中央同期式デュアルクラッチ変速機の作動装置

专利摘要:
本発明により、少なくとも１つの第１部分ギヤセット（６）と１つの第２部分ギヤセット（７）とを備えた、中央同期式デュアルクラッチ変速機の同期化要素を作動させるための作動装置が提案される。各部分ギヤセット（６、７）に、少なくとも１つの同期化要素が配設されている。少なくとも前記２つの部分ギヤセットの同期化要素が、１つの共通のアクチュエータ（１）を介して作動可能である。
公开号:JP2011515630A
申请号:JP2010550119
申请日:2009-02-20
公开日:2011-05-19
发明作者:エックハルト、リュプケ；マティアス、ライシュ；ユルゲン、ワフツィヒ；ラルフ、ドライブホルツ
申请人:ツェットエフ、フリードリッヒスハーフェン、アクチエンゲゼルシャフトＺｆ Ｆｒｉｅｄｒｉｃｈｓｈａｆｅｎ Ａｇ；
IPC主号:F16H3-097

专利说明:

[0001] 本発明は、特許請求の範囲の請求項１の上位概念部分において詳しく定義された方式に従う、中央同期式デュアルクラッチ変速機の同期化手段を作動させるための作動装置に関する。]
背景技術

[0002] 例えば、特許文献ＤＥ１０２００６０１５８９８Ａ１から、変速機を備えた内燃機関用の、クラッチおよび変速機ブレーキを備えたクラッチ装置が知られている。当該クラッチを作動させるために設けられているクラッチ装置は、さらに伝達要素を有しており、それによってクラッチの動きが機械的に変速機ブレーキに伝達可能である。その結果、変速機ブレーキの個々の作動が可能である。さらに、特許文献ＤＥ１０２００４００２０４５Ａ１から、自動車用の発進クラッチシステムが知られている。このシステムは、発進クラッチと変速機ブレーキとを有している。この発進クラッチと変速機ブレーキは、アクチュエータを介して作動される。上記の特許文献から、クラッチを作動させるために設けられるアクチュエータは変速機ブレーキを作動させるためにも設けられている、ということが知られている。]
[0003] 変速機入力軸を１本だけ有する中央同期式（セントラルシンクロナイズド）変速機の場合、当該変速機入力軸に１つの同期化手段しか設けられていない。これに対し、中央同期式デュアルクラッチ変速機では、各部分ギヤセットすなわち各変速機入力軸に、それぞれ１つの同期化手段が配設されている。従って、少なくとも２つのアクチュエータ（作動装置）が必要であり、それらがそれぞれ１つの同期化手段を作動する。同期化手段としては、回転数差調整（相殺）のための例えば古典的な（従来型の）同期化装置や変速機ブレーキなど、様々な形態が知られている。また、各シフトポジションに、シフト対象のアイドルギヤの数だけの同期化装置が配設されることも可能である。この実施形態の場合には、各シフトポジションで同期化手段を作動させるために、更なるアクチュエータが必要である。]
[0004] 本発明の課題は、当該明細書の導入部で述べた類の中央同期式デュアルクラッチ変速機の作動装置であって、コスト効率及び構造空間効率が良いアクチュエータが設けられた中央同期式デュアルクラッチ変速機の作動装置を提供することである。]
[0005] この課題は、本発明に従い、特許請求の範囲の請求項１の特徴によって解決される。他の有利な実施形態は、下位請求項と図面から明らかになる。]
[0006] それによれば、少なくとも１つの第１部分ギヤセットと１つの第２部分ギヤセットとを備えた中央同期式デュアルクラッチ変速機の同期化手段を作動させるための作動装置が提示され、各部分ギヤセットに、少なくとも１つの同期化手段が配設されている。本発明によれば、少なくとも前記２つの部分ギヤセットの同期化手段が、１つの共通のアクチュエータを介して作動可能である。２つの同期化手段に対して１つの作動装置だけが必要であることによって、コスト削減の他に、スペース（構造空間）上の利点も生じる。さらに、アクチュエータを制御するための電気制御装置についても、必要なスペースと製造コストに関して節約ができる。また、このアクチュエータによって、変速機に取り付けられている別の同期化手段を作動させることもできる。]
[0007] 本発明の別の有利な実施形態では、アクチュエータのゼロ位置からの各運動方向に応じて、第１部分ギヤセットの同期化手段または第２部分ギヤセットの同期化手段が駆動可能である。これによって、より高い機能安全性（機能確実性）の利点がデュアルクラッチ変速機において生じる。というのは、２つの同期化手段が同時に作動されることは無いからである。この態様では、同期化手段が互いに作用することは決してない。もっとも、２つの部分ギヤセットの同期化手段の別の制御可能性も考慮可能である。]
[0008] 本発明の１つの実施形態では、アクチュエータの運動方向を同期化手段に伝達するために、少なくとも１つの伝達手段またはその等価物が、アクチュエータと各同期化手段との間に設けられている。例えば、本発明に従う作動装置のいわゆる一対アクチュエータ（コンビアクチュエータ）が、伝達手段によって、２つの同期化手段に作用することができる。また、アクチュエータに２つの伝達手段が設けられ、それらがそれぞれ１つの同期化手段に作用することも可能である。伝達手段としては、機械式、油圧式、空圧式またはそれらと等価の手段が採用され得る。]
[0009] 例えば、本発明に従う作動装置のある実施形態では、１つのみ伝達手段を有し、それは構成部品として形成され得て、少なくとも１つの偏心部を有する。好ましい実施形態では、２つの偏心部が１本の軸に配設されており、すなわち、1本のデュアル偏心軸にまとめられている。偏心部の端部が、それぞれ、例えばバンドブレーキとして形成されている同期化手段の可動端部と結合されている。この態様によれば、偏心軸が、２つの同期化手段をアクチュエータによって作動できる。デュアル偏心軸の構造的な形態は、２つの偏心部が例えば軸方向に一緒に配設される、というように形成され得る。その場合、偏心部は、デュアル偏心軸のクランク領域として形成され得る。この領域は、デュアル偏心軸の円周方向において、互いに予め決められた角度で配設されている。例えば、偏心部は、円周における約１８０度の角度で分配配設され得る。偏心軸は、例えば、扇形歯車ディスクを介して作動可能である。]
[0010] 例えば２つの伝達手段を有する本発明に従う作動装置の別の実施形態では、例えば変速機ブレーキとして形成された各同期化手段に、伝達手段としてレバー要素またはその等価物が配設されている。この場合、２つのレバー要素が、共通の作動要素を介して、例えばアクチュエータによって駆動される扇形歯車ディスクまたはその等価物を介して、作動可能である。伝達手段の共通の作動要素への結合は、例えばタペットを介して行うことができる。この実施形態では、アクチュエータは、伝達手段として形成されているレバー要素を駆動し、それらのレバー要素は、それぞれ別個に各同期化手段に作用する。]
[0011] 前述の実施形態では、例えば電気モータとして形成されたアクチュエータの、例えば歯付き出力軸が、扇形歯車ディスクの歯と噛み合うことができ、扇形歯車ディスクの回転軸には受容部またはその等価物が設けられ、それがそれぞれ間節レバーないしタペットを介して割り当てられているレバー要素と作用結合している。これによって、アクチュエータの回転方向に応じて、１つまたは別の変速機ブレーキが作動され得る。例えば、各レバー要素の回転軸は、扇形歯車ディスクとは反対の端部でハウジング固定で軸受けされていてよく、当該端部ではバンドブレーキとして形成された変速機ブレーキのハウジング固定の端部も保持されて、バンドブレーキの可動端部は、例えば各レバー要素の両端の間に固定され得る。もっとも、他の形態も考慮可能である。]
[0012] 本発明による作動装置では、同期化手段およびアクチュエータの各実施形態に依存することなく、好ましくは、それぞれの同期化手段が各部分ギヤセットの最も高いギヤ比のギヤ段歯車に割り当てられる。もっとも、他の配置可能性も考慮可能である。アクチュエータは、例えば本質的にデュアルクラッチ変速機のカウンターシャフトに対して平行または垂直に配設され得る。ここでもまた、他の配設の可能性も考慮可能である。]
[0013] デュアルクラッチ変速機において特別なスペース上の利点を得るために、各同期化手段が例えばそれぞれのシフト機構に対して同軸にカウンターシャフトの１本に配設される、ということが考慮され得る。これによれば、同期化手段は、同じ軸方向スペース内に収容され得る。その結果、径方向に互いに組み込む方式が可能になる。]
[0014] ２つの同期化手段を作動させるために設けられているアクチュエータは、例えば、回転モータかリニアモータまたはそれらの等価物の形態の電気モータであり得る。また、アクチュエータとして、電磁石またはシリンダピストンユニットが使用されることも可能である。]
[0015] 同期化手段として、例えば、各部分ギヤセットに少なくとも１つの変速機ブレーキ及び／または１つのクラッチが配設され得る。変速機ブレーキとしては、例えば、バンドブレーキ、マルチディスクブレーキ及び／または円錐ブレーキが配設され得る。例えば、変速機ブレーキを使用する場合、必要なブレーキドラム、ブレーキディスクまたはブレーキコーンは、割り当てられた固定歯車またはアイドルギヤと一体的に設計され得る。変速機ブレーキの他の構造的形態も考慮可能である。]
[0016] クラッチとしては、例えば、円錐クラッチ、多版クラッチまたはそれらの等価物が設けられ得る。ギヤ段選択用のシフト要素ないしシフト装置は、好ましくは、軸から外でいわゆる内部操作で操作され得る。シフト要素自体は、例えば爪（ドグ）またはその等価物であり得る。別のシフト要素も使用可能である。]
図面の簡単な説明

[0017] ２つの部分ギヤセットの同期化手段を作動させるための１つのアクチュエータを備えた作動装置の第１実施形態の部分斜視図である。
アクチュエータの別の配置を伴う第１実施形態の部分斜視図である。
２つの部分ギヤセットの同期化手段を作動させるための、１つのみの伝達手段を有する１つのアクチュエータを備えた作動装置の第２実施形態の部分斜視図である。
第２実施形態の別の部分斜視図である。
図３及び図４に従うバンドブレーキとして形成された同期化手段の斜視図である。
２つの部分ギヤセットにおける同期化手段の取付可能場所を示したデュアルクラッチ変速機の図式的原理図である。] 図３ 図４
実施例

[0018] 以下では、本発明が、図面に基いて詳述される。]
[0019] 図１乃至図６には、各ギヤセット６、７に１つの同期化手段が配設されている、第１部分ギヤセット６および第２部分ギヤセット７を備えた中央同期式（セントラルシンクロナイズド）デュアルクラッチ変速機における、同期化手段を作動させるための本発明に従う作動装置の様々な実施形態が示されている。デュアルクラッチ変速機の具体的形態に依存することなく、本発明に従う作動装置では、ギヤセット６、７の両方の同期化手段が、共通のアクチュエータ１によって作動され得る。従って、アクチュエータ１は、平行にシフトされる部分ギヤセット６、７の変速機同期化手段を選択的に作動することができる一対アクチュエータ（コンビアクチュエータ）として設けられている。] 図１ 図６
[0020] それぞれの実施形態に依存することなく、作動装置はアクチュエータ１として出力軸３を駆動する電気モータ２を有している。同期化手段としては、変速機ブレーキがバンドブレーキ４、５の形で設けられている。バンドブレーキ４が、第１部分ギヤセット６に、そしてバンドブレーキ５が、第２部分ギヤセット７に、それぞれ配設されている。作動装置は、アクチュエータ１のゼロ位置からの各運動方向に応じて、第１部分ギヤセット６のバンドブレーキ４または第２部分ギヤセット７のバンドブレーキ５が駆動される、というように形成されている。]
[0021] 図１及び図２には、中央同期式デュアルクラッチ変速機における、本発明に従う作動装置の第１実施形態が示されている。当該第１実施形態の場合、電気モータ２ないし出力軸３の回転運動をそれぞれバンドブレーキ４、５に伝達するために、２つの機械式伝達手段が電気モータ２とバンドブレーキ４、５との間に設けられている。いずれの伝達手段もレバー要素８、８’を有しており、これらの要素は、それぞれタペット９、９’を介して、電気モータ２の出力軸３で駆動される扇形歯車ディスク１０と有効結合している。電気モータ２の歯を有する出力軸３は、扇形歯車ディスク１０の歯１１と噛み合っており、扇形歯車ディスク１０の回転軸１２が、受容部（受容片）１３、１４を有している。これが、それぞれタペット９、９’を介して、各レバー要素８、８’の受容部側端部と作用結合している。各レバー要素８、８’のタペット９、９’とは反対側の端部は、回転軸１５、１５’としてハウジング固定で軸受けされている。各レバー要素８、８’の回転軸１５、１５’を形成する端部は、同時に、各バンドブレーキ４、５のハウジング固定の端部を受容するように機能する。バンドブレーキ４、５を作動させるための移動可能ないし作動可能な端部は、それぞれ、各レバー要素８、８’の両端の間に収容されている。これによって、割り当てられたバンドブレーキ４、５は、各レバー要素８、８’を揺動させることによって、作動ないし緊張または解除ないし弛緩され得る。] 図１ 図２
[0022] 図１に従う第１実施形態の場合、電気モータ２は、例示的に示されたデュアルクラッチ変速機の２つの部分ギヤセット６、７の２本のカウンターシャフトｗ＿ｖ１、ｗ＿ｖ２および変速機入力軸ｗ＿ｋ１、ｗ＿ｋ２に対し、ほぼ垂直に配設されている。扇形歯車ディスク１０の歯１１は、径方向外側の扇形歯車ディスク１０の周領域に設けられている。] 図１
[0023] 図２に従う電気モータ２の別の配置態様では、電気モータ２は、デュアルクラッチ変速機の２つのギヤセット６、７の２本のカウンターシャフトｗ＿ｖ１、ｗ＿ｖ２および変速機入力軸ｗ＿ｋ１、ｗ＿ｋ２に対して、ほぼ平行または所定の角度、特には鋭角、に配設されている。この実施形態では、扇形歯車ディスク１０の歯１１は、その表面に設けられている。] 図２
[0024] アクチュエータ１のそれぞれの配置態様に依存することなく、第１実施形態の場合、受容部１３、１４は、互いに対して、扇型歯車ディスク１０の回転軸の周りにほぼ１８０度の角度で、配置され得る。他の角度も考慮可能である。]
[0025] 図１及び図２に従う第１実施形態の各態様に依存することなく、電気モータ２の出力軸３の回転方向の選択によって、扇形歯車ディスク１０は、左または右に回転される。扇形歯車ディスク１０のこの回転によって、割り当てられているレバー要素８、８’を動揺軸１５、１５’の周囲で動揺させるために、タペット９、９’の１本が作動される。その結果、割り当てられたバンドブレーキ４、５の可動端部が一緒に動かされ、これによって割り当てられたバンドブレーキ４、５が緊張ないし作動される。これによって、電気モータ２の出力軸３の回転方向に応じて、バンドブレーキ４または５が作動される。] 図１ 図２
[0026] 図３乃至図５には、第２の実施形態の図が示されている。そこでは、第１実施形態の場合と同じ構成部品は、同じ参照記号で示されている。この第２の実施形態の場合、電気モータ２の運動方向をバンドブレーキ４、５に伝達するために、ただ１つの伝達手段が設けられている。伝達手段としてデュアル偏心軸２０が設けられており、その偏心部１６、１７が、それぞれ各バンドブレーキ４、５の可動端部と結合されている。バンドブレーキ４、５のハウジング固定された端部は、ベアリングピン１８のところで固定されている。ベアリングピン１８は、その先端部がキャリヤユニット１９の受容穴の中で保持されている。デュアル偏心軸２０は、キャリヤユニット１９内で回転可能に軸受けされている。] 図３ 図５
[0027] デュアル偏心軸２０の２つの偏心部１６、１７は、軸方向に前後に配設されており、そして円周方向には互いに対してほぼ１８０度の角度で配置されている。別の角度も可能である。デュアル偏心軸２０のバンドブレーキ４、５とは反対側の端部は、明示されていない態様で、電気モータ２の出力軸３と作用結合している。]
[0028] 電気モータ２の出力軸３ないしデュアル偏心軸２０が右に回転されるとき、バンドブレーキ４は偏心部１６の対応する動きにより弛緩され、バンドブレーキ５は偏心部１７の対応する動きにより緊張されることが、特に図５からわかる。電気モータ２の出力軸３ないしデュアル偏心軸２０が左に回転されるとき、バンドブレーキ４、５の動きは、全く逆になる。] 図５
[0029] 図６には、２つの部分ギヤセット６、７の同期化手段の取付け位置を示した、デュアルクラッチ変速機の図式的原理図が示されている。この図から、同期化手段は、それぞれ、各部分ギヤセット６、７の最高のギヤ段歯車に割り当てられる、ということが分かる。同期化手段は、所定の態様で、図式的に示されたアクチュエータ１によって作動される。アクチュエータ１から出ている矢印は、それぞれの同期化手段の取り付け位置を指し示しており、図式的に伝達手段を意味する。変速機の様々なギヤ段の他に、クラッチＫ１が割り当てられた、第１部分ギヤセット６に割り当てられた変速機入力軸ｗ＿ｋ１と、クラッチＫ２が割り当てられた、第２部分ギヤセット７に割り当てられた変速機入力軸ｗ＿ｋ２と、出力軸ｗ＿ａｂと、が示されている。] 図６
[0030] バンドブレーキ４、５がレバーエレメント８、８’を使って作動されるのか、デュアル偏心軸２０を使って作動されるか、に依存することなく、ブレーキバンドの上昇側で作動する場合、自動的に力が加わるので、必要な制動力は僅かでよく、その際、バンドブレーキ４、５は、摩擦値に敏感である。ブレーキバンドの下降側で作動が行われる場合、自動的に力が加わらないので、より大きな制動力が必要であり、その際、バンドブレーキ４、５は、摩擦値に敏感でない。これによって、場合によっては制動力のよりよい配分が行われ得る。それぞれの実施形態に依存ずることなく、各バンドブレーキ４、５のブレーキバンドには、適切な摩擦ライニングが付設されている。作動の仕方や態様とは関係なく、作動装置とバンドブレーキ４、５の間には、ブレーキバンドのエアギャップを確保するためのリセット要素が配設され得る。リセット要素としては、例えば、リセットスプリングまたはその等価物が採用され得る。他の調整要素も使用することができる。]
[0031] １アクチュエータ
２電気モータ
３出力軸
４バンドブレーキ
５ バンドブレーキ
６ 第１部分ギヤセット
７ 第２部分ギヤセット
８、８’レバー要素
９、９’タペット
１０扇形歯車ディスク
１１ 歯
１２ 扇形歯車ディスクの回転軸
１３受容部
１４ 受容部
１５、１５’ レバー要素の回転軸
１６偏心部
１７ 偏心部
１８ベアリングピン
１９キャリヤユニット
２０デュアル偏心軸
ｗ＿Ｋ１ 第１変速機入力軸
ｗ＿Ｋ２ 第２変速機入力軸
ｗ＿ｖ１ 第１カウンターシャフト
ｗ＿ｖ２ 第２カウンターシャフト
Ｋ１クラッチ
Ｋ２ クラッチ
ｗ＿ａｂ 出力軸]

权利要求:

請求項1
少なくとも１つの第１部分ギヤセット（６）と１つの第２部分ギヤセット（７）とを備えた、中央同期式デュアルクラッチ変速機の同期化手段を作動させるための作動装置であって、各部分ギヤセット（６、７）に、少なくとも１つの同期化手段が配設され、少なくとも前記２つの部分ギヤセットの同期化手段が、１つの共通のアクチュエータ（１）を介して作動可能であることを特徴とする作動装置。
請求項2
前記アクチュエータ（１）のゼロ位置からの各運動方向に応じて、第１部分ギヤセット（６）の前記同期化手段または第２部分ギヤセット（７）の前記同期化手段が駆動可能であることを特徴とする請求項１に記載の作動装置。
請求項3
前記アクチュエータ（１）の運動を前記同期化手段に伝達するために、少なくとも１つの伝達手段が前記アクチュエータ（１）と各同期化手段との間に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の作動装置。
請求項4
伝達手段として１本のデュアル偏心軸（２０）が設けられており、その偏心部（１６、１７）が、それぞれ、バンドブレーキ（４、５）として形成された同期化手段の可動端部と結合されていることを特徴とする請求項３に記載の作動装置。
請求項5
伝達手段として、各同期化手段に１つのレバー要素（８、８’）が配設されており、両方のレバー要素（８、８’）が、それぞれ１つのタペット（９、９’）を介して、前記アクチュエータ（１）によって駆動される扇形歯車ディスク（１０）で作動可能であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の作動装置。
請求項6
電気モータ（２）として形成されたアクチュエータ（１）の歯付き出力軸（３）が、扇形歯車ディスク（１０）の歯（１１）と噛み合っており、前記扇形歯車ディスク（１０）の回転軸（１２）に、受容部（１３、１４）が設けられており、前記受容部は、前記タペット（９、９’）を介して、割り当てられているレバー要素（８、８’）と作用結合していることを特徴とする請求項５に記載の作動装置。
請求項7
各レバー要素（８、８’）の回転軸（１５、１５’）は、扇形歯車（１０）とは反対側の端部でハウジングに固定され軸受けされていることを特徴とする請求項６に記載の作動装置。
請求項8
バンドブレーキ（４、５）として形成された同期化手段のハウジングに固定された端部は、各レバー要素（８、８’）とは反対の端部に保持されており、前記バンドブレーキ（４、５）の可動端部は、各レバー要素（８、８’）の両端部の間に固定されていることを特徴とする請求項７に記載の作動装置。
請求項9
同期化手段は、それぞれ、各部分ギヤセット（６、７）の最高のギヤ比を有するギヤ段歯車に配設されてい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作動装置。
請求項10
アクチュエータ（１）は、部分ギヤセット（６、７）のカウンターシャフト（ｗ＿ｖ１、ｗ＿ｖ２）及び変速機入力軸（ｗ＿ｋ１、ｗ＿ｋ２）に対して、本質的に軸平行または垂直に配設されていることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の作動装置。
請求項11
各同期化手段は、それぞれの内部シフト機構に対して同軸に、カウンターシャフト（ｗ＿ｖ１、ｗ＿ｖ２）の１本に配設されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の作動装置。
請求項12
アクチュエータ（１）として、電気モータ（２）、電磁石及び／またはシリンダピストンユニットが設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の作動装置。
請求項13
前記電気モータ（２）は、回転モータまたはリニアモータとして形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の作動装置。
請求項14
同期化手段として、各部分ギヤセット（６、７）に、それぞれ１つの変速機ブレーキ及び／または１つのクラッチが配設されていることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の作動装置。
請求項15
変速機ブレーキとして、バンドブレーキ（４、５）、マルチディスクブレーキ及び／または円錐ブレーキが設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の作動装置。
請求項16
クラッチとして、円錐クラッチ及び／またはディスククラッチが設けられていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の作動装置。