(57)【要約】  自動変速機の搭載スペースの制限等により自動変速機の軸方向の短縮化が求められると共に、自動変速機としての適正なギヤ比が求められている。プラネタリギヤセット（ＰＵ）が、内周側に第１リングギヤ（Ｒ２）を有し外周側に第２サンギヤ（Ｓ３）を有する一体の中間ギヤ（ＲＳ）を備え、内径側に第１リングギヤ（Ｒ２）を有する第１プラネタリギヤ（５）と、外径側に第２サンギヤ（Ｓ３）を有する第２プラネタリギヤ（６）とを配置した２階建て構造とする。第２リングギヤ（Ｒ３）に第２のクラッチ（Ｃ−２）を介して入力軸（２）の回転を、中間ギヤ（ＲＳ）又は第１サンギヤ（Ｓ２）に第１又は第３のクラッチ（Ｃ−１，Ｃ−３）を介して減速回転を選択的に入力し、共通キャリヤ（ＣＲ２）から出力する。
2015108017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力部の入力回転を減速して出力する減速回転出力部と、
第１サンギヤ、内周側に第１リングギヤが形成されると共に外周側に第２サンギヤが形成された一体の中間ギヤ、第２リングギヤ、並びに前記第１サンギヤ及び前記第１リングギヤに噛合する第１ピニオンと前記第２サンギヤ及び前記第２リングギヤに噛合すると共に径方向からみて前記第１ピニオンに少なくとも一部が軸方向に重なり合うように配置された第２ピニオンとを回転自在に支持する共通キャリヤ、を有するプラネタリギヤセットと、を備え、
前記中間ギヤと前記減速回転出力部とを第１のクラッチを介して連結し、前記第２リングギヤと前記入力部とを第２のクラッチを介して連結し、前記第１サンギヤと前記減速回転出力部とを第３のクラッチを介して連結し、前記第１サンギヤを第１の係止手段に連結し、前記第２リングギヤを第２の係止手段に連結し、前記共通キャリヤを出力部材に連結してなる、
ことを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
前記第１のクラッチ及び前記第２の係止手段を係合して前進１速段を達成し、
前記第１のクラッチ及び前記第１の係止手段を係合して前進２速段を達成し、
前記第１のクラッチ及び前記第３のクラッチを係合して前進３速段を達成し、
前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチを係合して前進４速段を達成し、
前記第２のクラッチ及び前記第３のクラッチを係合して前進５速段を達成し、
前記第２のクラッチ及び前記第１の係止手段を係合して前進６速段を達成し、
前記第３のクラッチ及び前記第２の係止手段を係合して後進段を達成してなる、
請求項１記載の自動変速機。
【請求項３】
前記入力部の入力回転を減速して前記減速回転出力部に出力する減速ギヤ機構を備え、
前記減速ギヤ機構は、サンギヤと、リングギヤと、前記サンギヤ及び前記リングギヤに噛合するピニオンを有するキャリヤとを備えたシングルピニオンプラネタリギヤからなり、
前記サンギヤを固定し、前記リングギヤを前記入力部に連結し、前記キャリヤを前記減速回転出力部とした、
請求項２記載の自動変速機。
【請求項４】
前記入力部と前記第１サンギヤとを連結し得る第４のクラッチを備え、
前記第１のクラッチ及び前記第２の係止手段を係合して前進１速段を達成し、
前記第１のクラッチ及び前記第１の係止手段を係合して前進２速段を達成し、
前記第１のクラッチ及び前記第３のクラッチを係合して前進３速段を達成し、
前記第１のクラッチ及び前記第４のクラッチを係合して前進４速段を達成し、
前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチを係合して前進５速段を達成し、
前記第２のクラッチ及び前記第４のクラッチを係合して前進６速段を達成し、
前記第２のクラッチ及び前記第３のクラッチを係合して前進７速段を達成し、
前記第２のクラッチ及び前記第１の係止手段を係合して前進８速段を達成し、
前記第３のクラッチ及び前記第２の係止手段を係合して後進段を達成してなる、
請求項１記載の自動変速機。
【請求項５】
前記入力部の入力回転を減速し前記減速回転出力部に出力する減速ギヤ機構を備え、
前記減速ギヤ機構は、サンギヤと、リングギヤと、前記サンギヤに噛合する第１のピニオン及び前記リングギヤに噛合すると共に前記第１のピニオンに噛合する第２のピニオンを有するキャリヤとを備えたダブルピニオンプラネタリギヤからなり、
前記サンギヤを固定し、前記キャリヤを前記入力部に連結し、前記リングギヤを前記減速回転出力部とした、
請求項４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、自動車等に搭載される自動変速機に係り、詳しくは減速ギヤ機構と４個の回転要素からなるプラネタリギヤセット（ユニット）を有する自動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、４個の回転要素を有するプラネタリギヤセットとして例えばラビニヨ型プラネタリギヤを用い、該プラネタリギヤの異なる複数の要素にそれぞれのクラッチを介して減速ギヤ機構からの減速回転及び／又は入力軸からの直結回転を入力して、各クラッチを適宜断接すると共に上記プラネタリギヤセットの所定要素をブレーキにより固定することにより、前進６速段、後進１速段等の多段変速を達成する自動変速機が存在する（特許文献１参照）。【０００３】
該自動変速機は、ラビニヨ型プラネタリギヤ等を採用することにより、比較的簡単な構成により自由度の高いギヤ比を設定することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２１９５５３号公報（特に図３参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近時、エンジンと自動変速機との間に電気モータを介在した１モータタイプのハイブリッド装置や、高性能のダンパ（トーションスプリング）装置を設置する等のため、自動変速機に一層の軸方向のコンパクト化が求められている。【０００６】
上記自動変速機は、プラネタリギヤセットとしてラビニヨ型プラネタリギヤを採用して、比較的軸方向に短い構成からなるが、ラビニヨ型プラネタリギヤは、２個のサンギヤが軸方向に並設されかつロングピニオンを必要として、上記一層の軸方向の短縮化を満たすためには充分ではない。【０００７】
そこで、本発明は、プラネタリギヤセットとして、軸方向に短いプラネタリギヤを採用することにより、上記短縮化の要求を満たすことが可能でありながら、適正なギヤ比（ステップ比）を得ることが可能な自動変速機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
例えば図１又は図４を参照して、本発明は、入力部（２）の入力回転を減速して出力する減速回転出力部（ＣＲ１）又は（Ｒ１’）と、
第１サンギヤ（Ｓ２）、内周側に第１リングギヤ（Ｒ２）が形成されると共に外周側に第２サンギヤ（Ｓ３）が形成された一体の中間ギヤ（ＲＳ）、第２リングギヤ（Ｒ３）、並びに前記第１サンギヤ（Ｓ２）及び前記第１リングギヤ（Ｒ２）に噛合する第１ピニオン（Ｐ２）と前記第２サンギヤ（Ｓ３）及び前記第２リングギヤ（Ｒ３）に噛合すると共に径方向からみて前記第１ピニオン（Ｐ２）に少なくとも一部が軸方向に重なり合うように配置された第２ピニオン（Ｐ３）とを回転自在に支持する共通キャリヤ（ＣＲ２）、を有するプラネタリギヤセット（ＰＵ）と、を備え、
前記中間ギヤ（ＲＳ）と前記減速回転出力部（ＣＲ１）又は（Ｒ１’）とを第１のクラッチ（Ｃ−１）を介して連結し、前記第２リングギヤ（Ｒ３）と前記入力軸（２，９）とを第２のクラッチ（Ｃ−２）を介して連結し、前記第１サンギヤ（Ｓ２）と前記減速回転出力部（ＣＲ１）又は（Ｒ１’）とを第３のクラッチ（Ｃ−３）を介して連結し、前記第１サンギヤ（Ｓ２）を第１の係止手段（Ｂ−１）に連結し、前記第２リングギヤ（Ｒ３）を第２の係止手段（Ｂ−２）に連結し、前記共通キャリヤ（ＣＲ２）を出力部材（１０）に連結してなる、
ことを特徴とする自動変速機にある。【０００９】
例えば図２、図３を参照して、前記第１のクラッチ（Ｃ−１）及び前記第２の係止手段（Ｂ−２）を係合して前進１速段を達成し、
前記第１のクラッチ（Ｃ−１）及び前記第１の係止手段（Ｂ−１）を係合して前進２速段を達成し、
前記第１のクラッチ（Ｃ−１）及び前記第３のクラッチ（Ｃ−３）を係合して前進３速段を達成し、
前記第１のクラッチ（Ｃ−１）及び前記第２のクラッチ（Ｃ−２）を係合して前進４速段を達成し、
前記第２のクラッチ（Ｃ−２）及び前記第３のクラッチ（Ｃ−３）を係合して前進５速段を達成し、
前記第２のクラッチ（Ｃ−２）及び前記第１の係止手段（Ｂ−１）を係合して前進６速段を達成し、
前記第３のクラッチ（Ｃ−３）及び前記第２の係止手段（Ｂ−２）を係合して後進段を達成してなる。【００１０】
例えば図１を参照して、前記入力部（２，９）の入力回転を減速して前記減速回転出力部（ＣＲ１）に出力する減速ギヤ機構（ＳＰ）を備え、
前記減速ギヤ機構（ＳＰ）は、サンギヤ（Ｓ１）と、リングギヤ（Ｒ１）と、前記サンギヤ（Ｓ１）及び前記リングギヤ（Ｒ１）に噛合するピニオン（Ｐ１）を有するキャリヤ（ＣＲ１）とを備えたシングルピニオンプラネタリギヤ（ＳＰ）からなり、
前記サンギヤ（Ｓ１）を固定し、前記リングギヤ（Ｒ１）を前記入力軸（２）に連結し、前記キャリヤ（ＣＲ１）を前記減速回転出力部とした。【００１１】
例えば図５、図６を参照して、前記入力部（２，９）と前記第１サンギヤ（Ｓ２）とを連結し得る第４のクラッチ（Ｃ−４）を備え、
前記第１のクラッチ（Ｃ−１）及び前記第２の係止手段（Ｂ−２）を係合して前進１速段を達成し、
前記第１のクラッチ（Ｃ−１）及び前記第１の係止手段（Ｂ−１）を係合して前進２速段を達成し、
前記第１のクラッチ（Ｃ−１）及び前記第３のクラッチ（Ｃ−３）を係合して前進３速段を達成し、
前記第１のクラッチ（Ｃ−１）及び前記第４のクラッチ（Ｃ−４）を係合して前進４速段を達成し、
前記第１のクラッチ（Ｃ−１）及び前記第２のクラッチ（Ｃ−２）を係合して前進５速段を達成し、
前記第２のクラッチ（Ｃ−２）及び前記第４のクラッチ（Ｃ−４）を係合して前進６速段を達成し、
前記第２のクラッチ（Ｃ−２）及び前記第３のクラッチ（Ｃ−３）を係合して前進７速段を達成し、
前記第２のクラッチ（Ｃ−２）及び前記第１の係止手段（Ｂ−１）を係合して前進８速段を達成し、
前記第３のクラッチ（Ｃ−３）及び前記第２の係止手段（Ｂ−２）を係合して後進段を達成してなる。【００１２】
例えば図４を参照して、前記入力部（２，９）の入力回転を減速し前記減速回転出力部（Ｒ１’）に出力する減速ギヤ機構（ＳＰ’）を備え、
前記減速ギヤ機構（ＳＰ’）は、サンギヤ（Ｓ１）と、リングギヤ（Ｒ１’）と、前記サンギヤ（Ｓ１）に噛合する第１のピニオン（Ｐ１１）及び前記リングギヤ（Ｒ１’）に噛合すると共に前記第１のピニオン（Ｐ１１）に噛合する第２のピニオン（Ｐ１２）を有するキャリヤ（ＣＲ１’）とを備えたダブルピニオンプラネタリギヤからなり、
前記サンギヤ（Ｓ１）を固定し、前記キャリヤ（ＣＲ１’）を前記入力部（２）に連結し、前記リングギヤ（Ｒ１’）を前記減速回転出力部とした。【００１３】
なお、前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、これにより請求の範囲に記載の構成に何等影響を及ぼすものではない。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る本発明によると、プラネタリギヤセットが、内周側に第１リングギヤを有し外周側に第２サンギヤを有する一体の中間ギヤを備え、内径側に上記第１リングギヤを有する第１プラネタリギヤと、外径側に上記第２サンギヤを有する第２プラネタリギヤとを配置した２階建て構造からなり、該プラネタリギヤセットは、軸方向寸法の短縮化を図ることができ、例えばエンジンと自動変速機との間に電気モータを配置したり、高性能のダンパ装置を配置して、自動変速機の軸方向寸法の搭載スペースに制限があるものにおいても、本自動変速機を搭載することが可能になる。【００１５】
上記第１プラネタリギヤと第２プラネタリギヤとの２階建て構造からなり、径方向に大径となって、自動変速機としての所望のギヤ比を得ることが困難になるが、外径側に位置する第２リングギヤに第２のクラッチを介して入力軸の回転を、減速回転出力部からの減速回転を第１のクラッチを介して中間ギヤ又は第３のクラッチを介して第１サンギヤに選択的に入力し、共通キャリヤを出力部材に連結して、自動変速機として適正なギヤ比を得ることができる。【００１６】
請求項２に係る本発明によると、第１のクラッチ、第２のクラッチ、第３のクラッチ、第１の係止手段及び第２の係止手段を適宜係合して、前進６速段、後進１速段の多段変速機を得ることができる。【００１７】
請求項３に係る本発明によると、入力部の回転を減速して減速回転出力部に出力する減速ギヤ機構としてシングルピニオンプラネタリギヤを用いるので、減速ギヤ機構の構造が簡単になると共に省スペース化が可能となり、上記軸方向の短縮化を図ったプラネタリギヤセットと相俟って、軸方向スペースを短縮化した自動変速機を得ることができる。また、上記シングルピニオンプラネタリギヤは、サンギヤを固定し、リングギヤを入力部に連結し、キャリヤを前記減速回転出力部としたので、上記請求項２記載の６速段自動変速機に適用して、適正なギヤ比を得ることができる。【００１８】
請求項４に係る本発明によると、入力部と第１サンギヤとを連結する第４のクラッチを備え、第１のクラッチ、第２のクラッチ、第３のクラッチ、第４のクラッチ、第１の係止手段及び第２の係止手段を適宜係合して、前進８速段、後進１速段の多段変速機を得ることができる。【００１９】
請求項５に係る本発明によると、減速ギヤ機構がダブルピニオンプラネタリギヤからなり、前記プラネタリギヤセットと相俟って、軸方向スペースを短縮化した自動変速機を得ることができる。また、上記ダブルピニオンプラネタリギヤは、サンギヤを固定し、キャリヤを入力部に連結し、リングギヤを前記減速回転出力部としたので、入力部に連結されるキャリヤとプラネタリギヤセットの第１サンギヤとを第４のクラッチを介して連結することが可能となり、上記請求項４記載の８速段自動変速機に適用して、適正なギヤ比を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る自動変速機の概略（スケルトン）図。
【図２】各変速段における係合要素の係合を示す図（係合表）。
【図３】その速度線図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る自動変速機の概略（スケルトン）図。
【図５】各変速段における係合要素の係合を示す図（係合表）。
【図６】その速度線図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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、本実施の形態に係る自動変速機１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ＦＦタイプ（フロントエンジン、フロントドライブ）の車両に用いて好適な自動変速機１は、不図示のトルクコンバータを介してエンジンに接続し得る入力軸（入力部）２を有しており、入力軸２上において、減速プラネタリギヤ（減速ギヤ機構）ＳＰと、プラネタリギヤユニット（プラネタリギヤセット）ＰＵとが備えられている。
【００２２】
上記プラネタリギヤＳＰは、サンギヤＳ１、キャリヤ（入力側回転系）ＣＲ１、及びリングギヤＲ１を備えており、該キャリヤＣＲ１に、サンギヤＳ１及びリングギヤＲ１に噛合するピニオンＰ１を有している、いわゆるシングルピニオンプラネタリギヤである。該プラネタリギヤＳＰのギヤ比λ１（サンギヤＳ１の歯数／リングギヤＲ１の歯数）は、０．５０〜０．６１の範囲、本実施の形態では０．５５６に設定されている。
【００２３】
また、上記プラネタリギヤユニット（セット）ＰＵは、第１サンギヤＳ２と、内周側に第１リングギヤＲ２が形成されると共に外周側に第２サンギヤＳ３が形成されている一体の複合ギヤからなる中間ギヤＲＳと、第２リングギヤＲ３と、キャリヤＣＲ２との４個の回転要素を有している。該キャリヤＣＲ２は、第１サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ３とに噛合する複数のショートピニオンからなる第１ピニオンＰ１と第２サンギヤＳ３と第１リングギヤＲ２との噛合する複数のショートピニオンからなる第２ピニオンＰ２とを有しており、上記第１ピニオンＰ２及び第２ピニオンＰ３がそれぞれ回転（自転）自在にかつ同じ共通キャリヤＣＲ２で一体に公転するように支持されている。上記プラネタリギヤユニットＰＵは、上記各ギヤＳ２，ＲＳ，Ｒ２，Ｐ２，Ｐ３が入力軸２に直交する同一平面を含むように配置され、第１サンギヤＳ２、第１ピニオンＰ２及び第１リングギヤＲ２からなる第１プラネタリギヤ５と、第２サンギヤＳ３、第２ピニオンＰ３及び第２リングギヤＲ３からなる第２プラネタリギヤ６とが上記同一平面にて径方向に重ねられた、いわゆる２階建てプラネタリギヤセットからなる。該２階建てプラネタリギヤセットでは、上記第１ピニオンＰ２と第２ピニオンＰ３との少なくとも一部が径方向からみて軸方向に重なり合うように配置されている。上記プラネタリギヤユニットＰＵにおける第１プラネタリギヤ５のギヤ比λ２（第１サンギヤＳ２の歯数／第１リングギヤＲ２の歯数）は、０．４５〜０．５６の範囲、本実施の形態にあっては０．５０９に設定されている。上記第２プラネタリギヤ６のギヤ比λ３（第２サンギヤＳ３の歯数／第２リングギヤＲ３の歯数）は、０．６１〜０．７２の範囲、本実施の形態にあっては、０．６６７に設定されている。
【００２４】
上記プラネタリギヤＳＰのサンギヤＳ１は、不図示のミッションケース７に一体的に固定されているボス部７ａに接続されて回転が固定されている。また、上記リングギヤＲ１は、上記入力軸２の回転と同回転（以下「入力回転」という。）になっている。更に、上記キャリヤＣＲ１は、該固定されたサンギヤＳ１と該入力回転するリングギヤＲ１とにより、入力回転が減速された減速回転として出力する減速回転出力部になると共に、第１のクラッチＣ−１及び第３のクラッチＣ−３に接続されている。
【００２５】
上記プラネタリギヤユニットＰＵの第１サンギヤＳ２は、第１のブレーキＢ−１（係止手段）に接続されてミッションケース７に対して固定自在となっていると共に、上記第３のクラッチＣ−３に接続され、該クラッチＣ−３を介してキャリヤＣＲ１の減速回転が入力自在となっている。また、上記プラネタリギヤユニットＰＵの中間ギヤＲＳは、第１のクラッチＣ−１に接続されており、上記キャリヤＣＲ１の減速回転が入力自在となっている。
【００２６】
更に、上記プラネタリギヤユニットＰＵの第１リングギヤＲ２は、中間軸９を介して入力軸２の回転が入力される第２のクラッチＣ−２に接続され、該クラッチＣ−２を介して入力回転が入力自在となっており、かつ第２のブレーキＢ−２（係止手段）に接続されて、ミッションケース７に対して該ブレーキＢ−２を介して回転が固定自在となっている。そして、上記キャリヤＣＲ２は、不図示の駆動車輪に回転を出力する出力ギヤ１０に接続されている。なお、第１のブレーキ及び／又は第２のブレーキは、ブレーキにワンウェイクラッチを並設してもよい。
【００２７】
ついで、上記構成に基づき、本自動変速機１の作動について説明する。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）の回転数を示しており、横軸はそれら回転要素のギヤ比に対応して示している。また、該速度線図のプラネタリギヤＳＰの部分において、横方向最端部（図３中左方側）の縦軸はサンギヤＳ１に、以降図中右方側へ順に縦軸は、キャリヤＣＲ１、リングギヤＲ１に対応している。更に、該速度線図のプラネタリギヤユニットＰＵの部分において、横方向最端部（図３中右方側）の縦軸は一体の第１リングギヤＲ２及び第２サンギヤＳ３からなる中間ギヤＲＳに、以降図中左方側へ順に縦軸は出力部材となる共通キャリヤＣＲ２、第２リングギヤＲ３、第１サンギヤＳ２に対応している。
【００２８】
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のクラッチＣ−１及び第２のブレーキＢ２が係合される。すると、減速プラネタリギヤＳＰにおいて、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、第１のクラッチＣ−１を介して中間ギヤＲＳに入力される。また、プラネタリギヤユニットＰＵにおいて、第２のブレーキＢ−２により中間ギヤＲＳの第２のリングギヤＲ３の回転が固定されている。すると、上記中間ギヤＲＳの第２サンギヤＳ３に入力された減速回転が、固定された第２リングギヤＲ３により減速して共通キャリヤＣＲ２に出力され、前進１速段としての正転回転が出力ギヤ１０から出力される。この状態は、減速プラネタリギヤＳＰのギヤ比λ１に基づく減速回転と、プラネタリギヤユニットＰＵの第２プラネタリギヤ６のギヤ比λ３に基づく変速回転により、ギヤ比が３．８８９からなる１速段となる。
【００２９】
前進２速段（２ｎｄ）では、図２に示すように、第１のクラッチＣ−１が係合され、第１のブレーキＢ−１が係止される。すると、減速プラネタリギヤＳＰにおいて、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、第１のクラッチＣ−１を介してプラネタリギヤユニットＰＵにおける中間ギヤＲＳに入力される。また、第１のブレーキＢ−１の係止により第１サンギヤＳ２の回転が固定される。すると、上記中間ギヤＲＳの第１リングギヤＲ２に入力された減速回転が、減速して共通キャリヤＣＲ２から出力され固定された第１サンギヤＳ２により、該減速回転が前進２速段としての正転回転が出力ギヤ１０から出力される。この状態は、減速プラネタリギヤＳＰのギヤ比λ１に基づく減速回転と、プラネタリギヤユニットＰＵの第１プラネタリギヤ５のギヤ比λ２に基づく減速回転により、ギヤ比が２．３４８からなる２速段となる。従って、１速段と２速段とは、１．６５６からなる適正なステップ比（１速段ギヤ比／２速段ギヤ比）となる。
【００３０】
前進３速段（３ｒｄ）では、図２に示すように、第１のクラッチＣ−１及び第３のクラッチＣ−３が係合される。すると、減速プラネタリギヤＳＰにおいて、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、第１のクラッチＣ−１を介してプラネタリギヤユニットＰＵにおける中間ギヤＲＳの第２リングギヤＲ２に入力される。また、第３のクラッチＣ−３の係合によりキャリヤＣＲ１の減速回転が第１サンギヤＳ２に入力される。つまり、第１サンギヤＳ２及び第２サンギヤＳ３にキャリヤＣＲ１の減速回転が入力されるため、第１プラネタリギヤ５が直結状態となり、従ってプラネタリギヤユニットＰＵが直結状態となって、減速プラネタリギヤＳＰの変速回転がそのまま共通キャリヤＣＲ２に出力して、前進３速段として正回転が出力ギヤ１０から出力される。この状態では、減速プラネタリギヤＳＰのギヤ比λ１とプラネタリギヤユニットＰＵの直結（λ＝１）とにより、ギヤ比が１．５５６からなる３速段となる。２速段と３速段とは、１．５０９からなる適正なステップ比（２速段ギヤ比／３速段ギヤ比）となる。
【００３１】
前進４速段（４ｔｈ）では、図２に示すように、第１のクラッチＣ−１及び第２のクラッチＣ−２が係合される。すると、減速プラネタリギヤＳＰにおいて、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、第１のクラッチＣ−１を介してプラネタリギヤユニットＰＵにおける中間ギヤＲＳの第２サンギヤＳ３に入力される。また、第２のクラッチＣ−２の係合により、入力軸２の回転が第２リングギヤＲ３に入力される。すると、上記第２サンギヤＳ３に入力された減速回転と第２リングギヤＲ３に入力された入力回転とにより、第２プラネタリギヤ６は、共通キャリヤＣＲ２から上記第２サンギヤＳ３及び第２リングギヤＲ３の差からなるギヤ比１より大きな回転を出力して、上記前進３速段より高い減速回転となる前進４速段としての正転回転が出力ギヤ１０から出力される。この状態では、減速プラネタリギヤＳＰの減速回転と、プラネタリギヤユニットＰＵの第２プラネタリギヤ６の増速回転とにより、ギヤ比１．１６７からなる４速段となる。従って、３速段と４速段とは、１．３３３からなる適正なステップ比（３速段ギヤ比／４速段ギヤ比）となる。
【００３２】
前進５速段（５ｔｈ）では、図２に示すように、第２のクラッチＣ−２及び第３のクラッチＣ−３が係合される。すると、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、第３のクラッチＣ−３を介してプラネタリギヤユニットＰＵの第１サンギヤＳ２に入力される。また、第２のクラッチＣ−２の係合により入力軸２の回転が第２リングギヤＲ３に入力される。すると、上記第１サンギヤＳ２に入力された減速回転と第２リングギヤＲ３に入力された入力回転とにより、プラネタリギヤユニットＰＵは、第１サンギヤＳ２及び第２リングギヤＲ３の回転差に基づき入力回転より僅かに高い増速回転となって共通キャリヤＣＲ２に出力され、前進５速段としての正転回転が出力ギヤ１０から出力される。この状態は、減速プラネタリギヤＳＰの減速回転及びプラネタリギヤユニットＰＵの増速回転により、ギヤ比０．８４５からなる５速段となる。従って、４速段と５速段とは、１．３８１からなる適正なステップ比（４速段ギヤ比／５速段ギヤ比）となる。
【００３３】
前進６速段（６ｔｈ）では、図２に示すように、第２のクラッチＣ−２が係合され、第１のブレーキＢ−１が係止される。すると、第２のクラッチＣ−２の係合により入力軸２の回転が第２リングギヤＲ３に入力される。また、第１のブレーキＢ−１の係止により第１サンギヤＳ２の回転が固定される。すると、固定された第１サンギヤＳ２により第２リングギヤＲ３の入力回転が上記前進５速段より高い増速回転となって共通キャリヤＣＲ２に出力され、前進６速段としての正転回転が出力ギヤ１０から出力される。この状態は、プラネタリギヤユニットＰＵにより入力軸２の回転が大幅に増速されて、ギヤ比０．６６０からなる６速段となる。従って、５速段と６速段とは、１．２７９からなる適正なステップ比（５速段ギヤ比／６速段ギヤ比）となる。
【００３４】
後進１速段（Ｒｅｖ）では、図２に示すように、第３のクラッチＣ−３が係合され、第２のブレーキＢ−２が係止される。すると、減速プラネタリギヤＳＰにおいて、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、第３のクラッチＣ−３を介してプラネタリギヤユニットＰＵの第１サンギヤＳ２に入力される。また、第２のブレーキＢ−２の係止により第２リングギヤＲ３の回転が固定される。すると、プラネタリギヤユニットＰＵにおいて、第１サンギヤＳ２に入力された減速回転が、固定された第２リングギヤＲ３により共通キャリヤＣＲ２から減速逆転回転が出力され、該逆転回転が後進１速段として出力ギヤ１０から出力される。この状態では、ギヤ比が３．０２５からなる減速逆転である後進段となり、１速段とのステップ比（後進段ギヤ比／１速段ギヤ比）は、０．７７８となって適正な値となる。なお、本自動変速機１は、１速段と６速段との比であるスプレッドは、５．８８９となり、自動変速機として望ましい値である。
【００３５】
なお、例えばＰ（パーキング）レンジ及びＮ（ニュートラル）レンジでは、第１のクラッチＣ−１、第２のクラッチＣ−２、及び第３のクラッチＣ−３が解放される。すると、プラネタリギヤＳＰとプラネタリギヤユニットＰＵとの間が切断状態となる。また、入力軸２（中間軸７１）とプラネタリギヤユニットＰＵとの間が切断状態となる。これにより、入力軸２と出力ギヤ１０との動力伝達が切断状態となる。
【００３６】
本第１の実施の形態に係る自動変速機は、プラネタリギヤユニットＰＵは、外周側が第２サンギヤＳ３、内周側が第１リングギヤＲ２からなる中間ギヤＲＳをキャリヤＣＲ２のピニオンＰ２，Ｐ３の間に介在した２階建て構造からなり、軸方向寸法がシングルピニオンプラネタリギヤと略々同じとなる短い構成からなる。従って、該幅狭のプラネタリギヤユニットＰＵと単純なシングルピニオンプラネタリギヤＳＰ等からなる減速ギヤ機構とを組合せた自動変速機１の全体が軸方向寸法の短い構成となり、例えば電気モータ又は高機能なダンパ装置をエンジンとの間に介在しても、該自動変速機１を搭載することが可能となる。
【００３７】
また、上記軸方向の短縮化を図ったため、プラネタリギヤユニットＰＵは、第１プラネタリギヤ５の外径側に第２プラネタリギヤ６を重ねた構成となって、径方向に大きくなり、適正なギヤ比をとることが困難となる。本プラネタリギヤユニットＰＵは、その外径側の第２リングギヤＲ３に入力軸の回転を入力可能とし、その中間ギヤＲＳ及び第１サンギヤＳ２に減速ギヤ機構からの回転を選択して入力し、かつその共通キャリヤＣＲ２から出力する。これにより、適宜クラッチにより入力を選択しかつ適宜各要素を係止して、ギヤ比λ２およびλ３を極端に大きい値もしくは小さい値にすることなく、１速段から６速段になるにつれてステップ比を徐々に小さくなる適正なギヤからなる前進６速段、後進１速段等の多段変速を得ることができる。
【００３８】
ついで、図４〜図６に沿って、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、本第２の実施の形態は、入力部（２，９）とプラネタリギヤユニットＰＵの第１サンギヤＳ１とを連結可能な第４のクラッチＣ−４を付加して、前進８速段からなる自動変速機としたものであり、プラネタリギヤユニットＰＵ等の上記第１の実施の形態と同じものは、同一符号を付して説明を省略する。
【００３９】
本第２の実施の形態にあっては、減速ギヤ機構を構成する減速プラネタリギヤＳＰ’が、サンギヤＳ１と、リングギヤＲ１’と、サンギヤＳ１に噛合する第１のピニオンＰ１１及びリングギヤＲ１’に噛合すると共に上記第１のピニオンＰ１１に噛合する第２のピニオンＰ１２を回転自在に支持するキャリヤＣＲ１’と、からなるダブルピニオンプラネタリギヤからなる。該プラネタリギヤＳＰ’は、サンギヤＳ１が固定され、キャリヤＣＲ１が入力軸（部）２に一体に連結され、リングギヤＲ１’が減速回転出力部となる。従って、上記減速回転出力部となるリングギヤＲ１’は、第３のクラッチＣ−３を介してプラネタリギヤユニットＰＵの第１サンギヤＳ２に連結するが、該連結と干渉することなく、入力軸２と一体のキャリヤＣＲ１は、プラネタリギヤユニットＰＵの反対側から外径方向に延び、第４のクラッチＣ−４を介在して第１サンギヤＳ２に連結することが可能となる。
【００４０】
該減速プラネタリギヤＳＰ’は、入力軸２からのキャリヤＣＲ１’の回転をギヤ比λ１で減速して、上記入力軸２と同方向の回転をリングリヤＲ１’から出力する。上記第１の実施の形態と同様な、第１のクラッチＣ−１、第２のクラッチＣ−２、第３のクラッチＣ−３、第１のブレーキ（係止手段）Ｂ−１及び第２のブレーキ（係止手段）Ｂ−２に加えて、上記第４のクラッチＣ−４を付加して、図５及び図６に示すように、各クラッチ、ブレーキを適宜係合して、前進８速段、後進１速段が得られる。
【００４１】
ここで、１速段（１ｓｔ）、２速段（２ｎｄ）及び３速段（３ｒｄ）は、前述した第１の実施の形態と同じであり、５速段（５ｔｈ）、７速段（７ｔｈ）、８速段（８ｔｈ）は、上記第１の実施の形態のそれぞれ４速段、５速段、６速段と同じであり、説明を省略する。
【００４２】
４速段は、第１のクラッチＣ−１を接続して、減速プラネタリギヤＳＰ’のリングギヤＲ１’からの減速回転を中間ギヤＲＳに伝達すると共に、第４のクラッチＣ−４を接続して、入力軸２からのキャリヤＣＲ１’の入力回転を第１サンギヤＳ２に伝達し、プラネタリギヤユニットＰＵは、共通キャリヤＣＲ２から出力ギヤ１０に所定減速回転を出力する。
【００４３】
６速段は、第２のクラッチＣ−２を接続して、入力部２，９の回転を第２リンギギヤＲ３に伝達すると共に、第４のクラッチＣ−４を接続して、同じく入力部２の回転を第１サンギヤＳ２に伝達する。これにより、減速プラネタリギヤＳＰ’及びプラネタリギヤユニットＰＵは、一体回転となって入力軸２の回転が共通キャリヤＣＲ２を介して出力ギヤ１０に出力される。
【００４４】
本第２の実施形態による自動変速機１’も、上記第１の実施の形態と同様に、プラネタリギヤユニとＰＵは、２階建て構造からなり、減速ギヤ機構がダブルピニオンプラネタリギヤからなる軸方向寸法が短い構成となって、コンパクト化、特に軸方向のコンパクト化が図られる。また、減速プラネタリギヤＳＰ’は、リングギヤＲ１’が減速出力部となるので、入力部と連結するキャリヤと第１サンギヤＳ１との間に第４のクラッチを介在することができ、容易に８速段を達成することが可能となり、かつ図６に示すように、１速段から８速段に亘って適正なギヤ比からなる８速段変速を得ることができる。
【００４５】
なお、本自動変速機は、減速ギヤ機構としてシングルピニオンプラネタリギヤ及びダブルピニオンプラネタリギヤを用いたが、これは、他のプラネタリギヤ、平行軸型の減速ギヤ装置等の他の減速ギヤ機構でもよく、かつ入力部から入力要素、減速回転出力部となる出力要素等は、他の組合せでもよい。また、上記ダブルピニオンプラネタリギヤＰＵ’を、上記第４のクラッチを省いて６速段変速機に適用してもよいことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明に係る自動変速機は、自動車に搭載されて利用される。
【符号の説明】
【００４７】
１        自動変速機
２        入力部（入力軸）
５        第１プラネタリギヤ
６        第２プラネタリギヤ
１０        出力部材（出力ギヤ）
ＳＰ        減速ギヤ機構（シングルピニオンプラネタリギヤ）
Ｓ１        サンギヤ（固定ギヤ）
Ｒ１        リングギヤ（入力ギヤ）
ＣＲ１      キャリヤ（減速回転出力部）
Ｐ１        ピニオン
ＳＰ’      減速ギヤ機構（ダブルピニオンプラネタリギヤ）
Ｓ１        サンギヤ（固定ギヤ）
Ｒ１’      リングギヤ（減速回転出力部）
ＣＲ１’    キヤリヤ（入力ギヤ）
Ｐ１１      第１のピニオン
Ｐ１２      第２のピニオン
ＰＵ        プラネタリギヤセット（ユニット）
Ｓ２        第１サンギヤ
ＲＳ        中間ギヤ
Ｒ２        第１リングギヤ
Ｓ３        第２サンギヤ
Ｒ３        第２リングギヤ
ＣＲ２      共通キャリヤ
Ｐ２        第１ピニオン
Ｐ３        第２ピニオン
Ｃ−１      第１のクラッチ
Ｃ−２      第２のクラッチ
Ｃ−３      第３のクラッチ
Ｃ−４      第４のクラッチ
Ｂ−１      第１の係止手段（ブレーキ）
Ｂ−２      第２の係止手段（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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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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