(57)【要約】入力軸（２）、出力軸（3）、前記軸間に配置された主軸（４）、及び、当該主軸（４）と協同する副軸（５）を備え、切替え可能なギヤセットが前記主軸（４）及び前記副軸（５）上に配置されている、副軸を備えたギヤボックスが開示される。本発明によれば、主軸（４）と副軸（５）とは、互いにある角度（α）で配置されている。
2005505736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機と結合可能な入力軸（２）と、少なくとも一本の駆動軸と結合可能である出力軸（３）と、それらの間に配置された主軸（４）と、当該主軸（４）と共働するカウンターシャフト（５）と、を備え、主軸（４）及びカウンターシャフト（４）上には、切替え可能なギヤの対が複数配置されているカウンターシャフト構造のシフトギヤ（１）であって、
主軸（４）及びカウンターシャフト（５）は、互いに対してある角度（α）で配置されている
ことを特徴とするシフトギヤ。
【請求項２】
主軸（４）は、入力軸（２）に対して同軸に配置されており、
カウンターシャフト（５）は、入力軸（３）に対して、ある角度（α）で配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載のシフトギヤ。
【請求項３】
カウンターシャフト（５）は、当該ギヤ（１）の取付け状態において、例えば自動車において、主軸（４）に対して側方に配置されている
ことを特徴とする請求項２に記載のシフトギヤ。
【請求項４】
カウンターシャフト（５）は、入力軸（２）に対して並行に配置されており、
主軸（４）は、入力軸（２）に対して、ある角度（α）で配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載のシフトギヤ。
【請求項５】
カウンターシャフト（５）は、当該ギヤ（１）の取付け状態において、例えば自動車において、主軸（４）の上方に配置されている
ことを特徴とする請求項４に記載のシフトギヤ。
【請求項６】
入力軸（２）と主軸（４）との間に、傘歯車（２６）、例えば冠歯車またはベベロイドギヤ、が設けられている
ことを特徴とする請求項４または５に記載のシフトギヤ。
【請求項７】
入力軸（２）と主軸（４）との間に、スウィングテーパローラベアリング（２７）が設けられている
ことを特徴とする請求項６に記載のシフトギヤ。
【請求項８】
傘歯車（２６）及びスウィングテーパローラベアリング（２７）の概念的回転中心が同一である
ことを特徴とする請求項６または７に記載のシフトギヤ。
【請求項９】
一対のギヤの各ギヤまたは両ギヤが、べべロイドギヤとして設計されている
ことを特徴とする請求項1乃至８のいずれかに記載のシフトギヤ。
【請求項１０】
カウンターシャフト（５）は、副出力用のアダプターシャフト（２４）と結合している
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のシフトギヤ。
【請求項１１】
アダプターシャフト（２４）と主軸（４）との間の軸間隔（２５）は、主軸（４）上に配置されている遊星歯車セット（２３）がアダプターシャフト（２４）と衝突しないように算定されている
ことを特徴とする請求項１０に記載のシフトギヤ。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一つまたは複数に従うカウンターシャフト構造のシフトギヤの、自動車、特に商用車、における使用。
【請求項１３】
請求項１乃至１１のいずれか一つまたは複数に従うカウンターシャフト構造のシフトギヤの、船舶駆動における使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原動機と結合可能な入力軸と、少なくとも一本の駆動軸と結合可能である出力軸と、それらの間に配置された主軸と、当該主軸と共働するカウンターシャフトと、を備え、主軸及びカウンターシャフト上に切替え可能なギヤの対が複数配置されている、特に自動車用の、カウンターシャフト構造のシフトギヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特には商用車用の、カウンターシャフト構造のシフトギヤにおいては、ギヤの主軸とカウンターシャフトとの間の軸間隔が中心的な重要性である。伝達トルクが大きければ大きいほど、当該軸間隔はますます大きく選択されなければならない。その際、当該間隔は、より高速のギヤ、つまり小さいギヤ比に対しては、むしろ小さく、より低速のギヤ、つまり大きいギヤ比に対しては、むしろ大きく設計されなければならない。当該間隔は、いつも、個々のギヤ段の理想的サイズの間での妥協である。
【０００３】
シフトギヤにおいて、軸間隔を選択するためのもう一つの条件は、グループギヤとしての商用車用トランスミッションの場合、特には遊星歯車駆動付きレンジギヤの場合、の副出力との結合である。ここでは当該軸間隔は、副出力用のアダプターシャフトが主軸と結合している構成部品、例えば遊星歯車セット、の近傍を通過し得るほど、大きく選択されていなければならない。
【０００４】
トランスミッションの構造的形態及びトランスミッション内に設けられた軸受けによって、アダプターシャフトは、カウンターシャフトおよび副出力との間に配置されている。この場合、当該アダプターシャフトは、カウンターシャフトに対して同軸であり、トルク伝達用のドライブプロフィール(Mitnahmeprofil)を介して当該カウンターシャフトと結合している。トランスミッションの副出力と主出力とが並列に設けられ得るために、副出力のアダプターとプロペラシャフトに結合している主出力のアダプターとの間に、設計の際に考慮されなければならない最小の間隔が保持されなければならない。しかし、これは、それら軸上に相応の大きさの直径や質量を持つ歯車を前提とし、このことはトランスミッションの総重量に不利に作用する。
【０００５】
そこで、例えば、シャフト間の軸間隔を小さく保つために、平歯車ギヤを介してアダプターシャフトを駆動すること、例えば、それによってアダプターシャフトの回転方向をもカウンターシャフトの回転方向に応じて形成するために後退ギヤの中間歯車を介すること、が知られている。しかしながら、このためには、アダプターシャフトに追加の回転歯車ギヤが取り付けられなければならず、当該アダプターシャフトは追加の軸受けを必要とする。また、副出力のトルクを受容できるように、後退ギヤの中間歯車の軸受けは、それに応じて強固に設計されていなければならない。従って、後退ギヤの中間歯車の噛合いは、副出力とその応力に対して設計されなければならない。
【０００６】
出願人の未公開のＤＥ１００３９３１４では、当該自動車用トランスミッションの主出力軸に対し並行なカウンターシャフトと結合しているアダプターシャフトを含む、副出力軸付きの自動車用トランスミッションが記述されている。そこでは、当該アダプターシャフトは、カウンターシャフトに対し、ある角度で配置されており、その結果、副出力接続部の主出力軸の回転軸に対する間隔は、トランスミッションの出力部のところでは、カウンターシャフトの回転軸と主出力軸の回転軸との間の間隔より大きい。カウンターシャフトとアダプターシャフトとの間の接続部にはドライブプロフィール、特にはまがり歯形(Bogen verzahnung)のプロフィール、がある。
【発明の開示】
【０００７】
本発明の課題は、上述した技術水準を前提にして、シフトギヤの主軸とカウンターシャフトとの間の間隔の変動を可能にし、そして当該技術水準の欠点を回避することである。この場合、標準のカウンターシャフト構造のシフトギヤにおいて、駆動側の一定のギヤ比では、軸間隔は狭く、出力側のより大きいギヤ比では、軸間隔はさらに大きくなる。さらに、副出力付きシフトギヤの場合、副出力フランジの主軸に対する間隔は広げられる、もしくは、固定された軸間隔からは独立しているものとする。
【０００８】
本課題は、本発明に従う、特許請求の範囲の請求項１に記載された特徴部分を有するカウンターシャフト構造のシフトギヤによって解決される。有利な実施の形態が、下位請求項に記載されている。
【０００９】
本発明によれば、カウンターシャフト構造のシフトギヤにおいて、主軸とカウンターシャフトとが、互いに対してある角度で配置されている。シフトギヤの主軸とカウンターシャフトとの並行でないこの配置によって、多数の利点が得られる。すなわち、一つは、ギヤ比の大小に関わらず、最適な軸間隔をほぼ自由に選択できる。もう一つは、副出力軸を備えたトランスミッションの構成の場合、主軸に対する副出力軸の間隔を十分広く調整できることである。
【００１０】
本発明の最も好ましい構成では、主軸と出力軸とが入力軸に対し同軸で、カウンターシャフトが入力軸に対してある角度で配置されていることが提案される。これによって、構造上比較的単純なシフトギヤの構成が有利な形態で与えられる。何故なら、入力軸、出力軸及び主軸が、同軸で向かい合って推移する（走行する）からである。
【００１１】
この場合、カウンターシャフトは、例えば自動車のトランスミッション（ギア）の取付け位置から見ると、主軸に対して側部に配置されている。これによって、可能な限り省スペースなギヤ構成が有利な形で与えられる。
【００１２】
本発明のもう一つの有利な構成では、カウンターシャフトを入力軸に対して並行に配置し、出力軸を含む主軸を入力軸に対してある角度で配置すること、が提案される。このとき、カウンターシャフトは、これまた例えば自動車のギヤの取付け位置から見ると、主軸の上方に配置されており、その結果、例えば出力軸の背後に取り付けられたカルダンジョイントの屈折角(Beugewinkel)が、並行な主軸及びカウンターシャフトを有するトランスミッションの場合よりも有利に小さい。
【００１３】
入力軸と主軸とを結合するために、傘歯車、例えば冠歯車またはベベロイドギヤ、が設けられている。これによって、ダイレクトギヤは、入力軸と、主軸ないし出力軸と、の間で有利な形態で切り替えられる。それは、入力軸と主軸との間の角度差を調整する。
【００１４】
入力軸内での主軸の軸受けは、有利には、スウィングテーパローラベアリングとして構成され、傘歯車及びスウィングテーパローラベアリングの概念的回転中心は同一である。
【００１５】
主軸とカウンターシャフトとの間の軸オフセットを可能にするために、シフト段階を決定する歯車は、べべロイドギヤとして実施される。有利には、一対の歯車のそれぞれ一つ、例えば主軸上に配置されている歯車、が円筒歯車として構成され、そしてそれぞれの対応する歯車、例えばカウンターシャフト上の歯車、がべベロイドギヤとして実施されている、または、その逆の状態である。使用のケースに応じ、両方のギヤ、つまり、主軸上のギヤもカウンターシャフト上のギヤも、べべロイドギヤとして構成することができる。
【００１６】
本発明の更なる形態、例えば商用車で使用するための形態では、カウンターシャフトが副出力用のアダプターシャフトと結合している。アダプターシャフトと主軸との間の軸間隔は、例えば主軸上に配置されている衛星歯車がアダプターシャフトと辛うじて衝突しないように算定されている。
【００１７】
上述した方式によるカウンターシャフト構造のシフトギヤの使用は、有利には、自動車、特には商用車、において提案される。
【００１８】
当然のことながら、上述のシフトギヤは、上述した自動車以外にも、例えば船舶の駆動用にも、使用することができる。その場合、特に主軸の傾斜位置により、船舶駆動の場合に必要なスクリューシャフトのねじれ角が入力軸に対して相対的に調整可能である。
【００１９】
本発明のその他の目的、利点および形態は、図に詳しく示されている実施の形態の以下の説明から明らかになる。その際、記述および/または図示されたすべての特徴ないし特質は、それ自体または任意の有意な組合せにおいて、特許請求の範囲の請求項の要旨および遡った関係とは別に、本発明の対象物を形成する。
【００２０】
本発明は、以下の図に基づいてさらに詳述される。
【００２１】
図１は、本発明による第１の実施の形態のカウンターシャフト構造のシフトギヤの断面図である。この場合、カウンターシャフトが、入力軸に対してある角度で配置されている。
【００２２】
図２は、本発明による第２の実施の形態のシフトギヤの断面図である。この場合、主軸が、入力軸に対してある角度で配置されている。
【００２３】
図３は、図１のＡから見たシフトギヤの正面図である。
【００２４】
図４は、図２のＢから見たシフトギヤの正面図である。
【００２５】
図５、図２のＸの詳細拡大図である。
【００２６】
本発明に従うシフトギヤ１（図１）は、基本的に、入力軸２、出力フランジ付き出力軸３、ならびに、それらの間に配置された主軸４、で構成されており、この場合、入力軸、主軸及び出力軸は、共通の回転軸６を有している。カウンターシャフト５は、カウンターシャフト５の回転軸７と主軸４の回転軸６との間に角度αが生じるように、配置されている。
【００２７】
一対の歯車８、９は、入力軸２を、駆動側で一定のギヤ比を有するカウンターシャフト５と結合している。主軸４には、その他の歯車１０、１１、１２、１３及び１４が回転可能に配置されており、それらは、同期装置２０、２１及び２２を用いて、それぞれ主軸４とトルク伝達のために結合され得る。これらの歯車１０、１１、１２及び１３に対しては、対応する歯車１５、１６、１７及び１８がカウンターシャフト５上に配置されており、これらにはベベロイドギヤが装備されている。主軸４の歯車１４は、後退ギヤ歯車として構成されており、図示されていない中間軸と結合している。
【００２８】
主軸４上には、出力側に遊星歯車セット２３が配置されている。カウンターシャフト５の延長部には、副出力軸と結合するためのアダプターシャフト２４が設けられており、この場合、入力軸ないし主軸の回転軸６は、カウンターシャフト５ないしアダプターシャフト２４の回転軸７に対して、軸間隔２５を有する。この間隔は、アダプターシャフト２４が遊星歯車セット２３のリングギヤと辛うじて衝突しないように、算定されている。
【００２９】
前述の構成に対する別の可能性では、シフトギヤ１のカウンターシャフト５（図２）が入力軸２に対して並行に配置され得る。図２では、図の説明に必要な構成部品だけに番号が付されている。図１及び図２では、基本的に同一の部品の場合、ことを簡単にするために、同一参照番号が付されている。主軸４は、入力軸２に対して、相対的にずれて配置されている。その結果、入力軸２の回転軸６ないしカウンターシャフト５の回転軸７は、主軸４の回転軸１９に対して、相対的に角度αを生じている。主軸４の回転軸１９とカウンターシャフト５の回転軸７との間で、軸間隔２５が調整される。
【００３０】
出力軸３は、主軸４に対して同軸に配置され、主軸と結合している。
【００３１】
図１のＡの方向から見た図（図３）では、カウンターシャフト５とアダプターシャフト２４とが、出力軸３及び遊星歯車セット２３に対して、本質的に側方に配置されていることがわかる。
【００３２】
図２のＢの方向から見たシフトギヤ１の正面図（図４）では、カウンターシャフト５とアダプターシャフト２４とが、出力軸３及び遊星歯車セット２３の本質的に上方に配置されていることがわかる。
【００３３】
図２の細部Xを拡大すると（図５）、一つには、入力軸２と主軸４との間に傘歯車伝導装置２６が設けられていることが明らかになる。これは、例えば、冠歯車駆動装置またはベベロイドギヤ駆動装置として設計され得る。他方では、主軸４が、スウィングテーパローラベアリング２７を用いて、入力軸２の穴の中で回転可能に軸受けされていること、が明らかになる。
【００３４】
この図示されたシフトギヤは、一本のカウンターシャフト付きの自動車用トランスミッションにも、複数のカウンターシャフト付きの自動車用トランスミッションにも使用できる。当該シフトギヤは、さらに、副出力ないしアダプターシャフトを付けても付けなくても使用することができる。上記シフトギヤは、さらに、船舶用駆動装置内のシフトギヤとしても使用することができ、この場合、入力軸に対して比較的傾斜した主軸との構成が有利に使用される。これによって、ギヤの構成により、スクリューシャフトの傾斜位置を、有利に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による第１の実施の形態のカウンターシャフト構造のシフトギヤの断面図である。この場合、カウンターシャフトが、入力軸に対してある角度で配置されている。
【図２】本発明による第２の実施の形態のシフトギヤの断面図である。この場合、主軸が、入力軸に対してある角度で配置されている。
【図３】図１のＡから見たシフトギヤの正面図である。
【図４】図２のＢから見たシフトギヤの正面図である。
【図５】図２のＸの詳細拡大図である。
【国際公開パンフレット】
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2005505736.tif 000004
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【手続補正書】
【提出日】平成15年12月1日(2003.12.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機と結合可能な入力軸（２）と、少なくとも一本の駆動軸と結合可能である出力軸（３）と、それらの間に配置された主軸（４）と、当該主軸（４）と共働するカウンターシャフト（５）と、を備え、主軸（４）及びカウンターシャフト（４）上には、切替え可能なギヤの対が複数配置されているカウンターシャフト構造のシフトギヤ（１）であって、
主軸（４）及びカウンターシャフト（５）は、互いに対してある角度（α）で配置されており
カウンターシャフト（５）は、入力軸（２）に対して並行に配置されており、
主軸（４）は、入力軸（２）に対して、ある角度（α）で配置されている
ことを特徴とするシフトギヤ。
【請求項２】
カウンターシャフト（５）は、当該ギヤ（１）の取付け状態において、例えば自動車において、主軸（４）の上方に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載のシフトギヤ。
【請求項３】
入力軸（２）と主軸（４）との間に、傘歯車（２６）、例えば冠歯車またはベベロイドギヤ、が設けられている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のシフトギヤ。
【請求項４】
入力軸（２）と主軸（４）との間に、スウィングテーパローラベアリング（２７）が設けられている
ことを特徴とする請求項３に記載のシフトギヤ。
【請求項５】
傘歯車（２６）及びスウィングテーパローラベアリング（２７）の概念的回転中心が同一である
ことを特徴とする請求項３または４に記載のシフトギヤ。
【請求項６】
一対のギヤの各ギヤまたは両ギヤが、べべロイドギヤとして設計されている
ことを特徴とする請求項1乃至５のいずれかに記載のシフトギヤ。
【請求項７】
カウンターシャフト（５）は、副出力用のアダプターシャフト（２４）と結合している
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のシフトギヤ。
【請求項８】
アダプターシャフト（２４）と主軸（４）との間の軸間隔（２５）は、主軸（４）上に配置されている遊星歯車セット（２３）がアダプターシャフト（２４）と衝突しないように算定されている
ことを特徴とする請求項７に記載のシフトギヤ。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一つまたは複数に従うカウンターシャフト構造のシフトギヤの、自動車、特に商用車、における使用。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか一つまたは複数に従うカウンターシャフト構造のシフトギヤの、船舶駆動における使用。
【国際調査報告】
2005505736.tif 000021
2005505736.tif 000022
2005505736.tif 000023
2005505736.tif 000024
2005505736.tif 000025
2005505736.tif 000026