JP4647588B2 - 多段自動変速機 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部分、ないしは請求項６の上位概念部分に記載の自動車における多段自動変速機に関する。

独国特許出願公開第１０２１３８２０号明細書において、グループ切換なしに入れ換え可能な８つの前進段と１つの後進段とを備えたトルクコンバータ自動変速機に対する複数の遊星歯車装置配置構造が知られている。それらの遊星歯車装置配置構造はそれぞれ、単一遊星歯車装置として形成されたオーバードライブ前置歯車装置と、２キャリヤ４軸形伝動装置として形成された主歯車装置と、６つの切換要素(４つのクラッチ、２つのブレーキ)とを有している。主歯車装置はラビニヨ型歯車装置として形成されているか、互いに連結された２つの単一遊星歯車装置を有している。

主歯車装置が「シンプソン歯車装置」として形成された独国特許出願公開第１０２１３８２０号明細書における１つの配置構造例が、図１に従来技術として示されている。そのような遊星歯車装置構造形状は、公知のように、歯車装置負荷(無効動力)および遊星歯車回転数に関して、従って効率に関して、比較的良好である。図１から理解できるように、前置遊星歯車装置ＶＳは、太陽歯車ＳＯ−ＶＳ、内ば歯車ＨＯ−ＶＳおよび遊星歯車Ｐ−ＶＳ付きキャリヤＳＴ−ＶＳを有している。その主歯車装置は、第１および第２の単一遊星歯車装置ＮＳ１、ＮＳ２で形成されている。その第１、第２の各遊星歯車装置ＮＳ１、ＮＳ２はそれぞれ、太陽歯車ＳＯ−ＮＳ１、ＳＯ−ＮＳ２、内ば歯車ＨＯ−ＮＳ１、ＨＯ−ＮＳ２および遊星歯車Ｐ−ＮＳ１、Ｐ−ＮＳ２付きキャリヤＳＴ−ＮＳ１、ＳＴ−ＮＳ２を有している。前置歯車装置ＶＳの太陽歯車ＳＯ−ＶＳは、変速機ケースＧＥに固定されている。キャリヤＳＴ−ＶＳは前置歯車装置ＶＳの入力要素として、変速機の駆動軸ＡＮに固く結合されている。内ば歯車ＨＯ−ＶＳは前置歯車装置ＶＳの出力要素を形成している。２キャリヤ４軸形伝動装置として形成された主歯車装置の４つの軸の数字符号は、歯車列構成の速度線図における順序に合わされている。遊星歯車装置ＮＳ１、ＮＳ２の互いに固く連結された太陽歯車ＳＯ−ＮＳ１、ＳＯ−ＮＳ２は、主歯車装置の第１軸を形成し、切換要素Ｂを介して前置歯車装置ＶＳの内ば歯車ＨＯ−ＶＳに結合でき、切換要素Ｃを介して駆動軸ＡＮに結合できる。遊星歯車装置ＮＳ１のキャリヤＳＴ−ＮＳ１は、主歯車装置の第２軸を形成し、切換要素Ｄを介して変速機ケースＧＥに固定でき、切換要素Ｅを介して駆動軸ＡＮに結合できる。歯車装置ＮＳ２のキャリヤＳＴ−ＮＳ２および歯車装置ＮＳ１の内ば歯車ＨＯ−ＮＳ１は、互いに固く結合され、主歯車装置の第３軸を形成し、主歯車装置の出力要素として、自動変速機の出力軸ＡＢに結合されている。遊星歯車装置ＮＳ２の内ば歯車ＨＯ−ＮＳ２は、２キャリヤ４軸形伝動装置として形成された主歯車装置の第４軸を形成し、切換要素Ａを介して前置歯車装置ＶＳの内ば歯車ＨＯ−ＶＳに結合でき、切換要素Ｆを介して変速機ケースＧＥに結合できる。この結合に応じて、連結された太陽歯車ＳＯ−ＮＳ１、ＳＯ−ＮＳ２は、詳しくは切換要素Ａ、Ｂの同時接続によって、内ば歯車ＨＯ−ＮＳ２にも結合できる。この結合に応じて、連結された太陽歯車ＳＯ−ＮＳ１、ＳＯ−ＮＳ２は、詳しくは切換要素Ｃ、Ｅの同時接続によって、キャリヤＳＴ−ＮＳ１にも結合できる。

上述した個々の遊星歯車装置要素の相互結合および６つの切換要素への結合に応じて、独国特許出願公開第１０２１３８２０号明細書の遊星歯車装置構成は、駆動軸ＡＮと出力軸ＡＢが非同軸的配置の用途に対してしか、即ち、例えば走行方向に対して直角に配置されたエンジン（フロント横置き式エンジン）を備えた自動車に対してしか適用されない。

本発明の課題は、上述した従来技術から出発して、標準駆動装置付き自動車に対する多段自動変速機の歯車列構成を作ることにある。即ち、互いに同軸的に配置された駆動軸と出力軸と、グループ切換なしに、対を成した選択的係合によって駆動軸の変速機入力回転数を出力軸に伝達する６つの切換要素と、駆動軸に常時結合されたオーバードライブ、前置遊星歯車装置と、主歯車装置要素を介して常時出力軸に結合され、前置遊星歯車装置の出力要素に結合できる主歯車装置とを備え、シンプソン遊星歯車装置と同様の利点を有する歯車列構成を作ることにある。また、多段自動変速機が、好適には８つの前進段と大きなトータル・ステップ比を有するようにしようとしている。

本発明の課題は、上述の従来技術から出発して、請求項１記載の特徴、または請求項６記載の特徴を有する多段自動変速機によって解決される。有利な実施態様は従属請求項に記載されている。

従来技術から出発して、本発明に基づく多段自動変速機は、いまや同軸的に配置された駆動軸と出力軸を有し、且つ６つの切換要素（４つのクラッチと２つのブレーキ）を有している。その切換要素の選択的係合によって、或る速度段から次の高速段あるいは次の低速段に切り換えるために、そのとき作動されていた切換要素のうちの１つの切換要素だけが解除され、他の１つの切換要素が係合されるようにして、多段自動変速機の駆動軸の変速機入力回転数が多段自動変速機の出力軸に伝達される。

さらに、本発明に基づく多段自動変速機は、前置遊星歯車装置として単一オーバードライブ遊星歯車装置並びに主歯車装置として多列形遊星歯車装置を有している。前置遊星歯車装置の１つの要素（太陽歯車）が、多段自動変速機の変速機ケースに固く結合されている。前置遊星歯車装置の入力要素（キャリヤ）が、駆動軸に固く結合されている。前置遊星歯車装置の出力要素（内ば歯車）が、第１および第２の切換要素を介して、主歯車装置の少なくとも異なった２つの要素（連結された太陽歯車、内ば歯車）に結合される。主歯車装置の少なくとも２つの要素（連結された太陽歯車、キャリヤ）が、第３ないし第５の切換要素を介して、多段自動変速機の駆動軸に結合され、そのうちの１つの要素（キャリヤ）は、また第４切換要素を介して、変速機ケースに固定される。主歯車装置のもう１つの要素（内ば歯車）が、専ら第６切換要素を介して変速機ケースに固定される。さらに、主歯車装置のもう１つの要素（内ば歯車に結合されたキャリヤ）が、主歯車装置の出力要素を形成し、専ら多段自動変速機の出力軸に固く結合されている。

上述した従来の独国特許出願公開第１０２１３８２０号明細書の技術のように、主歯車装置は、シンプソン遊星歯車装置と同じように構成され、部品負荷、遊星歯車回転数および、特に効率について公知の同じ利点を有している。独国特許出願公開第１０２１３８２０号明細書と異なって、多段自動変速機の主歯車装置は、２キャリヤ４軸形伝動装置として形成されておらず、本発明に基づいて連結され低減された３キャリヤ５軸形伝動装置として形成されている。原理的に３つの後置遊星歯車装置から成る主歯車装置の低減は、太陽歯車、遊星歯車および第２および第３後置遊星歯車装置のキャリヤが互いに結合ないし一体化されていることにある。これによって、従来の独国特許出願公開第１０２１３８２０号明細書の技術に比べての構造的余計経費はもう１つの親歯車（太陽歯車）に限られる。

本発明に基づく連結され低減された３キャリヤ５軸主歯車装置の第１後置遊星歯車装置は、機能および結合が、独国特許出願公開第１０２１３８２０号明細書に記載の２キャリヤ４軸形シンプソン主歯車装置の第１遊星歯車装置に相当している。独国特許出願公開第１０２１３８２０号明細書に記載の２キャリヤ４軸形シンプソン主歯車装置の第２遊星歯車装置は、いまや、２つの後置遊星歯車装置から成る組合せ装置と置き換えられ、この（全体として見て）組合せ装置は、上述した２キャリヤ４軸形シンプソン主歯車装置の第２遊星歯車装置と同じように、他の変速機構成要素に結合されている。本発明に基づく第１の方式において、この組合せ装置は、それぞれ１つの内ば歯車を備えた２つの個々の単一遊星歯車装置で形成され、それに応じて、主歯車装置は３つの個々の後置遊星歯車装置を有している。本発明に基づく第２の方式において、この組合せ装置は、１つの太陽歯車と２つの内ば歯車とを備えた連結形後置遊星歯車装置によって形成されている。

連結されていないただ２つの内ば歯車を備えた従来公知の２キャリヤ４軸形シンプソン主歯車装置の代わりに、連結されていない３つの内ば歯車を備えた３キャリヤ５軸形主歯車装置を利用することによって、いまや、第６切換要素（変速機ケースに固定するためのブレーキ）および第１切換要素（後置遊星歯車装置の出力要素に結合するためのクラッチ）への切換要素側結合が、空間的に分離されている。これによってまた、主歯車装置の出力要素と多段自動変速機の出力軸との結合要素を、多段自動変速機の駆動軸および出力軸が互いに同軸的に配置され、従って、多段自動変速機が標準駆動装置付き自動車への組込みに適用されるように形成することもできる。本発明に基づいて、この結合要素は空間的に見て軸方向において、第２および第３後置遊星歯車装置ないし連結後置歯車装置の両内ば歯車間を貫通し、第３後置遊星歯車装置の内ば歯車ないし連結後置歯車装置の第２内ば歯車を軸方向から見て半径方向に完全に覆っている。

以下、遊星歯車装置の個々の構成要素の本発明に基づく相互の連結および６つの切換要素への連結、並びに、多段変速機の駆動軸および出力軸への結合について、図を参照して詳細に説明する。なお各図において同一部分には同一符号が付されている。
図１に示された独国特許出願公開第１０２１３８２０号明細書の歯車列構成については既に詳細に説明した。

図２には、標準駆動装置に対する本発明に基づく多段自動変速機の歯車列構成に対する第１実施形態が示されている。図１の場合と同様に、ＡＮは自動変速機の駆動軸、ＡＢは自動変速機の出力軸、ＧＥは変速機ケース、Ａ〜Ｆは６つの個々の切換要素である。多段自動変速機はすべて同軸的に配置された全部で４つの個々の遊星歯車装置を有し、即ち、オーバードライブ遊星歯車装置として形成された前置歯車装置ＶＳおよび３つの後置歯車装置ＮＳ１、ＮＳ２、ＮＳ３を有している。前置歯車装置ＶＳの太陽歯車ＳＯ−ＶＳは変速機ケースＧＥに固定されている。そのキャリヤＳＴ−ＶＳは前置歯車装置ＶＳの入力要素を形成し、駆動軸ＡＮに固く結合されている。内ば歯車ＨＯ−ＶＳは、主歯車装置の個々の要素に結合される前置歯車装置ＶＳの出力要素を形成している。

３つの後置歯車装置ＮＳ１、ＮＳ２、ＮＳ３から形成された主歯車装置は、３キャリヤ５軸形伝動装置として形成されている。以下に使用される主歯車装置の５つの軸の数字符号は、歯車列構成の速度線図における順序に合わされている。主歯車装置第１軸は、３つの後置歯車装置ＮＳ１、ＮＳ２、ＮＳ３の相互に固く結合された３つの太陽歯車ＳＯ−ＮＳ１、ＳＯ−ＮＳ２、ＳＯ−ＮＳ３によって形成され、第２切換要素Ｂを介して、前置歯車装置ＶＳの内ば歯車ＨＯ−ＶＳに結合され、第３切換要素Ｃを介して駆動軸ＡＮに結合される。後置歯車装置ＮＳ１のキャリヤＳＴ−ＮＳ１は主歯車装置第２軸を形成し、切換要素Ｄを介して変速機ケースＧＥに固定され、切換要素Ｅを介して駆動軸ＡＮに結合される。後置歯車装置ＮＳ１の内ば歯車ＨＯ−ＮＳ１、後置歯車装置ＮＳ２のキャリヤＳＴ−ＮＳ２および後置歯車装置ＮＳ３のキャリヤＳＴ−ＮＳ３は、主歯車装置第３軸として互いに固く結合され、主歯車装置の出力要素として、自動変速機の出力軸ＡＢに結合されている。後置歯車装置ＮＳ２の内ば歯車ＨＯ−ＮＳ２は主歯車装置第４軸を形成し、切換要素Ｆを介して変速機ケースＧＥに固定される。また、内ば歯車ＨＯ−ＮＳ３が主歯車装置第５軸を形成し、切換要素Ａを介して前置歯車装置ＶＳの内ば歯車ＨＯ−ＶＳに結合される。この部品結合に応じて、主歯車装置の連結された太陽歯車ＳＯ−ＮＳ１、ＳＯ−ＮＳ２、ＳＯ−ＮＳ３は、第３後置歯車装置の内ば歯車ＨＯ−ＮＳ３にも、詳しくは、切換要素Ａ、Ｂの同時接続によって結合される。この結合に応じて、主歯車装置の連結された太陽歯車ＳＯ−ＮＳ１、ＳＯ−ＮＳ２、ＳＯ−ＮＳ３は、第１後置歯車装置のキャリヤＳＴ−ＮＳ１にも、詳しくは、切換要素Ｃ、Ｅの同時接続によって結合される。

図２に第１実施形態として示された配置構造において、３つの後置歯車装置ＮＳ１、ＮＳ２、ＮＳ３が軸方向に直列に並べて配置されている。その場合、第１後置歯車装置ＮＳ１は変速機ケースＧＥの内部において前置歯車装置の側に置かれ、第３後置歯車装置ＮＳ３は、自動変速機の前置歯車装置ＶＳとは反対の側に置かれている。前置歯車装置ＶＳは、自動変速機の（図２では簡略化するために図示されていない）エンジンの側に配置されている。それに応じて、第３後置歯車装置ＮＳ３は、自動変速機のエンジンとは反対の側に配置されている。

この第１実施形態において、前置歯車装置ＶＳは、変速機ケースＧＥの図示されていないエンジンの側に直接隣接している。前置歯車装置ＶＳのエンジンとは反対の側に、即ち、第１後置歯車装置ＮＳ１の側に、クラッチＢが配置されている。クラッチＢ、特に略図化するために図２には示されていないクラッチＢのサーボ装置は、空間的に見て軸方向において、前置歯車装置ＶＳと第１後置歯車装置ＮＳ１との間に配置されている。異なった形態において、特にクラッチＢのクラッチディスクは、少なくとも部分的に軸方向から見て、前置歯車装置ＶＳの半径方向外側に配置される。なお異なった形態において、特にクラッチＢのクラッチディスクは、少なくとも部分的に、前置歯車装置ＶＳの第１後置歯車装置ＮＳ１の側にも配置でき、その場合、クラッチＢの出力要素は前置歯車装置ＶＳの内ば歯車ＨＯ−ＶＳを軸方向において半径方向に覆う。

クラッチＥは空間的に見て、クラッチＣよりも第１後置歯車装置ＮＳ１の近くに配置され、特にクラッチＥのクラッチディスクは、クラッチＣのクラッチディスクより第１後置歯車装置ＮＳ１の近くに配置されている。図２に示された実施形態において、クラッチＣのクラッチディスク並びにクラッチＥのクラッチディスクは、少なくともほぼ同じ直径上に配置され、軸方向から見て、クラッチＢのクラッチディスクと第１後置歯車装置ＮＳ１との間に配置されている。変速機軸方向構造長を節約するために、異なった形態において、クラッチＣのクラッチディスクは、軸方向から見て、少なくとも部分的にクラッチＢのクラッチディスクの半径方向外側に配置される。構造長を節約した異なった形態において、クラッチＣのクラッチディスクは、軸方向から見て、少なくとも部分的に前置歯車装置ＶＳの半径方向外側に配置され、クラッチＥのクラッチディスクは、少なくとも部分的に軸方向から見て、クラッチＢのクラッチディスクの半径方向外側に配置される。

図２に示された実施形態において、クラッチＡは第３後置歯車装置ＮＳ３に、その第２後置歯車装置ＮＳ２とは反対の側で、直接隣接している。即ち、クラッチＡは変速機ケースＧＥの変速機出力部近くの側に配置されている。第３後置歯車装置ＮＳ３を覆う結合要素ＶＥは、クラッチＡをも軸方向から見て完全に覆っている。クラッチＡの（図２に略図化のために示されていない）サーボ装置は、目的にかなって軸方向において、第３後置歯車装置ＮＳ３とクラッチＡの入力要素の少なくとも主に垂直部分（この実施形態においてポット状外側ディスクホルダ）との間に、軸方向において第３後置歯車装置ＮＳ３に直接隣接して配置されている。

目的に適って、ブレーキＤのブレーキディスクは、第１後置歯車装置ＮＳ１の内ば歯車ＨＯ−ＮＳ１の近くに範囲に配置され、ブレーキＦのブレーキディスクは、第２後置歯車装置ＮＳ２の内ば歯車ＨＯ−ＮＳ２の範囲に配置されている。

変速機ケースＧＥの内部における部品の入れ子式配置に対して、個々の遊星歯車装置に対する個々の切換要素の図２に示された配置が非常に有効である。駆動軸ＡＮに固く結合され互いに組み合わされたクラッチＣ、Ｅの入力要素が軸方向に前置歯車装置ＶＳのキャリヤＳＴ−ＶＳを貫通していることによって、入れ子式配置が可能とされる。好適には、クラッチＣ、Ｅの入力要素は外側ディスクホルダとして形成されている。この外側ディスクホルダは、半径方向の延びる第１部分と、軸方向に延びる第２部分と、半径方向に延びる第３部分と、軸方向に延びる第４部分とを備えている。その第１部分は、空間的に前置歯車装置ＶＳの主歯車装置の側に配置され、駆動軸ＡＮに固く結合され、第２部分は、第１部分につながり、キャリヤＳＴ−ＶＳを軸方向に貫通し、第３部分は、第２部分につながり、前置歯車装置ＶＳの主歯車装置とは反対の側に配置され、半径方向外側に前置歯車装置ＶＳの半径方向外側直径まで延び、第４部分は、第３部分につながり、前置歯車装置ＶＳの半径方向外側で軸方向に主歯車装置の方向に、クラッチＣおよびクラッチＥ用のクラッチディスクに対するスプラインまで延び、前置歯車装置ＶＳを軸方向に完全に覆っている。

図３には、図２を参照して上述した第１実施形態を基礎とする標準駆動装置用の本発明に基づく多段自動変速機の歯車列構成に対する第２実施形態が示されている。ここでは、第１の本発明に基づく実施形態と異なって、第２および第３後置歯車装置がいまや連結後置歯車装置ＮＳ２３の形に統合され、共通の太陽歯車ＳＯ−ＮＳ２３と、共通のキャリヤＳＴ−ＮＳ２３と、２つの別個の内ば歯車ＨＯ−ＮＳ２、ＨＯ−ＮＳ３とを備え、そのキャリヤＳＴ−ＮＳ２３に太陽歯車ＳＯ−ＮＳ２３とかみ合う共通の長い遊星歯車Ｐ−ＮＳ２３が支持され、両内ば歯車ＨＯ−ＮＳ２、ＨＯ−ＮＳ３はその長い遊星歯車Ｐ−ＮＳ２３とかみ合っている。図２と同様に、内ば歯車ＨＯ−ＮＳ２はブレーキＦの入力要素（好適には内側ディスクホルダ）に結合され、内ば歯車ＨＯ−ＮＳ３はクラッチＡの出力要素（好適には内側ディスクホルダ）に結合されている。太陽歯車ＳＯ−ＮＳ２３は第１後置歯車装置の太陽歯車ＳＯ−ＮＳ１に結合されている。キャリヤＳＴ−ＮＳ２３は、第１後置歯車装置ＶＳ１の内ば歯車ＨＯ−ＮＳ１および出力軸ＡＢに同時に結合されている。その結合要素ＶＥはいまや、連結後置歯車装置ＮＳ２３の第１後置歯車装置ＮＳ１とは反対の側でキャリヤＳＴ−ＮＳ２３に結合され、軸方向から見て、両内ば歯車ＨＯ−ＮＳ２、ＨＯ−ＮＳ３間で半径方向に貫通し、内ば歯車ＨＯ−ＮＳ３およびクラッチＡを完全に覆っている。

図４には、図２および図３に示された本発明に基づく多段自動変速機の各速度段における伝達比（ギヤ比）とステップ比が切換ロジックの形で示されている。図５はそれに対応した速度線図である。その速度線図に記された個々の歯車装置軸の符号は、図２の説明の枠内で利用した符号に相当している。また、個々の歯車装置の標準伝達比が記され、即ち、前置歯車装置ＶＳに対してｉ−０−ＶＳが、第１後置歯車装置ＮＳ１に対してｉ−０−ＮＳ１が、第２後置歯車装置ＮＳ２に対してｉ−０−ＮＳ２が、第３後置歯車装置ＮＳ３に対してｉ−０−ＮＳ３が記されている。

図４に示された切換ロジックによって全部で６つの切換要素のうち選択的に２つずつ係合することによって、グループ切換なしに８つの前進段が入れ換えできる。即ち、或る速度段から次の高速段あるいは次の低速段に切り換える際、そのとき作動されていた切換要素のうちの１つの切換要素だけが解除され、今まで作動されていなかった他の切換要素が係合される。

前進１速段において、クラッチＣおよびブレーキＦが係合され、即ち、主歯車装置第４軸（内ば歯車ＨＯ−ＮＳ２）が停止し、主歯車装置第１軸（太陽歯車ＳＯ−ＮＳ１、ＳＯ−ＮＳ２、ＳＯ−ＮＳ３ないしＳＯ−ＮＳ１、ＳＯ−ＮＳ２３）が駆動軸ＡＮに結合される。前進２速段において、クラッチＢおよびブレーキＦが係合され、即ち、主歯車装置第４軸（内ば歯車ＨＯ−ＮＳ２）が停止されたままで、主歯車装置第１軸（太陽歯車ＳＯ−ＮＳ１、ＳＯ−ＮＳ２、ＳＯ−ＮＳ３ないしＳＯ−ＮＳ１、ＳＯ−ＮＳ２３）がいまや前置歯車装置ＶＳの出力軸（内ば歯車ＨＯ−ＶＳ）に結合される。前進３速段において、クラッチＥおよびブレーキＦが係合され、即ち、主歯車装置第４軸（内ば歯車ＨＯ−ＮＳ２）が停止されたままで、主歯車装置第２軸（キャリヤＳＴ−ＮＳ１）がいまや駆動軸ＡＮに結合される。前進４速段において、クラッチＢおよびクラッチＥが係合され、即ち、主歯車装置第１軸（太陽歯車ＳＯ−ＮＳ１、ＳＯ−ＮＳ２、ＳＯ−ＮＳ３ないしＳＯ−ＮＳ１、ＳＯ−ＮＳ２３）が前置歯車装置ＶＳの出力軸（内ば歯車ＨＯ−ＶＳ）に結合され、主歯車装置第２軸（キャリヤＳＴ−ＮＳ１）が駆動軸ＡＮに結合される。前進５速段において、クラッチＣおよびクラッチＥが係合され、即ち、主歯車装置第１軸（太陽歯車ＳＯ−ＮＳ１、ＳＯ−ＮＳ２、ＳＯ−ＮＳ３ないしＳＯ−ＮＳ１、ＳＯ−ＮＳ２３）がいまや駆動軸ＡＮおよび主歯車装置第２軸（キャリヤＳＴ−ＮＳ１）に同時に結合される。前進６速段において、クラッチＡおよびクラッチＥが係合され、即ち、主歯車装置第５軸（内ば歯車ＨＯ−ＮＳ３）が前置歯車装置ＶＳの出力要素（内ば歯車ＨＯ−ＶＳ）に結合され、主歯車装置第２軸（キャリヤＳＴ−ＮＳ１）が駆動軸ＡＮに結合される。前進７速段において、クラッチＡおよびクラッチＣが係合され、即ち、主歯車装置第５軸（内ば歯車ＨＯ−ＮＳ３）が（６速段のように）前置歯車装置ＶＳの出力要素（内ば歯車ＨＯ−ＶＳ）に結合され、主歯車装置第１軸（太陽歯車ＳＯ−ＮＳ１、ＳＯ−ＮＳ２、ＳＯ−ＮＳ３ないしＳＯ−ＮＳ１、ＳＯ−ＮＳ２３）がいまや駆動軸ＡＮに結合される。最後に、前進８速段において、クラッチＡおよびクラッチＢが係合され、即ち、主歯車装置第５軸（内ば歯車ＨＯ−ＮＳ３）がいまや主歯車装置第１軸（太陽歯車ＳＯ−ＮＳ１、ＳＯ−ＮＳ２、ＳＯ−ＮＳ３ないしＳＯ−ＮＳ１、ＳＯ−ＮＳ２３）および前置歯車装置ＶＳの出力要素（内ば歯車ＨＯ−ＶＳ）に同時に結合される。

図４からさらに明らかなように、後進段において、クラッチＣおよびブレーキＤが係合され、これによって、主歯車装置第１軸（太陽歯車ＳＯ−ＮＳ１、ＳＯ−ＮＳ２、ＳＯ−ＮＳ３ないしＳＯ−ＮＳ１、ＳＯ−ＮＳ２３）が駆動軸ＡＮに結合され、主歯車装置第２軸（キャリヤＳＴ−ＮＳ１）が変速機ケースＧＥに固定される。

有利には、第３切換要素（クラッチＣ）が、自動変速機に組み入れられた発進要素として利用される。この発進要素によって、自動車は前進方向および後進方向に、自動車の後進時に切換要素の摩擦要素に回転方向の逆転が生ずることなしに、発進できる。

前進２速段および又は前進３速段でもそれぞれ同じ変速機内切換要素による発進が望まれるとき、第６切換要素（ブレーキＦ）が発進要素として利用される。この場合、後進段における発進は、別の変速機内切換要素、第３切換要素（クラッチＣ）あるいは第４切換要素（ブレーキＤ）を介して行われる。自動車の快適な後進に対するその両発進切換要素の電気液圧式制御は、両走行方向に対して唯一の発進切換要素による上述した場合よりも相応して経費がかかる。

本発明に基づく多段変速機は、別個の発進要素、例えばトルクコンバータあるいは多段変速機に前置された別個の発進クラッチと組み合わせることも勿論できる。

本発明に基づく多段自動変速機の図２に示された第１実施形態において、第３後置歯車装置ＮＳ３の標準伝達比は値的に、第２後置歯車装置ＮＳ２の標準伝達比より小さいか、同じか、あるいは大きくされる。図５における速度線図に好例として、第２後置歯車装置ＮＳ２の標準伝達比より値的に小さくされた第３後置歯車装置ＮＳ３の標準伝達比が示されている。それに応じて、その速度線図において第５軸は、第４軸の「右」に示されている。第２および第３の後置歯車装置ＮＳ２、ＮＳ３の標準伝達比を互いに無関係に選定することができることによって、ステップ比に対して広い設計余裕が生ずる。

本発明に基づく多段自動変速機の図３を参照して述べた第２実施形態に対して、連結された後置歯車装置ＮＳ２３の遊星歯車Ｐ−ＮＳ２３が段付き遊星歯車として形成されていることによって、上述と同様の可能性が生ずる。段付き遊星歯車Ｐ−ＮＳ２３の第１段が幾何学的に第２段より大きいかその逆であるか否かにかかわらず、太陽歯車ＳＯ−ＮＳ２３が段付き遊星歯車Ｐ−ＮＳ２３の第１段に、内ば歯車ＨＯ−ＮＳ３が第２段にかみ合う。

フロント横置き式駆動装置に対する従来における前進８速式自動変速機の歯車列構成。 標準駆動装置に対する本発明に基づいて多段自動変速機の歯車列構成の第１実施形態。 標準駆動装置に対する本発明に基づいて多段自動変速機の歯車列の第２実施形態。 図２および図３における本発明に基づく多段変速機の各速度段における伝達比とステップ比を表した切換ロジック。 図２および図３における本発明に基づく多段変速機の速度線図。

符号の説明

Ａ 第１切換要素（クラッチ）
Ｂ 第２切換要素（クラッチ）
Ｃ 第３切換要素（クラッチ）
Ｄ 第４切換要素（ブレーキ）
Ｅ 第５切換要素（クラッチ）
Ｆ 第６切換要素（ブレーキ）
ＡＮ 駆動軸
ＡＢ 出力軸
ＧＥ 変速機ケース
ＶＥ 結合要素
ＶＳ 前置歯車装置
ＳＯ−ＶＳ 前置歯車装置の太陽歯車
ＨＯ−ＶＳ 前置歯車装置の内ば歯車
ＳＴ−ＶＳ 前置歯車装置のキャリヤ
Ｐ−ＶＳ 前置歯車装置の遊星歯車
ＮＳ１ 第１後置歯車装置
ＳＯ−ＮＳ１ 第１後置歯車装置の太陽歯車
ＨＯ−ＮＳ１ 第１後置歯車装置の内ば歯車
ＳＴ−ＮＳ１ 第１後置歯車装置のキャリヤ
Ｐ−ＮＳ１ 第１後置歯車装置の遊星歯車
ＮＳ２ 第２後置歯車装置
ＳＯ−ＮＳ２ 第２後置歯車装置の太陽歯車
ＨＯ−ＮＳ２ 第２後置歯車装置の内ば歯車
ＳＴ−ＮＳ２ 第２後置歯車装置のキャリヤ
Ｐ−ＮＳ２ 第２後置歯車装置の遊星歯車
ＮＳ３ 第３後置歯車装置
ＳＯ−ＮＳ３ 第３後置歯車装置の太陽歯車
ＨＯ−ＮＳ３ 第３後置歯車装置の内ば歯車
ＳＴ−ＮＳ３ 第３後置歯車装置のキャリヤ
Ｐ−ＮＳ３ 第３後置歯車装置の遊星歯車
ＮＳ２３ 連結後置歯車装置
ＳＯ−ＮＳ２３ 連結後置歯車装置の太陽歯車
ＳＴ−ＮＳ２３ 連結後置歯車装置のキャリヤ
Ｐ−ＮＳ２３ 連結後置歯車装置の遊星歯車
ｉ−０−ＶＳ 前置歯車装置の標準伝達比
ｉ−０−ＮＳ１ 第１後置歯車装置の標準伝達比
ｉ−０−ＮＳ２ 第２後置歯車装置の標準伝達比
ｉ−０−ＮＳ３ 第３後置歯車装置の標準伝達比

Claims (23)

1. オーバードライブ遊星歯車装置として形成された前置歯車装置（ＶＳ）と、多列形遊星歯車式伝動装置として形成された主歯車装置と、６つの切換要素（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）とを備え、切換要素の選択的係合によって、或る速度段から次の高速段ないしは次の低速段に切り換えるために、そのとき作動されていた切換要素のうちの１つの切換要素だけが解除され、他の１つの切換要素が係合されるようにして、多段自動変速機の駆動軸（ＡＮ）の変速機入力回転数が多段自動変速機の出力軸（ＡＢ）に伝達される多段自動変速機であって、
   − 前置歯車装置（ＶＳ）の太陽歯車（ＳＯ−ＶＳ）が、多段自動変速機の変速機ケース（ＧＥ）に固定され、
   − 前置歯車装置（ＶＳ）のキャリヤ（ＳＴ−ＶＳ）が、多段自動変速機の駆動軸（ＡＮ）に結合され、
   − 主歯車装置が、第１後置歯車装置（ＮＳ１）と第２後置歯車装置（ＮＳ２）を有し、
   − 第１後置歯車装置（ＮＳ１）の太陽歯車（ＳＯ−ＮＳ１）および第２後置歯車装置（ＮＳ２）の太陽歯車（ＳＯ−ＮＳ２）が相互に結合されると共に、第２切換要素（Ｂ）を介して前置歯車装置（ＶＳ）の内ば歯車（ＨＯ−ＶＳ）に結合され、第３切換要素（Ｃ）を介して駆動軸（ＡＮ）に結合され、
   − 第１後置歯車装置（ＮＳ１）のキャリヤ（ＳＴ−ＮＳ１）が、第４切換要素（Ｄ）を介して変速機ケース（ＧＥ）に固定され、第５切換要素（Ｅ）を介して駆動軸（ＡＮ）に結合され、
   − 第１後置歯車装置（ＮＳ１）の内ば歯車（ＨＯ−ＮＳ１）および第２後置歯車装置（ＮＳ２）のキャリヤ（ＳＴ−ＮＳ２）が相互に、および出力軸（ＡＢ）に結合され、
   − 第２後置歯車装置（ＮＳ２）の内ば歯車（ＨＯ−ＮＳ２）が、第６切換要素（Ｆ）を介して変速機ケース（ＧＥ）に固定される、
   ように構成された多段自動変速機において、
   主歯車装置が、追加的に第３後置歯車装置（ＮＳ３）を有し、
   − 第３後置歯車装置（ＮＳ３）の太陽歯車（ＳＯ−ＮＳ３）が、第２後置歯車装置（ＮＳ２）の太陽歯車（ＳＯ−ＮＳ２）に連結され、
   − 第３後置歯車装置（ＮＳ３）のキャリヤ（ＳＴ−ＮＳ３）が、第２後置歯車装置（ＮＳ２）のキャリヤ（ＳＴ−ＮＳ２）に連結され、
   − 第３後置歯車装置（ＮＳ３）の内ば歯車（ＨＯ−ＮＳ３）が、第１切換要素（Ａ）を介して前置歯車装置（ＶＳ）の内ば歯車（ＨＯ−ＶＳ）に結合され、
   − 出力軸（ＡＢ）と、第２および第３後置歯車装置（ＮＳ２、ＮＳ３）の連結されたキャリヤ（ＳＴ−ＮＳ２、ＳＴ−ＮＳ３）とを結合するために、結合要素（ＶＥ）が設けられ、この結合要素（ＶＥ）が、空間的に見て軸方向における第２および第３後置歯車装置（ＮＳ２、ＮＳ３）の内ば歯車（ＨＯ−ＮＳ２、ＨＯ−ＮＳ３）同士の間を貫通して、第３後置歯車装置（ＮＳ３）の内ば歯車（ＨＯ−ＮＳ３）を軸方向から見て半径方向で完全に覆い、
   − 駆動軸（ＡＮ）および出力軸（ＡＢ）が互いに同軸的に配置されている、
   ことを特徴とする多段自動変速機。
2. 第３後置歯車装置（ＮＳ３）が第２後置歯車装置（ＮＳ２）に隣接して配置されている、ことを特徴とする請求項１記載の多段自動変速機。
3. 第２および第３後置歯車装置（ＮＳ２、ＮＳ３）が連結後置歯車装置（ＮＳ２３）の形に統合され、２つの内ば歯車（ＨＯ−ＮＳ２、ＨＯ−ＮＳ３）と、共通の太陽歯車（ＳＯ−ＮＳ２３）と、共通の遊星歯車（Ｐ−ＮＳ２３）を伴う共通のキャリヤ（ＳＴ−ＮＳ２３）とを備えている、ことを特徴とする請求項１記載の多段自動変速機。
4. 第３後置歯車装置（ＮＳ３）の標準伝達比（ｉ−０−ＮＳ３）が値的に、第２後置歯車装置（ＮＳ２）の標準伝達比（ｉ−０−ＮＳ２）と同じ大きさである、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の多段自動変速機。
5. 第３後置歯車装置（ＮＳ３）の標準伝達比（ｉ−０−ＮＳ３）が値的に、第２後置歯車装置（ＮＳ２）の標準伝達比（ｉ−０−ＮＳ２）より小さいか、あるいは大きい、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の多段自動変速機。
6. オーバードライブ遊星歯車装置として形成された前置歯車装置（ＶＳ）と、多列形遊星歯車式伝動装置として形成された主歯車装置と、６つの切換要素（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）とを備え、切換要素の選択的係合によって、或る速度段から次の高速段ないしは次の低速段に切り換えるために、そのとき作動されていた切換要素のうちの１つの切換要素だけが解除され、他の１つの切換要素が係合されるようにして、多段自動変速機の駆動軸（ＡＮ）の変速機入力回転数が多段自動変速機の出力軸（ＡＢ）に伝達される多段自動変速機であって、
   − 前置歯車装置（ＶＳ）の太陽歯車（ＳＯ−ＶＳ）が、多段自動変速機の変速機ケース（ＧＥ）に固定され、
   − 前置歯車装置（ＶＳ）のキャリヤ（ＳＴ−ＶＳ）が、多段自動変速機の駆動軸（ＡＮ）に結合され、
   − 主歯車装置が第１後置歯車装置（ＮＳ１）を有し、
   − 第１後置歯車装置（ＮＳ１）の太陽歯車（ＳＯ−ＮＳ１）が、第２切換要素（Ｂ）を介して前置歯車装置（ＶＳ）の内ば歯車（ＨＯ−ＶＳ）に結合され、第３切換要素（Ｃ）を介して駆動軸（ＡＮ）に結合され、
   − 第１後置歯車装置（ＮＳ１）のキャリヤ（ＳＴ−ＮＳ１）が、第４切換要素（Ｄ）を介して変速機ケース（ＧＥ）に固定され、第５切換要素（Ｅ）を介して駆動軸（ＡＮ）に結合され、
   − 第１後置歯車装置（ＮＳ１）の内ば歯車（ＨＯ−ＮＳ１）が、出力軸（ＡＢ）に結合されている、
   多段自動変速機において、
   主歯車装置が、第２後置歯車装置として、２つの内ば歯車（ＨＯ−ＮＳ２、ＨＯ−ＮＳ３）と太陽歯車（ＳＯ−ＮＳ２３）とキャリヤ（ＳＴ−ＮＳ２３）とを備えた連結後置歯車装置（ＮＳ２３）を有し、
   − 連結後置歯車装置（ＮＳ２３）のキャリヤ（ＳＴ−ＮＳ２３）に支持された遊星歯車（Ｐ−ＮＳ２３）が、太陽歯車（ＳＯ−ＮＳ２３）と、連結後置歯車装置（ＮＳ２３）の両内ば歯車（ＨＯ−ＮＳ２、ＨＯ−ＮＳ３）とにかみ合い、
   − 連結後置歯車装置（ＮＳ２３）の第１内ば歯車（ＨＯ−ＮＳ２）が、第６切換要素（Ｆ）を介して変速機ケース（ＧＥ）に固定され、
   − 連結後置歯車装置（ＮＳ２３）の第２内ば歯車（ＨＯ−ＮＳ３）が、第１切換要素（Ａ）を介して前置歯車装置（ＶＳ）の内ば歯車（ＨＯ−ＶＳ）に結合され、
   − 連結後置歯車装置（ＮＳ２３）の太陽歯車（ＳＯ−ＮＳ２３）が、第１後置歯車装置（ＮＳ１）の太陽歯車（ＳＯ−ＮＳ１）に結合され、
   − 連結後置歯車装置（ＮＳ２３）のキャリヤ（ＳＴ−ＮＳ２３）が、第１後置歯車装置（ＮＳ１）の内ば歯車（ＨＯ−ＮＳ１）に結合され、
   − 出力軸（ＡＢ）と連結後置歯車装置（ＮＳ２３）のキャリヤ（ＳＴ−ＮＳ２３）とを結合するために、結合要素（ＶＥ）が設けられ、この結合要素（ＶＥ）が、空間的に見て軸方向における連結後置歯車装置（ＮＳ２３）の両内ば歯車（ＨＯ−ＮＳ２、ＨＯ−ＮＳ３）同士の間を貫通して、連結後置歯車装置（ＮＳ２３）の第２内ば歯車（ＨＯ−ＮＳ３）を軸方向から見て半径方向で完全に覆い、
   − 駆動軸（ＡＮ）および出力軸（ＡＢ）が互いに同軸的に配置されている、
   ことを特徴とする多段自動変速機。
7. 結合要素（ＶＥ）が、連結後置歯車装置（ＮＳ２３）の第１後置歯車装置（ＮＳ１）とは反対の側で、連結後置歯車装置（ＮＳ２３）のキャリヤ（ＳＴ−ＮＳ２３）に接続されている、ことを特徴とする請求項６記載の多段自動変速機。
8. 連結後置歯車装置（ＮＳ２３）の遊星歯車（Ｐ−ＮＳ２３）が段付き遊星歯車として形成され、連結後置歯車装置（ＮＳ２３）の第１内ば歯車（ＨＯ−ＮＳ２）が、段付き遊星歯車の第１段にかみ合い、連結後置歯車装置（ＮＳ２３）の第２内ば歯車（ＨＯ−ＮＳ３）が、段付き遊星歯車の第２段にかみ合い、連結後置歯車装置（ＮＳ２３）の太陽歯車（ＳＯ−ＮＳ２３）が、段付き遊星歯車の第１段あるいは第２段にかみ合っている、ことを特徴とする請求項３、５、６又は７に記載の多段自動変速機。
9. 第２および第３後置歯車装置（ＮＳ２、ＮＳ３）ないし連結後置歯車装置（ＮＳ２３）の内ば歯車（ＨＯ−ＮＳ２、ＨＯ−ＮＳ３）が、僅かに異なる歯数を有している、ことを特徴とする請求項１〜３、５〜８のいずれか１つに記載の多段自動変速機。
10. ８つの前進段が構成され、前進１速段において、第３および第６の切換要素（Ｃ、Ｆ）が、前進２速段において、第２および第６の切換要素（Ｂ、Ｆ）が、前進３速段において、第５および第６の切換要素（Ｅ、Ｆ）が、前進４速段において、第２および第５の切換要素（Ｂ、Ｅ）が、前進５速段において、第３および第５の切換要素（Ｃ、Ｅ）が、前進６速段において、第１および第５の切換要素（Ａ、Ｅ）が、前進７速段において、第１および第３の切換要素（Ａ、Ｃ）が、前進８速段において、第１および第２の切換要素（Ａ、Ｂ）がそれぞれ係合される、
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の多段自動変速機。
11. 後進段において、第３および第４の切換要素（Ｃ、Ｄ）が係合される、ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の多段自動変速機。
12. 第３切換要素（Ｃ）が多段自動変速機の発進要素として利用される、ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の多段自動変速機。
13. 第６切換要素（Ｆ）が、前進段における発進用の発進要素として利用され、第３あるいは第４の切換要素（Ｃ、Ｄ）が、後進段における発進用の発進要素として利用される、ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の多段自動変速機。
14. 前置歯車装置（ＶＳ）が、変速機ケース（ＧＥ）における多段自動変速機の駆動軸（ＡＮ）と連動接続されたエンジンの側に配置されている、ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の多段自動変速機。
15. 第３後置歯車装置（ＮＳ３）ないし連結後置歯車装置（ＮＳ２３）が、変速機ケース（ＧＥ）における多段自動変速機のエンジンとは反対の側に配置されている、ことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載の多段自動変速機。
16. 主歯車装置の後置歯車装置（ＮＳ１、ＮＳ２、ＮＳ３ないしＮＳ１、ＮＳ２３）が、軸方向に直列に並べて配置されている、ことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１つに記載の多段自動変速機。
17. 第２切換要素（Ｂ）が前置歯車装置（ＶＳ）に隣接して配置されている、ことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１つに記載の多段自動変速機。
18. 第２切換要素（Ｂ）が、軸方向において前置歯車装置（ＶＳ）と第１後置歯車装置（ＮＳ１）との間に配置されている、
    ことを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１つに記載の多段自動変速機。
19. 第５切換要素（Ｅ）が、第３切換要素（Ｃ）よりも第１後置歯車装置（ＮＳ１）の近くに配置されている、
    ことを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１つに記載の多段自動変速機。
20. 第３および第５の切換要素（Ｃ、Ｅ）がディスクホルダとして形成され、このディスクホルダが、
    空間的に前置歯車装置（ＶＳ）の主歯車装置の側に配置され、駆動軸（ＡＮ）に結合された、半径方向に延びる第１部分と、
    この第１部分につながり、前置歯車装置（ＶＳ）のキャリヤ（ＳＴ−ＶＳ）を軸方向に貫通して軸方向に延びる第２部分と、
    この第２部分につながり、前置歯車装置（ＶＳ）の主歯車装置とは反対の側に配置されて半径方向外側に延びる第３部分と、
    この第３部分につながり、軸方向において前置歯車装置（ＶＳ）の半径方向外側を主歯車装置の方向に第３および第５の切換要素（Ｃ、Ｅ）のディスクまで延び、前置歯車装置（ＶＳ）を軸方向で完全に覆う、軸方向に延びた第４部分と、
    を有している、ことを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１つに記載の多段自動変速機。
21. 第１切換要素（Ａ）が、第３後置歯車装置（ＮＳ３）に隣接して、ないしは、連結後置歯車装置（ＮＳ２３）に隣接して配置されている、ことを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１つに記載の多段自動変速機。
22. 第１切換要素（Ａ）が、第３後置歯車装置（ＮＳ３）の第２後置歯車装置（ＮＳ２）とは反対の側に、ないしは、連結後置歯車装置（ＮＳ２３）の第１後置歯車装置（ＮＳ１）とは反対の側に配置されている、ことを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１つに記載の多段自動変速機。
23. 主歯車装置の出力要素を出力軸（ＡＢ）に結合する結合要素（ＶＥ）が、第１切換要素（Ａ）を軸方向から見て完全に覆っている、ことを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１つに記載の多段自動変速機。

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