(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と、
出力軸と、
サン・ギヤ、リング・ギヤおよびピニオン・キャリヤの３つの回転要素を備える第１遊星歯車組〜第４遊星歯車組と、
第１ブレーキ、第２ブレーキ、第１クラッチ〜第４クラッチの６個の摩擦締結要素と、
を備え、
前記第１遊星歯車組の３つの回転要素を、共通速度線図上で該第１遊星歯車組の歯数比に対応する間隔に応じて並べ、この並び順に第１要素、第２要素、第３要素とし、
前記第２遊星歯車組の３つの回転要素を、共通速度線図上で該第２遊星歯車組の歯数比に対応する間隔に応じて並べ、この並び順に第４要素、第５要素、第６要素とし、
前記第３遊星歯車組の３つの回転要素を、共通速度線図上で該第３遊星歯車組の歯数比に対応する間隔に応じて並べ、この並び順に第７要素、第８要素、第９要素とし、
前記第４遊星歯車組の３つの回転要素を、共通速度線図上で該第４遊星歯車組の歯数比に対応する間隔に応じて並べ、この並び順に第１０要素、第１１要素、第１２要素とし、
前記第２遊星歯車組の第４要素、第５要素および第６要素を、第１クラッチの締結によって一体回転可能とし、
前記第１要素を、前記第５要素に連結するとともに、第２クラッチを介して前記第１１要素に連結可能とし、
前記第２要素を、前記入力軸と前記第１０要素とに連結し、
前記第３要素を、第１ブレーキにより静止部に固定可能とし、
前記第４要素を、第３クラッチを介して前記入力軸に連結可能とし、
前記第６要素を、前記第９要素に連結し、
前記第７要素を前記第１２要素に連結するとともに、前記第２ブレーキにより前記静止部に固定可能とし、
前記第８要素を、前記出力軸に連結し、第４クラッチを介して前記第１１要素に連結可能とするとともに第２クラッチおよび前記第４クラッチを介して前記第１要素に連結可能としたことを特徴とする車両用自動変速機。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用自動変速機において、
前記第１ブレーキは、第３速〜第５速および第７速〜第９速で締結し、
前記第２ブレーキは、第１速〜第４速および後退で締結し、
前記第１クラッチは、第１速〜第３速、第５速、第６速および第8速で締結し、
前記第２クラッチは、第１速、第６速〜第９速および後退で締結し、
前記第３クラッチは、第２速、第９速、および後退で締結し、
前記第４クラッチは、第４速〜第７速で締結する、
ことを特徴とする車両用自動変速機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の車両用自動変速機において、
前記第１遊星歯車組〜第４遊星歯車組は、それぞれの３つの回転要素がサン・ギヤ、リング・ギヤ、前記サン・ギヤおよび前記リング・ギヤの両方に噛み合う複数のピニオンを回転自在に支持するピニオン・キャリヤを有するシングル・ピニオン・タイプである、
ことを特徴とする車両用自動変速機。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用自動変速機において、
前記第１要素、前記第４要素、前記第７要素および前記第１０要素は、それぞれリング・ギヤであり、
前記第２要素、前記第５要素、前記第８要素および前記第１１要素は、それぞれピニオン・キャリヤであり、
前記第３要素、前記第６要素、前記第９要素および前記第１２要素は、それぞれサン・ギヤである、
ことを特徴とする車両用自動変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用自動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用自動変速機では、エンジンの出力回転速度および出力トルクを車両走行に適した大きさに変換するため、遊星歯車組等が用いられて複数の変速段を得るようにしている。また、最近、燃費向上を目的として変速段の多段化が進んでいる。この多段化は、第１速のギヤ比が車両の発進性能や登坂性能で決まるので、高速段側でより多段化する傾向にある。
【０００３】
このような従来の多段自動変速機としては、下記のものが知られている。
すなわち、特許文献１に記載のものは、４組の遊星歯車組と、２個のブレーキおよび３個のクラッチとを備え、前進８速、後退１速を得るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４６７２７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記引用文献１に記載の従来の車両用自動変速機では、第１速での変速比（ギヤ比）が4.700で第８速のギヤ比が0.667であるため、レシオ・カバーレッジ（全変速比幅であり、前進１速のギヤ比を最高変速段のギヤ比で割った値）が7.05しかない。この結果、低速走行時の駆動力を確保しつつ高速走行時におけるエンジンの回転速度を抑えて燃料消費量を減らすことには限界があり、さらなる燃料消費量の改善が望まれる。
また、前進１速の変速比(ギヤ比)が4.700であるのに対し、後退のギヤ比が3.280と、これらギヤ比間の差が大きくなる結果、同じアクセル・ペダルの踏込量に対する駆動力差が大きくなるので、ドライバーが運転操作に違和感を持つといった問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、低速走行時における駆動力を確保しながら高速走行時におけるエンジンの回転速度を抑えて燃料消費量をさらに低減させることができ、かつ前進１速走行時と後退時のアクセル・ペダル操作での違和感を少なくすることができるようにした車両用自動変速機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的のため、本発明による車両用自動変速機は、
入力軸と、
出力軸と、
サン・ギヤ、リング・ギヤおよびピニオン・キャリヤの３つの回転要素を備える第１遊星歯車組〜第４遊星歯車組と、
第１ブレーキ、第２ブレーキ、第１クラッチ〜第４クラッチの６個の摩擦締結要素と、
を備え、
第１遊星歯車組の３つの回転要素を、共通速度線図上で第１遊星歯車組の歯数比に対応する間隔に応じて並べ、この並び順に第１要素、第２要素、第３要素とし、
第２遊星歯車組の３つの回転要素を、共通速度線図上で第２遊星歯車組の歯数比に対応する間隔に応じて並べ、この並び順に第４要素、第５要素、第６要素とし、
第３遊星歯車組の３つの回転要素を、共通速度線図上で第３遊星歯車組の歯数比に対応する間隔に応じて並べ、この並び順に第７要素、第８要素、第９要素とし、
第４遊星歯車組の３つの回転要素を、共通速度線図上で第４遊星歯車組の歯数比に対応する間隔に応じて並べ、この並び順に第１０要素、第１１要素、第１２要素とし、
第２遊星歯車組の第４要素、第５要素および第６要素を、第１クラッチの締結によって一体回転可能とし、
第１要素を、第５要素に連結するとともに、第２クラッチを介して第１１要素に連結可能とし、
第２要素を、入力軸と第１０要素とに連結し、
第３要素を、第１ブレーキにより静止部に固定可能とし、
第４要素を、第３クラッチを介して入力軸に連結可能とし、
第６要素を、第９要素に連結し、
第７要素を第１２要素に連結するとともに、第２ブレーキにより静止部に固定可能とし、
第８要素を、出力軸に連結し、第４クラッチを介して第１１要素に連結可能とするとともに第２クラッチおよび第４クラッチを介して第１要素に連結可能とした、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の車両用自動変速機にあっては、低速走行時における駆動力を確保しながら高速走行時におけるエンジンの回転速度を抑えて燃料消費量をさらに低減することができ、かつ前進１速走行時と後退時のアクセル・ペダル操作における違和感を減少させるようにした車両用自動変速機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１の車両用自動変速機の歯車列およびこの歯車列の作動を切り替える摩擦締結要素をスケルトンで示す図である。
【図２】実施例１の車両用自動変速機の摩擦締結要素の締結関係を示す作動表の図である。
【図３】実施例１の車両用変速機における、第１速状態から第４速状態までの各遊星歯車組の共通速度線図である。
【図４】実施例１の車両用変速機における、第５速状態から第８速状態までの各遊星歯車組の共通速度線図である。
【図５】実施例１の車両用変速機における、第９速状態および後退状態の各遊星歯車組の共通速度線図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
まず、実施例１の車両用自動変速機の構成を説明する。
この実施例１の車両用自動変速機は、入力軸１と、４組の遊星歯車組２〜５と、６つの摩擦締結要素、すなわち２個のブレーキ６、７および４個のクラッチ８〜１１と、出力軸１２と、を備えている。
【００１２】
入力軸１は、図示しないエンジン（ガソリン・エンジンやディーゼル・エンジンなどの内燃機関）に図示しないトルク・コンバータを介して常時連結される。
一方、出力軸１２は、入力軸１と同心軸上に配置され、図示しない終減速機や差動歯車組を介して左右の駆動輪に連結されている。
【００１３】
４組の遊星歯車組、すなわち第１遊星歯車組２、第２遊星歯車組３、第３遊星歯車組４、第４遊星歯車組５は、本実施例ではすべてシングル・ピニオン・タイプであって、入力軸１上で、エンジン側から出力軸１２へ向けて上記の順に配置される。
【００１４】
第１遊星歯車組２は、サン・ギヤ２１と、リング・ギヤ２２と、これらサン・ギヤ２１およびリング・ギヤ２２の両方に噛み合う複数のピニオン２３を回転自在に支持するピニオン・キャリヤ２４と、の３つの回転要素を備えている。ここで、第１遊星歯車組２の歯数比α１（サン・ギヤ２１の歯数比／リング・ギヤ２２の歯数比）は、たとえば0.3332に設定してある。
【００１５】
第２遊星歯車組３は、サン・ギヤ３１と、リング・ギヤ３２と、これらサン・ギヤ３１およびリング・ギヤ３２の両方に噛み合う複数のピニオン３３を回転自在に支持するピニオン・キャリヤ３４と、の３つの回転要素を備えている。ここで、第２遊星歯車組３の歯数比α２（サン・ギヤ３１の歯数比／リング・ギヤ３２の歯数比）は、たとえば0.2882に設定してある。
【００１６】
第３遊星歯車組４は、サン・ギヤ４１と、リング・ギヤ４２と、これらサン・ギヤ４１およびリング・ギヤ４２の両方に噛み合う複数のピニオン４３を回転自在に支持するピニオン・キャリヤ４４と、の３つの回転要素を備えている。ここで、第３遊星歯車組４の歯数比α３（サン・ギヤ４１の歯数比／リング・ギヤ４２の歯数比）は、たとえば0.5688に設定してある。
【００１７】
第４遊星歯車組５は、サン・ギヤ５１と、リング・ギヤ５２と、これらサン・ギヤ５１およびリング・ギヤ５２の両方に噛み合う複数のピニオン５３を回転自在に支持するピニオン・キャリヤ５４と、の３つの回転要素を備えている。ここで、第４遊星歯車組５の歯数比α４（サン・ギヤ５１の歯数比／リング・ギヤ５２の歯数比）は、たとえば0.5879に設定してある。
【００１８】
これら４組の遊星歯車組２〜５は、以下のように連結される。
すなわち、第１遊星歯車組２では、このサン・ギヤ２１が、ハイ・ブレーキ６の締結により自動変速機のケース１３に固定可能である。
ピニオン・キャリヤ２４は、入力軸１および第４遊星歯車５のリング・ギヤ５２に常時連結される。
第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２は、第２遊星歯車組３のピニオン・キャリヤ３４に常時連結される。
【００１９】
第２遊星歯車組３では、このサン・ギヤ３１が、第３遊星歯車組４のサン・ギヤ４１に常時連結されるとともに、ダイレクト・クラッチ９の締結で第２遊星歯車組３の全回転要素が一体となって回転するようにされている。
リング・ギヤ３２は、セカンド・アンド・リバース・クラッチ８の締結により入力軸１に連結可能である。
ピニオン・キャリヤ３４は、第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２に常時連結されている。
【００２０】
第３遊星歯車組４では、このサン・ギヤ４１が、前述したように、第２遊星歯車組３のサン・ギヤ３１に常時連結されている。
リング・ギヤ４２は、第４遊星歯車組５のサン・ギヤ５１に常時連結されている
ピニオン・キャリヤ４４は、出力軸１２に常時連結され、インターメディエット・クラッチ11の締結により第４遊星歯車組５のピニオン・キャリヤ５４に連結可能であるとともに、インターメディエット・クラッチ１１およびハイ・アンド・リバース・クラッチ１０の両クラッチの締結により第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２および第２遊星歯車組３のピニオン・キャリヤ３４に連結可能である。
【００２１】
第４遊星歯車組５では、このサン・ギヤ５１が、前述したように、第３遊星歯車組４のリング・ギヤ４２に常時連結されるとともに、ロー・アンド・リバース・ブレーキ７の締結により自動変速機ケース１３に固定可能である。
リング・ギヤ５２は、前述したように、第１遊星歯車組２のピニオン・キャリヤ２４に常時連結されている。
ピニオン・キャリヤ５４は、ハイ・アンド・リバース・クラッチ１０の締結により第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２および第２遊星歯車組３のピニオン・キャリヤ３４に連結可能であるとともに、インターメディエット・クラッチ11の締結により第３遊星歯車組４のピニオン・キャリヤ４４に連結可能である。
【００２２】
なお、ハイ・ブレーキ６は本発明の第１ブレーキに、またロー・アンド・リバース・ブレーキ７は本発明の第２ブレーキに、ダイレクト・クラッチ９は本発明の第１クラッチに、またハイ・アンド・リバース・クラッチ１０は本発明の第２クラッチに、またセカンド・アンド・リバース・クラッチ８は本発明の第３クラッチに、またインターメディエット・クラッチ11は本発明の第４クラッチに、また自動変速機ケース１３は本発明の静止部に、それぞれ相当する。
【００２３】
また、第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２は本発明の第１要素に、ピニオン・キャリヤ２４は本発明の第２要素に、サン・ギヤ２１は本発明の第３要素に、それぞれ相当する。
第２遊星歯車組３のリング・ギヤ３２は本発明の第４要素に、ピニオン・キャリヤ３４は本発明の第５要素に、サン・ギヤ３１は本発明の第６要素に、それぞれ相当する。
第３遊星歯車組４のリング・ギヤ４２は本発明の第７要素に、ピニオン・キャリヤ４４は本発明の第８要素に、サン・ギヤ４１は本発明の第９要素に、それぞれ相当する。
第４遊星歯車組５のリング・ギヤ５２は本発明の第１０要素に、ピニオン・キャリヤ５４は本発明の第１１要素に、サン・ギヤ５１は本発明の第１２要素に、それぞれ相当する。
【００２４】
上記摩擦締結要素は、本実施例では油圧作動による多板式のものを用いる。
すなわち、ハイ・ブレーキ６およびロー・アンド・リバース・ブレーキ７には、油圧作動式の多板ブレーキを、またダイレクト・クラッチ８〜インターメディエット・クラッチ１１には、油圧作動式の多板クラッチを用いる。
なお、これらの摩擦締結要素は、図示しないコントローラにより電子制御される図示しないコントロール・バルブからの圧油の供給、抜きにより、それらの締結・解放が制御される。これらのコントローラやコントロール・バルブの構成および作用はよく知られているので、ここではそれらの説明は省略する。
【００２５】
図２の作動表に、上記自動変速機の歯車列における変速段を切り替える上記各摩擦締結要素の締結・解放の制御、および上記歯数比α１〜α４を用いた場合の各変速段でのギヤ比を示す。
図２中、横方向に各変速段を、また縦方向に摩擦締結要素、ギヤ比、レシオ・カバーレッジ（全変速比幅であり、前進１速のギヤ比を最高変速段のギヤ比で割った値）R/C、前進１速時のギヤ比に対する後退時のギヤ比の割合Rev/1stが、それぞれ記載してある。なお、同図中、○印は、この○印に相当する摩擦締結要素が締結状態にあることを、また空白はその摩擦締結要素が解放状態にあることを意味する。
【００２６】
次に、各変速段における動力の伝達経路を、そのときの共通速度線図とともに説明する。
【００２７】
ここで、共通速度線図とは、縦軸に各回転要素の回転速度を取り、横軸にこれら回転要素を遊星歯車組２〜５の歯数比α１〜α４の大きさに応じて割り振った線図である。
すなわち、横軸上に、シングル・ピニオン・タイプの遊星歯車の場合には、リング・ギヤ、ピニオン・キャリヤ、サン・ギヤ３つの回転要素に相当する軸をこれらの順に（左右いずれの方向でもよい）、リング・ギヤおよびピニオン・キャリヤ間のこの遊星歯車組の歯数比αとした場合、ピニオン・キャリヤおよびサン・ギヤ間を１となる割合で離して配置したものである。
この場合、縦軸には、回転速度ゼロより上をエンジンと同じ回転方向の回転速度をとり、回転速度ゼロより下をエンジンと逆回転方向の回転速度をとるようにする。
共通速度線図にあっては、リング・ギヤ、ピニオン、サン・ギヤの噛み合い関係は歯と歯とが１対１で噛み合うリニアな関係となるので、各回転要素の回転速度を結ぶと直線関係となる。
【００２８】
次に、各摩擦要素の締結関係を示した図２、および各変速段における共通速度線図を示した図３〜図５に基づき、各変速段での動力伝達について説明する。
ここで、共通速度線図は、図中左側から右側へ向けて順に第１遊星歯車組２〜第４遊星歯車組５に対応する。また、共通速度線図間で同じ速度となる回転要素同士については、点線で結んである。また、共通速度線図にあっては、それらのサン・ギヤにはＳを、またリング・ギヤにはＲを、またピニオン・キャリヤにはＣを付け、これらに第１遊星歯車組２〜第４遊星歯車組５に応じてそれぞれ１〜４の添え字を付けてある。
【００２９】
まず、前進走行で第１速から順にシフト・アップしていく場合を説明する。
第１速を得るには、ロー・アンド・リバース・ブレーキ７、ダイレクト・クラッチ９、ハイ・アンド・リバース・クラッチ１０を締結する。
このとき、図３に1stとして示すように、エンジンからの駆動力は、入力軸１を介して第１遊星歯車組２のピニオン・キャリヤ２４および第４遊星歯車組５のリング・ギヤ５２に入る。
第４遊星歯車組５では、このリング・ギヤ５２が第１遊星歯車組２のピニオン・キャリヤ２４を介して入力軸１に連結され、またサン・ギヤ５１がロー・アンド・リバース・ブレーキ７の締結によりケース１３に固定されるので、そのピニオン・キャリヤ５４は減速回転する。
このピニオン・キャリヤ５４は、締結したハイ・アンド・リバース・クラッチ１０を介して第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２および第２遊星歯車組３のピニオン・キャリヤ３４に連結されているので、これらはピニオン・キャリヤ５４と同じ回転速度で減速回転する。
一方、ダイレクト・クラッチ９が締結されているので、第２遊星歯車組３はこの回転要素が一体となって回転する結果、そのサン・ギヤ３１も上記ピニオン・キャリヤ３４と同じ回転速度で回転する。このサン・ギヤ３１は、第３遊星歯車組４のサン・ギヤ４１に連結されているので、このサン・ギヤ４１も同じ回転速度で減速回転する。
第３遊星歯車組４では、以上のように、リング・ギヤ４２がケース１３に固定され、サン・ギヤ４１が減速回転されるので、これらを結ぶ直線がＣ３軸と交わる回転速度となってそのピニオン・キャリヤ４４がさらに減速回転されることで、これに連結された出力軸１２が第１速（本実施例では、ギヤ比4.379）で駆動回転される。
なお、第１遊星歯車組２のサン・ギヤ２１は増速回転されるが、この第１遊星歯車組２は、自動変速機の変速比には関係しない。
【００３０】
次に、第１速から第２速にするには、ハイ・アンド・リバース・クラッチ１０を解放するとともに、第１速の状態からセカンド・アンド・リバース・クラッチ８を締結する。
そうすると、図３に2ndとして示すように、第４遊星歯車組５は第１速のときと同じである。
第２遊星歯車組３は、ダイレクト・クラッチ９が締結されているので、第１速と同じく一体回転するが、そのリング・ギヤ３２は、締結したセカンド・アンド・リバース・クラッチ８を介して入力軸１に連結されるので、その回転速度は入力軸１と同じである。
第３遊星歯車組４では、このサン・ギヤ４１が第２遊星歯車組３のサン・ギヤ３１に連結されるので、そのサン・ギヤ４１も入力軸１と同じ回転速度で回転する。一方、そのリング・ギヤ４２は、第４遊星歯車組５のサン・ギヤ５１に連結さるので、自動変速機ケース１３に固定される。したがって、第３遊星歯車組４のピニオン・キャリヤ４４およびこれに連結された出力軸１２は、R3軸の０点とS3軸の入力軸速度点を結ぶ直線がC3軸と交わる点での回転速度、すなわち第１速より若干早い減速回転速度となる第２速（本実施例では、ギヤ比2.758）で駆動回転される。
なお、第１遊星歯車組２では、このリング・ギヤ２２およびピニオン・キャリヤ２４が入力軸１と同じ回転速度で回転されるので、そのサン・ギヤ２１も入力軸１２と同じ回転速度で回転するが、第１遊星歯車組２は、自動変速機の変速比には関係しない。
【００３１】
第２速から第３速にするには、第２速の状態からセカンド・アンド・リバース・クラッチ８を解放するとともに、ハイ・ブレーキ６を締結する。
そうすると、図４に3rdとして示すように、第４遊星歯車組５は、第１速のときと同じとなる。
第１遊星歯車組２では、このサン・ギヤ２１が自動変速機ケース１３に固定され、そのピニオン・キャリヤ２４が入力軸１に連結されているので、そのリング・ギヤ２２は、増速回転する。
第２遊星歯車組３では、ダイレクト・クラッチ９の締結によりその回転要素が一体となっており、またそのピニオン・キャリヤ３４が第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２に連結されているので、第２遊星歯車組３は一体となってリング・ギヤ２２と同じ回転速度で増速回転される。
第３遊星歯車組４は、このリング・ギヤ４２が第４遊星歯車組５のサン・ギヤ５１に連結されて自動変速機ケース１３に固定され、そのサン・ギヤ４１が第２遊星歯車組３のサン・ギヤ３１に連結されて増速回転しているので、そのピニオン・キャリヤ４４およびこれに連結されている出力軸１２は、第２速より早い減速回転速度となる第３速（本実施例では、ギヤ比2.069）で駆動回転される。
【００３２】
第３速から第４速にするには、ダイレクト・クラッチ９を解放するとともに、インターメディエット・クラッチ１１を締結する。
そうすると、図３に4thとして示すように、第４遊星歯車組５は第１速のときと同じとなる。
また、第１遊星歯車組２は、第３速の場合と同様となり、そのリング・ギヤ２２が増速回転する。
第３遊星歯車組４では、このリング・ギヤ４２が第５遊星歯車組５のサン・ギヤ５１に連結されてロー・アンド・リバース・ブレーキ７の締結により自動変速機ケース１３に固定され、そのピニオン・キャリヤ４４およびこれに連結されている出力軸１２が、インターメディエット・クラッチ１１の締結により第４遊星歯車組５のピニオン・キャリヤ５４に連結されているので、このピニオン・キャリヤ５４の回転速度と同じ回転速度、すなわち第３速より早い減速回転速度となる第４速（本実施例では、ギヤ比1.588）で減速回転する。
なお、第２遊星歯車組３では、このサン・ギヤ３１は、第３遊星歯車組４のサン・ギヤ４１に常時連結されているので、このサン・ギヤ４１と同じ回転速度、すなわち増速回転速度で回転する。また、そのピニオン・キャリヤ３４も第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２と同じ回転速度、すなわち増速回転速度で回転するので、そのリング・ギヤ３２も増速回転速度で回転するが、第２遊星歯車組３は、出力軸１２の駆動には関係しない。
【００３３】
第４速から第５速にするには、ロー・アンド・リバース・ブレーキ７が解放されるとともに、ダイレクト・クラッチ９が締結される。
そうすると、図４に5thで示すように、第１遊星歯車組２は第３速および第４速の場合と同様になり、そのリング・ギヤ２２が増速回転速度で回転する。
第２遊星歯車組３はダイレクト・クラッチ９の締結により一体となっており、そのピニオン・キャリヤ３４が第１遊星歯車組のリング・ギヤ２２に連結されているので、第２遊星歯車組３は、一体となってリング・ギヤ２２と同じ回転速度、すなわち増速回転速度で回転する。
第３遊星歯車組４では、このサン・ギヤ４１が第２遊星歯車組３のサン・ギヤ３１に連結されてこれと同じ回転速度、すなわち増速回転速度で回転する。また、そのリング・ギヤ４２は、第４遊星歯車組５のサン・ギヤ５１に連結されて、これと同じ回転速度、すなわち減速回転速度で書いてする。一方、そのピニオン・キャリヤ４４およびこれに連結されている出力軸１２は、インターメディエット・クラッチ１１の締結により第４遊星歯車組５のピニオン・キャリヤ５４に連結されているので、これらは同じ回転速度で回転する。
第４遊星歯車組５では、このリング・ギヤ５２が第１遊星歯車組２のピニオン・キャリヤ２４を介して入力軸１に連結され、そのサン・ギヤ５１およびピニオン・キャリヤ５４が前述のように第３遊星歯車組４のリング・ギヤ４２およびピニオン・キャリヤ４４にそれぞれ連結されて回転する。
したがって、出力軸１２は、第４速より早い減速回転速度となる第５速（本実施例では、ギヤ比1.201）で駆動回転される。
【００３４】
第５速から第６速にするには、ハイ・ブレーキ６を解放するとともに、ハイ・アンド・リバース・クラッチ１０を締結する。
そうすると、図４に6thとして示すように、ハイ・アンド・リバース・クラッチ１０の締結により第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２、第２遊星歯車組３のピニオン・キャリヤ３４、および第４遊星歯車組５のピニオン・キャリヤ５４が連結される。なお、ダイレクト・クラッチ９の締結により第２遊星歯車組３は、一体となって、第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２と同じ回転速度で回転する。したがって、第２遊星歯車組３のサン・ギヤ３１に連結されている第３遊星歯車組４のサン・ギヤ４１もそれらと同じ回転速度で回転する。
また、第３遊星歯車組４のピニオン・キャリヤ４４が、ハイ・アンド・リバース・クラッチ１０およびインターメディエット・クラッチ１１の締結によりリング・ギヤ２２、ピニオン・キャリヤ３４およびピニオン・キャリヤ５４に連結されて、これらはすべて同じ回転速度で回転する。
また、第３遊星歯車組４のリング・ギヤ４２と第４遊星歯車組５のサン・ギヤ５１が連結されて、これらは同じ回転速度で回転する。
この結果、第１遊星歯車組２〜第４遊星歯車組５のすべての回転要素は、直結状態となって一体回転する。すなわち、出力軸１２は、直結となる第６速（本実施例では、ギヤ比1.000）で駆動回転される。
【００３５】
第６速から第７速にするには、ダイレクト・クラッチ９を解放するとともに、ハイ・ブレーキ６を締結する。
そうすると、図４に6thとして示すように、第１遊星歯車組２では、ハイ・ブレーキ６の締結によりサン・ギヤ２１が自動変速機ケース１３に固定され、またピニオン・キャリヤ２４が入力軸１に連結されているので、そのリング・ギヤ２２は増速回転速度で回転する。
ハイ・アンド・リバース・クラッチ１０の締結により、第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２および第２遊星歯車組３のピニオン・キャリヤ３４が、第４遊星歯車組５のピニオン・キャリヤ５４に連結されて、これらを同じ増速回転速度で回転させる。
第４遊星歯車組５では、このリング・ギヤ５２が第１遊星歯車組２のピニオン・キャリヤ２４を介して入力軸１に連結されており、上述のようにピニオン・キャリヤ５４が増速回転されているので、そのサン・ギヤ５１はさらに早い増速回転速度で回転する。
第３遊星歯車組４では、このピニオン・キャリヤ４４が、インターメディエット・クラッチ１１の締結により第４遊星歯車組５のピニオン・キャリヤ５４に連結されて、これと同じ回転速度、すなわち増速回転速度で回転する。この結果、ピニオン・キャリヤ４４に連結されている出力軸１２は、増速回転速度となる第７速（本実施例では、ギヤ比0.750）で駆動回転される。
一方、そのリング・ギヤ４２が第４遊星歯車組５のサン・ギヤ５１に連結されてこれと同じ回転速度、すなわち増速回転速度で回転するので、そのサン・ギヤ４１は減速回転する。
なお、第２遊星歯車組３では、このサン・ギヤ３１が第３遊星歯車組４のサン・ギヤ４１に連結されているので、これと同じ減速回転速度で回転する。そのピニオン・キャリヤ３４は、第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２に連結されて増速回転速度で回転する。したがって、そのリング・ギヤ３２も増速回転するが、第２遊星歯車組３は、出力軸１２の駆動には関係しない。
【００３６】
第７速から第８速にするには、インターメディエット・クラッチ１１を解放するとともに、ダイレクト・クラッチ９を締結する。
そうすると、図４に8thとして示すように、第１遊星歯車組２は、第７速の場合と同じになり、そのリング・ギヤ２２は増速回転速度で回転する。
第２遊星歯車組３では、ダイレクト・クラッチ９の締結により一体となり、またそのピニオン・キャリヤ３４が第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２に連結しているので、ピニオン・キャリヤ３４は、増速回転速度で回転する。
第４遊星歯車組５では、このリング・ギヤ５２が第１遊星歯車組２のピニオン・キャリヤ２４を介して入力軸１に連結され、そのピニオン・キャリヤ５４がハイ・アンド・リバース・クラッチ１０の締結により第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２および第２遊星歯車組３のピニオン・キャリヤ３４に連結されるので、これらと同じ増速回転速度で回転する。したがって、そのサン・ギヤ５１は、さらに早い増速回転速度で回転する。
第３遊星歯車組４では、このリング・ギヤ４２が第４遊星歯車組５のサン・ギヤ５１に連結されて最高の増速回転速度で回転し、そのサン・ギヤ４１が第２遊星歯車組３のサン・ギヤ３１に連結されて第１遊星歯車組１のリング・ギヤ２２と同じ増速回転速度で回転するので、そのピニオン・キャリヤ４４およびこれに連結されている出力軸１２は、第７速よりも早い増速回転速度となる第８速（本実施例では、0.590）で駆動回転される。
【００３７】
第８速から最高速段である第９速にするには、ダイレクト・クラッチ９を解放するとともに、セカンド・アンド・リバース・クラッチ８を締結する。
そうすると、図５に9thとして示すように、第１遊星歯車組２は、第７速および第８速の場合と同じになり、そのリング・ギヤ２２は増速回転速度で回転する。
第２遊星歯車組３では、セカンド・アンド・リバース・クラッチ８の締結によりそのリング・ギヤ３２が入力軸１と連結され、かつそのピニオン・キャリヤ３４が第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２に連結されるので、そのサン・ギヤ３１は、リング・ギヤ２２よりさらに早い増速回転速度で回転する。
一方、第４遊星歯車組５では、このリング・ギヤ５１が第１遊星歯車組２のピニオン・キャリヤ２４を介して入力軸１に連結され、そのピニオン・キャリヤ５４がハイ・アンド・リバース・クラッチ１０の締結により第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２に連結されるので、そのサン・ギヤ５１はリング・ギヤ２２より早い増速回転速度で回転する。
第３遊星歯車組４では、このリング・ギヤ４２が第４遊星歯車組５のサン・ギヤ５１に連結されて増速回転速度で回転する。また、そのサン・ギヤ４１が第２遊星歯車組３のサン・ギヤ３１に連結されて最高の早さの増速回転速度で回転する。したがって、そのピニオン・キャリヤ４４およびこれに連結されている出力軸１２は、第８速よりさらに早い増速回転速度となる第9速（本実施例では、0.473）で駆動回転される。
【００３８】
一方、後退を得るには、ロー・アンド・リバース・ブレーキ７、セカンド・アンド・リバース・クラッチ８およびハイ・アンド・リバース・クラッチ１０を締結する。
そうすると、図５にRevとして示すように、第４遊星歯車組５では、このリング・ギヤ５２が第１遊星歯車組２のピニオン・キャリヤ２４を介して入力軸１に連結され、そのサン・ギヤ５１がロー・アンド・リバース・ブレーキ７の締結によりケース１３に固定されるので、そのピニオン・キャリヤ５４は減速回転される。
第２遊星歯車組３では、ハイ・アンド・リバース・クラッチ１０の締結によりそのピニオン・キャリヤ３４が第４遊星歯車組５のピニオン・キャリヤ５４に連結されて減速回転速度で回転する。また、そのリング・ギヤ３２は、セカンド・アンド・リバース・クラッチ８の締結により入力軸１に連結されてこれと同じ回転速度で回転される。したがって、そのサン・ギヤ３１は逆回転する。
第３遊星歯車組４では、このサン・ギヤ４１が第２遊星歯車組３のサン・ギヤ３１に連結されてこれと同じ回転速度で逆回転される。一方、そのリング・ギヤ４２は第４遊星歯車組５のサン・ギヤ５１に連結されているので、自動変速機ケース１３に固定される。したがって、そのピニオン・キャリヤ４４およびこれに連結されている出力軸１２は、減速回転速度での逆回転となる後退駆動（本実施例では、ギヤ比-4.211、ただしこの値のマイナスは逆回転を表す）で回転させられる。
なお、第１遊星歯車組２では、このピニオン・キャリヤ２４が入力軸１に連結されてこれと同じ回転速度で回転し、またそのリング・ギヤ２２がハイ・アンド・リバース・クラッチ１０の締結により第４遊星歯車組５のピニオン・キャリヤ５４に連結されて減速回転速度で回転するので、そのサン・ギヤ２１は増速回転速度で回転するが、第１遊星歯車組２は、出力軸１２の駆動には関係しない。
【００３９】
上記はシフト・アップにつき、説明したが、シフト・ダウンはシフト・アップとは逆の順序で行われる。
【００４０】
実施例１の自動変速機では、第１速〜第９速のギヤ比およびリバース時のギヤ比は、α１を0.332、α２を0.2882、α３を0.5668、α４を0.5879とすると、上記のように、4.379、2.758、2.069、1.588、1.201、1.000、0.750、0.590、0.473、−4.211となる。したがって、隣合う変速段間の段間比は、第１速〜第２速間で1.588、第２速〜第３速間で1.415、第３速〜第４速間で1.333、第４速〜第５速間で1.302、第５速〜第６速間で1.201、第６速〜第７速間で1.333、第７速〜第８速間で1.271、第８速〜第９速間で1.247となり、良い段間比が得られる。
【００４１】
また、図２に示すように、実施例１の自動変速機では、レシオ・カバーレッジR/Cを9.258とすることができ、従来の自動変速機でのレシオ・カバーレッジ（引用文献１では7.05）より大きく設定されることとなる。
また、リバース比／１速比Rev/1stは、実施例１の自動変速機では、0.962となり、従来の自動変速機での同比（引用文献１では0.70）より大きくなって1に近づく。
【００４２】
以上のように構成した実施例１の自動変速機は、以下の効果を得ることができる。
実施例１の自動変速機４組の遊星歯車組２〜５と、２個のブレーキ６、７および４個のクラッチ８〜１１からなる摩擦締結要素とを、図１のような連結関係とし、かつ図２の作動表に基づいて、摩擦締結要素を制御するようにしたので、各段に最適なギヤ比、および段間比を得ることが可能となる。
すなわち、前進９速を得ることができるので、車両の走行条件に適したギヤ比を選択するのが容易となる。
【００４３】
したがって、上記レシオ・カバーレッジR/Cを9.258などと従来技術のものより大きくとることができ、しかも第１速を4.379など、大きなギヤ比に設定できるので、発進時など低速時における駆動力を確保でき、かつ第9速を0.473など、小さなギヤ比に設定できるので高速走行時はエンジンの回転速度を小さくして騒音の抑制や消費燃費の低減が可能となる。
【００４４】
また、リバース比／１速比Rev/1stを、0.962など、従来技術のもの（0.70）１に近い値に設定できるので、第１速での前進時と後退時とにおける駆動力差を小さく抑えることができ、この結果ドライバーの運転（アクセル・ペダル操作など）上での違和感をなくすことができる。
【００４５】
また、前進９速を達成しながらブレーキは２つで済むので、走行中の引きずりトルク（ブレーキは一方の側が自動変速機ケースであるため、潤滑油の排出性がクラッチよりも劣る結果、クラッチより引きずり抵抗が大きくなる）を小さく抑えることが可能となり、燃費の低下を抑制することが可能となる。
【００４６】
以上、本発明を上記各実施例に基づき説明してきたが、本発明はこれらの実施例に限られず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更等があった場合でも、本発明に含まれる。
【００４７】
たとえば、遊星歯車組２〜５の歯数比α１〜α４は上記実施例に限られない。
【００４８】
また、上記実施例では、遊星歯車組２〜５をすべてシングル・ピニオン・タイプで構成したが、少なくとも１組以上をダブル・ピニオン・タイプのものとしても良い。このダブル・ピニオン・タイプの場合、共通速度線図は、ピニオン・キャリヤ、リング・ギヤ、サン・ギヤ３つの回転要素をこの順に（左右いずれの方向でもよい）、リング・ギヤおよびピニオン・キャリヤ間のこの遊星歯車組の歯数比αとした場合、ピニオン・キャリヤおよびサン・ギヤ間を１となる割合で配置する。
【符号の説明】
【００４９】
１      入力軸
２      第１遊星歯車装置
２１    サン・ギヤ（第３要素）
２２    リング・ギヤ（第１要素）
２３    ピニオン
２４    ピニオン・キャリヤ（第２要素）
３      第２遊星歯車装置
３１    サン・ギヤ（第６要素）
３２    リング・ギヤ（第４要素）
３３    ピニオン
３４    ピニオン・キャリヤ（第５要素）
４      第３遊星歯車装置
４１    サン・ギヤ（第９要素）
４２    リング・ギヤ（第７要素）
４３    ピニオン
４４    ピニオン・キャリヤ（第８要素）
５      第４遊星歯車装置
５１    サン・ギヤ（第１２要素）
５２    リング・ギヤ（第１０要素）
５３    ピニオン
５４    ピニオン・キャリヤ（第１１要素）
６      ハイ・ブレーキ（第１ブレーキ）
７      ロー・アンド・リバース・ブレーキ（第２ブレーキ）
８      セカンド・アンド・リバース・クラッチ（第３クラッチ）
９      ダイレクト・クラッチ（第１クラッチ）
１０    ハイ・アンド・リバース・クラッチ（第２クラッチ）
１１      インターメディエット・クラッチ（第４クラッチ）
１２      出力軸
【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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