(57)【要約】【課題】４つ以上の遊星歯車装置および６つ以上の係合要素が同軸上に配置される変速機をコンパクトに構成できるようにする。【解決手段】４つの遊星歯車装置１８、２０、２４、２８の各ギヤ比を０．２５〜０．６程度の範囲内で適当に定めることにより、それ等の遊星歯車装置１８、２０、２４、２８として比較的小型（小径）のものを使用してコンパクトに構成しつつ、９速の前進ギヤ段の変速比をバランスの良いステップで設定できる。また、入力クラッチとして機能する一対のクラッチＣ１およびＣ４が軸方向の一端側にまとめて配置されているため、２系統の入力経路を軸心に沿って設けるなどギヤトレーンの設計の自由度が高くなるとともに、各入力経路では特定のギヤ段で動力が伝達されるだけで使用頻度が限られるため、疲労強度の観点より強度上有利で小径化が可能となり、前進９速の多段変速が可能な変速機１０をコンパクトに構成できる。【選択図】図１
2013155809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４つ以上の遊星歯車装置および６つ以上の係合要素が同軸上に配置されており、軸方向の一端側に設けられた入力部材から回転が入力されるとともに、該６つ以上の係合要素の係合、解放の組み合わせにより変速比が異なる複数のギヤ段が成立させられる変速機において、
前記６つ以上の係合要素の中の少なくとも２つは、それぞれ前記入力部材に連結される入力クラッチで、何れも前記４つ以上の遊星歯車装置の何れよりも前記一端側に設けられている
ことを特徴とする変速機。
【請求項２】
前記６つ以上の係合要素の中の少なくとも１つはブレーキで、前記２つ以上の入力クラッチと共に前記４つ以上の遊星歯車装置の何れよりも前記一端側に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の変速機。
【請求項３】
前記２つ以上の入力クラッチは互いに異なる径寸法で径方向に並べて配置されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の変速機。
【請求項４】
４つ以上の遊星歯車装置および６つ以上の係合要素が同軸上に配置されており、軸方向の一端側に設けられた入力部材から回転が入力されるとともに、該６つ以上の係合要素の係合、解放の組み合わせにより変速比が異なる複数のギヤ段が成立させられる変速機において、
前記６つ以上の係合要素の中の少なくとも４つはクラッチで、前記遊星歯車装置と軸方向に分かれて配置されているとともに、
互いに異なる径寸法で径方向に並べて配置される２つ以上のクラッチの組を２組以上備えている
ことを特徴とする変速機。
【請求項５】
前記４つ以上の遊星歯車装置は何れもシングルピニオン型で、その中の少なくとも２つは一方のサンギヤが他方のリングギヤの外周側に設けられて一体的に回転させられるように径方向に並べて配置されている
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の変速機。
【請求項６】
前記６つ以上の係合要素の中の少なくとも１つは、アップシフト方向で解放するだけで、ドグ型の係合要素が用いられているとともに、
前記出力部材は出力歯車で、前記ドグ型の係合要素の何れか１つは、少なくとも一部が該出力歯車の内周側に位置するように配置されている
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の変速機。
【請求項７】
前記複数のギヤ段は、何れも前記６つ以上の係合要素の中の２つが解放されるとともに残りが総て係合させられることによって成立させられる
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の変速機。
【請求項８】
前記複数のギヤ段として９速以上のギヤ段を成立させることができる
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の変速機。
【請求項９】
４つの遊星歯車装置および６つの係合要素が同軸上に配置されており、入力部材から回転が入力されるとともに、該６つの係合要素の係合、解放の組み合わせにより変速比が異なる複数のギヤ段が成立させられる変速機において、
第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置の一部が互いに連結されることにより４つの回転要素が構成されるとともに、共線図の一端から第１−１回転要素、第１−２回転要素、第１−３回転要素、および第１−４回転要素とした時、該第１−２回転要素が第１クラッチを介して前記入力部材に連結され、該第１−４回転要素が第１ブレーキによって回転停止させられる第１変速部と、
３つの回転要素を有する第３遊星歯車装置によって構成されるとともに、共線図の一端から第２−１回転要素、第２−２回転要素、および第２−３回転要素とした時、該第２−１回転要素が第４クラッチを介して前記入力部材に連結され、該第２−２回転要素が第２ブレーキによって回転停止させられる第２変速部と、
を有し、且つ、前記第１変速部の第１−１回転要素は、第２クラッチを介して前記第２変速部の第２−２回転要素に連結されるとともに、第３クラッチを介して該第２変速部の第２−１回転要素に連結される一方、
３つの回転要素を有する第４遊星歯車装置によって構成されるとともに、共線図の一端から第３−１回転要素、第３−２回転要素、第３−３回転要素とした時、該第３−１回転要素が前記第２変速部の第２−３回転要素に連結され、該第３−３回転要素が前記第１変速部の第１−３回転要素に連結され、該第３−２回転要素が出力部材に連結される第３変速部を備えており、
前記第１遊星歯車装置、前記第２遊星歯車装置、前記第３遊星歯車装置、および前記第４遊星歯車装置が前記４つの遊星歯車装置で、前記第１クラッチ、前記第２クラッチ、前記第３クラッチ、前記第４クラッチ、前記第１ブレーキ、および前記第２ブレーキが前記６つの係合要素である
ことを特徴とする変速機。
【請求項１０】
前記第１遊星歯車装置、前記第２遊星歯車装置、前記第３遊星歯車装置、および前記第４遊星歯車装置は、何れもシングルピニオン型の遊星歯車装置である
ことを特徴とする請求項９に記載の変速機。
【請求項１１】
前記第１変速部の前記第１遊星歯車装置は、サンギヤＳ１、キャリアＣＡ１、およびリングギヤＲ１を有するシングルピニオン型の遊星歯車装置で、前記第２遊星歯車装置は、サンギヤＳ２、キャリアＣＡ２、およびリングギヤＲ２を有するシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、サンギヤＳ２が前記第１−１回転要素で、リングギヤＲ１およびキャリアＣＡ２が前記第１−２回転要素で互いに連結されており、キャリアＣＡ１およびリングギヤＲ２が前記第１−３回転要素で互いに連結されており、サンギヤＳ１が前記第１−４回転要素であり、
前記第２変速部の前記第３遊星歯車装置は、３つの回転要素としてサンギヤＳ３、キャリアＣＡ３、およびリングギヤＲ３を有するシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、サンギヤＳ３が前記第２−１回転要素で、キャリアＣＡ３が前記第２−２回転要素で、リングギヤＲ３が前記第２−３回転要素であり、
前記第３変速部の前記第４遊星歯車装置は、３つの回転要素としてサンギヤＳ４、キャリアＣＡ４、およびリングギヤＲ４を有するシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、サンギヤＳ４が前記第３−１回転要素で、キャリアＣＡ４が前記第３−２回転要素で、リングギヤＲ４が前記第３−３回転要素である
ことを特徴とする請求項１０に記載の変速機。
【請求項１２】
４つの遊星歯車装置および６つの係合要素が同軸上に配置されており、入力部材から回転が入力されるとともに、該６つの係合要素の係合、解放の組み合わせにより変速比が異なる複数のギヤ段が成立させられる変速機において、
サンギヤＳ１、キャリアＣＡ１、およびリングギヤＲ１を有するシングルピニオン型の第１遊星歯車装置と、サンギヤＳ２、キャリアＣＡ２、およびリングギヤＲ２を有するシングルピニオン型の第２遊星歯車装置とを備えており、サンギヤＳ２が第１−１回転要素を構成しており、リングギヤＲ１およびキャリアＣＡ２が互いに連結されて第１−２回転要素を構成しており、キャリアＣＡ１およびリングギヤＲ２が互いに連結されて第１−３回転要素を構成しており、サンギヤＳ１が第１−４回転要素を構成しているとともに、該第１−２回転要素が第１クラッチを介して前記入力部材に連結され、該第１−４回転要素が第１ブレーキによって回転停止させられる第１変速部と、
サンギヤＳ３、キャリアＣＡ３、およびリングギヤＲ３を有するシングルピニオン型の第３遊星歯車装置を備えており、サンギヤＳ３が第２−１回転要素を構成しており、キャリアＣＡ３が第２−２回転要素を構成しており、リングギヤＲ３が第２−３回転要素を構成しているとともに、該第２−１回転要素が第４クラッチを介して前記入力部材に連結され、該第２−２回転要素が第２ブレーキによって回転停止させられる第２変速部と、
を有し、且つ、前記第１変速部の第１−１回転要素は、第２クラッチを介して前記第２変速部の第２−２回転要素に連結されるとともに、第３クラッチを介して該第２変速部の第２−１回転要素に連結される一方、
サンギヤＳ４、キャリアＣＡ４、およびリングギヤＲ４を有するシングルピニオン型の第４遊星歯車装置を備えており、サンギヤＳ４が第３−１回転要素を構成しており、キャリアＣＡ４が第３−２回転要素を構成しており、リングギヤＲ４が第３−３回転要素を構成しているとともに、該第３−１回転要素が前記第２変速部の第２−３回転要素に連結され、該第３−３回転要素が前記第１変速部の第１−３回転要素に連結され、該第３−２回転要素が出力部材に連結される第３変速部を備えており、
前記第１遊星歯車装置、前記第２遊星歯車装置、前記第３遊星歯車装置、および前記第４遊星歯車装置が前記４つの遊星歯車装置で、前記第１クラッチ、前記第２クラッチ、前記第３クラッチ、前記第４クラッチ、前記第１ブレーキ、および前記第２ブレーキが前記６つの係合要素である
ことを特徴とする変速機。
【請求項１３】
前記入力部材は、前記４つの遊星歯車装置の何れよりも軸方向の一端側に配置されており、
前記第１クラッチおよび前記第４クラッチは、それぞれ前記入力部材に連結されるように軸方向において前記４つの遊星歯車装置の何れよりも前記一端側に設けられているとともに、互いに異なる径寸法で径方向に並べて配置されている
ことを特徴とする請求項９〜１２の何れか１項に記載の変速機。
【請求項１４】
前記第１遊星歯車装置、前記第２遊星歯車装置、および前記第３遊星歯車装置は、その順番で軸方向に配置されており、
前記第２クラッチおよび前記第３クラッチは、軸方向において前記第２遊星歯車装置と前記第３遊星歯車装置との間に設けられているとともに、互いに異なる径寸法で径方向に並べて配置されている
ことを特徴とする請求項９〜１３の何れか１項に記載の変速機。
【請求項１５】
前記第４遊星歯車装置は、該第４遊星歯車装置のサンギヤＳ４が前記第３遊星歯車装置のリングギヤＲ３の外周側に設けられて一体的に回転させられるように該第３遊星歯車装置の外周側に並べて配置されている
ことを特徴とする請求項９〜１４の何れか１項に記載の変速機。
【請求項１６】
前記出力部材は出力歯車で、
前記第２ブレーキは、少なくとも一部が前記出力歯車の内周側に位置するように配置されるドグ型ブレーキである
ことを特徴とする請求項９〜１５の何れか１項に記載の変速機。
【請求項１７】
前記複数のギヤ段として９速以上のギヤ段を成立させることができるとともに、
該９速以上のギヤ段は何れも前記６つの係合要素の中の２つが解放されるとともに残りの４つが係合させられることによって成立させられる
ことを特徴とする請求項９〜１６の何れか１項に記載の変速機。
【請求項１８】
前記第３クラッチ、前記第４クラッチ、前記第１ブレーキ、および前記第２ブレーキが係合させられるとともに、前記第１クラッチおよび前記第２クラッチが解放されることにより、変速比が最も大きい第１速ギヤ段が成立させられ、
前記第１クラッチ、前記第３クラッチ、前記第１ブレーキ、および前記第２ブレーキが係合させられるとともに、前記第２クラッチおよび前記第４クラッチが解放されることにより、変速比が前記第１速ギヤ段よりも小さい第２速ギヤ段が成立させられ、
前記第１クラッチ、前記第４クラッチ、前記第１ブレーキ、および前記第２ブレーキが係合させられるとともに、前記第２クラッチおよび前記第３クラッチが解放されることにより、変速比が前記第２速ギヤ段よりも小さい第３速ギヤ段が成立させられ、
前記第１クラッチ、前記第３クラッチ、前記第４クラッチ、および前記第２ブレーキが係合させられるとともに、前記第２クラッチおよび前記第１ブレーキが解放されることにより、変速比が前記第３速ギヤ段よりも小さい第４速ギヤ段が成立させられ、
前記第１クラッチ、前記第２クラッチ、前記第４クラッチ、および前記第２ブレーキが係合させられるとともに、前記第３クラッチおよび前記第１ブレーキが解放されることにより、変速比が前記第４速ギヤ段よりも小さい第５速ギヤ段が成立させられ、
前記第１クラッチ、前記第２クラッチ、前記第３クラッチ、および前記第２ブレーキが係合させられるとともに、前記第４クラッチおよび前記第１ブレーキが解放されることにより、変速比が前記第５速ギヤ段よりも小さい第６速ギヤ段が成立させられ、
前記第１クラッチ、前記第２クラッチ、前記第３クラッチ、および前記第４クラッチが係合させられるとともに、前記第１ブレーキおよび前記第２ブレーキが解放されることにより、変速比が前記第６速ギヤ段よりも小さい第７速ギヤ段が成立させられ、
前記第１クラッチ、前記第２クラッチ、前記第３クラッチ、および前記第１ブレーキが係合させられるとともに、前記第４クラッチおよび前記第２ブレーキが解放されることにより、変速比が前記第７速ギヤ段よりも小さい第８速ギヤ段が成立させられ、
前記第１クラッチ、前記第２クラッチ、前記第４クラッチ、および前記第１ブレーキが係合させられるとともに、前記第３クラッチおよび前記第２ブレーキが解放されることにより、変速比が前記第８速ギヤ段よりも小さい第９速ギヤ段が成立させられる
ことを特徴とする請求項１７に記載の変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は変速機に係り、特に、４つ以上の遊星歯車装置および６つ以上の係合要素が同軸上に配置されている多段変速が可能な変速機の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
４つ以上の遊星歯車装置および６つ以上の係合要素が同軸上に配置されており、軸方向の一端側に設けられた入力部材から回転が入力されるとともに、その６つ以上の係合要素の係合、解放の組み合わせにより変速比が異なる複数のギヤ段が成立させられる変速機が提案されている。特許文献１、２に記載の車両用変速機はその一例で、それぞれ前進９段、前進１０段の多段変速が行われるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１１−５１３６６２号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２００９／０１９２００９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このように４つ以上の遊星歯車装置および６つ以上の係合要素が同軸上に配置される変速機は、そのギヤトレーンの設計上の制約などから大型になり、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両などの横置き型車両への搭載性が悪くなるなど、少しでもコンパクトに構成することが課題となっていた。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、４つ以上の遊星歯車装置および６つ以上の係合要素が同軸上に配置される変速機をできるだけコンパクトに構成できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するために、第１発明は、４つ以上の遊星歯車装置および６つ以上の係合要素が同軸上に配置されており、軸方向の一端側に設けられた入力部材から回転が入力されるとともに、その６つ以上の係合要素の係合、解放の組み合わせにより変速比が異なる複数のギヤ段が成立させられる変速機において、前記６つ以上の係合要素の中の少なくとも２つは、それぞれ前記入力部材に連結される入力クラッチで、何れも前記４つ以上の遊星歯車装置の何れよりも前記一端側に設けられていることを特徴とする。
【０００７】
第２発明は、第１発明の変速機において、前記６つ以上の係合要素の中の少なくとも１つはブレーキで、前記２つ以上の入力クラッチと共に前記４つ以上の遊星歯車装置の何れよりも前記一端側に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
第３発明は、第１発明または第２発明の変速機において、前記２つ以上の入力クラッチは互いに異なる径寸法で径方向に並べて配置されていることを特徴とする。
【０００９】
第４発明は、４つ以上の遊星歯車装置および６つ以上の係合要素が同軸上に配置されており、軸方向の一端側に設けられた入力部材から回転が入力されるとともに、その６つ以上の係合要素の係合、解放の組み合わせにより変速比が異なる複数のギヤ段が成立させられる変速機において、(a) 前記６つ以上の係合要素の中の少なくとも４つはクラッチで、前記遊星歯車装置と軸方向に分かれて配置されているとともに、(b) 互いに異なる径寸法で径方向に並べて配置される２つ以上のクラッチの組を２組以上備えていることを特徴とする。
【００１０】
第５発明は、第１発明〜第４発明の何れかの変速機において、前記４つ以上の遊星歯車装置は何れもシングルピニオン型で、その中の少なくとも２つは一方のサンギヤが他方のリングギヤの外周側に設けられて一体的に回転させられるように径方向に並べて配置されていることを特徴とする。
なお、「一体的に回転させられる」は、単一の部材により一体に構成されている場合や、２部材が一体的に連結されている場合の他、スプライン等を介して相対回転不能に連結されている場合も含む。
【００１１】
第６発明は、第１発明〜第５発明の何れかの変速機において、(a) 前記６つ以上の係合要素の中の少なくとも１つは、アップシフト方向で解放するだけで、ドグ型の係合要素が用いられているとともに、(b) 前記出力部材は出力歯車で、前記ドグ型の係合要素の何れか１つは、少なくとも一部がその出力歯車の内周側に位置するように配置されていることを特徴とする。
なお、「ドグ型の係合要素」は、噛合い式の係合要素と同義で、ドグ型クラッチ或いはドグ型ブレーキである。また、「出力歯車」は、外周部に設けられた歯の噛合によって出力するもので、歯車同士の噛合の他、チェーンや歯付ベルトを介して出力するものも含む。
【００１２】
第７発明は、第１発明〜第６発明の何れかの変速機において、前記複数のギヤ段は、何れも前記６つ以上の係合要素の中の２つが解放されるとともに残りが総て係合させられることによって成立させられることを特徴とする。
【００１３】
第８発明は、第１発明〜第７発明の何れかの変速機において、前記複数のギヤ段として９速以上のギヤ段を成立させることができることを特徴とする。
【００１４】
第９発明は、４つの遊星歯車装置および６つの係合要素が同軸上に配置されており、入力部材から回転が入力されるとともに、その６つの係合要素の係合、解放の組み合わせにより変速比が異なる複数のギヤ段が成立させられる変速機において、(a) 第１遊星歯車装置および第２遊星歯車装置の一部が互いに連結されることにより４つの回転要素が構成されるとともに、共線図の一端から第１−１回転要素、第１−２回転要素、第１−３回転要素、および第１−４回転要素とした時、その第１−２回転要素が第１クラッチを介して前記入力部材に連結され、第１−４回転要素が第１ブレーキによって回転停止させられる第１変速部と、(b) ３つの回転要素を有する第３遊星歯車装置によって構成されるとともに、共線図の一端から第２−１回転要素、第２−２回転要素、および第２−３回転要素とした時、その第２−１回転要素が第４クラッチを介して前記入力部材に連結され、第２−２回転要素が第２ブレーキによって回転停止させられる第２変速部と、を有し、且つ、(c) 前記第１変速部の第１−１回転要素は、第２クラッチを介して前記第２変速部の第２−２回転要素に連結されるとともに、第３クラッチを介してその第２変速部の第２−１回転要素に連結される一方、(d) ３つの回転要素を有する第４遊星歯車装置によって構成されるとともに、共線図の一端から第３−１回転要素、第３−２回転要素、第３−３回転要素とした時、その第３−１回転要素が前記第２変速部の第２−３回転要素に連結され、第３−３回転要素が前記第１変速部の第１−３回転要素に連結され、第３−２回転要素が出力部材に連結される第３変速部を備えており、(e) 前記第１遊星歯車装置、前記第２遊星歯車装置、前記第３遊星歯車装置、および前記第４遊星歯車装置が前記４つの遊星歯車装置で、前記第１クラッチ、前記第２クラッチ、前記第３クラッチ、前記第４クラッチ、前記第１ブレーキ、および前記第２ブレーキが前記６つの係合要素であることを特徴とする。
なお、「共線図」は、複数の回転要素の回転速度を直線で結ぶことができる図で、各回転要素を表す縦軸が遊星歯車装置のギヤ比ρ（＝サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）に応じた間隔で描かれる。
【００１５】
第１０発明は、第９発明の変速機において、前記第１遊星歯車装置、前記第２遊星歯車装置、前記第３遊星歯車装置、および前記第４遊星歯車装置は、何れもシングルピニオン型の遊星歯車装置であることを特徴とする。
【００１６】
第１１発明は、第１０発明の変速機において、(a) 前記第１変速部の前記第１遊星歯車装置は、サンギヤＳ１、キャリアＣＡ１、およびリングギヤＲ１を有するシングルピニオン型の遊星歯車装置で、前記第２遊星歯車装置は、サンギヤＳ２、キャリアＣＡ２、およびリングギヤＲ２を有するシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、サンギヤＳ２が前記第１−１回転要素で、リングギヤＲ１およびキャリアＣＡ２が前記第１−２回転要素で互いに連結されており、キャリアＣＡ１およびリングギヤＲ２が前記第１−３回転要素で互いに連結されており、サンギヤＳ１が前記第１−４回転要素であり、(b) 前記第２変速部の前記第３遊星歯車装置は、３つの回転要素としてサンギヤＳ３、キャリアＣＡ３、およびリングギヤＲ３を有するシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、サンギヤＳ３が前記第２−１回転要素で、キャリアＣＡ３が前記第２−２回転要素で、リングギヤＲ３が前記第２−３回転要素であり、(c) 前記第３変速部の前記第４遊星歯車装置は、３つの回転要素としてサンギヤＳ４、キャリアＣＡ４、およびリングギヤＲ４を有するシングルピニオン型の遊星歯車装置であり、サンギヤＳ４が前記第３−１回転要素で、キャリアＣＡ４が前記第３−２回転要素で、リングギヤＲ４が前記第３−３回転要素であることを特徴とする。
【００１７】
第１２発明は、４つの遊星歯車装置および６つの係合要素が同軸上に配置されており、入力部材から回転が入力されるとともに、その６つの係合要素の係合、解放の組み合わせにより変速比が異なる複数のギヤ段が成立させられる変速機において、(a) サンギヤＳ１、キャリアＣＡ１、およびリングギヤＲ１を有するシングルピニオン型の第１遊星歯車装置と、サンギヤＳ２、キャリアＣＡ２、およびリングギヤＲ２を有するシングルピニオン型の第２遊星歯車装置とを備えており、サンギヤＳ２が第１−１回転要素を構成しており、リングギヤＲ１およびキャリアＣＡ２が互いに連結されて第１−２回転要素を構成しており、キャリアＣＡ１およびリングギヤＲ２が互いに連結されて第１−３回転要素を構成しており、サンギヤＳ１が第１−４回転要素を構成しているとともに、その第１−２回転要素が第１クラッチを介して前記入力部材に連結され、その第１−４回転要素が第１ブレーキによって回転停止させられる第１変速部と、(b) サンギヤＳ３、キャリアＣＡ３、およびリングギヤＲ３を有するシングルピニオン型の第３遊星歯車装置を備えており、サンギヤＳ３が第２−１回転要素を構成しており、キャリアＣＡ３が第２−２回転要素を構成しており、リングギヤＲ３が第２−３回転要素を構成しているとともに、その第２−１回転要素が第４クラッチを介して前記入力部材に連結され、その第２−２回転要素が第２ブレーキによって回転停止させられる第２変速部と、を有し、且つ、(c) 前記第１変速部の第１−１回転要素は、第２クラッチを介して前記第２変速部の第２−２回転要素に連結されるとともに、第３クラッチを介してその第２変速部の第２−１回転要素に連結される一方、(d) サンギヤＳ４、キャリアＣＡ４、およびリングギヤＲ４を有するシングルピニオン型の第４遊星歯車装置を備えており、サンギヤＳ４が第３−１回転要素を構成しており、キャリアＣＡ４が第３−２回転要素を構成しており、リングギヤＲ４が第３−３回転要素を構成しているとともに、その第３−１回転要素が前記第２変速部の第２−３回転要素に連結され、その第３−３回転要素が前記第１変速部の第１−３回転要素に連結され、その第３−２回転要素が出力部材に連結される第３変速部を備えており、(e) 前記第１遊星歯車装置、前記第２遊星歯車装置、前記第３遊星歯車装置、および前記第４遊星歯車装置が前記４つの遊星歯車装置で、前記第１クラッチ、前記第２クラッチ、前記第３クラッチ、前記第４クラッチ、前記第１ブレーキ、および前記第２ブレーキが前記６つの係合要素であることを特徴とする。
【００１８】
第１３発明は、第９発明〜第１２発明の何れかの変速機において、(a) 前記入力部材は、前記４つの遊星歯車装置の何れよりも軸方向の一端側に配置されており、(b) 前記第１クラッチおよび前記第４クラッチは、それぞれ前記入力部材に連結されるように軸方向において前記４つの遊星歯車装置の何れよりも前記一端側に設けられているとともに、互いに異なる径寸法で径方向に並べて配置されていることを特徴とする。
【００１９】
第１４発明は、第９発明〜第１３発明の何れかの変速機において、(a) 前記第１遊星歯車装置、前記第２遊星歯車装置、および前記第３遊星歯車装置は、その順番で軸方向に配置されており、(b) 前記第２クラッチおよび前記第３クラッチは、軸方向において前記第２遊星歯車装置と前記第３遊星歯車装置との間に設けられているとともに、互いに異なる径寸法で径方向に並べて配置されていることを特徴とする。
【００２０】
第１５発明は、第９発明〜第１４発明の何れかの変速機において、前記第４遊星歯車装置は、その第４遊星歯車装置のサンギヤＳ４が前記第３遊星歯車装置のリングギヤＲ３の外周側に設けられて一体的に回転させられるようにその第３遊星歯車装置の外周側に並べて配置されていることを特徴とする。
【００２１】
第１６発明は、第９発明〜第１５発明の何れかの変速機において、(a) 前記出力部材は出力歯車で、(b) 前記第２ブレーキは、少なくとも一部が前記出力歯車の内周側に位置するように配置されるドグ型ブレーキであることを特徴とする。
【００２２】
第１７発明は、第９発明〜第１６発明の何れかの変速機において、(a) 前記複数のギヤ段として９速以上のギヤ段を成立させることができるとともに、(b) その９速以上のギヤ段は何れも前記６つの係合要素の中の２つが解放されるとともに残りの４つが係合させられることによって成立させられることを特徴とする。
【００２３】
第１８発明は、第１７発明の変速機において、(a) 前記第３クラッチ、前記第４クラッチ、前記第１ブレーキ、および前記第２ブレーキが係合させられるとともに、前記第１クラッチおよび前記第２クラッチが解放されることにより、変速比が最も大きい第１速ギヤ段が成立させられ、(b) 前記第１クラッチ、前記第３クラッチ、前記第１ブレーキ、および前記第２ブレーキが係合させられるとともに、前記第２クラッチおよび前記第４クラッチが解放されることにより、変速比が前記第１速ギヤ段よりも小さい第２速ギヤ段が成立させられ、(c) 前記第１クラッチ、前記第４クラッチ、前記第１ブレーキ、および前記第２ブレーキが係合させられるとともに、前記第２クラッチおよび前記第３クラッチが解放されることにより、変速比が前記第２速ギヤ段よりも小さい第３速ギヤ段が成立させられ、(d) 前記第１クラッチ、前記第３クラッチ、前記第４クラッチ、および前記第２ブレーキが係合させられるとともに、前記第２クラッチおよび前記第１ブレーキが解放されることにより、変速比が前記第３速ギヤ段よりも小さい第４速ギヤ段が成立させられ、(e) 前記第１クラッチ、前記第２クラッチ、前記第４クラッチ、および前記第２ブレーキが係合させられるとともに、前記第３クラッチおよび前記第１ブレーキが解放されることにより、変速比が前記第４速ギヤ段よりも小さい第５速ギヤ段が成立させられ、(f) 前記第１クラッチ、前記第２クラッチ、前記第３クラッチ、および前記第２ブレーキが係合させられるとともに、前記第４クラッチおよび前記第１ブレーキが解放されることにより、変速比が前記第５速ギヤ段よりも小さい第６速ギヤ段が成立させられ、(g) 前記第１クラッチ、前記第２クラッチ、前記第３クラッチ、および前記第４クラッチが係合させられるとともに、前記第１ブレーキおよび前記第２ブレーキが解放されることにより、変速比が前記第６速ギヤ段よりも小さい第７速ギヤ段が成立させられ、(h) 前記第１クラッチ、前記第２クラッチ、前記第３クラッチ、および前記第１ブレーキが係合させられるとともに、前記第４クラッチおよび前記第２ブレーキが解放されることにより、変速比が前記第７速ギヤ段よりも小さい第８速ギヤ段が成立させられ、(i) 前記第１クラッチ、前記第２クラッチ、前記第４クラッチ、および前記第１ブレーキが係合させられるとともに、前記第３クラッチおよび前記第２ブレーキが解放されることにより、変速比が前記第８速ギヤ段よりも小さい第９速ギヤ段が成立させられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
第１発明の変速機によれば、６つ以上の係合要素の中の少なくとも２つが、それぞれ入力部材に連結される入力クラッチで、それ等の入力クラッチは何れも４つ以上の遊星歯車装置よりも一端側、すなわち入力部材側にまとめて配置されているため、例えば２系統の入力経路を軸心に沿って設けることができるなど、２系統以上の入力経路に関するギヤトレーンの設計の自由度が高くなり、９速以上の多段変速が可能な変速機をコンパクトに構成できる。また、２系統以上の各入力経路では特定のギヤ段で動力が伝達されるだけで使用頻度が限られるため、疲労強度の観点より入力クラッチを軸方向の中間位置に配置する場合に比較して強度上有利となり、部材の小径化が可能で、この点でも変速機をコンパクトに構成できる。また、それ等の入力クラッチを、例えば第３発明のように互いに異なる径寸法として径方向に並べて配置することにより、軸方向寸法を短縮してコンパクトに構成することができる。一般にクラッチはブレーキに比較して径寸法が小さく、摩擦係合式の多板クラッチの場合、それだけ摩擦板の枚数が多くなって軸方向寸法が長くなるため、このように２つ以上の入力クラッチを径方向に並べて配置することにより軸方向寸法を大幅に短縮できる。
【００２５】
第２発明では、６つ以上の係合要素の中の少なくとも１つはブレーキで、上記２つ以上の入力クラッチと共に入力部材側にまとめて配置されているため、変速機を一層コンパクトに構成できる。特に、そのブレーキを入力クラッチの外周側に並べて配置すれば、軸方向寸法を短縮してコンパクトに構成できる。
【００２６】
第４発明の変速機によれば、６つ以上の係合要素の中の少なくとも４つはクラッチで、互いに異なる径寸法とされて径方向に並べて配置される２つ以上のクラッチの組を２組以上備えているため、軸方向寸法を短縮してコンパクトに構成することができる。一般にクラッチはブレーキに比較して径寸法が小さく、摩擦係合式の多板クラッチの場合、それだけ摩擦板の枚数が多くなって軸方向寸法が長くなるため、このように径方向に並べて配置される２つ以上のクラッチの組が２組以上設けられることにより、軸方向寸法を大幅に短縮できる。
【００２７】
第５発明では、４つ以上の遊星歯車装置が何れもシングルピニオン型であるため、ダブルピニオン型の遊星歯車装置を用いる場合に比較して径方向の寸法についてもコンパクトに構成できる。また、４つ以上の遊星歯車装置の中の少なくとも２つは一方のサンギヤが他方のリングギヤの外周側に設けられて一体的に回転させられるように径方向に並べて配置されているため、軸方向寸法を短縮してコンパクトに構成できる。
【００２８】
第６発明では、６つ以上の係合要素の中の少なくとも１つはドグ型の係合要素で、そのドグ型の係合要素の何れか１つは、少なくとも一部が出力歯車の内周側に位置するように配置されているため、軸方向寸法を短縮してコンパクトに構成できる。ドグ型の係合要素は、噛合によってトルクを伝達するため、径寸法が小さくても所定の係合トルクを確保でき、出力歯車の内周側にコンパクトに配置できるのである。また、ドグ型の係合要素は解放時に引き摺りが無いため、燃費の向上にも寄与する。
【００２９】
第７発明では、複数のギヤ段が、何れも６つ以上の係合要素の中の２つが解放されるとともに残りが総て係合させられることによって成立させられるため、各ギヤ段を成立させる際に引き摺りを生じる係合要素が２つ以下となり、適切な燃費性能が得られる。
【００３０】
第９発明および第１２発明の変速機によれば、４つの遊星歯車装置のギヤ比ρを例えば０．２５〜０．６程度の範囲内で適当に定めることにより、それ等の遊星歯車装置として比較的小型（小径）のものを使用してコンパクトに構成しつつ、９速以上のギヤ段の変速比をバランスの良いステップで設定することができる。また、入力クラッチとして機能する第１クラッチおよび第４クラッチを入力部材側にまとめて配置することが可能で、例えば２系統の入力経路を軸心に沿って設けることができるなどギヤトレーンの設計の自由度が高くなるとともに、各入力経路では特定のギヤ段で動力が伝達されるだけで使用頻度が限られるため、疲労強度の観点より強度上有利で小径化が可能となり、９速以上の多段変速が可能な変速機をコンパクトに構成できる。また、それ等の第１クラッチおよび第４クラッチを、例えば第１３発明のように互いに異なる径寸法として径方向に並べて配置することにより、軸方向寸法を短縮してコンパクトに構成することができる。一般にクラッチはブレーキに比較して径寸法が小さく、摩擦係合式の多板クラッチの場合、それだけ摩擦板の枚数が多くなって軸方向寸法が長くなるため、このように２つの第１クラッチおよび第４クラッチを径方向に並べて配置することにより軸方向寸法を大幅に短縮できる。
【００３１】
また、第１２発明の変速機は、４つの遊星歯車装置が何れもシングルピニオン型であるため、ダブルピニオン型の遊星歯車装置を用いる場合に比較して径方向の寸法についてもコンパクトに構成できる。第９発明に従属している第１０発明、第１１発明も同様である。
【００３２】
第１４発明では、第２クラッチおよび第３クラッチが、軸方向において第２遊星歯車装置と第３遊星歯車装置との間に配置されているとともに、互いに異なる径寸法とされて径方向に並べて配置されるため、軸方向寸法を短縮してコンパクトに構成することができる。
【００３３】
第１５発明では、第４遊星歯車装置のサンギヤＳ４が第３遊星歯車装置のリングギヤＲ３の外周側に設けられて一体的に回転させられるように、第４遊星歯車装置が第３遊星歯車装置の外周側に並べて配置されるため、軸方向寸法を短縮してコンパクトに構成できる。
【００３４】
第１６発明では、第２ブレーキがドグ型ブレーキで、少なくとも一部が出力歯車の内周側に位置するように配置されているため、軸方向寸法を短縮してコンパクトに構成できる。ドグ型ブレーキは、噛合によってトルクを伝達するため、径寸法が小さくても所定の係合トルクを確保でき、出力歯車の内周側にコンパクトに配置できるのである。また、ドグ型ブレーキは解放時に引き摺りが無いため、燃費の向上にも寄与する。
【００３５】
第１７発明では、９速以上のギヤ段を成立させることができるとともに、その９速以上のギヤ段は何れも６つの係合要素の中の２つが解放されるとともに残りの４つが係合させられることによって成立させられるため、各ギヤ段を成立させる際に引き摺りを生じる係合要素が２つ以下となり、適切な燃費性能が得られる。
【００３６】
第１８発明の変速機によれば、４つの遊星歯車装置のギヤ比ρを例えば０．２５〜０．６程度の範囲内で適当に定めることにより、それ等の遊星歯車装置として比較的小型（小径）のものを使用してコンパクトに構成しつつ、９速のギヤ段の変速比をバランスの良いステップで設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施例である車両用の変速機の要部構成を説明する骨子図である。
【図２】図１の変速機の複数のギヤ段に関し、各部の回転要素の回転速度を直線で結ぶことができる共線図である。
【図３】図１の変速機の複数のギヤ段とそれを成立させるために必要な係合要素との関係を示す作動表である。
【図４】図１の変速機における第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４の位置関係を具体的に例示した断面図である。
【図５】本発明の他の実施例を説明する骨子図である。
【図６】本発明の更に別の実施例を説明する骨子図である。
【図７】本発明の更に別の実施例を説明する骨子図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明は、車両用の変速機に好適に適用されるもので、変速機の軸線が車両の幅方向となるＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両などの横置き型車両に搭載する場合に特に効果的である。変速機は、アクセル操作量や車速などの運転状態に応じて自動的にギヤ段を切り換えるものでも良いが、運転者のスイッチ操作（アップダウン操作など）に従ってギヤ段を切り換えるものでも良い。
【００３９】
４つ以上の遊星歯車装置としては、総てシングルピニオン型の遊星歯車装置を用いることが望ましいが、ダブルピニオン型の遊星歯車装置を用いることも可能である。６つ以上の係合要素としては、油圧シリンダによって摩擦係合させられる多板式や単板式、ベルト式などの油圧式摩擦係合装置（クラッチやブレーキ）が好適に用いられるが、電磁式等の他の形式の摩擦係合要素を採用することもできる。変速条件によっては噛合式のドグ型ブレーキやドグ型クラッチを採用することも可能である。また、変速制御を容易にするため、それ等の係合要素と並列または直列に一方向クラッチを設けることも可能である。多板式の係合要素（クラッチやブレーキ）は、摩擦板を３枚以上備えていて２箇所以上の摩擦面で係合させられるもので、一般に軸方向寸法が大きくなるため、径方向に並べて配置されることによる軸方向寸法の短縮効果が顕著に得られる。
【００４０】
入力部材には、例えば車両の駆動力源から回転が伝達される。駆動力源としては、燃料の燃焼で動力を発生するエンジンが好適に用いられるが、エンジンに代えて、あるいは、エンジンに加えて電動モータ等の他の駆動力源を用いても良い。
【００４１】
第１発明の入力クラッチは２つでも良いが、３つ以上でも良く、何れの場合も総ての入力クラッチが入力部材側にまとめて配置される。第２発明のブレーキは、３枚以上の摩擦板を備えている多板ブレーキが好適に用いられるが、ベルト式のブレーキであっても良いし、変速条件によってはドグ型ブレーキを用いることもできる。このブレーキについても、入力クラッチよりも大径として入力クラッチの外周側に並べて配置することが望ましい。第９発明、第１２発明の変速機においても、第１ブレーキおよび第２ブレーキの何れか一方を、第１クラッチおよび第４クラッチと共に入力部材側にまとめて配置することができる。
【００４２】
第３発明では、２つ以上の入力クラッチが互いに異なる径寸法とされて径方向に並べて配置され、例えば軸方向において少なくとも一部がオーバーラップするように一方が他方の内周側に配置される。オーバーラップは、例えば多板クラッチの場合、その摩擦板の配設範囲が軸方向において重なっていることを意味し、少なくとも一部がオーバーラップするように配置することが望ましいが、略同じ径寸法で軸方向に並べて配置する場合に比較して軸方向寸法が短くなれば、必ずしもオーバーラップしている必要はなく、軸方向にずれていても良い。他の発明において、複数のクラッチを互いに異なる径寸法として径方向に並べて配置する場合や、複数の遊星歯車装置を径方向に並べて配置する場合も同様である。
【００４３】
第４発明は、少なくとも４つのクラッチを備えており、互いに異なる径寸法とされて径方向に並べて配置される２つ以上のクラッチの組を２組以上備えていることが要件で、必ずしも４つの遊星歯車装置の何れよりも入力部材側に配置される２つ以上の入力クラッチを備えている必要はない。また、第４発明の４つ以上のクラッチは、１または複数の遊星歯車装置を隔てて１組ずつ分けて配置することが望ましいが、可能であれば一箇所にまとめて配置しても良い。
【００４４】
第９発明や第１２発明の変速機においても、入力クラッチとして機能する第１クラッチおよび第４クラッチを入力部材側にまとめて配置したり、互いに異なる径寸法として径方向に並べて配置したりすることが望ましいが、そのような配置態様とすることは必ずしも要件ではない。すなわち、第１クラッチや第４クラッチを４つの遊星歯車装置の中間位置に配置したり、第１クラッチおよび第４クラッチを略同じ径寸法として軸方向に並べて配置したりすることもできる。第２クラッチおよび第３クラッチについても、第３遊星歯車装置と第４遊星歯車装置との間にまとめて配置したり、互いに異なる径寸法として径方向に並べて配置したりすることが望ましいが、それ等の第２クラッチおよび第３クラッチを略同じ径寸法として軸方向に並べて配置したり、第２クラッチおよび第３クラッチを別々の位置に配置したりすることもできる。
【実施例１】
【００４５】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が適用された車両用の変速機１０の構成を説明する骨子図である。図１において、変速機１０は、流体式動力伝達装置としてのロックアップクラッチ付のトルクコンバータ１４、このトルクコンバータ１４の出力軸で変速機１０の入力部材として機能するタービン軸１６、第１遊星歯車装置１８および第２遊星歯車装置２０を主体として構成されている第１変速部２２、第３遊星歯車装置２４を主体として構成されている第２変速部２６、第４遊星歯車装置２８を主体として構成されている第３変速部３０、および出力部材として機能する出力歯車３２を備えており、その順番でトランスミッションケース（以下、単にケースという）３４内において共通の軸心上に順次配設されている。この変速機１０は、車両の幅方向に横置きされるＦＦ車両に好適に用いられるもので、駆動力源としてのエンジン１２と図示しない駆動輪との間に配設され、エンジン１２の出力を駆動輪に伝達する。出力歯車３２は、例えば図示しない差動歯車装置のリングギヤ等と噛み合わされ、その差動歯車装置を介して左右の駆動輪を回転駆動する。なお、変速機１０はその軸心に対して略対称的に構成されているため、図１の骨子図においてはその下側が省略されている。
【００４６】
第１変速部２２を構成している第１遊星歯車装置１８は、サンギヤＳ１、キャリアＣＡ１、およびリングギヤＲ１を有するシングルピニオン型の遊星歯車装置で、サンギヤＳ１およびリングギヤＲ１に噛み合わされたピニオンギヤはキャリアＣＡ１により回転可能に支持されている。第２遊星歯車装置２０は、サンギヤＳ２、キャリアＣＡ２、およびリングギヤＲ２を有するシングルピニオン型の遊星歯車装置で、サンギヤＳ２およびリングギヤＲ２に噛み合わされたピニオンギヤはキャリアＣＡ２により回転可能に支持されている。そして、サンギヤＳ２が第１−１回転要素Ｅ１−１を構成しており、リングギヤＲ１およびキャリアＣＡ２が一体的に回転させられるように互いに連結されて第１−２回転要素Ｅ１−２を構成しており、キャリアＣＡ１およびリングギヤＲ２が一体的に回転させられるように互いに連結されて第１−３回転要素Ｅ１−３を構成しており、サンギヤＳ１が第１−４回転要素Ｅ１−４を構成しているとともに、第１−２回転要素Ｅ１−２（リングギヤＲ１およびキャリアＣＡ２）は第１クラッチＣ１を介してタービン軸１６に連結され、第１−４回転要素Ｅ１−４（サンギヤＳ１）は第１ブレーキＢ１によってケース３４に連結されて回転停止させられるようになっている。第１クラッチＣ１は入力クラッチに相当する。
【００４７】
図２の中央に示す共線図は、上記第１変速部２２に関するもので、４本の縦軸は４つの回転要素で、左側から順番に第１−１回転要素Ｅ１−１、第１−２回転要素Ｅ１−２、第１−３回転要素Ｅ１−３、および第１−４回転要素Ｅ１−４を表しており、各回転要素の回転速度を直線で結ぶことができる。それ等の回転要素の間隔は第１遊星歯車装置１８のギヤ比ρ１および第２遊星歯車装置２０のギヤ比ρ２で定まる。具体的には、第１−１回転要素Ｅ１−１と第１−２回転要素Ｅ１−２との間の間隔と、第１−２回転要素Ｅ１−２と第１−３回転要素Ｅ１−３との間の間隔との比は１：ρ１で、第１−４回転要素Ｅ１−４と第１−３回転要素Ｅ１−３との間の間隔と、第１−３回転要素Ｅ１−３と第１−２回転要素Ｅ１−２との間の間隔との比は１：ρ２である。なお、図２の共線図において「０」で示す横軸は、回転速度が０で回転停止を意味しており、「１」で示す横軸は、入力回転速度すなわちタービン軸１６の回転速度を意味している。
【００４８】
第２変速部２６を構成している第３遊星歯車装置２４は、サンギヤＳ３、キャリアＣＡ３、およびリングギヤＲ３を有するシングルピニオン型の遊星歯車装置で、サンギヤＳ３およびリングギヤＲ３に噛み合わされたピニオンギヤはキャリアＣＡ３により回転可能に支持されている。そして、サンギヤＳ３が第２−１回転要素Ｅ２−１を構成しており、キャリアＣＡ３が第２−２回転要素Ｅ２−２を構成しており、リングギヤＲ３が第２−３回転要素Ｅ２−３を構成しているとともに、第２−１回転要素Ｅ２−１（サンギヤＳ３）は第４クラッチＣ４を介してタービン軸１６に連結され、第２−２回転要素Ｅ２−２（キャリアＣＡ３）は第２ブレーキＢ２によってケース３４に連結されて回転停止させられるようになっている。第４クラッチＣ４は入力クラッチに相当する。
【００４９】
図２の右側に示す共線図は、上記第２変速部２６に関するもので、３本の縦軸は３つの回転要素で、左側から順番に第２−１回転要素Ｅ２−１、第２−２回転要素Ｅ２−２、および第２−３回転要素Ｅ２−３を表しており、各回転要素の回転速度を直線で結ぶことができる。それ等の回転要素の間隔は第３遊星歯車装置２４のギヤ比ρ３で定まる。具体的には、第２−１回転要素Ｅ２−１と第２−２回転要素Ｅ２−２との間の間隔と、第２−２回転要素Ｅ２−２と第２−３回転要素Ｅ２−３との間の間隔との比は１：ρ３である。
【００５０】
上記第１変速部２２と第２変速部２６との間には、更に第２クラッチＣ２および第３クラッチＣ３が設けられている。第２クラッチＣ２は、第１変速部２２の第１−１回転要素Ｅ１−１（サンギヤＳ２）と第２変速部２６の第２−２回転要素Ｅ２−２（キャリアＣＡ３）とを連結する。また、第３クラッチＣ３は、第１変速部２２の第１−１回転要素Ｅ１−１（サンギヤＳ２）と第２変速部２６の第２−１回転要素Ｅ２−１（サンギヤＳ３）とを連結する。
【００５１】
第３変速部３０を構成している第４遊星歯車装置２８は、サンギヤＳ４、キャリアＣＡ４、およびリングギヤＲ４を有するシングルピニオン型の遊星歯車装置で、サンギヤＳ４およびリングギヤＲ４に噛み合わされたピニオンギヤはキャリアＣＡ４により回転可能に支持されている。そして、サンギヤＳ４が第３−１回転要素Ｅ３−１を構成しており、キャリアＣＡ４が第３−２回転要素Ｅ３−２を構成しており、リングギヤＲ４が第３−３回転要素Ｅ３−３を構成しているとともに、第３−１回転要素Ｅ３−１（サンギヤＳ４）は第２変速部２６の第２−３回転要素Ｅ２−３（リングギヤＲ３）に連結されて一体的に回転させられ、第３−３回転要素Ｅ３−３（リングギヤＲ４）は第１変速部２２の第１−３回転要素Ｅ１−３（キャリアＣＡ１およびリングギヤＲ２）に連結されて一体的に回転させられ、第３−２回転要素Ｅ３−２（キャリアＣＡ４）は出力歯車３２に連結されて一体的に回転させられるようになっている。
【００５２】
図２の左側に示す共線図は、上記第３変速部３０に関するもので、３本の縦軸は３つの回転要素で、左側から順番に第３−１回転要素Ｅ３−１、第３−２回転要素Ｅ３−２、および第３−３回転要素Ｅ３−３を表しており、各回転要素の回転速度を直線で結ぶことができる。それ等の回転要素の間隔は第４遊星歯車装置２８のギヤ比ρ４で定まる。具体的には、第３−１回転要素Ｅ３−１と第３−２回転要素Ｅ３−２との間の間隔と、第３−２回転要素Ｅ３−２と第３−３回転要素Ｅ３−３との間の間隔との比は１：ρ４である。
【００５３】
本実施例では、第１遊星歯車装置１８、第２遊星歯車装置２０、第３遊星歯車装置２４、および第４遊星歯車装置２８が４つの遊星歯車装置で、何れもシングルピニオン型の遊星歯車装置にて構成されている。また、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１、および第２ブレーキＢ２が６つの係合要素で、何れも油圧による摩擦係合式の多板クラッチ、多板ブレーキである。
【００５４】
そして、このような変速機１０においては、図３の作動表に示すように６つの係合要素Ｃ１〜Ｃ４、Ｂ１、Ｂ２の中の２つが解放されるとともに残りの４つが係合させられることにより９速の前進ギヤ段すなわち第１速ギヤ段「１ｓｔ」〜第９速ギヤ段「９ｔｈ」が成立させられるとともに、１速の後進ギヤ段「Ｒｅｖ」を成立させることができる。図２の共線図の第３−２回転要素Ｅ３−２の縦軸に示す丸付き数字１〜９は、第１速ギヤ段「１ｓｔ」〜第９速ギヤ段「９ｔｈ」を表しており、丸付きのＲは後進ギヤ段「Ｒｅｖ」を表している。この図２の共線図から明らかなように、第３変速部３０の２つの入力回転要素である第３−３回転要素Ｅ３−３および第３−１回転要素Ｅ３−１の回転速度が、それぞれ第１変速部２２、第２変速部２６によって規定されることにより、出力回転要素である第３−２回転要素Ｅ３−２の回転速度が定まる。具体的には、第３−３回転要素Ｅ３−３の回転速度が第１変速部２２の第１−３回転要素Ｅ１−３によって規定され、第３−１回転要素Ｅ３−１の回転速度が第２変速部２６の第２−３回転要素Ｅ２−３によって規定されることにより、第３−２回転要素Ｅ３−２の回転速度が一義的に定められる。
【００５５】
上記各ギヤ段について具体的に説明すると、第３クラッチＣ３、第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１、および第２ブレーキＢ２が係合させられるとともに、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が解放されることにより、変速比（＝タービン軸１６の回転速度／出力歯車３２の回転速度）が最も大きい第１速ギヤ段「１ｓｔ」が成立させられる。第１クラッチＣ１、第３クラッチＣ３、第１ブレーキＢ１、および第２ブレーキＢ２が係合させられるとともに、第２クラッチＣ２および第４クラッチＣ４が解放されることにより、変速比が第１速ギヤ「１ｓｔ」よりも小さい第２速ギヤ段「２ｎｄ」が成立させられる。第１クラッチＣ１、第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１、および第２ブレーキＢ２が係合させられるとともに、第２クラッチＣ２および第３クラッチＣ３が解放されることにより、変速比が第２速ギヤ段「２ｎｄ」よりも小さい第３速ギヤ段「３ｒｄ」が成立させられる。第１クラッチＣ１、第３クラッチＣ３、第４クラッチＣ４、および第２ブレーキＢ２が係合させられるとともに、第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１が解放されることにより、変速比が第３速ギヤ段「３ｒｄ」よりも小さい第４速ギヤ段「４ｔｈ」が成立させられる。第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第４クラッチＣ４、および第２ブレーキＢ２が係合させられるとともに、第３クラッチＣ３および第１ブレーキＢ１が解放されることにより、変速比が第４速ギヤ段「４ｔｈ」よりも小さい第５速ギヤ段「５ｔｈ」が成立させられる。第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、および第２ブレーキＢ２が係合させられるとともに、第４クラッチＣ４および第１ブレーキＢ１が解放されることにより、変速比が第５速ギヤ段「５ｔｈ」よりも小さい第６速ギヤ段「６ｔｈ」が成立させられる。第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、および第４クラッチＣ４が係合させられるとともに、第１ブレーキＢ１および第２ブレーキＢ２が解放されることにより、変速比が第６速ギヤ段「６ｔｈ」よりも小さい第７速ギヤ段「７ｔｈ」が成立させられる。この第７速ギヤ段「７ｔｈ」では変速機１０の全体が一体的に回転させられるようになり、変速比は１である。第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、および第１ブレーキＢ１が係合させられるとともに、第４クラッチＣ４および第２ブレーキＢ２が解放されることにより、変速比が第７速ギヤ段「７ｔｈ」よりも小さい第８速ギヤ段「８ｔｈ」が成立させられる。第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第４クラッチＣ４、および第１ブレーキＢ１が係合させられるとともに、第３クラッチＣ３および第２ブレーキＢ２が解放されることにより、変速比が第８速ギヤ段「８ｔｈ」よりも小さい第９速ギヤ段「９ｔｈ」が成立させられる。また、第２クラッチＣ２、第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１、および第２ブレーキＢ２が係合させられるとともに、第１クラッチＣ１および第３クラッチＣ３が解放されることにより、後進ギヤ段「Ｒｅｖ」が成立させられる。
【００５６】
そして、このような変速機１０においては、第１遊星歯車装置１８、第２遊星歯車装置２０、第３遊星歯車装置２４、および第４遊星歯車装置２８の各ギヤ比ρ１〜ρ４を０．２５〜０．６程度の範囲内で適当に定めることにより、それ等の遊星歯車装置１８、２０、２４、２８として比較的小型（小径）のものを使用してコンパクトに構成しつつ、９速の前進ギヤ段「１ｓｔ」〜「９ｔｈ」の変速比をバランスの良いステップで設定することができる。図３に示す各ギヤ段の変速比はその一例で、第１遊星歯車装置１８のギヤ比ρ１≒０．２５、第２遊星歯車装置２０のギヤ比ρ２≒０．２５、第３遊星歯車装置２４のギヤ比ρ３≒０．４０、第４遊星歯車装置２８のギヤ比ρ４≒０．５５の場合である。この例ではまた、第９速ギヤ段「９ｔｈ」の変速比が０．７８８とハイギヤ比が得られるとともに、トータルの変速比幅（スプレッド）も８．７５９と大きく、全体として適切な変速比特性となっている。
【００５７】
一方、本実施例では、入力クラッチとして機能する一対の第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４が、軸方向（図１の左右方向）において４つの遊星歯車装置１８、２０、２４、２８の何れよりも一端側、すなわちタービン軸１６側に設けられている。また、互いに異なる径寸法とされて、第１クラッチＣ１が第４クラッチＣ４の外周側に位置するように径方向に並べて配置されている。図４は、第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４の位置関係を具体的に例示した断面図で、タービン軸１６と一体的に回転させられる円筒形状の入力ドラム１００の外周側に第１クラッチＣ１が設けられ、内周側に第４クラッチＣ４が設けられている。第１クラッチＣ１を介してタービン軸１６に連結される第１変速部２２の第１−２回転要素Ｅ１−２（リングギヤＲ１およびキャリアＣＡ２）には、入力ドラム１００よりも大径の連結ドラム１０２が設けられており、それ等の入力ドラム１００と連結ドラム１０２との間の環状の空間内には、それぞれスプライン嵌合によって相対回転不能に外向き摩擦板１０４および内向き摩擦板１０６が交互に複数枚ずつ配設されており、油圧によって駆動される押圧部材１０８により軸方向に押圧されて摩擦係合させられるようになっている。第１クラッチＣ１は、これ等の外向き摩擦板１０４および内向き摩擦板１０６や押圧部材１０８を含んで構成されており、入力ドラム１００および連結ドラム１０２を相対回転不能に連結することにより、第１−２回転要素Ｅ１−２をタービン軸１６に接続する。
【００５８】
第４クラッチＣ４を介してタービン軸１６に連結される第２変速部２６の第２−１回転要素Ｅ２−１（サンギヤＳ３）には、入力ドラム１００よりも小径の連結ドラム１１０が設けられており、それ等の入力ドラム１００と連結ドラム１１０との間の環状の空間内には、それぞれスプライン嵌合によって相対回転不能に内向き摩擦板１１２および外向き摩擦板１１４が交互に複数枚ずつ配設されており、油圧によって駆動される押圧部材１１６により軸方向に押圧されて摩擦係合させられるようになっている。第４クラッチＣ４は、これ等の内向き摩擦板１１２および外向き摩擦板１１４や押圧部材１１６を含んで構成されており、入力ドラム１００および連結ドラム１１０を相対回転不能に連結することにより、第２−１回転要素Ｅ２−１をタービン軸１６に接続する。
【００５９】
そして、本実施例では、上記第１クラッチＣ１の摩擦板１０４、１０６の配設範囲Ｌ１と、第４クラッチＣ４の摩擦板１１２、１１４の配設範囲Ｌ２とが、軸方向において少なくとも一部がオーバーラップするように、それ等の第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４が径方向に並べて配置されている。これにより、変速機１０の径方向寸法の短縮化を図ることができる。
【００６０】
本実施例ではまた、前記第１ブレーキＢ１も、上記第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４と共に、４つの遊星歯車装置１８、２０、２４、２８の何れよりも一端側、すなわちタービン軸１６側に配設されているとともに、第１クラッチＣ１よりも大径とされて少なくとも一部が第１クラッチＣ１よりも外周側に位置するように径方向に並べて配置されている。具体的には、第１クラッチＣ１と第４クラッチＣ４との関係と同様に、第１ブレーキＢ１が第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４の少なくとも一方（実施例では外周側に位置する第１クラッチＣ１）に対して、軸方向において少なくとも一部がオーバーラップするように径方向に並べて配設されている。これにより、変速機１０の軸方向寸法が一層短縮されてコンパクトに構成される。
【００６１】
また、前記第２クラッチＣ２および第３クラッチＣ３は、軸方向において第２遊星歯車装置２０と第３遊星歯車装置２４との間に設けられているとともに、互いに異なる径寸法とされて、第２クラッチＣ２が第３クラッチＣ３の外周側に位置するように径方向に並べて配置されている。本実施例では、前記第１クラッチＣ１と第４クラッチＣ４との関係と同様に、第２クラッチＣ２が第３クラッチＣ３に対して、軸方向において少なくとも一部がオーバーラップするように径方向に並べて配設されている。これにより、変速機１０の軸方向寸法が一層短縮されてコンパクトに構成される。
【００６２】
このように、本実施例の変速機１０によれば、第１遊星歯車装置１８、第２遊星歯車装置２０、第３遊星歯車装置２４、および第４遊星歯車装置２８の各ギヤ比ρ１〜ρ４を０．２５〜０．６程度の範囲内で適当に定めることにより、それ等の遊星歯車装置１８、２０、２４、２８として比較的小型（小径）のものを使用してコンパクトに構成しつつ、９速の前進ギヤ段「１ｓｔ」〜「９ｔｈ」の変速比をバランスの良いステップで設定することができる。また、本実施例では、第９速ギヤ段「９ｔｈ」の変速比が０．７８８とハイギヤ比が得られるとともに、トータルの変速比幅（スプレッド）も８．７５９と大きく、全体として適切な変速比特性となっている。
【００６３】
また、入力クラッチとして機能する一対の第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４が軸方向の一端側、すなわちタービン軸１６側にまとめて配置されているため、２系統の入力経路を軸心に沿って設けることができるなどギヤトレーンの設計の自由度が高くなり、前進９速の多段変速が可能な変速機１０をコンパクトに構成できる。また、２系統の入力経路では特定のギヤ段で動力が伝達されるだけで使用頻度が限られるため、疲労強度の観点よりそれ等のクラッチＣ１、Ｃ４を軸方向の中間位置に配置する場合に比較して強度上有利となり、部材の小径化が可能で、この点でも変速機１０をコンパクトに構成できる。
【００６４】
また、本実施例では上記第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４が互いに異なる径寸法とされ、軸方向において一部がオーバーラップするように径方向に並べて配置されているため、軸方向寸法を短縮してコンパクトに構成することができる。一般にクラッチはブレーキに比較して径寸法が小さく、摩擦係合式の多板クラッチの場合、それだけ摩擦板の枚数が多くなって軸方向寸法が長くなるため、このように２つの第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４を径方向に並べて配置することにより軸方向寸法を大幅に短縮できる。
【００６５】
また、本実施例では第２クラッチＣ２および第３クラッチＣ３が、軸方向において第２遊星歯車装置２０と第３遊星歯車装置２４との間に配置されているとともに、上記第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４と同様に互いに異なる径寸法とされ、軸方向において一部がオーバーラップするように径方向に並べて配置されているため、軸方向寸法を一層短縮してコンパクトに構成することができる。すなわち、４つのクラッチＣ１〜Ｃ４を備えているとともに、互いに異なる径寸法とされて径方向に並べて配置される２つのクラッチの組を２組（Ｃ１およびＣ４の組と、Ｃ２およびＣ３の組）備えているため、軸方向寸法を大幅に短縮してコンパクトに構成することができる。
【００６６】
また、本実施例では第１ブレーキＢ１が、第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４と共に一端側にまとめて配置されているため、変速機１０を一層コンパクトに構成できる。特に、その第１ブレーキＢ１は、軸方向において第１クラッチＣ１に対して一部がオーバーラップするように、その第１クラッチＣ１の外周側に並べて配置されているため、軸方向寸法を一層短縮してコンパクトに構成できる。
【００６７】
また、本実施例では、４つの遊星歯車装置１８、２０、２４、２８が何れもシングルピニオン型であるため、ダブルピニオン型の遊星歯車装置を用いる場合に比較して径方向の寸法についてもコンパクトに構成できる。
【００６８】
また、本実施例では、９速の前進ギヤ段「１ｓｔ」〜「９ｔｈ」が何れも６つの係合要素（クラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１、Ｂ２）の中の２つが解放されるとともに残りの４つが係合させられることによって成立させられるため、各ギヤ段を成立させる際に引き摺りを生じる係合要素が２つで、適切な燃費性能が得られる。
【実施例２】
【００６９】
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【００７０】
図５の車両用の変速機４０は、前記実施例の変速機１０に比較して、第４遊星歯車装置２８が第３遊星歯車装置２４の外周側に並べて配置されている点が相違する。具体的には、第４遊星歯車装置２８のサンギヤＳ４が、第３遊星歯車装置２４のリングギヤＲ３に対して少なくとも一部が軸方向においてオーバーラップするように、そのリングギヤＲ３の外周側に設けられ、一体的に回転させられるようになっている。このように第４遊星歯車装置２８が第３遊星歯車装置２４の外周側に並べて配置されることにより、軸方向寸法が一層短縮されてコンパクトに構成できる。
【実施例３】
【００７１】
図６の車両用の変速機５０は、図５の変速機４０に比較して、第２ブレーキＢ２がドグ型ブレーキにて構成されているとともに、少なくとも一部が前記出力歯車３２の内周側に位置するように配置されている。第２ブレーキＢ２は、図２の作動表から明らかなように第１速ギヤ段「１ｓｔ」〜第６速ギヤ段「６ｔｈ」では係合させられ、第７速ギヤ段「７ｔｈ」以上では解放されるため、アップシフト方向では解放されるだけであり、噛合い式のドグ型ブレーキを好適に採用できるのである。ドグ型ブレーキは、噛合によってトルクを伝達するため、径寸法が小さくても所定の係合トルクを確保でき、出力歯車３２の内周側にコンパクトに配置することが可能で、これにより、軸方向寸法が一層短縮されてコンパクトに構成できる。また、ドグ型ブレーキは解放時に引き摺りが無いため、燃費の向上にも寄与する。なお、図１の変速機１０においても、第２ブレーキＢ２としてドグ型ブレーキを採用し、出力歯車３２の内周側に配置することができる。
【実施例４】
【００７２】
図７の車両用の変速機６０は、図５の変速機５０において、入力クラッチとして機能する第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４を軸方向の反対側、すなわち第２ブレーキＢ２側に配置した場合であり、入力部材であるタービン軸１６やエンジン１２、トルクコンバータ１４もその第２ブレーキＢ２側に配置される。また、第４クラッチＣ４が第１クラッチＣ１よりも大径とされ、軸方向において少なくとも一部がオーバーラップするようにその第１クラッチＣ１の外周側に並べて配置されるとともに、第２ブレーキＢ２が第４クラッチＣ４よりも大径とされ、軸方向において少なくとも一部がオーバーラップするようにその第４クラッチＣ４の外周側に並べて配置される。本実施例においても、実質的に前記図５の変速機５０と同様の作用効果が得られる。この実施例では、トルクコンバータ１４が配設されている図の左側が一端側である。
【００７３】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１０、４０、５０、６０：変速機、    １６：タービン軸（入力部材）    １８：第１遊星歯車装置    ２０：第２遊星歯車装置    ２２：第１変速部    ２４：第３遊星歯車装置    ２６：第２変速部    ２８：第４遊星歯車装置    ３０：第３変速部    ３２：出力歯車（出力部材）    Ｃ１：第１クラッチ（入力クラッチ）    Ｃ２：第２クラッチ    Ｃ３：第３クラッチ    Ｃ４：第４クラッチ（入力クラッチ）    Ｂ１：第１ブレーキ    Ｂ２：第２ブレーキ    Ｅ１−１：第１−１回転要素    Ｅ１−２：第１−２回転要素    Ｅ１−３：第１−３回転要素    Ｅ１−４：第１−４回転要素    Ｅ２−１：第２−１回転要素    Ｅ２−２：第２−２回転要素    Ｅ２−３：第２−３回転要素    Ｅ３−１：第３−１回転要素    Ｅ３−２：第３−２回転要素    Ｅ３−３：第３−３回転要素
【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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