(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と、
出力軸と、
前記出力軸に連結され複数の常時噛合式の歯車対よりなる変速要素を有し、異なる変速要素を通る並列な動力伝達流れの選択により複数の変速段を達成する主変速機と、
少なくとも３つの要素を有するプラネタリギヤを変速要素とする副変速機と、を備え、
前記副変速機の第１要素は、前記主変速機の所定の歯車対に連結する第１軸に連結されると共に、第１クラッチを介して前記入力軸に選択的に連結され、
前記副変速機の第２要素は、前記主変速機の所定の歯車対に連結する第２軸に連結されると共に、第２クラッチを介して前記入力軸に選択的に連結され、
前記副変速機の第３要素は、第３クラッチを介して前記入力軸に選択的に連結されることを特徴とする車両用変速機。
【請求項２】
前記主変速機は、少なくとも第１の歯車対、第２の歯車対、及び、第３の歯車対からなる３つの歯車対よりなる請求項１に記載の車両用変速機。
【請求項３】
前記主変速機を通る動力伝達流れは、ドッグクラッチにより選択される請求項１又は２に記載の車両用変速機。
【請求項４】
前記副変速機は、ダブルピニオン構成とされ、第１要素はキャリアであり、第２要素はサンギヤであり、第３要素はリングギヤである請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用変速機。
【請求項５】
前記主変速機は、前記出力軸に連結される第４の歯車対を有し、
前記ドッグクラッチとは別のドッグクラッチにより前記第２の歯車対及び前記第４の歯車対の一方が選択して前記出力軸に連結する請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用変速機。
【請求項６】
前記主変速機は、前記第１クラッチを係合することによって第１の変速段を達成し、前記第２クラッチを係合することによって第２の変速段を達成し、前記第３クラッチを係合することによって前記第１の変速段及び前記第２の変速段の中間段を達成する請求項１〜５の何れか１項に記載の車両用変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用変速機に関し、特に、手動変速機を主変速機とする車両用変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載される変速機は、発進時や変速時のクラッチ操作を不要として運転操作を容易にする傾向から、流体伝動装置を発進装置とし、多段又は多要素のプラネタリギヤを有段変速装置とし、あるいはＣＶＴを無段変速装置とする自動変速機が主流となっている。また、有段変速機は、ドライバビリティの確保と、省エネルギに不可欠な燃費向上の要請から多段化の傾向にある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように流体伝動装置を用いる自動変速機では、特に流体伝動装置の伝達効率が低いことから、これを改善すべくロックアップクラッチの付設等の改善はあるものの、乾式単板のクラッチを用いる在来の手動変速機に比べて燃費の点の不利は免れない。一方、伝達効率の点で有利な在来の手動変速機は、そのクラッチ操作が手動であると自動であるとを問わず（本明細書において、クラッチ操作を自動化した手動変速機を自動Ｍ／Ｔと略記する。）、変速時に必ず動力伝達が途切れるニュートラル状態を経過させなければならないため、特に加速の滑らかさに欠ける恨みがある。
【０００４】
また、多段化の点では、上記自動変速機の場合、必ずプラネタリギヤの多段又は多要素化若しくはそれを制御するクラッチ、ブレーキ、ワンウェイクラッチ等の摩擦要素や係合要素の数の増加を伴うものであり、搭載スペースの制約が厳しい車両用変速機においては、プラネタリギヤに対する摩擦要素や係合要素のレイアウト上の工夫の余地はあるものの、本質的なスペース対策は困難である。一方、手動変速機の場合、変速段数の増加は直接ギヤ対の増加につながるため、変速機の大型化、特に軸長の増加は避けられない。もっとも手動変速機においては、主変速機と副変速機の組合せと、それらの関連制御によるギヤ対の増加を抑えた多段化の可能性は残るが、この場合、主・副両変速機の同時変速が必要となり、著しく複雑かつ困難な制御を要することになる。このように、自動変速機と手動変速機にはそれぞれ利害得失があり、在来の技術の延長線上での総合的な問題解決は困難である。
【０００５】
そこで、本発明は、上記手動変速機を主体とすることで手動変速の伝達効率の良さを保ちながら、ギヤ配列に対してより多くの変速段を達成可能とし、自動変速機の加速の滑らかさを併せ備える新構想の車両用変速機を提供することを主たる目的とする。次に、本発明は、多段変速機における実用面で、上記の目的に勝って重要ともいえる良好なギヤ比ステップの確保を更なる目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の車両用変速機は、入力軸と、出力軸と、前記出力軸に連結され複数の常時噛合式の歯車対よりなる変速要素を有し、異なる変速要素を通る並列な動力伝達流れの選択により複数の変速段を達成する主変速機と、少なくとも３つの要素を有するプラネタリギヤを変速要素とする副変速機と、を備え、前記副変速機の第１要素は、前記変速機の所定の歯車対に連結する第１軸に連結されると共に、第１クラッチを介して前記入力軸に選択的に連結され、前記副変速機の第２要素は、前記主変速機の所定の歯車対に連結する第２軸に連結されると共に、第２クラッチを介して前記入力軸に選択的に連結され、前記副変速機の第３要素は、第３クラッチを介して前記入力軸に選択的に連結されることを特徴とする。
【０００７】
上記の構成において、前記主変速機は、前記主変速機は、少なくとも第１の歯車対、第２の歯車対、及び、第３の歯車対からなる３つの歯車対よりなる構成とすることができる。
【０００８】
あるいは、上記の構成において、前記主変速機を通る動力伝達流れは、ドッグクラッチにより選択される構成を採ることもできる。
【０００９】
上記の構成において、前記副変速機は、ダブルピニオン構成とされ、第１要素はキャリアであり、第２要素はサンギヤであり、第３要素はリングギヤである構成とするのが有効である。
【００１０】
上記の構成において、前記主変速機は、前記出力軸に連結される第４の歯車対を有し、前記ドッグクラッチとは別のドッグクラッチにより前記第２の歯車対及び前記第４の歯車対の一方が選択して前記出力軸に連結する構成とすることができる。
【００１１】
上記の構成において、前記主変速機は、前記第１クラッチを係合することによって第１の変速段を達成し、前記第２クラッチを係合することによって第２の変速段を達成し、前記第３クラッチを係合することによって前記第１の変速段及び前記第２の変速段の中間段を達成する構成とすることができる。
【００１２】
【発明の作用及び効果】
上記請求項１記載の構成では、副変速機のプラネタリギヤを介して速度の異なる２つの変速段の変速要素から同時に動力伝達を行わせることができる。これにより、主変速機において達成可能な変速段との組合せで、各変速段の間に中間変速段を生成することができる。したがって、この中間段の生成を利用して変速要素の増設を伴わない多段化によるコンパクトな変速機が実現される。また、中間変速段の生成により、動力伝達状態での変速が可能となるため、トルク抜けのない変速による滑らかな車両加速が可能となる。
【００１３】
また、在来の手動変速機のギヤトレイン構成により、異なる変速要素を通る並列な動力伝達流れを生成することで、主変速機に在来の手動変速機を用いて上記の効果を達成する車両用変速機を実現することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿い、本発明の実施形態を説明する。図１〜図３は本発明の車両用変速機の第１実施形態を示す。図１にそのギヤトレイン構成をスケルトンで示すように、この変速機は、複数の変速要素１１〜１８を有し、これら変速要素を通る並列な動力伝達流れの選択により複数の変速段を達成する主変速機（実施形態の説明において、Ｍ／Ｔ部という）Ｍと、プラネタリギヤ２０を変速要素２１〜２３とする副変速機（同じく、プラネタリ部という）Ｓと、プラネタリ部Ｓの異なる変速要素２１，２２をＭ／Ｔ部Ｍの異なる変速要素に連結する連結手段１，２を備えることを構成の基本とする。
【００１５】
この形態の場合、Ｍ／Ｔ部Ｍは、その変速要素として複数の常時噛合式の歯車対１１〜１８を包含し、変速要素を通る動力伝達流れを選択する２つのドッグクラッチ３１，３２を有する。このＭ／Ｔ部Ｍは、内外二重の第１軸１及び第２軸２を入力軸とし、それらの上の各ドライブギヤ１１，１３，１５，１７から出力軸３上の各ドリブンギヤ１２，１４，１６，１８に平行軸で動力を伝達する構成とされている。第１軸１上の第１速及び第３速用のドライブギヤ１３，１７は第１軸１に回転自在に支持され、それらの間に配置されたドッグクラッチ３１の軸方向移動により第１軸１に選択的に連結可能とされている。これら第１速及び第３速用のドライブギヤ１３，１７と対をなすそれぞれのドリブンギヤ１４，１８は、それぞれ出力軸３に一体回転可能に連結されている。第２軸２上の第２速及び第４速用のドライブギヤ１１，１５とリバース用のドライブギヤ１９は、第２軸２に一体回転可能に連結されている。これら第２速及び第４速用のドライブギヤ１１，１５と対をなすそれぞれのドリブンギヤ１２，１６は、出力軸３上に回転自在に支持され、それらの間に配置されたドッグクラッチ３２の軸方向移動により出力軸３に選択的に連結可能とされている。また、リバース用のドライブギヤ１９とドッグクラッチ３２の外周歯で構成されるリバース用のドリブンギヤは、カウンタギヤ３０を介して相互に噛合い、ドッグクラッチ３２の中立位置においてリバースギヤ列１９，３０，３２を通る動力伝達を可能としている。
【００１６】
プラネタリ部Ｓは、エンジン（Ｅ／Ｇ）のフライホイールダンパ（Ｆ／Ｗ）に連結する入力軸４と、入力軸４と同軸配置の内外二重軸でＭ／Ｔ部Ｍの入力軸としての第１軸１及び第２軸２に連結する出力軸を備える。プラネタリ部Ｓのプラネタリギヤ２０は、サンギヤ２１と、リングギヤ２３と、サンギヤ２１とリングギヤ２３に個々に噛合い且つ相互に噛合うピニオン２４，２５を有するダブルピニオン構成とされている。プラネタリギヤ２０のサンギヤ２１は、第２軸２に連結され、この第２軸２がクラッチ（Ｃ−２）を介して入力軸４に連結され、ピニオン２４，２５を支持するキャリア２２は、第１軸１に連結されると共に、クラッチ（Ｃ−１）を介して入力軸４に連結されている。リングギヤ２３は、クラッチ（Ｃ−３）を介して入力軸４に連結されている。
【００１７】
こうした構成からなる変速機は、図２にその作動を図表化して示すように、Ｍ／Ｔ部Ｍの第１歯車対１１，１２（以下、この実施形態の説明において、第１歯車対を＜１＞で表す）をドッグクラッチ３２で出力軸３に連結し、プラネタリ部Ｓのクラッチ（Ｃ−２）を係合することで第１速（１ｓｔ）を達成する。この状態で、エンジン（Ｅ／Ｇ）の回転がプラネタリ部Ｓのクラッチ（Ｃ−２）経由で第２軸２からＭ／Ｔ部Ｍのドライブギヤ１１に入力され、第１歯車対＜１＞で減速され、ドッグクラッチ３２を経て出力軸３に伝達される。このときの変速比は、第１歯車対＜１＞のギヤ比に従う第１速の変速比となる。
【００１８】
次に、第２速（２ｎｄ）は、Ｍ／Ｔ部Ｍの第１歯車対＜１＞をドッグクラッチ３２で出力軸３に連結すると共に、第２歯車対１３，１４（同様に＜２＞で表す）をドッグクラッチ３１で出力軸３に連結し、プラネタリ部Ｓのクラッチ（Ｃ−３）を係合することで達成される。この状態が前変速段を第１速とする１−２変速で生じる場合、両ドッグクラッチ３１，３２の係合により第１歯車対＜１＞と第２歯車対＜２＞が共に出力軸３に連結された状態となることで、第１歯車対＜１＞のドライブギヤ１１と第２歯車対＜２＞のドライブギヤ１３に連結する第２軸２と第１軸１との間に、第１歯車対＜１＞のギヤ比と第２歯車対＜２＞のギヤ比の中間のギヤ比が生成され、第２軸２に連結するプラネタリギヤ２０のサンギヤ２１と第１軸１に連結するキャリア２２の回転関係が定まる。この状態が第１速での走行状態で生じるとすると、サンギヤ２１の回転はエンジン回転と等しい回転であるのに対して、キャリア２２の回転はそれより減速された回転となり、リングギヤ２３はこれらの回転に規制されて空転している。この状態でクラッチ（Ｃ−２）を解放し、クラッチ（Ｃ−３）の係合に移行して、空転中のリングギヤ２３にエンジン回転が入力されることで、予め生成された前記中間のギヤ比に従うリングギヤ２３からキャリア２２へのトルク伝達と、リングギヤ２３からキャリア２２経由でサンギヤ２１へのトルク伝達が並列的に生じ、これらのトルクが第１軸１と第２軸経由で両歯車対＜１＞，＜２＞を介して出力軸３に伝達されて第２速の変速段が達成される。
【００１９】
第３速（３ｒｄ）は、Ｍ／Ｔ部Ｍの第２歯車対＜２＞をドッグクラッチ３１で出力軸３に連結し、プラネタリ部Ｓのクラッチ（Ｃ−１）を係合することで達成される。この状態で、エンジン（Ｅ／Ｇ）の回転がクラッチ（Ｃ−１）経由でキャリア２２に入力され、その回転がドッグクラッチ３１を経て第２歯車対＜２＞に伝達され、そこで第２歯車対＜２＞のギヤ比で減速されて出力軸３に伝達される。
【００２０】
第４速（４ｔｈ）は、Ｍ／Ｔ部Ｍの第２歯車対＜２＞をドッグクラッチ３１で出力軸３に連結すると共に、第３歯車対１５，１６（同じく＜３＞で表す）をドッグクラッチ３２で出力軸３に連結し、プラネタリ部Ｓのクラッチ（Ｃ−３）を係合することで達成される。この状態が前変速段を第３速とする３−４変速で生じる場合、両ドッグクラッチ３１，３２の係合により第２歯車対＜２＞と第３歯車対＜３＞が共に出力軸３に連結された状態となることで、第２歯車対＜２＞のドライブギヤ１３と第３歯車対＜３＞のドライブギヤ１５に連結する第２軸２と第１軸１との間に、第２歯車対＜２＞のギヤ比と第３歯車対＜３＞のギヤ比の中間のギヤ比が生成され、第２軸２に連結するプラネアリギヤ２０のサンギヤ２１と第１軸１に連結するキャリア２２の回転関係が定まる。この状態が第３速での走行状態で生じるとすると、キャリア２２の回転はエンジン回転と等しい回転であるのに対して、サンギヤ２１の回転はそれより減速された回転となり、リングギヤ２３はこれらの回転に規制されて空転している。この状態でクラッチ（Ｃ−１）を解放し、クラッチ（Ｃ−３）の係合に移行して、空転中のリングギヤ２３にエンジン回転が入力されることで、予め生成された前記中間のギヤ比に従うリングギヤ２３からキャリア２２へのトルク伝達と、リングギヤ２３からキャリア２２経由でサンギヤ２１へのトルク伝達が並列的に生じ、これらのトルクが第１軸１と第２軸経由で両歯車対＜２＞，＜３＞を介して出力軸３に伝達されて第４速の変速段が達成される。
【００２１】
第５速（５ｔｈ）は、Ｍ／Ｔ部Ｍの第３歯車対＜３＞をドッグクラッチ３２で出力軸３に連結し、プラネタリ部Ｓのクラッチ（Ｃ−２）を係合することで達成される。この状態で、エンジン（Ｅ／Ｇ）の回転がクラッチ（Ｃ−２）経由で第２軸２に入力され、その回転が第３歯車対＜３＞に伝達され、そこで第３歯車対＜３＞のギヤ比で増速され、ドッグクラッチ３２を経て出力軸３に伝達される。
【００２２】
第６速（６ｔｈ）は、Ｍ／Ｔ部Ｍの第３歯車対＜３＞をドッグクラッチ３２で出力軸３に連結すると共に、第４歯車対１７，１８（同じく＜４＞で表す）をドッグクラッチ３１で出力軸３に連結し、プラネタリ部Ｓのクラッチ（Ｃ−３）を係合することで達成される。この状態が前変速段を第５速とする５−６変速で生じる場合、両ドッグクラッチ３１，３２の係合により第３歯車対＜３＞と第４歯車対＜４＞が共に出力軸３に連結された状態となることで、第３歯車対＜３＞のドライブギヤ１５と第４歯車対＜４＞のドライブギヤ１７に連結する第２軸２と第１軸１との間に、第３歯車対＜３＞のギヤ比と第４歯車対＜４＞のギヤ比の中間のギヤ比が生成され、第２軸２に連結するプラネアリギヤ２０のサンギヤ２１と第１軸１に連結するキャリア２２の回転関係が定まる。この状態が第５速での走行状態で生じるとすると、サンギヤ２１の回転はエンジン回転と等しい回転であるのに対して、キャリア２２の回転はそれより減速された回転となり、リングギヤ２３はこれらの回転に規制されて空転している。この状態でクラッチ（Ｃ−２）を解放し、クラッチ（Ｃ−３）の係合に移行して、空転中のリングギヤ２３にエンジン回転が入力されることで、予め生成された前記中間のギヤ比に従うリングギヤ２３からキャリア２２へのトルク伝達と、リングギヤ２３からキャリア２２経由でサンギヤ２１へのトルク伝達が並列的に生じ、これらのトルクが第１軸１と第２軸経由で両歯車対＜３＞，＜４＞を介して出力軸３に伝達されて第６速の変速段が達成される。
【００２３】
第７速（７ｔｈ）は、Ｍ／Ｔ部Ｍの第４歯車対＜４＞をドッグクラッチ３２で出力軸３に連結し、プラネタリ部Ｓのクラッチ（Ｃ−１）を係合することで達成される。この状態で、エンジン（Ｅ／Ｇ）の回転がクラッチ（Ｃ−１）経由で第１軸１に入力され、その回転がドッグクラッチ３１を経て第４歯車対＜４＞に伝達され、そこで第４歯車対＜４＞のギヤ比で増速されて出力軸に伝達される。
【００２４】
なお、リバース（Ｒｅｖ）は、Ｍ／Ｔ部Ｍのドッグクラッチ３２を中立として、リバースギヤ列１９，３０を出力軸３に連結し、プラネタリ部Ｓのクラッチ（Ｃ−２）を係合することで達成される。この状態で、エンジン（Ｅ／Ｇ）の回転がクラッチ（Ｃ−２）経由で第２軸２に入力され、その回転がリバースギヤ列１９，３０で減速且つカウンタギヤ３０経由で前記各変速段とは逆転されて出力軸３に伝達される。
【００２５】
以上の各変速段達成の経緯から分かるように、各奇数の変速段がプラネタリギヤ２０の変速要素を変速に関与しない単なる動力伝達部材として達成されるのに対して、各偶数の変速段は、プラネタリギヤ２０の変速要素を機能させて達成される。しかも、これら各偶数の変速段は、それを挟む奇数の変速段の達成時に連結される２つの歯車対の同時連結により達成される。
【００２６】
このようにして達成される各変速段におけるプラネタリギヤ２０の３つの変速要素の挙動を図３に速度線図で示す。この速度線図は、一般的な自動変速機の入力回転数を基準（速度比１）として変速特性を示す表記形式と異なり、出力軸３に伝達される出力回転数を基準（速度比１）として、各変速要素であるサンギヤ、リングギヤ及びキャリアの速度比を●印で変速段を表す数字を白抜きして表しており、これらの速度比はすなわちエンジン回転数の速度比と同義である。ちなみに第１速におけるエンジン速度比が最も高いのは、エンジン回転に対して変速機の減速比が最も大きいことを表す。また○印で囲った数字は、その変速段において連結されるＭ／Ｔ部Ｍの第１〜第４歯車対を表す。
【００２７】
この速度線図から分かるように、偶数の変速段は、Ｍ／Ｔ部Ｍの第１〜第４歯車対＜１＞〜＜４＞により本来達成可能な奇数変速段に対する中間段としてのギヤ比で、隣り合う両偶数変速段を達成する歯車対による同時動力伝達により達成されるもので、隣り合う奇数の変速段に対する経過段としても機能するものである。したがって、この変速機によれば、従来形式の常時噛合式の４速変速機に対して、歯車対を増やさずに各変速段の中間に、ギヤ比ステップを密にする形態で３速の変速段を付加することができる。
【００２８】
次に示す図４及び図５は、本実施形態の変速機と、従来の自動Ｍ／Ｔによる車両加速時の変速のタイムチャートを示す。図５に示す従来のものでは、各変速段間（図には第１速（１ｓｔ）〜第３速（３ｒｄ）までを示す）にニュートラル（Ｎ）を通る際のトルク抜けによる加速度０の期間が生じ、そのときに惰行による速度増加の平坦期間が生じるのに対して、本実施形態のものでは、シフト中も前変速段を達成していた何れかの歯車対による動力伝達状態が継続することで、変速の間にニュートラル期間が存在しないため、トルク抜けによる加速度０の期間が生じず、速度増加も連続した滑らかなものとなる。かくして、本実施形態の変速機によれば、手動変速機に不可避の変速時のトルク抜けによる違和感の発生をなくすことができる。
【００２９】
次に、図６〜図８は、本発明の第１参考例を示す。この形態は、図６にスケルトンでギヤトレインを示すように、第１実施形態に対してＭ／Ｔ部Ｍの構成を変更したものである。この場合、Ｍ／Ｔ部Ｍは、その変速要素としてプラネタリギヤ４０，５０を包含する。このＭ／Ｔ部Ｍは、内外二重の第１軸１及び第２軸２を入力軸とする点は、第１実施形態と同様である。この形態では、第１軸１に連結する歯車対１１Ａ，１２Ａは１つとされ、代わってプラネタリギヤ４０がこの歯車対１１Ａ，１２Ａに対する直列のギヤとして配置されている。第２軸２に連結する歯車対についても同様であり、歯車対１３Ａ，１４Ａは１つとされ、代わってプラネタリギヤ５０がこの歯車対１３Ａ，１４Ａに対する直列のギヤとして配置されている。両プラネタリギヤ４０，５０は、シンプルプラネタリタイプとされ、それらのリングギヤ４３，５３が入力要素としてそれぞれ第１軸１と第２軸２に連結され、各サンギヤ４１，５１を反力要素とすべくブレーキ（Ｂ−２，Ｂ−３）を介して変速機ケース９に連結され、各キャリア４２，５２が各歯車対のドライブギヤ１１Ａ，１３Ａに連結されると共にクラッチ（Ｃ−４，Ｃ−５）を介してそれぞれ第１軸１と第２軸２に連結されている。なお、両歯車対のドリブンギヤ１２Ａ，１４Ａは、それぞれ出力軸３に一体回転可能に連結されている。
【００３０】
プラネタリ部Ｓの構成は、実質上第１実施形態の場合と同様であるが、このギヤトレインでは、Ｍ／Ｔ部Ｍにリバース専用のギヤ列がないことから、リバース達成のために、リングギヤ２３がブレーキ（Ｂ−１）を介して変速機ケース９に係止可能とされている点が第１実施形態に対して異なる付加的構成である。
【００３１】
こうした構成からなる変速機は、図７にその作動を図表化して示すように、Ｍ／Ｔ部のブレーキ（Ｂ−２）を係合し、プラネタリ部Ｓのクラッチ（Ｃ−１）を係合することで第１サンギヤ４１を固定して第１速（１ｓｔ）を達成する。この状態で、エンジン（Ｅ／Ｇ）の回転がプラネタリ部Ｓのクラッチ（Ｃ−１）からキャリア２２と第１軸１経由でＭ／Ｔ部Ｍの第１リングギヤ４３に入力され、第１サンギヤ４１固定の反力による第１キャリア４２の減速回転が第１歯車対１１Ａ，１２Ａに入力され、そこで更に第１歯車対のギヤ比で減速されて出力軸３に伝達される。
【００３２】
次に、第２速（２ｎｄ）は、Ｍ／Ｔ部Ｍのブレーキ（Ｂ−２）を係合すると共に、ブレーキ（Ｂ−３）を係合し、プラネタリ部Ｓのクラッチ（Ｃ−３）を係合することで達成される。この状態が前変速段を第１速とする１−２変速で生じる場合、共に出力軸３に連結された第１歯車対１１Ａ，１２Ａと第２歯車対１３Ａ，１４Ａが、両ブレーキ（Ｂ−２，Ｂ−３）の係合により第１及び第２プラネタリギヤ４０，５０を介して第１軸１と第２軸２に連結された状態となることで、第１歯車対１１Ａ，１２Ａのギヤ比と第１プラネタリギヤ４０のギヤ比とを乗じたギヤ比と、第２歯車対１３Ａ，１４Ａのギヤ比と第２プラネタリギヤ５０のギヤ比とを乗じたギヤ比の中間のギヤ比が第２軸２と第１軸１との間に生成され、第２軸２に連結するプラネアリギヤ２０のサンギヤ２１と第１軸１に連結するキャリア２２の回転関係が定まる。この状態が第１速での走行状態で生じるとすると、キャリア２２の回転はエンジン回転と等しい回転であるのに対して、サンギヤ２１の回転はそれより減速された回転となり、リングギヤ２３はこれらの回転に規制されて空転している。この状態でクラッチ（Ｃ−１）を解放し、クラッチ（Ｃ−３）の係合に移行して、空転中のリングギヤ２３にエンジン回転が入力されることで、予め生成された前記中間のギヤ比に従うリングギヤ２３からキャリア２２へのトルク伝達と、リングギヤ２３からキャリア２２経由でサンギヤ２１へのトルク伝達が並列的に生じ、これらのトルクが第１軸１と第２軸２経由で両プラネタリギヤ４０，５０に入力され、両歯車対１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａを介して出力軸３に伝達されて第２速の変速段が達成される。こうして、第１プラネタリギヤ４０及び第１歯車対１１Ａ，１２Ａの直列減速のギヤ比と、第２プラネタリギヤ５０及び第２歯車対１３Ａ，１４Ａの直列減速のギヤ比に対する中間のギヤ比の回転が出力軸３に伝達される。
【００３３】
第３速（３ｒｄ）は、Ｍ／Ｔ部Ｍのブレーキ（Ｂ−３）を係合し、プラネタリ部Ｓのクラッチ（Ｃ−２）を係合することで達成される。この状態で、エンジンの回転がクラッチ（Ｃ−２）経由で第２軸２に入力され、その回転が第２プラネタリギヤ５０の第２リングギヤ５３に伝達される。この第２プラネタリギヤ５０は、ブレーキ（Ｂ−３）の係合による第２サンギヤ５１の固定を反力として第２キャリア５２に減速回転を出力するため、この回転の入力による第２歯車対１３Ａ，１４Ａのギヤ比による減速回転が出力軸３に伝達される。この出力回転は、第２プラネタリギヤ及び第２歯車対直列減速のギヤ比による減速回転となる。
【００３４】
第４速（４ｔｈ）は、Ｍ／Ｔ部Ｍの第１クラッチ（Ｃ−４）を係合すると共に、第２ブレーキ（Ｂ−３）を係合し、プラネタリ部Ｓのクラッチ（Ｃ−３）を係合することで達成される。この状態が前変速段を第３速とする３−４変速で生じる場合、共に出力軸３に連結された第１歯車対１１Ａ，１２Ａと第２歯車対１３Ａ，１４Ａが、第１歯車対１１Ａ，１２Ａについては第１クラッチ（Ｃ−４）を介して第１軸１に連結され、第２歯車対１３Ａ，１４Ａについてはブレーキ（Ｂ−３）の係合により第２プラネタリギヤ５０を介して第２軸２に連結された状態となることで、第１歯車対１１Ａ，１２Ａのギヤ比と、第２歯車対１３Ａ，１４Ａのギヤ比と第２プラネタリギヤ５０のギヤ比とを乗じたギヤ比の中間のギヤ比が第２軸２と第１軸１との間に生成され、第２軸２に連結するプラネアリギヤ２０のサンギヤ２１と第１軸１に連結するキャリア２２の回転関係が定まる。この状態が第３速での走行状態で生じるとすると、サンギヤ２１の回転はエンジン回転と等しい回転であるのに対して、キャリア２２の回転はそれより減速された回転となり、リングギヤ２３はこれらの回転に規制されて空転している。この状態でクラッチ（Ｃ−２）を解放し、クラッチ（Ｃ−３）の係合に移行して、空転中のリングギヤ２３にエンジン回転が入力されることで、予め生成された前記中間のギヤ比に従うリングギヤ２３からキャリア２２へのトルク伝達と、リングギヤ２３からキャリア２２経由でサンギヤ２１へのトルク伝達が並列的に生じ、これらのトルクが一方で第１軸１経由で第１歯車対１１Ａ，１２Ａに入力され、それで減速された出力軸３に、他方で第２軸経由で第２プラネタリギヤ５０に入力され、そこで第１段の減速がなされ、更に第２歯車対１３Ａ，１４Ａを経由して第２段目の減速がなされて出力軸３に伝達されて第４速の変速段が達成される。こうして、第２プラネタリギヤ及び第２歯車対直列減速の回転と第１歯車対単独減速に対する中間のギヤ比の回転が出力軸３に伝達される。
【００３５】
第５速（５ｔｈ）は、Ｍ／Ｔ部Ｍのクラッチ（Ｃ−４）を係合し、プラネタリ部Ｓのクラッチ（Ｃ−１）を係合することで達成される。この状態で、エンジン（Ｅ／Ｇ）の回転がクラッチ（Ｃ−１）経由で第１軸１に入力され、その回転がクラッチ（Ｃ−４）経由で第１歯車対１１Ａ，１２Ａを介して出力軸３に伝達される。この場合のギヤ比は、第１歯車対１１Ａ，１２Ａのギヤ比となる。
【００３６】
第６速（６ｔｈ）は、Ｍ／Ｔ部Ｍの第１クラッチ（Ｃ−４）を係合すると共に、第２クラッチ（Ｃ−５）を係合し、プラネタリ部Ｓのクラッチ（Ｃ−３）を係合することで達成される。この状態が前変速段を第５速とする５−６変速で生じる場合、共に出力軸３に連結された第１歯車対１１Ａ，１２Ａが第１クラッチ（Ｃ−４）を介して第１軸１に連結され、第２歯車対１３Ａ，１４Ａが第２クラッチ（Ｃ−５）を介して第２軸２に連結された状態となることで、第１歯車対１１Ａ，１２Ａのギヤ比と第２歯車対１３Ａ，１４Ａのギヤ比との中間のギヤ比が第２軸２と第１軸１との間に生成され、第２軸２に連結するプラネアリギヤ２０のサンギヤ２１と第１軸１に連結するキャリア２２の回転関係が定まる。この状態が第５速での走行状態で生じるとすると、キャリア２２の回転はエンジン回転と等しい回転であるのに対して、サンギヤ２１の回転はそれより増速された回転となり、リングギヤ２３はこれらの回転に規制されて空転している。この状態でクラッチ（Ｃ−１）を解放し、クラッチ（Ｃ−３）の係合に移行して、空転中のリングギヤ２３にエンジン回転が入力されることで、予め生成された前記中間のギヤ比に従うリングギヤ２３からキャリア２２へのトルク伝達と、リングギヤ２３からキャリア２２経由でサンギヤ２１へのトルク伝達が並列的に生じ、これらのトルクが一方で第１軸１経由で第１歯車対１１Ａ，１２Ａに入力され、それで減速されて出力軸３に、他方で第２軸経由で第２歯車対１３Ａ，１４Ａに入力され、それで減速されて出力軸３に伝達されて第６速の変速段が達成される。こうして、第２歯車対単独のギヤ比と第１歯車対単独のギヤ比に対する中間のギヤ比の回転が出力軸３に伝達される。
【００３７】
第７速（７ｔｈ）は、Ｍ／Ｔ部Ｍのクラッチ（Ｃ−５）を係合し、プラネタリ部Ｓのクラッチ（Ｃ−２）を係合することで達成される。この状態で、エンジン（Ｅ／Ｇ）の回転がクラッチ（Ｃ−２）経由で第２軸２に入力され、その回転がクラッチ（Ｃ−５）経由で第２歯車対１３Ａ，１４Ａを介して出力軸３に伝達される。この場合のギヤ比は、第２歯車対１３Ａ，１４Ａのギヤ比となる。
【００３８】
このギヤトレインでのリバース（Ｒｅｖ）は、Ｍ／Ｔ部Ｍのブレーキ（Ｂ−２）を係合し、プラネタリ部Ｓのクラッチ（Ｃ−２）とブレーキ（Ｂ−１）を共に係合することで達成される。この状態で、エンジン（Ｅ／Ｇ）の回転がクラッチ（Ｃ−２）経由でサンギヤ２１に入力され、ブレーキ（Ｂ−１）によるリングギヤ２３の係止を反力とするキャリア２２の回転が第１軸１からＭ／Ｔ部Ｍの第１リングギヤ４３に入力される。これに対して、第１プラネタリギヤ４０のサンギヤ４１は、ブレーキ（Ｂ−２）により固定されているため、第１キャリア４２から出力される逆転の減速回転が第１歯車対１１Ａ，１２Ａで更に減速されて出力軸３に伝達される。
【００３９】
このようにして達成される各変速段におけるプラネタリギヤ２０の３つの変速要素の挙動を図８に速度線図で示す。この速度線図の表記方法も第１実施形態の場合と同様である。なお、この線図の場合、○印で囲った数字は、＜１＞が第１プラネタリギヤと第１歯車対の直列の伝達状態、＜２＞が第２プラネタリギヤと第２歯車対の直列の伝達状態、＜３＞が第１歯車対単独の伝達状態、＜４＞が第２歯車単独の伝達状態を表す。
【００４０】
この速度線図から分かるように、この第１参考例においても、Ｍ／Ｔ部Ｍの第１、第２歯車対と第１、第２プラネタリギヤにより本来達成可能な奇数変速段に対する中間段としてのギヤ比が生成されるため、偶数の変速段は、それに隣り合う変速段に対する経過段となるものである。したがって、この変速機の場合も、４速変速機に対して、歯車対やプラネタリギヤを増やさずに各変速段の中間に、ギヤ比ステップを密にする形態で３速の変速段を付加することができる。また、トルク抜けを生じない変速が可能な点についても第１実施形態の場合と同様である。
【００４１】
次の図９〜図１１は、本発明の第２参考例を示す。この形態の特徴は、先の実施形態及び参考例において動力伝達流れ上でＭ／Ｔ部Ｍより上流側に配置したプラネタリ部Ｓのプラネタリギヤ２０を下流側に配置変更した点にある。図１にそのギヤトレイン構成をスケルトンで示すように、この形態におけるＭ／Ｔ部Ｍは、先の第１実施形態の場合と実質的に同様のものであるが、プラネタリギヤ２０の下流側配置に伴い、第１及び第３歯車対と第２及び第４歯車対の出力軸が二重軸の別軸とされている。この場合、第１出力軸３Ａに第２及び第４歯車対１３，１４，１７，１８が固定され、第２出力軸３Ｂに第１及び第３歯車対１１，１２，１５，１６のドッグクラッチ３２が軸方向可動かつ回転不能に連結されている。
【００４２】
プラネタリ部Ｓは、２つの入力クラッチ（Ｃ−１，Ｃ−２）を残して、プラネタリギヤ２０と変速制御のためのクラッチが直結クラッチ（Ｃ−Ｄ）としてＭ／Ｔ部Ｍの下流側に移されている。この形態では、プラネタリギヤ２０のサンギヤ２１は、Ｍ／Ｔ部Ｍの第２出力軸３Ｂに連結され、この第２出力軸３Ｂがクラッチ（Ｃ−Ｄ）を介して出力軸６に連結され、ピニオン２４，２５を支持するキャリア２２は、第１出力軸３Ａに連結され、リングギヤ２３は、出力軸６に連結されている。
【００４３】
こうした構成からなる変速機は、図１０にその作動を図表化して示すように、Ｍ／Ｔ部Ｍの第１歯車対１１，１２（この形態の説明においても第１実施形態と同様に歯車対を略号表記する）をドッグクラッチ３２で第２出力軸３Ｂに連結し、プラネタリ部Ｓのクラッチ（Ｃ−２）とダイレクトクラッチ（Ｃ−Ｄ）を係合することで第１速（１ｓｔ）を達成する。この状態で、エンジン（Ｅ／Ｇ）の回転がプラネタリ部Ｓのクラッチ（Ｃ−２）経由でＭ／Ｔ部Ｍのドライブギヤ１１に入力され、第１歯車対＜１＞で減速され、ドッグクラッチ３２を経て第２出力軸３Ｂに伝達され、ダイレクトクラッチ（Ｃ−Ｄ）を経て出力軸６に伝達される。
【００４４】
次に、第２速（２ｎｄ）は、Ｍ／Ｔ部Ｍの第１歯車対＜１＞をドッグクラッチ３２で第２出力軸３Ｂに連結すると共に、第２歯車対＜２＞をドッグクラッチ３１で第１出力軸３Ａに連結し、プラネタリ部Ｓの両クラッチ（Ｃ−１，Ｃ−２）を共に係合することで達成される。この状態では、両クラッチ（Ｃ−１，Ｃ−２）の係合でエンジン回転が第１歯車対１１，１２と第２歯車対１３，１４に同時に入力され、それらで減速されて第１出力軸３Ａと第２出力軸３Ｂに出力される。これらの回転の入力でプラネタリギヤ２０のサンギヤ２１とキャリア２２の回転が、これらのギヤ比の中間のギヤ比に規制され、リングギヤ２３からそれらの回転の中間の回転が出力軸６に伝達される。
【００４５】
第３速（３ｒｄ）は、Ｍ／Ｔ部Ｍの第２歯車対＜２＞をドッグクラッチ３１で第１出力軸３Ａに連結し、プラネタリ部Ｓのクラッチ（Ｃ−１）とダイレクトクラッチ（Ｃ−Ｄ）を係合することで達成される。この状態で、エンジン（Ｅ／Ｇ）の回転がクラッチ（Ｃ−１）経由で第２歯車対＜２＞に入力され、その回転がドッグクラッチ３１を経て第２歯車対＜２＞に伝達され、そこで第２歯車対＜２＞のギヤ比で減速されて第１出力軸３Ａに伝達される。この回転はプラネタリギヤ２０のキャリア２２入力となるが、プラネタリギヤ２０はダイレクトクラッチ（Ｃ−Ｄ）の係合による直結状態にあるため、この回転はそのまま出力軸６に伝達される。
【００４６】
第４速（４ｔｈ）は、Ｍ／Ｔ部Ｍの第２歯車対＜２＞をドッグクラッチ３１で第１出力軸３Ａに連結すると共に、第３歯車対＜３＞をドッグクラッチ３２で第２出力軸３Ｂに連結し、プラネタリ部Ｓの両クラッチ（Ｃ−１，Ｃ−２）を共に係合することで達成される。この状態で、両クラッチ（Ｃ−１，Ｃ−２）の係合でエンジン回転が第２歯車対＜２＞と第３歯車対＜３＞に同時に入力され、それらで減速されて第１出力軸３Ａと第２出力軸３Ｂに出力される。これらの回転の入力でプラネタリギヤ２０のサンギヤ２１とキャリア２２の回転が規制され、リングギヤ２３からそれらの回転の中間の回転が出力軸６に伝達される。
【００４７】
第５速（５ｔｈ）は、Ｍ／Ｔ部Ｍの第３歯車対＜３＞をドッグクラッチ３２で第２出力軸３Ｂに連結し、プラネタリ部Ｓのクラッチ（Ｃ−２）とダイレクトクラッチ（Ｃ−Ｄ）を係合することで達成される。この状態で、エンジン（Ｅ／Ｇ）の回転がクラッチ（Ｃ−２）経由で第２軸２に入力され、そこで第３歯車対＜３＞のギヤ比で減速されてドッグクラッチ３２を経て第２出力軸３Ｂに伝達される。この回転はプラネタリギヤ２０のサンギヤ２１入力となるが、プラネタリギヤ２０はダイレクトクラッチ（Ｃ−Ｄ）の係合による直結状態にあるため、この回転はそのまま出力軸６に伝達される。
【００４８】
第６速（６ｔｈ）は、Ｍ／Ｔ部Ｍの第３歯車対＜３＞をドッグクラッチ３２で第２出力軸３Ｂに連結すると共に、第４歯車対＜４＞をドッグクラッチ３１で第１出力軸３Ａに連結し、プラネタリ部Ｓの両クラッチ（Ｃ−１，Ｃ−２）を共に係合することで達成される。この状態で、両クラッチ（Ｃ−１，Ｃ−２）の係合でエンジン回転が第３歯車対＜３＞と第４歯車対＜４＞に同時に入力され、それらで減速されて第１出力軸３Ａと第２出力軸３Ｂに出力される。これらの回転の入力でプラネタリギヤ２０のサンギヤ２１とキャリア２２の回転が規制され、リングギヤ２３からそれらの回転の中間の回転が出力軸６に伝達される。
【００４９】
第７速（７ｔｈ）は、Ｍ／Ｔ部Ｍの第４歯車対＜４＞をドッグクラッチ３１で第１出力軸３Ａに連結し、プラネタリ部Ｓのクラッチ（Ｃ−１）とダイレクトクラッチ（Ｃ−Ｄ）を係合することで達成される。この状態で、エンジン（Ｅ／Ｇ）の回転がクラッチ（Ｃ−１）経由で第４歯車対＜４＞に入力され、その回転がドッグクラッチ３１を経て第４歯車対＜４＞に伝達され、そこで第４歯車対＜４＞のギヤ比で減速されて第１出力軸３Ａに伝達される。この回転はプラネタリギヤ２０のキャリア２２入力となるが、プラネタリギヤ２０はダイレクトクラッチ（Ｃ−Ｄ）の係合による直結状態にあるため、この回転はそのまま出力軸６に伝達される。
【００５０】
なお、リバース（Ｒｅｖ）は、Ｍ／Ｔ部Ｍのドッグクラッチ３２を中立として、リバースギヤ列１９，３０を第２出力軸３Ｂに連結し、プラネタリ部Ｓのクラッチ（Ｃ−２）とダイレクトクラッチ（Ｃ−Ｄ）を係合することで達成される。この状態で、エンジン（Ｅ／Ｇ）の回転がクラッチ（Ｃ−２）経由で第２軸２に入力され、その回転がリバースギヤ列１９，３０で減速且つカウンタギヤ３０経由で前記各変速段とは逆転されて第２出力軸３Ｂに伝達され、ダイレクトクラッチ（Ｃ−Ｄ）経由で出力軸６に伝達される。
【００５１】
この第２参考例においても、各奇数の変速段がプラネタリギヤ２０の変速要素を変速に関与しない単なる動力伝達部材として達成されるのに対して、各偶数の変速段は、プラネタリギヤ２０の変速要素を機能させて達成される。しかも、これら各偶数の変速段は、それを挟む奇数の変速段の達成時に連結される２つの歯車対の同時連結により達成される。
【００５２】
このようにして達成される各変速段におけるプラネタリギヤ２０の３つの変速要素の挙動を図１１に速度線図で示す。この速度線図は、一般的な自動変速機の入力回転数を基準（速度比１）として変速特性を示す表記形式に従うものであり、各変速要素であるサンギヤ、リングギヤ及びキャリアの速度比を●印で変速段を表す数字を白抜きして表しており、これらの速度比はすなわちエンジン回転数を速度比１とするものである。したがって、第７速における出力軸速度比が最も高いのは、エンジン回転に対して変速機の減速比が最も小さいことを表す。また○印で囲った数字は、その変速段において連結されるＭ／Ｔ部Ｍの第１〜第４歯車対を表す。
【００５３】
この速度線図から分かるように、偶数の変速段は、Ｍ／Ｔ部Ｍの第１〜第４歯車対により本来達成可能な奇数変速段に対する中間段としてのギヤ比で、隣り合う両偶数変速段を達成する歯車対による同時動力伝達により達成されるもので、それに隣り合う奇数の変速段に対する経過段ともなるものである。したがって、この形態の変速機によっても、従来形式の常時噛合式の４速変速機に対して、各変速段の中間に、ギヤ比ステップを密にする形態で３速の変速段を付加することができる。
【００５４】
更にこの第２参考例の場合、ギヤ比ステップを高速段側ほど狭くする設定を容易に行なうことができる利点が得られる。図１２は先の２つの実施形態及び参考例との比較を速度線図で示す（ただし、各変速段の表記については、単一の歯車対のギヤ比で達成される変速段を整数で表し、それらの中間のギヤ比による変速段を端数で表す）。この例では、最低速段と最高速段（第４速、実施形態及び参考例の第７速に相当）のギヤ比を０．３４２と２．０４４と同一に設定し、途中の変速段の第２、３速（実施形態及び参考例の第３、５速に相当）間で良好なギヤ比ステップが得られるようなギヤ比設定とした場合、図の（ｂ）に示す本形態の配置の場合、中間段を含めて全ての変速段間のギヤ比ステップについて、低速段側ギヤ比ステップ＞高速段側ギヤ比ステップの関係が成立するのに対して、図の（ａ）に示す形態の配置の場合、プラネタリギヤのキャリア−リングギヤ間のギヤ比λを単純に０．５とした場合、１．５−２速間、２．５−３速間及び３−３．５速間で、低速段側ギヤ比ステップ＜高速段側ギヤ比ステップの逆転が生じるのが分かる。このように、本形態では、中間段としての偶数段を全て上位段側に寄せたギヤ比ステップが容易に設定可能となる。
【００５５】
以上、本発明の理解のために実施形態及び参考例を３例挙げて説明したが、本発明は、例示の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の個々の請求項に記載の事項の範囲内で種々に具体的な構成を変更して実施することができるものである。これら全てを網羅するものではないが、想定される変更例として概略以下のものがある。
（１）第７速の１速飛ばしによる６速化（２）歯車対と第１軸、第２軸の関係の入替え（３）第４歯車対の廃止による５速化（４）プラネタリギヤにラビニヨタイプを使用（５）ブレーキの追加によるリバースの作成（６）ブレーキの追加による８速化（７）第４歯車対のブレーキへの変更による６速化
【００５６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第１実施形態の車両用変速機のギヤトレインを示すスケルトン図である。
【図２】第１実施形態のギヤトレインの作動図表である。
【図３】第１実施形態のギヤトレインの速度線図である。
【図４】第１実施形態の車両用変速機による加速特性を示すタイムチャートである。
【図５】従来の自動Ｍ／Ｔによる加速特性を示すタイムチャートである。
【図６】第１参考例のギヤトレインのスケルトン図である。
【図７】第１参考例のギヤトレインの作動図表である。
【図８】第１参考例のギヤトレインの速度線図である。
【図９】第２参考例のギヤトレインのスケルトン図である。
【図１０】第２参考例のギヤトレインの作動図表である。
【図１１】第２参考例のギヤトレインの速度線図である。
【図１２】第３参考例のギヤ比ステップの特性を第１実施形態及び第１参考例との比較で示す速度線図である。
【符号の説明】
Ｍ Ｍ／Ｔ部（主変速機）
Ｓ プラネタリ部（副変速機）
１１ ドライブギヤ（歯車対、変速要素）
１２ ドリブンギヤ（歯車対、変速要素）
１３ ドライブギヤ（歯車対、変速要素）
１４ ドリブンギヤ（歯車対、変速要素）
１５ ドライブギヤ（歯車対、変速要素）
１６ ドリブンギヤ（歯車対、変速要素）
１７ ドライブギヤ（歯車対、変速要素）
１８ ドリブンギヤ（歯車対、変速要素）
２０ プラネタリギヤ
３１，３２ ドッグクラッチ
４０，５０ プラネタリギヤ（変速要素）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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