JPS61206854A - 遊星歯車変速装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 ′本発明は車両に搭載される変速装置に関し、特に建設
機械等の超大型車両を駆動するのに適した遊星歯車変速
装置に関する。

〔従来の技術〕

超大型車両の駆動機構は、例えば第９図に示すようにエ
ンジン１の動力をトルクコンバータ２を介して変速装置
３に伝達し、変速装置ｉ！３でその回転を変速して操向
袋ａ４に伝達し、操向装置４の左右の走行うラッチ５ａ
、５ｂを介して左右の走行装置６ａ、６ｂを駆動してい
る。

この場合、操向装置４はクラッチ５ａ、５ｂやプレー、
キ等の寿命に充分な余裕をとらんが為、操自装置４の幅
Ａを大きくとる必要があり、車両全幅と走行装［６ａ、
６ｂの幅に限界があるところから、変速袋＠３の小型化
が要求されている。

このような背景のもとで使用されている従来の変速装置
３としては第１０図に示す如く、トルクコンバータ２に
連結する入力軸３ａに前後進用クラッチ３ｂを設け、こ
の前後進用クラッチ３ｂを操作して前進用ギア３ｃ若し
くは後進用ギア３ｄを回転し、前進の場合は前進用ギア
３ｃの回転を第１カウンターシヤフト３ｅに設けたドラ
イブギア３ｆに伝達し、第１カウンターシヤフト３ｅに
設けた第１速、第２速変速用クラッチ３ｇを操作して第
１速用ギア３ｈ又は第２連用ギア３１を回転し、第２カ
ウンターシヤフト３ｊに設けた第１速用ギア３ｈと噛合
する第１変速用ギア３に若しくは第２連用ギア３１と噛
合する第２変速用ギア３Ｊとの間で変速して出力軸３ｍ
を回転し、後進の場合は後進用ギア３ｄからリバースギ
ア３．ｎを介して回転を逆にしてドライブギア３ｆに伝
達して前進の場合と同様に変速して出力軸３ｍを回転す
るカウンターシャフト型の変速装置がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この構造の変速装置では、小型化の要求の為に、前後進
共２段の変速段数としているので、この段数域を補うの
に、トルクコンバータを多段型としなければならず、伝
動効率、燃費性能に問題があり、また、軸数が多いとこ
ろからギアの種類、軸受の種類も多くなり、コストがか
かり、メンテナンスも面倒であった。

さらに、クラッチ部分の外径を余り太き（とれないので
、クラッチ枚数が増加し、構造が複雑となるばかりでな
（、クラッチ部分より大径のギアを高速で回転し、これ
を同期させようとするため、各部に発生する衝撃による
荷重に対する強度を充分にとると小型化が困難となる問
題があった。

そこで、本発明は小型化の要求を満たし、かつ比較的構
造が簡単で部品点数を減らしてメンテナンス性を向上し
、耐久性、信頼性、運転操作感覚の秀れた変速装置を提
供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために、前進用サンギア、
後進用サンギアおよび各段変速用のサンギアを一本の回
転軸上に設け、それぞれのサンギアの外側にリングギア
をそれぞれ配設し、それぞれのリングギアの外側にリン
グギアの回転を停止させるブレーキ機構を設け、前記各
サンギアと前記各リングギアとの間にキャリアにて支承
される遊星歯車をそれぞれ配設して前後進切換並びに変
速用遊星歯車機構を構成するとともに、該遊星歯車機構
に動力を入力する入力軸と、前後進切換並びに変速され
た動力を出力する出力軸とを前記回転軸と同軸上にそれ
ぞれ配設したことを特徴としている。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図乃至第８図に基づいて説明す
る。

エンジンと接続するトルクコンバータ２には、自在継手
１０、ギア１１．１２を介して遊星歯車変速装置１３が
動力伝達可能に連結されている。

次にこの遊星歯車変速装置１３の構成を説明すると、ケ
ース１４の一側壁から他側壁に亘って一本の回転軸１５
が回転可能に横架されている。

この回転軸１５の一側外端には、前記ギア１２と噛合す
る入カギ７１６を有する入力軸１７がベアリング１８を
介して回転可能に外嵌され回転軸１５と同軸上に設けら
れている。

回転軸１５の他側端には、外端に被駆動機器を連結する
出力用ギアカップリング１９を有する出力軸２０がベア
リング２１を介して回転可能に外嵌され、回転軸１５と
同軸上に設けられている。

該出力軸２０にはケース１４内に配置される第２速用キ
ヤリア２２が延設され、出力軸２０の外周とケース１４
との間にベアリング２３を、前記キャリア２２の内周と
回転軸１５との間にベアリング２４を夫々挿入し、出力
軸２０が円滑に回転できるように支承している。

回転軸１５の外周上には、該軸１５のギアカップリング
１５ａに嵌着した前進用サンギア２５、該軸１５に形成
した後進用サンギア２６、該軸１５のギアカップリング
１５ｂに嵌着した第３速用サンギア２７及び該軸１５の
ギアカップリング１５Ｃに嵌着した第２速用サンギア２
８が、入力軸１７側から出力軸側２０に向って順次配列
されている。また、第３連用サンギア２７と第２速用サ
ンギア２８との間には、Ｍ１速用サンギア２９が回転軸
１５に遊装され、該ギア２９は第２速用キヤリア２２の
腕部２２ａ先端に形成したギアカップリング３０に噛合
して保持されている。

各サンギア２５．２６．２７．２８．２９の外側位置に
は、夫々のギアに対応して、前進、後進。

第３速、第１速及び第２速用リングギア３１，３２．３
３．３４．３５が夫々配置されている。

各リングギア３１乃至３５の外側には、前進。

後進、第３速、第１速及び第２連用ブレーキ機構３６．
３７．３８，３９．４０が夫々配置されている。各ブレ
ーキ機構３６乃至４０は、各リングギア３１乃至３５の
外周に回転軸１５の軸線方向に形成したセレーション４
１に回転軸１５の軸線方向に移動可能に設けられた複数
のリング状のディスク４２と、ケース１４の胴部に回転
軸１５と並行に架装した適数本の支持ピン４３に吊持さ
れ、前記ディスク４２を挟圧する複数の摩擦バッド４４
と、ケース１４の胴部に形成された液圧室４５内に配置
され、前記摩擦バッド４４を押圧するリング状のピスト
ン４６とで構成されており、変速操作によって、各液圧
室４５に供給された液圧によりピストン４６を前進させ
て、摩擦バッド４４にてディスク４２を挟圧して各リン
グギア３１乃至３５の回転を係止する。

前記入力軸１７側のケース１４内には、前後進用キャリ
ア４７がベアリング４８を介して回転軸１５に支承され
、該キャリア４７に形成したカップリング４７ａを入力
軸１７の延出部に形成したカップリング１７ａに噛合さ
せている。また、第３速用サンギア２７と第１連用サン
ギア２９との間には第１・第３速兼用キヤリア４９がベ
アリング５０を介して回転軸１５に支承されている。

前後進用キャリア４７には前、後進用サンギア２５．２
６の外周と前、後進用リングギア３１゜３２の内周との
間において円周方向の等分位置に３本の腕部４７ｂを回
転軸１５と平行に延設し、夫々の腕部４７ｂには、前進
用遊星ギア５１と後進用遊星ギア５２が回転可能に支承
され、前進用遊星ギア５１は前進用サンギア２５と前進
用サンギア３１とに夫々噛合し、後進用遊星ギア５２は
前後進用キャリア４７の別の３本の腕部４７ｃに夫々回
転可能に設けた後進用アイドラギア５３を介して後進用
サンギア２６と後進用リングギア３２に夫々噛合してい
る。第１・第３速兼用キヤリア４９の３本の腕部４９ａ
の一端には第３連用遊星ギア５４が、他端には第１速用
遊星ギア５５が夫々回転可能に支承され、第３連用遊星
ギア５４は第３連用サンギア２７と第３速用リングギア
３３に夫々噛合し、第１速用遊星ギア５５は第１・第３
速兼用キヤリア４９の別の３本の腕部４９ｂに回転可能
に支承された第１速用アイドラギア５６を介して第１速
用サンギア２９と第１速用リングギア３４に夫々噛合し
ている。第２連用キヤリア２２の３本の腕部２２ａには
第２速用遊星ギア５７が回転可能に支承され、第２連用
サンギア２８と第２速用リングギア３５に夫々噛合して
いる。

又、第１・第３速兼用キヤリア４９の腕部４９ａ、４９
ｂの他端にはギアカップリング４９ｃが形成され、第２
速用リングギア３５のギアカップリング３５ａと噛合し
ている。

このように構成された遊星歯車変速装置１３の作用を模
式的に示した第３図乃至第８図で説明する。図中太線は
動力の流れを示す。

先ず、エンジンからの動力はトルクコンバータ２よりギ
ア１１．１２を介して入力ギア１６に伝達される。これ
により入力軸１７が回転し、該入力軸１７のギアカップ
リング１７ａ１前後進用キャリア４７のギアカップリン
グ４７ａを介して前後進用キャリア４７を回動する。こ
の時、前後進用リングギア３１，３２はフリー状態であ
るから、前、後進用遊星歯１［５１，５２は自転するの
みで、エンジンの動力を回転軸１５に伝達しない。

そして、前進用ブレーキ機構３６を操作すると、前進用
リングギア３１が該ブレーキ機構３６にて係止され、前
進用遊星ギア５１は前進用サンギア２５の回りを公転し
て回転軸１５を所定方向に回転する。

この回転より第３連用サンギア２７と第２連用サンギア
３８が回転するが、第３．第１及び第２連用リングギア
３３．３４．３５がフリー状態であるから、第３．第１
及び第２速用遊星ギア５４゜５５．５７は、自転するの
みで、第１・第３速兼用キヤリア４９及び第２速用キヤ
リア２２は回動しない。

そして、前進第１速の場合は、第３図に示す如く、第１
連用ブレーキ機構３９を操作して第１速用リングギア３
４を係止すると、第２速用サンギア２８．第２連用遊星
ギア５７．第２速用リングギア３５を介して回動してい
る第１・第３兼用キヤリア４９に設けた第１連用遊星ギ
ア５５が第１速用アイドラギア５６を回転し、第１速サ
ンギア２９に回転力を与え、ここで第１速に変速されて
、ギアカップリング３０を介して第２速用キヤリア２２
に伝達され、出力軸２０に第１速を伝達する。

前進第２速の場合は、第４図に示す如く、第２連用ブレ
ーキ機構４０を操作して第２速用リングギア３５を係止
すると、第２連用サンギア２８にて自転していた第２連
用遊星ギア５７が公転して第２速に変速し、第２速用キ
ヤリア２２を回動し、第２速を出力軸２０に伝達する。

前進第３速の場合は、第５図に示す如く、第３速用ブレ
ーキ機構３８を操作して、第３速用リングギア３３を係
止すると、第３速用サンギア２７にて自転していた第３
連用遊星ギア５４が公転して、第３速用キヤリア４９が
回動し、これによりギアカップリング４９ｃ、３５ａを
介して第２速用リングギア３５を回転する。一方策２連
用サンギア２８．第２速用遊星ギア５７を介して第２速
用リングギア３５も回転するが、前記ギアカップリング
４９Ｃ，３５ａを経て伝達される回転量と異なるため、
この回転差で第２連用遊星ギア５７が公転して第３速に
変速され、この公転により第２速用キヤリア２２が回動
して、出力軸２２に第３速を伝達する。

後進操作の場合には、後進用ブレーキ機構３７を操作す
ると、後進用リングギア３２が該ブレーキ機８３７にて
停止され、後進用遊星ギア５２が後進用リングギア３２
の内周を公転し、後進用アイドラギア５３を介して後進
用サンギア２６を回転して回転軸１５を前記前進の場合
とは逆方向に回転する。

そして、後進第１速、第２速及び第３速に変速すると、
第６図乃至第８図に示す如く、動力は前記前進第１速、
第２速及び第３速と同様の順序で出力軸２０に変速され
て伝達される。

以上のようにしてエンジンからの動力を遊星歯車変速装
置１３により、前進、後退及び変速して操向装置に伝達
して車両を駆動するので、従来のカウンターシャフト型
変速装置に比べ、装置全体を小型化でき、部品点数が少
なくてメンテナンスが容易であり、また、一本の軸上に
各サンギアを配列したので、各遊星ギアとの噛合精度が
よく不測の荷重を押えることができ、耐久性、信頼性。

運転操作感覚の秀れた変速装置である。

〔発明の効果〕

本発明は上記のように、前進用サンギア、後進用サンギ
アおよび各段変速用のサンギアを一本の回転軸上に設け
、それぞれのサンギアの外側にリングギアをそれぞれ配
設し、それぞれのリングギアの外側にリングギアの回転
を停止させるブレーキ機構を設け、前記各サンギアと前
記各リングギアとの間にキャリアにて支承される遊星歯
車をそれぞれ配設して前後進切換並びに変速用遊星歯車
機構を構成するとともに、該遊星歯車機構に動力を入力
する入力軸と、前後進切換並びに変速された動力を出力
する出力軸とを前記回転軸と同軸上にそれぞれ配設した
ので、従来に比べ装置全体を小型にでき、また構造が簡
単で部品点数が少なく、コストの低減やメンテナンスの
向上が図れ、かつ、耐久性、信頼性、運転操作感覚の秀
れた変速装置である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図はスケルトン図、第２図は断面図、第３図は前進第
１速の動力伝達状態を示す説明図、第４図は前進第２速
の動力伝達状態を示す説明図、第５図は前進第３速の動
力伝達状態を示す説明図、第６図は後進第１速の動力伝
達状態を示す説明図、第７図は後進第２速の動力伝達状
態を示す説明図、第８図は後進第３速の動力伝達状態を
示す説明図、第９図は従来の駆動装置の概略を示すスケ
ントル図、第１０図は従来のカウンターシャフト型の変
速装置のスケントル図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、前進用サンギア、後進用サンギアおよび各段変速用
   のサンギアを一本の回転軸上に設け、それぞれのサンギ
   アの外側にリングギアをそれぞれ配設し、それぞれのリ
   ングギアの外側にリングギアの回転を停止させるブレー
   キ機構を設け、前記各サンギアと前記各リングギアとの
   間にキャリアにて支承される遊星歯車をそれぞれ配設し
   て前後進切換並びに変速用遊星歯車機構を構成するとと
   もに、該遊星歯車機構に動力を入力する入力軸と、前後
   進切換並びに変速された動力を出力する出力軸とを前記
   回転軸と同軸上にそれぞれ配設したことを特徴とする遊
   星歯車変速装置。