JP5650216B2 - 車両用変速機モジュール - Google Patents

Description

本発明は、駆動源に接続され得る入力と、ディファレンシャルに接続され得る出力とを有し：
− 入力に接続され、クラッチハウジングにより形成された第１クラッチ部分、クラッチプレートにより形成された第２クラッチ部分、および、２つのクラッチ部分を互いに押し付けるための、移動可能な押圧要素とそこに接続された駆動シリンダとを有する押圧手段を有するクラッチと、
− 少なくとも３つの回転部材を有し、その内の第１回転部材が第１クラッチ部分に接続され、第２回転部材がブレーキに接続され、第３回転部材が出力に接続された遊星歯車装置と、
− 変速機ハウジングを持ち、入力軸と出力軸とを有する変速機であって、入力軸が第２クラッチ部分に接続されるとともに出力軸に配置された歯車が出力を形成する、変速機と、
を有する、車両用変速機モジュールに関する。

第３回転部材の出力への接続は、ここではまた、変速機を介してもたらされ得る。この場合、第３回転部材したがって変速機の入力軸に接続されるとともに出力への結合は結果として変速機を介してもたらされる。

このタイプの変速機モジュールは特許文献１から知られている。この変速機モジュールでは、ギヤの数を減らすこと無しに変速機内の歯車減速の数を減らすために様々な場所にカップリングおよび切替装置を設置することが可能である。

欧州特許出願公開第６２５０３７号

本発明の目的は既知の変速機モジュールを改善するとともに単純化することである。

この目的のために、本発明による変速機モジュールは、変速機モジュールが変速機ハウジングに接続される隔壁を有する一方空間が隔壁と変速機ハウジングとの間に存在し、この空間が実質的にまたは完全に湿った空間であり、遊星歯車装置がこの空間内に存在する、ことを特徴とする。この結果、油潤滑式遊星歯車装置が可能となるので、ブレーキが閉じられる間に遊星歯車装置でより長く駆動することが可能になる。この結果、閉じたブレーキの遊星歯車装置と等しいギヤ比の歯車装置が変速機から除かれ得る。この変速機モジュールではまた、ブレーキは好ましくは湿式構造であるので、乾式ブレーキより冷却され得る。しかし、乾式ブレーキ構造を隔壁の左側および右側の両方に有することも可能である。クラッチは乾式板クラッチおよび湿式板クラッチの両方であり得るとともにこれはまた隔壁の左側および右側の両方に設置され得る。

好ましくは、第１回転部材は駆動シリンダと変速機の入力軸との間のクラッチハウジングに接続される。

第１回転部材と駆動シリンダとの間には第１シーリングが配置されることが好ましく、第１回転部材と変速機の入力軸との間には第２シーリングが配置されることが好ましい。

クラッチの駆動シリンダは好ましくは隔壁に接続される。この隔壁は好ましくはクラッチハウジングと遊星歯車装置との間に配置される。クラッチは乾式クラッチとして構成され得るので、乾式クラッチの車両の設計に適用される場合、調整される必要がない。

さらに、変速機モジュールは好ましくは、端部が駆動シリンダに接続されるとともに隔壁中または隔壁上に存在もするオイルパイプまたは空気パイプを有する。その結果、クラッチの駆動は１つのモジュール内で提供され得る。ブレーキの作動シリンダまたは複数の作動シリンダおよびそれに通じるオイルパイプまたは複数のオイルパイプも好ましくは隔壁中または隔壁上に配置される。ブレーキの駆動は環状プランジャまたは外周に配置された複数の円板状プランジャによりここでは実行され得る。

本発明による変速機モジュールの実施形態は、クラッチもまた湿った空間に配置されることを特徴とする。この結果、湿式板クラッチが全ての固有の利点を有して使用され得る。

本発明による変速機モジュールのさらなる実施形態は、第３回転部材が、変速機の出力軸に取付けられた第２歯車と噛み合う第１歯車に取付けられ、第１歯車が第１回転部材にベアリングで取付けられ、この第１回転部材が同様に変速機の入力軸にベアリングで取付けられる、ことを特徴とする。結果として、半径方向支持力が隔壁に加えられないので隔壁は半径方向に補強される必要がない。しかし、第１歯車および／または第３回転部材はまた変速機ハウジングに直接ベアリングで取付けられてもよい。好ましくは、第２歯車は最終変速機のさらなる歯車に直接噛み合わされ得る。

本発明による変速機モジュールのさらに別の実施形態は、変速機がそれぞれ変速ギヤを形成する少なくとも２つの歯車減速を有し、一方、第３回転部材は任意選択でこれらの歯車減速の１つまたは複数に接続され得る。変速機は好ましくは少なくとも３つの歯車減速を有するので、３つ以下の歯車減速を有する変速機では５段変速ギヤを実現することが可能である。

好ましくは、変速ギヤの１つの第１歯車は次に入力軸に固定して取付けられ、もう１つの変速ギヤの第１歯車は入力軸の周りを自由に回転できるとともに任意選択で入力軸または第３回転部材に接続され得る。

さらに、好ましくは、第３回転部材がこれらの歯車減速の１つまたは複数に直接接続され得る、あるいは好ましくは他の変速ギヤの第１歯車は入力軸に直接接続され得るまたは第３回転部材に直接接続され得る。

好ましくは、第３回転部材は任意選択で変速機の最低変速ギヤまたは最高変速ギヤの第１歯車に接続され得る。

好ましくは、最低変速ギヤの第１歯車は入力軸に固定して取付けられ、最高変速ギヤの第１歯車は入力軸の周りを自由に回転できるとともに任意選択で入力軸または第３回転部材に接続され得る。最高変速ギヤの第１歯車は次に好ましくは任意選択で入力軸または第３回転部材に直接接続され得る。

本発明による変速機モジュールのまた別の実施形態は、第３回転部材が入力軸にフリーホイールベアリングを介して接続されることを特徴とする。これは１つのアクチュエータを設置することを省くことを可能にするとともに、トルク伝達がこの遊星歯車装置を介して達成される場合、アクセルが開放されたときに運転をより快適にする。加えて、この状態からより高い変速ギヤに変速することが容易である。

本発明による変速機モジュールのさらなる実施形態は、変速ギヤの１つの第１歯車が入力軸に固定して取付けられるとともにもう１つの変速ギヤの１つの第１歯車が入力軸の周りを自由に回転できること、および第３回転部材が任意選択で入力軸または他の変速ギヤの第１歯車に接続され得ることを特徴とする。第３回転部材は次に好ましくは入力軸または他の変速ギヤの第１歯車に直接接続され得る。

また本発明による変速機モジュールのさらなる実施形態は、最低変速ギヤの第１歯車が入力軸に固定して取付けられるとともに最高変速ギヤの第１歯車が入力軸の周りを自由に回転できること、および第３回転部材が任意選択で入力軸または最高変速ギヤの第１歯車に接続され得ることを特徴とする。第３回転部材は次に好ましくは入力軸または最高変速ギヤの第１歯車に直接接続され得る。

さらにまた本発明による変速機モジュールのさらなる実施形態は、最高変速ギヤの第２歯車が出力軸に固定して取付けられるとともに出力を形成することを特徴とする。第１段変速ギヤが省略される場合（これは遊星歯車装置を介して第２段変速ギヤで走ることにより達成される）、変速機の入力軸と出力軸との間の中心間の距離を減らすことができ、この結果として最高変速ギヤの第２歯車に直接続くディファレンシャル歯車を有するための十分な空間が残される。

さらに、出力軸上に存在する歯車をディファレンシャルに軸自体を用いて結合することも可能である。これは好ましくは変速機が車両の長手方向に向けられる後輪駆動の構成の場合である。

ブレーキの固定ブレーキ板は好ましくは隔壁に接続される。あるいは、有利な実施形態では、ブレーキの固定ブレーキ板は任意選択で隔壁あるいは変速機ハウジングあるいは遊星歯車装置の第１または第３回転部材に接続され得る。変速機モジュールはこの場合好ましくは、切替スイッチによりブレーキの固定ブレーキ板が任意選択で次の部品：隔壁、変速機ハウジング、遊星歯車装置の第１回転部材および遊星歯車装置の第３回転部材、の２つ以上のうちの１つに接続され得るように構成された切替スイッチを備える。

本発明は、図面に示された本発明による変速機モジュールの実施形態の例に基づいてより詳細に以下に記載される。

図１は、乾式板クラッチを備える本発明による変速機モジュールの第１実施形態の図式的な表示を示す。 図２は、図１に図式的に示された変速機モジュールの具体的な実施形態を示す。 図３は、乾式板クラッチを備える本発明による変速機モジュールの第２実施形態の図式的な表示を示す。 図４は、湿式板クラッチを備える本発明による変速機モジュールの第３実施形態の図式的な表示を示す。 図５は、第３回転部材が入力軸に接続され得る本発明による変速機モジュールの第４実施形態の図式的な表示を示す。

図１は、本発明による変速機モジュールの第１実施形態の図式的な表示を示す。変速機モジュール１は、駆動源に接続され得る入力３と、ディファレンシャルに接続され得る出力５とを有する。変速機モジュール１はさらに、クラッチハウジング９により形成された入力に接続された第１クラッチ部分と、クラッチプレート１１により形成された第２クラッチ部分、とを有するクラッチ７を含む。クラッチはさらに、２つのクラッチ部分を互いに押し付けるための押圧手段を含む。これらの押圧手段は、移動可能な押圧要素１３およびレバー１９の端部にスラスト軸受１７を介して接続された駆動シリンダ１５を有する。レバーの他端は環状の押圧要素１３と接触する。

さらに、変速機モジュール１は３つの回転部材を有する遊星歯車装置２１を有し、この内の第１回転部材２３がクラッチハウジング９に接続され、第２回転部材２５がブレーキ２７に接続され、第３回転２９が出力５に接続される。この実施形態では、第１回転部材２３はサンギヤにより形成され、第２回転部材２５はリングギヤにより形成され、第３回転２９は遊星キャリアにより形成される。ブレーキ２７は固定ブレーキ板が隔壁４５に接続される湿式板ブレーキとして構成される。

変速機３１もまた変速機モジュール１の一部を形成する。この変速機は、変速機ハウジング３３、第１歯車３７が取付けられた入力軸３５、および第１歯車と噛み合う第２歯車４１が取付けられた出力軸３９を有する。互いに噛み合っている第１及び第２歯車の各歯車減速から、それらの一方は軸に固定して取り付けられる（この実施形態では第１歯車）のに対して、他方（第２歯車）は軸周りに自由に回転することができるとともにシンクロメッシュまたはかみ合いクラッチを用いてそこに結合され得る。入力軸３５はスプライン４３を介してクラッチ板１１に接続されるとともに出力軸３９に存在する歯車が出力５を形成する。

変速機ハウジング３３に接続された隔壁４５が、クラッチ７と遊星歯車装置２１との間に配置される。隔壁と変速機ハウジングとの間には、遊星歯車装置２１を収容する湿った空間４７がある。クラッチの駆動シリンダ１５およびブレーキ２７の作動シリンダ４８が隔壁４５に接続されるとともに、これらのシリンダに通じるオイルパイプもまた隔壁に取付けられる。

第１回転部材２３は駆動シリンダ１５と変速機の入力軸３５との間に延びるとともに、クラッチハウジング９に板４９を介して接続される。さらに、第１シーリング５１が第１回転部材２３と駆動シリンダ１５との間に存在するとともに第２シーリング５３が第１回転部材２３と変速機の入力軸３５との間に存在する。

第３回転部材２９は変速機の出力軸３９に取付けられた第２歯車５７と噛み合う第１歯車５５に取付けられる。そして、第１歯車５５は、第１回転部材２３にベアリング５９を介してベアリングで取付けられ、この第１回転部材２３は同様に変速機の入力軸３５にベアリング６１を介してベアリングで取付けられる。

例示を目的として、図２は図１に図式的に示された変速機モジュールの具体的な実施形態を示す。

図３は本発明による変速機モジュールの第２実施形態の図式的な表示を示す。第１実施形態のものと同じ全ての部品は同様の符号により示される。この変速機モジュール６３では、第１回転部材２３はリングギヤにより形成され、第２回転部材２５はサンギヤにより形成され、第３回転２９は遊星キャリアにより形成される。この実施形態では変速機３１はそれぞれが変速ギヤを形成する３つの歯車減速６５、６７および６９を有する。ここでは第３回転部材２９は、任意選択で最低変速（最低段）ギヤ６５の第１歯車または最高変速（最高段）ギヤ６９の第１歯車に接続され得る。

最低変速ギヤ６５の第１歯車は入力軸３５に固定して取付けられる；第３回転部材２９への結合は、第３回転部材と入力軸３５との間に配置されたフリーホイールベアリング７１を用いてもたらされる。最高変速ギヤ６９の第１歯車は入力軸３５の周りを自由に回転し得るとともに任意選択で入力軸３５または第３回転部材２９に結合され得る。そして最高変速ギヤ６９の第２歯車は出力軸３９に固定して取付けられるとともに出力５を形成する。入力軸３５と出力軸３９との間の小さい距離の結果として、ディファレンシャル７５の歯車７３が最高変速ギヤの第２歯車に直接噛み合うことができる。

この構造の結果として、３つ以下の歯車減速で５段変速を実現することが可能である。第１段ギヤはブレーキ２７を閉じること（およびクラッチ７を開いたままにしておくこと）によりおよび最低変速ギヤ６５の第２歯車を出力軸３９に結合することにより得られる一方、駆動作用は遊星歯車装置７１および最低変速ギヤ６５を介してもたらされる。第２段ギヤは最低変速ギヤ６５により形成される。この目的のために、ブレーキ２７が開放されるとともにクラッチ７が閉じられる必要がある。第３段ギヤは、ブレーキ２７を閉じること（および再度クラッチ７を開いたままにしておくこと）によりおよび第３回転部材２９を最高変速ギヤ６９の第１歯車に結合することにより得られる。第４段ギヤは、クラッチ７を閉じること（およびブレーキ２７を開いたままにしておくこと）によりおよび中間変速機６７の第２歯車を出力軸３９に結合することにより得られる。最後に、第５段ギヤは、最高変速ギヤ６９の第１歯車を入力軸３５に結合し、クラッチ７を閉じるとともにブレーキ２７を開いたままにしておくことにより得られる。

この変速機モジュール６３により、第１段と第２段との間、第２段と第３段との間、および第３段と第４段との間の駆動トルクの途切れの無い変速が可能になる。これは次のように行われる。最低変速ギヤ（これは第２段ギヤである）の第２歯車が出力軸３９に結合される。続いて、ブレーキ２７が閉じられる（クラッチ７は開き続ける）。今、第１段ギヤにすることができる。続いて、クラッチ７が閉じられるとともにブレーキ２７が開かれる。その結果、駆動トルクの途切れ無しに第２段ギヤへの変速が行われる。次に、最高変速ギヤ６９（これは第５段ギヤである）の第１歯車が第３回転部材２９に結合される。ブレーキ２７を閉じることおよびクラッチ７を開くことにより第３段ギヤへの変速が途切れ無しに行われる。次に、中間ギヤ６７（これは第４段ギヤである）の第２歯車は出力軸３９に結合される。クラッチ７を閉じることおよびブレーキ２７を開くことにより第４段ギヤへの変速がトルク伝達の途切れが全く無しに行われる。第５段ギヤへの変速は、クラッチ７を開くこと、最高変速ギヤ６９の第１歯車を入力軸３５に結合することおよび次にクラッチを再び閉じることにより行われる。したがって、これは駆動トルクの途切れを伴ってもたらされる。

図４は、本発明による変速機モジュールの第３実施形態の図式的な表示を示す。第２実施形態のものと同じ全ての部品は同様の符号により示される。この変速機モジュール７７でも、クラッチ７９は湿った空間内に配置される。クラッチはここでは湿式多板クラッチとして構成される。

図５は、本発明による変速機モジュールの第４実施形態の図式的な表示を示す。第３実施形態のものと同じ全ての部品は同様の符号により示される。この変速機モジュール８１では、第３回転部材は変速機の入力軸に直接結合され得る。変速機の出力軸はまた、前輪の代わりにまたは前輪に加えて後輪を駆動することもできる。これは矢印８３により図式的に示される。

本発明は図面に基づいて前述されているが、本発明は、図面に示された実施形態に決して限定されないことに留意すべきである。本発明はまた、請求項により規定された精神および範囲内で図面に示された実施形態から離れる全ての実施形態に広がる。例えば、変速機モジュールは、切替スイッチを介してブレーキの固定ブレーキ板が任意選択で次の部品：隔壁、変速機ハウジング、遊星歯車装置の第１回転部材および遊星歯車装置の第３回転部材、の２つ以上のうちの１つに接続され得るような構成を有する切替スイッチを備えることもできる。

Claims (17)

1. 駆動源に接続され得る入力と、ディファレンシャルに接続され得る出力とを有し：
   − 前記入力に接続され、クラッチハウジングにより形成された第１クラッチ部分、クラッチプレートにより形成された第２クラッチ部分、および、２つの前記クラッチ部分を互いに押し付けるための、移動可能な押圧要素とそこに接続された駆動シリンダとを有する押圧手段を有するクラッチと、
   − 少なくとも３つの回転部材を有し、その内の第１回転部材が前記第１クラッチ部分に接続され、第２回転部材がブレーキに接続され、第３回転部材が前記出力に接続された遊星歯車装置と、
   − それぞれ変速ギヤを形成する少なくとも２つの歯車減速、変速機ハウジング、入力軸、及び出力軸を有する変速機であって、前記入力軸が前記第２クラッチ部分に接続されるとともに前記出力軸に配置された歯車が前記出力を形成する、変速機と、
   を有する、車両用変速機モジュールであって、
   前記変速ギヤの１つの前記第１歯車は前記入力軸に固定して取付けられるとともにもう１つの前記変速ギヤの１つの前記第１歯車が前記入力軸の周りを自由に回転でき、前記第３回転部材が任意選択で前記入力軸または他の前記変速ギヤの前記第１歯車に接続されることができ、前記変速機モジュールが前記変速機ハウジングに接続される隔壁を有する一方空間が前記隔壁と前記変速機ハウジングとの間に存在し、前記空間がオイルで湿った空間であり、前記遊星歯車装置が前記空間内に存在する、ことを特徴とする、
   変速機モジュール。
2. 前記第１回転部材は、前記駆動シリンダと前記変速機の前記入力軸との間の前記クラッチハウジングに接続される、ことを特徴とする、
   請求項１に記載の変速機モジュール。
3. 前記第１回転部材と前記駆動シリンダとの間に第１シーリングが配置されるとともに、前記第１回転部材と前記変速機の前記入力軸との間に第２シーリングが配置される、ことを特徴とする、
   請求項１または２に記載の変速機モジュール。
4. 前記クラッチの前記駆動シリンダは前記隔壁に接続される、ことを特徴とする、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の変速機モジュール。
5. 前記隔壁は前記クラッチハウジングと前記遊星歯車装置との間に配置される、ことを特徴とする、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の変速機モジュール。
6. 端部が前記駆動シリンダに接続されるとともに前記隔壁中または前記隔壁上に存在もするオイルパイプまたは空気パイプをさらに有する、ことを特徴とする、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載の変速機モジュール。
7. 前記クラッチもまた前記湿った空間に配置される、ことを特徴とする、
   請求項１乃至６のいずれか１項に記載の変速機モジュール。
8. 前記第３回転部材は前記変速機の前記出力軸に取付けられた第２歯車と噛み合う第１歯車に取付けられ、前記第１歯車は前記第１回転部材にベアリングで取付けられ、前記第１回転部材が前記変速機の前記入力軸に同様にベアリングで取付けられる、ことを特徴とする、
   請求項１乃至７のいずれか１項に記載の変速機モジュール。
9. 前記第２歯車は最終変速機のさらなる歯車に直接噛み合わされ得る、ことを特徴とする、
   請求項１乃至８のいずれか１項に記載の変速機モジュール。
10. 前記変速ギヤの１つの前記第１歯車は前記入力軸に固定して取付けられ、もう１つの前記変速ギヤの前記第１歯車は前記入力軸の周りを自由に回転できるとともに任意選択で前記入力軸または前記第３回転部材に接続され得る、ことを特徴とする、
    請求項１乃至９のいずれか１項に記載の変速機モジュール。
11. 前記第３回転部材は任意選択で前記変速機の最低変速ギヤまたは最高変速ギヤの前記第１歯車に接続され得る、ことを特徴とする、
    請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の変速機モジュール。
12. 前記最低変速ギヤの前記第１歯車は前記入力軸に固定して取付けられ、前記最高変速ギヤの前記第１歯車は前記入力軸の周りを自由に回転できるとともに任意選択で前記入力軸または前記第３回転部材に接続され得る、ことを特徴とする、
    請求項１１に記載の変速機モジュール。
13. 前記第３回転部材は前記入力軸にフリーホイールベアリングを介して接続される、ことを特徴とする、
    請求項１２に記載の変速機モジュール。
14. 前記最低変速ギヤの前記第１歯車が前記入力軸に固定して取付けられるとともに前記最高変速ギヤの前記第１歯車が前記入力軸の周りを自由に回転できること、および前記第３回転部材が任意選択で前記入力軸または前記最高変速ギヤの前記第１歯車に接続され得ること、を特徴とする、
    請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の変速機モジュール。
15. 前記最高変速ギヤの前記第２歯車が前記出力軸に固定して取付けられるとともに前記出力を形成する、ことを特徴とする、
    請求項９乃至１４のいずれか１項に記載の変速機モジュール。
16. 前記ブレーキと接触する固定ブレーキ板は前記隔壁に接続される、ことを特徴とする、
    請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の変速機モジュール。
17. 前記ブレーキと接触する固定ブレーキ板は任意選択で前記隔壁、あるいは前記変速機ハウジング、あるいは前記遊星歯車装置の前記第１回転部材、あるいは前記遊星歯車装置の前記第３回転部材に接続され得る、ことを特徴とする、
    請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の変速機モジュール。
    

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