(57)【要約】【課題】複数組の遊星歯車機構を備えた自動変速機において、変速段の多段化を図りながら、外形寸法のコンパクト化及び軽量化を図る。【解決手段】３組の遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３と、３個のクラッチＣＬ１〜ＣＬ３と、３個のブレーキＢＬ１〜ＢＬ３とを備え、各クラッチＣＬ１〜ＣＬ３と各ブレーキＢＬ１〜ＢＬ３の係合切替によって、３組の遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３が備える各要素を適宜に連結又は固定することで、前進７速段及び後進１速段の変速段を形成可能な自動変速機１である。第１クラッチＣＬ１と第１ブレーキＢＬ１とを入力軸１０の軸方向における同位置で径方向に重なるように配置し、第１乃至第３遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３を軸方向における第２クラッチＣＬ２と第３クラッチＣＬ３との間に配置したことで、変速段の多段化を図りながらも軸方向寸法のコンパクト化を可能とした。【選択図】図１
2011231897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３組の遊星歯車機構と、３個のクラッチと、３個のブレーキとを備え、前記各クラッチと前記各ブレーキの係合切り替えによって、前記３組の遊星歯車機構が備える各要素を連結又は固定することで、少なくとも前進７速段と後進１速段の変速段を形成可能な自動変速機であって、
駆動源からの回転が入力される入力軸と、
変速後の回転が出力される出力軸と、
各々がサンギヤとリングギヤとキャリアの３要素を有する第１乃至第３遊星歯車機構と、
前記第１遊星歯車機構のキャリアと前記第３遊星歯車機構のキャリアとを連結する第１連結部材と、
前記第２遊星歯車機構のサンギヤと前記第３遊星歯車機構のサンギヤとを連結する第２連結部材と、
前記第１遊星歯車機構のサンギヤと前記第３遊星歯車機構のサンギヤとを係脱自在に連結する第１クラッチと、
前記入力軸と前記第１遊星歯車機構のサンギヤとを係脱自在に連結する第２クラッチと、
前記入力軸と前記第２遊星歯車機構のサンギヤとを係脱自在に連結する第３クラッチと、
前記第１連結部材を固定側の部材に固定するための第１ブレーキと、
前記第２遊星歯車機構のリングギヤを前記固定側の部材に固定するための第２ブレーキと、
前記第２連結部材を前記固定側の部材に固定するための第３ブレーキと、を備えると共に、
前記入力軸と前記第１遊星歯車機構のリングギヤ、前記入力軸と前記第２遊星歯車機構のキャリア、前記第３遊星歯車機構のリングギヤと前記出力軸をそれぞれ連結し、
前記第１クラッチと前記第１ブレーキとを前記入力軸の軸方向における同位置で径方向に重なるように配置し、
前記第１乃至第３遊星歯車機構を軸方向における前記第２クラッチと前記第３クラッチとの間に配置した
ことを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
前記３組の遊星歯車機構は、前記入力軸の軸方向に沿って前記駆動源に近い側から、前記第１遊星歯車機構、前記第３遊星歯車機構、前記第２遊星歯車機構の順で配置されており、
前記第２連結部材で連結された前記第２遊星歯車機構のサンギヤと前記第３遊星歯車機構のサンギヤは、同一軸上に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の自動変速機。
【請求項３】
前記自動変速機の主軸部は、
内径側に配置された前記入力軸と、該入力軸と同軸上でその外径側に配置されて前記第１遊星歯車機構のサンギヤ又は前記第２、第３遊星歯車機構のサンギヤが固定された外径軸との二重管構造である
ことを特徴とする請求項２に記載の自動変速機。
【請求項４】
前記入力軸と前記第１遊星歯車機構のリングギヤとを連結する第３連結部材を備え、
前記第１遊星歯車機構と第３連結部材との間に前記第２クラッチを配置した
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の自動変速機。
【請求項５】
前記入力軸と前記第２遊星歯車機構のキャリアとを連結する第４連結部材を備え、
前記第２遊星歯車機構と前記第4連結部材との間に前記第３クラッチを配置した
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の自動変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の自動変速機として用いて好適な複数組の遊星歯車機構を組み合わせた構成の自動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の自動変速機として用いられる複数組の遊星歯車機構を組み合わせた構成の自動変速機として、特許文献１には、３組の非一体型プラネタリ機構と、２個のクラッチ機構と、３個のブレーキ機構とを備え、上記３組のプラネタリ機構が備える各要素を各クラッチと各ブレーキの係合切り替えによって適宜に連結又は固定することで、前進６速段及び後進１速段を形成可能なトランスミッション機構が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３５３４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、車両の燃費向上や環境負荷低減のため、車両に搭載される自動変速機において、変速段数をより多段化する必要が高まっている。その一方で、車両の軽量化やコンパクトを図るためには、自動変速機の外形寸法の小型化や軽量化を図ることが重要である。そのため、特許文献１に開示された従来のトランスミッション機構においても、その構成に改良を施すことで、変速段のさらなる多段化を図りながら、外形寸法のコンパクト化及び軽量化を図るようにすることが考えられる。
【０００５】
また、特許文献１に示すトランスミッション機構に対しては、３組のプラネタリ機構を介した動力伝達経路などを見直すことで、各変速段での動力伝達効率を改善できる余地がある。さらに、特定の変速段において、クラッチ機構やブレーキ機構など摩擦係合要素の差回転をより少なく抑えられるようにすることなどにより、トランスミッション機構で発生するフリクションを低減し、動力伝達効率の悪化を防ぐことができる。
【０００６】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数組の遊星歯車機構を備えた自動変速機において、変速段のさらなる多段化を図りながらも、外形寸法のコンパクト化及び軽量化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明は、３組の遊星歯車機構（ＰＧ１〜ＰＧ３）と、３個のクラッチ（ＣＬ１〜ＣＬ３）と、３個のブレーキ（ＢＬ１〜ＢＬ３）とを備え、各クラッチ（ＣＬ１〜ＣＬ３）と各ブレーキ（ＢＬ１〜ＢＬ３）の係合切り替えによって、３組の遊星歯車機構（ＰＧ１〜ＰＧ３）が備える各要素を連結又は固定することで、少なくとも前進７速段と後進１速段の変速段を形成可能な自動変速機（１）であって、駆動源（ＥＧ）からの回転が入力される入力軸（１０）と、変速後の回転が出力される出力軸（３０）と、各々がサンギヤ（Ｓ１〜Ｓ３）とリングギヤ（Ｒ１〜Ｒ３）とキャリア（Ｃ１〜Ｃ３）の３要素を有する第１乃至第３遊星歯車機構（ＰＧ１〜ＰＧ３）と、第１遊星歯車機構（ＰＧ１）のキャリア（Ｃ１）と第３遊星歯車機構（ＰＧ３）のキャリア（Ｃ３）とを連結する第１連結部材（Ｍ１）と、第２遊星歯車機構（ＰＧ２）のサンギヤ（Ｓ２）と第３遊星歯車機構（ＰＧ３）のサンギヤ（Ｓ３）とを連結する第２連結部材（Ｍ２）と、第１遊星歯車機構（ＰＧ１）のサンギヤ（Ｓ１）と第３遊星歯車機構（ＰＧ３）のサンギヤ（Ｓ３）とを係脱自在に連結する第１クラッチ（ＣＬ１）と、入力軸（１０）と第１遊星歯車機構（ＰＧ１）のサンギヤ（Ｓ１）とを係脱自在に連結する第２クラッチ（ＣＬ２）と、入力軸（１０）と第２遊星歯車機構（ＰＧ２）のサンギヤ（Ｓ２）とを係脱自在に連結する第３クラッチ（ＣＬ３）と、第１連結部材（Ｍ１）を固定側の部材（Ｋ）に固定するための第１ブレーキ（ＢＬ１）と、第２遊星歯車機構（ＰＧ２）のリングギヤ（Ｒ２）を固定側の部材（Ｋ）に固定するための第２ブレーキ（ＢＬ２）と、第２連結部材（Ｍ２）を固定側の部材（Ｋ）に固定するための第３ブレーキ（ＢＬ３）と、を備えると共に、入力軸（１０）と第１遊星歯車機構（ＰＧ１）のリングギヤ（Ｒ１）、入力軸（１０）と第２遊星歯車機構（ＰＧ２）のキャリア（Ｃ２）、第３遊星歯車機構（ＰＧ３）のリングギヤ（Ｒ３）と出力軸（３０）をそれぞれ連結し、第１クラッチ（ＣＬ１）と第１ブレーキ（ＢＬ１）とを入力軸（１０）の軸方向における同位置で径方向に重なるように配置し、第１乃至第３遊星歯車機構（ＰＧ１〜ＰＧ３）を軸方向における第２クラッチ（ＣＬ２）と第３クラッチ（ＣＬ３）との間に配置したことを特徴とする。
【０００８】
特許文献１に記載された従来のトランスミッション機構では、３組の遊星歯車機構と２個のクラッチと３個のブレーキとを備えた構成で前進６速段を形成するようになっていたのに対して、本発明にかかる上記構成の自動変速機では、摩擦締結要素（クラッチ）を１要素追加して、前進７速段を形成可能でありながら、第１クラッチ（ＣＬ１）と第１ブレーキ（ＢＬ１）を軸方向の同位置で径方向に重なるように配置し、かつ、第１乃至第３遊星歯車機構（ＰＧ１〜ＰＧ３）を軸方向における第２クラッチ（ＣＬ２）と第３クラッチ（ＣＬ３）との間に配置したことで、自動変速機の軸方向の全長を特許文献１に記載された従来のトランスミッション機構と同等もしくはそれ以下の寸法に抑えることができる。したがって、変速段の多段化を図りながらも自動変速機の外形寸法のコンパクト化及び軽量化が可能となる。また、第１クラッチや第１ブレーキなどを潤滑するために入力軸内に設けられた潤滑用の油路の長さを短く抑えることも可能となる。
【０００９】
また、本発明にかかる上記の自動変速機では、３組の遊星歯車機構（ＰＧ１〜ＰＧ３）は、入力軸（１０）の軸方向に沿って駆動源（ＥＧ）に近い側から、第１遊星歯車機構（ＰＧ１）、第３遊星歯車機構（ＰＧ３）、第２遊星歯車機構（ＰＧ２）の順で配置されており、第２連結部材（Ｍ２）で連結された第２遊星歯車機構（ＰＧ２）のサンギヤ（Ｓ２）と第３遊星歯車機構（ＰＧ３）のサンギヤ（Ｓ３）は、同一軸上に設けられているとよい。このように、第２遊星歯車機構のサンギヤと第３遊星歯車機構のサンギヤとを同一軸上に設けることで、自動変速機の軸本数を少なく抑えることができる。したがって、自動変速機のコンパクト化、軽量化、及び構成の簡素化を図ることが可能となる。
【００１０】
さらにこの場合、自動変速機（１）の主軸部（２）は、内径側に配置された入力軸（１０）と、該入力軸（１０）と同軸上でその外径側に配置されて、第１遊星歯車機構（ＰＧ１）のサンギヤ（Ｓ１）又は第２、第３遊星歯車機構（ＰＧ２，ＰＧ３）のサンギヤ（Ｓ２，Ｓ３）が固定されている外径軸（２０ａ，２０ｂ）と、の二重管構造であるとよい。
【００１１】
特許文献１に示す従来のトランスミッション機構では、主軸部が３重管構造になっているものがある（特許文献１の図５など参照）のに対して、本発明にかかる上記構成の自動変速機では、主軸部を２重管構造とするので、その分、自動変速機のコンパクト化、軽量化、及び構成の簡素化を図ることが可能となる。また、主軸部に配置した入力軸や外径軸の潤滑性を向上させることができるので、それらのスムーズな回転動作が可能となる。
【００１２】
また、この場合、入力軸（１０）と第１遊星歯車機構（ＰＧ１）のリングギヤ（Ｒ１）とを第３連結部材（Ｍ３）とで連結し、第１遊星歯車機構（ＰＧ１）と第３連結部材（Ｍ３）との間に第２クラッチ（ＣＬ２）を配置するとよい。さらに、入力軸（１０）と第２遊星歯車機構（ＰＧ２）のキャリア（Ｃ２）とを第4連結部材（Ｍ４）で連結し、第２遊星歯車機構（ＰＧ２）と第4連結部材（Ｍ４）との間に第３クラッチ（ＣＬ３）を配置するとよい。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複数組の遊星歯車機構を備えた自動変速機において、変速段のさらなる多段化を図りながら、外形寸法のコンパクト化及び軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる自動変速機の構成を示すスケルトン図である。
【図２】各変速段（Ｌｏｗ〜７ｔｈ，Ｒｖｓ）における第１乃至第３クラッチ及び第１乃至第３ブレーキの係合表である。
【図３】（ａ）は、第１乃至第３遊星歯車機構の歯数比λ１〜λ３の一例を示す表であり、（ｂ）は、各変速段のレシオ（変速比）と公比（段間比）の一例を示す表である。
【図４】（ａ）は、１速段の速度線図、（ｂ）は、２〜５速段の速度線図、（ｃ）は、６、７速段の速度線図、（ｄ）は、後進段の速度線図である。
【図５（ａ）】１速段（Ｌｏｗ）の動力伝達経路を付記したスケルトン図である。
【図５（ｂ）】２速段（２ｎｄ）の動力伝達経路を付記したスケルトン図である。
【図５（ｃ）】３速段（３ｒｄ）の動力伝達経路を付記したスケルトン図である。
【図５（ｄ）】４速段（４ｔｈ）の動力伝達経路を付記したスケルトン図である。
【図５（ｅ）】５速段（５ｔｈ）の動力伝達経路を付記したスケルトン図である。
【図５（ｆ）】６速段（６ｔｈ）の動力伝達経路を付記したスケルトン図である。
【図５（ｇ）】７速段（７ｔｈ）の動力伝達経路を付記したスケルトン図である。
【図５（ｈ）】後進段（Ｒｖｓ）の動力伝達経路を付記したスケルトン図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る自動変速機の構成を示すスケルトン図である。同図に示す自動変速機１は、３組の遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３と、３個のクラッチＣＬ１〜ＣＬ３と、３個のブレーキＢＬ１〜ＢＬ３とを備え、各クラッチＣＬ１〜ＣＬ３と各ブレーキＢＬ１〜ＢＬ３との係合切り替えによって、３組の遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３が備える各要素を適宜に連結又は固定することで、前進７速段及び後進１速段の変速段を形成するようになっている。
【００１６】
自動変速機１は、エンジンなどの駆動源ＥＧからの回転が入力される入力軸１０と、変速後の回転が出力される出力軸３０とを備えると共に、これら入力軸１０と出力軸３０との間に配置した第１遊星歯車機構ＰＧ１、第２遊星歯車機構ＰＧ２、第３遊星歯車機構ＰＧ３を備えている。３組の遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３は、入力軸１０の上流側（駆動源ＥＧに近い側）からその軸方向（以下、単に「軸方向」という。）に沿って、第１遊星歯車機構ＰＧ１、第３遊星歯車機構ＰＧ３、第２遊星歯車機構ＰＧ２の順で配列されている。
【００１７】
第１遊星歯車機構ＰＧ１は、シングルピニヨン型の遊星歯車機構であり、サンギヤＳ１及びリングギヤＲ１と、これらに噛合するピニヨン（図示せず）を回転自在に支持するキャリアＣ１の３要素を備えて構成されている。また、第３遊星歯車機構ＰＧ３は、シングルピニヨン型の遊星歯車機構であり、サンギヤＳ３及びリングギヤＲ３と、これらに噛合するピニヨン（図示せず）を回転自在に支持するキャリアＣ３の各要素を備えて構成されている。
【００１８】
また、第２遊星歯車機構ＰＧ２は、ダブルピニヨン型の遊星歯車機構であり、サンギヤＳ２及びリングギヤＲ２と、リングギヤＲ２に噛合するアウタピニヨン（図示せず）と、該アウタピニヨンおよびサンギヤＳ３に噛合するインナピニヨン（図示せず）と、インナピニヨンおよびアウタピニヨンを回転自在に軸支するキャリアＣ２の各要素を備えて構成されている。
【００１９】
自動変速機１には、さらに、第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣ１と第３遊星歯車機構ＰＧ３のキャリアＣ３とを連結する第１連結部材Ｍ１と、第２遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤＳ２と第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤＳ３とを連結する第２連結部材Ｍ２と、入力軸１０と第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲ１とを連結する第３連結部材Ｍ３と、入力軸１０と第２遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアＣ２とを連結する第４連結部材Ｍ４と、第３遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤＲ３を出力軸３０に連結する第５連結部材Ｍ５とが設けられている。
【００２０】
そして、上記３個のクラッチＣＬ１〜ＣＬ３として、第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤＳ１と第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤＳ３とを係脱自在に連結する第１クラッチＣＬ１と、第３連結部材Ｍ３と第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤＳ１とを係脱自在に連結する第２クラッチＣＬ２と、第４連結部材Ｍ４と第２遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤＳ２とを係脱自在に連結する第３クラッチＣＬ３とが設置されている。
【００２１】
また、上記３個のブレーキＢＬ１〜ＢＬ３として、第１連結部材Ｍ１を自動変速機１のケーシング（固定側の部材）Ｋに固定するための第１ブレーキＢＬ１と、第２遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤＲ２をケーシングＫに固定するための第２ブレーキＢＬ２と、第２連結部材Ｍ２をケーシングＫに固定するための第３ブレーキＢＬ３とが設置されている。
【００２２】
ここで、上記の各要素の配置構成について説明する。第３連結部材Ｍ３と第２クラッチＣＬ２は、軸方向における第１遊星歯車機構ＰＧ１よりも駆動源ＥＧに近い側（上流側）に配置されている。また、第１連結部材Ｍ１と第１ブレーキＢＬ１と第１クラッチＣＬ１は、軸方向における第１遊星歯車機構ＰＧ１と第３遊星歯車機構ＰＧ３の間に配置されている。また、第２連結部材Ｍ２と第３ブレーキＢＬ３は、軸方向における第３遊星歯車機構ＰＧ３と第２遊星歯車機構ＰＧ２の間に配置されている。また、第２ブレーキＢＬ２は、第２遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤＲ２の外径側に配置されており、軸方向では、第２遊星歯車機構ＰＧ２と同位置に配置されている。第４連結部材Ｍ４と第３クラッチＣＬ３は、軸方向における第２遊星歯車機構ＰＧ２より駆動源ＥＧから離れた側（下流側）に配置されている。また、第１乃至第３遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３は、軸方向における第２クラッチＣＬ２と第３クラッチＣＬ３との間に配置されている。
【００２３】
そして、第１クラッチＣＬ１と第１ブレーキＢＬ１は、軸方向における同位置で径方向の内側と外側それぞれに配置されており、両者は、径方向で互いに重なる位置に配置されている。これにより、後述するように、特許文献１に示す従来のトランスミッション機構に対して、摩擦係合要素（クラッチ又はブレーキ）の数を１要素多くしているにも関わらず、摩擦係合要素である第１クラッチＣＬ１と第１ブレーキＢＬ１を径方向に重ねて配置したことで、自動変速機１の軸方向の全長を従来のトランスミッション機構と同等もしくはそれ以下に抑えることを可能としている。
【００２４】
また、第２連結部材Ｍ２で連結された第２遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤＳ２と第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤＳ３は、互いに同一軸上（後述する外径軸２０ｂ上）に配置されている。この構成により、自動変速機１の主軸部２の軸本数を少なく抑えることができる。したがって、自動変速機１の軽量化、コンパクト化が可能である。
【００２５】
また、自動変速機１の主軸部２は、内径側に配置された入力軸１０と、該入力軸１０と同軸上でその外径側に配置された外径軸２０ａ，２０ｂとの二重管構造になっている。外径軸２０ａと外径軸２０ａは、互いに同軸上で同径の位置に配置されている。そして、外径軸２０ａには、第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤＳ１が固定されている。また、外径軸２０ｂには、第２、第３遊星歯車機構ＰＧ２，ＰＧ３のサンギヤＳ２，Ｓ３が固定されており、第２連結部材Ｍ２は、その一部を構成している。
【００２６】
特許文献１に示す従来のトランスミッション機構では、その主軸部が３重管構造になっている箇所がある（特許文献１の図５、７等参照）のに対して、主軸部２が２重管構造である本実施形態の自動変速機１では、従来のトランスミッション機構と比較して、外形のコンパクト化、軽量化、及び構成の簡素化を図ることが可能となる。また、主軸部２を２重管構造としたことで、該主軸部２に配置した入力軸１０や外径軸２０ａ，２０ｂの潤滑性を向上させることができるので、それらのスムーズな回転動作が可能となる。また、主軸部２の入力軸１０や外径軸２０ａ，２０ｂを支持する図示しない軸受などの部品点数を少なく抑えることができる。
【００２７】
図２は、自動変速機１の各変速段（Ｌｏｗ〜７ｔｈ，Ｒｖｓ）における第１乃至第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３及び第１乃至第３ブレーキＢＬ１〜ＢＬ３の係合表（作動表）である。表中の●印は、各要素の締結状態を表しており、空欄は、各要素の解放状態を表している。また、図３（ａ）は、第１乃至第３遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３の歯数比λ１〜λ３の一例を示す表であり、（ｂ）は、各変速段のレシオ（変速比）と公比（段間比）の一例を示す表である。第１乃至第３遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３の歯数比λ１〜λ３は、リングギヤの歯数Ｚｒｎに対するサンギヤの歯数Ｚｓｎの比Ｚｓｎ／Ｚｒｎ（ｎ＝１〜３）である。なお、後述する速度線図を含めて、変速比や段間比の計算には、λ１〜λ３の各値として、図３（ａ）に示す値を用いている。また、図４は、各変速段の速度線図であり、（ａ）は、１速段（Ｌｏｗ）、（ｂ）は、２〜５速段、（ｃ）は、６、７速段、（ｄ）は、後進段（Ｒｖｓ）の速度線図である。図４の速度線図では、上段から順に第１乃至第３遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３が対応しており、各段の縦方向は、入力軸１０の回転数を１とした場合の各要素の回転数比を表している。また、横方向は、遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３の各要素のレバー比に対応している。
【００２８】
上記構成の自動変速機１では、第１乃至第３クラッチＣＬ１〜ＣＬ３と第１乃至第３ブレーキＢＬ１〜ＢＬ３のうち何れか２つを選択的に係合させることにより、前進７速段（Ｌｏｗ〜７ＴＨ）および後進１速段（ＲＶＳ）の変速段を形成することができる。以下、各変速段について順に説明する。図５（ａ）〜（ｈ）は、各変速段（Ｌｏｗ〜７ｔｈ，Ｒｖｓ）の動力伝達経路を付記したスケルトン図である。
【００２９】
まず、１速段（Ｌｏｗ）を設定にするには、第１ブレーキＢＬ１を係合させ、かつ第２ブレーキＢＬ２を係合させる。第１ブレーキＢＬ１の係合で、第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣ１と第３遊星歯車機構ＰＧ３のキャリアＣ３とを連結している第１連結部材Ｍ１がケーシングＫに固定される。また、第２ブレーキＢＬ２の係合で、第２遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤＲ２がケーシングＫに固定される。したがって、図５（ａ）に示すように、駆動源ＥＧから入力された回転は、入力軸１０→第４連結部材Ｍ４→第２遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアＣ２→サンギヤＳ２→第２連結部材Ｍ２→第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤＳ３→キャリアＣ３→リングギヤＲ３→出力軸３０の経路で伝達される。
【００３０】
このときの速度線図（図４（ａ））では、第２遊星歯車機構ＰＧ２において、入力軸１０の回転が入力されるキャリアＣ２の回転数（＝１）に対して、リングギヤＲ２が固定されているので、両者を結んだ斜線とサンギヤＳ２の縦線との交点の高さがサンギヤＳ２及びサンギヤＳ３の回転数になる。そして、第３遊星歯車機構ＰＧ３において、キャリアＣ３が固定されているので、キャリアＣ３の回転数（＝０）とサンギヤＳ３の回転数とを結んだ斜線とリングギヤＲ３の縦線との交線の高さがリングギヤＲ３の回転数（＝出力軸３０の回転数）となる。
【００３１】
また、この１速段では、第１遊星歯車機構ＰＧ１は空転状態であり、第２遊星歯車機構ＰＧ２と第３遊星歯車機構ＰＧ３の２つの遊星歯車機構のみで動力を伝達するようになる。したがって、特許文献１に示す従来構成のトランスミッション機構と比較して、自動変速機１の動力伝達効率を向上させることができる。
【００３２】
２速段（２ｎｄ）を設定にするには、第１クラッチＣＬ１を係合させ、かつ第１ブレーキＢＬ１を係合させる。第１クラッチＣＬ１の係合で、第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤＳ１と第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤＳ３が連結されて一体に回転する。また、第１ブレーキＢＬ１の係合で、第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣ１と第３遊星歯車機構ＰＧ３のキャリアＣ３とを連結している第１連結部材Ｍ１がケーシングＫに固定される。したがって、図５（ｂ）に示すように、駆動源ＥＧから入力された回転は、第３連結部材Ｍ３→第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲ１→キャリアＣ１→サンギヤＳ１→第１クラッチＣＬ１→第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤＳ３→キャリアＣ３→リングギヤＲ３→出力軸３０の経路で伝達される。
【００３３】
このときの速度線図（図４（ｂ））では、第１遊星歯車機構ＰＧ１において、入力軸１０の回転が入力されるリングギヤＲ１の回転数（＝１）に対して、キャリアＣ１が固定されているので、両者を結んだ斜線とサンギヤＳ１の縦線との交点の高さがサンギヤＳ１及びサンギヤＳ３の回転数になる。そして、第３遊星歯車機構ＰＧ３において、キャリアＣ３が固定されているので、キャリアＣ３の回転数（＝０）とサンギヤＳ３の回転数とを結んだ斜線とリングギヤＲ３の縦線との交線の高さがリングギヤＲ３の回転数（＝出力軸３０の回転数）となる。これにより、入力軸１０の回転に対して減速された回転が出力される。
【００３４】
また、２速段では、第２遊星歯車機構ＰＧ２は空転状態であり、第１遊星歯車機構ＰＧ１と第３遊星歯車機構ＰＧ３の２つの遊星歯車機構のみで動力を伝達するようになる。したがって、上記の１速段と同様、特許文献１に示す従来構成のトランスミッション機構と比較して、自動変速機１の動力伝達効率を向上させることができる。
【００３５】
３速段（３ｒｄ）を設定にするには、第１クラッチＣＬ１を係合させ、かつ第２ブレーキＢＬ２を係合させる。第１クラッチＣＬ１の係合で、第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤＳ１と第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤＳ３が連結されて一体に回転する。また、第２ブレーキＢＬ２の係合で、第２遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤＲ２がケーシングＫに固定される。したがって、図５（ｃ）に示すように、駆動源ＥＧから入力された回転は、第３連結部材Ｍ３→第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲ１→キャリアＣ１→第１連結部材Ｍ１→第３遊星歯車機構ＰＧ３のキャリアＣ３→リングギヤＲ３→出力軸３０の経路と、入力軸１０→第４連結部材Ｍ４→第２遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアＣ２→サンギヤＳ２→第２連結部材Ｍ２→第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤＳ３→キャリアＣ３→リングギヤＲ３→出力軸３０の経路との両方で伝達される。
【００３６】
このときの速度線図（図４（ｂ））では、第２遊星歯車機構ＰＧ２において、入力軸１０の回転が入力されるキャリアＣ２の回転数（＝１）に対して、リングギヤＲ２が固定されているので、両者を結んだ斜線とサンギヤＳ２の縦線との交点の高さがサンギヤＳ２及びサンギヤＳ３の回転数になる。そして、第３遊星歯車機構ＰＧ３において、キャリアＣ３が第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣ１と一体に回転するので、キャリアＣ３の回転数とサンギヤＳ３の回転数とを結んだ斜線とリングギヤＲ３の縦線との交線の高さがリングギヤＲ３の回転数（＝出力軸３０の回転数）となる。
【００３７】
４速段（４ｔｈ）を設定にするには、第１クラッチＣＬ１を係合させ、かつ第３ブレーキＢＬ３を係合させる。第１クラッチＣＬ１の係合で、第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤＳ１と第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤＳ３が連結されて一体に回転する。また、第３ブレーキＢＬ３の係合で、第２遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤＳ２と第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤＳ３とを連結している第２連結部材Ｍ２がケーシングＫに固定される。したがって、図５（ｄ）に示すように、駆動源ＥＧから入力された回転は、第３連結部材Ｍ３→第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲ１→キャリアＣ１→第１連結部材Ｍ１→第３遊星歯車機構ＰＧ３のキャリアＣ３→リングギヤＲ３→出力軸３０の経路で伝達される。
【００３８】
このときの速度線図（図４（ｂ））では、第１遊星歯車機構ＰＧ１において、入力軸１０の回転が入力されるリングギヤＲ１の回転数（＝１）に対して、サンギヤＳ１が固定されているので、両者を結んだ斜線とキャリアＣ１の縦線との交点の高さがキャリアＣ１及びキャリアＣ３の回転数になる。そして、第３遊星歯車機構ＰＧ３において、サンギヤＳ３が固定されているので、サンギヤＳ３の回転数（＝０）とキャリアＣ３の回転数とを結んだ斜線とリングギヤＲ３の縦線との交線の高さがリングギヤＲ３の回転数（＝出力軸３０の回転数）となる。
【００３９】
５速段（５ｔｈ）を設定にするには、第１クラッチＣＬ１を係合させ、かつ第２クラッチＣＬ２を係合させる。第１クラッチＣＬ１の係合で、第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤＳ１と第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤＳ３が連結されて一体に回転する。また、第２クラッチＣＬ２の係合で、第３連結部材Ｍ３と第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤＳ１とが連結されて一体に回転する。この状態では、第１遊星歯車機構ＰＧ１の全要素及び第３遊星歯車機構ＰＧ３の全要素が一体に回転する。したがって、図５（ｅ）に示すように、駆動源ＥＧから入力された回転は、一体に回転する第１遊星歯車機構ＰＧ１と第３遊星歯車機構ＰＧ３を介して、第３遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤＲ３から出力軸３０に出力される。このときの変速比は、第１遊星歯車機構ＰＧ１と第３遊星歯車機構ＰＧ３の歯数比に関係なく１となる。したがって、入力軸１０に入力された回転に対して等速度の回転が出力軸３０に出力される。
【００４０】
６速段（６ｔｈ）を設定にするには、第２クラッチＣＬ２を係合させ、かつ第３ブレーキＢＬ３を係合させる。第２クラッチＣＬ２の係合で、第３連結部材Ｍ３と第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤＳ１とが連結されて一体に回転する。また、第３ブレーキＢＬ３の係合で、第２遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤＳ２と第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤＳ３とを連結している第２連結部材Ｍ２がケーシングＫに固定される。この状態では、第２クラッチＣＬ２の係合により、第１遊星歯車機構ＰＧ１の３要素Ｓ１，Ｃ１，Ｒ１が一体に回転する。したがって、図５（ｆ）に示すように、駆動源ＥＧから入力された回転は、一体に回転する第１遊星歯車機構ＰＧ１→第１連結部材Ｍ１→第３遊星歯車機構ＰＧ３のキャリアＣ３→第３遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤＲ３→出力軸３０の経路で伝達される。
【００４１】
このときの速度線図（図４（ｃ））では、第３遊星歯車機構ＰＧ３において、サンギヤＳ３が固定されているので、サンギヤＳ３の回転数（＝０）とキャリアＣ３の回転数（＝１）とを結んだ斜線とリングギヤＲ３の縦線との交線の高さがリングギヤＲ３の回転数（＝出力軸の回転数）となる。これにより、入力軸１０の回転に対して増速された回転が出力される。
【００４２】
７速段（７ｔｈ）を設定にするには、第２クラッチＣＬ２を係合させ、かつ第２ブレーキＢＬ２を係合させる。第２クラッチＣＬ２の係合で、第３連結部材Ｍ３と第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギヤＳ１とが連結されて一体に回転し、第２ブレーキＢＬ２の係合で、第２遊星歯車機構ＰＧ２のリングギヤＲ２がケーシングＫに固定される。この状態では、第２クラッチＣＬ２の係合により、第１遊星歯車機構ＰＧ１の３要素Ｓ１，Ｃ１，Ｒ１が一体に回転する。したがって、図５（ｇ）に示すように、駆動源ＥＧから入力された回転は、一体に回転する第１遊星歯車機構ＰＧ１→第１連結部材Ｍ１→第３遊星歯車機構ＰＧ３のキャリアＣ３→第３遊星歯車機構ＰＧ３のリングギヤＲ３→出力軸３０の経路と、入力軸１０→第４連結部材Ｍ４→第２遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアＣ２→サンギヤＳ２→第２連結部材Ｍ２→第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤＳ３→キャリアＣ３→リングギヤＲ３→出力軸３０の経路との両方で伝達される。
【００４３】
このときの速度線図（図４（ｃ））では、第２遊星歯車機構ＰＧ２において、入力軸１０の回転が入力されるキャリアＣ２の回転数（＝１）に対して、リングギヤＲ２が固定されているので、両者を結んだ斜線とサンギヤＳ２の縦線との交点の高さがサンギヤＳ２及びサンギヤＳ３の回転数になる。そして、第３遊星歯車機構ＰＧ３では、キャリアＣ３が入力軸１０及び第１遊星歯車機構ＰＧ１の３要素Ｓ１，Ｒ１，Ｃ１と一体に回転するので、キャリアＣ３の回転数（＝１）とサンギヤＳ３の回転数とを結んだ斜線とリングギヤＲ３の縦線との交線の高さがリングギヤＲ３の回転数（＝出力軸３０の回転数）となる。これにより、入力軸１０の回転に対して増速された回転が出力される。
【００４４】
後進段（ＲＶＳ）を設定にするには、第３クラッチＣＬ３を係合させ、かつ第１ブレーキＢＬ１を係合させる。第３クラッチＣＬ３の係合で、入力軸１０及び第４連結部材Ｍ４と第２遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤＳ２とが連結されて一体に回転する。また、第１ブレーキＢＬ１の係合で、第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣ１と第３遊星歯車機構ＰＧ３のキャリアＣ３とを連結している第１連結部材Ｍ１がケーシングＫに固定される。したがって、図５（ｈ）に示すように、駆動源ＥＧから入力された回転は、入力軸１０→第４連結部材Ｍ４→第３クラッチＣＬ３→第２遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤＳ２→第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤＳ３→キャリアＣ３→リングギヤＲ３→出力軸３０の経路で伝達される。したがって、入力軸１０の回転に対して、逆向きで減速された回転が出力される。
【００４５】
このときの速度線図（図５（ｄ））では、第３遊星歯車機構ＰＧ３において、キャリアＣ３が固定されているので、サンギヤＳ３の回転数（＝１）とキャリアＣ３の回転数（＝０）とを結んだ斜線とリングギヤＲ３の縦線との交線の高さがリングギヤＲ３の回転数（＝出力軸３０の回転数）となる。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態の自動変速機１では、３組の遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３に加えて、３個のクラッチＣＬ１〜ＣＬ３と、３個のブレーキＢＬ１〜ＢＬ３とを備え、各クラッチＣＬ１〜ＣＬ３及び各ブレーキＢＬ１〜ＢＬ３の係合切り替えによって、３組の遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３が備える各要素を適宜に連結又は固定することで、前進７速段及び後進１速段の変速段を形成することが可能である。
【００４７】
そして、本実施形態の自動変速機１を従来技術と対比すると、特許文献１に記載された従来のトランスミッション機構では、３組の遊星歯車機構に加えて、３つのブレーキと２つのクラッチとからなる摩擦締結要素を備えた構成によって、前進６速段を形成するようになっていたのに対して、本実施形態の自動変速機１では、摩擦締結要素（クラッチ）を１要素追加して、前進７速段を形成可能としながらも、第１クラッチＣＬ１と第１ブレーキＢＬ１とを軸方向の同位置で径方向に重なるように配置し、かつ、第１乃至第３遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３を軸方向における第２クラッチＣＬ２と第３クラッチＣＬ３との間に配置したことで、軸方向の全長を特許文献１に記載された従来のトランスミッション機構と同等もしくはそれ以下の寸法に抑えることができる。したがって、変速段の多段化を図りながらも、自動変速機１の外形寸法のコンパクト化及び軽量化が可能となる。また、図示は省略するが、第１クラッチＣＬ１や第１ブレーキＢＬ１などを潤滑するために入力軸１０内に設けられた潤滑用の油路の長さを短く抑えることも可能となる。
【００４８】
また、本発明にかかる自動変速機１では、３組の遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３は、入力軸１０の軸方向に沿って駆動源ＥＧに近い側から、第１遊星歯車機構ＰＧ１、第３遊星歯車機構ＰＧ３、第２遊星歯車機構ＰＧ２の順で配置されている。そして、第２連結部材Ｍ２で連結された第２遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤＳ２と第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤＳ３は、同一軸上に設けられている。このように、第２遊星歯車機構ＰＧ２のサンギヤＳ２と第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギヤＳ３とを同一軸上に設けたことで、自動変速機１の軸本数を少なく抑えることができる。したがって、自動変速機１のコンパクト化、軽量化、及び構成の簡素化を図ることが可能となる。
【００４９】
また、上記の自動変速機１の主軸部２は、内径側に配置された入力軸１０と、該入力軸１０と同軸上でその外径側に配置された外径軸２０ａ，２０ｂとの２重管構造になっている。特許文献１に示す従来のトランスミッション機構では、主軸部が３重管構造になっているものがある（特許文献１の図５など参照）のに対して、本実施形態の自動変速機１では、主軸部２を２重管構造としているので、その分、自動変速機１のコンパクト化、軽量化、及び構成の簡素化を図ることが可能となる。また、主軸部２を２重管構造としたことで、主軸部２に配置した入力軸１０や外径軸２０ａ，２０ｂの潤滑性を向上させることができるので、スムーズな回転動作が可能となる。
【００５０】
また、特許文献１に示す従来構成のトランスミッション機構では、３組の遊星歯車機構すべてを用いて動力を伝達する変速段が多いため、動力伝達効率を悪化させる原因となっている。これに対して、本実施形態の自動変速機１では、低速側の変速段（１速段や２速段など）では、第１乃至第３遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ３のうち１組は空転状態であり、残り２組の遊星歯車機構で動力を伝達するようになる。したがって、特許文献１に示す従来構成のトランスミッション機構と比較して、自動変速機１の動力伝達効率を向上させることができる。
【００５１】
また、特許文献１に示す従来構成のトランスミッション機構では、高速側の変速段において、クラッチやブレーキなど摩擦係合要素の差回転が大きいことで、摩擦係合要素のフリクションが大きくなり、トランスミッションの効率を悪化させる原因となっている。これに対して、本実施形態の自動変速機１では、高速側の変速段において、従来のトランスミッション機構よりも摩擦係合要素の差回転を小さく抑えることができる。したがって、摩擦係合要素のフリクションを低減することができ、トランスミッションの効率を改善できる。
【００５２】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１  自動変速機
２  主軸部
１０  入力軸
２０ａ，２０ｂ    外径軸
３０  出力軸
ＰＧ１  第１遊星歯車機構
ＰＧ２  第２遊星歯車機構
ＰＧ３  第３遊星歯車機構
ＢＬ１  第１ブレーキ
ＢＬ２  第２ブレーキ
ＢＬ３  第３ブレーキ
ＣＬ１  第１クラッチ
ＣＬ２  第２クラッチ
ＣＬ３  第３クラッチ
ＥＧ  駆動源（エンジン）
Ｋ  ケーシング（固定側の部材）
Ｍ１  第１連結部材
Ｍ２  第２連結部材
Ｍ３  第３連結部材
Ｍ４  第４連結部材
Ｃ１  キャリア
Ｃ２  キャリア
Ｃ３  キャリア
Ｒ１  リングギヤ
Ｒ２  リングギヤ
Ｒ３  リングギヤ
Ｓ１  サンギヤ
Ｓ２  サンギヤ
Ｓ３  サンギヤ
【図１】
2011231897.tif 000003
【図２】
2011231897.tif 000004
【図３】
2011231897.tif 000005
【図４】
2011231897.tif 000006
【図５（ａ）】
2011231897.tif 000007
【図５（ｂ）】
2011231897.tif 000008
【図５（ｃ）】
2011231897.tif 000009
【図５（ｄ）】
2011231897.tif 000010
【図５（ｅ）】
2011231897.tif 000011
【図５（ｆ）】
2011231897.tif 000012
【図５（ｇ）】
2011231897.tif 000013
【図５（ｈ）】
2011231897.tif 000014