JP3172997U - 変速装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 より効率的に動力を伝達することができる変速装置を提供する。
【解決手段】 変速装置1は、動力源からの回転トルクを伝達する駆動軸4と、前記駆動軸4に固定された駆動ギア5と、前記駆動軸4を中心に回転自在に外嵌され、前記駆動ギア5よりも大径な基本ギア6と、該基本ギア6に形成された貫通孔7に回転自在に挿通する前記駆動軸4に対して平行な連結軸8と、前記連結軸8の一端に固定され前記駆動ギア5に噛み合う公転ギア9と、前記連結軸8の他端に固定される連動ギア10と、前記連動ギア10に噛み合う伝達ギア11と、該伝達ギア11の回転トルクを伝達する伝達軸12と、前記基本ギア6に噛み合い及び離反可能な反転防止機構20と、を備える。
【選択図】図1
【解決手段】 変速装置1は、動力源からの回転トルクを伝達する駆動軸4と、前記駆動軸4に固定された駆動ギア5と、前記駆動軸4を中心に回転自在に外嵌され、前記駆動ギア5よりも大径な基本ギア6と、該基本ギア6に形成された貫通孔7に回転自在に挿通する前記駆動軸4に対して平行な連結軸8と、前記連結軸8の一端に固定され前記駆動ギア5に噛み合う公転ギア9と、前記連結軸8の他端に固定される連動ギア10と、前記連動ギア10に噛み合う伝達ギア11と、該伝達ギア11の回転トルクを伝達する伝達軸12と、前記基本ギア6に噛み合い及び離反可能な反転防止機構20と、を備える。
【選択図】図1
Description
本考案は、自動車又は二輪自動車のエンジンの回転トルクを車軸に伝達する際に、この回転トルクを変速する変速機に関する。
従来からエンジンで発生した回転トルクを車軸に効率的に伝達するために変速機が用いられている。特にMT車においては、減速比が異なるギアの組を複数備えており、クラッチによりエンジンとトランスミッションとを切り離した状態で減速比の異なるギアに変更することにより、効率的な変速を可能にしている(例えば特許文献1)。
一方、クラッチ操作が不要なAT車においては、トルクコンバータと呼ばれる流体継手と遊星歯車や平行歯車とを組み合わせたトルクコンバータ式ATやベルトと2つの可変径プーリーを組み合わせ無段階に変速を行うCVTなどが知られている。
ところで、自動車の変速機は、MT車においてはクラッチを外した状態での空転や所謂半クラ状態の駆動側と被動側との動力差が発生する点で非効率である。また、AT車においても遊星歯車による動力ロスや流体オイル伝達方式やCVTにおける圧力付加などに伝達ロスが有り効率的ではない。
そこで本考案は、より効率的に動力を伝達することができる変速装置を提供することを目的とする。
本考案の目的を達成するために請求項1に記載の変速装置は、動力源からの回転トルクを伝達する駆動軸と、前記駆動軸に固定された駆動ギアと、前記駆動軸を中心に回転自在に外嵌され、前記駆動ギアよりも大径な基本ギアと、該基本ギアに形成された貫通孔に回転自在に挿通する前記駆動軸に対して平行な連結軸と、前記連結軸の一端に固定され前記駆動ギアに噛み合う公転ギアと、前記連結軸の他端に固定される連動ギアと、前記連動ギアに噛み合う伝達ギアと、該伝達ギアの回転トルクを伝達する伝達軸と、前記基本ギアに噛み合い及び離反可能な反転防止機構と、を備えることを特徴としている。
請求項2に記載の変速装置は、前記伝達軸に固定された出力ギアと、該出力ギアの回転トルクを増速又は減速する出力ギアに噛み合う変速ギアと、前記変速ギアに固定される出力軸と、をさらに備えることを特徴としている。
請求項1に記載の変速装置は、動力源から伝達された回転トルクは、駆動軸を介して駆動ギアに伝わる。そして、この駆動ギアに伝達された回転トルクは、駆動ギアに噛み合う公転ギアに伝わる。公転ギアは基本ギアの貫通孔に回転自在な連結軸に固定されているので、駆動ギアから公転ギアに伝達された回転トルクの一部は公転ギアが自転する回転トルクに変換され連結軸を介して連動ギアに伝達される。また、公転ギアに伝達された回転トルクの他の部分は連結軸を介して基本ギアの正方向の回転トルクに変換される。基本ギアが正方向に回転すると、連結軸及びこの連結軸に固定される公転ギア、連動ギアが駆動軸に対して公転することになる。したがって、連動ギアは連結軸を中心に自転しつつ、駆動軸を中心に公転する。そして、連動ギアは伝達ギアに噛み合っているので、連動ギアの自転及び公転の回転トルクは、伝達ギアの回転トルクに変換される。
そして、反転防止機構が基本ギアから離反した状態で、変速装置が設置された車両のブレーキがかけられると、車両の車輪及び車軸が制動され、車軸に連結されている伝達ギアの回転を抑制する。そして、この状態で、動力源から駆動軸を介して駆動ギアに伝達された回転トルクは、公転ギアに伝わるが、公転ギアは連結軸を介して連動ギアに固定されており、連動ギアは回転が止められている伝達ギアにかみ合っているので、連結軸が回転自在に挿通している貫通孔を有する基本ギアが逆方向に回転することにより、伝達ギアの周りを連動ギアが逆方向に公転することにより、動力源からの回転トルクを吸収する。
この状態でブレーキを離すと、基本ギアは慣性により回り続けるが、駆動軸や各ギアとの摩擦により徐々に逆方向への回転を弱め、その結果、連結軸及び連動ギアを介して徐々に伝達軸に回転トルクを伝達することになり、伝達軸を徐々に回転させることができる。基本ギアが逆方向への回転から正方向への回転に切り替わった時に、反転防止機構を噛み合わせると、動力源からの回転トルクを確実に伝達軸に加えることができる。したがって、この変速装置を用いた車両は、車両が止まっている状態から極めてスムーズに発進することができ、効率的に動力を伝達することができる。
請求項2に記載の変速装置は、伝達軸に固定された出力ギアと、出力ギアの回転トルクを増速又は減速する当該出力ギアに噛み合う変速ギアと、変速ギアに固定される出力軸と、をさらに備えるので、伝達軸の回転トルクを増速又は減速することができる。
以下、本考案の変速装置1の最良の実施形態について、各図を参照しつつ説明する。変速装置1は、例えば自動車の動力源としてのエンジンにより発生した回転トルクを車軸に伝達する際に、その回転を加速し又は減速することで最適なトルクを車輪に伝達する装置である。なお、本実施形態においては自動車に使用される変速装置1を例示するが、本考案の変速装置1はこれに限定されるものではなく、オートバイ、自転車、建設機械、ベルトコンベア、エレベーター、エスカレーター、クレーン、車椅子、ロボット、その他様々な用途で用いられる変速装置1として利用することができる。
変速装置1は、図1に示すように、軸受2に回転自在に支持され、且つ、中心に芯軸3を挿通している長円筒形状であって、図示しないエンジンからの回転トルクを伝達する駆動軸4が形成されており、駆動軸4には、この駆動軸4の回転に従って回転する駆動ギア5が固定されている。そして、図1から図3に示すように、駆動軸4には、駆動ギア5よりも大径に形成された基本ギア6が回転自在に外嵌されている。この基本ギア6には側方から貫通する2つの貫通孔7が互いに駆動軸4から等しい距離を開けて形成されており、この貫通孔7には、駆動軸4に対して平行な連結軸8が回転自在に挿通している。連結軸8の一端には、駆動ギア5と噛み合う公転ギア9が形成されており、連結軸8の他端には連動ギア10が固定されている。そして連動ギア10は伝達ギア11と噛み合っており、伝達ギア11には、その回転トルクを伝達する、軸受2に回転自在に支持されて、且つ、中心に芯軸3を挿通している長円筒形状の伝達軸12が固定されている。
図2に示すように、駆動ギア5の歯数は16個で、公転ギア9の歯数は20個であり、駆動ギア5と公転ギア9は互いに噛み合っているので、公転ギア9の駆動ギア5に対する角速度の比は、4/5である。また、図3に示すように、連動ギア10の歯数は12で、伝達ギア11の歯数は16であって、伝達ギア11と連動ギア10とは互いに噛み合っているので、伝達ギア11の連動ギア10に対する角速度の比は、3/4である。なお、各ギアの歯数及び角速度の比はこれに限定されるものではなく、伝達軸12に適切なトルクを伝達可能な様々な歯数及び角速度の比のギアを用いることができる。
伝達軸12には更に径の異なる第1出力ギア13a、第2出力ギア13b、第3出力ギア13cが固定されており、さらにバックギア14が固定されている。3つの出力ギア13a,13b,13cは第1出力ギア13aが最も径が小さく、第2出力ギア13bが次に径が小さく、第3出力ギア13cが最も径が大きい。また、バックギア14には、伝達軸12に対して平行な中間軸15に固定される中間ギア16が噛み合っている。そしてさらに、伝達軸12と平行に形成された出力軸17が、軸受2に回転自在に支持されており、この出力軸17には、3つの出力ギア13a,13b,13cにそれぞれ噛み合う径の第1変速ギア18a、第2変速ギア18b、第3変速ギア18cが固定されており、中間ギア16に噛み合う逆転ギア19が固定されている。すなわち3つの変速ギア18a,18b,18cは、第1変速ギア18aが最も径が大きく、第2変速ギア18bが次に径が大きく、第3変速ギア18cが最も径が小さい。
図1及び図6から図8に示すように、出力軸17は、その長手方向に対してスライド自在に形成されており、この出力軸17のスライドにより、出力軸17に固定された第1変速ギア18a、第2変速ギア18b、第3変速ギア18c、及び逆転ギア19もスライドし、第1変速ギア18aが第1出力ギア13aと噛み合った状態、第2変速ギア18bが第2出力ギア13bと噛み合った状態、第3変速ギア18cが第3出力ギア13cと噛み合った状態、及び逆転ギア19が中間ギア16と噛み合った状態に移行可能に構成されている。
また、基本ギア6には基本ギア6が逆方向に回転することを防止することができる反転防止機構20が形成されている。なお、ここで「逆方向」とは、駆動軸4の回転と反対方向をいう。反転防止機構20は、駆動軸4と平行なスライド軸21にスライド可能に形成されており、スライド軸21をスライドさせることにより基本ギア6と噛み合った状態と基本ギア6から離反した状態とを保持することができる。この反転防止機構20は、基本ギア6に噛み合い可能な中空の反転防止ギア22と、この反転防止ギア22の中心に固定部23とを備えている。固定部23は例えば図4に示すように、球体のコロ24及び自動車等の車体に固定されている芯体25により構成されているとともに、反転防止ギア22は内部に固定部23を収納可能な筒状に形成され、その内周面にカム面を形成したワンウエイクラッチである。
反転防止ギア22の内周面はコロ24が一方向に移動した時にコロ24を空転させる自由空間26を形成するとともに、コロ24が他方向に移動した時にコロ24を固定する傾斜面27とが設けられている。図4(A)に示すように、反転防止ギア22が一方向に回転する時には、コロ24は自由空間26に移動して空転するので反転防止ギア22は芯体25に対して、自由に回転することができる。一方、図4(B)に示すように、反転防止ギア22が他方向に回転する時には、コロ24は傾斜面27に移動してくさび作用で固定され反転防止ギア22と固定部23の芯体25とが固定されることになり、この芯体25は固定されているため反転防止ギア22の回転が規制される。
なお、反転防止機構20の構成はこれに限定されるものではなく、例えば図5に示すように固定部23に芯体25に揺動自在に固定される爪28、及び当該爪28の揺動範囲を規制する突起29を有し、反転防止ギア22の内周面にはラチェット面30を備えており、反転防止ギア22が一方向に回転したときには、爪28がラチェット面30に噛み合わずに空転するとともに、他方向に回転したときには、爪28がラチェット面30に噛み合って反転防止ギア22の回転を規制する爪式のラチェットであってもよい。
このように構成される変速装置1は、車両のブレーキがかけられて停車しているときには、図示しない車軸に固定されている出力軸17も回転を止めている。このとき図1に示すように、反転防止機構20は噛み合いを解消して基本ギア6と離反するように制御されており、また、出力軸17に固定された第1変速ギア18aは第1出力ギア13aに噛み合った状態に制御されて、第1出力ギア13aを介して、伝達軸12及び伝達ギア11も回転を止めている。一方、動力源であるエンジンから伝わる回転トルクは、駆動軸4を介して駆動ギア5に伝達されて、公転ギア9に伝わる。公転ギア9は連結軸8を介して連動ギア10に固定されており、連動ギア10は回転が止められている伝達ギア11に噛み合っているので、図10に示すように、この連動ギア10の回転トルクを吸収するために、基本ギア6が駆動軸4の回転と逆方向に回転する。そして図9及び図10に示すように、連動ギア10及び公転ギア9が基本ギア6の回転に連動して、駆動軸4の回転と逆方向に公転し、駆動ギア5の回転トルクを吸収して、伝達軸12に回転トルクを伝達しない。
この状態でブレーキが解除されると、基本ギア6は慣性により回り続けるが、駆動軸4や各ギアとの摩擦により徐々に駆動軸4の回転と逆方向への回転を弱め、その結果、連結軸8及び連動ギア10を介して徐々に伝達軸12に回転トルクを伝達することになり、伝達軸12を徐々に回転させることができる。すなわち、駆動ギア5に伝達された回転トルクは、駆動ギア5に噛み合う公転ギア9に伝わり、公転ギア9は基本ギア6の貫通孔7に回転自在な連結軸8に固定されているので、駆動ギア5から公転ギア9に伝達された回転トルクの一部は公転ギア9が自転する回転トルクに変換され連結軸8を介して連動ギア10に伝達されるとともに、公転ギア9に伝達された回転トルクの他の部分は連結軸8を介して基本ギア6の逆方向への回転を弱め、さらに正方向の回転トルクに変換される。なお、「正方向の回転」とは駆動軸4の回転方向と同じ方向の回転を言う。そして、基本ギア6の回転方向が正方向に変換されると、反転防止機構20が基本ギア6に噛み合うように制御される。連結軸8及びこの連結軸8に固定される公転ギア9、連動ギア10が自転しつつ駆動軸4に対して正方向に公転すると、連動ギア10は伝達ギア11に噛み合っているので、連動ギア10の自転及び公転の回転トルクは、伝達ギア11の回転トルクに変換される。
このように、基本ギア6が逆方向に回転して、エンジンから駆動軸4に伝達される回転トルクを吸収している状態から車両を発進させることで、スムーズに発進することができ、MT車における半クラッチの状態や流体オイルによる動力伝達やCVTのようなベルトによる動力伝達を経ることなく、効率的に動力を伝達することができる。
図1に示すように、車両が発進するときには第1出力ギア13aと第1変速ギア18aとが噛み合うように制御される。第1出力ギア13aと第1変速ギア18aとの角速度比は例えば5:3に成るように形成されており、第1出力ギア13aの回転トルクは第1変速ギア18aで、約1.66倍に増速される。車両がさらに加速したときには、図6に示すように、第2出力ギア13bと第2変速ギア18bとが噛み合うように制御される。第2出力ギア13bと第2変速ギア18bとの角速度比は例えば6:2に成るように形成されており、第2出力ギア13bの回転トルクは第2変速ギア18bで、約3倍に増速される。そして、さらに速度が増すと、図7に示すように、第3出力ギア13cと第3変速ギア18cとが噛み合うように制御される。第3出力ギア13cと第3変速ギア18cとの角速度比は例えば8:1に成るように形成されており、第3出力ギア13cの回転トルクは第3変速ギア18cで、約8倍に増速される。なお、これら各ギアの変速比は、上記の数値に限定されるものではなく、適切なものが選択される。また、これらのギアの変更は、例えば車両の運転手が操作して変更するものであってもよく、また、図示しない制御ユニットによって制御されるものであってもよい。
また、車両が停止している状態で運転手の操作により後退の操作がされたときには、図8に示すように、逆転ギア19が中間ギア16に噛み合うように制御される。駆動軸4から各ギアを介して伝達軸12に伝わった回転トルクは、伝達軸12に固定されているバックギア14を回転させ、このバックギア14に噛み合っている中間ギア16を回転させる。そして、さらに中間ギア16の回転トルクがこの中間ギア16に噛み合っている逆転ギア19を回転させ、逆転ギア19が固定されている出力軸17に車両の後退方向への回転トルクを伝達する。このように各ギアを有することにより、伝達軸12の回転トルクをさらに増速することができ、また、車両を後退させることができる。
なお、本考案の実施の形態は上述の形態に限ることなく、本考案の思想の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができることは云うまでもない。
本考案に係る変速装置1は、例えば自動車のトランスミッションとして好適に用いることができる。
1 変速装置
4 駆動軸
5 駆動ギア
6 基本ギア
7 貫通孔
8 連結軸
9 公転ギア
10 連動ギア
11 伝達ギア
12 伝達軸
13a 第1出力ギア(出力ギア)
13b 第2出力ギア(出力ギア)
13c 第3出力ギア(出力ギア)
18a 第1変速ギア(変速ギア)
18b 第2変速ギア(変速ギア)
18c 第3変速ギア(変速ギア)
20 反転防止機構
4 駆動軸
5 駆動ギア
6 基本ギア
7 貫通孔
8 連結軸
9 公転ギア
10 連動ギア
11 伝達ギア
12 伝達軸
13a 第1出力ギア(出力ギア)
13b 第2出力ギア(出力ギア)
13c 第3出力ギア(出力ギア)
18a 第1変速ギア(変速ギア)
18b 第2変速ギア(変速ギア)
18c 第3変速ギア(変速ギア)
20 反転防止機構
Claims (2)
- 動力源からの回転トルクを伝達する駆動軸と、
前記駆動軸に固定された駆動ギアと、
前記駆動軸を中心に回転自在に外嵌され、前記駆動ギアよりも大径な基本ギアと、
該基本ギアに形成された貫通孔に回転自在に挿通する前記駆動軸に対して平行な連結軸と、
前記連結軸の一端に固定され前記駆動ギアに噛み合う公転ギアと、
前記連結軸の他端に固定される連動ギアと、
前記連動ギアに噛み合う伝達ギアと、
該伝達ギアの回転トルクを伝達する伝達軸と、
前記基本ギアに噛み合い及び離反可能な反転防止機構と、
を備えることを特徴とする変速装置。 - 前記伝達軸に固定された出力ギアと、
該出力ギアの回転トルクを増速又は減速する出力ギアに噛み合う変速ギアと、
前記変速ギアに固定される出力軸と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の変速装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011006420U JP3172997U (ja) | 2011-10-31 | 2011-10-31 | 変速装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011006420U JP3172997U (ja) | 2011-10-31 | 2011-10-31 | 変速装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP3172997U true JP3172997U (ja) | 2012-01-19 |
Family
ID=48000299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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2011
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