JP2599432Y2 - 歯車変速機 - Google Patents

歯車変速機

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JP2599432Y2
JP2599432Y2 JP1991021261U JP2126191U JP2599432Y2 JP 2599432 Y2 JP2599432 Y2 JP 2599432Y2 JP 1991021261 U JP1991021261 U JP 1991021261U JP 2126191 U JP2126191 U JP 2126191U JP 2599432 Y2 JP2599432 Y2 JP 2599432Y2
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英美 内藤
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新潟コンバーター株式会社
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【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この考案は、歯車変速機に関し、
特にディーゼル動車用の動力伝達装置に適した、機関の
出力軸からトルクコンバータを介して駆動されるか、ま
たは、その機関の出力軸と一体の入力軸から高速切替ク
ラッチを介して駆動される入力用の低速歯車を有し、そ
の出力軸が前記入力軸と同一軸心上に配置され、かつ正
転時と逆転時の変速比が同一である歯車変速機に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、ディーゼル動車(以下、「車
両」と呼ぶ。)において、ディーゼル機関(以下、「機
関」と呼ぶ。)の出力は、一般的にトルクコンバータと
歯車変速機からなる動力伝達装置を介してその車軸に伝
達されており、その歯車変速機によって機関の回転速度
が1対1またはそれ以下に減速されている。
【0003】そして、鉄道車両の場合には、自動車など
と異なってUターンができないために、車両の進行方向
にしたがって正転もしくは逆転を選択して運転すること
となり、必然的に正転時と逆転時の変速比が同一である
ことが要求される。また、機関に対する配置上の理由か
ら、機関の出力軸と一体の歯車変速機の入力軸がこの歯
車変速機の出力軸と同一軸心上にあることが要求されて
いる。
【0004】そのために、入力用の低速歯車、それとか
み合う正転歯車およびこの正転歯車とかみ合う逆転歯車
のそれぞれに標準歯車を採用して中心距離を標準寸法に
取り、正転時と逆転時の変速比を同一とするために、正
転歯車と逆転歯車の歯数を同一とし、これらの歯車を同
一平面上に配列すると、低速歯車、正転歯車および逆転
歯車の歯がそれぞれ同時にかみ合うこととなって、回転
することができない。このことを解決するために、従来
は、正転歯車に隣接して正転歯車と同じ歯数で同じ歯幅
のもう1個の歯車を正転軸に装着し、この歯車と逆転歯
車とをかみ合わせ、逆転歯車と低速歯車とが直接にかみ
合わないようにしていた(実開平2ー103555号公
報参照)。
【0005】すなわち、図3および図4に示されるよう
に、従来のディーゼル動車用動力伝達装置の歯車変速機
26は、トルクコンバータ18からなる流体変速機16
とともに動力伝達装置を構成しており、その入力軸1
は、図示されていない弾性継手を介してディーゼル機関
14に接続されている。
【0006】この入力軸1には、油圧クラッチ15およ
びトルクコンバータ18が同軸上に設けられており、油
圧クラッチ15を嵌合すると、機関14の出力はトルク
コンバータ18およびフリーホィール17を経て歯車変
速機26の低速歯車5と一体の円筒軸13に伝達され、
いわゆる変速運転となる。一方、油圧クラッチを脱にす
ると、機関14の出力は直接歯車変速機26の入力軸1
に伝達され、いわゆる(低速または高速の)直結運転と
なる。
【0007】低速歯車5とかみ合う正転歯車6とこの正
転歯車6に隣接する補助歯車6aとが正転軸3に固定さ
れており、その歯数が正転歯車6と同じで逆転軸4に回
転自在に装着されている逆転歯車9aは低速歯車5およ
び正転歯車6とかみ合うことなく、逆転歯車9aは補助
歯車6aとかみ合っている。すなわち、逆転歯車9a
は、入力軸1、正転軸3および逆転軸4に垂直な、低速
歯車5と正転歯車6とがかみ合う平面でそれらとかみ合
うことなく、その平面と隣接する平面で補助歯車6aと
かみ合っている。
【0008】逆転歯車9aは逆転クラッチ21を介して
逆転軸4に連結され、その逆転軸4には、出力軸2に固
定されている出力歯車8とかみ合う逆転ピニオン10が
固定されている。また、正転軸3には、前記出力歯車8
とかみ合う正転ピニオン7が回転自在に装着されてい
る。
【0009】入力軸1上には、軸方向に摺動する摺動体
23の外周スプライン24と低速歯車5と一体の内周ス
プライン25または高速駆動歯車11と一体の内周スプ
ラインと嵌脱可能に接続する低・高速切替クラッチ1
9,20が備えられており、正転軸3には、同様の構成
の正転クラッチ22が正転軸3と正転ピニオン7とを連
結するために備えられている。なお、逆転クラッチ21
の構成もまた同様である。高速駆動歯車11は正転軸3
に固定されている高速被駆動歯車12とかみ合ってい
る。なお、入力軸1と出力軸2とは同一軸心上に配置さ
れている。
【0010】このような歯車変速機26は正転運転時と
逆転運転時における変速比を同一にする必要から、正転
歯車6、補助歯車6aおよび逆転歯車9aの歯数は同一
であり、正転ピニオン7と逆転ピニオン10の歯数も同
一である。
【0011】
【考案が解決しようとする課題】上述のように、従来の
歯車変速機においては、低速歯車とかみ合う正転歯車と
隣接して、もう1個の歯車を配置するために、それだけ
歯車変速機の全長が伸び、かつ、重量も増加するという
問題点があった。そこで、この考案は、上記正転歯車に
隣接して装着されるもう1個の歯車を廃止し、しかも、
正転と逆転が同一の変速比でかつ入力軸と出力軸とが同
一軸心上に配置される、軽量でコンパクトな歯車変速機
を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この考案は、機関の出力軸からトルクコンバータを
介して駆動されるか、または、その機関の出力軸と一体
の入力軸から低速切替クラッチを介して駆動される入力
用の低速歯車を有し、その出力軸が前記入力軸と同一軸
心上に配置され、かつ正転時と逆転時の変速比が同一で
ある歯車変速機において、前記軸心と平行な正転軸に固
定され、前記低速歯車とかみ合う正転歯車と、同じく前
記軸心と平行でかつ前記軸心との軸間距離が前記軸心と
前記正転軸との軸間距離より大きい軸間距離の位置に配
置された逆転軸に回転自在に装着され、前記正転歯車と
かみ合う、正転歯車と同一歯数の逆転歯車と、前記正転
軸に回転自在に装着され、正転クラッチを介して正転軸
と一体に連結される正転ピニオンと、前記逆転軸に固定
され、逆転クラッチを介して逆転歯車から駆動される、
正転ピニオンと同一歯数の逆転ピニオンと、そして正転
ピニオンおよび逆転ピニオンとかみ合う出力歯車とから
なり、入力軸、正転軸および逆転軸に垂直な、低速歯車
と正転歯車とがかみ合っている平面で正転歯車と逆転歯
車とがかみ合い、正転歯車、逆転ピニオンおよび出力歯
車を正の転位歯車に、低速歯車、逆転歯車および正転ピ
ニオンを負の転位歯車として、低速歯車と逆転歯車との
歯先間に隙間を形成したものである。
【0013】
【作用】正転歯車と同一歯数の逆転歯車を、入力軸軸心
との軸間距離が入力軸軸心と前記正転軸との軸間距離よ
り大きい位置に配置された逆転軸に回転自在に装着し、
入力軸、正転軸および逆転軸に垂直な、低速歯車と正転
歯車とがかみ合っている同一平面で正転歯車と逆転歯車
とがかみ合い、正転歯車、逆転ピニオンおよび出力歯車
を正の転位歯車に、低速歯車、逆転歯車および正転ピニ
オンを負の転位歯車として、低速歯車と逆転歯車の歯先
に隙間を形成したので、正転歯車と逆転歯車とが同一
平面で自由に回転することができる。したがって、正転
歯車に近接して同軸上に逆転歯車とかみ合う他の歯車を
設ける必要がなく、従来のものに比して軽量でコンパク
トな歯車変速機を得ることができる。
【0014】
【実施例】以下、この考案の実施例を図に示されたディ
ーゼル動車用動力伝達装置の歯車変速機について説明す
る。なお、図中、同一または相当部分には同一符号が付
されている。
【0015】図1および図2は、ディーゼル動車用の動
力伝達装置にこの考案の歯車変速機を適用した一実施例
であり、動力伝達装置は流体変速機16と歯車変速機2
6とから構成されている。なお、ディーゼル機関14
は、図示されていない弾性継手を介して流体変速機16
および歯車変速機26の入力軸1に接続されている。
【0016】従来例と同一の部分には同一の符号が付さ
れその作用も同じなので、その部分についての詳しい説
明は省略する。先ず、各歯車5,6,9,7,8,10
は同一モジュールを採用し、逆転ピニオン10と出力歯
車8の歯数合計より低速歯車5と逆転歯車9の歯数合計
を1枚少なく設定し、所望の変速比を得るように、低速
歯車5、正転歯車6、正転ピニオン7および出力歯車8
の歯数が設定されている。
【0017】入力軸1と正転軸3との軸間距離S1は標
準寸法に近い値に設定し、入力軸1と逆転軸4との軸間
距離S2は軸間距離S1より約1モジュール相当分だけ大
となる位置にそれぞれ正転軸3および逆転軸4を配置
し、圧力角25°の歯車を採用して正転歯車6、出力歯
車8および逆転ピニオン10を正の転位歯車に、逆転歯
車9、正転ピニオン7および低速歯車5を負の転位歯車
とする。
【0018】このような軸配置と、転位歯車を組み合わ
せて用いることにより、低速歯車5とかみ合う正転歯車
6と正転歯車6とかみ合う逆転歯車9を同一平面に配置
しても、低速歯車5と逆転歯車9の歯先との間に隙間が
でき、したがって、前記低速歯車5,正転歯車6および
逆転歯車9とを同一平面で駆動することができる。
【0019】今、この考案により実際に製造された歯車
変速機の各歯車の寸法および軸間距離S1、S2は次の通
りであった。なお、括弧内に歯数(Z)と転位係数を示
す。低速歯車5(Z=32,ー0.485)、正転歯車
6(Z=33,+0.6)、正転ピニオン7(Z=2
7,ー0.425)、出力歯車8(Z=39,+0.0
5)、逆転歯車9(Z=33,ー0.485)、逆転ピ
ニオン10(Z=27,+0.6)、そして軸間距離S
1=195.683mmに対し軸間距離S2=201.7
44mmであった。
【0020】以下、この動力伝達装置の作用について説
明する。先ず、始動にあたっては、車両の進行方向にし
たがって、正転クラッチ22もしくは逆転クラッチ21
のいずれかを選択して嵌合させる。今、トルクコンバー
タ18による変速運転を開始するために低速クラッチ1
9を脱にし、機関14の始動とともに油圧クラッチ15
を嵌合すると、機関14の動力は油圧クラッチ15、ト
ルクコンバータ18、および円筒軸13を経て、低速歯
車5からこれとかみ合う正転歯車6に伝達され、正転ク
ラッチ22が嵌合されている場合には、正転軸3から正
転クラッチ22、正転ピニオン7、出力歯車8を経て出
力軸2に機関14の回転方向と同じ回転方向で伝達され
る。また、逆転クラッチ21が嵌合している場合には、
低速歯車5から正転歯車6、逆転歯車9、逆転クラッチ
21、逆転軸4、逆転ピニオン10、出力歯車8を経て
出力軸2に機関14の回転方向とは逆の回転方向で動力
が伝達される。
【0021】トルクコンバータ18による変速運転下に
おいて、充分な車速が得られた場合には、油圧クラッチ
15を脱にし低速クラッチ19を嵌合すると、従来例と
同様に直結運転に移行し、機関14の動力は、低速クラ
ッチ19を介して低速歯車5に伝達され、前述の変速運
転の場合と同様に出力軸2に伝達される。この運転状態
において、所定の車速に達したならば、低速クラッチ1
9を脱にし、機関14の回転速度を下げて高速クラッチ
20の駆動側と被駆動側の回転速度をほぼ等しくさせて
高速クラッチ20を嵌合することにより、従来例と同様
に機関14の動力は高速駆動歯車11から高速被駆動歯
車12を経て正転軸3に伝達され、出力軸2に高速段の
動力を伝達する。
【0022】なお、この実施例では、低速クラッチ1
9、高速クラッチ20、逆転クラッチ21および正転ク
ラツチ22にそれぞれ機械式クラッチを採用している
が、これらのクラッチとして油圧式摩擦クラッチを採用
しても、同様の効果が得られるものである。
【0023】
【考案の効果】この考案の歯車変速機によれば、低速歯
車と正転歯車とがかみ合う同一平面で正転歯車と逆転歯
車とがかみ合い、正転歯車と逆転歯車とが同一平面で自
由に回転できるので、正転歯車に近接して同軸上に逆転
歯車とかみ合う他の歯車を設ける必要がなく、従来のも
のに比して、軽量でコンパクトな歯車変速機を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この考案の実施例を示す歯車変速機を用いた動
力伝達装置の概略図である。
【図2】図1の歯車変速機における各歯車のかみ合い状
態を示す概略説明図である。
【図3】従来の歯車変速機を用いた動力伝達装置の概略
図である。
【図4】図3の歯車変速機における各歯車のかみ合い状
態を示す概略説明図である。
【符号の説明】
1 入力軸 2 出力軸 3 正転軸 4 逆転軸 5 低速歯車 6 正転歯車 7 正転ピニオン 8 出力歯車 9 逆転歯車 10 逆転ピニオン 13 円筒軸 14 ディーゼル機関 15 油圧クラッチ 16 流体変速機 18 トルクコンバータ 19 低速クラッチ 20 高速クラッチ 21 逆転クラッチ 22 正転クラッチ 26 歯車変速機

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 機関の出力軸からトルクコンバータを介
    して駆動されるか、または、その機関の出力軸と一体の
    入力軸から低速切替クラッチを介して駆動される入力用
    の低速歯車を有し、その出力軸が前記入力軸と同一軸心
    上に配置され、かつ正転時と逆転時の変速比が同一であ
    る歯車変速機において、前記軸心と平行な正転軸に固定
    され、前記低速歯車とかみ合う正転歯車と、同じく前記
    軸心と平行でかつ前記軸心との軸間距離が前記軸心と前
    記正転軸との軸間距離より大きい軸間距離の位置に配置
    された逆転軸に回転自在に装着され、前記正転歯車とか
    み合う、正転歯車と同一歯数の逆転歯車と、前記正転軸
    に回転自在に装着され、正転クラッチを介して正転軸と
    一体に連結される正転ピニオンと、前記逆転軸に固定さ
    れ、逆転クラッチを介して逆転歯車から駆動される、正
    転ピニオンと同一歯数の逆転ピニオンと、そして正転ピ
    ニオンおよび逆転ピニオンとかみ合う出力歯車とからな
    り、入力軸、正転軸および逆転軸に垂直な、低速歯車と
    正転歯車とがかみ合っている平面でその正転歯車と逆転
    歯車とがかみ合い、正転歯車、逆転ピニオンおよび出力
    歯車を正の転位歯車に、低速歯車、逆転歯車および正転
    ピニオンを負の転位歯車として、低速歯車と逆転歯車と
    の歯先間に隙間を形成したことを特徴とする歯車変速
    機。
JP1991021261U 1991-03-12 1991-03-12 歯車変速機 Expired - Lifetime JP2599432Y2 (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP5291414B2 (ja) * 2008-09-16 2013-09-18 北海道旅客鉄道株式会社 軌道車両用駆動システム及び軌道車両
KR101437100B1 (ko) * 2013-08-19 2014-09-02 주식회사 칼라카나 자동 변속기

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