JPH07217709A

JPH07217709A - 変速装置

Info

Publication number: JPH07217709A
Application number: JP6011096A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Imazato; 和成今里
Original assignee: Sanwa Seiki Ltd
Current assignee: Sanwa Seiki Ltd
Priority date: 1994-02-02
Filing date: 1994-02-02
Publication date: 1995-08-15

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単で安価に製作でき、しかも変速時に動力
の伝達が切れない構造を得る。【構成】制御クラッチ１３の接続が断たれた状態で、
入力軸１の回転は、第一駆動歯車３、第一従動歯車４を
介して出力軸２に伝わる。この状態で出力軸２は、低速
回転する。制御クラッチ１３を繋ぐと入力軸１の回転
は、第二駆動歯車５、第二従動歯車６を介して出力軸２
に伝わる。この状態で出力軸２は、高速回転する。出力
軸２が高速回転する際には、一方向クラッチ１１は、出
力軸２から第一従動歯車４への動力伝達は行なわない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係る変速装置は、自動
車の走行用、或は補機用の変速機として、或は各種産業
機械用の変速機として、それぞれ利用可能である。

【０００２】

【従来の技術】自動車の走行用変速機として従来から、
常時噛合式シンクロ機構付変速機が広く知られている。
この変速機は、互いに同心若しくは平行に配設された複
数本の回転軸（メインシャフト、カウンターシャフト、
リバースシャフト）の周囲にそれぞれ１個乃至は複数個
の歯車を、歯車と軸とを同期して結合させる、所謂シン
クロ機構を介して支持している。各歯車は、シンクロ機
構の作動時に当該回転軸に結合され、この回転軸と共に
回転する。シンクロ機構の非作動時に上記各歯車は、当
該回転軸との結合を解かれ、この回転軸に対して相対回
転する。

【０００３】この様な変速機の入力側回転軸はエンジン
の出力軸（クランク軸）により、断接クラッチを介して
回転駆動される。この入力側回転軸の回転は、シンクロ
機構により各回転軸に結合された一部の歯車を介して出
力側回転軸にまで伝達される。入力軸と出力軸との間で
変速比を変える場合には、上記断接クラッチの接続を断
った状態で上記シンクロ機構の作動、非作動状態を切り
換える。この切り換えに基づいて、それまでとは異なる
歯車を介して回転力の伝達が行なわれる様になり、入力
側回転軸と出力側回転軸との間の変速比が変わる。

【０００４】自動車の走行用、補機用、或は各種産業機
械用の変速機としてはこの他にも、次の〜の様なも
のが知られている。トルクコンバータと１個乃至は複数個の遊星歯車減
速機構とを組み合わせた自動変速機。無端ベルトを掛け渡したプーリの径を無段階に変え
る事により変速比を変化させる、ベルト式無段変速機。それぞれの内側面を断面円弧状に形成した入力側、
出力側、両ディスクの間に、外周面を球状凸面としたパ
ワーローラを挟持し、このパワーローラの傾斜角度を変
化させる事により上記両ディスクの間の変速比を変化さ
せる、トロイダル型無段変速機。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の様な
従来から知られた変速機の場合、次に述べる様な解決す
べき点がある。

【０００６】先ず、自動車用手動変速機として一般的に
利用されている、常時噛合式シンクロ機構付変速機の場
合には、変速の際に出力側回転軸に駆動トルクが伝達さ
れない状態となり、この変速機を組み込んだ自動車或は
機械装置の運転が不安定になる場合が考えられる。即
ち、この変速機により変速比を変える場合は、断接クラ
ッチの接続を断った状態でシンクロ機構の作動状態を切
り換える必要がある。この切り換えの際には、それまで
作動状態（歯車と回転軸とを結合している状態）であっ
たシンクロ機構を非作動状態（歯車と回転軸との相対回
転を許容する状態）とした後、それまで非作動状態であ
ったシンクロ機構を作動状態とする必要がある。これ
は、１本の回転軸に対し同時に異なる回転速度のトルク
が加わる事で、構成各部が破損する事を防止する為であ
る。

【０００７】この様に、変速の際に出力側回転軸に駆動
トルクが伝達されない瞬間が存在する為、慣性負荷に対
して抵抗負荷が大きい様な場合には、変速操作に伴って
出力側回転軸の速度が急激に低下し、変速操作の完了後
に急激に回転速度が増加する可能性が生じる。例えば、
自動車の走行用変速機の場合を考えると、自動車が平坦
路を高速走行している状態で変速操作を行っても、変速
に伴って走行状態が不安定になる恐れは殆どない。これ
に対して、急な登坂路を低速走行している状態で変速操
作を行うと、車速が急激に低下したり、更に著しい場合
には自動車が停止して、安定した走行を行なえなくなる
可能性がある。この様な状態は、オフロードでの走行時
に問題となり易い。又、一般産業機械用の変速機として
考えた場合でも、大きな抵抗負荷を有する装置を低速で
運転する様な場合に、類似した問題を生じる。

【０００８】これに対して、前記〜に示した様な変
速機の場合には、上述の様な問題がない代わりに、次の
様な問題を有する。トルクコンバータと１個乃至は複数個の遊星歯車減
速機構とを組み合わせた自動変速機にあっては、構造が
複雑で高価なだけでなく、動力の伝達ロスが無視でき
ず、エネルギ消費が嵩む。ベルト式無段変速機にあっては、やはり構造が複雑
で高価なだけでなく、大きな動力を伝達するには不向き
であり、しかも運転時の騒音が大きい。トロイダル型無段変速機にあっては、現在研究中で
未だ実用化されておらず、実用化された場合でも構造が
複雑で高価になるものと考えられる。本発明の変速装置
は、上述の様な事情に鑑みて発明したものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の変速装置のう
ち、請求項１に記載した変速装置は、第一回転軸と、こ
の第一回転軸と平行に配設された第二回転軸と、上記第
一回転軸の周囲に支持された第一歯車と、この第一歯車
と噛合した状態で上記第二回転軸の周囲に支持された第
二歯車と、上記第一歯車に対し軸方向にずれた位置で上
記第一回転軸の周囲に支持された第三歯車と、この第三
歯車と噛合した状態で上記第二回転軸の周囲に支持され
た第四歯車と、少なくとも上記第二回転軸と第二歯車と
の間に設けられた一方向クラッチと、少なくとも上記第
一回転軸と第三歯車との間に設けられた制御クラッチと
を備えている。

【００１０】そして、上記第一歯車の歯数と上記第二歯
車の歯数との比である第一変速比と、上記第三歯車の歯
数と上記第四歯車の歯数との比である第二変速比とは互
いに異なっている。又、上記一方向クラッチは、上記第
二歯車の回転を上記第二回転軸に伝達するが、この第二
回転軸の回転を上記第二歯車に伝達しないものである。
又、上記制御クラッチは、第一回転軸と第三歯車との間
で伝達される回転駆動力を連続的に調節自在である。更
に、上記制御クラッチが完全に接続された状態で上記第
二回転軸を、上記第二歯車よりも高速で回転させるべ
く、上記第一、第二変速比が規制されている。

【００１１】一方、請求項２に記載した変速装置は、第
一回転軸と、この第一回転軸と平行に配設された第二回
転軸と、上記第一回転軸の周囲に支持された第一歯車
と、この第一歯車と噛合した状態で上記第二回転軸の周
囲に支持された第二歯車と、上記第一歯車に対し軸方向
にずれた位置で上記第一回転軸の周囲に支持された第三
歯車と、この第三歯車と噛合した状態で上記第二回転軸
の周囲に支持された第四歯車と、少なくとも上記第一回
転軸と第一歯車との間に設けられた一方向クラッチと、
少なくとも上記第二回転軸と第四歯車との間に設けられ
た制御クラッチとを備えている。

【００１２】そして、上記第一歯車の歯数と上記第二歯
車の歯数との比である第一変速比と、上記第三歯車の歯
数と上記第四歯車の歯数との比である第二変速比とは互
いに異なっている。又、上記一方向クラッチは、上記第
一回転軸の回転を上記第一歯車に伝達するが、この第一
歯車の回転を上記第一回転軸に伝達しないものである。
又、上記制御クラッチは、第四歯車と第二回転軸との間
で伝達される回転駆動力を連続的に調節自在である。更
に、上記制御クラッチが完全に接続された状態で上記第
一歯車を、上記第一回転軸よりも高速で回転させるべ
く、上記第一、第二変速比が規制されている。

【００１３】

【作用】上述の様に構成される本発明の変速装置によれ
ば、駆動力の伝達を途切れさせる事なく、変速作業の際
に第一回転軸と第二回転軸との間の変速比を切り換える
事ができる。

【００１４】先ず、第一、第二回転軸同士の間で第一変
速状態を実現する場合には、制御クラッチの接続状態を
完全に断ち、上記回転軸のうちで駆動軸となる側の回転
軸を回転させる。この結果、上記回転軸の内で従動側と
なる側の回転軸が、第一変速比で回転駆動される。

【００１５】次に、変速比を第一変速比から第二変速比
に切り換える場合には、上記制御クラッチを、接続が完
全に断たれた状態から完全に繋がれた状態にまで、連続
的に切り換える。この切り換えに伴って、この制御クラ
ッチを介して駆動側となる回転軸から従動側となる回転
軸に伝達する回転駆動力が連続的に増加する。

【００１６】制御クラッチの接続状態が中間状態、即ち
この制御クラッチが滑りながら回転駆動力の一部を伝達
する状態では、一部の回転駆動力が第一、第二歯車を介
して、残りの回転駆動力がこれら第一、第二歯車に対し
て並列に配置された第三、第四歯車を介して、それぞれ
伝達される。この結果、第一、第二回転軸同士の間の変
速状態が、第一変速比による第一変速状態から第二変速
比による第二変速状態に、連続的に切り換わる。

【００１７】この切り換わりの際、上記制御クラッチの
接続状態が弱く（この制御クラッチの滑り量が多く）、
この制御クラッチを介して伝達される回転駆動力の割合
が少ない間は、上記第一、第二回転軸同士の変速状態が
第一変速状態のままである。そしてこの間は、一方向ク
ラッチが接続されたままとなり、第一、第二歯車及び第
三、第四歯車を介して（互いに並列な２系統で）回転駆
動力が伝達される。

【００１８】上記制御クラッチの接続状態が強くなり
（この制御クラッチの滑り量が少なくなり）、この制御
クラッチを介して伝達される回転駆動力の割合が多くな
って、上記第一、第二回転軸同士の変速状態が第二変速
状態に近づくと、上記一方向クラッチによる回転駆動力
の伝達が行なわれなくなる。従って、互いに異なる変速
比を持った、第一、第二歯車同士、並びに第三、第四歯
車同士を噛合させたままでも、構成各部に無理な力が加
わる事がなくなる。

【００１９】この様に、一方向クラッチによる回転駆動
力の伝達が行なわれなくなった後は、上記制御クラッチ
の接続状態をより強くする事で、第一、第二回転軸同士
の変速状態を第二変速状態にできる。第二変速状態から
第一変速状態に戻す場合には、上述の場合とは逆に、上
記制御クラッチの接続状態を徐々に解除する（制御クラ
ッチの滑り量を徐々に多くする）。

【００２０】変速比を何れの方向に切り換える場合に
も、切り換えの途中で回転駆動力が伝達されなくなる事
がない。従って、慣性負荷に対して抵抗負荷が大きい場
合でも、自動車や機械装置の運転が不安定にならない。

【００２１】

【実施例】図１〜５は、請求項１に対応する、本発明の
第一実施例を示している。尚、図１は第一実施例を最も
簡略化した状態で示す略断面図、図２は少し具体化した
状態で示す略断面図、図３はより具体化した状態で示す
断面図、図４は図３の右部拡大図、図５は同左部拡大図
である。以下の説明に於いては、図１を中心に説明しつ
つ、必要に応じて細部を図２〜５により説明する。

【００２２】第一回転軸である入力軸１は、エンジンの
クランクシャフトにより、直接、又は歯車或はチェン、
更には必要に応じてトルクコンバータ等の、適宜の動力
伝達機構を介して、回転駆動される。又、必要に応じて
入力軸１とクランクシャフトとの間に断接クラッチを設
ける。この断接クラッチは、例えばエンジンを動かした
まま自動車を停止させる為等に必要となる。第二回転軸
である出力軸２が、上記入力軸１と平行に配設されてい
る。上記入力軸１の中間部には、第一歯車である第一駆
動歯車３を支持している。この第一駆動歯車３の中心部
は上記入力軸１に固定している。従ってこの第一駆動歯
車３は、入力軸１と共に回転する。又、上記出力軸２の
基端部（図１〜４の右端部）の周囲には、第二歯車であ
る、第一従動歯車４を支持している。円環状に形成され
たこの第一従動歯車４は、上記第一駆動歯車３と噛合し
ている。

【００２３】一方、上記入力軸１の先端部（図１〜３、
５の左端部）には、第三歯車である第二駆動歯車５を支
持している。この第二駆動歯車５は、円環状に形成され
ている。又、上記出力軸２の中間部には、第四歯車であ
る第二従動歯車６を支持している。そして、この第二従
動歯車６と上記第二駆動歯車５とを、互いに噛合させて
いる。上記第二従動歯車６の中心部は上記出力軸２に固
定している。従ってこの第二従動歯車６は、出力軸２と
共に回転する。

【００２４】そして、上記第一駆動歯車３の歯数ｍ₃ と
上記第一従動歯車４の歯数ｍ₄ との比ｍ₃ ／ｍ₄ である
第一変速比ｋ₁ と、上記第二駆動歯車５の歯数ｍ₅ と上
記第二従動歯車６の歯数ｍ₆ との比ｍ₅ ／ｍ₆ である第
二変速比ｋ₂ とは互いに異ならせている。図示の実施例
の場合には、上記第一変速比ｋ₁ を１よりも小さくし、
反対に第二変速比ｋ₂ を１よりも大きくしている（ｋ₁
＜１＜ｋ₂ ）。従って、第一駆動歯車３並びに第一従動
歯車４を通じて回転駆動力の伝達が行なわれる場合に
は、上記入力軸１と出力軸２との間で減速が行なわれ
る。又、第二駆動歯車５並びに第二従動歯車６を通じて
回転駆動力の伝達が行なわれる場合には、上記入力軸１
と出力軸２との間で増速が行なわれる。

【００２５】尚、実際の変速機を構成する場合に、上記
入力軸１及び出力軸２は、図３〜５に示す様に、ケーシ
ング７に回転自在に支持する。このケーシング７は、本
体８と蓋体９とから成る。上記両軸１、２はそれぞれ、
これら本体８及び蓋体９に、例えば深溝型玉軸受、或は
アンギュラ型玉軸受等の軸受１０、１０により、回転の
み自在に支持されている。そして、入力軸１の基端部
（図１〜４の右端部）を蓋体９の外面から、出力軸２の
先端部（図１〜３、５の左端部）を本体８の外面から、
それぞれ突出させている。例えばエンジンから車輪に伝
達すべき回転動力は、上記入力軸１の基端部から変速機
に取り込まれ、上記出力軸９の先端部から取り出され
る。

【００２６】又、上記出力軸２の基端部外周面と、上記
第一従動歯車４との間には、一方向クラッチ１１と、深
溝型玉軸受等の軸受１２とを、互いに並列に設けてい
る。このうちの一方向クラッチ１１は、上記第一従動歯
車４の回転を上記出力軸２に伝達するが、この出力軸２
の回転を上記第一従動歯車４に伝達しない機能を有す
る。尚、図面に於いて、一方向クラッチに付された矢印
は、回転駆動力の伝達方向を示す。回転駆動力は矢印方
向のみ伝達し、矢印と反対方向の回転力は、一方向クラ
ッチが滑る事で回転力の伝達を行なわない。

【００２７】この様な一方向クラッチ１１としては、従
来から知られた各種構造のものを使用できる。尚、本明
細書で言う一方向クラッチには、一般に一方向クラッチ
と呼ばれるものに限らず、ラチェット機構も含まれる。
更に、伝達すべき動力が小さい場合には、ローラクラッ
チと呼ばれる一方向クラッチも使用可能である。何れに
しても上記一方向クラッチ１１は、上記第一従動歯車４
の回転角速度が上記出力軸２の回転角速度よりも速くな
る傾向の場合には、この第一従動歯車４の回転駆動力を
出力軸２に伝達し、この出力軸２を第一従動歯車４と同
一角速度で回転させる。これに対して、出力軸２の回転
角速度が第一従動歯車４の回転角速度よりも早くなった
場合には、この出力軸２の回転が第一従動歯車４に伝達
されるのを防止する。この状態で上記出力軸２と第一従
動歯車４との相対回転は、前記軸受１２により吸収され
る。

【００２８】更に、上記入力軸１と第二駆動歯車５との
間には、制御クラッチ１３と、深溝型玉軸受等の軸受１
４とを、互いに並列に設けている。このうちの制御クラ
ッチ１３は、上記入力軸１と第二駆動歯車５との間で伝
達される回転駆動力を連続的に調節する機能を有する。
この様な制御クラッチ１３としては、例えば図３、５に
示す様な湿式多板クラッチが使用可能である。

【００２９】この様な、制御クラッチ１３として使用す
る湿式多板クラッチの構造及び作用は、従来から広く知
られたものであり、伝達すべき回転駆動力を連続的に変
化させる事も従来から一般的に行なわれている為、簡単
に説明する。

【００３０】入力軸１の中間部にはスプラインスリーブ
１５を外嵌し、キー１６により入力軸１に対する回転を
阻止している。このスプラインスリーブ１５の外周面に
は複数枚の駆動側ディスク１７、１７の内周縁部を、上
記スプラインスリーブ１５に対する軸方向の変位のみ自
在に支持している。一方、上記第二駆動歯車５に形成し
た円筒部１８の内周面には、やはりスプライン溝を形成
しており、このスプライン溝によって複数枚の従動側デ
ィスク１９、１９の外周縁部を、上記第二駆動歯車５の
軸方向に亙る変位のみ自在に支持している。これら駆動
側ディスク１７、１７と従動側ディスク１９、１９と
は、軸方向に亙って交互に配置している。

【００３１】又、上記入力軸１の中間部で上記駆動側、
従動側両ディスク１７、１９から軸方向（図１〜３の右
方向）にずれた部分には、油圧ピストン２０を設けてい
る。円筒状に形成されたこの油圧ピストン２０は、上記
両ディスク１７、１９側端部内周面に内向フランジ状の
鍔部２１を形成し、中間部内周面に円輪状の隔壁２２を
固定している。

【００３２】一方、上記入力軸１の中間部で上記油圧ピ
ストン２０の内周面と対向する部分には、シリンダスリ
ーブ２３と端板２４とを、上記スプラインスリーブ１５
の側から順に設けている。これらシリンダスリーブ２３
と端板２４とは、上記スプラインスリーブ１５と前記第
一駆動歯車３との間で挟持されている。又、上記隔壁２
２の内周縁は、上記シリンダスリーブ２３の外周面に油
密に摺接しており、上記端板２４の外周縁は、上記ピス
トン２０の端部内周面に嵌合したスリーブ２５の内周面
に油密に摺接している。更に、シリンダスリーブ２３の
外周面に形成された外向フランジ状の鍔部２６の外周縁
は、上記油圧ピストン２０の内周面に油密に摺接させて
いる。

【００３３】上記油圧ピストン２０の内周面と上記シリ
ンダスリーブ２３の外周面との間には、上記隔壁２２に
より互いに仕切られた、第一油圧室２７と第二油圧室２
８とを設けている。一方、前記入力軸１の先端部（図
３、５の左端部）にはオイルポンプ２９を設け、入力軸
１の回転に伴って圧油を供給自在としている。制御クラ
ッチ１３を繋ぐ場合には、このオイルポンプ２９から吐
出された圧油を、第一ポート３０を通じて第一油圧室２
７に圧油を送り込むと共に、第二ポート３１を通じて第
二油圧室２８内の油を排出する。

【００３４】この結果、上記隔壁２２及び油圧ピストン
２０が、図３で左方向に移動し、前記駆動側ディスク１
７、１７と従動側ディスク１９、１９とを、前記鍔部２
１と、前記スプラインスリーブ１５の端部外周面に支持
した受板３２との間で挟持する。従って、駆動側、従動
側両ディスク１７、１９の側面同士の間に作用する摩擦
力によって、これら両ディスク１７、１９間での回転動
力の伝達が可能となる。駆動側ディスク１７、１７から
従動側ディスク１９、１９に伝達する回転動力の割合
は、上記第一油圧室２７に送り込む油圧を変える事で調
整自在である。

【００３５】尚、図示の実施例では、上記鍔部２１と隔
壁２２との間に伝達チューブ３３を設けている。この伝
達チューブ３３は円周方向複数個所に、互いに等間隔に
設けており、前記鍔部２６を軸方向に亙る変位自在に貫
通している。この伝達チューブ３３は、上記鍔部２１に
より上記両ディスク１７、１９を押圧する力の均一化を
図る為のものであるが、省略しても良い。

【００３６】反対に、制御クラッチ１３の接続を断つ場
合には、上記第一油圧室２７の油圧を第二油圧室２８の
油圧と同じかこれよりも低くして、上記両ディスク１
７、１９を押圧する力を解除すれば、これら両ディスク
１７、１９の側面同士に作用する摩擦力は、無視できる
程度に小さくなり、実際上、上記制御クラッチ１３の接
続が断たれた状態となる。又、上記入力軸１の回転時に
は、上記第一、第二両油圧室２７、２８の外周寄り部分
の油圧が、遠心力によって上昇する傾向となるが、この
油圧上昇は上記隔壁２２の両側で同じ様に起きる。従っ
て、遠心力に基づく油圧上昇が上記油圧ピストン２０の
変位に影響を及ぼす事はない。

【００３７】尚、上記オイルポンプ２９の吐出口と上記
第一ポート３０との間には、図示しない圧力調整弁を設
ける。この圧力調整弁は、やはり図示しない制御器によ
り制御されて、上記第一油圧室２７に導入する油圧を調
整する。

【００３８】上述の様に構成される本発明の変速装置に
よれば、駆動力の伝達を途切れさせる事なく、変速操作
に伴って入力軸１と出力軸２との間の変速比を切り換え
る事ができる。先ず、入力軸１と出力軸２同士の間で第
一変速状態、即ち減速状態を実現する場合には、制御ク
ラッチ１３の接続状態を完全に断つ。即ち、図示の実施
例の場合には、第一油圧室２７に油圧を導入せず、上記
制御クラッチ１３の接続が断たれた状態とする。この作
業は、別途設けたシフトレバー、或は制御パネルのスイ
ッチ等の操作により行なう。

【００３９】この状態で前記第二駆動歯車５は入力軸１
の周囲に、軸受１４により回転自在に支持されただけの
状態となる。従って、この第二駆動歯車５と第二従動歯
車６とは、上記入力軸１と出力軸２との間での動力伝達
には寄与しなくなる。この結果、この入力軸１から出力
軸２には、第一駆動歯車３と第二従動歯車４とを介して
動力伝達が行なわれ、上記減速状態が実現される。

【００４０】次に、上記入力軸１と出力軸２との変速状
態を、減速状態から第二変速状態である増速状態に切り
換える場合には、上記制御クラッチ１３を、接続が完全
に断たれた状態から完全に繋がれた状態にまで、連続的
に切り換える。即ち、前記第一油圧室２７に圧油を送り
込み、前記駆動側、従動側両ディスク１７、１９を両側
から強く抑え付け、これら両ディスク１７、１９の側面
同士の間に摩擦力が作用する状態とする。

【００４１】制御クラッチ１３の接続状態が中間状態、
即ち、上記第一油圧室２７に導入された油圧が比較的低
く、この制御クラッチ１３を構成する上記両ディスク１
７、１９の側面同士が滑りながら回転駆動力の一部を伝
達する状態では、一部の回転駆動力が第一駆動歯車３及
び第一従動歯車４を介して伝達され、残りの回転駆動力
が、これら第一駆動歯車３及び第一従動歯車４に対して
並列に配置された第二駆動歯車５及び第二従動歯車６を
介して伝達される。

【００４２】上記第一油圧室２７に導入される油圧が高
くなり、制御クラッチ１３の接続状態が強くなると、こ
の制御クラッチ１３を介して伝達される回転駆動力の割
合が多くなる。そして、上記出力軸２の回転速度が、前
記第一変速比ｋ₁ により規定される回転速度を越える
と、前記一方向クラッチ１１による回転駆動力の伝達が
行なわれなくなる。即ち、この状態では出力軸２の回転
角速度が第一従動歯車４の回転角速度よりも大きくな
り、上記一方向クラッチ１１が空回りする。この状態で
上記第一従動歯車４と出力軸２との回転速度差は、軸受
１２により吸収する。従って、互いに異なる変速比を持
った、第一駆動歯車３と第一従動歯車４とを噛合させた
まま、第二駆動歯車５と第二従動歯車６とを噛合させて
も、構成各部に無理な力が加わる事がなくなる。

【００４３】この様に、上記出力軸２の回転速度が、前
記第一変速比ｋ₁ により規制される回転速度を越え、上
記一方向クラッチ１１による回転駆動力の伝達が行なわ
れなくなった後は、前記制御クラッチ１３を構成する第
一油圧室２７に導入する油圧を更に高くし、この制御ク
ラッチ１３の接続状態をより強くする。そして、上記油
圧を十分に高くし、前記両ディスク１７、１９の側面同
士の滑りをなくせば、入力軸１と出力軸２との間の変速
状態を、第二変速状態である、変速比がｋ₂ である増速
状態にできる。

【００４４】増速状態から減速状態に戻すには、上述の
場合とは逆に、上記第一油圧室２７に導入した油圧を徐
々に低下させる。この結果、上記両ディスク１７、１９
の側面同士の滑りが徐々に多くなり、上記制御クラッチ
１３の接続状態が徐々に解除される。制御クラッチ１３
の接続状態が解除されるのに伴って上記出力軸２の回転
速度が低下する。そして、ある程度低下した時点で上記
一方向クラッチ１１が繋がり、上記第一駆動歯車３と第
一従動歯車４による動力伝達が行なわれる様になって、
上記減速状態を実現できる。

【００４５】変速比を何れの方向に切り換える場合に
も、切り換えの途中で回転駆動力が伝達されなくなる事
がない。従って、慣性負荷に対して抵抗負荷が大きい場
合でも、自動車や機械装置の運転が不安定にならない。
又、変速が完了した状態では各部に滑りが生じない為、
変速機部分での動力損失が小さくて済む。

【００４６】次に、図６〜１０は、請求項２に対応す
る、本発明の第二実施例を示している。尚、本実施例
は、一方向クラッチ１１ａの設置位置と動力の伝達方
向、並びに制御クラッチ１３の設置位置が、上述した第
一実施例と異なる。その他の部分の構成及び作用は第一
実施例とほぼ同様である為、同等部分には同一符号を付
して重複する説明を省略する。

【００４７】第一回転軸である入力軸１と第一歯車であ
る第一駆動歯車３との間には一方向クラッチ１１ａを設
けている。この一方向クラッチ１１ａは、上記入力軸１
の回転を上記第一駆動歯車３に伝達するが、この第一駆
動歯車３の回転を上記入力軸１に伝達しないものであ
る。又、第二回転軸である出力軸２と第四歯車である第
二従動歯車６との間に、制御クラッチ１３を設けてい
る。

【００４８】本実施例の場合も、制御クラッチ１３の接
続を断った状態では、上記入力軸１と出力軸２との間
で、第一駆動歯車３と第一従動歯車４との噛合に基づく
減速が行なわれる。又、上記制御クラッチ１３を接続し
た状態では、第二駆動歯車５と第二従動歯車６との噛合
に基づく増速が行なわれる。

【００４９】次に、図１１〜２０は、請求項１に対応す
る、本発明の第三実施例を示している。前述した第一実
施例並びに上述した第二実施例が何れも、入力軸１と出
力軸２との間で２段階の変速状態を実現する、所謂２段
変速機であった。これに対し本実施例の場合には、これ
ら両軸１、２の間で３段階の変速状態を実現する３段変
速機に本発明を適用している。

【００５０】本実施例の場合には、第一回転軸である入
力軸１に、第一、第三歯車である第一、第二駆動歯車
３、５に加えて、第三駆動歯車３４を支持している。
又、第二回転軸である出力軸２に、第二、第四歯車であ
る第一、第二従動歯車４、６に加えて、第三従動歯車３
５を支持している。

【００５１】このうち、第一駆動歯車３と第一従動歯車
４との歯数の関係は、上記入力軸１と出力軸２との間で
減速が行なわれる様に、第一従動歯車４の歯数を第一駆
動歯車３の歯数よりも多くしている。又、第二駆動歯車
５と第二従動歯車６との歯数は、上記両軸１、２を同速
で回転させるべく、互いに等しくしている。更に、第三
駆動歯車３４と第三従動歯車３５との歯数の関係は、上
記入力軸１と出力軸２との間で増速が行なわれる様に、
第三従動歯車３５の歯数を第三駆動歯車３４の歯数より
も少なくしている。

【００５２】上記各歯車３〜６、３４、３５のうち、第
一駆動歯車３は入力軸１に、第三従動歯車３５は出力軸
２に、それぞれ固定して、各歯車３、３５と各軸１、２
とが同期して回転する様にしている。

【００５３】又、入力軸１と第二駆動歯車５との間に
は、一方向クラッチ１１と制御クラッチ１３ａとを、互
いに並列に設けている。このうちの一方向クラッチ１１
は、上記第二駆動歯車５から入力軸１に向けてのみ回転
動力を伝達する機能を有する。そして、入力軸１と第三
駆動歯車３４との間にも、同様の一方向クラッチ１１と
制御クラッチ１３ｂとを、互いに並列に設けている。

【００５４】更に、出力軸２と第一従動歯車４との間に
は、一方向クラッチ１１と制御クラッチ１３ｃとを、互
いに並列に設けている。このうちの一方向クラッチ１１
は、上記第一従動歯車４から出力軸２に向けてのみ回転
動力を伝達する機能を有する。そして、出力軸２と第二
従動歯車６との間にも、同様の一方向クラッチ１１と制
御クラッチ１３ｄとを、互いに並列に設けている。

【００５５】上述の様に構成される第三実施例の変速機
は、上記入力軸１と第二、第三駆動歯車５、３４との間
に設けた各制御クラッチ１３ａ、１３ｂの断接状態を制
御する事により、入力軸１と出力軸２との間の変速比を
３段に切り換える事ができる。又、上記出力軸２と第
一、第二従動歯車４、６との間に設けた制御クラッチ１
３ｃ、１３ｄの断接状態を制御する事により、回転動力
が逆方向に伝達される場合に於ける、上記両軸１、２間
の変速比を変える事ができる。即ち、例えば本発明の変
速機を自動車用変速機として使用すると、降坂時にエン
ジンブレーキを使用する場合、出力軸２から入力軸１に
回転動力が伝達される。この場合、上記制御クラッチ１
３ｃ、１３ｄの断接状態を制御する事により、得られる
エンジンブレーキの大きさを調節できる。

【００５６】先ず、入力軸１と出力軸２との間で減速を
行なう場合には、第二、第三駆動歯車５、３４に付属の
制御クラッチ１３ａ、１３ｂの接続を何れも断ち、入力
軸１から第二、第三駆動歯車５、３４への動力伝達が行
なわれない様にする。この結果、入力軸１から出力軸２
へは、図１７に実線矢印αで示す様に、第一駆動歯車３
と第一従動歯車４とを介して、回転動力の伝達が行なわ
れ、上記入力軸１と出力軸２との間で減速状態が実現さ
れる。

【００５７】この状態で、第一、第二従動歯車４、６に
付属の制御クラッチ１３ｃ、１３ｄの接続を何れも断っ
たままにしておけば、上記逆方向の回転動力伝達は、同
図に破線矢印βで示す様に、第三従動歯車３５と第三駆
動歯車３４とを介して行なわれる。この状態では出力軸
２の回転速度に対する入力軸１の回転速度は比較的遅く
なり、従って得られる制動力（エンジンブレーキ）は比
較的小さくなる。

【００５８】この場合に、大きめの制動力を得る為に
は、第二従動歯車６に付属の制御クラッチ１３ｄを繋
ぐ。この結果、上記逆方向の回転動力伝達が、図１８に
破線矢印βで示す様に、第二従動歯車６と第二駆動歯車
５とを介して行なわれ、入力軸１が出力軸２と同速で回
転する様になって、得られる制動力が少し大きくなる。
より大きな制動力を得る場合には、第一従動歯車４に付
属の制御クラッチ１３ｃを繋ぐ。この状態では、入力軸
１と出力軸２との間の回転動力の伝達は、何れの方向も
第一駆動歯車３と第一従動歯車４とを介して行なわれ
る。従って、十分に大きな制動力が得られる。

【００５９】次に、入力軸１と出力軸２とを同速で回転
させる場合には、第二駆動歯車５に付属の制御クラッチ
１３ａを繋ぐ。この結果入力軸１から出力軸２へは、図
１９に実線矢印αで示す様に、第二駆動歯車５と第二従
動歯車６とを介して、回転動力の伝達が行なわれ、上記
入力軸１と出力軸２とが同速で回転する。

【００６０】この状態で上記制御クラッチ１３ｃ、１３
ｄの接続を何れも断ったままにしておけば、上記逆方向
の回転動力伝達は、同図に破線矢印βで示す様に、第三
従動歯車３５と第三駆動歯車３４とを介して行なわれ、
得られる制動力（エンジンブレーキ）が比較的小さくな
る。大きめの制動力を得る為には、第二従動歯車６に付
属の制御クラッチ１３ｄを繋ぐ。この結果、逆方向の回
転動力伝達が、図２０に破線矢印βで示す様に、第二従
動歯車６と第二駆動歯車５とを介して行なわれ、大きめ
の制動力が得られる。

【００６１】更に、入力軸１と出力軸２との間で増速を
行なう場合には、第三駆動歯車３４に付属の制御クラッ
チ１３ｂを繋ぐ。制御クラッチ１３ｃ、１３ｄの接続は
断っておく。この結果、入力軸１から出力軸２へは、第
三駆動歯車３４と第三従動歯車３５とを介して回転駆動
力が伝達され、上記入力軸１と出力軸２との間で増速が
行なわれる。この場合、制御クラッチ１３ａの接続状態
は問わない。但し、減速状態からいきなり増速状態にす
る場合に、この制御クラッチ１３ａを接続したままとす
れば、出力軸２の回転上昇をす早く行なえる。

【００６２】次に、図２１は、請求項１に対応する、本
発明の第四実施例を示している。本実施例の場合には、
入力軸１と第一、第二、第三駆動歯車３、５、３４との
間に制御クラッチ１３、１３を設け、出力軸２と第一、
第二、第三従動歯車４、６、３５との間に一方向クラッ
チ１１、１１を設けている。これら各一方向クラッチ１
１、１１はそれぞれ、各従動歯車４、６、３５から出力
軸２に向けてのみ回転駆動力を伝達する機能を有する。

【００６３】本実施例の場合には、上記各制御クラッチ
１３、１３の１個又は複数個の制御クラッチ１３を繋ぐ
事で、繋がれた制御クラッチ１３に対応した変速状態を
得られる。２個以上の制御クラッチ１３、１３を繋いだ
場合には、最も高速側の変速状態を得られる。

【００６４】次に、図２２は、請求項２に対応する、本
発明の第五実施例を示している。本実施例の場合には、
入力軸１と第一、第二、第三駆動歯車３、５、３４との
間に一方向クラッチ１１ａ、１１ａを設け、出力軸２と
第一、第二、第三従動歯車４、６、３５との間に制御ク
ラッチ１３、１３を設けている。上記各一方向クラッチ
１１、１１はそれぞれ、上記入力軸１から各駆動歯車
３、５、３４に向けてのみ回転駆動力を伝達する機能を
有する。

【００６５】本実施例の場合には、上記各制御クラッチ
１３、１３の１個又は複数個の制御クラッチ１３を繋ぐ
事で、繋がれた制御クラッチ１３に対応した変速状態を
得られる。２個以上の制御クラッチ１３、１３を繋いだ
場合には、最も高速側の変速状態を得られる。

【００６６】次に、図２３は、請求項１に対応する、本
発明の第六実施例を示している。本実施例は、前述した
第三実施例の構成に加え、第一駆動歯車３と入力軸１と
の間、並びに第三従動歯車３５と出力軸２との間に、一
方向クラッチ１１、１１及び制御クラッチ１３、１３を
設けている。本実施例の場合には、前述した第三実施例
と同様の作用効果を奏する。

【００６７】次に、図２４は請求項２に対応する、本発
明の第七実施例を示している。本実施例は、上記第七実
施例の構造を請求項２に対応させるべく、反転させた如
きもので、同様の作用効果を奏する。

【００６８】更に、図２５は請求項２に対応する、本発
明の第八実施例を示している。本実施例の場合には、上
記第七実施例から、第一従動歯車４及び第三駆動歯車３
４に付属の一方向クラッチ１１ａ、１１ａ及び制御クラ
ッチ１３、１３を省略したものである。即ち、本実施例
は、前記第三実施例の構造を請求項２に対応させるべく
変更したものである。尚、後退用回転方向切り換え機構
を設ける必要があれば、従来と同様の機構を付設する。
付設される後退用の回転方向切り換え機構自体は、変速
時に動力の伝達を必然的に切らなければならず、本発明
を実施できない。

【００６９】

【発明の効果】本発明の変速機は以上に述べた通り構成
され作用するが、出力側回転軸に駆動トルクを伝達した
状態のまま変速を行なえる為、この変速機を組み込んだ
自動車或は機械装置の運転を安定して行なえる。又、従
来知られていた無段変速機或は自動変速機の様に、構造
が複雑で高価になったり、或は動力の伝達効率を低下さ
せる事がなく、変速機を組み込んだ自動車や機械の省燃
費、高性能化を図れる。更に、必要に応じて正方向の変
速比と逆方向の変速比とを変える事も可能になる為、エ
ンジンブレーキ等の制動力を状況に応じた最適なものに
調整する機能を付加する事もできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例を示す略断面図。

【図２】少し具体化した状態を示す略断面図。

【図３】より具体化した例を示す断面図。

【図４】図３の右半部拡大図。

【図５】同左半部拡大図。

【図６】本発明の第二実施例を示す略断面図。

【図７】少し具体化した状態を示す略断面図。

【図８】より具体化した例を示す断面図。

【図９】図８の上半部拡大図。

【図１０】同下半部拡大図。

【図１１】本発明の第三実施例を示す略断面図。

【図１２】少し具体化した状態を示す略断面図。

【図１３】より具体化した例を示す断面図。

【図１４】図１３の左部拡大図。

【図１５】同中央部拡大図。

【図１６】同右部拡大図。

【図１７】総ての制御クラッチの接続も断った状態で運
転した場合の動力伝達状態を示す、図１１と同様の図。

【図１８】第二従動歯車に付属の制御クラッチを繋いで
運転した場合の動力伝達状態を示す、図１１と同様の
図。

【図１９】第二駆動歯車に付属の制御クラッチのみを繋
いで運転した場合の動力伝達状態を示す、図１１と同様
の図。

【図２０】第二駆動歯車及び第二従動歯車に付属の制御
クラッチを繋いで運転した場合の動力伝達状態を示す、
図１１と同様の図。

【図２１】本発明の第四実施例を示す略断面図。

【図２２】同第五実施例を示す略断面図。

【図２３】同第六実施例を示す略断面図。

【図２４】同第七実施例を示す略断面図。

【図２５】同第八実施例を示す略断面図。

【符号の説明】

１入力軸２出力軸３第一駆動歯車４第一従動歯車５第二駆動歯車６第二従動歯車７ケーシング８本体９蓋体１０軸受１１、１１ａ一方向クラッチ１２軸受１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ制御クラッチ１４軸受１５スプラインスリーブ１６キー１７駆動側ディスク１８円筒部１９従動側ディスク２０油圧ピストン２１鍔部２２隔壁２３シリンダスリーブ２４端板２５スリーブ２６鍔部２７第一油圧室２８第二油圧室２９オイルポンプ３０第一ポート３１第二ポート３２受板３３伝達チューブ３４第三駆動歯車３５第三従動歯車

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第一回転軸と、この第一回転軸と平行に
配設された第二回転軸と、上記第一回転軸の周囲に支持
された第一歯車と、この第一歯車と噛合した状態で上記
第二回転軸の周囲に支持された第二歯車と、上記第一歯
車に対し軸方向にずれた位置で上記第一回転軸の周囲に
支持された第三歯車と、この第三歯車と噛合した状態で
上記第二回転軸の周囲に支持された第四歯車と、少なく
とも上記第二回転軸と第二歯車との間に設けられた一方
向クラッチと、少なくとも上記第一回転軸と第三歯車と
の間に設けられた制御クラッチとを備え、上記第一歯車の歯数と上記第二歯車の歯数との比である
第一変速比と、上記第三歯車の歯数と上記第四歯車の歯
数との比である第二変速比とは互いに異なり、上記一方向クラッチは、上記第二歯車の回転を上記第二
回転軸に伝達するが、この第二回転軸の回転を上記第二
歯車に伝達しないものであり、上記制御クラッチは、第一回転軸と第三歯車との間で伝
達される回転駆動力を連続的に調節自在であり、上記制御クラッチが完全に接続された状態で上記第二回
転軸を、上記第二歯車よりも高速で回転させるべく、上
記第一、第二変速比が規制されている変速装置。
【請求項２】第一回転軸と、この第一回転軸と平行に
配設された第二回転軸と、上記第一回転軸の周囲に支持
された第一歯車と、この第一歯車と噛合した状態で上記
第二回転軸の周囲に支持された第二歯車と、上記第一歯
車に対し軸方向にずれた位置で上記第一回転軸の周囲に
支持された第三歯車と、この第三歯車と噛合した状態で
上記第二回転軸の周囲に支持された第四歯車と、少なく
とも上記第一回転軸と第一歯車との間に設けられた一方
向クラッチと、少なくとも上記第二回転軸と第四歯車と
の間に設けられた制御クラッチとを備え、上記第一歯車の歯数と上記第二歯車の歯数との比である
第一変速比と、上記第三歯車の歯数と上記第四歯車の歯
数との比である第二変速比とは互いに異なり、上記一方向クラッチは、上記第一回転軸の回転を上記第
一歯車に伝達するが、この第一歯車の回転を上記第一回
転軸に伝達しないものであり、上記制御クラッチは、第四歯車と第二回転軸との間で伝
達される回転駆動力を連続的に調節自在であり、上記制御クラッチが完全に接続された状態で上記第一歯
車を、上記第一回転軸よりも高速で回転させるべく、上
記第一、第二変速比が規制されている変速装置。