JPH05502714A - ギアシフト - 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】 ギアシフト 中心軸か共通する人力シャフトおよび出力シャフトと、該中心軸に対して回転可 能にジャーナルで支えるボックス・ドラムと、動力供給歯車と、流体クラッチあ るいはそれに類似する特性を備えた手段と、第１遊星歯車装菫と、第２遊星歯車 装置と、回転軸か該中心軸に一致するギアシフトの主要シャフトとからなり、前 記の入力シャフトか動力源の始動による回転運動をギアソフトの主要シャフトに 伝達し、さらに動力供給歯車によりボックス・ドラムと流体クラッチに含まれる ポンプ・ホイールとに該回転運動を伝達するのに適応しており、３つの歯数比に より連続駆動を伝達し、特定の時にモーターから得た動力を用途の要求に従い異 なった歯数比により自動制御するギアシフトに関する。

本発明の目的は、前述のようなギアシフト、詳述すれば、センサー、調速機ある いはロック・キーを必要としないギアソフトを提供することである。この目的は 本発明により達成され、本発明の特徴としては、前記の主要シャフトか前記の人 力シャフトと回転速度か少なくとも同じになるように、ギアシフトに人力シャフ トから該主要シャフトに一方向クラッチあるいはその類似物を介して、動力伝達 かなされる点、第１遊星歯車装置に含まれる太陽歯車と、第２遊星歯車装置に含 ま０る太陽歯車か主要シャフトに連結する点、第１遊星歯車装置に含まれる遊星 歯車支持体か流体クラッチに含まれるタービン・ディスクに連結し、周辺ディス クはボックス・ドラムに連結する点、タービン・ディスクの回転速度を入力シャ フトの回転速度を越えないように制限するように、一方向クラッチあるいはその 類似物を介してギアシフトの人力シャフトに連結する点、第２遊星歯車装置に含 まれる遊星歯車支持体かホックス・ドラムに連結し、周辺ディスクをジャーナル で支えて中心軸に対して回転可能とするとともに、本体の固定部分に取り付けた 一方向クラッチあるいはその類似物を介して固定し、周辺ディスクかボックス・ ドラムの回転方向と逆の方向に回転しない薇なとかある。

動力源からトルクを供給されると、かさ歯車タイプ、箭型犬歯車タイプ、または その他のタイプの適切な中央ボス、あるいはその他の場合にはトルクの伝達に適 合する部品に伝達される。

最も低い機械歯数比のねじりの力は、一方向クラッチあるいはその他の類似する 原理で作動するその他の装置により、遊星歯車あるいはその他の類似する原理で 作動する伝達装置に伝達し、歯数比は用途の要求に従い選択される。いわゆる中 間歯車のトルクは、流体の力で流体クラッチを介して特定の用途に適合する歯数 比で集合遊星歯車に伝達される。いわゆる直接歯車のトルクは、機械的にボック ス・ドラムの作用により直接的にトルクを供給するシャフトに伝える。３つの歯 数比はすべて能動的あるいは受動的に同時にトルクの伝達に関与する。この方法 により動力源から得た動力は、最適の歯数比で特定のサービスのために伝達する ことかできる。

本発明は添付図面を参考として、実例を示すことにより、一層詳しく説明する。

第１図は、本発明によるギアシフトの略断面図である。

第１図に図示するギアシフトの主要部には、クラッチを介して動力源に連結する ギアシフト入力シャフトｌ、動力供給歯車３０、流体クラッチ４０．第１？星歯 車装置ｆ５０、第２遊星歯車装置６０、ギアシフト主要シャフト９、（遊星歯車 装置ｔ６０に含まれる遊星歯車支持体１８により）ギアシャフト２０に固定し連 結するギアシフトのボックス・ドラム５がある。

シャフト１．９．２０は、中心軸２１か共通しており、ギアシフト部は、周知の 方法により、ジャーナルで支え該中心軸に対して回転可能となる。

ギアシフトに隣接する入力シャフト１の端には、動力供給歯車用中央ボス２を設 ける。第１図に示す解決法においては、動力供給歯車はかさ歯車タイプであり、 偶数個通例は２個、４個あるいは６個の小型かさ歯車３があるのが一般的である 。該小型かさ歯車３は垂直方向にジャーナルで支え、シャフト１に対して自由に 回転する。動力供給歯車に含まれる大型かさ歯車は、・　参照番号４Ａ、４Ｂで 表示し、これらの大型かさ歯車の回転軸は、ギアソフトの中心軸２１と一致する 。またかさ歯車４Ｂは、流体クラッチ４０に含まれるポンプ・ホイール６に固定 し連結する。

人力シャフト１の中央ホス２には、参照番号８Ａで表示する一方向クラッチある いはその類似物か設けられる。一方向クラッチ８Ａか作用すると、シャフト１の 延長として作動する主要シャフト９が、シャフト１の回転速度と少なくとも同じ 速度て回転する。

シャフト９には、遊星歯車装置５０に含まれる太陽歯車１３と、遊星歯車装置６ ０に含まれる太陽歯車１６を固定し設ける。

遊星歯車装置５（ｌに含まれる遊星歯車の個数は、少なくとも３個か普通であり 、参照番号１２で表示する。周辺ディスクは参照番号１１、遊星歯車支持体は参 照番号１４で表示する。周辺ディスク＋１は、ドラム・ボックス５に固定して連 結し、ドラム・ボックス５はジャーナルで支え、中心軸２１に対して回転可能と なる。

また遊星歯車支持体１４は流体クラッチ４０に含まれるタービン・ディスク７に 固定し連結する。

流体クラッチのポンプ・ホイール６およびタービン・ディスク７はギアシフトの 中心軸２１に対して回転可能となるようジャーナルで支える。タービン・ディス ク７にはタービン・ディスク７の回転軸２１と同じ同心円状に、トンネル・シャ フト１０を固定して設ける。言い換えればトンネル・シャフト１０は、それ自体 の速度、すなわちタービン・ディスク７の速度がシャフト１の速度より速くなる ことかできないように、自由端が、参照番号８Ｂで表示する一方向クラッチある いはその類似物を介して入力シャフトｌの端に取り付けた中央ボス２に連結する 。

前述のように、遊星歯車装置６０には、シャフト９に固定して取り付けられた太 陽歯車１６かついており、参照番号１７て表示する遊星歯車、参照番号１５で表 示する周辺ディスク、参照番号１８で表示する遊星歯車支持体が含まれる。

遊星歯車１７の個数は、すなわち３個が普通であるか、遊星歯車支持体に対して 回転可能になるように、ジャーナルで支える。

すなわち、遊星歯車支持体１８は、ドラム・ボックス５とともに、固定部となる 。周辺ディスク１５は、動力源か駆動する入力シャフト１と同じ方向だけしか回 転できないように、参照＃号１９て表示する一方向クラッチあるいはその類似物 を介して、ギアシフトの中心軸２１および本体の固定部に対して回転可能となる ようにジャーナルで支える。

本発明によるギアシフトには、連続前進駆動を伝達し別個のスイッチで作動する 後退用歯車を伝達する３つの歯数比がある。

自動制御する３つの歯数比はすべて能動的あるいは受動的に、同時にトルク伝達 に関与する。さまざまな歯数比における動力伝達ルートの経路Ｉ、■、■は、ギ アシフトの作用原理についての記述とともに、後で述べる。

ギアシフトの作用をいっそう詳しく研究する前に、流体クラッチ４０の既知の特 徴について簡単に述べる。流体クラッチは本発明によるギアシフトの作用を考え る上で重要である。

Ｉ　ポンプ・ホイールの回転速度か遅い場合、トルク伝達能力は低い。

２　ポンプ・ホイールとタービン・ディスクの回転速度の差か大きくなるにつれ 、トルク伝達能力は上昇し、逆にその回転速度の差か小さくなるにつれ、トルク 伝達能力は低下する。

３、ポンプ・ホイールの回転速度か速いと、タービン・ディスクの回転速度とは 無関係にトルク伝達能力は上昇する。

４、流体のすべり。

さてギアシフトの部品か所定位置で完全静止状態から始動し始め、動力源の回転 運動かクラッチ（図示されていない）を介してギアソフトの入力シャフト１に連 結すると、入力シャフトｌの該回転運動は、動力源の回転運動と同方向に前進し 、動力供給歯車３０の中央ホス２に移動する。

動力源の回転運動は、中央ボス２で受け、一方向クラッチ８Ａを介してシャフト ９に移動する。遊星歯車装置６０の太陽歯車１６により遊星歯車装置６０の太陽 歯車１７と周辺ディスク１５は回転し始める。その回転運動は、動力源の回転運 動とは方向が逆である。しかじ周辺ディスク１５のこのような運動は、一方向ク ラッチ１９か妨げる。このようにして、一方向クラッチ１９により遊星歯車支持 体１８が動力源と同方向に回転するようになる。こうしてボックス・ドラム５と ギアシフト出力シャフト２０とは、ともに遊星歯車支持体１８に連結して適当に 一定した最も低い歯数比で回転する（経路工）。周辺ディスク１５は受動状態に 置かれる。言い換えれば、静止状態となるか、この歯数比で支持モーメントを支 える。

経路Ｉの動力伝達は完全に機械的なものである。一方向クラッチ８Ａの目的は、 いつも、少なくとも同じ速度の回転をシャフト１からシャフト９に移動させるこ とである。

経路■か作動し始めると経路■、経路■も作動する。経路■の連結は機械的であ り、その歯数比は正比である（１対１）。

遊星歯車支持体Ｉ４の歯数比は経路Ｉと経路■とから適切なものを選択される。

経路■の動力伝達は、流体クラッチで行なわれ、それ故に流体力学的に行なわれ る。経路■てとのように動力伝達がされるか論じる前に、通路■に含まれる部品 について、次の点に注目することかできる。

動力供給歯車３０の中央ボスに連結する小型かさ歯車３は、大型かさ歯車４に支 承され、４Ａと表示する大型かさ歯車は、ボックス・ドラム５に連結している。

このようにして、この大型かさ歯車４Ａは、ギアシフト出力シャフト２０と常に 間し速度で回転する。大型かさ歯車４Ｂは、流体クラッチ４０のポンプ・ホイー ル６に連結される。流体クラッチ４０のタービン・ディスク７は、遊星歯車装置 ５０に含まれる遊星歯車支持体１４に連結される。さらにタービン・ディスクは トンネル・シャフト１ｏと一方向クラッチ８Ｂにより動力供給歯車３０の中央ボ ックス２に連動する。この一方向クラッチの目的はシャフト１０と、さらにはタ ービン・ディスク７かシャフト１より速く回転しないようにする。

小型かさ歯車３は、大型かさ歯車４Ａから支持モーメントを得、流体クラッチ４ ０に含まれるポンプ・ホイール６を駆動する。

前述したように、ポンプ・ホイール６とタービン・ディスク７との回転速度の差 か大きくなるにつれて、流体クラッチ４０のトルク伝達能力は向上する。該回転 速度の差か十分になると、タービン・ディスク７と、タービン・ディスク７に取 り付けられた遊星歯車支持体１４の速度は速くなり、それによって遊星歯車１２ は、周辺ディスク１１から支持モーメントを得る。すなわち、結果的にシャフト ９の速度は速くなり、シャフト１の速度を越える。これは一方向クラッチ８Ａに より可能である。

この点について重視しなければならないことは、動力供給歯車の特徴か、動力の 分力比か５０対５０である点、ポンプ・ホイール６の回転速度が得られるのは、 シャフトｌの回転速度を２倍速くし、その生成物から大型かさ歯車４Ａの回転速 度を差し引くという方法による点などにあることである。

周辺ディスク１１の支持モーメントにより太陽歯車１３．１６を介して遊星歯車 Ｉ７に動力を伝達すると、やがて一方向クラッチ８Ｂはタービン・ディスク７の 回転速度を制限するようになる。

遊星歯車１７は、周辺ディスク１５に反対方向のモーメントを与える。この反対 方向のモーメントが一方向クラッチ１９により克服されると、遊星歯車支持体Ｉ ８を介してａカシャフト２０に動力を伝達する。

経路■が動力源と同じ回転速度に達すると、この回転速度は、一方向クラッチ８ Ｂによりそれ以上速くならない。このようにして、動力は遊星歯車支持体１４、 すなわち経路■に完全に伝わらなくなる。流体クラッチに含まれるポンプ・ホイ ール６の回転速度は、タービン・ディスク７の回転速度より速い状態のままであ る。すなわちポンプ・ホイールには、いくらかトルク伝達能力がなおも残されて いるということである。動力源の回転速度が一定に保たれているように、遊星歯 車支持体１４、トンネル・シャフト１０、タービン・ディスク７の回転速度も一 定に保たれる。これらの部品の回転速度か速くならないようにすれば、流体クラ ッチに含まれるタービン・ディスク７に逆トルクが生じるようになり、流体クラ ッチに含まれるポンプ・ホイール６にも影響か生じる。ポンプ・ホイール６に固 定するかさ歯車４Ｂは小型かさ歯車３を介してかさ歯車４Ａにすえつけ、経路■ は、かさ歯車４Ａから支持モーメントを得る。

経路■を動力伝達できなくなると、経路■は、さらに経路■から加えられた逆ト ルクを受けるため、このように余分にトルクか加わると、ボックス・ドラム５を 介してより効果的に動力か出力シャフト２０に伝わるようになる。出力シャフト の回転速度が速くなり始め、かさ歯車４Ａ、周辺ディスク１１および出力シャフ ト２０に連結する遊星歯車支持体１８の回転速度も速くなる。

遊星歯車支持体１４の回転速度が一定のままであれば、太陽歯車１３は回転モー メントを失う。回転モーメントは、遊星歯車１２により、経路■を介して伝わり 、動力源と同方向に向う。周辺ディスク１１０回転速度は、遊星歯車支持体１４ に連動してしだいに速くなるため、太陽歯車１３の回転速度はおそくなり始める 。

太陽歯車１Ｇは太陽歯車１３と固定接触すると、太陽歯車１６の回転速度も遅く なり始める。同時に、遊星歯車支持体１８の回転速度か上昇し始めるために、周 辺ディスク１５は出力シャフト２０と同じ方向に回転し始めるようになる。これ は一方向クラッチ１９の作用によるものである。

ボックス・ドラム５とボックス・ドラムに取り付けられた部品との回転速度か上 昇し始めると、動力源の回転速度か一定に保たれている限り、かさ歯車４Ａの回 転速度の上昇かかさ歯車４Ｂの回転速度の低下をもたらす。したがって、流体ク ラッチに含まれるポンプ・ホイール６とタービン・ディスク７との回転速度の差 か減少することになる。

ポンプ・ホイール６の回転速度か減少しタービン・ディスクの回転速度（すなわ ち動力源の回転速度）と同じになれば、シャフト９とシャフト９に取り付けられ た部品は回転速度か動力源の回転速度と同しになるまで低下する。周辺ディスク １５はそれと同じ回転速度に達する。この段階で、動力伝達機構の出力シャフト ２０は、動力源と回転速度が同じである。歯数比は１対１である。このようにし て、ギアシフト部分は、中心軸２１に対して同じ相対的回転速度で回転するだけ である。

次に、歯数比が正比であり、動力源の回転速度が一定しており、出力シャフト２ ０の回転速度を急激に上昇しなければならないという場合のギアシフトの作用に ついて論じる。動力源の回転速度を上昇すると、動力供給歯車３０の中央ポス２ の回転速度か上昇する。この時、該中央ポス２は、一方向クラッチ８Ｂのおかげ でシャフト１０より速く回転する。一方向クラッチ８Ｂのブレーキ効果はなくな っている。

一方面クラッチ８Ａにより、シャフト９は回転速度が上昇し、シャフトｌと同じ 回転速度になる。そのため遊星歯車Ｉ７にとっては反対方向の回転力か生じ、周 辺ディスク１５の回転速度は低下し、やがて回転か停止する。その回転力は一方 面クラッチ１９により保持され、動力源と反対方向には回転することができない からである。同時に、動力源の回転速度が上昇すると、動力供給歯車３０に含ま れる小型かさ歯車３を介して、大型がさ歯車４Ａ、４Ｂに伝達する。大型がさ歯 車４Ａは、いつも出力シャフト２０の回転速度と同じ速度で回転する。動力源の 回転速度を上昇することができるのは、流体クラッチにすべり能力があるからで ある。大型かさ歯車４Ａは、動力源の回転が上昇しても、直接これを受けて回転 速度を上昇することかできないため、動１　力源の回転速度か上昇すると、小室 かさ歯車３を介して、大型かさ歯車４Ａの支持モーメントによって、流体クラッ チに含まれるポンプ・ホイール６に連結する大型かさ歯車４Ｂに伝達する。

回転力や動力が増大すると、流体力学的には経路■の低速ギ１　アで、出力シャ フト２０に伝達する。流体クラッチ４ｏのタービン・ディスク７か再び動力源の 回転速度と間じになると、一方向クラッチ８Ｂに再びブレーキ効果か生じ、歯数 比は再び正比となる。

本発明は、わずか−例の好ましい実施例にしたかって記述しただけである。しか し本発明は記述する特許請求の範囲において、多くの点で変形することができる 。したがって、例えばシャフトｌを遊星歯車装置５０．６０まで延長することか でき、一方向クラッチ８Ａをシャフトｌと対をなす太陽歯車１３．１６との間に はめ込むことかできる。そして一方向クラッチ８Ｂをシャフト１と流体クラッチ ４０のタービン・ディスク７との間にはめ込むことかできる。したかって、主要 シャフト９に太陽歯車それ自体を設けたり、該太陽歯車１３．１６を固定したそ で部を設けることかできる。該流体クラッチ４０も特性か同じ手段、たとえば電 磁クラッチなどで代用することかできる。またその代案として、電子クラッチを 一方面クラッチ８Ａ、８Ｂ、１９として使国際調査報告 １＋ｌｐ、Ｉｌｍ。０．１＾＋ｅｌｉｒｍｌｌ。、封。　ρＣＴ／ＦＩ　９０１ ００２９５要約書 この発明は３つの歯数比で連続ｇ動を伝達するためのギＴシフトに関し、モータ から得られた動力は、要求により、異なった歯数比で自動的に制御される。動力 源によって供給されたトルクはかさ歯車タイプの中央ホス（２）に移される。

最も低く、機械的な歯数比のトルク力は一方向クラッチ（８Ａ）で遊星歯１（ｓ ｏ）を通過し、その１に！ｉ数比は要求により選択される。いわゆる中間歯車の トルクは液体クラッチ（４０）の作動により水力学的に集合遊星歯車（５０）に 与えられた適当な歯数比で移動する。いわゆるダイレクト歯車のトルクはボック ス・ドラム（５）の作動により機械的にトルクの出力シャフト（２０）に直接移 動する。３つの歯数比の全てがトルク伝達において同時に／受動的にかｌ［ｌ１ ＝ａ的に関連する。

国際調査報告 ρＣＴ／Ｆｌ　９０１００２９５ Ｔｈｉｌｍ”ｎｅｔｌｎｌｌ“ゝ’Ｄｌｌｒ”′““””−ｍｌ＋＋＋ｎｌｌａ ＩＭ”°゛“−“−゛°°“°““””−−Ｇ’ｉ’：δ１Pに’ＪＴ”””’ ””゛１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 中心軸（２１）が共通する入力シャフト（１）および出力シャフト（２０）と、 該中心軸に回転可能にジャーナルで支えるボックス・ドラム（５）と、流体クラ ッチあるいは類似する特性の手段（４０）と、第１遊星歯車装置（５０）と、第 ２遊星歯車装置（６０）と、回転軸が該中心軸と一致するギアシフトの主要シャ フト（９）とからなり、該入力シャフト（１）が動力源の始動による回転運動を ギアシフト主要シャフトに伝達し、また動力供給ギア（３０）によりボックス・ ドラム（５）と、流体クラッチ（４０）に含まれるポンプ・ホイール（６）とに 該回転運動を伝達するのに適応しており、３つの歯数比により連続駆動を伝達し 、特定の時にモーターから得た動力を、用途の要求に従いことなった歯数比によ って自動制御するギアシフトにおいて、該主要シャフト（９）が、入力シャフト （１）と少なくとも回転速度が同じになるように、一方向クラッチ（８Ａ）やそ の類似物を介してギアシフトの入力シャフト（１）から主要シャフト（９）に動 力伝達すること、第１遊星歯車装置（５０）に含まれる太陽歯車（１３）と第２ 遊星歯車装置（６０）に含まれる太陽歯車（１６）とが主要シャフト（９）に連 結されること、第１遊星歯車装置（５０）に含まれる遊星歯車支持体（１４）が 流体クラッチ（４０）に含まれるタービン・ディスク（７）に、周辺ディスク（ １１）がボックス・ドラム（５）にそれぞれ連結されること、タービンディスク （７）の回転速度が入力シャフト（１）の回転速度を越えないよう制限するよう に、一方向クラッチ（８Ｂ）あるいはその類似物を介して流体クラッチ（４０） のタービン・ディスク（７）がギアシフトの入力シャフト（１）に連結されるこ と、第２遊星歯車装置（６０）に含まれる遊星歯車支持体（１８）がボックス・ ドラム（５）に連結され、周辺ディスク（１５）がジャーナルで支えられ中心軸 （２１）に対しては回転可能であるとともに、本体の固定部分に取り付けた一方 向クラッチ（１９）あるいはその類似物を介して固定され、周辺ディスク（１５ ）がボックス・ドラム（５）と反対方向に回転しないようにすることを特徴とす るギアシフト。