(57)【要約】      （修正有）【課題】少なくとも２つの変速段を有する、車両用、特に全輪駆動車用多群変速機１の減速歯車装置３において、全ての変速段で車両の転動を防止シかつコンパクトなパーキング機構２２Ａ、２２Ｂを提供する。【解決手段】減速歯車装置３は主変速機２と車両出力部との間に配置されかつ少なくとも１つのパーキング機構２２Ａ、２２Ｂを備えて実施されており、作動状態のときこのパーキング機構によって出力部の少なくとも一部がロック可能である。パーキング機構２２Ａ、２２Ｂの作動状態時に動力伝達装置の力束中断時でも減速歯車装置３の領域内で出力部がロックされているように、パーキング機構２２Ａ、２２Ｂは変速機出力側で少なくとも１つの出力軸７、８に付設されている。【選択図】図１
2005047491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用、特に全輪駆動車用多群変速機（１）の減速歯車装置（３）であって、減速歯車装置が主変速機（２）と車両出力部との間に配置され、かつ少なくとも２つの変速段と少なくとも１つのパーキング機構（２２Ａ、２２Ｂ）とを備えて実施されており、作動状態のときこのパーキング機構によって出力部の少なくとも一部がロック可能であり、パーキング機構（２２）の作動状態時に動力伝達装置の力束中断時でも減速歯車装置（３）の領域内で出力部がロックされているように、パーキング機構（２２Ａ、２２Ｂ）が変速機出力側で少なくとも１つの出力軸（７、８）に付設されている減速歯車装置。
【請求項２】
パーキング機構（２２Ａ、２２Ｂ）のパーキング歯車が相対回転不能に車両出力部の１つの出力軸（７、８）と結合されていることを特徴とする、請求項１記載の減速歯車装置。
【請求項３】
パーキング機構（２２Ａ、２２Ｂ）のパーキング歯車が出力軸（７、８）の１つと一体に実施されていることを特徴とする、請求項１または２記載の減速歯車装置。
【請求項４】
調節可能なクラッチ（４）が設けられており、このクラッチを介して駆動トルクが選択的に出力部の１つの出力軸（７）に案内可能、または複数の出力軸（７、８）に分割可能であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載の減速歯車装置。
【請求項５】
他のパーキング歯車を有する他のパーキング機構（２２Ｂ）が設けられており、このパーキング歯車が相対回転不能に他の出力軸（８）と結合されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項記載の減速歯車装置。
【請求項６】
パーキング歯車が相互に独自にロック可能であることを特徴とする、請求項５記載の減速歯車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用、特に全輪駆動車用多群変速機の減速歯車装置であって、少なくとも２つの変速段を有し、主変速機と車両出力部との間に配置されているものに関する。
【背景技術】
【０００２】
実務において全輪駆動車内で利用される多群変速機はそれぞれ１つの多段自動変速機とこの自動変速機の後段に設けられる１つの減速歯車装置とからなる。減速歯車装置は電気機械式または油圧式アクチュエータ付きで実施されており、このアクチュエータによって第１変速段「低」と第２変速段「高」との間で切り換えることができる。さらに、このような減速歯車装置は調節可能なクラッチ付きで実施されており、全輪駆動を実現するために他の駆動車軸がこのクラッチによって車両の持続的駆動車軸に接続可能である。
【０００３】
車両が停止中で、車両運転者が選択機構を介して、車両のパーキング機構が作動して停止時に車両の転動を防止することになる変速位置を選択すると、車両動力伝達装置中で主変速機領域内に配置されるパーキング機構が投入され、出力部をロックする。
【０００４】
例えば変速段「低」から変速段「高」に切換中に、例えば搭載電気系統の故障のゆえにまたはケーブル欠陥のゆえに、減速歯車装置のアクチュエータが故障し、減速歯車装置内で力束が中断される変速位置に減速歯車装置があると、パーキング機構が投入されている場合でも不利なことに例えば坂道で現れることのあるような意図せざる転動に対して車両は固定されていない。というのも、パーキング機構と車両出力部との間で動力伝達装置中の力束は減速歯車装置の領域で中断されているからである。
【０００５】
特許文献１により公知の車両では１つの減速歯車装置を有する各１つの駆動モータが２つの車輪に付設されている。駆動モータは付属する車輪のホイールハブ近傍に配置され、減速歯車装置によってホイールハブと結合されている。駆動モータと各付属する車輪は付属する減速歯車装置の同じ側にあり、ホイールハブは互いに同軸に整列し、各１つの差込軸によってその減速歯車装置と結合されている。減速歯車装置がそれぞれ中間軸を有し、中間軸はその末端が転がり軸受を介して一方でケース側部内、他方でケース中央部内で支えられる。中間軸は、その駆動ピニオンが相対回転不能に電機子軸に嵌着された歯車段を介して駆動モータと、またその駆動歯車が相対回転不能に差込軸の軸端に嵌着された他の歯車段を介して差込軸と駆動結合されている。
【０００６】
中間軸にそれぞれなおパーキング機構の相対回転不能に実施されたポールホイールが設けられており、支承ボルトを利用してケース中間部内で揺動可能に支承された付属するパーキングポールがこのポールホイールと形状結合式に係合可能である。
【０００７】
しかしその際欠点として、この減速歯車装置では１つの変速段のみ利用でき、パーキング機構が減速歯車装置に一体化されており、減速歯車装置は大きな外寸でのみ実施することができる。
【特許文献１】独国特許出願公開第１９８３１０６９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明の課題は、パーキング機構の投入時に減速歯車装置のあらゆる運転状態において車両の転動を防止しかつコンパクトな実施を可能とする減速歯車装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によればこの課題は、請求項１の特徴を有する車両用、特に全輪駆動車用減速歯車装置で解決される。
【００１０】
多群変速機の減速歯車装置が少なくとも２つの変速段と少なくとも１つのパーキング機構とを備えて実施され、主変速機と車両出力部との間に配置されている場合、パーキング機構の投入時に動力伝達装置の力束が中断される場合でも車両出力部が減速歯車装置の領域でロックされているようにパーキング機構が減速歯車装置の少なくとも１つの出力軸に付設されているとき、有利なことにパーキングロック機能は減速歯車装置もしくは減速段アクチュエータが故障する場合でも確保されている。
【００１１】
さらに本発明に係る減速歯車装置は、パーキング機構が変速機出力側に配置されているので、単純でコンパクトな設計構成を有する。こうして例えば、減速歯車装置の特別コンパクトな型式を実現できるように減速歯車装置の歯車装置ケースの外側にパーキング機構を配置する可能性がある。
【００１２】
さらに、本発明に係る減速歯車装置は有利なことに手間をかけた設計変更なしに既存のシリーズ変速機においても実施することができる。
【００１３】
本発明に係る対象のその他の利点および有利な諸構成は明細書、図面および特許請求の範囲から読み取ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１を参考にすると、ここに示す多段変速機１が主変速機２と減速歯車装置３とを含み、この減速歯車装置は全輪駆動装置を備えた詳しくは図示しない車両用の調節可能なクラッチ４を有する。減速歯車装置３は走行中に接続可能なオフロード段用の変速段もしくは減速段として遊星歯車セット５を備えて実施されており、第１変速段「低」と第２変速段「高」との間で切り換えることができる。
【００１５】
変速段「低」と変速段「高」との間で切り換えるとき中間変速段が設けられており、この中間変速段では車両動力伝達装置の力束が減速歯車装置３の領域で中断されている。
【００１６】
詳しくは図示しない原動機から出力される駆動トルクは、主変速機２の変換された変速機出力トルクとして、駆動軸６を介して減速歯車装置３に導入され、第１出力軸７および第２出力軸８を介して車両の詳しくは図示しない２つの駆動車軸へと案内される。第２出力軸８はチェーン９を介して駆動軸６によって駆動可能である。
【００１７】
駆動軸６と第２出力軸８との間の結合は多板クラッチとして実施されるクラッチ４を介して、クラッチ４の接続もしくは閉鎖によって結合が実現され、クラッチ４の開放時に結合が中断されるように調節可能である。それとともに全輪駆動装置はクラッチ４を介して接続もしくは遮断され、チェーン９と合せて、付加的に動力分割装置として実施される減速歯車装置３の第１出力軸７または両方の出力軸７、８に駆動トルクを選択的に分割するためのいわゆる動力分割ユニットを形成する。
【００１８】
クラッチ４の操作、すなわちクラッチ４の接続と遮断は電動機１０を介して行われ、クラッチ４が開放されまたは閉鎖されるか否かは電動機１０のその都度調整された回転方向に依存している。さらに、遊星歯車セット５も電動機１０を介して操作される。このため電動機１０は軸１１、揺動子１２および同期スリーブ１３を介して遊星歯車セット５と作用結合されている。
【００１９】
軸１１はボールねじ駆動装置１４を介して減速歯車装置３の軸線方向で変位され、これにより同期スリーブ１３が２つの変速位置の間で移動可能である。
【００２０】
同期スリーブ１３が第１変速位置にあるとき遊星歯車セット５のリングギヤ１５は遊星歯車セット５のキャリヤ１６と結合されている。
【００２１】
同期スリーブ１３がその第２変速位置にあるときリングギヤ１５は減速歯車装置３の詳しくは図示しない歯車装置ケースと強固に結合されている。同期スリーブ１３の爪歯を介してリングギヤ１５が減速歯車装置３の歯車装置ケースと強固に結合されているとき、減速歯車装置３のオフロード段「低」が入れられている。同期スリーブ１３の爪歯を介してリングギヤ１５が相対回転不能に遊星歯車セット５のキャリヤもしくは遊星キャリヤ１６と結合されている場合、減速歯車装置３のオフロード段は作動しておらず、変速段「高」が調整されている。
【００２２】
調節可能なクラッチ４の操作は電動機１０とクラッチ４との間に設けられる伝達機構１７を介して行われ、この伝達機構の作用様式は揺動子１２と結合されたボールねじ駆動装置１４の作用様式にほぼ一致している。すなわち、伝達機構１７は電動機１０の回転運動を並進操作運動に変換し、こうして電動機１０を介してクラッチ４の操作を可能とする。
【００２３】
減速歯車装置３の遊星歯車セット５とは反対側の末端で油圧ポンプ１８が駆動軸６上に直接配置されており、この油圧ポンプは減速歯車装置３に給油するために設けられており、駆動軸６の回転数で駆動される。油圧ポンプ１８の配置により、オフロード段の変速時に増速の切換によって駆動回転数が油圧ポンプ１８にとって一定に留まるので、オフロード段の接続時にも油圧ポンプ１８が一定した吐出し量を有することが保証される。
【００２４】
さらに、油圧ポンプ１８は第１歯車装置軸受１９の前で駆動軸６上に配置されており、これにより第１歯車装置軸受１９と第２歯車装置軸受２０との間の距離は両方の歯車装置軸受１９、２０の間にポンプを配置する場合よりも小さい。そのことから、駆動軸６および第１出力軸７の曲げ荷重が最小となり、軸６、７は曲げ荷重に関して小さく寸法設計することができる。これにより、減速歯車装置３の重量軽減と製造費低減が簡単に達成される。
【００２５】
第１出力軸７のフランジ状に実施された領域の外面にこの出力軸は外歯２１を備えて実施されており、第１出力軸７のフランジ状領域は外歯２１でもってパーキング機構２２Ａの第１パーキング歯車を形成する。
【００２６】
パーキング機構２２Ａが作動もしくは投入されるとパーキングポール２３が第１出力軸７の外歯２１と係合し、こうして第１出力軸７と作用結合された駆動車軸もしくは第１出力軸７と作用結合された車両出力部部分がロックされており、車両は動力伝達装置の力束中断時でも減速歯車装置３の領域で自動的転動に備えて固定されている。というのも車両出力部と第１出力軸７のパーキング機構２２Ａとの間で力束が中断されていないからである。
【００２７】
付加的に第２出力軸８は他の１つの駆動車軸用にフランジ状に実施される接続領域もしくは出力フランジ３１を備えて実施されており、この接続領域は第１出力軸７と同様に外歯２４を備えており、この外歯は他のパーキング機構２２Ｂの一部であり、他のパーキング機構２２Ｂのパーキング歯車となる。
【００２８】
他のパーキング機構２２Ｂが作動すると他のパーキングポール２５が第２出力軸８の外歯２４内に係合する。両方のパーキングポール２３、２５は１つの制御装置２６によって制御される。パーキング機構２２Ａ、２２Ｂの制御は、パーキングポール２３が外歯２１内に係合するかまたは他のパーキングポール２５が第２出力軸８の外歯２４内に係合するかのいずれかとなるように行われる。さらに、出力部の両方の部材、すなわち第１出力軸７と第２出力軸８を同時に相対回転不能に減速歯車装置３のケースまたは他の車両側部材と結合して車両の転動を確実に防止するために、両方のパーキングポール２３、２５がその都度それと対応した外歯２１もしくは２４内に押し込まれるように予定しておくこともできる。
【００２９】
最後に指摘した措置は、パーキング機構２２Ａによってロックされている車両駆動輪が滑り易い地面上にあり、パーキング機構２２Ａ、２２Ｂの投入にもかかわらず車両がスリップする場合に特に有利である。このような状況のとき、パーキング機構２２Ａまたは２２Ｂによってロックされていない他の駆動車軸の駆動輪は自由に回転し、それが滑り難い地面上にあってもこの転動傾向に対抗しない。この減速歯車装置では、車両運転者が既に作動中のパーキング機構２２Ａまたは２２Ｂを補足して他のパーキング機構２２Ｂまたは２２Ａを投入して、望ましくない転動もしくはスリップに備えて車両を固定する可能性がある。
【００３０】
さらに、車軸または他の好適な車両個所に配置されるセンサ装置を介して車両運動を検出することも当然に予定しておくことができ、その際、作動した１つのパーキング機構２２Ａまたは２２Ｂだけでは車両運動が防止されない前記事例において車両を確実にロックできるようにするために、検知された車両運動に依存してパーキング機構２２Ａ、２２Ｂの両方のパーキングポール２３、２５が同時に投入される。
【００３１】
制御装置２６を介しての両方のパーキングポール２３、２５の制御は運動学、油圧装置またはその他の好適な操作機構を介して行うことができる。
【００３２】
本発明に係る減速歯車装置の他の有利な実施形態において、パーキング機構を摩擦結合式配置、例えば多板ブレーキまたは類似物として実施し、車両の出力部が形状結合式にではなく摩擦結合式にロックされるようにすることも当然に予定しておくことができる。
【００３３】
この場合減速歯車装置の出力軸７、８に一体化されたパーキング機構２２Ａ、２２Ｂもしくはそのパーキング歯車は、本発明による減速歯車装置の１構成において、減速歯車装置の歯車装置ケース領域内で第１出力軸および第２出力軸と結合される個別の部材として実施しておくこともできる。
【００３４】
図２は図１に示す多群変速機１を示しており、これが減速歯車装置３およびこれと結合された主変速機２を備えており、図１の多群変速機と図２の多群変速機との間の違いは実質的に第２出力軸８の領域内にある。この理由から、理解し易いように明細書では同一構造、同一機能の部材には同じ符号が付けてある。
【００３５】
図１、図２の図示から明らかとなるように、電動機１０が減速歯車装置３と主変速機２との間の連結領域２７内に配置されており、これにより減速歯車装置３の重心は連結領域２７の方向にずらされている。減速歯車装置３の重心がずれることで、電動機１０もしくはクラッチ４および同期スリーブ１３用サーボモータはごく僅かな振動荷重を受けることになり、そのことから期待どおり電動機１０の寿命が長くなり、しかも電動機１０と主変速機２の歯車装置ケース２８との付加的結合が不要となる。
【００３６】
電動機１０は、主変速機２の減速歯車装置３に向き合う領域からそれが張り出して主変速機のケース２８の外側に位置決めされているように、減速歯車装置３と主変速機２との間の連結領域２７内に配置されている。これにより、主変速機２のケース２８の造形は電動機１０にかかわりなく実施可能であり、多群変速機１の組立が全体として簡素となる。
【００３７】
そうする代りに、好適な固着を介して電動機を動力分割装置のケースまたは主変速機のケースまたは両方に同時に結合することは当然に専門家の裁量に含まれる。付加的に、動力分割装置、主変速機および電動機の間で振動遮断を保証もしくは達成しかつ運転時に構造群の相互衝突を防止するために、電動機と動力分割装置のケースとの間および電動機と主変速機のケースとの間に各１つの緩衝要素を配置しておくことも予定することができる。
【００３８】
第２出力軸８が第１歯車２９もしくは出力歯車を有し、駆動軸６と第２出力軸８とを結ぶチェーン９がこの歯車を介して案内されている。駆動軸６の領域に減速歯車装置３が第２歯車３０を有し、この歯車はクラッチ４を介して相対回転不能に駆動軸６と結合可能であり、またこの歯車を介してやはりチェーン９が案内されている。これは、クラッチ４が閉じると、駆動軸６を介して減速歯車装置３に導入されるトルクがクラッチ４、第２歯車３０、チェーン９、および相対回転不能に第２出力軸８と結合された第１歯車もしくは出力歯車２９を介して第２出力軸８へと案内されることを意味する。
【００３９】
図１に示す実施では第２出力軸８が出力フランジ３１を備えて構成されており、この出力フランジはその外面にパーキング機構２２の外歯２４を備えて実施されており、詳しくは図示しないそれ自体公知の撓み軸が複数のねじ結合によってこの出力フランジに固着可能である。撓み軸は減速歯車装置３を車両駆動軸の１つと結合するのに役立ち、この駆動軸はそれ自体車両の駆動輪と直接結合されている。
【００４０】
撓み軸は２つの等速ジョイントと両方の等速ジョイントの間に配置される１つの管状部材とで構成することができ、等速ジョイントは減速歯車装置３の第２出力軸８の回転軸線と車両駆動輪に結合された駆動軸の回転軸線との間のオフセットを補償するために設けられている。
【００４１】
減速歯車装置３の第２出力軸８と車両駆動軸との間の結合をこのように構成することで、車両走行運転中に第２出力軸８と駆動輪の駆動軸との間に現れる可変オフセットは補償可能である。さらに、撓み軸の利用によって減速歯車装置３から第２出力軸８と作用結合された駆動輪へとトルクの均一な伝達が保証されている。
【００４２】
出力フランジ３１を備えた第２出力軸８の図１に示す構成は実務の方からそれ自体公知の実施であり、車両の第２出力軸８と駆動輪の駆動軸との間のオフセットから生じる曲折角を上限以下に抑えるために、減速歯車装置３と主変速機２との間にきわめて大きな距離が設けられている。この上限はこの場合撓み軸の曲折角の、それ以降では撓み軸を介してのトルク伝達がもはや可能でない値である。
【００４３】
減速歯車装置３と主変速機２との間の距離を連結領域２７内に低減できるようにするために、図２では、撓み軸３２の第２出力軸８に向き合う末端に配置される等速ジョイント３３が第１歯車２９に一体化されている。こうして撓み軸３２の両方の等速ジョイントの両方のヒンジ点の間の距離が拡大され、これにより撓み軸３２の曲折角が減少する。この措置によって、減速歯車装置３もしくはその第２出力軸８と駆動輪の駆動軸との間のオフセットは図１の減速歯車装置３の実施におけるよりも大きくなるが、この措置によってこのオフセットは克服できる。
【００４４】
等速ジョイント３３を減速歯車装置３の第１歯車２９に一体化することによって、減速歯車装置３の図１に示す解決に比べて撓み軸の曲折角を拡大することなく減速歯車装置３と主変速機２との間の距離を連結領域２７で低減する可能性がある。減速歯車装置３と主変速機２との間の距離が減少すると有利なことに動力伝達装置の重心が主変速機２の方向にずれることになり、これにより車両の動力伝達装置の剛性および曲げ固有振動数が全体として高まる。
【００４５】
さらに、等速ジョイント３３を減速歯車装置３の第１歯車２９に一体化すると、多群変速機が一層コンパクトに実施されるとき、減速歯車装置３および撓み軸３２の総重量が減少することになる。これは、撓み軸の等速ジョイント間の大きな距離が減速歯車装置３と主変速機２との間の距離減少に利用されるときにあてはまる。なぜならば、その場合材料利用量が減少しているからである。
【００４６】
図２の撓み軸３２はこの場合中空円筒形部分３４とこの中空円筒形部分３４に比べて小径に実施された円筒形ジャーナル３５とからなり、このジャーナルは領域３６内で等速ジョイント３３の支承軸３７と溶接されている。
【００４７】
支承軸３７はその外面を球形に構成された軸受体３８と相対回転不能に結合されており、この軸受体は軸受胴３９内でやはり自由に傾動可能に配置されている。軸受体３８と軸受胴３９との間には詳しくは図示しないそれ自体公知の相対回転不能な結合が設けられている。この相対回転不能な結合を介して、チェーン９によって伝達されるトルクは第１歯車２９から等速ジョイント３３へと、従って撓み軸３２へと伝達される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】主変速機と本発明による減速歯車装置とからなる多群変速機の第１実施例を示す。
【図２】主変速機と本発明による減速歯車装置とを有する多群変速機の第２実施例を示す。
【符号の説明】
【００４９】
１    多群変速機  ２    主変速機  ３    減速歯車装置、動力分割装置  ４    クラッチ  ５    遊星歯車セット  ６    駆動軸  ７    第１出力軸  ８    第２出力軸  ９    チェーン  １０    電動機  １１    軸  １２    揺動子  １３    同期スリーブ  １４    ボールねじ駆動装置  １５    リングギヤ  １６    キャリヤ  １７    伝達機構  １８  油圧ポンプ  １９    第１ケース軸受  ２０    第２ケース軸受  ２１    第１出力軸の外歯  ２２    パーキング機構  ２３    第１出力軸のパーキングポール  ２４    第２出力軸の外歯  ２５    第２出力軸のパーキングポール  ２６    制御装置  ２７    連結領域  ２８    主変速機のケース  ２９    第１歯車  ３０    第２歯車  ３１    出力フランジ  ３２    撓み軸  ３３    等速ジョイント  ３４    中空円筒形部分  ３５    円筒形ジャーナル  ３６    領域  ３７    支承軸  ３８    軸受体  ３９    軸受胴
【図１】
2005047491.tif 000003
【図２】
2005047491.tif 000004