JP5626765B2 - Two-speed transmission - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、電気自動車に搭載されて、モータから入力する回転力を高速及び低速の二段階に切り換えて出力する二段変速機に関するものである。   The present invention relates to a two-stage transmission that is mounted on, for example, an electric vehicle and outputs a rotational force input from a motor by switching between two stages of high speed and low speed.

従来、上記したような二段変速機としては、例えば、特許文献1に記載されたものがある。   Conventionally, as the above-described two-stage transmission, there is one described in Patent Document 1, for example.

この二段変速機は、モータに連結される入力軸と、駆動輪側に連結される出力軸と、入力軸及び出力軸の双方に連結する遊星歯車機構を備えている。
この遊星歯車機構は、入力軸に常時連結される太陽歯車と、この太陽歯車の周囲に配置される環状歯車と、出力軸に常時連結されるキャリアと、このキャリアに回転自在に保持されて太陽歯車及び環状歯車の双方に噛み合う遊星歯車を具備している。
The two-stage transmission includes an input shaft coupled to the motor, an output shaft coupled to the drive wheel side, and a planetary gear mechanism coupled to both the input shaft and the output shaft.
The planetary gear mechanism includes a sun gear that is always connected to the input shaft, an annular gear that is arranged around the sun gear, a carrier that is always connected to the output shaft, and a sun that is rotatably held by the carrier. A planetary gear meshing with both the gear and the annular gear is provided.

また、この二段変速機は、入力軸と遊星歯車機構の環状歯車とを締結解放する変速クラッチと、入力軸と一体で回転する摩擦要素と、変速クラッチによる入力軸と環状歯車との締結状態において摩擦要素の回転方向と同一方向への環状歯車の回転を許容し且つ変速クラッチによる入力軸と環状歯車との解放状態において摩擦要素の回転方向と逆方向への環状歯車の回転を阻止する2方向クラッチを備えている。   The two-speed transmission also includes a transmission clutch that engages and releases the input shaft and the annular gear of the planetary gear mechanism, a friction element that rotates integrally with the input shaft, and an engagement state between the input shaft and the annular gear by the transmission clutch. 2 to permit the rotation of the annular gear in the same direction as the rotation direction of the friction element and to prevent the rotation of the annular gear in the direction opposite to the rotation direction of the friction element in the released state of the input shaft and the annular gear by the speed change clutch. Has a directional clutch.

つまり、この二段変速機において、変速クラッチにより入力軸と環状歯車とを解放すると共に、摩擦要素及び2方向クラッチによって環状歯車の回転を阻止することで、遊星歯車機構を作動させて、入力軸の回転を低速にして出力軸に伝達し、一方、変速クラッチにより入力軸と環状歯車とを締結すると共に、摩擦要素及び2方向クラッチによって環状歯車の回転を許容することで、環状歯車と太陽歯車とを同一の回転数で回転させて、入力軸の回転を高速のまま出力軸に伝達するようになっている。   That is, in this two-stage transmission, the input shaft and the annular gear are released by the transmission clutch, and the planetary gear mechanism is operated by preventing the rotation of the annular gear by the friction element and the two-way clutch. The rotation of the gear is transmitted to the output shaft at a low speed, while the input shaft and the annular gear are fastened by the speed change clutch, and the rotation of the annular gear is allowed by the friction element and the two-way clutch. Are rotated at the same rotational speed, and the rotation of the input shaft is transmitted to the output shaft at a high speed.

特開2005-30430号公報JP 2005-30430 A

ところが、上記した従来の二段変速機において、2方向クラッチに加えて、変速クラッチ及び摩擦要素といった重量の嵩む摩擦クラッチを2組必要としているので、小型軽量化が困難であるという問題を有していた。
また、入力軸の回転をそのまま出力軸に伝達する高速回転出力時には、遊星歯車機構を構成する歯車群全体が、特に、回転が許容された環状歯車が入出力軸と一緒に回転することから、慣性負荷が大きくなってしまうという問題があり、これらの問題を解決することが従来の課題となっていた。
However, in the conventional two-stage transmission described above, in addition to the two-way clutch, two sets of heavy friction clutches such as a transmission clutch and a friction element are required, which makes it difficult to reduce the size and weight. It was.
In addition, at the time of high-speed rotation output in which the rotation of the input shaft is transmitted to the output shaft as it is, the entire gear group constituting the planetary gear mechanism is rotated together with the input / output shaft, particularly the annular gear allowed to rotate. There is a problem that the inertial load becomes large, and it has been a conventional problem to solve these problems.

本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、小型軽量化を実現することができると共に、高速回転出力時における慣性負荷を小さくすることが可能である二段変速機を提供することを目的としている。   The present invention has been made by paying attention to the above-described conventional problems, and provides a two-stage transmission that can be reduced in size and weight and can reduce an inertia load at the time of high-speed rotation output. The purpose is to do.

本発明の請求項1に係る発明は、駆動源の回転出力軸に連結される入力軸と、出力軸と、前記入力軸に固定される太陽歯車と、この太陽歯車を囲んで配置される環状歯車と、前記太陽歯車及び環状歯車の双方に噛み合う遊星歯車と、この遊星歯車を回転自在に支持することで前記入力軸に付与された前記駆動源からの回転出力を落として出力するキャリアを具備した遊星歯車機構を備えた二段変速機において、前記遊星歯車機構の環状歯車を固定状態とし、この環状歯車に対して回転するキャリア及び前記入力軸のいずれかを選択して前記出力軸に接続するクラッチ機構を設け、前記クラッチ機構は、前記環状歯車に対して回転するキャリアに形成されて前記入力軸に嵌装する筒部と、このキャリアの筒部及び前記入力軸の双方に接するボールを複数個保持することで該キャリアの筒部の内側で前記入力軸に回転自在で且つ軸方向に移動可能に嵌装されると共に、端部が前記出力軸に軸方向に移動可能で且つ回転不能に嵌合されたスリーブと、前記スリーブの入力軸に嵌装する部分に保持されたトルク伝達用ボールと、前記キャリアの筒部及び入力軸に互いに軸方向にずらせてそれぞれ形成されて、前記スリーブのトルク伝達用ボールと係合して各々の回転を前記スリーブに伝達する係合部と、前記スリーブに保持されたトルク伝達用ボールが前記キャリアの係合部と係合する位置と前記入力軸の係合部と係合する位置との間で該スリーブを移動させる駆動部を具備し、前記駆動部は、押し引きロッドを有する直動アクチュエータと、前記直動アクチュエータの前記押し引きロッドの押し引き動作で前記出力軸と直交する方向と平行な方向に沿う支持ピン周りに回動して該押し引きロッドの往復直動動作を前記スリーブに伝達するアームを具備している構成としたことを特徴としており、この構成の二段変速機を前述の従来の課題を解決するための手段としている。 The invention according to claim 1 of the present invention includes an input shaft connected to the rotation output shaft of the drive source, an output shaft, a sun gear fixed to the input shaft, and an annular shape surrounding the sun gear. A gear, a planetary gear that meshes with both the sun gear and the annular gear, and a carrier that rotatably supports the planetary gear to reduce the rotational output from the drive source applied to the input shaft. In the two-stage transmission including the planetary gear mechanism, the annular gear of the planetary gear mechanism is fixed, and the carrier that rotates with respect to the annular gear and the input shaft are selected and connected to the output shaft. a clutch mechanism for providing the clutch mechanism, Bo contacting a cylindrical portion which fitted into the input shaft is formed in the carrier to rotate relative to the ring gear, in both the cylindrical portion and the input shaft of the carrier The by plurality held while being fitted to be movable in and axially rotatable with said input shaft inside the cylindrical portion of the carrier, and an end portion movable in the axial direction to the output shaft rotation A sleeve that is impossiblely fitted, a torque transmitting ball held in a portion fitted to the input shaft of the sleeve, and a cylindrical portion of the carrier and the input shaft that are offset from each other in the axial direction. An engaging portion that engages with a torque transmitting ball of the sleeve and transmits each rotation to the sleeve, a position at which the torque transmitting ball held by the sleeve engages with the engaging portion of the carrier, and the input A drive unit configured to move the sleeve between an engagement portion of the shaft and a position of engagement with the shaft, wherein the drive unit includes a linear motion actuator having a push / pull rod, and the push / pull rod of the linear motion actuator; The reciprocating linear operation of turning to the pushing-pull rod has a configuration which comprises an arm which is transmitted to the sleeve support pin around which a push pull operation along a direction parallel to the direction perpendicular to the output shaft The two-stage transmission having this configuration is used as a means for solving the above-described conventional problems.

本発明の請求項1に係る二段変速機では、クラッチ機構によって入力軸を出力軸に接続すると、入力軸に付与された駆動源からの回転出力が高速のまま出力軸に伝達され、一方、環状歯車に対して回転するキャリアをクラッチ機構によって出力軸に接続すると、駆動源からの回転出力が減速されて出力軸に伝達されることとなる。   In the two-stage transmission according to claim 1 of the present invention, when the input shaft is connected to the output shaft by the clutch mechanism, the rotational output from the drive source applied to the input shaft is transmitted to the output shaft at a high speed, When the carrier that rotates relative to the annular gear is connected to the output shaft by the clutch mechanism, the rotational output from the drive source is decelerated and transmitted to the output shaft.

このように、減速されていない高速回転出力と、減速された低速回転出力とを一つのクラッチ機構によって選択的に切り換えて出力軸に出力するようにしているので、重量の嵩む摩擦クラッチを複数組必要としない分だけ、小型軽量化が図られることとなる。
加えて、遊星歯車機構の環状歯車を固定状態としている、すなわち、遊星歯車機構を構成する歯車群のうちの環状歯車を固定状態としているので、環状歯車が回転しない分だけ、高速回転出力時における慣性負荷を小さく抑え得ることとなる。
In this way, the high-speed rotation output that has not been decelerated and the low-speed rotation output that has been decelerated are selectively switched by a single clutch mechanism and output to the output shaft. The size and weight can be reduced by the amount not required.
In addition, the annular gear of the planetary gear mechanism is in a fixed state, that is, the annular gear of the gear group constituting the planetary gear mechanism is in a fixed state. The inertial load can be kept small.

また、本発明の請求項に係る二段変速機において、クラッチ機構における駆動部の直動アクチュエータによりアームを介してスリーブを軸方向に移動させて、このスリーブに保持されたトルク伝達用ボールを入力軸の係合部に係合させると、入力軸に付与された駆動源からの回転出力がそのまま出力軸に伝達される。
一方、クラッチ機構における駆動部の直動アクチュエータによりアームを介してスリーブを軸方向に移動させて、このスリーブに保持されたトルク伝達用ボールを環状歯車に対して回転するキャリアの係合部に係合させると、減速された駆動源からの回転出力が出力軸に伝達される。
Further, in a two-stage transmission according to claim 1 of the present invention, through the arm to move the sleeve in the axial direction by the linear actuator of the drive unit of the clutch mechanism, the torque transmitting balls held in the sleeve When engaged with the engaging portion of the input shaft, the rotational output from the drive source applied to the input shaft is transmitted to the output shaft as it is.
On the other hand, the sleeve is moved in the axial direction via the arm by the linear actuator of the drive unit in the clutch mechanism, and the torque transmitting ball held by the sleeve is engaged with the engaging portion of the carrier that rotates with respect to the annular gear. When combined, the rotational output from the decelerated drive source is transmitted to the output shaft.

つまり、減速されていない高速回転出力及び減速された低速回転出力のいずれかを選択して出力軸に伝達するのに、重量の嵩む摩擦クラッチを使用していないので、その分だけ、より一層の小型軽量化が図られることとなる。   In other words, since the friction clutch which increases in weight is not used to select and transmit either the high-speed rotation output that has not been decelerated or the low-speed rotation output that has been decelerated to the output shaft, the amount of the friction clutch is further increased. A reduction in size and weight will be achieved.

本発明の請求項1に係る二段変速機では、上記した構成としているので、小型軽量化を実現することができると共に、高速回転出力時における慣性負荷を小さく抑えることが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
加えて、上記した構成としているので、より一層の小型軽量化を実現することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
Since the two-stage transmission according to claim 1 of the present invention has the above-described configuration, it is possible to realize a reduction in size and weight and to reduce the inertia load during high-speed rotation output. Excellent effect.
In addition, since the above-described configuration is employed, a very excellent effect that further reduction in size and weight can be realized is brought about.

本発明の一実施例による二段変速機を搭載した電気自動車の側面説明図(a)及び平面説明図(b)である。It is side explanatory drawing (a) and top explanatory drawing (b) of the electric vehicle carrying the two-stage transmission by one Example of this invention. 図1に示した二段変速機の低速回転出力状態における断面説明図(a)及び遊星歯車機構をモータ側から見た歯車レイアウト説明図(b)である。FIG. 2 is a cross-sectional explanatory diagram (a) in a low-speed rotation output state of the two-stage transmission shown in FIG. 1 and a gear layout explanatory diagram (b) when the planetary gear mechanism is viewed from the motor side. 図1における二段変速機の低速回転出力状態及び高速回転出力状態の各半割断面を上下に配置して合わせて示す断面説明図(a),図3(a)のA−A線位置における断面説明図(b)及び図3(a)のB−B線位置における断面説明図(c)である。FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view (a) and a sectional view taken along the line AA in FIG. 3 (a) showing the halved cross sections of the two-stage transmission in the low-speed rotation output state and the high-speed rotation output state. It is sectional explanatory drawing (c) in the BB line position of sectional explanatory drawing (b) and FIG. 3 (a). 図3(a)のC−C線位置における断面説明図である。It is a cross-sectional explanatory drawing in the CC line position of Fig.3 (a).

以下、本発明に係る二段変速機を図面に基づいて説明する。
図1〜図4は、本発明に係る二段変速機の一実施例を示しており、この実施例では、本発明に係る二段変速機を電気自動車に搭載した場合を例に挙げて説明する。
Hereinafter, a two-stage transmission according to the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 4 show an embodiment of a two-stage transmission according to the present invention. In this embodiment, the case where the two-stage transmission according to the present invention is mounted on an electric vehicle will be described as an example. To do.

図1に示すように、この電気自動車1は、車体2と、この車体2の前後左右の合計4箇所にそれぞれ軸受3を介して支持される車輪4と、車体2の左右にそれぞれ配置された駆動源としてのモータ5,5と、車体2の前部に位置する車輪4(駆動車輪4F)及びモータ5の間に配置された二段変速機10,10を備えている。   As shown in FIG. 1, the electric vehicle 1 is arranged on a vehicle body 2, wheels 4 supported via bearings 3 at a total of four locations on the vehicle body 2, front, rear, left and right, respectively, and on the left and right of the vehicle body 2. Motors 5 and 5 as drive sources, wheels 4 (drive wheels 4F) located at the front of the vehicle body 2, and two-stage transmissions 10 and 10 disposed between the motors 5 are provided.

この二段変速機10は、図2にも示すように、車体2に固定されるケース11と、このケース11の平板部11aと対向して車体2に固定される平板状を成すカバー12と、このカバー12に固定したモータ5の回転出力軸5aに連結される入力軸13と、駆動車輪4Fに対して傘歯車6,7を介して接続される出力軸14と、ケース11及びカバー12間に配置される遊星歯車機構20を具備している。   As shown in FIG. 2, the two-stage transmission 10 includes a case 11 that is fixed to the vehicle body 2, and a flat cover 12 that is fixed to the vehicle body 2 so as to face the flat plate portion 11 a of the case 11. The input shaft 13 connected to the rotation output shaft 5a of the motor 5 fixed to the cover 12, the output shaft 14 connected to the driving wheel 4F via the bevel gears 6 and 7, the case 11 and the cover 12 A planetary gear mechanism 20 disposed between them is provided.

この遊星歯車機構20は、入力軸13に固定される太陽歯車21と、この太陽歯車21を囲んで配置される環状歯車22と、太陽歯車21及び環状歯車22の双方に噛み合う複数個の遊星歯車23と、キャリア24を具備している。環状歯車22は、ケース11及びカバー12の双方に固定されている。キャリア24は、ピン25を介して遊星歯車23を回転自在に支持しており、入力軸13に付与されたモータ5からの回転出力を落として出力する。   The planetary gear mechanism 20 includes a sun gear 21 fixed to the input shaft 13, an annular gear 22 disposed so as to surround the sun gear 21, and a plurality of planetary gears meshing with both the sun gear 21 and the annular gear 22. 23 and a carrier 24. The annular gear 22 is fixed to both the case 11 and the cover 12. The carrier 24 rotatably supports the planetary gear 23 via a pin 25, and outputs the rotation output from the motor 5 applied to the input shaft 13 by dropping it.

また、この二段変速機10は、ケース11及びカバー12の双方に固定される環状歯車22に対して回転するキャリア24と、回転出力軸5aに連結される入力軸13とのうちのいずれかを選択して出力軸14に接続するクラッチ機構30を備えている。   The two-stage transmission 10 is either a carrier 24 that rotates with respect to an annular gear 22 that is fixed to both the case 11 and the cover 12, and an input shaft 13 that is connected to the rotation output shaft 5a. Is selected and connected to the output shaft 14.

このクラッチ機構30は、キャリア24に形成されて入力軸13に嵌装する筒部31と、この筒部31の内側において入力軸13に嵌装されたスリーブ32を具備しており、キャリア24の筒部31とケース11の円筒部11bとの間には、キャリア24を円滑に回転させるための軸受8が配置されている。   The clutch mechanism 30 includes a cylindrical portion 31 formed on the carrier 24 and fitted on the input shaft 13, and a sleeve 32 fitted on the input shaft 13 inside the cylindrical portion 31. Between the cylindrical portion 31 and the cylindrical portion 11b of the case 11, a bearing 8 for smoothly rotating the carrier 24 is disposed.

スリーブ32は、キャリア24の筒部31及び入力軸13の双方に接するボール33を複数個保持しており、このスリーブ32は、筒部31及び入力軸13の双方に対して円滑に回転しそして軸方向に移動可能となっている。このスリーブ32の筒部31から突出する端部及び出力軸14には、互いに嵌め込んだ状態で係合する軸方向のスプライン32a,14aがそれぞれ形成されており、スリーブ32は出力軸14に対して軸方向に移動可能で且つ回転不能に連結されている。   The sleeve 32 holds a plurality of balls 33 in contact with both the cylindrical portion 31 and the input shaft 13 of the carrier 24, and the sleeve 32 rotates smoothly with respect to both the cylindrical portion 31 and the input shaft 13. It can move in the axial direction. The end portion of the sleeve 32 protruding from the cylindrical portion 31 and the output shaft 14 are formed with axial splines 32 a and 14 a that are engaged with each other in a state of being fitted to each other. The shaft is movable in the axial direction and is non-rotatably connected.

また、このクラッチ機構30は、スリーブ32の入力軸13に嵌装する部分に保持されたトルク伝達用ボール34と、キャリア24の筒部31及び入力軸13にそれぞれ軸方向にずらせて形成された係合部31a,13aを具備している。トルク伝達用ボール34及び係合部31a,13aは、図3にも示すように、周方向に90度の間隔をおいて配置されて、これらの係合部31a,13aは、いずれもスリーブ32のトルク伝達用ボール34と係合してキャリア24及び入力軸13の回転をスリーブ32に伝達する、すなわち、キャリア24及び入力軸13の回転を出力軸14に伝達する。   The clutch mechanism 30 is formed by shifting the torque transmitting ball 34 held in the portion of the sleeve 32 fitted to the input shaft 13 and the cylindrical portion 31 of the carrier 24 and the input shaft 13 in the axial direction. Engaging portions 31a and 13a are provided. As shown in FIG. 3, the torque transmitting ball 34 and the engaging portions 31 a and 13 a are arranged at intervals of 90 degrees in the circumferential direction, and the engaging portions 31 a and 13 a are both sleeves 32. The rotation of the carrier 24 and the input shaft 13 is transmitted to the sleeve 32 by engaging with the torque transmission ball 34, that is, the rotation of the carrier 24 and the input shaft 13 is transmitted to the output shaft 14.

さらに、このクラッチ機構30は、スリーブ32に保持されたトルク伝達用ボール34がキャリア24の筒部31の係合部31aと係合する位置と、入力軸13の係合部13aと係合する位置との間で、このスリーブ32を移動させる駆動部40を具備している。   Further, the clutch mechanism 30 is engaged with the engaging portion 31 a of the input shaft 13 and the position where the torque transmitting ball 34 held by the sleeve 32 is engaged with the engaging portion 31 a of the cylindrical portion 31 of the carrier 24. The drive part 40 which moves this sleeve 32 between positions is provided.

この駆動部40は、ケース11の円筒部11bに固定される直動アクチュエータ41と、この直動アクチュエータ41の押し引きロッド41aの先端に配置された連結ピン42と、図4に示すように、車体2側にブラケット43を介して固定された支持ピン44と、中間部が支持ピン44に回動自在に支持されたアーム45を具備している。連結ピン42及び支持ピン44は、いずれも出力軸14と直交する方向と平行な方向に沿って設けられ、支持ピン44及びアーム45は、いずれも押し引きロッド41aの両側に配置されている。 The drive unit 40 includes a linear motion actuator 41 fixed to the cylindrical portion 11b of the case 11, a connection pin 42 disposed at the tip of the push-pull rod 41a of the linear motion actuator 41, and as shown in FIG. A support pin 44 fixed to the vehicle body 2 via a bracket 43 and an arm 45 whose middle part is rotatably supported by the support pin 44 are provided. The connection pin 42 and the support pin 44 are both provided along a direction parallel to the direction orthogonal to the output shaft 14, and the support pin 44 and the arm 45 are both disposed on both sides of the push-pull rod 41a.

この場合、一対のアーム45,45の各一端部には、長孔45a,45aがそれぞれ形成されており、各他端部間には、駆動バー46が掛け渡されている。一対のアーム45,45の各長孔45a,45aに押し引きロッド41aの連結ピン42を挿通させると共に、駆動バー46をスリーブ32の端部に形成された環状溝32bに係合させることで、直動アクチュエータ41の押し引きロッド41aの往復直動動作を一対のアーム45,45を介してスリーブ32に伝達するようになっている。   In this case, long holes 45a and 45a are respectively formed in one end portions of the pair of arms 45 and 45, and a drive bar 46 is spanned between the other end portions. By inserting the connecting pin 42 of the push-pull rod 41a through the long holes 45a, 45a of the pair of arms 45, 45 and engaging the drive bar 46 with the annular groove 32b formed at the end of the sleeve 32, The reciprocating linear motion of the push-pull rod 41 a of the linear actuator 41 is transmitted to the sleeve 32 via a pair of arms 45, 45.

上記した二段変速機10を搭載した電気自動車1を走行させるに際して、図3(a)の下半分及び図3(c)に示すように、クラッチ機構30の駆動部40における直動アクチュエータ41を動作させることで、アーム45の回動動作を介してスリーブ32を軸方向に移動させて、このスリーブ32に保持されたトルク伝達用ボール34を入力軸13の係合部13aに係合させると、図3(a)の細線矢印に示すように、入力軸13に付与されたモータ5からの回転出力がそのまま出力軸14に伝達されることとなる。つまり、高速回転出力による電気自動車1の走行が可能となる。   When the electric vehicle 1 equipped with the two-stage transmission 10 is driven, the linear actuator 41 in the drive unit 40 of the clutch mechanism 30 is installed as shown in the lower half of FIG. By operating, the sleeve 32 is moved in the axial direction through the rotation of the arm 45, and the torque transmitting ball 34 held by the sleeve 32 is engaged with the engaging portion 13 a of the input shaft 13. 3A, the rotational output from the motor 5 applied to the input shaft 13 is transmitted to the output shaft 14 as it is. That is, the electric vehicle 1 can be driven by high-speed rotation output.

一方、図3(a)の上半分及び図3(b)に示すように、クラッチ機構30の駆動部40における直動アクチュエータ41を動作させることで、アーム45の回動動作を介してスリーブ32を軸方向に移動させて、このスリーブ32に保持されたトルク伝達用ボール34を環状歯車22に対して回転するキャリア24の係合部31aに係合させると、図3(a)の太線矢印に示すように、減速されたモータ5からの回転出力が出力軸14に伝達されることとなる。つまり、低速回転出力による電気自動車1の走行が可能となる。   On the other hand, as shown in the upper half of FIG. 3A and FIG. 3B, by operating the linear motion actuator 41 in the drive unit 40 of the clutch mechanism 30, the sleeve 32 is rotated via the rotation of the arm 45. Is moved in the axial direction, and the torque transmitting ball 34 held by the sleeve 32 is engaged with the engaging portion 31a of the carrier 24 rotating with respect to the annular gear 22, the thick line arrow in FIG. As shown in FIG. 4, the rotational output from the motor 5 that has been decelerated is transmitted to the output shaft 14. That is, the electric vehicle 1 can be driven by the low-speed rotation output.

このように、上記した二段変速機10では、減速されていない高速回転出力と、減速された低速回転出力とを一つのクラッチ機構30によって選択的に切り換えて出力軸14に出力するようにしているので、重量の嵩む摩擦クラッチを複数組必要としない分だけ、小型軽量化が図られることとなる。   As described above, in the above-described two-stage transmission 10, the high-speed rotation output that is not decelerated and the low-speed rotation output that is decelerated are selectively switched by one clutch mechanism 30 and output to the output shaft 14. Therefore, the size and weight can be reduced by the amount that does not require a plurality of heavy friction clutches.

また、遊星歯車機構20の環状歯車22をケース11及びカバー12の間に固定している、すなわち、遊星歯車機構20を構成する歯車群のうちの環状歯車22を固定状態としているので、環状歯車22が回転しない分だけ、高速回転出力時における慣性負荷を小さく抑え得ることとなる。   Further, the annular gear 22 of the planetary gear mechanism 20 is fixed between the case 11 and the cover 12, that is, the annular gear 22 of the gear group constituting the planetary gear mechanism 20 is in a fixed state. Thus, the inertia load at the time of high-speed rotation output can be reduced by the amount that 22 does not rotate.

さらに、上記した二段変速機10において、減速されていない高速回転出力及び減速された低速回転出力のいずれかを選択して出力軸14に伝達するのに、重量の嵩む摩擦クラッチを使用していないので、その分だけ、より一層の小型軽量化が図られることとなる。   Further, in the two-stage transmission 10 described above, a heavy friction clutch is used to select and transmit either the undecelerated high-speed rotation output or the decelerated low-speed rotation output to the output shaft 14. Therefore, the size and weight can be further reduced accordingly.

上記した実施例では、本発明に係る二段変速機を電気自動車に搭載した場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、本発明に係る二段変速機を工作機械の変速機として採用してもよい。   In the above-described embodiment, the case where the two-stage transmission according to the present invention is mounted on an electric vehicle has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, the two-stage transmission according to the present invention is not limited to this. You may employ | adopt as a transmission of a machine tool.

5 モータ(駆動源)
5a 回転出力軸
10 二段変速機
13 入力軸
13a 係合部
14 出力軸
20 遊星歯車機構
21 太陽歯車
22 環状歯車
23 遊星歯車
24 キャリア
30 クラッチ機構
31 キャリアの筒部
31a 係合部
32 スリーブ
33 ボール
34 トルク伝達用ボール
40 駆動部
41 直動アクチュエータ
41a 直動アクチュエータの押し引きロッド
44 支持ピン
45 アーム
5 Motor (drive source)
5a Rotation output shaft 10 Two-stage transmission 13 Input shaft 13a Engaging portion 14 Output shaft 20 Planetary gear mechanism 21 Sun gear 22 Annular gear 23 Planetary gear 24 Carrier 30 Clutch mechanism 31 Carrier cylindrical portion 31a Engaging portion 32 Sleeve
33 Ball 34 Torque transmission ball 40 Drive unit 41 Linear actuator 41a Linear actuator push-pull rod 44 Support pin 45 Arm

Claims (1)

駆動源の回転出力軸に連結される入力軸と、
出力軸と、
前記入力軸に固定される太陽歯車と、この太陽歯車を囲んで配置される環状歯車と、前記太陽歯車及び環状歯車の双方に噛み合う遊星歯車と、この遊星歯車を回転自在に支持することで前記入力軸に付与された前記駆動源からの回転出力を落として出力するキャリアを具備した遊星歯車機構を備えた二段変速機において、
前記遊星歯車機構の環状歯車を固定状態とし、
この環状歯車に対して回転するキャリア及び前記入力軸のいずれかを選択して前記出力軸に接続するクラッチ機構を設け、
前記クラッチ機構は、前記環状歯車に対して回転するキャリアに形成されて前記入力軸に嵌装する筒部と、このキャリアの筒部及び前記入力軸の双方に接するボールを複数個保持することで該キャリアの筒部の内側で前記入力軸に回転自在で且つ軸方向に移動可能に嵌装されると共に、端部が前記出力軸に軸方向に移動可能で且つ回転不能に嵌合されたスリーブと、前記スリーブの入力軸に嵌装する部分に保持されたトルク伝達用ボールと、前記キャリアの筒部及び入力軸に互いに軸方向にずらせてそれぞれ形成されて、前記スリーブのトルク伝達用ボールと係合して各々の回転を前記スリーブに伝達する係合部と、前記スリーブに保持されたトルク伝達用ボールが前記キャリアの係合部と係合する位置と前記入力軸の係合部と係合する位置との間で該スリーブを移動させる駆動部を具備し、
前記駆動部は、押し引きロッドを有する直動アクチュエータと、前記直動アクチュエータの前記押し引きロッドの押し引き動作で前記出力軸と直交する方向と平行な方向に沿う支持ピン周りに回動して該押し引きロッドの往復直動動作を前記スリーブに伝達するアームを具備している
ことを特徴とする二段変速機。
An input shaft coupled to the rotational output shaft of the drive source;
An output shaft;
A sun gear fixed to the input shaft, an annular gear arranged around the sun gear, a planetary gear meshing with both the sun gear and the annular gear, and the planetary gear rotatably supported by the In a two-stage transmission including a planetary gear mechanism including a carrier that outputs a rotation output from the driving source applied to an input shaft.
The annular gear of the planetary gear mechanism is in a fixed state,
A clutch mechanism is provided that selects either the carrier that rotates with respect to the annular gear or the input shaft and connects the selected input shaft to the output shaft.
The clutch mechanism is formed by a carrier that is formed on a carrier that rotates with respect to the annular gear and is fitted to the input shaft, and a plurality of balls that are in contact with both the cylindrical portion of the carrier and the input shaft. A sleeve that is rotatably fitted to the input shaft and movable in the axial direction inside the cylindrical portion of the carrier , and has an end portion that is fitted to the output shaft so as to be axially movable and non-rotatable. A torque transmitting ball held in a portion fitted to the input shaft of the sleeve, and a torque transmitting ball formed on the sleeve portion and the input shaft of the carrier so as to be shifted from each other in the axial direction. The engaging portion that engages and transmits each rotation to the sleeve, the position where the torque transmitting ball held by the sleeve engages with the engaging portion of the carrier, and the engaging portion of the input shaft. Matching position Comprising a driving unit for moving the sleeve between,
The drive unit rotates around a support pin along a direction parallel to a direction perpendicular to the output shaft by a push-pull operation of the push-pull rod of the linear motion actuator, and a linear motion actuator having a push-pull rod. 2. A two-stage transmission comprising an arm for transmitting a reciprocating linear motion of the push-pull rod to the sleeve.
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