(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１サンギヤ、この第１サンギヤに噛合するロングピニオン、このロングピニオンに噛合する第１ショートピニオン、この第１ショートピニオンに噛合する第１リングギヤ、および前記ロングピニオンと前記第１ショートピニオンとを回転自在に支持する第１キャリヤからなる第１プラネタリギヤと、第２サンギヤ、この第２サンギヤに噛合する第２ショートピニオン、この第２ショートピニオンに噛合する前記ロングピニオン、前記ロングピニオンに噛合する第２リングギヤ、および前記ロングピニオンと前記第２ショートピニオンを回転自在に支持する第２キャリヤからなる第２プラネタリギヤとからなり、前記第１および第２キャリヤが一体にされて共通キャリヤを構成するプラネタリギヤユニットと、
入力トルクが伝達される入力軸と、前記第１リングギヤに連結した出力軸と、
前記入力軸と前記第１サンギヤとを係脱する前進低速段用クラッチと、前記入力軸と前記第２サンギヤとを係脱する後進低速段用クラッチと、前記入力軸と前記共通キャリヤとを係脱する前進高速段用クラッチと、
前記第２サンギヤの回転を停止するブレーキと、前記共通キャリヤの回転を停止するブレーキと、前記第２リングギヤの回転を停止するブレーキと、を備えた自動変速機において、
前記第２プラネタリギヤが前記第１プラネタリギヤより入力側に配置され、
前記入力軸は入力側の第１入力軸と、一端が前記第１入力軸の一端に回転方向に連結されてこの第１入力軸と一体回転し、前記プラネタリギヤユニットの内周に配設された第２入力軸とからなり、
前記前進低速段用クラッチが前記プラネタリギヤユニットよりエンジン側の入力側に配置されるとともに、前記第１入力軸と前記第１サンギヤとを係脱し、
前記後進低速段用クラッチが前記プラネタリギヤユニットよりエンジン側の入力側に配置されるとともに、前記第１入力軸と前記第２サンギヤとを係脱し、
前記前進高速段用クラッチが前記プラネタリギヤユニットよりエンジン側の入力側と反対側に配置されるとともに、前記第２入力軸と前記共通キャリヤとを係脱し、
前記第２入力軸の径が前記第１入力軸の径より小さく設定されていることを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
前記第２ショートピニオンが所定数環状に配置されており、
前記前進低速段用クラッチと前記第１サンギヤとを連結する第１中空軸および前記第２サンギヤが前記第２ショートピニオンの環状配置の内側に配設されていることを特徴とする請求項１記載の自動変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両の自動変速機の技術分野に属し、特に、効果的にコンパクトに形成しながら、しかも変速の多段化が可能である自動変速機の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車に用いられている自動変速機においては、複数の回転要素を有するプラネタリギヤユニットおよびこれらの複数の回転要素をそれぞれ係合または係止させるクラッチやブレーキからなる複数の摩擦係合要素を有する自動変速機構を備えた自動変速機が種々開発されている。この自動変速機は、摩擦係合要素の係合および非係合を適宜制御してプラネタリギヤユニットの複数の回転要素の回転をそれぞれ制御することにより、自動変速制御を行うようになっている。
【０００３】
ところで、近年、自動車においては、燃費の向上、高出力、高効率、並びに高静粛性がますます強く求められており、これにともない、自動変速機においては変速の多段化が求められている。
【０００４】
また、自動変速機が収容されるエンジンルームは限られた狭い空間であり、この空間内に、自動変速機の他にエンジンを始め、種々の装置や部品が多く収容されているが、更に近年の技術開発により新たな部品等も収容されてきているため、できるだけこれらの装置や部品をそれらの性能を低下することなく、コンパクトに形成することが望まれている。このようなことから、自動変速機も可能な限りコンパクト化を図ることが、ますます厳しく求められている。
【０００５】
そこで、前述のプラネタリギヤユニットおよび複数の摩擦係合要素を備えた自動変速機における変速の多段化およびコンパクト化に応えるために、１つの共通のロングピニオンにそれぞれのショートピニオンが噛合する２つのプラネタリギヤからなるプラネタリギヤユニットを備えた自動変速機が、ドイツ国特許出願公開第３８２２３１９号明細書により提案されている。
【０００６】
図３に示すように、この自動変速機においては、自動変速機構が入力側（エンジン側；図３において左側）と反対側に配置された第１プラネタリギヤＰＧ１と入力側に配置された第２プラネタリギヤＰＧ２とを有している。第１プラネタリギヤＰＧ１は、回転軸ｃに連結された第１サンギヤＳ１、この第１サンギヤＳ１に噛合するロングピニオンＬＰとこのロングピニオンＬＰに噛合する第１ショートピニオンＰ１とを回転自在に支持するキャリヤＣＲ、および第１ショートピニオンＰ１に噛合しかつ出力軸ｆに連結された第１リングギヤＲ１から、ダブルピニオンのプラネタリギヤとして構成されている。
【０００７】
また、第２プラネタリギヤＰＧ２は、回転軸ｅに連結された第２サンギヤＳ２、この第２サンギヤＳ２に噛合する第２ショートピニオンＰ２とこの第２ショートピニオンＰ２に噛合するロングピニオンＬＰとを回転自在に支持するキャリヤＣＲ、およびロングピニオンＬＰに噛合する第２リングギヤＲ２から、ダブルピニオンのプラネタリギヤとして構成されている。
【０００８】
その場合、ロングピニオンＬＰおよびキャリヤＣＲがそれぞれ第１および第２プラネタリギヤＰＧ１,ＰＧ２において共通とされ、また、回転軸ｄがこの共通のキャリヤＣＲに連結されている。
更に、回転軸ｅ、キャリヤＣＲおよび第２リングギヤＲ２がそれぞれブレーキＤ,Ｅ,Ｆに連結されている。
【０００９】
一方、自動変速機の入力軸ｂが３つのクラッチＡ,Ｂ,Ｃを介してそれぞれ回転軸ｃ,ｄ,ｅに選択的に連結されるようになっている。その場合、クラッチＡで入力軸ｂが回転軸ｃに連結されると、エンジンの駆動軸ａからトルクコンバータを介して入力軸ｂに伝達された入力はクラッチＡおよび回転軸ｃを介して第１サンギヤＳ１に伝達される。また、クラッチＢで入力軸ｂが回転軸ｄに連結されると、入力軸ｂの入力はクラッチＢおよび回転軸ｄを介してキャリヤＣＲに伝達される。更に、クラッチＣで入力軸ｂが回転軸ｅに連結されると、入力軸ｂの入力はクラッチＣおよび回転軸ｅを介して第２サンギヤＳ２に伝達される。
【００１０】
そして、第１サンギヤＳ１、キャリヤおよび第２サンギヤＳ２に伝達された入力は、それぞれ、ブレーキＤ,Ｅ,Ｆを適宜作動制御することにより多段変速されて第１リングギヤＲｒ１を介して出力軸ｆに伝達され、この出力軸ｆから出力される。
【００１１】
この自動変速機によれば、１つの共通のロングピニオンＬＰと、このロングピニオンＬＰにそれそれ噛合する２つのショートピニオンＰ１,Ｐ２からなる２ダブル（Ｗ−Ｗ）ピニオンを有するプラネタリギヤユニットを採用しているので、自動変速機の軸方向の長さを短縮することができるとともに、前進６速を達成でき、変速の多段化が可能となる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述の公開明細書の自動変速機においては、軸方向の長さの短縮化および変速の多段化を図ることができるが、２ダブル（Ｗ−Ｗ）ピニオンを有するプラネタリギヤユニットを採用していることから、径方向の寸法がどうしても大きくなってしまう。
【００１３】
また、変速の多段化をより効果的に行うことに相俟って、より一層のスムーズな変速を行うことが求められるが、そのためにはギヤ比の設定をより柔軟にかつきめ細かく設定することが求められる。しかし、前述の従来技術では、単に２ダブル（Ｗ−Ｗ）ピニオンを有するプラネタリギヤユニットを採用しているだけであるので、ギヤ比の設定をより柔軟にかつきめ細かく設定することは難しい。
【００１４】
更に、従来技術では、第２ショートピニオンＰ２の環状配置の内側に、第２サンギヤＳ２および２つの回転軸ｃ,ｄが配置されるようになるが、このように第２ショートピニオンの環状配置の内側に多数の部材が配置されると、第２ショートピニオンＰ２の環状配置の径が大きくならざるを得ない。このことからも、径方向の寸法が大きくなってしまう。
【００１５】
このため、軸方向長さの短縮化および変速の多段化を可能とするこのような従来の自動変速機においては、この部分での径方向のコンパクト化が阻害されているばかりでなく、およびギヤ比の高設定自由度化に限度がある。これにもかかわらず、前述のように自動変速機において、近年ますます強く求められているこのような軸方向長さの短縮化および変速の多段化の要求に応えつつ、自動変速機全体の可能な限りのコンパクト化、特に径方向のコンパクト化およびギヤ比の高設定自由度を図ることはきわめて重要な課題となっている。
【００１６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、軸方向のコンパクト化および変速の多段化を可能にしつつ、径方向のコンパクト化およびギヤ比の高設定自由度をより一層効果的に図ることのできる自動変速機を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、請求項１に係る発明の自動変速機は、第１サンギヤ、この第１サンギヤに噛合するロングピニオン、このロングピニオンに噛合する第１ショートピニオン、この第１ショートピニオンに噛合する第１リングギヤ、および前記ロングピニオンと前記第１ショートピニオンとを回転自在に支持する第１キャリヤからなる第１プラネタリギヤと、第２サンギヤ、この第２サンギヤに噛合する第２ショートピニオン、この第２ショートピニオンに噛合する前記ロングピニオン、前記ロングピニオンに噛合する第２リングギヤ、および前記ロングピニオンと前記第２ショートピニオンを回転自在に支持する第２キャリヤからなる第２プラネタリギヤとからなり、前記第１および第２キャリヤが一体にされて共通キャリヤを構成するプラネタリギヤユニットと、入力トルクが伝達される入力軸と、前記第１リングギヤに連結した出力軸と、前記入力軸と前記第１サンギヤとを係脱する前進低速段用クラッチと、前記入力軸と前記第２サンギヤとを係脱する後進低速段用クラッチと、前記入力軸と前記共通キャリヤとを係脱する前進高速段用クラッチと、前記第２サンギヤの回転を停止するブレーキと、前記共通キャリヤの回転を停止するブレーキと、前記第２リングギヤの回転を停止するブレーキと、を備えた自動変速機において、前記第２プラネタリギヤが前記第１プラネタリギヤより入力側に配置され、前記入力軸が入力側の第１入力軸と、一端が前記第１入力軸の一端に回転方向に連結されてこの第１入力軸と一体回転し、前記プラネタリギヤユニットの内周に配設された第２入力軸とからなり、前記前進低速段用クラッチが前記プラネタリギヤユニットよりエンジン側の入力側に配置されるとともに、前記第１入力軸と前記第１サンギヤとを係脱し、前記後進低速段用クラッチが前記プラネタリギヤユニットよりエンジン側の入力側に配置されるとともに、前記第１入力軸と前記第２サンギヤとを係脱し、前記前進高速段用クラッチが前記プラネタリギヤユニットよりエンジン側の入力側と反対側に配置されるとともに、前記第２入力軸と前記共通キャリヤとを係脱し、前記第２入力軸の径が前記第１入力軸の径より小さく設定されていることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項２の発明は、前記第２ショートピニオンが所定数環状に配置されており、前記前進低速段用クラッチと前記第１サンギヤとを連結する第１中空軸が前記第２ショートピニオンの環状配置の内側に配設されていることを特徴としている。
【００２０】
【作用および発明の効果】
このように構成された請求項１および２に係る発明の自動変速機においては、前進および後進低速段用クラッチが第１入力軸に設けられるとともに、前進高速段用クラッチが、一端が第１入力軸の一端に回転方向に連結された第２入力軸に設けられる。この第２入力軸は、プラネタリギヤユニットの内周に配設されるが、前述の両低速段用クラッチが比較的高トルクを受け持つクラッチであるのに対して、前進高速段用クラッチは比較的低トルクを受け持つクラッチであるので、第１入力軸の負荷トルクに比べて、第２入力軸の負荷トルクが低トルクになる。したがって、負荷トルクが比較的大きい第１入力軸の径を確保しつつ、第２入力軸の径を第１入力軸の径より小さく設定することが可能となる。
【００２１】
その結果、入力軸の強度を確保しつつ、プラネタリギヤの径を小さくでき、自動変速機の径方向のコンパクト化を図ることができる。また、第２入力軸の径を小さくすることが可能となることでギヤの径をより広範囲に形成できることから、所望のギヤ比を柔軟にかつよりきめ細かく設定でき、ギヤ比の高設定自由度化を図ることができる。
【００２２】
このようにして、前述の従来技術のように自動変速機の軸方向のコンパクト化および変速の多段化を可能にしつつ、径方向のコンパクト化およびギヤ比の高設定自由度化をより一層効果的に図ることができるようになる。
なお、ギヤ比の高設定自由度化は、自動変速機の径方向のコンパクト化がそれほど求められないような場合には、自動変速機の径方向の大きさを従来と同じ程度に抑制しつつ、ギヤ比の設定の自由度をより一層高めることができる。
【００２３】
また、第１入力軸と第１サンギヤとを係脱する前進低速段用クラッチと、第１入力軸と第２サンギヤとを係脱する後進低速段用クラッチと、第２入力軸と共通キャリヤとを係脱する前進高速段用クラッチと、第２サンギヤの回転を停止するブレーキと、共通キャリヤの回転を停止するブレーキと、第２リングギヤの回転を停止するブレーキとを適切に組合せるとともに、第１リングギヤから出力することで、変速の多段化、ギヤ比の高設定自由度およびコンパクト化を最適に図ることができる。
【００２４】
特に、請求項２の発明によれば、第２ショートピニオンの環状配置の内側に、第２サンギヤ、第１中空軸、および第２入力軸が配置されるようになるが、このように第２ショートピニオンの環状配置の内側に多数の部材が配置されても、径方向のコンパクト化をより顕著に図ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の自動変速機の実施の形態の一例を示す断面図、図２はこの例の自動変速機を説明し、（ａ）はスケルトン図、（ｂ）は速度線図、（ｃ）は各要素の各レンジでの作動状態を示す図である。なお、図２（ｃ）において、○は係合を表し、×は非係合を表し、その場合、（ ）はエンジンブレーキ作動時を示している。また、速度線図は単に模式的に記載しているだけでギヤ比に対応したスケールで記載しているものではない。
【００２６】
図１および図２（ａ）に示すように、本例の自動変速機Ａは、エンジン回転軸１に整列する第１軸の入力軸２、およびこの入力軸２に同軸に配置された出力軸３を有している。入力軸２上にはロックアップクラッチ（Ｌ／Ｃ）４を有するトルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）５および自動変速機構６が配設されている。
【００２７】
入力軸２は第１入力軸（インプットシャフト）２ａと第２入力軸（インターミディエイトシャフト）２ｂとからなっており、入力トルクを伝達する。すなわち、第１入力軸２ａはその前端側（図において左端側）がトルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）５の出力側に連結されるとともに、ロックアップクラッチ（Ｌ／Ｃ）４によりエンジンの回転軸１に直結可能とされている。また、第２入力軸２ｂはその前端側が第１入力軸２ａの後端側に回転方向に連結されていて、第１および第２入力軸２ａ,２ｂは互いに一体に回転するようになっている。ここで、第２入力軸は２ｂは後述するプラネタリギヤユニット９の内周に配設される。
【００２８】
その場合、第２入力軸２ｂの径ｄ2は第１入力軸２ａの径ｄ1よりも小さく設定されている（ｄ2＜ｄ1）。また、第２入力軸２ｂは第１入力軸２ａに嵌合することで回転方向に連結することができ、また、１つの軸部材を第１入力軸２ａと第２入力軸２ｂとを削り出しで一体に形成することもできる。
【００２９】
自動変速機構６は遊星歯車機構（Ｐ／Ｇ）を備えており、この遊星歯車機構（Ｐ／Ｇ）は２つのダブルピニオン型の第１および第２プラネタリギヤ７,８とを組み合わせたラビニヨタイプのプラネタリギヤユニット９から構成されている。その場合、第２プラネタリギヤ８が第１プラネタリギヤ７よりも入力側であるエンジン側｛つまり、図１および図２（ａ）において左側｝に配置されている。
【００３０】
第１プラネタリギヤ７は、第１サンギヤＳ１と、この第１サンギヤＳ１に噛合する段付のロングピニオンＬＰの大径部ＬＰ1と、第１リングギヤＲ１と、ロングピニオンＬＰの大径部ＬＰ1および第１リングギヤＲ１にともに噛合する第１ショートピニオンＰ１と、段付のロングピニオンＬＰおよび第１ショートピニオンＰ１をともに回転自在に支持する第１キャリヤＣＲ１とを有している。
【００３１】
また、第２プラネタリギヤ８は、第２サンギヤＳ２と、第２サンギヤＳ２に噛合する第２ショートピニオンＰ２と、第２リングギヤＲ２と、これらの第２ショートピニオンＰ２および第２リングギヤＲ２にともに噛合する段付のロングピニオンＬＰの小径部ＬＰ2と、ロングピニオンＬＰおよび第２ショートピニオンＰ２をともに回転自在に支持する第２キャリヤＣＲ２とを有している。すなわち、ロングピニオンＬＰは第１および第２プラネタリギヤ７,８において１つの共通ロングピニオンを構成している。
【００３２】
第１ショートピニオンＰ１はロングピニオンＬＰの大径部ＬＰ１の外周回りに所定数環状に配置され、また、第２ショートピニオンＰ２も第２サンギヤＳ２の外周回りに所定数環状に配置されている。また、ロングピニオンＬＰは大径部ＬＰ1と小径部ＬＰ2とが一体にされて第１および第２プラネタリギヤ７,８に共通の１つのピニオンとして構成されている。更に、ロングピニオンＬＰおよび第１ショートピニオンＰ１を回転自在に支持する第１キャリヤＣＲ１と、ロングピニオンＬＰおよび第２ショートピニオンＰ２を回転自在に支持する第２キャリヤＣＲ２とが両プラネタリギヤ７,８の１つの共通キャリヤＣＲとして一体に構成されている。
【００３３】
更に、第１サンギヤＳ１は第２入力軸２ｂの外周に相対回転自在に支持される第１中空軸１０の後端側｛つまり、図１および図２（ａ）図において右側｝に一体に設けられているとともに、第２サンギヤＳ２は第１中空軸１０の外周に支持される第２中空軸１１の後端側に一体に設けられている。
【００３４】
そして、第１入力軸２ａと第１中空軸１０すなわち第１サンギヤＳ１とがＣ１クラッチ（Ｃ-１）を介して連結可能とされており、また第１入力軸２ａと第２中空軸１１すなわち第２サンギヤＳ２とがＣ３クラッチ（Ｃ-３）を介して連結可能されている。
【００３５】
また、第２サンギヤＳ２がＢ０ブレーキ（Ｂ-０）により自動変速機Ａのケース１２に係止可能にされている。更に、第２リングギヤＲ２がＢ１ブレーキ（Ｂ-１）により自動変速機Ａのケース１２に係止可能にされているとともに、その一方向回転時に、Ｆ１ワンウェイクラッチ（Ｆ-１）およびこのＦ１ワンウェイクラッチ（Ｆ-１）に直列的に配設されたＢ２ブレーキ（Ｂ-２）によりケース１２に係止されるようになっている。
【００３６】
更に、共通キャリヤＣＲがＣ２クラッチ（Ｃ-２）を介して第２入力軸２ｂに連結可能とされているとともに、Ｂ３ブレーキ（Ｂ-３）によりケース１２に係止可能にされており、しかもその一方向回転時に、Ｂ３ブレーキ（Ｂ-３）に並列的に配設されたＦ２ワンウェイクラッチ（Ｆ-２）によりケース１２に係止されるようになっている。そして、第１プラネタリギヤ７の第１リングギヤＲ１が出力軸３に連結されており、この出力軸３は自動変速機構６の出力部材となっている。
【００３７】
このように、ラビニヨタイプのプラネタリギヤユニット９は、１つの共通のロングピニオンＬＰと、このロングピニオンＬＰにそれそれ噛合する２つのショートピニオンＰ１,Ｐ２からなる２ダブル（Ｗ−Ｗ）ピニオンを有するプラネタリギヤ機構を構成している。
そして、歯数比λ１（＝Ｓ１／Ｒ１）、λ２（＝Ｓ２／Ｒ２）、λ３（＝Ｓ１／Ｒ２）を適宜設定することで、適正なギヤ比幅およびギヤ比ステップを得ている。
【００３８】
次に、このように構成された自動変速機Ａにおける自動変速機構６の動作について、図２（ｂ）および（ｃ）に示す速度線図および作動表に沿って説明する。
前進１速（１ＳＴ）においては、Ｃ１クラッチ（Ｃ-１）が係合されるとともに、Ｆ２ワンウェイクラッチ（Ｆ-２）が係合される。この状態では、第１入力軸２ａの回転がＣ１クラッチ（Ｃ-１）および第１中空軸１０を介して第１サンギヤＳ１に伝達されるとともに、更に第１サンギヤＳ１からロングピニオンＬＰに伝達される。すると、ロングピニオンＬＰは第２サンギヤＳ２を空転させながら第１サンギヤＳ１つまり入力軸２と逆方向に回転する。また、ロングピニオンＬＰの回転により、共通キャリヤＣＲが入力軸２と逆方向に回転しようとするが、Ｆ２ワンウェイクラッチ（Ｆ-２）が共通キャリヤＣＲをその逆方向回転に対してケース１２に係止させるので、共通キャリヤＣＲは回転を阻止される。また。同時にロングピニオンＬＰの回転が第１ショートピニオンＰ１を介して第１リングギヤＲ１に伝達され、この第１リングギヤＲ１が第１サンギヤＳ１と同方向につまり前進方向に大きく減速回転される。この第１リングギヤＲ１の回転が出力軸３に伝達され、入力軸２の回転が減速されて所定のギヤ比｛例えば図２（ｃ）に示すように３.１２９｝の正回転が出力軸３から出力される。これにより、前進１速（１ＳＴ）が達成される。なお、エンジンブレーキ時は、Ｂ３ブレーキ（Ｂ-３）が係合して共通キャリヤＣＲを固定して、前進１速（１ＳＴ）の状態が維持される。
【００３９】
前進２速（２ＮＤ）においては、１速の状態からＣ１クラッチ（Ｃ-１）の係合状態が保持される。また、Ｂ２ブレーキ（Ｂ-２）が係合されるとともに、Ｆ１ワンウェイクラッチ（Ｆ-１）が係合される。この状態では、前述の１速と同様に第１入力軸２ａの回転が、Ｃ１クラッチ（Ｃ-１）、第１中空軸１０および第１サンギヤＳ１を介してロングピニオンＬＰに伝達され、ロングピニオンＬＰが入力軸２と逆方向に回転する。このロングピニオンＬＰの逆回転により、第２リングギヤＲ２がロングピニオンＬＰと同方向に回転しようとするが、Ｂ２ブレーキ（Ｂ-２）が係合されているとともに、Ｆ１ワンウェイクラッチ（Ｆ-１）がこの方向の回転に対して係合するので、第２リングギヤＲ２は回転を阻止される。このため、共通キャリヤＣＲが入力軸２と同方向に回転するとともに、第１リングギヤＲ１も第１サンギヤＳ１と同方向に回転する。この第１リングギヤＲ１の回転が出力軸３に伝達され、第１入力軸２ａの回転が１速よりは小さく減速されて所定のギヤ比｛例えば図２（ｃ）に示すように２.０６５｝の正回転が出力軸３から出力される。これにより、前進２速（２ＮＤ）が達成される。なお、エンジンブレーキ時は、Ｂ１ブレーキ（Ｂ-１）が係合して第２リングギヤＲ２を固定して、前進２速（２ＮＤ）の状態が維持される。
【００４０】
前進３速（３ＲＤ）においては、２速の状態からＣ１クラッチ（Ｃ-１）の係合状態が保持されるが、Ｂ２ブレーキ（Ｂ-２）の係合が解除される。更に、Ｂ０ブレーキ（Ｂ-０）が係合される。この状態では、前述の１速と同様に第１入力軸２ａの回転がＣ１クラッチ（Ｃ-１）、第１中空軸１０および第１サンギヤＳ１を介してロングピニオンＬＰに伝達され、ロングピニオンＬＰが第１サンギヤＳ１と逆方向に回転する。このロングピニオンＬＰの回転により、第２ショートピニオンＰ２が第１サンギヤＳ１と同方向に回転し、更に、第２サンギヤＳ２が第１サンギヤＳ１と逆方向に回転しようとする。このとき、Ｂ０ブレーキ（Ｂ-０）の係合により、第２サンギヤＳ２の回転が阻止されるので、第２ショートピニオンＰ２が第２サンギヤＳ２のまわりに公転し、その結果共通キャリヤＣＲが第１サンギヤＳ１と逆方向に回転する。
【００４１】
一方、ロングピニオンＬＰの回転により、第１ショートピニオンＰ１が第１サンギヤＳ１と同方向に回転するが、この第１ショートピニオンＰ１の回転は共通キャリヤＣＲの回転により更に加速される。このため、第１リングギヤＲ１も第１サンギヤＳ１と同方向に加速されて回転する。前述と同様に、この第１リングギヤＲ１の回転が出力軸３に伝達され、第１入力軸２ａの回転が減速されて所定のギヤ比｛例えば図２（ｃ）に示すように１.５４０｝の正回転が出力軸３から出力される。これにより、前進３速（３ＲＤ）が達成される。
【００４２】
前進４速（４ＴＨ）においては、３速の状態からＣ１クラッチ（Ｃ-１）の係合状態が保持されるが、Ｂ０ブレーキ（Ｂ-０）の係合が解除される。更に、Ｃ２クラッチ（Ｃ-２）が係合される。この状態では、前述の１速と同様に第１入力軸２ａの回転がＣ１クラッチ（Ｃ-１）、第１中空軸１０および第１サンギヤＳ１を介してロングピニオンＬＰに伝達されるが、この第１入力軸２ａの回転は第２入力軸２ｂおよびＣ２クラッチ（Ｃ-２）を介して共通キャリヤＣＲに伝達される。このため、第１サンギヤＳ１と共通キャリヤＣＲとが同方向に一体に回転するので、ロングピニオンＬＰおよび第１ショートピニオンＰ１がともに共通キャリヤＣＲ、第１サンギヤＳ１および入力軸２と一体的に回転するが、それぞれ自転はしない。このとき、ロングピニオンＬＰが入力軸２まわりに回転しかつ自転をしないことから、第２サンギヤＳ２が同方向にロングピニオンＬＰと一体に回転するとともに、第１リングギヤＲ１も第１ショートピニオンＰ１およびロングピニオンＬＰと一体に同方向に回転する。すなわち、第１リングギヤＲ１は入力軸２と一体に直結回転する。この第１リングギヤＲ１の回転が出力軸３に伝達され、ギヤ比の１.０００の入力軸２と同速の正回転が出力軸３から出力される。これにより、前進４速（４ＴＨ）が達成される。
【００４３】
前進５速（５ＴＨ）においては、４速の状態からＣ２クラッチ（Ｃ-２）の係合状態が保持されるが、Ｃ１クラッチ（Ｃ-１）の係合が解除される。更に、Ｂ０ブレーキ（Ｂ-０）が係合される。この状態では、第１入力軸２ａの回転が第２入力軸２ｂおよびＣ２クラッチ（Ｃ-２）を介して共通キャリヤＣＲに伝達されるが、第１サンギヤＳ１が第１入力軸２ａから遮断されるので、第１入力軸２ａの回転は第１サンギヤＳ１には伝達されない。
【００４４】
すると、共通キャリヤＣＲが入力軸２と一体に回転するとともに、この共通キャリヤＣＲの回転により、ロングピニオンＬＰおよび第１ショートピニオンＰ１がともに入力軸２まわりに回転する。このとき、ロングピニオンＬＰの入力軸２まわりの回転により、第２ショートピニオンＰ２を介して第２サンギヤＳ２が回転しようとするが、Ｂ０ブレーキ（Ｂ-０）が係合しているので、第２サンギヤＳ２は回転しない。すると、第２ショートピニオンＰ２が第２サンギヤＳ２の周りを入力軸２と同方向に公転する。この第２ショートピニオンＰ２の公転により第２ショートピニオンＰ２が自転するが、このとき第１サンギヤＳ１が第１入力軸２ａから遮断されてフリーとなっているので、ロングピニオンＬＰおよび第１ショートピニオンＰ１がともに自転し、第１サンギヤＳ１が空転する。
【００４５】
したがって、第１ショートピニオンＰ１の入力軸２まわりの回転および自転により、第１リングギヤＲ１が入力軸２より高速度で入力軸２と同方向つまり前進方向に回転する。この第１リングギヤＲ１の回転が出力軸３に伝達され、所定のギヤ比｛例えば図２（ｃ）に示すように０.７４６｝で入力軸２の回転をオーバードライブした正回転が出力軸３から出力される。これにより、入力軸２の回転より速い高速回転の前進５速（５ＴＨ）が達成される。
【００４６】
前進６速（６ＴＨ）においては、５速の状態からＣ２クラッチ（Ｃ-２）の係合状態が保持されるが、Ｂ０ブレーキ（Ｂ-０）の係合が解除される。更に、Ｂ１ブレーキ（Ｂ-１）が係合される。この状態では、５速と同様に第１入力軸２ａの回転が第２入力軸２ｂおよびＣ２クラッチ（Ｃ-２）を介して共通キャリヤＣＲに伝達されるが、第１サンギヤＳ１が第１入力軸２ａから遮断されるので、第１入力軸２ａの回転は第１サンギヤＳ１には伝達されない。
【００４７】
すると、共通キャリヤＣＲが入力軸２と一体に回転するとともに、この共通キャリヤＣＲの回転により、ロングピニオンＬＰおよび第１ショートピニオンＰ１がともに入力軸２まわりに回転する。このとき、Ｂ１ブレーキ（Ｂ-１）が係合しているので、第２リングギヤＲ２は回転しない。すると、ロングピニオンＬＰの入力軸２まわりの回転により、ロングピニオンＬＰが第２リングギヤＲ２の内歯に沿って自転しながら、入力軸２まわりに回転（公転）する。また、Ｂ０ブレーキ（Ｂ-０）が係合していないので、第２サンギヤＳ２および第２ショートピニオンＰ２が空転する。このロングピニオンＬＰの自転で第１ショートピニオンＰ１の自転が速められる。
【００４８】
したがって、第１ショートピニオンＰ１の入力軸２まわりの回転および自転により、第１リングギヤＲ１が入力軸２より高速度で入力軸２と同方向つまり前進方向に回転する。この第１リングギヤＲ１の回転が出力軸３に伝達され、所定のギヤ比｛例えば図２（ｃ）に示すように０.５００｝で入力軸２の回転をオーバードライブしかつ５速より高速の正回転が出力軸３から出力される。これにより、５速より速い高速回転の前進６速（６ＴＨ）が達成される。
【００４９】
後進速（Ｒｅｖ）では、Ｃ３クラッチ（Ｃ-３）が係合されるとともに、Ｂ３ブレーキ（Ｂ-３）がともに係合される。この状態では、共通キャリヤＣＲがＢ３ブレーキＢ３の係合により固定されている。また、第１入力軸２ａの回転がＣ３クラッチ（Ｃ-３）を介して第２サンギヤＳ２に伝達され、第２サンギヤＳ２が第１入力軸２ａと同方向に回転する。この第２サンギヤＳ２の回転により、第２ショートピニオンＰ２を介してロングピニオンＬＰが第１入力軸２ａと同方向に回転するとともに、共通キャリヤＣＲが回転しないので、第１ショートピニオンＰ１を介してリングギヤＲ１が第１入力軸２ａと逆方向に減速回転する。このリングギヤＲ１の逆回転が出力軸３に伝達され、第１入力軸２ａの回転が減速されて所定のギヤ比｛例えば図２（ｃ）に示すように２.９３９｝の逆回転が出力軸３から出力される。このときの減速される。これにより、後進速（Ｒｅｖ）が達成される。
【００５０】
ところで前述の説明から明らかなように、この例の自動変速機Ａによれば、第２プラネタリギヤ８が第１プラネタリギヤ７より入力側に配置されていることから、第２ショートピニオンＰ２の環状配置の内側に、第２サンギヤＳ２、この第２サンギヤＳ２の内周側に第１中空軸１０、およびこの第１中空軸１０の内周側に第２入力軸２ｂが配置されるようになる。したがって、第２ショートピニオンＰ２の環状配置の内側に、多数の部材が配置されている。
【００５１】
また、少なくとも前進発進時を含む前進の低速段（１〜３速）で係合するＣ１クラッチ（Ｃ-１）と、後進段（低速段）で係合するＣ３クラッチ（Ｃ-３）とがプラネタリギヤユニット９よりエンジン側につまり入力側に配置されている。これらのクラッチ（Ｃ-１）,（Ｃ-３）は発進段を含む低速段で係合することから、いずれも比較的高トルクを受け持つクラッチであり、それらのクラッチドラムおよび油圧サーボがともに第１入力軸２ａに支持されている。
【００５２】
その場合、第１入力軸２ａの径ｄ1が第２入力軸２ｂの径ｄ2より大きく設定されているが、第１入力軸２ａの伝達トルクは高トルクであるから、第１入力軸２ａはその径ｄ1が大径に設定されることで高トルクをクラッチ（Ｃ-１）,（Ｃ-３）に確実に伝達するようになる。
【００５３】
また、前進の高速段（４〜６速）で係合するＣ２クラッチ（Ｃ-２）がプラネタリギヤユニット９よりエンジンからの入力側と反対側につまり出力側に配置されている。このクラッチ（Ｃ-２）は高速段で係合することから比較的低トルクを受け持つクラッチであり、そのクラッチドラムおよび油圧サーボが第２入力軸２ｂに支持されている。
【００５４】
これにより、第２入力軸２ｂの負荷トルクが低トルクになるようにしているので、負荷トルクが大きくなるＣ１クラッチ（Ｃ-１）やＣ３クラッチ（Ｃ-３）をプラネタリギヤユニット９の後方側（出力側）に配置する場合に比べて、この例のように第２入力軸２ｂの径ｄ2を第１入力軸２ａの径ｄ1より小さく設定することができる。しかも、第２入力軸２ｂはその径ｄ2が小径に設定されてもトルクをクラッチ（Ｃ-２）に確実に伝達することができるようになる。
【００５５】
そして、第２入力軸２ｂの径ｄ2が小径に設定されることで、この第２入力軸２ｂの外周側に第２入力軸２ｂと同軸状に設けられる第１中空軸１０の径、第１中空軸１０の外周側に第１中空軸１０と同軸状に設けられる第２中空軸１１の径、第２サンギヤＳ２の径および第２ショートピニオンの環状配置の径も小径に設定することが可能となる。
【００５６】
したがって、前述のように環状に配置された第２ショートピニオンＰ２の内側に、第２入力軸２ｂ、第１中空軸１０、および第２サンギヤＳ２が配置されても、自動変速機Ａのこの部分での径方向のコンパクト化がより効果的に図ることができる。その結果、自動変速機全体の径方向のコンパクト化およびギヤ比の高設定自由度化が可能となる。
【００５７】
更に、第２プラネタリギヤを第１プラネタリギヤより入力側に配置し、第１リングギヤＲ１から出力するようにしているが、その場合、第１リングギヤＲ１とロングピニオンＬＰとの間に第１ショートピニオンＰ１を介在させているので、第１リングギヤＲ１の径を大きくでき、より大きな出力が得られるようになる。また、第１リングギヤＲ１の径を大きくできるため、この内部に高速段用クラッチ（Ｃ−２）を配置するためのスペースを十分確保することができる。
【００５８】
更に、前述の例の自動変速機のように、ラビニヨ型のプラネタリギヤユニット９、各クラッチ（Ｃ-１）,（Ｃ-２）,（Ｃ-３）および各ブレーキ（Ｂ-０）,（Ｂ-１）,（Ｂ-２）,（Ｂ-３）とを適切に組合せるとともに、第１リングギヤＲ１から出力することで、変速の多段化、ギヤ比の高設定自由度およびコンパクト化を最適に図ることができる。
【００５９】
特に、この例の自動変速機Ａでは、ロングピニオンＬＰの入力側、つまり第２プラネタリギヤ８の第２ショートピニオンＰ２が噛合する部分が小径部ＬＰ2に設定しているので、この部分を径方向に更に効果的にコンパクトにできるとともに、ギヤ比の設定自由度を更に高めることができる。
なお、ロングピニオンＬＰは必ずしも段付に形成する必要はなく、前述の独国公開明細書に開示されている自動変速機と同様に第１および第２プラネタリギヤ７,８のいずれにおいても同径に設定することもできる。
【００６０】
また、ロングピニオンＬＰに噛合する第１サンギヤＳ１を前進低速段用ックラッチであるＣ１クラッチ（Ｃ-１）に連結し、第２ショートピニオンＰ２に噛合するため、第１サンギヤＳ１よりも小径となる第２サンギヤＳ２を後進段用クラッチであるＣ３クラッチ（Ｃ-３）に連結していることから、この小径の第２サンギヤＳ２は入力トルクによる負荷が第１サンギヤＳ１に比べて大きいが、後進段用クラッチは使用頻度が低いので、このような負荷を受けても第２サンギヤＳ２の耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる自動変速機の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】  図１に示す例の自動変速機を説明し、（ａ）はスケルトン図、（ｂ）は速度線図、（ｃ）は各要素の各レンジでの作動状態を示す図である。
【図３】  従来の１つのロングピニオンと２つのショートピニオンとからなる２プラネタリギヤの自動変速機を模式的に示すスケルトン図である。
【符号の説明】
１…エンジン回転軸、２…入力軸、２ａ…第１入力軸、２ｂ…第２入力軸、３…出力軸、４…ロックアップクラッチ（Ｌ／Ｃ）、５…トルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）、６…自動変速機構、７…第１プラネタリギヤ、８…第２プラネタリギヤ、９…プラネタリギヤユニット、１０…第１中空軸、１１…第２中空軸、１２…ケース、Ｓ１…第１サンギヤ、Ｓ２…第２サンギヤ、Ｐ１…第１ショートピニオン、Ｐ２…第２ショートピニオン、ＬＰ…ロングピニオン（共通ロングピニオン）、ＬＰ1…大径部（ロングピニオン）、ＬＰ2…小径部（ロングピニオン）、Ｒ１…第１リングギヤ、Ｒ２…第２リングギヤ、ＣＲ…共通キャリヤ、ＣＲ１…第１キャリヤ、ＣＲ２…第２キャリヤ、Ｃ-１…Ｃ１クラッチ（前進発進段および前進低速段用クラッチ）、Ｃ-２…Ｃ２クラッチ（前進高速段用クラッチ）、Ｃ-３…Ｃ３クラッチ（後進段用クラッチ；低速段用クラッチ）、Ｂ-０…Ｂ０ブレーキ、Ｂ-１…Ｂ１ブレーキ、Ｂ-２…Ｂ-２ブレーキ、Ｂ-３…Ｂ３ブレーキ、Ｆ-１…Ｆ１ワンウェイクラッチ、Ｆ-２…Ｆ２ワンウェイクラッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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