JP2004501325A - ２本の副軸を備えた変速機に対する切換装置 - Google Patents

Abstract

２本の副軸（７０、７２）に動力を分配する変速機（６８）は、シンクロ装置（１４、５４）と、２つのコンスタント歯車列（４２、４４）とを備えた切換装置（２）を有し、少なくとも１つのコンスタント歯車列（４２）が、変速機（６８）に導入されたトルクを、動力取出し装置（ＰＴＯ）が配置されている副軸（７０）に伝達するために使われる。いずれの副軸（７２、７４）上にも配置されていない第２コンスタント歯車列（４２）の歯車（４０）は、継手装置（３２、６２、６４）が前記歯車（４０）の配置されている軸（４）に対する当該歯車（４０）の半径方向遊びを許すように、当該継手装置（３２、６２、６４）に対して半径方向に固定されている。その継手装置はオルダム継手（３２）から成っている。

Description

【０００１】
本発明は、特許請求の範囲請求項１の上位概念部分に記載されているような、２本の副軸に動力を分配する変速機の切換装置に関する。
【０００２】
複数の副軸に動力を分配する歯車式変速機は、半径方向および軸方向に支持されている同軸的な駆動軸と、浮動支持されている従動軸（主軸）とを備え、駆動軸上に設けられた少なくとも１つの駆動歯車が、この駆動歯車に噛合い且つ副軸に固く結合された歯車にトルクを伝達する。この種の歯車式変速機の場合、駆動軸上および従動軸上に、ルーズ歯車が、軸方向に固定され、半径方向に自由に動けるように配置されている。
【０００３】
少なくとも２本の副軸を備えたこの種の変速機の場合、荷重バランスは一般に、駆動軸および副軸がハウジングに対して位置固定されるように支持されると共に、主軸ないし従動軸がその軸上に配置され且つ力束内に存在する歯車によって半径方向に浮動支持され、軸方向にしか固定されていないようにして、なされている。しかし基本的には、その逆の形に形成ないし軸案内をすることもできる。単一の副軸でしかトルクを受け取らない場合、これは通常、動力取出し装置が接続されている場合に当てはまるが、駆動軸における斜歯噛合いにおいて、半径方向力と軸方向力とが生ずる。
【０００４】
これら両方の力を受けることができるようにするために、力束内に存在する歯車は、駆動軸に対して案内されねばならない。駆動軸上および従動軸上に存在するすべてのルーズ歯車は、軸方向にしか固定されず、荷重バランス機能のために半径方向には自由に動ける。力が非対称的に作用すると、必要な荷重バランスが害され、ないしは歯車式変速機がほとんど機能しなくなる。これは例えば、動力取出しが単一の副軸を介してしか行わないようにするときに当てはまる。
【０００５】
独国特許出願公開第４３０５１０３号明細書において、コンスタント（常時噛み合い）歯車に対する切換可能な半径方向の固定方式が知られている。その場合、コンスタント歯車をトルク流れに接続する切換装置が、接続されたコンスタント歯車を半径方向に固定するための装置も含んでいる。しかしその切換装置は、第１コンスタント歯車を半径方向に固定するために利用することしか許されない。これは、第２コンスタント歯車による運転中において駆動軸の軸たわみが大き過ぎるからである。
【０００６】
本発明の課題は、第２コンスタント歯車を介して動力取出し装置を駆動することを可能にすることにある。
【０００７】
この課題は、特許請求の範囲請求項１の特徴部分を備えた切換装置によって解決される。本発明の有利な実施態様は従属請求項に記載されている。
【０００８】
２本の副軸に動力を分配する変速機に対する本発明に基づく切換装置は、２つのコンスタント歯車列を有している。少なくとも１つのコンスタント歯車列が、変速機に導入されたトルクを、動力取出し装置が配置されている副軸に伝達するために使われる。またその切換装置はシンクロ装置を有している。コンスタント歯車列は３つの歯車を有し、そのうちの２つの歯車は副軸上に配置され、第３の歯車は、変速機の入力軸上ないし主軸上に、軸方向に固定されているが、半径方向には可動に配置されている。いずれの副軸上にも配置されていない第２コンスタント歯車列の歯車は、継手装置が前記歯車の配置されている軸に対する当該歯車の半径方向遊びを許すように、当該継手装置に対して半径方向に固定されている。特に有利な実施態様において、いずれの副軸上にも配置されていない第２コンスタント歯車列の歯車と、シンクロ装置との間に、オルダム構造の継手装置が設けられている。
【０００９】
変速機に導入されたトルクが、変速機の入力軸から切換装置を介して、いずれの副軸上にも配置されていない第２コンスタント歯車列の歯車に入れられたとき、その時に噛み合う両側の歯元面は、両副軸における対応した対向歯車の歯元面に接する。継手装置における、第２コンスタント歯車列の歯車の半径方向固定によって、歯車は半径方向にもはや変位できない。副軸上に配置されていない第１コンスタント歯車列の歯車は、その半径方向支持によって、両副軸間の連結素子を構成している。
【００１０】
これによって、動力取出し装置が接続されている副軸から、今まで無負荷であった相対する副軸に、確動的な（トルクの）帰還が生ずる。この帰還によって、第２コンスタント歯車列の歯車の歯力（トルク）が、両副軸に半分づつ分配され、第１コンスタント歯車列を介して、動力取出し装置が接続されている副軸に戻される。これによって、動力取出し装置が接続されている副軸において、すべてのトルクが用立てられる。
【００１１】
本発明の実施態様において、第２コンスタント歯車列の歯車に、オルダム構造の継手装置におけるスライダに係合する噛合い突起が設けられている。また本発明の実施態様において、シンクロ装置の継手体に、オルダム構造の継手装置におけるスライダに係合する噛合い突起が設けられている。本発明の他の有利な実施態様において、いずれの副軸上にも配置されていない第２コンスタント歯車列の歯車と、シンクロ装置との間に、継手装置としてディスク継手が設けられている。本発明の実施態様において、第２コンスタント歯車列の歯車に、ディスク継手のディスクおよびチェーンリンクに係合する噛合い突起が設けられている。また本発明の実施態様において、シンクロ装置の継手体に、ディスク継手のディスクおよびチェーンリンクに係合する噛合い突起が設けられている。
【００１２】
本発明の実施態様において、シンクロ装置としてボルト形シンクロ装置が設けられ、いずれの副軸上にも配置されていない第２コンスタント歯車列の歯車と、ボルト形シンクロ装置との間における継手歯が、第１コンスタント歯車列と第２コンスタント歯車列の噛み合わせにおける不正確さが補償されるように形成されている。
【００１３】
本発明の有利な実施態様において、いずれの副軸上にも配置されていない第１コンスタント歯車列の歯車が、入力軸上にニードル軸受で支持されている。
【００１４】
以下図に示した実施例を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１５】
図１には、変速機における切換装置２が示されている。その変速機の入力軸４に、第１コンスタント歯車列４４（図４Ａ）の歯車６が、回転可能に配置されている。第１コンスタント歯車列４４は、歯車６と歯車８と歯車１０とを有している（図４Ａ参照）。歯車６はニードル軸受１２によって入力軸４上に支持されている。シンクロ装置１４が、入力軸４上に相対回転不能に配置されたシンクロナイザ１６を有している。シフトスリーブ１８がシンクロナイザ１６上において入力軸４の回転軸線に沿って軸方向に移動可能である。シンクロナイザ１６の両側にそれぞれ、継手体２０、２２およびシンクロナイザ・リング２４、２６が配置されている。継手体２２は２つの噛合い突起（伝動ノーズ）２８を有している。図１にはその１つの噛合い突起２８が示されている。
【００１６】
これらの噛合い突起２８は、それぞれオルダム継手３２（図２）のスライダ３０に係合している。オルダム継手３２は別の２つのスライダ３４を有している。これらのスライダ３４はスライダ３０と同様に、オルダム継手３２の継手ディスク３６と共働する。それらのスライダ３４に、第２コンスタント歯車列４２（図４Ａ）の歯車４０にある噛合い突起３８が係合している。第２コンスタント歯車列４２は、歯車４０と歯車４６と歯車４８とを有している（図４Ａ参照）。その歯車４０は、入力軸４上において、２つの転がり軸受５０、５２間で軸方向に支持されているが、半径方向には隙間を有している。
【００１７】
図２には、図１における矢印に沿った断面図で、オルダム継手３２の継手ディスク３６が示されている。その場合、スライダ３０および３４内における継手体２２の噛合い突起３８と、歯車４０の噛合い突起３８とが、良く理解できる。
【００１８】
図３には、ボルト形シンクロ装置５４が示されている。第１コンスタント歯車列４４（図４Ａ）の歯車６が、入力軸４上にニードル軸受１２によって回転可能に支持されている。歯車６と入力軸４とを結合するために、図３の上半部において、ボルト形シンクロ装置５４のディスク５６が紙面において左に移動されている。これによって、歯車６にある継手歯５８と、ディスク５６にある継手歯６０とが互いに噛み合っている。歯車４０は、入力軸４上におけるディスク６６を介して、転がり軸受５０、５２間で軸方向に支持されているが、半径方向には遊びを有している。
【００１９】
図３の下半部に示されているように、ディスク５６が紙面において右に移動されると、ディスク５６にある継手歯６２と、歯車４０にある継手歯６４とが互いに噛み合う。それらの継手歯６２，６４は、コンスタント歯車列４２、４４における噛み合いのずれ（不正確さ）の補償が行われるように、形成されている。
【００２０】
図４Ａには、２本の副軸７０、７２を備えた変速機６８のトルクの流れが示されている。歯車６と歯車８と歯車１０とから成る第１コンスタント歯車列４４が接続されている場合、トルクは入力軸４から切換装置２を介して歯車６に伝達され、そこから歯車８を介して副軸７０に伝達される。この副軸７０には、中間軸７４を介して動力取出し装置ＰＴＯが結合されている。
【００２１】
図４Ｂには、歯車４０と歯車４６と歯車４８とから成る第２コンスタント歯車列４２がトルク伝達を行う接続状態が示されている。その場合、トルクは入力軸４から切換装置２を介してまず歯車４０に伝達される。第１コンスタント歯車列４４の歯車６はニードル軸受１２（図１及び図３）による半径方向支持によって、両副軸７０、７２間の連結素子を構成している。これによって、動力取出し装置ＰＴＯが接続されている副軸７０から、今まで無負荷であった相対する副軸７２に、確動的な（トルクの）帰還が生ずる。この帰還によって、第２コンスタント歯車列４２の歯車４０の歯力（トルク）が、両副軸７０、７２に半分づつ分配され、第１コンスタント歯車列４４を介して副軸７０に戻される。これによって、動力取出し装置ＰＴＯが接続されている副軸７０において、すべてのトルクが処分される。トルクの流れは矢印で示されている。
【００２２】
図５には、ディスク継手８０が示されている。歯車８２が、対向して配置された２つの噛合い突起８４を有している。これらの噛合い突起８４は、２つの開口９６を備えたチェーンリンク９４の一方の開口９６および継手ディスク９０の開口９８にはまり込んでいる。噛合い突起８４は、開口９８の中に隙間をあけて配置されている。継手ディスク９０は噛合い突起９２を有し、この噛合い突起９２は、チェーンリンク９４にある開口９６を貫通して常に突出している。全部で４つのチェーンリンク９４が設けられている。
【００２３】
継手体８６は、対向して配置された２つの噛合い突起８８を有している。これらの噛合い突起８８は、チェーンリンク９４のまだ空いている開口９６および継手ディスク９０の開口９８にはまり込んでいる。その噛合い突起８８は開口９８の中に隙間をあけて配置されている。歯車８２と継手ディスク９０とチェーンリンク９４と継手体８６との共働によって、歯車８２はこれを支持している軸（ここでは図示せず）上において半径方向に遊びを与えられている。
【図面の簡単な説明】
【図１】
オルダム継手を備えた切換装置の断面図。
【図２】
図１における矢印に沿った断面図。
【図３】
ボルト形シンクロ装置付きの切換装置の断面図。
【図４】
トルクの流れの説明図。
【図５】
ディスク継手の概略図。
【符号の説明】
２　切換装置
４　入力軸
６　歯車
８　歯車
１０　歯車
１２　ニードル軸受
１４　シンクロ装置
１６　シンクロナイザ体
１８　シフトスリーブ
２０　継手体
２２　継手体
２４　シンクロナイザ・リング
２６　シンクロナイザ・リング
２８　噛合い突起
３０　スライダ
３２　オルダム継手
３４　スライダ
３６　継手ディスク
３８　噛合い突起
４０　歯車
４２　コンスタント歯車列
４４　コンスタント歯車列
４６　歯車
４８　歯車
５０　転がり軸受
５２　転がり軸受
５４　ボルト形シンクロ装置
５６　ディスク
５８　継手歯
６０　継手歯
６２　継手歯
６４　継手歯
６６　ディスク
６８　変速機
７０　副軸
７２　副軸
７４　中間軸
８０　ディスク継手
８２　歯車
８４　噛合い突起
８６　継手体
８８　噛合い突起
９０　継手ディスク
９２　噛合い突起
９４　チェーンリンク
９６　開口
９８　開口
ＰＴＯ　動力取出し装置

Claims (9)

1. ２つのコンスタント歯車列（４２、４４）とシンクロ装置（１４、５４）とを備え、少なくとも１つのコンスタント歯車列（４２）が、変速機（６８）に導入されたトルクを、動力取出し装置（ＰＴＯ）が配置されている副軸（７０）に伝達するために使われる、２本の副軸（７０、７２）に動力を分配する変速機（６８）の切換装置（２）において、
   いずれの副軸（７０、７２）上にも配置されていない第２コンスタント歯車列（４２）の歯車（４０）は、継手装置（３２、６２、６４）が前記歯車（４０）の配置されている軸（４）に関する当該歯車（４０）の半径方向遊びを許すように、当該継手装置（３２、６２、６４）に対して半径方向に固定されている、ことを特徴とする２本の副軸を備えた変速機に対する切換装置。
2. いずれの副軸（７０、７２）上にも配置されていない第２コンスタント歯車列（４２）の歯車（４０）と、シンクロ装置（１４）との間に、オルダム構造の継手装置（３２）が設けられている、ことを特徴とする請求項１記載の切換装置。
3. 歯車（４０）に、オルダム構造の継手装置（３２）におけるスライダ（３４）に係合する噛合い突起（３８）が設けられている、ことを特徴とする請求項２記載の切換装置。
4. シンクロ装置（１４）の継手体（２２）に、オルダム構造の継手装置（３２）におけるスライダ（３０）に係合する噛合い突起（２８）が設けられている、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の切換装置。
5. いずれの副軸（７０、７２）上にも配置されていない第２コンスタント歯車列（４２）の歯車（８２）と、シンクロ装置（１４）との間に、継手装置としてディスク継手（８０）が設けられている、ことを特徴とする請求項１記載の切換装置。
6. 前記歯車（８２）に、ディスク継手（８０）におけるチェーンリンク（９４）および継手ディスク（９０）に係合する噛合い突起（８４）が設けられている、ことを特徴とする請求項５記載の切換装置。
7. シンクロ装置（１４）の継手体（８６）に、ディスク継手（８０）におけるチェーンリンク（９４）および継手ディスク（９０）に係合する噛合い突起（８８）が設けられている、ことを特徴とする請求項５又は６記載の切換装置。
8. シンクロ装置としてボルト形シンクロ装置（５４）が設けられ、いずれの副軸（７０、７２）上にも配置されていない第２コンスタント歯車列（４２）の歯車（４０）と、ボルト形シンクロ装置（５４）との間における継手歯（６２、６４）が、第１コンスタント歯車列（４４）と第２コンスタント歯車列（４２）の噛み合わせにおける不正確さが補償されるように形成されている、ことを特徴とする請求項１記載の切換装置。
9. いずれの副軸（７０、７２）上にも配置されていない第１コンスタント歯車列（４４）の歯車（６）が、入力軸（４）上にニードル軸受（１２）で支持されている、ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の切換装置。