JP2009541674A - デュアルクラッチ変速機 - Google Patents

Abstract

一つのデュアルクラッチと二つの部分変速機（ＰＧ１，ＰＧ２）とを有し、そのデュアルクラッチの二つのクラッチ（Ｋ１，Ｋ２）が、それぞれ同軸の変速機インプットシャフト（ＡＷ１，ＡＷ２）に作用し、その変速機インプットシャフトが、部分変速機（ＰＧ１，ＰＧ２）に作用する、前方横向きの配置構成のためのデュアルクラッチ変速機において、これらの部分変速機が、噛み合う形で切り換えられるプラネタリギヤボックス（ＰＧ１，ＰＧ２）として構成されており、被動が、変速機の駆動と同じ側で、かつ同じ回転方向で駆動と軸平行に行われ、変速機インプットシャフト（ＡＷ１，ＡＷ２）と平行に配置された少なくとも一つの中間シャフト（Ｗ１，Ｗ２）を介して被動シャフト（Ａｂ）にトルクが伝達されることを提案する。

Description

本発明は、請求項１の上位概念にもとづくデュアルクラッチ変速機に関する。

車両内に前方横向きに配置するための今日の自動変速機は、前に接続されたトルクコンバータと後に接続された負荷切換可能なプラネタリギヤボックスを有するか、或いはデュアルクラッチ変速機を有する。

そのようなパワートレイン構成では、構造空間が限定されており、その結果ギヤ比を実現するために必要な構成要素の配置構成を出来る限りコンパクトにしなければならない。そのことは、横向きの設置のために構造空間が非常に限定されているので、特に、変速機の構造の長さと関係する。更に、変速機の効率は、非常に重要な判断基準であり、デュアルクラッチ変速機は、その構造形態のために、従来のプラネタリギヤボックスと比べて噛み合いによる損失と牽引力の損失に関して有利である。その理由は、デュアルクラッチ変速機では、二つの歯車の噛み合いを規定しているのに対して、プラネタリギヤボックスでは、二つの歯車の噛み合いとプラネタリギヤボックスの損失を規定しており、デュアルクラッチ変速機と比べて効率が悪くなっている。更に、プラネタリギヤボックスでは、開放する負荷切換クラッチデュアルクラッチが少なくとも三つ有るのに対して、デュアルクラッチ変速機では、開放する負荷切換クラッチが一つであるため、デュアルクラッチ変速機の牽引力の損失は、プラネタリギヤボックスよりも小さい。

乗用車用の前方横向き構造のプラネタリギヤボックスは、通常発進用部品としてトルクコンバータを備えており、少なくとも二つのプラネタリギヤセットと、一般的に多板式クラッチ／ブレーキとして構成される少なくとも五つの負荷切換用部品とを有し、通常六つまでの前進変速段と一つの後進変速段を実現することが可能である。この場合、プラネタリギヤボックスは、駆動シャフトと完全に同軸に配置するか、或いは駆動シャフトと同軸に配置された主変速機及び補助シャフト上に配置されたリヤマウントギヤセットを備えた準レンジ変速機（通常５段変速機）として構成することができる。

特許文献１により、プラネタリ構造形式の変速機が開示されており、その変速機は、基本的に、互いに平行に配置された駆動シャフト及び被動シャフトと、被動シャフトと同心に配置されたデュアルプラネタリギヤセットと、選択的なロックによって、それぞれ駆動シャフトと被動シャフト間の相異なる変速ギヤ比を対にして決定する、三つのクラッチと二つのブレーキの形態の五つのギヤシフトエレメントとを有する。その場合の変速機は、一つのフロントマウントギヤセットと二つのアウトプットパスを有し、その結果五つのギヤシフトエレメントを対にして選択的に噛み合わせることによって、六つの前進変速段が実現されている。

例えば、特許文献２により、補助シャフトを備えた構成が周知である。その場合、メインシフトギヤセットの二つのギヤセットは、平行に置かれた二つのシャフト上に配置されており、二つのスパーピニオン又は二つのチェーンドライブを介して互いにリンク結合されている。スパーピニオンを用いて二つのシャフトとリンク結合された変速機インプットシャフトによって、入力トルクは、前記の二つのシャフトに誘導されて、ギヤシフトロジックにもとづき、ギヤシフトエレメントによって、プラネタリギヤセットの当該のエレメントに伝達されている。

更に、従来技術では、デュアルクラッチが発進用エレメントとギヤシフトエレメントの役割を果たす、中間軸構造形式のデュアルクラッチ変速機が周知であり、その場合噛み合う形で中間軸変速機を切り換えることが可能である。

特許文献３により、二つのインプットシャフトと、二つのクラッチと、少なくとも一つの第一及び第二の駆動シャフトとを備えたデュアルクラッチ変速機が周知であり、その場合第一のインプットシャフトが第一のクラッチと、第二のインプットシャフトが第二のクラッチとリンク機構により連結することが可能であり、第一の駆動シャフトがインプットシャフトの下に配置され、第二の駆動シャフトがインプットシャフトの上に配置されるか、或いはその逆に配置されており、インプットシャフトと駆動シャフトは、互いに係合する歯車を備えており、少なくとも二つの歯車が、一つの変速段を形成している。

その場合、一つの変速段の少なくとも一方の歯車は、連結及び／又は解除が可能なあそび歯車として構成され、他方の歯車は、固定された歯車として構成されており、更に、各駆動シャフトは、回転力をファイナルドライブに伝達するための駆動歯車を備えており、後進変速段を実現するために、第三の駆動シャフトとして構成された更に別のシャフトが配備されている。

従来技術では、プラネタリギヤボックスを後に接続したデュアルクラッチ変速機も周知であるが、標準的な駆動形態に適しているが、前方横向きの配置構成には適さない。

例えば、特許文献４により、デュアルクラッチを備えた複数変速段式プラネタリギヤボックスのシリーズが周知である。そのような変速機は、インプットシャフト及びアウトプットシャフトと、第一、第二、第三及び第四のプラネタリギヤセットとを有し、プラネタリギヤセットは、それぞれ三つの部品を備えており、第一のシャフトは、第一のプラネタリギヤセットの第一の部品を第二のプラネタリギヤセットの第一の部品と常時連結し、第二のシャフトは、第一のプラネタリギヤセットの第二の部品を第二のプラネタリギヤセットの第二の部品と常時連結し、第三のシャフトは、第一又は第二のプラネタリギヤセットの一つの部品を第三のプラネタリギヤセットの第一の部品及びアウトプットシャフトと常時連結し、第四のシャフトは、第三のプラネタリギヤセットの第二の部品を第四のプラネタリギヤセットの第一の部品と常時連結している。更に、第一のクラッチは、インプットシャフトと連結され、第二のクラッチは、インプットシャフトを第三のプラネタリギヤセットの第三の部品と連結する。

更に、特許文献４に記載されている変速機は、第一と第二の回転トルク伝達機構を有し、これらの回転トルク伝達機構は、第一と第二のプラネタリギヤセットの部品を第一のクラッチと選択的に連結する。更に、第三と第四の回転トルク伝達機構が配備されており、これらの回転トルク伝達機構は、第三のプラネタリギヤセットの部品を第四のプラネタリギヤセットの部品と選択的に連結し、更に、第五と第六の回転トルク伝達機構は、第一又は第二のプラネタリギヤセットの部品を筐体に固定された部品と選択的に連結し、第七の回転トルク伝達機構は、第四のプラネタリギヤセットの部品を筐体に固定された部品と解除可能な形で連結する。更に、第一又は第二のプラネタリギヤセットの部品を第一のクラッチと、或いは第四のプラネタリギヤセットの部品を筐体に固定された部品と選択的に解除可能な形で連結する第八の回転トルク伝達機構が配備されている。

プラネタリギヤセットを後に接続した、標準的な配置構成のための更に別のデュアルクラッチ変速機が、例えば、特許文献５〜９により周知である。

本出願人の特許文献１０により、複数のプラネタリギヤセットと、動力伝達系内の相異なる動力パスに切り換えるための少なくとも二つの摩擦式ギヤシフトエレメントと、動力パス内の相異なるギヤ比段に設定するための複数の噛合式ギヤシフトエレメントとを備えたプラネタリ構造形式のデュアルクラッチ変速機が周知である。その場合摩擦式ギヤシフトエレメントと噛合式ギヤシフトエレメントは、プラネタリギヤセットのシャフト、筐体及び変速機インプットシャフトと変速機のアウトプットシャフトとの間に配置されており、少なくとも下方の変速段領域への変速段の切換が、摩擦式ギヤシフトエレメントによって、引張力を中断させること無く実行可能であり、摩擦式ギヤシフトエレメントの少なくとも一つがクラッチとして実現されており、第二のプラネタリギヤセット、第三のプラネタリギヤセット及び第四のプラネタリギヤセットが、別個のプラネタリギヤを用いて実現された三つのプラネタリギヤと五つのシャフトの変速機装置を構成している。

一つのプラネタリギヤボックスを備えた、標準的な配置構成のための更に別のデュアルクラッチ変速機が、特許文献１１の範囲内に記載されている。それは、少なくとも二つの動力パスを介して互いに連結される駆動シャフト及び被動シャフトを有し、一方の動力パスは、少なくとも二つのギヤ比を実現しており、それらのギヤ比は相異なる。更に、駆動シャフトは、その動力パスのインプットシャフトと常時連結されている。

欧州特許第０４３４５２５号明細書 特開２００５−２３９８７号公報 ドイツ特許公開第１０２００４００１２７８号明細書 欧州特許公開第１４２２４４１号明細書 欧州特許公開第１４２２４４８号明細書 欧州特許公開第１４２４５１０号明細書 欧州特許公開第１４２４５１１号明細書 欧州特許公開第１５６６５７０号明細書 欧州特許公開第１５６６５７４号明細書 ドイツ特許公開第１０２００４０１４０８２号明細書 国際特許公開第２００５／０５００６０号明細書

本発明の課題は、出来る限りコンパクトに構成されるとともに、前方横向きの設置に適した負荷切換可能なデュアルクラッチ変速機を提示することである。更に、本発明による変速機は、安価に製造することが可能であるとともに、出来る限り低損失であることを課題とする。

本課題は、請求項１の特徴によって解決される。本発明の更に別の実施形態及び利点は、従属請求項から明らかとなる。

それによると、一つのデュアルクラッチと二つの部分変速機とを有し、そのデュアルクラッチの二つのクラッチが、それぞれ同軸の変速機インプットシャフトに作用し、その変速機インプットシャフトが、部分変速機に作用する、前方横向きの配置構成のためのデュアルクラッチ変速機において、これらの部分変速機が、噛み合う形で切り換えられるプラネタリギヤボックスとして構成されており、被動が、変速機の駆動と同じ側で、かつ同じ回転方向で駆動と軸平行に行われることを提案する。

この場合、トルクは、変速機インプットシャフトと平行に配置された少なくとも一つの中間シャフトを介して被動シャフトに伝達される。プラネタリギヤボックスの変速段は、負荷切換可能な多板式ギヤシフトエレメントではなく、噛合式ギヤシフトエレメントを用いて、例えば、シンクロ機構又は噛合クラッチを用いて切り換えられる。

本発明では、少なくとも一つの平歯車段又は平歯車変速段が、各部分変速機に対応しており、そのため、ギヤ比列が、複数変速段式変速機に課される要件と合致している。

動力の伝達が、エンジンから、任意選択による捩じり振動を軽減するための部品を通り、任意選択による油圧式回転トルクコンバータ又は油圧クラッチを通って、デュアルクラッチへと行われる。そのデュアルクラッチは、有利には、デュアルクラッチモジュールとして実現される。しかし、変速機内の相異なる位置に配置された二つのクラッチから成る「分離された」デュアルクラッチとして構成することもできる。

デュアルクラッチの各クラッチは、同軸の変速機インプットシャフトに作用し、その変速機インプットシャフトは、プラネタリギヤボックスに作用し、任意選択として、一つの平歯車段を、動力伝達方向に対して、各プラネタリギヤボックスの前に配置することができる。そのトルクは、平歯車段を介して、他方のシャフトと同軸に配置された中間シャフトに伝達される。一つの平歯車段が、動力伝達方向に対して、それに対応するプラネタリギヤボックスの前に配置されている場合、そのプラネタリギヤボックスは、駆動軸と平行な中間シャフト上に配置される。それらの平歯車段が、動力伝達方向に対して、プラネタリギヤボックスの後に配置されている場合、それらのプラネタリギヤボックスは、被動軸上に配置される。

それらの平歯車段が、動力伝達方向に対して、二つのプラネタリギヤボックスの前に配置されている場合、それらのプラネタリギヤボックスは、駆動軸と平行な同じ中間シャフト上に配置するか、或いは相異なる（しかし、平行な）二つの中間シャフト上に配置することができる。

単一の中間軸／中間シャフトの場合、その中間シャフトを被動シャフトと連結するための平歯車段が追加して配備される。相異なる二つの中間軸が配備されている場合には、別の中間軸と被動シャフトとの連結を保証するために、二つの平歯車段を追加する（即ち、中間軸毎に、一つの平歯車段を追加して配備する）必要がある。

従来のデュアルクラッチ変速機と比べて、本発明による変速機では、二つのプラネタリギヤボックスが、二つの部分変速機の役割を果たしている。この場合、一方のプラネタリギヤボックスは、奇数の変速段に対応する部分変速機を構成し、他方のプラネタリギヤボックスは、偶数の変速段に対応する第二の部分変速機を構成する。

相異なる変速段を切り換える動作手法は、従来のデュアルクラッチ変速機の動作手法と異なる所は無い。即ち、部分変速機で個々の変速段を事前に準備しておき、デュアルクラッチでクラッチを切り換えることによってシフトチェンジしている。この場合、プラネタリギヤボックスは、それぞれ必要な前進変速段の半分を構成し、一つのプラネタリギヤボックスが、偶数又は奇数の変速段を構成している。更に、一つ以上の後進変速段を設けることができる。

部分変速機の変速段は、一つ、さもなければ複数のギヤシフトエレメントを操作することによって同時に切り換えられる。そのギヤシフトエレメントは、一つのプラネタリギヤボックスシャフトを別に有るシャフトと連結するか、或いは一つのプラネタリギヤボックスシャフトを筐体と連結する。

本発明は、前方横向きの配置構成に関する要件を満たしている、即ち、同じ回転方向の軸平行な被動と出来る限り短い構造の長さを実現している。更に、ギヤ比列は、複数変速段式変速機に課せられる要件と合致している。それは、特に、それぞれ部分変速機に対応する平歯車によるギヤ比段によって実現される。

一つの被動歯車又は複数の被動歯車が、（完全な前輪駆動の）左右の駆動輪の間、或いは（四輪駆動の）前車軸と後車軸の間の回転数を均等化する役割を果たす均等化用差動装置と連結される。任意選択として、回転数の均等化は、クラッチによって行うこともできる。

使用するプラネタリギヤボックスは、従来の構造形式の少なくとも一つのプラネタリギヤセットから構成され、プラネタリギヤセットは、平坦なマイナス又はプラスプラネタリギヤセットとして、或いはステップ式プラネタリギヤセットとして構成することができる。それらは、シンクロ機構又は噛合クラッチを用いて切り換えられる。

以下において、添付図面にもとづく実施例により、本発明を詳しく説明する。

本発明による変速機の基本構造の模式図 本発明による変速機の基本構造と動力伝達方向に対してプラネタリギヤセットの後に平歯車段を配置した構成の模式図 本発明による変速機の基本構造と平歯車段の別の配置構成の模式図 本発明による変速機の基本構造と平歯車段の別の配置構成の模式図 本発明による変速機の基本構造と動力伝達方向に対してプラネタリギヤセットの前に平歯車段を配置した構成の模式図 本発明による変速機の基本構造と動力伝達方向に対してプラネタリギヤセットの前後に平歯車段を配置した構成の模式図 三つのシャフトを配置したシャフト構成の模式図 四つのシャフトを配置したシャフト構成の模式図 本発明による変速機の第一の実施構成の模式図 本発明による変速機の第二の実施構成の模式図 本発明による変速機の第三の実施構成の模式図 本発明による変速機の第四の実施構成の模式図 本発明による変速機の第五の実施構成の模式図 本発明による変速機の第六の実施構成の模式図 本発明による変速機の第七の実施構成の模式図 本発明による変速機の第八の実施構成の模式図 本発明による変速機の第九の実施構成の模式図 本発明による変速機の第十の実施構成の模式図 本発明による変速機の第十一の実施構成の模式図 本発明による変速機の第十二の実施構成の模式図 本発明による変速機の第十三の実施構成の模式図 本発明による変速機の第十四の実施構成の模式図 本発明による変速機の第十五の実施構成の模式図 本発明による変速機の第十六の実施構成の模式図 本発明による変速機の更に別の実施構成の模式図 図２５に図示した変速機のギヤ比列に対応するシフトパターン例の図 本発明による変速機の更に別の実施構成の模式図 図２７に図示した変速機のギヤ比列に対応するシフトパターン例の図

図１には、本発明による変速機の基本構造が図示されている。それによると、変速機は、駆動シャフトＡｎと、被動シャフトＡｂと、クラッチＫ１及びＫ２を備えたデュアルクラッチと、プラネタリギヤボックスＰＧ１又はＰＧ２として構成された、噛み合う形で切り換えられる少なくとも二つの部分変速機とを有する。

本発明では、各部分変速機には、少なくとも一つの平歯車段又は平歯車変速段が対応しており、それによって、ギヤ比列が、複数変速段式変速機に課される要件と合致している。平歯車段の基本的な配置構成の相異なる実施形態が、図２〜６に図示されている。

図２による配置構成では、プラネタリギヤボックスＰＧ１又はＰＧ２に対応する二つの平歯車段Ｓ１とＳ２が配備されており、それらの平歯車段は、動力伝達方向に対して、プラネタリギヤボックスの後に配置されている。更に、中間シャフトを被動シャフトＡｂと連結するための更に別の平歯車段Ｓ３が配備されている。

図３に図示されている配置構成は、プラネタリギヤボックスＰＧ２に対応する平歯車段Ｓ２が動力伝達方向に対してプラネタリギヤボックスＰＧ２の前に配置されていることが、図２の配置構成と異なっている。この場合、プラネタリギヤボックスＰＧ２は、平歯車段Ｓ３を介して被動シャフトＡｂと連結される、駆動軸と平行な第二の軸上に配置されている。

図４の配置構成は、プラネタリギヤボックスＰＧ１に対応する平歯車段Ｓ１が動力伝達方向に対してプラネタリギヤボックスＰＧ１の前に配置されていることが、図２の配置構成と異なっている。この場合、プラネタリギヤボックスＰＧ１は、平歯車段Ｓ３を介して被動シャフトＡｂと連結される、駆動軸と平行な第二の軸上に配置されている。

図５にもとづき、プラネタリギヤボックスに対応する平歯車段Ｓ１とＳ２を動力伝達方向に対してプラネタリギヤボックスの前に配置することができる。この場合、プラネタリギヤボックスは、駆動軸と平行に配置された同じ中間軸上に配置する（図１７，１８，１９，２０を参照）か、或いは図２１，２２，２３，２４にもとづき説明する通り、平行な相異なる二つの中間軸上に配置することができる。図６に図示されている通り、相異なる二つの中間軸が配備されている場合、これらの別の中間軸と被動シャフトとの連結を保証するために、更に別の平歯車段Ｓ４が必要である。

それによると、本発明による変速機は、二つのクラッチＫ１及びＫ２と回転しない形で連結されたシャフト以外に、三つ又は四つのシャフト、即ち、駆動シャフトＡｎと、被動シャフトＡｂと、中間シャフトＷ１と、プラネタリギヤボックスの配置構成に依存する更に別の中間シャフトＷ２とを有する。そのことは、図７と８に図示されており、図７は、三つのシャフトによる構成を、図８は、四つのシャフトによる構成を図示している。

図９には、本発明による変速機の第一の実施構成が模式的に図示されている。それは、クラッチＫ１とＫ２を備えたデュアルクラッチと、噛み合う形で切り換えられるプラネタリギヤボックスＰＧ１，ＰＧ２として構成された二つの部分変速機とを有し、各プラネタリギヤボックスには、少なくとも一つの平歯車段又は平歯車変速段Ｓ１又はＳ２が対応している。

デュアルクラッチの二つのクラッチＫ１，Ｋ２は、それぞれ同軸の二つの変速機インプットシャフトＡＷ１又はＡＷ２に作用し、それらの変速機インプットシャフトは、それぞれプラネタリギヤボックスＰＧ１又はＰＧ２に作用しており、シャフトＡＷ１は、中実軸として構成され、中空軸として構成されたシャフトＡＷ２と同軸に配置されている。図９に図示されている実施例では、プラネタリギヤボックスＰＧ１，ＰＧ２に対応する平歯車段Ｓ１又はＳ２は、動力伝達方向に対してプラネタリギヤボックスの後に配置されており（即ち、各プラネタリギヤボックスの被動部と連結されており）、その図による平歯車段Ｓ１は、軸方向又は空間方向に見てプラネタリギヤボックスＰＧ１の左に配置され、平歯車段Ｓ２は、軸方向又は空間方向に見てプラネタリギヤボックスＰＧ２の右に配置されている。その図から分かる通り、平歯車段Ｓ１とＳ２によって、回転トルクは、駆動シャフトＡｎと平行に配置された中間シャフトＷ１に伝達され、その中間シャフトは、更に別の平歯車段Ｓ３を介して、被動シャフトＡｂとリンク機構により連結される。被動シャフトＡｂ又は被動歯車は、有利には、（完全な前輪駆動の）左右の駆動輪の間、或いは（四輪駆動の）前車軸と後車軸の間の回転数を均等化する役割を果たす均等化用差動装置Diffと連結される。任意選択として、そのような回転数の均等化は、クラッチ又は所謂ハングオンシステムによって行うこともできる。

図１０に図示されている実施例は、プラネタリギヤボックスＰＧ２に対応する平歯車段Ｓ２が軸方向又は空間方向に見てプラネタリギヤボックスＰＧ２の左に配置されていることが、図９の実施例と異なる。本発明では、平歯車段は、動力伝達方向に見てプラネタリギヤボックスの後に配置するとともに、軸方向又は空間方向に見て各プラネタリギヤボックスＰＧ１又はＰＧ２の右に配置することができる。そのような配置構成は、図１１に図示されており、図１２に図示されている例では、プラネタリギヤボックスＰＧ１に対応する平歯車段Ｓ１は、軸方向又は空間方向に見てプラネタリギヤボックスＰＧ１の右に配置されており、プラネタリギヤボックスＰＧ２に対応する平歯車段Ｓ２は、軸方向又は空間方向に見てプラネタリギヤボックスＰＧ２の左に配置されている。

本発明の別の実施構成の範囲内において、一方のプラネタリギヤボックスに対応する平歯車段を動力伝達方向に対して、そのプラネタリギヤボックスの前に配置することができる（即ち、プラネタリギヤボックスの駆動側が、その平歯車段と連結されている）。この場合、そのようなプラネタリギヤボックスは、中間シャフトＷ１上に配置される。図１３，１４，１５，１６では、ギヤボックスＰＧ２が中間シャフトＷ１上に配置されている実施構成が図解されており、平歯車段Ｓ１，Ｓ２のプラネタリギヤボックスＰＧ１，ＰＧ２に対する相対的な空間的配置構成が異なっている。

当然のことながら、プラネタリギヤボックスＰＧ２に代わって、プラネタリギヤボックスＰＧ１を中間シャフト上に配置するとともに、ギヤボックスＰＧ１に代わって、ギヤボックスＰＧ２を被動シャフトと同軸に配置することができる。

図１３に図示されている実施例では、プラネタリギヤボックスＰＧ２に対応する平歯車段Ｓ２は、軸方向又は空間方向に見てプラネタリギヤボックスＰＧ２の右に（即ち、そのプラネタリギヤボックスの後に）配置されており、プラネタリギヤボックスＰＧ１に対応する平歯車段Ｓ１は、動力伝達方向に対してプラネタリギヤボックスＰＧ１の後で、かつ軸方向に見てギヤボックスＰＧ１の左に配置されている。

図１４に図示されている実施構成は、プラネタリギヤボックスＰＧ２に対応する平歯車段Ｓ２が、軸方向又は空間方向に見てプラネタリギヤボックスＰＧ２の左に配置されていることが、図１３の実施構成と異なり、図１５に図示されている実施構成は、プラネタリギヤボックスＰＧ１に対応する平歯車段Ｓ１が軸方向又は空間方向に見てギヤボックスＰＧ１の右に配置されていることが、図１３の実施構成と異なっている。

更に、図１６には、プラネタリギヤボックスＰＧ２に対応する平歯車段Ｓ２が軸方向又は空間方向に見てプラネタリギヤボックスＰＧ２の左に配置されており、プラネタリギヤボックスＰＧ１に対応する平歯車段Ｓ１が軸方向又は空間方向に見てプラネタリギヤボックスＰＧ１の右に配置されているいる変速機が図示されている。

図１７，１８，１９，２０では、二つのプラネタリギヤボックスＰＧ１，ＰＧ２に対応する平歯車段Ｓ１，Ｓ２が動力伝達方向に対してプラネタリギヤボックスＰＧ１又はＰＧ２の前に配置されている（即ち、それらのプラネタリギヤボックスの駆動側が、それらに対応する平歯車段と連結されている）、本発明による変速機の実施例が図示されている。この場合、プラネタリギヤボックスＰＧ１，ＰＧ２は、駆動軸と平行な同じ中間軸上に配置されている。図示されている実施例は、平歯車段Ｓ１，Ｓ２のプラネタリギヤボックスＰＧ１，ＰＧ２に対する相対的な空間的配置構成が相違している。

図１７に図示されている例では、プラネタリギヤボックスＰＧ２に対応する平歯車段Ｓ２は、軸方向又は空間方向に見てプラネタリギヤボックスＰＧ２の右に配置されており、プラネタリギヤボックスＰＧ１に対応する平歯車段Ｓ１は、軸方向又は空間方向に見てプラネタリギヤボックスＰＧ１の左に配置されている。図１８に図示されている実施例は、プラネタリギヤボックスＰＧ２に対応する平歯車段Ｓ２が軸方向又は空間方向に見てプラネタリギヤボックスＰＧ２の左に配置されていることが、図１７に図示されている例と異なっている。更に、図１９では、プラネタリギヤボックスＰＧ１に対応する平歯車段Ｓ１が軸方向又は空間方向に見てプラネタリギヤボックスＰＧ１の右に配置されていることが、図１７に図示されている変速機と異なる構成の変速機が図示されている。図１７，１８，１９に図示されている配置構成に代わって、プラネタリギヤボックスＰＧ２に対応する平歯車段Ｓ２を軸方向又は空間方向に見てプラネタリギヤボックスＰＧ２の左に配置し、プラネタリギヤボックスＰＧ１に対応する平歯車段Ｓ１を軸方向又は空間方向に見てプラネタリギヤボックスＰＧ１の右に配置することができる。そのような配置構成が、図２０に図示されている。

図２１，２２，２３，２４には、二つのプラネタリギヤボックスＰＧ１，ＰＧ２に対応する平歯車段Ｓ１，Ｓ２が動力伝達方向に対してプラネタリギヤボックスＰＧ１又はＰＧ２の前に配置されている（即ち、プラネタリギヤボックスの駆動側が、それらに対応する平歯車段と連結されている）、本発明による変速機の実施例が図示されている。この場合、プラネタリギヤボックスＰＧ１，ＰＧ２は、それぞれ駆動軸と平行な相異なる中間軸Ｗ１又はＷ２上に配置されている。図示されている実施例は、平歯車段Ｓ１，Ｓ２のプラネタリギヤボックスＰＧ１，ＰＧ２に対する相対的な空間的配置構成が相違している。

図２１，２２，２３，２４に図示されている配置構成では、被動シャフトＡｂとのリンク機構による連結を実施するための更に別の平歯車段Ｓ３又はＳ４が、それぞれ動力伝達方向に対してプラネタリギヤボックスＰＧ１，ＰＧ２の後に配置されている。これらの平歯車段Ｓ３，Ｓ４は、それぞれドライビングピニオンと被動歯車から構成することができる。しかし、有利には、二つの平歯車段に対して、図２１〜２４に図示されている通り、二つのピニオンに作用し、それにも関わらず平歯車段を別個の二つのギヤ比段として使用することが可能な単一の被動歯車だけを使用する。

図２１では、プラネタリギヤボックスＰＧ２に対応する平歯車段Ｓ２が、軸方向又は空間方向に見てプラネタリギヤボックスＰＧ２の右に配置されており、プラネタリギヤボックスＰＧ１に対応する平歯車段Ｓ１が、軸方向又は空間方向に見てプラネタリギヤボックスＰＧ１の左に配置されている。図２２に図示されている実施例は、プラネタリギヤボックスＰＧ２に対応する平歯車段Ｓ２が軸方向又は空間方向に見てプラネタリギヤボックスＰＧ２の左に配置されていることが、図１７に図示されている例と異なっている。

更に、図２３には、プラネタリギヤボックスＰＧ１に対応する平歯車段Ｓ１が軸方向又は空間方向に見てプラネタリギヤボックスＰＧ１の右に配置されていることが、図２１に図示されている変速機と異なる構成の変速機が図示されている。更に、図２４では、図１７，１８，１９に図示されている配置構成に代わって、プラネタリギヤボックスＰＧ２に対応する平歯車段Ｓ２を軸方向又は空間方向に見てプラネタリギヤボックスＰＧ２の左に配置するとともに、プラネタリギヤボックスＰＧ１に対応する平歯車段Ｓ１を軸方向又は空間方向に見てプラネタリギヤボックスＰＧ１の右に配置することができる。

プラネタリギヤボックスの１段異なるギヤ比を実現するためには、固定されている筐体で支持することが常に必要である。それは、プラネタリギヤボックスの自由なシャフトと筐体間の連結が必要であることを意味する。そのような連結を時間的に限定した形で実現して、筐体との解除可能な連結をシンクロ機構、噛合クラッチ又は多板式ブレーキを用いて実現することが可能であるか、或いはそのような連結を時間的に持続する、即ち、その場合の支持が、シンクロ機構、噛合クラッチ又は多板式クラッチを用いて、第二のシャフトを第三のシャフトと連結した時に初めて作用するようにすることが可能である。

一つのプラネタリギヤセット又はプラネタリギヤボックスでは、そのギヤボックスをパイパスすることによって、即ち、駆動部と被動部を互いに直接連結することによって、或いはそのギヤボックスをロックすれば、即ち、一つのプラネタリギヤセットの二つのシャフトを互いに連結すれば、１に等しいギヤ比を実現することが可能である。

更に別の変速段、特に、後進変速段を実現するためには、従来技術にもとづき、シンクロ機構を用いて、一つのシャフトと連結される更に別の平歯車段によって、そのような変速段を実現することができる。

以下の表には、個々のギヤ比を配分することによって、有意なギヤ比を実現する形態が示されている。

最も左に図示されている６変速段とギヤ比の範囲が６のギヤ比列ｉを実現するためには、ｉ＿ｐ１とｉ＿ｐ２と表題を付けた列に表示されているギヤ比を部分変速機ＰＧ１とＰＧ２に配分しなければならない（ギヤ比間の比率がｐｈｉで表示されている）。ここで、使用可能な平歯車のギヤ比において、それらのギヤ比の中の一つをそれぞれダイレクトドライブ段（ｉ＝１．０）として選定することができる。ｉ＿ｐ１’とｉ＿ｐ２’と表題を付けた列では、それぞれ最後の変速段がダイレクトドライブ段として選定されており、ｉ＿ｐ１''とｉ＿ｐ２''と表題を付けた列では、複数の変速段がダイレクトドライブ段として選定されている。そのようにして、それぞれ必要な平歯車のギヤ比を構成している。しかし、所要の総合的なギヤ比を実現するためには、図示されていない別の減速比（アクスルギヤ比）も更に補足しなければならない。従って、このようなパターンにもとづき、所要のギヤ比を実現することができるプラネタリギヤボックスを容易に選定することが可能であることが分かる。

図２５には、図２３に図示されている配置構成を備えた変速機の詳細図が図示されており、その変速機は、二つの後進ギヤ段を備えた６変速段式変速機として構成され、二つの部分変速機ＰＧ１，ＰＧ２が同様に構成されているが、その停車時のギヤ比だけが異なる。二つの部分変速機は、それぞれ三つの前進変速段と一つの後進変速段を有し、個々のギヤ比の所要の総合的なギヤ比への適合は、相異なる平歯車段Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４によって行われる。

図面では、有利には、シンクロ機構として構成された、第一、第二、第三、第四、第五、第六の変速段に関して作動される噛合式ギヤシフトエレメントが、符号ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５，ｓ６で表示されている。更に、第一と第二の後進変速段に関して必要なギヤシフトエレメントが、符号ｓｒ１とｓｒ２で表示されており、変速機の筐体は、符号Ｇで表示されている。

この場合、プラネタリギヤボックスＰＧ１は、奇数の変速段に対応する部分変速機１であり、プラネタリギヤボックスＰＧ２は、偶数の変速段に対応する部分変速機２である。相異なる変速段に切り換えるための動作手法は、従来のデュアルクラッチ変速機の動作手法と異なる所は無い。個々の変速段は、部分変速機で事前に準備して、デュアルクラッチでのクラッチの切り換えによってシフトしている。

図２６には、図２５に図示されている変速機に関するシフトパターンが図示されている。各変速段に関して、デュアルクラッチのクラッチＫ１又はＫ２と、閉じるべきクラッチＫ１又はＫ２に対応する一方の部分変速機ＰＧ１，ＰＧ２の噛合式ギヤシフトエレメントを閉じる。図面では、各変速段に必要なギヤシフトエレメントを符号ｘで表示し、その次に高い、或いはその次に低い変速段に関して事前に準備すべき他方の部分変速機のギヤシフトエレメントを符号ｏで表示している（後進変速段では、その次に可能な前進変速段に必要なギヤシフトエレメントも符号ｏで表示している）。このシフトパターンからは、例えば、個々の変速段の各ギヤ比ｉ及びそれにもとづき決定されるギヤ比間の比率ｐｈｉを読み取ることができる。

第一変速段は、クラッチＫ１とギヤシフトエレメントｓ１を閉じることによって、第二変速段は、クラッチＫ２とギヤシフトエレメントｓ２を閉じることによって、第三変速段は、クラッチＫ１とギヤシフトエレメントｓ３を閉じることによって、第四変速段は、クラッチＫ２とギヤシフトエレメントｓ４を閉じることによって得られる。更に、第五変速段は、クラッチＫ１とギヤシフトエレメントｓ５を閉じることによって、第六変速段は、クラッチＫ２とギヤシフトエレメントｓ６を閉じることによって得られる。このシフトパターンから分かる通り、後進第一変速段は、クラッチＫ１とギヤシフトエレメントｓｒ１を閉じることによって得られ、後進第二変速段は、クラッチＫ２とギヤシフトエレメントｓｒ２を閉じることによって得られる。

図２７には、同様に、平歯車段Ｓ１，Ｓ２が動力伝達方向に対してプラネタリギヤボックスＰＧ１，ＰＧ２の前に配置されており、プラネタリギヤボックスＰＧ１，ＰＧ２が、それぞれ駆動軸と平行な相異なる中間軸Ｗ１，Ｗ２上に配置され、二つの部分変速機ＰＧ１，ＰＧ２が同様に構成されている（しかし、一方の部分変速機が鏡像関係で配置されている）が、その停車時のギヤ比だけが異なる６変速段式変速機が図示されている。図２５に図示されている変速機と同様に、被動シャフトＡｂとのリンク機構による連結を実現する別の平歯車段Ｓ３又はＳ４が、それぞれプラネタリギヤボックスＰＧ１，ＰＧ２の後に配置されている。二つの部分変速機ＰＧ１，ＰＧ２は、それぞれ三つの前進変速段を有し、所要の後進変速段は、平歯車段ＳＲとシンクロ機構ｓｒ１を用いて実現することが可能となっている。本発明では、個々のギヤ比の所要の総合的なギヤ比への適合は、相異なる平歯車段Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４によって行われる。

図２８には、図２７に図示されている変速機用のシフトパターンが図示されている。各変速段に関して、デュアルクラッチのクラッチＫ１又はＫ２と、閉じるべきクラッチＫ１又はＫ２に対応する一方の部分変速機ＰＧ１，ＰＧ２の噛合式ギヤシフトエレメントとを閉じる。図面では、各変速段に必要なギヤシフトエレメントを符号ｘで表示し、その次に高い、或いはその次に低い変速段に関して事前に準備すべき他方の部分変速機のギヤシフトエレメントを符号ｏで表示している（後進変速段では、その次の前進変速段に必要なギヤシフトエレメントを符号ｏで表示している）。このシフトパターンからは、例えば、個々の変速段の各ギヤ比ｉ及びそれにもとづき決定されるギヤ比間の比率ｐｈｉを読み取ることができる。

第一変速段は、クラッチＫ１とギヤシフトエレメントｓ１を閉じることによって、第二変速段は、クラッチＫ２とギヤシフトエレメントｓ２を閉じることによって、第三変速段は、クラッチＫ１とギヤシフトエレメントｓ３を閉じることによって、第四変速段は、クラッチＫ２とギヤシフトエレメントｓ４を閉じることによって得られる。更に、第五変速段は、クラッチＫ１とギヤシフトエレメントｓ５を閉じることによって、第六変速段は、クラッチＫ２とギヤシフトエレメントｓ６を閉じることによって得られる。このシフトパターンから分かる通り、後進変速段は、クラッチＫ１とギヤシフトエレメントｓｒ１を閉じることによって得られる。

本発明による技術思想によって、非常にコンパクトな構造ユニットを提供することが可能となり、構造の長さが短いことによって、ここで紹介した変速機は、前方横向きの構造形式に最適となり、プラネタリギヤボックスは、中間軸式変速機と比べて、エネルギー密度比が高いことを特徴とし、より少ない部品を用いて、より多くのギヤ比を実現することが可能である。更に、本発明による変速機は、従来の中間軸構造形式のデュアルクラッチ変速機と比べて軽い。

別の実施構成の範囲内において、部分変速機が前述した例と同様にプラネタリギヤボックスとして構成された、三つ以上の部分変速機を備えた複式クラッチ変速機を規定することができる。

更なる利点は、ギヤ比の選定が、従来のプラネタリギヤボックスと比べて自由であり、その結果変速機をニーズに合わせることができることである。平歯車段の追加によって、ギヤ比を選定する時の自由度が向上し、それによって、有利には、所望のギヤ比列を非常に正確に調整又は変更することができる。

更に、本発明による変速機は、部品の再使用率が高いために、安価に製造することが可能であり、低損失なシンクロ機構を採用しているので、従来のプラネタリギヤボックスと比べて高い効率を有する。更に、部分変速機毎に、二つのダイレクトドライブ段を配備することができる（従来のプラネタリギヤボックスでは、一つのダイレクトドライブ段しか実現することができない）。

当然のことながら、如何なる具体的な構成、特に、プラネタリギヤセットとギヤシフトエレメントの如何なる空間的な配置構成は、単独でも、並びに技術的に有意である限り組み合せても、そのような構成が図面又は明細書に明示的に示されていない場合でも、請求項に記載されている変速機の機能に影響を及ぼさない限り、本発明による請求項の保護範囲内に有る。

Ｋ１ クラッチ
Ｋ２ クラッチ
ＰＧ１ プラネタリギヤボックス
ＰＧ２ プラネタリギヤボックス
Ａｎ 駆動シャフト
Ａｂ 被動シャフト
ＡＷ１ 中実シャフト
ＡＷ２ 中空シャフト
Ｗ１ 中間シャフト
Ｗ２ 中間シャフト
Ｓ１ 平歯車段
Ｓ２ 平歯車段
Ｓ３ 平歯車段
Ｓ４ 平歯車段
ＳＲ 平歯車段
Diff 差動装置
Ｇ 筐体
ｉ ギヤ比
ｐｈｉ ギヤ比間の比率
ｓ１ ギヤシフトエレメント
ｓ２ ギヤシフトエレメント
ｓ３ ギヤシフトエレメント
ｓ４ ギヤシフトエレメント
ｓ５ ギヤシフトエレメント
ｓ６ ギヤシフトエレメント
ｓｒ１ ギヤシフトエレメント
ｓｒ２ ギヤシフトエレメント

Claims (18)

1. 一つのデュアルクラッチと二つの部分変速機とを有し、そのデュアルクラッチの二つのクラッチ（Ｋ１，Ｋ２）が、それぞれ同軸の変速機インプットシャフト（ＡＷ１，ＡＷ２）に作用し、その変速機インプットシャフトが、部分変速機に作用する、前方横向きの配置構成のためのデュアルクラッチ変速機において、
   これらの部分変速機が、噛み合う形で切り換えられるプラネタリギヤボックス（ＰＧ１，ＰＧ２）として構成されていることと、
   被動が、変速機の駆動と同じ側で、かつ同じ回転方向で駆動と軸平行に行われ、変速機インプットシャフト（ＡＷ１，ＡＷ２）と平行に配置された少なくとも一つの中間シャフト（Ｗ１，Ｗ２）を介して被動シャフト（Ａｂ）にトルクが伝達されることと、
   を特徴とする前方横向きの配置構成のためのデュアルクラッチ変速機。
2. プラネタリギヤボックス（ＰＧ１，ＰＧ２）が、従来の構造形式の少なくとも一つのプラネタリギヤセットから構成されることを特徴とする請求項１に記載の前方横向きの配置構成のためのデュアルクラッチ変速機。
3. 当該のプラネタリギヤセットが、平坦なマイナス又はプラスプラネタリギヤセットとして構成されるか、或いはステップ式プラネタリギヤセットとして構成されることを特徴とする請求項２に記載の前方横向きの配置構成のためのデュアルクラッチ変速機。
4. プラネタリギヤボックス（ＰＧ１，ＰＧ２）が、シンクロ機構又は噛合クラッチを用いて切り換えることが可能であることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の前方横向きの配置構成のためのデュアルクラッチ変速機。
5. 個々の変速段は、部分変速機（ＰＧ１，ＰＧ２）において事前に準備しておき、デュアルクラッチにおけるクラッチを切り換えることによってシフトチェンジされ、各プラネタリギヤボックス（ＰＧ１，ＰＧ２）が、必要な前進変速段の少なくとも一つから成る２分割部分を少なくとも備えており、一方のプラネタリギヤボックス（ＰＧ１，ＰＧ２）が、偶数又は奇数の変速段を構成することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の前方横向きの配置構成のためのデュアルクラッチ変速機。
6. 後進変速段は、一方のプラネタリギヤボックスの一つのギヤシフトエレメントを閉じることによって、或いは追加の平歯車段と噛合式ギヤシフトエレメントによって実現することが可能であることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の前方横向きの配置構成のためのデュアルクラッチ変速機。
7. 部分変速機（ＰＧ１，ＰＧ２）が同様の形に構成されていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載の前方横向きの配置構成のためのデュアルクラッチ変速機。
8. 各プラネタリギヤボックス（ＰＧ１，ＰＧ２）には、軸方向又は空間方向に見て各プラネタリギヤボックス（ＰＧ１，ＰＧ２）の左又は右の前に配置されている少なくとも一つの平歯車段（Ｓ１，Ｓ２）が対応していることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載の前方横向きの配置構成のためのデュアルクラッチ変速機。
9. 平歯車段（Ｓ１，Ｓ２）が、動力伝達方向に対してプラネタリギヤボックス（ＰＧ１，ＰＧ２）の後に配置されており、プラネタリギヤボックス（ＰＧ１，ＰＧ２）が、駆動シャフト（ＡＷ１，ＡＷ２）上に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の前方横向きの配置構成のためのデュアルクラッチ変速機。
10. 平歯車段（Ｓ１，Ｓ２）が、動力伝達方向に対して二つのプラネタリギヤボックス（ＰＧ１，ＰＧ２）の前に配置されており、プラネタリギヤボックス（ＰＧ１，ＰＧ２）が、駆動軸と平行な同じ中間軸（Ｗ１）上に配置されるか、或いは相異なる平行な二つの中間シャフト（Ｗ１，Ｗ２）上に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の前方横向きの配置構成のためのデュアルクラッチ変速機。
11. 更に別の中間シャフト（Ｗ１，Ｗ２）と被動シャフト（Ａｂ）との連結を保証するために、二つの平歯車段（Ｓ３，Ｓ４）が、追加して配備されていることを特徴とする請求項９に記載の前方横向きの配置構成のためのデュアルクラッチ変速機。
12. 平歯車段（Ｓ３，Ｓ４）が、それぞれドライビングピニオンと被動歯車から構成されることを特徴とする請求項１０に記載の前方横向きの配置構成のためのデュアルクラッチ変速機。
13. 二つの平歯車段（Ｓ３，Ｓ４）に対して、二つのドライビングピニオンに作用する単一の被動歯車が配備されており、これらの平歯車段（Ｓ３，Ｓ４）が、別個の二つのギヤ段として使用することが可能であることを特徴とする請求項１０に記載の前方横向きの配置構成のためのデュアルクラッチ変速機。
14. 一つの平歯車段（Ｓ１，Ｓ２）が、動力伝達方向に対して、それに対応するプラネタリギヤボックス（ＰＧ１，ＰＧ２）の前に配置され、一つの平歯車段（Ｓ１，Ｓ２）が、動力伝達方向に対して、それに対応するプラネタリギヤボックス（ＰＧ１，ＰＧ２）の後に配置されており、対応する平歯車段が動力伝達方向に対して前に配置されているプラネタリギヤボックスは、駆動軸と平行な中間シャフト（Ｗ１）上に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の前方横向きの配置構成のためのデュアルクラッチ変速機。
15. 単一の中間シャフト（Ｗ１）の場合に、その中間シャフト（Ｗ１）を被動シャフト（Ａｂ）と連結するための平歯車段（Ｓ３）が追加して配備されていることを特徴とする請求項８又は１３に記載の前方横向きの配置構成のためのデュアルクラッチ変速機。
16. 当該のデュアルクラッチが、デュアルクラッチモジュールとして実現されるか、或いは変速機内の相異なる位置に配置された二つのクラッチを有する「分離された」デュアルクラッチとして実現されていることを特徴とする請求項１から１５までのいずれか一つに記載の前方横向きの配置構成のためのデュアルクラッチ変速機。
17. 動力の伝達が、エンジンから、任意選択による捩じり振動を軽減するための部品を通り、油圧式回転トルクコンバータ又は油圧クラッチを通って、デュアルクラッチへと行われることを特徴とする請求項１から１６までのいずれか一つに記載の前方横向きの配置構成のためのデュアルクラッチ変速機。
18. 一つの被動歯車又は複数の被動歯車が、（完全な前輪駆動の）左右の駆動輪の間の回転数を均等化する役割又は（四輪駆動の）前車軸と後車軸の間の回転数を均等化する役割を果たす均等化用差動装置（Diff）と連結されていることを特徴とする請求項１から１７までのいずれか一つに記載の前方横向きの配置構成のためのデュアルクラッチ変速機。

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