JP2003515713A - 変速機 - Google Patents
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Abstract
Description
にはとりわけマニュアル6段変速機が使用される。図1によれば副軸式構造及び
漸進的変速比配列のこのような6段変速機は入力軸10、出力軸20及び副軸3
0を具備する。入力側には入力軸10の回転を副軸30に伝達する入力常時かみ
合い歯車対K−1、K−2が設けられている。出力軸20に遊動輪として歯車5
−1、4−1、3−1、2−1、1−1及びR−1があり、5速、4速、3速、
2速、1速又は後退段に配属される。対応する歯車5−2、4−2、3−2、2
−2及び1−2が副軸30に遊転不能に固設されている。歯車1−2は1速に、
また中間歯車R−3を介在して後退段Rに配属される。出力軸に同期クラッチ要
素S1/2、S3/4、S5/6及びSRがあって、同期クラッチ要素S5/6
が5速へのシフトのために図1で右へ、同期クラッチ要素S3/4が4速へのシ
フトのために左へ、3速へのシフトのために右へ、同期クラッチ要素S1/2が
2速へのシフトのために左へ、1速へのシフトのために右へ、同期クラッチ要素
SRが後退段へのシフトのために右へ、同期クラッチ要素S5/6が入力軸10
と出力軸20を直結する6速へのシフトのために左へ操作される。
持間隔が比較的大きく、それに伴って軸のたわみが生じ、それが一方ではトルク
伝達能力を制限することである。この種の変速機は大きな軸間隔を必要とし、こ
のため比較的重く、かつ高価である。同期させる質量が大きいため極めて大きな
シフト力を掛けなければならない。
の問題は、出力軸が入力軸と同軸に配列されていない場合は、かなり大きな製造
費が必要なことである。しかし入力軸と出力軸を互いに同軸に配列すれば、副軸
との軸間隔が比較的大きくなる。
費が少ないように、変速機を設計することである。
力常時かみ合い歯車群)を配設することによって変速機が2つの変速機部分、即
ち入力側変速機部分と出力側変速機部分に区分され、出力側変速機部分の常時か
み合い歯車対が別個に切換えられることである。それによって出力側変速機部分
で2つの変速比が選択される。出力側変速機部分の常時かみ合い歯車対の間の切
換えは、シフトする変速段の予選択のときに正確に確定された点で外部制御に基
づき自動的に行なわれる。本発明に係る設計によってほとんどすべての回転質量
が出力部と結合され、同期に関与する必要がないので、手動シフト力の大幅な減
少が得られる利点がある。本発明に係る変速機は公知の変速機より歯車列の数が
少ないことが有利である。運転操作時に大きな回転数差のもとで連結されるすべ
ての同期機構、特に2速の同期機構が入力軸にある。この配列はシフト力のレベ
ルにとって極めて有利である。本発明変速機においては好都合なことに1つの変
速段、とりわけ最高段を直結段として構成することができる。それによって効率
が高められる。本発明変速機は軸が短く作られており、従って高い負荷にも僅か
な変形で耐えるから、高いトルク伝達のために好適である。本変速機は6段変速
機に具合よく拡張することができる。出力部の中立位置を実現し、任意の変速段
同期機構を連結することにより、副軸は追加費用なしで出力側補助パワーテイク
オフの直接駆動部として機能することができる。
して説明した細部は同様に表示した。入力軸10に遊動輪として、1速に配属さ
れた歯車1−1、2速に配属された歯車2−1、3速及び5速に配属された歯車
3−1がある。副軸3には対応する歯車1−2、2−2、3−2が遊転不能に固
設されている。上記の歯車は平歯車であることが好ましい。1速及び2速は同期
クラッチ要素S1/2を操作することによって右又は左へ操作される。3速は同
期クラッチ要素S3/K2を操作することによって左へ操作される。1速、2速
及び3速にシフトするときは、同期クラッチ要素SK1/K2が右へ操作され、
副軸30から常時かみ合い歯車対K1を経て出力軸20へ伝達が行なわれる。常
時かみ合い歯車対K1は出力軸20に遊動輪として歯車K1−1、副軸30に遊
転不能に歯車K1−2を有する。
設され、常時かみ合い歯車対K2の別の歯車K2−2は副軸30に遊転不能に固
定されている。常時かみ合い歯車対K1及びK2の上記の歯車も平歯車であるこ
とが好ましい。
操作することによって入力軸1と結合され、こうして4速に配属される。同期ク
ラッチ要素SK1/K2を左へ操作することによって、第2の常時かみ合い歯車
対K2の第2歯車K2−1が出力軸20に連結される。同期クラッチ要素S3/
K2を右へ、同期クラッチ要素SK1/K2を左へ同時に切換えることにより6
速にシフトされる。そこで入力軸10から出力軸20への伝達は第2の常時かみ
合い歯車対K2の歯車K2−1によって直接行われる。
車R−2は歯車R−1により中間歯車R−3を介して駆動され、副軸30に遊動
輪として配設され、副軸30に配設された同期クラッチ要素SRを作動すること
によって操作される。
シフトされる。そこで歯車1−1が入力軸10に連結される。歯車1−1の回転
は歯車1−2を介して副軸30に、副軸30から第1の常時かみ合い歯車対K1
を介して出力軸に伝達される。常時かみ合い歯車対K1は同期クラッチ要素SK
1/K2を右へ操作することによって出力軸20と結合される。同様に2速及び
3速も同期クラッチ要素S1/2を右へ、又は同期クラッチ要素S3/K2を左
へ操作することによって作動される。
み合い歯車対K2の歯車K2−1が入力軸10と結合される。歯車K2−1の回
転が歯車K2−2を経て副軸30に、副軸30から常時かみ合い歯車対K1を経
て出力軸20に伝達される。常時かみ合い歯車対K1の歯車K1−1は(同期ク
ラッチ要素SK1/K2を右へ操作して)出力軸20と結合される。こうして常
時かみ合い歯車対K2の歯車K2−1及びK2−2は4速の変速比を形成する。
同期クラッチ要素SK1/K2が左へ操作される。5速に接続するために、同期
クラッチ要素S3/K2が同じく左へ操作され、そこで副軸30から常時かみ合
い歯車対K2を経て出力軸20へ伝達が行なわれる。図4のシフト図で分かるよ
うに、3速と4速のレーンから5速と6速のレーンへ選択することにより、SK
1/K2の切換えが外力制御のもとで実行される。
経て副軸30へ、副軸30から常時かみ合い歯車対K2の歯車K2−1及びK2
−2を経て出力軸20へ回転の伝達が行なわれる。こうして常時かみ合い歯車対
K1及びK2の切換えの後に、常時かみ合い歯車対K2の歯車K2−1及びK2
−2が3速の歯車3−1及び3−2に関連して5速の構成のために利用される。
6速は直結であり、SK1/K2の位置を変えずにS3/K2を右へ切換えるこ
とによって成立する。
理条件を満足しなければならないことは明らかである。例えば常時かみ合い歯車
対K2の歯車K2−1及びK2−2は一方では常時かみ合い歯車対K1の歯車K
1−1及びK1−2に関連して4速を構成するために、他方では常時かみ合い歯
車対K2として使用される。3速の歯車3−1及び3−2は常時かみ合い歯車対
K1の歯車K1−1及びK1−2に関連して3速を構成するために、また常時か
み合い歯車対K2の歯車K2−1及びK2−2に関連して5速を構成するために
使用される。このような構造により一部が漸進的な変速比配列が実現される。
及びK2の変速比が個々の変速段歯車と同じ変速比であることが条件である。図
2の変速機に対してik1/ik2=(φ3)2が成り立つ。
φ2を自由に選択することができ、従って漸進的に構成することができる。次に
段階配列がもはや変化しない等比部が続く。4速の変速比を5速の変速比で、3
速の変速比を4速の変速比で割り算することから出てくる前述の条件を満たさね
ばならないからである。このようにして1速ないし3速では漸進的な変速比配列
が見られるが、4速ないし6速の高速段では等比変速比配列が現われる。
等比部は、図5に示す第2実施形態ではシフト操作の初めにずらせることができ
る。このことは1速、2速及び3速の間に同じ変速比間隔φ1があり(図6を参
照)、図7により1速と2速の間のレーンから3速と4速の間のレーンに選択す
るときに、常時かみ合い歯車対K1及びK2が外部制御のもとで切換えられるこ
とを意味する。一方、4速と5速の間又は5速と6速の間には変速比間隔の漸進
的構成が可能である。
歯車1−1、1−2、副軸30を経て、さらに副軸30から常時かみ合い歯車対
K1を経て出力軸への伝達が行われる(SK/K2は右へ切換え)。2速は同様
に同期クラッチ要素S1/2を右へ操作することによってシフトされる。3速に
、即ち1速と2速のレーンから3速と4速のレーンにシフトするときは、外力制
御のもとで同期クラッチ要素SK1/K2を左へ操作することにより常時かみ合
い歯車対K1及びK2が切換えられる。3速は同期クラッチ要素S1/2を左へ
操作することによりシフトされる。入力軸10から出力軸20への伝達は歯車1
−1、1−2、副軸30及び歯車K2−1、K2−2を経て行われる。同様に4
速へのシフトのために同期クラッチ要素S1/2が右へ操作され、伝達は歯車2
−1、2−2、副軸30及び歯車K2−2、K2−1を経て行われる。5速への
シフトのために同期クラッチ要素S3/K2が左へ操作され、伝達は歯車3−1
、3−2、副軸30及び歯車K2−2、K2−1を経て行われる。6速は再び同
期クラッチ要素S3/K2を右へ操作することによって操作され(同期クラッチ
要素SK1/K2は左へ操作)、入力軸10から出力軸20への伝達は常時かみ
合い歯車対K2の歯車K2−1により直接行われる。第2の実施形態では一部漸
進的な変速比配列を可能にするために、条件ik1/ik2=(φ1)2が成り立つ。
配列があり、これに対して等比部は中間(2速、3速及び4速)にある。このこ
とは図9で明らかである。図10によれば2速と3速のレーンから4速と5速の
レーンへ選択するときに、外部制御のもとで常時かみ合い歯車対K1及びK2が
切換えられる。条件ik1/ik2=(φ2)2が成り立つ。
チ要素S2/3を左又は右へ操作することによりシフトされ、その際常時かみ合
い歯車対K1によって伝達が行われる(同期クラッチ要素SK1/K2を右へ操
作)。3速から4速にシフトするときは、同期クラッチ要素SK1/K2が左へ
、同期クラッチ要素S2/3が左へ操作され、入力軸10から副軸30への伝達
は歯車2−1及び2−2によって、副軸30から出力軸20への伝達は歯車K2
−2、K2−1によって行われる。5速へのシフトのために同期クラッチ要素S
2/3が右へ操作され、出力軸20への伝達は歯車3−1及び3−2、副軸30
により、さらに歯車K2−2及びK2−1によって行われる。6速は同期クラッ
チ要素S6を右へ操作することによってシフトされ、入力軸10から出力軸20
への伝達は常時かみ合い歯車対K2の歯車K2−1により直接行われる。
の切換えのための同期クラッチ要素S1/Rが副軸30に配設されている。
図表である。
Claims (9)
- 【請求項1】 入力軸(10)、これと同軸に配列された出力軸(20)及び副軸(30)を
有し、副軸(30)の回転を出力軸(20)に伝達することができる第1の常時
かみ合い歯車対(K1)が設けられ、入力軸(10)の回転を選択に応じて副軸
(30)に伝達する歯車対が個々の変速段にそれぞれ配属されている変速機にお
いて、副軸(30)の回転を出力軸(20)に伝達することができる第2の常時
かみ合い歯車対(K2)が設けてあり、選択に応じて第1の変速段群の1つの変
速段の歯車(1−1、1−2;2−1、2−2;3−1、3−2)が入力軸(1
0)と副軸(30)の間で作動するように連結され、その際副軸(30)の回転
が第1の常時かみ合い歯車対(K1)を経て出力軸(20)に伝達され、第2の
常時かみ合い歯車対(K2)に切換えた後は、第1群の1つの変速段の歯車対(
3−1、3−2)を選択し、第2の常時かみ合い歯車対(K2)が副軸(30)
の回転を出力軸(20)へ伝達することによって、第2の変速段群の1つの変速
段にシフトすることを特徴とする変速機。 - 【請求項2】 1速、2速、3速及び4速が第1群に属し、4速の歯車対が第2の常時かみ合
い歯車対の歯車(K2−1、K2−2)からなり、第1の常時かみ合い歯車対(
K1)から第2の常時かみ合い歯車対(K2)に切換えた後に、5速が3速及び
第2の常時かみ合い歯車対(K2)の歯車で構成され、その際変速比間隔の条件
(φ3)2=ik2/ik2が成り立つことを特徴とする請求項1に記載の変速機。 - 【請求項3】 1速に配属された第1歯車(1−1)が遊動輪として、2速に配属された第1
歯車(2−1)が遊動輪として、また3速に配属された第1歯車(3−1)が遊
動輪として入力軸(10)に配設され、選択に応じて1速の第1歯車(1−1)
又は2速の第1歯車(2−2)を入力軸(10)に遊転不能に固結するために第
1の同期クラッチ要素(S1/2)が設けられ、第2の常時かみ合い歯車対(K
2)の第1歯車(K2−1)が遊動輪として、また第1の常時かみ合い歯車対(
K1)の第1歯車(K1−1)が遊動輪として出力軸(20)に配設され、入力
軸(10)と3速の第1歯車(3−1)を結合し又は第2の常時かみ合い歯車対
(K2)の第1歯車(K2−1)と入力軸(10)を結合して、4速の第1歯車
として使用するために、第2の同期クラッチ要素(S3/K2)を選択に応じて
連結することができ、副軸(30)に遊転不能に固設された第2歯車が第1歯車
にそれぞれ配属されており、第2の常時かみ合い歯車対(K2)の第1歯車(K
2−1)又は第1の常時かみ合い歯車対の第1歯車(K1−1)を出力軸(20
)と結合するために、第3の同期クラッチ要素(SK1/K2)を連結すること
ができ、4速から5速に切換えるときは第1の常時かみ合い歯車対(K1)の第
1歯車(K1−1)を出力軸(20)から切り離し、第2の常時かみ合い歯車対
(K2)の第1歯車(K2−1)と出力軸(20)を結合し、かつ3速の第1歯
車(3−1)を入力軸(10)に連結し、6速へのシフトのために第2の同期ク
ラッチ要素(S3/K2)を操作して、入力軸を第2の常時かみ合い歯車対の第
1歯車(K2−1)により出力軸(20)に直結することを特徴とする請求項2
に記載の変速機。 - 【請求項4】 1速及び2速が第1群に属し、第1の常時かみ合い歯車対(K1)から第2の
常時かみ合い歯車対(K2)に切換えた後に、3速は1速の歯車と第2の常時か
み合い歯車対(K2)、4速は2速の歯車と第2の常時かみ合い歯車対(K2)
によって構成され、5速は入力軸(10)と副軸(30)の間に配設された3速
の歯車及び第2の常時かみ合い歯車対(K2)の歯車で構成され、その際変速比
間隔の条件(φ1)2=ik1/ik2が成り立つことを特徴とする請求項1に記載
の変速機。 - 【請求項5】 入力軸(10)に1速の第1歯車(1−1)が遊動輪として、2速の第1歯車
(2−1)が遊動輪として、5速の第1歯車(3−1)が遊動輪として配設され
、第2の常時かみ合い歯車対(K2)の第1歯車(K2−1)及び第1の常時か
み合い歯車対(K1)の第1歯車(K1−1)が遊動輪として出力軸(20)に
配設され、副軸(30)に遊転不能に固設した第2歯車が第1歯車にそれぞれ配
属されており、第1の同期クラッチ要素(S1/2)を操作して1速の第1歯車
(1−1)又は2速の第1歯車(2−1)と入力軸(10)を結合し、第3の同
期クラッチ要素(SK1/K2)を操作して第1の常時かみ合い歯車対の第1歯
車(K1−1)を出力軸(30)と結合することによって、1速及び2速にシフ
トされ、2速から3速に切換えるときは、第3の同期クラッチ要素(SK1/K
2)を操作して第1の常時かみ合い歯車対(K1)の第1歯車(K1−1)を出
力軸(20)から切り離し、第2の常時かみ合い歯車対(K2)の第1歯車(K
2−1)を出力軸(20)と結合し、第1の同期クラッチ要素(S1/2)を操
作して1速の第1歯車(1−1)を入力軸(10)と結合し、4速へのシフトの
ために第1の同期クラッチ要素(S1/2)を操作して2速の第1歯車(2−1
)を入力軸(10)と結合し、5速へのシフトのために第2の同期クラッチ要素
(S3/K2)が5速の第1歯車(3−1)を入力軸(10)と結合し、6速へ
シフトのために第2の同期クラッチ要素(S3/K2)を操作して入力軸(10
)を第2の常時かみ合い歯車対(K2)の第1歯車(K2−1)に連結し、この
歯車(K2−1)が出力軸(20)との直結を実現することを特徴とする請求項
1に記載の変速機。 - 【請求項6】 入力軸(10)に後退段(R)の第1歯車(R−1)が遊転不能に固設され、
副軸(30)に後退段(R)の第2歯車(R−2)が遊動輪として配設され、後
退段(R)の第3歯車(R−3)を介して後退段(R)の第1歯車(R−1)と
かみ合い、後退段(R)へのシフトのために第4の同期クラッチ要素(S/R)
が後退段(R)の第2歯車(R−2)を副軸(30)の回転に連動させ、副軸(
30)の回転が第1の常時かみ合い歯車対(K1)を介して出力軸(20)に伝
達されることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の変速機。 - 【請求項7】 1速、2速、3速が第1群に属し、第1の常時かみ合い歯車対(K1)から第
2の常時かみ合い歯車対(K2)に切換えた後、4速は2速と第2の常時かみ合
い歯車対(K2)の歯車で、5速は3速と第2の常時かみ合い歯車対(K2)の
歯車で構成され、その際変速比間隔の条件(φ2)2=ik1/ik2が成り立つこと
を特徴とする請求項1に記載の変速機。 - 【請求項8】 入力軸(10)に1速の第1歯車(1−1)が遊動輪として、2速の第1歯車
(2−1)が遊動輪として、3速の第1歯車(3−1)が遊動輪として、後退段
(R)の第1歯車(R−1)が遊動輪として配設され、出力軸(20)に第1の
常時かみ合い歯車対(K1)の第1歯車(K1−1)が遊動輪として、第2の常
時かみ合い歯車対(K2)の第1歯車(K2−1)が遊動輪として配設され 、
副軸(30)に遊転不能に固設された第2歯車が第1歯車にそれぞれ配属されて
おり、1速又は後退段(R)を選択したときは、第5の同期クラッチ要素(S1
/R)を操作して1速の第1歯車(1−1)又は後退段(R)の第1歯車(R−
1)を入力軸(10)と結合することによって、また2速及び3速を選択したと
きは、第6の同期クラッチ要素(S2/3)を操作して2速の第1歯車(2−1
)又は3速の第1歯車(3−1)を入力軸(10)と結合することによって、副
軸(30)の回転が第1の常時かみ合い歯車対(K1)を介して出力軸(20)
に伝達され、第3の同期クラッチ要素(SK1/K2)を操作することによって
第1の常時かみ合い歯車対(K1)の第1歯車(K1−1)が出力軸(20)と
結合され、3速から4速に切換えるときは、第3の同期クラッチ要素(SK1/
K2)が第2の常時かみ合い歯車対(K2)の第1歯車(K2−1)を出力軸(
20)と結合し、第1の常時かみ合い歯車対(K1)の第1歯車(K1−1)を
出力軸(20)から切り離し、第6の同期クラッチ要素(S2/3)が2速の第
1歯車(2−1)を入力軸(10)と結合し、5速にシフトするときは、第6の
同期クラッチ要素(S2/3)が3速の第1歯車(3−1)を入力軸(10)に
連結し、6速にシフトするときは、第7の同期クラッチ要素(SK2)が第2の
常時かみ合い歯車対(K2)の第1歯車(K2−1)を入力軸(10)に連結し
、第2の常時かみ合い歯車対(K2)の第1歯車(K2−1)により入力軸(1
0)の回転を出力軸(20)に直結することを特徴とする請求項6に記載の変速
機。 - 【請求項9】 入力軸(10)に1速の第1歯車(1−1)が遊転不能に、2速の第1歯車(
2−1)が遊動輪として、3速の第1歯車(3−1)が遊動輪として、後退段(
R)の第1歯車(R−1)が遊転不能に配設され、副軸(30)に1速の第2歯
車(1−2)及び後退段(R)の第2歯車(R−2)が遊動輪として配設され、
後退段(R)の第2歯車(R−2)を副軸(30)と結合するため、又は1速の
第2歯車(1−2)を副軸(30)と結合するために、第5の同期クラッチ要素
(S1/R)が操作され、出力軸(20)に第1の常時かみ合い歯車対(K1)
の第1歯車(K1−1)が遊動輪として配設され、出力軸(20)に第2の常時
かみ合い歯車対の第1歯車(K2−1)が遊動輪として配設され、第1及び第2
の常時かみ合い歯車対(K1、K2)の第2歯車が副軸(30)に遊転不能に固
設され、1速、2速、3速及び後退段を選択したときは、副軸(30)の回転が
第1の常時かみ合い歯車対(K1)を介して出力軸(20)に伝達され、3速か
ら4速に切換えるときは、第3の同期クラッチ要素(SK1/K2)が第2の常
時かみ合い歯車対の第1歯車(K2−1)を出力軸(20)と結合し、第1の常
時かみ合い歯車対(K1)の第1歯車(K1−1)を出力軸(20)から切り離
し、第5の同期クラッチ要素(S1/R)が1速の第2歯車(1−2)を副軸(
10)と結合し、4速にシフトするときは、第6の同期クラッチ要素(S2/3
)が2速の第1歯車(2−1)を入力軸(10)に連結し、5速にシフトすると
きは、第6の同期クラッチ要素(S2/3)が3速の第1歯車(3−1)を入力
軸(10)に連結し、6速にシフトするときは、第2の同期クラッチ要素(S3
/K2)が第2の常時かみ合い歯車対(K2)の第1歯車(K2−1)を入力軸
(10)に連結し、第2の常時かみ合い歯車対の第1歯車(K2−1)により入
力軸(10)の回転が出力軸(20)に直結されることを特徴とする請求項6に
記載の変速機。
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