JP2015521725A - デュアルクラッチ変速機 - Google Patents

Abstract

本発明は、第１及び第２入力手段（２１３、２１４）がそれぞれ設けられている第１及び第２入力軸（３２１、３２２）と、センタ軸（３２４、４２４）と、カウンタ軸（２２３）と、第１及び第２プライマリギヤ段（３３２−２３３、４３２−２３３；２３０−１３１）と、を備えたデュアルクラッチ変速機（３００、４００）に関する。前記第１及び第２入力軸（３２１、３２２）は、前記センタ軸（３２４、４２４）と同軸に配置されるとともに前記第１及び第２プライマリギヤ段（３３２−２３３、４３２−２３３；２３０−１３１）を介して前記第１及び第２入力手段（２１３、２１４）からのトルクを前記カウンタ軸（２２３）に伝達することができる。前記第１プライマリギヤ段（３３２−２３３、４３２−２３３）は第１入力ギヤ（３３２、４３２）と第１被駆動ギヤ（２３３）を有し、前記第１入力ギヤ（３３２、４３２）が前記第１入力軸（３２１）に回転可能に固定され、前記第１入力ギヤ（３３２、４３２）が前記センタ軸（３２４、４２４）上に配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、デュアルクラッチ変速機、特に道路上を走行する車両のデュアルクラッチ変速機におけるギヤ配置に関する。

入力軸と出力軸が同軸なデュアルクラッチ変速機においては、センタ軸と第１入力軸との間に小さなメイン案内軸受けが配置されている。この案内軸受けは、いくつかのギヤ速度において大きな軸方向力を受ける。これらの大きな軸方向力は、トルクを伝達するときにギヤ咬合力を受けるヘリカルギヤから生じる。これらの大きな軸方向力は、メイン案内軸受けに相対回転がないときのギヤ速度において特に問題である。軸方向力が大きくかつ相対回転がないことは、小さな軸受けにとっては極めて好ましくない作動状態である。フレッティング摩耗が発生する可能性があり、軸受けの早期の損傷に至ることになる。

この課題に対する一つの解決策は軸受けのサイズを増加させることである。しかしながら、より大きな軸受けを利用できる空間がない。

本発明の目的は、独創性のあるギヤ配置をデュアルクラッチ変速機にもたらすことにあり、このギヤ配置は、案内軸受けに相対回転がない状態における案内軸受けの負荷の減少を意図したものである。

この目的は、第１及び第２入力手段がそれぞれ設けられている第１及び第２入力軸と、センタ軸と、カウンタ軸と、第１及び第２プライマリギヤ段とを備えるデュアルクラッチ変速機によって達成される。第１及び第２入力手段は、通常は、第１及び第２クラッチである。第１および第２入力軸は、センタ軸と同軸に配置されるとともに、第１及び第２プライマリギヤ段を介して、第１及び第２入力手段からカウンタ軸へとトルクを伝達することができる。これは周知の配置であって、いくつかのデュアルクラッチ変速機に使用されている。

第１プライマリギヤ段は、第１入力ギヤ及び第１被駆動ギヤを含み、その第１入力ギヤは第１入力軸に回転可能に固定される。本発明によると、第１入力ギヤは、以前から知られている第１入力軸上ではなく、センタ軸上に配置される。

以前から知られているような第１入力軸ではなく、センタ軸の上に第１入力ギヤを配置することにより、第１プライマリギヤに作用する軸方向のギヤ咬合力は主軸により受け取られて支持され、それによって案内軸受けはより小さい軸方向負荷を受ける。

第１入力軸は、軸方向の遊びを許容する接続を介して第１入力ギヤに接続されることが好ましく、その接続は如何なる軸方向負荷も伝達することはできない。この接続は、入力軸に属する第１部分とセンタ軸に属する第２部分とから成る。一つのそのような好適な接続はスプライン継ぎ手である。スプライン継ぎ手は一体化することができ、それは係合するクラッチ歯を、第１入力軸と第１プライマリカットギヤ３３２の上に含んでいる。このスプライン継ぎ手は、代わりに、第１入力軸及び第１プライマリカットギヤ上のクラッチ歯と係合する橋渡し要素を含むことができる。しかしながら、この接続は常に係合している。代わりの継ぎ手は、軸方向に向けられたドグクラッチ歯とすることができる。

更に好ましいことは、第１入力軸が、テーパローラ軸受けの上に第１入力ギヤを配置することであり、その軸受けは相対的に高い軸方向負荷を受けることができる。

これに対して、第１入力ギヤを円柱ローラ軸受け上に配置することは、円錐ローラ軸受けに対しコストの観点で好ましい。

更に有利なことは、センタ軸上の離間した軸方向位置と接触した軸方向位置との間で軸線方向に変位できるが、常に回転可能に第１入力軸に固定されるように、第１入力ギヤをセンタ軸上に配置することである。離間した軸方向位置においては、その接続の第１部分から第１入力ギヤが軸線方向に離間し、かつ接触した軸方向位置においては、第１入力ギヤとその接続の第１部分との間の軸方向の接触が可能となる。接触した位置においては、入力ギヤに作用する軸方向力を第１入力軸に伝達することができ、それによって案内軸受けは軸方向の負荷から更に解放される。

ここで予測されることは、第１入力ギヤが、第１方向にトルク負荷を伝達するときに、接触した軸方向位置に変位することである。この軸方向の変位は、第１入力ギヤに作用するギヤ咬合力によるものである。

第１入力ギヤ及び第１被駆動ギヤにはヘリカルギヤ歯が設けられており、それによって、第１入力ギヤが被駆動ギヤにトルク負荷を伝達するときに、離間した軸方向位置から接触した軸方向位置への第１入力ギヤの軸方向の変位が始動する。

第１入力ギヤの軸方向のスライドを達成するために、その上でスライドできる第１及び第２ローラ軸受けの上に第１入力ギヤが取り付けられている。第１入力ギヤには第１及び第２ローラ軸受けの間に半径方向内向きの突起が設けられ、軸線方向の変位が可能になっている。この半径方向に内向きの突起は、第１及び第２ローラ軸受けの間の対応する距離より短い範囲となっている。

本発明の別の実施形態において、第１入力ギヤとセンタ軸との間の回転可能な接続を可能にする同期機構あるいはドグクラッチが、第１入力ギヤに設けられる。同期機構あるいは咬合クラッチを閉じることにより、第１入力軸とセンタ軸の間の直接的な接続が達成される。

本発明は図面を参照して詳細に説明される。

従来技術のデュアルクラッチ変速機を示している。 独創性のあるデュアルクラッチ変速機の第１実施形態を示している。 独創性のあるデュアルクラッチ変速機の第２実施形態を示している。 独創性のあるデュアルクラッチ変速機の第２実施形態を示している。

図１は、エンジンで駆動されているときの、従来技術のデュアルクラッチ変速機２００を示している。このデュアルクラッチ変速機２００はメインハウジング１０２の内部に配置されており、そこには第１入力軸２２１と第２入力軸２２２がある。第１入力軸２２１は第１クラッチディスクセット２１３によって回転駆動することができ、かつ第２入力軸２２２は第２クラッチディスクセット２１４によって回転駆動することができる。

この従来技術によると、第１プライマリギヤ歯２３２が第１入力軸２２１に回転可能に固定され若しくは一体化されており、かつ第２プライマリギヤ歯２３０が第２入力軸２２２に回転可能に固定され若しくは一体化されている。センタ軸２２４は、入力軸２２１，２２２と同軸であり、かつカウンタ軸２２３はそれと平行である。第２入力軸２２２は、入力軸軸受け２２５によりクラッチハウジング２０１に支持されている。センタ軸２２４と第１入力軸２２１との間にメイン案内軸受け２２９が配置されている。センタ軸と入力軸の十分な支持は、入力軸２２１，２２２の間の２つの軸受けによって達成されている。

カウンタ軸２２３上においては、第２プライマリギヤ１３１が、第２入力軸２２２の第２プライマリギヤ歯２３０と咬み合っている。プライマリカウンタ軸空転ギヤ２３３が、第１入力軸２２１の第１プライマリギヤ歯２３２と咬み合っている。セカンダリカウンタ軸空転ギヤ２３５が、主軸２２４上の第２セカンダリ空転ギヤ１３４と咬み合っている。

図１には、変速機２００が、トップの第６速がアクティブであり（破線６ｇ）、かつ直結の第５速がアクティブでない状態で示されている。プライマリカウンタ軸空転ギヤ２３３は、第１カウンタ軸ツースクラッチ２４８、第２カウンタ軸空転ギヤ２３５及び第２カウンタ軸ツースクラッチ２４９により、カウンタ軸２２３に回転可能に接続されている。加えて、ダイレクトツースクラッチ２４０が、第１入力軸２２１とセンタ軸２２４を回転可能に接続している。図１においては、第２クラッチディスクセット２１４が係合している。これにより、第２入力軸２２２、第２プライマリギヤ歯２３０、第２プライマリギヤ１３１、カウンタ軸２２３、第２カウンタ軸ツースクラッチ２４９、第２カウンタ軸空転ギヤ２３５、第１カウンタ軸ツースクラッチ２４８、プライマリカウンタ軸空転ギヤ２３３、第１プライマリギヤ歯２３２、第１入力軸２２１、及びダイレクトツースクラッチ２４０を経由して、駆動力をセンタ軸２２４に伝達することができる。

矢印Ｆ１、Ｆ２は、エンジンが車両を駆動しているときに、第１プライマリギヤ歯２３２及び第２プライマリギヤ歯２３０にそれぞれ作用する、軸方向のギヤ咬合力を示している。ここで結論を下すと、第１入力軸２２１が右側に押されるということである。それにより、小さなメイン案内軸受け２２９は大きな力を受ける。ダイレクトツースクラッチ２４０が係合するので、メイン案内軸受け２２９には相対的な回転がない。大きな軸方向力と相対的な回転が無いことは、小さな軸受けにとって極めて好ましくない作動状態である。フレッティング摩耗が発生する可能性があり、それは軸受けの早期の損傷に至ることになる。

ここで、本発明を実施するいくつかのモードの単なる例証として、図２及び図３ａ、図３ｂに関連し、本発明の実施形態を以下に示しかつ説明する。

図２は、エンジンで駆動される本発明のデュアルクラッチ変速機３００の第１実施形態を示している。このデュアルクラッチ変速機３００は、第１及び第２入力軸３２１、３２２、センタ軸３２４、及びカウンタ軸２２３を備えている。

この独創的なデュアルクラッチ変速機３００は、図１に開示されている従来技術の変速機２００に相当する。しかしながら、独創的なことに第１入力軸３２１には如何なるギヤ歯も設けられておらず、代わりに第１プライマリカットギヤ３３２が軸受け３３２ｂ、３３２ｃ上に設けられて主軸３２４により支持されている。更に、この第１プライマリカットギヤ３３２は、第１プライマリスプライン継ぎ手３２１ｓによって第１入力軸３２１に回転可能に接続され、それにより軸方向の遊びがスプライン継ぎ手３２１ｓにおいて可能である。第１プライマリカットギヤ３３２に作用する軸方向のギヤ咬合力（矢印Ｆ１）は、メイン案内軸受け２２９に代えて主軸３２４が支持する。第２プライマリカットギヤ２３０に作用する軸方向のギヤ咬合力（矢印Ｆ２）は、軸受け２２５が受け取る。

図２には、変速機３００が第６速（６ｇ）がアクティブな作動状態で示されており、それによってドグクラッチ２４０が閉じていてメイン案内軸受け２２９には相対回転が無い。エンジンが車両を駆動している場合、矢印Ｆ１、Ｆ２は、第１プライマリカットギヤ３３２及び第２プライマリギヤ歯２３０に作用する軸方向のギヤ咬合力Ｆ１，Ｆ２をそれぞれ示している。図から判るように、メイン案内軸受け２２９は軸方向のギヤ咬合力を受けていない。それによって、フレッティング摩耗の損傷のリスクは大幅に減少している。

第１プライマリカットギヤ３３２はドグクラッチ２４０を介して主軸３２４に回転可能に接続されており、それによって軸受け３３２ｂ、３３２ｃは相対回転を受けない。軸受け３３２ｂ、３３２ｃはギヤ咬合力Ｆ１による負荷を受けるが、それらはメイン案内軸受け１２９よりかなり大きく、それによってフレッティング摩耗に関する問題を回避することができる。したがって、第１プライマリカットギヤ３３２を第１入力軸３２１から分離して主軸３２４上にそれ配置することにより、メイン案内軸受け２２９のフレッティング摩耗の損傷リスクを回避することができる。

第１プライマリスプライン継ぎ手３２１ｓは、第１入力軸３２１と第１プライマリカットギヤ３３２との間に、安定した回転方向の接続をもたらす。このスプライン継ぎ手３２１ｓは、第１プライマリカットギヤ３３２と第１入力軸３２１との間の軸方向の遊びを可能にする。それによって、軸方向力が主軸３２４から第１入力軸３２１に伝達されることはなく、その反対もまた同じである。

結論として、このデュアルクラッチ変速機３００は、メイン案内軸受け２２９をフレッティング摩耗にさらすことなしに、カウンタ軸から主軸に動力を伝達する第２ギヤ段としての後方のプライマリギヤ段２３３、３３２の利用を可能にする。

負荷と相対回転を同時に受けるギヤを支持する最も一般的な方法は、互いに対向して配置される円錐ローラ軸受けである。軸方向力は、ギヤと軸の間で両方向に伝達することができる。図２における矢印Ｆ１、Ｆ２は、エンジンが車両を駆動するときに第２プライマリギヤ歯２３０及び第１プライマリカットギヤ３３２上に作用する、軸方向のギヤ咬合力を示している。反対方向の駆動力の流れであるエンジンブレーキの場合、軸方向力の方向は逆転し、それによってメイン案内軸受け２２９は大きな軸方向力を受けることになるが、その一方で相対的な回転は依然として無い。これは、フレッティング摩耗のリスクを引き起こすが、許容することができる。エンジンブレーキのトルクは、通常、最大駆動トルクより著しく小さく、かつエンジンブレーキの頻度はエンジン駆動よりかなり小さいからである。

しかしながら、第１プライマリカットギヤ３３２から第１入力軸３２１への軸方向力の直接的な伝達は有利である。それゆえ、メイン案内軸受け２２９を軸方向のギヤ咬合力から解放することができる。

図３ａ及び図３ｂには独創的な変速機の他の実施形態が示されており、エンジンブレーキ時のフレッティング摩耗のリスクが低減されている。変更されたデュアルクラッチ変速機４００は、円柱ローラ軸受け４３２ｂ、４３２ｃによってセンタ軸４２４上に支持された、独創的な第１プライマリカットギヤ４３２を備えている。

円柱ローラ軸受けは、若干の相対的な軸方向変位を可能にし得る。しかしながら、慎重に設計された円柱軸受け構造では、軸方向力の伝達を制御することができる。デュアルクラッチ変速機４００において、これは以下のようになされる：第１プライマリカットギヤ４３２は、円柱ローラ軸受け４３２ｂ，４３２ｃの間に内向きの突起４４０を有している。第１プライマリカットギヤ４３２が、図３ａに矢印Ｆ３で示すような、右側に向いた軸方向ギヤ咬合力を受けるときに、その内向きの突起４４０は右側の円柱ローラ軸受け４３２ｃに接触する。軸方向のギヤ咬合力は主軸４２４に伝達され、センタ軸４２４とハウジング１０２の間の軸受け１２８によって受け取られる。これは、図１及び図２と同様に、エンジンが車両を駆動する場合に対応する。

エンジンブレーキの場合、図３ｂの矢印Ｆ４は、第１プライマリカットギヤ４３２上の軸方向のギヤ咬合力の方向を示している。このギヤ咬合力は、第１プライマリカットギヤ４３２を左側に押動する。内向きの突起４４０は、左側の円柱ローラ軸受け４３２ｂと接触しないように設計されている。その代わりに、第１プライマリカットギヤ４３２は第１入力軸３２１と軸方向に接触するようになり、軸方向のギヤ咬合力はそれに直接的に伝達される。これにより、メイン案内軸受け２２９は、エンジンブレーキの間においても軸方向のギヤ咬合力から解放される。

図２、図３ａ及び図３ｂに示されている実施形態において、スプライン継ぎ手３２１ｓは、第１入力軸３２１及び第１プライマリカットギヤ３３２、４３２上に、係合クラッチ歯を有している。これは、図２、図３ａ及び図３ｂに図式的に示されている。

あるいは、スプライン継ぎ手３２１ｓは、第１入力軸３２１及び第１プライマリカットギヤ３３２／４３２上のクラッチ歯と係合する橋渡し要素（図示せず）を有する。

請求項に記載されている参照符号は、請求項によって保護される事項の範囲を限定するものと見なされるべきではなく、それらの唯一の機能は請求項の理解をより容易なものとすることにある。

理解されるように、本発明は、添付の請求の範囲の要旨を逸脱しない範囲で、様々な自明な態様において変更することができる。したがって、その図面及び明細書は、本質的に例証的なものであって限定的なものではないとみなされるべきである。

１３１ 第２プライマリギヤ
１３４ 第２セカンダリ空転ギヤ
２００ 変速機
２０１ クラッチハウジング
２１３ 第１入力手段（第１クラッチディスクセット）
２１４ 第２入力手段（第２クラッチディスクセット）
２２１ 第１入力軸
２２２ 第２入力軸
２２３ カウンタ軸
２２４ センタ軸（主軸）
２２９ メイン案内軸受け
２３０ 第２プライマリギヤ歯
２３２ 第１プライマリギヤ歯
２３３ 第１入力ギヤ（プライマリカウンタ軸空転ギヤ）
２３５ 第２カウンタ軸空転ギヤ
２４０ ダイレクトツースクラッチ（ドグクラッチ）
２４８ 第１カウンタ軸ツースクラッチ
２４９ 第２カウンタ軸ツースクラッチ
３００，４００ デュアルクラッチ変速機
３２１ 第１入力軸
３２１ｓ スプライン継ぎ手
３２２ 第２入力軸
３２４，４２４ センタ軸（主軸）
３３２，４３２ 第１入力ギヤ（第１プライマリカットギヤ）
３３２ｂ，３３２ｃ 円錐ローラ軸受け
４３２ｂ，４３２ｃ 円柱ローラ軸受け
４４０ 突起

本発明は、デュアルクラッチ変速機、特に道路上を走行する車両のデュアルクラッチ変速機におけるギヤ配置に関する。

入力軸と出力軸が同軸なデュアルクラッチ変速機においては、センタ軸と第１入力軸との間に小さなメイン案内軸受けが配置されている。この案内軸受けは、いくつかのギヤ速度において大きな軸方向力を受ける。これらの大きな軸方向力は、トルクを伝達するときにギヤ咬合力を受けるヘリカルギヤから生じる。これらの大きな軸方向力は、メイン案内軸受けに相対回転がないときのギヤ速度において特に問題である。軸方向力が大きくかつ相対回転がないことは、小さな軸受けにとっては極めて好ましくない作動状態である。フレッティング摩耗が発生する可能性があり、軸受けの早期の損傷に至ることになる。

特許文献１は、請求項１の導入部に従来技術の実施例を開示している。

米国特許第５，１８１，４３１号明細書

この課題に対する一つの解決策は軸受けのサイズを増加させることである。しかしながら、より大きな軸受けを利用できる空間がない。

本発明の目的は、独創性のあるギヤ配置をデュアルクラッチ変速機にもたらすことにあり、このギヤ配置は、案内軸受けに相対回転がない状態における案内軸受けの負荷の減少を意図したものである。

この目的は、第１及び第２入力手段がそれぞれ設けられている第１及び第２入力軸と、センタ軸と、カウンタ軸と、第１及び第２プライマリギヤ段とを備えるデュアルクラッチ変速機によって達成される。第１及び第２入力手段は、通常は、第１及び第２クラッチである。第１および第２入力軸は、センタ軸と同軸に配置されるとともに、第１及び第２プライマリギヤ段を介して、第１及び第２入力手段からカウンタ軸へとトルクを伝達することができる。これは周知の配置であって、いくつかのデュアルクラッチ変速機に使用されている。

第１プライマリギヤ段は、第１入力ギヤ及び第１被駆動ギヤを含み、その第１入力ギヤは第１入力軸に回転可能に固定される。本発明によると、第１入力ギヤは、以前から知られている第１入力軸上ではなく、センタ軸上に配置される。

以前から知られているような第１入力軸ではなく、センタ軸の上に第１入力ギヤを配置することにより、第１プライマリギヤに作用する軸方向のギヤ咬合力は主軸により受け取られて支持され、それによって案内軸受けはより小さい軸方向負荷を受ける。

第１入力軸は、軸方向の遊びを許容する接続を介して第１入力ギヤに接続されることが好ましく、その接続は如何なる軸方向負荷も伝達することはできない。この接続は、入力軸に属する第１部分とセンタ軸に属する第２部分とから成る。一つのそのような好適な接続はスプライン継ぎ手である。スプライン継ぎ手は一体化することができ、それは係合するクラッチ歯を、第１入力軸と第１プライマリカットギヤ３３２の上に含んでいる。このスプライン継ぎ手は、代わりに、第１入力軸及び第１プライマリカットギヤ上のクラッチ歯と係合する橋渡し要素を含むことができる。しかしながら、この接続は常に係合している。代わりの継ぎ手は、軸方向に向けられたドグクラッチ歯とすることができる。

更に好ましいことは、第１入力軸が、テーパローラ軸受けの上に第１入力ギヤを配置することであり、その軸受けは相対的に高い軸方向負荷を受けることができる。

これに対して、第１入力ギヤを円柱ローラ軸受け上に配置することは、円錐ローラ軸受けに対しコストの観点で好ましい。

更に有利なことは、センタ軸上の離間した軸方向位置と接触した軸方向位置との間で軸線方向に変位できるが、常に回転可能に第１入力軸に固定されるように、第１入力ギヤをセンタ軸上に配置することである。離間した軸方向位置においては、その接続の第１部分から第１入力ギヤが軸線方向に離間し、かつ接触した軸方向位置においては、第１入力ギヤとその接続の第１部分との間の軸方向の接触が可能となる。接触した位置においては、入力ギヤに作用する軸方向力を第１入力軸に伝達することができ、それによって案内軸受けは軸方向の負荷から更に解放される。

ここで予測されることは、第１入力ギヤが、第１方向にトルク負荷を伝達するときに、接触した軸方向位置に変位することである。この軸方向の変位は、第１入力ギヤに作用するギヤ咬合力によるものである。

第１入力ギヤ及び第１被駆動ギヤにはヘリカルギヤ歯が設けられており、それによって、第１入力ギヤが被駆動ギヤにトルク負荷を伝達するときに、離間した軸方向位置から接触した軸方向位置への第１入力ギヤの軸方向の変位が始動する。

第１入力ギヤの軸方向のスライドを達成するために、その上でスライドできる第１及び第２ローラ軸受けの上に第１入力ギヤが取り付けられている。第１入力ギヤには第１及び第２ローラ軸受けの間に半径方向内向きの突起が設けられ、軸線方向の変位が可能になっている。この半径方向に内向きの突起は、第１及び第２ローラ軸受けの間の対応する距離より短い範囲となっている。

本発明の別の実施形態において、第１入力ギヤとセンタ軸との間の回転可能な接続を可能にする同期機構あるいはドグクラッチが、第１入力ギヤに設けられる。同期機構あるいは咬合クラッチを閉じることにより、第１入力軸とセンタ軸の間の直接的な接続が達成される。

本発明は図面を参照して詳細に説明される。

従来技術のデュアルクラッチ変速機を示している。 独創性のあるデュアルクラッチ変速機の第１実施形態を示している。 独創性のあるデュアルクラッチ変速機の第２実施形態を示している。 独創性のあるデュアルクラッチ変速機の第２実施形態を示している。

図１は、エンジンで駆動されているときの、従来技術のデュアルクラッチ変速機２００を示している。このデュアルクラッチ変速機２００はメインハウジング１０２の内部に配置されており、そこには第１入力軸２２１と第２入力軸２２２がある。第１入力軸２２１は第１クラッチディスクセット２１３によって回転駆動することができ、かつ第２入力軸２２２は第２クラッチディスクセット２１４によって回転駆動することができる。

この従来技術によると、第１プライマリギヤ歯２３２が第１入力軸２２１に回転可能に固定され若しくは一体化されており、かつ第２プライマリギヤ歯２３０が第２入力軸２２２に回転可能に固定され若しくは一体化されている。センタ軸２２４は、入力軸２２１，２２２と同軸であり、かつカウンタ軸２２３はそれと平行である。第２入力軸２２２は、入力軸軸受け２２５によりクラッチハウジング２０１に支持されている。センタ軸２２４と第１入力軸２２１との間にメイン案内軸受け２２９が配置されている。センタ軸と入力軸の十分な支持は、入力軸２２１，２２２の間の２つの軸受けによって達成されている。

カウンタ軸２２３上においては、第２プライマリギヤ１３１が、第２入力軸２２２の第２プライマリギヤ歯２３０と咬み合っている。プライマリカウンタ軸空転ギヤ２３３が、第１入力軸２２１の第１プライマリギヤ歯２３２と咬み合っている。セカンダリカウンタ軸空転ギヤ２３５が、主軸２２４上の第２セカンダリ空転ギヤ１３４と咬み合っている。

図１には、変速機２００が、トップの第６速がアクティブであり（破線６ｇ）、かつ直結の第５速がアクティブでない状態で示されている。プライマリカウンタ軸空転ギヤ２３３は、第１カウンタ軸ツースクラッチ２４８、第２カウンタ軸空転ギヤ２３５及び第２カウンタ軸ツースクラッチ２４９により、カウンタ軸２２３に回転可能に接続されている。加えて、ダイレクトツースクラッチ２４０が、第１入力軸２２１とセンタ軸２２４を回転可能に接続している。図１においては、第２クラッチディスクセット２１４が係合している。これにより、第２入力軸２２２、第２プライマリギヤ歯２３０、第２プライマリギヤ１３１、カウンタ軸２２３、第２カウンタ軸ツースクラッチ２４９、第２カウンタ軸空転ギヤ２３５、第１カウンタ軸ツースクラッチ２４８、プライマリカウンタ軸空転ギヤ２３３、第１プライマリギヤ歯２３２、第１入力軸２２１、及びダイレクトツースクラッチ２４０を経由して、駆動力をセンタ軸２２４に伝達することができる。

矢印Ｆ１、Ｆ２は、エンジンが車両を駆動しているときに、第１プライマリギヤ歯２３２及び第２プライマリギヤ歯２３０にそれぞれ作用する、軸方向のギヤ咬合力を示している。ここで結論を下すと、第１入力軸２２１が右側に押されるということである。それにより、小さなメイン案内軸受け２２９は大きな力を受ける。ダイレクトツースクラッチ２４０が係合するので、メイン案内軸受け２２９には相対的な回転がない。大きな軸方向力と相対的な回転が無いことは、小さな軸受けにとって極めて好ましくない作動状態である。フレッティング摩耗が発生する可能性があり、それは軸受けの早期の損傷に至ることになる。

ここで、本発明を実施するいくつかのモードの単なる例証として、図２及び図３ａ、図３ｂに関連し、本発明の実施形態を以下に示しかつ説明する。

図２は、エンジンで駆動される本発明のデュアルクラッチ変速機３００の第１実施形態を示している。このデュアルクラッチ変速機３００は、第１及び第２入力軸３２１、３２２、センタ軸３２４、及びカウンタ軸２２３を備えている。

この独創的なデュアルクラッチ変速機３００は、図１に開示されている従来技術の変速機２００に相当する。しかしながら、独創的なことに第１入力軸３２１には如何なるギヤ歯も設けられておらず、代わりに第１プライマリカットギヤ３３２が軸受け３３２ｂ、３３２ｃ上に設けられて主軸３２４により支持されている。更に、この第１プライマリカットギヤ３３２は、第１プライマリスプライン継ぎ手３２１ｓによって第１入力軸３２１に回転可能に接続され、それにより軸方向の遊びがスプライン継ぎ手３２１ｓにおいて可能である。第１プライマリカットギヤ３３２に作用する軸方向のギヤ咬合力（矢印Ｆ１）は、メイン案内軸受け２２９に代えて主軸３２４が支持する。第２プライマリカットギヤ２３０に作用する軸方向のギヤ咬合力（矢印Ｆ２）は、軸受け２２５が受け取る。

図２には、変速機３００が第６速（６ｇ）がアクティブな作動状態で示されており、それによってドグクラッチ２４０が閉じていてメイン案内軸受け２２９には相対回転が無い。エンジンが車両を駆動している場合、矢印Ｆ１、Ｆ２は、第１プライマリカットギヤ３３２及び第２プライマリギヤ歯２３０に作用する軸方向のギヤ咬合力Ｆ１，Ｆ２をそれぞれ示している。図から判るように、メイン案内軸受け２２９は軸方向のギヤ咬合力を受けていない。それによって、フレッティング摩耗の損傷のリスクは大幅に減少している。

第１プライマリカットギヤ３３２はドグクラッチ２４０を介して主軸３２４に回転可能に接続されており、それによって軸受け３３２ｂ、３３２ｃは相対回転を受けない。軸受け３３２ｂ、３３２ｃはギヤ咬合力Ｆ１による負荷を受けるが、それらはメイン案内軸受け１２９よりかなり大きく、それによってフレッティング摩耗に関する問題を回避することができる。したがって、第１プライマリカットギヤ３３２を第１入力軸３２１から分離して主軸３２４上にそれ配置することにより、メイン案内軸受け２２９のフレッティング摩耗の損傷リスクを回避することができる。

第１プライマリスプライン継ぎ手３２１ｓは、第１入力軸３２１と第１プライマリカットギヤ３３２との間に、安定した回転方向の接続をもたらす。このスプライン継ぎ手３２１ｓは、第１プライマリカットギヤ３３２と第１入力軸３２１との間の軸方向の遊びを可能にする。それによって、軸方向力が主軸３２４から第１入力軸３２１に伝達されることはなく、その反対もまた同じである。

結論として、このデュアルクラッチ変速機３００は、メイン案内軸受け２２９をフレッティング摩耗にさらすことなしに、カウンタ軸から主軸に動力を伝達する第２ギヤ段としての後方のプライマリギヤ段２３３、３３２の利用を可能にする。

負荷と相対回転を同時に受けるギヤを支持する最も一般的な方法は、互いに対向して配置される円錐ローラ軸受けである。軸方向力は、ギヤと軸の間で両方向に伝達することができる。図２における矢印Ｆ１、Ｆ２は、エンジンが車両を駆動するときに第２プライマリギヤ歯２３０及び第１プライマリカットギヤ３３２上に作用する、軸方向のギヤ咬合力を示している。反対方向の駆動力の流れであるエンジンブレーキの場合、軸方向力の方向は逆転し、それによってメイン案内軸受け２２９は大きな軸方向力を受けることになるが、その一方で相対的な回転は依然として無い。これは、フレッティング摩耗のリスクを引き起こすが、許容することができる。エンジンブレーキのトルクは、通常、最大駆動トルクより著しく小さく、かつエンジンブレーキの頻度はエンジン駆動よりかなり小さいからである。

しかしながら、第１プライマリカットギヤ３３２から第１入力軸３２１への軸方向力の直接的な伝達は有利である。それゆえ、メイン案内軸受け２２９を軸方向のギヤ咬合力から解放することができる。

図３ａ及び図３ｂには独創的な変速機の他の実施形態が示されており、エンジンブレーキ時のフレッティング摩耗のリスクが低減されている。変更されたデュアルクラッチ変速機４００は、円柱ローラ軸受け４３２ｂ、４３２ｃによってセンタ軸４２４上に支持された、独創的な第１プライマリカットギヤ４３２を備えている。

円柱ローラ軸受けは、若干の相対的な軸方向変位を可能にし得る。しかしながら、慎重に設計された円柱軸受け構造では、軸方向力の伝達を制御することができる。デュアルクラッチ変速機４００において、これは以下のようになされる：第１プライマリカットギヤ４３２は、円柱ローラ軸受け４３２ｂ，４３２ｃの間に内向きの突起４４０を有している。第１プライマリカットギヤ４３２が、図３ａに矢印Ｆ３で示すような、右側に向いた軸方向ギヤ咬合力を受けるときに、その内向きの突起４４０は右側の円柱ローラ軸受け４３２ｃに接触する。軸方向のギヤ咬合力は主軸４２４に伝達され、センタ軸４２４とハウジング１０２の間の軸受け１２８によって受け取られる。これは、図１及び図２と同様に、エンジンが車両を駆動する場合に対応する。

エンジンブレーキの場合、図３ｂの矢印Ｆ４は、第１プライマリカットギヤ４３２上の軸方向のギヤ咬合力の方向を示している。このギヤ咬合力は、第１プライマリカットギヤ４３２を左側に押動する。内向きの突起４４０は、左側の円柱ローラ軸受け４３２ｂと接触しないように設計されている。その代わりに、第１プライマリカットギヤ４３２は第１入力軸３２１と軸方向に接触するようになり、軸方向のギヤ咬合力はそれに直接的に伝達される。これにより、メイン案内軸受け２２９は、エンジンブレーキの間においても軸方向のギヤ咬合力から解放される。

図２、図３ａ及び図３ｂに示されている実施形態において、スプライン継ぎ手３２１ｓは、第１入力軸３２１及び第１プライマリカットギヤ３３２、４３２上に、係合クラッチ歯を有している。これは、図２、図３ａ及び図３ｂに図式的に示されている。

あるいは、スプライン継ぎ手３２１ｓは、第１入力軸３２１及び第１プライマリカットギヤ３３２／４３２上のクラッチ歯と係合する橋渡し要素（図示せず）を有する。

請求項に記載されている参照符号は、請求項によって保護される事項の範囲を限定するものと見なされるべきではなく、それらの唯一の機能は請求項の理解をより容易なものとすることにある。

理解されるように、本発明は、添付の請求の範囲の要旨を逸脱しない範囲で、様々な自明な態様において変更することができる。したがって、その図面及び明細書は、本質的に例証的なものであって限定的なものではないとみなされるべきである。

１３１ 第２プライマリギヤ
１３４ 第２セカンダリ空転ギヤ
２００ 変速機
２０１ クラッチハウジング
２１３ 第１入力手段（第１クラッチディスクセット）
２１４ 第２入力手段（第２クラッチディスクセット）
２２１ 第１入力軸
２２２ 第２入力軸
２２３ カウンタ軸
２２４ センタ軸（主軸）
２２９ メイン案内軸受け
２３０ 第２プライマリギヤ歯
２３２ 第１プライマリギヤ歯
２３３ 第１入力ギヤ（プライマリカウンタ軸空転ギヤ）
２３５ 第２カウンタ軸空転ギヤ
２４０ ダイレクトツースクラッチ（ドグクラッチ）
２４８ 第１カウンタ軸ツースクラッチ
２４９ 第２カウンタ軸ツースクラッチ
３００，４００ デュアルクラッチ変速機
３２１ 第１入力軸
３２１ｓ スプライン継ぎ手
３２２ 第２入力軸
３２４，４２４ センタ軸（主軸）
３３２，４３２ 第１入力ギヤ（第１プライマリカットギヤ）
３３２ｂ，３３２ｃ 円錐ローラ軸受け
４３２ｂ，４３２ｃ 円柱ローラ軸受け
４４０ 突起

Claims (9)

1. デュアルクラッチ変速機（３００、４００）であって、
   ● 第１及び第２入力手段（２１３、２１４）がそれぞれ設けられている第１及び第２入力軸（３２１、３２２）と、
   ● センタ軸（３２４、４２４）と、
   ● カウンタ軸（２２３）と、
   ● 第１及び第２プライマリギヤ段（３３２−２３３、４３２−２３３；２３０−１３１）と、を備え、
   前記第１及び第２入力軸（３２１、３２２）は、前記センタ軸（３２４、４２４）と同軸に配置されるとともに前記第１及び第２プライマリギヤ段（３３２−２３３、４３２−２３３；２３０−１３１）を介して前記第１及び第２入力手段（２１３、２１４）からのトルクを前記カウンタ軸（２２３）に伝達することができ、
   前記第１プライマリギヤ段（３３２−２３３、４３２−２３３）は第１入力ギヤ（３３２、４３２）と第１被駆動ギヤ（２３３）を有し、
   前記第１入力ギヤ（３３２、４３２）が前記第１入力軸（３２１）に回転可能に固定されている、デュアルクラッチ変速機において、
   前記第１入力ギヤ（３３２、４３２）が前記センタ軸（３２４、４２４）上に配置されている、デュアルクラッチ変速機（３００，４００）。
2. 前記第１入力ギヤ（３３２、４３２）が軸方向の遊びを可能にする接続部（３２１ｓ）によって前記第１入力軸（３２１）に接続され、その接続部が好ましくはスプライン継ぎ手（３２１ｓ）である、請求項１に記載のデュアルクラッチ変速機（３００，４００）。
3. 前記第１入力ギヤ（３３２、４３２）が円錐ローラ軸受け（３３２ｂ、３３２ｃ）上に配置されている、請求項１または２に記載のデュアルクラッチ変速機（３００，４００）。
4. 前記第１入力ギヤ（４３２）が円柱ローラ軸受け（４３２ｂ、４３２ｃ）上に配置されている、請求項２に記載のデュアルクラッチ変速機（３００，４００）。
5. 前記第１入力ギヤ（４３２）は、前記センタ軸（４２４）上の離間した軸方向位置と接触した軸方向位置との間で軸線方向に変位することができるように前記センタ軸（４２４）上に配置され、前記離間した軸方向位置においては前記第１入力ギヤ（４３２）が前記接続部（３２１ｓ）から軸線方向に離間し、かつ前記接触した軸方向位置においては前記第１入力ギヤ（４３２）と前記接続部（３２１ｓ）との間の軸方向の接触が可能となる、請求項４に記載のデュアルクラッチ変速機（４００）。
6. 前記第１入力ギヤ（４３２）は、第１方向にトルク荷重を伝達するときに前記接触した軸方向位置に変位する、請求項５に記載のデュアルクラッチ変速機（４００）。
7. 前記第１入力ギヤ（４３２）及び前記第１被駆動ギヤ（２３３）にヘリカルギヤ歯が設けられている、請求項５または６に記載のデュアルクラッチ変速機（４００）。
8. 前記第１入力ギヤ（４３２）は、第１及び第２ローラ軸受け（４３２ｂ、４３２ｃ）上に取り付けられてその上でスライドできるようになっており、かつ前記１及び第２ローラ軸受け（４３２ｂ、４３２ｃ）の間に配置された半径方向に内向きの突起（４４０）が設けられて前記軸方向の変位ができるようになっている、請求項５乃至７のいずれかに記載のデュアルクラッチ変速機（４００）。
9. 前記第１入力ギヤ（４３２）には、前記第１入力ギヤ（４３２）と前記センタ軸（３２４）との間の回転可能な接続を可能にする同期機構あるいはドグクラッチ（２４０）が設けられている、請求項５乃至８のいずれかに記載のデュアルクラッチ変速機（４００）。

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