JPS60208659A

JPS60208659A - 多段変速クラツチ装置

Info

Publication number: JPS60208659A
Application number: JP59062186A
Authority: JP
Inventors: Takashi Takahashi; 崇高橋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-03-31
Filing date: 1984-03-31
Publication date: 1985-10-21

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】〔発明の技術分野〕本発明は、遊星歯車機構を多段に設けた多段変速クラッ
チ装置に関するものである。

〔従来技術〕

入力軸と出力軸との間に、内歯歯車を遊動状態にさせた
遊星歯車機構を多段に介在させ、その多段の遊星歯車機
構から一つの遊星歯車機構の内歯歯車を選択的に制動す
ることにより、入力軸の動力を多段に変速できるように
した多段変速クラッチ装置がある。

従来、このような多段変速クラッチ装置において、内歯
歯車を制動するときは、その内歯歯車の外周からラジア
ル方向に向けて加圧力を加えるような構成になっている
。しかし、このように外周からラジアル方向に偏心の起
らないように均等に制動力を加えることは技術的に非常
に難しい。そのため、制動加圧力が加えられた＼とき発生する内歯歯車の偏心により、遊星歯車と内歯歯
車とが二歯面噛合等の無理な噛合を行い、騒音の発生や
早期摩耗を起す原因になっていた。

このような問題を防止するため、従来装置では、上記内
歯歯車をアームなどを介して入力軸又は出力軸に対し支
持するような構成をとっている。しかし、このように内
歯歯車をアームなどを使って支持すると、機構を複雑に
すると共に、メンテナンス作業を難しくし、かつ装置の
コンバクｉ・化の障害になっている。

また、内歯歯車の制動には卵重に大きな加圧力を必要と
するが、この加圧力を油圧シリンダ機構により得ようと
すると、シリンダ径を大きくして加圧面積を大きくする
必要があるため、いたずらに無駄な空間を形成するよう
になり、装置が大型化することは回避しえなかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上述のような問題に踊み、装置を一屯
純でコンパクトにしながら、騒音や早期摩耗を起すこと
なく大きな制動力を得ることができ、内歯歯車の確実な
制動を可能にする遊星歯車機構からなる多段変速クラッ
チ装置を提供することにある。

〔発明の構成〕上記目的を達成するための本発明の多段変速クラッチ装
置は、入力軸と出力軸との間に、一方の軸にはそれぞれ
歯数の異なる複数の太陽歯車を軸方向に配列固定し、各
太陽歯車にそれぞれ歯数の異なる遊星歯車を噛合させ、
これら複数の遊星歯車を、他方の軸に対しアームを介し
て固定した軸上に回動可能に支持すると共に、その遊星
歯車の外周側に、それぞれ歯数の異なる遊動状態の内歯
歯車を噛合させ、さらにこれら内歯歯車の外周側に、軸
方向に伸縮自在なリング状のへローズからなる制動手段
をそれぞれ配置し、そのベローズの一つに選択的に加圧
流体を供給して軸方向に伸長させ、当該ベローズに対応
する内歯歯車を静止可能にしたことを特徴とするもので
ある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図に示す実施例により説明する。

第１図において、１は入力軸、２ば出力軸である。入力
軸１には、それぞれ歯数の異なる３個の太陽歯車３ａ、
３ｂ、３．ｃが軸方向に並んで固定され、この各太陽歯
車３ａ、３ｂ、３ｃにそれぞれ歯数の異なる遊星歯車４
ａ、４ｂ。

４ｃが噛合している。上記太陽歯車の数は、この実施例
では３個であるが、２以上の複数であれば何個でもあっ
てもよい。また、一つの太陽歯車に対し噛合させる遊星
歯車の数は、この実施例では４個づつとなっているが、
この数は１個以上の何個であってもよい。

上記太陽歯車３ａ、３ｂ、３ｃにそれぞれ噛合する各遊
星歯車４ａ、４ｂ、４ｃば、同−半ｉイの位置で軸５に
回動自在に軸支されている。

この軸５は、その一方のα１！１部を入力軸１に回動自
在に軸支されたアーム６に固定され、また他方の、ｙ＋
、ｌ１１部を出力軸２に固定されたアーム７に固〆され
ている。上述のように軸支された各遊星山車４ａ、４ｂ
、４ｃの外側に、それぞれ歯数の異なる内歯歯車８ａ、
８ｂ、８ｃが噛合している。

上記内歯歯車８ａ、８ｂ、８ｃは、各遊星歯車４ａ、４
ｂ、４ｃの上にそれぞれ載っているだけのフリーな遊動
状態にしてあり、アーム等の手段により入力軸ｌや出力
軸２に対し支持はされていなＧζ。このように遊動状態
の内歯歯車８ａ、８ｂ、８ｃの外周には、それぞれ軸方
向に沿ったスプライン１０が刻設され、そのスプライン
ｌＯにそれぞれリング状の摩擦板１１が軸方向へスライ
ド可能に噛合している。また、各摩擦板１１には別の摩
擦板１３がそれぞれ対面し、その摩擦板１３はケーシン
グ９の内周面に刻設したスプライン１２に軸方向へスラ
イド可能に噛合している。さらに、上記各摩擦板１３に
対し、第３図Ａ、Ｂに示すようなリング状のベローズ１
４が対面し、そのベローズ１４は供給管１５から圧油等
の加圧流体を供給することにより、軸方向へ伸縮作動す
るようになっている。

第４図は、上記内歯歯車８ａに対し設げた１ゾ擦板１１
，１３及びベローズ１４からなる制動機構の要部を拡大
して示したものである。この第４図では、摩擦板１１．
１３の数が第１図に示すように一枚づつではなく、それ
ぞれ２枚づつ設けられ、かつ交互に介在するように設け
られている。この摩擦板１１．１３の数は、さらに多い
複数枚にしてもよく、このように増すことにより制動面
積を増加し、一層大きな制動力を得ることができるよう
になる。

このように配置した摩擦板１３に対面させたベローズ１
４に、供給管１５から加圧流体を供給すると、そのベロ
ーズ１４は摩擦板１３に向けて軸方向に伸長し、交互に
積層された摩擦板１１．１３をケーシング９の垂直面９
ａに対し強圧する。この強圧により、内歯歯車８ａと噛
合する摩擦板１１は回動不能となるため、内歯歯車８ａ
は静止状態となる。このような制動機構は、他の内歯歯
車８ｂ、８ｃに対しても同様に設けられている。

各内歯歯車８ａ、８ｂ、８ｃに設けた上記制動機構にお
ける三つのへローズ１４，１４．’１４は、それぞれ供
給路１６ａ、１６ｂ、１６ｃを介して切換バルブ１７に
接続され、さらにこの切換バルブ１７は加圧流体供給源
１８に接続されている。上記切換バルブ１７により、加
圧流体供給源１８を供給路１６ａ、１６ｂ、１６Ｃのい
ずれか一つに連通ずるように選択的に切り換えると、加
圧流体供給源１８の加圧流体が、選択された一つのベロ
ーズ１４だけに供給され、残りのベローズには供給され
ない。このような切換バルブ１７の切り換えは、手動で
行ってもよいが、第１図に示すように出力軸２に設けた
検出器１９により、または図示しない入力軸１に設けた
検出器により、回転数又はトルクを検出し、その検出信
号を制御装置２０で処理し、その出力信号により切換バ
ルブ１７の切換を行い、目的とする回転数またはトルク
となるように自動制御してもよい。

さて、上述の装置において１、切換バルブ１７が供給路
１６ａ、１６ｂ、−１４Ｃの全てを閉じた状態のときは
、いずれのへローズ１４にも加圧流体は供給されず、内
歯歯車８ａ、８ｂ、８Ｃの全てがフリーな遊動状態とな
っている。したがって、このときは入力軸１の動力は太
陽歯車３ａ、３ｂ、３ｃ及び遊星歯車４ａ、４ｂ。

４Ｃを経て内歯歯車８ａ、８ｂ、８ｃを空転させるだけ
であり、出力軸２に対し伝達はされないクラッチ・オフ
の状態である。

次に、切換バルブ１７を切り換えて、いずれか一つのベ
ローズ１４に加圧流体を供給すると、そのベローズに対
応する内歯歯車のみが制動されて静止状態となる。した
がって、入力軸１の動力は、その静止状態の内歯歯車を
含む遊星歯車機構を介して変速（減速）を行い、出力軸
２に伝達するクラッチ・オンの状態となる。この状態か
ら、切換バルブ１７を切り換え、他のベローズＩ４へ加
圧流体が供給されるように切り換えると、それまで加圧
流体が供給されていたベローズに対応する内歯歯車は空
転するようになり、代って新たに加圧流体が供給される
ベローズに対応する１２１歯歯車が制動される。そして
その内歯歯車を含む遊星歯車機構を介して、入力軸１の
動力が出力軸２に対し、上記とは異なる変速比で変速さ
れて伝達される。

上述した多段変速クラッチ装置では、ベローズ１４によ
って加えられる制動加圧力は回転軸方向に与えられ、内
歯歯車のラジアル方向には加えられない。したがって、
内歯歯車はラジアル方向の加圧力により偏心することは
なく、それによって内歯歯車と遊星歯車とが二歯面噛合
等を行うことがない。そのため騒音を発生したり、歯車
を早期摩耗させたりすることはない。

また、上述のように制動加圧力を回転軸方向へ加えるた
め、内歯歯車の偏心防止のために、内歯歯車をアームな
どにより入力軸又は出力軸に支持させるような複雑な機
構は必要とせず、単にフリーな遊動状態にしておくこと
ができる。

それによって機構は単純となり、かつコンパクトにする
ことができる。

また、制動手段のベローズ１４ば内歯歯車と同心状のリ
ング状であるため、その加圧面を内両歯車の外周側に沿
った広い面積にすることができ、コンパクトな構成であ
りながら非常に大きな加圧力を発生することができる。

また、ベローズ１４ば、負荷した加圧流体を解除すると
、それ自身の弾性力により自動復帰し、摩擦板から確実
に離れるから、確実なりラッチの切換操作を行うことが
できる。

なお、上記実施例では動力を減速する場合の多段変速ク
ラッチ装置を示したが、上記出力軸２側から動力を入力
し、入力軸１側から出力するようにすれば、増速の多段
変速クラッチ装置とすることができる。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明の多段変速クラッチ装置は、入
力軸と出力軸との間に、一方の軸にはそれぞれ歯数の異
なる複数の太陽歯車を軸方向に配列固定し、各太陽歯車
にそれぞれ歯数の異なる遊星歯車を噛合させ、これら複
数の遊星歯車を、他方の軸に対しアームを介して固定し
た軸上に回動可能に支持すると共に、その遊星歯車の外
周側に、それぞれ歯数の異なる遊動状態の内歯歯車を噛
合させ、さらにこれら内歯歯車の外周側に、軸方向に伸
縮自在なリング状のベローズからなる制動手段をそれぞ
れ配置し、そのベローズの一つに選択的に加圧流体を供
給して軸方向に伸長させ、当該ベローズに対応する内歯
歯車を静止可能にしためで、内歯歯車に対し一切のラジ
アル方向の加圧力は加えられず、そのラジアル方向の力
に基づ（二歯面噛合等による騒音や早期摩耗を発生ずる
ことがない。また、ラジアル方向の加圧力が加えられな
いため、内歯歯車を入力軸又は出力軸等に支持するため
のアーム等の余分な機構が不要となり、装置をコンパク
トにすることができる。

また、制動手段のベローズは内歯歯車の外周方向に沿っ
たリング状であるため、装置をコンパクトにしながら大
きな加圧面を形成し、大きな制動力を発生し、確実なり
ラッチ操作を可能にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による多段変速クラッチ装置の
縦断面図、第２図は第１図の■−■矢視による半断面図
、第３図Ａは上記装置に使用されるベローズの縦断面図
、第３図Ｂは同ベローズを右半分だけ示す正面図、第４
図は上記装置における制動機構を示す拡大断面図である
。 ■・・・入力軸、　２・・・出力軸、　３ａ、３ｂ。３Ｃ・・・太陽歯車、　４ａ、４ｂ、４ｃ・・・遊星歯
車、＋　８ａ、８ｂ、　８ｃｍ内歯歯車、　１０゜１２
・・・スプライン、１１．１３・・・摩擦板、１４・・
・ベローズ、　１７・・・切換バルブ、１８・・・加圧
流体供給源。代理人　弁理士　小　川　信　− 弁理士　野　口　ｉイ　照弁理士　斎　下　和　彦 ―□ 第２図

Claims

【特許請求の範囲】

入力軸と出力軸との間に、一方の軸にはそれぞれ歯数の
異なる複数の太陽歯車を軸方向に配列固定し、各太陽歯
車にそれぞれ歯数の異なる遊星歯車を噛合させ、これら
複数の遊星歯車を、他方の軸に対しアームを介して固定
した軸上に回動可能に支持すると共に、その遊星歯車の
外周側に、それぞれ歯数の異なる遊動状態の内歯歯車を
噛合させ、さらにこれら内歯歯車の外周側に、軸方向に
伸縮自在なリング状のベローズからなる制動手段をそれ
ぞれ配置し、そのベローズの一つに選択的に加圧流体を
供給して軸方向に伸長させ、当該ベローズに対応する内
歯歯車を静止可能にしたことを特徴とする多段変速クラ
ッチ装置。