JPS62500254A - 中間軸変速機 - 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】 本発明は、一般に車両用等の中間軸変速機に関し、更に詳しくは、一定かみ合い 歯車装置を使った複数の正転及び逆転速度、並びにさし込み多板型の複数の流体 作動・回転クラッチを有する中間軸変速機に関する。

背景技術 各作動方向に複数の速度比をもつ中間軸変速機は、ホイールローダ、タイヤ付ロ グスキッダ、及びその他の重負荷車両のような車両の駆動系統で特に有用である 。このような変速機は、複数の回転クラッチと関連する連続かみ合い歯車とが、 通常の平行軸上に、かなシの構造的簡潔さ及び入力軸と出力軸の間の高さ低下要 求への適合を可能にするように配置できることで有利である。

日本の小松製作所が提供する動力軸変速機の一つは、縦に整列されたエンジンと トルクコンバータによって駆動される中間軸ユニットで、一対の方向性クラッチ 、三つの速度クラッチ、５本の軸及び１１個の歯車を使用する。最後の軸と二つ の歯車は単に伝動のために使われるので、あの変速機は、４本の軸と９個の歯車 を使って、基本的に三つの正転速度及び三つの逆転速度を提供することができる 。それは、軸方向に簡潔であり、入力軸と出力軸の間の高さの低下を提供するこ とができるが、望むよりまだ複雑で高価である。これは、主として望ましくない 遊び歯車と関連する軸とを使用していることによる。

クラークエクイツプメント社もいくつかの中間軸変速機系を製造し、２，３又は ４速を任意に提供する可逆ユニットを示す１９６９年９月９日Ｊ、Ｆ、フィッシ ャー外に発行された米国特許第３，４６５，６０９号を参照することができる。

しかし、その系統は、第６速クラツチとその関連する歯車がこのユニットの残り の部分を含む壁から遠い側に位置し、それで別のハウジング壁を要し、このユニ ットが軸方向に延びるという欠点を有する。

更に、次の米国特許に従来技術が示されている：１９６０年１１月１日Ｃ，ガー ストへ発行された第２．９５８，２３１号；１９６１年２月２８日Ｃ，ガースト へ発行された第２，９７２，９０１号；１９６６年６月７日Ｃ，Ｅ、ショーへ発 行された第３，２５４，５４１号；１９７０年１１月１７日Ｊ、Ｂ、スノイ外へ 発行された第３．５４０，５５６号；１９７２年４月１１日Ｈ，リンクへ発行さ れた第５，６５４，８１９号：１９７５年１０月２１日Ｊ、ホルシュへ発行され た第３，９１３，６１６号；１９８１年６月６０日Ｊ、Ｂ、スノイ外へ発行され た第４．２７５，６０７号；及び１９８２年６月８日Ｇ、Ｐ、グラツタバグリア へ発行された第４，６３３，３５８号。これらの変速機の大部分は、提供される 変速数に対し軸と歯車が多過ぎ、従って必要以上に複雑である。

従って、必要なものは、最大６本の軸と最少数の歯車を使って少なくとも二つの 正転速度と少なくとも二つの逆転速度を提供する、構造的に単純で簡潔な中間軸 変速機である。例えば、もし正転６速、逆転３速が必要なら、これらの６本の軸 に関連して必要な歯車の数は、好ましくは８個に限定されるべきである。これら の制限は、段切の変速と方向機能に関して注記され、特定の車両環境で要求され るかもしれないその後の伝動歯車列とは独立と考えるべきである。

更に、所望の中間軸変速機は、好ましくは、同様の大きさの回転クラッチ要素を 使うことによって部品の共通性を最大にし、且つこれらの要素とその接続を、不 必要に高い運転速度又はクラッチ板係合速度が避けられるように設計することに よって、長い有効寿命を持つべきである。そして、軸、歯車及び回転クラッチは 、車両の限られた空間の中及び分離できるハウジングの前壁と後壁の間に入るよ うに、半径方向に互いに入り組んで、比較的に軸方向長さが短くあるべきである 。

発明の開示 本発明は、上記の問題の一つ以上を解決することを目的とする。

本発明の一局面で、入力軸、出力軸及び第６の軸を含み、その入力軸がその上を 自由に回転できる第１及び第２歯車並びにそれらの一つをこの入力軸に共同回転 するために選択的に結合するための第１及び第２クラッチ組立体を有し、出力軸 がその上を自由に回転できる第６歯車及びそれに結合された第４歯車及びこの第 ６歯車を出力軸に選択的に結合するだめの第３クラッチ組立体を有し、第３軸が その上を自由に回転できる第５歯車、この第６軸に結合された第６及び第７歯車 、並びにこの第５歯車を第６軸に選択的に結合するだめの第４クラッチ組立体を 有し、第１歯車と第３歯車、第２歯車と第７歯車、第６歯車と第６歯車、及び第 ４歯車と第５歯車が結合されている中間軸変速機が提供される。これは、二つの 正転及び二つの逆転速度を提供するのに有効である。

もう一つの軸又は遊び歯車の使用の必要なしに、三つの正転及び三つの逆転速度 を提供するように、第８の歯車を出力軸上に自由回転するように取付け、第７の 歯車とかみ合わせ、そしてこの第８の歯車を出力軸に結合するために第５のクラ ッチ組立体を設けることが都合よくできる。

第１図は、本発明によって構成された６速正転及び６速逆転中間軸変速機の線図 的で展開したが、はぼ側面図的断面図である。

第２図は、第１図の中間軸変速機の線■−■による線図的正面図で、各種の軸と それらに関連する定常かみ合い伝動装置の関係と、展開した第１図の切断面を第 １図の展開断面図を参照すると、ハウジング又はドロップボックス１８に回転可 能に支持された上入力軸１２、下出力軸１４、及び第６の又は中間の軸１６を有 する中間軸変速機１０が図示されている。これらの軸１２．１４及び１６は、ハ ウジング内にそれぞれ平行な軸線２０．２２及び２４に沿って回転可能に取付け られ且つ第２図に示すような立面図関係を有する。

入力及び出力軸線２０及び２２は、垂直面２６内は在り、第６の軸線２４は、そ の片側に、他の二つの軸線の高さの間の高さに位置する。

ハウジング１８は、一般に二つの主要部；即ち中央部に第１図で見て左に配置さ れた前主ケース部２８、と右に位置する後カバ一部３０で構成される。この主ケ ース部の前壁３２は、入力軸線２０上に段付円筒形孔３４、並びに出力軸線２２ 及び第６軸線２４上にそれぞれ百円筒形段付ポケット３６及び３８を一体に形成 する。同様に、カバ一部の後壁４０は、入力軸線２０及び第３軸線２４上に百円 筒形段付ポケット４２及び４４を一体に形成する。内軸受座５０及び外シール座 ５２を有する環状フランジ部材４８を取外し可能に受けるようにされだ円筒形孔 ４６も、この後壁に出力軸線２２に活って形成されている。出力ヨーク５４は、 スプライン継手５６によって、出力軸１４の後部に取外し可能に固着され、そし て環状ゾール５８が座５２とこのヨークの間に延びる。囲み外周壁６０は、前壁 から外方に延び、そして横向きの垂直面上に配置された連結継手６４で、後カバ 一部３０の外周壁６２に取外し可能に取付けられている。複数のねじファスナ６ ６が、このケースとカバ一部を互いにしっかりと締っけ、密封された内部室６８ を形成する役割をする。

入力軸１２は、この実施例では７０で線図的に示すように流体力学的トルクコン バータによって駆動され、このトルクコンバータは、図示はしてないが、通常の 方法でエンジンに直列結合されている。トルクコンバータの出力軸７２は、スプ ライン継手７４でこの変速機の入力軸１２に取外し可能に結合され、別のトルク コンバータ部材７６は、この主ケース部２８に形成された環状前向ポケット８０ の中に回転可能に配置されたポンプ駆動歯車７８を駆動する。

入力軸１２の前端は、ニードル又はローラ軸受組立体８２によって孔３４に回転 可能に支持され、後端は、同様なニードル又はローラ軸受組立体８４によって段 付ポケット４２に回転可能に支持される。環状ウェブ８６は、この入力軸にその 中央で一体に結合され、そして内部にスプラインを切った前ドラム８８と内部に スプラインを切った後−ラム９０がこのウェブに一体に結合されている。このド ラム８８と９０は、それぞれ通常のさし込み多板型の逆転クラッチ組立体９２及 び正転クラッチ組立体９４の被駆動部材を形成する。

例えば、この正転又は逆転クラッチ組立体９２は、複数のさし込まれた環状板と 摩擦円板９８を反動板１００に対して押しつけるため、通常の方法で流体圧力を 受け、第１図で見て左に選択的に動きうる環状作動ピストン９６を含む。これは 、第１歯車１０２と関連するハブ組立体１０４を、この入力軸と共に回転するよ うに結合する。この逆転クラッチ組立体は、この作動ピストンへの圧力が減じた とき、作動ピストンが複数の圧縮ばね１０６によって右に戻ることによって、確 実、に切り離される。これは、第１歯車１０２とハブ組立体１０４が、中間のニ ー「ル又はローラ軸受組立体１０８を介して、入力軸上を−しよに自由に回転で きるようにする。

第２歯車１１０とそれにスプライン結合されたハブ組立体１１２も、ニードル又 はローラ軸受組立体１１４によって、この入力軸１２上に自由に回転できるよう に取付けられている。正転クラッチ組立体９４の別の作動ピストン１１６の、図 で見て右への動きは、同様にこの第２歯車１１０とハブ組立体１１２を入力軸に 結合するだろう。

このようにして、方向性クラッチ組立体９２及び９４の作動は、歯車１０２と１ １０のどちらかの駆動を与えるのに有効であシ、それでクラッチ組立体９２及び ９４をそれぞれ逆転及び正転と呼ぶのは任意であり、それぞれ正転及び逆転とも 容易に考えられることが理解できる。

さて、出力軸１４に関しては、テーパ付ローラ軸受組立体１１８によって前壁３ ２の段付ポケット３６に、及びフランジ部材４８０座５ｏに取付けられた反対に 協同するテーパ付ローラ軸受組立体１２０によって後壁４０に支持されているの がわかる。実際には、軸受組立体１２０は、例えばスプライン継手１２４によっ て出力軸と共に回転するように取付けられた第４歯車１２２を介してこの出力軸 の後部を間接的に支持する。

第３歯車１２６及び関連するハブ組立体１２８は、出力軸の前部に自由に回転す るように取付けられ、且つ第２速度クラッチ組立体１３０によってそれと−しょ に回転するように選択的に結合される。第８歯車１３２及び関連するハブ組立体 １３４は、出方軸の後部に自由に回転するように取付けられ、且つ第６速度クラ ッチ組立体１３６によってそれに選択的に結合される。

この第３歯車１２６は、第１歯車１０２と常時かみ合うように配置されている。

第５歯車１３８及び関連するハブ組立体１４０は、かなりの容量をもつフランジ 付軸受１４１を介して第この第３軸に固定された後方に延びるｌζラム１４３を 有する第１速度クラッチ組立体１４２によってそれと選択的に係合する。又、第 ６歯車１４４は、スプライン継手１４５によって第６軸と共に回転するように取 付けられ、且つ第７歯車１４６は、スプライン継手１４７を介してドラム１４３ に結合され、それによって間接的に第６軸に結合されている。この第６歯車１４ ４は、第３歯車１２６と常時かみ合い、第７歯車１４６は、第２歯車１１０及び 第８歯車１３２の両方と常時かみ合い、且つ第５歯車１３８は、第４歯車１２２ と常時かみ合う。入力軸同様、この第６軸１６は、ニードル又はローラ軸受組立 体１４８によって前ポケット３８に、及びニードル又はローラ軸受組立体１５０ によって後ポケット４４に、回転可能に支持されている。

第１、第２及び第６速度クラッチ組立体１４２゜１３０及び１３６は、構造が方 向性クラッチ組立体９２及び９４と類似である、それで詳細に説明する必要はな い。しかし、円板、作動ピストン及びいくつかの他の部材の大きさは、部品共通 性の改善に都合よく同じである。

産業上の利用可能性 作用する際は、この中間軸変速機１０の入力軸１２は、トルクコンバータの出力 軸７２によって駆動され、そしてこれが方向性クラッチ組立体９２及び９４の前 及び後ドラム８８及び９０をそれぞれ、この変速機の前から入力軸線２０に沿っ て見たとき、例えば時計方向に回転する。前進第１速状態が必要だとすると、運 転者は、正転クラッチ組立体９４と第１速度クラッチ組立体１４２を、そのさし 込まれた円板が互いに保合又は締付けるように、流体的に作動させるように車両 を制御する。これは、それぞれ第２歯車１１０を入力軸１２に、及び第５歯車１ ３８を第６軸１６に結合する。従って、出力軸１４は、歯車対１１Ｇ−１４６及 び１３８−１２２を経由して、比較的低い速度比で駆動される。第２図に文字Ａ で表す破線の矢印で示すように、この出力軸は、時計方向又は入力軸と同じ回転 方向に駆動される。

この変速機を前進第１速から第２速に変えるだめには、第１速度クラッチ組立体 １４２を切ることと第２速度クラッチ組立体１３０を係合させることだけが必要 である。この態様では、減速比が減じて、出力軸１４は、歯車対１１０−１４Ｅ ｉ及び１４４−１２６を経由してより高速で駆動される。

この前進第２速から前進第６速状態に変えるためには、第２速度クラッチ組立体 １３０が切られ、第３速度クラッチ組立体１３６が係合される。これは、減速比 を更に減じ、出力軸１４を歯車対１１０−１４６及び１４６−１３２を経由して 最大速度で駆動する。

第１逆転速度状態では、逆転クラッチ組立体９２と第１速度クラッチ組立体１４ ２だけが係合される。それによってトルクは、三つの歯車列１０２−１２６−１ ４４及び歯車対１３８−１２２を経て出力軸１４へ伝達される。この場合、フリ ーホイールとなっている第６歯車１２６は、出力軸が入力軸１２と反対の回転方 向に駆動されるように、都合よく遊び車として作用し、これは第２図で文字Ｂで 示す方向矢印を参照することによって目に見えるようになる。

この中間軸変速機１０の一実施例での歯数と得られる対応減速比を次の表に示す ： 歯　数 歯車１０２：３３歯 歯車１１０：４７歯 歯車１２６：５７歯 歯車１２２：６９歯 歯車１３８　：　２７歯 歯車１４４：４１歯 歯車１４６：５８歯 歯車１３２：３９歯 正転　逆転 低　３．１５　３．１８ 中　１．７２　１．７３ 高　０．８３　０．８４ この中間軸変速機１０の特徴は、第３軸１６上の第１速度クラッチ組立体１４２ の物理的位置が、その下流に歯車１３８−１２２を経て追加の減速ができるので 、その全体の大きさが最小になるようになっていることである。

この中間軸変速機１０の他の特徴は、背中合わせの第２及び第６速度クラッチ組 立体１３０及び１３６とそれぞれ横に縦整列された、背中合わせの方向性クラッ チ組立体９２及び９４を使用することにある。又、この第１速度クラッチ組立体 １４２は、正転及び第３速度クラッチ組立体９４及び１３６と横に縦整列されて いる。これらのクラッチ組立体と、軸方向にその外側に離れているが前及び後壁 ３２及び４０内にある種種の歯車との密接した半径方向の関係が、第２図並びに それぞれ文字”ｗ”及びＨ”で指定する全体の幅及び高さ表示を参照することで 目で見えるようにされるように、変速機の半径方向の最大の簡潔さを提供する。

変速機の比較的短い長さも、第１図及び文字”Ｌ”によるその全長の表示を参照 することで気付くように、軸の縦方向で得られる。この全長の一部は、複数の加 圧流体作動通路及びそこでの潤滑通路を都合よく提供する段付ポケツ）３６．３ ８．４２及び４４の構成による。更に、二体ハウジング１８及びその孔３４゜４ ６、並びにポケット３６，３８．４２及び４４はこの変速機の組立て及び分解を 容易にする。

上記の点から、この中間軸変速機１０は、構成力；単純且つ丈夫で、軽量である ことが明白である。４個のクラッチ組立体９２．９４，１４２及び１３０．７個 の歯車１０２，１１０，１２６，１２２，１３８゜１４４及び１４６、並びに３ 本の軸１２．１４及び１６だけの使用を通して正転２速、逆転２速が達成される 。更に、１個の追加クラッチ組立体１３６及び１個の追加歯車１３２だけが正転 ６速、逆転６速を提供するだめに要求される。

本発明の他の局面、目的及び利点は、図面、説明及び添付の請求の範囲を研究す ることによって得ることができる。

国際調査報告 １ｍｕｎ＋ｕ１ａｎｓＩＡｏ＋ｕｌ＋ｓ喝１ａｎＮｏ、ｐｃＴ／ｕｓ８４１０１ ９０１１ｎｌ会＋ｎ口１１ａ−＾ｏｏ１ｖ−ＩＩｏＩＩＮＯ，ｐｃ’ｒ／ｕｓ８ ４１０１９０１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．入力軸（１２）であつて、その上で自由に回転するように取付けられた第１ 及び第２歯車（１０２，１１０）、並びにこの第１及び第２歯車（１０２，１１ ０）の一つをそれぞれこの入力軸（１２）に選択的に結合するための第１及び第 ２クラツチ装置（９２，９４）を有する入力軸； 出力軸（１４）であつて、その上で自由に回転するように取付けられた第３歯車 （１２６）、それと共に回転するように取付けられた第４歯車（１２２）、及び 第３歯車（１２６）をこの出力軸（１４）に選択的に結合するための第３クラツ チ装置（１３０）を有する出力軸；並びに 第３軸（１６）であつて、その上で自由に回転するように取付けられた第５歯車 （１３８）、それと共に回転するように取付けられた第６及び第７歯車（１４４ ，１４６）、並びに第５歯車（１３８）をこの第３軸（１６）に選択的に結合す るための第４クラツチ装置（１４２）を有する第３軸を含み、この第１歯車（１ ０２）が第３歯車（１２６）に結合され、第２歯車（１１０）が第７歯車（１４ ６）に結合され、第３歯車（１２６）が第６歯車（１４４）に結合され、そして 第４歯車（１２２）が第５歯車（１３８）に結合されている中間軸変速機（１０ ）。 ２．請求の範囲第１項記載の中間軸変速機（１０）に於いて、第１、第２、第３ 及び第４クラツチ装置（９２，９４，１３０，１４２）がさし込み多板型であり 且つ部品の共通性のために同じ所定の直径を有する変速機。 ３．請求の範囲第１項記載の中間軸変速機（１０）に於いて、第１及び第２クラ ツチ装置（９２，９４）が背中合わせの方向性クラツチ組立体（９２，９４）を 含む変速機。 ４．請求の範囲第１項記載の中間軸変速機（１０）に於いて、第４クラツチ装置 （１４２）が第３軸（１６）に結合されたドラム（１４３）を含み、そして第７ 歯車（１４６）がこのドラム（１４３）に解放可能に結合されている変速機。 ５．請求の範囲第１項記載の中間軸変速機（１０）に於いて、第４及び第３クラ ツチ装置（１４２，１３０）がそれぞれ第１及び第２速度比を提供し、そして第 １及び第２クラツチ装置（９２，９４）が個たに正転及び逆転運転態様の一つを 提供する変速機。 ６．請求の範囲第１項記載の中間軸変速機（１０）であつて、出力軸（１４）上 で自由に回転するように取付けられ且つ第７歯車（１４６）に結合された第８歯 車（１３２）、及びこの第８歯車（１３２）を出力軸（１４）に選択的に結合す るための第５クラツチ装置（１３６）を含む変速機。 ７．請求の範囲第６項記載の中間軸変速機（１０）に於いて、簡潔さのために第 １クラツチ装置（９２）が第３クラツチ装置（１３０）と横に縦整列し、そして 第２クラツチ装置（９４）が第５クラツチ装置（１３６）と横に縦整列している 変速機。 ８．請求の範囲第７項記載の中間軸変速機（１０）に於いて、第４クラツチ装置 （１４２）が第２及び第５クラツチ装置（９４，１４２）と横に縦整列している 変速機。 ９．請求の範囲第６項記載の中間軸変速機（１０）に於いて、第４、第３及び第 ５クラツチ装置（１４２，１３０，１３６）の一つの係合がそれぞれ第１、第２ 及び第３速度を提供し、そして第１及び第２クラツチ装置（９２，９４）の一つ の係合がそれぞれ逆転及び正転運転態様を提供する変速機。 １０．請求の範囲第９項記載の中間軸変速機（１０）であつて、第１壁（３２） を形成するケース部（２８）及び第２壁（４０）を形成するカバー部（３０）、 並びにこれらの壁（３２，４０）に軸（１２，１４，１６）を回転可能に支持す るための軸受装置（８２，８４，１１８，１２０，１４８，１５０）を含む変速 機。 １１．入力軸（１２）であつて、その上で自由に回転するように取付けられた第 １及び第２歯車（１°２，１１０）を有する入力軸； この第１歯車（１０２）を入力軸（１２）に選択的に結合するための第１クラツ チ装置（９２）；第２歯車（１１０）を入力軸（１２）に選択的に結合するため の第２クラツチ装置（９４）；出力軸（１４）であつて、その上で自由に回転す るように取付けられた第３歯車（１２６）及び第８歯車（１３２）、並びにそれ と共に回転するように取付けられた第４歯車（１２２）を有する出力軸；この第 ３歯車（１２６）を出力軸（１４）に選択的に結合するための第３クラツチ装置 （１３０）；第８歯車（１３２）を出力軸（１４）に選択的に結合するための第 ４クラツチ装置（１３６）；第３軸（１６）であつて、その上で自由に回転する ように取付けられた第５歯車（１３８）、並びにそれと共に回転するように取付 けられた第６歯車（１４４）及び第７歯車（１４６）；並びに この第５歯車（１３８）を第３軸（１６）に選択的に結合するための第４クラツ チ装置（１４２）を含み、第１歯車（１０２）が第３歯車とかみ合い係合し、第 ２歯車（１１０）が第７歯車（１４６）とかみ合い係合し、第３歯車（１２６） が第６歯車（１４４）とかみ合い係合し、第４歯車（１２２）が第５歯車（１３ ８）とかみ合い係合し、そして第７歯車（１４６）が第８歯車（１３２）とかみ 合い係合する中間軸変速機（１０）。 １２．請求の範囲第１１項記載の中間軸変速機（１０）であつて、第１壁（３２ ）及び第２壁（４０）を形成するハウヅング（１８）、並びにこれらの壁（３２ ，４０）の間に軸（１２，１４，１６）を回転可能に支持するための軸受装置（ ８２，８４，１１８，１２０，１４８，１５０）を含む変速機。 １３．請求の範囲第１１項記載の中間軸変速機（１０）に於いて、入力軸（１２ ）が第１軸線（２０）を有し、出力軸（１４）がこの第１軸線（２０）の直接垂 直に下の第２軸線（２２）を有する変速機。 １４．請求の範囲第１３項記載の中間軸変速機（１０）に於いて、第３軸（１６ ）が高さで第１及び第２軸線（２０，２２）の間に位置し且つそこから横に片寄 つた第３軸線（２４）を有する変速機。 １５．請求の範囲第１１項記載の中間軸変速機（１０）に於いて、第１及び第３ クラツチ装置（９２，１３０）が横に縦整列し、第２及び第４クラツチ装置（９ ４，１３６）が横に縦整列している変速機。 １６．請求の範囲第１５項記載の中間軸変速機（１０）に於いて、第５クラツチ 装置（１４２）が第２及び第４クラツチ装置（９４，１３６）と横に縦整列して いる変速機。 １７．請求の範囲第１１項記載の中間軸変速機（１０）に於いて、第５クラツチ 装置（１４２）の係合が低速範囲を提供する変速機。 １８．請求の範囲第１７項記載の中間軸変速機（１０）に於いて、第３クラツチ 装置（１３０）の係合が中速範囲を提供し、そして第４クラツチ装置（１３６） の係合が高速範囲を提供する変速機。 １９．請求の範囲第１１項記載の中間軸変速機（１０）に於いて、第１及び第２ クラツチ装置（９２，９４）の係合がそれぞれ逆転及び正転運転態様を提供する 変速機。 ２０．請求の範囲第１１項記載の中間軸変速機（１０）に於いて、クラツチ装置 の全て（９２，９４，１３０，１３６，１４２）が部品の共通性のために同じ直 径を有する複数のさし込み円板（９８）を有する変速機。