変速機
変速機は、第１軸（３）と、この軸（３）に回転可能に取付けられた第１歯車要素（１３、１６、１７、２１、２２、２５）と、第１軸（３）と一緒に回転するように第１歯車要素（１３、１６、１７、２１、２２、２５）を選択的にロックするように構成されたセレクタアセンブリ（２９、３１、３３）と、第１軸（３）に対する第１歯車要素（１３、１６、１７、２１、２２、２５）のロック動作を緩衝するように構成された緩衝システム（２００；３００；・・・１３００）を備えている。歯車要素（１３、１６、１７、２１、２２、２５）は、互いに相対回転するように構成された第１および第２部分（２０２、２０４；３０２、３０４；・・・１００２、１００４；１２０２、１２０４）と、相対回転運動を緩衝するための緩衝システム（２００；３００；・・・１０００；１３００）を備えている。歯車セレクタアセンブリ（２９、３１、３３）は、次の動作モードから、軸（３）と一緒に回転するように歯車要素（１３、１６、１７、２１、２２、２５）を選択的にロックするように構成されている。この動作モードは、時計回りと反時計回りにおいて軸（３）と一緒に回転するように歯車要素（１３、１６、１７、２１、２２、２５）をロックする動作モードと、時計回りにおいて軸（３）と一緒に回転するように歯車要素（１３、１６、１７、２１、２２、２５）をロックし、反時計回りにおいてロックしない動作モードと、反時計回りにおいて軸（３）と一緒に回転するように歯車要素（１３、１６、１７、２１、２２、２５）をロックし、時計回りにおいてロックしない動作モードである。セレクタアセンブリ（２９、３１、３３）は、軸（３）と一緒に回転するように歯車要素（１３、１６、１７、２１、２２、２５）をロックする動作を緩衝するように構成された緩衝システム（１１００）を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速機、特にドッグ型変速機、変速機用歯車要素および歯車セレクタアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の慣用の単一クラッチ同期かみ合い式変速機の場合には、現在のギアを外して新しいギアを入れる前に、クラッチを操作することによって、エンジンやモータのような動力源から変速機を切り離す必要がある。新しいギアを入れる試みのときに、動力が切り離されていなければ、新しいギアを入れるための同期かみ合いが不可能であるかあるいは変速機の損傷および変速機におけるトルクスパイクの発生を心配してギアを入れなければならない。というのは、多くの場合、エンジン速度が新しいギアの速度に合っていないからである。慣用のギアボックスを有し、エンジンによって動力を供給される車のような自動車の場合、新しいギアレシオの選択は、一般的に、完了までに０．５〜１秒かかる。従って、例えば、高いギアを選択するとき、エンジンと変速機をクラッチで再び接続する前に、上記の時間遅れにより、エンジンは、新しいギアの速度に近づけるために、（その固有の慣性によって）その速度を低下させることができる。それによって、動力が再び加えられるときに発生するトルクスパイクの可能性が低下する。
【０００３】
瞬時変速機は、現在のギアが動力下で切り離される前に、新しいギアを選択できるように形成されている。これらの変速機は、少なくとも１個の瞬時歯車セレクタ機構を備えている。この瞬時歯車セレクタ機構は一般的に、それに関連する回転可能に取付けられた歯車に関して次の４つの動作モードを有する。
両トルク方向でギアを完全に入れる（完全なギア入れ）、
両トルク方向でギアを外す（中立）、
前進トルク方向でギアを入れ、後退トルク方向でギアを外す、
前進トルク方向でギアを外し、後退トルク方向でギアを入れる。
【０００４】
最後の２つのモードでは、離散的レシオギアボックスが負荷下でトルク中断なしに、レシオを瞬時にシフトアップまたはシフトダウンすることができる。或る実施の形態では、中立モードは必要でない。
【０００５】
特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４および特許文献５（これら特許文献の内容は参照によって編入される）に記載された変速機のような、実質的に動力の中断なしにほとんど瞬時に新しいギアレシオを選択する変速機では、或るシフト条件下で新しいギアを入れるときに、大きなトルクスパイクが発生し得る。というのは、ギアに衝撃を与える負荷が６０ｋＮぐらいの大きさになり得るからである。
【０００６】
トルクスパイクは、車両の乗員に聞こえかつ乗員が感じることができる衝撃波を、変速機を経て伝搬させる。衝撃波は、車の乗員にぎくしゃくした乗り心地を与え、変速機部品を摩耗させ、そして部品の故障を生じ得る。それにもかかわらず、車両においてこの種の変速機を使用することは非常に望まれる。なぜなら、多くのシフトタイプにとって、変速中の駆動力の損失がないからである。これは、車両を一層効率的にし、それによって燃料消費とエミッションが少なく、同時に車両の性能が高まる。なぜなら、車両が瞬時シフト中に目立つほど減速しないからである。
【０００７】
特許文献２は、制御システムを使用することによって、トルクスパイク問題の解決に取り組んだ。この制御システムは、クラッチの入力側と出力側の相対回転運動によって新しいギアを入れるときに発生する大きなトルクスパイクを少なくとも部分的に吸収するために、シフトを行う前に車両クラッチ圧力を低下させる。
しかしながら、適切なこのシステムでさえも、公知の瞬時変速機は、かみ合い時に歯車と衝突するセレクタアセンブリの慣性によって大きな騒音を生じる。従って、このような変速機は、騒音、振動およびハーシュネス試験の許容限界を満足しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００４／０９９６５４号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００５／００５８６８号パンフレット
【特許文献３】国際公開第２００５／００５８６９号パンフレット
【特許文献４】国際公開第２００５／０２４２６１号パンフレット
【特許文献５】国際公開第２００５／０２６５７０号パンフレット
【特許文献６】国際公開第２００６／０９５１４０号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、上述の問題の少なくとも幾つかを緩和する改良された変速機と歯車選択方法を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１つの様相によれば、第１軸と、この第１軸に回転可能に取付けられた第１歯車要素と、第１軸と一緒に回転させるために第１歯車要素を選択的にロックするように構成されたセレクタアセンブリと、第１軸に対する第１歯車要素のロック動作を緩衝するように構成された緩衝システムとを備えた変速機が提供される。
【００１１】
緩衝システムは、ショックアブソーバと同様に、第１軸と一緒に回転させるために第１歯車要素をロックするセレクタアセンブリによって発生するトルクスパイクのエネルギーの大部分を吸収する。
【００１２】
第１歯車要素がセレクタアセンブリによって第１軸と一緒に回転するようにロックされたときに、緩衝システムが第１歯車要素とセレクタアセンブリの間で空動きを許容するように構成されていると有利である。発明者は、セレクタアセンブリと第１歯車要素の間の空動きが騒音を許容できるレベルに低下させる、すなわち通常の使用中騒音が自動車内で聞こえないということを発見した。これは、空動きが、初期係合によって衝撃を緩和させた後で第１軸と一緒に回転するように第１歯車をセレクタアセンブリによってロックさせる時間を増大するからである。発明者は、更に、特許文献２に記載された変速機のクラッチのスリップが、歯車要素の実際の係合部から遠く離れたところで起こり、しかも歯車要素が第１軸と一緒に回転するようにロックされた後で起こることを発見した。これに対して、本発明の緩衝システムは、係合部または係合部の隣で発生し、かつ初期係合が起こった後で第１歯車要素が第１軸と一緒に回転するようにロックされる前に、セレクタアセンブリによって第１歯車要素の係合を緩衝するように構成されている。
【００１３】
セレクタアセンブリが第１歯車要素を駆動係合するように構成され、第１歯車要素がセレクタアセンブリによって駆動係合するときに、緩衝システムが第１歯車要素とセレクタアセンブリの相対回転を許容するように構成されていると有利である。第１歯車要素がセレクタアセンブリによって駆動係合するときに、緩衝システムが第１歯車要素とセレクタアセンブリの間の空動きの大きさを制限するように構成されていると有利である。例えば、緩衝システムは、第１歯車要素がセレクタアセンブリによって駆動係合するときに、第１歯車要素とセレクタアセンブリの間の相対回転の大きさを制限するように構成可能である。
【００１４】
緩衝システムが第１歯車要素とセレクタアセンブリの間の空動きに抵抗するための手段を備えていると有利である。例えば、緩衝システムは、弾性手段のような、第１歯車要素とセレクタアセンブリの間の相対回転に抵抗するための手段を備えることができる。適当な弾性手段、例えばばね定数、すなわちスプリングレートの選択は、セレクタアセンブリと第１歯車要素の相対回転を制止する程度を決定する。弾性手段の使用は、発生する力の一部を吸収することによって、セレクタアセンブリによる第１歯車要素の係合を和らげる。第１歯車要素とセレクタアセンブリの間の空動きに逆らう手段は補強部材を備えていてもよい。この補強部材は、相対運動を一層早く制止し、特にゴムまたは類似の劣化し得る材料が弾性手段として使用されるときに、弾性手段の寿命を延ばす働きをする。
【００１５】
セレクタアセンブリが第１歯車要素に係合した後で、緩衝システムが第１軸と第１歯車要素およびセレクタアセンブリの少なくとも一方との間の空動きを許容するように形成可能であると有利である。例えば、緩衝システムは、セレクタアセンブリが第１歯車要素に係合した後で、第１軸と第１歯車要素の少なくとも一部との間の相対回転を許容するように構成可能である。更に追加してあるいは代替的に、緩衝システムは、セレクタアセンブリが第１歯車要素に係合した後で、第１軸とセレクタアセンブリの少なくとも一部との間の相対回転を許容するように構成可能である。選択スリーブが第１軸に取付け可能であり、かつ第１軸と共に回転するように構成されていると有利である。
【００１６】
第１歯車要素および／またはセレクタアセンブリが緩衝システムを備えることができると有利である。
【００１７】
第１歯車要素は、相対回転運動するように構成された第１部分と第２部分を備えることができる。第１部分は、第１軸に回転可能に取付け可能であり、第２部分は、第１部分と相対的に制限された相対回転を行うように構成可能である。第１部分は、歯車を駆動するためにセレクタアセンブリによって選択的に係合可能である駆動構造体を備えることができる。第２部分は、他の歯車要素にかみ合うための歯かみ合い手段を備えることができる。例えば、歯かみ合い手段は、歯車の歯である。セレクタアセンブリが第１部分に駆動係合するときに、緩衝システムがセレクタアセンブリと歯車要素の第２部分との間の空動きを許容するように構成可能であると有利である。
【００１８】
歯車セレクタアセンブリは、相対回転運動するように形成された第１部分と第２部分を備えていることができる。第１部分は、第１軸と一緒に回転するように固定可能であり、第２部分は、第１部分と相対的に制限された回転運動を行うように形成可能である。第２部分は、第１歯車要素に形成された駆動構造体と選択的にかみ合うための係合部材を備えることができる。係合部材が第１歯車要素に駆動係合するときに、減衰システムがセレクタアセンブリの第１部分と第１歯車要素の間の空動きを許容するように構成可能であると有利である。
【００１９】
第１歯車要素および／またはセレクタアセンブリが、それらの第１部分と第２部分の相対回転運動に抵抗するための手段を備えることができると有利である。第１歯車要素および／またはセレクタアセンブリは好ましくは、それらの第１部分と第２部分の相対回転運動に抵抗するための弾性手段を備えている。第１部分と第２部分の相対回転運動に抵抗するための手段は、補強要素、例えば鋼球のような金属要素を備えることができる。弾性手段は、好ましくは、少なくとも１個のゴムブロックまたはばね要素を備えている。弾性手段が第１部分と第２部分の少なくとも一方を中立位置の方へ付勢するように構成可能であると有利である。
【００２０】
緩衝システムが第１軸に対する第１歯車要素のロック動作を緩衝するためのクラッチ装置を備えることができると有利である。クラッチ装置が第１歯車要素またはセレクタアセンブリの第１部分に連結された第１クラッチ部材と、第１歯車要素またはセレクタアセンブリの第２部分に連結された第２クラッチ部材とを備え、セレクタアセンブリが第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックするときに、クラッチ装置の第１部分と第２部分が相対回転運動するように構成されていると有利である。クラッチ装置は、好ましくは、複数の第１クラッチ部材と複数の第２クラッチ部材を備えている。第１クラッチ部材と第２クラッチ部材は、好ましくは交互に配置されている。クラッチ装置は、第１摩擦クラッチ部材と第２摩擦クラッチ部材を備えた摩擦クラッチによって構成可能である。
【００２１】
セレクタアセンブリが第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックするときに、クラッチ装置がスリップするように構成されていると有利である。スリップ個所は、セレクタアセンブリが第１歯車要素に係合するときに、第１クラッチ部材と第２クラッチ部材の相対回転が生じるように設定される。従って、歯車要素形状と変速機動作中に受ける負荷に従って、クラッチ装置によって伝達可能である適切なトルク値を設定することができる。例えば、車両の第１速の歯車要素の伝達可能である所望なトルク値は、第５速の歯車要素と異なるであろう。
【００２２】
緩衝システムが第１歯車要素とセレクタアセンブリの相対回転位置に従ってクラッチ装置圧力を調節するための手段を備えることができると有利である。第１歯車要素とセレクタアセンブリの相対回転位置に従ってクラッチ装置圧力を調節するための手段が、相対回転範囲の少なくとも一部について、相対回転運動の角度が増大するにつれてクラッチ圧力を高めるように構成可能であると有利である。これにより、セレクタアセンブリが第１歯車に係合した後で、クラッチ装置は、相対回転運動を制御可能に制限することができる。クラッチ装置圧力を調節するための手段は、液圧システム、弾性手段、カム面の相互作用あるいは類似手段によって構成可能である。例えば、第１歯車要素の第１部分と第２部分の一方は、カム部材に作用するように形成されたカム面を備えることができる。この場合、カム部材とカム面の相対回転運動が相対回転位置に従ってクラッチ部材の負荷を増大および／または減少するように、カム面がカム部材に作用する。初期係合の後で、時が経って、駆動トルクがもはやクラッチ部材の間の相対回転運動を生じなくなると、セレクタアセンブリは、第１軸と一緒に回転するように第１歯車をロックする。カム面は、好ましくは波状である。
【００２３】
緩衝システムが第１軸に対する第１歯車要素のロック動作を緩衝するためのカムアセンブリを備えることができると有利である。カムアセンブリは、歯車要素またはセレクタアセンブリの第１部分と第２部分の一方と一緒に回転するように固定された第１カム部材と、歯車要素またはセレクタアセンブリの他方の部分と一緒に回転するように固定された第２カム部材を備え、カムアセンブリは、第１カム部材と第２カム部材の相互作用によって第１軸に対する第１歯車要素のロック動作を緩衝するように構成されている。各カム部材は、歯車要素またはセレクタアセンブリの一部と一体に形成可能であるかあるいは歯車要素またはセレクタアセンブリのそれぞれの部分に連結された付加的な要素であってもよい。第１カム面と第２カム面の相互作用が、歯車要素またはセレクタアセンブリの第１部分と第２部分の相対回転運動に抵抗するように構成されている。第１カム部材と第２カム部材が傾斜面を備え、この傾斜面が、カム面の相対回転時に互いに滑動または転動することによって相互作用するように構成されていると有利である。
【００２４】
第１カム部材は、好ましくは、第２カム部材に対して制限された軸方向運動を行うように構成されている。例えば、第１カム部材は、歯車要素の第１部分と第２部分の間に位置する分離要素であってもよい。この分離要素は、第１カム部材と第２カム部材の相対回転位置に従って軸方向に移動可能である。カム装置は、第１カム部材と第２カム部材の間の増大する分離に抵抗するように構成された弾性手段を備えていてもよい。緩衝の程度は、カム面の傾斜と弾性部材の弾性によって決定される。
【００２５】
緩衝システムが液体緩衝システム、好ましくは液圧緩衝システムであると有利である。第１歯車要素とセレクタアセンブリの相対回転角度が増大するときに、緩衝液体が相対回転に逆らってエネルギーを吸収するように、液体緩衝システムが構成されていると有利である。例えば、第１歯車要素とセレクタアセンブリの相対回転角度の増大が、エネルギーを吸収して最後に相対回転を制止する液体圧力を高めるように、緩衝システムを構成することができる。第１歯車要素とセレクタアセンブリの相対回転角度が増大するときに、液体緩衝システムが圧縮領域の外へ緩衝液体を流すことができる手段を備えることができると有利である。変速機が少なくとも第１歯車要素とセレクタアセンブリを実質的に取り囲みかつ油のような潤滑液を含む囲壁を備えていると有利である。潤滑液が緩衝作用を生じるために液体緩衝システム内に供給可能であると有利である。液体緩衝システムが潤滑液を囲壁に排出して戻すように構成されていると有利である。緩衝液体の別個の供給部が液体緩衝システムに、例えば閉鎖系の態様で、緩衝液体を供給可能であると有利である。
【００２６】
液体緩衝システムが第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックする動作を緩衝するように構成された少なくとも１個のピストン装置を備えていると有利である。１個のピストン装置または各ピストン装置が、時計回りと反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するよう第１歯車要素をロックする動作を緩衝するように構成されていると有利である。１個のピストン装置または各ピストン装置が、ピストン部材を備えていると有利である。このピストン部材は、歯車要素がセレクタアセンブリによって係合するときに、液体に圧力を加えるように構成されている。液体緩衝システムが、ピストン装置室内の緩衝液体を圧縮するときに、緩衝液体によるピストン部材の迂回または通過を可能にする凹部、通路、溝、穴またはその類似ものを備えていると有利である。作動液体がピストン部材を迂回する割合を制御することは、緩衝システムの緩衝効果の決定において重要な要因である。液体緩衝システムが、歯車要素からの緩衝液体の排出を可能にする出口を備えていると有利である。
【００２７】
１個のピストン部材または各ピストン部材が湾曲した経路に沿って移動するように構成されていると有利である。経路は、ほぼ円形またはほぼ円の一部の形であり、そして歯車要素の第１部分とほぼ同軸に形成されていると有利である。１個のピストン部材または各ピストン部材は、好ましくは、スタート位置から終端位置まで２０〜１８０°の角度にわたるほぼ弓形の経路に沿って移動するように構成されている。液体緩衝システムが緩衝システム内への作動液体の流れを制御するための弁装置を備えていると有利である。弁装置が各ピストン部材の運動に応答して液体入口を閉鎖するように構成されていると有利である。液体緩衝システムが装置に作動液体を再充填することによって１個のピストン部材または各ピストン部材をスタート位置に移動させるように構成されていると有利である。
【００２８】
液体緩衝システムが第１ピストン装置と第２ピストン装置を備え、第１ピストン装置が第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックする動作を時計回りにおいて緩衝するように構成され、第２ピストン装置が第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックする動作を反時計回りにおいて緩衝するように構成されていると有利である。第１ピストン装置と第２ピストン装置がそれぞれ第１ピストン部材と第２ピストン部材を備え、セレクタアセンブリがそれに形成された駆動構造体に係合するときに、両ピストン部材が歯車要素の第２部分によって駆動されるように構成されていると有利である。第１ピストン部材は、トルク方向が時計回りであるときに駆動され、第２ピストン部材は、トルク方向が反時計回りであるときに駆動される。
【００２９】
液体緩衝システムは、第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックする動作を緩衝するための容積型ポンプ装置を備えていてもよい。例えば、液体緩衝システムは、液圧切換えシステムに従って、軸と一緒に回転するように歯車要素をロックさせるためのジェロータ（ｇｅｒｏｔｏｒ）ポンプ装置を備えることができる。
【００３０】
緩衝システムが第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックする動作を緩衝するための妨害手段を備えていると有利である。妨害手段は、歯車要素またはセレクタアセンブリの第１部分と第２部分の間の相対回転運動を制限するために相互作用するように構成された第１妨害部材と第２妨害部材を備え、そして緩衝の程度を制御するための手段を備えている。第１および第２妨害部材の少なくとも一方が、歯車要素の第１部分と第２部分の相対回転位置に従って、第１部分と第２部分の間の減速の程度を制御するように構成された妨害面を備えていると有利である。妨害部材が相対回転角度の増大につれて減速の程度を高めるように構成可能であると有利である。妨害システムは、好ましくは、ゼネバ歯車システムを備えている。
【００３１】
クラッチ装置、カムアセンブリ、妨害システムおよび液体緩衝システムは、それらが第１歯車要素内に設けられている場合と同様な緩衝作用あるいはそれに加えてあるいはその代わりに歯車要素内に配置されている場合と同様な緩衝作用を達成するために、そのすべてをセレクタアセンブリ内に設けることができることに留意すべきである。更に、緩衝システムが第１歯車要素とセレクタアセンブリの両方に設けられているときには、用途にとって所望な減衰特性を達成するために、緩衝システムの類似の実施の形態または異なる実施の形態を、第１歯車要素とセレクタアセンブリの各々に設けることができる。
【００３２】
変速機が瞬時変速機であると有利である。
【００３３】
セレクタアセンブリは、次の動作モードから、第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素を選択的にロックするように構成され、この動作モードが時計回りと反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックする動作モードと、時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックし、反時計回りにおいてロックしない動作モードと、反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックし、時計回りにおいてロックしない動作モードである。
【００３４】
歯車セレクタアセンブリは、好ましくは、第１歯車要素に関して次の動作モードを選択するように構成され、この動作モードにおいて第１歯車要素が時計回りまたは反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するようにロックされない。
【００３５】
変速機が第１軸に回転可能に取付けられた第２歯車要素を備え、セレクタアセンブリが次の動作モードから、第１軸と一緒に回転するように第２歯車要素を選択的にロックするように構成され、この動作モードが時計回りと反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第２歯車要素をロックする動作モードと、時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第２歯車要素をロックし、反時計回りにおいてロックしない動作モードと、反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第２歯車要素をロックし、時計回りにおいてロックしない動作モードである。
【００３６】
セレクタアセンブリは、好ましくは、第２歯車要素に関して次の動作モードを選択するように形成され、この動作モードにおいて第２歯車要素が時計回りまたは反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するようにロックされない。
【００３７】
第２歯車要素が第１軸と一緒に回転するように第２歯車要素をロックする動作を緩衝するための緩衝システムを備えていると有利である。
【００３８】
歯車セレクタアセンブリは、係合部材の第１および第２セットと、係合部材の第１セットを作動させるための第１アクチュエータと、係合部材の第２セットを作動させるための第２アクチュエータとを備えている。変速機がモードから選択するために、係合部材の第１セットを作動させるための第１アクチュエータ装置と、係合部材の第２セットを作動させるための第２アクチュエータ装置とを備えていると有利である。セレクタアセンブリが第１および第２アクチュエータ部材と、第１アクチュエータと第１アクチュエータ部材間の第１弾性変形可能手段と、第２アクチュエータと第２アクチュエータ部材間の第２弾性変形可能手段を備えていると有利である。弾性手段は、係合していない歯車要素の方への係合部材の動きを付勢するように構成されている。
【００３９】
変速機が第１軸に回転可能に取付けられた第３歯車要素と、第１軸と一緒に回転するように第３歯車要素を選択的にロックするための第２セレクタアセンブリを備えていると有利である。第２セレクタアセンブリが上記の第１セレクタアセンブリの構造に類似していると有利である。第３歯車要素が上記構造に類似する緩衝システムを備えていると有利である。
【００４０】
変速機が１個のセレクタアセンブリまたは各セレクタアセンブリの第１および第２アクチュエータの作動を制御するために制御システムを備えていると有利である。制御システムは好ましくは電子制御システムである。例えば、制御システムは、セレクタアセンブリの作動を制御するためにプログラミングされた処理装置を備えている。これは、適切なシーケンス制御によって起こる変速機のロックアップを防止することができる。
【００４１】
１個のセレクタアセンブリまたは各セレクタアセンブリは、駆動力が伝達されるときに、係合部材の第１および第２セットの一方がかみ合った歯車要素に駆動係合し、そのとき係合部材の他方のセットが負荷されない状態にあり、負荷されていないセットが新しい歯車要素に係合するために動くことができるように、構成されている。
【００４２】
少なくとも第１および第２セレクタアセンブリを有する変速機と、少なくとも２個のセレクタアセンブリの作動を必要とするシフトのために、制御システムは、新しい歯車要素にかみ合わせるために他のセレクタアセンブリを作動させる前に、現在かみ合っている歯車要素とのかみ合いを解除するように負荷されていない係合部材セットを動かすよう構成可能である。これは、１個よりも多いセレクタアセンブリの作動を必要とするシフト中にトルク逆転が起こるときに、変速機のロックアップを避けるための重要な要因である。というのは、現在の歯車要素との係合を解除するように係合部材のセットを移動させるからである。もしそうしないと、トルク逆転が起これば、現在の歯車要素が変速機をロックするであろう。例えば、第２歯車要素が第２歯車要素に駆動係合する係合部材の第２セットと一緒に（完全に係合して）加速方向および減速方向に回転するようにロックされていれば、第１セットは、負荷されていない状態にある。第２セレクタアセンブリが第３歯車要素に係合する前に、制御システムは、第２歯車要素との係合を解除するように係合部材の第１セットを動かすために、第１アクチュエータを作動させる。従って、第２歯車要素は、もはや完全に係合しておらず、加速方向と減速方向の一方にのみ回転するようにロックされ、他の方向ではロックされない。制御システムは、係合部材の相補的なセットを有する第３歯車要素を選択するために第２セレクタアセンブリを作動させ（トルクの方向を一致させるために加速方向または減速方向）一方、第２歯車要素は、第１歯車セレクタアセンブリによってまだかみ合っており、従って瞬時のギアシフトを行う。シフト中トルク逆転が起こっても、変速機はロックアップしない。なぜなら、両歯車要素が同じ方向に回転するようにロックされ、他の方向でロックされていないからである。
【００４３】
制動力が伝達されるときに、係合部材の第１セットがかみ合った歯車要素に係合し、係合部材の第２セットが負荷されていない状態にあり、駆動力が伝達されるときに、係合部材の第２セットがかみ合った歯車要素に駆動係合し、そのとき係合部材の第２セットが負荷されていない状態にあるように、１個のセレクタアセンブリまたは各セレクタアセンブリが構成可能であると有利である。
【００４４】
第１歯車要素と第２歯車要素の間で変速を行うために、現在の歯車が係合部材の他のセットによってまだかみ合っている間に、第１歯車セレクタアセンブリが、かみ合っていない歯車要素と駆動係合するように第１歯車セレクタアセンブリの係合部材の負荷されていないセットを動かすように構成されていると有利である。従って、第１歯車セレクタアセンブリは、同時にまたは少なくとも一時的に第１軸と一緒に回転するように第１および第２歯車要素を選択的にロックするように構成されている。一般的に、これは、シフト中非常に短い時間でしか起こらない。なぜなら、新しい歯車が選択されたときに、負荷された要素セットが負荷されなくなり、制御システムが歯車要素から要素セットを係合解除し、新しい歯車要素に係合するよう動かすように構成されているからである。これは瞬時ギアシフトである。
【００４５】
変速機は、好ましくは、少なくとも３個の歯車セレクタアセンブリを備えている。各歯車セレクタアセンブリは、好ましくは第１歯車セレクタアセンブリに似ている。実用可能なあらゆる数の歯車セレクタアセンブリを変速機に設けることができる。一般的に、各歯車セレクタアセンブリは、軸と一緒の回転のために２個の歯車要素を選択的にロックするように構成されている。一般的に、回転可能に取付けられた各歯車要素は、第１軸と第２軸の間で駆動力を伝達する歯車列の一部を形成する。変速機は、好ましくは３〜２０個の歯車列を有し（自動車は４〜６個の歯車列プラス後退歯車を有する傾向があり、大型トラックは、約１２〜２０個の歯車列プラス後退歯車を有する傾向がある）、更に好ましくは４〜８個の歯車列を有する。例えば、第１歯車要素は、第２軸に固定された第４歯車を有する第１歯車列の一部である。第２歯車要素は、第２軸に固定された第５歯車を有する第２歯車列の一部であり、そして第３歯車要素は、第２軸に固定された第６歯車を有する第３歯車列の一部である。
【００４６】
セレクタアセンブリによって係合可能である各歯車要素が上記のもの似た緩衝システムを備えていると有利である。
【００４７】
本発明の他の様相に従い、変速機が回転可能な第１および第２軸と、一方の軸から他方に軸に駆動力を移動させるための手段を備え、この手段が第１軸に回転可能に取付けられた第１および第２歯車要素を備え、かつこの手段に形成された駆動構造体を有し、変速機が更に、第１軸と第１歯車要素の間および第１軸と第２歯車要素の間でトルクを選択的に伝達するための歯車セレクタアセンブリと、アクチュエータシステムを備え、このセレクタアセンブリが第１および第２歯車要素に係合および係合解除するように動くことができる係合部材の第１および第２セットを備え、駆動力が伝達されるときに、係合部材の第１および第２セットの一方がかみ合った歯車要素に駆動係合し、そのとき係合部材の他方のセットが負荷されていない状態にあるように、歯車セレクタアセンブリが構成され、アクチュエータシステムが係合部材の第１セットの作動を制御するための第１アクチュエータ装置と、係合部材の第２セットの作動を制御するための第２アクチュエータ装置を備え、アクチュエータシステムが変速を行うために、負荷されていない係合部材のセットをかみ合っていない歯車要素に駆動係合するように動かすよう構成され、アクチュエータシステムが第１軸に対する少なくとも第１歯車要素のロック動作を緩衝するように構成されている。
【００４８】
緩衝システムが第１軸に対する第１および第２歯車要素のロック動作を緩衝するように構成されていると有利である。緩衝システムが上記の構造に従って構成されていると有利である。
【００４９】
制動力が伝達されるときに、係合部材の第１セットがかみ合った歯車要素に係合し、係合部材の第２セットが負荷されていない状態にあり、駆動力が伝達されるときに、係合部材の第２セットがかみ合った歯車要素に駆動係合し、そのとき係合部材の第２セットが負荷されていない状態にあるように、セレクタアセンブリが構成可能であると有利である。
アクチュエータアセンブリは、かみ合った歯車から係合部材の負荷されたセットを係合解除せずに、かみ合っていない歯車要素の方へ係合部材の負荷されたセットを付勢するように構成されている。
【００５０】
係合部材の第１および第２セットが使用中第１軸と一緒に回転するように構成されていると有利である。好ましくは、第１軸が入力軸であり、第２軸が出力軸であり、入力軸から出力軸に駆動力が移動させられる。
【００５１】
好ましくは、係合部材の第１および第２セットが第１および第２歯車要素に係合するときに、加速と減速の間を動くときのバックラシュが４°以下であるように、セレクタアセンブリが構成されている。
【００５２】
好ましくは、第１および第２歯車要素の駆動構造体は、それぞれ、ドッグの第１および第２グループからなっている。例えば、ドッグの第および第２グループは、それぞれ、２〜８個のドッグからなり、それぞれ第１と第２の歯車上に均等に分配配置されている。好ましくは、ドッグの第１および第２グループは、それぞれ、２〜４個のドッグ、更に好ましくは３個のドッグからなっている。
【００５３】
係合部材の第１および第２セットは、好ましくは、２〜８個の部材、更に好ましくは２〜４個の部材、更に好ましくは３個の部材からなっている。
【００５４】
第１軸がキー溝を備え、係合部材の第１および第２セットがキー溝に沿って軸方向にスライドできるように、かつ係合部材のセットの位置を半径方向において制止するように、キー溝が構成されている。キー溝の横断面は、好ましくはＴ字形、細長い穴形またはあり溝形である。
【００５５】
アクチュエータアセンブリは、好ましくは、少なくとも１個の弾性変形可能な手段を備えている。この手段は、係合部材が負荷されていない状態にあるときに、係合部材の第１および第２セットの少なくとも一方を第１および第２歯車要素に係合するように動かすよう構成されている。１個の弾性変形可能な手段または各々の弾性変形可能な手段は、係合部材が歯車要素の駆動係合するときに、係合部材の第１および第２セットの少なくとも一方を第１および第２歯車要素の方に付勢するように構成されている。
【００５６】
変速機は、更に、第１軸に取付けられた第３および第４歯車と、第１軸と第２軸の間で付加的なギアレシオを提供するための第２セレクタアセンブリを備えている。
【００５７】
本発明の他の様相では、互いに相対回転するように構成された第１および第２部分を備えた変速機用歯車要素と、相対回転運動を緩衝するための緩衝システムが提供される。
【００５８】
歯車要素が上記の二部分型歯車要素の構造に従って構成されていると有利である。
【００５９】
第１および第２の部分の一方が歯車セレクタアセンブリに係合するように構成された係合構造体を備え、他方の部分が他の歯車要素に係合するための手段を備えていると有利である。例えば、他の部分は、他の歯車要素に係合するように構成された歯車の歯を備えている。この他の歯車要素は、一般的には本発明による歯車要素ではない。
【００６０】
第１部分と第２部分の少なくとも一方は、ほぼ環状であるかあるいはほぼ環状部分を備えており、そして第１部分と第２部分は、好ましくは同軸に配置されている。
【００６１】
緩衝システムが第１部分と第２部分の間で達成可能な相対回転運動の角度を制限するための次の手段を少なくとも一つ備え、この手段が妨害手段と、弾性手段と、クラッチ装置と、カムアセンブリと、液体緩衝システム、好ましくは液圧緩衝システムであると有利である。
【００６２】
本発明の他の様相では、変速機用歯車セレクタアセンブリが次の動作モードから、軸と一緒に回転するように歯車要素を選択的にロックするように構成され、この動作モードが時計回りと反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第２歯車要素をロックする動作モードと、時計回りにおいて軸と一緒に回転するように歯車要素をロックし、反時計回りにおいてロックしない動作モードと、反時計回りにおいて軸と一緒に回転するように歯車要素をロックし、時計回りにおいてロックしない動作モードであり、セレクタアセンブリが軸と一緒に回転するように歯車要素をロックする動作を緩衝するように構成された緩衝システムを備えている。
【００６３】
歯車セレクタアセンブリが上記のセレクタアセンブリの構造に従って構成されていると有利である。
【００６４】
相対回転運動するように構成された第１部分と第２部分と、歯車要素に選択的に係合するために互いに独立して動くように構成された係合部材の第１セットと第２セットとを備え、第１部分が軸に取付けられるように構成され、第２部分が係合部材の第１セットと第２セットを支持していると有利である。係合部材の第１セットと第２セットは、第２部分に沿って軸方向に動くことができる。
【００６５】
次に、添付の図を参照して、本発明の実施の形態を一例として説明する。図において、類似の参照文字は、均等な特徴を示している。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明による変速機の全体構造の断面図である。
【図２ａ】歯車の側部におけるドッグのグループの配置を示す概略図である（見やすくするために歯は示していない）。
【図２ｂ】空動き機構を有する歯車を示す図である。
【図２ｃ】空動き機構を有する歯車を示す図である。
【図２ｄ】空動き機構を有する歯車を示す図である。
【図２ｅ】空動き機構を有する歯車を示す図である。
【図３】セレクタ機構と歯車の側部のドッグとの相互作用を示す概略図である。
【図４】セレクタ機構の係合要素を示す斜視図である。
【図５ａ】セレクタ機構の動作を図式的に示す。
【図５ｂ】セレクタ機構の動作を図式的に示す。
【図５ｃ】セレクタ機構の動作を図式的に示す。
【図５ｄ】セレクタ機構の動作を図式的に示す。
【図５ｅ】セレクタ機構の動作を図式的に示す。
【図６】セレクタ機構の動作を図式的に示す。
【図７ａ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図７ｂ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図７ｃ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図７ｄ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図８ａ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図８ｂ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図８ｃ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図９ａ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図９ｂ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図９ｃ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図９ｄ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１０ａ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１０ｂ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１０ｃ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１０ｄ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１１ａ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１１ｂ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１１ｃ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１１ｄ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１２ａ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１２ｂ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１２ｃ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１２ｄ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１３ａ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１３ｂ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１３ｃ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１３ｄ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１４ａ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１４ｂ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１４ｃ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１４ｄ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１５ａ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１５ｂ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１６ａ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１６ｂ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１６ｃ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１７ａ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１７ｂ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
図１は、出力軸１と、入力軸３と、入出力軸３、１の間で駆動力を伝達するように構成された第１、第２、第３、第４、第５、第６歯車列（またはギアレシオ）５、７、９、１１、１２、１４（ファースト、セカンド、サード、フォース、フィフスおよびシックスス）を備えた変速機を示している。第１歯車列５は、軸受を介して入力軸３に回転可能に取付けられた第１歯車１３と、出力軸１に固定されかつ第１歯車１３にかみ合っている第２歯車１５とからなっている。第２歯車列７は、出力軸３に回転可能に取付けられた第３歯車１７と、入力軸１に固定されかつ第３歯車１７にかみ合っている第４歯車１９とからなっている。第３歯車列９は、入力軸３に回転可能に取付けられた第５歯車２１と、出力軸１に固定されかつ第５歯車２１にかみ合っている第６歯車２３とからなっている。第４歯車列１１は、入力軸３に回転可能に取付けられた第７歯車２５と、出力軸１に固定されかつ第７歯車２５にかみ合っている第８歯車２７とからなっている。第５歯車列１２は、入力軸３に回転可能に取付けられた第９歯車１６と、出力軸１に固定されかつ第９歯車１６にかみ合っている第１０歯車１８とからなっている。第６歯車列１４は、入力軸３に回転可能に取付けられた第１１歯車２２と、出力軸１に固定されかつ第７歯車２５にかみ合っている第１２歯車２４とからなっている。
【００６８】
更に、第１、第２および第３セレクタ機構２９、３１、３３が入力軸３に取付けられている。各セレクタ機構２９、３１、３３は、入力軸３と一緒に回転するように入力軸３に回転可能に取付けられた歯車を選択的にロックすることにより、歯車列を介して入力軸３と出力軸１の間で駆動力を選択的に伝達するように構成されている。第１セレクタ機構２９は、入力軸３と一緒に回転するように、ファーストギアレシオの第１歯車１３と、セカンドギアレシオの第３歯車１７を選択的にロックするように構成されている。第２セレクタ機構３１は、入力軸３と一緒に回転するように、サードギアレシオの第５歯車２１と、フォースギアレシオの第７歯車２５を選択的にロックするように構成されている。第３セレクタ機構３１は、入力軸３と一緒に回転するように、フィフスギアレシオの第９歯車１６と、シックススギアレシオの第１１歯車２２を選択的にロックするよう構成されている。
【００６９】
歯車は、歯車セレクタ機構にかみ合っているときは、入力軸３と一緒に回転するようにロックされている。従って、第３歯車列９の場合、第２歯車セレクタ機構３１が第５歯車２１にかみ合い、第１および第３歯車セレクタ機構２９、３３が中立位置にある（歯車がかみ合っていない）ときには、入力軸３と出力軸１の間で第３歯車列９を介して駆動力が伝達される。
【００７０】
各セレクタ機構２９、３１、３３は、類似しており、そして類似の方法で入力軸３に取付けられている。次に、第１歯車セレクタ機構２９の構造と、それが第１および第３歯車１３、１７に選択的にかみ合う方法について説明する。一般的な構造と作動原理は、第２および第３歯車セレクタ機構３１、３３とそれらの各歯車に適用可能である。
【００７１】
歯車セレクタ機構２９は、第１および第３歯車１３、１７に設けられた駆動構造体２０に係合するように配置されている。各歯車１３、１７の駆動構造体２０は、ドッグのグループからなっている。類似の駆動構造体が第５、第７、第９および第１１の歯車２１、２３、２８、３２に設けられている。
【００７２】
第１ドッググループ２０は、第１歯車１３の一方の側に設けられている。ドッグは、好ましくは第１歯車と一体に形成されているが、これは必須ではない。第１ドッググループ２０は、３個のドッグからなり、このドッグは、歯面の周りに周方向に均等に配置されている、すなわち一対のドッグの中央の間の角度は、約１２０°である（図２ａ、３参照）。第２ドッググループ２０は、３個のドッグからなり、同様に第３歯車１７の一方の側に配置されている。３個のドッグが使用される理由は、この配置構造が大きな係合ウインドウを提供することにある。この係合ウインドウは、係合要素を受け入れるための、ドッグの間のスペースである。大きな係合ウインドウは、駆動力を歯車１３、１７に伝達する前に、この歯車を完全に係合させるために、第１歯車セレクタ機構２９に大きなチャンスを提供する。もし、部分的にのみ係合したときに、第１歯車セレクタ機構２９が歯車を駆動すれば、結果としてドッグおよび／または第１歯車セレクタ機構２９を損傷させることになる。
【００７３】
第１および第３歯車１３、１７は、入力軸３上に互いに離して設けられ、そして第１および第２ドッググループを有する側が互いに向き合うように構成されている。
【００７４】
図２ｂ〜２ｆは、空動き機構２００を備えた第１および第３歯車１３、１７を示している。この空動き機構は、第１および第３歯車１３、１７と入力軸３および／またはセレクタアセンブリ２１との間の相対回転運動を制限するように構成されている。この構成は、制限された相対回転運動がセレクタ機構２９と新しい歯車１３、１７との係合を優しくし、それによって発生する騒音を許容レベルに低下させる。相対回転運動は、入力軸３と共に回転させるために歯車１３、１７をロックさせる時間を効果的に増大させる。
【００７５】
第１および第３歯車１３、１７は、外側環状部分２０２と内側環状部分２０４を備えている。内側部分２０４は、外側部分２０４と同軸に配置され、かつ外側部分と相対的に制限された回転運動を行うように構成されている。外側部分２０２は、周辺部分に形成された歯を有し、この歯は、出力軸３に固定された対応する歯車にかみ合っている。内側部分２０２は、軸受を介して入力軸３上に回転可能に取付けられ、かつその一方の端面にドッグ２０を備えている。
【００７６】
外側部分２０２は、環状凹部２０６を有する。この凹部２０６内には、少なくとも１個の弾性手段２０８、好ましくは多数の弾性手段２０８が設けられている。この弾性手段は、外側部分２０２と内側部分２０４の相対回転運動に逆らうように構成されている。弾性手段２０８は、好ましくは１個またはそれ以上のゴムブロックからなっているが、代替的な材料を使用することができる。好ましくは一連のゴムブロックが使用される。各ブロックは、異なる弾性を有することができ、第１部分と第２部分の間で拘束されている。例えば、幾つかのゴムブロックがブロックの剛性を変更するために空洞を有していてもよい。この場合、内側歯車部分２０４が約３４０°の角度にわたって外側部分２０２と相対的に時計回りおよび反時計回りに動くことができる。しかしながら、実際には、弾性手段２０８の存在によって、運動が可能な最大運動の或る割合に制限される。この相対回転運動は、弾性手段２０８によって制限される。従って、ドッグ２０が歯車セレクタ機構２９に係合するときに、衝撃が外側部分２０２と内側部分２０４の相対回転運動を生じ、それによって弾性手段２０８を圧縮する。これは、衝撃騒音を車両の運転手に聞こえないようにあるいは気持ちの良いレベルに低下させるように低減する。弾性手段２０８は、その圧縮限界に達しそれ以上圧縮できなくなるまで圧縮される。これは、所望な弾性応答性を達成するために凹部２０６の容積を制御することによって左右される。変速機の動作中、弾性手段２０８は、その位置を中立位置に戻そうとする。
【００７７】
ゴムブロックを使用する代わりに、弾性手段は、１個またはそれ以上のばねからなっていてもよい。更に、ゴムブロックは、剛性を高めるために（鋼のような）金属フレームまたはインサートを含んでいてもよい。
【００７８】
第５、第７、第９および第１１歯車２１、２５、１６、２２は、第１および第３歯車１３、１７と同様に構成されている。しかしながら、幾つかの変速機では、選択可能なすべての歯車に空動き機構２００を設ける必要がないかもしれない。というのは、幾つかのギアレシオ／シフト状態の場合、例えば幾つかの高いギアでは、発生するトルクスパイクが既に許容騒音限度、許容振動限度および許容ハーシュネス限度内にあるからである。このような状況では、緩衝されない歯車が慣用のタイプであり得る。
【００７９】
第１歯車セレクタ機構２９は、スリーブ３４、係合要素３５、３６の第１および第２セットおよびアクチュエータアセンブリ３８を備えている。
【００８０】
第１歯車セレクタ機構２９は、第１および第３歯車１３、１７の間において入力軸３に取付けられている。係合要素３５、３６の第１および第２セットは、スリーブ３４上に取付けられている。係合要素３５の第１セットは、３個の要素２８からなり、この要素は、その基部が内側に向き、かつ要素２８の軸線が互いにかつ入力軸３に対してほぼ平行になるように、入力軸３の周りに均等に分配配置されている。係合要素３６の第２セットは、３個の要素３０からなっている。この要素は、同様に入力軸３の周りに配置されている。係合要素３５、３６のセットは、入力軸３と共に回転し、かつアクチュエータアセンブリ３８の切換え動作に応答してスリーブ３４、ひいては入力軸３に沿って軸方向にスライドできるように構成されている。これを容易にするために、スリーブ３４は、各係合要素２８、３０を有するその湾曲した表面に形成された６つのキー溝４１を備えている。この係合要素は、その基部に相補形状を有する。キー溝４１は、ほぼＴ字形の断面形状を有し、それによって要素は、キー溝４１内で半径方向と接線方向に拘束され、軸方向には拘束されていない（図２参照）。その代わりに、キー溝４１は、半径方向において要素を拘束するために、細長い溝またはあり溝状の断面形状を有していてもよい。
【００８１】
要素は、好ましくは、負荷領域が半径方向に大きく離れていることによる大きな片持ち作用を防止するために、入力軸３に接近するように形成されている。それによって、構造的な破壊の可能性が低下する。
【００８２】
係合要素セット３５、３６の配置は、特定のセットの要素が交互のキー溝４１内に位置し、かつセット３５、３６がスリーブ３４に沿ってスライドできるように行われている。各セットの係合要素は、環状部材１００によって互いに固定連結され、一体として動く。各セット３５、３６は、他のセットとは関係なく動くことができる。環状部材１００は、その全周にわたって延在する外側湾曲表面に形成された溝１０２を有する。係合要素の第１セット３５の係合要素２８は好ましくはその環状部材１００と一体に形成されているがしかし、これは重要ではない。係合要素２８は、環状部材１００の周りに均等に分配配置されている。係合要素の第２セット３６は、３個の要素３０からなっている。この要素は、第２環状部材１００によって類似の固定配置方法で保持されている。係合要素の第１および第２のセット３５、３６が相対的に運動するときには、第１係合要素セット３５の環状部材１００は、第２係合要素セット３６上を移動し、第２係合要素セット３６の環状部材１００は、第１係合要素セット３５上をスライドする。
【００８３】
第１係合要素セット３５の各係合要素２８は、第１歯車１３に取付けられたドッグ２０の第１グループに係合するように配置された第１端部２８ａと、第３歯車１７上のドッグ２０の第２グループに係合するように配置された第２端部２８ｂを有する。第１および第２端部２８ａ、２８ｂは、一般的には、同じ形状を有するが左右逆であり、例えば第１端部２８ａは、第１歯車１３の減速中（後退トルク方向）ドッグ２０の第１グループに係合するように構成され、第２端部２８ｂは、第３歯車１７の加速中（前進トルク方向）ドッグ２０の第２グループに係合するように構成されている。第２係合要素セット３６の各係合要素３０は、第１端部３０ａが第２歯車１５の加速中にドッグ２０の第１グループに係合するように構成され、かつ第２端部３０ｂが第３歯車１７の減速中ドッグ２０の第２グループに係合するように構成されていることを除いては、同じように構成されている。
【００８４】
係合要素の第１および第２の両セット３５、３６が歯車に係合するとき、歯車が加速されていようと減速されていようと、入力軸３と出力軸１の間で駆動力が伝達される。
【００８５】
各係合要素の第１および第２端部２８ａ、３０ａ、２８ｂ、３０ｂは、ドッグ２０に係合するための係合面４３、傾斜面４５、端面４２を有し、そして肩部４４（図４に図式的に示した）を有していてもよい。端面４２は、歯車の側部に接触することによって係合要素２８、３０の軸方向運動を制限する。係合要素２８、３０が回転して係合するように係合面４３は、ドッグの側部２０ａに対して相補的に角度を付けることができ、それによって面と面の接触が生じ、摩耗を減少する。各傾斜面４５は、好ましくはらせん状に形成され、端面４２から傾斜している。傾斜面４５の傾斜角度は、端面４２から最も遠い傾斜面のエッジと端面４２の平面との間の縦方向距離がドッグ２０の高さよりも大きくなるように定められている。これにより、ドッグ２０に係合する方へ傾斜面４５を動かす、係合要素２８、３０とドッグ２０の間の相対回転運動が存在するときに、変速機は、ロックアップしない。ドッグ２０は、係合要素２８、３０の側部に衝突せずに傾斜面４５に係合する。更に、ドッグ２０と係合要素２８、３０の間に相対回転運動が発生するので、ドッグ２０が傾斜面４５を越えてスライドし、傾斜面のらせん状表面が係合要素２８、３０を、ドッグ２０から離れるように入力軸３に沿って軸方向に動かし、従って変速機は、ロックアップしない。
【００８６】
歯車セレクタ機構の構造は、新しいギアを選択するときに発生する変速機のロックアップを生得的に防止するようになっている。
【００８７】
第１および第２係合要素セット３５、３６が図１に示すように交互に配置されているとき、第１係合要素セット３５の第１端部２８ａの係合面４３は、第２係合要素セット３６の第１端部３０ａの係合面４３に隣接している。第１および第２係合要素セット３５、３６が歯車に完全に係合しているとき、ドッグ２０は、隣接する係合面４３の各々の対の間に位置している。ドッグ２０と要素の端部の寸法は、好ましくは、歯車が加速から減速へあるいはその逆に動くときに、歯車のバックラッシュがほとんどないかまたは全くないようにするために、加速要素の係合面４３と減速要素の係合面４３の間で各ドッグがほとんど動かないように選定されている。
【００８８】
アクチュエータアセンブリ３８は、第１および第２係合要素セット３５、３６の動きを制御する。アセンブリ３８は、第１および第２アクチュエータ４６、６４と、第１および第２アクチュエータ部材４８、５８を備えている。第１および第２アクチュエータ４６、６４は、力発生器アクチュエータであり、好ましくは電気システム、例えば電気機械式システムまたは電気油圧式システムの一部である。第１および第２アクチュエータ部材４８、５８は好ましくは独立して制御可能なフォークの形をしている。第１係合要素セット３５の運動は、第１アクチュエータ４６によって制御される第１アクチュエータ部材４８の運動によって制御される。第２係合要素セット３６の運動は、第２アクチュエータ６４によって制御される第２アクチュエータ部材５８の運動によって制御される。従って、第１および第２係合要素セットは、両係合要素セットの動作を制御するためにアクチュエータを１個しか備えていない特許文献１のシステムのように、互いに異なっている公知のシステムとは、全く関係なく動く。公知のシステムによって係合要素セットは、相対的に動くことができるが、運動を生じるためにアクチュエータが１個しか設けられていないので、各係合要素セットの動作は相互に依存する。
【００８９】
各アクチュエータ部材４８、５８は、その各係合要素セットの溝１０２の周りに約１８０°にわたって延在するように構成され、かつこの溝１０２内に位置する半環状部分を備えている。各係合要素セット３５、３６は、その各アクチュエータ部材４８、５８と相対的に回転可能であり、かつ環状部材１００に力を加えるアクチュエータ部材４８、５８によって入力軸３に沿って軸方向に動かされる。
【００９０】
アクチュエータアセンブリ３８は、随意的に、コイルばね（図示せず）のような弾性手段を備えることができる。ばねは、第１および第２係合要素セットが歯車に駆動係合し、動くことができないときに、第１および第２係合要素セットを軸方向に動かすために付勢するように配置されている。例えば、ばねは、第１アクチュエータ４６と第１アクチュエータ部材４８の間あるいは第１アクチュエータ部材４８と第１係合要素セット３５、３６の間に配置可能である。
【００９１】
第１および第２アクチュエータ４６、６４の動作、ひいては第１および第２係合要素セットの運動は、変速機制御ユニットによって制御される。この変速機制御ユニットは、変速機内でのセレクタ機構２９、３１、３３の作動状態を測定するためのセンサを備えている。一般的に、このセンサは、アクチュエータ部材４８、５８の位置、ひいては係合要素セットの位置を監視し、例えばアクチュエータ部材が歯車に係合しているか否かを監視する。センサは、アクチュエータ４６、６４内に設けることができ、例えばホール効果型のセンサである。
【００９２】
変速機制御ユニットは、好ましくは、プロセッサによって駆動される電子論理制御システムの形をしている。このプロセッサは、第１および第２アクチュエータ４８、６４、ひいては第１および第２係合要素セット３５、３６の動作を制御するソフトウェアを実行する。相容れない複数のシフトの発生を防止するように変速機内のトルクの方向を制御すると共に歯車セレクタ機構２９、３１、３３の動きを制御するために一般的に、シーケンスプログラミングが行われている。第１および第２アクチュエータ４６、６４を使用することによって第１および第２係合要素セット３５、３６の動作全体が独立して制御可能であると、各アクチュエータによって加えられる付勢力の大きさおよび加えるタイミングを独立して制御可能であるという利点がある。これは、低い回転歯車速度でも、係合要素セット３５、３６が係合した歯車から誤って係合を解除することがなく、従って駆動力の損失がないことを意味する。
【００９３】
次に、図５ａ〜５ｅと図６を参照して、第１歯車セレクタ機構２９の動作を説明する。これらの図は、明確にするために、各セットの１個のみの要素の相対位置によって、第１および第２要素セット３５、３６の動きを図式的に示している。
【００９４】
図５ａは、中立位置にある第１および第２係合要素セット３５、３６を示している。この中立位置ではどちらの係合要素セットも歯車に係合していない。
図５ｂは、入力装置９４からのギアシフト要求に応答して第１および第２アクチュエータ４６、６４の作用を受けて、第１歯車１３と係合するように動く第１および第２係合要素セットを示している。好ましくは、第１ギアシフトのためにクラッチが開放している。
【００９５】
図５ｃは、第１歯車１３が改善に係合しているときの状態、すなわち係合要素２８、３０がドッグ２０の第１グループと交互に配置されている状態を示している。第１および第２アクチュエータ４６、６４は、アクチュエータ部材４８、５８が第１歯車１３との第１および第２係合要素セット３５、３６の係合を維持するように構成されている。従って、駆動力は、減速時に第１歯車１３から第１係合要素３５を経て入力軸３に伝達され、そして加速時に第２係合要素セット３６を経て伝達される。
【００９６】
第１歯車列５を用いて加速している間（第１歯車１３が図５ｃにおいて矢印Ｂ方向に回転する）、第１係合要素セット３５の係合要素の係合面４３は、負荷されないが、第２係合要素セット３６の係合要素の係合面４３は負荷される。使用者またはエンジン制御ユニットが第２歯車列７をかみ合わせようとするとき、入力信号が入力装置またはエンジン制御ユニットからプロセッサに送られる。プロセッサは、第１アクチュエータ部材４８を駆動するために第１アクチュエータ４６を作動させるよう変速機制御ユニットに指示する。この第１アクチュエータ部材は、第１係合要素セット３５の係合要素２８を、スリーブ３４のキー溝４１に沿って軸方向にスライドさせる。それによって、第１係合要素セット３５が第１歯車１３との係合を解除する（図５ｄ参照）。
【００９７】
第２アクチュエータ６４は、第２アクチュエータ部材５８、ひいては第２係合要素セット３６を第３歯車１７の方へ動かすように作動させられる。しかしながら、第２係合要素セット３６が負荷されているので、すなわち、第１歯車１３を駆動しているので、第１歯車１３との係合を解除することができず、第２係合要素セット３６は、静止したままであり、その際第２アクチュエータ６４は、第２係合要素セットを第３歯車１７の方へ付勢している。
【００９８】
第１係合要素セット３５が入力軸３に沿って軸方向にスライドすると、係合面４３は、ドッグ２０の第２グループに係合する（図５ｅ参照）。この段階で、空動き装置２００の内側部分２０４が外側部分２０２と相対的に動き、弾性手段２０８を圧縮する。それによって、衝撃の一部を吸収し、ギア選択によって生じる騒音を大幅に低減する。弾性手段２０８が負荷されてその圧縮限界に達すると、相対回転が制止され、係合要素２８が図５ｅの矢印Ｃ方向に第３歯車１７の外側部分２０６を駆動し、その際入力軸３と出力軸１の間で第２歯車列７を介して駆動力が伝達される。これが起こると、第２係合要素セット３６の負荷が停止し、第１ドッググループ２０との係合解除を自由に行うことができる。第２係合要素セット３６が第２アクチュエータ６４によって付勢されているので、第２係合要素セットは、スリーブ３４のキー溝４１に沿って軸方向にスライドし、それによって第１歯車１３と入力軸３との係合解除を終える。第２係合要素セット３６は、第３歯車１７に係合するまで、キー溝４１に沿ってスライドする。それによって、第３歯車１７と入力軸３の係合を終える（図６参照）。
【００９９】
歯車列のこの選択方法は、トルク中断を実質的に排除する。というのは、第１歯車列５がかみ合いを解除する前に、第２歯車列７がかみ合うからである。従って一時的には、第１と第２歯車列５、７が同時にかみ合い、入力軸３と一緒の回転をロックする。これは、新たにかみ合った歯車の回転が元の歯車の回転よりも高くなるまで行われる。
【０１００】
歯車が第１および第２係合要素セット３５、３６の両方に係合しているときに、２つの状態の間で切換えるときに生じるきわめて小さなバックラッシュを有する歯車を用いて加速および減速することができる。バックラッシュは、加速から減速へまたはその逆に移動する際に、ドッグが加速係合要素の係合面４３から減速係合要素の係合面４３に移動するときの空動きである。慣用のドッグ型変速機は、約３０°のバックラッシュを有する。本発明による代表的な自動車用変速機は、４°よりも小さなバックラッシュを有する。
【０１０１】
バックラッシュは、ギアシフト中に係合部材とドッグの間で必要とされるクリアランス、すなわちドッグと次の係合部材の間のクリアランス（図５ｂの寸法「Ａ」参照）を最小限に抑えることによって低減される。ドッグと次の係合部材の間のクリアランスは、０．５〜０．０３ｍｍの範囲であり、一般的に０．２ｍｍよりも小さい。バックラッシュは、更に、保持角度の関数である、すなわちドッグの係合面２０ａのアンダーカットの角度と同じである係合面４３の角度の関数である。保持角度は、ドッグと係合面４３の間の相対運動の有無に影響を及ぼす。保持角度が小さければ小さいほど、バックラッシュは、小さくなる。保持角度は、一般的に２．５〜１５°である。
【０１０２】
減速中の第２歯車列７から第１歯車列５への移行は、同様なプロセスで行われる。
【０１０３】
減速中、第２歯車列７では、第１要素セット３５の要素の係合面４３は、負荷されず一方、第２要素セット３６の要素の係合面４３は、負荷される。使用者または、エンジン制御ユニットが第１歯車列５をかみ合わせようとするとき、信号が入力装置または、エンジン制御ユニットからプロセッサに送られる。プロセッサは、第１アクチュエータ部材４８を軸方向に動かすために第１アクチュエータ４６を作動させるよう変速機制御ユニットに指示する。この第１アクチュエータ部材は、第１係合要素セット３５を、第１歯車１３の方向に入力軸に沿ってキー溝４１内を軸方向にスライドさせる。それによって、第１係合要素セット３５が第３歯車１７との係合を解除する。
【０１０４】
変速機制御装置は、第２アクチュエータ６４を作動させる。しかしながら６０、第２係合要素セット３６が負荷されているので、すなわち第３歯車１７のドッグ２０に駆動係合しているので、第２係合要素セットは、静止したままであるが、第１歯車１３の方へ付勢されている。
【０１０５】
第１係合要素セット３５は、キー溝４１内を軸方向にスライドするので、第１歯車１３のドッグ２０に係合する。この段階で、空動き装置２００の内側部分２０４が外側部分２０２と相対的に動き、弾性手段２０８を圧縮する。それによって、衝撃の一部を吸収し、ギア選択によって生じる騒音を大幅に低減する。弾性手段２０８が負荷されてその圧縮限界に達すると、入力軸３と出力軸１の間で第１歯車列５を介してエネルギーが伝達されるように、第１係合要素セット３５が第１歯車１３の外側部分２０６を駆動する。これが起こると、第２係合要素セット３６の負荷が停止し、第２アクチュエータ６４の付勢が第２係合要素セットを第１歯車１３の方へ入力軸３に沿ってキー溝４１内を軸方向にスライドさせ、それによって第３歯車１７の係合解除を終える。第２係合要素セット３６は、第１歯車１３に係合するまで、入力軸３に沿ってキー溝４１内をスライドし続ける。それによって、第１歯車１３と入力軸３の係合を終える。
【０１０６】
キックダウンシフト、すなわち高い歯車列から低い歯車列へのギアシフトであってしかも、加速中のギアシフト、例えば車両が坂を登るときおよびドライバーが坂で加速するために低いギアを選択するときのギアシフトは、シフトの前に駆動要素セットの係合解除を可能にするために短いトルク中断を必要とする。
【０１０７】
上記の構造は、セレクタ機構が入力軸３上に幾つ取付けられていても繰り返し設けることができる。更に、選択器アセンブリと回転可能に取付けられた歯車は、出力軸に取付けることができ、固定歯車は入力軸に取付けることができる。
【０１０８】
本発明の範囲に含まれる、上記実施の形態の変形を行うことができることは、当業者にとって明らかであろう。例えばセレクタ機構２９、３１、３３と空動き機構２００を出力軸１上に配置することができるかあるいは幾つかのセレクタ機構と空動き機構を両軸に配置することができ、例えば交互に配置することができる（特許文献６参照）。図２ｂ〜２ｅに示した空動き機構２００を使用する代わりに、変速機は、少なくとも１個の歯車１３、１７、２１、２５、１６、２２のために、後述する空動き機構３００；４００；５００；６００；７００；８００；９００；１０００；１２００；１３００を代替的に備えることができる。異なる歯車１３、１７、２１、２５、１６、２２は、同じ変速機内で異なる空動き機構を備えることができ、例えば第１歯車１３は、空動き機構３００を備え、第３歯車１７は、空動き機構８００を備えることができる。
【０１０９】
幾つかのまたはすべての歯車１３、１７、２１、２５、１６、２２に備えられる空動き機構３００；４００；５００；６００；７００；８００；９００；１０００；１２００；１３００に加えてあるいはこの空動き機構の代わりに、変速機は、１個またはそれ以上のセレクタアセンブリ２９、３１、３３に第１３空動き機構１１００を備えることができる（下記参照）。
【０１１０】
第２空動き機構３００は、歯と凹部３０６を有する歯車外側部分３０２と、この外側部分３０２と同軸に配置された歯車内側部分３０４を備えている。この内側部分３０４は、端面に形成されたドッグ２０と、凹部３０２内に配置された１個またはそれ以上のゴムブロックまたはばね要素のような弾性手段３０８と、内側部分３０４と外側部分３０２の軸方向位置を保持するためのスナップリング３１１とを備えている。この弾性手段は、外側部分３０２と内側部分３０４の相対回転運動に反対するように配置されている。この構造により、外側部分３０２は約１７０°の角度にわたって時計回りまたは反時計回りに内側部分３０４と相対的に動くことができ、それによって妨害部材３０９の間で弾性手段３０８を圧縮する。しかしながら、実際には、弾性手段３０８が運動の全体の大きさに比例して、歯車部分３０２、３０４の間の相対回転を制限する。第２空動き機構３００の作動原理は、図２ｂ〜２ｅの実施の形態の作動原理に似ている。主たる違いは、達成可能な相対回転運動の大きさである。
【０１１１】
図８ａ〜８ｃは、歯と凹部４０６を有する歯車外側部分４０２と、歯車内側部分４０４を備えている。この内側部分４０４は、その端面に形成されたドッグ２０と、ゴムリングの形をした弾性手段４０８を備えている。このゴムリングは、制限部材４０９の間で圧縮可能であり、かつその中に配置された、補強要素として作用する一連の鋼球４１０を備えている。内側部分は、更に歯車部分４０２と４０４の軸方向位置を保持するためのスナップリング４１１とを備えている。この実施の形態の動作は、図２ｂ〜２ｅの実施の形態と非常に似ている。主たる違いは、弾性要素４０８が係合中に加えられる負荷に耐えるために補強要素として鋼球を備えていること、すなわち弾性にある。この負荷は、特に低いギアの場合に大きい。リングの弾性によって初期衝撃が吸収され、そしてゴムが圧縮されるときに鋼球４１０の存在によって弾性手段が剛性を高めるように構成されている。従って、鋼球４１０は、弾性部材４０８に剛性を与える。鋼球４１０の数と鋼球４１０の間隔は、、弾性部材４０８に与えられる剛性の程度を決定する。
【０１１２】
相対回転運動が時計回りおよび反時計回りに生じるように構成されている。
【０１１３】
図９ａ〜９ｄは、第４空動き機構５００、すなわち軸方向カムバージョンを示している。第４空動き装置５００は、歯、凹部５０６および内側スプライン構造体５１６を有する歯車外側部分５０２を備えている。第４空動き装置は、更に、ドッグ２０とフランジを有する歯車内側部分５０４を備えている。このフランジは、波状カム面５１２を有する。空動き機構５００は、弾性手段５０８と歯車中間部分５１０を備えている。この歯車中間部分は、歯車外側部分５０２に形成された内側スプライン５１６にかみ合うように配置された外側スプライン５１４を備えている。外側スプラインは、内側スプラインと一緒に回転するように固定されている。歯車中間部分５１０は、更に、歯車内側部分５０２の波状面５１２に対して相補形の波状面を備えている。歯車がセレクタ機構２９、３１、３３にかみ合うときに、歯車内側部分５０４と歯車中間部分５１０（ひいては歯車外側部分５０２）が相対回転運動するように構成されている。
【０１１４】
しかしながら、この運動に対して、波状カム面とゴムリング５０８の弾性との相互作用が抵抗する。波状面の頂部が係合するとき、歯車内側部分５０４と中間部分５１０の軸方向間隔が増大する。それによって、ゴムリング５０８が圧縮され、歯車中間部分５１０が歯車内側部分５０２の方へ付勢される。係合力が充分の大きさであると、部分５１０、５１２は、互いに滑ることができ、それによって各カム面に形成された頂部が少なくとも１回互いに通り越し、相補形の谷部に降りる。その際、内側部分５０４と中間部分５１０の軸方向間隔は、ゴムリング５０８の弾性のため減少する。相対回転運動は、歯車のかみ合い衝撃の少なくとも一部を吸収する。配置構造は、双方向性である。
【０１１５】
新しい歯車にかみ合うときの初期衝撃と、内側部分５０４と外側部分５０２の間の相対回転運動の後で、カム面は、駆動のつり合い状態に達し、内側部分５０４と外側部分５０２は互いに回転する。
【０１１６】
図１０ａ〜１０ｄは、第５空動き機構６００、すなわち制限された軸方向カムバージョンを示している。第５空動き機構６００は、歯と凹部６０６を有する歯車外側部分６０２を備えている。機構６００は、更に、ドッグ２０、フランジ６１２および外側スプライン６１４を有する歯車内側部分６０４と、ゴムリングの形をした弾性手段６０８と、中間要素６１０と、スナップリング６１１を備えている。歯車外側部分６０２は、内側カム面６１６を有し、中間部分６１０は、相互形のカム面６１８を有する。カム面６１８は、成形された３つの突出部６２０を有し、この突出部は、それぞれ複数の面を有する。各面の角度は、所望なカム特性を提供するように設定可能である。このカム特性は、歯車内側部分６０４と歯車外側部分６０２の相対運動を生じるために必要な力の大きさを決定する。例えば、外面は、内面よりも急勾配に形成可能である。
【０１１７】
歯車外側部分６０２のカム面６１６は、３つの窪み部分６２２を有する。この窪み部分は、所望なカム特性を達成するように成形されている。例えば、窪み部分６２２の曲率をその長さに沿って変化させることができる。
【０１１８】
歯車中間要素６１０は、歯車内側部分６０４の外側スプライン６１４に係合する内側スプライン６２４を備えている。
【０１１９】
ドッグ２０が歯車セレクタ機構２９、３１、３３と係合するときに、歯車内側部分６０４は、カム面６１６の周りに歯車中間要素６１０を駆動する。突出部６２０が窪み部分６２２をよじ登るので、歯車内側部分６０４と歯車外側部分６０２の間の運動に対する抵抗が変化する。歯車内側部分６０４と歯車外側部分６０２の相対運動は、ドッグ２０におけるセレクタ機構の衝撃を吸収する。中間要素６１０がカム面６１６に沿って進むので、中間要素は、フランジ６１２の方へ軸方向に移動し、それによって弾性部材６０８を圧縮する。駆動圧力が取り除かれると、弾性部材６０８は、中間要素６１０を中立位置に戻す。
【０１２０】
歯車中間要素６１０と外側部分６０２の相対回転運動中の或る時に、つり合いが達成され、内側部分６０４と外側部分６０２が一緒に回転する。初期衝撃が非常に大きければ、カム面は、お互いを越えて次の谷内に移動することができる。
【０１２１】
図１１ａ〜１１ｄは、第６空動き機構７００、すなわち自由回転カムバージョンを開示している。この第６空動き機構７００は、歯車外側部分７０２と歯車内側部分７０４を備えている。歯車外側部分７０２は、凹部７０６と内側スプライン構造体７１６を有する。空動き機構７００は、スナップリング７１１と中間要素７１０を備えている。この中間要素は、波状カム面７１２、凹部７２０内に位置する４個の鋼球および外側スプライン構造体７１４を備えている。内側要素７０４は、フランジ端面に形成されたドッグ２０を備えている。内側要素は、更に、ドッグ２０とは、反対のフランジの側に波状カム面７２０を有する。中間要素７１０と歯車外側部分７０２との間に弾性部材７０８が設けられている。鋼球７１８は、歯車内側要素７０４の波状カム面７２０内に設けられた溝７２２に入るように配置されている。
【０１２２】
セレクタ機構がドッグ２０に係合すると、歯車内側要素７０４と中間要素７１０の波状カム面は、内側部分７０４と外側部分７０２の相対回転運動の或る量を許容するように相互作用する。カム面７１２、７２０がお互いを越えて移動するので、内側部分７０４と中間要素７１０の間の分離が変化する。これにより、弾性手段７０８が圧縮される。弾性手段７０８の弾性を決定することにより、外側部分７０２と内側部分７０４の相対回転運動に対する抵抗がある程度決定される。
【０１２３】
歯車中間要素７１０と外側部分７０２の相対回転運動中の或る時に、つり合いが達成され、内側部分７０４と外側部分７０２が一緒に回転する。初期衝撃が非常に大きければ、カム面は、お互いを越えて次の谷内に移動することができる。
【０１２４】
図１２ａ〜１２ｄは、第７空動き機構８００、すなわちゼネバホイールバージョンを示している。この第７空動き機構８００は、歯を有する外側部分８０２と、ドッグ２０を有する内側部分８０４を備えている。内側部分８０４は、外側部分８０２の凹部８０６内に位置している。内側部分８０４は、フランジ８１２を備え、このフランジは、内側部分８０４の軸線に対して平行に配置された位置決め部材８１０を備えている。空動き機構は、ほぼＩ字状の３個の妨害手段８０８を備えている。この妨害手段は、外側部分８０２の周りに均等に分配配置され、所定位置に固定され、そして位置決め部材８１０との相互作用によって内側部分８０４と外側部分８０２の相対回転運動を制限する。妨害手段８０８は、、位置決め部材８１０が妨害手段８０８に係合するときに、位置決め部材と妨害手段が傾斜面８１４に乗り上げるように形成されている。この傾斜面の角度は、妨害手段と位置決め部材が内側部分８０４と外側部分８０２の相対回転運動を最終的に停止するまで、穏やかな制動力を位置決め部材８１０に加える。係合面８１４を有する傾斜面の角度を決定することにより、制動速度が決定される。
【０１２５】
位置決め部材８１０の運動が制止されると、内側部分８０４と外側部分８０２は、一緒に回転する。内側部分８０４と外側部分８０２を中立位置に付勢するために、戻しばね８１６が設けられている。
【０１２６】
図１３ａ〜１３ｄは、第８空動き機構９００、すなわち傾斜面作動クラッチバージョンを示している。空動き機構９００は、歯を有する外側部分９０２と、ドッグ２０を有する内側部分９０４を備えている。内側部分９０４は、波状カム面を有するフランジ９１２と、外側スプライン９１４を備えている。中間要素９１０は、内側部分９０４に隣接して設けられ、外側スプライン構造体９１４を備えている。この外側スプライン構造体は、歯車外側部分９０２上の内側スプライン構造体９１７にかみ合うように配置されている。中間要素９１０は、更に、波状カム面９１２と相互作用するように配置された波状カム面９１５を備えている。中間要素９１０と歯車外側要素９０２の間に、４個のクラッチ板９１８、９２０が設けられている。クラッチ板９１８は、内側スプライン９１７にかみ合うように配置された外側スプライン構造体９１９を備え、クラッチ板９２０は、内側部分９０４の外側スプライン９１４にかみ合うように配置された内側スプライン構造体９２１を備えている。サークリップ９１１は、要素の相対アキシアル位を固定する。
【０１２７】
セレクタ機構２９、３１、３３がドッグ２０にかみ合うと、波状カム面９１２、９１５は、クラッチ板９１８、９２０に加えられる圧力を制御するために相互作用する。中間要素９１０と内側部分９０４のフランジの間の分離が増大するとき、クラッチ板がロックアップするまで、クラッチ板の圧力が増大する。カム面の形状を決定することにより、クラッチのロック圧力が決定される。従って、ドッグ２０がセレクタ機構２９、３１、３３に係合すると、クラッチがロックアップするまで、内側部分９０４と外側部分９０２の相対回転運動が生じる。
【０１２８】
トルクの方向が変化すると、相対回転運動が生じるが、向きが反対である。
【０１２９】
図１４ａ〜１４ｄは、第９空動き機構１０００、すなわちブレークアウトクラッチバージョンを示している。この機構１０００は、図１３ａ〜１３ｄに類似するクラッチ構造体であるがしかし、クラッチに加えられる圧力を決定するためにカム面を使用する代わりに、弾性部材１００８がクラッチ板１０１８、１０２０を付勢している。それによって、スリップ圧力が決定される。従って、ドッグ２０がセレクタ機構２９、３１、３３に係合するとき、係合力がスリップ圧力に打ち勝てば、内側部分１００４と外側部分１００２が相対回転運動する。
【０１３０】
空動き装置構造体は、液圧システムに基づいて構成することができる。係合時のショックを吸収するために、液圧は、歯車の内側部分と外側部分の予定された相対回転を可能にするように設定または、制御される。この種のシステムの例、すなわち第１０空動き装置１２００が、図１５ａ、１５ｂに示してある。図１５ａ、１５ｂは、ジェロータポンプ（第１０）実施の形態を示している。この実施の形態は、軸３に連結された内側ロータ１２０４と、内側成形面１２０７と外側成形部１２０９を有する浮動リング１２０５とを備えている。この内側成形面は、内側ロータ１２０４の成形部を収容しかつこの成形部に係合し、外側成形部は、歯車の外側部分１２０２の内側成形部１２１１に係合するように配置されている。歯車の外側部分１２０２は、軸３に回転可能に取付けられ、内側ロータ１２０４と同心的な一方の側面にドッグ２０を備えている。
【０１３１】
軸３は、緩衝装置から圧液を排出供給するための液圧管路１２１３を備えている。この液圧管路は、液圧制御回路１２１５に接続されている。制御回路は、ジェロータポンプ内および外への圧液の流れを制御する。制御回路は、更に、歯車の外側部分１２０２が軸３と共に回転するようにロックされるか否かを決定する。回路が開放し、圧液がジェロータポンプを経て流れると、外側部分１２０２が軸３と相対的に回転する。液体がジェロータポンプから流出できないように回路が切換えられると、外側部分１２０２は、軸３と共に回転するようにロックされる。
【０１３２】
従って、外側部分１２０２が軸と相対的に自由に回転するとき、セレクタ機構２９、３１、３３は、ドッグ２０に係合することができ、それによって穏やかな係合が生じる。更に、液圧ロックおよび二次ロックを生じることによって駆動力を伝達するために、軸３と一緒に回転するように外側部分１２０２をロックさせるよう制御回路１２１５を切り替えることができる。
【０１３３】
液圧管路１２１３を有する閉鎖液圧系を提供するための別の方法として、空動き装置１２００は、ギアボックス内で潤滑油を使用することができる。供給管路は、ギアボックスの油溜めと、空動き装置１２００に油を供給するために使用されるポンプまで延びている。油は、油溜めに戻すことができる。
【０１３４】
図１６ａ〜１６ｃは、液圧ピストン操作型空動き機構１３００を備えた第１１実施の形態を示している。第１２空動き機構１３００は、外側部分１３０２と、この外側部分１３０２と相対的に制限されて回転運動するように配置された内側部分１３０４を備えている。歯車の外側部分１３０２は、出力軸１に取付けられた他の歯車の歯にかみ合う歯を備えている。内側部分１３０４は、セレクタ機構２９、３１、３３と係合するように配置された３個のドッグを側面に備えている。
【０１３５】
歯車外側部分１３０２の一方の側面に、ほぼ環状の溝１３０６が形成されている。ドッグ２０とは、反対の歯車内側部分１３０４の側面に取付けられたほぼ腎臓形の駆動部材１３０８は、溝１３０６内に位置し、第１ピストン１３１２を溝１３０６に沿って時計回りに駆動し、そして第２ピストン１３１２を溝１３０６に沿って反時計回りに駆動する。ピストン１３１２の運動は、スタート位置で支持部１３１５によって制限され、端位置では、シャトル弁１３１８と停止部材１３１９によって制限される。端位置は、スタート位置から環状溝１３０６の周りに約１８０°離れた位置にある。従って、第１ピストン１３１２は、駆動部材１３０８によって１８０°弱の角度にわたって溝１３０６に沿って時計回りに駆動可能である。第２ピストン１３１２は、１８０°弱の角度にわたって溝１３０６に沿って反時計回りに駆動可能である。各ピストン１３１２は、駆動部材１３０８および尖った先端部とかみ合うほぼＵ字状本体を備えている。
【０１３６】
第１溝１３０６は、歯車外側部分１３０２と同軸的に配置されている。溝１３０６の側壁１３１７は、第１および第２アンダーカット部分１３１４を有する。各アンダーカット部分１３１４は、溝１３０６のほぼ半分の部分（約１３５°）の周りに延在し、そして停止部材１３１９に隣接するスタート位置から、支持部１３１５から短い距離にある最大深さまで徐々に深くなっている。この支持部から短い距離のところでアンダーカット部分１３１４は、終わっている。各アンダーカット部分１３１４は、第１および第２ピストン１３１２が環状溝１３０６に沿って駆動されるときに、溝１３０６から油を逃がすための液体通路を提供する。油は、溝１３０６から、アンダーカット部分１３１４と、駆動部材１３０８内に形成された穴１３１０とを経て歯車周囲に出ることができる。
【０１３７】
歯車は、ブッシュ１３０３と第１供給リング１３２２を介して入力軸３に取付けられている。油は、入力軸３に取付けられた第２供給リング１３１７と、入力軸の中心軸線に沿って入力軸３内に形成された軸方向供給管路１３１３と、少なくとも１個の半径方向供給管路１３２０（図１６ｂ、１６ｃの図示では４個）とを経て、歯車内部に供給される。半径方向供給管路は、ブッシュ１３０３と第１供給リング１３２２に形成された穴と、歯車の外側部分１３０２に形成された開口部１３１６とを介して、歯車の内部と軸方向供給管路１３１３を接続する。第１供給リング１３２２は、歯車内部への油の連続供給を可能にするためにその外面に形成された環状溝を有する。
【０１３８】
開口部１３１６は、環状溝１３０６の両側に油を時計回りおよび反時計回りに供給するように配置されている（図１６ｂ参照）。溝１３０６への油の供給は、シャトル弁１３１８によって制御される。負荷されていない状態では、開口部１３１６が完全に開放し、環状溝の両側に油を供給することができる。シャトル弁１３１８が一方のピストン１３１２によって負荷されると、シャトル弁１３１８は、負荷ピストンと同じ側の開口部１３１６を閉鎖するが、反対側の開口部は、開放したままであり、従って油は、依然として溝１３０６の反対側に供給される。
【０１３９】
作動中、溝１３０６は、供給管路１３１３、１３２０と開口部１３１６を経て油がほぼ完全に充填されている。歯車がセレクタ機構２９、３１、３３の一つによって選択されると、歯車の内側部分１３０４のドッグ２０の係合により、駆動部材１３０８は、ピストン１３１２の一方を溝１３０６に沿って、セレクタ機構２９、３１、３３によって加えられるトルクの方向に駆動する。ピストン１３１２が溝１３０６に沿って動くので、溝１３０６のそこの部分内にある油に圧力が加えられる。それによって、シャトル弁１３１８は、圧力を加えた側の開口部１３１６を閉鎖するが、溝１３０６の反対側（負荷されていない側）には、依然として油が流れ込む。ピストン１３１２が溝１３０６に沿って移動し続けるので、油は、アンダーカット部分１３１４を経てピストン１３１２を通過し始め、そして駆動部材内の穴１３１０を経て、周囲に出ることができる。この周囲は、一般的にギアボックスの内側である。油は、アンダーカット部分１３１４から、溝１３０６の底と駆動部材１３０８の間の隙間内にそして穴１３１０内に流れる。これにより、係合エネルギーの大部分が吸収され、それによって騒音と衝撃波が低減され、従って係合が緩衝される。
【０１４０】
溝内でのピストン３１２の運動は、ピストンがシャトル弁１３１８と停止部材１３１９に到達するときに停止される。これが起こると、歯車の内側部分１３０４は、外側部分１３０２と一緒に回転するようにロックされ、それによって入力軸３と出力軸１の間で駆動力が伝達される。
【０１４１】
トルクの方向が変化すると、あるいは加えられるトルクが油圧によってピストン１３１２に加えられるトルクよりも小さくなると、油が溝１３０６内に送出され、支持部１３１５に隣接するスタート位置にピストン１３１２を戻す。新しいトルク方向の力が充分に大きいと、駆動部材１３０８は、溝１３０６の周りに動いて他のピストン１３１２に係合し、溝１３０６の他の半分内の油溜め内にピストンを駆動する。それによって、ピストン１３１６は、上記と同じように油を付勢する。従って、同じような緩衝作用が生じる。
【０１４２】
従って、時計回りと反時計回りの両方で、緩衝が起こる。
【０１４３】
異なる緩衝効果を提供するために、ピストン１３１２の移動距離を変えることができる。例えば、１０〜１８０°にわたって延在する円弧状軌道に沿って移動させることができる。更に、或る変形では、１個のピストンを使用することが必要であるにすぎない。例えば、上述の実施の形態から自由運動ピストン１３１２を取り去り、溝１３０６内で動く駆動部材１３０８だけによってピストン作用を提供することができる。駆動部材１３０８の大きさと形状は、溝１３０６内での一層密着した嵌め合いを提供するために調節可能である。或る実施の形態では、歯車の内側部分１３０４に固定された、駆動部材１３０８に類似する複数のピストン要素を設けることができる。正確な数は、特定の用途に適した緩衝作用に依存する。更に、１個以上のアンダーカット部分１３１４を設けることに加えてあるいはその代わりに、油がピストン要素１３０８によって圧縮されるときに圧縮された油がピストン要素１３０８を通過できるようにするために、ピストン要素１３０８は、その本体に形成された少なくとも１つの穴を有することができる。穴の大きさと形状は、緩衝作用の決定における重要な要因である。
【０１４４】
油供給系は、閉鎖系でもよいし、開放系でもよい。例えば、開放系は、ギアボックス潤滑油を使用することができ、そしてギアボックスの油溜めから、空動き機構を備えた各歯車の内部に油を送出するための系を備えている。
【０１４５】
図１７ａ、１７ｂは、第１２の空動き機構１１００を示している。第１２空動き機構１１００は、幾つかのまたはすべての歯車セレクタ機構２９、３１、３３を備えることができる。第１２空動き機構１１００は、外側部分１１０２と内側部分１１０４を備えている。内側部分１１０４は、スリーブ部材１１０６を備え、このスリーブ部材は、軸３の外面に形成したスプライン１１１０にかみ合うスプラインを形成した内面１１０８を有する。従って、内側部分１１０４は、軸３と一緒に回転するようにロックされる。内側部分１１０４は、更に、その外面から半径方向外側に延在する３本のアーム１１１２を備えている。外側に延在するアーム１１１２は、１２０°だけ互いに離隔されている。実際には、適当な数のアーム１１１２、例えば２本またはそれ以上のアームを使用することができる。
【０１４６】
外側部分１１０２は、外側スリーブ部材１１１４と、このスリーブ部材の内面から半径方向内側に延在する３本のアーム１１１６と、係合要素３５、３６のセットを収容するために外側スリーブ部材の外面に形成されたキー溝１１４１とを備えている。内側に延在するアーム１１１６は、１２０°だけ互いに離隔されている。実際には、適当な数のアーム１１１６、例えば２本またはそれ以上のアームを使用することができる。一般的には、外側に延在するアーム１１１２と同じ数のアーム１１１２が設けられている。
【０１４７】
外側部分１１０２は、内側に延在するアーム１１１６と外側に延在するアーム１１１２が交互に配置されかつその間に隙間１１１８を生じるように、内側部分１１０４に取付けられている。これにより、外側部分１１０２と内側部分１１０４は、互いに制限された距離だけ相対回転することができる。内側に延在するアーム１１１６と外側に延在するアーム１１１２の間の隙間１１１８の少なくとも一部には、ばねまたはゴムブロックのような弾性手段１１２０が充填されている。弾性手段１１２０は、両方向において外側部分１１０２と内側部分１１０４の相対運動に抵抗し、最終的にはこの相対運動を制限するように配置されている。弾性手段１１２０は、加速方向と減速方向において異なる弾性を提供するために、異なる格付け、例えば異なるばね定数を有することができる。
【０１４８】
係合要素３５、３６のセットが歯車のドッグ２０に係合するときに、係合力によって係合要素３５、３６が外側部分１１０２を内側部分１１０４と相対的に回転運動させるように駆動する。これにより、係合要素３５、３６と歯車および軸３との間に空動きが生じ、幾つかの弾性手段１１２０を圧縮する。それによって、係合時に生じるトルクスパイクの少なくとも一部を吸収する。
【０１４９】
第１２空動き機構１１００は、上記の他の空動き装置２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１２００、１３００の幾つかの原理に沿って作動するように構成および配置可能である。すなわち、歯車のために使用可能な幾つかの空動き機構は、歯車セレクタ機構２９、３１、３３と共に使用可能である。
【０１５０】
第１２空動き機構１１００は、上記の歯車取付け型空動き装置２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１２００、１３００の代わりにまたはそれに追加して使用可能である。
【０１５１】
各空動き装置２００；３００；４００；５００；６００；７００；８００；９００；１０００；１１００は、油で潤滑可能である。
【０１５２】
変速機は、あらゆる乗り物、例えば道路走行車両、レーシングカー、貨物自動車、オートバイ、自転車、列車、路面電車、バス、ブルドーザ、掘削機のような排土車両、クレーン、ホーバークラフトや船舶のような水上乗り物、飛行機やヘリコプターを含む航空機、および軍用車両で使用可能である。変速機は、更に、第１および第２回転可能物体を有する、運搬装置、旋盤やフライス盤を備えた製造機器および専用生産装置のようなあらゆる機械において使用可能である。この場合、駆動力が一方の回転可能物体から他方の回転可能物体へ、変更可能な速度およびトルク特性で伝達される。
【０１５３】
瞬時型歯車セレクタ機構の使用は、性能改良、少ない燃料消費および少ないエミッションをもたらす。というのは、変速時に駆動中断が実質的に無くなるからである。更に、変速機は、慣用のギアボックスよりも一層コンパクトであり、ギアボックスを軽量化する。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速機、特にドッグ型変速機、変速機用歯車要素および歯車セレクタアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の慣用の単一クラッチ同期かみ合い式変速機の場合には、現在のギアを外して新しいギアを入れる前に、クラッチを操作することによって、エンジンやモータのような動力源から変速機を切り離す必要がある。新しいギアを入れる試みのときに、動力が切り離されていなければ、新しいギアを入れるための同期かみ合いが不可能であるかあるいは変速機の損傷および変速機におけるトルクスパイクの発生を心配してギアを入れなければならない。というのは、多くの場合、エンジン速度が新しいギアの速度に合っていないからである。慣用のギアボックスを有し、エンジンによって動力を供給される車のような自動車の場合、新しいギアレシオの選択は、一般的に、完了までに０．５〜１秒かかる。従って、例えば、高いギアを選択するとき、エンジンと変速機をクラッチで再び接続する前に、上記の時間遅れにより、エンジンは、新しいギアの速度に近づけるために、（その固有の慣性によって）その速度を低下させることができる。それによって、動力が再び加えられるときに発生するトルクスパイクの可能性が低下する。
【０００３】
瞬時変速機は、現在のギアが動力下で切り離される前に、新しいギアを選択できるように形成されている。これらの変速機は、少なくとも１個の瞬時歯車セレクタ機構を備えている。この瞬時歯車セレクタ機構は一般的に、それに関連する回転可能に取付けられた歯車に関して次の４つの動作モードを有する。
両トルク方向でギアを完全に入れる（完全なギア入れ）、
両トルク方向でギアを外す（中立）、
前進トルク方向でギアを入れ、後退トルク方向でギアを外す、
前進トルク方向でギアを外し、後退トルク方向でギアを入れる。
【０００４】
最後の２つのモードでは、離散的レシオギアボックスが負荷下でトルク中断なしに、レシオを瞬時にシフトアップまたはシフトダウンすることができる。或る実施の形態では、中立モードは必要でない。
【０００５】
特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４および特許文献５（これら特許文献の内容は参照によって編入される）に記載された変速機のような、実質的に動力の中断なしにほとんど瞬時に新しいギアレシオを選択する変速機では、或るシフト条件下で新しいギアを入れるときに、大きなトルクスパイクが発生し得る。というのは、ギアに衝撃を与える負荷が６０ｋＮぐらいの大きさになり得るからである。
【０００６】
トルクスパイクは、車両の乗員に聞こえかつ乗員が感じることができる衝撃波を、変速機を経て伝搬させる。衝撃波は、車の乗員にぎくしゃくした乗り心地を与え、変速機部品を摩耗させ、そして部品の故障を生じ得る。それにもかかわらず、車両においてこの種の変速機を使用することは非常に望まれる。なぜなら、多くのシフトタイプにとって、変速中の駆動力の損失がないからである。これは、車両を一層効率的にし、それによって燃料消費とエミッションが少なく、同時に車両の性能が高まる。なぜなら、車両が瞬時シフト中に目立つほど減速しないからである。
【０００７】
特許文献２は、制御システムを使用することによって、トルクスパイク問題の解決に取り組んだ。この制御システムは、クラッチの入力側と出力側の相対回転運動によって新しいギアを入れるときに発生する大きなトルクスパイクを少なくとも部分的に吸収するために、シフトを行う前に車両クラッチ圧力を低下させる。
しかしながら、適切なこのシステムでさえも、公知の瞬時変速機は、かみ合い時に歯車と衝突するセレクタアセンブリの慣性によって大きな騒音を生じる。従って、このような変速機は、騒音、振動およびハーシュネス試験の許容限界を満足しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００４／０９９６５４号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００５／００５８６８号パンフレット
【特許文献３】国際公開第２００５／００５８６９号パンフレット
【特許文献４】国際公開第２００５／０２４２６１号パンフレット
【特許文献５】国際公開第２００５／０２６５７０号パンフレット
【特許文献６】国際公開第２００６／０９５１４０号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、上述の問題の少なくとも幾つかを緩和する改良された変速機と歯車選択方法を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１つの様相によれば、第１軸と、この第１軸に回転可能に取付けられた第１歯車要素と、第１軸と一緒に回転させるために第１歯車要素を選択的にロックするように構成されたセレクタアセンブリと、第１軸に対する第１歯車要素のロック動作を緩衝するように構成された緩衝システムとを備えた変速機が提供される。
【００１１】
緩衝システムは、ショックアブソーバと同様に、第１軸と一緒に回転させるために第１歯車要素をロックするセレクタアセンブリによって発生するトルクスパイクのエネルギーの大部分を吸収する。
【００１２】
第１歯車要素がセレクタアセンブリによって第１軸と一緒に回転するようにロックされたときに、緩衝システムが第１歯車要素とセレクタアセンブリの間で空動きを許容するように構成されていると有利である。発明者は、セレクタアセンブリと第１歯車要素の間の空動きが騒音を許容できるレベルに低下させる、すなわち通常の使用中騒音が自動車内で聞こえないということを発見した。これは、空動きが、初期係合によって衝撃を緩和させた後で第１軸と一緒に回転するように第１歯車をセレクタアセンブリによってロックさせる時間を増大するからである。発明者は、更に、特許文献２に記載された変速機のクラッチのスリップが、歯車要素の実際の係合部から遠く離れたところで起こり、しかも歯車要素が第１軸と一緒に回転するようにロックされた後で起こることを発見した。これに対して、本発明の緩衝システムは、係合部または係合部の隣で発生し、かつ初期係合が起こった後で第１歯車要素が第１軸と一緒に回転するようにロックされる前に、セレクタアセンブリによって第１歯車要素の係合を緩衝するように構成されている。
【００１３】
セレクタアセンブリが第１歯車要素を駆動係合するように構成され、第１歯車要素がセレクタアセンブリによって駆動係合するときに、緩衝システムが第１歯車要素とセレクタアセンブリの相対回転を許容するように構成されていると有利である。第１歯車要素がセレクタアセンブリによって駆動係合するときに、緩衝システムが第１歯車要素とセレクタアセンブリの間の空動きの大きさを制限するように構成されていると有利である。例えば、緩衝システムは、第１歯車要素がセレクタアセンブリによって駆動係合するときに、第１歯車要素とセレクタアセンブリの間の相対回転の大きさを制限するように構成可能である。
【００１４】
緩衝システムが第１歯車要素とセレクタアセンブリの間の空動きに抵抗するための手段を備えていると有利である。例えば、緩衝システムは、弾性手段のような、第１歯車要素とセレクタアセンブリの間の相対回転に抵抗するための手段を備えることができる。適当な弾性手段、例えばばね定数、すなわちスプリングレートの選択は、セレクタアセンブリと第１歯車要素の相対回転を制止する程度を決定する。弾性手段の使用は、発生する力の一部を吸収することによって、セレクタアセンブリによる第１歯車要素の係合を和らげる。第１歯車要素とセレクタアセンブリの間の空動きに逆らう手段は補強部材を備えていてもよい。この補強部材は、相対運動を一層早く制止し、特にゴムまたは類似の劣化し得る材料が弾性手段として使用されるときに、弾性手段の寿命を延ばす働きをする。
【００１５】
セレクタアセンブリが第１歯車要素に係合した後で、緩衝システムが第１軸と第１歯車要素およびセレクタアセンブリの少なくとも一方との間の空動きを許容するように形成可能であると有利である。例えば、緩衝システムは、セレクタアセンブリが第１歯車要素に係合した後で、第１軸と第１歯車要素の少なくとも一部との間の相対回転を許容するように構成可能である。更に追加してあるいは代替的に、緩衝システムは、セレクタアセンブリが第１歯車要素に係合した後で、第１軸とセレクタアセンブリの少なくとも一部との間の相対回転を許容するように構成可能である。選択スリーブが第１軸に取付け可能であり、かつ第１軸と共に回転するように構成されていると有利である。
【００１６】
第１歯車要素および／またはセレクタアセンブリが緩衝システムを備えることができると有利である。
【００１７】
第１歯車要素は、相対回転運動するように構成された第１部分と第２部分を備えることができる。第１部分は、第１軸に回転可能に取付け可能であり、第２部分は、第１部分と相対的に制限された相対回転を行うように構成可能である。第１部分は、歯車を駆動するためにセレクタアセンブリによって選択的に係合可能である駆動構造体を備えることができる。第２部分は、他の歯車要素にかみ合うための歯かみ合い手段を備えることができる。例えば、歯かみ合い手段は、歯車の歯である。セレクタアセンブリが第１部分に駆動係合するときに、緩衝システムがセレクタアセンブリと歯車要素の第２部分との間の空動きを許容するように構成可能であると有利である。
【００１８】
歯車セレクタアセンブリは、相対回転運動するように形成された第１部分と第２部分を備えていることができる。第１部分は、第１軸と一緒に回転するように固定可能であり、第２部分は、第１部分と相対的に制限された回転運動を行うように形成可能である。第２部分は、第１歯車要素に形成された駆動構造体と選択的にかみ合うための係合部材を備えることができる。係合部材が第１歯車要素に駆動係合するときに、減衰システムがセレクタアセンブリの第１部分と第１歯車要素の間の空動きを許容するように構成可能であると有利である。
【００１９】
第１歯車要素および／またはセレクタアセンブリが、それらの第１部分と第２部分の相対回転運動に抵抗するための手段を備えることができると有利である。第１歯車要素および／またはセレクタアセンブリは好ましくは、それらの第１部分と第２部分の相対回転運動に抵抗するための弾性手段を備えている。第１部分と第２部分の相対回転運動に抵抗するための手段は、補強要素、例えば鋼球のような金属要素を備えることができる。弾性手段は、好ましくは、少なくとも１個のゴムブロックまたはばね要素を備えている。弾性手段が第１部分と第２部分の少なくとも一方を中立位置の方へ付勢するように構成可能であると有利である。
【００２０】
緩衝システムが第１軸に対する第１歯車要素のロック動作を緩衝するためのクラッチ装置を備えることができると有利である。クラッチ装置が第１歯車要素またはセレクタアセンブリの第１部分に連結された第１クラッチ部材と、第１歯車要素またはセレクタアセンブリの第２部分に連結された第２クラッチ部材とを備え、セレクタアセンブリが第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックするときに、クラッチ装置の第１部分と第２部分が相対回転運動するように構成されていると有利である。クラッチ装置は、好ましくは、複数の第１クラッチ部材と複数の第２クラッチ部材を備えている。第１クラッチ部材と第２クラッチ部材は、好ましくは交互に配置されている。クラッチ装置は、第１摩擦クラッチ部材と第２摩擦クラッチ部材を備えた摩擦クラッチによって構成可能である。
【００２１】
セレクタアセンブリが第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックするときに、クラッチ装置がスリップするように構成されていると有利である。スリップ個所は、セレクタアセンブリが第１歯車要素に係合するときに、第１クラッチ部材と第２クラッチ部材の相対回転が生じるように設定される。従って、歯車要素形状と変速機動作中に受ける負荷に従って、クラッチ装置によって伝達可能である適切なトルク値を設定することができる。例えば、車両の第１速の歯車要素の伝達可能である所望なトルク値は、第５速の歯車要素と異なるであろう。
【００２２】
緩衝システムが第１歯車要素とセレクタアセンブリの相対回転位置に従ってクラッチ装置圧力を調節するための手段を備えることができると有利である。第１歯車要素とセレクタアセンブリの相対回転位置に従ってクラッチ装置圧力を調節するための手段が、相対回転範囲の少なくとも一部について、相対回転運動の角度が増大するにつれてクラッチ圧力を高めるように構成可能であると有利である。これにより、セレクタアセンブリが第１歯車に係合した後で、クラッチ装置は、相対回転運動を制御可能に制限することができる。クラッチ装置圧力を調節するための手段は、液圧システム、弾性手段、カム面の相互作用あるいは類似手段によって構成可能である。例えば、第１歯車要素の第１部分と第２部分の一方は、カム部材に作用するように形成されたカム面を備えることができる。この場合、カム部材とカム面の相対回転運動が相対回転位置に従ってクラッチ部材の負荷を増大および／または減少するように、カム面がカム部材に作用する。初期係合の後で、時が経って、駆動トルクがもはやクラッチ部材の間の相対回転運動を生じなくなると、セレクタアセンブリは、第１軸と一緒に回転するように第１歯車をロックする。カム面は、好ましくは波状である。
【００２３】
緩衝システムが第１軸に対する第１歯車要素のロック動作を緩衝するためのカムアセンブリを備えることができると有利である。カムアセンブリは、歯車要素またはセレクタアセンブリの第１部分と第２部分の一方と一緒に回転するように固定された第１カム部材と、歯車要素またはセレクタアセンブリの他方の部分と一緒に回転するように固定された第２カム部材を備え、カムアセンブリは、第１カム部材と第２カム部材の相互作用によって第１軸に対する第１歯車要素のロック動作を緩衝するように構成されている。各カム部材は、歯車要素またはセレクタアセンブリの一部と一体に形成可能であるかあるいは歯車要素またはセレクタアセンブリのそれぞれの部分に連結された付加的な要素であってもよい。第１カム面と第２カム面の相互作用が、歯車要素またはセレクタアセンブリの第１部分と第２部分の相対回転運動に抵抗するように構成されている。第１カム部材と第２カム部材が傾斜面を備え、この傾斜面が、カム面の相対回転時に互いに滑動または転動することによって相互作用するように構成されていると有利である。
【００２４】
第１カム部材は、好ましくは、第２カム部材に対して制限された軸方向運動を行うように構成されている。例えば、第１カム部材は、歯車要素の第１部分と第２部分の間に位置する分離要素であってもよい。この分離要素は、第１カム部材と第２カム部材の相対回転位置に従って軸方向に移動可能である。カム装置は、第１カム部材と第２カム部材の間の増大する分離に抵抗するように構成された弾性手段を備えていてもよい。緩衝の程度は、カム面の傾斜と弾性部材の弾性によって決定される。
【００２５】
緩衝システムが液体緩衝システム、好ましくは液圧緩衝システムであると有利である。第１歯車要素とセレクタアセンブリの相対回転角度が増大するときに、緩衝液体が相対回転に逆らってエネルギーを吸収するように、液体緩衝システムが構成されていると有利である。例えば、第１歯車要素とセレクタアセンブリの相対回転角度の増大が、エネルギーを吸収して最後に相対回転を制止する液体圧力を高めるように、緩衝システムを構成することができる。第１歯車要素とセレクタアセンブリの相対回転角度が増大するときに、液体緩衝システムが圧縮領域の外へ緩衝液体を流すことができる手段を備えることができると有利である。変速機が少なくとも第１歯車要素とセレクタアセンブリを実質的に取り囲みかつ油のような潤滑液を含む囲壁を備えていると有利である。潤滑液が緩衝作用を生じるために液体緩衝システム内に供給可能であると有利である。液体緩衝システムが潤滑液を囲壁に排出して戻すように構成されていると有利である。緩衝液体の別個の供給部が液体緩衝システムに、例えば閉鎖系の態様で、緩衝液体を供給可能であると有利である。
【００２６】
液体緩衝システムが第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックする動作を緩衝するように構成された少なくとも１個のピストン装置を備えていると有利である。１個のピストン装置または各ピストン装置が、時計回りと反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するよう第１歯車要素をロックする動作を緩衝するように構成されていると有利である。１個のピストン装置または各ピストン装置が、ピストン部材を備えていると有利である。このピストン部材は、歯車要素がセレクタアセンブリによって係合するときに、液体に圧力を加えるように構成されている。液体緩衝システムが、ピストン装置室内の緩衝液体を圧縮するときに、緩衝液体によるピストン部材の迂回または通過を可能にする凹部、通路、溝、穴またはその類似ものを備えていると有利である。作動液体がピストン部材を迂回する割合を制御することは、緩衝システムの緩衝効果の決定において重要な要因である。液体緩衝システムが、歯車要素からの緩衝液体の排出を可能にする出口を備えていると有利である。
【００２７】
１個のピストン部材または各ピストン部材が湾曲した経路に沿って移動するように構成されていると有利である。経路は、ほぼ円形またはほぼ円の一部の形であり、そして歯車要素の第１部分とほぼ同軸に形成されていると有利である。１個のピストン部材または各ピストン部材は、好ましくは、スタート位置から終端位置まで２０〜１８０°の角度にわたるほぼ弓形の経路に沿って移動するように構成されている。液体緩衝システムが緩衝システム内への作動液体の流れを制御するための弁装置を備えていると有利である。弁装置が各ピストン部材の運動に応答して液体入口を閉鎖するように構成されていると有利である。液体緩衝システムが装置に作動液体を再充填することによって１個のピストン部材または各ピストン部材をスタート位置に移動させるように構成されていると有利である。
【００２８】
液体緩衝システムが第１ピストン装置と第２ピストン装置を備え、第１ピストン装置が第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックする動作を時計回りにおいて緩衝するように構成され、第２ピストン装置が第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックする動作を反時計回りにおいて緩衝するように構成されていると有利である。第１ピストン装置と第２ピストン装置がそれぞれ第１ピストン部材と第２ピストン部材を備え、セレクタアセンブリがそれに形成された駆動構造体に係合するときに、両ピストン部材が歯車要素の第２部分によって駆動されるように構成されていると有利である。第１ピストン部材は、トルク方向が時計回りであるときに駆動され、第２ピストン部材は、トルク方向が反時計回りであるときに駆動される。
【００２９】
液体緩衝システムは、第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックする動作を緩衝するための容積型ポンプ装置を備えていてもよい。例えば、液体緩衝システムは、液圧切換えシステムに従って、軸と一緒に回転するように歯車要素をロックさせるためのジェロータ（ｇｅｒｏｔｏｒ）ポンプ装置を備えることができる。
【００３０】
緩衝システムが第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックする動作を緩衝するための妨害手段を備えていると有利である。妨害手段は、歯車要素またはセレクタアセンブリの第１部分と第２部分の間の相対回転運動を制限するために相互作用するように構成された第１妨害部材と第２妨害部材を備え、そして緩衝の程度を制御するための手段を備えている。第１および第２妨害部材の少なくとも一方が、歯車要素の第１部分と第２部分の相対回転位置に従って、第１部分と第２部分の間の減速の程度を制御するように構成された妨害面を備えていると有利である。妨害部材が相対回転角度の増大につれて減速の程度を高めるように構成可能であると有利である。妨害システムは、好ましくは、ゼネバ歯車システムを備えている。
【００３１】
クラッチ装置、カムアセンブリ、妨害システムおよび液体緩衝システムは、それらが第１歯車要素内に設けられている場合と同様な緩衝作用あるいはそれに加えてあるいはその代わりに歯車要素内に配置されている場合と同様な緩衝作用を達成するために、そのすべてをセレクタアセンブリ内に設けることができることに留意すべきである。更に、緩衝システムが第１歯車要素とセレクタアセンブリの両方に設けられているときには、用途にとって所望な減衰特性を達成するために、緩衝システムの類似の実施の形態または異なる実施の形態を、第１歯車要素とセレクタアセンブリの各々に設けることができる。
【００３２】
変速機が瞬時変速機であると有利である。
【００３３】
セレクタアセンブリは、次の動作モードから、第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素を選択的にロックするように構成され、この動作モードが時計回りと反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックする動作モードと、時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックし、反時計回りにおいてロックしない動作モードと、反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックし、時計回りにおいてロックしない動作モードである。
【００３４】
歯車セレクタアセンブリは、好ましくは、第１歯車要素に関して次の動作モードを選択するように構成され、この動作モードにおいて第１歯車要素が時計回りまたは反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するようにロックされない。
【００３５】
変速機が第１軸に回転可能に取付けられた第２歯車要素を備え、セレクタアセンブリが次の動作モードから、第１軸と一緒に回転するように第２歯車要素を選択的にロックするように構成され、この動作モードが時計回りと反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第２歯車要素をロックする動作モードと、時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第２歯車要素をロックし、反時計回りにおいてロックしない動作モードと、反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第２歯車要素をロックし、時計回りにおいてロックしない動作モードである。
【００３６】
セレクタアセンブリは、好ましくは、第２歯車要素に関して次の動作モードを選択するように形成され、この動作モードにおいて第２歯車要素が時計回りまたは反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するようにロックされない。
【００３７】
第２歯車要素が第１軸と一緒に回転するように第２歯車要素をロックする動作を緩衝するための緩衝システムを備えていると有利である。
【００３８】
歯車セレクタアセンブリは、係合部材の第１および第２セットと、係合部材の第１セットを作動させるための第１アクチュエータと、係合部材の第２セットを作動させるための第２アクチュエータとを備えている。変速機がモードから選択するために、係合部材の第１セットを作動させるための第１アクチュエータ装置と、係合部材の第２セットを作動させるための第２アクチュエータ装置とを備えていると有利である。セレクタアセンブリが第１および第２アクチュエータ部材と、第１アクチュエータと第１アクチュエータ部材間の第１弾性変形可能手段と、第２アクチュエータと第２アクチュエータ部材間の第２弾性変形可能手段を備えていると有利である。弾性手段は、係合していない歯車要素の方への係合部材の動きを付勢するように構成されている。
【００３９】
変速機が第１軸に回転可能に取付けられた第３歯車要素と、第１軸と一緒に回転するように第３歯車要素を選択的にロックするための第２セレクタアセンブリを備えていると有利である。第２セレクタアセンブリが上記の第１セレクタアセンブリの構造に類似していると有利である。第３歯車要素が上記構造に類似する緩衝システムを備えていると有利である。
【００４０】
変速機が１個のセレクタアセンブリまたは各セレクタアセンブリの第１および第２アクチュエータの作動を制御するために制御システムを備えていると有利である。制御システムは好ましくは電子制御システムである。例えば、制御システムは、セレクタアセンブリの作動を制御するためにプログラミングされた処理装置を備えている。これは、適切なシーケンス制御によって起こる変速機のロックアップを防止することができる。
【００４１】
１個のセレクタアセンブリまたは各セレクタアセンブリは、駆動力が伝達されるときに、係合部材の第１および第２セットの一方がかみ合った歯車要素に駆動係合し、そのとき係合部材の他方のセットが負荷されない状態にあり、負荷されていないセットが新しい歯車要素に係合するために動くことができるように、構成されている。
【００４２】
少なくとも第１および第２セレクタアセンブリを有する変速機と、少なくとも２個のセレクタアセンブリの作動を必要とするシフトのために、制御システムは、新しい歯車要素にかみ合わせるために他のセレクタアセンブリを作動させる前に、現在かみ合っている歯車要素とのかみ合いを解除するように負荷されていない係合部材セットを動かすよう構成可能である。これは、１個よりも多いセレクタアセンブリの作動を必要とするシフト中にトルク逆転が起こるときに、変速機のロックアップを避けるための重要な要因である。というのは、現在の歯車要素との係合を解除するように係合部材のセットを移動させるからである。もしそうしないと、トルク逆転が起これば、現在の歯車要素が変速機をロックするであろう。例えば、第２歯車要素が第２歯車要素に駆動係合する係合部材の第２セットと一緒に（完全に係合して）加速方向および減速方向に回転するようにロックされていれば、第１セットは、負荷されていない状態にある。第２セレクタアセンブリが第３歯車要素に係合する前に、制御システムは、第２歯車要素との係合を解除するように係合部材の第１セットを動かすために、第１アクチュエータを作動させる。従って、第２歯車要素は、もはや完全に係合しておらず、加速方向と減速方向の一方にのみ回転するようにロックされ、他の方向ではロックされない。制御システムは、係合部材の相補的なセットを有する第３歯車要素を選択するために第２セレクタアセンブリを作動させ（トルクの方向を一致させるために加速方向または減速方向）一方、第２歯車要素は、第１歯車セレクタアセンブリによってまだかみ合っており、従って瞬時のギアシフトを行う。シフト中トルク逆転が起こっても、変速機はロックアップしない。なぜなら、両歯車要素が同じ方向に回転するようにロックされ、他の方向でロックされていないからである。
【００４３】
制動力が伝達されるときに、係合部材の第１セットがかみ合った歯車要素に係合し、係合部材の第２セットが負荷されていない状態にあり、駆動力が伝達されるときに、係合部材の第２セットがかみ合った歯車要素に駆動係合し、そのとき係合部材の第２セットが負荷されていない状態にあるように、１個のセレクタアセンブリまたは各セレクタアセンブリが構成可能であると有利である。
【００４４】
第１歯車要素と第２歯車要素の間で変速を行うために、現在の歯車が係合部材の他のセットによってまだかみ合っている間に、第１歯車セレクタアセンブリが、かみ合っていない歯車要素と駆動係合するように第１歯車セレクタアセンブリの係合部材の負荷されていないセットを動かすように構成されていると有利である。従って、第１歯車セレクタアセンブリは、同時にまたは少なくとも一時的に第１軸と一緒に回転するように第１および第２歯車要素を選択的にロックするように構成されている。一般的に、これは、シフト中非常に短い時間でしか起こらない。なぜなら、新しい歯車が選択されたときに、負荷された要素セットが負荷されなくなり、制御システムが歯車要素から要素セットを係合解除し、新しい歯車要素に係合するよう動かすように構成されているからである。これは瞬時ギアシフトである。
【００４５】
変速機は、好ましくは、少なくとも３個の歯車セレクタアセンブリを備えている。各歯車セレクタアセンブリは、好ましくは第１歯車セレクタアセンブリに似ている。実用可能なあらゆる数の歯車セレクタアセンブリを変速機に設けることができる。一般的に、各歯車セレクタアセンブリは、軸と一緒の回転のために２個の歯車要素を選択的にロックするように構成されている。一般的に、回転可能に取付けられた各歯車要素は、第１軸と第２軸の間で駆動力を伝達する歯車列の一部を形成する。変速機は、好ましくは３〜２０個の歯車列を有し（自動車は４〜６個の歯車列プラス後退歯車を有する傾向があり、大型トラックは、約１２〜２０個の歯車列プラス後退歯車を有する傾向がある）、更に好ましくは４〜８個の歯車列を有する。例えば、第１歯車要素は、第２軸に固定された第４歯車を有する第１歯車列の一部である。第２歯車要素は、第２軸に固定された第５歯車を有する第２歯車列の一部であり、そして第３歯車要素は、第２軸に固定された第６歯車を有する第３歯車列の一部である。
【００４６】
セレクタアセンブリによって係合可能である各歯車要素が上記のもの似た緩衝システムを備えていると有利である。
【００４７】
本発明の他の様相に従い、変速機が回転可能な第１および第２軸と、一方の軸から他方に軸に駆動力を移動させるための手段を備え、この手段が第１軸に回転可能に取付けられた第１および第２歯車要素を備え、かつこの手段に形成された駆動構造体を有し、変速機が更に、第１軸と第１歯車要素の間および第１軸と第２歯車要素の間でトルクを選択的に伝達するための歯車セレクタアセンブリと、アクチュエータシステムを備え、このセレクタアセンブリが第１および第２歯車要素に係合および係合解除するように動くことができる係合部材の第１および第２セットを備え、駆動力が伝達されるときに、係合部材の第１および第２セットの一方がかみ合った歯車要素に駆動係合し、そのとき係合部材の他方のセットが負荷されていない状態にあるように、歯車セレクタアセンブリが構成され、アクチュエータシステムが係合部材の第１セットの作動を制御するための第１アクチュエータ装置と、係合部材の第２セットの作動を制御するための第２アクチュエータ装置を備え、アクチュエータシステムが変速を行うために、負荷されていない係合部材のセットをかみ合っていない歯車要素に駆動係合するように動かすよう構成され、アクチュエータシステムが第１軸に対する少なくとも第１歯車要素のロック動作を緩衝するように構成されている。
【００４８】
緩衝システムが第１軸に対する第１および第２歯車要素のロック動作を緩衝するように構成されていると有利である。緩衝システムが上記の構造に従って構成されていると有利である。
【００４９】
制動力が伝達されるときに、係合部材の第１セットがかみ合った歯車要素に係合し、係合部材の第２セットが負荷されていない状態にあり、駆動力が伝達されるときに、係合部材の第２セットがかみ合った歯車要素に駆動係合し、そのとき係合部材の第２セットが負荷されていない状態にあるように、セレクタアセンブリが構成可能であると有利である。
アクチュエータアセンブリは、かみ合った歯車から係合部材の負荷されたセットを係合解除せずに、かみ合っていない歯車要素の方へ係合部材の負荷されたセットを付勢するように構成されている。
【００５０】
係合部材の第１および第２セットが使用中第１軸と一緒に回転するように構成されていると有利である。好ましくは、第１軸が入力軸であり、第２軸が出力軸であり、入力軸から出力軸に駆動力が移動させられる。
【００５１】
好ましくは、係合部材の第１および第２セットが第１および第２歯車要素に係合するときに、加速と減速の間を動くときのバックラシュが４°以下であるように、セレクタアセンブリが構成されている。
【００５２】
好ましくは、第１および第２歯車要素の駆動構造体は、それぞれ、ドッグの第１および第２グループからなっている。例えば、ドッグの第および第２グループは、それぞれ、２〜８個のドッグからなり、それぞれ第１と第２の歯車上に均等に分配配置されている。好ましくは、ドッグの第１および第２グループは、それぞれ、２〜４個のドッグ、更に好ましくは３個のドッグからなっている。
【００５３】
係合部材の第１および第２セットは、好ましくは、２〜８個の部材、更に好ましくは２〜４個の部材、更に好ましくは３個の部材からなっている。
【００５４】
第１軸がキー溝を備え、係合部材の第１および第２セットがキー溝に沿って軸方向にスライドできるように、かつ係合部材のセットの位置を半径方向において制止するように、キー溝が構成されている。キー溝の横断面は、好ましくはＴ字形、細長い穴形またはあり溝形である。
【００５５】
アクチュエータアセンブリは、好ましくは、少なくとも１個の弾性変形可能な手段を備えている。この手段は、係合部材が負荷されていない状態にあるときに、係合部材の第１および第２セットの少なくとも一方を第１および第２歯車要素に係合するように動かすよう構成されている。１個の弾性変形可能な手段または各々の弾性変形可能な手段は、係合部材が歯車要素の駆動係合するときに、係合部材の第１および第２セットの少なくとも一方を第１および第２歯車要素の方に付勢するように構成されている。
【００５６】
変速機は、更に、第１軸に取付けられた第３および第４歯車と、第１軸と第２軸の間で付加的なギアレシオを提供するための第２セレクタアセンブリを備えている。
【００５７】
本発明の他の様相では、互いに相対回転するように構成された第１および第２部分を備えた変速機用歯車要素と、相対回転運動を緩衝するための緩衝システムが提供される。
【００５８】
歯車要素が上記の二部分型歯車要素の構造に従って構成されていると有利である。
【００５９】
第１および第２の部分の一方が歯車セレクタアセンブリに係合するように構成された係合構造体を備え、他方の部分が他の歯車要素に係合するための手段を備えていると有利である。例えば、他の部分は、他の歯車要素に係合するように構成された歯車の歯を備えている。この他の歯車要素は、一般的には本発明による歯車要素ではない。
【００６０】
第１部分と第２部分の少なくとも一方は、ほぼ環状であるかあるいはほぼ環状部分を備えており、そして第１部分と第２部分は、好ましくは同軸に配置されている。
【００６１】
緩衝システムが第１部分と第２部分の間で達成可能な相対回転運動の角度を制限するための次の手段を少なくとも一つ備え、この手段が妨害手段と、弾性手段と、クラッチ装置と、カムアセンブリと、液体緩衝システム、好ましくは液圧緩衝システムであると有利である。
【００６２】
本発明の他の様相では、変速機用歯車セレクタアセンブリが次の動作モードから、軸と一緒に回転するように歯車要素を選択的にロックするように構成され、この動作モードが時計回りと反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第２歯車要素をロックする動作モードと、時計回りにおいて軸と一緒に回転するように歯車要素をロックし、反時計回りにおいてロックしない動作モードと、反時計回りにおいて軸と一緒に回転するように歯車要素をロックし、時計回りにおいてロックしない動作モードであり、セレクタアセンブリが軸と一緒に回転するように歯車要素をロックする動作を緩衝するように構成された緩衝システムを備えている。
【００６３】
歯車セレクタアセンブリが上記のセレクタアセンブリの構造に従って構成されていると有利である。
【００６４】
相対回転運動するように構成された第１部分と第２部分と、歯車要素に選択的に係合するために互いに独立して動くように構成された係合部材の第１セットと第２セットとを備え、第１部分が軸に取付けられるように構成され、第２部分が係合部材の第１セットと第２セットを支持していると有利である。係合部材の第１セットと第２セットは、第２部分に沿って軸方向に動くことができる。
【００６５】
次に、添付の図を参照して、本発明の実施の形態を一例として説明する。図において、類似の参照文字は、均等な特徴を示している。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明による変速機の全体構造の断面図である。
【図２ａ】歯車の側部におけるドッグのグループの配置を示す概略図である（見やすくするために歯は示していない）。
【図２ｂ】空動き機構を有する歯車を示す図である。
【図２ｃ】空動き機構を有する歯車を示す図である。
【図２ｄ】空動き機構を有する歯車を示す図である。
【図２ｅ】空動き機構を有する歯車を示す図である。
【図３】セレクタ機構と歯車の側部のドッグとの相互作用を示す概略図である。
【図４】セレクタ機構の係合要素を示す斜視図である。
【図５ａ】セレクタ機構の動作を図式的に示す。
【図５ｂ】セレクタ機構の動作を図式的に示す。
【図５ｃ】セレクタ機構の動作を図式的に示す。
【図５ｄ】セレクタ機構の動作を図式的に示す。
【図５ｅ】セレクタ機構の動作を図式的に示す。
【図６】セレクタ機構の動作を図式的に示す。
【図７ａ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図７ｂ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図７ｃ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図７ｄ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図８ａ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図８ｂ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図８ｃ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図９ａ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図９ｂ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図９ｃ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図９ｄ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１０ａ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１０ｂ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１０ｃ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１０ｄ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１１ａ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１１ｂ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１１ｃ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１１ｄ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１２ａ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１２ｂ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１２ｃ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１２ｄ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１３ａ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１３ｂ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１３ｃ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１３ｄ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１４ａ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１４ｂ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１４ｃ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１４ｄ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１５ａ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１５ｂ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１６ａ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１６ｂ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１６ｃ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１７ａ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【図１７ｂ】入力軸および／またはセレクタ機構に回転可能に取付けられた歯車に組み込まれた代替的な空動き機構設計を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
図１は、出力軸１と、入力軸３と、入出力軸３、１の間で駆動力を伝達するように構成された第１、第２、第３、第４、第５、第６歯車列（またはギアレシオ）５、７、９、１１、１２、１４（ファースト、セカンド、サード、フォース、フィフスおよびシックスス）を備えた変速機を示している。第１歯車列５は、軸受を介して入力軸３に回転可能に取付けられた第１歯車１３と、出力軸１に固定されかつ第１歯車１３にかみ合っている第２歯車１５とからなっている。第２歯車列７は、出力軸３に回転可能に取付けられた第３歯車１７と、入力軸１に固定されかつ第３歯車１７にかみ合っている第４歯車１９とからなっている。第３歯車列９は、入力軸３に回転可能に取付けられた第５歯車２１と、出力軸１に固定されかつ第５歯車２１にかみ合っている第６歯車２３とからなっている。第４歯車列１１は、入力軸３に回転可能に取付けられた第７歯車２５と、出力軸１に固定されかつ第７歯車２５にかみ合っている第８歯車２７とからなっている。第５歯車列１２は、入力軸３に回転可能に取付けられた第９歯車１６と、出力軸１に固定されかつ第９歯車１６にかみ合っている第１０歯車１８とからなっている。第６歯車列１４は、入力軸３に回転可能に取付けられた第１１歯車２２と、出力軸１に固定されかつ第７歯車２５にかみ合っている第１２歯車２４とからなっている。
【００６８】
更に、第１、第２および第３セレクタ機構２９、３１、３３が入力軸３に取付けられている。各セレクタ機構２９、３１、３３は、入力軸３と一緒に回転するように入力軸３に回転可能に取付けられた歯車を選択的にロックすることにより、歯車列を介して入力軸３と出力軸１の間で駆動力を選択的に伝達するように構成されている。第１セレクタ機構２９は、入力軸３と一緒に回転するように、ファーストギアレシオの第１歯車１３と、セカンドギアレシオの第３歯車１７を選択的にロックするように構成されている。第２セレクタ機構３１は、入力軸３と一緒に回転するように、サードギアレシオの第５歯車２１と、フォースギアレシオの第７歯車２５を選択的にロックするように構成されている。第３セレクタ機構３１は、入力軸３と一緒に回転するように、フィフスギアレシオの第９歯車１６と、シックススギアレシオの第１１歯車２２を選択的にロックするよう構成されている。
【００６９】
歯車は、歯車セレクタ機構にかみ合っているときは、入力軸３と一緒に回転するようにロックされている。従って、第３歯車列９の場合、第２歯車セレクタ機構３１が第５歯車２１にかみ合い、第１および第３歯車セレクタ機構２９、３３が中立位置にある（歯車がかみ合っていない）ときには、入力軸３と出力軸１の間で第３歯車列９を介して駆動力が伝達される。
【００７０】
各セレクタ機構２９、３１、３３は、類似しており、そして類似の方法で入力軸３に取付けられている。次に、第１歯車セレクタ機構２９の構造と、それが第１および第３歯車１３、１７に選択的にかみ合う方法について説明する。一般的な構造と作動原理は、第２および第３歯車セレクタ機構３１、３３とそれらの各歯車に適用可能である。
【００７１】
歯車セレクタ機構２９は、第１および第３歯車１３、１７に設けられた駆動構造体２０に係合するように配置されている。各歯車１３、１７の駆動構造体２０は、ドッグのグループからなっている。類似の駆動構造体が第５、第７、第９および第１１の歯車２１、２３、２８、３２に設けられている。
【００７２】
第１ドッググループ２０は、第１歯車１３の一方の側に設けられている。ドッグは、好ましくは第１歯車と一体に形成されているが、これは必須ではない。第１ドッググループ２０は、３個のドッグからなり、このドッグは、歯面の周りに周方向に均等に配置されている、すなわち一対のドッグの中央の間の角度は、約１２０°である（図２ａ、３参照）。第２ドッググループ２０は、３個のドッグからなり、同様に第３歯車１７の一方の側に配置されている。３個のドッグが使用される理由は、この配置構造が大きな係合ウインドウを提供することにある。この係合ウインドウは、係合要素を受け入れるための、ドッグの間のスペースである。大きな係合ウインドウは、駆動力を歯車１３、１７に伝達する前に、この歯車を完全に係合させるために、第１歯車セレクタ機構２９に大きなチャンスを提供する。もし、部分的にのみ係合したときに、第１歯車セレクタ機構２９が歯車を駆動すれば、結果としてドッグおよび／または第１歯車セレクタ機構２９を損傷させることになる。
【００７３】
第１および第３歯車１３、１７は、入力軸３上に互いに離して設けられ、そして第１および第２ドッググループを有する側が互いに向き合うように構成されている。
【００７４】
図２ｂ〜２ｆは、空動き機構２００を備えた第１および第３歯車１３、１７を示している。この空動き機構は、第１および第３歯車１３、１７と入力軸３および／またはセレクタアセンブリ２１との間の相対回転運動を制限するように構成されている。この構成は、制限された相対回転運動がセレクタ機構２９と新しい歯車１３、１７との係合を優しくし、それによって発生する騒音を許容レベルに低下させる。相対回転運動は、入力軸３と共に回転させるために歯車１３、１７をロックさせる時間を効果的に増大させる。
【００７５】
第１および第３歯車１３、１７は、外側環状部分２０２と内側環状部分２０４を備えている。内側部分２０４は、外側部分２０４と同軸に配置され、かつ外側部分と相対的に制限された回転運動を行うように構成されている。外側部分２０２は、周辺部分に形成された歯を有し、この歯は、出力軸３に固定された対応する歯車にかみ合っている。内側部分２０２は、軸受を介して入力軸３上に回転可能に取付けられ、かつその一方の端面にドッグ２０を備えている。
【００７６】
外側部分２０２は、環状凹部２０６を有する。この凹部２０６内には、少なくとも１個の弾性手段２０８、好ましくは多数の弾性手段２０８が設けられている。この弾性手段は、外側部分２０２と内側部分２０４の相対回転運動に逆らうように構成されている。弾性手段２０８は、好ましくは１個またはそれ以上のゴムブロックからなっているが、代替的な材料を使用することができる。好ましくは一連のゴムブロックが使用される。各ブロックは、異なる弾性を有することができ、第１部分と第２部分の間で拘束されている。例えば、幾つかのゴムブロックがブロックの剛性を変更するために空洞を有していてもよい。この場合、内側歯車部分２０４が約３４０°の角度にわたって外側部分２０２と相対的に時計回りおよび反時計回りに動くことができる。しかしながら、実際には、弾性手段２０８の存在によって、運動が可能な最大運動の或る割合に制限される。この相対回転運動は、弾性手段２０８によって制限される。従って、ドッグ２０が歯車セレクタ機構２９に係合するときに、衝撃が外側部分２０２と内側部分２０４の相対回転運動を生じ、それによって弾性手段２０８を圧縮する。これは、衝撃騒音を車両の運転手に聞こえないようにあるいは気持ちの良いレベルに低下させるように低減する。弾性手段２０８は、その圧縮限界に達しそれ以上圧縮できなくなるまで圧縮される。これは、所望な弾性応答性を達成するために凹部２０６の容積を制御することによって左右される。変速機の動作中、弾性手段２０８は、その位置を中立位置に戻そうとする。
【００７７】
ゴムブロックを使用する代わりに、弾性手段は、１個またはそれ以上のばねからなっていてもよい。更に、ゴムブロックは、剛性を高めるために（鋼のような）金属フレームまたはインサートを含んでいてもよい。
【００７８】
第５、第７、第９および第１１歯車２１、２５、１６、２２は、第１および第３歯車１３、１７と同様に構成されている。しかしながら、幾つかの変速機では、選択可能なすべての歯車に空動き機構２００を設ける必要がないかもしれない。というのは、幾つかのギアレシオ／シフト状態の場合、例えば幾つかの高いギアでは、発生するトルクスパイクが既に許容騒音限度、許容振動限度および許容ハーシュネス限度内にあるからである。このような状況では、緩衝されない歯車が慣用のタイプであり得る。
【００７９】
第１歯車セレクタ機構２９は、スリーブ３４、係合要素３５、３６の第１および第２セットおよびアクチュエータアセンブリ３８を備えている。
【００８０】
第１歯車セレクタ機構２９は、第１および第３歯車１３、１７の間において入力軸３に取付けられている。係合要素３５、３６の第１および第２セットは、スリーブ３４上に取付けられている。係合要素３５の第１セットは、３個の要素２８からなり、この要素は、その基部が内側に向き、かつ要素２８の軸線が互いにかつ入力軸３に対してほぼ平行になるように、入力軸３の周りに均等に分配配置されている。係合要素３６の第２セットは、３個の要素３０からなっている。この要素は、同様に入力軸３の周りに配置されている。係合要素３５、３６のセットは、入力軸３と共に回転し、かつアクチュエータアセンブリ３８の切換え動作に応答してスリーブ３４、ひいては入力軸３に沿って軸方向にスライドできるように構成されている。これを容易にするために、スリーブ３４は、各係合要素２８、３０を有するその湾曲した表面に形成された６つのキー溝４１を備えている。この係合要素は、その基部に相補形状を有する。キー溝４１は、ほぼＴ字形の断面形状を有し、それによって要素は、キー溝４１内で半径方向と接線方向に拘束され、軸方向には拘束されていない（図２参照）。その代わりに、キー溝４１は、半径方向において要素を拘束するために、細長い溝またはあり溝状の断面形状を有していてもよい。
【００８１】
要素は、好ましくは、負荷領域が半径方向に大きく離れていることによる大きな片持ち作用を防止するために、入力軸３に接近するように形成されている。それによって、構造的な破壊の可能性が低下する。
【００８２】
係合要素セット３５、３６の配置は、特定のセットの要素が交互のキー溝４１内に位置し、かつセット３５、３６がスリーブ３４に沿ってスライドできるように行われている。各セットの係合要素は、環状部材１００によって互いに固定連結され、一体として動く。各セット３５、３６は、他のセットとは関係なく動くことができる。環状部材１００は、その全周にわたって延在する外側湾曲表面に形成された溝１０２を有する。係合要素の第１セット３５の係合要素２８は好ましくはその環状部材１００と一体に形成されているがしかし、これは重要ではない。係合要素２８は、環状部材１００の周りに均等に分配配置されている。係合要素の第２セット３６は、３個の要素３０からなっている。この要素は、第２環状部材１００によって類似の固定配置方法で保持されている。係合要素の第１および第２のセット３５、３６が相対的に運動するときには、第１係合要素セット３５の環状部材１００は、第２係合要素セット３６上を移動し、第２係合要素セット３６の環状部材１００は、第１係合要素セット３５上をスライドする。
【００８３】
第１係合要素セット３５の各係合要素２８は、第１歯車１３に取付けられたドッグ２０の第１グループに係合するように配置された第１端部２８ａと、第３歯車１７上のドッグ２０の第２グループに係合するように配置された第２端部２８ｂを有する。第１および第２端部２８ａ、２８ｂは、一般的には、同じ形状を有するが左右逆であり、例えば第１端部２８ａは、第１歯車１３の減速中（後退トルク方向）ドッグ２０の第１グループに係合するように構成され、第２端部２８ｂは、第３歯車１７の加速中（前進トルク方向）ドッグ２０の第２グループに係合するように構成されている。第２係合要素セット３６の各係合要素３０は、第１端部３０ａが第２歯車１５の加速中にドッグ２０の第１グループに係合するように構成され、かつ第２端部３０ｂが第３歯車１７の減速中ドッグ２０の第２グループに係合するように構成されていることを除いては、同じように構成されている。
【００８４】
係合要素の第１および第２の両セット３５、３６が歯車に係合するとき、歯車が加速されていようと減速されていようと、入力軸３と出力軸１の間で駆動力が伝達される。
【００８５】
各係合要素の第１および第２端部２８ａ、３０ａ、２８ｂ、３０ｂは、ドッグ２０に係合するための係合面４３、傾斜面４５、端面４２を有し、そして肩部４４（図４に図式的に示した）を有していてもよい。端面４２は、歯車の側部に接触することによって係合要素２８、３０の軸方向運動を制限する。係合要素２８、３０が回転して係合するように係合面４３は、ドッグの側部２０ａに対して相補的に角度を付けることができ、それによって面と面の接触が生じ、摩耗を減少する。各傾斜面４５は、好ましくはらせん状に形成され、端面４２から傾斜している。傾斜面４５の傾斜角度は、端面４２から最も遠い傾斜面のエッジと端面４２の平面との間の縦方向距離がドッグ２０の高さよりも大きくなるように定められている。これにより、ドッグ２０に係合する方へ傾斜面４５を動かす、係合要素２８、３０とドッグ２０の間の相対回転運動が存在するときに、変速機は、ロックアップしない。ドッグ２０は、係合要素２８、３０の側部に衝突せずに傾斜面４５に係合する。更に、ドッグ２０と係合要素２８、３０の間に相対回転運動が発生するので、ドッグ２０が傾斜面４５を越えてスライドし、傾斜面のらせん状表面が係合要素２８、３０を、ドッグ２０から離れるように入力軸３に沿って軸方向に動かし、従って変速機は、ロックアップしない。
【００８６】
歯車セレクタ機構の構造は、新しいギアを選択するときに発生する変速機のロックアップを生得的に防止するようになっている。
【００８７】
第１および第２係合要素セット３５、３６が図１に示すように交互に配置されているとき、第１係合要素セット３５の第１端部２８ａの係合面４３は、第２係合要素セット３６の第１端部３０ａの係合面４３に隣接している。第１および第２係合要素セット３５、３６が歯車に完全に係合しているとき、ドッグ２０は、隣接する係合面４３の各々の対の間に位置している。ドッグ２０と要素の端部の寸法は、好ましくは、歯車が加速から減速へあるいはその逆に動くときに、歯車のバックラッシュがほとんどないかまたは全くないようにするために、加速要素の係合面４３と減速要素の係合面４３の間で各ドッグがほとんど動かないように選定されている。
【００８８】
アクチュエータアセンブリ３８は、第１および第２係合要素セット３５、３６の動きを制御する。アセンブリ３８は、第１および第２アクチュエータ４６、６４と、第１および第２アクチュエータ部材４８、５８を備えている。第１および第２アクチュエータ４６、６４は、力発生器アクチュエータであり、好ましくは電気システム、例えば電気機械式システムまたは電気油圧式システムの一部である。第１および第２アクチュエータ部材４８、５８は好ましくは独立して制御可能なフォークの形をしている。第１係合要素セット３５の運動は、第１アクチュエータ４６によって制御される第１アクチュエータ部材４８の運動によって制御される。第２係合要素セット３６の運動は、第２アクチュエータ６４によって制御される第２アクチュエータ部材５８の運動によって制御される。従って、第１および第２係合要素セットは、両係合要素セットの動作を制御するためにアクチュエータを１個しか備えていない特許文献１のシステムのように、互いに異なっている公知のシステムとは、全く関係なく動く。公知のシステムによって係合要素セットは、相対的に動くことができるが、運動を生じるためにアクチュエータが１個しか設けられていないので、各係合要素セットの動作は相互に依存する。
【００８９】
各アクチュエータ部材４８、５８は、その各係合要素セットの溝１０２の周りに約１８０°にわたって延在するように構成され、かつこの溝１０２内に位置する半環状部分を備えている。各係合要素セット３５、３６は、その各アクチュエータ部材４８、５８と相対的に回転可能であり、かつ環状部材１００に力を加えるアクチュエータ部材４８、５８によって入力軸３に沿って軸方向に動かされる。
【００９０】
アクチュエータアセンブリ３８は、随意的に、コイルばね（図示せず）のような弾性手段を備えることができる。ばねは、第１および第２係合要素セットが歯車に駆動係合し、動くことができないときに、第１および第２係合要素セットを軸方向に動かすために付勢するように配置されている。例えば、ばねは、第１アクチュエータ４６と第１アクチュエータ部材４８の間あるいは第１アクチュエータ部材４８と第１係合要素セット３５、３６の間に配置可能である。
【００９１】
第１および第２アクチュエータ４６、６４の動作、ひいては第１および第２係合要素セットの運動は、変速機制御ユニットによって制御される。この変速機制御ユニットは、変速機内でのセレクタ機構２９、３１、３３の作動状態を測定するためのセンサを備えている。一般的に、このセンサは、アクチュエータ部材４８、５８の位置、ひいては係合要素セットの位置を監視し、例えばアクチュエータ部材が歯車に係合しているか否かを監視する。センサは、アクチュエータ４６、６４内に設けることができ、例えばホール効果型のセンサである。
【００９２】
変速機制御ユニットは、好ましくは、プロセッサによって駆動される電子論理制御システムの形をしている。このプロセッサは、第１および第２アクチュエータ４８、６４、ひいては第１および第２係合要素セット３５、３６の動作を制御するソフトウェアを実行する。相容れない複数のシフトの発生を防止するように変速機内のトルクの方向を制御すると共に歯車セレクタ機構２９、３１、３３の動きを制御するために一般的に、シーケンスプログラミングが行われている。第１および第２アクチュエータ４６、６４を使用することによって第１および第２係合要素セット３５、３６の動作全体が独立して制御可能であると、各アクチュエータによって加えられる付勢力の大きさおよび加えるタイミングを独立して制御可能であるという利点がある。これは、低い回転歯車速度でも、係合要素セット３５、３６が係合した歯車から誤って係合を解除することがなく、従って駆動力の損失がないことを意味する。
【００９３】
次に、図５ａ〜５ｅと図６を参照して、第１歯車セレクタ機構２９の動作を説明する。これらの図は、明確にするために、各セットの１個のみの要素の相対位置によって、第１および第２要素セット３５、３６の動きを図式的に示している。
【００９４】
図５ａは、中立位置にある第１および第２係合要素セット３５、３６を示している。この中立位置ではどちらの係合要素セットも歯車に係合していない。
図５ｂは、入力装置９４からのギアシフト要求に応答して第１および第２アクチュエータ４６、６４の作用を受けて、第１歯車１３と係合するように動く第１および第２係合要素セットを示している。好ましくは、第１ギアシフトのためにクラッチが開放している。
【００９５】
図５ｃは、第１歯車１３が改善に係合しているときの状態、すなわち係合要素２８、３０がドッグ２０の第１グループと交互に配置されている状態を示している。第１および第２アクチュエータ４６、６４は、アクチュエータ部材４８、５８が第１歯車１３との第１および第２係合要素セット３５、３６の係合を維持するように構成されている。従って、駆動力は、減速時に第１歯車１３から第１係合要素３５を経て入力軸３に伝達され、そして加速時に第２係合要素セット３６を経て伝達される。
【００９６】
第１歯車列５を用いて加速している間（第１歯車１３が図５ｃにおいて矢印Ｂ方向に回転する）、第１係合要素セット３５の係合要素の係合面４３は、負荷されないが、第２係合要素セット３６の係合要素の係合面４３は負荷される。使用者またはエンジン制御ユニットが第２歯車列７をかみ合わせようとするとき、入力信号が入力装置またはエンジン制御ユニットからプロセッサに送られる。プロセッサは、第１アクチュエータ部材４８を駆動するために第１アクチュエータ４６を作動させるよう変速機制御ユニットに指示する。この第１アクチュエータ部材は、第１係合要素セット３５の係合要素２８を、スリーブ３４のキー溝４１に沿って軸方向にスライドさせる。それによって、第１係合要素セット３５が第１歯車１３との係合を解除する（図５ｄ参照）。
【００９７】
第２アクチュエータ６４は、第２アクチュエータ部材５８、ひいては第２係合要素セット３６を第３歯車１７の方へ動かすように作動させられる。しかしながら、第２係合要素セット３６が負荷されているので、すなわち、第１歯車１３を駆動しているので、第１歯車１３との係合を解除することができず、第２係合要素セット３６は、静止したままであり、その際第２アクチュエータ６４は、第２係合要素セットを第３歯車１７の方へ付勢している。
【００９８】
第１係合要素セット３５が入力軸３に沿って軸方向にスライドすると、係合面４３は、ドッグ２０の第２グループに係合する（図５ｅ参照）。この段階で、空動き装置２００の内側部分２０４が外側部分２０２と相対的に動き、弾性手段２０８を圧縮する。それによって、衝撃の一部を吸収し、ギア選択によって生じる騒音を大幅に低減する。弾性手段２０８が負荷されてその圧縮限界に達すると、相対回転が制止され、係合要素２８が図５ｅの矢印Ｃ方向に第３歯車１７の外側部分２０６を駆動し、その際入力軸３と出力軸１の間で第２歯車列７を介して駆動力が伝達される。これが起こると、第２係合要素セット３６の負荷が停止し、第１ドッググループ２０との係合解除を自由に行うことができる。第２係合要素セット３６が第２アクチュエータ６４によって付勢されているので、第２係合要素セットは、スリーブ３４のキー溝４１に沿って軸方向にスライドし、それによって第１歯車１３と入力軸３との係合解除を終える。第２係合要素セット３６は、第３歯車１７に係合するまで、キー溝４１に沿ってスライドする。それによって、第３歯車１７と入力軸３の係合を終える（図６参照）。
【００９９】
歯車列のこの選択方法は、トルク中断を実質的に排除する。というのは、第１歯車列５がかみ合いを解除する前に、第２歯車列７がかみ合うからである。従って一時的には、第１と第２歯車列５、７が同時にかみ合い、入力軸３と一緒の回転をロックする。これは、新たにかみ合った歯車の回転が元の歯車の回転よりも高くなるまで行われる。
【０１００】
歯車が第１および第２係合要素セット３５、３６の両方に係合しているときに、２つの状態の間で切換えるときに生じるきわめて小さなバックラッシュを有する歯車を用いて加速および減速することができる。バックラッシュは、加速から減速へまたはその逆に移動する際に、ドッグが加速係合要素の係合面４３から減速係合要素の係合面４３に移動するときの空動きである。慣用のドッグ型変速機は、約３０°のバックラッシュを有する。本発明による代表的な自動車用変速機は、４°よりも小さなバックラッシュを有する。
【０１０１】
バックラッシュは、ギアシフト中に係合部材とドッグの間で必要とされるクリアランス、すなわちドッグと次の係合部材の間のクリアランス（図５ｂの寸法「Ａ」参照）を最小限に抑えることによって低減される。ドッグと次の係合部材の間のクリアランスは、０．５〜０．０３ｍｍの範囲であり、一般的に０．２ｍｍよりも小さい。バックラッシュは、更に、保持角度の関数である、すなわちドッグの係合面２０ａのアンダーカットの角度と同じである係合面４３の角度の関数である。保持角度は、ドッグと係合面４３の間の相対運動の有無に影響を及ぼす。保持角度が小さければ小さいほど、バックラッシュは、小さくなる。保持角度は、一般的に２．５〜１５°である。
【０１０２】
減速中の第２歯車列７から第１歯車列５への移行は、同様なプロセスで行われる。
【０１０３】
減速中、第２歯車列７では、第１要素セット３５の要素の係合面４３は、負荷されず一方、第２要素セット３６の要素の係合面４３は、負荷される。使用者または、エンジン制御ユニットが第１歯車列５をかみ合わせようとするとき、信号が入力装置または、エンジン制御ユニットからプロセッサに送られる。プロセッサは、第１アクチュエータ部材４８を軸方向に動かすために第１アクチュエータ４６を作動させるよう変速機制御ユニットに指示する。この第１アクチュエータ部材は、第１係合要素セット３５を、第１歯車１３の方向に入力軸に沿ってキー溝４１内を軸方向にスライドさせる。それによって、第１係合要素セット３５が第３歯車１７との係合を解除する。
【０１０４】
変速機制御装置は、第２アクチュエータ６４を作動させる。しかしながら６０、第２係合要素セット３６が負荷されているので、すなわち第３歯車１７のドッグ２０に駆動係合しているので、第２係合要素セットは、静止したままであるが、第１歯車１３の方へ付勢されている。
【０１０５】
第１係合要素セット３５は、キー溝４１内を軸方向にスライドするので、第１歯車１３のドッグ２０に係合する。この段階で、空動き装置２００の内側部分２０４が外側部分２０２と相対的に動き、弾性手段２０８を圧縮する。それによって、衝撃の一部を吸収し、ギア選択によって生じる騒音を大幅に低減する。弾性手段２０８が負荷されてその圧縮限界に達すると、入力軸３と出力軸１の間で第１歯車列５を介してエネルギーが伝達されるように、第１係合要素セット３５が第１歯車１３の外側部分２０６を駆動する。これが起こると、第２係合要素セット３６の負荷が停止し、第２アクチュエータ６４の付勢が第２係合要素セットを第１歯車１３の方へ入力軸３に沿ってキー溝４１内を軸方向にスライドさせ、それによって第３歯車１７の係合解除を終える。第２係合要素セット３６は、第１歯車１３に係合するまで、入力軸３に沿ってキー溝４１内をスライドし続ける。それによって、第１歯車１３と入力軸３の係合を終える。
【０１０６】
キックダウンシフト、すなわち高い歯車列から低い歯車列へのギアシフトであってしかも、加速中のギアシフト、例えば車両が坂を登るときおよびドライバーが坂で加速するために低いギアを選択するときのギアシフトは、シフトの前に駆動要素セットの係合解除を可能にするために短いトルク中断を必要とする。
【０１０７】
上記の構造は、セレクタ機構が入力軸３上に幾つ取付けられていても繰り返し設けることができる。更に、選択器アセンブリと回転可能に取付けられた歯車は、出力軸に取付けることができ、固定歯車は入力軸に取付けることができる。
【０１０８】
本発明の範囲に含まれる、上記実施の形態の変形を行うことができることは、当業者にとって明らかであろう。例えばセレクタ機構２９、３１、３３と空動き機構２００を出力軸１上に配置することができるかあるいは幾つかのセレクタ機構と空動き機構を両軸に配置することができ、例えば交互に配置することができる（特許文献６参照）。図２ｂ〜２ｅに示した空動き機構２００を使用する代わりに、変速機は、少なくとも１個の歯車１３、１７、２１、２５、１６、２２のために、後述する空動き機構３００；４００；５００；６００；７００；８００；９００；１０００；１２００；１３００を代替的に備えることができる。異なる歯車１３、１７、２１、２５、１６、２２は、同じ変速機内で異なる空動き機構を備えることができ、例えば第１歯車１３は、空動き機構３００を備え、第３歯車１７は、空動き機構８００を備えることができる。
【０１０９】
幾つかのまたはすべての歯車１３、１７、２１、２５、１６、２２に備えられる空動き機構３００；４００；５００；６００；７００；８００；９００；１０００；１２００；１３００に加えてあるいはこの空動き機構の代わりに、変速機は、１個またはそれ以上のセレクタアセンブリ２９、３１、３３に第１３空動き機構１１００を備えることができる（下記参照）。
【０１１０】
第２空動き機構３００は、歯と凹部３０６を有する歯車外側部分３０２と、この外側部分３０２と同軸に配置された歯車内側部分３０４を備えている。この内側部分３０４は、端面に形成されたドッグ２０と、凹部３０２内に配置された１個またはそれ以上のゴムブロックまたはばね要素のような弾性手段３０８と、内側部分３０４と外側部分３０２の軸方向位置を保持するためのスナップリング３１１とを備えている。この弾性手段は、外側部分３０２と内側部分３０４の相対回転運動に反対するように配置されている。この構造により、外側部分３０２は約１７０°の角度にわたって時計回りまたは反時計回りに内側部分３０４と相対的に動くことができ、それによって妨害部材３０９の間で弾性手段３０８を圧縮する。しかしながら、実際には、弾性手段３０８が運動の全体の大きさに比例して、歯車部分３０２、３０４の間の相対回転を制限する。第２空動き機構３００の作動原理は、図２ｂ〜２ｅの実施の形態の作動原理に似ている。主たる違いは、達成可能な相対回転運動の大きさである。
【０１１１】
図８ａ〜８ｃは、歯と凹部４０６を有する歯車外側部分４０２と、歯車内側部分４０４を備えている。この内側部分４０４は、その端面に形成されたドッグ２０と、ゴムリングの形をした弾性手段４０８を備えている。このゴムリングは、制限部材４０９の間で圧縮可能であり、かつその中に配置された、補強要素として作用する一連の鋼球４１０を備えている。内側部分は、更に歯車部分４０２と４０４の軸方向位置を保持するためのスナップリング４１１とを備えている。この実施の形態の動作は、図２ｂ〜２ｅの実施の形態と非常に似ている。主たる違いは、弾性要素４０８が係合中に加えられる負荷に耐えるために補強要素として鋼球を備えていること、すなわち弾性にある。この負荷は、特に低いギアの場合に大きい。リングの弾性によって初期衝撃が吸収され、そしてゴムが圧縮されるときに鋼球４１０の存在によって弾性手段が剛性を高めるように構成されている。従って、鋼球４１０は、弾性部材４０８に剛性を与える。鋼球４１０の数と鋼球４１０の間隔は、、弾性部材４０８に与えられる剛性の程度を決定する。
【０１１２】
相対回転運動が時計回りおよび反時計回りに生じるように構成されている。
【０１１３】
図９ａ〜９ｄは、第４空動き機構５００、すなわち軸方向カムバージョンを示している。第４空動き装置５００は、歯、凹部５０６および内側スプライン構造体５１６を有する歯車外側部分５０２を備えている。第４空動き装置は、更に、ドッグ２０とフランジを有する歯車内側部分５０４を備えている。このフランジは、波状カム面５１２を有する。空動き機構５００は、弾性手段５０８と歯車中間部分５１０を備えている。この歯車中間部分は、歯車外側部分５０２に形成された内側スプライン５１６にかみ合うように配置された外側スプライン５１４を備えている。外側スプラインは、内側スプラインと一緒に回転するように固定されている。歯車中間部分５１０は、更に、歯車内側部分５０２の波状面５１２に対して相補形の波状面を備えている。歯車がセレクタ機構２９、３１、３３にかみ合うときに、歯車内側部分５０４と歯車中間部分５１０（ひいては歯車外側部分５０２）が相対回転運動するように構成されている。
【０１１４】
しかしながら、この運動に対して、波状カム面とゴムリング５０８の弾性との相互作用が抵抗する。波状面の頂部が係合するとき、歯車内側部分５０４と中間部分５１０の軸方向間隔が増大する。それによって、ゴムリング５０８が圧縮され、歯車中間部分５１０が歯車内側部分５０２の方へ付勢される。係合力が充分の大きさであると、部分５１０、５１２は、互いに滑ることができ、それによって各カム面に形成された頂部が少なくとも１回互いに通り越し、相補形の谷部に降りる。その際、内側部分５０４と中間部分５１０の軸方向間隔は、ゴムリング５０８の弾性のため減少する。相対回転運動は、歯車のかみ合い衝撃の少なくとも一部を吸収する。配置構造は、双方向性である。
【０１１５】
新しい歯車にかみ合うときの初期衝撃と、内側部分５０４と外側部分５０２の間の相対回転運動の後で、カム面は、駆動のつり合い状態に達し、内側部分５０４と外側部分５０２は互いに回転する。
【０１１６】
図１０ａ〜１０ｄは、第５空動き機構６００、すなわち制限された軸方向カムバージョンを示している。第５空動き機構６００は、歯と凹部６０６を有する歯車外側部分６０２を備えている。機構６００は、更に、ドッグ２０、フランジ６１２および外側スプライン６１４を有する歯車内側部分６０４と、ゴムリングの形をした弾性手段６０８と、中間要素６１０と、スナップリング６１１を備えている。歯車外側部分６０２は、内側カム面６１６を有し、中間部分６１０は、相互形のカム面６１８を有する。カム面６１８は、成形された３つの突出部６２０を有し、この突出部は、それぞれ複数の面を有する。各面の角度は、所望なカム特性を提供するように設定可能である。このカム特性は、歯車内側部分６０４と歯車外側部分６０２の相対運動を生じるために必要な力の大きさを決定する。例えば、外面は、内面よりも急勾配に形成可能である。
【０１１７】
歯車外側部分６０２のカム面６１６は、３つの窪み部分６２２を有する。この窪み部分は、所望なカム特性を達成するように成形されている。例えば、窪み部分６２２の曲率をその長さに沿って変化させることができる。
【０１１８】
歯車中間要素６１０は、歯車内側部分６０４の外側スプライン６１４に係合する内側スプライン６２４を備えている。
【０１１９】
ドッグ２０が歯車セレクタ機構２９、３１、３３と係合するときに、歯車内側部分６０４は、カム面６１６の周りに歯車中間要素６１０を駆動する。突出部６２０が窪み部分６２２をよじ登るので、歯車内側部分６０４と歯車外側部分６０２の間の運動に対する抵抗が変化する。歯車内側部分６０４と歯車外側部分６０２の相対運動は、ドッグ２０におけるセレクタ機構の衝撃を吸収する。中間要素６１０がカム面６１６に沿って進むので、中間要素は、フランジ６１２の方へ軸方向に移動し、それによって弾性部材６０８を圧縮する。駆動圧力が取り除かれると、弾性部材６０８は、中間要素６１０を中立位置に戻す。
【０１２０】
歯車中間要素６１０と外側部分６０２の相対回転運動中の或る時に、つり合いが達成され、内側部分６０４と外側部分６０２が一緒に回転する。初期衝撃が非常に大きければ、カム面は、お互いを越えて次の谷内に移動することができる。
【０１２１】
図１１ａ〜１１ｄは、第６空動き機構７００、すなわち自由回転カムバージョンを開示している。この第６空動き機構７００は、歯車外側部分７０２と歯車内側部分７０４を備えている。歯車外側部分７０２は、凹部７０６と内側スプライン構造体７１６を有する。空動き機構７００は、スナップリング７１１と中間要素７１０を備えている。この中間要素は、波状カム面７１２、凹部７２０内に位置する４個の鋼球および外側スプライン構造体７１４を備えている。内側要素７０４は、フランジ端面に形成されたドッグ２０を備えている。内側要素は、更に、ドッグ２０とは、反対のフランジの側に波状カム面７２０を有する。中間要素７１０と歯車外側部分７０２との間に弾性部材７０８が設けられている。鋼球７１８は、歯車内側要素７０４の波状カム面７２０内に設けられた溝７２２に入るように配置されている。
【０１２２】
セレクタ機構がドッグ２０に係合すると、歯車内側要素７０４と中間要素７１０の波状カム面は、内側部分７０４と外側部分７０２の相対回転運動の或る量を許容するように相互作用する。カム面７１２、７２０がお互いを越えて移動するので、内側部分７０４と中間要素７１０の間の分離が変化する。これにより、弾性手段７０８が圧縮される。弾性手段７０８の弾性を決定することにより、外側部分７０２と内側部分７０４の相対回転運動に対する抵抗がある程度決定される。
【０１２３】
歯車中間要素７１０と外側部分７０２の相対回転運動中の或る時に、つり合いが達成され、内側部分７０４と外側部分７０２が一緒に回転する。初期衝撃が非常に大きければ、カム面は、お互いを越えて次の谷内に移動することができる。
【０１２４】
図１２ａ〜１２ｄは、第７空動き機構８００、すなわちゼネバホイールバージョンを示している。この第７空動き機構８００は、歯を有する外側部分８０２と、ドッグ２０を有する内側部分８０４を備えている。内側部分８０４は、外側部分８０２の凹部８０６内に位置している。内側部分８０４は、フランジ８１２を備え、このフランジは、内側部分８０４の軸線に対して平行に配置された位置決め部材８１０を備えている。空動き機構は、ほぼＩ字状の３個の妨害手段８０８を備えている。この妨害手段は、外側部分８０２の周りに均等に分配配置され、所定位置に固定され、そして位置決め部材８１０との相互作用によって内側部分８０４と外側部分８０２の相対回転運動を制限する。妨害手段８０８は、、位置決め部材８１０が妨害手段８０８に係合するときに、位置決め部材と妨害手段が傾斜面８１４に乗り上げるように形成されている。この傾斜面の角度は、妨害手段と位置決め部材が内側部分８０４と外側部分８０２の相対回転運動を最終的に停止するまで、穏やかな制動力を位置決め部材８１０に加える。係合面８１４を有する傾斜面の角度を決定することにより、制動速度が決定される。
【０１２５】
位置決め部材８１０の運動が制止されると、内側部分８０４と外側部分８０２は、一緒に回転する。内側部分８０４と外側部分８０２を中立位置に付勢するために、戻しばね８１６が設けられている。
【０１２６】
図１３ａ〜１３ｄは、第８空動き機構９００、すなわち傾斜面作動クラッチバージョンを示している。空動き機構９００は、歯を有する外側部分９０２と、ドッグ２０を有する内側部分９０４を備えている。内側部分９０４は、波状カム面を有するフランジ９１２と、外側スプライン９１４を備えている。中間要素９１０は、内側部分９０４に隣接して設けられ、外側スプライン構造体９１４を備えている。この外側スプライン構造体は、歯車外側部分９０２上の内側スプライン構造体９１７にかみ合うように配置されている。中間要素９１０は、更に、波状カム面９１２と相互作用するように配置された波状カム面９１５を備えている。中間要素９１０と歯車外側要素９０２の間に、４個のクラッチ板９１８、９２０が設けられている。クラッチ板９１８は、内側スプライン９１７にかみ合うように配置された外側スプライン構造体９１９を備え、クラッチ板９２０は、内側部分９０４の外側スプライン９１４にかみ合うように配置された内側スプライン構造体９２１を備えている。サークリップ９１１は、要素の相対アキシアル位を固定する。
【０１２７】
セレクタ機構２９、３１、３３がドッグ２０にかみ合うと、波状カム面９１２、９１５は、クラッチ板９１８、９２０に加えられる圧力を制御するために相互作用する。中間要素９１０と内側部分９０４のフランジの間の分離が増大するとき、クラッチ板がロックアップするまで、クラッチ板の圧力が増大する。カム面の形状を決定することにより、クラッチのロック圧力が決定される。従って、ドッグ２０がセレクタ機構２９、３１、３３に係合すると、クラッチがロックアップするまで、内側部分９０４と外側部分９０２の相対回転運動が生じる。
【０１２８】
トルクの方向が変化すると、相対回転運動が生じるが、向きが反対である。
【０１２９】
図１４ａ〜１４ｄは、第９空動き機構１０００、すなわちブレークアウトクラッチバージョンを示している。この機構１０００は、図１３ａ〜１３ｄに類似するクラッチ構造体であるがしかし、クラッチに加えられる圧力を決定するためにカム面を使用する代わりに、弾性部材１００８がクラッチ板１０１８、１０２０を付勢している。それによって、スリップ圧力が決定される。従って、ドッグ２０がセレクタ機構２９、３１、３３に係合するとき、係合力がスリップ圧力に打ち勝てば、内側部分１００４と外側部分１００２が相対回転運動する。
【０１３０】
空動き装置構造体は、液圧システムに基づいて構成することができる。係合時のショックを吸収するために、液圧は、歯車の内側部分と外側部分の予定された相対回転を可能にするように設定または、制御される。この種のシステムの例、すなわち第１０空動き装置１２００が、図１５ａ、１５ｂに示してある。図１５ａ、１５ｂは、ジェロータポンプ（第１０）実施の形態を示している。この実施の形態は、軸３に連結された内側ロータ１２０４と、内側成形面１２０７と外側成形部１２０９を有する浮動リング１２０５とを備えている。この内側成形面は、内側ロータ１２０４の成形部を収容しかつこの成形部に係合し、外側成形部は、歯車の外側部分１２０２の内側成形部１２１１に係合するように配置されている。歯車の外側部分１２０２は、軸３に回転可能に取付けられ、内側ロータ１２０４と同心的な一方の側面にドッグ２０を備えている。
【０１３１】
軸３は、緩衝装置から圧液を排出供給するための液圧管路１２１３を備えている。この液圧管路は、液圧制御回路１２１５に接続されている。制御回路は、ジェロータポンプ内および外への圧液の流れを制御する。制御回路は、更に、歯車の外側部分１２０２が軸３と共に回転するようにロックされるか否かを決定する。回路が開放し、圧液がジェロータポンプを経て流れると、外側部分１２０２が軸３と相対的に回転する。液体がジェロータポンプから流出できないように回路が切換えられると、外側部分１２０２は、軸３と共に回転するようにロックされる。
【０１３２】
従って、外側部分１２０２が軸と相対的に自由に回転するとき、セレクタ機構２９、３１、３３は、ドッグ２０に係合することができ、それによって穏やかな係合が生じる。更に、液圧ロックおよび二次ロックを生じることによって駆動力を伝達するために、軸３と一緒に回転するように外側部分１２０２をロックさせるよう制御回路１２１５を切り替えることができる。
【０１３３】
液圧管路１２１３を有する閉鎖液圧系を提供するための別の方法として、空動き装置１２００は、ギアボックス内で潤滑油を使用することができる。供給管路は、ギアボックスの油溜めと、空動き装置１２００に油を供給するために使用されるポンプまで延びている。油は、油溜めに戻すことができる。
【０１３４】
図１６ａ〜１６ｃは、液圧ピストン操作型空動き機構１３００を備えた第１１実施の形態を示している。第１２空動き機構１３００は、外側部分１３０２と、この外側部分１３０２と相対的に制限されて回転運動するように配置された内側部分１３０４を備えている。歯車の外側部分１３０２は、出力軸１に取付けられた他の歯車の歯にかみ合う歯を備えている。内側部分１３０４は、セレクタ機構２９、３１、３３と係合するように配置された３個のドッグを側面に備えている。
【０１３５】
歯車外側部分１３０２の一方の側面に、ほぼ環状の溝１３０６が形成されている。ドッグ２０とは、反対の歯車内側部分１３０４の側面に取付けられたほぼ腎臓形の駆動部材１３０８は、溝１３０６内に位置し、第１ピストン１３１２を溝１３０６に沿って時計回りに駆動し、そして第２ピストン１３１２を溝１３０６に沿って反時計回りに駆動する。ピストン１３１２の運動は、スタート位置で支持部１３１５によって制限され、端位置では、シャトル弁１３１８と停止部材１３１９によって制限される。端位置は、スタート位置から環状溝１３０６の周りに約１８０°離れた位置にある。従って、第１ピストン１３１２は、駆動部材１３０８によって１８０°弱の角度にわたって溝１３０６に沿って時計回りに駆動可能である。第２ピストン１３１２は、１８０°弱の角度にわたって溝１３０６に沿って反時計回りに駆動可能である。各ピストン１３１２は、駆動部材１３０８および尖った先端部とかみ合うほぼＵ字状本体を備えている。
【０１３６】
第１溝１３０６は、歯車外側部分１３０２と同軸的に配置されている。溝１３０６の側壁１３１７は、第１および第２アンダーカット部分１３１４を有する。各アンダーカット部分１３１４は、溝１３０６のほぼ半分の部分（約１３５°）の周りに延在し、そして停止部材１３１９に隣接するスタート位置から、支持部１３１５から短い距離にある最大深さまで徐々に深くなっている。この支持部から短い距離のところでアンダーカット部分１３１４は、終わっている。各アンダーカット部分１３１４は、第１および第２ピストン１３１２が環状溝１３０６に沿って駆動されるときに、溝１３０６から油を逃がすための液体通路を提供する。油は、溝１３０６から、アンダーカット部分１３１４と、駆動部材１３０８内に形成された穴１３１０とを経て歯車周囲に出ることができる。
【０１３７】
歯車は、ブッシュ１３０３と第１供給リング１３２２を介して入力軸３に取付けられている。油は、入力軸３に取付けられた第２供給リング１３１７と、入力軸の中心軸線に沿って入力軸３内に形成された軸方向供給管路１３１３と、少なくとも１個の半径方向供給管路１３２０（図１６ｂ、１６ｃの図示では４個）とを経て、歯車内部に供給される。半径方向供給管路は、ブッシュ１３０３と第１供給リング１３２２に形成された穴と、歯車の外側部分１３０２に形成された開口部１３１６とを介して、歯車の内部と軸方向供給管路１３１３を接続する。第１供給リング１３２２は、歯車内部への油の連続供給を可能にするためにその外面に形成された環状溝を有する。
【０１３８】
開口部１３１６は、環状溝１３０６の両側に油を時計回りおよび反時計回りに供給するように配置されている（図１６ｂ参照）。溝１３０６への油の供給は、シャトル弁１３１８によって制御される。負荷されていない状態では、開口部１３１６が完全に開放し、環状溝の両側に油を供給することができる。シャトル弁１３１８が一方のピストン１３１２によって負荷されると、シャトル弁１３１８は、負荷ピストンと同じ側の開口部１３１６を閉鎖するが、反対側の開口部は、開放したままであり、従って油は、依然として溝１３０６の反対側に供給される。
【０１３９】
作動中、溝１３０６は、供給管路１３１３、１３２０と開口部１３１６を経て油がほぼ完全に充填されている。歯車がセレクタ機構２９、３１、３３の一つによって選択されると、歯車の内側部分１３０４のドッグ２０の係合により、駆動部材１３０８は、ピストン１３１２の一方を溝１３０６に沿って、セレクタ機構２９、３１、３３によって加えられるトルクの方向に駆動する。ピストン１３１２が溝１３０６に沿って動くので、溝１３０６のそこの部分内にある油に圧力が加えられる。それによって、シャトル弁１３１８は、圧力を加えた側の開口部１３１６を閉鎖するが、溝１３０６の反対側（負荷されていない側）には、依然として油が流れ込む。ピストン１３１２が溝１３０６に沿って移動し続けるので、油は、アンダーカット部分１３１４を経てピストン１３１２を通過し始め、そして駆動部材内の穴１３１０を経て、周囲に出ることができる。この周囲は、一般的にギアボックスの内側である。油は、アンダーカット部分１３１４から、溝１３０６の底と駆動部材１３０８の間の隙間内にそして穴１３１０内に流れる。これにより、係合エネルギーの大部分が吸収され、それによって騒音と衝撃波が低減され、従って係合が緩衝される。
【０１４０】
溝内でのピストン３１２の運動は、ピストンがシャトル弁１３１８と停止部材１３１９に到達するときに停止される。これが起こると、歯車の内側部分１３０４は、外側部分１３０２と一緒に回転するようにロックされ、それによって入力軸３と出力軸１の間で駆動力が伝達される。
【０１４１】
トルクの方向が変化すると、あるいは加えられるトルクが油圧によってピストン１３１２に加えられるトルクよりも小さくなると、油が溝１３０６内に送出され、支持部１３１５に隣接するスタート位置にピストン１３１２を戻す。新しいトルク方向の力が充分に大きいと、駆動部材１３０８は、溝１３０６の周りに動いて他のピストン１３１２に係合し、溝１３０６の他の半分内の油溜め内にピストンを駆動する。それによって、ピストン１３１６は、上記と同じように油を付勢する。従って、同じような緩衝作用が生じる。
【０１４２】
従って、時計回りと反時計回りの両方で、緩衝が起こる。
【０１４３】
異なる緩衝効果を提供するために、ピストン１３１２の移動距離を変えることができる。例えば、１０〜１８０°にわたって延在する円弧状軌道に沿って移動させることができる。更に、或る変形では、１個のピストンを使用することが必要であるにすぎない。例えば、上述の実施の形態から自由運動ピストン１３１２を取り去り、溝１３０６内で動く駆動部材１３０８だけによってピストン作用を提供することができる。駆動部材１３０８の大きさと形状は、溝１３０６内での一層密着した嵌め合いを提供するために調節可能である。或る実施の形態では、歯車の内側部分１３０４に固定された、駆動部材１３０８に類似する複数のピストン要素を設けることができる。正確な数は、特定の用途に適した緩衝作用に依存する。更に、１個以上のアンダーカット部分１３１４を設けることに加えてあるいはその代わりに、油がピストン要素１３０８によって圧縮されるときに圧縮された油がピストン要素１３０８を通過できるようにするために、ピストン要素１３０８は、その本体に形成された少なくとも１つの穴を有することができる。穴の大きさと形状は、緩衝作用の決定における重要な要因である。
【０１４４】
油供給系は、閉鎖系でもよいし、開放系でもよい。例えば、開放系は、ギアボックス潤滑油を使用することができ、そしてギアボックスの油溜めから、空動き機構を備えた各歯車の内部に油を送出するための系を備えている。
【０１４５】
図１７ａ、１７ｂは、第１２の空動き機構１１００を示している。第１２空動き機構１１００は、幾つかのまたはすべての歯車セレクタ機構２９、３１、３３を備えることができる。第１２空動き機構１１００は、外側部分１１０２と内側部分１１０４を備えている。内側部分１１０４は、スリーブ部材１１０６を備え、このスリーブ部材は、軸３の外面に形成したスプライン１１１０にかみ合うスプラインを形成した内面１１０８を有する。従って、内側部分１１０４は、軸３と一緒に回転するようにロックされる。内側部分１１０４は、更に、その外面から半径方向外側に延在する３本のアーム１１１２を備えている。外側に延在するアーム１１１２は、１２０°だけ互いに離隔されている。実際には、適当な数のアーム１１１２、例えば２本またはそれ以上のアームを使用することができる。
【０１４６】
外側部分１１０２は、外側スリーブ部材１１１４と、このスリーブ部材の内面から半径方向内側に延在する３本のアーム１１１６と、係合要素３５、３６のセットを収容するために外側スリーブ部材の外面に形成されたキー溝１１４１とを備えている。内側に延在するアーム１１１６は、１２０°だけ互いに離隔されている。実際には、適当な数のアーム１１１６、例えば２本またはそれ以上のアームを使用することができる。一般的には、外側に延在するアーム１１１２と同じ数のアーム１１１２が設けられている。
【０１４７】
外側部分１１０２は、内側に延在するアーム１１１６と外側に延在するアーム１１１２が交互に配置されかつその間に隙間１１１８を生じるように、内側部分１１０４に取付けられている。これにより、外側部分１１０２と内側部分１１０４は、互いに制限された距離だけ相対回転することができる。内側に延在するアーム１１１６と外側に延在するアーム１１１２の間の隙間１１１８の少なくとも一部には、ばねまたはゴムブロックのような弾性手段１１２０が充填されている。弾性手段１１２０は、両方向において外側部分１１０２と内側部分１１０４の相対運動に抵抗し、最終的にはこの相対運動を制限するように配置されている。弾性手段１１２０は、加速方向と減速方向において異なる弾性を提供するために、異なる格付け、例えば異なるばね定数を有することができる。
【０１４８】
係合要素３５、３６のセットが歯車のドッグ２０に係合するときに、係合力によって係合要素３５、３６が外側部分１１０２を内側部分１１０４と相対的に回転運動させるように駆動する。これにより、係合要素３５、３６と歯車および軸３との間に空動きが生じ、幾つかの弾性手段１１２０を圧縮する。それによって、係合時に生じるトルクスパイクの少なくとも一部を吸収する。
【０１４９】
第１２空動き機構１１００は、上記の他の空動き装置２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１２００、１３００の幾つかの原理に沿って作動するように構成および配置可能である。すなわち、歯車のために使用可能な幾つかの空動き機構は、歯車セレクタ機構２９、３１、３３と共に使用可能である。
【０１５０】
第１２空動き機構１１００は、上記の歯車取付け型空動き装置２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１２００、１３００の代わりにまたはそれに追加して使用可能である。
【０１５１】
各空動き装置２００；３００；４００；５００；６００；７００；８００；９００；１０００；１１００は、油で潤滑可能である。
【０１５２】
変速機は、あらゆる乗り物、例えば道路走行車両、レーシングカー、貨物自動車、オートバイ、自転車、列車、路面電車、バス、ブルドーザ、掘削機のような排土車両、クレーン、ホーバークラフトや船舶のような水上乗り物、飛行機やヘリコプターを含む航空機、および軍用車両で使用可能である。変速機は、更に、第１および第２回転可能物体を有する、運搬装置、旋盤やフライス盤を備えた製造機器および専用生産装置のようなあらゆる機械において使用可能である。この場合、駆動力が一方の回転可能物体から他方の回転可能物体へ、変更可能な速度およびトルク特性で伝達される。
【０１５３】
瞬時型歯車セレクタ機構の使用は、性能改良、少ない燃料消費および少ないエミッションをもたらす。というのは、変速時に駆動中断が実質的に無くなるからである。更に、変速機は、慣用のギアボックスよりも一層コンパクトであり、ギアボックスを軽量化する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１軸と、この第１軸に回転可能に取付けられた第１歯車要素と、第１軸と一緒に回転させるために第１歯車要素を選択的にロックするように構成されたセレクタアセンブリと、第１軸に対する第１歯車要素のロック動作を緩衝するように構成された緩衝システムとを備えた変速機。
【請求項２】
第１歯車要素が、セレクタアセンブリによって第１軸と一緒に回転するようにロックされたときに、緩衝システムが第１歯車要素とセレクタアセンブリの間で空動きを許容するように構成されている、請求項１記載の変速機。
【請求項３】
セレクタアセンブリが、第１歯車要素を駆動係合するように構成され、第１歯車要素がセレクタアセンブリによって駆動係合するときに、緩衝システムが第１歯車要素とセレクタアセンブリの相対回転を許容するように構成されている、請求項２記載の変速機。
【請求項４】
第１歯車要素が、セレクタアセンブリによって駆動係合するときに、緩衝システムが第１歯車要素とセレクタアセンブリの間の空動きの大きさを制限するように構成されている、請求項２または３に記載の変速機。
【請求項５】
緩衝システムが、第１歯車要素とセレクタアセンブリの間の空動きに抵抗するための手段を備えている、請求項２〜４のいずれか一つに記載の変速機。
【請求項６】
第１歯車要素とセレクタアセンブリの間の空動きに抵抗するための手段が、弾性手段を備えている、請求項５記載の変速機。
【請求項７】
第１歯車要素とセレクタアセンブリの間の空動きに抵抗するための手段が、補強部材を備えている、請求項５または６に記載の変速機。
【請求項８】
セレクタアセンブリが、第１歯車要素に係合した後で、緩衝システムが第１軸と第１歯車要素およびセレクタアセンブリの少なくとも一方との間の空動きを許容するように形成されている、請求項１〜７のいずれか一つに記載の変速機。
【請求項９】
第１歯車要素および／またはセレクタアセンブリが緩衝システムを備えている、請求項１〜８のいずれか一つに記載の変速機。
【請求項１０】
第１歯車要素が相対回転運動するように構成された第１部分と第２部分を備えている、請求項９記載の変速機。
【請求項１１】
第１部分が第１軸に回転可能に取付けられ、第２部分が第１部分と相対的に制限された相対回転を行うように構成されている、請求項１０記載の変速機。
【請求項１２】
第１部分が歯車要素を駆動するためにセレクタアセンブリに選択的に係合可能である駆動構造体を備えている、請求項１０または１１に記載の変速機。
【請求項１３】
第２部分が、他の歯車要素にかみ合うための歯車かみ合い手段を備えている、請求項１０〜１２のいずれか一つに記載の変速機。
【請求項１４】
歯車セレクタアセンブリが、相対回転運動するように構成された第１部分と第２部分を備えている、請求項９〜１３のいずれか一つに記載の変速機。
【請求項１５】
第１部分が、第１軸と一緒に回転するように固定され、第２部分が第１部分と相対的に制限された回転運動を行うように構成されている、請求項１４記載の変速機。
【請求項１６】
第２部分が、第１歯車要素に形成された駆動構造体に選択的に係合するための係合部材を備えている、請求項１４または１５に記載の変速機。
【請求項１７】
第１歯車要素および／またはセレクタアセンブリが、それらの第１部分と第２部分の相対回転運動に抵抗するための手段を備えている、請求項１０〜１６のいずれか一つに記載の変速機。
【請求項１８】
緩衝システムが、第１軸に対する第１歯車要素のロック動作を緩衝するためのクラッチ装置を備えている、請求項１〜１７のいずれか一つに記載の変速機。
【請求項１９】
セレクタアセンブリが、第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックするときに、クラッチ装置がスリップするように構成されている、請求項１８記載の変速機。
【請求項２０】
第１歯車要素とセレクタアセンブリの相対回転位置に従ってクラッチ装置圧力を調節するための手段を備えている、請求項１９記載の変速機。
【請求項２１】
緩衝システムが、第１軸に対する第１歯車要素のロック動作を緩衝するためのカムアセンブリを備えている、請求項１〜２０のいずれか一つに記載の変速機。
【請求項２２】
カムアセンブリが、歯車要素またはセレクタアセンブリの第１部分と第２部分の一方と一緒に回転するように固定された第１カム部材と、歯車要素またはセレクタアセンブリの他方の部分と一緒に回転するように固定された第２カム部材を備え、カムアセンブリが第１カム部材と第２カム部材の相互作用によって第１軸に対する第１歯車要素のロック動作を緩衝するように構成されている、請求項２１記載の変速機。
【請求項２３】
第１カム部材が、第２カム部材と相対的に制限された軸方向運動を行うように構成されている、請求項２２記載の変速機。
【請求項２４】
第１カム部材と第２カム部材の間の増大する分離に抵抗するように構成された弾性手段を備えている、請求項２３記載の変速機。
【請求項２５】
緩衝システムが、液体緩衝システム、好ましくは液圧緩衝システムである、請求項１〜２４のいずれか一つに記載の変速機。
【請求項２６】
液体緩衝システムが、第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックする動作を緩衝するための容積型ポンプ装置を備えている、請求項２５記載の変速機。
【請求項２７】
液体緩衝システムが、第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックする動作を緩衝するように構成された少なくとも１個のピストン装置を備えている、請求項２５記載の変速機。
【請求項２８】
第１ピストン装置と第２ピストン装置を備え、第１ピストンが第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックする動作を時計回りにおいて緩衝するように構成され、第２ピストンが第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックする動作を反時計回りにおいて緩衝するように構成されている、請求項２７記載の変速機。
【請求項２９】
１個のピストン装置または各ピストン装置がピストン部材とピストン室を備え、液体緩衝システムが、ピストン室内の緩衝液体を圧縮するときに、緩衝液体による、１個のピストン部材または各ピストン部材の迂回または通過を可能にする手段を備えている、請求項２７または２８に記載の変速機。
【請求項３０】
緩衝システムが、第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックする動作を緩衝するための妨害手段を備えている、請求項１〜２９のいずれか一つに記載の変速機。
【請求項３１】
妨害手段が、歯車要素またはセレクタアセンブリの第１部分と第２部分の相対回転運動を制限するように構成された第１妨害部材と第２妨害部材を備え、第１妨害部材と第２妨害部材が緩衝速度を制御するための手段を備えている、請求項３０記載の変速機。
【請求項３２】
変速機が、瞬時変速機である、請求項１〜３１のいずれか一つに記載の変速機。
【請求項３３】
セレクタアセンブリが、次の動作モードから、第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素を選択的にロックするように構成され、この動作モードが時計回りと反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックする動作モードと、時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックし、反時計回りにおいてロックしない動作モードと、反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックし、時計回りにおいてロックしない動作モードである、請求項１〜３２のいずれか一つに記載の変速機。
【請求項３４】
歯車セレクタアセンブリが、第１歯車要素に関して次の動作モードを選択するように構成され、この動作モードにおいて第１歯車要素が時計回りまたは反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するようにロックされない、請求項３３記載の変速機。
【請求項３５】
第１軸に回転可能に取付けられた第２歯車要素を備え、セレクタアセンブリが次の動作モードから、第１軸と一緒に回転するように第２歯車要素を選択的にロックするように構成され、この動作モードが時計回りと反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第２歯車要素をロックする動作モードと、時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第２歯車要素をロックし、反時計回りにおいてロックしない動作モードと、反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第２歯車要素をロックし、時計回りにおいてロックしない動作モードである、請求項１〜３４のいずれか一つに記載の変速機。
【請求項３６】
セレクタアセンブリが、第２歯車要素に関して次の動作モードを選択するように構成され、この動作モードにおいて第２歯車要素が時計回りまたは反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するようにロックされない、請求項３５記載の変速機。
【請求項３７】
第２歯車要素が、第１軸と一緒に回転するように第２歯車要素をロックする動作を緩衝するための緩衝システムを備えている、請求項３５または３６に記載の変速機。
【請求項３８】
駆動力が伝達されるときに、係合部材の第１セットと第２セットの一方がかみ合った歯車要素に駆動係合し、そのとき係合部材の他方のセットが負荷されていない状態にあり、負荷されていない歯車セットが新しい歯車要素に係合するために動くことができるように、セレクタアセンブリが構成されている、請求項３７記載の変速機。
【請求項３９】
制動力が伝達されるときに、係合部材の第１セットがかみ合った歯車要素に係合し、係合部材の第２セットが負荷されていない状態にあり、駆動力が伝達されるときに、係合部材の第２セットがかみ合った歯車要素に駆動係合し、そのとき係合部材の第２セットが負荷されていない状態にあるように、１個のセレクタアセンブリまたは各セレクタアセンブリが構成可能である、請求項３７または３８に記載の変速機。
【請求項４０】
互いに相対的に回転するように形成された第１部分および第２部分と、相対回転運動を緩衝するための緩衝システムを備えている、変速機用歯車要素。
【請求項４１】
第１部分と第２部分の一方が、歯車セレクタアセンブリに係合するように構成された係合構造体を備え、他方の部分が他の歯車要素に係合するための手段を備えている、請求項４０記載の歯車要素。
【請求項４２】
第１部分と第２部分の少なくとも一方が、ほぼ環状であるかあるいはほぼ環状の部分を備えている、請求項４０または４１に記載の歯車要素。
【請求項４３】
第１部分と第２部分が、同軸に配置されている、請求項４０〜４２のいずれか一つに記載の歯車要素。
【請求項４４】
緩衝システムが、第１部分と第２部分の間で達成可能な相対回転運動の角度を制限するための次の手段を少なくとも一つ備え、この手段が妨害手段と、弾性手段と、クラッチ装置と、カムアセンブリと、液体緩衝システム、好ましくは液圧緩衝システムである、請求項４０〜４３のいずれか一つに記載の歯車要素。
【請求項４５】
歯車セレクタアセンブリが、次の動作モードから、軸と一緒に回転するよう歯車要素を選択的にロックするように構成され、この動作モードが時計回りと反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第２歯車要素をロックする動作モードと、時計回りにおいて軸と一緒に回転するように歯車要素をロックし、反時計回りにおいてロックしない動作モードと、反時計回りにおいて軸と一緒に回転するように歯車要素をロックし、時計回りにおいてロックしない動作モードであり、セレクタアセンブリが軸と一緒に回転するように歯車要素をロックする動作を緩衝するように構成された緩衝システムを備えている、変速機用歯車セレクタアセンブリ。
【請求項４６】
相対回転運動するように構成された第１部分と第２部分と、歯車要素に選択的に係合するために互いに独立して動くように構成された係合部材の第１セットと第２セットとを備え、第１部分が軸に取付けるように構成され、第２部分が係合部材の第１セットと第２セットを支持している、請求項４５記載の歯車セレクタアセンブリ。
【請求項４７】
係合部材の第１セットと第２セットが第２部分に沿って軸方向に動くことができる、請求項４６記載の歯車セレクタアセンブリ。
【請求項１】
第１軸と、この第１軸に回転可能に取付けられた第１歯車要素と、第１軸と一緒に回転させるために第１歯車要素を選択的にロックするように構成されたセレクタアセンブリと、第１軸に対する第１歯車要素のロック動作を緩衝するように構成された緩衝システムとを備えた変速機。
【請求項２】
第１歯車要素が、セレクタアセンブリによって第１軸と一緒に回転するようにロックされたときに、緩衝システムが第１歯車要素とセレクタアセンブリの間で空動きを許容するように構成されている、請求項１記載の変速機。
【請求項３】
セレクタアセンブリが、第１歯車要素を駆動係合するように構成され、第１歯車要素がセレクタアセンブリによって駆動係合するときに、緩衝システムが第１歯車要素とセレクタアセンブリの相対回転を許容するように構成されている、請求項２記載の変速機。
【請求項４】
第１歯車要素が、セレクタアセンブリによって駆動係合するときに、緩衝システムが第１歯車要素とセレクタアセンブリの間の空動きの大きさを制限するように構成されている、請求項２または３に記載の変速機。
【請求項５】
緩衝システムが、第１歯車要素とセレクタアセンブリの間の空動きに抵抗するための手段を備えている、請求項２〜４のいずれか一つに記載の変速機。
【請求項６】
第１歯車要素とセレクタアセンブリの間の空動きに抵抗するための手段が、弾性手段を備えている、請求項５記載の変速機。
【請求項７】
第１歯車要素とセレクタアセンブリの間の空動きに抵抗するための手段が、補強部材を備えている、請求項５または６に記載の変速機。
【請求項８】
セレクタアセンブリが、第１歯車要素に係合した後で、緩衝システムが第１軸と第１歯車要素およびセレクタアセンブリの少なくとも一方との間の空動きを許容するように形成されている、請求項１〜７のいずれか一つに記載の変速機。
【請求項９】
第１歯車要素および／またはセレクタアセンブリが緩衝システムを備えている、請求項１〜８のいずれか一つに記載の変速機。
【請求項１０】
第１歯車要素が相対回転運動するように構成された第１部分と第２部分を備えている、請求項９記載の変速機。
【請求項１１】
第１部分が第１軸に回転可能に取付けられ、第２部分が第１部分と相対的に制限された相対回転を行うように構成されている、請求項１０記載の変速機。
【請求項１２】
第１部分が歯車要素を駆動するためにセレクタアセンブリに選択的に係合可能である駆動構造体を備えている、請求項１０または１１に記載の変速機。
【請求項１３】
第２部分が、他の歯車要素にかみ合うための歯車かみ合い手段を備えている、請求項１０〜１２のいずれか一つに記載の変速機。
【請求項１４】
歯車セレクタアセンブリが、相対回転運動するように構成された第１部分と第２部分を備えている、請求項９〜１３のいずれか一つに記載の変速機。
【請求項１５】
第１部分が、第１軸と一緒に回転するように固定され、第２部分が第１部分と相対的に制限された回転運動を行うように構成されている、請求項１４記載の変速機。
【請求項１６】
第２部分が、第１歯車要素に形成された駆動構造体に選択的に係合するための係合部材を備えている、請求項１４または１５に記載の変速機。
【請求項１７】
第１歯車要素および／またはセレクタアセンブリが、それらの第１部分と第２部分の相対回転運動に抵抗するための手段を備えている、請求項１０〜１６のいずれか一つに記載の変速機。
【請求項１８】
緩衝システムが、第１軸に対する第１歯車要素のロック動作を緩衝するためのクラッチ装置を備えている、請求項１〜１７のいずれか一つに記載の変速機。
【請求項１９】
セレクタアセンブリが、第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックするときに、クラッチ装置がスリップするように構成されている、請求項１８記載の変速機。
【請求項２０】
第１歯車要素とセレクタアセンブリの相対回転位置に従ってクラッチ装置圧力を調節するための手段を備えている、請求項１９記載の変速機。
【請求項２１】
緩衝システムが、第１軸に対する第１歯車要素のロック動作を緩衝するためのカムアセンブリを備えている、請求項１〜２０のいずれか一つに記載の変速機。
【請求項２２】
カムアセンブリが、歯車要素またはセレクタアセンブリの第１部分と第２部分の一方と一緒に回転するように固定された第１カム部材と、歯車要素またはセレクタアセンブリの他方の部分と一緒に回転するように固定された第２カム部材を備え、カムアセンブリが第１カム部材と第２カム部材の相互作用によって第１軸に対する第１歯車要素のロック動作を緩衝するように構成されている、請求項２１記載の変速機。
【請求項２３】
第１カム部材が、第２カム部材と相対的に制限された軸方向運動を行うように構成されている、請求項２２記載の変速機。
【請求項２４】
第１カム部材と第２カム部材の間の増大する分離に抵抗するように構成された弾性手段を備えている、請求項２３記載の変速機。
【請求項２５】
緩衝システムが、液体緩衝システム、好ましくは液圧緩衝システムである、請求項１〜２４のいずれか一つに記載の変速機。
【請求項２６】
液体緩衝システムが、第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックする動作を緩衝するための容積型ポンプ装置を備えている、請求項２５記載の変速機。
【請求項２７】
液体緩衝システムが、第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックする動作を緩衝するように構成された少なくとも１個のピストン装置を備えている、請求項２５記載の変速機。
【請求項２８】
第１ピストン装置と第２ピストン装置を備え、第１ピストンが第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックする動作を時計回りにおいて緩衝するように構成され、第２ピストンが第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックする動作を反時計回りにおいて緩衝するように構成されている、請求項２７記載の変速機。
【請求項２９】
１個のピストン装置または各ピストン装置がピストン部材とピストン室を備え、液体緩衝システムが、ピストン室内の緩衝液体を圧縮するときに、緩衝液体による、１個のピストン部材または各ピストン部材の迂回または通過を可能にする手段を備えている、請求項２７または２８に記載の変速機。
【請求項３０】
緩衝システムが、第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックする動作を緩衝するための妨害手段を備えている、請求項１〜２９のいずれか一つに記載の変速機。
【請求項３１】
妨害手段が、歯車要素またはセレクタアセンブリの第１部分と第２部分の相対回転運動を制限するように構成された第１妨害部材と第２妨害部材を備え、第１妨害部材と第２妨害部材が緩衝速度を制御するための手段を備えている、請求項３０記載の変速機。
【請求項３２】
変速機が、瞬時変速機である、請求項１〜３１のいずれか一つに記載の変速機。
【請求項３３】
セレクタアセンブリが、次の動作モードから、第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素を選択的にロックするように構成され、この動作モードが時計回りと反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックする動作モードと、時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックし、反時計回りにおいてロックしない動作モードと、反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第１歯車要素をロックし、時計回りにおいてロックしない動作モードである、請求項１〜３２のいずれか一つに記載の変速機。
【請求項３４】
歯車セレクタアセンブリが、第１歯車要素に関して次の動作モードを選択するように構成され、この動作モードにおいて第１歯車要素が時計回りまたは反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するようにロックされない、請求項３３記載の変速機。
【請求項３５】
第１軸に回転可能に取付けられた第２歯車要素を備え、セレクタアセンブリが次の動作モードから、第１軸と一緒に回転するように第２歯車要素を選択的にロックするように構成され、この動作モードが時計回りと反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第２歯車要素をロックする動作モードと、時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第２歯車要素をロックし、反時計回りにおいてロックしない動作モードと、反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第２歯車要素をロックし、時計回りにおいてロックしない動作モードである、請求項１〜３４のいずれか一つに記載の変速機。
【請求項３６】
セレクタアセンブリが、第２歯車要素に関して次の動作モードを選択するように構成され、この動作モードにおいて第２歯車要素が時計回りまたは反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するようにロックされない、請求項３５記載の変速機。
【請求項３７】
第２歯車要素が、第１軸と一緒に回転するように第２歯車要素をロックする動作を緩衝するための緩衝システムを備えている、請求項３５または３６に記載の変速機。
【請求項３８】
駆動力が伝達されるときに、係合部材の第１セットと第２セットの一方がかみ合った歯車要素に駆動係合し、そのとき係合部材の他方のセットが負荷されていない状態にあり、負荷されていない歯車セットが新しい歯車要素に係合するために動くことができるように、セレクタアセンブリが構成されている、請求項３７記載の変速機。
【請求項３９】
制動力が伝達されるときに、係合部材の第１セットがかみ合った歯車要素に係合し、係合部材の第２セットが負荷されていない状態にあり、駆動力が伝達されるときに、係合部材の第２セットがかみ合った歯車要素に駆動係合し、そのとき係合部材の第２セットが負荷されていない状態にあるように、１個のセレクタアセンブリまたは各セレクタアセンブリが構成可能である、請求項３７または３８に記載の変速機。
【請求項４０】
互いに相対的に回転するように形成された第１部分および第２部分と、相対回転運動を緩衝するための緩衝システムを備えている、変速機用歯車要素。
【請求項４１】
第１部分と第２部分の一方が、歯車セレクタアセンブリに係合するように構成された係合構造体を備え、他方の部分が他の歯車要素に係合するための手段を備えている、請求項４０記載の歯車要素。
【請求項４２】
第１部分と第２部分の少なくとも一方が、ほぼ環状であるかあるいはほぼ環状の部分を備えている、請求項４０または４１に記載の歯車要素。
【請求項４３】
第１部分と第２部分が、同軸に配置されている、請求項４０〜４２のいずれか一つに記載の歯車要素。
【請求項４４】
緩衝システムが、第１部分と第２部分の間で達成可能な相対回転運動の角度を制限するための次の手段を少なくとも一つ備え、この手段が妨害手段と、弾性手段と、クラッチ装置と、カムアセンブリと、液体緩衝システム、好ましくは液圧緩衝システムである、請求項４０〜４３のいずれか一つに記載の歯車要素。
【請求項４５】
歯車セレクタアセンブリが、次の動作モードから、軸と一緒に回転するよう歯車要素を選択的にロックするように構成され、この動作モードが時計回りと反時計回りにおいて第１軸と一緒に回転するように第２歯車要素をロックする動作モードと、時計回りにおいて軸と一緒に回転するように歯車要素をロックし、反時計回りにおいてロックしない動作モードと、反時計回りにおいて軸と一緒に回転するように歯車要素をロックし、時計回りにおいてロックしない動作モードであり、セレクタアセンブリが軸と一緒に回転するように歯車要素をロックする動作を緩衝するように構成された緩衝システムを備えている、変速機用歯車セレクタアセンブリ。
【請求項４６】
相対回転運動するように構成された第１部分と第２部分と、歯車要素に選択的に係合するために互いに独立して動くように構成された係合部材の第１セットと第２セットとを備え、第１部分が軸に取付けるように構成され、第２部分が係合部材の第１セットと第２セットを支持している、請求項４５記載の歯車セレクタアセンブリ。
【請求項４７】
係合部材の第１セットと第２セットが第２部分に沿って軸方向に動くことができる、請求項４６記載の歯車セレクタアセンブリ。
【図１】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図２ｄ】
【図２ｅ】
【図３】
【図４】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図５ｄ】
【図５ｅ】
【図６】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【図７ｃ】
【図７ｄ】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図８ｃ】
【図９ａ】
【図９ｂ】
【図９ｃ】
【図９ｄ】
【図１０ａ】
【図１０ｂ】
【図１０ｃ】
【図１０ｄ】
【図１１ａ】
【図１１ｂ】
【図１１ｃ】
【図１１ｄ】
【図１２ａ】
【図１２ｂ】
【図１２ｃ】
【図１２ｄ】
【図１３ａ】
【図１３ｂ】
【図１３ｃ】
【図１３ｄ】
【図１４ａ】
【図１４ｂ】
【図１４ｃ】
【図１４ｄ】
【図１５ａ】
【図１５ｂ】
【図１６ａ】
【図１６ｂ】
【図１６ｃ】
【図１７ａ】
【図１７ｂ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図２ｄ】
【図２ｅ】
【図３】
【図４】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図５ｄ】
【図５ｅ】
【図６】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【図７ｃ】
【図７ｄ】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図８ｃ】
【図９ａ】
【図９ｂ】
【図９ｃ】
【図９ｄ】
【図１０ａ】
【図１０ｂ】
【図１０ｃ】
【図１０ｄ】
【図１１ａ】
【図１１ｂ】
【図１１ｃ】
【図１１ｄ】
【図１２ａ】
【図１２ｂ】
【図１２ｃ】
【図１２ｄ】
【図１３ａ】
【図１３ｂ】
【図１３ｃ】
【図１３ｄ】
【図１４ａ】
【図１４ｂ】
【図１４ｃ】
【図１４ｄ】
【図１５ａ】
【図１５ｂ】
【図１６ａ】
【図１６ｂ】
【図１６ｃ】
【図１７ａ】
【図１７ｂ】
【公表番号】特表２０１０−５１０４６４（Ｐ２０１０−５１０４６４Ａ）
【公表日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５３７６９５（Ｐ２００９−５３７６９５）
【出願日】平成１９年１１月２１日（２００７．１１．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００７／００４４６０
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０６２１９２
【国際公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【出願人】（５０５４１１５０５）ゼロシフト リミテッド (8)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２１日（２００７．１１．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００７／００４４６０
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０６２１９２
【国際公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【出願人】（５０５４１１５０５）ゼロシフト リミテッド (8)
【Ｆターム（参考）】
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