DE102017218563A1

DE102017218563A1 - Klauenkupplung

Info

Publication number: DE102017218563A1
Application number: DE102017218563.5A
Authority: DE
Inventors: Tomohiro Yoshimura; Akihiko Ichikawa; Shinichi Takeuchi; Jun YABUTA; Isamu Shiotsu
Original assignee: Aisin AI Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-10-27
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2018-05-03
Anticipated expiration: 2037-10-19
Also published as: DE102017218563B4; US10557506B2; JP2018071633A; US20180119750A1; CN108006096B; JP6577441B2; CN108006096A

Abstract

Eine Klauenkupplung umfasst ein Drehelement, das ein erstes Klauenelement (38a) umfasst, einen ringförmigen Kupplungsring, der ein zweites Klauenelement (78a) umfasst, und eine ringförmige Kupplungshülse. Das Drehelement umfasst erste Vorsprünge (70a), die von Außenumfängen von Klauen (40a) oder Klauenlücken (42a) des ersten Klauenelements (38a) radial nach außen vorragen, die Kupplungshülse umfasst zweite Vorsprünge (88a), die ausgelegt sind, um in einer Umfangsrichtung in Kontakt mit den ersten Vorsprüngen (70a) zu gelangen, wenn sich die Kupplungshülse in eine axiale Richtung in Richtung des Drehelements bewegt, und das erste Klauenelement (38a) und das zweite Klauenelement (78a) an Positionen angeordnet sind, an denen das erste Klauenelement (38a) und das zweite Klauenelement (78a) dazu geeignet sind, in der Umfangsrichtung in einem Zustand in Eingriff miteinander zu sein, in dem die ersten Vorsprünge (70a) und die zweiten Vorsprünge (88a) in Kontakt miteinander sind.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft die Struktur einer Klauenkupplung, die in einem Fahrzeug angeordnet ist.
Beschreibung des Standes der Technik
Ein Fahrzeug mit einer Klauenkupplung, das ausgelegt ist, um ein Klauenelement, das in einem ersten Drehelement gebildet ist, mit einem Klauenelement, das in einem zweiten Drehelement gebildet ist, in Eingriff zu bringen, ist bekannt. Ein Beispiel einer solchen Klauenkupplung ist eine Kupplung, die in einem Getriebe angeordnet ist, das in der japanischen, ungeprüften Patentoffenlegungsschrift Nr. 2012-127471 ( JP 2012-127471 Eine) beschrieben ist. In der JP 2012-127471 ist ein Getriebe offenbart, das mehrere Klauenkupplungen (Kupplungen) umfasst und durch Umschalten zwischen Verbindungs- und Trennungsstufen der Klauenkupplungen mehrere Schaltstufen schaltet.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
In einem Getriebe, das Klauenkupplungen umfasst, wie in der JP 2012 - 127471 müssen, wenn ein erstes Klauenelement und ein zweites Klauenelement, die in der Klauenkupplung enthalten sind, in Eingriff miteinander gebracht werden, das erste Klauenelement und das zweite Klauenelement zu einem Zeitpunkt in Eingriff gebracht werden, zu dem die Klauen der ersten Klauenelements und die Klauenlücke des zweiten Klauenelements zu einander ausgerichtet sind. Daher ist die Zeitspanne kurz. Im Gegensatz dazu kann die Zeitspanne, während der die Klauenelemente in Eingriff miteinander sein können, verlängert werden, indem die Umfangslängen der Klauenlücken des ersten Klauenelements vergrößert werden. Jedoch werden durch die Vergrößerung der Umfangslängen der Klauenlücken die Umfangslängen der Klauen des Klauenelements klein. Hier, wenn das erste Klauenelement und das zweite Klauenelement in Eingriff miteinander sind, wird eine Stoßlast auf die Klauenelemente ausgeübt. Daher gibt es im Hinblick auf die Haltbarkeit der Klauen eine Begrenzung der Verringerung der Umfangslängen der Klauen des Klauenelements. Dadurch wird es schwierig, die Zeitspanne zu verlängern, während der die Klauenelemente in Eingriff gebracht werden kann.
Die Erfindung stellt eine Klauenkupplung bereit, in der eine Zeitspanne, während der Klauenelemente in Eingriff gebracht werden können, verlängert werden kann, ohne die Haltbarkeit der Klauenelemente in der in einem Fahrzeug eingebauten Klauenkupplung zu verschlechtern.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Klauenkupplung, die umfasst: ein Drehelement, das ein erstes Klauenelement umfasst; einen ringförmigen Kupplungsring, der ein zweites Klauenelement umfasst, wobei das zweite Klauenelement mit dem ersten Klauenelement in Eingriff ist; und eine ringförmige Kupplungshülse, die mit dem Kupplungsring so verbunden ist, dass die Kupplungshülse relativ zu dem Kupplungsring nicht drehbar ist und in einer axialen Richtung der Klauenkupplung relativ bewegbar ist. Das Drehelement umfasst erste Vorsprünge, die von Außenumfängen von Klauen oder Klauenlücken des ersten Klauenelements radial nach außen vorragen. Der Kupplungshülse umfasst zweite Vorsprünge, die ausgelegt sind, um in einer Umfangsrichtung der Klauenkupplung in Kontakt mit den ersten Vorsprüngen zu gelangen, wenn sich die Kupplungshülse in der axialen Richtung in Richtung des Drehelements bewegt. Eine Umfangslänge von jedem der ersten Vorsprünge ist kürzer als eine Umfangslänge von jedem der Klauen oder der Klauenlücken des ersten Klauenelements, auf denen die ersten Vorsprünge angeordnet sind. Das ersten Klauenelement und das zweite Klauenelement sind an Positionen angeordnet, an denen das erste Klauenelement und das zweite Klauenelement in der Umfangsrichtung in einem Zustand in Eingriff miteinander sind, in dem die ersten Vorsprünge und die zweiten Vorsprünge in Kontakt miteinander sind.
In der Klauenkupplung gemäß dem Aspekt kann das Drehelement die ersten Vorsprünge umfassen, die von den Außenumfängen der Klauen des ersten Klauenelements vorragen. Die zweiten Vorsprünge sind jeweils kürzer als Umfangslängen von Klauenlücken des zweiten Klauenelements.
In der Klauenkupplung gemäß dem Aspekt kann das Drehelement die ersten Vorsprünge umfassen, die von den Außenumfängen der Klauenlücken des ersten Klauenelements vorragen. Die zweiten Vorsprünge sind jeweils kürzer als Umfangslängen von Klauenlücken des zweiten Klauenelements.
Der Klauenkupplung gemäß dem Aspekt kann ferner eine Nabe umfassen, die auf einer Innenumfangsseite des Kupplungsrings angeordnet ist. Die Nabe kann ausgelegt sein, um mit einer Drehwelle so verbunden zu werden, dass ein Innenumfangsabschnitt der Nabe relativ zu der Drehwelle nicht drehbar ist. Die Nabe kann einen Stift umfassen, der von einer Außenumfangsoberfläche der Nabe radial nach außen ragt. Der Kupplungsring kann ein Langloch umfassen, in dem der Stift aufgenommen ist. Das Langloch kann in einem vorbestimmten Winkel bezüglich der Umfangsrichtung des Kupplungsrings geneigt sein.
Wenn sich in der Klauenkupplung gemäß dem Aspekt die Kupplungshülse in der axialen Richtung in Richtung des Drehelements bewegt, bewegen sich auch die zweiten Vorsprünge in Richtung das Drehelement. Daher nehmen die ersten Vorsprünge und die zweiten Vorsprünge einen Zustand an, in dem sie miteinander in der Umfangsrichtung in Kontakt gelangen können. Ferner nehmen das erste Klauenelement und das zweite Klauenelement, wenn die ersten Vorsprünge und die zweiten Vorsprünge in Kontakt miteinander gelangen, während sich das Drehelement und die Kupplungshülse relativ zueinander drehen, einen Zustand an, in dem sie dazu geeignet sind, in Eingriff miteinander zu sein. Da hier die Umfangslängen der ersten Vorsprünge jeweils kürzer ist als die Umfangslängen der Klauen oder der Klauenlücken des ersten Klauenelements, an der der erste Vorsprung gebildet sind, sind die Intervalle zwischen den ersten Vorsprüngen in der Umfangsrichtung größer als die Umfangslängen der Klauenlücken oder der Klauen des ersten Klauenelements. Hier wird die Zeitspanne, während der die zweiten Vorsprünge zwischen den zueinander in der Umfangsrichtung benachbarten ersten Vorsprüngen angeordnet werden können, im Wesentlichen die Zeitspanne, während der das erste Klauenelement und das zweite Klauenelement in Eingriff miteinander sein können. Dadurch kann die Zeitspanne, während der das erste Klauenelement und das zweite Klauenelement in Eingriff miteinander sein können, länger als im Stand der Technik gemacht werden. Da im Stand der Technik die Zeit, zu der die Klauen des ersten Klauenelements und die Klauenlücken des zweiten Klauenelements zueinander ausgerichtet sind, der Zeitspanne entspricht, während der das erste Klauenelement und das zweite Klauenelement in Eingriff miteinander sein können, ist die Zeitspanne sehr kurz.
Wenn in der Klauenkupplung gemäß dem Aspekt die ersten Vorsprünge von dem Außenumfang der Klauen des ersten Klauenelements vorragen, ist, da die zweiten Vorsprünge jeweils kürzer als die Umfangslängen der Klauen des zweiten Klauenelements gebildet sind, die Zeitspanne, während der die zweiten Vorsprünge zwischen den in der Umfangsrichtung zueinander benachbarten ersten Vorsprüngen angeordnet werden können, vergrößert. Ferner sind, wenn die ersten Vorsprünge von dem Außenumfang der Klauenlücken des ersten Klauenelements vorragt, da die zweiten Vorsprünge kürzer als die Umfangslängen der Klauenlücken des zweiten Klauenelements gebildet sind, die Zeitspanne, während der die zweiten Vorsprünge zwischen den in der Umfangsrichtung zueinander benachbarten ersten Vorsprüngen angeordnet werden können, verlängert. Daher kann die Zeitspanne, während der das erste Klauenelement und das zweite Klauenelement in Eingriff miteinander sein können, weiter verlängert sein.
In der Klauenkupplung gemäß dem Aspekt wird, wenn die ersten Vorsprünge und die zweiten Vorsprünge in Kontakt miteinander gelangen, die Drehzahl der Kupplungshülse und der Kupplungsring gleich der Drehzahl des Drehelements mit dem darin gebildeten ersten Klauenelement. Daher ist die auf den ersten Vorsprüngen und den zweiten Vorsprüngen ausgeübte Stoßlast proportional zur trägen Masse der Kupplungshülse und des Kupplungsrings, deren Drehzahl sich ändert. Da hier die träge Masse der Kupplungshülse und des Kupplungsrings ausreichend kleiner als die der Drehwelle und dergleichen ist, verringert sich die Stoßlast. Daher kann eine Verringerung der Haltbarkeit der ersten Vorsprünge und der zweiten Vorsprünge verhindert werden. Ferner drehen, wenn die ersten Vorsprünge und die zweiten Vorsprünge in Kontakt miteinander gelangt sind, die Nabe und die Drehwelle zusammen, während der Kupplungsring und das Drehelement zusammen drehen, so dass der Kupplungsring und die Nabe relativ zueinander drehen. Wenn der Kupplungsring und die Nabe relativ zueinander drehen, bewegt sich der Stift, der in dem Langloch aufgenommen ist, in die Längsrichtung des Langlochs zur anderen Seite des Langlochs. Da hier das Langloch in dem vorbestimmten Winkel bezüglich der Umfangsrichtung geneigt ist, kann der Kupplungsring durch Einstellen der Länge und des Winkels des Langlochs in der Längsrichtung des Langlochs in Richtung des Drehelements bewegt werden, so dass das erste Klauenelement und das zweite Klauenelement in Eingriff miteinander sein können, wenn sich der Stift innerhalb des Langlochs bewegt.
Figurenliste
Merkmale, Vorteile und technische sowie industrielle Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und wobei:

1 eine schematische Ansicht ist, die schematisch einen Teil eines Fahrzeuggetriebes zeigt, auf das eine Ausführungsform der Erfindung angewendet ist;
2 eine perspektivische Explosionsansicht ist, die eine erste Klauenkupplung in 1 zeigt;
3 eine perspektivische Explosionsansicht ist, die die erste Klauenkupplung in 1 zeigt;
4 eine Teileansicht ist, die die Struktur einer Kupplungshülse in 2 zeigt;
5 eine Ansicht ist, die einen Zustand zeigt, in dem eine Tripod-Nabe, ein Kupplungsring und ein Freilaufarretierungselement in 2 zusammengebaut sind;
6 ein Flussdiagramm ist, das eine Schaltoperation während einer Hochschaltung von einer N-te Getriebestufe in eine (N+1)-te Getriebestufe zeigt;
7 ist eine Ansicht, die aufeinanderfolgend die Verbindungszustände der ersten Klauenkupplung zeigt, die während des Hochschaltens in die (N+1)-te Getriebestufe verbunden werden;
8 eine Ansicht ist, die einen Zustand zeigt, in dem ein zahnradseitiges Klauenelement eines ersten Getriebezahnrads und ein Klauenelement des Kupplungsrings in 1 in Eingriff miteinander sind;
9 eine Ansicht ist, die die räumliche Beziehung zwischen dem zahnradseitigen Klauenelement, das in dem ersten Getriebezahnrad gebildet ist, nach außen gerichtete Vorsprünge, die in dem zahnradseitigen Klauenelement gebildet sind, wobei das Klauenelement in dem Kupplungsring gebildet ist, und nach innen gerichtete Vorsprünge, die in der Kupplungshülse in 1 gebildet sind, zeigt;
10 eine Ansicht ist, die die Struktur einer Klauenkupplung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
11 eine Ansicht ist, die die räumliche Beziehung zwischen einem zahnradseitigen Klauenelement, das in einem ersten Getriebezahnrad gebildet sind, nach außen gerichteten Vorsprüngen, die in dem zahnradseitigen Klauenelement gebildet sind, einem Klauenelement, das in einem Kupplungsring gebildet sind, und nach innen gerichteten Vorsprünge, die in einer Kupplungshülse in 10 gebildet sind, zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend sind Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. In den folgenden Ausführungsformen sind die Zeichnungen in geeigneter Weise vereinfacht oder modifiziert, und räumliche Verhältnisse, Formen und dergleichen der Teile sind nicht immer exakt gezeichnet.
1 ist eine schematische Ansicht, die schematisch einen Teil eines Fahrzeuggetriebes 10 (nachfolgend als ein Getriebe 10 bezeichnet) zeigt, auf das eine Ausführungsform der Erfindung angewendet ist. Das Getriebe 10 ist ein Getriebe mit zwei parallelen Wellen, das in einem Leistungsgetriebestrang zwischen einem Motor (nicht gezeigt) und Antriebsrädern angeordnet ist und mehrere Schaltstufen (Getriebestufen) durch Verringern oder Erhöhen der von dem Motor gelieferten Drehzahl mit einer vorbestimmten Übersetzung γ schaltet. In 1 ist nur ein Teil des Getriebes 10, insbesondere eine Konfiguration zur Erzeugung von zwei Schaltstufen gezeigt. Jedoch umfasst das Getriebe 10 in Wirklichkeit zudem Zahnräder und Klauenkupplungen (nicht gezeigt) und dergleichen und ist ausgelegt, um die Schaltstufen zu schalten.
Das Getriebe 10 umfasst eine Eingangswelle 18, die zur Leistungsübertragung über eine Kupplung (nicht gezeigt) und dergleichen mit dem Motor verbunden ist, und eine Vorgelegewelle 20, die parallel zu der Eingangswelle 18 angeordnet und zur Leistungsübertragung zu den Antriebsrädern mit den Antriebsrädern verbunden ist. Die Eingangswelle 18 entspricht einer Drehwelle der Erfindung.
Der Eingangswelle 18 umfasst ein erstes Getriebezahnrad 30a, das relativ zu der Eingangswelle 18 drehbar ist, und ein zweites Getriebezahnrad 30b, das relativ zu der Eingangswelle 18 drehbar ist. Ein zahnradseitiges Klauenelement 38a, das als eine von Klauenelementen fungiert, die in einer ersten Klauenkupplung 28a enthalten ist, die weiter unten beschrieben ist, ist in dem ersten Getriebezahnrad 30a gebildet. Ein zahnradseitiges Klauenelement 38b, das als eine von Klauenelementen fungiert, die in einer zweiten Klauenkupplung 28b enthalten ist, die weiter unten beschrieben ist, ist in dem zweiten Getriebezahnrad 30b gebildet. Die erste Klauenkupplung 28a und die zweite Klauenkupplung 28b entsprechen jeweils einer Klauenkupplung der Erfindung, und das erste Getriebezahnrad 30a und das zweite Getriebezahnrad 30b entsprechen jeweils einem Drehelement der Erfindung.
Die Vorgelegewelle 20 umfasst ein erstes Vorgelegezahnrad 32a, das an der Vorgelegewelle 20 so befestigt ist, dass es relativ zu der Vorgelegewelle 20 nicht drehbar ist, und ein zweites Vorgelegezahnrad 32b, das so an der Vorgelegewelle 20 befestigt ist, dass es relativ zu der Vorgelegewelle 20 nicht drehbar ist. Das erste Getriebezahnrad 30a und das erste Vorgelegezahnrad 32a sind miteinander in Eingriff, und das zweite Getriebezahnrad 30b und das zweite Vorgelegezahnrad 32b sind miteinander in Eingriff.
Die erste Klauenkupplung 28a ist an der Eingangswelle 18 an einer in einer CL-Achsenrichtung an das erste Getriebezahnrad 30a angrenzenden Position angeordnet. Die zweite Klauenkupplung 28b ist an der Eingangswelle 18 an einer in der CL-Achsenrichtung an das zweite Getriebezahnrad 30b angrenzenden Position angeordnet. Die erste Klauenkupplung 28a und die zweite Klauenkupplung 28b umfassen jeweils ein Paar von Klauenelementen (paarige Anordnung von Eingreifzähnen), werden jeweils durch Eingriff der Klauen miteinander verbunden und werden jeweils durch Lösen des Eingriffs voneinander getrennt.
Die erste Klauenkupplung 28a ist eine Kupplung (ein Verbindungs- und Trennungsmechanismus), die an der in der CL-Achsenrichtung an das erste Getriebezahnrad 30a angrenzenden Position (auf der anderen Seite des ersten Getriebezahnrads 30a als das zweite Getriebezahnrad 30b) angeordnet ist, um die Eingangswelle 18 und das erste Getriebezahnrad 30a zu verbinden und zu trennen. Wenn das erste Getriebezahnrad 30a und die Eingangswelle 18 in einen Zustand geschaltet werden, in dem das erste Getriebezahnrad 30a und die Eingangswelle 18 über die erste Klauenkupplung 28a miteinander verbunden sind, sind die Eingangswelle 18 und die Vorgelegewelle 20 über das erste Getriebezahnrad 30a und das erste Vorgelegezahnrad 32a zur Leistungsübertragung verbunden, wodurch sie eine vorbestimmte Getriebestufe schalten. Nachfolgend ist die Getriebestufe des Getriebes 10, die gebildet ist, wenn die erste Klauenkupplung 28a verbunden ist, als eine (N+1)-te Getriebestufe definiert.
Die zweite Klauenkupplung 28b ist eine Kupplung (ein Verbindungs- und Trennungsmechanismus), die an der an das zweite Getriebezahnrad 30b (auf der anderen Seite des zweiten Getriebezahnrad 30b als das erste Getriebezahnrad 30a) angrenzenden Position angeordnet ist, um die Eingangswelle 18 und das zweite Getriebezahnrad 30b zu verbinden und zu trennen. Wenn das zweite Getriebezahnrad 30b und die Eingangswelle 18 in einen Zustand geschaltet sind, in dem das zweite Getriebezahnrad 30b und die Eingangswelle 18 über die zweite Klauenkupplung 28b miteinander verbunden sind, sind die Eingangswelle 18 und die Vorgelegewelle 20 über das zweite Getriebezahnrad 30b und das zweite Vorgelegezahnrad 32b zur Leistungsübertragung verbunden, wodurch sie eine vorbestimmte Getriebestufe schalten. Nachfolgend ist die Getriebestufe des Getriebes 10, die gebildet ist, wenn die zweite Klauenkupplung 28b verbunden ist, als eine N-te Getriebestufe definiert.
Die erste Klauenkupplung 28a wird durch eine erste Schaltgabel 54a betätigt. Eine Kupplungshülse 66a der ersten Klauenkupplung 28a, die weiter unten beschrieben ist, ist mit der ersten Schaltgabel 54a verbunden, und wenn die erste Schaltgabel 54a über einem Aktor (nicht gezeigt) oder dergleichen in der CL-Achsenrichtung bewegt wird, wird auch die Kupplungshülse 66a der ersten Klauenkupplung 28a in der CL-Achsenrichtung bewegt. Dann wird die erste Klauenkupplung 28a betätigt. Die zweite Klauenkupplung 28b wird durch eine zweite Schaltgabel 54b betätigt. Eine Kupplungshülse 66b der zweiten Klauenkupplung 28b, die weiter unten beschrieben ist, ist mit der zweiten Schaltgabel 54b verbunden, und wenn die zweite Schaltgabel 54b über einen Aktor (nicht gezeigt) oder dergleichen in der CL-Achsenrichtung bewegt wird, wird auch die Kupplungshülse 66b der zweiten Klauenkupplung 28b in der CL-Achsenrichtung bewegt. Dann wird die zweite Klauenkupplung 28b betätigt.
Wie es oben beschrieben ist, wird, wenn die erste Klauenkupplung 28a verbunden wird, das Getriebe 10 in die (N+1)-te Getriebestufe geschaltet, und wenn die zweite Klauenkupplung 28b verbunden wird, das Getriebe 10 in die N-te Getriebestufe geschaltet. Für ein Hochschalten von der N-ten Getriebestufe in die (N+1)-te Getriebestufe beim Schalten zwischen den Schaltstufen werden die erste Schaltgabel 54a und die zweite Schaltgabel 54b so angesteuert, dass die zweite Klauenkupplung 28b getrennt wird, während die erste Klauenkupplung 28a verbunden wird. Für ein Herunterschalten von der (N+1)-ten Getriebestufe in die N-te Getriebestufe beim Schalten zwischen den Schaltstufen werden die erste Schaltgabel 54a und die zweite Schaltgabel 54b so angesteuert, dass die erste Klauenkupplung 28a getrennt wird, während die zweite Klauenkupplung 28b verbunden wird.
Insbesondere die Position in der CL-Achsenrichtung der ersten Schaltgabel 54a, bei der die (N+1)-te Getriebestufe eingestellt ist, und die Position in der CL-Achsenrichtung der zweiten Schaltgabel 54b, bei der die N-te Getriebestufe eingestellt ist, sind vorbestimmt. Wenn ein Befehl zum Hochschalten von der N-ten Getriebestufe in die (N+1)-te Getriebestufe ausgegeben wird, werden die erste Schaltgabel 54a und die zweite Schaltgabel 54b so angesteuert, dass die erste Schaltgabel 54a zu der Position bewegt wird, bei der die (N+1)-te Getriebestufe eingestellt ist, und die zweite Schaltgabel 54b zu einer Position bewegt wird, bei der die N-te Getriebestufe nicht eingestellt ist (eine Außer-Eingriff-Position der zweiten Klauenkupplung 28b; eine neutrale Position). Wenn ein Befehl zum Herunterschalten von der (N+1)-ten Getriebestufe in die N-te Getriebestufe ausgegeben wird, werden die erste Schaltgabel 54a und die zweite Schaltgabel 54b so angesteuert, dass die erste Schaltgabel 54a zu einer Position bewegt wird, bei der die (N+1)-te Getriebestufe nicht eingestellt ist (eine Außer-Eingriff-Position der ersten Klauenkupplung 28a; eine neutrale Position) und die zweite Schaltgabel 54b zu der Position bewegt wird, bei der die N-te Getriebestufe eingestellt ist.
Nachfolgend ist die Struktur der ersten Klauenkupplung 28a beschrieben. Nachfolgend ist nur die Struktur der ersten Klauenkupplung 28a beschrieben, da die zweite Klauenkupplung 28b im Wesentlichen die gleiche Struktur wie die erste Klauenkupplung 28a hat. Die 2 und 3 sind perspektivische Explosionsansichten, die die erste Klauenkupplung 28a zeigen. 2 entspricht einer perspektivischen Ansicht der ersten Klauenkupplung 28a, betrachtet von einer ersten Seite in der CL-Achsenrichtung, und 3 entspricht einer perspektivischen Ansicht der ersten Klauenkupplung 28a, betrachtet von einer zweiten Seite in der CL-Achsenrichtung.
Die erste Klauenkupplung 28a umfasst das zahnradseitige Klauenelement 38a, das in dem ersten Getriebezahnrad 30a gebildet ist, eine Tripod-Nabe 62a, einen Kupplungsring 64a, die Kupplungshülse 66a, ein Freilaufarretierungselement 68a und eine Feder 69a (siehe 1). Die Tripod-Nabe 62a entspricht einer Nabe der Erfindung.
Das zahnradseitige Klauenelement 38a umfasst mehrere (in der Ausführungsform sechs) Klauen 40a (nachfolgend Klauen 40a des Klauenelements), wobei die Klauen 40a senkrecht zu der CL-Achsenrichtung vorragen, und mehrere (in der Ausführungsform sechs) Klauenlücken 42a (nachfolgend Klauenlücken 42a der Klauen), wobei die Klauen 40a und die Klauenlücken 42a in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind. In den 2 und 3 ist das erste Getriebezahnrad 30a weggelassen. Jedoch ist das zahnradseitige Klauenelement 38a einteilig mit dem ersten Getriebezahnrad 30a ausgebildet. Die Klauen 40a des Klauenelements ist, betrachtet in der CL-Achsenrichtung, flügelradförmig gebildet und hat eine vorbestimmte Dicke in der CL-Achsenrichtung.
Ferner sind nach außen gerichtete Vorsprünge 70a, die radial von den Oberflächen (Außenumfangsoberflächen) der Klauen 40a des zahnradseitigen Klauenelements 38a, die radial außerhalb der Achse CL gebildet sind, nach außen vorragen, auf den jeweiligen Oberflächen gebildet. Die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a sind als ein Teil des zahnradseitigen Klauenelements 38a und des ersten Getriebezahnrads 30a gebildet und entlang des Umfangs in der Nähe der Mitte der jeweiligen Klauen 40a des zahnradseitigen Klauenelements 38a angeordnet. Der nach außen gerichtete Vorsprung 70a ist, betrachtet senkrecht zu der CL-Achsenrichtung, rechteckig und hat die gleiche Abmessung wie die Dicke der Klauen 40a des Klauenelements in der CL-Achsenrichtung. Die Umfangslängen der nach außen gerichteten Vorsprünge 70a sind jeweils kürzer als die Umfangslängen der Klauen 40a des zahnradseitigen Klauenelements 38a. Die Klauenlücken 42a des Klauenelements sind, betrachtet in der CL-Achsenrichtung, flügelradförmig gebildet und haben jeweils Abmessungen, in denen eine Klauen 79a eines Klauenelements 78a aufgenommen werden kann. Das zahnradseitige Klauenelement 38a entspricht ersten Klauen der Erfindung, die Klauen 40a des Klauenelements entsprechen Klauen der ersten Klauenelement der Erfindung, die Klauenlücken 42a des Klauenelements entsprechen Klauenlücken der ersten Klauenelement der Erfindung, und die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a entsprechen ersten Vorsprüngen der Erfindung.
Die Tripod-Nabe 62a ist ringförmig und mit der Eingangswelle 18 so verbunden, dass nicht relativ zu der Eingangswelle 18 drehbar ist. Kerbverzahnte Zähne 72a sind auf der Innenumfangsseite der Tripod-Nabe 62a so gebildet, dass sie in die Eingangswelle 18 passen. Ferner umfasst die Außenumfangsoberfläche der Tripod-Nabe 62a mehrere (in der Ausführungsform drei) säulenförmige Stifte 74a, die radial nach außen vorragen. Die Stifte 74a sind in der Umfangsrichtung in regelmäßigen Winkelabständen gebildet. Die Stifte 74a sind in Langlöchern 76a des Kupplungsrings 64a, der weiter unten beschrieben ist, in einem Zustand aufgenommen, in dem sie mit dem Kupplungsring 64a verbunden sind, wie es in 3 gezeigt ist.
Der Kupplungsring 64a umfasst mehrere Teile und ist durch Verbinden der Teile ringförmig. Der Innendurchmesser des Kupplungsrings 64a ist so dimensioniert, dass er die Tripod-Nabe 62a an der Innenumfangsseite aufnehmen kann. Der Kupplungsring 64a umfasst mehrere (in der Ausführungsform drei) längliche Langlöcher 76a zum Aufnehmen der Stifte 74a der Tripod-Nabe 62a, wobei die Langlöcher 76a in der Umfangsrichtung in regelmäßigen Winkelabständen gebildet sind. Die Langlöcher 76a durchdringen jeweils den Kupplungsring 64a in der radialen Richtung und sind jeweils, betrachtet radial nach innen, länglich ausgebildet. Die Mittellinie jedes Langlochs 76a in die Längsrichtung ist in einem vorbestimmten Winkel bezüglich the Umfangsrichtung (Drehrichtung) betrachtet radial nach innen geneigt. Wie es in 3 gezeigt ist, sind die Stifte 74a der Tripod-Nabe 62a jeweils in einem jeweiligen Langloch 76a aufgenommen. Da der Kupplungsring 64a durch Verbinden der Teile gebildet ist, ist der Kupplungsring 64a einteilig in einem Zustand zusammengefügt, in dem die Stifte 74a in den Langlöchern 76a aufgenommen sind. Ferner ist in dem Kupplungsring 64a eine Federnut 77a, in die ein Federabschnitt 90a des Freilaufarretierungselements 68a, das weiter unten beschrieben ist, eingepasst ist, angrenzend an das Langloch 76a gebildet.
Ferner ist ein Klauenelement 78a, das in Eingriff mit dem zahnradseitige Klauenelement 38a sein kann, auf der Oberfläche des Kupplungsrings 64a, der dem zahnradseitigen Klauenelement 38a gegenüberliegt, gebildet. Das Klauenelement 78a umfasst mehrere (in der Ausführungsform sechs) Klauen 79a, wobei die Klauen 79a senkrecht zu der CL-Achsenrichtung vorragen, und mehrere (in der Ausführungsform sechs) Klauenlücken 80a, wobei die Klauen 79a und die Klauenlücken 80a in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind. Die Klauen 79a des Klauenelements 78a sind, betrachtet in der CL-Achsenrichtung, flügelradförmig gebildet und haben jeweils im Wesentlichen die gleiche Dicke in der CL-Achsenrichtung wie die Klauen 40a des Klauenelements. Die Klauenlücken 80a des Klauenelements 78a sind, betrachtet in der CL-Achsenrichtung, flügelradförmig gebildet und sind so dimensioniert, dass die Klauen 40a des Klauenelements darin aufgenommen werden können. Das Klauenelement 78a entspricht zweiten Klauen der Erfindung, die Klauen 79a des Klauenelements entsprechend Klauen der zweiten Klauenelement der Erfindung, und die Klauenlücken 80a des Klauenelements entsprechen Klauenlücken der zweiten Klauenelement der Erfindung.
Die Außenumfangsoberfläche des Kupplungsrings 64a umfasst mehrere (in der Ausführungsform sechs) Außenumfangspasszähne 82a, die in der Umfangsrichtung in regelmäßigen Winkelabständen und zu der Kupplungshülse 66a passend gebildet sind. Die Außenumfangspasszähne 82a sind an den gleichen Positionen in der Umfangsrichtung wie die jeweiligen Klauenlücken 80a der Klauenelement 78a gebildet.
Die Kupplungshülse 66a ist ringförmig und auf der Außenumfangsseite des Kupplungsrings 64a so angeordnet, dass sie mit dem Kupplungsring 64a verbunden ist. 4 ist eine Teileansicht, die die Struktur der Kupplungshülse 66a zeigt. Die innere Umfangsoberfläche der Kupplungshülse 66a umfasst mehrere (in der Ausführungsform sechs) Innenumfangspasszähne 84a, die in der Umfangsrichtung in regelmäßigen Winkelabständen gebildet und in dem mit dem Kupplungsring 64a verbundenen Zustand an die Außenumfangspasszähne 82a des Kupplungsrings 64a angepasst sind. Daher kann sich die Kupplungshülse 66a in dem Zustand, in dem der Kupplungsring 64a und die Kupplungshülse 66a miteinander verbunden sind, nicht relativ zu der Kupplungsring 64a drehen, aber kann sich in der CL-Achsenrichtung relativ bewegen. Eine ringförmige Nut 86a zum Einpassen in die erste Schaltgabel 54a ist auf der Außenumfangsseite der Kupplungshülse 66a gebildet.
Mehrere (in der Ausführungsform sechs) nach innen gerichtete Vorsprünge 88a sind angeordnet. Die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a sind in regelmäßigen Winkelabständen in der Umfangsrichtung an den gleichen Positionen gebildet wie die der Innenumfangspasszähne 84a der Kupplungshülse 66a in der Umfangsrichtung, so dass sie von der Innenumfangsoberfläche der Kupplungshülse 66a radial nach innen vorragen. Der nach innen gerichtete Vorsprung 88a und die Innenumfangspasszähne 84a sind in der CL-Achsenrichtung ausgerichtet.
Die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a sind jeweils, betrachtet in Richtung senkrecht zu der CL-Achsenrichtung, rechteckig und haben jeweils eine vorbestimmte Ausdehnung in der CL-Achsenrichtung. Die Umfangslängen der nach innen gerichteten Vorsprünge 88a sind jeweils kürzer als die Umfangslängen der Klauen 79a des Klauenelements 78a. Die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a sind so ausgelegt, dass sie mit den nach außen gerichteten Vorsprünge 70a in der Umfangsrichtung in Kontakt gelangen, wenn sich die Kupplungshülse 66a in Richtung des ersten Getriebezahnrad 30a in der CL-Achsenrichtung bewegt. Insbesondere sind die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a und die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a an der gleichen Positionen in der radialen Richtung bezüglich der Achse CL gebildet. Ferner überlappen sich, wenn sich die Kupplungshülse 66a in der CL-Achsenrichtung in Richtung des ersten Getriebezahnrads 30a bewegt, wenigstens jeweilige Abschnitte der nach außen gerichteten Vorsprünge 70a und der nach innen gerichteten Vorsprünge 88a in der CL-Achsenrichtung. Die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a entsprechen zweiten Vorsprüngen der Erfindung.
Die Innenumfangsseite der Kupplungshülse 66a ist aus zwei Innenumfangsoberflächen mit unterschiedlichem Innendurchmesser gebildet, die Innenumfangspasszähne 84a sind auf der Innenumfangsoberfläche mit kleinerem Durchmesser (radial nach innen) gebildet, und die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a sind auf der Innenumfangsoberfläche mit größerem Durchmesser (radial nach außen) gebildet. Die Oberflächen der nach innen gerichteten Vorsprünge 88a, die jeweils radial nach innen gebildet sind (obere Oberflächen), sind an den gleichen Positionen wie die der Innenumfangsoberfläche mit kleinerem Durchmesser in der radialen Richtung gebildet. Daher sind die radialen Höhen der nach innen gerichteten Vorsprünge 88a jeweils die Differenz der Abmessung zwischen der Seite des größeren Durchmessers und der Seite des kleineren Durchmessers der Kupplungshülse 66a.
Das Freilaufarretierungselement 68a ist ringförmig und umfasst mehrere (in der Ausführungsform drei) Federabschnitte 90a, die in regelmäßigen Winkelabständen in der Umfangsrichtung gebildet sind. Die Federabschnitte 90a sind jeweils, betrachtet senkrecht zu der CL-Achsenrichtung, im Wesentlichen rechteckig. Jeder der Federabschnitte 90a ist so gebildet, dass er in die Federnut 77a des Kupplungsrings 64a passt, wenn das Freilaufarretierungselement 68a mit der Kupplungsring 64a verbunden ist. Das Freilaufarretierungselement 68a und der Kupplungsring 64a sind über die Feder 69a miteinander verbunden (siehe 1) und so eingestellt, dass der Federabschnitt 90a in die Federnut 77a des Kupplungsrings 64a passt, wie es in 3 gezeigt ist, wenn keine äußere Kraft auf das Freilaufarretierungselement 68a wirkt.
5 zeigt einen Zustand, in dem die Tripod-Nabe 62a, der Kupplungsring 64a und das Freilaufarretierungselement 68a verbunden sind. Wie es in 5 gezeigt ist, sind die Stifte 74a der Tripod-Nabe 62a in den jeweiligen Langlöchern 76a des Kupplungsrings 64a aufgenommen, wenn die Elemente verbunden sind. Wenn sich die Tripod-Nabe 62a und der Kupplungsring 64a relativ zueinander drehen, bewegen sich die Stifte 74a in der Längsrichtung der Langlöcher 76a. Wenn sich die Stifte 74a in den Langlöchern 76a in die Längsrichtung bewegen, ändern sich die relativen Positionen der Tripod-Nabe 62a und des Kupplungsrings 64a in der CL-Achsenrichtung.
Nachfolgend ist die Wirkungsweise der ersten Klauenkupplung 28a und der zweiten Klauenkupplung 28b, die oben beschrieben ausgebildet sind, mit Bezug auf 1 beschrieben. Da die Struktur der zweiten Klauenkupplung 28b im Wesentlichen die gleiche wie die der ersten Klauenkupplung 28a ist, ist die Struktur der zweiten Klauenkupplung 28b nicht beschrieben. Jedoch sind, um die zweite Klauenkupplung 28b von der ersten Klauenkupplung 28a zu unterscheiden, die Tripod-Nabe, der Kupplungsring, die Kupplungshülse, das Freilaufarretierungselement und die Feder, die in der zweiten Klauenkupplung enthalten sind, mit den Bezugszeichen 62b, 64b, 66b, 68b bzw. 69b bezeichnet. Ferner sind das zahnradseitige Klauenelement (Klauen und Klauenlücken), die Stifte, die Langlöcher, die Federnuten, das Klauenelement (Klauen und Klauenlücken) und die Federabschnitte entsprechend mit den Bezugszeichen 38b (40b, 42b), 74b, 76b, 77b, 78b (79b, 80b) bzw. 90b bezeichnet. Das zahnradseitige Klauenelement 38b entspricht dem ersten Klauenelement der Erfindung, die Klauen 40b des Klauenelements entsprechen den Klauen des ersten Klauenelements der Erfindung, die Klauenlücken 42b des Klauenelements entsprechen den Klauenlücken des ersten des Klauenelements der Erfindung, das Klauenelement 78b entspricht dem zweiten Klauenelement, die Klauen 79b des Klauenelements entsprechen den Klauen des zweiten Klauenelements der Erfindung, und die Klauenlücken 80b des Klauenelements entsprechen den Klauenlücken des zweiten Klauenelements der Erfindung.
1 zeigt die Verbindungszustände (Eingreifzustände) der ersten Klauenkupplung 28a und der zweiten Klauenkupplung 28b während einer Fahrt in der N-ten Getriebestufe. Wie es in 1 gezeigt ist, ist während einer Fahrt in der N-ten Getriebestufe das Klauenelement 78b der zweiten Klauenkupplung 28b und das zahnradseitige Klauenelement 38b, das in dem zweiten Getriebezahnrad 30b gebildet ist, in Eingriff miteinander. Ferner sind in der ersten Klauenkupplung 28a die Klauen außer Eingriff.
Bezüglich der ersten Klauenkupplung 28a werden, während die Schaltgabel 54a in der CL-Achsenrichtung von dem ersten Getriebezahnrad 30a weg bewegt wird, die Kupplungshülse 66a und der Kupplungsring 64a ebenfalls in der CL-Achsenrichtung von dem ersten Getriebezahnrad 30a weg bewegt. Dadurch bewegen sich die Stifte 74a der Tripod-Nabe 62a in der Längsrichtung in Richtung der Endabschnitte der Langlöcher 76a, die in der CL-Achsenrichtung näher bei dem ersten Getriebezahnrad 30a angeordnet sind, wenn die Langlöcher 76a radial nach innen betrachtet werden. In diesem Zustand ist der Federabschnitt 90a des Freilaufarretierungselements 68a durch die Vorspannkraft der Feder 69a in die Federnut 77a eingepasst, so dass die Bewegung der Stifte 74a in der Längsrichtung des Langlochs 76a durch den Federabschnitt 90a verhindert ist.
Bezüglich der zweiten Klauenkupplung 28b bewegen sich, während sich die Schaltgabel 54b in der CL-Achsenrichtung in Richtung des zweiten Getriebezahnrads 30b bewegt, auch die Kupplungshülse 66b und der Kupplungsring 64b in der CL-Achsenrichtung in Richtung des zweiten Getriebezahnrads 30b. Dadurch bewegen sich die Stifte 74b der Tripod-Nabe 62b in der Längsrichtung in Richtung der Endabschnitte der Langlöcher 76b, die sich in der CL-Achsenrichtung in einem Abstand zu dem zweiten Getriebezahnrad 30b befindet, wenn die Langlöcher 76b radial nach innen betrachtet werden. In diesem Zustand ist der Federabschnitt 90b des Freilaufarretierungselements 68b durch die Vorspannkraft der Feder 69b in die Federnut 77b eingepasst, so dass die Bewegung der Stifte 74b in die Längsrichtung des Langlochs 76b durch den Federabschnitt 90b verhindert ist.
Nachfolgend ist eine Schaltoperation zum Hochschalten von der N-ten Getriebestufe, die in 1 gezeigt ist, in die (N+1)-te Getriebestufe beschrieben. 6 ist ein Flussdiagramm, das die Schaltoperation beim Hochschalten von der N-ten Getriebestufe in die (N+1)-te Getriebestufe zeigt. 7 zeigt sequenziell die Verbindungszustände der ersten Klauenkupplung 28, die beim Hochschalten in die (N+1)-te Getriebestufe verbunden werden. 7 zeigt einen Zustand, in dem Teile des ersten Getriebezahnrads 30a und der Kupplungsring 64a und die Kupplungshülse 66a, die in der ersten Klauenkupplung 28a enthalten sind, in der Drehrichtung linear verwendet werden.
Der obere Teil von 7 zeigt die Eingreifzustände des zahnradseitigen Klauenelements 38a des ersten Getriebezahnrads 30a und des Klauenelements 78a des Kupplungsrings 64a vor dem Start der Verbindung der ersten Klauenkupplung 28a. Zu diesem Zeitpunkt drehen sich, da sich die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a, die an den Klauen 40a des Klauenelements gebildet sind, und die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a, die in der Kupplungshülse 66a gebildet sind, an Positionen befinden, an denen die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a und die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a in der CL-Achsenrichtung nicht in Eingriff miteinander sein können, das erste Getriebezahnrad 30a und die Kupplungshülse 66a relativ zueinander. In dem Zustand in dem oberen Teil von 7 wird das Hochschalten in die (N+1)-te Getriebestufe auf der Grundlage des in 6 gezeigten Flussdiagramms durchgeführt.
In Schritt S1 von 6 bewegen sich die Kupplungshülse 66b (N-gangstufenseitige PSKH (Phasensynchrone Kupplungshülse)) und das Freilaufarretierungselement 68b (N-gangstufenseitiges FLA (Freilaufarretierungselement) der zweiten Klauenkupplung 28b, die der N-ten Getriebestufe entsprechen, zu der neutralen Position (eine Position in einem Abstand zu dem zweiten Getriebezahnrad 30b). Dadurch wird das Freilaufarretierungselement 68b durch die Kupplungshülse 66b gepresst und bewegt sich in der CL-Achsenrichtung, so dass die Passung zwischen dem Langloch 76b und dem Federabschnitt 90b gelöst wird und sich die Stifte 74b in den Langlöchern 76b bewegen können. Jedoch wird der Zustand, in dem die Antriebskraft zwischen dem Kupplungsring 64b (dem Klauenelement 78b) und dem zweiten Getriebezahnrad 30b (dem zahnradseitigen Klauenelement 38b) in der N-ten Getriebestufe übertragen wird, aufrechterhalten, so dass sich der Kupplungsring 64b und die Tripod-Nabe 62b nicht relativ zueinander drehen. Daher bewegen sich die Stifte 74b nicht in der Längsrichtung in Richtung der anderen Seite der Langlöcher 76b, und der Eingriff zwischen dem Klauenelement 78b des Kupplungsrings 64b und dem zahnradseitigen Klauenelement 38b des zweiten Getriebezahnrads 30b wird aufrechterhalten. Das heißt, selbst wenn sich die Kupplungshülse 66b und das Freilaufarretierungselement 68b in die CL-Achsenrichtung bewegen, bewegt sich der Kupplungsring 64b nicht in die CL-Achsenrichtung.
In Schritt S2 bewegt sich die Kupplungshülse 66a ((N+1)-schaltstufenseitige PSKH) der ersten Klauenkupplung 28a, die der (N+1)-ten Getriebestufe entspricht, zu der Verbindungsposition (Eingriffsposition) der ersten Klauenkupplung 28a. Die Verbindungsposition (Eingriffsposition) ist eine Position, bei der die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a des zahnradseitigen Klauenelements 38a und die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a der Kupplungshülse 66a in Kontakt miteinander gelangen können, und entspricht dem mittleren Teil von 7. Das heißt, der mittlere Teil von 7 zeigt einen Zustand, in dem die Kupplungshülse 66a mit Hilfe der Schaltgabel 54a in eine Richtung bewegt wird, die durch den Pfeil gezeigt ist, und somit zu einer Position, bei der die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a des zahnradseitigen Klauenelements 38a und die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a der Kupplungshülse 66a in Kontakt miteinander (in Eingriff miteinander) gelangen können.
In Schritt S3 werden die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a der Kupplungshülse 66a und die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a des ersten Getriebezahnrads 30a in Kontakt miteinander gebracht, während sich das erste Getriebezahnrad 30a und die Kupplungshülse 66a relativ zueinander drehen. Der untere Teil von 7 entspricht dem Zustand von S3. Wie es im unteren Teil von 7 gezeigt ist, werden die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a des ersten Getriebezahnrads 30a und die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a der Kupplungshülse 66a in Kontakt miteinander gebracht, während sich das erste Getriebezahnrad 30a und die Kupplungshülse 66a relativ zueinander drehen.
Hier ändern sich die Drehzahlen der Kupplungshülse 66a mit den darin ausgebildeten, nach innen gerichteten Vorsprüngen 88a, des an die Kupplungshülse 66a angepassten Kupplungsrings 64a und des Freilaufarretierungselements 68a nur dann, wenn die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a und die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a in Kontakt miteinander gelangen. Das heißt, die Drehzahlen der Tripod-Nabe 62a, der Eingangswelle 18 und der Elemente, die sich zusammen mit der Eingangswelle 18 drehen (die zweite Klauenkupplung 28b und dergleichen) ändern sich selbst dann nicht, wenn die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a und die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a in Kontakt miteinander gelangen. Ferner ist, da die träge Masse der Kupplungshülse 66a, des Kupplungsrings 64a und des Freilaufarretierungselements 68a ausreichend kleiner als die träge Masse der Eingangswelle 18 und dergleichen ist, eine Stoßlast bezüglich der nach außen gerichteten Vorsprünge 70a und der nach innen gerichteten Vorsprünge 88a klein, wenn die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a und die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a in Kontakt miteinander gelangen. Daher wird eine Verringerung der Haltbarkeit, verursacht durch die Stoßlast bezüglich der nach außen gerichtete Vorsprünge 70a und der nach innen gerichteten Vorsprünge 88a verhindert. Ferner kann, da keine Stoßlast auf das zahnradseitige Klauenelement 38a wirkt, der Abstand zwischen den benachbarten Klauen 40a des zahnradseitigen Klauenelements 38a (das heißt die Umfangslänge der Klauenlücken 42a des zahnradseitigen Klauenelements 38a) durch Verringerung der Umfangsabmessung der Klauen 40a des zahnradseitigen Klauenelements 38a größer als im Stand der Technik gemacht werden.
Wie es in dem unteren Teil von 7 gezeigt ist, sind das zahnradseitige Klauenelement 38a und das Klauenelement 78a an Positionen gebildet, an denen das zahnradseitige Klauenelement 38a und das Klauenelement 78a in dem Zustand in der Umfangsrichtung in Eingriff miteinander sein können, in dem die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a und die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a in Kontakt miteinander sind. Das heißt, in dem Zustand, in dem die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a und die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a in Kontakt miteinander sind, sind die Klauen 40a des zahnradseitigen Klauenelements 38a und die Klauenlücken 80a des Klauenelements 78a in der Umfangsrichtung (der Drehrichtung) zueinander ausgerichtet, und die Klauenlücken 42a des zahnradseitigen Klauenelements 38a und die Klauen 79a des Klauenelements 78a sind in der Umfangsrichtung (der Drehrichtung) zueinander ausgerichtet. Daher wird, wenn die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a und die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a in Kontakt miteinander gelangen, eine Drehposition (Phase), bei der das zahnradseitige Klauenelement 38a und das Klauenelement 78a des Kupplungsrings 64a in Eingriff miteinander sein können, erreicht. Das heißt, in diesem Zustand sind, wenn sich der Kupplungsring 64a in der CL-Achsenrichtung in Richtung des ersten Getriebezahnrads 30a bewegt, das zahnradseitigen Klauenelement 38a und das Klauenelement 78 in Eingriff miteinander, so dass die erste Klauenkupplung 28a verbunden ist.
In Schritt S4 sind aufgrund der Relativdrehung des Kupplungsrings 64a ((N+1)-schaltstufenseitiges DKR (Drehkupplungsring) und der Tripod-Nabe 62a ((N+1)-schaltstufenseitige Tripod-Nabe) das Klauenelement 78a des Kupplungsrings 64a und das zahnradseitige Klauenelement 38a in Eingriff miteinander. Wenn die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a und die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a in Kontakt miteinander gelangen, drehen sich der Kupplungsring 64a und das erste Getriebezahnrad 30a zusammen, während die Tripod-Nabe 62a und die Eingangswelle 18 zusammen drehen. Daher tritt zwischen der Tripod-Nabe 62a und dem Kupplungsring 64a eine Relativdrehung auf. Aufgrund der Relativdrehung drücken, wie es durch die gestrichelte Linie in 1 gezeigt ist, die Stifte 74a der Tripod-Nabe 62a gegen den Federabschnitt 90a des Freilaufarretierungselements 68a und bewegen sich zur anderen Seite der Langlöcher 76a. Dadurch bewegt sich der Kupplungsring 64a in der CL-Achsenrichtung in Richtung des ersten Getriebezahnrads 30a. In einer Übergangszeit, in der sich die Stifte 74a in den Langlöchern 76a bewegen, wird kein Drehmoment zwischen dem zahnradseitigen Klauenelement 38a und dem Klauenelement 78a übertragen.
In dem Zustand, in dem die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a und die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a in Kontakt miteinander sind, befinden sich das zahnradseitige Klauenelement 38a des ersten Getriebezahnrads 30a und das Klauenelement 78a in einem Zustand, in dem sie in Eingriff miteinander sein können. Daher sind das zahnradseitige Klauenelement 38a und das Klauenelement 78a, während sich der Kupplungsring 64a in der CL-Achsenrichtung in Richtung des ersten Getriebezahnrads 30a bewegt, zuverlässig in Eingriff miteinander. Wenn das zahnradseitige Klauenelement 38a und das Klauenelement 78a in Eingriff miteinander sind, wird ein Drehmomentübertragungsweg von einem Weg über das zweite Getriebezahnrad 30b und das zweite Vorgelegezahnrad 32b (die Seite der N-ten Getriebestufe) zu einem Weg über das erste Getriebezahnrad 30a und das erste Vorgelegezahnrad 32a (die Seite der (N+1)-ten Getriebestufe) umgeschalten. Ferner ist die Form (der Neigungswinkel und die Länge in der Längsrichtung) der Langlöcher 76a so eingestellt, dass sich der Kupplungsring 64a in Richtung das ersten Getriebezahnrads 30a zu einer Position bewegt, bei der das zahnradseitige Klauenelement 38a und das Klauenelement 78a in Eingriff miteinander sind, wenn sich die Tripod-Nabe 62a und der Kupplungsring 64a relativ zueinander drehen. Ferner ist auch die Steifigkeit der Feder 69a so eingestellt, dass sie durch die Stifte 74a gedrückt und elastisch verformt wird, wenn sich die Tripod-Nabe 62a und der Kupplungsring 64a relativ zueinander drehen.
8 zeigt den Zustand, in dem das zahnradseitige Klauenelement 38a des ersten Getriebezahnrads 30a und das Klauenelement 78a des Kupplungsrings 64a in Eingriff miteinander sind. Während sich die Stifte 74a der Tripod-Nabe 62a in die in 8 gezeigt Längsrichtung zur anderen Seite des Langlochs 76a bewegen, bewegt sich der Kupplungsring 64a in der CL-Achsenrichtung in Richtung des ersten Getriebezahnrads 30a, so dass das zahnradseitige Klauenelement 38a und das Klauenelement 78a in Eingriff miteinander sind. Ferner bewegen sich die Stifte 74a in einer Übergangszeit, in der sich die Stifte 74a der Tripod-Nabe 62a in den Langlöchern 76a bewegen, so, dass sie den Federabschnitt 90a entgegen der Vorspannkraft der Feder 69a drücken (siehe 5), und wenn sich die Stifte 74a in die Längsrichtung zur anderen Seite der Langlöcher 76a bewegen, wird der Federabschnitt 90a in den Zustand zurückversetzt, in dem er durch die Vorspannkraft der Feder 69a in die Federnut 77a eingepasst ist, wie es in 8 gezeigt ist.
In Schritt S5 wird zwischen dem zahnradseitigen Klauenelement 38a des ersten Getriebezahnrads 30a und dem Klauenelement 78a des Kupplungsrings 64a, was der (N+1)-ten Getriebestufe entspricht, ein Drehmoment übertragen. Daher wird zwischen dem zahnradseitigen Klauenelement 38b des zweiten Getriebezahnrads 30b und dem Klauenelement 78b des Kupplungsrings 64b, was der N-ten Getriebestufe entspricht, kein Drehmoment übertragen. Zu diesem Zeitpunkt drehen sich, während sich die Tripod-Nabe 62b mit einer Drehzahl dreht, die der (N+1)-ten Getriebestufe entspricht, die Tripod-Nabe 62b und der Kupplungsring 64b (N-gangstufenseitige DKR) relativ zueinander. Während sich die Tripod-Nabe 62b und der Kupplungsring 64b relativ zueinander drehen, bewegen sich die Stifte 74b der Tripod-Nabe 62b entlang der Langlöcher 76b zu Positionen, die durch gestrichelte Linien in 1 gezeigt sind. Das heißt, der Kupplungsring 64b bewegt sich in der CL-Achsenrichtung von dem zweiten Getriebezahnrad 30b weg, so dass das zahnradseitigen Klauenelement 38b und das Klauenelement 78b außer Eingriff voneinander sind.
Die räumliche Beziehung in der Drehrichtung zwischen dem zahnradseitigen Klauenelement 38a, das in dem ersten Getriebezahnrad 30a gebildet ist, den nach außen gerichteten Vorsprüngen 70a, die in dem zahnradseitigen Klauenelement 38a gebildet sind, dem Klauenelement 78a, das in dem Kupplungsring 64a gebildet ist, und den nach innen gerichteten Vorsprüngen 88a, die in der Kupplungshülse 66a gebildet sind, ist in 9 gezeigt. Der Richtung von oben nach unten in 9 entspricht der Drehrichtung der Zähne. Wie es in 9 gezeigt ist, ist das Intervall β zwischen jeweils zwei benachbarten, nach außen gerichteten Vorsprüngen 70a in der Umfangsrichtung größer als die entsprechende Umfangslänge α der Klauenlücken 42a des Klauenelements 38a (β > α), da die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a auf der Außenumfangsoberfläche der Klauen 40a des Klauenelements 38a gebildet sind und die Umfangslängen der nach außen gerichteten Vorsprünge 70a jeweils kürzer als die Umfangslängen der Klauen 40a des Klauenelements 38a sind.
In der Ausführungsform wird, wenn die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a zwischen den jeweiligen in der Umfangsrichtung benachbarten, nach außen gerichteten Vorsprüngen 70a angeordnet sind und die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a und die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a in Kontakt miteinander gelangen, eine Drehposition erreicht, bei der das zahnradseitige Klauenelement 38a und das Klauenelement 78a in Eingriff miteinander sein können. Daher wird eine Zeitspanne, während der die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a zwischen den benachbarten, nach außen gerichteten Vorsprüngen 70a angeordnet werden kann, im Wesentlichen eine Zeitspanne, während der die Klauen in Eingriff gebracht werden können. Daher ist die Zeitspanne, während der das zahnradseitige Klauenelement 38a und das Klauenelement 78a in Eingriff miteinander sein können, beträchtlich verlängert. Ferner ist die Zeitspanne, während der die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a zwischen den nach außen gerichteten Vorsprüngen 70a angeordnet werden können, weiter verlängert, da die Umfangslängen der nach innen gerichteten Vorsprünge 88a jeweils kürzer als die Umfangslängen der Klauen 79a des Klauenelements 78a sin. Daher ist die Zeitspanne, während der das zahnradseitige Klauenelement 38a und das Klauenelement 78a in Eingriff miteinander sein können, weiter verlängert.
Da im Stand der Technik die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a und die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a nicht gebildet sind, ist die Zeitspanne, während der das zahnradseitige Klauenelement 38a und das Klauenelement 78a in Eingriff miteinander sein können, die, während der die Klauen 40a des zahnradseitigen Klauenelements 38a mit den Klauenlücken 80a des Klauenelements 78a in der Drehrichtung ausgerichtet sind (mit anderen Worten die Klauenlücken 42a des zahnradseitigen Klauenelements 38a und die Klauen 79a des Klauenelements 78a in der Drehrichtung zueinander ausgerichtet sind), das heißt eine sehr kurze Zeitspanne. Da der Eingriff innerhalb der kurzen Zeitspanne erreicht werden muss, sind eine Erfassung der Phase jedes Zahns durch einen Sensor, ein Schaltzeitpunkt auf der Grundlage der Phase und eine sehr schnelle Schaltoperation notwendig, so dass ein Hochleistungs-Regelungs- bzw. Steuerungsvorrichtung (ECU) und ein Hochleistungsaktor notwendig sind. In der Ausführungsform kann die Zeitspanne, während der das zahnradseitige Klauenelement 38a und das Klauenelement 78a in Eingriff miteinander sein können, verlängert sein, ohne die Hochleistungs-Regelungs- bzw. Steuerungsvorrichtung und den Hochleistungsaktor zu verwenden.
Ferner wird in der Ausführungsform in dem Zustand, in dem die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a und die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a in Kontakt miteinander gelangen und die Phase, bei der das zahnradseitige Klauenelement 38a und das Klauenelement 78a in Eingriff miteinander sein können, erreicht ist, ein In-Eingriff-Bringen der Klauen gestartet. Daher kann die Lücke (das Zahnspiel), die (das) zwischen den Klauen in dem Zustand, in dem das zahnradseitige Klauenelement 38a und das Klauenelement 78a in Eingriff miteinander sind, vorhanden ist, verringert werden. Demzufolge kann der Relativbewegungsbetrag der Klauenelemente verringert sein, wenn das Fahrzeug von einer Beschleunigung in eine Verzögerung oder von einer Verzögerung in eine Beschleunigung umschaltet, und es kann ein Stoß, der auftritt, wenn die Klauenelemente während des Schalters von einer Beschleunigung zu einer Verzögerung oder von einer Verzögerung zu einer Beschleunigung miteinander kollidieren, verringert werden. Daher gibt es Vorteile bezüglich der Festigkeit und Haltbarkeit der Klauenelemente, und Änderungen des Fahrzeugverhaltens durch die Stöße sind ebenfalls verringert, was zu einer Verbesserung des Fahrkomforts und der Fahrbarkeit führt.
Wie es oben beschrieben ist, bewegen sich gemäß der Ausführungsform, wenn sich der Kupplungsring 64a in der CL-Achsenrichtung in Richtung des ersten Getriebezahnrads 30a bewegt, auch die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a in Richtung des ersten Getriebezahnrads 30a, so dass die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a und die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a einen Zustand annehmen, in dem sie in Kontakt miteinander gelangen können. Ferner nehmen, wenn die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a und die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a in Kontakt miteinander gelangen, während sich das erste Getriebezahnrad 30a und der Kupplungsring 64a relativ zueinander drehen, das zahnradseitige Klauenelement 38a und das Klauenelement 78a den Zustand an, in dem sie in Eingriff miteinander sein können. Hier sind die Umfangslängen der nach außen gerichteten Vorsprünge 70a jeweils kürzer als die Umfangslängen der Klauen 40a des zahnradseitigen Klauenelements 38a, auf dem die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a gebildet sind, und das Intervall β in der Umfangsrichtung zwischen den nach außen gerichteten Vorsprüngen 70a größer als das Intervall β in der Umfangsrichtung zwischen den Klauenlücken 42a des zahnradseitigen Klauenelements 38a. Hier wird die Zeitspanne, während der die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a zwischen den in der Umfangsrichtung benachbarten, nach außen gerichteten Vorsprüngen 70a angeordnet werden können, im Wesentlichen die Zeitspanne, während der das zahnradseitige Klauenelement 38a und das Klauenelement 78a in Eingriff miteinander sein können. Dadurch kann die Zeitspanne, während der das zahnradseitige Klauenelement 38a und das Klauenelement 78a in Eingriff miteinander sein können, länger gemacht werden als im Stand der Technik.
Ferner kann gemäß der Ausführungsform die Zeitspanne, während der die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a zwischen den in der Umfangsrichtung benachbarten, nach außen gerichteten Vorsprüngen 70a angeordnet werden können, weiter verlängert sein. Daher kann die Zeitspanne, während der das zahnradseitige Klauenelement 38a und das Klauenelement 78a in Eingriff miteinander sein können, weiter verlängert sein, da die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a jeweils kürzer als die Umfangslängen der Klauen 79a des Klauenelements 78a sind.
Ferner wird gemäß der Ausführungsform, wenn die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a und die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a in Kontakt miteinander gelangen, die Drehzahl der Kupplungshülse 66a und des Kupplungsrings 64a gleich der Drehzahl des ersten Getriebezahnrads 30a mit dem darin gebildeten, zahnradseitige Klauenelement 38a. Zu diesem Zeitpunkt ist die auf die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a und die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a ausgeübte Stoßlast proportional zu der trägen Masse der Kupplungshülse 66a und des Kupplungsrings 64a, deren Drehzahl sich ändert. Da hier die träge Masse der Kupplungshülse 66a und des Kupplungsrings 64a ausreichend kleiner als die der Eingangswelle 18 und dergleichen ist, verringert sich die Stoßlast. Daher kann eine Verringerung der Haltbarkeit der nach außen gerichteten Vorsprünge 70a und der nach innen gerichteten Vorsprünge 88a verhindert sein. Ferner drehen sich, wenn die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a und die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a in Kontakt miteinander gelangen, die Tripod-Nabe 62a und die Eingangswelle 18 zusammen, während sich der Kupplungsring 64a und das erste Getriebezahnrad 30a zusammen drehen, so dass sich der Kupplungsring 64a und die Tripod-Nabe 62a relativ zueinander drehen. Wenn sich der Kupplungsring 64a und die Tripod-Nabe 62a relativ zueinander drehen, bewegen sich die Stifte 74a, die in den Langlöchern 76a aufgenommen sind, in der Längsrichtung in Richtung den anderen Seiten der Langlochs 76a. Da hier die Langlöcher 76a jeweils in dem vorbestimmten Winkel bezüglich der Umfangsrichtung geneigt sind, kann der Kupplungsring 64a durch Einstellen der Länge und des Gradienten der Langlöcher 76a in der Längsrichtung in Richtung des ersten Getriebezahnrads 30a bewegt werden, so dass das zahnradseitige Klauenelement 38a und das Klauenelement 78a in Eingriff miteinander sein können, wenn sich die Stifte 74a in den Langlöchern 76a bewegen.
Nachfolgend ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind gleiche Teile wie in der oben beschriebenen Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht beschrieben.
In der oben beschriebenen Ausführungsform sind die nach außen gerichteten Vorsprünge 70a auf den Klauen 40a des zahnradseitigen Klauenelements 38a gebildet, und die nach innen gerichteten Vorsprünge 88a sind in der Kupplungshülse 66a, betrachtet in der CL-Achsenrichtung, an den in der Umfangsrichtung gleichen Positionen wie die der Klauenlücken 80a des Klauenelements 78a gebildet. In der Ausführungsform sind die nach außen gerichteten Vorsprünge auf dem Außenumfang der Klauenlücken des zahnradseitigen Klauenelements gebildet, und die nach innen gerichteten Vorsprünge sind in einer Kupplungshülse an den in der Umfangsrichtung gleichen Positionen wie die der Klauen des Klauenelements gebildet.
10 zeigt die Struktur einer Klauenkupplung 98, die der Ausführungsform entspricht, und die dem unteren Teil von 7 der oben beschriebenen Ausführungsform entspricht. Wie es in 10 gezeigt ist, ist ein zahnradseitiges Klauenelement 102 in einem Getriebezahnrad 100 gebildet. Das zahnradseitige Klauenelement 102 ist so ausgelegt, dass Klauen 104 und Klauenlücken 106 des Klauenelements in der Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind. Das Getriebezahnrad 100 entspricht dem Drehelement der Erfindung, das zahnradseitige Klauenelement 102 entspricht dem ersten Klauenelement der Erfindung, die Klauen 104 des Klauenelements entspricht den Klauen des ersten Klauenelements der Erfindung, und die Klauenlücken 106 des Klauenelements entsprechen den Klauenlücken des ersten Klauenelements der Erfindung.
Ferner sind mehrere nach außen gerichtete Vorsprünge 108, die von den Außenumfängen der Klauenlücken 106 des Klauenelements radial nach außen vorragen, gebildet. Die nach außen gerichteten Vorsprünge 108 sind quaderförmige Elemente, die in dem Getriebezahnrad 100 gebildet ist, von den Positionen der Außenumfänge der Klauenlücken 106 der zahnradseitigen Klauenelement 102 radial nach außen vorragen und sich parallel zu der Achse CL erstrecken. Die nach außen gerichteten Vorsprünge 108 sind in der Umfangsrichtung in der Nähe der Mitte der jeweiligen Klauenlücke 106 des Klauenelements gebildet. Die nach außen gerichteten Vorsprünge 108 sind jeweils, betrachtet senkrecht zu der CL-Achsenrichtung, rechteckig und erstrecken sich von dem Getriebezahnrad 100 in der CL-Achsenrichtung zu der gleichen Position wie die Endoberfläche der Klauen 104 des Klauenelements. Die Umfangslängen der nach außen gerichteten Vorsprünge 108 sind jeweils kürzer als die Umfangslängen der Klauenlücken 106 der zahnradseitigen Klauenelemente 102. Die nach außen gerichteten Vorsprünge 108 entsprechen den ersten Vorsprüngen der Erfindung.
Ein Klauenelement 112, das in Eingriff mit dem zahnradseitigen Klauenelement 102 sein kann, ist in einem ringförmigen Kupplungsring 110 gebildet. Das Klauenelement 112 ist so ausgelegt, dass Klauen 114 des Klauenelements 112 in der CL-Achsenrichtung in Richtung des Getriebezahnrads 100 vorragen, und Klauenlücken 116 des Klauenelements 112 abwechselnd angeordnet sind. Das Klauenelement 112 entspricht dem zweiten Klauenelement der Erfindung, die Klauen 114 des Klauenelements entsprechen den Klauen des zweiten Klauenelements der Erfindung, und die Klauenlücken 116 des Klauenelements entsprechen den Klauenlücken des zweiten Klauenelements der Erfindung.
Eine ringförmige Kupplungshülse 120 ist auf der Außenumfangsseite des Kupplungsrings 110 angeordnet und an den Kupplungsring 110 so angepasst, dass sie in der CL-Achsenrichtung bewegbar, jedoch relativ zu dem Kupplungsring 110 nicht drehbar ist. Mehrere nach innen gerichtete Vorsprünge 122 sind so in der Kupplungshülse 120 gebildet, dass sie von der Innenumfangsoberfläche der Kupplungshülse 120 radial nach innen ragen. Die nach innen gerichteten Vorsprünge 122 sind, betrachtet in der CL-Achsenrichtung, an den in der Umfangsrichtung jeweils gleichen Positionen wie die der Klauen 114 des Klauenelements 112 gebildet. Insbesondere sind die nach innen gerichteten Vorsprünge 122, betrachtet in der CL-Achsenrichtung, an den gleichen Positionen wie die Umgebung der Mitten in der Umfangsrichtung der Klauen 114 des Klauenelements 112, die in dem Kupplungsring 110 in der Umfangsrichtung gebildet sind, gebildet. Ferner sind die nach innen gerichteten Vorsprünge 122 so gebildet, dass sie in Kontakt mit den nach außen gerichteten Vorsprünge 108 in der Umfangsrichtung gelangen, wenn sich die Kupplungshülse 120 in der CL-Achsenrichtung in Richtung des Getriebezahnrads 100 bewegt. Ferner ist die Umfangslänge des nach innen gerichteten Vorsprungs 122 kürzer als die Umfangslänge der Klauenlücke 116 des Klauenelements 112 (das heißt, das Intervall zwischen den benachbarten Klauen 114 des Klauenelements 112). Die nach innen gerichteten Vorsprünge 122 entsprechen den zweiten Vorsprüngen der Erfindung.
Ferner sind die nach außen gerichteten Vorsprünge 108 und die nach innen gerichteten Vorsprünge 122 so ausgelegt, dass sie in Kontakt miteinander gelangen, wenn sich die Kupplungshülse 120 in der CL-Achsenrichtung in Richtung des Getriebezahnrads 100 bewegt und sich das Getriebezahnrad 100 und die Kupplungshülse 120 relativ zueinander drehen. Insbesondere sind die nach außen gerichteten Vorsprünge 108 und die nach innen gerichteten Vorsprünge 122 an den gleichen Positionen in der radialen Richtung bezüglich der Achse CL gebildet, und wenn sich die Kupplungshülse 120 in der CL-Achsenrichtung in Richtung des Getriebezahnrads 100 bewegt, sind wenigstens Abschnitte der nach außen gerichteten Vorsprünge 108 und der nach innen gerichteten Vorsprünge 122 so gebildet, dass sie in der CL-Achsenrichtung überlappen.
Ferner sind das zahnradseitigen Klauenelement 102 und das Klauenelement 112, wie es in 10 gezeigt ist, so gebildet, dass das zahnradseitigen Klauenelement 102 und das Klauenelement 112 in dem Zustand in Eingriff miteinander sein können, in dem die nach außen gerichteten Vorsprünge 108 und die nach innen gerichteten Vorsprünge 122 in Kontakt miteinander sind. Das heißt, das zahnradseitigen Klauenelement 102 und das Klauenelement 112 sind so gebildet, dass, wenn die nach außen gerichteten Vorsprünge 108 und die nach innen gerichteten Vorsprünge 122 in Kontakt miteinander gelangen, die Klauen 104 des zahnradseitigen Klauenelements 102 und die Klauenlücken 116 des Klauenelements 112 in der Umfangsrichtung (Drehrichtung) zueinander ausgerichtet sind, und die Klauenlücken 106 des zahnradseitigen Klauenelements 102 und die Klauen 114 des Klauenelements 112 in der Umfangsrichtung (der Drehrichtung) zueinander ausgerichtet sind.
Wie in der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Kupplungsring 110 über die Tripod-Nabe mit der Eingangswelle verbunden, und während die nach außen gerichteten Vorsprünge 108 und die nach innen gerichteten Vorsprünge 122 in Kontakt miteinander gelangen und sich der Kupplungsring 110 und die Tripod-Nabe beim Schalten relativ zueinander drehen, bewegt sich der Kupplungsring 110 in der CL-Achsenrichtung in Richtung des Getriebezahnrads 100. Daher sind das zahnradseitigen Klauenelement 102 und das Klauenelement 112 in Eingriff miteinander. Da die spezielle Operation des Kupplungsrings 110 beim Schalten im Wesentlichen die gleiche wie die des Kupplungsrings 64a ist, ist sie hier nicht ausführlich beschrieben.
Selbst in der Ausführungsform ändert sich die Drehzahl der Kupplungshülse 120, des Kupplungsrings 110 und des Freilaufarretierungselements (nicht gezeigt) nur dann, wenn die nach außen gerichteten Vorsprünge 108 und die nach innen gerichteten Vorsprünge 122 in Kontakt miteinander gelangen. Da die träge Masse der Elemente ausreichend kleiner als die der Eingangswelle und dergleichen ist, ist eine Stoßlast bezüglich der nach außen gerichtete Vorsprünge 108 und der nach innen gerichteten Vorsprünge 122 auch klein, wenn die nach außen gerichteten Vorsprünge 108 und die nach innen gerichteten Vorsprünge 122 in Kontakt miteinander gelangen.
11 zeigt die räumliche Beziehung in der Drehrichtung (Umfangsrichtung) zwischen dem zahnradseitigen Klauenelement 102, den nach außen gerichteten Vorsprüngen 108, die in dem zahnradseitigen Klauenelement 102 gebildet sind, dem Klauenelement 112, das in dem Kupplungsring 110 gebildet ist, und den nach innen gerichteten Vorsprüngen 122, die in der Kupplungshülse 120 gebildet sind, und entspricht 9 der oben beschriebenen Ausführungsform. Wie es in 11 gezeigt ist, sind die nach außen gerichteten Vorsprünge 108, die in der Umfangsrichtung in der Nähe der Mitten der Klauenlücken 106 des zahnradseitigen Klauenelements 102 gebildet sind und die Umfangslängen der nach außen gerichteten Vorsprünge 108 kürzer als die Umfangslängen der Klauenlücken 106 des zahnradseitigen Klauenelements 102. Demzufolge ist das Intervall β in der Umfangsrichtung zwischen benachbarten, nach außen gerichteten Vorsprüngen 108 größer als die Umfangslänge α der Klauen 104 des zahnradseitigen Klauenelements 102 (β > α).
In der Ausführungsform wird, wenn die nach innen gerichteten Vorsprünge 122 zwischen in der Umfangsrichtung benachbarten, nach außen gerichteten Vorsprüngen 108 angeordnet sind und die nach außen gerichteten Vorsprünge 108 und die nach innen gerichteten Vorsprung 122 in Kontakt miteinander gelangen, eine Umfangsposition (Drehposition), bei der das zahnradseitige Klauenelement 102 und das Klauenelement 112 in Eingriff miteinander sein können, erreicht. Daher wird eine Zeitspanne, während der die nach innen gerichteten Vorsprünge 122 zwischen den benachbarten, nach außen gerichteten Vorsprüngen 108 angeordnet werden können, im Wesentlichen eine Zeitspanne, während der die Klauen in Eingriff gebracht werden können. Daher kann die Zeitspanne, während der das zahnradseitigen Klauenelement 102 und das Klauenelement 112 in Eingriff miteinander sein können, beträchtlich verlängert werden. Ferner kann, da die Umfangslängen der nach innen gerichteten Vorsprünge 122 kürzer als die Umfangslängen der Klauenlücken 116 des Klauenelements 112 sind, die Zeitspanne, während der die nach innen gerichteten Vorsprünge 122 zwischen den benachbarten, nach außen gerichteten Vorsprüngen 108 angeordnet sein können, weiter verlängert werden. Daher ist die Zeitspanne, während der das zahnradseitigen Klauenelement 102 und das Klauenelement 112 in Eingriff miteinander sein können, weiter verlängert. Wie es oben beschrieben ist, können selbst in der Ausführungsform die gleichen Effekte wie in der oben beschriebenen Ausführungsform gewonnen werden.
Während die Ausführungsformen der Erfindung oben ausführlich mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben sind, ist die Erfindung auch auf weitere Aspekte anwendbar.
Zum Beispiel ist in der beschrieben Ausführungsform die Anzahl der Stifte 74a der Tripod-Nabe 62a drei. Jedoch ist die Anzahl der Stifte 74a nicht hierauf begrenzt, sondern kann in geeigneter Weise geändert werden. Ferner ist die Anzahl der Klauen 40a und der Klauenlücken 42a des zahnradseitigen Klauenelements 38a, die Anzahl der nach außen gerichteten Vorsprünge 70a und die Anzahl der nach innen gerichteten Vorsprünge 88a jeweils sechs. Jedoch ist die Anzahl nicht hierauf geschränkt, sondern kann in geeigneter Weise geändert werden.
In der oben beschrieben Ausführungsform sind die Klauenkupplungen 28a, 28b auf der Eingangswelle 18 angeordnet. Jedoch sind die Klauenkupplungen 28a, 28b nicht hierauf begrenzt, sondern können auch auf der Seite der Vorgelegewelle 20 angeordnet sein.
Oben ist nur eine Ausführungsform beschrieben, und die Erfindung kann in Modi mit verschiedenen Modifikationen und Verbesserungen auf der Grundlage des fachmännischen Wissens implementiert sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2012127471 [0002]
JP 2012127471 A [0002]
JP 2012 A [0003]
JP 127471 A [0003]

Claims

Klauenkupplung (28a, 28b), die umfasst: ein Drehelement (30a, 30b, 100), das ein erstes Klauenelement (38a, 38b, 102) umfasst; einen ringförmigen Kupplungsring (64a, 64b, 110), der ein zweites Klauenelement (78a, 78b, 112) umfasst, wobei das zweite Klauenelement (78a, 78b, 112) mit dem ersten Klauenelement (38a, 38b, 102) in Eingriff ist; und eine ringförmig Kupplungshülse (66a, 66b, 120), die mit dem Kupplungsring (64a, 64b, 110) so verbunden ist, dass die Kupplungshülse (66a, 66b, 120) relativ zu dem Kupplungsring (64a, 64b, 110) nicht drehbar ist und in einer axialen Richtung der Klauenkupplung relativ bewegbar ist, wobei: das Drehelement (30a, 30b, 100) erste Vorsprünge (70a, 108) umfasst, die von Außenumfängen von Klauen (40a, 40b, 104) oder Klauenlücken (42a, 42b, 106) des ersten Klauenelements (38a, 38b, 102) radial nach außen vorragen; die Kupplungshülse (66a, 66b, 120) zweite Vorsprünge (88a, 122) umfasst, die ausgelegt sind, um in einer Umfangsrichtung der Klauenkupplung in Kontakt mit den ersten Vorsprüngen (70a, 108) zu gelangen, wenn sich die Kupplungshülse (66a, 66b, 120) in der axialen Richtung in Richtung des Drehelements (30a, 30b, 100) bewegt; eine Umfangslänge von jedem der ersten Vorsprünge (70a, 108) kürzer ist als eine Umfangslänge von jedem der Klauen (40a, 40b, 104) oder der Klauenlücken (42a, 42b, 106) des ersten Klauenelements (38a, 38b, 102), auf denen die ersten Vorsprünge (70a, 108) angeordnet sind; und das ersten Klauenelement (38a, 38b, 102) und das zweite Klauenelement (78a, 78b, 112) an Positionen angeordnet sind, an denen das erste Klauenelement (38a, 38b, 102) und das zweite Klauenelement (78a, 78b, 112) in der Umfangsrichtung in einem Zustand in Eingriff miteinander sind, in dem die ersten Vorsprünge (70a, 108) und die zweiten Vorsprünge (88a, 122) in Kontakt miteinander sind.
Klauenkupplung (28a, 28b) nach Anspruch 1, wobei: das Drehelement (30a, 30b, 100) die ersten Vorsprünge (70a, 108) umfasst, die von den Außenumfängen der Klauen (40a, 40b, 104) des ersten Klauenelements (38a, 38b, 102) vorragen; und die zweiten Vorsprünge (88a, 122) jeweils kürzer als Umfangslängen von Klauen (79a, 79b, 114) des zweiten Klauenelements (78a, 78b, 112) sind.
Klauenkupplung (28a, 28b) nach Anspruch 1, wobei: das Drehelement (30a, 30b, 100) die ersten Vorsprünge (70a, 108) umfasst, die von den Außenumfängen der Klauenlücken (42a, 42b, 106) des ersten Klauenelements (38a, 38b, 102) vorragen; und die zweiten Vorsprünge (88a, 122) jeweils kürzer als Umfangslängen von Klauenlücken (80a, 80b, 116) des zweiten Klauenelements (78a, 78b, 112) sind.
Klauenkupplung (28a, 28b) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner eine Nabe umfasst, die auf einer Innenumfangsseite des Kupplungsrings (64a, 64b, 110) angeordnet ist, wobei: die Nabe ausgelegt ist, um mit einer Drehwelle so verbunden zu werden, dass ein Innenumfangsabschnitt der Nabe relativ zu der Drehwelle nicht drehbar ist; die Nabe einen Stift (74a, 74b) umfasst, der von einer Außenumfangsoberfläche der Nabe radial nach außen ragt; der Kupplungsring (64a, 64b, 110) ein Langloch umfasst, in dem der Stift (74a, 74b) aufgenommen ist; und das Langloch in einem vorbestimmten Winkel bezüglich der Umfangsrichtung des Kupplungsrings (64a, 64b, 110) geneigt ist.