(57)【要約】  自動変速機２０は、シングルピニオン式の第１遊星歯車２１と、ダブルピニオン式の第２遊星歯車２２と、シングルピニオン式の第３遊星歯車２３と、シングルピニオン式の第４遊星歯車２４と、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３およびＣ４と、ブレーキＢ１およびＢ２とを含み、クラッチＣ１からＣ４並びにブレーキＢ１およびＢ２のうち、何れか３つを係合させると共に残余の３つを解放させることにより前進第１速段から前進第９速段および後進段を形成する。
2015108028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力部材に伝達された動力を変速して出力部材に伝達する多段変速機において、
ギヤ比に応じて順番に並ぶ第１回転要素、第２回転要素および第３回転要素を有する第１遊星歯車と、
ギヤ比に応じて順番に並ぶ第４回転要素、第５回転要素および第６回転要素を有する第２遊星歯車と、
ギヤ比に応じて順番に並ぶ第７回転要素、第８回転要素および第９回転要素を有する第３遊星歯車と、
ギヤ比に応じて順番に並ぶ第１０回転要素、第１１回転要素および第１２回転要素を有する第４遊星歯車と、
それぞれ前記第１、第２、第３および第４遊星歯車の回転要素の何れかを他の回転要素または静止部材に接続すると共に両者の接続を解除する第１、第２、第３、第４、第５および第６係合要素とを備え、
前記第１遊星歯車の前記第２回転要素は、前記出力部材に常時連結され、
前記第１遊星歯車の前記第１回転要素と前記第４遊星歯車の前記第１０回転要素とは常時連結され、
前記第１遊星歯車の前記第３回転要素と前記第３遊星歯車の前記第９回転要素とは常時連結され、
前記第２遊星歯車の前記第４回転要素は、前記静止部材に常時接続され、
前記第２遊星歯車の前記第５回転要素と前記第４遊星歯車の前記第１２回転要素とは常時連結され、
前記第２遊星歯車の前記第６回転要素と前記第３遊星歯車の前記第７回転要素とは常時連結され、
前記第１係合要素は、常時連結された前記第１遊星歯車の前記第１回転要素および前記第４遊星歯車の前記第１０回転要素と、前記入力部材とを互いに接続すると共に、両者の接続を解除し、
前記第２係合要素は、常時連結された前記第１遊星歯車の前記第３回転要素および前記第３遊星歯車の前記第９回転要素と、前記第４遊星歯車の前記第１１回転要素とを互いに接続すると共に、両者の接続を解除し、
前記第３係合要素は、前記第３遊星歯車の前記第８回転要素と前記第４遊星歯車の前記第１１回転要素とを互いに接続すると共に、両者の接続を解除し、
前記第４係合要素は、前記第４遊星歯車の前記第１１回転要素と前記入力部材とを互いに接続すると共に、両者の接続を解除し、
前記第５係合要素は、前記第２遊星歯車の前記第５回転要素または前記第６回転要素を前記静止部材に接続して回転不能に固定すると共に、両者の接続を解除し、
前記第６係合要素は、前記第３遊星歯車の前記第８回転要素を前記静止部材に接続して回転不能に固定すると共に、両者の接続を解除することを特徴とする多段変速機。
【請求項２】
請求項１に記載の多段変速機において、
前記第１係合要素、前記第５係合要素および前記第６係合要素の係合により前進第１速段が形成され、
前記第１係合要素、前記第２係合要素および前記第６係合要素の係合により前進第２速段が形成され、
前記第１係合要素、前記第２係合要素および前記第５係合要素の係合により前進第３速段が形成され、
前記第１係合要素、前記第３係合要素および前記第５係合要素の係合により前進第４速段が形成され、
前記第１係合要素、前記第３係合要素および前記第４係合要素の係合により前進第５速段が形成され、
前記第１係合要素、前記第２係合要素および前記第４係合要素の係合により前進第６速段が形成され、
前記第２係合要素、前記第３係合要素および前記第４係合要素の係合により前進第７速段が形成され、
前記第２係合要素、前記第４係合要素および前記第５係合要素の係合により前進第８速段が形成され、
前記第３係合要素、前記第４係合要素および前記第５係合要素の係合により前進第９速段が形成され、
前記第１係合要素、前記第４係合要素および前記第６係合要素の係合により後進段が形成されることを特徴とする多段変速機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の多段変速機において、
前記第１遊星歯車は、第１サンギヤと、第１リングギヤと、それぞれ前記第１サンギヤおよび前記第１リングギヤに噛合する複数の第１ピニオンギヤを自転自在かつ公転自在に保持する第１キャリヤとを有するシングルピニオン式の遊星歯車であり、
前記第２遊星歯車は、第２サンギヤと、第２リングギヤと、互いに噛合すると共に一方が前記第２サンギヤに他方が前記第２リングギヤに噛合する２つのピニオンギヤの組を自転かつ公転自在に複数保持する第２キャリヤとを有するダブルピニオン式の遊星歯車であり、
前記第３遊星歯車は、第３サンギヤと、第３リングギヤと、それぞれ前記第３サンギヤおよび前記第３リングギヤに噛合する複数の第３ピニオンギヤを自転自在かつ公転自在に保持する第３キャリヤとを有するシングルピニオン式の遊星歯車であり、
前記第４遊星歯車は、第４サンギヤと、第４リングギヤと、それぞれ前記第４サンギヤおよび前記第４リングギヤに噛合する複数の第４ピニオンギヤを自転自在かつ公転自在に保持する第４キャリヤとを有するシングルピニオン式の遊星歯車であり、
前記第１回転要素は、前記第１サンギヤであり、前記第２回転要素は、前記第１キャリヤであり、前記第３回転要素は、前記第１リングギヤであり、
前記第４回転要素は、前記第２サンギヤであり、前記第５回転要素は、前記第２リングギヤであり、前記第６回転要素は、前記第２キャリヤであり、
前記第７回転要素は、前記第３サンギヤであり、前記第８回転要素は、前記第３キャリヤであり、前記第９回転要素は、前記第３リングギヤであり、
前記第１０回転要素は、前記第４サンギヤであり、前記第１１回転要素は、前記第４キャリヤであり、前記第１２回転要素は、前記第４リングギヤであることを特徴とする多段変速機。
【請求項４】
請求項１に記載の多段変速機において、
前記第１係合要素、前記第５係合要素および前記第６係合要素の係合により前進第１速段が形成され、
前記第１係合要素、前記第２係合要素および前記第６係合要素の係合により前進第２速段が形成され、
前記第１係合要素、前記第２係合要素および前記第５係合要素の係合により前進第３速段が形成され、
前記第１係合要素、前記第３係合要素および前記第５係合要素の係合により前進第４速段が形成され、
前記第１係合要素、前記第２係合要素および前記第３係合要素の係合により前進第５速段が形成され、
前記第１係合要素、前記第３係合要素および前記第４係合要素の係合により前進第６速段が形成され、
前記第１係合要素、前記第２係合要素および前記第４係合要素の係合により前進第７速段が形成され、
前記第２係合要素、前記第３係合要素および前記第４係合要素の係合により前進第８速段が形成され、
前記第２係合要素、前記第４係合要素および前記第５係合要素の係合により前進第９速段が形成され、
前記第３係合要素、前記第４係合要素および前記第５係合要素の係合により前進第１０速段が形成され、
前記第１係合要素、前記第４係合要素および前記第６係合要素の係合により後進段が形成されることを特徴とする多段変速機。
【請求項５】
請求項１または４に記載の多段変速機において、
前記第１遊星歯車は、第１サンギヤと、第１リングギヤと、それぞれ前記第１サンギヤおよび前記第１リングギヤに噛合する複数の第１ピニオンギヤを自転自在かつ公転自在に保持する第１キャリヤとを有するシングルピニオン式の遊星歯車であり、
前記第２遊星歯車は、第２サンギヤと、第２リングギヤと、それぞれ前記第２サンギヤおよび前記第２リングギヤに噛合する複数の第２ピニオンギヤを自転自在かつ公転自在に保持する第２キャリヤとを有するシングルピニオン式の遊星歯車であり、
前記第３遊星歯車は、第３サンギヤと、第３リングギヤと、それぞれ前記第３サンギヤおよび前記第３リングギヤに噛合する複数の第３ピニオンギヤを自転自在かつ公転自在に保持する第３キャリヤとを有するシングルピニオン式の遊星歯車であり、
前記第４遊星歯車は、第４サンギヤと、第４リングギヤと、それぞれ前記第４サンギヤおよび前記第４リングギヤに噛合する複数の第４ピニオンギヤを自転自在かつ公転自在に保持する第４キャリヤとを有するシングルピニオン式の遊星歯車であり、
前記第１回転要素は、前記第１サンギヤであり、前記第２回転要素は、前記第１キャリヤであり、前記第３回転要素は、前記第１リングギヤであり、
前記第４回転要素は、前記第２サンギヤであり、前記第５回転要素は、前記第２キャリヤであり、前記第６回転要素は、前記第２リングギヤであり、
前記第７回転要素は、前記第３サンギヤであり、前記第８回転要素は、前記第３キャリヤであり、前記第９回転要素は、前記第３リングギヤであり、
前記第１０回転要素は、前記第４サンギヤであり、前記第１１回転要素は、前記第４キャリヤであり、前記第１２回転要素は、前記第４リングギヤであることを特徴とする多段変速機。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載の多段変速機において、
前記出力部材は、デファレンシャルギヤを介して車両の後輪に連結される出力軸であることを特徴とする多段変速機。
【請求項７】
請求項１から５の何れか一項に記載の多段変速機において、
前記出力部材は、車両の前輪に連結されたデファレンシャルギヤに動力を伝達するギヤ列に含まれるカウンタドライブギヤであることを特徴とする多段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の原動機から入力部材に伝達された動力を変速して出力部材に伝達する多段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の多段変速機として、４つのシングルピニオン式の遊星歯車と、４つのクラッチと、２つのブレーキとを含み、第１速段から第９速段までの前進段と後進段とを提供するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような多段変速機では、スプレッド（ギヤ比幅＝最低変速段のギヤ比／最高変速段のギヤ比）を大きくするほど、動力の伝達効率すなわち多段変速機が搭載される車両の燃費等や、ドライバビリティすなわち車両の加速性能等をより向上させることができる。
【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２０１２／０１６５１５３号明細書
【発明の概要】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された多段変速機では、最低変速段のギヤ比が４．４７７であると共に最高変速段のギヤ比が０．６４０であり、スプレッドが６．９９５となることから、同文献に記載された多段変速機は、車両の燃費やドライバビリティの向上を図るという面で、なお改善の余地を有している。また、特許文献１に記載された多段変速機では、第２遊星歯車（符号１６）のキャリヤに対応したクラッチ（符号２８）のトルク分担が大きく（およそ３．５倍）、第２遊星歯車（符号１６）のキャリヤに対応したクラッチ（符号２８）およびブレーキ（符号３２）のトルク分担比（トルク分担の最大値／最小値）も大きい（クラッチ２８：およそ１２倍、ブレーキ３２：およそ１３倍）。このため、特許文献１に記載された多段変速機では、当該クラッチ（符号２８）の軸長または外径を大きくしてトルク容量を確保する必要があり、装置全体の大型化や重量増、当該クラッチにおける引き摺り損失の悪化を招くおそれがある。更に、トルク分担比が大きい上記クラッチおよびブレーキの制御性（油圧制御性）が悪化してしまい、変速性能が低下してしまうおそれもある。
【０００５】
そこで、本発明は、多段変速機が搭載される車両の燃費、ドライバビリティおよび変速性能を向上させると共に、多段変速機を軽量コンパクト化することを主目的とする。
【０００６】
本発明による多段変速機は、入力部材に伝達された動力を変速して出力部材に伝達する多段変速機において、ギヤ比に応じて順番に並ぶ第１回転要素、第２回転要素および第３回転要素を有する第１遊星歯車と、ギヤ比に応じて順番に並ぶ第４回転要素、第５回転要素および第６回転要素を有する第２遊星歯車と、ギヤ比に応じて順番に並ぶ第７回転要素、第８回転要素および第９回転要素を有する第３遊星歯車と、ギヤ比に応じて順番に並ぶ第１０回転要素、第１１回転要素および第１２回転要素を有する第４遊星歯車と、それぞれ前記第１、第２、第３および第４遊星歯車の回転要素の何れかを他の回転要素または静止部材に接続すると共に両者の接続を解除する第１、第２、第３、第４、第５および第６係合要素とを備え、前記第１遊星歯車の前記第２回転要素は、前記出力部材に常時連結され、前記第１遊星歯車の前記第１回転要素と前記第４遊星歯車の前記第１０回転要素とは常時連結され、前記第１遊星歯車の前記第３回転要素と前記第３遊星歯車の前記第９回転要素とは常時連結され、前記第２遊星歯車の前記第４回転要素は、前記静止部材に常時接続され、前記第２遊星歯車の前記第５回転要素と前記第４遊星歯車の前記第１２回転要素とは常時連結され、前記第２遊星歯車の前記第６回転要素と前記第３遊星歯車の前記第７回転要素とは常時連結され、前記第１係合要素は、常時連結された前記第１遊星歯車の前記第１回転要素および前記第４遊星歯車の前記第１０回転要素と、前記入力部材とを互いに接続すると共に、両者の接続を解除し、前記第２係合要素は、常時連結された前記第１遊星歯車の前記第３回転要素および前記第３遊星歯車の前記第９回転要素と、前記第４遊星歯車の前記第１１回転要素とを互いに接続すると共に、両者の接続を解除し、前記第３係合要素は、前記第３遊星歯車の前記第８回転要素と前記第４遊星歯車の前記第１１回転要素とを互いに接続すると共に、両者の接続を解除し、前記第４係合要素は、前記第４遊星歯車の前記第１１回転要素と前記入力部材とを互いに接続すると共に、両者の接続を解除し、前記第５係合要素は、前記第２遊星歯車の前記第５回転要素または前記第６回転要素を前記静止部材に接続して回転不能に固定すると共に、両者の接続を解除し、前記第６係合要素は、前記第３遊星歯車の前記第８回転要素を前記静止部材に接続して回転不能に固定すると共に、両者の接続を解除することを特徴とする。
【０００７】
このように構成される多段変速機では、第１、第２、第３、第４、第５および第６係合要素のうちの何れか３つを選択的に係合させることにより、第１速段から第９速段あるいは第１速段から第１０速段までの前進段と後進段とを形成することが可能となる。これにより、スプレッドをより大きくして多段変速機が搭載される車両の燃費を向上させると共に、更に低速段の変速比をより大きくすると共に高速段の変速比をより小さくしてドライバビリティすなわち車両の加速性能等をより向上させることができる。また、この多段変速機では、第１〜第４係合要素のトルク分担を低下させて、第１〜第４係合要素を軽量コンパクト化すると共に第１〜第４係合要素における引き摺り損失の悪化を抑制することが可能となる。更に、第１〜第６係合要素のトルク分担比をより小さくして第１〜第６係合要素の制御性を向上させることができる。従って、本発明による多段変速機では、当該多段変速機が搭載される車両の燃費、ドライバビリティおよび変速性能をより向上させると共に、装置全体を軽量コンパクト化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る多段変速機を含む動力伝達装置の概略構成図である。
【図２】図１の多段変速機における入力回転速度に対する各回転要素の回転速度の比を示す速度線図である。
【図３】図１の多段変速機における各変速段とクラッチおよびブレーキの作動状態との関係を示す作動表である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る多段変速機を含む動力伝達装置の概略構成図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態に係る多段変速機を含む動力伝達装置の概略構成図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る多段変速機を含む動力伝達装置の概略構成図である。
【図７】本発明の更に他の実施形態に係る多段変速機を含む動力伝達装置の概略構成図である。
【図８】図７の多段変速機における各変速段とクラッチおよびブレーキの作動状態との関係を示す作動表である。
【図９】図７の多段変速機における入力回転速度に対する各回転要素の回転速度の比を示す速度線図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係る多段変速機としての自動変速機２０を含む動力伝達装置１０の概略構成図である。これらの図面に示す動力伝達装置１０は、後輪駆動車両の前部に縦置きに搭載される駆動源としての図示しないエンジン（内燃機関）のクランクシャフトに接続されると共にエンジンからの動力（トルク）を図示しない左右の後輪（駆動輪）に伝達可能なものである。図示するように、動力伝達装置１０は、エンジンから入力軸２０ｉに伝達された動力を変速して出力軸２０ｏに伝達する自動変速機２０に加えて、トランスミッションケース（静止部材）１１や、発進装置（流体伝動装置）１２、オイルポンプ１７等を含む。
【００１１】
発進装置１２は、上述のような駆動源に連結される入力側のポンプインペラ１４ｐや、自動変速機２０の入力軸（入力部材）２０ｉに連結される出力側のタービンランナ１４ｔ、ポンプインペラ１４ｐおよびタービンランナ１４ｔの内側に配置されてタービンランナ１４ｔからポンプインペラ１４ｐへの作動油の流れを整流するステータ１４ｓ、図示しないステータシャフトより支持されると共にステータ１４ｓの回転方向を一方向に制限するワンウェイクラッチ１４ｏ等を有するトルクコンバータを含む。更に、発進装置１２は、エンジンのクランクシャフト等に連結されたフロントカバーと自動変速機２０の入力軸２０ｉとを互いに接続すると共に両者の接続を解除するロックアップクラッチ１５と、フロントカバーと自動変速機２０の入力軸２０ｉとの間で振動を減衰するダンパ機構１６とを有する。なお、発進装置１２は、ステータ１４ｓを有さない流体継手を含むものであってもよい。
【００１２】
オイルポンプ１７は、ポンプボディとポンプカバーとを含むポンプアッセンブリ、発進装置１２のポンプインペラ１４ｐに連結される外歯ギヤ（インナーロータ）、当該外歯ギヤに噛合する内歯ギヤ（アウターロータ）等を有するギヤポンプとして構成される。オイルポンプ１７は、エンジンからの動力により駆動され、図示しないオイルパンに貯留されている作動油（ＡＴＦ）を吸引して図示しない油圧制御装置へと圧送する。
【００１３】
自動変速機２０は、９段変速式の変速機として構成されており、図１に示すように、入力軸２０ｉに加えて、図示しないデファレンシャルギヤおよびドライブシャフトを介して左右の後輪に連結される出力軸（出力部材）２０ｏや、自動変速機２０（入力軸２０ｉや出力軸２０ｏ）の軸方向に並べて配設されるシングルピニオン式の第１遊星歯車２１、ダブルピニオン式の第２遊星歯車２２、シングルピニオン式の第３遊星歯車２３、およびシングルピニオン式の第４遊星歯車２４を含む。更に、自動変速機２０は、入力軸２０ｉから出力軸２０ｏまでの動力伝達経路を変更するための第１係合要素としてのクラッチＣ１（第１クラッチ）、第２係合要素としてのクラッチＣ２（第２クラッチ）、第３係合要素としてのクラッチＣ３（第３クラッチ）、第４係合要素としてのクラッチＣ４（第４クラッチ）、第５係合要素としてのブレーキＢ１（第１ブレーキ）、および第６係合要素としてのブレーキＢ２（第２ブレーキ）を含む。
【００１４】
本実施形態において、第１〜第４遊星歯車２１〜２４は、発進装置１２すなわちエンジン側（図１における左側）から、第２遊星歯車２２、第４遊星歯車２４、第３遊星歯車２３、第１遊星歯車２１という順番で並ぶようにトランスミッションケース１１内に配置される。
【００１５】
第１遊星歯車２１は、外歯歯車である第１サンギヤ２１ｓと、第１サンギヤ２１ｓと同心円上に配置される内歯歯車である第１リングギヤ２１ｒと、それぞれ第１サンギヤ２１ｓおよび第１リングギヤ２１ｒに噛合する複数の第１ピニオンギヤ２１ｐと、複数の第１ピニオンギヤ２１ｐを自転（回転）自在かつ公転自在に保持する第１キャリヤ２１ｃとを有する。本実施形態において、第１遊星歯車２１のギヤ比λ１（第１サンギヤ２１ｓの歯数／第１リングギヤ２１ｒの歯数）は、例えば、λ１＝０．２８０と定められている。
【００１６】
第２遊星歯車２２は、外歯歯車である第２サンギヤ２２ｓと、第２サンギヤ２２ｓと同心円上に配置される内歯歯車である第２リングギヤ２２ｒと、それぞれ第２サンギヤ２２ｓに噛合する複数のピニオンギヤ２２１ｐと、それぞれ対応するピニオンギヤ２２１ｐと第２リングギヤ２２ｒとに噛合する複数のピニオンギヤ２２２ｐと、ピニオンギヤ２２１ｐおよび２２２ｐの組を自転かつ公転自在に複数保持する第２キャリヤ２２ｃとを有する。本実施形態において、第２遊星歯車２２のギヤ比λ２（第２サンギヤ２２ｓの歯数／第２リングギヤ２２ｒの歯数）は、例えば、λ２＝０．４３５と定められている。
【００１７】
第３遊星歯車２３は、外歯歯車である第３サンギヤ２３ｓと、第３サンギヤ２３ｓと同心円上に配置される内歯歯車である第３リングギヤ２３ｒと、それぞれ第３サンギヤ２３ｓおよび第３リングギヤ２３ｒに噛合する複数の第３ピニオンギヤ２３ｐと、複数の第３ピニオンギヤ２３ｐを自転（回転）自在かつ公転自在に保持する第３キャリヤ２３ｃとを有する。本実施形態において、第３遊星歯車２３のギヤ比λ３（第３サンギヤ２３ｓの歯数／第３リングギヤ２３ｒの歯数）は、例えば、λ３＝０．４１０と定められている。
【００１８】
第４遊星歯車２４は、外歯歯車である第４サンギヤ２４ｓと、第４サンギヤ２４ｓと同心円上に配置される内歯歯車である第４リングギヤ２４ｒと、それぞれ第４サンギヤ２４ｓおよび第４リングギヤ２４ｒに噛合する複数の第４ピニオンギヤ２４ｐと、複数の第４ピニオンギヤ２４ｐを自転（回転）自在かつ公転自在に保持する第４キャリヤ２４ｃとを有する。本実施形態において、第４遊星歯車２４のギヤ比λ４（第４サンギヤ２４ｓの歯数／第４リングギヤ２４ｒの歯数）は、例えば、λ４＝０．４６０と定められている。
【００１９】
図１に示すように、第１遊星歯車２１の第１キャリヤ２１ｃは、自動変速機２０の出力軸２０ｏに常時連結（固定）される。また、第１遊星歯車２１の第１サンギヤ２１ｓと第４遊星歯車２４の第４サンギヤ２４ｓとは、連結部材（第１連結要素）２１４を介して常時連結され、常時一体（かつ同軸）に回転または停止する。更に、第１遊星歯車２１の第１リングギヤ２１ｒと第３遊星歯車２３の第３リングギヤ２３ｒとは、連結部材（第２連結要素）２１３を介して常時連結され、常時一体（かつ同軸）に回転または停止する。また、第２遊星歯車２２の第２キャリヤ２２ｃと第３遊星歯車２３の第３サンギヤ２３ｓとは、連結部材（第３連結要素）２２３を介して常時連結され、常時一体（かつ同軸）に回転または停止する。更に、第２遊星歯車２２の第２リングギヤ２２ｒと第４遊星歯車２４の第４リングギヤ２４ｒとは、連結部材（第４連結要素）２２４を介して常時連結され、常時一体（かつ同軸）に回転または停止する。また、更に、第２遊星歯車２２の第２サンギヤ２２ｓは、静止部材としてのトランスミッションケース１１に常時接続（固定）され、常時静止する。
【００２０】
クラッチＣ１は、常時連結された第１遊星歯車２１の第１サンギヤ２１ｓおよび第４遊星歯車２４の第４サンギヤ２４ｓと、入力軸２０ｉとを互いに接続すると共に、両者の接続を解除するものである。クラッチＣ２は、常時連結された第１遊星歯車２１の第１リングギヤ２１ｒおよび第３遊星歯車２３の第３リングギヤ２３ｒ（連結部材２１３）と、第４遊星歯車２４の第４キャリヤ２４ｃとを互いに接続すると共に、両者の接続を解除するものである。クラッチＣ３は、第３遊星歯車２３の第３キャリヤ２３ｃと第４遊星歯車２４の第４キャリヤ２４ｃとを互いに接続すると共に、両者の接続を解除するものである。クラッチＣ４は、第４遊星歯車２４の第４キャリヤ２４ｃと入力軸２０ｉとを互いに接続すると共に、両者の接続を解除するものである。クラッチＣ１およびＣ４は、例えば発進装置１２と第４遊星歯車２４との間に配置され、クラッチＣ２およびＣ３は、例えば第１遊星歯車２１と第４遊星歯車２４との間に配置される。
【００２１】
ブレーキＢ１は、第２遊星歯車２２の固定可能要素である第２キャリヤ２２ｃおよび第３遊星歯車２３の固定可能要素である第３サンギヤ２３ｓを静止部材としてのトランスミッションケース１１に対して回転不能に固定（接続）すると共に当該第２キャリヤ２２ｃおよび第３サンギヤ２３ｓをトランスミッションケース１１に対して回転自在に解放するものである。ブレーキＢ２は、第３遊星歯車２３の固定可能要素である第３キャリヤ２３ｃをトランスミッションケース１１に対して回転不能に固定（接続）すると共に当該第３キャリヤ２３ｃを静止部材としてのトランスミッションケース１１に対して回転自在に解放するものである。ブレーキＢ１は、例えば発進装置１２と第４遊星歯車２４との間に配置され、ブレーキＢ２は、例えば第１遊星歯車２１と第４遊星歯車２４との間に配置される。
【００２２】
本実施形態では、クラッチＣ１〜Ｃ４として、ピストン、複数の摩擦係合プレート（例えば環状部材の両面に摩擦材を貼着することにより構成された摩擦プレートおよび両面が平滑に形成された環状部材であるセパレータプレート）、それぞれ作動油が供給される係合油室および遠心油圧キャンセル室等により構成される油圧サーボを有する多板摩擦式油圧クラッチ（摩擦係合要素）が採用される。また、ブレーキＢ１およびＢ２としては、ピストン、複数の摩擦係合プレート（摩擦プレートおよびセパレータプレート）、作動油が供給される係合油室等により構成される油圧サーボを有する多板摩擦式油圧ブレーキが採用される。そして、クラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１およびＢ２は、図示しない油圧制御装置による作動油の給排を受けて動作する。
【００２３】
図２は、自動変速機２０における入力軸２０ｉの回転速度（入力回転速度）に対する各回転要素の回転速度の比を示す速度線図である（ただし、入力軸２０ｉの回転速度を値１とする。以下同様。）。また、図３は、自動変速機２０の各変速段とクラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１およびＢ２の作動状態との関係を示す作動表である。
【００２４】
図２に示すように、シングルピニオン式の第１遊星歯車２１を構成する３つの回転要素、すなわち第１サンギヤ２１ｓ、第１リングギヤ２１ｒおよび第１キャリヤ２１ｃは、当該第１遊星歯車２１の速度線図（図２における最も左側の速度線図）上でギヤ比λ１に応じた間隔をおいて図中左側から第１サンギヤ２１ｓ、第１キャリヤ２１ｃ、第１リングギヤ２１ｒという順番で並ぶ。このような速度線図での並び順に従い、本実施形態では、第１サンギヤ２１ｓを自動変速機２０の第１回転要素とし、第１キャリヤ２１ｃを自動変速機２０の第２回転要素とし、第１リングギヤ２１ｒを自動変速機２０の第３回転要素とする。従って、第１遊星歯車２１は、ギヤ比λ１に応じて順番に並ぶ自動変速機２０の第１回転要素、第２回転要素および第３回転要素を有する。
【００２５】
また、ダブルピニオン式の第２遊星歯車２２を構成する３つの回転要素、すなわち第２サンギヤ２２ｓ、第２リングギヤ２２ｒおよび第２キャリヤ２２ｃは、当該第２遊星歯車２２の速度線図（図２における左から２番目の速度線図）上でギヤ比λ２に応じた間隔をおいて図中左側から第２サンギヤ２２ｓ、第２リングギヤ２２ｒおよび第２キャリヤ２２ｃという順番で並ぶ。このような速度線図での並び順に従い、本実施形態では、第２サンギヤ２２ｓを自動変速機２０の第４回転要素とし、第２リングギヤ２２ｒを自動変速機２０の第５回転要素とし、第２キャリヤ２２ｃを自動変速機２０の第６回転要素とする。従って、第２遊星歯車２２は、ギヤ比λ２に応じて順番に並ぶ自動変速機２０の第４回転要素、第５回転要素および第６回転要素を有する。
【００２６】
更に、シングルピニオン式の第３遊星歯車２３を構成する３つの回転要素、すなわち第３サンギヤ２３ｓ、第３リングギヤ２３ｒおよび第３キャリヤ２３ｃは、当該第３遊星歯車２３の速度線図（図２における右から２番目の速度線図）上でギヤ比λ３に応じた間隔をおいて図中左側から第３サンギヤ２３ｓ、第３キャリヤ２３ｃ、第３リングギヤ２３ｒという順番で並ぶ。このような速度線図での並び順に従い、本実施形態では、第３サンギヤ２３ｓを自動変速機２０の第７回転要素とし、第３キャリヤ２３ｃを自動変速機２０の第８回転要素とし、第３リングギヤ２３ｒを自動変速機２０の第９回転要素とする。従って、第３遊星歯車２３は、ギヤ比λ３に応じて間隔をおいて順番に並ぶ自動変速機２０の第７回転要素、第８回転要素および第９回転要素を有する。
【００２７】
また、シングルピニオン式の第４遊星歯車２４を構成する３つの回転要素、すなわち第４サンギヤ２４ｓ、第４リングギヤ２４ｒおよび第４キャリヤ２４ｃは、当該第４遊星歯車２４の速度線図（図２における最も右側の速度線図）上でギヤ比λ４に応じた間隔をおいて図中左側から第４サンギヤ２４ｓ、第４キャリヤ２４ｃ、第４リングギヤ２４ｒという順番で並ぶ。このような速度線図での並び順に従い、本実施形態では、第４サンギヤ２４ｓを自動変速機２０の第１０回転要素とし、第４キャリヤ２４ｃを自動変速機２０の第１１回転要素とし、第４リングギヤ２４ｒを自動変速機２０の第１２回転要素とする。従って、第４遊星歯車２４は、ギヤ比λ４に応じて順番に並ぶ自動変速機２０の第１０回転要素、第１１回転要素および第１２回転要素を有する。
【００２８】
そして、自動変速機２０では、クラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１およびＢ２を図３に示すように係合または解放させて上述の第１〜第１２回転要素の接続関係を変更することで、入力軸２０ｉから出力軸２０ｏまでの間に前進回転方向に９通りおよび後進回転方向に１通りの動力伝達経路、すなわち第１速段から第９速段の前進段と後進段とを形成することができる。
【００２９】
具体的には、前進第１速段は、クラッチＣ１，ブレーキＢ１およびＢ２を係合させると共に、残余のクラッチＣ２，Ｃ３およびＣ４を解放させることにより形成される。すなわち、前進第１速段の形成に際しては、クラッチＣ１により第１遊星歯車２１の第１サンギヤ２１ｓおよび第４遊星歯車２４の第４サンギヤ２４ｓが入力軸２０ｉに接続され、更に、ブレーキＢ１により第２遊星歯車２２の第２キャリヤ２２ｃおよび第３遊星歯車２３の第３サンギヤ２３ｓがトランスミッションケース１１に対して回転不能に固定されると共に、ブレーキＢ２により第３遊星歯車２３の第３キャリヤ２３ｃがトランスミッションケース１１に対して回転不能に固定される。本実施形態（第１〜第４遊星歯車２１〜２４のギヤ比がλ１＝０．２８０，λ２＝０．４３５，λ３＝０．４１０，λ４＝０．４６０である場合、以下同様）において、前進第１速段におけるギヤ比（入力軸２０ｉの回転速度／出力軸２０ｏの回転速度）γ１は、γ１＝４．５７１となる。更に、前進第１速段の形成時におけるクラッチＣ１，ブレーキＢ１およびＢ２のトルク分担は、図３に示すとおりである。
【００３０】
前進第２速段は、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ２を係合させると共に、残余のクラッチＣ３，Ｃ４およびブレーキＢ１を解放させることにより形成される。すなわち、前進第２速段の形成に際しては、クラッチＣ１により第１遊星歯車２１の第１サンギヤ２１ｓおよび第４遊星歯車２４の第４サンギヤ２４ｓが入力軸２０ｉに接続されると共に、クラッチＣ２により第１遊星歯車２１の第１リングギヤ２１ｒおよび第３遊星歯車２３の第３リングギヤ２３ｒと、第４遊星歯車２４の第４キャリヤ２４ｃとが互いに接続され、更に、ブレーキＢ２により第３遊星歯車２３の第３キャリヤ２３ｃがトランスミッションケース１１に対して回転不能に固定される。本実施形態において、前進第２速段におけるギヤ比γ２は、γ２＝２．８９５となる。また、前進第１速段と前進第２速段との間のステップ比は、γ１／γ２＝１．５７９となる。更に、前進第２速段の形成時におけるクラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ２のトルク分担は、図３に示すとおりである。
【００３１】
前進第３速段は、クラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１を係合させると共に、残余のクラッチＣ３，Ｃ４およびブレーキＢ２を解放させることにより形成される。すなわち、前進第２速段の形成に際しては、クラッチＣ１により第１遊星歯車２１の第１サンギヤ２１ｓおよび第４遊星歯車２４の第４サンギヤ２４ｓが入力軸２０ｉに接続されると共に、クラッチＣ２により第１遊星歯車２１の第１リングギヤ２１ｒおよび第３遊星歯車２３の第３リングギヤ２３ｒと、第４遊星歯車２４の第４キャリヤ２４ｃとが互いに接続され、更に、ブレーキＢ１により第２遊星歯車２２の第２キャリヤ２２ｃおよび第３遊星歯車２３の第３サンギヤ２３ｓがトランスミッションケース１１に対して回転不能に固定される。本実施形態において、前進第３速段におけるギヤ比γ３は、γ３＝２．１５１となる。また、前進第２速段と前進第３速段との間のステップ比は、γ２／γ３＝１．３４６となる。更に、前進第３速段の形成時におけるクラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ１のトルク分担は、図３に示すとおりである。
【００３２】
前進第４速段は、クラッチＣ１，Ｃ３およびブレーキＢ１を係合させると共に、残余のクラッチＣ２，Ｃ４およびブレーキＢ２を解放させることにより形成される。すなわち、前進第４速段の形成に際しては、クラッチＣ１により第１遊星歯車２１の第１サンギヤ２１ｓおよび第４遊星歯車２４の第４サンギヤ２４ｓが入力軸２０ｉに接続されると共に、クラッチＣ３により第３遊星歯車２３の第３キャリヤ２３ｃと第４遊星歯車２４の第４キャリヤ２４ｃとが互いに接続され、更に、ブレーキＢ１により第２遊星歯車２２の第２キャリヤ２２ｃおよび第３遊星歯車２３の第３サンギヤ２３ｓがトランスミッションケース１１に対して回転不能に固定される。本実施形態において、前進第４速段におけるギヤ比γ４は、γ４＝１，７６７となる。また、前進第３速段と前進第４速段との間のステップ比は、γ３／γ４＝１．２１７となる。更に、前進第４速段の形成時におけるクラッチＣ１，Ｃ３およびブレーキＢ１のトルク分担は、図３に示すとおりである。
【００３３】
前進第５速段は、クラッチＣ１，Ｃ３およびＣ４を係合させると共に、残余のクラッチＣ２，ブレーキＢ１およびブレーキＢ２を解放させることにより形成される。すなわち、前進第５速段の形成に際しては、クラッチＣ１により第１遊星歯車２１の第１サンギヤ２１ｓおよび第４遊星歯車２４の第４サンギヤ２４ｓが入力軸２０ｉに接続されると共に、クラッチＣ３により第３遊星歯車２３の第３キャリヤ２３ｃと第４遊星歯車２４の第４キャリヤ２４ｃとが互いに接続され、更に、クラッチＣ４により第４遊星歯車２４の第４キャリヤ２４ｃが入力軸２０ｉに接続される。本実施形態において、前進第５速段におけるギヤ比γ５は、γ５＝１．３２７となる。また、前進第４速段と前進第５速段との間のステップ比は、γ４／γ５＝１．３３２となる。更に、前進第５速段の形成時におけるクラッチＣ１，Ｃ３およびＣ４のトルク分担は、図３に示すとおりである。
【００３４】
前進第６速段は、クラッチＣ１，Ｃ２およびＣ４を係合させると共に、残余のクラッチＣ３、ブレーキＢ１およびＢ２を解放させることにより形成される。すなわち、前進第６速段の形成に際しては、クラッチＣ１により第１遊星歯車２１の第１サンギヤ２１ｓおよび第４遊星歯車２４の第４サンギヤ２４ｓが入力軸２０ｉに接続されると共に、クラッチＣ２により第１遊星歯車２１の第１リングギヤ２１ｒおよび第３遊星歯車２３の第３リングギヤ２３ｒと、第４遊星歯車２４の第４キャリヤ２４ｃとが互いに接続され、更に、クラッチＣ４により第４遊星歯車２４の第４キャリヤ２４ｃが入力軸２０ｉに接続される。本実施形態において、前進第６速段におけるギヤ比γ６は、γ６＝１．０００となる。また、前進第５速段と前進第６速段との間のステップ比は、γ５／γ６＝１．３２７となる。更に、前進第６速段の形成時におけるクラッチＣ１，Ｃ２およびＣ４のトルク分担は、図３に示すとおりである。
【００３５】
前進第７速段は、クラッチＣ２，Ｃ３およびＣ４を係合させると共に、残余のクラッチＣ１，ブレーキＢ１およびブレーキＢ２を解放させることにより形成される。すなわち、前進第７速段の形成に際しては、クラッチＣ２により第１遊星歯車２１の第１リングギヤ２１ｒおよび第３遊星歯車２３の第３リングギヤ２３ｒと、第４遊星歯車２４の第４キャリヤ２４ｃとが互いに接続されると共に、クラッチＣ３により第３遊星歯車２３の第３キャリヤ２３ｃと第４遊星歯車２４の第４キャリヤ２４ｃとが互いに接続され、更に、クラッチＣ４により第４遊星歯車２４の第４キャリヤ２４ｃが入力軸２０ｉに接続される。本実施形態において、前進第７速段におけるギヤ比γ７は、γ７＝０．８２９となる。また、前進第６速段と前進第７速段との間のステップ比は、γ６／γ７＝１．２０７となる。更に、前進第７速段の形成時におけるクラッチＣ２，Ｃ３およびＣ４のトルク分担は、図３に示すとおりである。
【００３６】
前進第８速段は、クラッチＣ２，Ｃ４およびブレーキＢ１を係合させると共に、残余のクラッチＣ１，Ｃ３およびブレーキＢ２を解放させることにより形成される。すなわち、前進第８速段の形成に際しては、クラッチＣ２により第１遊星歯車２１の第１リングギヤ２１ｒおよび第３遊星歯車２３の第３リングギヤ２３ｒと、第４遊星歯車２４の第４キャリヤ２４ｃとが互いに接続されると共に、クラッチＣ４により第４遊星歯車２４の第４キャリヤ２４ｃが入力軸２０ｉに接続され、更に、ブレーキＢ１により第２遊星歯車２２の第２キャリヤ２２ｃおよび第３遊星歯車２３の第３サンギヤ２３ｓがトランスミッションケース１１に対して回転不能に固定される。本実施形態において、前進第８速段におけるギヤ比γ８は、γ８＝０．６７８となる。また、前進第７速段と前進第８速段との間のステップ比は、γ７／γ８＝１．２２３となる。更に、前進第８速段の形成時におけるクラッチＣ２，Ｃ４およびブレーキＢ１のトルク分担は、図３に示すとおりである。
【００３７】
前進第９速段は、クラッチＣ３，Ｃ４およびブレーキＢ１を係合させると共に、残余のクラッチＣ１，Ｃ２およびブレーキＢ２を解放させることにより形成される。すなわち、前進第９速段の形成に際しては、クラッチＣ３により第３遊星歯車２３の第３キャリヤ２３ｃと第４遊星歯車２４の第４キャリヤ２４ｃとが互いに接続されると共に、クラッチＣ４により第４遊星歯車２４の第４キャリヤ２４ｃが入力軸２０ｉに接続され、更に、ブレーキＢ１により第２遊星歯車２２の第２キャリヤ２２ｃおよび第３遊星歯車２３の第３サンギヤ２３ｓがトランスミッションケース１１に対して回転不能に固定される。本実施形態において、前進第９速段におけるギヤ比γ９は、γ９＝０．５５７となる。また、前進第８速段と前進第９速段との間のステップ比は、γ８／γ９＝１．２１７となる。更に、前進第９速段の形成時におけるクラッチＣ３，Ｃ４およびブレーキＢ１のトルク分担は、図３に示すとおりである。そして、自動変速機２０におけるスプレッド（ギヤ比幅＝最低変速段である前進第１速段のギヤ比γ１／最高変速段である前進第９速段のギヤ比γ９）は、γ１／γ９＝８．２１０となる。
【００３８】
後進段は、クラッチＣ１，Ｃ４およびブレーキＢ２を係合させると共に、残余のクラッチＣ２，Ｃ３およびブレーキＢ１を解放させることにより形成される。すなわち、後進段の形成に際しては、クラッチＣ１により第１遊星歯車２１の第１サンギヤ２１ｓおよび第４遊星歯車２４の第４サンギヤ２４ｓが入力軸２０ｉに接続されると共に、クラッチＣ４により第４遊星歯車２４の第４キャリヤ２４ｃが入力軸２０ｉに接続され、ブレーキＢ２により第３遊星歯車２３の第３キャリヤ２３ｃがトランスミッションケース１１に対して回転不能に固定される。本実施形態において、後進段におけるギヤ比γｒｅｖは、γｒｅｖ＝−２．８７２となる。また、前進第１速段と後進段との間のステップ比は、｜γｒｅｖ／γ１｜＝０．６２８となる。更に、後進段の形成時におけるクラッチＣ１，Ｃ４およびブレーキＢ１のトルク分担は、図３に示すとおりである。
【００３９】
上述のように、自動変速機２０によれば、クラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１およびＢ２の係脱により第１速段から第９速段までの前進段と後進段とを提供することが可能となる。この結果、自動変速機２０では、スプレッドをより大きくして（本実施形態では、８．２１０）特に高車速時の車両の燃費を向上させると共に、更に低速段の変速比をより大きくすると共に高速段の変速比をより小さくして各変速段での加速性能を向上させると共に、ステップ比を適正化（より大きくなるのを抑制）して変速フィーリングを向上させることができる。従って、自動変速機２０によれば、当該自動変速機２０が搭載される車両の燃費等と、ドライバビリティすなわち車両の加速性能、変速フィーリング等との双方を良好に向上させることが可能となる。
【００４０】
また、自動変速機２０では、６つの係合要素、すなわちクラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１およびＢ２のうち、何れか３つを係合させると共に残余の３つを解放させることにより前進第１速段から前進第９速段および後進段が形成される。これにより、例えば６つのクラッチやブレーキのうちの２つを係合させると共に残余の４つを解放させることにより複数の変速段を形成する変速機に比べて、変速段の形成に伴って解放される係合要素の数を減らすことができる。この結果、変速段の形成に伴って解放された係合要素における部材間の僅かな接触に起因した引き摺り損失を低減させて、自動変速機２０における動力の伝達効率すなわち車両の燃費をより一層向上させることが可能となる。
【００４１】
更に、自動変速機２０では、図３に示すように、クラッチＣ１〜Ｃ４のトルク分担をおよそ１．９倍以下にまで低下させることができるので、当該クラッチＣ１〜Ｃ４の軸長または外径を小さくして装置全体を軽量コンパクト化すると共に、クラッチＣ１〜Ｃ４における引き摺り損失の悪化を抑制することが可能となる。また、自動変速機２０では、クラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１，Ｂ２のトルク分担比（トルク分担の最大値／最小値）をおよそ８倍以下にまで低下させることができるので、それぞれに要求されるトルク容量が大きく変化した際の作動油の供給量や供給速度の切替を容易かつ速やかに実行することが可能となり、クラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１，Ｂ２の油圧制御性をより向上させることができる。この結果、自動変速機２０では、変速性能をより向上させると共に、装置全体を軽量コンパクト化することが可能となる。
【００４２】
また、第１、第３および第４遊星歯車２１，２３，２４をシングルピニオン式の遊星歯車とすることで、これらを例えばダブルピニオン式の遊星歯車とした場合に比べて、第１、第３および第４遊星歯車２１，２３，２４における回転要素間の噛み合い損失を低減させて自動変速機２０における動力の伝達効率すなわち車両の燃費をより向上させると共に、部品点数を削減して自動変速機２０の重量増を抑制しつつ組立性を向上させることが可能となる。
【００４３】
なお、自動変速機２０において、ブレーキＢ１は、前進第１速、第３速、第４速、第８速および第９速の形成時に係合されて、第２遊星歯車２２の３つの回転要素、すなわち第２サンギヤ２２ｓ、第２リングギヤ２２ｒおよび第２キャリヤ２２ｃのすべての回転を停止させる（静止させる）ものである。従って、ブレーキＢ１は、図４に示す動力伝達装置１０Ｂの自動変速機２０Ｂに含まれるもののように、第２キャリヤ２２ｃ（第６係合要素）に代わる第２遊星歯車２２の固定可能要素としての第２リングギヤ２２ｒ（第５回転要素）を静止部材としてのトランスミッションケース１１に対して回転不能に固定（接続）すると共に当該第２リングギヤ２２ｒをトランスミッションケース１１に対して回転自在に解放するものであってもよい。
【００４４】
図５は、本発明の更に他の実施形態に係る多段変速機としての自動変速機２０Ｃを含む動力伝達装置１０Ｃの概略構成図である。同図に示す動力伝達装置１０Ｃは、前輪駆動車両の前部に横置きに搭載される図示しないエンジン（内燃機関）のクランクシャフトに接続されると共にエンジンからの動力（トルク）を図示しない左右の前輪（駆動輪）に伝達可能なものである。動力伝達装置１０Ｃの自動変速機２０Ｃは、上述の自動変速機２０を前輪駆動車両用に改変したものに相当する。また、図６に、本発明の他の実施形態に係る多段変速機としての自動変速機２０Ｄを含む動力伝達装置１０Ｄを示す。同図に示す動力伝達装置１０Ｄも、前輪駆動車両の前部に横置きに搭載される図示しないエンジン（内燃機関）のクランクシャフトに接続されると共にエンジンからの動力（トルク）を図示しない左右の前輪（駆動輪）に伝達可能なものである。動力伝達装置１０Ｄの自動変速機２０Ｄは、上述の自動変速機２０Ｂを前輪駆動車両用に改変したものに相当する。
【００４５】
これらの自動変速機２０Ｃ，２０Ｄでは、第１遊星歯車２１の第１キャリヤ２１ｃが出力部材としてのカウンタドライブギヤ４１に常時連結される。自動変速機２０Ｃ，２０Ｄから出力部材としてのカウンタドライブギヤ４１に伝達された動力（トルク）は、カウンタドライブギヤ４１に加えて、当該カウンタドライブギヤ４１に噛合するカウンタドリブンギヤ４２、カウンタシャフト４３を介してカウンタドリブンギヤ４２に連結されたドライブピニオンギヤ（ファイナルドライブギヤ）４４、ドライブピニオンギヤ４４に噛合するデフリングギヤ（ファイナルドリブンギヤ）４５を含むギヤ列４０と、デフリングギヤ４５に連結されたデファレンシャルギヤ５０と、ドライブシャフト５１とを介して左右の前輪に伝達される。このように、本発明による多段変速機は、前輪駆動車両に搭載される変速機として構成されてもよい。
【００４６】
図７は、本発明の更に他の実施形態に係る多段変速機としての自動変速機２０Ｅを含む動力伝達装置１０Ｅの概略構成図である。
【００４７】
図７に示す自動変速機２０Ｅは、上述の自動変速機２０においてダブルピニオン式の第２遊星歯車２２をシングルピニオン式の第２遊星歯車２２Ｅで置き換えたものに相当する。すなわち、第２遊星歯車２２Ｅは、外歯歯車である第２サンギヤ２２ｓと、第２サンギヤ２２ｓと同心円上に配置される内歯歯車である第２リングギヤ２２ｒと、それぞれ第２サンギヤ２２ｓおよび第２リングギヤ２２ｒに噛合する複数の第２ピニオンギヤ２２ｐと、複数の第２ピニオンギヤ２２ｐを自転（回転）自在かつ公転自在に保持する第２キャリヤ２２ｃとを有する。第２遊星歯車２２Ｅのギヤ比λ２（第２サンギヤ２２ｓの歯数／第２リングギヤ２２ｒの歯数）は、例えば、λ２＝０．５２０と定められている。
【００４８】
また、自動変速機２０Ｅの第１、第３および第４遊星歯車２１，２３および２４は、何れも自動変速機２０等と同様のシングルピニオン式の遊星歯車である。第１遊星歯車２１のギヤ比λ１（第１サンギヤ２１ｓの歯数／第１リングギヤ２１ｒの歯数）は、例えば、λ１＝０．２８０である。また、第３遊星歯車２３のギヤ比λ３（第３サンギヤ２３ｓの歯数／第３リングギヤ２３ｒの歯数）は、例えば、λ３＝０．４２０である。更に、第４遊星歯車２４のギヤ比λ４（第４サンギヤ２４ｓの歯数／第４リングギヤ２４ｒの歯数）は、例えば、λ４＝０．５１０である。
【００４９】
図７に示すように、第２遊星歯車２２の第２サンギヤ２２ｓは、静止部材としてのトランスミッションケース１１に常時接続（固定）され、常時静止する。また、第２遊星歯車２２の第２リングギヤ２２ｒは、連結部材（第３連結要素）２２３を介して第３遊星歯車２３の第３サンギヤ２３ｓに常時連結され、当該第３サンギヤ２３ｓと常時一体（かつ同軸）に回転または停止する。更に、第２遊星歯車２２の第２キャリヤ２２ｃは、連結部材（第４連結要素）２２４を介して第４遊星歯車２４の第４リングギヤ２４ｒに常時連結され、当該第４リングギヤ２４ｒと常時一体（かつ同軸）に回転または停止する。また、ブレーキＢ２は、常時連結された第２遊星歯車２２のリングギヤ（第２リングギヤ）および第３遊星歯車２３の第３サンギヤ２３ｓをトランスミッションケース１１に対して回転不能に固定（接続）すると共に両者を静止部材としてのトランスミッションケース１１に対して回転自在に解放する。
【００５０】
図８に自動変速機２０Ｅの各変速段とクラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１およびＢ２の作動状態との関係を表した作動表を示し、図９に自動変速機２０Ｅにおける入力軸２０ｉの回転速度（入力回転速度）に対する各回転要素の回転速度の比を示す速度線図を示す。自動変速機２０Ｅは、クラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１およびＢ２のうちの何れか３つを図８に示すように選択的に係合させることにより、図９に示すように、第１速段から第１０速段までの前進段と後進段とを提供する。これにより、自動変速機２０Ｅにおいても、当該自動変速機２０Ｅが搭載される車両の燃費、ドライバビリティおよび変速性能をより向上させると共に、装置全体を軽量コンパクト化することが可能となる。更に、第１から第４遊星歯車２１，２２Ｅ，２３および２４のすべてをシングルピニオン式の遊星歯車とすることで、第１から第４遊星歯車２１，２２Ｅ，２３および２４における回転要素間の噛み合い損失を低減させて自動変速機２０Ｅにおける動力の伝達効率すなわち車両の燃費をより向上させると共に、部品点数をより削減して自動変速機２０Ｅの重量増を抑制しつつ組立性を向上させることが可能となる。
【００５１】
なお、上述の自動変速機２０〜２０Ｅにおいて、クラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１およびＢ２の少なくとも何れかは、ドグクラッチあるいはドグブレーキといった噛み合い係合要素とされてもよい。例えば、自動変速機２０〜２０Ｅでは、前進第１速段から前進第６速段の形成に際して連続して係合されるクラッチＣ１や、前進第５速段から前進第９速段の形成に際して連続して係合されるクラッチＣ４、前進第１速段および前進第２速段の形成に際して連続して係合されると共に、後進段の形成に際して係合されるブレーキＢ２として、ドグクラッチあるいはドグブレーキを採用してもよい。また、自動変速機２０，２０Ｂおよび２０Ｅにおいて、第１〜第４遊星歯車２１〜２４等におけるギヤ比λ１〜λ４は、上記説明において例示されたものに限られるものではない。更に、自動変速機２０〜２０Ｅにおいて、第１、第３および第４遊星歯車２１，２３，２４の少なくとも何れかをダブルピニオン式の遊星歯車としてもよい。また、自動変速機２０Ｂ，２０Ｃおよび２０Ｄにおいても、ダブルピニオン式の第２遊星歯車２２をシングルピニオン式の第２遊星歯車で置き換えて、自動変速機２０Ｅと同様のギヤ比を採用してもよい。
【００５２】
以上説明したように、本発明による多段変速機は、入力部材に伝達された動力を変速して出力部材に伝達する多段変速機において、ギヤ比に応じて順番に並ぶ第１回転要素、第２回転要素および第３回転要素を有する第１遊星歯車と、ギヤ比に応じて順番に並ぶ第４回転要素、第５回転要素および第６回転要素を有する第２遊星歯車と、ギヤ比に応じて順番に並ぶ第７回転要素、第８回転要素および第９回転要素を有する第３遊星歯車と、ギヤ比に応じて順番に並ぶ第１０回転要素、第１１回転要素および第１２回転要素を有する第４遊星歯車と、それぞれ前記第１、第２、第３および第４遊星歯車の回転要素の何れかを他の回転要素または静止部材に接続すると共に両者の接続を解除する第１、第２、第３、第４、第５および第６係合要素とを備え、前記第１遊星歯車の前記第２回転要素は、前記出力部材に常時連結され、前記第１遊星歯車の前記第１回転要素と前記第４遊星歯車の前記第１０回転要素とは常時連結され、前記第１遊星歯車の前記第３回転要素と前記第３遊星歯車の前記第９回転要素とは常時連結され、前記第２遊星歯車の前記第４回転要素は、前記静止部材に常時接続され、前記第２遊星歯車の前記第５回転要素と前記第４遊星歯車の前記第１２回転要素とは常時連結され、前記第２遊星歯車の前記第６回転要素と前記第３遊星歯車の前記第７回転要素とは常時連結され、前記第１係合要素は、常時連結された前記第１遊星歯車の前記第１回転要素および前記第４遊星歯車の前記第１０回転要素と、前記入力部材とを互いに接続すると共に、両者の接続を解除し、前記第２係合要素は、常時連結された前記第１遊星歯車の前記第３回転要素および前記第３遊星歯車の前記第９回転要素と、前記第４遊星歯車の前記第１１回転要素とを互いに接続すると共に、両者の接続を解除し、前記第３係合要素は、前記第３遊星歯車の前記第８回転要素と前記第４遊星歯車の前記第１１回転要素とを互いに接続すると共に、両者の接続を解除し、前記第４係合要素は、前記第４遊星歯車の前記第１１回転要素と前記入力部材とを互いに接続すると共に、両者の接続を解除し、前記第５係合要素は、前記第２遊星歯車の前記第５回転要素または前記第６回転要素を前記静止部材に接続して回転不能に固定すると共に、両者の接続を解除し、前記第６係合要素は、前記第３遊星歯車の前記第８回転要素を前記静止部材に接続して回転不能に固定すると共に、両者の接続を解除することを特徴とする。
【００５３】
このように構成される多段変速機では、第１、第２、第３、第４、第５および第６係合要素のうちの何れか３つを選択的に係合させることにより、第１速段から第９速段あるいは第１速段から第１０速段までの前進段と後進段とを形成することが可能となる。これにより、スプレッドをより大きくして多段変速機が搭載される車両の燃費を向上させると共に、更に低速段の変速比をより大きくすると共に高速段の変速比をより小さくしてドライバビリティすなわち車両の加速性能等をより向上させることができる。また、この多段変速機では、第１〜第４係合要素のトルク分担を低下させて、第１〜第４係合要素を軽量コンパクト化すると共に第１〜第４係合要素における引き摺り損失の悪化を抑制することが可能となる。更に、第１〜第６係合要素のトルク分担比をより小さくして第１〜第６係合要素の制御性を向上させることができる。従って、本発明による多段変速機では、当該多段変速機が搭載される車両の燃費、ドライバビリティおよび変速性能をより向上させると共に、装置全体を軽量コンパクト化することが可能となる。
【００５４】
また、本発明による多段変速機では、次のように第１から第６係合要素を係合させることにより、第１速段から第９速段までの前進段と後進段とを形成することができる。すなわち、前進第１速段は、第１係合要素、第５係合要素および第６係合要素を係合させることにより形成される。また、前進第２速段は、第１係合要素、第２係合要素および第６係合要素を係合させることにより形成される。更に、前進第３速段は、第１係合要素、第２係合要素および第５係合要素を係合させることにより形成される。また、前進第４速段は、第１係合要素、第３係合要素および第５係合要素を係合させることにより形成される。更に、前進第５速段は、第１係合要素、第３係合要素および第４係合要素を係合させることにより形成される。また、前進第６速段は、第１係合要素、第２係合要素および第４係合要素を係合させることにより形成される。更に、前進第７速段は、第２係合要素、第３係合要素および第４係合要素を係合させることにより形成される。また、前進第８速段は、第２係合要素、第４係合要素および第５係合要素を係合させることにより形成される。更に、前進第９速段は、第３係合要素、第４係合要素および第５係合要素を係合させることにより形成される。また、後進段は、第１係合要素、第４係合要素および第６係合要素を係合させることにより形成される。
【００５５】
これにより、例えば６つの係合要素のうちの２つを係合させると共に残余の４つを解放させることにより複数の変速段を形成する変速機に比べて、変速段の形成に伴って解放される係合要素の数を減らすことができる。この結果、変速段の形成に伴って解放された係合要素における引き摺り損失を低減させて、多段変速機における動力の伝達効率すなわち車両の燃費をより一層向上させることが可能となる。
【００５６】
また、前記第１遊星歯車は、第１サンギヤと、第１リングギヤと、それぞれ前記第１サンギヤおよび前記第１リングギヤに噛合する複数の第１ピニオンギヤを自転自在かつ公転自在に保持する第１キャリヤとを有するシングルピニオン式の遊星歯車であってもよく、前記第２遊星歯車は、第２サンギヤと、第２リングギヤと、互いに噛合すると共に一方が前記第２サンギヤに他方が前記第２リングギヤに噛合する２つのピニオンギヤの組を自転かつ公転自在に複数保持する第２キャリヤとを有するダブルピニオン式の遊星歯車であってもよく、前記第３遊星歯車は、第３サンギヤと、第３リングギヤと、それぞれ前記第３サンギヤおよび前記第３リングギヤに噛合する複数の第３ピニオンギヤを自転自在かつ公転自在に保持する第３キャリヤとを有するシングルピニオン式の遊星歯車であってもよく、前記第４遊星歯車は、第４サンギヤと、第４リングギヤと、それぞれ前記第４サンギヤおよび前記第４リングギヤに噛合する複数の第４ピニオンギヤを自転自在かつ公転自在に保持する第４キャリヤとを有するシングルピニオン式の遊星歯車であってもよく、前記第１回転要素は、前記第１サンギヤであってもよく、前記第２回転要素は、前記第１キャリヤであってもよく、前記第３回転要素は、前記第１リングギヤであってもよく、前記第４回転要素は、前記第２サンギヤであってもよく、前記第５回転要素は、前記第２リングギヤであってもよく、前記第６回転要素は、前記第２キャリヤであってもよく、前記第７回転要素は、前記第３サンギヤであってもよく、前記第８回転要素は、前記第３キャリヤであってもよく、前記第９回転要素は、前記第３リングギヤであってもよく、前記第１０回転要素は、前記第４サンギヤであってもよく、前記第１１回転要素は、前記第４キャリヤであってもよく、前記第１２回転要素は、前記第４リングギヤであってもよい。
【００５７】
このように、第１、第３および第４遊星歯車をシングルピニオン式の遊星歯車とすることで、第１、第３および第４遊星歯車における回転要素間の噛み合い損失を低減させて多段変速機における動力の伝達効率すなわち車両の燃費をより向上させると共に、部品点数を削減して多段変速機の重量増を抑制しつつ組立性を向上させることが可能となる。
【００５８】
更に、本発明による多段変速機では、次のように第１から第６係合要素を係合させることにより、第１速段から第１０速段までの前進段と後進段とを形成することができる。すなわち、前進第１速段は、第１係合要素、第５係合要素および第６係合要素を係合させることにより形成される。また、前進第２速段は、第１係合要素、第２係合要素および第６係合要素を係合させることにより形成される。更に、前進第３速段は、第１係合要素、第２係合要素および第５係合要素を係合させることにより形成される。また、前進第４速段は、第１係合要素、第３係合要素および第５係合要素を係合させることにより形成される。更に、前進第５速段は、第１係合要素、第２係合要素および第３係合要素を係合させることにより形成される。また、前進第６速段は、第１係合要素、第３係合要素および第４係合要素を係合させることにより形成される。更に、前進第７速段は、第１係合要素、第２係合要素および第４係合要素を係合させることにより形成される。また、前進第８速段は、第２係合要素、第３係合要素および第４係合要素を係合させることにより形成される。更に、前進第９速段は、第２係合要素、第４係合要素および第５係合要素を係合させることにより形成される。また、前進第１０速段は、第３係合要素、第４係合要素および第５係合要素を係合させることにより形成される。更に、後進段は、第１係合要素、第４係合要素および第６係合要素を係合させることにより形成される。
【００５９】
これにより、例えば６つの係合要素のうちの２つを係合させると共に残余の４つを解放させることにより複数の変速段を形成する変速機に比べて、変速段の形成に伴って解放される係合要素の数を減らすことができる。この結果、変速段の形成に伴って解放された係合要素における引き摺り損失を低減させて、多段変速機における動力の伝達効率すなわち車両の燃費をより一層向上させることが可能となる。
【００６０】
また、前記第１遊星歯車は、第１サンギヤと、第１リングギヤと、それぞれ前記第１サンギヤおよび前記第１リングギヤに噛合する複数の第１ピニオンギヤを自転自在かつ公転自在に保持する第１キャリヤとを有するシングルピニオン式の遊星歯車であってもよく、前記第２遊星歯車は、第２サンギヤと、第２リングギヤと、それぞれ前記第２サンギヤおよび前記第２リングギヤに噛合する複数の第２ピニオンギヤを自転自在かつ公転自在に保持する第２キャリヤとを有するシングルピニオン式の遊星歯車であってもよく、前記第３遊星歯車は、第３サンギヤと、第３リングギヤと、それぞれ前記第３サンギヤおよび前記第３リングギヤに噛合する複数の第３ピニオンギヤを自転自在かつ公転自在に保持する第３キャリヤとを有するシングルピニオン式の遊星歯車であってもよく、前記第４遊星歯車は、第４サンギヤと、第４リングギヤと、それぞれ前記第４サンギヤおよび前記第４リングギヤに噛合する複数の第４ピニオンギヤを自転自在かつ公転自在に保持する第４キャリヤとを有するシングルピニオン式の遊星歯車であってもよく、前記第１回転要素は、前記第１サンギヤであってもよく、前記第２回転要素は、前記第１キャリヤであってもよく、前記第３回転要素は、前記第１リングギヤであってもよく、前記第４回転要素は、前記第２サンギヤであってもよく、前記第５回転要素は、前記第２キャリヤであってもよく、前記第６回転要素は、前記第２リングギヤであってもよく、前記第７回転要素は、前記第３サンギヤであってもよく、前記第８回転要素は、前記第３キャリヤであってもよく、前記第９回転要素は、前記第３リングギヤであってもよく、前記第１０回転要素は、前記第４サンギヤであってもよく、前記第１１回転要素は、前記第４キャリヤであってもよく、前記第１２回転要素は、前記第４リングギヤであってもよい。
【００６１】
このように、第１から第４遊星歯車のすべてをシングルピニオン式の遊星歯車とすることで、第１から第４遊星歯車における回転要素間の噛み合い損失を低減させて多段変速機における動力の伝達効率すなわち車両の燃費をより向上させると共に、部品点数をより削減して多段変速機の重量増を抑制しつつ組立性を向上させることが可能となる。
【００６２】
更に、前記出力部材は、デファレンシャルギヤを介して車両の後輪に連結される出力軸であってもよい。すなわち、本発明による多段変速機は、後輪駆動車両に搭載される変速機として構成されてもよい。
【００６３】
また、前記出力部材は、車両の前輪に連結されたデファレンシャルギヤに動力を伝達するギヤ列に含まれるカウンタドライブギヤであってもよい。すなわち、本発明による多段変速機は、前輪駆動車両に搭載される変速機として構成されてもよい。
【００６４】
そして、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記発明を実施するための形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、多段変速機の製造産業等において利用可能である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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