JPH08240255A - ５軸の遊星歯車装置を有する動力変速機 - Google Patents

５軸の遊星歯車装置を有する動力変速機

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JPH08240255A
JPH08240255A JP7316833A JP31683395A JPH08240255A JP H08240255 A JPH08240255 A JP H08240255A JP 7316833 A JP7316833 A JP 7316833A JP 31683395 A JP31683395 A JP 31683395A JP H08240255 A JPH08240255 A JP H08240255A
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JP
Japan
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shaft
clutch
transmission
gear
power transmission
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JP7316833A
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Nils Fredriksen
フレドリクセン ニルス
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KURAASU KGaA
Claas KGaA mbH
Original Assignee
KURAASU KGaA
Claas KGaA mbH
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 動力変速機を改良することによって、確実な
始動と、より迅速な逆転を可能にすると同時に、制御費
用を低減する。 【解決手段】 静液圧調節伝動装置（ＨＧ）が、逆転装
置（ＷＧ）と逆転クラッチ（Ｒ、Ｖ）とを介して、入力
側で駆動装置（ＡＴ）に接続されるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、５軸の遊星歯車装
置を有する動力変速機、それも、その第１変速機軸が、
逆転装置（ＷＧ）とクラッチ（Ｒ，Ｖ）とを介して駆動
装置と接続可能であり、かつまた、その第２変速機軸
が、静液圧調整伝動装置を介して駆動装置に接続されて
おり、更に、その第３から第５の変速機軸には、それぞ
れ１つの歯車変速段と、それらに付属する変速段クラッ
チとを介して、少なくとも１つの出力端が接続されてい
る形式の変速機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の動力変速機は、ドイツ特許第４
３２３３５８号明細書により公知である。この変速機の
場合、静液圧調整伝動装置が、入力側で、常時、駆動装
置と固定接続されており、遊星歯車装置は、一方の側
が、この駆動装置により起動され、他方の側が、逆転ク
ラッチを介して駆動装置と接続されている。したがっ
て、この調整伝動装置は、アイドリングの場合、すなわ
ち、変速段に接続されていず、クラッチも操作されてい
ない場合でも、調整ユニットの内方旋回時には、常に一
緒に動作する。始動時には、はじめに逆転クラッチが入
れられ、同時に静液圧調整ユニットが外方へ完全旋回さ
れる。この結果、遊星歯車装置のところで、双方の駆動
装置の平衡状態が生じる。つまり、いわゆる調整ゼロ点
が維持される。その場合、出力側に接続された車両は、
停止状態となる。調整ユニットを逆旋回させると、車両
は、遊星歯車装置の回転数差に応じて、駆動装置を始動
させる。このようにクラッチイン過程と、調整ユニット
の外方旋回とを平行して行うには、言い換えると、調整
ゼロ点を維持するには、所属調整手段の電子式制御に対
して高い要求が課せられる。なぜなら、これら異なる調
整手段が出力端に対して生じさせる複数の角加速度過程
が、完全に平行的に実現される必要があるからである。
これが必要なのは、逆転クラッチのグリップが旋回過程
と時間的に異なると、その間に、安全を脅かす動力取り
出しが、意図せぬ方向に行われる可能性があり、そうし
たことは、特に車両の場合には、全く許容し得ないこと
だからである。更に、別の欠点は、停止時に調整ユニッ
トを逆転させる場合、逆の極限位置へ移さねばならない
ため、逆転にも、許容し得ないほど時間がかかる点であ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、前記
変速機を改良することによって、確実な始動と、より迅
速な逆転を可能にすると同時に、制御費用を低減するこ
とにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
り、静液圧調整伝動装置を、入力側で、逆転装置とクラ
ッチとを介して駆動装置に接続しておくことにより解決
された。
【０００５】本発明によるその他の有利な構成は、請求
項２以下の各項に記載のとおりである。
【０００６】本発明の眼目は、静液圧調整伝動装置が、
駆動装置と常時接続されているわけではなく、遊星歯車
装置の直接入力部同様に、逆転装置と始動・逆転クラッ
チとの後方に接続され、したがって、この目的のため、
常に、同期かつ同相の駆動装置が得られる点にある。し
たがって、始動時にクラッチを入れる場合に、調整ユニ
ットの同期調整は不要であり、また、逆転時に、一方の
極限位置から他方の極限位置へ切り替える必要もない。
【０００７】有利には、始動・逆転クラッチは、いわゆ
る湿式多板クラッチであり、このため、始動や逆転を比
較的高い駆動モード（Fahrbereiche)でも行うことがで
きる。これにより、更に、安全性が高まり、操作が容易
になる。
【０００８】使用目的に応じて、変速機は、僅かの改変
によって４段又は５段の変速機として構成できる。
【０００９】構造を簡単化するためには、更に、すべて
の変速段クラッチを単一のクラッチ軸上に配置しておく
のがよい。そうすることによって、クラッチ軸の回転に
伴う慣性モーメントを極めて小さい値に抑えることがで
きる。４段変速機の場合、クラッチとしては、それぞれ
１つの３位置制御装置を有する２対のクラッチが必要な
だけであり、５速変速機の場合は、これに単個のクラッ
チが１個加えられるだけでよい。
【００１０】全体の変速機ユニットは、極めてコンパク
トで、１つのブロックハウジング内に配置されている。
その場合、複数平行軸線を有する静液圧調整伝動装置
は、中央に配置し、遊星歯車装置は、コンスタントユニ
ットと同軸に配置し、更に、調整伝動装置の両側には対
称的に、ほぼ調整伝動装置の対称平面内に入力軸とクラ
ッチ軸とを配置しておき、このクラッチ軸が、通常は、
主出力軸としても役立つようにする。
【００１１】別の構成の場合、前記対称平面内には、ク
ラッチ軸に続いて、有利には出力クラッチを介して比例
出力軸を配置しておく。
【００１２】この主出力軸は、例えば、車両の後輪駆動
部に用い、クラッチにより断続可能の比例主出力軸は、
前輪駆動部に用いる。その場合、前輪と後輪とは、通
常、直径が異なっている。入力軸は、有利には、両端を
ブロックハウジングから外へ出すようにしておき、一端
を駆動機関のクランク軸に接続可能にし、他端を動力取
り出し軸として使用可能にしておく。
【００１３】この狭幅でコンパクトな構造形式は、特
に、いわゆるフレーム構造トラクタやブロック構造トラ
クタに好適である。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１から図５には、有利な構成が
示してある。
【００１５】図１には、５軸変速機が示してある。この
変速機を形成する遊星歯車装置（ＵＧ）は、一方の側
が、ウエブ歯車（Stegrad)軸により駆動装置側から負荷
を受け、他方の側は、静液圧調整伝動装置（ＨＧ）を介
して太陽歯車軸（Ｂ）から負荷を受けるようにされてい
る。出力側には、遊星歯車装置のところに３個の中空軸
（Ａ，Ｃ，Ｅ）が配置され、そのうちの２個は、別の太
陽歯車と接続され、１個は別の遊星歯車段（Ｐ１）の内
歯車（ＨＲ）と接続されている。したがって、この遊星
歯車装置には、合計３つの遊星歯車段（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ
３）が含まれている。ウエブ歯車軸（１）には、逆転ク
ラッチ（Ｒ，Ｖ）が前置され、この逆転クラッチは、逆
転装置（ＷＧ）を介して入力軸（Ｅ，Ｗ）と接続されて
いる。入力軸（Ｅ，Ｗ）は、駆動装置（ＡＴ）を介し
て、例えば内燃機関により起動可能である。逆転装置
（ＷＧ）は、後進用のリバースギヤ（ＵＲ）を有してい
る。これらのリバースギヤのうちの１個には、ハウジン
グ（Ｇ）外部の液圧供給源（ＨＹ）が接続されている。
【００１６】ウエブ歯車には、歯車装置（ＺＧ）とかみ
合うリングギヤ（Zahnkranz)（ＳＫ）が取り付けられて
いる。歯車装置（ＺＧ）は、静液圧伝動装置（ＨＧ）の
調整ユニット（ＶＥ）を起動する。静液圧伝動装置（Ｈ
Ｇ）のコンスタントユニット（ＫＥ）は、第１遊星歯車
段（Ｐ１）の太陽歯車内軸（Ｂ）を起動する。
【００１７】ハウジング（Ｇ）内には、更に、クラッチ
軸（ＫＷ）が軸受されており、この軸には、５変速段の
クラッチ（Ｋ１〜Ｋ５）が配置されている。５変速段の
歯車変速段（Ｚ１〜Ｚ５）は、それぞれ、一方の側が、
遊星歯車装置（ＵＧ）の中空軸（Ａ，Ｃ，Ｅ）の１つと
接続され、他方の側は、クラッチ軸（ＫＷ）上の所属ク
ラッチ部分と一緒に支承されている。有利には、第１変
速段に単個のクラッチ（Ｋ１）を備えておき、第１変速
段の中空軸（Ｃ）が、始動の開始段階には停止するよう
にしておく。更に、相応の歯車変速段（Ｚ３、Ｚ５；Ｚ
２，Ｚ４）に対しては２対のクラッチ（Ｋ３，Ｋ５；Ｋ
２，Ｋ４）が配置されている。２対のクラッチは、それ
ぞれ１つの３位置制御装置（ＫＳ１，ＫＳ２）を有して
いる。これらの制御装置には、それぞれ、２つのクラッ
チ位置の中間に中立位置が設けられている。第１変速段
には、単一位置のクラッチ制御装置（ＫＳ）が備えられ
ている。１個の軸に、すべての変速段クラッチ（Ｋ１〜
Ｋ５）が１列に配置されていることにより、簡単かつ一
目瞭然の構成が得られる。
【００１８】出力（ＡＵＳ）は、有利には、クラッチ軸
（ＫＷ）から取り出され、トラクタ又は類似の車両の駆
動の場合には、主出力（ＨＡ）として後輪へ伝達され
る。
【００１９】比例回転数を有する別の出力を、任意に、
特に車両前輪へ伝達することもできる。この目的のため
に、出力クラッチ（ＡＫ）が、クラッチ軸（ＫＷ）に配
置されている。このクラッチにより、比例出力軸（ＰＡ
Ｗ）を介して歯車装置が起動される。この出力軸は、特
に、車両の前輪駆動部へ通じている。
【００２０】このほか、公知形式で、入力軸（ＥＷ）
を、駆動側（ＥＩＮ）と向かい合ったハウジング（Ｇ）
反対側の動力取り出し軸（ＺＷ）へ接続することができ
る。
【００２１】遊星歯車装置（ＵＧ）の双方の入力部は、
逆転クラッチ（Ｒ，Ｖ）の後方に接続可能なので、クラ
ッチイン後に、第１変速段の中空軸（Ｃ）を、調整ユニ
ット（ＶＥ）の操作により停止させ、その後で同期かみ
合いクラッチ（Ｋ１）を入れることができる。他の変速
段のクラッチ（Ｋ２〜Ｋ５）も、同期かみ合いクラッチ
であり、有利にはドグクラッチである。これらのクラッ
チは、構成が極めて簡単であり、かつまた、つねに等速
時に被接続部に接続される。これにより、これらのクラ
ッチには、事実上、摩耗は生じない。
【００２２】変速機全体の損失は、それぞれ、個々の変
速段が中立位置にある場合には、極めて小さい値であ
る。その場合、静液圧調整伝動装置（ＨＧ）は、アイド
ル状態にあり、その出力軸（Ｂ）は停止している。
【００２３】図２は、４段変速機を示したものである
が、前述の５段変速機とよく似ているので、ここでは異
なる点のみを説明する。クラッチ軸（ＫＷ）には、２対
のクラッチ（Ｋ１，Ｋ３；Ｋ２，Ｋ４）が配置され、こ
れらのクラッチには、４段の歯車変速段（Ｚ１〜Ｚ４）
が配属されている。第１変速段（Ｚ１）は、この場合
も、遊星歯車装置（ＵＧ）の中空軸（Ｃ）に配置されて
おり、このため伝動の上では次のように働く。すなわ
ち、始動クラッチ（Ｒ，Ｖ）が入れられた場合に、遊星
歯車装置の起動が、静液圧調整伝動装置（ＨＧ）によ
り、ウエブ歯車軸（１）と太陽歯車軸（Ｂ）とを介し
て、生じないようにされる。遊星歯車装置の別の中空軸
（Ｅ）は、第３変速段（Ｚ３）に結合され、更に別の中
空軸（Ａ）は、第２及び第３の変速段（Ｚ２，Ｚ４）を
保持している。
【００２４】第１のクラッチ対（Ｋ１，Ｋ３）は、中立
位置を有する３位置制御装置によって起動制御される。
また、第２のクラッチ対（Ｋ２，Ｋ４）は、中立位置を
有する第２の３位置制御装置によって、起動制御され
る。
【００２５】図３に示した線図には、速度（ｖ）のさい
に、変速段（第１〜第５）を用いて前進ないし後進する
車両が、変速機を用いた場合が示されている。縦軸にそ
れぞれ示された出力は、変速機軸（Ｂ）上を静液圧調整
伝動装置から遊星歯車装置へ伝達される。この図から、
どの変速段にも接続されておらず、かつまた逆転クラッ
チ（Ｒ，Ｖ）も入れられれいない中立位置では、出力は
消費されないことが分かる。
【００２６】図４は、変速機ユニット全体の、ハウジン
グ（Ｇ）内での有利な配置を示した正面図である。図の
中央には、静液圧調整伝動装置（ＨＧ）が、その調整ユ
ニット（ＶＥ）及びコンスタントユニット（ＫＥ）と共
に配置されている。コンスタントユニットと同軸的に、
逆転クラッチ（Ｒ，Ｖ）と、遊星歯車装置（ＵＧ）及び
その駆動軸線（１，Ｂ）とが配置されている。調整ユニ
ット（ＶＥ）とコンスタントユニット（ＫＥ）とのほぼ
対称平面内には、これらユニットの両側に、一方の側に
は入力軸（ＥＷ）が、他方の側にはクラッチ軸（ＫＷ）
が、軸受されている。入力軸は、逆転装置（ＷＧ）を保
持し、一端が、駆動装置（ＡＴ）に接続され、他端が、
動力取り出し軸（ＺＷ）として構成されている。クラッ
チ軸（ＫＷ）は、ハウジング（Ｇ）外部の主駆動装置又
は後輪駆動部（ＨＡ）へ接続されている。
【００２７】第１の簡単な構成の場合、ハウジング
（Ｇ）は、破線で示した部分で終わっているので、極め
てコンパクトなブロック形式となる。特に、異なる車輪
直径用に構成された前輪駆動部（ＶＡ）へ通じる比例駆
動軸（ＰＡＷ）を備える場合、ハウジング（Ｇ）が、破
線を越えてハウジング（Ｇ☆）部分だけ延長され、この
部分に、有利には前記対称平面内に比例駆動軸（ＰＡ
Ｗ）を軸受けしておく。駆動軸（ＰＡＷ）は、出力クラ
ッチを介してクラッチ軸（ＫＷ）に接続される所属歯車
装置を保持している。
【００２８】図５は、所属の前進段（Ｖ１〜Ｖ５）及び
後進段（Ｒ１〜Ｒ５）と、中立位置（Ｎ）とを有する個
々のクラッチ（Ｋ１〜Ｋ５；Ｒ，Ｖ）を示した表であ
る。この表から分かるように、逆転クラッチ（Ｒ，Ｖ）
は、中立位置から、リバースクラッチ（Ｒ）又はフォワ
ードクラッチ（Ｖ）を介して操作され、次いで、クラッ
チ（Ｋ１〜Ｋ５）の１つが入れられる。また、クラッチ
（Ｋ１〜Ｋ５）が、同期かみ合い状態のときにのみ断続
操作がなされるようにするための制御装置が備えられて
いる。更に、変速機は次のように構成されている。すな
わち、静液圧調整ユニットが、各段において、一方の極
限位置から他方の極限位置までもたらされ、そのつどそ
の位置で、隣接段のクラッチとの同期かみ合いが生じる
ようにされている。特に、中立位置（Ｎ）では、前進駆
動から後進駆動へ移るさい、調整ユニットを切り替える
必要がない。逆転クラッチ（Ｒ，Ｖ）を切ると、動力は
全く伝動装置（ＵＧ、ＨＧ）へは伝えられない。なぜな
ら、遊星歯車装置（ＵＧ）、静液圧調整伝動装置（Ｈ
Ｇ）のいずれもが、駆動装置（ＡＴ）から分離されるか
らである。
【図面の簡単な説明】
【図１】５段変速機の接続図である。
【図２】４段変速機の接続図である。
【図３】静液圧調整伝動装置の出力と、変速機により制
御される車両の変速段・速度域との関係を示す線図であ
る。
【図４】変速機ブロックと略示変速歯車の正面図であ
る。
【図５】５変速段の接続図式を示した表である。
【符号の説明】
１ ウエブ歯車軸 Ａ，Ｃ，Ｅ 中空軸 Ｂ 太陽歯車軸 Ｇ ハウジング Ｎ 中立位置 Ｒ リバースクラッチ Ｖ フォワードクラッチ ＵＧ 遊星歯車装置 ＨＧ 静液圧調整伝動装置 ＨＲ 中空軸 Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 遊星歯車段 ＷＧ 逆転装置 ＥＷ 入力軸 ＡＴ 駆動装置 ＵＲ リバースギヤ ＨＹ 液圧供給源 ＳＫ リングギヤ ＫＥ コンスタントユニット ＺＧ 歯車装置 ＫＷ クラッチ軸 Ｋ１〜Ｋ５ クラッチ Ｚ１〜Ｚ５ 歯車変速段 ＫＳ１，ＫＳ２ ３位置制御装置 ＡＵＳ 出力部 ＰＡＷ 出力軸 Ｖ１〜Ｖ５ 前進段 Ｒ１〜Ｒ５ 後進段

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ５軸の遊星歯車装置を有する動力変速機
    であって、その第１変速機軸（１）が、逆転装置（Ｗ
    Ｇ）とクラッチ（Ｒ，Ｖ）とを介して駆動装置（ＡＴ）
    と接続可能であり、かつまた、その第２変速機軸（Ｂ）
    が、静液圧調整伝動装置（ＨＧ）を介して駆動装置（Ａ
    Ｔ）に接続され、更に、その第３から第５の変速機軸
    （Ａ，Ｃ，Ｅ）には、それぞれ１つの歯車変速段（Ｚ１
    〜Ｚ５）と、それらに付属する変速段クラッチ（Ｋ１〜
    Ｋ５）とを介して、少なくとも１つの出力端（ＨＡ，Ｖ
    Ａ）が接続されている形式のものにおいて、静液圧調整
    伝動装置（ＨＧ）が、逆転装置（ＷＧ）とクラッチ
    （Ｒ，Ｖ）とを介して、入力側で駆動装置（ＡＴ）に接
    続されていることを特徴とする、５軸の遊星歯車装置を
    有する動力変速機。
  2. 【請求項２】 前記第１変速機軸（１）がウエブ歯車軸
    （１）であり、前記第２変速機軸（Ｂ）が第１遊星歯車
    段（Ｐ１）の太陽歯車軸であり、更に静液圧調整伝動装
    置（ＨＧ）の、歯車装置（ＺＧ）を有する調整ユニット
    （ＶＥ）が、ウエブ歯車軸（１）に接続されていること
    を特徴とする、請求項１記載の動力変速機。
  3. 【請求項３】 前記歯車装置（ＺＧ）が、ウエブ歯車の
    リングギヤ（ＳＫ）を含むことを特徴とする請求項２記
    載の動力変速機。
  4. 【請求項４】 前記第３変速機軸（Ａ）が、ウエブ歯車
    軸（１）上の中空軸であり、遊星歯車装置（ＵＧ）の第
    １遊星歯車段（Ｐ１）を有する内歯車（ＨＲ）を介して
    駆動され、また、第４変速機軸（Ｃ）が、第２変速機軸
    （Ｂ）上の中空軸であり、第２遊星歯車段（Ｐ２）の太
    陽歯車によって駆動されるようにされており、更に、第
    ５変速機軸（Ｅ）が、中空軸である第４変速機軸（Ｃ）
    上に支承され、第３遊星歯車段（Ｐ３）の太陽歯車と結
    合されていることを特徴とする、請求項１から３までの
    いずれか１項に記載の動力変速機。
  5. 【請求項５】 ４段変速機の場合に、それぞれ１つの３
    位置制御装置（ＫＳ１，ＫＳ２）を介して操作可能の２
    対のクラッチ（Ｋ１，Ｋ３；Ｋ２，Ｋ４）が、クラッチ
    軸（ＫＷ）上に配置され、これら対のうちの第１変速段
    の第１クラッチ（Ｋ１）が、第３変速機軸（Ａ）と結合
    された第１歯車変速段（Ｚ１）と接続され、同じクラッ
    チ対の第３クラッチ（Ｋ３）が、第５変速機軸（Ｅ）と
    結合された第３歯車変速段（Ｚ３）と接続されることを
    特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載
    の動力変速機。
  6. 【請求項６】 ５段変速機の場合に、第１変速段の単一
    クラッチ（Ｋ１）が、第１歯車変速段（Ｚ１）を介して
    第３変速機軸（Ａ）と接続され、第２クラッチ対の第２
    クラッチ（Ｋ２）と第４クラッチ（Ｋ４）とが、それぞ
    れ、第２と第４の付属歯車変速段（Ｚ２，Ｚ４）に接続
    され、これらの変速段が、第３変速機軸（Ａ）と結合さ
    れていることを特徴とする、請求項１から４までのいず
    れか１項に記載の動力変速機。
  7. 【請求項７】 主出力端（ＨＡ）を、クラッチ軸（Ｋ
    Ｗ）に直結することが可能であり、かつまた、場合によ
    り、１つの歯車変速段を、クラッチ軸（ＫＷ）の出力ク
    ラッチ（ＡＫ）を介して、別の出力接続部（ＶＡ）へ通
    じる比例出力軸（ＰＡＷ）へ接続できることを特徴とす
    る、請求項１から６までのいずれか１項に記載の動力変
    速機。
  8. 【請求項８】 動力変速機がブロックハウジング（Ｇ）
    に収容され、このブロックハウジング内では、調整ユニ
    ット（ＶＥ）と、静液圧調整伝動装置（ＨＧ）のコンス
    タントユニット（ＫＥ）とが、軸線平行に配置され、ま
    た、遊星歯車装置（ＵＧ）が、同軸的にコンスタントユ
    ニット（ＫＥ）に接続されており、更に、駆動装置（Ａ
    Ｔ）の入力軸（ＥＷ）と、クラッチ軸（ＫＷ）とが、調
    整伝動装置（ＨＧ）の両側に、それも双方のユニット
    （ＶＥ、ＫＥ）間に位置するほぼ調整伝動装置対称平面
    内に、それぞれ対称的に配置されていることを特徴とす
    る、請求項１から７までのいずれか１項に記載の動力変
    速機。
  9. 【請求項９】 前記対称平面内に、クラッチ軸（ＫＷ）
    に続いて比例出力軸（ＰＡＷ）が配置されていることを
    特徴とする、請求項８記載の動力変速機。
  10. 【請求項１０】 入力軸（ＥＷ）の両端がブロックハウ
    ジング（Ｇ）の外へ導出され、その一端には、駆動装置
    （ＡＴ）を接続可能であり、また、他端には、動力取り
    出し軸接続部（ＺＷ）が形成されることを特徴とする、
    請求項８又は９記載の動力変速機。
  11. 【請求項１１】 クラッチ（Ｒ，Ｖ）が逆転クラッチ対
    であり、各クラッチ域（Ｒ，Ｖ）が、逆転装置（ＷＧ）
    によって、前進駆動ないし後進駆動されることを特徴と
    する、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の動
    力変速機。
  12. 【請求項１２】 逆転クラッチ（Ｒ，Ｖ）が湿式多板ク
    ラッチであり、かつまた変速段クラッチ（Ｋ１〜Ｋ５）
    が同期かみ合いクラッチであることを特徴とする、請求
    項１から１１までのいずれか１項に記載の動力変速機。
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