自動車用の段階的可変変速機
【課題】本発明は、改良された自動車用の段階的可変変速機を提供すること。
【解決手段】この変速機は、複数個の前進歯車（１，２，３，４，・・・）及び少なくとも１個の後退歯車（Ｒ）と、駆動シャフト組立体（１２，１４，３８）と、被動シャフト組立体（１６，１８，４０）と、遊び歯車及びシフト歯車を含む複数個の歯車列とを有する。シフト歯車は、シャフト組立体に回転自在に取り付けられると共にそれぞれのシフトカップリング（ＳＫ）によって関連のシャフト組立体に連結できる。
【解決手段】この変速機は、複数個の前進歯車（１，２，３，４，・・・）及び少なくとも１個の後退歯車（Ｒ）と、駆動シャフト組立体（１２，１４，３８）と、被動シャフト組立体（１６，１８，４０）と、遊び歯車及びシフト歯車を含む複数個の歯車列とを有する。シフト歯車は、シャフト組立体に回転自在に取り付けられると共にそれぞれのシフトカップリング（ＳＫ）によって関連のシャフト組立体に連結できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数個の前進歯車段及び少なくとも１つの後退歯車段を有する自動車用段階的可変（即ち、可変変速比）変速機（トランスミッション）に関する。
【０００２】
本発明は、より正確に言えば、歯車段の入切がアクチュエータによって実施される自動段階的可変変速機に関する。アクチュエータとして、起電力により駆動されるセレクタドラム、油圧リニアアクチュエータ等を用いることができる。
【０００３】
本発明は、特に、ツインクラッチ変速機及び自動シフト変速機に関する。
【背景技術】
【０００４】
ツインクラッチ変速機は、例えば、独国特許出願公開第１９８２１１６４号明細書、欧州特許出願公開第００８３７４７号明細書、及び欧州特許出願公開第００４６３７３号明細書で知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１９８２１１６４号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第００８３７４７号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第００４６３７３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
自動シフト変速機は、Ｓｍａｒｔ（登録商標）、ＢＭＷ（登録商標）Ｍ３、及び最近導入されたＢＭＷ（登録商標）Ｍ５で提供されている。後者は、７歯車自動シフト変速機を含む。この自動シフト変速機は、従来型Ｈパターンを踏襲しない歯車列構造体を有する。具体的に言えば、２つのシフトクラッチを有するシフトクラッチパックは、直接連続していない歯車に割り当てられる。シフトクラッチパックは、それぞれ別々のアクチュエータを有するので、ソース歯車の切（解除）及びターゲット歯車の入（噛み合い又は稼働）は、或る特定の時間オーバラップの状態で起こることができ、したがって、歯車の変更を非常に迅速に行うことができるようになっている。
【０００７】
ツインクラッチ変速機では、前進歯車は、２つの部分変速機相互間に分割されている。この場合、奇数番の歯車が一方の部分変速機に割り当てられ、偶数番の歯車が他方の部分変速機に割り当てられるのが通例である。各部分変速機は、別個のクラッチによって駆動モータの駆動出力シャフトに連結される。ツインクラッチ変速機では、歯車の変更を実施するには、必ず、２つのクラッチのオーバラップ状態の作動によって牽引又は駆動力を中断しなければならない。
【０００８】
しかしながら、２種類の変速機（ツインクラッチ変速機と自動シフト変速機）は、依然として改良の余地がある。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、自動車用の改良型段階的可変変速機を提供することにある。
【００１０】
この目的は、請求項１記載の特徴を有する段階的可変変速機によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
段階的可変変速機は、好ましくは、ツインクラッチ変速機であり、駆動入力シャフト構造体は、第１及び第２の部分変速機にそれぞれ割り当てられた第１及び第２の駆動入力シャフトを有し、第１の部分変速機には、奇数番前進歯車段が割り当てられ、第２の部分変速機には偶数番歯車段が割り当てられている。
【００１２】
上述した形式のツインクラッチ変速機では、主として自動車を前進方向に始動させるために用いられる前進歯車段及び後退歯車段は、別々の部分変速機に割り当てられることが特に好ましい。
【００１３】
主として自動車を始動させるために用いられる前進歯車段は、一般に、第１の歯車、即ち１速歯車である。互いに異なる部分変速機へのそれぞれの割り当ての結果として、走行方向の変化の際に歯車段をシフトさせる必要はない。換言すると、始動歯車段及び後退歯車段が同一の部分変速機に割り当てられていれば、例外なくまず最初に一方の歯車段を切り、他方の歯車段を入れることが走行方向の変化の場合に必要である。これにより、車両が動かなくなった場合に、いわゆるフリーロック（free-rocking）モードでは望ましくないほど長い歯車変更時間が生じる。
【００１４】
これとは対照的に、好ましい実施形態によれば、シフトクラッチ（同期化）に負荷をかけるシフト又は同期化プロセスは不要である。前進方向及び後退方向における始動プロセスも又、一般に、互いに異なる変速機の入力側始動クラッチにより行われる。したがって、ツインクラッチ変速機の２つの始動クラッチは、一層均一に負荷がかけられる。
【００１５】
自動車を始動させる場合、後退歯車段及び始動前進歯車段は、好ましくは、同時に稼働される。これにより、変速機の低温時変速能力が向上する。というのは、任意の方向における始動に関し、変速機が休止状態にある間に稼働プロセスを実施する必要はないからである。
【００１６】
別の好ましい実施形態によれば、駆動入力シャフト構造体は、単一の駆動入力シャフトを有する。
【００１７】
この実施形態では、段階的可変変速機は、例えば、自動シフト変速機である。
【００１８】
出力シャフト構造体が入力駆動シャフト構造体と一緒になって、３シャフト構造体を形成する２本の出力シャフトを有すると、全体として有利である。
【００１９】
この種の段階的可変変速機は、軸方向において特にコンパクトな設計のものであるのが良い。
【００２０】
この場合、ツインクラッチ変速機では、部分変速機の前進歯車段は、２つの駆動出力シャフト相互間に分配されるのが良い。
【００２１】
駆動出力シャフトへの歯車段の「割り当て」は、この歯車段を入切するのに役立つシフトクラッチが駆動シャフトに取り付けられていることを意味している。
【００２２】
この場合、或る特定の前進歯車段が出力シャフトのうちの一方の出力シャフトに割り当てられ、後退歯車段が他方の出力シャフトに割り当てられると、特に有利である。
【００２３】
この場合、後退歯車段が或る特定の前進歯車段を介して駆動されると、特に有利である。
【００２４】
この実施形態では、２本の駆動出力シャフトが設けられているということは、後退歯車に必要な回転方向の逆転を行うのに利用される。換言すると、この実施形態では、回転方向の逆転歯車を取り付けるための別の補助シャフト（副軸）は不要である。回転方向の逆転は、この場合、回転方向がまず最初に或る特定の前進歯車段によって逆転されるので行われる。
【００２５】
この場合、後退歯車段が上述の或る特定の前進歯車段を介して直接駆動されると、特に有利である。
【００２６】
この実施形態では、回転方向の逆転のための別個の歯車は不要である。
【００２７】
変形実施形態では、後退歯車段は、上述の或る特定の前進歯車段に割り当てられた歯車列の遊び歯車に回転的に固定された状態で連結された歯車を介して駆動される。
【００２８】
したがって、この実施形態では、或る特定の前進歯車段の遊び歯車は、別の歯車に回転的に固定状態で連結される。この手立ての結果として、逆転歯車段の変速比を広い範囲で自由に選択することができる。
【００２９】
また、駐車ロックが出力シャフトのうちの一方に割り当てられると、有利である。
【００３０】
これは、第１に、駐車ロックを設けるのにほんの僅かな設置空間しか必要としないので有利である。具体的に言えば、別個の駐車ロックシャフトは不要である。駐車ロックを下流側に連結された差動歯車装置に設けることも又、一般的には構造的に複雑であり、多くのアドオン部品を必要とし、しかもコストを増大させる。加うるに、差動歯車装置に設けられる駐車ロックは、より大形の設計を必要とする。というのは、駆動シャフトにより駐車ロックに導入されるトルクは、駆動出力シャフトのうちの１本に加わるトルクよりも大きいからである。
【００３１】
換言すると、駐車ロックに作用するトルク又は力は、特に駆動出力一定変速比に対応して小さくなる。
【００３２】
この点に関し、本発明の実施形態の２本の駆動出力シャフトは、一般に、それぞれの駆動出力一定歯車列によって差動歯車装置に連結されることが注目されるべきである。
【００３３】
駐車ロックを提供された駆動出力シャフトのうちの１本に取り付けることにより、駐車ロックは、全体として小形且つ費用効果の良い設計のものとなることができる。
【００３４】
また、駐車ロックが他方の出力シャフトの或る特定の前進歯車段に軸方向に整列すると、特に有利である。
【００３５】
このようにすると、それ以上の節約空間を節約することができる。
【００３６】
後退歯車段が或る特定の前進歯車段に割り当てられた歯車列の遊び歯車に回転的に固定された状態で連結された歯車を介して駆動されると、特に有利である。この場合、一方の駆動出力シャフトに取り付けられた別の歯車に関する他方の駆動出力シャフトの追加の軸方向長さは、言わば駐車ロックによって「満たされる」。
【００３７】
或る特定の前進歯車段が第２の前進歯車段であると、全体として特に有利である。
【００３８】
後退歯車段及び前進方向における始動に用いられる前進歯車段（一般に、１速歯車）は、好ましくは、別々の部分変速機に割り当てられるので、この場合、１速歯車によって後退歯車段を駆動することはできない。
【００３９】
したがって、第２の前進歯車段（２速歯車）が、この目的のために用いられる。それにより、後退歯車の始動のために十分に好ましい変速比を依然として提供することが可能である。特に、１速歯車の変速比に近い後退歯車の変速比を実現することが可能である。
【００４０】
別の好ましい実施形態によれば、ツインクラッチ変速機において、一方の部分変速機の前進歯車段のうちの２つの前進歯車段は、別々の出力シャフトに割り当てられ、２つの前進歯車段は、駆動入力シャフト構造体に取り付けられた共通の固定歯車を共有する。
【００４１】
この実施形態では、固定歯車のいわゆる「デュアルユース」が実現される。これにより、軽量化、設置空間の節約、及びコストの節約が得られる。共通の固定歯車によって関連付けられた２つの稼働歯車段が或る特定の変速比の関係を備えなければならないことは自明である。
【００４２】
単一のデュアルユースの実現には、一般に、機能性とコストと設置空間との間に最善の妥協策が必要であるが、いずれの場合においても、２つの部分変速の前進歯車段のうちの２つの前進歯車段は、それぞれ、互いに異なる出力シャフトに割り当てられ、２つの前進歯車段は、それぞれ、駆動入力シャフト構造体に取り付けられた共通の固定歯車を共有することが可能である。
【００４３】
したがって、２つのデュアルユースが、この実施形態において実現される。
【００４４】
当然のことながら、一般的には、３つ以上のデュアルユースを実現することも又想定できる。
【００４５】
別の好ましい実施形態によれば、第１の前進歯車段（１速歯車）及び第２の前進歯車段（２速歯車）は、２本の出力シャフトのうちの一方に割り当てられる。
【００４６】
このようにすると、１速歯車から２速歯車、又、この逆の関係の大きなトルクの伝達が、駆動出力シャフトの変更なしに行われる。これは、変速機の騒音及び振動発生に対して良い影響を与える。追加のコスト及び設置空間は不要であり、しかも、変速機の機能性に対する制限はない。
【００４７】
また、第１の前進歯車段が短いアクスル間隔を置いて出力シャフトに割り当てられると、有利である。
【００４８】
この結果、シフト歯車直径が小さくなり、このことは、アクスルシャフトのための半径方向設置空間に対して良い影響を及ぼす。別の変形実施形態によれば、出力シャフト構造体は、単一の出力シャフトを有する。
【００４９】
これにより、副軸減速歯車装置設計の「クラシック」な２シャフト概念が得られる。
【００５０】
この実施形態では、変速機は、全体的軸方向長さが大きいが、一般に、半径方向においては一層コンパクトな設計のものである。
【００５１】
大きなトルクを伝達する前進歯車段に割り当てられた歯車列が出力シャフト構造体の端部のところに配置されると、全体として有利である。
【００５２】
換言すると、大きなシフト歯車直径を備えた歯車は、好ましくは、駆動出力シャフトの端部のところに位置する。小さなシフト歯車直径を備えた歯車段は、好ましくは、中間に配置される。これにより、シャフト曲げに対する良い効果に加えて、いわゆる「パッケージ」利点が得られる。この場合、シフト作動構造体（油圧、空気圧、電気機械式等）、好ましくはセレクタドラム式作動構造体を大きなシフト歯車直径を備えた歯車相互間で駆動出力シャフトに近接して半径方向に配置できる。
【００５３】
段階的可変変速機は、５つ又は６つの前進歯車段を備えた変速機として、又、７つ以上の前進歯車段を有する変速機、例えば７歯車変速機として具体化できる。上述の利点は、６歯車変速機の場合に特に顕著である。
【００５４】
固定歯車のべべリング方向は、好ましくは、トラクション下におけるトルク加重に起因する反力がかかる反力よりも大きなクラッチ作動力と同一方向に働くように設計される。したがって、駆動入力シャフトの軸方向運動がオーバーランすべきトラクションからの移行の場合に起こることはなく、このことは、クラッチの制御性に良い影響を及ぼす。
【００５５】
本発明によれば、コンパクトで費用効果が良く、しかも機能的に高品質であって頑丈な段階的可変変速機を提供することが全体として可能である。
【００５６】
上述の特徴及び更に以下に説明されるべき特徴は、それぞれ指定された組合せだけでなく、本発明の範囲から逸脱することなく、他の組合せの状態で又は個々に利用できることは自明である。
【００５７】
本発明の例示の実施形態が、図面に記載されており、以下の説明においてこれら実施形態につき詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明のツインクラッチ変速機の第１の実施形態の歯車列の略図である。
【図２】図１のツインクラッチ変速機の概略断面図である。
【図３】本発明の差動歯車装置の第２の実施形態の歯車列の図である。
【図４】本発明の差動歯車装置の第３の実施形態の歯車列の図である。
【図５】本発明のツインクラッチ変速機の第４の実施形態の歯車列の図である。
【図６】本発明のツインクラッチ変速機の第５の実施形態の歯車列の図である。
【図７】本発明のツインクラッチ変速機の第６の実施形態の歯車列の図である。
【図８】本発明のツインクラッチ変速機の第７の実施形態の歯車列の図である。
【図９】本発明の自動シフト変速機の第１の実施形態の歯車列の略図である。
【図１０】本発明のツインクラッチ変速機の第８の実施形態の歯車列の図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
図１において、本発明のツインクラッチ変速機の第１の実施形態が全体を符号１０で示されている。
【００６０】
ツインクラッチ変速機１０は、第１の駆動入力シャフト１２及び第２の駆動入力シャフト１４を有している。第２の駆動入力シャフト１４は、中空シャフトとして具体化されていて、第１の駆動入力シャフト１２に対して同心状に配置されている。
【００６１】
第１の駆動入力シャフト１２を第１のクラッチＫ１に連結するのが良い。第２の駆動入力シャフト１４を第２のクラッチＫ２に連結するのが良い。
【００６２】
第１の駆動入力シャフト１２は、第２の駆動入力シャフトよりも軸方向広がりが大きい状態で延び、この第２の駆動入力シャフトを越えて突き出ている。
【００６３】
ツインクラッチ変速機１０は、第１の出力シャフト１６及び第２の出力シャフト１８を更に有している。２つの出力シャフト１６，１８を更に有している。２つの出力シャフト１６，１８は、それぞれ、駆動入力シャフト１２，１４に平行に配置され、出力一定歯車列によって、差動歯車装置２６の差動駆動入力歯車２４に連結されている。
【００６４】
正確に言えば、出力一定歯車列は、第１の出力シャフト１６に回転的に固定状態で連結された第１の出力歯車２０を有すると共に第２の出力シャフト１８に回転的に固定状態で連結された第２の出力歯車２２を有している。
【００６５】
２つの出力歯車２０，２２は、互いに軸方向に整列しており、両方共、特に図２で理解できるように、差動駆動入力歯車２４と噛み合っている。
【００６６】
ツインクラッチ変速機１０は、６つの前進歯車段１〜６及び１つの後退歯車Ｒを有している。奇数番の前進歯車段１，３，５は、ツインクラッチ変速機１０の第１の部分変速機に割り当てられ、したがって、第１のクラッチＫ１に割り当てられている。
【００６７】
偶数番の前進歯車段２，４，６及び後退歯車段Ｒは、ツインクラッチ変速機１０の第２の部分変速機に割り当てられ、したがって、第２のクラッチＫ２に割り当てられている。
【００６８】
前進歯車段２，４，６は、第１の駆動出力シャフト１６に割り当てられている。前進歯車段３，４，５及び後退歯車段Ｒは、第２の駆動出力シャフト１８に割り当てられている。
【００６９】
１つのシフトクラッチを有するシフトクラッチパックＳＫ１が、第１の駆動出力シャフト１６に取り付けられると共に前進歯車段１に割り当てられている。２つのシフトクラッチを有するシフトクラッチパックＳＫ２／６が、前進歯車段２，６に割り当てられている。これに対応して、２つのシフトクラッチを有するシフトクラッチパックＳＫ３／５が、前進歯車段３，５に割り当てられ、シフトクラッチパックＳＫ４／Ｒが、歯車段４，Ｒに割り当てられている。
【００７０】
シフトクラッチパックＳＫに設けられたシフトクラッチは、例えば、従来型同期クラッチとして具体化されている。
【００７１】
第１の出力シャフト１６には、変速機入力から進んで次の順序で、即ち、第１の出力歯車２０、前進歯車段２のための遊び歯車、後退歯車段Ｒのための回転方向逆転歯車２８、シフトクラッチパックＳＫ２／６、前進歯車段６のための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ１、そして前進歯車段１のための遊び歯車が、取り付けられている。
【００７２】
これに対応して、第２の出力シャフト１８には、変速機入力から進んで次の順序で、即ち、第２の出力歯車２２、駐車ロック３０、後退歯車段Ｒのための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ４／Ｒ、前進歯車段４のための遊び歯車、前進歯車段５のための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ３／５、そして前進歯車段３のための遊び歯車が、取り付けられている。
【００７３】
回転方向逆転歯車２８と前進歯車段２のための遊び歯車は、互いに回転的に固定状態で連結されている。回転方向逆転歯車２８は、第２の出力シャフト１８に取り付けられた後退歯車段Ｒの遊び歯車と軸方向に整列している。これに対応して、駐車ロック３０は、第１の駆動出力シャフト１６に取り付けられた第２の前進歯車段２のための遊び歯車に軸方向に整列している。
【００７４】
加うるに、前進歯車段４，６は、互いに軸方向に整列していて、共通シフト歯車３２と噛み合っている。換言すると、前進歯車４，６のデュアルユースが実現されている。
【００７５】
変速機１０では、前進歯車段１及び後退歯車段Ｒは、互いに異なる部分変速機に取り付けられており、したがって、互いに異なるクラッチＫ１，Ｋ２に割り当てられている。
【００７６】
後退歯車段Ｒは、前進歯車段２の回転方向逆転歯車２８により、即ち、言わば、段付きの２速歯車によって駆動される。この場合、１速歯車の変速比とほぼ同じ変速機を実現することが可能である。
【００７７】
駐車ロック３０は、前進歯車段２の遊び歯車又はシフト歯車と対向して取り付けられている。
【００７８】
１つのデュアルユースが実現されている。前進歯車段１，２は、一方の出力シャフト、即ち、出力駆動シャフト１６に取り付けられている。全体として、４つの同期クラッチパックＳＫが提供されている。
【００７９】
前進歯車段１は、短い軸方向間隔を置いて出力シャフト１６に取り付けられている。大きなシフト又は遊び歯車直径を備えた歯車段（この実施形態の場合、出力シャフト１６に取り付けられた歯車段１，２及び出力シャフト１８に取り付けられた歯車段３，Ｒ）は、外部では軸方向に配置され、したがって、作動構造体を出力シャフト１６，１８に半径方向に近接して中間に配置できるようになっている。
【００８０】
ツインクラッチ変速機１０は、自動変速機として具体化されている。シフトクラッチパックＳＫは、対応のアクチュエータに連結されている。これに対応して、クラッチＫ１，Ｋ２も又、自動的に作動される。
【００８１】
図２に示すように、出力シャフト１６は、駆動入力シャフト１２までの軸方向間隔Ｓ１が、駆動入力シャフト１２に対する第２の出力シャフト１８の軸方向間隔Ｓ２よりも短くなっている。
【００８２】
本発明の段階的可変変速機の別の実施形態について以下に説明する。以下に説明する本発明の段階的可変変速機の実施形態は、一般に、図１及び図２の変速機１０とほぼ同じ設計のものである。したがって、以下の説明は、図１及び図２の実施形態に対して相違点だけに関する。他の点については、ツインクラッチ変速機１０の説明は、以下に説明する実施形態に当てはまる。したがって、同一の要素は、同一の参照符号で示されている。
【００８３】
図３は、本発明の第２の実施形態としてのツインクラッチ変速機１０ａを示している。
【００８４】
図３の実施形態では、前進歯車段４，６の歯車列は、互いに軸方向には整列しておらず、したがって、デュアルユースは実現されていない。これは、変速比に関する制約が不要であるという利点を有している。さらに、変速比は、例えば、ガソリン／ディーゼルエンジンの変速機に関してはモジュール方式で可変である。図１のツインクラッチ変速機１０と比較して、長さが僅かに増大している。
【００８５】
図４は、本発明の別の実施形態としてのツインクラッチ変速機１０ｂを示している。
【００８６】
ツインクラッチ変速機１０ｂでは、図１のツインクラッチ変速機１０とは対照的に、２つのデュアルユースが実現されている。それにより、正確に言えば、前進歯車段４，６と前進歯車段３，５は、第１の駆動入力シャフト１２に取り付けられた固定歯車３４を共有している。
【００８７】
また、ここでは、駆動出力シャフト１６，１８に取り付けられた個々の要素の軸方向順序は、変更されている。第１の出力シャフト１６には、変速機入力から進んで次の順序で、即ち、第１の出力歯車２０、第２の前進歯車段のための遊び歯車、回転方向逆転歯車２８、シフトクラッチパックＳＫ２／６、前進歯車段６のための遊び歯車、前進歯車段５のための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ１／５、そして前進歯車段１のための遊び歯車が、取り付けられている。
【００８８】
これに対応して、第２の出力シャフトには、変速機入力から進んで次の順序で、即ち、第２の出力歯車２２、駐車ロック３０、後退歯車段Ｒのための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ４／Ｒ、前進歯車段４のための遊び歯車、前進歯車段３のための遊び歯車、そして第３の前進歯車段のためのシフトクラッチパックＳＫ３が、取り付けられている。
【００８９】
図５は、本発明の別の実施形態としてのツインクラッチ変速機１０ｃを示している。
【００９０】
ツインクラッチ変速機１０ｃは、図１のツインクラッチ変速機１０とは対照的に、５つの前進歯車段だけを有している。これは、特に、６つの歯車段を必要としない低コスト車両に有利である。デュアルユースは実現されておらず、したがって、変速比に対する制約は存在しない。
【００９１】
第１の出力シャフト１６に取り付けられた要素の順序は、次の通りであり、即ち、第１の出力歯車２０、前進歯車段２のための遊び歯車、回転方向逆転歯車２８、シフトクラッチパックＳＫ２、シフトクラッチパックＳＫ１、そして前進歯車段１のための遊び歯車が、取り付けられている。
【００９２】
第２の出力シャフト１８には、次の要素が、即ち、第２の出力歯車２２、駐車ロック３０、後退歯車段Ｒのための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ４／Ｒ、前進歯車段４のための遊び歯車、前進歯車段５のための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ３／５、そして第３の前進歯車段のためのシフトクラッチパックＳＫ３が、取り付けられている。
【００９３】
図６は、本発明の別の実施形態としてのツインクラッチ変速機１０ｄを示している。
【００９４】
ツインクラッチ変速１０ｄは、この場合も又、６つの歯車段を必要としない自動車用の低コスト変速機である。短い全軸方向設置長さが達成される。というのは、特に前進歯車段３，５についてデュアルユースが達成されるからである。
【００９５】
第１の出力シャフト１６に取り付けられた要素の順序は、次の通りであり、即ち、第１の出力歯車２０、前進歯車段２のための遊び歯車、回転方向逆転歯車２８、シフトクラッチパックＳＫ２、前進歯車段５のための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ１／５、そして前進歯車段１のための遊び歯車である。
【００９６】
第２の出力シャフト１８には、第２の出力歯車２２、駐車ロック３０、後退歯車段Ｒのための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ４／Ｒ、前進歯車段４のための遊び歯車、前進歯車段３のための遊び歯車、そしてシフトクラッチパックＳＫ３が、取り付けられている。
【００９７】
図７は、本発明の別の実施形態としてのツインクラッチ変速機１０ｅを示している。
【００９８】
これも又、６つの歯車段を必要としない自動車用の低コスト変速機である。構成部品の数は、この場合も又、最小限に抑えられている。３つのシフトクラッチパックＳＫが必要であるに過ぎない。さらに、ツインクラッチ変速機１０ｅは、軸方向に特に短い。というのは、デュアルユースが実現されている（歯車段３，５について）からである。
【００９９】
第１の出力シャフト１６には、第１の出力歯車２０、前進歯車段２のための遊び歯車、回転方向逆転歯車２８、シフトクラッチパックＳＫ２／５、そして前進歯車段５のための遊び歯車が、取り付けられている。
【０１００】
第２の出力シャフト１８には、第２の出力歯車２２、駐車ロック３０、後退歯車段Ｒのための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ４／Ｒ、前進歯車段４のための遊び歯車、前進歯車段３のための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ１／３、そして前進歯車段１のための遊び歯車が、取り付けられている。
【０１０１】
図８は、本発明の別の実施形態としてのツインクラッチ変速機１０ｆを示している。
【０１０２】
ツインクラッチ変速機１０ｆは、７歯車変速機として設計され、２つのデュアルユース（歯車段３，５及び歯車段４，６について）を有すると共に下流側に連結された駆動歯車を有している。
【０１０３】
この変速機は、直列型構造及びフロント横置き構造に適している。
【０１０４】
第１の出力シャフト１６には、第１の出力歯車２０、前進歯車段２のための遊び歯車２８′（この遊び歯車２８′は、同時に、回転方向逆転歯車として働くと共に第２の出力シャフト１８に取り付けられている後退歯車段Ｒの遊び歯車と噛み合う）、シフトクラッチパックＳＫ２／６、前進歯車段６のための遊び歯車、前進歯車段５のための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ５／７、そして前進歯車段７のための遊び歯車が、取り付けられている。
【０１０５】
第２の出力シャフト１８には、第２の出力歯車２２、駐車ロック３０、後退歯車段Ｒのための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ４／Ｒ、前進歯車段４のための遊び歯車、前進歯車段３のための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ１／３、そして前進歯車段１のための遊び歯車が、取り付けられている。
【０１０６】
２つの出力歯車２０，２２は、駆動歯車３６と噛み合っており、この駆動歯車は、軸方向にオフセットするよう配置された差動装置２６′に連結されている。
【０１０７】
図９において、自動シフト変速機の第１の実施形態が、全体を符号１０ｇで示されている。
【０１０８】
自動シフト変速機１０ｇは、歯車列設計に関しては、図１のツインクラッチ変速機１０と完全に一致している。相違点は、駆動入力シャフト構造体がたった１つの駆動入力シャフト３８を有し、これに前進歯車段１，６のための固定歯車の全てが固定されていることだけである。
【０１０９】
図１０では、本発明のツインクラッチ変速機の別の実施形態が、全体を符号１０ｈで示されている。
【０１１０】
ツインクラッチ変速機１０ｈは、２シャフト変速機として実現されており、たった１つの出力シャフト４０を有し、この出力シャフトは、入力駆動シャフト構造体（同軸状に配置された駆動入力シャフト１２，１４で構成されている）に平行に整列している。
【０１１１】
単一の出力シャフト４０には、変速機入力から進んで次の順序で、即ち、差動装置２６″に連結された第１の出力歯車２０″、駐車ロック３０″、前進歯車段２のための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ２／Ｒ、後退歯車段Ｒのための遊び歯車、前進歯車段６のための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ４／６、前進歯車段４のための遊び歯車、前進歯車段５のための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ３／５、前進歯車段３のための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ１、そして前進歯車段１のための遊び歯車が、取り付けられている。
【０１１２】
後退歯車段Ｒのための追加の固定歯車４４も又、駆動入力シャフト構造体、より具体的に言えば、駆動入力シャフト４に固定されている。この固定歯車は、補助シャフト（副軸）４２に取り付けられた回転方向逆転歯車２８″と噛み合い状態にある。補助シャフト４２は、駆動入力シャフト構造体１２，１４及び個々の出力シャフト４０に平行に配置されている。
【０１１３】
回転方向逆転歯車２８″は、出力シャフト４０に取り付けられた後退歯車段Ｒのための遊び歯車と噛み合っている。
【０１１４】
デュアルユースが実現されていないので、変速比は、可変である。前進歯車段１及び後退歯車段Ｒは、別々の部分変速機に割り当てられている。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数個の前進歯車段及び少なくとも１つの後退歯車段を有する自動車用段階的可変（即ち、可変変速比）変速機（トランスミッション）に関する。
【０００２】
本発明は、より正確に言えば、歯車段の入切がアクチュエータによって実施される自動段階的可変変速機に関する。アクチュエータとして、起電力により駆動されるセレクタドラム、油圧リニアアクチュエータ等を用いることができる。
【０００３】
本発明は、特に、ツインクラッチ変速機及び自動シフト変速機に関する。
【背景技術】
【０００４】
ツインクラッチ変速機は、例えば、独国特許出願公開第１９８２１１６４号明細書、欧州特許出願公開第００８３７４７号明細書、及び欧州特許出願公開第００４６３７３号明細書で知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１９８２１１６４号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第００８３７４７号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第００４６３７３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
自動シフト変速機は、Ｓｍａｒｔ（登録商標）、ＢＭＷ（登録商標）Ｍ３、及び最近導入されたＢＭＷ（登録商標）Ｍ５で提供されている。後者は、７歯車自動シフト変速機を含む。この自動シフト変速機は、従来型Ｈパターンを踏襲しない歯車列構造体を有する。具体的に言えば、２つのシフトクラッチを有するシフトクラッチパックは、直接連続していない歯車に割り当てられる。シフトクラッチパックは、それぞれ別々のアクチュエータを有するので、ソース歯車の切（解除）及びターゲット歯車の入（噛み合い又は稼働）は、或る特定の時間オーバラップの状態で起こることができ、したがって、歯車の変更を非常に迅速に行うことができるようになっている。
【０００７】
ツインクラッチ変速機では、前進歯車は、２つの部分変速機相互間に分割されている。この場合、奇数番の歯車が一方の部分変速機に割り当てられ、偶数番の歯車が他方の部分変速機に割り当てられるのが通例である。各部分変速機は、別個のクラッチによって駆動モータの駆動出力シャフトに連結される。ツインクラッチ変速機では、歯車の変更を実施するには、必ず、２つのクラッチのオーバラップ状態の作動によって牽引又は駆動力を中断しなければならない。
【０００８】
しかしながら、２種類の変速機（ツインクラッチ変速機と自動シフト変速機）は、依然として改良の余地がある。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、自動車用の改良型段階的可変変速機を提供することにある。
【００１０】
この目的は、請求項１記載の特徴を有する段階的可変変速機によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
段階的可変変速機は、好ましくは、ツインクラッチ変速機であり、駆動入力シャフト構造体は、第１及び第２の部分変速機にそれぞれ割り当てられた第１及び第２の駆動入力シャフトを有し、第１の部分変速機には、奇数番前進歯車段が割り当てられ、第２の部分変速機には偶数番歯車段が割り当てられている。
【００１２】
上述した形式のツインクラッチ変速機では、主として自動車を前進方向に始動させるために用いられる前進歯車段及び後退歯車段は、別々の部分変速機に割り当てられることが特に好ましい。
【００１３】
主として自動車を始動させるために用いられる前進歯車段は、一般に、第１の歯車、即ち１速歯車である。互いに異なる部分変速機へのそれぞれの割り当ての結果として、走行方向の変化の際に歯車段をシフトさせる必要はない。換言すると、始動歯車段及び後退歯車段が同一の部分変速機に割り当てられていれば、例外なくまず最初に一方の歯車段を切り、他方の歯車段を入れることが走行方向の変化の場合に必要である。これにより、車両が動かなくなった場合に、いわゆるフリーロック（free-rocking）モードでは望ましくないほど長い歯車変更時間が生じる。
【００１４】
これとは対照的に、好ましい実施形態によれば、シフトクラッチ（同期化）に負荷をかけるシフト又は同期化プロセスは不要である。前進方向及び後退方向における始動プロセスも又、一般に、互いに異なる変速機の入力側始動クラッチにより行われる。したがって、ツインクラッチ変速機の２つの始動クラッチは、一層均一に負荷がかけられる。
【００１５】
自動車を始動させる場合、後退歯車段及び始動前進歯車段は、好ましくは、同時に稼働される。これにより、変速機の低温時変速能力が向上する。というのは、任意の方向における始動に関し、変速機が休止状態にある間に稼働プロセスを実施する必要はないからである。
【００１６】
別の好ましい実施形態によれば、駆動入力シャフト構造体は、単一の駆動入力シャフトを有する。
【００１７】
この実施形態では、段階的可変変速機は、例えば、自動シフト変速機である。
【００１８】
出力シャフト構造体が入力駆動シャフト構造体と一緒になって、３シャフト構造体を形成する２本の出力シャフトを有すると、全体として有利である。
【００１９】
この種の段階的可変変速機は、軸方向において特にコンパクトな設計のものであるのが良い。
【００２０】
この場合、ツインクラッチ変速機では、部分変速機の前進歯車段は、２つの駆動出力シャフト相互間に分配されるのが良い。
【００２１】
駆動出力シャフトへの歯車段の「割り当て」は、この歯車段を入切するのに役立つシフトクラッチが駆動シャフトに取り付けられていることを意味している。
【００２２】
この場合、或る特定の前進歯車段が出力シャフトのうちの一方の出力シャフトに割り当てられ、後退歯車段が他方の出力シャフトに割り当てられると、特に有利である。
【００２３】
この場合、後退歯車段が或る特定の前進歯車段を介して駆動されると、特に有利である。
【００２４】
この実施形態では、２本の駆動出力シャフトが設けられているということは、後退歯車に必要な回転方向の逆転を行うのに利用される。換言すると、この実施形態では、回転方向の逆転歯車を取り付けるための別の補助シャフト（副軸）は不要である。回転方向の逆転は、この場合、回転方向がまず最初に或る特定の前進歯車段によって逆転されるので行われる。
【００２５】
この場合、後退歯車段が上述の或る特定の前進歯車段を介して直接駆動されると、特に有利である。
【００２６】
この実施形態では、回転方向の逆転のための別個の歯車は不要である。
【００２７】
変形実施形態では、後退歯車段は、上述の或る特定の前進歯車段に割り当てられた歯車列の遊び歯車に回転的に固定された状態で連結された歯車を介して駆動される。
【００２８】
したがって、この実施形態では、或る特定の前進歯車段の遊び歯車は、別の歯車に回転的に固定状態で連結される。この手立ての結果として、逆転歯車段の変速比を広い範囲で自由に選択することができる。
【００２９】
また、駐車ロックが出力シャフトのうちの一方に割り当てられると、有利である。
【００３０】
これは、第１に、駐車ロックを設けるのにほんの僅かな設置空間しか必要としないので有利である。具体的に言えば、別個の駐車ロックシャフトは不要である。駐車ロックを下流側に連結された差動歯車装置に設けることも又、一般的には構造的に複雑であり、多くのアドオン部品を必要とし、しかもコストを増大させる。加うるに、差動歯車装置に設けられる駐車ロックは、より大形の設計を必要とする。というのは、駆動シャフトにより駐車ロックに導入されるトルクは、駆動出力シャフトのうちの１本に加わるトルクよりも大きいからである。
【００３１】
換言すると、駐車ロックに作用するトルク又は力は、特に駆動出力一定変速比に対応して小さくなる。
【００３２】
この点に関し、本発明の実施形態の２本の駆動出力シャフトは、一般に、それぞれの駆動出力一定歯車列によって差動歯車装置に連結されることが注目されるべきである。
【００３３】
駐車ロックを提供された駆動出力シャフトのうちの１本に取り付けることにより、駐車ロックは、全体として小形且つ費用効果の良い設計のものとなることができる。
【００３４】
また、駐車ロックが他方の出力シャフトの或る特定の前進歯車段に軸方向に整列すると、特に有利である。
【００３５】
このようにすると、それ以上の節約空間を節約することができる。
【００３６】
後退歯車段が或る特定の前進歯車段に割り当てられた歯車列の遊び歯車に回転的に固定された状態で連結された歯車を介して駆動されると、特に有利である。この場合、一方の駆動出力シャフトに取り付けられた別の歯車に関する他方の駆動出力シャフトの追加の軸方向長さは、言わば駐車ロックによって「満たされる」。
【００３７】
或る特定の前進歯車段が第２の前進歯車段であると、全体として特に有利である。
【００３８】
後退歯車段及び前進方向における始動に用いられる前進歯車段（一般に、１速歯車）は、好ましくは、別々の部分変速機に割り当てられるので、この場合、１速歯車によって後退歯車段を駆動することはできない。
【００３９】
したがって、第２の前進歯車段（２速歯車）が、この目的のために用いられる。それにより、後退歯車の始動のために十分に好ましい変速比を依然として提供することが可能である。特に、１速歯車の変速比に近い後退歯車の変速比を実現することが可能である。
【００４０】
別の好ましい実施形態によれば、ツインクラッチ変速機において、一方の部分変速機の前進歯車段のうちの２つの前進歯車段は、別々の出力シャフトに割り当てられ、２つの前進歯車段は、駆動入力シャフト構造体に取り付けられた共通の固定歯車を共有する。
【００４１】
この実施形態では、固定歯車のいわゆる「デュアルユース」が実現される。これにより、軽量化、設置空間の節約、及びコストの節約が得られる。共通の固定歯車によって関連付けられた２つの稼働歯車段が或る特定の変速比の関係を備えなければならないことは自明である。
【００４２】
単一のデュアルユースの実現には、一般に、機能性とコストと設置空間との間に最善の妥協策が必要であるが、いずれの場合においても、２つの部分変速の前進歯車段のうちの２つの前進歯車段は、それぞれ、互いに異なる出力シャフトに割り当てられ、２つの前進歯車段は、それぞれ、駆動入力シャフト構造体に取り付けられた共通の固定歯車を共有することが可能である。
【００４３】
したがって、２つのデュアルユースが、この実施形態において実現される。
【００４４】
当然のことながら、一般的には、３つ以上のデュアルユースを実現することも又想定できる。
【００４５】
別の好ましい実施形態によれば、第１の前進歯車段（１速歯車）及び第２の前進歯車段（２速歯車）は、２本の出力シャフトのうちの一方に割り当てられる。
【００４６】
このようにすると、１速歯車から２速歯車、又、この逆の関係の大きなトルクの伝達が、駆動出力シャフトの変更なしに行われる。これは、変速機の騒音及び振動発生に対して良い影響を与える。追加のコスト及び設置空間は不要であり、しかも、変速機の機能性に対する制限はない。
【００４７】
また、第１の前進歯車段が短いアクスル間隔を置いて出力シャフトに割り当てられると、有利である。
【００４８】
この結果、シフト歯車直径が小さくなり、このことは、アクスルシャフトのための半径方向設置空間に対して良い影響を及ぼす。別の変形実施形態によれば、出力シャフト構造体は、単一の出力シャフトを有する。
【００４９】
これにより、副軸減速歯車装置設計の「クラシック」な２シャフト概念が得られる。
【００５０】
この実施形態では、変速機は、全体的軸方向長さが大きいが、一般に、半径方向においては一層コンパクトな設計のものである。
【００５１】
大きなトルクを伝達する前進歯車段に割り当てられた歯車列が出力シャフト構造体の端部のところに配置されると、全体として有利である。
【００５２】
換言すると、大きなシフト歯車直径を備えた歯車は、好ましくは、駆動出力シャフトの端部のところに位置する。小さなシフト歯車直径を備えた歯車段は、好ましくは、中間に配置される。これにより、シャフト曲げに対する良い効果に加えて、いわゆる「パッケージ」利点が得られる。この場合、シフト作動構造体（油圧、空気圧、電気機械式等）、好ましくはセレクタドラム式作動構造体を大きなシフト歯車直径を備えた歯車相互間で駆動出力シャフトに近接して半径方向に配置できる。
【００５３】
段階的可変変速機は、５つ又は６つの前進歯車段を備えた変速機として、又、７つ以上の前進歯車段を有する変速機、例えば７歯車変速機として具体化できる。上述の利点は、６歯車変速機の場合に特に顕著である。
【００５４】
固定歯車のべべリング方向は、好ましくは、トラクション下におけるトルク加重に起因する反力がかかる反力よりも大きなクラッチ作動力と同一方向に働くように設計される。したがって、駆動入力シャフトの軸方向運動がオーバーランすべきトラクションからの移行の場合に起こることはなく、このことは、クラッチの制御性に良い影響を及ぼす。
【００５５】
本発明によれば、コンパクトで費用効果が良く、しかも機能的に高品質であって頑丈な段階的可変変速機を提供することが全体として可能である。
【００５６】
上述の特徴及び更に以下に説明されるべき特徴は、それぞれ指定された組合せだけでなく、本発明の範囲から逸脱することなく、他の組合せの状態で又は個々に利用できることは自明である。
【００５７】
本発明の例示の実施形態が、図面に記載されており、以下の説明においてこれら実施形態につき詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明のツインクラッチ変速機の第１の実施形態の歯車列の略図である。
【図２】図１のツインクラッチ変速機の概略断面図である。
【図３】本発明の差動歯車装置の第２の実施形態の歯車列の図である。
【図４】本発明の差動歯車装置の第３の実施形態の歯車列の図である。
【図５】本発明のツインクラッチ変速機の第４の実施形態の歯車列の図である。
【図６】本発明のツインクラッチ変速機の第５の実施形態の歯車列の図である。
【図７】本発明のツインクラッチ変速機の第６の実施形態の歯車列の図である。
【図８】本発明のツインクラッチ変速機の第７の実施形態の歯車列の図である。
【図９】本発明の自動シフト変速機の第１の実施形態の歯車列の略図である。
【図１０】本発明のツインクラッチ変速機の第８の実施形態の歯車列の図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
図１において、本発明のツインクラッチ変速機の第１の実施形態が全体を符号１０で示されている。
【００６０】
ツインクラッチ変速機１０は、第１の駆動入力シャフト１２及び第２の駆動入力シャフト１４を有している。第２の駆動入力シャフト１４は、中空シャフトとして具体化されていて、第１の駆動入力シャフト１２に対して同心状に配置されている。
【００６１】
第１の駆動入力シャフト１２を第１のクラッチＫ１に連結するのが良い。第２の駆動入力シャフト１４を第２のクラッチＫ２に連結するのが良い。
【００６２】
第１の駆動入力シャフト１２は、第２の駆動入力シャフトよりも軸方向広がりが大きい状態で延び、この第２の駆動入力シャフトを越えて突き出ている。
【００６３】
ツインクラッチ変速機１０は、第１の出力シャフト１６及び第２の出力シャフト１８を更に有している。２つの出力シャフト１６，１８を更に有している。２つの出力シャフト１６，１８は、それぞれ、駆動入力シャフト１２，１４に平行に配置され、出力一定歯車列によって、差動歯車装置２６の差動駆動入力歯車２４に連結されている。
【００６４】
正確に言えば、出力一定歯車列は、第１の出力シャフト１６に回転的に固定状態で連結された第１の出力歯車２０を有すると共に第２の出力シャフト１８に回転的に固定状態で連結された第２の出力歯車２２を有している。
【００６５】
２つの出力歯車２０，２２は、互いに軸方向に整列しており、両方共、特に図２で理解できるように、差動駆動入力歯車２４と噛み合っている。
【００６６】
ツインクラッチ変速機１０は、６つの前進歯車段１〜６及び１つの後退歯車Ｒを有している。奇数番の前進歯車段１，３，５は、ツインクラッチ変速機１０の第１の部分変速機に割り当てられ、したがって、第１のクラッチＫ１に割り当てられている。
【００６７】
偶数番の前進歯車段２，４，６及び後退歯車段Ｒは、ツインクラッチ変速機１０の第２の部分変速機に割り当てられ、したがって、第２のクラッチＫ２に割り当てられている。
【００６８】
前進歯車段２，４，６は、第１の駆動出力シャフト１６に割り当てられている。前進歯車段３，４，５及び後退歯車段Ｒは、第２の駆動出力シャフト１８に割り当てられている。
【００６９】
１つのシフトクラッチを有するシフトクラッチパックＳＫ１が、第１の駆動出力シャフト１６に取り付けられると共に前進歯車段１に割り当てられている。２つのシフトクラッチを有するシフトクラッチパックＳＫ２／６が、前進歯車段２，６に割り当てられている。これに対応して、２つのシフトクラッチを有するシフトクラッチパックＳＫ３／５が、前進歯車段３，５に割り当てられ、シフトクラッチパックＳＫ４／Ｒが、歯車段４，Ｒに割り当てられている。
【００７０】
シフトクラッチパックＳＫに設けられたシフトクラッチは、例えば、従来型同期クラッチとして具体化されている。
【００７１】
第１の出力シャフト１６には、変速機入力から進んで次の順序で、即ち、第１の出力歯車２０、前進歯車段２のための遊び歯車、後退歯車段Ｒのための回転方向逆転歯車２８、シフトクラッチパックＳＫ２／６、前進歯車段６のための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ１、そして前進歯車段１のための遊び歯車が、取り付けられている。
【００７２】
これに対応して、第２の出力シャフト１８には、変速機入力から進んで次の順序で、即ち、第２の出力歯車２２、駐車ロック３０、後退歯車段Ｒのための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ４／Ｒ、前進歯車段４のための遊び歯車、前進歯車段５のための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ３／５、そして前進歯車段３のための遊び歯車が、取り付けられている。
【００７３】
回転方向逆転歯車２８と前進歯車段２のための遊び歯車は、互いに回転的に固定状態で連結されている。回転方向逆転歯車２８は、第２の出力シャフト１８に取り付けられた後退歯車段Ｒの遊び歯車と軸方向に整列している。これに対応して、駐車ロック３０は、第１の駆動出力シャフト１６に取り付けられた第２の前進歯車段２のための遊び歯車に軸方向に整列している。
【００７４】
加うるに、前進歯車段４，６は、互いに軸方向に整列していて、共通シフト歯車３２と噛み合っている。換言すると、前進歯車４，６のデュアルユースが実現されている。
【００７５】
変速機１０では、前進歯車段１及び後退歯車段Ｒは、互いに異なる部分変速機に取り付けられており、したがって、互いに異なるクラッチＫ１，Ｋ２に割り当てられている。
【００７６】
後退歯車段Ｒは、前進歯車段２の回転方向逆転歯車２８により、即ち、言わば、段付きの２速歯車によって駆動される。この場合、１速歯車の変速比とほぼ同じ変速機を実現することが可能である。
【００７７】
駐車ロック３０は、前進歯車段２の遊び歯車又はシフト歯車と対向して取り付けられている。
【００７８】
１つのデュアルユースが実現されている。前進歯車段１，２は、一方の出力シャフト、即ち、出力駆動シャフト１６に取り付けられている。全体として、４つの同期クラッチパックＳＫが提供されている。
【００７９】
前進歯車段１は、短い軸方向間隔を置いて出力シャフト１６に取り付けられている。大きなシフト又は遊び歯車直径を備えた歯車段（この実施形態の場合、出力シャフト１６に取り付けられた歯車段１，２及び出力シャフト１８に取り付けられた歯車段３，Ｒ）は、外部では軸方向に配置され、したがって、作動構造体を出力シャフト１６，１８に半径方向に近接して中間に配置できるようになっている。
【００８０】
ツインクラッチ変速機１０は、自動変速機として具体化されている。シフトクラッチパックＳＫは、対応のアクチュエータに連結されている。これに対応して、クラッチＫ１，Ｋ２も又、自動的に作動される。
【００８１】
図２に示すように、出力シャフト１６は、駆動入力シャフト１２までの軸方向間隔Ｓ１が、駆動入力シャフト１２に対する第２の出力シャフト１８の軸方向間隔Ｓ２よりも短くなっている。
【００８２】
本発明の段階的可変変速機の別の実施形態について以下に説明する。以下に説明する本発明の段階的可変変速機の実施形態は、一般に、図１及び図２の変速機１０とほぼ同じ設計のものである。したがって、以下の説明は、図１及び図２の実施形態に対して相違点だけに関する。他の点については、ツインクラッチ変速機１０の説明は、以下に説明する実施形態に当てはまる。したがって、同一の要素は、同一の参照符号で示されている。
【００８３】
図３は、本発明の第２の実施形態としてのツインクラッチ変速機１０ａを示している。
【００８４】
図３の実施形態では、前進歯車段４，６の歯車列は、互いに軸方向には整列しておらず、したがって、デュアルユースは実現されていない。これは、変速比に関する制約が不要であるという利点を有している。さらに、変速比は、例えば、ガソリン／ディーゼルエンジンの変速機に関してはモジュール方式で可変である。図１のツインクラッチ変速機１０と比較して、長さが僅かに増大している。
【００８５】
図４は、本発明の別の実施形態としてのツインクラッチ変速機１０ｂを示している。
【００８６】
ツインクラッチ変速機１０ｂでは、図１のツインクラッチ変速機１０とは対照的に、２つのデュアルユースが実現されている。それにより、正確に言えば、前進歯車段４，６と前進歯車段３，５は、第１の駆動入力シャフト１２に取り付けられた固定歯車３４を共有している。
【００８７】
また、ここでは、駆動出力シャフト１６，１８に取り付けられた個々の要素の軸方向順序は、変更されている。第１の出力シャフト１６には、変速機入力から進んで次の順序で、即ち、第１の出力歯車２０、第２の前進歯車段のための遊び歯車、回転方向逆転歯車２８、シフトクラッチパックＳＫ２／６、前進歯車段６のための遊び歯車、前進歯車段５のための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ１／５、そして前進歯車段１のための遊び歯車が、取り付けられている。
【００８８】
これに対応して、第２の出力シャフトには、変速機入力から進んで次の順序で、即ち、第２の出力歯車２２、駐車ロック３０、後退歯車段Ｒのための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ４／Ｒ、前進歯車段４のための遊び歯車、前進歯車段３のための遊び歯車、そして第３の前進歯車段のためのシフトクラッチパックＳＫ３が、取り付けられている。
【００８９】
図５は、本発明の別の実施形態としてのツインクラッチ変速機１０ｃを示している。
【００９０】
ツインクラッチ変速機１０ｃは、図１のツインクラッチ変速機１０とは対照的に、５つの前進歯車段だけを有している。これは、特に、６つの歯車段を必要としない低コスト車両に有利である。デュアルユースは実現されておらず、したがって、変速比に対する制約は存在しない。
【００９１】
第１の出力シャフト１６に取り付けられた要素の順序は、次の通りであり、即ち、第１の出力歯車２０、前進歯車段２のための遊び歯車、回転方向逆転歯車２８、シフトクラッチパックＳＫ２、シフトクラッチパックＳＫ１、そして前進歯車段１のための遊び歯車が、取り付けられている。
【００９２】
第２の出力シャフト１８には、次の要素が、即ち、第２の出力歯車２２、駐車ロック３０、後退歯車段Ｒのための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ４／Ｒ、前進歯車段４のための遊び歯車、前進歯車段５のための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ３／５、そして第３の前進歯車段のためのシフトクラッチパックＳＫ３が、取り付けられている。
【００９３】
図６は、本発明の別の実施形態としてのツインクラッチ変速機１０ｄを示している。
【００９４】
ツインクラッチ変速１０ｄは、この場合も又、６つの歯車段を必要としない自動車用の低コスト変速機である。短い全軸方向設置長さが達成される。というのは、特に前進歯車段３，５についてデュアルユースが達成されるからである。
【００９５】
第１の出力シャフト１６に取り付けられた要素の順序は、次の通りであり、即ち、第１の出力歯車２０、前進歯車段２のための遊び歯車、回転方向逆転歯車２８、シフトクラッチパックＳＫ２、前進歯車段５のための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ１／５、そして前進歯車段１のための遊び歯車である。
【００９６】
第２の出力シャフト１８には、第２の出力歯車２２、駐車ロック３０、後退歯車段Ｒのための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ４／Ｒ、前進歯車段４のための遊び歯車、前進歯車段３のための遊び歯車、そしてシフトクラッチパックＳＫ３が、取り付けられている。
【００９７】
図７は、本発明の別の実施形態としてのツインクラッチ変速機１０ｅを示している。
【００９８】
これも又、６つの歯車段を必要としない自動車用の低コスト変速機である。構成部品の数は、この場合も又、最小限に抑えられている。３つのシフトクラッチパックＳＫが必要であるに過ぎない。さらに、ツインクラッチ変速機１０ｅは、軸方向に特に短い。というのは、デュアルユースが実現されている（歯車段３，５について）からである。
【００９９】
第１の出力シャフト１６には、第１の出力歯車２０、前進歯車段２のための遊び歯車、回転方向逆転歯車２８、シフトクラッチパックＳＫ２／５、そして前進歯車段５のための遊び歯車が、取り付けられている。
【０１００】
第２の出力シャフト１８には、第２の出力歯車２２、駐車ロック３０、後退歯車段Ｒのための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ４／Ｒ、前進歯車段４のための遊び歯車、前進歯車段３のための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ１／３、そして前進歯車段１のための遊び歯車が、取り付けられている。
【０１０１】
図８は、本発明の別の実施形態としてのツインクラッチ変速機１０ｆを示している。
【０１０２】
ツインクラッチ変速機１０ｆは、７歯車変速機として設計され、２つのデュアルユース（歯車段３，５及び歯車段４，６について）を有すると共に下流側に連結された駆動歯車を有している。
【０１０３】
この変速機は、直列型構造及びフロント横置き構造に適している。
【０１０４】
第１の出力シャフト１６には、第１の出力歯車２０、前進歯車段２のための遊び歯車２８′（この遊び歯車２８′は、同時に、回転方向逆転歯車として働くと共に第２の出力シャフト１８に取り付けられている後退歯車段Ｒの遊び歯車と噛み合う）、シフトクラッチパックＳＫ２／６、前進歯車段６のための遊び歯車、前進歯車段５のための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ５／７、そして前進歯車段７のための遊び歯車が、取り付けられている。
【０１０５】
第２の出力シャフト１８には、第２の出力歯車２２、駐車ロック３０、後退歯車段Ｒのための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ４／Ｒ、前進歯車段４のための遊び歯車、前進歯車段３のための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ１／３、そして前進歯車段１のための遊び歯車が、取り付けられている。
【０１０６】
２つの出力歯車２０，２２は、駆動歯車３６と噛み合っており、この駆動歯車は、軸方向にオフセットするよう配置された差動装置２６′に連結されている。
【０１０７】
図９において、自動シフト変速機の第１の実施形態が、全体を符号１０ｇで示されている。
【０１０８】
自動シフト変速機１０ｇは、歯車列設計に関しては、図１のツインクラッチ変速機１０と完全に一致している。相違点は、駆動入力シャフト構造体がたった１つの駆動入力シャフト３８を有し、これに前進歯車段１，６のための固定歯車の全てが固定されていることだけである。
【０１０９】
図１０では、本発明のツインクラッチ変速機の別の実施形態が、全体を符号１０ｈで示されている。
【０１１０】
ツインクラッチ変速機１０ｈは、２シャフト変速機として実現されており、たった１つの出力シャフト４０を有し、この出力シャフトは、入力駆動シャフト構造体（同軸状に配置された駆動入力シャフト１２，１４で構成されている）に平行に整列している。
【０１１１】
単一の出力シャフト４０には、変速機入力から進んで次の順序で、即ち、差動装置２６″に連結された第１の出力歯車２０″、駐車ロック３０″、前進歯車段２のための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ２／Ｒ、後退歯車段Ｒのための遊び歯車、前進歯車段６のための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ４／６、前進歯車段４のための遊び歯車、前進歯車段５のための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ３／５、前進歯車段３のための遊び歯車、シフトクラッチパックＳＫ１、そして前進歯車段１のための遊び歯車が、取り付けられている。
【０１１２】
後退歯車段Ｒのための追加の固定歯車４４も又、駆動入力シャフト構造体、より具体的に言えば、駆動入力シャフト４に固定されている。この固定歯車は、補助シャフト（副軸）４２に取り付けられた回転方向逆転歯車２８″と噛み合い状態にある。補助シャフト４２は、駆動入力シャフト構造体１２，１４及び個々の出力シャフト４０に平行に配置されている。
【０１１３】
回転方向逆転歯車２８″は、出力シャフト４０に取り付けられた後退歯車段Ｒのための遊び歯車と噛み合っている。
【０１１４】
デュアルユースが実現されていないので、変速比は、可変である。前進歯車段１及び後退歯車段Ｒは、別々の部分変速機に割り当てられている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用の段階的可変変速機（１０）であって、前記段階的可変変速機は、複数個の前進歯車段（１，２，３，４・・・）及び少なくとも１つの後退歯車段（Ｒ）を有し、前記段階的可変変速機は、
−駆動入力シャフト構造体（１２，１４；３８）と、
−出力シャフト構造体（１６，１８；４０）と、
−遊び歯車及びシフト歯車を含む複数個の歯車列とを有し、前記遊び歯車は、シャフト構造体に回転自在に取り付けられると共にそれぞれのシフトクラッチ（ＳＫ）によって関連の前記シャフト構造体に回転的に固定された状態で連結できる、段階的可変変速機。
【請求項２】
前記段階的可変変速機（１０）は、ツインクラッチ変速機であり、前記駆動入力シャフト構造体（１２，１４）は、第１及び第２の部分変速機にそれぞれ割り当てられた第１及び第２の駆動入力シャフト（１２，１４）を有し、前記第１の部分変速機には、奇数番前進歯車段（１，３，５，・・・）が割り当てられ、前記第２の部分変速機には偶数番歯車段（２，４，・・・）が割り当てられている、請求項１記載の段階的可変変速機。
【請求項３】
主として前記自動車を前進方向に始動させるために用いられる前記前進歯車段（１）及び前記後退歯車段（Ｒ）は、別々の部分変速機に割り当てられている、請求項２記載の段階的可変変速機。
【請求項４】
前記駆動入力シャフト構造体（３８）は、単一の駆動入力シャフト（３８）を有する、請求項１記載の段階的可変変速機。
【請求項５】
前記出力シャフト構造体（１６，１８）は、前記入力駆動シャフト構造体（１２，１４；３８）と一緒になって、３シャフト構造体を形成する２本の出力シャフト（１６，１８）を有する、請求項１〜４のうちいずれか一に記載の段階的可変変速機。
【請求項６】
或る特定の前進歯車段（２）は、前記出力シャフト（１６，１８）のうちの一方の出力シャフト（１６）に割り当てられ、前記後退歯車段（Ｒ）は、他方の出力シャフト（１８）に割り当てられている、請求項５記載の段階的可変変速機。
【請求項７】
前記後退歯車段（Ｒ）は、或る特定の前進歯車段（２）を介して駆動される、請求項６記載の段階的可変変速機。
【請求項８】
前記後退歯車段（Ｒ）は、前記或る特定の前進歯車段（２）を介して直接（２８′）駆動される、請求項７記載の段階的可変変速機。
【請求項９】
前記後退歯車段（Ｒ）は、前記或る特定の前進歯車段（２）に割り当てられた歯車列の遊び歯車に回転的に固定された状態で連結された歯車（２８）を介して駆動される、請求項７記載の段階的可変変速機。
【請求項１０】
駐車ロック（３０）が、前記出力シャフト（１６，１８）のうちの一方（１６）に割り当てられている、請求項５〜９のうちいずれか一に記載の段階的可変変速機。
【請求項１１】
前記駐車ロック（３０）は、他方の出力シャフト（１８）の或る特定の前進歯車段（２）に軸方向に整列する、請求項１０記載の段階的可変変速機。
【請求項１２】
前記或る特定の前進歯車段（２）は、第２の前進歯車段（２）である、請求項６〜１１のうちいずれか一に記載の段階的可変変速機。
【請求項１３】
一方の部分変速機の前記前進歯車段のうちの２つの前進歯車段（３，５；４，６）は、別々の出力シャフトに割り当てられ、前記２つの前進歯車段（３，５；４，６）は、前記駆動入力シャフト構造体（１２，１４；３８）に取り付けられた共通の固定歯車（３４；３２）を共有している、請求項２を引用項とする請求項５〜１２のうちいずれか一に記載の段階的可変変速機。
【請求項１４】
前記２つの部分変速の前記前進歯車段のうちの２つの前進歯車段（３，５；４，６）は、それぞれ、互いに異なる出力シャフトに割り当てられ、前記２つの前進歯車段（３，５；４，６）は、それぞれ、前記駆動入力シャフト構造体（１２，１４；３８）に取り付けられた共通の固定歯車を共有している、請求項２を引用項とする請求項５〜１２のうちいずれか一に記載の段階的可変変速機。
【請求項１５】
第１の前進歯車段（１）及び第２の速前進歯車段（２）は、前記２本の出力シャフト（１６，１８）のうちの一方に割り当てられている、請求項５〜１４のうちいずれか一に記載の段階的可変変速機。
【請求項１６】
第１の前進歯車段（１）は、短いアクスル間隔（Ｓ１）を置いて前記出力シャフト（１６）に割り当てられている、請求項５〜１５のうちいずれか一に記載の段階的可変変速機。
【請求項１７】
前記出力シャフト構造体（４０）は、単一の出力シャフト（４０）を有する、請求項１〜３のうちいずれか一に記載の段階的可変変速機。
【請求項１８】
大きなトルクを伝達する前記前進歯車段（１，２，・・・）に割り当てられた歯車列は、前記出力シャフト構造体（１６，１８；４０）の端部のところに配置されている、請求項１〜１７のうちいずれか一に記載の段階的可変変速機。
【請求項１】
自動車用の段階的可変変速機（１０）であって、前記段階的可変変速機は、複数個の前進歯車段（１，２，３，４・・・）及び少なくとも１つの後退歯車段（Ｒ）を有し、前記段階的可変変速機は、
−駆動入力シャフト構造体（１２，１４；３８）と、
−出力シャフト構造体（１６，１８；４０）と、
−遊び歯車及びシフト歯車を含む複数個の歯車列とを有し、前記遊び歯車は、シャフト構造体に回転自在に取り付けられると共にそれぞれのシフトクラッチ（ＳＫ）によって関連の前記シャフト構造体に回転的に固定された状態で連結できる、段階的可変変速機。
【請求項２】
前記段階的可変変速機（１０）は、ツインクラッチ変速機であり、前記駆動入力シャフト構造体（１２，１４）は、第１及び第２の部分変速機にそれぞれ割り当てられた第１及び第２の駆動入力シャフト（１２，１４）を有し、前記第１の部分変速機には、奇数番前進歯車段（１，３，５，・・・）が割り当てられ、前記第２の部分変速機には偶数番歯車段（２，４，・・・）が割り当てられている、請求項１記載の段階的可変変速機。
【請求項３】
主として前記自動車を前進方向に始動させるために用いられる前記前進歯車段（１）及び前記後退歯車段（Ｒ）は、別々の部分変速機に割り当てられている、請求項２記載の段階的可変変速機。
【請求項４】
前記駆動入力シャフト構造体（３８）は、単一の駆動入力シャフト（３８）を有する、請求項１記載の段階的可変変速機。
【請求項５】
前記出力シャフト構造体（１６，１８）は、前記入力駆動シャフト構造体（１２，１４；３８）と一緒になって、３シャフト構造体を形成する２本の出力シャフト（１６，１８）を有する、請求項１〜４のうちいずれか一に記載の段階的可変変速機。
【請求項６】
或る特定の前進歯車段（２）は、前記出力シャフト（１６，１８）のうちの一方の出力シャフト（１６）に割り当てられ、前記後退歯車段（Ｒ）は、他方の出力シャフト（１８）に割り当てられている、請求項５記載の段階的可変変速機。
【請求項７】
前記後退歯車段（Ｒ）は、或る特定の前進歯車段（２）を介して駆動される、請求項６記載の段階的可変変速機。
【請求項８】
前記後退歯車段（Ｒ）は、前記或る特定の前進歯車段（２）を介して直接（２８′）駆動される、請求項７記載の段階的可変変速機。
【請求項９】
前記後退歯車段（Ｒ）は、前記或る特定の前進歯車段（２）に割り当てられた歯車列の遊び歯車に回転的に固定された状態で連結された歯車（２８）を介して駆動される、請求項７記載の段階的可変変速機。
【請求項１０】
駐車ロック（３０）が、前記出力シャフト（１６，１８）のうちの一方（１６）に割り当てられている、請求項５〜９のうちいずれか一に記載の段階的可変変速機。
【請求項１１】
前記駐車ロック（３０）は、他方の出力シャフト（１８）の或る特定の前進歯車段（２）に軸方向に整列する、請求項１０記載の段階的可変変速機。
【請求項１２】
前記或る特定の前進歯車段（２）は、第２の前進歯車段（２）である、請求項６〜１１のうちいずれか一に記載の段階的可変変速機。
【請求項１３】
一方の部分変速機の前記前進歯車段のうちの２つの前進歯車段（３，５；４，６）は、別々の出力シャフトに割り当てられ、前記２つの前進歯車段（３，５；４，６）は、前記駆動入力シャフト構造体（１２，１４；３８）に取り付けられた共通の固定歯車（３４；３２）を共有している、請求項２を引用項とする請求項５〜１２のうちいずれか一に記載の段階的可変変速機。
【請求項１４】
前記２つの部分変速の前記前進歯車段のうちの２つの前進歯車段（３，５；４，６）は、それぞれ、互いに異なる出力シャフトに割り当てられ、前記２つの前進歯車段（３，５；４，６）は、それぞれ、前記駆動入力シャフト構造体（１２，１４；３８）に取り付けられた共通の固定歯車を共有している、請求項２を引用項とする請求項５〜１２のうちいずれか一に記載の段階的可変変速機。
【請求項１５】
第１の前進歯車段（１）及び第２の速前進歯車段（２）は、前記２本の出力シャフト（１６，１８）のうちの一方に割り当てられている、請求項５〜１４のうちいずれか一に記載の段階的可変変速機。
【請求項１６】
第１の前進歯車段（１）は、短いアクスル間隔（Ｓ１）を置いて前記出力シャフト（１６）に割り当てられている、請求項５〜１５のうちいずれか一に記載の段階的可変変速機。
【請求項１７】
前記出力シャフト構造体（４０）は、単一の出力シャフト（４０）を有する、請求項１〜３のうちいずれか一に記載の段階的可変変速機。
【請求項１８】
大きなトルクを伝達する前記前進歯車段（１，２，・・・）に割り当てられた歯車列は、前記出力シャフト構造体（１６，１８；４０）の端部のところに配置されている、請求項１〜１７のうちいずれか一に記載の段階的可変変速機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１３２５７０（Ｐ２０１２−１３２５７０Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−９０１４１（Ｐ２０１２−９０１４１）
【出願日】平成２４年４月１１日（２０１２．４．１１）
【分割の表示】特願２００７−５４１７５５（Ｐ２００７−５４１７５５）の分割
【原出願日】平成１７年１１月１１日（２００５．１１．１１）
【出願人】（５０５１５２２８４）ゲットラーク ゲットリーベ ウント ツァーンラトファブリーク ヘルマン ハーゲンマイアー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト (21)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月１１日（２０１２．４．１１）
【分割の表示】特願２００７−５４１７５５（Ｐ２００７−５４１７５５）の分割
【原出願日】平成１７年１１月１１日（２００５．１１．１１）
【出願人】（５０５１５２２８４）ゲットラーク ゲットリーベ ウント ツァーンラトファブリーク ヘルマン ハーゲンマイアー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト (21)
【Ｆターム（参考）】
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