JP5276077B2 - 自動変速機 - Google Patents

Description

本発明は、入力軸の回転を変速機ケース内に配置した複数の遊星歯車機構を介して複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機に関する。

従来、入力用の第１遊星歯車機構と変速用の第２と第３の２つの遊星歯車機構と６つの係合機構とを用いて、前進８段の変速を行うことができるようにした自動変速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１のものでは、入力用の第１遊星歯車機構を、第１サンギヤと、第１リングギヤと、互いに噛合すると共に一方が第１サンギヤに噛合し他方が第１リングギヤに噛合する一対の第１ピニオンを自転及び公転自在に軸支する第１キャリアとからなる所謂ダブルピニオン型の遊星歯車機構（キャリアを固定した場合、サンギヤとリングギヤが同一方向に回転するため、プラス遊星歯車機構又はポジティブ遊星歯車機構ともいう。因みに、リングギヤを固定した場合には、サンギヤとキャリアとが互いに異なる方向に回転する。）で構成している。

第１遊星歯車機構は、第１サンギヤが変速機ケースに固定される固定要素、第１キャリアが入力軸に連結される入力要素、第１リングギヤが入力要素たる第１キャリアの回転速度を減速して出力する出力要素とされている。

又、変速用の２つの遊星歯車機構は、第２サンギヤと、第３サンギヤと、第３リングギヤと一体化された第２リングギヤと、互いに噛合すると共に一方が第２サンギヤ及び第２リングギヤに噛合し他方が第３サンギヤに噛合する一対の第２ピニオンを自転及び公転自在に軸支する第２キャリアとからなるラビニヨ型の遊星歯車機構で構成されている。

このラビニヨ型の遊星歯車機構は、共線図（各回転要素の相対速度の比を直線で表すことができる図）においてギヤ比に対応する間隔を存して順に、第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素及び第４回転要素とすると、第１回転要素は第２サンギヤ、第２回転要素は第３キャリアと一体化された第２キャリア、第３回転要素は第３リングギヤと一体化された第２リングギヤ、第４回転要素は第３サンギヤとなる。

又、係合機構として、第１遊星歯車機構の出力要素たる第１リングギヤと第３サンギヤから成る第４回転要素とを解除自在に連結する第１湿式多板クラッチと、入力軸と第２キャリアから成る第２回転要素とを解除自在に連結する第２湿式多板クラッチと、出力要素たる第１リングギヤと第２サンギヤから成る第１回転要素とを解除自在に連結する第３湿式多板クラッチと、入力要素たる第１キャリアと第２サンギヤから成る第１回転要素とを解除自在に連結する第４湿式多板クラッチと、第２サンギヤから成る第１回転要素を変速機ケースに解除自在に固定する第１ブレーキと、第２キャリアから成る第２回転要素を変速機ケースに解除自在に固定する第２ブレーキとを備える。

以上の構成によれば、第１湿式多板クラッチと第２ブレーキとを係合することで１速段が確立され、第１湿式多板クラッチと第１ブレーキとを係合することで２速段が確立され、第１湿式多板クラッチと第３湿式多板クラッチとを係合することで３速段が確立され、第１湿式多板クラッチと第４湿式多板クラッチとを係合することで４速段が確立される。

又、第１湿式多板クラッチと第２湿式多板クラッチとを係合することで５速段が確立され、第２湿式多板クラッチと第４湿式多板クラッチとを係合することで６速段が確立され、第２湿式多板クラッチと第３湿式多板クラッチとを係合することで７速段が確立され、第２湿式多板クラッチと第１ブレーキとを係合することで８速段が確立される。

又、従来の自動変速機は、入力軸の軸線上に８つの列を構成する。具体的には、トルクコンバータ側から順に、第１列が第４クラッチ及び第１ブレーキ、第２列が第１遊星歯車機構、第３列が第１クラッチ、第４列が第３クラッチ（第３クラッチは、スケルトン図上では、第１遊星歯車機構と同列に見えるが、実際には、第１クラッチと出力ギヤとの間に第３クラッチ用のピストンと油路とが構成されるため。）、第５列が出力ギヤ、第６列が第２遊星歯車機構、第７列が第３遊星歯車機構、第８列が第２クラッチ及び第２ブレーキとなる。

特開２００５−２７３７６８号公報

上記従来例のものでは、各変速段において係合する係合機構の数が２つになる。そのため、開放している残りの４つの係合機構の引き摺りによるフリクションロスが大きくなり、自動変速機の効率が悪化する不具合がある。

本発明は、以上の点に鑑み、フリクションロスを低減できる自動変速機を提供することを目的とする。

［１］上記目的を達成するため、本発明の第１態様は、変速機ケース内に回転自在に軸支されると共に駆動源からの動力により回転される入力軸を備え、該入力軸の回転を複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機であって、サンギヤ、キャリア及びリングギヤからなる３つの要素を夫々備える第１から第４の４つの遊星歯車機構が設けられ、該第２と第３の２つの遊星歯車機構の各要素は、４つの回転要素を構成し、当該４つの回転要素の相対回転速度比を直線で表すことができる共線図における並び順に、該４つの回転要素を一方から夫々第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素及び第４回転要素とし、前記第１遊星歯車機構の３つの要素を、相対回転速度比を直線で表すことができる共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第１要素、第２要素及び第３要素とし、前記第４遊星歯車機構の３つの要素を、共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第４要素、第５要素及び第６要素として、前記第１要素が前記入力軸に連結され、前記第４要素が前記出力部材に連結され、前記第３要素と前記第６要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第３回転要素と前記第５要素とを連結して第２連結体が構成され、前記第１要素と前記第２回転要素とを連結自在な第１クラッチと、前記第１要素と前記第１回転要素とを連結自在な第２クラッチと、前記第２要素と前記第４回転要素とを連結自在な第３クラッチと、前記第１連結体を前記変速機ケースに固定自在な第１ブレーキと、前記第２回転要素を前記変速機ケースに固定自在な第２ブレーキと、前記第２要素を前記変速機ケースに固定自在な第３ブレーキとからなる６つの係合機構を備え、該６つの係合機構のうち少なくとも３つの係合機構を連結状態又は固定状態とすることにより、各変速段を確立することを特徴とする。

本発明の第１態様によれば、後述する実施形態の説明から明らかなように、３つのクラッチと３つのブレーキの合計６つの係合機構のうち各変速段において３つの係合機構が係合して連結状態又は固定状態となる。そのため、各変速段で連結及び固定状態でなく開放される係合機構の数は３つになり、従来のように各変速段で４つの係合機構が開放されるものに比し、開放されている係合機構によるフリクションロスを低減でき、自動変速機の伝達効率を向上させることができる。

［２］又、本発明の第２態様は、変速機ケース内に回転自在に軸支されると共に駆動源からの動力により回転される入力軸を備え、入力軸の回転を複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機であって、サンギヤ、キャリア及びリングギヤからなる３つの要素を夫々備える第１から第４の４つの遊星歯車機構が設けられ、第１遊星歯車機構の３つの要素を、相対回転速度比を直線で表すことができる共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第１要素、第２要素及び第３要素とし、第２遊星歯車機構の３つの要素を、相対回転速度比を直線で表すことができる共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第４要素、第５要素及び第６要素とし、第３遊星歯車機構の３つの要素を、相対回転速度比を直線で表すことができる共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第７要素、第８要素及び第９要素とし、第４遊星歯車機構の３つの要素を、共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第１０要素、第１１要素及び第１２要素として、第３要素と第１２要素とを連結して第１連結体が構成され、第８要素と第１１要素とを連結して第２連結体が構成され、第１要素と第４要素とを連結して第３連結体が構成され、第６要素と第９要素とを連結して第４連結体が構成され、第３連結体が入力軸に連結され、第１０要素が出力部材に連結され、第７要素と第３連結体とを連結自在な第１クラッチと、第５要素と第７要素とを連結自在な第２クラッチと、第２要素と第４連結体とを連結自在な第３クラッチと、第１連結体を変速機ケースに固定自在な第１ブレーキと、第７要素を変速機ケースに固定自在な第２ブレーキと、第２要素を変速機ケースに固定自在な第３ブレーキとからなる６つの係合機構を備え、該６つの係合機構のうち少なくとも３つの係合機構を連結状態又は固定状態とすることにより、各変速段を確立することを特徴とする。

本発明の第２態様によっても、後述する実施形態の説明から明らかなように、３つのクラッチと３つのブレーキの合計６つの係合機構のうち、各変速段で連結及び固定状態でなく開放される係合機構の数は３つになり、開放されている係合機構によるフリクションロスを低減でき、自動変速機の伝達効率を向上させることができる。

［３］本発明の両態様においては、第３遊星歯車機構を第２遊星歯車機構の径方向外方に配置し、第３遊星歯車機構のサンギヤを第２遊星歯車機構のリングギヤと一体に構成することにより、第１から第４の４つの回転要素のうちの何れか１つの回転要素又は第４連結体を構成することが好ましい。

かかる構成によれば、第３遊星歯車機構が第２遊星歯車機構の径方向外方に配置されるため、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。

［４］本発明の両態様においては、第１連結体を、第１遊星歯車機構のリングギヤと第４遊星歯車機構のサンギヤとを連結して構成し、第４遊星歯車機構を第１遊星歯車機構の径方向外方に配置し、第４遊星歯車機構のサンギヤを第１遊星歯車機構のリングギヤと一体に構成することが好ましい。

かかる構成によっても、第４遊星歯車機構が第１遊星歯車機構の径方向外方に配置されるため、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。

［５］本発明の両態様においては、第３クラッチを噛合機構で構成することが好ましい。噛合機構は、摩擦係合する湿式多板クラッチに比し、連結が断たれた開放状態であってもフリクションロスが抑制される。このため、上記の如く構成すれば、フリクションロスをより低減できる。

［６］本発明の両態様においては、第２ブレーキを噛合機構で構成することが好ましい。これによっても、第２ブレーキでのフリクションロスを抑制でき、自動変速機全体としてのフリクションロスをより低減させることができる。

［７］本発明の両態様においては、第２回転要素又は第７要素の正転を許容し逆転を阻止する１ウェイクラッチを設けることが好ましい。これによれば、後述する実施形態の説明から明らかなように、第２ブレーキの締結力を小さく抑えることができ、第２ブレーキでのフリクションロスを抑制させると共に、自動変速機の変速制御性を向上させることができる。

［８］本発明の両態様においては、上述した１ウェイクラッチを設けることなく、第２ブレーキを、第２回転要素又は第７要素を変速機ケースに固定する固定状態と、第２回転要素又は第７要素の正転を許容し逆転を阻止する逆転阻止状態とに切換自在な２ウェイクラッチで構成することもできる。これによっても、フリクションロスを低減し、変速制御性を向上させることができる。

［９］本発明の両態様においては、第１から第４の４つの遊星歯車機構を、サンギヤと、リングギヤと、サンギヤ及びリングギヤと噛合するピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなる所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構（キャリアを固定した場合、サンギヤとリングギヤとが互いに異なる方向に回転するため、マイナス遊星歯車機構又はネガティブ遊星歯車機構ともいう。因みに、リングギヤを固定した場合には、サンギヤとキャリアとが同一方向に回転する。）で構成することが好ましい。

これによれば、遊星歯車機構を、サンギヤと、リングギヤと、互いに噛合すると共に一方がサンギヤに噛合し他方がリングギヤに噛合する一対のピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなる所謂ダブルピニオン型の遊星歯車機構（キャリアを固定した場合、サンギヤとリングギヤが同一方向に回転するため、プラス遊星歯車機構又はポジティブ遊星歯車機構ともいう。因みに、リングギヤを固定した場合、サンギヤとキャリアが互いに異なる方向に回転する。）で構成した場合に比し、入力軸から出力部材までの間の動力が伝達される経路における、ギヤが噛み合う個所を減少させることができ、伝達効率をより向上させることができる。

［１０］本発明の両態様においては、駆動源の動力を入力軸に伝達自在な発進クラッチを設けてもよい。

［１１］本発明の両態様においては、駆動源の動力をトルクコンバータを介して入力軸に伝達させるように構成することもできる。

本発明の第１態様の第１実施形態の自動変速機の上半分を示すスケルトン図。 第１実施形態の自動変速機の第１〜第４遊星歯車機構の各要素の相対回転速度の比を示す共線図。 （ａ）は第１実施形態の自動変速機の変速段毎における各係合機構の状態を示す説明図。（ｂ）は第１実施形態の各変速段のギヤレシオの一例を示す説明図。（ｃ）は第１実施形態の各変速段間の公比の一例を示す説明図。（ｄ）は第１実施形態の各遊星歯車機構のギヤ比及び自動変速機のレシオレンジの一例を示す説明図。 本発明の第１態様の第２実施形態の自動変速機の上半分を示すスケルトン図。 本発明の第２態様の第３実施形態の自動変速機の上半分を示すスケルトン図。 第３実施形態の自動変速機の第１〜第４遊星歯車機構の各要素の相対回転速度の比を示す共線図。 （ａ）は第３実施形態の自動変速機の変速段毎における各係合機構の状態を示す説明図。（ｂ）は第３実施形態の各変速段のギヤレシオの一例を示す説明図。（ｃ）は第３実施形態の各変速段間の公比の一例を示す説明図。（ｄ）は第３実施形態の各遊星歯車機構のギヤ比及び自動変速機のレシオレンジの一例を示す説明図。 本発明の第２態様の第４実施形態の自動変速機の上半分を示すスケルトン図。 第２ブレーキとしての２ウェイクラッチの一例を示す断面図。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１態様の自動変速機の第１実施形態を示している。この第１実施形態の自動変速機は、変速機ケース１内に回転自在に軸支した、図外の内燃機関（エンジン）等の駆動源ＥＮＧが出力する駆動力がロックアップクラッチＬＣ及びダンパＤＡを有するトルクコンバータＴＣを介して伝達される入力軸２と、入力軸２と同心に配置された出力ギヤからなる出力部材３とを備えている。出力部材３の回転は、図外のデファレンシャルギヤやプロペラシャフトを介して車両の左右の駆動輪に伝達される。尚、トルクコンバータＴＣに代えて、摩擦係合自在に構成される単板型又は多板型の発進クラッチを設けてもよい。

変速機ケース１内には、第１〜第４の４つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜４が入力軸２と同心に配置されている。

第１遊星歯車機構ＰＧＳ１は、サンギヤＳａと、リングギヤＲａと、サンギヤＳａとリングギヤＲａとに噛合するピニオンＰａを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａとから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構（キャリアを固定した場合、サンギヤとリングギヤが互いに異なる方向に回転するため、マイナス遊星歯車機構又はネガティブ遊星歯車機構ともいう。因みに、リングギヤを固定した場合には、サンギヤとキャリアとが同一方向に回転する。）で構成されている。

図２の上段に示す第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の共線図（３つの要素の相対回転速度の比を直線（速度線）で表すことができる図）を参照して、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の３つの要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａを、共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第１要素、第２要素及び第３要素とすると、第１要素はサンギヤＳａ、第２要素はキャリアＣａ、第３要素はリングギヤＲａになる。サンギヤＳａとキャリアＣａ間の間隔とキャリアＣａとリングギヤＲａ間の間隔との比は、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｈとして、ｈ：１に設定される。

尚、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の共線図において、下方の横線は回転速度が「０」であることを示し、上方の横線は回転速度が入力軸の回転を「１」としてこれと同一である「１」であることを示している。

第２遊星歯車機構ＰＧＳ２も、サンギヤＳｂと、リングギヤＲｂと、サンギヤＳｂ及びリングギヤＲｂに噛合するピニオンＰｂを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｂとから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。

又、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３も、サンギヤＳｃと、リングギヤＲｃと、サンギヤＳｃ及びリングギヤＲｃに噛合するピニオンＰｃを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｃとから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。

第２遊星歯車機構ＰＧＳ２及び第３遊星歯車機構ＰＧＳ３は、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤ、リングギヤ及びキャリアからなる３つの要素のうちの何れか２つを、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤ、リングギヤ及びキャリアからなる３つの要素のうちの何れか２つに夫々連結することにより、４つの回転要素を構成する。図２の中段に示す第２遊星歯車機構ＰＧＳ２及び第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の共線図（４つの回転要素の相対回転速度の比を直線（速度線）で表すことができる図）を参照して、各回転要素を左から順に、第１回転要素Ｙ１、第２回転要素Ｙ２、第３回転要素Ｙ３、第４回転要素Ｙ４とすると、第１回転要素Ｙ１は第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｂ、第２回転要素Ｙ２は第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂと第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃとを連結したもの、第３回転要素Ｙ３は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ、第４回転要素Ｙ４は第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂと第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃとを連結したものとなる。

尚、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２及び第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の共線図において、下方の横線は回転速度が「０」であることを示し、上方の横線は回転速度が入力軸の回転を「１」としてこれと同一である「１」であることを示している。

第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のギヤ比をｉ、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のギヤ比をｊとすると、第１〜第４の各回転要素間の間隔は、ｉｊ−１：１：ｊの割り合いとなっている。

第４遊星歯車機構ＰＧＳ４も、サンギヤＳｄと、リングギヤＲｄと、サンギヤＳｄ及びリングギヤＲｄに噛合するピニオンＰｄを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｄとから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。

図２の下段に示す第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の共線図を参照して、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の３つの要素Ｓｄ，Ｃｄ，Ｒｄを、共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第４要素、第５要素及び第６要素とすると、第４要素はリングギヤＲｄ、第５要素はキャリアＣｄ、第６要素はサンギヤＳｄになる。サンギヤＳｄとキャリアＣｄ間の間隔とキャリアＣｄとリングギヤＲｄ間の間隔との比は、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギヤ比をｋとして、ｋ：１に設定される。

第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第１要素）は、入力軸２に連結されている。又、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第４要素）は、出力ギヤたる出力部材３に連結されている。

又、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第３要素）と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄ（第６要素）とが連結されて、第１連結体Ｒａ−Ｓｄが構成されている。又、第３回転要素Ｙ３と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第５要素）とが連結されて、第２連結体Ｙ３−Ｃｄが構成されている。

又、第１実施形態の自動変速機は、係合機構として、第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３と、第１から第３の３つのブレーキＢ１〜Ｂ３とを備える。

第１クラッチＣ１は、湿式多板クラッチであり、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第１要素）と第２回転要素Ｙ２とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。

第２クラッチＣ２は、湿式多板クラッチであり、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第１要素）と第１回転要素Ｙ１とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。

第３クラッチＣ３は、ドグクラッチ又は同期機能を有するシンクロメッシュ機構からなる噛合機構であり、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第４回転要素Ｙ４とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。尚、第３クラッチＣ３を湿式多板クラッチで構成してもよい。

第１ブレーキＢ１は、湿式多板ブレーキであり、第１連結体Ｒａ−Ｓｄを変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。

第２ブレーキＢ２は、ドグクラッチ又は同期機能を有するシンクロメッシュ機構からなる噛合機構であり、第２回転要素Ｙ２を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。

又、第１実施形態の自動変速機では、第２ブレーキＢ２と並んで配置され、第２回転要素Ｙ２の正転を許容し逆転を阻止する１ウェイクラッチＦ１が設けられている。

第３ブレーキＢ３は、湿式多板ブレーキであり、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。

各クラッチＣ１〜Ｃ３、各ブレーキＢ１〜Ｂ３は、図外のトランスミッション・コントロール・ユニット（ＴＣＵ）により、車両の走行速度等の車両情報に基づいて、状態が切り換えられる。

第３遊星歯車機構ＰＧＳ３は、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の径方向外方に配置されている。そして、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂと第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃとを一体に連結して構成している。このように、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３を第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の径方向外方に配置することにより、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３とが径方向で重なり合うため、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。

尚、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２と第３遊星歯車機構ＰＧＳ２とは、径方向で少なくとも一部が重なり合っていればよく、これによって軸長の短縮化を図ることができるが、両者が完全に径方向で重なり合っていれば、最も軸長を短くすることができる。

出力ギヤからなる出力部材３は、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４との間に配置されている。変速機ケース１には、出力部材３と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１との間に位置させて、径方向内方に延びる側壁１ａが設けられている。この側壁１ａには、出力部材３の径方向内方に向かって延びる筒状部１ｂが設けられている。出力部材３は、この筒状部１ｂにベアリングを介して軸支されている。このように構成することにより、変速機ケース１に連なる機械的強度の高い筒状部１ｂで出力部材３をしっかりと軸支させることができる。

次に、図２及び図３を参照して、第１実施形態の自動変速機の各変速段を確立させる場合を説明する。

１速段を確立させる場合には、第３クラッチＣ３を連結状態とし、第１ブレーキＢ１を固定状態とする。第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１連結体Ｒａ−Ｓｄの回転速度が「０」になる。又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第４回転要素Ｙ４とが連結されて同一速度で回転する。又、１ウェイクラッチＦ１の働きで、第２回転要素Ｙ２の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第４要素）の回転速度が図２に示す「１ｓｔ」となり、１速段が確立される。

尚、１速段では、第２ブレーキＢ２が開放状態であるため、係合機構の開放数は「４」となるが、第２ブレーキＢ２は噛合機構であるため、湿式多板ブレーキに比し、開放状態とされてもフリクションロスが抑制される。更に、１ウェイクラッチＦ１の働きで第２回転要素Ｙ２の回転速度が「０」となるため、第２ブレーキＢ２を仮に湿式多板ブレーキで構成したとしても、第２ブレーキＢ２ではフリクションロスが発生しない。従って、１速段における実質的な開放数は「３」となる。

又、１速段において、第２ブレーキＢ２も固定状態とすれば、エンジンブレーキを効かせることもできる。

２速段を確立させる場合には、第３クラッチＣ３を連結状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）の回転速度が「０」になる。又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第４回転要素Ｙ４の回転速度が、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）の回転速度と同一の「０」となる。又、１ウェイクラッチＦ１の働きで、第２回転要素Ｙ２の回転速度が「０」になる。

従って、第１から第４の４つの回転要素Ｙ１〜Ｙ４のうち、第２回転要素Ｙ２と第４回転要素Ｙ４の２つの回転要素の回転速度が同一速度である「０」となるため、各回転要素Ｙ１〜Ｙ４は、相対回転不能なロック状態となり、第３回転要素Ｙ３、即ち第２連結体Ｙ３−Ｃｄの回転速度も「０」になる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第４要素）の回転速度が図２に示す「２ｎｄ」となり、２速段が確立される。

尚、２速段では、第２ブレーキＢ２が開放状態であるため、係合機構の開放数は「４」となるが、１速段と同様に、第２ブレーキＢ２ではフリクションロスが発生しない。従って、２速段における実質的な開放数は「３」となる。

又、２速段において、第２ブレーキＢ２も固定状態とすれば、エンジンブレーキを効かせることもできる。

３速段を確立させる場合には、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とする。第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第１要素）と第１回転要素Ｙ１とが同一速度の「１」で回転する。又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第４回転要素Ｙ４とが連結されて同一速度で回転する。又、１ウェイクラッチＦ１の働きで、第２回転要素Ｙ２の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第４要素）の回転速度が図２に示す「３ｒｄ」となり、３速段が確立される。

尚、３速段では、第２ブレーキＢ２が開放状態であるため、係合機構の開放数は「４」となるが、１〜２速段と同様に、第２ブレーキＢ２ではフリクションロスが発生しない。従って、３速段における実質的な開放数は「３」となる。

又、３速段においても、第２ブレーキＢ２を固定状態とすれば、エンジンブレーキを効かせることもできる。

４速段を確立させる場合には、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第１要素）と第１回転要素Ｙ１とが同一速度の「１」で回転する。又、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）の回転速度が「０」になる。

又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第４回転要素Ｙ４の回転速度が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）の回転速度と同一の「０」になる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第４要素）の回転速度が図２に示す「４ｔｈ」となり、４速段が確立される。

５速段を確立させる場合には、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とし、第１ブレーキＢ１を固定状態とする。第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第１要素）と第１回転要素Ｙ１とが同一速度の「１」で回転する。又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第４回転要素Ｙ４とが連結されて同一速度で回転する。又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１連結体Ｒａ−Ｓｄの回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第４要素）の回転速度が図２に示す「５ｔｈ」となって、５速段が確立される。

６速段を確立させる場合には、第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３を連結状態とする。第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第１回転要素Ｙ１と第２回転要素Ｙ２とが同一速度の「１」で回転し、第１から第４の４つの回転要素Ｙ１〜Ｙ４が相対回転不能なロック状態となって「１」で回転する。又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）が第４回転要素Ｙ４と同一速度の「１」で回転する。

従って、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１もサンギヤＳａ（第１要素）とキャリアＣａ（第２要素）とが同一速度の「１」で回転し、各要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａが相対回転不能なロック状態となり、リングギヤＲａ（第３要素）、即ち、第１連結体Ｒａ−Ｓｄの回転速度が「１」となる。そして、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の第４から第６の３つの要素Ｒｄ，Ｃｄ，Ｓｄも相対回転不能なロック状態となり、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第４要素）の回転速度が「１」である「６ｔｈ」となり、６速段が確立される。

７速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を連結状態とし、第１ブレーキＢ１を固定状態とする。第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第１要素）と第２回転要素Ｙ２とが同一速度の「１」で回転する。又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第４回転要素Ｙ４とが同一速度で回転する。

又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１連結体Ｒａ−Ｓｄの回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第４要素）の回転速度が図２に示す「７ｔｈ」となり、７速段が確立される。

８速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２とを連結状態とし、第１ブレーキＢ１を固定状態とする。第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第１回転要素Ｙ１と第２回転要素Ｙ２とが同一速度の「１」で回転し、第１から第４の４つの回転要素Ｙ１〜Ｙ４が相対回転不能なロック状態となって「１」で回転し、第２連結体Ｙ３−Ｃｄの回転速度が「１」となる。

又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１連結体Ｒａ−Ｓｄの回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第４要素）の回転速度が図２に示す「８ｔｈ」（（ｋ＋１）／ｋ）となり、８速段が確立される。

９速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２とを連結状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第１回転要素Ｙ１と第２回転要素Ｙ２とが同一速度の「１」で回転し、第１から第４の４つの回転要素Ｙ１〜Ｙ４が相対回転不能なロック状態となって「１」で回転する。

又、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第４要素）の回転速度が図２に示す「９ｔｈ」となり、９速段が確立される。

後進段を確立させる場合には、第２クラッチＣ２を連結状態とし、第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２とを固定状態とする。第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第１要素）と第１回転要素Ｙ１とが同一速度の「１」で回転する。又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１連結体Ｒａ−Ｓｄの回転速度が「０」になる。

又、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第２回転要素Ｙ２の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第４要素）の回転速度が図２に示す逆転（車両が後進する方向の回転）の「Ｒｖｓ」となり、後進段が確立される。

図３（ａ）は、上述した各変速段におけるクラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１〜Ｂ３、１ウェイクラッチＦ１の状態を纏めて表示した図であり、クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ３の列の「○」は連結状態又は固定状態を示し、空欄は開放状態を示している。又、１ウェイクラッチＦ１の列の「○」は、１ウェイクラッチＦ１の働きで第２回転要素Ｙ２の回転速度が「０」となる状態を示している。

又、図３（ｂ）には、図３（ｄ）に示すように、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のギヤ比ｈを１．８８５、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のギヤ比ｉを２．２３６、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のギヤ比ｊを１．７７９、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギヤ比ｋを１．７９３とした場合における各変速段のギヤレシオ（入力軸２の回転速度／出力部材３の回転速度）を示している。これによれば、図３（ｃ）に示すように、公比（各変速段間のギヤレシオの比）が適切になると共に、図３（ｄ）に示したレシオレンジ（１速段のギヤレシオ／９速段のギヤレシオ）も適切になる。

第１実施形態の自動変速機によれば、前進９段の変速を行うことができる。又、各変速段において、湿式多板クラッチ及び湿式多板ブレーキの開放数が３つ以下となり、フリクションロスを抑制して、駆動力の伝達効率を向上させることができる。

又、７速段を所定の中速段、１速段から所定の中速段たる７速段までを低速段域、所定の中速段たる７速段を超える８速段から９速段までを高速段域と定義して、所定の中速段たる７速段を超える８速段から９速段までの高速段域においては、湿式多板クラッチと比較してフリクションロスが少ない噛合機構で構成される第３クラッチＣ３が開放状態となる。

又、後進段を除く全ての変速段で開放状態となる第２ブレーキＢ２も噛合機構で構成されている。従って、高速段域においては、湿式多板クラッチ及び湿式多板ブレーキの開放数が１となり、車両の高速走行時におけるフリクションロスを低減させて燃費を向上させることができる。

又、噛合機構からなる第３クラッチＣ３は、所定の中速段たる７速段と８速段との間で連結状態と開放状態とに切り換えられるのみである。７速段（所定の中速段）における第３クラッチＣ３での伝達トルク（伝達駆動力）は比較的小さいため、第３クラッチＣ３を噛合機構としてのドグクラッチで構成しても、７速段と８速段の間の変速時に連結状態と開放状態との切り換えをスムーズに行うことができる。

又、全ての遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ４が所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されているため、サンギヤと、リングギヤと、互いに噛合すると共に一方がサンギヤに噛合し他方がリングギヤに噛合する一対のピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなる所謂ダブルピニオン型の遊星歯車機構（キャリアを固定した場合、サンギヤとリングギヤが同一方向に回転するため、プラス遊星歯車機構又はポジティブ遊星歯車機構ともいう。因みに、リングギヤを固定した場合、サンギヤとキャリアが互いに異なる方向に回転する。）で構成されるものに比し、駆動力の伝達経路上におけるギヤの噛合回数を減少させることができ、伝達効率を向上させることができる。

又、１ウェイクラッチＦ１を第２ブレーキＢ２に併設させているため、３速段と４速段との間での変速時に第２ブレーキＢ２の状態を切り換える必要がなく、変速制御性が向上される。

尚、第１実施形態においては、第３クラッチＣ３及び第２ブレーキＢ２を噛合機構で構成したものを説明したが、両者を湿式多板クラッチ及び湿式多板ブレーキで構成しても、各変速段における湿式多板クラッチ及び湿式多板ブレーキの開放数を３つ以下に抑え、フリクションロスを抑制することができるという本発明の第１態様の効果を得ることができる。

又、１ウェイクラッチＦ１は省略してもよい。この場合、１速段から３速段を確立する際には、第２ブレーキＢ２を固定状態とすればよい。又、１ウェイクラッチＦ１を省略する場合において、第２ブレーキＢ２を、第２回転要素Ｙ２を変速機ケース１に固定する固定状態と、第２回転要素Ｙ２の正転を許容し逆転を阻止する逆転阻止状態とに切換自在な２ウェイクラッチで構成してもよい。この２ウェイクラッチの一例を図９に示して具体的に説明する。

図９の第２ブレーキＢ２としての２ウェイクラッチＴＷは、第２回転要素Ｙ２に連結されるインナーリングＴＷ１と、インナーリングＴＷ１の径方向外方に間隔を存して配置されると共に変速機ケース１に連結されるアウターリングＴＷ２と、インナーリングＴＷ１とアウターリングＴＷ２との間に配置される保持リングＴＷ３とを備える。

インナーリングＴＷ１には、外周面に複数のカム面ＴＷ１ａが形成されている。保持リングＴＷ３には、カム面ＴＷ１ａに対応させて複数の切欠孔ＴＷ３ａが設けられている。この切欠孔ＴＷ３ａには、ローラＴＷ４が収容されている。又、２ウェイクラッチＴＷは、図示省略した第１と第２の２つの電磁クラッチを備える。第１電磁クラッチは、通電されることによりアウターリングＴＷ２と保持リングＴＷ３とを連結するように構成されている。第１電磁クラッチが通電されていない場合には、保持リングＴＷ３は、インナーリングＴＷ１及びアウターリングＴＷ２に対して相対回転自在となるように構成されている。

又、ローラＴＷ４の径は、図９（ａ）に示すように、ローラＴＷ４がカム面ＴＷ１ａの中央部に存するときは隙間Ａが開き、図９（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ローラＴＷ４がカム面ＴＷ１ａの端部に存するときにはインナーリングＴＷ１及びアウターリングＴＷ２に接触するように、設定されている。

第１電磁クラッチが通電されていない場合には、保持リングＴＷ３が自由に回転することができるため、図９（ａ）に示すように、ローラＴＷ４はカム面ＴＷ１ａの中央部に位置し続けることができる。従って、２ウェイクラッチＴＷは、インナーリングＴＷ１が自由に回転することが可能な状態となる。

第１電磁クラッチが通電されている場合には、保持リングＴＷ３は、アウターリングＴＷ２を介して変速機ケース１に固定されることとなる。この場合、インナーリングＴＷ１が正転及び逆転のどちらに回転しようとしても、図９（ｂ）及び（ｃ）に示すように、保持リングＴＷ３が固定されているため、ローラＴＷ４がカム面ＴＷ１ａの端部に位置することとなる。

このとき、ローラＴＷ４がカム面ＴＷ１ａとアウターリングＴＷ２の内周面とに挟まれて、インナーリングＴＷ１の回転が阻止される。即ち、２ウェイクラッチＴＷは固定状態となる。

第２電磁クラッチは、図９（ｂ）に示すように切欠孔ＴＷ３ａがカム面ＴＷ１ａの一方の端部に位置する状態で保持リングＴＷ３をインナーリングＴＷ１に連結させる第１の状態と、図９（ｃ）に示すように切欠孔ＴＷ３ａがカム面ＴＷ１ａの他方の端部に位置する状態で保持リングＴＷ３をインナーリングＴＷ１に連結させる第２の状態と、保持リングＴＷ３とインナーリングＴＷ１との連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。

図９における時計回り方向を逆転方向とすると、この２ウェイクラッチＴＷは、第１電磁クラッチを通電されていない状態（通電オフ状態）としてアウターリングＴＷ２と保持リングＴＷ３との連結を断つと共に、第２電磁クラッチを第１の状態とすることにより、逆転阻止状態となる。

このような２ウェイクラッチＴＷで第２ブレーキＢ２を構成した場合には、２ウェイクラッチＴＷを、前進１速段から３速段及び後進段では固定状態とし、前進４速段から９速段までは逆転阻止状態とすることにより、各変速段を確立できる。

上述した２ウェイクラッチＴＷで第２ブレーキＢ２を構成すれば、摩擦係合型のブレーキで第２ブレーキＢ２を構成する場合とは異なり、第２ブレーキＢ２でのフリクションロスは発生しない。従って、第２ブレーキＢ２を噛合機構で構成した場合と同様に、自動変速機全体として、フリクションロスを抑制させることができる。

尚、３速段で走行中において、走行速度等の車両情報に基づいて４速段へのアップシフトが予測される場合には、図外のトランスミッション・コントロール・ユニットは、第２ブレーキＢ２としての２ウェイクラッチＴＷを予め逆転阻止状態に切り換えておくようにすることが好ましい。

これによれば、１ウェイクラッチＦ１の効果と同様に、３速段から４速段にアップシフトする際には、第２ブレーキＢ２たる２ウェイクラッチＴＷの状態を切り換えは完了しており、第３ブレーキＢ３を固定状態とするだけで４速段に変速できるため、４速段へのアップシフトをスムーズに行うことができ、自動変速機の変速制御性が向上される。

又、上記の如く構成された２ウェイクラッチＴＷによれば、上述の固定状態と逆転阻止状態とに加えて、第２回転要素Ｙ２の変速機ケース１への固定を解除する開放状態と、第２回転要素Ｙ２の正転を阻止し逆転を許容する正転阻止状態とにも切換自在に構成することができる。

具体的には、第１電磁クラッチを通電オフ状態とし、第２電磁クラッチを開放状態とすることにより、２ウェイクラッチＴＷは、図９（ａ）に示すように、ローラＴＷ４がカム面ＴＷ１ａの中央部に位置し続ける状態となって、インナーリングＴＷ１がアウターリングＴＷ２に対して自由に回転することができる状態、即ち、開放状態となる。

又、第１電磁クラッチを通電オフ状態とし、第２電磁クラッチを、図９（ｃ）に示すように切欠孔ＴＷ３ａがカム面ＴＷ１ａの他方の端部に位置する状態で保持リングＴＷ３をインナーリングＴＷ１に連結させる第２の状態とすることにより、インナーリングＴＷ１の正転が阻止され逆転が許容される状態、即ち、正転阻止状態となる。

従って、上述した２ウェイクラッチＴＷの第２電磁クラッチを省略して、第１電磁クラッチの切り換えにより、第２ブレーキＢ２たる２ウェイクラッチＴＷを固定状態と開放状態とにのみ切換自在に構成することもできる。この場合、前進１速段から３速段及び後進段で固定状態とし、４速段から９速段で開放状態に切り換えることにより、各変速段を確立することができる。

又、第１実施形態においては、前進９段の変速を行うものを説明したが、例えば、２速段、４速段及び９速段を省略して前進６速段とすることもできる。

又、後述する第２実施形態と同様に、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４を第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の径方向外方に配置し、第１連結体Ｒａ−Ｓｄを構成する第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第３要素）と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄ（第６要素）とを一体に連結して構成してもよい。これによれば、更なる軸長の短縮化を図ることができる。

［第２実施形態］
図４を参照して、本発明の第１態様の第２実施形態の自動変速機を説明する。第２実施形態の自動変速機においては、トルクコンバータに代えてダンパＤＡ及び摩擦係合により駆動源ＥＮＧの駆動力を入力軸２に伝達自在な単板型又は多板型の発進クラッチＣ０を設け、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３を、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の径方向外方に配置せずに、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第３クラッチＣ３との間に配置し、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４を第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の径方向外方に配置して、第１連結体Ｒａ−Ｓｄを構成する第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第３要素）と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄ（第６要素）とを一体に連結し、出力ギヤからなる出力部材３を第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３との間に配置した点を除き、第１実施形態のものと同一に構成され、各変速段も同一に確立することができる。

第２実施形態の自動変速機によっても、第１実施形態と同一の作用効果を得ることができる。尚、第２実施形態においても、第１実施形態のように、発進クラッチＣ０に代えてトルクコンバータを用いてもよい。又、第１実施形態のように、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３を第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の径方向外方に配置し、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂと第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃとを一体に連結して第４回転要素Ｙ４を構成してもよい。

［第３実施形態］
図５から図７を参照して、本発明の第２態様の第３実施形態の自動変速機を説明する。第３実施形態の自動変速機は、変速機ケース１内に回転自在に軸支した、図外の内燃機関（エンジン）等の駆動源ＥＮＧが出力する駆動力がロックアップクラッチＬＣ及びダンパＤＡを有するトルクコンバータＴＣを介して伝達される入力軸２と、入力軸２と同心に配置された出力ギヤからなる出力部材３とを備えている。出力部材３の回転は、図外のデファレンシャルギヤやプロペラシャフトを介して車両の左右の駆動輪に伝達される。尚、トルクコンバータＴＣに代えて、摩擦係合自在に構成される単板型又は多板型の発進クラッチを設けてもよい。

変速機ケース１内には、第１〜第４の４つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜４が入力軸２と同心に配置されている。

第１遊星歯車機構ＰＧＳ１は、サンギヤＳａと、リングギヤＲａと、サンギヤＳａとリングギヤＲａとに噛合するピニオンＰａを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａとから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構（キャリアを固定した場合、サンギヤとリングギヤが互いに異なる方向に回転するため、マイナス遊星歯車機構又はネガティブ遊星歯車機構ともいう。因みに、リングギヤを固定した場合には、サンギヤとキャリアとが同一方向に回転する。）で構成されている。

図６の上から１段目に示す第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の共線図（３つの要素の相対回転速度の比を直線（速度線）で表すことができる図）を参照して、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の３つの要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａを、共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第１要素、第２要素及び第３要素とすると、第１要素はサンギヤＳａ、第２要素はキャリアＣａ、第３要素はリングギヤＲａになる。サンギヤＳａとキャリアＣａ間の間隔とキャリアＣａとリングギヤＲａ間の間隔との比は、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｈとして、ｈ：１に設定される。

尚、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の共線図において、下方の横線は回転速度が「０」であることを示し、上方の横線は回転速度が入力軸の回転を「１」としてこれと同一である「１」であることを示している。

第２遊星歯車機構ＰＧＳ２も、サンギヤＳｂと、リングギヤＲｂと、サンギヤＳｂ及びリングギヤＲｂに噛合するピニオンＰｂを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｂとから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。

図６の上から２段目に示す第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の共線図（３つの要素の相対回転速度の比を直線（速度線）で表すことができる図）を参照して、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の３つの要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂを、共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第４要素、第５要素及び第６要素とすると、第４要素はサンギヤＳｂ、第５要素はキャリアＣｂ、第６要素はリングギヤＲｂになる。サンギヤＳｂとキャリアＣｂ間の間隔とキャリアＣｂとリングギヤＲｂ間の間隔との比は、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｉとして、ｉ：１に設定される。

第３遊星歯車機構ＰＧＳ３も、サンギヤＳｃと、リングギヤＲｃと、サンギヤＳｃ及びリングギヤＲｃに噛合するピニオンＰｃを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｃとから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。

図６の上から３段目に示す第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の共線図（３つの要素の相対回転速度の比を直線（速度線）で表すことができる図）を参照して、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の３つの要素Ｓｃ，Ｃｃ，Ｒｃを、共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第７要素、第８要素及び第９要素とすると、第７要素はリングギヤＲｃ、第８要素はキャリアＣｃ、第９要素はサンギヤＳｃになる。サンギヤＳｃとキャリアＣｃ間の間隔とキャリアＣｃとリングギヤＲｃ間の間隔との比は、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｊとして、ｊ：１に設定される。

第４遊星歯車機構ＰＧＳ４も、サンギヤＳｄと、リングギヤＲｄと、サンギヤＳｄ及びリングギヤＲｄに噛合するピニオンＰｄを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｄとから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。

図６の上から４段目に示す第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の共線図を参照して、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の３つの要素Ｓｄ，Ｃｄ，Ｒｄを、共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第１０要素、第１１要素及び第１２要素とすると、第１０要素はリングギヤＲｄ、第１１要素はキャリアＣｄ、第１２要素はサンギヤＳｄになる。サンギヤＳｄとキャリアＣｄ間の間隔とキャリアＣｄとリングギヤＲｄ間の間隔との比は、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギヤ比をｋとして、ｋ：１に設定される。

又、第３実施形態の自動変速機においては、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第３要素）と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄ（第１２要素）とが連結されて、第１連結体Ｒａ−Ｓｄが構成されている。又、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８要素）と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）とが連結されて、第２連結体Ｃｃ−Ｃｄが構成されている。

又、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギヤＳａ（第１要素）と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｂ（第４要素）とが連結されて、第３連結体Ｓａ−Ｓｂが構成されている。又、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９要素）とが連結されて、第４連結体Ｒｂ−Ｓｃが構成されている。

第３連結体Ｓａ−Ｓｂは、入力軸２に連結されている。又、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）は、出力ギヤたる出力部材３に連結されている。

又、第３実施形態の自動変速機は、係合機構として、第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３と、第１から第３の３つのブレーキＢ１〜Ｂ３とを備える。

第１クラッチＣ１は、湿式多板クラッチであり、第３連結体Ｓａ−Ｓｂと第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第７要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。

第２クラッチＣ２は、湿式多板クラッチであり、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第７要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。

第３クラッチＣ３は、ドグクラッチ又は同期機能を有するシンクロメッシュ機構からなる噛合機構であり、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第４連結体Ｒｂ−Ｓｃとを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。尚、第３クラッチＣ３を湿式多板クラッチで構成してもよい。

第１ブレーキＢ１は、湿式多板ブレーキであり、第１連結体Ｒａ−Ｓｄを変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。

第２ブレーキＢ２は、ドグクラッチ又は同期機能を有するシンクロメッシュ機構からなる噛合機構であり、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第７要素）を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。

又、第３実施形態の自動変速機では、第２ブレーキＢ２と並んで配置され、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第７要素）の正転を許容し逆転を阻止する１ウェイクラッチＦ１が設けられている。

第３ブレーキＢ３は、湿式多板ブレーキであり、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。

各クラッチＣ１〜Ｃ３、各ブレーキＢ１〜Ｂ３は、図外のトランスミッション・コントロール・ユニット（ＴＣＵ）により、車両の走行速度等の車両情報に基づいて、状態が切り換え制御される。

第３遊星歯車機構ＰＧＳ３は、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の径方向外方に配置されている。そして、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９要素）とを一体に連結して第４連結体Ｒｂ−Ｓｃを構成している。このように、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３を第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の径方向外方に配置することにより、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３とが径方向で重なり合うため、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。

尚、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３とは、径方向で少なくとも一部が重なり合っていればよく、これによって軸長の短縮化を図ることができるが、両者が完全に径方向で重なり合っていれば、最も軸長を短くすることができる。

出力ギヤからなる出力部材３は、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４との間に配置されている。変速機ケース１には、出力部材３と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１との間に位置させて、径方向内方に延びる側壁１ａが設けられている。この側壁１ａには、出力部材３の径方向内方に向かって延びる筒状部１ｂが設けられている。出力部材３は、この筒状部１ｂにベアリングを介して軸支されている。このように構成することにより、変速機ケース１に連なる機械的強度の高い筒状部１ｂで出力部材３をしっかりと軸支させることができる。

次に、図６及び図７を参照して、第３実施形態の自動変速機の各変速段を確立させる場合を説明する。

１速段を確立させる場合には、第３クラッチＣ３を連結状態とし、第１ブレーキＢ１を固定状態とする。第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１連結体Ｒａ−Ｓｄの回転速度が「０」になる。又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第４連結体Ｒｂ−Ｓｃとが連結されて同一速度で回転する。又、１ウェイクラッチＦ１の働きで、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第７要素）の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）の回転速度が図６に示す「１ｓｔ」となり、１速段が確立される。

尚、１速段では、第２ブレーキＢ２が開放状態であるため、係合機構の開放数は「４」となるが、第２ブレーキＢ２は噛合機構であるため、湿式多板ブレーキに比し、開放状態とされてもフリクションロスが抑制される。更に、１ウェイクラッチＦ１の働きで第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第７要素）の回転速度が「０」となるため、第２ブレーキＢ２を仮に湿式多板ブレーキで構成したとしても、第２ブレーキＢ２ではフリクションロスが発生しない。従って、１速段における実質的な開放数は「３」となる。

又、１速段において、第２ブレーキＢ２も固定状態とすれば、エンジンブレーキを効かせることもできる。

２速段を確立させる場合には、第３クラッチＣ３を連結状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）の回転速度が「０」になる。又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第４連結体Ｒｂ−Ｓｃの回転速度が、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）の回転速度と同一の「０」となる。又、１ウェイクラッチＦ１の働きで、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第７要素）の回転速度が「０」になる。

従って、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の第７から第９の３つの要素Ｒｃ，Ｃｃ，Ｓｃのうち２つの要素Ｒｃ，Ｓｃの回転速度が同一速度である「０」となるため、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の３つの要素Ｒｃ，Ｃｃ，Ｓｃは、相対回転不能なロック状態となり、キャリアＣｃ、即ち第２連結体Ｃｃ−Ｃｄの回転速度も「０」になる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）の回転速度が図６に示す「２ｎｄ」となり、２速段が確立される。

尚、２速段では、第２ブレーキＢ２が開放状態であるため、係合機構の開放数は「４」となるが、１速段と同様に、第２ブレーキＢ２ではフリクションロスが発生しない。従って、２速段における実質的な開放数は「３」となる。

又、２速段において、第２ブレーキＢ２も固定状態とすれば、エンジンブレーキを効かせることもできる。

３速段を確立させる場合には、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とする。第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第４連結体Ｒｂ−Ｓｃとが連結されて同一速度で回転する。又、１ウェイクラッチＦ１の働きで、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第７要素）の回転速度が「０」になる。

又、第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）の回転速度が、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第７要素）の回転速度と同一の「０」となる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）の回転速度が図６に示す「３ｒｄ」となり、３速段が確立される。

尚、３速段では、第２ブレーキＢ２が開放状態であるため、係合機構の開放数は「４」となるが、１〜２速段と同様に、第２ブレーキＢ２ではフリクションロスが発生しない。従って、３速段における実質的な開放数は「３」となる。

又、３速段においても、第２ブレーキＢ２を固定状態とすれば、エンジンブレーキを効かせることもできる。

４速段を確立させる場合には、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第７要素）とが同一速度で回転する。又、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）の回転速度が「０」になる。

又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第４連結体Ｒｂ−Ｓｃの回転速度が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）の回転速度と同一の「０」になる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）の回転速度が図６に示す「４ｔｈ」となり、４速段が確立される。

５速段を確立させる場合には、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とし、第１ブレーキＢ１を固定状態とする。第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第７要素）とが同一速度で回転する。又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第４連結体Ｒｂ−Ｓｃとが連結されて同一速度で回転する。又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１連結体Ｒａ−Ｓｄの回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）の回転速度が図６に示す「５ｔｈ」となって、５速段が確立される。

６速段を確立させる場合には、第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３を連結状態とする。第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｂ（第４要素）とキャリアＣｂ（第５要素）とが同一速度の「１」で回転し、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の第４から第６の３つの要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂが相対回転不能なロック状態となって「１」で回転する。又、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第７要素）とサンギヤＳｃ（第９要素）も回転速度が「１」となり、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の第７から第９の３つの要素Ｒｃ，Ｃｃ，Ｓｃも相対回転不能なロック状態となって「１」で回転する。

又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）が第４連結体Ｒｂ−Ｓｃと同一速度の「１」で回転する。従って、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１もサンギヤＳａ（第１要素）とキャリアＣａ（第２要素）とが同一速度の「１」で回転し、各要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａが相対回転不能なロック状態となり、リングギヤＲａ（第３要素）、即ち、第１連結体Ｒａ−Ｓｄの回転速度が「１」となる。

そして、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の第１０から第１２の３つの要素Ｒｄ，Ｃｄ，Ｓｄも相対回転不能なロック状態となり、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）の回転速度が「１」である「６ｔｈ」となり、６速段が確立される。

７速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を連結状態とし、第１ブレーキＢ１を固定状態とする。第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第３連結体Ｓａ−Ｓｂと第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第７要素）とが同一速度の「１」で回転する。又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第４連結体Ｒｂ−Ｓｃとが同一速度で回転する。

又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１連結体Ｒａ−Ｓｄの回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）の回転速度が図６に示す「７ｔｈ」となり、７速段が確立される。

８速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２とを連結状態とし、第１ブレーキＢ１を固定状態とする。第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｂ（第４要素）とキャリアＣｂ（第５要素）とが同一速度の「１」で回転し、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の第４から第６の３つの要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂが相対回転不能なロック状態となって「１」で回転する。

又、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第７要素）とサンギヤＳｃ（第９要素）も回転速度が「１」となり、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の第７から第９の３つの要素Ｒｃ，Ｃｃ，Ｓｃも相対回転不能なロック状態となって「１」で回転し、第２連結体Ｃｃ−Ｃｄの回転速度が「１」となる。

又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１連結体Ｒａ−Ｓｄの回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）の回転速度が図６に示す「８ｔｈ」（（ｋ＋１）／ｋ）となり、８速段が確立される。

９速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２とを連結状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギヤＳｂ（第４要素）とキャリアＣｂ（第５要素）とが同一速度の「１」で回転し、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の第４から第６の３つの要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂが相対回転不能なロック状態となって「１」で回転する。

又、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第７要素）とサンギヤＳｃ（第９要素）も回転速度が「１」となり、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の第７から第９の３つの要素Ｒｃ，Ｃｃ，Ｓｃも相対回転不能なロック状態となって「１」で回転し、第２連結体Ｃｃ−Ｃｄの回転速度が「１」となる。

又、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）の回転速度が図６に示す「９ｔｈ」となり、９速段が確立される。

後進段を確立させる場合には、第２クラッチＣ２を連結状態とし、第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２とを固定状態とする。第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１連結体Ｒａ−Ｓｄの回転速度が「０」になる。又、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第７要素）の回転速度が「０」になる。又、第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）の回転速度が、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第７要素）と同一速度の「０」となる。

そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギヤＲｄ（第１０要素）の回転速度が図６に示す逆転（車両が後進する方向の回転）の「Ｒｖｓ」となり、後進段が確立される。

尚、図６中の点線で示す速度線は、４つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ４のうち動力伝達する遊星歯車機構に追従して他の遊星歯車機構の各要素が回転（空回り）することを表している。

図７（ａ）は、上述した各変速段におけるクラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１〜Ｂ３、１ウェイクラッチＦ１の状態を纏めて表示した図であり、クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ３の列の「○」は連結状態又は固定状態を示し、空欄は開放状態を示している。又、１ウェイクラッチＦ１の列の「○」は、１ウェイクラッチＦ１の働きで第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第７要素）の回転速度が「０」となる状態を示している。

又、図７（ｂ）には、図７（ｄ）に示すように、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のギヤ比ｈを１．８７９、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のギヤ比ｉを２．２２７、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のギヤ比ｊを１．７７３、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギヤ比ｋを１．７９４とした場合における各変速段のギヤレシオ（入力軸２の回転速度／出力部材３の回転速度）を示している。これによれば、図７（ｃ）に示すように、公比（各変速段間のギヤレシオの比）が適切になると共に、図７（ｄ）に示したレシオレンジ（１速段のギヤレシオ／９速段のギヤレシオ）も適切になる。

第３実施形態の自動変速機によれば、前進９段の変速を行うことができる。又、各変速段において、湿式多板クラッチ及び湿式多板ブレーキの開放数が３つ以下となり、フリクションロスを抑制して、駆動力の伝達効率を向上させることができる。

又、７速段を所定の中速段、１速段から所定の中速段たる７速段までを低速段域、所定の中速段たる７速段を超える８速段から９速段までを高速段域と定義して、所定の中速段たる７速段を超える８速段から９速段までの高速段域においては、湿式多板クラッチと比較してフリクションロスが少ない噛合機構で構成される第３クラッチＣ３が開放状態となる。

又、後進段を除く全ての変速段で開放状態となる第２ブレーキＢ２も噛合機構で構成されている。従って、高速段域においては、湿式多板クラッチ及び湿式多板ブレーキの開放数が１となり、車両の高速走行時におけるフリクションロスを低減させて燃費を向上させることができる。

又、噛合機構からなる第３クラッチＣ３は、所定の中速段たる７速段と８速段との間で連結状態と開放状態とに切り換えられるのみである。７速段（所定の中速段）における第３クラッチＣ３での伝達トルク（伝達駆動力）は比較的小さいため、第３クラッチＣ３を噛合機構としてのドグクラッチで構成しても、７速段と８速段の間の変速時に連結状態と開放状態との切り換えをスムーズに行うことができる。

又、全ての遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ４が所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されているため、サンギヤと、リングギヤと、互いに噛合すると共に一方がサンギヤに噛合し他方がリングギヤに噛合する一対のピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなる所謂ダブルピニオン型の遊星歯車機構（キャリアを固定した場合、サンギヤとリングギヤが同一方向に回転するため、プラス遊星歯車機構又はポジティブ遊星歯車機構ともいう。因みに、リングギヤを固定した場合、サンギヤとキャリアが互いに異なる方向に回転する。）で構成されるものに比し、駆動力の伝達経路上におけるギヤの噛合回数を減少させることができ、伝達効率を向上させることができる。

又、１ウェイクラッチＦ１を第２ブレーキＢ２に併設させているため、３速段と４速段との間での変速時に第２ブレーキＢ２の状態を切り換える必要がなく、変速制御性が向上される。

尚、第３実施形態においては、第３クラッチＣ３及び第２ブレーキＢ２を噛合機構で構成したものを説明したが、両者を湿式多板クラッチ及び湿式多板ブレーキで構成しても、各変速段における湿式多板クラッチ及び湿式多板ブレーキの開放数を３つ以下に抑え、フリクションロスを抑制することができるという本発明の第２態様の効果を得ることができる。

又、１ウェイクラッチＦ１は省略してもよい。この場合、１速段から３速段を確立する際には、第２ブレーキＢ２を固定状態とすればよい。又、１ウェイクラッチＦ１を省略する場合において、第２ブレーキＢ２を、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第７要素）を変速機ケース１に固定する固定状態と、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギヤＲｃ（第７要素）の正転を許容し逆転を阻止する逆転阻止状態とに切換自在な２ウェイクラッチで構成してもよい。この場合には、例えば、第１実施形態で図９を参照して説明したように２ウェイクラッチを構成し、各変速段で同様に作動させればよい。

又、第３実施形態においては、前進９段の変速を行うものを説明したが、例えば、２速段、４速段及び９速段を省略して前進６速段とすることもできる。

又、後述する第４実施形態と同様に、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４を第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の径方向外方に配置し、第１連結体Ｒａ−Ｓｄを構成する第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第３要素）と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄ（第１２要素）とを一体に連結して構成してもよい。これによれば、更なる軸長の短縮化を図ることができる。

［第４実施形態］
図８を参照して、本発明の第２態様の第４実施形態の自動変速機を説明する。第４実施形態の自動変速機においては、トルクコンバータに代えてダンパＤＡ及び摩擦係合により駆動源ＥＮＧの駆動力を入力軸２に伝達自在な単板型又は多板型の発進クラッチＣ０を設け、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３を、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の径方向外方に配置せずに、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第３クラッチＣ３との間に配置し、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４を第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の径方向外方に配置して、第１連結体Ｒａ−Ｓｄを構成する第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギヤＲａ（第３要素）と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギヤＳｄ（第１２要素）とを一体に連結し、出力ギヤからなる出力部材３を第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３との間に配置した点を除き、第３実施形態のものと同一に構成され、各変速段も同一に確立することができる。

第４実施形態の自動変速機によっても、第３実施形態と同一の作用効果を得ることができる。尚、第４実施形態においても、第３実施形態のように、発進クラッチＣ０に代えてトルクコンバータを用いてもよい。又、第３実施形態のように、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３を第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の径方向外方に配置し、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギヤＲｂ（第６要素）と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギヤＳｃ（第９要素）とを一体に連結して第４連結体Ｒｂ−Ｓｃを構成してもよい。

１…変速機ケース、２…入力軸、３…出力部材、ＥＮＧ…駆動源、ＬＣ…ロックアップクラッチ、ＤＡ…ダンパ、ＴＣ…トルクコンバータ、ＰＧＳ１…第１遊星歯車機構、Ｓａ…サンギヤ（第１要素）、Ｃａ…キャリア（第２要素）、Ｒａ…リングギヤ（第３要素）、Ｐａ…ピニオン、ＰＧＳ２…第２遊星歯車機構、Ｓｂ…サンギヤ（第３及び第４実施形態の第４要素）、Ｃｂ…キャリア（第３及び第４実施形態の第５要素）、Ｒｂ…リングギヤ（第３及び第４実施形態の第６要素）、Ｐｂ…ピニオン、ＰＧＳ３…第３遊星歯車機構、Ｓｃ…サンギヤ（第３及び第４実施形態の第９要素）、Ｃｃ…キャリア（第３及び第４実施形態の第８要素）、Ｒｃ…リングギヤ（第３及び第４実施形態の第７要素）、Ｐｃ…ピニオン、ＰＧＳ４…第４遊星歯車機構、Ｓｄ…サンギヤ（第１及び第２実施形態の第６要素、第３及び第４実施形態の第１２要素）、Ｃｄ…キャリア（第１及び第２実施形態の第５要素、第３及び第４実施形態の第１１要素）、Ｒｄ…リングギヤ（第１及び第２実施形態の第４要素、第３及び第４実施形態の第１０要素）、Ｐｄ…ピニオン、Ｃ１〜Ｃ３…第１〜第３クラッチ、Ｂ１〜Ｂ３…第１〜第３ブレーキ、Ｆ１…１ウェイクラッチ、Ｙ１〜Ｙ４…第１〜第４回転要素、ＴＷ…２ウェイクラッチ（第２ブレーキ）。

Claims (11)

1. 変速機ケース内に回転自在に軸支されると共に駆動源からの動力により回転される入力軸を備え、該入力軸の回転を複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機であって、
   サンギヤ、キャリア及びリングギヤからなる３つの要素を夫々備える第１から第４の４つの遊星歯車機構が設けられ、
   該第２と第３の２つの遊星歯車機構の各要素は、４つの回転要素を構成し、当該４つの回転要素の相対回転速度比を直線で表すことができる共線図における並び順に、該４つの回転要素を一方から夫々第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素及び第４回転要素とし、
   前記第１遊星歯車機構の３つの要素を、相対回転速度比を直線で表すことができる共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第１要素、第２要素及び第３要素とし、
   前記第４遊星歯車機構の３つの要素を、共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第４要素、第５要素及び第６要素として、
   前記第１要素が前記入力軸に連結され、前記第４要素が前記出力部材に連結され、前記第３要素と前記第６要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第３回転要素と前記第５要素とを連結して第２連結体が構成され、
   前記第１要素と前記第２回転要素とを連結自在な第１クラッチと、
   前記第１要素と前記第１回転要素とを連結自在な第２クラッチと、
   前記第２要素と前記第４回転要素とを連結自在な第３クラッチと、
   前記第１連結体を前記変速機ケースに固定自在な第１ブレーキと、
   前記第２回転要素を前記変速機ケースに固定自在な第２ブレーキと、
   前記第２要素を前記変速機ケースに固定自在な第３ブレーキとからなる６つの係合機構を備え、
   該６つの係合機構のうち少なくとも３つの係合機構を連結状態又は固定状態とすることにより、各変速段を確立することを特徴とする自動変速機。
2. 変速機ケース内に回転自在に軸支されると共に駆動源からの動力により回転される入力軸を備え、該入力軸の回転を複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機であって、
   サンギヤ、キャリア及びリングギヤからなる３つの要素を夫々備える第１から第４の４つの遊星歯車機構が設けられ、
   前記第１遊星歯車機構の３つの要素を、相対回転速度比を直線で表すことができる共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第１要素、第２要素及び第３要素とし、
   前記第２遊星歯車機構の３つの要素を、相対回転速度比を直線で表すことができる共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第４要素、第５要素及び第６要素とし、
   前記第３遊星歯車機構の３つの要素を、相対回転速度比を直線で表すことができる共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第７要素、第８要素及び第９要素とし、
   前記第４遊星歯車機構の３つの要素を、共線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第１０要素、第１１要素及び第１２要素として、
   前記第３要素と前記第１２要素とを連結して第１連結体が構成され、前記第８要素と前記第１１要素とを連結して第２連結体が構成され、前記第１要素と前記第４要素とを連結して第３連結体が構成され、前記第６要素と前記第９要素とを連結して第４連結体が構成され、前記第３連結体が前記入力軸に連結され、前記第１０要素が前記出力部材に連結され、
   前記第７要素と前記第３連結体とを連結自在な第１クラッチと、
   前記第５要素と前記第７要素とを連結自在な第２クラッチと、
   前記第２要素と前記第４連結体とを連結自在な第３クラッチと、
   前記第１連結体を前記変速機ケースに固定自在な第１ブレーキと、
   前記第７要素を前記変速機ケースに固定自在な第２ブレーキと、
   前記第２要素を前記変速機ケースに固定自在な第３ブレーキとからなる６つの係合機構を備え、
   該６つの係合機構のうち少なくとも３つの係合機構を連結状態又は固定状態とすることにより、各変速段を確立することを特徴とする自動変速機。
3. 請求項１又は請求項２記載の自動変速機において、
   前記第３遊星歯車機構は、前記第２遊星歯車機構の径方向外方に配置され、
   前記第３遊星歯車機構のサンギヤが前記第２遊星歯車機構のリングギヤと一体に構成されることにより、前記第１から第４の４つの回転要素のうちの何れか１つの回転要素又は前記第４連結体が構成されることを特徴とする自動変速機。
4. 請求項１又は請求項２記載の自動変速機において、
   前記第１連結体は、前記第１遊星歯車機構のリングギヤと前記第４遊星歯車機構のサンギヤとを連結して構成され、
   前記第４遊星歯車機構は、前記第１遊星歯車機構の径方向外方に配置され、
   前記第４遊星歯車機構のサンギヤは、前記第１遊星歯車機構のリングギヤと一体に構成されることを特徴とする自動変速機。
5. 請求項１から請求項４の何れか１項記載の自動変速機において、
   前記第３クラッチは、噛合機構で構成されることを特徴とする自動変速機。
6. 請求項１から請求項５の何れか１項記載の自動変速機において、
   前記第２ブレーキは、噛合機構で構成されることを特徴とする自動変速機。
7. 請求項１から請求項６の何れか１項記載の自動変速機において、
   前記第２回転要素又は前記第７要素の正転を許容し逆転を阻止する１ウェイクラッチが設けられていることを特徴とする自動変速機。
8. 請求項１から請求項５の何れか１項記載の自動変速機において、
   前記第２ブレーキは、前記第２回転要素又は前記第７要素を変速機ケースに固定する固定状態と、前記第２回転要素又は前記第７要素の正転を許容し逆転を阻止する逆転阻止状態とに切換自在な２ウェイクラッチで構成されることを特徴とする自動変速機。
9. 請求項１から請求項８の何れか１項記載の自動変速機において、
   前記第１から第４の４つの遊星歯車機構が、サンギヤと、リングギヤと、サンギヤ及びリングギヤと噛合するピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとからなるシングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されることを特徴とする自動変速機。
10. 請求項１から請求項９の何れか１項記載の自動変速機において、
    前記駆動源の動力を前記入力軸に伝達自在な発進クラッチが設けられることを特徴とする自動変速機。
11. 請求項１から請求項９の何れか１項記載の自動変速機において、
    前記駆動源の動力は、トルクコンバータを介して前記入力軸に伝達されることを特徴とする自動変速機。

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