JP2011518994A - トランスミッション、とりわけデュアルクラッチトランスミッション - Google Patents

トランスミッション、とりわけデュアルクラッチトランスミッション Download PDF

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Abstract

トランスミッション、とりわけデュアルクラッチトランスミッションを、とくに変化するトルク負荷に関してより堅固かつ小型に構成することができるようにするため、本発明は、相互に同軸に配置された2つのトランスミッション入口シャフトと、アイドラーとして構成されたギヤ歯車が回転可能に支承された2つのカウンタシャフトと、前記トランスミッション入口シャフトに回動不能に軸方向に順番に配置され、固定歯車として構成され、かつ前記アイドラーと間接的または直接的に噛合し、これにより種々のギヤ段を規定するギヤ歯車と、前記2つのカウンタシャフトに回動不能に、しかし軸方向に可動に支承され、それぞれ1つのアイドラーを対応するカウンタシャフトに回動不能に接続するために調整装置によって軸方向に移動される連結装置と、前記2つのカウンタシャフトにそれぞれ固定され、被駆動部の歯部と噛合した被駆動歯車とを有するトランスミッションを提案するものであり、ここで後進ギヤは、アイドラーのうちの1つのアイドラーと直接噛合する第1の中間シャフト固定歯車と、固定歯車のうち第1のギヤ段を規定する固定歯車と直接噛合する第2の中間シャフト固定歯車とが回動不能に配置された中間シャフトによって規定され、第1のギヤ段と後進ギヤを規定する固定歯車が、軸方向の順序で軸の外側に配置されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、一方では、相互に同軸に配置された2つのトランスミッション入口シャフトと、アイドラーとして構成されたギヤ歯車が回転可能に支承された2つのカウンタシャフトと、前記トランスミッション入口シャフトに回動不能に軸方向に順番に配置され、固定歯車として構成され、かつ前記アイドラーと間接的または直接的に噛合し、これにより種々のギヤ段を規定するギヤ歯車と、前記2つのカウンタシャフトに回動不能に、しかし軸方向に可動に支承され、それぞれ1つのアイドラーを対応するカウンタシャフトに回動不能に接続するために調整装置によって軸方向に移動される連結装置と、前記2つのカウンタシャフトにそれぞれ固定され、被駆動部の歯部と噛合した被駆動歯車とを有するトランスミッションに関するものであり、ここで後進ギヤは、アイドラーのうちの1つのアイドラーと直接噛合する第1の中間シャフト固定歯車と、固定歯車のうち第1のギヤ段G1を規定する固定歯車と直接噛合する第2の中間シャフト固定歯車とが回動不能に配置された中間シャフトによって規定される。他方で本発明は、2つのクラッチを有する、とりわけデュアルクラッチトランスミッションに関するものである。
この種のとりわけデュアルクラッチトランスミッションとして構成された、相互に同軸に配置された2つのトランスミッション入口シャフトと、アイドラーとして構成されたギヤ歯車が回転可能に支承された2つのカウンタシャフトと、前記トランスミッション入口シャフトに回動不能に軸方向に順番に配置され、固定歯車として構成され、かつ前記アイドラーと間接的または直接的に噛合し、これにより種々のギヤ段を規定するギヤ歯車と、前記2つのカウンタシャフトに回動不能に支承され、それぞれ1つのアイドラーを対応するカウンタシャフトに回動不能に接続するために調整装置によって軸方向に移動される連結装置と、前記2つのカウンタシャフトにそれぞれ固定され、被駆動部の歯部と噛合した被駆動歯車とを有するトランスミッションそれ自体は、特許文献1または特許文献2からの従来技術から十分に公知である。ここでとりわけ特許文献2は、アイドラーのうちの特定のアイドラーと直接噛合する第1の中間シャフト固定歯車と、固定歯車のうち第1のギヤ段G1を規定する固定歯車と直接噛合する第2の中間シャフト固定歯車とが回動不能に配置された中間シャフトによって規定される後進ギヤを開示しており、このようにしてとりわけ小型のトランスミッションを提供している。
ドイツ連邦共和国特開第10305241号 ドイツ連邦共和国特開第102004032498号
そこから出発して本発明の課題は、非常に堅固であり、変化するトルク負荷に関しても同形の小型トラスミッション、とりわけ小型デュアルクラッチトランスミッションを提供することである。
解決手段として上位概念に記載の、相互に同軸に配置された2つのトランスミッション入口シャフトと、アイドラーとして構成されたギヤ歯車が回転可能に支承された2つのカウンタシャフトと、前記トランスミッション入口シャフトに回動不能に軸方向に順番に配置され、固定歯車として構成され、かつ前記アイドラーと間接的または直接的に噛合し、これにより種々のギヤ段を規定するギヤ歯車と、前記2つのカウンタシャフトに回動不能に、しかし軸方向に可動に支承され、それぞれ1つのアイドラーを対応するカウンタシャフトに回動不能に接続するために調整装置によって軸方向に移動される連結装置と、前記2つのカウンタシャフトにそれぞれ固定され、被駆動部の歯部と噛合した被駆動歯車とを有するトランスミッションであって、ここで後進ギヤは、アイドラーのうちの1つのアイドラーと直接噛合する第1の中間シャフト固定歯車と、固定歯車のうち第1のギヤ段G1を規定する固定歯車と直接噛合する第2の中間シャフト固定歯車とが回動不能に配置された中間シャフトによって規定されるトランスミッションにおいて、第1のギヤ段と後進ギヤを規定する固定歯車が、軸方向の順序で軸の外側に配置されていることを特徴とすることが提案される。この構造では、この固定歯車をベアリングのすぐ近傍に配置することができ、これにより通常動作中、またはトルク変化時に発生し得る負荷、すなわち、とりわけトルク変化時に発生し得る歯車干渉力または振動が最小にされる。
好ましくは、第2のギヤ段を規定する固定歯車も同様に軸方向で外側に、すなわち軸方向の順序で前記固定歯車とは反対の側に配置される。この構造では、負荷またはトルク変化によりもっとも強く負荷される歯車、とりわけ半径の大きいそれぞれのアイドラーがベアリングの近傍に配置され、これによりそれぞれのトルクまたは力を、対応して良好に緩和することができる。まさに比較的低いギヤ段、とりわけ第1および第2のギヤ段では、それぞれの駆動機関の出力スペクトルが同じでも、機関のトルクから生じる負荷が、それぞれの歯車、とりわけそれぞれのアイドラーの半径のため最大である。
これはとりわけ、第1の中間シャフト固定歯車が、第2のギヤ段を規定する固定歯車の軸方向の高さに配置されている場合であり、それにより、ここでも可及的に非常に短い距離での支承を保証することができる。
第1のギヤ段と後進ギヤを規定する固定歯車が、軸方向でクラッチの反対側に配置されており、場合により第2のギヤ段を規定する固定歯車が軸方向でクラッチに向いた側に配置されている場合、このことは、発進過程で大きな負荷の下で頻繁に使用される2つのギヤ段、すなわち第1のギヤ段と後進ギヤまでのシャフトの長さを比較的に大きくするが、このことは従来技術によれば本来回避すべきである。他方で、本発明ではベアリングに接近することにより、その有害な影響がまさに最小にされる。ここでは多くの関連で、第2のギヤ段での発進が好ましい。このことにより、この種の構成では経路が短くなり、したがってねじれが比較的小さくなる。
とりわけこの種の実施形態では、2つのトランスミッション入口シャフトが相互に連結可能であり、これにより2つのクラッチを発進時に利用することができると有利であり得る。
他方では、第1のギヤ段と後進ギヤを規定する固定歯車が、軸方向でクラッチに向いた側に配置されていると有利であり得る。補充的に、第2のギヤ段を規定する固定歯車が、軸方向でクラッチの反対側に配置されていても良い。この種の構成は、択一的実施形態で述べた前記の欠点を克服し、とりわけ2つのクラッチの一方が、すなわち第1のギヤ段と後進ギヤに対するクラッチが、本来の発進目的に使用されるという本発明の装置の利点を補充的に利用する。このクラッチは対応して、比較的大きくまたは高耐負荷性に構成することができる。
とりわけデュアルクラッチトランスミッションでは、2つのクラッチが軸方向に同じ高さにあり、好ましくは50%以上オーバラップしており、半径方向には異なる半径で互いに配置することができる。したがって異なる半径による異なる設計がすでに前提である。
したがい、第1のギヤ段と後進ギヤを規定する固定歯車と接続されたクラッチが、半径方向で外側に配置されているとさらに有利であり得る。これによりクラッチは、半径が比較的大きいので比較的大きなトルクを伝達することができる。ここでは実質的に、クラッチを介して伝達可能なトルクが、締め付け力、クラッチ内の摩擦値、摩擦面の半径と数に比例する。
通例、デュアルクラッチトランスミッションの2つのクラッチはそれぞれ複数のクラッチ積層板を有し、これらクラッチ積層板は通常、クラッチごとにそれぞれ並置され、例えば駆動スチール積層板と被駆動摩擦積層板として、または被駆動スチール積層板と駆動摩擦積層板として配置されており、共通に互いに押し合うことができる。これにより軸方向にある程度の広がりが生じる。ここで、それぞれのクラッチのこの種の軸方向の広がりは、対応して互いに押し合うクラッチ面がそれぞれ2しか存在しない場合でも自然に存在せざるを得ない。なぜならこのクラッチ面を支持する構成ユニットがある程度の広がりを有するからである。「軸方向に同じ高さに配置されたクラッチ」の概念は、2つのクラッチの軸方向の広がりが同じ大きさであり、回転軸に対して垂直の、それらの中央面が互いに入り込まなければならないことを必ずしも意味するものではない。むしろ、第1のクラッチの1つの構成ユニットだけが、第2のクラッチの他方の構成ユニットとそれぞれ同じ高さにあれば、すでに十分である。
両方のトランスミッション入口シャフトが互いに連結可能であれば、2つのトランスミッション入口シャフトによって、デュアルクラッチトランスミッションのカウンタシャフトに出力を同時に伝達することができる。このことの利点は、2つのクラッチの結合力を利用することができ、これによりとりわけ発進状況で比較的大きなトルクを伝達することができること、または個々のクラッチを傷めずにすむことである。他方で2つのトランスミッション入口シャフトを連結すると、デュアルクラッチトランスミッションの本来の利点が失われる。なぜならそれ自体まだ使用されていないギヤの事前のシフトまたは同期化が不可能だからである。他方で、比較的大きなトルクは通例、非常に短時間で伝達しなければならないから、2つのトランスミッション入口シャフト間の連結は、通常、非常に高速に解除される。これによりデュアルクラッチトランスミッションの利点を直ちに再び利用することができる。
とりわけ自動車で使用する場合に、トランスミッションがディファレンシャルを含んでいると有利である。これによりデュアルクラッチトランスミッションを、とりわけ小型にして自動車で提供することができる。
本発明のさらなる利点、目的および特質を、添付図面の以下の記述に基づき説明する。図面には、第1のギヤ段と後進ギヤを規定する固定歯車が軸方向の順序で軸の外側に配置されているトランスミッションが例として示されている。図面において少なくとも実質的にその機能に関して一致するコンポーネントには、同じ参照番号を付すことができるが、これらのコンポーネントはすべての図面において数字が付されているわけではなく、説明する必要もない。
トランスミッション入口シャフトとカウンタシャフトを備える本発明のトランスミッションの概略的線図である。 図1のトランスミッションの概略的断面図である。 図1と2のトランスミッションの主要な歯車とシャフトの概略的側面図である。
図1に例として示されたトランスミッション100は、第1のクラッチと1と第2のクラッチ2を備えるデュアルクラッチトランスミッションである。2つのクラッチ1と2は、ここに詳細に図示しない駆動機関の駆動シャフト3と回動不能に接続されている。駆動機関は、好ましくは自動車に使用される内燃機関とすることができる。
対応して第1のクラッチ1は第1のトランスミッション入口シャフト4と作用接続している。ここで第1のトランスミッション入口シャフト4は中空シャフトとして構成されている。対応して第2のクラッチ2は第2のトランスミッション入口シャフト5と作用接続しており、ここで第2のトランスミッション入口シャフト5は中実シャフトとして構成されている。
さらにトランスミッション100は、第1のカウンタシャフト6と第2のカウンタシャフト7を有する。第1のカウンタシャフト6には、デュアルクラッチトランスミッションの第1のアイドラー8、第2のアイドラー9および第3のアイドラー10が設けられている。さらなるアイドラー11、12、13および14が第2のカウンタシャフト7に配設されており、したがって2つのカウンタシャフト6と7により全部で7つのアイドラー8〜14がデュアルクラッチトランスミッションに準備されている。2つのカウンタシャフト6と7のアイドラー8〜14とは、2つのトランスミッション入口シャフト4または5の固定歯車15、16、17または18が交互作用する。
ここで第1の固定歯車15と第2の固定歯車16は第1のトランスミッション入口シャフト4に配設されており、第3の固定歯車17と第4の固定歯車18は第2のトランスミッション入口シャフト5に配設されている。
固定歯車15〜18とアイドラー8〜14の相互作用によって、トランスミッション100では全部で6つの前進ギヤ段G1〜G6と1つの後進ギヤRGを実現することができる。
第1のギヤ段G1を実現するために、第2のトランスミッション入口シャフト5により支持される第4の固定歯車18が、第2のカウンタシャフト7の第7のアイドラー14と噛合することができる。第2のギヤ段G2に関しては、第4のアイドラー11が、第1のトランスミッション入口シャフト4により支持される固定歯車15と噛合する。第3のギヤ段G3に関しては、第6のアイドラー13が第3の固定歯車17と噛合し、第4のギヤ段G4は第5のアイドラー12と第2の固定歯車16によって変換される。第3のアイドラー10と第3の固定歯車17との相互作用によって、デュアルクラッチトランスミッションの第5のギヤ段G5を準備することができ、第6のギヤ段G6が第2の固定歯車16と第2のアイドラー9の相互作用によって可能となる。
第1のトランスミッション100をできるだけ小型に構成するために、連結装置19、20、21および22を含んでおり、これらの連結装置を介して軸方向に対向するそれぞれ2つのアイドラー8ないし9、11ないし12、または13ないし14が、これらにそれぞれ配属されたカウンタシャフト6または7と連結または連結解除することができる。このようにして例えば第3のギヤ段G3の第6のアイドラー13と、第1のギヤ段G1の第7のアイドラー14が、ただ1つの連結装置、すなわち第4の連結装置22によって第2のカウンタシャフト7と連結することができる。類似の構造的関係が第2のギヤ段G2と第4のギヤ段G4についても、第4のアイドラー11ないし第5のアイドラー12に関連して存在し、これらのアイドラーは第3の連結装置21を介して第2のカウンタシャフト7と作用接続することができる。さらに第1の連結装置19により、第1のアイドラー8または第2のアイドラー9が第1のカウンタシャフト6と作用接続することができ、これにより第6のギヤ段G6または後進ギヤRGをトランスミッション100で調整することができる。しかし第2の連結装置20によっては第3のアイドラー10だけが第1のカウンタシャフト6と作用接続することができ、これにより第5のギヤ段G5をデュアルクラッチトランスミッションで調整することができる。
対応して、第1のカウンタシャフト6が第1の被駆動歯車23によって、または第2のカウンタシャフト7が被駆動歯車24によって、推進力を駆動シャフト3からディファレンシャル26の歯部25に伝達することができる。
有利には第4の固定歯車18によって、後進ギヤRGをトランスミッション100で必要な場合に調整することができるようにするため、中間シャフト27を駆動することもできる。このために一方で中間シャフト27は、第1のカウンタシャフト6の第1のアイドラー8を備える中間シャフト固定歯車28と作用接続することができ、他方で中間シャフト27は、第2の中間シャフト固定歯車29によって第4の固定歯車18と相互作用することができる。
有利には、第1のギヤ段と後進ギヤRGを規定する、トランスミッション100の第4の固定歯車18は軸方向の順序で軸の外側に配置されており、これによりとりわけ第4の固定歯車18を、有利には第1の軸受30のすぐ近傍に配置することができる。この点に関し、この種の有利な支承部により、とりわけトルク変化の際に発生し得る振動を格段に減少することができる。
第1の軸受30は、第2のトランスミッション入口シャフト5を支承することのできる支承部である。有利には、第2のギヤ段G2を規定する、トランスミッション100の第1の固定歯車15も同様に、軸方向の順序で第4の固定歯車18とは反対の側で外側に配置されており、これによりこの構造で第1の中間シャフト固定歯車28は、第2のギヤ段G2を規定する第1の固定歯車15の軸方向の高さに配置され、さらにこれによりトランスミッション100の歯車にそれぞれ掛かるトルクを、トランスミッション100のハウジングによって対応して良好に吸収することができる。
さらにトランスミッション100の軸構成はさらなる軸受31から35を有し、これらの軸受により両方のトランスミッション入口シャフト4と5を有利に支承できるだけでなく、両方のカウンタシャフト6と7、ならびに中間シャフト27も有利に支承できる。
ここで2つのトランスミッション入口シャフト4と5は一方で、すでに説明した第1の軸受30により、他方で第5の軸受34により支承されている。
第1のカウンタシャフト6は、第2の軸受31および第4の軸受33によって支承されており、一方、第2のカウンタシャフト7は第3の軸受32および第6の軸受35によって支承されている。有利には第1の軸受30と第2の軸受31だけでなく、第3の軸受も1つの軸方向の高さに配置されている。これによりトランスミッション100の支承機構がとりわけ剛性に構成される。
ディファレンシャル26はとりわけ、第1の被駆動ベアリング36と第2の被駆動ベアリング37によって、トランスミッション10内に確実に機能するよう支承されている。
図3から、ディファレンシャル26の歯部25が、一方ではトランミッション100の第1のカウンタシャフト6の第1の被駆動歯車23と、他方ではトランミッション100の第2のカウンタシャフト7の第2被駆動歯車24とどのように噛合しているかがよく分かる。
第1のカウンタシャフト6では、第1のアイドラー8が中間シャフト27の中間シャフト固定歯車28と噛合し、このとき中間シャフト27の第2の中間シャフト固定歯車29はさらに第2のトランスミッション入口シャフト5の第4の固定歯車18と相互作用する。同時に第4の固定歯車18は第2のカウンタシャフト7の第7のアイドラー14と噛合し、これによりトランスミッション100の第1のギヤ段G1が形成される。
トランミッション100ではとりわけ、それぞれ第1のギヤ段G1と後進ギヤRGを規定する固定歯車18を、有利には軸受30のすぐ近傍に位置決めすることができ、これにより例えば通常動作中またはトルク変化の際にそれぞれトランスミッション100に発生し得る負荷が見事に最小化される。とりわけトルク変化の際に発生し得る歯車干渉力または振動を最小化することができる。
1 第1のクラッチ
2 第2のクラッチ
3 駆動シャフト
4 第1のトランスミッション入口シャフト
5 第2のトランスミッション入口シャフト
6 第1のカウンタシャフト
7 第2のカウンタシャフト
8 第1のアイドラー
9 第2のアイドラー
10 第3のアイドラー
11 第4のアイドラー
12 第5のアイドラー
13 第6のアイドラー
14 第7のアイドラー
15 第1の固定歯車
16 第2の固定歯車
17 第3の固定歯車
18 第4の固定歯車
19 第1の連結装置
20 第2の連結装置
21 第3の連結装置
22 第4の連結装置
23 第1被駆動歯車
24 第2の被駆動歯車
25 歯部
26 ディファレンシャル
27 中間シャフト
28 第1の中間シャフト固定歯車
29 第2の中間シャフト固定歯車
30 第1の軸受
31 第2の軸受
32 第3の軸受
33 第4の軸受
34 第5の軸受
35 第6の軸受
36 第1被駆動ベアリング
37 第2の被駆動ベアリング
38 軸端部
100 トランスミッション
G1 第1のギヤ段
G2 第2のギヤ段
G3 第3のギヤ段
G4 第4のギヤ段
G5 第5のギヤ段
G6 第6のギヤ段
RG 後進ギヤ

Claims (11)

  1. 相互に同軸に配置された2つのトランスミッション入口シャフト(4、5)と、アイドラー(8、9、10、11、12、13、14)として構成されたギヤ歯車が回転可能に支承された2つのカウンタシャフト(6、7)と、前記トランスミッション入口シャフト(4、5)に回動不能に軸方向に順番に配置され、固定歯車(15、16、17、18)として構成され、かつ前記アイドラー(8、9、10、11、12、13、14)と間接的または直接的に噛合し、これにより種々のギヤ段を規定するギヤ歯車と、前記2つのカウンタシャフト(6、7)に回動不能に、しかし軸方向に可動に支承され、それぞれ1つのアイドラー(8、9、10、11、12、13、14)を対応するカウンタシャフト(6、7)に回動不能に接続するために調整装置(19、20、21、22)によって軸方向に移動される連結装置(19、20、21、22)と、前記2つのカウンタシャフト(6、7)にそれぞれ固定され、被駆動部の歯部(25)と噛合した被駆動歯車(23、24)とを有するトランスミッションであって、ここで後進ギヤ(RG)が、アイドラー(8、9)のうちの1つのアイドラー(8)と直接噛合する第1の中間シャフト固定歯車(28)と、固定歯車(15、16、17、18)のうち第1のギヤ段(G1)を規定する固定歯車(18)と直接噛合する第2の中間シャフト固定歯車(29)とが回動不能に配置された中間シャフト(27)によって規定されるトランスミッションにおいて、
    前記第1のギヤ段(G1)と前記後進ギヤ(RG)を規定する固定歯車(18)が、軸方向の順序で軸の外側に配置されていることを特徴とするトランスミッション(100)。
  2. 第2のギヤ段(G2)を規定する固定歯車(15)が、軸方向の順序で前記固定歯車(18)とは反対の側の、軸方向で外側に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のトランスミッション(100)。
  3. 第1の中間シャフト固定歯車(28)は、第2のギヤ段(G2)を規定する固定歯車(15)の軸方向の高さに配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載のトランスミッション(100)。
  4. とりわけ請求項1から3までのいずれか1項に記載のトランスミッションとして、その入力側が駆動機関の駆動シャフト(3)と、その出力側が相互に同軸に配置された2つのトランスミッション入口シャフト(4、5)のそれぞれ一方と接続された2つのクラッチ(1、2)を備えるデュアルクラッチトランスミッションにおいて、
    前記第1のギヤ段(G1)と前記後進ギヤ(RG)を規定する固定歯車(18)が、軸方向で前記クラッチ(1、2)とは反対の側に配置されていることを特徴とするデュアルクラッチトランスミッション。
  5. 前記第2のギヤ段(G2)を規定する固定歯車(15)が、軸方向で前記クラッチ(1、2)に向いた側に配置されていることを特徴とする請求項4に記載のデュアルクラッチトランスミッション。
  6. その入力側が駆動機関の駆動シャフト(3)と、その出力側が相互に同軸に配置された2つのトランスミッション入口シャフト(4、5)のそれぞれ一方と接続された2つのクラッチ(1、2)を備えるデュアルクラッチトランスミッションにおいて、
    前記第1のギヤ段(G1)と前記後進ギヤ(RG)を規定する固定歯車(18)が、軸方向で前記クラッチ(1、2)に向いた側に配置されていることを特徴とするデュアルクラッチトランスミッション。
  7. 前記第2のギヤ段(G2)を規定する固定歯車(15)が、軸方向で前記クラッチ(1、2)とは反対の側に配置されていることを特徴とする請求項6に記載のデュアルクラッチトランスミッション。
  8. 前記2つのクラッチ(1、2)が、軸方向で同じ高さに好ましくは50%以上オーバラップして、半径方向には相互に異なる半径で配置されていることを特徴とする請求項4から7までのいずれか1項に記載のデュアルクラッチトランスミッション。
  9. 前記第1のギヤ段(G1)と前記後進ギヤ(RG)を規定する固定歯車(18)と接続されたクラッチ(1、2)が、半径方向で外側に配置されていることを特徴とする請求項8に記載のデュアルクラッチトランスミッション。
  10. 2つのトランスミッション入口シャフト(4、5)は相互に連結可能であることを特徴とする請求項1から9までのいずれか1項に記載のトランスミッション(100)。
  11. 被駆動部はディファレンシャル(26)を含むことを特徴とする請求項1から10までのいずれか1項に記載のトランスミッション(100)。
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