(57)【要約】  本発明は、軸回りに回転可能に案内されるシフトローラを有するカム伝動装置を備えた変速機の切換装置に関する。この切換装置は、シフトフィンガーを有する。これらのシフトフィンガーは、シフトローラにおける溝に係合し、その溝で案内される。球面くさび状先端を有するロッカエレメント（８）は、それらのくさび状先端がシフトローラにおける対応する溝に係合するように、回転軸（６）の両端によってシフトローラの外周上に揺動可能に取り付けられている。また、そのために、圧縮ばね（９）が設けられている。シフトローラの高速回転中に発生される遠心力が、くさび状先端を溝から外させる。
2007506917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸回りに回転可能に案内される溝付きシフトローラ（溝付きカムシャフトコントローラ）と、
前記シフトローラの溝に係合して、当該溝によって案内されるシフトフィンガーと、
を有するカム伝動機構（面内運動直接接触機構）を備えた変速機の切換装置であって、
シフトアップ及びシフトダウンのための目標速度段の選択が、シフトローラの回転数の関数として、その際に生ずる遠心力を利用して可能とされる、受動式の回転数制御系として形成されている
ことを特徴とする変速機の切換装置。
【請求項２】
シフトローラの外周上においてロッカエレメント（８）が回転軸（６）で支持され、
前記ロッカエレメント（８）の両端には、くさび状先端（１、２、３、４、５；１０、１１、１２、１３、１４）が設けられ、
前記回転軸（６）の一方側に圧縮ばね（９）が配置され、
前記圧縮ばね（９）は、ロッカエレメント（８）を、くさび状先端（１、２、３、４、５）による溝係合方向に付勢しており、
前記くさび状先端（１、２、３、４、５）は、前記ロッカエレメント（８）の当該ばね（９）とは反対の側に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の切換装置。
【請求項３】
回転軸（６）は、対応する溝に対して非対称に配置されている
ことを特徴とする請求項２に記載の切換装置。
【請求項４】
シフトローラの各速度段溝に、当該速度段溝に接続された中立溝が付属されている
ことを特徴とする請求項２または３に記載の切換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸回りに回転可能に案内されるシフトローラ（カムシャフトコントローラ）を有するカム伝動装置（面内運動直接接触機構）と、前記シフトローラの溝に係合してその溝によって案内されるシフトフィンガーと、を備えた変速機の切換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シフトフォークの運動をもたらすためのカム伝動装置を有する自動車のための変速機の切換装置は、既に実際に知られている。シフトフォークはシフトフィンガーと結合されている。カム伝動装置の制御カムは、シフトローラの外周における溝の形で形成されている。各シフトフォークに対してそれぞれ制御カムが設けられ、当該シフトフォークに結合されたシフトフィンガーが、対応する制御カムに、シフトローラの回転中において低速段から高速段への、ないしは高速段から低速段への、連続して進行するシフトローラの軸方向におけるシフトフィンガーのシフト運動が引き起こされるというように、係合している。シフト運動中、シフトフォークは、それぞれ２つの速度段の間に配置された空転位置を通り抜ける。
【０００３】
その切換装置は、多段シフトダウン時、連続するシフトプロセスが維持されねばならない、という欠点がある。これは、多段シフトダウン時に、常に、変速機における選択速度段が入れられるまで、或る速度段が他の速度段に入れられ、この速度段が再び外される、ということを意味する。この順次的なシフトの連続は、総シフト時間をかなり長くさせる。
【０００４】
この欠点を克服するために、多段シフトダウン時、直接経路で、即ち、変速機における連続するシフトプロセスなしで、選択速度段を入れる、というように移行されている。そのために、多段シフトダウン時に、シフトフォークは、実際に投入されている速度段に応じたシフトフォークの位置から出発して、適当な装置によって、シフトローラとの係合から外され、その中立位置に向けて案内される。
【０００５】
続いて、シフトローラは、シフトフォークの中立位置から選択速度段に対応するシフトフォークの位置に到達（投入）され得るまで、シフトダウン方向に回転される。この処置によって、多段シフトダウン時における各速度段のシーケンシャルなシフト切換が省かれ、これによって、複数の速度段にわたるシフトダウン時に、即ち、速度段跳躍時に、かなり短縮されたシフト時間が得られる。
【０００６】
独国特許出願公開第１９５０９４７７号明細書において、多段シフトダウン中、その空転位置に存在するシフト手段が制御カムとの係合を外され、空転位置からシフト方向へのシフト手段の運動が阻止され、変速機における中間切換を引き起こすことなしにシフトローラが任意の位置に回転可能である、という切換装置が記載されている。
【０００７】
その場合、続いて、シフト手段は、新たに、シフトローラの制御カムに係合される。
【０００８】
制御カムの底に、シフトローラのシフトダウンに対する回転方向に乗り越えることができるスロープ（斜面）が、制御カムのシフト行程転向（移動）前に設けられ、その場合、多段シフトダウン時、シフトフィンガーはそのスロープの走行中に係止装置によってシフト方向に拘束される。
【０００９】
しかしこの場合、スロープの乗り越え中のシフトフィンガーに結合されたシフトフォークの係止のために設けられる係止装置は、高価な製造コストを生じさせる構造が条件づけられ、補助的な制御装置が設けられねばならない、という欠点がある。
【００１０】
この欠点を克服するために、独国特許出願（Akte 8178 Z）に、カム伝動装置を備えた変速機の切換装置が提案されている。そのカム伝動装置は、少なくとも１つの溝軌道を備えたシフトローラを有している。少なくとも１つのシフトフィンガーが、その溝軌道内に、シフトローラの回転中に軸方向に移動可能であるように、係合している。その溝軌道は、シフトアップに対してのシフトアップ溝として形成されたシフトアップ経路と、シフトダウンに対してのシフトダウン経路と、を有している。そのシフトダウン経路は、シフトダウン溝として形成されている。そのシフトダウン溝は、シフトダウン中あるいは多段シフトダウン中、シフトフィンガーを、中立位置と等価的な軸方向シフト位置に案内する。
【００１１】
シフトダウン溝には、シフトアップ方向と等価的なシフトローラの回転方向時に作用する係止装置が設けられている。これによって、シフトフィンガーは、シフトアップ中にシフトアップ溝によって案内され、シフトダウン中にシフトダウン溝によって案内される。
【００１２】
シフトダウン経路を、多段シフトダウン中に中立位置と等価的なシフト位置にシフトフィンガーを案内するシフトダウン溝として形成することによって、多段シフトダウンは、シーケンシャルなシフトプロセスなしに実施され得る。これによって、より短いシフト時間が得られる。
【００１３】
シフトアップ方向と等価的なシフトローラの回転方向で有効となるシフトダウン溝内における係止装置の設置は、シフトローラがシフトアップ中にシフトアップ溝によって案内され、多段シフトダウン中にシフトダウン溝において案内され、これによって、シフトアップ時ないし多段シフトアップ時にはシフトフィンガーは連続的なシフトアップ経路を介して案内されると共に、多段シフトダウン時にはシフトフィンガーの中立位置への直接経路が利用される、ということを導く。これによって、多段シフトダウン時におけるシフト時間の所望の短縮が達成される。
【００１４】
しかし、これらの公知の切換装置の場合、一方では、シフトローラが複数の（マルチの）経路をたどらねばならず、他方では、シフトアップとシフトダウンとの間でシフトローラの回転方向の逆転が必要とされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の課題は、シフトアップ時並びにシフトダウン時に、シフトローラが複数の経路をたどる必要なく、あるいは、シフトローラの回転方向の逆転が必要とされずに、速度段がシーケンシャルなシフトプロセスなしに自由に選択できる、変速機の切換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
冒頭に述べた形式の切換装置から出発して、この課題は、請求項１に記載の特徴によって解決される。本発明の有利な実施態様は、従属請求項に記載されている。
【００１７】
本発明に応じて、シフトアップ並びにシフトダウンのための目標速度段の選択が、シフトローラの回転数の関数として、その際に生ずる遠心力を利用して可能とされるような、受動式回転数制御系として切替装置を形成する、ということが提案される。
【００１８】
本発明に基づいて、本発明の有利な実施態様では、シフトローラの外周上にロッカエレメント（ロッカアーム）が配置され、このロッカエレメントはくさび状先端を有して当該くさび状先端が対応する溝に係合可能であるというように回転軸上に支持され、その回転軸は溝に対して平行に配置されており、ロッカエレメントの回転軸の一方側に圧縮ばねが配置されている。これによって、ロッカエレメントのくさび状先端が、シフトアップ時およびシフトダウン時におけるシフトフィンガーの経路を決定する。ロッカエレメントを付勢する圧縮ばねは、シフトローラの低速回転時にロッカエレメントのくさび状先端が溝に係合するように作用する。これによって、シフトフォークがシフトフィンガーと共に中立位置に存在してシフトローラが逆回転されるとき、シフトフィンガーは、従来の切換装置の場合のように、中立位置から（傾斜）速度段溝に移行され、これによって、速度段が入れられる。
【００１９】
これに反して、シフトローラの高速逆回転時、ロッカエレメントの回転軸が溝のそばに非対称的に配置されていることによって発生する遠心力に基づいて、ばね力に対抗するモーメントがロッカエレメントに作用する。これによって、ロッカエレメントはその回転軸回りに揺動され、これによって、くさび状先端は溝との係合を外され、その結果、シフトフィンガーは、もはやはじかれず、速度段溝の方向に案内されないで、中立位置にとどまる。
【００２０】
シフトアップ時には、作用原理は、ロッカエレメントの非対称配置に基づいて逆となる。即ち、シフトローラの低速回転時に、シフトフィンガーが中立位置にとどまり、高速回転時に、速度段溝の中にはじかれる。
【発明の効果】
【００２１】
切換装置の本発明に基づく構成は、多くの利点を有する。一つには、いまや、シフトアップ時並びにシフトダウン時に速度段が自由に選択可能であるように遠心力の「受動的」利用が行われるので、追加的なアクチュエータが省かれ得る。また、これによって、シーケンシャルなシフトプロセスが回避され得る。他には、シフトローラはマルチな経路をたどる必要がなく、方向転換をする必要もなく、従って大きな経路に目をつぶる必要がない。
【００２２】
単一シフト時には、同じシフトプロセスであるから、シフトローラ付きの従来の切換装置と同じシフト時間が必要とされる。多段シフト時には、目標速度段が、マルチ経路なしに、かつ、シフトローラの回転逆転なしに、直接に投入され得る。従って、もはや必要とされない中間同期の省略によって、シフト時間の著しい短縮が達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面に示した実施例を参照しつつ、本発明を詳細に説明する。図面には、シフトローラの展開が記載されている。
【００２４】
シフトローラ付きの切換装置は、当該技術者においてある程度知られているので、図面には、理解にとって必要な部品のみ概略的に示されている。
【００２５】
図中の８は、シフトローラの外周上に配置されたロッカエレメントである。そのロッカエレメント８は、回転軸６回りを揺動可能である。この回転軸６は、それに対応する溝のそばで平行に配置されている。シフトローラの各溝は、その対応する速度段溝に接続された環状中立溝を有している。ロッカエレメント８は、一方側にくさび状先端１、２、３、４、５が設けられ、他方側にくさび状先端１０、１１、１２、１３、１４が設けられ、くさび状先端１、２、３、４、５がシフトアップ時並びにシフトダウン時にシフトフィンガーの経路を決定するように配置されている。この目的のために、各ロッカエレメント８の回転軸６の一方側に、圧縮ばね９が設けられている。この圧縮ばね９は、ロッカエレメント８を、当該ロッカエレメント８のくさび状先端が溝に沈み込むように、付勢する。
【００２６】
ばね９の力は、シフトローラの低速回転時にくさび状先端の沈み込みが維持され、シフトフォークがその対応するシフトフィンガーと共に中立位置に存在してシフトローラが逆回転される時にシフトフィンガーが中立位置からはじき出されて速度段溝に移行される、というように設計されている。これは、シフトローラ付きの従来の切換装置の場合と同様である。
【００２７】
これに対して、シフトローラの高速逆回転時には、ロッカエレメント８のその回転軸６上における非対称な配置に基づいて、発生する遠心力によって、ロッカエレメントにモーメントが与えられる。このモーメントは、ばね９の力に抗して作用し、これによって、ロッカエレメントが揺動され、そのくさび状先端はもはや溝内に沈み込まない。これによって、シフトフィンガーはもはやはじかれず、シフトローラの高速逆回転中、中立位置にとどまる。
【００２８】
この作動原理は、シフトアップの場合には逆となる。この場合、シフトローラの低速回転時に、シフトフィンガーは中立位置にとどまり、これに反して、シフトローラの高速回転時に、それはシフト溝に向けてはじかれる。
【００２９】
次に、本発明に基づく切換装置の機能について詳細に説明する。
【００３０】
＜単一シフトダウン＞
シフトローラが低速で逆回転され、その場合、圧縮ばね９の力は、遠心力により発生されるモーメントより大きく、このために、ロッカエレメント８のくさび状先端１、２、３、４、５が溝への係合を維持され、シーケンシャル的に切り換えられる。これは、ばね力が遠心力によって打ち負かされないときに、常に当てはまる。
【００３１】
＜多段シフトダウン（ダブルシフトダウン）＞
シフトローラはまず高速逆回転される。その場合、ロッカエレメント８のくさび状先端１、２、３、４、５は溝に係合されず、シフトフィンガーは中立位置にとどまる。（目標速度段の）対応するロッカエレメント８の通過後、シフトシャフトの回転数は、すべてのロッカエレメントが再び溝に係合されるほどに、減少される。いまや、シフトフィンガーは、速度段溝の中にはじかれ、相応した速度段が入れられる。
【００３２】
＜単一シフトアップ＞
シフトローラは高速回転され、これによって、ロッカエレメント８はそのくさび状先端１０、１１、１２、１３、１４を介して溝に係合され、切換がシーケンシャル的に進行する。
【００３３】
＜多段シフトアップ（ダブルシフトアップ）＞
シフトローラが低速でシフトアップ方向に回転され、これによって、くさび状先端１０、１１、１２、１３、１４は溝に係合されず、シフトフィンガーは中立位置にとどまる。目標速度段が入れられる前に、シフトローラは高速回転され、これによって、いまや、くさび状先端１０、１１、１２、１３、１４が溝に係合される。これによって、シフトフィンガーは速度段溝の中にはじかれ、速度段が入れられる。
【００３４】
本発明に基づく切換装置の構成は、シフトアップ並びにシフトダウンに対して、シフトローラの回転数の関数として、その際に生ずる遠心力を利用して、受動的に制御される自由な目標速度段の選択を可能にする。特に有利な実施の形態について説明したが、本発明が基礎とする考えは、別の適当な手段でも実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】シフトローラの展開図。
【図１】
2007506917.tif 000003
【国際調査報告】
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2007506917.tif 000005
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