JP2007508497A

JP2007508497A - ２つの副軸を備えた変速機

Info

Publication number: JP2007508497A
Application number: JP2006529968A
Authority: JP
Inventors: ヨーゼフ、バーダー
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-10-08
Filing date: 2004-09-04
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2024-09-04
Also published as: BRPI0415069A; JP4624356B2; DE10346658A1; DE502004005527D1; EP1671049B1; US20060288811A1; WO2005045281A1; EP1671049A1; US7669494B2

Abstract

変速機は、変速機ケース（３０）内に配置された主変速装置（２）と、それに後置接続された補助変速装置（３２）とを有し、その補助変速装置（３２）は２つの副軸（１２、１４）への動力分割をもたらしている。前記主変速装置（２）の主軸（４）上に歯車（６）が半径方向に可動に配置され、この歯車（６）は各副軸（１２、１４）上の第１歯車（８、１０）にかみ合っている。変速機ケース（３０）内に出力軸（２２）が半径方向および軸方向に不動に配置され、この出力軸（２２）に歯車（２０）が結合され、この歯車（２０）は各副軸（１２、１４）上の第２歯車（１６、１８）にかみ合っている。副軸（１２、１４）の第１歯車（８、１０）にかみ合う主軸（４）上の歯車（６）が、押圧隆起部（５０、５２、５４、５６）によって、出力軸（２２）に対する相対軸方向位置を固定されている。

Description

本発明は、特許請求の範囲上位概念部分に記載の２つの副軸を備えた変速機に関する。

最新の高出力の車両用変速機は、通常、多段基礎変速装置とそれに前置ないし後置接続された動力分割装置とを備えた主変速装置、および／又は、後置接続された走行レンジ選択装置を有している。その変速機は変速機ケース内に主に、第１軸としての入力軸と、第２軸としての出力軸でもある中央軸あるいは主軸と、１つあるいは複数の副軸とを有している。その入力軸および主軸は、本質的に互いに同心的に位置している。

そのような変速機は、走行特性および静かな走行に関して、少なくとも前進走行レンジが斜歯（はす歯）で設計されている。その斜歯により生ずる軸方向力は、スラスト軸受装置で受けられ、変速機ケースに伝えられねばならない。

上述した構造の変速機は、１つあるいは複数の副軸が装備される。

２つの副軸への動力分割装置を備えた変速機の場合、その主変速装置は、本質的に軸方向に前後して配置された２つの軸を有し、主変速装置の入力軸あるいは主軸であるその一方の軸は、半径方向および軸方向に固定して支持され、他方の軸は、必要な荷重バランスのために浮遊して、即ち、半径方向に可動に支持されている。その場合、その浮動軸の軽やかな半径方向揺動運動を可能することに注意しなければならない。

２つの副軸を備えた変速機の場合、荷重バランスは、好適には、入力軸が変速機ケースに対して固定して支持され、副軸が変速機ケースに対して固定して支持され、主軸が、力束（動力経路）内に存在する歯車において浮遊支持される、ようにして行われる。

実用車における公知の有段変速機は、３段式あるいは４段式の主変速装置あるいは基礎変速装置と、この主変速装置に前置あるいは後置接続された補助変速装置としての動力分割装置を有している。その動力分割装置は主変速装置の変速段数を、主変速装置の伝達比ステップを分割することによって２倍にする。主変速装置に後置接続された補助変速装置は、主変速装置の伝達比範囲を拡大する。その補助変速装置は、遊星歯車式変速機の形で、あるいは平歯車式変速機の形で形成される。

特許文献１で、動力分割するために２つの副軸を備えた主変速装置に後置接続された平歯車式補助変速装置が知られている。その補助変速装置は、主変速装置の副軸とは回転上無関係な２つの副軸を有している。変速機の主軸上に、補助変速装置の各副軸上の歯車にかみ合う歯車が浮遊支持されている。その変速機は、例えばかみ合い歯により生ずる軸方向力の十分な受容容量を有していない。

本件出願人出願の特許文献２で、遊星歯車式補助変速装置を備えた変速機が知られている。その遊星歯車式変速装置のかみ合い歯に、斜歯による生ずる軸方向力を受けるために、押圧隆起部が設けられている。この特許文献２は、内容的に完全に本件出願に取り入れられる。
欧州特許出願公開第０００９７７５号明細書独国特許出願公開第１９６０４８２４号明細書

本発明の課題は、動力を分割するための２つの副軸を備えた変速機においてスラスト軸受装置を改善することにある。

この課題は、請求項１記載の特徴によって解決される。本発明の有利な実施態様は従属請求項に記載されている。

平歯車式補助変速装置の場合、補助変速装置（レンジ切換装置）の高速シフト位置において、この補助変速装置の副軸の歯車にかみ合う主軸上に配置された歯車は、非シフト状態において非常に大きな回転数に達する。このために、スラスト軸受による軸受が問題となる。従って、変速機ケース（ハウジング）内に配置された主変速装置と、それに後置接続された補助変速装置とを備え、この補助変速装置が２つの副軸への動力分割をもたらし、前記主変速装置の主軸上に歯車が半径方向に可動に配置され、この歯車が各副軸上の第１歯車にかみ合い、変速機ケース内に出力軸が半径方向および軸方向に不動に配置され、この出力軸に歯車が結合され、この歯車が各副軸上の第２歯車にかみ合っている変速機において、本発明に基づいて、副軸の第１歯車にかみ合う主軸上の歯車が、押圧隆起部によって、出力軸に対する相対軸方向位置を固定されている。好適には、副軸が、押圧隆起部によって、出力軸に対する相対軸方向位置を固定されている。

本発明の有利な実施態様において、出力軸上の歯車が、軸方向力を受けるために、副軸の第２歯車に形成された押圧隆起部と接触する押圧隆起部を有し、主軸上の歯車が、軸方向力を受けるために、副軸の第１歯車に形成された押圧隆起部と接触する押圧隆起部を有している。

特に、出力軸が変速機ケース内に、複列円すいころ軸受装置によって軸方向および半径方向に保持されている、ことが有利である。

他の実施態様において、副軸が、変速機ケース内に、ラジアル軸受装置だけを、好適には、ころ軸受だけを有している。

副軸および主軸上の歯車の案内ないし軸方向固定は、押圧隆起部によって行われる。押圧隆起部の潤滑は外から単純に且つ有効に行われる。副軸の歯車のトルク伝達中、軸受によって軸方向力を受けて変速機ケースに伝達する必要がない。従って、副軸のスラスト軸受装置は省かれ、副軸は半径方向に支持するころ軸受だけで保持できる。補助変速装置の全歯車装置の軸方向固定は、出力軸の軸受装置によって行われる。

主軸の歯車における押圧隆起部の正確な製造によって、軸方向固定を維持しながら必要な半径方向運動自由度が保証される、ことが確実にされる。

以下図を参照して本発明を詳細に説明する。

図１において、詳細には示されていない変速機において、主変速装置２は主軸４を有し、この主軸４の一端に歯車６が半径方向の遊びをもって配置されている。このため、その外歯が２つの第１歯車８、１０の外歯にかみ合うだけの歯車６のラジアル軸受装置が設けられている。第１歯車８、１０はそれぞれ副軸１２、１４上に固定して配置され、或いは副軸と一体に形成されている。各副軸１２、１４はそれぞれ１つの第２歯車１６、１８を有し、その各第２歯車１６、１８は同様にそれぞれ副軸１２、１４上に固定して配置され、或いは副軸１２、１４と一体に形成されている。

第２の両歯車１６、１８は、その外歯が、歯車２０の外歯とかみ合っている。この歯車２０は、変速機の出力軸２２に固定して配置され、或いは出力軸２２と一体に形成されている。出力軸２２には、出力フランジ２４が固定されている。変速機は、この出力フランジ２４によって、車両動力伝達系の他の構成要素（ここでは図示せず）に結合されている。

出力軸２２は変速機ケース（ハウジング）３０内に、或いは主変速装置２に後置接続された補助変速装置（レンジ切換装置）３２のケース３０内に、２つの円すいころ軸受２６、２８で支持されている。同様に、両副軸１２、１４が、それぞれ２つのころ軸受３４、３６ないし３８、４０でケース３０内に支持されている。これらのころ軸受３４、３６、３８、４０はただ半径方向力受け、更にその半径方向力をケース３０に伝達する。歯車８、１０、１６、１８、２０のすべての歯は斜歯であり、その斜歯により軸方向力が発生するが、ころ軸受３４、３６、３８、４０は、その軸方向力を受けて更に伝達するためには適さない。

主軸４の先端にシフトスリーブ４２が配置されている。このシフトスリーブ４２は、内歯を介して主軸４に軸方向移動可能に結合されている。ここで図示されていない調整機構によって、シフトスリーブ４２は軸方向に移動される。その場合、シフトスリーブ４２はその外歯４８によって、主軸４を、主軸４上の歯車６の内歯４４と結合し、或いは主軸４と出力軸２２とを直結するために、出力軸２２の内歯４６と結合する。望まれる場合には、シフトスリーブは、内歯４４、４６との結合が存在しない中立切換位置をとることもできる。

出力軸２２は、円すいころ軸受２６、２８によってケース３０内に軸方向に固定して支持されている。出力軸２２上の歯車２０の外歯の両側にそれぞれ、押圧隆起部５０、５２が配置されている。それらの押圧隆起部５０、５２における押圧面は、歯車１６、１８に対応して形成された押圧面と協働する。これによって、副軸１２、１４が軸方向に固定される。これによって、副軸１２、１４上の歯車８、１０も軸方向に固定される。

主軸４上の歯車６の外歯の両側にそれぞれ、押圧隆起部５４、５６が配置されている。それらの押圧隆起部５４、５６における押圧面は、それぞれ副軸１２、１４上の歯車８、１０に対応して形成された押圧面と協働する。上述したように、歯車８、１０が軸方向に固定され、これによって、歯車６の高速回転時におけるスラスト軸受の問題は解消される。

本発明に基づく変速機の主変速装置の部分断面図。

符号の説明

２主変速装置
４主軸
６歯車
８歯車
１０歯車
１２副軸
１４副軸
１６歯車
１８歯車
２０歯車
２２出力軸
２４出力フランジ
２６円すいころ軸受
２８円すいころ軸受
３０変速機ケース
３２補助変速装置
３４ころ軸受
３６ころ軸受
３８ころ軸受
４０ころ軸受
４２シフトスリーブ
４４内歯
４６内歯
４８外歯
５０押圧隆起部
５２押圧隆起部
５４押圧隆起部
５６押圧隆起部

Claims

変速機ケース（３０）内に配置された主変速装置（２）と、それに後置接続された補助変速装置（３２）とを備え、該補助変速装置（３２）が２つの副軸（１２、１４）への動力分割をもたらし、前記主変速装置（２）の主軸（４）上に歯車（６）が半径方向に可動に配置され、該歯車（６）が各副軸（１２、１４）上の第１歯車（８、１０）にかみ合い、変速機ケース（３０）内に出力軸（２２）が半径方向および軸方向に不動に配置され、該出力軸（２２）に歯車（２０）が結合され、該歯車（２０）が各副軸（１２、１４）上の第２歯車（１６、１８）にかみ合っている変速機において、
各副軸（１２、１４）の第１歯車（８、１０）にかみ合う主軸（４）上の歯車（６）が、押圧隆起部（５０、５２、５４、５６）によって、出力軸（２２）に対する相対軸方向位置を固定されている、ことを特徴とする変速機。
副軸（１２、１４）が、押圧隆起部（５０、５２）によって、出力軸（２２）に対する相対軸方向位置を固定されている、ことを特徴とする請求項１記載の変速機。
出力軸（２２）上の歯車（２０）が、軸方向力を受けるために、副軸（１２、１４）の第２歯車（１６、１８）に形成された押圧隆起部と接触する押圧隆起部（５０、５２）を有し、主軸（４）上の歯車（６）が、軸方向力を受けるために、副軸（１２、１４）の第１歯車（８、１０）に形成された押圧隆起部と接触する押圧隆起部（５４、５６）を有している、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の変速機。
出力軸（２２）が変速機ケース（３０）内に、複列円すいころ軸受装置（２６、２８）によって軸方向および半径方向に保持されている、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の変速機。
副軸（１２、１４）が、変速機ケース（３０）内に、ラジアル軸受装置（３４、３６、３８、４０）だけを有している、ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の変速機。
ラジアル軸受装置がころ軸受（３４、３６、３８、４０）を含んでいる、ことを特徴とする請求項５記載の変速機。