JP2004526108A - 多段変速機 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも７つの速度段が入れ換えできる多段変速機に関する。この変速機は、駆動軸（１）および従動軸（２）のほかに、切換不能な前置歯車群および２遊星歯車キャリヤ・４軸変速機の形に構成された切換可能な後置歯車群（４、５）から成っている。
前置歯車群は、第１遊星歯車装置（３）から成り、その第１遊星歯車装置（３）は、駆動軸（１）の入力回転数のほかに第２回転数を提供し、その第２回転数は、選択的に後置歯車群に入れられる。後置歯車群は２つの切換可能な遊星歯車装置（４、５）から成り、６つの切換要素（Ａ〜Ｆ）で、少なくとも７つの速度段を入れ換えでき、その場合、２つの動力伝達系（Ｐ、Ｑ）が形成される。その場合、各切換過程において常に、グループ切換が回避される。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲における請求項１の上位概念部分に記載の、８つの前進段を入れ換えできる多段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
そのような多段変速機は、ＤＥ ６９０１０４７２ Ｔ２で知られている。その変速機は主に、互いに同軸的に配置された駆動軸と従動軸、従動軸に対して同心的に配置された二重遊星歯車装置、および５つの切換要素を含んでいる。それらの切換要素は、３つがクラッチの形態をなし、２つがブレーキの形態をなし、その都度選択的に対を成して作動されて、駆動軸と従動軸との間における変速比を種々に決定する。
【０００３】
公知の変速機は、２つの動力伝達系を有する。その場合、二重遊星歯車装置の第１要素は、第１クラッチによって第１動力伝達系に結合され、二重遊星歯車装置の第２要素は、従動軸に固く結合され、第３要素は、第２動力伝達系に第３クラッチを介して結合され、第１ブレーキによって拘束される。二重遊星歯車装置の第４要素は、第１動力伝達系に第２クラッチを介して結合され、第２ブレーキによって制動される。これによって、６つの前進段が生ずるような、切換要素の対を成した選択的な切換が保証される。その場合、第１速段が第１クラッチと第１ブレーキによって、第２速段が第１クラッチと第２ブレーキによって、第３速段が第１クラッチと第２クラッチによって、第４速段が第１クラッチと第３クラッチによって、第５速段が第２クラッチと第３クラッチによって、第６速段が第３クラッチと第２ブレーキによって入れ換えられる。また、後進段は第２クラッチと第１ブレーキによって入れられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、８つの前進段が入れ換えでき、同時に良好なステップ並びに大きな変速範囲（Spreizung）を有する多段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】
【０００５】
この課題は、特許請求の範囲における請求項１の上位概念部分に記載の特徴のほかに、その特徴部分に記載の特徴を有する多段変速機によって解決される。
【０００６】
本発明に基づく変速機は主に、駆動軸と従動軸と３つの遊星歯車装置とを有し、その１つの遊星歯車装置は、切換不能であり、残り２つの遊星歯車装置は、切換可能である。第１遊星歯車装置は、前置歯車群を形成し、切換可能な２つの遊星歯車装置は一緒に、２遊星歯車キャリヤ・４軸形変速機の形態をなした後置歯車群を形成している。
【０００７】
この変速機は２つの動力伝達系を有している。その第１動力伝達系において、入力回転数は、第１遊星歯車装置を介して一定変速比で第２回転数に変換される。第２動力伝達系において、入力回転数は、後置歯車群の２つの遊星歯車装置に直接導かれる。
【０００８】
後置歯車群は２つの遊星歯車装置から成り、これはまた、４つの軸で構成されている。その第１軸は、第１クラッチを介して第１動力伝達系に結合され、第２軸は、第２クラッチを介して第１動力伝達系に、第３クラッチを介して第２動力伝達系にそれぞれ結合されると共に、第１ブレーキを介して拘束される。第３軸は、第４クラッチを介して第２動力伝達系に結合され、第２ブレーキを介して拘束され、第４軸は従動軸に固く結合されている。その場合、第１速段は、第１クラッチと第２ブレーキによって、第２速段は、第１クラッチと第１ブレーキによって、第３速段は、第１クラッチと第２クラッチによって、第４速段は、第１クラッチと第３クラッチによって、第５速段は、第１クラッチと第４クラッチによって、第６速段は、第３クラッチと第４クラッチによって、第７速段は、第２クラッチと第４クラッチによって、第８速段は、第４クラッチと第１ブレーキによって、第１速後進段は、第２クラッチと第２ブレーキによって、第２速後進段は、第３クラッチと第２ブレーキによって、それぞれ入れられる。
【０００９】
本発明の主な利点は、本発明に基づく多段変速機が、少数の歯車装置と切換要素で、８つの前進段を有することにある。その場合、速度段を入れ換える際、その都度、２つの切換要素しか切り換えられない。即ち、或る速度段から次の速度段に入れ換える際、１つの切換要素が切り離され、別の１つの切換要素が接続されるだけである。このようにして、複数の切換要素を同時に切り換える必要があるグループ切換が回避される。そのようなグループ切換は、切換品質に対して問題がある。
【００１０】
各軸および各切換要素における回転数に対して、以下のことが適用される。
【００１１】
１． 駆動軸および切換要素Ｅ、Ｂにおける回転数は、ｎ＝１（標準値として）である。
【００１２】
２． 切換要素Ａ、Ｆにおける回転数は、同じであり、０より大きく１より小さい。
【００１３】
３． 切換要素Ｃ、Ｄにおける回転数は、０である。
【００１４】
従属請求項から、安価に製造できる多段変速機に関する有利な実施態様が理解できる。この多段変速機の場合、非常に少数の切換要素および歯車装置で、非常に多くの速度段が入れ換えできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下図を参照して本発明およびその実施例を詳細に説明する。
【００１６】
図１には、本発明に基づく方式の第１実施例が概略的に示されている。その第１遊星歯車装置３は、太陽歯車１０を介して駆動軸１に固く結合されている。この第１遊星歯車装置３は、内側遊星歯車１１と外側遊星歯車１２とを有している。その内側遊星歯車１１は、第１遊星歯車キャリヤ１４によって支持され、太陽歯車１０と外側遊星歯車１２とにかみ合っている。外側遊星歯車１２は、第２遊星歯車キャリヤ１５で支持され、内側遊星歯車１１と内ば歯車１３とにかみ合っている。その内ば歯車１３は、第１クラッチＡおよび第２クラッチＦに結合されている。また、第１、第２遊星歯車キャリヤ１４、１５および第１ブレーキＣは、相互に固く連結され、ハウジングに固く結合されている。第１遊星歯車装置３は、零より大きい一定変速比を有している。
【００１７】
後置歯車群は、２つの単純な遊星歯車装置４、５から成っている。その一方の遊星歯車装置４に遊星歯車１７が付属され、この遊星歯車１７は、第３遊星歯車キャリヤ１９で支持され、太陽歯車１６と内ば歯車１８とにかみ合っている。他方の遊星歯車装置５に遊星歯車２１が付属され、この遊星歯車２１は、第４遊星歯車キャリヤ２３で支持され、太陽歯車２０と内ば歯車２２とにかみ合っている。第２遊星歯車装置４の内ば歯車１８は、第３遊星歯車装置５の遊星歯車キャリヤ２３に固く結合されている。
【００１８】
後置歯車群の第１軸６は、第２遊星歯車装置４の太陽歯車１６を含み、第１クラッチＡに結合されている。第２軸７は、第３遊星歯車装置５の太陽歯車２０から成り、この太陽歯車２０は、第２クラッチＦ、第３クラッチＢおよび第１ブレーキＣに結合されている。第３軸８は、連結軸であり、第２遊星歯車装置４の内ば歯車１８と第３遊星歯車装置５の遊星歯車キャリヤ２３とから成り、第４クラッチＥおよび第２ブレーキＤに結合されている。第４軸９も連結軸であり、第３遊星歯車装置５の内ば歯車２２および第２遊星歯車装置４の遊星歯車キャリヤ１９から成り、従動軸２に固く結合されている。
【００１９】
図２には、第１実施例の変形例が示され、ここでは図１と異なって、クラッチＢが、ブレーキＣと前置歯車群との間に配置されている。図１および図２において、共通の要素あるいは同一機能を実行する要素には、同一符号が付されている。この配置構造は、第１実施例に比べて、クラッチＢへの圧油供給および変速機の総所要空間について有利である。勿論、クラッチＥは例えばブレーキＤの内側に、あるいはブレーキＤと第３遊星歯車装置５との間にも配置でき、また、クラッチセットＡ、ＦはクラッチＢおよびブレーキＣの外側に、あるいはクラッチＢと第２遊星歯車装置４のブレーキＣとの間にも配置できる。
【００２０】
図３には、第１の両実施例の各速度段における切換ロジック、模範的な変速比、ステップ比、変速範囲、および各遊星歯車装置の標準伝達比が示されている。
【００２１】
図４には、本発明に基づく変速機の異なった実施例が示されている。前置歯車群は、図１における第１遊星歯車装置３に相当している。遊星歯車装置３は、太陽歯車１０を介して駆動軸１に固く結合されている。第１遊星歯車装置３は、内側遊星歯車１１と外側遊星歯車１２とを有している。内側遊星歯車１１は、第１遊星歯車キャリヤ１４によって支持され、外側遊星歯車１２と太陽歯車１０とにかみ合っている。外側遊星歯車１２は、第２遊星歯車キャリヤ１５で支持され、内側遊星歯車１１と内ば歯車１３とにかみ合っている。その内ば歯車１３は、第１クラッチＡと第２クラッチＦに結合されている。また、第１、第２遊星歯車キャリヤ１４、１５および第１ブレーキＣは、相互に固く連結され、ハウジングに固く結合されている。第１遊星歯車装置３および初めの２つのクラッチＡ、Ｆを介して、第１動力伝達系Ｐが、後置歯車群に接続されている。
【００２２】
後置歯車群は２つの単純な遊星歯車装置４、５から成っている。その一方の遊星歯車装置４に遊星歯車１７が付属され、この遊星歯車１７は第３遊星歯車キャリヤ１９で支持され、太陽歯車１６と内ば歯車１８とにかみ合っている。他方の遊星歯車装置５に遊星歯車２１が付属され、この遊星歯車２１は、第４遊星歯車キャリヤ２３で支持され、太陽歯車２０と内ば歯車２２とにかみ合っている。それらの太陽歯車１６、２０は相互に固く結合され、また、第３遊星歯車キャリヤ１９は内ば歯車２２に固く結合されている。
【００２３】
後置歯車群の第１軸６は、第２遊星歯車装置４の内ば歯車１８から成り、第１クラッチＡに結合されている。第２軸７は、両太陽歯車１６、２０間の連結軸から成り、第２クラッチＦ、第３クラッチＢおよび第１ブレーキＣに結合されている。第３軸８は、第３遊星歯車装置５の遊星歯車キャリヤ２３から成り、第４クラッチＥに結合されている。第４軸９は、第２遊星歯車装置４の遊星歯車キャリヤ１９と第３遊星歯車装置５の内ば歯車２２との連結軸から成り、従動軸２に固く結合されている。
【００２４】
本発明に基づく第３実施例は、第１の両実施例と比較して、両太陽歯車１６、２０が軸２上に並んで位置している、という利点を有する。これによって、両太陽歯車１６、２０は、有利なことに、一回の作業工程で製造することができ、製造費を低減できる。また、この実施例の場合、両太陽歯車１６、２０は、別個の構造様式よりも互いに密接して配置でき、構造空間を節約できる。また、両太陽歯車１６、２０は同一の変速比に作られ、これにより、一層製造費を節約できる。
【００２５】
図５には、第３の実施例の各速度段における切換ロジック、模範的な変速比、ステップ比、変速範囲、および各遊星歯車装置の標準伝達比が示されている。
【００２６】
図１、図２および図４における３つ全部の実施例において、第１速段は第１クラッチＡと第２ブレーキＤによって、第２速段は第１クラッチＡと第１ブレーキＣによって、第３速段は第１クラッチＡと第２クラッチＦによって、第４速段は第１クラッチＡと第３クラッチＢによって、第５速段は第１クラッチＡと第４クラッチＥによって、第６速段は第３クラッチＢと第４クラッチＥによって、第７速段は第４クラッチＥと第２クラッチＦによって、第８速段は第１ブレーキＣと第４クラッチＥによって、第１速後進段は第２ブレーキＤと第２クラッチＦによって、第２速後進段は第３クラッチＢと第２ブレーキＤによって、それぞれ入れられる。
【００２７】
また、３つすべての本発明に基づく実施例において、６つの切換要素だけで、８つの前進段および２つの後進段を入れ換えることできる。これに対して上述した従来技術では、５つの切換要素で最大６つの前進段しか入れ換えできない。即ち、１つの切換要素を付け加えるだけで、２つの前進段を増やすことができる。これは、安価な構造費で、切換可能な速度段を大幅に増大できることを意味する。
【００２８】
本発明に基づく３つの実施例において、回転力の導入は、それぞれ反対の側からも行なえる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】前進８速・後進２速の多段変速機の第１形態の概略構成図。
【図２】前進８速・後進２速の多段変速機の異なった形態の概略構成図。
【図３】図１および図２における各速度段における切換ロジック、模範的な変速比、ステップ比、変速範囲、および各遊星歯車装置の標準伝達比を表した表。
【図４】前進８速・後進２速の多段変速機の異なった形態の概略構成図。
【図５】図４における各速度段における切換ロジック、模範的な変速比、ステップ比、変速範囲、および各遊星歯車装置の標準伝達比を表した表。
【符号の説明】
【００３０】
Ａ 第１クラッチ
Ｂ 第３クラッチ
Ｃ 第１ブレーキ
Ｄ 第２ブレーキ
Ｅ 第４クラッチ
Ｆ 第２クラッチ
Ｐ 第１動力伝達系
Ｑ 第２動力伝達系
１ 駆動軸
２ 従動軸
３ 第１遊星歯車装置
４ 第２遊星歯車装置
５ 第３遊星歯車装置
６ 第１軸
７ 第２軸
８ 第３軸
９ 第４軸
１０ 太陽歯車
１１ 内側遊星歯車
１２ 外側遊星歯車
１３ 内ば歯車
１４ 第１遊星歯車キャリヤ
１５ 第２遊星歯車キャリヤ
１６ 太陽歯車
１７ 遊星歯車
１８ 内ば歯車
１９ 第３遊星歯車キャリヤ
２０ 太陽歯車
２１ 遊星歯車
２２ 内ば歯車
２３ 第４遊星歯車キャリヤ

Claims (6)

1. 駆動軸（１）と、従動軸（２）と、切換不能な二重遊星歯車装置（３）から成る前置歯車群と、切換可能な単式遊星歯車装置（４、５）から成る後置歯車群と、遊星歯車装置（４、５）およびそれに付属する軸（６〜９）と共に２つの動力伝達系（Ｐ、Ｑ）を形成する６つの切換要素（Ａ〜Ｆ）とから成る多段変速機において、
   駆動軸（１）が第３クラッチ（Ｂ）と第４クラッチ（Ｅ）と太陽歯車（１０）に結合され、第１遊星歯車キャリヤ（１４）が、その太陽歯車（１０）と外側遊星歯車（１２）とにかみ合う内側遊星歯車（１１）を支持し、第２遊星歯車キャリヤ（１５）が、内側遊星歯車（１１）と内ば歯車（１３）とにかみ合う外側遊星歯車（１２）を支持し、その内ば歯車（１３）が、第１クラッチ（Ａ）および第２クラッチ（Ｆ）に固く結合され、前記第１、第２両遊星歯車キャリヤ（１４、１５）が相互に連結されると共に、第１ブレーキ（Ｃ）およびハウジングに固く結合され、第１動力伝達系（Ｐ）が、第１遊星歯車装置（１３）および第１クラッチ（Ａ）を介して第１軸（６）に通じ、第２動力伝達系（Ｑ）が、第３クラッチ（Ｂ）を介して第２軸（７）に通じると共に、第４クラッチ（Ｅ）を介して第３軸（８）に通じ、第１軸（６）が、第１クラッチ（Ａ）を介して太陽歯車（１６）に結合でき、第３遊星歯車キャリヤ（１９）が、その太陽歯車（１６）と内ば歯車（１８）とにかみ合う遊星歯車（１７）を支持し、その内ば歯車（１８）が第４遊星歯車キャリヤ（２３）に連結されて、第３軸（８）を形成し、第３軸（８）が、第４クラッチ（Ｅ）と結合できると共に、第２ブレーキ（Ｄ）と係合でき、第４遊星歯車キャリヤ（２３）が、その太陽歯車（２０）と内ば歯車（２２）とにかみ合う遊星歯車（２１）を支持し、太陽歯車（２０）が第２軸（７）を形成し、第２軸（７）が、第１ブレーキ（Ｃ）と係合できると共に、第２クラッチ（Ｆ）を介して第１動力伝達系（Ｐ）に、第３クラッチ（Ｂ）を介して第２動力伝達系（Ｑ）にそれぞれ結合でき、第２動力伝達系（Ｑ）が、第３クラッチ（Ｂ）を介して第２軸（７）に、第４クラッチ（Ｅ）を介して第３軸（８）にそれぞれ結合でき、第３遊星歯車キャリヤ（１９）が内ば歯車（２２）に連結されて、第４軸（９）を形成し、第４軸（９）が従動軸（２）に固く結合されている、ことを特徴とする多段変速機。
2. 駆動装置から見て、前置歯車群と後置歯車群との間に、まず第１ブレーキ（Ｃ）が、次いで第２クラッチ（Ｆ）が、次いで第１クラッチ（Ａ）が配置されている、ことを特徴とする請求項１記載の多段変速機。
3. 駆動装置から見て、後置歯車群とハウジングとの間に、まず第２ブレーキ（Ｄ）が、次いで第４クラッチ（Ｅ）が、次いで第３クラッチ（Ｂ）が配置されている、ことを特徴とする請求項１記載の多段変速機。
4. 駆動装置から見て、ハウジングと後置歯車群との間に、まず第４クラッチ（Ｅ）が、次いで第２ブレーキ（Ｄ）が配置されている、ことを特徴とする請求項１記載の多段変速機。
5. 駆動装置から見て、後置歯車群と前置歯車群との間に、まず第１ブレーキ（Ｃ）が、次いで第３クラッチ（Ｂ）が配置され、次いで前置歯車群とハウジングとの間に、まず第１クラッチ（Ａ）が、次いで第２クラッチ（Ｆ）が配置されている、ことを特徴とする請求項１記載の多段変速機。
6. 駆動軸（１）が第３クラッチ（Ｂ）と第４クラッチ（Ｅ）と太陽歯車（１０）とに結合され、第１遊星歯車キャリヤ（１４）が、その太陽歯車（１０）と外側遊星歯車（１２）とにかみ合う内側遊星歯車（１１）を支持し、第２遊星歯車キャリヤ（１５）が、内側遊星歯車（１１）と内ば歯車（１３）とにかみ合う外側遊星歯車（１２）を支持し、その内ば歯車（１３）が、第１クラッチ（Ａ）および第２クラッチ（Ｆ）に固く結合され、第１、第２両遊星歯車キャリヤ（１４、１５）が相互に連結されると共に、第１ブレーキ（Ｃ）およびハウジングに固く結合され、第１動力伝達系（Ｐ）が、第１遊星歯車装置（３）および第１クラッチ（Ａ）を介して第１軸（６）に通じると共に、第２クラッチ（Ｆ）を介して第２軸（７）に通じ、第２動力伝達系（Ｑ）が、駆動軸（１）から第３クラッチ（Ｂ）を介して第２軸（７）に、第４クラッチ（Ｅ）を介して第３軸（８）にそれぞれ通じ、第１軸（６）が、第１クラッチ（Ａ）を介して内ば歯車（１８）に結合でき、第３遊星歯車キャリヤ（１９）が、内ば歯車（１８）と太陽歯車（１６）とかみ合う遊星歯車（１７）を支持し、その太陽歯車（１６）が太陽歯車（２０）に連結されて、第２軸（７）を形成し、第３遊星歯車キャリヤ（１９）が内ば歯車（２２）に連結されて、第４軸（９）を形成し、第４軸（９）が従動軸（２）に固く結合され、第４遊星歯車キャリヤ（２３）が、内ば歯車（２２）と太陽歯車（２０）とにかみ合う遊星歯車（２１）を支持し、第４遊星歯車キャリヤ（２３）が、第２ブレーキ（Ｄ）を介して係合でき、第３軸（８）を形成している、ことを特徴とする請求項１の上位概念部分に記載の多段変速機。

Images