(57)【要約】      （修正有）【課題】単純遊星歯車を３組、摩擦要素を５個として前進７速の自動変速機であって、遊星歯車の外径側を通る部材を極力少なくする。【解決手段】第２サンギヤは常時係止されており、第１サンギヤと第２キャリヤとは常時連結して第１回転メンバを構成しており、第１リングギヤと第３キャリヤとは常時連結して第２回転メンバを構成しており、入力軸は第３リングギヤに常時連結しており、出力軸は第２回転メンバに常時連結しており、５つの摩擦要素は、第１キャリヤの回転を係止可能な第１摩擦要素と、第２キャリヤと第３サンギヤとの間を選択的に連結する第２摩擦要素と、第２キャリヤと第３サンギヤとの間を選択的に連結する第３摩擦要素と、第２リングギヤと第２回転メンバとの間を選択的に連結する第４摩擦要素と、第２キャリヤと第３リングギヤとの間を選択的に連結する第５摩擦要素と、から構成され少なくとも前進７速及び後退１速を達成する。【選択図】図１
2009133389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のサンギヤと、該第１のサンギヤに噛み合う第１のピニオンを支持する第１のキャリヤと、該第１のピニオンに噛み合う第１のリングギヤとからなる第１の遊星歯車と、
第２のサンギヤと、該第２のサンギヤに噛み合う第２のピニオンを支持する第２のキャリヤと、該第２のピニオンに噛み合う第２のリングギヤとからなる第２の遊星歯車と、
第３のサンギヤと、該第３のサンギヤに噛み合う第３のピニオンを支持する第３のキャリヤと、該第３のピニオンに噛み合う第３のリングギヤとからなる第３の遊星歯車と、
５つの摩擦要素と、
を備え、
前記５つの摩擦要素を適宜締結解放することにより少なくとも前進７速の変速段に変速して入力軸からのトルクを出力軸に出力可能な自動変速機において、
前記第２のサンギヤは常時係止されており、
前記第１のサンギヤと前記第２のキャリヤとは連結して第１回転メンバを構成しており、
前記第１のリングギヤと前記第３のキャリヤとは連結して第２回転メンバを構成しており、
前記入力軸は前記第３のリングギヤに常時連結しており、
前記出力軸は前記第２回転メンバに常時連結しており、
前記５つの摩擦要素は、
前記第１のキャリヤの回転を係止可能な第１の摩擦要素と、
前記第２のキャリヤと前記第３のサンギヤとの間を選択的に連結する第２の摩擦要素と、
前記第２のキャリヤと前記第３のサンギヤとの間を選択的に連結する第３の摩擦要素と、
前記第２のリングギヤと前記第２回転メンバとの間を選択的に連結する第４の摩擦要素と、
前記第２のキャリヤと前記第３のリングギヤとの間を選択的に連結する第５の摩擦要素と、
から構成され、
前記５つの摩擦要素のうち二つの同時締結の組み合わせにより少なくとも前進７速及び後退１速を達成することを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
第１のサンギヤと、該第１のサンギヤに噛み合う第１のピニオンを支持する第１のキャリヤと、該第１のピニオンに噛み合う第１のリングギヤとからなる第１の遊星歯車と、
第２のサンギヤと、該第２のサンギヤに噛み合う第２のピニオンを支持する第２のキャリヤと、該第２のピニオンに噛み合う第２のリングギヤとからなる第２の遊星歯車と、
第３のサンギヤと、該第３のサンギヤに噛み合う第３のピニオンを支持する第３のキャリヤと、該第３のピニオンに噛み合う第３のリングギヤとからなる第３の遊星歯車と、
５つの摩擦要素と、
を備え、
前記５つの摩擦要素を適宜締結解放することにより少なくとも前進７速の変速段に変速して入力軸からのトルクを出力軸に出力可能な自動変速機において、
前記第１のキャリヤは常時係止されており、
前記第１のサンギヤと前記第３のサンギヤとは連結して第１回転メンバを構成しており、
前記第１のキャリヤと前記第２のリングギヤとは連結して第２回転メンバを構成しており、
前記入力軸は前記第１回転メンバに常時連結しており、
前記出力軸は前記第３のキャリヤに常時連結しており、
前記５つの摩擦要素は、
前記第２のキャリヤと前記第３のリングギヤとの間を選択的に連結する第１の摩擦要素と、
前記第１のリングギヤと前記第２のリングギヤとの間を選択的に連結する第２の摩擦要素と、
前記第２のリングギヤと前記第３のリングギヤとの間を選択的に連結する第３の摩擦要素と、
前記第２のリングギヤと前記第３のキャリヤとの間を選択的に連結する第４の摩擦要素と、
前記第１回転メンバと前記第２のキャリヤとの間を選択的に連結する第５の摩擦要素と、
から構成され、
前記５つの摩擦要素のうち二つの同時締結の組み合わせにより少なくとも前進７速及び後退１速を達成することを特徴とする自動変速機。
【請求項３】
第１のサンギヤと、該第１のサンギヤに噛み合う第１のピニオンを支持する第１のキャリヤと、該第１のピニオンに噛み合う第１のリングギヤとからなる第１の遊星歯車と、
第２のサンギヤと、該第２のサンギヤに噛み合う第２のピニオンを支持する第２のキャリヤと、該第２のピニオンに噛み合う第２のリングギヤとからなる第２の遊星歯車と、
第３のサンギヤと、該第３のサンギヤに噛み合う第３のピニオンを支持する第３のキャリヤと、該第３のピニオンに噛み合う第３のリングギヤとからなる第３の遊星歯車と、
５つの摩擦要素と、
を備え、
前記５つの摩擦要素を適宜締結解放することにより少なくとも前進７速の変速段に変速して入力軸からのトルクを出力軸に出力可能な自動変速機において、
前記第１のキャリヤは常時係止されており、
前記第１のリングギヤと前記第３のキャリヤとは連結して第１回転メンバを構成しており、
前記第１のキャリヤと前記第２のリングギヤとは連結して第２回転メンバを構成しており、
前記入力軸は前記第３リングギヤに常時連結しており、
前記出力軸は前記第１回転メンバに常時連結しており、
前記５つの摩擦要素は、
前記第１のサンギヤと前記第２のキャリヤとの間を選択的に連結する第１の摩擦要素と、
前記第２のリングギヤと前記第３のサンギヤとの間を選択的に連結する第２の摩擦要素と、
前記第２のキャリヤと前記第３のサンギヤとの間を選択的に連結する第３の摩擦要素と、
前記第２のリングギヤと前記第１回転メンバとの間を選択的に連結する第４の摩擦要素と、
前記第２のキャリヤと前記第３のリングギヤとの間を選択的に連結する第５の摩擦要素と、
から構成され、
前記５つの摩擦要素のうち二つの同時締結の組み合わせにより少なくとも前進７速及び後退１速を達成することを特徴とする自動変速機。
【請求項４】
第１のサンギヤと、該第１のサンギヤに噛み合う第１のピニオンを支持する第１のキャリヤと、該第１のピニオンに噛み合う第１のリングギヤとからなる第１の遊星歯車と、
第２のサンギヤと、該第２のサンギヤに噛み合う第２のピニオンを支持する第２のキャリヤと、該第２のピニオンに噛み合う第２のリングギヤとからなる第２の遊星歯車と、
第３のサンギヤと、該第３のサンギヤに噛み合う第３のピニオンを支持する第３のキャリヤと、該第３のピニオンに噛み合う第３のリングギヤとからなる第３の遊星歯車と、
５つの摩擦要素と、
を備え、
前記５つの摩擦要素を適宜締結解放することにより少なくとも前進７速の変速段に変速して入力軸からのトルクを出力軸に出力可能な自動変速機において、
前記第１のキャリヤは常時係止されており、
前記第１のリングギヤと前記第３のリングギヤとは連結して第１回転メンバを構成しており、
前記第１のキャリヤと前記第２のリングギヤとは連結して第２回転メンバを構成しており、
前記入力軸は前記第３のサンギヤに常時連結しており、
前記出力軸は前記第３のキャリヤに常時連結しており、
前記５つの摩擦要素は、
前記第２のキャリヤの回転を係止可能な第１の摩擦要素と、
前記第２のサンギヤと前記第３のキャリヤとの間を選択的に連結する第２の摩擦要素と、
前記第２のキャリヤと前記第１回転メンバとの間を選択的に連結する第３の摩擦要素と、
前記第２のサンギヤと前記第３のサンギヤとの間を選択的に連結する第４の摩擦要素と、
前記第２のキャリヤと前記第３のサンギヤとの間を選択的に連結する第５の摩擦要素と、
から構成され、
前記５つの摩擦要素のうち二つの同時締結の組み合わせにより少なくとも前進７速及び後退１速を達成することを特徴とする自動変速機。
【請求項５】
第１のサンギヤと、該第１のサンギヤに噛み合う第１のピニオンを支持する第１のキャリヤと、該第１のピニオンに噛み合う第１のリングギヤとからなる第１の遊星歯車と、
第２のサンギヤと、該第２のサンギヤに噛み合う第２のピニオンを支持する第２のキャリヤと、該第２のピニオンに噛み合う第２のリングギヤとからなる第２の遊星歯車と、
第３のサンギヤと、該第３のサンギヤに噛み合う第３のピニオンを支持する第３のキャリヤと、該第３のピニオンに噛み合う第３のリングギヤとからなる第３の遊星歯車と、
５つの摩擦要素と、
を備え、
前記５つの摩擦要素を適宜締結解放することにより少なくとも前進７速の変速段に変速して入力軸からのトルクを出力軸に出力可能な自動変速機において、
前記第１のキャリヤは常時係止されており、
前記第１のリングギヤと前記第２のリングギヤとは連結して第１回転メンバを構成しており、
前記第１のキャリヤと前記第２のサンギヤとは連結して第２回転メンバを構成しており、
前記入力軸は前記第３のサンギヤに常時連結しており、
前記出力軸は前記第３のキャリヤに常時連結しており、
前記５つの摩擦要素は、
前記第１のサンギヤと前記第３のサンギヤとの間を選択的に連結する第１の摩擦要素と、
前記第２のリングギヤと前記第３のリングギヤとの間を選択的に連結する第２の摩擦要素と、
前記第２のキャリヤと前記第３のリングギヤとの間を選択的に連結する第３の摩擦要素と、
前記第１回転メンバと前記第３のキャリヤとの間を選択的に連結する第４の摩擦要素と、
前記第２のキャリヤと前記第３のサンギヤとの間を選択的に連結する第５の摩擦要素と、
から構成され、
前記５つの摩擦要素のうち二つの同時締結の組み合わせにより少なくとも前進７速及び後退１速を達成することを特徴とする自動変速機。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか１つに記載の自動変速機において、
前記前進７速を達成する前記第１〜第５の摩擦要素のうちの２つの同時締結の組み合わせは、前記第１の摩擦要素と前記第２の摩擦要素の同時締結、前記第１の摩擦要素と前記第３の摩擦要素の同時締結、前記第２の摩擦要素と前記第３の摩擦要素の同時締結、前記第３の摩擦要素と前記第４の摩擦要素の同時締結、前記第３の摩擦要素と前記第５の摩擦要素の同時締結、前記第２の摩擦要素と前記第５の摩擦要素の同時締結、前記第４の摩擦要素と前記第５の摩擦要素の同時締結の７つの組み合わせであることを特徴とする自動変速機。
【請求項７】
請求項６に記載の自動変速機において、
前記後退１速を達成する前記第１〜第５の摩擦要素のうちの２つの同時締結は、前記第１の摩擦要素と前記第４又は第５の摩擦要素の同時締結であることを特徴とする自動変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の変速機として適用される有段式の自動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、遊星歯車３組を使用して前進７速を達成する自動変速機として、例えば特許文献１や特許文献２に記載の技術が知られている。特許文献１には、伝達効率やギヤノイズに有利で、ピニオンギヤが小径とならず耐久性に有利なシングルピニオン型遊星歯車を３組、摩擦要素６個を使用して前進７速を達成する自動変速機が開示されている。また、同様に、特許文献２には、シングルピニオン型遊星歯車を３組、摩擦要素５個を使用して前進６速〜８速を達成する自動変速機が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１７６７６５号公報
【特許文献２】USP 6648791，Fig.23，24，25，26
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１については、前進７速を達成するのに最低６個の摩擦要素を必要とするため、摩擦要素の数が多く、部品点数や軸方向寸法の増大を招くという問題がある。
【０００４】
特許文献２については、前進７速を達成するのに摩擦要素が５個であり、特許文献１に比べて摩擦要素の数が少なく部品点数を少なく出来るという効果はある。
しかしながら、この特許文献２のFig.23，24に記載された自動変速機は、遊星歯車の外径側を通る連結部材が多く、燃費の悪化につながるという問題がある。例えば、Fig23については、中央の遊星歯車のリングギヤの外径側を通る部材は３層構造となっている。このため、一般的に自動変速機は、軸中心側より遠心力を利用して潤滑油が放出されて、潤滑必要部を経由して自動変速機の下部に設けられたオイルパンに回収されることになるが、遊星歯車の外径側に例えばドラム部材といった連結部材が多層構造になっていると、潤滑油が上記部材の内部に滞留しやすくなり、これらは走行中に回転する部材であることが多いから、フリクションが増大して燃費が悪化するという問題がある。
【０００５】
本発明の目的とするところは、単純遊星歯車を３組、摩擦要素を５個として前進７速を達成することができる自動変速機であって、遊星歯車の外径側を通る部材を極力少なくすることが可能な自動変速機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、第１の発明では、第１のサンギヤと、該第１のサンギヤに噛み合う第１のピニオンを支持する第１のキャリヤと、該第１のピニオンに噛み合う第１のリングギヤとからなる第１の遊星歯車と、第２のサンギヤと、該第２のサンギヤに噛み合う第２のピニオンを支持する第２のキャリヤと、該第２のピニオンに噛み合う第２のリングギヤとからなる第２の遊星歯車と、第３のサンギヤと、該第３のサンギヤに噛み合う第３のピニオンを支持する第３のキャリヤと、該第３のピニオンに噛み合う第３のリングギヤとからなる第３の遊星歯車と、５つの摩擦要素と、を備え、前記５つの摩擦要素を適宜締結解放することにより少なくとも前進７速の変速段に変速して入力軸からのトルクを出力軸に出力可能な自動変速機において、前記第２のサンギヤは常時係止されており、前記第１のサンギヤと前記第２のキャリヤとは連結して第１回転メンバを構成しており、前記第１のリングギヤと前記第３のキャリヤとは連結して第２回転メンバを構成しており、前記入力軸は前記第３のリングギヤに常時連結しており、前記出力軸は前記第２回転メンバに常時連結しており、前記５つの摩擦要素は、前記第１のキャリヤの回転を係止可能な第１の摩擦要素と、前記第２のキャリヤと前記第３のサンギヤとの間を選択的に連結する第２の摩擦要素と、前記第２のキャリヤと前記第３のサンギヤとの間を選択的に連結する第３の摩擦要素と、前記第２のリングギヤと前記第２回転メンバとの間を選択的に連結する第４の摩擦要素と、前記第２のキャリヤと前記第３のリングギヤとの間を選択的に連結する第５の摩擦要素と、から構成され、前記５つの摩擦要素のうち二つの同時締結の組み合わせにより少なくとも前進７速及び後退１速を達成することを特徴とする。
【０００７】
第２の発明では、第１のサンギヤと、該第１のサンギヤに噛み合う第１のピニオンを支持する第１のキャリヤと、該第１のピニオンに噛み合う第１のリングギヤとからなる第１の遊星歯車と、第２のサンギヤと、該第２のサンギヤに噛み合う第２のピニオンを支持する第２のキャリヤと、該第２のピニオンに噛み合う第２のリングギヤとからなる第２の遊星歯車と、第３のサンギヤと、該第３のサンギヤに噛み合う第３のピニオンを支持する第３のキャリヤと、該第３のピニオンに噛み合う第３のリングギヤとからなる第３の遊星歯車と、５つの摩擦要素と、を備え、前記５つの摩擦要素を適宜締結解放することにより少なくとも前進７速の変速段に変速して入力軸からのトルクを出力軸に出力可能な自動変速機において、前記第１のキャリヤは常時係止されており、前記第１のサンギヤと前記第３のサンギヤとは連結して第１回転メンバを構成しており、前記第１のキャリヤと前記第２のリングギヤとは連結して第２回転メンバを構成しており、前記入力軸は前記第１回転メンバに常時連結しており、前記出力軸は前記第３のキャリヤに常時連結しており、前記５つの摩擦要素は、前記第２のキャリヤと前記第３のリングギヤとの間を選択的に連結する第１の摩擦要素と、前記第１のリングギヤと前記第２のリングギヤとの間を選択的に連結する第２の摩擦要素と、前記第２のリングギヤと前記第３のリングギヤとの間を選択的に連結する第３の摩擦要素と、前記第２のリングギヤと前記第３のキャリヤとの間を選択的に連結する第４の摩擦要素と、前記第１回転メンバと前記第２のキャリヤとの間を選択的に連結する第５の摩擦要素と、から構成され、前記５つの摩擦要素のうち二つの同時締結の組み合わせにより少なくとも前進７速及び後退１速を達成することを特徴とする。
【０００８】
第３の発明では、第１のサンギヤと、該第１のサンギヤに噛み合う第１のピニオンを支持する第１のキャリヤと、該第１のピニオンに噛み合う第１のリングギヤとからなる第１の遊星歯車と、第２のサンギヤと、該第２のサンギヤに噛み合う第２のピニオンを支持する第２のキャリヤと、該第２のピニオンに噛み合う第２のリングギヤとからなる第２の遊星歯車と、第３のサンギヤと、該第３のサンギヤに噛み合う第３のピニオンを支持する第３のキャリヤと、該第３のピニオンに噛み合う第３のリングギヤとからなる第３の遊星歯車と、５つの摩擦要素と、を備え、前記５つの摩擦要素を適宜締結解放することにより少なくとも前進７速の変速段に変速して入力軸からのトルクを出力軸に出力可能な自動変速機において、前記第１のキャリヤは常時係止されており、前記第１のリングギヤと前記第３のキャリヤとは連結して第１回転メンバを構成しており、前記第１のキャリヤと前記第２のリングギヤとは連結して第２回転メンバを構成しており、前記入力軸は前記第３リングギヤに常時連結しており、前記出力軸は前記第１回転メンバに常時連結しており、前記５つの摩擦要素は、前記第１のサンギヤと前記第２のキャリヤとの間を選択的に連結する第１の摩擦要素と、前記第２のリングギヤと前記第３のサンギヤとの間を選択的に連結する第２の摩擦要素と、前記第２のキャリヤと前記第３のサンギヤとの間を選択的に連結する第３の摩擦要素と、前記第２のリングギヤと前記第１回転メンバとの間を選択的に連結する第４の摩擦要素と、前記第２のキャリヤと前記第３のリングギヤとの間を選択的に連結する第５の摩擦要素と、から構成され、前記５つの摩擦要素のうち二つの同時締結の組み合わせにより少なくとも前進７速及び後退１速を達成することを特徴とする。
【０００９】
第４の発明では、第１のサンギヤと、該第１のサンギヤに噛み合う第１のピニオンを支持する第１のキャリヤと、該第１のピニオンに噛み合う第１のリングギヤとからなる第１の遊星歯車と、第２のサンギヤと、該第２のサンギヤに噛み合う第２のピニオンを支持する第２のキャリヤと、該第２のピニオンに噛み合う第２のリングギヤとからなる第２の遊星歯車と、第３のサンギヤと、該第３のサンギヤに噛み合う第３のピニオンを支持する第３のキャリヤと、該第３のピニオンに噛み合う第３のリングギヤとからなる第３の遊星歯車と、５つの摩擦要素と、を備え、前記５つの摩擦要素を適宜締結解放することにより少なくとも前進７速の変速段に変速して入力軸からのトルクを出力軸に出力可能な自動変速機において、前記第１のキャリヤは常時係止されており、前記第１のリングギヤと前記第３のリングギヤとは連結して第１回転メンバを構成しており、前記第１のキャリヤと前記第２のリングギヤとは連結して第２回転メンバを構成しており、前記入力軸は前記第３のサンギヤに常時連結しており、前記出力軸は前記第３のキャリヤに常時連結しており、前記５つの摩擦要素は、前記第２のキャリヤの回転を係止可能な第１の摩擦要素と、前記第２のサンギヤと前記第３のキャリヤとの間を選択的に連結する第２の摩擦要素と、前記第２のキャリヤと前記第１回転メンバとの間を選択的に連結する第３の摩擦要素と、前記第２のサンギヤと前記第３のサンギヤとの間を選択的に連結する第４の摩擦要素と、前記第２のキャリヤと前記第３のサンギヤとの間を選択的に連結する第５の摩擦要素と、から構成され、前記５つの摩擦要素のうち二つの同時締結の組み合わせにより少なくとも前進７速及び後退１速を達成することを特徴とする。
【００１０】
第５の発明では、第１のサンギヤと、該第１のサンギヤに噛み合う第１のピニオンを支持する第１のキャリヤと、該第１のピニオンに噛み合う第１のリングギヤとからなる第１の遊星歯車と、第２のサンギヤと、該第２のサンギヤに噛み合う第２のピニオンを支持する第２のキャリヤと、該第２のピニオンに噛み合う第２のリングギヤとからなる第２の遊星歯車と、第３のサンギヤと、該第３のサンギヤに噛み合う第３のピニオンを支持する第３のキャリヤと、該第３のピニオンに噛み合う第３のリングギヤとからなる第３の遊星歯車と、５つの摩擦要素と、を備え、前記５つの摩擦要素を適宜締結解放することにより少なくとも前進７速の変速段に変速して入力軸からのトルクを出力軸に出力可能な自動変速機において、前記第１のキャリヤは常時係止されており、前記第１のリングギヤと前記第２のリングギヤとは連結して第１回転メンバを構成しており、前記第１のキャリヤと前記第２のサンギヤとは連結して第２回転メンバを構成しており、前記入力軸は前記第３のサンギヤに常時連結しており、前記出力軸は前記第３のキャリヤに常時連結しており、前記５つの摩擦要素は、前記第１のサンギヤと前記第３のサンギヤとの間を選択的に連結する第１の摩擦要素と、前記第２のリングギヤと前記第３のリングギヤとの間を選択的に連結する第２の摩擦要素と、前記第２のキャリヤと前記第３のリングギヤとの間を選択的に連結する第３の摩擦要素と、前記第１回転メンバと前記第３のキャリヤとの間を選択的に連結する第４の摩擦要素と、前記第２のキャリヤと前記第３のサンギヤとの間を選択的に連結する第５の摩擦要素と、から構成され、前記５つの摩擦要素のうち二つの同時締結の組み合わせにより少なくとも前進７速及び後退１速を達成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
よって、本発明の自動変速機にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
(1)３組の単純遊星歯車と５つの摩擦要素で前進７速を達成できるため、伝達効率やギヤノイズが改善され、かつギヤの耐久性が向上する。
(2)３組の遊星歯車の外径側に連結部材が３層とせずに、３組の単純遊星歯車と５つの摩擦要素で前進７速後退１速を達成できる。これにより、潤滑油が滞留しにくくなり、フリクションを低減することで燃費を向上させるとともに、油温上昇により耐久性の悪化を防止することができる。
(3)３組の遊星歯車の内径側を通る部材が最大でも２軸構造にしつつ、３組の単純遊星歯車と５つの摩擦要素で前進７速後退１速を達成できる。よって、特許文献２に比べてサンギヤの寸法が規制されることがなく、遊星歯車の歯数比の自由度が大きいため設計自由度を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の有段自動変速機の変速機構を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１３】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１の有段式の自動変速機の変速機構を示すスケルトン図、図２は実施例１の自動変速機における摩擦要素の結合表と減速比の具体例を示す図である。
【００１４】
実施例１の自動変速機は、図１に示すように、ギヤトレーンとして、シングルピニオン型の３組の遊星歯車組である第１遊星歯車組PG1，第２遊星歯車組PG2及び第３遊星歯車組PG3を備えている。第１遊星歯車組PG1は、第１サンギヤS1と、第１リングギヤR1と、第１サンギヤS1と第１リングギヤR1に噛み合う第１ピニオンP1と、を有する。第２遊星歯車組PG2は、第２サンギヤS2と、第２リングギヤR2と、第２サンギヤS2と第２リングギヤR2に噛み合う第２ピニオンP2と、を有する。第３遊星歯車組PG3は、第３サンギヤS3と、第３リングギヤR3と、第３サンギヤS3と第３リングギヤR3に噛み合う第３ピニオンP3と、を有する。第１，第２及び第３ピニオンP1，P2，P3は、それぞれ第１，第２及び第３キャリヤPC1，PC2，PC3に対して回転可能に支持されている。
【００１５】
第１サンギヤS1と第２キャリヤPC2は常時連結されて第１回転メンバM1を構成している。第１リングギヤR1と第３キャリヤPC3は常時連結されて第２回転メンバM2を構成している。第２サンギヤS2は変速機ケース１に対して常時係止されている。入力軸INは第３リングギヤR3と常時連結されている。出力軸OUTは第２回転メンバM2に常時連結されている。
【００１６】
自動変速機には、１つのブレーキである第１摩擦要素Aと、４つのクラッチである第２，第３，第４，第５摩擦要素B,C,D,Eが設けられている。第１摩擦要素Aは、第１キャリヤPC1と変速機ケース１の間に設けられ、第１キャリヤPC1の回転を選択的に係止する。第２摩擦要素Bは、第２リングギヤR2と第３サンギヤS3との間に設けられ、第２リングギヤR2と第３サンギヤS3とを選択的に連結する。第３摩擦要素Cは、第２キャリヤPC2と第３サンギヤS3との間に設けられ、第２キャリヤPC2と第３サンギヤS3とを選択的に連結する。第４摩擦要素Dは、第２リングギヤR2と第２回転メンバM2（第１リングギヤR1，第３キャリヤR3）との間に設けられ、第２リングギヤR2と第２回転メンバM2とを選択的に連結する。第５摩擦要素Eは、第２キャリヤPC2と第３リングギヤR3との間に設けられ、第２キャリヤPC2と第３リングギヤR3とを選択的に連結する。
【００１７】
出力軸OUTには、出力ギヤ等が設けられ、図外のディファレンシャルギヤやドライブシャフトを介して駆動輪へ回転駆動力が伝達される。実施例１の場合、出力軸OUTは他のメンバ等に塞がれているため前輪駆動車に適用可能とされている。
【００１８】
各ギヤ段での前記摩擦要素の結合（締結）の関係を、図２の結合表により説明する（変速制御手段）。尚、表中の○印は締結、空欄は解放を表している。
【００１９】
まず、前進時について説明する。１速は、第１摩擦要素Aと第２摩擦要素Bの締結により達成する。２速は、第１摩擦要素Aと第３摩擦要素Cの締結により達成する。３速は、第２摩擦要素Bと第３摩擦要素Cの締結により達成する。４速は、第３摩擦要素Cと第４摩擦要素Dの締結により達成する。５速は、第３摩擦要素Cと第５摩擦要素Eの締結により達成する。６速は、第２摩擦要素Bと第５摩擦要素Eの締結により達成する。７速は、第４摩擦要素Dと第５摩擦要素Eの締結により達成する。後退速は、第１摩擦要素Aと第５摩擦要素Eの締結により達成する。
【００２０】
次に、図２により実施例１での減速比の具体例を説明する。ここで、第１遊星歯車組PG1の歯数比ρ1＝ZS1／ZR1＝0.30、第２遊星歯車組PG2の歯数比ρ2＝ZS2／ZR2＝0.55、第３遊星歯車組PG3の歯数比ρ3＝ZS3／ZR3＝0.55とする事例により説明する。尚、ZS1,ZS2,ZS3,ZR1,ZR2,ZR3は各ギヤの歯数を表す。
【００２１】
前進１速の減速比ｉ1は、
ｉ1＝１＋ρ3＋(１＋ρ2)ρ3／ρ1
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進１速の減速比ｉ1は、ｉ1＝4.392，減速比の逆数は0.228となる。
【００２２】
前進２速の減速比ｉ2は、
ｉ2＝１＋ρ3＋ρ3／ρ1
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進２速の減速比ｉ2は、ｉ2＝3.383，減速比の逆数は0.296となる。
【００２３】
前進３速の減速比ｉ3は、
ｉ3＝１＋ρ3
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進３速の減速比ｉ3は、ｉ3＝1.550，減速比の逆数は0.645となる。
【００２４】
前進４速の減速比ｉ4は、
ｉ4＝１＋ρ3−ρ2／(１＋ρ2)
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進４速の減速比ｉ4は、ｉ4＝1.195，減速比の逆数は0.837となる。
【００２５】
前進５速の減速比ｉ5は、
ｉ5＝1.0
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入するまでもなく、
前進５速の減速比ｉ5は、ｉ5＝1.000，減速比の逆数は1.000となる。
【００２６】
前進６速の減速比ｉ6は、
ｉ6＝（１＋ρ3）／（１＋ρ3＋ρ2ρ3）
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進６速の減速比ｉ6は、ｉ6＝0.837，減速比の逆数は1.195となる。
【００２７】
前進７速の減速比ｉ7は、
ｉ7＝１／（１＋ρ2）
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進７速の減速比ｉ7は、ｉ7＝0.645，減速比の逆数は1.550となる。
【００２８】
後退速の減速比ｉRは、
ｉR＝−１／ρ1
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
後退速の減速比ｉRは、ｉR＝-3.333，減速比の逆数は-0.300となる。
【００２９】
〔実施例１の効果〕
・スケルトン全体による効果
実施例１では、単純遊星３組と５つの摩擦要素という単純で少ない構成要素でありながら、適正な減速比を確保可能な前進７速後退１速の自動変速機を実現することができる。
【００３０】
・単純遊星３組を使用することによる効果
単純遊星３組で構成することにより、ダブルピニオンを使う場合に比べて、伝達効率やギヤノイズが改善されると共に、ピニオンを小径とする必要がないため、ギヤの耐久性が向上する。
【００３１】
・前進のレーシオカバレッジに基づく効果
前進のレーシオカバレッジ（ギヤ比幅）とは、最低段の減速比／最高段の減速比をいい、この値は、大きい値であるほど各前進段でのギヤ比設定自由度が高くなるということができる。実施例１での具体的な数値は、前進１速の減速比が4.392で、前進７速の減速比が0.645であるため、１−７速レーシオカバレッジは6.81となり、十分なレーシオカバレッジを確保できる。よって、例えば、動力源としてエンジン回転数幅がガソリンエンジンよりも狭く、同排気量で比較した場合にトルクが大きいディーゼルエンジンを動力源として搭載した車両の変速機としても有用である。
【００３２】
また、レーシオカバレッジの割に、低速側のギヤ比が大きいと、ファイナルギヤへ伝達するトルクが大きくなる。このため、自動変速機やプロペラシャフトの強度が必要となり、車両全体が大型化する。つまり、同一のレーシオカバレッジであるならば、最低速変速比はそれほど大きくない方が好ましい。先行技術のUSP 6648791のFig.23の自動変速機は、最高変速段のギヤ比が１であるので、レーシオカバレッジを大きくしようとすると最低変速段のギヤ比を大きくしなければならず、自動変速機やプロペラシャフトが大型化する。一方、実施例１の自動変速機は、最低変速段のギヤ比をそれほど大きくすることなく、十分なレーシオカバレッジを確保することができる。
【００３３】
・変速時における摩擦要素の切換え数に基づく効果
(i)変速時において、仮に、一つ以上の摩擦要素を解放し二つ以上の摩擦要素を締結する、もしくは、二つ以上の摩擦要素を解放し一つ以上の摩擦要素を締結すると、摩擦要素の締結・解放のタイミングやトルクの制御が複雑となる。そこで、変速制御の複雑化を回避する観点から、一つの摩擦要素を解放し、一つの摩擦要素を締結するのが好ましいとされる。いわゆる二重掛け替えの防止である。実施例１においては、前進１速から前進２速までは第１摩擦要素Aが締結したままの状態で変速し、前進２速から前進５速までは第３摩擦要素Cが締結したままの状態で変速し、前進５速から前進７速までは第５摩擦要素Eが締結したままの状態で変速する。すなわち、前進１速から前進７速までの隣接するギヤ段への変速は、全て一つの摩擦要素を解放し、他の一つの摩擦要素を締結する掛け替え変速により達成できる。よって、変速時における制御の複雑化を回避できる。
【００３４】
・レイアウトに基づく効果
(i)実施例１の自動変速機は、図１のスケルトン図に示すように、３組の遊星歯車の外径側に連結部材が３層とならない。更に言うと、第３遊星歯車組PG3の外径側には連結部材が一切存在しない。これにより、潤滑油が滞留しにくくなり、フリクションを低減することで燃費が向上する。
【００３５】
(ii)また、図１のスケルトン図に示すように、遊星歯車組の外周側を通る回転メンバは、一層構造である。自動変速機は冷却や潤滑を目的として、各回転要素であるギヤやベアリング等に潤滑油を常に供給している。また、この潤滑は一般に軸心側から遠心力により供給される。このとき、外周側において潤滑油の排出性が悪化すると、油温が上昇し、摩擦要素や図示しない軸受け部材などの耐久性が低下する。実施例１では、上述したように、遊星歯車組の外周側を通る回転メンバは一層構造であり、特に第３遊星歯車組PG3の外周には回転メンバが存在しないため、潤滑油の排出性が悪化することがなく、油温上昇が抑制されて、耐久性が向上する。
【００３６】
(iii)実施例１の自動変速機は、遊星歯車組の一方側から入力し、他方側から出力することが可能な自動変速機であるため、前輪駆動車及び後輪駆動車のどちらの車両にも適用でき、自動変速機の適用範囲を広くすることができる。
【００３７】
(iv)３組の遊星歯車の内径側を通る部材が１軸構造となっている。よって、特許文献２に比べてサンギヤの寸法が規制されることがなく、遊星歯車の歯数比の自由度が大きいため設計自由度を向上できる。
【００３８】
・摩擦要素数の観点に基づく効果
実施例１での摩擦要素数は、第１摩擦要素Aがブレーキとされている。すなわち、ブレーキを備えたことで、クラッチ数が多い場合に比べ、シールリング数や遠心キャンセル機構の増加を抑制することが可能となり、燃費を向上しつつ、部品点数や軸方向寸法の増加を抑制することができる。
【実施例２】
【００３９】
まず、構成を説明する。
図３は実施例２の有段式の自動変速機の変速機構を示すスケルトン図、図４は実施例２の自動変速機における摩擦要素の結合表と減速比の具体例を示す図である。
【００４０】
実施例２の自動変速機は、図３に示すように、ギヤトレーンとして、シングルピニオン型の３組の遊星歯車組である第１遊星歯車組PG1，第２遊星歯車組PG2及び第３遊星歯車組PG3を備えている。第１遊星歯車組PG1は、第１サンギヤS1と、第１リングギヤR1と、第１サンギヤS1と第１リングギヤR1に噛み合う第１ピニオンP1と、を有する。第２遊星歯車組PG2は、第２サンギヤS2と、第２リングギヤR2と、第２サンギヤS2と第２リングギヤR2に噛み合う第２ピニオンP2と、を有する。第３遊星歯車組PG3は、第３サンギヤS3と、第３リングギヤR3と、第３サンギヤS3と第３リングギヤR3に噛み合う第３ピニオンP3と、を有する。第１，第２及び第３ピニオンP1，P2，P3は、それぞれ第１，第２及び第３キャリヤPC1，PC2，PC3に対して回転可能に支持されている。
【００４１】
第１サンギヤS1と第３サンギヤS3は常時連結されて第１回転メンバM1を構成している。第１キャリヤPC1と第２サンギヤS2は常時連結されて第２回転メンバM2を構成している。入力軸INは第１回転メンバM1と常時連結されている。出力軸OUTは第３キャリヤPC3に常時連結されている。第１キャリヤPC1（及び第２回転メンバM2を介して連結された第２サンギヤS2）は変速機ケース１に対して常時係止されている。
【００４２】
自動変速機には、５つのクラッチである第１〜第５摩擦要素A,B,C,D,Eが設けられている。第１摩擦要素Aは、第２キャリヤPC2と第３リングギヤR3との間に設けられ、第２キャリヤPC2と第３リングギヤR3とを選択的に連結する。第２摩擦要素Bは、第１リングギヤR1と第２リングギヤR2の間に設けられ、第１リングギヤR1と第２リングギヤR2とを選択的に連結する。第３摩擦要素Cは、第２リングギヤR2と第３リングギヤR3との間に設けられ、第２リングギヤR2と第３リングギヤR3とを選択的に連結する。第４摩擦要素Dは、第２リングギヤR2と第３キャリヤPC3との間に設けられ、第２リングギヤR2と第３キャリヤPC3とを選択的に連結する。第５摩擦要素Eは、第１回転メンバM1と第２キャリヤPC2との間に設けられ、第１回転メンバM1と第２キャリヤPC2とを選択的に連結する。
【００４３】
出力軸OUTには、出力ギヤ等が設けられ、図外のディファレンシャルギヤやドライブシャフトを介して駆動輪へ回転駆動力が伝達される。実施例２の場合、出力軸OUTは他のメンバ等に塞がれていないため前輪駆動車と後輪駆動車の両方に適用可能とされている。
【００４４】
各ギヤ段での前記摩擦要素の結合（締結）の関係を、図４の結合表により説明する（変速制御手段）。尚、表中の○印は締結、空欄は解放を表している。
【００４５】
まず、前進時について説明する。１速は、第１摩擦要素Aと第２摩擦要素Bの締結により達成する。２速は、第１摩擦要素Aと第３摩擦要素Cの締結により達成する。３速は、第２摩擦要素Bと第３摩擦要素Cの締結により達成する。４速は、第３摩擦要素Cと第４摩擦要素Dの締結により達成する。５速は、第３摩擦要素Cと第５摩擦要素Eの締結により達成する。６速は、第２摩擦要素Bと第５摩擦要素Eの締結により達成する。７速は、第４摩擦要素Dと第５摩擦要素Eの締結により達成する。後退速は、第１摩擦要素Aと第４摩擦要素Dの締結により達成する。
【００４６】
次に、図４により実施例２での減速比の具体例を説明する。ここで、第１遊星歯車組PG1の歯数比ρ1＝ZS1／ZR1＝0.30、第２遊星歯車組PG2の歯数比ρ2＝ZS2／ZR2＝0.30、第３遊星歯車組PG3の歯数比ρ3＝ZS3／ZR3＝0.60とする事例により説明する。尚、ZS1,ZS2,ZS3,ZR1,ZR2,ZR3は各ギヤの歯数を表す。
【００４７】
前進１速の減速比ｉ1は、
ｉ1＝（１＋ρ3）／(ρ3−ρ1)
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進１速の減速比ｉ1は、ｉ1＝5.333，減速比の逆数は0.188となる。
【００４８】
前進２速の減速比ｉ2は、
ｉ2＝(１＋ρ2)(１＋ρ3)／（ρ3＋ρ2ρ3−ρ1）
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進２速の減速比ｉ2は、ｉ2＝4.333，減速比の逆数は0.231となる。
【００４９】
前進３速の減速比ｉ3は、
ｉ3＝(１＋ρ3)／ρ3
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進３速の減速比ｉ3は、ｉ3＝2.667，減速比の逆数は0.375となる。
【００５０】
前進４速の減速比ｉ4は、
ｉ4＝(ρ2＋ρ3＋ρ2ρ3)／(ρ3(１＋ρ2))
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進４速の減速比ｉ4は、ｉ4＝1.385，減速比の逆数は0.722となる。
【００５１】
前進５速の減速比ｉ5は、
ｉ5＝1.0
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入するまでもなく、
前進５速の減速比ｉ5は、ｉ5＝1.000，減速比の逆数は1.000となる。
【００５２】
前進６速の減速比ｉ6は、
ｉ6＝（１＋ρ3）／(１＋ρ2＋ρ3)
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進６速の減速比ｉ6は、ｉ6＝0.842，減速比の逆数は1.188となる。
【００５３】
前進７速の減速比ｉ7は、
ｉ7＝１／(１＋ρ2)
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進７速の減速比ｉ7は、ｉ7＝0.769，減速比の逆数は1.300となる。
【００５４】
後退速の減速比ｉRは、
ｉR＝−１／ρ1
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
後退速の減速比ｉRは、ｉR＝-3.333，減速比の逆数は-0.300となる。
【００５５】
〔実施例２の効果〕
・スケルトン全体による効果
実施例２では、単純遊星３組と５つの摩擦要素という単純で少ない構成要素でありながら、適正な減速比を確保可能な前進７速後退１速の自動変速機を実現することができる。
【００５６】
・単純遊星３組を使用することによる効果
単純遊星３組で構成することにより、ダブルピニオンを使う場合に比べて、伝達効率やギヤノイズが改善されると共に、ピニオンを小径とする必要がないため、ギヤの耐久性が向上する。
【００５７】
・前進のレーシオカバレッジに基づく効果
前進のレーシオカバレッジ（ギヤ比幅）とは、最低段の減速比／最高段の減速比をいい、この値は、大きい値であるほど、発進加速性と高速巡航での燃費との両立性に優れ、かつ各前進段でのギヤ比設定自由度が高くなるということができる。実施例２での具体的な数値は、前進１速の減速比が5.333で、前進７速の減速比が0.769であるため、１−７速レーシオカバレッジは6.93となり、十分なレーシオカバレッジを確保できる。よって、例えば、動力源としてエンジン回転数幅がガソリンエンジンよりも狭く、同排気量で比較した場合にトルクが大きいディーゼルエンジンを動力源として搭載した車両の変速機としても有用である。
【００５８】
また、レーシオカバレッジの割に、低速側のギヤ比が大きいと、ファイナルギヤへ伝達するトルクが大きくなる。このため、自動変速機やプロペラシャフトの強度が必要となり、車両全体が大型化する。つまり、同一のレーシオカバレッジであるならば、最低速変速比はそれほど大きくない方が好ましい。先行技術のUSP 6648791のFig.23の自動変速機は、最高変速段のギヤ比が１であるので、レーシオカバレッジを大きくしようとすると最低変速段のギヤ比を大きくしなければならず、自動変速機やプロペラシャフトが大型化する。一方、実施例２の自動変速機は、最低変速段のギヤ比をそれほど大きくすることなく、十分なレーシオカバレッジを確保することができる。
【００５９】
・変速時における摩擦要素の切換え数に基づく効果
(i)変速時において、仮に、一つ以上の摩擦要素を解放し二つ以上の摩擦要素を締結する、もしくは、二つ以上の摩擦要素を解放し一つ以上の摩擦要素を締結すると、摩擦要素の締結・解放のタイミングやトルクの制御が複雑となる。そこで、変速制御の複雑化を回避する観点から、一つの摩擦要素を解放し、他の一つの摩擦要素を締結するのが好ましいとされる。いわゆる二重掛け替えの防止である。実施例２においては、前進１速から前進２速までは第１摩擦要素Aが締結したままの状態で変速し、前進２速から前進５速までは第３摩擦要素Cが締結したままの状態で変速し、前進５速から前進７速までは第５摩擦要素Eが締結したままの状態で変速する。すなわち、前進１速から前進７速までの隣接するギヤ段への変速は、全て一つの摩擦要素を解放し、他の一つの摩擦要素を締結する掛け替え変速により達成できる。よって、変速時における制御の複雑化を回避できる。
【００６０】
・レイアウトに基づく効果
(i)実施例２の自動変速機は、図３のスケルトン図に示すように、３組の遊星歯車の外径側に連結部材が３層とならない。これにより、潤滑油が滞留しにくくなり、フリクションを低減することで燃費が向上する。
【００６１】
(ii)また、図３のスケルトン図に示すように、遊星歯車組の外周側を通る回転メンバは、一層構造である。自動変速機は冷却や潤滑を目的として、各回転要素であるギヤやベアリング等に潤滑油を常に供給している。また、この潤滑は一般に軸心側から遠心力により供給される。このとき、外周側において潤滑油の排出性が悪化すると、油温が上昇し、摩擦要素や図示しない軸受け部材などの耐久性が低下する。実施例２では、上述したように、遊星歯車組の外周側を通る回転メンバは一層構造であるため、油温上昇が抑制されて、潤滑油の排出性が悪化することがなく、耐久性が向上する。
【００６２】
(iii)実施例２の自動変速機は、遊星歯車組の一方側から入力し、他方側から出力することが可能な自動変速機であるため、前輪駆動車及び後輪駆動車のどちらの車両にも適用でき、自動変速機の適用範囲を広くすることができる。
【００６３】
(iv)３組の遊星歯車の内径側を通る部材が１軸構造となっている。よって、特許文献２に比べてサンギヤの寸法が規制されることがなく、遊星歯車の歯数比の自由度が大きいため、設計自由度を向上できる。
【実施例３】
【００６４】
まず、構成を説明する。
図５は実施例３の有段式の自動変速機の変速機構を示すスケルトン図、図６は実施例３の自動変速機における摩擦要素の結合表と減速比の具体例を示す図である。
【００６５】
実施例３の自動変速機は、図５に示すように、ギヤトレーンとして、シングルピニオン型の３組の遊星歯車組である第１遊星歯車組PG1，第２遊星歯車組PG2及び第３遊星歯車組PG3を備えている。第１遊星歯車組PG1は、第１サンギヤS1と、第１リングギヤR1と、第１サンギヤS1と第１リングギヤR1に噛み合う第１ピニオンP1と、を有する。第２遊星歯車組PG2は、第２サンギヤS2と、第２リングギヤR2と、第２サンギヤS2と第２リングギヤR2に噛み合う第２ピニオンP2と、を有する。第３遊星歯車組PG3は、第３サンギヤS3と、第３リングギヤR3と、第３サンギヤS3と第３リングギヤR3に噛み合う第３ピニオンP3と、を有する。第１，第２及び第３ピニオンP1，P2，P3は、それぞれ第１，第２及び第３キャリヤPC1，PC2，PC3に対して回転可能に支持されている。
【００６６】
第１キャリヤPC1と第２サンギヤS2は常時連結されて第１回転メンバM1を構成している。第１リングギヤR1と第３キャリヤPC3は常時連結されて第２回転メンバM2を構成している。第１キャリヤPC1（第１回転メンバM1を介して第２サンギヤS2）は変速機ケース１に対して常時係止されている。入力軸INは第３リングギヤR3と常時連結されている。出力軸OUTは第２回転メンバM2に常時連結されている。
【００６７】
自動変速機には、５つのクラッチである第１〜第５摩擦要素A,B,C,D,Eが設けられている。第１摩擦要素Aは、第１サンギヤS1と第２キャリヤPC2との間に設けられ、第１サンギヤS1と第２キャリヤPC2とを選択的に連結する。第２摩擦要素Bは、第２リングギヤR2と第３サンギヤS3との間に設けられ、第２リングギヤR2と第３サンギヤS3とを選択的に連結する。第３摩擦要素Cは、第２キャリヤPC2と第３サンギヤS3との間に設けられ、第２キャリヤPC2と第３サンギヤS3とを選択的に連結する。第４摩擦要素Dは、第２リングギヤR2と第２回転メンバM2（第１リングギヤR1，第３キャリヤR3）との間に設けられ、第２リングギヤR2と第２回転メンバM2とを選択的に連結する。第５摩擦要素Eは、第２キャリヤPC2と第３リングギヤR3との間に設けられ、第２キャリヤPC2と第３リングギヤR3とを選択的に連結する。
【００６８】
出力軸OUTには、出力ギヤ等が設けられ、図外のディファレンシャルギヤやドライブシャフトを介して駆動輪へ回転駆動力が伝達される。実施例３の場合、出力軸OUTは他のメンバ等に塞がれているため前輪駆動車に適用可能とされている。
【００６９】
各ギヤ段での前記摩擦要素の結合（締結）の関係を、図６の結合表により説明する（変速制御手段）。尚、表中の○印は締結、空欄は解放を表している。
【００７０】
まず、前進時について説明する。１速は、第１摩擦要素Aと第２摩擦要素Bの締結により達成する。２速は、第１摩擦要素Aと第３摩擦要素Cの締結により達成する。３速は、第２摩擦要素Bと第３摩擦要素Cの締結により達成する。４速は、第３摩擦要素Cと第４摩擦要素Dの締結により達成する。５速は、第３摩擦要素Cと第５摩擦要素Eの締結により達成する。６速は、第２摩擦要素Bと第５摩擦要素Eの締結により達成する。７速は、第４摩擦要素Dと第５摩擦要素Eの締結により達成する。後退速は、第１摩擦要素Aと第５摩擦要素Eの締結により達成する。
【００７１】
次に、図６により実施例３での減速比の具体例を説明する。ここで、第１遊星歯車組PG1の歯数比ρ1＝ZS1／ZR1＝0.30、第２遊星歯車組PG2の歯数比ρ2＝ZS2／ZR2＝0.50、第３遊星歯車組PG3の歯数比ρ3＝ZS3／ZR3＝0.60とする事例により説明する。尚、ZS1,ZS2,ZS3,ZR1,ZR2,ZR3は各ギヤの歯数を表す。
【００７２】
前進１速の減速比ｉ1は、
ｉ1＝１＋ρ3＋ρ3(１＋ρ2)／ρ1
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進１速の減速比ｉ1は、ｉ1＝4.600，減速比の逆数は0.217となる。
【００７３】
前進２速の減速比ｉ2は、
ｉ2＝１＋ρ3＋ρ3／ρ1
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進２速の減速比ｉ2は、ｉ2＝3.600，減速比の逆数は0.277となる。
【００７４】
前進３速の減速比ｉ3は、
ｉ3＝１＋ρ3
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進３速の減速比ｉ3は、ｉ3＝1.600，減速比の逆数は0.625となる。
【００７５】
前進４速の減速比ｉ4は、
ｉ4＝(１＋ρ2＋ρ2ρ3)／(１＋ρ2)
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進４速の減速比ｉ4は、ｉ4＝1.200，減速比の逆数は0.833となる。
【００７６】
前進５速の減速比ｉ5は、
ｉ5＝1.0
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入するまでもなく、
前進５速の減速比ｉ5は、ｉ5＝1.000，減速比の逆数は1.000となる。
【００７７】
前進６速の減速比ｉ6は、
ｉ6＝（１＋ρ3）／（１＋ρ3＋ρ2ρ3）
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進６速の減速比ｉ6は、ｉ6＝0.842，減速比の逆数は1.188となる。
【００７８】
前進７速の減速比ｉ7は、
ｉ7＝１／（１＋ρ2）
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進７速の減速比ｉ7は、ｉ7＝0.667，減速比の逆数は1.500となる。
【００７９】
後退速の減速比ｉRは、
ｉR＝−１／ρ1
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
後退速の減速比ｉRは、ｉR＝-3.333，減速比の逆数は-0.300となる。
【００８０】
〔実施例３の効果〕
・スケルトン全体による効果
実施例３では、単純遊星３組と５つの摩擦要素という単純で少ない構成要素でありながら、適正な減速比を確保可能な前進７速後退１速の自動変速機を実現することができる。
【００８１】
・単純遊星３組を使用することによる効果
単純遊星３組で構成することにより、ダブルピニオンを使う場合に比べて、伝達効率やギヤノイズが改善されると共に、ピニオンを小径とする必要がないため、ギヤの耐久性が向上する。
【００８２】
・前進のレーシオカバレッジに基づく効果
前進のレーシオカバレッジ（ギヤ比幅）とは、最低段の減速比／最高段の減速比をいい、この値は、大きい値であるほど、発進加速性と高速巡航での燃費との両立性に優れ、かつ各前進段でのギヤ比設定自由度が高くなるということができる。実施例３での具体的な数値は、前進１速の減速比が4.600で、前進７速の減速比が0.667であるため、１−７速レーシオカバレッジは6.90となり、十分なレーシオカバレッジを確保できる。よって、例えば、動力源としてエンジン回転数幅がガソリンエンジンよりも狭く、同排気量で比較した場合にトルクが大きいディーゼルエンジンを動力源として搭載した車両の変速機としても有用である。
【００８３】
また、レーシオカバレッジの割に、低速側のギヤ比が大きいと、ファイナルギヤへ伝達するトルクが大きくなる。このため、自動変速機やプロペラシャフトの強度が必要となり、車両全体が大型化する。つまり、同一のレーシオカバレッジであるならば、最低速変速比はそれほど大きくない方が好ましい。先行技術のUSP 6648791のFig.23の自動変速機は、最高変速段のギヤ比が１であるので、レーシオカバレッジを大きくしようとすると最低変速段のギヤ比を大きくしなければならず、自動変速機やプロペラシャフトが大型化する。一方、実施例３の自動変速機は、最低変速段のギヤ比をそれほど大きくすることなく、十分なレーシオカバレッジを確保することができる。
【００８４】
・変速時における摩擦要素の切換え数に基づく効果
(i)変速時において、仮に、一つ以上の摩擦要素を解放し二つ以上の摩擦要素を締結する、もしくは、二つ以上の摩擦要素を解放し一つ以上の摩擦要素を締結すると、摩擦要素の締結・解放のタイミングやトルクの制御が複雑となる。そこで、変速制御の複雑化を回避する観点から、一つの摩擦要素を解放し、他の一つの摩擦要素を締結するのが好ましいとされる。いわゆる二重掛け替えの防止である。実施例３においては、前進１速から前進２速までは第１摩擦要素Aが締結したままの状態で変速し、前進２速から前進５速までは第３摩擦要素Cが締結したままの状態で変速し、前進５速から前進７速までは第５摩擦要素Eが締結したままの状態で変速する。すなわち、前進１速から前進７速までの隣接するギヤ段への変速は、全て一つの摩擦要素を解放し、他の一つの摩擦要素を締結する掛け替え変速により達成できる。よって、変速時における制御の複雑化を回避できる。
【００８５】
・レイアウトに基づく効果
(i)実施例３の自動変速機は、図５のスケルトン図に示すように、３組の遊星歯車の外径側に連結部材が３層とせずに、３組の単純遊星歯車と５つの摩擦要素で前進７速後退１速を達成できる。更に言うと、第３遊星歯車組PG3の外径側には連結部材が一切存在しない。これにより、潤滑油が滞留しにくくなり、フリクションを低減することで燃費を向上させるとともに、油温上昇による耐久性の悪化を防止することができる。
【００８６】
(ii)また、図５のスケルトン図に示すように、遊星歯車組の外周側を通る回転メンバは、一層構造である。自動変速機は冷却や潤滑を目的として、各回転要素であるギヤやベアリング等に潤滑油を常に供給している。また、この潤滑は一般に軸心側から遠心力により供給される。このとき、外周側において潤滑油の排出性が悪化すると、油温が上昇し、摩擦要素や図示しない軸受け部材などの耐久性が低下する。実施例３では、上述したように、遊星歯車組の外周側を通る回転メンバは一層構造であり、特に第３遊星歯車組PG3の外周には回転メンバが存在しないため、潤滑油の排出性が悪化することがなく、油温上昇が抑制されて、耐久性が向上する。
【００８７】
(iii)３組の遊星歯車の内径側を通る部材が１軸構造となっている。よって、特許文献２に比べてサンギヤの寸法が規制されることがなく、遊星歯車の歯数比の自由度が大きいため、設計自由度を向上できる。
【００８８】
（変形例３−１）
次に、実施例３の変形例３−１について説明する。図７は変形例３−１を示すスケルトン図である。基本的な構成は実施例３と同一であり、主に摩擦要素のレイアウトが異なるため、摩擦要素のレイアウトについて説明する。
【００８９】
実施例３では、第１摩擦要素Aを第２遊星歯車組PG2と第３遊星歯車組PG3の間に配置していた。これに対し、変形例３−１では、第１摩擦要素Aを第１遊星歯車組PG1の軸方向であって第２遊星歯車組PG2とは反対側に配置している。
【００９０】
実施例３では、第３摩擦要素Cを第２遊星歯車組PG2と第３遊星歯車組PG3の間に配置していた。これに対し、変形例３−１では、第３摩擦要素Cを第３遊星歯車組PG3の軸方向であって入力軸側に配置している。
【００９１】
実施例３では、第５摩擦要素Eを第２遊星歯車組PG2と第３遊星歯車組PG3の間に配置していた。これに対し、変形例３−１では、第５摩擦要素Eを第３遊星歯車組PG3の軸方向であって入力軸側に配置している。
【００９２】
このように、各摩擦要素の配置として、実施例３のように第２遊星歯車組PG2と第3遊星歯車組PG3との間に集中的に配置することもできるし、変形例３−１のように、軸方向に分散して配置することもできる。
【実施例４】
【００９３】
まず、構成を説明する。
図８は実施例４の有段式の自動変速機の変速機構を示すスケルトン図、図９は実施例４の自動変速機における摩擦要素の結合表と減速比の具体例を示す図である。
【００９４】
実施例４の自動変速機は、図８に示すように、ギヤトレーンとして、シングルピニオン型の３組の遊星歯車組である第１遊星歯車組PG1，第２遊星歯車組PG2及び第３遊星歯車組PG3を備えている。第１遊星歯車組PG1は、第１サンギヤS1と、第１リングギヤR1と、第１サンギヤS1と第１リングギヤR1に噛み合う第１ピニオンP1と、を有する。第２遊星歯車組PG2は、第２サンギヤS2と、第２リングギヤR2と、第２サンギヤS2と第２リングギヤR2に噛み合う第２ピニオンP2と、を有する。第３遊星歯車組PG3は、第３サンギヤS3と、第３リングギヤR3と、第３サンギヤS3と第３リングギヤR3に噛み合う第３ピニオンP3と、を有する。第１，第２及び第３ピニオンP1，P2，P3は、それぞれ第１，第２及び第３キャリヤPC1，PC2，PC3に対して回転可能に支持されている。
【００９５】
第１リングギヤR1と第３リングギヤR3は常時連結されて第１回転メンバM1を構成している。第１キャリヤPC1と第２リングギヤR2は常時連結されて第２回転メンバM2を構成している。第１サンギヤS1は変速機ケース１に対して常時係止されている。入力軸INは第３サンギヤS3と常時連結されている。出力軸OUTは第３キャリヤPC3に常時連結されている。
【００９６】
自動変速機には、１つのブレーキである第１摩擦要素Aと、４つのクラッチである第２，第３，第４，第５摩擦要素B,C,D,Eが設けられている。第１摩擦要素Aは、第２キャリヤPC2と変速機ケース１の間に設けられ、第２キャリヤPC2の回転を選択的に係止する。第２摩擦要素Bは、第２サンギヤS2と第３キャリヤPC3との間に設けられ、第２サンギヤS2と第３キャリヤPC3とを選択的に連結する。第３摩擦要素Cは、第２キャリヤPC2と第１回転メンバM1（第１リングギヤR1,第３リングギヤR3）との間に設けられ、第２キャリヤPC2と第１回転メンバM1とを選択的に連結する。第４摩擦要素Dは、第２サンギヤS2と第３サンギヤS3との間に設けられ、第２サンギヤS2と第３サンギヤS3とを選択的に連結する。第５摩擦要素Eは、第２キャリヤPC2と第３サンギヤS3との間に設けられ、第２キャリヤPC2と第３サンギヤS3とを選択的に連結する。
【００９７】
出力軸OUTには、出力ギヤ等が設けられ、図外のディファレンシャルギヤやドライブシャフトを介して駆動輪へ回転駆動力が伝達される。実施例４の場合、出力軸OUTは他のメンバ等に塞がれていないため前輪駆動車と後輪駆動車の両方に適用可能とされている。
【００９８】
各ギヤ段での前記摩擦要素の結合（締結）の関係を、図９の結合表により説明する（変速制御手段）。尚、表中の○印は締結、空欄は解放を表している。
【００９９】
まず、前進時について説明する。１速は、第１摩擦要素Aと第２摩擦要素Bの締結により達成する。２速は、第１摩擦要素Aと第３摩擦要素Cの締結により達成する。３速は、第２摩擦要素Bと第３摩擦要素Cの締結により達成する。４速は、第３摩擦要素Cと第４摩擦要素Dの締結により達成する。５速は、第３摩擦要素Cと第５摩擦要素Eの締結により達成する。６速は、第２摩擦要素Bと第５摩擦要素Eの締結により達成する。７速は、第４摩擦要素Dと第５摩擦要素Eの締結により達成する。後退速は、第１摩擦要素Aと第４摩擦要素Dの締結により達成する。
【０１００】
次に、図９により実施例４での減速比の具体例を説明する。ここで、第１遊星歯車組PG1の歯数比ρ1＝ZS1／ZR1＝0.50、第２遊星歯車組PG2の歯数比ρ2＝ZS2／ZR2＝0.50、第３遊星歯車組PG3の歯数比ρ3＝ZS3／ZR3＝0.40とする事例により説明する。尚、ZS1,ZS2,ZS3,ZR1,ZR2,ZR3は各ギヤの歯数を表す。
【０１０１】
前進１速の減速比ｉ1は、
ｉ1＝(１＋ρ3＋ρ2(１＋ρ1))／ρ3
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進１速の減速比ｉ1は、ｉ1＝5.375，減速比の逆数は0.186となる。
【０１０２】
前進２速の減速比ｉ2は、
ｉ2＝(１＋ρ3)／ρ3
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進２速の減速比ｉ2は、ｉ2＝3.500，減速比の逆数は0.286となる。
【０１０３】
前進３速の減速比ｉ3は、
ｉ3＝１＋ρ1／(ρ3(ρ1＋ρ2＋ρ1ρ2))
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進３速の減速比ｉ3は、ｉ3＝1.400，減速比の逆数は0.714となる。
【０１０４】
前進４速の減速比ｉ4は、
ｉ4＝１＋ρ1／(ρ2(１＋ρ1)＋ρ3(ρ1＋ρ2＋ρ1ρ2))
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進４速の減速比ｉ4は、ｉ4＝1.400，減速比の逆数は0.714となる。
【０１０５】
前進５速の減速比ｉ5は、
ｉ5＝1.0
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入するまでもなく、
前進５速の減速比ｉ5は、ｉ5＝1.000，減速比の逆数は1.000となる。
【０１０６】
前進６速の減速比ｉ6は、
ｉ6＝１−ρ1／（１＋ρ1＋ρ2＋ρ3＋ρ1ρ2）
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進６速の減速比ｉ6は、ｉ6＝0.811，減速比の逆数は1.233となる。
【０１０７】
前進７速の減速比ｉ7は、
ｉ7＝(１＋ρ3)／（１＋ρ1＋ρ3）
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進７速の減速比ｉ7は、ｉ7＝0.737，減速比の逆数は1.357となる。
【０１０８】
後退速の減速比ｉRは、
ｉR＝１＋ρ3／(ρ3−ρ2−ρ1ρ2)
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
後退速の減速比ｉRは、ｉR＝-4.000，減速比の逆数は-0.250となる。
【０１０９】
次に、図１０により実施例４での減速比の特性について説明する。図１０は実施例４の自動変速機によって得られる各変速段相互の関係を示す表である。すなわち、段間比は、V1000（各変速段における車速守備範囲に匹敵）が等差級数にどれだけ近いかで評価するのが適正である。つまり、V1000が等差級数的に配分されていれば、各変速段の車速の守備範囲が等しくなり、特にアップシフトがリズミカルな変速になるとともに、登降坂路での変速比の選定にも苦労しない、ドライバビリティに優れた自動変速機とすることができるからである。
【０１１０】
そこで、V1000が等差級数からどれだけ乖離しているかを定量的に判断するには、最高変速段の減速比の逆数を１として各変速段の減速比の逆数を正規化しておき、それらの値が等差級数からどれだけ乖離しているかを定量的に求めればよいことになる。実施例４の自動変速機では、標準偏差が0.047となり、極めて小さいことがわかる。
【０１１１】
〔実施例４の効果〕
・スケルトン全体による効果
実施例４では、単純遊星３組と５つの摩擦要素という単純で少ない構成要素でありながら、適正な減速比を確保可能な前進７速後退１速の自動変速機を実現することができる。
【０１１２】
・単純遊星３組を使用することによる効果
単純遊星３組で構成することにより、ダブルピニオンを使う場合に比べて、伝達効率やギヤノイズが改善されると共に、ピニオンを小径とする必要がないため、ギヤの耐久性が向上する。
【０１１３】
・前進のレーシオカバレッジに基づく効果
前進のレーシオカバレッジ（ギヤ比幅）とは、最低段の減速比／最高段の減速比をいい、この値は、大きい値であるほど、発進加速性の高速巡航での燃費との両立性に優れ、かつ各前進段でのギヤ比設定自由度が高くなるということができる。実施例４での具体的な数値は、前進１速の減速比が5.375で、前進７速の減速比が0.737であるため、１−７速レーシオカバレッジは7.29となり、十分なレーシオカバレッジを確保できる。よって、例えば、動力源としてエンジン回転数幅がガソリンエンジンよりも狭く、同排気量で比較した場合にトルクが大きなディーゼルエンジンを動力源として搭載した車両の変速機としても有用である。
【０１１４】
また、レーシオカバレッジの割に、低速側のギヤ比が大きいと、ファイナルギヤへ伝達するトルクが大きくなる。このため、自動変速機やプロペラシャフトの強度が必要となり、車両全体が大型化する。つまり、同一のレーシオカバレッジであるならば、最低速変速比はそれほど大きくない方が好ましい。先行技術のUSP 6648791のFig.23の自動変速機は、最高変速段のギヤ比が１であるので、レーシオカバレッジを大きくしようとすると最低変速段のギヤ比を大きくしなければならず、自動変速機やプロペラシャフトが大型化する。一方、実施例４の自動変速機は、最低変速段のギヤ比をそれほど大きくすることなく、十分なレーシオカバレッジを確保することができる。
【０１１５】
・V1000に対応する標準偏差に基づく効果
標準偏差が極めて小さい値とすることができる（例えば、本実施例の歯数比の例では0.047となる）ため、各変速段の車速の守備範囲が等しくなり、特にアップシフトがリズミカルな変速になるとともに、登降坂路での減速比の選定にも苦労しないドライバビリティに優れた自動変速機を提供することができる。
【０１１６】
・変速時における摩擦要素の切換え数に基づく効果
(i)変速時において、仮に、一つ以上の摩擦要素を解放し二つ以上の摩擦要素を締結する、もしくは、二つ以上の摩擦要素を解放し一つ以上の摩擦要素を締結すると、摩擦要素の締結・解放のタイミングやトルクの制御が複雑となる。そこで、変速制御の複雑化を回避する観点から、一つの摩擦要素を解放し、他の一つの摩擦要素を締結するのが好ましいとされる。いわゆる二重掛け替えの防止である。実施例４においては、前進１速から前進２速までは第１摩擦要素Aが締結したままの状態で変速し、前進２速から前進５速までは第３摩擦要素Cが締結したままの状態で変速し、前進５速から前進７速までは第５摩擦要素Eが締結したままの状態で変速する。すなわち、前進１速から前進７速までの隣接するギヤ段への変速は、全て一つの摩擦要素を解放し、他の一つの摩擦要素を締結する掛け替え変速により達成できる。よって、変速時における制御の複雑化を回避できる。
【０１１７】
・レイアウトに基づく効果
(i)実施例４の自動変速機は、図８のスケルトン図に示すように、３組の遊星歯車の外径側に連結部材が３層とならない。これにより、潤滑油が滞留しにくくなり、フリクションを低減することで燃費が向上する。
【０１１８】
(ii)また、図８のスケルトン図に示すように、遊星歯車組の外周側を通る回転メンバは、一層構造である。自動変速機は冷却や潤滑を目的として、各回転要素であるギヤやベアリング等に潤滑油を常に供給している。また、この潤滑は一般に軸心側から遠心力により供給される。このとき、外周側において潤滑油の排出性が悪化すると、油温が上昇し、摩擦要素や図示しない軸受け部材などの耐久性が低下する。実施例４では、上述したように、遊星歯車組の外周側を通る回転メンバは一層構造であるため、潤滑油の排出性が悪化することがなく、油温上昇が抑制されて、耐久性が向上する。
【０１１９】
(iii)実施例４の自動変速機は、遊星歯車組の一方側から入力し、他方側から出力することが可能な自動変速機であるため、前輪駆動車及び後輪駆動車のどちらの車両にも適用でき、自動変速機の適用範囲を広くすることができる。
【０１２０】
・摩擦要素数の観点に基づく効果
実施例４での摩擦要素数は、第１摩擦要素Aがブレーキとされている。すなわち、ブレーキを備えたことで、クラッチ数が多い場合に比べ、回転用シールリング数や遠心キャンセル機構の増加を抑制することが可能となり、燃費を向上しつつ、部品点数や軸方向寸法の増加を抑制することができる。
【０１２１】
（変形例４−１）
次に、実施例４の変形例４−１について説明する。基本的な構成は実施例４と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。
【０１２２】
図１１は変形例４−１を表すスケルトン図である。変形例４−１では、ギヤトレーンとして、シングルピニオン型の３組の遊星歯車組である第１遊星歯車組PG1，第２遊星歯車組PG2及び第３遊星歯車組PG3が、実施例４では入力側から順に第１遊星歯車組PG1→第２遊星歯車組PG2→第３遊星歯車組PG3に配置されていた。これに対し、変形例４−１では、第２遊星歯車組PG2→第３遊星歯車組PG3→第１遊星歯車組PG1の順に配置している点で異なる。
【０１２３】
尚、各摩擦要素の位置関係、及び回転メンバの連結関係、各変速段における摩擦要素の締結関係は全て同じであり、言い換えると、実施例４と変形例４−１とでは、単に第１遊星歯車組PG1を第３遊星歯車組PG3よりも出力側に配置したものである。よって、変形例４−１では、実施例４に記載の効果に加えて下記の効果を得ることができる。
【０１２４】
・変形例４−１の効果
変形例４−１では、ブレーキである第１摩擦要素Aと締結する要素が第１キャリヤPC1とされ、変速機ケース１に係止される要素が第３サンギヤS3とされている。よって、これら固定される要素が第２遊星歯車組PG2の位置に存在する場合に比べて、固定部材等の取り回しが非常に簡単となる。よって、サンギヤの内周側を通る回転軸を１軸構造とすることができる。よって、実施例４に比べてサンギヤの小径化に対する設計自由度を向上できる。
【実施例５】
【０１２５】
まず、構成を説明する。
図１２は実施例５の有段式の自動変速機の変速機構を示すスケルトン図、図１３は実施例５の自動変速機における摩擦要素の結合表と減速比の具体例を示す図である。
【０１２６】
実施例５の自動変速機は、図１２に示すように、ギヤトレーンとして、シングルピニオン型の３組の遊星歯車組である第１遊星歯車組PG1，第２遊星歯車組PG2及び第３遊星歯車組PG3を備えている。第１遊星歯車組PG1は、第１サンギヤS1と、第１リングギヤR1と、第１サンギヤS1と第１リングギヤR1に噛み合う第１ピニオンP1と、を有する。第２遊星歯車組PG2は、第２サンギヤS2と、第２リングギヤR2と、第２サンギヤS2と第２リングギヤR2に噛み合う第２ピニオンP2と、を有する。第３遊星歯車組PG3は、第３サンギヤS3と、第３リングギヤR3と、第３サンギヤS3と第３リングギヤR3に噛み合う第３ピニオンP3と、を有する。第１，第２及び第３ピニオンP1，P2，P3は、それぞれ第１，第２及び第３キャリヤPC1，PC2，PC3に対して回転可能に支持されている。
【０１２７】
第１リングギヤR1と第２リングギヤR2は常時連結されて第１回転メンバM1を構成している。第１キャリヤPC1と第２サンギヤS2は常時連結されて第２回転メンバM2を構成している。第１キャリヤPC1（及び第２回転メンバM2を介して第２サンギヤS2）は変速機ケース１に対して常時係止されている。入力軸INは第３サンギヤS3と常時連結されている。出力軸OUTは第３キャリヤPC3に常時連結されている。
【０１２８】
自動変速機には、５つのクラッチである第１，第２，第３，第４，第５摩擦要素A,B,C,D,Eが設けられている。第１摩擦要素Aは、第１サンギヤS1と第３サンギヤS3との間に設けられ、第１サンギヤS1と第３サンギヤS3とを選択的に連結する。第２摩擦要素Bは、第１回転メンバM1（第１リングギヤR1及び第２リングギヤR2）と第３リングギヤR3との間に設けられ、第１回転メンバM1と第３リングギヤR3とを選択的に連結する。第３摩擦要素Cは、第２キャリヤPC2と第３リングギヤR3との間に設けられ、第２キャリヤPC2と第３リングギヤR3とを選択的に連結する。第４摩擦要素Dは、第１回転メンバM1と第３キャリヤPC3との間に設けられ、第１回転メンバM1と第３キャリヤPC3とを選択的に連結する。第５摩擦要素Eは、第２キャリヤPC2と第３サンギヤS3との間に設けられ、第２キャリヤPC2と第３サンギヤS3とを選択的に連結する。
【０１２９】
出力軸OUTには、出力ギヤ等が設けられ、図外のディファレンシャルギヤやドライブシャフトを介して駆動輪へ回転駆動力が伝達される。実施例５の場合、出力軸OUTは他のメンバ等に塞がれていないため前輪駆動車と後輪駆動車の両方に適用可能とされている。
【０１３０】
各ギヤ段での前記摩擦要素の結合（締結）の関係を、図１３の結合表により説明する（変速制御手段）。尚、表中の○印は締結、空欄は解放を表している。
【０１３１】
まず、前進時について説明する。１速は、第１摩擦要素Aと第２摩擦要素Bの締結により達成する。２速は、第１摩擦要素Aと第３摩擦要素Cの締結により達成する。３速は、第２摩擦要素Bと第３摩擦要素Cの締結により達成する。４速は、第３摩擦要素Cと第４摩擦要素Dの締結により達成する。５速は、第３摩擦要素Cと第５摩擦要素Eの締結により達成する。６速は、第２摩擦要素Bと第５摩擦要素Eの締結により達成する。７速は、第４摩擦要素Dと第５摩擦要素Eの締結により達成する。後退速は、第１摩擦要素Aと第４摩擦要素Dの締結により達成する。
【０１３２】
次に、図１３により実施例５での減速比の具体例を説明する。ここで、第１遊星歯車組PG1の歯数比ρ1＝ZS1／ZR1＝0.30、第２遊星歯車組PG2の歯数比ρ2＝ZS2／ZR2＝0.35、第３遊星歯車組PG3の歯数比ρ3＝ZS3／ZR3＝0.60とする事例により説明する。尚、ZS1,ZS2,ZS3,ZR1,ZR2,ZR3は各ギヤの歯数を表す。
【０１３３】
前進１速の減速比ｉ1は、
ｉ1＝(１＋ρ3)／(ρ3−ρ1)
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進１速の減速比ｉ1は、ｉ1＝5.333，減速比の逆数は0.188となる。
【０１３４】
前進２速の減速比ｉ2は、
ｉ2＝(１＋ρ2)(１＋ρ3)／(ρ3＋ρ2ρ3−ρ1)
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進２速の減速比ｉ2は、ｉ2＝4.235，減速比の逆数は0.236となる。
【０１３５】
前進３速の減速比ｉ3は、
ｉ3＝(１＋ρ3)／ρ3
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進３速の減速比ｉ3は、ｉ3＝2.667，減速比の逆数は0.375となる。
【０１３６】
前進４速の減速比ｉ4は、
ｉ4＝(ρ2＋ρ3＋ρ2ρ3)／(ρ3(１＋ρ2))
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進４速の減速比ｉ4は、ｉ4＝1.432，減速比の逆数は0.698となる。
【０１３７】
前進５速の減速比ｉ5は、
ｉ5＝1.0
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入するまでもなく、
前進５速の減速比ｉ5は、ｉ5＝1.000，減速比の逆数は1.000となる。
【０１３８】
前進６速の減速比ｉ6は、
ｉ6＝（１＋ρ3）／（１＋ρ2＋ρ3）
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進６速の減速比ｉ6は、ｉ6＝0.821，減速比の逆数は1.218となる。
【０１３９】
前進７速の減速比ｉ7は、
ｉ7＝１／（１＋ρ2）
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
前進７速の減速比ｉ7は、ｉ7＝0.741，減速比の逆数は1.350となる。
【０１４０】
後退速の減速比ｉRは、
ｉR＝−１／ρ1
の式にてあらわされ、具体的な数値を代入すると、
後退速の減速比ｉRは、ｉR＝-3.333，減速比の逆数は-0.300となる。
【０１４１】
〔実施例５の効果〕
・スケルトン全体による効果
実施例５では、単純遊星３組と５つの摩擦要素という単純で少ない構成要素でありながら、適正な減速比を確保可能な前進７速後退１速の自動変速機を実現することができる。
【０１４２】
・単純遊星３組を使用することによる効果
単純遊星３組で構成することにより、ダブルピニオンを使う場合に比べて、伝達効率やギヤノイズが改善されると共に、ピニオンを小径とする必要がないため、ギヤの耐久性が向上する。
【０１４３】
・前進のレーシオカバレッジに基づく効果
前進のレーシオカバレッジ（ギヤ比幅）とは、最低段の減速比／最高段の減速比をいい、この値は、大きい値であるほど、発進加速性と高速巡航での燃費との両立性に優れ、かつ各前進段でのギヤ比設定自由度が高くなるということができる。実施例５での具体的な数値は、前進１速の減速比が5.333で、前進７速の減速比が0.741であるため、１−７速レーシオカバレッジは7.20となり、十分なレーシオカバレッジを確保できる。よって、例えば、動力源としてエンジン回転数幅がガソリンエンジンよりも狭く、同排気量で比較した場合にトルクが低いディーゼルエンジンを動力源として搭載した車両の変速機としても有用である。
【０１４４】
また、レーシオカバレッジの割に、低速側のギヤ比が大きいと、ファイナルギヤへ伝達するトルクが大きくなる。このため、自動変速機やプロペラシャフトの強度が必要となり、車両全体が大型化する。つまり、同一のレーシオカバレッジであるならば、最低速変速比はそれほど大きくない方が好ましい。先行技術のUSP 6648791のFig.23の自動変速機は、最高変速段のギヤ比が１であるので、レーシオカバレッジを大きくしようとすると最低変速段のギヤ比を大きくしなければならず、自動変速機やプロペラシャフトが大型化する。一方、実施例５の自動変速機は、最低変速段のギヤ比をそれほど大きくすることなく、十分なレーシオカバレッジを確保することができる。
【０１４５】
・変速時における摩擦要素の切換え数に基づく効果
(i)変速時において、仮に、一つ以上の摩擦要素を解放し二つ以上の摩擦要素を締結する、もしくは、二つ以上の摩擦要素を解放し一つ以上の摩擦要素を締結すると、摩擦要素の締結・解放のタイミングやトルクの制御が複雑となる。そこで、変速制御の複雑化を回避する観点から、一つの摩擦要素を解放し、他の一つの摩擦要素を締結するのが好ましいとされる。いわゆる二重掛け替えの防止である。実施例５においては、前進１速から前進２速までは第１摩擦要素Aが締結したままの状態で変速し、前進２速から前進５速までは第３摩擦要素Cが締結したままの状態で変速し、前進５速から前進７速までは第５摩擦要素Eが締結したままの状態で変速する。すなわち、前進１速から前進７速までの隣接するギヤ段への変速は、全て一つの摩擦要素を解放し、他の一つの摩擦要素を締結する掛け替え変速により達成できる。よって、変速時における制御の複雑化を回避できる。
【０１４６】
・レイアウトに基づく効果
(i)実施例５の自動変速機は、図１２のスケルトン図に示すように、３組の遊星歯車の外径側に連結部材が３層とせずに、３組の単純遊星歯車と５つの摩擦要素で前進７速後退１速を達成できる。これにより、潤滑油が滞留しにくくなり、フリクションを低減することで燃費を向上させるとともに、油温上昇による耐久性の悪化を防止することができる。
【０１４７】
(ii)また、図１２のスケルトン図に示すように、遊星歯車組の外周側を通る回転メンバは、一層構造である。自動変速機は冷却や潤滑を目的として、各回転要素であるギヤやベアリング等に潤滑油を常に供給している。また、この潤滑は一般に軸心側から遠心力により供給される。このとき、外周側において潤滑油の排出性が悪化すると、油温が上昇し、摩擦要素や図示しない軸受け部材などの耐久性が低下する。実施例５では、上述したように、遊星歯車組の外周側を通る回転メンバは一層構造であるため、潤滑油の排出性が悪化することがなく、油温上昇が抑制されて、耐久性が向上する。
【０１４８】
(iii)実施例５の自動変速機は、遊星歯車組の一方側から入力し、他方側から出力することが可能な自動変速機であるため、前輪駆動車及び後輪駆動車のどちらの車両にも適用でき、自動変速機の適用範囲を広くすることができる。
【０１４９】
(iv)３組の遊星歯車の内径側を通る部材が１軸構造となっている。よって、特許文献２に比べてサンギヤの寸法が規制されることがなく、遊星歯車の歯数比の自由度が大きいため設計自由度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】実施例１の自動変速機を示すスケルトン図である。
【図２】実施例１の自動変速機における摩擦要素の結合表と減速比の具体例を示す図である。
【図３】実施例２の自動変速機を示すスケルトン図である。
【図４】実施例２の自動変速機における摩擦要素の結合表と減速比の具体例を示す図である。
【図５】実施例３の自動変速機を示すスケルトン図である。
【図６】実施例３の自動変速機における摩擦要素の結合表と減速比の具体例を示す図である。
【図７】実施例３の変形例３−１の自動変速機を示すスケルトン図である。
【図８】実施例４の自動変速機を示すスケルトン図である。
【図９】実施例４の自動変速機における摩擦要素の結合表と減速比の具体例を示す図である。
【図１０】実施例４の段間差を示す図である。
【図１１】実施例４の変形例４−１の自動変速機を示すスケルトン図である。
【図１２】実施例５の自動変速機を示すスケルトン図である。
【図１３】実施例５の自動変速機における摩擦要素の結合表と減速比の具体例を示す図である。
【符号の説明】
【０１５１】
１  変速機ケース
PG1  第１遊星歯車組
S1  第１サンギヤ
R1  第１リングギヤ
P1  第１ピニオン
PC1  第１キャリヤ
PG2  第２遊星歯車組
S2  第２サンギヤ
R2  第２リングギヤ
P2  第２ピニオン
PC2  第２キャリヤ
PG3  第３遊星歯車組
S3  第３サンギヤ
R3  第３リングギヤ
P3  第３ピニオン
PC3  第３キャリヤ
IN  入力軸
OUT  出力軸
A  第１摩擦要素
B  第２摩擦要素
C  第３摩擦要素
D  第４摩擦要素
E  第５摩擦要素
【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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【図１３】
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