JP2010286059A - 自動変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動力の伝達効率を向上させることができる自動変速機を提供する。
【解決手段】入力用のプラネタリギヤ４，５の第１〜第４回転要素のうち、第３回転要素を入力軸に連結する。変速用のプラネタリギヤ６，７の第５〜第８回転要素のうち、第７回転要素を出力部材３に連結する。第１回転要素を変速機ケース１に固定する第１係合機構Ｄ１と、第４回転要素を変速機ケース１に固定する第２係合機構Ｂ１と、第８回転要素と第５回転要素との何れかに第２回転要素を連結する第３係合機構Ｄ２と、入力軸２と変速機ケース１との何れかに第１連結部材Ｇ１を連結する第４係合機構Ｄ３と、第１連結部材Ｇ１と第２連結部材Ｇ２とを連結する第５係合機構Ｃ１と、第２連結部材Ｇ２と第５回転要素とを連結する第６係合機構Ｃ２と、第２連結部材Ｇ２と第６回転要素とを連結する第７係合機構Ｃ３とを設け、少なくとも第３係合機構と第４係合機構とを噛合機構で構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のプラネタリギヤを介して入力軸の回転を複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機に関する。

近年、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を図るために変速段の数が増加する傾向にある。このため、この種の自動変速機においては、複数のプラネタリギヤを用いることで多数の変速段を確立させている（例えば、特許文献１参照）。そして、プラネタリギヤの各回転要素間の係合、解放、固定は、油圧式多板クラッチや油圧式多板ブレーキといった摩擦係合機構により行われ、これによって各変速段への変速が行われている。

特開２００６−３４９００１号公報

この種の自動変速機において、複数のプラネタリギヤの各回転要素によって多数の変速段を確立させるためには、それに伴って摩擦係合機構も多数設けられる。しかし、各変速段を確立させるときには、全ての摩擦係合機構が係合した状態とはならないため、各変速段において必ず非係合状態の摩擦係合機構が存在する。このような非係合状態の摩擦係合機構においては、油圧式多板クラッチや油圧式多板ブレーキ等の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。このときの引き摺りトルクはフリクションロスとなり、駆動力の伝達効率が低下する。

本発明は、上記の点に鑑み、駆動力の伝達効率を向上させることができる自動変速機を提供することを目的とする。

本発明は、変速機ケース内に配置された複数のプラネタリギヤを介して入力軸の回転を複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機において、前記複数のプラネタリギヤは入力用のプラネタリギヤと変速用のプラネタリギヤとで構成され、前記入力用のプラネタリギヤは、速度線図においてギヤ比に対応する間隔で並ぶ４つの回転要素を、速度線図における並び順に夫々第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素、第４回転要素として、該第３回転要素が前記入力軸に連結され、前記変速用のプラネタリギヤは、速度線図においてギヤ比に対応する間隔で並ぶ４つの回転要素を、速度線図における並び順に夫々第５回転要素、第６回転要素、第７回転要素、第８回転要素として、該第７回転要素が前記出力部材に連結されている。

そして、本発明の第１の態様は、前記第１回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第１係合機構と、前記第４回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第２係合機構と、前記入力軸と前記変速機ケースとの何れか一方に後述する第２連結部材を連結するための第１連結部材と、前記第５回転要素と前記第６回転要素とを前記第１連結部材に連結するための第２連結部材と、前記第２回転要素を前記第８回転要素と前記第５回転要素との何れか一方に選択的に連結する第３係合機構と、前記第１連結部材を前記入力軸と前記変速機ケースとの何れか一方に選択的に連結する第４係合機構と、前記第１連結部材と前記第２連結部材とを解除自在に連結する第５係合機構と、前記第２連結部材と前記第５回転要素とを解除自在に連結する第６係合機構と、前記第２連結部材と前記第６回転要素とを解除自在に連結する第７係合機構とを備え、少なくとも、前記第３係合機構と前記第４係合機構とは、噛合機構で構成されていることを特徴とする。

上記構成によると、後述する実施形態の説明から明らかなように、前進段において９速段という多数の変速段を確立させることが可能となる。そして、変速用のプラネタリギヤにおいては、前記第３係合機構により前記第２回転要素が前記第８回転要素に連結した状態で前進段が確立し、前記第２回転要素が前記第５回転要素に連結した状態で後進段が確立する。この際、全ての前進段が確立している間は、第５回転要素側が非係合状態となるが、前記第３係合機構はシンクロメッシュ機構やドグクラッチ機構等の噛合機構で構成されていることにより、非係合状態に伴う引き摺りトルクは生じない。

また、変速用のプラネタリギヤにおいては、低速段又は後進段が確立するとき、前記第４係合機構により前記第１連結部材が前記変速機ケースに固定され、中速段から高速段に亘る変速段が確立するとき、前記第１連結部材が前記入力軸に連結される。そして、低速段又は後進段が確立している間は、前記第４係合機構の入力軸側が非係合状態となり、中速段から高速段に亘る変速段が確立している間は、前記第４係合機構の変速機ケース側が非係合状態となるが、前記第４係合機構はシンクロメッシュ機構やドグクラッチ機構等の噛合機構で構成されていることにより、非係合状態に伴う引き摺りトルクは生じない。

このように、２つの要素間を切換え連結する前記第３係合機構や前記第４係合機構において、油圧式多板クラッチや油圧式多板ブレーキといった摩擦係合機構を採用することなく、シンクロメッシュ機構やドグクラッチ機構等の噛合機構で構成したことにより、摩擦係合機構の数を少なくすることができ、しかも、フリクションロスとなる引き摺りトルクをなくすことができるので、駆動力の伝達効率を向上させることができる。

また、本発明の第１の態様においては、前記第６回転要素の一方向への回転時にロックして該第６回転要素を前記変速機ケースに固定するワンウェイクラッチを設けることが好ましい。これによれば、例えば、１速段を確立させるときに、ワンウェイクラッチを自動的にロックさせることにより、第６回転要素を変速機ケースに固定するための摩擦係合機構が不要となり、フリクションロスとなる引き摺りトルクをなくすことができるので、駆動力の伝達効率を向上させることができるだけでなく、構造を簡略化して製造コストを抑えることができる。

更にこのとき、前記ワンウェイクラッチと並列に、前記第６回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第８係合機構を設け、該第８係合機構をシンクロメッシュ機構やドグクラッチ機構等の噛合機構で構成することにより、前記第５係合機構及び前記第７係合機構が摩擦係合機構であっても、それらの容量を小として軽量化することができる。しかも、第５係合機構及び第７係合機構の容量を小とすることにより、第５係合機構及び第７係合機構が非係合状態となったときに引き摺りトルクを低減することができ、駆動力の伝達効率を向上させることができる。

それ以外に、本発明の第１の態様においては、前記第６回転要素の回転方向の一方と他方とを選択的にロックして該第６回転要素を前記変速機ケースに固定するツーウェイクラッチを設けてもよい。これによれば、前記ワンウェイクラッチ及び前記第８係合機構を採用した場合と同様の効果を得ながら、更に、前記第８係合機構を不要とすることができ、構造を簡略化して製造コストを抑えることができる。

また、本発明の第２の態様は、前記第１回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第１係合機構と、前記第４回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第２係合機構と、前記入力軸と前記変速機ケースとの何れか一方に前記第８回転要素を連結するための連結部材と、前記第６回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第３係合機構と、前記連結部材を前記入力軸と前記変速機ケースとの何れか一方に選択的に連結する第４係合機構と、該連結部材と前記第８回転要素とを解除自在に連結する第５係合機構と、前記第２回転要素と前記第５回転要素とを解除自在に連結する第６係合機構と、前記第２回転要素と前記第６回転要素とを解除自在に連結する第７係合機構とを備え、少なくとも、前記第３係合機構と前記第４係合機構とは、噛合機構で構成されていることを特徴とする。

上記構成によると、後述する実施形態の説明から明らかなように、前進段において９速段という多数の変速段を確立させることが可能となる。そして、変速用のプラネタリギヤにおいては、前記第３係合機構により前記第６回転要素を前記変速機ケースに固定した状態で後進段が確立する。一方、前進段が確立している間は、前記第３係合機構が非係合状態となるが、前記第３係合機構はシンクロメッシュ機構やドグクラッチ機構等の噛合機構で構成されていることにより、非係合状態に伴う引き摺りトルクは生じない。

また、変速用のプラネタリギヤにおいては、低速段が確立するとき、前記第４係合機構により前記第８回転要素が前記変速機ケースに固定され、中速段から高速段に亘る変速段が確立するとき、前記第８回転要素が前記入力軸に連結される。そして、低速段が確立している間は、前記第４係合機構の入力軸側が非係合状態となり、中速段から高速段に亘る変速段が確立している間は、前記第４係合機構の変速機ケース側が非係合状態となるが、前記第４係合機構はシンクロメッシュ機構やドグクラッチ機構等の噛合機構で構成されていることにより、非係合状態に伴う引き摺りトルクは生じない。

このように、１つの要素を解除自在に固定する前記第３係合機構や、２つの要素間を切換え連結する前記第４係合機構において、油圧式多板クラッチや油圧式多板ブレーキといった摩擦係合機構を採用することなく、シンクロメッシュ機構やドグクラッチ機構等の噛合機構で構成したことにより、摩擦係合機構の数を少なくすることができ、しかも、フリクションロスとなる引き摺りトルクをなくすことができるので、駆動力の伝達効率を向上させることができる。

また、本発明の第２の態様においては、前記第８回転要素の回転方向の一方と他方とを選択的にロックして該第８回転要素を前記変速機ケースに固定するツーウェイクラッチを設けることができる。これによれば、第４係合機構及び連結部材を介して前記入力軸と前記第８回転要素とを連結する第５係合機構が摩擦係合機構であっても、その容量を小として軽量化することができるだけでなく、第５係合機構が非係合状態となったときの引き摺りトルクを低減することができ、駆動力の伝達効率を向上させることができる。

また、本発明の上述した第１及び第２の態様において、前記第１係合機構は、前記変速用のプラネタリギヤにより前進１速段から所定の中速段に亘る低速段域の全ての変速段を確立させる際には、前記第１回転要素を前記変速機ケースに固定した状態となり、前記所定の中速段を超える変速段からなる高速段域の全ての変速段を確立させる際には前記固定を解除した状態となる噛合機構で構成されていることを特徴とする。

この構成によると、後述する実施形態の説明から明らかなように、前進１速段から所定の中速段に亘る低速段域の変速段では、前記第１係合機構が前記第１回転要素を前記変速機ケースに固定し、前記第２係合機構が非係合状態となる。一方、所定の中速段を超える変速段からなる高速段域の変速段では、前記第２係合機構が前記第４回転要素を前記変速機ケースに固定し、前記第１係合機構が非係合状態となる。この際、前記第１係合機構がシンクロメッシュ機構やドグクラッチ機構等の噛合機構で構成されていることにより、非係合状態となっても引き摺りトルクの発生が防止できる。特に、高速段域の変速段において、前記第２係合機構が前記第４回転要素を前記変速機ケースに固定しており、引き摺りトルクが生じない状態にあって、前記第１係合機構も噛合機構であることにより引き摺りトルクが生じない状態であるので、前記第１係合機構と前記第２係合機構との両方が油圧式多板ブレーキ等の摩擦係合機構によって構成されている場合に比べて、高速段域の変速段におけるフリクションロスが低減でき、伝達効率を向上させることができる。

また、本発明の上述した第１及び第２の態様において、前記入力用のプラネタリギヤは、第１と第２の２つのプラネタリギヤにより構成され、第１プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１要素、第２要素及び第３要素とし、第２プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第４要素、第５要素及び第６要素としたとき、前記第１要素を前記第１回転要素とし、前記第２要素と前記第４要素とを連結して前記第２回転要素とし、前記第３要素と前記第５要素とを連結して前記第３回転要素とし、前記第６要素を前記第４回転要素とし、前記変速用のプラネタリギヤは、第３と第４の２つのプラネタリギヤにより構成され、第３プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第７要素、第８要素及び第９要素とし、第４プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１０要素、第１１要素及び第１２要素としたとき、前記第７要素を前記第５回転要素とし、前記第１０要素を前記第６回転要素とし、前記第８要素と前記第１１要素とを連結して前記第７回転要素とし、前記第９要素と前記第１２要素とを連結して前記第８回転要素としたことを特徴とする。

この構成によれば、後述する実施形態の説明から明らかなように、前記入力軸からのトルクを前記出力部材に向かって伝達しているとき、サンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素全てが相対回転を行いながら駆動力を伝達する（作動する）プラネタリギヤの数が、前進段においては第１から第４の４つのうち、２つ以下となる。このように、前進段において作動するプラネタリギヤの数を少なくすることにより伝達トルクのロスを低減することができるので、伝達効率を飛躍的に向上させることができる。

（ａ）は本発明の自動変速機の第１実施形態を示すスケルトン図。（ｂ）は第１実施形態の各変速段における各係合機構の係合状態を示す説明図。 第１実施形態の各プラネタリギヤの速度線図。 （ａ）は本発明の自動変速機の第２実施形態を示すスケルトン図。（ｂ）は第２実施形態の各変速段における各係合機構の係合状態を示す説明図。 第２実施形態の各プラネタリギヤの速度線図。 （ａ）は本発明の自動変速機の第３実施形態を示すスケルトン図。（ｂ）は第３実施形態の各変速段における各係合機構の係合状態を示す説明図。 第３実施形態の各プラネタリギヤの速度線図。 （ａ）は本発明の自動変速機の第４実施形態を示すスケルトン図。（ｂ）は第４実施形態の各変速段における各係合機構の係合状態を示す説明図。 第４実施形態の各プラネタリギヤの速度線図。 （ａ）は本発明の自動変速機の第５実施形態を示すスケルトン図。（ｂ）は第５実施形態の各変速段における各係合機構の係合状態を示す説明図。 第５実施形態の各プラネタリギヤの速度線図。

［第１実施形態］
図１（ａ）は、本発明の自動変速機の第１実施形態を示している。第１実施形態の自動変速機は、変速機ケース１内に回転自在に軸支した、図外のエンジン等の動力源に連結される入力軸２と、入力軸２と同心に配置された出力ギヤから成る出力部材３とを備えている。出力部材３の回転は、図外のデファレンシャルギヤを介して車両の左右の駆動輪に伝達される。

また、変速機ケース１内には、入力軸２の周りに位置させて、第１から第４の４つのプラネタリギヤ４，５，６，７が配置されている。

第１プラネタリギヤ４は、サンギヤＳａと、リングギヤＲａと、サンギヤＳａ及びリングギヤＲａに噛合するピニオンＰａを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤである。

第２プラネタリギヤ５は、サンギヤＳｂと、リングギヤＲｂと、サンギヤＳｂ及びリングギヤＲｂに噛合するピニオンＰｂを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｂとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤである。

そして、第１プラネタリギヤ４のキャリアＣａと第２プラネタリギヤ５のリングギヤＲｂとが互いに連結され（第１連結体Ｃａ，Ｒｂ）、第１プラネタリギヤ４のリングギヤＲａと第２プラネタリギヤ５のキャリアＣｂとが互いに連結されている（第２連結体Ｒａ，Ｃｂ）ことにより、第１プラネタリギヤ４と第２プラネタリギヤ５とで機能的に入力用プラネタリギヤが構成されている。

図２の上段に示す入力用プラネタリギヤの速度線図（サンギヤ、キャリア、リングギヤの各要素の回転速度を直線で表すことができる図）を参照すれば、第１プラネタリギヤ４の３個の要素と第２プラネタリギヤ５の３個の要素とで、入力用プラネタリギヤとして４個の回転要素が構成される。

即ち、第１プラネタリギヤ４のサンギヤＳａ、キャリアＣａ及びリングギヤＲａから成る３個の要素を、図２の上段に示す速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第１要素、第２要素及び第３要素とすると、第１要素はサンギヤＳａ、第２要素はキャリアＣａ、第３要素はリングギヤＲａである。また、第２プラネタリギヤ５のサンギヤＳｂ、キャリアＣｂ及びリングギヤＲｂから成る３個の要素を、図２の上段に示す速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第４要素、第５要素及び第６要素とすると、第４要素はリングギヤＲｂ、第５要素はキャリアＣｂ、第６要素はサンギヤＳｂである。

そして、入力用プラネタリギヤとしての４個の回転要素を、図２の上段に示す速度線図において左側から順に第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素及び第４回転要素とすると、第１要素である第１プラネタリギヤ４のサンギヤＳａで第１回転要素が、第２要素である第１プラネタリギヤ４のキャリアＣａと第４要素である第２プラネタリギヤ５のリングギヤＲｂと（第１連結体Ｃａ，Ｒｂ）で第２回転要素が、第３要素である第１プラネタリギヤ４のリングギヤＲａと第５要素である第２プラネタリギヤ５のキャリアＣｂと（第２連結体Ｒａ，Ｃｂ）で第３回転要素が、第６要素である第２プラネタリギヤ５のサンギヤＳｂで第４回転要素が、夫々形成される。

ここで、第１プラネタリギヤ４におけるサンギヤＳａとキャリアＣａ間の間隔とキャリアＣａとリングギヤＲａ間の間隔との比は、第１プラネタリギヤ４のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｉとするとｉ：１に設定され、第２プラネタリギヤ５におけるサンギヤＳｂとキャリアＣｂ間の間隔とキャリアＣｂとリングギヤＲｂ間の間隔との比は、第２プラネタリギヤ５のギヤ比をｊとするとｊ：１に設定される。なお、速度線図において、下の横線と上の横線は夫々回転速度が「０」と「１」（入力軸２と同じ回転速度）であることを示している。

また、図１（ａ）に示すように、第３プラネタリギヤ６は、サンギヤＳｓと、リングギヤＲｓと、サンギヤＳｓ及びリングギヤＲｓに噛合するピニオンＰｓを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｓとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤである。

第４プラネタリギヤ７は、サンギヤＳＬと、リングギヤＲＬと、サンギヤＳＬ及びリングギヤＲＬに噛合するピニオンＰＬを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣＬとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤである。

そして、第３プラネタリギヤ６のキャリアＣｓと第４プラネタリギヤ７のキャリアＣＬとが互いに連結され（第３連結体Ｃｓ，ＣＬ）、第３プラネタリギヤ６のリングギヤＲｓと第４プラネタリギヤ７のサンギヤＳＬとが一体とされている（第４連結体Ｒｓ，ＳＬ）ことにより、第３プラネタリギヤ６と第４プラネタリギヤ７とで機能的に変速用プラネタリギヤが構成されている。

更に、図１（ａ）に示すように、シングルピニオン型の第３プラネタリギヤ６の外周にシングルピニオン型の第４プラネタリギヤ７が配設されて入力軸２の外周に２段構造のプラネタリギヤを形成している。これによれば、第３プラネタリギヤ６のリングギヤＲｓと第４プラネタリギヤ７のサンギヤＳＬとを単一の部品で構成することができて部品点数を削減することができると共に、入力軸２の軸線方向の長さを短くして自動変速機をコンパクトに構成することができる。

なお、第３プラネタリギヤ６と第４プラネタリギヤ７とは、入力軸２の外周に２段構造とする以外に、図示しないが、入力軸２の軸線方向に並設することもできる。この場合には、入力軸２の軸線方向の長さが長くなるが、自動変速機の外径を小さくすることができる。

図２の下段に示す変速用プラネタリギヤの速度線図を参照すれば、第３プラネタリギヤ６の３個の要素と第４プラネタリギヤ７の３個の要素とで、変速用プラネタリギヤとして４個の回転要素が構成される。

即ち、第３プラネタリギヤ６のサンギヤＳｓ、キャリアＣｓ及びリングギヤＲｓから成る３個の要素を、図２の下段に示す速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第７要素、第８要素及び第９要素とすると、第７要素はサンギヤＳｓ、第８要素はキャリアＣｓ、第９要素はリングギヤＲｓである。また、第４プラネタリギヤ７のサンギヤＳＬ、キャリアＣＬ及びリングギヤＲＬから成る３個の要素を、図２の下段に示す速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第１０要素、第１１要素及び第１２要素とすると、第１０要素はリングギヤＲＬ、第１１要素はキャリアＣＬ、第１２要素はサンギヤＳＬである。

そして、変速用プラネタリギヤとしての４個の回転要素を、図２の下段に示す速度線図において左側から順に第５回転要素、第６回転要素、第７回転要素及び第８回転要素とすると、第７要素である第３プラネタリギヤ６のサンギヤＳｓで第５回転要素が、第１０要素である第４プラネタリギヤ７のリングギヤＲＬで第６回転要素が、第８要素である第３プラネタリギヤ６のキャリアＣｓと第１１要素である第４プラネタリギヤ７のキャリアＣＬと（第３連結体Ｃｓ，ＣＬ）で第７回転要素が、第９要素である第３プラネタリギヤ６のリングギヤＲｓと第１２要素である第４プラネタリギヤ７のサンギヤＳＬと（第４連結体Ｒｓ，ＳＬ）で第８回転要素が、夫々形成される。

ここで、第３プラネタリギヤ６のサンギヤＳｓとキャリアＣｓ間の間隔とキャリアＣｓとリングギヤＲｓ間の間隔との比は、第３プラネタリギヤ６のギヤ比をｋとして、ｋ：１に設定される。また、第４プラネタリギヤ７のサンギヤＳＬとキャリアＣＬ間の間隔とキャリアＣＬとリングギヤＲＬ間の間隔との比は、第４プラネタリギヤ７のギヤ比をｍとして、ｍ：１に設定される。

図１（ａ）及び図２に示すように、入力用プラネタリギヤの第３回転要素である第２連結体Ｒａ，Ｃｂは、入力軸２に連結されている。変速用プラネタリギヤの第７回転要素である第３連結体Ｃｓ，ＣＬは、出力部材３に連結されている。

入力用プラネタリギヤと変速機ケース１との間には、第１プラネタリギヤ４のサンギヤＳａ（第１回転要素）を変速機ケース１に解除自在に固定する第１噛合機構Ｄ１（第１係合機構）と、第２プラネタリギヤ５のサンギヤＳｂ（第４回転要素）を変速機ケース１に解除自在に固定する油圧式多板ブレーキＢ１（第２係合機構）とが設けられている。

入力用プラネタリギヤと変速用プラネタリギヤとの間には、第１連結体Ｃａ，Ｒｂ（第２回転要素）を第４連結体Ｒｓ，ＳＬ（第８回転要素）と第３プラネタリギヤ６のサンギヤＳｓ（第５回転要素）との何れか一方に選択的に連結する第２噛合機構Ｄ２（第３係合機構）が設けられている。

入力軸２と変速用プラネタリギヤとの間には、第３噛合機構Ｄ３（第４係合機構）と、第１油圧式多板クラッチＣ１（第５係合機構）と、第２油圧式多板クラッチＣ２（第６係合機構）と、第３油圧式多板クラッチＣ３（第７係合機構）とが設けられている。

第３噛合機構Ｄ３は、第１油圧式多板クラッチＣ１のクラッチガイドＧ１（第１連結部材）を入力軸２と変速機ケース１との何れか一方に選択的に連結する。第１油圧式多板クラッチＣ１は、クラッチガイドＧ１（第１連結部材）と、互いに連結されている第２油圧式多板クラッチＣ２及び第３油圧式多板クラッチＣ３のクラッチガイドＧ２（第２連結部材）とを解除自在に連結する。第２油圧式多板クラッチＣ２は、クラッチガイドＧ２を介して第１油圧式多板クラッチＣ１と第３プラネタリギヤ６のサンギヤＳｓ（第５回転要素）とを解除自在に連結する。第３油圧式多板クラッチＣ３は、クラッチガイドＧ２を介して第１油圧式多板クラッチＣ１と第４プラネタリギヤ７のリングギヤＲＬ（第６回転要素）とを解除自在に連結する。

第１噛合機構Ｄ１、第２噛合機構Ｄ２、及び第３噛合機構Ｄ３には、シンクロメッシュ機構又はドグクラッチ機構が採用されている。

また、変速用プラネタリギヤと変速機ケース１との間には、第４プラネタリギヤ７のリングギヤＲＬ（第６回転要素）の一方向への回転時にロックしてリングギヤＲＬを変速機ケース１に固定するワンウェイクラッチＦ１が設けられている。即ち、ワンウェイクラッチＦ１は、第４プラネタリギヤ７のリングギヤＲＬの正転を許容し逆転を阻止する。

上記構成からなる第１実施形態の自動変速機によれば、図２に示す速度線図から明らかなように、１速段〜９速段の前進段と後進段とが確立される。

先ず、前進段の全ての変速段では、第２噛合機構Ｄ２を第４連結体Ｒｓ，ＳＬ（第８回転要素）側に連結する。そして、第１噛合機構Ｄ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を中立或いは変速機ケース１側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させ、ワンウェイクラッチＦ１によりリングギヤＲＬがロックされると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「１ｓｔ」となって、１速段が確立される。

第１噛合機構Ｄ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を変速機ケース１側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第２油圧式多板クラッチＣ２を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「２ｎｄ」となって、２速段が確立される。

第１噛合機構Ｄ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を中立（或いはシフトチェンジに応じて変速機ケース１側と入力軸２側との何れかに連結可能である）とし、第２油圧式多板クラッチＣ２及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「３ｒｄ」となって、３速段が確立される。

第１噛合機構Ｄ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を入力軸２側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第２油圧式多板クラッチＣ２を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「４ｔｈ」となって、４速段が確立される。

第１噛合機構Ｄ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を入力軸２側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「５ｔｈ」となって、５速段が確立される。

第３噛合機構Ｄ３を入力軸２側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１、第２油圧式多板クラッチＣ２及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させると、第３プラネタリギヤ６及び第４プラネタリギヤ７の全要素が相対回転不能なロック状態となる。従って、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）が入力軸２の回転速度と同一の「６ｔｈ」となって、６速段が確立される。

油圧式多板ブレーキＢ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を入力軸２側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「７ｔｈ」となって、７速段が確立される。

油圧式多板ブレーキＢ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を入力軸２側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第２油圧式多板クラッチＣ２を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「８ｔｈ」となって、８速段が確立される。

油圧式多板ブレーキＢ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を中立或いは入力軸２側に連結し、第２油圧式多板クラッチＣ２及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「９ｔｈ」となって、９速段が確立される。

そして、後進段では、第２噛合機構Ｄ２を第３プラネタリギヤ６のサンギヤＳｓ（第５回転要素）側に連結し、第１噛合機構Ｄ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を変速機ケース１側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「Ｒｅｖ」となって逆回転する。

図１（ｂ）は、上述した各変速段における各係合機構の係合状態をまとめたものである。図１（ｂ）において、「○」は係合を、「Ｂ」は第３噛合機構Ｄ３における変速機ケース１側への連結を、「Ｃ」は第３噛合機構Ｄ３における入力軸２側への連結を、「Ｄ」は第２噛合機構Ｄ２における第４連結体Ｒｓ，ＳＬ（第８回転要素）側への連結を、「Ｒ」は第２噛合機構Ｄ２における第３プラネタリギヤ６のサンギヤＳｓ（第５回転要素）側への連結を夫々表している。なお、「（○）」、「（Ｂ）」、「（Ｂ／Ｃ）」、及び「（Ｃ）」は、アップシフトやダウンシフト等の状況に応じて選択できることを示している。

また、図１（ｂ）は、第１プラネタリギヤ４のギヤ比ｉを１．５０、第２プラネタリギヤ５のギヤ比ｊを２．００、第３プラネタリギヤ６のギヤ比ｋを２．００、第４プラネタリギヤ７のギヤ比ｍを１．６０とした場合における各変速段のギヤレシオ（入力軸２の回転速度／出力部材３の回転速度）も示している。これによれば、公比（各変速段間のギヤレシオの比）が適切となると共に、レシオレンジ（１速段のギヤレシオと９速段のギヤレシオの比（図１（ｂ）の１速段の公比の欄に表示））も適切となる。

更に、図１（ｂ）の開放数の欄には、開放時に引き摺りトルクを発生させる油圧式多板クラッチおよびブレーキで構成される摩擦係合機構のうち非係合状態（連結が断たれた状態）にあるものの数（開放数）を各変速段毎に示している。これによれば、全ての変速段において、開放数が２以下となっており、特に６速段から９速段では、開放数が１となっていることが分かる。

また、図１（ｂ）の作動数の欄には、各変速段が確立した際に、第１から第４の４つのプラネタリギヤ４，５，６，７のうち、３個の要素全てが相対回転してトルクを駆動力として伝達している（作動している）プラネタリギヤの数を示している。これによれば、前進段における全ての変速段において、作動数が２以下となっており、６速段において作動数が０であるだけでなく、３速段と９速段では、作動数が１となっていることが分かる。

第１実施形態の自動変速機によれば、摩擦係合機構の非係合状態を少なくすると共に、各変速段を確立するために作動するプラネタリギヤの数を少なくして、それらに伴うフリクションロスと伝達トルクのロスを確実に低減することができるので、伝達効率を飛躍的に向上させることができる。

更に、第１実施形態の自動変速機は、第１から第４の４つのプラネタリギヤ４，５，６，７が何れもシングルピニオン型のプラネタリギヤであることにより、ダブルピニオン型のプラネタリギヤを採用する場合に比べてギヤ同士の噛合数が少なく、これによっても、高い伝達効率を得ることができるものとなっている。

［第２実施形態］
図３（ａ）は、本発明の自動変速機の第２実施形態を示している。第２実施形態の自動変速機は、その基本的な構成が上述した第１実施形態の自動変速機と同様であるので、異なる部分のみを説明し、共通する構成の説明は図中同一の符号を付して説明を省略する。

第２実施形態の自動変速機は、図３（ａ）及び図４に示すように、前記ワンウェイクラッチＦ１と並列に、第４プラネタリギヤ７のリングギヤＲＬ（第６回転要素）を変速機ケース１に解除自在に固定する第４噛合機構Ｄ４（第８係合機構）が設けられている。

これにより、第４噛合機構Ｄ４を非係合状態（開放）として、第１実施形態の自動変速機と同様に前進段の全ての変速段を確立させることができる。

そして、後進段では、第４噛合機構Ｄ４を係合させ、第２噛合機構Ｄ２を第３プラネタリギヤ６のサンギヤＳｓ（第５回転要素）側に連結し、第１噛合機構Ｄ１を係合させることで、図４に示すように、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「Ｒｅｖ」となって逆回転する。

この際、油圧式多板ブレーキＢ１、第１油圧式多板クラッチＣ１、第２油圧式多板クラッチＣ２及び第３油圧式多板クラッチＣ３が非係合状態となる。ところが、第４プラネタリギヤ７のリングギヤＲＬ（第６回転要素）が第４噛合機構Ｄ４により変速機ケース１に固定されて第４プラネタリギヤ７のリングギヤＲＬ（第６回転要素）の回転がロックされた状態となり、且つ、第３噛合機構Ｄ３は前進段に備えて変速機ケース１側に連結させておくことが出来るため、少なくとも、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第３油圧式多板クラッチＣ３における引き摺りは実質的には発生しない。従って、図３（ｂ）の開放数の欄に示すように、後進段においても摩擦係合機構の開放数は実質的には「２」となり、第１実施形態の自動変速機と同等の効果が得られる。

更に、第２実施形態の自動変速機では、後進段における比較的伝達トルクが大きい状態で、第３噛合機構Ｄ３を変速機ケース１に固定して第１油圧式多板クラッチＣ１及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させることが不要となり、仮に前進段に備えて係合させたとしても、トルクは第４噛合機構Ｄ４が伝達してくれるため、実質的に大きいトルクを伝達する必要がない。このため、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第３油圧式多板クラッチＣ３の容量を小さくすることができ、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第３油圧式多板クラッチＣ３の非係合状態におけるフリクションロスを一層低減することができ、しかも、自動変速機を小型軽量に構成することができる。

［第３実施形態］
図５（ａ）は、本発明の自動変速機の第３実施形態を示している。第３実施形態の自動変速機も、その基本的な構成が上述した第１実施形態の自動変速機と同様であるので、異なる部分のみを説明し、共通する構成の説明は図中同一の符号を付して説明を省略する。

第３実施形態の自動変速機においては、図５（ａ）及び図６に示すように、変速用プラネタリギヤと変速機ケース１との間に、第４プラネタリギヤ７のリングギヤＲＬ（第６回転要素）の回転方向の一方と他方とを選択的にロックしてリングギヤＲＬを変速機ケース１に固定するツーウェイクラッチＴ１が設けられている。

ツーウェイクラッチＴ１は、前進段においては、リングギヤＲＬの正転を許容し逆転を阻止する状態に設定し、後進段においては、リングギヤＲＬの逆転を許容し正転を阻止する状態に設定する。なお、図６において、「Ｆ」はリングギヤＲＬの正転を許容し逆転を阻止する設定のときのロック状態を、「（Ｆ）」はリングギヤＲＬの正転を許容し逆転を阻止する設定のときのロック解除状態を、「Ｒ」はリングギヤＲＬの逆転を許容し正転を阻止する設定のときのロック状態を表している。

こうすることにより、前述した第２実施形態の自動変速機と同様に、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第３油圧式多板クラッチＣ３の容量を小さくすることができ、フリクションロスの低減と自動変速機の小型軽量化が可能となる。更に、ツーウェイクラッチＴ１を採用することにより、第２実施形態の自動変速機のような第４噛合機構Ｄ４を不要とすることができ、構造を簡略化することができる。

なお、ツーウェイクラッチＴ１は、後進段において、リングギヤＲＬの逆転及び正転を共に阻止する状態に設定しても良い。こうすることにより、後進段での走行時に、減速した際のエンジンブレーキを利用することが出来るようになる。

［第４実施形態］
図７（ａ）は、本発明の自動変速機の第４実施形態を示している。第４実施形態の自動変速機は、変速機ケース１内に回転自在に軸支した、図外のエンジン等の動力源に連結される入力軸２と、入力軸２と同心に配置された出力ギヤから成る出力部材３とを備えている。出力部材３の回転は、図外のデファレンシャルギヤを介して車両の左右の駆動輪に伝達される。

また、変速機ケース１内には、入力軸２の周りに位置させて、第１から第４の４つのプラネタリギヤ４，５，６，７が配置されている。

第１プラネタリギヤ４は、サンギヤＳａと、リングギヤＲａと、サンギヤＳａ及びリングギヤＲａに噛合するピニオンＰａを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤである。

第２プラネタリギヤ５は、サンギヤＳｂと、リングギヤＲｂと、サンギヤＳｂ及びリングギヤＲｂに噛合するピニオンＰｂを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｂとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤである。

そして、第１プラネタリギヤ４のキャリアＣａと第２プラネタリギヤ５のリングギヤＲｂとが互いに連結され（第１連結体Ｃａ，Ｒｂ）、第１プラネタリギヤ４のリングギヤＲａと第２プラネタリギヤ５のキャリアＣｂとが互いに連結されている（第２連結体Ｒａ，Ｃｂ）ことにより、第１プラネタリギヤ４と第２プラネタリギヤ５とで機能的に入力用プラネタリギヤが構成されている。

図８の上段に示す入力用プラネタリギヤの速度線図を参照すれば、第１プラネタリギヤ４の３個の要素と第２プラネタリギヤ５の３個の要素とで、入力用プラネタリギヤとして４個の回転要素が構成される。

即ち、第１プラネタリギヤ４のサンギヤＳａ、キャリアＣａ及びリングギヤＲａから成る３個の要素を、図８の上段に示す速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に右側から夫々第１要素、第２要素及び第３要素とすると、第１要素はサンギヤＳａ、第２要素はキャリアＣａ、第３要素はリングギヤＲａである。また、第２プラネタリギヤ５のサンギヤＳｂ、キャリアＣｂ及びリングギヤＲｂから成る３個の要素を、図８の上段に示す速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に右側から夫々第４要素、第５要素及び第６要素とすると、第４要素はリングギヤＲｂ、第５要素はキャリアＣｂ、第６要素はサンギヤＳｂである。

そして、入力用プラネタリギヤとしての４個の回転要素を、図８の上段に示す速度線図において右側から順に第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素及び第４回転要素とすると、第１要素である第１プラネタリギヤ４のサンギヤＳａで第１回転要素が、第２要素である第１プラネタリギヤ４のキャリアＣａと第４要素である第２プラネタリギヤ５のリングギヤＲｂと（第１連結体Ｃａ，Ｒｂ）で第２回転要素が、第３要素である第１プラネタリギヤ４のリングギヤＲａと第５要素である第２プラネタリギヤ５のキャリアＣｂと（第２連結体Ｒａ，Ｃｂ）で第３回転要素が、第６要素である第２プラネタリギヤ５のサンギヤＳｂで第４回転要素が、夫々形成される。

ここで、第１プラネタリギヤ４におけるサンギヤＳａとキャリアＣａ間の間隔とキャリアＣａとリングギヤＲａ間の間隔との比は、第１プラネタリギヤ４のギヤ比（リングギヤの歯数／サンギヤの歯数）をｉとするとｉ：１に設定され、第２プラネタリギヤ５におけるサンギヤＳｂとキャリアＣｂ間の間隔とキャリアＣｂとリングギヤＲｂ間の間隔との比は、第２プラネタリギヤ５のギヤ比をｊとするとｊ：１に設定される。なお、速度線図において、下の横線と上の横線は夫々回転速度が「０」と「１」（入力軸２と同じ回転速度）であることを示している。

また、図７（ａ）に示すように、第３プラネタリギヤ６は、サンギヤＳｓと、リングギヤＲｓと、サンギヤＳｓ及びリングギヤＲｓに噛合するピニオンＰｓを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｓとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤである。

第４プラネタリギヤ７は、サンギヤＳＬと、リングギヤＲＬと、サンギヤＳＬ及びリングギヤＲＬに噛合するピニオンＰＬを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣＬとから成るシングルピニオン型のプラネタリギヤである。

そして、第３プラネタリギヤ６のキャリアＣｓと第４プラネタリギヤ７のキャリアＣＬとが互いに連結され（第３連結体Ｃｓ，ＣＬ）、第３プラネタリギヤ６のリングギヤＲｓと第４プラネタリギヤ７のサンギヤＳＬとが一体とされている（第４連結体Ｒｓ，ＳＬ）ことにより、第３プラネタリギヤ６と第４プラネタリギヤ７とで機能的に変速用プラネタリギヤが構成されている。

更に、図７（ａ）に示すように、シングルピニオン型の第３プラネタリギヤ６の外周にシングルピニオン型の第４プラネタリギヤ７が配設されて入力軸２の外周に２段構造のプラネタリギヤを形成している。これによれば、第３プラネタリギヤ６のリングギヤＲｓと第４プラネタリギヤ７のサンギヤＳＬとを単一の部品で構成することができて部品点数を削減することができると共に、入力軸２の軸線方向の長さを短くして自動変速機をコンパクトに構成することができる。

図８の下段に示す変速用プラネタリギヤの速度線図を参照すれば、第３プラネタリギヤ６の３個の要素と第４プラネタリギヤ７の３個の要素とで、変速用プラネタリギヤとして４個の回転要素が構成される。

即ち、第３プラネタリギヤ６のサンギヤＳｓ、キャリアＣｓ及びリングギヤＲｓから成る３個の要素を、図８の下段に示す速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第７要素、第８要素及び第９要素とすると、第７要素はサンギヤＳｓ、第８要素はキャリアＣｓ、第９要素はリングギヤＲｓである。また、第４プラネタリギヤ７のサンギヤＳＬ、キャリアＣＬ及びリングギヤＲＬから成る３個の要素を、図８の下段に示す速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第１０要素、第１１要素及び第１２要素とすると、第１０要素はリングギヤＲＬ、第１１要素はキャリアＣＬ、第１２要素はサンギヤＳＬである。

そして、変速用プラネタリギヤとしての４個の回転要素を、図８の下段に示す速度線図において左側から順に第５回転要素、第６回転要素、第７回転要素及び第８回転要素とすると、第７要素である第３プラネタリギヤ６のサンギヤＳｓで第５回転要素が、第１０要素である第４プラネタリギヤ７のリングギヤＲＬで第６回転要素が、第８要素である第３プラネタリギヤ６のキャリアＣｓと第１１要素である第４プラネタリギヤ７のキャリアＣＬと（第３連結体Ｃｓ，ＣＬ）で第７回転要素が、第９要素である第３プラネタリギヤ６のリングギヤＲｓと第１２要素である第４プラネタリギヤ７のサンギヤＳＬと（第４連結体Ｒｓ，ＳＬ）で第８回転要素が、夫々形成される。

ここで、第３プラネタリギヤ６のサンギヤＳｓとキャリアＣｓ間の間隔とキャリアＣｓとリングギヤＲｓ間の間隔との比は、第３プラネタリギヤ６のギヤ比をｋとして、ｋ：１に設定される。また、第４プラネタリギヤ７のサンギヤＳＬとキャリアＣＬ間の間隔とキャリアＣＬとリングギヤＲＬ間の間隔との比は、第４プラネタリギヤ７のギヤ比をｍとして、ｍ：１に設定される。

図７（ａ）及び図８に示すように、入力用プラネタリギヤの第３回転要素である第２連結体Ｒａ，Ｃｂは、入力軸２に連結されている。変速用プラネタリギヤの第７回転要素である第３連結体Ｃｓ，ＣＬは、出力部材３に連結されている。

入力用プラネタリギヤと変速機ケース１との間には、第１プラネタリギヤ４のサンギヤＳａ（第１回転要素）を変速機ケース１に解除自在に固定する第１噛合機構Ｄ１（第１係合機構）と、第２プラネタリギヤ５のサンギヤＳｂ（第４回転要素）を変速機ケース１に解除自在に固定する油圧式多板ブレーキＢ１（第２係合機構）とが設けられている。

変速用プラネタリギヤと変速機ケース１との間には、第４プラネタリギヤ７のリングギヤＲＬ（第６回転要素）を変速機ケース１に解除自在に固定する第２噛合機構Ｄ２（第３係合機構）が設けられている。

入力軸２と変速用プラネタリギヤとの間には、第３噛合機構Ｄ３（第４係合機構）と、第１油圧式多板クラッチＣ１（第５係合機構）とが設けられている。第３噛合機構Ｄ３は、第１油圧式多板クラッチＣ１のクラッチガイドＧ１（第１連結部材）を入力軸２と変速機ケース１との何れか一方に選択的に連結する。

入力用プラネタリギヤと変速用プラネタリギヤとの間には、第２油圧式多板クラッチＣ２（第６係合機構）と、第３油圧式多板クラッチＣ３（第７係合機構）とが設けられている。第２油圧式多板クラッチＣ２及び第３油圧式多板クラッチＣ３は互いに連結されているクラッチガイドＧ２（第２連結部材）を備えている。第２油圧式多板クラッチＣ２は、クラッチガイドＧ２を介して第１連結体Ｃａ，Ｒｂ（第２回転要素）と第３プラネタリギヤ６のサンギヤＳｓ（第５回転要素）とを解除自在に連結する。第３油圧式多板クラッチＣ３は、クラッチガイドＧ２を介して第１連結体Ｃａ，Ｒｂ（第２回転要素）と第４プラネタリギヤ７のリングギヤＲＬ（第６回転要素）とを解除自在に連結する。

第１噛合機構Ｄ１、第２噛合機構Ｄ２、及び第３噛合機構Ｄ３は、シンクロメッシュ機構又はドグクラッチ機構が採用されている。

なお、第４実施形態の自動変速機においては、図７（ａ）に示す入力用プラネタリギヤの構成を採用しているが、入力用プラネタリギヤの他の構成として、図示しないが、第２プラネタリギヤ５のリングギヤＲｂを第１回転要素とし、第１プラネタリギヤ４のリングギヤＲａと第２プラネタリギヤ５のキャリアＣｂとを連結してこの連結体を第２回転要素とし、第１プラネタリギヤ４のキャリアＣａと第２プラネタリギヤ５のサンギヤＳｂを連結してこの連結体を第３回転要素とし、第１プラネタリギヤ４のサンギヤＳａを第４回転要素としてもよい。

また、それ以外にも入力用プラネタリギヤは、例えば、第１サンギヤと、第２サンギヤと、リングギヤと、互いに噛合すると共に、一方が第１サンギヤに噛合し、他方が第２サンギヤ及びリングギヤに噛合する一対のピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとから成るラビニヨ型のプラネタリギヤで構成することもできる。

図７（ａ）に示す構成からなる第４実施形態の自動変速機によれば、図８に示す速度線図から明らかなように、１速段〜９速段の前進段と後進段とが確立される。

先ず、前進段の全ての変速段では、第２噛合機構Ｄ２を非係合状態（開放）とする。第２噛合機構Ｄ２はシンクロメッシュ機構又はドグクラッチ機構が採用されるので、非係合状態であっても引き摺りは生じない。そして、第１噛合機構Ｄ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を変速機ケース１側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第２油圧式多板クラッチＣ２を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「１ｓｔ」となって、１速段が確立される。

第１噛合機構Ｄ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を変速機ケース１側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「２ｎｄ」となって、２速段が確立される。

第１噛合機構Ｄ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を中立（或いはシフトチェンジに応じて変速機ケース１側と入力軸２側との何れかに連結可能である）とし、第２油圧式多板クラッチＣ２及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「３ｒｄ」となって、３速段が確立される。

第１噛合機構Ｄ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を入力軸２側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「４ｔｈ」となって、４速段が確立される。

第１噛合機構Ｄ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を入力軸２側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第２油圧式多板クラッチＣ２を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「５ｔｈ」となって、５速段が確立される。

第３噛合機構Ｄ３を入力軸２側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１、第２油圧式多板クラッチＣ２及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させると、第３プラネタリギヤ６及び第４プラネタリギヤ７の全要素が相対回転不能なロック状態となる。従って、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）が入力軸２の回転速度と同一の「６ｔｈ」となって、６速段が確立される。

油圧式多板ブレーキＢ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を入力軸２側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第２油圧式多板クラッチＣ２を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「７ｔｈ」となって、７速段が確立される。

油圧式多板ブレーキＢ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を入力軸２側に連結し、第１油圧式多板クラッチＣ１及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「８ｔｈ」となって、８速段が確立される。

油圧式多板ブレーキＢ１を係合させ、第３噛合機構Ｄ３を中立或いは入力軸２側に連結し、第２油圧式多板クラッチＣ２及び第３油圧式多板クラッチＣ３を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「９ｔｈ」となって、９速段が確立される。

後進段を確立させるときには、第１噛合機構Ｄ１を係合させ、第２噛合機構Ｄ２を係合させ、第２油圧式多板クラッチＣ２を係合させると、第３連結体Ｃｓ，ＣＬ（第７回転要素）の回転速度が「Ｒｅｖ」となって逆回転する。

図７（ｂ）は、上述した各変速段における各係合機構の係合状態をまとめたものである。図７（ｂ）において、「○」は係合を、「Ｂ」は第３噛合機構Ｄ３における変速機ケース１側への連結を、「Ｃ」は第３噛合機構Ｄ３における入力軸２側への連結を夫々表している。なお、「（Ｂ）」、「（Ｂ／Ｃ）」、及び「（Ｃ）」は、アップシフトやダウンシフト等の状況に応じて選択できることを示している。

また、図７（ｂ）は、第１プラネタリギヤ４のギヤ比ｉを１．５３、第２プラネタリギヤ５のギヤ比ｊを１．８５、第３プラネタリギヤ６のギヤ比ｋを１．７５、第４プラネタリギヤ７のギヤ比ｍを１．７０とした場合における各変速段のギヤレシオ（入力軸２の回転速度／出力部材３の回転速度）も示している。これによれば、公比（各変速段間のギヤレシオの比）が適切となると共に、レシオレンジ（１速段のギヤレシオと９速段のギヤレシオの比（図７（ｂ）の１速段の公比の欄に表示））も適切となる。

更に、図７（ｂ）の開放数の欄には、開放時に引き摺りトルクを発生させる油圧式多板クラッチおよびブレーキで構成される摩擦係合機構のうち非係合状態にあるものの数（開放数）を各変速段毎に示している。これによれば、前進段の全ての変速段において、開放数が２以下となっており、特に６速段から９速段では、開放数が１となっていることが分かる。

また、図７（ｂ）の作動数の欄には、各変速段が確立した際に、第１から第４の４つのプラネタリギヤ４，５，６，７のうち、３個の要素全てが相対回転してトルクを駆動力として伝達している（作動している）プラネタリギヤの数を示している。これによれば、前進段における全ての変速段において、作動数が２以下となっており、６速段において作動数が０であるだけでなく、３速段と９速段では、作動数が１となっていることが分かる。

第４実施形態の自動変速機によれば、摩擦係合機構の非係合状態を少なくすると共に、各変速段を確立するために作動するプラネタリギヤの数を少なくして、それらに伴うフリクションロスと伝達トルクのロスを確実に低減することができるので、伝達効率を飛躍的に向上させることができる。

［第５実施形態］
図９（ａ）は、本発明の自動変速機の第５実施形態を示している。第５実施形態の自動変速機は、その基本的な構成が上述した第４実施形態の自動変速機と同様であるので、異なる部分のみを説明し、共通する構成の説明は図中同一の符号を付して説明を省略する。

第５実施形態の自動変速機は、図９（ａ）及び図１０に示すように、変速用プラネタリギヤと変速機ケース１との間に、第４連結体Ｒｓ，ＳＬ（第８回転要素）の回転方向の一方と他方とを選択的にロックして第４連結体Ｒｓ，ＳＬを変速機ケース１に固定するツーウェイクラッチＴ１が設けられている。

ツーウェイクラッチＴ１は、前進段においては、第４連結体Ｒｓ，ＳＬの正転を許容し逆転を阻止する状態に設定し、後進段においては、第４連結体Ｒｓ，ＳＬの逆転を許容し正転を阻止する状態に設定する。なお、図１０において、「Ｆ」は第４連結体Ｒｓ，ＳＬの正転を許容し逆転を阻止する設定のときのロック状態を、「（Ｆ）」は第４連結体Ｒｓ，ＳＬの正転を許容し逆転を阻止する設定のときのロック解除状態を、「（Ｒ）」は第４連結体Ｒｓ，ＳＬの逆転を許容し正転を阻止する設定のときのロック解除状態を表している。

こうすることにより、第１油圧式多板クラッチＣ１の容量を小さくすることができ、フリクションロスの低減と自動変速機の小型軽量化が可能となる。更に、ツーウェイクラッチＴ１を採用することにより、第２実施形態の自動変速機のような第４噛合機構Ｄ４を不要とすることができ、構造を簡略化することができる。

１…変速機ケース、２…入力軸、３…出力部材、４…第１プラネタリギヤ、５…第２プラネタリギヤ、６…第３プラネタリギヤ、７…第４プラネタリギヤ、Ｄ１…第１噛合機構（第１係合機構）、Ｂ１…油圧式多板ブレーキ（第２係合機構）、Ｄ２…第２噛合機構（第３係合機構）、Ｄ３…第３噛合機構（第４係合機構）、Ｃ１…第１油圧式多板クラッチ（第５係合機構）、Ｃ２…第２油圧式多板クラッチ（第６係合機構）、Ｃ３…第３油圧式多板クラッチ（第７係合機構）、Ｄ４…第４噛合機構（第８係合機構）、Ｇ１…クラッチガイド（第１連結部材，連結部材）、Ｇ２…クラッチガイド（第２連結部材）、Ｆ１…ワンウェイクラッチ、Ｔ１…ツーウェイクラッチ。

Claims (8)

1. 変速機ケース内に配置された複数のプラネタリギヤを介して入力軸の回転を複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機において、
   前記複数のプラネタリギヤは入力用のプラネタリギヤと変速用のプラネタリギヤとで構成され、
   前記入力用のプラネタリギヤは、速度線図においてギヤ比に対応する間隔で並ぶ４つの回転要素を、速度線図における並び順に夫々第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素、第４回転要素として、該第３回転要素が前記入力軸に連結され、
   前記変速用のプラネタリギヤは、速度線図においてギヤ比に対応する間隔で並ぶ４つの回転要素を、速度線図における並び順に夫々第５回転要素、第６回転要素、第７回転要素、第８回転要素として、該第７回転要素が前記出力部材に連結され、
   前記第１回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第１係合機構と、
   前記第４回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第２係合機構と、
   前記入力軸と前記変速機ケースとの何れか一方に後述する第２連結部材を連結するための第１連結部材と、
   前記第５回転要素と前記第６回転要素とを前記第１連結部材に連結するための第２連結部材と、
   前記第２回転要素を前記第８回転要素と前記第５回転要素との何れか一方に選択的に連結する第３係合機構と、
   前記第１連結部材を前記入力軸と前記変速機ケースとの何れか一方に選択的に連結する第４係合機構と、
   前記第１連結部材と前記第２連結部材とを解除自在に連結する第５係合機構と、
   前記第２連結部材と前記第５回転要素とを解除自在に連結する第６係合機構と、
   前記第２連結部材と前記第６回転要素とを解除自在に連結する第７係合機構とを備え、
   少なくとも、前記第３係合機構と前記第４係合機構とは、噛合機構で構成されていることを特徴とする自動変速機。
2. 請求項１記載の自動変速機において、
   前記第６回転要素の一方向への回転時にロックして該第６回転要素を前記変速機ケースに固定するワンウェイクラッチを設けたことを特徴とする自動変速機。
3. 請求項２記載の自動変速機において、
   前記ワンウェイクラッチと並列に、前記第６回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第８係合機構を設け、
   該第８係合機構は噛合機構で構成されていることを特徴とする自動変速機。
4. 請求項１記載の自動変速機において、
   前記第６回転要素の回転方向の一方と他方とを選択的にロックして該第６回転要素を前記変速機ケースに固定するツーウェイクラッチを設けたことを特徴とする自動変速機。
5. 変速機ケース内に配置された複数のプラネタリギヤを介して入力軸の回転を複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機において、
   前記複数のプラネタリギヤは入力用のプラネタリギヤと変速用のプラネタリギヤとで構成され、
   前記入力用のプラネタリギヤは、速度線図においてギヤ比に対応する間隔で並ぶ４つの回転要素を、速度線図における並び順に夫々第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素、第４回転要素として、該第３回転要素が前記入力軸に連結され、
   前記変速用のプラネタリギヤは、速度線図においてギヤ比に対応する間隔で並ぶ４つの回転要素を、速度線図における並び順に夫々第５回転要素、第６回転要素、第７回転要素、第８回転要素として、該第７回転要素が前記出力部材に連結され、
   前記第１回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第１係合機構と、
   前記第４回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第２係合機構と、
   前記入力軸と前記変速機ケースとの何れか一方に前記第８回転要素を連結するための連結部材と、
   前記第６回転要素を前記変速機ケースに解除自在に固定する第３係合機構と、
   前記連結部材を前記入力軸と前記変速機ケースとの何れか一方に選択的に連結する第４係合機構と、
   前記連結部材と前記第８回転要素とを解除自在に連結する第５係合機構と、
   前記第２回転要素と前記第５回転要素とを解除自在に連結する第６係合機構と、
   前記第２回転要素と前記第６回転要素とを解除自在に連結する第７係合機構とを備え、
   少なくとも、前記第３係合機構と前記第４係合機構とは、噛合機構で構成されていることを特徴とする自動変速機。
6. 請求項５記載の自動変速機において、
   前記第８回転要素の回転方向の一方と他方とを選択的にロックして該第８回転要素を前記変速機ケースに固定するツーウェイクラッチを設けたことを特徴とする自動変速機。
7. 請求項１〜６の何れか１項記載の自動変速機において、
   前記第１係合機構は、前記変速用のプラネタリギヤにより前進１速段から所定の中速段に亘る低速段域の全ての変速段を確立させる際には、前記第１回転要素を前記変速機ケースに固定した状態となり、前記所定の中速段を超える変速段からなる高速段域の全ての変速段を確立させる際には前記固定を解除した状態となる噛合機構で構成されていることを特徴とする自動変速機。
8. 請求項１〜７の何れか１項記載の自動変速機において、
   前記入力用のプラネタリギヤは、第１と第２の２つのプラネタリギヤにより構成され、
   第１プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１要素、第２要素及び第３要素とし、第２プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第４要素、第５要素及び第６要素としたとき、前記第１要素を前記第１回転要素とし、前記第２要素と前記第４要素とを連結して前記第２回転要素とし、前記第３要素と前記第５要素とを連結して前記第３回転要素とし、前記第６要素を前記第４回転要素とし、
   前記変速用のプラネタリギヤは、第３と第４の２つのプラネタリギヤにより構成され、
   第３プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第７要素、第８要素及び第９要素とし、第４プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア及びリングギヤから成る３個の要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１０要素、第１１要素及び第１２要素としたとき、前記第７要素を前記第５回転要素とし、前記第１０要素を前記第６回転要素とし、前記第８要素と前記第１１要素とを連結して前記第７回転要素とし、前記第９要素と前記第１２要素とを連結して前記第８回転要素としたことを特徴とする自動変速機。

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