特許 5734903 車両用自動変速機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5734903

(24)【登録日】2015年4月24日

(45)【発行日】2015年6月17日

(54)【発明の名称】車両用自動変速機

(51)【国際特許分類】

   F16H 3/66 20060101AFI20150528BHJP

【ＦＩ】

   F16H3/66 B

【請求項の数】3

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-67462(P2012-67462)

(22)【出願日】2012年3月23日

(65)【公開番号】特開2013-199957(P2013-199957A)

(43)【公開日】2013年10月3日

【審査請求日】2014年2月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000231350

【氏名又は名称】ジヤトコ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100119644

【弁理士】

【氏名又は名称】綾田 正道

(72)【発明者】

【氏名】青田 和明

(72)【発明者】

【氏名】竹内 徹

(72)【発明者】

【氏名】菅谷 祥司

(72)【発明者】

【氏名】小栗 和夫

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 堅一

(72)【発明者】

【氏名】犬田 行宣

(72)【発明者】

【氏名】奥田 隆之

(72)【発明者】

【氏名】ヨルク ミューラー

(72)【発明者】

【氏名】リコ レッシュ

(72)【発明者】

【氏名】ミルコ リーシュ

【審査官】 稲葉 大紀

(56)【参考文献】

【文献】 独国特許出願公開第１０２００９０２５６１０（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 独国特許出願公開第１０２００９０５６４６９（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／０２０８９８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００４５９４２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 独国特許出願公開第１０２０１１１０８０２４（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０１７２１７３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−１７４６２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２７０６６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ３／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力軸と、
出力軸と、
サン・ギヤ、リング・ギヤおよびピニオン・キャリヤの３つの回転要素を備える第１遊星歯車組〜第４遊星歯車組と、
第１ブレーキ、第２ブレーキ、第１クラッチ〜第４クラッチの６個の摩擦締結要素と、
を備え、
前記第１遊星歯車組の３つの回転要素を、共通速度線図上で前記第１遊星歯車組の歯数比に対応する間隔に応じて並べ、この並び順に第１要素、第２要素、第３要素とし、
前記第２遊星歯車組の３つの回転要素を、共通速度線図上で前記第２遊星歯車組の歯数比に対応する間隔に応じて並べ、この並び順に第４要素、第５要素、第６要素とし、
前記第３遊星歯車組の３つの回転要素を、共通速度線図上で前記第３遊星歯車組の歯数比に対応する間隔に応じて並べ、この並び順に第７要素、第８要素、第９要素とし、
前記第４遊星歯車組の３つの回転要素を、共通速度線図上で前記第４遊星歯車組の歯数比に対応する間隔に応じて並べ、この並び順に第１０要素、第１１要素、第１２要素とし、
前記入力軸を前記第６要素および前記第１１要素に常時連結し、
前記出力軸を前記第１０要素に常時連結し、
前記第２要素を前記第４要素に常時連結し、
前記第３要素を静止部に常時固定し、
前記第８要素を前記第１０要素に常時連結し、
前記第１要素を第１クラッチの締結により前記第９要素と連結可能とし、
前記第２遊星歯車組を第２クラッチの締結により一体化可能とし、
前記第５要素を第３クラッチの締結により前記第９要素に締結可能とするとともに、第１ブレーキの締結により静止部に固定可能とし、
前記第７要素を第２ブレーキの締結により前記静止部に固定可能とし、
前記第９要素を第４クラッチの締結により前記第１２要素に連結可能とし、
前記第１ブレーキは、第８速、第９速、および後退で締結し、
前記第２ブレーキは、第１速〜第４速、および後退で締結し、
前記第１クラッチは、第１速、第３速、第５速、第７速、第９速および後退で締結し、
前記第２クラッチは、第２速〜第６速で締結し、
前記第３クラッチは、第１速、第２速、および第６速〜第８速で締結し、
前記第４クラッチは、第４速〜第９速で締結する、
ことを特徴とする車両用自動変速機。

【請求項2】

請求項１に記載の車両用自動変速機において、
前記第１遊星歯車組〜第４遊星歯車組は、それぞれの３つの回転要素がサン・ギヤ、リング・ギヤ、前記サン・ギヤおよび前記リング・ギヤの両方に噛み合う複数のピニオンを回転自在に支持するピニオン・キャリヤを有する・シングル・ピニオン・タイプである、
ことを特徴とする車両用自動変速機。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の車両用自動変速機において、
前記第１要素、前記第４要素、前記第７要素および前記第１０要素は、それぞれリング・ギヤであり、
前記第２要素、前記第５要素、前記第８要素および前記第１１要素は、それぞれピニオン・キャリヤであり、
前記第３要素、前記第６要素、前記第９要素および前記第１２要素は、それぞれサン・ギヤである、
ことを特徴とする車両用自動変速機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用自動変速機に関する。

【背景技術】

【0002】

車両用自動変速機は、エンジンの出力回転速度および出力トルクを車両走行に適した大きさに変換するため、遊星歯車組等が用いられて複数の変速段を得るようにしている。最近は、燃費向上を目的として変速段の多段化が進んでいる。この場合、第１速のギヤ比が車両の発進性能や登坂性能で決まるので、高速段側でより多段化する傾向にある。

【0003】

このような従来の多段自動変速機としては、下記のものが知られている。
すなわち、特許文献１に記載のものは、４組の遊星歯車組と、２個のブレーキおよび３個のクラッチとを備え、前進８速、後退１速を得るようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４６７２７３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記引用文献１に記載の従来の車両用自動変速機では、第１速での変速比（ギヤ比）が4.700で第８速のギヤ比が0.667であるため、レシオ・カバーレッジ（全変速比幅であり、前進１速のギヤ比を最高変速段のギヤ比で割った値）が7.05しかない。この結果、低速走行時の駆動力を確保しつつ高速走行時におけるエンジンの回転速度を抑えて燃料消費量を減らすことには限界があり、さらなる燃料消費量の改善が望まれる。
また、前進１速の変速比(ギヤ比)が4.700であるのに対し、後退のギヤ比が3.280と、これらギヤ比間での差が大きくなる結果、同じアクセル・ペダルの踏込量に対する駆動力差が大きくなるので、ドライバーが運転操作に違和感を持つといった問題がある。

【0006】

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、低速走行時における駆動力を確保しながら高速走行時におけるエンジンの回転速度を抑えて燃料消費量をさらに低減させることができ、かつ前進１速走行時と後退時の間でのアクセル・ペダル操作の違和感を小さくすることができるようにした車両用自動変速機を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この目的のため、本発明による車両用自動変速機は、
入力軸と、
出力軸と、
サン・ギヤ、リング・ギヤおよびピニオン・キャリヤの３つの回転要素を備える第１遊星歯車組〜第４遊星歯車組と、
第１ブレーキ、第２ブレーキ、第１クラッチ〜第４クラッチの６個の摩擦締結要素と、
を備え、
前記第１遊星歯車組の３つの回転要素を、共通速度線図上で前記第１遊星歯車組の歯数比に対応する間隔に応じて並べ、この並び順に第１要素、第２要素、第３要素とし、
前記第２遊星歯車組の３つの回転要素を、共通速度線図上で前記第２遊星歯車組の歯数比に対応する間隔に応じて並べ、この並び順に第４要素、第５要素、第６要素とし、
前記第３遊星歯車組の３つの回転要素を、共通速度線図上で前記第３遊星歯車組の歯数比に対応する間隔に応じて並べ、この並び順に第７要素、第８要素、第９要素とし、
前記第４遊星歯車組の３つの回転要素を、共通速度線図上で前記第４遊星歯車組の歯数比に対応する間隔に応じて並べ、この並び順に第１０要素、第１１要素、第１２要素とし、
前記入力軸を前記第６要素および前記第１１要素に常時連結し、
前記出力軸を前記第１０要素に常時連結し、
前記第２要素を前記第４要素に常時連結し、
前記第３要素を静止部に常時固定し、
前記第８要素を前記第１０要素に常時連結し、
前記第１要素を第１クラッチの締結により前記第９要素と連結可能とし、
前記第２遊星歯車組を第２クラッチの締結により一体化可能とし、
前記第５要素を第３クラッチの締結により前記第９要素に締結可能とするとともに、第１ブレーキの締結により静止部に固定可能とし、
前記第７要素を第２ブレーキの締結により前記静止部に固定可能とし、
前記第９要素を第４クラッチの締結により前記第１２要素に連結可能とし、
前記第１ブレーキは、第８速、第９速、および後退で締結し、
前記第２ブレーキは、第１速〜第４速、および後退で締結し、
前記第１クラッチは、第１速、第３速、第５速、第７速、第９速および後退で締結し、
前記第２クラッチは、第２速〜第６速で締結し、
前記第３クラッチは、第１速、第２速、および第６速〜第８速で締結し、
前記第４クラッチは、第４速〜第９速で締結する、
ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明の車両用自動変速機にあっては、低速走行時における駆動力を確保しながら高速走行時におけるエンジンの回転速度を抑えて燃料消費量をさらに低減することができ、かつ前進１速走行時と後退時との間でのアクセル・ペダル操作の違和感を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施例１の車両用自動変速機の歯車列およびこの歯車列の作動を切り替える摩擦締結要素をスケルトンで示す図である。

【図2】実施例１の車両用自動変速機の摩擦締結要素の締結関係を示す作動表の図である。

【図3】実施例１の車両用変速機における、第１速での各遊星歯車組の共通速度線図である。

【図4】実施例１の車両用変速機における、第２速での各遊星歯車組の共通速度線図である。

【図5】実施例１の車両用変速機における、第３速での各遊星歯車組の共通速度線図である。

【図6】実施例１の車両用変速機における、第４速での各遊星歯車組の共通速度線図である。

【図7】実施例１の車両用変速機における、第５速での各遊星歯車組の共通速度線図である。

【図8】実施例１の車両用変速機における、第６速での各遊星歯車組の共通速度線図である。

【図9】実施例１の車両用変速機における、第７速での各遊星歯車組の共通速度線図である。

【図10】実施例１の車両用変速機における、第８速での各遊星歯車組の共通速度線図である。

【図11】実施例１の車両用変速機における、第９速での各遊星歯車組の共通速度線図である。

【図12】実施例１の車両用変速機における、後退での各遊星歯車組の共通速度線図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。

【実施例1】

【0011】

まず、実施例１の車両用自動変速機の構成を説明する。
この実施例１の車両用自動変速機は、入力軸１と、４組の遊星歯車組２〜５と、６つの摩擦締結要素（ブレーキやクラッチからなる）６〜１１と、出力軸１２と、を備えている。

【0012】

入力軸１は、図示しないエンジン（ガソリン・エンジンやディーゼル・エンジンなどの内燃機関）に図示しないトルク・コンバータを介して常時連結される。
一方、出力軸１２は、入力軸１と同心軸上に配置され、図示しない終減速機、差動歯車組を介して左右の駆動輪に連結されている。

【0013】

４組の遊星歯車組、すなわち第１遊星歯車組２、第２遊星歯車組３、第３遊星歯車組４、第４遊星歯車組５は、本実施例ではすべてシングル・ピニオン・タイプであって、入力軸１上で、エンジン側から出力軸１２へ向けて上記の順に配置される。

【0014】

第１遊星歯車組２は、サン・ギヤ２１と、リング・ギヤ２２と、これらサン・ギヤ２１およびリング・ギヤ２２の両方に噛み合う複数のピニオン２３を回転自在に支持するピニオン・キャリヤ２４と、の３つの回転要素を備えている。ここで、第１遊星歯車組２の歯数比α１（サン・ギヤ２１の歯数比／リング・ギヤ２２の歯数比）は、たとえば0.4151に設定してある。

【0015】

第２遊星歯車組３は、サン・ギヤ３１と、リング・ギヤ３２と、これらサン・ギヤ３１およびリング・ギヤ３２の両方に噛み合う複数のピニオン３３を回転自在に支持するピニオン・キャリヤ３４と、の３つの回転要素を備えている。ここで、第２遊星歯車組３の歯数比α２（サン・ギヤ３１の歯数比／リング・ギヤ３２の歯数比）は、たとえば0.4871に設定してある。

【0016】

第３遊星歯車組４は、サン・ギヤ４１と、リング・ギヤ４２と、これらサン・ギヤ４１およびリング・ギヤ４２の両方に噛み合う複数のピニオン４３を回転自在に支持するピニオン・キャリヤ４４と、の３つの回転要素を備えている。ここで、第３遊星歯車組４の歯数比α３（サン・ギヤ４１の歯数比／リング・ギヤ４２の歯数比）は、たとえば0.4892に設定してある。

【0017】

第４遊星歯車組５は、サン・ギヤ５１と、リング・ギヤ５２と、これらサン・ギヤ５１およびリング・ギヤ５２の両方に噛み合う複数のピニオン５３を回転自在に支持するピニオン・キャリヤ５４と、の３つの回転要素を備えている。ここで、第４遊星歯車組５の歯数比α４（サン・ギヤ５１の歯数比／リング・ギヤ５２の歯数比）は、たとえば0.4697に設定してある。

【0018】

これらの４組の遊星歯車組２〜５は、以下のように連結される。
入力軸１は、第２遊星歯車組３のサン・ギヤ３１および第４遊星歯車組５のピニオン・キャリヤ５４に常時連結されている。
入力軸１と同心線上に配置された出力軸１２は、第４遊星歯車組５のリング・ギヤ５２およびこのギヤを介して第３遊星歯車組４のピニオン・キャリヤ４４に常時連結されている。

【0019】

また、第１遊星歯車組２のピニオン・キャリヤ２４は、第２遊星歯車組３のリング・ギヤ３２に常時連結されている。
第１遊星歯車組２のサン・ギヤ２１は、自動変速機ケース１３に常時連結・固定されている。

【0020】

第１遊星歯車組２では、リング・ギヤ２２がオッド・ナンバー・アンド・リバース・クラッチ７の締結により第３遊星歯車組４のサン・ギヤ４１に連結可能である。また、サン・ギヤ２１は、ハイ・アンド・リバース・クラッチ８の締結により第２遊星歯車組３のピニオン・キャリヤ３４に連結可能である。

【0021】

第２遊星歯車組３では、ピニオン・キャリヤ３４がロー・アンド・ハイ・クラッチ１０の締結により第３遊星歯車組４のサン・ギヤ４１に連結可能である。なお、リング・ギヤ３２およびサン・ギヤ３１の連結関係は前述したとおりである。

【0022】

第３遊星歯車組４では、リング・ギヤ４２がロー・アンド・リバース・ブレーキ６の締結により自動変速機ケース１３に連結・固定可能である。サン・ギヤ４１はミドル・アンド・ハイ・クラッチ１１の締結により第４遊星歯車組５のサン・ギヤ５１に連結可能である。なお、ピニオン・キャリヤ４４は上述したように第４遊星歯車組５のリング・ギヤ５２に常時連結されている。

【0023】

なお、第４遊星歯車組の連結関係は、上述した連結関係から明らかであるので、その説明は省略する。

【0024】

なお、ハイ・アンド・リバース・クラッチ８は本発明の第１ブレーキに、ロー・アンド・リバース・ブレーキ６は本発明の第２ブレーキに、またオッド・ナンバー・アンド・リバース・クラッチ７は本発明の第１クラッチに、またインターメディエット・クラッチ９は本発明の第２クラッチに、またロー・アンド・ハイ・クラッチ１０は本発明の第３クラッチに、またインターメディエット・アンド・ハイクラッチ１１は本発明の第４クラッチに、また自動変速機ケース１３および後で説明するハイ・アンド・リバース・クラッチ８の非回転部材側は本発明の静止部に、それぞれ相当する。

【0025】

また、第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２は本発明の第１要素に、そのピニオン・キャリヤ２４は本発明の第２要素に、またそのサン・ギヤ２１は本発明の第３要素に、それぞれ相当する。
第２遊星歯車組３のリング・ギヤ３２は本発明の第４要素に、そのピニオン・キャリヤ３４は本発明の第５要素に、またそのサン・ギヤ３１は本発明の第６要素に、それぞれ相当する。
第３遊星歯車組４のリング・ギヤ４２は本発明の第７要素に、そのピニオン・キャリヤ４４は本発明の第８要素に、またそのサン・ギヤ４１は本発明の第９要素に、それぞれ相当する。
第４遊星歯車組５のリング・ギヤ５２は本発明の第１０要素に、そのピニオン・キャリヤ５４は本発明の第１１要素に、またそのサン・ギヤ５１は本発明の第１２要素に、それぞれ相当する。

【0026】

上記摩擦締結要素は、本実施例では油圧作動による多板式のものを用いる。
すなわち、ロー・アンド・リバース・ブレーキ６およびハイ・アンド・リバース・クラッチ８には、油圧作動式の多板ブレーキを、またオッド・ナンバー・アンド・リバース・クラッチ７〜インターメディエット・アンド・ハイ・クラッチ１１の４個のクラッチには、油圧作動式の多板クラッチを用いる。ここで、ハイ・アンド・リバース・クラッチ８は、第１遊星歯車組２のサン・ギヤ２１側の部材が自動変速機ケース１３に常時固定されたサン・ギヤ２１に接続されて常時固定の状態にあるので、ハイ・アンド・リバース・クラッチ８はブレーキとして機能する。
なお、これらの摩擦締結要素は、図示しないコントローラにより電子制御される図示しないコントロール・バルブからの圧油の供給、抜きにより、それらの締結、解放が制御される。これらのコントローラやコントロール・バルブの構成および作用はよく知られているので、ここではそれらの説明は省略する。

【0027】

図２の作動表に、上記自動変速機の歯車列における変速段を切り替える上記各摩擦締結要素の締結・解放の制御、および上記歯数比α１〜α４を用いた場合の各変速段でのギヤ比を示す。
図２中、横方向に各変速段を、また縦方向に摩擦締結要素、ギヤ比、レシオ・カバーレッジ（全変速比幅であり、前進１速のギヤ比を最高変速段のギヤ比で割った値）R/C、前進１速のギヤ比に対する後退のギヤ比の割合(Rev/1st)が、それぞれ記載してある。なお、同図中、○印は、この○印に相当する摩擦締結要素が締結状態にあることを、また空白はその摩擦締結要素が解放状態にあることを意味する。

【0028】

次に、各変速段における動力の伝達経路を、そのときの共通速度線図とともに説明する。
ここで、共通速度線図とは、縦軸に各回転要素の回転速度を取り、横軸にこれら回転要素を遊星歯車組２〜５の歯数比α１〜α４の大きさに応じて割り振った線図である。
すなわち、横軸上に、シングル・ピニオン・タイプの遊星歯車組の場合には、リング・ギヤ、ピニオン・キャリヤ、サン・ギヤ３つの回転要素の回転速度軸を、この順に（左右いずれの方向でもよい）、リング・ギヤおよびピニオン・キャリヤ間の大きさをこの遊星歯車組の歯数比αとした場合、ピニオン・キャリヤおよびサン・ギヤ間の大きさが１となる割合でそれぞれ離して配置したものである。
この場合、縦軸には、回転速度ゼロより上方にエンジンと同じ回転方向の回転速度をとり、回転速度ゼロより下方にエンジンと逆回転方向の回転速度をとるようにする。
共通速度線図にあっては、リング・ギヤ、ピニオン、サン・ギヤのそれぞれの噛み合い関係は歯と歯とが１対１で噛み合うリニアな関係となるので、各回転要素の回転速度を結ぶと直線関係となる。

【0029】

次に、上記各摩擦要素の締結関係を示した図２、および各変速段における歯車列での動力伝達経路およびそのときの共通速度線図を示した図３〜図１２に基づいて、各変速段での動力伝達について説明する。
なお、共通速度線図は、図中左側から右側へ向けて順に第１遊星歯車組２〜第４遊星歯車組５にそれぞれ対応し、各遊星歯車組ではリング・ギヤの回転速度軸、ピニオン・キャリヤの回転速度軸、サン・ギヤの回転軸の順に回転速度軸を配置している。
また、共通速度線図間で同じ速度となる回転要素同士間については、点線で結んである。また、共通速度線図にあっては、それらのリング・ギヤにはＲを、またピニオン・キャリヤにはＣを、またサン・ギヤにはＳを付け、これらの記号に第１遊星歯車組２〜第４遊星歯車組５に応じてそれぞれ１〜４の添え字を付けてある。

【0030】

以下のいずれの変速段においても、エンジンからの駆動力は、入力軸１を介して、第２遊星歯車組３のサン・キャリヤ３１および第４遊星歯車組５のリピニオン・キャリヤ５４にそれぞれ入力される。
また、第１遊星歯車組２のサン・ギヤ２１は自動変速機ケース１３に固定されている。
出力軸１２は、第４遊星歯車組５のリング・ギヤ５２が常時連結されているので、これらは常時同じ回転速度で回転する。

【0031】

まず、前進走行で第１速から順にシフト・アップしていく場合を説明する。
第１速を得るには、ロー・アンド・リバース・ブレーキ６、ロー・アンド・ハイ・クラッチ１０、およびオッド・ナンバー・アンド・リバース・クラッチ７を締結する。
このとき、図３に示すように、第１遊星歯車組２では、リング・ギヤ２２がオッド・ナンバー・アンド・リバース・クラッチ７の締結により第３遊星歯車組４のサン・ギヤ４１に連結され、これと同じ回転速度で回転する。ピニオン・キャリヤ２４は、第２遊星歯車組３のリング・ギヤ３２に常時連結されてこれと同じ回転速度で回転する。また、サン・ギヤ２１は、自動変速機ケース１３に固定されて回転速度０である。
また第２遊星歯車組３では、サン・ギヤ３１が入力軸１と同じ回転速度で回転し、ピニオン・キャリヤ３４がオッド・ナンバー・アンド・リバース・クラッチ７およびロー・アンド・ハイ・クラッチ１０の締結により第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２に連結され、またロー・アンド・ハイ・クラッチ１０の締結により第３遊星歯車組４のサン・ギヤ４１に連結される。その結果、リング・ギヤ２２、ピニオン・キャリヤ３４およびサン・ギヤ４１は同じ減速回転速度で回転するとともに、ピニオン・キャリヤ２４とリング・ギヤ３２とは、さらに遅い同じ減速速度で回転する。
第３遊星歯車組４では、リング・ギヤ４２がロー・アンド・リバース・ブレーキ６の締結により自動変速機ケース１３に固定されて回転速度０であり、サン・ギヤ４１がオッド・ナンバー・アンド・リバース・クラッチ７の締結により第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２と同じ減速速度で回転するので、これらを結ぶ直線がピニオン・キャリヤ４４の回転速度軸Ｃ３と交わる点、すなわち一番遅い減速速度でピニオン・キャリヤ４４が回転する。
ピニオン・キャリヤ４４は第４遊星歯車組５のリング・ギヤ５２およびこれに接続されている出力軸１２をピニオン・キャリヤ４４と同じ一番遅い回転速度となる第１速（ギヤ比4.877）で回転駆動する。
なお、第４遊星歯車組５では、ピニオン・キャリヤ５４が入力軸１と同じ回転速度で回転し、リング・ギヤ５２が上記一番遅い回転速度で回転するので、サン・ギヤ５１は、それらを結ぶ直線がサン・ギヤ５１の回転速度軸と交わる点での増速回転速度で回転する。

【0032】

次に、第１速から第２速にするには、第１速の状態からオッド・ナンバー・アンド・リバース・クラッチ７を解放するとともに、インターメディエット・クラッチ９を締結する。
そうすると、図４に示すように、第２遊星歯車組３では、サン・ギヤ３１が入力軸１と同じ回転速度で回転し、ピニオン・キャリヤ３４がインターメディエット・クラッチ９の締結により入力軸１に連結されてこれと同じ回転速度で回転する結果、第２遊星歯車組３はすべての回転要素が一体となって回転する。
第３遊星歯車組４では、リング・ギヤ４２がロー・アンド・リバース・ブレーキ６の締結により自動変速機ケース１３に固定されて回転速度０であり、サン・ギヤ４１がロー・アンド・ハイ・クラッチ１０の締結により第２遊星歯車組３のピニオン・キャリヤ３４に連結されるので入力軸１と同じ回転速度で回転する。ピニオン・キャリヤ４４は、リング・ギヤ５２の回転速度０とサン・ギヤ４１の回転速度（入力軸１と同じ回転速度）とを結ぶ直線がピニオン・キャリヤ４４の回転速度軸Ｃ３と交わる点、すなわち第１速より早い減速回転速度となる。
第４遊星歯車組５では、リング・ギヤ５２が第３遊星歯車組４のピニオン・キャリヤ４４に連結しているので、リング・ギヤ５２およびこれに接続されている出力軸１２は、第１速より早い減速回転速度である第２速（ギヤ比3.044）で回転駆動される。
なお、このとき、ピニオン・キャリヤ５４が入力軸１と同じ回転速度で回転し、リング・ギヤ５２が第２速の減速回転速度で回転しているので、そのサン・ギヤ５１は、増速回転速度で回転する。
一方、第１遊星歯車組２では、サン・ギヤ２１が自動変速機ケース１３に常時固定されて回転速度０であり、ピニオン・キャリヤ２４が第２遊星歯車組３のリング・ギヤ３２に常時連結されて入力軸１と同じ回転速度で回転するので、そのリング・ギヤ２２は増速回転速度で回転する。

【0033】

第２速から第３速にするには、第２速の状態からロー・アンド・ハイ・クラッチ１０を解放するとともに、オッド・ナンバー・アンド・リバース・クラッチ７を締結する。
そうすると、図５に示すように、第２遊星歯車組３では、第２速と同様に、サン・ギヤ２１が入力軸１と同じ回転速度で回転し、インターメディエット・クラッチ９の締結によりピニオン・キャリヤ３４が入力軸１に連結されて入力軸１と同じ回転速度で回転する結果、第２遊星歯車組３はすべての回転要素が一体となって回転する。
第１遊星歯車組２では、サン・ギヤ２１が自動変速機ケース１３に常時固定されて回転速度０であり、ピニオン・キャリヤ２４が第２遊星歯車組３のリング・ギヤ３２に常時連結されて入力軸１と同じ回転速度で回転するので、そのリング・ギヤ２２は、増速回転速度で回転する。
第３遊星歯車組４では、リング・ギヤ４２がロー・アンド・リバース・ブレーキ６で自動変速機ケース１３に固定されて回転速度０であり、サン・ギヤ４１がオッド・ナンバー・アンド・リバース・クラッチ７の締結により第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２に連結して増速回転速度で回転する。したがって、そのピニオン・キャリヤ４４は第２速より早い減速回転速度で回転する。
第４遊星歯車組５では、リング・ギヤ５２が第３遊星歯車組４のピニオン・キャリヤ４４に常時連結されているので、リング・ギヤ５２およびこれに接続されている出力軸１２は第２速より早い減速回転速度となる第３速(ギヤ比2.151)で回転する。
なお、ピニオン・キャリヤ５４が入力軸１と同じ回転速度で回転しているので、第４遊星歯車組５のサン・ギヤ５１は、増速回転速度で回転する。

【0034】

第３速から第４速にするには、オッド・ナンバー・アンド・リバース・クラッチ７を解放するとともに、インターメディエット・アンド・ハイ・クラッチ１１を締結する。
そうすると、図６に示すように、第３遊星歯車組４では、リング・ギヤ４２がロー・アンド・リバース・ブレーキ６で自動変速機ケース１３に固定されて回転速度０であり、サン・ギヤ４１がインターメディエット・アンド・ハイ・クラッチ１１の締結により第４遊星歯車組５のサン・ギヤ５１と連結されて同じ回転速度で回転し、ピニオン・キャリヤ４４が第４遊星歯車組５のリング・ギヤ５２と常時連結されて同じ回転速度で回転する。
一方、第４遊星歯車組５のピニオン・キャリヤ５４は入力軸１と同じ回転速度で回転する。
したがって、第３遊星歯車組４のピニオン・キャリヤ４４、第４遊星歯車組５のリング・ギヤ５２およびこれに接続された出力軸１２は、第３速より早い減速回転速度となる第４速（ギヤ比1.653）で回転駆動される。
なお、第３遊星歯車組４のサン・ギヤ４１および第４遊星歯車組５のサン・ギヤ５１は、同じ増速回転速度で回転する。
また、第２遊星歯車組３では、第３速と同様に、サン・ギヤ３１が入力軸１と同じ回転速度で回転し、ピニオン・キャリヤ３４がインターメディエット・クラッチ９の締結により入力軸１と同じ回転速度で回転するので、第２遊星歯車組３は、すべての回転要素が一体となって回転する。
また、第１遊星歯車組２では、サン・ギヤ２１が自動変速機ケース１３に常時固定されて回転速度０であり、ピニオン・キャリヤ２４が第２遊星歯車組３のリング・ギヤ３２と常時連結されて入力軸１と同じ回転速度で回転するので、そのリング・ギヤ２２は増速回転速度で回転する。

【0035】

第４速から第５速にするには、ロー・アンド・リバース・ブレーキ６を解放するとともに、オッド・ナンバー・アンド・リバース・クラッチ７を締結する。
そうすると、図７に示すように、第２速〜第４速と同様に、第２遊星歯車組３では、サン・ギヤ３１が入力軸１と同じ回転速度で回転し、ピニオン・キャリヤ３４がインターメディエット・クラッチ９の締結により入力軸１と同じ回転速度で回転するので、第２遊星歯車組３は、すべての回転要素が一体となって回転する。
第１遊星歯車組２では、第４速と同様に、サン・ギヤ２１が自動変速機ケース１３に固定され回転速度０であり、ピニオン・キャリヤ２４が第２遊星歯車組３２のリング・ギヤ３２に連結されて入力軸１と同じ回転速度で回転するので、そのリング・ギヤ２２は、増速回転速度で回転する。
このリング・ギヤ２２は、オッド・ナンバー・アンド・リバース・クラッチ７およびインターメディエット・アンド・ハイ・クラッチ１１の締結により第３遊星歯車組４のサン・ギヤ４１および第４遊星歯車組５のサン・ギヤ５１を第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２と同じ増速回転速度で回転する。
したがって、第４遊星歯車組５では、サン・ギヤ５１が増速回転速度で回転し、ピニオン・キャリヤ５４が入力軸１と同じ回転速度で回転しているので、そのリング・ギヤ５２およびこれに接続されている出力軸１２は、第４速より早い減速回転速度である第５速（ギヤ比1.242）で回転駆動される。
なお、第３遊星歯車組４では、サン・ギヤ４１が上述のように増速回転速度で回転し、ピニオン・キャリヤ４４が第４遊星歯車組５のリング・ギヤ５２に連結されて第５速の減速回転速度で回転しているので、そのリング・ギヤ４２は、第５速よりさらに遅い減速回転速度で回転する。

【0036】

第５速から第６速にするには、オッド・ナンバー・アンド・リバース・クラッチ７を解放するとともに、ロー・アンド・ハイ・クラッチ１０を締結する。
そうすると、図８に示すように、第２遊星歯車組３はインターメディエット・クラッチ９の締結により第２速〜第５速の場合と同様に、第２遊星歯車組３はすべての回転要素が一体となって回転する。
第４遊星歯車組５では、サン・ギヤ５１がインターメディエット・クラッチ９およびロー・アンド・ハイ・クラッチ１０の締結により第２遊星歯車組３のピニオン・キャリヤ３４と同じ回転速度、すなわち入力軸１と同じ回転速度で回転し、ピニオン・キャリヤ５４も入力軸１と同じ回転速度で回転するので、そのリング・ギヤ５２およびこれに接続された出力軸１２は、入力軸１と同じ回転速度で回転する第６速(ギヤ比1.000)で回転駆動される。
なお、第３遊星歯車組４では、サン・ギヤ４１がロー・アンド・ハイ・クラッチ１０の締結により第２遊星歯車組３のピニオン・キャリヤ３４に連結されて入力軸１と同じ回転速度で回転し、ピニオン・キャリヤ４４が第４遊星歯車組５のリング・ギヤ５２に連結されて入力軸１と同じ回転速度で回転するので、そのリング・ギヤ４２も入力軸１と同じ回転速度で回転する。
第１遊星歯車組２では、サン・ギヤ２１が自動変速機ケース１３に連結されて回転速度０であり、ピニオン・キャリヤ２４が第２遊星歯車組３のリング・ギヤ３２と連結されて入力軸１と同じ回転速度で回転するので、そのリング・ギヤ２２は、増速回転する。

【0037】

第６速から第７速にするには、インターメディエット・クラッチ９を解放するとともに、オッド・ナンバー・アンド・リバース・クラッチ７を締結する。
そうすると、図９に示すように、ロー・アンド・ハイ・クラッチ１０、インターメディエット・アンド・ハイ・クラッチ１１、およびオッド・ナンバー・アンド・リバース・クラッチ７の締結により第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２、第２遊星歯車組３のピニオン・キャリヤ３４、第３遊星歯車組４のサン・ギヤ４１、および第４遊星歯車組５のサン・ギヤ５１が同じ回転速度となる。
また、第１遊星歯車組２では、サン・ギヤ２１が自動変速機ケース１３に固定されて回転速度０であり、ピニオン・キャリヤ２４が第２遊星歯車組３のリング・ギヤ３２と同じ回転速度で回転し、第２遊星歯車組３のサン・ギヤ３１および第４遊星歯車組５のピニオン・キャリヤ５４が入力軸１と同じ回転速度で回転し、第３遊星歯車組４のピニオン・キャリヤ４４が第４遊星歯車組５のリング・ギヤ５２と同じ回転速度で回転する。
したがって、ピニオン・キャリヤ２４およびリング・ギヤ３２は減速回転速度で回転し、リング・ギヤ２２、ピニオン・キャリヤ３４、サン・ギヤ４１、およびサン・ギヤ５１は、ピニオン・キャリヤ２４およびリング・ギヤ３２より早い減速回転速度で回転する。
この結果、第４遊星歯車組５のリング・ギヤ５２およびこれに接続された出力軸１２は、増速回転速度となる第７速（ギヤ比0.850）で回転駆動される。
なお、第３遊星歯車組４のピニオン・キャリヤ４４も、出力軸１２と同じ増速回転速度で回転する。

【0038】

第７速から第８速にするには、オッド・ナンバー・アンド・リバース・クラッチ７を解放するとともに、ハイ・アンド・リバース・クラッチ８を締結する。
そうすると、図１０に示すように、第２遊星歯車組３では、サン・ギヤ３１が入力軸１と同じ回転速度で回転し、ピニオン・キャリヤ３４がハイ・アンド・リバース・クラッチ８の締結により第１遊星歯車組２のサン・ギヤ２１（自動変速機ケース１３に固定されて回転速度０）に締結されて回転速度０となるので、そのリング・ギヤ３２はエンジン駆動方向とは逆方向の減速回転速度で回転する。
この第２遊星歯車組３のピニオン・キャリヤ３４には、ロー・アンド・ハイ・クラッチ１０の締結により第３遊星歯車組４のサン・ギヤ４１が連結されて回転速度０となり、このサン・ギヤ４１にはインター・メディエット・アンド・ハイ・クラッチ１１の締結により第４遊星歯車組５のサン・ギヤ５１が締結されてこれも回転速度０となる。
したがって、第４遊星歯車組５では、サン・ギヤ５１が回転速度０であり、ピニオン・キャリヤ５４が入力軸１と同じ回転速度で回転するので、そのリング・ギヤ５２およびこれに接続された出力軸１２は、第７速より早い増速回転速度となる第８速（ギヤ比0.680）で回転駆動される。
なお、第３遊星歯車組４では、サン・ギヤ４１が回転速度０であり、ピニオン・キャリヤ４４が第４遊星歯車組５のリング・ギヤ５２に連結されてこれと同じ8速の増速回転速度で回転するので、そのリング・ギヤ４２は、さらに早い増速回転速度で回転する。
また、第１遊星歯車組２では、サン・ギヤ２１が回転速度０であり、ピニオン・キャリヤ２４が第２遊星歯車組３のリング・ギヤ３２に連結されてエンジン駆動方向とは逆方向の減速回転速度で回転するので、そのリング・ギヤ２１は、エンジン駆動方向とは逆方向でさらに早い減速回転速度で回転する。

【0039】

第８速から最高速段である第９速にするには、ロー・アンド・ハイ・クラッチ１０を解放するとともに、オッド・ナンバー・アンド・リバース・クラッチ７を締結する。
そうすると、図１１に示すように、第２遊星歯車組３では、第８速と同様に、サン・ギヤ３１が入力軸１と同じ回転速度で回転し、ピニオン・キャリヤ３４がハイ・アンド・リバース・クラッチ８の締結により第１遊星歯車組２のサン・ギヤ２１に連結されて回転速度０となるので、そのリング・ギヤ３２はエンジン駆動方向とは逆方向の減速回転速度で回転する。
第１遊星歯車組２では、サン・ギヤ２１が回転速度０であり、ピニオン・キャリヤ２４が第２遊星歯車組３のリング・ギヤ３２に連結されてこれと同じ回転速度、すなわちエンジン駆動方向とは逆方向の減速回転速度で回転するので、そのリング・ギヤ２２は、それより早いエンジン駆動方向とは逆方向の減速回転速度で回転する。
第４遊星歯車組５では、ピニオン・キャリヤ５４が入力軸１と同じ回転速度で回転し、サン・ギヤ５１がオッド・ナンバー・アンド・リバース・クラッチ７およびインターメディエット・アンド・ハイ・クラッチ１１の締結により第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２と同じ回転速度、すなわちエンジン駆動方向とは逆方向の減速回転速度で回転するので、そのリング・ギヤ５２およびこれに接続された出力軸１２は、第８速より早い増速回転速度となる第９速（ギヤ比0.558）で回転駆動される。
なお、第３遊星歯車組４では、サン・ギヤ４１がインターメディエット・アンド・ハイ・クラッチ１１の締結により第４遊星歯車組５のサン・ギヤ５１に連結されてエンジン駆動方向とは逆方向の減速回転速度で回転し、ピニオン・キャリヤ４４が第４遊星歯車組５のリング・ギヤ５２に連結されて増速回転速度で回転するので、そのリング・ギヤ４２は、ピニオン・キャリヤ４４よりさらに早い増速回転速度で回転する。

【0040】

一方、後退を得るには、ロー・アンド・リバース・ブレーキ６、ハイ・アンド・リバース・クラッチ８、およびオッド・ナンバー・アンド・リバース・クラッチ７を締結する。
そうすると、図１２に示すように、第１遊星歯車組２および第２遊星歯車組３の各要素は第９速と同じ回転方向、回転速度となる。
第３遊星歯車組４では、リング・ギヤ４２がロー・アンド・リバース・ブレーキ６の締結により自動変速機ケース１３に固定されて回転速度０であり、サン・ギヤ４１がオッド・ナンバー・アンド・リバース・クラッチ７の締結により第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２に連結されてこれと同じ回転速度、すなわちエンジン駆動方向とは逆方向の減速回転速度で回転するので、そのピニオン・キャリヤ４４は、第１遊星歯車組２のピニオン・キャリヤ２４より遅い減速回転速度で回転する。
第４遊星歯車組５では、リング・ギヤ５２およびこれに接続された出力軸１２が、第３遊星歯車組４のピニオン・キャリヤ４４に連結されてこれと同じ回転速度、すなわちエンジン駆動方向とは逆方向の減速回転速度となる後退速（ギヤ比-4.416、ただし−はエンジン駆動方向とは逆方向を表す）で回転駆動される。
なお、第４遊星歯車組５のサン・ギヤ５１は、ピニオン・キャリヤ５４が入力軸１と同じ回転速度で回転し、リング・ギヤ５２がエンジン駆動方向とは逆方向の減速回転速度で回転するので、エンジン駆動方向の増速回転速度で回転する。

【0041】

上記はシフト・アップにつき、説明したが、シフト・ダウンはシフト・アップとは逆の順序で行われる。

【0042】

実施例１の自動変速機では、第１速〜第９速でのギヤ比およびリバースでのギヤ比は、α１を0.4151、α２を0.4871、α３を0.4892、α４を0.4697とすると、上記のように、4.877、3.044、2.151、1.653、1.242、1.000、0.850、0.680、0.558、−4.416となる。したがって、隣合う変速段間の段間比は、第１速〜第２速間で1.602、第２速〜第３速間で1.415、第３速〜第４速間で1.301、第４速〜第５速間で1.331、第５速〜第６速間で1.242、第６速〜第７速間で1.174、第７速〜第８速間で1.250、第８速〜第９速間で1.219となり、良い段間比が得られる。

【0043】

また、図２に示すように、実施例１の自動変速機では、レシオ・カバーレッジR/Cを8.740と大きな値にすることができ、従来の自動変速機でのレシオ・カバーレッジ（引用文献１では7.05）より大きく設定されることとなる。
また、リバース比／１速比は、実施例１の自動変速機では、0.905となり、従来の自動変速機での同比（引用文献１では0.70）より大きくなって１に近づく。

【0044】

また、第１遊星歯車組２〜第４遊星歯車組５にあっては、歯数比αを0.4151〜0.4892の間で設定することができるので、これらの外径を大きくすることなくサン・ギヤ、ピニオン、リング・ギヤの強度を確保することが可能となる。

【0045】

以上のように構成した実施例１の自動変速機は、以下の効果を得ることができる。
実施例１の自動変速機４組の遊星歯車組２〜５と、２個のブレーキ６、８および４個のクラッチ７、９〜１１からなる摩擦締結要素とを、図１のような連結関係とし、かつ図２の作動表に基づいて、摩擦締結要素を制御するようにしたので、各段に最適なギヤ比、および段間比を得ることが可能となる。
すなわち、前進９速を得ることができるので、車両の走行条件に適したギヤ比を選択するのが容易となる。

【0046】

また、上記レシオ・カバーレッジ（R/C）を8.740などと従来技術のものより大きくとることができるので、走行条件に応じたギヤ比を設定できる。
この場合、第１速を4.877などの大きなギヤ比に設定できるので、発進時など低速時における駆動力を確保でき、また、第9速を0.558などの小さなギヤ比に設定できるので、高速走行時はエンジンの回転速度を小さくして騒音の抑制や消費燃費の低減が可能となる。

【0047】

また、リバース比／１速比（Rev/1st）を、0.905などのように、１に近い値に設定できるので、第１速での前進時と後退時との間における駆動力差を小さく抑えることができ、この結果ドライバーの運転（アクセル・ペダル操作など）上での違和感をなくすことができる。

【0048】

また、前進９速を達成しながらブレーキは２つで済むので、走行中の引きずりトルク（ブレーキは一方の側が自動変速機ケースなどの非回転部材であるため、潤滑油の排出性がクラッチよりも劣る結果、クラッチより引きずり抵抗が大きくなる）を小さく抑えることが可能となり、燃費の低下を抑制することが可能となる。

【0049】

また、第１遊星歯車組２〜第４遊星歯車組５の歯数比αを0.4151〜0.4892などの間で設定することができるので、サン・ギヤ、ピニオン、リング・ギヤといった各回転要素の強度を確保する場合にも、それらの外径寸法を小さく抑えることが可能となる。

【0050】

以上、本発明を上記各実施例に基づき説明してきたが、本発明はこれらの実施例に限られず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更等があった場合でも、本発明に含まれる。

【0051】

たとえば、遊星歯車組２〜５の歯数比α１〜α４は上記実施例に限られない。

【0052】

また、上記実施例では、遊星歯車組２〜５をすべてシングル・ピニオン・タイプで構成したが、少なくとも１組以上をダブル・ピニオン・タイプのものとしても良い。このダブル・ピニオン・タイプの場合、共通速度線図は、ピニオン・キャリヤ、リング・ギヤ、サン・ギヤ３つの回転要素をこの順に（左右いずれの方向でもよい）、リング・ギヤおよびピニオン・キャリヤ間のこの遊星歯車組の歯数比αとした場合、ピニオン・キャリヤおよびサン・ギヤ間を１となる割合で配置する。

【符号の説明】

【0053】

１ 入力軸
２ 第１遊星歯車装置
２１ サン・ギヤ
２２ リング・ギヤ
２３ ピニオン
２４ ピニオン・キャリヤ
３ 第２遊星歯車装置
３１ サン・ギヤ
３２ リング・ギヤ
３３ ピニオン
３４ ピニオン・キャリヤ
４ 第３遊星歯車装置
４１ サン・ギヤ
４２ リング・ギヤ
４３ ピニオン
４４ ピニオン・キャリヤ
５ 第４遊星歯車装置
５１ サン・ギヤ
５２ リング・ギヤ
５３ ピニオン
５４ ピニオン・キャリヤ
６ ロー・アンド・リバース・ブレーキ（第２ブレーキ）
７ オッド・ナンバー・アンド・リバース・クラッチ（第１クラッチ）
８ ハイ・アンド・リバース・クラッチ（第１ブレーキ）
９ インターメディエット・クラッチ(第２クラッチ)
１０ ロー・アンド・ハイ・クラッチ(第３クラッチ)
１１ インターメディエット・アンド・ハイ・クラッチ（第４クラッチ）
１２ 出力軸
１３ 自動変速機ケース（静止部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】