JPH08121548A - 二段変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造が簡単で、かつ、確実な変速作動を行う
ことができ、さらに耐久性を向上することができる二段
変速装置を得ることを目的とする。 【構成】 入力軸５と入力軸５と同軸芯線上に配置され
た出力軸７との間にワンウェイクラッチ９と遊星歯車装
置１１が設けられ、遊星歯車装置１１のキャリヤ３９が
入力軸５に一体に設けられ、サンギヤ３７ガ出力軸７に
一体に設けられると共にリングギヤ４３がクラッチ１３
によって固定又はフリー状態になるよう構成された二段
変速装置１において、クラッチ１３を常時締結状態に付
勢する予圧ばね６７と、キャリヤ３９に揺動可能に支持
され、一端を予圧ばね６７に他端をクラッチ１３にそれ
ぞれ係合する作用部７９とこの作用部７９に接続された
重錘部７７とを有する遠心重り６９とを備え、エンジン
が所定回転以上のとき、遠心重り６９の遠心力により、
クラッチ１３を解放するように構成したことを特徴とし
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、補機駆動装置等に使
用される二段変速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の二段変速装置としては、
例えば図８に示す二速歯車箱のようなものがある（特開
平１−２１６１４３号公報参照）。

【０００３】すなわち、ケーシング２０１は、カップ型
ハウジング２０３とバックプレート２０５とを一体的に
組合せて形成されている。

【０００４】入力軸２０７はカップ型ハウジング２０３
に軸受２０９を介して回転自在に支持され、その一端部
には駆動プーリ２１１がスプライン連結されると共にナ
ット２１３により固定されている。

【０００５】入力軸２０７には遊星歯車装置２１５のキ
ャリヤ２１７が一体的に設けられ、このキャリヤ２１７
には複数の遊星ギヤ２１９が軸２２１を介して回転自在
に支持されている。

【０００６】出力軸２２３をスプライン連結する出力ス
リーブ２２５は、入力軸２０７の他端部を囲んでバック
プレート２０５に軸受２２７を介して回転自在に支持さ
れている。出力スリーブ２２５には遊星ギヤ２１９が噛
み合うサンギヤ２２９が一体に形成されている。さら
に、前記遊星ギヤ２１９と噛み合うリングギヤ２３１
は、バックプレート２０５に軸受２３３を介して回転自
在に支持されたリングギヤ本体２３５の内周に一体に形
成されている。

【０００７】リングギヤ本体２３５の外周には、コーン
クラッチ２３７のクラッチ面２３９と係合するクラッチ
面２４０が形成されている。

【０００８】コーンクラッチ２３７の外周はバックプレ
ート２０５のフランジ部２０５ａの内周に軸方向移動自
在にスプライン係合されている。

【０００９】バックプレート２０５のフランジ部２０５
ａには、コーンクラッチ２３７と対向するピストン２４
１が軸方向に移動自在にスプライン係合されている。ピ
ストン２４１はカップ型ハウジング２０３との間に設け
られた複数の圧縮ばね２４３によってコーンクラッチ２
３７の方向へ付勢されている。

【００１０】コーンクラッチ２３７とピストン２４１と
の間にはフランジ部２０５ａに固定された環状リング２
４５が配置されている。

【００１１】コーンクラッチ２３７には、軸方向に伸び
る複数のピン２４７が固設され、これらピン２４７は環
状リング２４５に形成した開口を通って軸方向に突出し
ている。各ピン２４７の突出端とピストン２４１との間
にはベレビルばね２４９が配置されている。

【００１２】ベレビルばね２４９は、一端をピン２４７
の突出端に、他端をピストン２４１の内縁に係合し、環
状リング２４５の内縁を支点２５１にしてコーンクラッ
チ２３７を締結方向に付勢している。

【００１３】複数の遠心重り２５３がキャリヤ２１７の
半径方向に配置され、ビボット２５５により取付けられ
ている。各遠心重り２５３はワッシャ２５７を介してピ
ストン２４１のスラスト軸受２５９と係合するタブ２６
１を備えている。

【００１４】入力軸２０７と出力スリーブ２２５との間
にはワンウェイクラッチ２６３が介装されている。この
ワンウェイクラッチ２６３はサンギヤ２２９及び出力ス
リーブ２２５が入力軸２０７及びキャリヤ２１７より速
く回転するのを許容し、かつ、サンギヤ２２９及び出力
スリーブ２２５が入力軸２０７よりも遅く回転するのに
抵抗する。

【００１５】上記のような構成において、適当な駆動ベ
ルト２６５がエンジン（図示せず）からプーリ２１１を
回転して入力軸２０７を回転する。

【００１６】エンジンがアイドル回転時は、ベレビルば
ね２４９はピン２４７を介してコーンクラッチ２３７を
リングギヤ本体２３５側へ押圧してクラッチ面２４１と
係合させ、リングギヤ本体２３５を固定する。

【００１７】入力軸２０７及びキャリヤ２１７の回転に
よりサンギヤ２２９及び出力スリーブ２２５が回転する
が、リングギヤ２３１が固定されているので遊星ギヤ２
１９の遊星回転によりキャリヤ２１７とサンギヤ２２９
との間に差動運動が生じ、サンギヤ２２９すなわち出力
スリーブ２２５はキャリヤ２１７すなわち入力軸２０７
よりも増速されて回転する。このとき、ワンウェイクラ
ッチ２６３の作用により出力スリーブ２２５と入力軸２
０７とは非係合状態となり出力スリーブ２２５のオーバ
ランニングが許容される。

【００１８】エンジンの回転数が増加すると、キャリヤ
２１７にそって半径方向に配置された遠心重り２５３が
遠心力を増加する。そして、遠心重り２５３はビボット
２５５の回りで回転してタブ２６１がワッシャ２５７を
介してピストン２４１をリングギヤ本体２３５側へ軸方
向に移動させる。ピストン２４１の軸方向移動によりベ
レビルばね２４９は支点２５１の回りで揺動しピン２４
７を介してコーンクラッチ２７３を解放する。これによ
りリングギヤ本体２３５とともにリングギヤ２３１がフ
リーの状態となり、遊星ギヤ２１９の遊星回転がなくな
る。このとき、ワンウェイクラッチ２６３の作用により
入力軸２０７と出力スリーブ２２５とが係合状態とな
り、入力軸２０７の回転が直ちに出力スリーブ２２５に
伝達され、出力スリーブ２２５は入力軸２０７と同一回
転となる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような二速歯車箱にあっては、リングギヤ２３５を固
定、解放するコーンクラッチ２７３の作動をベレビルば
ね２４９の揺動によって行ない、コーンクラッチ２７３
を解放するときは、ベレビルばね２４９の一端を押して
他端を解除するようになっているため、機構が複雑にな
るという問題があり、また、ベレビルばね２４９とピン
２４７との係合が点係合であるため、ベレビルばね２４
９の揺動でピン２４７をコーンクラッチ２７３の解放方
向に移動させる時、ピン２４７とベレビルばね２４９と
の係合が離脱し易く、これにより確実な変速作動が行え
なくなり、耐久性も低下するという問題があった。

【００２０】そこでこの発明は、構造が簡単で、かつ、
確実な高速作動を行うことができ、さらに、耐久性を向
上することができる二段変速装置の提供を目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すため
に、請求項１の発明はケーシング内に設けられエンジン
に連結された入力軸と該入力軸と同軸心線上に配置され
た出力軸との間にワンウエイクラッチと遊星歯車装置が
設けられ、前記遊星歯車装置のサンギヤ、キャリヤ及び
リングギヤのいづれか１つの部材が前記入力軸に一体に
設けられ、前記１つの部材以外の２者の一方が前記出力
軸に一体に設けられると共に前記２者の他方がクラッチ
によって固定又はフリー状態になるよう構成された二段
変速装置において、前記クラッチを常時締結状態に付勢
する予圧ばねと、前記キャリヤに揺動可能に支持され、
一端を前記予圧ばねに、他端を前記クラッチにそれぞれ
係合する作用部と、この作用部に接続された重錘部とを
有する遠心重りとを備え、エンジンが所定回転以上のと
き、前記遠心重りの遠心力により、前記予圧ばねの付勢
力に抗して前記クラッチを解放するように構成したこと
を特徴としている。

【００２２】また、請求項２の発明では、請求項１に記
載の二段変速装置において、サンギヤを入力軸に一体に
設けると共にキャリヤを出力軸と一体に設け、リングギ
ヤをクラッチによりケーシングに固定又はフリー状態に
なるように設け、予圧ばねと遠心重りの作用部とクラッ
チとを軸方向に同一軸線上に配置すると共に遠心重りの
重錘部を前記軸線より半径方向外方側に配置したことを
特徴としている。

【００２３】

【作用】請求項１の発明によれば、遠心重りの作用部が
直接クラッチに作用するので部品点数が削減され構造が
簡単になる。また動作としては、エンジンが所定回転数
以下のときは、予圧ばねの付勢力が遠心重りの作用部を
介してクラッチに作用し該クラッチを締結している。こ
れにより遊星歯車装置のサンギヤ、キャリヤ及びリング
ギヤのいづれか１つの部材が固定されるので遊星歯車装
置に遊星運動が生じ出力軸は入力軸よりも増速されて回
転する。このとき、ワンウェイクラッチの作用により入
力軸と出力軸とは非係合状態になり出力軸のオーバラン
ニングを許容する。

【００２４】エンジンが所定回転数以上になると、遠心
力によって遠心重りが半径方向外側方へ回動し、作用部
が予圧ばねをその不勢力に抗して押圧する。これにより
クラッチが解放され、遊星歯車装置の固定されていた部
材がフリーになるので、遊星歯車装置が遊星運動をしな
くなる。このとき、ワンウェイクラッチの作用により入
力軸と出力軸とが係合状態になり、入力軸の回転が直ち
に出力軸に伝達され出力軸は入力軸と等速で回転する。

【００２５】請求項２の発明によれば、エンジンか所定
回転数以下のときは、予圧ばねの付勢力が遠心重りの作
用部を介してクラッチに作用し、該クラッチを締結して
いる。これにより遊星歯車装置のリングギヤがケーシン
グに固定されているので遊星歯車装置の遊星運動により
サンギヤとキャリヤとの間に差動運動が生じ出力軸は入
力軸より増速されて回転する。このとき、ワンウェイク
ラッチの作用により入力軸と出力軸とは非係合状態にな
り出力軸のオーバランニングを許容する。

【００２６】エンジンが所定回転数以上になると、遠心
力によって遠心重りが半径方向外方側へ回動し、作用部
が予圧ばねをその付勢力に抗して押圧する。これにより
クラッチが解放され、リングギヤーがフリーとなるの
で、遊星歯車装置が遊星運動をしなくなる。このとき、
ワンウェイクラッチの作用により入力軸と出力軸とが係
合状態になり、入力軸の回転が直ちに出力軸に伝達され
出力軸は入力軸と等速で回転する。

【００２７】また、遠心重りの重錘部を軸線より半径方
向外側に設けたので遠心力が大きくなりクラッチ解放時
の応答性が向上する。

【００２８】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。

【００２９】図１はこの発明の一実施例に係る二段変速
装置の側断面面を示すものである。

【００３０】この二段変速装置１は、図１に示すよう
に、ケーシング３の内部に入力軸５と出力軸７とを同軸
芯線上に配置し、これら入力軸５と出力軸７との間にワ
ンウェイクラッチ９と遊星歯車装置１１を設けると共
に、前記ケーシング３と遊星歯車装置１１との間に多板
式摩擦クラッチ１３（クラッチ）を設けて構成されてい
る。

【００３１】ケーシング３は、軸方向に３分割可能なケ
ース本体１５と左右のカバー１７，１９とから形成され
ている。

【００３２】入力軸５はケース本体１５にボールベアリ
ング等で構成された軸受２１，２３を介して回転自在に
支持され、その一端部には入力ギヤ２５がスプライン連
結されると共にナット２７により固定されている。前記
入力ギヤ２５には図示しないエンジンの回転力がアイド
ルギヤ２９を介して入力される。

【００３３】出力軸７は一端部が入力軸５の他端部に形
成された中空部３１内に挿入され、カバー１７と入力軸
５とにボールベアリング等で構成された軸受３３とニー
ドルベアリング等で構成された軸受３５を介して相対回
転可能に支持されている。

【００３４】入力軸５と出力軸７との間に介装されたワ
ンウェイクラッチ９は、出力軸７が入力軸５と等速で共
に回転するとき係合状態となり、出力軸７が同方向に速
く回転してオーバランニングするのは許容するように構
成されている。

【００３５】遊星歯車装置１１は、サンギヤ３７、キャ
リヤ３９、複数の遊星ギヤ４１及びリングギヤ４３とか
ら構成されている。サンギヤ３７は出力軸７の外周上に
一体に形成され、キャリヤ３９は入力軸５の端部に一体
的に設けられている。複数の遊星ギヤ４１はキャリヤ３
９に軸４５を介して回転自在に支持され、サンギヤ３７
とリングギヤ４３とにそれぞれ噛み合っている。リング
ギヤ４３は入力軸５の外周上にニードルベアリング等で
構成された軸受４７を介して回転可能に支持されたクラ
ッチリング４９の内周に一体的に設けられている。

【００３６】多板式摩擦クラッチ１３は、クラッチリン
グ４９とケース本体１５との間に組込まれ、摩擦力によ
って前記リングギヤ４３を制動する。すなわち、ケース
本体１５の内周に形成したスプライン溝５１に周方向に
係合し軸方向に移動自在な複数の外側摩擦板５３と、ク
ラッチリング４９の外周に形成したスプライン溝５５に
周方向に係合し軸方向に移動自在な複数の内側摩擦板材
５７とを交互に配置して構成されている。これら摩擦板
材５３，５７の一端部にはワッシャ５９とスラストニー
ドルベアリング６１が軸方向に移動自在に設けられ、ま
た、他端部はケース本体１５のスプライン溝５１に係合
するエンド部材６３と止め輪により位置決めされてい
る。

【００３７】摩擦クラッチ１３の一端側には、対向位置
に皿ばね６７（予圧ばね）が配置され、該皿ばね６７と
摩擦クラッチ１３との間には複数の遠心重り７９が配置
されている。各遠心重り６９はキャリヤ３９の周方向外
方側に等間隔で配置されている。

【００３８】皿ばね６７は、カバー１７に形成された適
宜な深さを有する環状の有底溝７１内に挿嵌され、その
開口端にはスラストニードルベアリング７３とワッシャ
７５が軸方向に移動自在に挿嵌されている。

【００３９】遠心重り６９は、図１及び図２〜図５に示
すように、重錘部７７と作用部７９及び両者を連結する
連結部８１とから構成されている。

【００４０】各遠心重り６９は、図１，図３及び図４に
示すように、作用部７９が支持板８３に形成した開口８
５に遊嵌され、連結部８１が支持板８３に形成した半径
方向の凹部８７（図４では凹部８７は貫通孔として形成
されているが連結部８１の移動に支障がなければくぼみ
であっても良い）と、該支持板８３と対向する環状の支
持リング８９に形成した半径方向の凹部９１により軸方
向に挾み込まれた状態で遊嵌されている。支持リング８
９の内周９３には複数の支持部材９５が圧入等により固
設され各支持部材９５は連結部８１を半径方向両側から
所定の隙間をもって挾むように配置されている。前記支
持板８３はキャリヤ３９と一体的に半径方向に延設され
ている。

【００４１】遠心重り６９の作用部７９は、一端を皿ば
ね６７の側のワッシャ７５に係合し、他端を摩擦クラッ
チ１３側のスラストニードルベアリング６１に係合して
いる。これにより、皿ばね６７と遠心重り６９の作用部
７９と摩擦クラッチ１３とは、入力軸５及び出力軸７と
同軸心で軸方向に同一直線上に配置されている。

【００４２】皿ばね６７は、作用部７９を介して摩擦ク
ラッチ１３を常時締結状態にする付勢力を有している。

【００４３】遠心重り６９の重錘部７７は、皿ばね６７
及び摩擦クラッチ１３よりも半径方向外方側に配置さ
れ、カバー１７に形成された環状の空間部９７内に揺動
可能に配置されている。

【００４４】出力軸７の他端部には出力プーリ９９が設
けられている。出力プーリ９９はカバー１７にボルト１
０１を介して取付けられた支持部材１０３のボス部１０
５にボールベアリング等で構成された軸受１０７を介し
て回転可能に支持され、連結板１０９を介してボルト１
１１により出力軸７に固定されている。

【００４５】つぎに、上記一実施例の作用について説明
する。

【００４６】まず、エンジンの回転数が所定値以下、例
えば１５００ｒ．ｐ．ｍ以下の場合には図６に示すよう
に皿ばね６７と遠心重り６９の作用部７９と摩擦クラッ
チ１３と軸方向に同一直線上に位置しており、皿ばね６
７の付勢力により作用部７９を介して摩擦クラッチ１３
が締結されている。これにより、クラッチリング４９と
ケース本体１５が固定された状態となりリングギヤ４３
が固定されているので、遊星ギヤ４１の遊星回転により
キャリヤや３９とサンギヤ３７との間に差動運動が生
じ、サンギヤ３７すなわち出力軸７はキャリヤ３９すな
わち入力軸５よりも増速されて回転する。このとき、ワ
ンウェイクラッチ９の作用により出力軸７と入力軸５と
は非係合状態となり出力軸７のオーバランニングを許容
する。

【００４７】つぎに、エンジンの回転数が所定値以上に
なると、図７に示すように、入力軸５と共にキャリヤ３
９を介して回転する遠心重り６９が遠心力によってＡ点
回りにそ外側方へ回動し、重錘部７７が半径方向の外方
側へ張り出される。これに伴って作用部７９が皿ばね６
７をその付勢力に抗して押圧し、摩擦クラッチ１３が解
放され、クラッチリング４９すなわちリングギヤ４３が
フリーの状態になるので遊星ギヤ４１は遊星回転をしな
くなる。このとき、ワンウェイクラッチ９の作用により
入力軸５と出力軸７とが係合状態になり入力軸５の回転
が直ちに出力軸７に伝達され、出力軸７は入力軸５と等
速で回転する。

【００４８】上記のようにこの二段変速装置１は、皿ば
ね６７（予圧ばね）と遠心重り６９の作用部７９と摩擦
クラッチ１３とを軸方向の同一軸線上に配置し、作用部
が直接摩擦クラッチ１３に作用するので部品点数が削減
され構造が簡単になる。また、遠心重り６９の重錘部７
７を連結部８１を介して前記軸線より半径方向の外方側
に配置したので、遠心重り６９に働く遠心力が大きくな
りクラッチ開放時の応答性が向上し、より確実な変速作
動を行うことができ、遠心重り６９の作用部７９と皿ば
ね６７及び摩擦クラッチ１３との係合が離脱する恐れが
なく、クラッチ１３の作動を確実に行なうことができ
る。

【００４９】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、請求項
１の発明によれば、遠心重りの作用部の一端を予圧ばね
に他端をクラッチに係合させ、予圧ばねの付勢力を作用
部を介してクラッチに作用させてクラッチを常時締結状
態にし、遠心重りの遠心力によって作用部が予圧ばねを
その付勢力に抗して押圧してクラッチを解放するように
したので、部品点数が削減し、構造を簡単化することが
できると共に、確実な変速作動を行うことができる。

【００５０】また、請求項２の発明によれば、予圧ばね
と遠心重りの作用部とクラッチとを軸方向に同一線上に
配置し、遠心重りの重錘部を前記軸線より半径方向の外
方側へ配置したので、遠心重りに働く遠心力が大きくな
いクラッチの締結、解放を確実に行うことができ、さら
に締結解放時の応答性が向上するのでより確実な変速作
動を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る二段変速装置の側断
面図である。

【図２】遠心重りの取付け状態を示す概略的な背面図で
ある。

【図３】遠心重りの取付け状態を示す概略的な正面図で
ある。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線矢視概略的な断面図であ
る。

【図５】遠心重りの取付状態を示す概略的な分解図であ
る。

【図６】作用説明図である。

【図７】作用説明図である。

【図８】従来例に係る２連歯車箱の断面図である。

【符号の説明】

３ ケーシング ５ 入力軸 ７ 出力軸 ９ ワンウェイクラッチ １３ 摩擦クラッチ（クラッチ） ３７ サンギヤ ３９ キャリヤ ４１ 遊星ギヤ ４３ リングギヤ ６７ 皿ばね（予圧ばね） ６９ 遠心重り ７７ 重錘部 ７９ 作用部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング内に設けられエンジンに連結
   された入力軸と該入力軸と同軸芯線上に配置された出力
   軸との間にワンウェイクラッチと遊星歯車装置が設けら
   れ、前記遊星歯車装置のサンギヤ、キャリヤ及びリング
   ギヤのいづれか１つの部材が前記入力軸に一体に設けら
   れ、前記１つの部材以外の２者の一方が前記出力軸に一
   体に設けられると共に前記２者の他方がクラッチによっ
   て固定又はフリー状態になるよう構成された二段変速装
   置において、前記クラッチを常時締結状態に付勢する予
   圧ばねと、前記キャリヤに揺動可能に支持され、一端を
   前記予圧ばねに、他端を前記クラッチにそれぞれ係合す
   る作用部と、この作用部に接続された重錘部とを有する
   遠心重りとを備え、エンジンが所定回転以上のとき前記
   遠心重りの遠心力により、前記予圧ばねの付勢力に抗し
   て前記クラッチを解放するように構成したことを特徴と
   する二段変速装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の二段変速装置におい
   て、サンギヤを入力軸に一体に設けると共にキャリヤを
   出力軸と一体に設け、リングギヤをクラッチによりケー
   シングに固定又はフリー状態になるように設け、予圧ば
   ねと遠心重りの作用部とクラッチとを軸方向に同一軸線
   上に配置すると共に遠心重りの重錘部を前記軸線より半
   径方向外方側に配置したことを特徴とする二段変速装
   置。