(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動エンジンで駆動される太陽歯車（４）と、ハウジング（８、１０）内に配置された内ば歯車（１２）と、第１遊星歯車（１６）の群と、第２遊星歯車（１８）の群とを備え、
それらすべての遊星歯車が共通の遊星歯車キャリヤ（１４）に支持され、第２遊星歯車（１８）の数が第１遊星歯車（１６）の数の半分に相当し、各第２遊星歯車（１８）が小歯車（２２）と大歯車（２０）とを有する段付き遊星歯車として形成され、この段付き遊星歯車の大歯車（２０）が太陽歯車（４）に噛み合い、同時に、段付き遊星歯車の小歯車（２２）が隣り合う一対の第１遊星歯車（１６）に噛み合い、第１遊星歯車（１６）が内ば歯車（１２）に噛み合っている構成の遊星歯車式変速機において、
遊星歯車キャリヤ（１４）が駆動エンジン側に回転リング（２４）を備え、この回転リング（２４）は、組み立ての際に段付き遊星歯車の大歯車（２０）が軸方向に挿入される中央孔を有し、この中央孔の直径が段付き遊星歯車（１８）の大歯車（２０）の歯先円直径より大きく、
遊星歯車キャリヤ（１４）が、中央孔に向いて開いた、段付き遊星歯車の大歯車（２０）のための受入れ部を更に備える、ことを特徴とする遊星歯車式変速機。
【請求項２】
段付き遊星歯車（１８）の小歯車（２２）が、第１遊星歯車（１６）との噛み合い部において浮遊支持されている、ことを特徴とする請求項１記載の遊星歯車式変速機。
【請求項３】
各段付き遊星歯車が、大歯車（２０）の範囲に配置された軸受（３６）によって、遊星歯車支持ボルト（３８）を介して、遊星歯車キャリヤ（１４）に支持されている、ことを特徴とする請求項１又は２記載の遊星歯車式変速機。
【請求項４】
各段付き遊星歯車（１８）の大歯車（２０）が軸受（３６）を収容するための孔を有し、軸受（３６）が遊星歯車支持ボルト（３８）上に置かれ、遊星歯車支持ボルト（３８）が遊星歯車キャリヤ（１４）の端面側における通し孔（４０）を通じて入れられる、ことを特徴とする請求項３記載の遊星歯車式変速機。
【請求項５】
駆動系において太陽歯車（４）と駆動エンジンとの間に前変速段が設けられ、この前変速段が少なくとも部分的に、遊星歯車キャリヤ（１４）によって閉じられ片側が開いた中空室（４４）の内部に配置されている、ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の遊星歯車式変速機。
【請求項６】
太陽歯車（４）が前変速段の遊星歯車キャリヤ（４６）に固く結合され、この遊星歯車キャリヤ（４６）に前変速段の遊星歯車（４７）が配置され、これらの遊星歯車（４７）が、主変速段の遊星歯車キャリヤ（１４）に付設された内ば歯車（４８）と、駆動エンジンで駆動される中央駆動歯車（５０）とに常時噛み合っている、ことを特徴とする請求項５記載の遊星歯車式変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動エンジンで駆動される太陽歯車と、ハウジング内に配置された内ば歯車と、遊星歯車キャリヤに支持された遊星歯車の群とを備えた遊星歯車式変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の変速機は独国特許出願公開第１９７２０２５５号明細書に開示されている。その変速機は、高い効率、小さな回転遊び、大きな伝達忠実度および小さな騒音発生によって特色づけられる。大きな出力密度および非常に短い軸方向構造長さにおいて、大きな伝達比を得ることができる。
【０００３】
【特許文献１】
独国特許出願公開第１９７２０２５５号明細書
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上述の独国特許出願公開第１９７２０２５５号明細書に示されている変速機は、特に遊星歯車キャリヤおよびハウジングが高価に形成され、組立の際に多くの部品をその遊びについて調整しなければならないので、その製造および組立に、非常に高い経費がかかる。
【０００５】
そこで本発明の課題は、大きな伝達比、短い軸方向構造長さおよび小さな回転遊びをした安価に製造できる変速機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は、駆動エンジンで駆動される太陽歯車と、ハウジング内に配置された内ば歯車と、第１遊星歯車の群と、第２遊星歯車の群とを備え、それらすべての遊星歯車が共通の遊星歯車キャリヤに支持され、第２遊星歯車の数が第１遊星歯車の数の半分に相当し、各第２遊星歯車が小歯車と大歯車とを有する段付き遊星歯車として形成され、この段付き遊星歯車の大歯車が太陽歯車に噛み合い、同時に、段付き遊星歯車の小歯車が隣り合う一対の第１遊星歯車に噛み合い、第１遊星歯車が内ば歯車に噛み合っている構成の遊星歯車式変速機において、遊星歯車キャリヤ駆動エンジン側に開口を有し、組み立ての際にその開口を通して段付き遊星歯車の大歯車が軸方向に挿入される、ことを特徴とする遊星歯車式変速機、によって解決される。
【０００７】
この解決手段においては、遊星歯車キャリヤが駆動エンジン側に開口を有し、組み立てる際にその開口を通して段付き遊星歯車の大歯車が軸方向に挿入される。これにより、遊星歯車キャリヤを安価に形成することができる。遊星歯車キャリヤは片側からしか装備されず、従って、反対側に閉鎖端面を有している。
【０００８】
遊星歯車キャリヤにおける開口は、好適には、段付き遊星歯車の大歯車の歯先円直径より大きい直径をした中央孔として形成されている。好適には、段付き遊星歯車の大歯車のための受入れ部が遊星歯車キャリヤに設けられ、この受入れ部は開口ないし中央孔に向いて開いている。即ち、個々の段付き遊星歯車は、それらが順々に中央孔を通して挿入された後、半径方向外側に受入れ部へ移動され、その運転位置に置かれる。開口の周りに無端リングが存在し、この無端リングが遊星歯車キャリヤの強度を非常に高めている。
【０００９】
本発明に関連して、駆動エンジンで駆動される太陽歯車と、ハウジング内に配置された内ば歯車と、第１遊星歯車の群と、第２遊星歯車の群とを備え、それらすべての遊星歯車が共通の遊星歯車キャリヤに支持され、第２遊星歯車の数が第１遊星歯車の数の半分に相当し、各第２遊星歯車が小歯車と大歯車とを有する段付き遊星歯車として形成され、この段付き遊星歯車の大歯車が太陽歯車に噛み合い、同時に、段付き遊星歯車の小歯車が隣り合う一対の第１遊星歯車に噛み合い、第１遊星歯車が内ば歯車に噛み合っている構成の遊星歯車式変速機において、第１遊星歯車および段付き遊星歯車が、半径方向において完全に内ば歯車の歯元円の内側に配置されている、ことを特徴とする遊星歯車式変速機も提供され得る。
【００１０】
この変速機においては、第１遊星歯車および第２遊星歯車が、半径方向において完全に内ば歯車の歯元円（歯底円）の内側に配置されていることによって、極めて単純な組立順序にすることができる。この組立順序においてまず、遊星歯車キャリヤに段付き遊星歯車および遊星歯車が完全に装備され、これらが予め組み立てられた集合体として、ハウジングの中に挿入される。そのためにハウジングは、好適には、駆動エンジンとは反対側の端面に開口を有し、この開口を通して、遊星歯車を予め据え付けた遊星歯車キャリヤが挿入される。これによって、ハウジングの変速機が挿入される側において、遊星歯車キャリヤが変速機を外部に対して閉鎖する。
【００１１】
この変速機の有利な態様において、ハウジングが円筒状外被部分を有し、この円筒状外被部分に内ば歯車が付設されているか、これに内ば歯車が加工されている。この円筒状外被部分は、駆動エンジン側がハウジングカバーによって閉じられている。即ち、ハウジングは、片側が遊星歯車キャリヤの端面によって、反対側がハウジングカバーによって閉じられている。これによって、ハウジングは軸受設置に対して両側からアプローチ可能である。従って、遊星歯車キャリヤは２つの軸受によって円筒状外被部分内に支持できる。その場合、第１遊星歯車および第２遊星歯車の噛み合い面は、軸方向において両軸受間に配置される。即ち、幅広い軸受ベースが形成されるので、従動部を形成する遊星歯車キャリヤにおいて、大きな横荷重および傾き荷重が受けられる。
【００１２】
この変速機の他の有利な態様において、ハウジングカバーが内側に向いた中央突出部を有し、この中央突出部が少なくとも部分的に遊星歯車と同じ軸方向構造空間を占め、その中央突出部の中に太陽歯車軸受および／又は軸封パッキンリングが配置されている。これによって、遊星歯車キャリヤの中央開口の範囲における自由構造空間が最良に利用される。この個所に設けられた太陽歯車軸受ないし軸封パッキンリングは小さな直径を有するので、大きな太陽歯車回転数にもかかわらず、非常に小さな滑り速度ないし転がり速度しか生ぜず、僅かな摩擦損失しか生じない。
【００１３】
大きな伝達比が必要とされる場合、遊星歯車キャリヤで包囲され片側が開いた中空室内部の範囲における構造空間は、駆動系において太陽歯車と駆動エンジンとの間に設けられている前変速段に対して適用される。非常に大きな伝達比とコンパクトな構造をした変速機は、太陽歯車が前変速段の遊星歯車キャリヤに固く結合され、この遊星歯車キャリヤに前変速段の遊星歯車が配置され、これらの遊星歯車が、主変速段の遊星歯車キャリヤに付設された内ば歯車と、駆動エンジンで駆動される中央駆動歯車とに常時噛み合っている、ことによって得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下図を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１において２は駆動軸であり、この駆動軸２は駆動エンジン（図示せず）の出力軸の受入れ部を有している。太陽歯車４が噛み合い歯６によって駆動軸２に固く結合されている。変速機のハウジングは円筒状外被部分８とエンジン側ハウジングカバー１０とから成っている。円筒状外被部分８に内ば歯車１２が加工されている。遊星歯車キャリヤ１４は従動部を形成している。この遊星歯車キャリヤ１４に、第１遊星歯車１６の群と、第２遊星歯車１８の群とが支持されている。第２遊星歯車１８の遊星歯車は段付き遊星歯車として形成されている。
【００１６】
図１における断面図は図３におけるＩ−Ｉ線に沿っている。両側に位置する段付き遊星歯車１８は、それぞれ大歯車２０で太陽歯車４に噛み合っている（図２参照）。段付き遊星歯車１８の小歯車２２は、それぞれ隣り合う一対の第１遊星歯車１６（図１において１つしか示されていない）に噛み合っている。段付き遊星歯車１８は大歯車２０が駆動エンジンと反対側に配置されている。太陽歯車４と大歯車２０との噛み合い面は、内ば歯車１２の噛み合い面に対して駆動エンジンと反対の側に位置している。ラジアル軸封パッキンリング４２が変速機ハウジングを外部に対して密封している。更に、第１遊星歯車１６は内ば歯車１２に噛み合っている（図３参照）。
【００１７】
この変速機において、入力動力は太陽歯車４並びに段付き遊星歯車１８の各小歯車２２においてそれぞれ２つの噛み合い部に分配される。これによって、変速比に応じた被伝達トルクの増大につれて、ますます多くの噛み合い歯がトルク伝達に関与される。太陽歯車４並びに段付き遊星歯車１８の小歯車２２が半径方向に僅かに移動可能に支持されている。これによって、太陽歯車４並びに小歯車２２は、大歯車２０ないし第１遊星歯車１６との噛み合い部においてそれぞれ半径方向位置を自ずと見いだす。即ち、段付き遊星歯車の小歯車は、実際に第１遊星歯車群との噛み合い部において浮遊支持されている。これによって、個々の噛み合い歯への極めて均一な荷重分布が保障される。
【００１８】
本発明に基づいて遊星歯車キャリヤ１４は、駆動エンジン側の回転リング２４の内側に、大歯車２０の直径とぴったり合った直径の中央孔として形成された開口を有している。従って、段付き遊星歯車１８は組立の際に、遊星歯車キャリヤのこの側から当該開口を通して挿入される。これによって、遊星歯車キャリヤ１４の従動側を、変速機を外部に向けて閉鎖する密閉側面とすることができる。
【００１９】
更に、通し歯（durchgehende Verzahung）を有する第１遊星歯車１６および段付き遊星歯車１８が、半径方向において完全に内ば歯車１２の歯元円の内側に配置されている。これによって、単純な組立経過が保障される。まず第１に、遊星歯車キャリヤ１４に段付き遊星歯車１８および遊星歯車１６が装備され、そして予め組み立てられたユニットとして、ハウジング８、１０の中に挿入される。そのために、ハウジングは駆動エンジンとは反対側の端面に開口を有している。
【００２０】
変速機は片側が遊星歯車キャリヤ１４によって、駆動エンジン側がハウジングカバー１０によって閉じられる。この構造によって、第１遊星歯車１６および第２遊星歯車１８の噛み合い面の両側において、遊星歯車キャリヤ１４と円筒状外被部分８との間に、それぞれ遊星歯車キャリヤ軸受２６、２８を設けることができる。それらの軸受２６、２８は円錐ころ軸受（ないしアンギュラ軸受）として形成され、Ｏ形軸受構造で配置されている。これによって、大きな軸受ベースが生じ、従動部を形成する遊星歯車キャリヤ１４において、大きな横荷重および傾け荷重が受けられる。
【００２１】
ハウジングカバー１０は内側に向いた中央突出部３０を有し、この中央突出部３０は多段に段階づけらている。中央突出部３０は、遊星歯車で占められた軸方向空間の中まで延びて、太陽歯車軸受３２と軸封パッキンリング３４を支持している。
【００２２】
段付き遊星歯車１８は片側が遊星歯車軸受３６で支持され、この軸受３６は遊星歯車支持ボルト３８上に置かれている。遊星歯車軸受３６はニードル軸受として形成され、軸方向において大歯車２０の噛み合い範囲に配置されている。この片持ち支持は段付き遊星歯車の一定の傾動性を生じさせるので、小歯車２２は僅かに半径方向に移動でき、各対の遊星歯車１６との噛み合いにおいて半径方向に変位できる。組立の際にまず、段付き遊星歯車１８が遊星歯車キャリヤにある駆動エンジン側の中央孔を通して、その運転位置に置かれる。次の工程において、遊星歯車キャリヤ１４にある通し孔４０を通して、外側から遊星歯車支持ボルト３８が入れられる。遊星歯車支持ボルト３８は遊星歯車キャリヤ１４に圧入され、これによって、遊星歯車支持ボルト３８は遊星歯車キャリヤ１４を外部に対して気密に閉じる。
【００２３】
図４には、遊星歯車キャリヤ１４への段付き遊星歯車１８の４つの連続する組立工程が示されている。まず第１の段付き遊星歯車が遊星歯車キャリヤにある開口を通して挿入され、それから半径方向外側に移動された後（図４（ａ）の下部参照）、第２の段付き遊星歯車が開口を通して遊星歯車キャリヤ１４に入れられる。図４（ｂ）に示されるように、最初に入れられた第１の段付き遊星歯車が外側に傾けられるので、図４（ｃ）および図４（ｄ）に示されるように、第２の段付き遊星歯車も同様にして、その運転位置に置かれる。段付き遊星歯車がその運転位置に置かれたときにはじめて、遊星歯車支持ボルト３８が遊星歯車キャリヤ１４の端面を通して圧入される（図１参照）。この組立順序によって、構造空間を極めて良好に利用することができる。
【００２４】
図５に示されている実施例において、相応した位置に、図１と同一符号が付されている。遊星歯車キャリヤで閉じられ片側が開いた中空室４４の中に、駆動系における太陽歯車４と駆動エンジン（図示せず）側の入力軸２との間に、前変速段が設けられている。この前変速段は遊星歯車キャリヤ４６を有している。この遊星歯車キャリヤ４６は、太陽歯車４に固く連結され、その上に、前変速段の複数の遊星歯車４７が配置されている。これらの遊星歯車４７は、主変速段の遊星歯車キャリヤ１４に固く結合された内ば歯車４８と、駆動軸２に結合された中央駆動歯車５０とに常時噛み合っている。複合化された前変速段４６、４７、５０は、コンパクトな構造において非常に大きな総変速比を可能にしている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく変速機の実施形態の縦断面図。
【図２】図１に示す段付き遊星歯車の大歯車の噛み合い面を通る断面図。
【図３】図１に示す段付き遊星歯車の小歯車の噛み合い面を通る断面図。
【図４】遊星歯車キャリヤへの段付き遊星歯車の組立工程を（ａ）〜（ｄ）の順に示す説明図。
【図５】本発明に基づく遊星歯車式変速機の前変速段を備える実施形態の縦断面図。
【符号の説明】
２  駆動軸
４  太陽歯車
６  噛み合い歯
８  ハウジング部分
１０  ハウジングハウジングカバー
１２  内ば歯車
１４  遊星歯車キャリヤ
１６  遊星歯車
１８  段付き遊星歯車
２０  大歯車
２２  小歯車
２４  リング
２６  軸受
２８  軸受
３０  突出部
３２  太陽歯車軸受
３４  軸封パッキンリング
３６  軸受
３８  遊星歯車支持ボルト
４０  通し孔
４２  軸封パッキンリング
４４  中空室
４６  遊星歯車キャリヤ
４７  遊星歯車
４８  内ば歯車
５０  歯車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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