JP2000512365A - 自動車歯車箱 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本願発明は、個別の副軸群（１２、１５）をそれぞれ駆動させ、出力軸上の歯車群（２１、２２、４０）に係合している歯車群（１６〜１９、４１）を有する同軸上に装着された２本の入力軸群（６、９）を具備した自動車歯車箱に関する。副軸（１２）は中央同期装置を有していて、それによって、一時的に非駆動状態にある入力軸へ駆動可能に連結されている前記副軸は、選択された歯車速度によって決定された回転速度まで加速可能となる。中央同期装置（３０）は摩擦クラッチ（３４）と２個の同期歯車群（３２、３３）とを有しており、それらの一方（３２）は他方よりも幅が広く、係合スリーブ（５３）を使って副軸（１２）へ固着可能であり、それによって、駆動トルクは前記同期歯車を通じて伝達され得る。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車歯車箱 本願発明は、同軸上に配置された交互に駆動可能な２本の第１及び第２入力軸群 、第１及び第２副軸群、前記第１入力軸と前記第１副軸とによって支持されてい て、トルクを前記第１入力軸から前記第１副軸へ伝達するために互いに係合して いるプリンガリ歯車群、前記第２入力軸と前記第２副軸とによって支持されてい て、トルクを前記第２入力軸から前記第２副軸へ伝達するために互いに係合して いるプリンガリ歯車群、１本の出力軸、前記副軸群と前記出力軸とによって支持 されていて、トルクをいずれかの副軸から前記出力軸へ伝達するために対になっ て相互に係合している歯車群、前記歯車群のうち対になっている歯車群の少なく とも１個が開放可能な遊び歯車、及び、第１に一対の同期歯車群と第２に摩擦手 段とからなっている同期手段からなる自動車歯車箱に関し、前記一対の同期歯車 群が前記副軸群の中の１本の副軸上に回転可能に装着されていて、１本の入力軸 上の歯車環群と駆動係合状態にあり、前記摩擦手段については、当該摩擦手段に よって、一時的に非駆動状態にある入力軸へ駆動可能に連結されている前記副軸 の回転速度を、選択された歯車速度により決定される回転速度へ適合させるため に１個の同期歯車と前記軸との間の駆動接合が行われる前記自動車歯車箱に関す る。 上記構成の歯車箱はSE-A-8700583によって既知である。それは、いわゆる２点中 央同期を具備した動力変速歯車箱であり、それによって、６つの同期機能が、前 記副軸群の１本のみの副軸上の、２つだけの同期歯車群と１個の同期クラッチと を有する７速歯車箱によって得られる。これは小型で非常に短い軸群を使って簡 単に達成できる基本構成を提供する。後者は、トルク能力と、歯車及び軸受の耐 久性とに関して有利となる。 本願発明の目的は、序文に記載の型の歯車箱について、設計と費用の面に関し、 最も経済的な手法によって歯車速度の数を増大させることにある。 これは、前記同期歯車群の中の少なくとも１個の歯車が係合手段に整合されてお り、前記係合手段は前記回転速度の適用に要求されるトルクよりも大きな副軸へ のトルクの伝達を可能としていると言う事実に基づいている本願発明によって達 成される。 本願発明は、少なくとも１個の同期歯車の係合力及びトルク伝達能力を補強し、 それによって、前記歯車は、同期状態にある間は本質的に非荷重状態にある副軸 を加速するために使用されるばかりでなく、駆動トルクの伝達にも利用されると 言う考えに基づくものである。現実として、同期トルクのためのみに寸法付けが なされている非常に狭い同期歯車を有する序文に記載の既知の歯車箱について、 上記のことは、前記歯車の幅を広げることによって、そして、たとえば、単なる 摩擦係合部の代わりに明確な接合部を有する係合手段を提供することによって達 成される。このようにして、たとえば、既知の歯車箱内の最低歯車速度よりも高 い歯車比を有するいわゆるクロール歯車であるか、或いは、既知の歯車箱の最も 高い歯車よりも低い歯車比を有するオーバードライブに対応した追加の歯車速度 を提供することが可能である。 本願発明は、添付図面を参照にしながら以下により詳細に記載される。図１は、 クロール歯車及び逆転歯車ならびに普通の７段前進速度を有した歯車箱の縦断面 図を示す。図２はオーバードライブ及び逆転歯車ならびに普通の７段前進歯車速 度を有した歯車箱の縦断面図を示す。 それらの図の参照番号１は、エンジンフライホイールを示し、本願発明によれば 、それは、参照番号２で示されているマルチディスク・ウェットディスククラッ チを通じて、歯車箱３を駆動する。前記クラッチ２は、既知の型のダブルクラッ チであるため、ここでより詳細に説明する必要はないだろう。図に見られる左側 クラッチ構成部分４は、スリーブ素子５を通じて前記歯車箱内の第１入力軸６に 連結されていて、一方では、右側クラッチ構成部分７は、スリーブ素子８を通じ て第２入力軸９へ連結されている。ここに、前記第２入力軸９は中空軸の形態を 有 していて、前記第１入力軸６上に同軸に装着されている。前記２個のクラッチ構 成部分群は、前記入力軸群６と９を交互に駆動させるために交互に係合、非係合 される。図示の前記ウェットディスククラッチは、ダブルドライディスククラッ チと交換しても良い。 第１入力軸６には、第１副軸１２上に強固に取付けられている歯車１１と係合状 態にある歯車１０が配設されている。第２入力軸９は歯車環１３によって作られ ており、前記歯車環は第２副軸１５上に取付けられている歯車１４に係合してい る。歯車環１３は歯車環１０よりも大きく、このことは、第１副軸１２と第２副 軸１５に関し、それぞれの入力軸に対する同一の入力回転速度においては、第２ 副軸１５の方が第１副軸１２よりも速く回転すること意味している。 副軸群１２と１５は、それぞれ対となって装着されている自由回転可能な歯車群 １６、１７及び１８、１９をそれぞれ支持している。それらの歯車の中で、歯車 群１６、１８は、両方とも出力軸２０上に固定装着されている歯車２１に係合し ており、歯車群１７、１９は歯車２２に係合している。ここに、前記歯車２２は 前記出力軸上に回転可能に取付けられており、係合スリーブ２７を使って前記軸 へ固着され得る。前記軸群は、逆転歯車を配設するために、Ｖ字状に配列され、 そうすることにより、副軸１２上の歯車１１に係合している副軸１５上の余分な 歯車２３を使い、前記副軸群の内の１本の副軸の回転方向を逆転させることが可 能となる。筐体内の分かれている軸に取付けられている歯車を使ってそれぞれの 副軸の回転方向を逆転させることもまた可能である。ここで、前記歯車は歯車環 群１０と２３に係合している。このことは、Ｖ字と歯車比の自由な選択を提供し 、また前記軸群を同一平面内に配置することを可能としてくれる。歯車群１６、 １７、１８、１９及び２３は、それらの軸群へ、軸方向変位可能な係合スリーブ 群２４、２５及び２６を使うことによって固着可能となる。出力軸２０上に自由 回転可能に装着されている歯車４０は、副軸１５と一体を成している歯車環４１ に係合していて、係合スリーブ４２を使って軸２０へ固着可能となる。歯車環４ １を副軸１５の中へ直接に切り込み、前記出力軸へ固着可能な歯車４０を配列す る ことによって、前記副軸上の針軸受群の必要性は無くなり、非常に小さな直径を 有した前記歯車を造ることが出来る。このことは、結果として前記副軸から前記 出力軸へより高い歯車比を提供してくれる。入力軸６と出力軸２０は、係合スリ ーブ２７を使い直接駆動のために一体的に固着される。これら全ての係合スリー ブは個別の従来の同期装置群無しのものである。 第１副軸１２は、代わりに、参照番号３０で示された１つの中央同期装置に整合 される。それは一対の歯車群３２と３３とから成っており、当該歯車群は、当該 歯車群の間にあるクラッチディスク３４を有した副軸１２の延長部３１上に自由 回転可能に取付けられる。クラッチディスク３４は、スプライン群によって軸１ ２に関し、軸方向に変位可能であるが、回転不能に取付けられる。前記クラッチ ディスクは、ここには示されていないが、歯車変換を制御するための動作手段に 接合される。同期歯車群３２、３３は、ディスク３４に面している側に、摩擦表 面群３７、３８を有する。左側の歯車３２は、第２入力軸９上の歯車環３９に係 合する。歯車環３９は前記第１入力軸上の歯車環１０よりも小さな直径を有する 。右側の同期歯車３３は前記第２入力軸上の歯車環１３に係合する。ここで、同 期歯車３３と、前記第２副軸上の駆動歯車１４との間には１個或いは２個の歯車 の歯の相違があることが好ましい。 図には、開放状態にある２つのクラッチ構成部分群４と７を有し、ニュートラル 位置にある歯車箱が示されている。もし、たとえば、第２速歯車が係合される場 合、これは、係合スリーブ４２を右側に変位させ、したがって、歯車４０を出力 軸２０へ固着させることによってなされる。その後、クラッチ構成部分７は係合 されるが、クラッチ構成部分４は開放状態のままとなっている。第３速歯車が係 合される場合、そして、当該係合が係合スリーブ１４を使うことにより歯車１７ を副軸１２へ固着することによってなされる場合、軸１２の速度は軸１５の速度 へ適合されなければならない。このことは同期装置３０のクラッチディスク３４ を、軸１２へ固着される歯車３２に対して左側へ変位させることによってなされ る。 事前同期と呼ばれ、第２速歯車で駆動中に第３速歯車の事前選択を含んでいる上 記順序の後に、クラッチ構成部分７を開放し、クラッチ構成部分４を係合するこ とによって実際の歯車変換は生じる。前記事前同期は同期仕事のほぼ半分をなし 、そして、それは一般的な駆動中になされるため、比較的ゆっくりと行われる。 このことは寸法付けに関して長所となる。 第４速歯車を事前に選択する場合、そしてそれが歯車１９を副軸１５へ固着させ ることによりなされる場合、歯車１９は歯車１７と同一回転速度で回転するため 、軸１５の速度は軸１２の速度に適合されなければならない。このことは、クラ ッチディスク３４を歯車３３に対して右側に移動することによってなされる。し たがって、前記歯車３３は軸１２に固着し、歯車環１３と歯車１４とを通じて軸 １５を駆動する。上記の通り、軸１５と軸１８とには多少の速度差があるものと みなすことによって、それぞれの係合手段の歯が歯車変換が妨げられるような位 置に存在することの危険を伴うこと無く、係合スリーブ２５は歯車１８との係合 状態へと変位され得る。 第５速歯車を事前に選択する場合、副軸１２の回転速度は、副軸１５の速度より も低速な、本質的には歯車１７の回転速度に適合させなければならない。これは 、同期クラッチ３４を同期歯車３２へ係合するように、図の左側に移動させるこ とによってなされ、その後、実際の歯車変換は、クラッチ構成部分７を開放し、 クラッチ構成部分４を係合することによって実行される。第６速歯車と第７速歯 車へと続けて上げて行く歯車変換は、同様な方法で、同期歯車群３２、３３を交 互に副軸１２へ固着させることによってなされる。 逆転させる場合、歯車３２は係合スリーブ２６を使うことによって固着される。 クラッチ４、７のいずれのクラッチが係合されるかによって、副軸１２或いは副 軸１５のいずれかの回転方向が逆転され、そして、歯車群１６、１７、１８、１ ９及び４０の中から１個の歯車を固着させることによって合計５個の逆転歯車群 が得られる。係合スリーブ２７を通じた直接の連結によって、第６の逆転歯車が 得られる。 同期歯車群３２、３３がクラッチディスク３４を使うことによって副軸１２へ固 着されるときの当該同期歯車群の同期機能は上記の通りである。トルク伝達にも 同期歯車３２を使用するために、図１の実施態様では、歯車３２は、歯車３３よ りも幅が広く造られており、明確な係合部分を提供している係合構造５０に整合 される。係合構造５０は強固に副軸１２へ接合されているハブ５１から成る。前 記ハブは係合スリーブ５３上の内部スプライン群に係合する外部スプライン群５ ２を有する。歯車３２にはスプラインリング５４が配設されている。副軸１５の プリンガリ歯車１４は、前記軸上に自由回転可能に取付けられていて、副軸１５ に強固に接合されているハブ５６からなる係合構造５５に整合される。ハブ５６ は係合スリーブ５８上の内部スプライン群に係合している外部スプライン群５７ を有する。歯車１４には、スプラインリング５９が配設されている。 トルクが、同期歯車３２を通じて伝達される場合、前記歯車は軸方向に係合スリ ーブ５３を変位させることによって軸へ固着され、それによって、そのスプライ ン群は歯車３２のスプライン群５４に係合する。この直前には、プリンガリ歯車 １４が、係合スリーブ５８を図示の位置へと変位させることによって副軸１５か らは開放されている。トルクは、図示の点線で示した通りに伝達され、第１歯車 よりも多少高い歯車比を有するいわゆるクロール歯車に対応する歯車速度を提供 する。 本願発明の範囲において、スプライン群を有する係合構造５０の代わりに、同期 クラッチ３０よりも大きなトルクを伝達可能な摩擦クラッチを使用することも考 えられ得る。この摩擦クラッチは、たとえば、前記同期クラッチの機能をも想定 し得るマルチディスク・ディスククラッチであっても良い。 図２に示されている実施態様では、同期歯車３３が、代わって、歯車３２よりも 幅が広く、明確な係合部を提供している係合構造６０に整合される。係合構造６ ０は副軸１２に固定接合されているハブ６１から成り、係合スリーブ６３上の内 部スプライン群に係合している外部スプライン群６２を有する。歯車３３にはス プラインリング６４が配設されている。 トルクが同期歯車３３を通じて伝達される場合、前記歯車は、係合スリーブ６３ を軸方向に変位させることにより軸へ固着され、それによって、そのスプライン 群は、歯車３３のスプライン群６４へ固着される。トルクは図示の点線の通りに 伝達され、それによって、入力軸６の回転速度よりも高い出力軸２０の回転速度 を達成し得るオーバードライブに対応する歯車速度を提供する。 係合スプライン群を有する係合構造６０の代わりに、同期クラッチ３０よりも大 きなトルクを伝達可能な摩擦クラッチを使用することも可能である。この摩擦ク ラッチは、たとえば、前記同期クラッチの機能をも想定し得るマルチディスクク ラッチであっても良い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＢＲ，ＪＰ，ＵＳ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 同軸上に配置された交互に駆動可能な２本の第１及び第２入力軸群、第１ 及び第２副軸群、前記第１入力軸と前記第１副軸とによって支持されていて、ト ルクを前記第１入力軸から前記第１副軸へ伝達するために互いに係合しているプ リンガリ歯車群、前記第２入力軸と前記第２副軸とによって支持されていて、ト ルクを前記第２入力軸から前記第２副軸へ伝達するために互いに係合しているプ リンガリ歯車群、１本の出力軸、前記副軸群と前記出力軸とによって支持されて いて、トルクをいずれかの副軸から前記出力軸へ伝達するために対になって相互 に係合している歯車群、前記歯車群のうち対になっている歯車群の少なくとも１ 個が開放可能な遊び歯車、及び、第１に一対の同期歯車群と第２に摩擦手段とか らなっている同期手段からなる自動車歯車箱に関し、前記一対の同期歯車群が前 記副軸群の中の１本の副軸上に回転可能に装着されていて、１本の入力軸上の歯 車環群と駆動係合状態にあり、前記摩擦手段については、当該摩擦手段によって 、一時的に非駆動状態にある入力軸へ駆動可能に連結されている前記副軸の回転 速度を、選択された歯車速度により決定される回転速度へ適合させるために１個 の同期歯車と前記軸との間の駆動接合が行われる前記自動車歯車箱において、前 記同期歯車群（３２、３３）の少なくとも一方は、係合手段（６０、７０）に整 合され、前記係合手段は、前記回転速度の適合に要求されるトルクよりも大きな 副軸（１２）へのトルクの伝達を可能にすることを特徴とする前記自動車歯車箱 。 ２． １個の同期歯車（３２、３３）が分離している係合構造（５０、６０）に 整合され、当該係合構造は、摩擦手段（３４）よりも大きな副軸（１２）へのト ルクの伝達を可能にすることを特徴とする請求項１に記載の自動車歯車箱。 ３． 前記第２副軸上のプリンガリ歯車（１４）が連結手段（５）に整合され、 当該連結手段によって、前記プリンガリ歯車が、前記軸から解放可能に或いは前 記軸へ固着可能となることを特徴とする請求項１或いは２に記載の自動車歯車箱 。 ４． 係合手段（５０）に整合される同期歯車（３２）が入力軸（９）上の歯車 環（３９）に係合することと、それらの間の歯車比が、第２入力軸（６）のプリ ンガリ歯車（１０）と、副軸（１２）が係合していて、当該副軸上にある前記プ リンガリ歯車（１１）との間の歯車比よりも大きいこととを特徴とする請求項１ から３のいずれか１つに記載の自動車歯車箱。 ５． 係合手段（５０）に協働している同期歯車（３２）が、前記入力軸群の中 の１本の入力軸（９）上に配列されている歯車環（３９）に係合していて、当該 歯車環は、他方の入力軸（６）の前記プリンガリ歯車よりも小さな直径を有して いることを特徴とする請求項４に記載の自動車歯車箱。 ６． 係合手段（５０）に協働している同期歯車（３２）が歯車環を有し、当該 歯車環は第２同期歯車（３３）の歯車環よりも大きな軸延長範囲を有することを 特徴とする請求項２から５のいずれか１つに記載の自動車歯車箱。 ７． 係合手段（５０）が付随する前記副軸に回転不能に接合されている係合ハ ブ（５１）から成り、当該係合ハブは、内部の係合歯を有する係合スリーブ（５ ３）を、回転不能ではあるが、軸方向に変位可能に支持し、前記係合スリーブが 一方向に変位するときに、前記内部の係合歯は挿入可能となり、副軸（１２）へ 固着するように、同期歯車（３２）上の係合歯（５４）と係合状態へ導かれるこ とを特徴とする請求項２から６のいずれか１つに記載の自動車歯車箱。 ８． 係合手段（５０）に協働している同期歯車（３２）が、トルクを主軸（２ ０）に自由回転可能に装着されている遊び歯車（２２）を通じて第２副軸（１５ ）へ伝達するように配置されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つ に記載の自動車歯車箱。 ９． 係合手段（６０）に協働している同期歯車（３３）が、入力軸（９）に配 置された歯の付いた環（１３）に係合することと、それらの間の歯車比が、第２ 入力軸（６）のプリンガリ歯車（１０）と、副軸（１２）が係合していて、当該 副軸上にある前記プリンガリ歯車（１１）との間の歯車比よりも小さいこととを 特徴とする請求項１或いは２に記載の自動車歯車箱。 １０． 係合手段（６０）に協働している同期歯車（３３）が、入力軸（９）上 に配置される歯車環（１３）に係合し、前記歯車環は第２入力軸（６）のプリン ガリ歯車（１０）よりも大きな直径を有することを特徴とする請求項９に記載の 自動車歯車箱。 １１． 係合手段（６０）に協働している同期歯車（３３）が、歯車環を有し、 当該歯車環は、第２同期歯車（３２）上の前記歯車環よりも大きな軸方向の幅を 有することを特徴とする請求項９或いは１０のいずれか１つに記載の自動車歯車 箱。 １２． 係合手段（６０）が、付随する前記副軸に回転不能に接合されている係 合ハブ（６１）からなり、前記係合ハブは、内部の係合歯（６２）を有する係合 スリーブ（６３）を、回転不能ではあるが、軸方向に変位可能に支持し、前記係 合スリーブが一方向に変位した際に、前記内部の係合歯は挿入可能となり、副軸 （１２）へ固着するように、同期歯車（３３）上の係合歯（６４）と係合状態へ 導かれることを特徴とする請求項９から１１のいずれか１つに記載の自動車歯車 箱。