JPS62500254A - 中間軸変速機 - Google Patents
中間軸変速機Info
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- JPS62500254A JPS62500254A JP59504428A JP50442884A JPS62500254A JP S62500254 A JPS62500254 A JP S62500254A JP 59504428 A JP59504428 A JP 59504428A JP 50442884 A JP50442884 A JP 50442884A JP S62500254 A JPS62500254 A JP S62500254A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、一般に車両用等の中間軸変速機に関し、更に詳しくは、一定かみ合い
歯車装置を使った複数の正転及び逆転速度、並びにさし込み多板型の複数の流体
作動・回転クラッチを有する中間軸変速機に関する。
背景技術
各作動方向に複数の速度比をもつ中間軸変速機は、ホイールローダ、タイヤ付ロ
グスキッダ、及びその他の重負荷車両のような車両の駆動系統で特に有用である
。このような変速機は、複数の回転クラッチと関連する連続かみ合い歯車とが、
通常の平行軸上に、かなシの構造的簡潔さ及び入力軸と出力軸の間の高さ低下要
求への適合を可能にするように配置できることで有利である。
日本の小松製作所が提供する動力軸変速機の一つは、縦に整列されたエンジンと
トルクコンバータによって駆動される中間軸ユニットで、一対の方向性クラッチ
、三つの速度クラッチ、5本の軸及び11個の歯車を使用する。最後の軸と二つ
の歯車は単に伝動のために使われるので、あの変速機は、4本の軸と9個の歯車
を使って、基本的に三つの正転速度及び三つの逆転速度を提供することができる
。それは、軸方向に簡潔であり、入力軸と出力軸の間の高さの低下を提供するこ
とができるが、望むよりまだ複雑で高価である。これは、主として望ましくない
遊び歯車と関連する軸とを使用していることによる。
クラークエクイツプメント社もいくつかの中間軸変速機系を製造し、2,3又は
4速を任意に提供する可逆ユニットを示す1969年9月9日J、F、フィッシ
ャー外に発行された米国特許第3,465,609号を参照することができる。
しかし、その系統は、第6速クラツチとその関連する歯車がこのユニットの残り
の部分を含む壁から遠い側に位置し、それで別のハウジング壁を要し、このユニ
ットが軸方向に延びるという欠点を有する。
更に、次の米国特許に従来技術が示されている:1960年11月1日C,ガー
ストへ発行された第2.958,231号;1961年2月28日C,ガースト
へ発行された第2,972,901号;1966年6月7日C,E、ショーへ発
行された第3,254,541号;1970年11月17日J、B、スノイ外へ
発行された第3.540,556号;1972年4月11日H,リンクへ発行さ
れた第5,654,819号:1975年10月21日J、ホルシュへ発行され
た第3,913,616号;1981年6月60日J、B、スノイ外へ発行され
た第4.275,607号;及び1982年6月8日G、P、グラツタバグリア
へ発行された第4,633,358号。これらの変速機の大部分は、提供される
変速数に対し軸と歯車が多過ぎ、従って必要以上に複雑である。
従って、必要なものは、最大6本の軸と最少数の歯車を使って少なくとも二つの
正転速度と少なくとも二つの逆転速度を提供する、構造的に単純で簡潔な中間軸
変速機である。例えば、もし正転6速、逆転3速が必要なら、これらの6本の軸
に関連して必要な歯車の数は、好ましくは8個に限定されるべきである。これら
の制限は、段切の変速と方向機能に関して注記され、特定の車両環境で要求され
るかもしれないその後の伝動歯車列とは独立と考えるべきである。
更に、所望の中間軸変速機は、好ましくは、同様の大きさの回転クラッチ要素を
使うことによって部品の共通性を最大にし、且つこれらの要素とその接続を、不
必要に高い運転速度又はクラッチ板係合速度が避けられるように設計することに
よって、長い有効寿命を持つべきである。そして、軸、歯車及び回転クラッチは
、車両の限られた空間の中及び分離できるハウジングの前壁と後壁の間に入るよ
うに、半径方向に互いに入り組んで、比較的に軸方向長さが短くあるべきである
。
発明の開示
本発明は、上記の問題の一つ以上を解決することを目的とする。
本発明の一局面で、入力軸、出力軸及び第6の軸を含み、その入力軸がその上を
自由に回転できる第1及び第2歯車並びにそれらの一つをこの入力軸に共同回転
するために選択的に結合するための第1及び第2クラッチ組立体を有し、出力軸
がその上を自由に回転できる第6歯車及びそれに結合された第4歯車及びこの第
6歯車を出力軸に選択的に結合するだめの第3クラッチ組立体を有し、第3軸が
その上を自由に回転できる第5歯車、この第6軸に結合された第6及び第7歯車
、並びにこの第5歯車を第6軸に選択的に結合するだめの第4クラッチ組立体を
有し、第1歯車と第3歯車、第2歯車と第7歯車、第6歯車と第6歯車、及び第
4歯車と第5歯車が結合されている中間軸変速機が提供される。これは、二つの
正転及び二つの逆転速度を提供するのに有効である。
もう一つの軸又は遊び歯車の使用の必要なしに、三つの正転及び三つの逆転速度
を提供するように、第8の歯車を出力軸上に自由回転するように取付け、第7の
歯車とかみ合わせ、そしてこの第8の歯車を出力軸に結合するために第5のクラ
ッチ組立体を設けることが都合よくできる。
第1図は、本発明によって構成された6速正転及び6速逆転中間軸変速機の線図
的で展開したが、はぼ側面図的断面図である。
第2図は、第1図の中間軸変速機の線■−■による線図的正面図で、各種の軸と
それらに関連する定常かみ合い伝動装置の関係と、展開した第1図の切断面を第
1図の展開断面図を参照すると、ハウジング又はドロップボックス18に回転可
能に支持された上入力軸12、下出力軸14、及び第6の又は中間の軸16を有
する中間軸変速機10が図示されている。これらの軸12.14及び16は、ハ
ウジング内にそれぞれ平行な軸線20.22及び24に沿って回転可能に取付け
られ且つ第2図に示すような立面図関係を有する。
入力及び出力軸線20及び22は、垂直面26内は在り、第6の軸線24は、そ
の片側に、他の二つの軸線の高さの間の高さに位置する。
ハウジング18は、一般に二つの主要部;即ち中央部に第1図で見て左に配置さ
れた前主ケース部28、と右に位置する後カバ一部30で構成される。この主ケ
ース部の前壁32は、入力軸線20上に段付円筒形孔34、並びに出力軸線22
及び第6軸線24上にそれぞれ百円筒形段付ポケット36及び38を一体に形成
する。同様に、カバ一部の後壁40は、入力軸線20及び第3軸線24上に百円
筒形段付ポケット42及び44を一体に形成する。内軸受座50及び外シール座
52を有する環状フランジ部材48を取外し可能に受けるようにされだ円筒形孔
46も、この後壁に出力軸線22に活って形成されている。出力ヨーク54は、
スプライン継手56によって、出力軸14の後部に取外し可能に固着され、そし
て環状ゾール58が座52とこのヨークの間に延びる。囲み外周壁60は、前壁
から外方に延び、そして横向きの垂直面上に配置された連結継手64で、後カバ
一部30の外周壁62に取外し可能に取付けられている。複数のねじファスナ6
6が、このケースとカバ一部を互いにしっかりと締っけ、密封された内部室68
を形成する役割をする。
入力軸12は、この実施例では70で線図的に示すように流体力学的トルクコン
バータによって駆動され、このトルクコンバータは、図示はしてないが、通常の
方法でエンジンに直列結合されている。トルクコンバータの出力軸72は、スプ
ライン継手74でこの変速機の入力軸12に取外し可能に結合され、別のトルク
コンバータ部材76は、この主ケース部28に形成された環状前向ポケット80
の中に回転可能に配置されたポンプ駆動歯車78を駆動する。
入力軸12の前端は、ニードル又はローラ軸受組立体82によって孔34に回転
可能に支持され、後端は、同様なニードル又はローラ軸受組立体84によって段
付ポケット42に回転可能に支持される。環状ウェブ86は、この入力軸にその
中央で一体に結合され、そして内部にスプラインを切った前ドラム88と内部に
スプラインを切った後−ラム90がこのウェブに一体に結合されている。このド
ラム88と90は、それぞれ通常のさし込み多板型の逆転クラッチ組立体92及
び正転クラッチ組立体94の被駆動部材を形成する。
例えば、この正転又は逆転クラッチ組立体92は、複数のさし込まれた環状板と
摩擦円板98を反動板100に対して押しつけるため、通常の方法で流体圧力を
受け、第1図で見て左に選択的に動きうる環状作動ピストン96を含む。これは
、第1歯車102と関連するハブ組立体104を、この入力軸と共に回転するよ
うに結合する。この逆転クラッチ組立体は、この作動ピストンへの圧力が減じた
とき、作動ピストンが複数の圧縮ばね106によって右に戻ることによって、確
実、に切り離される。これは、第1歯車102とハブ組立体104が、中間のニ
ー「ル又はローラ軸受組立体108を介して、入力軸上を−しよに自由に回転で
きるようにする。
第2歯車110とそれにスプライン結合されたハブ組立体112も、ニードル又
はローラ軸受組立体114によって、この入力軸12上に自由に回転できるよう
に取付けられている。正転クラッチ組立体94の別の作動ピストン116の、図
で見て右への動きは、同様にこの第2歯車110とハブ組立体112を入力軸に
結合するだろう。
このようにして、方向性クラッチ組立体92及び94の作動は、歯車102と1
10のどちらかの駆動を与えるのに有効であシ、それでクラッチ組立体92及び
94をそれぞれ逆転及び正転と呼ぶのは任意であり、それぞれ正転及び逆転とも
容易に考えられることが理解できる。
さて、出力軸14に関しては、テーパ付ローラ軸受組立体118によって前壁3
2の段付ポケット36に、及びフランジ部材480座5oに取付けられた反対に
協同するテーパ付ローラ軸受組立体120によって後壁40に支持されているの
がわかる。実際には、軸受組立体120は、例えばスプライン継手124によっ
て出力軸と共に回転するように取付けられた第4歯車122を介してこの出力軸
の後部を間接的に支持する。
第3歯車126及び関連するハブ組立体128は、出力軸の前部に自由に回転す
るように取付けられ、且つ第2速度クラッチ組立体130によってそれと−しょ
に回転するように選択的に結合される。第8歯車132及び関連するハブ組立体
134は、出方軸の後部に自由に回転するように取付けられ、且つ第6速度クラ
ッチ組立体136によってそれに選択的に結合される。
この第3歯車126は、第1歯車102と常時かみ合うように配置されている。
第5歯車138及び関連するハブ組立体140は、かなりの容量をもつフランジ
付軸受141を介して第この第3軸に固定された後方に延びるlζラム143を
有する第1速度クラッチ組立体142によってそれと選択的に係合する。又、第
6歯車144は、スプライン継手145によって第6軸と共に回転するように取
付けられ、且つ第7歯車146は、スプライン継手147を介してドラム143
に結合され、それによって間接的に第6軸に結合されている。この第6歯車14
4は、第3歯車126と常時かみ合い、第7歯車146は、第2歯車110及び
第8歯車132の両方と常時かみ合い、且つ第5歯車138は、第4歯車122
と常時かみ合う。入力軸同様、この第6軸16は、ニードル又はローラ軸受組立
体148によって前ポケット38に、及びニードル又はローラ軸受組立体150
によって後ポケット44に、回転可能に支持されている。
第1、第2及び第6速度クラッチ組立体142゜130及び136は、構造が方
向性クラッチ組立体92及び94と類似である、それで詳細に説明する必要はな
い。しかし、円板、作動ピストン及びいくつかの他の部材の大きさは、部品共通
性の改善に都合よく同じである。
産業上の利用可能性
作用する際は、この中間軸変速機10の入力軸12は、トルクコンバータの出力
軸72によって駆動され、そしてこれが方向性クラッチ組立体92及び94の前
及び後ドラム88及び90をそれぞれ、この変速機の前から入力軸線20に沿っ
て見たとき、例えば時計方向に回転する。前進第1速状態が必要だとすると、運
転者は、正転クラッチ組立体94と第1速度クラッチ組立体142を、そのさし
込まれた円板が互いに保合又は締付けるように、流体的に作動させるように車両
を制御する。これは、それぞれ第2歯車110を入力軸12に、及び第5歯車1
38を第6軸16に結合する。従って、出力軸14は、歯車対11G−146及
び138−122を経由して、比較的低い速度比で駆動される。第2図に文字A
で表す破線の矢印で示すように、この出力軸は、時計方向又は入力軸と同じ回転
方向に駆動される。
この変速機を前進第1速から第2速に変えるだめには、第1速度クラッチ組立体
142を切ることと第2速度クラッチ組立体130を係合させることだけが必要
である。この態様では、減速比が減じて、出力軸14は、歯車対110−14E
i及び144−126を経由してより高速で駆動される。
この前進第2速から前進第6速状態に変えるためには、第2速度クラッチ組立体
130が切られ、第3速度クラッチ組立体136が係合される。これは、減速比
を更に減じ、出力軸14を歯車対110−146及び146−132を経由して
最大速度で駆動する。
第1逆転速度状態では、逆転クラッチ組立体92と第1速度クラッチ組立体14
2だけが係合される。それによってトルクは、三つの歯車列102−126−1
44及び歯車対138−122を経て出力軸14へ伝達される。この場合、フリ
ーホイールとなっている第6歯車126は、出力軸が入力軸12と反対の回転方
向に駆動されるように、都合よく遊び車として作用し、これは第2図で文字Bで
示す方向矢印を参照することによって目に見えるようになる。
この中間軸変速機10の一実施例での歯数と得られる対応減速比を次の表に示す
:
歯 数
歯車102:33歯
歯車110:47歯
歯車126:57歯
歯車122:69歯
歯車138 : 27歯
歯車144:41歯
歯車146:58歯
歯車132:39歯
正転 逆転
低 3.15 3.18
中 1.72 1.73
高 0.83 0.84
この中間軸変速機10の特徴は、第3軸16上の第1速度クラッチ組立体142
の物理的位置が、その下流に歯車138−122を経て追加の減速ができるので
、その全体の大きさが最小になるようになっていることである。
この中間軸変速機10の他の特徴は、背中合わせの第2及び第6速度クラッチ組
立体130及び136とそれぞれ横に縦整列された、背中合わせの方向性クラッ
チ組立体92及び94を使用することにある。又、この第1速度クラッチ組立体
142は、正転及び第3速度クラッチ組立体94及び136と横に縦整列されて
いる。これらのクラッチ組立体と、軸方向にその外側に離れているが前及び後壁
32及び40内にある種種の歯車との密接した半径方向の関係が、第2図並びに
それぞれ文字”w”及びH”で指定する全体の幅及び高さ表示を参照することで
目で見えるようにされるように、変速機の半径方向の最大の簡潔さを提供する。
変速機の比較的短い長さも、第1図及び文字”L”によるその全長の表示を参照
することで気付くように、軸の縦方向で得られる。この全長の一部は、複数の加
圧流体作動通路及びそこでの潤滑通路を都合よく提供する段付ポケツ)36.3
8.42及び44の構成による。更に、二体ハウジング18及びその孔34゜4
6、並びにポケット36,38.42及び44はこの変速機の組立て及び分解を
容易にする。
上記の点から、この中間軸変速機10は、構成力;単純且つ丈夫で、軽量である
ことが明白である。4個のクラッチ組立体92.94,142及び130.7個
の歯車102,110,126,122,138゜144及び146、並びに3
本の軸12.14及び16だけの使用を通して正転2速、逆転2速が達成される
。更に、1個の追加クラッチ組立体136及び1個の追加歯車132だけが正転
6速、逆転6速を提供するだめに要求される。
本発明の他の局面、目的及び利点は、図面、説明及び添付の請求の範囲を研究す
ることによって得ることができる。
国際調査報告
1mun+u1ansIAo+ul+s喝1anNo、pcT/us84101
9011nl会+n口11a−^oo1v−IIoIINO,pc’r/us8
4101901
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.入力軸(12)であつて、その上で自由に回転するように取付けられた第1 及び第2歯車(102,110)、並びにこの第1及び第2歯車(102,11 0)の一つをそれぞれこの入力軸(12)に選択的に結合するための第1及び第 2クラツチ装置(92,94)を有する入力軸; 出力軸(14)であつて、その上で自由に回転するように取付けられた第3歯車 (126)、それと共に回転するように取付けられた第4歯車(122)、及び 第3歯車(126)をこの出力軸(14)に選択的に結合するための第3クラツ チ装置(130)を有する出力軸;並びに 第3軸(16)であつて、その上で自由に回転するように取付けられた第5歯車 (138)、それと共に回転するように取付けられた第6及び第7歯車(144 ,146)、並びに第5歯車(138)をこの第3軸(16)に選択的に結合す るための第4クラツチ装置(142)を有する第3軸を含み、この第1歯車(1 02)が第3歯車(126)に結合され、第2歯車(110)が第7歯車(14 6)に結合され、第3歯車(126)が第6歯車(144)に結合され、そして 第4歯車(122)が第5歯車(138)に結合されている中間軸変速機(10 )。 2.請求の範囲第1項記載の中間軸変速機(10)に於いて、第1、第2、第3 及び第4クラツチ装置(92,94,130,142)がさし込み多板型であり 且つ部品の共通性のために同じ所定の直径を有する変速機。 3.請求の範囲第1項記載の中間軸変速機(10)に於いて、第1及び第2クラ ツチ装置(92,94)が背中合わせの方向性クラツチ組立体(92,94)を 含む変速機。 4.請求の範囲第1項記載の中間軸変速機(10)に於いて、第4クラツチ装置 (142)が第3軸(16)に結合されたドラム(143)を含み、そして第7 歯車(146)がこのドラム(143)に解放可能に結合されている変速機。 5.請求の範囲第1項記載の中間軸変速機(10)に於いて、第4及び第3クラ ツチ装置(142,130)がそれぞれ第1及び第2速度比を提供し、そして第 1及び第2クラツチ装置(92,94)が個たに正転及び逆転運転態様の一つを 提供する変速機。 6.請求の範囲第1項記載の中間軸変速機(10)であつて、出力軸(14)上 で自由に回転するように取付けられ且つ第7歯車(146)に結合された第8歯 車(132)、及びこの第8歯車(132)を出力軸(14)に選択的に結合す るための第5クラツチ装置(136)を含む変速機。 7.請求の範囲第6項記載の中間軸変速機(10)に於いて、簡潔さのために第 1クラツチ装置(92)が第3クラツチ装置(130)と横に縦整列し、そして 第2クラツチ装置(94)が第5クラツチ装置(136)と横に縦整列している 変速機。 8.請求の範囲第7項記載の中間軸変速機(10)に於いて、第4クラツチ装置 (142)が第2及び第5クラツチ装置(94,142)と横に縦整列している 変速機。 9.請求の範囲第6項記載の中間軸変速機(10)に於いて、第4、第3及び第 5クラツチ装置(142,130,136)の一つの係合がそれぞれ第1、第2 及び第3速度を提供し、そして第1及び第2クラツチ装置(92,94)の一つ の係合がそれぞれ逆転及び正転運転態様を提供する変速機。 10.請求の範囲第9項記載の中間軸変速機(10)であつて、第1壁(32) を形成するケース部(28)及び第2壁(40)を形成するカバー部(30)、 並びにこれらの壁(32,40)に軸(12,14,16)を回転可能に支持す るための軸受装置(82,84,118,120,148,150)を含む変速 機。 11.入力軸(12)であつて、その上で自由に回転するように取付けられた第 1及び第2歯車(1°2,110)を有する入力軸; この第1歯車(102)を入力軸(12)に選択的に結合するための第1クラツ チ装置(92);第2歯車(110)を入力軸(12)に選択的に結合するため の第2クラツチ装置(94);出力軸(14)であつて、その上で自由に回転す るように取付けられた第3歯車(126)及び第8歯車(132)、並びにそれ と共に回転するように取付けられた第4歯車(122)を有する出力軸;この第 3歯車(126)を出力軸(14)に選択的に結合するための第3クラツチ装置 (130);第8歯車(132)を出力軸(14)に選択的に結合するための第 4クラツチ装置(136);第3軸(16)であつて、その上で自由に回転する ように取付けられた第5歯車(138)、並びにそれと共に回転するように取付 けられた第6歯車(144)及び第7歯車(146);並びに この第5歯車(138)を第3軸(16)に選択的に結合するための第4クラツ チ装置(142)を含み、第1歯車(102)が第3歯車とかみ合い係合し、第 2歯車(110)が第7歯車(146)とかみ合い係合し、第3歯車(126) が第6歯車(144)とかみ合い係合し、第4歯車(122)が第5歯車(13 8)とかみ合い係合し、そして第7歯車(146)が第8歯車(132)とかみ 合い係合する中間軸変速機(10)。 12.請求の範囲第11項記載の中間軸変速機(10)であつて、第1壁(32 )及び第2壁(40)を形成するハウヅング(18)、並びにこれらの壁(32 ,40)の間に軸(12,14,16)を回転可能に支持するための軸受装置( 82,84,118,120,148,150)を含む変速機。 13.請求の範囲第11項記載の中間軸変速機(10)に於いて、入力軸(12 )が第1軸線(20)を有し、出力軸(14)がこの第1軸線(20)の直接垂 直に下の第2軸線(22)を有する変速機。 14.請求の範囲第13項記載の中間軸変速機(10)に於いて、第3軸(16 )が高さで第1及び第2軸線(20,22)の間に位置し且つそこから横に片寄 つた第3軸線(24)を有する変速機。 15.請求の範囲第11項記載の中間軸変速機(10)に於いて、第1及び第3 クラツチ装置(92,130)が横に縦整列し、第2及び第4クラツチ装置(9 4,136)が横に縦整列している変速機。 16.請求の範囲第15項記載の中間軸変速機(10)に於いて、第5クラツチ 装置(142)が第2及び第4クラツチ装置(94,136)と横に縦整列して いる変速機。 17.請求の範囲第11項記載の中間軸変速機(10)に於いて、第5クラツチ 装置(142)の係合が低速範囲を提供する変速機。 18.請求の範囲第17項記載の中間軸変速機(10)に於いて、第3クラツチ 装置(130)の係合が中速範囲を提供し、そして第4クラツチ装置(136) の係合が高速範囲を提供する変速機。 19.請求の範囲第11項記載の中間軸変速機(10)に於いて、第1及び第2 クラツチ装置(92,94)の係合がそれぞれ逆転及び正転運転態様を提供する 変速機。 20.請求の範囲第11項記載の中間軸変速機(10)に於いて、クラツチ装置 の全て(92,94,130,136,142)が部品の共通性のために同じ直 径を有する複数のさし込み円板(98)を有する変速機。
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