JP5557753B2 - 変速機の割り当てられた回転軸上の少なくとも一つの遊び歯車の切換のための装置 - Google Patents

Description

本発明は、特許請求の範囲の請求項１の上位概念で詳細に定義された方法に従う、変速機の割り当てられた回転軸上の少なくとも一つの遊び歯車の切換のための装置に関する。

出願人のいまだ公表されていない出願DE 10 2006 049 274により、副軸構造内において、遊び歯車として実施された、変速機機構の歯車の駆動のためのユニットが知られている。この変速機機構は、２つの連結機構を有しており、各々が、副軸の２つの遊び歯車を切換可能としている。これらの連結機構は、中空軸として形成された副軸の内部に配置され、駆動部は、同軸かつ軸方向移動可能に配置されたスリーブ要素の内部に配置され、割り当てられた遊び歯車を副軸に回転しないように（drefest）結合している。中空軸内のスペースは制限されているため、連結機構の配置可能性は、任意に可能というわけではない。このため、切り換えられるべき遊び歯車は、所望の軸方向位置に配置され、これにより、変速機の軸方向の全長が、少なくとも増大する。

本発明の課題は、上述したタイプの少なくとも一つの遊び歯車の切換のための装置であって、コンパクト化および低コスト化が可能な変速機を実現する装置を提案すること、に基づいている。

本課題は、特許請求の範囲の請求項１に記載された特徴によって解決される。更に有利な実施の形態は、従属請求項および図面から明らかになる。

これによれば、変速機の割り当てられた回転軸上の、少なくとも一つの遊び歯車の切換のための装置であって、少なくとも一つの切換ユニットを備えた装置が提案される。当該切換ユニットは、駆動機構と、摩擦係合式および／または噛み合い係合式の切換機構とを有し、切換機構は、駆動機構と共に、軸方向に可動になっており、駆動機構は、少なくとも部分的に回転軸内に配置され、切換機構は、回転軸に対して同軸に配置されている。本発明によれば、駆動機構と切換機構との間に、軸方向の延長部またはこれに類似する物が設けられる。

この方法によれば、各切換ユニットにおいて、駆動機構と切換機構との間のさまざまな軸方向位置が、相応して、調整され得る。このため、切換ユニットを、省スペースで、変速機内に配置させることができ、これにより、例えば、前方を横切る（フロントトランスバース）駆動部（Front-Quer-Antrieb）のための、コンパクトな変速機が実現され得る。他の方法では、軸方向の延長部は、径方向に遊び歯車の保管場所と中空軸との間に、少なくとも部分的に配置され得る。

本発明により提案された装置は、好ましくは、内部駆動の切換ユニットのために設置され得て、この際、駆動機構は、中空軸として形成された回転軸内に配置される。また、駆動機構により、複数の切換機構または切換要素が駆動されることが可能である。しかしながら、他の駆動タイプが、適用され得る。

本発明の可能な実施の形態として、本発明による装置において、複数の切換ユニットが設けられ、とりわけ、当該切換ユニットが、別々に配置される。また、提案された装置は、同一の複数の切換ユニットを有し得る。

本発明の次の他の実施の形態によれば、各切換ユニットにおいて、軸方向の延長部が、切換機構に割り当てられ得る。また、割り当てられた駆動機構または他の位置に、軸方向の延長部が設けられ得る。

本発明の実施の形態においては、第１の切換ユニットが、例えば噛み合い係合式の切換機構として、駆動機構によって軸方向に移動可能で、軸方向の延長部を含む摺動スリーブを有し得る。とりわけ、軸方向の延長部は、駆動機構に結合可能な少なくとも一つのピックアップボルト（Mitnahmebolzen）の保持のために、突出する少なくとも一つの受容領域またはこれに類似する物として形成され得る。この受容領域は、摺動スリーブと共に、一部品で、実施され得る。また、各受容領域は、摺動スリーブ上に、別々の構成部品として、取り付けられ得る。

径方向にとりわけコンパクトな変速機の構造を実現するために、摺動スリーブは、突出する受容領域を有し、少なくとも切換状態または切換位置において、回転軸内の溝内またはこれに類似する物内に、少なくとも部分的に収められ得る。あるいは、遊び歯車支持部内に溝が配置され得る。

本発明による装置においては、異なる切換ユニットを使用し得る。例えば、他の切換ユニットにおいて、切換機構に、駆動機構によって軸方向に移動可能で、軸方向の延長部を含む切換爪要素が設けられ得る。好ましくは、軸方向の延長部は、更に、固定機構に結合可能な少なくとも一つのピックアップボルトの保持のために、少なくとも一つの突出する受容領域として形成され得る。また、切換ユニットにおいて、受容領域の、一部品での実施または複数部品での実施が実現され得る。

第２の実施の形態の変形例において、変速機の径方向にできるだけコンパクトな構造を実現するために、突出する受容領域を含む切換爪要素は、少なくとも切換位置において、径方向に遊び歯車支持部と回転軸との間に、部分的に配置され得る。このため、遊び歯車支持部は、突出する受容領域の受容のために、対応する凹部またはこれに類似する物を有することが、好ましい。また、移動可能な構成部品を径方向に入り組ませることを実現するために、他の構造的な解決法が可能である。

また、本発明による装置において、噛み合い係合式の切換機構の代わりに、摩擦式の切換機構または両者の組み合わせが使用され得る。

駆動機構として、回転軸内に配置されたスピンドル駆動部が設けられており、そのスピンドルナットは、軸方向の移動のために、ピックアップボルトに、作用結合していることが好ましい。また、駆動機構の他のタイプが適用可能である。この駆動機構は、回転軸またはハウジングに、回転しないように結合され得る。

提案された装置は、それぞれの変速機において、適用され得る。しかしながら、好ましくは、当該装置は、ダブルクラッチ変速機において、負荷切換可能な複数のギヤ段および少なくとも1つのらせんギヤ段（Windungsgang）からの切り換えのために、副軸構造内で使用され得る。その場合、とりわけ、複数の遊び歯車は、内側から作動する切換機構によって、らせんギヤ段の実現のためおよびダブルクラッチ変速機の両方の部分変速機の結合のため、それぞれの副軸と結合可能であり、また、副軸とは無関係に互いに結合可能である。更に、例えば、複数の遊び歯車が、本発明により提案された装置によって、割り当てられた副軸に同時に結合され得る。

図１は、本発明による装置を含むダブルクラッチ変速機の実施形態を示す断面図。 図２は、別々に実施された２つの切換ユニットを含む本発明による装置の実施形態の可能な変形例の拡大断面図。 図３は、本発明による装置の受容領域を含む切換爪要素の３次元図。 図４は、本発明による装置の遊び歯車支持部の３次元図。 図５は、図１による装置の３次元部分図。 図６は、図１による装置の他の３次元部分図。

以下に、図面に基づいて、本発明がより詳細に説明される。図面においては、同一部分には、同一の参照符号が使用される。

図１においては、変速機の割り当てられた回転軸上の少なくとも一つの遊び歯車の切換のための、本発明により提案された装置の可能な適用範囲として、副軸構造におけるより一般的なダブルクラッチ変速機が模範的に示されている。

ダブルクラッチ装置は、２つのクラッチを有し、これらの入力側は駆動軸に結合されている。さらに、駆動軸に、ねじり振動ダンパー（Torsionsschwingungsdampfer ）が配置されている。クラッチの出力側は、それぞれ、互いに同軸に配置された２つの変速機入力軸ｗ＿Ｋ１、ｗ＿Ｋ２に結合されている。第１変速機入力軸ｗ＿Ｋ１は、中実軸として形成されていると共に、第２変速機入力軸ｗ＿Ｋ２は、中空軸として形成されている。さらに、２つの副軸ｗ＿ｖ１、ｗ＿ｖ２が設けられ、これらは、軸方向に互いに平行に配置されている。各副軸ｗ＿ｖ１、ｗ＿ｖ２上に、複数の遊び歯車が配置され、当該遊び歯車は、変速機入力軸ｗ＿Ｋ１、ｗ＿Ｋ２上の固定歯車と係合している。

各副軸ｗ＿ｖ１、ｗ＿ｖ２の遊び歯車を切換可能とするために、第１副軸ｗ＿ｖ１上に２つの切換ユニットが配置され、ここでは、中空軸として形成された第１副軸ｗ＿ｖ１内に、各駆動機構が配置されている。駆動機構は、各遊び歯車を副軸ｗ＿ｖ１に結合するために、噛み合い係合式の切換機構を軸方向に移動させることができる。

第２副軸ｗ＿ｖ２上に、遊び歯車１、２、３の切換のための、本発明による装置が、配置されている。当該装置は、模範的には、別々に実施された２つの切換ユニットを有しており、第１切換ユニットによって、遊び歯車１は、第２副軸ｗ＿ｖ２に、回転しないように結合可能となっている。さらに、変速機においてらせんギヤ段を実現するために、遊び歯車１および２は、第１切換ユニットによって、第２副軸ｗ＿ｖ２とは独立して結合可能となっている。第２切換ユニットによって、遊び歯車２と遊び歯車３は、いずれも、第２副軸ｗ＿ｖ２に、回転しないようにそれぞれ結合可能となっている。また、本発明により提案された装置は、他の遊び歯車を切り換えるために、他の副軸ｗ＿ｖ１上に設けられてもよく、これにより、図１に示された装置は、まさに、模範的となっている。

本発明によれば、当該装置においては、切換機器ごとに、駆動機構と切換機構との間に、軸方向の延長部が設けられ、このことにより、駆動機構と切換機構の軸方向の配置の適応性を向上させることができる。また、変速機において、とりわけ部品の配置の省スペース化を実現することができる。

図２においては、本発明による装置の拡大断面図が示されている。ここでは、切換ユニットの配置は、図１に対して、１８０°回転して示されている。各切換ユニットは、駆動機構を有しており、当該駆動機構は、中空軸として形成された第２副軸ｗ＿ｖ２の内部に配置されている。スピンドル駆動部は電気モータ４を有しており、当該電気モータ４は、スピンドル５を駆動し、当該スピンドル５上に、回転しないように配置されたスピンドルナット６が配置されている。スピンドルナット６は、第２副軸ｗ＿ｖ２に対してそれぞれ同軸に配置された切換機構または切換要素と、作用結合状態にある。

図２において、右側に配置された切換機構上に、軸方向に移動可能な摺動スリーブ７が設けられ、当該摺動スリーブ７は、回転自在に取り付けられた切換爪要素８を、径方向外側で支持している。摺動スリーブ７は、軸方向において、軸方向の延長部としての、２つの対向する突出する受容領域９、９’を有している。当該受容領域９、９’は、摺動スリーブ７上に形成されている、あるいは、この上に固定されている。突出する受容領域９、９’は、対応するスロット１０を通って径方向に延びるピックアップボルト１１をそれぞれ有している。当該ピックアップボルト１１は、受容領域９、９’の凹部内に、例えば、コーキング、溶接、接着または、これに類似する物によって固定されている。また、一部品の実施の形態が可能である。ピックアップボルト１１、１１’は、スピンドルナット６と作用結合の状態にあり、このことにより、摺動スリーブ７上および切換爪要素８上におけるスピンドルナット６の軸方向移動は、割り当てられた遊び歯車１および２の切換のために、伝達され得る。

さらに、図２には、第２切換ユニットが示されている。当該第２切換ユニットは、第２副軸ｗ＿ｖ２に対して左側の同軸に配置された切換機構を有し、当該切換機構は、軸方向に可動の切換爪要素１２を含んでいる。切換爪要素１２の軸方向の移動により、遊び歯車２と遊び歯車３は、いずれも、対応する歯車を介して、第２副軸ｗ＿ｖ２に、回転しないように結合可能となっている。また、第２切換ユニットの切換機構の駆動機構として、スピンドル駆動部が、中空軸として形成された第２副軸ｗ＿ｖ２の内部に配置され、当該スピンドル駆動部は、副軸ｗ＿ｖ２に、またはハウジングのいずれかに結合されている。当該スピンドル駆動部は、第１切換ユニットのスピンドル駆動部と同じであり、このことにより、同じ部品には、同じ参照符号が使用されている。

第１切換ユニットとの相違点として、第２切換ユニットにおいては、軸方向の延長部が切換爪要素１２上に設けられている。スピンドルナット６と作用結合の状態にあるピックアップボルト１４の固定のために、切換爪要素１２は、軸方向の延長部として、２つの突出する受容領域１３、１３’を有している。ピックアップボルト１４、１４’は、第２副軸ｗ＿ｖ２の割り当てられたスロット１８を通って径方向に延びている。切換爪要素１２の軸方向の延長部によって、スピンドル駆動部の軸方向の配置は、切り換えられるべき遊び歯車２、３とは独立している。

図３は、軸方向に突出する受容領域１３、１３’のいずれをも含む、第２切換ユニットの切換爪要素１２の拡大部分図を示している。受容領域１３、１３’は、いずれも、切換爪要素１２上に形成され、対向して配置されている。

図４においては、模範的に、遊び歯車３の回転自在な軸受部のための遊び歯車支持部１５が、拡大部分図として示されている。当該遊び歯車支持部１５は、受容領域１３、１３’に対応する２つの凹部１６、１６’を有している。このことにより、切換爪要素１２を、切換位置にすることができる。当該切換位置においては、切換爪要素１２は遊び歯車３を第２副軸ｗ＿ｖ２に回転しないように結合するが、このとき、受容領域１３、１３’が対応する凹部１６、１６’内に軸方向に挿入される。これにより、切換爪要素１２は、径方向に遊び歯車３の遊び歯車支持部１５と中空軸として形成された第２副軸ｗ＿ｖ２との間に、少なくとも部分的に配置される。

図５は、変速機の第２副軸ｗ＿ｖ２上の２つの切換ユニットを有する本発明による装置の３次元部分図を示している。ここでは、図１の断面図における２つの切換ユニットの構造的な配置に対応している。とりわけ、図５によれば、第１切換ユニットにおいて、摺動スリーブ７の軸方向に突出する受容領域９、９’は、切換位置で、第２副軸ｗ＿ｖ２の溝１７内へ案内可能であり、この場合、遊び歯車１および遊び歯車２は、摺動スリーブ７または割り当てられた切換爪要素８を介して、第２副軸ｗ＿ｖ２とは独立して、互いに結合される。

最後に、図６は、第２副軸ｗ＿ｖ２上の本発明による装置の他の３次元部分図を示している。

１ 遊び歯車
２ 遊び歯車
３ 遊び歯車
４ 電気モータ
５ スピンドル
６ スピンドルナット
７ 摺動スリーブ
８ 切換爪要素
９、９’ 摺動スリーブ上の突出する受容領域
１０ スロット
１１、１１’ ピックアップボルト
１２ 第２切換ユニットの切換爪要素
１３、１３’ 切換爪要素上の突出する受容領域
１４、１４’ ピックアップボルト
１５ 遊び歯車支持部
１６、１６’ 遊び歯車支持部上の凹部
１７ 溝
１８ スロット
ｗ＿Ｋ１ 第１変速機入力軸
ｗ＿Ｋ２ 第２変速機入力軸
ｗ＿ｖ１ 第１副軸
ｗ＿ｖ１ 第２副軸

Claims (13)

1. 変速機の割り当てられた回転軸上の、少なくとも一つの遊び歯車（１、２、３）の切換のための装置において、
   駆動機構と、摩擦係合式および／または噛み合い係合式の切換機構と、を有する少なくとも一つの切換ユニットを備え、
   切換機構は、駆動機構と共に、軸方向に可動になっており、
   駆動機構は、回転軸内に配置された電動アクチュエータであり、
   切換機構は、回転軸に対して同軸に配置され、
   切換ユニットの駆動機構と切換機構との間に、軸方向の延長部が設けられている、
   ことを特徴とする装置。
2. 軸方向の延長部は、切換機構に割り当てられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 切換ユニットは、切換機構として、駆動機構によって軸方向に移動可能で、軸方向の延長部を含む摺動スリーブ（７）を有する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 軸方向の延長部は、駆動機構に結合可能な少なくとも一つのピックアップボルト（１１、１１’）の保持のために、少なくとも一つの突出する受容領域（９、９’）として形成されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 摺動スリーブ（７）は、突出する受容領域（９、９’）を有し、少なくとも切換位置において、少なくとも部分的に、回転軸の溝（１７）内に配置可能である、
   ことを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 第２切換ユニットが、切換機構として、駆動機構によって軸方向に移動可能で、軸方向の延長部を含む切換爪要素（１２）を有する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の装置。
7. 軸方向の延長部は、駆動機構に結合可能な少なくとも一つのピックアップボルト（１４、１４’）の保持のために、少なくとも一つの突出する受容領域（１３、１３’）として形成されている、
   ことを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 切換爪要素（１２）は、突出する受容領域（１３、１３’）を有し、少なくとも切換位置において、径方向に遊び歯車支持部（１５）と回転軸との間に少なくとも部分的に配置されている、
   ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 遊び歯車支持部（１５）は、突出する受容領域の受容のための、対応する凹部（１６、１６’）を有する、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の装置。
10. ピックアップボルト（１１、１１’；１４、１４’）は、回転軸内に配置された駆動機構に結合するために、回転軸の少なくとも一つのスロット（１０；１８）によって径方向に案内可能となっている、
    ことを特徴とする請求項４乃至９のいずれかに記載の装置。
11. 中空軸として形成された回転軸内に配置されたスピンドル駆動部が、駆動機構として設けられており、そのスピンドルナット（６）は、軸方向の移動のために、ピックアップボルト（１１、１１’；１４、１４’）にそれぞれ作用結合している、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
12. 各ピックアップボルト（１１、１１’；１４、１４’）は、スピンドルナット（６）の径方向外側に設けられた溝内に係合する、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. 当該装置は、負荷切換可能なギヤ段および／または少なくとも１つのらせんギヤ段からの切り換えのために、副軸（ｗ＿ｖ１、ｗ＿ｖ２）のうちの少なくとも一つの副軸上のダブルクラッチ変速機内において、使用可能となっている、
    ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の装置。
    

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