JP5466296B2 - 多段変速機 - Google Patents

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Description

本発明は,遊星歯車構造の多段変速機に関し,特に,請求項1の上位概念部分に記載した車両用自動変速機に関するものである。
車両用自動変速機は,従来技術に基づき,クラッチ及びブレーキ等の摩擦要素又はシフト要素により切り替えられる遊星歯車機構を備え,これらの遊星歯車機構は,スリップ作用を生じると共に選択的にロックアップクラッチが設けられた駆動部材,例えば流体トルクコンバータ又は流体クラッチに結合されている。
このような自動変速機は,例えば本出願人の出願に係るドイツ特許出願公開第19949507号公報に開示されている。この場合,駆動軸にはシフト不能な2つの前置歯車セットが設けられており,これらは出力側に2つの回転数を発生するものである。これらの回転数は駆動軸回転数と共に,駆動軸に作用するシフト可能なダブル遊星歯車列に対し,使用されるシフト要素の選択的締結によりシフト可能である。その際には,現在使用されている両シフト要素のうち,一方のシフト要素のみを締結又は解除することにより,変速段を次に高い変速段又は次に低い変速段に切り替えるものである。
この場合,5つのシフト要素を使用すれば前進7段が,また,6つのシフト要素を使用すれば前進9段又は10段が達成される。
特許文献2(ドイツ特許出願公開第10213820号公報)には,前進8段,後退1段の多段自動変速機が開示されている。この変速機は,第1の速度比を有する第1の入力経路T1と,入力経路T1よりも大きい速度比を有する第2の入力経路T2と,第1要素,第2要素,第3要素及び第4要素を速度線図において列記順に配置した4要素型のラビニョー式遊星歯車列と,入力経路T2の回転を第1要素S3に伝達するクラッチC-2と,入力経路T2の回転を第4要素S2に伝達するクラッチC-1と,入力経路T1の回転を第1要素に伝達するクラッチC-4と,入力経路T1の回転を第2要素S3に伝達するクラッチC-3と,第4要素を係止するブレーキB-1と,第2要素を係止するブレーキB-2と,第3要素S3に結合された出力軸とを備えている。
さらに,特許文献3(ドイツ特許出願公開第2936969号公報)には,前進9段の多段変速機が開示されている。この変速機は,8つのシフト要素と4つの歯車列とを備え,1つの歯車列が前置変速機として機能し,主変速機がシンプソン型歯車列と,逆転変速装置として機能する更なる歯車列とで構成されている。
本出願人の出願に係る特許文献4(ドイツ特許出願公開第102006006637号公報)及び特許文献5(ドイツ特許出願公開第102006006637号公報)には,更なる多段変速機が開示されている。
自動的にシフト可能とした遊星歯車構造の車両用変速機については,従来技術において既に多くの提案がなされているが,恒久的な発展及び改善が求められている。すなわち,変速機における構造を簡素化し,特にシフト要素の数を減少すると共に連続的なシフト操作に際して二重係合を回避し,所定の変速段グループ内でのシフト時に単一のシフト要素のみが選択されるように作動させることが必要とされている。
更に,本出願人の未公開先願に係る特許文献6(ドイツ特許出願公開第102008000428号公報)には,駆動軸及び出力軸がハウジング内に配置された遊星歯車式の多段変速機が開示されている。この変速機は,以下に第1,第2,第3及び第4遊星歯車列と称する少なくとも4つの遊星歯車列と,以下に駆動軸,出力軸,第3軸,第4軸,第5軸,第6軸,第7軸及び第8軸と称する少なくとも8本の回転可能な軸と,ブレーキ及びクラッチを含む少なくとも6つのシフト要素とが設けられており,これらシフト要素の選択的な係合によって駆動軸及び出力軸間の変速比を変化させることにより,好適には前進9段及び後退1段を実現している。
この場合,好適にはマイナス型遊星歯車列を構成する第1及び第2遊星歯車列によりシフト可能な前置歯車列が形成され,第3及び第4遊星歯車列により主歯車列が形成されるものである。
この多段変速機においては,第1及び第2遊星歯車列の遊星キャリアを,第4軸を介して互いに結合すると共に,第4軸を主歯車列の一要素に結合し,第1遊星歯車列の内歯ギヤを第2遊星歯車列の太陽ギヤに第8軸を介して結合すると共に,第8軸を駆動軸に第1クラッチを介して結合・分離可能とし,第1遊星歯車列の太陽ギヤを第3軸により第1ブレーキを介して変速機ハウジングに結合可能とすると共に,第2ブレーキを介して駆動軸に結合・分離可能とし,第2遊星歯車列の内歯ギヤを第5軸により第2ブレーキを介して変速機ハウジングに結合可能とする。更に,第7軸を,主歯車列の一要素に常時結合すると共に,第3ブレーキを介して変速機ハウジングに結合可能とし,第6軸を,主歯車列における少なくとも1つの更なる一要素に常時結合すると共に,第3クラッチを介して駆動軸に結合可能とし,出力軸を主歯車列における少なくとも1つの更なる要素に常時結合する。
この多段変速機において,好適には,第4軸を第3遊星歯車列の内歯ギヤに常時結合し,第6軸を第4遊星歯車列の内歯ギヤ及び第3遊星歯車列の遊星キャリアに結合すると共に,第3クラッチを介して駆動軸に結合・分離可能とする。更に,第7軸を,第3及び第4遊星歯車列の太陽ギヤに常時結合すると共に,第3ブレーキを介して変速機ハウジングに結合可能とする。この場合,駆動力は第4遊星歯車列の遊星キャリアと常時結合する出力軸から取り出される。なお,第3及び第4遊星歯車列は,共通の遊星キャリア及び共通の内歯ギヤを有するラビニョー式遊星歯車列として統合することができる。
ドイツ特許出願公開第19949507号公報 ドイツ特許出願公開第10213820号公報 ドイツ特許出願公開第2936969号公報 ドイツ特許出願公開第102005010210号公報 ドイツ特許出願公開第102006006637号公報 ドイツ特許出願公開第102008000428号公報
本発明の課題は,前述した形式に係る多段変速機に改良を施し,前進9段及び少なくとも後退1段の十分な速度比を有するものとし,その構造及び大きさ,特に長さ又は重量を最適化すると共に,ドラグ損失及び噛み合い損失の視点から作動効率を高めることである。更に,本発明に係る多段変速機においては,シフト要素に作用する支持トルクを低下させることが望ましい。特に,本発明に係る多段変速機は,横置き型フロントエンジンに適した構造を有することが望ましい。
上述した課題は,本発明に従い,請求項1に記載した特徴によって解決されるものである。更なる利点及び有利な実施形態は,従属請求項に記載したとおりである。
すなわち,本発明は,駆動軸及び出力軸がハウジング内に配置された遊星歯車構造の多段変速機を提案する。この多段変速機は,以下に第1,第2,第3及び第4遊星歯車列と称する少なくとも4つの遊星歯車列と,以下に駆動軸,出力軸,第3軸,第4軸,第5軸,第6軸,第7軸及び第8軸と称する少なくとも8本の回転可能な軸と,ブレーキ及びクラッチを含む少なくとも6つのシフト要素とが設けられており,これらシフト要素の選択的な係合によって駆動軸及び出力軸間の変速比を変化させることにより,好適には前進9段及び後退1段を実現するものである。
これらの遊星歯車列は,軸線方向に見て第1遊星歯車列,第2遊星歯車列,第3遊星歯車列及び第4遊星歯車列の順に配置されており,好適にはマイナス型遊星歯車列を構成している。
マイナス型遊星歯車列は,既知のとおり,太陽ギヤ,内歯ギヤ及び遊星キャリアを備え,遊星キャリアにより遊星ギヤを回転可能に支持し,これらの遊星ギヤをそれぞれ太陽ギヤ及び内歯ギヤにかみ合わせた構造を有する。そのため,遊星キャリアを固定した状態で内歯ギヤが太陽ギヤとは逆方向に回転する。これに対して,プラス型遊星歯車列は,太陽ギヤ,内歯ギヤ及び遊星キャリアを備え,遊星キャリアにより内側及び外側の遊星ギヤを回転可能に支持し,内側遊星ギヤをそれぞれ太陽ギヤにかみ合わせ,外側遊星ギヤをそれぞれ内歯ギヤにかみ合わせた構造を有する。そのため,遊星キャリアを固定した状態で内歯ギヤが太陽ギヤとは同一方向に回転する。
本発明によれば,第1遊星歯車列の太陽ギヤが駆動軸に結合され,駆動軸が第1クラッチを介して第3軸に,また第2クラッチを介して第6軸に,それぞれ結合・分離可能とされ,第3軸が,第2遊星歯車列の遊星キャリアと,第3遊星歯車列の内歯ギヤに結合されると共に,第1ブレーキを介して変速機のハウジングに結合可能とされ,第4軸が,第2ブレーキを介してハウジングに結合可能とされると共に,第2遊星歯車列の内歯ギヤと,第1遊星歯車列の遊星キャリアに結合され,第6軸が,第4遊星歯車列の太陽ギヤに結合されると共に,第3クラッチを介して第7軸に結合可能とされ,第7軸が,第3遊星歯車列の太陽ギヤと,第2遊星歯車列の太陽ギヤに結合されている。
更に,第1遊星歯車列の内歯ギヤがハウジングに固定され,第5軸が第3遊星歯車列の遊星キャリアと,第4遊星歯車列の内歯ギヤに結合され,出力軸が第4遊星歯車列の遊星キャリアに結合されている。
好適には,第1遊星歯車列の太陽ギヤが駆動軸に直結され,第1遊星歯車列の遊星キャリアが,第1遊星歯車列の遊星キャリアに結合された第8軸と,第8軸を第4軸に分離可能に結合する第4クラッチと,第2遊星歯車列の内歯ギヤに結合された第4軸とを介して第2遊星歯車列の内歯ギヤに結合・分離可能とされている
本発明の変形実施形態によれば,駆動軸が第1遊星歯車列の太陽ギヤに対して,直結ではなく,第1遊星歯車列の太陽ギヤに結合された更なる軸と,駆動軸を該更なる軸に分離可能に結合する更なるクラッチとを介して結合・分離可能とされ,この場合には第1遊星歯車列の遊星キャリアが第4軸を介して第2遊星歯車列の内歯ギヤに結合されている。
本発明に係る多段変速機の構成によれば,特に乗用車に適した変速比と,多段変速機における広い総変速比幅を実現することにより,乗り心地の改善と,燃費の顕著な向上が達成されるものである。
更に,本発明に係る多段変速機によれば,シフト要素が少数であることにより製造コストを大幅に削減することが可能である。本発明に係る多段変速機によれば,有利な様式で,流体トルクコンバータ,外部発進クラッチ又は他の適当な外部発進要素で発進を実行することができる。また,変速機に組み込まれた発進要素により発進プロセスを可能にすることも想定される。そのため,好適には,前進第1速段及び後退段で作動するシフト要素が適している。
また,本発明に係る多段変速機によれば,ドラグ損失及びかみ合い損失の視点から主走行段における作動効率を高めることができる。
更に,変速機におけるシフト要素及び遊星歯車列に作用するトルクが小さいので,多段変速機における磨耗を有利な様式で抑制することができる。そして,作用するトルクが小さいことにより小型化が可能であり,これにより所要の構造スペースと,これに対応するコストを削減することができる。加えて,軸,シフト要素及び遊星歯車列の回転数を減少することができる。
本発明に係る多段変速機は,動力伝達方向や空間的観点において異なる駆動形態に対して適応性を発現できる構成とすることができる。
本発明に係る多段変速装置の第1好適実施形態を示す線図である。 本発明に係る多段変速装置の第2好適実施形態を示す線図である。 図1の多段変速装置のための変速比設定例を示す図表である。
図1に示す本発明に係る多段変速機は,駆動軸1と,出力軸2と,4つの遊星歯車列P1, P2, P3及びP4を備え,これらがハウジングG内に配置された構成を有している。図1に示す実施形態では,遊星歯車列P1, P2, P3, P4がマイナス型遊星歯車列として形成されている。本発明においては,少なくとも1つの遊星歯車列をプラス型歯車列として形成することができ,この場合には同時に遊星キャリア及び内歯ギヤの接続を入れ替え,静止変速比を1だけ高める。
図示の実施形態において,遊星歯車列は,軸線方向に見てP1, P2, P3, P4の順に配置されている。
図1から明らかなとおり,6つのシフト要素,すなわち2つのブレーキ03, 04と,4つのクラッチ13, 16, 48, 67が設けられている。シフト要素の空間的配列は任意であり,もっぱら寸法と外形形状にみにより限定されるものである。変速機におけるクラッチ及びブレーキは,好適には摩擦シフト要素又は多板シフト要素として構成されている。
これらのシフト要素により,前進9段及び後退段の選択的な切換えが可能である。図1に示す本発明に係る変速機は,合計で8本の回転可能な軸,すなわち軸1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8を備え,駆動軸は変速機の第1軸により,また,出力軸は第2軸によりそれぞれ構成されている。
図1に示す実施形態においては,第1遊星歯車列P1の太陽ギヤが駆動軸1に直結され,駆動軸1が第1クラッチ13を介して第3軸3に,また第2クラッチ16を介して第6軸6に,それぞれ結合・分離可能とされている。第3軸3は,第2遊星歯車列P2の遊星キャリアと,第3遊星歯車列P3の内歯ギヤに結合されると共に,第1ブレーキ03を介して変速機のハウジングGに結合可能とされている。第6軸6は,第4遊星歯車列P4の太陽ギヤに結合されると共に,第3クラッチ67を介して第7軸7に結合可能とされている。更に,第7軸7は,第3遊星歯車列P3の太陽ギヤと,第2遊星歯車列P2の太陽ギヤに結合されている。
図1から明らかなとおり,第1遊星歯車列P1の遊星キャリアは,第8軸8及び第4クラッチ48を介して第4軸4に結合・分離可能とされている。第4軸4は,第2遊星歯車列P2の内歯ギヤに結合されると共に,第2ブレーキ04を介してハウジングGに結合可能とされている。更に,第1遊星歯車列P1の内歯ギヤは,軸0を介してハウジングGに固定されている。第5軸5は,第3遊星歯車列P3の遊星キャリアと,第4遊星歯車列P4の内歯ギヤに結合されている。更に,出力軸2は,第4遊星歯車列P4の遊星キャリアに結合されている。
本発明によれば,第2及び第3クラッチ16, 67を,軸線方向に見て第3及び第4遊星歯車列P3, P4の間に配置して,共通の外側支持体を有する構成とすることができる。この場合,第1及び第4クラッチ13, 48は,軸線方向に見て第1及び第2遊星歯車列P3, P4の間に配置することができる。
好適には,第1及び第2ブレーキ03, 04は,軸線方向に見て互いに隣接させて配置されている。
本発明の他の実施形態では,図2に示すとおり,第1遊星歯車列P1の遊星キャリアと第2遊星歯車列P2の内歯ギヤとの間の分離可能な結合,すなわち第1遊星歯車列P1の遊星キャリアと結合した第8軸8と,第8軸8を,第2遊星歯車列P2の内歯ギヤと結合した第4軸4に分離可能に結合する第4クラッチ48とを介しての結合が,第4軸4による直結に置換されている。この場合,駆動軸1と第1遊星歯車列P1の太陽ギヤとの直結は,駆動軸1を,第1遊星歯車列P1の太陽ギヤに結合する更なる軸8'に分離可能に結合した更なるクラッチ18による分離可能な結合に置換するものである。
図3は,図1の多段変速装置の変速線図を示す。変速段毎に3つのシフト要素が締結されている。この変速線図には,各変速段の変速比iと,次に高い変速段への変速段ステップ又は段間ステップphiが例示されており,8.993の値は変速機の変速比幅を表わしている。
マイナス型遊星歯車列として構成された遊星歯車列P1, P2, P3及びP4における静止変速比は,典型的にはそれぞれ -1.80, -3.554, -1.851及び -2.265である。図3から明らかなとおり,隣接する2つの変速段において2つのシフト要素が共用されているために,連続的なシフト操作に際して二重シフト又は群シフトが回避される。更に,段間ステップが小さい場合でも大きな変速比幅が達成できることも認められる。
前進第1速は,第1ブレーキ03と第2及び第4クラッチ16, 48の締結により生じる。前進第2速は,第1及び第2ブレーキ03, 04と第2クラッチ16の締結により生じる。前進第3速は,第1ブレーキ03と第2及び第3クラッチ16, 67の締結により生じる。前進第4速は,第2ブレーキ04と第2及び第3クラッチ16, 67の締結により生じる。前進第5速は,第2,第3及び第4クラッチ16, 67, 48の締結により生じる。前進第6速は,第1,第2及び第3クラッチ13, 16, 67の締結により生じる。前進第7速は,第1,第2及び第4クラッチ13, 16, 48の締結により生じる。前進第8速は,第1,第3及び第4クラッチ13, 67, 48の締結により生じる。前進第9速は,第2ブレーキ04と第1及び第3クラッチ13, 67の締結により生じる。後退は,第1ブレーキ03と第3及び第4クラッチ67, 48の締結により生じる
前進第1速と後退段において第3ブレーキ03と第4クラッチ48が締結されているため,これらのシフト要素を発進要素として使用することができる。
更に,図2の実施形態に従って第4クラッチ48を省略した場合,すなわち第1遊星歯車列P1の遊星キャリアを第2遊星歯車列P2の内歯ギヤに対して,第8軸8,第4クラッチ48及び第4軸4を介して分離可能に結合する代わりに,第4軸4により直結する場合に,変速線図における第4クラッチ48は,図2の実施形態では,第1遊星歯車列P1の太陽ギヤに結合された更なる軸8'に対して駆動軸1を分離可能に結合する更なるクラッチ18に置き換えられる。
本発明によれば,また,同一の変速機構造によって,シフトロジック毎に異なる段間ステップを実現することができる。これにより,用途や車両に固有の変形が可能である。
本発明においては,多段変速機の適宜の位置,例えば軸とハウジングとの間に,又は,場合によって2本の軸を結合するために,追加のフリーホイールを設けることが可能である。
本発明においては,駆動側又は出力側にアクスルディファレンシャル及び/又はセンターディファレンシャルを配置することができる。
有利な実施形態では,駆動軸1をクラッチ要素により,必要に応じて駆動エンジンから分離することができる。この場合,クラッチエレメントとしては,油圧式トルクコンバータ,油圧式クラッチ,乾式発進クラッチ,湿式発進クラッチ,磁性粉クラッチ又は遠心クラッチが適用可能である。そのような発進エレメントは,動力伝達方向に見て変速機の後方に配置することが可能である。この場合,駆動軸1は,エンジンのクランクシャフトに常時結合される。
本発明に係る多段変速機は,エンジンと変速機との間にトーションダンパーを配置することが可能である。
図示しない本発明の他の実施形態では,各軸において,好適には駆動軸1又は出力軸2において,例えば油圧式リターダや電気式リターダのような,耐摩耗(無摩耗)ブレーキを配置することができる。これは,特に商用車への応用において特に重要な特徴である。更に,補助ユニットを駆動するために,各軸において,好適には駆動軸1又は出力軸2において,動力取出装置を設けることもできる。
適用される摩擦式シフトエレメントは,負荷切換クラッチ又は負荷切換ブレーキとして形成することができる。特に,ディスククラッチ,バンドブレーキ及び/又は円錐クラッチのような,圧着式のクラッチ又はブレーキを適用することができる。
ここに記載した多段変速機の更なる利点は,どの軸に対しても,発電機として及び/又は補助的な駆動手段として,電動モータを取付けることが可能なことである。
当然のことながら,いかなる構造上の形態も,特に遊星歯車列及びシフト要素のそれ自体ならびに相互のいかなる空間的配置も,特許請求の範囲に記載されている変速機の機能に影響を与えることがなく,技術的に有意である限り,明細書や図面中に明示されていない場合でも,特許請求の範囲の保護範囲に含まれるものである。
0 軸
1 第1軸(駆動軸)
2 第2軸(出力軸)
3 第3軸
4 第4軸
5 第5軸
6 第6軸
7 第7軸
8 第8軸
8' 更なる軸
03 第1ブレーキ
04 第2ブレーキ
13 第1クラッチ
16 第2クラッチ
18 更なるクラッチ
48 第4クラッチ
67 第3クラッチ
P1 第1遊星歯車列
P2 第2遊星歯車列
P3 第3遊星歯車列
P4 第4遊星歯車列
i 変速比
phi 段間ステップ
G ハウジング

Claims (5)

  1. 遊星歯車式の多段変速装置,特に車両用の自動変速機であって,駆動軸(1)と,出力軸(2)と,ハウジング(G)内に配置された4つの遊星歯車列(P1, P2, P3, P4)と,8本の回転可能な軸(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 8')と,少なくとも6つのシフト要素(03, 04, 13, 16, 18, 48, 67)とを備え,該シフト要素がブレーキ(03, 04)及びクラッチ(13, 16, 18, 48, 67)を含み,これらシフト要素の選択的締結により駆動軸(1)及び出力軸(2)の間に異なる変速比を生じさせて前進9段及び後退1段を実現可能とし,遊星歯車列(P1)の太陽ギヤが駆動軸(1)に結合され,駆動軸(1)が第1クラッチ(13)を介して第3軸(3)に,また第2クラッチ(16)を介して第6軸(6)に,それぞれ分離可能に結合され,第3軸(3)が,遊星歯車列(P2)の遊星キャリアと,遊星歯車列(P3)の内歯ギヤに結合されると共に,第1ブレーキ(03)を介して変速機のハウジング(G)に結合可能とされ,第4軸(4)が,第2ブレーキ(04)を介してハウジング(G)に結合可能とされると共に,遊星歯車列(P2)の内歯ギヤと,遊星歯車列(P1)の遊星キャリアに結合され,第6軸(6)が,遊星歯車列(P4)の太陽ギヤに結合されると共に,第3クラッチ(67)を介して第7軸(7)に結合可能とされ,第7軸(7)が,遊星歯車列(P3)の太陽ギヤと,遊星歯車列(P2)の太陽ギヤに結合され,遊星歯車列(P1)の内歯ギヤがハウジング(G)に固定され,第5軸(5)が,遊星歯車列(P3)の遊星キャリアと,遊星歯車列(P4)の内歯ギヤに結合され,出力軸(2)が,遊星歯車列(P4)の遊星キャリアに結合されていることを特徴とする多段変速機。
  2. 請求項1記載の多段変速機であって,第1遊星歯車列(P1)の太陽ギヤが駆動軸(1)に直結され,第1遊星歯車列(P1)の遊星キャリアが,第1遊星歯車列(P1)の遊星キャリアに結合された第8軸(8)と,第8軸(8)を第4軸(4)に分離可能に結合する第4クラッチ(48)と,第2遊星歯車列(P2)の内歯ギヤに結合された第4軸(4)とを介して第2遊星歯車列(P2)の内歯ギヤに結合・分離可能とされていることを特徴とする多段変速機。
  3. 請求項1記載の多段変速機であって,第1遊星歯車列(P1)の太陽ギヤが,第1遊星歯車列(P1)の太陽ギヤに結合された更なる軸(8')と,駆動軸(1)を該更なる軸(8')に分離可能に結合する更なるクラッチ(18)とを介して駆動軸(1)に結合・分離可能とされ,第1遊星歯車列(P1)の遊星キャリアが第4軸(4)を介して第2遊星歯車列(P2)の内歯ギヤに結合されていることを特徴とする多段変速機。
  4. 請求項1〜3の何れか一向に記載の多段変速機であって,遊星歯車列(P1 , P2, P3, P4)がマイナス型の遊星歯車列として構成されていることを特徴とする多段変速機。
  5. 請求項2又は3記載の多段変速機であって,第1遊星歯車列(P1)の太陽ギヤが駆動軸(1)に直結されている場合に,前進第1速が第1ブレーキ(03)と第2及び第4クラッチ(16, 48)の締結により,前進第2速が第1及び第2ブレーキ(03, 04)と第2クラッチ(16)の締結により,前進第3速が第1ブレーキ(03)と第2及び第3クラッチ(16, 67)の締結により,前進第4速が第2ブレーキ(04)と第2及び第3クラッチ(16, 67)の締結により,前進第5速が第2,第3及び第4クラッチ(16, 67, 48)の締結により,前進第6速が第1,第2及び第3クラッチ(13, 16, 67)の締結により,前進第7速が第1,第2及び第4クラッチ(13, 16, 48)の締結により,前進第8速が第1,第3及び第4クラッチ(13, 67, 48)の締結により,前進第9速が第2ブレーキ(04)と第1及び第3クラッチ(13, 67)の締結により,後退が第1ブレーキ(03)と第3及び第4クラッチ(67, 48)の締結により,それぞれ生じるものであり,更に,第1遊星歯車列(P1)の太陽ギヤが,第1遊星歯車列(P1)の太陽ギヤに結合された更なる軸(8')と,駆動軸(1)を該更なる軸(8')に分離可能に結合する更なるクラッチ(18)とを介して駆動軸(1)に結合・分離可能とされている場合に,第4クラッチ(48)が前記更なるクラッチ(18)に置き換えられることを特徴とする多段変速機。
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Families Citing this family (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009028677A1 (de) * 2009-08-20 2011-02-24 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
DE102012210860A1 (de) * 2012-06-26 2014-01-02 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
DE102012221239A1 (de) * 2012-11-21 2014-05-22 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe
DE102013202884A1 (de) * 2013-02-22 2014-08-28 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise
DE102013205377A1 (de) * 2013-03-27 2014-10-02 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufen-Planetengetriebe
DE102013214618A1 (de) * 2013-07-26 2015-01-29 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe für ein Kraftfahrzeug
JP6225637B2 (ja) * 2013-10-24 2017-11-08 アイシン精機株式会社 車両用自動変速装置
WO2015108028A1 (ja) * 2014-01-14 2015-07-23 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 多段変速機
US9103414B1 (en) 2014-05-20 2015-08-11 Ford Global Technologies, Llc Six shift-element step-ratio automatic transmission
US20160040754A1 (en) 2014-08-07 2016-02-11 Allison Transmission, Inc. Multi-speed transmission
US9625007B2 (en) 2014-08-12 2017-04-18 Allison Transmission, Inc. Multi-speed transmission
US9631707B2 (en) 2014-10-27 2017-04-25 Allison Transmission, Inc. Multi-speed transmission
WO2016069362A1 (en) 2014-10-27 2016-05-06 Allison Transmission, Inc. Multi-speed transmission
WO2016069337A1 (en) 2014-10-27 2016-05-06 Allison Transmission, Inc. Multi-speed transmission
WO2016069361A1 (en) 2014-10-27 2016-05-06 Allison Transmission, Inc. Multi-speed transmission
KR101693932B1 (ko) 2014-11-03 2017-01-09 현대자동차주식회사 차량용 다단 자동변속기
US9927009B2 (en) 2015-04-23 2018-03-27 Allison Transmission, Inc. Multi-speed transmission
US9689467B2 (en) 2015-04-24 2017-06-27 Allison Transmission, Inc. Multi-speed transmission
US9890835B2 (en) 2015-04-24 2018-02-13 Allison Transmission, Inc. Multi-speed transmission
US10132388B2 (en) 2015-05-15 2018-11-20 Allison Transmission, Inc. Multi-speed transmission
US9810287B2 (en) 2015-06-24 2017-11-07 Allison Transmission, Inc. Multi-speed transmission
US9803725B2 (en) 2015-07-13 2017-10-31 Allison Transmission, Inc Multi-speed transmission
EP3347622B1 (en) 2015-09-09 2021-01-27 Allison Transmission, Inc. Multi-speed transmission
KR101765603B1 (ko) 2015-09-14 2017-08-07 현대자동차 주식회사 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
KR101765602B1 (ko) 2015-09-14 2017-08-07 현대자동차 주식회사 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
KR101755482B1 (ko) 2015-09-14 2017-07-10 현대자동차 주식회사 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
KR101765612B1 (ko) 2015-10-22 2017-08-07 현대자동차 주식회사 차량용 자동변속기의 유성기어트레인
KR101865734B1 (ko) * 2016-07-13 2018-06-08 현대자동차 주식회사 차량용 자동 변속기의 유성기어트레인
KR101916063B1 (ko) * 2016-09-12 2018-11-07 현대자동차 주식회사 차량용 자동 변속기의 유성기어트레인
US10451147B2 (en) 2016-09-28 2019-10-22 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10174814B2 (en) 2016-09-28 2019-01-08 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10253850B2 (en) 2016-09-28 2019-04-09 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10072735B2 (en) 2016-09-28 2018-09-11 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10302173B2 (en) 2016-09-28 2019-05-28 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US9927008B1 (en) 2016-09-28 2018-03-27 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10161486B2 (en) 2016-09-28 2018-12-25 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10323723B2 (en) 2016-09-28 2019-06-18 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10260599B2 (en) 2016-09-28 2019-04-16 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10156283B2 (en) 2016-09-28 2018-12-18 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10323722B2 (en) 2016-09-28 2019-06-18 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10072736B2 (en) 2016-09-28 2018-09-11 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10473190B2 (en) 2016-09-28 2019-11-12 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10364867B2 (en) 2016-09-28 2019-07-30 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US9869377B1 (en) 2016-09-28 2018-01-16 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10234001B2 (en) 2016-09-28 2019-03-19 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US9933045B1 (en) 2016-09-28 2018-04-03 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10316940B2 (en) 2016-09-28 2019-06-11 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10161484B2 (en) 2016-09-28 2018-12-25 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10060511B2 (en) 2016-09-28 2018-08-28 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10060512B2 (en) 2016-09-28 2018-08-28 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
US10533644B2 (en) 2016-09-28 2020-01-14 Allison Transmission, Inc. Multi-speed planetary transmission
JP6762256B2 (ja) * 2017-03-30 2020-09-30 株式会社小松製作所 動力伝達装置および建設機械
CN117780872A (zh) 2019-10-07 2024-03-29 艾里逊变速箱公司 多速行星式变速器
DE112020006277T5 (de) 2019-12-23 2022-10-13 Allison Transmission, Inc. Mehrgängiger Planetenradsatz

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4070927A (en) * 1976-06-04 1978-01-31 General Motors Corporation Planetary gearing arrangement for a transmission
DE2936969A1 (de) 1979-09-13 1981-04-02 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Planetenraeder-gangwechselgetriebe mit einem vorschalt- und einem hauptgetriebe fuer fahrzeuge
US4683776A (en) * 1986-02-27 1987-08-04 General Motors Corporation Transmission gearing arrangement
US6176803B1 (en) 1999-09-28 2001-01-23 Caterpillar Inc. Transmission assembly with four planetary gear sets providing nine forward and one reverse gear ratio
DE19949507B4 (de) 1999-10-14 2014-10-23 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
JP4438247B2 (ja) 2001-03-29 2010-03-24 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 車両用自動変速機
DE102005002337A1 (de) * 2005-01-17 2006-08-10 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
US7226381B2 (en) * 2005-03-03 2007-06-05 General Motors Corporation Nine-speed transmissions with four planetary gear sets
DE102005010210A1 (de) 2005-03-05 2006-09-14 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
JP4339815B2 (ja) * 2005-04-27 2009-10-07 ジヤトコ株式会社 自動変速機用歯車変速装置
US7341537B2 (en) * 2005-05-25 2008-03-11 General Motors Corporation Multi-speed transmission
DE102005032001A1 (de) * 2005-07-08 2007-02-01 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
US7364527B2 (en) * 2005-09-23 2008-04-29 General Motors Corporation Nine speed automatic transmission with six torque-transmitting mechanisms
DE102006006637B4 (de) 2006-02-14 2015-02-19 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
DE102006006639A1 (de) * 2006-02-14 2007-08-30 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
US7753820B2 (en) * 2007-07-13 2010-07-13 Gm Global Technology Operations, Inc. Multi-speed transmission
US7887453B2 (en) * 2008-01-31 2011-02-15 GM Global Technology Operations LLC 9-speed transmission
DE102008000428A1 (de) 2008-02-28 2009-09-03 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
KR100907071B1 (ko) 2008-04-01 2009-07-09 현대자동차주식회사 차량용 자동 변속기의 기어 트레인
DE102010039865A1 (de) * 2010-08-27 2012-03-01 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe

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