JPS59222643A - 遊星歯車式トランスミツシヨン - Google Patents

遊星歯車式トランスミツシヨン

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JPS59222643A
JPS59222643A JP59100352A JP10035284A JPS59222643A JP S59222643 A JPS59222643 A JP S59222643A JP 59100352 A JP59100352 A JP 59100352A JP 10035284 A JP10035284 A JP 10035284A JP S59222643 A JPS59222643 A JP S59222643A
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JP
Japan
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gear
planetary gear
rotating shaft
clutch
planetary
Prior art date
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Application number
JP59100352A
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English (en)
Inventor
ジヨセフ・フレデリツク・ブライアン・ハ−パ−
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Eaton Corp
Original Assignee
Eaton Corp
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/78—Special adaptation of synchronisation mechanisms to these gearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/46—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears
    • F16H3/48—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears
    • F16H3/52—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears
    • F16H3/54—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears one of the central gears being internally toothed and the other externally toothed

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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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】 この発明は、一般に遊星歯車式と称するトランスミッシ
ョンに関する。さらに詳しくは、この発明は、同心で、
末端と末端とを隣接して配置された入力軸と出力軸とを
もち、間接比（出力軸が入力軸よりも低い異なる速度で
駆動される比）と、直接比（出力軸が入力軸と同一回転
速度で駆動される比）との間で、選択的にシフト可能な
遊星歯車式トランスミッションに関する。
太陽歯車は入力軸と共に回転し、複数の遊星歯車の支持
部材は出力軸と共に回転し、リング歯車ハウジング又は
入力軸と出力軸に対して回転可能な別の部材に共に回転
するように取付けることにより間接比が得られる。
リング歯車とかみ合う遊星歯車を担持する遊星歯車支持
部材に担持された複数の遊星歯車とかみ合う太陽歯車を
もつ単一、複数又は複合遊星歯車式伝動機構を用いる形
式の遊星歯車式又はエビサイクリックトランスミッショ
ンは、従来からよく知られていて、米国特許第２，５９
８，１７９号、同第３，３６５，９８５号、同第３，７
７２，９４０号、同第４，１０３，７５３号、同第４，
１８９，９６０号、同第４．３４７．７　ｆｔ　２号に
開示されている。このようなトランスミッションにおい
て、遊星爾車機′構の一部は入力部材に共に回転するよ
うに取付けられ、この機構の他部は出力軸に共に回転す
るように取付けられ、さらに第３の要素は確動クラッチ
又は摩擦クラッチなどによってケーシングに選択的にク
ラッチ結合される。
直接比と間接比とをもつ２速度遊星歯車式トランスミッ
ションは従来からよく知られている。
このようなトランスミッションは、車輪端ノーゾ駆動用
として用いられる場合のように、入力部材と出力部材と
の間で２つの駆動比のうちの選択された１つの駆動比を
提供するために独立して作動し、又は多速度複合トラン
スミッションのレンジ又はスプリッタ部として多速度歯
車トランスミッションと直列に結合して用いられる。
この発明による遊星歯車式トランスミッションは、必ず
しもそれに限るものではないが、通常の多速度歯車トラ
ンスミッションと共にそのスプリンタ又はレンジ副トラ
ンスミッション部と・） して用いる場合に喘・に適当している。
入力軸に共に回転するように取付けられた太陽歯車と、
出力軸に共に回転するように取付けられた遊星歯車支持
部材とをもつ形式の従来の２速度、遊星歯車式トランス
ミッションにおいて、通常の配置は、出力軸（遊星歯車
支持部材）にリング歯車を直接取付ける直接駆動係合方
式と・なっている。もち論、連合回転のために３つのト
ランスミッション要素（太陽歯車、遊星歯車支持部材及
びリング歯車）の任意の２つの要素を固定することによ
り、すべての遊星歯車システムは１つのユニットとして
回転することが判る。この装置は、実際的及び理論的研
究によれば、遊星歯車軸受は、遊星歯車が回転する間接
比モードと、遊星歯車が回転を停止する直接比モードの
両方の場合に高い荷重を受けるという不利点をもつ。こ
れらの４ＩａＩ受は一般にニードル軸受が用いられる。
トランスミッションは、特に不整地用大荷重トラックの
ような車輌用のトランスミッションとして用いられると
きは、しばしばその使用時間の少くとも８０％にわたっ
て直接比モードが用いられる。歯車の薗の力は直接比モ
ードの場合、遊星歯車スピンドル及びニードル軸受が転
動しない状態で伝達される。
直接比モードにおける高い荷重は、静止ニードルをして
軸受レースのブリネル現象を生じさせる。上記及び他の
理由から、遊星歯車式トランスミッションの直接比モー
ドにおいて、遊星歯車支持部材およびその構造部品に作
用される所定の出力トルクに対するトルク荷重を減する
ことが望ましい。
この発明によれば、従来装置のもつ欠点は遊星歯車式２
速度変速トラ／スミツションにより最小に低減され、す
なわち該トランスミッションは、優れた耐久性又は小型
かつ低価格の遊星両車軸受及び）ｊＮｒ造体の他の遊星
歯車構成部品を使用することを可能悸とし、トランスミ
ッション構成要素に加わる荷重をかなり減少する１つの
栴遺体の選択可能な直接及び間接比をもつトランスミッ
ションである。この発明の遊星歯車式トランスミッショ
ンはまた、トランスミッションの価格と物理的長さを減
することができ、さらに直接比モードに対する同期作用
クラッチを支持するための中間板部材が不必要であるか
ら、トランスミッションハウジングまたはケーシングを
簡単化できる。
この発明によって得られる荷重及び作用力の有効な低減
度合は、もちろん遊星歯車式トランスミッションの特定
比によって定まり、この比は一般に全体として３．　ｓ
　：　１の範囲にある。このような比は太陽歯車のピッ
チ円半径（ＰＣＢ）の２．５倍のピッチ円半径をもつリ
ング歯車を必要とする。この場合、もしこの発明におけ
る出力をＦｌとし、かつ従来装置の出力をＦ、とすれば
出力の有効減少比は、次のようにあられされ、ＦＪＦ！
＝（太陽歯車のＰＣ’Ｒ）／（太陽歯車のＰＣＲ＋リン
グ歯車のＰＣＢ） Ｆｌ／Ｆ！　＝　ｌ　／　（１＋　２．５　）ＦＶＦ２
−１　／　３．５ Ｆ、＝　Ｆ７３．５ 従って、３．５の範囲内における力の低減が従来のもの
に対して得られる。
上記の低減は、リング歯車が直接比モードに対して出力
軸に結合されない、２速度遊星歯車式トランスミッショ
ンを提供することにより達成される。リング歯車は直接
駆動を必要とするときは、常に入力軸と共に確実に回転
するように係合される。この発明の′Ｍ要な特徴によれ
ば、リング歯車は遊星歯車に対して軸方向に滑動可能で
あり、同時に太陽歯車及び入力軸と共に回転するクラッ
チ部材と保合するように常時遊星歯車と係合状態を保つ
。リング歯車は必ずとは言わないか、遊星歯車を係合す
る内歯な使用することが好適で、これにより１対１また
は直接比そ−ドを実施させる。係合のための同期作用あ
る。従って、この発明の遊星歯車式トランスミッション
は、入力軸と太陽歯車と共に回転する外歯なもつクラッ
チ部材と、１組の遊星歯車・聾　　　　と常時かみ合い
、外側歯付きクラッチ部材と係合する位置と係合しない
位置との２つの位置間で軸方向に滑動可能なリング歯車
と、す／グ歯車をそれぞれ遊星歯車支持部材に、（また
は出力軸にまたは遊星歯車支持部材を出力軸に結合する
結合部材に）及び入力軸と出力軸に対して回転可能な相
対的に固定されたケーシングにリング歯車を摩擦結合す
る同期装置を有する。
作用について述べれば、エピサイクリック歯車式トラン
スミッションの遊星歯車のリング歯車は、シフトフォー
クのような普通のシフト部材によって係合可能な２方向
クラツチスリーブと共に軸方向に運動する。リング歯車
は、電子溶接などによって同期装置クラッチスリーブに
接合される。リング歯車が入力軸に結合されたクラッチ
部材に向って移動されるとき、同期装置クラッチはリン
グ歯車と同期装置スリーブの速度が遊星歯車支持部材の
速度とほぼ同期するまで、す／グ歯車と同期装置スリー
ブを加速する。その時点で遊星歯車はその軸線上で静止
するに至り、従って太陽歯車と入力軸は遊星歯車支持部
材とリング歯車と同一速度で回転させられる。よってリ
ング歯車を、入力軸に結合されたクラッチリングの歯と
確動係合させるよ５ｒＩｃ移動することが可能となる。
リング歯車がノ）ウジングに結合される間接比モード位
置である別の作動位置に移動されると、同期装置はＩ・
ウジングに対してリング歯車の回転運動を遅らせて、リ
ング歯車をノ）ウジングに結合された第２の間接比クラ
ッチ部材と確動係合させる。
従って、この発明の目的は、直接比モードと間接比モー
ドをもつ遊星歯車式トランスミッションを提供するにあ
る。
この発明の他の目的は、入力軸と共に回転する太陽歯車
と、出力軸に共に回転するように取付ゆられた遊星歯車
支持部材とをもち、トランスミッションの直接比モード
において遊星歯車に作用される力が最小にされる遊星歯
車式トランスミッションを提供するにある。
この発明のさもＱζ別の目的は、直接比モード及び間接
比モードなもち、太陽歯車は入力軸と共に回転し、遊星
歯車は出力軸と共に回転し。
リング歯車は太陽歯車と遊星歯車支持部材に対して選択
的に軸方向へ可動で、入力軸と共に回転するクラッチ部
材、又はトランスミッションハクリングに固定されたク
ラッチ部材のいずれかに係合する２速度遊星歯車式トラ
ｙスミッションを提供するにある。
この発明の上記及び他の目的及び利点は図面を参照して
のこの発明の実施例による以下の説明から理解されるで
あろう。
この明細書の以下の記述中に、従来技術及びこの発明の
実施例について、幾つかの用語が参考及び理解を容易に
するのみの目的で用いられるが、必ずしもそれに限定す
るものではない。　　。
用語の上向、下向、右向、左向は、参照する図面におけ
る方向を言う。用語の前方、後方はトランスミッション
か車輌に取付けられた状態におけるトランスミッション
の前端及び後端に向う方向を言う。用語の内方、外方は
装置又は指定された部品の幾何学中心に向い、及びこれ
から離間する方向を言う。これらの用語は上記に定義し
た語、その派生語、及び類似の意味をもつ語をも含む。
従来の２速度、遊星歯車式トランスミッションとこの発
明による２速度、遊星歯車式トランスミッションとが図
示され、副部は従来技術においてよく知られているよう
な主部と直列に結合すれた複合トランスミッションの副
部として特に適当である。しかしこの発明による遊星歯
車式トランスミッションは、このような使用目的に限定
されない。従来技術及びこの発明の装置は、共に間接比
モード及び直接比モードをもつトランスミッションとし
て示され、この場合太陽歯車が入力軸に共に回転するよ
うに取付けられ、遊星歯車支持部材が出力軸に共に回転
するように取付り′られる。しかしこの発明は、遊星歯
車支持部材が入力軸に共に回転するように取付けられ、
太陽歯車がど刃軸に共に回転する■　　　ように取付け
られる。
従来の代表的な２速度、遊星歯車式トランスミッション
ｌＯの構造、及びその直接比モード力線図は第１．第２
図に示される。トランスミッションｌＯは、入力軸１２
と出力軸１４とを有し、これらはいずれもハウジング１
８に対して回転軸線１６のまわりに回転可能となってい
る。軸１２．１４の内端２０，２２は、互いに接近し又
は当接した関係をもって配置される。・出力軸１４は、
数個の軸受２４によってハウジング１８に回転可能に支
持される。遊星歯車式トランスミッション１０の入力軸
１２は、普通の遊星歯車式トランスミッション主部（図
示せず）の出力軸（図示せず）と一体に形成され、又は
これにより駆動される。
入力軸１２は遊星歯車式伝動機構２６によって出力軸１
４に結合される。伝動機構２６は、入力軸１２に共に回
転するように取付けられ、かつピッチ円半径Ｒ８をもつ
太陽歯車２８と、太陽歯車２８と常時かみ合いかつ遊星
歯車軸３４に軸線３２のまわりに回転可能に支持された
複数の遊星歯車３０とを有し、遊星歯車軸３４は出力軸
２２に共に回転するように取付けられた円板状の遊星歯
車支持部材３６に支持され、さらに遊星歯車３０と常時
かみ合い、かつピッチ円半径ＲＲをもつリング歯車３８
を有している。
遊星歯車軸３４の軸線は、軸１２．１４の回転軸線１６
からの半径ＲＰのところに位置している。
歯車２Ｂ、３０．３８は、軸１２，１４及びハウジング
１８に対して軸方向に移動しないようになっており、遊
星歯車３０はニードル軸受４０によって遊星−車軸３４
のまわりに回転可能に支持されている。
図示の遊星歯車式トランスミッションに関して、よく知
られかつ理解されているように、入力軸１２とそれに担
持された太陽歯車２８の回転は、遊星歯車軸３４と出力
軸４を駆動するための遊星歯車支持部材３６とを回転軸
線１６のまわりに回転させる。遊星歯車式トラ／スミツ
ショ／に関してよく知られているように、３つの要素（
リング、遊星歯車及び太陽歯車）のうちの任意の２つを
結合すると、全遊星歯車システ。
ムをｌユニットとして回転させる。従って、入力軸１２
又は出力軸１４ヘリング歯車３８を結合すると、入力軸
と出力軸を同一速度で回転させ、かつこれはトランスミ
ッション１０の直接比モードである。これに反してノー
ウジフグ１８のハウジング部分４２．４４にリング歯車
３８を固定すると、リング歯車３８内で遊星歯車３０を
回転させ、遊星歯車軸３４と遊星歯車支持部材３６が、
入力軸１２０回転に応答して入力軸１２の速度より低い
速度で出力軸１４を回転させる。これはトランスミッシ
ョン１０の間接比モードである。
また間接比モードはリング歯車を入力軸と出力軸に対し
て回転可能な部材に結合することによって得られる。一
般にこの部材は、入力軸の回転速度とは異なる速度で回
転される。
間接比モード位置と直接比モード位置との間のトランス
ミッションｌＯのシフト動作は、シフト機構４６によっ
てハウジング１８又は出力軸１４にリング謹車３８を組
付けることによって行われる。シフト機構４６は、ハウ
ジング部分４４に固定された円錐形間接比クラッチ部材
４８及び円板状結合部材５１によって出力軸１４に共に
回転するように取付けられた円錐形直接比クラッチ都拐
５０を有する。リング歯車結合部材５２は、軸受５６に
よって出力軸１４上で軸方向に延びる管状部分５４にお
いて回転可能に支持された半径方向に延びる円板状部分
５８を有し、該部分５８によってリング歯車３８はスプ
ライン６０などで結合部材５２に回転方向及び軸方向に
固定される。軸受５６はまたリング歯車３８を回転させ
るための支持部材となる。
２方向すべりクラッチ部材６２はリング歯車結合部材５
２の管状部分５４に固定された半径方向ウェブ部材６４
にそれと共に回転するように支持される。従ってすべり
クラッチ部材６２はリング歯車３８と共に回転すること
ができる。
すべりクラッチ部材６２はよ（知られたシフト１　　　
　　部材（図示せず）を受けるための溝６６を有する。
すべりクラッチ部材６２はウェブ部材６４の外側スプラ
イン７０と協働し、゛さらに円錐形部材７４及びクラッ
チ部材４８の外側クラッチ歯７１．７２と協働する内側
クラッチ歯６５を有する。内側クラッチ歯６５はまた円
錐形部材８０及びクラッチ部材５０のクラッチ歯７６　
、７８と協働する。従って、すべりクラッチ部＃６２は
軸方向左方へ移動して間接比クラッチ部材４８に確動係
合し、リング両車３８をハウジング１８に結合し、又は
軸方向右方へ移動して直接比クラッチ部材５０と確動係
合し、す／グ爾車３８を出力軸１４に結合する。
作用について述べれば、すべりクラッチ部材６２が図示
の位置から左方へ移動されると、円錐形部材７４は間接
比クラッチ部材４８の円錐面に押当てられて、クラッチ
部材６２と、これと共に回転するすべての構造体を摩擦
的に減速し、ハウジング１８に対して回転を停止してク
ラッチ歯６５．７２を当業界で知られるように同期的に
係合させ、トランスミッション１０を間接比モードにシ
フトする。図示の位置かうのクラッチ部材６６の右方へ
の軸方向運動は、円錐形部材８０を直接比クラッチ部材
５０と、これと共に回転するすべての構造体を加速させ
、又は出力軸を減速させて同期的に回転させてクラッチ
歯６５．７８を係合させ、トランスミッションｌＯの直
接比モードの同期的係合を行う。
直接比モード、すなわちクラッチ部材６２が直接比クラ
ッチ部材５０と出力軸１４とに確動係合される場合、太
陽歯車２８、遊星歯車支持部材３６．リング歯車３８、
結合部材５２及び出力軸１４は５−べて同一速度で回転
し出力トルクは回転軸ｍ３２のまわりに回転可能に取付
けられた遊星歯車３０を介して遊星歯車軸３４に伝達さ
れる。このトルク伝達モードにおいて、ニードル軸受４
０は遊星両車軸３４の一部分と圧接してこれにブリネル
作用を与えようとする。
さらに所定の方向へ入力軸１２が回転する際の反作用と
して、リング歯車３８にこの反作用により反対方向に回
転させようとする反力が作用し、この傾向は出力軸１４
の回転のために取付けられた結合沸胴５２により効果的
に防止される。この運転モードは第２図に図式にかつ代
数的に示される。入力軸１２に加えられた入力トルクＴ
１は、結合部材５１により結合部材の右方　　　゛にお
いて出力軸１４に加えられた出力トルクＴｏになる。出
力軸１４は結合部材５１の左方に加えられたより高いト
ルクＴ３をもち、これらはすべて遊星歯車軸３４を介し
て力２Ｆ、によって与えられる。トルクＴ３は結合部材
・５２を介してリング歯車３８に作用されたトルクＴ２
だけトルクＴｏより太きい。
直接比モードではトルクＴｏはトルクＴ、に等しい。よ
って、代数的訪導が第２図に示される。
遊星歯車ケージに作用する力２Ｆ２（全遊星歯車周辺力
）は、出力トルクＴ０をピンチ円半径Ｒ８（太陽歯車の
半径）で除すことによって与えろれる。この問題を理解
しそれを解決するために、Ｔｏ、　Ｒ，は一定とみなす
。この発明の目的は、力２Ｆ、を減することで、この力
はニードルローラが直接駆動中に静止状態にあるとき、
遊星・歯車　゛軸３４のレース路上のニードルローラの
ゾリネル傾向の度合である。
この発明による２速度、遊星歯車式トランスミッション
１００のこの実施例は、第３図〜第５図を診照すること
によりさらに理解できる。
遊星歯車式トランスミッション１００は、第３図にその
概略を示し、第５図にその構成を示す。
遊星歯車式トランスミッション１００は、トランスミッ
ションハウジング４２またはケーシング１８に対して回
転軸１％１１６のまわりに独自に回転するため、出力軸
１４と同軸に配置された入力＠ＪＵ１２を有１−る。出
力！１１１１４は軸受２４によってハウジング１Ｂに回
転可能″に支持される。
軸１２，１４の内端ｚｏ、ｚｚは、接”近し、または当
接するように配置される。当業□界ではよく知られるよ
うに、軸端２０，２２の１つは他方の軸の隣接端に設け
られたポケット内に受入れられ１．　　　るためのくび
れ部分をもっている。
入力＠１２は、遊星歯車式伝動機構１０２によって出力
軸１’　４　Ｋ結合される。伝動機構１０２は、入力軸
１２に設けられた外側スプライン１０８と適合する内側
スゾラ゛イン１０６などにより入力軸１２に回転しない
ように取付けられた太陽歯車１０４を有する。太陽歯車
１０４は、複数の遊星歯車１１０（その１つのみを示す
）と常時かみ合うピッチ中径Ｒ６の歯をもっている。
遊星歯車１１０はニードル軸受４０により、遊星歯車軸
１１４の軸［１１２のまわりに回転するように支持され
る。遊星歯車軸１１４は、半径Ｒｐにおいて回転軸？ａ
１６のまわりに回転するように、円板状の遊星歯車支持
部材１１６によって担持される。遊星歯車支持部材１１
６と遊星歯車軸１１４は、スプライン１１Ｂによって出
力軸１４と共に軸線１６のまわりに回転するようになっ
ている。太陽歯車１０４と遊星歯車１１０は、通常の手
段でハウジング１８と軸１２．１４に対して軸方向に移
動しないように設けられる。遊星歯車１１０はす／グ歯
車１２０と常時かみ合う。詳細については後述するよう
に、す／グ歯車１２０は遊星歯車１１０に対して軸方向
に移動可能であるが、そのすべての軸方向位置において
遊星歯車とかみ合い状態を維持する。
トランスミッション１０について上述したように、変速
トランスミッション１００は２つの選択可能な作用比そ
一ド、すなわちリング歯車１２０がハウジング１８に結
合される（または成る他の部材は入力軸及び出力軸に対
して回転可能）間接比モードと、リング歯車１２０が入
力＠１２または出力軸１４のいずれかに結合されて遊星
両車伝動機構と結合する直接比モードとをもっている。
この発明において、直接比モードを達成するために、リ
ング歯車１２０は入力軸１２に結合され、この重要さに
ついては詳細に後述する。
トランスミッション１００は、シフ）４！Ｉｎ１２４に
よって２つのモード間で選択的にシフトされる。シフト
機構１２４は、入力軸１２に軸方向及び回転方向に運動
可能とされ、かつその外側半径方向周辺にクラッチ歯１
２８を有する半径方向に延びる円板状クラッチ部材１２
６を有する。クラッチ歯１２８は遊星歯４ｉｘＯの歯と
ほぼ同様な外部形状を有し、かつリング歯車１２０を入
力軸１２［結合するため、リング歯車１２０の歯１２２
と選択的に係合するように回転軸線１６からピッチ円半
径ＲＲをもっている。シフト機＃ｊ１２４はまたハウジ
ング１８に固定され、かつ円錐形同期部分１３２とクラ
ップ歯１３４とを有する直接比クラッチ部材１３０を有
する。外側スプライン１４４は軸受１４０によって、出
力軸１４に回転可能に支持された半径方向に延びる円板
状支持部材１３８に設けられる。スライド部材１３６は
支持部材１３８に設けられた外側スズライン１４４と係
合する内側スズライン１４２をもっている。図から判る
ようＫ、スプライン１４２はまた確動クラッチ歯として
用いられる。スライド部材１３６は第５図に示すように
、シフト棒１４８と共に軸方向に運動するように固定さ
れたシフトフォーク１４６と係合する溝６６を有する。
スライド部材１３６は軸方向に可動なリング歯車１２Ｇ
に取付けられて、これとともに軸方向と回転方向に運動
しこの結合手段はスプライン。
電子溶接結合、ビン結合などを含む。
支持部材１３８は上述の従来形式のトランスミッション
ｌＯにおいて、リング歯車３８をある角度だけ回転する
結合部材５８と同様にして、リング歯車１２０に対しで
ある角度だけ回転する。
間接比モードを行うために、スライド部材。
１３６とリング歯車１２０は図示の位置から右方へ軸方
向に移動されて、スライド部材１３６の歯１４２をクラ
ッチ部材１５２の歯１５０と係合させ、このクラッチ部
’４ｔ’１５２はスライド部材１３６とリング歯車１２
０を、ノ・ウジング１８に対して停止状態に減速させ、
歯１４２を直接比クラッチ部材１３０の歯１３４と確動
的に係合させスライド部材１３６とリング歯車′　　　
　　　１２０をノ・ウジングに固゛定する。直接比モー
ドを選択するためｉ、スライド部材１３６とリング歯車
１２０を第３．第５図に示した位置に向つて軸方向左方
へ移動してクラッチ部材１５６の歯１５４と係合させ、
クラッチ部材１５６を遊星歯車支持部材１１６に設けら
れた間接比クラッチ部材ｉｓｓと摩擦接触状態にもたら
す。
クラッチ部材１５６はスライド部材１３６とり／グ歯車
１２０を加速して出力軸１２の速度に適合するようにし
、その後歯１４２に沿って移動し、リング歯車１２０の
歯１２２がクラッチ部材１２６の歯１２８と係合して入
力軸１２ｖｃリング歯車１２０を結合してトランスミツ
ジョン１００の直接比モードを達成する。
出力軸１４に付与されたトルクが制限される（すなわち
リング歯車１２０がハウジングに、もしくは太陽歯車１
０４または遊星歯車支持部材１１６に結合されないとき
、リング歯車１２００回転に対して最大の抵抗をあられ
すように制限される）いわゆる中立位置をもつことを望
む場合は、はね偏倚された回転止め球１６０が支持部材
１３ｇに設けられ、これと整合する回転止め溝１６２が
スライド部材１３６に設けられてスライド部材１３６．
とリング歯車１２０を、リング歯車１２０が歯１３４に
も＊１２８にも係合しないところに位置させる。この位
置において、もし出力軸１４の回転に対する抵抗が回転
自在のリング歯車１２０の回転に対する抵抗を超えると
、入力軸１２の回転はリング歯車１２０を回転させるが
、出力軸１４は回転させない。
支持部材１３８は、スライド部材１３６をすべての軸方
向位置において、常時支持してリング歯車１２０を常時
（ロ）転可能に支持する。選択的にシフト可能なトラン
スミッション１０Ｇの他の構造体と共に、リング歯車１
２０を軸方向に運動させることにより、上述の従来形式
のトランスミツショ／ｌＯの支持部材５８の管状部分５
４のような細長い部分を設ける必要が無く。
かつ詳細については後述するようなある程度の潜在的な
破損力の発生を太いに減少させる。トランスミツショ／
ｚｏのクラッチ部材７４，８０゜及びトランスミッショ
／１００のクラッチ部材１Ｂ２．１５６は当業界ではよ
く知られ、かっこれと相当する他の部材をその代りに用
いることもできる。結合部材５８用の軸方向に延びる管
状部分５４を設ける必要を無（すことにより、′出力軸
１４は軸方向の長さをかなり短縮できて、材料、重量、
軸方向スペースが節約され、かつ短くてゆがみの少い出
力軸を提供できる。歯車歯及びクラッチ歯として共に機
能するためにす／グ歯車１２０の歯１２２のような歯と
してインボリュート形状の歯車、スズライン及びクラッ
チ歯を使用するが、歯車歯形又はクラッチ歯　　　　。
形も任意の形態のものを用いることができる。
この発明の重要な利点は、トランスミッション１００の
直接比モードにおいて、遊星歯車式伝動機構１０２の遊
里歯車部分に作用する力が減少することであって、この
作用力の減少は遊星歯車軸１１４の遊星歯車支持面のブ
リネル傾向を減少させる。この利点とその重電性が得ら
れる方法は、第４図を参照することによりきわめてよく
理解でき、第４図はトラｙスミッション１００の直接比
モードにおける説明用の力線図及びその計算式を示し、
従来形式のトランスミッションの直接比モードに対する
第２図に見られる類似の線図及びその計算式と比較でき
る。
入力軸１２から出力軸１４への直接駆動は実際には２つ
の経路がある。太陽歯車１０４は遊星歯車１１０を駆動
し、これによりそれらの遊星歯車軸１１４及び遊星歯車
支持部材１１６を駆動する。遊星歯車１１０がりｙグ歯
車１２０と太陽歯車１０４とかみ合う場所で作用する荷
重はＦｌであり、これによりＲｐとして遊星歯車軸１１
４に与えられる荷重として提供される力２Ｆ、はＲＲと
Ｒ８の相を２で除した値に等しい。
２Ｆ、は遊星歯車軸軸受４０における相対運動を伴わな
い直接比モードに生ずるシリネル傾向の度合である。出
力トルクＴｏは回転軸１１１６から距離ＲＰにある遊星
輪中心において２Ｆ、によって１　　得られるから、Ｔ
ｏをＦ、、（Ｒ，＋ＲＲ）に等しい２　ｉｔ’、　Ｒｐ
に等しいとあられすことができる。
再び第２図に戻り、従来形式のトランスミツショア１０
の直接比モードにおいて遊星歯車軸３４によって伝えら
れた力は２Ｆ、であられされ、この発明のトランスミッ
ション１００の直接比モードにおいて、遊星歯車軸１１
４によって伝えられる力は２Ｆ、であられされる。Ｆ、
はＴｓ／’Ｒｒｇに等しく、かつＦ、はＴｓ／（Ｒｐ＋
Ｂ、）　　に等しいから、従来形式のトランスミッショ
ンｌＯに対するトランスミッション１００の有効率はＦ
、分のＦ、であられされ、これは（Ｔｔ／ＲＲ十Ｒａ）
／　（Ｔｓ／Ｒｓ）に等しく、さらにＲ，、／（Ｒ証十
Ｒ８）に等しく、これは上述のように一般に３．５：ｌ
の範囲内にある。
従ッて、トランスミッション１００を使用することによ
り、遊星歯車のブリネルを生じさせる力はほぼａ、　５
：　ｌの係数に減ぜられ、細長い管状部分５４を無くす
ことができ、軸方向に短い出力軸１４の使用を可能にさ
せる。
この発明のトランスミッション１００及び従来形式トラ
ンスミッションｌＯの両方の力線図及びその計算式は、
第６図から理解できる。図に示すように、遊星歯車支持
部材によって伝達される力は、この発明のトランスミッ
ション１００の直接駆動モードにおいて遊星歯車支持部
材によって伝達される力と比較して、減速歯車伝動比に
等しい係数だけ増大される。しかし、トランスミッショ
ン１００の直接比モードに対する間接比モードにおける
遊星歯車支持部材によって伝達された増加した力は、遊
星歯車１１０と、これを遊星歯車軸１１４で支持する軸
受４０とは相対的に回転するから、遊星歯車軸のブリネ
ルを生ずる傾向は太いに減少もしくは無くされて余り問
題に（↓ならない。
再び第５図において、第３図には図示されない種々□の
細部構造が示され、この詳細はこの発明のトランスミッ
ション１００の広義の概念を理解するには不必要である
。図示のように、取付フランジ１７０はナツト１７２と
ワッシャ１７４によって、出力軸１４の外端に取付けら
れる。取付７ランジ１７０は図示のように出力軸１４に
取付げられる。ねじ１８０は直接比クラッチ部材１３０
をハウジング１８に取付けるのに用いられる。ナツトと
スペーサ１８４は太陽歯車１０４とクラッチ部材１２６
を入力軸１２に軸方向に固定するのに用いられる。ここ
で説明した詳細な構造と、第５図の詳細な説明から明ら
かな他の構造は、遊星歯車式トランスミッションの設計
に関する技術分野における熟練者にはよく知られた設計
４８６と考えられ、この発明の要部を形成しない。
この発明の重要な構造的％似は、トランスミッション１
００の直接比モードな実施するために遊星歯車システム
の他の要素の１つにリング歯車１２０を結合する部材が
クラッチ歯１２８を有するクラッチ部材１２６であり、
このクラッチ部材がり／グ歯単と噛合うときリング歯車
１２０を太陽歯車１０４と入力軸１２に結合することで
あり、クラッチ部材１２６は入力軸１２０入力端に配置
され、かつ太陽歯車１０４から入力軸の入力端に向って
軸方向に隔てられている。
この発明の実施例は、上記のように特定のものについて
述べられているが、構成部品の変形や配置変更は、特許
請求の範囲を逸脱せずに実施できることが理解される。
【図面の簡単な説明】
第１１ｉＵは、従来の２速度シフト、遊里歯車式トラン
スミッションの一部の概略縦断正面図、第２図は、第１
図のものの直接駆動モードの力線図及びその計算式を示
す図面、第３図は、この発明の実施例の一部の概略縦断
正面図、第４図は、第３図のものの力線図及びその計纂
式を示す図面、第５図は、第３図のものの詳細縦断正面
図、第６図は、第１図のものと、第３図のものとの間接
駆動モードにおける力線図及びその計算式を示す図面で
ある′。 １２・・・第１回転軸（入力軸）１４・・・第２Ｈ転軸
（出力軸）１００　・・・　トランスミッション　１０
２・・・遊星歯車式伝動機構１０４・・・太陽歯車　　
　１１０・・・遊星歯車□１ １１２・・・遊里歯車回転軸線　１１４・・・遊星歯車
軸１１６・・・遊星歯車支持部材　１１８・・・スプラ
イン１２０・・・リング歯車　　１２２・・・クラッチ
歯１２４・・・シフト機構　　　１２６・・・円板状ク
ラッチ部材１３０・・・直接比クラッチ部材１３２・・
・同期部分１３４°°°歯　　　　　　　　１３６・・
・スライド部材１３８・・・支持部材　　１４０・・・
軸　受１４２・・・内　歯　　　１４４・・・外　歯１
４６・・・シフトフォーク　　１４Ｂ・・・シフト棒１
５２・・・クラッチ部拐１５６・・・クラッチ部材１５
８・・・間接比クラッチ部材 １・へＲ。 ｈ夕、４

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ！、ハクジングと、第１回転軸と、この回転軸と同心の
    第２回転軸と、第１回転軸を第２回転軸に結合する遊星
    歯車式伝動機構とを有する遊星歯車式トランスミッショ
    ンであって、遊星歯車式伝動機構が、第１回転軸に共に
    回転するように取付けられた太陽歯車と、太陽歯車と常
    時かみ合いかつ第２回転軸に共に回転するように取付け
    られた遊星歯車支持部材に担持された遊星歯車軸に回転
    可能に支持された遊星歯車と、遊星歯車と常時かみ合５
    １Ｊ／グ歯車とを有し、リング歯車は第１．第２回転軸
    に対し【回転可能な部材に選択的に回転式に固定されて
    第１．第２回転軸間で第１駆動比を提供し、かつ太陽歯
    車と遊星歯車支持部材の一方に選択的に回転式に固定さ
    れて＠ＸＩ第２回転軸間で直接駆動比を提供し、リング
    歯車が、部材と共に回転する第１位置。 及び太陽歯車と遊星歯車支持部材の一方と共に回転する
    第２位置に、太陽歯車と遊星歯車支持部材に対しハウジ
    ング内で軸方向に移動可能であり、リング歯車を第１位
    置と第２位置とに選択的に移動するために、リング歯車
    と共に軸方向に移動するように固定され、かつシフト部
    材と係合可能なスライド部材を具備していることを特徴
    とする遊星歯車式トランスミツシヨン。 ２　リング歯車が、軸方向第２位置において、太陽歯車
    と第１回転軸間の確動クラッチ結合部材によって太陽歯
    車と第１回転軸とに結合される特許請求の範囲第１項記
    載の遊星歯車式トランスミッション。 ３、太陽歯車が第１回転軸に対して軸方向に移動不能に
    取付けられ、遊星歯車担持部材が第２回転軸に対して軸
    方向に移動不能に取付けられ、第１回転軸に回転方向及
    び軸方向に移動不能に取付けられ、かつす／グ歯車のク
    ラツチ歯と係合′１−るクラッチ歯を有するクラッチ部
    材を有する特許請求の範囲第２項記載のＭＬ歯車式トラ
    ンスミッション。 生　クラッチ部材のクラッチ歯か、リング歯車が第２位
    置にあるとき、リング歯車のクラッチのピッチ半径と等
    しい第１回転軸の回転軸線からのピッチ半径をもってい
    る特許請求の範囲第３項記載の遊星歯車式トランスミッ
    ション。 ５、リング歯車に設けられたクラッチ歯が、リング歯車
    の内歯の一部を形成している特許請求の範囲第４項記載
    の遊星歯車式トランスミッション。 ６、太陽歯車が、クラッチ部材と、遊星歯車支持部材及
    び第２回転軸の結合部との間に配置されている特許請求
    の範囲第４項記載の遊星ｍ単式）ランスミッション。 １，７．　　第１回転軸が入力軸であり、第２回転軸が
    出力軸である特許請求の範囲第４項記載の遊星歯車式ト
    ランスミッション。 ８、　第１回転軸が入力軸であり、第２回転軸が出力軸
    である特許請求の範囲第６項記載の遊星歯車式トランス
    ミッション。 ９、第１．第２回転軸に対して、相対回転可能な部材が
    、ハウジングに固定されている特許請求の範囲第４項記
    載の遊星鋼車式トランスミッション。 １０、遊星歯車がころ軸受により遊星歯車軸に回転可能
    に支持されている特許請求の範囲第７項記載の遊星鋼車
    式トランスミッション。 １１、　　軸受がニードル軸受からなる特許請求の範囲
    第１θ項記載の遊星歯車式トランスミッション １２、す／グ歯車が第１．第２位置に移動されるのに先
    立って、リング歯車の回転速度を前記部材と入力部材の
    回転速度に同期させるクラッチ部材を具えている特許請
    求の範囲第４項記載の遊星歯車式トランスミッション。 １３、す７グ歯車を第２位置へ移動するに先立って同期
    させるクラッチ部材が、出力軸と共に回転するように円
    錐面を有する特許請求の範囲第１２項記載の遊星歯車式
    トランスミッション。 １４、　円錐面が遊星歯車支持部材により担持されてい
    る特許請求の範囲第１３項記載の遊星歯車式トランスミ
    ッション。 １５、　　スライド部材が、出力軸に回転可能に支持さ
    れた支持部材の外歯とかみ合う環状内歯を有し、内歯が
    リング歯車の第１位置においてハウジングに固定された
    間接比クラッチ歯と係合可能であり、支持部材が遊星歯
    車支持部材とクラッチ歯との間で軸方向に配置されてい
    る特許請求の範囲第８項記載の遊星歯車式％式％
JP59100352A 1983-05-19 1984-05-18 遊星歯車式トランスミツシヨン Pending JPS59222643A (ja)

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GB838313910A GB8313910D0 (en) 1983-05-19 1983-05-19 Gearbox ratio changer
GB8313910 1983-05-19

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EP (1) EP0132023A3 (ja)
JP (1) JPS59222643A (ja)
ES (1) ES8503419A1 (ja)
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