JP2002509501A - 自動変速機の前車軸出力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 密封ハウジング（１５）内に配置された前車軸出力平歯車装置を備えた自動変速機の前車軸出力装置は、中間歯車（４）を介して駆動歯車に連動接続された出力平歯車（１）を有している。更にこの出力平歯車（１）は、デフ（５）にトルクを伝達するために、同軸的に配置されデフ（５）にかみ合っているピニオン（３）を有するピニオン軸（３Ａ）に接続されている。出力平歯車（１）はサイド軸（２）と一体に形成され、このサイド軸（２）はピニオン軸（３Ａ）に、ピニオン（３）およびピニオン軸（３Ａ）に対する軸受装置（１０）と出力平歯車装置（８）との間における小さな曲げ応力の範囲において、接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】 自動変速機の前車軸出力装置 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念部分に記載の自動変速機の前車軸出力 装置に関する。 冒頭に述べた形式（本件出願人製造の型式４ＨＰ１８）の前車軸変速機は、例 えば１９９１年、スプリンガ社出版、Ｈ．Ｊ．フェルスター著の本「オートマチ ッシェ ファールツオイグゲトリーベ（自動車の自動変速機）」の第４７３頁で 知られている。この公知の変速機は、トルクが駆動歯車付き前車軸平歯車装置か ら中間歯車を介して出力歯車に伝達される、ように形成されている前車軸出力装 置を有している。その駆動歯車、中間歯車および出力歯車はそれぞれ平歯車とし て形成されている。 出力歯車のハブに、ピニオンのピニオン軸がかみ合い結合で支持されている、そ のピニオンはデフとかみ合い、かさ歯車として形成されている。出力歯車ハブに おける支持個所のそばで、ピニオン軸は、ピニオンに隣接する範囲において支持 されている。 平歯車として形成された出力歯車は、歯の両側が、それぞれ円錐ころ軸受およ び調整ディスクで支持されている。反デフ側に配置された円錐ころ軸受は、その 外側軌道輪が、前車軸出力装置ハウジングのカバー内にぴったりはめ込まれ、支 持されている。他方の円錐ころ軸受の外側軌道輪は、カバーと前車軸出力装置ハ ウジングとの間に配置された中間板に、支持されている。ハウジングはこの中間 板で密封されている。 出力歯車のデフ側ないしピニオン側に、重ね皿ばね付き間隔ブッシュおよび駐 車用歯止め歯車が続いている。 この構造部品はピニオン軸によって案内されている。駐車用歯止め歯車は、その 反出力歯車側端がピニオン軸の段部に接し、その反対側端が重ね皿ばねに接して いる。 この重ね皿ばねは間隔ブッシュによって出力歯車に支持されている。 この公知の方式は、多くの部品点数を必要とし、それに応じて組立作業に手間 がかかり、このために、製造および場合によって生ずる修理作業に、高い経費が かかるという欠点がある。 本発明の課題は、部品点数が少なく、簡単且つ安価に組み立てることができ、 非常に軽量である自動変速機の前車軸出力装置を作ることにある。 本発明によればこの課題は、請求の範囲第１項の特徴部分に記載の手段によっ て解決される。 本発明に基づいて、出力平歯車を軸方向にサイド軸として延長して形成するこ とによって、ピニオン軸と出力平歯車ないしサイド軸との継手個所を、小さな曲 げ応力の範囲にまでピニオン軸受装置の方向に移動して設置することができる。 その場合、ピニオン軸受装置の範囲における既存の支持装置を利用することがで きる。 その小さな曲げ応力の範囲において、サイド軸並びにピニオン軸は、出力平歯 車軸受装置およびピニオン軸受装置の範囲におけるより、有利に小さな直径ない し小さな壁厚に寸法づけられる。これは、サイド軸とピニオン軸との継手個所が 出力平歯車装置における最大の力導入部および曲げ応力範囲の外に移動されてい るために、その継手個所に僅かな曲げ抵抗トルクしか生じないからである。更に 、材料費および重量が低減されるという利点がある。それでもなお、サイド軸は 、その出力平歯車に隣接する部位を、曲げ剛性に形成できる。 更に本発明に基づく方式によれば、部品点数がかなり減少される。これは、サ イド軸を出力平歯車と共に支持する場合、出力平歯車の両側支持方式は放棄され る。これによって例えば、ピニオン側の転がり軸受を、専らそのために用意され る補助密封装置付き中間板における支持装置と共に省くことができる。 このように構造がかなり単純化されることによって、組立費および製造費が減 少されるという利点が得られる。 サイド軸が駐車用歯止め歯車と一体に形成されているとき、前車軸出力装置は 一層単純化される。これによって、追加的に、駐車用歯止め歯車に対する固定要 素およびその組立を有利に省くことができる。 本発明の有利な実施態様および発展形態は、従属請求の範囲の記載および以下 に図に原理的に示した実施例の説明から理解できる。 図１は、ピニオン軸に結合されているサイド軸を備えた前車軸出力装置の出力 平歯車の概略断面図、 図２は、図１におけるサイド軸とピニオン軸との継手個所であって、両者間に 間隔リングが配置され、固定要素によって固定される前の状態の拡大断面図、 図３は、サイド軸とピニオン軸との継手個所であって、両者間に間隔リングが 配置され、固定要素によって固定された後の状態の拡大断面図である。 図１には、全車輪駆動式の自動変速機の前車軸出力装置の出力平歯車１が示さ れている。この出力平歯車１はサイド軸２と一体に形成され、ピニオン軸３Ａに 結合されている。 出力平歯車１はその歯が中間歯車４とかみ合っている。この中間歯車４は変速 機出力軸（図示せず）の駆動歯車に歯を介して接続され、変速機出力軸の出力ト ルクを、ピニオン軸３Ａおよびそれにかさ歯車として一体形成されたピニオン３ を介してデフ５に伝達する。 この実施例では、サイド軸２付き出力平歯車１は中空軸として形成され、駐車 用歯止め歯車６を有している。 この駐車用歯止め歯車６およびサイド軸２は一体に形成されている。 継手７は、出力平歯車１とピニオン軸３Ａとの間で、半径方向においてかみ合 い結合継手１７を、軸方向において継手要素２２を有している。継手７は、円筒 ころ軸受９を有する出力平歯車軸受装置８とピニオン軸３Ａの軸受１０との間に おいて、小さな曲げ応力範囲に配置されている。継手７は軸受１０に隣接する範 囲に置かれている。ピニオン軸３Ａの軸受１０はそれ自体公知のように２つの円 錐ころ軸受１１、１２で構成されている。出力平歯車軸受装置８の円筒ころ軸受 ９は、出力平歯車１の反ピニオン軸３Ａ側に配置され、円筒ころ軸受９の外側軌 道輪１３は密封ハウジング１５のカバー１４内に支持されている。 ピニオン軸３Ａとサイド軸２との間の継手７の場所にこれらは互いのオーバー ラップ部位１６を有している。 このオーバーラップ部位１６において、かみ合い結合継手１７は、ピニオン軸３ Ａが多溝形状で部分的にサイド軸２に挿入できるように形成されている。この実 施例では、オーバーラップ部位１６において、ピニオン軸３Ａの外周面およびサ イド軸２の内周面に、多溝形状としてスプライン１７が設けられている。これに よってピニオン軸３Ａとサイド軸２は、押し合わされた状態において互いに固く 結合される。 力は出力平歯車１の範囲で導入されるので、そこには最大の曲げ応力が存在す る。この理由からこの範囲において、出力平歯車１付きのサイド軸２は、出力平 歯車軸受装置８と継手７との間の部位よりも、大きく寸法づけられている。サイ ド軸２の直径および壁厚は、出力平歯車装置８から継手個所７まで徐々に小さく されている。 ピニオン軸３Ａをサイド軸２に軸方向に固定するために、固定要素１８が設け られている。この実施例では、固定要素１８はボルトとして形成されている。こ のボルト１８はサイド軸２の内部に形成されている狭隘部１９を通って導かれ、 ピニオン軸３Ａの中心にねじ込まれている。その狭隘部１９はサイド軸２におい てボルト１８の頭部に対するストッパとして使われる。ボルト１８をねじ込んだ 際、サイド軸２はピニオン軸３Ａの段部２０に押しつけられる。 サイド軸２をボルト１８によってピニオン軸３Ａに釈放可能に軸方向に固定す ることによって、サイド軸２を出力平歯車１に簡単に取り付けることができ、将 来において損傷が生じた際、これを容易に交換することができる。 継手７において、段部２０とサイド軸２の端面２１との間に間隔リング２２が 配置されている。この間隔リング２２は、たとえ製造精度が悪い場合でも、ピニ オン軸３Ａとサイド軸２を一直線に整合するために、心出しすることを可能にし ている。 製造公差のために、ボルト１８を締め付ける前に、まずはじめは、サイド軸２ の端面２１と間隔リング２２とピニオン軸３Ａの段部２０との間にはそれぞれ点 接触しか存在しない。 図２および図３には、図１における間隔リング２２付きの継手７が拡大して示 されている。図２には、サイド軸２がボルト１８によってピニオン軸３Ａに固定 される前の状態にある継手７が示されている。図３は、サイド軸２がボルト１８ によってピニオン軸３Ａに固定された後の状態にある間隔リング２２の位置を示 している。 その間隔リング２２の内径は、間隔リング２２がピニオン軸３Ａのオーバーラ ップ部位１６を越えて段部２０まで挿入できるような大きさに形成されている。 間隔リング２２の外径は、サイド軸２の端面２１が間隔リング２２の側面ないし フランク面２３に接するようにするために、オーバーラップ部位１６におけるサ イド軸２の外径より大きくされている。 組み立てる際、ボルト１８をピニオン軸３Ａにねじ込むことによって、サイド 軸２はピニオン軸３Ａの段部２０に向かって軸方向に、その端面２１が間隔リン グ２２の側面２３に押しつけられ、間隔リング２２がその側面２３と反対側の端 面２４で段部２０に接するように、移動される。 間隔リング２２は断面台形をしている。その両側面２３、２４は互いに例えば ４０°の角度αを成している。 この角度は、間隔リング２２の摩擦比および許容引張り強度に関係している。 間隔リング２２の幅は、その外径から内径に向かって減少している。 間隔リング２２の側面２３、２４がテーパ状ないしは円錐状をしており、サイ ド軸２の端面２１とピニオン軸３Ａの段部２０が平行していないことにより、ボ ルト１８を固く締め付けて、出力平歯車１が間隔リング２２に向けて強く押しつ けられると、軸方向ねじ込み力により生ずる半径方向力FRが、間隔リング２２に かかる。この半径方向力FRが、間隔リング２２の両側面２３、２４とサイド軸２ の端面２１ないしピニオン軸３Ａの段部２０との間の接着摩擦力FHより大きいと き、間隔リング２２はその中心から半径方向に移動される。即ち、力がバランス され、間隔リング２２がその両側面２３、２４においてサイド軸２の端面２１お よびピニオン軸３Ａの段部２０と線接触ないし接触線を形成するまで、半径方向 に移動される。間隔リング２２がこの位置に到達したとき、ボルト１８は予め規 定された締付けトルクに締め付けられる。 最終的に、ピニオン軸３Ａおよび出力平歯車１付きサイド軸２は、中心軸線と 一直線に配置され、これによって、運転中における非常に静かな回転、従ってか み合い歯および軸受の小さな負荷が保証される。 符号の説明 １ 出力平歯車 ２ サイド軸 ３ ピニオン ３Ａ ピニオン軸 ４ 中間歯車 ５ デフ ６ 駐車用歯止め歯車 ７ 継手 ８ 出力平歯車軸受装置 ９ 円筒ころ軸受 １０ ピニオン軸の軸受装置 １１ 円錐ころ軸受 １２ 円錐ころ軸受 １３ 外側軌道輪 １４ カバー １５ ハウジング １６ オーバーラップ部位 １７ スプライン １８ 固定要素 １９ 狭隘部 ２０ 段部 ２１ サイド軸の端面 ２２ 間隔リング ２３ 間隔リングの側面 ２４ 間隔リングの側面

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年７月８日（１９９９．７．８） 【補正内容】 出力歯車のデフ側ないしピニオン側に、重ね皿ばね付き間隔ブッシュおよび駐 車用歯止め歯車が続いている。 この構造部品はピニオン軸によって案内されている。駐車用歯止め歯車は、その 反出力歯車側端がピニオン軸の段部に接し、その反対側端が重ね皿ばねに接して いる。 この重ね皿ばねは間隔ブッシュによって出力歯車に支持されている。 この公知の方式は、多くの部品点数を必要とし、それに応じて組立作業に手間 がかかり、このために、製造および場合によって生ずる修理作業に、高い経費が かかるという欠点がある。 フランス特許出願公開第２０５２２２０号明細書に、出力平歯車が、駆動歯車 に連動接続され、トルクをデフに伝達するために、同軸的に配置されたピニオン 軸に結合されている、ような自動変速機の前車軸出力装置が開示されている。そ のピニオン軸のピニオンはデフとかみ合っている。この場合、出力平歯車はサイ ド軸と一体に形成されている。そのサイド軸は、ピニオンおよびピニオン軸に対 する軸受装置と出力平歯車軸受装置との間で、ピニオン軸に連動接続されている 。 英国特許出願公開第９１２６７５号明細書において、出力平歯車が、デフを駆 動するためにピニオンと差込み歯を介して連動接続されている軸と一体に形成さ れているような切換変速機の前車軸駆動装置が知られている。 その出力平歯車の軸受装置は浮動形に形成されている。 ここでも、組立費用が高く、重量が重いという欠点がある。 本発明の課題は、部品点数が少なく、簡単且つ安価に組み立てることができ、 非常に軽量である自動変速機の前車軸出力装置を作ることにある。 本発明によればこの課題は、独立請求の範囲第１項および第４項の特徴部分に 記載の手段によって解決される。 本発明に基づいて、出力平歯車を軸方向にサイド軸として延長して形成するこ とによって、ピニオン軸と出力平歯車ないしサイド軸との継手個所を、小さな曲 げ応力の範囲にまでピニオン軸受装置の方向に移動して設置することができる。 その場合、ピニオン軸受装置の範囲における既存の支持装置を利用することがで きる。 【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年８月３日（１９９９．８．３） 【補正内容】 請求の範囲 １． −出力平歯車（１）が中間歯車（４）を介して駆動歯車に連動接続され 、−出力平歯車（１）が、デフにトルクを伝達するために、同軸的に配置された ピニオン軸（３Ａ）に結合され、−ピニオン軸（３Ａ）がデフとかみ合っている ピニオン（３）を有し、−出力平歯車（１）がサイド軸（２）と一体に形成され 、−サイド軸（２）が、ピニオン（３）およびピニオン軸（３Ａ）に対する軸受 装置（１０）と出力平歯車装置（８）との間で、ピニオン軸（３Ａ）に、かみ合 い結合継手（７）で、ピニオン（３）およびピニオン軸（３Ａ）の軸受装置（１ ０）に隣接する範囲において結合されている、ような密封ハウジング内に配置さ れた前車軸出力平歯車装置を備えた自動変速機の前車軸出力装置において、ピニ オン軸（３Ａ）とサイド軸（２）との間に、かみ合い結合継手（７）付きのオー バーラップ部位（１６）に、間隔リング（２２）が配置されていることを特徴と する自動変速機の前車軸出力装置。 ２． 間隔リング（２２）が、オーバーラップ部位（１６）におけるピニオン 軸（３Ａ）の外径より大きな内径と、サイド軸（２）の外径より大きな外径を有 し、間隔リング（２２）の断面形状がその内径に向けて少なくともほぼ台形状に 細められていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の自動変速機の前車軸出 力装置。 ３． −サイド軸（２）が少なくとも部分的に中空軸として形成され、−ピニ オン軸（３Ａ）およびサイド軸（２）が、ピニオン軸（３Ａ）がサイド軸（２） に挿入されるかみ合い結合継手（７）付きのオーバーラップ部位（１６）を有し 、−ピニオン軸（３Ａ）がそのオーバーラップ部位（１６）のピニオン（３）側 端に、サイド軸（２）の端面（２１）に対する接触面として段部（２０）を有し ている、ことを特徴とする請求の範囲第１項記載の自動変速機の前車軸出力装置 。 ４． ピニオン軸（３Ａ）およびサイド軸（２）が、固定要素（１８）によっ て釈放可能に軸方向に結合されていることを特徴とする請求の範囲第１項ないし 第３項のいずれか１つに記載の自動変速機の前車軸出力装置。 ５． 固定要素がボルト（１８）として形成され、サイド軸（２）がその内部 に狭隘部（１９）を有し、この狭隘部（１９）がボルト（１８）の頭部に対する ストッパとして形成されていることを特徴とする請求の範囲第４項記載の自動変 速機の前車軸出力装置。 ６． サイド軸（２）が駐車用歯止め歯車（６）と一体に形成されていること を特徴とする請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか１つに記載の自動変速機 の前車軸出力装置。 ７． サイド軸（２）の直径および又は壁厚が、出力平歯車軸受装置（８）か らオーバーラップ部位（１６）まで徐々に小さくされていることを特徴とする請 求の範囲第１項ないし第６項のいずれか１つに記載の自動変速機の前車軸出力装 置。 ８． 出力平歯車軸受装置（８）が少なくとも１つの円筒ころ軸受（９）とし て形成され、この円筒ころ軸受（９）が出力平歯車（１）の反ピニオン軸（３Ａ ）側に配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第７項のいずれ か１つに記載の自動変速機の前車軸出力装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 密封ハウジング内に配置された前車軸出力平歯車装置を備え、この前車 軸出力平歯車装置が出力平歯車を有し、この出力平歯車が、中間歯車を介して駆 動歯車に連動接続され、デフにトルクを伝達するために、同軸的に配置されデフ とかみ合っているピニオンを有するピニオン軸に接続されているような、自動変 速機の前車軸出力装置において、出力平歯車（１）がサイド軸（２）と一体に形 成され、このサイド軸（２）がピニオン軸（３Ａ）に、ピニオン（３）およびピ ニオン軸（３Ａ）に対する軸受装置（１０）と出力平歯車装置（８）との間にお ける小さな曲げ応力の範囲において、接続されていることを特徴とする自動変速 機の前車軸出力装置。 ２． サイド軸（２）がピニオン軸（３Ａ）に、ピニオン（３）およびピニオ ン軸（３Ａ）に対する軸受装置（１０）に隣接する範囲において接続されている ことを特徴とする請求の範囲第１項記載の自動変速機の前車軸出力装置。 ３． サイド軸（２）が少なくとも部分的に中空軸として形成されていること を特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の自動変速機の前車軸出力装置 。 ４． ピニオン軸（３Ａ）およびサイド軸（２）が、ピニオン軸（３Ａ）がサ イド軸（２）に挿入されるかみ合い結合継手（７）付きのオーバーラップ部位（ １６）を有していることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか １つに記載の自動変速機の前車軸出力装置。 ５． かみ合い結合継手が、スプライン継手（７）として形成されていること を特徴とする請求の範囲第４項記載の自動変速機の前車軸出力装置。 ６． ピニオン軸（３Ａ）がそのオーバーラップ部位（１６）のピニオン（３ ）側端に、サイド軸（２）の端面（２１）に対する接触面として段部（２０）を 有していることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１つに記 載 の自動変速機の前車軸出力装置。 ７． オーバーラップ部位（１６）においてピニオン軸（３Ａ）とサイド軸（ ２）との間に、間隔リング（２２）が配置されていることを特徴とする請求の範 囲第４項ないし第６項のいずれか１つに記載の自動変速機の前車軸出力装置。 ８． 間隔リング（２２）が、オーバーラップ部位（１６）におけるピニオン 軸（３Ａ）の外径より大きな内径と、サイド軸（２）の外径より大きな外径を有 し、間隔リング（２２）の断面形状がその内径に向けて少なくともほぼ台形状に 細められていることを特徴とする請求の範囲第７項記載の自動変速機の前車軸出 力装置。 ９． 間隔リング（２２）の両側面（２３、２４）が互いに、間隔リング（２ ２）の許容強度および摩擦比によって規定される角度（α）を成していることを 特徴とする請求の範囲第８項記載の自動変速機の前車軸出力装置。 １０． ピニオン軸（３Ａ）およびサイド軸（２）が、固定要素（１８）によ って釈放可能に軸方向に結合されていることを特徴とする請求の範囲第１項ない し第９項のいずれか１つに記載の自動変速機の前車軸出力装置。 １１． 固定要素がボルト（１８）として形成され、サイド軸（２）がその内 部に狭隘部（１９）を有し、この狭隘部（１９）がボルト（１８）の頭部に対す るストッパとして形成されていることを特徴とする請求の範囲第３項又は第１０ 項に記載の自動変速機の前車軸出力装置。 １２． サイド軸（２）が駐車用歯止め歯車（６）と一体に形成されているこ とを特徴とする請求の範囲第１項ないし第１１項のいずれか１つに記載の自動変 速機の前車軸出力装置。 １３． サイド軸（２）の直径および又は壁厚が、出力平歯車軸受装置（８） からオーバーラップ部位（１６）まで徐々に小さくされていることを特徴とする 請求の範囲第１項ないし第１２項のいずれか１つに記載の自動変速機の前車軸出 力装置。 １４． 出力平歯車軸受装置（８）が少なくとも１つの円筒ころ軸受（９）と して形成され、この円筒ころ軸受（９）が出力平歯車（１）の反ピニオン軸（３ Ａ）側に配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第１３項のい ずれか１つに記載の自動変速機の前車軸出力装置。