WO2017026008A1 - 多段変速機 - Google Patents

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WO2017026008A1
WO2017026008A1 PCT/JP2015/072528 JP2015072528W WO2017026008A1 WO 2017026008 A1 WO2017026008 A1 WO 2017026008A1 JP 2015072528 W JP2015072528 W JP 2015072528W WO 2017026008 A1 WO2017026008 A1 WO 2017026008A1
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WO
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gear
planetary gear
engagement
rotating element
speed
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PCT/JP2015/072528
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English (en)
French (fr)
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貴義 加藤
奬太 大上
杉浦 伸忠
克久 石井
青木 敏彦
加藤 博
森瀬 勝
加藤 直紀
Original Assignee
アイシン・エィ・ダブリュ株式会社
トヨタ自動車株式会社
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Publication date
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    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/62Gearings having three or more central gears
    • F16H3/66Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H2200/003Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
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    • F16H2200/203Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2046Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with six engaging means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H2200/2097Transmissions using gears with orbital motion comprising an orbital gear set member permanently connected to the housing, e.g. a sun wheel permanently connected to the housing

Definitions

  • This disclosure relates to a multi-stage transmission.
  • a multi-stage transmission has been proposed that includes four single pinion planetary gears, three clutches, and three brakes (see, for example, Patent Document 1).
  • any three of the three clutches and the three brakes are selectively engaged to form a forward speed and a reverse speed from the first speed to the ninth speed. be able to.
  • a multi-stage transmission that includes four single pinion planetary gears, four clutches, and two brakes has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
  • this multi-stage transmission by selectively engaging any three of the four clutches and the two brakes, the forward speed and the reverse speed from the first speed to the ninth speed are formed. be able to.
  • the main purpose of the multi-stage transmission of the present disclosure is to further improve the fuel consumption and drivability of a vehicle equipped with the multi-stage transmission.
  • the multi-stage transmission of the present disclosure has taken the following measures in order to achieve the main purpose described above.
  • the multi-stage transmission of the present disclosure is A multi-stage transmission that shifts the power transmitted to the input member and transmits it to the output member, A first planetary gear having a first rotating element, a second rotating element, and a third rotating element; A second planetary gear having a fourth rotating element, a fifth rotating element and a sixth rotating element; A third planetary gear having a seventh rotating element, an eighth rotating element, and a ninth rotating element; A fourth planetary gear having a tenth rotating element, an eleventh rotating element, and a twelfth rotating element; The first, second, third, and fourth rotating elements of the first, second, third, and fourth planetary gears are connected to other rotating elements or stationary members, respectively, and the connection between them is released.
  • a first connecting member that always connects the second rotating element of the first planetary gear and the eleventh rotating element of the fourth planetary gear;
  • a second connecting member that connects the third rotating element of the first planetary gear and the fifth rotating element of the second planetary gear;
  • a third connecting member that always connects the sixth rotating element of the second planetary gear and the twelfth rotating element of the fourth planetary gear;
  • a fourth connecting member that always connects the eighth rotating element of the third planetary gear and the tenth rotating element of the fourth planetary gear;
  • the input member is connected to the first, second, third and fourth planetary gears via two engagement elements among the first, second, third, fourth, fifth and sixth engagement elements. Are connected to any two of the rotating elements, respectively, By selectively engaging any three of the first, second, third, fourth, fifth and sixth engaging elements, the forward speed from the first speed to the tenth speed And the reverse stage, This is the gist.
  • the multi-stage transmission by selectively engaging any three of the first, second, third, fourth, fifth, and sixth engaging elements, A forward gear and a reverse gear up to the tenth speed are formed.
  • a multistage transmission can be multistaged more.
  • the fuel consumption and drivability of a vehicle equipped with a multi-stage transmission can be further improved.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a power transmission device 10 including an automatic transmission 20 as a multi-stage transmission according to an embodiment of the present disclosure.
  • the power transmission device 10 according to the embodiment is connected to a crankshaft of an engine (internal combustion engine) (not shown) as a drive source mounted horizontally in a front portion of a front wheel drive vehicle and also shows power (torque) from the engine. It can be transmitted to the left and right front wheels (drive wheels).
  • the power transmission device 10 shifts the power transmitted from the engine to the input shaft 20i and transmits it to the front wheels of the vehicle, in addition to a transmission case (stationary member) 11, a starting device ( Fluid transmission device) 12, oil pump 17 and the like.
  • the starting device 12 includes an input-side pump impeller 14p connected to a drive source, an output-side turbine runner 14t connected to an input shaft (input member) 20i of the automatic transmission 20, an inner side of the pump impeller 14p and the turbine runner 14t. And a stator 14s that rectifies the flow of hydraulic oil from the turbine runner 14t to the pump impeller 14p, a torque supported by a stator shaft (not shown), and a one-way clutch 14o that limits the rotational direction of the stator 14s in one direction. Provide a converter.
  • the starting device 12 connects a front cover connected to an engine crankshaft and the like and the input shaft 20i of the automatic transmission 20 to each other, and releases the connection between the lockup clutch 15 and the front cover and the automatic transmission. And a damper mechanism 16 that attenuates vibration between the input shaft 20 i of the machine 20.
  • the starting device 12 may have a fluid coupling that does not have the stator 14s.
  • the oil pump 17 includes a pump assembly having a pump body and a pump cover, an external gear (inner rotor) connected to the pump impeller 14p of the starting device 12, an internal gear (outer rotor) meshed with the external gear, and the like. It is configured as a gear pump.
  • the oil pump 17 is driven by power from the engine, sucks hydraulic oil (ATF) stored in an oil pan (not shown), and pumps it to a hydraulic control device (not shown).
  • the external gear of the oil pump 17 may be connected to the pump impeller 14p via a chain or a gear train.
  • the automatic transmission 20 is configured as a 10-speed transmission, and as shown in FIG. 1, in addition to the input shaft 20i, a counter drive gear 41 as an output member, and the automatic transmission 20 (input shaft 20i), a single pinion type first planetary gear 21, a single pinion type second planetary gear 22, a single pinion type third planetary gear 23, and a single pinion type fourth planetary gear 24. And comprising. Further, the automatic transmission 20 includes a clutch C1 (first clutch) as a first engagement element and a clutch C2 as a second engagement element for changing a power transmission path from the input shaft 20i to the counter drive gear 41.
  • a clutch B1 (first brake) as a fifth engagement element
  • a brake B2 (second brake) as a sixth engagement element.
  • the power (torque) transmitted from the automatic transmission 20 to the counter drive gear 41 is transmitted to the counter driven gear 42 via the counter drive gear 41 and the counter driven gear 42 meshing with the counter drive gear 41 and the counter shaft 43.
  • a gear train 40 having a coupled drive pinion gear (final drive gear) 44, a differential ring gear (final driven gear) 45 meshing with the drive pinion gear 44, a differential gear 50 coupled to the differential ring gear 45, and a drive shaft 51.
  • the first to fourth planetary gears 21 to 24 are connected to the first planetary gear 21, the fourth planetary gear 24, the second planetary gear 22, and the second planetary gear 22 from the starting device 12, that is, the engine side (the right side in FIG. 1).
  • the three planetary gears 23 are arranged in the transmission case 11 so as to be arranged in this order.
  • the clutches C1 and C4 are disposed, for example, between the starting device 12 and the first planetary gear 21, and the clutch C2 is disposed, for example, between the second planetary gear 22 and the third planetary gear 23, and the clutch C3. Is arranged outside the third planetary gear 23, for example.
  • the brake B1 is disposed, for example, between the second planetary gear 22 and the third planetary gear 23, and the brake B4 is disposed, for example, outside the third planetary gear 23.
  • the first planetary gear 21 includes a first sun gear 21s that is an external gear, a first ring gear 21r that is an internal gear disposed concentrically with the first sun gear 21s, and a first sun gear 21s and a first ring gear 21r, respectively. And a first carrier 21c that holds the plurality of first pinion gears 21p so as to rotate (rotate) and revolve freely.
  • the second planetary gear 22 includes a second sun gear 22s that is an external gear, a second ring gear 22r that is an internal gear disposed concentrically with the second sun gear 22s, and a second sun gear 22s and a second ring gear 22r, respectively. And a second carrier 22c that holds the plurality of second pinion gears 22p so as to rotate (rotate) and revolve freely.
  • the third planetary gear 23 includes a third sun gear 23s that is an external gear, a third ring gear 23r that is an internal gear disposed concentrically with the third sun gear 23s, and a third sun gear 23s and a third ring gear 23r, respectively. And a third carrier 23c that holds the plurality of third pinion gears 23p so as to rotate (rotate) and revolve freely.
  • the fourth planetary gear 24 includes a fourth sun gear 24s that is an external gear, a fourth ring gear 24r that is an internal gear disposed concentrically with the fourth sun gear 24s, and a fourth sun gear 24s and a fourth ring gear 24r, respectively. And a fourth carrier 24c that holds the plurality of fourth pinion gears 24p so as to rotate (rotate) and revolve freely.
  • the first carrier 21 c of the first planetary gear 21 and the fourth carrier 24 c of the fourth planetary gear 24 are always connected via a connecting member 31.
  • the first carrier 21c of the first planetary gear 21 is always connected to a counter drive gear 41 as an output member. Therefore, the first carrier 21c of the first planetary gear 21, the fourth carrier 24c of the fourth planetary gear 24, and the counter drive gear 41 are always rotated or stopped integrally (and coaxially).
  • the first ring gear 21r of the first planetary gear 21 and the second carrier 22c of the second planetary gear 22 are always connected via the connecting member 32, and always rotate or stop integrally (and coaxially).
  • the second ring gear 22r of the second planetary gear 22 and the fourth ring gear 24r of the fourth planetary gear 24 are always connected via the connecting member 33, and always rotate or stop integrally (and coaxially).
  • the third carrier 23c of the third planetary gear 23 and the fourth sun gear 24s of the fourth planetary gear 24 are always connected via the connecting member 34, and always rotate or stop integrally (and coaxially).
  • the third sun gear 23s of the third planetary gear 23 is always connected (fixed) to the transmission case 11 as a stationary member so as not to rotate.
  • the clutch C1 connects the input shaft 20i of the automatic transmission 20 and the first sun gear 21s of the first planetary gear 21 to each other and releases the connection therebetween.
  • the clutch C2 connects the connecting member 32 (the first ring gear 21r of the first planetary gear 21 and the second carrier 22c of the second planetary gear 22) and the third ring gear 23r of the third planetary gear 23 together. Disconnect the.
  • the clutch C3 connects the second sun gear 22s of the second planetary gear 22 and the third carrier 23c of the third planetary gear 23 to each other and releases the connection therebetween.
  • the clutch C4 connects the connecting member 34 (the third carrier 23c of the third planetary gear 23 and the fourth sun gear 24s of the fourth planetary gear 24) and the input shaft 20i of the automatic transmission 20 to each other and to connect them. Is released.
  • the brake B1 fixes (connects) the connection member 32 (the first ring gear 21r of the first planetary gear 21 and the second carrier 22c of the second planetary gear 22) to the transmission case 11 in a non-rotatable manner. Is released relative to the transmission case 11.
  • the brake B2 fixes (connects) the second sun gear 22s of the second planetary gear 22 to the transmission case 11 so as not to rotate and releases the second sun gear 22s to the transmission case 11 so as to be rotatable.
  • the clutches C1 to C4 include a piston, a plurality of friction engagement plates (for example, a friction plate formed by sticking a friction material on both surfaces of an annular member, and an annular member in which both surfaces are formed smoothly.
  • a multi-plate friction type hydraulic clutch (friction engagement element) having a hydraulic servo constituted by an engagement oil chamber to which hydraulic oil is supplied, a centrifugal hydraulic pressure cancellation chamber, and the like.
  • a multi-plate friction hydraulic brake having a hydraulic servo including a piston, a plurality of friction engagement plates (friction plates and separator plates), an engagement oil chamber to which hydraulic oil is supplied, and the like. Is adopted.
  • the clutches C1 to C4 and the brakes B1 and B2 operate by receiving and supplying hydraulic oil from a hydraulic control device (not shown).
  • FIG. 2 is a velocity diagram showing the ratio of the rotational speed of each rotary element to the rotational speed (input rotational speed) of the input shaft 20i in the automatic transmission 20 of the present embodiment.
  • the rotational speed of the input shaft 20i is set to 1.
  • FIG. 3 is an operation table showing the relationship between the respective shift stages and the operating states of the clutches C1 to C4 and the brakes B1 and B2 in the automatic transmission 20 of the present embodiment.
  • the three rotating elements constituting the single pinion type first planetary gear 21, that is, the first sun gear 21 s, the first ring gear 21 r, and the first carrier 21 c, are speed lines of the first planetary gear 21.
  • the first sun gear 21s, the first carrier 21c, and the first ring gear 21r are arranged in this order from the left side in the figure at an interval corresponding to the gear ratio ⁇ 1 on the figure (the leftmost speed diagram in FIG. 2).
  • the first sun gear 21s is the first rotating element of the automatic transmission 20
  • the first carrier 21c is the second rotating element of the automatic transmission 20
  • the first ring gear is used.
  • 21 r is a third rotating element of the automatic transmission 20. Therefore, the first planetary gear 21 has the first rotation element, the second rotation element, and the third rotation element of the automatic transmission 20 that are arranged in order at intervals corresponding to the gear ratio ⁇ 1 on the velocity diagram.
  • the three rotating elements constituting the single pinion type second planetary gear 22, that is, the second sun gear 22 s, the second ring gear 22 r, and the second carrier 22 c, are speed diagrams of the second planetary gear 22 (in FIG. 2).
  • the second sun gear 22s, the second carrier 22c, and the second ring gear 22r are arranged in this order from the left side in the drawing with an interval corresponding to the gear ratio ⁇ 2 on the second speed diagram from the left).
  • the second sun gear 22s is the fourth rotating element of the automatic transmission
  • the second carrier 22c is the fifth rotating element of the automatic transmission 20
  • the second ring gear. 22r is a sixth rotating element of the automatic transmission 20. Therefore, the second planetary gear 22 has the fourth rotation element, the fifth rotation element, and the sixth rotation element of the automatic transmission 20 that are arranged in order at intervals corresponding to the gear ratio ⁇ 2 on the velocity diagram.
  • the three rotating elements constituting the single pinion type third planetary gear 23, that is, the third sun gear 23s, the third ring gear 23r, and the third carrier 23c are speed diagrams of the third planetary gear 23 (in FIG. 2).
  • the third sun gear 23s, the third carrier 23c, and the third ring gear 23r are arranged in this order from the left side in the drawing at intervals corresponding to the gear ratio ⁇ 3 on the third speed diagram from the left).
  • the third sun gear 23s is the seventh rotating element of the automatic transmission 20
  • the third carrier 23c is the eighth rotating element of the automatic transmission 20
  • the third ring gear. 23r is a ninth rotating element of the automatic transmission 20. Therefore, the third planetary gear 23 has the seventh rotation element, the eighth rotation element, and the ninth rotation element of the automatic transmission 20 arranged in order at intervals corresponding to the gear ratio ⁇ 3 on the velocity diagram.
  • the three rotating elements constituting the single pinion type fourth planetary gear 24, that is, the fourth sun gear 24s, the fourth ring gear 24r, and the fourth carrier 24c are velocity diagrams of the fourth planetary gear 24 (FIG. 2).
  • the fourth sun gear 24s, the fourth carrier 24c, and the fourth ring gear 24r are arranged in this order from the left side in the figure at an interval corresponding to the gear ratio ⁇ 4.
  • the fourth sun gear 24s is the tenth rotating element of the automatic transmission
  • the fourth carrier 24c is the eleventh rotating element of the automatic transmission 20
  • 24 r is a twelfth rotation element of the automatic transmission 20. Therefore, the fourth planetary gear 24 has the tenth rotation element, the eleventh rotation element, and the twelfth rotation element of the automatic transmission 20 arranged in order at intervals corresponding to the gear ratio ⁇ 4 on the velocity diagram.
  • the clutches C1 to C4 and the brakes B1 and B2 are engaged or released as shown in FIG. 3 to change the connection relationship of the first to twelfth rotating elements, thereby changing the input shaft.
  • the forward first speed is formed by engaging the clutch C4 and the brakes B1 and B2 and releasing the clutches C1, C2, and C3. That is, when the first forward speed is established, the coupling member 34 (the third carrier 23c of the third planetary gear 23 and the fourth sun gear 24s of the fourth planetary gear 24) and the input shaft 20i are connected to each other by the clutch C4. Then, the connecting member 32 (the first ring gear 21r of the first planetary gear 21 and the second carrier 22c of the second planetary gear 22) is non-rotatably fixed to the transmission case 11 by the brake B1, and the brake B2 The second sun gear 22 s of the two planetary gears 22 is fixed to the transmission case 11 so as not to rotate.
  • the second forward speed is formed by engaging the clutches C1 and C4 and the brake B1 and releasing the clutches C2 and C3 and the brake B2. That is, when the second forward speed is established, the input shaft 20i and the first sun gear 21s of the first planetary gear 21 are connected to each other by the clutch C1, and the coupling member 34 (the third planetary gear 23 of the third planetary gear 23 is connected) by the clutch C4. The third carrier 23c and the fourth sun gear 24s of the fourth planetary gear 24) and the input shaft 20i are connected to each other, and the connecting member 32 (the first ring gear 21r and the second planetary gear 22 of the first planetary gear 21) is connected by the brake B1.
  • the second carrier 22c) is fixed to the transmission case 11 so as not to rotate.
  • the third forward speed is formed by engaging the clutches C1 and C4 and the brake B2 and releasing the clutches C2 and C3 and the brake B1. That is, when the third forward speed is established, the input shaft 20i and the first sun gear 21s of the first planetary gear 21 are connected to each other by the clutch C1, and the coupling member 34 (the third planetary gear 23 of the third planetary gear 23 is connected) by the clutch C4. The third carrier 23c and the fourth sun gear 24s of the fourth planetary gear 24) and the input shaft 20i are connected to each other, and the second sun gear 22s of the second planetary gear 22 cannot be rotated with respect to the transmission case 11 by the brake B2. Fixed.
  • the forward fourth speed is formed by engaging the clutches C1 and C2 and the brake B2 and releasing the clutches C3 and C4 and the brake B1. That is, when the fourth forward speed is established, the input shaft 20i and the first sun gear 21s of the first planetary gear 21 are connected to each other by the clutch C1, and the connecting member 32 (the first planetary gear 21 of the first planetary gear 21 is connected to the clutch C2). The first ring gear 21r and the second carrier 22c of the second planetary gear 22) and the third ring gear 23r of the third planetary gear 23 are connected to each other, and the second sun gear 22s of the second planetary gear 22 is connected to the transmission case by the brake B2. 11 is fixed so as not to rotate.
  • the forward fifth speed is formed by engaging the clutches C1 and C3 and the brake B2 and releasing the clutches C2 and C4 and the brake B1. That is, when the fifth forward speed is established, the input shaft 20i and the first sun gear 21s of the first planetary gear 21 are connected to each other by the clutch C1, and the second sun gear 22s of the second planetary gear 22 is connected to the clutch C3. And the third carrier 23c of the third planetary gear 23 are connected to each other, and the second sun gear 22s of the second planetary gear 22 is fixed to the transmission case 11 so as not to rotate by the brake B2.
  • the forward sixth speed is formed by engaging the clutches C1, C2, and C3 and releasing the clutch C4 and the brakes B1 and B2. That is, when the sixth forward speed is established, the input shaft 20i and the first sun gear 21s of the first planetary gear 21 are connected to each other by the clutch C1, and the coupling member 32 (the first planetary gear 21 of the first planetary gear 21 is connected to the clutch C2). The first ring gear 21r and the second carrier 22c of the second planetary gear 22) and the third ring gear 23r of the third planetary gear 23 are connected to each other, and the second sun gear 22s of the second planetary gear 22 and the third The planetary gear 23 is connected to the third carrier 23c.
  • the forward seventh speed is formed by engaging the clutches C1, C3, C4 and releasing the clutch C2 and the brakes B1, B2. That is, when the seventh forward speed is established, the input shaft 20i and the first sun gear 21s of the first planetary gear 21 are connected to each other by the clutch C1, and the second sun gear 22s of the second planetary gear 22 is connected to the clutch C3. And the third carrier 23c of the third planetary gear 23 are connected to each other, and the coupling member 34 (the third carrier 23c of the third planetary gear 23 and the fourth sun gear 24s of the fourth planetary gear 24) and the input shaft are connected by the clutch C4. 20i are connected to each other.
  • the forward eighth speed is formed by engaging the clutches C1, C2, and C4 and releasing the clutch C3 and the brakes B1 and B2. That is, when the eighth forward speed is established, the input shaft 20i and the first sun gear 21s of the first planetary gear 21 are connected to each other by the clutch C1, and the coupling member 32 (the first planetary gear 21 of the first planetary gear 21 is connected to the clutch C2). The first ring gear 21r and the second carrier 22c of the second planetary gear 22) and the third ring gear 23r of the third planetary gear 23 are connected to each other, and the coupling member 34 (the third carrier of the third planetary gear 23 is connected) by the clutch C4.
  • the ninth forward speed is established by engaging the clutches C2, C3, C4 and releasing the clutch C1 and the brakes B1, B2. That is, when the ninth forward speed is established, the clutch C2 causes the coupling member 32 (the first ring gear 21r of the first planetary gear 21 and the second carrier 22c of the second planetary gear 22) and the third planetary gear 23 to The third ring gear 23r is connected to each other, the second sun gear 22s of the second planetary gear 22 and the third carrier 23c of the third planetary gear 23 are connected to each other by the clutch C3, and the coupling member 34 (third The third carrier 23c of the planetary gear 23 and the fourth sun gear 24s) of the fourth planetary gear 24 are connected to the input shaft 20i.
  • the 10th forward speed is formed by engaging the clutches C2 and C4 and the brake B2 and releasing the clutches C1 and C3 and the brake B1. That is, when the forward tenth speed is formed, the coupling member 32 (the first ring gear 21r of the first planetary gear 21 and the second carrier 22c of the second planetary gear 22) and the third planetary gear 23 of the third planetary gear 23 are formed by the clutch C2.
  • the three ring gear 23r is connected to each other, and the coupling member 34 (the third carrier 23c of the third planetary gear 23 and the fourth sun gear 24s of the fourth planetary gear 24) and the input shaft 20i are connected to each other by the clutch C4, and the brake
  • the second sun gear 22s of the second planetary gear 22 is fixed to the transmission case 11 so as not to rotate by B2.
  • the reverse gear is formed by engaging the clutches C3 and C4 and the brake B1 and releasing the clutches C1 and C2 and the brake B2. That is, when the reverse gear is formed, the second sun gear 22s of the second planetary gear 22 and the third carrier 23c of the third planetary gear 23 are connected to each other by the clutch C3, and the connecting member 34 (third gear) is connected to the clutch C4.
  • the third carrier 23c of the planetary gear 23 and the fourth sun gear 24s of the fourth planetary gear 24 and the input shaft 20i are connected to each other, and the connecting member 32 (the first ring gear 21r and the first ring gear 21r of the first planetary gear 21 and the second gear) is connected by the brake B1.
  • the second carrier 22c) of the two planetary gears 22 is fixed to the transmission case 11 so as not to rotate.
  • between the first forward speed and the reverse speed is
  • 1.000.
  • the forward speed and the reverse speed from the first speed to the tenth speed are formed by engaging and releasing the clutches C1 to C4 and the brakes B1 and B2. be able to.
  • a multistage transmission can be made multistage more and the fuel consumption and drivability of the vehicle by which the automatic transmission 20 is mounted can be improved more.
  • the spread can be made larger (8.519 in the present embodiment)
  • the high speed stage can be made higher gear (lower transmission ratio) and the lower speed stage can be made lower gear (gear ratio can be increased). Can do.
  • the automatic transmission 20 by engaging any three of the six engaging elements, that is, the clutches C1 to C4 and the brakes B1 and B2, and releasing the remaining three, the first speed to the tenth speed are achieved.
  • a forward gear and a reverse gear up to a high gear are formed.
  • two of the six clutches and brakes are engaged, and the remaining four are released, so that the plurality of shift stages are formed and released as the shift stages are formed.
  • the number of engaging elements can be reduced. As a result, drag loss due to slight contact between members in the engagement element released with the formation of the gear position can be reduced, and the power transmission efficiency in the automatic transmission 20 can be further improved.
  • planetary gears having first to fourth ring gears 21r to 24r are used as the first to fourth planetary gears 21 to 24.
  • FIG. When the first to fourth ring gears 21r to 24r are rotated so that the first to fourth ring gears 21r to 24r having large diameters do not rotate at a high rotational speed when the forward gear and the reverse gear are formed up to the tenth speed. It is possible to suppress an increase in the inertia (equivalent inertia with respect to the input shaft 20i). This shortens the time required for engagement of the engagement elements, suppresses shocks during gear shifting involving engagement of the engagement elements, and ensures good durability of the friction plates and separator plates of the engagement elements.
  • the first to fourth planetary gears 21 to 24 can be compared with the case where they are configured as, for example, a double-pinion type planetary gear.
  • the transmission loss of the gears 21 to 24 between the rotating elements is reduced to further improve the power transmission efficiency in the automatic transmission 20, and the number of parts is reduced to suppress the increase in the weight of the automatic transmission 20 while assembling. Can be improved.
  • any one of the clutches C1 to C4 and the brakes B1 and B2 is engaged and the remaining three are released, so that the first speed to the tenth speed are achieved.
  • a forward stage and a reverse stage up to the stage are formed.
  • a multistage transmission can be multistaged more.
  • the fuel consumption and drivability of the vehicle on which the power transmission device 10 including the automatic transmission 20 is mounted can be further improved.
  • the engagement released with the formation of the shift stage as compared with the case where a plurality of shift stages are formed by engaging two of the six engagement elements and releasing the remaining four, the engagement released with the formation of the shift stage.
  • the number of joint elements can be reduced.
  • drag loss in the engagement element released with the formation of the shift stage can be reduced, and the power transmission efficiency in the multi-stage transmission can be further improved.
  • the first, second, third, and fourth planetary gears 21, 22, 23, and 24 are all configured as single-pinion planetary gears. It may be configured as a double pinion type planetary gear.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a power transmission device 10B including an automatic transmission 20B as a multi-stage transmission according to another embodiment of the present disclosure.
  • the automatic transmission 20B corresponds to the automatic transmission 20 in which the single pinion type fourth planetary gear 24 is replaced with a double pinion type fourth planetary gear 24B.
  • the fourth planetary gear 24B includes a fourth sun gear 24s, a fourth ring gear 24Br, a plurality of pinion gears 241p that respectively mesh with the fourth sun gear 24s, and a plurality of pinion gears 241p and the fourth ring gear 24Br that respectively mesh with the fourth sun gear 24s.
  • the fourth carrier 24Bc of the fourth planetary gear 24 is always connected to the ring gear 22c of the second planetary gear 22 via the connecting member 33B, and always rotates or stops integrally (and coaxially).
  • the fourth ring gear 24Br of the fourth planetary gear 24 is always connected to the first carrier 21c of the first planetary gear 21 via the connecting member 31B, and always rotates or stops integrally (and coaxially). Also in the automatic transmission 20B, as in the automatic transmission 20, by engaging any three of the clutches C1 to C4 and the brakes B1 and B2 and releasing the remaining three, A forward gear and a reverse gear up to the tenth speed are formed.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a power transmission device 10C including an automatic transmission 20C as a multi-stage transmission according to another embodiment of the present disclosure.
  • the automatic transmission 20C is equivalent to the automatic transmission 20 having the brake B3 instead of the clutch C2.
  • the first ring gear 21r of the first planetary gear 21, the second carrier 22c of the second planetary gear 22, and the third ring gear 23r of the third planetary gear 23 are always connected via the connecting member 32C. It always rotates or stops integrally (and coaxial).
  • the brake B3 releases the third sun gear 23s of the third planetary gear 23 so as to be rotatable with respect to the transmission case 11.
  • the clutch C1, C3, C4 and any one of the brakes B1, B2, B3 are engaged and the remaining three are disengaged. A forward speed and a reverse speed from the first speed to the tenth speed are formed.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a power transmission device 10D including an automatic transmission 20D as a multi-stage transmission according to another embodiment of the present disclosure.
  • the power transmission device 10D is connected to a crankshaft of an engine (internal combustion engine) (not shown) as a drive source mounted vertically in the front part of the rear wheel drive vehicle, and power (torque) from the engine is not shown. It can be transmitted to the rear wheels (drive wheels).
  • the automatic transmission 20D of the power transmission device 10D corresponds to a modification of the above-described automatic transmission 20 of the power transmission device 10 for a rear wheel drive vehicle.
  • the first to fourth planetary gears 21 to 24 are connected to the second planetary gear 22, the third planetary gear 23, the fourth planetary gear 24, from the starting device 12, that is, the engine side (left side in FIG. 6). It arrange
  • the clutch C1 is disposed, for example, between the first planetary gear 21 and the fourth planetary gear 24, and the clutches C2, C3 are disposed, for example, between the second planetary gear 22 and the third planetary gear 23, and the clutch C4 Is arranged between the third planetary gear 23 and the fourth planetary gear 24, for example.
  • the brake B1 is disposed, for example, outside the first planetary gear 21, and the brake B2 is disposed, for example, between the starting device 12 and the second planetary gear 22.
  • the first carrier 21c of the first planetary gear 21 is always connected to the output shaft 20o.
  • the multi-stage transmission of the present disclosure may be configured as a transmission mounted on a rear wheel drive vehicle.
  • the clutches C1 to C4 and the brakes B1 and B2 of the automatic transmissions 20, 20B, and 20D described above, and the clutches C1, C3, C4, and the brakes B1 to B3 of the automatic transmission 20C are friction engagement elements (hydraulic clutches, However, at least one of them may be configured as a meshing element (dog clutch, dog brake).
  • the gears are continuously engaged in the formation from the first forward speed to the third forward speed, or from the seventh forward speed to the tenth forward speed, and the reverse speed.
  • the clutch C4 that is engaged when forming the forward speed and the brake B1 that is continuously engaged when forming the first forward speed and the second forward speed and engaged when forming the reverse speed are configured as a dog clutch and a dog brake. It may be a thing.
  • the gear ratios ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, and ⁇ 4 in the first, second, third, and fourth planetary gears 21, 22, 23, 24, or 24B are the values described above.
  • the gear ratios ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, and ⁇ 4 are not limited to these values.
  • the multi-stage transmission (20, 20B, 20C, 20D) of the present disclosure shifts the power transmitted to the input member (20i) and transmits it to the output member (41, 20o) (20, 20B, 20C).
  • 20D a first planetary gear (21) having a first rotating element (21s), a second rotating element (21c), and a third rotating element (21r), and a fourth rotating element (22s),
  • a second planetary gear (22) having a fifth rotating element (22c) and a sixth rotating element (22r), a seventh rotating element (23s), an eighth rotating element (23c), and a ninth rotating element (23r)
  • a fourth planetary gear (24, 24B) having a tenth rotating element (24s), an eleventh rotating element (24c, 24Br), and a twelfth rotating element (24r, 24Bc).
  • the first planetary gear (21, 22, 23, 24) connects any one of the rotating elements to the other rotating element or the stationary member (11), and cancels the connection between them.
  • the first, second, third and fourth planetary gears are respectively connected to any two of the rotating elements. By selectively engaging any three of them, the forward speed and the reverse speed from the first speed to the tenth speed are formed. This is the gist.
  • the multi-stage transmission by selectively engaging any three of the first, second, third, fourth, fifth, and sixth engaging elements, A forward gear and a reverse gear up to the tenth speed are formed.
  • a multistage transmission can be multistaged more.
  • the fuel consumption and drivability of a vehicle equipped with a multi-stage transmission can be further improved.
  • the output member (20o) may be always connected to the second rotating element (21c) of the first planetary gear (21). .
  • the seventh rotating element (23s) of the third planetary gear (23) may be fixed to the stationary member (11) so as not to rotate.
  • the first, second, third and fourth engaging elements (C1, C2, C3, C4) are respectively the first, second, third and fourth planetary gears (21, 22, 23, 24 or 24B) one of the rotating elements is connected to the other rotating element, and the connection between both is released, and the fifth and sixth engaging elements (B1, B2) are the first, second, third, respectively.
  • any of the rotating elements of the fourth planetary gear (21, 22, 23, 24 or 24B) may be connected to the stationary member (11) and the connection between them may be released.
  • the fifth engagement element (B1) may be configured such that the second connecting member (32) is connected to the stationary member (11) so as to be non-rotatable and the connection between both is released.
  • the sixth engaging element (B2) connects the fourth rotating element (22s) of the second planetary gear (22) to the stationary member (11) so as to be non-rotatable and releases the connection therebetween. It is good also as what to do.
  • the first engaging element (C1) may connect the input member (20i) and the first rotating element (21s) of the first planetary gear (21) to each other and also release the connection between them. Good.
  • the fourth engagement element (C4) may connect the input member (20i) and the fourth coupling member (34) to each other and release the connection therebetween.
  • the second engaging element (C2) connects the ninth rotating element (23r) and the second connecting member (32) of the third planetary gear (23) to each other and releases the connection between them. It is good.
  • the third engaging element (C3) connects the fourth rotating element (24) of the second planetary gear (22) and the eighth rotating element (23c) of the third planetary gear (23) to each other. In addition, the connection between the two may be canceled.
  • the forward movement is achieved by the engagement of the fourth engagement element (C4), the fifth engagement element (B1), and the sixth engagement element (B2).
  • a first speed is formed, and a forward second speed is formed by engagement of the first engagement element (C1), the fourth engagement element (C4), and the fifth engagement element (B1).
  • a third forward speed is established by engagement of the first engagement element (C1), the fourth engagement element (C4), and the sixth engagement element (B2), and the first engagement element (C1), the second engagement element (C2), and the sixth engagement element (B2) are engaged to form a fourth forward speed, and the first engagement element (C1) and the third engagement element (C1)
  • a forward fifth speed is formed by engagement of the engagement element (C3) and the sixth engagement element (B2), and the first engagement element (C1) and the second engagement element C2) and the third engagement element (C3) are engaged to form a sixth forward speed
  • a forward seventh speed is formed by engagement with the combination element (C4), and the first engagement element (C1), the second engagement element (C2), and the fourth engagement element (C4)
  • the eighth forward speed is formed by the engagement
  • the ninth forward speed is achieved by the engagement of the second engagement element (C2), the third engagement element (C3), and the fourth engagement element (C4)
  • a step is formed, and a forward tenth speed step is formed by engagement of the second engagement element (C2), the fourth engagement element (C4), and the sixth engagement element (B2),
  • a reverse gear may be formed by engagement of the three engagement elements (C3), the fourth engagement element (C4), and the fifth engagement element (B1).
  • the first planetary gear (21) includes a first sun gear (21s), a first ring gear (21r), the first sun gear (21s), and A single pinion type planetary gear having a first carrier (21c) that holds a plurality of first pinion gears (21p) meshing with the first ring gear (21r) so as to rotate and revolve, and the second planetary gear (22) rotates the second sun gear (22s), the second ring gear (22r), and the plurality of second pinion gears (22p) meshing with the second sun gear (22s) and the second ring gear (22r), respectively.
  • the third planetary gear (23) is a third planetary gear (23).
  • a second gear (23s), a third ring gear (23r), and a plurality of third pinion gears (23p) meshing with the third sun gear (23s) and the third ring gear (23r), respectively, are rotatably and revolved.
  • the fourth planetary gear (24) includes a fourth sun gear (24s), a fourth ring gear (24r), and the fourth sun gear ( 24s) and a fourth carrier (24c) holding the plurality of fourth pinion gears (24p) meshing with the fourth ring gear (24r) so as to rotate and revolve freely, and a single pinion planetary gear,
  • One rotation element (21s) is the first sun gear (21s)
  • the second rotation element (21c) is the first carrier (21c).
  • the third rotating element (21r) is the first ring gear (21r), the fourth rotating element (22s) is the second sun gear (22s), and the fifth rotating element (22c) is the A second carrier (22c); the sixth rotating element (22r) is the second ring gear (22r); the seventh rotating element (23s) is the third sun gear (23s);
  • the rotating element (23c) is the third carrier (23c), the ninth rotating element (23r) is the third ring gear (23r), and the tenth rotating element (24s) is the fourth sun gear (24s).
  • the eleventh rotating element (24c) may be the fourth carrier (24c), and the twelfth rotating element (24r) may be the fourth ring gear (24r).
  • the first, second, third, and fourth planetary gears as single pinion type planetary gears, the meshing loss between the rotating elements is reduced, and the power transmission efficiency in the multi-stage transmission is reduced.
  • the number of parts can be reduced and the assembly can be improved while suppressing an increase in the weight of the multi-stage transmission.
  • the output member (41) includes a counter drive gear (41) included in a gear train that transmits power to a differential gear (50) coupled to a front wheel of the vehicle. ).
  • this indication is not limited to such embodiment at all, and can be implemented with various forms within the range which does not deviate from the gist of this indication. Of course.
  • This disclosure can be used in the manufacturing industry of multi-stage transmissions.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Abstract

自動変速機(20)は、シングルピニオン式の第1~第4遊星歯車(21)~(24)とクラッチ(C1)~(C4)とブレーキ(B1),(B2)とを有する。そして、第1遊星歯車(21)の第1キャリヤ(21c)と第4遊星歯車(24)の第4キャリヤ(24c)とが連結部材(31)を介して常時連結され、第1遊星歯車(21)の第1キャリヤ(21c)がカウンタドライブギヤ(41)と常時連結され、第1遊星歯車(21)の第1リングギヤ(21r)と第2遊星歯車(22)の第2キャリヤ(22c)とが連結部材(32)を介して常時連結され、第2遊星歯車(22)の第2リングギヤ(22r)と第4遊星歯車(24)の第4リングギヤ(24r)とが連結部材(33)を介して常時連結され、第3遊星歯車(23)の第3キャリヤ(23c)と第4遊星歯車(24)の第4サンギヤ(24s)とが連結部材(34)を介して常時連結されている。

Description

多段変速機
 本開示は、多段変速機に関する。
 従来、多段変速機として、4つのシングルピニオン式の遊星歯車と3つのクラッチと3つのブレーキとを備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この多段変速機では、3つのクラッチと3つのブレーキとのうち何れか3つを選択的に係合させることにより、第1速段から第9速段までの前進段と後進段とを形成することができる。また、多段変速機として、4つのシングルピニオン式の遊星歯車と4つのクラッチと2つのブレーキとをを備えるものも提案されている(例えば、特許文献2参照)。この多段変速機では、4つのクラッチと2つのブレーキとのうち何れか3つを選択的に係合させることにより、第1速段から第9速段までの前進段と後進段とを形成することができる。
米国特許出願公開第2009/0017978号明細書 米国特許出願公開第2009/0209387号明細書
 上述の特許文献1,2に記載された多段変速機では、4つの遊星歯車と6つの係合要素(クラッチまたはブレーキ)とを用いて、第1速段から第9速段までの前進段を形成することができる。しかし、多段変速機が搭載される車両の燃費やドライバビリティをより向上させるために、多段変速機のより多段化が要請されている。
 本開示の多段変速機は、多段変速機が搭載される車両の燃費やドライバビリティをより向上させることを主目的とする。
 本開示の多段変速機は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
 本開示の多段変速機は、
 入力部材に伝達された動力を変速して出力部材に伝達する多段変速機であって、
 第1回転要素と第2回転要素と第3回転要素とを有する第1遊星歯車と、
 第4回転要素と第5回転要素と第6回転要素とを有する第2遊星歯車と、
 第7回転要素と第8回転要素と第9回転要素とを有する第3遊星歯車と、
 第10回転要素と第11回転要素と第12回転要素とを有する第4遊星歯車と、
 それぞれ前記第1,第2,第3,第4遊星歯車の回転要素の何れかを他の回転要素または静止部材に接続すると共に両者の接続を解除する第1,第2,第3,第4,第5,第6係合要素と、
 前記第1遊星歯車の前記第2回転要素と前記第4遊星歯車の前記第11回転要素とを常時連結する第1連結部材と、
 前記第1遊星歯車の前記第3回転要素と前記第2遊星歯車の前記第5回転要素とを連結する第2連結部材と、
 前記第2遊星歯車の前記第6回転要素と前記第4遊星歯車の前記第12回転要素とを常時連結する第3連結部材と、
 前記第3遊星歯車の前記第8回転要素と前記第4遊星歯車の前記第10回転要素とを常時連結する第4連結部材と、
 を備え、
 前記入力部材は、前記第1,第2,第3,第4,第5,第6係合要素のうち2つの係合要素を介して前記第1,第2,第3,第4遊星歯車の回転要素の何れか2つにそれぞれ連結されており、
 前記第1,第2,第3,第4,第5,第6係合要素のうち何れか3つを選択的に係合させることにより、第1速段から第10速段までの前進段と後進段とを形成する、
 ことを要旨とする。
 この本開示の多段変速機では、第1,第2,第3,第4,第5,第6係合要素のうち何れか3つを選択的に係合させることにより、第1速段から第10速段までの前進段と後進段とを形成する。これにより、多段変速機をより多段化させることができる。この結果、多段変速機が搭載される車両の燃費やドライバビリティをより向上させることができる。
本開示の一実施形態に係る多段変速機としての自動変速機20を備える動力伝達装置10の概略構成図である。 本実施形態の自動変速機20における入力軸20iの回転速度に対する各回転要素の回転速度の比を示す速度線図である。 本実施形態の自動変速機20における各変速段とクラッチおよびブレーキの作動状態との関係を示す作動表である。 本開示の他の実施形態に係る多段変速機としての自動変速機20Bを備える動力伝達装置10Bの概略構成図である。 本開示の他の実施形態に係る多段変速機としての自動変速機20Cを備える動力伝達装置10Cの概略構成図である。 本開示の他の実施形態に係る多段変速機としての自動変速機20Dを備える動力伝達装置10Dの概略構成図である。
 次に、本開示を実施するための形態について説明する。図1は、本開示の一実施形態に係る多段変速機としての自動変速機20を備える動力伝達装置10の概略構成図である。実施形態の動力伝達装置10は、前輪駆動車両の前部に横置きに搭載される駆動源としての図示しないエンジン(内燃機関)のクランクシャフトに接続されると共にエンジンからの動力(トルク)を図示しない左右の前輪(駆動輪)に伝達可能なものである。図示するように、動力伝達装置10は、エンジンから入力軸20iに伝達された動力を変速して車両の前輪に伝達する自動変速機20に加えて、トランスミッションケース(静止部材)11,発進装置(流体伝動装置)12,オイルポンプ17等を備える。
 発進装置12は、駆動源に連結される入力側のポンプインペラ14p,自動変速機20の入力軸(入力部材)20iに連結される出力側のタービンランナ14t,ポンプインペラ14pおよびタービンランナ14tの内側に配置されてタービンランナ14tからポンプインペラ14pへの作動油の流れを整流するステータ14s,図示しないステータシャフトにより支持されると共にステータ14sの回転方向を一方向に制限するワンウェイクラッチ14o等を有するトルクコンバータを備える。さらに、発進装置12は、エンジンのクランクシャフト等に連結されたフロントカバーと自動変速機20の入力軸20iとを互いに接続すると共に両者の接続を解除するロックアップクラッチ15と、フロントカバーと自動変速機20の入力軸20iとの間で振動を減衰するダンパ機構16と、を備える。なお、発進装置12は、ステータ14sを有さない流体継手を有するものとしてもよい。
 オイルポンプ17は、ポンプボディとポンプカバーとを有するポンプアッセンブリ,発進装置12のポンプインペラ14pに連結される外歯ギヤ(インナーロータ),外歯ギヤに噛合する内歯ギヤ(アウターロータ)等を有するギヤポンプとして構成される。オイルポンプ17は、エンジンからの動力により駆動され、図示しないオイルパンに貯留されている作動油(ATF)を吸引して図示しない油圧制御装置に圧送する。なお、オイルポンプ17の外歯ギヤは、チェーンまたはギヤ列を介してポンプインペラ14pに連結されるものとしてもよい。
 自動変速機20は、10段変速式の変速機として構成されており、図1に示すように、入力軸20iに加えて、出力部材としてのカウンタドライブギヤ41と、自動変速機20(入力軸20i)の軸方向に並べて配設されるシングルピニオン式の第1遊星歯車21,シングルピニオン式の第2遊星歯車22,シングルピニオン式の第3遊星歯車23,シングルピニオン式の第4遊星歯車24と、を備える。さらに、自動変速機20は、入力軸20iからカウンタドライブギヤ41までの動力伝達経路を変更するための第1係合要素としてのクラッチC1(第1クラッチ),第2係合要素としてのクラッチC2(第2クラッチ),第3係合要素としてのクラッチC3(第3クラッチ),第4係合要素としてのクラッチC4(第4クラッチ),第5係合要素としてのブレーキB1(第1ブレーキ),第6係合要素としてのブレーキB2(第2ブレーキ)を備える。なお、自動変速機20からカウンタドライブギヤ41に伝達された動力(トルク)は、カウンタドライブギヤ41に加えて、カウンタドライブギヤ41に噛合するカウンタドリブンギヤ42,カウンタシャフト43を介してカウンタドリブンギヤ42に連結されたドライブピニオンギヤ(ファイナルドライブギヤ)44,ドライブピニオンギヤ44に噛合するデフリングギヤ(ファイナルドリブンギヤ)45を有するギヤ列40と、デフリングギヤ45に連結されたデファレンシャルギヤ50と、ドライブシャフト51と、を介して左右の前輪に伝達される。
 本実施形態において、第1~第4遊星歯車21~24は、発進装置12すなわちエンジン側(図1における右側)から、第1遊星歯車21,第4遊星歯車24,第2遊星歯車22,第3遊星歯車23の順に並ぶようにトランスミッションケース11内に配置される。また、クラッチC1,C4は、例えば発進装置12と第1遊星歯車21との間に配置され、クラッチC2は、例えば第2遊星歯車22と第3遊星歯車23との間に配置され、クラッチC3は、例えば第3遊星歯車23の外側に配置される。さらに、ブレーキB1は、例えば第2遊星歯車22と第3遊星歯車23との間に配置され、ブレーキB4は、例えば第3遊星歯車23の外側に配置される。
 第1遊星歯車21は、外歯歯車である第1サンギヤ21sと、第1サンギヤ21sと同心円上に配置される内歯歯車である第1リングギヤ21rと、それぞれ第1サンギヤ21sおよび第1リングギヤ21rに噛合する複数の第1ピニオンギヤ21pと、複数の第1ピニオンギヤ21pを自転(回転)かつ公転自在に保持する第1キャリヤ21cとを有する。本実施形態において、第1遊星歯車21のギヤ比(第1サンギヤ21sの歯数/第1リングギヤ21rの歯数)λ1は、例えば、λ1=0.540と定められている。
 第2遊星歯車22は、外歯歯車である第2サンギヤ22sと、第2サンギヤ22sと同心円上に配置される内歯歯車である第2リングギヤ22rと、それぞれ第2サンギヤ22sおよび第2リングギヤ22rに噛合する複数の第2ピニオンギヤ22pと、複数の第2ピニオンギヤ22pを自転(回転)かつ公転自在に保持する第2キャリヤ22cとを有する。本実施形態において、第2遊星歯車22のギヤ比(第2サンギヤ22sの歯数/第2リングギヤ22rの歯数)λ2は、例えば、λ2=0.580と定められている。
 第3遊星歯車23は、外歯歯車である第3サンギヤ23sと、第3サンギヤ23sと同心円上に配置される内歯歯車である第3リングギヤ23rと、それぞれ第3サンギヤ23sおよび第3リングギヤ23rに噛合する複数の第3ピニオンギヤ23pと、複数の第3ピニオンギヤ23pを自転(回転)かつ公転自在に保持する第3キャリヤ23cとを有する。本実施形態において、第3遊星歯車23のギヤ比(第3サンギヤ23sの歯数/第3リングギヤ23rの歯数)λ3は、例えば、λ3=0.380と定められている。
 第4遊星歯車24は、外歯歯車である第4サンギヤ24sと、第4サンギヤ24sと同心円上に配置される内歯歯車である第4リングギヤ24rと、それぞれ第4サンギヤ24sおよび第4リングギヤ24rに噛合する複数の第4ピニオンギヤ24pと、複数の第4ピニオンギヤ24pを自転(回転)かつ公転自在に保持する第4キャリヤ24cとを有する。本実施形態において、第4遊星歯車24のギヤ比(第4サンギヤ24sの歯数/第4リングギヤ24rの歯数)λ4は、例えば、λ4=0.290と定められている。
 図1に示すように、第1遊星歯車21の第1キャリヤ21cと第4遊星歯車24の第4キャリヤ24cとは、連結部材31を介して常時連結されている。また、第1遊星歯車21の第1キャリヤ21cは、出力部材としてのカウンタドライブギヤ41と常時連結されている。したがって、第1遊星歯車21の第1キャリヤ21cと第4遊星歯車24の第4キャリヤ24cとカウンタドライブギヤ41は、常時一体(かつ同軸)に回転または停止する。第1遊星歯車21の第1リングギヤ21rと第2遊星歯車22の第2キャリヤ22cとは、連結部材32を介して常時連結されており、常時一体(かつ同軸)に回転または停止する。第2遊星歯車22の第2リングギヤ22rと第4遊星歯車24の第4リングギヤ24rとは、連結部材33を介して常時連結されており、常時一体(かつ同軸)に回転または停止する。第3遊星歯車23の第3キャリヤ23cと第4遊星歯車24の第4サンギヤ24sとは、連結部材34を介して常時連結されており、常時一体(かつ同軸)に回転または停止する。第3遊星歯車23の第3サンギヤ23sは、静止部材としてのトランスミッションケース11に対して回転不能に常時連結(固定)されている。
 クラッチC1は、自動変速機20の入力軸20iと、第1遊星歯車21の第1サンギヤ21sと、を互いに接続すると共に両者の接続を解除する。クラッチC2は、連結部材32(第1遊星歯車21の第1リングギヤ21rおよび第2遊星歯車22の第2キャリヤ22c)と、第3遊星歯車23の第3リングギヤ23rと、を互いに接続すると共に両者の接続を解除する。クラッチC3は、第2遊星歯車22の第2サンギヤ22sと、第3遊星歯車23の第3キャリヤ23cと、を互いに接続すると共に両者の接続を解除する。クラッチC4は、連結部材34(第3遊星歯車23の第3キャリヤ23cおよび第4遊星歯車24の第4サンギヤ24s)と、自動変速機20の入力軸20iと、を互いに接続すると共に両者の接続を解除する。
 ブレーキB1は、連結部材32(第1遊星歯車21の第1リングギヤ21rおよび第2遊星歯車22の第2キャリヤ22c)をトランスミッションケース11に対して回転不能に固定(接続)すると共にこの連結部材32をトランスミッションケース11に対して回転自在に解放する。ブレーキB2は、第2遊星歯車22の第2サンギヤ22sをトランスミッションケース11に対して回転不能に固定(接続)すると共にこの第2サンギヤ22sをトランスミッションケース11に対して回転自在に解放する。
 本実施形態では、クラッチC1~C4としては、ピストン,複数の摩擦係合プレート(例えば環状部材の両面に摩擦材を貼着することにより構成された摩擦プレートおよび両面が平滑に形成された環状部材であるセパレータプレート),それぞれ作動油が供給される係合油室および遠心油圧キャンセル室等により構成される油圧サーボを有する多板摩擦式油圧クラッチ(摩擦係合要素)が採用される。また、ブレーキB1,B2としては、ピストン,複数の摩擦係合プレート(摩擦プレートおよびセパレータプレート),作動油が供給される係合油室等により構成される油圧サーボを有する多板摩擦式油圧ブレーキが採用される。そして、クラッチC1~C4およびブレーキB1,B2は、図示しない油圧制御装置による作動油の給排を受けて動作する。
 図2は、本実施形態の自動変速機20における入力軸20iの回転速度(入力回転速度)に対する各回転要素の回転速度の比を示す速度線図である。なお、図2では、入力軸20iの回転速度を値1とした。また、図3は、本実施形態の自動変速機20における各変速段とクラッチC1~C4およびブレーキB1,B2の作動状態との関係を示す作動表である。
 図2に示すように、シングルピニオン式の第1遊星歯車21を構成する3つの回転要素、即ち、第1サンギヤ21s,第1リングギヤ21r,第1キャリヤ21cは、第1遊星歯車21の速度線図(図2における最も左側の速度線図)上でギヤ比λ1に対応する間隔をおいて図中左側から第1サンギヤ21s,第1キャリヤ21c,第1リングギヤ21rの順に並ぶ。こうした速度線図での並び順に従い、本実施形態では、第1サンギヤ21sを自動変速機20の第1回転要素とし、第1キャリヤ21cを自動変速機20の第2回転要素とし、第1リングギヤ21rを自動変速機20の第3回転要素とする。したがって、第1遊星歯車21は、速度線図上でギヤ比λ1に対応する間隔をおいて順番に並ぶ自動変速機20の第1回転要素と第2回転要素と第3回転要素とを有する。 
 また、シングルピニオン式の第2遊星歯車22を構成する3つの回転要素、即ち、第2サンギヤ22s,第2リングギヤ22r,第2キャリヤ22cは、第2遊星歯車22の速度線図(図2における左から2番目の速度線図)上でギヤ比λ2に対応する間隔をおいて図中左側から第2サンギヤ22s,第2キャリヤ22c,第2リングギヤ22rの順に並ぶ。こうした速度線図での並び順に従い、本実施形態では、第2サンギヤ22sを自動変速機20の第4回転要素とし、第2キャリヤ22cを自動変速機20の第5回転要素とし、第2リングギヤ22rを自動変速機20の第6回転要素とする。したがって、第2遊星歯車22は、速度線図上でギヤ比λ2に対応する間隔をおいて順番に並ぶ自動変速機20の第4回転要素と第5回転要素と第6回転要素とを有する。
 さらに、シングルピニオン式の第3遊星歯車23を構成する3つの回転要素、即ち、第3サンギヤ23s,第3リングギヤ23r,第3キャリヤ23cは、第3遊星歯車23の速度線図(図2における左から3番目の速度線図)上でギヤ比λ3に対応する間隔をおいて図中左側から第3サンギヤ23s,第3キャリヤ23c,第3リングギヤ23rの順に並ぶ。こうした速度線図での並び順に従い、本実施形態では、第3サンギヤ23sを自動変速機20の第7回転要素とし、第3キャリヤ23cを自動変速機20の第8回転要素とし、第3リングギヤ23rを自動変速機20の第9回転要素とする。したがって、第3遊星歯車23は、速度線図上でギヤ比λ3に対応する間隔をおいて順番に並ぶ自動変速機20の第7回転要素と第8回転要素と第9回転要素とを有する。
 加えて、シングルピニオン式の第4遊星歯車24を構成する3つの回転要素、即ち、第4サンギヤ24s,第4リングギヤ24r,第4キャリヤ24cは、第4遊星歯車24の速度線図(図2における最も右側の速度線図)上でギヤ比λ4に対応する間隔をおいて図中左側から第4サンギヤ24s,第4キャリヤ24c,第4リングギヤ24rの順に並ぶ。こうした速度線図での並び順に従い、本実施形態では、第4サンギヤ24sを自動変速機20の第10回転要素とし、第4キャリヤ24cを自動変速機20の第11回転要素とし、第4リングギヤ24rを自動変速機20の第12回転要素とする。したがって、第4遊星歯車24は、速度線図上でギヤ比λ4に対応する間隔をおいて順番に並ぶ自動変速機20の第10回転要素と第11回転要素と第12回転要素とを有する。
 そして、自動変速機20では、クラッチC1~C4およびブレーキB1,B2を図3に示すように係合または解放させて上述の第1~第12回転要素の接続関係を変更することにより、入力軸20iから出力軸20oまでの間に前進回転方向に10通りおよび後進回転方向に1通りの動力伝達経路、即ち、第1速段から第10速段までの前進段と後進段とを形成することができる。
 具体的には、前進第1速段は、クラッチC4およびブレーキB1,B2を係合させると共にクラッチC1,C2,C3を解放させることにより形成される。即ち、前進第1速段の形成に際しては、クラッチC4により、連結部材34(第3遊星歯車23の第3キャリヤ23cおよび第4遊星歯車24の第4サンギヤ24s)と入力軸20iとが互いに接続され、ブレーキB1により、連結部材32(第1遊星歯車21の第1リングギヤ21rおよび第2遊星歯車22の第2キャリヤ22c)がトランスミッションケース11に対して回転不能に固定され、ブレーキB2により、第2遊星歯車22の第2サンギヤ22sがトランスミッションケース11に対して回転不能に固定される。本実施形態(第1~第4遊星歯車21~24のギヤ比がλ1=0.540,λ2=0.580,λ3=0.380,λ4=0.290である場合、以下同様)において、前進第1速段におけるギヤ比(入力軸20iの回転速度/出力軸20oの回転速度)γ1は、γ1=4.448となる。
 前進第2速段は、クラッチC1,C4およびブレーキB1を係合させると共にクラッチC2,C3およびブレーキB2を解放させることにより形成される。即ち、前進第2速段の形成に際しては、クラッチC1により、入力軸20iと第1遊星歯車21の第1サンギヤ21sとが互いに接続され、クラッチC4により、連結部材34(第3遊星歯車23の第3キャリヤ23cおよび第4遊星歯車24の第4サンギヤ24s)と入力軸20iとが互いに接続され、ブレーキB1により、連結部材32(第1遊星歯車21の第1リングギヤ21rおよび第2遊星歯車22の第2キャリヤ22c)がトランスミッションケース11に対して回転不能に固定される。本実施形態において、前進第2速段におけるギヤ比γ2は、γ2=2.852となる。また、前進第1速段と前進第2速段との間のステップ比γ1/γ2は、γ1/γ2=1.560となる。
 前進第3速段は、クラッチC1,C4およびブレーキB2を係合させると共にクラッチC2,C3およびブレーキB1を解放させることにより形成される。即ち、前進第3速段の形成に際しては、クラッチC1により、入力軸20iと第1遊星歯車21の第1サンギヤ21sとが互いに接続され、クラッチC4により、連結部材34(第3遊星歯車23の第3キャリヤ23cおよび第4遊星歯車24の第4サンギヤ24s)と入力軸20iとが互いに接続され、ブレーキB2により、第2遊星歯車22の第2サンギヤ22sがトランスミッションケース11に対して回転不能に固定される。本実施形態において、前進第3速段におけるギヤ比γ3は、γ3=2.030となる。また、前進第2速段と前進第3速段との間のステップ比γ2/γ3は、γ2/γ3=1.405となる。
 前進第4速段は、クラッチC1,C2およびブレーキB2を係合させると共にクラッチC3,C4およびブレーキB1を解放させることにより形成される。即ち、前進第4速段の形成に際しては、クラッチC1により、入力軸20iと第1遊星歯車21の第1サンギヤ21sとが互いに接続され、クラッチC2により、連結部材32(第1遊星歯車21の第1リングギヤ21rおよび第2遊星歯車22の第2キャリヤ22c)と第3遊星歯車23の第3リングギヤ23rとが互いに接続され、ブレーキB2により、第2遊星歯車22の第2サンギヤ22sがトランスミッションケース11に対して回転不能に固定される。本実施形態において、前進第4速段におけるギヤ比γ4は、γ4=1.517となる。また、前進第3速段と前進第4速段との間のステップ比γ3/γ4は、γ3/γ4=1.338となる。
 前進第5速段は、クラッチC1,C3およびブレーキB2を係合させると共にクラッチC2,C4およびブレーキB1を解放させることにより形成される。即ち、前進第5速段の形成に際しては、クラッチC1により、入力軸20iと第1遊星歯車21の第1サンギヤ21sとが互いに接続され、クラッチC3により、第2遊星歯車22の第2サンギヤ22sと第3遊星歯車23の第3キャリヤ23cとが互いに接続され、ブレーキB2により、第2遊星歯車22の第2サンギヤ22sがトランスミッションケース11に対して回転不能に固定される。本実施形態において、前進第5速段におけるギヤ比γ5は、γ5=1.340となる。また、前進第4速段と前進第5速段との間のステップ比γ4/γ5は、γ4/γ5=1.132となる。
 前進第6速段は、クラッチC1,C2,C3を係合させると共にクラッチC4およびブレーキB1,B2を解放させることにより形成される。即ち、前進第6速段の形成に際しては、クラッチC1により、入力軸20iと第1遊星歯車21の第1サンギヤ21sとが互いに接続され、クラッチC2により、連結部材32(第1遊星歯車21の第1リングギヤ21rおよび第2遊星歯車22の第2キャリヤ22c)と第3遊星歯車23の第3リングギヤ23rとが互いに接続され、クラッチC3により、第2遊星歯車22の第2サンギヤ22sと第3遊星歯車23の第3キャリヤ23cとが互いに接続される。本実施形態において、前進第6速段におけるギヤ比γ6は、γ6=1.108となる。また、前進第5速段と前進第6速段との間のステップ比γ5/γ6は、γ5/γ6=1.209となる。
 前進第7速段は、クラッチC1,C3,C4を係合させると共にクラッチC2およびブレーキB1,B2を解放させることにより形成される。即ち、前進第7速段の形成に際しては、クラッチC1により、入力軸20iと第1遊星歯車21の第1サンギヤ21sとが互いに接続され、クラッチC3により、第2遊星歯車22の第2サンギヤ22sと第3遊星歯車23の第3キャリヤ23cとが互いに接続され、クラッチC4により、連結部材34(第3遊星歯車23の第3キャリヤ23cおよび第4遊星歯車24の第4サンギヤ24s)と入力軸20iとが互いに接続される。本実施形態において、前進第7速段におけるギヤ比γ7は、γ7=1.000となる。また、前進第6速段と前進第7速段との間のステップ比γ6/γ7は、γ6/γ7=1.108となる。
 前進第8速段は、クラッチC1,C2,C4を係合させると共にクラッチC3およびブレーキB1,B2を解放させることにより形成される。即ち、前進第8速段の形成に際しては、クラッチC1により、入力軸20iと第1遊星歯車21の第1サンギヤ21sとが互いに接続され、クラッチC2により、連結部材32(第1遊星歯車21の第1リングギヤ21rおよび第2遊星歯車22の第2キャリヤ22c)と第3遊星歯車23の第3リングギヤ23rとが互いに接続され、クラッチC4により、連結部材34(第3遊星歯車23の第3キャリヤ23cおよび第4遊星歯車24の第4サンギヤ24s)と入力軸20iとが互いに接続される。本実施形態において、前進第8速段におけるギヤ比γ8は、γ8=0.802となる。また、前進第7速段と前進第8速段との間のステップ比γ7/γ8は、γ7/γ8=1.247となる。
 前進第9速段は、クラッチC2,C3,C4を係合させると共にクラッチC1およびブレーキB1,B2解放させることにより形成される。即ち、前進第9速段の形成に際しては、クラッチC2により、連結部材32(第1遊星歯車21の第1リングギヤ21rおよび第2遊星歯車22の第2キャリヤ22c)と第3遊星歯車23の第3リングギヤ23rとが互いに接続され、クラッチC3により、第2遊星歯車22の第2サンギヤ22sと第3遊星歯車23の第3キャリヤ23cとが互いに接続され、クラッチC4により、連結部材34(第3遊星歯車23の第3キャリヤ23cおよび第4遊星歯車24の第4サンギヤ24s)と入力軸20iとが互いに接続される。本実施形態において、前進第9速段におけるギヤ比γ9は、γ9=0.682となる。また、前進第8速段と前進第9速段との間のステップ比γ8/γ9は、γ8/γ9=1.175となる。
 前進第10速段は、クラッチC2,C4およびブレーキB2を係合させると共にクラッチC1,C3およびブレーキB1を解放させることにより形成される。即ち、前進第10速段の形成に際しては、クラッチC2により、連結部材32(第1遊星歯車21の第1リングギヤ21rおよび第2遊星歯車22の第2キャリヤ22c)と第3遊星歯車23の第3リングギヤ23rとが互いに接続され、クラッチC4により、連結部材34(第3遊星歯車23の第3キャリヤ23cおよび第4遊星歯車24の第4サンギヤ24s)と入力軸20iとが互いに接続され、ブレーキB2により、第2遊星歯車22の第2サンギヤ22sがトランスミッションケース11に対して回転不能に固定される。本実施形態において、前進第10速段におけるギヤ比γ10は、γ10=0.522となる。また、前進第9速段と前進第10速段との間のステップ比γ9/γ10は、γ9/γ10=1.307となる。そして、自動変速機20におけるスプレッド(ギヤ比幅=最低変速段である前進第1速段のギヤ比γ1/最高変速段である前進第10速段のギヤ比γ10)は、γ1/γ10=8.519となる。
 後進段は、クラッチC3,C4およびブレーキB1を係合させると共にクラッチC1,C2およびブレーキB2を解放させることにより形成される。即ち、後進段の形成に際しては、クラッチC3により、第2遊星歯車22の第2サンギヤ22sと第3遊星歯車23の第3キャリヤ23cとが互いに接続され、クラッチC4により、連結部材34(第3遊星歯車23の第3キャリヤ23cおよび第4遊星歯車24の第4サンギヤ24s)と入力軸20iとが互いに接続され、ブレーキB1により、連結部材32(第1遊星歯車21の第1リングギヤ21rおよび第2遊星歯車22の第2キャリヤ22c)がトランスミッションケース11に対して回転不能に固定される。本実施形態において、後進段におけるギヤ比γrevは、γrev=-4.448となる。また、前進第1速段と後進段との間のステップ比|γrev/γ1|は、|γrev/γ1|=1.000となる。
 このように、本実施形態の自動変速機20では、クラッチC1~C4およびブレーキB1,B2の係合および解放により、第1速段から第10速段までの前進段と後進段とを形成することができる。これにより、多段変速機をより多段化させることができ、自動変速機20が搭載される車両の燃費やドライバビリティをより向上させることができる。また、スプレッドをより大きくする(本実施形態では8.519)ことができ、高速段をよりハイギヤにする(変速比を小さくする)と共に低速段をよりローギヤにする(変速比を大きくする)ことができる。
 また、自動変速機20では、6つの係合要素すなわちクラッチC1~C4およびブレーキB1,B2のうち何れか3つを係合させると共に残余の3つを解放させることによって第1速段から第10速段までの前進段および後進段を形成する。これにより、例えば6つのクラッチやブレーキのうちの2つを係合させると共に残余の4つを解放させることによって複数の変速段を形成するものに比して、変速段の形成に伴って解放される係合要素の数を減らすことができる。この結果、変速段の形成に伴って解放された係合要素における部材間の僅かな接触に起因する引き摺り損失を低減させて、自動変速機20における動力の伝達効率をより向上させることができる。
 さらに、自動変速機20では、第1~第4遊星歯車21~24として、第1~第4リングギヤ21r~24rを有する遊星歯車が用いられるが、図2に示すように、第1速段から第10速段までの前進段および後進段の形成時に特に径の大きい第1~第4リングギヤ21r~24rが高い回転速度で回転しないようにして、第1~第4リングギヤ21r~24rの回転時のイナーシャ(入力軸20iに対する等価イナーシャ)が大きくなるのを抑制することができる。これにより、係合要素の係合に要する時間を短縮化したり、係合要素の係合を伴う変速時のショックを抑制したり、係合要素の摩擦プレートやセパレータプレートの耐久性を良好に確保したりすることができる。また、径の大きい第1~第4リングギヤ21r~24rの回転時のイナーシャが大きくなるのを抑制することにより、第1~第4リングギヤ21r~24rの強度確保に伴う寸法(厚み等)すなわち重量の増加や自動変速機20の大型化を抑制することができる。これらの結果、変速性能および耐久性を向上させると共に自動変速機20を軽量コンパクト化することができる。
 加えて、第1~第4遊星歯車21~24をシングルピニオン式の遊星歯車として構成することにより、これらを例えばダブルピニオン式の遊星歯車として構成する場合に比して、第1~第4遊星歯車21~24における回転要素間の噛み合い損失を低減させて自動変速機20における動力の伝達効率をより向上させると共に、部品点数を削減して自動変速機20の重量の増加を抑制しつつ組立性を向上させることができる。
 以上説明した本実施形態の自動変速機20では、クラッチC1~C4およびブレーキB1,B2の何れか3つを係合させると共に残余の3つを解放させることにより、第1速段から第10速段までの前進段と後進段とを形成する。これにより、多段変速機をより多段化させることができる。この結果、自動変速機20を備える動力伝達装置10が搭載される車両の燃費やドライバビリティをより向上させることができる。また、例えば6つの係合要素のうち2つを係合させると共に残余の4つを解放させることによって複数の変速段を形成するものに比して、変速段の形成に伴って解放される係合要素の数を減らすことができる。この結果、変速段の形成に伴って解放された係合要素における引き摺り損失を低減させて、多段変速機における動力の伝達効率をより向上させることができる。
 上述の自動変速機20では、第1,第2,第3,第4遊星歯車21,22,23,24は、何れもシングルピニオン式の遊星歯車として構成されるものとしたが、少なくとも1つがダブルピニオン式の遊星歯車として構成されるものとしてもよい。
 図4は、本開示の他の実施形態に係る多段変速機としての自動変速機20Bを備える動力伝達装置10Bの概略構成図である。図示するように、自動変速機20Bは、上述の自動変速機20のシングルピニオン式の第4遊星歯車24をダブルピニオン式の第4遊星歯車24Bに置き換えたものに相当する。第4遊星歯車24Bは、第4サンギヤ24sと、第4リングギヤ24Brと、それぞれ第4サンギヤ24sに噛合する複数のピニオンギヤ241pと、それぞれ対応するピニオンギヤ241pと第4リングギヤ24Brとに噛合する複数のピニオンギヤ242pと、ピニオンギヤ241p,242pの組を自転自在かつ公転自在に複数保持する第4キャリヤ24Bcとを有する。第4遊星歯車24の第4キャリヤ24Bcは、第2遊星歯車22のリングギヤ22cと連結部材33Bを介して常時連結されており、常時一体(かつ同軸)に回転または停止する。第4遊星歯車24の第4リングギヤ24Brは、第1遊星歯車21の第1キャリヤ21cと連結部材31Bを介して常時連結されており、常時一体(かつ同軸)に回転または停止する。この自動変速機20Bにおいても、自動変速機20と同様に、クラッチC1~C4およびブレーキB1,B2の何れか3つを係合させると共に残余の3つを解放させることにより、第1速段から第10速段までの前進段と後進段とを形成する。
 図5は、本開示の他の実施形態に係る多段変速機としての自動変速機20Cを備える動力伝達装置10Cの概略構成図である。図示するように、自動変速機20Cは、上述の自動変速機20のクラッチC2を備えない代わりにブレーキB3を備えるものに相当する。自動変速機20Cでは、第1遊星歯車21の第1リングギヤ21rと第2遊星歯車22の第2キャリヤ22cと第3遊星歯車23の第3リングギヤ23rとが連結部材32Cを介して常時連結されており、常時一体(かつ同軸)に回転または停止する。ブレーキB3は、第3遊星歯車23の第3サンギヤ23sをトランスミッションケース11に対して回転自在に解放する。この自動変速機20Cにおいても、自動変速機20と同様に、クラッチC1,C3,C4およびブレーキB1,B2,B3の何れか3つを係合させると共に残余の3つを解放させることにより、第1速段から第10速段までの前進段と後進段とを形成する。
 図6は、本開示の他の実施形態に係る多段変速機としての自動変速機20Dを備える動力伝達装置10Dの概略構成図である。動力伝達装置10Dは、後輪駆動車両の前部に縦置きに搭載される駆動源としての図示しないエンジン(内燃機関)のクランクシャフトに接続されると共にエンジンからの動力(トルク)を図示しない左右の後輪(駆動輪)に伝達可能なものである。動力伝達装置10Dの自動変速機20Dは、上述の動力伝達装置10の自動変速機20を後輪駆動車両用に改変したものに相当する。自動変速機20Dでは、第1~第4遊星歯車21~24は、発進装置12すなわちエンジン側(図6の左側)から、第2遊星歯車22,第3遊星歯車23,第4遊星歯車24,第1遊星歯車21の順に並ぶようにトランスミッションケース11内に配置される。クラッチC1は、例えば第1遊星歯車21と第4遊星歯車24との間に配置され、クラッチC2,C3は、例えば第2遊星歯車22と第3遊星歯車23との間に配置され、クラッチC4は、例えば第3遊星歯車23と第4遊星歯車24との間に配置される。ブレーキB1は、例えば第1遊星歯車21の外側に配置され、ブレーキB2は、例えば発進装置12と第2遊星歯車22との間に配置される。また、自動変速機20Dでは、第1遊星歯車21の第1キャリヤ21cが出力軸20oに常時連結される。このように、本開示の多段変速機は、後輪駆動車両に搭載される変速機として構成されるものとしてもよいのである。
 上述の自動変速機20,20B,20DのクラッチC1~C4およびブレーキB1,B2は、また、自動変速機20CのクラッチC1,C3,C4およびブレーキB1~B3は、摩擦係合要素(油圧クラッチ,油圧ブレーキ)として構成されるものとしたが、これらのうち少なくとも1つが噛み合い要素(ドグクラッチ,ドグブレーキ)として構成されるものとしてもよい。例えば、自動変速機20,20B,20Dでは、前進第1速段から前進第3速段の形成や前進第7速段から前進第10速段の形成に際して連続して係合されると共に後進段の形成に際して係合されるクラッチC4や前進1速段および前進2速段の形成に際して連続して係合されると共に後進段の形成に際して係合されるブレーキB1が、ドグクラッチやドグブレーキとして構成されるものとしてもよい。
 上述の自動変速機20,20B,20C,20Dでは、第1,第2,第3,第4遊星歯車21,22,23,24または24Bにおけるギヤ比λ1,λ2,λ3,λ4として上述の値を用いるものとしたが、ギヤ比λ1,λ2,λ3,λ4はこの値に限定されるものではない。
 本開示の多段変速機(20,20B,20C,20D)は、入力部材(20i)に伝達された動力を変速して出力部材(41,20o)に伝達する多段変速機(20,20B,20C,20D)であって、第1回転要素(21s)と第2回転要素(21c)と第3回転要素(21r)とを有する第1遊星歯車(21)と、第4回転要素(22s)と第5回転要素(22c)と第6回転要素(22r)とを有する第2遊星歯車(22)と、第7回転要素(23s)と第8回転要素(23c)と第9回転要素(23r)とを有する第3遊星歯車(23)と、第10回転要素(24s)と第11回転要素(24c,24Br)と第12回転要素(24r,24Bc)とを有する第4遊星歯車(24,24B)と、それぞれ前記第1,第2,第3,第4遊星歯車(21,22,23,24)の回転要素の何れかを他の回転要素または静止部材(11)に接続すると共に両者の接続を解除する第1,第2,第3,第4,第5,第6係合要素(C1,C2またはB3,C3,C4,B1,B2)と、前記第1遊星歯車(21)の前記第2回転要素(21c)と前記第4遊星歯車(24,24B)の前記第11回転要素(24c,24Br)とを常時連結する第1連結部材(31,31B)と、前記第1遊星歯車(21)の前記第3回転要素(21r)と前記第2遊星歯車(22)の前記第5回転要素(22c)とを連結する第2連結部材(32,32C)と、前記第2遊星歯車(22)の前記第6回転要素(22r)と前記第4遊星歯車(24,24B)の前記第12回転要素(24r,24Bc)とを常時連結する第3連結部材(33,33B)と、前記第3遊星歯車(23)の前記第8回転要素(23c)と前記第4遊星歯車(24,24B)の前記第10回転要素(24s)とを常時連結する第4連結部材(34)と、を備え、前記入力部材(20i)は、前記第1,第2,第3,第4,第5,第6係合要素(C1,C2またはB3,C3,C4,B1,B2)のうち2つの係合要素を介して前記第1,第2,第3,第4遊星歯車(21,22,23,24)の回転要素の何れか2つにそれぞれ連結されており、前記第1,第2,第3,第4,第5,第6係合要素(C1,C2またはB3,C3,C4,B1,B2)のうち何れか3つを選択的に係合させることにより、第1速段から第10速段までの前進段と後進段とを形成する、ことを要旨とする。
 この本開示の多段変速機では、第1,第2,第3,第4,第5,第6係合要素のうち何れか3つを選択的に係合させることにより、第1速段から第10速段までの前進段と後進段とを形成する。これにより、多段変速機をより多段化させることができる。この結果、多段変速機が搭載される車両の燃費やドライバビリティをより向上させることができる。
 本開示の多段変速機(20,20B,20D)において、前記出力部材(20o)は、前記第1遊星歯車(21)の前記第2回転要素(21c)に常時連結されているものとしてもよい。前記第3遊星歯車(23)の前記第7回転要素(23s)は、前記静止部材(11)に回転不能に固定されているものとしてもよい。前記第1,第2,第3,第4係合要素(C1,C2,C3,C4)は、それぞれ前記第1,第2,第3,第4遊星歯車(21,22,23,24または24B)の回転要素の何れかを他の回転要素に接続すると共に両者の接続を解除し、前記第5,第6係合要素(B1,B2)は、それぞれ前記第1,第2,第3,第4遊星歯車(21,22,23,24または24B)の回転要素の何れかを前記静止部材(11)に接続すると共に両者の接続を解除するものとしてもよい。前記第5係合要素(B1)は、前記第2連結部材(32)を前記静止部材(11)に接続して回転不能に固定すると共に両者の接続を解除するものとしてもよい。前記第6係合要素(B2)は、前記第2遊星歯車(22)の前記第4回転要素(22s)を前記静止部材(11)に接続して回転不能に固定すると共に両者の接続を解除するものとしてもよい。前記第1係合要素(C1)は、前記入力部材(20i)と前記第1遊星歯車(21)の前記第1回転要素(21s)とを互いに接続すると共に両者の接続を解除するものとしてもよい。前記第4係合要素(C4)は、前記入力部材(20i)と前記第4連結部材(34)とを互いに接続すると共に両者の接続を解除するものとしてもよい。前記第2係合要素(C2)は、前記第3遊星歯車(23)の前記第9回転要素(23r)と前記第2連結部材(32)とを互いに接続すると共に両者の接続を解除するものとしてもよい。前記第3係合要素(C3)は、前記第2遊星歯車(22)の前記第4回転要素(24)と前記第3遊星歯車(23)の前記第8回転要素(23c)とを互いに接続すると共に両者の接続を解除するものとしてもよい。
 本開示の多段変速機(20,20C,20D)において、前記第4係合要素(C4)と前記第5係合要素(B1)と前記第6係合要素(B2)との係合により前進第1速段が形成され、前記第1係合要素(C1)と前記第4係合要素(C4)と前記第5係合要素(B1)との係合により前進第2速段が形成され、前記第1係合要素(C1)と前記第4係合要素(C4)と前記第6係合要素(B2)との係合により前進第3速段が形成され、前記第1係合要素(C1)と前記第2係合要素(C2)と前記第6係合要素(B2)との係合により前進第4速段が形成され、前記第1係合要素(C1)と前記第3係合要素(C3)と前記第6係合要素(B2)との係合により前進第5速段が形成され、前記第1係合要素(C1)と前記第2係合要素(C2)と前記第3係合要素(C3)との係合により前進第6速段が形成され、前記第1係合要素(C1)と前記第3係合要素(C3)と前記第4係合要素(C4)との係合により前進第7速段が形成され、前記第1係合要素(C1)と前記第2係合要素(C2)と前記第4係合要素(C4)との係合により前進第8速段が形成され、前記第2係合要素(C2)と前記第3係合要素(C3)と前記第4係合要素(C4)との係合により前進第9速段が形成され、前記第2係合要素(C2)と前記第4係合要素(C4)と前記第6係合要素(B2)との係合により前進第10速段が形成され、前記第3係合要素(C3)と前記第4係合要素(C4)と前記第5係合要素(B1)との係合により後進段が形成されるものとしてもよい。
 本開示の多段変速機(20,20C,20D)において、前記第1遊星歯車(21)は、第1サンギヤ(21s)と、第1リングギヤ(21r)と、それぞれ前記第1サンギヤ(21s)および前記第1リングギヤ(21r)に噛合する複数の第1ピニオンギヤ(21p)を自転かつ公転自在に保持する第1キャリヤ(21c)と、を有するシングルピニオン式の遊星歯車であり、前記第2遊星歯車(22)は、第2サンギヤ(22s)と、第2リングギヤ(22r)と、それぞれ前記第2サンギヤ(22s)および前記第2リングギヤ(22r)に噛合する複数の第2ピニオンギヤ(22p)を自転かつ公転自在に保持する第2キャリヤ(22c)と、を有するシングルピニオン式の遊星歯車であり、前記第3遊星歯車(23)は、第3サンギヤ(23s)と、第3リングギヤ(23r)と、それぞれ前記第3サンギヤ(23s)および前記第3リングギヤ(23r)に噛合する複数の第3ピニオンギヤ(23p)を自転かつ公転自在に保持する第3キャリヤ(23c)と、を有するシングルピニオン式の遊星歯車であり、前記第4遊星歯車(24)は、第4サンギヤ(24s)と、第4リングギヤ(24r)と、それぞれ前記第4サンギヤ(24s)および前記第4リングギヤ(24r)に噛合する複数の第4ピニオンギヤ(24p)を自転かつ公転自在に保持する第4キャリヤ(24c)と、を有するシングルピニオン式の遊星歯車であり、前記第1回転要素(21s)は前記第1サンギヤ(21s)であり、前記第2回転要素(21c)は前記第1キャリヤ(21c)であり、前記第3回転要素(21r)は前記第1リングギヤ(21r)であり、前記第4回転要素(22s)は前記第2サンギヤ(22s)であり、前記第5回転要素(22c)は前記第2キャリヤ(22c)であり、前記第6回転要素(22r)は前記第2リングギヤ(22r)であり、前記第7回転要素(23s)は前記第3サンギヤ(23s)であり、前記第8回転要素(23c)は前記第3キャリヤ(23c)であり、前記第9回転要素(23r)は前記第3リングギヤ(23r)であり、前記第10回転要素(24s)は前記第4サンギヤ(24s)であり、前記第11回転要素(24c)は前記第4キャリヤ(24c)であり、前記第12回転要素(24r)は前記第4リングギヤ(24r)であるものとしてもよい。このように、第1,第2,第3,第4遊星歯車をシングルピニオン式の遊星歯車として構成することにより、これらにおける回転要素間の噛み合い損失を低減させて多段変速機における動力の伝達効率を向上させると共に、部品点数を削減して多段変速機の重量の増加を抑制しつつ組立性を向上させることができる。
 本開示の多段変速機(20,20B,20C)において、前記出力部材(41)は、車両の前輪に連結されたデファレンシャルギヤ(50)に動力を伝達するギヤ列に含まれるカウンタドライブギヤ(41)であるものとしてもよい。
 以上、本開示を実施するための形態について説明したが、本開示はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
 本開示は、多段変速機の製造産業などに利用可能である。

Claims (13)

  1.  入力部材に伝達された動力を変速して出力部材に伝達する多段変速機であって、
     第1回転要素と第2回転要素と第3回転要素とを有する第1遊星歯車と、
     第4回転要素と第5回転要素と第6回転要素とを有する第2遊星歯車と、
     第7回転要素と第8回転要素と第9回転要素とを有する第3遊星歯車と、
     第10回転要素と第11回転要素と第12回転要素とを有する第4遊星歯車と、
     それぞれ前記第1,第2,第3,第4遊星歯車の回転要素の何れかを他の回転要素または静止部材に接続すると共に両者の接続を解除する第1,第2,第3,第4,第5,第6係合要素と、
     前記第1遊星歯車の前記第2回転要素と前記第4遊星歯車の前記第11回転要素とを常時連結する第1連結部材と、
     前記第1遊星歯車の前記第3回転要素と前記第2遊星歯車の前記第5回転要素とを連結する第2連結部材と、
     前記第2遊星歯車の前記第6回転要素と前記第4遊星歯車の前記第12回転要素とを常時連結する第3連結部材と、
     前記第3遊星歯車の前記第8回転要素と前記第4遊星歯車の前記第10回転要素とを常時連結する第4連結部材と、
     を備え、
     前記入力部材は、前記第1,第2,第3,第4,第5,第6係合要素のうち2つの係合要素を介して前記第1,第2,第3,第4遊星歯車の回転要素の何れか2つにそれぞれ連結されており、
     前記第1,第2,第3,第4,第5,第6係合要素のうち何れか3つを選択的に係合させることにより、第1速段から第10速段までの前進段と後進段とを形成する、
     多段変速機。
  2.  請求項1記載の多段変速機であって、
     前記出力部材は、前記第1遊星歯車の前記第2回転要素に常時連結されている、
     多段変速機。
  3.  請求項1または2記載の多段変速機であって、
     前記第3遊星歯車の前記第7回転要素は、前記静止部材に回転不能に固定されている、
     多段変速機。
  4.  請求項1ないし3の何れか1つの請求項に記載の多段変速機であって、
     前記第1,第2,第3,第4係合要素は、それぞれ前記第1,第2,第3,第4遊星歯車の回転要素の何れかを他の回転要素に接続すると共に両者の接続を解除し、
     前記第5,第6係合要素は、それぞれ前記第1,第2,第3,第4遊星歯車の回転要素の何れかを前記静止部材に接続すると共に両者の接続を解除する、
     多段変速機。
  5.  請求項1ないし4の何れか1つの請求項に記載の多段変速機であって、
     前記第5係合要素は、前記第2連結部材を前記静止部材に接続して回転不能に固定すると共に両者の接続を解除する、
     多段変速機。
  6.  請求項1ないし5の何れか1つの請求項に記載の多段変速機であって、
     前記第6係合要素は、前記第2遊星歯車の前記第4回転要素を前記静止部材に接続して回転不能に固定すると共に両者の接続を解除する、
     多段変速機。
  7.  請求項1ないし6の何れか1つの請求項に記載の多段変速機であって、
     前記第1係合要素は、前記入力部材と前記第1遊星歯車の前記第1回転要素とを互いに接続すると共に両者の接続を解除する、
     多段変速機。
  8.  請求項1ないし7の何れか1つの請求項に記載の多段変速機であって、
     前記第4係合要素は、前記入力部材と前記第4連結部材とを互いに接続すると共に両者の接続を解除する、
     多段変速機。
  9.  請求項1ないし8の何れか1つの請求項に記載の多段変速機であって、
     前記第2係合要素は、前記第3遊星歯車の前記第9回転要素と前記第2連結部材とを互いに接続すると共に両者の接続を解除する、
     多段変速機。
  10.  請求項1ないし9の何れか1つの請求項に記載の多段変速機であって、
     前記第3係合要素は、前記第2遊星歯車の前記第4回転要素と前記第3遊星歯車の前記第8回転要素とを互いに接続すると共に両者の接続を解除する、
     多段変速機。
  11.  請求項1ないし10の何れか1つの請求項に記載の多段変速機であって、
     前記第4係合要素と前記第5係合要素と前記第6係合要素との係合により前進第1速段が形成され、
     前記第1係合要素と前記第4係合要素と前記第5係合要素との係合により前進第2速段が形成され、
     前記第1係合要素と前記第4係合要素と前記第6係合要素との係合により前進第3速段が形成され、
     前記第1係合要素と前記第2係合要素と前記第6係合要素との係合により前進第4速段が形成され、
     前記第1係合要素と前記第3係合要素と前記第6係合要素との係合により前進第5速段が形成され、
     前記第1係合要素と前記第2係合要素と前記第3係合要素との係合により前進第6速段が形成され、
     前記第1係合要素と前記第3係合要素と前記第4係合要素との係合により前進第7速段が形成され、
     前記第1係合要素と前記第2係合要素と前記第4係合要素との係合により前進第8速段が形成され、
     前記第2係合要素と前記第3係合要素と前記第4係合要素との係合により前進第9速段が形成され、
     前記第2係合要素と前記第4係合要素と前記第6係合要素との係合により前進第10速段が形成され、
     前記第3係合要素と前記第4係合要素と前記第5係合要素との係合により後進段が形成される、
     多段変速機。
  12.  請求項1ないし11の何れか1つの請求項に記載の多段変速機であって、
     前記第1遊星歯車は、第1サンギヤと、第1リングギヤと、それぞれ前記第1サンギヤおよび前記第1リングギヤに噛合する複数の第1ピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持する第1キャリヤと、を有するシングルピニオン式の遊星歯車であり、
     前記第2遊星歯車は、第2サンギヤと、第2リングギヤと、それぞれ前記第2サンギヤおよび前記第2リングギヤに噛合する複数の第2ピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持する第2キャリヤと、を有するシングルピニオン式の遊星歯車であり、
     前記第3遊星歯車は、第3サンギヤと、第3リングギヤと、それぞれ前記第3サンギヤおよび前記第3リングギヤに噛合する複数の第3ピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持する第3キャリヤと、を有するシングルピニオン式の遊星歯車であり、
     前記第4遊星歯車は、第4サンギヤと、第4リングギヤと、それぞれ前記第4サンギヤおよび前記第4リングギヤに噛合する複数の第4ピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持する第4キャリヤと、を有するシングルピニオン式の遊星歯車であり、
     前記第1回転要素は前記第1サンギヤであり、前記第2回転要素は前記第1キャリヤであり、前記第3回転要素は前記第1リングギヤであり、
     前記第4回転要素は前記第2サンギヤであり、前記第5回転要素は前記第2キャリヤであり、前記第6回転要素は前記第2リングギヤであり、
     前記第7回転要素は前記第3サンギヤであり、前記第8回転要素は前記第3キャリヤであり、前記第9回転要素は前記第3リングギヤであり、
     前記第10回転要素は前記第4サンギヤであり、前記第11回転要素は前記第4キャリヤであり、前記第12回転要素は前記第4リングギヤである、
     多段変速機。
  13.  請求項1ないし12の何れか1つの請求項に記載の多段変速機であって、
     前記出力部材は、車両の前輪に連結されたデファレンシャルギヤに動力を伝達するギヤ列に含まれるカウンタドライブギヤである、
     多段変速機。
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