JPH07127697A - ２段変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラネタリーギヤ式変速機構のロック部材を
駆動力源を用いずにロック可能にし、変速ショックを緩
和し、小型化及びユニット化する。 【構成】 この発明の２段変速装置１は、プラネタリー
ギヤ式の変速機構３５と、変速機構３５のロック部材７
１，７３にポンプ負荷を与えてロックし変速機構３５を
変速状態にするギヤポンプ３７と、変速時に変速機構３
５の相対回転を許容するワンウェイクラッチ３５と、変
速機構３５及びギヤポンプ３７を収納したケーシング１
１とを備えたことを特徴とする

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばエンジンと車
両補機との間に配置される２段変速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】実公昭６２−２５９３５号公報に図６の
ような可変速プーリ２０１が記載されている。これは、
プーリ２０３と２段変速装置２０５とから構成されてお
り、２段変速装置２０５はプラネタリーギヤ機構２０７
と、バンドブレーキ２０９と、ワンウェイクラッチ２１
１と、バンドブレーキ２０９の操作手段とを備えてい
る。ピニオンキャリヤ２１７に入力するエンジンの駆動
力は、バンドブレーキ２０９によってサンギヤ２１５の
回転が制動されると、増速されてインターナルギヤ２１
３を介してプーリ２０３を駆動し、バンドブレーキ２０
９が解除されるとワンウェイクラッチ２１１を介して等
速でプーリを駆動する。

【０００３】バンドブレーキ２０９の操作手段はバンド
２１９を引張る負圧アクチュエータと、この負圧アクチ
ュエータを駆動する負圧源などを備えている。又、他に
モータでバンドブレーキ２０９を操作するように構成さ
れた同種の変速装置もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来
は、バンドブレーキ２０９を操作するために負圧源やモ
ータなどの駆動力源が必要であり、これらはエンジン駆
動のバキュームポンプやオルタネータなどによりエネル
ギーを供給されるから、燃費や加速性を低下させる。
又、バンドブレーキ２０９はバンド２１９が滑ると発熱
や摩耗により耐久性が低下するから徐々に締結させるこ
とができず、変速に伴って大きなショックが生じ、２段
変速機構２０１や被駆動機などの耐久性が損われる。

【０００５】又、モータやアクチュエータは大型のもの
を用いないと充分な締結力が得られず、更に図６の例で
は負圧アクチュエータや負圧源などが可変速プーリ２０
１と別体であるからそれだけレイアウトが難しい。

【０００６】そこで、この発明は、プラネタリーギヤ式
変速機構のロック部材を駆動力源を用いずにロックして
変速状態にできると共に、変速ショックが小さく小型で
ユニット化された２段変速装置の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の２段変速装置
は、インターナルギヤとピニオンギヤを回転自在に支持
するピニオンキャリヤとサンギヤのうちの２部材を入力
部材及び出力部材とし、他の１部材をロック部材とした
プラネタリーギヤ式の変速機構と、ロック部材にポンプ
負荷を与えロックし変速機構を変速状態にするギヤポン
プと、変速時に変速機構の相対回転を許容するワンウェ
イクラッチと、変速機構及びギヤポンプを収納するケー
シングとを備えたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】バルブにより例えばギヤポンプの吐出孔を閉じ
る（吐出圧を上げる）と、ギヤポンプが負荷となりこの
ポンプ負荷によりロック部材がロックされて変速機構が
変速状態になり、入力回転は変速されて負荷側に出力さ
れる。ワンウェイクラッチはこの時の変速機構内の相対
回転を許容する方向に配置されている。又、バルブによ
りギヤポンプの吐出孔を開放する（吐出圧を下げる）と
ポンプ負圧が小さくなってロック部材がフリー回転状態
になるが、この方向の相対回転はワンウェイクラッチに
よって遮断され、入力回転はワンウェイクラッチを介し
て等速で負荷側に出力される。

【０００９】このように、ロック部材をギヤポンプに連
動させポンプ負荷によりロックさせるように構成したか
ら作動流体の粘性により変速ショックが緩和される。
又、従来例と異って負圧源やモータなどのような駆動力
源が不要であり、バルブを操作する微弱な電力だけで変
速操作を行えるから、それだけエンジンに負担が掛らず
燃費を低下させない。負圧源やアクチュエータのような
大きな外部装置が不要であるから、小型であり、変速機
構とギヤポンプとをケーシングに収納してユニット化し
たから、配置し易いと共に配置スペースも小さくてす
む。

【００１０】

【実施例】図１ないし図５により一実施例の説明をす
る。以下左右の方向は図１及び図３と図４での左右の方
向であり、符号を附していない部材等は図示されていな
い。

【００１１】図１は実施例の２段変速装置１の他に電磁
クラッチ３とプーリ５とを示しており、これらはエンジ
ンの駆動力を補機に伝達する動力伝達装置７を構成して
いる。

【００１２】プーリ５はベアリング９を介して２段変速
装置１のケーシング１１のボス部１３外周に支承されて
おり、ベルトを介してクランクシャフト側の他のプーリ
に連結され、エンジンの駆動力により回転駆動される。

【００１３】電磁クラッチ３は電磁石１５とアーマチャ
１７とを備えており、電磁石１５はプーリ５の凹部１９
に貫入した状態で支持部材２１を介してケーシング１１
に支持され、アーマチャ１７はハブ２３のフランジ部２
５にばね２７を介して連結されている。ハブ２３は２段
変速装置１の入力軸２９にボルト３１とキー３３とによ
って固定されている。

【００１４】電磁石１５を励磁するとばね２７が撓んで
アーマチャ１７がプーリ５に引付けられて電磁クラッチ
３が締結され、エンジンの駆動力は入力軸２９に伝達さ
れる。電磁石１５の励磁を停止するとばね２７によって
アーマチャは右方へ戻り、電磁クラッチ３が解放されて
入力軸２９はエンジン側から切離される。

【００１５】２段変速装置１は、ダプルピニオンのプラ
ネタリーギヤ式変速機構３５とギヤポンプ３７とワンウ
ェイクラッチ３９とを備えている。

【００１６】変速機構３５のインターナルギヤ４１（入
力部材）は入力軸２９と一体に形成されている。入力軸
２９はベアリング４３，４５を介してケーシング１１に
支承されており、入力軸２９とケーシング１１との間に
はシール４７が配置されている。サンギヤ４９（出力部
材）は出力軸５１に形成されており、出力軸５１はシー
ルドベアリング５３を介して左端部をケーシング１１
に、又ベアリング５５を介して右端部を入力軸２９に支
承され出力軸５１とケーシング１１との間にはシール部
材５４が配置されている。出力軸５１にはエアポンプや
オルタネータのような補機の軸５７がキー５９で連結さ
れている。

【００１７】出力軸５１と入力軸２９との間にはワンウ
ェイクラッチ３９が配置されている。このワンウェイク
ラッチ３９は出力軸５１が入力軸２９より先行回転する
方向の相対回転を許容する方向に配置されている。

【００１８】外側と内側のピニオンギヤ６１，６３は図
２のように３組設けられており、これらはベアリング６
５を介してピニオンシャフト６７，６９に支承さてい
る。ピニオンシャフト６７，６９は左右のピニオンキャ
リヤ７１，７３（ロック部材）に両端を支持されてい
る。左のピニオンキャリヤ７１は軸支部７５を介して出
力軸５１の外周に支承されている。

【００１９】ギヤポンプ３７は互いに噛合った大径の駆
動ギヤ７７と小径の従動ギヤ７９とを備えている。駆動
ギヤ７７は左のピニオンキャリヤ７１に溶接で一体にさ
れており、軸支部８１を介してケーシング１１に支承さ
れている。従動ギヤ７９の軸８３はベアリング８５を介
してケーシング１１に支承されている。インターナルギ
ヤ４１はベアリング８７を介して駆動ギヤ７７に支承さ
れている。ケーシング１１にはギヤポンプ３７の吸入孔
８９と吐出孔９１及びオイル溜りが設けられており、吸
入孔８９は図２のようにケーシング１１に取付けられた
切換バルブ９３を介してこのオイル溜りに連通してい
る。

【００２０】図３と図４に示したように、切換バルブ９
３はソレノイド９５によりスプール９７を移動操作する
電磁弁であり、コントロールユニット９９により制御さ
れる。これらの図面のドレン１０１はケーシング１１内
に設けられたオイル溜りに相当する。切換バルブ９３に
はギヤポンプ３７の吸入孔８９と吐出孔９１とにそれぞ
れ連通した吸入側ポート１０３と吐出側ポート１０５及
びドレン１０１に連通したオイル側ポート１０７とケー
シング１１内の空間と連通したエア側ポート１０９とが
設けられている。このエア側ポート１０７は空気流路１
１１を介して吸入側ポート１０３と吐出側ポート１０５
に連通している。

【００２１】図３のように、ソレノイド９５が作動して
いない時スプール９７はばね１１３により左側に移動し
ており、オイルはドレン１０１から吸込まれるが吐出側
ポート１０５がスプール９７によって閉塞されているか
らギヤポンプ３７の回転が制動される。こうして、ギヤ
ポンプ３７が負荷（ポンプ負荷）となって駆動ギヤ７７
（ピニオンキャリヤ７１，７３）がロックされる。

【００２２】又、図４のようにソレノイド９５が作動す
るとばね１１３が撓みスプール９７が右へ移動してエア
側ポート１０９から空気が吸入され、ギヤポンプ３７が
空回りしてポンプ負荷が軽くなり、ピニオンキャリヤ７
１，７３がフリー回転状態になる。なおこの場合、空気
を循環させるのではなく、吐出側ポート１０５を開放し
てオイルを循環させポンプ負荷を軽減させてもよい。

【００２３】ピニオンキャリヤ７１，７３がロックされ
ると、入力軸２９の回転はインターナルギヤ４１とピニ
オンギヤ６１，６３からサンギヤ４９を介して増速さ
れ、出力軸５１を介して補機を駆動する。この時のイン
ターナルギヤ４１とサンギヤ４９間の相対回転はワンウ
ェイクラッチ３９により許容される。又、ピニオンキャ
リヤ７１，７３がフリー回転状態になるとサンギヤ４９
に掛る補機の駆動抵抗によりピニオンキャリヤ７１，７
３がサンギヤ４９より先行回転しようとするが、この方
向の相対回転はワンウェイクラッチ３９によって遮断さ
れるから入力軸２９の回転はワンウェイクラッチ３９を
介して等速で補機に伝達される。

【００２４】ケーシング１１はシール部材５４とシール
４７とによって密閉されていると共に、切換バルブ９３
のオイル側ポート１０７とエア側ポート１０９はケーシ
ング１１の内部に開口しているから、増速時と等速時及
びこれらを切換えた時もオイルやオイル混りの空気がケ
ーシング１１の外部に噴き出すことはない。

【００２５】図５は、こうして構成された２段変速装置
１の変速特性の例を示すグラフである。

【００２６】アイドリングから所定のエンジン回転数ま
でコントロールユニット９９は上記のように切換バルブ
９３を操作して２段変速装置１を増速側に切換える。従
って、出力軸５１はエンジン回転数が低い範囲でもグラ
フ１１５のように増速され、補機は定格に近い回転数で
駆動される。エンジン回転速度が上昇するとコントロー
ルユニット９９は２段変速装置１を低速（等速）側に切
換える。従って、補機はエンジン回転速度の高い範囲で
はグラフ１１７のように低い範囲に較べて減速される。
こうして、補機はエンジン回転速度が大きく変動しても
回転速度の変動幅が小さく抑えられて、正常に作動し破
損が防止される。又、アイドリング回転域から急加速を
する場合、例えばスロットルバルブの開度センサーによ
ってコントロールユニット９９にこれを検知させ低回転
速度域で増速側への切換を中止するように構成すれば、
一点鎖線のグラフ１１９のような変速特性が得られ、補
機の負荷によって加速性が損われないようにすることが
できる。

【００２７】２段変速装置は、上記のようにギヤポンプ
３７のポンプ負荷で変速操作するように構成されている
から、従来例と異って変速操作用の駆動力源が不要であ
り、切換バルブ９３を操作する微細な電力だけで変速を
行えるから、それだけエンジンに負担が掛らず燃費が向
上する。又、変速に当ってはギヤポンプ３７の作動流体
の粘性により変速ショックが大幅に緩和されるから２段
変速装置１や補機などの破損が防止され耐久性が向上す
る。又、従来例と異って負圧源やアクチュエータのよう
な大きな外部装置が不要であるから小型であり、増速機
構３５とギヤポンプ３７とをケーシング１１に収納して
ユニット化したから、配置し易いと共に配置スペースを
小さくてすむ。

【００２８】

【発明の効果】この発明の２段変速装置は、プラネタリ
ーギヤ式変速機構のロック部材をギヤポンプを負荷にし
てロックするように構成したから、駆動力源が不要であ
り、それだけエンジンに負担が掛らず燃費が向上する。
ギヤポンプの作動流体の緩衝作用により変速ショックが
大幅に緩和されるから、この装置及び被駆動機などの耐
久性が向上する。更に、大きな外部装置が不要である上
にユニット化したから、配置し易く配置スペースも小さ
くてすむ。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例を示す断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】変速時の切換バルブの状態を示す概略図であ
る。

【図４】等速時の切換バルブの状態を示す概略図であ
る。

【図５】この実施例の変速特性の例を示すグラフであ
る。

【図６】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１ ２段変速装置 １１ ケーシング ３５ 変速機構 ３７ ギヤポンプ ３９ ワンウェイクラッチ ４１ インターナルギヤギヤ（入力部材） ４９ サンギヤ（出力部材） ７１，７３ ピニオンキャリヤ（ロック部材）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インターナルギヤとピニオンギヤを回転
   自在に支持するピニオンキャリヤとサンギヤのうちの２
   部材を入力部材及び出力部材とし、他の１部材をロック
   部材としたプラネタリーギヤ式の変速機構と、ロック部
   材にポンプ負荷を与えロックし変速機構を変速状態にす
   るギヤポンプと、変速時に変速機構の相対回転を許容す
   るワンウェイクラッチと、変速機構及びギヤポンプを収
   納するケーシングとを備えたことを特徴とする２段変速
   装置。