(57)【要約】【課題】  副軸構造のツインクラッチ形変速機を、変速機入力軸の軸受範囲が低い荷重特性値で特徴づけられ、長い寿命を有し、簡単に組立できるように改良する。【解決手段】  変速機中空入力軸６内に同心に配置された変速機中心入力軸５は、その駆動装置と反対側の端部の範囲が、第１の軸受装置１５を介して変速機ケース１６に直接支持される。その中心入力軸５の駆動装置側の第２の端部の範囲は、第２の軸受装置１７を介して、駆動装置に対して連動するように接続された軸２Ａ、４に支持される。中空入力軸６は、第３の軸受装置１８および第４の軸受装置１９を介して中心入力軸５上に支持されている。【選択図】図１
2006077987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機中心入力軸（５）と、この変速機中心入力軸（５）に対して同心的に配置された変速機中空入力軸（６）と、２つの負荷切換要素（２、３）とを備え、切換要素（２、３）の第１の半部が駆動装置に対して連動するように接続され、切換要素（２、３）の第２の半部が変速機中心入力軸（５）ないし変速機中空入力軸（６）にそれぞれ結合され、それらの変速機中心入力軸（５）、変速機中空入力軸（６）および副軸（９、１２）が、変速機ケース（１６）に支持されると共に歯車（７、８、９Ｂ〜９Ｅ、１０、１１、１２Ａ、１３Ａ〜１３Ｅ）に対して連動するように接続され、これらの歯車が歯車装置（ＺＰ１〜ＺＰ７）として互いに対を成してかみ合うと共に変速機の全伝達比を形成するために動力経路と接続され、ないしは切り離される副軸構造の変速機（１）、特にツインクラッチ形変速機において、
変速機中心入力軸（５）の駆動装置とは反対側の端部の範囲が、第１の軸受装置（１５）を介して変速機ケース（１６）に直接支持され、中心入力軸（５）の駆動装置側の第２の端部の範囲が、第２の軸受装置（１７）を介して、駆動装置に対して連動するように接続された軸（２Ａ、４）に支持され、変速機中空入力軸（６）が、第３の軸受装置（１８）および第４の軸受装置（１９）を介して変速機中心入力軸（５）上に支持されている、ことを特徴とする副軸構造の変速機。
【請求項２】
第１の軸受装置（１５）および第４の軸受装置（１９）が固定軸受として形成され、第２の軸受装置（１７）および第３の軸受装置（１８）が浮動軸受として形成されている、ことを特徴とする請求項１記載の変速機。
【請求項３】
第１の軸受装置（１５）が固定軸受として形成され、第２の軸受装置（１７）と第３の軸受装置（１８）と第４の軸受装置（１９）がそれぞれ浮動軸受として形成されている、ことを特徴とする請求項１記載の変速機。
【請求項４】
変速機中空入力軸（６）が、補助的に２つのスラスト軸受装置（２０、２１）を介して、軸方向において変速機中心入力軸（５）に支持されている、ことを特徴とする請求項３記載の変速機。
【請求項５】
変速機中空入力軸が、補助的に２つのスラスト軸受装置を介して、軸方向において変速機ケースに支持されている、ことを特徴とする請求項３記載の変速機。
【請求項６】
第１の軸受装置（１５）が固定軸受として形成され、第２の軸受装置（１７）が浮動軸受として形成され、第３の軸受装置（１８）および第４の軸受装置（１９）がそれぞれ、半径方向および所定の軸方向に作用する荷重を支持する軸受として形成されている、ことを特徴とする請求項１記載の変速機。
【請求項７】
第４の軸受装置（１９）は、変速機中心入力軸（５）の変速機ケース（１６）に直接支持される端部の方向に作用する軸方向力が、第１の軸受装置（１５）を介して変速機ケース（１６）で支持される、ように形成されている、ことを特徴とする請求項６記載の変速機。
【請求項８】
第３の軸受装置（１８）は、変速機中心入力軸（５）のエンジン出力軸（４）に支持される端部の方向に作用する軸方向力が、第１の軸受装置（１５）を介して変速機ケース（１６）で支持される、ように形成されている、ことを特徴とする請求項６又は７記載の変速機。
【請求項９】
変速機中心入力軸（５）が歯車装置（ＺＰ２）を介して中空副軸（１２）に対して直接連動するように接続され、変速機中空入力軸（６）が歯車装置（ＺＰ１）を介して中心副軸（９）に対して直接連動するように接続されている、ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の変速機。
【請求項１０】
変速機出力軸（１３）が変速機入力軸（５、６）に対して同軸的に配置されている、ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲請求項１の上位概念部分に記載の、変速機中心入力軸と、この変速機中心入力軸に対して同心的に配置された変速機中空入力軸とを備えた副軸構造の変速機、特にツインクラッチ式変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１においてツインクラッチ式６速変速機が知られている。その変速機の変速機入力側に、２つの摩擦切換要素から成るいわゆるツインクラッチが装備されている。そのツインクラッチ式変速機の場合、エンジンの出力軸からの駆動トルクが、各切換要素において設定された伝達容量に応じて、中心の第１の変速機入力軸、あるいはその変速機中心入力軸上に支持され中空軸として形成された第２の変速機入力軸に伝えられる。変速機中心入力軸および変速機中空入力軸はそれぞれ歯車に固く結合され、それらの歯車は対応された副軸に固く結合された歯車とかみ合っている。それらの副軸は互いに同心的に配置され、そのうち中空軸として形成された中空副軸が、もう一方の中心副軸上に支持されている。
【０００３】
種々の速度段を形成するために、そのツインクラッチ式６速変速機に、同期装置を介して接続可能な歯車装置が装備され、その都度形成される全伝達比に相応して変換されたエンジンの駆動トルクは、変速機入力軸に対して同軸的に配置された変速機出力軸を介して継続して伝えられる。
【０００４】
中空軸として形成された変速機入力軸（以下「変速機中空入力軸」と呼ぶ）に結合された歯車装置の範囲に作用する大きなかみ合い力は、変速機ケース側軸受を介して変速機ケースに導かれる。変速機中心入力軸にかかる力は、変速機中心入力軸の変速機ケース側軸受装置を介して変速機ケースに導かれる。
【０００５】
しかしこの配置構造は、変速機の寿命を縮める不利な荷重特性値によって特徴づけられ、しかもこのことは、自動車の全寿命期間中にわたる運転コストに関して好ましくない。さらに、歯車装置の変速機ケース側における支持は、一般に、変速機の製造費および所要構造空間を増大し、また組立を難しくする。
【特許文献１】独国特許第４３３０１７０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、変速機入力軸の軸受範囲が低い荷重特性値で特徴づけられ、長い寿命を有し、簡単に組立できる、副軸構造の変速機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は本発明に基づいて請求項１に記載の特徴を有する変速機によって解決される。
【０００８】
すなわち、変速機中心入力軸と、この変速機中心入力軸に対して同心的に配置された変速機中空入力軸と、２つの負荷切換要素とを備え、切換要素の第１の半部が駆動装置に対して連動するように接続され、切換要素の第２の半部が変速機入力軸あるいは変速機中空入力軸にそれぞれ結合され、それらの変速機中心入力軸、変速機中空入力軸および副軸が、変速機ケースに支持されると共に歯車に対して連動するように接続され、これらの歯車が歯車装置として互いに対を成してかみ合うと共に変速機の全伝達比を形成するために動力経路と接続され、ないしは切り離される、本発明に基づく副軸構造の変速機は、良好な荷重特性値およびそれにより生ずる長い寿命を有している。
【０００９】
これは、変速機中心入力軸がその駆動装置とは反対側の端部の範囲が第１の軸受装置を介して変速機ケースに直接支持され、中心入力軸の駆動装置側の第２の端部の範囲が、第２の軸受装置を介して、エンジン出力軸（駆動装置）に対して連動するように接続された軸に支持され、変速機中空入力軸が、第３の軸受装置および第４の軸受装置を介して変速機中心入力軸上に直接支持されている、ことによって達成される。従って、本発明に基づく解決策は、従来公知の変速機に比べて、変速機入力軸の範囲に少数の変速機ケース側軸受を有し、本発明に基づく軸受配置構造により変速機入力軸の範囲が、低い荷重特性値で特徴づけられる。
【００１０】
さらに、変速機の本発明に基づく軸受構想は、変速機入力軸の範囲に変速機ケースに支持される唯一の固定軸受しか設けられないので、特に軸方向において小さな所要構造空間で特徴づけられる。変速機入力軸の範囲における軸方向力を支持するための場合による軸受装置は、軸方向において変速機ケース側固定軸受よりも小さな所要構造空間しか必要としない。これによって、軸方向における所要構造空間は、従来一般の変速機に比べて減少される。
【００１１】
さらに、変速機の内部において変速機中空入力軸の円周範囲に、両負荷切換要素に対してそれらの操作にとって必要な作動エネルギを供給するために十分な構造空間が用立てられる。その作動エネルギは、例えば液圧の形態をしているか、あるいは例えばリリース機構からのような機械的エネルギの形態をしている。
【００１２】
また、本発明に基づく解決策によって、まず変速機中心入力軸が変速機ケース内に据え付けられ、続いて、変速機中空入力軸が、簡単な様式で、変速機中心入力軸上に被せられて固定されるので、変速機の組立に関しても利点が生ずる。
【００１３】
さらにまた、変速機の本発明に基づく軸受構想は、変速機ケースの形成に関して、第１の軸受装置、および中心副軸として形成された副軸の固定軸受が、共通の軸受平面内に位置され、これによってコスト的および構造空間的に有利に、共通の軸受板に支持され得るという利点を生ずる。
【００１４】
本発明の他の利点および有利な実施態様は、請求項並びに図を参照して原理的に説明した実施形態から理解できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本実施形態の説明においては、分かり易くするために、各図において構造的および機能的同一部分には同一符号が付されている。
【００１６】
図１には副軸構造の変速機１が示されている。この変速機１は変速機入力側に２つの負荷切換要素２、３を有し、エンジン出力軸４（駆動装置）からの駆動トルクが、それらの切換要素２、３を介して選択的に、中心の第１の変速機入力軸５に導かれるか、あるいは、この第１の変速機入力軸５上に支持され中空軸として形成された第２の変速機入力軸６に導かれる。その第２の変速機入力軸６は、第１の変速機入力軸５に対して同心的に配置されている。
【００１７】
第２の負荷切換要素３が第１の負荷切換要素２の半径方向内側に配置され、これによって、多段変速機として、ないしは、いわゆるツインクラッチ式変速機として形成されたこの変速機１は、負荷切換要素が並べて配置されている場合よりも軸方向において短い構造長さを有している。図１に示された半径方向に入り組まされた負荷切換要素２、３の相互配置構造は、負荷切換要素が並べて配置されている場合に比べて、変速機入力端部における多段変速機１の円周方向の寸法が大きくなる。
【００１８】
変速機中空入力軸６は、平歯車として形成された第１の歯車７に固く結合され、この第１の歯車７は同様に平歯車として形成された第２の歯車８にかみ合っている。この第２の歯車８は、本質的に多段変速機１の全長にわたって延びる副中心軸ないし中心副軸９に固く結合されている。
【００１９】
変速機中心入力軸５は第３の歯車１０に固く結合され、この第３の歯車１０は第４の歯車１１にかみ合っている。この第４の歯車１１は、中空軸として形成され中心副軸９上に設けられた第２の副軸ないし中空副軸１２に固く結合されている。
【００２０】
ここでは変速機中心入力軸５、並びにエンジン出力軸４に対して同軸的に配置された変速機出力軸１３は、複数の歯車１３Ａ〜１３Ｅを支持している。これらの歯車１３Ａ〜１３Ｅは、中空副軸１２ないし中心副軸９の歯車１２Ａ、９Ｂ〜９Ｅにかみ合っている。これによって、多段変速機１には７つの歯車装置ＺＰ１〜ＺＰ７が装備されている。
【００２１】
多段変速機１の種々の変速段を設定できるようにするために、さらに、同期装置として形成された４つの切換要素Ｓ２３、Ｓ３４、Ｓ５６、Ｓ７が設けられている。歯車装置ＺＰ３、ＺＰ４、ＺＰ５、ＺＰ６、ＺＰ７は、それらの切換要素Ｓ２３、Ｓ３４、Ｓ５６、Ｓ７を介して、多段変速機１の動力経路と接続され、ないしは切り離される。加えて、変速機中心入力軸５および変速機出力軸１３は、同期装置Ｓ２３を介して互いに固く結合でき、これによって、変速機総変速比「１」の直結運転が生ずる。
【００２２】
さらに、歯車装置ＺＰ７の範囲において、中心副軸９に固く結合された歯車９Ｅと遊び歯車として形成され変速機出力軸１３上に配置された歯車１３Ｅとの間に、図１において破線で示されたもう１つの歯車１４が設けられている。これによって、その歯車装置ＺＰ７の接続時、変速機出力軸１３に逆回転が生じ、自動車にこの多段変速機１を採用した場合、後進段が用立てられる。
【００２３】
変速機中心入力軸５は、そのエンジン出力軸４とは反対側の端部の範囲が、第１の軸受装置１５を介して、多段変速機１のケース１６に支持される。その固定軸受として形成された第１の軸受装置１５は、半径方向力、並びに変速機入力側端部ないし変速機出力側端部の方向に作用する軸方向力を受けて変速機ケース１６で支える。
【００２４】
また、変速機中心入力軸５は、その変速機入力側端部の範囲が、第２の軸受装置１７を介して、エンジン出力軸４に支持され、あるいはエンジン出力軸４に対して連動するように接続された第１の負荷切換要素２の継手軸２Ａに支持されている。第２の軸受装置１７はここでは浮動軸受として形成され、この第２の軸受装置１７を介して、主に変速機中心入力軸５に半径方向に作用する力だけがエンジン出力軸４に伝達され、このエンジン出力軸４で支持される。
【００２５】
変速機中空入力軸６は、第３の軸受装置１８および第４の軸受装置１９を介して、変速機中心入力軸５上に支持される。その第３の軸受装置１８は第２の軸受装置１７のように浮動軸受として形成され、これによって、変速機中空入力軸６にかかる半径方向力だけが、第３の軸受装置１８を介して変速機中心入力軸５で支持される。
【００２６】
第４の軸受装置１９は第１の軸受装置１５と同様に固定軸受として形成され、これによって、変速機中空入力軸６にかかる半径方向力、並びに軸方向力が変速機中心入力軸５に導かれ、第１の軸受装置１５を介して変速機ケース１６で支持される。
【００２７】
第１の軸受装置１５および第４の軸受装置１９は、図１に示された変速機１の実施形態の場合、例えば深みぞ球（ころ）軸受、複列アンギュラコンタクト球軸受、四点コンタクト軸受、複列円錐ころ軸受などとして形成される。これに対して、第２の軸受装置１７および第３の軸受装置１８はそれぞれ、例えばニードル軸受、円筒ころ軸受などとして形成される。
【００２８】
変速機出力軸１３は、その負荷切換要素２、３の側の端部が、浮動軸受装置２２を介して変速機中心入力軸５に支持される。これによって、変速機出力軸１３に半径方向に作用する歯車装置ＺＰ２〜ＺＰ７のかみ合い力は、変速機中心入力軸５に導かれ、そこから第１の軸受装置１５を介して、変速機ケース１６に導かれる。変速機出力軸１３は、その変速機出力端部側の範囲が、もう１つの固定軸受２３を介して、変速機ケース１６に支持され、これによって、半径方向、並びに軸方向に作用する力が変速機ケース１６で支持される。
【００２９】
図２には、本発明に基づいて形成された変速機１の第２の実施形態が示されている。この第２の実施形態は、図１に示された多段変速機１の実施形態とは、変速機中空入力軸６の軸受装置の範囲においてのみ相違している。従って、以下図２においてその相違点についてだけ説明する。
【００３０】
図２に示された変速機ないし多段変速機１の場合、第３の軸受装置１８に加えて第４の軸受装置１９が浮動軸受として形成され、変速機中空入力軸６にかかる軸方向力を支持するために、補助的に２つのスラスト軸受装置２０、２１が設けられている。変速機中空入力軸６にかかる軸方向力は、それらのスラスト軸受装置２０、２１を介して、変速機中心入力軸５に、ないしは変速機ケース１６に導かれる。それらのスラスト軸受装置２０、２１はここではスラスト深みぞ球軸受として形成され、本発明における多段変速機１の図示されていない異なった実施形態において、その都度の用途に応じて、スラストニードル軸受として、あるいは軸方向力だけを伝達するアンギュラコンタクト球軸受あるいは深みぞ球軸受しても形成できる。
【００３１】
その場合、変速機中空入力軸６にエンジン出力軸４の方向に作用する軸方向力は、変速機ケース１６で支持される。また、中空入力軸６に変速機出力軸１３の方向に作用する軸方向力は、第２のスラスト軸受装置２１を介して、変速機ケース１６または変速機中心入力軸５で選択的に支持される。
【００３２】
その代わりに、変速機中空入力軸６にエンジン出力軸４の方向に作用する軸方向力を、第１のスラスト軸受装置２０を介して変速機中心入力軸５に導き、そこから第１の軸受装置１５を介して変速機ケース１６に導くために、その第１のスラスト軸受装置２０を、両負荷切換要素２、３の内側ディスクホルダ２Ｂ、３Ｂ間に配置することもできる。それらの内側ディスクホルダ２Ｂおよび３Ｂは、変速機中心入力軸５および変速機中空入力軸６にそれぞれ固く結合されている。
【００３３】
第１のスラスト軸受装置２０が変速機ケース１６に支持されている図２に示された変速機１の場合、その変速機ケース１６は、第１のスラスト軸受装置２０の範囲に、構造空間を節約した様式で補助的に、変速機ケースに一体化された負荷切換要素２、３用の圧油供給装置（図示せず）も装備されている。
【００３４】
図３には、本発明に基づいて形成された変速機１の図１および図２に示された実施形態と異なった実施形態が示されている。この変速機１において、第１の軸受装置１５は固定軸受として、第２の軸受装置１７は浮動軸受として、第３の軸受装置１８および第４の軸受装置１９は、それぞれ半径方向力、並びに所定方向に作用する軸方向力を受けるいわゆるアンギュラコンタクト軸受として形成されている。本発明に基づく多段変速機１の図３に示された実施形態は、変速機中空入力軸５の軸受範囲においてのみ図１および図２に示された実施形態と異なるので、以下図３については、その相違点だけを詳細に説明する。
【００３５】
第３の軸受装置１８は、円錐ころ軸受として形成される。これにより、半径方向力、並びに変速機入力端部の方向に作用する軸方向力が、第３の軸受装置１８を介して、変速機中心入力軸５で支持される。第４の軸受装置１９は、同様に円錐ころ軸受としてアンギュラコンタクト軸受で形成され、変速機１の運転中、半径方向力、並びに変速機出力端部の方向に変速機中空入力軸６にかかる軸方向力は、変速機中心入力軸５、および、従って多段変速機１のケース１６で支持される。
【００３６】
図３に示された多段変速機１の場合、第３の軸受装置１８および第４の軸受装置１９は、いわゆるＯ形配置で据え付けられる。このＯ形配置はその組合せにおいて相互に、その都度生じる負荷状態に関係して種々の方向で変速機中空入力軸６にかかる軸方向力を、変速機中心入力軸５で支持するようにする。第３の軸受装置１８および第４の軸受装置１９は、当業者において、その都度の用途に関係して、いわゆるＸ形配置で利用することも勿論考えられる。
【００３７】
また、第３の軸受装置１８および第４の軸受装置１９は、軸受装置に課せられた要件を満足するために、その都度の用途に関係して、本実施形態と異なり、円錐ころ軸受やアンギュラコンタクト球軸受などとして形成することもできる。
【００３８】
本発明における多段変速機１の図示されたすべての実施形態において、第１の軸受装置１５および中空副軸１２の固定軸受２４を、図１に詳細に示された様式で、共通軸受平面内に配置することができる。これによって、第１の軸受装置１５および中空副軸１２の固定軸受２４が共通の軸受板２５に配置されるので、多段変速機１のケース１６の形成における大きな利点が生ずる。中空副軸１２の固定軸受２４はここでは、第１の歯車装置ＺＰ１と第２の歯車装置ＺＰ２との間で中空副軸１２に直接、コスト的に有利に配置され、好適には、深みぞ球軸受などとして形成されている。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に基づく変速機の第１の実施形態の歯車列の概略図。
【図２】本発明に基づく変速機の第２の実施形態の歯車列の概略図。
【図３】本発明に基づく変速機の第３の実施形態の歯車列の概略図。
【符号の説明】
【００４０】
１            変速機、多段変速機
２            第１の負荷切換要素
２Ａ          継手軸
２Ｂ          第１の負荷切換要素の内側ディスクホルダ
３            第２の負荷切換要素
３Ｂ          第２の負荷切換要素の内側ディスクホルダ
４            エンジン出力軸
５            変速機中心入力軸
６            変速機中空入力軸
７            第１の歯車
８            第２の歯車
９            中心副軸
９Ｂ〜９Ｅ    中心副軸の歯車
１０            第３の歯車
１１            第４の歯車
１２            中空副軸
１２Ａ          歯車
１３            変速機出力軸
１３Ａ〜１３Ｅ  変速機出力軸の歯車
１４            歯車
１５            第１の軸受装置
１６            変速機ケース
１７            第２の軸受装置
１８            第３の軸受装置
１９            第４の軸受装置
２０            第１のスラスト軸受装置
２１            第１のスラスト軸受装置
２２            変速機出力軸の浮動軸受
２３            変速機出力軸の固定軸受
２４            中空副軸の固定軸受
２５            軸受板
Ｓ２３、Ｓ２４  同期装置
Ｓ５６、Ｓ７    同期装置
ＺＰ１〜ＺＰ７  歯車装置
【図１】
2006077987.tif 000003
【図２】
2006077987.tif 000004
【図３】
2006077987.tif 000005