JP2006527337A - ツインクラッチトランスミッション - Google Patents

Abstract

従来技術のツインクラッチトランスミッションは、大きな半径方向及び／又は軸方向設置空間と多数の必要なトランスミッション要素、特にシフト要素が必要である。本発明によれば、入力トルクのトランスミッションは、カウンタシャフト（１６）を有する第１の部分トランスミッションを、中間段（３３、３４、３５）を介して、カウンタシャフト（２６）を有する第２の部分トランスミッションに連結する間に前進第１速で行われる。中間段（３４、３５）の歯車は、たった１つの部分トランスミッションしか作動されない追加的な前進速に多機能的に使用できる。本発明のツインクラッチトランスミッションは、自動車に、特に標準トランスミッションを備えた自動車に使用される。

Description

本発明は、請求項１の前段によるツインクラッチトランスミッションに関する。

一般的なツインクラッチトランスミッションは特許文献１に記載されている。他のツインクラッチトランスミッションは、例えば、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、及び非特許文献１に記載されている。

独国特許発明第１９８ ６０ ２５１ Ｃ１号明細書 国際公開第００／３９４８４号パンフレット 米国特許第６，２５０，１７１ Ｂ１号明細書 独国特許出願公開第１９９ ３９ ３３４ Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１９８ ２１ １６４ Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１０１ ０８ ８８１ Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１０１ ０２ ０２８ Ａ１号明細書 米国特許第６，４２７，５４７ Ｂ１号明細書 独国特許出願公開第１００ １５ ３３６ Ａ１号明細書 テンベルゲ（Ｔｅｎｂｅｒｇｅ）Ｐ．、「ワインディング構造のツインクラッチ（Ｄｏｐｐｅｌ−ｋｕｐｐｌｕｎｇｓｇｅｔｒｉｅｂｅ ｉｎ Ｗｉｎｄｕｎｇｓａｎｏｒｄｎｕｎｇ）」、ＶＤＩセミナー第３１ ０３ ０１、「無段変速機（Ｓｔｕｆｅｎｌｏｓｅ Ｆａｈｒｚｅｕｇｇｅｔｒｉｅｂｅ）」、シュトゥットガルト、２００１年

本発明の基礎をなす目的は、構成要素に関する費用を考慮して、小型のツインクラッチトランスミッションを提案することである。

本発明の基礎をなす目的は、請求項１の特徴によって達成される。

したがって、ツインクラッチトランスミッションは、Ｎ個の（特に、順番に）負荷シフト可能な前進ギヤと少なくとも１つのバックギヤとを備え、互いに、及び伝動軸に対し同軸に配置される２本の中間軸を有する。ツインクラッチによれば、中間軸は、入力軸と互いに駆動接続状態にされ、一方の中間軸が中空軸として設計される。例えば、米国特許第６，４２７，５４７ Ｂ１号明細書による、互いに対し同軸配置されない中間軸を備えた形式の構造のものと比べて、本発明は、特にクラッチの領域の、つまりトランスミッションの前部領域の、半径方向の全体寸法が小さくなる利点を有する。このことは、例えば、トランスミッションをフロアトンネルに一体化することに関し、又は自動車の必要な最低地上高を達成するのに有利となる。

さらに、本発明によるツインクラッチトランスミッションは、２本のカウンタシャフトを有する。これらは、互いに平行に、及び伝動軸と平行に配置される。互いに対し同軸に配置される２本のカウンタシャフトを有し、その一方の軸が中空軸、例えば、国際公開第００／３９４８４号パンフレットを参照、として設計される構造と比較すると、本発明による構造は、軸方向に短い種類の構造となる。

ツインクラッチトランスミッションの入力軸及びトランスミッション出力軸はそれぞれ伝動軸に対して同軸に配置される。軸方向オフセットをそれによって回避できる。

少なくとも１つの前進ギヤＡでは、４つの変速段が入力軸とトランスミッション出力軸との間に挿入される。したがって、トランスミッション出力軸への全体での変速比は、４つの個々の変速比の積から得られる。少なくとも１つの他の前進ギヤＢでは、２つの変速段しか入力軸とトランスミッション出力軸との間に挿入されない。少なくとも１つの前進ギヤＡ及び１つの前進ギヤＢでは、動力伝達が（少なくとも）１つの同一歯車を介して起こる。本発明によれば、ゆえに、１つの歯車は多機能設計であり、その結果、構成空間に対する要件の低減及び／又は必要な構成要素数の低減が生じる。あるいは又は追加的に、前進ギヤの変速に関する改良の可能性が図られる。特に、比較的短いトランスミッションシャフトを有する形式が可能であるので、荷重下で、他のトランスミッション構造と比べて、シャフトのたわみをより低くする又はシャフト断面をより小さい寸法にすることができる。トランスミッションシャフトを支える転がり軸受にかかる荷重も、支持用レバーアームの短縮の結果として同様に低減される。

少なくとも１つの前進ギヤＡは、４つの変速段が入力軸とトランスミッション出力軸との間に挿入される第１の前進ギヤ（又は第１の前進ギヤ）である。本発明によれば、第１の変速段においてこのように挿入される第１の前進ギヤを実施する追加的な２つの変速段を介して、追加的な低変速段を実施できる。その結果、トランスミッションの第１の入力段、つまり中間軸とカウンタシャフトとの間の第１のギヤを比較的「長く」なるように設計できる。これは、特に次のような利点を有する：
・第１の入力段によってカウンタシャフトに導入されたトルクは、比較的短い入力ギヤが使用された場合よりも低い。このことは、関わる構成要素の寸法形状に関する利点を有する。
・奇数の前進ギヤが関わるところでは、最高前進ギヤは第１の前進ギヤと同じ入力段に割り当てられる。長くなるように設計されている第１の入力段を用いると、最高ギヤを実施するギヤを比較的「短く」なるように設計でき、そうでなければ特に長い全ギヤを最高ギヤで達成できる。

ツインクラッチトランスミッションの好ましい実施形態によれば、４つの変速段が挿入された少なくとも１つの前進ギヤＡでは、回転に関し固定して互いに接続される（または接続可能である）２つの歯車が、入力軸とトランスミッション出力軸との間の動力伝達に挿入される。歯車は、（主）伝動軸周りで回転する。前進ギヤＡにおいて、上述の歯車の一方は、一方のカウンタシャフトからの駆動トルクを担うが、他方の歯車はその駆動トルクを他方のカウンタシャフトに伝達する。したがって、特に、前進ギヤＡにおいて、中間軸から一方のカウンタシャフト、歯車、他方のカウンタシャフト、及び出力軸への駆動トルクの伝達は、それぞれ挿入された変速段で行われる。したがって、本発明によれば、それぞれのカウンタシャフトによって形成された二部分構成トランスミッションが連続して動力伝達に導入される。

少なくとも１つの他の前進ギヤＢにおいて、上述の歯車の少なくとも一方は、駆動トルクを直接的に、つまり挿入されたこの歯車によって形成された変速段で、中間軸からカウンタシャフトに伝達し、そのカウンタシャフトから駆動トルクが他の変速段を介してトランスミッション出力軸に伝達される。互いに接続された歯車は、それによって多重使用可能な中間変速段を形成する。特に有利な実施形態は、他の前進ギヤＢにおいて、上述の歯車の他方が駆動トルクを直接的に、つまり同中間軸から同じ又は他方のカウンタシャフトに、挿入されたこの歯車によって形成された変速段で伝達するときに行われる。

本発明の他の提案によれば、ツインクラッチトランスミッションは、直結ギヤとして設計される前進ギヤを有する。これは、特に、最後から２番目以前、最後から２番目又は最後の前進ギヤである。効率の改善は、それによって、達成できる。

好ましいツインクラッチトランスミッションにおいて、最低前進ギヤに割り当てられた入力ギヤは、他の入力ギヤよりも長くなるように設計される。このことは、最高変速段が奇数変速段、例えば７番目のギヤであるとき利点を有する。この場合、第７のギヤを実施する、入力変速段に続く、変速段は、より長くなるように設計されても良い。特に、より長くなるように設計された入力セットアップは、他の入力セットアップよりもツインクラッチにより接近して配置される。より長くなるように設計された入力変速段に対応する歯車の比較的大きな直径のため、他の歯車に割り当てられた中間軸用の取り付け部は、より長くなるように設計された入力変速段に割り当てられた歯部の下から比較的遠くまで引き離されると好都合である。

本発明によれば、ツインクラッチトランスミッションは、特に、４つのシフト要素を介してシフト可能である少なくとも７つのギヤを有する。このことにより、従来技術と比べて、シフト要素数の低減となり、このことは重量、必要な構成要素数、構成空間及び／又は費用の低減が図れる。

好ましくは、上述の歯車の一方はねじれ角αではすばで噛み合う。他方の歯車はねじれ角βのはすばで噛み合う。角度α及びβは同符号を有し、第１の前進ギヤの２つの歯車に作用する軸方向力が互いに略相殺するような寸法にされる。歯車又は歯車を支える中空軸に必要な軸受力は、それによって、低減でき、このことは、例えば、より小さな寸法及び／又は耐用年数の増大につながる。

１つの展開によれば、ツインクラッチトランスミッションは、そのニュートラル位置を外部シフト位置に有し、第１のシフト位置において、直結変速段を形成できるように、中間軸をトランスミッション出力軸に接続し、第２のシフト位置において、上述の歯車をトランスミッション出力軸に接続し、さらに、第３のシフト位置において、割り当てられたトランスミッション要素間を無接続にするシフト要素を有し、第２のシフト位置は第１のシフト位置と第３のシフト位置との間にある。シフト要素の外部シフト位置は、したがって、「ニュートラル位置」を形成する。好ましくは、上述の歯車は、第１のシフト位置における同シフト要素を介して割り当てられた中間軸に回転に関し固定して接続される。直結ギヤから隣接ギヤへの簡単なフォワードシフトは、それによって可能となる。

好ましくは、２つのカウンタシャフトと伝動軸とは、三角形状断面となるように配置される。このことにより、特にツインクラッチトランスミッションの伝動軸に対する横方向の寸法が小さい、特に小型化した種類の構成が提供される。

有利な展開は、従属請求項、説明及び図面から収集されてもよい。本発明によるツインクラッチトランスミッションの好ましい例示的実施形態は図面を参照して以下で詳細に説明される。

本発明によるツインクラッチトランスミッション１０は、自動車のドライブトレインに使用される。この場合、ツインクラッチ１０は、エンジンと出力軸、例えば、プロペラシャフト又はカルダンシャフトとの間に配置される。ドライブトレインは、前方に縦置きされるエンジンを備え、後輪駆動の標準ドライブトレインであることが好ましい。

ツインクラッチトランスミッションは、入力軸１１、特にクランクシャフト又はクランクシャフトと共に回転するシャフト、及びトランスミッション出力軸１２を有する。入力軸１１とトランスミッション出力軸１２とは、伝動軸Ｘ−Ｘに対して同軸に配置される。入力軸は、適切であれば挿入された少なくとも１つの他の変速段を介して、エンジンに接続される。トランスミッション出力軸１２は、適切であれば、挿入された少なくとも１つの他の変速段を介して、車輪に接続される。

入力軸１１は、ここでは接続ユニットとして設計された、ツインクラッチ１３に駆動接続される。ツインクラッチ１３は、図示されていない、適当なオーバーラップ制御を保証する適当な装置を介して、入力軸１１の駆動トルクを、クラッチＫ２を繋いで、中間軸１４に、さらにクラッチＫ１を繋いで、中間軸１５に伝達するクラッチＫ１とクラッチＫ２とを有する。クラッチＫ１は、エンジンと反対側に向いているクラッチＫ２の側で、伝動軸Ｘ−Ｘの方向に（以後、［軸方向］に）、配置される。中間軸１５は、中空軸として設計され、その半径方向内部を中間軸１４が貫通する。ツインクラッチ１３から見て外方に向く中間軸１５の端部領域において、中間軸１５からカウンタシャフト１６への駆動トルクの伝達は、入力変速段を形成し、中間軸１５に回転に関し固定して接続される駆動歯車１８及びカウンタシャフト１６に回転に関し固定して接続される被駆動歯車１９をも有するコンスタント１７を介して行われる。

変速段ＶＩＩの駆動歯車２０はカウンタシャフト１６に回転に関し固定して接続される。シフト要素２１を介して、カウンタシャフト１６は、シフト位置Ｓ３において、変速段Ｖに割り当てられた駆動歯車２２に回転に関し固定して接続可能であり、シフト位置Ｓ４において変速段ＩＩＩの駆動歯車２３に接続可能であり、シフト位置Ｓ３とＳ４との間にあるニュートラル位置において駆動歯車２２、２３から独立している。

中間軸１４の、中間軸１５から突出している、端部領域において、中間軸１４は、中間軸１４と他のカウンタシャフト２６との間での入力変速段を形成するコンスタント２５の駆動歯車２４に回転に関し固定して接続される。コンスタント２５の被駆動歯車２７と変速段Ｉ、ＩＩの駆動歯車２８とはカウンタシャフト２６に回転に関し固定して接続される。シフト要素２９を介して、変速段ＩＶの駆動歯車３０はシフト位置Ｓ５においてカウンタシャフト２６に接続可能であり、さらに変速段ＲＩ、ＲＩＩの駆動歯車３１はシフト位置Ｓ６においてカウンタシャフト２６に接続可能であるが、シフト位置Ｓ５とＳ６との間にあるニュートラル位置において、駆動歯車３０、３１はカウンタシャフト２６に対し回転に関し固定した接続状態にない。

シフト要素３２は、中間軸１４、トランスミッション出力軸１２及びトランスミッション出力軸１２を半径方向内部で収容する中空軸３３との間で作用する。シフト位置Ｓ１において、シフト要素３２は、中間軸１４、トランスミッション出力軸１２及び中空軸３３との間を回転に関して固定接続状態にする。中間位置において、シフト要素３２は、中空軸３３とトランスミッション出力軸１２との間を回転に関して固定接続状態にする。シフト位置Ｓ２において、中間軸１４、トランスミッション出力軸１２及び中空軸３３との間にいかなる駆動接続も与えない。中空軸３３は、変速段Ｖに、さらに円周方向に離れたところで、変速段ＩＶに割り当てられ、駆動歯車２２及び３０と噛み合う歯車３４、及び変速段ＩＩＩに割り当てられ、駆動歯車２３と噛み合う歯車３５をも備えている。

シフト要素３６は、トランスミッション出力軸１２と歯車３７、３８との間で作用する。シフト位置Ｓ７において、シフト要素３６はトランスミッション出力軸１２を歯車３７に接続する。シフト位置Ｓ８において、シフト要素３６はトランスミッション出力軸を歯車３８に接続する。シフト位置Ｓ７とＳ８との間にあるニュートラル位置において、歯車３７、３８、トランスミッション出力軸１２はシフト要素３６を介してのいかなる駆動接続も与えない。歯車３８は駆動歯車２８と共に変速段Ｉ、ＩＩを形成する。歯車３７は、一方で、駆動歯車２０と共に変速段ＶＩＩを形成する。さらに、駆動歯車２０に対して円周方向に離れたところで、歯車３７はバックギヤ歯車３９と噛み合い、そのバックギヤ歯車３９は、順に、駆動歯車３１に駆動接続されるので変速段ＲＩ、ＲＩＩを形成できる。

伝動軸Ｘ−Ｘに対して横方向に（以後［半径方向に］）向いているトランスミッション面は、次の順で軸方向に縦並びに配置される：
・ツインクラッチ１３、
・駆動歯車１８及び被駆動歯車１９とのコンスタント１７、
・駆動歯車２４及び被駆動歯車１７とコンスタント２５、
・シフト要素３４
・駆動歯車２２と歯車３４との変速段Ｖ、及び駆動歯車３０、歯車３４との変速段ＩＶ、
・シフト要素２９、２１
・駆動歯車２３と歯車３５との変速段ＩＩＩ、及び駆動歯車３１、バックギヤ歯車３９及び歯車３７との変速段ＲＩ、ＲＩＩ、
・シフト要素３６、
・駆動歯車２８及び歯車３８との変速段Ｉ、ＩＩ。

第２のバックギヤにおいて、クラッチＫ１を切った状態で、クラッチＫ２が繋がれる。シフト要素３２は中間位置にあり、シフト要素２１はシフト位置Ｓ３にあり、シフト要素２９はシフト位置Ｓ６にあり、シフト要素３６はニュートラル位置にある。動力伝達は、入力軸１１、クラッチＫ２、中間軸１４、駆動歯車２４、被駆動歯車２７、カウンタシャフト２６、シフト要素２９、駆動歯車３１、バックギヤ歯車３９、歯車３７、駆動歯車２０、カウンタシャフト１６、シフト要素２１、駆動歯車２２、歯車３４、及びシフト要素３２を経由してトランスミッション出力軸１２に伝わる。

第１のバックギヤにおいて、クラッチＫ２が繋がれ、シフト要素３２は中間位置にあり、シフト要素２１はシフト位置Ｓ４にあり、シフト要素２９はシフト位置Ｓ６にあり、シフト要素３６はニュートラル位置にある。この場合、動力伝達は、入力軸１１、クラッチＫ２、中間軸１４、駆動歯車２４、被駆動歯車２７、カウンタシャフト２６、シフト要素２９、駆動歯車３１、バックギヤ歯車３９、歯車３７、駆動歯車２０、カウンタシャフト１６、シフト要素２１、駆動歯車２３、歯車３５及びシフト要素３２を経由してトランスミッション出力軸１２に伝わる。

第１の前進ギヤにおいて、動力伝達は、入力軸１１からクラッチＫ１、中間軸１５、駆動歯車１８、被駆動歯車１９、カウンタシャフト１６、シフト要素２１、駆動歯車２３、歯車３５、中空軸３３、歯車３４、駆動歯車３０、シフト要素２９、カウンタシャフト２６、駆動歯車２８、歯車３８及びシフト要素３６を経由してトランスミッション出力軸１２に伝わる。シフト要素３２はシフト位置Ｓ２にあり、シフト要素２１はシフト位置Ｓ４にあり、シフト要素２９はシフト位置Ｓ５にあり、さらにシフト要素３６はシフト位置Ｓ８にある（図３参照）。

第２の前進ギヤにおいて、クラッチＫ２は繋がれている。シフト要素３２はシフト位置Ｓ２にあり、シフト要素２１はシフト位置Ｓ４にあり、シフト要素２９はニュートラル位置にあり、さらにシフト要素３６はシフト位置Ｓ８にある。第２の前進ギヤにおいて、動力伝達は、入力軸からクラッチＫ２、中間軸１４、駆動歯車２４、被駆動歯車２７、カウンタシャフト２６、駆動歯車２８、歯車３８及びシフト要素３６を経由してトランスミッション出力軸１２に伝わる、図４参照。

第３の前進ギヤにおいて、クラッチＫ１は繋がれている。シフト要素３２は中間位置にあり、シフト要素２１はシフト位置Ｓ４にあり、シフト要素２９はニュートラル位置にあり、さらにシフト要素３６もニュートラル位置にある。第３の前進ギヤにおいて、動力伝達は、入力軸１１からクラッチＫ１、中間軸１５、駆動歯車１８、被駆動歯車１９、カウンタシャフト１６、シフト要素２１、駆動歯車２３、歯車３５、中空軸３３及びシフト要素３２を経由してトランスミッション出力軸１２に伝わる。

第４の前進ギヤにおいて、クラッチＫ２は繋がれている。シフト要素３２は中間位置にある。シフト要素２１及び３６ニュートラル位置にあるが、シフト要素２９はシフト位置Ｓ５にシフトされる。動力伝達は、入力軸１１からクラッチＫ２、中間軸１４、駆動歯車２４、被駆動歯車２７、カウンタシャフト２６、シフト要素２９、駆動歯車３０、歯車３４及びシフト要素３２を経由してトランスミッション出力軸１２に発生する。

第５の前進ギヤにおいて、クラッチＫ１は繋がれている。シフト要素３２は中間位置にある。シフト要素２９及び３６はニュートラル位置にあるが、シフト要素２１はシフト位置Ｓ３にシフトされる。動力伝達は、入力軸からクラッチＫ１、中間軸１５、駆動歯車１８、被駆動歯車１９、カウンタシャフト１６、シフト要素２１、駆動歯車２２、歯車３４及びシフト要素３２を経由してトランスミッション出力軸１２に発生する。

第６の前進ギヤにおいて、クラッチＫ２は繋がれている。シフト要素３２はシフト位置Ｓ１にあるが、シフト要素２１、２９及び３６はニュートラル位置にシフトされる。第６の前進ギヤは、動力伝達がシフト要素３２によって入力軸からクラッチＫ２及び中間軸１４を経由してトランスミッション出力軸１２に発生される直結ギヤである。

第７の前進ギヤにおいて、クラッチＫ１は繋がれている。シフト要素３２はシフト位置Ｓ１にある。シフト要素２１、２９はニュートラル位置にあるが、シフト要素３６はシフト位置Ｓ７にシフトされる。動力伝達は、入力軸１１からクラッチＫ１、中間軸１５、駆動歯車１８、被駆動歯車１９、カウンタシャフト１６、駆動歯車２０、歯車３７及びシフト要素３６を経由してトランスミッション出力軸１２に発生する。

他は図２による例示的実施形態に対応する構造、及び図２によるクラッチ１３及びシフト要素２１、２９、３２、３６の対応するシフト位置を有する、図５による第２の例示的な実施形態では、バックギヤ歯車３９が省略される。この例示的な実施形態では、たった１つのバックギヤしか実施されず、被駆動歯車５１及び駆動歯車５２が、伝動軸Ｘ−Ｘ及びカウンタシャフト２６、１６と平行に向けられる中間軸５０に対して回転に関し固定して取り付けられる。被駆動歯車５１は、駆動歯車３１と噛み合うが、駆動歯車５２は歯車３５と噛み合う。

バックギヤでは、図６の表に従い、クラッチＫ２は繋がれている。シフト要素３２は中間位置にある。シフト要素２１、３６はニュートラル位置にあるが、シフト要素２９はシフト位置Ｓ６にシフトされる。バックギヤにおいて、動力伝達は、入力軸１１からクラッチＫ２、中間軸１４、駆動歯車２４、被駆動歯車２７、カウンタシャフト２６、シフト要素２９、駆動歯車３１、被駆動歯車５１、中間軸５０、駆動歯車５２、歯車３５、中空軸３３及びシフト要素３２を経由して出力軸１２に発生する。

他は図１による第１の例示的な実施形態に対応する構造を用いた、図７による第３の例示的な実施形態では、バックギヤは、伝動軸Ｘ−Ｘに対して同軸に、又はカウンタシャフト１６、２６によって画定されたシャフトに対して同軸に配置される歯車を介してだけで実施される。このために、バックギヤ歯車３９は省かれる。駆動歯車３１は、変速段ＶＩＩ及びＲＩ、ＲＩＩのトランスミッション面から変速段ＩＩＩを有するトランスミッション面と変速段ＶＩＩ及びＲＩ、ＲＩＩを有するトランスミッション面との間にある新トランスミッション面にオフセット（直径の拡大で）される。このトランスミッション面において、駆動歯車３１は、カウンタシャフト１６に回転に関し固定して接続される歯車６０と噛み合う。伝動軸Ｘ−Ｘ及びカウンタシャフト１６、２６によって画定された軸は三角形状断面になるように配置される（図７のイラストと対照的に）。

第２のバックギヤにおいて、クラッチＫ２は繋がれている。シフト要素３２は中間位置にある。シフト要素２９はニュートラル位置にあるが、シフト要素２９はシフト位置Ｓ６にシフトされ、さらにシフト要素２１はシフト位置Ｓ３にシフトされる。動力伝達は、第２のバックギヤにおいて、入力軸１１からクラッチＫ２、中間軸１４、駆動歯車２４、被駆動歯車２７、カウンタシャフト２６、シフト要素２９、駆動歯車３１、歯車６０、カウンタシャフト１６、シフト要素２１、駆動歯車２２、歯車３４及びシフト要素３２を経由してトランスミッション出力軸１２に伝わる。

第１のバックギヤにおいて、クラッチＫ２は繋がれている。シフト要素３２は中間位置にある。シフト要素３６はニュートラル位置にシフトされるが、シフト要素２９はシフト位置Ｓ６にシフトされ、シフト要素２１はシフト位置Ｓ４にシフトされる。動力伝達は、第１のバックギヤにおいて、入力軸１１からクラッチＫ２、中間軸１４、駆動歯車２４、被駆動歯車２７、カウンタシャフト２６、シフト要素２９、駆動歯車３１、歯車６０、カウンタシャフト１６、シフト要素２１、駆動歯車２３、歯車３５、中空軸３３及びシフト要素３２を経由してトランスミッション出力軸１２に伝わる。

図９の説明又はイラストが反対でない限り、図９に示された例示的な実施形態は、基本的に図１による第１の例示的な実施形態に、及び単一バックギヤの構造に関し、図５に示され、説明された例示的な実施形態に対応する。これに反して、図９によれば、シフト要素７０がシフト要素３２の代わりに提供される。シフト要素７０は、中間軸１４又は駆動歯車２４、トランスミッション出力軸１２及び中空軸３３の間で作用する。シフト位置Ｓ１において、シフト要素７０は中間軸１４をトランスミッション出力軸１２に直接的に接続する（直結ギヤ）。シフト要素７０の中間ニュートラル位置において、シフト要素７０は不活動状態である。外部シフト位置Ｓ２において、シフト要素７０は中空軸３３をトランスミッション出力軸１２に接続する。しかしながら、図１に示された例示的な実施形態によれば、歯車３４は駆動歯車３０及び駆動歯車２２の両方と噛み合い、図９に示された例示的な実施形態によれば、歯車３４は駆動歯車３０とだけ噛み合う。駆動歯車２２は、被駆動歯車２７と共通のトランスミッション面の駆動歯車２４と噛み合う。次のトランスミッション面は、したがって、次の軸方向順に形成される：
・ツインクラッチ１３、
・歯車１８、１９でのコンスタント１７、
・歯車２２、２４、２７でのコンスタント２５及び変速段ＶＩＩ、
・シフト要素７０、
・歯車３０、３４での変速段ＩＶ、
・シフト要素２９、２１、
・歯車２３、３５及びバックギヤに割り当てられた歯車５２での変速段ＩＩＩ、
・歯車２０、３７及びバックギヤに割り当てられた歯車３１、５１での変速段Ｖ、
・シフト要素３６、
・歯車２８、３８での変速段Ｉ、ＩＩ。

図１０によれば、単一バックギヤにおいて、クラッチＫ１は繋がれている。シフト要素７０はニュートラル位置にあるが、シフト要素２１はシフト位置Ｓ４に、シフト要素２９はシフト位置Ｓ６に、及びシフト要素３６はシフト位置Ｓ８にシフトされる。動力伝達は、入力軸１１からクラッチＫ１、中間軸１５、駆動歯車１８、被駆動歯車１９、カウンタシャフト１６、シフト要素２１、駆動歯車２３、歯車３５、駆動歯車５２、中間軸５０、被駆動歯車５１、駆動歯車３１、シフト要素２９、カウンタシャフト２６、駆動歯車２８、歯車３８及びシフト要素３６を経由して、トランスミッション出力軸１２に発生する。

第１の前進変速段において、クラッチＫ１は繋がれている。シフト要素７０はニュートラル位置にある。シフト要素２１はシフト位置Ｓ４に、シフト要素２９はシフト位置Ｓ５に、及びシフト要素３６はシフト位置Ｓ８にシフトされる。動力伝達は、入力軸１１からクラッチＫ１、中間軸１５、駆動歯車１８、被駆動歯車１９、カウンタシャフト１６、シフト要素２１、駆動歯車２３、歯車３５、中空軸３３、歯車３４、駆動歯車３０、シフト要素２９、カウンタシャフト２６、駆動歯車２８、歯車３８及びシフト要素３６を経由して、トランスミッション出力軸１２に発生する。

第２の前進ギヤにおいて、クラッチＫ２は繋がれている。シフト要素７０及び２９はニュートラル位置にあり、シフト要素２９はシフト位置Ｓ４に、シフト要素３６はシフト位置Ｓ８にシフトされる。動力伝達は、入力軸１１からクラッチＫ２、中間軸１４、駆動歯車２４、被駆動歯車２７、カウンタシャフト２６、駆動歯車２８、歯車３８及びシフト要素３６を経由してトランスミッション出力軸１２に発生する。

第３の前進ギヤにおいて、クラッチＫ１は繋がれている。シフト要素２９、３６はニュートラル位置にあるが、シフト要素７０はシフト位置Ｓ２に、シフト要素２１はシフト位置Ｓ４にシフトされる。動力伝達は、入力軸１１からクラッチＫ１、中間軸１５、駆動歯車１８、被駆動歯車１９、カウンタシャフト１６、シフト要素２１、駆動歯車２３、歯車３５、中空軸３３及びシフト要素７０を経由してトランスミッション出力軸１２に発生する。

第４の前進ギヤにおいて、クラッチＫ２は繋がれている。シフト要素２１、３６はニュートラル位置にあるが、シフト要素７０はシフト位置Ｓ２に、シフト要素２９はシフト位置Ｓ５にシフトされる。動力伝達は、入力軸１１からクラッチＫ２、中間軸１４、駆動歯車２４、被駆動歯車２７、カウンタシャフト２６、シフト要素２９、駆動歯車３０、歯車３４、中空軸３３及びシフト要素７０を経由してトランスミッション出力軸１２に発生する。

第５の前進ギヤにおいて、クラッチＫ１は繋がれている。シフト要素２１、２９はニュートラル位置にあるが、シフト要素７０はシフト位置Ｓ２に、シフト要素３６はシフト位置Ｓ７にシフトされる。動力伝達は、入力軸１１からクラッチＫ１、中間軸１５、駆動歯車１８、被駆動歯車１９、カウンタシャフト１６、駆動歯車２０、歯車３７及びシフト要素３６を経由してトランスミッション出力軸１２に発生する。

直結ギヤとして設計された第６の前進ギヤにおいて、クラッチＫ２は繋がれている。シフト要素２１、２９、３６はニュートラル位置にあるが、シフト要素７０はシフト位置Ｓ１にシフトされる。動力伝達は、ここでは、入力軸１１からクラッチＫ２、中間軸１４及びシフト要素７０を経由してトランスミッション出力軸１２に発生する。

第７の前進ギヤにおいて、クラッチＫ１は繋がれている。シフト要素２９及び３６はニュートラル位置にある。シフト要素７０はニュートラル位置に、又はシフト位置Ｓ１に選択的にシフトされる。シフト要素２１はシフト位置Ｓ３にシフトされる。動力伝達は、入力軸からクラッチＫ１、中間軸１５、駆動歯車１８、被駆動歯車１９、カウンタシャフト１６、シフト要素２１、駆動歯車２２、駆動歯車２４及びシフト要素７０を経由してトランスミッション出力軸１２に発生する。

図９によれば、単一バックギヤは、両方の部分トランスミッションを使用する、反転ギヤとして、第１のギヤと同様に、設計される。第１の前進ギヤからバックギヤへ、又はその逆の変更は、シフト要素２９の作動によってのみ可能となる。本発明の他の実施形態に反して、図９によれば、中間ニュートラル位置を有する従来形シフト要素しか使用されない。図９に示された例示的な実施形態によれば、全ての前進ギヤは連続的にフォワードシフト可能であるが、第１前進ギヤからバックギヤへ（及びその逆）の移行はフォワードシフト可能ではない。変速段のジャンプ１→２及び３→４は、転移量や選択された軸間距離に関係なく、同一である。

図２、図６、図８及び図１０による表は、それぞれ指定された変速を実施するために必ずしも必要であるとは限らないシフト状態を四角で示す。しかしながら、おそらく無用なシフト運動は、表に示されたシフト状態の選択によって回避されても良い。示されたシフト位置から逸脱するシフト位置も同様に可能である。

示された全ての例示的実施形態では、ツインクラッチトランスミッションの直径及びギヤ比、特に、
・正確な直径比、
・シフトダウン又はシフトアップが行われるかどうか、又は
・１つの変速段のギヤ比がもう１つの変速段のギヤ比よりも高いか又は低くなるように設計されるかどうかについては、図のホイール設計図から収集されても良い。

示された実施形態では、第１の前進ギヤの追加的な中間変速段として、第３及び第４の前進ギヤの変速段（後者は反対方向にある）が使用され、それらは共に追加的な減速となる。このために、選択された入力ギヤ（コンスタント１７）は比較的長くても良い。

本発明による小型構造の（最小）必要シフトユニット数ｓは、次の原理に従い前進ギヤ数Ｎから計算される：
Ｎが奇数である場合、ｓ＝（Ｎ＋１）／２；
Ｎが偶数である場合、ｓ＝（Ｎ＋２）／２。

示されたシャフト軸は、１つの面にあるいは空間的配置で、特に三角形状に配置されても良い。

第１の実施形態によるツインクラッチトランスミッションのホイール設計図を示す。 図１によるツインクラッチトランスミッション用のクラッチとシフト要素とのシフト状態の表を示す。 第１の前進ギヤにおける、図１で示されたツインクラッチトランスミッションのホイール設計図を示す。 第６の前進ギヤにおける、図１によるツインクラッチトランスミッションのホイール設計図を示す。 本発明の第２の実施形態における本発明によるツインクラッチトランスミッションのホイール設計図を示す。 図５で示されたツインクラッチトランスミッション用のクラッチとシフト要素とのシフト状態の表を示す。 本発明の第３の実施形態によるツインクラッチトランスミッションのホイール設計図を示す。 図７によるツインクラッチトランスミッションのクラッチとシフト要素とのシフト状態の表を示す。 本発明による第４の実施形態によるツインクラッチトランスミッションのホイール設計図を示す。 図９によるツインクラッチトランスミッションのクラッチとシフト要素とのシフト状態の表を示す。

Claims (18)

1. ａ）Ｎ個の負荷シフト可能な前進ギヤ及び少なくとも１つのバックギヤと、
   ｂ）互いに及び伝動軸（Ｘ−Ｘ）に対し同軸に配置され、ツインクラッチ（１３）により、それぞれ入力軸（１１）との駆動接続をもたらすことができ、その一方の中間軸（１５）が中空軸として設計される２本の中間軸（１４、１５）と、
   ｃ）互いに平行に、及び前記伝動軸（Ｘ−Ｘ）と平行に配置される２本のカウンタシャフト（１６、２６）と、
   ｄ）前記入力軸（１１）が前記伝動軸（Ｘ−Ｘ）に対し同軸に配置され、
   ｅ）前記伝動軸（Ｘ−Ｘ）に対し同軸に配置されたトランスミッション出力軸（１２）と、
   を有する自動車用ツインクラッチトランスミッションであって、
   ｆ）少なくとも１つの第１の前進ギヤＡでは、４つの変速段（コンスタント１７；変速段ＩＩＩ；変速段ＩＶ；変速段Ｉ、ＩＩ）が前記入力軸（１１）と前記トランスミッション出力軸（１２）との間に挿入され、
   ｇ）少なくとも１つの他の前進ギヤＢでは、２つの変速段だけ（変速段ＩＶ；変速段Ｉ、ＩＩ）が前記入力軸（１１）とトランスミッション出力軸（１２）との間に挿入され、
   ｈ）少なくとも１つの前進ギヤＡ及び１つの前進ギヤＢでは、動力伝達は（少なくとも）１つの同一歯車（３４）を経由して伝わることを特徴とするツインクラッチトランスミッション。
2. ４つの挿入された変速段を有する少なくとも１つの前進ギヤＡでは、回転に関し固定して互いに接続され、前記伝動軸（Ｘ−Ｘ）周りで回転する２つの歯車（３４、３５）が前記入力軸（１１）とトランスミッション出力軸（１２）との間の動力伝達経路に挿入され、
   − 前記前進ギヤＡにおいて、これらの歯車の一方（３５）は一方のカウンタシャフト（１６）からの駆動トルクを担うが、他方の歯車（３４）は前記駆動トルクを他方のカウンタシャフト（２６）に伝達し、
   − 他の前進ギヤＢにおいて、これらの歯車（３４；３５）の少なくとも１つは前記伝動軸（Ｘ−Ｘ）に対して同軸に配置されたトランスミッションシャフト（トランスミッション出力軸１２）とカウンタシャフト（１６；２６）との間で前記駆動トルクを伝達することを特徴とする、請求項１に記載のツインクラッチトランスミッション。
3. 請求項２に記載の前記歯車（３４；３５）が、トランスミッションシャフト、特に前記トランスミッション出力軸（１２）によって貫通される中空軸（３３）を介して互いに接続されることを特徴とする、請求項２に記載のツインクラッチトランスミッション。
4. 前進ギヤ、特に最後から２番目以前、最後から２番目又は最後の前進ギヤが、直結ギヤとして設計されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のツインクラッチトランスミッション。
5. 最低速前進ギヤに割り当てられた入力ギヤ（コンスタント１７）が、他の入力ギヤ（コンスタント２５）よりも長くなるように設計されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のツインクラッチトランスミッション。
6. 前記ツインクラッチトランスミッションが、４つのシフト要素（２１、２９、３２、３６；７０）を介してシフト可能である少なくとも７つの変速段を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のツインクラッチトランスミッション。
7. 少なくとも１つのシフト要素（３２）のニュートラル位置は外部シフト位置にあるが、少なくとも１つの他のシフト要素（２１、２９、３６）のニュートラル位置は中間シフト位置にあることを特徴とする、請求項６に記載のツインクラッチトランスミッション。
8. ニュートラル位置を外部シフト位置（Ｓ２）に有する前記シフト要素（３２）は、
   − 第１のシフト位置（Ｓ１）において、中間軸（１４）を前記トランスミッション出力軸（１２）に接続して、直結ギヤが形成され、
   − 第２のシフト位置において、請求項２に記載の前記歯車（３４、３５）を前記トランスミッション出力軸（１２）に接続し、
   − 第３のシフト位置（Ｓ２）において、割り当てられた伝動要素（１４、１２、３４、３５、３３）間の接続をなくし、
   − 前記第２のシフト位置は前記第１のシフト位置（Ｓ１）と前記第３のシフト位置（Ｓ２）との間にあることを特徴とする、請求項７に記載のツインクラッチトランスミッション。
9. 請求項２に記載の前記歯車（３４、３５）が、シフト要素、特に請求項７あるいは８に記載の前記シフト要素（３２）を介して中間軸（１４）に回転に関し固定して接続可能であることを特徴とする、請求項２〜８のいずれか一項に記載のツインクラッチトランスミッション。
10. 請求項２に記載の一方の歯車（３４）がねじれ角αのはすば構造を有し、他方の歯車（３５）がねじれ角βのはすば構造を有し、前記角度α及びβが同一符号を有し、前記第１の前進ギヤにおいて前記２つの歯車（３４、３５）に作用する軸方向の力が互いに略相殺できるような寸法にされることを特徴とする、請求項２〜９のいずれか一項に記載のツインクラッチトランスミッション。
11. 前記カウンタシャフト（１６、２６）、前記中間軸（１４、１５）及び前記トランスミッション出力軸（１２）は同一面にあることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のツインクラッチトランスミッション。
12. 前記２本のカウンタシャフト（１６、２６）及び前記伝動軸（Ｘ−Ｘ）は断面が三角形になるように配置されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のツインクラッチトランスミッション。
13. 後退動作用の回転方向の反転が追加中間歯車（３９）を介して実施されることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のツインクラッチトランスミッション。
14. 後退動作用の回転方向の反転が追加的な中間軸（５０）を介して実施されることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のツインクラッチトランスミッション。
15. 後退動作用の回転方向の反転を実施する前記歯車が、前記伝動軸（Ｘ−Ｘ）及び／又は前記２本のカウンタシャフト（１６、２６）に対して同軸に配置されることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のツインクラッチトランスミッション。
16. 変速段のジャンプ１→２及び３→４は同一であることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のツインクラッチトランスミッション。
17. 前記変速段１〜４が幾何級数的に変速比が設定され、前記変速段４〜７が漸進的に変速比が設定されることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のツインクラッチトランスミッション。
18. 請求項２に記載の前記歯車（３４、３５）が前記前進変速段３および４を実施する変速段に割り当てられることを特徴とする、請求項２〜１７のいずれか一項に記載のツインクラッチトランスミッション。

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