(57)【要約】【課題】  変速機軸に付設された複数の変速歯車および摺動スリーブを備えた変速装置において、個々の摺動スリーブの軸線方向摺動のための総設計支出を低減すること。【解決手段】  変速機軸１上に少なくとも１つの変速歯車２、３と摺動スリーブ４が配置され、変速機軸１上で摺動スリーブ４を軸線方向で摺動させるのに圧媒操作可能な摺動装置４５が利用され、この摺動装置が変速機軸１内部の穴１０を通して制御圧媒を供給されるように構成された自動車変速機用変速装置において、摺動スリーブ４、２０の摺動装置４５、４６に変速機軸１内の共通の圧媒穴６を通して相互に独自に制御圧媒を供給可能とした。【選択図】  図１
2004225911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車変速機用変速装置であって、変速機軸（１）とこの軸上で回転可能に支承された２つの変速歯車（２、３；１８、１９）と変速歯車の間で変速機軸（１）上に相対回転不能かつ軸線方向摺動可能に支承された摺動スリーブ（４、２０）とを有し、この摺動スリーブが軸線方向摺動によって変速歯車の１つと選択的に連結可能であり、この軸線方向摺動が圧媒操作可能な摺動装置（４５、４６）によって行われ、この摺動装置が変速機軸（１）の内部に延設された圧媒穴（６）を介して制御可能であるものにおいて、
各１つの摺動スリーブ（４、２０）と少なくとも１つの変速歯車（２、３；１８、１９）とからなる軸線方向で相互にずらされた複数の配置が変速機軸（１）上で支承されており、摺動スリーブ（４、２０）の摺動装置（４５、４６）に変速機軸（１）内の共通の圧媒穴（６）を通して相互に独自に制御圧媒を供給可能であることを特徴とする変速装置。
【請求項２】
変速機軸（１）の中心で圧媒管（７）が軸線方向摺動可能に支承されておりかつ周面には軸線方向部分にわたって延びる自由空間（８）を有し、この自由空間が半径方向穴（９）を介して圧媒管（７）内部の圧媒穴（６）と接続されており、変速機軸（１）内の圧媒管（７）は、自由空間（８）が変速機軸（１）内の、摺動スリーブ（４、２０）のそれぞれ一方の摺動装置（４５、４６）に通じた単数または複数の半径方向穴（１０、２６）の領域内に選択的に摺動可能であるように、軸線方向で摺動可能であることを特徴とする、請求項１記載の変速装置。
【請求項３】
圧媒管（７）の外径を減少させた軸線方向部分によって自由空間（８）が形成されていることを特徴とする、請求項２記載の変速装置。
【請求項４】
圧媒管（７）内の自由空間（８）の軸線方向で相反する両方の末端が環状シール（１６）によって変速機軸（１）の内壁に対して密封されていることを特徴とする、請求項２記載の変速装置。
【請求項５】
圧媒管（７）が変速機軸（１）の外側にフランジ（１７）を備えており、このフランジが、変速機軸（１）内の圧媒管（７）を軸線方向で摺動させるため圧媒で圧力を印加するための少なくとも１つの正面側作用面を有することを特徴とする、請求項２記載の変速装置。
【請求項６】
圧媒管（７）の外面と変速機軸（１）の内面との間にある放射状分配器（３１）が中心管を有し、この管がその外面に半径方向外方を向きかつ軸線方向に延びる肋片（３２）を有し、軸線方向に延びて相互に分離されかつ周面にわたって分布した複数の室（３３）が肋片の間に形成されることを特徴とする、請求項２記載の変速装置。
【請求項７】
各１つの室（３３）が、放射状分配器（３１）の管内部に至る供給穴（３５）を有することを特徴とする、請求項６記載の変速装置。
【請求項８】
個々の室（３３）の供給穴（３５）が軸線方向および／または半径方向で相互にずらされていることを特徴とする、請求項７記載の変速装置。
【請求項９】
その都度１つの圧媒供給穴（１０、２６）が放射状分配器（３１）の１つの特定室（３３）からのみ圧媒を印加できるように、変速機軸（１）内の圧媒供給穴（１０、２６）が周方向でずらして配置されていることを特徴とする、請求項６記載の変速装置。
【請求項１０】
摺動スリーブ（４、２０）が摺動装置（４５、４６）と連結されており、この摺動装置が２つの圧力空間（３８、３９）を有し、これらの圧力空間が摺動スリーブ（４、２０）を軸線方向で逆に摺動させるために変速機軸（１）内の少なくとも１つの圧媒供給穴（１０）から制御圧媒を印加可能であることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか一項記載の変速装置。
【請求項１１】
歯車（２、３）が半径方向で変速機軸（１）の方を向く摩擦面を有し、この摩擦面に摺動スリーブ（４）の外部摩擦円錐体（３４、４１）が当接可能であることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか一項記載の変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に記載された自動車変速機用変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような従来の変速装置では２つの変速歯車が変速機軸上で回転可能に支承され、相互に離間配置されている。さらに、両方の変速歯車の間で摺動スリーブが相対回転不能かつ軸線方向摺動可能に変速機軸上で支承されている。この摺動スリーブは軸線方向摺動によって第１または第２変速歯車と形状結合式にかみ合い、これにより変速機を両方の変速段の間で切り換えることができる。摺動スリーブの軸線方向摺動の制御は外部から半径方向で摺動スリーブに作用するシフトフォークによって行われる。この解決は比較的大きな半径方向取付空間を必要とし、設計支出を要し、故障し易い。
【０００３】
さらに、特許文献１（ＤＥ３７１１４９０Ｃ２）により公知の変速装置では摺動スリーブの軸線方向摺動が、半径方向外側から作用するシフトフォークによってではなく、変速機軸内部に延設された軸線方向穴を介して内部から操作される液圧装置によって行われる。これにより、この変速装置の半径方向取付高さが有利なことに減少する。それとともにこの解決は所要の機械的部材の重量および数に関して利点を有する。圧油用穴と摺動スリーブの軸線方向摺動用の油圧操作式ピストンが変速機軸内に設けられていることに欠点がある。これは製造技術的に比較的手間がかかり、大きな軸径を必要とする。
【０００４】
さらに特許文献２（ＥＰ１０５５８３５Ａ１）により、液圧操作式摺動スリーブに変速機軸の内部から制御圧を供給し、摺動スリーブ用液圧摺動装置を変速機軸の外側で２つの変速歯車の間に設け、こうして変速機軸が相応する軸線方向に延びる油圧供給穴のみを含むことが公知である。
【０００５】
従って、この２つの公知液圧操作装置は変速機軸上に配置される一般に２つの変速歯車の間で切換変速機の摺動スリーブを軸線方向で摺動させるのに役立つ。１つの変速機軸上に、それ自体一般に行われているように変速歯車と摺動スリーブとからなる複数のこのような配置が設けられ、これらが相互に独自に液圧操作される場合、個々の摺動スリーブを独自に制御するための総支出が比較的多くなる。
【特許文献１】ドイツ国特許公報ＤＥ３７１１４９０Ｃ２
【特許文献２】欧州特許公報ＥＰ１０５５８３５Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明の課題は、変速機軸に付設された複数の変速歯車および摺動スリーブを備えたこのような変速装置において、個々の摺動スリーブの操作用に必要な設計支出、総重量および妨害感受性を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は請求項１に明示した発明によって解決される。本発明の有利な実施形態および諸構成は従属請求項に明示されている。
【０００８】
従って本発明では、各１つの摺動スリーブと少なくとも１つの変速歯車とからなる軸線方向で前後にずらされた複数の配置が変速機軸上で支承されており、摺動スリーブに作用する摺動装置に変速機軸内の共通の圧媒穴を通して相互に独自に制御圧媒を供給可能である。
【０００９】
これにより得られる利点として、それぞれ少なくとも１つの変速歯車と摺動スリーブとからなる変速機軸上で支承されたすべての配置は変速機軸内の同じ圧媒穴を介して相応する制御媒体で操作することができ、これにより総設計支出が先行技術に比べて減少する。従って本発明は別々の制御媒体で作動するのでなく、すべての摺動スリーブに共通する制御圧媒を供給して作動し、具体的変速過程を実行するために制御圧媒は摺動スリーブのその都度１つに選択的に作用することができる。
【００１０】
変速機軸内にピストンではなく単に１つの圧媒穴が設けられまたは圧媒管が支承されていることによって、変速機軸の製造が不必要に困難になることはない。特に、各１つの摺動スリーブと少なくとも１つの変速歯車とからなる個々の配置用に別々の制御媒体が必要とされるのでなく、変速機軸およびそのなかに設けられる油供給穴等の複数の部材が全摺動スリーブ用に共通して役立つことによって、総設計支出は低く抑えられる。
【００１１】
本発明の好ましい１実施形態では、変速機軸の中心で圧媒管が軸線方向摺動可能に支承されており、この圧媒管が周面に、軸線方向部分にわたって延びる自由空間を有し、この自由空間が半径方向穴を介して圧媒管の内部と接続されている。変速機軸内の圧媒管は、自由空間が変速機軸内の、単数または複数の摺動スリーブの摺動装置にそれぞれ通じた複数の半径方向穴の１つの領域内に選択的に到達できるように、軸線方向で摺動可能である。つまりここでは、変速機軸内の圧媒管は有利なことに被制御配置すべてに共通する制御手段となる。変速機軸上のさまざまな摺動スリーブの間での制御の切換は単に変速機軸内で圧媒管を軸線方向で摺動させることによって簡単に行われる。
【００１２】
圧媒管の外周面の自由空間は好ましくは、圧媒管の外径を減少させた軸線方向部分によって形成されている。自由空間は好ましくは軸線方向で相反するその末端が環状シールによって変速機軸の内壁に対して密封されている。
【００１３】
本発明の他の実施形態では、圧媒管が変速機軸の外側にフランジを備えており、このフランジは変速機軸内の圧媒管を軸線方向で摺動させるため圧媒で圧力を印加するための正面側作用面を有する。この解決は、変速機軸の内部で圧媒管を軸線方向で摺動させることによって個々の摺動スリーブに対して簡単な液圧制御式切換を可能とする。
【００１４】
本発明の１構成では、圧媒管の外面と変速機軸の内面との間に管の態様の放射状分配器があり、この管がその外面に半径方向外方を向きかつ軸線方向に延びる肋片を有し、軸線方向に延びて相互に分離されかつ周面にわたって分布した複数の室が肋片の間に形成される。各１つの室は放射状分配器の管内部に至る供給穴を含む。個々の室の供給穴は軸線方向および／または半径方向で相互にずらされている。
【００１５】
変速機軸のその都度１つの圧媒供給穴が放射状分配器の特定室からのみ圧媒を印加できるように、変速機軸内の圧媒供給穴は配置されている。つまり放射状分配器の個々の室は、変速機軸内の圧媒管および圧媒供給穴から各摺動スリーブに至るその出口個所で別々の圧媒供給通路を形成する。
【００１６】
周面全体にわたってではなく、周面にわたって分離された複数の室の１つにおいて圧媒が案内されることによって、その都度１摺動スリーブ用に必要とされる圧媒容積が減少し、場合によってはその応答遅延時間が減少する。さらに、室によって軸線方向案内通路が形成されるので圧媒管からの圧媒出口個所は必ずしも被制御配置の個所になくともよいので、圧媒管の構造長さは短くできる。
【００１７】
以下、図面を基に本発明を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に係る変速装置の原理が図１に概略横断面図で示してある。この図面に変速機軸１が示してあり、この変速機軸上に２対の変速歯車２、３もしくは１８、１９が配置されている。変速歯車２、３もしくは１８、１９がそれぞれ２つのリングギヤを備えており、それぞれ一方の摺動スリーブ４、２０から軸線方向で離反したリングギヤは各増速比または減速比に対応した直径を有する一方、軸線方向で摺動スリーブ４、２０の方を向くリングギヤ３６、３７もしくは４７、４８は歯車２、３もしくは１８、１９を摺動スリーブ４、２０の各内歯１２、１３もしくは２１、２２と機械的に結合するのに役立つ。
【００１９】
さらに、歯車２、３もしくは１８、１９は遊動歯車として構成され、ラジアル軸受１４、１５もしくは２４、２５を介して回転可能に変速機軸１上で支承されている。摺動スリーブ４、２０は摺動歯５もしくは２３によって変速機軸１上での回動に備えて固定され、軸線方向で摺動可能に変速機軸１上で支承されている。
【００２０】
摺動スリーブ４、２０を軸線方向で摺動させるために制御圧供給部が設けられており、そこでは変速機軸１内の軸線方向穴１１のなかで圧媒管７が軸線方向摺動可能に支承されており、この圧媒管が中心の油供給穴６を備えている。変速機軸１の外側で圧媒管７がフランジ１７を含み、フランジの機能については後に説明される。圧媒管７がさらに１箇所に自由空間８を有し、この自由空間は圧媒管７の外径低減によって形成され、接続穴９を介して油供給穴６と接続されている。
【００２１】
さらに自由空間８は、好ましくはＯリングの態様のシール１６を介して変速機軸１に対して密封され、好ましくは単に１つだけ変速機軸１に含まれている。さらに図１は、摺動スリーブ４が軸線方向で有効な圧媒操作可能な摺動装置４５と結合されており、この摺動装置が交互に少なくとも１つの油供給穴１０を介して圧媒管７の自由空間８から制御圧媒で供給可能であることを示している。この摺動装置４５を反転させるため、ここには図示しない分離して並置された各２つの油供給穴１０ａ、１０ｂを利用することもできる。
【００２２】
さらに図１は、変速機軸１上に軸線方向でずらして配置される第２対の変速歯車１８、１９の摺動スリーブ２０も軸線方向で有効な摺動装置４６を備えていることを示している。この摺動装置４６は変速機軸１内の油供給穴２６を介して、もしくはここには図示しない２つの油供給穴２６ａ、２６ｂによって、圧媒管７が軸線方向で十分にこの油供給穴２６の方向に摺動している限り、この圧媒管７の自由空間８と接続可能である。
【００２３】
この装置の作用様式は以下の如く述べることができる：歯車２、３の１つを変速機軸１と相対回転不能に結合するために制御圧媒、好ましくは作動油は圧力の方向２７で油供給穴６に運び込まれ、接続穴９を介して自由空間８内に達し、そこから油供給穴１０を介して軸線方向で有効な摺動装置４５に達する。
【００２４】
摺動装置４５は摺動スリーブ４が油圧によって軸線方向で選択的に両方向２８に摺動できるように構成されており、こうして摺動スリーブ４の内歯１２が変速歯車２の同期歯３６と、或いはしかし摺動スリーブ４の内歯１３が変速歯車３の同期歯３７と、形状結合式にかみ合うことができる。圧媒管７のこの軸線方向位置のとき右側歯車対１８、１９の摺動スリーブ２０は制御することができない。
【００２５】
右側歯車対１８、１９の摺動スリーブ２０を相応に制御するためにフランジ１７の左側正面は２９方向で油圧を印加される。これにより圧媒管７は穴１１内で３０方向に軸線方向で、自由空間８が油供給穴２６の領域内に達するまで摺動され、こうしていまや右側歯車対１８、１９の摺動スリーブ２０は上記の如くに操作することができる。
【００２６】
この構造によって、変速機軸１上で軸線方向でずらして支承された複数の歯車対２、３；１８、１９は選択的に単に圧媒管７の軸線方向摺動によって相互に独自に変速機軸１と相対回転不能に結合することができる。逆方向での圧媒管７の軸線方向摺動は４４方向でのフランジ１７に対する油圧によって、またはここには図示しない戻しばねを利用して行われ、この戻しばねは例えば圧媒管７のフランジ１７から離反した方の末端に作用する。
【００２７】
図２は変速機軸１上に配置される歯車対を除いて変速機軸の切欠き部分を示す。図１の油供給穴６、圧媒管７、自由空間８、接続穴９、摺動スリーブ４に至る油供給穴１０、シール１６およびフランジ１７が再び図示されている。図１との違いは、変速機軸１の穴１１内で付加的に圧媒管７と変速機軸１の穴壁との間に管形放射状分配器３１が相対回転不能かつ軸線方向摺動不能に配置されまたは構成されていることにある。
【００２８】
管形放射状分配器３１は、その周面で半径方向外方を向いて軸線方向に延びる複数の肋片３２からなり、分離され周面に分布された室３３が肋片の間に形成されており、これらの室は圧油供給空間として役立つ。室３３はそれぞれ１つの供給穴３５を放射状分配器３１内に有し、圧媒管７の相応する位置のときその自由空間８からこの供給穴を通して圧油は各室３３に流れることができる。
【００２９】
つまり個々の各室３３は圧媒管７、接続穴９、自由空間８、および室３３に付設された供給穴３５を介して別々に圧油を印加することができる。個々の室３３に付設されたこれらの供給穴３５は軸線方向および／または半径方向で相互にずらして配置され、変速機軸１内の摺動スリーブ４、２０に至る油供給穴１０、２６を圧媒管７の自由空間８と制御圧技術的に接続する。
【００３０】
図２に示す装置の作用様式は以下の如くである。
【００３１】
圧油は圧媒管７内の油供給穴６からまず接続穴９を介して自由空間８内に達する。自由空間はここでは１つだけ圧媒管７上に設けられている。変速機軸１内での圧媒管７の軸線方向摺動によって供給穴３５のその都度１つだけが自由空間８の領域内に達し、こうして油は相応する供給穴３５を介してその都度室３３の１つに達することができる。変速機１内の複数の油供給穴１０、２６のうち図２には油供給穴１０のみ図示されており、各油供給穴は従って単に１つの特定室３３に付設されている。
【００３２】
つまりこのような室３３は変速機軸１上のその都度１つの特定歯車対２、３の摺動スリーブ４の軸線方向摺動用に油を供給するのに役立つ。従って圧油はその都度油供給穴６、接続穴９、供給穴３５の１つおよび油供給穴１０の１つを介して、制御されるべき摺動スリーブ４に達する。
【００３３】
図１とは異なり、特定の摺動スリーブ４を制御するために圧油は周面の一部のみ、つまり室３３の１つのみを占めることがわかる。つまり室３３は各油供給穴１０に至る別々の圧油供給通路を形成する。これにより、図１による本発明の変更態様とは異なり、歯車対２、３の摺動スリーブ４の制御用に、その都度油圧を印加された油供給穴１０、２６が自由空間８の領域内にではなく単に供給穴３５の１つの領域内になければならないことが明らかとなる。それとともに放射状分配器３１の主要な利点は、相応する油供給穴１０、２６に供給するとき制御通路の油容積低減と、圧媒管７の構造長さを減少する可能性である。
【００３４】
図３は図１の歯車対２、３を切欠き斜視図で示しており、見易くするために穴１１内を延びる圧媒管７は省かれている。従って両方の変速歯車２、３とこれらの変速歯車の間に配置される摺動スリーブ４と油供給穴１０が図示されている。さらに、摺動スリーブ４を変速歯車２または３内に形状結合式にかみ合わせるための同期歯３６、３７、摺動スリーブ４の領域内の２つの油空間３８、３９、摺動スリーブ４と変速機軸１との間の軸線方向で整列した軸歯４０、両方の歯車２、３の摩擦面３４、４１、連行斜面４２、摺動スリーブ４の連行子４３が図示されている。
【００３５】
歯車２または歯車３に向けて摺動スリーブ４の軸線方向摺動を実行するために圧油はこの図でも油供給穴１０を介して摺動スリーブ４用のこの摺動装置の２つの油空間３８、３９の１つ内に達する。例えば油空間３８に圧油が印加されると、摺動スリーブ４が右に摺動し、摩擦円錐体３４は図３に見ることのできない心出しばねを介して歯車３の摩擦面に押付けられる。変速機軸１と変速歯車３との間の回転数差で発生する回動によって連行斜面４２は歯３７の前にくる。しかし、摺動スリーブ４と相応する変速歯車３が近似的に同じ回転数を有し、こうして引き続き摺動スリーブ４が変速歯車３と形状結合式に連結されてはじめて、歯３７はかみ合うことができる。
【００３６】
それとともに外部摩擦円錐体３４と歯車３の内部摩擦面は、摺動スリーブ４と変速歯車３が軸線方向で接近して摺動スリーブ４と変速歯車３の回転数が異なる場合これら両方の部材の間の摩擦によってまず回転数が接近させられ、こうして回転数が同じかまたは十分に等しいとき摺動スリーブ４が変速歯車３に形状結合式にかみ合うことが起きるようにするのに役立つ。
【００３７】
例えば油空間３８に油圧を印加することによって摺動スリーブ４が歯３７を介して変速歯車３と形状結合式にかみ合う場合、このかみ合いを解除するため、つまりそれまで投入されていた変速段から外れるために油空間３９はここには図示しない他の供給穴を介して圧力が印加され、こうして摺動スリーブ４は左に移動する。
【００３８】
圧力空間３９がさらに持続的に圧力印加されると摺動スリーブ４は左に摺動し、その部材が上記の如くに変速機軸１の回転数と歯車２の回転数とを一致させ、次に歯車２が摺動スリーブ４を介して変速機軸１と相対回転不能に結合されることになる。しかし摺動スリーブを中立位置に戻すことは摺動スリーブ４に対して軸線方向で作用するばねを利用しても行うことができる。
【００３９】
摺動スリーブ４の操作とフランジ１７を介して圧媒管７の軸線方向摺動とのために、油の代りに他の媒体、例えば他の流体または気体媒体も使用することができる。しかし変速機軸１内の圧媒管７の軸線方向摺動は、圧媒管７に作用する摺動手段を介して機械的に、または電気機械的駆動装置によって、引き起こすこともできる。相互に独自に制御可能な歯車対の数は、本例では２つであるが、やはり任意とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る変速装置の変更態様の略横断面図である。
【図２】図１の変速装置の１構成の一部切欠き斜視図である。
【図３】２つの変速歯車と１つの摺動スリーブとを有する変速装置の一部切欠き斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  変速機軸
２  変速歯車
３  変速歯車
４  摺動スリーブ
５  摺動歯
６  油供給穴
７  圧媒管
８  自由空間
９  接続穴
１０  油供給穴
１１  穴
１２  内歯
１３  内歯
１４  ラジアル軸受
１５  ラジアル軸受
１６  シール
１７  フランジ
１８  変速歯車
１９  変速歯車
２０  摺動スリーブ
２１  内歯
２２  内歯
２３  摺動歯
２４  ラジアル軸受
２５  ラジアル軸受
２６  油供給穴
２７  方向
２８  方向
２９  方向
３０  方向
３１  放射状分配器
３２  肋片
３３  室
３４  摩擦円錐体
３５  供給穴
３６  同期歯
３７  同期歯
３８  油空間
３９  油空間
４０  歯
４１  摩擦円錐体
４２  連行斜面
４３  連行子
４４  方向
４５  摺動装置
４６  摺動装置
４７  同期歯
４８  同期歯
【図１】
2004225911.tif 000003
【図２】
2004225911.tif 000004
【図３】
2004225911.tif 000005