(57)【要約】本発明は、選択された遊び歯車とかみ合わされる少なくとも１つのシフトスリーブを有し、このシフトスリーブが軸上に回り止めして軸方向に移動可能に配置され、シフトスリーブ用の液圧作動装置が設けられている、遊び歯車に対する同期装置を備えた変速装置に関する。本発明に基づいて、各シフトスリーブ（６）がハブ要素（７）を介して軸（１）に結合され、液圧作動圧力に関係して同期が実現される。
2006515915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択された遊び歯車とかみ合わされる少なくとも１つのシフトスリーブを有し、該シフトスリーブが軸上に回り止めして軸方向に移動可能に配置され、シフトスリーブ用の液圧作動装置が設けられている遊び歯車に対する同期装置を備えた変速装置において、
各シフトスリーブ（６）が、ハブ要素（７）を介して軸（１）に結合され、液圧作動圧力に関係して、同期が実現される、ことを特徴とする変速装置。
【請求項２】
ハブ要素（７）が、作動圧力が所定の圧力値（ＰＳ）に達した際にシフトスリーブ（６）の軸方向運動を可能にする係止装置を有している、ことを特徴とする請求項１記載の変速装置。
【請求項３】
係止装置が球・ばねユニットを有し、該球・ばねユニットが、ハブ要素（７）における孔で案内された球（９）を含み、該球（９）が、ばね要素（８）のばね力によって、シフトスリーブ（６）の係止溝（３）に係合され、これによって、シフトスリーブ（６）が軸方向において拘束される、ことを特徴とする請求項２記載の変速装置。
【請求項４】
接続すべき遊び歯車（２）が、回転数を等化するために、２つのディスク要素（４、５）どうしの間に摩擦接触して配置され、これらのディスク要素（４、５）に対して必要な締付け力が、シフトスリーブ（６）にかかる作動圧力によって与えられる、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】
非切換状態において作動圧力がシフトスリーブ（６）の軸方向運動を生じさせない圧力値（Ｐ０）にあり、回転数を等化するために作動圧力が圧力値（Ｐ１）に高められ、その際、回転数を等化するためにシフトスリーブ（６）が僅かに軸方向に移動され、シフトスリーブ（６）を係止解除するために作動圧力が圧力値（ＰＳ）に高められ、その際、シフトスリーブ（６）が遊び歯車（２）とかみ合わされるように軸方向に移動される、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】
同期させるために作動圧力が、作動圧力値（Ｐ２）より低く回転数等化のための作動圧力値（Ｐ１）より高い圧力値（ＰＳ）をとる、ことを特徴とする請求項５記載の変速装置。
【請求項７】
シフトスリーブ（６）の液圧作動のために、油供給路（１２）に接続された作動ピストン（１０）が設けられている、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】
作動ピストン（１０）が復帰ばね（１１）によってその出発位置に置かれる、ことを特徴とする請求項７記載の変速装置。
【請求項９】
回転数等化のために、補助ブレーキディスク（１３）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】
補助ブレーキディスク（１３）が、ディスク要素（５）とハブ要素（７）との間に、軸（１）に対して回り止め結合して設けられている、ことを特徴とする請求項９記載の変速装置。
【請求項１１】
ディスク要素（４、５）およびブレーキディスク（１３）のそれぞれの摩擦面が、適当な材料で被覆されている、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。
【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同期装置を備えた変速装置に関する。
【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、遊び歯車を同期させるために、通常、所望の遊び歯車を軸と同期させるためにシフトスリーブを作動させる同期装置が利用されている。このようにして、必要なトルクが遊び歯車から軸に伝達されるか、その逆にされる。
【０００３】
通常、切換要素として、その都度、１つの移動可能なシフトスリーブが利用される。このシフトスリーブは、作動時に、対向部材のスプライン上を移動する対応したスプラインを有している。このために、遊び歯車と軸との間に常時存在する回転数差を、前もって値零にする必要がある。他方では、変速機における望ましくない引っ掛かり音を生ずることなしに、両スプラインを結合することはできない。従って、接続された状態の遊び歯車と軸との間の回転数が同じになったときにはじめて、両スプラインが互いに接触されねばならない。従って、早過ぎる切換を機械式ロック装置によって防止するロック式同期装置が利用されている。
【０００４】
特許文献１に速度段切換装置が開示されている。その速度段切換装置の場合、シフトスリーブは、変速機軸内に収容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、変速機軸における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。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、という欠点を有している。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。
【０００５】
特許文献２において、車両変速機における伝達比選択機構が知られている。その機構は、流体作動式アクチュエータおよび電油式制御装置を利用している。第１アクチュエータによって、所望の伝達比が選択され、第２アクチュエータによって、ニュートラル経路の方向への運動が可能とされる。その第１アクチュエータは、ニュートラル経路に対して垂直な動きによって、所望の伝達比を活動させる。さらに、アクチュエータのその都度を位置を検出して、信号の形で制御装置に伝送するポテンショメータが設けられている。
【特許文献１】独国特許第３７１１４９０号明細書
【特許文献２】英国特許出願公開第２２１４２４８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、できるだけ単純に構成された同期装置を有し、さらに、できるだけ単純で且つ確実な同期が実現される、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】
【０００７】
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。
【０００８】
それに応じて、本発明に基づく同期装置付きの変速装置によれば、切換過程中、同期が最も簡単に実行できる。特に、本発明に基づく変速装置の場合、係止装置の補助的機械部分が不要とされる。シフトスリーブの液圧作動と、ハブ要素を介しての軸とシフトスリーブとの結合とによって、接続すべき遊び歯車と軸との回転数等化が、できる限り簡単に実現できる。そのために、作動圧力に関係して、シフトスリーブの軸方向移動が、まず、遊び歯車と軸との間に存在する回転数差が除かれるように行われる。回転数の等化が行われた後、シフトスリーブは、シフトスリーブが接続すべき遊び歯車とかみ合わされるように、軸方向に移動される。
【０００９】
本発明の有利な実施態様において、シフトスリーブないしハブ要素の軸方向運動を制御するために、係止装置が設けられている。この係止装置は、例えば、ばね・球・ユニットなどである。ハブ要素は、ばね・球・ユニットのばねで荷重された球が案内される半径方向孔を有している。その球は、ばねによって、シフトスリーブに設けられた溝に押し込まれる。軸方向に作用する作動圧力によって、シフトスリーブは軸方向に移動される。作動圧力の大きさに関係して、作動圧力が所定の圧力値ＰＳに達した際、係止装置はシフトスリーブを解放し、これによって、遊び歯車と軸が同じ回転数であるとき、シフトスリーブは遊び歯車とかみ合わされる。また、本発明に基づく変速装置において、機械式などで作動される他の係止装置を利用することもできる。
【００１０】
好適には、シフトスリーブの液圧作動は、作動ピストンなどを介して行われる。その作動ピストンは、例えば油供給路を介して圧力が供給され、それに応じて、シフトスリーブは軸方向に移動される。また、シフトスリーブに対して別の作動様式を利用することも考えられる。
【００１１】
本発明の他の実施態様において、接続すべき遊び歯車と軸の回転数を等化するために、好適には、ブレーキディスクとして形成された少なくとも１つのディスクが設けられる。その各ブレーキディスクは、回転数等化を最も簡単に可能にするために、適当な材料が被覆されている摩擦面を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下図を参照して、発明を詳細に説明する。  
図１には、本発明に基づく変速装置の実施可能な実施形態が示されている。この変速装置は、遊び歯車２に対する同期装置を有している。その場合、接続すべき遊び歯車２とかみ合わされる少なくとも１つのシフトスリーブ６が設けられている。シフトスリーブ６は軸１上に回り止めして軸方向に移動可能に配置されている。そのシフトスリーブ６は、作動ピストン１０によって液圧式に作動される。遊び歯車２は、軸１上に回転可能に支持され、トルク伝達する別の構成要素に係合する。
【００１３】
本発明に基づいて、シフトスリーブ６は、ハブ要素７を介して軸１に結合されている。その場合、液圧作動圧力に関係して、接続すべき遊び歯車２と軸１との間に存在する回転数差が除かれる。その後、接続すべき遊び歯車２と軸１が、トルク伝達結合される。このようにして、同期過程が、構造的に安価な費用でできる限り速やかに実現される。
【００１４】
同期過程中に回転数を等化するために、接続すべき遊び歯車２は、２つのディスク要素４、５間に挟み込まれている。その両ディスク要素４、５は、スプラインを介して軸１に回り止め結合されている。各ディスク要素４、５は、それらの遊び歯車２の側に、摩擦面を有している。その摩擦面は適当な材料が被覆されている。同期のために必要な締付け力は、作動ピストン１０によって液圧式にシフトスリーブ６に与えられる。作動ピストン１０は、同期後に、復帰ばね１１によって再びその出発位置に戻される。
【００１５】
シフトスリーブ６の軸方向運動を制御するために、ハブ要素７に適当な係止装置が設けられている。この係止装置は、ここで考慮された形態において、いわゆる、球・ばねユニットを有している。この球・ばねユニットは、ハブ要素７の孔内に設けられている。このユニットの球９は、ばね要素８によって、シフトスリーブ６の係止溝３に押し込まれている。
【００１６】
そのばね力の大きさと、溝３の選択された構造的形態とが、シフトスリーブ６が出発位置から移動される前に、シフトスリーブ６に作用する必要な軸方向変位力を決定する。
【００１７】
その軸方向変位力が係止解除力より小さい時、シフトスリーブ６はその位置に係止されたままとどまる。もっとも、その力は、適当な締付け力がディスク要素４、５に作用するために利用される。このようにして、ディスク要素４、５は、接続すべき遊び歯車２に押し付けられ、これによって、遊び歯車２と軸１との回転数差が除かれる。好適には、少なくともディスク要素４が軸方向においてストッパ要素１４を有している。
【００１８】
球９およびばね８は、ハブ要素７における孔内に案内されている。そのハブ要素７は、軸方向において軸１上をゆるく移動可能に設けられている。ハブ要素７はディスク要素５に直に接している。接続状態において必要なトルクをシフトスリーブ６から軸１に伝達するために、ディスク要素５はハブ要素７と同様に、スプラインを介して軸１に結合されている。
【００１９】
作動圧力によってシフトスリーブ６に作用する力が係止解除力を超過するや否や、球９は、ばね要素８のばね力に抗して、溝３から孔の中に押し入れられ、これによって、シフトスリーブ６は軸方向に移動し、遊び歯車２とかみ合わされる。球９が係止溝３から外されているとき、遊び歯車２への締付け力も零に減少される。これによって、遊び歯車２およびシフトスリーブ６における歯のかみ合いが、有利に容易化される。
【００２０】
接続を外す際、シフトスリーブ６は、作動ピストン１０の復帰ばね１１によって逆方向に移動される。その場合、球９は、シフトスリーブ６の係止溝３に入り込み、このようにして、ハブ要素７はディスク要素５から遠ざけられる。それに従って、遊び歯車２における締付け力の完全な中止が実現される。
【００２１】
それに応じて、本発明に基づく変速装置の場合、補助的な機械式ロック装置は不要となる。変速切換時に考慮される同期過程は、本質的に、作動ピストン１０における圧力供給によって実現される。その作動圧力は、好適には、図２に示されているように、２段階で調整される。非切換状態において、作動圧力は、時点ｔ０まで圧力値Ｐ０にある。この圧力値Ｐ０は、作動ピストン１０の復帰ばね１１に抗して力が作用しないほどに小さい。
【００２２】
切換過程の開始時において、作動圧力は第１段階まで、即ち、圧力値Ｐ１まで高められる。この圧力値Ｐ１によって、作動ピストン１０が復帰ばね１１のばね力に抗して移動されることが達成され、その場合、作動ピストン１０における余剰力は、軸方向にシフトスリーブ６に伝達される。しかし、この作動圧力値Ｐ１は、シフトスリーブ６を係止装置に抗して移動するために十分な力をシフトスリーブ６に与える働きはしない。
【００２３】
このようにして、その力は、球９およびハブ要素７を介して、ディスク要素５に伝達される。作動圧力値Ｐ１がかかっている限りにおいて、相応した力が遊び歯車２に作用し、遊び歯車２と軸１との間に存在する回転数差が除かれる。その場合、作動圧力値Ｐ１がかかっている時間は、図２に時間間隔ｔ１，２で示されている同期時間である。なおこの時間は、適当な回転数等化を可能にするために十分な長さを有している。その回転数等化は、例えば、軸１および遊び歯車２の回転数の測定によって検出され、同期時間ｔ１，２が求められる。また、変速機におけるすべての回転部品の状態が認識され、同期のためにその都度必要な時間が求められることで、同期時間を認識することも可能である。
【００２４】
回転数等化が行われたとき、作動圧力が第２段階まで、即ち、圧力値Ｐ２まで上昇される。その作動圧力値Ｐ２は、係止装置における係止解除力を克服するために十分な大きさである。このようにして、シフトスリーブ６は、このシフトスリーブ６が遊び歯車２とかみ合わされるように、軸方向に移動される。なお、図２に示された作動圧力値ＰＳは、係止解除が引き起こされる圧力である。その作動圧力値ＰＳは、作動圧力値Ｐ１と作動圧力値Ｐ２との間にある。ＰＳからＰ１までの量的間隔並びにＰＳからＰ２までの量的間隔は、変速機の総システム公差が考慮されているような大きさでなければならない。
【００２５】
図２に示された圧力経過は単なる例であり、従って、本発明に基づく変速装置において、他の任意の作動圧力経過にすることもできる。
【００２６】
図３には、本発明に基づく変速装置の異なった実施形態が示されている。そこでは、図１と同一部分に同一符号が付されている。
【００２７】
この実施形態は、好適には、遊び歯車２と軸１との間の回転数差を除くために、大きなトルクが必要である場合に採用される。その大きなトルクは、軸方向においてハブ要素７とディスク要素５との間にブレーキディスク１３が設けられることによって達成される。これによって、追加的な摩擦面が用立てられ、従って、大きな制動トルクが、接続すべき遊び歯車２に与えられる。好適には、ブレーキディスク１３は外歯を有し、この外歯にも、シフトスリーブ６の歯が係合する。このようにして、有用な同期トルクも、有利に倍増される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に基づく変速装置の実行可能な実施形態の一部断面図。
【図２】同期過程時における作動圧力の考え得る圧力経過の線図。
【図３】本発明に基づく変速装置の異なった実施形態の一部断面図。
【符号の説明】
【００２９】
１    軸
２    遊び歯車
３    係止溝
４    ディスク要素
５    ディスク要素
６    シフトスリーブ
７    ハブ要素
８    ばね要素
９    球
１０    作動ピストン
１１    復帰ばね
１２    油供給路
１３    ブレーキディスク
１４    ストッパ要素
【図１】
2006515915.tif 000003
【図２】
2006515915.tif 000004
【図３】
2006515915.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成16年4月20日(2004.4.20)
【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】
選択された遊び歯車とかみ合わされる少なくとも１つのシフトスリーブを有し、該シフトスリーブが軸上に回り止めして軸方向に移動可能に配置され、シフトスリーブ用の液圧作動装置が設けられ、各シフトスリーブ（６）が、ハブ要素（７）を介して軸（１）に結合され、液圧作動圧力に関係して同期が実現され、非切換状態において作動圧力がシフトスリーブ（６）の軸方向運動を生じさせない圧力値（Ｐ０）にあり、シフトスリーブ（６）を係止解除するために作動圧力が圧力値（ＰＳ）に高められ、その際、シフトスリーブ（６）が遊び歯車（２）にかみ合わされるように軸方向に移動される、遊び歯車（２）に対する同期装置を備えた変速装置において、
回転数を等化するために作動圧力が非切換状態における作動圧力値（Ｐ０）より高く係止解除するための作動圧力値（ＰＳ）より低い圧力値（Ｐ１）に高められ、その作動圧力値（Ｐ１）で回転数を等化するためにシフトスリーブ（６）が僅かに軸方向に移動される、ことを特徴とする変速装置。
【請求項２】
回転数を等化するための作動圧力値（Ｐ１）が液圧作動装置に作用している時間が、遊び歯車（２）および軸（１）の回転数の間接的ないし直接的な測定によって求められる、ことを特徴とする請求項１記載の変速装置。
【請求項３】
ハブ要素（７）が、作動圧力が所定の圧力値（ＰＳ）に達した際にシフトスリーブ（６）の軸方向運動を可能にする係止装置を有している、ことを特徴とする請求項１記載の変速装置。
【請求項４】
係止装置が球・ばねユニットを有し、該球・ばねユニットが、ハブ要素（７）における孔で案内された球（９）を含み、該球（９）が、ばね要素（８）のばね力によって、シフトスリーブ（６）の係止溝（３）に係合され、これによって、シフトスリーブ（６）が軸方向において拘束される、ことを特徴とする請求項３記載の変速装置。
【請求項５】
接続すべき遊び歯車（２）が、回転数を等化するために、２つのディスク要素（４、５）どうしの間に摩擦接触して配置され、これらのディスク要素（４、５）に対して必要な締付け力が、シフトスリーブ（６）にかかる作動圧力によって与えられる、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】
シフトスリーブ（６）の液圧作動のために、油供給路（１２）に接続された作動ピストン（１０）が設けられている、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】
作動ピストン（１０）が復帰ばね（１１）によってその出発位置に置かれる、ことを特徴とする請求項６記載の変速装置。
【請求項８】
回転数等化のために、補助ブレーキディスク（１３）が設けられている、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】
補助ブレーキディスク（１３）が、ディスク要素（５）とハブ要素（７）との間に、軸（１）に対して回り止め結合して設けられている、ことを特徴とする請求項８記載の変速装置。
【請求項１０】
ディスク要素（４、５）およびブレーキディスク（１３）のそれぞれの摩擦面が、適当な材料で被覆されている、ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の変速装置。
【国際調査報告】
2006515915.tif 000006
2006515915.tif 000007
2006515915.tif 000008
2006515915.tif 000009
2006515915.tif 000010