JP2873768B2 - 自動車用歯車変速機 - Google Patents
自動車用歯車変速機Info
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Description
軸に対して平行に設けられ,入力軸と副軸との伝動結合
が交互に接続可能な2つの歯車段を介してそれぞれ行わ
れ,また副軸と出力軸との伝動結合が1つの別の歯車段
を介して行われ,前記の3つの歯車段のうち1つでは副
軸歯車がそれにかみ合う主軸歯車より小さい歯数を持
ち,前記の3つの歯車段のうち2つだけが同じ総歯数を
持ち,接近した変速比を持つ2つの速段が,副軸と出力
軸との伝動結合を行う前記の別の歯車段の変速比を,こ
れら2つの速段のうち一方の速段において,入力軸と副
軸との伝動結合を行う一方の歯車段の変速比に掛け算
し,また他方の速段において,入力軸と副軸との伝動結
合を行う他方の歯車段の変速比に掛け算することによつ
て,それぞれ形成される,自動車用歯車変速機に関す
る。
は公知である(フリードリツヒスハーフエン 1,レー
ベンターレルシユトラーセ 100番地のツアーンラー
トフアブリーク・フリードリツヒスハーフエン・アー・
ゲー杜の刊行物F43239/RT3326−887,
10ページ図5)。
との間に,それぞれ前進走行用変速比を形成する3つの
歯車段と,後退走行用変速比を形成する中間歯車を持つ
第4の歯車段とが使用されているので,入力軸と副軸と
の間に常時かみ合い歯車装置として使用される歯車段の
両方の変速比との掛け算により(主変速機に隣接する常
時かみ合い歯車装置が主変速機の第4の歯車段として使
用可能なので),前進走行用の8つの変速比と,後退走
行用の2つの変速比とが得られる。出力軸の後には2段
の補助変速機が接続されているので,その両方の変速比
により全部で16の前進速段と4つの可能な後退速段が
得られる。
装置の総歯数従つて副軸歯車の歯数とこの副軸歯車にか
み合う主軸歯車の歯数との和は同じであり,入力軸と出
力軸との間に3番目及び4番目に低い変速比を形成する
ために副軸と出力軸との間に使用される歯車段では,副
軸歯車はそれにかみ合う主軸歯車より小さい歯数を持つ
ている。公知の歯車変速機は当然に例えば1600Nm
の特定の許容入力トルクに設計されている。
題は,大体において,部品の多様性をできるだけ少なく
して,種々の許容入力トルク用の複数の形式の変速機を
持つ変速機系列を提供することである。
本発明によれは,入力軸と副軸との伝動結合に使用され
かつ同じ総歯数を持つ両方の歯車段の1つの歯車段に属
する第2の副軸歯車がそれにかみ合う主軸歯車より小さ
い歯数を持つている。
力限界により規定される特定の許容入力トルクに設計さ
れかつ主変速機とその前に設けられる2つの歯車段とか
ら成る基本変速機が基本となつている。この基本変速機
の主変速機は,副軸と出力軸とを伝動結合する複数の歯
車段を持つている。これらの歯車段の1つにおいては,
副軸歯車がそれにかみ合う主軸歯車より小さい歯数を持
ち,この主軸歯車は遊び歯車として出力軸上にある。動
力伝達経路において主変速機の前に設けられていわゆる
常時かみ合い歯車装置として使用される2つの歯車段
は,入力軸と副軸との伝動結合を行うために交互に接続
可能である。
即ち一方の歯車段の両方の歯数の和は他方の歯車段の両
方の歯数の和に等しい。
速機形式Aが可能で,許容入力トルクは基本変速機より
高められ,基本変速機において常時かみ合い歯車装置と
して使用される両方の歯車段のうち低速の方の歯車段
が,入力軸上にある主軸歯車にかみ合いかつこの主軸歯
車より小さい歯数を持つ副軸歯車を有する歯車段に代え
られている。その結果この常時かみ合い歯車装置は,今
や主変速機従つて入力軸の回転数と出力軸の回転数との
間に2番目に高い変速比を形成するために,また主変速
機の最も低い変速比を形成するためにも使用される。
で,許容入力トルクが変速機形式Aより高められ,入力
軸と副軸との伝動結合を行うために使用される第2の歯
車段の副軸歯車も,それにかみ合う主軸歯車より小さい
歯数を持つている。常時かみ合い歯車装置として動作す
る両方の歯車段のうち高速の方の歯車段は,その時主変
速機従つて入力軸の回転数と出力軸の回転数との間に2
番目に高い変速比及び最も低い変速比を形成するために
使用される。
装置の歯車対と変速機形式Bのこれより低速の常時かみ
合い歯車装置の歯車対とを同じにすることができる。
で,許容入力トルクが変速機形式Bより高められ,高速
の方の常時かみ合い歯車装置の変速比は変速機形式Bの
高速の方の常時かみ合い歯車装置より高められる。
の方の常時かみ合い歯車装置を変速比及び総歯数に関し
て変速機形式Aの高速の方の常時かみ合い歯車装置と同
じにし,高速の方の常時かみ合い歯車装置を変速比及び
総歯数に関して変速機形式Cの低速の方の常時かみ合い
歯車装置と同じにすることができるので,また変速機形
式B及びCでは副軸と出力軸との伝動結合を行う歯車段
を変速比及び総歯数に関して変速機形式Aの低速の方の
常時かみ合い歯車装置と同じにすることができるので,
部品のできるだけ少ない多様性が得られる。
る歯車変速機に対して,少なくとも3つの変速機形式を
持つ変速機系列が可能である。
によれは,動力伝達経路において入力軸と出力軸との間
に歯車段を持つ主変速機の後に補助変速機を設けるか否
かに関係なく,1つの変速機系列に拡張可能である。
るだけ少ない多様性の範囲で,すべての変速機形式が同
じ変速機箱,同じ変速機軸,同じ切換えクラツチ(同期
化クラツチ又は爪クラツチ),及び両方の常時かみ合い
歯車装置と主変速機の一方の歯車段を除いて同じ歯車を
持つようにすることができる。
速機形式が変速比の同じ全広がり,同じ段変化及び同じ
数の前進速段を持つている。
置に従つて,例えば2段補助変速機を使用する場合普通
の二重H形変速パターンに従つて,すべての変速機形式
を切換えることができる。
囲は変速機形式毎に″高速″の方へ移動するので,高い
許容入力トルクは変速機より後の助力伝達経路(例えば
推進軸,場合によつては動力分配装置,車軸)において
も許容される。
HA)は適当な後車軸変速比によつて実現される。
3つの変速機形式を持つ図示した変速機系列の以下の説
明から明らかになる。
び同軸的な出力軸5は,副軸6に対して平行に設けられ
ている。副軸6上に相対回転せずかつ軸線方向にも移動
しないように副軸歯車8,10,12,14及び16が
設けられて,それぞれ主軸歯車7,9,11,13及び
15にかみ合い,すべての主軸歯車は遊び歯車として設
けられている。
歯車段はいわゆる常時かみ合い歯車装置として入力軸4
と副軸6との伝動結合を行うために使用される。
の歯車段も同様にいわゆる常時かみ合い歯車装置として
入力軸4と副軸6との伝動結合を行うために使用可能で
ある。両方の歯車段K1及びK2の主軸歯車7及び9
は,切換えクラツチ19により選択的に入力軸4に連結
可能で,歯車7は入力軸4上に支持され,歯車9は出力
軸5上に支持されている。
4及び15と16は主変速機のそれぞれ歯車段H3,H
2及びH1を形成し,この主変速機には主軸歯車17及
び中間歯車18を持つ歯車段HRも属している。中間歯
車18は,歯車段H1の副軸歯車16及び出力軸5上に
遊び歯車として設けられる主軸歯車17にかみ合つてい
る。
それぞれ切換えクラツチ20又は21により出力軸5に
選択的に連結可能である。逆転歯車装置として動作する
歯車段HRの主軸歯車17は切換えクラツチ22により
出力軸5に連結可能である。
される遊星歯車補助変速機23は,出力軸5に相対回転
しないように結合される内側同心歯車24と,変速機出
力軸26に相対回転しないように結合される遊星キヤリ
ヤ25と,外側同心歯車27と,クラツチ−ブレーキ装
置28とを持つている。遊星キヤリヤ25上には,両方
の同心歯車24及び27にかみ合う遊星歯車が回転可能
に支持され,装置28の一方の終端位置で外側同心歯車
27が出力軸26に連結され,それにより補助変速機2
3の1:1の変速比が得られる。装置28の他方の終端
位置では,外側同心歯車27が歯車変速機の変速機箱2
9に対して回転不可能に固定され,それにより補助変速
機23において1より大きい変速比が得られる。
びH3の1つ又は2つにおける変速比においてのみ相違
している。
8の歯数z8=31が,それにかみ合う主軸歯車7の歯
数z7=32より小さい。従つて常時かみ合い歯車装置
として使用される歯車段K1は増速変速比を持つてい
る。
して使用可能な歯車段K2では,副軸歯車10の歯数z
10=34が,それにかみ合う主軸歯車9の歯数z9=
29より大きい。
数z12=27が,それにかみ合う主軸歯車11の歯数
z11=34より小さいので,歯車段H3は減速変速比
を持つている。
ターンを示す図3により切換えられる。この変速パター
ンでは,切換え軌跡1−2及び3−4が共通な選択軌跡
30−30と共に第1のHを形成し,切換え軌跡5−6
及び7−8が第2のHを形成している。手動変速レバー
を一方のHから他方のHへ切換える際,従つて手動変速
レバーにより切換え軌跡3−4と5−6との間にある選
択軌跡30−30の部分31を通過する際,補助変速機
23の切換えが必然的に行われる。
4とは反対の側には,利用される2つの後退速段用の切
換え軌跡Rがある。
から副軸6を介して出力軸5へどのように動力が伝達さ
れるかを示している。歯車段K1,K2,H3,H2,
H1は,それぞれ図1の歯車段に対応している。図に記
入された数字は,それぞれの歯車段における前述した歯
数を示している。図3の変速パターンにおいて,最も低
い速段用の位置1Lへ手動変速レバーを操作すると,切
換えクラツチ19により,低速の方の歯車段K2の主軸
歯車9が入力軸4に連結され,また歯車段H1の主軸歯
車15が切換えクラツチ21により出力軸5に連結され
る。従つて動力は,図2の第1行に示すように,歯車段
K2の主軸歯車9(歯数29)から,これにかみ合う副
軸歯車10(歯数34)を介して,その歯数比に応じて
減速されて副軸6へ伝達される。この副軸6の動力は,
歯車段H1の副軸歯車16から,これにかみ合う主軸歯
車15へ,従つて切換えクラツチ21によりこの主軸歯
車15に連結されている出力軸5へ伝達される。この位
置1Lでは,補助変速機23は1より大きい変速比の位
置にある。図3の変速パターンに示すように,速段1L
から速段1Sへの切換えは,手動開閉器の操作により可
能で,この切換えにより今や切換えクラツチ19により
主軸歯車7と入力軸4との連結が行われ,入力軸4の動
力は,主軸歯車7(歯数32)と副軸歯車8(歯数3
1)とのかみ合いを介して,僅か増速されて副軸6へ伝
達される。歯車段H1は引続き係合したままである(図
2の第2行参照)。
歯車段H2の主軸歯車13が切換えクラツチ21により
出力軸5に連結され,低速の方の歯車段K2の主軸歯車
9が入力軸4に連結される。速段2Sを入れるため高速
の方の歯車段K1への切換えは,手動開閉器により行わ
れる。
低速の方の歯車段K2の主軸歯車9が切換えクラツチ1
9により入力軸4に連結され,歯車段H3の主軸歯車1
1が切換えクラッチ20により出力軸5に連結される。
速段3Sを入れるため高速の方の歯車段K1への切換え
は手動開閉器により行われる。
歯車段K2の主軸歯車9が両方の切換えクラツチ19及
び20により入力軸4及び出力軸5にそれぞれ連結され
るので,入力軸4と出力軸5との間にある主変速機の変
速比1:1が得られ,入力軸4と変速機出力軸26との
間の総合変速比は補助変速機23の変速比と同じであ
る。
よつて,入力軸4は今や切換えクラツチ19により高速
の方の歯車段K1の主軸歯車7に連結されるので,逆の
動力伝達により増速変速比を持つ歯車段K2も動作す
る。
補助変速機23が1:1の変速比に切換えられ,常時か
み合い歯車装置を持つ主変速機が速段1Lの位置へもた
らされる。換言すれば,一方のH形変速パターンの切換
え軌跡5−6及び7−8において,図2の位置5L/S
〜8L/Sの動力伝達線により示すように,他方のH形
変速パターンの切換え軌跡1−2及び3−4におけるの
と同じ切換え過程が行われるので,これ以上の説明を省
略する。
車装置として使用される一方の歯車段K1のみが増速変
速比z7/z8=32/31を持ち変速比z11/z
12=34/27を持つ第2の歯車段H3は主変速機に
属しているが,これとは異なり変速機形式Bでは,主変
速機の歯車段H3の代りに,常時かみ合い歯車装置とし
て使用される第2の歯車段K2も増速変速比z9/z
10=36/29を持ち,この歯車段は,常時かみ合い
歯車装置として使用されて変速比z7/z8=32/3
1を持つ他方の歯車段K1より速い歯車段である。
段K2は,変速機形式Aの高速の方の歯車段K1と全く
同じように,2番目に高い変速比1S及び最も低い変速
比4S及びその間にある主変速機変速比を形成するのに
使用される。変速機形式Aの切換え系列K1−K2=S
−L及び変速機形式Bの切換え系列K1−K2=L−S
を除いて,両方の変速機形式A及びBの切換え及び変速
パターンは同じである。
同じである。更に変速機形式Aの歯車段K2と変速機形
式Bの歯車段H3は同じである。
と相違している。即ち変速機形式Cでは,常時かみ合い
歯車装置として使用される歯車段K1は,常時かみ合い
歯車装置として使用可能な他の歯車段K2の変速比より
高速の変速比z7/z8=39/26を持つている。変
速機形式Aでも歯車段K1は歯車段K2より高速の変速
比を持つているので,図2のA及びCの動力伝達線から
もわかるように,両方の変速機形式A及びCにおける切
換えは同じなので,これ以上の説明は省く。
とH3が同じである。
1の歯車段における歯数の上述した相違を除いて,すべ
ての変速機形式A〜Cは図1の歯車変速機と同じであ
る。
る。
計される図1の歯車変速機の動力伝達を個々の前進速段
において示す図である。
タ−ンを示す図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 入力軸及び出力軸が副軸に対して平行に
設けられ,入力軸と副軸との伝動結合が交互に接続可能
な2つの歯車段を介してそれぞれ行われ,また副軸と出
力軸との伝動結合が1つの別の歯車段を介して行われ,
前記の3つの歯車段のうち1つでは副軸歯車がそれにか
み合う主軸歯車より小さい歯数を持ち,前記の3つの歯
車段のうち2つだけが同じ総歯数を持ち,接近した変速
比を持つ2つの速段が,副軸と出力軸との伝動結合を行
う前記の別の歯車段の変速比を,これら2つの速段のう
ち一方の速段において,入力軸と副軸との伝動結合を行
う一方の歯車段の変速比に掛け算し,また他方の速段に
おいて9入力軸と副軸との伝動結合を行う他方の歯車段
の変速比に掛け算することによつて,それぞれ形成され
るものにおいて,入力軸(4)と副軸(6)との伝動結
合に使用されかつ同じ総歯数(z7+z8=z9+z
10又はz 7 +z 8 =z 11 +z 12 )を持つ両方の歯
車段(K1,K2又はK1,H3)の1つの歯車段に属
する第2の副軸歯車(8)がそれにかみ合う主軸歯車の
より小さい歯数(z8<z7)を持つていることを特徴
とする,自動車用歯車変速機。 - 【請求項2】 入力軸(4)と副軸(6)との伝動結合
に使用される両方の歯車段(K1,K2)では,それぞ
れ副軸歯車(8及び10)がそれにかみ合う主軸歯車
(7及び9)より小さい歯数(z8<z7及びz10<
z9)を持つていることを特徴とする,請求項1に記載
の歯車変速機(図2のB及びC)。 - 【請求項3】 入力軸(4)と副軸(6)との伝動結合
に使用される両方の歯車段(K1,K2)では総歯数
(z7+z8=z9+z10)が同じであることを特徴
とする,請求項1又は2に記載の歯車変速機(図2の
C)。 - 【請求項4】 主軸歯車(7)より小さい歯数(z8<
z7)を持つ第2の副軸歯車(8)が,入力軸(4)の
回転数と出力軸(5)の回転数との間に2番目に高い変
速比(1S)を形成するために使用されることを特徴と
する,請求項1に記載の歯車変速機(図2のA)。 - 【請求項5】 主軸歯車(7)より小さい歯数(z8<
z7)を持つ第2の副軸歯車(8)が,入力軸(4)の
回転数と出力軸(5)の回転数との間に最も低い変速比
(4S)を形成するために使用されることを特徴とす
る,請求項1に記載の歯車変速機(図2のA)。 - 【請求項6】 入力軸(4)と副軸(6)との伝動結合
を行うために使用される両方の歯車段(K1,K2)の
うち,高い方の変速比を持つ歯車段(A及びCのK1又
はBのK2)が,入力軸(4)の回転数と出力軸(5)
の回転数との間に最も低い変速比(4S)を形成するた
めに使用されることを特徴とする,請求項1ないし5の
1つに記載の歯車変速機。 - 【請求項7】 入力軸と副軸との伝動結合を行うために
使用される両方の歯車段のうち1つの歯車段のみの副軸
歯車がそれにかみ合う主軸歯車より小さい歯数を持つて
いるか,又は入力軸と副軸との伝動結合を行うために使
用される両方の歯車段の副軸歯車がそれにかみ合う主軸
歯車より小さい歯数を持つている歯車変速機において,
第1の変速機形式(A)では入力軸(4)と副軸(6)
との伝動結合を行うために使用される他方の歯車段(K
2)が,また第2又は第3の変速機形式(B又はC)で
は副軸(6)と出力軸(5)との伝動結合を行うために
使用される歯車段(H3)が,同じ変速比(Aのz9/
z10=B又はCのz11/z12)と同じ総歯数(A
のz9+z10=B又はCのz11+z12)を持つて
いることを特徴とする,請求項3に記載の歯車変速機。 - 【請求項8】 入力軸と副軸との伝動結合を行うために
使用される両方の歯車段のうち1つの歯車段のみの副軸
歯車がそれにかみ合う主軸歯車より小さい歯数を持つて
いるか,又は入力軸と副軸との伝動結合を行うために使
用される両方の歯車段の副軸歯車がそれにかみ合う主軸
歯車よりそれぞれ小さい歯数を持つている歯車変速機に
おいて,第1の変速機形式(A)では入力軸(4)と副
軸(6)との伝動結合を行うために使用されかつ副軸歯
車(8)がそれにかみ合う主軸歯車(7)より小さい歯
数(z8<z7)を持つている歯車段(K1)が,また
第2の変速機形式(B)では入力軸(4)と副軸(6)
との伝動結合を行うために使用される両方の歯車段(K
1,K2)のうち低速の方の歯車段が同じ変速比(Aの
z7/z8=Bのz7/z8)と同じ総歯数(Aのz7
+z8=Bのz7+z8)とを持つていることを特徴と
する,請求項2に記載の歯車変速機。 - 【請求項9】 入力軸と副軸との伝動結合を行う両方の
歯車段が異なる総歯数を持つているか,又は入力軸と副
軸との伝動結合を行うために使用される両方の歯車段に
おける総歯数が同じである歯車変速機において,第2の
変速機形式(B)の入力軸(4)と副軸(6)との伝動
結合を行う高速の方の歯車段(K2)では,また第3の
変速機形式(C)の入力軸(4)と副軸(6)との伝動
結合を行う低速の方の歯車段(K2)では,変速比(B
のz9/z10=Cのz9/z10)及び総歯数(Bの
z9+z10=Cのz9+z10)が同じであることを
特徴とする,請求項3に記載の歯車変速機。
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