(57)【要約】本発明は、第一クラッチ（Ａ）、第二クラッチ（Ｂ）、第三クラッチ（Ｅ）、第一ブレーキ（Ｃ）及び第二ブレーキ（Ｄ）に加えて、２つの遊星歯車セット（ＲＳ２、ＲＳ３）及び遊星減速ギヤ（ＶＳ）を備える多段変速機に関する。本発明は、クラッチ（Ｂ）のアウターディスクキャリヤが遊星減速ギヤセット（ＶＳ）の出力エレメントに結合されていること、クラッチ（Ｂ）のインナーディスクキャリヤがブレーキ（Ｃ）のインナーディスクキャリヤに繋がっていること、当該インナーディスクキャリヤが遊星歯車セット（ＲＳ２）のエレメントに接続されていること、クラッチ（Ａ）のインナーディスクキャリヤが遊星減速ギヤ（ＶＳ）の出力エレメントに接続されており、クラッチ（Ａ）のアウターディスクキャリヤが遊星歯車（ＲＳ３）のエレメントに接続されていること、クラッチ（Ｅ）のアウターディスクキャリヤが遊星減速ギヤ（ＶＳ）の入力エレメント及び駆動軸（ＡＮ）に接続されていること、クラッチ（Ｅ）のインナーディスクキャリヤが遊星歯車（ＲＳ２）と遊星歯車（ＲＳ３）の両方のエレメントに接続されていること、ブレーキ（Ｄ）が遊星歯車セット（ＲＳ２）に接続されていること、ハウジングが遊星減速ギヤ（ＶＳ）の支持エレメントに接続されており、出力軸（ＡＢ）は遊星歯車セット（ＲＳ２）に接続されていること、を特徴とする。
2005527744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊星歯車方式の多段変速機、特には自動車用の自動変速機、であって、
ハウジング内に配置されている少なくとも１本の駆動軸（ＡＮ）及び１本の出力軸（ＡＢ）と、
メインギヤセットの少なくとも二つの遊星歯車セット（ＲＳ２、ＲＳ３）と、
付加ギヤセット（ＶＳ）と、
少なくとも５つのシフトエレメント、すなわち、付加ギヤセットのトルクを第一出力路を介してメインギヤセットの遊星歯車セット（ＲＳ２、ＲＳ３）に伝達する第一クラッチ（Ａ）及び第二クラッチ（Ｂ）、ならびに、第三クラッチ（Ｅ）及び第一ブレーキ（Ｃ）、ならびに、第二ブレーキ（Ｄ）と、
を備え、
その際、当該シフトエレメントは、選択的な対のかみ合わせにより、駆動軸と出力軸との間で様々なギヤ比をもたらす
という多段変速機であって、
クラッチ（Ｂ）のアウターディスクキャリヤが付加ギヤセット（ＶＳ）の出力エレメントと結合されており、
クラッチ（Ｂ）のインナーディスクキャリヤがブレーキ（Ｃ）のインナーディスクキャリヤに繋がっており、当該インナーディスクキャリヤは、シャフトを介して、第二遊星歯車セット（ＲＳ２）のエレメントと結合されており、
クラッチ（Ａ）のインナーディスクキャリヤが付加ギヤセット（ＶＳ）の出力エレメントと結合されており、
クラッチ（Ａ）のアウターディスクキャリヤが第三遊星歯車セット（ＲＳ３）のエレメントと結合されており、
クラッチ（Ｅ）のアウターディスクキャリヤが付加ギヤセット（ＶＳ）の入力エレメント及び駆動軸（ＡＮ）に結合されており、
クラッチ（Ｅ）のインナーディスクキャリヤがそれぞれ第二遊星歯車セット（ＲＳ２）及び第三遊星歯車セット（ＲＳ３）のエレメントと結合されており、
ブレーキ（Ｄ）が第二遊星歯車セット（ＲＳ２）のエレメントと結合されており、
ハウジングが付加ギヤセット（ＶＳ）の支持エレメントと結合されており、
出力軸（ＡＢ）が第二遊星歯車セット（ＲＳ２）のエレメントと結合されている
ことを特徴とする多段変速機。
【請求項２】
クラッチ（Ｂ）のインナーディスクキャリヤは、半径方向に見て、クラッチ（Ａ）の上方でブレーキ（Ｃ）のインナーディスクキャリヤに繋がっている
ことを特徴とする請求項１に記載の多段変速機。
【請求項３】
付加ギヤセット（ＶＳ）は、半径方向に見て、主にクラッチ（Ｂ）の下方に配置されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の多段変速機。
【請求項４】
クラッチ（Ｅ）は、半径方向に見て、主にクラッチ（Ａ）の下方に配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の多段変速機。
【請求項５】
少なくともクラッチ（Ｂ）は、ダイナミックな圧力補整器を有するサーボ装置を有している
ことを特徴とする請求項１乃至４に記載の多段変速機。
【請求項６】
付加ギヤセット（ＶＳ）の入力エレメントとして、リングギヤ（Ｈ１）が設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の多段変速機。
【請求項７】
付加ギヤセット（ＶＳ）の出力エレメントとして、リブ（Ｓｔ１）が設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の多段変速機。
【請求項８】
付加ギヤセット（ＶＳ）の支持エレメントとして、太陽ギヤ（Ｓ１）が設けられており、当該ギヤはハウジングと結合されている
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の多段変速機。
【請求項９】
第二遊星歯車セット（ＲＳ２）と第三遊星歯車セット（ＲＳ３）とは、ラビニヨウギヤセット（Ravigneaux-Radsatz ）として形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の多段変速機。
【請求項１０】
前進６速と後進1速とが実現可能である
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の多段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲の請求項１の上位概念に従う、遊星歯車方式の多段変速機、特には自動車用の自動変速機、に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動変速機、特には自動車用の自動変速機は、例えばクラッチやブレーキのような摩擦エレメントないしシフトエレメントを用いて切り替えられ、通常滑り作用を必要として選択的にロックアップクラッチが設けられた例えばハイドロダイナミックトルクコンバーターまたは流体クラッチのようなスターティングエレメントと締結されている、最新技術による遊星歯車セットを含んでいる。
【０００３】
この種の変速機は、ＥＰ０４３４５２５Ａ１からわかる。当該変速機は、基本的に、相互に平行に配置されている駆動軸及び出力軸と、出力軸に同心に配置されているダブル遊星歯車セットと、クラッチ３個とブレーキ２個の形態で、その選択的なロックがその都度対で入力軸と出力軸との間の様々なギヤ比を決定する５個のシフトエレメントと、を含んでいる。この場合、当該変速機は、１つの付加ギヤセットと２本の出力路とを有しており、その結果、５つのシフトエレメントの選択的な対のかみ合わせにより、６つの前進段が達成される。
【０００４】
このとき、第一出力路では、トルクを付加ギヤセットからダブル遊星歯車セットの２つのエレメントに伝達するために、２つのクラッチが必要とされる。これらは、軸方向に見て、基本的に、付加ギヤセットの背後でダブル遊星歯車セットの方向に配置されている。第二出力路にはもう一つのクラッチが設けられており、それが当該出力路をダブル遊星歯車セットのもう一方のエレメントと脱着可能に結合している。ここでは、クラッチ（複数）は、インナーディスクキャリヤが出力を形成するように、配置されている。
【０００５】
さらに、ＵＳ６,１３９,４６３の印刷物から、遊星歯車方式の小型の多段変速機、特には自動車用の多段変速機が知られている。当該変速機は、２つの遊星歯車セットと、１つの付加ギヤセットと、３つのクラッチと、２つのブレーキと、を有している。この知られた多段変速機では、第一出力路に、Ｃ−１及びＣ−３の２つのクラッチが、トルクを付加ギヤセットから２つの遊星歯車セットへ伝達するために設けられている。ここでは、クラッチＣ−３のアウターディスクキャリヤないしシリンダ側ないしピストン側そして圧力補整器側が第一ブレーキＢ−１と結合されている。さらに、第三クラッチＣ−３のインナーディスクキャリヤは、第一クラッチＣ−１のシリンダ側ないしピストン側そして圧力補整器側と結合されており、この場合、第一クラッチＣ−１のインナーディスクキャリヤは、出力側に配置されており、第三遊星歯車セットの太陽ギヤと結合されている。
【０００６】
この知られた多段変速機には、とりわけ第６段で第一ブレーキＢ−１が締結されているという欠点がある。これにより、第三クラッチＣ−３のシリンダは停止していて、その結果、ハイドロダイナミックプレッシャーは昇圧され得ない。この態様によって、第三クラッチの圧力補整室は空作動して、これによって知られた多段変速機のシフトクオリティーは悪化する。
【０００７】
さらに、ＵＳ６,１３５,９１２の印刷物から、類似の多段変速機が知られている。トルクを付加ギヤセットから遊星歯車セットへ伝達するために同様の二つのクラッチＣ−１及びＣ−３を備えている当該多段変速機では、クラッチのインナーディスクキャリヤは、主として遊星歯車セットと結合されている。この印刷物の中で開示されているもう一つの実施形態は、クラッチＣ−３のアウターディスクキャリヤが出力側に配置されることを予定している。この構造、特に出力ないし入力に対するクラッチの配置は、同じ様に冒頭に挙げた方式の多段変速機を説明しているＵＳ６，１２０，４１０でも開示されている。
【発明の開示】
【０００８】
本発明は、シフトクオリティを向上させる冒頭に挙げた方式の多段変速機を提案することを課題とする。特に、小型の構造で、迅速かつ快適なシフト特性の実現を可能にするクラッチの配置が提供される。
【０００９】
本課題は、本発明に従って特許請求の範囲の請求項１の特徴によって解決される。利点及びその他の実施形態は、下位請求項から明らかになる。
【００１０】
それによると、本発明に従って二つの出力路を備えた遊星歯車方式の多段変速機が提案される。そこでは、付加ギヤセットのトルクを第一出力路を介してメインギヤセットの２つの遊星歯車セットへ伝達するために、第一及び第二クラッチが設けられている。ここでは、第二クラッチは出力側でブレーキと結合可能であるのに対し、第一クラッチの出力側はメインギヤセットのエレメントと結合されている。
【００１１】
ここでは、前記最新技術とは対照的に、出力側で第一ブレーキと結合可能な第二クラッチのアウターディスクキャリヤが付加ギヤセットの回転している出力エレメントに結合されており、これによって、主に存在する圧力補整室の空動状態が防止される。第二クラッチのインナーディスクキャリヤは、主に半径方向に見て、第一クラッチの上方で第一ブレーキのインナーディスクキャリヤに通じており、当該キャリヤは、あるシャフトを介して第二遊星歯車セットのエレメントと結合されている。第一クラッチのインナーディスクキャリヤは、本発明に従って付加ギヤセットの出力ないし出力エレメントに直結されており、この場合、第一クラッチのアウターディスクキャリヤないしシリンダ側／ピストン側は、シャフトを介して第三遊星歯車セットのエレメントと結合されている。
【００１２】
さらに、本発明に従う多段変速機では、第二出力路に対して設けられている第三クラッチのアウターディスクキャリヤが付加ギヤセットの入力エレメント及び入力（駆動）軸と結合されていることが予定されており、そこでは、第三クラッチのインナーディスクキャリヤがそれぞれ第二遊星歯車セット及び第三遊星歯車セットのエレメントと結合されている。さらに、第二ブレーキが第二遊星歯車セットのエレメントと結合されている。また、そのハウジングは、付加ギヤセットの支持エレメントと結合されており、その出力軸は第二遊星歯車セットのエレメントと結合されている。
【００１３】
この態様によって、特に第一クラッチ及び第二クラッチは、それぞれ最新技術についての位置で交換される。これによって前記最新技術、特にＵＳ６,１３９,４６３、から知られた欠点は回避され、その結果、本発明に従う多段変速機では、シフトクオリティーが有利な形で改善される。
【００１４】
本発明の更なる実施の形態によれば、付加ギヤセットの入力エレメントとしてリングギヤが設けられる、ということが考慮され得る。また、本発明に従う多段変速機の場合、リブまたはもう一つのセンターギヤが付加ギヤセットの入力エレメントとして使用され得ることも考えられる。
【００１５】
本発明のもう一つの実施形態の範囲では、付加ギヤセットの出力エレメントとしてリブが設けられる、ということが考慮され得る。ここでも、本発明に従う多段変速機の場合、必要に応じて、センターギヤが設けられることが考えられる。
【００１６】
さらに本発明に従う多段変速機の場合、付加ギヤセットの支持エレメントとして太陽ギヤが設けられる、ということが考えられる。しかしながら、支持エレメントとしてリブまたはもう一つのセンターギヤが使用されることもあり得る。
【００１７】
特に有利なのは、第二遊星歯車セットと第三遊星歯車セットとが、いわゆるラビニヨウギヤセット（Ravigneaux-Radsatz ）として形成されているときである。
【００１８】
本発明の一実施の形態の範囲内で、付加ギヤセットを半径方向に見て基本的に第二クラッチの下方に配置することが提案される。それによって特に小型の構造が実現される。この関連で、第三クラッチは、半径方向に見て基本的に第一クラッチの下方に配置され得る。
【００１９】
本発明に従う多段変速機の場合、主として、前進６速段、後退１速段が実現される。
【００２０】
本発明は、以下に図に基づいてさらに詳述される。
【００２１】
図１は、本発明に従う多段変速機の部分断面図である。
【００２２】
図２は、本発明に従う多段変速機のブロックダイヤグラムである。
【００２３】
図３は、図１及び図２に準じた本発明に従う多段変速機のシフト表である。
【００２４】
図１及び図２では、遊星歯車方式の、本発明に従う多段変速機、特に自動車用の自動変速機、が示されている。本発明に従う多段変速機は、ハウジング内に配置されている、少なくとも１本の駆動軸ＡＮ及び１本の出力軸ＡＢを内包している。さらに、第一ギヤセットは、付加ギヤセットＶＳならびに第二及び第三遊星歯車セットＲＳ２、ＲＳ３を有するメインギヤセットである。第二遊星歯車セットＲＳ２と第三遊星歯車セットＲＳ３は、示された本発明に従う多段変速機の実施形態ではラビニヨウギヤセットとして形成されている。
【００２５】
さらに、当該多段変速機の場合、５つのシフトエレメントが考慮されている。すなわち、第一クラッチＡ、第二クラッチＢならびに第三クラッチＥ及び第一ブレーキＣ及び第二ブレーキＤである。ここでは、クラッチＡ及びＢが付加ギヤセットのトルクをメインギヤセットの二つの遊星歯車セットＲＳ２、ＲＳ３に伝達する。これらシフトエレメントは、選択的な対のかみ合いにより、駆動軸ＡＮと出力軸ＡＢとの間で様々なギヤ比を生じさせる。その結果、好ましくは、６速の前進段及び１速の後進段が実現され得る。
【００２６】
本発明に従い、当該多段変速機では、クラッチＢのアウターディスクキャリヤないしシリンダ側ないしピストン側そして圧力補整器側が付加ギヤセットＶＳのリブＳｔ１と結合されること、が考慮されている。主として、少なくともクラッチ（Ｂ）は、ダイナミックな圧力補整器を有するサーボ装置を備えている。本発明に従うコンセプトにより、現存する圧力補整室の空動状態は回避され、それによって快適性とシフトクオリティーが改善される。
【００２７】
クラッチＢのインナーディスクキャリヤは、ここでは、主として半径方向に見てクラッチＡの上部で、ハウジングに固定されているブレーキＣのインナーディスクキャリヤに通じている。ブレーキＣのインナーディスクキャリヤは、シャフトを介して、ラビニヨウギヤセットとして形成されている第二遊星歯車セットＲＳ２の太陽ギヤＳ２と結合されている。クラッチＡのインナーディスクキャリヤは、入力側に配置されており、付加ギヤセットＶＳのリブＳｔ１のところで直結されている。ここでは、クラッチＡのアウターディスクキャリヤないしシリンダ側ないしピストン側そして圧力補整器側は、シャフトを介して、ラビニヨウギヤセットとして形成されている第三遊星歯車セットＲＳ３の太陽ギヤＳ３と結合されている。
【００２８】
さらに、クラッチＥのアウターディスクキャリヤないしシリンダ側ないしピストン側そして圧力補整器側は、付加ギヤセットＶＳのリングギヤＨ１と、そして入力軸ＡＮと、結合されている。クラッチＥのインナーディスクキャリヤは、それぞれ、第二遊星歯車セットＲＳ２のリブＳｔ２と、そして第三遊星歯車セットＲＳ３のリブＳｔ３と、結合されている。さらに、ハウジングと結合されているブレーキＤは、そのインナーディスクキャリヤと、第二遊星歯車セットＲＳ２のリブＳｔ２のところで結合されている。付加ギヤセットＶＳの支持エレメントとして、太陽ギヤＳ１がハウジングと結合されている。さらに、リングギヤＨ２が出力軸ＡＢと結合されている。
【００２９】
本発明に従う多段変速機では、インナーディスクキャリヤとしてのクラッチＡの入力の配置及びアウターディスクキャリヤとしてのクラッチＢの入力の配置により、シフトクオリティーが有利な態様で改善され得る。さらに本発明の当該実施形態では、変速機への入力回転数の捕捉が、従来の箇所でそのままなされ得る。
【００３０】
図１及び図２では、付加ギヤセットＶＳは、半径方向に見て基本的に第二クラッチＢの下方に配置されており、そして第三クラッチＥは、基本的に第一クラッチＡの下方に配置されており、これによって特に小型の構造が実現される。
【００３１】
本発明に従う多段変速機の実施例の対応するシフト表が図３に示されている。そこでは、典型的なギヤ比ｉとそこから生じるステップ比φとが与えられている。
【００３２】
それによって、本発明に従う多段変速機は、段階的なギヤステップを有している。さらに、連続シフト方法では、ダブルシフトが回避される。というのは、２つの隣接するギヤステップは、それぞれ一つのシフトエレメントを共同で使用するからである。さらに１速から４速の間と５速から６速の間のそれぞれの任意のシフトにおいて、その都度一つのシフトエレメントだけが操作される。
【００３３】
１速から４速に対しては、クラッチＡが常時作動されている。１速では、これに加えてブレーキＤが、２速ではブレーキＣが、３速ではクラッチＢが、４速ではクラッチＥが、締結ないし操作される。５速及び６速では、常時操作されるクラッチＥの他に、５速ではさらにクラッチＢが、６速ではさらにブレーキＣが作動される。後退ギヤでは、クラッチＢとブレーキＤとが作動される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に従う多段変速機の部分断面図である。
【図２】本発明に従う多段変速機のブロックダイアグラムである。
【図３】図１及び図２に準じた本発明に従う多段変速機のシフト表である。
【図１】
2005527744.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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2005527744.tif 000009
2005527744.tif 000010
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