(57)【要約】本発明は、複数の遊び歯車に対する同期装置を備え、この同期装置が液圧式に作動され、選択された遊び歯車（３）とかみ合わされるピストン（１）をシフトシフトスリーブとして有する変速装置に関し、本発明に基づいて、ピストンが、液圧式作動装置によって軸上を軸方向に移動でき、この軸に回り止め結合され、セルフロック式同期装置がもたらされている。
2005535841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の遊び歯車に対する同期装置を備え、該同期装置が液圧式に作動され、選択された遊び歯車（３）とかみ合わされるピストン（１）をシフトシフトスリーブとして有する変速装置において、
ピストン（１）が、液圧式作動装置によって、軸（９）上を軸方向に移動でき、該軸（９）に回り止め結合され、セルフロック式同期装置がもたらされている、ことを特徴とする変速装置。
【請求項２】
同期装置が、ピストン（１）を収納するピストンホルダ（５）を有し、該ピストンホルダ（５）が軸（９）に回り止め結合されると共に、圧油供給路（１０）を有し、ピストン（１）を液圧式に作動するために圧力が供給されるピストン室が、ピストン（１）とピストンホルダ（５）との間に設けられている、ことを特徴とする請求項１記載の変速装置。
【請求項３】
ピストン（１）が段付き環状フランジとして形成され、該環状フランジが、その外側段に、遊び歯車（３）と接続するための第１内歯（１２）を有し、内側段に、軸（９）と接続するために第２内歯（１３）を有している、ことを特徴とする請求項１又は２記載の変速装置。
【請求項４】
少なくとも、ピストン（１）の第１内歯（１２）における遊び歯車（３）側の端部が、傾斜されている、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の変速装置。
【請求項５】
遊び歯車（３）が、別のトルク伝達要素とかみ合い結合するための駆動歯（１５）と、ピストン（１）とかみ合い結合するための継手歯（１６）とを有し、遊び歯車（３）が軸（９）上に回転可能に支持されている、ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の変速装置。
【請求項６】
少なくとも１つの摩擦ディスク（２、４）の遊び歯車（３）側に摩擦面が設けられ、各摩擦ディスク（２、４）が、軸（９）と接続するために利用される少なくとも１つの内歯（１７、１７′）を有している、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の変速装置。
【請求項７】
軸方向においてピストン（１）と遊び歯車（３）との間に、内歯（１７）と外歯（１８）とを備えた第１摩擦ディスク（２）が設けられ、前記外歯（１８）の少なくともピストン（１）側の端部が傾斜されている、ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の変速装置。
【請求項８】
第１摩擦ディスク（２）が、同期過程中にロック要素として利用され、これによって、セルフロック式同期装置が実現される、ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の変速装置。
【請求項９】
ピストン（１）の第１内歯（１２）の歯が、完全接続のために、軸方向において第１摩擦ディスク（２）の外歯（１８）における歯どうしの間の隙間を通過され、これによって、軸（９）に結合されているピストン（１）が、遊び歯車（３）にかみ合い結合される、ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の変速装置。
【請求項１０】
遊び歯車（３）のピストン（１）とは反対の側に、第２摩擦ディスク（４）が設けられている、ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の変速装置。
【請求項１１】
外側ディスクを形成する第３摩擦ディスク（１１）が設けられ、この外側ディスク（１１）と第２摩擦ディスク（４）との間に、内側ディスクを形成する第４摩擦ディスク（１９）が設けられている、ことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の変速装置。
【請求項１２】
ピストン（１）を復帰させるために、少なくとも１つの戻しばね（６）が設けられている、ことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の変速装置。
【請求項１３】
ピストン（１）の円周に一様に分布された複数の戻しばね（６）が設けられている、ことを特徴とする請求項１２記載の変速装置。
【請求項１４】
ピストン室を密封するために、ピストンホルダ（５）とピストン（１）との間に少なくとも１つのシール要素（２１、２１′）が設けられている、ことを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の変速装置。
【請求項１５】
摩擦ディスク（２）の内歯（１７）が軸（９）に対して、ピストン（１）の第１内歯（１２）における互いに隣接する歯どうしの間の隙間と同じ大きさの隙間を有している、ことを特徴とする請求項８記載の変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部分に記載の遊び歯車に対する変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、遊び（空転）歯車に対する変速装置は知られている。公知の変速装置の場合、遊び歯車を同期するために、通常、所望の遊び歯車を軸と同期するためにシフトスリーブを作動させる同期装置が設けられている。
【０００３】
特許文献１において、ロック式同期装置を備えた変速機が知られている。その場合、変速機軸に結合されたシンクロナイザと異なった回転数で回転する歯車とが、切換力によって軸方向に移動される環状シフトシフトスリーブによって、等速回転時にかみ合い結合されるようにする。シフトスリーブと各歯車との間に、シンクロナイザリングが設けられ、そのシンクロナイザリングの一部が歯車の一部と共に、かみ合い継手を形成している。同期していないときには、ロック歯のブロック面によって、シフトスリーブの軸方向移動が阻止される。そのような変速装置の場合、同期は、シフトスリーブを介して同様に、機械式に行われる。
【０００４】
特許文献２に、速度段切換装置が開示されている。この速度段切換装置の場合、シフトスリーブが、変速機軸内に配置された圧力媒体作動式調整装置によって作動される。その調整装置は液圧作動ピストンで構成されている。その場合、シフトスリーブを作動ピストンに結合する結合ボルトが設けられている。その結合ボルトは、変速機軸において横向きに形成された貫通孔を、軸方向遊びをもって貫通している。その公知の速度段切換装置は、作動装置ないし調整装置が変速機軸内に収納されているので、構造が非常に複雑である、という欠点を有する。これは、公知の速度段切換装置の製造費に不利な影響を与える。
【特許文献１】独国特許出願公開第４３２４８１４号明細書
【特許文献２】独国特許第３７１１４９０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、できるだけ単純に構成された同期装置を有し、さらに、できるだけ単純に制御できる、冒頭に述べた形式の変速装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、請求項１に記載の特徴によって解決される。本発明の他の実施態様および利点は、従属請求項から理解できる。
【０００７】
それに応じて、本発明に基づく変速装置の場合、シフトスリーブとして利用されるピストンは、液圧式に作動され、セルフロック（自動係止）式同期装置がもたらされている。そのピストンは、液圧作動装置によって軸上を軸方向に移動可能に配置され、この軸に回り止め結合（スプライン結合）されている。さらに、ピストンは軸の周りに設けられ、このようにして、遊び歯車が軸方向摩擦面を備えた非常に単純な構造の同期装置が実現される。その作動に対して、所定の液圧レベルしか必要とされない、という利点がある。即ち、その液圧レベルは、単純な切換弁によって制御できる。
【０００８】
本発明の有利な実施態様において、同期装置は、選択された遊び歯車とかみ合わされる少なくとも１つのピストンを有している。従って、そのピストンは、液圧作動装置によって、軸上を軸方向に移動される。同期装置の無負荷運転位置にピストンを復帰するために、少なくとも１つの適当な戻しばね要素などが設けられる。
【０００９】
好適には、ピストンは、断面段付きの環状フランジとして形成され、このピストンは、軸に固く結合されたピストンホルダ内に収納されている。ピストンとピストンホルダとの間に、液圧作動用のピストン室が設けられ、このピストン室に、好適には、圧油が供給される。環状フランジとして形成されたピストンは、その外側段に、遊び歯車に対する継手歯として第１内歯を有し、内側段に、軸と接続するために第２内歯を有している。
【００１０】
本発明の他の実施態様において、軸上に回転可能に支持されている遊び歯車は、別のトルク伝達要素とかみ合い結合される駆動歯を有している。さらに、遊び歯車に、完全接続状態においてピストンとかみ合い結合するための継手歯が設けられている。
【００１１】
好適には、遊び歯車は、軸の溝形状部などの上に支持されている。また、遊び歯車を支持するために、転がり軸受あるいはジャーナル軸受を利用することも考えられる。
【００１２】
ピストンホルダは、あるいはまた、軸と一体に形成することもできる。ピストン室を密封するために、少なくとも１つのシール要素が設けられ、このシール要素は、好適には、ピストンホルダにおける対応した凹所に設けられている。また、例えばパッキンリングなどのような１つあるいは複数のシール要素をピストンに設けることもできる。
【００１３】
本発明の他の実施態様において、例えば軸方向において、ピストンと遊び歯車との間に、内歯と外歯とを備えた第１摩擦ディスクが配置されている。好適には、その外歯は、少なくともピストン側の端部が傾斜され、これによって、第１摩擦ディスクは、同期過程中、ロック要素として機能し、セルフロック式同期装置を実現させる。さらに、遊び歯車のピストンとは反対の側に、第２摩擦ディスクが設けられる。第１摩擦ディスクおよび第２摩擦ディスクが同一に形成されていることが、それによって、製造費が低減されるので、特に有利である。
【００１４】
あるいはまた、本発明に基づく変速装置において、外側ディスクを形成する第３摩擦ディスクおよび内側ディスクを形成する第４摩擦ディスクが設けられる。その内側ディスクは、外側ディスクと第２摩擦ディスクとの間に配置される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下図を参照して、発明を詳細に説明する。  
図１〜図６に、本発明に基づく同期装置付きの変速装置の考え得る実施形態が示されている。
【００１６】
同期装置は、段付き環状フランジとして形成されたピストン１を有している。このピストン１は、その半径方向の外側段に第１内歯１２を、内側段に第２内歯１３をそれぞれ有している。その第１内歯１２は、遊び歯車３との継手歯であり、第２内歯１３は軸９との継手歯である。ピストン１は軸９上を軸方向に移動できるよう、軸９にかみ合い結合（スプライン結合）されている。その場合、環状フランジとして形成されたピストンは、軸の周りに設けられている。ピストンないしシフトスリーブにおける第１内歯１２における遊び歯車３側の端部は、少なくとも部分的に傾斜されている。
【００１７】
軸方向において、ピストン１と遊び歯車３との間に、第１摩擦ディスク２が設けられている。この第１摩擦ディスク２は内歯１７と外歯１８とを備え、その遊び歯車３側面は摩擦面として用いられる。同期過程中、第１摩擦ディスク２はロック要素としても利用され、これによって、セルフロック式同期装置が実現されている。摩擦ディスク２の外歯１８は、そのピストン１側の端部が傾斜されている。摩擦ディスク２の半径方向内側にある内歯１７は、軸９に対して、ピストン１の内歯１２における互いに隣接する２つの歯どうしの間における隙間だけ回転できる。そのために、摩擦ディスク２の内歯１７は、軸９に対して周方向の隙間を有し、この隙間は、ピストン１の内歯１２における互いに隣接する２つの歯どうしの間における隙間と同じ大きさにされている。
【００１８】
遊び歯車３は駆動歯１５と継手歯１６とを有している。この継手歯１６はその摩擦ディスク２側が傾斜されている。接続されていない状態において、即ち、無負荷運転中、遊び歯車３は軸９上で自由に回転する。遊び歯車３は軸９の溝２０に対して回転可能に支持されている。
【００１９】
軸方向において遊び歯車３の後方に、第２摩擦ディスク４が設けられている。この第２摩擦ディスク４は、軸９側を向いた内歯１７′しか有していない。各摩擦ディスク２、４の遊び歯車３とは反対の側に、それぞれ止め輪７、８が設けられている。各摩擦ディスク２、４はそれらの止め輪７、８で軸方向に支持されている。各摩擦ディスク２、４は摩擦面に適当な摩擦ライニングを有している。
【００２０】
ピストン１は、軸９に対して固く結合されたピストンホルダ５内に収容されている。このピストンホルダ５は、同期装置を液圧作動するための圧油供給路１０と、ピストン室を密封するための適当なシール要素２１、２１′とを有している。さらに、ピストン１の円周に一様に分布して、複数の戻しばね６が設けられている。これらの戻しばね６は、接続されていない状態で、ピストン１の復帰を可能にしている。
【００２１】
図１には、無負荷運転における本発明に基づく変速装置が示されている。無負荷運転中、ピストン１は、戻しばね６によって、ピストンホルダ５に当たるまで戻されて保持されている。この状態において、ピストン１とピストンホルダ５との間のピストン室は、無圧状態にある。遊び歯車３は軸９上を自由に回転でき、その場合、遊び歯車３と各摩擦ディスク２、４との間にそれぞれ、軸方向の遊びが存在している。第１摩擦ディスク２は、円周方向において、軸９に対する回転遊び範囲における任意の位置を有している。
【００２２】
図２から明らかなように、無負荷運転中、ピストン１の第１内歯１２の傾斜面は、摩擦ディスク２の外歯１８の傾斜面とは接触していない。
【００２３】
図３には、変速装置のロック・同期位置が示されている。この位置において、ピストン１とピストンホルダ１５との間におけるピストン室に、圧油が供給されている。そのピストン１の運動によって、遊び歯車３と各摩擦ディスク２、４との間における軸方向遊びが無くされ、摩擦ディスク２、４がそれぞれ止め輪７に向けて移動される。遊び歯車３と摩擦ディスク２との間で円周方向に作用する摩擦モーメントのために、摩擦ディスク２は、その最大回転遊び位置までピストン１に対して回転される。ピストン１の傾斜歯は、図４に示されているように、第１摩擦ディスク２の傾斜歯に接する。変速装置のこのロック・同期位置において、ピストン１の完全接続が防止される。
【００２４】
摩擦ディスク２における摩擦モーメントから生ずる円周方向力は、ピストン１の傾斜歯によって摩擦ディスク２に作用する円周方向力より大きい。これは、軸９と遊び歯車３との間に回転数差が存在し、従って、相応した摩擦モーメントが存在する限りにおいて、ピストン１がロックされたままであることを意味する。
【００２５】
図５には、完全接続された状態が示されている。この場合、遊び歯車３はピストン１を介して軸９にかみ合い結合されている。遊び歯車３と摩擦ディスク２との回転数差が零に向かうや否や、第１摩擦ディスク２における摩擦モーメントからの円周方向力が消滅する。そして、ピストン１は摩擦ディスク２を回し戻す働きをし、これによって、ピストン１の第１内歯１２の歯は、図６に示されている第１摩擦ディスク２の外歯１８における歯どうしの間の隙間を通過する。従って、ピストン１は完全接続され、これによって、ピストン１は遊び歯車３と共に、軸９にかみ合い結合される。
【００２６】
その接続を外すためには、ピストン１とピストンホルダ５との間のピストン室への圧力媒体の供給が終了されるだけで済む。その場合、戻しばね６がピストン１をその出発位置に戻す。
【００２７】
同期装置においてもっと大きな摩擦モーメントが必要とされるとき、図７および図８に示された本発明に基づく変速装置の実施形態が利用される。
【００２８】
そこに示された実施形態は、上述した実施形態の実施可能な拡大形態である。この同期装置の場合、遊び歯車３のピストン１とは反対の側に、第３摩擦ディスク１１が外側ディスクとして、第４摩擦ディスク１９が内側ディスクとして、それぞれ設けられている。第３摩擦ディスク１１も、軸９と接続するための内歯１７″を有している。
【００２９】
このようにして、ここで図示された実施形態においては、摩擦面数が４個に増大されている。その摩擦面の数は、ここで図示されたよりも、もっと増やすこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に基づく同期装置付きの変速装置の無負荷回転時における部分断面図。
【図２】図１における種々の歯車の相対位置を表した概略図。
【図３】本発明に基づく同期装置付きの変速装置のロック位置ないし同期位置における部分断面図。
【図４】図２における種々の歯車の相対位置を表した概略図。
【図５】本発明に基づく同期装置付きの変速装置の接続状態時における部分断面図。
【図６】図５における種々の歯車の相対位置を表した概略図。
【図７】本発明に基づく同期装置付きの変速装置の異なった実施形態における部分断面図。
【図８】図７における種々の歯車の相対位置を表した概略図。
【符号の説明】
【００３１】
１                  ピストン
２                  内歯と外歯を備えた摩擦ディスク
３                  遊び歯車
４                  内歯付き摩擦ディスク
５                  ピストンホルダ
６                  戻しばね
７                  止め輪
８                  止め輪
９                  軸
１０                  圧油供給路
１１                  第３摩擦ディスク
１２                  ピストンの第１内歯
１３                  ピストンの第２内歯
１５                  駆動歯
１６                  遊び歯車の継手歯
１７、１７′、１７″  摩擦ディスクにおける内歯
１８                  第２摩擦ディスクの外歯
１９                  第４摩擦ディスク
２０                  溝
２１、２１′          パッキンリング、シール要素
【図１】
2005535841.tif 000003
【図２】
2005535841.tif 000004
【図３】
2005535841.tif 000005
【図４】
2005535841.tif 000006
【図５】
2005535841.tif 000007
【図６】
2005535841.tif 000008
【図７】
2005535841.tif 000009
【図８】
2005535841.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成16年7月20日(2004.7.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の遊び歯車に対する同期装置を備え、該同期装置が液圧式に作動され、選択された遊び歯車（３）とかみ合わされるピストン（１）をシフトシフトスリーブとして有し、そのピストン（１）が液圧式作動装置によって軸（９）上を軸方向に移動でき、該軸（９）に回り止め結合され、セルフロック式同期装置がもたらされている変速装置において、
セルフロック式同期装置における少なくとも１つの摩擦ディスク（２、４）の遊び歯車（３）側に、摩擦面が設けられ、各摩擦ディスク（２、４）が、軸（９）と接続するために利用される少なくとも１つの内歯（１７、１７′）を有している、ことを特徴とする変速装置。
【請求項２】
同期装置が、ピストン（１）を収納するピストンホルダ（５）を有し、該ピストンホルダ（５）が軸（９）に回り止め結合されると共に、圧油供給路（１０）を有し、ピストン（１）を液圧式に作動するために圧力が供給されるピストン室が、ピストン（１）とピストンホルダ（５）との間に設けられている、ことを特徴とする請求項１記載の変速装置。
【請求項３】
ピストン（１）が段付き環状フランジとして形成され、該環状フランジが、その外側段に、遊び歯車（３）と接続するための第１内歯（１２）を有し、内側段に、軸（９）と接続するために第２内歯（１３）を有している、ことを特徴とする請求項１又は２記載の変速装置。
【請求項４】
少なくとも、ピストン（１）の第１内歯（１２）における遊び歯車（３）側の端部が、傾斜されている、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の変速装置。
【請求項５】
遊び歯車（３）が、別のトルク伝達要素とかみ合い結合するための駆動歯（１５）と、ピストン（１）とかみ合い結合するための継手歯（１６）とを有し、遊び歯車（３）が軸（９）上に回転可能に支持されている、ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の変速装置。
【請求項６】
軸方向においてピストン（１）と遊び歯車（３）との間に、内歯（１７）と外歯（１８）とを備えた第１摩擦ディスク（２）が設けられ、前記外歯（１８）の少なくともピストン（１）側の端部が傾斜されている、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の変速装置。
【請求項７】
第１摩擦ディスク（２）が、同期過程中にロック要素として利用され、これによって、セルフロック式同期装置が実現される、ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の変速装置。
【請求項８】
ピストン（１）の第１内歯（１２）の歯が、完全接続のために、軸方向において第１摩擦ディスク（２）の外歯（１８）における歯どうしの間の隙間を通過され、これによって、軸（９）に結合されているピストン（１）が、遊び歯車（３）にかみ合い結合される、ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の変速装置。
【請求項９】
遊び歯車（３）のピストン（１）とは反対の側に、第２摩擦ディスク（４）が設けられている、ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の変速装置。
【請求項１０】
外側ディスクを形成する第３摩擦ディスク（１１）が設けられ、この外側ディスク（１１）と第２摩擦ディスク（４）との間に、内側ディスクを形成する第４摩擦ディスク（１９）が設けられている、ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の変速装置。
【請求項１１】
ピストン（１）を復帰させるために、少なくとも１つの戻しばね（６）が設けられている、ことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の変速装置。
【請求項１２】
ピストン（１）の円周に一様に分布された複数の戻しばね（６）が設けられている、ことを特徴とする請求項１１記載の変速装置。
【請求項１３】
ピストン室を密封するために、ピストンホルダ（５）とピストン（１）との間に少なくとも１つのシール要素（２１、２１′）が設けられている、ことを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の変速装置。
【請求項１４】
摩擦ディスク（２）の内歯（１７）が軸（９）に対して、ピストン（１）の第１内歯（１２）における互いに隣接する歯どうしの間の隙間と同じ大きさの隙間を有している、ことを特徴とする請求項７記載の変速装置。
【国際調査報告】
2005535841.tif 000011
2005535841.tif 000012
2005535841.tif 000013
2005535841.tif 000014