(57)【要約】【課題】前進１２速段及び後進１速段を達成可能な新たな自動変速機を提供する。【解決手段】自動変速機１は、サンギヤＳ１〜Ｓ４、キャリヤＣＲ１〜ＣＲ４、リングギヤＲ１〜Ｒ４を備えた遊星歯車機構ＰＭ１〜ＰＭ４を備えている。また、第１サンギヤＳ１と第４キャリヤＣＲ４とを、第１リングギヤＲ１と第２キャリヤＣＲ２とを、第２サンギヤＳ２と第４リングギヤＲ４とを、第２キャリヤＣＲ２と第３リングギヤＲ３とを連結要素３１〜３４により連結している。更に、それぞれ第２リングギヤＲ２と第３キャリヤＣＲ３とを、第３連結要素３３と第３キャリヤＣＲ３とを、第３サンギヤＳ３と第４キャリヤＣＲ４とを、第３サンギヤＳ３と第４サンギヤＳ４とを係合可能なクラッチＣ１〜Ｃ４と、第２リングギヤＲ２を自動変速機ケース１７に係止可能な第１ブレーキＢ１及び第４サンギヤＳ４を自動変速機ケース１７に係止可能な第２ブレーキＢ２と、を備えている。【選択図】図１
2014194237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力部材に入力された動力を変速して出力部材に出力する自動変速機であって、
速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に第１サンギヤと第１キャリヤと第１リングギヤとを有する第１遊星歯車機構と、
速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に第２サンギヤと第２キャリヤと第２リングギヤとを有する第２遊星歯車機構と、
速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に第３サンギヤと第３キャリヤと第３リングギヤとを有する第３遊星歯車機構と、
速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に第４サンギヤと第４キャリヤと第４リングギヤとを有する第４遊星歯車機構と、
前記第１サンギヤと前記第４キャリヤとを連結する第１連結要素と、
前記第１リングギヤと前記第２キャリヤとを連結する第２連結要素と、
前記第２サンギヤと前記第４リングギヤとを連結する第３連結要素と、
前記第２キャリヤと前記第３リングギヤとを連結する第４連結要素と、
前記第２リングギヤと前記第３キャリヤとを係合すると共に、該係合を解放可能な第１クラッチと、
前記第３連結要素と前記第３キャリヤとを係合すると共に、該係合を解放可能な第２クラッチと、
前記第３サンギヤと前記第４キャリヤとを係合すると共に、該係合を解放可能な第３クラッチと、
前記第３サンギヤと前記第４サンギヤとを係合すると共に、該係合を解放可能な第４クラッチと、
前記第２リングギヤを自動変速機ケースに固定可能に係合すると共に該係合を解放する第１ブレーキと、
前記第４サンギヤを前記自動変速機ケースに固定可能に係合すると共に該係合を解放する第２ブレーキと、を備え、
前記入力部材を前記第１連結要素に連結し、
前記出力部材を前記第１キャリヤに連結した、
ことを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
前進１速段は、前記第１クラッチと、前記第２クラッチと、前記第１ブレーキとを係合すると共に、前記第３クラッチと、前記第４クラッチと、前記第２ブレーキとを解放することにより形成し、
前進２速段は、前記第２クラッチと、前記第３クラッチと、前記第１ブレーキとを係合すると共に、前記第１クラッチと、前記第４クラッチと、前記第２ブレーキとを解放することにより形成し、
前進３速段は、前記第２クラッチと、前記第４クラッチと、前記第１ブレーキとを係合すると共に、前記第１クラッチと、前記第３クラッチと、前記第２ブレーキとを解放することにより形成し、
前進４速段は、前記第３クラッチと、前記第４クラッチと、前記第１ブレーキとを係合すると共に、前記第１クラッチと、前記第２クラッチと、前記第２ブレーキとを解放することにより形成し、
前進５速段は、前記第４クラッチと、前記第１ブレーキと、前記第２ブレーキとを係合すると共に、前記第１クラッチと、前記第２クラッチと、前記第３クラッチとを解放することにより形成し、
前進６速段は、前記第１クラッチと、前記第４クラッチと、前記第１ブレーキとを係合すると共に、前記第２クラッチと、前記第３クラッチと、前記第２ブレーキとを解放することにより形成し、
前進７速段は、前記第１クラッチと、前記第４クラッチと、前記第２ブレーキとを係合すると共に、前記第２クラッチと、前記第３クラッチと、前記第１ブレーキとを解放することにより形成し、
前進８速段は、前記第１クラッチと、前記第３クラッチと、前記第４クラッチとを係合すると共に、前記第２クラッチと、前記第４クラッチと、前記第１ブレーキとを解放することにより形成し、
前進９速段は、前記第１クラッチと、前記第３クラッチと、前記第２ブレーキとを係合すると共に、前記第２クラッチと、前記第４クラッチと、前記第１ブレーキとを解放することにより形成し、
前進１０速段は、前記第１クラッチと、前記第２クラッチと、前記第２ブレーキとを係合すると共に、前記第３クラッチと、前記第４クラッチと、前記第１ブレーキとを解放することにより形成し、
前進１１速段は、前記第２クラッチと、前記第３クラッチと、前記第２ブレーキとを係合すると共に、前記第１クラッチと、前記第４クラッチと、前記第１ブレーキとを解放することにより形成し、
前進１２速段は、前記第２クラッチと、前記第４クラッチと、前記第２ブレーキとを係合すると共に、前記第１クラッチと、前記第３クラッチと、前記第１ブレーキとを解放することにより形成し、
後進段は、前記第１クラッチと、前記第３クラッチと、前記第１ブレーキとを係合すると共に、前記第２クラッチと、前記第４クラッチと、前記第２ブレーキとを解放することにより形成した、
ことを特徴とする請求項１記載の自動変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力部材に入力された動力を変速して出力部材に出力する自動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車輌の燃費や加速性能向上を図るために、車輌に搭載される有段式自動変速機の多段化が進められている。従来、このような有段式の自動変速機にあって、４つの遊星歯車機構と、３つのクラッチ及びブレーキからなる６つの係合要素とによって前進１２速段と後進段とを形成したものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０/０１４４４８６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一般に、このような自動変速機は、変速段数が多くなるほど、レシオ・スプレッド（変速比幅、以下、単にスプレッドという）を広くすることができ、最適なギヤ段への変速が可能になる。
【０００５】
また、遊星歯車機構としては、シングルピニオン式の遊星歯車機構と、ダブルピニオン式の遊星歯車機構とがあるが、シングルピニオン式の遊星歯車機構は、ピニオンギヤが径方向に２列配設されるダブルピニオン式の遊星歯車機構に比べて、ピニオンギヤ同士の噛合箇所がないため、構造がシンプルでありかつ、噛み合い損失が小さい。従って、自動変速機を構成する際には、出来るだけ多くのシングルピニオン式の遊星歯車機構を使用していることが望まれる。
【０００６】
更に、上記係合要素は解放されていたとしても引き摺り損失が発生する。そのため、各変速段において出来るだけ解放される係合要素の数が少ないと共に、使用頻度の高い変速段において引き摺り損失の大きな係合要素が係合されていることが望ましい。
【０００７】
上述した特許文献１は、４つの遊星歯車機構と６つの係合要素とによって、前進１２速段の自動変速機を構成しているが、これら４つの遊星歯車機構と６つの係合要素とによって構成可能な自動変速機のパターンは無数に存在し、その中から上述したような自動変速機として望ましい機能を出来るだけ多く持った自動変速機を案出することは、非常に困難である。
【０００８】
そこで本発明は、４つの遊星歯車機構と６つの係合要素とを用いて、前進１２速段及び後進１速段を達成可能な新たな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】
本発明は、入力部材（１２）に入力された動力を変速して出力部材（１３）に出力する自動変速機（１）であって、
速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に第１サンギヤ（Ｓ１）と第１キャリヤ（ＣＲ１）と第１リングギヤ（Ｒ１）とを有する第１遊星歯車機構（ＰＭ１）と、
速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に第２サンギヤ（Ｓ２）と第２キャリヤ（ＣＲ２）と第２リングギヤ（Ｒ２）とを有する第２遊星歯車機構（ＰＭ２）と、
速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に第３サンギヤ（Ｓ３）と第３キャリヤ（ＣＲ３）と第３リングギヤ（Ｒ３）とを有する第３遊星歯車機構（ＰＭ３）と、
速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に第４サンギヤ（Ｓ４）と第４キャリヤ（ＣＲ４）と第４リングギヤ（Ｒ４）とを有する第４遊星歯車機構（ＰＭ４）と、
前記第１サンギヤ（Ｓ１）と前記第４キャリヤ（ＣＲ４）とを連結する第１連結要素（３１）と、
前記第１リングギヤ（Ｒ１）と前記第２キャリヤ（ＣＲ２）とを連結する第２連結要素（３２）と、
前記第２サンギヤ（Ｓ２）と前記第４リングギヤ（Ｒ４）とを連結する第３連結要素（３３）と、
前記第２キャリヤ（ＣＲ２）と前記第３リングギヤ（Ｒ３）とを連結する第４連結要素（３４）と、
前記第２リングギヤ（Ｒ２）と前記第３キャリヤ（ＣＲ３）とを係合すると共に、該係合を解放可能な第１クラッチ（Ｃ１）と、
前記第３連結要素（３３）と前記第３キャリヤ（ＣＲ３）とを係合すると共に、該係合を解放可能な第２クラッチ（Ｃ２）と、
前記第３サンギヤ（Ｓ３）と前記第４キャリヤ（ＣＲ４）とを係合すると共に、該係合を解放可能な第３クラッチ（Ｃ３）と、
前記第３サンギヤ（Ｓ３）と前記第４サンギヤ（Ｓ４）とを係合すると共に、該係合を解放可能な第４クラッチ（Ｃ４）と、
前記第２リングギヤ（Ｒ２）を自動変速機ケース（１７）に固定可能に係合すると共に該係合を解放する第１ブレーキ（Ｂ１）と、
前記第４サンギヤ（Ｓ４）を前記自動変速機ケース（１７）に固定可能に係合すると共に該係合を解放する第２ブレーキ（Ｂ２）と、を備え、
前記入力部材（１２）を前記第１連結要素（３１）に連結し、
前記出力部材（１３）を前記第１キャリヤ（ＣＲ１）に連結した、
ことを特徴とする。
【００１０】
このように自動変速機を構成することによって、４つの遊星歯車機構と、４つのクラッチと、２つのブレーキとを用いて、前進１２速段及び後進１速段を達成することが可能になる。これにより、最低変速段から最高変速段までのギヤのスプレッドが広くなり、車輌の加速性能及び燃費性能を向上させることができる。
【００１１】
また、上記６つの係合要素の内、３要素を係合、残りの３要素を解放して、各変速段を形成することになるため、変速段を構成した際に解放される係合要素が比較的少なく、これら解放された係合要素による引き摺り損失を低減して自動変速機の伝達効率を向上することができる。
【００１２】
更に、上記自動変速機は、例えば、４つの遊星歯車機構をシングルピニオン式の遊星歯車機構とすることが可能な構成となり、このシングルピニオン式の遊星歯車機構を採用することによって、ギヤの噛み合い損失を低減して自動変速機の伝達効率を向上させることができ、かつ、部品点数を少なくして自動変速機の組み立て工数及びコストを低減することができる。
【００１３】
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施の形態に係る自動変速機を示すスケルトン図。
【図２】第１の実施の形態に係る自動変速機の係合表。
【図３】第１の実施の形態に係る自動変速機の速度線図。
【図４】第２の実施の形態に係る自動変速機を示すスケルトン図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係る第１の実施の形態を図１乃至図３に沿って説明する。まず、本発明を適用し得る自動変速機１１の概略構成について図１に沿って説明する。図１に示すように、例えばＦＲタイプ（フロントエンジン・リアドライブ）の車輌１００に用いて好適な自動変速機１１は、内燃エンジン（駆動源）２に接続し得る自動変速機１１の入力軸１１を有しており、該入力軸１１の軸方向を中心としてトルクコンバータなどの発進装置４と、変速機構５１とを備えている。
【００１６】
変速機構５１は、４つのシングルピニオン式の遊星歯車機構ＰＭ１〜ＰＭ４と、４つのクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４と、２つのブレーキＢ１，Ｂ２と、を備えており、内燃エンジン２からの動力が上記発進装置４に駆動連結される入力軸（入力部材）１２を介して入力されると共に、この入力された動力を変速して出力軸１３から出力する有段式変速機構となっている。出力軸（出力部材）１３から出力された動力は、ディファレンシャル装置などを備えた最終減速装置１５へと伝達され、この最終減速装置１５により減速されて車輌１００の駆動輪へと出力される。
【００１７】
図１に示すように、上述した遊星歯車機構ＰＭ１〜ＰＭ４は、車輌の前方側となる図中左側から車輌の後方側となる図中右側に向かって、上記入力軸１２上において、第４遊星歯車機構ＰＭ４、第３遊星歯車機構ＰＭ３、第２遊星歯車機構ＰＭ２、第１遊星歯車機構ＰＭ１の順に並んで配置されている。第１遊星歯車機構ＰＭ１は、第１サンギヤＳ１、第１キャリヤＣＲ１及び第１リングギヤＲ１を備えており、該第１キャリヤＣＲ１が、第１サンギヤＳ１及び第１リングギヤＲ１に噛合する１つのピニオンギヤＰ１を周方向に複数配設して、回転自在に支持するように有しているシングルピニオン式の遊星歯車機構である。
【００１８】
上記第１遊星歯車機構ＰＭ１は、シングルピニオン式であるため、３つの回転要素である第１サンギヤＳ１、第１リングギヤＲ１、第１キャリヤＣＲ１は、速度線図（図３参照）におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に示すと、第１サンギヤＳ１、第１キャリヤＣＲ１、第１リングギヤＲ１となる。第１遊星歯車機構ＰＭ１のギヤ比λ１（第１サンギヤＳ１の歯数／第１リングギヤＲ１の歯数）は、例えば、０．２５に設定されている。
【００１９】
第２遊星歯車機構ＰＭ２も、第１遊星歯車機構ＰＭ１と同様に、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されており、３つの回転要素として、第２サンギヤＳ２と、第２リングギヤＲ２と、複数のピニオンギヤＰ２を連結して自転かつ公転自在に保持する第２キャリヤＣＲ２とを備えている。この第２遊星歯車機構ＰＭ２の３つの回転要素である第２サンギヤＳ２、第２リングギヤＲ２、第２キャリヤＣＲ２は、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に示すと、第２サンギヤＳ２、第２キャリヤＣＲ２、第２リングギヤＲ２となる。第２遊星歯車機構ＰＭ２のギヤ比λ２（第２サンギヤＳ２の歯数／第２リングギヤＲ２の歯数）は、例えば、０．５５に設定されている。
【００２０】
第３遊星歯車機構ＰＭ３も、第１及び第２遊星歯車機構ＰＭ１，ＰＭ２と同様に、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されており、３つの回転要素として、第３サンギヤＳ３と、第３リングギヤＲ３と、複数のピニオンギヤＰ３を連結して自転かつ公転自在に保持する第３キャリヤＣＲ３とを備えている。この第３遊星歯車機構ＰＭ３の３つの回転要素である第３サンギヤＳ３、第３リングギヤＲ３、第３キャリヤＣＲ３は、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に示すと、第３サンギヤＳ３、第３キャリヤＣＲ３、第３リングギヤＲ３となる。第３遊星歯車機構ＰＭ３のギヤ比λ３（第３サンギヤＳ３の歯数／第３リングギヤＲ３の歯数）は、例えば、０．４５に設定されている。
【００２１】
第４遊星歯車機構ＰＭ４も、第１乃至第３遊星歯車機構ＰＭ１〜ＰＭ３と同様に、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されており、３つの回転要素として、第４サンギヤＳ４と、第４リングギヤＲ４と、複数のピニオンギヤＰ４を連結して自転かつ公転自在に保持する第４キャリヤＣＲ４とを備えている。この第４遊星歯車機構ＰＭ４の３つの回転要素である第４サンギヤＳ４、第４リングギヤＲ４、第４キャリヤＣＲ４は、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に示すと、第４サンギヤＳ４、第４キャリヤＣＲ４、第４リングギヤＲ４となる。第４遊星歯車機構ＰＭ４のギヤ比λ４（第４サンギヤＳ４の歯数／第４リングギヤＲ４の歯数）は、例えば、０．３０に設定されている。
【００２２】
また、上記第１サンギヤＳ１と第４キャリヤＣＲ４とは第１連結要素３１によって連結されており、この第１連結要素３１は入力軸１２と連結されており、内燃エンジン２からの回転が入力されるようになっている。また、第１リングギヤＲ１と第２キャリヤＣＲ２とは第２連結要素３２によって連結され、第２サンギヤギヤＳ２と第４キャリヤＣＲ４とは第３連結要素３３によって連結されている。更に、第１キャリヤＣＲ１は出力軸１３と連結されている。
【００２３】
加えて、第１クラッチＣ１は、上述した第２キャリヤＣＲ２と第３キャリヤＣＲ３とを係合すると共に、該係合を解放可能に構成されている。即ち、第１クラッチＣ１を係合することによって、第２キャリヤＣＲ２と第３キャリヤＣＲ３が連結され、第１クラッチＣ１を解放することにより、この連結が解除される。
【００２４】
第２クラッチＣ２は、第３連結要素（即ち、第２サンギヤＳ２及び第４リングギヤＲ４）３３と第３キャリヤＣＲ３とを係合すると共に、該係合を解放可能に構成されている。即ち、第２クラッチＣ２を係合することによって、第３連結要素３３と第３キャリヤＣＲ３が連結され、第２クラッチＣ２を解放することにより、この連結が解除される。
【００２５】
第３クラッチＣ３は、第３サンギヤＳ３と第４キャリヤＣＲ４とを係合すると共に、該係合を解放可能に構成されている。即ち、第３クラッチＣ３を係合することによって、第３サンギヤＳ３と第４キャリヤＣＲ４が連結され、第３クラッチＣ３を解放することにより、この連結が解除される。
【００２６】
第４クラッチＣ４は、第３サンギヤＳ３と第４サンギヤＳ４とを係合すると共に、該係合を解放可能に構成されている。即ち、第４クラッチＣ４を係合することによって、第３サンギヤＳ３と第４サンギヤＳ４が連結され、第４クラッチＣ４を解放することにより、この連結が解除される。
【００２７】
第１ブレーキＢ１は、第２リングギヤＲ２を自動変速機ケース１７に固定可能に係合すると共に該係合を解放可能に構成されている。即ち、第１ブレーキＢ１が係合されることによって、第２リングギヤＲ２は自動変速機ケース１７に固定され、第１ブレーキＢ１を解放することによって第２リングギヤＲ２は回転可能となる。
【００２８】
第２ブレーキＢ２は、第４サンギヤＳ４を自動変速機ケース１７に固定可能に係合すると共に該係合を解放可能に構成されている。即ち、第２ブレーキＢ２が係合されることによって、第４サンギヤＳ４は自動変速機ケース１７に固定され、第２ブレーキＢ２を解放することによって第４サンギヤＳ４は回転可能となる。
【００２９】
このように構成された変速機構５１は、４つのクラッチＣ１〜Ｃ４及び２つのブレーキＢ１，Ｂ２の係合と解放の組み合わせにより前進１速段〜１２速段と後進段とに切換えることができる。以下、この変速機構５１の作用について、図１乃至図３に沿って説明をする。
【００３０】
なお、図３に示す速度線図において、縦軸はそれぞれの回転要素（各ギヤ）の回転数を示し、横軸はそれら回転要素のギヤ比に対応して示している。この図３においては、左から順に第１遊星歯車機構ＰＭ１の速度線図、第２遊星歯車機構ＰＭ２の速度線図、第３遊星歯車機構ＰＭ３の速度線図、第４遊星歯車機構ＰＭ４の速度線図が示されており、いずれの遊星歯車機構の速度線図も左からサンギヤ、キャリヤ、リングギヤの順で並んでいる。
【００３１】
例えばＤ（ドライブ）レンジであって、前進１速段（１ｓｔ）では、図２に示すように、第１及び第２クラッチＣ１，Ｃ２、第１ブレーキＢ１が係合され、第３及び第４クラッチＣ３，Ｃ４、第２ブレーキＢ２が解放される。すると、図１及び図３に示すように、第１ブレーキＢ１により第２リングギヤＲ２が固定されると共に、第１及び第２クラッチＣ１，Ｃ２が係合されているため、第３連結要素（即ち、第２サンギヤＳ２及び第４リングギヤＲ４）３３が固定される。また、第２リングギヤＲ２及び第２サンギヤＳ２が固定されるため、第２キャリヤＣＲ２も固定され、この第２キャリヤＣＲ２と第２連結要素３２を介して連結される第１リングギヤＲ１も固定される。このため、第１連結要素３１を介して入力軸１２から入力される第１サンギヤＳ１の入力回転は、減速されて第１キャリヤＣＲ１から出力され、これにより、前進１速段としてギヤ比が５．０００となるように出力軸１３が回転する。
【００３２】
前進２速段（２ｎｄ）では、第２及び第３クラッチＣ２，Ｃ３、第１ブレーキＢ１が係合され、第１及び第４クラッチＣ１，Ｃ４、第２ブレーキＢ２が解放される。すると、第４キャリヤＣＲ４に入力軸１２からの入力回転が入力されると共に、第３クラッチＣ３が係合しているため、第３サンギヤＳ３にもこの入力回転が入力される。第３遊星歯車機構ＰＭ３は、第２クラッチＣ２により第３キャリヤＣＲ３が第２サンギヤＳ２がと連結していると共に、第４連結要素により第３リングギヤＲ３が第２キャリヤＣＲ２と連結している。また、第２遊星歯車機構ＰＭ２は、第１ブレーキＢ１により第２リングギヤＲ２が固定されているため、第２キャリヤＣＲ２は第２サンギヤＳ２に対して減速して回転する。このため、第３サンギヤＳ３の入力回転は、第３リングギヤＲ３から減速されて出力され、この第３リングギヤＲ３は、連結された第２キャリヤＣＲ２と共に回転する。また、第２キャリヤＣＲ２が第２連結要素３２を介して第１リングギヤＲ１と連結されているため、この第１リングギヤＲ１にも第３リングギヤＲ３の減速回転が入力される。第１サンギヤＳ１には入力軸１２からの入力回転が入力されているため、第１キャリヤＣＲ１はこの入力回転を減速した前進１変速段の際よりは高い回転数で回転し、これにより、前進２速段としてギヤ比が３．１５８となるように出力軸１３が回転する。
【００３３】
前進３速段（３ｒｄ）では、第２及び第４クラッチＣ２，Ｃ４、第１ブレーキＢ１が係合され、第１及び第３クラッチＣ１，Ｃ３、第２ブレーキＢ２が解放される。すると、前進２速段の場合と同様に、第３リングギヤＲ３は、第３サンギヤＳ３に対して減速して回転し、この第３リングギヤＲ３の回転が第１リングギヤＲ１へと入力される。一方、上記第３サンギヤＳ３には、第４クラッチＣ４が係合しているため、第４サンギヤＳ４の回転が入力され、この第４サンギヤＳ４には、入力軸１２と共に入力回転する第４キャリヤＣＲ４の回転が増速されて出力される。従って、第１リングギヤＲ１は、前進２速段の際よりも僅かに高い回転数で回転する減速回転となり、第１キャリヤＣＲ１は、第１サンギヤＳ１の入力回転を減速した前進２速段の際よりも僅かに高い回転数で回転する。これにより、前進３速段としてギヤ比が２．４２０となるように出力軸１３が回転する。
【００３４】
前進４速段（４ｔｈ）では、第３及び第４クラッチＣ３，Ｃ４、第１ブレーキＢ１が係合され、第１及び第２クラッチＣ１，Ｃ２、第２ブレーキＢ２が解放される。すると、第３及び第４クラッチＣ３，Ｃ４が係合されるため、第４キャリヤＣＲ４と第４サンギヤＳ４が連結されて、第４遊星歯車機構ＰＭ４が各回転要素の回転数が同じとなる直結状態となる。すると、第４リングギヤＲ４から第３連結要素３３を介して第２サンギヤＳ２に入力軸１２からの入力回転がそのまま入力される。第１ブレーキＢ１により第２リングギヤＲ２は固定されているため、この第２サンギヤＳ２の入力回転は、減速されて第２キャリＣＲ２から第１リングギヤＲ１に出力される。このため、第１キャリヤＣＲ１は、第１サンギヤＳ１の入力回転を減速した前進３速段の際よりも僅かに高い回転数で回転し、これにより、前進４速段としてギヤ比が２．０６７となるように出力軸１３が回転する。
【００３５】
前進５速段（５ｔｈ）では、第４クラッチＣ４、第１及び第２ブレーキＢ１，Ｂ２が係合され、第１乃至第３クラッチＣ１〜Ｃ３が解放される。すると、第２ブレーキＢ２により第４サンギヤＳ４が固定されるため、第４キャリヤＣＲ４の入力軸１２からの入力回転は、増速されて第４リングギヤＲ４から第２サンギヤＳ２に出力される。第１ブレーキＢ１により第２リングギヤＲ２は固定されているため、第２サンギヤＳ２の増速回転は、第２キャリヤＣＲ２から減速されて第１リングギヤＲ１に出力される。このため、第１キャリヤＣＲ１は、第１サンギヤＳ１の入力回転を減速した前進４速段の際よりも僅かに高い回転数で回転し、これにより、前進５速段としてギヤ比が１．７５７となるように出力軸１３が回転する。
【００３６】
前進６速段（６ｔｈ）では、第１及び第４クラッチＣ１，Ｃ４、第１ブレーキＢ１が係合され、第２及び第３クラッチＣ２，Ｃ３、第２ブレーキＢ２が解放される。すると、ブレーキＢ１により第２リングギヤＲ２が固定されると共に、第１クラッチＣ１が係合されているため、第３キャリヤＣＲ３も固定される。また、第４クラッチＣ４が係合しているため、第４サンギヤＳ４は、第３サンギヤＳ３と連結しており、第４キャリヤＣＲ４に入力軸１２から入力回転が入力されると、第４サンギヤＳ４は逆転増速される。第４サンギヤＳ４と共に第３サンギヤＳ３が逆転増速回転すると、第３リングギヤＲ３は、減速された正転回転となり、この減速回転が第２キャリヤＣＲ２を介して第１リングギヤＲ１に出力される。すると、第１キャリヤＣＲ１は、第１サンギヤＳ１の入力回転を減速した前進５速段の際よりも僅かに高い回転数で回転し、これにより、前進６速段としてギヤ比が１．４６３となるように出力軸１３が回転する。
【００３７】
前進７速段（７ｔｈ）では、第１及び第４クラッチＣ１，Ｃ４、第２ブレーキＢ２が係合され、第２及び第３クラッチＣ２，Ｃ３、第１ブレーキＢ１が解放される。すると、前進５速段の場合と同様に第２ブレーキＢ２によって第４サンギヤＳ４及び第３サンギヤＳ３が固定される。このため、第４キャリヤＣＲ４の入力軸１２からの入力回転は、増速されて第４リングギヤＲ４を介して第２サンギヤＳ２に入力される。また、第１クラッチＣ１が係合しているため、第３キャリヤＣＲ３と第２リングギヤＲ２が連結され、第３リングギヤと第２キャリヤＣＲ２が連結されかつ、第３サンギヤＳ３が固定されているため、第２キャリヤＣＲ２に対して第２リングギヤＲ２が減速回転するようになる。これにより、第２サンギヤＳ２の増速回転は、第２キャリヤＣＲ２から減速されて第１リングギヤＲ１に出力される。すると、第１キャリヤＣＲ１は、第１サンギヤＳ１の入力回転を減速した前進６速段の際よりも僅かに高い回転数で回転し、これにより、前進７速段としてギヤ比が１．１５６となるように出力軸１３が回転する。
【００３８】
前進８速段（８ｔｈ）では、第１，第３及び第４クラッチＣ１，Ｃ３，Ｃ４が係合され、第２クラッチＣ２、第１及び第２ブレーキＢ１，Ｂ２が解放される。すると、第１乃至第４遊星歯車機構の全ての回転要素が入力軸１２からの入力回転と同回転となる。これにより、前進８速段としてギヤ比が１．０００となるように出力軸１３が回転する。
【００３９】
前進９速段（９ｔｈ）では、第１及び第３クラッチＣ１，Ｃ３、第２ブレーキＢ２が係合され、第２及び第４クラッチＣ２，Ｃ４、第１ブレーキＢ１が解放される。すると、第２ブレーキＢ２により第４サンギヤＳ４が固定されるため、第４キャリヤＣＲ４の入力軸１２からの入力回転は、増速されて第４リングギヤＲ４から第２サンギヤＳ２に出力される。また、第３クラッチＣ３が係合しているため、第３サンギヤＳ３には、上記入力回転がそのまま出力される。更に、第１クラッチＣ１が係合しているため、第３キャリヤＣＲ３と第２リングギヤＲ２が連結され、第４連結要素Ｒ４によって第３リングギヤＲ３と第２キャリヤＣＲ２とが連結されている。このため、サンギヤの回転が第２遊星歯車機構ＰＭ２よりも遅い第３遊星歯車機構ＰＭ３は、第３サンギヤＳ３の回転を増速させて第３リングギヤＲ３から出力し、第２遊星歯車機構ＰＭ２は、上記第３リングギヤＲ３の回転と同回転となるように第２サンギヤＳ２の回転を減速して第２キャリヤＣＲ２から出力する。結果として第１リングギヤＲ１には、入力軸１２からの入力回転よりも回転数の高い増速回転が入力される。これにより、第１キャリヤＣＲ１は、第１サンギヤＳ１の入力回転を増速して回転し、前進９速段としてギヤ比が０．８６７となるように出力軸１３が回転する。
【００４０】
前進１０速段（１０ｔｈ）では、第１及び第２クラッチＣ１，Ｃ２、第２ブレーキＢ２が係合され、第３及び第４クラッチＣ３，Ｃ４、第１ブレーキＢ１が解放される。すると、前進９速段の際と同様に第２ブレーキＢ２により第４サンギヤＳ４が固定されているため、第４キャリヤＣＲ４の入力軸１２からの入力回転は、増速されて第４リングギヤＲ４から第２サンギヤＳ２に入力される。また、第１及び第２クラッチＣ１，Ｃ２が係合されているため、この第２サンギヤＳ２と同じ回転が、第２リングギヤＲ２にも入力されて第２遊星歯車機構ＰＭ２が直結状態となる。従って、第４リングギヤＲ４の増速回転がそのまま第１リングギヤＲ１に入力される。これにより、第１キャリヤＣＲ１は、第１サンギヤＳ１の入力回転を増速した前進９速段の際よりも高い回転数で回転し、前進１０速段としてギヤ比が０．８０６となるように出力軸１３が回転する。
【００４１】
前進１１速段（１１ｔｈ）では、第２及び第３クラッチＣ２，Ｃ３、第２ブレーキＢ２が係合され、第１及び第４クラッチＣ１，Ｃ４、第１ブレーキＢ１が解放される。すると、第４キャリヤＣＲ４の入力軸１２からの入力回転は、第３クラッチＣ３が係合しているため、そのまま第３サンギヤＳ３に入力されると共に、第２ブレーキＢ２により第４サンギヤＳ４が固定されているため、増速されて第４リングギヤＲ４から出力される。また、この時、第２クラッチＣ２が係合されているため、上記第４リングギヤＲ４の増速回転は、第３キャリヤＣＲ３に入力される。これにより、第３リングギヤＲ３の回転は前進１０速段の際よりも高い回転となり、第２キャリヤＣＲ２を介して第１リングギヤＲ１に入力される。これにより、第１キャリヤＣＲ１は、第１サンギヤＳ１の入力回転を増速した前進１０速段の際よりも高い回転数で回転し、前進１１速段としてギヤ比が０．７４２となるように出力軸１３が回転する。
【００４２】
前進１２速段（１２ｔｈ）では、第２及び第４クラッチＣ２，Ｃ４、第２ブレーキＢ２が係合され、第１及び第３クラッチＣ１，Ｃ３、第１ブレーキＢ１が解放される。すると、第２ブレーキＢ２により第４サンギヤＳ４が固定されると共に、第４クラッチＣ４が係合されているため、第３サンギヤＳ３も固定される。また、第２クラッチＣ２が係合されているため、第３キャリヤＣＲ３と第４リングギヤＲ４とが連結される。このため、第４キャリヤＣＲ４の入力軸１２からの入力回転は、増速されて第４リングギヤＲ４から第３キャリヤＣＲ３に出力され、この第３キャリヤＣＲ３を介して更に増速されて第３リングギヤＲ３から出力される。第３リングギヤＲ３の増速回転は、第２キャリヤＣＲ２を介して第１リングギヤＲ１に入力され、これにより、第１キャリヤＣＲ１は、第１サンギヤＳ１の入力回転を増速した前進１１速段の際よりも高い回転数で回転し、前進１２速段としてギヤ比が０．５８５となるように出力軸１３が回転する。
【００４３】
後進段（Ｒｅｖ）では、第１及び第３クラッチＣ１，Ｃ３、第１ブレーキＢ１が係合され、第２及び第４クラッチＣ２，Ｃ４、第２ブレーキＢ２が解放される。すると、第３クラッチＣ３が係合しているため、第３サンギヤＳ３に入力軸１２からの入力回転が直接入力される。また、第１ブレーキＢ１及び第１クラッチＣ１により、第３キャリヤＣＲ３が固定されるため、この第３サンギヤＳ３の回転は、逆転減速されて第３リングギヤＲ３から第１リングギヤＲ１に出力される。これにより、第１キャリヤＣＲ１は、第１サンギヤＳ１の入力回転を逆転減速して回転し、後進段としてギヤ比が−６．２５０となるように出力軸１３が回転する。
【００４４】
このように自動変速機１１を構成することによって、４つの遊星歯車機構ＰＭ１〜ＰＭ４と、４つのクラッチＣ１〜Ｃ４と、２つのブレーキＢ1，Ｂ２とを用いて、前進１２速段及び後進１速段を達成することができる。これにより、最低変速段から最高変速段までのギヤのスプレッドが本実施の形態においては、８．５４７と広くなり、車輌の加速性能及び燃費性能を向上させることができる。また、前進時の各変速段の間のステップ比も、ばらつきが少なく比較的に良好であり、最適な変速段に円滑に変速することができる。
【００４５】
更に、上記６つの係合要素の内、３要素を係合、残りの３要素を解放して、各変速段を形成することになるため、変速段を構成した際に解放される係合要素が比較的少なく、これら解放された係合要素による引き摺り損失を低減して自動変速機の伝達効率を向上することができる。特に第１及び第３クラッチＣ１，Ｃ３は、トルク容量（トルク分担率）が他の係合要素Ｃ２，Ｃ４，Ｂ２に比して大きくて摩擦板の数も多いため、引き摺り損失も大きいが、例えば、高速道路走行時などの長距離走行時に使用頻度の高い直結変速段（本実施の形態では前進８速段）以上の変速段（本実施の形態では第１クラッチＣ１は前進８〜１０速段、第３クラッチＣ３は前進８，９，１１速段）にて係合するようになっているため、より、自動変速機の伝達効率を向上させることができる。更にこれに加えて、第４クラッチＣ４もしくは第２ブレーキＢ２のトルク容量を小さく構成することができるため、これらの摩擦係合要素の摩擦板の枚数を減らして、自動変速機の全長及びコストを低減することができる。
【００４６】
また、上記自動変速機は、４つの遊星歯車機構ＰＭ１〜ＰＭ４全てをシングルピニオン式の遊星歯車機構により構成しており、ギヤの噛み合い損失を低減して自動変速機の伝達効率を向上させることができかつ、部品点数を少なくして自動変速機の組み立て工数及びコスト低減することができる。また、ピニオンギヤの回転数も比較的に低く構成することができると共に、全ての前進段においてギヤ効率を９７％以上に構成することができる。
【００４７】
＜第２の実施の形態＞
ついで、本発明の第２の実施の形態に係る自動変速機について図４に基づいて説明をする。なお、本実施の形態に係る自動変速機１２は、上述した第１の実施の形態の自動変速機１１と、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）タイプに搭載されるように構成されている点で異なっている。従って、以下の説明では、第１の実施の形態と異なっている部分についてのみ説明をし、対応する部品については第１の実施の形態と同じ参照符号を用いることとする。
【００４８】
具体的には、図４に示すように、自動変速機１２の変速機構５２は、４つの遊星歯車機構ＰＭ１〜ＰＭ４を車輌の前後方向に相当する図中左側から右側に向けて、第１遊星歯車機構ＰＭ１、第４遊星歯車機構ＰＭ４、第２遊星歯車機構ＰＭ２、第３遊星歯車機構ＰＭ３の順に配設しており、そして、変速機構５２の駆動源側端部から出力軸１３が車輌の左右方向に相当する図中上下方向に延設するように構成されている。
【００４９】
このため、変速機構５２の駆動源側端部にカウンタギヤ４１が配置され、入力軸１２からの動力は上記変速機構５２によって変速され、出力軸１３と連結しているこのカウンタギヤ４１によって、カウンタ軸４２へと出力される。そして、カウンタ軸４２に出力された動力は、ディファレンシャル装置４３を介して駆動車輪へと伝達される。
【００５０】
なお、上記変速機構の遊星歯車機構及び係合要素の連結関係は、第１の実施の形態の変速機構５１と同様であると共に、その作用も同じであるため説明を省略する。このように、出力部材が、変速機構５２の駆動源側端部に配置された出力軸１３及びカウンタギヤ４１からなるので、車輌進行方向に対してエンジンの出力軸（クランク軸）が横向きに搭載される車輌に、本自動変速機を好適に用いることができる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、ＦＦタイプの車輌に本発明に係る自動変速機を用いた場合を説明したが、勿論、ＲＲ（リヤエンジン・リヤドライブ）タイプやＭＲ（ミッドエンジン・リヤドライブ）タイプの車輌等、エンジンの出力軸が横向きとなる車輌であれば、本自動変速機を適用することができる。
【００５２】
また、上記第１及び第２の実施の形態において、全てのクラッチＣ１〜Ｃ４を油圧式の多板クラッチとして説明をしたが、例えば、第１クラッチＣ１などのトルク容量の大きなクラッチは、ドッグクラッチなどにより構成しても良い。更に、駆動源として内燃エンジンを用いたが、電気モータなどを用いてもよく、また、これら内燃エンジンと電気モータとを組み合わせて駆動源としても良い。また、上記第１及び第２の実施の形態に係る自動変速機は、少なくとも前進１２速段及び後進１速段を形成可能であるが、全ての変速段を必ずしも使用する必要はない。
【符号の説明】
【００５３】
１１，１２：自動変速機、１２：入力部材（入力軸）、１３：出力部材（出力軸）、１７：自動変速機ケース、３１：第１連結要素、３２：第２連結要素、３３：第３連結要素、３４：第４連結要素、ＰＭ１：第１遊星歯車機構、Ｓ１：第１サンギヤ、ＣＲ１：第１キャリヤ、Ｒ１：第１リングギヤ、ＰＭ２：第２遊星歯車機構、Ｓ２：第２サンギヤ、ＣＲ２：第２キャリヤ、Ｒ２：第２リングギヤ、ＰＭ３：第３遊星歯車機構、Ｓ３：第３サンギヤ、ＣＲ３：第３キャリヤ、Ｒ３：第３リングギヤ、ＰＭ４：第４遊星歯車機構、Ｓ４：第４サンギヤ、ＣＲ４：第４キャリヤ、Ｒ４：第４リングギヤ、Ｃ１：第１クラッチ、Ｃ２：第２クラッチ、Ｃ３：第３クラッチ、Ｃ４：第４クラッチ、Ｂ１：第１ブレーキ、Ｂ２：第２ブレーキ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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