JPH0743534Y2 - 変速切換装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、車両の走行用変速機構に適した変速切換装
置に関する。

従来の技術 従来、駆動軸と従動軸との間に回転比の異なる複数組の
変速ギヤ列を設け、これらの変速ギヤ列のいずれか一組
を選択的に従動軸に結合することにより所望の変速比に
よる回転伝動を得る変速装置においては、その選択的結
合手段として、ドツククラツチ、スライデイングギヤ、
シンクロメツシユ機構、油圧式多板クラツチ等が用いら
れている。

そして、これらの選択的結合手段のうち、駆動軸側に固
定された変速ギヤと噛み合う従動軸側の変速ギヤと従動
軸とをドツククラツチを使用して係脱自在に連結するも
のは、構造が簡単であるとともに低コストであり、さら
に、回転の伝達を確実に行えるという点から広く採用さ
れている。

考案が解決しようとする問題点 しかし、ドツククラツチの駆動側の爪と従動側の爪とを
駆動力の回転伝達状態において離脱させることが容易で
はなく、一旦回転を停止させてから爪を離脱させなけれ
ばならない。このため、ドツククラツチを車両用の変速
装置として用いた場合には、車両の走行を一旦停止させ
た後でなければ変速操作を行うことができない。

一方、油圧式多板クラツチを用いた場合には、動力伝達
の断続はスムーズに行えるが、変速装置が大型化し、コ
ストが高くなるという欠点がある。

問題点を解決するための手段 駆動部からの動力によりそれぞれ独立して回転する第一
の回転体16と第二の回転体23とを従動軸３上に回転自在
に設け、前記駆動部と前記第二の回転体23との間に前記
駆動部からの動力を断続する動力伝達断続部22を設け、
前記第一の回転体16と前記第二の回転体23との間に位置
して前記第一の回転体16側に付勢されるクラツチ爪体24
を前記従動軸３上にスライド自在にスプライン嵌合する
とともにこのクラツチ爪体24の前記第一の回転体16側に
カム爪体37を回転自在に嵌合し、前記第一の回転体16の
側端面の内周側に第一のクラツチ爪20を形成するととも
に外周側に第一の斜面付カム爪21を形成し、前記第一の
クラツチ爪20と軸方向に係脱自在に噛み合う第二のクラ
ツチ爪35を前記クラツチ爪体24に形成するとともに前記
第二の回転体23側からの駆動時には前記第一の斜面付カ
ム爪21と斜面をもつて噛み合つて前記カム爪体37を前記
クラツチ爪体24とともに軸方向に移動させ前記第一の回
転体16側からの駆動時には回転方向に固定的に噛み合う
第二の斜面付カム爪38を前記カム爪体37に形成し、前記
クラツチ爪体24に外周方向へ突出させて第一の凸部33を
形成するとともに前記カム爪体37に外周方向へ延出させ
て第二の凸部39を形成し、前記第二の凸部39に固定的に
嵌合するとともに前記第一の凸部33に設定角度内で回動
自在に嵌合する動力伝達部31を前記第二の回転体23に設
け、前記第一の凸部33と前記第二の回転体23との間に前
記第二の回転体23の回転方向にそつてスプリング36を張
設した。

作用 動力伝達断続部22を操作して駆動部から第二の回転体23
への動力伝達を遮断した状態においては、クラツチ爪体
24とカム爪体37とが第一の回転体16側にスライドしてお
り、クラツチ爪体24の第二のクラツチ爪体35が第一の回
転体16の第一のクラツチ爪20に噛み合い、カム爪体37の
第二の斜面付カム爪38が第一の回転体16の第一の斜面付
カム爪21に噛み合つている。そして、第一のクラツチ爪
20と第二のクラツチ爪35との噛み合いにより第一の回転
体16とクラツチ爪体24とが一体的に回転し、従動軸３が
第一の回転体16の回転数に応じて回転する。

動力伝達断続部22を操作して駆動部から第二の回転体23
への動力伝達を行うと、第二の回転体23が回転駆動さ
れ、動力伝達部31を介してカム爪体37も一体的に回転駆
動される。すると、この第二の回転体23側からの駆動時
には、第二の回転体23と第一の回転体16との回転数の差
によつてカム爪体37の第二の斜面付カム爪38と第一の回
転体16の第一の斜面付カム爪21との斜面の噛み合いによ
りカム爪体37は第一の回転体16から離反する軸方向に移
動する。これにより、カム爪体37に押されたクラツチ爪
体24も第一のクラツチ爪20と第二のクラツチ爪35との噛
み合いを解除する方向にスライドする。これらの噛み合
いが解除された後において第二の回転体23とカム爪体37
とが設定角度進角すると、動力伝達部31を介してクラツ
チ爪体24が第二の回転体23と一体的に回転駆動され、従
動軸３が第二の回転体23の回転数に応じて回転する。こ
のとき、クラツチ爪体24に対してカム爪体37が設定角度
進角しており、クラツチ爪体24の第二のクラツチ爪35と
カム爪体37の第二の斜面付カム爪38との間に位相差が生
じる。このため、クラツチ爪体24の第二のクラツチ爪35
が第一の回転体16の第一のクラツチ爪20に噛み合い状態
で対向した際にはカム爪体37の第二の斜面カム爪38が第
一の回転体16の第一の斜面付カム爪21に非噛み合い状態
で対向しており、カム爪体37の第二の斜面付カム爪38が
第一の回転体16の第一の斜面付カム爪21に噛み合い状態
で対向した際にはクラツチ爪体24の第二のクラツチ爪35
が第一の回転体16の第一のクラツチ爪20に非噛み合い状
態で対向しており、第一及び第二のクラツチ爪20,35同
士、第一及び第二の斜面付カム爪21,38同士が繰返し係
脱することが阻止される。

動力伝達断続部22を操作して駆動部から第二の回転体23
への動力伝達を遮断すると、第二の回転体23が回転自在
となり、第二の回転体23はスプリング36に引つ張られて
回転していた方向と反対方向に戻され、動力伝達部31を
介してカム爪体37も回転方向と反対方向に戻される。カ
ム爪体37が回転方向と反対方向に設定角度戻されると、
クラツチ爪体24の第二のクラツチ爪35とカム爪体37の第
二の斜面付カム爪38との間の位相差がなくなり、第一の
回転体16側に付勢されているクラツチ爪体24がカム爪体
37と一体的にスライドし、第一及び第二のクラツチ爪2
0,35同士、第一及び第二の斜面付カム爪21,38同士が噛
み合う。そして、第一及び第二のクラツチ爪20,35同士
の噛み合いにより第一の回転体16とクラツチ爪体24とが
一体的に回転し、再び、従動軸３が第一の回転体16の回
転数に応じて回転する。

実施例 この考案の一実施例を図面に基づいて説明する。トラク
タのミツシヨンケース１内には駆動部であるエンジン
（図示せず）に連結された入力軸２の一端が延出される
とともに前輪（図示せず）に連結された従動軸である出
力軸３の一端が延出されており、これらの入力軸２と出
力軸３とは同一軸心上に配列されている。そして、前記
入力軸２の先端部に形成された円柱状突起部４が前記出
力軸３の先端部に形成された凹部５に挿入され、円柱状
突起部４の外周面と凹部５の内周面との間には軸受６が
介装されている。なお、前記入力軸２は前記ミツシヨン
ケース１に取付けられた軸受７と他の軸受（図示せず）
とにより支持され、前記出力軸３は前記ミツシヨンケー
ス１に取付けられた軸受８と前記軸受６とにより支持さ
れている。さらに、前記ミツシヨンケース１内には前記
入力軸２及び出力軸３の軸心と平行な軸心を有する中間
軸９が軸受10,11により支持され、この中間軸９には小
径のギヤ12と大径のギヤ13とが一体的に形成されてい
る。

前記入力軸２の一端側外周部には噛合継手部14を有する
継手体15がスプライン嵌合されている。前記出力軸３の
一端側外周部には前記ギヤ12と噛み合う第一の回転体で
あるギヤ16が軸受17を介して支持されており、さらに、
このギヤ16は軸受18を介して前記ミツシヨンケース１に
保持されている。前記ギヤ16の一方の側端面には前記噛
合継手部14と噛み合う噛合継手部19が形成され、ギヤ16
の他方の側端面には、内周面に位置する第一のクラツチ
爪20と外周側に位置する第一の斜面付カム爪21とが放射
状に形成されている。

つぎに、前記出力軸３上には動力伝達断続部である湿式
摩擦クラツチ22と第二の回転体である円筒形伝達部品23
とが回転自在に嵌合されるとともに、この円筒形伝達部
品23と前記ギヤ16との間に位置してクラツチ爪体24がス
ライド自在にスプライン嵌合されている。前記円筒形伝
達部品23には前記湿式摩擦クラツチ22に形成された噛合
継手部25と噛み合う噛合継手部26が形成され、さらに、
前記円筒形伝達部品23の外周部には前記ギヤ13から前記
湿式摩擦クラツチ22への回転力を伝達するギヤ27を支持
する軸受28が取付けられている。また、前記円筒形伝達
部品23には、複数個の凸部29とこれらの凸部29の間に形
成された溝部30とからなる動力伝達部31が形成されると
ともに、後述するスプリングの一端を保持する突起部32
が形成されている。

前記クラツチ爪体24には、外周方向に突出した第一の凸
部33と、この第一の凸部33の先端からさらに突出した突
起部34と、前記第一のクラツチ爪20に係脱自在に噛み合
う第二のクラツチ爪35とが形成されている。まず、前記
第一の凸部33は前記溝部30内に延出されており、この第
一の凸部33の側面と前記凸部29の側面との間には、前記
クラツチ爪体24と前記円筒形伝達部品23とが設定角度内
で相対的に回動できるように所定寸法の隙間が設けられ
ている。そして、前記突起部34と前記突起部32との間に
前記円筒形伝達部品23の回転方向にそつてスプリング36
が張設されている。また、前記クラツチ爪体24にはカム
爪体37が回転自在に嵌合されており、このカム爪体37に
は前記第一の斜面付カム爪21に係脱自在に噛み合う第二
の斜面付カム爪38が形成されるとともに前記溝部30内に
延出する第二の凸部39が形成されている。なお、この第
二の凸部39における回転方向の両側面は前記凸部29の側
面に常時当接されている。そして、前記円筒形伝達部品
23と前記クラツチ爪体24との間にはこのクラツチ爪体24
を前記ギヤ16側に向けて付勢するスプリング40が設けら
れている。

このような構成において、第一図は低速伝動状態を示す
ものであり、湿式摩擦クラツチ22は作動していない。ま
た、スプリング40の付勢力によつてクラツチ爪体24とカ
ム爪体37とがギヤ16側にスライドしており、第４図
（ａ）に示すように第一及び第二のクラツチ爪20,35同
士及び第一及び第二の斜面付カム爪21,38同士が噛み合
つている。ここで、エンジンからの動力により入力軸２
が回転すると、入力軸２と一体的に継手体15が回転し、
噛合継手部14,19同士の噛み合いによつてギヤ16が継手
体15と一体的に回転する。さらに、第一及び第二の斜面
付カム爪21,38同士の噛み合いによりカム爪体37がギヤ1
6と一体的に回転するとともに、第一及び第二のクラツ
チ爪20,35同士の噛み合いによりクラツチ爪体24がギヤ1
6と一体的に回転する。そして、クラツチ爪体24と出力
軸３とが一体的に回転することにより前輪への動力伝達
が行われる。

なお、第３図（ａ）に示すようにクラツチ爪体24に形成
された第一の凸部33の回転方向前方の側面が凸部29の回
転方向後方の側面に当接しており、円筒形伝達部品23は
第一の凸部33からの力を受けてクラツチ爪体24と一体的
に回転し、円筒形伝達部品23の噛合継手部26と噛み合つ
ている湿式摩擦クラツチ22の噛合継手部25が円筒形伝達
部品23と一体的に空転している。また、ギヤ16とギヤ12
との噛み合いにより中間軸９が回転し、ギヤ13と噛み合
うギヤ27も回転するが、湿式摩擦クラツチ22が作動して
いないためギヤ27は空転している。

つぎに、第２図は高速伝動状態を示すものであり、湿式
摩擦クラツチ22が作動している。湿式摩擦クラツチ22を
作動させると、ギヤ27の回転が噛合継手部25に伝達さ
れ、さらに、噛合継手部25,26同士の噛み合いにより円
筒形伝達部品23が回転駆動される。すると、第二の凸部
39が円筒形伝達部品23の凸部29の間に固定的に嵌合され
ているためにカム爪体37が円筒形伝達部品23と一体的に
回転する。そして、このときのカム爪体37の回転数とギ
ヤ16の回転数との差によつてカム爪体37はギヤ16から離
反する方向に力を受け、第４図（ｂ）に示すように円筒
形伝達部品23がギヤ16に対して25°進角した時点で第一
及び第二の斜面付カム爪21,38同士の噛み合いが解除さ
れる。さらに、カム爪体37に押されたクラツチ爪体24も
ギヤ16から離反する方向にスライドし、第４図（ｂ）に
示すように第一及び第二のクラツチ爪20,35同士の噛み
合いも解除される。ついで、ギヤ16よりも高速で回転す
る円筒形伝達部品23がギヤ16に対して設定角度（30°）
進角すると、第３図（ｃ）に示すように凸部29の回転方
向前方の側面が第一の凸部33の回転方向後方の側面に当
接し、以後、クラツチ爪体24は円筒形伝達部品23からの
力を受けて第３図（ｄ）〜（ｇ）に示すように円筒形伝
達部品23と一体的に回転駆動される。そして、クラツチ
爪体24と一体的に出力軸３が回転し、前輪が高速で回転
駆動される。なお、このとき、クラツチ爪体24の突起部
34に対して円筒形伝達部品23の突起部32が設定角度進角
した状態に維持されるため、第５図（ｂ）に示すように
スプリング36が伸ばされている。

ここで、湿式摩擦クラツチ22を介しての高速状態での動
力伝達が行われている場合には、カム爪体37はクラツチ
爪体24より設定角度進角した状態で回転している。この
ため、第４図（ｆ）に示すように円筒形伝達部品23がギ
ヤ16より120°進角してカム爪体37の第二の斜面付カム
爪38とギヤ16の第一の斜面付カム爪21とが噛み合い可能
な状態に対向した場合において、クラツチ爪体24の第二
のクラツチ爪35の頂部とギヤ16の第一のクラツチ爪20の
頂部とが当接しており、スプリング40の付勢力によつて
カム爪体37がクラツチ爪体24とともにギヤ16側に押され
ることがなく、第一及び第二の斜面付カム爪21,38同士
の噛み合いは起こらない。また、第４図（ｇ）に示すよ
うに円筒形伝達部品23がギヤ16より150°進角してクラ
ツチ爪体24の第二のクラツチ爪35とギヤ16の第一のクラ
ツチ爪20とが噛み合い可能な状態で対向した場合におい
て、カム爪体37の第二の斜面付カム爪38の頂部とギヤ16
の第一の斜面付カム爪21の頂部とが当接しており、スプ
リング40の付勢力によつてクラツチ爪体24がカム爪体37
とともにギヤ16側に押されることがなく、第一及び第二
のクラツチ爪20,35同士の噛み合いは起こらない。従つ
て、第一及び第二の斜面付カム爪21,38同士や第一及び
第二のクラツチ爪20,35同士が噛み合いを繰返すことに
よる騒音の発生や摩耗の発生がなく、出力軸３は高速伝
動状態での回転を続行する。

湿式摩擦クラツチ22の作動を停止させると、円筒形伝達
部品23を回転させていた駆動力が消滅し、円筒形伝達部
品23は回転自在な状態になる。すると、スプリング36の
付勢力によつて円筒形伝達部品23が回転していた方向と
反対方向に戻される。これにより、円筒形伝達部品23の
凸部29によりカム爪体37も回転していた方向と反対方向
に戻され、凸部29の側面がクラツチ爪体24の第一の凸部
33の回転方向前方の側面に当接する位置まで戻されたと
きにクラツチ爪体24に対するカム爪体37の進角状態が解
消され、クラツチ爪体24の第二のクラツチ爪35とカム爪
体37の第二の斜面付カム爪38との位相が一致する。従つ
て、第一及び第二のクラツチ爪20,35同士が噛み合い可
能な状態で対向した際に第一及び第二の斜面付カム爪2
1,38同士も噛み合い可能な状態で対向し、このとき、ス
プリング40の付勢力によつてクラツチ爪体24がカム爪体
37とともにギヤ16側にスライドし、第一及び第二のクラ
ツチ爪20,35同士及び第一及び第二の斜面付カム爪21,38
同士が噛み合う。そして、入力軸２の回転が継手体15と
ギヤ16とクラツチ爪体24とを介して出力軸３に伝達さ
れ、低速伝達状態に戻る。

なお、本実施例においては、湿式摩擦クラツチ22を作動
させた際に高速伝達状態となり、湿式摩擦クラツチ22の
作動を停止させている際に低速伝達状態となる変速装置
について説明したが、ギヤ12,13の歯数を変更すること
等により湿式摩擦クラツチ22を作動させた際に低速伝達
状態となる変速装置としてもよい。

考案の効果 この考案は、上述のようにカム爪体37の第二の斜面付カ
ム爪38と第一の回転体16の第一の斜面付カム爪21とを噛
み合わせるとともにクラツチ爪体24の第二のクラツチ爪
35と第一の回転体16の第一のクラツチ爪20とを噛み合わ
せ、第一の回転体16の回転をクラツチ爪体24を介して従
動軸３に伝達する通常の動力伝達状態から、動力伝達断
続部を作動させて第二の回転体23を回転駆動させる変速
操作時には、第二の回転体23と第一の回転体16との回転
数の差によつて第一及び第二の斜面付カム爪21,38同士
が噛み合いを解除する方向にカム爪体37を移動させると
ともに第一及び第二のクラツチ爪20,35同士が噛み合い
を解除する方向にクラツチ爪体24をスライドさせること
によつて変速を円滑かつ確実に行うことができ、しか
も、この第二の回転体23を介しての動力伝達時において
カム爪体37をクラツチ爪体24より設定角度進角させてカ
ム爪体37とクラツチ爪体24とを回転させるために第一及
び第二のクラツチ爪20,35同士や第一及び第二の斜面付
カム爪21,38同士が繰返し噛み合うことによる騒音の発
生や摩耗の発生を防止することができ、さらに、動力伝
達断続部22の作動を停止させて通常の動力伝達状態に戻
す場合は、動力伝達断続部22の作動停止により回転自在
となつた第二の回転体23をスプリング36の引張力によつ
て回転方向と反対方向に戻すことができ、これにより、
第二の回転体23と一体的にカム爪体37が回転方向と反対
方向に戻されるため、クラツチ爪体24に対するカム爪体
37の進角状態が解消され、第一及び第二のクラツチ爪2
0,35同士や第一及び第二の斜面付カム爪21,38同士の噛
み合いを確実に行わせて通常の動力伝達状態への変速を
円滑かつ確実に行うことができる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の一実施例を示すもので、第１図は低速
伝動状態を示す縦断側面図、第２図は高速伝動状態を示
す縦断側面図、第３図は円筒形伝達部品のギヤに対する
進角状態を示す説明図、第４図は円筒形伝達部品のギヤ
に対する進角状態及びそのときのカム爪同士とクラツチ
爪同士の位置関係を示す説明図、第５図は低速伝動状態
と高速伝動状態におけるスプリングの伸縮状態を示す説
明図である。 ３……従動軸、16……第一の回転体、20……第一のクラ
ツチ爪、21……第一の斜面付カム爪、22……動力伝達断
続部、23……第二の回転体、24……クラツチ爪体、31…
…動力伝達部、33……第一の凸部、35……第二のクラツ
チ爪、36……スプリング、37……カム爪体、38……第二
の斜面付カム爪、39……第二の凸部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動部からの動力によりそれぞれ独立して
   回転する第一の回転体16と第二の回転体23とを従動軸３
   上に回転自在に設け、前記駆動部と前記第二の回転体23
   との間に前記駆動部からの動力を断続する動力伝達断続
   部22を設け、前記第一の回転体16と前記第二の回転体23
   との間に位置して前記第一の回転体16側に付勢されるク
   ラツチ爪体24を前記従動軸３上にスライド自在にスプラ
   イン嵌合するとともにこのクラツチ爪体24の前記第一の
   回転体16側にカム爪体37を回転自在に嵌合し、前記第一
   の回転体16の側端面の内周側に第一のクラツチ爪20を形
   成するとともに外周側に第一の斜面付カム爪21を形成
   し、前記第一のクラツチ爪20と軸方向に係脱自在に噛み
   合う第二のクラツチ爪35を前記クラツチ爪体24に形成す
   るとともに前記第二の回転体23側からの駆動時には前記
   第一の斜面付カム爪21と斜面をもつて噛み合つて前記カ
   ム爪体37を前記クラツチ爪体24とともに軸方向に移動さ
   せ前記第一の回転体16側からの駆動時には回転方向に固
   定的に噛み合う第二の斜面付カム爪38を前記カム爪体37
   に形成し、前記クラツチ爪体24に外周方向へ突出させて
   第一の凸部33を形成するとともに前記カム爪体37に外周
   方向へ延出させて第二の凸部39を形成し、前記第二の凸
   部39に固定的に嵌合するとともに前記第一の凸部33に設
   定角度内で回動自在に嵌合する動力伝達部31を前記第二
   の回転体23に設け、前記第一の凸部33と前記第二の回転
   体23との間に前記第二の回転体23の回転方向にそつてス
   プリング36を張設したことを特徴とする変速切換装置。