JPH06502475A - 自動車用歯車箱 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、入力軸、一対の中間軸、出力軸、そして入力軸と中間軸ならびに出力 軸と中間軸の上の封体をなして連動する歯車軸、とを包有する自動車用歯車箱に 関し、連動する歯車軸の各封体における少な（とも１個の歯車は、回転自在に装 着されしかも噛み込み手段によりその軸上に固定可能であり、連動する歯車軸を 入力軸および中間軸上に固定するためのクラッチ手段は摩擦クラッチであり、前 記中間軸はクラッチ手段から独立している同期化手段と整合されており、該クラ ッチ手段により個々の中間軸は、選択された歯車により決められたエンジン・ス ピードにまで加速することができる。

一方では、所定の歯車箱長さをもった歯車箱に二重中間軸が用いられ、該歯車箱 では単一の中間軸をもった従来の歯車箱設計において実用可能であるよりももっ と高い歯車比を得ることが望まれていて、他方では、いわゆるパワーシフト歯車 箱、すなわち二重クラッチをもつ歯車箱においては、個々のクラッチが個々の中 間軸と連動している。このような歯車箱においては、歯車速度は予め選択され、 その後一つクラッチの噛み込みを外し他のクラッチを噛み込ませる。

歯車比の大きいパワーシフト型の小ぢんまりした歯車箱設計をするために各種の 方法が公知となっている。

ＵＳ−Ａ−４，８７６、９０７に対応する５Ｅ８７００５１１１３−１により公 知となっている種類では、２本の同心入力軸がもちいてあり、歯車箱の外側で直 列に並べられた一対の多板クラッチの助けにより交互に噛み合わされる個々の中 間軸を駆動している。同期化は一つの＋間軸上の中央の同期化クラッチの助けを かりてなされる。

もう一つの種類の歯車箱は二重中間軸を用いており、このものは例えば、ＧＢ− Ａ−２，１１（１，３２４により公知であり、単−人力軸が同時に２個の歯車軸 を駆動し、これら歯車軸は、各々の中間軸上のハウジングの内側に並べられた個 々のクラッチを介してその軸に固定され、駆動列をいづれがの中間軸を介して入 力軸と出力軸との間に設定できる。同期化は二部分向期化装置の助けをかりてな され、該装置はこの形式では、いづれかの中間軸上の同期化クラッチにより構成 される。この歯車箱においては中間軸を介して全ての歯車比において入力軸から 出力軸にトルクが伝達される。該歯車箱はこのように直接駆動歯車比は持たない 。

本発明の目的は、導入で説明した種類の歯車箱を提供することであって、該歯車 箱は、上述のような公知の歯車箱の利点をもっと同時に、特定の欠点、例えばハ ウジング内部で相互に比較した場合、クラッチを歯車箱の外側に直列に配置する ことによる過剰な長さとが、直接駆動の歯車の欠如が除がれている。

これは次の事実による本発明に基づいて達成されるのであって、すなわち、入力 軸はその上に回転可能に装着された歯車軸を有し、該歯車軸は中間軸の一つに該 歯車軸を噛み合わせ、しかも該歯車軸は、一方では前記摩擦クラッチの一つみ手 段の一つにより出力軸と関係している。本発明に係わる歯車箱は単一の人力軸と 個々の軸上のハウジング内に並べられた摩擦クラッチを用い、該歯車箱は総じて 入力軸の簡単な装着と短い伝達長さを提供する。これらのクラッチを双方の中間 軸の代わりに中間軸の一つならびに入力軸上に設けることによって、そしてまた 共通の噛み込みスリーブの助けにより出力軸に対し、また摩擦クラッチの一つの 助けにより入力軸にたいして固定できる歯車軸を装着することによって、最高の 歯車スピードにおける直接駆動と、最高の歯車への動力伝達の双方が得られてい る。

本発明は更にその詳細について添付の図面に示す実施態様を参照して説明される が、ここで図１と２は、各種歯車比の歯車列をもった歯車箱を概略的に示した二 つの独立した図である。

図１では、１は入力軸、２は第一の中間軸、３は第二の中間軸そして４は出力軸 である。入力軸１は該軸にしっかりと接合された第−歯車軸５をもち、前記歯車 軸５は歯車軸６を第一中間軸２に噛み込ませている。歯車軸６はその軸２に回転 自在に装置され、しかも摩擦クラッチ７の助けにより該軸に固定可能であり、該 クラッチ７は好ましくは多板湿式クラッチが良い。入力軸１はまた第二の回転自 在に装着された歯車Ｈａ８をもち、該歯車軸は別の中間軸に回転不能に固定さハ た歯■輸９と噛み合う。歯車軸８は、好ましくは多板湿式クラッチである第二摩 擦クラッチ１０の助けにより軸１に固定可能である。

歯車軸５，６と歯車軸８，９とは、それぞれ、それぞれの中間軸を駆動する歯車 輪封体を形成するのであって、この場合、６または８のいづれか一つの歯車軸が 解放される。個々のクラッチ７．１０に噛み込みと解放とを与λることによって 中間軸２，３は交互に入力軸１により駆動される。

第一中間軸２には反転歯車軸１１が回転自在に装着され、しかも軸方向に変位可 能に噛み込んだスリーブ１２により軸に固定できる。該軸は他方の中間軸３上の 歯車軸９と噛み込み可能なように７字形が与えられている。中間軸２は２個の追 加の歯車１３．１４をもち該歯車軸は該軸に回転自在に装着されている。歯車軸 １３は噛み込みスリーブ１２により軸２に固定可能であり、歯車軸１４は追加の 噛み込みスリーブ１５により軸に固定可能である。歯車軸１３の出力軸４の歯車 軸１６と噛み合い、歯車軸１４は出力軸４の歯車軸１７と噛み合う。歯車軸１６ は噛み込みスリーブ１８を用いて軸４に固定可能であり、歯車軸１７は軸に非回 転可能に固定される。それぞれが回転自在に装着された歯車軸２１．２２の一対 は、噛み込みスリーブ１９．２０により固定可能なのだが、出力軸の歯車軸１６ ．１７と噛み合う。最後に、第一中間軸２は軸に非回転可能に接合される歯車軸 ２３をもち、該歯車軸２３は出力軸４に回転自在に装着される歯車軸２４と噛み 合い、前記歯車軸２４は噛み込みスリーブ２５により軸に固定可能となっている 。

説明した軸と歯車軸の組み合わせを用いて、前方に６つ、反対に１つの歯車比か えられる。（これらの軸は歯車軸９゜１１の間を噛み合いを可能とするために７ 字形に並んでいる。）非回転可能だが軸方向に変位可能に出力軸に装着され、そ の結果出力軸に対して歯車軸８を固定するために使用できるようになる、そのよ うなスリーブ１８により、７番目の直接歯車比を得ることができるのであって、 これについては以下に説明する。

これまでに説明した全ての噛み込みスリーブ１２，１５゜１８．１９．２０およ び２５は従来の特定の同期化装置をもたず、しかも軸方向に変位可能なスプライ ンを切っであるスリーブをもたせることができる。スリーブ１２は前方固定位置 “ａ”をもち、この位置で歯車軸１１を固定し、また後方固定位！、ｂ”があっ てここでは歯車軸１３を固定する。

スリーブ１８は対応する前方ならびに後方固定位置、“ａ”と“ｂ”をもち、こ れらの位置において、スリーブは歯車軸８と１６とを出力軸に対してそれぞれ固 定する。他の噛み込みスリーブは図に示すようにただ１個の固定値！をもつ。

実際の同期化は、指示番号３０の中央同期化装置を用いて実施されるのであって 、該装置の機能的原理は、上述の、５Ｅ−Ａ８７００５８３−１　（ＵＳ−Ａ４ ．８７６、９０７に対応する。）により公知である。該同期化装置３０は２個の 歯車環３２．３３をもち入力軸１と同心状に並んだスリーブ３４に回転自在に装 置される走行輪３１をもつ。走行輪３１の１個の歯車環３２は第一中間軸２に非 回転可能に固定された駆動車輪３５と噛み合う。歯車環３２．３３のそれぞれは また、第二中間軸３に回転自在に装着された特定の歯車環３６．３７にそれぞれ 噛み合わされる。前記歯車軸３６．３７は中間に介在する円錐形クラッチ３８手 段により軸３に交互に固定可能となっており、該手段の摩擦面３９．４０は歯車 軸上の円錐形摩擦面４１．４２とそれぞれ噛み合うように構成される。

図１には、第一、第二、第三そして第四の歯車スピードを入力軸から出力軸に伝 達するトルク伝達列が示してあり、一方、第五、第六、および第七の歯車スピー ドに対するトルク伝達列がその反転のトルク伝達列と同様に、図２に示しである 。双方のクラッチ７．１０が解放されている中央位！から出発して、第−歯■ス ピードの噛み合いをつるには、噛み合いスリーブ１２を固定位置“ｂ”に、そし て噛み合いスリーブ２５．１９をそれぞれの固定値！に変位させればよい。

第一歯車スピードを実際に噛み合いさせるにはクラッチ１０を噛み合わせること によってなされる。トルクはここで、図１の実線Ｉで表すように歯車輸封体８， ９と３つの歯車軸２１．１６そして１３、そして最後に歯車輸封体２３，２４を 経て出力軸４に伝達される。中間歯車軸１６を経るトルク伝達をするために２本 の中間に介在する軸を利用し、これにより例外的に大きな歯車比が最下位の歯車 に得られる。

第二歯車スピードに移行するにはクラッチ１０を解放してクラッチ７を噛み合わ せる。この移行操作には同期化操作は不要であり、それは新規の噛み合いにもた らされる噛み込みスリーブはなんら必要ないからである。第二歯車スピードにて 駆動する場合、トルクは歯車対体５，６および２３．２４を介して伝達される。

第三の歯車においては、トルク伝達は歯車軸８，９．２１を介してなされ、これ は、歯車軸１３は解放され、また歯車軸１６は出力軸に固定されねばならないと いうことを意味するものである。噛み合いスリーブ１８を、このように歯車１１ １６を固定してその固定位置“ｂ”に移動可能とするためには、該歯車軸は少な （とも、実質的に出力軸４と同一のｒ、　ｐ、　ｍにまで加速されねばならない 。これは、クラッチ面３８を歯車軸３７の摩擦面４０と噛み合わせるようにし、 中央同期化装置３０の助けをかりてなされる。その結果、中間軸３がある回転ス ピードまで加速され、歯車軸２１は歯車軸１６を、出力軸の回転スピードか、ま たは出力軸の回転スピードを犠牲にした回転スピードにまで加速した状態となっ ている。歯車軸１６は、ここで噛み込みスリーブ１８により固定できて、その後 、これ自体の移行は、クラッチ７を解放しそしてクラッチ１０を噛み合わせてな される。

第四の歯車スピードにおいては、トルク歯車輪５，６゜１３そして工６を経由し て伝達され、このことは、歯車スピードが第三から第四に移行した場合、噛み込 みスリーブ２５が先ず初めに解放されそして噛み込みスリーブ１２が、歯車軸１ ３を中間軸２に固定するために、その固定位置“ｂ”に動かされねばならないこ とを意味している。

中間軸２の回転スピードを歯車１３の回転スピードと同期化させるためにはクラ ッチ円錐３８が、歯車環３２を経て、中間軸２のスピードを歯車軸１３のスピー ドと少なくとも殆ど同じスピードにまで加速するように同期化歯車環３６と噛み 合うように動かされる。歯車軸１３の同期化ならびに固定の後、クラッチ１０を 解放し、クラッチ７を噛み込ませて実際の移行がなされる。

第四の歯車スピードから第五の歯車スピードへ、また第五のスピードから第六の 歯車スピードへの移行は同期化歯車環３６．３７を経て、同期化を代えて問題の 歯車軸を関連の噛み込みスリーブにより固定し、そして上述したところと同じ方 法で個々のクラッチ７と１０の噛み合いを代えることによってなされる。

第六の歯車スピードにおいてはクラッチ７が噛み込み、トルクは歯車軸５，６． １４そして１７を経て伝達される。第七の歯車スピードへの移行（直接駆動）は 同期化歯車環３７の噛み込みになされ、ここで中間軸３が歯車軸９を介して少な くとも出力軸４のスピードに近いスピードにまで加速する。その後歯車輪８は噛 み込みスリーブ１８を動かして固定位置“ａ”に噛み合う。歯車軸８ばここで出 力軸４に固定され直接駆動の噛み合いがクラッチ７を解放しクラッチ１０を噛み 合わしてなされ、その結果入力軸および出力軸１と４とが一つの単体として互い に固定される。

反転すると（図２参照）、トルクは歯車輸封体９，１１そして２３．２４を経て 伝達される。噛み合いは、噛み込みスリーブ２５をその固定位置に動かして、そ して噛み込みスリーブ１２をその固定位置“ａ”に動かすことによってなされ、 その後クラッチ１０は噛み込まれる。もし自動車が動かなくなった場合などで自 動車を揺り動かすにはクラッチ７と１０の噛み合いの間を移動するだけでよ（こ れによって反転歯車スピードと第二の歯車スピードとの間の移動ができる。

国際調査報告 国際調査報告 ＰＣＴ／ＳＥ　９１１００７４０

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．入力軸、一対の中間軸、出力軸、そして入力軸と中間軸ならびに出力軸と中 間軸の上の対体をなして連動する歯車輪、を包有するハウジングから成る自動車 用歯車箱であって、連動する歯車輪の各対体における少なくとも１個の歯車は、 回転自在に装着されしかも噛み込み手段によりその軸上に固定可能であり、連動 する歯車輪を入力軸および中間軸上に固定するためのクラッチ手段は摩擦クラッ チであり、前記中間軸はクラッチ手段から独立している同期化手段と整合されて おり、該クラッチ手段により個々の中間軸は、選択された歯車により決められた エンジン・スピードにまで加速することができるのであって、入力軸（１）はそ の上に回転自在に装着された歯車輪（８）をもち該歯車輪は中間軸の一つ（３） の上の歯車輪（９）と噛み合い、しかも一方では、前記摩擦クラッチ（１０）の 一つにより前記入力軸に固定可能であり、他方では、他の噛み込み手段の一つ（ １８）により出力軸（４）に関係することを特徴とする自動車用歯車箱。
2. ２．２個の歯車環（３２，３３）をもつ走行輪（３１）が同心状に入力軸（１） に回転自在に装着されること、また１個の中間に介在する軸（２）の一つの歯車 輪（３５）と１個の歯車環（３２）が噛み合うこと、そして歯車輪（３２，３３ ）が、他の中間軸（３）上に、特有の、回転自在に装着された歯車輪（３６，３ ７）と噛み合い、該中間軸は、一つの中間軸から他の中間軸へ走行輪を経てトル ク伝達をするために摩擦クラッチ（３８）により前記軸上に固定可能となってい ることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の歯車箱。
3. ３．出力軸（４）に回転可能に装着された歯車輪（１６）それぞれの中間軸（２ ，３）上の歯車輪（１３，２１）と噛み合い、しかも入力軸と出力軸との間に最 大の歯車比を提供するため、一つの中間軸から他の中間軸にトルクを伝達するよ うに配置されてなることを特徴とする請求の範囲第１項もしくは第２項に記載の 歯車箱。