JPH11264424A - トランスミッションの切換え装置 - Google Patents

トランスミッションの切換え装置

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JPH11264424A
JPH11264424A JP10351592A JP35159298A JPH11264424A JP H11264424 A JPH11264424 A JP H11264424A JP 10351592 A JP10351592 A JP 10351592A JP 35159298 A JP35159298 A JP 35159298A JP H11264424 A JPH11264424 A JP H11264424A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaft
pinion
switching device
transmission switching
battery
Prior art date
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Pending
Application number
JP10351592A
Other languages
English (en)
Inventor
Josef Seidl
ザイドル ヨーゼフ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Publication date
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Publication of JPH11264424A publication Critical patent/JPH11264424A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D28/00Electrically-actuated clutches
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D21/00Systems comprising a plurality of actuated clutches
    • F16D21/02Systems comprising a plurality of actuated clutches for interconnecting three or more shafts or other transmission members in different ways
    • F16D21/04Systems comprising a plurality of actuated clutches for interconnecting three or more shafts or other transmission members in different ways with a shaft carrying a number of rotatable transmission members, e.g. gears, each of which can be connected to the shaft by a clutching member or members between the shaft and the hub of the transmission member

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)
  • Gear-Shifting Mechanisms (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)
  • Arrangement Of Transmissions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】寸法を短くして大きなトルクを伝達させること
ができ、切換え過程が安定しほとんど騒音のない切換え
過程を可能にする、トランスミッションの切換え装置を
提供する。 【解決手段】回転可能なピニオン(26,28)のそれ
ぞれに、圧電材から成るスリーブ(18)を付設する。
選択的にスリーブ(18)のひとつに電圧を印加可能で
あり、それぞれのスリーブ(18)は、電圧の状態に依
存して対応するピニオン(26,28)を軸(10)に
対し支障なく回転させるように、またはこのピニオン
(26,28)を軸と摩擦結合させるようにそのサイズ
を選定されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、径が異なる複数個
のピニオンを回転可能に支持している第1の軸と、回転
可能なピニオンの一つを選択的に第1の軸と相対回転不
能に連結させるための連結要素とを有し、回転可能なピ
ニオンを、第2の軸に相対回転不能に配置されるピニオ
ンと噛み合わせるようにしたトランスミッションの切換
え装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種のトランスミッションは知られて
おり、連結要素はドローキーとして形成されている。し
たがってこの切換え装置はドローキー型切換え装置と呼
ばれる。軸内部を軸線方向に移動可能に支持されている
ドローキーは、回転可能に支持されているピニオンと形
状拘束的に噛み合わされ、これによりこのピニオンは軸
と相対回転不能に結合する。ドローキー型切換え装置を
備えたこの種の従来のトランスミッションにはいくつか
の欠点がある。その一つは、比較的小さなトルクしか伝
達できないにもかかわらず、寸法が長いことである。ま
た、切換え時にドローキーが所望のピニオンに係合する
ときに大きな騒音が発生することも欠点である。さら
に、このようにドローキーが所望のピニオンと形状拘束
的に結合することにより切換え過程の安定性も損なわれ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、寸法
を短くして大きなトルクを伝達させることができ、切換
え過程が安定しほとんど騒音のない切換え過程を可能に
する、トランスミッションの切換え装置を提供すること
である。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、回転可能なピニオンのそれぞれに、圧電材
から成る連結要素が付設されていること、選択的に連結
要素のひとつに電圧を印加可能であり、それぞれの連結
要素は、電圧の状態に依存して対応するピニオンを軸に
対し支障なく回転させるように、またはこのピニオンを
軸と摩擦結合させるようにそのサイズを選定されている
ことを特徴とするものである。
【0005】本発明は、非導電性の物質の比誘電率がこ
の物質の密度に依存していること、即ちこの物質が曝さ
れている圧力に依存していることを活用するものであ
る。比誘電率は密度とともに増減する。比誘電率が増大
するような物質は電場を印加した場合に収縮し、他の場
合には膨張する。電気ひずみと呼ばれるこの減少は一般
的には電界の強度の2乗に比例しており、即ち電界の方
向には依存しない。電気ひずみが特に著しい物質は通常
圧電材と呼ばれる。本発明による切換え装置に使用する
に際しては、連結要素のための圧電材としてセラミック
材が特に適している。
【0006】圧電材から成っている連結要素が適当な電
圧状態で膨張すると、連結要素は軸に作用して、この軸
に連結されているピニオンに締付け力を及ぼす。その結
果、摩擦による結合が生じる。この摩擦結合により、短
い寸法で大きなトルクを伝達させることができる。この
摩擦結合は実質的に騒音を発生させず、高い安定性をも
たらす。
【0007】軸と所望のピニオンとの摩擦結合は、従属
項に記載のごとく、連結要素が半径方向または軸線方向
へ膨張することにより生じさせることができ、またこれ
らの組み合わせによって生じさせることができる。
【0008】
【発明の実施形態】次にいくつの実施形態を添付の図面
を用いて詳細に説明する。図1に図示したトランスミッ
ションの切換え装置は、ころ軸受12を用いてケーシン
グ14内に回転可能に支持されている軸10を有してい
る。軸10上には2つのスリーブ18が相対回転不能に
配置されている。両スリーブ18は内側において、半径
方向に突出している軸10の鍔20に当接している。両
スリーブ18の外端には、軸10に焼きばめしたスナッ
プリング22が当接している。スナップリング22は他
の方法で軸10と結合させてもよいが、軸線方向に変位
しないように固定することが重要である。軸10の中心
部には2つの給電部24が設けられている。これらの給
電部24はそれぞれスリーブ18に接続され、且つバッ
テリー(図示せず)のプラス極に接続されている。両ス
リーブ18には、径が異なる2つのピニオン26,28
が回転可能に支持されている。両ピニオン26,28
は、軸10の鍔20および両スナップリング22により
その軸線方向の位置を固定されている。それぞれのピニ
オン26,28は、図示していない軸(駆動軸または従
動軸)に相対回転不能に配置されそれぞれのピニオン2
6,28に付設されるピニオン(図示せず)に噛み合っ
ている。それぞれのスリーブ18は圧電セラミック材か
ら成り、電場を印加すると膨張する。スリーブ18の標
準状態では、即ち電場が印加されていない場合には、付
設されているピニオン26または28はスリーブ18上
を自在に回転する。
【0009】両ピニオン26,28に噛み合っている
(図示していない)ピニオンは、付設されている軸およ
びケーシング14を介して(図示していない)バッテリ
ーのマイナス極に接続されている。
【0010】トランスミッションを所望のギヤ段に切換
える場合には、たとえばピニオン26を軸10と相対回
転不能に結合させる場合には、付設されているスリーブ
18に電場を印加させる。より厳密に言えば、スイッチ
を操作して、ピニオン26に付属しているスリーブ18
を、給電部24を介してバッテリーのプラス極に接続さ
せる。電場の作用でスリーブ18は半径方向に膨張し、
その結果ピニオン26と軸10との摩擦結合が生じる。
スリーブ18が半径方向に膨張することにより生じる締
付け力は、軸10とピニオン26の間で大きなトルクを
伝達させるために十分である。他のギヤ段に切換える場
合には、ピニオン26に付設されているスリーブ18と
バッテリーのプラス極との電気接続を遮断し、他のピニ
オン28に付設されているスリーブ18に電圧を印加す
る。その結果ピニオン26は軸10上で自由に回転し、
これに対して他のピニオン28は軸と相対回転不能に結
合される。
【0011】図1に図示した第1の実施形態の場合に
は、選択されたピニオン26または28と軸10との相
対回転不能な結合を、付設されているスリーブ18を半
径方向へ膨張させることにより生じさせているが、圧電
材からなる連結要素を軸線方向へ膨張させるようにして
もよい。
【0012】図2に図示した第2実施形態が図1に図示
した第1実施形態と異なるのは、主に、両ピニオン2
6,28が直接軸10に回転可能に支持されているこ
と、それぞれのピニオンと軸10の中心の鍔20との間
に圧電材から成るリング30が配置されていることであ
る。リング30もスリーブ18と同様にセラミック材か
ら成り、電場を印加すると膨張する。両リング30のそ
れぞれには固有の滑り接点32が付設されている。滑り
接点32は、給電部34を介して(図示していない)バ
ッテリーのプラス極に接続させることができる。第1実
施形態の場合と同様に、それぞれの給電部34にはスイ
ッチが配置されていて、バッテリーのプラス極との接続
または遮断が可能になっている。両給電部34に付設さ
れているスイッチは、一方が閉じると他が開くように強
制的に連結されていてよい。両リング30のそれぞれの
幅は、これらリングが非作動状態にあるときに、付設さ
れているピニオン26または28が軸10に対して相対
回転するのをこれらピニオンが阻止するように選定され
ている。しかし、対応するスイッチを閉じることによっ
て給電部34と滑り接点32を介して両リング30の一
方に電圧が印加されると、このリングは軸線方向に膨張
する。したがって、付設されているピニオン26または
28は軸線方向に膨張したリング30と逆の側のスナッ
プリング22との間で摩擦により保持される。その際に
得られる締付け力は、軸とピニオンとの間で大きなトル
クを伝達させるために十分である。
【0013】図3に図示した第3の実施形態は、第1実
施形態と第2実施形態とを組み合わせた実施形態であ
る。それぞれのピニオンに付設されている連結要素は、
鏡対称に配置されL字状の横断面を備えた鍔環36を有
している。両鍔環36は圧電材から成り、軸10の中心
の鍔20とスナップリング22の間に配置されている。
それぞれの鍔環36には滑り接点32が付設されてい
る。両滑り接点32は第2実施形態の場合と同様に(図
示していない)スイッチを介してバッテリーのプラス極
に接続させることができる。このスイッチを閉じて両鍔
環36に電圧を印加すると、両鍔環36は半径方向にも
軸線方向にも膨張する。したがって、付設されているピ
ニオン26は半径方向においても軸線方向においても軸
10と形状拘束的に固定される。したがって第1および
第2実施形態に比べて、ピニオン26と軸10の間でさ
らに大きなトルクを伝達させることができる。同じよう
にして、図3に図示していない他のピニオンと軸10の
間で摩擦による結合を達成できることは明らかである。
【0014】以上説明した3つの実施形態すべてにおい
ては、選択されたピニオン26または28が軸10と衝
撃的に相対回転不能に連結されるのではなく、摩擦結合
によりスリップが生じる。したがって切換え過程をソフ
トに騒音なしに行うことができる。最初のスリップの際
に生じる摩擦熱は、この種の切換え装置が通常オイルバ
スの中で作動するので、支障なく放熱させることができ
る。
【0015】以上説明した3つの実施形態を直歯歯車に
も斜歯歯車にも適用できることは当業者にとって明白で
ある。必要なプラス接点およびマイナス接点を直接構成
要素18,30,36に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるトランスミッションの切換え装置
の第1実施形態の縦断面図である。
【図2】本発明によるトランスミッションの切換え装置
の第2実施形態の縦断面図である。
【図3】本発明によるトランスミッションの切換え装置
の第3実施形態の縦断面図である。
【符号の説明】
10 軸 18 スリーブ(連結要素) 20 鍔(環状肩) 24 給電部 26,28 ピニオン 30 リング(連結要素) 32 滑り接点 36 鍔環(連結要素)

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】径が異なる複数個のピニオンを回転可能に
    支持している第1の軸と、回転可能なピニオンの一つを
    選択的に第1の軸と相対回転不能に連結させるための連
    結要素とを有し、回転可能なピニオンを、第2の軸に相
    対回転不能に配置されるピニオンと噛み合わせるように
    したトランスミッションの切換え装置において、 回転可能なピニオン(26,28)のそれぞれに、圧電
    材から成る連結要素(18;30;36)が付設されて
    いること、 選択的に連結要素(18;30;36)のひとつに電圧
    を印加可能であり、それぞれの連結要素(18;30;
    36)は、電圧の状態に依存して対応するピニオン(2
    6,28)を軸(10)に対し支障なく回転させるよう
    に、またはこのピニオン(26,28)を軸と摩擦結合
    させるようにそのサイズを選定されていることを特徴と
    するトランスミッションの切換え装置。
  2. 【請求項2】連結要素(18;30;36)が、電場の
    印加の際に膨張する材料から成っていることを特徴とす
    る、請求項1に記載のトランスミッションの切換え装
    置。
  3. 【請求項3】連結要素が、第1の軸(10)の外周面と
    これに付設されているピニオン(26,28)の内周面
    との間に配置されるスリーブ(18)であることを特徴
    とする、請求項2に記載のトランスミッションの切換え
    装置。
  4. 【請求項4】スリーブ(18)が軸(10)に相対回転
    不能に配置されていることを特徴とする、請求項3に記
    載のトランスミッションの切換え装置。
  5. 【請求項5】スリーブ(18)が軸(10)内部に配置
    される給電部(24)を介してバッテリーのプラス極に
    接続可能であり、ピニオン(26,28)がバッテリー
    のマイナス極に接続していることを特徴とする、請求項
    4に記載のトランスミッションの切換え装置。
  6. 【請求項6】連結要素が、軸(10)の環状肩(20)
    と付設されるピニオン(26,28)の側面の間に配置
    されるリング(30)であることを特徴とする、請求項
    2に記載のトランスミッションの切換え装置。
  7. 【請求項7】リング(30)が軸(10)に相対回転不
    能に配置されていることを特徴とする、請求項6に記載
    のトランスミッションの切換え装置。
  8. 【請求項8】リング(30)が滑り接点(32)を介し
    てバッテリーのプラス極に接続可能であり、ピニオン
    (26,28)がバッテリーのマイナス極に接続してい
    ることを特徴とする、請求項7に記載のトランスミッシ
    ョンの切換え装置。
  9. 【請求項9】圧電材がセラミック材であることを特徴と
    する、請求項1から8までのいずれか一つに記載のトラ
    ンスミッションの切換え装置。
  10. 【請求項10】両接点が圧電材に係合することを特徴と
    する、請求項1から9までのいずれか一つに記載のトラ
    ンスミッションの切換え装置。
JP10351592A 1997-12-11 1998-12-10 トランスミッションの切換え装置 Pending JPH11264424A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19754966:7 1997-12-11
DE19754966A DE19754966A1 (de) 1997-12-11 1997-12-11 Schalteinrichtung für Schaltgetriebe

Publications (1)

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JPH11264424A true JPH11264424A (ja) 1999-09-28

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ID=7851490

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JP10351592A Pending JPH11264424A (ja) 1997-12-11 1998-12-10 トランスミッションの切換え装置

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EP (1) EP0922872B1 (ja)
JP (1) JPH11264424A (ja)
DE (2) DE19754966A1 (ja)

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EP0922872B1 (de) 2001-08-29
EP0922872A3 (de) 2000-04-19
EP0922872A2 (de) 1999-06-16
DE59801301D1 (de) 2001-10-04

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