JP5845475B2 - Bearing gear transmission - Google Patents
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Description
本発明は自動車の変速装置で、変速ミッションに使用する。
全てのギアの歯形、形状を、これを富士山形歯車に変更し、ギアにインサ
ート機能を加え、更にシンクロメッシュ装置に、クラッチ接続機能を加え
て自動変速にするための技術である。
The present invention is a transmission for an automobile and is used for a transmission mission.
This is a technology for changing the tooth profile and shape of all gears to Mt. Fuji gears, adding an insert function to the gear, and adding a clutch connection function to the synchromesh device for automatic transmission.
全てのギアの歯形を、これを富士山形歯車に変更して、各ギアの間にイン
サート、コロを挿入し伝達能力を大幅に増加する。現在、使用するハスバ
―インボリュート歯車は、精密なギアであり、インボリュート曲線の歯形
をしている。
インボリュート歯形ギア同士の伝達接触面は線接触である為に、インボリ
ュート歯形は難解な曲線であり、製作も難しく、高価である。この結果イ
ンボリュート歯形ギアを用いた変速機は、高価となり変速機価格の高騰を
もたす。
これらの変速機のギア形を富士山型として、挿入コロを用いて、従来
のシンクロナイザー装置にクラッチ機能を追加する。
先願特許(特願2011―25766) をさらに発展させた物である。
The tooth profile of all gears is changed to a Fuji mountain gear, and inserts and rollers are inserted between the gears to greatly increase the transmission capacity. At present, the Hasuba involute gear used is a precise gear and has an involute curved tooth profile.
Since the transmission contact surfaces of the involute tooth profile gears are line contacts, the involute tooth profile is a difficult curve, difficult to manufacture, and expensive. As a result, the transmission using the involute tooth profile gear becomes expensive and the transmission price increases.
The gear shape of these transmissions is Mt. Fuji, and a clutch function is added to a conventional synchronizer device using an insertion roller.
This is a further development of the earlier patent (Japanese Patent Application No. 2011-25766).
自動車、作業車のギア変速機は、伝達トルクや、衝撃係数を考慮して、
ギア-モジュールを計算して、ギアの大きさ、形状を決める、もちろん
ギアの減速比も考慮する。多くの場合ギア変速範囲を考慮し減速比範
囲を決めて1速から5速やOD(オーバードライブ)も考慮する。伝達
トルクや、衝撃係数が大きい場合は、ギアの安全強度を、かなり大きく
取る。更にシンクロナイザー機構を全てのギアに加え、変速機の部品数
を少なくし、しかも外形を小さくしたい。
インボリュート-ハスバ歯車が多く使われているが、これが部品を高価な
物としている。 なぜなら、複雑な工作機械でなければ、製作できない。
インボリュート歯車を使った、ギア同士の伝達方法は、線接触で当たる
為に、この接触線の面圧を小さくするのは、無理な事である。ギアの耐
久力は表面摩擦と歯形の剪断力によって決まる。
For gear transmissions of automobiles and work vehicles, considering transmission torque and impact coefficient,
The gear-module is calculated to determine the size and shape of the gear, and of course the gear reduction ratio is taken into account. In many cases, the gear ratio range is taken into consideration, the reduction ratio range is determined, and the 1st to 5th gears and OD (overdrive) are also considered. When the transmission torque or impact coefficient is large, the safety strength of the gear is considerably increased. In addition, I would like to add a synchronizer mechanism to all gears to reduce the number of parts in the transmission and to reduce the outer shape.
Involute-Hasuba gear is often used, but this makes the parts expensive. Because it can only be made with complex machine tools.
Since the transmission method between gears using an involute gear hits in line contact, it is impossible to reduce the surface pressure of the contact line. The durability of the gear is determined by the surface friction and the shear force of the tooth profile.
1)表面摩擦耐力は(トルク力)/(接触面積)で決まる、面積は歯
車厚さのみで少なすぎる、単位当たり伝達力を上げる為歯型を変更する。
2)現在のギア同調シンクロナイザー装置はシンクロナイザースリー
ブ、シンクロナイザーハブ、シンクロナイザーキー、シンクロナイ
ザーリング、クラッチ歯車、スプリング、が変速数に合わせたセッ
トが必要である。このアッセンブリ部品を出来るだけ少なくする。
3)全自動変速にする為にはボグワーナ式の油圧流動伝達式クラッチ
を、単純乾板接触式-空圧ピストン、電磁スイッチー入脱式にかえる。
4)変速シフトする為に、フオークの変速装置を油圧オイル、ポンプから
より短時間に可能な、電磁コイル-電気磁石変速装置を考慮する。
1) The surface friction resistance is determined by (torque force) / (contact area). The area is too small only by the gear thickness. To increase the transmission force per unit, the tooth type is changed.
2) The current gear-synchronized synchronizer device requires a synchronizer sleeve, a synchronizer hub, a synchronizer key, a synchronizer ring, a clutch gear, and a spring set in accordance with the speed. Minimize the number of assembly parts.
3) In order to achieve full-automatic shifting, the Bogwarna hydraulic flow transmission clutch is replaced with a simple dry plate contact type-pneumatic piston, electromagnetic switch on / off type.
4) Consider the electromagnetic coil-electromagnet transmission, which allows the fork transmission to be shifted from hydraulic oil and pumps in a shorter time for gear shifting.
このタイプの変速機は上に入力軸、出力軸、下段にカウンター軸を備える。
1)全てのギアの形を見なおす。ギアの根元を最大に構成した、富士山
形の歯型を持つ歯車に修正する。
2)シンクロナイザースリーブ5、25、35の前後に円柱形コロ1,21、22
31、32を円周状、ギア有効径上に回転可能に嵌装、固着する。
シンクロナイザースリーブが出力軸40、シンクロナイザーハブ6,26,
36の外側を前後にスライド出来る構造とする。変速時シフトフ
オーク70,71,72でシンクロナイザースリーブを前後に移動させる。
遊星1〜4速ギア12,13,14,15のコロ挿入側はクラッチ歯車として、
鋭角に尖っているし、シンクロナイザーハブ6,26,36側に半径が減少
する様に傾斜しており、シンクロナイザーコーンと斜めに接触する
構造としている。これはシンクロナイザー装置となって摩擦によっ
て回転同調を行い、コロ挿入接続が安易となる機器を装備している。
This type of transmission has an input shaft on the top, an output shaft on the top, and a counter shaft on the bottom.
1) Review all gear shapes. The gear will be modified to have a Mt.Fuji-shaped tooth profile with the maximum gear base.
2)
31 and 32 are circumferentially fitted and fixed on the gear effective diameter so as to be rotatable.
Synchronizer sleeve is
The outside of 36 will be slidable back and forth. Move the synchronizer sleeve back and forth with the
The roller insertion side of planetary 1st to
It is pointed at an acute angle, and is inclined so that the radius decreases toward the
3)各遊星ギア11、12,13,14,15とカウンターギア47,46,45,44との噛み合
わせの間にコロ1、21,22,31,32を挿入して、ギア噛み合わせをして
伝達し、又はコロを離脱して駆動を立ち切る構成である。ギア同調シンクロナ
イザー装置とコロの挿入、脱着によって、クラッチ機能とするから、R−1速、
2速と3速、4速と5速の間に接続を立ち切る、中立状態(伝達を断つ)を作る。
4)全自動で変速する為に、コントロールユニット108からパワーユニット109
の指図でクラッチピストン84、クラッチロッド85を動かしクラッチでエンジン
回転を切る、そして電磁スイッチでフオーク、シンクロナイザースリーブを動
かし変速シフトするが、電磁スイッチは内部に電磁石コイル107を内臓し、そ
の力でフオークを動かす。
スピード計、エンジン回転計、アクセルの開閉度により、コントロールユニッ
ト108からコンピユータユニット89、パワーユニット109の指図で電磁スイッチ
90,91,92によりフオークを動かし、変速を自動変速にする。
3) Insert the
Create a neutral state (cut off transmission) that breaks the connection between 2nd and 3rd, 4th and 5th.
4) The
The
Depending on the degree of opening / closing of the speedometer, engine tachometer, and accelerator, the electromagnetic switch is instructed from the
The fork is moved by 90, 91, and 92, and the shift is made automatic.
1)の説明、図18を見て)遊星2速ギア13の山型歯、2速カウント
歯車46の凸部が剪断面であり、回転トルクの伝達部分である。更
に重用なことコロ22は、円形断面である。回転入力側、出力側とも
に切断面は富士山形の断面であるから、伝達接触面は
(コロの直径)X (歯車厚み)=コロのスラスト断面積である。
Description of 1), see FIG. 18) The chevron teeth of the planetary
はすばインボリュート歯車にして、かなり伝達能力は向上したが、
もう限界に成っており、これ以上の単位当たり伝達手段は、本発明
のベアリングギア(インサート方式)しか存在しない。エンジンの
駆動力は回転方向のみならず、コロを回転させる圧力となる。コロ21
の大きさで遊星2速、3速ギアの有効直径が決まる。コロ31の大き
さで遊星1速ギアの有効直径が決まる。
Although it is a helical involute gear, its transmission capability has improved considerably,
Only the bearing gear (insert type) of the present invention exists as the transmission means per unit beyond this limit. The driving force of the engine is not only the direction of rotation but also the pressure that rotates the rollers. Coro 21
Determines the effective diameter of the 2nd and 3rd planetary gears. The effective diameter of the planetary 1st gear is determined by the size of the
遊星1〜5速ギアを小型にしても、コロのスラスト断面積(伝達圧力
面積)さえ確保すれば、伝達トルクは変わらない。シンクロナイザー
ハブ26,36は出力軸40にスプラインを介して結合している。コロ1
の破壊応力を計算する必要があり、
(コロの圧力)を(コロの直径)X(歯長さ)=面積で割る。これが鉄
材の許容応力を十分下回らねばならない。コロの許容応力が許すなら
、コロの直径を小さくした方が入力ギアも小さく出来る事となる。
Even if the planetary 1st to 5th gears are made smaller, the transmission torque does not change as long as the thrust cross-sectional area (transmission pressure area) of the roller is secured. The
It is necessary to calculate the fracture stress of
Divide (roller pressure) by (roller diameter) X (tooth length) = area. This must be well below the allowable stress of the iron material. If the allowable stress of the roller allows, the input gear can be reduced by reducing the roller diameter.
当然剪断面積、摩擦面積を2倍にすると耐-剪断力を2倍にする事と
なる。これらの効果により、ギアの有効径を小さくできる。
(図18を見ながら)本発明の2速カウント歯車46の山型歯がコロ
22を押し出し、コロ22の面圧が遊星2速ギア13の山型歯を押し回転
力となる。ここの山型歯はインボリュート歯車の歯元より、はるかに
面積が大きい。これは剪断破壊―耐力を大きく上げる。本発明はギア
伝達にコロ1,21、31と言うインサート接続材を挿入して、製作す
ると、外形の大きさが1/2ほどで真に合う事となり、当然価格が1/2
近く安くなる。
Naturally, if the shear area and friction area are doubled, the shear resistance is doubled. These effects can reduce the effective diameter of the gear.
(See FIG. 18) The second tooth of the second
22 is pushed, and the surface pressure of the
It will be cheaper soon.
2)の説明、図10、4を見て)遊星2速ギア13,遊星,3速ギア14は
シンクロナイザーハブ26側に半径が減少する様に傾斜しており、
シンクロナイザーコーン13a,14aはシンクロナイザーリング27
,28と斜めに接触する構造としている。
これはシンクロナイザーリング27,28のリング内径斜面27a,28aと
摩擦面を共有しており、この摩擦によってシンクロナイザー装置と
なって回転調整を行い、コロ挿入接続が安易となる機構を持っている。
2) Description, see Figs. 10 and 4) Planetary
, 28 in an oblique contact structure.
This shares the friction surface with the
(図4、12を見て))遊星4速ギア15のシンクロナイザーハブ6側
に半径が減少する様に傾斜しており、シンクロナイザーコーン15a
と斜めに接触する構造としている。これはシンクロナイザーリング
8のリング内径斜面8aと摩擦面を共有しており、この摩擦によって
シンクロナイザー装置となって回転調整を行い、コロ挿入接続が安易
となる機構を持っている。
コロ1、21,22,31,32の先端は鋭角になっている為に全周に、
一度に相手遊星1〜4速ギアの鋭角側に挿入される為に、強度的
に全周に配置されたコロに均当に回転力が伝わり、接続される。
(See Figures 4 and 12) The planetary 4-
It is structured so as to contact diagonally. This is a synchronizer ring
It shares a friction surface with the eight inner ring slopes 8a, and by this friction, it becomes a synchronizer device and performs rotation adjustment, and has a mechanism that makes roller insertion connection easy.
Because the tips of
Because it is inserted into the acute angle side of the 1st to 4th gear of the opponent planet at a time, the rotational force is transmitted evenly to the rollers arranged all around the strength and connected.
3)の説明(図10を見ながら)入力軸17の回転は本発明のコロ21a
,21b,21c・・を遊星3速ギア14の有効回転径上に嵌装、具備した
シンクロナイザースリーブ25を2速フオーク溝25aに外接した
フオーク71で前進、変速シフトすると、コロ21が遊星3速ギア
14とカウント歯車45間を接続し、出力回転を伝える。コロ21が
クラッチ接続の役目をなすし、ギア選択も同時に出来る。
3) Explanation (while viewing FIG. 10) The rotation of the
, 21b, 21c,... Are fitted on the effective rotation diameter of the planetary third-
14 and the
(図9を見ながら)入力軸17の回転は本発明のコロ22a,22b,22c・
を遊星2速ギア13の有効回転径上に嵌装、具備したシンクロナ
イザースリーブ25、を2速フオーク溝25aに外接したフオーク71
が後進、変速シフトされると、コロ22が遊星2速ギア13とカウ
ント歯車46間を接続し、出力回転を伝える。
コロ22がクラッチの役目をなすし、ギア選択も同時に出来る。
本発明はインサート式クラッチ、コロと富士山型ギアを除くと
一般的ミッションであるが、インサート式コロが1〜4段まで全
てに存在する為、十分なソフトを作れば、ほぼ全自動変速の運転
が容易に出来るんである。
(See FIG. 9) The rotation of the
Is mounted on the effective rotational diameter of the planetary second-
When the reverse gear is shifted and shifted, the
The present invention is a general mission except for the insert type clutch, roller and Mt. Fuji gear, but since the insert type roller is present in all 1 to 4 stages, if enough software is made, it is almost fully automatic transmission operation Is easy to do.
4)の説明、図3,24を見て)全自動で変速する為に、操縦者の手
でコントロールユニット108のコンピユータユニット89の指図
からパワーユニット109へ伝達され、クラッチピストン84、ク
ラッチロッド85を動かし、クラッチでエンジン伝達を切る、そし
て電磁スイッチでフオーク70、71、72シンクロナイザースリーブ
5、25,35を動かし変速シフトする。本発明は電磁スイッチ90,91,
92を3セット使用しているが、1セットの電磁スイッチで前−
中立―後の3段偕の変速を可能としている。
4) Explanation, see FIGS. 3 and 24) In order to change gears fully automatically, it is transmitted to the
Three sets of 92 are used, but one set of electromagnetic switches
Neutral—allows a later three-speed shift.
図3が全体スケルトン図であり、これらが入力から出力迄の回転
を制御する。基本的にコントロールユニットによる単純電気制御
である。本発明の変速機構は(図10を見て)コロ1、21、22,
31,32が遊星1、2、3、4、5速ギアとカウント歯車43、44、45
46、47を挿入接続し回転伝達する事である。
FIG. 3 is an overall skeleton diagram that controls the rotation from input to output. Basically it is simple electric control by the control unit. The speed change mechanism of the present invention (see FIG. 10) has
31,32 is planetary 1, 2, 3, 4, 5th gear and count
46 and 47 are inserted and connected to transmit rotation.
フオーク70、71、72、シンクロナイザスリーブ5、25、35が前−
中―後と3段階にスライド移動して、コロ1、22,32,33が挿入接続し
回転伝達する事である。ここで当然コロに切断応力、摩擦応力が
集中する事となる、コロを支える(図10を見て)ブッシュ57、57
及びシンクロナイザスリーブ25、はかなりの強度、大きさを持ては
いるが、図面の都合で小さく描いてある。
The middle-rear and three-stage slide movement,
The
更にエンジンの回転トルクは強大であるが、コロを24個全周に配置
し同時に挿入される為にトルクも24箇所に分散されるが、ギアと
ギアの回転トルクは12個の接触コロとカウント歯車によって伝達さ
れる。これらの行為は一度に行われる、その為に衝撃も伴う事となる。
(図16を見て)シンクロナイザハブ26、の外側はシンクロハブ外溝
20、内側はシンクロハブ内溝19が存在し前後にスライドするが、回転
は伝達する構造とする。
Furthermore, the rotational torque of the engine is strong, but because 24 rollers are placed all around and are inserted simultaneously, the torque is also distributed to 24 locations, but the rotational torque of the gear and gear counts with 12 contact rollers. It is transmitted by gears. These actions are done at once, and for that reason it is accompanied by a shock.
(See Fig. 16) The outer side of the
20. On the inside, there is a synchro hub
シンクロナイザハブ26の外側に在るシンクロナイザスリーブ25に
前、中、後とストッパ穴62a62b,62cが一直線上に存在している(全
周に3列設ける)(図19を見て)シンクロナイザハブ36の外側は
シンクロハブ外溝30、内側はシンクロハブ内溝29が存在し前後に
スライドするが、回転は伝達する構造とする。シンクロナイザハブ
36の外側に在るシンクロナイザスリーブ35に前、中、後とストッ
パ穴62d,62e,62fが一直線上に存在している(全周に3列設ける)。
The front, middle, rear, and stopper holes 62a62b, 62c exist in a straight line on the
The
そのシンクロナイザスリーブ25、35の内側に玉収容穴63が空いてお
り,中には玉64とスプリング61が収容され、それにより玉64が押し
出す形と成っている。玉64がシンクロナイザハブ26、36のストッ
パ穴62a、62b,62c前(図6)中(図7)後(図9)は(3速、中立、
2速)に静止して、回転伝動する構造とする。
A
(2nd gear).
玉64の固定作用によりシンクロナイザスリーブ25、35が、シンク
ロナイザハブ26、36の外側で前、中、後と停止するが、コロが
遊星3速ギア14に、接続するか、無接続(中立)とするか、コロが
遊星2速ギア13に接続するか、の選択がフオーク71、電磁スイッチ
91によって動く構造となっている。(図16、19,21を見ながら)
フオーク71、の右先端はフオークベアリング69a、69bが存在、
反対側左先端にフオークベアリング69c,69dが円周方向に回転可
能に装備されている。
The
It is structured to move by 91. (Looking at Figures 16, 19, and 21)
The right end of the
これらは変速シフトした時にフオーク70、71、72とシンクロナイ
ザスリーブ、フオーク溝25a,35aとの摩擦が大きく成らない様に
ベアリング69a,69b,69c,69dを装備してある。(図1を見ながら)
前進5段後進1段である、左側が入力軸17であり入力軸17→
アイドル歯車39→ベアリングコロ41→入力歯車43→カウンターギ
ア軸18→ここから
These are equipped with
5 steps forward, 1 reverse, the left side is the
(1速伝達)1速カウント歯車47→(コロ31a,b)→遊星1速ギア
12→1速シンクロナイザスリーブ35
→1速シンクロナイザハブ36→出力軸40
(2速伝達)2速カウント歯車46→(コロ22a,b)→遊星2速ギア
13→2速シンクロナイザスリーブ25
→2速シンクロナイザハブ26→出力軸40
(3速伝達)3速カウント歯車45→(コロ21a,b)→遊星3速ギア14
→2速シンクロナイザスリーブ25→
2速シンクロナイザハブ26→出力軸40
(4速伝達)4速カウント歯車44→(コロ1a,1b)→遊星4速ギア
15→4速シンクロナイザスリーブ5→
4速シンクロナイザハブ6→出力軸40
(5速、直結)入力軸17→5速歯車16→4速シンクナイザロスリーブ5
→4速シンクロナイザハブ6→出力軸40
(バック伝達)Rカウント歯車48→ベアリングコロ59a,b→
バック歯車50→(コロ32a,32b,c)→Rギア11→
1速シンクロナイ歯車ザスリーブ35→1速シンクロナイザハブ
36→出力軸40
(1-speed transmission) 1-
12 → 1-
→ 1-
(2-speed transmission) 2-
13 → 2
→ 2-
(3-speed transmission) 3-
→ 2
2-
(4-speed transmission) 4-
15 → 4
4-
(5th gear, direct connection)
→ 4
(Back transmission)
Back
1-speed synchronizer gear The
36 →
遊星1速〜4速ギア12,13,14,15の歯車数は徐々に歯数が少なくなる
し、内側にニードルベアリング51,52,53,54が存在し、自由回転可能な
構造となっている。5速は直結であり、4速シンクナイザロスリーブ5
→4速シンクロナイザハブ6→出力軸40に関しては従来の一般シンク
ロナイザー装置を使った物である。(図12見ながら)入力軸17の外側
にアイドル歯車39が装備されて、更にその外側にベアリングコロ41
がコロ保持板42で円周上に多数存在している。
The number of gears of planetary 1st to
→ 4-
There are a large number of
全てのベアリングコロ41の前、後部をコロ保持板42、に支持され
回転出来る様にされており、ベアリングコロが外れ無い構造である。
常にアイドル歯車39にコロ41a,41b・・が同じ歯車についたまま回転
している。4速シンクロナイザースリーブ5は後部を除いて従来の
シンクロナイザー装置であり、シンクロナイザースリーブ5が前後
移動する事でドッグ歯15a,16bと接続、断続を左右する。前進、接続
すれば出力軸40と直結となる。
The front and rear parts of all the bearing
The
ここで2速、3速の切り替えを説明する。(図6〜12を見ながら)
フオーク71を前進させると、コロ21a,21b,がシンクロナイザー
リング27を押し出し、遊星3速ギア14のシンクロナイザーコーン
14aの摩擦面にシンクロナイザーリング27の摩擦面が接触する事
で、両部品が同調してコロ21a,21b,が挿入され遊星3速ギア14と
3速カウント歯車45が連結される。
Here, switching between 2nd speed and 3rd speed will be explained. (Looking at Figs. 6-12)
When the
When the friction surface of the
A third
コロ21a,21b,・・の先端は鋭角に尖って挿入し易くなっており、
遊星3速ギア14の先端はドッグ歯14a,(上面から見ると図11)
三角に尖っている、更に3速カウント歯車45の先端も(図11)
三角に尖っており、コロ21a,21bの先端は挿入し易くなっている。
遊星ギアもカウント歯車も全周にわたり先端が三角に尖っており、
互いが挿入し易く形成されている。
The tips of the rollers 21a, 21b,... Are sharp and easy to insert,
The tip of the planetary
The tip of the third-
The tip of the rollers 21a and 21b is easy to insert.
The planetary gear and the count gear both have a triangular tip over the entire circumference.
They are formed so that they can be inserted easily.
(図9を見ながら)フオーク71を後進させると、コロ22a,22b,・・
がシンクロナイザーリング28を押し出し、遊星2速ギア13の
シンクロナイザーコーン13aの摩擦面にリングの摩擦面が接触する
事で、両部品が同調してコロ22a,22b,・・が挿入され遊星2速ギア
13と2速カウント歯車46が連結される。
シンクロナイザーコーン13aの後端部は先細りの傾斜しており摩擦
面がある。シンクロナイザーコーン13aの摩擦面はシンクロナイザ
ーリング28の内面と摩擦する事で速度同調作用をなし、コロ22 a,22b
,・・が挿入し易くなっている。
(Looking at Figure 9) When the
Pushes out the
13 and the 2nd
The rear end of the
, ... are easy to insert.
ここで1速、後進の切り替えを説明する。(図4、5を見ながら)
フオーク72を前進させると、コロ31a,31b・・がシンクロナイザ
ーリング37を押し出し、遊星1速ギア12のシンクロナイザーコ
ーン12aの摩擦面にシンクロナイザーリング37の摩擦面が接触
する。両部品が同調して同じ回転数になった所で、コロ31a,31b,
・・が挿入され、遊星1速ギア12と1速カウント歯車47が連結
される。コロ31aはインサート部品となり遊星1速ギア12と1速
カウント歯車47の両者間、歯車に噛み込む事となる。
Here, switching between 1st speed and reverse is explained. (Looking at Figures 4 and 5)
When the
.. is inserted, and the planetary
(図4,19,20を見ながら)フオーク72を後進させると、コロ32a,
32b,がシンクロナイザーリング38を押し出し、バック歯車11のシン
クロナイザーコーン11aの摩擦面にリングの摩擦面が接触する事で、
両部品が同調して同じ回転数になった所で、コロ32a,32b・・が挿入
されバック歯車11とRカウント歯車48が連結される。
これはRカウント歯車48→ベアリングコロ59a,50b→
バック歯車50→コロ32a,32b,・・→Rギア11→1速シンクロ
ナイザスリーブ35→1速シンクロナイザハブ36→出力軸40
を伝達回転させる。
(Looking at Figures 4, 19, and 20) When the
32b, pushes out the
The rollers 32a, 32b,... Are inserted and the back gear 11 and the
This is
Back
Rotate the transmission.
コロ32a,32b,・・の先端は鋭角に尖って挿入し易くなっており、遊星
1速ギア12の先端はドッグ歯12a,となっている、更に1速カウント
歯車47の先端も鋭角に尖っており、コロ32a,32b・・の先端は挿入し
易くなっている。両者間、歯車にコロが噛み込む事となる。
The tips of the rollers 32a, 32b,... Are pointed at an acute angle for easy insertion.
The tip of the
ここで4速、5速(直結)の切り替えを説明する。(図4、12を見なが
ら)フオーク70を前進させると、シンクロナイザーハブ5がシンクロ
ナイザーリング7を押し出し、5速(クラッチ)歯車16のシンクロナイ
ザーコーン16aの摩擦面にリングの摩擦面が接触する事で、両部品が同
調して4速シンクロナイザースリーブ5が挿入され、5速歯車16とが
連結され直結となる。シンクロナイザーキー2はシンクロナイザースリ
ーブ5を固定する役をなす。
Here, switching between 4-speed and 5-speed (direct connection) is explained. When the
(図4、12を見ながら)フオーク70を後進させると、コロ1a,1b,・が
シンクロナイザーリング8を押し出し、遊星4速ギア15のシンクロナ
イザーコーン15aの摩擦面にリングの摩擦面が接触する事で、両部品
が同調してコロ1a,1b,・が挿入され両者間、歯車に噛み込む事で遊星
4速ギア15と4速カウント歯車44が連結される。
When the
The 4-
これら全ての変速シフト操作はいずれもアクセルを閉塞状態にして、
クラッチを切る事で変速シフト操作ができる装置を装備しないと変
速でき無い。アクセルロッドにリターン装置を挿入してアクセルを
閉塞状態にして使用する。いずれも全自動変速にするなら、絶対条
件にするべきで、その他の条件にスピード計による急減速、急加速
を制限し、アブノーマルな操作を禁止して、正規な手動変速を真似
る様に、コンピユータ89に条件付ける。
All of these shift shift operations have the accelerator closed,
Shifting is not possible unless a device that can perform shift shifting operation by disengaging the clutch is equipped. Insert the return device into the accelerator rod and use it with the accelerator closed. If both are to be fully automatic, absolute conditions should be used. Other conditions restrict the rapid deceleration and acceleration with a speedometer, prohibit abnormal operation, and simulate a normal manual gear shift. Condition to 89.
(図1を見ながら)クラッチピストン84、クラッチロッド85がク
ラッチシャフト83を動かしクラッチを切断し、変速可能となる。
本実施例ではクラッチピストン84、は空気圧を使用している。
(図22を見ながら)自動変速で難しいのは、最大アクセルの時に、
変速シフトをする事である。手動変速の場合は十分最大回転に達し
てから、全開アクセルを踏んだままで、アクセルを閉塞してから、
変速シフトをする事である。
(Seeing FIG. 1) The
In this embodiment, the
The difficulty with automatic gear shifting (see Figure 22)
It is a shift shift. In the case of manual shifting, after reaching the maximum rotation sufficiently, step on the fully open accelerator and close the accelerator,
It is a shift shift.
本発明はコントロールーユニット108のアクセルとパワーユニットの
アクセルを引き離してあり、コントロールーユニットのアクセルを踏
んだまま、パワーユニットのアクセルをゼロとし変速シフトを行い、
再びアクセルを踏んだ事とする。自動変速ではあるが、機械とソフト
で、手動変速の手順で変速する。足でクラッチペタルを踏んでクラッ
チの開閉を行う代わりに、パワーユニットからの司令でクラッチピス
トン84の開閉を行う。
In the present invention, the accelerator of the
Assume that you stepped on the accelerator again. Although it is an automatic gear shift, the gear is shifted by a manual gear shift procedure between the machine and software. Instead of opening and closing the clutch by stepping on the clutch petal with the foot, the
手変速の代わりに電磁スイッチ90,91,92が行う。電磁スイッチは
(図22を見て)前、中、後と3か所に固定位置が存在し、ボール78
がシフトロッド80のロッド溝74a,74b,74cにバネ79の力で停止さ
れる構造とする。
Is configured to be stopped by the force of the spring 79 in the
(図19、21を見ながら)フオーク70,71,72の先端にフオークベア
リング69a,69b、69c,69dが入力軸に垂直に装着されている、これは
シンクロナイザースリーブ35が前後にスライドする為に、自身の回転
を伝え無くする為である、かなりの回転摩擦が前後に存在するが、全
てのフオーク70,71,72の先端にフオークベアリング69a,69b,69c,69d
が2組ずつ回転可能に装着されている。
Are installed so that two pairs can rotate.
フオーク70,71,72を前後に動かす変速シフトは、重要なのだが、その
他の自動車はエンジンの回転を基礎にした油圧ポンプ圧による変速が
ほとんどであるが、本発明では電気、電磁スイッチ90,91,92は電気
コイル107が鉄心93,94,95を動かしフオーク70,71,72、シンクロナ
イザースリーブ5,25,35が同時移動する。
Shift shifts that move the
(図5、21,22を見て)電磁スイッチ90,91,92は内部のコイル107に
よって、鉄心93,94,95を動かす構造となっており、原動力は本体電
源による物で、当然電線が本体電源よりコントロールーユニット、
パワーユニットを経て、電磁スイッチ90,91,92に通じている。
(図21、22見て)電磁スイッチはブラッケト98、取付け部88a,88b、
88cにボルトで固定されている。
(See Figs. 5, 21, and 22) The electromagnetic switches 90, 91, and 92 have a structure that moves the
Through the power unit, it leads to
(See Figs. 21 and 22) The electromagnetic switch has
It is fixed to 88c with bolts.
鉄心108の外側に離れて、囲む形でコイル107が巻き付いている、
コイルは本体より通電、電磁スイッチへのON,OFFはコントロー
ルユニットに制御されている。通電すると、コイルの巻く方向でフ
レミング法則により鉄心が前に動くが、通電を停止するとリターン
スプリング105が作用し、もとに戻る。
The
The coil is energized from the main body, and the ON / OFF to the electromagnetic switch is controlled by the control unit. When energized, the iron core moves forward according to the Fleming law in the coil winding direction, but when energization is stopped, the
逆通電すると、コイルの巻く方向でフレミング法則により鉄心が
後ろへ動き、通電を停止するとリターンスプリング106が作用し
、もとの中立に戻る。
これらの鉄心94の前-中立-後移動はそのまま、フオーク71が前-
中立-後に移動する事となり、これは3速-中立-2速へとつながる。
When reverse energization occurs, the iron core moves backward in accordance with the Fleming's law in the coil winding direction, and when energization is stopped, the
The front-neutral-rear movement of these
Neutral-to move later, this leads to 3rd-neutral-2nd.
図21より)鉄心93の前-中立-後移動はそのまま、フオーク70、2
速シンクロナイザスリーブ25が前-中立-後に移動する事となり、こ
れは5速-中立-4速へとつながる。鉄心95の前-中立-後移動はその
まま、フオーク72、1速シンクロナイザスリーブ35が前-中立-後に
移動する事となり、これは1速-中立-バックへとつながる。
From Fig. 21)
The
パワーユニット109からコイル107に通電すると、フレミング右手法則
により鉄心94が前に動くが電気を断つと、リターンスプリング105の力で後
ろへ戻る。逆通電をするとコイルのフレミング法則で鉄心が後に動くが、
電気を断つと、リターンスプリング106の力で前へ戻る。これはコイルが
1セットで鉄心を前-中立-後の3段にフオークを移動させられる。
図22を見て)フオーク端部71aのシフトロッド80の摩擦部に
ロッド溝74a、74b、74cが設けてあり、前-中立-後の3段にフオーク
を移動、停止させられる。
When the
When the electricity is turned off, the
(See FIG. 22)
バネ79、ボール78が設けてあり、ロッド溝74a,74b,74cの3か所で停止
できる。他のフオーク端部70a,72aも同様に、バネ79、ボール78、
ロッド溝74a,74b,74cが設けてあり3箇所x3か所で9か所の停止
位置が設定できる。1〜5速とバックギアの位置が決定できる。
A spring 79 and a
電磁スイッチ90,91,92の特徴は操作性が良く、確実性が良い。コ
イル107の力で鉄心108を押し出すが、電気を逆転通電すると、
コイル107の力で鉄心108を引き戻す、これは押す-中立-引く
(前-中立-後)の3か所が選択出来る
The features of the
Pull back the
いずれも一直線に装着されて、装着し易く出来ているし、ブラケッ
ト98には取付部88a,88b,88cが電磁スイッチ90,91,92を固定して
、鉄心ロッド93,94,95がナット96,97によって、各フ―オク70,71,
72の場所に接続する。電磁スイッチ90,91,92は変速機の内部に収納
した方がよいが、大きさしだいでは、外部に設置する事も考える。
Both are mounted in a straight line, making it easy to mount, and mounting
Connect to 72 locations. The electromagnetic switches 90, 91, and 92 should be housed inside the transmission, but depending on the size, they may be installed outside.
図23を見て、アクセル開閉度(%)、スピード(Km/H)を縦軸、時間
(分)を横軸にしたグラフを示す。横軸のクラッチを開いた時間tは1秒
程度である。単純増速運転時をしめす。B-104はブレーキを使用、
103は変速シフトした事を示す。アクセル踏んだ状態でエンジン回転
が一定値になると、アクセル閉塞-クラッチ断列-シフトアップを行う。
アクセル閉塞にはコンピユターユニット89で微分回路を経てシフト
アップを行う。
Referring to Fig. 23, the accelerator opening / closing degree (%), speed (Km / H) is plotted on the vertical axis, time
A graph with (min) on the horizontal axis is shown. The time t for opening the clutch on the horizontal axis is about 1 second. Indicates a simple speed-up operation. B-104 uses a brake,
103 indicates a shift shift. If the engine speed reaches a certain value while the accelerator is depressed, the accelerator is closed, the clutch is disconnected, and the upshift is performed.
To close the accelerator, the
更にアクセルを少し踏んだ状態でエンジン回転が予定値になると、
アクセル閉塞-クラッチ断列-シフトダウンを行う、システムを設定し
ておく。アクセル開閉度で、増速、減速、の変速シフトを自動操作
される。又ブレーキを急に踏んで急減速した時などもクラッチ断列-
シフトダウンを行い、再発進、加速も考慮されねばならない。
Furthermore, when the engine speed reaches the planned value with a little stepping on the accelerator,
Set up the system to perform accelerator blockage-clutch disconnection-shift down. Depending on the degree of opening and closing of the accelerator, the shift shift between acceleration and deceleration is automatically operated. Also when the brake is suddenly decelerated and suddenly decelerated, etc.
A downshift is required, and restart and acceleration must be considered.
このシステムでは、アクセルの開閉度と、スピード計で全ての、
変速シフト状況が決まる。アクセルペタルとエンジンのアクセル
とは直結では無く、変速シフト時は、当然エンジンアクセルは閉じ
る状態が設定されている。ここで発進時は半クラッチ状態が設定出
来る様にスピード計と兼ね合いを考慮して置く。
In this system, all of the opening and closing of the accelerator and speedometer,
The shift shift situation is determined. The accelerator petal and the engine accelerator are not directly connected, and the engine accelerator is naturally closed during a shift shift. Here, when taking off, the balance with the speedometer is taken into consideration so that the half-clutch state can be set.
更に変速位置確認センサーがシンクロナイザースリーブが1-R,2-3,4
-5の3箇所に、中立を含め3X3=9個存在する。この現在の変速位置と
スピード、アクセル開度で早めに変速するか、遅めに変速するか、
Dタイプ、Sタイプの2通りのシステムを考慮するが、Sタイプの
変速シフトする点は、当然高回転で変速される。
Furthermore, the shift position confirmation sensor is a synchronizer sleeve and 1-R, 2-3, 4
There are 3X3 = 9, including neutral, in three locations of -5. With this current shift position, speed, and accelerator position, shift early or shift slowly,
Considering two types of systems, D type and S type, the point of S type shift shift is naturally shifted at high speed.
電磁スイッチ90,91,92の即応性は本発明の良い点である。電磁スイッ
チの応答性とクラッチの断続性が良いと、ほとんど大したショック
も無く、変速できる。コイルの力は巻き数で決定される為、多少大
きくなるが、まとまれば収納できる。
The quick response of the
1a,1b,1c・・コロ 2・シンクロナイザーキー
3a,3b・・スプリング 4・・・
5・4速シンクロナイザスリーブ 5a・4速フオーク溝
6・4速シンクロナイザーハブ 7・シンクロナイザーリング
8・シンクロナイザーリング 8a・・リング内径斜面
9・シンクロハブ内溝 10・シンクロハブ外溝
11・・バック歯車 12・遊星1速ギア
12a・シンクロナイザーコーン 12b・・ドッグ歯
13・遊星2速ギア 13a・シンクロナイザーコーン
13b・・ドッグ歯 14・遊星3速ギア
14a・・シンクロナイザーコーン 14b・・・ドッグ歯
15・・遊星4速ギア 15a・シンクロナイザーコーン
15b・・ドッグ歯 16・5速(クラッチ)歯車
16a・シンクロナイザーコーン 16 b・・ドッグ歯
17・・・入力軸 18・・カウンターギア軸
19・シンクロハブ内溝 20・シンクロハブ外溝
21a,21b・コロ 22a,22b・コロ
23a,23b・スプライン溝 24a,24b・・スプライン溝
25・2速シンクロナイザスリーブ25a・2速フオーク溝
26・2速シンクロナイザハブ
1a, 1b, 1c ・
3a, 3b,
5 ・ 4
6 ・ 4
8. Synchronizer ring 8a.
9.Synchro hub inner groove 10.Synchro hub outer groove
11.Back gear 12.Planet 1st gear
12a Synchronizer cone 12b Dog teeth
13.Planet 2nd gear 13aSynchronizer cone
13b ·
14a ・ ・
15. ・ Planet 4-speed gear 15a ・ Synchronizer cone
15b ·
17 ...
19.Synchro hub inner groove 20.Synchro hub outer groove
21a, 21b,
23a, 23b ・ Spline groove 24a, 24b ・ ・ Spline groove
25 ・ 2
26 ・ 2 speed synchronizer hub
27・シンクロナイザーリング 27a・・リング内径斜面
28・シンクロナイザーリング 28a・・リング内径斜面
29・シンクロハブ内溝 30・シンクロハブ外溝
31a,31b,31c・・コロ 32a,32b,32c・・コロ
33a,33b・・スプライン溝 34a,・・スプライン溝
35・1速シンクロナイザスリーブ 35a・1速フオーク溝
36・1速シンクロナイザハブ37・シンクロナイザーリング
37a・・リング内径斜面 38・シンクロナイザーリング
38a・・リング内径斜面 39・・アイドル歯車
40・・・出力軸 41・・ベアリングコロ
42・・コロ保持板 43・・入力歯車
44・4速カウント歯車 45・3速カウント歯車
46・2速カウント歯車 47・1速カウント歯車
48・Rカウント歯車 49・・バックギア軸
50・・バック歯車 51・ニードルベアリング
27.
28. Synchronizer ring 28a.
29 ・ Synchro hub
31a, 31b, 31c, roller 32a, 32b, 32c, roller
33a, 33b ・ ・ Spline groove 34a, ・ ・ Spline groove
35 /
36 ・ 1
37a ・ ・ Ring
38a ・ ・ Ring
40 ・ ・ ・
42 ...
44 ・ 4
46 ・ 2
48 ・
50 ・ ・ Back gear 51 ・ Needle bearing
52・・ニードルベアリング 53・ニードルベアリング
54・・ニードルベアリング 55・ニードルベアリング
56・・ニードルベアリング 57a,57b・・ブッシュ
58・・Cリング 59・・ベアリングコロ
60・・コロ保持板 61・・スプリング
62a,62b,62c,62d,62e,62f・ストッパ穴
63・・玉収容穴 64・玉 65・ベアリング
66・ベアリング 67・・ベアリング
68・ベアリング69a,69b,69c,69d・フオークベアリング
70・・・フオーク 70a・・フオーク端部
71・・・フオーク 71a・・フオーク端部
72・・・フオーク 72a・・フオーク端部
73・シンクロナイザーコーン74a,74b,74c・ロッド溝
75a,75b・ロッド溝 76・Cリング77・スプリング
78・・ボール 79・・バネ 80・シフトロッド
52 ・ Needle bearing 53 ・ Needle bearing
54 ・ Needle bearing 55 ・ Needle bearing
56 ・ ・
58 ・ ・
60 ...
62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62fStopper hole
63 ··
66 ・
68 ・
70 ... Fork 70a ... Fork edge
71 ... Fork 71a ... Fork edge
72 ... Fork 72a ... Fork edge
73 ・
75a, 75b ・
78 ・ ・ Ball 79 ・ ・
81・・シフトレバー 82・・クラッチ
83・・クラッチシャフト 84・クラッチピストン
85・・クラッチロッド 86・・油圧配管
87・・操作動力 88a,88b,88c・取付部
89・コンピユーターユニット 90・電磁スイッチ
91・・電磁スイッチ 92・・電磁スイッチ
93・・鉄心 94・・鉄心
95・・鉄心 96・・ナット 97・・ナット
98・ブラケット 99・・電線 100・・レバー
101・レバー 102・レバー 103・・ギア変更
104・・ブレーキ使用 105・・リタンスプリング
106・リタンスプリング 107・・コイル
108・コントロールユニット109・・パワーユニット
81 ・ ・
83 ・ ・
85 ・ ・ Clutch rod 86 ・ ・ Hydraulic piping
87 ・ ・
89 ・
91 ・ ・
93 ...
95 ・ ・
98 ・
101 ・ Lever 102 ・
104 ・ ・ Using
106 ・
108 /
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