JP4330801B2

JP4330801B2 - 非同軸出力を有する変速機

Info

Publication number: JP4330801B2
Application number: JP2000566595A
Authority: JP
Inventors: ヘルベルト、ホイアー
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1998-08-20
Filing date: 1999-08-14
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2019-08-14
Also published as: DE19837776A1; DE59906268D1; KR20010072677A; EP1104515B1; BR9913090A; EP1104515A1; CN1123713C; CN1313935A; US6612960B1; KR100619316B1; JP2002523697A; WO2000011373A1

Description

【０００１】
本発明は請求項１の上位概念に基づく主軸及び副軸を有する変速機に関する。
【０００２】
入力軸、主軸、副軸及び出力軸を有し、入力軸、主軸及び出力軸が共通の回転軸上に配設された変速機は先行技術により知られている。この種の変速機は一体の入力軸と主軸、又は一体の主軸と出力軸を有することができる。例えばドイツ国特許第１９５３８１９２号明細書に上記類別の変速機が示されている。
【０００３】
この変速機の所望の変速比に基づき、軸の歯車の歯数が決定される。このことは互いに平行な軸の歯車の特定の直径比、またそれとともに平行な軸の相互の空間的間隔を前提とする。例えば入力軸の第１の歯車と、副軸の駆動側から見て第１の歯車からなる歯車対は、入力軸上のごく小さな直径の歯車と副軸上の極めて大きな直径の歯車とを組み合わせるように設計するのが普通である。この歯車組合せは低い回転数レベルで大きなトルクの伝達を可能にする。しかし大きな空間的間隔は変速機ケースの寸法増大の原因となり、車両メーカの組立場所に関する問題を生じさせる。
【０００４】
本発明の根底にあるのは、変速機に必要とされる組立場所を縮小し、かつ変速機寸法を小さくするという課題である。
【０００５】
この課題は請求項１の特徴を有する変速機によって解決される。実施形態が従属請求項の主題である。
【０００６】
本発明に基づき、副軸に遊転不能に固着した歯車によって駆動される歯車を変速機の出力軸に遊転不能に取り付け、この歯車対が常時かみ合いを形成することを提案する。なお、変速機の入力軸は主軸に遊転不能に取り付けられる。入力軸の回転軸線と主軸の回転軸線は同じであり、主軸の回転軸線と出力軸の回転軸線は同軸でない。主軸及び出力軸の回転軸線の相互の間隔は、常時かみ合いをなす歯車対の変速比によって決まる。
【０００７】
有利な実施形態では常時かみ合いをなす歯車対の交換ができるように、この歯車対が別個の変速機ケースに格納されている。
【０００８】
別の有利な実施形態では、流体式リターダの駆動のために補助出力軸が設けられ、増速段を間挿することなくリターダの高い回転数を得るために、補助出力軸を主軸又は副軸で直接駆動することができる。
【０００９】
有利な実施形態は出力軸上に、段を半段分に分割するスプリットギヤのための切換え装置を示す。
【００１０】
有利な実施形態では変速機の全範囲を拡張するために、常時かみ合いをなす歯車対に続いて遊星歯車装置の形の領域型変速機が設けられる。
【００１１】
変速機の常時かみ合いの配置を変速機の出力側端部に移転し、かつ主軸及び出力軸の回転軸線が非同軸であることによって、変速機の大歯車の直径を減少することができる。こうして直径の減少とともに歯車の重量が減少され、平行な軸の軸間隔が縮小され、その結果変速機の寸法が減少する。一方、変速機寸法の縮小は、好都合なことに車両の重量の減少と取付け場所の増加を意味する。同時により小さな歯車及びケースの材料費と加工費の減少の結果、コストが減少する。移動され、かつ変速時に同期される歯車重量の減少は、公知の在来の変速機のレベルより著しく低い切換え力レベルをもたらす。また同期される重量が小さいから、同期装置が小型になる。
【００１２】
入力軸又は主軸と副軸との軸間隔が小さく、副軸の入力側端部の歯車が小さいので、副軸の回転数は高いレベルにある。こうして変速機の大部分で低いトルクレベルが得られる。変速機の部品はこのレベルに合せて設計しなければならない。出力部の常時かみ合いで初めて出力軸と副軸の軸間隔が増加し、高いトルクが発生する。本発明に係る配列によれば、登坂及び高速バージョンのタイプの変速機に対して、変速機入力トルクが同じ大きさに設計される。
【００１３】
入力軸と主軸の一体構造に基づき、先行技術における入力軸への主軸のジャーナル軸受を廃止することができる。変速機の末端に配設される歯車対は、別個の組立部品として残余の変速機ケースに後置され、こうして種々の出力常時かみ合い歯車対を有するモジュール構造の変速機が可能になるように設計することができる。
【００１４】
図面に基づいて本発明を詳述する。
【００１５】
図１は、この場合例えば前進５速、後退１速の先行技術による変速機６の拡大図を示す。変速レバー１８が３個の変速棒２０、２２及び２４に作用する。これらの変速棒はシフトフォークにより同期装置２６、２８及び３０を所望のシフト位置へ移動する。例えば同期装置３０は後退と１速をシフトする。同期装置２６は２速及び３速をシフトし、一方、同期装置２８は４速及び５速のシフトのために使用される。変速機入力軸３２は変速機ケース３４の中で軸受装置、例えばここに図示する軸受３６によって支承される。主軸３８は軸受４０により変速機入力軸３２に、また軸受装置例えばここに図示する軸受４２によりケース３４に支承される。後退のための回転方向の反転は中間歯車４４によって得られ、中間歯車の歯は主軸３８の後退用歯車の歯及び副軸４６の歯とかみ合う。主軸３８の前進用歯車の別の歯が同じく副軸４６の対応する歯とかみ合う。また変速機入力軸３２にクラッチ本体５４を受けるための歯が設けられている。
【００１６】
図２は本発明に係る変速機構造の概略図を示す。変速機６０は変速機ケース６２を有し、ケースの中に入力軸６４が突出する。入力軸６４は変速機６０の主軸６６と一体に形成されている。主軸６６上に７個の歯車６８、７０、７２、７４、７６、７８、８０が配設されているが、そのうち歯車６８、７０、７２、７４は主軸６６上で遊転可能に、歯車７６、７８、８０は主軸６６に常時遊転不能に取り付けられている。歯車６８及び７０の間に同期装置８２が設けられ、同期装置８２によって選択により歯車６８又は歯車７０を主軸６６に遊転不能に固定することができる。歯車７２及び７４の間に同期装置８４が設けられ、同期装置８４によって選択により歯車７２又は歯車７４を主軸６６に遊転不能に固定することができる。
【００１７】
副軸８６にも同じく７個の歯車８８、９０、９２、９４、９６、９８、１００が設けられ、そのうち歯車８８、９０、９２、９４は副軸８６に常時遊転不能に取り付けられている。歯車９６及び９８の間に同期装置１０２が設けられ、同期装置１０２によって、選択的に歯車９６又は歯車９８を副軸８６に遊転不能に固定することができる。後退のための回転方向の反転のために、歯車１００が中間歯車１０４とかみ合い、一方、中間歯車１０４は主軸６６の歯車８０とかみ合う。歯車９８は補助出力軸１２２の歯車１２０とかみ合う。補助出力軸１２２によってリターダ１２４が駆動される。歯車９８の大きな直径により補助出力軸１２２は高い回転数で駆動される。
【００１８】
ここに示す図では、変速機ケース６２に続いて別のケース１０６が設けられている。２個の歯車１０８及び１１０からなる歯車対がケース１０６の中に配設され、歯車１０８は副軸８６に遊転不能に取り付けられている。歯車１１０は出力軸１１２に常時遊転不能に取り付けられている。但し歯車１０８及び１１０は適当に形成された変速機ケース６２の中に配設することもできる。
【００１９】
歯車１１０と出力軸１１２は仮想の回転軸線１１４の周りに回転する。主軸６６及びその上に配設された歯車並びに入力軸６４は回転軸線１１６の周りに回転する。２つの回転軸線１１４及び１１６は互いに同軸でなく、軸間隔１１８をもって互いに隔てられている。
【００２０】
図３は、第２の常時かみ合いを形成するために、ケース１０６の中のスプリットギヤ１３４により図２に比して拡張された配列を示す。この場合は出力軸１１２に同期装置１２６が設けられ、これによって選択的に歯車１１１又は歯車１２８を出力軸に遊転不能に固定することができる。歯車１０８は歯車１３０とともに軸１３２に遊転不能に取り付けられている。
【図面の簡単な説明】
【図１】先行技術による変速機の図である。
【図２】本発明に係る変速機の概略図である。
【図３】スプリットギヤを有する図２の配列の図である。
【符号の説明】
６自動車変速機
３２入力軸
３８主軸
４６副軸
６０自動車変速機
６４入力軸
６６主軸
６８歯車
７０歯車
７２歯車
７４歯車
７６歯車
７８歯車
８０歯車
８６副軸
８８歯車
９０歯車
９２歯車
９４歯車
９６歯車
９８歯車
１０８歯車
１１０歯車
１１１歯車
１１２出力軸
１１４回転軸
１１６回転軸
１１８主軸と出力軸の回転軸の間隔
１２８歯車
１３０歯車
１３２軸

Claims

各々の回転軸線周りに回転し得るように配設された入力軸（３２、６４）、主軸（３８、６６）、副軸（４６、８６）及び出力軸（１１２）を備え、
主軸（３８、６６）には、当該主軸に回転不能に固定できるように配置された複数の遊転歯車（６８，７０，７２，７４）と、当該主軸に固設された複数の固定歯車（７６，７８，８０）とが設けられており、
副軸（４６、８６）には、当該副軸に回転不能に固定できるように配置された複数の遊転歯車（９６，９８）と、当該副軸に固設された複数の固定歯車（８８、９０、９２、９４）とが設けられており、
出力軸（１１２）の出力歯車（１１０、１１１、１２８）は、出力軸（１１２）に回転不能に取り付けられているか、若しくは出力軸（１１２）に回転不能に固定することができるように出力軸（１１２）に取り付けられており、かつ、副軸（８６）に回転不能に取り付けられた出力歯車（１０８，１３０）により駆動されるようになっており、
出力軸（１１２）の出力歯車（１１０、１１１、１２８）と副軸（８６）の出力歯車（１０８，１３０）は常時かみ合いをなす歯車対をなし、
変速機（６０）の入力軸（６４）が主軸（６６）に相対回転不能に連結され、入力軸（６４）の回転軸線（１１６）と主軸（６６）の回転軸線（１１６）とが同軸であり、
出力軸（１１２）の回転軸線（１１４）と主軸（６６）の回転軸線（１１６）は同軸でなく、主軸（６６）と出力軸（１１２）の回転軸線（１１４、１１６）の相互の間隔（１１８）が常時かみ合いをなす歯車対（１０８−１１０、１０８−１１１、１３０−１２８）の変速比で決まることを特徴とする自動車変速機。
歯車対（１０８−１１０、１０８−１１１、１３０−１２８）の交換ができるように、常時かみ合いをなす歯車対（１０８−１１０、１０８−１１１、１３０−１２８）が別個の変速機ケース（１０６）に格納されていることを特徴とする、請求項１に記載の自動車変速機（６、６０）。
流体式リターダ（１２４）の駆動のための補助出力軸（１１２）が設けられ、この補助出力軸（１２２）は、主軸（６６）から副軸（８６）への駆動力の伝達に関与する歯車対（７８，９８）をなす歯車（９８）により直接駆動されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の自動車変速機（６、６０）。
段を半段分に分割するために、出力軸（１１２）にスプリットギヤ（１３４）のための同期装置（１２６）が設けられていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の自動車変速機（６、６０）。
変速機（６０）の全範囲を拡張するために、常時かみ合い歯車対（１０８−１１０、１０８−１１１、１３０−１２８）に続いて遊星歯車装置の形の領域型変速機が設けられていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の自動車変速機（６、６０）。