JP6187221B2

JP6187221B2 - 自動変速機

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Publication number: JP6187221B2
Application number: JP2013257566A
Authority: JP
Inventors: 康弘小河内; 真也鎌田; 龍彦岩▲崎▼; 優仲岸
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2017-08-30
Anticipated expiration: 2033-12-13
Also published as: JP2015113943A; US9933044B2; WO2015087514A1; US20160369872A1; CN105829762B; CN105829762A; DE112014005659T5

Description

本発明は、自動変速機に関する技術分野に属する。

近年、自動変速機の分野では、燃費の向上を目的として、変速段を多段化する取り組みがなされている。例えば特許文献１では、４つのプラネタリギヤセット（第１乃至第４プラネタリギヤセットＲＳ１〜ＲＳ４）と５つの摩擦締結要素（ブレーキＡ，Ｂ及びクラッチＣ，Ｄ，Ｅ）とを備えた、前進８速及び後退１速を達成する自動変速機が開示されている。この自動変速機では、第１速時に、ブレーキＡ，Ｂ及びクラッチＣの締結により、動力源からの動力が入力軸を介して第３プラネタリギヤセットＲＳ３のサンギヤに入力され、該第３プラネタリギヤセットＲＳ３のリングギヤは固定されるため、上記動力は、第３プラネタリギヤセットＲＳ３のキャリアに伝達されて、このキャリアから、該キャリアに連結された出力部に出力される。

米国特許第７８９２１３７号明細書

上記のように変速段を多段化すると、プラネタリギヤセットや摩擦締結要素の数が増大し、このため、自動変速機が入力軸方向及び径方向に大型化する傾向にある。

そこで、自動変速機全体を小型化するために、自動変速機内の各部品（特に各プラネタリギヤセットの各構成ギヤ）を小型化することが考えられる。

しかし、各プラネタリギヤセットの各構成ギヤを小型化すると、自動変速機の信頼性、特に高い変速比（減速比）を実現する第１速での信頼性が低下する虞れがある。特に上記特許文献１のように、第１速時に１つのプラネタリギヤセットで減速しようとすると、そのプラネタリギヤセットの各構成ギヤ（とりわけキャリアに設けられた小径のピニオンギヤ）に、過大な負担がかかる。

そこで、２つのプラネタリギヤセットで、第１速に必要な減速比を実現して、その各プラネタリギヤセットの各構成ギヤにかかる力を低下させるようにすることが考えられる。

しかしながら、第１速時に２つのプラネタリギヤセットで減速する場合、これら２つのプラネタリギヤセット同士の連結や、各プラネタリギヤセットとブレーキとの連結等といった連結の仕方が問題となり、その連結の仕方によっては、各プラネタリギヤセットの各構成ギヤを小型化しても、自動変速機を小型化できない可能性がある。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、第１速時に２つのプラネタリギヤセットで減速するようにして、自動変速機の各プラネタリギヤセットの各構成ギヤを小型化できるようにするとともに、それら２つのプラネタリギヤセット、ブレーキ等の連結関係が複雑になるのを防止して、自動変速機全体を小型化しようとすることにある。

上記の目的を達成するために、本発明では、動力源で生成された動力が入力される入力軸と、シングルピニオン型の第１及び第２プラネタリギヤセットと、第１ブレーキ及び第２ブレーキを含む摩擦締結要素とを備えた自動変速機を対象として、上記第１プラネタリギヤセットは、上記入力軸を介して上記動力源からの動力が入力される第１サンギヤと、上記第１ブレーキに連結された第１リングギヤと、第１キャリアと、を有し、上記第２プラネタリギヤセットは、上記第１キャリアと常時連結された第２リングギヤと、上記第２ブレーキに連結された第２サンギヤと、出力部に連結された第２キャリアと、を有し、上記自動変速機は、第１速時に、上記第１ブレーキ及び第２ブレーキの締結により、上記動力源からの動力が上記入力軸並びに上記第１及び第２プラネタリギヤセットを介して上記出力部に伝達されるように構成され、第３サンギヤ、第３キャリア及び第３リングギヤを有する、ダブルピニオン型の第３プラネタリギヤセットと、第４サンギヤ、第４キャリア及び第４リングギヤを有する、シングルピニオン型の第４プラネタリギヤセットとを更に備え、上記入力軸と上記第４キャリアとが常時連結され、上記第１サンギヤと上記第３キャリアとが常時連結され、上記第３サンギヤと上記第４リングギヤとが常時連結され、上記第２サンギヤと上記第４サンギヤとが常時連結され、上記摩擦締結要素は、上記第２キャリアと上記第３リングギヤとの間を断接する第１クラッチと、上記入力軸と上記第１サンギヤ及び上記第３キャリアとの間を断接する第２クラッチと、上記第３サンギヤと上記第３リングギヤとの間、上記第３キャリアと上記第３リングギヤとの間、及び、上記第３サンギヤと上記第３キャリアとの間のうちのいずれか１つの間を断接する第３クラッチと、を更に含む、という構成とした。

上記の構成により、第１速時に、動力源からの動力が第１プラネタリギヤセットの第１サンギヤに入力され、第１リングギヤが固定されていることで、上記動力が第１キャリアから出力されて第２プラネタリギヤセットの第２リングギヤに入力され、第２サンギヤが固定されていることで、第２リングギヤに入力された上記動力が第２キャリアから出力されて出力部へと伝達される。これにより、第１速時には、第１及び第２プラネタリギヤセットで減速することになるので、１つのプラネタリギヤセットで減速する場合よりも、第１及び第２プラネタリギヤセットの各構成ギヤ（特にピニオンギヤ）にかかる力を低下させることができる。この結果、第１及び第２プラネタリギヤセットの各構成ギヤを小型化することができる。また、他のプラネタリギヤセットが設けられる場合、該プラネタリギヤセットは、第１速時に動力を伝達するものではないので、該プラネタリギヤセットの各構成ギヤも小型化することができる。

また、第１プラネタリギヤセットの第１サンギヤは、第１プラネタリギヤセットの径方向内側（入力軸の側）に位置するため、入力軸と第１サンギヤとを連結する（直接連結してもよく、クラッチを介して連結してもよい）ことが容易にできる。また、ブレーキは、通常、変速機ケースの近傍に位置し、第１プラネタリギヤセットの第１リングギヤは、第１プラネタリギヤセットの径方向外側（変速機ケースの側）に位置するので、第１リングギヤと第１ブレーキとを連結することが容易にできる。ここで、第２プラネタリギヤセットの第２サンギヤは、第２プラネタリギヤセットの径方向において第２ブレーキに対し近い側（変速機ケースの側）には位置していないが、自動変速機において入力軸方向に並ぶように設けられる複数のプラネタリギヤセットのうちの最も端に位置するプラネタリギヤセットを、第２プラネタリギヤセットにすることで、第２サンギヤと第２ブレーキとを連結することが容易にできるようになる。さらに、第１キャリアと第２リングギヤとの連結部材を、第１ブレーキと第２ブレーキとの入力軸方向の間であって変速機ケースの近傍を通すことで、第１キャリアと第２リングギヤとを連結することが容易にできる。したがって、第１及び第２プラネタリギヤセット並びに第１ブレーキ及び第２ブレーキの連結関係は複雑になることはなく、よって、自動変速機全体を小型化することができる。

さらに、前進８速及び後退１速を容易に達成することができるとともに、各プラネタリギヤセットの各構成ギヤの歯数を適切に設定することで、各変速段において適切な減速比を達成することができる。

上記のように、４つのプラネタリギヤセットと５つの摩擦締結要素とを備える上記自動変速機は、前進８速及び後退１速を達成するものであり、上記第１クラッチ、上記第１ブレーキ及び上記第２ブレーキの締結により後退速が形成され、上記第２クラッチ、上記第１ブレーキ及び上記第２ブレーキの締結により第１速が形成され、上記第３クラッチ、上記第１ブレーキ及び上記第２ブレーキの締結により第２速が形成され、上記第２クラッチ、上記第３クラッチ及び上記第１ブレーキの締結により第３速が形成され、上記第１クラッチ、上記第３クラッチ及び上記第１ブレーキの締結により第４速が形成され、上記第１クラッチ、上記第２クラッチ及び上記第１ブレーキの締結により第５速が形成され、上記第１クラッチ、上記第２クラッチ及び上記第３クラッチの締結により第６速が形成され、上記第１クラッチ、上記第２クラッチ及び上記第２ブレーキの締結により第７速が形成され、上記第１クラッチ、上記第３クラッチ及び上記第２ブレーキの締結により第８速が形成される、という構成が好ましい。

こうすることで、各摩擦締結要素の適切な締結によって、前進８速及び後退１速を確実に達成することができる。また、各変速段時において、５つの摩擦締結要素のうち、非締結状態にある摩擦締結要素（締結状態にある摩擦締結要素よりも回転抵抗が大きくなる）の数を、締結状態にある摩擦締結要素の数よりも少なくして、動力伝達を効率良く行うことができる。

以上説明したように、本発明の自動変速機によると、自動変速機の各プラネタリギヤセットの各構成ギヤを小型化することができるとともに、第１及び第２プラネタリギヤセット並びに第１ブレーキ及び第２ブレーキの連結関係が複雑になるのを防止して、自動変速機全体を小型化することができる。また、前進８速及び後退１速を容易に達成することができるとともに、各プラネタリギヤセットの各構成ギヤの歯数を適切に設定することで、各変速段において適切な減速比を達成することができる。

本発明の実施形態１に係る自動変速機を示すスケルトン図である。上記自動変速機の各変速段時における、第１クラッチ、第２クラッチ、第３クラッチ、第１ブレーキ及び第２ブレーキの締結状態、各変速段時におけるギヤ比、並びに、変速段間のギヤステップを示す図表である。実施形態１の変形例を示す図１相当図である。実施形態１の他の変形例を示す図１相当図である。本発明の実施形態２を示す図１相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る自動変速機１のスケルトンを示す。この自動変速機１は、車両に搭載されるとともに、前進８速及び後退１速を達成するものである。

上記自動変速機１は、変速機ケース２内に、動力源４（詳しくは、動力源４の出力軸）に連結される入力軸３と、第１プラネタリギヤセットＰＬ１と、第２プラネタリギヤセットＰＬ２と、第３プラネタリギヤセットＰＬ３と、第４プラネタリギヤセットＰＬ４と、５つの摩擦締結要素ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，Ｂ１，Ｂ２と、上記動力源４からの動力が、上記第１乃至第４プラネタリギヤセットＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４により形成される動力伝達経路を介して伝達される、出力部としての出力ギヤ７と、を備えている。

入力軸３の軸方向一側（図１の左側）端部が、動力源４に連結されている。尚、これに代えて、入力軸３の軸方向他側（図１の右側）端部が動力源４に連結されていてもよく、動力源４を２つ設けて、これら動力源４に入力軸３の両端部がそれぞれ連結されていてもよい。

上記動力源４は、内燃機関であってもよく、電動モータであってもよい。また、入力軸３は、動力源４に直接連結されていてもよく、例えばトルクコンバータや断接クラッチ等を介して間接的に連結されていてもよい。入力軸３の両端部がそれぞれ動力源４に連結される場合には、例えば、入力軸３の一側端部が連結される動力源４を内燃機関とし、他側端部が連結される動力源４を電動モータとしてもよい。

本実施形態では、上記車両はＦＦ車であり、該車両の前部に、動力源４及び自動変速機１が搭載されて、その搭載された状態での動力源４の出力軸及び自動変速機１の入力軸３は、上記車両の車幅方向に水平に延びている。

上記第１プラネタリギヤセットＰＬ１は、入力軸３と同軸上に配設されていて、第１サンギヤＳ１、第１キャリアＣ１及び第１リングギヤＲ１を有する。第１キャリアＣ１には、シングルピニオンＰ１が設けられている。すなわち、第１プラネタリギヤセットＰＬ１は、シングルピニオン型のプラネタリギヤセットである。

上記第２プラネタリギヤセットＰＬ２は、入力軸３と同軸上に配設されていて、第２サンギヤＳ２、第２キャリアＣ２及び第２リングギヤＲ２を有する。第２キャリアＣ２には、シングルピニオンＰ２が設けられている。すなわち、第２プラネタリギヤセットＰＬ２も、シングルピニオン型のプラネタリギヤセットである。

上記第３プラネタリギヤセットＰＬ３は、入力軸３と同軸上に配設されていて、第３サンギヤＳ３、第３キャリアＣ３及び第３リングギヤＲ３を有する。第３キャリアＣ３には、ダブルピニオンＰ３が設けられている。すなわち、第３プラネタリギヤセットＰＬ３は、ダブルピニオン型のプラネタリギヤセットである。

上記第４プラネタリギヤセットＰＬ４は、入力軸３と同軸上に配設されていて、第４サンギヤＳ４、第４キャリアＣ４及び第４リングギヤＲ４を有する。第４キャリアＣ４には、シングルピニオンＰ４が設けられている。すなわち、第４プラネタリギヤセットＰＬ４は、シングルピニオン型のプラネタリギヤセットである。

入力軸方向において、入力軸３の上記一側（動力源４側）から順に、第１プラネタリギヤセットＰＬ１、第３プラネタリギヤセットＰＬ３、第４プラネタリギヤセットＰＬ４及び第２プラネタリギヤセットＰＬ２が並んでいる。

上記第４キャリアＣ４は、上記入力軸３に常時連結されている。また、上記第１キャリアＣ１と上記第２リングギヤＲ２とが常時連結され、上記第１サンギヤＳ１と上記第３キャリアＣ３とが常時連結され、上記第３サンギヤＳ３と上記第４リングギヤＲ４とが常時連結され、上記第２サンギヤＳ２と上記第４サンギヤＳ４とが常時連結されている。

上記５つの摩擦締結要素は、第１クラッチＣＬ１、第２クラッチＣＬ２、第３クラッチＣＬ３、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２であって、入力軸３と同軸上に配設されている。第１クラッチＣＬ１、第２クラッチＣＬ２及び第３クラッチＣＬ３は、多板クラッチで構成され、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２は、本実施形態では、多板クラッチタイプで構成されるが、バンド式で構成されてもよい。

上記第１クラッチＣＬ１は、上記第２キャリアＣ２と上記第３リングギヤＲ３との間を断接するものであり、上記第２クラッチＣＬ２は、上記入力軸３と上記第１サンギヤＳ１及び上記第３キャリアＣ３との間を断接するものであり、上記第３クラッチＣＬ３は、上記第３サンギヤＳ３と上記第３リングギヤＲ３との間を断接するものである。

上記のように第２クラッチＣＬ２は、入力軸３と第１サンギヤＳ１との間を断接するものであるので、第２クラッチＣＬ２の締結時には、入力軸３を介して動力源４からの動力が第１サンギヤＳ１に入力される（同時に第３キャリアＣ３及び第４キャリアＣ４にも入力される）ことになる。

上記第１ブレーキＢ１は、上記第１リングギヤＲ１と上記変速機ケース２との間を断接するものであり、上記第２ブレーキＢ２は、上記第２サンギヤＳ２と上記変速機ケース２との間を断接するものである。すなわち、第１リングギヤＲ１は第１ブレーキＢ１に連結されていて、第１ブレーキＢ１の締結により変速機ケース２に固定される。また、第２サンギヤＳ２は第２ブレーキＢ２に連結されていて、第２ブレーキＢ２の締結により変速機ケース２に固定される。

上記出力ギヤ７は、入力軸３と同軸上に配設され、かつ上記第２キャリアＣ２に常時連結されていて、該第２キャリアＣ２によって駆動されるように構成されている。図示は省略するが、出力ギヤ７は、カウンタ機構のカウンタ入力部としてのカウンタ入力ギヤと噛み合っていて、該カウンタ入力ギヤを駆動する。このカウンタ機構は、入力軸３と平行に延びるように配設されたカウンタ軸と、該カウンタ軸上に配設され、出力ギヤ７により駆動される上記カウンタ入力ギヤと、該カウンタ軸上に配設されたカウンタ出力部としてのカウンタ出力ギヤとを有している。上記カウンタ軸、上記カウンタ入力ギヤ及び上記カウンタ出力ギヤは、一体的に回転するようになされている。そして、上記カウンタ出力ギヤは、デファレンシャル機構のデフ入力部としてのデフリングギヤと噛み合っていて、該デフリングギヤを駆動する。こうして、出力ギヤ７に生じるトルク（動力）が、上記カウンタ機構及び上記デファレンシャル機構を介して、上記車両の前輪に伝達されることになる。

次に、上記自動変速機１の変速方法について説明する。

図２は、各変速段時における第１クラッチＣＬ１、第２クラッチＣＬ２、第３クラッチＣＬ３、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２の締結状態を示す。○印が締結していることを示し、空欄が締結を解除していることを示す。

また、図２には、第１プラネタリギヤセットＰＬ１、第２プラネタリギヤセットＰＬ２、第３プラネタリギヤセットＰＬ３及び第４プラネタリギヤセットＰＬ４の各構成ギヤの歯数を、以下のように設定したときの各変速段時におけるギヤ比（減速比）と、変速段間のギヤステップ（第１速のギヤ比／第２速のギヤ比、第２速のギヤ比／第３速のギヤ比、第３速のギヤ比／第４速のギヤ比、第４速のギヤ比／第５速のギヤ比、第５速のギヤ比／第６速のギヤ比、第６速のギヤ比／第７速のギヤ比、第７速のギヤ比／第８速のギヤ比）とを併せて示す。尚、図２のギヤ比では、レシオレンジ（第１速のギヤ比／第８速のギヤ比）は、７．４６４となる。

上記各構成ギヤの歯数は、
第１サンギヤＳ１：44、第１リングギヤＲ１：108、シングルピニオンギヤＰ１：32
第２サンギヤＳ２：42、第２リングギヤＲ２：108、シングルピニオンギヤＰ２：33
第３サンギヤＳ３：48、第３リングギヤＲ３：108、ダブルピニオンギヤＰ３：30
第４サンギヤＳ４：60、第４リングギヤＲ４：108、シングルピニオンギヤＰ４：24
となっている。尚、上記歯数は例示であって、これに限るものではない。

後退速は、第１クラッチＣＬ１、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２の締結により形成される。このとき、入力軸３に連結された第４キャリアＣ４が、入力軸３の回転数をＮ０として、回転数Ｎ０で入力軸３と同じ向きに回転する。尚、以下、断りのない限り、回転の向きは入力軸３と同じとし、入力軸３の回転とは逆の向きに回転する場合には、その旨を記載する。

第２ブレーキＢ２の締結により、第２サンギヤＳ２及び該第２サンギヤＳ２に連結された第４サンギヤＳ４は、固定されて回転しない。第４サンギヤＳ４が固定されかつ第４キャリアＣ４がＮ０で回転するので、第４リングギヤＲ４及び該第４リングギヤＲ４に連結された第３サンギヤＳ３は、Ｎ０よりも高い回転数Ｎ１０で回転する。これにより、第３キャリアＣ３は、入力軸３の回転とは逆の向きで回転数Ｎ１１で回転する。

第１ブレーキＢ１の締結により、第１リングギヤＲ１は、固定されて回転しない。第３キャリアＣ３に連結された第１サンギヤＳ１は、入力軸３の回転とは逆の向きでＮ１１で回転する。これにより、第１キャリアＣ１及び該第１キャリアＣ１に連結された第２リングギヤＲ２は、入力軸３の回転とは逆の向きでＮ１１よりも低い回転数Ｎ１２で回転する。

第２サンギヤＳ２が固定されかつ第２リングギヤＲ２が入力軸３の回転とは逆の向きでＮ１３で回転するので、第２キャリアＣ２（つまり出力ギヤ７）及び該第２キャリアＣ２に連結された第３リングギヤＲ３は、入力軸３の回転とは逆の向きでＮ１３よりも低い回転数で回転することになる。

第１速は、第２クラッチＣＬ２、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２の締結により形成される。このとき、第４キャリアＣ４が上記回転数Ｎ０で回転するとともに、第２クラッチＣＬ２を介して第１サンギヤＳ１及び第３キャリアＣ３が、上記回転数Ｎ０で回転する。

第１ブレーキＢ１の締結により、第１リングギヤＲ１は、固定されて回転しない。第１リングギヤＲ１が固定されかつ第１サンギヤＳ１がＮ０で回転するので、第１キャリアＣ１及び該第１キャリアＣ１に連結された第２リングギヤＲ２が、Ｎ０よりも低い回転数Ｎ１３で回転する。

第２ブレーキＢ２の締結により、第２サンギヤＳ２及び該第２サンギヤＳ２に連結された第４サンギヤＳ４は、固定されて回転しない。第２サンギヤＳ２が固定されかつ第２リングギヤＲ２がＮ１３で回転するので、第２キャリアＣ２（つまり出力ギヤ７）は、Ｎ１３よりも低い回転数Ｎ１で回転することになる。

尚、第４サンギヤＳ４が固定されかつ第４キャリアがＮ０で回転するので、第４リングギヤＲ４及び該第４リングギヤＲ４に連結された第３サンギヤＳ３が、Ｎ０よりも高い回転数Ｎ１４で回転する。また、第３キャリアＣ３がＮ０で回転するので、第３リングギヤＲ３は、Ｎ０とＮ１４との間の回転数で回転する。

第３サンギヤＳ３、第３キャリアＣ３、第３リングギヤＲ３、第４キャリアＣ４及び第４リングギヤＲ４は、空転しているだけであり、動力源４からの動力は、第１プラネタリギヤセットＰＬ１の第１サンギヤＳ１に入力され、第１キャリアＣ１から第２プラネタリギヤセットＰＬ２の第２リングギヤＲ２に入力され、第２キャリアＣ２から出力ギヤ７に出力される。すなわち、動力源４からの動力は、入力軸３並びに第１及び第２プラネタリギヤセットＰＬ１，ＰＬ２を介して出力ギヤ７に伝達されることになる。

第２速は、第３クラッチＣＬ３、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２の締結により形成される。このとき、第４キャリアＣ４が、上記回転数Ｎ０で回転する。

第２ブレーキＢ２の締結により、第２サンギヤＳ２及び該第２サンギヤＳ２に連結された第４サンギヤＳ４は、固定されて回転しない。第４サンギヤＳ４が固定されかつ第４キャリアＣ４がＮ０で回転するので、第４リングギヤＲ４及び該第４リングギヤＲ４に連結された第３サンギヤＳ３は、Ｎ０よりも高い上記回転数Ｎ１０で回転する。

第３クラッチＣＬ３の締結により、第３サンギヤＳ３、第３リングギヤＲ３及び第３キャリアＣ３は、同じ上記回転数Ｎ１０で回転する。これにより、第３キャリアＣ３に連結された第１サンギヤＳ１も、上記回転数Ｎ１０で回転する。

第１ブレーキＢ１の締結により、第１リングギヤＲ１は、固定されて回転しない。第１リングギヤＲ１が固定されかつ第１サンギヤＳ１が上記回転数Ｎ１０で回転するので、第１キャリアＣ１及び該第１キャリアＣ１に連結された第２リングギヤＲ２は、Ｎ１０よりも低い回転数Ｎ１４（＞Ｎ１３）で回転する。

第２サンギヤＳ２が固定されかつ第２リングギヤＲ２がＮ１４で回転するので、第２キャリアＣ２（つまり出力ギヤ７）は、Ｎ１４よりも低い回転数Ｎ２（＞Ｎ１）で回転することになる。

第３速は、第２クラッチＣＬ２、第３クラッチＣＬ３及び第１ブレーキＢ１の締結により形成される。このとき、第４キャリアＣ４が上記回転数Ｎ０で回転するとともに、第２クラッチＣＬ２を介して第１サンギヤＳ１及び第３キャリアＣ３が、上記回転数Ｎ０で回転する。

第３クラッチＣＬ３の締結により、第３サンギヤＳ３、第３リングギヤＲ３及び第３キャリアＣ３は、同じ上記回転数Ｎ０で回転する。また、第３サンギヤＳ３に連結された第４リングギヤＲ４も、Ｎ０で回転し、第４リングギヤＲ４及び第４キャリアＣ４がＮ０で回転するので、第４サンギヤＳ４及び該第４サンギヤＳ４に連結された第２サンギヤＳ２もＮ０で回転する。

第１ブレーキＢ１の締結により、第１リングギヤＲ１は、固定されて回転しない。第１リングギヤＲ１が固定されかつ第１サンギヤＳ１がＮ０で回転するので、第１キャリアＣ１及び該第１キャリアＣ１に連結された第２リングギヤＲ２は、Ｎ０よりも低い回転数Ｎ１５で回転する。

第２リングギヤＲ２がＮ１５で回転しかつ第４リングギヤＲ４がＮ０で回転するので、第２キャリアＣ２（つまり出力ギヤ７）は、Ｎ１４とＮ０との間の回転数Ｎ３（＞Ｎ２）で回転することになる。

第４速は、第１クラッチＣＬ１、第３クラッチＣＬ３及び第１ブレーキＢ１の締結により形成される。このとき、第４キャリアＣ４が、上記回転数Ｎ０で回転する。

第４リングギヤＲ４及び該第４リングギヤＲ４に連結された第３サンギヤＳ３が、Ｎ０よりも低い回転数Ｎ１６で回転し、第４サンギヤＳ４及び該第４サンギヤＳ４に連結された第２サンギヤＳ２が、Ｎ０よりも高い回転数Ｎ１７で回転する。

第３クラッチＣＬ３の締結により、第３サンギヤＳ３、第３リングギヤＲ３及び第３キャリアＣ３、並びに、第３キャリアＣ３に連結された第１サンギヤＳ１が、上記回転数Ｎ１６で回転する。

第１ブレーキＢ１の締結により、第１リングギヤＲ１は、固定されて回転しない。第１リングギヤＲ１が固定されかつ第１サンギヤＳ１がＮ１６で回転するので、第１キャリアＣ１及び該第１キャリアＣ１に連結された第２リングギヤＲ２は、Ｎ１６よりも低い回転数Ｎ１８で回転する。

第１クラッチＣＬ１の締結により、第２キャリアＣ２（つまり出力ギヤ７）は、第３リングギヤＲ３の回転数Ｎ１６と同じ回転数であってＮ１８とＮ１７との間の回転数Ｎ４（＞Ｎ３）で回転することになる。

第５速は、第１クラッチＣＬ１、第２クラッチＣＬ２及び第１ブレーキＢ１の締結により形成される。このとき、第４キャリアＣ４が上記回転数Ｎ０で回転するとともに、第２クラッチＣＬ２を介して第１サンギヤＳ１及び第３キャリアＣ３が、上記回転数Ｎ０で回転する。

第１ブレーキＢ１の締結により、第１リングギヤＲ１は、固定されて回転しない。第１リングギヤＲ１が固定されかつ第１サンギヤＳ１がＮ０で回転するので、第１キャリアＣ１及び該第１キャリアＣ１に連結された第２リングギヤＲ２は、上記回転数Ｎ１５で回転する。

第３サンギヤＳ３及び該第３サンギヤＳ３に連結された第４リングギヤＲ４は、Ｎ０よりも低い回転数Ｎ１９で回転し、第３リングギヤＲ３は、Ｎ１９とＮ０との間の回転数Ｎ２０で回転する。

第４キャリアＣ４がＮ０で回転しかつ第４リングギヤＲ４がＮ１９で回転するので、第４サンギヤＳ４及び該第４サンギヤＳ４に連結された第２サンギヤＳ２が、Ｎ０よりも高い回転数Ｎ２１で回転する。

第１クラッチＣＬ１の締結により、第２キャリアＣ２（つまり出力ギヤ７）は、第３リングギヤＲ３の回転数Ｎ２０と同じ回転数であってＮ１９とＮ２１との間の回転数Ｎ５（＞Ｎ４）で回転することになる。

第６速は、第１クラッチＣＬ１、第２クラッチＣＬ２及び第３クラッチＣＬ３の締結により形成される。このとき、第４キャリアＣ４が上記回転数Ｎ０で回転するとともに、第２クラッチＣＬ２を介して第１サンギヤＳ１及び第３キャリアＣ３が、上記回転数Ｎ０で回転する。

第１クラッチＣＬ１の締結により、第２キャリアＣ２（つまり出力ギヤ７）も、上記回転数Ｎ０と同じ回転数Ｎ６（＞Ｎ５）で回転することになる。

尚、第２リングギヤＲ２も、上記回転数Ｎ０（＝Ｎ６）で回転し、第１サンギヤＳ１、第１リングギヤＲ１及び第１キャリアＣ１も、上記回転数Ｎ０（＝Ｎ６）で回転することになる。

第７速は、第１クラッチＣＬ１、第２クラッチＣＬ２及び第２ブレーキＢ２の締結により形成される。このとき、第４キャリアＣ４が上記回転数Ｎ０で回転するとともに、第２クラッチＣＬ２を介して第１サンギヤＳ１及び第３キャリアＣ３が、上記回転数Ｎ０で回転する。

第３サンギヤＳ３がＮ１０で回転しかつ第３キャリアＣ３がＮ０で回転するので、第３リングギヤＲ３が、Ｎ０とＮ１０との間の回転数Ｎ２２で回転する。

第１クラッチＣＬ１の締結により、第２キャリアＣ２（つまり出力ギヤ７）は、第３リングギヤＲ３の回転数Ｎ２２と同じ回転数Ｎ７（＞Ｎ６）で回転することになる。

尚、第２リングギヤＲ２及び該第２リングギヤＲ２に連結された第１キャリアＣ１は、Ｎ２２（＝Ｎ７）よりも高い回転数Ｎ２３で回転し、第１リングギヤＲ１は、Ｎ２３よりも高い回転数で回転する。

第８速は、第１クラッチＣＬ１、第３クラッチＣＬ３及び第２ブレーキＢ２の締結により形成される。このとき、第４キャリアＣ４が、上記回転数Ｎ０で回転する。

第３クラッチＣＬ３の締結により、第３サンギヤＳ３、第３リングギヤＲ３及び第３キャリアＣ３は、同じ上記回転数Ｎ１０で回転するとともに、第４リングギヤＲ４がＮ１０で回転する。これにより、第２キャリアＣ２（つまり出力ギヤ７）もＮ１０と同じ回転数Ｎ８（＞Ｎ７）で回転することになる。

尚、第２リングギヤＲ２及び該第２リングギヤＲ２に連結された第１キャリアＣ１は、Ｎ１０（＝Ｎ８）よりも高い回転数Ｎ２４で回転し、第１リングギヤＲ１は、Ｎ２４よりも高い回転数で回転する。

本実施形態では、第１速時に、第２クラッチＣＬ２、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２の締結により、動力源４からの動力が入力軸３並びに第１及び第２プラネタリギヤセットＰＬ１，ＰＬ２を介して出力ギヤ７に伝達されるようになされている。これにより、第１速時には、第１及び第２プラネタリギヤセットＰＬ１，ＰＬ２で減速することになるので、１つのプラネタリギヤセットで減速する場合よりも、第１及び第２プラネタリギヤセットＰＬ１，ＰＬ２の各構成ギヤ（特にピニオンギヤＰ１，Ｐ２）にかかる力を低下させることができる。この結果、第１及び第２プラネタリギヤセットＰＬ１，ＰＬ２の各構成ギヤを小型化することができる。また、第３及び第４プラネタリギヤセットＰＬ３，ＰＬ４は、第１速時に動力を伝達するものではないので、第３及び第４プラネタリギヤセットＰＬ３，ＰＬ４の各構成ギヤも小型化することができる。

また、第１プラネタリギヤセットＰＬ１の第１サンギヤＳ１は、第１プラネタリギヤセットＰＬ１の径方向内側（入力軸３の側）に位置するため、入力軸３と第１サンギヤＳ１とを連結する（本実施形態では、第２クラッチＣＬ２を介して連結する）ことが容易にできる。また、第１ブレーキＢ１は、通常、変速機ケース２の近傍に位置し、第１プラネタリギヤセットＰＬ１の第１リングギヤＲ１は、第１プラネタリギヤセットＰＬ１の径方向外側（変速機ケース２の側）に位置するので、第１リングギヤＲ１と第１ブレーキＢ１とを連結することが容易にできる。ここで、第２プラネタリギヤセットＰＬ２の第２サンギヤＳ２は、第２プラネタリギヤセットＰＬ２の径方向において第２ブレーキＢ２に対し近い側（変速機ケース２の側）には位置していないが、第２プラネタリギヤセットＰＬ２が、４つのプラネタリギヤセットＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４のうちの最も端に位置するプラネタリギヤセットであるので、第２サンギヤＳ２と第２ブレーキＢ１とを連結することが容易にできるようになる。さらに、第１キャリアＣ１と第２リングギヤＲ２とを連結する連結部材を、第１ブレーキＢ１と第２ブレーキＢ２との入力軸方向の間であって変速機ケース２の近傍を通すことで、第１キャリアＣ１と第２リングギヤＲ２とを連結することが容易にできる。したがって、第１及び第２プラネタリギヤセットＰＬ１，ＰＬ２並びに第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２の連結関係は複雑になることはなく、よって、変速段を多段化した自動変速機１の全体を小型化することができる。

さらに、本実施形態では、４つのプラネタリギヤセットＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４と５つの摩擦締結要素ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，Ｂ１，Ｂ２とを適切に連結することによって、前進８速及び後退１速を容易に達成することができるとともに、各プラネタリギヤセットの各構成ギヤの歯数を適切に設定することで、図２に示すように、各変速段において適切な減速比を達成することができる。すなわち、変速段間のギヤステップを、ドライバにとって優れたフィーリングが得られような良好なものにすることができる。

図３は、上記実施形態１の変形例を示し、第３クラッチＣＬ３を、第３サンギヤＳ３と第３リングギヤＲ３との間を断接する代わりに、第３キャリアＣ３と第３リングギヤＲ３との間を断接する構成としたものであり、その他の構成や配置、第１クラッチＣＬ１、第２クラッチＣＬ２、第３クラッチＣＬ３、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２の各変速段時における締結状態は、上記実施形態１と同じである（図１と同じ部分については、同じ符号を付している）。

また、図４は、上記実施形態１の他の変形例を示し、第３クラッチＣＬ３を、第３サンギヤＳ３と第３リングギヤＲ３との間を断接する代わりに、第３サンギヤＳ３と第３キャリアＣ３との間を断接する構成としたものであり、その他の構成や配置、上記締結状態は、上記実施形態１と同じである（図１と同じ部分については、同じ符号を付している）。

上記第３クラッチＣＬ３は、その締結により、第３サンギヤＳ３、第３キャリアＣ３及び第３リングギヤＲ３を一体的に回転させる（同じ回転数で回転させる）ことを目的にするものであり、この目的のために、第３プラネタリギヤセットＰＬ３における第３サンギヤＳ３、第３キャリアＣ３及び第３リングギヤＲ３のうちのいずれか２つの構成要素の間を断接するようにすればよい。したがって、上記変形例及び上記他の変形例においても、上記実施形態１と同様の作用効果が得られる。

（実施形態２）
図５は、本発明の実施形態２を示し、第１乃至第４プラネタリギヤセットＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４の入力軸方向の並び方を、上記実施形態１とは異ならせたものであり、第１乃至第４プラネタリギヤセットＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４の連結構成や、第１クラッチＣＬ１、第２クラッチＣＬ２、第３クラッチＣＬ３、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２の各変速段時における締結状態は、上記実施形態１と同じである（図１と同じ部分については、同じ符号を付している）。

すなわち、本実施形態では、入力軸方向において、入力軸３の一側（図５の左側）から順に、第４プラネタリギヤセットＰＬ４、第３プラネタリギヤセットＰＬ３、第１プラネタリギヤセットＰＬ１及び第２プラネタリギヤセットＰＬ２が並んでいる。すなわち、第１及び第２プラネタリギヤセットＰＬ１，ＰＬ２が入力軸方向において相隣接するように配設されている。

尚、本実施形態では、動力源４は、入力軸３の軸方向他側（図５の右側）端部に連結されているが、上記実施形態１と同様に、入力軸３の軸方向一側端部に連結するようにしてもよい。

上記プラネタリギヤセットＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４の配置により、第１キャリアＣ１と第２リングギヤＲ２とを連結する連結部材の長さを、上記実施形態１よりも短くすることができ、第１速時に該連結部材に大きな力がかかっても、該連結部材が撓んだり捩れたりし難くなり、第１キャリアＣ１から第２リングギヤＲ２への動力伝達を効率良く行うことができるようになる。

尚、上記実施形態２においても、上記実施形態１の変形例及び他の変形例と同様に、第３クラッチＣＬ３を、第３サンギヤＳ３と第３リングギヤＲ３との間を断接する代わりに、第３キャリアＣ３と第３リングギヤＲ３との間を断接する構成とするか、又は、第３サンギヤＳ３と第３キャリアＣ３との間を断接する構成としてもよい。

本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。

例えば、上記実施形態１及び２では、第２プラネタリギヤセットＰＬ２からカウンタ機構へのトルク伝達（動力伝達）を、出力ギヤ７とカウンタ入力ギヤとの噛み合いにより行うようにしたが、チェーンやベルトを介して行うようにしてもよい。この場合、第２プラネタリギヤセットＰＬ２の第２キャリアＣ２により駆動される出力部及びカウンタ機構のカウンタ入力部は、チェーンが巻かれるチェーンスプロケットや、ベルトが巻かれるプーリで構成されることになる。また、同様に、カウンタ機構からデファレンシャル機構へのトルク伝達（動力伝達）を、チェーンやベルトを介して行うようにしてもよい。この場合も、カウンタ機構のカウンタ出力部及びデファレンシャル機構のデフ入力部は、チェーンが巻かれるチェーンスプロケットや、ベルトが巻かれるプーリで構成されることになる。

上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明は、複数のプラネタリギヤセットを備えた自動変速機に有用である。

１自動変速機
３入力軸
４動力源
７出力ギヤ（出力部）
ＰＬ１第１プラネタリギヤセット
ＰＬ２第２プラネタリギヤセット
ＰＬ３第３プラネタリギヤセット
ＰＬ４第４プラネタリギヤセット
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
ＣＬ１第１クラッチ（摩擦締結要素）
ＣＬ２第２クラッチ（摩擦締結要素）
ＣＬ３第３クラッチ（摩擦締結要素）
Ｂ１第１ブレーキ（摩擦締結要素）
Ｂ２第２ブレーキ（摩擦締結要素）

Claims

動力源で生成された動力が入力される入力軸と、
シングルピニオン型の第１及び第２プラネタリギヤセットと、
第１ブレーキ及び第２ブレーキを含む摩擦締結要素とを備えた自動変速機であって、
上記第１プラネタリギヤセットは、
上記入力軸を介して上記動力源からの動力が入力される第１サンギヤと、
上記第１ブレーキに連結された第１リングギヤと、
第１キャリアと、
を有し、
上記第２プラネタリギヤセットは、
上記第１キャリアと常時連結された第２リングギヤと、
上記第２ブレーキに連結された第２サンギヤと、
出力部に連結された第２キャリアと、
を有し、
上記自動変速機は、第１速時に、上記第１ブレーキ及び第２ブレーキの締結により、上記動力源からの動力が上記入力軸並びに上記第１及び第２プラネタリギヤセットを介して上記出力部に伝達されるように構成され、
第３サンギヤ、第３キャリア及び第３リングギヤを有する、ダブルピニオン型の第３プラネタリギヤセットと、
第４サンギヤ、第４キャリア及び第４リングギヤを有する、シングルピニオン型の第４プラネタリギヤセットとを更に備え、
上記入力軸と上記第４キャリアとが常時連結され、
上記第１サンギヤと上記第３キャリアとが常時連結され、
上記第３サンギヤと上記第４リングギヤとが常時連結され、
上記第２サンギヤと上記第４サンギヤとが常時連結され、
上記摩擦締結要素は、
上記第２キャリアと上記第３リングギヤとの間を断接する第１クラッチと、
上記入力軸と上記第１サンギヤ及び上記第３キャリアとの間を断接する第２クラッチと、
上記第３サンギヤと上記第３リングギヤとの間、上記第３キャリアと上記第３リングギヤとの間、及び、上記第３サンギヤと上記第３キャリアとの間のうちのいずれか１つの間を断接する第３クラッチと、
を更に含むことを特徴とする自動変速機。
請求項１記載の自動変速機において、
上記自動変速機は、前進８速及び後退１速を達成するものであり、
上記第１クラッチ、上記第１ブレーキ及び上記第２ブレーキの締結により後退速が形成され、
上記第２クラッチ、上記第１ブレーキ及び上記第２ブレーキの締結により第１速が形成され、
上記第３クラッチ、上記第１ブレーキ及び上記第２ブレーキの締結により第２速が形成され、
上記第２クラッチ、上記第３クラッチ及び上記第１ブレーキの締結により第３速が形成され、
上記第１クラッチ、上記第３クラッチ及び上記第１ブレーキの締結により第４速が形成され、
上記第１クラッチ、上記第２クラッチ及び上記第１ブレーキの締結により第５速が形成され、
上記第１クラッチ、上記第２クラッチ及び上記第３クラッチの締結により第６速が形成され、
上記第１クラッチ、上記第２クラッチ及び上記第２ブレーキの締結により第７速が形成され、
上記第１クラッチ、上記第３クラッチ及び上記第２ブレーキの締結により第８速が形成されることを特徴とする自動変速機。