JP2022542416A - シフトドラムアッセンブリおよびこのようなシフトドラムアッセンブリを備えたトランスミッションアッセンブリ - Google Patents

Abstract

本発明は、自動車の動力伝達系におけるシフトユニットのためのシフトドラムアッセンブリであって、２つの回転方向（Ｒ１，Ｒ２）に回転駆動可能であるモータ軸（４）を備えた回転駆動装置（３）と、２つのシフトドラム（５，６）とを含み、これらシフトドラムは、モータ軸（４）の回転方向に応じて、シフトドラム（５，６）のうちの一方が回転駆動され、シフトドラム（６，５）のうちの他方が回転しないように、モータ軸（４）に駆動接続されている、シフトドラムアッセンブリに関する。本発明はさらに、このようなシフトドラムアッセンブリ（２）を備えたトランスミッションアッセンブリ（３５）に関する。

Description

本発明は、特に自動車の動力伝達系のための、複数のシフトエレメントを切り替えるためのシフトドラムアッセンブリ、ならびにこのようなシフトドラムアッセンブリを備えたトランスミッションアッセンブリに関する。

独国特許出願公開第１０２０３６３３号明細書により、カム伝動装置を備えたトランスミッションのシフト装置が公知であり、このトランスミッションは、軸上に回動可能にガイドされている、少なくとも１つの溝軌道が設けられたシフトエレメントを有している。溝軌道には、少なくとも１つのシフト手段が係合しており、このシフト手段は、シフトエレメントの回転の際に、溝軌道の形状によって相応して軸方向に移動可能である。溝軌道は、シフトアップ溝として形成されたシフトアップ軌道と、シフトダウンのために設けられたシフトダウン軌道とを有している。シフトダウン軌道は、シフトダウンの間にシフト手段を、ニュートラル位置に同等の軸方向のシフト位置へとガイドするシフトダウン溝として形成されている。

国際公開第２０１９／０６３２２７号により、２つの溝軌道を備えた回転可能なシフトドラムを備えた自動車トランスミッションが公知である。第１の溝軌道は、フロント軌道区分、リヤ軌道区分、およびデッドエンド通路として形成された側方区分を有している。溝軌道には、軌道従動エレメントが係合し、この軌道従動エレメントは、側方区分に軌道従動エレメントが配置されると、パーキングロックに入れられた状態が生じるように、パーキングロックに連結されている。第２の溝軌道に係合し、自動車の前進ギヤのシフトのためにシフトフォークと連結されている第２の軌道従動エレメントが設けられている。

国際公開第２０１８／１４１５５１号により、デュアルクラッチトランスミッション動力伝達系のためのシフトドラムアッセンブリが公知である。このアッセンブリは、第１のプラネタリギヤセットアッセンブリを介して第１の電気モータに連結されている第１のシフトドラムと、第２のプラネタリギヤセットアッセンブリを介して第２の電気モータに連結されている第２のシフトドラムとを含む。

国際公開第２０１５／０５８７５３号により、シフトドラムを備えたトランスミッション操作装置が公知である。

独国特許出願公開第１００１１２７１号明細書により、カム部材を有するシフトおよび選択装置を備えた段階式トランスミッションが公知である。

シフトドラムとシフトフォークとを備えたアッセンブリは、例えば、多経路トランスミッションにおいて使用されており、この場合、操作は手動でまたは電子機械的に行うことができる。シフトドラムは、通常、１つ以上のシフトフォークが係合することができる周方向溝を外周面に有している。シフトドラムの回転により、シフトフォークは、溝輪郭に相応して動かされ、これにより、溝輪郭によって規定されている予め規定された順序でギヤが切り替えられる。複数のシフトエレメントが互いに独立的にシフトされるべき場合には、それぞれにつき、作動部材を備えた固有のシフトドラムが必要である。

本発明の課題は、複数のシフトエレメントの切替を可能にし、単純な構造的構成を有するシフトドラムアッセンブリを提案することである。課題はさらに、単純に構成されているこのようなシフトドラムアッセンブリを備えたトランスミッションアッセンブリを提案することである。

この課題を解決するために、自動車の動力伝達系のためのシフトユニットのためのシフトドラムアッセンブリであって、２つの回転方向に回転駆動可能であるモータ軸を備えた回転駆動装置と、２つのシフトドラムとを含み、これらのシフトドラムは、モータ軸の回転方向に応じて、これらのシフトドラムのうちの一方が回転駆動され、これらのシフトドラムのうちの他方が駆動されないように、モータ軸に駆動接続されている、シフトドラムアッセンブリが提案される。

このアッセンブリは、独立したシフト操作を行う２つのシフトシステムのシフトを、１つだけの回転駆動装置によって可能にする。このシフトシステムは、トルクを伝達するシフトユニットの、例えばトランスミッション、クラッチ、特に付加的に駆動可能な動力伝達系のための遮断クラッチ、および／またはパーキングロックの部分であってよい。この場合、同じまたは異なるシフトユニットを操作するために両シフトドラムを用いることができる。

駆動接続とは、本開示の範囲では、特に、モータ軸と各シフトドラム軸との間の任意の形態のトルク伝達を意味する。特に、モータ軸と、各ドラム軸との間には、変速段が、例えば歯車対が設けられていてよい。

回転駆動装置は、モータ軸を、２つの回転方向に回転駆動させるように形成されている。好適には、回転駆動装置は、電気機械的なサーボモータまたは電子モータの形態で構成されており、別の回転駆動装置、例えば液圧式またはニューマチック式の駆動装置も可能である。

シフト胴と呼ぶこともできる両シフトドラムは別個に形成されており、回転駆動装置の回転方向に応じて、互いに独立的に回転駆動可能である。両シフトドラムは、特に、モータ軸が第１の回転方向に駆動されると第１のシフトドラムが回転駆動され、第２のシフトドラムは駆動されないように、かつ逆に、モータ軸が逆の第２の回転方向に駆動されると第２のシフトドラムが回転駆動され、第１のシフトドラムは駆動されないように、回転駆動装置に駆動接続されている。駆動されないとは、本開示の範囲では、概念として、所属の駆動軸が、シフトドラムに対して回転すること、すなわち、シフトドラムが駆動軸から、回転という意味では分離されていて、特に静止し得ることを意味している。

各シフトドラムは、モータ軸に所属のフリーホイールを介して接続されていてよい。このようなフリーホイールは、入力部が第１の回転方向では、出力部とトルク伝達式に接続され、逆の回転方向では、出力部に対して自由回転可能であるように形成されている。そのような点で、フリーホイールを、フリーホイールクラッチ、ワンウェイクラッチ、またはオーバーランニングクラッチと呼ぶことができる。第１のフリーホイールおよび第２のフリーホイールは、原則的に、モータ軸と所属のシフトドラムとの間の動力伝達系における任意の個所に配置されてよい。この場合、第１のフリーホイールおよび第２のフリーホイールは互いに、モータ軸の各回転方向で、一方のフリーホイールを閉じ、他方は開くように、またはその逆であるように、形成または配置されている。したがって、両シフトシステムは、回転方向を相応に選択することにより、選択的に操作することができる。したがって、１つのサーボモータが、２つのシフト機構を互いに独立的に操作することができる。

特に、第１のシフトドラムは駆動軸に、モータ軸が第１の回転方向に駆動される際にロックされ、モータ軸が第２の回転方向に駆動される際に解放される第１のフリーホイールを介して接続されていてよく、第２のシフトドラムは駆動軸に、モータ軸が第２の回転方向に駆動される際にロックされ、モータ軸が第１の回転方向に駆動される際に解放される第２のフリーホイールを介して接続されていてよい。

第１の実施形態によれば、両シフトドラムは、１つの共通の駆動軸上に配置されており、この駆動軸はモータ軸に駆動接続されている。第２の実施形態によれば、両シフトドラムは、２つの別個の駆動軸上に配置されていてよく、これら両駆動軸はモータ軸に駆動接続されている。この場合、両シフトドラム軸は、互いに平行にまたは互いに角度をなして配置されていてよい。２つの軸を使用する場合、フリーホイールは、シフトドラムとシフトドラム軸との間ではなく、サーボモータとシフトドラム軸との間の動力伝達系に配置されてもよい。

各シフトドラムは、特にガイド溝として構成することができる少なくとも１つの周方向の作動輪郭を有している。作動輪郭は、周面にわたって、この作動輪郭が少なくとも１つの第１の輪郭区分と第２の輪郭区分とを有しており、これらの輪郭区分が軸方向で互いに離隔し、勾配区分を介して互いに接続されているように構成されている。各シフトドラムにつき、周方向の作動輪郭と協働する、少なくとも１つのシフト部材、例えばシフトフォークが設けられていてよい。少なくとも２つの輪郭区分によって、相応して、シフト部材の少なくとも２つのシフトポジションを実現することができる。

具体的には、第１のシフトドラムは、第１の外周面に、第１のシフト部材をシフトするための第１の作動輪郭を有していてよく、第２のシフトドラムは、第２の外周面に、第２のシフト部材をシフトするための第２の作動輪郭を有していてよい。

シフトドラムの任意の用途および作動輪郭の相応の構成を考えることができるのは勿論である。例えば、１つまたは複数の作動輪郭を、例えば、マニュアルトランスミッションの少なくとも２つのギヤを切り替えるために、パーキングロックを操作するために、クラッチを操作するために、かつ／またはディファレンシャルギヤをロックするために構成することができる。

各シフトドラムを、規定された回転位置に保持するために、両シフトドラムのうちの少なくとも１つのために係止手段を設けることができる。係止手段は、例えば、係止凹部内にばね的に係合することができる係止エレメントを含むことができる。例えば、シフトドラムは、周面にわたって分配された１つ以上の係止凹部を有していてよく、この係止凹部内に、定置の構成部分に接続された係止エレメントが係止するように係合することができる。

１つの実施形態によると、第１のシフトドラムおよび第２のシフトドラムのうちの少なくとも１つのために、所属のシフトドラムの回転ポジションを検出するように構成されたセンサが設けられていてよい。このためにシフトドラムは、周面にわたって分配された１つ以上の発信エレメントを有することができ、その位置はセンサによって検出することができる。

次に、図面に基づき好適な実施形態を説明する。

自動車の動力伝達系のためのシフトユニットを操作するための本発明によるシフトドラムアッセンブリを第１の実施形態で示す部分的な縦断面図である。 図１のアッセンブリのシフトドラムを軸方向で見た図である。 概略的に示された作動輪郭を含む、図１のアッセンブリの第２のシフトドラムの周面の展開図である。 概略的に示された作動輪郭を含む、図１のアッセンブリの第１のシフトドラムの周面の展開図である。 異なる構成の概略的に示された作動輪郭を含む、図１のアッセンブリのためのシフトドラムの周面の展開図である。 自動車の動力伝達系のためのシフトユニットを操作するための本発明によるシフトドラムアッセンブリを第２の実施形態で示す部分的な縦断面図である。 本発明によるシフトドラムアッセンブリを備えた駆動装置を概略的に示す断面図である。

次にまとめて説明する図１～図４には、自動車（図示せず）の動力伝達系のための１つ以上のシフトユニットを操作するためのシフトドラムアッセンブリ２が示されている。シフトドラムアッセンブリ２は、回転駆動装置３と、回転駆動装置３の駆動軸４によって回転駆動可能な２つのシフトドラム５，６とを有している。回転駆動装置３は、駆動軸４を、第１の回転方向Ｒ１に、および逆の第２の回転方向Ｒ２に回転駆動させるように形成されている。シフトドラム５，６は駆動軸４に、駆動軸４の回転方向Ｒ１，Ｒ２に応じて回転駆動するように、または駆動されないもしくは静止するように、駆動接続されている。

シフトドラムアッセンブリ２は、様々なシフトユニットを切り替えるために使用することができ、例えば、マニュアルトランスミッションの少なくとも２つのギヤを切り替えるために、パーキングロックを操作するために、クラッチを操作するために、および／またはディファレンシャルギヤをロックするために使用することができる。シフトドラムアッセンブリ２は、アクチュエータアッセンブリと呼ぶこともできる。回転駆動装置３は、例えば、電気モータの形態で構成されていてもよいが、これに限定されない。回転駆動装置３の駆動軸４は、モータ軸と呼ばれてもよい。

本実施形態によれば、両シフトドラム５，６は、１つの共通の駆動軸７上に配置されており、この駆動軸７はモータ軸４に駆動接続されており、シフトドラム軸と呼ぶこともできる。モータ軸４とシフトドラム軸７との間の動力伝達系８は、回転駆動装置３の回転運動を高速から低速へと変速するように形成されているオプションとしてのギヤ段９を含んでいる。回転駆動装置３からシフトドラム５，６への回転運動の変速は、技術的要件に応じて選択し、または形成することができることが理解される。このギヤ段９は、互いに噛み合う、モータ軸４に回動不能に接続されたピニオン１０と、シフトドラム軸７に回動不能に接続された歯車１１とを含んでいる。

両シフトドラム５，６は別個に形成されており、回転駆動装置３の回転方向Ｒ１，Ｒ２に応じて、互いに独立的に回転駆動可能である。第１の方向Ｒ１にモータ軸４が駆動される際には、第１のシフトドラム５が回転駆動し、第２のシフトドラム６は駆動されないかまたは回転しない。逆の第２の方向Ｒ２にモータ軸４が駆動される際には、第２のシフトドラム６が回転駆動し、第１のシフトドラム５は駆動されないかまたは回転しない。駆動されないとは、この場合、特にシフトドラム軸７が各シフトドラムに対して回転することができ、このときに、シフトドラムは静止し得ることを意味している。

本実施形態では、両シフトドラム５，６は、シフトドラム軸７に、それぞれ所属のフリーホイール１５，１６を介して接続されている。フリーホイール１５，１６は、本実施形態では、それぞれ、シフトドラム軸７と各シフトドラム５，６との間で、互いに逆の回転方向に作用するように形成されている。シフトドラム軸７が第１の回転方向で回転する際には、第１のフリーホイール１５を介して、トルクが第１のシフトドラム５へと伝達され、第２のフリーホイール１６にはトルクがなく、したがって第２のシフトドラム６は静止している。シフトドラム軸７が逆の回転方向で回転する際には、第１のフリーホイール１５がトルク伝達を遮断するので、第１のシフトドラム５は静止し、第２のフリーホイール１６を介してトルクが第２のシフトドラム６へと伝達され、第２のシフトドラムを回転させる。

フリーホイール１５，１６は、技術的な機能性、－一方の回転方向で連結し、逆の回転方向で分離する－を得るように、任意に形成することができる。例えば、フリーホイール１５，１６は、それぞれ１つのフリーホイール入力部、１つのフリーホイール出力部、ならびに入力部と出力部との間で周面にわたって配置される１つ以上のクランプ体１４を含むことができる。クランプ体１４は、例えば、ローラ、非円形の物体、またはラチェットとして形成されていてよい。この場合、第１のフリーホイール出力部は第１のシフトドラム５の区分１３によって形成されており、第１のフリーホイール入力部は、シフトドラム軸７の区分１２によって形成されている。半径方向で軸とドラムとの間には、複数のクランプ体１４が周面にわたって分配配置されている。第２のフリーホイール１６の構造または配置は、シフトドラム軸の第２の区分１７によって形成される第２のフリーホイール入力部と、出力部としての第２のシフトドラム６の区分１８との間で対応しており、これらの間にはクランプ体１９が配置されている。

シフトドラム軸７は、軸受手段２１，２２を介して、回転軸線Ａ７を中心として定置の構成部分（図示せず）内に回転可能に支持することができる。両シフトドラム５，６の間には、両シフトドラムが摩擦なく互いに対して回転することができるように、回転を分離するためのスラスト軸受２３が設けられている。

特に図１からは、各シフトドラム５，６が、周方向の作動輪郭２５，２６を有していることがわかり、この作動輪郭はこの場合、溝軌道の形態で形成されているが、これに限定されるものではない。各シフトドラム５，６につき、作動輪郭２５，２６の数に応じて、周方向の作動輪郭と協働する、例えばシフトフォークの形態の少なくとも１つの作動部材が設けられていてよい。例えば、作動部材を、それぞれ作動輪郭と協働する、軌道従動エレメントを介して軸方向で操作することができる。このために、軌道従動エレメントは、所属のシフトドラム５，６の作動輪郭２５，２６内に係合し、シフトドラムの回転によって相応して軸方向で動かされ、これにより、軌道従動エレメントに接続されている所属のシフトフォークも作動輪郭２５，２６に応じて軸方向で摺動する。切り替えるべき構成ユニットのための技術的要件に応じて作動輪郭を構成できることが理解される。

図４に示されている第１のシフトドラム５の例としての作動輪郭２５は、３つのシフトポジションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃを実現するように構成されている。このために、作動輪郭２５は、シフトドラム５の半回転にわたって、すなわち１８０°の回転角度にわたって、勾配のない第１の区分２５ａと、それに続く軸方向の勾配を有する移行区分２５ｔと、勾配のない中央の区分２５ｂと、軸方向の勾配を有する第２の移行区分２５ｓと、勾配のない第２の区分２５ｃとを有している。周方向の延在の第２の半部、すなわち、１８０°～３６０°の延在は、これに対して対称に形成されており、個々の区分２５ｓ’，２５ｂ’，２５ｔ’には’付きの符号が付与されている。軌道従動エレメントが第１の区分２５ａに係合する場合、例えば、トランスミッションの第１ギヤを形成することができる、シフトフォークまたはトランスミッションの第１のシフト位置Ｐａが生じる。シフト位置Ｐａに対してシフトドラムが９０°回転すると、軌道従動エレメントは、例えばトランスミッションのニュートラル位置を形成することができる、中央のシフト位置Ｐｂへと移動する。シフトドラムが半回転（１８０°）すると、軌道従動エレメントは、例えばトランスミッションの第２ギヤを形成することができる、第２のシフト位置Ｐｃに位置する。シフトドラム５がさらに回転すると、トランスミッションは、第２の位置Ｐｃから再び、まずは中央のまたはニュートラルのシフト位置Ｐｂに（２７０°で）シフトすることができ、そこから、トランスミッションの第１ギヤに相当する出発位置に（３６０°で）または第１のシフト位置Ｐａにシフトすることができる。

シフト位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃを確実にとるために、または保持するために、両シフトドラム５，６のうちの少なくとも一方のためにオプションとして係止手段２７，２８を設けることができる。係止手段２７，２８は、この場合、シフトドラム５，６の凹部３０内に係合して係止することができる係止エレメント２９を含む。この場合、係止凹部３０の数は、好適には、規定通りにとるべきシフトポジションの数に相当する。この場合、第１のシフトドラム５のためには、輪郭区分２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｂ’またはシフトポジションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃに相応して周囲にわたって配置されている４つの係止凹部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｂ’が設けられている。係止エレメント２９はこの場合、ボールの形態で形成されていて、ばね３２によって、シフトドラム５の回転軸線Ａ７の方向へ半径方向内側に向かって負荷されている。ばね３２は、定置のケーシング３３内に収容または支持されていてよい。

図３に示されている第２のシフトドラム６の例としての作動輪郭２６は、２つのシフトポジションＰａ，Ｐｂを実現するように構成されている。このために、作動輪郭２６は、シフトドラム６の完全な一回転にわたって、すなわち回転軸線を中心として３６０°にわたって、勾配のない第１の区分２６ａと、この第１の区分から軸方向で離隔された勾配のない第２の区分２６ｂとを有しており、これらの両区分は、軸方向の勾配を有する移行区分２６ｔ，２６ｔ’を介して接続されている。第２のシフトドラム６の軌道従動エレメントが第１の区分２６ａに係合する場合、シフトフォークまたはシフトフォークに接続されたシフトユニットの第１のシフト位置Ｐａが生じる。第１のシフト位置Ｐａに対してシフトドラムが１８０°回転すると、軌道従動エレメントは、第２のシフト位置Ｐｂへと移動し、これによりシフトフォークは第２のシフト位置Ｐｂ内へと摺動する。シフトドラム６がさらに回転すると、再び第１のシフト位置Ｐａに到達する、等々。

２つのシフト位置Ｐａ，Ｐｂを確実にとるために、または保持するために、第２のシフトドラム６でもオプションとしての係止手段２８が設けられている。この場合、第２のシフトドラム６のためには、輪郭区分２６ａ，２６ｂまたはシフトポジションＰａ，Ｐｂに相応して周囲にわたって配置されている２つだけの係止凹部３１ａ，３１ｂが設けられている。第２のシフトドラム６のための係止手段２８は、第１のシフトドラム５の係止手段２７と対応して形成されているので、省略して上記記載が参照される。

両シフトドラム５，６の少なくとも一方に、所属のシフトドラムの回転ポジションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃを検知するためのセンサを設けることができる。このためにシフトドラム５，６は、周面にわたって分配された１つ以上の発信エレメントを有することができ、その位置はセンサによって検出することができる。発信エレメントは特に、シフトポジションを表す回転ポジションに配置されていてよく、これによりシフト位置の切替を確実に検知することができる。

図５は、作動輪郭の構成が変更された、本発明によるシフトドラムアッセンブリのための別のシフトドラム５が展開図で示されている。シフトドラム５は、構造および機能形式に関して図１および図４に示した実施形態に大部分で相当するので、共通事項に関しては上記記載が参照される。この場合、上述した図面と同じ、または変更された個々の部材については同じ参照符号を付与する。以下に、本実施形態の特別な点について述べる。

図５のシフトドラム５は、４つのシフトポジションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを実現するために形成された２つの作動輪郭２４，２５を有している。このために、一方の作動輪郭２４は、シフトドラム５の半回転（＝１８０°の回転角度）にわたって、（第１のシフトポジションＰａまたは第１ギヤのための）勾配のない第１の区分２４ａと、それに続く軸方向の勾配を有する移行区分２４ｔと、（第２のシフトポジションＰｂまたは第２ギヤのための）勾配のない第２の区分２４ｂと、軸方向の勾配を有する第２の移行区分２４ｓと、勾配のない中央の区分２４ｃ（ニュートラル位置）とを有している。周方向の延在の第２の半部、すなわち、１８０°～３６０°の延在は、これに対して対称に形成されている。

他方の作動輪郭２５は、シフトドラム５の半回転（すなわち、１８０°の回転角度）にわたって、軸方向で中央の勾配のない区分２５ａ（ニュートラル位置）と、それに続く軸方向の勾配を有する第１の移行区分２５ｔと、（第３のシフトポジションＰｃまたは第３ギヤのための）勾配のない第１の区分２５ｂと、軸方向の勾配を有する第２の移行区分２５ｓと、（第４のシフトポジションＰｃまたは第４ギヤのための）勾配のない第２の区分２５ｃとを有している。作動輪郭２５の周方向の延在の第２の半部、すなわち、１８０°～３６０°の延在は、これに対して対称に形成されている。

両作動輪郭２４，２５のそれぞれには、所属の軌道従動エレメントが係合する。この場合、作動輪郭２４，２５は、作動輪郭２４の軌道従動エレメントが、シフト区分２４ａおよび２４ｂを通るかまたはシフト区分２４ａおよび２４ｂ内に配置されているときには、作動輪郭２５の軌道従動エレメントは、この回転角度領域にわたって区分２５ａに、すなわちニュートラル位置に位置するように、互いに調整されている。したがって、逆に、作動輪郭２５の軌道従動エレメントが、シフト区分２５ｂおよび２５ｃを通るかまたはシフト区分２５ｂおよび２５ｃ内に配置されているときには、作動輪郭２４の軌道従動エレメントは、この回転角度領域にわたって区分２４ｃに、すなわちニュートラル位置に位置することが想定されている。

４つのシフト位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを確実に入れるかまたは保持するために、図５のシフトドラム５でもオプションとしての係止手段２８を設けることができる。この場合、このシフトドラム５のためには、輪郭区分２４ａ，２４ｂ，２５ｂ，２５ｃまたはシフトポジションＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄに相応して周囲にわたって配置されている６つの係止凹部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｃ’，３０ｂ’が設けられている。

図６には、本発明によるシフトドラムアッセンブリ２が第２の実施形態で示されており、この第２の実施形態は、図１～図４による実施形態に大部分で対応しているので、共通事項に関しては、上記記載が参照される。この場合、同じまたは互いに対応する個々の部材には、同じ参照符号を付与する。

図６によるこの実施形態の相違点は、両シフトドラム５，６が２つの別個の駆動軸７，７’上に配置されていることである。両駆動軸７，７’はそれぞれ、モータ軸４に駆動接続されている。モータ軸４とシフトドラム軸７，７’との間の各動力伝達系８，８’は、回転駆動装置３の回転運動を高速から低速へと変速するために、それぞれ１つのギヤ段９を含んでいる。第１のシフトドラム５のための第１のギヤ段９は、互いに噛み合う、モータ軸４に接続されたピニオン１０と、シフトドラム軸７に接続された歯車１１とを含んでいる。第２のシフトドラム６のための第２のギヤ段９’は、互いに噛み合う、ピニオン１０と、第２のシフトドラム軸７’に接続された第２の歯車１１’とを含んでいる。この場合、両シフトドラム軸７，７’は、ここでは平行に配置されているが、別の配置も可能である。

さらに、第１の歯車１１と第２の歯車１１’とはこの場合、異なる直径を有しており、これにより両シフトドラム５，６のために異なる変速比が生じることがわかる。しかしながら、変速比は同じでもよいことが理解される。

この実施形態では、フリーホイール１５，１６はそれぞれ、各シフトドラム５，６と、所属のシフトドラム軸７，７’との間に配置されている。しかしながら、変更された実施形態では、一方のフリーホイール１５，１６または両方のフリーホイール１５，１６が、回転駆動装置３とシフトドラム軸７，７’との間で各動力伝達系８，８’に配置されていてもよい。

図７は、図１の本発明によるシフトドラムアッセンブリ２を備えた本発明によるトランスミッションアッセンブリ３５を示している。この場合、マニュアルトランスミッション３６とディファレンシャルギヤ３７とを含むトランスミッションアッセンブリ３５は、１つの電気モータ３８によって駆動可能である。電気モータ３８とトランスミッションアッセンブリ３５とは共に、自動車のドライブシャフトを駆動するための１つの電気駆動装置を形成する。この場合、電気駆動装置は、唯１つの駆動源として、または付加的な駆動源と共に使用されてよい。

電気モータ３８のモータ軸は、トランスミッション軸３９に接続されている。マニュアルトランスミッション３６は２つのシフト段を含んでいるので、トランスミッション軸３９から導入されるトルクは、異なる２つの変速比ｉ１，ｉ２を有する中間軸４０へと伝達することができる。中間軸４０は、ディファレンシャルギヤ３７のディファレンシャルキャリア４１に駆動接続されている。導入されたトルクは、ディファレンシャルギヤ３７によって、車両ホイールを駆動するための２つのサイドシャフトに分配される。マニュアルトランスミッション３６を、選択的に、ニュートラル位置、第１ギヤ、または第２ギヤへと切り替えるために、シフトドラムアッセンブリ２によって操作可能なクラッチユニット４２が設けられている。ここでは概略的にのみ示されているシフトドラムアッセンブリ２は、例えば図１のように、図３および図４に示したシフトドラム５，６を有して形成されていてよい。

マニュアルトランスミッション３６は減速伝動機構として構成されているので、電気モータ３８から導入された回転運動は高速から低速に変速される。第１の変速段は、互いに噛み合う、ドライブシャフト３９に回動可能に支持された第１の駆動歯車４４と、中間軸４０に回動不能に接続された第１の中間歯車４５とを含んでいる。第１の駆動歯車４４と第１の中間歯車４５とは、第１の変速比ｉ１を有する第１の歯車セットを形成する。第２の変速段は、互いに噛み合う、ドライブシャフト３９に回動可能に支持された第２の駆動歯車４６と、中間軸４０に回動不能に接続された第２の中間歯車４７とを含んでいる。第２の駆動歯車４６と第２の中間歯車４７とは、第２の変速比ｉ２を有する第２の歯車セットを形成する。第３の変速段は、中間軸４０に接続された被駆動歯車４７と、この歯車に噛み合い、ディファレンシャルキャリア４１に堅固に接続されたリングギヤ４８とを含む。

ディファレンシャルキャリア４１は、ケーシング４３内で、回転軸線Ａ４１を中心として回転可能に支持されている。さらに、ディファレンシャルギヤ３７は、ディファレンシャルキャリア４１内で、回転軸線Ａ４１に対して垂直な軸線を中心として回転可能に支持されている複数のディファレンシャルピニオン４９と、それぞれ回転軸線Ａ４１に対して同軸に回転可能に配置され、ディファレンシャルピニオン４９と噛み合っている２つのサイドシャフトギヤ５０，５１とを含む。リングギヤ４８からディファレンシャルキャリア４１へと導入されたトルクは、ディファレンシャルピニオン４９を介して両サイドシャフトギヤ５０，５１へと伝達され、これらのサイドシャフトギヤ間では補償作用が生じる。サイドシャフトギヤ５０，５１は、等速ジョイント５２，５３による角度運動のもとで、トルクを伝達するために所属のサイドシャフト（図示せず）に接続されており、これらのサイドシャフトはトルクを車両ホイールに伝達する。

クラッチユニット４２は、軸方向で、第１の駆動歯車４４と第２の駆動歯車４６との間に配置されている。クラッチユニットは、ドライブシャフトからのトルクを選択的に第１の駆動歯車４４または第２の駆動歯車４６へと伝達するように構成されている。このために、ドライブシャフト３９に相対回動不能に接続されたクラッチ入力部分を、オプションとして、第１の駆動歯車４４または第２の駆動歯車４６に接続することができる連結エレメント５４が設けられている。連結エレメント５４は、クラッチ入力部分に相対回動不能かつ軸方向摺動可能に保持されているスライドスリーブの形態で構成されている。

スライドスリーブ５４の操作は、本発明によるシフトドラムアッセンブリ２の第１のシフトドラム５を介して行われる。第１の回転方向Ｒ１への回転駆動装置３の操作により、第１のシフトドラム５が回転し、第２のシフトドラム６は静止している。この場合、作動輪郭２５と協働する軌道従動エレメント５５が従動し、この軌道従動エレメントに接続されている、特にシフトフォークの形態のシフト部材５６を軸方向に動かす。シフトフォーク５６は、スライドスリーブ５４のリング溝内に係合する。シフトドラムアッセンブリ２は、電子的な調整器によって駆動制御可能であり、この調整器によって、必要に応じて、自動車の実際のまたは所望の運転状態に応じて駆動制御することができる。

このトランスミッションアッセンブリ３５は、第１の出力経路と、機能的に平行な第２の出力経路とによって形成される二経路シフトを含む。シフトドラムアッセンブリ２を、第１のシフトポジションまたは第２のシフトポジションＰｂ，Ｐｃに相応して制御することにより、クラッチユニット４２は、トルクを選択的に、第１の出力経路（歯車４４，４５，４７，４８）を介して、または代替的に第２の出力経路（歯車４６，４７，４８）を介して、電気モータ３８からディファレンシャルギヤ３７へと伝達することができる。

軌道従動エレメント５５が作動輪郭２５の中央の区分に係合する場合は、シフトフォーク５６は相応して、マニュアルトランスミッション３６のニュートラル位置に相当する、軸方向中央のシフト位置（Ｎ）に位置する。このポジションでは、電気モータ３８とディファレンシャルギヤ３７とは互いに分離されているので、サイドシャフトと電気モータ３８との間でトルクの伝達は行われない。シフトドラム５がシフト位置Ｐａに対して回転すると、軌道従動エレメント５５は第１の軸方向の方向に（この場合、右に）移動するので、シフトフォーク５６は、中央ポジションから出て、マニュアルトランスミッション３６の第１ギヤに相当する第１のシフト位置（Ｇ１）に位置する。シフトドラム５がさらに回転すると、軌道従動エレメント５５またはシフトフォーク５６は、まずは軸方向中央のシフト位置（Ｎ）を通って、そこから第２の方向に（この場合、左に）移動し、マニュアルトランスミッション３６の第２ギヤに相当するシフト位置（Ｇ２）に到る。シフトドラム５がさらに回転すると、軌道従動エレメント５５またはシフトフォーク５６は、再び軸方向中央のシフト位置（Ｎ）またはニュートラル位置に到る。

ここでは概略的にのみ図示されている第２のシフトドラム６は、回転駆動装置３を逆の回転方向に操作することによって回転する。第２のシフトドラム６は、別のシフトユニット、例えば、パーキングロック（図示せず）のシフトのために用いられる。

記載した実施形態は、１つだけの回転駆動装置３によって、独立したシフト操作を有する２つのシフトシステムのシフトを可能にする。

２ シフトドラムアッセンブリ
３ 回転駆動装置
４ 駆動軸／モータ軸
５ 第１のシフトドラム
６ 第２のシフトドラム
７，７’ 駆動軸／シフトドラム軸
８，８’ 動力伝達系
９，９’ ギヤ段
１０ ピニオン
１１ 歯車
１２ 区分（１５）
１３ 区分（１５）
１４ クランプ体（１５）
１５ 第１のフリーホイール（５）
１６ 第２のフリーホイール（６）
１７ 区分（１６）
１８ 区分（１６）
１９ クランプ体（１６）
２１，２１’ 軸受手段
２２，２２’ 軸受手段
２３ スラスト軸受
２４ 作動輪郭（５）
２５ 作動輪郭（５）
２６ 作動輪郭（６）
２７ 係止手段
２８ 係止手段
２９ 係止エレメント
３０ 係止凹部
３２ ばね
３３ ケーシング
３５ トランスミッションアッセンブリ
３６ マニュアルトランスミッション
３７ ディファレンシャルギヤ
３８ 電気モータ
３９ ドライブシャフト／トランスミッション軸
４０ 中間軸
４１ ディファレンシャルキャリア
４２ クラッチユニット
４３ ケーシング
４４ 第１の駆動歯車
４５ 第１の中間歯車
４６ 第２の駆動歯車
４７ 第２の中間歯車
４８ リングギヤ
４９ ディファレンシャルピニオン
５０ サイドシャフトギヤ
５１ サイドシャフトギヤ
５２ 等速ジョイント
５３ 等速ジョイント
５４ 連結エレメント
５５ 軌道従動エレメント
５６ シフト部材
５７ シフト部材
Ａ 軸線
Ｐ シフト位置
Ｒ 方向

Claims (15)

1. 自動車の動力伝達系におけるシフトユニットのためのシフトドラムアッセンブリであって、
   ２つの回転方向（Ｒ１，Ｒ２）に回転駆動可能であるモータ軸（４）を備えた回転駆動装置（３）を有している、シフトドラムアッセンブリにおいて、
   ２つのシフトドラム（５，６）が設けられており、前記シフトドラムは、前記モータ軸（４）の回転方向に応じて、前記シフトドラム（５，６）のうちの一方が回転駆動され、前記シフトドラム（６，５）のうちの他方が駆動されないように、前記モータ軸（４）に駆動接続されていることを特徴とする、シフトドラムアッセンブリ。
2. 前記モータ軸（４）が第１の回転方向（Ｒ１）に駆動されると前記第１のシフトドラム（５）が回転駆動され、前記第２のシフトドラム（６）は静止しており、
   前記モータ軸（４）が第２の回転方向（Ｒ２）に駆動されると前記第２のシフトドラム（６）が回転駆動され、前記第１のシフトドラム（５）は静止している、
   請求項１記載のシフトドラムアッセンブリ。
3. 前記第１のシフトドラム（５）と前記第２のシフトドラム（６）とは、前記モータ軸（４）に駆動接続されている１つの共通の駆動軸（７）上に配置されている、請求項１または２記載のシフトドラムアッセンブリ。
4. 前記第１のシフトドラム（５）は第１の駆動軸（７）上に配置されていて、前記第２のシフトドラム（６）は第２の駆動軸（７’）上に配置されており、
   前記第１および第２の駆動軸（７，７’）は、前記モータ軸（４）に駆動接続されている、
   請求項１または２記載のシフトドラムアッセンブリ。
5. 前記第１のシフトドラム（５）は前記駆動軸（７）に、前記モータ軸（４）が第１の回転方向（Ｒ１）に駆動される際にロックされ、前記モータ軸（４）が第２の回転方向（Ｒ２）に駆動される際に開放される第１のフリーホイール（１５）を介して接続されており、
   前記第２のシフトドラム（６）は前記駆動軸（７，７’）に、前記モータ軸（４）が第２の回転方向（Ｒ２）に駆動される際にロックされ、前記モータ軸（４）が第１の回転方向（Ｒ１）に駆動される際に開放される第２のフリーホイール（１６）を介して接続されている、
   請求項１から４までのいずれか１項記載のシフトドラムアッセンブリ。
6. 前記第１のシフトドラム（５）および前記第２のシフトドラム（６）のうちの少なくとも１つが、前記各シフトドラム（５，６）を１つの回転位置（Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅ）に保持することができる係止エレメント（２９）を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載のシフトドラムアッセンブリ。
7. 前記第１のシフトドラム（５）および前記第２のシフトドラム（６）のうちの少なくとも１つのために、所属の前記シフトドラム（５，６）の回転ポジションを検出するように構成されたセンサが設けられている、請求項１から６までのいずれか１項記載のシフトドラムアッセンブリ。
8. 前記第１のシフトドラム（５）は、第１の外周面に、第１のシフト部材（５６）をシフトするための第１の作動輪郭（２５）を有しており、前記第２のシフトドラム（６）は、第２の外周面に、第２のシフト部材（５７）をシフトするための第２の作動輪郭（２６）を有している、請求項１から７までのいずれか１項記載のシフトドラムアッセンブリ。
9. 前記第１の作動輪郭（２５）と前記第２の作動輪郭（２６）とは周方向で閉じられている、請求項８記載のシフトドラムアッセンブリ。
10. 前記第１の作動輪郭（２５）および前記第２の作動輪郭（２６）のうちの少なくとも一方は、マニュアルトランスミッション（３６）の少なくとも２つのギヤを切り替えるために形成されている、請求項８または９記載のシフトドラムアッセンブリ。
11. 前記第１の作動輪郭（２５）および前記第２の作動輪郭（２６）のうちの少なくとも一方は、パーキングロックの操作のために形成されている、請求項８から１０までのいずれか１項記載のシフトドラムアッセンブリ。
12. 前記第１の作動輪郭（２５）および前記第２の作動輪郭（２６）のうちの少なくとも一方は、ディファレンシャルギヤ（３７）のロックのために形成されている、請求項８から１１までのいずれか１項記載のシフトドラムアッセンブリ。
13. 前記第１の作動輪郭（２５）および前記第２の作動輪郭（２６）のうちの少なくとも一方は、クラッチ遮断の操作のために形成されている、請求項８から１２までのいずれか１項記載のシフトドラムアッセンブリ。
14. クラッチユニット（４２）を備えたマニュアルトランスミッション（３６）と、特に自動車の、電気モータによって駆動可能な動力伝達系のためのシフトドラムアッセンブリ（２）とを備えた、トランスミッションアッセンブリであって、
    前記マニュアルトランスミッション（３６）は、前記シフトドラムアッセンブリ（２）と前記クラッチユニット（４２）とによって、選択的に、入力部から出力部へと第１の変速比でトルクを伝達する第１のシフト位置に移行可能であって、入力部から出力部へと第２の変速比でトルクを伝達する第２のシフト位置へと移行可能である、
    トランスミッションアッセンブリにおいて、
    前記シフトドラムアッセンブリ（２）は、請求項１から１３のいずれか１項により形成されていることを特徴とする、トランスミッションアッセンブリ。
15. 前記マニュアルトランスミッション（３６）は前記シフトドラムアッセンブリ（２）と前記クラッチユニット（４２）とを介して、前記入力部と前記出力部とが互いに対して自由回転可能であるニュートラルポジションへと移行可能である、請求項１４記載のトランスミッションアッセンブリ。

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