JPH07501129A - 自動車用変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車用変速装置 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念部分に記載の自動車用変速装置、特に多 段同期中間面車形変速装置に関する。

今日の多段自動車変速装置の場合、切換セットにはそれぞれ二つの互いに連続な いし隣接する変速段が付属されている。例えば同期装置付きないし同期装置無し の切換スリーブ、切換揺動リンクあるいは切換爪などから成る第一の切換セット によって、例えば第一変速段および第二変速段が投入ないし遮断され、第二の切 換セットが例えば第三変速段と第四変速段を切り換え、場合によっては第三の切 換セットを介して更に他の二つの変速段が切り換えられる。かかる公知の変速装 置において次の高速段あるいは低速段が切り換えられるとき、切換過程中に少な くとも低速変速段において、特に高速切換の際に次の変速段の同期装置を介して 中間軸の速度同調が行われねばならないので、引張り力の中断が生ずる。第一変 速段から第二変速段に切り換える際、第二変速段の同期装置は、かみ合わせを可 能にするために、対応した変速段歯車および中間軸全体を制動しなければならな い。これによって同期セットに非常に大きな摩耗（大きな荷重）が生じてしまい 、これによってその寿命が非常に短くなってしまう。更に増大した同期時間が必 要とされ、これによって変速段の切換過程中における始動過程および制御の待時 間に基づいて生ずる切換補助時間によって、引張り力の長い中断を生じてしまう 。例えばかかる大きな摩耗を防止するために、同期セットは非常に大きく設計し なければならない。

本発明の目的は、冒頭に述べた形式の自動車変速装置を、特にその同期装置を構 造的に改良して寿命を長くして切換特性を良くすることにある。

この目的は、請求の範囲第１項の特徴部分に記載の本発明に基づく自動車変速装 置によって達成される。本発明の有利な実施態様は従属請求の範囲に記載されて いる。

従って、新たな変速段歯車配置構造が実現され、即ち各切換セットに付属された 二つの変速段は互いに連続していない変速段である。即ち例えば第一の切換セッ トによって第一変速段および第三変速段が、第二の切換セットによって第二変速 段および第四変速段が操作される。

これによって、例えば第一変速段から第二変速段にあるいは第二変速段から第三 変速段に切り換える際、互いに並んで位置する変速段が異なった切換セットない し変速段切換装置によって操作されるか切り換えられるので、変速段切換装置の 別々の制御性は切換補助時間を減少するために利用できる。

二のために、各切換セットにそれぞれ操作装置が付属され、これらの操作装置が 他の残りの切換セットの操作装置に無関係に作動され制御されることが有利であ る。

そのために勿論、液圧式、空気圧式あるいは電気式装置のような種々のエネルギ によるそれ自体公知の操作装置が利用できる。今日の多段変速装置の場合にはま すます、各走行車に存在する電源系統がエネルギ源として利用され、その場合、 走行機能を電子制御する傾向にある。従って、特に、電流で制御され駆動される 機構、例えば電動機を電子制御装置と共に操作装置として利用することが有利で ある。電動機で得られトルクおよび回転方向に関して制御される回転運動を切換 セットに対する並進切換運動に変換するために、そのような変換を行える目的に 適って設計された装置が利用される。即ち、例えばナツトと組み合わされたねじ 付きスピンドルあるいはボールねじスピンドルのような三次元的なカム伝動装置 あるいはビニオン・ラック装置などが利用される。この操作装置によって変速装 置の切換セットに対して並進切換運動の非常に正確な制御が達成される。

操作装置が互いに無関係に操作し制御できることによって、変速段切換過程は、 変換器、従って切換セットの重畳した操作が行われるように制御される。これに よって切換補助時間は減少される。これは有利には特に、複数の切換セットの同 期装置が同時に負荷されることによって行われる。これは、増速切換（減速切換 ）の場合に少なくとも一つの高い（低い）変速段が存在するときに常にできる。

例えば第一変速段から第二変速段に切り換える場合、同時に第二変速段に対する 切換セットを操作することによって、中間軸の速度を減少するために、第三変速 段の切換セットも負荷される。投入されている第二変速段の切換セットに加えて 第三変速段の切換セットが制動ないし滑り接触されることによって、個々に負荷 される切換セットの荷重が減少する。これは、切換時間を短縮し、切換セットの 寿命を長くし、小形の切換セットを採用できるという大きな利点を生じ、これに よって全体として非常に経済的な実施形態が達成される。

一般に「切換−切換」システムと呼ばれる本発明に基づく切換装置を採用する場 合、従来技術における「選択−切換」システムと異なり、重畳した切換および従 って切換時間の短縮が別の関連した利点として得られる。

以下図面を参照して従来技術における装置と対比して本発明に基づく装置の実施 例を詳細に説明する。

第１図は公知の歯車変速装置構造の４段変速装置の概略構成図、 第２図は本発明に基づく歯車変速装置構造の４段変速装置の概略構成図、および 第３図は第２図における本発明に基づく自動車変速装置の切換装置の基本操作構 造のブロック図である。

第１図に示されている従来技術における自動車変速装置１０は従来構造の多段同 期中間歯車形変速装置（４段変速）であり、これとは第２図に概略的に示されて いる本発明に基づく変速装置１１はただ、操作装置１２゜１３に対する変速段歯 車の配置構造だけが相違している。

即ち、第１図における従来技術の配置構造の場合、各操作装置１２．１３にはそ れぞれ互いに連続する二つの変速段が付属されており、即ち操作装置１２には第 一変速段と第二変速段が付属され、操作装置１３によって第三変速段および第四 変速段が操作される。第２図における本発明に基づく変速装置の場合、各操作装 置１２゜１３にはそれぞれ隣接していない変速段が付属されている。即ち第一の 操作装置１２には第一変速段と第三変速段が付属され、第二の操作装置１３は第 二変速段および第四変速段を操作する。

原理的には公知の変速装置並びに本発明に基づく変速装置はいずれもハウジング １４を有し、このハウジング１４の中に駆動軸・１５が出力軸１６と同軸的に配 置され、これらの軸に対して軸平行にずらして中間軸１７が設けられている。駆 動軸１５で受けられる回転運動は固定歯車１８．１９を介して中間軸１７に伝達 され、この中間軸１７上には所定の変速段数に応じて他の歯車２０゜２１．２２ が、変速段に応じて１個〜３個設けられている。第４変速段は駆動軸１５と出力 軸１６との直結によって得られる。

出力軸１６上には相対回転不能であるが軸方向に移動可能な切換スリーブ２３． ２４が設けられており、これらは操作装置１２ないし１３に作用的に結合されて いる。

更に出力軸１６上には第一変速段、第二変速段ないし第三変速段に対するルーズ 歯車２５，２６．２７が配置されている。これらの歯車はそれぞれ中間軸７の歯 車２２゜２１．２０に作用的に結合されている。各変速段組には切換セット２８ ．２９が付属され、これらの切換セット２８．２９はそれぞれ切換スリーブ２３ ないし２４、対応したルーズ歯車と駆動軸１５にそれぞれ設けられた部分および それぞれの同期装置から成っている。

次に本発明に基づく変速装置の作用を特に第２図を参照して説明する。

第１図および第２図において、両方の操作装置１２゜１３は中立位置にあり、即 ち、いずれの変速段も投入されていない。車両を発車する際、操作装置１２を介 して第一変速段が投入され、これによって運動ないし力は、駆動軸１５から歯車 組１８，１９、中間軸１７、歯車組２２．２５、切換セット２８の右側の継手／ 同期装置、および切換スリーブ２３を介して出力軸１６に伝達される。

いま第一変速段から第二変速段に切り換えようとするとき、操作装置１２を介し て、例えばその操作装置の相応した電動機および線形装置（ここでは図示せず） の制御に応じて切換スリーブ２３がその第一変速段のルーズ歯車２５とのかみ合 いを外され、図面に示されている中立位置に置かれる。同時にないしはその直後 に、第二の操作装置１３を介して切換スリーブ２４がその中立位置から第二変速 段のルーズ歯車２７にかみ合わされる。その場合、切換セット２９の同期装置が 始動し、ルーズ歯車２７と切換スリーブ２４ないし出力軸１６との速度が、対応 した継手の歯がかみ合わされるまでに同調させられる。

同時に操作装置１３による切換運動の始めに、操作装置１２を第一変速段の切り 離し後にとられていた中立位置から第三変速段のルーズ歯車２６にかみ合わせる ことができる。これによって切換セット２８は負荷され、同様に中間軸の速度と 同化するために貢献する。第二変速段および第三変速段の両切換セット２８．２ ９が実際に同時に負荷されることによって、各切換セットの必要な荷重はかなり 減少し、これによってそれらの構造設計も低く抑えられる。

両操作装置１２．１３の同じ重畳した操作は第二変速段から第三変速段に切り換 える際に達成される。即ち、第三変速段の操作装置１２を介して切り換える際に 切換セット２８を支援するために、第四変速段の切換セット２９がその操作装置 １３を介して操作される。

同じようにして第四変速段から第三変速段にないしは第三変速段から第二変速段 に減速切換する際、それぞれ第二変速段ないし第一変速段の切換セットが支援し て関与される。

本発明に基づく変速装置に対する切換装置の第３図に示されている基本操作構造 は６段変速装置に対して設計されており、第１図および第２図に示されているよ うな４段変速装置に対して設計されていない。しかしただ二つの切換セットしか 存在しない４段変速装置の場合、ただ二つの動力分岐しか必要とされないことは 明らかである。

図示されている基本操作構造は次の点を考慮している。

ａ、電気エネルギを機械エネルギに変換する。

ｂ、並進的調整運動を発生する。

Ｃ１調整運動を立体的に異なった複数の場所で発生し、互いに別々に用立てる。

ｄ、調整方向を逆転できるようにする。

ｅ、切換機構を切り離しないし投入できるようにする。

ｆ、実際の調整位置を電気信号によって認識／検出できるようにする。

ｇ、調整運動を制御ないて調整できるようにする（調整行程、力）。

図面から分かるように、利用されるエネルギ（Ｕ、Ｉ）は分岐場所３２において 、例えば電気端子装置によって操作装置の数に相応した数に分岐される。各分岐 回路において場所３３，３４．３５で例えば相応したスイッチにより行われる連 結／切り離しがオン／オフ信号４２゜４３．４４を介して実行される。継続経過 においてそれぞれ場所３６，３７．３８で例えば電動機によって（Ｕ、Ｉからψ １Ｍへの）変換が行われ、その場合、同時にトルク制御装置４５．４６．４７お よび回転方向制御装置４８，４９．５０が関与される。これによって得られた回 転運動は更に場所３９，４０．４１で、例えばねじ付きスピンドルなどのような 線形装置による（ψ。

Ｍからｘ、Ｆへの）変換によって相応した操作装置１２゜１３の並進調整運動に 変換される。従って既に述べたように各操作装置に対して、操作装置および従っ て切換セットの重畳した活動を可能にする別個の制御が行われる。

符号の説明 １０　従来技術の自動車変速装置 １１　本発明に基づく自動車変速装置 １２　第一の操作装置 １３　第二の操作装置 １４　ハウジング １５　駆動軸 １６　出力軸 １７　中間軸 １８．１９．２０　歯車 ２１．２２　歯車 ２３．２４　切換スリーブ ２５　第１変速段のルーズ歯車 ２６　第２変速段のルーズ歯車 ２７　第３変速段のルーズ歯車 ２８．２９　切換セット ３２　分岐場所（端子装置） ３３．３４．３５　連結／切り離しくスイッチ）３６．３７．３８　変換器（電 動機） ３９．４０．４１　変換器（並進装置）４２．４３．４４　オン／オフ信号 ４５．４６，４７　）ルク制御装置 ４８．４９．５０　回転方向制御装置 補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成　６　年　５　月　１２１ −

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．各切換セットに二つの変速段が付属されている自動車変速装置、特に多段同 期中間歯車形変速装置において、各切換セット（２８，２９）に隣接して配置さ れた二つの変速段（１，３；２，４）が互いに連続していない変速段であること を特徴とする自動車用変速装置。
2. ２．各切換セット（２８，２９）にそれぞれ操作装置（１２，１３）が付属され 、これらの操作装置（１２，１３）が互いに無関係に作動され制御されることを 特徴とする請求の範囲第１項記載の自動車用変速装置。
3. ３．複数の切換セット（２８，２９）の同期装置が同時に負荷されることを特徴 とする請求の範囲第１項又は第２項記載の自動車用変速装置。
4. ４．各操作装置（１２，１３）がそれぞれ電動機を電子制御装置と共に有してい ることを特徴とする請求の範囲第２項記載の自動車用変速装置。
5. ５．電動機が、その回転運動を切換セット（２８，２９）操作用の並進切換運動 に変換するために、線形装置例えばナットをもつねじ付きスピンドルのような三 次元的なカム伝動装置と組み合わされていることを特徴とする請求の範囲第４項 記載の自動車用変速装置。