JP3447738B2 - 歯車式変速装置 - Google Patents

歯車式変速装置

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JP3447738B2 JP51862894A JP51862894A JP3447738B2 JP 3447738 B2 JP3447738 B2 JP 3447738B2 JP 51862894 A JP51862894 A JP 51862894A JP 51862894 A JP51862894 A JP 51862894A JP 3447738 B2 JP3447738 B2 JP 3447738B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、複数の中間軸への動力分割部、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および浮動
支持されている従動軸（主軸）を有し、駆動軸に設けら
れた少なくとも一つの駆動歯車がトルクをこれとかみ合
い中間軸に固着された歯車に伝達し、ルーズ歯車が駆動
軸上および従動軸上に軸方向に固定され半径方向に自由
であるような歯車式変速装置に関する。
少なくとも二つの中間軸を持ったこの種の伝動装置の
場合、負荷バランス部は一般に、駆動軸および中間軸が
ハウジングに固定して支持され、主軸ないし従動軸がそ
の上に配置され力束内に存在する総合歯車に浮動支持さ
れているように形成されている。
かかる伝動装置は例えばヨーロッパ特許第0043443A2
号明細書で知られている。これは複数の中間軸への動力
分割部と軸方向に支持された駆動軸とを有している。駆
動軸上に設けられた駆動歯車はトルクをこれにかみ合い
中間軸に固く結合された歯車に伝達する。トルクはこの
歯車から従動軸上に軸方向に固定され半径方向に自由に
移動可能に配置されたルーズ歯車に伝達され、それぞれ
のルーズ歯車に付属された継手装置によって従動軸に伝
達される。従動軸は駆動軸に対して同軸的に浮動支持さ
れている。
二つあるいはそれ以上の定数において、複数の駆動歯
車の場合に非投入の駆動歯車が製造公差によって半径方
向の遊びを必要とするという問題がある。中間軸におい
てトルクを取り出す場合、入力軸におけるはす歯かみ合
い部において半径方向力および軸方向力が生ずる。これ
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。
中間軸伝動装置は一般に、駆動軸が半径方向および軸
方向に固定して案内され、主軸ないし従動軸が必要な負
荷バランスのために半径方向に自由でありただ軸方向に
固定されているように形成されている。しかし基本的に
は逆の形に形成したり軸を案内することができる。
駆動軸上および従動軸上におけるすべてのルーズ歯車
は軸方向にしか固定されておらず、負荷をバランスする
ために半径方向に自由である。
しかし非対称的に力が作用するとき、必要な負荷バラ
ンス作用が害されるか、歯車式変速装置はほとんど機能
できない。これは例えば一つの中間軸を介してしか副従
動が行われないようにする場合に当てはまる。これは、
冒頭に述べた形式の歯車式変速装置がこのような機能に
対して適用されないことを意味している。
本発明の目的は、冒頭に述べた形式の歯車式変速装置
を、非対称的な力の作用も許し、特に一つの中間軸だけ
を介しての副従動も行えるように作ることにある。
本発明によればこの目的は、移動可能な固定装置によ
って駆動歯車が半径方向に固定できることによって達成
される。
駆動軸上に配置された駆動歯車の半径方向の固定ない
し心出しによって、非対称的な力の作用ないし一つの中
間軸を介しての単独従動が、歯車式変速装置の機能を害
することなしにできる。
固定装置が駆動歯車に対する切換装置に連結されてい
ることが有利である。
このようにして切換可能な半径方向固定が得られ、こ
れによって二つの切換位置が得られる。一般に少なくと
も二つの駆動歯車が存在し、その場合、一つの機能に対
して投入された駆動歯車だけが常に半径方向に固定され
ねばならない。その都度他方の駆動歯車は半径方向に自
由でなければならない。
しかし切換可能な固定の数は基本的には制限されな
い。
固定装置の単純な構造の形態は、連結するために切換
装置のシフトスリーブにあるいは固定装置にランプ（斜
面）が設けられていることにある。
固定装置ないしランプの単純な構造の形態は、ランプ
が駆動歯車の縮径部として形成され、軸方向向に固定す
るためにその内側にシフトスリーブの軸方向延長部が移
動挿入できることにある。
この形態によって、駆動歯車の駆動軸との連結の際な
いしトルク伝達結合の際に同時にその半径方向の固定が
行われる。
申し分のないトルク伝達を保証し駆動歯車の傾きを避
けるために、縮径部が軸方向に歯かみ合い部の中央を越
えるまで延びていることを提案する。
本発明の非常に有利な実施形態は、固定装置が同時に
トルク伝達装置を形成していることにある。
駆動軸から中間軸へのトルク伝達は公知のようにシフ
トスリーブと駆動軸との間の連結かみ合い歯を介して行
われる。本発明に基づいてこの歯は同時に駆動軸を心出
しするためないし半径方向に固定するためにも利用され
る。
構造的な実施形態において、これは例えば、固定装置
ないしトルク伝達装置が駆動歯車の内周リングの範囲に
配置されていることによって行われる。
この場合実際にはランプは、駆動歯車の内周リングの
縮径部の形であるいはシフトスリーブに配置された歯の
相応した拡径部の形で達成される。
その場合、固定装置ないしトルク伝達装置を歯かみ合
い部の軸方向中央の範囲に配置することが有利であり、
これによって申し分のない心出し作用が得られ縦揺れモ
ーメントが避けられる。
本発明の有利な実施態様において、切換歯は両側に円
錐状に先細くなっている歯フランクを備えている。
この形態によってトルク負荷のもとでの駆動歯車の軸
方向の固定が支援される。実際には円錐角が３゜より大
きいことが有利である。
駆動軸とシフトスリーブとの連結歯は異なった範囲に
分割できる。これらの異なった範囲はそれぞれ異なった
歯幅を有している。特に二つの異なった歯幅が設けられ
ている。これらは有利には駆動軸上に存在している。異
なった歯幅も持った異なった範囲はシフトスリーブがそ
の都度選択された位置から自動的に外れることを防止す
る。
固定装置は軸方向両側に移動できるか、二つの駆動歯
車と共働する。
以下本発明の二つの実施例について図を参照して説明
する。
第１図は歯車式変速装置の全体構成図、 第２図は駆動歯車と本発明に基づく固定装置の範囲の
拡大断面図、 第３図は異なった構造の固定装置を持った未投入状態
の駆動歯車の拡大断面図、 第４図は投入状態における第３図に相応した断面図、 第５図は固定装置の歯車の原理を示した概略平面図、 第６図はシフトスリーブの実施例の断面図である。
歯車式変速装置は原理的に公知の構造を有し公知のよ
うに作用するので、以下本発明にとって重要な部分につ
いてだけ説明する。
ハウジング１の中に支持されている駆動軸２はトルク
伝達用の切換装置５を介して二つの駆動歯車３、４に結
合できる。駆動歯車３、４は中間軸６、７に固着されて
いる歯車８とかみ合っている。
公知のようにして歯車８の一部は従動軸９上に配置さ
れているルーズ歯車10とかみ合っている。従動軸ないし
主軸９は浮動支持されている。
中間軸６における副従動（図示せず）を可能にし、こ
れに伴って中間軸６において単独で負荷を取り出すこと
を可能にするために、投入済み駆動歯車を半径方向に固
定するための固定装置が設けられている。つまり通常状
態において両駆動歯車３、４は半径方向の隙間をもって
駆動軸２にあるいはその上に配置されている。
第２図における実施例において、駆動歯車３はその内
周リングにランプ（斜面）12の形をした縮径部を有して
いる。この縮径部ないしランプ12は駆動歯車３の切換装
置のシフトスリーブ13の側から駆動歯車３の中央までな
いしはそれを幾分越えて延びている。シフトスリーブ13
は非常に僅かな遊びをもって駆動軸２上を案内され、歯
18によってこれに結合されている。駆動軸２の駆動歯車
３のランプ12に対向して位置する範囲19も同様にランプ
状に形成されている。
切換装置５は公知のように各駆動歯車３、４に対する
連結歯ないし切換歯14を備えている。シフトスリーブ13
は軸方向延長部15を備えている。この軸方向延長部15は
遊びをもって駆動歯車３の内側に突出し、その前方端は
中立位置において即ち未投入状態においてランプ12ない
し19の前で終えている。
いま普通の方式で切換装置５が切換フォーク（図示せ
ず）を介して軸方向に例えば左側に移動されたとき、シ
フトスリーブ13の軸方向延長部15は駆動歯車３のランプ
12と軸２のランプ19との間に移動する。軸方向延長部15
の外径とランプ12の内径との直径関係並びに延長部15の
内径とランプ19の外径との直径関係は、軸方向延長部15
がランプ12とランプ19との間に遊びなしに移動挿入され
るように選択されている。このようにして切換装置５の
切換過程中およびこれに伴う駆動歯車３の連結中に同時
に駆動歯車３が半径方向にも案内される。駆動歯車３は
ランプ12、15を介してシフトスリーブ13に対して心出し
ないし固定され、ランプ15、19を介して駆動軸２に対し
て心出しないし固定される。
第３図および第４図には固定装置の他の実施例が示さ
れている。基本的には上述した固定装置と同じ構造をし
ている。主な相違点は、固定装置が同時にトルク伝達装
置を形成し、ないしはこれら両装置が一つのユニットの
形に結合されていることである。
特に第３図から明らかに分かるように、駆動歯車３は
その内周リングに同様にランプ12の形をした縮径部を有
している。同じように軸２もランプ19を有している。こ
れらのランプ12、19間にシフトスリーブ13が相応した延
長部でないしはその特別な形状に基づいて挿入できる。
第２図における実施例と異なって、ランプ12の範囲に同
時にそれ自体公知の切換歯の形をしたトルク伝達装置が
設けられている。そのためにランプ12は相応した歯輪12
を有し、シフトスリーブ13はその外周に相応した歯輪16
を有している。
第３図にはまず駆動歯車の非投入状態における切換装
置の位置が示され、第４図には駆動歯車３の投入状態に
おける位置が示され、その場合（明らかなように）駆動
歯車の半径方向心出しおよびトルク結合が行われてい
る。そのために、シフトスリーブ13がランプ12に係合す
る範囲におけるシフトスリーブ13の歯付きランプ12の直
径関係および歯輪11と歯輪16の切換歯部分は互いにぴっ
たり合わされているので、両部分間には半径方向隙間は
存在しない。
第３図および第４図の配置構造において、半径方向の
固定は二つの点に分布され、一方では切換歯14、11、16
と歯18のプロフィル直径、他方ではランプ12、15と15、
19が心出し作用を行う。
第５図から明らかに分かるように、切換歯14および歯
付きランプ12の歯の歯フランク17は両側に円錐状に先細
くされている。この円錐状切換歯によってトルク荷重の
もとで軸方向移動およびシフトスリーブの挿入が支援さ
れる。その円錐角は有利には3.5゜である。
シフトスリーブ13は、それが駆動歯車３並びに駆動歯
車４におけるランプ12と対応する延長部15を両側に有す
るように形成することもできる。その場合、軸２上にも
駆動歯車の範囲に対応したランプ19が存在する。
第６図にはシフトスリーブ13の他の有利な実施例が示
されている。
その場合、シフトスリーブ13は二つの部分に分割され
ている。第１の部分20はトルク伝達用の切換歯14と駆動
歯車３を固定するための軸方向延長部15を有している。
第２の部分21は第１の部分20にかみ合い結合されてい
る。第２の部分21は公知の同期装置（図示せず）の部分
を含んでいる。両部分20、21のかみ合い結合は例えば歯
22によって達成される。両部分20、21は、一方の部分21
にある凹所の中に配置され他方の部分20にある凹所に係
合している止め輪によって軸方向に保持されている。一
方の部分21が他方の部分20の突起に軸方向に接触し、一
方の部分21の突起と反対側において他方の部分20の凹所
に係合する止め輪23によって軸方向に固定するようにも
できる。
符号の説明 １ ハウジング ２ 駆動軸 ３ 駆動歯車 ４ 駆動歯車 ５ 切換装置 ６ 中間軸 ７ 中間軸 ８ 歯車 ９ 主軸 10 ルーズ歯車 11 歯輪 12 ランプ（斜面） 13 シフトスリーブ 14 切換歯 15 軸方向延長部 16 歯輪 17 歯フランク 18 歯 19 ランプ（斜面） 20 シフトスリーブ部分 21 シフトスリーブ部分 22 歯 23 止め輪
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−11952（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−140766（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−266143（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16H 3/093 - 3/097

Claims (18)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の中間軸（６、７）への動力分割部、
    半径方向および軸方向に支持されている駆動軸（２）、
    および、浮遊支持されている同軸的な従動軸（主軸）
    （９）を有し、 駆動軸上に設けられた少なくとも一つの駆動歯車（３）
    が、これとかみ合うと共に前記中間軸に固く結合された
    歯車（８）にトルクを伝達し、当該歯車（８）によって
    当該トルクが従動軸に軸方向に固定され半径方向に自由
    に移動可能に配置されたルーズ歯車（10）に伝達され、
    そこからそれぞれのルーズに付属された継手装置によっ
    て従動軸に伝達される ような歯車式変速装置において、 駆動軸上に設けられた少なくとも一つの駆動歯車（３）
    は、軸方向に固定され半径方向に自由に移動できるルー
    ズ歯車（３）であり、当該歯車（３）は、切換装置
    （５）を介してのトルク伝達のために駆動軸（２）に連
    結されると共に、移動可能な固定装置（12、15、19）を
    介して半径方向に固定されている ことを特徴とする歯車式変速装置。
  2. 【請求項２】固定装置（12、15、19）は、駆動歯車
    （３）に対する切換装置（５）に連結されている ことを特徴とする請求の範囲第１項記載の歯車式変速装
    置。
  3. 【請求項３】ランプ（12、19）が、切換装置（５）のシ
    フトスリーブ（13）にあるいは固定装置（12、15、19）
    に設けられている ことを特徴とする請求の範囲第２項記載の歯車式変速装
    置。
  4. 【請求項４】切換装置（５）のシフトスリーブ（13）
    は、駆動歯車（３）に固定装置（12、15、19）として形
    成されているランプ（12）に連結されていることを特徴
    とする請求の範囲第３項記載の歯車式変速装置。
  5. 【請求項５】ランプ（12）は、駆動歯車（３）の縮径部
    として形成され、半径方向の固定のためにその内側にシ
    フトスリーブ（13）の軸方向延長部（15）が移動挿入さ
    れ得る ことを特徴とする請求の範囲第４項記載の歯車式変速装
    置。
  6. 【請求項６】縮径部は、軸方向に歯かみ合い部の中央を
    越えるまで延びている ことを特徴とする請求の範囲第５項記載の歯車式変速装
    置。
  7. 【請求項７】固定装置（12、15、19）は、同時にトルク
    伝達装置（14）を形成している ことを特徴とする請求の範囲第１項ないし第６項のいず
    れか１項に記載の歯車式変速装置。
  8. 【請求項８】固定装置（12、15、19）ないしトルク伝達
    装置（14）は、駆動歯車（３）の内周リングの範囲に配
    置されている ことを特徴とする請求の範囲第７項記載の歯車式変速装
    置。
  9. 【請求項９】固定装置（12、15、19）ないしトルク伝達
    装置（14）は、歯車かみ合い部の軸方向中央の範囲に位
    置している ことを特徴とする請求の範囲第８項記載の歯車式変速装
    置。
  10. 【請求項１０】トルク伝達装置（14）は、両側に円錐状
    に先細くなっている歯フランク（17）を備えている ことを特徴とする請求の範囲第７項ないし第９項のいず
    れか１項に記載の歯車式変速装置。
  11. 【請求項１１】歯フランク（17）の円錐角が３゜より大
    きい ことを特徴とする請求の範囲第10項記載の歯車式変速装
    置。
  12. 【請求項１２】固定装置（12、15、19）は、軸方向両側
    に移動でき、駆動歯車（３）及び更にもう一つの駆動歯
    車（４）と共働する ことを特徴とする請求の範囲第１項ないし第11項のいず
    れか１項に記載の歯車式変速装置。
  13. 【請求項１３】駆動軸（２）とシフトスリーブ（13）と
    の間に、異なった歯幅を持った範囲を有する連結歯（1
    8）が設けられている ことを特徴とする請求の範囲第１項ないし第12項のいず
    れか１項に記載の歯車式変速装置。
  14. 【請求項１４】異なった歯幅を持った範囲は、駆動軸
    （２）に形成されている ことを特徴とする請求の範囲第13項記載の歯車式変速装
    置。
  15. 【請求項１５】シフトスリーブ（13）は、多分割構造を
    している ことを特徴とする請求の範囲第３項ないし第14項のいず
    れか１項に記載の歯車式変速装置。
  16. 【請求項１６】シフトスリーブ（13）の第１の部分（2
    0）が固定装置（12、15、19）およびトルク伝達装置（1
    4）を有し、 シフトスリーブ（13）の第２の部分（21）が同期装置の
    要素を有していることを特徴とする請求の範囲第15項記
    載の歯車式変速装置。
  17. 【請求項１７】シフトスリーブ（13）の両部分（20、2
    1）は、互いにかみ合い結合されている ことを特徴とする請求の範囲第15項又は第16項に記載の
    歯車式変速装置。
  18. 【請求項１８】シフトスリーブ（13）の両部分（20、2
    1）の軸方向の相互の固定が止め輪（23）によって保持
    されている ことを特徴とする請求の範囲第15項ないし第17項のいず
    れか１項に記載の歯車式変速装置。
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