特許 5734906 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】5734906

(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】4

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2012-74702(P2012-74702)

(22)【出願日】2012年3月28日

(65)【公開番号】特開2013-204712(P2013-204712A)

(43)【公開日】2013年10月7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】犬田 行宣

(72)【発明者】

【氏名】山本 明弘

(72)【発明者】

【氏名】奥田 隆之

【審査官】 稲葉 大紀

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０１８２７０６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２６１７５６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２６１７５５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０３０５９１６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２００３−５１４１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１５５１１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２６１７６１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／００５４１９９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 独国特許出願公開第１０２００８０６３６９９（ＤＥ，Ａ１）

(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、
ブレーキ、第１クラッチ〜第４クラッチの５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２要素に常時連結するとともに、第１クラッチの締結により前記第１２要素に連結可能とし、
前記出力軸を、前記第１１要素に常時連結し、
前記第１要素を、前記第６要素に常時連結し、
前記第４要素を、前記第８要素に常時連結し、
前記第７要素を、前記第１０要素に常時連結し、
前記第９要素を、前記第１２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２要素を、第２クラッチの締結により前記第５要素に連結可能にし、
前記第６要素を、第３クラッチの締結により前記第９要素に連結可能とし、
前記第７要素を、第４クラッチの締結により前記第５要素に連結可能とし、
前記第１０要素を、ブレーキの締結により前記静止部に固定可能とした、
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、
前記ブレーキは、第１速〜第３速、および後退で締結し、
前記第１クラッチは、第１速、第５速、第７速で締結し、
前記第２クラッチは、第３速〜第６速で締結し、
前記第３クラッチは、第２速、第４速、第８速で締結し、
前記第４クラッチは、第６速〜第８速、および後退で締結する、
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4】

請求項１乃至３のいずれか１項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、以下の不具合が生じる。
すなわち、上記引用文献１に記載の従来の車両用自動変速機にあっては、第３遊星歯車組のリング・ギヤと第４遊星歯車組のサン・ギヤとを連結する部材があり、またこの半径方向外側に第２遊星歯車組のピニオン・キャリヤと第４遊星歯車組のピニオン・キャリヤとを連結する部材が配置され、さらにこの部材の半径方向外側に第１遊星歯車組のピニオン・キャリヤと第４遊星歯車組のリング・ギヤとを連結部材が配置されるといった、連結部材が多重配置された構造となっている。
このため、自動変速機の外径が大きくならざるを得ず、車載搭載性が悪化してしまうといった問題がある。

【0006】

また、上記従来の車両用自動変速機にあっては、各変速段を得るのに常に３個の摩擦締結要素（クラッチおよびブレーキ）を同時に締結せねばならない。シフト時には１個の摩擦要素へ供給していた油圧を抜いてこれを解放し、別の新たな１個の摩擦要素に油圧を供給してこれを締結し、残りの２この摩擦要素は締結を維持しなければならない。
このシフトはシフト・バルブを切り換えて行うので、供給油圧も切り替わる。この場合、締結する摩擦要素に油圧を供給すると、摩擦要素にはシールリングが装着されているため、シールリングは、油圧がかかった状態で摺動する。このため、同時締結摩擦要素の数が多いと、シールリングの摺動によりフリクションが発生し、その分、燃費が悪化してしまう。
このような問題は、最近のように燃費を向上するため、変速段数を増加させた自動変速機にあっては、シフトの回数が増加することで、さらに顕著となる。

【0007】

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、自動変速機の外径を小さく抑えて車両搭載性をよくするとともに、同時に締結する摩擦要素の数を減らすことで摩擦要素のシールリングにて発生するフリクションを減らして、燃費を向上させ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】

【0008】

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、
ブレーキ、第１クラッチ〜第４クラッチの５個の摩擦締結要素と、
を備え、
第１遊星歯車組の３つの回転要素を、共通速度線図上で第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、
第２遊星歯車組の３つの回転要素を、共通速度線図上で第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、
第３遊星歯車組の３つの回転要素を、共通速度線図上で第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、
第４遊星歯車組の３つの回転要素を、共通速度線図上で第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、
入力軸を、第２要素に常時連結するとともに、第１クラッチの締結により第１２要素に連結可能とし、
出力軸を、第１１要素に常時連結し、
第１要素を、第６要素に常時連結し、
第４要素を、第８要素に常時連結し、
第７要素を、第１０要素に常時連結し、
第９要素を、第１２要素に常時連結し、
第３要素を、静止部に常時固定し、
第２要素を、第２クラッチの締結により第５要素に連結可能にし、
第６要素を、第３クラッチの締結により第９要素に連結可能とし、
第７要素を、第４クラッチの締結により第５要素に連結可能とし、
第１０要素を、ブレーキの締結により静止部に固定可能とした、
ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明の車両用自動変速機にあっては、各遊星歯車組の回転要素間を連結する部材が半径方向に多重化することによる自動変速機の外径の増大化を抑えることで車両搭載性をよくすることができ、また、同時に締結する摩擦要素の数を減らし、摩擦要素のシールリングにて発生するフリクションを小さくすることで燃費を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【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の車両用自動変速機の各変速段のギヤ比、レシオ・カバーレッジ、およびリバース比／１速比を示す表の図である。

【図4】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5】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6】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7】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8】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9】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10】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11】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】

【0011】

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】

【0012】

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、５個の摩擦締結要素（ブレーキやクラッチからなる）６〜１０と、出力軸１２と、を備えている。

【0013】

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。

【0014】

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。

【0015】

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0.504に設定してある。

【0016】

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0.2700に設定してある。

【0017】

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0.614に設定してある。

【0018】

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0.276に設定してある。

【0019】

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１遊星歯車組２のピニオン・キャリヤ２４に常時連結されるとともに、ファースト・フィフス・アンド・セブンス・クラッチ１０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。
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のピニオン・キャリヤ５４に常時連結されている。

【0020】

第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２は、第２遊星歯車組３のサン・ギヤ３１に常時連結されている。
第２遊星歯車組３のリング・ギヤ３２は、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。
第３遊星歯車組４のリング・ギヤ４２は、第４遊星歯車組５のリング・ギ５２に常時連結されている。
第３遊星歯車組４のサン・ギヤ４１は、第４遊星歯車組５のサン・ギヤ５１に常時連結されている。

【0021】

第１遊星歯車組２では、リング・ギヤ２２が上述のように第２遊星歯車組３のサン・ギヤ３１に常時連結され、ピニオン・キャリヤ２４がインターメディエット・クラッチ７の締結により第２遊星歯車組３のピニオン・キャリヤ３４に連結可能であるとともに上述のように入力軸１に常時連結され、サン・ギヤ２１が自動変速機ケース１３に常時固定されている。

【0022】

第２遊星歯車組３では、リング・ギヤ３２が上述のように第３遊星歯車組４のピニオン・キャリヤ４４に常時連結され、ピニオン・キャリヤ３４が上述のようにインターメディエット・クラッチ７の締結により第１遊星歯車組２のピニオン・キャリヤ２４に、またハイ・アンド・リバース・クラッチ８の締結により第３遊星歯車組４のリング・ギヤ４２にそれぞれ連結可能であり、サン・ギヤ３１がセカンド・フォース・アンド・エイス・クラッチ９の締結により第３遊星歯車組４のサン・ギヤ４１に連結可能であるとともに、上述のように第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２に常時連結されている。

【0023】

第３遊星歯車組４では、リング・ギヤ４２が上述のように第４遊星歯車組５のリング・ギヤ５２に常時連結されるとともに、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に連結可能であり、ピニオン・キャリヤ４４が上述のように第２遊星歯車組３のリング・ギヤ３２に常時連結され、サン・ギヤ４１が上述のように第４遊星歯車組５のサン・ギヤ５１に常時連結されるとともに、セカンド・フォース・アンド・エイス・クラッチ９の締結により第２遊星歯車組３のサン・ギヤ３１に連結可能である。

【0024】

第４遊星歯車組５では、リング・ギヤ５２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に固定可能であるとともに、上述のように第３遊星歯車組４のリング・ギヤ４２に常時連結され、ピニオン・キャリヤ５４が上述のように出力軸１２に常時連結され、サン・ギヤ５１が上述のように第３遊星歯車組４のサン・ギヤ４１に常時連結されるとともに、ファースト・フィフス・アンド・セブンス・クラッチ１０の締結により入力軸１に連結可能である。

【0025】

なお、ロー・アンド・リバース・ブレーキ６は本発明のブレーキに、またファースト・フィフス・アンド・セブンス・クラッチ１０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７は本発明の第２クラッチに、またセカンド・フォース・アンド・エイス・クラッチ９は本発明の第３クラッチに、またハイ・アンド・リバース・クラッチ８は本発明の第４クラッチに、また自動変速機ケース１３は本発明の静止部に、それぞれ相当する。

【0026】

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。

【0027】

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には、油圧作動式の多板ブレーキを、またインターメディエット・クラッチ７〜ファースト・フィフス・アンド・セブンス・クラッチ１０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。
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。

【0028】

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・解放の制御を、また図３に上記歯数比α１〜α４を用いた場合の各変速段でのギヤ比を、それぞれ示す。
図２中、横方向に摩擦締結要素を、また縦方向に各変速段を記載してあり、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。
図３には、α１〜α４を上記の値に設定した場合における、各変速段におけるギヤ比、段間比、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、および前進１速のギヤ比に対する後退のギヤ比の割合(Rev/1st)を、それぞれ示してある。

【0029】

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。

【0030】

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。

【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。
なお、以下に説明するすべての変速段において、第１遊星歯車組２では、ピニオン・キャリヤ２４が入力軸１に連結されてこれと同じ回転速度で回転し、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となるので、そのリング・ギヤ２４は、常に増速回転速度で回転する。

【0032】

第１速を得るには、ロー・アンド・リバース・ブレーキ６およびファースト・フィフス・アンド・セブンス・クラッチ１０を締結する。
そうすると、図４に示すように、第４遊星歯車組５では、リング・ギヤ５２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となり、サン・ギヤ５１がファースト・フィフス・アンド・セブンス・クラッチ１０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ので、そのピニオン・キャリヤ５４は、減速回転する。
したがって、このピニオン・キャリヤ５４に常時接続された出力軸１２は、ピニオン・キャリヤ５４と同じ減速回転速度である第１速（ギヤ比4.623）で回転駆動される。
なお、第１遊星歯車組３では、上述のように、サン・ギヤ２１が回転速度０であり、ピニオン・キャリヤ２４が入力軸１と同じ回転速度で回転シールリング・ギヤ２２が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が第４遊星歯車組５のリング・ギヤ５２に常時連結されて回転速度０となり、サン・ギヤ４１が第４遊星歯車組５のサン・ギヤ５１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、そのピニオン・キャリヤ４４は、減速回転速度で回転する。
第２遊星歯車組３では、サン・ギヤ３１が第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２に常時連結されてこれと同じ増速回転速度で回転シールリング・ギヤ３２が第３遊星歯車組４のピニオン・キャリヤ４４に常時連結されてこれと同じ減速回転速度で回転するので、そのピニオン・キャリヤ３４は、リング・ギヤ３２の回転速度より早い減速回転速度で回転する。

【0033】

次に、第１速から第２速にするには、第１速の状態からファースト・フィフス・アンド・セブンス・クラッチ１０を解放するとともに、セカンド・フォース・アンド・エイス・クラッチ９を締結する。
そうすると、図５に示すように、第１遊星歯車組３では、上述のように、サン・ギヤ２１が回転速度０であり、ピニオン・キャリヤ２４が入力軸１と同じ回転速度で回転シールリング・ギヤ２２が増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となり、サン・ギヤ４１が常時連結された第３遊星歯車組４のサン・ギヤ４１、セカンド・フォース・アンド・エイス・クラッチ９の締結により連結された第２遊星歯車組３のサン・ギヤ３１を介して第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増速回転速度で回転するので、そのピニオン・キャリヤ５４は、第１速より早い減速回転速度で回転する。
したがって、このピニオン・キャリヤ５４に常時接続された出力軸１２は、ピニオン・キャリヤ５４と同じ回転速度、すなわち第１速より早い減速回転速度となる第２速（ギヤ比3.074）で回転駆動される。
なお、第３遊星歯車組４では、リング・ギヤ４２が第４遊星歯車組５のリング・ギヤ５２に常時連結されて回転速度０となり、サン・ギヤ４１が上述のように上記増速回転速度で回転するので、そのピニオン・キャリヤ４４は、減速回転速度で回転する。
第２遊星歯車組３では、サン・ギヤ３１が上述のように上記増速回転速度で回転シールリング・ギヤ３２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減速回転速度で回転するので、そのピニオン・キャリヤ３４はリング・ギヤ３２より早い減速回転速度で回転する。

【0034】

第２速から第３速にするには、第２速の状態からセカンド・フォース・アンド・エイス・クラッチ９を解放するとともに、インターメディエット・クラッチ７を締結する。
そうすると、図６に示すように、第１遊星歯車組３では、上述のように、サン・ギヤ２１が回転速度０であり、ピニオン・キャリヤ２４が入力軸１と同じ回転速度で回転シールリング・ギヤ２２が増速回転速度で回転する。
第２遊星歯車組３では、サン・ギヤ３１が第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増速回転速度で回転し、ピニオン・キャリヤ３４がインターメディエット・クラッチ７の締結により第１遊星歯車組２のピニオン・キャリヤ２４を介して入力軸１に連結されてこれと同じ回転速度で回転するので、そのリング・ギヤ３２は、第２速の場合より早い減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に固定された第４遊星歯車組５のリング・ギヤ５２に常時連結されて回転速度０となり、ピニオン・キャリヤ４４が第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減速回転速度で回転するので、そのサン・ギヤ４１は、リング・ギヤ２２およびサン・ギヤ３１の増速回転より早い増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が上述のようにロー・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５１が第３遊星歯車組４のサン・ギヤ４１に常時連結されてこれと同じ増速回転速度で回転するので、そのピニオン・キャリヤ５４は、第２速の場合より早い減速回転速度で回転する。
したがって、このピニオン・キャリヤ５４に常時接続された出力軸１２は、ピニオン・キャリヤ５４と同じ回転速度、すなわち第２速より早い減速回転速度となる第３速（ギヤ比2.035）で回転駆動される。

【0035】

第３速から第４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、セカンド・フォース・アンド・エイス・クラッチ９を締結する。
そうすると、図７に示すように、第１遊星歯車組３では、上述のように、サン・ギヤ２１が回転速度０であり、ピニオン・キャリヤ２４が入力軸１と同じ回転速度で回転シールリング・ギヤ２２が増速回転速度で回転する。
第２遊星歯車組３では、ピニオン・キャリヤ３４がインターメディエット・クラッチ７の締結により第１遊星歯車組２のピニオン・キャリヤ２４を介して入力軸１に連結されてこれと同じ回転速度で回転し、サン・ギヤ３１が第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２に常時連結されてこれと同じ増速回転速度で回転するので、そのリング・ギヤ３２は、第２速の場合と同じ減速回転速度で回転する。
第３遊星歯車組４では、サン・ギヤ４１がセカンド・フォース・アンド・エイス・クラッチ９の締結により第２遊星歯車組３のサン・ギヤ３１に連結されてこれと同じ増速回転速度で回転し、ピニオン・キャリヤ４４が上述のように第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減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より遅い減速回転速度で回転する。
第４遊星歯車組５では、サン・ギヤ５１が第３遊星歯車組４のサン・ギヤ４１および第２遊星歯車組第１３のサン・ギヤ３１に連結されてこれらと同じ増速回転速度で回転シールリング・ギヤ５２が第３遊星歯車組４のリング・ギヤ４２に常時連結されてこれと同じ減速回転速度で回転するので、そのピニオン・キャリヤ５４は、第３速の場合より早い減速回転速度で回転する。
したがって、このピニオン・キャリヤ５４に常時接続された出力軸１２は、ピニオン・キャリヤ５４と同じ回転速度、すなわち第３速より早い減速回転速度となる第４速（ギヤ比1.440）で回転駆動される。

【0036】

第４速から第５速にするには、セカンド・フォース・アンド・エイス・ブレーキ９を解放するとともに、ファースト・フィフス・アンド・セブンス・クラッチ１０を締結する。
そうすると、図８に示すように、第１遊星歯車組３では、上述のように、サン・ギヤ２１が回転速度０であり、ピニオン・キャリヤ２４が入力軸１と同じ回転速度で回転シールリング・ギヤ２２が増速回転速度で回転する。
第２遊星歯車組３では、第３速および第４速の場合と同様になって、サン・ギヤ３１が第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し、ピニオン・キャリヤ３４が入力軸１と同じ回転速度で回転シールリング・ギヤ３２が減速回転速度で回転する。
第３遊星歯車組４では、サン・ギヤ４１がこれに常時連結された第４遊星歯車組５のサン・ギヤ５１を介してファースト・フィフス・アンド・セブンス・クラッチ１０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し、ピニオン・キャリヤ４４が第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減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より遅い減速回転速度で、第４速の場合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、サン・ギヤ５１がファースト・フィフス・アンド・セブンス・クラッチ１０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シールリング・ギヤ５２が第３遊星歯車組４のリング・ギヤ４２に常時連結されてこれと同じ減速回転速度で回転するので、そのピニオン・キャリヤ５４は、リング・ギヤ５２より早い減速回転速度で回転する。
したがって、このピニオン・キャリヤ５４に常時接続された出力軸１２は、ピニオン・キャリヤ５４と同じ回転速度、すなわち第４速より早い減速回転速度となる第５速（ギヤ比1.208）で回転駆動される。

【0037】

第５速から第６速にするには、ファースト・フィフス・アンド・セブンス・クラッチ１０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９に示すように、第１遊星歯車組３では、上述のように、サン・ギヤ２１が回転速度０であり、ピニオン・キャリヤ２４が入力軸１と同じ回転速度で回転シールリング・ギヤ２２が増速回転速度で回転する。
第２遊星歯車組３では、第３速〜第５速の場合と同様になって、サン・ギヤ３１がリング・ギヤ２２と同じ増速回転速度で回転し、ピニオン・キャリヤ３４が入力軸１と同じ回転速度で回転シールリング・ギヤ３２が減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がハイ・アンド・リバース・クラッチ８およびインターメディエット・クラッチ７の両クラッチの締結により第１遊星歯車組２のピニオン・キャリヤ２４を介して入力軸１に連結され、これと同じ回転速度で回転し、ピニオン・キャリヤ４４が第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減速回転速度で回転するので、そのサン・ギヤ４１は、ピニオン・キャリヤ４４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、サン・ギヤ５１が第３遊星歯車組４のサン・ギヤ３１に常時連結されてこれと同じ減速回転速度で回転シールリング・ギヤ５２が第３遊星歯車組４のリング・ギヤ４２に常時連結されて上述したように入力軸１と同じ回転速度で回転するので、そのピニオン・キャリヤ５４は、第５速の場合より早い減速回転速度で回転する。
したがって、このピニオン・キャリヤ５４に常時接続された出力軸１２は、ピニオン・キャリヤ５４と同じ回転速度、すなわち第５速より早い減速回転速度となる第６速（ギヤ比1.084）で回転駆動される。

【0038】

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７を解放するとともに、ファースト・フィフス・アンド・セブンス・クラッチ１０を締結する。
そうすると、図１０に示すように、第１遊星歯車組３では、上述のように、サン・ギヤ２１が回転速度０であり、ピニオン・キャリヤ２４が入力軸１と同じ回転速度で回転シールリング・ギヤ２２が増速回転速度で回転する。
第２遊星歯車組３では、リング・ギヤ３２が第３遊星歯車組４のピニオン・キャリヤ４４に常時連結されてこれ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３遊星歯車組４のリング・ギヤ４２に連結されてこれと同じ回転速度で回転し、サン・ギヤ３１が第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２に常時連結されてこれと同じ増速回転速度で回転する。
第３遊星歯車組４では、サン・ギヤ４１がこれに常時連結された第４遊星歯車組５のサン・ギヤ５１を介してファースト・フィフス・アンド・セブンス・クラッチ１０の締結により入力軸１に連結され、これと同じ回転速度で回転し、ピニオン・キャリヤ４４が第２遊星歯車組３のリング・ギヤ２２に常時連結されてこれと同じ回転速度で回転シールリング・ギヤ４２が第４遊星歯車組５のリング・ギヤ５２に常時連結されてこれと同じ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が上述のように第３遊星歯車組４のリング・ギヤ４２に常時連結されてこれと同じ回転速度で回転し、サン・ギヤ５１がファースト・フィフス・アンド・セブンス・クラッチ１０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。
この結果、第２遊星歯車組３のリング・ギヤ３２と第３遊星歯車組４のピニオン・キャリヤ４４とは、増速回転速度で回転する。
また、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のリング・ギヤ４２および第４遊星歯車組５のリング・ギヤ５２は、リング・ギヤ３２およびピニオン・キャリヤ４４の回転速度より遅い増速回転速度で回転する。
したがって、このピニオン・キャリヤ５４に常時接続された出力軸１２は、ピニオン・キャリヤ５４と同じ回転速度、すなわちリング・ギヤ５２とサン・ギヤ５１との間の増速回転速度となる第７速（ギヤ比0.859）で回転駆動される。

【0039】

第７速から最高速段である第８速にするには、ファースト・フィフス・アンド・セブンス・クラッチ１０を解放するとともに、セカンド・フォース・アンド・エイス・クラッチ９を締結する。
そうすると、図１１に示すように、第１遊星歯車組３では、上述のように、サン・ギヤ２１が回転速度０であり、ピニオン・キャリヤ２４が入力軸１と同じ回転速度で回転シールリング・ギヤ２２が増速回転速度で回転する。
第２遊星歯車組３では、サン・ギヤ３１が第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増速回転速度で回転し、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３遊星歯車組４のリング・ギヤ４２および第４遊星歯車組５のリング・ギヤ５２に連結されてこれらと同じ回転速度で回転シールリング・ギヤ３２が第３遊星歯車組４のピニオン・キャリヤ４４に常時連結されてこれと同じ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が上述のように第４遊星歯車組５のリング・ギヤ５２に常時連結されるとともに、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に連結されてこれらと同じ回転速度で回転し、ピニオン・キャリヤ４４が第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し、サン・ギヤ４１がセカンド・フォース・アンド・エイス・クラッチ９の締結により第２遊星歯車組３のサン・ギヤ３１を介して第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増速回転速度で回転する。
この結果、第２遊星歯車組３および第３遊星歯車組４は、ともにこれらの回転要素が一体となって同じ回転速度、すなわち第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。
第４遊星歯車組５では、リング・ギヤ５２が上述のように第３遊星歯車組４のリング・ギヤ４２に常時連結されてこれと同じ増速回転速度で回転し、サン・ギヤ５１が第３遊星歯車組４のサン・ギヤ４１に常時連結され、またセカンド・フォース・アンド・エイス・クラッチ９の締結により第２遊星歯車組３のサン・ギヤ３１に連結されてこれ同じ増速回転速度で回転する。
この結果、第４遊星歯車組５も、この回転要素がすべて一体となって上記増速回転速度で回転する。
したがって、第４遊星歯車組４のピニオン・キャリヤ５４に常時接続された出力軸１２は、ピニオン・キャリヤ５４と同じ増速回転速度、すなわち第７速より早い増速回転速度となる第８速（ギヤ比0.665）で回転駆動される。

【0040】

一方、後退を得るには、ロー・アンド・リバース・ブレーキ６およびハイ・アンド・リバース・クラッチ８を締結する。
そうすると、図１２に示すように、第１遊星歯車組３では、上述のように、サン・ギヤ２１が回転速度０であり、ピニオン・キャリヤ２４が入力軸１と同じ回転速度で回転シールリング・ギヤ２２が増速回転速度で回転する。
第２遊星歯車組３では、サン・ギヤ３１が第１遊星歯車組２のリング・ギヤ２２に常時連結されてこれと同じ増速回転速度で回転し、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３遊星歯車組４のリング・ギヤ４２および第４遊星歯車組５のリング・ギヤ５２に連結されるが、このリング・ギヤ５２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に固定されているので、それらの回転速度０となる。この結果、そのリング・ギヤ３２は、エンジンの駆動方向とは逆方向の減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が上述のように回転速度０となり、ピニオン・キャリヤ３４が第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、すなわちエンジンの駆動方向とは逆方向の減速回転速度で回転するので、そのサン・ギヤ４１は、エンジンの駆動方向とは逆方向にピニオン・キャリヤ３４の回転速度より早い増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となり、サン・ギヤ５１が第３遊星歯車組４のサン・ギヤ４１に常時連結されてこれと同じ回転速度、すなわちエンジンの駆動方向とは逆方向の増速回転速度で回転するので、そのピニオン・キャリヤ５４は、エンジンの駆動方向とは逆方向の減速回転速度で回転する。
したがって、上記ピニオン・キャリヤ５４に常時接続された出力軸１２は、ピニオン・キャリヤ５４と同じ回転速度、すなわちエンジンの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-4.329、ここで-はエンジンの駆動方向とは逆方向を表す）で回転駆動される。

【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８速でのギヤ比およびリバースでのギヤ比は、α１を0.504、α２を0.270、α３を0.614、α４を0.276とすると、上記のように、4.623、3.074、2.035、1.440、1.208、1.084、0.859、0.665、−4.329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1.504、第２速〜第３速間で1.511、第３速〜第４速間で1.414、第４速〜第５速間で1.192、第５速〜第６速間で1.114、第６速〜第７速間で1.2782、第７速〜第８速間で1.292となり、か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6.953とすることができ、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）とほぼ同等にすることができる。
また、リバース比／１速比は、実施例１の自動変速機では、0.936となり、従来の自動変速機での同比（引用文献１では0.705）より大きくなって1.000により近くなる。

【0044】

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、１個のブレーキ６および４個のクラッチ７〜１０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８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。
この場合、同時締結する摩擦要素の数は、２個で済み、従来例の３個より少なくて済む。この結果、摩擦要素のシールリングの摺動によるフリクションの増大を抑えることができ、燃費の向上を図ることが可能となる。

【0045】

また、上記レシオ・カバーレッジ（R/C）を6.953などと、従来技術のものとほとんど変わらない値にす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。
また、リバース比／１速比（Rev/1st）を、0.936などのように、従来技術より大きい値で1.00により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より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。

【0046】

また、第１〜第４遊星歯車組２〜５の半径外側方向にあって、これらの回転要素を連結する部材は、従来技術（３重）のように多重となることがない。したがって、自動変速機の外径をより小さく抑えることができ、車両搭載性が向上する。
また、前進８速を達成しながらブレーキは１個で済むので、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等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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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】

【0050】

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（ブレーキ）
７ インターメディエット・クラッチ（第２クラッチ）
８ ハイ・アンド・リバース・クラッチ（第４クラッチ）
９ セカンド・フォース・アンド・エイス・クラッチ（第３クラッチ）
１０ ファースト・フィフス・アンド・セブンス・クラッチ(第１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】