JP2008309323A - 特殊ロ−ラ−ラチェットを用いた変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のＡＴ変速機は、流体接手と遊星歯車装置の組み合わせが主流なので、構造複雑で大形で、多段化、大変速比を得るためには益々この傾向は強く、省資源、小型化、デザイン、コスト等の面で問題となる。
【解決手段】異なる変速比の各々の組み合わせの片方の歯車と、軸との間に、テ−パ−ロ−ラ−ベアリング（８）を使用したロ−ラ−ラチェットを、正逆両回転で作動するように改造し、このテ−パ−ロ−ラ−ベアリング（８）のロ−ラ−軸（１１）（１１Ａ）を、ケ−ジ（１０）（１０Ａ）の外に延ばして、外部よりスライド自在に装置して、インナ−レ−ス（７）、とアウタ−レ−ス（９）に噛合、離脱するように装置して、歯車と軸のロック、フリ−をコントロ−ル可能にして実現させた変速装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、逆回転でも作動するように工作を施したロ−ラ−ラチェットの、テ−パ−ロ−ラ−ベアリング｛以下強調等する場合を除き、単にロ−ラ−と記述する｝を微少に動かすように装置して、ラチェット機能の、ロック、フリ−が容易に、高能力で出来るのを利用した、特殊ロ−ラ−ラチェットを用いた変速装置。

現在、主もなＡＴ変速機は、
（１）流体接手と、遊星歯車式との組み合わせたもの、
（２）可変有効径Ｖプ−リ−に、スチ−ルベルトを組み合わせたもの、
（３）流体接手と、常時噛合式変速機との組み合わせたもの、

以上述べた従来のものの主たる欠点として、
（１）流体接手と、遊星歯車式変速機の組み合わせたもの、
（Ａ）変速のために、煩雑で多くのクラッチ類や、補機類を設けなければならない、
（Ｂ）装置が大形化で重量増加、反省資源、反省燃費、設計の制約、コストＵＰ等、
（Ｃ）多段化と、大変速比が得られ難い、

（２）可変有効径Ｖプ−リ−に、スチ−ルベルトの組み合わせたもの、
（Ｄ）スチ−ルベルトの耐久性に問題あり、
（Ｅ）スチ−ルベルトの伝達能力には限界がある、

（３）流体接手と、常時噛合式変速機の組み合わせたもの、
（Ｆ）ロック、フリ−は、クラッチギヤの出し入れで行なうので、クラッチギヤの歯 先から歯元まで挿入、或いは抜去完了するまでのタイムロスの欠点があった、

（ア）歯車（２）の中心に、インナ−レ−ス（７）、テ−パ−ロ−ラ−ベアリング（８）、アウタ−レ−ス（９）、ロ−ラ−軸（１１）（１１Ａ）、ケ−ジ（１０）（１０Ａ）｛歯車（２）の中心部の両側面の一部が兼用｝からなるロ−ラ−ラチェットの、アウタ−レ−ス（９）を、次のようにに工作をして取り付ける、
（イ）アウタ−レ−ス（９）を、逆回転でラチェット作動するように、アウタ−レ−ス（９）の、ラチェット作動しない側にも、ラチェットする側と左右に、反転した相似形様になるような工作を施して、インナ−レ−ス（７）を出力軸（３５）に固着する、
（ウ）テ−パ−ロ−ラ−ベアリング（８）を、インナ−レ−ス（７）、アウタ−レ−ス（９）より短くして次のようにして設ける、
（エ）ロ−ラ−（８）を、インナ−レ−ス（７）、アウタ−レ−ス（９）の中間に位置させながら、インナ−レ−ス（７）、アウタ−レ−ス（９）に沿ってスライドし、且つ余裕をもって回動自在になるように、歯車（２）の中央部の両側面のケ−ジ（１０）（１０Ａ）兼用部に、ロ−ラ−軸（１１）（１１Ａ）より少し大きめの穴を設けてゆるくはめる。

（オ）全ロ−ラ−軸（１１）（１１Ａ）の両端を、ケ−ジ（１０）（１０Ａ）の外に延ばして出す、
（カ）片側のロ−ラ−軸（１１）端と、他の側のロ−ラ−軸（１１Ａ）端と、常時擦動するように設けられた、各々の側の擦動環（１２）（１２Ａ）を、出力軸（３５）にスライド自在、回動自在にはめる、
（キ）保持枠（１３）を、擦動環（１２）（１２Ａ）の外側に平行して、出力軸（３５）の回動や、他の機材の妨げにならないように設けて、端部を外殻（２５）に固着し、その円周上に、擦動環（１２）（１２Ａ）に向かって垂直状に、放射状にソレノイド（１４）、（１４Ａ）を取り付ける、
（ク）各々のソレノイド（１４）（１４Ａ）に内蔵するピストン（１５）（１５Ａ）は、擦動環（１２）（１２Ａ）の外面を垂直状様に常時擦動し、内面を常時擦動するロ−ラ−軸（１１）（１１Ａ）と係合させ、外側にリ−ド線（１６）（１６Ａ）を出す、
（ケ）片側のソレノイド（１４）のリ−ド線（１６）を一本に纏めて、他の側のリ−ド線（１６Ａ）も一本に纏めて夫々外殻（２５）外に出して、外殻（２５）に設けられたスイツチに取り付ける。

（コ）他の歯車（３）と（４）、（５）と（６）の組み合わせにおいては、いずれか片方の歯車、本出願書にあっては、歯車（３）に特殊ロ−ラ−ラチェットを装着して、入力軸（３０）に取り付け、残りの片方の歯車（４）は、直接出力軸（３５）に固着する、歯車（５）と（６）の組み合わせでは、歯車（５）に特殊ロ−ラ−ラットを装着して入力軸（３０）に、歯車（６）は出力軸（３５）に固着して、入力軸（３０）、出力軸（３５）を外殻（２５）内に回動自在に取り付ける。

本発明は、以上の構成よりなる特殊ロ−ラ−ラチェットの、テ−パ−ロ−ラ−ベアリングをスライドするように工作を施して、軸と歯車をロック、或はフリ−にするように装置して変速装置を構成するものである。

上述したように、本発明の特殊ロ−ラ−ラチェットは、構造上の理由から、ロック、フリ−を作動させるための力は僅少で、スライド巾も通常１ｍｍ以下で足りる、全テ−パ−ロ−ラ−ベアリング（８）が、インナ−レ−ス（７）、アウタ−レ−ス（９）え瞬時に線接触の咬合を行ない、或いは線接触を解除するので高馬力の伝達と解除が瞬時高能力、高効率に出来るのでタイムロスも皆無に等しく、摩滅部分も少なく、又ロックからフリ−え移行するときも、フリ−にするために働く運動方向は、ロツクによる駆動力｛若しくは被駆動力｝の働く円周方向の９０度方向にあり、更に加えてロ−ラ−は、テ−パ−ロ−ラ−ベアリングであり、狭いスペ−スから広いスペ−スえの開放であり、ロツクからフリ−は勿論、フリ−らからロツクも簡単であり、ロツクを維持する為のものは殆ど必要ない。

また機構的に、構造簡単工作容易で大量生産に適し、耐久性に富み、大変速比と、多段化も容易であり容積、重量ともに少なく、設計、省資源、コストダウンに有利である。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。

（あ）図１においては、歯車（２）の中心に、インナ−レ−ス（７）、テ−パ−ロ−ラ−ベアリング（８）、アウタ−レ−ス（９）、ロ−ラ−軸（１１）（１１Ａ）、ケ−ジ（１０）（１０Ａ）｛歯車（２）の中心部両側の一部が兼用｝からなるロ−ラ−ラチェットのアウタ−レ−ス（９）を、次のような工作を施して装着をする、
（い）図３においては、アウタ−レ−ス（９）を、正回転、逆回転でラチェット作動するように、ラチェエット作動しない側のアウタ−レ−ス（９）に、左右反転した相似形様になるような工作を施して、インナ−レ−ス（７）を出力軸（３５）に固着する、
（う）テ−パ−ロ−ラ−ベアリング（８）を、インナ−レ−ス（７）、アウタ−レ−ス（９）より短くして次のように設ける、
（え）ロ−ラ−（８）を、インナ−レ−ス（７）、アウタ−レ−ス（９）の中間に位置させ、インナ−レ−ス（７）アウタ−レ−ス（９）に沿ってスライドし、且つ余裕をもって回動自在出来るように、歯車（２）の両側面のケ−ジ（１０）（１０Ａ）兼用部に、ロ−ラ−軸（１１）（１１Ａ）より少し大きめの穴を設けてゆるくはめる。

（お）全ロ−ラ−軸（１１）（１１Ａ）の両端を、ケ−ジ（１０）（１０Ａ）｛歯車の両側面兼用｝の外に延ばして出す、
（か）片側のロ−ラ−軸（１１）端と、他の側のロ−ラ−軸（１１Ａ）端と常時垂直状様に擦動するようにした、擦動環（１２）（１２Ａ）を、出力軸（３５）にスラスト自在、回動自在にはめる、
（き）保持枠（１３）を、擦動環（１２）（１２Ａ）の外側に平行して、出力軸（３５）に回動自在に他の機材の妨げにならぬようにに設け、端部を外殻（２５）に固着し、その円周上に擦動環（１２）（１２Ａ）に向かつて垂直状に、且つ、放射状にソレノイド（１４）（１４）を取り付ける、
（く）各々のソレノイド（１４）（１４Ａ）は、内蔵するピストン（１５）（１５Ａ）で、常時擦動環（１２）（１２Ａ）の外面を垂直状様に擦動して、内面を擦動するロ−ラ−軸（１１）（１１Ａ）と係合させ、外側にリ−ド線（１６）（１６Ａ）を出す、
（け）片側のソレノイド（１４）のリ−ド線（１６）を一本に纏め、他の側のリ−ド線（１６Ａ）も一本に纏めて、外殻（２５）に設けられたスイツチに取り付ける、
（こ）その他の歯車（３）と（４）、（５）と（６）の組み合わせについては、本発明の出願書にあっては、歯車（３）と（５）に前述のような特殊ロ−ラ−ラチェットを装着して、入力軸（３０）に取り付ける、歯車（４）と（６）はそのまま出力軸（３５）に固着して、入力軸（３０）、出力軸（３５）を外殻（２５）内に回動自在に取り付ける。

本発明は以上のような構造で、これの使用について、本出願書添付図面１に従って説明すると、組み合わせの歯車（１）と（２）について、特殊ロ−ラ−ラチェットを装着した歯車（２）の、ソレノイド（１４Ａ）のリ−ド線（１６Ａ）を取り付けたスイッチを操作して、ピストン（１５Ａ）を作動させ、擦動環（１２Ａ）を歯車（２）側に押し、他面と常時擦動しているロ−ラ−軸（１１Ａ）、同体のロ−ラ−（８）を、、インナ−レ−ス（７）、アウタ−レ−ス（９）に咬合させ、出力軸（３５）にロックされるものである。

次に、他の歯車と切り変には現在ロック中の歯車（２）の片側のソレノイド（１４）のスイッチをオンにして、ピストン（１５）を伸ばしてロ−ラ−軸（１１）及びロ−ラ−（８）を、インナ−レ−ス（７）、アウタ−レ−ス（９）より離脱させてから、若しくは離脱操作と同時進行で、次の選択する組み合わせの歯車のスイッチを操作させて、その歯車の内蔵する特殊ロ−ラ−ラチェットを作動させて、歯車と軸をロツクさせるものであり、この操作は低速より高速、高速より低速の順序、変換順も飛び越して、選択する歯車の、特殊ロ−ラ−ラチェットを作動させて目的を達成するものである。

（Ａ）図２においては、特殊ロ−ラ−ラチェットのインナ−レ−ス（７）を、ロ−ラ−（８）、アウタ−レ−ス（９）より少し短目にして出力軸（３５）に固着させて、特殊ロ−ラ−ラチェットを内蔵した歯車（２）が、軸方向にスライド及び回動自在に設ける、
（Ｂ）ロ−ラ−軸（１１）（１１Ａ）を、ロ−ラ−（８）が余裕をもって回動自在になるようにゆるくはめ、両端を各々ケ−ジ（１０）（１０Ａ）｛歯車中心部の両側面兼用｝にスラスト皆無にして固着する、
（Ｃ）保持枠（１３）は、歯車（２）の両側面に、出力軸（３５）に回動自在にゆるくはめ、端部を外殻（２５）に固着し、歯車（２）の両側面に向かつて垂直状に、且つ放射状になるように、オイルシリンダ−（２１）（２１Ａ）を固着する、
（Ｄ）オイルシリンダ−（２１）（２１Ａ）には、各々ピストン（２２）（２２Ａ）を内蔵させ端部は歯車（２）の両側面に垂直状に常時擦動するように設け、頭部にはオイルパイプ（２３）（２３Ａ）を気密をもってとりつける、
（Ｅ）片側のオイルパイプ（２３）を一本に纏め、他の側のオイルパイプ（２３Ａ）も１本に纏めて、外殻（２５）の外に出して、マスタ−シリンダ−に気密をもって取り付ける、
（Ｆ）マスタ−シリンダ−を操作してロ−ラ−ラチェットのロック、フリ−を司る。

（１）図４について、特殊ロ−ラ−ラチェットの、ロ−ラ−（８）を、ロ−ラ−段付軸（１７）に、スラストは皆無にして多少の余裕をもって回動自在にはめ、両端はケ−ジ（１０）（１０Ａ）｛歯車（１）中心部の両側面｝にゆるくはめて外側に延ばして出す、
（２）片側のロ−ラ−段付軸（１７）端と、他の側のロ−ラ−段付軸（１７Ａ）端を、ケ−ジ（１０）（１０Ａ）の外側に出し、入力軸（３０）にスラスト自在、回動自在に設けたロ−ラ−軸取付盤（１８）（１８Ａ）に固着する、
（３）固定枠（１９）（１９Ａ）を、両側のロ−ラ−軸取付盤（１８）（１８Ａ）の外側に平行して、他の機材の妨げないように設け、端部を外殻（２５）に固着し、入力軸（３０）と平行に且つ、放射状にオイルシリンダ−（２１）（２１Ａ）を取り付ける、
（４）オイルシリンダ−（２１）（２１Ａ）には、各々ピストン（２２）（２２Ａ）を内蔵させ端部は、後述の作動杆（２０）（２０Ａ）に擦動させる、
（５）オイルシリンダ−（２１）（２１Ａ）には、各々のオイルパイプ（２３）（２３Ａ）を気密をもって取付て、片側のオイルパイプ（２３）、他の側オイルパイプ（２３Ａ）と各々１本に纏めてマスタ−シリンダ−に気密をもつて取付、内蔵するピストン（２２）（２２Ａ）は、次のように設ける、
（６）両側のピストン（２２）（２２Ａ）の運動を、ロ−ラ−（８）のスライド運動にするために、ロ−ラ−段付軸（１７）を固着しているロ−ラ−軸取付盤（１８）（１８Ａ）の裏の面と常時擦動しているピストン（２２）（２２Ａ）との間に、仲介役の作動杆（２０）（２０Ａ）を次のように設ける、
（７）各々の作動杆（２０）（２０Ａ）は、中央に支持小軸を設けて、各々の固定枠（１９）（１９Ａ）の中央に凸起させて設けた保持片にシ−ソ−運動自在に取り付けて、一端をピストン（２２）（２２Ａ）に、他端をロ−ラ−軸取付盤（１８）（１８Ａ）に常時擦動させる、
（８）マスタ−シリンダ−を操作して、歯車と軸のロック、フリ−を司る。

図５について、正回転用のロ−ラ−（８）、逆回転用のロ−ラ−（８）と、各々に係合するアウタ−レ−ス（９）の凹部を別々に設ける、ロック、フリ−の操作は複雑になるが、高負荷等多用途向きである。

一方向にのみ作動する、特殊ロ−ラ−ラチェットを、入力軸の歯車に正回転｛或いは逆回転｝で、出力軸の歯車には逆回転｛或いは正回転｝で作動するように装着する。

正回転、逆回転の両回転でラチェットを作動させるための工作は、インナ−レ−スに施すこともある。

一組のＶ形プ−リ−の片方を軸に固着し、他方を少し間隔を空けてスラストは制御して回動自在にはめ、レ−スに、正回転、逆回転でラチット作動するように工作を施して、歯車を固着する、両プ−リ−の中間に、両レ−スより短くしたテ−パ−ロ−ラ−ベアリングを配し、ケ−ジは軸と回動自在に設け、外側のロ−ラ−軸をケ−ジより外に出し、このロ−ラ−軸を上下移動を制御するように工作を施し、このＶプ−リ−の外側に歯車を固着する。

テ−パ−ロ−ラ−ベアリングについて、
（１）テ−パ−ロ−ラ−に代えて、単体のボ−ルベアリングを使用する、
（２）径の異なるボ−ルベアリングをテ−パ−状に並べて、複数の点接触を行なう、
（３）テ−パ−ロラ−の外周に溝を設けて、切れ目のある線接触を行なう、
（４）テ−パ−ロ−ラ−の、テ−パ−度を変えることにより、ロック時の状態維持結 合度や、フリ−にするために要するパワ−の大小等、
以上のように、使用目的に応じたものが選択出来る。

本発明の一部を省略した断面図、 実施例１の一部を省略した断面図、 本発明の特殊ロ−ラ−ラチェットの、インナ−レ−ス（７）、アウタ−レ−ス（９）、テ−パ−ロ−ラ−ベアリング（８）を示す説明図、 実施例２の、作動杆を中心とした要部を示す説明図、 実施例３の、正回転用、逆回転用と別々に設けた特殊ロ−ラ−ラチェットの、一部を省略と切断した説明図、

符号の説明

１は歯車 １５Ａはピストン
２は歯車 １６はリ−ド線
３は歯車 １６Ａはリ−ド線
４は歯車 １７はロ−ラ−段付軸
５は歯車 １８はロ−ラ−軸取付盤
６は歯車 １８Ａはロ−ラ−軸取付盤
７はインナ−レ−ス １９は固定枠
８はテ−パ−ロ−ラ−ベアリング １９Ａは固定枠
９はアウタ−レ−ス ２０は作動杆
１０はケ−ジ ２０Ａは作動杆
１０Ａはケ−ジ ２１番はオイルシリンダ−
１１はロ−ラ−軸 ２１Ａはオイルシリンダ−
１１Ａはロ−ラ−軸 ２２はピスットン
１２は擦動環 ２２Ａははピストン
１２Ａは擦動環 ２３はオイルパイプ
１３は保持枠 ２３Ａはオイルパイプ
１４はソレノイド ２５は外殻
１４Ａはソレノイド ３０は入力軸
１５はピストン ３５は出力軸

Claims (2)

1. （ア）歯車（２）の中心に、インナ−レ−ス（７）、テ−パ−ロ−ラ−ベアリング（８）、アウタ−レ−ス（９）、ロ−ラ−軸（１１）（１１Ａ）、ケ−ジ（１０）（１０Ａ）｛歯車（２）中心部の両側部兼用｝からなるロ−ラ−ラチェットを、次のような工作を施して装着する、
   （イ）アウタ−レ−ス（９）に、逆回転でもラチェット作動するように、ラチェット作動しない側にも、ラチェット作動する側と、あたかも左右に反転した相似形様に工作を施して、インナ−レ−ス（７）を出力軸（３５）に固着する、
   （ウ）テ−パ−ロ−ラ−ベアリング（８）｛以下強調するとき等の外、単にロ−ラ−と記述する｝を、インナ−レ−ス（７）、アウタ−レ−ス（９）より短くして次のように設ける、
   （エ）ロ−ラ−（８）を、インナ−レ−ス（７）アウタ−レ−ス（９）の間をスライドし、且つ余裕をもって回動自在になるようにケ−ジ（１０）（１０Ａ）に、ロ−ラ−軸（１１）（１１Ａ）をゆるくはめる、
   以上のように構成して、正回転、逆回転でラチェット作動をさせることが出来るように装置した、特殊ロ−ラ−ラチェット。
2. （オ）歯車（２）の全ロ−ラ−軸（１１）（１１Ａ）の両端を、ケ−ジ（１０）（１０Ａ）の外に延ばして出す、
   （カ）片側のロ−ラ−軸（１１）と、他の側のロ−ラ−軸（１１Ａ）と、常時垂直状に擦動するように設けた、各々の側の擦動環（１２）（１２Ａ）を、出力軸（３５）にスラスト自在、回動自在にはめる、
   （キ）保持枠（１３）を、各々の側の擦動環（１２）（１２Ａ）の外側に平行して、出力軸（３５）に回動自在に設け、端部を外殻（２５）に固着し、円周上に擦動環（１２））（１２Ａ）に垂直状に放射状に、ソレノイド（１４）、（１４Ａ）を取り付ける、
   （ク）各々のソレノイド（１４）（１４Ａ）に内蔵するピストン（１５）（１５Ａ）は、常時擦動環（１２）（１２Ａ）の外面を垂直状に擦動し、常時内面と擦動するロ−ラ−軸（１１））（１１Ａ）と係合させ、外側にリ−ド線（１６（１６Ａ）を出す、
   （ケ）片側のソレノイド（１４）のリ−ド線（１６）を一本に纏めて、他の側のリ−ド線（１６Ａ）も一本に纏めて、外殻（２５）に設けらけられたスイツチに取り付ける、
   （コ）他の歯車（３）と（４）、（５）と（６）の組み合わせにおいては、本出願書類にあっては、歯車（３）と（５）に前述のような装置を施して入力軸（３０）に取り付ける、歯車（４）と（６）はそのまま、出力軸（３５）に固着して、入力軸（３０）、出力軸（３５）を外殻（２５）内に回動自在に取り付ける、
   以上のように構成して、請求項１の特殊ロ−ラ−ラチェットの制御を可能にさせて実現させた、特殊ロ−ラ−ラチェットを用いた変速装置。

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