JP2009517613A - 自動車のツインクラッチトランスミッション用のシール装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、その内部に、クラッチオイルを満たした、ツインクラッチ（４）を収容するためのクラッチ室（２）と、トランスミッションオイルを満たした、ツインクラッチトランスミッションギヤセット（５）を収容するためのトランスミッション室（３）と、が配設された１つのトランスミッションケース（１３）と、互いに同軸に支承された２つの駆動軸（７，８）とを有し、一方の駆動軸（８）が、内部中心軸として形成され、この内部中心軸が、トランスミッション室（３）内で、外部中空軸として形成された第２の駆動軸（７）の端面から突出し、両駆動軸（７，８）が、トランスミッション室（３）に対してクラッチ室（２）をシールするために、少なくとも１つのシール手段によってシールされている、自動車のツインクラッチトランスミッション（１）用のシール装置に関する。
同時にエア抜き及びリーク検知をするための簡単な可能性を提供するこのシール装置の確実なシールを提供するため、トランスミッションケース（１３）内に、ケース固定の収容部品（１２）が配設され、この収容部品に、隣接する２つのシール手段（１９，２０）が収容され、一方のシール手段（２０）が、中空の駆動軸（７）の半径方向をシールし、他方のシール手段（１９）が、中心の駆動軸（８）の半径方向をシールする。

Description

本発明は、請求項１の上位概念による自動車のツインクラッチトランスミッション用のシール装置に関する。

自動車用のツインクラッチトランスミッションは、既に公知である。その従来の段切換えトランスミッションに対する本質的な利点は、ギヤチェンジ時のシフト工程が、ほぼ牽引力を中断させずに行なわれることにある。これにより、ギヤをチェンジする際にしばしば生じる加速及び負荷の変動が回避され、これが、より快適な走行特性を生じさせ、よりスポーティなドライビングを可能にする。例えば特許文献１に記載された普通の構造では、ツインクラッチトランスミッションは、互いに同軸に配設された２つの駆動軸（トランスミッションインプットシャフト）を有し、これら駆動軸に、それぞれ、入力側に摩擦クラッチが付設され、トランスミッション側に、トランスミッションギヤセットの１つのグループのギヤが、特に一方では偶数ギヤが、他方では奇数ギヤとリバースギヤが、付設されている。この場合、一方の駆動軸は、外部中空軸として形成され、この外部中空軸内に、内部中心軸である他方の駆動軸が支承され、内部軸は、トランスミッション室内の移行領域で外部軸から突出する。動力伝達は、これら駆動軸のそれぞれ一方を介して交互に行なわれる。

ギヤチェンジは、両クラッチの開放と閉鎖のオーバラップによって行なわれ、それぞれ２つのギヤがシーケンシャルに駆動軸で入れられる。このようなトランスミッションは、大抵はオートマチックトランスミッションとして構成され、即ち、選択したギヤチェンジが、油圧／電気アクチュエータを介して制御される。摩擦クラッチとして、通常は湿式の多板クラッチが使用され、これら多板クラッチは、クラッチ室内で、ツインクラッチトランスミッションのトランスミッションギヤセットを収容するトランスミッション室に隣接して配設されている。

クラッチ室とトランスミッション室は、トランスミッションケース内で共通のオイルチャンバを構成することができる。これに対し、例えば特許文献２及び特許文献３に記載されているようなオイルチャンバの分離は、ツインクラッチとトランスミッションにとってそれぞれ１つのその要求に特別に調整したオイルを使用できるという利点を提供する。この場合、両オイルチャンバは、オイルが混ざらないように、互いにシールしなければならない。基本的に、トランスミッションではオイルチャンバのシールのために、軸の貫通部をラジアルシャフトシールリングでシールすることが公知である。このようなシールリングは、一般に、相応の軸に当接するシールリップがその一方の脚部に形成されたＵ字形の断面を備える。しかしながら、ツインクラッチトランスミッションの場合には、両オイルチャンバが軸の間の環状間隙を介して接続しているので、これらオイルチャンバは、半径方向外側の駆動軸からの半径方向内側の駆動軸の突出領域も直接相互にシールしなければならないという問題がある。

非公開の特許文献４からは、外部中空軸からの内部中心軸の突出領域に大きな環状間隙が設けられた同軸の駆動軸をシールするための装置が公知である。環状間隙には、端面側に２つのラジアルシャフトシールリングから成るダブルシールリングが配設されている。このダブルシールリングは、中空の外部駆動軸内にあり、両ラジアルシャフトシールリングのシールリップによって内部駆動軸をシールする。両ラジアルシャフトシールリングの間には、エア抜き及びリークコントロールをするためのドレンと接続した中間室が設けられている。公知の装置により、構造的に簡単な両軸のシールが提供される。

その欠点は、外部中空軸が回転した場合にラジアルシャフトシールリングが回転数の作用を受けることである。これは、遠心力に基づいて中心の駆動軸からシールリップを浮き上がらせ、これは、装置の気密性を阻害する。加えて、エア抜き及び通気並びにリーク検知のためのドレンは、構造的に比較的費用がかかる。
独国特許出願公開第１０１ ３４ １１８号明細書 独国特許出願公開第３５ ３０ ０１７号明細書 独国特許出願公開第４１ １５ ９８９号明細書 独国特許未公開出願第１０ ２００４ ０４６ ２９７号明細書

この背景から、本発明の根本にある課題は、一方の駆動軸が他方の駆動軸内に収容された同軸の２つの駆動軸の確実なシールを提供し、同時にエア抜きとリーク検知をするための簡単な可能性を提供する、冒頭で述べた方式のシール装置を提供することにある。

この課題の解決策は、主請求項の特徴部に記載され、本発明の有利な形成及び発展形は、従属請求項に記載されている。

本発明の根本にある認識は、ツインクラッチとトランスミッション用のオイルチャンバが分離されたツインクラッチトランスミッション内の互いに同軸に配設された駆動軸をシールする場合に、回転する駆動軸による遠心力のシールへの影響は、駆動軸に当接するシール手段のケース固定の配設によって回避することができること、このシール手段のケース固定の配設は、トランスミッションケースに統合したケース固定の部品により構造的に有利に置換可能であることにある。

従って、本発明は、その内部に、クラッチオイルを満たした、ツインクラッチを収容するためのクラッチ室と、トランスミッションオイルを満たした、ツインクラッチトランスミッションギヤセットを収容するためのトランスミッション室と、が配設された１つのトランスミッションケースと、互いに同軸に支承された２つの駆動軸とを有し、一方の駆動軸が、内部中心軸として形成され、この内部中心軸が、トランスミッション室内で、外部中空軸として形成された第２の駆動軸の端面から突出し、両駆動軸が、トランスミッション室に対してクラッチ室をシールするために、少なくとも１つのシール手段によってシールされている、自動車のツインクラッチトランスミッション用のシール装置から出発する。

加えて、提起された課題を解決するため、本発明によれば、トランスミッションケース内に、ケース固定の収容部品が配設され、この収容部品に、隣接する２つのシール手段が収容され、一方のシール手段が、中空の駆動軸の半径方向をシールし、他方のシール手段が、中心の駆動軸の半径方向をシールする。

以下では短縮して収容部とも言うケース固定の収容部品にシール手段を収容することにより、分離したツインクラッチとトランスミッションギヤセットのオイルチャンバのためのツインクラッチトランスミッションギヤセットの確実でしっかりとしたシールコンセプトが提供され、このシールコンセプトの場合、シール手段には、遠心力を条件とする回転数負荷が何ら生じない。これは、収容部に固定された２つのシール手段によって得られ、この場合、それぞれ一方のシール手段が、両駆動軸の一方をシールする。加えて、従来の駆動軸の構造的な変更が何ら必要でなく、これによりコストを有利にする。

加えて、好ましいことに、両シール手段は、それぞれ２つのラジアルシャフトシールリングから成るダブルシールリングとして形成されている。ラジアルシャフトシールリングは、軸をシールするために有効であることが実証されており、種々の構成で、比較的安価に使用可能である。特に有利なのは、それぞれ２つの間隔を置いたラジアルシャフトシールリングから成るダブルシールリングを使用することである。これにより、間隔内にそれぞれ１つのオイルのない空間が生じ、この空間は、収容部を介して、トランスミッション外に向かうエア抜き装置もしくは通気装置のために利用可能である。特に、収容部品を介するこのエア抜き装置は、従来技術による中心の駆動軸の内部を介する費用のかかるエア抜き装置と比べて構造的に簡に、従って安価に実現することができる。有利なことに、エア抜き装置は、同時に、シール装置の非気密である場合に流出するトランスミッションオイル及び／又はクラッチオイル用のリーク検知装置として機能することができる。

更に、ダブルシールリングの間に、クラッチ室と接続した中間領域が形成され、この中間領域を介して、内側に位置するラジアルシャフトシールリングに、潤滑のためにクラッチオイルが供給可能であり、ダブルシールリングの外側に、トランスミッション室と接続した外部領域が形成され、この外部領域を介して、外側に位置するラジアルシャフトシールリングに、潤滑のためにトランスミッションオイルが供給可能である。中間領域と外部領域により、軸上のシールリングの確実な潤滑が保証される。加えて、この潤滑は、外部中空軸内の半径方向間隙内にあるダブルシールリングの潤滑よりも更に効果的である。

加えて、有利なことに、ダブルシールリングの間の中間領域に、ツインクラッチに対応するオイルリザーバにクラッチオイルを戻すためのオイル還流路を設けることができる。加えて、このオイル還流路は、クラッチ注油の内部注油コンセプトの構成要素とすることができる。

有利なことに、収容部品は、トランスミッション室の、半径方向に少なくとも部分的に自由な領域に配設されており、この場合、半径方向にコンパクトな収容部品の構成が有利である。例えば、中空軸からの中心軸の突出領域に対して軸方向に、トランスミッションの同じ横断面に、被動軸に対して平行に配設された、シフトすべきそれぞれのギヤホイールを有するトランスミッションの主軸の回転数を同期させるためのシンクロ装置が設けられ、この場合、相応のシンクロスライドスリーブは、半径方向に隙間を有する。このため、構造空間の一部しか、半径方向に必要でない。収容部品は、構造的に自由な半径方向の構造空間を利用して、この箇所でトランスミッションケースに統合することができるので、収容部品もしくはシール装置のための付加的な軸方向の構造空間を何ら必要としない。

加えて、収容部品は、シール手段を収容する機能に加えて、少なくとも１つの付加的な機能のために設けられている。従って有利なことに、収容部品に、リバースギヤ用中間ギヤのための中間ギヤ支承部を収容するための手段を形成することができる。この場合、中間ギヤ支承部に生じる支承力は、少なくともトランスミッションケースの一部を介して導出可能であり、これにより、トランスミッションでの有利な負荷分散が得られる。

少なくとも１つのシフトロッドを支承するための手段を、収容部品に形成してもよい。加えて、少なくとも１つのシフトロッドの少なくとも１つの係止部及び／又はロック部を支承するための手段を収容部品に形成してもよい。最後に、収容部品に、センサ要素、特にシフトストロークの検知及び回転数の検出をするためのセンサ、を固定するための手段を形成してもよい。

収容部品の前記の高度な機能の統合によって、使用可能なトランスミッションの構造空間を同時に特に効果的に利用する、同軸の駆動軸の確実でしっかりしたシールが提供される。これにより、特にコンパクトに構成されたツインクラッチトランスミッションが実現可能である。必要なトランスミッションの構造空間は、従来の構造に比べて低減することさえできる。

実施例を基にして、本発明を以下で説明する。

図１に、オイルチャンバ２，３が分離された自動車のツインクラッチトランスミッション１が図示されている。オイルチャンバ２は、湿式多板クラッチ４を収容するためのクラッチ室として形成されている。オイルチャンバ３は、２つの部分トランスミッションを意味するツインクラッチトランスミッションギヤセット５を収容するトランスミッション室として形成されている。オイルチャンバ２及び３は、共通のトランスミッションケース１３によって包囲されている。ツインクラッチトランスミッションの機能方式は、それ自体公知である。従って、これ以降、本発明によるシール装置の細部だけを説明する。

オイルチャンバ２，３は、２つの駆動軸を案内する隔壁６によって分離されている。第１の駆動軸は、中空軸７として形成されており、この中空軸内に、中心軸８である第２の駆動軸が同軸に案内されている。両軸７及び８のいずれも、回転可能に支承され、クラッチ室２内のツインクラッチ４の一方の個別クラッチと、トランスミッション室３内のギヤグループ用の一方のギヤセットとに結合されている。この（詳細には説明しない）ギヤセットは、（同様に詳細には説明しない）トランスミッション主軸１０とピニオンシャフト１４の相応のギヤセットと、それ自体公知の方法で協働する。中空軸７は、隔壁６の領域で回転可能に支承され、シール９、例えばラジアルシャフトシールリング、によってシールされている。トランスミッション室３内で、中心軸８が中空軸７から突出する。突出領域１１は、図１の図の下半分に部分的に拡大して図示されている。この領域に、半径方向に位置調整してトランスミッションケース１３内に延在する収容部品１２が配設されている。図１によれば、収容部品１２は、トランスミッション被動軸もしくは主軸１０にトランスミッションのシンクロ装置も配設されたトランスミッションケースの横断面内に存在する。

収容部品１２は、図２のツインクラッチトランスミッション１を大きな尺度で示した側面図に図示した高度な機能を統合したケース固定の支柱軸受構造として形成されている。収容部品１２は、本質的に主軸１０及びピニオンシャフト１４の上で両駆動軸７，８を取り囲むように構成されている。図３は、トランスミッションケース１３への収容部品１２の接合部を明示した図２の拡大部を示す。これについて、３つの接合箇所１５，１６，１７のところで、収容部品１２をケースに固定する相応の取付け部材が、トランスミッションケース１３と収容部品１２に固定されている。更に、リバースギヤ用中間ギヤ１８が、収容部品１２に支承されている。

接合箇所１５，１６，１７は、同時に、特に収容部品１２に支承されたリバースギヤ用中間ギヤ１８から出発する、トランスミッションケース１３を介した支承力の負荷分散のために有効である。収容部品１２のリバースギヤ用中間ギヤ１８の支承部は、明確化のために、図５の斜視図にも示されている。リバースギヤ用中間ギヤ１８は、収容部品１２の相応の取付け穴３２内に支承される差込み軸３１を備える。

図４は、同軸の駆動軸７及び８をシールするための２つのシール手段１９，２０を収容、有利なことに圧入、する収容部品１２の突出部材４４を示す。シール手段１９，２０は、両側に作用するシールリング、短縮すればダブルシールリング、として形成されている。各ダブルシールリング１９，２０は、互いに結合された２つのラジアルシャフトシールリング２１，２２もしくは２３，２４を備え、これらラジアルシャフトシールリングが、半径方向内側のシールリップ２５，２６もしくは２７，２８を介して中心軸８もしくは中空軸７に当接する。これにより、トランスミッション室３と接続した、ダブルシールリング１９及び２０外の領域が、ダブルシールリング１９と２０の間に形成され、中空軸７と中心軸８の間の半径方向間隙３０を介してクラッチ室２と接続された中間領域２９に対してシールされている。中間領域２９は、ラジアルシャフトシールリング２１，２３の半径方向内側のシールリップ２５，２７を潤滑するクラッチオイルを供給される。

中間領域２９内には、収容部品１２を介して潤滑油還流路内のクラッチオイルを戻すためのオイル還流路４５が設けられている。これは、図８の斜視断面図で明確化されている。ダブルシールリング１９，２０の半径方向外側で、外側のラジアルシャフトシールリング２２及び２４がトランスミッションオイルで潤滑される。図８は、更に２つのエア抜き路３４，３５を有するエア抜き装置３３を示す。エア抜き路３４もしくは３５は、第１のダブルシールリング１９のラジアルシャフトシールリング２１と２２の間もしくは第２のダブルシールリング２０のラジアルシャフトシールリング２３と２４の間に配設されている。エア抜き路３４及び３５は、収容部品１２の一部を介してトランスミッション室３外に通じている。エア抜き装置３３は、同時にリークコントロールとして機能する。

図６及び７は、収容部品１２の別の２つの機能を図示する。図６ａは、２つのシフトロッド３７を収容するための２つの支承部３６と、シフトロッド３７の１つのロック部３９用の１つの収容部３８と、シフトロッド３７の２つの係止部４１用の２つの収容部４０を平面図で示す。図６ｂは、これら収容部品を側面図で示す。

最後に、図７ａ及び図７ｂは、収容部品１２に統合されたもう１つの、センサ要素を収容するためのセンサ収容部を、特にツインクラッチトランスミッションのシフトロッドの操作コントロールもしくは制御と、その駆動軸の回転数を検出するための回転数センサ４３の収容とをするためのセンサタワー４２を、２つの斜視平面図で示す。

本発明によるシール装置を有するツインクラッチトランスミッションの概略図を示す。 収容部品を統合したトランスミッションを断面にした側面図を示す。 収容部品のケース接合部を図示するための図２の一部を示す。 ２つのダブルシールリングを有するシール装置の一部の斜視図を示す。 収容部品内にリバースギヤ用中間ギヤを収容するためのトランスミッションの詳細図を示す。 シフトロッドを支承するためのトランスミッションの細部の斜視平面図を示す。 図６ａを断面にした側面図で示す。 収容部品内にセンサ装置を収容するためのトランスミッションの細部の斜視平面図を示す。 駆動軸用の回転数センサを収容するためのトランスミッションの細部の斜視平面図を示す。 潤滑油回路を図示するための収容部品の斜視断面図を示す。

符号の説明

１ ツインクラッチトランスミッション
２ クラッチ室
３ トランスミッション室
４ ツインクラッチ
５ ツインクラッチトランスミッションギヤセット
６ 隔壁
７ 駆動軸、中空軸
８ 駆動軸、中心軸
９ シール
１０ 主軸
１１ 突出領域
１２ 収容部品
１３ トランスミッションケース
１４ ピニオンシャフト
１５ 接合箇所
１６ 接合箇所
１７ 接合箇所
１８ リバースギヤ用中間ギヤ
１９ ダブルシールリング
２０ ダブルシールリング
２１ ラジアルシャフトシールリング
２２ ラジアルシャフトシールリング
２３ ラジアルシャフトシールリング
２４ ラジアルシャフトシールリング
２５ シールリップ
２６ シールリップ
２７ シールリップ
２８ シールリップ
２９ 中間領域
３０ 半径方向間隙
３１ 差込み軸
３２ 取付け穴
３３ エア抜き装置／リークコントロール
３４ エア抜き路
３５ エア抜き路
３６ 支承部
３７ シフトロッド
３８ ロック部用収容部
３９ ロック部
４０ 係止部用収容部
４１ 係止部
４２ センサタワー
４３ 回転数センサ
４４ 突出部材
４５ オイル還流路

Claims (15)

1. その内部に、クラッチオイルを満たした、ツインクラッチ（４）を収容するためのクラッチ室（２）と、トランスミッションオイルを満たした、ツインクラッチトランスミッションギヤセット（５）を収容するためのトランスミッション室（３）と、が配設された１つのトランスミッションケース（１３）と、互いに同軸に支承された２つの駆動軸（７，８）とを有し、一方の駆動軸（８）が、内部中心軸として形成され、この内部中心軸が、トランスミッション室（３）内で、外部中空軸として形成された第２の駆動軸（７）の端面から突出し、両駆動軸（７，８）が、トランスミッション室（３）に対してクラッチ室（２）をシールするために、少なくとも１つのシール手段によってシールされている、自動車のツインクラッチトランスミッション（１）用のシール装置において、
   トランスミッションケース（１３）内に、ケース固定の収容部品（１２）が配設され、この収容部品に、隣接する２つのシール手段（１９，２０）が収容され、一方のシール手段（２０）が、中空の駆動軸（７）の半径方向をシールし、他方のシール手段（１９）が、中心の駆動軸（８）の半径方向をシールすることを特徴とするシール装置。
2. 両シール手段（１９，２０）が、それぞれ２つのラジアルシャフトシールリング（２１，２２，２３，２４）から成るダブルシールリングとして形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシール装置。
3. ダブルシールリング（１９，２０）の間に、クラッチ室（２）と接続した中間領域（２９）が形成され、この中間領域を介して、内側に位置するラジアルシャフトシールリング（２１，２３）に、潤滑のためにクラッチオイルが供給可能であること、ダブルシールリング（１９，２０）の外側に、トランスミッション室（３）と接続した外部領域が形成され、この外部領域を介して、外側に位置するラジアルシャフトシールリング（２２，２４）に、潤滑のためにトランスミッションオイルが供給可能であることを特徴とする請求項２に記載のシール装置。
4. ダブルシールリング（１９，２０）の間の中間領域（２９）に、ツインクラッチ（４）に対応するオイルリザーバにクラッチオイルを戻すためのオイル還流路（４５）が設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載のシール装置。
5. 軸方向外側のラジアルシャフトシールリング（２２，２４）と軸方向内側のラジアルシャフトシールリング（２１，２３）の間にそれぞれ、収容部品（１２）を介してトランスミッション室（３）外に通じるエア抜き装置（３３）が配設されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載のシール装置。
6. エア抜き装置（３３）が、リーク検知装置として有効であることを特徴とする請求項５に記載のシール装置。
7. 収容部品（１２）が、トランスミッション室（３）の、半径方向に少なくとも部分的に自由な領域に配設されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のシール装置。
8. 収容部品（１２）が、ツインクランチトランスミッション（１）の主軸（１０）にシンクロ装置も形成されたトランスミッションケース（１３）の横断面内に配設されていることを特徴とする請求項７に記載のシール装置。
9. 収容部品（１２）が、シール手段（１９，２０）を収容する機能に加えて、少なくとも１つの付加的な機能のために設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のシール装置。
10. 収容部品（１２）に、リバースギヤ用中間ギヤ（１８）のための中間ギヤ支承部を収容するための手段が形成されていることを特徴とする請求項９に記載のシール装置。
11. 収容部品（１２）によって、中間ギヤ支承部に生じる支承力が、少なくともトランスミッションケース（１３）の一部を介して導出可能であることを特徴とする請求項１０に記載のシール装置。
12. 収容部品（１２）に、少なくとも１つのシフトロッド（３７）を支承するための手段が形成されていることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１つに記載のシール装置。
13. 収容部品（１２）に、少なくとも１つのシフトロッド（３７）の少なくとも１つの係止部（４１）を支承するための手段が形成されていることを特徴とする請求項１２に記載のシール装置。
14. 収容部品（１２）に、少なくとも１つのシフトロッド（３７）の少なくとも１つのロック部（３９）を支承するための手段が形成されていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のシール装置。
15. 収容部品（１２）に、センサ要素（４２，４３）を固定するための手段が形成されていることを特徴とする請求項８〜１３のいずれか１つに記載のシール装置。

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