JP2018031472A - 自動車変速機用ギヤシフト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品数を最小限に抑え、構造単純な自動車変速機用のギヤシフト装置を提供し、低ドラグトルクによる高ギヤ効率を提供する。
【解決手段】ギヤボックス軸の周りに回転可能な第１および第２ギヤボックス部品３２,３４と、第１ギヤボックス部品に接続され、コーン摩擦面を含む摩擦リングと、第１ディスク４０と、第２ディスク４２と、を含む。第１および第２ディスクは、マルチディスククラッチを形成し、第１ディスクは、回転的に固定する方法により同期要素に連結され、同期要素は、摩擦リングのコーン面に軸方向に隣接し、第１ギヤボックス部品と第１ディスクとの間に、速度同期のためのコーン嵌合面を含む。さらに、第１ディスクは、同期要素が一体的に形成された同期ディスクとして設計され、および／または第１ディスクのうちの１つは、形状固定方法により第１ディスクの全部を周方向に連結するディスク支持部として設計される。
【選択図】図１１

Description

本発明は、自動車変速機、特に全自動有段変速機用のギヤシフト装置に関し、互いに対してギヤボックス軸の周りに回転可能な第１ギヤボックス部品および第２ギヤボックス部品と、第１ギヤボックス部品に対して、周方向に回転的に固定され、軸方向に移動可能であるように接続され、かつコーン摩擦面を含む摩擦リングと、周方向に回転的に固定され、軸方向に移動可能であるように互いに接続された複数の第１ディスクと、周方向に回転的に固定され、軸方向に移動可能であるように互いに接続され、かつ第２ギヤボックス部品に接続された複数の第２ディスクと、を含み、第１ディスクおよび第２ディスクは、交互に前後に配置され、マルチディスククラッチを形成し、第１ディスクは、回転的に固定する方法により同期要素に連結され、同期要素は、摩擦リングのコーン面に軸方向に隣接し、第１ギヤボックス部品と第１ディスクとの間に、速度同期のためのコーン嵌合面を含む。

動力伝達のために、自動変速機、特に流体力学的トルクコンバータと遊星ギヤ変速機とを含む有段全自動変速機が、手動変速機とは別に、自動車技術において使用されている。

このような全自動有段変速機は、牽引力を遮ることなく、遊星ギヤセットを介して発生する動力によって作動する動力シフト変速機として機能する。ギヤチェンジは、個々の遊星ギヤセット要素を連結または解放することによってなされる。個々の遊星ギヤセット要素を連結するプロセスは、現在のところ、ほとんどの場合、マルチディスククラッチによって行われる。このマルチディスククラッチは、最大トルクが伝達されるように設計されなければならず、かつトルク伝達のために、対応する多数の摩擦点またはディスクを含まなければならない。多数の摩擦点が原因で、分離状態における望ましくないドラグトルクはかなり高く、ギヤ効率に悪影響を及ぼす。

このため、一般的なＤＥ １０２ ４４ ５２３ Ａ１は、内側ディスク支持部が回転可能なギヤボックス部品に連結された自動車変速機を既に提案している。同期は、選択的に、内側ディスク支持部と回転可能なギヤボックス部品との分離、摩擦連結または形状固定連結を可能にする。また、同期の分離状態では、ドラグトルクが発生するが、マルチディスククラッチに比べて摩擦面が実質的に小さいため、ドラグトルクは非常に小さい。ギヤシフト装置の分離状態では、すなわち、マルチディスククラッチが開放され、同期が解かれている場合、相対的な回転は、低いドラグトルクに起因して、同期領域内にのみ、または少なくとも主に同期領域内に、発生し、マルチディスククラッチの領域内には全くまたはほとんど発生しない。したがって、ギヤ効率は増加する。

しかし、ＤＥ １０２ ４４ ５２３ Ａ１の中で開示された自動車変速機の構成は、多数の個々の部品と、これらの個々の部品上に軸方向に作用する３つの別個のばねとがあるため、比較的複雑であり、かつ更に不必要に高いギヤシフト力レベルを含む。

本発明の目的は、個々の部品の数を最小限に抑えるとともに、構造的に単純な自動車変速機用のギヤシフト装置を提供し、低いドラグトルクに起因して高いギヤ効率を提供することにある。

本発明によると、この目的は、最初に述べたタイプのギヤシフト装置によって達成される。そこでは、第１ディスクのうちの１つは、同期要素が一体的に形成された同期ディスクとして設計され、および／または第１ディスクのうちの１つは、形状固定方法により第１ディスクの全部を周方向に連結するディスク支持部として設計されている。第１ディスクの１つに同期要素を一体的に形成する手段、および／または第１ディスクの１つをディスク支持部として設計する手段により、個々の構成要素の数が比較的少ない、特に単純でコンパクトな構成のギヤシフト装置が可能になる。さらに、そのギヤシフト装置の中で、第１ディスクの１つは、その径方向内側に、様々な機能を担う、すなわち同期要素のための摩擦面を形成しまたは他のディスクのディスク支持部として機能する、一体的に形成された湾曲部を有する。

ギヤシフト装置の１つの具体例によると、第１ギヤボックス部品は、ギヤボックス軸の周りを回転することができるギヤボックスシャフトを形成し、またはギヤボックスシャフトに堅く接続される。一方、第２ギヤボックス部品は、ギヤボックス軸の周りを回転することができる更なるギヤボックスシャフトを形成し、または更なるギヤボックスシャフトに堅く接続される。特に、２つの別個のギヤボックスシャフトは、異なる遊星ギヤセットのギヤボックスシャフトと同軸に配置され、ギヤシフト装置によって速度を一致させることができる。

ギヤシフト装置の代替的な具体例によると、第１ギヤボックス部品または第２ギヤボックス部品は、ギヤボックス軸の周りを回転することができるギヤボックスシャフトを形成し、またはギヤボックスシャフトに堅く接続される。一方、他のギヤボックス部品は、回転的に固定されたギヤボックスハウジングを形成し、またはギヤボックスハウジングに堅く接続される。ここでは、ギヤシフト装置は、ブレーキとして機能し、回転可能なギヤボックスシャフトにブレーキをかけ、回転的に固定する方法によりハウジング上に停止させることができる。マルチディスククラッチは、厳密な意味においてディスクブレーキを構成する。

好適には、同期ディスクは、リング形のディスクプレートと、周方向に離れた摩擦突出部と、を含み、各摩擦突出部は、コーン嵌合面を有する同期要素を形成し、ディスクプレートの径方向端部に形成する。これにより、再生産された板金ディスクとしての生産コストの低い同期ディスクを生産することができる。

代わりに、同期要素は、第１ディスクのうちの１つに対して軸方向に付勢され、かつ第１ディスクのうちの１つに支持されている別個のシンクロナイザリングであることも考えられる。特に、シンクロナイザリングは、第１ディスクとの回転的に固定された連結のために設けられ、第１ディスクの対応する凹部に嵌合する軸方向連結突出部を含むことが考えられる。

好適には、作動部材は、第１ディスクおよび第２ディスクに対して軸方向に作動するように設けられ、作動部材は、非作動初期位置から、同期位置および形状固定位置を経由して、連結位置に向かって軸方向に移動可能であり、非作動初期位置では、マルチディスククラッチは、開放され、第１ディスクは、第１ギヤボックス部品に周方向に連結されず、同期位置では、マルチディスククラッチは、実質的に開放され、第１ディスクは、第１ギヤボックス部品に周方向に摩擦接続によって連結され、形状固定位置では、マルチディスククラッチは、実質的に開放され、第１ディスクは、第１ギヤボックス部品に周方向に形状固定接続によって連結され、連結位置では、マルチディスククラッチは、閉じられ、第１ディスクは、第１ギヤボックス部品に周方向に形状固定接続によって連結される。結果として、ギヤシフトデバイスをシフトさせるプロセスには、１つの作動部材のみが必要であり、これは、マルチディスククラッチを閉じることによる短いシフト距離で、まず第１ギヤボックス部品と第１ディスクとの間の同期をもたらし、次に、第１ギヤボックス部品と第２ギヤボックス部品との周方向の摩擦接続を確実にするものである。

この場合、同期ディスクは、好適には、作動部材に対して軸方向に最も近接して配置された、第１ディスクのうちの１つである。作動部材によってマルチディスククラッチに軸方向に作用すると、低コストで確実に、マルチディスククラッチが閉じられる前に、第１ギヤボックス部品と第１ディスクとの間で速度の同期が行われる。

ギヤシフト装置の具体例によると、第１ディスクのそれぞれは、同期ディスクを除いては、周方向に離れた連結突出部を備えた径方向ディスク端部を有し、連結突出部は、軸方向に延び、それぞれが、軸方向に隣接する第１ディスクの周方向に隣接する２つの連結突出部の中間空間に嵌合する。このようにして、いずれの場合においても、２つの隣接する第１ディスクは、回転的に固定する方法により互いに接続され、全体として一連の接続が実現され、全ての第１ディスクを回転的に固定する方法により互いに連結する。

ギヤシフト装置のこの具体例において、作動部材の形状固定位置および連結位置では、作動部材から軸方向に最も遠い第１ディスクの連結突出部は、第１ギヤボックス部品の凹部に嵌合して、第１ディスクと第１ギヤボックス部品との間に、回転的に固定された形状固定接続を確立する。

ギヤシフト装置の代替的な具体例では、作動部材から軸方向に最も遠い第１ディスクは、全ての第１ディスクの回転的に固定された形状適合相互接続のためのディスク支持部として構成される。

この具体例では、ディスク支持部として構成された第１ディスクは、リング形のディスクプレートを含み、ディスクプレートの径方向端部は、周方向に離れ、軸方向に曲がった、その上に形成された連結ラグを有し、連結ラグは、ディスクプレートから離れる方向を向いた端部の安定化リングによって互いに接続される。安定化リングは、マルチディスククラッチの特に高い負荷支持とトルク伝達能力をもたらす。

さらに、ディスク支持部として構成された第１ディスクの連結ラグは、作動部材の形状固定位置および連結位置において、第１ギヤボックス部品の凹部に嵌合し、第１ディスクと第１ギヤボックス部品との間に、回転的に固定された形状固定接続を提供する。

ギヤシフト装置の好的な具体例によると、摩擦リングのコーン摩擦面を、同期要素のコーン嵌合面に向かって軸方向に付勢するばね要素が備えられる。この文脈では、第１ギヤボックス部品、摩擦リングおよびばね要素は、特に、軸方向に予め搭載され、予め取り付けられる構造ユニットを構成する。

例として、摩擦リングは、板金スリーブの第１軸方向端上に形成されてもよい。板金スリーブは、反対側の第２軸方向端に、第１ギヤボックス部品とのラッチ接続を確立するための弾性ラッチ要素を含む。板金スリーブ内に摩擦リングを一体化することにより、極めてコンパクトな設計ができるとともに、ギヤシフト装置に必要な個々の部品の数が特に少なくなる。

この場合、ばね要素は、第１ギヤボックス部品によって、および前記板金スリーブの曲がったばね取付ラグによって、支持される。

さらに、第１ギヤボックス部品は、径方向外側に突き出た爪を含むクラッチディスクであり、板金スリーブの第２軸方向端は、その上に形成された板金ラグを有し、板金ラグは、クラッチディスクの隣接する爪の間に延びるとともに、摩擦リングをクラッチディスクに回転的に固定する方法により接続することが好ましい。したがって、板金スリーブは、速度同期のためのコーン摩擦面と、第１ギヤボックス部品に回転的に固定された接続をするための板金ラグと、必要に応じてばね要素を支持するためのばね取付ラグと、を含む有利な多機能部品を表す。

本発明の更なる特徴および利点は、図面を参照して以下の好ましい具体例の説明から明らかになる。

本発明に係るギヤシフト装置を含む全自動有段変速機の変速機図である。 １つの具体例に係る本発明のギヤシフト装置の斜視分解図である。 図２のギヤシフト装置の部分断面斜視分解図である。 非作動初期位置にある図２の組み立てられたギヤシフト装置の長手方向断面を示す。 非作動初期位置にある図２の組み立てられたギヤシフト装置の別の長手方向断面を示す。 非作動初期位置にある図２の組み立てられたギヤシフト装置の別の長手方向断面を示す。 図２のギヤシフト装置の予め取り付けられる構造ユニットの詳細断面を示す。 図７の予め取り付けられる構造ユニットの斜視図である。 図２のギヤシフト装置のマルチディスククラッチの詳細断面を示す。 図９のマルチディスククラッチの斜視図である。 連結位置にある図２のギヤシフト装置の長手方向断面を示す。 非作動初期位置にある本発明に係るギヤシフト装置の別の具体例の長手方向断面を示す。 マルチディスククラッチの領域の中の、図１２のギヤシフト装置の詳細断面を示す。 図１２のギヤシフト装置の斜視展開図である。 非作動初期位置にある本発明に係るギヤシフト装置の別の具体例の長手方向断面を示す。 図１５のギヤシフト装置の別の長手方向断面を示す。 図１５のギヤシフト装置の予め取り付けられるアセンブリユニットの斜視展開図である。 別の具体例に係る本発明のギヤシフト装置の斜視分解図である。 非作動初期位置にある図１８の組み立てられたギヤシフト装置の長手方向断面を示す。 非作動初期位置にある図１８の組み立てられたギヤシフト装置の別の長手方向断面を示す。 図１８のギヤシフト装置のマルチディスククラッチの斜視図である。 図１９のギヤシフト装置の断面の詳細を示す。 連結位置にある図１９の組み立てられたギヤシフト装置の長手方向断面を示す。

図１は、自動車の電気油圧制御式の全自動有段変速機１０を示しており、これはトルクコンバータ１２と、４つの遊星変速機または遊星ギヤセット１４と、概略的に示されたギヤボックスハウジング１６とを含む。さらに、駆動シャフト１８、出力シャフト２０、および複数のギヤボックスシャフト２４が提供される。以下では、遊星変速機の遊星ギヤ支持部、太陽ギヤおよび内側ギヤは、ギヤボックスシャフト２４とも呼ばれる。ギヤボックスシャフト２４は、個々の遊星ギヤセット１４に関連付けられ、互いに対して同軸に配置されている。

有段変速機１０は、更にギヤシフト装置２６、２８を含む。ギヤシフト装置２６、２８には、油圧が作用し、更なるギヤボックスシャフト２４もしくはギヤボックスハウジング１６のいずれかにギヤボックスシャフト２４を連結し、または更なるギヤボックスシャフト２４もしくはギヤボックスハウジング１６からギヤボックスシャフト２４を分離することができる。

この文脈で、ギヤボックスシャフト２４をギヤボックスハウジング１６に連結するギヤシフト装置２６は、ブレーキ装置とも呼ばれる。２つのギヤボックスシャフト２４を相互に連結するギヤシフト装置２８は、クラッチ装置とも呼ばれる。この例示的な具体例では、６つのギヤシフト装置２６、２８が設けられ、そのうち、３つのギヤシフト装置２６はブレーキ装置として設計され、３つのギヤシフト装置２８はクラッチ装置として設計されている。例えば、図１によると、２つのブレーキ装置と１つのクラッチ装置とは連結状態にあり（ハッチングされた領域によって示されている）、１つのブレーキ装置と２つのクラッチ装置とは分離状態にある。

駆動シャフト１８と出力シャフトとの間の変速比に対応する有段変速機１０の個々のギヤ段は、ギヤシフト装置２６、２８の様々なギヤシフトの組合せから生じる。

全自動有段変速機１０の基本的な構造および機能の方法は、従来技術から既に一般的に知られているため、更に詳細には説明しない。そして以下では、本発明に係るギヤシフト装置２６、２８の構造設計および機能のみを詳細に説明する。

図２〜１１は、自動車変速機、特に全自動有段変速機１０のギヤシフト装置２６の具体例を示している。ギヤシフト装置２６、特にギヤシフト装置２６の作動部材３０は、様々な軸方向位置、より正確には軸方向初期位置（図４〜６）と、軸方向同期位置と、軸方向形状固定位置と、軸方向連結位置と（図１１）、をとることができる。

ギヤシフト装置２６は、互いに対してギヤボックス軸Ａの周りに回転可能な第１ギヤボックス部品３２および第２ギヤボックス部品３４と、第１ギヤボックス部品３２に対して、周方向に回転的に固定され、軸方向に移動可能であるように接続され、かつコーン摩擦面３８を含む摩擦リング３６と、周方向に回転的に固定され、軸方向に移動可能であるように互いに接続された複数の第１ディスク４０と、周方向に回転的に固定され、軸方向に移動可能であるように互いに接続され、かつ第２ギヤボックス部品３４に接続された複数の第２ディスク４２と、を含み、第１ディスク４０および第２ディスク４２は、交互に前後に配置され、マルチディスククラッチ４４を形成している。

図２〜１１に係る例示的な具体例では、第１ディスク４０は、径方向内側に、回転的に固定されかつ軸方向に移動可能に接続された内側ディスクである。第１ディスク４０を周方向に連結する方法は、以下でより詳細に説明する。その結果、第２ディスク４２は、第２ギヤボックス部品３４にそれぞれ回転的に固定されかつ軸方向に移動可能に接続された外側ディスクとなる。後者は、外側ディスク支持部として実装される。

図２〜１１に係る例示的な具体例では、第１ギヤボックス部品３２は、有段変速機１０のギヤボックスシャフト２４に堅く接続されたクラッチディスク４６、またはそれと一体化されたものである。他方、第２ギヤボックス部品３４は、回転的に固定されたギヤボックスハウジング１６として、またはそのようなギヤボックスハウジング１６に堅く接続されるように設計される。その結果、ギヤシフト装置２６はブレーキ装置として機能し、ギヤボックスハウジング１６上のクラッチディスク４６に堅く接続されたギヤボックスシャフト２４を固定することができる。

第２ギヤボックス部品３４は、ギヤボックスハウジング１６に固定的に接続される代わりに、別のギヤボックスシャフト２４として設計されてもよく、またはそのような別のギヤボックスシャフト２４に堅く接続されてもよい。第２ギヤボックス部品３４に堅く接続された上記の別のギヤボックスシャフト２４と、第１ギヤボックス部品３２に堅く接続された上記のギヤボックスシャフト２４とは、異なる遊星ギヤセット１４の２つの別個の独立したギヤボックスシャフト２４であり、これらは特に同軸に配置されている。そのようなギヤシフト装置２８は、マルチディスククラッチ４４および回転方向の同期によって、遊星ギヤセット１４のギヤボックスシャフト２４を別の遊星ギヤセット１４のギヤボックスシャフト２４に連結することができる、クラッチ装置として機能する。このプロセスでは、まず第１ディスク４０と第１ギヤボックス部品３２との間で速度の合致が起こり、その後、ギヤボックスシャフト２４は、マルチディスククラッチ４４の摩擦適合接続と同期の形状固定接続を経由して、回転的に固定する方法により実質的に接続される。

第１ディスク４０と、ギヤボックスシャフト２４に堅く接続されたクラッチディスク４６との間の同期は、マルチディスククラッチ４４が開放されるたびに生じるマルチディスククラッチ４４の比較的高いドラグトルクを減少させるために設けられる。

この目的に向けて、第１ディスク４０は、回転的に固定する方法により同期要素４８に連結される。同期要素４８は、摩擦リング３６のコーン面３８に軸方向に隣接し、第１ギヤボックス部品３２と第１ディスク４０との間に、速度同期のためのコーン嵌合面５０を含む。

図３、４、９および１１は、第１ディスク４０のうちの１つが、同期要素４８が一体的に形成された同期ディスク５２として設計されていることを明確に示している。同期ディスク５２は、ギヤボックス軸Ａに垂直な平面内に広がっているリング形のディスクプレートと、周方向に離れた摩擦突出部５４と、を含む。各摩擦突出部５４は、コーン嵌合面５０を有する同期要素４８を形成し、ディスクプレートの径方向内側の端部に形成されている。

マルチディスククラッチ４４を閉じる前に信頼性のある同期を確実にするために、同期ディスク５２は、作動部材３０の軸方向のできる限り近くに配置される。特に好適には、図４および図１１に示されているように、同期ディスク５２は、作動部材３０に軸方向に最も近い、第１ディスク４０のうちの１つである。

図９および図１０によると、第１ディスク４０のそれぞれは、同期ディスク５２を除いては、周方向に離れた連結突出部５６を備えた径方向内側ディスク端部を有し、連結突出部５６は、軸方向に延び、それぞれが、軸方向に隣接する第１ディスク４０の周方向に隣接する２つの連結突出部５６の中間空間に嵌合する。このようにして、２つの隣接する第１ディスク４０は、回転的に固定する方法により互いに接続され、全ての第１ディスク４０が回転的に固定する方法により互いに連結され、これにより、全体として一連の接続が達成される。

図１０は、同期ディスク５２の摩擦突出部５４が、他の第１ディスク４０の連結突出部５６と周方向に同じ分布と寸法を有することを明確に示している。したがって、同期ディスク５２は、軸方向に隣接する第１ディスク４０の連結突出部５６によって、形状適合の方法によって、他の第１ディスク４０に周方向に実質的に回転的に固定的する方法により容易に連結されることができる。

説明した第１ディスク４０の周方向の形状固定相互接続は、有利な方法で、第１ディスク４０のための別個のディスク支持部なしで行うことができる。これは、シフト装置２６の構成を単純化し、個別の部品の数が有利に減少する。

なお、作動部材３０から軸方向に最も遠い第１ディスク４０の連結突出部５６は、周方向に連結された第１ディスク４０と第１ギヤボックス部品３２との間に回転的に固定される形状固定接続を形成するためにも利用される。図３および図８によると、第１ギヤボックス部品３２は、径方向外側に突き出た爪５８を含むクラッチディスク４６として設計される。作動部材３０から軸方向に最も遠い第１ディスク４０の連結突出部５６は、作動部材３０の形状固定位置および連結位置において（図１１参照）、爪５８の間に嵌合し、ギヤボックスシャフト２４との回転的に固定された形状固定接続を確立する。

図４〜６によると、ギヤシフト装置２６は、更に、摩擦リング３６のコーン摩擦面３８を、同期要素４８のコーン嵌合面５０に向かって軸方向に付勢するばね要素６０を含む。

図２〜１１に係る具体例では、摩擦リング３６は、板金スリーブ６２の第１軸方向端上に形成され、板金スリーブ６２は、反対側の第２軸方向端に、第１ギヤボックス部品３２とのラッチ接続を確立するための弾性ラッチ要素６４を含む。ばね要素は、一方では第１ギヤボックス部品３２によって、他方では板金スリーブ６２の曲がったばね取付ラグ６６によって、軸方向に支持される（図５および図７参照）。ばね取付ラグ６６は、打抜きによって板金スリーブ６２から加工され、径方向内向きに角度付けされた突端である。

このようにして、図８に示すように、第１ギヤボックス部品３２、ばね要素６０、および摩擦リング３６または板金スリーブ６２は、軸方向に付勢された、予め取り付けられる構造ユニット６３を形成する。

摩擦リング３６が、同期ディスク５２の同期要素４８を介して作動部材３０によって軸方向に作動された場合、板金スリーブ６２は、ばね要素６０の軸方向の力に対抗して第１ギヤボックス部品３２に向かって移動することができる。その結果、摩擦面３８と嵌合面５０との間の同期トルクの大きさは、ばね要素６０の軸方向のばね力によって制限される。

さらに、図８は、板金スリーブ６２の第２軸方向端が、その上に形成され、クラッチディスク４６の隣接する爪５８の間に延びている板金ラグ６８を有し、摩擦リング３６が、作動部材３０の全ての軸方向ギヤシフト位置で、クラッチディスク４６を介して、回転的に固定する方法により、ギヤボックスシャフト２４に接続されていることを明確に示している。

図４〜６に示されている作動部材３０の非作動初期位置に基づくギヤシフト装置２６の機能の方法を以下に説明する。

示されている例示的な具体例では、ギヤシフト装置は、電気油圧制御式の全自動有段変速機１０の一部であり、作動部材３０は、油圧流体の圧力によって作動され、クラッチディスク４６とギヤボックスシャフト２４とを回転させることができる。

言うまでもなく、油圧作動の代わりに、ギヤシフト装置２６の電動作動も考えられる。

図４〜６によると、第２ギヤボックス部品３４は、円筒形部分７０を含む。さらに、作動部材３０は、軸方向に移動可能な方法で円筒形部分７０内に導かれるピストンとして実現される。円筒形部分７０およびピストンとして設計された作動部材３０は、ピストンを軸方向に移動させるための加圧リング形状チャンバ７２を形成する。

図４〜６によると、作動部材３０は、油圧流体の圧力の増加に伴って左に動く。作動部材３０を右に戻すために、例えば、作動部材３０を図示された軸方向初期位置に付勢するばね（図示せず）が設けられてもよい。代わりに、作動部材３０を油圧の方法および手段によって戻すことも考えられる。

図４〜６の作動部材３０の非作動の軸方向初期位置では、摩擦リング３６および同期要素４８は、摩擦面３８が合わせ面５０から離間している、いわゆる解放位置にある。その結果、第１ディスク４０は、第１ギヤボックス部品３２に周方向に連結されない。

さらに、作動部材３０の非作動初期位置では、軸方向に隣接する第１ディスク４０と第２ディスク４２は、同様に解放される。すなわち、互いに軸方向に離れている。これは、マルチディスククラッチ４４が開放されていることを意味する。

同期の解放位置では、第１ギヤボックス部品３２と第２ギヤボックス部品３４との間に速度差が生じた場合に、ドラグトルクが発生するが、これは、摩擦面がはるかに小さいため、開放されたマルチディスククラッチ４４のドラグトルクよりも著しく小さい。したがって、ギヤシフト装置２６の初期位置における相対的な回転は、排他的に、または少なくとも主に摩擦リング３６と同期要素４８との間の同期の範囲内で、生じる。第１ディスク４０は、（開放された）マルチディスククラッチ４４内に存在するドラグトルクによって、第２ディスク４２と同期して、または少なくともほとんど同期して動く。その結果、ギヤシフト装置２６の初期位置では、同期の小さなドラグトルクのみが発生し、ギヤ効率に肯定的な影響を及ぼす。

チャンバ７２の加圧の開始の結果、作動部材３０は、軸方向同期位置に向かって左に移動し、隣接する軸方向外側の第２ディスク４２を介して、同期ディスク５２に作用し、したがって同期要素４８のコーン嵌合面５０は、摩擦リング３６のコーン摩擦面３８に作用する。２つのコーン面間の接触は、同期、すなわち、第１ディスク４０と、摩擦リング３６または摩擦リング３６に回転的に固定する方法により接続された第１ギヤボックス部品３２と、の間の速度の一致をもたらす。

ばね要素６０の軸方向の力により、解放されたマルチディスククラッチ４４は、閉じられない。同期ディスク５２のディスクプレートと、同期ディスク５２と作動部材３０との間に軸方向に配置された第２ディスク４２との間には、摩擦モーメントのみが存在する。コーン摩擦面３８とコーン嵌合面５０との間のコーン増強により、ここで生じる摩擦モーメントは、同期ディスク５２と作動部材３０に軸方向に隣接する第２ディスク４２との間の平面摩擦面における摩擦モーメントを支配する。これにより、第１ディスク４０の全部の速度は、第１ギヤボックス部品３２の速度に同期される。ここで、同期トルクのレベルは、ばね要素６０の軸方向の力によって制限される。

チャンバ７２内の油圧が増加すると、マルチディスククラッチ４４の第１ディスク４０と第２ディスク４２は、作動部材３０から軸方向に最も離れている第１ディスク４０の連結突出部５６がクラッチディスク４６の爪５８の隙間に嵌合するまで、クラッチディスク４６に向かって軸方向にシフトし、第１ディスク４０と第１ギヤボックス部品３２との間に、回転的に固定された形状固定接続を確立する。

形状固定接続が確立されているが、マルチディスククラッチ４４が依然としてほとんど開放されている場合、作動部材３０は、その軸方向形状固定位置にある。

連結突出部５６が爪５８に軸方向に隣接しているため、作動部材３０から軸方向に最も遠い第１ディスク４０の連結突出部５６が、クラッチディスク４６と爪５８との間に直接的に嵌合できない場合、チャンバ７２内の油圧によってマルチディスククラッチ４４の一部が少なくとも一時的に閉じられ、それにより、マルチディスククラッチ４４の摩擦モーメントが増加する。この増加した摩擦モーメントのため、第１ディスク４０と第１ギヤボックス部品３２との間に速度差が生じ、連結突出部５６を爪５８間の位置に固定することができる。

チャンバ７２内の油圧が、作動部材３０の形状固定位置で更に増加した場合、マルチディスククラッチ４４の第１ディスク４０および第２ディスク４２は、最初に軸方向止めリング７４（図１１）まで移動し、その後、軸方向に圧縮される。このとき、作動部材３０は、その軸方向連結位置にある。そこでは、マルチディスククラッチ４４は、閉じられ、第１ディスク４０は、形状固定接続によって、第１ギヤボックス部品３２に周方向に連結される。

この連結位置では、チャンバ７２は、完全な油圧で作用され、第１ギヤボックス部品３２と第２ギヤボックス部品３４との間の速度を合致させ、または所望のトルクを伝達することができる。

チャンバ７２内の油圧が低下すると、緊張したばね要素６０は、ディスク４０、４２を軸方向に戻すこと、すなわち、図１１によると右に動かすことができる。このプロセスでは、第１ディスク４０は、クラッチディスク４６から周方向に分離されている。作動部材３０がその非作動位置、軸方向初期位置に再び到達するとすぐに、ギヤシフト装置２６のすべての摩擦要素は、既存の軸方向の隙間の中で互いから分離しまたは解放される。

図１２〜１４は、ギヤシフト装置２６の別の具体例を示している。これは、第１ディスク４０の周方向の連結動作に関してのみ、図２〜１１の具体例と異なる。

図１２〜１４によると、第１ディスクのうちの１つは、全ての第１ディスク４０を形状固定方法により周方向に連結するディスク支持部７６を形成する。

図１２および図１３に基づいて、この場合、作動部材から軸方向に最も遠い第１ディスクが、全ての第１ディスクの回転的に固定された形状適合相互接続のためのディスク支持部として設計されていることがわかる。

図１４によると、ディスク支持部として設計された第１ディスク４０は、ギヤボックス軸Ａに垂直な平面内に広がっているリング形のディスクプレートを含む。ディスクプレートの径方向内側の端部は、周方向に離れ、軸方向に曲がった、その上に形成された連結ラグ７８を有する。この連結ラグは、ディスクプレートから離れる方向を向いた端部で、そこに一体的に形成された安定化リング８０によって互いに接続されている。第１ディスク４０は、純粋な、打ち抜かれた曲がった部分である。

このため、同期ディスク５２と、作動部材３０から軸方向に最も遠い第１ディスク４０と、の間に軸方向に配置された、第１ディスク４０の連結突出部５６は、図２〜１１の具体例に比べて、単純化された設計を有する。したがって、図１３の上記の第１ディスク４０の連結突出部５６は、もはや軸方向に変形されず、単に径方向内側に延びる突出部として設計される。

図９および図１０の２つの隣接する第１ディスク４０の、互いに軸方向に嵌め合わされた連結突出部５６に起因して発生する摩擦モーメントは、それぞれ第１ディスク４０から次の第１ディスク４０に伝達される。このようにして、摩擦モーメントが、作動部材３０から軸方向になる。これに比べて、ディスク支持部７６として実現された第１ディスク４０の連結ラグ７８は、軸方向には自由に突き出ておらず、安定化リング８０によって互いに接続されている。ディスク支持部７６のこのバスケット状の閉じた形状は、連結ラグ７８の特に高い耐荷重能力をもたらす。

図２〜１１による具体例と同様に、連結ラグ７８は、形状固定位置のクラッチディスク４６の爪５８と作動部材３０の連結位置との間に嵌合して、第１ディスク４０と第１ギヤボックス部品３２との間に回転的に固定された形状固定接続を確立する。

図１５〜１７は、ギヤシフト装置２６の別の具体例を示している。これは、予め取り付けられる構造ユニット６３の構造上の設計に関してのみ、図２〜１１の具体例と異なる。

ここでは、図７および図８の複雑な板金スリーブ６２は、板金スリーブ８２と、ベアリングブッシュ８４と、分離した摩擦リング８６と、スナップリング８８と、を含む複数部品のアセンブリに置き換えられている。

ベアリングブッシュ８４は、第１ギヤボックス部品３２に軸方向に堅く接続されている。例えば、第１ギヤボックス部品３２に圧入されている。板金スリーブ８２、ばね要素６０および摩擦リング８６は、ベアリングブッシュ８４上まで軸方向に滑り、軸方向に予め搭載された位置にスナップリング８８によって固定される。形状固定接続によって、摩擦リング８６は、ベアリングブッシュ８４と第１ギヤボックス部品３２とに、回転的に固定する方法で、軸方向に限られた範囲を移動することができるように、接続される。図７および図８の板金スリーブ６２と同様に、図１５〜１７の板金スリーブ８２も、作動部材３０の全ての軸方向位置で、板金ラグ６８を介して、第１ギヤボックス部品３２との回転的に固定された形状固定接続を形成する。

図１５〜１７のギヤシフト装置２６の機能の方法は、図２〜１１に係る具体例の機能の方法と同じである。

図１８〜２３は、ギヤシフト装置２６の別の具体例を示している。ここでは、前述の具体例と対照的に、第１ディスク４０は、外側ディスクとして、第２ディスク４２は、それに応じて内側ディスクとして設計されている。

ここでは、第１ギヤボックス部品３２は、回転的に固定する方法でギヤボックスハウジング１６に接続されたクラッチディスク９０である。第２ギヤボックス部品３４は、内側ディスク支持部として設計され、有段変速機１０のギヤボックスシャフト２４に堅く接続されている。

図１２〜１４の具体例と同様に、第１ディスク４０の１つ、特に作動部材から軸方向に最も遠くにある第１ディスク４０は、形状固定方法により全ての第１ディスク４０を周方向に連結するディスク支持部７６として設計される（図２１）。

第１ディスク４０とディスク支持部７６との間の回転的に固定された形状適合相互接続は、第１ディスク４０上に設けられ、径方向外側に突き出た同調カム９４によって提供される。円周方向の上記のカムは、ディスク支持部７６の対応する凹部９６に正確に嵌合する。

図１８、２０および２１からわかるように、作動部材３０に軸方向に最も近接して配置された第１ディスク４０の同調カム９４は、他の第１ディスク４０の同調カム９４よりも径方向外側に突き出ている。具体的には、作動部材３０に軸方向に最も近接して配置された第１ディスク４０の同調カム９４は、ディスク支持部７６の連結ラグ７８の径方向外側を越えて突き出ている。

図１８〜２３のギヤシフト装置２６の同期要素４８は、別個のシンクロナイザリング９８であり、作動部材３０に軸方向に最も近接して配置された第１ディスク４０に対して軸方向に付勢され、かつ上記の第１ディスク４０の径方向に突き出た同調カム９４に対して載置されている。

図１８によると、シンクロナイザリング９８は、軸方向連結突出部１００を含む。軸方向連結突出部１００は、作動部材３０に軸方向に最も近接して配置された第１ディスク４０との回転的に固定された連結を実現し、上記の第１ディスク４０の同調カム９４間の対応する凹部１０２に嵌合する。

冒頭で説明された具体例の機能の方法は、この点に関して図２〜１１に関する対応する説明を明示的に参照して、図１８〜２３のギヤシフト装置２６に同様に移行することができる。

Claims (17)

1. 互いに対してギヤボックス軸（Ａ）の周りに回転可能な第１ギヤボックス部品（３２）および第２ギヤボックス部品（３４）と、
   第１ギヤボックス部品（３２）に対して、周方向に回転的に固定され、軸方向に移動可能であるように接続され、かつコーン摩擦面（３８）を含む摩擦リング（３６）と、
   周方向に回転的に固定され、軸方向に移動可能であるように互いに接続された複数の第１ディスク（４０）と、
   周方向に回転的に固定され、軸方向に移動可能であるように互いに接続され、かつ第２ギヤボックス部品（３４）に接続された複数の第２ディスク（４２）と、を含み、
   第１ディスク（４０）および第２ディスク（４２）は、交互に前後に配置され、マルチディスククラッチ（４４）を形成し、
   第１ディスク（４０）は、回転的に固定する方法により同期要素（４８）に連結され、同期要素（４８）は、摩擦リング（３６）のコーン面（３８）に軸方向に隣接し、第１ギヤボックス部品（３２）と第１ディスク（４０）との間に、速度同期のためのコーン嵌合面（５０）を含む、
   自動車変速機、特に全自動有段変速機（１０）用のギヤシフト装置であって、
   第１ディスク（４０）のうちの１つは、同期要素（４８）が一体的に形成された同期ディスク（５２）として設計され、および／または第１ディスク（４０）のうちの１つは、形状固定方法により第１ディスク（４０）の全部を周方向に連結するディスク支持部（７６）として設計されていることを特徴とするギヤシフト装置。
2. 第１ギヤボックス部品（３２）は、ギヤボックス軸（Ａ）の周りを回転することができるギヤボックスシャフト（２４）を形成し、またはギヤボックスシャフト（２４）に堅く接続されていることと、
   第２ギヤボックス部品（３４）は、ギヤボックス軸（Ａ）の周りを回転することができる更なるギヤボックスシャフト（２４）を形成し、または更なるギヤボックスシャフト（２４）に堅く接続されていることと、を特徴とする請求項１に記載のギヤシフト装置。
3. 第１ギヤボックス部品（３２）または第２ギヤボックス部品（３４）は、ギヤボックス軸（Ａ）の周りを回転することができるギヤボックスシャフト（２４）を形成し、またはギヤボックスシャフト（２４）に堅く接続されていることと、
   他のギヤボックス部品（３４、３２）は、回転的に固定されたギヤボックスハウジング（１６）を形成し、またはギヤボックスハウジング（１６）に堅く接続されていることと、を特徴とする請求項１に記載のギヤシフト装置。
4. 同期ディスク（５２）は、リング形のディスクプレートと、周方向に離れた摩擦突出部（５４）と、を含み、各摩擦突出部（５４）は、コーン嵌合面（５０）を有する同期要素（４８）を形成し、ディスクプレートの径方向端部に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のギヤシフト装置。
5. 同期要素（４８）は、別個のシンクロナイザリング（９８）であり、シンクロナイザリング（９８）は、第１ディスク（４０）のうちの１つに対して軸方向に付勢され、かつ第１ディスク（４０）のうちの１つに支持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のギヤシフト装置。
6. シンクロナイザリング（９８）は、軸方向連結突出部（１００）を含み、軸方向連結突出部（１００）は、第１ディスク（４０）との回転的に固定された連結のために設けられ、第１ディスク（４０）の対応する凹部（１０２）に嵌合することを特徴とする請求項５に記載のギヤシフト装置。
7. 作動部材（３０）は、第１ディスク（４０）および第２ディスク（４２）に対して軸方向に作動するように設けられ、
   作動部材（３０）は、非作動初期位置から、同期位置および形状固定位置を経由して、連結位置に向かって軸方向に移動可能であり、
   非作動初期位置では、マルチディスククラッチ（４４）は、開放され、第１ディスク（４０）は、第１ギヤボックス部品（３２）に周方向に連結されず、
   同期位置では、マルチディスククラッチ（４４）は、実質的に開放され、第１ディスク（４０）は、第１ギヤボックス部品（３２）に周方向に摩擦接続によって連結され、
   形状固定位置では、マルチディスククラッチ（４４）は、実質的に開放され、第１ディスク（４０）は、第１ギヤボックス部品（３２）に周方向に形状固定接続によって連結され、
   連結位置では、マルチディスククラッチ（４４）は、閉じられ、第１ディスク（４０）は、第１ギヤボックス部品（３２）に周方向に形状固定接続によって連結されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のギヤシフト装置。
8. 同期ディスク（５２）は、作動部材に対して軸方向に最も近接して配置された、第１ディスク（４０）のうちの１つであることを特徴とする請求項７に記載のギヤシフト装置。
9. 第１ディスク（４０）のそれぞれは、同期ディスク（５２）を除いては、周方向に離れた連結突出部（５６）を備えた径方向ディスク端部を有し、
   連結突出部（５６）は、軸方向に延び、それぞれが、軸方向に隣接する第１ディスク（４０）の周方向に隣接する２つの連結突出部（５６）の中間空間に嵌合することを特徴とする請求項７または請求項８のいずれかに記載のギヤシフト装置。
10. 作動部材（３０）の形状固定位置および連結位置では、作動部材（３０）から軸方向に最も遠い第１ディスク（４０）の連結突出部（５６）は、第１ギヤボックス部品（３２）の凹部に嵌合して、第１ディスク（４０）と第１ギヤボックス部品（３２）との間に、回転的に固定された形状固定接続を確立することを特徴とする請求項９に記載のギヤシフト装置。
11. 作動部材（３０）から軸方向に最も遠い第１ディスク（４０）は、全ての第１ディスク（４０）の回転的に固定された形状適合相互接続のためのディスク支持部（７６）として構成されていることを特徴とする請求項７または請求項８のいずれかに記載のギヤシフト装置。
12. ディスク支持部（７６）として構成された第１ディスク（４０）は、リング形のディスクプレートを含み、ディスクプレートの径方向端部は、周方向に離れ、軸方向に曲がった、その上に形成された連結ラグ（７８）を有し、連結ラグは、ディスクプレートから離れる方向を向いた端部の安定化リング（８０）によって互いに接続されていることを特徴とする請求項１１に記載のギヤシフト装置。
13. 連結ラグ（７８）は、作動部材（３０）の形状固定位置および連結位置において、第１ギヤボックス部品（３２）の凹部に嵌合し、第１ディスク（４０）と第１ギヤボックス部品（３２）との間に、回転的に固定された形状固定接続を提供することを特徴とする請求項１２に記載のギヤシフト装置。
14. 摩擦リング（３６）のコーン摩擦面（３８）を、同期要素（４８）のコーン嵌合面（５０）に向かって軸方向に付勢するばね要素（６０）を備えたことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のギヤシフト装置。
15. 摩擦リング（３６）は、板金スリーブ（６２）の第１軸方向端上に形成され、板金スリーブ（６２）は、反対側の第２軸方向端に、第１ギヤボックス部品（３２）とのラッチ接続を確立するための弾性ラッチ要素（６４）を含むことを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載のギヤシフト装置。
16. ばね要素（６０）は、第１ギヤボックス部品（３２）によって、および板金スリーブ（６２）の曲がったばね取付ラグ（６６）によって、支持されることを特徴とする請求項１４または請求項１５のいずれかに記載のギヤシフト装置。
17. 第１ギヤボックス部品（３２）は、径方向外側に突き出た爪（５８）を含むクラッチディスク（４６）であり、板金スリーブ（６２）の第２軸方向端は、その上に形成された板金ラグ（６８）を有し、板金ラグ（６８）は、クラッチディスク（４６）の隣接する爪（５８）の間に延びるとともに、摩擦リング（３６）をクラッチディスク（４６）に回転的に固定する方法により接続することを特徴とする請求項１５または請求項１６のいずれかに記載のギヤシフト装置。

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