JPH04302747A - 変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁クラッチに通電す
るか否かの選択によって、きわめて簡単に２段階に速度
比を切り換えて、回転動力を被駆動体へ伝達することが
できるようにした、変速制御の容易な歯車変速機に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車に搭載されているエンジンの回転
数は、走行状態に応じて低速から高速にかけての広い範
囲にわたって大幅に変化するので、自動車用エンジンに
付属してそれによって駆動されているオルタネータ（交
流発電機）は、もし、エンジンに直結されて、それと同
じ回転数で駆動されると、エンジンの低速回転域で発電
効率が低くなるので、普通はベルト伝動装置によってエ
ンジンの回転数の２〜３倍に増速して駆動するようにな
っている。このように、エンジンとオルタネータの関係
に限らず、駆動体と被駆動体との常用回転数を適合させ
るために、増速又は減速装置を介して駆動している例は
多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述の自動車用エンジ
ンとオルタネータの場合には、ベルト伝動装置によって
増速駆動することによって、エンジンの低速回転域では
問題がなくなる反面、エンジンの高速回転域では、オル
タネータは非常に高い回転数で駆動されることになるか
ら、過剰発電状態と言ってもよい無用の高速駆動状態に
なるので、動力の浪費になるばかりか、オルタネータの
耐久性が低下したり、騒音を発生したりすることもある
。

【０００４】オルタネータ以外の補機類にも同じような
問題があり、無段変速機を介入させてエンジンと補機類
の常用回転数を適合させる試みもなされているが、伝動
系統が複雑になることは避けられないし、無段変速機の
故障も当然考慮しなければならない。本発明はこのよう
な問題を解決するために、エンジンや電動機などの原動
機と、それらによって駆動される被駆動体との間に連結
されて、電気的に簡単に変速が行われ、機構としても簡
単且つ堅牢で故障が少なく、しかも大きな動力を伝達す
ることができる歯車式の変速機を提供することを課題と
している。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記の課題を解
決するための手段として、ハウジング内に軸承された入
力軸と、前記ハウジング内において前記入力軸と同軸線
上に軸承された動力外部伝達軸と、前記入力軸と前記動
力外部伝達軸とを連結する一方向クラッチと、前記入力
軸に一体に設けられ遊星歯車の軸となるピンを保持する
キャリア部と、前記入力軸を中心として前記ハウジング
内に固定された１個のインターナルギアと、前記入力軸
上に回転自由に軸承された１個のサンギアと、前記キャ
リア部の前記ピンによって回転自由に軸承され前記イン
ターナルギア及び前記サンギアに噛み合う１個以上の遊
星歯車と、前記サンギアと一体に前記入力軸上に軸承さ
れ前記動力外部伝達軸の方へ伸びている高速側出力軸と
、前記高速側出力軸に対して軸方向にのみ移動可能に支
持されたロータと、前記ロータと係合して連動し得るよ
うに前記動力外部伝達軸に形成されたクラッチ板と、前
記ロータを前記クラッチ板と係合する方向に常に付勢し
ているスプリングと、電気的に付勢されたとき前記スプ
リングの付勢力に抗して前記ロータを前記クラッチ板か
ら引き離すように作動する励磁コイルとを備えているこ
とを特徴とする変速機を提供する。

【０００６】

【作用】本発明によれば入力軸の回転を遊星歯車を利用
した変速機構を介して増速された高速回転軸よりロータ
とクラッチ板を通じて、動力外部伝達軸へ伝達する。こ
の時は、外部伝達軸は入力軸よりも速く回転しているの
で、一方向クラッチは空転状態にある。そして励磁コイ
ルを電気的に付勢して動力外部伝達軸のクラッチ板とロ
ータとの結合を遮断した時は、動力外部伝達軸には一方
向クラッチの作用により入力軸の回転が直接伝達される
。このようにして通常は入力軸回転に対し増速された回
転が、また、電磁クラッチが電気的に付勢された時は入
力軸の回転がそのまま一つの動力外部伝達軸へ伝達され
るので、動力外部伝達軸は任意に高低２様の回転速度で
、回転動力を外部へ出力する。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の一実施例としての変速機の断
面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である
。図中１はハウジングを示し、この一端にカバー２が取
付けられている。カバー２には入力軸３が貫通しており
、この入力軸３は軸受４により回転自在に支持されてい
る。入力軸３の外側端部は図示しないエンジンや電動機
等の駆動装置に連結され、この駆動装置によって回転駆
動される。この入力軸３の内側端部はハウジング１に収
容され、その部分にはキャリア部５が形成されている。 ハウジング１内には入力軸３および高速側出力軸ｂが設
けられている。高速側出力軸６は中空をなし、この中空
中心部には上記入力軸３が同心状に貫通しており、これ
ら高速側出力軸６と入力軸３は、軸受７により互いに独
立して、異なる回転数で回転可能となっている。

【０００８】キャリア部５にはピン８によって遊星歯車
変速機構を構成する遊星歯車９が軸受１０により回転自
在に取着されている。遊星歯車９は前記ハウジング１内
周面に形成したインターナルギア１１に噛み合っており
、したがって入力軸３が例えば図２の矢印で示す時計回
りに回転する場合は各遊星歯車９は同方向へ公転しなが
ら反時計回り方向に自転する。

【０００９】中心部に設けた高速側出力軸６の一端には
サンギア１２が形成されており、このサンギア１２は上
記遊星歯車９に噛み合っている。このため上記入力軸３
の時計回り方向の回転時に各遊星歯車９が同方向へ公転
しながら反時計回り方向へ自転すると、サンギア１２は
時計回り方向へ回転される。つまり高速側出力軸６は入
力軸３と同方向へ回転される。この場合遊星歯車９とサ
ンギア１２の歯数の比により高速側出力軸６は増速して
回転される。

【００１０】高速側出力軸６の他端と、その外周に位置
するロータ１３の一端には、それぞれ例えばスプライン
が形成されており、高速側出力軸６の回転方向の力はロ
ータ１３に伝達するが、軸方向には互いに拘束されるこ
となく自由に移動可能な構造となっている。ロータ１３
の他端は、動力外部伝達軸１４と一体化されたクラッチ
板２２に対して例えば摩擦板１５を介して動力的に連結
される。この連結に必要な摩擦力を生じさせるためにス
プリング１６が設けられており、ロータ１３は動力外部
伝達軸１４の方向に力を受けている。なお、スプリング
１６の左端はスラスト軸受１７によって支持されており
、ロータ１３が回転してもスプリング１６は回転しない
ようになっている。

【００１１】また動力外部伝達軸１４は、一方向クラッ
チ１８により入力軸３にも直接に連結されている。一方
向クラッチ１８は公知のボール形であってよく、入力軸
３の回転を動力外部伝達軸１４に伝えるが、動力外部伝
達軸１４の回転は入力軸３に伝えないようになっている
。つまり、動力外部伝達軸１４の回転速度が入力軸３の
回転速度よりも大きい場合は、入力軸３の回転を動力外
部伝達軸１４に伝えないが、逆に入力軸３の回転速度が
動力外部伝達軸１４の回転速度より大きい場合には、こ
の入力軸３の回転を動力外部伝達軸１４に伝えるように
なっている。上記動力外部伝達軸１４と一体のクラッチ
板２２には、動力を外部へ伝達するための手段として、
例えばプーリ１９が形成されており、外部の例えばオル
タネータのような補機に回転動力を伝える。

【００１２】上記動力外部伝達軸１４とロータ１３との
間には電磁クラッチ機構が設置されている。すなわちス
テータ２０には励磁コイル２１が取り付けられており、
励磁コイル２１へ外部から通電された時には、スプリン
グ１６の力に抗してロータ１３をクラッチ板２２から引
き離して、動力的な連結状態を解く位置へ移動させるよ
うになっている。 つまり、励磁コイル２１への通電時には、強磁性材料か
らなる板によって形成されたロータ１３とステータ２０
に跨がって磁気回路が形成され、ロータ１３がステータ
２０の方へ吸引されて、クラッチ板２２との連結が解か
れる。したがって、高速側出力軸６の回転は動力外部伝
達軸１４に伝えられず、ロータ１３は空転するようにな
る。

【００１３】図３は本発明の変速機の出力回転数制御の
例を示したもので、横軸に入力軸３の回転数をとり、縦
軸に出力側のプーリ１９の回転数をとっている。入力軸
３の回転数が０〜ａの範囲にあるときは電磁クラッチで
あるロータ１３とクラッチ板２２が係合して増速状態に
あり、入力軸３の回転数は何倍かに増加してプーリ１９
へ伝達される。入力軸３の回転数が高くなってｂの領域
に入ると、電磁クラッチは開放され、一方向クラッチ１
８により、プーリ１９が入力軸３に結合するので、入力
軸３と同じように緩やかに回転数が変化する。

【００１４】

【発明の効果】本発明の変速機は、原動機の低速運転状
態においては、励磁コイルへ通電しないことによって、
原動機の回転を増速して被駆動体を高速駆動するので、
被駆動体の運転効率を高めることができると共に、原動
機の高速運転状態においては、単に励磁コイルに通電す
ることによって被駆動体を低速回転させ、被駆動体を無
用の高速で駆動することがないので、動力の浪費が防止
されると共に耐久性の低下や騒音の発生等も避けること
ができる。また変速機の構造が比較的に簡単で、故障の
起こり易い部分がないので、堅牢で耐久性に優れている
。そして、この変速機を設けても格別に伝動系統が複雑
になるということもなく、変速機全体がコンパクトに纏
まって嵩ばらないから、自動車のエンジンルームに設置
するのも容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図３】本発明の変速機の回転数制御例を示す線図であ
る。

【符号の説明】

１…ハウジング ３…入力軸 ５…キャリア部 ６…高速側出力軸 ９…遊星歯車 １１…インターナルギア １２…サンギア １３…ロータ １４…動力外部伝達軸 １６…スプリング １８…一方向クラッチ ２０…ステータ ２１…励磁コイル ２２…クラッチ板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ハウジング内に軸承された入力軸と、
   前記ハウジング内において前記入力軸と同軸線上に軸承
   された動力外部伝達軸と、前記入力軸と前記動力外部伝
   達軸とを連結する一方向クラッチと、前記入力軸に一体
   に設けられ遊星歯車の軸となるピンを保持するキャリア
   部と、前記入力軸を中心として前記ハウジング内に固定
   された１個のインターナルギアと、前記入力軸上に回転
   自由に軸承された１個のサンギアと、前記キャリア部の
   前記ピンによって回転自由に軸承され前記インターナル
   ギア及び前記サンギアに噛み合う１個以上の遊星歯車と
   、前記サンギアと一体に前記入力軸上に軸承され前記動
   力外部伝達軸の方へ伸びている高速側出力軸と、前記高
   速側出力軸に対して軸方向にのみ移動可能に支持された
   ロータと、前記ロータと係合して連動し得るように前記
   動力外部伝達軸に形成されたクラッチ板と、前記ロータ
   を前記クラッチ板と係合する方向に常に付勢しているス
   プリングと、電気的に付勢されたとき前記スプリングの
   付勢力に抗して前記ロータを前記クラッチ板から引き離
   すように作動する励磁コイルとを備えていることを特徴
   とする変速機。