JP4130932B2 - ずれた出力部を有する２段分配変速機 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用の２段分配変速機であって、ハウジング、入力軸、不斉地走行段としての遊星歯車装置、差動歯車装置、第１の出力軸及び第２の出力軸からなり、遊星歯車装置が、太陽歯車、遊星歯車を有する遊星支持体、及び内歯車からなり、内歯車が、ハウジングに回らないように結合されており、力の流れが、入力軸から遊星歯車装置の両方の別の部材のうちの一方を介して選択的に差動歯車装置に行なわれ、差動歯車装置が、補償歯車、及びそれぞれ第１及び第２の出力軸上にあってこれらの補償歯車により駆動される第１及び第２の出力歯車を有するものに関する。
このような分配変速機は、ずれた出力部を有する構造様式において“シングルオフセット”と称する。これらは、ほとんどの場合、全車輪駆動される自動車において、長手方向に組込まれた機関変速機ユニットにフランジ付けされている。この時、ずれた出力部は、ほとんどの場合前車軸のためのものである。ますます大きくかつ長く構成される機関変速機ユニットにおいて（多シリンダ機関、多数の変速機走行段）、分配変速機をできるだけコンパクトに、とくに短く構成し、かつ前車軸のためのずれた出力部をできるだけ遠く前方に設けることが望まれている。
ヨーロッパ特許出願公開第５３１０８８号明細書によれば、このような分配変速機が公知であり、ここでは長手方向において列の後に、まず不斉地走行手段として遊星歯車装置が、それからいくらかの間隔を置いて遊星差動歯車装置が、それからロッククラッチが、かつその後初めて前車軸のための出力歯車が設けられている。したがってこの分配変速機は、きわめて長い構成を有し、後にある出力歯車は、前車軸に対して長いカルダン軸を必要とし、このことは、振動技術的な理由からも不都合である。不斉地走行段と差動歯車装置との間の間隔は、構造空間、重量及び曲げ固有周波数にとくに不都合に作用する。
ドイツ連邦共和国特許第４１１３９６５号明細書によれば、類似の分配変速機が公知であり、この分配変速機は、不斉地走行群に続いてかさ歯車差動歯車装置を有する。この差動歯車装置は、前車軸に対して出力歯車の前方移動を可能にすることなく、追加的に遊星差動歯車装置と比較して全長を拡大する。
したがって本発明の目的は、類概念に記載した分配変速機を、できるだけコンパクトに（とくに短く）かつ振動に対して強固に形成し、かつ前車軸のための出力歯車をできるだけ大幅に前方に配置することにある。
そのため本発明によれば、補償歯車が、不斉地走行段の遊星歯車装置の遊星支持体に支持されており、第１の出力歯車が、不斉地走行段の遊星歯車装置の前に配置され、第２の出力歯車が、遊星歯車装置の後に配置され、補償歯車が、周方向において、不斉地走行段の遊星歯車装置の遊星歯車の間に配置されたかさ歯車であり、これらのかさ歯車が、第１及び第２の出力歯車に直接噛み合っている。
したがって遊星歯車装置は、差動歯車装置とともに１つの構成群にまとめられており、この構成群は、軸線方向にきわめて短く構成され、かつ出力歯車をこの構成群の前及び後に配置することを可能にする。したがって少なくとも遊星支持体の多重機能による重量及びコストの減少。それにより前車軸のための前に移した出力部、及び全体としてきわめて剛体の駆動系列も可能である。
第１の構成において、補償歯車は、不斉地走行段の遊星歯車装置の遊星歯車の間に配置されたかさ歯車であり、これらのかさ歯車は、第１及び第２の出力歯車に直接噛み合っている。このようにして両方の出力歯車に噛み合ったかさ歯車は、遊星歯車装置を橋絡している。これらは、周方向において遊星歯車の間に配置されているので、構成群の直径は、それにより著しく拡大されるわけではない。両方の出力歯車の間のトルク分配の比は、その歯数の選択によって整合することができ、その際、この時、補償歯車の軸は相応して傾斜している。
補償歯車の軸が、半径方向に向けられている（請求項２）と、多数の同じ部分を有するとくに簡単な構造が得られる。
第２の構成において、補償歯車は平歯車であり、これらの平歯車は、一方において第２の出力歯車に、かつ他方において第１の中間歯車に噛み合っており、かつ第２の中間歯車は、第１の出力歯車に噛み合っており、その際、第１及び第２の中間歯車は、遊星支持体に支持された軸に回らないように結合されている（請求項３）。この構成は、トルク分配の比を選択する際に大きな自由度を与え、かつ第１の出力歯車の方に向いた遊星歯車装置の側に補償歯車を取付けることを可能にする。
第２の構成のとくに簡単かつ望ましいコストの引続き開発において、補償歯車は、遊星歯車装置の遊星歯車と同軸的に配置されており、第１の出力歯車に噛み合っており、かつ第１の中間歯車は、補償歯車の間に配置されている（請求項４）。
第３の構成において、補償歯車は、互いに噛み合ったはすばを有する平歯車ローラの対であり、これらの平歯車ローラのうち一方が、第１の出力歯車に、かつ他方が、第２の出力歯車に噛み合っており、その際、第１及び第２の出力歯車が、はすばを有する平歯車である（請求項５）。このようにしてとくにわずかしか構造空間を必要としない差動歯車装置（ときにはトルセン差動歯車装置とも称する）が得られる。相応する構成の際に、所定のロック作用を及ぼすこともできるので、追加的な差動歯車装置ロック装置は不要である。
第３の構成の簡単化は、なお次のようにして達成される。すなわち平歯車ローラの対が、軸なしに遊星支持体内に案内されており、かつそれぞれの平歯車ローラが、両方の出力歯車のうちの一方の位置に空き位置を有する（請求項６）。これは、空間需要のそれ以上の減少、及び同じ部分としての平歯車ローラの形成を可能にする。
不斉地走行段のための遊星歯車装置は、きわめて種々に形成しかつ接続することができる。切換えは、ハウジング又は遊星支持体に内歯車を選択的に結合することによって行なうことができ、又は遊星歯車装置の一方又は他方の部材に入力軸を選択的に結合することによって行なうことができる。１つの可能な構成において、内歯車は、ハウジングに固定されており、かつ不斉地走行段の切換えのために、摺動スリーブが設けられており、この摺動スリーブの前側端部が、第１の連結歯によって入力軸に連結されており、かつその後側端部が、第２の連結歯によって、遊星歯車装置の太陽歯車又は遊星支持体に連結可能であり、その際、摺動スリーブは、その前側端部に、切換えフォークに噛み合うためのリングを有する（請求項７）。それによりこのリングは、完全に前方に移すことができ、このことは、全長を減少する。ハウジングに固定の内歯車は、遊星歯車装置の支持及び心出しを容易にする。
有利な変形において、遊星支持体は、第１の出力歯車を通って前方に達する中空軸を有し、この中空軸の前側端部が、軸受に支持されており、かつ半径方向カラーを有し、このカラーが、摺動スリーブの前側端部におけるリングとともに、不斉地走行段を切換えるための同期装置を形成している（請求項８）。同期の利点は明白である。それによりこれは、とくにわずかな構造費用で達成される。
次に本発明を図面により示しかつ説明する。ここでは：
図１は、本発明による分配変速機の第１の構成を長手断面図で概略的に示し；
図２は、図１における線ＩＩ−ＩＩによる横断面を示し；
図３は、本発明による分配変速機の第２の構成を長手断面図で概略的に示し；
図４は、本発明による分配変速機の第３の構成を長手断面図で示し；
図５は、図４における線Ｖ−Ｖによる横断面を示している。
第１の実施例を示す図１において、ハウジングは１で、かつ図示しない機関変速機ユニットから到来する入力軸は２で示されている。例示した構成において、入力軸２は、切換えクラッチ３によって太陽歯車軸４又は遊星支持体軸６を駆動する。前者は、太陽歯車５を駆動し、この太陽歯車は、不斉地走行群を形成する遊星歯車装置の一部であり、遊星支持体軸６は、遊星支持体７を駆動し、ここに遊星歯車８が回転可能に支持されている。これらの遊星歯車８は、空間に固定的にハウジング１に取付けられた内歯車９に噛み合っている。太陽歯車５、遊星支持体７、遊星歯車８及び内歯車９は、不斉地走行群として使われる遊星歯車装置を形成している。しかし遊星歯車装置の部材の配置と結合は、例えば選択的にハウジング又は遊星支持体に連結可能な内歯車を有するように、別の様式で行なってもよい。
周方向において遊星歯車８の間に（図２参照）、かさ歯車として形成された補償歯車１１が配置されており、これらの補償歯車は、遊星支持体７に結合されたこの場合半径方向の軸１２の回りで回転可能である。補償歯車１１は、遊星歯車装置の一方の側において、第１の出力軸１３（後車軸に通じる）上にある第１の出力歯車１４に噛み合っており、かつ他方において第２の出力軸１５上にある第２の出力歯車１６に噛み合っている。両方の出力歯車１４、１６は、同様にかさ歯車である。第２の出力軸１５は、遊星歯車装置の前に、したがって入力軸の側に配置されており、かつ第１の変速機歯車１７を有し、この変速機歯車は、任意の様式で（例えば引っ張りベルトを介して）第２の変速機歯車１８を駆動し、この変速機歯車から、入力軸２及び第１の出力軸１３に対してずらされて、前車軸のための出力部１９が出ている。
図３は、第２の構成を示している。参照符号１ないし９、１３、１５、１７、１８、１９は、ここにおいても利用される。遊星支持体７の軸２０において、入力軸２から離れた方の側に遊星歯車８が回転可能に支持されており、これらの遊星歯車は、図１におけるように、太陽歯車５及びハウジングに固定の内歯車９に噛み合っており、かつ不斉地走行群を形成している。入力軸の方に向いた遊星支持体７の側に、補償歯車２１が配置されており、これらの補償歯車は、平歯車として形成され、かつ対称性の理由により多重に存在する。補償歯車２１は、一方において第２の出力歯車２２に、かつ他方においてそれぞれ１つの第１の中間歯車２３に噛み合っている（図示せず）。この第１の中間歯車２３は、遊星支持体７の穴２７内に支持された軸２６を介して、第２の中間歯車２４に回らないように結合されており、この中間歯車は、他方において第１の出力歯車２５に噛み合っている。ここから第１の出力軸が、後車軸に通じている。
図４、５による第３の構成において、入力軸２は、第１の連結歯３０を介して摺動スリーブ３１の前側端部に回らないように結合されており、この摺動スリーブは、その後側端部に第２の連結歯３２を有し、これらの連結歯は、太陽歯車３３の相応する歯に噛み合っている（上側図半分）。遊星歯車３４は、内側において太陽歯車３３に噛み合い、かつ外側においてハウジングに固定の内歯車３５に噛み合っている。遊星歯車３４は、遊星支持体３７に支持されている。周方向において遊星歯車３４の間に、軸平行にかつ互いに噛み合って、はすばを有する平歯車ローラ３８、３９が回転可能に収容されている。これらのローラは、おおいに斜めの歯を有するので、これらは、いわゆるトルセンを形成している。両方の平歯車ローラは、軸上に支持されているのではなく、遊星支持体３７における内方に開いた穴４０内において案内されているだけである。第１の平歯車ローラ３８は、第２の出力歯車４１に噛み合い、第２の平歯車ローラ３９（図５）は、第１の出力歯車４２に噛み合っている。それ故に対歯車ローラ３８は、第１の出力歯車４２の周において空いた位置４３を有する。
遊星支持体３７は、後側フランジ４５及び前側フランジ４７とともに、周にわたって分配されたねじピン５４によってまとめられて、かごを形成しており、このかごは、後側において軸受４６に通じており、かつ前側において中空軸４８に移行しており、この中空軸は、他方において前側遊星支持体軸受４９に通じている。中空軸４８は、半径方向カラー５０において終っている。
摺動スリーブ３１は、その前側端部にリング５１を備え、このリングは、図示しない切換えフォークのための溝５２、及び同期装置のための例えば円錐形の面５３を有し、この同期装置は、半径方向の又はここでは円錐形のカラー５０と共同動作する。
図４において入力軸２の中心線の上において、摺動スリーブ３１は、第２の連結歯３２が太陽歯車３３に噛み合った不斉地走行に相当する位置にある。中心線の下において、摺動スリーブ３１は、連結歯３２が遊星支持体３７の相応した歯５８に噛み合った道路走行に相当する段にある。

Claims (7)

1. 自動車用の２段分配変速機であって、ハウジング（１）、入力軸（２）、不斉地走行段としての遊星歯車装置、差動歯車装置、第１の出力軸（１３）及び第２の出力軸（１５）からなり、遊星歯車装置が、太陽歯車（５）、遊星歯車（８）を有する遊星支持体（７）、及び内歯車（９）からなり、内歯車（９）が、ハウジング（１）に回らないように結合されており、力の流れが、入力軸（２）から遊星歯車装置の太陽歯車（５）又は遊星支持体（７）を介して選択的に差動歯車装置に行なわれ、差動歯車装置が、補償歯車（１１）、及びそれぞれ第１及び第２の出力軸（１３，１５）上にあってこれらの補償歯車により駆動される第１および第２の出力歯車（１４，１６）を有するものにおいて、補償歯車（１１）が、不斉地走行段の遊星歯車装置の遊星支持体（７）に支持されており、第１の出力歯車（１４）が、不斉地走行段の遊星歯車装置（５，８，９）の一方の側に配置され、第２の出力歯車（１６）が、遊星歯車装置の他方の側に配置され、補償歯車（１１）が、周方向において、不斉地走行段の遊星歯車装置の遊星歯車（８）の間に配置されたかさ歯車であり、これらのかさ歯車が、第１及び第２の出力歯車（１４，１６）に直接噛み合っていることを特徴とする、自動車用の２段分配変速機。
2. 補償歯車（１１）の軸（１２）が、半径方向に向けられていることを特徴とする、請求項１に記載の２段分配変速機。
3. 自動車用の２段分配変速機であって、ハウジング（１）、入力軸（２）、不斉地走行段としての遊星歯車装置、差動歯車装置、第１の出力軸（１３）及び第２の出力軸（１５）からなり、遊星歯車装置が、太陽歯車（５）、遊星歯車（８）を有する遊星支持体（７）、及び内歯車（９）からなり、内歯車（９）が、ハウジング（１）に回らないように結合されており、力の流れが、入力軸（２）から遊星歯車装置の太陽歯車（５）又は遊星支持体（７）を介して選択的に差動歯車装置に行なわれ、差動歯車装置が、補償歯車（２１）、及びそれぞれ第１及び第２の出力軸（１３，１５）上にあってこれらの補償歯車により駆動される第１及び第２の出力歯車（２５，２２）を有するものにおいて、補償歯車（２１）が、不斉地走行段の遊星歯車装置の遊星支持体（７）に支持されており、第１の出力歯車（２５）が、不斉地走行段の遊星歯車装置（５，８，９）の一方の側に配置され、第２の出力歯車（２２）が、遊星歯車装置の他方の側に配置され、補償歯車（２１）が平歯車であり、これらの平歯車が、一方において第２の出力歯車（２２）に、他方において第１の中間歯車（２３）に噛み合っており、第２の中間歯車（２４）が、第１の出力歯車（２５）に噛み合っており、第１及び第２の中間歯車（２３，２４）が、遊星支持体（７）に支持された軸（２６）に回らないように結合され、内歯車（９）が、空間に固定されており、不斉地走行段の切換えのために、摺動スリーブが設けられており、この摺動スリーブの入力軸側端部すなわち前側端部が、第１の連結歯によって入力軸（２）に連結されており、その入力軸とは反対側の端部すなわち後側端部が、第２の連結歯によって、遊星歯車装置の太陽歯車又は遊星支持体に連結可能であり、摺動スリーブが、その前側端部に、切換えフォークに噛み合うためのリングを有することを特徴とする、自動車用の２段分配変速機。
4. 補償歯車（２１）が、遊星歯車装置の遊星歯車（８）と同軸的に配置されており、かつ第２の出力歯車（２２）に噛み合っており、第１の中間歯車（２３）が、遊星歯車装置の周方向において補償歯車（２１）の間に配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の２段分配変速機。
5. 自動車用の２段分配変速機であって、ハウジング（１）、入力軸（２）、不斉地走行段としての遊星歯車装置、差動歯車装置、第１の出力軸（１３）及び第２の出力軸（５５）からなり、遊星歯車装置が、太陽歯車（３３）、遊星歯車（３４）を有する遊星支持体（３７）、及び内歯車（３５）からなり、内歯車（３５）が、ハウジング（１）に回らないように結合されており、力の流れが、入力軸（２）から遊星歯車装置の太陽歯車（３３）又は遊星支持体（３７）を介して選択的に差動歯車装置に行なわれ、差動歯車装置が、補償歯車（３８，３９）、及びそれぞれ第１及び第２の出力軸（１３，５５）上にあってこれらの補償歯車により駆動される第１及び第２の出力歯車（４２，４１）を有するものにおいて、補償歯車（３８，３９）が、不斉地走行段の遊星歯車装置の遊星支持体（３７）に支持されており、第１の出力歯車（４２）が、不斉地走行段の遊星歯車装置（３３，３４，３５）の一方の側に配置され、第２の出力歯車（４１）が、遊星歯車装置の他方の側に配置され、補償歯車（３９，３９）が、互いに噛み合ったはすばを有する平歯車ローラの対であり、これらの平歯車ローラのうち一方（３９）が、第１の出力歯車（４２）に、他方（３８）が、第２の出力歯車（４１）に噛み合っており、第１及び第２の出力歯車（４２，４１）が、はすばを有する平歯車であり、内歯車（３５）が、空間に固定されており、不斉地走行段の切換えのために、摺動スリーブ（３１）が設けられており、この摺動スリーブの入力軸側端部すなわち前側端部が、第１の連結歯（３０）によって入力軸（２）に連結されており、その入力軸とは反対側の端部すなわち後側端部が、第２の連結歯（３２）によって、遊星歯車装置の太陽歯車（３３）又は遊星支持体（３７）に連結可能であり、摺動スリーブ（３１）が、その前側端部に、切換えフォークに噛み合うためのリング（５１）を有することを特徴とする、自動車用２段分配変速機。
6. 平歯車ローラ（３８，３９）の対が、軸なしに遊星支持体（３７）内に案内されており、それぞれの平歯車ローラ（３８，３９）が、両方の出力歯車（４２，４１）のうちの一方の位置に空き位置（４３）を有することを特徴とする、請求項５に記載の２段分配変速機。
7. 遊星支持体（３７）が、第２の出力歯車（４１）を貫通して入力軸（２）の方向すなわち前方に延びる中空軸（４８）に移行しており、この中空軸の前側端部が、軸受（４９）に支持されており、かつ半径方向カラー（５０）を有し、このカラーが、摺動スリーブ（３１）の前側端部におけるリング（５１）とともに、不斉地走行段を切換えるための同期装置を形成していることを特徴とする、請求項５に記載の２段分配変速機。

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