專利名稱：行星齒輪式變速機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安裝于例如自卸卡車等的行星齒輪式變速機構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來，在自卸卡車等建筑車輛上安裝有包括多個行星齒輪系的變速機構(gòu)。在該 變速機構(gòu)中，發(fā)動機的扭矩輸入到輸入軸，根據(jù)行駛目的在多個速度擋之間進(jìn)行變速。例如，在專利文獻(xiàn)1中公開了將變矩器與離合器、制動裝置一起與兩個行星齒輪 系組合而成的變速機構(gòu)。在該變速機構(gòu)中，使各變速擋的變速比的比例(擋間比)大致相 同，從而能夠進(jìn)行寬廣范圍的減速。專利文獻(xiàn)1 =US專利第4205563號(1980年6月3日授權(quán)登記)在上述現(xiàn)有的變速機構(gòu)中存在如下所述的問題。即，在公開于上述公報的變速機構(gòu)中，存在速度單元的減速比必定超過“ 1 ”的缺 點。例如，如上述公報的圖2所示，當(dāng)離合器28 (L離合器)連接時減速比為1.00，當(dāng)制動裝 置24 (M離合器)連接時減速比為1.35，當(dāng)制動裝置26 (H離合器)連接時減速比為1.84。因此，導(dǎo)致傳遞到變速機構(gòu)后段的扭矩變大。其結(jié)果是，需要采取下述對策，即、在 配置于后段的齒輪的前段設(shè)置增速齒輪以抑制扭矩，或者考慮配置于后段的齒輪的耐久性 而使該齒輪大型化等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題是提供一種行星齒輪式變速機構(gòu)，通過抑制輸出側(cè)的扭矩，在不加 大配置于后段的齒輪或者不額外追加增速齒輪等部件的情況下，能夠保持簡單的結(jié)構(gòu)，構(gòu) 成多擋化的齒輪系。第一發(fā)明的行星齒輪式變速機構(gòu)具有包括輸入動力的輸入軸的前段側(cè)變速部、和 后段變速部。后段變速部包括與前段側(cè)變速部連接的中間軸和輸出動力的輸出軸。另外， 前段側(cè)變速部具有第一行星齒輪系、第二行星齒輪系、第一離合器、第二離合器和第三離合 器。第一行星齒輪系具有第一太陽齒輪、與第一太陽齒輪嚙合的多個第一行星齒輪、與輸入 軸連接且以使之能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承多個第一行星齒輪的第一行星架(# Y U 7 )、以及 與中間軸連接且多個第一行星齒輪與之嚙合的第一環(huán)形齒輪。第二行星齒輪系具有與第一 太陽齒輪連接且能夠與第一太陽齒輪一體旋轉(zhuǎn)的第二太陽齒輪、與第二太陽齒輪嚙合的多 個內(nèi)周側(cè)第二行星齒輪、與多個內(nèi)周側(cè)第二行星齒輪嚙合的多個外周側(cè)第二行星齒輪、與 輸入軸連接且以使之能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承內(nèi)周側(cè)第二行星齒輪和外周側(cè)第二行星齒輪的 第二行星架、以及多個外周側(cè)第二行星齒輪與之嚙合的第二環(huán)形齒輪。第一離合器使輸入 軸和中間軸之間連接或斷開。第二離合器使第二太陽齒輪能夠旋轉(zhuǎn)或者禁止第二太陽齒輪 旋轉(zhuǎn)。第三離合器使第二環(huán)形齒輪能夠旋轉(zhuǎn)或者禁止第二環(huán)形齒輪旋轉(zhuǎn)。該行星齒輪式變速機構(gòu)安裝于例如自卸卡車等建筑車輛等，包括第一行星齒輪系 和第二行星齒輪系以及切換三個速度擋的第一離合器 第三離合器，第二行星齒輪系是所謂雙級行星式行星齒輪系。另外，在該行星齒輪式變速機構(gòu)中，在減速比逐漸變小的變速擋 中，第一行星齒輪系和第二行星齒輪系中的動力傳遞路徑構(gòu)成為動力從第一行星架輸入而 從第一環(huán)形齒輪輸出。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，能夠通過在第一行星齒輪系中設(shè)置為行星架輸入、環(huán)形齒輪輸 出，使三擋的減速比均達(dá)到1.000以下。其結(jié)果是，無需象三個速度擋的減速比均為1. 000以上的現(xiàn)有變速機構(gòu)那樣使后 段側(cè)的齒輪等大型化，能夠?qū)崿F(xiàn)緊湊的結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，能夠通過采用如上所述的結(jié)構(gòu)，將減速 比設(shè)定為使三個變速擋的各自的減速比成為大致相等的擋間比。其結(jié)果，能夠通過在輸入 段配置本發(fā)明的行星齒輪式變速機構(gòu)、在輸出段配置現(xiàn)有的三列變速機構(gòu)，使前進(jìn)九擋后 退三擋的多級變速機構(gòu)構(gòu)成為緊湊結(jié)構(gòu)。第二方面的行星齒輪式變速機構(gòu)是在第一發(fā)明中，第二行星齒輪系的輸出經(jīng)由第 一行星齒輪系與中間軸連接。此時，能夠使變速機構(gòu)更加小型化。第三方面的行星齒輪式變速機構(gòu)是在第一發(fā)明中，后段側(cè)變速部是變速擋構(gòu)成為 低速、中速、高速、后退這前進(jìn)三擋后退一擋的變速機構(gòu)，具有第三行星齒輪系、第四行星 齒輪系、第五行星齒輪系、低速離合器、中速離合器、高速離合器和后退離合器。第三行星齒 輪系具有第三太陽齒輪、與第三太陽齒輪嚙合的多個第三行星齒輪、與輸出軸連接且以使 之能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承多個第三行星齒輪的第三行星架、以及多個第三行星齒輪與之嚙合 的第三環(huán)形齒輪。第四行星齒輪系具有第四太陽齒輪、與第四太陽齒輪嚙合的多個第四行 星齒輪、以使之能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承多個第四行星齒輪的第四行星架、以及多個第四行星 齒輪與之嚙合的第四環(huán)形齒輪。第五行星齒輪系具有第五太陽齒輪、與第五太陽齒輪嚙合 的多個第五行星齒輪、以使之能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承多個第五行星齒輪的第五行星架、以及 多個第五行星齒輪與之嚙合的第五環(huán)形齒輪。低速離合器使第三環(huán)形齒輪能夠旋轉(zhuǎn)或者禁 止第三環(huán)形齒輪旋轉(zhuǎn)。中速離合器使第四環(huán)形齒輪能夠旋轉(zhuǎn)或者禁止第四環(huán)形齒輪旋轉(zhuǎn)。 高速離合器將中間軸與第四行星架連接或斷開并將中間軸與第五行星架連接或斷開。后退 離合器使第五環(huán)形齒輪能夠旋轉(zhuǎn)或者禁止第五環(huán)形齒輪旋轉(zhuǎn)。在此，作為輸出側(cè)變速機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，與相當(dāng)于后退變速擋的后退離合器和第五行 星齒輪系相比，使低速離合器和第三行星齒輪系配置在最靠近輸出側(cè)的最后段的位置。通常，在后退的變速擋配置在最后段側(cè)的情況下，由于動力經(jīng)由多個行星齒輪系 輸入，因此，減速比增大而使?fàn)恳θ菀走^度增大。由此，能夠避免例如后退一速的減速比大于前進(jìn)一速的減速比的結(jié)構(gòu)。結(jié)果，不僅 能夠防止后退一速成為低速度且牽引力非常大的變速擋而成為使用性差的變速機構(gòu)，而且 能夠構(gòu)成前進(jìn)九擋后退三擋的變速機構(gòu)。第四發(fā)明的行星齒輪式變速機構(gòu)是在第三發(fā)明中，第三太陽齒輪、第四太陽齒輪 和第五太陽齒輪均與中間軸連接。第五發(fā)明的行星齒輪式變速機構(gòu)是在第三發(fā)明中，第五行星齒輪具有與第五太陽 齒輪嚙合的多個內(nèi)周側(cè)第五行星齒輪以及與第五環(huán)形齒輪嚙合的外周側(cè)第五行星齒輪。第六發(fā)明的行星齒輪式變速機構(gòu)是在第三發(fā)明中，第三環(huán)形齒輪、第四行星架和 第五行星架相互連接，以一體旋轉(zhuǎn)。
第七發(fā)明的行星齒輪式變速機構(gòu)是在第一發(fā)明中，后段側(cè)變速部是變速擋構(gòu)成為 低速、中速、高速、后退這前進(jìn)三擋后退一擋的變速機構(gòu)，具有第三行星齒輪系、第四行星 齒輪系、第五行星齒輪系、低速離合器、中速離合器、高速離合器和后退離合器。第三行星齒 輪系具有第三太陽齒輪、與第三太陽齒輪嚙合的多個第三行星齒輪、與輸出軸連接且以使 之能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承多個第三行星齒輪的第三行星架、以及多個第三行星齒輪與之嚙合 的第三環(huán)形齒輪。第四行星齒輪系具有第四太陽齒輪、與第四太陽齒輪嚙合的多個第四行 星齒輪、以使之能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承多個第四行星齒輪的第四行星架、以及多個第四行星 齒輪與之嚙合的第四環(huán)形齒輪。第五行星齒輪系具有第五太陽齒輪、與第五太陽齒輪嚙合 的多個第五行星齒輪、與輸出軸連接且以使之能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承多個第五行星齒輪的第 五行星架、以及多個第五行星齒輪與之嚙合的第五環(huán)形齒輪。低速離合器使第三環(huán)形齒輪 能夠旋轉(zhuǎn)或者禁止第三環(huán)形齒輪旋轉(zhuǎn)。中速離合器使第四環(huán)形齒輪能夠旋轉(zhuǎn)或者禁止第四 環(huán)形齒輪旋轉(zhuǎn)。高速離合器將中間軸與第四行星架連接或斷開。后退離合器使第五環(huán)形齒 輪能夠旋轉(zhuǎn)或者禁止第五環(huán)形齒輪旋轉(zhuǎn)。在此，作為輸出側(cè)變速機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，將相當(dāng)于后退變速擋的后退離合器、第五行星 齒輪系配置在最靠后段側(cè)的位置。由此，不僅能夠使后退一速的減速比增大以使后退一速中的牽引力增加到非常 大，而且能夠構(gòu)成前進(jìn)九擋后退三擋的變速機構(gòu)。第八發(fā)明的行星齒輪式變速機構(gòu)是在第七發(fā)明中，第三太陽齒輪和第四太陽齒輪 與中間軸連接。第九發(fā)明的行星齒輪式變速機構(gòu)是在第七發(fā)明中，第三環(huán)形齒輪、第四行星架和 第五太陽齒輪相互連接，以一體旋轉(zhuǎn)。


圖1是表示本發(fā)明一實施方式的變速箱結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖2是表示圖1的變速箱結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3 (a) (C)是表示圖1的前段側(cè)變速部中各變速擋的動力傳遞路徑的示意圖；圖4是表示圖1的變速箱中的各變速擋的減速比和擋間比之間關(guān)系的圖；圖5是表示本發(fā)明其他實施方式的變速箱的結(jié)構(gòu)圖。附圖標(biāo)記說明1變速箱(行星齒輪式變速機構(gòu))2變矩器10前段側(cè)變速部11 輸入軸12a L離合器(第一離合器)12b M離合器(第二離合器)12c H離合器(第三離合器)13 M行星齒輪系(第一行星齒輪系)13a太陽齒輪
13b行星架
13c 環(huán)形齒輪
13e 行星齒輪14H行星齒輪系(第二行星齒輪系)14a太陽齒輪14b行星架14c 環(huán)形齒輪14el 行星齒輪14e2 行星齒輪20后段側(cè)變速部21中間軸22a 一速離合器(低速離合器)22b 二速離合器(中速離合器)22c三速離合器(高速離合器)22d后退離合器23一速行星齒輪系(第三行星齒輪系)23a太陽齒輪23b 行星架23c 環(huán)形齒輪23e 行星齒輪24二速行星齒輪系(第四行星齒輪系)24a太陽齒輪24b 行星架24c 環(huán)形齒輪24e 行星齒輪25后退行星齒輪系(第五行星齒輪系)25a太陽齒輪25b 行星架25c 環(huán)形齒輪25el，25e2 行星齒輪26輸出軸30后段側(cè)變速部31中間軸32a 一速離合器(低速離合器)32b 二速離合器(中速離合器)32c三速離合器(高速離合器)32d后退離合器33一速行星齒輪系(第三行星齒輪系)33a太陽齒輪33b 行星架
33c 環(huán)形齒輪33e 行星齒輪34二速行星齒輪系(第四行星齒輪系) 34a太陽齒輪34b行星架34c 環(huán)形齒輪34e行星齒輪35后退行星齒輪系(第五行星齒輪系)35a太陽齒輪35b 行星架35c 環(huán)形齒輪35e 行星齒輪36輸出軸
具體實施例方式利用圖1 圖4說明本發(fā)明一實施方式的變速箱(行星齒輪式變速機構(gòu))1的結(jié) 構(gòu)，該變速箱1包括前段側(cè)變速部10和后段側(cè)變速部20。[變速箱1的整體結(jié)構(gòu)]如圖1和圖2所示，本實施方式的變速箱1具有變矩器2、配置于變矩器2的后段 側(cè)的前段側(cè)變速部10、和后段側(cè)變速部20。在該變速箱1中變矩器2的旋轉(zhuǎn)傳遞到輸入軸 11。然后，輸入軸11的旋轉(zhuǎn)由前段側(cè)變速部10變速并傳遞到中間軸21，進(jìn)而，中間軸21的 旋轉(zhuǎn)由后段側(cè)變速部20變速并傳遞到輸出軸26。具體地講，變速箱1具有配置于輸入軸11和中間軸21之間的前段側(cè)變速部10以 及配置于中間軸21和輸出軸26之間的后段側(cè)變速部20。然后，變速箱1將這些前段側(cè)變速 部10 (三擋)和后段側(cè)變速部20 (前進(jìn)三擋、后退一擋)組合而構(gòu)成前進(jìn)九擋(Fl F9)、 后退三擋(Rl R3)的變速擋(參照圖4)。[前段側(cè)變速部10]前段側(cè)變速部10具有輸入軸11、L離合器(第一離合器)12a、M離合器(第二 離合器)12b、H離合器(第三離合器)12c以及相互同軸配置的M行星齒輪系(第一行星齒 輪系)13和H行星齒輪系(第二行星齒輪系)14。輸入軸11配置在變速箱1內(nèi)的動力傳 遞路徑中最靠上游側(cè)的位置，從變矩器2傳遞動力。L離合器12a配置在前段側(cè)變速部10 內(nèi)最靠輸出側(cè)的位置。另外，M離合器12b配置在前段側(cè)變速部10內(nèi)最靠輸入側(cè)的位置，H 離合器12c配置在L離合器12a和M離合器12b之間。(M行星齒輪系13)M行星齒輪系13是單級行星式的行星齒輪系，配置在前段側(cè)變速部10中的輸出 側(cè)。M行星齒輪系13構(gòu)成為包括太陽齒輪13a、行星架13b、環(huán)形齒輪13c和多個行星齒輪 13e0太陽齒輪13a配置在輸入軸11的外周側(cè)且M行星齒輪系13中最靠內(nèi)周側(cè)的位置。行星架13b可支承大致等間隔地配置在其周向的多個行星齒輪13e并使該多個行星齒輪13e可以旋轉(zhuǎn)。多個行星齒輪13e分別與太陽齒輪13a嚙合。另外，在本實施方式 中，行星架13b相對于輸出軸11固定，在該M行星齒輪系13中，輸入軸11的旋轉(zhuǎn)輸入到行星架。環(huán)形齒輪13c被配置為與軸支承于行星架13b的多個行星齒輪13e嚙合。在本實 施方式中，該環(huán)形齒輪13c相對于中間軸21固定，M行星齒輪系13的旋轉(zhuǎn)從環(huán)形齒輪13c 輸出。(H行星齒輪系14)H行星齒輪系14是雙級行星式行星齒輪系，在前段側(cè)變速部10中配置在相比于M 行星齒輪系13更靠輸入側(cè)的位置。H行星齒輪系14構(gòu)成為包括太陽齒輪14a、行星架14b、 環(huán)形齒輪14c、內(nèi)周側(cè)的多個行星齒輪14el和外周側(cè)的多個行星齒輪14e2。S卩，該H行星 齒輪系14具有兩組行星齒輪。太陽齒輪14a配置在輸入軸11的外周側(cè)且H行星齒輪系14中最靠內(nèi)周側(cè)的位置。 另外，該H行星齒輪系14的太陽齒輪14a與M行星齒輪系13的太陽齒輪13a構(gòu)成為一體旋轉(zhuǎn)。行星架14b分別支承大致等間隔地配置在其周向的內(nèi)外周側(cè)的多個行星齒輪 14el, 14e2,并使該多個行星齒輪14el，14e2可以旋轉(zhuǎn)。在內(nèi)外周的行星齒輪14el，14e2中， 內(nèi)周側(cè)的多個行星齒輪14el與太陽齒輪14a嚙合。在本實施方式中，行星架14b與行星 架13b構(gòu)成為一體，該行星架13b被包含于M行星齒輪系13，在輸入軸11的軸向上與行星 架14b相鄰接。因此，即使在該H行星齒輪系14，也能夠使輸入軸11的旋轉(zhuǎn)輸入到行星架 14b。環(huán)形齒輪14c被配置為與軸支承于行星架14b的行星齒輪14el，14e2中位于外周 側(cè)的多個行星齒輪14e2嚙合。另外，如前所述，內(nèi)外周的行星齒輪14el，14e2分別與太陽齒輪14a、環(huán)形齒輪14c 嚙合并且相互嚙合。即，多個內(nèi)周側(cè)的行星齒輪14el分別與太陽齒輪14a和外周側(cè)的行星 齒輪14e2嚙合，多個外周側(cè)的行星齒輪14e2分別與內(nèi)周側(cè)的行星齒輪14el和環(huán)形齒輪 14c嚙合。如上所述，H行星齒輪系14構(gòu)成為包括兩組行星齒輪14el，14e2的雙級行星式行 星齒輪系。因此，能夠使輸出的旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)。(離合器及動力傳遞路徑)L離合器12a是用于直接連接輸入軸11和中間軸21的離合器。因此，如圖3(a) 所示，在L離合器12a動作時(離合器連接時)，動力從輸入軸11經(jīng)由L離合器12a直接傳 遞到中間軸21。另外，此時的減速比為1.000。M離合器12b選擇性地使M行星齒輪系13的太陽齒輪13a和前段側(cè)變速部10的 殼體(固定部)結(jié)合。如圖3(b)所示，在M離合器12b動作時(離合器連接時)，向與輸入 軸11連接的M行星齒輪系13的行星架13b輸入的動力，經(jīng)由軸支承于行星架13b的行星 齒輪13e，從環(huán)形齒輪13c傳遞到中間軸21。即，動力輸入到行星架13b并從環(huán)形齒輪13c 輸出。因此，使M離合器12b動作時的減速比達(dá)到0. 742，小于L離合器12a動作時的減速 比(L-M間的擋間比為1.348)。
H離合器12c選擇性地使H行星齒輪系14的環(huán)形齒輪14c和前段側(cè)變速部10的殼體(固定部)結(jié)合。如圖3(c)所示，在H離合器12c動作時(離合器連接時)，向與輸入 軸11連接的M行星齒輪系13的行星架13b輸入的一部分動力，直接從M行星齒輪系13的 環(huán)形齒輪13c傳遞到中間軸21。另一方面，輸入到行星架13b的剩余的動力，經(jīng)由與M行星 齒輪系13的行星架13b —體化的H行星齒輪系14的行星架14b，依次以H行星齒輪系14 的太陽齒輪14a、M行星齒輪系13的太陽齒輪13a的順序傳遞，從M行星齒輪系13的環(huán)形 齒輪13c向中間軸21傳遞。在這樣的H離合器12c動作時，由于動力從M行星齒輪系13的行星架13b輸入之 后，經(jīng)由H行星齒輪系14的行星架14b、太陽齒輪14a及M行星齒輪系13的太陽齒輪13a， 從環(huán)形齒輪13c輸出，因此，減速比是0. 556，小于M離合器 動作時的減速比(M-H間的擋間 比為 1. 335)。[后段側(cè)變速部20]后段側(cè)變速部20具有中間軸21、一速離合器(低速離合器)22a、二速離合器(中 速離合器)22b、三速離合器(高速離合器)22c、后退離合器22d、一速行星齒輪系(第三 行星齒輪系)23、二速行星齒輪系(第四行星齒輪系)24、后退行星齒輪系(第五行星齒輪 系)25及輸出軸26。中間軸21配置在輸入軸11和輸出軸26之間，向后段側(cè)變速部20傳遞從前段側(cè) 變速部10輸出的動力。一速離合器22a配置在后段側(cè)變速部20內(nèi)最靠輸出側(cè)的位置，二 速離合器22b配置在三速離合器22c和后退離合器22d之間，三速離合器22c配置在后段 側(cè)變速部20內(nèi)最靠輸入側(cè)的位置。另外，后退離合器22d配置在一速離合器22a和二速離 合器22b之間。輸出軸26配置在變速箱1中動力傳遞路徑上最靠下游側(cè)的位置，向下游側(cè) 輸出從輸入軸11經(jīng)由中間軸21傳遞來的動力。(一速行星齒輪系23)一速行星齒輪系(第三行星齒輪系)23是單級行星式行星齒輪系，在后段側(cè)變速 部20中配置在最靠輸出側(cè)的位置。一速行星齒輪系23構(gòu)成為包括太陽齒輪23a、行星架 23b、環(huán)形齒輪23c及多個行星齒輪23e。太陽齒輪23a配置在中間軸21的外周側(cè)且一速行星齒輪系23中的最靠內(nèi)周側(cè)的位置。行星架23b支承等間隔地配置在其周向的多個行星齒輪23e并使該多個行星齒輪 23e能夠旋轉(zhuǎn)。多個行星齒輪23e分別與太陽齒輪23a嚙合。另外，在本實施方式中，該行 星架23b固定在輸出軸26。因此，后段側(cè)變速部20的動力從行星架23b向輸出軸26輸出。環(huán)形齒輪23c與軸支承于行星架23b的多個行星齒輪23e嚙合。(二速行星齒輪系24)二速行星齒輪系(第四行星齒輪系)24是單級行星齒輪系，在后段側(cè)變速部20中 配置在最靠輸入側(cè)的位置。二速行星齒輪系24構(gòu)成為包括太陽齒輪24a、行星架24b、環(huán)形 齒輪24c及多個行星齒輪24e。太陽齒輪24a配置在中間軸21的外周側(cè)且二速行星齒輪系24中最靠內(nèi)周側(cè)的位置。行星架24b支承等間隔地配置在其周向的多個行星齒輪24e并使該多個行星齒輪 24e能夠旋轉(zhuǎn)。多個行星齒輪24e分別與太陽齒輪24a嚙合。在本實施方式中，該行星架24b與在軸向鄰接的后退行星齒輪系25的行星架25b構(gòu)成一體。環(huán)形齒輪24c與軸支承于行星架24b的多個行星齒輪24e嚙合。(后退行星齒輪系25)后退行星齒輪系(第五行星齒輪系)25是雙級行星式的行星齒輪系，配置在后段側(cè)變速部20中的一速行星齒輪系23和二速行星齒輪系24之間。后退行星齒輪系25構(gòu)成 為包括太陽齒輪25a、行星架25b、環(huán)形齒輪25c、內(nèi)周側(cè)的多個行星齒輪25el和外周側(cè)的多 個行星齒輪25e2。太陽齒輪25a配置在中間軸21的外周面?zhèn)惹液笸诵行驱X輪系25中的最靠內(nèi)周側(cè) 的位置。行星架25b分別支承大致等間隔地配置在其周向的內(nèi)外周側(cè)的行星齒輪25el， 25e2，并使該行星齒輪25el，25e2能夠旋轉(zhuǎn)。內(nèi)周側(cè)的多個行星齒輪25el與太陽齒輪25a 嚙合。另外，在本實施方式中，如上所述，行星架25b與在軸向鄰接的二速行星齒輪系24的 行星架24b構(gòu)成一體，并且與一速行星齒輪系23的環(huán)形齒輪23c連接成能夠一體旋轉(zhuǎn)。環(huán)形齒輪25c與軸支承于行星架25b的外周側(cè)的多個行星齒輪25e2嚙合。另外，如前所述，內(nèi)外周的行星齒輪25el，25e2分別與太陽齒輪25a、環(huán)形齒輪25c 嚙合，并且相互嚙合。即，多個內(nèi)周側(cè)的行星齒輪25el分別與太陽齒輪25a和外周側(cè)的行 星齒輪25e2嚙合，多個外周側(cè)的行星齒輪25e2分別與內(nèi)周側(cè)的行星齒輪25el和環(huán)形齒輪 25c嚙合。如上所述，后退行星齒輪系25構(gòu)成為包括兩組行星齒輪25el，25e2的雙級行星式 行星齒輪系。因此，通過使輸出的旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)，能夠傳遞用于后退的動力。(離合器及動力傳遞路徑)一速離合器22a選擇性地使一速行星齒輪系23的環(huán)形齒輪23c和后段側(cè)變速部 20的殼體(固定部)結(jié)合。另外，在一速離合器22a動作時(離合器連接時)，動力從與中 間軸21連接的一速行星齒輪系23的太陽齒輪23a經(jīng)由行星齒輪23e，從行星架23b傳遞到 輸出軸26。另外，在一速離合器22a動作時，通過與上述L，M，H離合器12a 12c的動作 配合，能夠得到前進(jìn)一速(Fl)到三速(F3)的變速擋。將此時的變速比的一個例子表示在 圖4中。具體地講，作為Fl, F2，F(xiàn)3的變速比，分別能夠設(shè)定在5. 091,3. 780,2. 830。如圖 4所示，此時F1-F2間的擋間比為1. 348，F(xiàn)2-F3間的擋間比為1. 335。二速離合器22b選擇性地使二速行星齒輪系24的環(huán)形齒輪24c和后段側(cè)變速部 20的殼體(固定部)結(jié)合。另外，在二速離合器22b動作時(離合器連接時)，輸入到中間 軸21的一部分動力從二速行星齒輪系24的太陽齒輪24a經(jīng)由行星齒輪24e、與行星架24b 構(gòu)成一體的行星架25b、一速行星齒輪系23的環(huán)形齒輪23c、行星齒輪23e，從行星架23b傳 遞到輸出軸26，并且，剩余的動力經(jīng)由一速行星齒輪系23的太陽齒輪23a，從行星齒輪23e 和行星架23b傳遞到輸出軸26。另外，在二速離合器22b動作時，通過與上述L，M，H的離合 器12a 12c的動作配合，能夠得到前進(jìn)四速(F4)到六速(F6)的變速擋。將此時的變速 比的一個例子表示在圖4中。具體地講，作為F4，F(xiàn)5，F(xiàn)6的變速比，分別能夠設(shè)定在2. 163， 1. 606，1. 203。如圖4所示，此時F3-F4間的擋間比為1. 308，F(xiàn)4-F5間的擋間比為1. 348， F5-F6間的擋間比為1. 335。三速離合器22c選擇性地使中間軸21和二速行星齒輪系24的行星架24b結(jié)合。這樣，在三速離合器22c動作時(離合器連接時)，輸入到中間軸21的一部分動力，從與二 速行星齒輪系24的行星架24b構(gòu)成一體的行星架25b、一速行星齒輪系23的環(huán)形齒輪23c、 行星齒輪23e，行星架23b向輸出軸26傳遞，并且，剩余的動力經(jīng)由一速行星齒輪系23的太 陽齒輪23a，從行星齒輪23e、行星架23b向輸出軸26傳遞。另外，在三速離合器22c動作時，通過與上述L，M，H的離合器12a 12c的動作 配合，能夠得到前進(jìn)七速(F7)到九速(F9)的變速擋。將此時的變速比的一個例子表示在 圖4中。具體地講，作為F7，F(xiàn)8，F(xiàn)9的變速比，分別能夠設(shè)定在1. 000,0. 742,0. 556。如圖 4所示，此時F6-F7間的擋間比為1. 203，F(xiàn)7-F8間的擋間比為1. 348，F(xiàn)8-F9間的擋間比為 1. 335。后退離合器22d選擇性地使后退行星齒輪系25的環(huán)形齒輪25c和后段側(cè)變速部 20的殼體(固定部)結(jié)合。另外，在后退離合器22d動作時(離合器連接時)，輸入到中間 軸21的動力從后退行星齒輪系25的太陽齒輪25a經(jīng)由行星齒輪25 e，并經(jīng)由行星架25b、 一速行星齒輪系23的環(huán)形齒輪23c、行星齒輪23e、行星架23b傳遞到輸出軸26。另外，在 后退離合器22d動作時，通過與上述L，M，H離合器12a 12c的動作配合，能夠得到后退一 速(Rl)到三速(R3)的變速擋。將此時的變速比的一個例子表示在圖4中。具體地講，作 為Rl，R2，R3的變速比，分別能夠設(shè)定在-4. 571,-3. 394，-2. 541。如圖4所示，此時R1-R2 間的擋間比為1. 348，R2-R3間的擋間比為1. 335。[本變速箱1和前段側(cè)變速部10的特征](1)在本實施方式的前段側(cè)變速部10中，M行星齒輪系13的行星架13b和H行星齒 輪系14的行星架14b均與輸入軸11連接。另外，M行星齒輪系13的環(huán)形齒輪13c與中間 軸21連接。由此，前段側(cè)變速部10能夠構(gòu)成為，在M，H離合器12b，12c動作時，能夠從輸入軸 11向行星架13b輸入動力，該動力從環(huán)形齒輪13c輸出。因此，通過上述兩個行星齒輪系的 組合，能夠?qū)，M，H各離合器12a 12c動作時的減速比均設(shè)定在1. 000以下。結(jié)果，傳遞 到輸出側(cè)的中間軸21的扭矩不增加，而能夠使變速箱1的結(jié)構(gòu)簡單化。而且，如上所述，根據(jù)M，H行星齒輪系13，14的結(jié)構(gòu)以及動力的輸入輸出關(guān)系，能 夠使H，M，L的擋間比大致相等。因此，通過與配置于后段側(cè)的前進(jìn)三擋、后退一擋的后段側(cè) 變速部20進(jìn)行組合，能夠容易地構(gòu)成前進(jìn)九擋、后退三擋的變速擋。(2)如圖1和圖2所示，在本實施方式的變速箱1中，后段側(cè)變速部20配置在上述前段 側(cè)變速部10的輸出側(cè)。后段側(cè)變速部20具有包括一速、二速、三速、后退的各離合器22a 22d的離合器機構(gòu)以及一速、二速、后退的各行星齒輪系23 25。由此，在前段側(cè)變速部10中，能夠使三個變速擋(L，M，H)之間達(dá)到大致等擋間比。 因此，僅通過使該前段側(cè)變速部10組合前進(jìn)三擋、后退一擋的后段側(cè)變速部20，能夠容易 地、緊湊地構(gòu)成前進(jìn)九擋、后退三擋的等擋間比的多擋化的變速箱1。(3)在本實施方式的變速箱1中，后退離合器22d和后退行星齒輪系25相比于一速離 合器22a和一速行星齒輪系23配置在更靠輸入側(cè)。因此，與后退離合器等配置在最靠輸出側(cè)的結(jié)構(gòu)相比，能夠避免使后退時變速擋的減速比過度地增大。結(jié)果，能夠?qū)⒑笸藭r的行駛 速度、行駛扭矩設(shè)定為合適的大小。[其他實施方式]以上說明了本發(fā)明一實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式，在不脫離本 發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變更。
(A)在上述實施方式中，作為配置于前段側(cè)變速部10的后段的后段側(cè)變速部20的結(jié) 構(gòu)，以從前段側(cè)依次配置三速離合器22c、二速離合器22b和二速行星齒輪系24、后退離合 器22d和后退行星齒輪系25、一速離合器22a和一速行星齒輪系23為例進(jìn)行了說明。但 是，本發(fā)明并不限于此。S卩、作為后段側(cè)變速部的結(jié)構(gòu)，可以組合具有其他結(jié)構(gòu)的變速部而加以利用。例如，如圖5所示，可以是將動力從中間軸31側(cè)向輸出軸36傳遞的變速箱100，其 中，作為后段側(cè)變速部30的結(jié)構(gòu)，可以從前段側(cè)依次配置三速離合器32c、二速離合器32b 和二速行星齒輪系34、一速離合器32a和一速行星齒輪系33、后退離合器32d和后退行星 齒輪系35。在該圖5所示的變速箱100中，一速行星齒輪系33有選擇地與一速離合器32a結(jié) 合，包括太陽齒輪33a、行星架33b、可旋轉(zhuǎn)地支承在行星架33b的行星齒輪33e、和環(huán)形齒輪 33c0另外，二速行星齒輪系34有選擇地與二速離合器32b結(jié)合，包括太陽齒輪34a、行 星架34b、可旋轉(zhuǎn)地支承在行星架34b的行星齒輪34e、和環(huán)形齒輪34c。后退行星齒輪系35有選擇地與后退離合器32d結(jié)合，包括太陽齒輪35a、行星架 35b、可旋轉(zhuǎn)地支承在行星架35b的行星齒輪35e、和環(huán)形齒輪35c。另外，環(huán)形齒輪33c、行星架34b和太陽齒輪35a經(jīng)由三速離合器32c與中間軸31 連接。另外，太陽齒輪33a，34a相互連接，以一體旋轉(zhuǎn)。另外，行星架33b，35b與輸出軸36 連接。另外，一速離合器32a將環(huán)形齒輪33c和殼體(固定部)之間連接或斷開，二速離 合器32b將環(huán)形齒輪34c和殼體(固定部)之間連接或斷開，三速離合器32c將中間軸31 和行星架34b之間連接。另外，后退離合器32d將環(huán)形齒輪35c和殼體(固定部)之間連接。此時，由于后退行星齒輪系35等配置在最后段側(cè)，因此，能夠使后退一速的減速 比非常大以確保足夠的牽引力。因此，能夠適用于后退時需要牽引力的車輛。(B)在上述實施方式中，作為前段側(cè)變速部10的H，M，L的減速比，以設(shè)定在0.556、 0. 742、1. 000為例進(jìn)行了說明。但是，本發(fā)明并不限于此。例如，如果在H-M間和M-L間設(shè)定大致成為等擋間比的減速比，則可以將減速比設(shè) 定為大于上述減速比的值，也可以將減速比設(shè)定為小于上述減速比的值。(C)在上述實施方式中，作為后段側(cè)變速部20的結(jié)構(gòu)，以前進(jìn)三擋、后退一擋的變速 機構(gòu)為例進(jìn)行了說明。但是，本發(fā)明并不限于此。
例如，像前進(jìn)四擋、后退一擋那樣，能夠?qū)⒖蛇M(jìn)一步多擋化的變速機構(gòu)作為后段側(cè) 變速部進(jìn)行組合。此時，作為變速機構(gòu)整體，能夠得到前進(jìn)十二擋、后退三擋的進(jìn)一步多擋 化的變速機構(gòu)。(D)在上述實施方式中，以將本發(fā)明的變速箱1安裝于自卸卡車為例進(jìn)行了說明。但 是，本發(fā)明并不限于此。例如，可以安裝于輪式裝載機等其他建筑車輛，也可以安裝于其他工程作業(yè)車輛。工業(yè)實用性 本發(fā)明的行星齒輪式變速機構(gòu)，通過抑制傳遞到后段側(cè)的變速部的扭矩，在不加 大配置于后段的齒輪，或者不額外追加增速齒輪等部件而保持簡單結(jié)構(gòu)的情況下，能夠構(gòu) 成多擋化的齒輪系。因此，本發(fā)明能夠廣泛適用于切換多個變速擋從而一邊變更行駛速度、 牽引力一邊行駛的車輛。
權(quán)利要求
一種行星齒輪式變速機構(gòu)，其特征在于，具有前段側(cè)變速部，其包括輸入動力的輸入軸；以及后段側(cè)變速部，其包括與所述前段側(cè)變速部連接的中間軸和輸出動力的輸出軸；所述前段側(cè)變速部具有第一行星齒輪系，其具有第一太陽齒輪、與所述第一太陽齒輪嚙合的多個第一行星齒輪、與所述輸入軸連接且以使之能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承多個所述第一行星齒輪的第一行星架、以及與所述中間軸連接且多個所述第一行星齒輪與之嚙合的第一環(huán)形齒輪；第二行星齒輪系，其具有與所述第一太陽齒輪連接且能夠與之一體旋轉(zhuǎn)的第二太陽齒輪、與所述第二太陽齒輪嚙合的多個內(nèi)周側(cè)第二行星齒輪、與多個所述內(nèi)周側(cè)第二行星齒輪嚙合的多個外周側(cè)第二行星齒輪、與所述輸入軸連接且以使之能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承所述內(nèi)周側(cè)第二行星齒輪和外周側(cè)第二行星齒輪的第二行星架、以及多個所述外周側(cè)第二行星齒輪與之嚙合的第二環(huán)形齒輪；第一離合器，其將所述輸入軸和所述中間軸之間連接或斷開；第二離合器，其使所述第二太陽齒輪能夠旋轉(zhuǎn)或者禁止所述第二太陽齒輪旋轉(zhuǎn)；第三離合器，其使所述第二環(huán)形齒輪能夠旋轉(zhuǎn)或者禁止所述第二環(huán)形齒輪旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的行星齒輪式變速機構(gòu)，其特征在于，所述第二行星齒輪系的輸出經(jīng)由所述第一行星齒輪系與所述中間軸連接。
3.如權(quán)利要求1所述的行星齒輪式變速機構(gòu)，其特征在于，所述第二行星齒輪系的增速比大于所述第一行星齒輪系的增速比。
4.如權(quán)利要求1所述的行星齒輪式變速機構(gòu)，其特征在于，所述后段側(cè)變速部是變速擋構(gòu)成為低速、中速、高速、后退這前進(jìn)三擋與后退一擋的變 速機構(gòu)，具有第三行星齒輪系，其具有第三太陽齒輪、與所述第三太陽齒輪嚙合的多個第三行星齒 輪、與所述輸出軸連接且以使之能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承多個所述第三行星齒輪的第三行星 架、以及多個所述第三行星齒輪與之嚙合的第三環(huán)形齒輪；第四行星齒輪系，其具有第四太陽齒輪、與所述第四太陽齒輪嚙合的多個第四行星齒 輪、以使之能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承多個所述第四行星齒輪的第四行星架、以及多個所述第四 行星齒輪與之嚙合的第四環(huán)形齒輪；第五行星齒輪系，其具有第五太陽齒輪、與所述第五太陽齒輪嚙合的多個第五行星齒 輪、以使之能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承多個所述第五行星齒輪的第五行星架、以及多個所述第五 行星齒輪與之嚙合的第五環(huán)形齒輪；低速離合器，其使所述第三環(huán)形齒輪能夠旋轉(zhuǎn)或者禁止所述第三環(huán)形齒輪旋轉(zhuǎn)； 中速離合器，其使所述第四環(huán)形齒輪能夠旋轉(zhuǎn)或者禁止所述第四環(huán)形齒輪旋轉(zhuǎn)； 高速離合器，其將所述中間軸與所述第四行星架連接或斷開，并將所述中間軸與所述 第五行星架連接或斷開；后退離合器，其使所述第五環(huán)形齒輪能夠旋轉(zhuǎn)或者禁止所述第五環(huán)形齒輪旋轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求4所述的行星齒輪式變速機構(gòu)，其特征在于，所述第三太陽齒輪、所述第四太陽齒輪和所述第五太陽齒輪均與所述中間軸連接。
6.如權(quán)利要求4所述的行星齒輪式變速機構(gòu)，其特征在于，所述第五行星齒輪具有與所述第五太陽齒輪嚙合的多個內(nèi)周側(cè)第五行星齒輪以及與 所述第五環(huán)形齒輪嚙合的外周側(cè)第五行星齒輪。
7.如權(quán)利要求4所述的行星齒輪式變速機構(gòu)，其特征在于，所述第三環(huán)形齒輪、所述第四行星架和所述第五行星架相互連接，以一體旋轉(zhuǎn)。
8.如權(quán)利要求1所述的行星齒輪式變速機構(gòu)，其特征在于，所述后段側(cè)變速部是變速擋構(gòu)成為低速、中速、高速、后退這前進(jìn)三擋及后退一擋的變 速機構(gòu)，具有第三行星齒輪系，其具有第三太陽齒輪、與所述第三太陽齒輪嚙合的多個第三行星齒 輪、與所述輸出軸連接且以使之能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承多個所述第三行星齒輪的第三行星 架、以及多個所述第三行星齒輪與之嚙合的第三環(huán)形齒輪；第四行星齒輪系，其具有第四太陽齒輪、與所述第四太陽齒輪嚙合的多個第四行星齒 輪、以使之能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承多個所述第四行星齒輪的第四行星架、以及多個所述第四 行星齒輪與之嚙合的第四環(huán)形齒輪；第五行星齒輪系，其具有第五太陽齒輪、與所述第五太陽齒輪嚙合的多個第五行星齒 輪、與所述輸出軸連接且以使之能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承多個所述第五行星齒輪的第五行星 架、以及多個所述第五行星齒輪與之嚙合的第五環(huán)形齒輪；低速離合器，其使所述第三環(huán)形齒輪能夠旋轉(zhuǎn)或者禁止所述第三環(huán)形齒輪旋轉(zhuǎn)； 中速離合器，其使所述第四環(huán)形齒輪能夠旋轉(zhuǎn)或者禁止所述第四環(huán)形齒輪旋轉(zhuǎn)； 高速離合器，其將所述中間軸與所述第四行星架連接或斷開； 后退離合器，其使所述第五環(huán)形齒輪能夠旋轉(zhuǎn)或者禁止所述第五環(huán)形齒輪旋轉(zhuǎn)。
9.如權(quán)利要求8所述的行星齒輪式變速機構(gòu)，其特征在于， 所述第三太陽齒輪和所述第四太陽齒輪與所述中間軸連接。
10.如權(quán)利要求8所述的行星齒輪式變速機構(gòu)，其特征在于，所述第三環(huán)形齒輪、所述第四行星架和所述第五太陽齒輪相互連接，以一體旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種行星齒輪式變速機構(gòu)，通過抑制傳輸扭矩，在不加大配置于后段的齒輪或者不額外追加增速齒輪等部件的情況下，能夠保持簡單的結(jié)構(gòu)，構(gòu)成多擋化的齒輪系。輸入側(cè)變速機構(gòu)(10)是從輸入軸(11)向中間軸(21)傳遞動力的變速機構(gòu)，具有L、M、H離合器(12a～12c)和軸向鄰接的兩個M、H行星齒輪系(13，14)。M行星齒輪系(13)具有太陽齒輪(13a)、行星架(13b)、環(huán)形齒輪(13c)和行星齒輪(13e)。H行星齒輪系(14)具有太陽齒輪(14a)、行星架(14b)、環(huán)形齒輪(14c)和兩組行星齒輪(14e1，14e2)。M、H離合器(12b)、(12c)構(gòu)成為動作時動力從輸入軸(11)輸入到行星架(13b)并從環(huán)形齒輪(13c)輸出。
文檔編號F16H3/66GK101868650SQ200880116870
公開日2010年10月20日 申請日期2008年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月25日
發(fā)明者鹽原正樹 申請人:株式會社小松制作所