(57)【要約】【課題】クラッチの数を少なくすると共にブレーキをクラッチの径方向外方に配置することができる自動変速機を提供する。【解決手段】自動変速機は、第１〜第３のプラネタリギヤを備える。キャリアＣｆを入力軸２、キャリアＣｒを出力ギヤ３に連結している。サンギヤＳｍと入力軸２とを連結する第１係合要素Ｃ１と、リングギヤＲｍとサンギヤＳｒとを連結した第２連結体Ｒｍ，Ｓｒと入力軸２とをキャリアＣｆを介して連結する第２係合要素Ｃ２と、サンギヤＳｍを変速機ケース１に固定する第３係合要素Ｂ１と、リングギヤＲｆとキャリアＣｍとリングギヤＲｒとを連結した第１連結体Ｒｆ，Ｃｍ，Ｒｒを変速機ケース１に固定する第４係合要素Ｂ２と、第２連結体Ｒｍ，Ｓｒを変速機ケース１に固定する第５係合要素Ｂ３と、サンギヤＳｆを変速機ケース１に固定する第６係合要素Ｂ４とを備える。【選択図】図１
2010101404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力部材の回転を変速機ケース内に配置した入力用の第１プラネタリギヤと変速用の複式プラネタリギヤとを介して複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機であって、
複式プラネタリギヤは、第２と第３の２つのプラネタリギヤで構成され、
第１プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１要素、第２要素及び第３要素とし、第２プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第４要素、第５要素及び第６要素とし、第３プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第７要素、第８要素及び第９要素として、
第２要素と第５要素と第７要素とを連結して第１連結体が構成され、第３要素に入力部材が連結され、第６要素と第９要素とを連結して第２連結体が構成されると共に、第８要素が出力部材に連結され、
第４要素と入力部材とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第１係合要素と、
第２連結体と入力部材とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第２係合要素と、
第４要素を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な３係合要素と、
第１連結体を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第４係合要素と、
第２連結体を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第５係合要素と、
第１要素を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第６係合要素とを備えることを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
入力部材の回転を変速機ケース内に配置した入力用の第１プラネタリギヤと変速用の複式プラネタリギヤとを介して複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機であって、
複式プラネタリギヤは、第２と第３の２つのプラネタリギヤで構成され、
第１プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１要素、第２要素及び第３要素とし、第２プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第４要素、第５要素及び第６要素とし、第３プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第７要素、第８要素及び第９要素として、
第１要素が変速機ケースに固定され、第２要素に入力部材が連結され、第５要素と第７要素とを連結して第１連結体が構成され、第６要素と第９要素とを連結して第２連結体が構成されると共に、第８要素が出力部材に連結され、
第３要素と第４要素とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第１係合要素と、
第３要素と第２連結体とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第２係合要素と、
第１連結体と入力部材とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第３係合要素と、
第１連結体を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第４係合要素と、
第２連結体を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第５係合要素と、
第４要素を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第６係合要素とを備えることを特徴とする自動変速機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の自動変速機において、
第６要素は第２プラネタリギヤのリングギヤであり、第９要素は第３プラネタリギヤのサンギヤであり、第３プラネタリギヤが第２プラネタリギヤの径方向外側に配置され、第２プラネタリギヤのリングギヤと第３プラネタリギヤのサンギヤとを一体化して第２連結体が構成されることを特徴とする自動変速機。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の自動変速機において、第４係合要素がドグクラッチであることを特徴とする自動変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力部材の回転を複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入力部材の回転を変速機ケース内に配置した入力用の第１プラネタリギヤと変速用の複式プラネタリギヤとを介して複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１のものでは、第１プラネタリギヤはシングルピニオン型で構成され、複式プラネタリギヤはシングルピニオン型の第２プラネタリギヤとダブルピニオン型の第３プラネタリギヤとで構成されている。複式プラネタリギヤは、第２プラネタリギヤと第３プラネタリギヤとのリングギヤを同一部材で構成し、第２プラネタリのキャリアが支持するピニオンを第３プラネタリギヤの一対のピニオンの一方に用い、第２プラネタリギヤのキャリアと第３プラネタリギヤのキャリアとを連結して、第２，第３プラネタリギヤでラビニヨ型のプラネタリギヤを構成している。複式プラネタリギヤは、第２プラネタリギヤのサンギヤから成る第１回転要素と、第２，第３プラネタリギヤのキャリアから成る第２回転要素と、第３プラネタリギヤのリングギヤと共通の第２プラネタリギヤのリングギヤから成る第３回転要素と、第３プラネタリギヤのサンギヤから成る第４回転要素とを有する。これら第１から第４回転要素は、速度線図においてギヤ比に対応する間隔を存して順に並ぶ。そして、第３回転要素を出力部材に連結している。
【０００４】
また、係合要素として、第４回転要素に入力部材の回転を第１プラネタリギヤを介して減速して伝達させる状態とこの伝達を断つ状態とに切換自在な第１クラッチと、第２回転要素と入力部材とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第２クラッチと、第１回転要素に入力部材の回転を第１プラネタリギヤを介して減速して伝達させる状態とこの伝達を断つ状態とに切換自在な第３クラッチと、第３回転要素と入力部材とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第４クラッチと、第１回転要素を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第１ブレーキと、第２回転要素を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第２ブレーキとを備えている。
【０００５】
以上の構成によれば、第１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クラッチと第３クラッチとを係合することで３速段が確立され、第１クラッチと第２クラッチとを係合することで４速段が確立され、第２クラッチと第４クラッチとを係合することで５速段が確立され、第２クラッチと第３クラッチとを係合することで６速段が確立され、第２クラッチと第１ブレーキとを係合することで７速段が確立される。
【特許文献１】特開２００５−５４８２４号公報（第１−３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来例のものでは、クラッチが４つ、ブレーキが２つで、ブレーキと比較してクラッチの数が多い。クラッチのピストンは、変速機ケースに設けられるブレーキのピストンと異なり、入力部材たる入力軸上や入力軸を軸支するメインシャフト上等に設けられるものであり、プラネタリギヤの径方向外方に配置することができない。このため、クラッチの数が多いと自動変速機の軸長が長くなるという不具合がある。
【０００７】
又、ブレーキも自動変速機の構成の関係上、プラネタリギヤの径方向外方に配置できないものもある。
【０００８】
以上の点に鑑み、本発明は、クラッチの数を少なくすると共にブレーキをクラッチの径方向外方に配置することができる自動変速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の第１の態様は、入力部材の回転を変速機ケース内に配置した入力用の第１プラネタリギヤと変速用の複式プラネタリギヤとを介して複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機であって、複式プラネタリギヤは、第２と第３の２つのプラネタリギヤで構成され、第１プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１要素、第２要素及び第３要素とし、第２プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第４要素、第５要素及び第６要素とし、第３プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第７要素、第８要素及び第９要素として、第２要素と第５要素と第７要素とを連結して第１連結体が構成され、第３要素に入力部材が連結され、第６要素と第９要素とを連結して第２連結体が構成されると共に、第８要素が出力部材に連結され、第４要素と入力部材とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第１係合要素と、第２連結体と入力部材とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第２係合要素と、第４要素を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な３係合要素と、第１連結体を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第４係合要素と、第２連結体を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第５係合要素と、第１要素を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第６係合要素とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、後述する実施形態の説明から明らかなように、第１、第２係合要素たる２つのクラッチと、第３〜第６係合要素たる４つのブレーキで、前進７段の変速を行うことができる。又、第３係合要素を第１係合要素の径方向外方に配置し、第４係合要素を複式プラネタリギヤの径方向外方に配置し、第５係合要素を第２係合要素の径方向外方に配置することができる。従って、従来のものと比較して、クラッチの数を減少させることができると共に、ブレーキをクラッチ又はプラネタリギヤの径方向外方に配置して、自動変速機の軸長を短くすることができる。
【００１１】
本発明の第２の態様は、入力部材の回転を変速機ケース内に配置した入力用の第１プラネタリギヤと変速用の複式プラネタリギヤとを介して複数段に変速して出力部材に伝達する自動変速機であって、複式プラネタリギヤは、第２と第３の２つのプラネタリギヤで構成され、第１プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１要素、第２要素及び第３要素とし、第２プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第４要素、第５要素及び第６要素とし、第３プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第７要素、第８要素及び第９要素として、第１要素が変速機ケースに固定され、第２要素に入力部材が連結され、第５要素と第７要素とを連結して第１連結体が構成され、第６要素と第９要素とを連結して第２連結体が構成されると共に、第８要素が出力部材に連結され、第３要素と第４要素とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第１係合要素と、第３要素と第２連結体とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第２係合要素と、第１連結体と入力部材とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な３係合要素と、第１連結体を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第４係合要素と、第２連結体を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第５係合要素と、第４要素を変速機ケースに固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第６係合要素とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第２の態様によれば、後述する実施形態の説明から明らかなように、第１〜第３係合要素たる３つのクラッチと、第４〜第６係合要素たる３つのブレーキで、前進７段の変速を行うことができる。又、第４係合要素を複式プラネタリギヤの径方向外方に配置し、第５係合要素を第２係合要素の径方向外方に配置することができる。従って、従来のものと比較して、クラッチの数を減少させることができると共に、ブレーキをクラッチ又はプラネタリギヤの径方向外方に配置して、自動変速機の軸長を短くすることができる。
【００１３】
又、本発明の第１及び第２の態様において、第６要素が第２プラネタリギヤのリングギヤであり、第９要素が第３プラネタリギヤのサンギヤである場合、第３プラネタリギヤを第２プラネタリギヤの径方向外側に配置し、第２プラネタリギヤのリングギヤと第３プラネタリギヤのサンギヤとを一体化して第２連結体を構成すれば、自動変速機の軸長をより短くすることができる。
【００１４】
又、本発明の第１及び第２の態様において、後進段に於いてのみ係合する、すなわち前進段に於いては常に開放することとなる第４係合要素をドグクラッチで構成すれば、多板クラッチで構成したものと比較して、前進段に於ける多板クラッチの開放に伴うフリクションロスを低減させることができ、伝達効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１（ａ）は、本発明の自動変速機の第１実施形態を示している。この第１実施形態は、変速機ケース１内に回転自在に軸支した、図外のエンジン等の動力源に連結される入力部材たる入力軸２と、入力軸２と同心に配置された出力部材たる出力ギヤ３とを備えている。出力ギヤ３の回転は、図外のデファレンシャルギヤを介して車両の左右の駆動輪に伝達される。
【００１６】
又、変速機ケース１内には、入力軸２の周りに位置させて、入力用の第１プラネタリギヤ４と、変速用の複式プラネタリギヤ５とが配置されている。第１プラネタリギヤ４は、サンギヤＳｆと、リングギヤＲｆと、互いに噛合すると共に一方がサンギヤＳｆ、他方がリングギヤＲｆに噛合する一対のピニオンＰｆ，Ｐｆ’を自転及び公転自在に支持するキャリアＣｆとから成るダブルピニオン型のプラネタリギヤで構成されている。
【００１７】
図２の上段に示す第１プラネタリギヤ４の速度線図を参照して、第１プラネタリギヤ４のサンギヤＳｆ、キャリアＣｆ及びリングギヤＲｆから成る３個の要素を、速度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Ｓｆ、第２要素はリングギヤＲｆ、第３要素はキャリアＣｆになる。尚、サンギヤＳｆとキャリアＣｆ間の間隔とキャリアＣｆとリングギヤＲｆ間の間隔との比は、第１プラネタリギヤ４のギヤ比をｉ（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）として、ｉ：１に設定される。又、キャリアＣｆは入力軸２に連結されている。尚、速度線図において、下の横線と上の横線は夫々回転速度が「０」と「１」（入力軸２と同じ回転速度）であることを示している。
【００１８】
複式プラネタリギヤ５は、第２プラネタリギヤ６と第３プラネタリギヤ７とで構成されている。第２プラネタリギヤ６は、サンギヤＳｍと、リングギヤＲｍと、サンギヤＳｍとリングギヤＲｍとに噛合するピニオンＰｍを自転及び公転自在に支持するキャリアＣｍとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤで構成され、第３プラネタリギヤ７も、サンギヤＳｒと、リングギヤＲｒと、サンギヤＳｒとリングギヤＲｒとに噛合するピニオンＰｒを自転及び公転自在に支持するキャリアＣｒとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤで構成されている。
【００１９】
図２の下段に示す複式プラネタリギヤ５の速度線図を参照して、第２プラネタリギヤ６のサンギヤＳｍ、キャリアＣｍ及びリングギヤＲｍから成る３個の要素を、速度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Ｓｍ、第５要素はキャリアＣｍ、第６要素はリングギヤＲｍになる。尚、サンギヤＳｍとキャリアＣｍ間の間隔とキャリアＣｍとリングギヤＲｍ間の間隔との比は、第２プラネタリギヤ６のギヤ比をｊとして、ｊ：１に設定される。
【００２０】
又、上記複式プラネタリギヤ５の速度線図を参照して、第３プラネタリギヤ７のサンギヤＳｒ、キャリアＣｒ及びリングギヤＲｒから成る３個の要素を、速度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Ｒｒ、第８要素はキャリアＣｒ、第９要素はサンギヤＳｒになる。尚、サンギヤＳｒ（縦線Ｙ４）とキャリアＣｒ（縦線Ｙ３）間の間隔とキャリアＣｒ（縦線Ｙ３）とリングギヤＲｒ（縦線Ｙ２）間の間隔との比は、第３プラネタリギヤ６のギヤ比をｋとして、ｋ：１に設定される。
【００２１】
ここで、第１実施形態では、第１プラネタリギヤ４のリングギヤＲｆ（第２要素）と第２プラネタリギヤ６のキャリアＣｍ（第５要素）と第３プラネタリギヤ７のリングギヤＲｒ（第７要素）とを連結して第１連結体Ｒｆ，Ｃｍ，Ｒｒ（縦線Ｙ２）を構成し、第１プラネタリギヤ４のキャリアＣｆ（第３要素）に入力軸２を連結し、第２プラネタリギヤ６のリングギヤＲｍ（第６要素）と第３プラネタリギヤ７のサンギヤＳｒ（第９要素）とを連結して第２連結体Ｒｍ，Ｓｒを構成し、第３プラネタリギヤ７のキャリアＣｒ（第８要素）を出力部材たる出力ギヤ３に連結している。
【００２２】
又、係合要素として、第２プラネタリギヤ６のサンギヤＳｍ（第４要素）と入力軸２とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第１係合要素たる第１クラッチＣ１と、第２連結体Ｒｍ，Ｓｒと入力軸２とをキャリアＣｆを介して連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第２係合要素たる第２クラッチＣ２と、第２プラネタリギヤ６のサンギヤＳｍ（第４要素）を変速機ケース１に固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第３係合要素たる第１ブレーキＢ１と、第１連結体Ｒｆ，Ｃｍ，Ｒｒを変速機ケース１に固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第４係合要素たる第２ブレーキＢ２と、第２連結体Ｒｍ，Ｓｒを変速機ケース１に固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第５係合要素たる第３ブレーキＢ３と、第１プラネタリギヤのサンギヤＳｆ（第１要素）を変速機ケース１に固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第６係合要素たる第４ブレーキＢ４とを備えている。
【００２３】
第１クラッチＣ１と第３ブレーキＢ３とを係合させると、第２プラネタリギヤ６のサンギヤＳｍが位置する縦線Ｙ１での回転速度が「１」、第２プラネタリギヤ６のリングギヤＲｍ、第３プラネタリギヤ７のサンギヤＳｒが位置する縦線Ｙ４での回転速度が「０」になり、出力ギヤ３に連結される第３プラネタリギヤ７のキャリアＣｒが位置する縦線Ｙ３での回転速度は「１ｓｔ」になり、１速段が確立される。
【００２４】
第３ブレーキＢ３と第４ブレーキＢ４とを係合させると、第１プラネタリギヤ４のサンギヤＳｆ及び第３プラネタリギヤのサンギヤＳｒの回転速度が「０」、第１プラネタリギヤ４のキャリアＣｆの回転速度が「１」になり、第１プラネタリギヤ４のリングギヤＲｆの回転速度及び第３プラネタリギヤ７のリングギヤＲｒ（縦線Ｙ２）の回転速度がＮ１（（ｉ−１）／ｉ）になって、第３プラネタリギヤ７のキャリアＣｒが位置する縦線Ｙ３での回転速度は「２ｎｄ」になり、２速段が確立される。
【００２５】
第１クラッチＣ１と第４ブレーキＢ４とを係合させると、第２プラネタリギヤ６のサンギヤＳｍが位置する縦線Ｙ１での回転速度が「１」、第１プラネタリギヤ４のリングギヤＲｆ、第２プラネタリギヤ６のキャリアＣｍ、第３プラネタリギヤ７のリングギヤＲｒが位置する縦線Ｙ２での回転速度がＮ１となり、第３プラネタリギヤ７のキャリアＣｒが位置する縦線Ｙ３での回転速度は「３ｒｄ」になり、３速段が確立される。
【００２６】
第１ブレーキＢ１と第４ブレーキＢ４とを係合させると、第２プラネタリギヤ６のサンギヤＳｍが位置する縦線Ｙ１での回転速度が「０」、第１プラネタリギヤ４のリングギヤＲｆ、第２プラネタリギヤ６のキャリアＣｍ、第３プラネタリギヤ７のリングギヤＲｒが位置する縦線Ｙ２での回転速度がＮ１となり、第３プラネタリギヤ７のキャリアＣｒが位置する縦線Ｙ３での回転速度は「４ｔｈ」になり、４速段が確立される。
【００２７】
第２クラッチＣ２と第４ブレーキＢ４とを係合させると、第３プラネタリギヤ７のサンギヤＳｒが位置する縦線Ｙ５での回転速度が「１」、第１プラネタリギヤ４のリングギヤＲｆ、第３プラネタリギヤ７のリングギヤＲｒが位置する縦線Ｙ２での回転速度がＮ１となり、第３プラネタリギヤ７のキャリアＣｒが位置する縦線Ｙ３での回転速度は「５ｔｈ」になり、５速段が確立される。
【００２８】
第２クラッチＣ２と第１ブレーキＢ１とを係合させると、第２プラネタリギヤ６のサンギヤＳｍが位置する縦線Ｙ１での回転速度が「０」、第２プラネタリギヤ６のリングギヤＲｍ、第３プラネタリギヤ７のサンギヤＳｒが位置する縦線Ｙ４での回転速度が「１」となり、第３プラネタリギヤ７のキャリアＣｒが位置する縦線Ｙ３での回転速度は「６ｔｈ」になり、６速段が確立される。
【００２９】
第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２とを係合させると、第２プラネタリギヤ６のサンギヤＳｍが位置する縦線Ｙ１及び第２プラネタリギヤ６のリングギヤＲｍが位置する縦線Ｙ５での回転速度が「１」となって第２プラネタリギヤ６の各要素が相対回転不能なロック状態となる。これに伴い、第３プラネタリギヤ７もロック状態となり、第３プラネタリギヤ７のキャリアＣｒが位置する縦線Ｙ３での回転速度も「１」である「７ｔｈ」になり、７速段が確立される。
【００３０】
第１クラッチＣ１と第２ブレーキＢ２とを係合させると、第２プラネタリギヤ６のサンギヤＳｍが位置する縦線Ｙ１での回転速度が「１」、第２プラネタリギヤ６のキャリアＣｍ及び第３プラネタリギヤ７のリングギヤＲｒが位置する縦線Ｙ２での回転速度が「０」となり、第３プラネタリギヤ７のキャリアＣｒが位置する縦線Ｙ３での回転速度はマイナスの「Ｒｅｖ」になって、後進段が確立される。
【００３１】
図１（ｂ）は、上述した各変速段とクラッチＣ１，Ｃ２、ブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４の係合状態との関係を纏めて表示した図であり、「○」は係合を表している。また、図１（ｂ）は、第１プラネタリギヤ４のギヤ比ｉを２．０、第２プラネタリギヤ６のギヤ比を２．７、第３プラネタリギヤ７のギヤ比を１．５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／出力ギヤ３の回転速度）も示している。これによれば、公比（各変速段間のギヤレシオの比）が適切になると共に、レシオレンジ（第１速のギヤレシオと第７速のギヤレシオの比（図１（ｂ）の１速段のギヤレシオの右隣の欄に表示））も適切となる。
【００３２】
第１実施形態によれば、２つのクラッチＣ１，Ｃ２と４つのブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４で、前進７段の変速を行うことができる。又、第１ブレーキＢ１を第１クラッチＣ１の径方向外方に配置し、第２ブレーキＢ２を複式プラネタリギヤ５の径方向外方に配置し、第３ブレーキＢ３を第２クラッチＣ２の径方向外方に配置することができる。従って、従来のものと比較して、クラッチの数を減少させることができると共に、ブレーキをクラッチ又はプラネタリギヤの径方向外方に配置して、自動変速機の軸長を短くすることができる。
【００３３】
次に、図３、図４を参照して本発明の第２実施形態の自動変速機を説明する。第２実施形態の変速機ケース１内には、入力軸２の周りに位置させて、入力用の第１プラネタリギヤ４と、変速用の複式プラネタリギヤ５とが配置されている。第１プラネタリギヤ４は、第１実施形態と同様にダブルピニオン型の単式プラネタリギヤで構成されている。
【００３４】
図４の上段に示す第１プラネタリギヤ４の速度線図を参照して、第１プラネタリギヤ４のサンギヤＳｆ、キャリアＣｆ及びリングギヤＲｆから成る３個の要素を、速度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要素はキャリアＣｆ、第２要素はリングギヤＲｆ、第３要素はサンギヤＳｆになる。尚、サンギヤＳｆとキャリアＣｆ間の間隔とキャリアＣｆとリングギヤＲｆ間の間隔との比は、第１プラネタリギヤ４のギヤ比をｉとして、ｉ：１に設定される。
【００３５】
第２実施形態では、キャリアＣｆ（第１要素）は変速機ケース１に固定されて固定要素とされ、リングギヤＲｆ（第２要素）は入力軸２に連結されて入力要素とされ、サンギヤＳｆ（第３要素）を出力要素としている。そして、第１プラネタリギヤ４の出力速度（サンギヤＳｆの回転速度）Ｎ１は「ｉ」になる。尚、速度線図において、下の横線と上の横線は夫々回転速度が「０」と「１」（入力軸２と同じ回転速度）であることを示している。
【００３６】
第２実施形態の複式プラネタリギヤ５は、第１実施形態と同様にシングルピニオン型の第２、第３プラネタリギヤ６，７で構成されている。図４の下段に示す複式プラネタリギヤ５の速度線図を参照して、第２プラネタリギヤ６のサンギヤＳｍ、キャリアＣｍ及びリングギヤＲｍから成る３個の要素を、速度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Ｓｍ、第５要素はキャリアＣｍ、第６要素はリングギヤＲｍになる。尚、サンギヤＳｍとキャリアＣｍ間の間隔とキャリアＣｍとリングギヤＲｍ間の間隔との比は、第２プラネタリギヤ６のギヤ比をｊとして、ｊ：１に設定される。
【００３７】
又、上記複式プラネタリギヤ５の速度線図を参照して、第３プラネタリギヤ７のサンギヤＳｒ、キャリアＣｒ及びリングギヤＲｒから成る３個の要素を、速度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Ｒｒ、第８要素はキャリアＣｒ、第９要素はサンギヤＳｒになる。尚、サンギヤＳｒ（縦線Ｙ４）とキャリアＣｒ（縦線Ｙ３）間の間隔とキャリアＣｒ（縦線Ｙ３）とリングギヤＲｒ（縦線Ｙ２）間の間隔との比は、第３プラネタリギヤ６のギヤ比をｋとして、ｋ：１に設定される。
【００３８】
ここで、第２実施形態では、第２プラネタリギヤ６のキャリアＣｍ（第５要素）と第３プラネタリギヤ７のリングギヤＲｒ（第７要素）とを連結して第１連結体Ｃｍ，Ｒｒ（縦線Ｙ２）を構成し、第１プラネタリギヤ４のリングギヤＲｆ（第２要素）に入力軸２を連結し、第２プラネタリギヤ６のリングギヤＲｍ（第６要素）と第３プラネタリギヤ７のサンギヤＳｒ（第９要素）とを連結して第２連結体Ｒｍ，Ｓｒを構成し、第３プラネタリギヤ７のキャリアＣｒ（第８要素）を出力部材たる出力ギヤ３に連結している。
【００３９】
又、係合要素として、第１プラネタリギヤ４のサンギヤＳｆ（第３要素）と第２プラネタリギヤ６のサンギヤＳｍ（第４要素）とを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第１係合要素たる第１クラッチＣ１と、第１プラネタリギヤ４のサンギヤＳｆ（第３要素）と第２連結体Ｒｍ，Ｓｒとを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第２係合要素たる第２クラッチＣ２と、入力軸２と第１連結体Ｃｍ，Ｒｒとを連結する状態とこの連結を断つ状態とに切換自在な第３係合要素たる第３クラッチＣ３と、第２プラネタリギヤ６のサンギヤＳｍ（第４要素）を第１プラネタリギヤ４のキャリアＣｆを介して変速機ケース１に固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第６係合要素たる第１ブレーキＢ１と、第１連結体Ｃｍ，Ｒｒを変速機ケース１に固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第４係合要素たる第２ブレーキＢ２と、第２連結体Ｒｍ，Ｓｒを変速機ケース１に固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在な第５係合要素たる第３ブレーキＢ３とを備えている。
【００４０】
第１クラッチＣ１と第３ブレーキＢ３とを係合させると、第２プラネタリギヤ６のサンギヤＳｍが位置する縦線Ｙ１での回転速度がＮ１、第２連結体Ｒｍ，Ｓｒが位置する縦線Ｙ４での回転速度が「０」になり、出力ギヤ３に連結される第３プラネタリギヤ７のキャリアＣｒが位置する縦線Ｙ３での回転速度は「１ｓｔ」になり、１速段が確立される。
【００４１】
第３クラッチＣ３と第３ブレーキＢ３とを係合させると、第１連結体Ｃｍ，Ｒｒを構成する第３プラネタリギヤ７のリングギヤＲｒ（縦線Ｙ２）の回転速度が「１」、第２連結体Ｒｍ，Ｓｒを構成する第３プラネタリギヤ７のサンギヤＳｒ（縦線Ｙ４）の回転速度が「０」になり、第３プラネタリギヤ７のキャリアＣｒが位置する縦線Ｙ３での回転速度は「２ｎｄ」になって、２速段が確立される。
【００４２】
第１クラッチＣ１と第３クラッチＣ３とを係合させると、第２プラネタリギヤ６のサンギヤＳｍが位置する縦線Ｙ１での回転速度がＮ１、第１連結体Ｃｍ，Ｒｒを構成する第２プラネタリギヤ６のキャリアＣｍ、第３プラネタリギヤ７のリングギヤＲｒ（縦線Ｙ２）の回転速度が「１」になり、第３プラネタリギヤ７のキャリアＣｒが位置する縦線Ｙ３での回転速度は「３ｒｄ」になり、３速段が確立される。
【００４３】
第３クラッチＣ３と第１ブレーキＢ１とを係合させると、第２プラネタリギヤ６のサンギヤＳｍが位置する縦線Ｙ１での回転速度が「０」、第１連結体Ｃｍ，Ｒｒが位置する縦線Ｙ２での回転速度が「１」となり、第３プラネタリギヤ７のキャリアＣｒが位置する縦線Ｙ３での回転速度は「４ｔｈ」になり、４速段が確立される。
【００４４】
第２クラッチＣ２と第３クラッチＣ３とを係合させると、第３プラネタリギヤ７のサンギヤＳｒが位置する縦線Ｙ４での回転速度がＮ１、第３プラネタリギヤ７のリングギヤＲｒが位置する縦線Ｙ２での回転速度が「１」となり、第３プラネタリギヤ７のキャリアＣｒが位置する縦線Ｙ３での回転速度は「５ｔｈ」になり、５速段が確立される。
【００４５】
第２クラッチＣ２と第１ブレーキＢ１とを係合させると、第２プラネタリギヤ６のサンギヤＳｍが位置する縦線Ｙ１での回転速度が「０」、第２連結体Ｒｍ，Ｓｒを構成する第２プラネタリギヤ６のリングギヤＲｍ、第３プラネタリギヤ７のサンギヤＳｒが位置する縦線Ｙ４での回転速度がＮ１となり、第３プラネタリギヤ７のキャリアＣｒが位置する縦線Ｙ３での回転速度は「６ｔｈ」になり、６速段が確立される。
【００４６】
第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２とを係合させると、第２プラネタリギヤ６のサンギヤＳｍが位置する縦線Ｙ１及び第２プラネタリギヤ６のリングギヤＲｍが位置する縦線Ｙ４での回転速度がＮ１となって第２プラネタリギヤ６の各要素が相対回転不能なロック状態となる。これに伴い、第３プラネタリギヤ７もロック状態となり、第３プラネタリギヤ７のキャリアＣｒが位置する縦線Ｙ３での回転速度もＮ１である「７ｔｈ」になり、７速段が確立される。
【００４７】
第１クラッチＣ１と第２ブレーキＢ２とを係合させると、第２プラネタリギヤ６のサンギヤＳｍが位置する縦線Ｙ１での回転速度がＮ１、第１連結体Ｃｍ，Ｒｒが位置する縦線Ｙ２での回転速度が「０」となり、第３プラネタリギヤ７のキャリアＣｒが位置する縦線Ｙ３での回転速度はマイナスの「Ｒｅｖ」になって、後進段が確立される。
【００４８】
図３（ｂ）は、上述した各変速段とクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３、ブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３の係合状態との関係を纏めて表示した図であり、「○」は係合を表している。また、図３（ｂ）は、第１プラネタリギヤ４のギヤ比ｉを２．０、第２プラネタリギヤ６のギヤ比を２．７、第３プラネタリギヤ７のギヤ比を１．５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／出力ギヤ３の回転速度）も示している。これによれば、公比（各変速段間のギヤレシオの比）が適切になると共に、レシオレンジ（第１速のギヤレシオと第７速のギヤレシオの比（図３（ｂ）の１速段のギヤレシオの右隣の欄に表示））も適切となる。
【００４９】
第２実施形態の自動変速機によれば、３つのクラッチと３つのブレーキで前進７段の変速を行うことができる。又、第４係合要素たる第２ブレーキＢ２を複式プラネタリギヤ５の径方向外方に配置し、第５係合要素たる第３ブレーキＢ３を第２係合要素たる第２クラッチＣ２の径方向外方に配置することができる。従って、従来のものと比較して、クラッチの数を減少させることができると共に、ブレーキをクラッチ又はプラネタリギヤの径方向外方に配置でき、自動変速機の軸長を短くできる。
【００５０】
尚、図５に示す第３実施形態の自動変速機の如く、第１実施形態の第３プラネタリギヤ７を第２プラネタリギヤ６の径方向外側に配置し、第２プラネタリギヤ６のリングギヤＲｍと第３プラネタリギヤ７のサンギヤＳｒとを一体に形成してもよい。これによれば、更に変速機の軸長を短くすることができる。又、第２実施形態のものにおいても同様に第３プラネタリギヤ７を第２プラネタリギヤ６の径方向外側に配置して、軸長を短くすることができる。
【００５１】
又、図６に示す第４実施形態の自動変速機の如く、第１実施形態の第４係合要素たる多板クラッチ式の第２ブレーキＢ２に代えて、第１連結体Ｒｆ，Ｃｍ，Ｒｒを変速機ケース１に固定する状態とこの固定を解除する状態とに切換自在なドグクラッチＤ１を用いてもよい。これにより、多板クラッチで構成したものと比較して、前進段に於ける多板クラッチの開放に伴うフリクションロスを低減させることができ、伝達効率を向上させることができる。ドグクラッチＤ１は、第３プラネタリギヤ７のリングギヤＲｒに外周にスプライン結合された可動ドグＤ１ａと、変速機ケース１内に固定した固定ドグＤ１ｂとで構成され、可動ドグＤ１ａのドグ歯を固定ドグＤ１ｂのドグ歯に係合させることでリングギヤＲｒの回転が拘束される。第２実施形態の第４係合要素たる第２ブレーキＢ２、第３実施形態の第２ブレーキＢ２についても同様にドグクラッチに置き換えることにより、前進段に於ける多板クラッチの開放に伴うフリクションロスを低減させ、伝達効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】（ａ）は本発明の自動変速機の第１実施形態のスケルトン図、（ｂ）は各変速段と各係合要素の係合状態との関係を纏めて示す図。
【図２】第１実施形態の第１〜第３プラネタリギヤの速度線図。
【図３】（ａ）は本発明の自動変速機の第２実施形態のスケルトン図、（ｂ）は各変速段と各係合要素の係合状態との関係を纏めて示す図。
【図４】第２実施形態の第１〜第３プラネタリギヤの速度線図。
【図５】本発明の自動変速機の第３実施形態のスケルトン図。
【図６】本発明の自動変速機の第４実施形態のスケルトン図。
【符号の説明】
【００５３】
１…変速機ケース、２…入力軸、３…出力ギヤ、４…第１プラネタリギヤ、５…複式プラネタリギヤ、６…第２プラネタリギヤ、７…第３プラネタリギヤ、Ｓｆ…第１プラネタリギヤのサンギヤ（第１要素）、Ｒｆ…第１プラネタリギヤのリングギヤ（第２要素）、Ｃｆ…第１プラネタリギヤのキャリア（第３要素）、Ｓｍ…第２プラネタリギヤのサンギヤ（第４要素）、Ｒｍ…第２プラネタリギヤのリングギヤ（第６要素）、Ｃｍ…第２プラネタリギヤのキャリア（第５要素）、Ｓｒ…第３プラネタリギヤのサンギヤ（第９要素）、Ｒｒ…第３プラネタリギヤのリングギヤ（第７要素）、Ｃｒ…第３プラネタリギヤのキャリア（第８要素）、Ｃ１…第１クラッチ（第１係合要素）、Ｃ２…第２クラッチ（第２係合要素）、Ｃ３…第３クラッチ（第２実施形態の第３係合要素）、Ｂ１…第１ブレーキ（第１，３，４実施形態の第３係合要素，第２実施形態の第６係合要素）、Ｂ２…第２ブレーキ（第４係合要素）、Ｂ３…第３ブレーキ（第５係合要素）、Ｂ４…第４ブレーキ（第６係合要素）、Ｄ１…ＤＯＧクラッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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