WO2005047732A1 - 自在軽量変速機 - Google Patents

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WO2005047732A1
WO2005047732A1 PCT/JP2003/014396 JP0314396W WO2005047732A1 WO 2005047732 A1 WO2005047732 A1 WO 2005047732A1 JP 0314396 W JP0314396 W JP 0314396W WO 2005047732 A1 WO2005047732 A1 WO 2005047732A1
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Toshihiro Fukumoto
Yousuke Fukumoto
Keiko Ebato
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Toshihiro Fukumoto
Yousuke Fukumoto
Keiko Ebato
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    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/20—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially using gears that can be moved out of gear
    • F16H3/22—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially using gears that can be moved out of gear with gears shiftable only axially
    • F16H3/24—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially using gears that can be moved out of gear with gears shiftable only axially with driving and driven shafts coaxial
    • 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
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    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/04—Combinations of toothed gearings only
    • F16H37/042—Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement
    • F16H37/043—Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement without gears having orbital motion
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/19167—In series plural interchangeably locked nonplanetary units

Definitions

  • the present invention relates to a structure that eliminates a clutch occupying a large specific gravity of the vehicle's own weight, realizes a significant reduction in the weight and cost of a transmission, and a structure of a parking brake that operates reliably when necessary.
  • the problem to be solved by the present invention is to reduce the weight of the transmission, which occupies a large weight in the vehicle, to reduce the weight of the vehicle by eliminating the clutch, and to realize a smooth driving characteristic more than a torque converter.
  • a small and lightweight gear block that can be switched between HIGH and LOW. (Hereinafter referred to as (1)) to reduce the engine speed and transmit it to the drive wheels. How many (1) are combined at that time depends on the relationship between the engine torque and the maximum vehicle weight. It is also set for smooth acceleration and deceleration during running.
  • the final reduction ratio is the same because it is reduced by the series of the number of combinations in (1).
  • Use one block (hereinafter referred to as (2)) that controls forward, backward, and neutral. Its structure is such that it is inserted into the gear structure of the 2nd and 4th gears at the time of forward movement, and the slide gear 1 (hereinafter referred to as (3)) that retreats and idles at the time of neutral, and is in a forward and dual neutral state. Activate
  • the rigidity of the entire transmission can be adjusted, and at the same time a difference in transmission performance can be realized. Therefore, as long as there is no significant difference in the gross vehicle weight, it is possible to respond by changing the number of vehicles in (1) .
  • the operation of the first gear is controlled by a microcomputer and is performed by hydraulic or electric power.
  • the transmission automatically detects the amount of torque generated by the engine speed, vehicle speed, and accelerator speed, and automatically operates in the mode set by the designer using the microcomputer program.
  • Set the operation mode such as mode, normal mode, mountainous area, mud, snow mode, and back.
  • FIG. 1 shows the HIGH, LOW switching gearbox, which is described in the overall use of FIG.
  • FIG. 2 shows the forward / reverse / neutral switching gearbox which is described by the line 35 in the overall use of FIG.
  • Fig. 3 is a conceptual diagram of the hydraulic control system for gear shifting, the oil reservoir system, the pressurized pump and the oil tank.
  • Figure 4 shows the gearboxes connected.
  • Line 19 indicates the rake device.
  • Figure 5 is a conceptual diagram of the brake.
  • Fig. 6 is an internal conceptual diagram of the brake cylinder that operates the brake.
  • Fig. 1 shows the two-stage structure of HIGH and LOW in which the shifting operation of the transmission described in (1) is described.
  • Two large and small gears (combination of HIGH and combination of LOW) connected to the upper structure move along the guide groove by the arm with the power of hydraulic pressure or electricity by the signal from the microcomputer to switch the gear shifting action.
  • the lower structure uses two independent gears of different sizes to transmit the rotation obtained from the front O-joint to the rear gear: through the upper gear from the front gear, and to change the rotation speed. Transfers power from the rear joint to the next structure.
  • Fig. 2 is basically the same as Fig. 1 except that the slide gear is operated on the entire upper structure or only on the rear, and the slide gear is operating. Indicates a neutral structure. Also, when the first gear and the third gear group of the upper structure are operating, it becomes a pack. The structure of the brake drum will be described with reference to Figs. This figure is a conceptual diagram showing control by an oil pressure device.
  • Fig. 3 shows a conceptual diagram of the oil storage tank and piping when the power to slide a group of gears in the upper structure is hydraulically held.
  • Fig. 4 is a conceptual diagram of a state O in which (1) is a combination of multiple units and (2) is a single unit.
  • FIG. 5 shows the structure inside the brake drum.
  • the rotation sensor detects the condition of (2) and reduces the power to the pressure shaft by the electromagnetic force generated by the operation of the solenoid switch by microcomputer control or the hydraulic pressure by hydraulic control.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram of operating an auxiliary brake by operating the auxiliary brake by friction between a brake drum and a brake drum.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram of the inside of the oil pressure device when the control of FIG. 5 is selected to be hydraulic.

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Description

明 細 書 自在軽量変速機 技術分野
本発明は、 自動車の自重のうち大きな比重を占めるクラッチの削除、 変速機の大幅な軽量化とコストカツトを実現する構造と必要時に確実に作動 する駐車プレーキの構造。
背景技術
従来は自動変速機の構造として、古くはトルクコンパ一ター'、最近は スチーノレ製のベルトを用いた差動装置などが実用化されているが何れも大排 気量のエンジンに対し使用するのが難しく、 又構造上エネルギーの損失が多 い。
本発明が解決しようとする課題は、車両の内大きな重量を占める変速 機の軽量化を図り、 クラッチの削除による車両の軽量化と、 トルクコンパ一 ター以上の滑らかな運転特性の実現と同時に、 同一構造のギア一プロックの 使用個数の増減で小型車から大型車までトルク負荷の大小に対応でき変速段 数を変化させ、 負荷剛性係数を増減させる構造とコストの削減である。 発明の開示
H I G H、 L OWの 2段に切り替えられる小型軽量の歯車のブロック (以降 （1) と言う） を数個組み合わせ、 エンジンの回転速度を減速して動 力輪に伝達する。 その際に何台の （1) を組み合わせるかは、 エンジンのト ルクと最大車両重量の関係により決まってくる。 又走行時の加減速を滑らか にする目的でも設定される。
最終減速比は （1) の組み合わせ個数の級数分だけ減速される為同一
(1) を設計者の意図する最終減速比に達するようプロック数を組み合わせ れば良い。
前進、 後退、 ニュートラルを司るプロック (以降 (2) と言う） を 1 台用いる。 それの構造は第 2ギヤ一、 第 4ギヤ一のギヤ一構造に前進時に挿 入、 ニュートラル時に後退し空転させるスライ ドギア一（以降 （3 ) という） を作動させることにより前進と二ユートラルの状態を作動させる。
(2) を一台、 （1) を数台を組み合わせ変速機を構成する。 その際 変速機全体でトルクに対する剛性を保てば良いので大幅な軽量化 S実現でき る。
又（1) の台数の増減で変速機全体の剛性を加減させられると同時に 変速性能に差を実現出来るので、 車両総重量に余程の差が無い限り （1) の 台数の変化で対応出来る。
ギア一の操作はマイコンによる制御で、油圧又は電動による動力で行 う。
(3)を利用することにより自動的にニュートラルの状態を実現出来 るのでクラッチを無くすることが出来る。
(3) を利用してニュートラルの状態にした時 ( 1) 以後 Oギヤ一が 回転していない事をセンサーで感知し、 回転していない時マイコンの制御に より、 油圧又はソレノィ ドを操作することによりパーキングブレーキを作動 させる。
変速機はエンジンの回転数、車両のスピード、アクセルの進度ならぴ に発生トルク量を検知しマイコンのプログラムで設計者が設定したモードで 自動操作を行うが、 運転者の意思を反映させる為高速モード、 通常モード、 山地、 泥濘、 雪モード、 バック等の運転モードを設定する。
各モードに応じ変速機の （1 ) の H I G H、 L OWの切り替えの変化 をつけ又山地、 泥道、 雪モードでエンジンブレーキがアクセル角とエンジン 回転数、 車速を検知し作動するようプログラムを設定する。
発明実施の形態としては、車両等のクラッチ、従来型変速機の変わり 同プロック群を車両に搭載する。 図面の簡単な説明
図 1は、図 4の全体での使用形態で引き線 4 4で説明されている H I G H、 L OW切り替えギヤ一ボックスを示す。
図 2は、 図 4の全体での使用形態で引き線 3 5で説明されている前 進 ·後退 · ニュートラルの切り替えギヤ一ボックスを示す。
図 3は、ギヤ一の切り替え用油圧コントロールシステムとオイルリザ 一パーシステムと加圧ポンプ ·オイルタンクの概念図である。
図 4は、 ギヤ一ボックスが連結された状態を示す。 引き線 1 9はプレ —キ装置を示す。
図 5は、 ブレーキの概念図である。
図 6は、ブレーキを作動させるプレーキシリンダーの内部概念図であ る。 発明を実施するための最良の形態
図 1は （1 ) と説明で記述している変速機の変速作動を行う |5分で、 H I G H、 L OWの 2段の構造である。 上部構造の連結した大小 2つの歯車 (H I G Hの組み合わせ、 L O Wの組み合わせ） がマイコンによる信号で油 圧や電気等の動力でアームによりガイ ド溝にそい移動して変速作用 切り替 えを行う。 下部構造は大きさの異なる独立した 2つのギア一で前面 Oジョイ ントから得た回転を前部のギア一から上部のギア一を介し後部のギ:^一に伝 え回転数の異なる状態にし後部のジョイントから次構造に力を伝える。
図 2は基本的には図 1の構造と同じであるが上部構造の全部、又は後 部のみにスライ ドギア一を作動させスライドギア一が作動している日存は前進、 作動していない時はニュートラルとする構造を示している。 又上部禱造の第 1ギヤ一第 3ギヤ一群が作動している時はパックとなる。 ブレーキドラムの 構造は、 図 5 ·図 6にて説明する。 なお、 当該図はオイルプレッシ ー機器 によるコントロールを示す概念図である。
図 3は上部構造のギア一群をスライ ドさせる動力を油圧で佇う場合 オイル貯蔵タンクとパイビングの概念図を示している。
図 4は （1 ) が複数台数、 （2 ) が 1台組み合わされた状態 O概念図 である。
図 5はブレーキドラム内の構造を示している。 回転センサー、 （2 ) の状況を探知し、 マイコン制御でソレノィ ドスイッチの動作で発生 "る電磁 力、 又は油圧制御による油圧で、 プレッシャーシャフトへの動力を.カロ減する ことにより補助プレーキシュ一を作動させ、 プレーキドラムとブレーキライ ニングの摩擦で補助ブレーキを作動させる概念図である。
図 6は図 5の制御を油圧式と選択した場合のオイルプレッシャー機 器内の概念図である。
符号の簡単な説明
1. 雄型ジョイント
2. ベアリング
3. オイノレシ—ノレ
4. 前部メインギア一
5. メインギアースティ
6. 後部メインギア一
7. 第 1ギア一
8. 第 2ギア一 .
9. 第 3ギア一
10. 第 4ギア一
11. 雌型ジョイント
12. スライ ドギアースライド溝
13. スライドギア一移動動力装置
14. スライ ドギア一移動アーム
15. オイルパイプ
16. オイルコン卜ローラー
17. パイプ
18. シリンダー 19. ドラム
20. 回転検知センサー兼コントローラー 21. シャフト
22. ブレーキライニング
23. プレーキシュ一
24. ブレーキシューリンゲージ
25. スライ ドギア一
26. 切り替えギア一移動動力装置
27. リターンオイルパイプ
28. オイルリザーブタンク
29. 高圧オイルタンク
30. オイ/レポンプ
31. オイル圧力センサー
32. ギア一移動コントローヲー
33. 信号用電線
34. 電磁弁
35. 前進、 後退、 ニュートラノレギア一プロック 36. ソレノィ ドコントローヲー
37. ソレノィ ド
38. オイルプレッシャ^"機器
39. プレッシャーシャフト
40. リターンスプリング
41. オイルシリンダー 42. リング棒
43. 上部ギヤ一構造
44. H I G H、 L OW切捧ギヤ一ボックス 産業上の利用の可能性
自動車、 産業用作業車、 変速作用を必要とする産業用機器類、 農業用 作業者などの滑らかな変速動作を必要とする機器類の変速機として広範囲に 利用することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 2段又は 3段の減速比のプロック状の変速機プロックを数個組み合 わせ、 1台の自動車の変速機の役割をさせる。
2 プロック状の変速機の中の 1台を前進、後進、 ニュートラルの役割を 持つ歯車構造のブロックを 1台組み合わせ、 クラッチの代替え機能を持たす 構造。
3 プロック全体の歯車を作動させ最終ギア一比が得る様に電子制御を 行い構造を一体として安定した速度での車両運行とエンジンの最適回転数が 得る様にする変速機の構造。
4 請求の範囲 2で記載した前進、後進、二ュ トラルのプロックと電子 制御パーキングプレーキを組み合わせクラッチを不要とする機構。
5 ギヤ一ボックスと補助ブレーキを一体化することにより、主ブレーキ と関係なく、 安定的なネ甫助ブレーキ作動を実現する構造。
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