JP2013253637A - Transmission - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、遊星歯車機構を備えた変速機に関し、特に変速比をハイレンジとローレンジの2段に切り換えることが可能な変速機に関するものである。 The present invention relates to a transmission provided with a planetary gear mechanism, and more particularly to a transmission capable of switching a gear ratio between two stages of a high range and a low range.
近年、自動車に対する燃費向上のニーズは一層高まってきており、効率的な走行性能を実現するための変速機の開発が望まれる。その一つとして、主変速機の持つギア比の可変範囲を補うための副変速機を備えた自動車が知られている。 In recent years, needs for improving fuel efficiency for automobiles have been further increased, and development of a transmission for realizing efficient driving performance is desired. As one of such vehicles, an automobile equipped with a sub-transmission for compensating for a variable range of the gear ratio of the main transmission is known.
特開2008−87607号公報(特許文献1)は、遊星歯車式変速比切換機構を備えたトランスファ装置の構造を簡略化し、切換え時のギヤ鳴りを無くすことを意図した装置を開示している。 Japanese Patent Laying-Open No. 2008-87607 (Patent Document 1) discloses a device intended to simplify the structure of a transfer device provided with a planetary gear type gear ratio switching mechanism and to eliminate gear noise at the time of switching.
図1および図2は、特許文献1に開示された副変速機の構造を模式的に示している。図1はハイレンジ走行時の状態を示し、図2はローレンジ走行時の状態を示している。
1 and 2 schematically show the structure of the auxiliary transmission disclosed in
図1および図2に示す変速機は、入力軸1と、出力軸2と、入力軸1の回転を減速する遊星歯車機構10と、入力軸1から出力軸2への動力伝達経路を切り換える切換機構20とを備える。
The transmission shown in FIGS. 1 and 2 includes an
遊星歯車機構10は、入力軸1に固定連結された入力側サンギヤ11と、入力側サンギヤ11に噛み合うように配置されたピニオンギヤ12と、ピニオンギヤ12に噛み合う内歯を有する固定リングギヤ13と、ピニオンギヤ12を回転自在に支持するピニオン軸を有し、入力軸1と同心に回転可能に設けられた遊星キャリア14とを含む。
The
切換機構20は、入力軸1に連結固定された入力側係合部21と、出力軸2に連結固定された出力側係合部22と、遊星キャリア14に連結固定された遊星側係合部23と、入力軸1の軸線方向に沿って移動可能に設けられ、一方位置において入力側係合部21と出力側係合部22とを連結し、他方位置において遊星側係合部23と出力側係合部22とを連結するクラッチ部材24とを含む。
The
クラッチ部材24は、スリーブ状の形態を有して軸線方向に移動可能に設けられており、その内径側に入力側係合部21に係合し得る入力内歯部24aと出力側係合部22に係合し得る出力内歯部24bとを有し、その外径側に遊星側係合部23に係合し得る遊星外歯部24cを有している。
The
図1に示すハイレンジ走行状態では、入力軸1の回転がサンギヤ11を介してピニオンギヤ12に伝わる。固定リングギヤ13に噛み合っているピニオンギヤ12は、自転しながら入力軸1を中心とする公転運動を行い、遊星キャリア14を回転させる。
In the high range traveling state shown in FIG. 1, the rotation of the
図1に示す状態では、クラッチ部材24はサンギヤ11に近づく側の位置にもたらされている。その位置では、クラッチ部材24の入力内歯部24aが入力軸1に固定された入力側係合部21に係合し、クラッチ部材24の出力内歯部24bが出力軸2に固定された出力側係合部22に係合している。遊星キャリア14の遊星側係合部23はどの部材にも係合していない。このような連結関係であるので、入力軸1の回転が、クラッチ部材24を介して、そのまま減速することなく出力軸2に伝わる。入力軸1と出力軸2とは直結構造となるので、減速比は1.0である。
In the state shown in FIG. 1, the
図2に示すローレンジ走行状態では、クラッチ部材24は出力軸2に近づく側の位置にもたらされている。その位置では、クラッチ部材24の遊星外歯部24cが遊星キャリア14の遊星側係合部23に係合し、クラッチ部材24の出力内歯部24bが出力軸2に固定された出力側係合部22に係合している。入力軸1に固定された入力側係合部21は、どの部材にも係合していない。このような連結関係であるので、入力軸1の回転は遊星歯車機構10によって減速され、この減速した回転がクラッチ部材24を介して出力軸2に伝達される。
In the low range running state shown in FIG. 2, the
図1および図2に示したような変速機には、次のような課題がある。 The transmission as shown in FIGS. 1 and 2 has the following problems.
まず第一に、入力軸の軸線方向に変位可能なスリーブ状のクラッチ部材24が、その内径側に入力内歯部24aおよび出力内歯部24bを有し、その外径側に遊星外歯部24cを有する必要があり、さらにそれらの歯部24a,24b,24cはそれぞれ軸線方向にずれて位置しているため、クラッチ部材24の軸線方向長さが長くなり、変速機全体としてコンパクトな設計をすることが困難となる。
First, a sleeve-
次に、ローレンジ走行状態では、入力軸1の回転は、遊星歯車機構10を介して減速され、この減速された回転がクラッチ部材24を介して出力軸2に伝達される。サンギヤ11の歯数をZs、固定リングギヤの内歯の歯数をZrとすると、減速比は以下の式で表せる。
Next, in the low range traveling state, the rotation of the
減速比=(Zs+Zr)/Zs=1+(Zr/Zs)
上式において、Zr>Zsの関係があるので、減速比は必ず2.0以上になる。ローレンジにおいてより効率的な走行状態を確保するには、減速比をより細やかに設定できるようにすることが望ましい。
Reduction ratio = (Zs + Zr) / Zs = 1 + (Zr / Zs)
In the above equation, since there is a relationship of Zr> Zs, the reduction ratio is always 2.0 or more. In order to ensure a more efficient running state in the low range, it is desirable to be able to set the reduction ratio more finely.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、全体構造をよりコンパクトにすることのできる変速機を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a transmission capable of making the overall structure more compact.
本発明の他の目的は、減速比をより細やかに設定できる変速機を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a transmission in which the reduction ratio can be set more finely.
本発明に従った変速機は、入力軸と、入力軸に連結された入力側サンギヤと、出力軸と、出力軸に連結された出力側サンギヤと、入力側サンギヤに噛み合う入力ギヤ部および出力側サンギヤに噛み合う出力ギヤ部を有するピニオンギヤと、ピニオンギヤを回転自在に支持するピニオン軸を有し、入力軸と同心に回転可能に設けられた遊星キャリアと、遊星キャリアを、固定部材に連結して静止させる位置と、入力軸に連結して入力軸と一体回転させる位置とに切り換える切換機構とを備える。 A transmission according to the present invention includes an input shaft, an input-side sun gear coupled to the input shaft, an output shaft, an output-side sun gear coupled to the output shaft, an input gear portion that meshes with the input-side sun gear, and an output side A pinion gear having an output gear portion that meshes with the sun gear, a pinion shaft that rotatably supports the pinion gear, and a planetary carrier that is rotatably provided concentrically with the input shaft, and the planetary carrier is connected to a stationary member to be stationary. And a switching mechanism that switches between a position to be moved and a position that is coupled to the input shaft and rotated together with the input shaft.
一つの実施形態では、切換機構は、固定部材に連結固定された固定側係合部と、遊星キャリアに連結固定された遊星側係合部と、入力軸に連結固定された入力側係合部と、入力軸の軸線方向に沿って第1の位置と第2の位置との間を移動可能に設けられ、第1の位置において固定側係合部と遊星側係合部とを連結し、第2の位置において入力側係合部と遊星側係合部とを連結するクラッチ部材とを備える。 In one embodiment, the switching mechanism includes a fixed side engaging portion that is connected and fixed to the fixing member, a planetary side engaging portion that is connected and fixed to the planet carrier, and an input side engaging portion that is connected and fixed to the input shaft. And movably provided between the first position and the second position along the axial direction of the input shaft, connecting the fixed side engaging portion and the planetary side engaging portion at the first position, A clutch member connecting the input side engaging portion and the planetary side engaging portion at the second position;
好ましくは、固定部材は、入力軸と同心でこの入力軸を取り囲む固定側リング部材を含む。上記の固定側係合部は、固定側リング部材に設けられている。好ましくは、遊星キャリアは、入力軸と同心で、入力軸と固定側リング部材との間を通過して延びる筒状部材と、この筒状部材の外周面に固定連結された遊星側リング部材を含む。遊星側係合部は、遊星側リング部材に設けられている。好ましくは、入力軸は、入力軸と同心で入力軸に固定連結された入力側リング部材を含む。入力側係合部は、入力側リング部材に設けられている。 Preferably, the fixing member includes a fixed side ring member concentric with the input shaft and surrounding the input shaft. Said fixed side engaging part is provided in the fixed side ring member. Preferably, the planet carrier includes a cylindrical member that is concentric with the input shaft and extends between the input shaft and the stationary ring member, and a planetary ring member that is fixedly connected to the outer peripheral surface of the cylindrical member. Including. The planetary engagement portion is provided on the planetary ring member. Preferably, the input shaft includes an input side ring member concentrically with the input shaft and fixedly connected to the input shaft. The input side engaging portion is provided on the input side ring member.
一つの実施形態では、固定側リング部材、遊星側リング部材および入力側リング部材は、同じ大きさの外径寸法を有している。また、好ましくは、固定側係合部と遊星側係合部との間に第1シンクロナイザーリングを備え、遊星側係合部と入力側係合部との間に第2シンクロナイザーリングを備える。 In one embodiment, the stationary ring member, the planetary ring member, and the input ring member have the same outer diameter. Preferably, a first synchronizer ring is provided between the fixed side engaging portion and the planetary side engaging portion, and a second synchronizer ring is provided between the planetary side engaging portion and the input side engaging portion. .
好ましくは、切換機構は、入力軸の軸線方向に見て、入出力側サンギヤとピニオンギヤとからなる遊星歯車機構の一方側に集約配置されている。一つの実施形態では、切換機構は、入力軸の軸線方向に見て、遊星歯車機構の入力側に集約配置されている。 Preferably, the switching mechanism is centrally arranged on one side of the planetary gear mechanism including the input / output side sun gear and the pinion gear as viewed in the axial direction of the input shaft. In one embodiment, the switching mechanisms are collectively arranged on the input side of the planetary gear mechanism as viewed in the axial direction of the input shaft.
上記の特徴的な構成の技術的意義または作用効果等については、以下の項で詳細に説明する。 The technical significance or operational effects of the above characteristic configuration will be described in detail in the following section.
本発明によれば、変速機の全体構造をよりコンパクトにすることができる。 According to the present invention, the overall structure of the transmission can be made more compact.
図3および図4は、本発明の一実施形態に係る変速機を模式的に示す図であり、図3はローレンジ走行時の状態を示し、図4はハイレンジ走行時の状態を示している。 3 and 4 are diagrams schematically showing a transmission according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 shows a state during low range traveling, and FIG. 4 shows a state during high range traveling.
図3および図4に示す変速機は、入力軸1と、出力軸2と、入力軸1の回転を減速する遊星歯車機構30と、入力軸1から出力軸2への動力伝達経路を切り換える切換機構40とを備える。
The transmission shown in FIGS. 3 and 4 includes an
遊星歯車機構30は、入力軸1に連結されて入力軸と共に一体となって回転する入力側サンギヤ31と、出力軸2に連結されて出力軸と共に一体となって回転する出力側サンギヤ32と、入力側サンギヤ31に噛み合う入力ギヤ部33aおよび出力側サンギヤ32に噛み合う出力側ギヤ部33bを有するピニオンギヤ33と、ピニオンギヤ33を回転自在に支持するピニオン軸34aを有し、入力軸1と同心に回転可能に設けられた遊星キャリア34とを含む。
The
切換機構40は、固定部材41に連結固定された固定側係合部43と、遊星キャリア34に連結固定された遊星側係合部45と、入力軸1に連結固定された入力側係合部47と、入力軸1の軸線方向に沿って第1の位置と第2の位置との間を移動可能に設けられたクラッチ部材48とを備える。クラッチ部材48は、図3に示す第1の位置において、固定側係合部43と遊星側係合部45とを連結し、図4に示す第2の位置において、入力側係合部47と遊星側係合部45とを連結する。
The
固定部材41は、入力軸1と同心でこの入力軸を取り囲む固定側リング部材42を含む。前述した固定側係合部43は、固定側リング部材42に設けられている。
The fixed
遊星キャリア34は、ピニオンギヤ33を回転自在に支持するピニオン軸34aと、入力軸1と同心で、入力軸1と固定側リング部材42との間を通過して延びる筒状部材34bと、この筒状部材34bの外周面に固定連結される遊星側リング部材44とを含む。前述した遊星側係合部45は、遊星側リング部材44に設けられている。
The
入力軸1は、入力軸と同心で入力軸に固定連結された入力側リング部材46を含む。前述した入力側係合部47は、入力側リング部材46に設けられている。
The
クラッチ部材48は、常に遊星側係合部45に係合しており、図3に示す第1の位置にもたらされたときに固定側係合部43に係合し、図4に示す第2の位置にもたらされたときに入力側係合部47に係合する。クラッチ部材48および各係合部43,45,47の構造をシンプルにするために、好ましくは、固定側リング部材42、遊星側リング部材44および入力側リング部材46は、同じ大きさの外径寸法を有している。
The
図3および図4に示すように、好ましくは、固定側係合部43と遊星側係合部45との間に第1シンクロナイザーリング50を配置し、入力側係合部47と遊星側係合部45との間に第2シンクロナイザーリング51を配置する。第1シンクロナイザーリング50は、クラッチ部材48を固定側係合部43および遊星側係合部45の両者に噛合せるときに固定側リング部材42および遊星側リング部材44の回転を同期させるものである。第2シンクロナイザーリング51は、クラッチ部材48を入力側係合部47および遊星側係合部45の両者に噛合せるときに入力側リング部材46および遊星側リング部材44の回転を同期させるものである。
As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the
図3および図4に示した実施形態では、切換機構40は、入力軸1の軸線方向に見て、入出力側サンギヤ31,32とピニオンギヤ33とからなる遊星歯車機構30の一方側、例えば遊星歯車機構の入力側に集約配置されている。
In the embodiment shown in FIG. 3 and FIG. 4, the
図3を参照して、ローレンジ走行時の変速機の動作を説明する。入力軸1の回転は、入力側サンギヤ31を介してピニオンギヤ33に伝達される。クラッチ部材48は、固定部材41の固定側係合部43と遊星キャリア34の遊星側係合部45とを連結しているので、遊星キャリア34は回転しない。従って、ピニオンギヤ33は、公転運動をせずに自転運動だけを行う。このピニオンギヤ33の自転回転は、出力側サンギヤ32を介して出力軸2に伝達される。互いに噛合うギヤの歯数を適宜選択すれば、入力軸1から出力軸2への減速比を所望の値にすることができる。当然のことながら、2.0以下の減速比を得ることも可能である。
With reference to FIG. 3, the operation of the transmission during low-range traveling will be described. The rotation of the
図4を参照して、ハイレンジ走行時の変速機の動作を説明する。入力軸1の回転は、入力側サンギヤ31を介してピニオンギヤ33に伝達される。クラッチ部材48は、入力軸1に連結固定された入力側係合部47と遊星キャリア43の遊星側係合部45とを連結しているので、遊星キャリア34と入力軸1とは一体となって回転する。遊星キャリア34の回転は、ピニオンギヤ33および出力側サンギヤ32を介して出力軸2に伝達される。
With reference to FIG. 4, the operation of the transmission during high-range travel will be described. The rotation of the
上記に説明した本発明の一実施形態によれば、以下の作用効果が奏される。 According to one embodiment of the present invention described above, the following operational effects are achieved.
(1)サンギヤ31,32を2個配置し、1個のピニオンギヤ33を2個のサンギヤに噛合せる構造として、インターナルギヤを廃止したので、よりコンパクトな変速機とすることができる。
(1) Since the internal gear is eliminated as a structure in which two sun gears 31 and 32 are arranged and one
(2)スリーブ形状のクラッチ部材は、その内面側のみに、入力側係合部、遊星側係合部および固定側係合部にそれぞれ噛み合う被係合部を有しているので、外面および内面の両方に被係合部をもつ従来(図1および図2)のクラッチ部材に比べて、スリーブ長さを短くでき、構造的にもシンプルなものにすることができる。 (2) Since the sleeve-shaped clutch member has engaged portions engaged with the input side engaging portion, the planetary side engaging portion and the fixed side engaging portion only on the inner surface side, the outer surface and the inner surface Compared with the conventional clutch member (FIGS. 1 and 2) having the engaged portions on both sides, the sleeve length can be shortened and the structure can be simplified.
(3)クラッチ部材48を有する切換機構40を、遊星歯車機構30の片側に集約配置しているので、クラッチ部材48を動かす変速動作をシフトレバー方式で行うことができる。したがって、油圧クラッチ切替方式に必要な油圧アクチュエーター等を配置する必要が無く、マニュアルトランスミッションにも採用できる。また、入力軸、出力軸が同心であるため、オートマチックトランスミッションにも採用できる。
(3) Since the
(4)サンギヤおよびピニオンギヤの歯数設定により、ローレンジ走行時の減速比として、2.0以下の値を実現できる。 (4) By setting the number of teeth of the sun gear and the pinion gear, a value of 2.0 or less can be realized as the reduction ratio during low range traveling.
(5)切換機構がシンクロナイザーリングを含むシンクロメッシュ機構を備えているので、走行中に変速してもギヤ鳴りは発生しない。 (5) Since the switching mechanism includes a synchromesh mechanism including a synchronizer ring, no gear squeal is generated even when shifting is performed during traveling.
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, this invention is not limited to the thing of embodiment shown in figure. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same range or equivalent range as the present invention.
この発明は、燃費を向上しつつ良好な車両走行性能を維持することのできる変速機として有利に利用され得る。 The present invention can be advantageously used as a transmission that can maintain good vehicle running performance while improving fuel efficiency.
1 入力軸、2 出力軸、10 遊星歯車機構、11 サンギヤ、12 ピニオンギヤ、13 リングギヤ、14 遊星キャリア、20 切換機構、21 入力側係合部、22 出力側係合部、23 遊星側係合部、24 クラッチ部材、24a 入力内歯部、24b 出力内歯部、24c 遊星外歯部、30 遊星歯車機構、31 入力側サンギヤ、32 出力側サンギヤ、33 ピニオンギヤ、33a 入力ギヤ部、33b 出力ギヤ部、34 遊星キャリア、34a ピニオン軸、34b 筒状部材、40 切換機構、41 固定部材、42 固定側リング部材、43 固定側係合部、44 遊星側リング部材、45 遊星側係合部、46 入力側リング部材、47 入力側係合部、48 クラッチ部材、50 第1シンクロナイザーリング、51 第2シンクロナイザーリング。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記入力軸に連結された入力側サンギヤと、
出力軸と、
前記出力軸に連結された出力側サンギヤと、
前記入力側サンギヤに噛み合う入力ギヤ部および前記出力側サンギヤに噛み合う出力ギヤ部を有するピニオンギヤと、
前記ピニオンギヤを回転自在に支持するピニオン軸を有し、前記入力軸と同心に回転可能に設けられた遊星キャリアと、
前記遊星キャリアを、固定部材に連結して静止させる位置と、前記入力軸に連結して入力軸と一体回転させる位置とに切り換える切換機構とを備える、変速機。 An input shaft;
An input-side sun gear coupled to the input shaft;
An output shaft;
An output side sun gear coupled to the output shaft;
A pinion gear having an input gear portion meshing with the input side sun gear and an output gear portion meshing with the output side sun gear;
A planet carrier that has a pinion shaft that rotatably supports the pinion gear, and is rotatably provided concentrically with the input shaft;
A transmission, comprising: a switching mechanism that switches between a position where the planetary carrier is connected to a stationary member and stationary, and a position where the planetary carrier is connected to the input shaft and rotated together with the input shaft.
固定部材に連結固定された固定側係合部と、
前記遊星キャリアに連結固定された遊星側係合部と、
前記入力軸に連結固定された入力側係合部と、
前記入力軸の軸線方向に沿って第1の位置と第2の位置との間を移動可能に設けられ、前記第1の位置において前記固定側係合部と前記遊星側係合部とを連結し、前記第2の位置において前記入力側係合部と前記遊星側係合部とを連結するクラッチ部材とを備える、請求項1に記載の変速機。 The switching mechanism is
A fixed-side engaging portion connected and fixed to the fixing member;
A planetary engagement portion connected and fixed to the planet carrier;
An input side engaging portion connected and fixed to the input shaft;
It is provided so as to be movable between a first position and a second position along the axial direction of the input shaft, and the fixed-side engaging portion and the planetary-side engaging portion are connected at the first position. The transmission according to claim 1, further comprising: a clutch member that connects the input side engaging portion and the planetary side engaging portion at the second position.
前記固定側係合部は、前記固定側リング部材に設けられており、
前記遊星キャリアは、前記入力軸と同心で、前記入力軸と前記固定側リング部材との間を通過して延びる筒状部材と、この筒状部材の外周面に固定連結される遊星側リング部材とを含み、
前記遊星側係合部は、前記遊星側リング部材に設けられており、
前記入力軸は、入力軸と同心で入力軸に固定連結された入力側リング部材を含み、
前記入力側係合部は、前記入力側リング部材に設けられている、請求項2に記載の変速機。 The fixing member includes a fixed-side ring member that is concentric with the input shaft and surrounds the input shaft;
The fixed side engaging portion is provided on the fixed side ring member,
The planetary carrier is concentric with the input shaft and extends through the space between the input shaft and the fixed ring member, and the planetary ring member fixedly connected to the outer peripheral surface of the cylindrical member. Including
The planetary engagement portion is provided on the planetary ring member,
The input shaft includes an input side ring member that is concentric with the input shaft and fixedly connected to the input shaft;
The transmission according to claim 2, wherein the input side engaging portion is provided on the input side ring member.
前記遊星側係合部と前記入力側係合部との間に第2シンクロナイザーリングを備える、請求項2〜4のいずれかに記載の変速機。 A first synchronizer ring is provided between the fixed side engaging portion and the planetary side engaging portion,
The transmission according to any one of claims 2 to 4, further comprising a second synchronizer ring between the planetary side engaging portion and the input side engaging portion.
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JPS59222643A (en) * | 1983-05-19 | 1984-12-14 | イ−トン・コ−ポレ−シヨン | Planetary gear type transmission |
JP2003080875A (en) * | 2001-09-14 | 2003-03-19 | Taisei:Kk | Paper holder |
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