JP2008075665A - 自動変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】変速機の駆動力の伝達効率を向上させる。
【解決手段】自動変速機ＴＭ１が、遊星歯車列３０，４０を有して構成され、入力軸１の回転を変速して出力側に駆動力を伝達可能であって、ピニオン３２および第２サンギヤ４６を係脱自在に連結するクラッチＫ１およびピニオン３２および第１サンギヤ４１を係脱自在に連結しクラッチＫ１に隣接するクラッチＫ２を有し、クラッチＫ１およびクラッチＫ２が同時に係合される変速段が存在せず、クラッチＫ１およびクラッチＫ２が同時に切り離し状態となる変速段が存在し、変速時において、クラッチＫ１およびクラッチＫ２のうち一方が係合されつつ他方が切り離される状態がないように構成され、クラッチＫ１によるピニオン３２および第２サンギヤ４６の連結及びその解除もしくはクラッチＫ２によるピニオン３２および第１サンギヤ４１の連結及びその解除を行わせる同期噛合連結機構５０を有して構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、遊星歯車列を有して構成され、入力軸の回転を変速して出力部材に駆動力を伝達する自動変速機に関する。

車両に用いられる自動変速機は、燃費向上や加速性能の向上等への要求からその変速段の数が増加する傾向にある。このような自動変速機は、複数の遊星歯車列からなる回転要素を設けることで変速段の数を増加させている（例えば、特許文献１参照）。そして、遊星歯車列の各ギヤ要素間の係合、解放、固定保持をクラッチ機構またはブレーキ機構といった係合要素を用いて行うことにより、各変速段への変速を行っている。
特開平８−３１２７３４号公報

ところで、従来の自動変速機の場合、変速段の数が増加するとそれに合わせて係合要素も増加するのにもかかわらず、全ての係合要素が係合した状態で変速段が設定されることはないため、或る変速段において必ず非係合状態の係合要素が存在する。このような非係合状態の係合要素においては、従来の湿式クラッチ機構では係合要素を作動させる作動油の粘性が原因で（作動油が摩擦抵抗となって）、いわゆる引き摺りトルクが発生する。このような引き摺りトルクの発生は、フリクションロスとなって駆動力の伝達効率の低下に繋がる。特に、非係合状態の係合要素の数は自動変速機を多段化するにつれて増加し、引き摺りトルクが発生する係合要素が一層増加するため、なるべく非係合状態の係合要素の数を抑えたい、という課題があった。

このような課題に鑑み、本発明は、自動変速機の変速段数が増加しても、フリクションロスを抑えて駆動力の伝達効率を向上させることが可能な自動変速機を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために本発明に係る自動変速機は、遊星歯車列を有して構成され、入力回転を受けて回転される入力軸の回転を変速して出力部材（例えば、実施形態における出力軸４）に駆動力を伝達する遊星歯車式の自動変速機であって、遊星歯車列を構成する複数の回転要素（例えば、実施形態におけるピニオン３２、第２サンギヤ４６等）を係脱自在に連結しもしくは回転要素（例えば、実施形態における第２サンギヤ４６等）を固定保持可能な互いに隣接する複数の係合要素（例えば、実施形態におけるクラッチＫ１およびＫ２）を有し、隣接する係合要素が同時に係合される変速段が存在せず、且つ、隣接する係合要素が同時に切り離し状態となる変速段が存在し、且つ、変速時において、隣接する係合要素のうち一方が係合されつつ他方が切り離される状態がないように構成され、隣接する係合要素のいずれか一方による複数の回転要素の連結及びその解除もしくは隣接する係合要素のいずれか一方による回転要素の固定保持及びその解除を行わせる機械式連結機構（例えば、実施形態における同期噛合連結機構５０）を有して構成される。

また、上記構成の自動変速機において、機械式連結機構が、複数の回転要素の回転を同期させて連結させる同期噛合連結機構で構成され、同期噛合連結機構が、中立位置から隣接する係合要素のうちいずれか一方の側に移動可能なシンクロスリーブを有し、シンクロスリーブが中立位置に設定されることにより、複数の回転要素の連結の解除もしくは回転要素の固定保持の解除が行われるのが好ましい。

本発明に関する自動変速機によれば、変速段数が増加しクラッチ機構やブレーキ機構といった係合要素の数が増加しても、互いに隣接する複数の係合要素のいずれか一方による複数の回転要素の連結及びその解除もしくは隣接する複数の係合要素のいずれか一方による回転要素の固定保持及びその解除を、作動油を用いない機械式連結機構により行わせるように構成されている。このため、係合要素を作動させる作動油の粘性原因で非係合状態の係合要素において従来発生していた、いわゆる引き摺りトルクによるフリクションロスを抑えることができる。これにより、自動変速機における駆動力の伝達効率を向上させることが可能である。

また、機械式連結機構として、手動変速機で一般に用いられる同期噛合連結機構（シンクロメッシュ式連結機構）を用いてクラッチやブレーキといった係合要素の断接作動を行わせることで、従来の湿式クラッチ機構とは異なり係合要素が非係合状態となる変速段であっても（同期噛合連結機構を構成するシンクロスリーブが中立位置に位置していても）作動油の粘性による引き摺りトルクが発生することはない。すなわち、機械式連結機構として同期噛合連結機構を用いれば、作動油の粘性による影響を受けないため非係合状態の係合要素の差回転がゼロになり、係合要素におけるフリクションロスをなくすことが可能である。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。

図１に、本発明に係る自動変速機ＴＭを備えた動力伝達装置１０を示している。この動力伝達装置１０は、例えばＦＲ型の車両に搭載される。動力伝達装置１０は、車両前方に配設されたエンジン５と、エンジン５の出力軸５ａにトルクコンバータ６を介して入力軸１が接続される自動変速機ＴＭと、自動変速機ＴＭの出力軸４が接続されるデフ機構７とから構成され、エンジン５の駆動力により所定方向に所定回転数Ｎeで回転する入力軸１の回転駆動力が、自動変速機ＴＭにより変速され、デフ機構７により左右のドライブシャフト８，８に分割されて左右の駆動輪（後輪）９，９に伝達される。ＦＲ型の車両においてはしばしば、図１に示すように、変速機ＴＭの入力軸接続部と出力軸接続部とを車両の前後方向に延びる同軸上に位置させたレイアウトで動力伝達装置１０が構成される。自動変速機ＴＭは、複数のケース部材を組み付けて成形されるケーシング２０の内部空間に収容されている。

自動変速機ＴＭには、変速制御を行うように構成された図示しない変速制御装置が備えられている。変速制御装置は、車両状態に応じて自動変速機ＴＭ内に設けられた複数のクラッチ、ブレーキ、同期噛合連結機構からなる各係合要素の作動制御を行うように構成されており、これら係合要素の作動状態（係脱状態）に応じて自動変速機ＴＭに複数の変速段が設定される。自動変速機ＴＭは、変速制御装置により設定された変速段に応じて入力軸１の回転を変速して出力軸４を回転させる。

ここで、図２乃至図４を参照して第１構成例の自動変速機ＴＭ１について説明する。図２に示すように、第１構成例の自動変速機ＴＭ１は、遊星歯車列３０、遊星歯車列４０、同期噛合連結機構（シンクロメッシュ式連結機構ともいう。以下の同期噛合連結機構も同じ）５０、同期噛合連結機構６０、クラッチＣ１およびブレーキＢ１等といった係合要素とから構成されている。なお、以下に説明するクラッチＫ１〜Ｋ３およびブレーキＢ２は噛合式断接クラッチで、クラッチＣ１〜Ｃ３は湿式多板クラッチで、また、ブレーキＢ１は湿式多板ブレーキである。

入力軸１は、ケーシング２０内部を延びて設けられており、図示しないベアリングにより回転自在に支持されている。

遊星歯車列４０は、いわゆるラビニオ式遊星ギヤであり、入力軸１と同一軸上に並設された第１サンギヤ４１および第２サンギヤ４６からなる２つのサンギヤ、ショートピニオン４２およびロングピニオン４３からなるピニオンギヤ、リングギヤ４５およびキャリア４４を有して構成される。

第１サンギヤ４１にショートピニオン４２が噛合し、このショートピニオン４２はその外周側に配設されているロングピニオン４３に噛合している。ショートピニオン４２は第１サンギヤ４１の周りを自転しながら公転し、ロングピニオン４３は第１サンギヤ４１および第２サンギヤ４６周りを自転しながら公転する。これらショートピニオン４２およびロングピニオン４３は、自転可能なキャリア４４によって保持されている。このキャリア４４は、入力軸１と同一軸上を回転可能なクラッチＣ２に係脱自在に設けられている。クラッチＣ２は、後述する同期噛合連結機構６０によりブレーキＢ２およびクラッチＫ３と係脱自在に構成されている。第１サンギヤ４１と同心円上にリングギヤ４５が配置されており、このリングギヤ４５は内歯を有してロングピニオン４３に噛合している。また、第１サンギヤ４１と同一軸線上に配置した第２サンギヤ４６がロングピニオン４６に噛合している。リングギヤ４５は出力要素であり、出力用のカウンタドライブギヤ４７と一体に構成されている。

クラッチＫ１およびクラッチＫ２は隣接して配設され、クラッチＫ１は第２サンギヤ４６と一体に設けられて第２サンギヤ４６と一体回転可能であり、クラッチＫ２は第１サンギヤ４１と一体に設けられて第１サンギヤ４１と一体回転可能である。

遊星歯車列３０は、入力軸１と同軸上にケーシング２０に対して固定配置されたサンギヤ３１と、サンギヤ３１と噛合してサンギヤ３１の周りを自転しながら公転するピニオン３２と、入力軸１と一体に設けられピニオン３２と噛合する内歯を有してサンギヤ３１の回転軸と同軸上に位置する回転軸を中心に回転可能なリングギヤ３３とから構成されている。ピニオン３２は、自転可能なキャリア２４によって保持されている。

リングギヤ３４は、リングギヤ３４と一体に設けられて入力軸１と同軸上を回転可能なクラッチＣ１により第１サンギヤ４１および第２サンギヤ４６に対して係脱自在に構成されている。クラッチＣ１の断接作動は同期噛合連結機構５０により行われる。同期噛合連結機構５０は、手動変速機で一般に用いられる同期噛合連結機構と同様な構成からなり、クラッチＫ１およびクラッチＫ２に設けられたドグ歯に係脱自在なドグ歯クラッチを有しシフトフォークＰ１に一体に設けられたシンクロスリーブＳ１と、入力軸１と同軸上を回転可能なシンクロナイザーリングＲ１とを有して構成されている。

シフトフォークＰ１は、図示しない変速制御装置により作動されるサーボモータ９０の駆動力を受けて図２において左右移動可能である。シンクロスリーブＳ１は、シフトフォークＰ１が左右に移動すると伝達力を受けて図２において左右移動可能であり、シンクロスリーブＳ１がその中立位置から図２において右方に移動すると、シンクロスリーブＳ１によってシンクロナイザーリングＲ１がクラッチＣ１およびクラッチＫ１に押し付けられ、クラッチＣ１およびクラッチＫ１の回転が同期する。すなわち、キャリア３４および第２サンギヤ４６の回転が同期して、キャリア３４から第２サンギヤ４６の側に回転駆動力が伝達される。

一方、シンクロスリーブＳ１がその中立位置から図２において左方に移動すると、シンクロスリーブＳ１によってシンクロナイザーリングＲ１がクラッチＣ１およびクラッチＫ２の側に押し付けられ、クラッチＣ１およびクラッチＫ２の回転が同期する。すなわち、キャリア３４および第１サンギヤ４１の回転が同期して、キャリア３４から第１サンギヤ４１の側に回転駆動力が伝達される。シンクロスリーブＳ１がその中立位置にある状態では、シンクロナイザーリングＲ１はクラッチＫ１およびクラッチＫ２のいずれの側にも押し付けられておらず、キャリア３４から第１サンギヤ４１および第２サンギヤ４６のいずれの側に回転駆動力が伝達されることはない。

なお、第２サンギヤ４６の回転軸とクラッチＫ１との間には、シフトフォークＰ１が貫通する貫通穴Ｈ１が形成され、当該貫通穴Ｈ１に対して摺動可能に設けられたシフトフォークＰ１は、第２サンギヤ４６と一体回転可能に構成されている。

第１サンギヤ４１は入力軸１およびリングギヤ３３と一体回転可能なクラッチＣ３に係脱自在に構成され、クラッチＣ３が係合されると入力軸１およびリングギヤ３３の回転駆動力が第１サンギヤ４１の側に伝達される。また、第２サンギヤ４６はブレーキＢ１により固定保持可能である。さらに、クラッチＫ３およびブレーキＢ２は隣接して配設されている。クラッチＫ３は入力軸１と一体に設けられて入力軸１と一体回転可能であり、ブレーキＢ２はケーシング２０に固定されている。

入力軸１からキャリア４４の側への駆動力の断接作動は、同期噛合連結機構６０により行われる。同期噛合連結機構６０は、上記の同期噛合連結機構５０と同様に手動変速機で一般に用いられる同期噛合連結機構と同様な構成からなり、クラッチＫ３およびブレーキＢ２に設けられたドグ歯に係脱自在なドグ歯クラッチを有しシフトフォークＰ２に一体に設けられたシンクロスリーブＳ２と、クラッチＣ２と一体形成され入力軸１と同軸上を回転可能なシンクロナイザーリングＲ２を有して構成されている。

シフトフォークＰ２は、図示しない変速制御装置の制御により作動されるサーボモータ９０の駆動力を受けて図２において左右移動可能である。シンクロスリーブＳ２は、シフトフォークＰ２が左右に移動すると伝達力を受けて図２において左右移動可能であり、シンクロスリーブＳ２がその中立位置から図２において右方に移動すると、シンクロスリーブＳ２によってシンクロナイザーリングＲ２がクラッチＫ３に押し付けられ、クラッチＣ２およびクラッチＫ３の回転が同期する。このときキャリア８がクラッチＣ２と係合していると、入力軸１からキャリア４４の側に回転駆動力が伝達される。

シンクロスリーブＳ２がその中立位置から図２において左方に移動すると、シンクロスリーブＳ２によってシンクロナイザーリングＲ２がブレーキＢ２に押し付けられ、クラッチＣ２が固定保持される。このときキャリア４４がクラッチＣ２と係合していると、キャリア４４が固定保持される。

以上のように構成される自動変速機ＴＭ１は、変速制御装置が図３に示すように係合要素Ｃ１〜Ｃ３，Ｂ１を選択的に係合させ、シンクロスリーブＳ１，Ｓ２を選択的に移動させる制御を行うことにより、前進７速（１ｓｔ〜７ｔｈ）および後進１速（ＲＶＳ）の変速段を設定できる。なお、図３の●印は、係合要素が係合状態にあることを示し、シンクロスリーブＳ１，Ｓ２の欄は、シンクロスリーブＳ１，Ｓ２が中立位置（Ｎ）からいずれの側に移動しているかを示す。前進段において隣り合う変速段間の変速は、２つの係合要素のうち１つを係合させたままとし、残りの１つを解放して別の１つの係合要素を係合させて行うように構成されている。このため、変速をスムーズに行うことができる。

図４に遊星歯車列３０および遊星歯車列４０の速度線図を示す。ここで、図４の上段側の速度線図は遊星歯車列３０の速度線図で、図４の下段側の速度線図は遊星歯車列４０の速度線図である。

遊星歯車列３０の速度線図の３本の縦軸は、それぞれ左側から遊星歯車列３０を構成する回転要素であるサンギヤ３１、キャリア３４、リングギヤ３３の回転数Ｎを示すとともに、縦線の長さが回転要素の回転数Ｎに対応する。また、サンギヤ３１およびキャリア３４間の間隔と、キャリア３４およびリングギヤ３３間の間隔との比がρ_３：１（ρ_３は、リングギヤ３３の歯数をサンギヤ３１の歯数で除して求められる所定ギヤ比）になっている。

上述のように、リングギヤ３３は入力軸１と一体形成されて入力軸１と一体回転し（回転数Ｎｅ）、サンギヤ３１はケーシング２０に固定保持されているため、キャリア３４は、リングギヤ３３の回転数を示す縦線における入力軸１の回転数Ｎｅの点とサンギヤ３１の回転数を示す縦線における回転数Ｎがゼロレベルの点とを結ぶラインＬ３０と、キャリア３４の回転数を示す縦軸との交点である回転数で正方向に回転する。すなわち、入力軸１の回転数Ｎｅは、遊星歯車列３０により回転数Ｎ_ＲＥＤの分だけ減速されて、同期噛合連結機構５０の側に駆動力として入力される。

遊星歯車列４０の速度線図の４本の縦軸は、それぞれ左側から遊星歯車列４０を構成する回転要素である第２サンギヤ４６、キャリア４４、リングギヤ４５、第１サンギヤ４１の回転数Ｎを示すとともに、縦線の長さが回転数Ｎに対応する。また、第２サンギヤ４６およびキャリア４４の間隔と、キャリア４４およびリングギヤ４５の間隔との比が１：ρ_２となっている。ここで、ρ_２は、第２サンギヤ４６の歯数をリングギヤ４３の歯数で除して求められるギヤ比である。第２サンギヤ４６およびキャリア４４の間隔と、キャリア４４および第１サンギヤ４１の間隔との比が１：（１／ρ_１）となっている。ここで、ρ_１は、第１サンギヤ４１の歯数を第２サンギヤ４６の歯数で除して求められるギヤ比である。図の縦軸上の●印は各変速段における各回転要素の回転数を表す。シンクロスリーブＳ１，Ｓ２は、係合要素に対してスイッチ作動するような表現がされている。また、回転数Ｎは入力軸１の回転方向を正としており、出力要素であるリングギヤ４５が正方向に回転するとき、車両は前進する。以下、図４を参照して各変速段について説明する。

まず、ニュートラルＮでは、クラッチＣ１、クラッチＣ２、クラッチＣ３およびブレーキＢ１はいずれも解放されている。このとき、シンクロスリーブＳ１は中立位置（Ｎ）に位置しているが、１速（Ｌｏｗ）の側にシフトチェンジされるとクラッチＫ２の側に移動し、後進（ＲＶＳ）のシフトチェンジされるとクラッチＫ１の側に移動する。シンクロスリーブＳ２はブレーキＢ２の側に移動している。

１速（Ｌｏｗ）は、クラッチＣ１およびクラッチＣ２が各々係合され、また、シンクロスリーブＳ１がクラッチＫ２の側に位置し、シンクロスリーブＳ２がブレーキＢ２の側に位置する。このとき、シンクロスリーブＳ１のクラッチＫ２側への移動により第１サンギヤ４１が入力軸１の回転数Ｎｅに対して回転数Ｎｒｅｄ分だけ減速された回転数で入力軸１と同じ方向（正方向）にキャリア３４と一体回転する。キャリア４４は、シンクロスリーブＳ２のブレーキＢ２の側への移動により固定保持されて回転しない。したがって、リングギヤ４５は、直線Ｌ₁とリングギヤ４５の回転数を示す縦軸との交点である回転数で正方向に回転する。

２速（２ｎｄ）は、１速の状態からクラッチＣ２が解放され、ブレーキＢ１が係合される。シンクロスリーブＳ１はクラッチＫ２の側に移動したままの状態で、シンクロスリーブＳ２は、ブレーキＢ２と中立位置との間の位置に位置している状態であるが、２速（２ｎｄ）から３速（３ｒｄ）にシフトチェンジされると中立位置に向かって移動し、２速（２ｎｄ）から１速（Ｌｏｗ）にシフトチェンジされるとブレーキＢ２の側に向かって移動する。このとき、第１サンギヤＳ１は、１速と同じ回転数で正方向に回転する。第２サンギヤ４６は、ブレーキＢ１の係合により固定保持されているため回転しない。したがって、リングギヤ４５は、直線Ｌ_２とリングギヤ４５の回転数を示す縦軸との交点に対応する回転数で正方向に回転する。

３速（３ｒｄ）は、２速の状態からクラッチＣ１が解放され、クラッチＣ３が係合されて設定される。シンクロスリーブＳ１は中立位置に位置しているが、３速（３ｒｄ）から４速（４ｔｈ）の側にシフトチェンジが開始されるとクラッチＫ１の側に移動を始め、３速（３ｒｄ）から２速（２ｎｄ）の側にシフトチェンジが開始されるとクラッチＫ２の側に移動を始める。シンクロスリーブＳ２は中立位置にある。このとき、第１サンギヤ４１はクラッチＣ３の係合により入力軸１と同じ回転数Ｎｅで正方向に回転する。第２サンギヤ４６は、ブレーキＢ１の係合により固定保持されているため回転しない。したがって、リングギヤ４５は、直線Ｌ_３とリングギヤ４５の回転数を示す縦軸との交点に対応する回転数で正方向に回転する。

４速（４ｔｈ）は、３速の状態からブレーキＢ１が解放され、クラッチＣ１が係合されて設定される。シンクロスリーブＳ１はクラッチＫ１の側に位置し、シンクロスリーブＳ２は、クラッチＫ３と中立位置との間の位置に位置している状態であるが、４速（４ｔｈ）から５速（５ｔｈ）にシフトチェンジされるとクラッチＫ３の側に向かって移動し、４速（４ｔｈ）から３速（３ｒｄ）にシフトチェンジされると中立位置に向かって移動する。このとき、第１サンギヤ４１はクラッチＣ３の係合により入力軸１と同じ回転数Ｎｅで正方向に回転する。第２サンギヤ４６は、シンクロスリーブＳ１のクラッチＫ１側への移動により入力軸１の回転数Ｎｅに対して回転数Ｎｒｅｄ分だけ減速された回転数で入力軸１と同じ方向（正方向）にキャリア３４と一体回転する。したがって、リングギヤ４５は、直線Ｌ_４とリングギヤ４５の回転数を示す縦軸との交点に対応する回転数で正方向に回転する。

５速（５ｔｈ）は、４速の状態からクラッチＣ１が解放され、クラッチＣ２が係合されて設定される。シンクロスリーブＳ１はクラッチＫ１の側に移動したままの状態で、シンクロスリーブＳ２はクラッチＫ３の側に位置する。このとき、第１サンギヤ４１はクラッチＣ３の係合により入力軸１の回転数Ｎｅと同じ回転数で正方向に回転し、キャリア４４はクラッチＣ２の係合およびシンクロスリーブＳ２のクラッチＫ３の側への移動により、入力軸１の回転数Ｎｅと同じ回転数で正方向に回転する。したがって、リングギヤ４５は、直線Ｌ_５とリングギヤ４５の回転数を示す縦軸との交点である入力軸１と同じ回転数Ｎｅで正方向に回転する。

６速（６ｔｈ）は、５速の状態からクラッチＣ３が解放され、クラッチＣ１が係合されて設定される。シンクロスリーブＳ１はクラッチＫ１の側に移動したままの状態で、シンクロスリーブＳ２はクラッチＫ３の側に移動したままの状態である。このとき、第２サンギヤ４６は、クラッチＣ１の係合およびシンクロスリーブＳ１のクラッチＫ１側への移動により、入力軸１の回転数Ｎｅに対して回転数Ｎｒｅｄ分だけ減速された回転数で入力軸１と同じ方向（正方向）にキャリア３４と一体回転する。キャリア４４は、クラッチＣ２の係合およびシンクロスリーブＳ２のクラッチＫ３側への移動により、入力軸１の回転数Ｎｅと同じ回転数で正方向に回転する。したがって、リングギヤ４５は、直線Ｌ_６とリングギヤ４５の回転数を示す縦軸との交点である回転数で正方向に回転する。

７速（７ｔｈ）は、６速の状態からクラッチＣ１が解放され、ブレーキＢ１が係合されて設定される。シンクロスリーブＳ１は、クラッチＫ１の側もしくは中立位置に位置している。シンクロスリーブＳ２はクラッチＫ３の側に移動したままの状態である。このとき、第２サンギヤ４６は、ブレーキＢ１の係合により固定保持されているため回転しない。キャリア４４は、クラッチＣ２の係合およびシンクロスリーブＳ２のクラッチＫ３側への移動により、入力軸１の回転数Ｎｅと同じ回転数で正方向に回転する。したがって、リングギヤ４５は、直線Ｌ_７とリングギヤ４５の回転数を示す縦軸との交点である回転数で正方向に回転する。

後進（ＲＶＳ）は、クラッチＣ１およびクラッチＣ２が各々係合されて設定される。シンクロスリーブＳ１はクラッチＫ１の側に位置し、シンクロスリーブＳ２はブレーキＢ２の側に位置する。このとき、第２サンギヤ４６は、クラッチＣ１の係合およびシンクロスリーブＳ１のクラッチＫ１側への移動により、入力軸１の回転数Ｎｅに対して回転数Ｎｒｅｄ分だけ減速された回転数で入力軸１と同じ方向（正方向）にキャリア３４と一体回転する。キャリア４４は、シンクロスリーブＳ２のブレーキＢ２の側への移動により固定保持されて回転しない。したがって、リングギヤ４５は、直線Ｌ_ＲＶＳとリングギヤ４５の回転数を示す縦軸との交点である回転数で入力軸１とは逆方向に回転する。

次に、図５乃至図７を参照して第２構成例の自動変速機ＴＭ２を説明する。ここでは、上記実施例１とは異なる構成を中心として説明する。図５に示すように、第２構成例の自動変速機ＴＭ２は、第１構成例の自動変速機ＴＭ１と同様に遊星歯車列３０、遊星歯車列４０、同期噛合連結機構５０、同期噛合連結機構６０、クラッチＣ１およびブレーキＢ１等からなる係合要素を有するほか、同期噛合連結機構７０および同期噛合連結機構８０を有している。なお、以下に説明するクラッチＫ１〜Ｋ６は噛合式断接クラッチで、クラッチＣ１〜Ｃ３は湿式多板クラッチで、また、ブレーキＢ１は湿式多板ブレーキである。

クラッチＫ５が入力軸１およびリングギヤ３３と一体回転可能になっている。また、入力軸１と同軸上を回転可能なクラッチＣ３が第１サンギヤ４１に係合可能に構成されており、クラッチＣ３が第１サンギヤ４１と係合すると第１サンギヤ４１と一体回転可能である。本実施例では、クラッチＣ３に一体に設けられたシンクロナイザーリングＲ３を有する同期噛合連結機構７０により、入力軸１側から第１サンギヤ４１側への駆動力の断接作動が行われる。

この同期噛合連結機構７０は、手動変速機で一般に用いられる同期噛合連結機構と同様な構成からなり、クラッチＫ５に設けられたドグ歯に係脱自在なドグ歯クラッチを有しシフトフォークＰ３に一体に設けられたシンクロスリーブＳ３と、クラッチＣ３と一体形成されたシンクロナイザーリングＲ３を有して構成されている。シフトフォークＰ３は、図示しない変速制御装置により作動されるサーボモータ９０の駆動力を受けて図５において左右移動可能である。シンクロスリーブＳ３は、シフトフォークＰ３が左右に移動すると伝達力を受けて図５において左右移動可能であり、シンクロスリーブＳ３がその中立位置から図５において左方に移動すると、シンクロスリーブＳ３によってシンクロナイザーリングＲ３がクラッチＫ５に押し付けられ、クラッチＣ３およびクラッチＫ５の回転が同期する。このとき第１サンギヤ４１がクラッチＣ３と係合していると、入力軸１の側から第１サンギヤ４１の側に回転駆動力が伝達される。シンクロスリーブＳ３がその中立位置にある状態では、シンクロナイザーリングＲ３はクラッチＫ５の側に押し付けられておらず、入力軸１の側から第１サンギヤ４１の側に回転駆動力が伝達されることはない。

なお、キャリア３４には、シフトフォークＰ３が貫通する貫通穴Ｈ２が形成され、当該貫通穴Ｈ２に対して摺動可能に設けられたシフトフォークＰ３は、キャリア３４と一体回転可能に構成されている。

また、本実施例では、第２サンギヤ４６を固定保持可能なブレーキＢ１と一体に設けられたシンクロナイザーリングＲ４を有する同期噛合連結機構８０により、第２サンギヤ４６の固定保持が行われる。クラッチＫ６およびブレーキＢ１は隣接して配設され、クラッチＫ６はケーシング２０に固定保持されている。シンクロナイザーリングＲ４は、ブレーキＢ１が係合されると第２サンギヤ４６とともに一体回転可能である。

この同期噛合連結機構８０は、手動変速機で一般に用いられる同期噛合連結機構と同様な構成からなり、クラッチＫ６に設けられたドグ歯に係脱自在なドグ歯クラッチを有しシフトフォークＰ４に一体に設けられたシンクロスリーブＳ４と、ブレーキＢ１と一体形成されたシンクロナイザーリングＲ４とを有して構成されている。

シフトフォークＰ４は、図示しない変速制御装置の制御により作動されるサーボモータ９０の駆動力を受けて図５において左右移動可能である。シンクロスリーブＳ４は、シフトフォークＰ４が左右に移動すると伝達力を受けて図５において左右移動可能であり、シンクロスリーブＳ４がその中立位置から図５において左方に移動すると、シンクロスリーブＳ４によってシンクロナイザーリングＲ４がクラッチＫ６に押し付けられ、ブレーキＢ１が固定保持される。このとき第２サンギヤ４６がブレーキＢ１と係合していると、第２サンギヤ４６が固定保持される。シンクロスリーブＳ４がその中立位置にある状態では、シンクロナイザーリングＲ４はクラッチＫ６の側に押し付けられておらず、第２サンギヤ４６が固定保持されることはない。

以上のように構成される自動変速機ＴＭ２は、変速制御装置が図６に示すように係合要素Ｃ１〜Ｃ３，Ｂ１を選択的に係合させ、シンクロスリーブＳ１〜Ｓ４を選択的に移動させる制御を行うことにより、前進７速（１ｓｔ〜７ｔｈ）および後進１速（ＲＶＳ）の変速段を設定できる。なお、図６の●印は、係合要素が係合状態にあることを示し、シンクロスリーブＳ１〜Ｓ４の欄は、シンクロスリーブＳ１〜Ｓ４が中立位置からいずれの側に移動しているかを示す。前進段において隣り合う変速段間の変速は、２つの係合要素のうち１つを係合させたままとし、残りの１つを解放して別の１つの係合要素を係合させて行うように構成されている。このため、変速をスムーズに行うことができる。

図７に遊星歯車列３０および遊星歯車列４０の速度線図を示す。この速度線図は、実施例１における速度線図（図４参照）と同様であるが、シンクロスリーブＳ３を有する同期噛合連結機構７０に相当する部分およびシンクロスリーブＳ４を有する同期噛合連結機構８０に相当する部分が追加されている。以下、図７を参照して各変速段について説明する。

ニュートラルＮでは、クラッチＣ１、クラッチＣ２、クラッチＣ３およびブレーキＢ１はいずれも解放されている。このとき、シンクロスリーブＳ１は中立位置（Ｎ）に位置しているが、１速（Ｌｏｗ）の側にシフトチェンジされるとクラッチＫ２の側に移動し、後進（ＲＶＳ）のシフトチェンジされるとクラッチＫ１の側に移動する。シンクロスリーブＳ２はクラッチＫ４の側に位置している。シンクロスリーブＳ３およびシンクロスリーブＳ４は、いずれも中立位置に位置している。

１速（Ｌｏｗ）は、クラッチＣ１およびクラッチＣ２が各々係合され、シンクロスリーブＳ１がクラッチＫ２の側に位置し、シンクロスリーブＳ２がクラッチＫ４の側に位置し、シンクロスリーブＳ３が中立位置に位置する。シンクロスリーブＳ４は、クラッチＫ６と中立位置との間の位置に位置している状態であるが、１速（Ｌｏｗ）から２速（２ｎｄ）にシフトチェンジされるとクラッチＫ６の側に向かって移動し、１速（Ｌｏｗ）からニュートラル（Ｎ）にシフトチェンジされると中立位置に向かって移動する。このとき、シンクロスリーブＳ１のクラッチＫ２側への移動により第１サンギヤ４１が入力軸１の回転数Ｎｅに対して回転数Ｎｒｅｄ分だけ減速された回転数で入力軸１と同じ方向（正方向）にキャリア３４と一体回転する。キャリア４４は、シンクロスリーブＳ２のクラッチＫ４の側への移動により固定保持されて回転しない。したがって、リングギヤ４５は、直線Ｌ₁とリングギヤ４５の回転数を示す縦軸との交点である回転数で正方向に回転する。

２速（２ｎｄ）は、１速の状態からクラッチＣ２が解放され、ブレーキＢ１が係合されて設定される。シンクロスリーブＳ１はクラッチＫ２の側に移動したままの状態である。シンクロスリーブＳ２は、クラッチＫ４と中立位置との間の位置に位置している状態であるが、２速（２ｎｄ）から３速（３ｒｄ）にシフトチェンジされると中立位置に向かって移動し、２速（２ｎｄ）から１速（Ｌｏｗ）にシフトチェンジされるとクラッチＫ４の側に向かって移動する。シンクロスリーブＳ３は、クラッチＫ５と中立位置との間の位置に位置している状態であるが、２速（２ｎｄ）から３速（３ｒｄ）にシフトチェンジされるとクラッチＫ５の側に向かって移動し、２速（２ｎｄ）から１速（Ｌｏｗ）にシフトチェンジされると中立位置に向かって移動する。シンクロスリーブＳ４は、クラッチＫ６の側に位置している。このとき、第１サンギヤＳ１は、１速と同じ回転数で正方向に回転する。第２サンギヤ４６は、ブレーキＢ１の係合およびシンクロスリーブＳ４のクラッチＫ６側への移動により固定保持されているため回転しない。したがって、リングギヤ４５は、直線Ｌ_２とリングギヤ４５の回転数を示す縦軸との交点に対応する回転数で正方向に回転する。

３速（３ｒｄ）は、２速の状態からクラッチＣ１が解放され、クラッチＣ３が係合されて設定される。シンクロスリーブＳ１は中立位置に位置しているが、３速（３ｒｄ）から４速（４ｔｈ）の側にシフトチェンジが開始されるとクラッチＫ１の側に移動を始め、３速（３ｒｄ）から２速（２ｎｄ）の側にシフトチェンジが開始されるとクラッチＫ２の側に移動を始める。シンクロスリーブＳ２は中立位置にある。シンクロスリーブＳ３はクラッチＫ５の側に位置し、シンクロスリーブＳ４はクラッチＫ６の側に移動したままの状態である。このとき、第１サンギヤ４１はクラッチＣ３の係合およびシンクロスリーブＳ３のクラッチＫ５側への移動により入力軸１と同じ回転数Ｎｅで正方向に回転する。第２サンギヤ４６は、ブレーキＢ１の係合およびシンクロスリーブＳ４のクラッチＫ６側への移動により固定保持されているため回転しない。したがって、リングギヤ４５は、直線Ｌ_３とリングギヤ４５の回転数を示す縦軸との交点に対応する回転数で正方向に回転する。

４速（４ｔｈ）は、３速の状態からブレーキＢ１が解放され、クラッチＣ１が係合されて設定される。シンクロスリーブＳ１はクラッチＫ１の側に位置する。シンクロスリーブＳ２は、クラッチＫ３と中立位置との間の位置に位置している状態であるが、４速（４ｔｈ）から５速（５ｔｈ）にシフトチェンジされるとクラッチＫ３の側に向かって移動し、４速（４ｔｈ）から３速（３ｒｄ）にシフトチェンジされると中立位置に向かって移動する。シンクロスリーブＳ３はクラッチＫ５の側に移動したままの状態である。シンクロスリーブＳ４はクラッチＫ６と中立位置との間の位置に位置している状態であるが、４速（４ｔｈ）から５速（５ｔｈ）にシフトチェンジされると中立位置に向かって移動し、４速（４ｔｈ）から３速（３ｒｄ）にシフトチェンジされるとクラッチＫ６の側に向かって移動する。このとき、第１サンギヤ４１はクラッチＣ３の係合およびシンクロスリーブＳ３のクラッチＫ５側への移動により入力軸１と同じ回転数Ｎｅで正方向に回転する。第２サンギヤ４６は、クラッチＣ１の係合およびシンクロスリーブＳ１のクラッチＫ１側への移動により、入力軸１の回転数Ｎｅに対して回転数Ｎｒｅｄ分だけ減速された回転数で入力軸１と同じ方向（正方向）にキャリア３４と一体回転する。したがって、リングギヤ４５は、直線Ｌ_４とリングギヤ４５の回転数を示す縦軸との交点に対応する回転数で正方向に回転する。

５速（５ｔｈ）は、４速の状態からクラッチＣ１が解放され、クラッチＣ２が係合されて設定される。シンクロスリーブＳ１はクラッチＫ１の側に移動したままの状態で、シンクロスリーブＳ２はクラッチＫ３の側に位置する。シンクロスリーブＳ３はクラッチＫ５の側に移動したままの状態で、シンクロスリーブＳ４は中立位置に位置する。このとき、第１サンギヤ４１はクラッチＣ３の係合およびシンクロスリーブＳ３のクラッチＫ５側への移動により入力軸１の回転数Ｎｅと同じ回転数で正方向に回転し、キャリア４４はクラッチＣ２の係合およびシンクロスリーブＳ２のクラッチＫ３の側への移動により、入力軸１の回転数Ｎｅと同じ回転数で正方向に回転する。したがって、リングギヤ４５は、直線Ｌ_５とリングギヤ４５の回転数を示す縦軸との交点である入力軸１と同じ回転数Ｎｅで正方向に回転する。

６速（６ｔｈ）は、５速の状態からクラッチＣ３が解放され、クラッチＣ１が係合されて設定される。シンクロスリーブＳ１はクラッチＫ１の側に移動したままの状態で、シンクロスリーブＳ２はクラッチＫ３の側に移動したままの状態である。また、シンクロスリーブＳ３は、クラッチＫ５と中立位置との間の位置に位置している状態であるが、６速（６ｔｈ）から７速（７ｔｈ）にシフトチェンジされると中立位置に向かって移動し、６速（６ｔｈ）から５速（５ｔｈ）にシフトチェンジされるとクラッチＫ５の側に向かって移動する。シンクロスリーブＳ４は、クラッチＫ６と中立位置との間の位置に位置している状態であるが、６速（６ｔｈ）から７速（７ｔｈ）にシフトチェンジされるとクラッチＫ６の側に向かって移動し、６速（６ｔｈ）から５速（５ｔｈ）にシフトチェンジされると中立位置に向かって移動する。このとき、第２サンギヤ４６は、クラッチＣ１の係合およびシンクロスリーブＳ１のクラッチＫ１側への移動により、入力軸１の回転数Ｎｅに対して回転数Ｎｒｅｄ分だけ減速された回転数で入力軸１と同じ方向（正方向）にキャリア３４と一体回転する。キャリア４４は、クラッチＣ２の係合およびシンクロスリーブＳ２のクラッチＫ３側への移動により、入力軸１の回転数Ｎｅと同じ回転数で正方向に回転する。したがって、リングギヤ４５は、直線Ｌ_６とリングギヤ４５の回転数を示す縦軸との交点である回転数で正方向に回転する。

７速（７ｔｈ）は、６速の状態からクラッチＣ１が解放され、ブレーキＢ１が係合されて設定される。シンクロスリーブＳ１は、クラッチＫ１の側もしくは中立位置に位置している。シンクロスリーブＳ２はクラッチＫ３の側に移動したままの状態である。シンクロスリーブＳ３は中立位置に位置し、シンクロスリーブＳ４はクラッチＫ６の側に位置する。このとき、第２サンギヤ４６は、ブレーキＢ１の係合およびシンクロスリーブＳ４のクラッチＫ６の側への移動により固定保持されているため回転しない。キャリア４４は、クラッチＣ２の係合およびシンクロスリーブＳ２のクラッチＫ３側への移動により、入力軸１の回転数Ｎｅと同じ回転数で正方向に回転する。したがって、リングギヤ４５は、直線Ｌ_７とリングギヤ４５の回転数を示す縦軸との交点である回転数で正方向に回転する。

後進（ＲＶＳ）は、クラッチＣ１およびクラッチＣ２が各々係合されて設定される。シンクロスリーブＳ１はクラッチＫ１の側に位置し、シンクロスリーブＳ２はクラッチＫ４の側に位置する。シンクロスリーブＳ３およびシンクロスリーブＳ４は、いずれも中立位置に位置する。このとき、第２サンギヤ４６は、クラッチＣ１の係合およびシンクロスリーブＳ１のクラッチＫ１側への移動により、入力軸１の回転数Ｎｅに対して回転数Ｎｒｅｄ分だけ減速された回転数で入力軸１と同じ方向（正方向）にキャリア３４と一体回転する。キャリア４４は、シンクロスリーブＳ２のクラッチＫ４の側への移動により固定保持されて回転しない。したがって、リングギヤ４５は、直線Ｌ_ＲＶＳとリングギヤ４５の回転数を示す縦軸との交点である回転数で入力軸１とは逆方向に回転する。

本実施例では、クラッチＣ１およびクラッチＣ２における切り換えだけでなく、クラッチＣ３およびブレーキＢ１における切り換えも同期噛合連結機構を用いて行い、クラッチ機構やブレーキ機構を非係合状態とするために作動油を用いずに各シンクロスリーブを中立位置に位置するように切り換えることで、係合要素におけるフリクションをなくすことが可能である。

次に、図８乃至図１０を参照して第３構成例の自動変速機ＴＭ３を説明する。図８に示すように、第３構成例の自動変速機ＴＭ３は、遊星歯車列３３０、遊星歯車列３４０、同期噛合連結機構３５０、同期噛合連結機構３６０、同期噛合連結機構３７０、同期噛合連結機構３８０、クラッチＣ１〜Ｃ３およびブレーキＢ１といった係合要素を有している。なお、以下に説明するクラッチＫ１〜Ｋ４は噛合式断接クラッチで、クラッチＣ１〜Ｃ３は湿式多板クラッチで、また、ブレーキＢ１は湿式多板ブレーキである。

遊星歯車列３３０は、いわゆるダブルピニオンタイプの遊星歯車列で、入力軸１と一体に設けられ入力軸１と同一軸を一体回転するサンギヤ３３１と、サンギヤ３３１に噛合するピニオン３３２、このピニオン３３２の外側に配設されてピニオン３３２と噛合するピニオン３３３、ピニオン３３３と噛合する内歯を有してサンギヤ３３１の回転軸と同軸上に位置する回転軸を中心に回転可能なリングギヤ３３４と、ピニオン３３２およびピニオン３３３を固定保持するキャリア３３５とから構成されている。

遊星歯車列３４０は、入力軸１と同一軸上に並設された第１サンギヤ３４１および第２サンギヤ３４４からなる２つのサンギヤ、ピニオン３４２，３４５，３４６からなる３つのピニオンギヤ、リングギヤ３４３，３４７からなる２つのリングギヤおよびキャリア３４８から構成されている。

ピニオン３４２は第１サンギヤ３４１に噛合し第１サンギヤの周囲を自転しながら公転する。リングギヤ３４３は内歯を有してピニオン３４２に噛合し、入力軸１と同一軸上を回転可能である。ピニオン３４５は第２サンギヤ３４４と噛合して第２サンギヤ３４４の周囲を自転しながら公転可能である。ピニオン３４６はピニオン３４５の外側に設けられてピニオン３４５と噛合し第２サンギヤ３４４の周囲を自転しながら公転可能である。リングギヤ３４７は内歯を有してピニオン３４６に噛合し、入力軸１と同一軸上を回転可能である。リングギヤ３４３およびリングギヤ３４７は、一体回転可能に設けられて後述するクラッチＣ１に係脱可能に構成されている。ピニオン３４２、ピニオン３４５およびピニオン３４６は入力軸１と同一軸上を回転可能なキャリア３４８によって保持されている。キャリア３４８は出力要素であり、出力用のカウンタドライブギヤ３４９と一体に構成されている。また、クラッチＫ２は第２サンギヤ３４４と一体に設けられて第２サンギヤ３４４と一体回転可能である。クラッチＫ３は、第１サンギヤ３４１と一体に設けられて入力軸１上を回転可能なクラッチＣ３と係合可能である。

リングギヤ３３４は、入力軸１と同軸上を回転可能なクラッチＣ２により第２サンギヤ３４４対して係脱自在に構成されている。クラッチＣ２の断接作動は同期噛合連結機構３５０により行われる。同期噛合連結機構３５０は、手動変速機で一般に用いられる同期噛合連結機構と同様な構成からなり、クラッチＫ２に設けられたドグ歯に係脱自在なドグ歯クラッチを有しシフトフォークＰ２に一体に設けられたシンクロスリーブＳ２と、クラッチＫ２に隣接するクラッチＣ２と一体に設けられたシンクロナイザーリングＲ２とを有して構成されている。

シフトフォークＰ２は、図示しない変速制御装置の制御により作動されるサーボモータ９０の駆動力を受けて図８において左右移動可能である。シンクロスリーブＳ２は、シフトフォークＰ２が左右に移動すると伝達力を受けて図８において左右移動可能であり、シフトフォークＰ２の移動によりシンクロスリーブＳ２がその中立位置から図８において右方に移動すると、シンクロスリーブＳ２によってシンクロナイザーリングＲ２がクラッチＫ２に押し付けられ、クラッチＣ２および第２サンギヤ３４４の回転が同期する。このときリングギヤ３３４がクラッチＣ２と係合していると、リングギヤ３３４から第２サンギヤ３４４の側に回転駆動力が伝達される。シンクロスリーブＳ２がその中立位置にある状態では、シンクロナイザーリングＲ２はクラッチＫ２の側に押し付けられておらず、キャリア３３４から第２サンギヤ３４４側に回転駆動力が伝達されることはない。

ブレーキＢ１は第２サンギヤ３４４と係合可能であり、クラッチＫ４がケーシング２０に固定されている。第２サンギヤ３４４は、ブレーキＢ１と一体に設けられたシンクロナイザーリングＲ４を有する同期噛合連結機構３８０により固定保持が行われる。

同期噛合連結機構３８０は、手動変速機で一般に用いられる同期噛合連結機構と同様な構成からなり、クラッチＫ４に設けられたドグ歯に係脱自在なドグ歯クラッチを有しシフトフォークＰ４に一体に設けられたシンクロスリーブＳ４と、クラッチＫ４に隣接するブレーキＢ１と一体形成されたシンクロナイザーリングＲ４とを有して構成される。シフトフォークＰ４は、図示しない変速制御装置の制御により作動されるサーボモータ９０の駆動力を受けて図８において左右移動可能である。シンクロスリーブＳ４は、シフトフォークＰ４が左右に移動すると伝達力を受けて図８において左右移動可能であり、シンクロスリーブＳ４がその中立位置から図８において右方に移動すると、シンクロスリーブＳ４によってシンクロナイザーリングＲ４がクラッチＫ４に押し付けられ、ブレーキＢ１が固定保持される。このとき第２サンギヤ３４４がブレーキＢ１と係合していると、第２サンギヤ３４４が固定保持される。シンクロスリーブＳ４がその中立位置にある状態では、シンクロナイザーリングＲ４はクラッチＫ４の側に押し付けられておらず、第２サンギヤ３４４が固定保持されることはない。

入力軸１は、入力軸１と一体に設けられたシンクロナイザーリングＲ３を有する同期噛合連結機構３７０により、入力軸１側から第１サンギヤ３４１側への駆動力の断接作動が行われる。同期噛合連結機構３７０は、手動変速機で一般に用いられる同期噛合連結機構と同様な構成からなり、クラッチＫ３に設けられたドグ歯に係脱自在なドグ歯クラッチを有しシフトフォークＰ３に一体に設けられたシンクロスリーブＳ３と、入力軸１と一体形成されたシンクロナイザーリングＲ３とを有して構成されている。シフトフォークＰ３は、図示しない変速制御装置の制御により作動されるサーボモータ９０の駆動力を受けて図８において左右移動可能である。シンクロスリーブＳ３は、シフトフォークＰ３が左右に移動すると伝達力を受けて図８において左右移動可能であり、シンクロスリーブＳ３がその中立位置から図８において左方に移動すると、シンクロスリーブＳ３によってシンクロナイザーリングＲ３がクラッチＫ３に押し付けられ、入力軸１およびクラッチＫ５の回転が同期する。このとき第１サンギヤ３４１がクラッチＣ３と係合していると、入力軸１の側から第１サンギヤ３４１の側に回転駆動力が伝達される。シンクロスリーブＳ３がその中立位置にある状態では、シンクロナイザーリングＲ３はクラッチＫ５の側に押し付けられておらず、入力軸１の側から第１サンギヤ３４１の側に回転駆動力が伝達されることはない。

ブレーキＢはケーシング２０に固定され、ブレーキＢに隣接するクラッチＫ１が入力軸１と一体回転可能に設けられている。入力軸１からリングギヤ３４３の側への駆動力の断接作動は、同期噛合連結機構３６０により行われる。同期噛合連結機構３６０は、手動変速機で一般に用いられる同期噛合連結機構と同様な構成からなり、クラッチＫ１およびブレーキＢに設けられたドグ歯に係脱自在なドグ歯クラッチを有しシフトフォークＰ１に一体に設けられたシンクロスリーブＳ１と、入力軸１上を回転可能に設けられてリングギヤ３４３およびリングギヤ３４７と係合可能なクラッチＣ１と一体形成されたシンクロナイザーリングＲ１とを有して構成されている。シフトフォークＰ１は、図示しない変速制御装置の制御により作動されるサーボモータ９０の駆動力を受けて図８において左右移動可能である。シンクロスリーブＳ１は、シフトフォークＰ１が左右に移動すると伝達力を受けて図８において左右移動可能であり、シフトフォークＰ１の移動によりシンクロスリーブＳ１がその中立位置から図８において右方に移動すると、シンクロスリーブＳ１によってシンクロナイザーリングＲ１がクラッチＫ１に押し付けられ、クラッチＣ１およびクラッチＫ１の回転が同期する。このときリングギヤ３４３およびリングギヤ３４７がクラッチＣ１と係合していると、入力軸１からリングギヤ３４３およびリングギヤ３４７の側に回転駆動力が伝達される。

シンクロスリーブＳ１がその中立位置から図８において左方に移動すると、シンクロスリーブＳ１によってシンクロナイザーリングＲ１がブレーキＢに押し付けられ、クラッチＣ１が固定保持される。このときリングギヤ３４３およびリングギヤ３４７がクラッチＣ１と係合していると、リングギヤ３４３およびリングギヤ３４７が固定保持される。また、シンクロスリーブＳ１がその中立位置に位置する場合には、入力軸１の側から同期噛合連結機構３６０を介したリングギヤ３４３およびリングギヤ３４７への駆動力の伝達は行われない。

リングギヤ３４３およびリングギヤ３４７は、ワンウェイブレーキＦを介してケーシング２０に接続されており、前進側駆動方向の回転に対してのみブレーキ作用を生じさせるようになっている。このため、キャリア３４８を入力軸１の回転とは逆方向に回転させようとするトルクが働くと、リングギヤ３４３およびリングギヤ３４７が第１サンギヤ３４１および第２サンギヤ３４４と同方向に回転しようとするが、この場合、ワンウェイブレーキＦによるリングギヤ３４３およびリングギヤ３４７の回転の規制が行われずにリングギヤ３４３およびリングギヤ３４７回転が許容されてリングギヤ３４３およびリングギヤ３４７が自由回転するため、入力軸１側からカウンタドライブギヤ３４９側への動力伝達が行われない。

以上のように構成される自動変速機ＴＭ３は、変速制御装置が図９に示すように係合要素Ｃ１〜Ｃ３，Ｂ１を選択的に係合させる制御およびシンクロスリーブＳ１〜Ｓ４を選択的に移動させる制御を行うことにより、前進６速（１ｓｔ〜６ｔｈ）および後進１速（ＲＶＳ）の変速段を設定できる。なお、図９の●印は、係合要素が係合状態にあることを示し、シンクロスリーブＳ１〜Ｓ４の欄は、シンクロスリーブＳ１，Ｓ２の移動状態を示す。前進段において隣り合う変速段間の変速は、２つの係合要素のうち１つを係合させたままとし、残りの１つを解放して別の１つの係合要素を係合させて行うように構成されている。このため、変速をスムーズに行うことができる。

図１０に遊星歯車列３３０および遊星歯車列３４０の速度線図を示す。ここで、図１０の上段側の速度線図は遊星歯車列３３０の速度線図で、図１０の下段側の速度線図は遊星歯車列３４０の速度線図である。

遊星歯車列３３０の速度線図の３本の縦軸は、それぞれ左側から遊星歯車列３３０を構成する回転要素であるキャリア３３５、リングギヤ３３４、サンギヤ３３１の回転数Ｎを示すとともに、縦線の長さが回転数Ｎに対応する。また、キャリア３３５およびリングギヤ３３４間の間隔と、キャリア３３５およびサンギヤ３３１間の間隔との比が１：ρ_６（ρ_６は、リングギヤ３３４の歯数をサンギヤ３３１の歯数で除して求められる所定ギヤ比）になっている。

上述のように、サンギヤ３３１は入力軸１と一体回転し（回転数Ｎｅ）、キャリア３３５はケーシング２０に固定保持されているため、リングギヤ３３４は、サンギヤ３３１の回転数を示す縦線における入力軸１の回転数Ｎｅの点とキャリア３３５の回転数を示す縦線における回転数Ｎがゼロレベルの点とを結ぶラインＬ_３００と、リングギヤ３３４の回転数を示す縦軸との交点に対応する回転数で正方向に回転する。すなわち、入力軸１の回転数Ｎｅは、遊星歯車列３３０により回転数Ｎ_ＲＥＤの分だけ減速されて、同期噛合連結機構３５０の側に駆動力として伝達される。

遊星歯車列４０の速度線図の４本の縦軸は、それぞれ左側から遊星歯車列３４０を構成する回転要素である第２サンギヤ３４４、リングギヤ３４７、キャリア３４８、である第１サンギヤ３４１の回転数Ｎを示すとともに、縦線の長さが回転数Ｎに対応する。また、リングギヤ３４７およびキャリア３４８の間隔と、キャリア３４８および第１サンギヤ３４１の間隔との比が、１：ρ_４となっている。ここで、ρ_４は、リングギヤ３４７の歯数を第１サンギヤ３４１の歯数で除して求められるギヤ比である。リングギヤ３４７およびキャリア３４８の間隔と、キャリア３４８および第２サンギヤ３４４の間隔との比が、１：ρ_５となっている。ここで、ρ_５は、リングギヤ３４７の歯数を第２サンギヤ３４４の歯数で除して求められるギヤ比である。図の縦軸上の●印は各変速段における各回転要素の回転数を表す。シンクロスリーブＳ１〜Ｓ４は、係合要素に対してスイッチ作動するような表現がされている。また、回転数Ｎは入力軸１の回転方向を正としており、出力要素であるキャリア３４８が正方向に回転するとき、車両は前進する。以下、図１０を参照して各変速段について説明する。

まず、ニュートラルＮでは、クラッチＣ１、クラッチＣ２、クラッチＣ３およびブレーキＢ１はいずれも解放されている。このとき、シンクロスリーブＳ１は中立位置（Ｎ）とブレーキＢ１との間の位置に位置している。シンクロスリーブＳ２は中立位置とクラッチＫ２との間の位置に位置しているが、１速（Ｌｏｗ）の側にシフトチェンジされると中立位置に向かって移動し、後進（ＲＶＳ）の側にシフトチェンジされるとクラッチＫ２の側に移動する。シンクロスリーブＳ３は中立位置とクラッチＫ３との間の位置に位置しているが、１速（Ｌｏｗ）の側にシフトチェンジされるとクラッチＫ３の側に移動し、後進（ＲＶＳ）の側にシフトチェンジされると中立位置に移動する。シンクロスリーブＳ４は中立位置に位置している。

１速（Ｌｏｗ）は、クラッチＣ１およびクラッチＣ３が各々係合され、また、シンクロスリーブＳ１はブレーキＢの側に位置し、シンクロスリーブＳ２は中立位置に位置する。シンクロスリーブＳ３はクラッチＫ３の側に位置する。シンクロスリーブＳ４は中立位置とクラッチＫ４との間に位置しているが、２速（２ｎｄ）の側にシフトチェンジされるとクラッチＫ４の側に向かって移動し、ニュートラル（Ｎ）の側にシフトチェンジされると中立位置に向かって移動する。このとき、第１サンギヤ３４１はクラッチＣ３の係合およびシンクロスリーブＳ３のクラッチＫ３側への移動により入力軸１と同じ回転数Ｎｅで正方向に回転する。リングギヤ３４７は、クラッチＣ１の係合およびブレーキＢの係合により固定保持されているため回転しない。したがって、キャリア３４８は、直線Ｌ_１とキャリア３４８の回転数を示す縦軸との交点に対応する回転数で正方向に回転する。

２速（２ｎｄ）は、１速の状態からクラッチＣ１が解放され、ブレーキＢ１が係合されて設定される。シンクロスリーブＳ１はブレーキＢと中立位置との間の位置に位置している状態であるが、２速（２ｎｄ）から３速（３ｒｄ）にシフトチェンジされると中立位置に向かって移動し、２速（２ｎｄ）から１速（Ｌｏｗ）にシフトチェンジされるとブレーキＢの側に向かって移動する。シンクロスリーブＳ２はクラッチＫ２と中立位置との間の位置に位置している状態であるが、２速（２ｎｄ）から３速（３ｒｄ）にシフトチェンジされるとクラッチＫ２の側に移動し、２速（２ｎｄ）から１速（Ｌｏｗ）にシフトチェンジされると中立位置に向かって移動する。シンクロスリーブＳ３はクラッチＫ３の側に移動したままの状態で、シンクロスリーブＳ４はクラッチＫ４の側に位置する。第１サンギヤ３４１はクラッチＣ３の係合およびシンクロスリーブＳ３のクラッチＫ３側への移動により入力軸１と同じ回転数Ｎｅで正方向に回転する。第２サンギヤ３４４は、クラッチＫ４の係合およびブレーキＢ１の係合により固定保持されているため回転しない。したがって、キャリア３４８は、直線Ｌ_２とキャリア３４８の回転数を示す縦軸との交点に対応する回転数で正方向に回転する。

３速（３ｒｄ）は、２速の状態からブレーキＢ１が解放され、クラッチＣ２が係合されて設定される。シンクロスリーブＳ１は中立位置とクラッチＫ１との間に位置しているが、３速（３ｔｈ）から４速（４ｔｈ）にシフトチェンジされるとクラッチＫ１の側に向かって移動し、３速（３ｔｈ）から２速（２ｎｄ）にシフトチェンジされると中立位置に向かって移動する。シンクロスリーブＳ２はクラッチＫ２の側に位置し、シンクロスリーブＳ３はクラッチＫ３の側に位置している。シンクロスリーブＳ４は中立位置とクラッチＫ４との間に位置しているが、３速（３ｔｈ）から４速（４ｔｈ）にシフトチェンジされると中立位置に向かって移動し、３速（３ｔｈ）から２速（２ｎｄ）にシフトチェンジされるとクラッチＫ４の側に向かって移動する。このとき、第１サンギヤ３４１はクラッチＣ３の係合およびシンクロスリーブＳ３のクラッチＫ３側への移動により入力軸１と同じ回転数Ｎｅで正方向に回転する。第２サンギヤ３４４は、シンクロスリーブＳ２のクラッチＫ２側への移動およびクラッチＣ２の係合により入力軸１の回転数Ｎｅに対して回転数Ｎｒｅｄ分だけ減速された回転数で入力軸１と同じ方向（正方向）にリングギヤ３３３と一体回転する。したがって、キャリア３４８は、直線Ｌ_３とキャリア３４８の回転数を示す縦軸との交点に対応する回転数で正方向に回転する。

４速（４ｔｈ）は、３速の状態からクラッチＣ２が解放され、クラッチＣ１が係合されて設定される。シンクロスリーブＳ１はクラッチＫ１の側に位置する。シンクロスリーブＳ２は、クラッチＫ２と中立位置との間の位置に位置している状態であるが、４速（４ｔｈ）から５速（５ｔｈ）にシフトチェンジされると、もしくは４速（４ｔｈ）から３速（３ｒｄ）にシフトチェンジされるとクラッチＫ２の側に向かって移動する。シンクロスリーブＳ３は、クラッチＫ３の側に移動した状態のままである。シンクロスリーブＳ３は、中立位置に位置する。このとき、第１サンギヤ３４１はクラッチＣ３の係合およびシンクロスリーブＳ３のクラッチＫ３の側への移動により入力軸１の回転数Ｎｅと同じ回転数で正方向に回転し、リングギヤ３４７はクラッチＣ１の係合およびシンクロスリーブＳ１のクラッチＫ１の側への移動により、入力軸１の回転数Ｎｅと同じ回転数で正方向に回転する。したがって、リングギヤ４５は、直線Ｌ_４とリングギヤ４５の回転数を示す縦軸との交点である入力軸１と同じ回転数Ｎｅで正方向に回転する。

５速（５ｔｈ）は、４速の状態からクラッチＣ３が解放され、クラッチＣ２が係合されて設定される。シンクロスリーブＳ１はクラッチＫ１の側に移動したままの状態で、シンクロスリーブＳ２はクラッチＫ２の側に位置する。シンクロスリーブＳ３は、クラッチＫ３と中立位置との間の位置に位置している状態であるが、５速（５ｔｈ）から６速（６ｔｈ）にシフトチェンジされると中立位置に向かって移動し、５速（５ｔｈ）から４速（４ｔｈ）にシフトチェンジされるとクラッチＫ３の側に向かって移動する。シンクロスリーブＳ４は、クラッチＫ４と中立位置との間の位置に位置している状態であるが、５速（５ｔｈ）から６速（６ｔｈ）にシフトチェンジされるとクラッチＫ４の側に向かって移動し、５速（５ｔｈ）から４速（４ｔｈ）にシフトチェンジされると中立位置に向かって移動する。このとき、第２サンギヤ３４４はクラッチＣ２の係合およびシンクロスリーブＳ２のクラッチＫ２の側への移動により入力軸１の回転数Ｎｅに対して回転数Ｎｒｅｄ分だけ減速された回転数で入力軸１と同じ方向（正方向）にリングギヤ３３４と一体回転する。リングギヤ３４７はクラッチＣ１の係合およびシンクロスリーブＳ１のクラッチＫ１の側への移動により、入力軸１の回転数Ｎｅと同じ回転数で正方向に回転する。したがって、キャリア３４８は、直線Ｌ_５とキャリア３４８の回転数を示す縦軸との交点に対応する回転数で正方向に回転する。

６速（６ｔｈ）は、５速の状態からクラッチＣ２が解放され、ブレーキＢ１が係合されて設定される。シンクロスリーブＳ１はクラッチＫ１の側に移動したままの状態である。シンクロスリーブＳ２はクラッチＫ２と中立位置との間の位置に位置している状態であるが、６速（６ｔｈ）から５速（５ｔｈ）にシフトチェンジされるとクラッチＫ２の側に向かって移動する。シンクロスリーブＳ３は中立位置に位置し、シンクロスリーブＳ４はクラッチＫ４の側に位置している。このとき、第２サンギヤ３４４は、ブレーキＢ１の係合およびシンクロスリーブＳ４のクラッチＫ４側への移動により固定保持される。リングギヤ３４７はクラッチＣ１の係合およびシンクロスリーブＳ１のクラッチＫ１の側への移動により、入力軸１の回転数Ｎｅと同じ回転数で正方向に回転する。したがって、キャリア３４８は、直線Ｌ_６とキャリア３４８の回転数を示す縦軸との交点に対応する回転数で正方向に回転する。

後進（ＲＶＳ）は、クラッチＣ１およびクラッチＣ２が各々係合されて設定される。シンクロスリーブＳ１はブレーキＢの側に位置し、シンクロスリーブＳ２はクラッチＫ２の側に位置し、シンクロスリーブＳ３，Ｓ４はいずれも中立位置に位置する。このとき、第２サンギヤ３４４は、クラッチＣ２の係合およびシンクロスリーブＳ２のクラッチＫ２側への移動により、入力軸１の回転数Ｎｅに対して回転数Ｎｒｅｄ分だけ減速された回転数で入力軸１と同じ方向（正方向）にキャリア３３４と一体回転する。リングギヤ３４７はクラッチＣ１の係合およびシンクロスリーブＳ１のブレーキＢ側への移動により固定保持されて回転しない。したがって、キャリア３４８は、直線Ｌ_ＲＶＳとキャリア３４８の回転数を示す縦軸との交点である回転数で入力軸１とは逆方向に回転する。

以上、本発明に係る自動変速機について実施例１乃至３を用いて説明したが、本発明に係る自動変速機によれば、同期噛合連結機構を用いてクラッチやブレーキといった係合要素のの断接作動を行わせることで、係合要素が非係合状態となる変速段であっても作動油の粘性による引き摺りトルクが発生することがなく、係合要素におけるフリクションロスをなくすことが可能である。これにより、自動変速機における駆動力の伝達効率を向上させることが可能である。

本発明に係る自動変速機を備えた車両を示す概略図である。 第１構成例の自動変速機を示すスケルトン図である。 第１構成例の自動変速機における各係合要素と変速段との関係を示す図である。 第１構成例の自動変速機における遊星歯車列を構成する各要素の速度の関係を示す速度線図である。 第２構成例の自動変速機を示すスケルトン図である。 第２構成例の自動変速機における各係合要素と変速段との関係を示す図である。 第２構成例の自動変速機における遊星歯車列を構成する各要素の速度の関係を示す速度線図である。 第３構成例の自動変速機を示すスケルトン図である。 第３構成例の自動変速機における各係合要素と変速段との関係を示す図である。 第３構成例の自動変速機における遊星歯車列を構成する各要素の速度の関係を示す速度線図である。

符号の説明

ＴＭ（ＴＭ１〜ＴＭ３） 自動変速機
Ｂ１，Ｂ ブレーキ（係合要素）
Ｃ１〜Ｃ３ クラッチ
Ｆ ワンウェイブレーキ
Ｈ１，Ｈ２ 貫通穴
Ｋ１〜Ｋ６ クラッチ（係合要素）
Ｐ１〜Ｐ４ シフトフォーク
Ｓ１〜Ｓ４ シンクロスリーブ
１ 入力軸
４ 出力軸（出力部材）
１０ 動力伝達装置
２０ ケーシング
３０，４０，３３０，３４０ 遊星歯車列
３１，３３１ サンギヤ（回転要素）
３２，３３２，３３３ ピニオン（回転要素）
３３，３３４ リングギヤ（回転要素）
３４，３３５ キャリア
３４２，３４５，３４６ ピニオン（回転要素）
４１，３４１ 第１サンギヤ（回転要素）
４２ ショートピニオン（回転要素）
４３ ロングピニオン（回転要素）
４４，３４８ キャリア
４５，３４３，３４７ リングギヤ（回転要素）
４６，３４４ 第２サンギヤ（回転要素）
４７，３４９ カウンタドライブギヤ
５０，６０，７０，８０ 同期噛合連結機構（機械式連結機構）
３５０，３６０，３７０，３８０ 同期噛合連結機構（機械式連結機構）
９０ サーボモータ

Claims (2)

1. 遊星歯車列を有して構成され、入力回転を受けて回転される入力軸の回転を変速して出力部材に駆動力を伝達する遊星歯車式の自動変速機であって、
   前記遊星歯車列を構成する複数の回転要素を係脱自在に連結しもしくは前記回転要素を固定保持可能な互いに隣接する複数の係合要素を有し、
   前記隣接する係合要素が同時に係合される変速段が存在せず、且つ、前記隣接する係合要素が同時に切り離し状態となる変速段が存在し、且つ、変速時において、前記隣接する係合要素のうち一方が係合されつつ他方が切り離される状態がないように構成され、
   前記隣接する係合要素のいずれか一方による前記複数の回転要素の連結及びその解除もしくは前記隣接する係合要素のいずれか一方による前記回転要素の固定保持及びその解除を行わせる機械式連結機構を有して構成されたことを特徴とする自動変速機。
2. 前記機械式連結機構が、前記複数の回転要素の回転を同期させて連結させる同期噛合連結機構で構成され、
   前記同期噛合連結機構が、中立位置から前記隣接する係合要素のうちいずれか一方の側に移動可能なシンクロスリーブを有し、
   前記シンクロスリーブが中立位置に設定されることにより、前記複数の回転要素の連結の解除もしくは前記回転要素の固定保持の解除が行われることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機。

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