JPS60234166A - 負荷時切換変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、始動要素と主軸列と２個の副軸と下記のその
他の特徴すなわち ａ）　２個の副軸が各々１個の増速する中間歯車を介し
て持続的に変速機入力軸と連結され、ｂ）各段がスライ
ドスリーブと緩衝ドグを有するかみあいクラッチによっ
て切換えられ、Ｃ）切換えのためにかみあいクラッチの
各半分体が、一方の副軸に配設された、すべての速度に
対して有効な同期装置を介して同期させられる という特徴を有する車輛用車輛用負荷式切換車変速機に
関する。

上記の車輛変速機においては切換えのために、スライド
スリーブから成る、例えば***特許出願公開第３２１７
９５０号明細書で公知の同期装置が主に使用される。ス
ライドスリーブは対向片への係合の前に円錐摩擦継手を
介して、両方の被連結部材の同期を強制する。しかしそ
のだめにエンジンからの動力伝達が中断され、切換は実
質的に無負荷で行われ、関与する変速機回転質量だけが
同期装置によって適当に加速又は減速される。

本発明は、***特許第９５８０８１号明細書で公知の変
速機から出発する。この変速機は始動要素として摩擦継
手を有し、変速機主軸と中間軸から成る平歯車装置がこ
の摩擦継手に接続する。

また第２の中間軸（副軸とも呼ばれる）に同期装置が配
設されている。運転時の動力伝達は、主軸と一方の中間
軸にある歯車とシフトドグが各速度でかみ合うことによ
って遂行される。第２の副軸に別の歯車とシフトドグが
配設され、切換段階の時だけ作動する。そのために、緩
衝ドグを装備するクラ４トスリーブを対応する対向ドグ
に軸方向に押圧することによって、切換操作が準備され
る。切換そのものは摩擦継手を外すことによって行われ
る。こうして第２の副軸上の同期装置を介して、次の速
度のだめに切換えられるドグの回転数が等化される。ド
グの保合は無負荷で、但し回転数の不等が存在し、ドグ
の端面が相互に係合する限り、軸方向圧力のもとで行わ
れる。

同様の変速機が***特許第６９７５２２号明細書により
公知である。その場合、動力伝達はやはり主軸と中間軸
の歯車とスライドシフトスＩＪ−プを介して遂行される
。同期化摩擦継手は主軸と変速機従動軸を連結すること
により、又はハウジングに固設したブレーキ面で制動す
ることにより、シフトスリーブの保合のために同期を生
じさせることができる。係合そのものは、主摩擦継手を
切って、やはり無負荷で行われる。

更には、直接に変速機中間軸を介して同期させる、切換
可能な継手によって、主摩擦継手を橋絡した変速機構造
が公知である（***特許公報第７５９６５８号明細書、
***特許第８８１００５号明細書）。上述の変速機構造
は、段切換えが中断なしに行われる負荷時切換変速機で
はない。

***特許出願公告第１０７６４６１号明細書は中間歯車
形乎歯車変速機の別の構造を示す。そこには始動要素と
してトルクコンバータが開示されており、２個以上の変
速段がこれに後置される。これらの変速段は摩擦円板又
は円錐継手を介して切換えられ、又は同期化される。

上述の形式の同期化装置には、切換操作に必ず摩擦体す
なわち円板、摩擦円錐又は係合する緩衝ドグが関与する
という欠点が付随する。これらのものは温度上昇、摩耗
、破壊の危険の増大を招き、それに伴なって故障と修理
の発生、低い寿命、短い潤滑油耐用時間等の結果が生じ
る。特に主継手も摩擦継手として構成した場合がそうで
ある。

***特許第１２４６０１０号明細書で公知の変速機構造
はこれらの欠点に成る程度対処するものである。この場
合、機械式多段変速機が２個のトルクコンバータによっ
て駆動され、その際、同期化はコンバータの充填と放出
によるか、又は同じく統合されている流体ブレーキによ
って行われる。しかし同期化過程がまだ完結していない
限り、緩衝ドグが常に係合する。上記の構造の、定評あ
る流体機械式変速機又はその他の無摩耗全液圧式変速機
の欠点は、すべての変速段で動力伝達が流体回路すなわ
ちトルクコンバータ又は流体継手を介して行われること
である。

変速機の効率は、とりわけ始動領域以外で、純機械式自
動車変速機より遥かに低い。

本発明の目的は、負荷時に張力を遮断せずに切換えるこ
とができ、高い信頼性、切換過程に関与する部材の無摩
耗性、良好な効率及び少い製造費を兼備する変速機を提
供することである。

また選択に応じて種々の段数を装備し、自動的に切換え
ることができるようにすることである。

下記の特徴の組合せ、すなわち −始動要素として充填及び放出可能な流体回路があり、
その−次羽根車と一方の副軸、その二次羽根車と変速機
の中間軸が連結され、−同期装置が可変充填サーボ流体
継手として構成され、その−次羽根車が他方の副軸に配
設され、二次羽根車が中間歯車を介して変速機従動軸と
連結され、 一動力伝達が副軸を通る場合は、継手が最高速度相当よ
り５ないし１５％高い従動回転数を生じさせるように、
サーボ継手の二次羽根車から変速機従動軸への変速比が
選定され、−切換えにそれぞれ関与するかみあいクラッ
チの同期化のだめに制御装置があって、エンジン出力、
変速機入力回転数及び変速機出力回転数等の要因の瞬時
値から形成される切換信号に従って、上記制御装置によ
り自動的に切換えが作動され、該切換えが次の諸段階、
すなわち流体継手の充填、それまでの速度に係合してい
たシフトドグの離脱、新たに挿入される速度に属する、
変速機従動回転数対入力回転数比の目標値への、流体継
手のスリップの調整、新しい速度に属するシフトドグの
保合、流体継手の放出を経過することによって、上記の
目的が達成される。本発明によれば、中間歯車形乎歯車
変速機は、変速機入力軸と２個の増速中間歯車から出て
直ちに２個の副軸に至る２つの伝達経路を有する。第１
の伝達経路は、流体回路として構成された始動要素、好
ましくはトルクコンバータを有する。そのポンプインペ
ラは第１副軸によって直接駆動され、タービンインペラ
は変速機の本来の中間軸を駆動する。この軸からシフト
ドグを介して、トルクが個々の歯車と変速機従動軸に導
かれる。第２の伝達経路はサーボ流体継手を包含する。

その−次羽根車は第２副軸によって駆動され、二次羽根
車は中間歯車を介して変速機従動軸と連結される。従動
軸は最高速段よシ高い従動回転数に変速される。第１の
伝達経路は始動段階を含むすべての速度で走行運転中に
トルクを伝達し、第２の伝達経路は同期化を含む切換操
作時だけ作動する。

しかしこの同期過程の際にサーボ継手が充填の制御によ
って、トルクをエンジンから直接に従動軸に伝達する。

サーボ継手はエンジンに対して、それまで伝達した以上
のトルクを要求する性質があるから、第２の伝達経路を
経て変速機従動軸に動力伝達が行われる。同時に、第１
の伝達経路で一時的に係合したシフトドグが負荷を脱し
、はとんど無負荷で、例えばばね力によって離脱され、
一方、サーボ継手は流体回路の、極めて急速に反応する
スリップ制御により、従動軸と入力軸との間に、新たに
挿入する速度の変速比に相当する回転数比を生じさせる
。当該の速度に特有のスリップ目標値に到達すると、連
結される変速機部材の間に直ちに同期が事実上成立する
。こうしてシフトドグと無負荷で係合し、続いて同期化
サーボ継手の放出を行うことができる。その場合、サー
ボ継手の放出はエンジン出力を、新たに挿入された変速
段の第１の伝達経路に伝達させる。

この切換操作の間に原動機には運転者又は自動制御装置
による負荷の変更が行われない。その代りサーボ継手が
第１伝達経路の負荷を解除し、その際、サーボ継手でス
リップ調整が行われた後、新たに挿入された速度に相当
するエンジン回転数が正確に成立するように、エンジン
に負荷し、又はその回転数を変更する０低い速度段に戻
す時は、外部の干渉なしにサーボ継手の適当なスリップ
調整によってまず、挿入されたシフトドグの離脱が無負
荷で行われるように、エンジンに負荷する。このシフト
ドグを離脱させたならば、エンジンが−やはりスリップ
磨整によって一瞬時従動回転数に関連して次に低い、す
なわち新たに挿入される速度の目標値に相当する回転数
を取るように、サーボ継手がエンジンの負荷を除く。こ
うして当該のシフトドグはやはり無負荷で係合され、サ
ーボ継手は続く放出の際に第１伝達経路による動力伝達
を解放することができる。

このようにして切換の際に車輛の駆動系統は常にエンジ
ンとの間にトルクの授受を保ち、無負荷状態は起こらな
い。従って例えばエンジントルクの低減と関与する変速
機質量の強制的制動によるシフトドグの負荷解除だけで
なく、すべての変速機部材の、必要な目標値への正確な
調整によって、同期化が行われるのである。これは摩擦
体による機械方式ではほとんど不可能であり、とりわけ
無摩耗ではない。こうしてエンジンは同期化の後、既に
次の速度に対する正確な回転数を有する。継手の充填の
際の第１伝達経路から第２伝達経路への、また継手の放
出の際のその逆の出力の伝達は、事実上無衝撃、無摩耗
で行われる。小さな回転数差でドグの保合の際の衝撃が
小さいことは、変速機軸の弾性構造により無意味になる
。

本発明に基づく変速機構造によシその他の利点が得られ
る。すなわち充填と放出が可能なトルクコンバータを始
動要素として使用することにより、衝撃のない円滑な始
動が保証され、その際、始動過程の持続時間や頻度に関
係する、温度上昇又は摩耗の問題が全く起こらない。特
許請求の範囲第２項によれば、コンバータ操作に続く変
速段をコンバータ直結として構成することができる。す
なわち特許請求の範囲第６項に基づいてポンプとタービ
ンのインペラを配列すれば、ポンプインペジとタービン
インペラをシフトドグで連結することができる。そのた
めに、他の変速段の場合と同じく、前述のように同期化
が行われる。直結した後にコンバータを放出する。変速
機に唯１個の同期化装置しか必要でなく、この構造は任
意の段数の変速機に適尚である。最高速を特許請求の範
囲第９項により変速機入力軸と従動軸の同軸配列で直結
駆動として構成せずに、増速駆動とすれば、この変速段
への切換えも本発明に基づく同期化により可能である。

そのためにこの変速段のシフトドグの同期を得た後、サ
ーボ継手がエンジンブレーキを押さえるのになお十分に
高いスリップを有するように、第２副軸に対して高速中
間歯車が十分に高く変速されることを保証しなければな
らない。継手の最小スリップは１０チ程度である。サー
ボ継手の高い比出力と敏速な反応能力は高い回転数、イ
ンペラの斜め羽根配列及び極めて大きな作動液給排断面
の結果である。サーボ継手液体回路の、基本的に公知の
圧力調整（特許請求の範囲第７項）によって、充填と、
制御装置が指定するスリップ値への調整が極めて迅速に
行われるから、切換え全体が約１ないし２秒の時間しか
必要としない。従ってその時、一時的に発生するスリッ
プ損失は変速機の効率に対して全く影響しない。また、
走行運動上、問題な昇段切換を行うと、エンジン回転数
が急激に減少して、エンジン質量自体による慣性トルク
が働き、このため張力の増加が起こる０始動用トルクコ
ンバータとしては、極めて短時間だけ作動し、短い加速
の後に既に純機械的変速段への切換えを許す種類のもの
を使用すればよい。本発明変速機はその他のすべての運
転範囲で純機械式変速機の高い効率を有し、しかもエン
ジンと車輛をいたわる短時間の負荷変動過程のために、
流体作動要素の無摩耗性と温度不感性を利用するのであ
る。

特許請求の範囲第１１項及び第１２項に基づき、本発明
変速機は流体力学的流体ブレーキ（Ｒｅ−ｔａｒｄｅｒ
　）を装備することができる。そのロータは例えば絶え
ず変速機従動軸と共に回転する、サーボ継手二次羽根車
の軸に配設すればよい。なお本発明に基づく変速機によ
ってエンジンブレーキが可能である。なぜならエンジン
はコンバータ操作を除き常に１同期化操作の時も、駆動
軸と固結されているからである。

本発明によれば、切換の作動のための制御装置は、変速
機入力および出力回転数のための回転数センサから得ら
れる信号を利用する。またエンジンの特性と所定の運転
条件（最小の燃料消費、最小の放出、最大の加速）に応
じて、切換えを制御することができる。例えば特定の値
の入力回転数が現われたならば、冒頭に述べた諸段階を
経て進行する切換操作が作動される。

その際、２つの回転数を比較し、そこから従動回転数と
駆動回転数の比が形成される。この相対値が、サーボ継
手のスリップ制御に影響する操作量の基礎をなす。その
ために、柚々の応答圧力に調整できるあふれ弁が操作さ
れる。変速機制御装置は油圧式、空気式又は好ましくは
電子式に構成することができる。特許請求の範囲第６項
によれば、例えば高いエンジン出力が必要な場合に高い
絶対回転数のもとでも切換えが行われるように、瞬時エ
ンジン出力に対する別の信号を制御装置に送り込むこと
もできる。制御装置は自動化可能であり、シフトドグの
連結のだめの機械的部材があることから、例えば制御装
置が故障した場合にコンバータ駆動と歯車段の組合せの
非常切換えのための処置が可能である。

その他の従属フレイムは本発明の好適な実施態様に関す
るものである。特許請求の範囲第１０項によれば、シフ
トドグの端面側は両方の周方向に面取多されている。絶
対同期から約５チまで偏っていても、ドグの端面を適当
に形成すれば、危険のない確実な保合が可能であること
が判明したからである。サーボ継手のスリップ制御と制
御装置の信号処理は、適当な公差があってもよい。回転
数差が成る値を超えた場合、切換えの誤υであれば、制
御装置からドグに対する強制的干渉は行われないで、ド
グの端面側の、両方向に働く反撥効果により滑り過ぎて
行く。

次に図面に基づいて本発明を詳述する。

すべての図で同一の部材は同じ参照番号を付した。

入力軸１及びその上に取付けられて、別のビニオン４を
駆動する歯車６を有する変速機を第１図に示す。歯車３
とビニオン４は第１副軸５の駆動のだめの増速する昇段
中間歯車をなす。

この副４５は中空軸として構成されると共に、トルクコ
ンバータ６として構成された始動要素のポンプインペラ
７のだめの一次軸である。コンバータのタービンインペ
ラ８は二次軸９に固定されている。軸９は片側が副軸５
を貫通し、他方の側が延長されてシフトギヤ１０の駆動
軸をなす。シフトギヤ１０は２個のビニオン１１及び１
３を含み、これらは互いに独立に支承されて、当該の相
手歯車１２．１４とかみ合う。歯車１２．１４は従動軸
２に固着され、当該のビニオン１１及び１３と共に２個
の切換可能な変速段を構成する。そのためにビニオン１
１及び１３は互いに向き合う端面側にシフトドグ１８．
１９を具備する。トルクの導入は公知のようにスライド
スリーブ１５を介して行われる。スライドスリーブ１５
は二次軸９上に遊設され、やはり端面側にシフトドグ１
６．１７を有する。シフトドグ１６．１７はビニオ／１
１又はビニオン１３のシフトドグとかみ合わせることが
できる。

２つの位置の間に、かみ合いのない中間位置がある。

別のスライドスリーブ２０が二次軸９の副軸５を貫通す
る部分に配設され、端面側シフトドグ２１を担持する。

シフトドグ２１は副軸５の端面側の対応するシフトドグ
２２に係合させることができる。このようにしてスライ
ドスリーブ２０はトルクコンバータ６のポンプインペラ
７とタービンインペラ８のだめのブリッジ継手をなす。

シフトドグ２６を有する第６のスライドスリーブ２５が
入力軸１の延長部の上にある○従動軸２は入力軸１に対
して同軸に配列され、シフトドグ２７を担持する。シフ
トドグ２７にスライドスリーブ２５を係合させることが
できる。

この切換状態は変速機の直結駆動をなす。

スライドスリーブ１５．２０，２５は欧州特許出願第０
０８５４９８号明細書により公知の切換装置１１５を介
して操作することができる。この切換装置１１５をスラ
イドスリーブ１５の移動についてだけ、−例として示す
。スリーブ１５の軸方面移動は圧力媒質操作式ピストン
又は電磁石１１７．１１８を介して行うことができる。

スライドスリーブ１５の可能な位置を指示するスイッチ
１１９が切換装置１１５に接続される。同様にして別の
スライドスリーブ２０．２５．５９も切換装置１２０．
１２５．１５９（図示せず）を介して操作される。

また入力軸１に配設された歯車６は、第２副軸３５に固
定された別のピニオン３４とかみ合う。充填度を調整で
きる流体継手（サーボ継手）３６の一次羽根車３７が副
軸３５に配設されている。二次羽根車３８が中間軸３９
に固定され、該中間軸はピニオン４０を担持する。ピニ
オン４０は、従動軸２と結合された歯車４１とかみ合う
。この実施例では中間軸６９に更に流体ブレーキ４２の
ロータ４３が配設される。このようにしてこのブレーキ
４２は歯車対４０．４１を介して、速度に関係なく常時
、従動軸２と連結される。

変速機の切換操作は次のように経迎する。

１速でスライドスリーブ１５かシフトドグ１６．１８に
よりピニオン１１と連結される。始動操作は作動液をト
ルクコンバータ夕６に充填することによって行われ、動
力伝達が変速機入力軸１から昇段中間歯車５．４を経て
二次軸９の羽根車７．８へ、また歯車１１．１２を経て
従動軸２へと経過する。コンバータ６が当該の運転範囲
を通過すると、従動軸２０回転数を監視する回転数セン
サ２８が２速に切換えるだめの信号を送る。２速はコン
バータ６の放出とコンノく一タ・ブリッジ継手の保合、
すなわちスライドスリーブ２０のシフトドグ２１と第１
副軸５のシフトドグ２２の保合によって構成される。副
軸５と二次軸９との間の必要な同期は次のようにして得
られる。

回転数センサ２８から出る信号が制御装置６０を介して
、サーボ継手６６の充填を作動させる。継手は高い回転
数で回転し、従って小さく設計することができるように
、歯車３．６４の変速比を選定しだから、上述の充填過
程は極めて迅速に行われる。これに対して従動軸２、そ
れと共に歯車対４０．４１は比較的緩慢に回転するから
、サーボ継手内に大きなスリップが生じる。継手３６は
斜め羽根配列の構造とすることが好ましい。それによっ
て継手３乙に高い比出力（ｋ値）、すなわち与えられた
回転数で高いトルクが与えられる。このトルクはエンジ
ンの有効トルクを約５０％超過し、その結果、変速機入
力軸１から従動軸２への動力伝達が今度は継手によって
受領されると共に、軸５．９と関与する歯車の負荷が解
除される。しかし入力軸１はサーボ継手３６を介して従
動軸２と直結されるから、必然的に歯車対３．６４．４
０の変速比に基づいてエンジン回転数の抑制が起こる。

エンジン回転数に比例する回転数が、変速機の入力側で
第２の回転数センサ２９によって測定される。そこで２
個の回転数センサ２８．２９が比較を可能にするから、
各速度段に従動回転数Ｔｎと駆動回転数ｎ１の比の固定
値を割当てることができる。

１速でトルクコンバータ６を介して無段階始動が行われ
るが、コンバータが橋絡されると、歯車対３．４及び１
１．１２によって確定された回転数比が現れる。サーボ
継手６６の充填度が、制御装置６０からの信号により西
独特許第３２１１５３７号明細書により公知の調圧装置
を介して変更され、正確に整定された継手６６のスリッ
プによって、新たに挿入される２速に相当する比ｎｚ／
ｎ＋の目標値が生まれる。その時、スライドスリーブ２
０によって連結される軸５及び９０間に同期が成立する
からである。このようにして２個の回転数センサ２８．
２９が指示する値ｎ７ｎ＋が２速の目標値ｒｎ／　ｎ＋
と一致すると、直ちに制御装置３０を介してスリーブ２
０の移動が開始される。端位置に到達するとサーボ継手
３６の放出が作動され、第２副軸６５を経由する動力伝
達が解消し、新たに第１副軸５を介して構成される。そ
こでトルクは軸９を介して伝達されるが、この２速以降
の場合は、スライドスリーブ２０とタービンインペラ８
の間で中空副軸５の内部にある軸部分を経由する。

サーボ継手の放出は充填と同じく極めて急速に行われる
から、軸９のトルクの上昇も急激である。切換えは衝撃
なしに経過するが、軸９を弾性軸として構成し、特定の
軸区域を細くすることによって変速機をいたわる柔軟な
切換えのために回転弾性を生じさせることが好ましい。

２速から５速への切換えのだめにスライドスリーブ１５
を他方の端位置に移動させ、シフトドグ１７．１９を介
して歯車対１３．１４を動力伝達に組み入れる。回転数
センサ２８．２９の一方が３速への切換えのだめの目標
値ｎｔ又はｎｌを発信すると、サーボ継手３６による同
期化が再び次のように進行する。継手３６の充填、その
際、シフトドグ１６．１８が負荷を解除される。スライ
ドスリーブ１５がばね力により中間位置に離脱する。サ
ーボ継手のスリップを３速のだめの新たな目標値ｎｔ／
　ｒｎに調整、スライドスリーブ１５をシフトドグ１７
．１９に保合、サーボ継手３６の放出。

４速への切換えでは、スライドスリーブ１５が中間位置
に移動させられ、前述のように同期化の後にスライドス
リーブ２５を移動し、シフトドグ２６．２７をかみ合わ
せ、入力軸１から従動軸２への直結駆動を生じさせる。

最高従動回転数の速度への切換えでも確実迅速な同期化
が行われることを保証するために、第２副軸５５とサー
ボ継手６６を経由する伝達経路が変速機の最高速段より
５ないし１５％高い最高速度又は変速機従動軸回転数を
もたらすように、歯車対３．６４及び４０．４１の変速
比を選定する。つまシ最高速への切換えの際に同期化過
程の終了まで、サーボ継手３６は５ないし１５チのスリ
ップを有する訳である。その場合、原動機を必要な同期
回転数まで減速するのに十分なトルクが発生するように
、継手のに値が高くなければならない。

サーボ継手３６のスリップの調整のために調圧装置４５
が使用される。この目的のだめに二次羽根車６８は、内
周から接線方向に出て、内側に半径方向に差向けられた
穴を有する。この穴は中空構造の副軸３５の中に開口す
る。この空胴部は導管４４を経てあふれ弁４６に通じる
。

その可動弁体は二次羽根車６８から出る圧力によって、
制御線４７で符号的に示しだ「開放」方向に作動させら
れる。あふれ弁から出る作動液は作動液タンクに戻る。

サーボ継手３６の充填は、変速機入力軸１から駆動され
るポンプ４９と制御装置３０によって制御される流入弁
５０を介して、例えば−次羽根車の羽根列を貫通して直
接に継手内部へと行われる。

あふれ弁４６の応答、それと共にスリップを決定するサ
ーボ継手３６の充填度は、「閉鎖」方向に働く、アふれ
弁４６の弁体への予圧によって影響される。弁体に小さ
な予圧力が働く時は、継手３６は高いスリップ値と低い
内圧で既に十分に放出されるが、予圧力が大きければ、
継手５６は大きな充填度に到達し、高いトルクを発生し
、小さなスリップ値を得る。力を変更できる電磁石４８
によって予圧を加えるならば、適当に励磁することによ
ってサーボ継手３６の特定の使用状態を整定することが
できる。それによって同期化のために固定スリップ目標
値をサーボ継手６６に指定することができる。制御装置
３０が回転数センサ２８．２９からの値ｎｌ。

ｎ！に基づいてこのスリップ目標値を確かめ、当該の信
号としてあふれ弁４６の電磁石４８に転送する。

また制御装置３０は、高い瞬時出力が必要な場合に低い
出力の時より高い走行速度又は変速機入力回転数で切換
えが行われるように、成る変速段から他の変速段への切
換点を調整することができる。本実施例では瞬時出力は
アクセルペダル５１の位置から取出される。

後退段として、第１図に示すように遊動中間歯車５５が
設けられる。遊動中間歯車５５は二次軸９から駆動され
、歯車対１１．１２を逆回転方向に駆動する。この中間
歯車は駆動太陽歯車５６とし固設した遊星歯車５７及び
内歯車５８を有する遊星歯車装置として構成することが
でき、静止するとスライドスリーブ５９及びシフトドグ
６０を介して切換えられる。そこでスライドスリーブが
離脱し、トルクコンバータ６を介して駆動が行われる。

遊動中間歯車５５の代りに、構造上、従動軸２に接続す
る逆転中間歯車を変速機に設けてもよい（図示せず）０
例えば鉄道車幅にこの変速機を使用する場合は、両走行
方向ですべての変速段が利用できる。主変速機のオプシ
ョン装備のために、遊動中間歯車５５も逆転中間歯車も
フランジ付は可能な構造とすることができる。第１図に
示した、シフトギヤ１０の高速軸へのスライドスリーブ
１５．２０の配置は、シフトドグを小さなトルクに合わ
せて設計し、スライドスリーブ操作装置を変速機に具合
よく取付けることができる利点がある０ 変速機の流体回路、すなわちトルクコンバータ６とサー
ボ継手６６と流体ブレーキ４２は運転時間のごく一部で
作動するに過ぎない。従って動力を浪費する空気循環を
放出状態の場合に阻止する装置、例えば遮蔽スライダそ
の他の流れ障害物（図示せず）が設けられる。

シフトドグの確実なかみ合いは、連結されるスライドス
リーブと別の変速機部材とのほぼ完全な同期の場合でな
く、僅かな回転数差がある場合に保証されることが判明
した。従って制御装置を同期公差約２チに設計すればよ
い。その場合、連結される変速機部材の相対回転数が約
５０ｔ／ｍｉｎであっても、その時無負荷のシフトドグ
の損傷の心配はない。

但しシフトドグの端面側が第２図のように中高であるか
、又は両方の周方向に面取シした構造になっていれば、
好都合である。制御装置の故障によって余りに高い回転
数差が現れ、シフトドグが損傷せずに衝撃なくかみ合う
ことができない場合には、シフトドグの当該の端面が接
触すると反撥効果が生じ、誤った切換えを防止する。二
次軸９を弾性軸として構成することによって、発生する
衝撃を解消するならば、５％の回転数差でもシフトドグ
を無事にかみ合わせることかできる。

第３図は本発明に基づく切換装置を有する変速機の別の
実施例を示す。第１図と同様の部材は同じ参照番号を付
した。これは６個の変速段すなわち始動のだめに昇段中
間歯車３．４によって駆動されるトルクコンバータ６、
トルクコンバータ６を橋絡した場合のシフトギヤ１１０
０４個の変速段及びスライドスリーブ２５による直結駆
動を有する変速機である。シフトギヤ１１０は、当該の
スライドスリーブを介して作動する４対の歯車を有する
。スライドスリーブ２０はやはりコンバータの橋絡のた
めに使用され、コンバータ駆動の時だけ離脱する。

まだ変速機は歯車３４によって駆動される第２副軸３５
を有し、副軸３５はサーボ継手３６を担持する。中間軸
６９は歯車４０．４１を介して変速機従動軸２を駆動す
る。

後退のために後退段又は逆転ギヤの代りに別のトルクコ
ンバータ１０６が設けてあり、そのポンプインペラ１０
７は昇段歯車６からビニオン１０４を介して駆動される
。タービンインペラ１０８は歯車１０９と中間歯車１１
１を介してシフトギヤ１１０の中間軸１１２を駆動する
。この変速機構造は、各走行方向毎に別個のトルクコン
バータを設けた変速機の公知のすべての長所と、無摩耗
で負荷時切換可能な純機械式多段変速機の経済的な運転
とを兼備する複合流体力学的可逆変速装置である。公知
のように逆走行方向のコンバータで制動を掛けることが
できるから、この変速機構造では流体ブレーキが不要で
ある。第１図による構造と同様に構成されたサーボ継手
制御調整装置は図示しない。

第４図は変速機制御の実施態様の簡素化した原理図を示
す。制御装置３０に速度選択スイッチ７０からの信号が
入る。運転者はこのスイッチで所望の運転プログラムを
予め選択する。まだ制御装置６０はシフトギヤ１０のセ
ンサ２８．２９から入力及び従動回転数ｎ＋、　ｎｔに
関する信号を、まだ原動機８０又はアクセルペダル５１
から瞬時駆動出力Ｐに関する信号を受領する。

回転数ｎ＋及びｎ、についてのこれらの入力データは、
変速段の選択にとって代表的な比ｎ宜／　ｎｌに変換さ
れる。また量ｄｎｖ／ｄｔすなわち速度に比例する従動
回転数ｎ−による車輛の加速の値が形成される。また切
換時期を瞬時エンジン出力に関係づける比１１＋／　Ｐ
が形成される。

更に制御装置６０は記憶装置９０を具備し、ここに各変
速段毎に当該の値ｎｔ／　ｎｌと比ｎ１／Ｐの固定値及
びｎｌの最大値が記憶される。量ｄｎ。

／ｄｔを形成するのは、車輛が瞬時的に加速されるか（
信号圧）、減速されるか（信号負）について情報を与え
るだめである。そこで記憶装置は当該の切換段階に対し
て、次に高い変速段又は次に低い変速段の比ｎｔ／　ｎ
ｌを与える。

次に一例として第１図の変速機の２速から３速への切換
えの経過を述べ、併せて関与する制御要素を詳しく説明
する。その場合、第５図に表の形で示しだ成分が動作に
加わる。回転数１１＋が最高値に近づき、比ｎ、／Ｐが
最小値に到達し、車輛が加速段階にある時（比ｄｎ＊／
ｄｔが正）、成る変速段から他の変速段への切換えが行
われる。

記憶装置とセンサから得たデータの相互作用は、米国特
許第４１６９４１４号明細書及び米国特許第４０４１８
０９号明細書で公知のように行われる。

切換えに対する上述の前提条件があれば、スイッチ１５
０が閉じられ、それによって次のプログラムが進行する
。

段階Ａ　「サーボ継手３５の充填」０導線１５１を介し
て流入弁５０が開放され、それと連結されたリミットス
イッチ１５２が導線１５５に給電する。それによって 段階Ｂ　が始動される。「ドグ１６．１８の離脱、スリ
ーブ１５は中間位置」。磁石１１７によってスリーブ１
５が中立位置に押しやられ、この位置がリミットスイッ
チ１１９によって指示される。このため 段階Ｃ「所定のスリップ値へのサーボ継手３６の調整」
が行われる。この調整されるスリップは新たに挿入され
る速度の値ｎｔ／ｎ＋に相当しなければならない。この
値が記憶装置がら呼出され、変換器９１に転送される。

変換器９１はこの信号を、あふれ弁４６の磁石４８を制
御する電気量に変換する。上記の磁石は米国特許第！１
６７１８１４号明細書により公知である。サーボ継手５
６は所定のスリップに的確に調整することによって指定
された高さのトルクを発生し、それによって原動機８０
は適当な回転数整合により、この場合は回転数の低減に
より、反応する。この同期化過程で比較器９２は、セン
サ２８．２９が絶えず検出する値ｎ＊／　ｎｌを比較し
、記憶装置からの目標値と等しければ、 段階Ｄ　「シフトドグ１７．１８の保合」を作動させる
信号９６を送出する。この係合は磁石１１８を操作する
ことによって行われる。切換装ｆ１１５と連結されたリ
ミットスイッチ１１９は到達した端位置を指示し、 段階Ｅ　「サーボ継手３６の放出」を作動させる。これ
はスイッチ１５Ｇを開くことによって行われ、それによ
って流入弁５０が閉鎖位置になり、リミットスイッチ１
５２が切換えの完了を指示する。

スリーブ２０．２５．５ｏが図示しない切換装置１２０
．１２５．１５９と共に関与する切換操作も同様に経過
する。

制御が停止した場合の本発明変速機による非常時運転（
図示せず）は、外部からの干渉によって１連用スライド
スリーブ１５をかみ合わせ、トルクコンバータ６の充填
を開始することにより可能である。６段変速機の場合は
、非常時運転のだめに場合によってはトルクコンバータ
の後方の高速段を操作してもよい。トルクコンバータを
橋絡すれば、エンジンを引きすることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は４段式負荷時切換変速機及び流体ブレーキの略
図、第２図はシフトドグの端面の実施態様の図、第３図
は前進用及び後退用トルクコンバータを備えだ６段式負
荷時切換変速機の略図、第４図は変速機制御装置の基本
構造の略図、第５図は各変速段で操作される部材の一覧
表を示す。 ２・・・・・・・　変速機従動軸 ５・・・・・・・・　第１副軸 ６・・・・・・　流体回路 ７・・・・・・・・　−次羽根車 ８・・・・・・・・・　二次羽根車 ９・・・・・・・・・　中間軸 １５・・・・・・・・・　シフトドグ ２０・・・・・・・・　シフトドグ ２５・・・・・・・・・　シフトドグ ３０・・・・・・・・　制御装置 ３５・・・・・・・・・　第２副軸 ３６・・・・・・・・・　流体継手 ６７・・・・・・・・・　−次羽根車 ６８・・・・・・・・・　二次羽根車 ６９・・・・・・・・・　副軸 ４０・・・・・・・　中間歯車 ４１・・・・・・・・　中間歯車 代理人弁理士　高　野　武和賀

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）始動要素と主軸列と２個の副軸と下記のその他の特
   徴すなわち ａ）　２個の副軸が各々１個の増速する中間歯車を介し
   て持続的に変速機入力軸と連結され、ｂ）各段がスライ
   ドスリーブと緩衝ドグを有するかみあいクラッチによっ
   て切換えられ、Ｃ）切換えのためにかみあいクラッチの
   各半分体が、一方の副軸に配設された、すべての速度に
   対して有効な同期装置を介して同期させられる という特徴を有する、特に車輛用の中間歯車型平歯車変
   速機において、下記の特徴の組合せ、すなわち ｄ）始動要素として充填及び放出可能な流体回路（６）
   があり、その−次羽根車（７）と一方の副軸（５）、そ
   の二次羽根車（８）と変速機の中間軸（９）が連結され
   、 ｅ）同期装置が可変充填サーボ流体継手（至）として構
   成され、その−次羽根車０７）が他方の副軸（ハ）に配
   設され、二次羽根車（至）が中間歯車（４０，４１）を
   介して変速機従動軸（２）と連結され、ｆ）動力伝達が
   副軸（３５，５９）を通る場合は、継手（ト）が最高速
   度相当より５ないし１５％高い従動回転数を生じさせる
   ように、サーボ継手（至）の二次羽根車（至）から変速
   機従動軸（２）への変速比が選定され、 ｇ）切換えにそれぞれ関与するかみあいクラッチ（１５
   ，２０，２５）の同期化のために制御装置（至）があっ
   て、エンジン出力、変速機入力回転数及び変速機出力回
   転数等の要因の瞬時値から形成される切換信号に従って
   、上記制御装置によシ自動的に切換えが作動され、該切
   換えが次の諸段階、すなわち流体継手（至）の充填、そ
   れまでの速度に係合していたシフトドグの離脱、新たに
   挿入される速度に属する、変速機従動回転数対入力回転
   数比の目標値への、流体継手（至）のスリップの調整、
   新しい速度に属するシフトドグの保合、流体継手（７）
   の放出を経過することを特徴とする変速機。 ２）流体回路（６）の−次羽根車（７）と二次羽根車（
   ８）を継手（２０，２１，２２）で橋絡することができ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の変速
   機。 ３）２個の副軸（５，６５）が中空軸として構成され、
   一方の副軸に流体回路（６）の−次羽根車（７）が配設
   され、二次羽根車（８）と連結された弾性軸（９ａ）が
   この副軸を貫いて伸張し、他方の副軸（ハ）が油ダクト
   として構成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項又は第２項に記載の変速機。 ４）制御装置（至）が２個の回転数センサ（２８，２９
   ）を具備し、その内の一方が変速機入力回転数に比例す
   る回転数、他方が変速機従動回転数に比例する回転数を
   検出し、こうして検出された値から各速度毎に変速機従
   動回転数対入力回転数比の特定の値が制御装置で形成さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第６
   項のいずれか１項に記載の変速機。 ５）同期化継手（至）のスリップ調整によって得た変速
   機従動回転数対駆動回転数比の、尚該の速度に対する目
   標値からの偏差が約２％に達すると、直ちに制御装置（
   至）による信号が新しい速度のためのシフトドグの保合
   のために送出されることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし第４項のいずれか１項に記載の変速機。 ６）制御装置（１）が測定量、エンジン出力のためのセ
   ンサ６Ｄを具備し、そこで検出された信号によって、成
   る速度から別の速度への切換命令が、駆動エンジンの瞬
   間的必要出力に応じてそれだけ高い入力又は従動回転数
   絶対値に移行させられることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ないし第５項のいずれか１項に記載の変速機。 ７）同期化継手（至）の二次羽根車（至）が、羽根の輪
   郭に接線方向に開口して、内側が継手軸寄りに差向けら
   れた穴を具備し、かつ同期化継手（至）の流体出口に調
   圧装置（４ツがあって、同期化継手（３６）の充填度を
   定める弁が、種々の応答圧に調整し得るあふれ弁（４［
   ９として構成されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ないし第６項のいずれか１項に記載の変速機。 ８）切換操作の際に変速機入力軸（１）に現れるトルク
   がエンジン有効トルクの１．５倍以下であるように、同
   期化継手（至）を構成したことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項ないし第７項のいずれか１項に記載の変速機
   。 ９）変速機の入力軸（１）と従動軸（２）が同軸に配列
   され、継手（ハ）によって連結されることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項ないし第８項のいずれか１項に記
   載の変速機。 １０）シフトドグ（１６，１７，１８，１９，２１，２
   ２，２６，２７）の端面側が両方の周方向に面取りされ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ９項のいずれか１項に記載の変速機０ １１）流体ブレーキ回路（４３を設けたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項ないし第１０項のいずれか１項
   に記載の変速機。 １２）流体ブレーキ回路（４２が変速機に統合され、同
   期化継手（７）の二次羽根車−を固定した軸０Ｉにブレ
   ーキロータ（４，１が配設されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１１項に記載の変速機。 １６）流体回路（６）とサーボ継手（至）を同一平面に
   配設したことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
   第１２項のいずれか１項に記載の変速機。 １４）各歯車段のだめのスライドスリーブ（１５，２０
   ）を高速二次軸（９）に配設したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項ないし第１３項のいずれか１項に記載
   の変速機。