(57)【要約】本発明は、内ば歯車（２４）と、太陽歯車（５２）と、少なくとも１つの遊星歯車（２０）を支持する遊星歯車キャリヤ（１０）と、を含む遊星歯車式変速機（８）に関する。この遊星歯車式変速機（８）は、シフトスリーブ（６６）付きの切換装置を有し、このシフトスリーブは、ある切換位置において、遊星歯車式変速機（８）を駆動する軸（４４）と遊星歯車式変速機（８）の出力軸（１２）との直結を可能にしている。シフトスリーブが別の切換位置にあるとき、遊星歯車式変速機（８）の駆動軸（４４）と出力軸（１２）との間における回転数変化が可能とされる。遊星歯車（２０）は、遊星歯車キャリヤ（１０）上に、前記ある切換位置から前記各別の切換位置への切換時において遊星歯車（２０）が遊星歯車キャリヤ（１０）上で軸方向に移動できるように、支持されている。
2006527345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内ば歯車（２４）と、太陽歯車（５２）と、少なくとも１つの遊星歯車（２０）を支持する遊星歯車キャリヤ（１０）と、を含む遊星歯車式変速機（８）であって、
シフトスリーブ（６６）付きの切換装置を有し、
前記切換装置は、ある切換位置において、遊星歯車式変速機（８）を駆動する軸（４４）と遊星歯車式変速機（８）の出力軸（１２）との直結を可能にし、別の切換位置において、遊星歯車式変速機（８）の駆動軸（４４）と出力軸（１２）との間における回転数変化を可能にし、
遊星歯車（２０）は、遊星歯車キャリヤ（１０）上に、前記ある切換位置から前記各別の切換位置への切換時に遊星歯車（２０）が遊星歯車キャリヤ（１０）上で軸方向に移動できる、というように支持されている
ことを特徴とする遊星歯車式変速機（８）。
【請求項２】
遊星歯車（２０）は、内ば歯車（２４）および太陽歯車（５２）に対して相対的に軸方向に固定されており、これによって、遊星歯車（２０）の軸方向移動が、内ば歯車（２４）および太陽歯車（５２）の同時の軸方向移動を可能にしている
ことを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車式変速機（８）。
【請求項３】
シフトスリーブ（６６）は、太陽歯車（５２）を軸方向に移動させるため、従って、遊星歯車（２０）を遊星歯車キャリヤ（１０）上で軸方向に移動させるため、に適用される
ことを特徴とする請求項１または２に記載の遊星歯車式変速機（８）。
【請求項４】
遊星歯車（２０）の前記ある切換位置から前記各別の切換位置への移動時に、遊星歯車（２０）は、当該遊星歯車（２０）を移動させるシフトスリーブ（６６）よりも短い移動行程をたどる
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の遊星歯車式変速機（８）。
【請求項５】
太陽歯車（５２）は、シフトスリーブ（６６）と協働する押しピン（４８）を含んでいる
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の遊星歯車式変速機（８）。
【請求項６】
シフトスリーブ（６６）および太陽歯車は、一体に形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の遊星歯車式変速機（８）。
【請求項７】
内ば歯車（２４）も太陽歯車（５２）も、遊星歯車（２０）に接する押圧櫛歯（５６、５８、６０、６２）を有している
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の遊星歯車式変速機（８）。
【請求項８】
切換装置は、前記の両切換位置の間に位置する中立位置を有し、この中立位置において、遊星歯車式変速機（８）の出力軸（１２）は駆動されない
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の遊星歯車式変速機（８）。
【請求項９】
遊星歯車（２０）は、遊星歯車キャリヤ（１０）上に、ころ軸受（２２）で支持されている
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の遊星歯車式変速機（８）。
【請求項１０】
ころ軸受（２２）は、多列軸受を含んでいる
ことを特徴とする請求項９に記載の遊星歯車式変速機（８）。
【請求項１１】
太陽歯車（５２）および遊星歯車式変速機（８）の駆動軸（４４）は、相対的に互いに支持されている
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の遊星歯車式変速機（８）。
【請求項１２】
主軸（４４）の端部における軸受は、割り形（スリット付き）ジャーナル（４５）を含んでいる
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の遊星歯車式変速機（８）。
【請求項１３】
遊星歯車式変速機（８）は、トルクを伝達する動力伝達系において主変速機（６）に後置接続された車両変速機のレンジ歯車装置であり、主変速機（６）の出力軸（４４）が遊星歯車式変速機（８）の駆動軸を形成している
ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の遊星歯車式変速機（８）。
【請求項１４】
主変速機（６）が２本の副軸（４０）とそれらの両副軸（４０）間に浮遊支持された主軸（４４）とを有し、当該主変速機（６）の出力軸としての主軸（４４）が遊星歯車式変速機（８）の駆動軸を形成し、その先端部（４５）が遊星歯車式変速機（８）の太陽歯車（５２）内に支持されている
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の遊星歯車式変速機（８）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲の請求項１の上位概念部分に従う遊星歯車式変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の速度段を有する産業車両用変速機は、しばしば、主変速機の速度段に後置接続されたレンジ歯車装置（レンジチェンジギア）を有している。主変速機の全速度段がレンジ歯車装置の各速度段と共に利用され、レンジ歯車装置の少なくとも１つの速度段において主変速機の速度段の伝達比が低減ないし増大されることによって、主変速機の総伝達比がレンジ歯車装置によって増大される。
【０００３】
自動車におけるレンジ歯車装置は、例えば独国特許出願公開第４１２１７０９号明細書から知られている。主変速機に後置接続されたそのような遊星歯車式変速機によって、自動車を、主変速機の速度段の枠内でそれぞれ２つの異なった速度範囲で運転することが可能である。レンジ歯車装置の低速変換された第１切換段において、遊星歯車式変速機の内ば歯車は、切換クラッチを介して変速機ケースに連結され、これによって、レンジ歯車装置の出力軸は、主変速機の出力軸より低速に回転する。第２切換段においては、主変速機の出力軸とレンジ歯車装置の出力軸との直結運転が行われる。その場合、切換クラッチによって、主変速機の出力軸とレンジ歯車装置の出力軸とが直結される。そのような切換装置は、製造に非常にコストがかかる。
【０００４】
独国特許出願公開第１９８５１８９５号明細書には、遊星歯車式変速機として形成された異なったレンジ歯車装置が記載されている。その遊星歯車式変速機の内ば歯車は、変速機ケースに対して固く（回転しないように）結合されている。その遊星歯車式変速機の太陽歯車は、主変速機の出力軸に対して同軸に、主変速機の出力軸に対して自由に回転可能に配置されている。主変速機の出力軸とレンジ歯車装置の出力軸との間における減速比を形成するために、太陽歯車は主変速機の出力軸に対して固く（回転しないように）結合され得る。このような遊星歯車式変速機もコストがかかり、個々の部品の支持に問題が生ずる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、遊星歯車式変速機を改善すること、および、その部品支持を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、特許請求の範囲の請求項１の特徴部分を有する遊星歯車式変速機によって解決される。本発明の種々の実施態様が、従属請求項の対象となっている。
【０００７】
内ば歯車と、太陽歯車と、少なくとも１つの遊星歯車を支持する遊星歯車キャリヤと、を含む遊星歯車式変速機は、シフトスリーブ付きの切換装置を有し、この切換装置は、ある切換位置において、遊星歯車式変速機を駆動する軸と遊星歯車式変速機の出力軸との直結を可能にしている。その切換装置は、他の切換位置において、遊星歯車式変速機の駆動軸と出力軸との間における回転数変化を可能にしている。遊星歯車は、遊星歯車キャリヤ上に、前記ある切換位置から前記各別の切換位置への切換時において遊星歯車が遊星歯車キャリヤ上で軸方向に移動できるように、支持されている。そのような遊星歯車式変速機の場合、通常、３個あるいは５個の遊星歯車が円周上に分布配置されている。
【０００８】
好適には、遊星歯車は、内ば歯車および太陽歯車に対して相対的に軸方向に固定され、これによって、遊星歯車の軸方向移動が、内ば歯車および太陽歯車の同時の軸方向移動を可能にしている。
【０００９】
特に有利な実施態様において、遊星歯車は、遊星歯車の前記ある切換位置から前記各別の切換位置への移動時に、遊星歯車を移動させるシフトスリーブよりも短い移動行程をたどる。
【００１０】
有利な実施態様において、シフトスリーブは、太陽歯車を軸方向に移動させるため、および従って、遊星歯車を遊星歯車キャリヤ上で軸方向に移動させるため、に適用される。
【００１１】
本発明のある実施態様において、太陽歯車は、シフトスリーブと協働する押しピンを含み、他のある実施態様において、シフトスリーブおよび太陽歯車が一体に形成されている。
【００１２】
好適には、内ば歯車も太陽歯車も、遊星歯車に接する押圧櫛歯を有している。
【００１３】
本発明のある実施態様において、切換装置は、前記の両切換位置の間に位置する中立位置を有し、この中立位置において、遊星歯車式変速機の出力軸は駆動されない。
【００１４】
他の有利な実施態様において、遊星歯車は、遊星歯車キャリヤ上にころ軸受で支持されている。好適には、そのころ軸受は多列軸受を含んでいる。他の実施態様において、太陽歯車および遊星歯車式変速機の駆動軸は相対的に互いに支持されている。
【００１５】
遊星歯車式変速機は、トルクを伝達する動力伝達系において主変速機に後置接続された車両変速機のレンジ歯車装置であり、主変速機の出力軸が遊星歯車式変速機の駆動軸を形成している、ということが特に有利である。
【００１６】
また、特に有利な実施態様においては、主変速機が２本の副軸とそれらの両副軸間に浮遊支持された主軸とを有し、当該主変速機の出力軸としての主軸が遊星歯車式変速機の駆動軸を形成し、その先端部が遊星歯車式変速機の太陽歯車内に支持されている。
【００１７】
好適には、主軸の端部における軸受が、割り形（スリット付き）ジャーナルを含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、添付図面に基づいて詳細に説明される。
図１は、第１切換装置を備えた遊星歯車式変速機の中立位置における断面図である。
図２は、図１における切換装置の第１切換位置における断面図である。
図３は、図１における切換装置の第２切換位置における断面図である。
図４は、第２切換装置を備えた遊星歯車式変速機の中立位置における断面図である。
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１９】
車両用の切換変速機２は、変速機ケース４内に、主変速機６と、この主変速機６に後置接続された遊星歯車式変速機８の形態のレンジ歯車装置と、を有している。遊星歯車式変速機８は、遊星歯車キャリヤ１０を有し、遊星歯車キャリヤ１０は、切換変速機２の出力軸１２と共通の部品として形成されている。出力軸１２には出力フランジ１４が固定され、出力軸１２は変速機ケース４に軸受１６で支持されている。遊星歯車キャリヤ１０は、円周上に分布された複数の遊星歯車軸棒１８を有するが、ここではそのうちの１本の遊星歯車軸棒１８しか示されていない。遊星歯車軸棒１８上には、遊星歯車２０がころ軸受２２で支持されている。通常、３個あるいは５個の遊星歯車２０が遊星歯車キャリヤ１０の円周上に分布されて配置されている。ころ軸受２２は、複列円筒ころ軸受あるいはニードル軸受で形成されている。遊星歯車２０は、外側を内ば歯車２４で取り囲まれている。内ば歯車２４は、切換歯２６を有し、この切換歯２６は、支持プレート３０に存在する切換歯２８にかみ合うことができる。支持プレート３０は、変速機ケース４に固定保持されている。支持プレート３０は、変速機ケース４に一体鋳造され得るか、別個のプレートとして変速機ケース４の個々の部品間に挟み込まれ得る。軸３２は、補助出力装置の潜在的駆動に使われ、変速機ケース４に軸受３４で支持されている。
【００２０】
遊星歯車キャリヤ１０は、遊星歯車式変速機８の出力軸１２とは反対側に延長部（突起部）３６を有している。遊星歯車キャリヤ１０は、その延長部３６において、ころ軸受３８で変速機ケース４に支持されている。主変速機６の副軸４０は、軸受４２で変速機ケース４に支持されている。主変速機６の主軸４４は、その先端に後進伝達比の歯車４６を有している。その歯車４６は、主軸４４上に僅かな半径方向隙間を空けて配置されている。これは、２本の副軸に動力を分割する切換変速機において典型的である。主軸４４の先端に、割り形（スリット付き）ジャーナル４５が設けられている。そのジャーナル４５は押しピン４８を含み、この押しピン４８はばね５０によって半径方向外側に押されている。その押しピン４８は、主軸４４のジャーナル４５上に配置された遊星歯車式変速機８の太陽歯車５２を貫通して突出し、その主軸４４は太陽歯車５２に支持されている。太陽歯車５２と出力軸１２ないし遊星歯車キャリヤ１０との間に、鍔付きスリーブ（Huelse）５４が配置されている。このスリーブ５４は、太陽歯車５２と出力軸１２との当接および相対滑りを可能にし、これにより、太陽歯車５２および出力軸１２の回転数を異ならせることができる。
【００２１】
太陽歯車５２には、２つの押圧櫛歯５６、５８が配置されている。これらの押圧櫛歯５６、５８は、遊星歯車２０と太陽歯車５２との相対的な軸移動を阻止するが、遊星歯車式変速機８のはす歯に起因する軸方向力を受けるために、遊星歯車２０の押圧櫛歯への当接を許している。内ば歯車２４の半径方向内側にも２つの押圧櫛歯６０、６２が配置され、同様に遊星歯車２０の当接を許している。その両押圧櫛歯６０、６２は、遊星歯車２０と内ば歯車２４との相対的な軸方向運動を阻止する。押圧櫛歯５６、５８、６０、６２の配置によって、太陽歯車５２と遊星歯車２０と内ば歯車２４とは１つのセットとして軸方向に移動し、その場合、太陽歯車５２を介して導入された軸方向運動は、遊星歯車２０を介しての伝達によって、内ば歯車２４の同方向の軸方向運動を生じさせる。
【００２２】
図１において、押しピン４８はシフトスリーブ６６におけるノッチ６４と協働し、そのノッチ６４に係合する。これによって、シフトスリーブ６６は中立位置に保持される。シフトスリーブ６６は、第１内側歯６８を有し、この第１内側歯６８は、太陽歯車５２における外側歯７０にかみ合い、シフトスリーブ６６と太陽歯車５２とを固く結合する（図２）。シフトスリーブ６６と主軸４４とを固く結合するために、シフトスリーブ６６は第２内側歯７２を有し、この第２内側歯７２は、主軸４４における外側歯７４にかみ合う。
【００２３】
主変速機６を出力軸１２に等速状態で直結するために選択的に主軸４４と遊星歯車キャリヤ１０との固い結合を形成するために、シフトスリーブ６６は切換歯７６を有し、この切換歯７６は、遊星歯車キャリヤ１０の延長部３６における切換歯７８にかみ合うことができる。
【００２４】
図１には、遊星歯車式変速機８が中立状態において示されている。切換歯２６、２８も切換歯７６、７８も、かみ合っていない。押しピン４８が、シフトスリーブ６６における止めノッチ６４に係合している。太陽歯車５２は、図面における右側位置にある。遊星歯車２０は、遊星歯車軸棒１８上に、ころ軸受２２の１つの円筒ころ軸受だけで支持されている。遊星歯車式変速機８は無負荷であり、従って、僅かな損失しか生じない単一軸受で足りる。
【００２５】
いま、シフトスリーブ６６がここでは図示されていないアクチュエータによって左に移動されるとき、シフトスリーブ６６は、リング８０を介して、太陽歯車５２を図面において同様に左に移動させる。これが、図２に示されている。遊星歯車２０は、太陽歯車５２における押圧櫛歯５６、５８を介して一緒に移動され、また、遊星歯車２０で、押圧櫛歯６０、６２を介して内ば歯車２４を左に移動させる。これによって、両切換歯２６、２８がかみ合い、内ば歯車２４が固定保持される。従って公知のように、遊星歯車キャリヤ１０は主軸４４に対して低速伝達比で回転する。いまや、全トルクが遊星歯車２０を介して伝達されるので、遊星歯車式変速機８は負荷状態で回転する。そのために、遊星歯車２０の軸受は遊星歯車軸棒１８上で支持されねばならない。太陽歯車５２による遊星歯車２０の左への移動時に、遊星歯車２０はころ軸受２２の第２円筒ころ軸受上にも移動され、これによって、いまや、ころ軸受２２のかなり増大された負荷容量が用立てられる。複数の円筒ころ軸受の代わりに、多列軸受、例えば複列ニードル軸受、も考えられる。
【００２６】
いま、シフトスリーブ６６が図２に示された切換位置からアクチュエータによって右に移動されるとき、シフトスリーブ６６は、ノッチ６４および押しピン４８を介して、太陽歯車５２を同様に図面において右に移動させる。遊星歯車２０は、太陽歯車５２における押圧櫛歯５６、５８を介して共に移動され、遊星歯車２０で、押圧櫛歯６０、６２を介して内ば歯車２４を右に、図１における中立位置が達成されるまで移動させる。太陽歯車５２は、スリーブ５４で遊星歯車キャリヤ１０に接する。
【００２７】
シフトスリーブ６６が図１における中立位置から右に移動されるとき、ノッチ６４によって押しピン４８におけるばね５０が圧縮され、シフトスリーブ６６がもっと右に移動する。その際、太陽歯車５２が軸方向に移動されることはない。これによって、太陽歯車５２および従って遊星歯車２０は、太陽歯車５２および従って遊星歯車２０を移動させるシフトスリーブ６６より短い移動行程をたどる。シフトスリーブ６６における切換歯７８は、遊星歯車キャリヤ１０の延長部３６における切換歯７８にかみ合い、これによって、主軸４４と出力軸１２との固定結合が達成される。これは、図３に示されている。これによって、公知のように、遊星歯車キャリヤ１０が主軸４４と等速回転する。いまや、全トルクが遊星歯車キャリヤ１０を介して伝達されるので、遊星歯車式変速機８は無負荷回転する。遊星歯車軸棒１８上における遊星歯車２０の軸受は支持される必要がなく、従って、遊星歯車２０は、中立位置の場合のように、ころ軸受２２の１つの円筒ころ軸受だけで支持される。
【００２８】
図４には、シフトスリーブ６６の変形例が示されている。ここでは、シフトスリーブ６６は太陽歯車と一体に形成されている。この構造の場合、シフトスリーブ６６の実現可能な３つの切換位置への軸方向移動時に、常に、太陽歯車および従って遊星歯車２０と内ば歯車２４とが一緒に移動される。そのため、遊星歯車式変速機８に、それに応じた構造空間が用立てられねばならない。
【００２９】
低速伝達比の達成は、図２に記載されたようにして行われる。シフトスリーブ６６と太陽歯車との一体形成によって、押しピンおよびノッチは不要となる。いま、シフトスリーブ６６がアクチュエータによって低速伝達比の切換位置から右に移動されるとき、シフトスリーブ６６はそれと一体の太陽歯車を同様に図面において右に移動させる。遊星歯車２０は、太陽歯車における押圧櫛歯５６、５８を介して一緒に移動され、遊星歯車２０で、押圧櫛歯６０、６２を介して内ば歯車２４を、図４における中立位置が得られるまで、右に移動させる。太陽歯車は、このとき、遊星歯車キャリヤ１０に接していない。
【００３０】
シフトスリーブ６６が図４における中立位置からもっと右に移動されるとき、シフトスリーブ６６は太陽歯車も軸方向にもっと右に移動させる。シフトスリーブ６６における切換歯７６は、遊星歯車キャリヤ１０の延長部３６における切換歯７８にかみ合い、これによって、主軸４４と出力軸１２との固定結合が達成される。いまや、全トルクが遊星歯車キャリヤ１０を介して伝達されるので、遊星歯車式変速機８は再び無負荷回転する。遊星歯車軸棒１８上における遊星歯車２０の軸受は支持される必要がなく、従って、遊星歯車２０は、中立位置の場合のように、ころ軸受２２の１つの円筒ころ軸受だけで支持される。
【００３１】
安定した最終位置を形成するため、および、意図しない滑り抜けを防止するため、ギヤ歯２６、２８、６８〜７８には、後部ロール成形部（Hinterrollung）が設けられ得る。
【００３２】
本発明に基づく配置構造によって、遊星歯車式変速機に対するかみ合い接続式切換装置が形成され、この切換装置は変速機の主軸上に配置されている。直結時におけるレンジ歯車装置の高速伝達比の切換は無負荷で行われる。レンジ歯車装置におけるギヤ歯の短い切換行程は、遊星歯車軸棒における短い曲げてこ長（Biegehebel）を可能にする。ころ軸受は遊星歯車を遊星歯車軸棒上に確実に支持する。
【００３３】
基本的には、本発明に基づく切換装置は、１本の副軸を備えた切換変速機並びに複数の副軸に動力を分割する切換変速機に対して適用される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１切換装置を備えた遊星歯車式変速機の中立位置における断面図。
【図２】図１における切換装置の第１切換位置における断面図。
【図３】図１における切換装置の第２切換位置における断面図。
【図４】第２切換装置を備えた遊星歯車式変速機の中立位置における断面図。
【図１】
2006527345.tif 000003
【図２】
2006527345.tif 000004
【図３】
2006527345.tif 000005
【図４】
2006527345.tif 000006
【国際調査報告】
2006527345.tif 000007
2006527345.tif 000008
2006527345.tif 000009
2006527345.tif 000010
2006527345.tif 000011
2006527345.tif 000012