要素を係合させたままとし、残りの１つを解放して別の１つの摩擦係合要素を係合させることにより変速可能になっている。このため、加速をスムーズに行わせることができる。

また、図５には第１出力側遊星ギヤ列４０の速度線図を示している。３本の縦軸は、それぞれ左側から、第１出力側遊星ギヤ列４０を構成するサンギヤ４１（Ｓ）、リングギヤ４５（Ｒ）、キャリア４４（Ｃ）の回転数Ｎを示している。縦軸の間隔は、サンギヤの軸およびキャリアの軸の間隔と、リングギヤの軸およびキャリアの軸の間隔との比がｒ_RPG：１になっている。また、回転数Ｎは入力軸１の回転方向を正としており、出力軸４が正方向に回転するとき、すなわち、リングギヤ４５が正方向に回転するとき、車両は前進する。以下、図４，図５を参照して各変速レンジについて説明する。

１速レンジ（１ｓｔ）は、第１クラッチＣ１および前進ブレーキＢＦが係合されて設定される。このとき、カウンタ軸２が第１ギヤ列Ｇ１により入力軸１に対して減速されて入力軸１と逆方向に回転し、第３ドリブンギヤ１６が第３ギヤ列Ｇ３によりカウンタ軸２に対して減速されてカウンタ軸２と逆方向に回転することから、サンギヤ４１は、入力軸１に対して第１および第３ギヤ列Ｇ１，Ｇ３のギヤ比ｒ_G1，ｒ_G3に応じた回転数（Ｎe×１／ｒ_G1×１／ｒ_G3）で正方向に回転する。この回転数は、入力軸１の回転数Ｎeより低速である。一方、キャリア４４は、前進ブレーキＢＦの係合により固定保持されて回転しない。したがって、リングギヤ４５は、この２点を結ぶ直線Ｌ₁とリングギヤ４５の回転数を示す縦軸との交点である回転数Ｎ₁で正方向に回転する。

２速レンジ（２ｎｄ）は、１速レンジの状態から前進ブレーキＢＦが解放され、第４クラッチＣ４が係合されて設定される。これにより、サンギヤ４１は、１速レンジと同じ回転数（Ｎe×１／ｒ_G1×１／ｒ_G3）で正方向に回転する。一方、第４クラッチＣ４の係合によりセンタ軸３が第３ドリブンギヤ１６と一体回転するため、キャリア４４はサンギヤ４１と同じ回転数（Ｎe×１／ｒ_G1×１／ｒ_G3）で正方向に回転する。したがって、リングギヤ４５は、この２点を結ぶ直線Ｌ₂と上記縦軸との交点である回転数Ｎ₂（＝Ｎe×１／ｒ_G1×１／ｒ_G3）で正方向に回転する。

３速レンジ（３ｒｄ）は、２速レンジの状態から第４クラッチＣ４が解放され、第３クラッチＣ３が係合されて設定される。これにより、サンギヤ４１は、２速レンジと同じ回転数（Ｎe×１／ｒ_G1×１／ｒ_G3）で正方向に回転する。一方、第３クラッチＣ３の係合によりセンタ軸３が入力軸１と一体回転するため、キャリア４４は入力軸１と同じ回転数Ｎeで正方向に回転する。したがって、リングギヤ４５は、この２点を結ぶ直線Ｌ₃と上記縦軸との交点である回転数Ｎ₃で正方向に回転する。

４速レンジ（４ｔｈ）は、３速レンジの状態から第１クラッチＣ１が解放され、第３クラッチＣ３が係合されて設定される。これにより、センタ軸３が入力軸１と一体回転するとともに、第３ドリブンギヤ１６がセンタ軸３と一体回転する。したがって、サンギヤ４１およびキャリア４４はともに入力軸１の回転数Ｎeで正方向に回転し、リングギヤ４５は、この２点を結ぶ直線Ｌ₄と上記縦軸との交点である回転数Ｎ₄（＝Ｎe）で正方向に回転する。すなわち、この自動変速機ＴＭ１では、４速レンジにおいて入力軸１と出力軸４の回転数が等しくなる。

５速レンジ（５ｔｈ）は、４速レンジの状態から第４クラッチＣ４が解放され、第２クラッチＣ２が係合されて設定される。このとき、カウンタ軸２が第２ギヤ列Ｇ２により入力軸１に対して増速されて入力軸１と逆方向に回転し、第３ドリブンギヤ１６が第３ギヤ列Ｇ３によりカウンタ軸２に対して減速されてカウンタ軸２と逆方向に回転する。サンギヤ４１は、入力軸１に対して第２および第３ギヤ列Ｇ２，Ｇ３のギヤ比ｒ_G2，ｒ_G3に応じた回転数（Ｎe×１／ｒ_G2×１／ｒ_G3）で正方向に回転する。この回転数は、入力軸１の回転数Ｎeより高速である。一方、キャリア４４は、第３クラッチＣ３の係合により、入力軸１と同じ回転数Ｎeで正方向に回転する。したがって、リングギヤ４５は、この２点を結ぶ直線Ｌ₅と上記縦軸との交点である回転数Ｎ₅で正方向に回転する。

６速レンジ（６ｔｈ）は、５速レンジの状態から第３クラッチＣ３が解放され、第４クラッチＣ４が係合される。このとき、サンギヤ４１は、５速レンジと同じ回転数（Ｎe×１／ｒ_G2×１／ｒ_G3）で正方向に回転する。一方、第４クラッチＣ４の係合によりセンタ軸３が第３ドリブンギヤ１６と一体回転するため、キャリア４４はサンギヤ４１と同じ回転数（Ｎe×１／ｒ_G2×１／ｒ_G3）で正方向に回転する。したがって、リングギヤ４５は、この２点を結ぶ直線Ｌ₆と上記縦軸との交点である回転数Ｎ₆（＝Ｎe×１／ｒ_G2×１／ｒ_G3）で正方向に回転する。

後進レンジ（Ｒ）は、第４クラッチＣ４と後進ブレーキＢＲが係合されて設定される。このとき、後進ブレーキＢＲの係合によりカウンタ軸２が第１リバース機構ＲＶ１の変速比ｒRVの逆数倍の回転数で入力軸１と同方向に回転する。すなわち、第１リバース機構ＲＶ１により、上記前進段が設定されているときに対して、カウンタ軸２の回転が反転される。そして、第３ドリブンギヤ１６が第３ギヤ列Ｇ３によりカウンタ軸２に対して減速されてカウンタ軸２と逆方向に回転することから、サンギヤ４１は、入力軸１に対して第１リバース機構ＲＶ１の変速比ｒRVおよび第３ギヤ列Ｇ３のギヤ比ｒ_G3に応じた回転数（−Ｎe×１／ｒRV×１／ｒ_G3）で負方向に回転する。一方、第４クラッチＣ４の係合によりセンタ軸３が第３ドリブンギヤ１６と一体回転するため、キャリア４４はサンギヤ４１と同じ回転数（−Ｎe×１／ｒRV×１／ｒ_G3）で負方向に回転する。したがって、リングギヤ４５は、この２点を結ぶ直線ＬRと上記縦軸との交点である回転数ＮR（＝−Ｎe×１／ｒRV×１／ｒ_G3）で負方向に回転する。

ウルトラローレンジ（ＵＬ）は、第３クラッチＣ３と、後進ブレーキＢＲが係合されて設定される。このとき、サンギヤ４１は、後進レンジと同じ回転数（−Ｎe×１／ｒRV×１／ｒ_G3）で負方向に回転する。一方、第３クラッチＣ３の係合によりセンタ軸３が入力軸１と一体回転することから、キャリア４４は入力軸１と同じ回転数Ｎeで正方向に回転する。したがって、リングギヤ４５は、この２点を結ぶ直線Ｌ_ULと上記縦軸との交点である回転数Ｎ_ULで正方向に回転する。この回転数Ｎ_ULは１速レンジを設定したときの回転数Ｎ₁よりも低速になっている。ウルトラローレンジを設定することにより、１速レンジを設定したときよりも大きなトルクを駆動輪に伝達して車両が前進させることができる。

ウルトラローリバースレンジ（ＵＲ）は、前進ブレーキＢＦおよび後進ブレーキＢＲが係合されて設定される。このとき、サンギヤ４１は、後進レンジと同じ回転数（−Ｎe×１／ｒRV×１／ｒ_G3）で負方向に回転する。一方、キャリア４４は、前進ブレーキＢＦの係合により固定保持されて回転しない。したがって、リングギヤ４５は、この２点を結ぶ直線Ｌ_URと上記縦軸との交点である回転数Ｎ_URで負方向に回転する。この回転数Ｎ_URは後進レンジを設定したときの回転数ＮRよりも低速になっている。ウルトラローリバースレンジを設定することにより、後進レンジを設定したときよりも大きなトルクを駆動輪に伝達して車両を後進させることができる。

なお、１速、３速、５速、ウルトラローおよびウルトラローリバースレンジが設定されているときにおけるリングギヤ４５の回転数Ｎ₁，Ｎ₃，Ｎ₅，Ｎ_UL，Ｎ_URと入力軸１の回転数Ｎeとの関係については、各変速レンジにおけるサンギヤ４１およびキャリア４４の回転数から図５の縦軸間隔比、すなわち、第１出力側遊星ギヤ列４０のギヤ比ｒ_RPGに応じて求められる。

また、後進ブレーキＢＲが解放されているときには、１速レンジから６速レンジのいずれかが設定される。このとき、カウンタ軸２は、第１あるいは第２ギヤ列Ｇ１，Ｇ２による動力伝達により、入力軸１と逆方向に回転し、後進ドリブンギヤ１８を一体回転させる。このため、後進ドライブギヤ１７を介して入力側遊星ギヤ列３０のリングギヤ３４が入力軸１と同方向に回転し、キャリア３３が入力軸１と同方向に回転する。しかしながら、このキャリア３３の回転は、第１出力側遊星ギヤ列４０のリングギヤ４５の回転数や回転方向に影響を及ぼすことがない。

このような自動変速機ＴＭ１によると、入力軸１と出力軸４とが同軸上に配設されることから、ＦＲ型の車両への搭載性が向上して汎用性の高い自動変速機を提供できる。また、入力軸１やセンタ軸３と同軸上に回転軸を持つキャリア４４に入力軸１の回転を直接的に入力可能な構造になっているため、従来のようにカウンタ軸２を多重構造にする必要がなく、自動変速機の構造を簡素化することができる。

また、センタ軸３には、撓み成分が入力されない構造になっている。したがって、センタ軸３を細く成形しても実用に耐えることができ、変速機の軽量化が図られる。そして、このセンタ軸３には、第３ドリブンギヤ１６とサンギヤ４１とを連結する連結部７２が設けられており、この連結部７２はケーシング２０の構成要素である下流側隔壁２３の保持部２３ａに保持された第７ベアリング８７により回転自在に支持されている。このため、第３ギヤ列Ｇ３の噛み合いにより生じるギヤトルク反力が、隔壁２３を介してケーシング２０の全体で受け止められ、第１出力側遊星ギヤ列４０に作用することがない。したがって、第１出力側遊星ギヤ列４０の強度確保が容易であり、構造の簡素化や小型化が図られた自動変速機を提供できる。さらには、湿式クラッチである第１〜第４クラッチＣ１〜Ｃ４が入力軸１あるいはセンタ軸３上に配設されており、ケーシング２０の内部に溜められた潤滑用オイルの油面ＯＬから遠ざかった位置にある。したがって、オイルを掻き揚げてフリクションを生じさせることがなく、出力ロスの少ない自動変速機を提供できる。

次いで、図６，図７を参照して第２構成例の自動変速機ＴＭ２を説明する。この自動変速機ＴＭ２は、前進ブレーキＢＦの配設位置が変更されたことを除き、第１構成例の自動変速機ＴＭ１と同一の構成であり、同一の部材には同一の符号を付して重複説明を省略する。

図６，図７に示すように、前進ブレーキＢＦは、第２平行軸室２０ｃを区画形成するケーシング２０の側壁２５に取り付けられており、第３および第４クラッチＣ３，Ｃ４の径方向外側且つカウンタ軸２およびセンタ軸３の軸間に配設されている。このような前進ブレーキＢＦは、例えばブレーキバンドなどで構成される。なお、前進ブレーキＢＦが配設されたカウンタ軸２およびセンタ軸３の軸間スペースは、ギヤ列Ｇ１〜Ｇ３，ＧＲ１を設けるために必要となるものであり、第１構成例においてはデッドスペースになっている。

ここで、センタ軸３は、第３および第４クラッチＣ３，Ｃ４のクラッチガイドに接続されており、キャリア４４は、このようなセンタ軸３を介して第３および第４クラッチＣ３，Ｃ４のクラッチガイドに接続されている。したがって、前進ブレーキＢＦが係合されると、第３および第４クラッチＣ３，Ｃ４が固定保持され、第３および第４クラッチＣ３，Ｃ４に接続されるセンタ軸３が固定保持され、キャリア４４が固定保持される。

この自動変速機ＴＭ２においても、図４に示す摩擦係合要素Ｃ１〜Ｃ４，ＢＦ，ＢＲの係脱制御を行うことにより、前進７速および後進２速の変速レンジを設定できる。なお、前進ブレーキＢＦと第３クラッチＣ３あるいは第４クラッチＣ４とを同時に係合させて設定する変速レンジはないため、前進ブレーキＢＦの作動により確実にキャリア４４を固定保持できる。また、図４に示す係脱制御により、図５に示す速度線図に対応して第１出力側遊星ギヤ列４０のサンギヤ４１、キャリア４４およびリングギヤ４５が回転する。

第１構成例の自動変速機ＴＭ１では、搭載性などの観点から、第１出力側遊星ギヤ列４０が前進ブレーキＢＦに対して軸方向下流側にオフセットして配設されていた。このため、プラネタリ室２０ｄの内部に、前進ブレーキＢＦを配設するために専用のスペースを確保する必要があった。一方、第２構成例の自動変速機ＴＭ２においては、前進ブレーキＢＦが第２平行軸室２０ｃに収容され、キャリア４４と一体回転する部材を保持するように設けられており、第１構成例と同様の機能を果たしている。このため、プラネタリ室２０ｄが軸方向に小型化されるとともに第２平行軸室２０ｃを軸方向に大型化する必要がなく、自動変速機ＴＭ２を全体的に小型化できる。なお、第２平行軸室２０ｃにおけるデッドスペースが有効に利用されていることから、第２平行軸室２０ｃを径方向に大型化する必要がなく、自動変速機ＴＭ２の全体の径方向への大型化も回避されたレイアウトになっている。

次いで、図８，図９を参照して第３構成例の自動変速機ＴＭ３を説明する。この自動変速機ＴＭ３は、出力側遊星ギヤ列ＲＰＧの構成が変更されたことを除き、第２構成例の自動変速機ＴＭ２と同一の構成であり、同一の部材には同一の符号を付して重複説明を省略する。

図８に示すように、第３構成例の第２出力側遊星ギヤ列５０は、第１出力側遊星ギヤ列４０と同様に、サンギヤ５１と、第１ピニオン５２と、第２ピニオン５３と、キャリア５４と、リングギヤ５５とからなる３軸ダブルピニオン構造で構成されている。また、第２出力側遊星ギヤ列５０においても、リングギヤ５５の歯数をサンギヤ５１の歯数で除して求められる所定のギヤ比ｒ_RPGが設定されている。

サンギヤ５１は、回転軸にセンタ軸３の出力側が接続されてセンタ軸３と一体回転可能になっており、センタ軸３を介して第３および第４クラッチＣ３，Ｃ４のクラッチガイドに接続されている。したがって、前進ブレーキＢＦが係合されて第３および第４クラッチＣ３，Ｃ４が固定保持されると、センタ軸３とともにサンギヤ５１が固定保持される。

キャリア５４は、第３ドリブンギヤ１６に連結部７２を介して連結されており、センタ軸３上を第３ドリブンギヤ１６と一体回転可能になっている。この連結部７２は、センタ軸３に対して相対回転可能になっているとともに、第２平行軸室２０ｃおよびプラネタリ室２０ｄの内部を延びて設けられており、下流側隔壁２３の保持部２３ａに保持された第７ベアリング８７により回転自在に支持されている。また、同様にして連結部７２は、軸方向への移動が規制される。

リングギヤ５５は、回転軸に下流側に延びる出力軸４が接続される。したがって、この自動変速機ＴＭ３においても、センタ軸３を入力軸１と同軸上に設け、各回転軸がセンタ軸３上に位置する３軸構造の第２出力側遊星ギヤ列５０を設け、第２出力側遊星ギヤ列５０の１つの要素の回転軸（すなわち、リングギヤ５５の回転軸）に出力軸が接続されていることから、入力軸１と出力軸４とが同軸上に配設される。

この自動変速機ＴＭ３は、図４に示す摩擦係合要素Ｃ１〜Ｃ４，ＢＦ，ＢＲの係脱制御を行うことにより、前進７速および後進２速の変速レンジを設定できる。

図９には、第２出力側遊星ギヤ列５０の速度線図を示している。この速度線図は、図５と同じ要領で作成されている。なお、第２出力側遊星ギヤ列５０は、第１出力側遊星ギヤ列４０に対し、センタ軸３が接続される要素と第３ドリブンギヤ１６が接続される要素とを入れ替えたものである。このため、各変速レンジにおいて、第２出力側遊星ギヤ列５０のサンギヤ５１は、第１出力側遊星ギヤ列４０におけるキャリア４４と同様に作動し、第２出力側遊星ギヤ列５０のキャリア５４は、第１出力側遊星ギヤ列４０におけるサンギヤ４１と同様に作動する。したがって、図９の速度線図における各直線Ｌ₁〜Ｌ₆，Ｌ_UL，Ｌ_URは、図５を左右反転させた形で推移する。

この自動変速機ＴＭ３においても、第２構成例の自動変速機ＴＭ２と同様の効果を得ることができる。さらに、サンギヤ５１がセンタ軸３に接続されるため、サンギヤ５１の径を小型化できる。したがって、第１および第２ピニオン５２，５３の径を大型化することができ、これらピニオン５２，５３とキャリア５４との間に設けられるニードルベアリングの強度確保が容易になる。

次いで、図１０〜図１２を参照して第４構成例の自動変速機ＴＭ４を説明する。この自動変速機ＴＭ４は、リバース機構ＲＶの構成が変更されていること除き、概ね第３構成例と同様の構成であり、同一の部材には同一符号を付して重複説明を省略する。なお、図１０に示すように、第４構成例において、第２ドリブンギヤ１４は、カウンタ軸２に対して相対回転可能に設けられている。

第４構成例の第２リバース機構ＲＶ２は、入力軸１と、カウンタ軸２と、第２後進ギヤ列ＧＲ２と、セレクタ機構Ｓとから構成され、第２ギヤ列Ｇ２の下流側に設けられており、第１平行軸室２０ｂの内部に収容されている。このため、この自動変速機ＴＭ４は、第１〜第３構成例におけるリバース室２０ａが不要であり、ケーシング２０が第１〜第３構成例における上流側隔壁２１を省略した構造になっている。なお、入力軸１を支持する第１ベアリング８１およびカウンタ軸２の上流側を支持する第２ベアリング８２は、ケーシング２０の外壁に保持されている。

図１１に示すように、第２後進ギヤ列ＧＲ２は、第２ギヤ列Ｇ２に並んで設けられており、入力軸１上を相対回転可能に設けられた後進ドライブギヤ１７と、カウンタ軸２上を相対回転可能に設けられた後進ドリブンギヤ１８と、両ギヤ１７，１８に噛合してアイドル軸１９ａ上を回転可能な後進アイドルギヤ１９とから構成される。また、後進ドライブギヤ１７は、第２ドライブギヤ１３と連結部７３を介して連結されており、第２ドライブギヤ１３と一体回転可能になっている。

このため、第２ドライブギヤ１３が入力軸１と一体回転すると、後進ドライブギヤ１７が同じ回転数Ｎeで回転する。すると、後進アイドルギヤ１９が後進ドライブギヤ１７と逆方向に回転し、後進ドリブンギヤ１８が後進アイドルギヤ１９と逆方向、すなわち、入力軸１、第２ドライブギヤ１３および後進ドライブギヤ１７と同方向に回転する。このとき、後進ドリブンギヤ１８は、後進ドライブギヤ１７に対して設定されたギア比ｒ_GR2に応じた回転数（Ｎe×１／ｒ_GR2）に変速されて回転する。なお、ギヤ比ｒ_GR2は、後進ドリブンギヤ１８の歯数を後進ドライブギヤ１７の歯数で除して求められる。以下、このギヤ比ｒ_GR2を第２リバース機構ＲＶ２の変速比ｒRVとする。この変速比ｒRVは、１よりも大きく設定されることが好ましく、例えば第１ギヤ列Ｇ１のギヤ比ｒ_G1と同値に設定される。したがって、図１１に示すように後進ドリブンギヤ１８は大径になっており、オイルの掻き揚げによるフリクションの発生を防止するため、後進ドリブンギヤ１８にはカバー２９が設けられている。

セレクタ機構Ｓは、カウンタ軸２上において第２ドリブンギヤ１４と後進ドリブンギヤ１８との間に設けられており、カウンタ軸２と一体に回転する回転部材Ｓｒと、カウンタ軸２の軸方向に移動可能なセレクタＳｓとから構成されている。また、第２ドリブンギヤ１４には、カウンタ軸２上をセレクタ機構Ｓに向けて延びる延設部７４が設けられており、その端部にドグ歯部７５が形成されている。また、後進ドリブンギヤ１８にも、カウンタ軸２上をセレクタ機構Ｓに向けて延びる延設部７６が設けられており、その端部にドグ歯部７７が形成されている。

このセレクタ機構Ｓにおいて、セレクタＳｓを第２ドリブンギヤ１４に向けて移動させると、セレクタＳｓが回転部材Ｓｒと第２ドリブンギヤ１４のドグ歯部７５とに係合し、第２ドリブンギヤ１４とカウンタ軸２とを一体回転させることができる。また、セレクタＳｓを後進ドリブンギヤ１８に向けて移動させると、セレクタＳｓが回転部材Ｓｒと後進ドリブンギヤ１８のドグ歯部７７とに係合し、後進ドリブンギヤ１８とカウンタ軸２とを一体回転させることができる。このように、セレクタＳｓは、第２ドリブンギヤ１４のドグ歯部７５と係合する前進設定位置Ｄと、後進ドリブンギヤ１８のドグ歯部７７と係合する後進設定位置Ｒとの間を移動可能で、両位置Ｄ，Ｒのいずれかに位置していずれかのドグ歯部７５，７７と係合されるようになっており、セレクタ機構Ｓは、自動変速機ＴＭ４における係合要素の一つになっている。

この自動変速機ＴＭ４は、図１２に示すように係合要素Ｃ１〜Ｃ４，ＢＦ，Ｓを選択的に係合させることにより、前進７速（ＵＬ，１ｓｔ〜６ｔｈ）および後進２速（ＵＲ，Ｒ）の変速レンジを設定できる。なお、図１２の●印は、係合状態にあって出力軸４への動力伝達を行わせるために機能することを示しており、○印は、係合状態にはあるが出力軸４への動力伝達に無関係な状態であることを示している。なお、図１２に示す係合要素の係脱制御により、図９に示す速度線図に対応して第２出力側遊星ギヤ列５０のサンギヤ５１、キャリア５４およびリングギヤ５５が回転する。

図４と図１２とを比較してわかるように、この自動変速機ＴＭ４においては、キャリア５４を負方向に回転させる必要がある後進レンジ、ウルトラローレンジおよびウルトラローリバースレンジの設定を行う場合、第３構成例における後進ブレーキＢＲの係合に替わり、第２クラッチＣ２を係合させるとともに、セレクタＳｓを後進設定位置Ｒに位置させてセレクタＳｓと後進ドライブギヤ１８のドグ歯部７７とを係合させるようになっている。

第２クラッチＣ２の係合により、第２ドライブギヤ１３が入力軸１および後進ドライブギヤ１７と一体回転し、後進ドリブンギヤ１８が入力軸１と同方向に回転する。また、セレクタＳｓとドグ歯部７７との係合により、後進ドリブンギヤ１８がカウンタ軸２と一体回転するため、第３ドリブンギヤ１６がカウンタ軸２に対して第３ギヤ列Ｇ３のギヤ比ｒ_G3に応じた回転数（Ｎe×１／ｒRV×１／ｒ_G3）でカウンタ軸２と逆方向に回転し、キャリア５４をこの回転数で負方向に回転させることができる。これにより、図９に示すようにリングギヤ５５が回転し、後進レンジ、ウルトラローレンジおよびウルトラローリバースレンジの設定が可能となる。なお、このとき、第２ドリブンギヤ１４はカウンタ軸２上で空転する。したがって、第２ギヤ列Ｇ２によりカウンタ軸２に動力が伝達されることがなく、第２ギヤ列Ｇ２がリングギヤ５５の回転数や回転方向に影響を及ぼすことがない。

また、第２ギヤ列Ｇ２での動力伝達を利用して設定される５速レンジおよび６速レンジにおいては、第２クラッチＣ２の係合に加え、セレクタＳｓを前進設定位置Ｄに位置させてセレクタＳｓと第２ドライブギヤ１４のドグ歯部７５とを係合させるようになっている。これにより、カウンタ軸２が第２ドリブンギヤ１４と一体回転し、図９に示すようにキャリア５４が入力軸１の回転数Ｎeより高速の回転数Ｎ₆（Ｎe×１／ｒ_G2×１／ｒ_G3）で正方向に回転する。なお、このとき、後進ドリブンギヤ１８はカウンタ軸２上で空転する。したがって、第２後進ギヤ列ＧＲ２での動力伝達がリングギヤ５５の回転数や回転方向に影響を及ぼすことがない。

また、これ以外の１速〜４速レンジについては、第２クラッチＣ２が解放されているため、セレクタＳの作動が変速レンジの設定に影響を及ぼさない。ただし、これらの変速レンジはいずれも前進用の変速レンジであることから、図１２の○印に示すように、セレクタＳｓを前進設定位置Ｄに位置させておくことが好ましい。これにより、４速レンジと５速レンジの間での変速や、５速および６速レンジから２レンジ分低速側にシフトさせる制御をスムーズに行わせることができる。

この自動変速機ＴＭ４においても、第３構成例と同様の効果を得ることができる。さらに、この自動変速機ＴＭ４は、湿式ブレーキである後進ブレーキＢＲに替えてドグ歯部７５，７７を利用する形態の係合要素であるセレクタ機構Ｓを備えた第２リバース機構ＲＶ２を有して構成されている。したがって、後進ブレーキＢＲにおいて生じるおそれのあった粘性抵抗が解消されて出力ロスの低減が図られる。

次いで、図１３を参照して第５構成例の自動変速機ＴＭ５について説明する。この自動変速機ＴＭ５は、出力側遊星ギヤ列ＲＰＧの構成が変更されたことを除き、第３構成例と同一の構成であり、同一の部材には同一の符号を付して重複説明を省略する。

図１３に示すように、第５構成例の第３出力側遊星ギヤ列６０は、センタ軸３上に位置する回転軸を中心に回転可能な第１サンギヤ６１と、第１サンギヤ６１と噛合して第１サンギヤ６１の周りを自転しながら公転する第１ピニオン６２と、第１ピニオン６２に連結されて第１ピニオン６２と同じ回転軸を中心に第１ピニオン６２と一体回転し、第１ピニオン６２の軸方向下流側に位置する第２ピニオン６３と、ニードルベアリングを介して第１および第２ピニオン６２，６３を回転自在に保持するとともに第１サンギヤ６１の回転軸と同軸上に位置する回転軸を中心に第１および第２ピニオンと同じ速度で公転するキャリア６４と、第２ピニオン６２と噛合して第１サンギヤ６１回転軸と同軸上に位置する回転軸を中心に回転可能で、第２ピニオン６２の内側且つ第１サンギヤの軸方向下流側に位置する第２サンギヤとから構成される。このように、第３出力側遊星ギヤ列６０は、３軸構造で構成されている。また、第３出力側遊星ギヤ列６０には、第１サンギヤ６１の歯数と第２ピニオンギヤ６３の歯数との積を第１ピニオンギヤ６２の歯数と第２サンギヤ６５の歯数との積で除して求められるギヤ比ｒ_RPGが設定されている。

第１サンギヤ６１は、回転軸にセンタ軸３の出力側が接続されてセンタ軸３と一体回転可能になっており、センタ軸３を介して第３および第４クラッチＣ３，Ｃ４のクラッチガイドに接続されている。したがって、前進ブレーキＢＦが係合されて第３および第４クラッチＣ３，Ｃ４が固定保持されると、センタ軸３とともに第１サンギヤ６１が固定保持される。

キャリア６４は、第３ドリブンギヤ１６に連結部７２を介して連結されており、センタ軸３上を第３ドリブンギヤ１６と一体回転可能になっている。この連結部７２は、センタ軸３に対して相対回転可能になっているとともに、第２平行軸室２０ｃおよびプラネタリ室２０ｄの内部を延びて設けられており、下流側隔壁２３の保持部２３ａに保持された第７ベアリング８７により回転自在に支持されている。また、連結部７２は、軸方向への移動が規制される。

第２サンギヤ６５は、回転軸に下流側に延びる出力軸４が接続される。したがって、この自動変速機ＴＭ５においても、センタ軸３を入力軸１と同軸上に設け、各回転軸がセンタ軸３と同軸とされた３軸構造の第３出力側遊星ギヤ列６０を設け、第３出力側遊星ギヤ列６０の１つの要素の回転軸（すなわち、第２サンギヤ６５の回転軸）に出力軸を接続していることから、入力軸１と出力軸４とが同軸上に配設される。

この自動変速機ＴＭ５は、図４に示す摩擦係合要素Ｃ１〜Ｃ４，ＢＦ，ＢＲの係脱制御を行わせることにより、前進７速および後進２速の変速レンジを設定できる。

図１４には、第３出力側遊星ギヤ列６０の速度線図を示している。３本の縦軸は、それぞれ左側から、第３出力側遊星ギヤ列６０を構成する第１サンギヤ６１（Ｓ１）、第２サンギヤ６５（Ｓ２）、キャリア６４（Ｃ）の回転数Ｎを示している。縦軸の間隔は、第１サンギヤの軸およびキャリアの軸の間隔と、第２サンギヤの軸およびキャリアの軸の間隔との比が、１：ｒ_RPGになっている。また、回転数Ｎは入力軸１の回転方向を正としており、出力軸４が正方向に回転するとき、すなわち、第２サンギヤ６５が正方向に回転するとき、車両は前進する。

各変速レンジにおいて、センタ軸３と接続される第１サンギヤ６１は、第２出力側遊星ギヤ列５０のサンギヤ５１と同様に作動し、前進ブレーキＢＦにより固定保持可能なキャリア６４は、第２出力側遊星ギヤ列５０のキャリア５４と同様に作動し、出力軸４と接続される第２サンギヤ６５は、第２出力側遊星ギヤ列５０のリングギヤ５５と同様に作動する。したがって、図１４の速度線図における各直線Ｌ₁〜Ｌ₆，Ｌ_UL，Ｌ_URは、図９と同様に推移する。

この自動変速機ＴＭ５においても、第３構成例と同様の効果を得ることができる。

なお、上記各構成例に限られず、例えば、第１出力側遊星ギヤ列４０と第２リバース機構ＲＶ２とを組み合わせた自動変速機や、第３出力側遊星ギヤ列６０と第２リバース機構ＲＶ２とを組み合わせた自動変速機であっても、同様の効果を得ることができる。

なお、入力軸側ギヤ列ＧＭのうち増速ギヤ列として機能する第２ギヤ列Ｇ２を省略して自動変速機を構成してもよい。このとき、第１リバース機構ＲＶ１を設けている場合は、入力軸側係合手段ＣＭのうち第２ドライブギヤ１３を係脱するための第２クラッチＣ２も同時に省略できる。また、第２リバース機構ＲＶ２を設けている場合についても、第１ドリブンギヤ１２を、上記構成例における第２ドリブンギヤ１４と同様に構成し、第１ドリブンギヤ１２に形成したドグ歯部とセレクタとが係合可能になるようにセレクタ機構を構成することにより、第２クラッチＣ２を同時に省略できる。このように構成された自動変速機においても、前進５速（ＵＬ，１ｓｔ〜４ｔｈ）、後進２速（ＵＲ，Ｒ）の変速レンジを設定でき、同様の効果を得ることができる。

また、図５，図９，図１４に示す速度線図は、各ギヤ比ｒ_G1，ｒ_G2，ｒ_G3，ｒ_RPG，ｒ_GR1，ｒ_GR2，ｒ_FPGを所定値に設定した一例を示すものであり、直線Ｌ₁〜Ｌ₆，Ｌ_UL，Ｌ_URの傾きや縦軸の間隔などは図示されたものに限られず、各ギヤ比を適宜設定変更することにより、各変速レンジにおけるリングギヤ４５，５５や第２サンギヤ６５の回転数を自由に設定でき、入出力比を自由に設定できる。

本発明に係る自動変速機を備えた車両の動力伝達装置を示すスケルトン図である。 第１構成例の自動変速機を示すスケルトン図である。 第１構成例の自動変速機の第１ギヤ列を軸方向に見た図である。 第１構成例の自動変速機における摩擦係合要素の作動と変速レンジとの関係を示す表図である。 第１構成例の自動変速機における出力側遊星ギヤ列を構成する各要素の速度の関係を示す速度線図である。 第２構成例の自動変速機を示すスケルトン図である。 第３構成例の前進ブレーキを軸方向に見た図である。 第３構成例の自動変速機を示すスケルトン図である。 第３構成例の自動変速機における出力側遊星ギヤ列を構成する各要素の速度の関係を示す速度線図である。 第４構成例の自動変速機を示すスケルトン図である。 第４構成例の第２後進ギヤ列を軸方向に見た図である。 第４構成例の自動変速機における係合要素の作動状態と変速レンジとの関係を示す表図である。 第５構成例の自動変速機を示すスケルトン図である。 第５構成例の自動変速機における出力側遊星ギヤ列を構成する各要素の速度の関係を示す速度線図である。

符号の説明

ＴＭ（ＴＭ１〜ＴＭ５） 自動変速機
ＰＴＭ 平行軸式変速機
ＧＭ（Ｇ１，Ｇ２） 入力軸側ギヤ列
ＧＣ（Ｇ３） センタ軸側ギヤ列
ＣＭ（Ｃ１，Ｃ２） 入力軸側ギヤ係合要素
ＣＳ（Ｃ３） 軸係合要素
ＣＣ（Ｃ４） センタ軸側ギヤ係合要素
ＲＰＧ（４０，５０，６０） 出力側遊星ギヤ列
ＢＦ 前進ブレーキ
ＲＶ（ＲＶ１，ＲＶ２） リバース機構
ＢＲ 後進ブレーキ
Ｓ セレクタ
１ 入力軸
２ カウンタ軸
３ センタ軸
４ 出力軸
２０ ケーシング
７２ 連結部
８７ 第７ベアリング

Claims (4)

1. 入力軸および出力軸と、
   前記入力軸に対して平行に設けられたカウンタ軸と、
   前記入力軸と同軸上に設けられたセンタ軸と、
   前記入力軸に設けられた入力軸側駆動ギヤおよび前記カウンタ軸に設けられて前記入力軸側駆動ギヤと噛合する入力軸側従動ギヤからなり、前記入力軸の回転を前記カウンタ軸に伝達する入力軸側ギヤ列と、
   前記カウンタ軸に設けられたセンタ軸側駆動ギヤおよび前記センタ軸に設けられて前記センタ軸側駆動ギヤと噛合するセンタ軸側従動ギヤからなり、前記カウンタ軸の回転を前記センタ軸に伝達するセンタ軸側ギヤ列と、
   前記入力軸側駆動ギヤを前記入力軸に係脱可能にする入力軸側ギヤ係合手段と、
   前記センタ軸側従動ギヤを前記センタ軸に係脱可能にするセンタ軸側ギヤ係合手段と、
   前記入力軸と前記センタ軸の入力側とを係脱可能にする軸係合手段と、
   前記センタ軸の出力側に設けられた遊星ギヤ列とから構成され、
   前記遊星ギヤ列が、前記センタ軸と同軸上を回転自在に設けられたサンギヤと、前記サンギヤと噛合するピニオンと、前記ピニオンを支持して前記サンギヤと同軸上を回転自在に設けられたキャリアと、前記ピニオンと噛合して前記サンギヤと同軸上を回転自在に設けられたリングギヤとから構成され、
   前記サンギヤおよび前記キャリアの一方に前記センタ軸の出力側が接続され、前記サンギヤおよび前記キャリアの他方に前記センタ軸側従動ギヤが連結され、前記リングギヤに前記出力軸が接続され、前記サンギヤおよび前記キャリアの一方を固定保持可能なブレーキ手段を設けて構成されていることを特徴とする自動変速機。
2. 入力軸および出力軸と、
   前記入力軸に対して平行に設けられたカウンタ軸と、
   前記入力軸と同軸上に設けられたセンタ軸と、
   前記入力軸に設けられた入力軸側駆動ギヤおよび前記カウンタ軸に設けられて前記入力軸側駆動ギヤと噛合する入力軸側従動ギヤからなり、前記入力軸の回転を前記カウンタ軸に伝達する入力軸側ギヤ列と、
   前記カウンタ軸に設けられたセンタ軸側駆動ギヤおよび前記センタ軸に設けられて前記センタ軸側駆動ギヤと噛合するセンタ軸側従動ギヤからなり、前記カウンタ軸の回転を前記センタ軸に伝達するセンタ軸側ギヤ列と、
   前記入力軸側駆動ギヤを前記入力軸に係脱可能にする入力軸側ギヤ係合手段と、
   前記センタ軸側従動ギヤを前記センタ軸に係脱可能にするセンタ軸側ギヤ係合手段と、
   前記入力軸と前記センタ軸の入力側とを係脱可能にする軸係合手段と、
   前記センタ軸の出力側に設けられた遊星ギヤ列とから構成され、
   前記遊星ギヤ列が、前記センタ軸と同軸上を回転可能に設けられた第１サンギヤと、前記第１サンギヤと噛合する第１ピニオンと、前記第１ピニオンと連結されて前記第１ピニオンと一体回転可能な第２ピニオンと、前記第１および第２ピニオンを支持して前記第１サンギヤと同軸上を回転可能に設けられたキャリアと、前記第２ピニオンと噛合して前記第１サンギヤと同軸上を回転可能に設けられた第２サンギヤとから構成され、
   前記第１サンギヤに前記センタ軸の出力側が接続され、前記キャリアに前記センタ軸側従動ギヤが連結され、前記第２サンギヤに前記出力軸が接続され、前記第１サンギヤを固定保持可能なブレーキ手段を設けて構成されていることを特徴とする自動変速機。
3. 前記入力軸側ギヤ列に並んで設けられ、前記入力軸側ギヤ列による動力伝達が行われたときに対して前記カウンタ軸を反対方向に回転させて前記入力軸の回転を前記カウンタ軸に伝達する後進ギヤ列を有したリバース機構を設けて構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速機。
4. 前記センタ軸側従動ギヤと前記遊星ギヤ列とが前記センタ軸上に設けられた連結部を介して連結されており、前記連結部を回転自在に支持する軸受け部材が設けられており、前記軸受け部材が変速機のケーシングに保持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自動変速機。

Images