JP2009544910A - 少なくとも２つの遊星歯車段を有する変速機 - Google Patents

Abstract

本発明は、ハウジング（２）と、駆動軸（５）と、出力軸（６）と、駆動軸（５）の回転を出力軸（６）に伝達するための少なくとも２つの遊星歯車段（７、８、９）と、を備えた変速機に関している。遊星歯車段（７、８、９）は、それぞれ、太陽歯車（１０、１１、１２）と、内歯歯車（１７、１８、１９）と、遊星歯車キャリヤ（１３、１４、１５）と、を要素として有しており、遊星歯車段（７、８、９）の当該要素の一つを駆動軸（５）と結合するために少なくとも２つの切換可能なクラッチ装置（２４、２５）が設けられている。また、内歯歯車（１７、１８、１９）は、更に別の切換可能なクラッチ装置（２０）によって、ハウジング（２）に結合可能となっている。軸方向に配置された変速機（１）の軸受（３４、３５、３７、３８、３９、４１、４２、４３）は、遊星歯車段（７、８、９）の前記要素に作用する軸方向力が当該軸受（３４、３５、３７、３８、３９、４１、４２、４３）を介してハウジング（２）に伝達され得る、というように互いに直列的に配置されている。

Description

本発明は、ハウジングと、駆動軸と、出力軸と、前記駆動軸の回転を前記出力軸に伝達するための少なくとも２つの遊星歯車段と、を備えた変速機であって、前記遊星歯車段は、それぞれ、太陽歯車と、内歯歯車と、遊星歯車キャリヤと、を要素として有しており、前記遊星歯車段の前記要素の一つを駆動軸と結合するために、少なくとも２つの切換可能なクラッチ装置が設けられており、前記内歯歯車は、更に別の切換可能なクラッチ装置によって、ハウジングに結合され得る、という変速機に関している。

従来技術から、駆動軸と、出力軸と、前記駆動軸の回転を前記出力軸に伝達するための複数の遊星歯車段と、を備えた変速機、特には自動変速機、が知られている。例えば、ＤＥ２７２１７１９Ａ１は、三段ないし多段の変速機を開示している。公知の変速機の駆動軸を遊星歯車段の一つの要素、例えば内歯歯車、遊星歯車キャリヤあるいは太陽歯車、に結合可能にするために、２つの切換クラッチを有するクラッチ装置（クラッチドラム）が設けられる。２つの切換クラッチは、クラッチ装置内で軸方向に並んで配置されている。遊星歯車段の内歯歯車（リングギヤ）は、切換ブレーキを介して、変速機のハウジングに固定され得る。切換クラッチと切換ブレーキとの切換によって、変速機の対応するギヤ段が、投入ないし選択され得る。

公知の方法には、一方で、以下の欠点がある。すなわち、このような変速機は、軸方向に大きな寸法を有さざるを得ない。このことは、このような変速機を、軸方向に十分な構造空間が利用できないタイプの自動車に利用することを、困難にする。他方で、変速機の切換によって、軸方向力が遊星歯車段の個々の要素に作用するが、このことは、当該要素自身および他の変速機成分の高い応力（負荷）をもたらしてしまう。

本発明の課題は、遊星歯車セットの要素に作用する軸方向力を好適に排除することが可能であって、これにより変速機部分の応力（負荷）を低減できる一方、軸方向においてより少ない構造空間を必要とするような変速機、を提供することである。

本発明の課題は、特許請求の範囲の請求項１に記載の特徴によって解決される。本発明の有利な実施の形態が、下位請求項の対象である。

本発明に従う変速機は、好適には自動変速機であるが、ハウジングと、駆動軸と、出力軸と、を備えている。更に、駆動軸の回転を出力軸に伝達するため、少なくとも２つの遊星歯車段が設けられている。当該遊星歯車段は、それぞれ、太陽歯車と、内歯歯車と、遊星歯車キャリヤと、を要素として有している。少なくとも２つの切換可能なクラッチ装置が、前記遊星歯車段の前記要素の一つを駆動軸と結合するために、設けられている。前記内歯歯車は、更に別の切換可能なクラッチ装置によって、ハウジングに結合され得る。軸方向に配置される当該変速機の軸受は、前記遊星歯車段の前記要素に作用する軸方向力が当該軸受を介してハウジングに伝達され得る、というように配置されている。当該軸受は、幾分、伝達列（Uebertragungskette）を形成している。

本発明は、以下の利点を有している。すなわち、遊星歯車セットの要素に作用する軸方向力が、切換過程の際に簡単な態様で、当該軸受を介してハウジングに伝達されるので、他の変速機部分における応力（負荷）が低減される。

本発明による変速機のある好適な実施の形態では、互いに近接する軸受は、軸方向に見たとき、少なくとも部分的に重複している。この態様では、より大きなモーメントが生じることなく、直接かつ直線的な力の伝達が当該軸受によって達成される。

本発明による変速機の特に好適な実施の形態では、前記遊星歯車段の前記要素の一つを駆動軸と結合するための前記切換可能な複数のクラッチ装置は、互いに対して径方向に配置されている。この態様によれば、軸方向に特に短い長さの変速機が提供される。

本発明による変速機のある有利な実施の形態では、前記遊星歯車段の前記要素の一つを駆動軸と結合するために、第１及び第２のクラッチ装置が設けられており、第１、第２及び第３の遊星歯車段が設けられている。前述の遊星歯車段は、例えば前述の順序で、一方側の駆動軸と他方側の出力軸との間に配置されている。

本発明による変速機の別のある有利な実施の形態では、前記駆動軸は、径方向外側に向かって延びる第１結合部を介して、第１太陽歯車軸に回転しないように固定されており、当該第１太陽歯車軸上に、第１遊星歯車段の太陽歯車が配置されている。

本発明による変速機の別のある有利な実施の形態では、第１クラッチ装置と第２クラッチ装置とが、前記第１結合部上に配置されている。第１結合部は、例えば、クラッチドラム（Kupplungstrommel）の態様に形成され得る。

本発明による変速機の別のある有利な実施の形態によれば、第２及び第３遊星歯車段の太陽歯車が、共通の第２太陽歯車軸上に回転しないように配置されており、当該第２太陽歯車軸上に、径方向外側に向かって延びる第２結合部が配置されており、当該第２結合部は、第１クラッチ装置を介して、前記駆動軸と結合され得る。

本発明による変速機の別のある有利な実施の形態では、第２遊星歯車段の遊星歯車キャリヤは、第１補助軸上に配置されており、当該第１補助軸上に、径方向外側に向かって延びる第３結合部が配置されており、当該第３結合部は、第２クラッチ装置を介して、前記駆動軸と結合され得る。

本発明による変速機の別のある有利な実施の形態では、第２遊星歯車段の遊星歯車キャリヤは、第４結合部を介して、第３遊星歯車段の内歯歯車と回転しないように結合されている。

本発明による変速機の別のある有利な実施の形態によれば、第１遊星歯車段の遊星歯車キャリヤは、第２補助軸上に配置されており、第５結合部を介して、第２遊星歯車段の内歯歯車と回転しないように結合されている。

本発明による変速機の別のある好適な実施の形態では、第１結合部上に、径方向内側に突出する保持部分が設けられている。この保持部分は、例えば環状リングとして形成され得るが、例えばある軸受のための保持部として機能し得る。

本発明による変速機の別のある有利な実施の形態では、第１軸受が、軸方向に、前記ハウジング上の保持部と前記第１結合部との間に配置されている。この保持部も、例えば環状リングとして形成され得て、それはハウジング上に固定されて配置される。

本発明による変速機の別のある好適な実施の形態では、第２軸受が、軸方向に、前記第１結合部と前記第２結合部との間に配置されている。

本発明による変速機の別のある有利な実施の形態によれば、第３軸受が、軸方向に、前記第２結合部と前記第３結合部との間に配置されている。

本発明による変速機の別のある有利な実施の形態では、第４軸受が、軸方向に、前記第３結合部と前記保持部分との間に配置されている。

本発明による変速機の特に好適な実施の形態では、第５軸受が、軸方向に、前記保持部分と前記第２補助軸の前面側との間に配置されている。この態様では、第２補助軸に作用する軸方向力が、第５軸受に伝達され得る。

本発明による変速機の別のある有利な実施の形態では、第６軸受が、軸方向に、前記第１遊星歯車段の遊星歯車キャリヤと前記第２遊星歯車段の遊星歯車キャリヤとの間に配置されている。

本発明による変速機の別のある有利な実施の形態によれば、第７軸受が、軸方向に、前記第２遊星歯車段の遊星歯車キャリヤと当該第２遊星歯車段の太陽歯車との間に配置されている。

本発明による変速機の別のある有利な実施の形態では、第８軸受が、軸方向に、前記第３遊星歯車段の太陽歯車と当該第３遊星歯車段の遊星歯車キャリヤとの間に配置されている。

本発明による変速機の別のある好適な実施の形態では、第３遊星歯車段の遊星歯車キャリヤが、出力軸に結合されている。

本発明による変速機の一実施の形態の上半部の概略側方断面図である。

本発明は、以下において、例示的な実施の形態に基づいて、添付の図面を参照しながら、より詳細に説明される。唯一の図面は、本発明による変速機の一実施の形態の上半部の概略側方断面図である。

図示されている自動変速機１は、当該変速機１を本質的に取り囲むハウジング２を有している。一方側には、第１開口３が設けられ、反対側には、第２開口４が設けられている。変速機１は、駆動軸５を有しており、それはハウジング２の第１開口３を貫いて延びている。一方、第２開口４を貫いて、出力軸６がハウジング２から延びている。駆動軸５と出力軸６とは、互いに同軸に配置されている。

駆動軸５と出力軸６との間の変速機２の内部に、第１遊星歯車段７、第２遊星歯車段８、及び、第３遊星歯車段９が、駆動軸５の回転を出力軸６に伝達するために設けられている。遊星歯車段７、８、９は、それぞれ、太陽歯車１０、１１、１２と、遊星歯車キャリヤ１３、１４、１５と、内歯歯車１７、１８、１９と、を有している。遊星歯車キャリヤ１３、１４、１５上には、複数の遊星歯車１６が配置されている。第３遊星歯車段９の遊星歯車キャリヤ１５が、出力軸６に回転しないように結合されている。ハウジング２の内壁上には、切換可能なクラッチ装置２０が設けられている。それによって、内歯歯車１７、１８、１９は、太陽歯車１０、１１、１２と反対の側において、対応する切換位置の際に内歯歯車１７、１８、１９をハウジング２に固定するべく、ハウジング２と結合され得る。

ハウジング２の内部では、駆動軸５に、第１結合部２１が設けられている。第１結合部２１は、まず径方向外側に向かって延び、続いて径方向内側に向かって延びている。第１結合部２１は、第１太陽歯車軸２２と回転しないように結合されている。第１太陽歯車軸２２上に、第１遊星歯車段７の太陽歯車１０が配置されている。第１太陽歯車軸２２は、駆動軸５及び出力軸６と同軸に配置されている。第１結合部２１の、第１太陽歯車軸２２の側の端から、保持部分２３が径方向内側に向かって延びている。その意義については後述される。第１結合部２１上には、切換可能な第１クラッチ装置２４と切換可能な第２クラッチ装置２５とが、遊星歯車段７、８、９の要素の一つを駆動軸５と結合するために、設けられている。第１クラッチ装置２４と第２クラッチ装置２５とは、互いに径方向に配置されている。これによって、変速機の軸方向の長さは、より小さくなっている。

第２及び第３遊星歯車段８、９の太陽歯車１１、１２は、共通の第２太陽歯車軸２６上に回転しないように配置されている。第２太陽歯車軸２６は、駆動軸５、出力軸６及び第１太陽歯車軸２２と同軸に配置されている。第２太陽歯車軸２６は、その駆動軸５の側の端において、径方向外側に向かって延びる第２結合部２７を有している。第２結合部２７は、第１クラッチ装置２４を介して、駆動軸５と結合され得る。

第２遊星歯車段８の遊星歯車キャリヤ１４は、第１補助軸２８上に配置されている。当該第１補助軸２８の、駆動軸５の側の端に、径方向外側に向かって延びる第３結合部２９が配置されている。第１補助軸２８は、駆動軸５及び出力軸６と同軸に配置されている。第３結合部２９は、第２クラッチ装置２５を介して、駆動軸５と結合され得る。さらに、第２遊星歯車段８の遊星歯車キャリヤ１４は、第４結合部３０を介して、第３遊星歯車段９の内歯歯車１９と回転しないように結合されている。さらに、第１遊星歯車段７の遊星歯車キャリヤ１３は、第２補助軸３１上に配置されており、第５結合部３２を介して、第２遊星歯車段８の内歯歯車１８と回転しないように結合されている。

ハウジング２は、環状の保持部３３を、第１開口３の領域に有している。駆動軸５は、保持部３３を貫いて延びている。軸方向に、保持部３３の第１開口３と反対の側と第１結合部２１との間に、第１軸受３４が配置されている。第１結合部２１に作用する軸方向力は、第１軸受３４と保持部３３とを介して、ハウジング２に伝達され得る。

出力軸６に向かう方向で、第１軸受３４の後に、第２軸受３５が設けられている。第２軸受３５は、軸方向に、第１結合部２１と第２結合部２７との間に配置されている。このように近接する軸受３４、３５は、軸方向に見たときに少なくとも部分的に重複するように、構成されている。このことは、図面では、重複領域３６によって示されている。この重複は、更に後述される互いに近接する軸受にも当てはまる。

第３軸受３７が、第２軸受３５に近接して、軸方向に、第２結合部２７と第３結合部２９との間に配置されている。第４軸受３８が、第３軸受３７に近接して、軸方向に、第３結合部２９と第１結合部２１の保持部分２３との間に配置されている。第５軸受３９が、第４軸受３８に近接して、軸方向に、保持部分２３と第２補助軸３１の前面側４０との間に配置されている。さらに、第５軸受３９に近接する第６軸受４１が、軸方向に、第１遊星歯車段７の遊星歯車キャリヤ１３と第２遊星歯車段８の遊星歯車キャリヤ１４との間に配置されている。さらに、第６軸受４１に近接する第７軸受４２が、軸方向に、第２遊星歯車段８の遊星歯車キャリヤ１４と第２遊星歯車段８の太陽歯車１１との間に配置されている。さらに、第７軸受４２に近接する第８軸受４３が、軸方向に、第３遊星歯車段９の太陽歯車１２と第３遊星歯車段９の遊星歯車キャリヤ１５との間に配置されている。

前述の軸受３４、３５、３７、３８、３９、４１、４２、４３は、例示的に後述されるように、遊星歯車段７、８、９のそれぞれの要素に作用する軸方向力がハウジング２に簡単に伝達され得る、というように互いに前後に（直列的に）配置されている。すなわち、例えば、第２遊星歯車段８の遊星歯車キャリヤ１４の遊星歯車１６に軸方向力４４が作用する時、当該軸方向力４４は、遊星歯車キャリヤ１４、第６軸受４１、補助軸３１、第５軸受３９、保持部分２３、第４軸受３８、第３結合部２９、第３軸受３７、第２結合部２７、第２軸受３５、第１結合部２１及び第１軸受３４を介して、保持部３３すなわちハウジング２２に伝達される。

Claims (20)

1. ハウジング（２）と、
   駆動軸（５）と、
   出力軸（６）と、
   前記駆動軸（５）の回転を前記出力軸（６）に伝達するための、少なくとも２つの遊星歯車段（７、８、９）と、
   を備えた変速機であって、
   前記遊星歯車段（７、８、９）は、それぞれ、太陽歯車（１０、１１、１２）と、内歯歯車（１７、１８、１９）と、遊星歯車キャリヤ（１３、１４、１５）と、を要素として有しており、
   前記遊星歯車段（７、８、９）の前記要素の一つを駆動軸（５）と結合するために、少なくとも２つの切換可能なクラッチ装置（２４、２５）が設けられており、
   前記内歯歯車（１７、１８、１９）は、更に別の切換可能なクラッチ装置（２０）によって、ハウジング（２）に結合可能となっており、
   軸方向に配置される当該変速機（１）の軸受（３４、３５、３７、３８、３９、４１、４２、４３）が、前記遊星歯車段（７、８、９）の前記要素に作用する軸方向力が当該軸受（３４、３５、３７、３８、３９、４１、４２、４３）を介してハウジング（２）に伝達可能である、というように互いに前後に配置されている
   ことを特徴とする変速機。
2. 互いに近接する軸受（３４、３５、３７、３８、３９、４１、４２、４３）は、軸方向に見たとき、少なくとも部分的に重複している
   ことを特徴とする請求項１に記載の変速機。
3. 前記遊星歯車段（７、８、９）の前記要素の一つを駆動軸（５）と結合するための前記切換可能な複数のクラッチ装置（２４、２５）は、互いに対して径方向に配置されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の変速機。
4. 前記遊星歯車段（７、８、９）の前記要素の一つを駆動軸（５）と結合するために、第１及び第２のクラッチ装置（２４、２５）が設けられており、
   第１、第２及び第３の遊星歯車段（７、８、９）が設けられている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の変速機。
5. 前記駆動軸（５）は、径方向外側に向かって延びる第１結合部（２１）を介して、第１太陽歯車軸（２２）に回転しないように固定されており、
   前記第１太陽歯車軸（２２）上に、第１遊星歯車段（７）の太陽歯車（１０）が配置されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の変速機。
6. 第１クラッチ装置（２４）と第２クラッチ装置（２５）とが、前記第１結合部（２１）上に配置されている
   ことを特徴とする請求項５に記載の変速機。
7. 第２及び第３遊星歯車段（８、９）の太陽歯車（１１、１２）が、共通の第２太陽歯車軸（２６）上に回転しないように配置されており、
   当該第２太陽歯車軸（２６）上に、径方向外側に向かって延びる第２結合部（２７）が配置されており、
   当該第２結合部（２７）は、第１クラッチ装置（２４）を介して、前記駆動軸（５）と結合可能である
   ことを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の変速機。
8. 第２遊星歯車段（８）の遊星歯車キャリヤ（１４）は、第１補助軸（２８）上に配置されており、
   当該第１補助軸（２８）上に、径方向外側に向かって延びる第３結合部（２９）が配置されており、
   当該第３結合部（２９）は、第２クラッチ装置（２５）を介して、前記駆動軸（５）と結合可能である
   ことを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の変速機。
9. 第２遊星歯車段（８）の遊星歯車キャリヤ（１４）は、第４結合部（３０）を介して、第３遊星歯車段（９）の内歯歯車（１９）と回転しないように結合されている
   ことを特徴とする請求項８に記載の変速機。
10. 第１遊星歯車段（７）の遊星歯車キャリヤ（１３）は、第２補助軸（３１）上に配置されており、第５結合部（３２）を介して、第２遊星歯車段（８）の内歯歯車（１８）と回転しないように結合されている
    ことを特徴とする請求項４乃至９のいずれかに記載の変速機。
11. 第１結合部（２１）上に、径方向内側に向かって突出する保持部分（２３）が設けられている
    ことを特徴とする請求項５乃至１０のいずれかに記載の変速機。
12. 第１軸受（３４）が、軸方向に、前記ハウジング（２）上の保持部（３３）と前記第１結合部（２１）との間に配置されている
    ことを特徴とする請求項４乃至１１のいずれかに記載の変速機。
13. 第２軸受（３５）が、軸方向に、前記第１結合部（２１）と前記第２結合部（２７）との間に配置されている
    ことを特徴とする請求項１２に記載の変速機。
14. 第３軸受（３７）が、軸方向に、前記第２結合部（２７）と前記第３結合部（２９）との間に配置されている
    ことを特徴とする請求項１２または１３に記載の変速機。
15. 第４軸受（３８）が、軸方向に、前記第３結合部（２９）と前記保持部分（２３）との間に配置されている
    ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれかに記載の変速機。
16. 第５軸受（３９）が、軸方向に、前記保持部分（２３）と前記第２補助軸（３１）の前面側（４０）との間に配置されている
    ことを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれかに記載の変速機。
17. 第６軸受（４１）が、軸方向に、前記第１遊星歯車段（７）の遊星歯車キャリヤ（１３）と前記第２遊星歯車段（８）の遊星歯車キャリヤ（１４）との間に配置されている
    ことを特徴とする請求項１２乃至１６のいずれかに記載の変速機。
18. 第７軸受（４２）が、軸方向に、前記第２遊星歯車段（８）の遊星歯車キャリヤ（１４）と当該第２遊星歯車段（８）の太陽歯車（１１）との間に配置されている
    ことを特徴とする請求項１２乃至１７のいずれかに記載の変速機。
19. 第８軸受（４３）が、軸方向に、前記第３遊星歯車段（９）の太陽歯車（１２）と当該第３遊星歯車段（９）の遊星歯車キャリヤ（１５）との間に配置されている
    ことを特徴とする請求項１２乃至１８のいずれかに記載の変速機。
20. 第３遊星歯車段（９）の遊星歯車キャリヤ（１５）が、出力軸（６）に結合されている
    ことを特徴とする請求項１乃至１９のいずれかに記載の変速機。

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