JP2008528909A - 分割型ギアボックス - Google Patents

Abstract

本発明は、複数のトルク速度ギアを取り付けた平行軸を備えた自動車用ギアボックスに関し、第１および第２クラッチ（Ｅ１、Ｅ２）により自動車エンジンに交互に連結された２つの同心主軸（１、２）と差動装置（７）により自動車の車輪に連結された２つの副軸（３、４）とを有する。本発明は、ギアボックスが少なくとも１つのクラッチを収容する第１コンパートメント（２０４）と、油圧制御要素を収容する第２コンパートメント（２０６）と、ギアボックスのギアセレクション機構（２０３）を収容する第３コンパートメント（２０７）とを有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、それぞれ多数のギアが取り付けられた平行軸を幾つか有する自動車用ギアボックスに関する。

更に具体的には、本発明の主題は複数のギアが取り付けられた平行軸を備えた自動車用ギアボックスであり、第１および第２クラッチにより自動車エンジンに交互に連結される２つの同心主軸と、差動装置により自動車の車輪に連結される２つの副軸を有する。

本発明は、同心主軸と二重入力クラッチとを備えたオートマチックギアボックスにおいての利用を好適とするが、これに限定されるものではない。

ドイツ特許公報ＤＥ１９８２１１６４号には「二重クラッチギアボックス」として知られる上記のタイプのギアボックスが開示されており、部品が接合された２つの筐体を周知の態様で具備する。「クラッチ筐体」と「機構筐体」として知られるこれら２つの筐体部品は、事実上、一方で２つのクラッチを、もう一方でギアボックス内部制御機構、つまりギア、セレクタフォーク、シンクロナイザ、およびディストリビュータとポンプとを含むそれらの自動制御部材をギアセレクションおよびギアシフト油圧アクチュエータと共に収容する単一ユニットをそれぞれ画定する。

この種の構造において、一方のシンクロナイザおよびギアともう一方の油圧制御システムとは、全ての筐体を流れる同一のオイルを使用する。ギアボックスを最適に動作させるには、シンクロナイザおよびギア用には比較的粘性の高いオイルを、油圧制御システムにはより流動性の高いオイルの使用が必要となることから、この構造では問題が生じる。更に、同じオイルを機構の潤滑化や油圧回路内で使用すると、機構の潤滑化によるオイルの汚染により油圧回路が劣化する恐れがあり、このような場合には注入口フィルタに加えてポンプの排出側に加圧フィルタを設けることが好適である。最後に、オイルの流動性が高すぎると、ギアをリン酸塩でコーティングしてギアの磨耗を防止することが不可能となる。この場合、磨耗を計算にいれてギア歯に「追加長さ」を加える必要がある。

この問題に対処するために、自動車の運転を開始する際にギアボックスオイルを加熱することがすでに提案されている。この対策によりオイルの粘性を迅速に低下させ、自動車が移動を開始した際に、アクチュエータを作動させ易くすることが可能となる。しかしながら、この解決策では、オイル加熱手段をその機能を十分に発揮させるように綿密に制御するか、或いはオイルが十分な温度になるまで自動車が前進するのを防止する必要が生じる。

本発明は、ギアボックスの機械部品の潤滑化とそのクラッチおよびアクチュエータの制御との両立の困難性を、ギアボックスのサイズを不要に大きくすることなく完全に排除することを目的とする。

この目的を達成するために、少なくとも１つのクラッチを収容する第１コンパートメント、油圧制御要素を収容する第２コンパートメント、およびギアボックスのギアシフト機構を収容する第３コンパートメントをギアボックスに設けることを提案する。

提案に係る対策は、オートマチック二重クラッチギアボックスに関連するサイズ制約とも両立させることが可能である。

詳細には、第３コンパートメント内の機構は補助軸を備えていてもよく、補助軸においてエンジンから最も離れた位置のギアは第１副軸の最遠ギアよりも軸方向に近傍に配置されるか、或いは同じ距離だけ離れているため、ギアボックスの高さ方向のサイズが限定される。

ギアボックスの上部に十分な空間を確保するために、エンジンの反対側において、第１副軸は第２副軸よりも短くてよい。

本発明のその他の特徴と利点は、その特定の一実施形態についての以下の説明を添付の図面と共に参照することではっきりと明確となる。

図１に示されるギアボックスは、エンジンＭに連結された２つの同心の主軸１、２を備える。主軸１は、主軸２の内部を通過し、主軸２を超えてエンジンの反対側へと延びる。副軸３、４および補助軸５は、主軸１、２に平行である。また、図には二重クラッチシステム６および差動装置７が示されている。二重クラッチ６は、エンジンＭに連結された２つの同心のクラッチＥ１、Ｅ２を有する。第１クラッチＥ１は第１主軸１に連結されており、第２クラッチＥ２は第２主軸２に連結されている。各クラッチＥ１、Ｅ２のクラッチを切って解放することで対応する主軸１、２をエンジンＭから独立させること、或いはエンジントルクが対応する主軸に伝達されるように係合させて繋ぐことが可能である。

各副軸３、４は、エンジン側の端部に参照番号８、９でそれぞれ示される差動係合ギアを備える。２つの差動係合ギア８、９は、差動装置上の同じギアに係合されるために、エンジントルクは２つの副軸３、４のいずれか一方により自動車の車輪に伝達可能である。図１は、実際には同一平面内にはない軸が同じ平面に描かれている概略図である。差動係合ギア８と差動装置７との間の回転接続が、図１の点線により示されている。

各副軸３、４は、幾つかのアイドリングギアと、様々なアイドリングギアをその副軸に固定可能とするドッグクラッチシステムを支持している。

エンジンの反対側から見て、第１主軸１はこの軸に取り付けられた３つの固定ギア１０、１１、１２を支持しており、第２主軸２は３つの固定ギア１３、１４、１５を支持している。

第２副軸４は、エンジンとは反対側の端部で、同一の二重ドッグクラッチ１０１に連結された２つのアイドリングギア１６、１７を支持する。ドッグクラッチ１０１が図の「ａ」位置にある場合、副軸４はギア１６と一体となって回転する。「ｂ」位置にある場合、副軸４はギア１７と一体となって回転する。副軸４は、別の二重ドッグクラッチ１０２をエンジンにより近い側で支持している。このドッグクラッチが図の「ｃ」又は「ｄ」のいずれの位置にあるかに応じて、アイドリングギア１８、１９を選択的に副軸４に連結することが可能である。

同様に、第１副軸３は、そのエンジンから最も離れた位置に一重ドッグクラッチ１０３を備えているため、そのアイドリングギア２０を位置「ｅ」でこの軸に連結可能である。第１副軸３は、エンジン側の端部で、アイドリングギア２１と二重ドッグクラッチ１０４とを支持する。第１副軸３は、軸と一体となって回転するギアホイール２２と、ギア２１および二重ドッグクラッチ１０４を含むアセンブリの周りで自由に回転するギア２３も支持している。

二重ドッグクラッチ１０４がニュートラル位置にある場合、ギア２３、ギア２１および二重ドッグクラッチ１０４を含むアセンブリと副軸３とは自由に回転可能であり、互いに独立している。ドッグクラッチ１０４が位置「ｆ」にある場合、ギアホイール２２はギア２１と一体となって回転する。ドッグクラッチ１０４が位置「ｇ」にある場合、ギア２３はギア２１と一体となって回転する。

最後に、補助軸５は、エンジンとは反対側の端部で、この軸と一体となって回転する固定ギア２４を支持し、エンジン側では固定ギア２５を支持している。

主軸１上にある、エンジンから最も離れた位置にあるギアはギア１０である。このギアは、第２副軸４のギア１６と噛合う。第２副軸４の長さは２つの主軸の長さの合計と同じであり、これは第２副軸４がその前面でギア９を介して差動装置７にも連結されているからである。ギア１１はギア１７と噛合い、ギア１３はギア１８と噛合い、ギア１４はギア１９と噛合う。同様に、第１副軸３において、ギア１２はギア２０と噛合い、ギア１５はギア２１と噛合う。

第１副軸３上のエンジンから最も離れて位置するギア２０は、第１主軸１上のエンジンに最も近接して搭載されたギア１２と噛合う。このギア１２は、別の空間方向で、補助軸５上のエンジンから最も離れて搭載されたギア２４と噛合う。補助軸５のもう一方のギア２５は、第１副軸３のギア２３と噛合う。

第１副軸３と補助軸５とは特に短いことから、ギアボックスのサイズをエンジンとは反対側において高さ方向に下げることが可能となる。これにより、空いた空間はギア１６、１７と、これらの間に配置された二重ドッグクラッチ１０１の厚みの合計に相当する。

図２は、例えば図１に示された機構を収容するギアボックス機構の簡略図であるが、いかなる場合でも本発明を制限するものではない。図１は、この点に関し、実際には本発明による技術的思想を応用した単純例である。

この図は、図１に示された機構を収容するギアボックスのクラッチ筐体２０１と機構筐体２０２との断面を示す。筐体２０１、２０２は、連結面２０５を有する。筐体は、それぞれ閉鎖された第１コンパートメント２０４内に二重クラッチ６を、閉鎖された第３コンパートメント２０７内にギアシフト機構２０３を収容する。

ギアシフト機構２０３は、例えば、多数のギアを備えた平行軸を有するものであり、第１および第２クラッチにより自動車エンジンに交互に連結された２つの同心主軸と、図１と同様或いは異なるやり方で差動装置により自動車の車輪に連結された２つの副軸を含む。

本発明により、このギアボックスが少なくともクラッチを収容する第１コンパートメント２０４と、油圧制御要素を収容する第２コンパートメント２０６と、ギア、シンクロナイザおよびそのアクチュエータ（図示せず）を含むギアシフト機構２０３を収容する第３コンパートメント２０７とを有していることが見て取れ、アクチュエータとしては電動アクチュエータを採用することが可能であり、アクチュエータをギアボックス外部に配置させてもよい。

第２コンパートメントの要素は、例えば、ポンプと油圧式ディストリビュータＤＨとを有する。これは、本発明においてクラッチが「オイルバス湿式多板」型であるオートマチック二重クラッチギアボックスを利用するのが好適であるからである。こういったギアボックスにおいて、クラッチはオートマチックトランスミッションの場合と同様に、油圧式ディストリビュータと油圧式アクチュエータとを用いて制御される。

上述したように、油圧制御オイルは、理想としては、遊星ギアボックスと流体力学的トルク変換装置とを備えたオートマチックトランスミッションで使用するタイプの比較的流動性の高いオイルである必要があるが、クラッチ機構はより粘性の高い慣用されているマニュアルギアボックスオイルで潤滑化したほうがよい。

本発明で提案するように筐体をコンパートメント化することで、一方のコンパートメント２０４、２０６と他方のコンパートメント２０７とで異なるオイルを用いることが可能となる。従って、全ての機械要素、特にギアとシンクロナイザを、油圧制御回路で使用するオイルより粘性の高いオイルで潤滑化することが可能である。従って、最初の２つのコンパートメントは、好ましくは、第３コンパートメントより流動性の高いオイルを含む。図２に示されるように、第１コンパートメント２０４は、クラッチ筐体２０１内に配置されている。更に、最初の２つのコンパートメント２０４、２０６が互いに連通していることが好適である。

油圧制御要素を収容する第２コンパートメント２０６は、差動装置とは反対側のギアボックスの底部に配置させることが有利であり、例えば図１のように２つの主軸１、２、２つの副軸３、４および補助軸５を収容する第３コンパートメント２０７は機構筐体２０２のボックス上部に配置される。

最後に、第１コンパートメント２０４は、湿式多板二重クラッチＥ１、Ｅ２を収容していることが有利である。

上述したような構成を採用することで、油圧式要素とギアボックスの機械要素との双方に適合する特殊用途オイルを使用せずに済ますことが可能となる。更に、ギアの歯をリン酸塩でコーティングすることが可能なために、これらの歯を「超過して長く」する必要がなくなる。オイルを分けることで、ギアボックスの機械部品（ギアシフト、ギア、シンクロナイザその他）を変えることなく、「乾式」クラッチと「湿式」クラッチとを切り替えることが可能となる。

本発明によるギアボックスに係る非制限例としての軸とギアの図面である。 図２はその主な特徴を示す。

Claims (8)

1. 複数のトルク速度ギアを取り付けた平行軸を備えた自動車用ギアボックスであり、第１および第２クラッチ（Ｅ１、Ｅ２）により自動車エンジンに交互に連結された２つの同心主軸（１、２）と差動装置（７）により自動車の車輪に連結された２つの副軸（３、４）とを有し、このギアボックスが少なくとも１つのクラッチを収容する第１コンパートメント（２０４）と、油圧制御要素を収容する第２コンパートメント（２０６）と、ギアボックスのギアシフト機構（２０３）を収容する第３コンパートメント（２０７）とを有し、第１コンパートメント（２０４）がクラッチ筐体（２０１）内に配置され、第２コンパートメント（２０６）がディストリビュータと油圧式ポンプとを収容することを特徴とするギアボックス。
2. ギアシフト機構（２０３）が補助軸（５）を有し、エンジンから最も離れた位置の補助軸（５）のギア（２４）が第１副軸（３）の最遠ギアより軸方向に近傍に配置されるか、或いは同じ距離だけ離れていることを特徴とする、請求項１に記載のギアボックス。
3. 第１副軸（３）が第２副軸（４）よりも短いことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のギアボックス。
4. 第１副軸（３）のエンジンから最も離れた位置にあるギア（２０）が第１主軸（１）のエンジンに最も近接しているギアと噛合うことを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のギアボックス。
5. 最初の２つのコンパートメント（２０４、２０６）が互いに連通していることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のギアボックス。
6. 第２コンパートメント（２０６）が差動装置とは反対側のギアボックスの底部に配置されていることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のギアボックス。
7. 第３コンパートメント（２０７）が、機構筐体（２０２）内のギアボックスの上部に配置されていることを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のギアボックス。
8. 最初の２つのコンパートメント（２０４、２０６）が、第３コンパートメント（２０７）よりも流動性の高いオイルを含むことを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のギアボックス。

Images