JP2010535319A - リバース・スプロケット・トランスファー・ケース - Google Patents

Abstract

回転自在な入力部材と、回転自在な出力部材と、入力部材と出力部材の間に作動的に係合された回転自在な遊星ギア部と、遊星ギア部に選択的に係合可能な可動カム部材を備え、これにより、カム部材が遊星ギアに係合するときに遊星ギア部の回転が止まり、カム部材が遊星ギア部に係合していないときに出力部材の回転方向が入力部材と同じ方向であり、カム部材が遊星ギア部に係合しているときに出力部材の回転方向が入力部材の回転方向と反対であるトランスファーケース。

Description

本発明は、遊星ギア部に選択的に係合可能な可動カム部材を有するリバース・スプロケット・トランスファー・ケースに関し、これにより、カム部材が遊星ギア部に係合する時遊星ギア部の回転が止められ、それによって出力部材の回転方向を逆にする。

全地形型車両（ATV’S）はすでに公知である。それらは車両に悪路を走行させるために用いられるエンジンと変速機を備える。エンジンは一般的に、取り付けられた変速機とともに、２ストローク又は４ストロークの構成を備える。特にエンジンは通常オートバイから導入されるので、変速機は一般にオートバイで用いられるものと似ている。

ATV’Sのひとつの欠点は、必要が生じたときに、車両を後退させる能力である。変速機はこの機能においては有用であるが、これらはコストがかかり、大きく複雑である。構成要素の欠陥はしばしば作動部品の数に関係するので、複雑さは悪いことに性能と信頼性に影響を与える。リバーシング変速機の大きさは、車両のデザインにおいても制限的な要素となっている。車両の全質量が４００から５００ポンドの範囲であるとき、大きく重い変速機は望ましくはない。

米国特許６，７４２，６１８号明細書（２００４）は遊星ギアを有する減速駆動システムを開示する。他の実施形態において、リバーシングユニットが示されている。

要求されるものは、遊星ギア部に選択的に係合可能な可動カム部材を有し、これによってカム部材が遊星ギア部に係合するときに遊星ギア部の回転が止まる、リバース・スプロケット・トランスファー・ケースである。本発明はこの要求を満たす。

本発明の主要な特徴は、遊星ギア部に選択的に係合可能な可動カム部材であり、これによりカム部材が遊星ギア部と係合するときに遊星ギア部の回転がとまる、リバース・スプロケット・トランスファー・ケースを提供することである。

本発明の他の特徴は、本発明の以下の記載と添付図面により開示されそして明らかになる。

本発明は回転自在な入力部材と、回転自在な出力部材と、入力部材と出力部材の間で作動的に係合された回転自在な遊星ギア部と、遊星ギア部と選択的に係合可能な可動カム部を備え、これにより、カム部材が遊星ギア部に係合したときに遊星ギア部の回転が止まり、カム部材が遊星ギア部に係合していないときに出力部材の回転方向が入力部材と同じ方向であり、カム部材が遊星ギア部に係合しているときに出力部材の回転方向が入力部材の回転方向と反対となるトランスファーケースである。

明細書の一部に組込まれ、明細書の一部を形成する添付図面は、本発明の好適な実施形態を示し、明細書の記載とともに発明の原理を説明する。
後方から見た分解斜視図である。 前方から見た分解斜視図である。 側面図である。 正面図である。 図４における断面Ａ−Ａである。 図３における断面Ｂ−Ｂである。 図３における断面Ｃ−Ｃである。 背面図である。

図１は後方から見た分解斜視図である。本発明のトランスファーケース１００はスプロケット１を備える。ハブ４は、ニードルベアリング５によりスプロケット１に回転自在に係合される。ハブ４はボールベアリング１６により遊星ケージ２に回転自在に係合される。図２参照。スプロケット表面１０は歯付ベルト（不図示）に係合させるため歯形を有する。歯付ベルトは本技術分野において公知である。スプロケット１は典型的には入力部材であるが、それはまた、出力部材としても機能することができる。ハブ４は典型的には出力部材であるが、それはまた、入力部材としても機能することができる。

遊星ギア８は遊星ケージ２に回転自在に係合され、遊星ケージ２の周りに環状に配置されている。各遊星ギア８は相対的に大きな第１の径８１と相対的に小さな第２の径８２を有するギアを備える。５つの遊星ギアが本実施形態において用いられている。ギア８２はハブ４のギア４１に係合する。ギア８１はスプロケット１の内面においてリングギア１１０に係合する。

遊星ケージ２及びギア８は遊星ギア部を備える。遊星ケージ２はベアリング１１によりスプロケット１に回転自在に係合される。

シフタースプリング２１はハブ４とシフトリング１３の間に配置される。スプリング２１はシフトリング１３が可動カム２０と接触するように付勢する。シフタースプリング２１はコイルスプリングである。

アウターディスク１２はボルト１０を使うことによりスプロケット１に固着される。シフトリングギア１３０はアウターディスク１２上のギア１２０に協働的に係合する。

カム２０はラチェット部２０１を備える。またカム２０はボーデンケーブルのような作動ケーブル（不図示）に係合するレバー２００を備える。

カム２０はベアリングプレート１９に摺動自在かつ回転自在に係合する。カム部材２０２はカム体１９０に協働的に係合する。

図２は前方から見た分解斜視図である。ラチェット部２０１は遊星ケージ２のラチェット部４２に協働的に係合する。ハブ４はベアリング１６により遊星ケージ２に係合する。

リングギア２１０は遊星ケージ２の内面に固定して配置されている。

図３は側面図である。カム体１９０はカム部材２０２に摺動自在に係合する。カム２０は、レバー２００に力を与えることにより、ベアリングプレート１９に関して約２５度の範囲内で回転する。図３は完全に後退した状態のカム２０を示す。操作時において、カム２０は図１に示されるような回転軸Ａ−Ａの周りにＤの方向に回転移動する。

図４は正面図である。歯付表面１０は歯付ベルト（不図示）に係合する。

図５は図４における断面Ａ−Ａである。リベットすなわちボルト１４が、車両のエンジン（不図示）のような取付け面にベアリングプレート１９を接続するために使われてもよい。ボルト１０はアウターディスク１２をスプロケット１に連結する。ハブ４は出力ドライブシャフト（不図示）に連結する。ドライブシャフトは車両の駆動車軸に連結されてもよい。

図６は図３における断面Ｂ−Ｂである。ギア８２はハブギア４１に係合する。

図７は図３における断面Ｃ−Ｃである。ギア８１はスプロケットリングギア１１０に係合する。

図８は背面図である。作動係合部２０４はケーブル（不図示）によってアクチュエータに連結される。レバー２００は、各作動位置すなわち前方及び後方の間を約２５度の円弧に沿って動く。

ノーマルモード−フォワード（ノンリバース）
ノーマルモード操作時において、ドライブシャフト（不図示）はハブ４に接続されている。ベルト（不図示）は入力部材スプロケット１に接続されており、そしてそのベルトはトルクをスプロケット１に伝達して回転させる。

このモードにおいて、カム２０は後退している。すなわち、カム部材２０２及びカム体１９０は図３に示された相対的な位置にある。カム２０が後退した位置にあることにより、スプリング２１がカム２０に向かってシフトリング１３を付勢し、これによりギア１３０がアウターディスク１２のギア１２０に係合する。シフトリング１３のギア１３０は、また同時に、リングギア２１０にも係合している。この係合により、遊星ゲージ２がアウターディスク１２とスプロケット１にロックされた関係で回転する。すなわちこのモードにおいて、遊星ケージ２とスプロケット１の間には相対的な回転がないので、スプロケット１、アウターディスク１２、シフトリング１３、そして遊星ゲージ２は、単一のユニットとして構成し、駆動される。遊星ケージ２は、スプロケット１と同期して回転するため、ギア８はリングギア１１０に対して相対的に回転しない。従って、ギア８はギア４１を駆動し、それにより、ハブ４をスプロケット１と同じ回転速度で駆動する。それにより、ノーマルモードにおいては、遊星ケージ２はスプロケット１と同期して回転し、それにより、出力部材ハブ４は入力部材スプロケット１と同じ速度で回転する。

このノーマルモードにおいて、駆動比は１：１である。

リバースモード
リバースモードにおいて、カム２０が駆動され、これにより、カム２０がベアリングプレート１９に関して少し回転する。部分的回転により、カム体１９０とカム部材２０２が互いに相対的に動く。そのような動きにより、カム２０がベアリングプレート１９から軸方向に動く。そしてそれは次に、ギア１３０をギア１２０から解放させる。これは遊星ゲージ２（ギア２１０）とスプロケット１（ギア１２０）の間における機械的駆動結合を切断する。またこれにより、ラチェット歯２０１がラチェット歯４２に接触する。カム２０は作動中において約２５度の範囲内で部分的に回転するだけなので、このことは遊星ゲージ２の回転が止まることの全体的な効果を有する。しかしながら、ギア１３０とギア１２０が解放されているため、スプロケット１はまだ回転している。カム２０が遊星ケージ２に係合するとき、遊星ギア部の遊星ケース２の回転は止まる。

遊星ケージ２が回転を停止すると、ギア８１とギア１１０の係合によりギア８が回転する。ギア８の回転によりギア８２が回転し、次にハブギア４１を駆動させる。しかしながら、ハブ４はギア８の固定位置により、スプロケット１の回転方向と反対の方向に回転する。静止している遊星ケージ２内におけるハブ４の回転は、ベアリング５とベアリング１６によって可能となる。

リバースモードにおいて、入力部材（スプロケット１）と出力部材（ハブ４）の間における駆動比は、約１．２８：１である。これは、もし例えばギア８が１個のギアのみを備えるなら、その時ハブ４はリバースの状態において速さが上昇するためである。速さの増分は、スプロケットギア１１０の歯数とハブギア４１の歯数の間の比に等しい。そしてそれは、例えばこの場合においては、７５：３５（２．１４：１）である。単一ギア遊星ギア８は、トルク伝達反転媒体にすぎない。結果として、歯数は、この比においてどんな役割も果たさない。しかしながら、ギア８は大径ギア８１と小径ギア８２を有し、そして、各々はそれぞれギア１１０とギア４１に係合するので、これは、（ギア８１の歯数）：（ギア８２の歯数）のギア比により伝達速度を遅くする。この場合において例えば、１５：２５＝０．６である。

結果として、リバースモードにおける入力スプロケット１と出力ハブ４の間の全速度の変化/増加は次のようになる。
２．１４×０．６＝１．２８

これはリバースモードにおける全駆動比が１．２８：１であることを意味する。この発明装置はリバースにおいて、フォワードにおける出力速度に比べ、出力速度の大きな変化なしにリバースオペレーションを達成する。これは、より大きな比を有する他の変速機を使用している小さなスロットル入力により引き起こされる可能性のある速度の急変を最小限にする。

この駆動比はギア８１と８２の相対的な径により調整可能である。

入力部材と出力部材は置換してもよく、この場合、入力部材がハブ４であり、出力部材がスプロケット１であり、等しい作用効果を有す。

本発明の形態がここに記載されているが、ここに記載された発明の趣旨及び範囲から外れることなく部品及び方法の構造と関係に変化を施すことは本技術分野における当業者にとっては明らかである。

Claims (5)

1. 回転自在な入力部材と、
   回転自在な出力部材と、
   前記入力部材と前記出力部材の間に機械的に係合された回転自在な遊星ギア部と、
   前記遊星ギア部に選択的に係合可能であり、これにより前記カム部材が前記遊星ギア部に係合されたとき前記遊星ギア部の回転が停止される可動カム部を備え、
   前記出力部材の回転方向が、前記カム部材が前記遊星ギア部に係合しないときに前記入力部材と同じ方向であり、
   前記出力部材の回転方向が、前記カム部材が前記遊星ギア部に係合したときに前記入力部材の回転方向と反対である
   トランスファーケース。
2. カム部材ラチェット部が前記遊星ギア部のラチェット部に係合する請求項１に記載のトランスファーケース。
3. 前記遊星ギア部を前記出力部材に選択的に係合させるギアをさらに備え、これにより、前記遊星ギア部と前記出力部材がロックされた関係で回転する請求項１に記載のトランスファーケース。
4. 前記入力部材及び前記出力部材の間における出力駆動比がフォワードモードとリバースモードのいずれにおいてもほぼ同じである請求項１に記載のトランスファーケース。
5. 前記遊星ギア部の回転が、前記カム部材が遊星ギア部に係合する場合に止まる請求項１に記載のトランスファーケース。

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