JPH0617715B2 - 遊星歯車アセンブリ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術的開示 この発明は、特に、農業用または工業用トラクタに使用
するための遊星歯車アセンブリに関するものであるが、
それに限定されるわけではない。

トラクタまたは類似車両の入力または出力段階で使用し
て増速駆動または減速駆動機能を与えるためのそのよう
なアセンブリは周知である。そのようなアセンブリの例
は英国特許第1430962号および英国特許出願第2046853号
に示されている。

従来、車両製造業者が増速駆動および減速駆動オプショ
ンを提供することを欲した場合には、多数の共通部品を
含むかもしれないが、特定的に増速駆動ユニット用の部
品および特定的に減速駆動ユニット用の他の部品を設け
ることを要求した、増速駆動および減速駆動ユニットを
設けることが必要であった。これは製造費を増大しかつ
より大きい部品在庫に通じる。

発明の開示 本件発明の目的は、各部分を組立てる方法如何により或
いは増速駆動ユニット或いは減速駆動ユニットとして機
能し得るような進歩した形式の遊星歯車アセンブリを提
供することである。

本発明に従って、隣接端部分に同一直径および同一横断
面形状のスプライン構造を有する同軸入力および出力シ
ャフトと、各シャフトの端部分上に１つずつスプライン
結合された第一および第二の太陽歯車と、入力および出
力シャフトの軸線を中心として回転可能なキャリアと、
キャリアによって担持されかつ第一および第二の太陽歯
車とそれぞれかみ合う遊星歯車手段と、固定ハウジング
と、アセンブリがその遊星比で動作するようにキャリア
を固定状態に保持するために動作可能なブレーキ手段
と、アセンブリを拘留しかつ直接駆動比を与えるために
どちらの太陽歯車も含まないトルク路を介してシャフト
の一方をキャリアにクラッチ結合するように動作可能な
クラッチ手段とからなる遊星歯車アセンブリが提供さ
れ、この装置はどちらかの太陽歯車が入力または出力シ
ャフト端部分上にスプライン結合されかつかみ合う遊星
歯車手段がそれに従って配置されるようにし、これによ
り特定歯車アセンブリが増速駆動または減速駆動遊星比
を与えるように組立てられうる。

本発明に係る遊星歯車アセンブリは、単一組の部品が、
適切な組立により、遊星増速駆動または減速駆動ユニッ
トを形成することができ、従って生産かつ貯蔵されなけ
ればならない部品の数を低減するから、製造業者に顕著
な経済性を提供するものである。

好適な構成においてはトルク路は入力シャフト端部分上
にスプライン結合されるトルク伝達部材を含む。この構
成はクラッチ手段にかかるトルク荷重を低減する。

好適にはブレーキおよびクラッチ手段は液体冷却形のも
のでありかつ一般に一方が他方の中に半径方向に配置さ
れ、従って同一の半径方向外方に流れる冷却液がクラッ
チおよびブレーキ手段の両方を冷却することができる。

上述したように、本発明の遊星歯車アセンブリは全車両
伝動装置を形成する伝動装置要素の直列配置の一部を常
時形成する。車両製造業者は本発明の遊星歯車アセンブ
リを持たないが、それでも遊星歯車アセンブリのハウジ
ングを保持することを欲することがありうる。その理由
は、これは、例えば、顧客は増速駆動または減速駆動ユ
ニットを要求しないにしても、車両に要求される他の構
成要素（例えば、伝動装置の他の部品）を支持しうるか
らである。

そのような事情においては、製造業者は本発明のアセン
ブリのスプライン付き入力および出力シャフト端部分を
簡単な内スプライン付きスリーブを使用して結合し、太
陽歯車、キャリア、遊星歯車手段、ブレーキ手段および
クラッチ手段を省略または除去し、遊星歯車アセンブリ
を持たない伝動装置代替物を簡単かつ安価に与えること
が可能である。

本発明はかくしてまた、入力および出力シャフト端部分
が内スプライン付きスリーブによって結合されるところ
の２つの前文節で説明した形態の車両伝動装置を与え、
かつ本発明に係る遊星歯車アセンブリを、太陽歯車、キ
ャリア、遊星歯車手段、ブレーキ手段およびクラッチ手
段を除去しかつ入力および出力シャフトのスプライン付
き端部分を内スプライン付きスリーブによって結合して
なる直通形アセンブリに変換する方法を与えるものであ
る。

図面の説明 本発明の一実施態様が次に添付図面を参照して、例とし
て、説明される。

第１図は減速駆動ユニットとして動作する本発明の遊星
歯車アセンブリを実施するトラクタ伝動装置の一部の垂
直断面図である。

第２図はより大きいスケールで第１図の一部を示す。

第３図は遊星歯車アセンブリが増速駆動ユニットとして
動作するように組立てられた第１図の一部をより大きい
スケールで示す。

第４図は第１図の遊星アセンブリが伝動装置から削除さ
れうる要領をより大きいスケールで示す。

発明を実施する最良態様 第１図を参照すると、トラクタ伝動装置は本発明に係る
遊星歯車アセンブリ10を11で示されている変速歯車箱部
分と直列に含む。

遊星歯車アセンブリ10は第一の太陽歯車13がスプライン
結合されている端部分12aを有する入力シャフト12およ
び第二の太陽歯車15がスプライン結合されている端部分
14aを有する出力シャフト14を有する。入力シャフト12
はローラベアリング16を介してスリーブ状分配器部材17
内に支持され、分配器部材17はアセンブリ10のハウジン
グ18の一部を形成している。変速歯車箱11中への入力の
役割をする、出力シャフト14はベアリング19を介してハ
ウジング18から支持されている。

キャリア20は一端において出力シャフト14上に支持され
かつ他端において分配器部材17上に支持されている。キ
ャリア20は太陽歯車13、14とそれぞれかみ合い係合する
ための第一および第二の歯車歯22、23を有する二重遊星
歯車21の形態の遊星歯車手段を担持する。

トルク伝達部材24がまた入力シャフト12上にスプライン
結合されている。油圧作動多板クラッチ27の形態のクラ
ッチ手段はトルク伝達部材24をキャリア20にクラッチ結
合するために設けられ、これによりアセンブリ10を部材
24を含むトルク路を介して拘留し、これにより遊星アセ
ンブリを横切る直接駆動比を与える。クラッチ27はトル
ク伝達部材24上にスプライン結合された一連のクラッチ
ディスク25およびキャリア20上にスプライン結合された
一連のさし込みクラッチディスク26からなる。クラッチ
はキャリア上にスプライン結合された環状反動部材28お
よびやはりキャリアによって担持された環状ピストン29
によって完結されている。クラッチは油圧作動油を使用
して環状室30を加圧することに係合させられかつ図示さ
れていないばね手段によって解放される。

油圧作動環状ブレーキ31の形態のブレーキ手段はキャリ
アを固定状態に保持するために設けられ、これにより遊
星歯車アセンブリがその遊星比で動作する。ブレーキ
は、キャリア上にスプライン結合された環状ブレーキ部
材32と、ハウジング18上にスプライン結合された環状反
動部材35と、反動部材をブレーキ部材32に対してバイア
スしてブレーキを加えるところのさら形ばね部材36と、
軸方向に突出するリング部分33aを有する環状ピストン
部材33とからなり、リング部分33aは作動室34が加圧さ
れるとき反動部材35と接触してブレーキを解放するもの
である。

クラッチ作動室30およびブレーキ作動室34への流体圧力
の導入はソレノイド操作弁37によって制御される。通路
38（第１図に略示されている）は弁37をブレーキ作動室
34と接続しかつ分配器部材17中の別の通路（39で略示さ
れている）と接続している。通路39は分配器部材17中の
環状溝40およびキャリア20中の穴41を介してクラッチ作
動室30と接続している。

第１図からわかるように、遊星歯車アセンブリハウジン
グ18は外側トラクタ伝動装置ハウジング42に固着されて
いる。ソレノイド操作弁37は、43で略示されているよう
に、例えば17バールの圧力において、ポンプから加圧流
体を供給される。この加圧流体は弁37によって通路38、
したがってブレーキおよびクラッチ室34および30へ指向
させられあるいは44で略示されているようにハウジング
42内へ排出される。

ソレノイド操作弁37が加圧流体を通路38へ供給していな
いときには、ブレーキ31はばね部材36によって係合され
かつクラッチ27は解放され、これにより遊星歯車アセン
ブリがその遊星比において動作する。

加圧流体が通路38へ供給されるときには、ピストン33は
反動部材35をばね36の作用に抗して変位させてブレーキ
31を分離しかつクラッチ作動室30の加圧はクラッチ27と
係合し、トルク伝達部材24を介して遊星キャリア20を入
力シャフト12にロックする。これは遊星アセンブリがそ
の直接駆動比で動作することを確実にする。

第１、２図は入力シャフト12上にスプライン結合された
太陽歯車13および出力シャフト14上にスプライン結合さ
れた太陽歯車15を示す。

クラッチ27にかかるトルク荷重の数学的分析は、クラッ
チが入力シャフトとキャリアとの間で動作する場合に
は、トルク荷重はクラッチが出力シャフトとキャリアと
の間で動作すべき場合よりも低いことを示す。かくして
トルク伝達部材24は好適には出力シャフトよりもむしろ
入力シャフト上にスプライン結合されるが、両選択が可
能である。また、ある用途ではトルク伝達部材24を除去
しかつクラッチディスク25を入力シャフト12または出力
シャフト14上に直接にスプライン結合することも可能で
あると考えられる。この選択もまた本発明の範囲内にあ
る。

典型的な例では太陽歯車12は36個の歯を有し、遊星歯車
22は21個の歯を有し、遊星歯車23は18個の歯を有し、太
陽歯車15は39個の歯を有する。これは0.7912の総合遊星
減速駆動比を与える。

入力および出力シャフト14は同一外径を持つように配置
されかつこれらのシャフトのスプライン付き部分12a、1
4aは同一横断面形状のスプライン構造を持つように配置
されている。この事実は、入力シャフトまたは出力シャ
フトの一方上へのトルク反動部材24の直接スプライン結
合（クラッチを通るトルク路がどちらの太陽歯車も通ら
ないことを保証するもの）に加えて、太陽歯車13、14の
位置が第３図に示すように逆にされることを可能にす
る。かくして太陽歯車13、14および関連遊星歯車21が逆
にされると、同一遊星歯車アセンブリ構成要素が今度は
1.2639の遊星増速駆動比を与える。

一方は減速遊星比を有し、他方は増速遊星比を有する、
２つの遊星歯車アセンブリを与える同一歯車構成要素の
上記能力は製造費および部品在庫費の顕著な節約を与え
ることが認識されるであろう。

遊星歯車アセンブリを持たない伝動装置を設けることが
所望される場合には、これは第４図に示す簡単な配置を
使用して容易に達成することができ、内スプライン付き
スリーブ50が入力シャフト12と出力シャフト14とを結合
するために配置され、これにより直通形アセンブリを与
える。遊星歯車アセンブリを除去するこの簡単な能力は
やはり製造業者に顕著な生産経済性を与えることができ
る。

本発明の遊星歯車アセンブリはまたクラッチ27およびブ
レーキ31用の効果的な冷却系統を与える。冷却流体は加
圧油であり、この加圧油はまた変速歯車箱11を冷却かつ
潤滑するためにも使用される。矢印Ｘで指示されている
ように、例えば1.5バールの加圧冷却油の流れが遊星歯
車アセンブリハウジング18中の通路51に供給される。こ
の冷却油の流れは分配器部材17中の通路52を介して分配
器部材17と入力シャフト12との間に画定された環状通路
53へ送給される。

この冷却油の流れの一部分は矢印54で指示されているよ
うにクラッチ27へ流れ、分配器部材17の端に切込まれ
た、半径方向に延在する溝55を介してクラッチに到達す
る。

冷却油の一部分は矢印56で指示されているようにさし込
み板間でクラッチを横断する。さらに別の一部分はクラ
ッチ作動ピストン29に切込まれたスロット57を介して横
断する。

クラッチの半径方向に外側の周辺から出ると、冷却油の
一部分（矢印58参照）はまたブレーキ31を横断し、他の
冷却油はハウジングの下部分18a内へ直接に流出するか
（矢印59で指示されているように）またはハウジングの
部分18a内へ流出する前に遊星歯車アセンブリの歯車上
にはねかかる（矢印60で指示されているように）。

上述した通路を介してクラッチおよびブレーキへ流れな
いところの冷却油流Ｘの一部は穴61に沿って流れて平面
スラストベアリング62を潤滑し、したがって、矢印63で
示されているように流れてブレーキ31を冷却する。

ブレーキ31の上部分の外周から出た流体は、矢印64で指
示されているように、歯車アセンブリの歯車の上にはね
かかり、または矢印66で示されているように開口65を介
してハウジング18から流出する。開口65を介して出た流
体は第１図に示されているように伝動装置サンプ42a内
へ流れて行く。室53からの残りの冷却油流Ｘは、入力、
出力シャフト12、14と中央動力伝導シャフト68との間に
画定された環状通路67に沿って、第２図で見て右側へ移
動する。

室53の左側にはシャフト12と68との間にシール（図示さ
れていない）が設けられているから、通路67に沿った左
側への流れは起こらない。環状通路67に沿った流れが隣
接歯車部材の接触する側面を潤滑するまたは支持ベアリ
ングを潤滑することができるようにするために種々の半
径方向に延在するすき間または穴が設けられている。例
えば、すき間69は太陽歯車13、15の接触する表面の潤滑
を可能にし、半径方向穴70はキャリア20用の支持ベアリ
ング71の潤滑を可能にする。第１図からわかるように、
ハウジング18の下部分18a内に集積する冷却油／潤滑油
はばね荷重のかかったコネクタ72を介して変速歯車箱11
の下部シャフト74中の軸方向ボア73へ伝送される。これ
は冷却／潤滑系統を、例えば、変速伝動装置の支持ベア
リング75、76まで延長する。

本発明は、部品が組立てられる方法に依存して、増速駆
動または減速駆動ユニットとして働くことができ、その
結果として製造費および部品在庫費の経済性が得られる
ところの遊星歯車アセンブリを提供するものであること
が認められるであろう。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同軸の入力および出力シャフト(12,14)
   と、各隣接するシャフト端部分(12a,14a)上に１つずつ
   スプライン結合された第一および第二の太陽歯車(13,1
   5)と、入力および出力シャフトの軸線を中心として回転
   可能なキャリア(20)と、キャリアによって担持されかつ
   第一および第二の太陽歯車(13,15)とそれぞれかみ合う
   遊星歯車手段(22,23)と、固定ハウジング(18)と、歯車
   アセンブリがその遊星比で回転するようにキャリアを固
   定状態に保持するために動作可能なブレーキ手段(31)
   と、歯車アセンブリを拘留しかつ直接駆動比を与えるよ
   うに動作可能なクラッチ手段(27)とからなる遊星歯車ア
   センブリ(10)であって、入力および出力シャフト(12,1
   4)の隣接端部分(12a,14a)が同一直径および同一横断面
   形状のスプライン構造を有し、クラッチ手段(27)が歯車
   アセンブリを拘留するために第一、第二の太陽歯車(13,
   15)とは別体のトルク路(24)を介してシャフト(12)の一
   方をキャリア(20)にクラッチ結合するように動作可能で
   あり、第一、第二の太陽歯車(13,15)のいずれか一方を
   入力シャフトスプライン付き端部分、他方を出力シャフ
   トスプライン付き端部分と系合させられることができか
   つかみ合う遊星歯車手段(22,23)がそれに従って配置さ
   れることができ、これにより特定歯車アセンブリが増速
   駆動または減速駆動遊星比を与えるように組立てられる
   ようにしたことを特徴とする前記遊星歯車アセンブリ。
2. 【請求項２】トルク路(24)が、入力シャフト端部分(12
   a)上にスプライン結合されているトルク伝達部材(24)を
   含むことを特徴とする請求の範囲第１項記載の遊星歯車
   アセンブリ。
3. 【請求項３】ブレーキ(31)およびクラッチ手段(27)が液
   体冷却形のものでありかつ一般に一方が他方の中に配置
   され、従って同一の半径方向外方に流れる冷却液がクラ
   ッチおよびブレーキ手段の両方を冷却することができる
   ことを特徴とする請求の範囲第１項または第２項記載の
   遊星歯車アセンブリ。