JPS60101339A - ばねにより助けられた変速装置 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用１１ 本発明は、一般にばねにより助けられた変速装置に係る
ものである。更に詳細にいえば、本発明は自動車の４輪
駆動副変速機箱の如き多速度歯車箱の変速機構に組み込
むことができ種々の作動−［−ドを選択するためフォー
クを変位させる回転可能なカムを使用する変速装置に係
るものである。

（ロ）従来の技術 最近、２輪駆動作動モードと４輪駆動作動モードとに共
に高速度範囲と低速痕範囲とを定める副変速機箱に関す
る改良を含む自動車の駆動列に多くの改良が行われた。

（ハ＞　ｐ　ＩＩＪＩ　ｈ＜解決しようどする問題点そ
のような副変速機箱用の典型的な変速装置は作動モード
の１つを選択するため変速レバーを運転者が動かす必要
がある。歯車の組、ジョー・クラッヂ組立て体等の歯は
係合させるためかみ合い関係になるよう動かす必要があ
る。

係合させようとする特出が衝合して変速の完了を阻止す
ることが時にはある。変速を完了するため、運転者は歯
付き部Ｉの１つを回転さけ次いで再び変速を試みるかま
たは歯付き部材の１つを回転させつつ変速レバーに圧）
〕をかけ続けるがづる必要がある。後者の方が便利であ
るが、運転者が実施しにくいことがしばしばある。この
ことは典型的にはきびしい駆動条件に出会う場合におけ
るように４輪駆動低速度作動モードに変速すると事実で
ある。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は、軸線を中心として複数の位置に回転可能で少
くとも、１つのカム軌道３２．３４を形成する板と、カ
ム軌道に使用的に関係し板が複数の位置に選択的に回転
することに応答して関係した変速フォークを動かすよう
にした少（とも１つのカム従動子とを含むばねにより助
けられた変速装置において、板により形成され軸線に曲
率の中心を有する弧状の第１の軌道面および自体に垂直
な線が軸線に交差しないように配向した第２の軌道面を
有する補助カム軌道と、ばね部材と、板が１つの位１Ｇ
にあると第１の軌道面に接触しまた板が別の（ｆｘ置に
あると第２の軌道面に接触するよう補助カム軌道に作用
的に関係してばね部材により支持された補助カム従動子
とを備えたばね補助機４ｊ４を備え、該機構が補助カム
従動子が第１の軌道面と接触していると板に予負荷偏倚
力をかけるようばね部月／１８に応力をかけるようなＭ
ＩＩ造と配置とにしである。

（ホ）Ｌ」 従って、一度び変速を開始すると所望の作動モードでの
係合が完了するようにするため補助機構となる変速装置
が業界では必要である。この変速装置は選択された作動
モードでかみ合っていることを知って安心して運転者に
ほかのことに注意を向けさせる。

本発明は前記した必要を満たす装置を指向している。こ
の目的のため、自動車の４輪駆動副変速機箱に組み込め
るばねで助けられた変速装置を提供する。この変速装置
は軸線を中心として複数の位置に回転できカム軌道を形
成する板を備えている。カム従動子がカム軌道に作用的
に関係してあり板の選択的回転に応答して関係した変速
フォークを運動させるようにしである、ばね補助機構が
板に作用する予負荷偏倚力をか【プる。この機構は板が
１つの位置に向は回転せしめられると力が板に影響を及
ぼさないが板が他方の位置への回転を開始すると板の他
の位置への回転を完了づ−る。

本発明のその他の目的と利点とは添付図面を参照して明
Ｉ書を注意深く考察することにより当業者には明らかに
なること）思う。

（へ）実施例 本発明は種々の形式で具体化できるが本発明の１つの好
ましい具体例を図示して説明する。この説明が本発明の
原理を例示するにすぎず本発明をこの具体例に限定する
意図でないことは理解する必要がある。

添付図面を詳細に参照すると、第１図には自動車の４輪
駆動副変速機箱等に使用するＪ：うにしたばねで助【ノ
られた変速装置１０が示しである。副変速機箱ハウジン
グ１２がレール１４を支持している。第１および第２の
変速フォーク１６．１８がそれぞれレール１４に滑動可
能に受【プられである。変速フＡ−り１６は関係した遊
星歯車組立て体等（図示せず）を直接駆動する高範囲位
置と、減速比駆動を行う低範囲位置と駆動を行わない中
）γ位置とに変位させるようにしている。変速フＡ−り
１８は関係したジョー・クラッヂ組ずして体等（図示せ
ず）をそれぞれ２輪駆動作動モードと４輪駆動モードと
にづる掛は位置とはずし位置とに変位させるようにしで
ある。

変速フＡ−り１６はカム従動子２２を支持している短か
いシレフト２０を支持している。同様に、変速フォーク
１８はカム従動子２６を支持している短かいシャフト２
４を支持している。

第１図と第２図とに示しであるように、カム板２８がハ
ウジング１２に支持した作動シャフト３０に固着しであ
る。自動車の運転者が制御して作動シャフト３０とカム
板２８とを軸線Ａを中心として回転させるため適当な変
速レバーと接続リンク仕掛け（図示せず）とが設けであ
る。

カム板２８はカム従動子２２が延びている第１のカム軌
道３２を形成している。カム板２８はまたカム従動子２
６が圧接する第２のカム軌道３４も形成している。第１
図に示しであるように、弾性要素３６がハウジング１２
に圧接して変速フォーク１８に作用してカム従動子２６
をカム軌道３４に押圧している。

第２図と第３図とから、カム板２８が軸線Ａを中心とし
て回転するに従い、カム板２８の輪郭がカム従動子２２
、従って、変速フォーク１６をレール１４に沿い滑動さ
せることは明らかである。

同様にカム軌道３４の輪郭がカム従動子２６、従って、
変速フＡ−９１８を変速レール１４に沿い滑動させる。

本発明の好ましい具体例では、カム軌道３２〜３４は副
変速機箱１０が４つの作動モードを有するような輪郭形
成を有している。第２図に示した中立（Ｎ）作動モード
では、変速フＡ−り１６は関係した遊星歯車合わせ体を
介して駆動装置を作動させ、変速フォーク１８は関係し
たクラッチ組含わけ捧をはずして２輪駆動モードにする
。このモードは自動車をけん引することが必要になった
時選択する。２輪駆動高範囲（２日）作動モード（図示
せず）では、変速フォーク１６が遊星歯車組合わけ体を
かみ合せて直接駆動にし、変速フＡ−り１８はクラッチ
組合わせ体をはずして２輪駆動にする。４輪駆動高範囲
（４１−１）モード（図示「ず）では変速フォーク１６
が遊星歯車組合わせ体をかみ合わせて直接駆動にし、変
速フォーク１８はクラッチ組合わせ体を掛けて２輪駆動
にする。最後に第３図に、示した４輪駆動低範囲（４１
）作用モードでは、変速フォーク１６が遊星歯車組合わ
せ体をかみ合わせ減速比駆動にし、変速フォーク１８は
クラッチ組合わせ体を掛けて４輪駆動にする。明らかに
、これらの関係はカム軌道３２〜３４の輪郭により決ま
り従って、設計当に変速装置の開発に広範囲にわたり自
由に選択させる。

どの位置でも運転者が選択した作動モード位置にカム板
２８を保持するためばね負荷された戻り止め装置３８が
設りである。

カム板２８には延長部４０．４２が設けてあり、これも
延長部は副変速機箱が７１１」か４Ｌ作動位置にあると
スイッチ４４の接触子を閉じる。このスイッチの接触子
が閉じると回路を完成して泪器パネルの照明を点燈して
自動車が４輪駆動にあることを運転者に示寸。

ばね補助機１１ｔ４６はハウジング１２に固着した一端
部５０と、軸線Ｂのまわりにコイル巻きした中間部分５
２と、ローラ等の形式の補助カム従動子５６を支持して
いるアーム５４とを有するばね部材４８を含んでいる。

機構４６はまた第１の軌道面６０と第２軌道而６２とを
有する補助カム軌道５８も含んでいる。軌道面６０は軸
線Δに曲率の中心を有する弧状である。軌道面６２は軸
線Ａに相対的に斜めに配向されている。づ゛なわち、表
面６２に対し垂直な線が軸線Ａに交差しない。

ローラ５６がカム軌道５８内に延びている。第２図に示
したＮ作動モードならびに４１］および２日作動モード
において、ローラ５６はカム面６０に接触する。ばね部
Ｕ４８はねじれ応力をかＬＪられ軸線Ｂを中心どして反
時計方向に、ずなわＩう、第２図から見て右方に予負荷
偏倚力をかける。

この力は表面６０に対し接線をな寸１つの成分とこの表
面に亜直な別の成分とを有していると考えることができ
る。接線成分はカム板２８には何らの影響も及ばざない
。垂直成分もまたカム面２８に何らの影響も及ぼさない
。その理由はカム面６０に垂直などの線も軸１ｉ１Ａを
通り延びる半径であるからである。従って、ローラ５６
がカム面６０に圧接する限り、ばね部材４８はカムｖｊ
ｉ２８に何の影響も及ぼさない。

運転者が副変速１１１箱１０を４Ｌ作動モードに変位す
ることが所望の場合には、運転者は変速レバーをカム板
２８を第２図に示した位置から軸線へを中心として反時
計方向に第３図に示した位置にまで回転させるよう動か
す。このようにレバーの運転を開始すると、ロー５５６
はカム面６０を離れカム面６２に接触する。このように
なるとばね部材４８の力はカム板２８に影響を及ぼしカ
ム板を軸線Ａを中心として反時計方向に回転させる。

前にも述べたように、もし関係した歯車またはクラッチ
の歯もしくはその両方の歯が衝合すると、変速の完了は
阻止され、副変速機箱１ｏは４１作動モードでは十分に
かみ合わされない。それにもかかわらず、ばね部ｖＪ４
Ｂがカム板２８に予負荷偏倚力をかけカム板を反時計方
向に回転させるので運転者は自分の手を変速レバーから
離ずことができる。衝合状態をなくすに十分な程度歯付
き部材間に僅かに相対的運動が生じると直ちに変位が自
動的に完了する。このことは４Ｌｍ転モードに変位する
時に特に有利で、その理由は典型的には減速比駆動によ
る追加のトルクを必要とする時にきわめてきびしい駆動
條件の下に運転者がこのモードにかみ合わせるからであ
る。運転者は操作レバーを４し位置に動かすことにより
変換を行う以外は何もする必要がなく、レバーをこの位
置に動かした後運転者は自由に他の駆動機能に集中する
。

いい代えれば、４Ｌに変位を開始した際に妨害が生じる
と、自動車が僅かに動いても合いの手の歯車またはクラ
ッチの歯もしくはそれら両方のものの山間に衝合状態を
解消させばね部材４８の予負荷偏倚力の下に十分かみ合
わせる程度相対的運動を生じさける。従って、運転者が
変位を開始し／ｊ後は低位は自ｍｈ的に完了する。

（＋−）　ｇ明の効果 副変速機箱１０を第３図の４し作動モードから第２図の
Ｎ作動モードに戻るよう変位する時、ばね部材４８にね
じれ応力を再びかけるため運転者が変速レバーを使用し
て追加の力をかける必要がある。このことは４１作動モ
ードから偶然にかみだりに変位するのを防止する助けと
なるので１つの利点である。副変速機箱１０をＮ作動モ
ードに戻し変位すると、ローラ５６は再びカム面６０に
接触する。副変速機箱１０を４日作動モードか２Ｈモー
ドに変位する際にばね部材４８に追加のねじれ応力はか
けない。

本発明の好ましい具体例では、アーム５４はばね部材４
８の一体の部品である。従って、一体の部材はカム板２
８に予負荷するに必要な偏倚力を生じると同時にローラ
５６がカム面６０．６２に向かい合う正しい位置になる
ようにする。

前にも述べたように、ばね部材４８はばね補助機構４６
に伊利に使用される。しかしながら、他の型式のばねも
所望に応じて機構４６に組み込むことができる。

以上、設計が簡単で、操作が容易で安価なｌｌ１ｉ造に
してあり運転者が変位を開始すると変位を自動的に完了
するに必要な予負荷偏倚力を生じる変速装置を説明した
。

本発明の１つの好ましい具体例を図示して説明したが、
これは例示にすぎず当業者が変形できるものと考えるべ
きである。前記特許請求の範囲はそのＪ：うに変形した
ものも本発明の範囲に包含するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のばねで助けられた変速′＠四の断面図
、第２図は第１図の２−２線に沿い切断して変速装置の
構造の細部を１つの位置で示す図、第３３図は第２図の
構造を別の位置で示す図である。 １０・・・変速装置　１２・・・ハウジング１６．１８
・・・変速フォーク ２２．２６・・・従動子　２８・・・板３２〜３４・・
・カム軌道　４８・・・バ　ネ　部　材５６・・・従動
子　５８・・・補助カム軌道６０．６２・・・軌道面 特ｚ１出願人 ボーク・ワーナー・コーポレーション （外５名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軸線（△）を中心として複数の位置に回転可能で少
   くとも１つのカム軌道（３２〜３４）を形成する板（２
   ８）と、カム軌道に作用的に関係し板が複数の位置に選
   択的に回転することに応答して関係した変速フォーク（
   １６，１８）を動かすＪ：うにした少くとも１つのカム
   従動子（２２゜２６）とを含むばねにより助けられた変
   速装置において、板により形成され軸線（Ａ）に曲率の
   中心を右する弧状の第１の軌道面（６０）および自体に
   垂直な線が軸線（Ａ）に交差しないように配向した第２
   の軌道面（６２）を有する補助カム軌道（５８）と、ば
   ね部材（４８）と、板が１つの位置にあると第１の軌道
   面（，６０）に接触しまた板が別の位置にあると第２の
   軌道面（６２）に接触するよう補助カム軌道に作用的に
   関係してばね部材により支持された補助カム従動子（５
   ６）とを備えたばね補助機構を備え、該機構が補助カム
   従動子が第１の軌道面と接触していると板（２８）に予
   負荷偏倚力をか（プるようばね部材（４８）に応力をか
   けるような構造と配置とにしであることを特徴どするば
   ねににり助りられた変速装置。 ２、前記機構が板（２８）が１つの位置から別の位置に
   向は回転を開始すると補助カム従動子（５６）が第１の
   軌道面（６０）どの接触を離れ第２の軌道面（６２）に
   接触するよう運動さｌるような構造と配置とにしである
   特許請求の範囲第１項の装置。 ３、前記ｓｅｐが補助カム従動子（５６）が第２の軌道
   面（６２）に接触すると予負荷偏倚力により板に第２の
   位置への回転を完了させるような構造と配置とにしであ
   る特許請求の範囲第２項の装置。 ４、軸線（Ａ）を中心として複数の位置に回転可能でカ
   ム軌道（３２）を形成している板（２８）と、カム軌道
   に使用的に関係し板が複数の位置に選択的に回転するこ
   とに応答して関係した変速フＡ−り（１６）を運動させ
   るようにしたカム従動子（２２）と、板に予負荷偏倚力
   をかける手段を含んでいるばね補助機構とを備え、該機
   構が板が少くとも１つの位置に向い回転する時、前記力
   が板に影響を及ぼさず板が該１つの位置から他の位置に
   向は回転を開始した後該他の方向への回転を終了さＩる
   Ｊ：うな構造と配置とにしてすることをＶｊｍどするば
   ねにより助けられた変速装置。 ５、ハウジング（１２）と、ハウジング内で可動で副変
   速機箱を高低速度範囲でかみ合わせる第１の変速フＡ−
   り（１６）と、ハウジング内で可動で副変速機箱を２輪
   駆動作動モードと４輪駆動作動モードとにかみ合わける
   第２の変速フォーク（１８）と、変速フォーク（１６，
   １８）を選択的に運動さけるばねにより助りられた変速
   装置（１６）とから成り、該装置が軸線（Ａ＞を中心と
   してハウジング内を回転可能で第１および第２のカム軌
   道（３２〜３４）を形成する板（２８）と、第１および
   第２のカム軌道に作用的に関係し第１および第２の変速
   フォーク（１６，１８）に駆動接続した第１および第２
   のカム従動子（３２〜３４）と、板（２８）により形成
   され前記軸線（Ａ）に曲率の中心を有する第１の面（６
   ０）および軸線（Ａ）に相対的に斜めに配向した第２の
   面（６２）を有する補助カム軌道（５８）と、ハウジン
   グ内固着され別の１１１線（Ｂ）のまわりにコイル巻き
   にした部分（５２）およびコイル巻き部分（５２）から
   延びているアーム（５４）を有するばね部材（４８）と
   、アームに支持され補助カム内に延び表面（６０，６２
   ）に接触する補助カム従動子（５６）とを含み、補助カ
   ム従動子が第１の表面と接触するとばね部材がねじれ応
   力をか【プられそれにＪ：りばね部材が予負荷偏倚力を
   生じて板が回転を開始した後その回転を続（）させて補
   助カム従動子を第１の面（６ｏ）との接触から離し第２
   の面（６２）に接触させるようにしてなることを特徴と
   する副変速機箱。