JP2004537692A

JP2004537692A - 手動多段変速機における切換装置

Info

Publication number: JP2004537692A
Application number: JP2003517474A
Authority: JP
Inventors: ルートガー、ロンゲ
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2001-07-28
Filing date: 2002-07-23
Publication date: 2004-12-16
Also published as: BR0211490A; US20040177714A1; DE50204281D1; EP1412662B1; US7185554B2; DE10137068A1; EP1412662A1; WO2003012320A1

Abstract

本発明は、それぞれシフトフォーク（４、６、８、１０）を介して選択的に切り換えできるシフトスリーブを備えた複数の切換クラッチが軸方向に連続して配置されている、手動多段変速機の切換装置（２）であって、軸方向に移動でき且つ回動できる選択・切換シャフト（２４）上に、第１かみ合い結合要素（３０、３２、３４、３６）が、選択・切換シャフト（２４）の所定の回動角においてその都度、単一の第１かみ合い結合要素（３０、３２、３４、３６）が、シフトフォーク（４、６、８、１０）に配置された第２かみ合い結合要素（３８、４０、４２、４４）と共働するように、配置され、選択・切換シャフト（２４）の軸方向移動によって、対応したシフトフォーク（４）が作動され、その作動中に残りのシフトフォーク（６、８、１０）が、ロック装置によってニュートラル位置に拘束される、手動多段変速機の切換装置（２）に関する。本発明に基づいて、ロック装置が、複数のロックブッシュ（６６、７４、８２、８６）を有し、各ロックブッシュ（６６、７４、８２、８６）が、選択・切換シャフト（２４）上に２つのシフトフォーク（４、６、８、１０）ごとに設けられ、各ロックブッシュ（６６、７４、８２、８６）が、選択・切換シャフト（２４）に相対回転不能に結合され且つ選択・切換シャフト（２４）上を軸方向に移動でき、各シフトフォーク（４、６、８、１０）に、第１ロック手段（５０、５２、５４、５６）が配置され、この第１ロック手段（５０、５２、５４、５６）が、ロックブッシュ（６６、７４、８２、８６）および切換変速機内に固定して配置された第２ロック手段（５８、６０）と共働する。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求の範囲請求項１の上位概念部分に記載の手動多段変速機における切換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両における手動多段変速機は、動力を中断した状態で切り換えられる。即ち、切換過程中に、変速機の入力軸は、クラッチによって駆動エンジンから切り離される。このような手動多段変速機の場合、切換かみ合いクラッチによって、その都度の速度段が入れられる。即ち、シフトスリーブの切換歯が、連結すべき変速機要素、例えば歯車あるいは変速機ハウジングに取り付けられたクラッチ体の継手歯に、すべり込まされることによって、その都度の速度段が入れられる。その接続状態において、トルクが、変速機要素から、クラッチ体と、継手歯と、切換歯と、シフトスリーブと、スリーブガイドとを介して、別の変速機要素例えば歯車あるいは軸に伝達されるか、変速機ハウジングで支持される。
【０００３】
接続された速度段は、伝達比を決定し、これによって、変速機の入力軸と出力軸との回転数比を決定する。連結されていない変速機要素、例えば常時相対係合状態にあり自由に回転する残りの速度段における歯車は、接続された変速機要素に対してその伝達比に応じた回転数差で回転する。或る速度段から他の速度段に入れ換えられるとき、その切換中に、シフトスリーブの切換歯が切り換えるべきクラッチ体の継手歯にかみ合う前に、連結すべき部分がほぼ同じ回転数にされねばならない。そのために、同期装置が用いられる。
【０００４】
速度段は歯車装置によって形成される。その歯車装置は連続して配置され、その歯車装置間に、切換クラッチが存在している。その切換クラッチは、それまで選択されていた速度段に応じて、選択的に切換装置によって作動される。その場合、２つの切換クラッチが同時に作動されないように注意しなければならない。それは、２つの切換クラッチが同時に作動されると、変速機が損傷し、少なくとも不快な騒音が生じ、動力が意図せずに長時間にわたって中断され、そのために、非常走行状態において危険な結果をもたらす、からである。
【０００５】
冒頭に述べた形式の切換装置は、特許文献１で知られ、その切換装置はそこで完全に理解できるであろう。常に唯一の切換クラッチしか作動されず、切換時に残りの切換クラッチがニュートラル位置に拘束されることを保証するために、シフトシャフトに対して平行にロックシャフトが設けられている。そのロックシャフトは、シフトシャフトと共に回転できるが、変速機ハウジング内に軸方向に固定して配置されている。ロックシャフトのために、変速機ハウジング内に別個の懸架装置が設けられ、また、ロックシャフトに対する運動空間および構造空間が用意されねばならない。
【特許文献１】
独国特許出願公開第１９８４３５８４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、切り換えられない切換クラッチの確実な拘束が、僅かな所要場所において保証される、手動多段変速機の切換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、特許請求の範囲請求項１に記載の切換装置によって解決される。本発明の有利な実施態様は従属請求項に記載されている。
【０００８】
それぞれシフトフォークを介して選択的に切り換えできるシフトスリーブを備えた複数の切換クラッチが軸方向に連続して配置されている、手動多段変速機の切換装置が提案されている。そのために、変速機ハウジング内において軸方向に移動でき且つ回動できる選択・切換シャフト上に、第１かみ合い結合要素が、その選択・切換シャフトの所定の回動角においてその都度、単一の第１かみ合い結合要素が、シフトフォークに配置された第２かみ合い結合要素と共働するように、配置されている。その場合、選択・切換シャフトの軸方向移動によって、対応したシフトフォークが作動される。その作動中に残りのシフトフォークがロック装置によってニュートラル位置に拘束される。そのロック装置は複数のロックブッシュ（ブロック・スリーブ）を有している。そのロックブッシュは、選択・切換シャフト上に２つのシフトフォークごとに設けられ、各ロックブッシュは、選択・切換シャフトに相対回転不能に結合され且つ選択・切換シャフト上を軸方向に移動できる。各シフトフォークに第１ロック手段が配置され、この第１ロック手段は、ロックブッシュおよび切換変速機内に固定して配置された第２ロック手段と共働する。
【０００９】
本発明の有利な実施態様において、ロックブッシュは、選択・切換シャフトにおけるスプライン歯上を軸方向に移動できるようなスプライン溝を有している。第２の有利な実施態様において、ロックブッシュは、選択・切換シャフトに固定されたピンの係合する軸方向内側溝を有している。他の実施態様において、第１ロック手段および第２ロック手段は、ロックブッシュのロックディスクが係合する開口を有している。そのロックディスクは楕円形をしている。これによって、純粋な円形のディスクに比べて、切換クラッチの方向に向けて場所が節約される。他の実施態様において、シフトフォークに配置された第２かみ合い結合要素および第１ロック手段は、同一部品に形成されている。好適には、第２ロック手段は、変速機ハウジングに固定して形成されている。また、他の実施態様において、第２ロック手段は、変速機ハウジングに結合できる蓋に配置され、変速機の外から接近できる。その場合、変速機ハウジングにおける蓋は、限られた狭い寸法範囲内で移動させられ、これによって、第２ロック手段を微調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下図を参照して本発明を詳細に説明する。
切換装置２は４つのシフトフォーク４、６、８、１０を有している。その各シフトフォーク４、６、８、１０はそれぞれ変速機ハウジング（図示せず）に、回動軸線１２、１４、１６、１８を中心として回動可能に支持されている。各シフトフォーク４、６、８、１０はそれぞれフォーク状に形成され、そのフォーク状端の部位に軸受孔２０を有している。それらの軸受孔２０に、スライダ（スライド輪、図示せず）が回転可能に支持されている。そのスライダは、対応する切換クラッチ（同様に図示せず）のシフトスリーブの周溝に支持されている。その同様に図示されていない切換クラッチは、回転軸線２２を中心として回転する。回動軸線１２、１４、１６、１８に対して直角に、選択・切換シャフト２４が配置されている。この選択・切換シャフト２４は変速機ハウジングに、回転軸線２２を中心として回動方向で回動可能に且つシフト方向２８で軸方向に移動可能に支持されている。
【００１１】
選択・切換シャフト２４に、複数のシフトフィンガ３０、３２、３４、３６が取り付けられている。これらのシフトフィンガ３０、３２、３４、３６は、互いに角度をずらして配置されている。選択・切換シャフト２４の回動運動時に、個々のシフトフィンガ３０、３２、３４、３６が順々に、シフトフォーク４、６、８、１０に取り付けられたフォーク状爪３８、４０、４２、４４とかみ合う。シフトフォーク４、６、８、１０およびシフトフィンガ３０、３２、３４、３６は、それぞれ個々の速度段に対応されている。即ち、例えば、シフトフォーク４は後進段、シフトフォーク６は１速／第２速段、シフトフォーク８は３速／４速段、シフトフォーク１０は５速／６速段に対して、それぞれ用意されている。
【００１２】
切換装置２はニュートラル切換位置で示されている。その場合、選択・切換シャフト２４は、ここではシフトフィンガ３４が爪４２にかみ合うことによって、例えば３速／４速・シフトパターン溝が選択されているように、回動されている。選択・切換シャフト２４がシフト方向２８の片方に移動されたとき、シフトフォーク８を介してそれに応じた切換クラッチが係合されることによって、３速段あるいは４速段が入れられる。その切換位置において、選択・切換シャフト２４が係止溝４６を介して拘束される。選択・切換シャフト２４は、その選択・切換シャフト２４にある球形要素４８に作用するロッド（図示せず）によって、回動され、軸方向に移動される。
【００１３】
切換中に選択済みシフトフォーク８しか作動されないようにするために、残りのシフトフォーク４、６、１０は拘束される。そのために、シフトフォーク４、６、８、１０にはそれぞれ第１ロック手段として、もう１つの爪５０、５２、５４、５６が設けられている。図７にその爪５６および爪５４が示され、これらの爪５６、５４はそれぞれ爪４４ないし爪４２と一体に単一品として形成され、シフトフォーク８ないし１０に配置されている。爪５４、５６の開口は他の爪５８の開口と重なり、爪５０、５２の開口は爪６０の開口と重なる。爪５０、５２、６０ないし爪５４、５６、５８は、選択・切換シャフト２４の周囲における円弧上で重なり合って位置している。爪５８、６０は変速機ハウジング６２に固定して配置され、第２ロック手段を形成している。
【００１４】
爪５４、５６、５８の開口に、ロックブッシュ６６のロックディスク６４が係合している。ロックディスク６４およびロックブッシュ６６は互いに固く結合されている。ロックブッシュ６６は選択・切換シャフト２４上におけるスプライン６８に相対回転不能に配置されている。しかしロックブッシュ６６は選択・切換シャフト２４上におけるスプライン６８において軸方向に移動でき、すなわち選択・切換シャフト２４は、ロックブッシュ６６の内部において軸線２２に沿って移動できる。ロックディスク６４に開口７０が設けられている。この開口７０は図３において理解できる。
【００１５】
爪５０、５２、６０の開口に、ロックブッシュ７４のロックディスク７２が係合している。ロックディスク７２およびロックブッシュ７４は互いに固く結合されている。ロックブッシュ７４は選択・切換シャフト２４上におけるスプライン７６に相対回転不能に配置されている。しかしロックブッシュ７４は選択・切換シャフト２４上におけるスプライン７６において軸方向に移動でき、すなわち選択・切換シャフト２４は、ロックブッシュ７６の内部において軸線２２に沿って移動できる。ロックディスク７２に開口７８が設けられている。この開口７８は図２において理解できる。ロックディスク６４、７２は、変速機ハウジング６２に対して、爪５８、６０によって軸線２２に沿った軸方向において固定されている。
【００１６】
図２および図３を参照して、切換過程について説明する。図２Ｃおよび図３Ｃには、切換・選択シャフト２４の１速／２速・シフトパターン溝の選択位置が示されている。その１速／２速・シフトパターン溝において、通常、シフトレバーはニュートラル位置にある。図２Ｃにはロックディスク７２が、図３Ｃにはロックディスク６４がそれぞれ示されている。この選択位置において、いま１速段および２速段を入れるために、選択・切換シャフト２４は軸線２２に沿ってシフト方向２８に動かされる。そのシフト方向２８は、図２および図３において紙面に対して垂直方向に延びている。図２Ｃにおいて、開口７８が爪５２と重なり、これによって、爪５２は開口７８を通過され、その動きがロックディスク７２によって妨げられない。ロックディスク７２自体は爪６０によって拘束され、爪５０は開口７８の前に位置しないので、この爪５０はロックディスク７２および爪６０を介して同様にハウジングに固定される。その選択位置は、図３Ｃにおけるロックディスク６４に関しては、開口７０がそこに存在する爪５４、５６、５８と重ならず、これらすべての爪５４、５６、５８が爪５８によってロックディスク６４を介してハウジングに固定される、ことを意味している。
【００１７】
いま、３速／４速・シフトパターン溝に切り換えようとするとき、ニュートラル位置において、選択・切換シャフト２４が、図２および図３においては左回転に相当する回動方向２６に回動される。その場合、シフトフィンガ３２がその爪４０との重なり位置から外れ、シフトフィンガ３４がシフトフォーク８にある爪４２と重なる。選択・切換シャフト２４のシフト方向２８の運動によって、シフトフォーク８が動かされる。これは、図２Ｂおよび図３Ｂから理解できるような選択・切換シャフト２４の回動位置に相当する。シフトフォーク８にある爪５４は、図３Ｂにおいてロックディスク６４における開口７０と重なる。図３Ｂにおける他の爪５６、５８は、ロックディスク６４によって拘束される。同様に、図２Ｂにおけるこの位置において、爪５０、５２、５６はロックディスク７２によって拘束される。
【００１８】
いま、５速／６速・シフトパターン溝に切り換えようとするとき、ニュートラル位置において、選択・切換シャフト２４が、図２および図３においてはもっと左への回転に相当する回動方向２６に回動される。その場合、シフトフィンガ３４がその爪４２との重なり位置から外れ、シフトフィンガ３６が、シフトフォーク１０にある爪４４と重なる位置に到達する。そして、選択・切換シャフト２４のシフト方向２８の運動によって、シフトフォーク１０が動かされる。これは、図２Ａおよび図３Ａから理解できるような選択・切換シャフト２４の回動位置に相当する。シフトフォーク１０にある爪５６は、図３Ａにおいてロックディスク６４における開口７０と重なる。図３Ａにおける他の爪５４、５８は、ロックディスク６４によって拘束される。同様に、図２Ａにおけるこの位置において、爪５０、５２、５６はロックディスク７２によって拘束される。
【００１９】
そしてさらに、後進段・シフトパターン溝に切り換えようとするとき、ニュートラル位置において、選択・切換シャフト２４が、図２および図３においては右回転に相当する回動方向２６に回動される。その場合、シフトフィンガ３６がその爪４４との重なり位置から外れ、シフトフィンガ３０がシフトフォーク４にある爪３８と重なる。そして、選択・切換シャフト２４のシフト方向２８の運動によって、シフトフォーク４が動かされる。これは、図２Ｄおよび図３Ｄから理解できるような選択・切換シャフト２４の回動位置に相当する。シフトフォーク４にある爪５０は、図２Ｄにおいてロックディスク７２における開口７８と重なる。図２Ｄにおける他の爪５２、６０は、ロックディスク７８によって拘束される。同様に、図３Ｄにおけるこの位置において、爪５４、５６、５８はロックディスク６４によって拘束される。
【００２０】
図４には、図１の場合と異なった形状のロックブッシュ８２が示されている。図４において、ピン８０が選択・切換シャフト２４を貫通し、ロックブッシュ８２の内部における溝８４内において軸線２２に沿って移動できる。これによって、ロックブッシュ８２は、選択・切換シャフト２４に相対回転不能に結合され、他方で、選択・切換シャフト２４はロックブッシュ８２の内部において軸方向に移動できる。それに応じて、図１の場合と異なった形状のロックブッシュ８６が設けられている。図４において、ピン８８が選択・切換シャフト２４を貫通し、ロックブッシュ８６の内部における溝９０内において軸線２２に沿って移動できる。これらは図５および図６から理解できる。切換過程は、図２および図３を参照して説明した切換過程に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】切換装置の上から見た斜視図。
【図２】図１における第１ロックブッシュの種々の切換位置における断面図。
【図３】図１における第２ロックブッシュの種々の切換位置における断面図。
【図４】切換装置の図１と異なった実施例の上から見た斜視図。
【図５】図４における第１ロックブッシュの種々の切換位置における断面図。
【図６】図４における第２ロックブッシュの種々の切換位置における断面図。
【図７】ロック手段の斜視図。
【符号の説明】
【００２２】
２切換装置
４シフトフォーク
６シフトフォーク
８シフトフォーク
１０シフトフォーク
１２回動軸線
１４回動軸線
１６回動軸線
１８回動軸線
２０軸受孔
２２回転軸線
２４選択・切換シャフト
２６回動方向
２８切換装置
３０シフトフィンガ
３２シフトフィンガ
３４シフトフィンガ
３６シフトフィンガ
３８爪
４０爪
４２爪
４４爪
４６係止溝
４８球形要素
５０爪
５２爪
５４爪
５６爪
５８爪
６０爪
６２変速機ハウジング
６４ロックディスク
６６ロックブッシュ
６８スプライン
７０開口
７２ロックディスク
７４ロックブッシュ
７６スプライン
７８開口
８０ピン
８２ロックブッシュ
８４溝
８６ロックブッシュ
８８ピン
９０溝

Claims

それぞれシフトフォーク（４、６、８、１０）を介して選択的に切り換えできるシフトスリーブを備えた複数の切換クラッチが軸方向に連続して配置されている、手動多段変速機の切換装置（２）であって、
軸方向に移動でき且つ回動できる選択・切換シャフト（２４）上に、第１かみ合い結合要素（３０、３２、３４、３６）が、選択・切換シャフト（２４）の所定の回動角においてその都度、単一の第１かみ合い結合要素（３０、３２、３４、３６）が、シフトフォーク（４、６、８、１０）に配置された第２かみ合い結合要素（３８、４０、４２、４４）と共働するように、配置され、選択・切換シャフト（２４）の軸方向移動によって、対応したシフトフォーク（４）が作動され、その作動中に残りのシフトフォーク（６、８、１０）が、ロック装置によってニュートラル位置に拘束される、手動多段変速機の切換装置（２）において、
ロック装置が複数のロックブッシュ（６６、７４、８２、８６）を有し、各ロックブッシュ（６６、７４、８２、８６）が、選択・切換シャフト（２４）上に２つのシフトフォーク（４、６、８、１０）ごとに設けられ、各ロックブッシュ（６６、７４、８２、８６）が、選択・切換シャフト（２４）に相対回転不能に結合され且つ選択・切換シャフト（２４）上を軸方向に移動でき、各シフトフォーク（４、６、８、１０）に、第１ロック手段（５０、５２、５４、５６）が配置され、この第１ロック手段（５０、５２、５４、５６）が、ロックブッシュ（６６、７４、８２、８６）および切換変速機内に固定して配置された第２ロック手段（５８、６０）と共働する、ことを特徴とする手動多段変速機の切換装置（２）。
ロックブッシュ（６６、７４、８２、８６）が、選択・切換シャフト（２４）におけるスプライン歯（６８、７６）上を軸方向に移動できるようなスプライン溝を有している、ことを特徴とする請求項１記載の切換装置（２）。
ロックブッシュ（６６、７４、８２、８６）が、選択・切換シャフト（２４）に固定されたピン（８０、８８）の係合する軸方向内側溝（８４、９０）を有している、ことを特徴とする請求項１記載の切換装置（２）。
第１ロック手段（５０、５２、５４、５６）および第２ロック手段（５８、６０）が、ロックブッシュ（６６、７４、８２、８６）のロックディスク（６４、７２）が係合する開口を有している、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の切換装置（２）。
ロックディスク（６４、７２）が楕円形をしている、ことを特徴とする請求項４記載の切換装置（２）。
シフトフォーク（４、６、８、１０）に配置された第２かみ合い結合要素（３８、４０、４２、４４）および第１ロック手段（５０、５２、５４、５６）が、同一部品に形成されている、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の切換装置（２）。
第２ロック手段（５８、６０）が、変速機ハウジング（６２）に固定して形成されている、ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の切換装置（２）。
第２ロック手段（５８、６０）が、変速機ハウジング（６２）に結合できる蓋に配置され、変速機の外から接近できる、ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の切換装置（２）。