自動切換可能な自動車変速機
本発明は、変速機ケース（Ｇ）内に配置された駆動軸（１）および出力軸（２）と、３つの単キャリヤ形遊星歯車装置（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）と、６つの回転軸（１、２、３、４、５、６）と、ブレーキ（０３、０４、０５）およびクラッチ（１４、１５、２４、４５）を含む６つの切換要素（０３、０４、０５、１４、１５、４５、２４）と、を備えた前進７速、後進１速の自動車変速機に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲の請求項１の上位概念部分に記載の、遊星歯車構造の自動切換可能な自動車変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特には自動車における自動変速機は、従来において通常、遊星歯車装置を有している。その遊星歯車装置は、例えばクラッチおよびブレーキのような摩擦要素ないし切換要素によって接続され、通常、すべり作用を基礎とし選択的にロックアップクラッチを備えた例えば流体トルクコンバータや流体クラッチのような発進要素に結合されている。
【０００３】
そのような変速機は、欧州特許第０４３４５２５号明細書で知られている。その変速機は、主に、互いに平行に配置された駆動軸と出力軸、出力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、３つのクラッチと２つのブレーキという形態の５つの切換要素、を有している。それらの切換要素の互いに対を成す選択的な係合によって、駆動軸と出力軸との間の種々の伝達比（ギヤ比）が定められる。この場合、当該変速機は１つの前置歯車装置と２つの動力経路とを有し、５つの切換要素の対を成す選択的係合によって、６つの前進段が得られる。
【０００４】
この場合、第１動力伝達経路において、前置歯車装置から二重遊星歯車装置の２つの構成要素にトルクを伝達するために、２つのクラッチが必要とされている。それらのクラッチは、本質的に、力束（パワーフロー）方向において、前置歯車装置の後方に二重遊星歯車装置に向けて配置されている。第２動力伝達経路において、当該第２動力伝達経路を二重遊星歯車装置の他の構成要素に切離可能に結合するもう１つのクラッチが設けられる。これらのクラッチは、内側ディスクキャリア（内側ディスクホルダ）が出力部を形成するというように、配置されている。
【０００５】
他のそのような遊星歯車装置は、例えば米国特許第４０７０９２７号明細書で知られている。その場合、提供される前進段の数は、常に、摩擦要素ないし切換要素の数より１だけ多い。前進段間における各速度段切換は、それぞれ１つの摩擦要素ないし切換要素が接続されるないし切離されることによって、達成される。
【０００６】
さらに、本件出願人の独国特許出願公開第１９９１２４８０号明細書により、６つの前進段と１つの後進段を切り換えるために３つの単キャリヤ型遊星歯車装置と３つのブレーキと２つのクラッチとを備えた自動切換可能な自動車変速機が知られている。その場合、駆動軸は、第２遊星歯車装置の太陽歯車に直結され、第１クラッチを介して第１遊星歯車装置の太陽歯車に結合可能であり、および／又は、第２クラッチを介して第１遊星歯車装置のキャリヤに結合可能である。それに加えてあるいはその代わりに、第１遊星歯車装置の太陽歯車は、第１ブレーキを介して変速機のケースに結合可能である、および／又は、第１遊星歯車装置のキャリヤは、第２ブレーキを介して変速機のケースに結合可能である、および／又は、第３遊星歯車装置の太陽歯車が、第３ブレーキを介して変速機のケースに結合可能である。
【０００７】
さらに、欧州特許出願公開第１２６５００６号明細書（ＥＰ１２６５００６Ａ２）に、遊星歯車構造の６速自動変速機が記載されている。その自動変速機も、同様に、２つのブレーキと２つのクラッチを有しており、個々の速度段がその都度２つの切換要素の組合せによって実現され得る。
【０００８】
一般的に、遊星歯車装置構造の自動切換可能な車両変速機は、従来において既に種々記載され、恒常的に開発および改良が進められている。即ち、その変速機は、十分な前進段の数と、１つの後進段と、大きな総変速範囲と良好なステップとを有する自動車にとって非常に適した伝達比と、を有するようにされねばならない。さらに、その変速機は、前進方向における大きな発進伝達比を可能とし、直結段を有し、且つ、乗用車並びに産業車（商用車）の用途に適するようにされねばならない。また、その変速機は、安価な構造費特には少数の切換要素しか必要とせず、連続切換様式において二重切換が回避され、規定された速度段群への切換時にそれぞれ唯一の切換要素しか切り換えられない、というようにされねばならない。
【０００９】
冒頭に述べた形式の変速機は、一般に、６つの前進段を有しているが、もう１つの第７の前進段は、運転者にとって有利に快適性を向上し、且つ、燃料消費を最良にする。また、その前進７速段によって、パワーモード（スポーティモード）走行が最良に保証される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、少なくとも７つの前進段が実現され得る冒頭に述べた形式の多段変速機を提供することにある。本発明に基づく多段変速機においては、切換要素および遊星歯車装置に小さなトルクしか作用せず、且つ、軸、切換要素および遊星歯車装置の回転数ができるだけ低く維持され得る。また、本発明に基づく変速機は、コンパクトな構造で軽量であり得る。さらにまた、発進要素並びに駆動部および出力部の任意の形成と配置が可能とされ得る。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題は、本発明に基づいて、請求項１に記載の特徴によって解決される。他の利点および有利な実施態様が従属請求項から理解され得る。
【００１２】
本発明によれば、変速機ケース内に配置された駆動軸および出力軸と、３つの単キャリヤ型遊星歯車装置と、少なくとも６つの回転軸と、好適には３つのブレーキおよび３つのクラッチを含む少なくとも６つの切換要素と、を備え、それらの切換要素の（対を成す）選択的係合によって、駆動軸と出力軸との間に種々の伝達比が形成され、これによって、少なくとも７つの前進段と少なくとも１つの後進段とが実現可能であり、駆動軸は、第２遊星歯車装置の太陽歯車に常時結合され、クラッチを介して第１遊星歯車装置のキャリヤに結合可能であり、他のクラッチを介して第５の軸に結合可能であり、当該第５の軸は、一方では第１遊星歯車装置の太陽歯車に常時結合され、他方ではブレーキを介して変速機ケースに連結可能である、という、遊星歯車装置構造の自動切換可能な多段変速機が提案される。さらに、その出力軸は、第３遊星歯車装置のキャリヤおよび第１遊星歯車装置の内ば歯車に常時結合され、その場合、第３の軸が、第３遊星歯車装置の太陽歯車に常時結合され、ブレーキを介して変速機ケースに連結可能である。
【００１３】
さらに、本発明に基づいて、第４の軸が、第２遊星歯車装置の内ば歯車および第１遊星歯車装置のキャリヤに常時結合され、ブレーキを介して変速機ケースに連結可能であり、第６の軸が、第３遊星歯車装置の内ば歯車および第２遊星歯車装置のキャリヤに常時結合されている。本発明に基づいて、第４の軸を第５の軸あるいは出力軸に切離可能に接続する他のクラッチが設けられている。この場合、単キャリヤ形遊星歯車装置は、好ましくは、マイナス遊星歯車装置として形成されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に基づく多段変速機の構成によって、好適な伝達比、並びに、多段変速機の総変速範囲の従来比でのかなりの増大がもたらされる。これによって、自動車の総運転レンジにおいて、当該多段変速機が結合されている駆動エンジンのその都度の状態に速度段をより良好に適合させられる。その結果、自動車の改善された運転性能および顕著な燃料節減がもたらされる。また、比較的良好なステップ（Stufenspruenge）、および、前進方向における大きな発進伝達比、が実現可能である。
【００１５】
本発明に基づく多段変速機は、あらゆる自動車に適用され、特に、乗用車、および、例えばトラック、バス、建築車両、軌道車両、キャタピラ車両などのような産業車（商用車）に適用される。
【００１６】
さらに、本発明に基づく多段変速機によれば、少数の切換要素によって、好ましくは３つのクラッチおよび３つのブレーキによって、構造費がかなり低減される。有利な態様では、本発明に基づく多段変速機によって、流体トルクコンバータ、外部発進クラッチあるいは他の適当な外部発進要素によって発進を実施することができる。変速機に組み入れられた（統合された）発進要素で発進過程を可能にすることも考えられる。
【００１７】
本発明に基づいて、１つの速度段、好適には前進６速段が、直結段として設計され得る。また、連続切換様式において、二重切換およびグループ切換が防止される。
【００１８】
駆動軸および出力軸は、互いに同軸に変速機ケースの両側に配置され得るし、また、両者とも変速機ケースの同じ側に配置され得る。さらに、出力部を遊星歯車装置とクラッチとの間に配置することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
添付の図面に詳しく示された実施の形態の以下の説明から、本発明の他の目的、特徴、利点および用途（応用）が理解できる。説明および／又は図示されたすべての特徴は、それ自体で、あるいは任意の有意義な組合せにおいて、請求項の要約の記載およびその背景と無関係に、本発明の対象となる。
【００２０】
図１は、本発明に基づく変速機の第１の実施の形態の概略構成図である。
【００２１】
図２は、図１に示された変速機の作動状態を表す図表の一例である。
【００２２】
図３は、本発明に基づく変速機の第２の実施の形態の概略構成図である。
【００２３】
図４は、図３に示された変速機の作動状態を表す図表の一例である。
【００２４】
図５は、図１に示された変速機の異なった部品配置例の概略構成図である。
【００２５】
図６は、図３に示された変速機の異なった部品配置例の概略構成図である。
【００２６】
なお、各図において、同一の部分または同一機能の部分には同一符号が付されている。
【００２７】
図１に示された本発明に基づく変速機は、主に、マイナス（減速）遊星歯車装置として形成された３つの単キャリヤ型遊星歯車装置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と、６つの回転可能軸１、２、３、４、５、６と、３つのブレーキ０３、０４、０５と、３つのクラッチ１４、１５、４５と、を有している。これらのすべての部品（部材）は、変速機ケースＧの内部に配置されている。遊星歯車装置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、それぞれ、太陽歯車と、遊星歯車を備えたキャリヤと、内ば歯車と、から成っている。３つの遊星歯車装置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、互いに同軸的に配置され、空間的に見て中央の遊星歯車装置に符号Ｐ２が付されている。図１に示された実施の形態では、遊星歯車装置は次のように互いに結合されている。
【００２８】
即ち、駆動軸１が、第２遊星歯車装置Ｐ２の太陽歯車に常時結合され、クラッチ１４を介して第１遊星歯車装置Ｐ１のキャリヤに結合可能であり、また、駆動軸１は他のクラッチ１５を介して軸５に結合可能である。その軸５は、一方では第１遊星歯車装置Ｐ１の太陽歯車に常時結合され、他方ではブレーキ０５を介して変速機ケースＧに連結可能である。出力軸２は、第３遊星歯車装置Ｐ３のキャリヤおよび第１遊星歯車装置Ｐ１の内ば歯車に常時結合されている。他の軸３は、第３遊星歯車装置Ｐ３の太陽歯車に常時結合され、ブレーキ０３によって変速機ケースＧに連結可能である。他の軸４は、第２遊星歯車装置Ｐ２の内ば歯車および第１遊星歯車装置Ｐ１のキャリヤに常時結合され、ブレーキ０４によって変速機ケースＧに連結可能である。また、軸６は、第３遊星歯車装置Ｐ３の内ば歯車および第２遊星歯車装置Ｐ２のキャリヤに常時結合されている。本発明に基づいて、軸４を軸５に切り離し可能に接続するクラッチ４５が設けられている。この内部クラッチの存在によって、７つの前進段が実現される。
【００２９】
この場合、軸４は、ブレーキ０４と第１遊星歯車装置Ｐ１のキャリヤとの間の領域で、クラッチ４５を介して軸５に切り離し可能に接続可能である。
【００３０】
図２には、図１に示された本発明に基づく多段変速機の作動状態が図表で示されている。この図表から、各速度段の伝達比（ギヤ比）ｉおよびそれにより決定されるステップ（Stufenspruenge）が理解できる。さらにその図表から、互いに隣接する２つの速度段がそれぞれ１つの切換要素を共用しているので、連続的切換時に二重切換ないしグループ（レンジ）切換が防止される、ということが理解できる。その図表から理解できるように、グループ切換なしに速度段を跳躍する（スキップする）こともできる。６速段は、好適には、直結速度段として形成されている。
【００３１】
最初の５つの速度段に対して、ブレーキ０３が常に作動される。追加的に、１速段に対してブレーキ０４が、２速段に対してブレーキ０５が、３速段に対してクラッチ４５が、４速段に対してクラッチ１５が、および、５速段に対してクラッチ１４が、係合される。６速段に対しては、クラッチ１４とクラッチ１５が、７速段に対しては、クラッチ１４とブレーキ０５が、係合されねばならない。後進段に対しては、ブレーキ０４とクラッチ１５が係合される。
【００３２】
本発明に基づく変速機において、切換要素の空間的配置は任意であり得て、ただ寸法と外形輪郭によってのみ制限される。変速機における駆動軸ＡＮと出力軸ＡＢの非同軸的配置（特には軸平行的配置）に関連して、クラッチ１４、１５、４５は、好適には、遊星歯車装置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の半径方向外側に配置されている。図１における好ましい実施の形態においては、クラッチ４５は、第１（駆動側）遊星歯車装置Ｐ１の半径方向ほぼ上方（外側）に、且つ、クラッチ１４およびクラッチ１５よりも当該第１遊星歯車装置Ｐ１の近くに配置されている。クラッチ４５の内側ディスクキャリアは、好適には出力側に配置される。その場合、クラッチ４５のサーボ装置（簡略化のために図示せず）は、多板セットと外側ディスクキャリア（外側ディスクホルダ）との間に配置され得る。また、好適には、クラッチ１４およびクラッチ１５の外側ディスクキャリアも駆動側に配置される。
【００３３】
図３に示された変速機の構成は、本質的には図１の実施の形態に相当しているが、軸４がブレーキ０４と第１遊星歯車装置Ｐ１のキャリヤとの間の領域においてクラッチ２４を介して出力軸２に切り離し可能に接続可能である、という点で相違している。この実施の形態の場合、クラッチ２４の内側ディスクキャリアが、好適には出力側に配置される。
【００３４】
図３から、ブレーキ０４およびクラッチ２４の同時係合によって、変速機の出力軸２を変速機ケースＧに拘束可能な変速機に対するいわゆる「ヒルホルダ」が簡単に形成可能である、ということも容易に理解できる。
【００３５】
図４には、図３に示された本発明に基づく多段変速機の作動状態が図表で示されている。図２における図表に対する唯一の相違点は、クラッチ４５の代わりにクラッチ２４が設けられ作動される（３速段）ことにある。
【００３６】
最初の５つの速度段に対して、ブレーキ０３が常に作動される。追加的に、１速段に対してブレーキ０４が、２速段に対してブレーキ０５が、３速段に対してクラッチ２４が、４速段に対してクラッチ１５が、および、５速段に対してクラッチ１４が、係合される。６速段に対しては、クラッチ１４とクラッチ１５が、７速段に対しては、クラッチ１４とブレーキ０５が、係合されねばならない。後進段に対しては、ブレーキ０４とクラッチ１５が係合される。
【００３７】
上述した２つの本発明に基づく実施の形態はそれぞれ変速機における駆動軸ＡＮと出力軸ＡＢとの軸平行配置を採用している。以下において、両実施の形態に対してそれぞれ、駆動軸ＡＮおよび出力軸ＡＢが互いに同軸的に配置される部品配置変更について説明する。
【００３８】
図５には、図１に示された変速機に対する好ましい部品配置変更の例が概略的に示されている。ここでは、３つの遊星歯車装置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３および６つの切換要素０３、０４、０５、１４、１５、４５の運動学的連結が、図１から変えられずに転用されている。上述したように、変速機における駆動軸ＡＮおよび出力軸ＡＢが、図１と異なって、ここでは互いに同軸的に延びている。それに応じて、変速機の駆動軸ＡＮは、第１遊星歯車装置Ｐ１の第２（中央）遊星歯車装置Ｐ２とは反対の側に配置され、変速機の出力軸ＡＢは、変速機の駆動軸ＡＮとは反対の側に配置され、即ち、第３遊星歯車装置Ｐ３の第２（中央）遊星歯車装置Ｐ２とは反対の側に配置されている。軸４を駆動軸１に結合することができるクラッチ１４は、いまや軸方向において両遊星歯車装置Ｐ１、Ｐ２間に配置されている。他の両クラッチ１５、４５および両ブレーキ０４、０５は、変速機の駆動側に配置され、即ち、第１遊星歯車装置Ｐ１の中央遊星歯車装置Ｐ２とは反対の側に配置されている。そのブレーキ０５は、変速機ケースＧの駆動側外側壁に隣接して配置されている。両クラッチ１５、４５は互いに隣接して配置され、その一方のクラッチ４５は他方のクラッチ１５よりも遊星歯車装置Ｐ１の近くに配置されている。図５に示された実施の形態において、クラッチ４５およびブレーキ０４は空間的に見て第１遊星歯車装置Ｐ１に隣接して配置されている。
【００３９】
部品配置についての異なった構成において、例えば、ブレーキ０４が空間的に見て遊星歯車装置の半径方向外側の領域に、特には第１遊星歯車装置Ｐ１の半径方向外側に、配置される、ということも考えられる。また、クラッチ４５はブレーキ０４の半径方向内側（下側）にも配置され得る。部品配置についてのさらに異なった構成において、クラッチ１５およびクラッチ４５は共通のディスクキャリア（ディスクホルダ）を備えた予めの組立が可能な集合体（組立体）としてまとめられ得る。また、クラッチ１５は空間的に見てブレーキ０５の半径方向外側（上側）に配置され得る、あるいは、ブレーキ０５は（例えばバンドブレーキとして）空間的に見てクラッチ１５の半径方向外側に配置され得る。
【００４０】
当業者は、それぞれの切換要素の空間的配置を、常に、自動車における変速機に対する所定の組込み空間に適合させる。
【００４１】
また、図６には、図３に示された変速機に対する好ましい部品配置変更の例が概略的に示されている。ここでは、３つの遊星歯車装置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３および６つの切換要素０３、０４、０５、１４、１５、２４の運動学的連結が、図３から変えられずに転用されている。上述したように、変速機における駆動軸ＡＮおよび出力軸ＡＢは、図３と異なって、ここでは互いに同軸的に延びている。さらに、いまやブレーキ０３を除いたすべての切換要素（０４、０５、１４、１５、２４）が変速機の駆動側に配置され、即ち、第１遊星歯車装置Ｐ１の第２遊星歯車装置Ｐ２とは反対の側に配置されている。出力軸２を補助的に軸４に結合可能であるクラッチ２４は、第１遊星歯車装置Ｐ１に隣接している。両クラッチ１４、１５、特にはそれらの多板セットは、互いに並んで配置され、その一方のクラッチ１４は変速機ケースＧの駆動側外側壁に隣接して配置されている。両クラッチ１４、１５は、特には共通のディスクキャリアを備えた、予めの組立が可能な集合体としてもまとめられ得る。異なった別の構成においては、例えば、両クラッチ１４、１５が互いに入れ子式に配置され、両クラッチ１４、１５に対して共通のディスクキャリアによって形成されたクラッチ室の内部にクラッチ１４が完全に配置される、ということも考えられ得る。この場合、クラッチ１５のディスクは、空間的に見て、他方のクラッチ１４のディスクの半径方向外側に配置され得るが、クラッチ１４のディスクに軸方向に並んでも配置され得る。図６の例において軸方向に両クラッチ１５、２４間に配置されたブレーキ０４、０５は、部品配置についての異なった構成においては、空間的に見て遊星歯車装置の半径方向外側にも配置され得る。
【００４２】
本発明に基づく変速機のすべての実施の形態において、変速機の各個所、例えば、軸と変速機ケースとの間ないしは２つの軸間で、軸を２つに分割するために、補助的にフリーホィールが利用され得る。軸３と変速機ケースＧとの間に補助的に利用されるフリーホィールは、ブレーキ０３を支援するために使われ、軸４と変速機ケースＧとの間に補助的に利用されるフリーホィールは、ブレーキ０４を支援するために使われ、軸５と変速機ケースＧとの間に補助的に利用されるフリーホィールは、ブレーキ０５を支援するために使われる。このような切換要素に対して並列（平行）的な補助的フリーホィールの利用は、例えば、シフトダウン時（楕走切換時）における切換快適性を改善するために利用され得る。
【００４３】
さらに、駆動軸はクラッチ要素によってエンジンから切り離され得る。そのクラッチ要素は、例えば、乾式ないし湿式発進クラッチ、磁粉クラッチ、遠心力クラッチ、流体クラッチなどとして形成され得る。
【００４４】
また、駆動軸はコンバータ要素によってもエンジンから切り離され得る。そのコンバータ要素は、流体コンバータ、差動コンバータ、発進リターダ、静液圧式伝動装置、電気式伝動装置、電気機械式伝動装置などとして形成され得る。これは、エンジンと変速機との間に、１あるいはそれ以上の一定伝達比あるいは可変伝達比を有する補助的伝達段が設けられ得る、ということを意味する。
【００４５】
あるいはまた、発進要素は、力束（パワーフロー）方向において変速機の後ろにも配置され得る。これによって、駆動軸はエンジンの連結軸に固く結合される。そのような場合、発進は変速機の切換要素によって行われる、例えば、前進１速段並びに後進段で作動されるブレーキ０４によって行われる。
【００４６】
また、非摩耗ブレーキ、例えば流体リターダあるいは電気式リターダなどが、各軸上に、好適には駆動軸１上あるいは出力軸２上に、配置され得る。
【００４７】
さらに、本発明に基づく構造様式によって、駆動軸ＡＮおよび出力軸ＡＢを、横置き配置型、フロント配置型、縦置き配置型、リヤ・縦置き配置型あるいは全輪配置型に対して変速機ないし変速機ケースＧの同じ側に配置すること、並びに、標準駆動装置に対して変速機ないし変速機ケースＧの両側に配置すること、が可能である。また、駆動側あるいは出力側に、車軸差動装置および又は動力分割差動装置が配置され得る。本発明に基づく多段変速機の駆動軸ＡＮおよび出力軸ＡＢは、互いに同軸的に配置され得る、あるいは、非同軸的に（例えば軸平行に、あるいは、角度を成して）配置され得る。
【００４８】
さらに、補機を駆動するための副駆動部が、各軸に、好適には駆動軸１あるいは出力軸２に、設けられ得る。
【００４９】
切換要素自体は、好適には、多板クラッチ、バンドブレーキ、円錐クラッチなどのような負荷時切換式のクラッチあるいはブレーキから構成されるが、例えばかみ合い継手や同期装置のようなかみ合い式のクラッチあるいはブレーキからも構成され得る。
【００５０】
ここで提案された多段変速機の他の利点は、各軸上に、補助的に、発電機および又は補助駆動機械としての電気機械が置かれ得る、ということである。
【００５１】
勿論、各構造的形態、特には遊星歯車装置と切換要素とのそれら自体および相互の各空間的配置も、技術的に有意であるならば、それらの形態が図にも説明にも明示されていなくとも、請求項に挙げられているような変速機の機能に影響を与えることなしに、本発明の請求項の保護範囲のもとにある。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に基づく変速機の第１の実施の形態の概略構成図。
【図２】図１に示された変速機の作動状態を表す図表の一例。
【図３】本発明に基づく変速機の第２の実施の形態の概略構成図。
【図４】図３に示された変速機の作動状態を表す図表の一例。
【図５】図１に示された変速機の異なった部品配置例の概略構成図。
【図６】図３に示された変速機の異なった部品配置例の概略構成図。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲の請求項１の上位概念部分に記載の、遊星歯車構造の自動切換可能な自動車変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特には自動車における自動変速機は、従来において通常、遊星歯車装置を有している。その遊星歯車装置は、例えばクラッチおよびブレーキのような摩擦要素ないし切換要素によって接続され、通常、すべり作用を基礎とし選択的にロックアップクラッチを備えた例えば流体トルクコンバータや流体クラッチのような発進要素に結合されている。
【０００３】
そのような変速機は、欧州特許第０４３４５２５号明細書で知られている。その変速機は、主に、互いに平行に配置された駆動軸と出力軸、出力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、３つのクラッチと２つのブレーキという形態の５つの切換要素、を有している。それらの切換要素の互いに対を成す選択的な係合によって、駆動軸と出力軸との間の種々の伝達比（ギヤ比）が定められる。この場合、当該変速機は１つの前置歯車装置と２つの動力経路とを有し、５つの切換要素の対を成す選択的係合によって、６つの前進段が得られる。
【０００４】
この場合、第１動力伝達経路において、前置歯車装置から二重遊星歯車装置の２つの構成要素にトルクを伝達するために、２つのクラッチが必要とされている。それらのクラッチは、本質的に、力束（パワーフロー）方向において、前置歯車装置の後方に二重遊星歯車装置に向けて配置されている。第２動力伝達経路において、当該第２動力伝達経路を二重遊星歯車装置の他の構成要素に切離可能に結合するもう１つのクラッチが設けられる。これらのクラッチは、内側ディスクキャリア（内側ディスクホルダ）が出力部を形成するというように、配置されている。
【０００５】
他のそのような遊星歯車装置は、例えば米国特許第４０７０９２７号明細書で知られている。その場合、提供される前進段の数は、常に、摩擦要素ないし切換要素の数より１だけ多い。前進段間における各速度段切換は、それぞれ１つの摩擦要素ないし切換要素が接続されるないし切離されることによって、達成される。
【０００６】
さらに、本件出願人の独国特許出願公開第１９９１２４８０号明細書により、６つの前進段と１つの後進段を切り換えるために３つの単キャリヤ型遊星歯車装置と３つのブレーキと２つのクラッチとを備えた自動切換可能な自動車変速機が知られている。その場合、駆動軸は、第２遊星歯車装置の太陽歯車に直結され、第１クラッチを介して第１遊星歯車装置の太陽歯車に結合可能であり、および／又は、第２クラッチを介して第１遊星歯車装置のキャリヤに結合可能である。それに加えてあるいはその代わりに、第１遊星歯車装置の太陽歯車は、第１ブレーキを介して変速機のケースに結合可能である、および／又は、第１遊星歯車装置のキャリヤは、第２ブレーキを介して変速機のケースに結合可能である、および／又は、第３遊星歯車装置の太陽歯車が、第３ブレーキを介して変速機のケースに結合可能である。
【０００７】
さらに、欧州特許出願公開第１２６５００６号明細書（ＥＰ１２６５００６Ａ２）に、遊星歯車構造の６速自動変速機が記載されている。その自動変速機も、同様に、２つのブレーキと２つのクラッチを有しており、個々の速度段がその都度２つの切換要素の組合せによって実現され得る。
【０００８】
一般的に、遊星歯車装置構造の自動切換可能な車両変速機は、従来において既に種々記載され、恒常的に開発および改良が進められている。即ち、その変速機は、十分な前進段の数と、１つの後進段と、大きな総変速範囲と良好なステップとを有する自動車にとって非常に適した伝達比と、を有するようにされねばならない。さらに、その変速機は、前進方向における大きな発進伝達比を可能とし、直結段を有し、且つ、乗用車並びに産業車（商用車）の用途に適するようにされねばならない。また、その変速機は、安価な構造費特には少数の切換要素しか必要とせず、連続切換様式において二重切換が回避され、規定された速度段群への切換時にそれぞれ唯一の切換要素しか切り換えられない、というようにされねばならない。
【０００９】
冒頭に述べた形式の変速機は、一般に、６つの前進段を有しているが、もう１つの第７の前進段は、運転者にとって有利に快適性を向上し、且つ、燃料消費を最良にする。また、その前進７速段によって、パワーモード（スポーティモード）走行が最良に保証される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、少なくとも７つの前進段が実現され得る冒頭に述べた形式の多段変速機を提供することにある。本発明に基づく多段変速機においては、切換要素および遊星歯車装置に小さなトルクしか作用せず、且つ、軸、切換要素および遊星歯車装置の回転数ができるだけ低く維持され得る。また、本発明に基づく変速機は、コンパクトな構造で軽量であり得る。さらにまた、発進要素並びに駆動部および出力部の任意の形成と配置が可能とされ得る。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題は、本発明に基づいて、請求項１に記載の特徴によって解決される。他の利点および有利な実施態様が従属請求項から理解され得る。
【００１２】
本発明によれば、変速機ケース内に配置された駆動軸および出力軸と、３つの単キャリヤ型遊星歯車装置と、少なくとも６つの回転軸と、好適には３つのブレーキおよび３つのクラッチを含む少なくとも６つの切換要素と、を備え、それらの切換要素の（対を成す）選択的係合によって、駆動軸と出力軸との間に種々の伝達比が形成され、これによって、少なくとも７つの前進段と少なくとも１つの後進段とが実現可能であり、駆動軸は、第２遊星歯車装置の太陽歯車に常時結合され、クラッチを介して第１遊星歯車装置のキャリヤに結合可能であり、他のクラッチを介して第５の軸に結合可能であり、当該第５の軸は、一方では第１遊星歯車装置の太陽歯車に常時結合され、他方ではブレーキを介して変速機ケースに連結可能である、という、遊星歯車装置構造の自動切換可能な多段変速機が提案される。さらに、その出力軸は、第３遊星歯車装置のキャリヤおよび第１遊星歯車装置の内ば歯車に常時結合され、その場合、第３の軸が、第３遊星歯車装置の太陽歯車に常時結合され、ブレーキを介して変速機ケースに連結可能である。
【００１３】
さらに、本発明に基づいて、第４の軸が、第２遊星歯車装置の内ば歯車および第１遊星歯車装置のキャリヤに常時結合され、ブレーキを介して変速機ケースに連結可能であり、第６の軸が、第３遊星歯車装置の内ば歯車および第２遊星歯車装置のキャリヤに常時結合されている。本発明に基づいて、第４の軸を第５の軸あるいは出力軸に切離可能に接続する他のクラッチが設けられている。この場合、単キャリヤ形遊星歯車装置は、好ましくは、マイナス遊星歯車装置として形成されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に基づく多段変速機の構成によって、好適な伝達比、並びに、多段変速機の総変速範囲の従来比でのかなりの増大がもたらされる。これによって、自動車の総運転レンジにおいて、当該多段変速機が結合されている駆動エンジンのその都度の状態に速度段をより良好に適合させられる。その結果、自動車の改善された運転性能および顕著な燃料節減がもたらされる。また、比較的良好なステップ（Stufenspruenge）、および、前進方向における大きな発進伝達比、が実現可能である。
【００１５】
本発明に基づく多段変速機は、あらゆる自動車に適用され、特に、乗用車、および、例えばトラック、バス、建築車両、軌道車両、キャタピラ車両などのような産業車（商用車）に適用される。
【００１６】
さらに、本発明に基づく多段変速機によれば、少数の切換要素によって、好ましくは３つのクラッチおよび３つのブレーキによって、構造費がかなり低減される。有利な態様では、本発明に基づく多段変速機によって、流体トルクコンバータ、外部発進クラッチあるいは他の適当な外部発進要素によって発進を実施することができる。変速機に組み入れられた（統合された）発進要素で発進過程を可能にすることも考えられる。
【００１７】
本発明に基づいて、１つの速度段、好適には前進６速段が、直結段として設計され得る。また、連続切換様式において、二重切換およびグループ切換が防止される。
【００１８】
駆動軸および出力軸は、互いに同軸に変速機ケースの両側に配置され得るし、また、両者とも変速機ケースの同じ側に配置され得る。さらに、出力部を遊星歯車装置とクラッチとの間に配置することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
添付の図面に詳しく示された実施の形態の以下の説明から、本発明の他の目的、特徴、利点および用途（応用）が理解できる。説明および／又は図示されたすべての特徴は、それ自体で、あるいは任意の有意義な組合せにおいて、請求項の要約の記載およびその背景と無関係に、本発明の対象となる。
【００２０】
図１は、本発明に基づく変速機の第１の実施の形態の概略構成図である。
【００２１】
図２は、図１に示された変速機の作動状態を表す図表の一例である。
【００２２】
図３は、本発明に基づく変速機の第２の実施の形態の概略構成図である。
【００２３】
図４は、図３に示された変速機の作動状態を表す図表の一例である。
【００２４】
図５は、図１に示された変速機の異なった部品配置例の概略構成図である。
【００２５】
図６は、図３に示された変速機の異なった部品配置例の概略構成図である。
【００２６】
なお、各図において、同一の部分または同一機能の部分には同一符号が付されている。
【００２７】
図１に示された本発明に基づく変速機は、主に、マイナス（減速）遊星歯車装置として形成された３つの単キャリヤ型遊星歯車装置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と、６つの回転可能軸１、２、３、４、５、６と、３つのブレーキ０３、０４、０５と、３つのクラッチ１４、１５、４５と、を有している。これらのすべての部品（部材）は、変速機ケースＧの内部に配置されている。遊星歯車装置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、それぞれ、太陽歯車と、遊星歯車を備えたキャリヤと、内ば歯車と、から成っている。３つの遊星歯車装置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、互いに同軸的に配置され、空間的に見て中央の遊星歯車装置に符号Ｐ２が付されている。図１に示された実施の形態では、遊星歯車装置は次のように互いに結合されている。
【００２８】
即ち、駆動軸１が、第２遊星歯車装置Ｐ２の太陽歯車に常時結合され、クラッチ１４を介して第１遊星歯車装置Ｐ１のキャリヤに結合可能であり、また、駆動軸１は他のクラッチ１５を介して軸５に結合可能である。その軸５は、一方では第１遊星歯車装置Ｐ１の太陽歯車に常時結合され、他方ではブレーキ０５を介して変速機ケースＧに連結可能である。出力軸２は、第３遊星歯車装置Ｐ３のキャリヤおよび第１遊星歯車装置Ｐ１の内ば歯車に常時結合されている。他の軸３は、第３遊星歯車装置Ｐ３の太陽歯車に常時結合され、ブレーキ０３によって変速機ケースＧに連結可能である。他の軸４は、第２遊星歯車装置Ｐ２の内ば歯車および第１遊星歯車装置Ｐ１のキャリヤに常時結合され、ブレーキ０４によって変速機ケースＧに連結可能である。また、軸６は、第３遊星歯車装置Ｐ３の内ば歯車および第２遊星歯車装置Ｐ２のキャリヤに常時結合されている。本発明に基づいて、軸４を軸５に切り離し可能に接続するクラッチ４５が設けられている。この内部クラッチの存在によって、７つの前進段が実現される。
【００２９】
この場合、軸４は、ブレーキ０４と第１遊星歯車装置Ｐ１のキャリヤとの間の領域で、クラッチ４５を介して軸５に切り離し可能に接続可能である。
【００３０】
図２には、図１に示された本発明に基づく多段変速機の作動状態が図表で示されている。この図表から、各速度段の伝達比（ギヤ比）ｉおよびそれにより決定されるステップ（Stufenspruenge）が理解できる。さらにその図表から、互いに隣接する２つの速度段がそれぞれ１つの切換要素を共用しているので、連続的切換時に二重切換ないしグループ（レンジ）切換が防止される、ということが理解できる。その図表から理解できるように、グループ切換なしに速度段を跳躍する（スキップする）こともできる。６速段は、好適には、直結速度段として形成されている。
【００３１】
最初の５つの速度段に対して、ブレーキ０３が常に作動される。追加的に、１速段に対してブレーキ０４が、２速段に対してブレーキ０５が、３速段に対してクラッチ４５が、４速段に対してクラッチ１５が、および、５速段に対してクラッチ１４が、係合される。６速段に対しては、クラッチ１４とクラッチ１５が、７速段に対しては、クラッチ１４とブレーキ０５が、係合されねばならない。後進段に対しては、ブレーキ０４とクラッチ１５が係合される。
【００３２】
本発明に基づく変速機において、切換要素の空間的配置は任意であり得て、ただ寸法と外形輪郭によってのみ制限される。変速機における駆動軸ＡＮと出力軸ＡＢの非同軸的配置（特には軸平行的配置）に関連して、クラッチ１４、１５、４５は、好適には、遊星歯車装置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の半径方向外側に配置されている。図１における好ましい実施の形態においては、クラッチ４５は、第１（駆動側）遊星歯車装置Ｐ１の半径方向ほぼ上方（外側）に、且つ、クラッチ１４およびクラッチ１５よりも当該第１遊星歯車装置Ｐ１の近くに配置されている。クラッチ４５の内側ディスクキャリアは、好適には出力側に配置される。その場合、クラッチ４５のサーボ装置（簡略化のために図示せず）は、多板セットと外側ディスクキャリア（外側ディスクホルダ）との間に配置され得る。また、好適には、クラッチ１４およびクラッチ１５の外側ディスクキャリアも駆動側に配置される。
【００３３】
図３に示された変速機の構成は、本質的には図１の実施の形態に相当しているが、軸４がブレーキ０４と第１遊星歯車装置Ｐ１のキャリヤとの間の領域においてクラッチ２４を介して出力軸２に切り離し可能に接続可能である、という点で相違している。この実施の形態の場合、クラッチ２４の内側ディスクキャリアが、好適には出力側に配置される。
【００３４】
図３から、ブレーキ０４およびクラッチ２４の同時係合によって、変速機の出力軸２を変速機ケースＧに拘束可能な変速機に対するいわゆる「ヒルホルダ」が簡単に形成可能である、ということも容易に理解できる。
【００３５】
図４には、図３に示された本発明に基づく多段変速機の作動状態が図表で示されている。図２における図表に対する唯一の相違点は、クラッチ４５の代わりにクラッチ２４が設けられ作動される（３速段）ことにある。
【００３６】
最初の５つの速度段に対して、ブレーキ０３が常に作動される。追加的に、１速段に対してブレーキ０４が、２速段に対してブレーキ０５が、３速段に対してクラッチ２４が、４速段に対してクラッチ１５が、および、５速段に対してクラッチ１４が、係合される。６速段に対しては、クラッチ１４とクラッチ１５が、７速段に対しては、クラッチ１４とブレーキ０５が、係合されねばならない。後進段に対しては、ブレーキ０４とクラッチ１５が係合される。
【００３７】
上述した２つの本発明に基づく実施の形態はそれぞれ変速機における駆動軸ＡＮと出力軸ＡＢとの軸平行配置を採用している。以下において、両実施の形態に対してそれぞれ、駆動軸ＡＮおよび出力軸ＡＢが互いに同軸的に配置される部品配置変更について説明する。
【００３８】
図５には、図１に示された変速機に対する好ましい部品配置変更の例が概略的に示されている。ここでは、３つの遊星歯車装置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３および６つの切換要素０３、０４、０５、１４、１５、４５の運動学的連結が、図１から変えられずに転用されている。上述したように、変速機における駆動軸ＡＮおよび出力軸ＡＢが、図１と異なって、ここでは互いに同軸的に延びている。それに応じて、変速機の駆動軸ＡＮは、第１遊星歯車装置Ｐ１の第２（中央）遊星歯車装置Ｐ２とは反対の側に配置され、変速機の出力軸ＡＢは、変速機の駆動軸ＡＮとは反対の側に配置され、即ち、第３遊星歯車装置Ｐ３の第２（中央）遊星歯車装置Ｐ２とは反対の側に配置されている。軸４を駆動軸１に結合することができるクラッチ１４は、いまや軸方向において両遊星歯車装置Ｐ１、Ｐ２間に配置されている。他の両クラッチ１５、４５および両ブレーキ０４、０５は、変速機の駆動側に配置され、即ち、第１遊星歯車装置Ｐ１の中央遊星歯車装置Ｐ２とは反対の側に配置されている。そのブレーキ０５は、変速機ケースＧの駆動側外側壁に隣接して配置されている。両クラッチ１５、４５は互いに隣接して配置され、その一方のクラッチ４５は他方のクラッチ１５よりも遊星歯車装置Ｐ１の近くに配置されている。図５に示された実施の形態において、クラッチ４５およびブレーキ０４は空間的に見て第１遊星歯車装置Ｐ１に隣接して配置されている。
【００３９】
部品配置についての異なった構成において、例えば、ブレーキ０４が空間的に見て遊星歯車装置の半径方向外側の領域に、特には第１遊星歯車装置Ｐ１の半径方向外側に、配置される、ということも考えられる。また、クラッチ４５はブレーキ０４の半径方向内側（下側）にも配置され得る。部品配置についてのさらに異なった構成において、クラッチ１５およびクラッチ４５は共通のディスクキャリア（ディスクホルダ）を備えた予めの組立が可能な集合体（組立体）としてまとめられ得る。また、クラッチ１５は空間的に見てブレーキ０５の半径方向外側（上側）に配置され得る、あるいは、ブレーキ０５は（例えばバンドブレーキとして）空間的に見てクラッチ１５の半径方向外側に配置され得る。
【００４０】
当業者は、それぞれの切換要素の空間的配置を、常に、自動車における変速機に対する所定の組込み空間に適合させる。
【００４１】
また、図６には、図３に示された変速機に対する好ましい部品配置変更の例が概略的に示されている。ここでは、３つの遊星歯車装置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３および６つの切換要素０３、０４、０５、１４、１５、２４の運動学的連結が、図３から変えられずに転用されている。上述したように、変速機における駆動軸ＡＮおよび出力軸ＡＢは、図３と異なって、ここでは互いに同軸的に延びている。さらに、いまやブレーキ０３を除いたすべての切換要素（０４、０５、１４、１５、２４）が変速機の駆動側に配置され、即ち、第１遊星歯車装置Ｐ１の第２遊星歯車装置Ｐ２とは反対の側に配置されている。出力軸２を補助的に軸４に結合可能であるクラッチ２４は、第１遊星歯車装置Ｐ１に隣接している。両クラッチ１４、１５、特にはそれらの多板セットは、互いに並んで配置され、その一方のクラッチ１４は変速機ケースＧの駆動側外側壁に隣接して配置されている。両クラッチ１４、１５は、特には共通のディスクキャリアを備えた、予めの組立が可能な集合体としてもまとめられ得る。異なった別の構成においては、例えば、両クラッチ１４、１５が互いに入れ子式に配置され、両クラッチ１４、１５に対して共通のディスクキャリアによって形成されたクラッチ室の内部にクラッチ１４が完全に配置される、ということも考えられ得る。この場合、クラッチ１５のディスクは、空間的に見て、他方のクラッチ１４のディスクの半径方向外側に配置され得るが、クラッチ１４のディスクに軸方向に並んでも配置され得る。図６の例において軸方向に両クラッチ１５、２４間に配置されたブレーキ０４、０５は、部品配置についての異なった構成においては、空間的に見て遊星歯車装置の半径方向外側にも配置され得る。
【００４２】
本発明に基づく変速機のすべての実施の形態において、変速機の各個所、例えば、軸と変速機ケースとの間ないしは２つの軸間で、軸を２つに分割するために、補助的にフリーホィールが利用され得る。軸３と変速機ケースＧとの間に補助的に利用されるフリーホィールは、ブレーキ０３を支援するために使われ、軸４と変速機ケースＧとの間に補助的に利用されるフリーホィールは、ブレーキ０４を支援するために使われ、軸５と変速機ケースＧとの間に補助的に利用されるフリーホィールは、ブレーキ０５を支援するために使われる。このような切換要素に対して並列（平行）的な補助的フリーホィールの利用は、例えば、シフトダウン時（楕走切換時）における切換快適性を改善するために利用され得る。
【００４３】
さらに、駆動軸はクラッチ要素によってエンジンから切り離され得る。そのクラッチ要素は、例えば、乾式ないし湿式発進クラッチ、磁粉クラッチ、遠心力クラッチ、流体クラッチなどとして形成され得る。
【００４４】
また、駆動軸はコンバータ要素によってもエンジンから切り離され得る。そのコンバータ要素は、流体コンバータ、差動コンバータ、発進リターダ、静液圧式伝動装置、電気式伝動装置、電気機械式伝動装置などとして形成され得る。これは、エンジンと変速機との間に、１あるいはそれ以上の一定伝達比あるいは可変伝達比を有する補助的伝達段が設けられ得る、ということを意味する。
【００４５】
あるいはまた、発進要素は、力束（パワーフロー）方向において変速機の後ろにも配置され得る。これによって、駆動軸はエンジンの連結軸に固く結合される。そのような場合、発進は変速機の切換要素によって行われる、例えば、前進１速段並びに後進段で作動されるブレーキ０４によって行われる。
【００４６】
また、非摩耗ブレーキ、例えば流体リターダあるいは電気式リターダなどが、各軸上に、好適には駆動軸１上あるいは出力軸２上に、配置され得る。
【００４７】
さらに、本発明に基づく構造様式によって、駆動軸ＡＮおよび出力軸ＡＢを、横置き配置型、フロント配置型、縦置き配置型、リヤ・縦置き配置型あるいは全輪配置型に対して変速機ないし変速機ケースＧの同じ側に配置すること、並びに、標準駆動装置に対して変速機ないし変速機ケースＧの両側に配置すること、が可能である。また、駆動側あるいは出力側に、車軸差動装置および又は動力分割差動装置が配置され得る。本発明に基づく多段変速機の駆動軸ＡＮおよび出力軸ＡＢは、互いに同軸的に配置され得る、あるいは、非同軸的に（例えば軸平行に、あるいは、角度を成して）配置され得る。
【００４８】
さらに、補機を駆動するための副駆動部が、各軸に、好適には駆動軸１あるいは出力軸２に、設けられ得る。
【００４９】
切換要素自体は、好適には、多板クラッチ、バンドブレーキ、円錐クラッチなどのような負荷時切換式のクラッチあるいはブレーキから構成されるが、例えばかみ合い継手や同期装置のようなかみ合い式のクラッチあるいはブレーキからも構成され得る。
【００５０】
ここで提案された多段変速機の他の利点は、各軸上に、補助的に、発電機および又は補助駆動機械としての電気機械が置かれ得る、ということである。
【００５１】
勿論、各構造的形態、特には遊星歯車装置と切換要素とのそれら自体および相互の各空間的配置も、技術的に有意であるならば、それらの形態が図にも説明にも明示されていなくとも、請求項に挙げられているような変速機の機能に影響を与えることなしに、本発明の請求項の保護範囲のもとにある。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に基づく変速機の第１の実施の形態の概略構成図。
【図２】図１に示された変速機の作動状態を表す図表の一例。
【図３】本発明に基づく変速機の第２の実施の形態の概略構成図。
【図４】図３に示された変速機の作動状態を表す図表の一例。
【図５】図１に示された変速機の異なった部品配置例の概略構成図。
【図６】図３に示された変速機の異なった部品配置例の概略構成図。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊星歯車装置構造における自動切換可能な自動車変速機、特には自動車における自動変速機、において、
変速機ケース（Ｇ）内に配置された駆動軸（１）および出力軸（２）と、
３つの単キャリヤ形遊星歯車装置（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）と、
少なくとも６つの回転軸（１、２、３、４、５、６）と、
ブレーキ（０３、０４、０５）およびクラッチ（１４、１５、４５、２４）を含む少なくとも６つの切換要素（０３、０４、０５、１４、１５、４５、２４）と、
を備え、
それらの切換要素の選択的係合によって、駆動軸（１）と出力軸（２）との間に種々の伝達比が形成され、これによって、少なくとも７つの前進段が実現可能であり、
駆動軸（１）は、第２遊星歯車装置（Ｐ２）の太陽歯車に常時結合され、クラッチ（１４）を介して第１遊星歯車装置（Ｐ１）のキャリヤに結合可能であり、クラッチ（１５）を介して軸（５）に結合可能であり、
当該軸（５）は、一方では第１遊星歯車装置（Ｐ１）の太陽歯車に常時結合され、他方ではブレーキ（０５）を介して変速機ケース（Ｇ）に連結可能であり、
出力軸（２）は、第３遊星歯車装置（Ｐ３）のキャリヤおよび第１遊星歯車装置（Ｐ１）の内ば歯車に常時結合され、
１つの軸（３）が、第３遊星歯車装置（Ｐ３）の太陽歯車に常時結合され、ブレーキ（０３）を介して変速機ケース（Ｇ）に連結可能であり、
もう１つの軸（４）が、第２遊星歯車装置（Ｐ２）の内ば歯車および第１遊星歯車装置（Ｐ１）のキャリヤに常時結合され、ブレーキ（０４）を介して変速機ケース（Ｇ）に連結可能であり、
更にもう１つの軸（６）が、第３遊星歯車装置（Ｐ３）の内ば歯車および第２遊星歯車装置（Ｐ２）のキャリヤに常時結合され、
前記軸（４）を前記軸（５）あるいは前記出力軸（２）に切離可能に接続するクラッチ（４５、２４）が設けられている
ことを特徴とする自動切換可能な自動車変速機。
【請求項２】
前記軸（４）は、前記ブレーキ（０４）と前記第１遊星歯車装置（Ｐ１）のキャリヤとの間の領域で、前記クラッチ（４５、２４）を介して、前記軸（５）あるいは前記出力軸（２）に切離可能に接続される
ことを特徴とする請求項１に記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項３】
前記切換要素（０３、０４、０５、１４、１５、４５ないし２４）の選択的係合によって、７つの前進段が、或る速度段から次の高速段あるいは次の低速段に入れ換えるためにそれまで作動中の切換要素のうち１つの切換要素だけがその都度解除されて他の切換要素が係合される、というように切り換え可能である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項４】
前進１速段においては、前記ブレーキ（０３、０４）が、
前進２速段においては、前記ブレーキ（０３、０５）が、
前進３速段においては、前記ブレーキ（０３）および前記クラッチ（４５ないし２４）が、
前進４速段においては、前記ブレーキ（０３）および前記クラッチ（１５）が、
前進３速段における前進５速段においては、前記ブレーキ（０３）および前記クラッチ（１４）が、
前進６速段においては、前記クラッチ（１４、１５）が、
前進７速段においては、前記ブレーキ（０５）および前記クラッチ（１４）が、
後進段においては、前記ブレーキ（０４）および前記クラッチ（１４）が、
それぞれ互いに係合される
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項５】
前記遊星歯車装置（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）は、マイナス遊星歯車装置として形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項６】
前記クラッチ（１４、１５、４５）は、前記遊星歯車装置（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）の半径方向外側に配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項７】
前記クラッチ（４５）は、第１遊星歯車装置（Ｐ１）の半径方向ほぼ上方、かつ、前記クラッチ（１４、１５）よりも第１遊星歯車装置（Ｐ１）の近く、に配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項８】
前記クラッチ（１５、４５）は、前記第１遊星歯車装置（Ｐ１）の前記第２遊星歯車装置（Ｐ２）とは反対の側に配置され、
前記クラッチ（１４）は、軸方向において第１、第２の遊星歯車装置（Ｐ１、Ｐ２）間に配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項９】
前記クラッチ（１４、１５、２４）は、前記第１遊星歯車装置（Ｐ１）の前記第２遊星歯車装置（Ｐ２）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乃至５のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項１０】
前記クラッチ（４５ないし２４）は、前記クラッチ（１５）よりも第１遊星歯車装置（Ｐ１）の近くに配置されている
ことを特徴とする請求項８または９に記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項１１】
前記クラッチ（４５ないし２４）は、第１遊星歯車装置（Ｐ１）に隣接されている
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項１２】
多板クラッチの場合、前記クラッチ（１４、１５、２４、４５）の外側ディスクキャリアが駆動側に配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項１３】
前記ブレーキ（０３）は、前記第３遊星歯車装置（Ｐ３）の前記第２遊星歯車装置（Ｐ２）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乃至１２のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項１４】
前記ブレーキ（０４）および／又は前記ブレーキ（０５）は、前記遊星歯車装置（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）の半径方向外側に配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項１５】
前記ブレーキ（０５）は、前記ブレーキ（０４）よりも、前記第１遊星歯車装置（Ｐ１）の近くに配置されている
ことを特徴とする請求項１４に記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項１６】
前記クラッチ（４５ないし２４）は、軸方向において前記ブレーキ（０５）と前記クラッチ（１５）との間に配置されている
ことを特徴とする請求項１４または１５に記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項１７】
前記ブレーキ（０４）および／又は前記ブレーキ（０５）は、前記第１遊星歯車装置（Ｐ１）の前記第２遊星歯車装置（Ｐ２）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乃至１６のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項１８】
前記ブレーキ（０４）は、前記ブレーキ（０５）よりも、前記第１遊星歯車装置（Ｐ１）の近くに配置されている
ことを特徴とする請求項１７に記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項１９】
前記クラッチ（１５、４５）は、互いに隣接して配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至１８のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項２０】
少なくとも１つの補助フリーホィールが、軸（１、２、３、４、５、６）と変速機ケース（Ｇ）との間に設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至１９のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項２１】
変速機の駆動軸（ＡＮ）および出力軸（ＡＢ）が、互いに同軸に配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至２０のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項２２】
変速機の駆動軸（ＡＮ）および出力軸（ＡＢ）が、互いに非同軸に配置され、特には、変速機の駆動軸（ＡＮ）および出力軸（ＡＢ）は、互いに軸平行にあるいは角度を成して延びている
ことを特徴とする請求項１乃至２０のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項２３】
駆動軸（ＡＮ）および出力軸（ＡＢ）は、変速機ケース（Ｇ）の同じ側に設けられている
ことを特徴とする請求項２２に記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項２４】
車軸差動装置および／又は動力分割差動装置が、変速機の駆動側あるいは出力側に配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至２３のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項２５】
駆動軸（１）は、クラッチ要素あるいはコンバータ要素によって、駆動エンジンから切り離すことができる
ことを特徴とする請求項１乃至２４のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項２６】
コンバータ要素ないしクラッチ要素として、流体コンバータ、差動コンバータ、発進リターダ、静液圧式伝動装置、電気式伝動装置、電気機械式伝動装置、ないし、流体クラッチ、乾式発進クラッチ、湿式発進クラッチ、磁粉クラッチあるいは遠心力クラッチ、が設けられている
ことを特徴とする請求項２５に記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項２７】
力束（パワーフロー）方向に当該変速機の下流に発進要素が配置可能であって、
駆動軸（１）は、エンジンのクランクシャフトに固く結合されている
ことを特徴とする請求項１乃至２６のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項２８】
発進は、当該変速機内に組み入れられた切換要素（０４）によって行われる
ことを特徴とする請求項２７に記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項２９】
前記軸（４）を前記出力軸（２）に接続可能な前記クラッチ（２４）は、前記ブレーキ（０４）と共に、前記出力軸（２）を前記変速機ケース（Ｇ）に固定するための当該変速機に対するヒルホルダ（Hillholder）を形成している
ことを特徴とする請求項１乃至２８のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項３０】
各軸上に、非摩耗ブレーキが配置可能である
ことを特徴とする請求項１乃至２９のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項３１】
補機を駆動するために、各軸上に副駆動装置（Nebenabtrieb）が配置可能である
ことを特徴とする請求項１乃至３０のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項３２】
当該変速機の駆動軸（ＡＮ）および副駆動装置は、当該変速機ないし変速機ケース（Ｇ）の同じ側に配置されている
ことを特徴とする請求項３１に記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項３３】
前記切換要素（０３、０４、０５、１４、１５、４５、２４）は、負荷時切換クラッチあるいはブレーキとして形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至３２のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項３４】
多板（マルチディスク）クラッチ、バンドブレーキおよび／又は円錐クラッチが採用され得る
ことを特徴とする請求項３３に記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項３５】
当該変速機の各軸上に、追加的に、発電機としておよび／又は補助駆動機械として、電気機械が設けられ得る
ことを特徴とする請求項１乃至３４のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項１】
遊星歯車装置構造における自動切換可能な自動車変速機、特には自動車における自動変速機、において、
変速機ケース（Ｇ）内に配置された駆動軸（１）および出力軸（２）と、
３つの単キャリヤ形遊星歯車装置（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）と、
少なくとも６つの回転軸（１、２、３、４、５、６）と、
ブレーキ（０３、０４、０５）およびクラッチ（１４、１５、４５、２４）を含む少なくとも６つの切換要素（０３、０４、０５、１４、１５、４５、２４）と、
を備え、
それらの切換要素の選択的係合によって、駆動軸（１）と出力軸（２）との間に種々の伝達比が形成され、これによって、少なくとも７つの前進段が実現可能であり、
駆動軸（１）は、第２遊星歯車装置（Ｐ２）の太陽歯車に常時結合され、クラッチ（１４）を介して第１遊星歯車装置（Ｐ１）のキャリヤに結合可能であり、クラッチ（１５）を介して軸（５）に結合可能であり、
当該軸（５）は、一方では第１遊星歯車装置（Ｐ１）の太陽歯車に常時結合され、他方ではブレーキ（０５）を介して変速機ケース（Ｇ）に連結可能であり、
出力軸（２）は、第３遊星歯車装置（Ｐ３）のキャリヤおよび第１遊星歯車装置（Ｐ１）の内ば歯車に常時結合され、
１つの軸（３）が、第３遊星歯車装置（Ｐ３）の太陽歯車に常時結合され、ブレーキ（０３）を介して変速機ケース（Ｇ）に連結可能であり、
もう１つの軸（４）が、第２遊星歯車装置（Ｐ２）の内ば歯車および第１遊星歯車装置（Ｐ１）のキャリヤに常時結合され、ブレーキ（０４）を介して変速機ケース（Ｇ）に連結可能であり、
更にもう１つの軸（６）が、第３遊星歯車装置（Ｐ３）の内ば歯車および第２遊星歯車装置（Ｐ２）のキャリヤに常時結合され、
前記軸（４）を前記軸（５）あるいは前記出力軸（２）に切離可能に接続するクラッチ（４５、２４）が設けられている
ことを特徴とする自動切換可能な自動車変速機。
【請求項２】
前記軸（４）は、前記ブレーキ（０４）と前記第１遊星歯車装置（Ｐ１）のキャリヤとの間の領域で、前記クラッチ（４５、２４）を介して、前記軸（５）あるいは前記出力軸（２）に切離可能に接続される
ことを特徴とする請求項１に記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項３】
前記切換要素（０３、０４、０５、１４、１５、４５ないし２４）の選択的係合によって、７つの前進段が、或る速度段から次の高速段あるいは次の低速段に入れ換えるためにそれまで作動中の切換要素のうち１つの切換要素だけがその都度解除されて他の切換要素が係合される、というように切り換え可能である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項４】
前進１速段においては、前記ブレーキ（０３、０４）が、
前進２速段においては、前記ブレーキ（０３、０５）が、
前進３速段においては、前記ブレーキ（０３）および前記クラッチ（４５ないし２４）が、
前進４速段においては、前記ブレーキ（０３）および前記クラッチ（１５）が、
前進３速段における前進５速段においては、前記ブレーキ（０３）および前記クラッチ（１４）が、
前進６速段においては、前記クラッチ（１４、１５）が、
前進７速段においては、前記ブレーキ（０５）および前記クラッチ（１４）が、
後進段においては、前記ブレーキ（０４）および前記クラッチ（１４）が、
それぞれ互いに係合される
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項５】
前記遊星歯車装置（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）は、マイナス遊星歯車装置として形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項６】
前記クラッチ（１４、１５、４５）は、前記遊星歯車装置（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）の半径方向外側に配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項７】
前記クラッチ（４５）は、第１遊星歯車装置（Ｐ１）の半径方向ほぼ上方、かつ、前記クラッチ（１４、１５）よりも第１遊星歯車装置（Ｐ１）の近く、に配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項８】
前記クラッチ（１５、４５）は、前記第１遊星歯車装置（Ｐ１）の前記第２遊星歯車装置（Ｐ２）とは反対の側に配置され、
前記クラッチ（１４）は、軸方向において第１、第２の遊星歯車装置（Ｐ１、Ｐ２）間に配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項９】
前記クラッチ（１４、１５、２４）は、前記第１遊星歯車装置（Ｐ１）の前記第２遊星歯車装置（Ｐ２）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乃至５のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項１０】
前記クラッチ（４５ないし２４）は、前記クラッチ（１５）よりも第１遊星歯車装置（Ｐ１）の近くに配置されている
ことを特徴とする請求項８または９に記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項１１】
前記クラッチ（４５ないし２４）は、第１遊星歯車装置（Ｐ１）に隣接されている
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項１２】
多板クラッチの場合、前記クラッチ（１４、１５、２４、４５）の外側ディスクキャリアが駆動側に配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項１３】
前記ブレーキ（０３）は、前記第３遊星歯車装置（Ｐ３）の前記第２遊星歯車装置（Ｐ２）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乃至１２のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項１４】
前記ブレーキ（０４）および／又は前記ブレーキ（０５）は、前記遊星歯車装置（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）の半径方向外側に配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項１５】
前記ブレーキ（０５）は、前記ブレーキ（０４）よりも、前記第１遊星歯車装置（Ｐ１）の近くに配置されている
ことを特徴とする請求項１４に記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項１６】
前記クラッチ（４５ないし２４）は、軸方向において前記ブレーキ（０５）と前記クラッチ（１５）との間に配置されている
ことを特徴とする請求項１４または１５に記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項１７】
前記ブレーキ（０４）および／又は前記ブレーキ（０５）は、前記第１遊星歯車装置（Ｐ１）の前記第２遊星歯車装置（Ｐ２）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乃至１６のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項１８】
前記ブレーキ（０４）は、前記ブレーキ（０５）よりも、前記第１遊星歯車装置（Ｐ１）の近くに配置されている
ことを特徴とする請求項１７に記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項１９】
前記クラッチ（１５、４５）は、互いに隣接して配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至１８のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項２０】
少なくとも１つの補助フリーホィールが、軸（１、２、３、４、５、６）と変速機ケース（Ｇ）との間に設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至１９のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項２１】
変速機の駆動軸（ＡＮ）および出力軸（ＡＢ）が、互いに同軸に配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至２０のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項２２】
変速機の駆動軸（ＡＮ）および出力軸（ＡＢ）が、互いに非同軸に配置され、特には、変速機の駆動軸（ＡＮ）および出力軸（ＡＢ）は、互いに軸平行にあるいは角度を成して延びている
ことを特徴とする請求項１乃至２０のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項２３】
駆動軸（ＡＮ）および出力軸（ＡＢ）は、変速機ケース（Ｇ）の同じ側に設けられている
ことを特徴とする請求項２２に記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項２４】
車軸差動装置および／又は動力分割差動装置が、変速機の駆動側あるいは出力側に配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至２３のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項２５】
駆動軸（１）は、クラッチ要素あるいはコンバータ要素によって、駆動エンジンから切り離すことができる
ことを特徴とする請求項１乃至２４のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項２６】
コンバータ要素ないしクラッチ要素として、流体コンバータ、差動コンバータ、発進リターダ、静液圧式伝動装置、電気式伝動装置、電気機械式伝動装置、ないし、流体クラッチ、乾式発進クラッチ、湿式発進クラッチ、磁粉クラッチあるいは遠心力クラッチ、が設けられている
ことを特徴とする請求項２５に記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項２７】
力束（パワーフロー）方向に当該変速機の下流に発進要素が配置可能であって、
駆動軸（１）は、エンジンのクランクシャフトに固く結合されている
ことを特徴とする請求項１乃至２６のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項２８】
発進は、当該変速機内に組み入れられた切換要素（０４）によって行われる
ことを特徴とする請求項２７に記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項２９】
前記軸（４）を前記出力軸（２）に接続可能な前記クラッチ（２４）は、前記ブレーキ（０４）と共に、前記出力軸（２）を前記変速機ケース（Ｇ）に固定するための当該変速機に対するヒルホルダ（Hillholder）を形成している
ことを特徴とする請求項１乃至２８のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項３０】
各軸上に、非摩耗ブレーキが配置可能である
ことを特徴とする請求項１乃至２９のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項３１】
補機を駆動するために、各軸上に副駆動装置（Nebenabtrieb）が配置可能である
ことを特徴とする請求項１乃至３０のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項３２】
当該変速機の駆動軸（ＡＮ）および副駆動装置は、当該変速機ないし変速機ケース（Ｇ）の同じ側に配置されている
ことを特徴とする請求項３１に記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項３３】
前記切換要素（０３、０４、０５、１４、１５、４５、２４）は、負荷時切換クラッチあるいはブレーキとして形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至３２のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項３４】
多板（マルチディスク）クラッチ、バンドブレーキおよび／又は円錐クラッチが採用され得る
ことを特徴とする請求項３３に記載の自動切換可能な自動車変速機。
【請求項３５】
当該変速機の各軸上に、追加的に、発電機としておよび／又は補助駆動機械として、電気機械が設けられ得る
ことを特徴とする請求項１乃至３４のいずれかに記載の自動切換可能な自動車変速機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２００６−５２８３１５（Ｐ２００６−５２８３１５Ａ）
【公表日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２０６９５（Ｐ２００６−５２０６９５）
【出願日】平成１６年６月２８日（２００４．６．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００４／００６９６１
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０１９６８９
【国際公開日】平成１７年３月３日（２００５．３．３）
【出願人】（５０００４５１２１）ツェットエフ、フリードリッヒスハーフェン、アクチエンゲゼルシャフト (312)
【氏名又は名称原語表記】ＺＦ ＦＲＩＥＤＲＩＣＨＳＨＡＦＥＮ ＡＧ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２８日（２００４．６．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００４／００６９６１
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０１９６８９
【国際公開日】平成１７年３月３日（２００５．３．３）
【出願人】（５０００４５１２１）ツェットエフ、フリードリッヒスハーフェン、アクチエンゲゼルシャフト (312)
【氏名又は名称原語表記】ＺＦ ＦＲＩＥＤＲＩＣＨＳＨＡＦＥＮ ＡＧ
【Ｆターム（参考）】
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