JP6034432B2 - 多段変速機 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
[0001]本出願は、ここで参照により本明細書にその全体が組み込まれる、２０１４年３月２０日に出願された米国仮特許出願第６１／９６８，１４２号の優先権を主張する。
[0002]本発明は、一般的に多段変速機に関し、より詳細には、複数の速度、４つの遊星歯車セットであって、そのうちの２つが単一の遊星歯車セット組立体に組み合わされうる遊星歯車セット、および複数のトルク伝達デバイスを有する変速機に関する。
[0003]本節内の記述は、単に本開示に関する背景情報を提供するものであり、従来技術を構成する場合も構成しない場合もある。
[0004]典型的な多段変速機は、摩擦クラッチ、遊星歯車装置、および固定相互接続の組合せを使用して、複数の歯車比を達成する。遊星歯車セットの数および物理的な配置は、一般的に、実装、費用、および所望の速度比により定められる。
ＢｅｎｆｏｒｄおよびＬｅｉｓｉｎｇ著、ＳＡＥ Ｐａｐｅｒ ８１０１０２、「Ｔｈｅ Ｌｅｖｅｒ Ａｎａｌｏｇｙ： Ａ Ｎｅｗ Ｔｏｏｌ ｉｎ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ」
[0005]現在の変速機は、その意図される目的に達するが、特に効率、応答性および滑らかさの観点からの改善した性能、ならびに主に減少したサイズおよび重量といった改善した実装を呈する、新規で改善された変速機構成への必要性は、本質的に絶えず続いている。したがって、改善され、費用効率的で、小型の多段変速機の必要がある。
[0006]変速機は、入力部材、出力部材、遊星歯車セット組立体、２つの遊星歯車セット、複数の相互接続部材、および６つのトルク伝達デバイスを有して提供される。トルク伝達デバイスは、例えば、クラッチおよびブレーキであってよい。
[0007]本発明の実施形態では、遊星歯車セット組立体は、第１の部材、第２の部材、第３の部材、および第４の部材を有する。
[0008]本発明の別の実施形態では、第１の遊星歯車セットは、第１、第２、および第３の部材を有する。
[0009]本発明の別の実施形態では、第１の相互接続部材は、遊星歯車セット組立体の第３の部材を第１の遊星歯車セットの第２の部材と連続的に相互接続する。
[0010]本発明の別の実施形態では、第２の遊星歯車セットが、第１、第２、および第３の部材を有する。
[0011]本発明の別の実施形態では、第２の相互接続部材が、第１の遊星歯車セットの第１の部材を第２の遊星歯車セットの第１の部材と連続的に相互接続する。
[0012]本発明の別の実施形態では、６つのトルク伝達機構は、遊星歯車セット組立体の部材のうちの少なくとも１つ、遊星歯車セット組立体の部材のうちの少なくとも１つの他の部材を備える第１および第２の遊星歯車セットの部材のうちの１つ、第１および第２の遊星歯車セットの部材のうちの１つの他の部材、入力部材、出力部材、ならびに固定部材と相互接続するように、選択的に係合可能である。
[0013]本発明の別の実施形態では、６つのトルク伝達機構のうちの第１は、遊星歯車セット組立体の第１の部材を、第１の遊星歯車セットの第１の部材および第２の遊星歯車セットの第１の部材と相互接続するように選択的に係合可能である。
[0014]本発明の別の実施形態では、６つのトルク伝達機構のうちの第２は、遊星歯車セット組立体の第２の部材を、第１の遊星歯車セットの第１の部材および第２の遊星歯車セットの第１の部材と相互接続するように選択的に係合可能である。
[0015]本発明の別の実施形態では、６つのトルク伝達機構のうちの第３は、第１の遊星歯車セットの第３の部材を、第２の遊星歯車セットの第２の部材および出力部材と相互接続するように選択的に係合可能である。
[0016]本発明の別の実施形態では、６つのトルク伝達機構のうちの第４は、遊星歯車セット組立体の第２の部材を、第２の遊星歯車セットの第３の部材と相互接続するように選択的に係合可能である。
[0017]本発明の別の実施形態では、６つのトルク伝達機構のうちの第５は、遊星歯車セット組立体の第４の部材を、固定部材と相互接続するように選択的に係合可能である。
[0018]本発明の別の実施形態では、６つのトルク伝達機構のうちの第６は、第２の遊星歯車セットの第３の部材を、固定部材と相互接続するように選択的に係合可能である。
[0019]本発明の別の実施形態では、第１および第２の遊星歯車セットの第１の部材が太陽歯車であり、遊星歯車セット組立体の第４の部材が太陽歯車であり、第１および第２の遊星歯車セットの第２の部材がキャリア部材であり、遊星歯車セット組立体の第２の部材がキャリア部材であり、遊星歯車セット組立体の第３の部材が輪歯車であり、第１および第２の遊星歯車セットの第３の部材が輪歯車であり、遊星歯車セット組立体の第１の部材が共通歯車である。
[0020]本発明の別の実施形態では、共通歯車は、外面および内面を有する単体歯車として形成され、ここで、外面が複数の歯車の歯を有し、内面が複数の歯車の歯を有する。
[0021]本発明の別の実施形態では、単体歯車は、遊星歯車セット組立体のキャリア部材により回転可能に支持される第１の複数のピニオン歯車および遊星歯車セット組立体のキャリア部材により回転可能に支持される第２の複数のピニオン歯車と噛み合う。
[0022]本発明の別の実施形態では、トルク伝達機構は、少なくとも３つの組合せで選択的に係合可能であり、入力部材と出力部材の間で、複数の前進速度比および少なくとも１つの逆方向速度比を確立する。
[0023]本発明のさらに別の実施形態では、変速機は、入力部材、出力部材、第１の太陽歯車を有する遊星歯車セット組立体、第２の太陽歯車、キャリア部材、および輪歯車を有する。キャリア部材は、第１の複数のピニオンおよび第２の複数のピニオンを回転可能に支持する。第１の複数のピニオンは、第１の太陽歯車および第２の複数のピニオンと互いに噛み合い、第２の複数のピニオンは、第１の複数のピニオンおよび第２の太陽歯車と互いに噛み合う。第１の遊星歯車セットは、太陽歯車、キャリア部材、および輪歯車を有する。第２の遊星歯車セットは、太陽歯車、キャリア部材、および輪歯車を有する。第１の相互接続部材は、遊星歯車セット組立体のキャリア部材を、入力部材および第１の遊星歯車セットのキャリア部材と連続的に相互接続する。第２の相互接続部材は、第１の遊星歯車セットの太陽歯車を第２の遊星歯車セットの太陽歯車と連続的に相互接続する。６つのトルク伝達機構は、遊星歯車セット組立体の部材のうちの少なくとも１つ、遊星歯車セット組立体の部材のうちの少なくとも１つの他の部材を備える第１および第２の遊星歯車セットの部材のうちの少なくとも１つ、第１および第２の遊星歯車セットの部材のうちの少なくとも１つの他の部材、入力部材、出力部材、ならびに固定部材と相互接続するように、選択的に係合可能である。トルク伝達機構は、少なくとも３つの組合せで選択的に係合可能であり、入力部材と出力部材の間で、複数の前進速度比および少なくとも１つの逆方向速度比を確立する。
[0024]本発明のさらに別の実施形態では、変速機は、入力軸、出力軸、第１の太陽歯車を有する遊星歯車セット組立体、第２の太陽歯車、輪歯車、およびキャリア部材を含む。キャリア部材は、ピニオン歯車の第１の組およびピニオン歯車の第２の組を支持する。ピニオン歯車の第２の組は、より大きい直径部分およびより小さい直径部分を有する、段付きピニオン歯車である。ピニオン歯車の第１の組は第１の太陽歯車と互いに噛み合い、ピニオン歯車の第２の組のより小さい直径部分はピニオン歯車の第１の組および輪歯車と互いに噛み合い、ピニオン歯車の第２の組のより大きい直径部分は、第２の太陽歯車と互いに噛み合う。第１の遊星歯車セットは、太陽歯車、輪歯車、およびキャリア部材を有する。第２の遊星歯車セットは、太陽歯車、輪歯車、およびキャリア部材を有する。第１の相互接続部材は、遊星歯車セット組立体のキャリア部材を第１の遊星歯車セットのキャリア部材および入力軸と連続的に相互接続する。第２の相互接続部材は、第１の遊星歯車セットの太陽歯車を第２の遊星歯車セットの太陽歯車と連続的に相互接続する。第１のトルク伝達機構は、遊星歯車セット組立体の第２の太陽歯車を固定部材と相互接続するように選択的に係合可能である。第２のトルク伝達機構は、第２の遊星歯車セットの輪歯車を固定部材と相互接続するように選択的に係合可能である。第３のトルク伝達機構は、遊星歯車セット組立体の第１の太陽歯車を第１の遊星歯車セットの太陽歯車および第２の遊星歯車セットの太陽歯車と相互接続するように選択的に係合可能である。第４のトルク伝達機構は、遊星歯車セット組立体の輪歯車を第１の遊星歯車セットの太陽歯車および第２の遊星歯車セットの太陽歯車と相互接続するように選択的に係合可能である。第５のトルク伝達機構は、第１の遊星歯車セットの輪歯車を第２の遊星歯車セットのキャリア部材および出力部材と相互接続するように選択的に係合可能である。第６のトルク伝達機構は、遊星歯車セット組立体の輪歯車を第２の遊星歯車セットの輪歯車と相互接続するように選択的に係合可能である。トルク伝達機構は、少なくとも３つの組合せで選択的に係合可能であり、入力部材と出力部材の間で、複数の前進速度比および少なくとも１つの逆方向速度比を確立する。
[0025]本発明のさらに別の実施形態では、変速機は、入力軸、出力軸、第１の太陽歯車を有する遊星歯車セット組立体、第２の太陽歯車、輪歯車、およびキャリア部材を有する。キャリア部材は、ピニオン歯車の第１の組およびピニオン歯車の第２の組を支持する。ピニオン歯車の第１の組は第１の太陽歯車およびピニオン歯車の第２の組と互いに噛み合い、ピニオン歯車の第２の組はピニオン歯車の第１の組、輪歯車、および第２の太陽歯車と互いに噛み合う。第１の遊星歯車セットは、太陽歯車、輪歯車、およびキャリア部材を有する。第２の遊星歯車セットは、太陽歯車、輪歯車、およびキャリア部材を有する。第１の相互接続部材は、遊星歯車セット組立体のキャリア部材を第１の遊星歯車セットのキャリア部材および入力軸と連続的に相互接続する。第２の相互接続部材は、第１の遊星歯車セットの太陽歯車を第２の遊星歯車セットの太陽歯車と連続的に相互接続する。第１のトルク伝達機構は、遊星歯車セット組立体の第２の太陽歯車を固定部材と相互接続するように選択的に係合可能である。第２のトルク伝達機構は、第２の遊星歯車セットの輪歯車を固定部材と相互接続するように選択的に係合可能である。第３のトルク伝達機構は、遊星歯車セット組立体の第１の太陽歯車を第１の遊星歯車セットの太陽歯車および第２の遊星歯車セットの太陽歯車と相互接続するように選択的に係合可能である。第４のトルク伝達機構は、遊星歯車セット組立体の輪歯車を第１の遊星歯車セットの太陽歯車および第２の遊星歯車セットの太陽歯車と相互接続するように選択的に係合可能である。第５のトルク伝達機構は、第１の遊星歯車セットの輪歯車を第２の遊星歯車セットのキャリア部材および出力部材と相互接続するように選択的に係合可能である。第６のトルク伝達機構は、遊星歯車セット組立体の輪歯車を第２の遊星歯車セットの輪歯車と相互接続するように選択的に係合可能である。トルク伝達機構は、少なくとも３つの組合せで選択的に係合可能であり、入力部材と出力部材の間で、複数の前進速度比および少なくとも１つの逆方向速度比を確立する。
[0026]本発明のさらに別の実施形態では、変速機は、入力軸、出力軸、ならびに、太陽歯車、輪歯車、およびキャリア部材を有する第１の遊星歯車セット、太陽歯車、輪歯車、およびキャリア部材を有する第２の遊星歯車セット、太陽歯車、輪歯車、およびキャリア部材を有する第３の遊星歯車セット、太陽歯車、輪歯車、およびキャリア部材を有する第４の遊星歯車セットを含む。第１の相互接続部材は、第１の遊星歯車セットのキャリア部材を第３の遊星歯車セットのキャリア部材および入力軸と連続的に相互接続する。第２の相互接続部材は、第１の遊星歯車セットの太陽歯車を第２の遊星歯車セットの太陽歯車と連続的に相互接続する。第３の相互接続部材は、第３の遊星歯車セットのキャリア部材を第４の遊星歯車セットの輪歯車と連続的に相互接続する。第４の相互接続部材は、第３の遊星歯車セットの輪歯車を第４の遊星歯車セットのキャリア部材と連続的に相互接続する。第１のトルク伝達機構は、第３の遊星歯車セットの太陽歯車を固定部材と相互接続するように選択的に係合可能である。第２のトルク伝達機構は、第２の遊星歯車セットの輪歯車を固定部材と相互接続するように選択的に係合可能である。第３のトルク伝達機構は、第４の遊星歯車セットの太陽歯車を第１の遊星歯車セットの太陽歯車および第２の遊星歯車セットの太陽歯車と相互接続するように選択的に係合可能である。第４のトルク伝達機構は、第４の遊星歯車セットのキャリア部材を第１の遊星歯車セットの太陽歯車および第２の遊星歯車セットの太陽歯車と相互接続するように選択的に係合可能である。第５のトルク伝達機構は、第１の遊星歯車セットの輪歯車を第２の遊星歯車セットのキャリア部材および出力部材と相互接続するように選択的に係合可能である。第６のトルク伝達機構は、第４の遊星歯車セットのキャリア部材を第２の遊星歯車セットの輪歯車と相互接続するように選択的に係合可能である。トルク伝達機構は、少なくとも３つの組合せで選択的に係合可能であり、入力部材と出力部材の間で、複数の前進速度比および少なくとも１つの逆方向速度比を確立する。
本明細書には、以下の態様の変速機が記載されている。
第１の態様の変速機は、入力部材と、出力部材と、第１の部材、第２の部材、第３の部材、および第４の部材を有する遊星歯車セット組立体と、第１、第２、および第３の部材を有する第１の遊星歯車セットと、前記遊星歯車セット組立体の前記第３の部材を前記第１の遊星歯車セットの前記第２の部材と連続的に相互接続する第１の相互接続部材と、第１、第２、および第３の部材を有する第２の遊星歯車セットと、前記第１の遊星歯車セットの前記第１の部材を前記第２の遊星歯車セットの前記第１の部材と連続的に相互接続する第２の相互接続部材と、前記遊星歯車セット組立体の前記部材のうちの少なくとも１つ、前記遊星歯車セット組立体の前記部材のうちの少なくとも１つの他の部材を備える前記第１および第２の遊星歯車セットの前記部材の１つ、前記第１および第２の遊星歯車セットの前記部材のうちの１つの他の部材、前記入力部材、前記出力部材、ならびに前記固定部材と相互接続するように、選択的に係合可能である、６つのトルク伝達機構とを備え、前記トルク伝達機構が、少なくとも３つの組合せで選択的に係合可能であり、前記入力部材と前記出力部材の間で、複数の前進速度比および少なくとも１つの逆方向速度比を確立する。
第２の態様の変速機は、第１の態様において、前記６つのトルク伝達機構のうちの第１が、前記遊星歯車セット組立体のうちの前記第１の部材を、前記第１の遊星歯車セットの前記第１の部材および前記第２の遊星歯車セットの前記第１の部材と相互接続するように選択的に係合可能である。
第３の態様の変速機は、第２の態様において、前記６つのトルク伝達機構のうちの第２が、前記遊星歯車セット組立体のうちの前記第２の部材を、前記第１の遊星歯車セットの前記第１の部材および前記第２の遊星歯車セットの前記第１の部材と相互接続するように選択的に係合可能である。
第４の態様の変速機は、第３の態様において、前記６つのトルク伝達機構のうちの第３が、前記第１の遊星歯車セットの前記第３の部材を、前記第２の遊星歯車セットの前記第２の部材および前記出力部材と相互接続するように選択的に係合可能である。
第５の態様の変速機は、第４の態様において、前記６つのトルク伝達機構のうちの第４が、前記遊星歯車セット組立体の前記第２の部材を、前記第２の遊星歯車セットの前記第３の部材と相互接続するように選択的に係合可能である。
第６の態様の変速機は、第５の態様において、前記６つのトルク伝達機構のうちの第５が、前記遊星歯車セット組立体の前記第４の部材を、前記固定部材と相互接続するように選択的に係合可能である。
第７の態様の変速機は、第６の態様において、前記６つのトルク伝達機構のうちの第６が、前記第２の遊星歯車セットの前記第３の部材を、前記固定部材と相互接続するように選択的に係合可能である。
第８の態様の変速機は、第１の態様において、前記第１および第２の遊星歯車セットの前記第１の部材が太陽歯車であり、前記遊星歯車セット組立体の前記第４の部材が太陽歯車であり、前記第１および第２の遊星歯車セットの前記第２の部材がキャリア部材であり、前記遊星歯車セット組立体の前記第２の部材がキャリア部材であり、前記遊星歯車セット組立体の前記第３の部材が輪歯車であり、前記第１および第２の遊星歯車セットの前記第３の部材が輪歯車であり、前記遊星歯車セット組立体の前記第１の部材が共通歯車である。
第９の態様の変速機は、第８の態様において、前記共通歯車が外面および内面を有する単体歯車として形成され、前記外面が複数の歯車の歯を有し、前記内面が複数の歯車の歯を有する。
第１０の態様の変速機は、第９の態様において、前記単体歯車が、前記遊星歯車セット組立体の前記キャリア部材により回転可能に支持される第１の複数のピニオン歯車および前記遊星歯車セット組立体の前記キャリア部材により回転可能に支持される第２の複数のピニオン歯車と噛み合う。
第１１の態様の変速機は、入力部材と、出力部材と、第１の太陽歯車、第２の太陽歯車、キャリア部材、および輪歯車を有する遊星歯車セット組立体であって、前記キャリア部材が第１の複数のピニオンおよび第２の複数のピニオンを回転可能に支持し、前記第１の複数のピニオンが、前記第１の太陽歯車および前記第２の複数のピニオンと互いに噛み合い、前記第２の複数のピニオンが前記第１の複数のピニオンおよび前記第２の太陽歯車と互いに噛み合う、遊星歯車セット組立体と、太陽歯車、キャリア部材、および輪歯車を有する第１の遊星歯車セットと、太陽歯車、キャリア部材、および輪歯車を有する第２の遊星歯車セットと、前記遊星歯車セット組立体の前記キャリア部材を、前記入力部材および前記第１の遊星歯車セットの前記キャリア部材と連続的に相互接続する、第１の相互接続部材と、前記第１の遊星歯車セットの前記太陽歯車を前記第２の遊星歯車セットの太陽歯車と連続的に相互接続する、第２の相互接続部材と、前記遊星歯車セット組立体の前記部材のうちの少なくとも１つ、前記遊星歯車セット組立体の前記部材のうちの少なくとも１つの他の部材を備える前記第１および第２の遊星歯車セットの前記部材のうちの少なくとも１つ、前記第１および第２の遊星歯車セットの前記部材のうちの少なくとも１つの他の部材、前記入力部材、前記出力部材、ならびに固定部材と相互接続するように、選択的に係合可能である、６つのトルク伝達機構とを備え、前記トルク伝達機構が、少なくとも３つの組合せで選択的に係合可能であり、前記入力部材と前記出力部材の間で、複数の前進速度比および少なくとも１つの逆方向速度比を確立する。
第１２の態様の変速機は、第１１の態様において、前記６つのトルク伝達機構のうちの第１が、前記遊星歯車セット組立体の前記第２の太陽歯車を前記固定部材と相互接続するように選択的に係合可能である。
第１３の態様の変速機は、第１２の態様において、前記６つのトルク伝達機構のうちの第２が、前記第２の遊星歯車セットの前記輪歯車を、前記固定部材と相互接続するように選択的に係合可能である。
第１４の態様の変速機は、第１３の態様において、前記６つのトルク伝達機構のうちの第３が、前記遊星歯車セット組立体の前記第１の太陽歯車を、前記第１の前記太陽歯車および前記第２の遊星歯車セットの前記太陽歯車と相互接続するように選択的に係合可能である。
第１５の態様の変速機は、第１３の態様において、前記６つのトルク伝達機構のうちの第４が、前記遊星歯車セット組立体の前記輪歯車を、前記第１の前記太陽歯車および前記第２の遊星歯車セットの前記太陽歯車と相互接続するように選択的に係合可能である。
第１６の態様の変速機は、第１５の態様において、前記６つのトルク伝達機構のうちの第５が、前記第１の遊星歯車セットの前記輪歯車を、前記第２の遊星歯車セットの前記キャリア部材および前記出力部材と相互接続するように選択的に係合可能である。
第１７の態様の変速機は、第１６の態様において、前記６つのトルク伝達機構のうちの第６が、前記遊星歯車セット組立体の前記輪歯車を、前記第２の遊星歯車セットの前記輪歯車と相互接続するように選択的に係合可能である。
第１８の態様の変速機は、入力軸と、出力軸と、第１の太陽歯車、第２の太陽歯車、輪歯車、およびキャリア部材を有する遊星歯車セット組立体であって、前記キャリア部材がピニオン歯車の第１の組およびピニオン歯車の第２の組を支持し、ピニオン歯車の前記第２の組がより大きい直径部分およびより小さい直径部分を有する段付きピニオン歯車であり、ピニオン歯車の前記第１の組が前記第１の太陽歯車と互いに噛み合い、ピニオン歯車の前記第２の組の前記より小さい直径部分がピニオン歯車の前記第１の組および前記輪歯車と互いに噛み合い、ピニオン歯車の前記第２の組の前記より大きい直径部分が前記第２の太陽歯車と互いに噛み合う、遊星歯車セット組立体と、太陽歯車、輪歯車、およびキャリア部材を有する第１の遊星歯車セットと、太陽歯車、輪歯車、およびキャリア部材を有する第２の遊星歯車セットと、前記遊星歯車セット組立体の前記キャリア部材を前記第１の遊星歯車セットの前記キャリア部材および前記入力軸と連続的に相互接続する、第１の相互接続部材と、前記第１の遊星歯車セットの前記太陽歯車を前記第２の遊星歯車セットの前記太陽歯車と連続的に相互接続する、第２の相互接続部材とを備え、第１のトルク伝達機構が、前記遊星歯車セット組立体の前記第２の太陽歯車を前記固定部材と相互接続するように選択的に係合可能であり、第２のトルク伝達機構が、前記第２の遊星歯車セットの前記輪歯車を前記固定部材と相互接続するように選択的に係合可能であり、第３のトルク伝達機構が、前記遊星歯車セット組立体の前記第１の太陽歯車を前記第１の遊星歯車セットの前記太陽歯車および前記第２の遊星歯車セットの前記太陽歯車と相互接続するように選択的に係合可能であり、第４のトルク伝達機構が、前記遊星歯車セット組立体の前記輪歯車を前記第１の遊星歯車セットの前記太陽歯車および前記第２の遊星歯車セットの前記太陽歯車と相互接続するように選択的に係合可能であり、第５のトルク伝達機構が、前記第１の遊星歯車セットの前記輪歯車を前記第２の遊星歯車セットの前記キャリア部材および前記出力部材と相互接続するように選択的に係合可能であり、第６のトルク伝達機構が、前記遊星歯車セット組立体の前記輪歯車を前記第２の遊星歯車セットの前記輪歯車と相互接続するように選択的に係合可能であり、前記トルク伝達機構が、少なくとも３つの組合せで選択的に係合可能であり、前記入力部材と前記出力部材の間で、複数の前進速度比および少なくとも１つの逆方向速度比を確立する。
第１９の態様の変速機は、入力軸と、出力軸と、第１の太陽歯車、第２の太陽歯車、輪歯車、およびキャリア部材を有する遊星歯車セット組立体であって、前記キャリア部材がピニオン歯車の第１の組およびピニオン歯車の第２の組を支持し、ピニオン歯車の前記第１の組が前記第１の太陽歯車およびピニオン歯車の前記第２の組と互いに噛み合い、ピニオン歯車の前記第２の組がピニオン歯車の前記第１の組、前記輪歯車、および前記第２の太陽歯車と互いに噛み合う、遊星歯車セット組立体と、太陽歯車、輪歯車、およびキャリア部材を有する第１の遊星歯車セットと、太陽歯車、輪歯車、およびキャリア部材を有する第２の遊星歯車セットと、前記遊星歯車セット組立体の前記キャリア部材を前記第１の遊星歯車セットの前記キャリア部材および前記入力軸と連続的に相互接続する、第１の相互接続部材と、前記第１の遊星歯車セットの前記太陽歯車を前記第２の遊星歯車セットの前記太陽歯車と連続的に相互接続する、第２の相互接続部材とを備え、第１のトルク伝達機構が、前記遊星歯車セット組立体の前記第２の太陽歯車を前記固定部材と相互接続するように選択的に係合可能であり、第２のトルク伝達機構が、前記第２の遊星歯車セットの前記輪歯車を前記固定部材と相互接続するように選択的に係合可能であり、第３のトルク伝達機構が、前記遊星歯車セット組立体の前記第１の太陽歯車を前記第１の遊星歯車セットの前記太陽歯車および前記第２の遊星歯車セットの前記太陽歯車と相互接続するように選択的に係合可能であり、第４のトルク伝達機構が、前記遊星歯車セット組立体の前記輪歯車を前記第１の遊星歯車セットの前記太陽歯車および前記第２の遊星歯車セットの前記太陽歯車と相互接続するように選択的に係合可能であり、第５のトルク伝達機構が、前記第１の遊星歯車セットの前記輪歯車を前記第２の遊星歯車セットの前記キャリア部材および前記出力部材と相互接続するように選択的に係合可能であり、第６のトルク伝達機構が、前記遊星歯車セット組立体の前記輪歯車を前記第２の遊星歯車セットの前記輪歯車と相互接続するように選択的に係合可能であり、前記トルク伝達機構が、少なくとも３つの組合せで選択的に係合可能であり、前記入力部材と前記出力部材の間で、複数の前進速度比および少なくとも１つの逆方向速度比を確立する。
第２０の態様の変速機は、入力軸と、出力軸と、太陽歯車、輪歯車、およびキャリア部材を有する第１の遊星歯車セットと、太陽歯車、輪歯車、およびキャリア部材を有する第２の遊星歯車セットと、太陽歯車、輪歯車、およびキャリア部材を有する第３の遊星歯車セットと、太陽歯車、輪歯車、およびキャリア部材を有する第４の遊星歯車セットと、前記第１の遊星歯車セットの前記キャリア部材を前記第３の遊星歯車セットの前記キャリア部材および前記入力軸と連続的に相互接続する、第１の相互接続部材と、前記第１の遊星歯車セットの前記太陽歯車を前記第２の遊星歯車セットの前記太陽歯車と連続的に相互接続する、第２の相互接続部材と、前記第３の遊星歯車セットの前記キャリア部材を前記第４の遊星歯車セットの前記輪歯車と連続的に相互接続する、第３の相互接続部材と、前記第３の遊星歯車セットの前記輪歯車を前記第４の遊星歯車セットの前記キャリア部材と連続的に相互接続する、第４の相互接続部材とを備え、第１のトルク伝達機構が、前記第３の遊星歯車セットの前記太陽歯車を前記固定部材と相互接続するように選択的に係合可能であり、第２のトルク伝達機構が、前記第２の遊星歯車セットの前記輪歯車を前記固定部材と相互接続するように選択的に係合可能であり、第３のトルク伝達機構が、前記第４の遊星歯車セットの前記太陽歯車を前記第１の遊星歯車セットの前記太陽歯車および前記第２の遊星歯車セットの前記太陽歯車と相互接続するように選択的に係合可能であり、第４のトルク伝達機構が、前記第４の遊星歯車セットの前記キャリア部材を前記第１の遊星歯車セットの前記太陽歯車および前記第２の遊星歯車セットの前記太陽歯車と相互接続するように選択的に係合可能であり、第５のトルク伝達機構が、前記第１の遊星歯車セットの前記輪歯車を前記第２の遊星歯車セットの前記キャリア部材および前記出力部材と相互接続するように選択的に係合可能であり、第６のトルク伝達機構が、前記第４の遊星歯車セットの前記キャリア部材を前記第２の遊星歯車セットの前記輪歯車と相互接続するように選択的に係合可能であり、前記トルク伝達機構が、少なくとも３つの組合せで選択的に係合可能であり、前記入力部材と前記出力部材の間で、複数の前進速度比および少なくとも１つの逆方向速度比を確立する。
[0027]本発明のさらなる特徴、態様、および利点は、以下の説明および添付図面を参照することにより明らかとなるであろう。添付図面中では、同様の参照番号は、同じ構成要素、要素、または特徴を指す。
[0028]本明細書に記載される図面は、説明のためだけのものであり、何らかの形で、本開示の範囲を制限する意図はない。
[0029]本発明の原理に従う、変速機のレバー図である。 [0030]本発明の原理に従う、図１の変速機の実施形態の略図である。 [0031]本発明の原理に従う、図１の変速機の別の実施形態の略図である。 [0032]本発明の原理に従う、図１の変速機のさらに別の実施形態の略図である。 [0033]本発明の原理に従う、図１の変速機のまた別の実施形態の略図である。 [0034]本発明の原理に従う、図１の変速機のさらに別の実施形態の略図である。 [0035]図２〜図６に図示された変速機の、複数の前進、および少なくとも１つの逆方向速度または歯車比を生成するための、さまざまなトルク伝達要素の係合状態の例を提示する真理値表である。
[0036]以下の記載は、単に例示的な性格のものであり、本開示、用途、または使用法を制限する意図はない。
[0037]ここで図１を参照すると、多段変速機１０の実施形態が、レバー図形式で図示される。レバー図は、自動変速機などの機械的デバイスの構成要素の概略図である。各個別のレバーは、遊星歯車セットを表し、遊星歯車の３つの基本的機械的構成要素がそれぞれ節点により表される。したがって、単一のレバーは、３つの節点、すなわち、太陽歯車用の節点、遊星歯車キャリア用の節点、および輪歯車用の節点を含む。いくつかの場合に、２つのレバーは、３つより多くの節点（典型的には４つの節点）を有する単一のレバーに組み合わされうる。例えば、２つの異なるレバー上の２つの節点が固定した接続を通して相互接続される場合、２つの節点は、単一のレバー上の単一の節点として表されうる。各レバーの節点間の相対的な長さが、各歯車セットそれぞれの、輪対太陽の比を表すために使用されうる。次に、これらのレバー比は、適切な比および比の数列を達成するため、変速機の歯車比を変えるために使用される。さまざまな遊星歯車セットの節点間の機械的結合部または相互接続部は、細い水平の線により図示され、クラッチおよびブレーキなどのトルク伝達デバイスは、交互配置された指状突起として提示される。レバー図の形式、目的、および使用法のさらなる説明は、ここで、参照により完全に組み込まれる、ＢｅｎｆｏｒｄおよびＬｅｉｓｉｎｇ著、ＳＡＥ Ｐａｐｅｒ ８１０１０２、「Ｔｈｅ Ｌｅｖｅｒ Ａｎａｌｏｇｙ： Ａ Ｎｅｗ Ｔｏｏｌ ｉｎ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ」に見い出されうる。
[0038]変速機１０は、入力軸または部材１２、遊星歯車セット組立体１４、第１の遊星歯車セット１６、および第２の遊星歯車セット１８、ならびに出力軸または部材２０を含む。図１のレバー図では、遊星歯車セット組立体１４は、４つの節点、すなわち、第１の節点１４Ａ、第２の節点１４Ｂ、第３の節点１４Ｃ、および第４の節点１４Ｄを有する。第１の遊星歯車セット１６は、３つの節点、すなわち、第１の節点１６Ａ、第２の節点１６Ｂ、および第３の節点１６Ｃを有する。第２の遊星歯車セット１８は、３つの節点、すなわち、第１の節点１８Ａ、第２の節点１８Ｂ、および第３の節点１８Ｃを有する。入力部材１２は、遊星歯車セット組立体１４の第３の節点１４Ｃに連続的に結合される。出力部材２０は、第２の遊星歯車セット１８の第２の節点１８Ｂに連続的に結合される。
[0039]遊星歯車セット組立体１４の第３の節点１４Ｃは、第１の遊星歯車セット１６の第２の節点１６Ｂに結合される。第１の遊星歯車セット１６の第１の節点１６Ａは、第２の遊星歯車セット１８の第１の節点１８Ａに結合される。
[0040]第１のクラッチ２２は、遊星歯車セット組立体１４の第４の節点１４Ｄを固定部材５０と選択的に接続する。第２のクラッチ２４は、第２の遊星歯車セット１８の第３の節点１８Ｃを固定部材５０と選択的に接続する。第３のクラッチ２６は、遊星歯車セット組立体１４の第１の節点１４Ａを第１の遊星歯車セット１６の第１の節点１６Ａおよび第２の遊星歯車セット１８の第１の節点１８Ａと選択的に接続する。第４のクラッチ２８は、遊星歯車セット組立体１４の第２の節点１４Ｂを第１の遊星歯車セット１６の第１の節点１６Ａおよび第２の遊星歯車セット１８の第１の節点１８Ａと選択的に接続する。第５のクラッチ３０は、第１の遊星歯車セット１６の第３の節点１６Ｃを第２の遊星歯車セット１８の第２の節点１８Ｂと選択的に接続する。第６のクラッチ３２は、遊星歯車セット組立体１４の第２の節点１４Ｂを第２の遊星歯車セット１８の第３の節点１８Ｃと選択的に接続する。
[0041]ここで図２を参照して、スティック線図は、本発明の一形態に従う、多段変速機１１０の実施形態の概略配置を提示する。図２では、図１のレバー図からの番号付与が引き継がれる。クラッチおよび結合部は対応して提示され、一方、遊星歯車セットまたは歯車セット組立体の節点は、ここで、太陽歯車、輪歯車、遊星歯車、および遊星歯車キャリアなどの、遊星歯車セットまたは遊星歯車セット組立体の構成要素として現れる。
[0042]例えば、本実施形態の変速機１１０では、遊星歯車セット組立体１４は、積み重ねられた遊星歯車セットとして構成される。遊星歯車セット組立体１４は、太陽−輪共通歯車部材１４Ａ、遊星歯車キャリア１４Ｂ、輪歯車部材１４Ｃ、および太陽歯車部材１４Ｄを含む。太陽−輪共通歯車部材１４Ａは、内面に歯車の歯、および外面に歯車の歯を有する組合せ歯車である。したがって、太陽−輪共通歯車部材１４Ａは、輪歯車および太陽歯車の役割を果たすように構成される。太陽−輪共通歯車部材１４Ａは、第１の軸または相互接続部材４２と共通して回転するために接続される。遊星歯車キャリア１４Ｂは、遊星ピニオン歯車１４Ｅ（そのうちの１つのみが図示される）の第１の組、および遊星ピニオン歯車１４Ｆ（そのうちの１つのみが図示される）の第２の組を回転可能に支持する。遊星歯車キャリア１４Ｂは、第２の軸または相互接続部材４４と共通して回転するために接続される。輪歯車部材１４Ｃは、入力軸または部材１２と共通して回転するために接続される。太陽歯車部材１４Ｄは、第３の軸または相互接続部材４６と共通して回転するために接続される。遊星ピニオン歯車１４Ｅの第１の組は、太陽歯車部材１４Ｄおよび太陽−輪共通歯車部材１４Ａの内面の両方と互いに噛み合うようにそれぞれ構成される。遊星ピニオン歯車１４Ｆの第２の組は、輪歯車部材１４Ｃおよび太陽−輪共通歯車部材１４Ａの外面の両方と互いに噛み合うようにそれぞれ構成される。
[0043]第１の遊星歯車セット１６は、太陽歯車部材１６Ａ、遊星歯車キャリア部材１６Ｂ、および輪歯車部材１６Ｃを含む。太陽歯車部材１６Ａは、第４の軸または相互接続部材４８と共通して回転するために接続される。遊星歯車キャリア部材１６Ｂは、ピニオン歯車１６Ｄ（そのうちの１つのみが図示される）の組を回転可能に支持する。遊星歯車キャリア部材１６Ｂは、入力軸または部材１２と共通して回転するために接続される。遊星ピニオン歯車１６Ｄの組は太陽歯車部材１６Ａおよび輪歯車部材１６Ｃの両方と互いに噛み合うようにそれぞれ構成される。輪歯車部材１６Ｃは、第５の軸または相互接続部材５２と共通して回転するために接続される。
[0044]第２の遊星歯車セット組立体１８は、太陽歯車部材１８Ａ、遊星歯車キャリア部材１８Ｂ、および輪歯車部材１８Ｃを含む。太陽歯車部材１８Ａは、第４の軸または相互接続部材４８と共通して回転するために接続される。遊星キャリア部材１８Ｂは、出力軸または部材２０と共通して回転するために接続される。遊星キャリア部材１８Ｂは、遊星ピニオン歯車１８Ｄ（そのうちの１つのみが図示される）の組を回転可能に支持する。遊星ピニオン歯車１８Ｄは太陽歯車部材１８Ａおよび輪歯車部材１８Ｃの両方と互いに噛み合うようにそれぞれ構成される。輪歯車部材１８Ｃは、第６の軸または部材５４と共通して回転するために接続される。
[0045]入力軸または部材１２は、エンジン（図示せず）またはトルク変換器のタービン（図示せず）などの入力源に連続的に接続される。出力軸または部材２０は、最終駆動単位またはトランスファーケース（図示せず）などの別の出力と連続的に接続される。
[0046]第１のブレーキ２２および第２のブレーキ２４、ならびに第１のクラッチ２６、第２のクラッチ２８、第３のクラッチ３０、および第４のクラッチ３２を含むトルク伝達機構は、軸または相互接続部材４２、４４、４６、４８、５２、５４の、他の軸または相互接続部材、遊星歯車セット組立体１４、１６、１８の部材、または固定部材もしくは変速機筐体５０への選択的な相互接続を可能にする。
[0047]例えば、第１のブレーキ２２は、太陽歯車１４Ｄが変速機筐体５０に対して回転するのを制限するために、第３の軸または相互接続部材４６を変速機筐体５０に接続するように選択的に係合可能である。第２のブレーキ２４は、輪歯車部材１８Ｃおよび軸５４が変速機筐体５０に対して回転するのを制限するために、輪歯車部材１８Ｃおよび第６の軸または相互接続部材５４を変速機筐体５０に接続するように選択的に係合可能である。第１のクラッチ２６は、第１の軸または相互接続部材４２を第４の軸または相互接続部材４８と接続するように選択的に係合可能である。第２のクラッチ２８は、第２の軸または相互接続部材４４を第４の軸または相互接続部材４８と接続するように選択的に係合可能である。第３のクラッチ３０は、出力部材２０を第５の軸または相互接続部材５２と接続するように選択的に係合可能である。第４のクラッチ３２は、第２の軸または相互接続部材４４を第６の軸または相互接続部材５４と接続するように選択的に係合可能である。
[0048]ここで図３を参照して、スティック線図は、本発明の別の形態に従う、多段変速機１２０の別の実施形態の概略配置を提示する。図３では、図１および図２の図面からの番号付与が引き継がれる。クラッチおよび結合部は対応して提示されるが、歯車セット組立体１４、１６、および１８の節点は、ここで、図２に図示されるものとは異なる遊星歯車セットの構成要素に対応しうる。
[0049]例えば、遊星歯車セット組立体１４は、ここで、第１の太陽歯車部材１１４Ａおよび第２の太陽歯車部材１１４Ｄ、輪歯車部材１１４Ｂ、ならびに遊星歯車キャリア１１４Ｃを含む、ラビニヨ型歯車セット組立体１１４である。第１の太陽歯車部材１１４Ａは、第１の軸または相互接続部材４２と共通して回転するために接続される。第２の太陽歯車部材１１４Ｄは、第３の軸または相互接続部材４６と共通して回転するために接続される。輪歯車部材１１４Ｂは、第２の軸または相互接続部材４４と共通して回転するために接続される。遊星歯車キャリア１１４Ｃは、ピニオン歯車１１４Ｅ、１１４Ｆの第１および第２の組（各組の１つのみが図示される）を回転可能に支持する。第１の遊星ピニオン歯車１１４Ｅは、第１の太陽歯車１１４Ａおよび遊星ピニオン歯車１１４Ｆの第２の組と噛み合う、短いピニオンである。第２の遊星ピニオン歯車１１４Ｆは、第２の太陽歯車１１４Ｄ、輪歯車１１４Ｂ、および遊星ピニオン歯車１１４Ｅの第１の組と噛み合う、長いピニオンである。遊星歯車キャリア部材１１４Ｃは、入力軸または部材１２と共通して回転するために接続される。
[0050]図２の実施形態内のように、第１の遊星歯車セット１６は、太陽歯車部材１６Ａ、遊星歯車キャリア部材１６Ｂ、および輪歯車部材１６Ｃを含む。太陽歯車部材１６Ａは、第４の軸または相互接続部材４８と共通して回転するために接続される。遊星歯車キャリア部材１６Ｂは、ピニオン歯車１６Ｄ（そのうちの１つのみが図示される）の組を回転可能に支持する。遊星歯車キャリア部材１６Ｂは、入力軸または部材１２と共通して回転するために接続される。遊星ピニオン歯車１６Ｄの組は太陽歯車部材１６Ａおよび輪歯車部材１６Ｃの両方と互いに噛み合うようにそれぞれ構成される。輪歯車部材１６Ｃは、第５の軸または相互接続部材５２と共通して回転するために接続される。
[0051]第２の遊星歯車セット１８は、太陽歯車部材１８Ａ、遊星歯車キャリア部材１８Ｂ、および輪歯車部材１８Ｃを含む。太陽歯車部材１８Ａは、第４の軸または相互接続部材４８と共通して回転するために接続される。遊星キャリア部材１８Ｂは、出力軸または部材２０と共通して回転するために接続される。遊星キャリア部材１８Ｂは、遊星ピニオン歯車１８Ｄ（そのうちの１つのみが図示される）の組を回転可能に支持する。遊星ピニオン歯車１８Ｄは太陽歯車部材１８Ａおよび輪歯車部材１８Ｃの両方と互いに噛み合うようにそれぞれ構成される。輪歯車部材１８Ｃは、第６の軸または部材５４と共通して回転するために接続される。
[0052]第１のブレーキ２２および第２のブレーキ２４、ならびに第１のクラッチ２６、第２のクラッチ２８、第３のクラッチ３０、および第４のクラッチ３２を含むトルク伝達機構は、軸または相互接続部材４２、４４、４６、４８、５２、５４の、他の軸または相互接続部材、遊星歯車セット１４、１６、１８の部材、または固定部材もしくは変速機筐体５０への選択的な相互接続を可能にする。例えば、第１のブレーキ２２は、太陽歯車１１４Ｄが変速機筐体５０に対して回転するのを制限するために、第３の軸または相互接続部材４６を変速機筐体５０に接続するように選択的に係合可能である。第２のブレーキ２４は、輪歯車部材１８Ｃおよび軸５４が変速機筐体５０に対して回転するのを制限するために、輪歯車部材１８Ｃおよび第６の軸または相互接続部材５４を変速機筐体５０に接続するように選択的に係合可能である。第１のクラッチ２６は、第１の軸または相互接続部材４２を第４の軸または相互接続部材４８と接続するように選択的に係合可能である。第２のクラッチ２８は、第２の軸または相互接続部材４４を第４の軸または相互接続部材４８と接続するように選択的に係合可能である。第３のクラッチ３０は、出力軸２０を第５の軸または相互接続部材５２と接続するように選択的に係合可能である。第４のクラッチ３２は、第２の軸または相互接続部材４４を第６の軸または相互接続部材５４と接続するように選択的に係合可能である。
[0053]ここで図４を参照して、スティック線図は、本発明の原理に従う、多段変速機１３０の別の実施形態の概略配置を提示する。図４では、図１および図３の図面からの番号付与が引き継がれる。しかし、変速機１３０では、図３の遊星歯車またはピニオン１１４Ｆは、より大きい直径部分１３２および小さい直径部分１３４を有する段付きピニオン歯車１１６Ｆとして構成される。段付き遊星歯車１１６Ｆの各々の大きい直径部１３２は、第２の太陽歯車部材１１４Ｄと互いに噛み合わされる。段付き遊星歯車１１６Ｆの各々の小さい直径部１３４は、輪歯車部材１１４Ｂおよび遊星歯車１１４Ｅの両方と互いに噛み合わされる。遊星歯車１１４Ｅは、段付き遊星歯車１１６Ｆおよび第１の太陽歯車部材１１４Ａの両方とそれぞれ互いに噛み合わされる。
[0054]ここで図５を参照して、スティック線図は、本発明の原理に従う、多段変速機１４０の別の実施形態の概略配置を提示する。図５では、図１および図３の図面からの番号付与が引き継がれる。しかし、変速機１４０では、短い遊星またはピニオン歯車１１４Ｅは、長い遊星またはピニオン歯車１１８Ｅとして構成され、長い遊星またはピニオン歯車１１４Ｆは、短い遊星またはピニオン歯車１１８Ｆとして構成される。長い遊星歯車１１８Ｅは、太陽歯車部材１１８Ａおよび短い遊星歯車１１８Ｆの両方とそれぞれ互いに噛み合わされる。短い遊星歯車１１８Ｆは、長い遊星歯車１１８Ｅ、輪歯車１１８Ｂ、および太陽歯車部材１１８Ｄの両方とそれぞれ互いに噛み合わされる。
[0055]ここで図６を参照して、スティック線図は、本発明の原理に従う、多段変速機１５０の実施形態の概略配置を提示する。図６では、図１のレバー図からの番号付与が引き継がれる。クラッチおよび結合部は対応して提示され、一方、歯車セット組立体の節点は、ここで、太陽歯車、輪歯車、遊星歯車、および遊星歯車キャリアなどの、遊星歯車セットの構成要素として現れる。
[0056]例えば、遊星歯車セット組立体１４は、第１の遊星歯車セット２００および第２の遊星歯車セット２０２を含む、２つの別個の遊星歯車セットとして構成される。したがって、遊星歯車セット組立体１４の節点のいくつかは、第１の遊星歯車セット２００および第２の遊星歯車セット２０２の両方の複数の構成要素に対応する。例えば、第１の遊星歯車セット２００は、太陽歯車部材２００Ａ、遊星歯車キャリア部材２００Ｂ、および輪歯車部材２００Ｃを含む。キャリア部材２００Ｂは、遊星またはピニオン歯車２００Ｄ（そのうちの１つのみが図示される）の組を回転可能に支持する。遊星歯車２００Ｄの各々は、太陽歯車部材２００Ａおよび輪歯車部材２００Ｃの両方と互いに噛み合わされる。第２の遊星歯車セット２０２は、太陽歯車部材２０２Ａ、遊星歯車キャリア部材２０２Ｂ、および輪歯車部材２０２Ｃを含む。キャリア部材２０２Ｂは、遊星またはピニオン歯車２０２Ｄ（そのうちの１つのみが図示される）の組を回転可能に支持する。遊星歯車２０２Ｄの各々は、太陽歯車部材２０２Ａおよび輪歯車部材２０２Ｃの両方と互いに噛み合わされる。したがって、図１のレバー図の遊星歯車セット組立体１４の第１の節点１４Ａは、太陽歯車部材２０２Ａに対応する。遊星歯車セット組立体１４の第２の節点１４Ｂは、輪歯車２００Ｃ、およびキャリア部材２０２Ｂに対応する。第１の遊星歯車セット組立体の第３の節点１４Ｃは、キャリア部材２００Ｂ、および輪歯車部材２０２Ｃに対応する。遊星歯車セット組立体１４の第４の節点１４Ｄは、太陽歯車部材２００Ａに対応する。
[0057]太陽歯車部材２００Ａは、第３の軸または相互接続部材４６と共通して回転するために接続される。遊星歯車キャリア２００Ｂは、第７の軸または相互接続部材５６および入力軸または部材１２と共通して回転するために接続される。輪歯車部材２００Ｃは、第８の軸または相互接続部材５８と共通して回転するために接続される。
[0058]太陽歯車部材２００Ａは、第１の軸または相互接続部材４２と共通して回転するために接続される。キャリア部材２０２Ｂは、第２の軸または相互接続部材４４および第８の軸または相互接続部材５８と共通して回転するために接続される。輪歯車部材２０２Ｃは、第７の軸または相互接続部材５６と共通して回転するために接続される。
[0059]第２の歯車セット組立体１６は、太陽歯車部材１６Ａ、遊星歯車キャリア部材１６Ｂ、および輪歯車部材１６Ｃを含む。遊星歯車キャリア部材１６Ｂは、遊星またはピニオン歯車１６Ｄ（そのうちの１つのみが図示される）の組を回転可能に支持する。遊星歯車１６Ｄは太陽歯車部材１６Ａおよび輪歯車部材１６Ｃの両方と互いに噛み合うようにそれぞれ構成される。太陽歯車部材１６Ａは、第４の軸または相互接続部材４８と共通して回転するために接続される。キャリア部材１６Ｂは、入力軸または部材１２と共通して回転するために接続される。輪歯車部材１６Ｃは、第５の軸または相互接続部材５２と共通して回転するために接続される。
[0060]第３の歯車セット組立体１８は、太陽歯車部材１８Ａ、遊星歯車キャリア部材１８Ｂ、および輪歯車部材１８Ｃを含む。遊星歯車キャリア部材１８Ｂは、遊星またはピニオン歯車１８Ｄ（そのうちの１つのみが図示される）の組を回転可能に支持する。遊星歯車１８Ｄは太陽歯車部材１８Ａおよび輪歯車部材１８Ｃの両方と互いに噛み合うようにそれぞれ構成される。太陽歯車部材１８Ａは、第４の軸または相互接続部材４８と共通して回転するために接続される。キャリア部材１８Ｂは、出力軸または部材２０と共通して回転するために接続される。輪歯車部材１８Ｃは、第６の軸または相互接続部材５４およびブレーキ２４と共通して回転するために接続される。
[0061]入力軸または部材１２は、エンジン（図示せず）またはトルク変換器のタービン（図示せず）などの入力源に連続的に接続される。出力軸または部材２０は、最終駆動単位またはトランスファーケース（図示せず）などの自動車車両出力と連続的に接続される。
[0062]第１のクラッチ２２および第２のクラッチ２４、第３のクラッチ２６、および第４のクラッチ２８ならびに第１のブレーキ３０および第２のブレーキ３２を含むトルク伝達機構は、軸または相互接続部材４２、４４、４６、４８、５２、５４、５６、５８の、他の軸または相互接続部材４２、４４、４６、４８、５２、５４、５６、５８、歯車セット組立体１４、１６、１８の部材、または固定部材もしくは変速機筐体５０への選択的な相互接続を可能にする。例えば、第１のブレーキ２２は、太陽歯車部材２００Ａが筐体５０に対して回転するのを制限するために、第３の相互接続部材４６を固定部材または変速機筐体５０に接続するように選択的に係合可能である。第２のブレーキ２４は、輪歯車部材１８Ｃおよび第６の相互接続部材５４が回転するのを制限するために、第６の相互接続部材５４および輪歯車１８Ｃを固定部材または変速機筐体５０に接続するように選択的に係合可能である。第１のクラッチ２６は、第１の相互接続部材４２を第４の相互接続部材４８と接続するように選択的に係合可能である。第２のクラッチ２８は、第２の相互接続部材４４を第４の相互接続部材４８と接続するように選択的に係合可能である。第３のクラッチ３０は、第５の相互接続部材５２を出力部材２０と接続するように選択的に係合可能である。第４のクラッチ３２は、第２の相互接続部材４４を第６の相互接続部材５４と接続するように選択的に係合可能である。
[0063]ここで図７を参照し、図１〜図６を引き続き参照すると、多段変速機１０、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、および１６０の動作が記載されることになる。変速機は、入力軸または部材１２から出力軸または部材２０に、複数の前進速度トルク比および少なくとも１つの逆方向速度またはトルク比で、トルクを伝達することが可能であることを理解されよう。各前進および逆方向速度またはトルク比は、下で説明されるように、トルク伝達機構（すなわち、第１のブレーキ２２、第２のブレーキ２４、第１のクラッチ２６、第２のクラッチ２８、第３のクラッチ３０、および第４のクラッチ３２）のうちの１つまたは複数の係合により得られる。
[0064]図７は、さまざまな歯車状態を達成するために活動化または係合される、トルク伝達機構のさまざまな組合せを提示する真理値表である。欄内の「Ｘ」は、特定のクラッチまたはブレーキが所望の歯車状態を達成するように係合されることを意味する。さまざまな歯車状態の実際の数値の歯車比も提示されるが、これらの数値は例示のみであり、変速機のさまざまな用途および動作基準に適応するため、かなりの範囲にわたって調整されうることを理解されたい。もちろん、選択される歯車の直径、歯車の歯数、および歯車の構成に応じて、他の歯車比が達成可能である。
[0065]例えば、逆方向歯車は、第２のブレーキ２４、第１のクラッチ２６、および第４のクラッチ３２を係合または活動化することにより確立される。同様に、例として図７に示されるように、クラッチおよびブレーキの係合の異なる組合せを通して、１０の前進速度または歯車比が達成される。図７は、第４の歯車および第７の歯車を達成するための、複数のクラッチおよびブレーキの係合オプションも図示する。
[0066]本発明の範囲から逸脱することなく、軸または相互接続部材１２、２０、４２、４４、４６、４８、５０、５４、５６、５８、６０、および６２は、それぞれ単一の単体部材であってよく、またはそれぞれ複数の相互接続された回転可能部材からなってよいことを理解されたい。
[0067]本発明の記載は、本質的に単に例示であり、本発明の趣旨から逸脱しない変形形態は、本発明の範囲内であることが意図される。そのような変形形態は、本発明の精神および範囲からの逸脱と考えられるべきでない。
１０ 多段変速機
１２ 入力軸、入力部材、軸、相互接続部材、入力
１４ 遊星歯車セット組立体、遊星歯車セット、歯車セット組立体
１４Ａ 第１の節点、太陽−輪共通歯車部材
１４Ｂ 第２の節点、遊星歯車キャリア、
１４Ｃ 第３の節点、輪歯車部材
１４Ｄ 第４の節点、太陽歯車部材、太陽歯車
１４Ｅ 遊星ピニオン歯車
１４Ｆ 遊星ピニオン歯車
１６ 第１の遊星歯車セット、遊星歯車セット組立体、第２の歯車セット組立体
１６Ａ 第１の節点、太陽歯車部材
１６Ｂ 第２の節点、遊星歯車キャリア部材
１６Ｃ 第３の節点、輪歯車部材
１６Ｄ 遊星ピニオン歯車、ピニオン歯車
１８ 第２の遊星歯車セット、第２の遊星歯車セット組立体、第３の歯車セット組立体
１８Ａ 第１の節点、太陽歯車部材
１８Ｂ 第２の節点、遊星歯車キャリア部材、遊星キャリア部材、キャリア部材
１８Ｃ 第３の節点、輪歯車部材、輪歯車
１８Ｄ 遊星ピニオン歯車、遊星歯車
２０ 出力軸、出力部材、軸、相互接続部材、出力
２２ 第１のクラッチ、第１のブレーキ
２４ 第２のクラッチ、第２のブレーキ
２６ 第３のクラッチ、第１のクラッチ
２８ 第４のクラッチ、第２のクラッチ
３０ 第５のクラッチ、第３のクラッチ、第１のブレーキ
３２ 第４のクラッチ、第６のクラッチ、第２のブレーキ
４２ 第１の軸、相互接続部材
４４ 第２の軸、相互接続部材
４６ 第３の軸、相互接続部材
４８ 第４の軸、相互接続部材
５０ 固定部材、変速機筐体、軸、相互接続部材
５２ 第５の軸、相互接続部材
５４ 第６の軸、部材、相互接続部材
５６ 第７の軸、相互接続部材
５８ 第８の軸、相互接続部材
６０ 軸、相互接続部材
６２ 軸、相互接続部材
１１０ 多段変速機
１１４Ａ 第１の太陽歯車部材
１１４Ｂ 輪歯車部材
１１４Ｃ 遊星歯車キャリア
１１４Ｄ 第２の太陽歯車部材、太陽歯車
１１４Ｅ ピニオン歯車、第１の遊星ピニオン歯車、遊星歯車
１１４Ｆ ピニオン歯車、第２の遊星ピニオン歯車、遊星歯車、ピニオン
１１６Ｆ 段付きピニオン歯車、段付き遊星歯車
１１８Ａ 太陽歯車部材
１１８Ｂ 輪歯車部材
１１８Ｄ 太陽歯車部材
１１８Ｅ 遊星歯車、ピニオン歯車
１１８Ｆ 遊星歯車、ピニオン歯車
１２０ 多段変速機
１３０ 多段変速機
１３２ より大きい直径部分
１３４ 小さい直径部分
１４０ 多段変速機
１５０ 多段変速機
１６０ 多段変速機
２００ 第１の遊星歯車セット
２００Ａ 太陽歯車部材
２００Ｂ 遊星歯車キャリア部材、遊星歯車キャリア
２００Ｃ 輪歯車部材
２００Ｄ 遊星歯車、ピニオン歯車
２０２ 第２の遊星歯車セット
２０２Ａ 太陽歯車部材
２０２Ｂ 遊星歯車キャリア部材
２０２Ｃ 輪歯車部材
２０２Ｄ 遊星歯車、ピニオン歯車

Claims (9)

  1. 入力部材と、
    出力部材と、
    第１の部材、第２の部材、第３の部材、および第４の部材を有する遊星歯車セット組立体と、
    第１、第２、および第３の部材を有する第１の遊星歯車セットと、
    前記遊星歯車セット組立体の前記第３の部材を前記第１の遊星歯車セットの前記第２の部材と連続的に相互接続する第１の相互接続部材と、
    第１、第２、および第３の部材を有する第２の遊星歯車セットと、
    前記第１の遊星歯車セットの前記第１の部材を前記第２の遊星歯車セットの前記第１の部材と連続的に相互接続する第２の相互接続部材と、
    ６つのトルク伝達機構であって、
    前記遊星歯車セット組立体の前記部材のうちの少なくとも１つを当該遊星歯車セット組立体の前記部材のうちの少なくとも１つの他の部材と相互接続するように選択的に係合可能であり、または、
    前記遊星歯車セット組立体の前記部材のうちの少なくとも１つを前記第１の遊星歯車セットの前記部材のうちの１つと相互接続するように選択的に係合可能であり、または、
    前記遊星歯車セット組立体の前記部材のうちの少なくとも１つを前記第２の遊星歯車セットの前記部材のうちの１つと相互接続するように選択的に係合可能であり、または、
    前記遊星歯車セット組立体の前記部材のうちの少なくとも１つを前記出力部材と相互接続するように選択的に係合可能であり、または、
    前記遊星歯車セット組立体の前記部材のうちの少なくとも１つを前記固定部材と相互接続するように選択的に係合可能であり、または、
    前記第１の遊星歯車セットの前記部材の少なくとも１つを前記遊星歯車セット組立体の前記部材のうちの少なくとも１つと相互接続するように選択的に係合可能であり、または、
    前記第１の遊星歯車セットの前記部材の少なくとも１つを当該第１の遊星歯車セットの前記部材のうちの１つの他の部材と相互接続するように選択的に係合可能であり、または、
    前記第１の遊星歯車セットの前記部材の少なくとも１つを前記第２の遊星歯車セットの前記部材のうちの１つと相互接続するように選択的に係合可能であり、または、
    前記第１の遊星歯車セットの前記部材の少なくとも１つを前記出力部材と相互接続するように選択的に係合可能であり、または、
    前記第１の遊星歯車セットの前記部材の少なくとも１つを前記固定部材と相互接続するように選択的に係合可能であり、または、
    前記第２の遊星歯車セットの前記部材の少なくとも１つを前記遊星歯車セット組立体の前記部材のうちの少なくとも１つと相互接続するように選択的に係合可能であり、または、
    前記第２の遊星歯車セットの前記部材の少なくとも１つを前記第１の遊星歯車セットの前記部材のうちの１つと相互接続するように選択的に係合可能であり、または、
    前記第２の遊星歯車セットの前記部材の少なくとも１つを当該第２の遊星歯車セットの前記部材のうちの１つの他の部材と相互接続するように選択的に係合可能であり、または、
    前記第２の遊星歯車セットの前記部材の少なくとも１つを前記出力部材と相互接続するように選択的に係合可能であり、または、
    前記第２の遊星歯車セットの前記部材の少なくとも１つを前記固定部材と相互接続するように選択的に係合可能である、６つのトルク伝達機構と
    を備え、
    前記トルク伝達機構が、少なくとも３つの組合せで選択的に係合可能であり、前記入力部材と前記出力部材の間で、複数の前進速度比および少なくとも１つの逆方向速度比を確立し、
    前記遊星歯車セット組立体の前記第１の部材が、外面および内面を有する単体歯車として形成された共通歯車であり、
    前記外面が複数の歯車の歯を有し、前記内面が複数の歯車の歯を有する、変速機。
  2. 前記６つのトルク伝達機構のうちの第１が、前記遊星歯車セット組立体のうちの前記第１の部材を、前記第１の遊星歯車セットの前記第１の部材および前記第２の遊星歯車セットの前記第１の部材と相互接続するように選択的に係合可能である、請求項１に記載の変速機。
  3. 前記６つのトルク伝達機構のうちの第２が、前記遊星歯車セット組立体のうちの前記第２の部材を、前記第１の遊星歯車セットの前記第１の部材および前記第２の遊星歯車セットの前記第１の部材と相互接続するように選択的に係合可能である、請求項２に記載の変速機。
  4. 前記６つのトルク伝達機構のうちの第３が、前記第１の遊星歯車セットの前記第３の部材を、前記第２の遊星歯車セットの前記第２の部材および前記出力部材と相互接続するように選択的に係合可能である、請求項３に記載の変速機。
  5. 前記６つのトルク伝達機構のうちの第４が、前記遊星歯車セット組立体の前記第２の部材を、前記第２の遊星歯車セットの前記第３の部材と相互接続するように選択的に係合可能である、請求項４に記載の変速機。
  6. 前記６つのトルク伝達機構のうちの第５が、前記遊星歯車セット組立体の前記第４の部材を、前記固定部材と相互接続するように選択的に係合可能である、請求項５に記載の変速機。
  7. 前記６つのトルク伝達機構のうちの第６が、前記第２の遊星歯車セットの前記第３の部材を、前記固定部材と相互接続するように選択的に係合可能である、請求項６に記載の変速機。
  8. 前記第１および第２の遊星歯車セットの前記第１の部材が太陽歯車であり、前記遊星歯車セット組立体の前記第４の部材が太陽歯車であり、前記第１および第２の遊星歯車セットの前記第２の部材がキャリア部材であり、前記遊星歯車セット組立体の前記第２の部材がキャリア部材であり、前記遊星歯車セット組立体の前記第３の部材が輪歯車であり、前記第１および第２の遊星歯車セットの前記第３の部材が輪歯車である、請求項１に記載の変速機。
  9. 前記単体歯車が、前記遊星歯車セット組立体の前記キャリア部材により回転可能に支持される第１の複数のピニオン歯車および前記遊星歯車セット組立体の前記キャリア部材により回転可能に支持される第２の複数のピニオン歯車と噛み合う、請求項１に記載の変速機。
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