JP4693767B2 - 内燃機関用多段型手動式変速機 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部分の特徴を有する内燃機関用多段型手動式変速機に関する。

いわゆるダブルクラッチ変速機（例えば特許文献１参照）が車両製造においてずっと以前から知られており、スポーツ車両分野においても、手動式変速機の少ない燃料消費およびスポーツ性を自動変速機の快適性に結びつけるために益々使用されてきている。一方のトレーンを介して駆動される間、他のトレーンで次の変速段が予備選択される。公知の実証されたシフト要素（同期装置とクラッチ）を使用することは魅力的である。

ダブルクラッチ変速機のためのギヤセット構造体の場合機能的な条件により、偶数のギヤと奇数のギヤがそれぞれそのために設けられた固有の変速機入力軸に配置されている。このようなダブルクラッチギヤセットを慣用の手動式変速機のためにも使用できるようにするために（キーワード：同一部品原理）、例えば個々のギヤに付設された同期化装置の液圧制御装置が必要である。手動式変速機で知られているＨ形シフトパターンは古典的な内部シフトコントロールによって実現不可能である。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００３８０９０号公報

本発明の課題は、慣用のＨ形シフトが実現可能である、ダブルクラッチ変速機のギヤセット構造体のためのシフト制御装置を提供することである。

この課題は請求項１に記載された特徴によって解決される。

本発明によるシフト制御装置によって、ダブルクラッチギヤセットにもかかわらず、Ｈ形シフト部を有する慣用の手動式変速機が有利に実現可能である。それによって、異なる構造の変速機のために同じ部品の数が更に増え、製作コストが低減される。

本発明の他の特徴は従属請求項に記載されている。

個々のギヤのシフト制御のために、ケーブルまたはシフトロッドを備えたスライド案内要素が設けられ、両シフト軸の各々のためにレバー変向システムが設けられている。このシステムの一端はスライド案内要素に枢着され、他端はシフト軸に枢着されている。それによって、偶数と奇数のギヤをシフトするために必要なシフト軸の回転運動を簡単に行うことができる。

スライド案内要素と変向システムを介してそれぞれのシフト軸に伝達される回転運動は、変向システムの端部に配置されたそれぞれ１本のピンを介して行われる。このピンはそれぞれのシフト軸に配置されたブッシュの案内溝に係合する。

シフト軸には、シフトプレートのシフト口と協働するシフトフィンガーが設けられている。この場合、シフトプレートはシフトフォークに一体連結され、シフト軸の回転運動が選択されたシフトプレートの並進運動に伝達される。

それぞれシフト軸上で軸方向にずらしてかつ半径方向に１８０°ずらして配置された２個のシフトフィンガは、同様に１８０°だけ互いにずらして配置されたシフトプレートの２つのシフト口と協働する。この２個のシフトフィンガを使用することにより、偶数または奇数のギヤを、Ｈ形シフトパターンに相応して、同じ方向にシフトするとができる（偶数は前方に、奇数は後方に）。

その都度のギヤを予備選択するために、ケーブルまたはシフトロッドに連結されたレバーシステムが設けられている。このレバーシステムはそれぞれ１本のレバーアームを介して両シフト軸に枢着されている。レバーシステムによって、異なるシフトゲートを予備選択するための両シフト軸の並進運動が可能である。

両主シフト軸にそれぞれ１本のロック棒が付設されていると有利である。このロック棒はシフト軸を介して軸方向に案内され、選択されていないシフトフォークのためのロック構造体を備えている。

図には、本発明の２つの実施の形態が示してある。次に、この実施の形態を詳しく説明する。

図１には、７速ダブルクラッチ変速機のギヤセットが示してある。その際、第１の変速機入力軸２に偶数のギヤ２−４−６と後退ギヤＲが配置され一方、第１の変速機入力軸２と同軸に配置された第２の変速機入力軸４に、奇数のギヤ１−３−５−７が配置されている。

このギヤセットを、動力伝達遮断部を有する慣用のＨ型多段手動変速機のためにも容易に使用できるようにするために、両変速機入力軸２，４の相対回転不能な連結（例えば差し込み歯状部による連結）のほかに、機械的なシフト制御システムが必要である。次に、このシフト制御システムの構造を詳しく説明する。

両変速機入力軸２，４に配置された前進ギヤＧ１〜Ｇ７と後退ギヤＲには、詳しく示していない（同期）シフトクラッチＳ１〜Ｓ４が付設されている。このシフトクラッチは４個のシフトフォーク６，８，１０，１２によって、選択された変速ギヤと変速機入力軸２，４とを相対回転しないように選択的に連結する。シフトクラッチＳ３が偶数のギヤＧ２，Ｇ４をシフトする働きをし、シフトクラッチＳ４がギヤＧ６とＲをシフトする働きをし一方、シフトクラッチＳ１が奇数のギヤＧ１，Ｇ３をソフトする働きをし、シフトクラッチＳ２がギヤ５，７をシフトする働きをする。奇数のギヤＧ１，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ７をシフトするために、第１のシフト軸１４が設けられ一方、ギヤＧ２，Ｇ４，Ｇ６と後退ギヤＲをシフトするために第２のシフト軸１６が設けられている。すべてのギヤをシフトするために、シフト軸１４，１６を回転運動させる必要があり、この両シフト軸１４，１６のために共通の１個のスライド案内要素１８が設けられている。このスライド案内要素はレバー要素２０を備え、このレバー要素には、自動車のシフトレバーに連結されたケーブルまたはシフトロッドが枢着されている。スライド案内要素１８には２個の案内軌道２２，２４が穿設されている。この案内軌道にはそれぞれ案内ピン２６，２８が係合している。この案内ピン２６，２８はそれぞれ第１の変向レバー３０，３２に固定されている。この変向レバーはそれぞれ、シフト軸１４，１６のために設けられた変向システム３１，３３の構成部材である。この変向システムは両シフト軸１４，１６のために同一に形成されている。第１の変向レバー３０，３２の他端には、他の案内ピン３４，３６が配置されている。この案内ピンは第２の変向レバー４２，４４の長穴３８，４０に係合している。両案内レバー４２，４４はそれぞれ支承環４６，４８を備えている。この支承環はそれぞれ共通の１個の支承ブリッジ５０（図３参照）の支承ピン（図示していない）に支持されている。両変向レバー４２，４４はその他端に、案内ピン５２，５４を備えている。この案内ピンはそれぞれ案内溝５６，５８に係合している。案内溝５６，５８はそれぞれ、シフト軸１４，１６に相対回転しないように連結されたブッシュ６０，６２によって一体に形成されている。

両ブッシュ６０，６２の上端には第２の案内溝６４，６６形成されている。この案内溝にはそれぞれ、選択操作のために設けられた案内ピン６８，７０が係合している。両案内ピン６８，７０はケーシング（図示していない）の中央に支承されたレバー要素７２の端部に配置されている。レバー要素７２に連結された支承軸７４の端には、選択レバー７６が配置されている。この選択レバーはケーブルまたは選択ロッドに連結されている。

両シフト軸１４，１６の下端にはそれぞれ、軸方向にずらしてかつ半径方向に１８０°ずらして配置された２個のシフトフィンガ７８〜８４が設けられている。個々のギヤをシフトするために、両シフト軸１４，１６に配置されたシフトフィンガ７８〜８４はシフトプレート８６に穿設されたシフト口８８と協働する。この場合、シフトプレート８６は図２に概略的に示すように、シフトフォーク６〜１２に一体連結されている。

図示していないシフトケーシング内で、両シフト軸１４，１６に対して平行に、２本の軸９０，９２が付設されている。この軸はシフトケーシングに回転しないように支持されている。軸９０，９２はその一端に、フォーク状のグリップ９４，９６を備えている。このグリップはブッシュ６０，６２に突出形成された案内溝６４，６６の壁部を取り囲んでいる。両軸９０，９２の他端には、それぞれ２個のシフトプレートのための各軸に、４つの異なるロック位置のためのそれぞれ４個のロックピン９８が、４つのシフトゲートに相応して設けられている。ロックピン９８は後述するように、シフトプレート８６内に配置されたロック溝１００と協働する。

適当なギヤの予備選択も含むシフト制御について、次に詳しく説明する（図９〜１６参照）。

シフトレバーをＨ型ゲート（１速）内で動かすことによって、ケーブルまたはシフトロッドを介して、レバー要素２０が図９に示す方向に移動する。スライド案内要素１８と変向システム３１とブッシュ６０を介して、シフト軸１４が回転運動させられる（図１０参照）。この回転運動はシフトプレート８６に係合するシフトフィンガ７８（または８０）を介してシフトフォークＳ１の並進摺動に変換される。それによって、公知のごとく、変速歯車または遊び歯車Ｇ１と変速機軸４が相対回転しないように連結される。第１のシフト軸１４が回転運動を行う間、案内軌道２４の延長形状に基づいて、シフト軸１６の回転運動はこの状態で行われない。

１速から２速にシフトアップする際、レバー要素２０は自動車のシフトレバーを介して図１１，１２に示す方向に移行させられる。中央位置（図１１参照）に達すると、再び１速が抜け一方、右側の端位置（図１２参照）に達すると、シフト軸１６は案内軌道２４の延長形状に基づいて回転させられる。この回転は１速に類似して、変速歯車または遊び歯車Ｇ２と変速機軸２を相対回転しないように連結する。

２速から３速へのシフトアップのために、必要なシフトゲート後退に基づいてシフト軸１４を軸方向に摺動させる必要がある。これは選択レバー７６によって行われる。この選択レバーはシフト軸１４とシフト軸１６を新しいシフトゲート内に移行させる（図１６参照）。

３速のためのシフト過程は、先行するシフト過程に類似して行われる。この場合、図１３〜１５に示すように、シフトフィンガ７８に対向するシフトフィンガ８０がそれに付設されたシフト口８８に係合し、シフト軸１４の回転運動によって、変速歯車Ｇ３と変速機軸４が相対回転しないように連結される。

残りのギヤＧ４〜Ｇ７と後退ギヤＲのシフトおよび予備選択は上記と同様に行われる。

シフト軸１０２上における、係合していないシフトフォークの意図しない摺動が防止されるようにするために、図８に例示的に示すように、両ロック軸９０，９２に設けられたロックピン９８は、シフトフォークをシフトしていないシフトプレートのロック溝１００に係合する（鍵穴機能）。その際、軸９０，９２はシフト軸１４，１６を介してグリップ９４，９６によって軸方向に案内される。

図１７には、本発明によるシフト制御装置の第２の実施の形態が示してある。このシフト制御装置は第１の実施の形態と同じ機能原理に従って作動し、変更されたスライド案内要素１８′が第１の実施の形態と異なっている。スライド案内要素１８′は直線案内されるスライド案内軌道を備えている。このスライド案内軌道には、シフトケーブルまたはシフトロッドに連結された案内ピンＰが収容されている。案内ピンＰは更に、２つの連行要素Ｍ１，Ｍ２に収容されている。この連行要素は第１の実施の形態で説明した２つの変向システム３１，３３の構成部分である。ニュートラル位置Ｎから奇数のギヤにシフトする際（図１９参照）、案内軌道Ｆが案内ピンＰを連行要素Ｍ１の連行口内に強制案内するので、第１の実施の形態と同様に、選択されたシフトゲートに依存して、奇数のギヤの１つが入れられる。図２０に示すように、奇数のギヤを抜く際に連行要素Ｍ１は再びニュートラル位置に移行する。案内ピンＰが車両のシフトレバーを介して後方に移動すると、案内ピンＰは連行要素Ｍ２の連行口内に入り、偶数のギヤ２／４／６またはＲの１つを入れることができる。

ダブルクラッチ変速機のギヤセットを示す図である。 本発明による機械式シフト制御装置を概略的に示す図である。 シフト制御装置の斜視図である。 シフト制御装置の正面図である。 シフト制御装置の側面図である。 シフト装置のシフトと選択を簡略化して示す図である。 シフト装置のシフトと選択を簡略化して示す図である。 選択されないシフトフォークのためのシフト制御装置のロック機構を示す図である。 シフト過程を概略的に示す図である。 シフト過程を概略的に示す図である。 シフト過程を概略的に示す図である。 シフト過程を概略的に示す図である。 シフト過程を概略的に示す図である。 シフト過程を概略的に示す図である。 シフト過程を概略的に示す図である。 選択過程を概略的に示す図である。 本発明によるシフト装置の第２の実施の形態を簡略化して示す図である。 第２の実施の形態のためのリンクガイドの詳細図である。 第２の実施の形態の第１のシフト位置を示す図である。 第２の実施の形態の第２のシフト位置を示す図である。

Claims (7)

1. 分離クラッチと駆動軸と被駆動軸を備え、異なる変速段を達成するためにかみ合う変速歯車が駆動軸と被駆動軸に配置され、変速歯車がシフトフォーク（６〜１２）を介して操作可能なシフトクラッチ（Ｓ１〜Ｓ４）によって変速機軸（２，４）に摩擦連結可能であり、変速がケーブルおよび／またはシフトロッド構造体によって行われる、内燃機関用多段型手動式変速機において、それぞれ偶数段のギヤ（Ｇ２，Ｇ４，Ｇ６）のための歯車対と奇数段のギヤ（Ｇ１，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ７）のための歯車対がダブルクラッチ−ギヤセットのように並べて配置され、偶数段のギヤ（Ｇ２，Ｇ４，Ｇ６）と奇数段のギヤ（Ｇ１，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ７）のシフトクラッチ（Ｓ１〜Ｓ４）を操作するためのＨ形シフトを実現するために、それぞれ１本のシフト軸（１４，１６）が設けられ、両シフト軸が共通の選択制御部および／またはシフト制御部を介して操作可能であること、
   シフト制御部がケーブルまたはシフトロッドに連結され少なくとも１個の案内軌道（２２，２４，Ｆ）を有し、かつ回転可能に設けられたスライド案内要素（１８）と、両シフト軸（１４，１６）のための各々１個のレバー変向システム（３１，３３）を備えること、
   変向システム（３１，３３）の第１の端部が案内ピン（２６，２８，Ｆ）を介してスライド案内要素（１８）の案内軌道（２２，２４）に係合し、変向システムの第２の端部が案内ピン（５２，５４）を介して、シフト軸（１４，１６）に固定されたブッシュ（６０，６２）の案内溝（５６，５８）に係合すること、および
   レバー変向システム（３１，３３）がそれぞれ支承環（４６，４８）を備えており、スライド案内要素（１８）の回転によりレバー変向システム（３１，３３）がそれぞれ支承環（４６，４８）の周りを回転する結果、スライド案内要素（１８）の回転がシフト軸（１４，１６）の回転へと伝達されることを特徴とする多段型手動式変速機。
2. シフト軸（１４，１６）に設けられたシフトフィンガ（７８〜８４）がシフトプレート（８６）のシフト口（８８）と協働し、シフトプレートがそれぞれシフトフォーク（６〜１２）に連結され、かつシフト軸（１４，１６）の回転運動を選択されたシフトプレート（８６）またはシフトフォーク（８〜１２）の並進運動に変換するように形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の多段型手動式変速機。
3. シフトプレート（８６）がそれぞれ、対向する２つのシフト口（８８）を備え、シフトプレート（８６）のためのシフトフィンガ（７８〜８４）が軸方向に互いにずらしてかつ半径方向に１８０°だけ互いにずらして配置されていることを特徴とする、請求項２記載の多段型手動式変速機。
4. 選択操作部が、各シフト軸（１４）または（１６）を新たなシフトゲートに移行するためにケーブルまたはシフトロッドに連結されたレバー要素（７２）を備え、レバー要素（７２）の両端が各々１個の案内ピン（６８，７０）を介して、シフト軸（１４，１６）に固定されたブッシュ（６０，６２）の各々１つの案内溝（６４，６６）に係合していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載の多段型手動式変速機。
5. シフト制御および選択操作のためのブッシュ（６０，６２）が一部品として一体に形成されていることを特徴とする、請求項１または４に記載の多段型手動式変速機。
6. シフト軸（１４，１６）に各々１本のロック軸（９０，９２）が付設され、このロック軸がシフト軸（１４，１６）を介して軸方向に案内され、かつ選択されないシフトフォーク（６〜１２）のためのロック構造体（９８，１００）を備えていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つに記載の多段型手動式変速機。
7. ロック軸（９０，９２）がロックピン（９８）を備え、このロックピンが選択されないシフトフォーク（６〜１２）のシフトプレート（８６）のロック溝（１００）に係合することを特徴とする、請求項６記載の多段型手動式変速機。

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