JP6607075B2 - Always meshing transmission - Google Patents
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Description
本発明は、常時噛合式変速機に関する。 The present invention relates to a constant mesh transmission.
従来から、入力軸と出力軸との間に連結する歯車対を切り替えることで減速比を変える変速機において、減速比を切り替える際に過渡的に非円形歯車対を入力軸と出力軸との間に連結することで、減速比を切り替える際も連続して動力が伝達されるようにした変速機が提案されている。 Conventionally, in a transmission that changes the reduction gear ratio by switching the gear pair connected between the input shaft and the output shaft, when switching the reduction gear ratio, the non-circular gear pair is transitioned between the input shaft and the output shaft. As a result, a transmission has been proposed in which power is continuously transmitted even when the reduction ratio is switched.
特許文献1及び特許文献2には、減速比を切り替える際も連続して動力が伝達されるようにした、非円形歯車対を備えた変速機が記載されている。例えば、特許文献2には、一つの非円形歯車対をアップシフトとダウンシフトの両方に用いることができる変速機を提供することを目的として、入力部材と出力部材との間に、クラッチを介して、少なくとも3つの第1段乃至第3段の歯車対と、非円形歯車対とが選択的に連結される構成が記載されている。非円形歯車対は、歯車対と同じ減速比になる定速噛み合い区間と、隣り合う定速噛み合い区間の間において減速比が次第に増加又は減少する変速噛み合い区間とを含み、非円形歯車対の噛み合いが一巡するとき、最大減速比段から最小減速比段までの減速比減少領域と、最小減速比段から最大減速比段まで減速比増加領域とに、それぞれ、中間段の定速噛み合い区間を含むものである。 Patent Document 1 and Patent Document 2 describe a transmission including a non-circular gear pair that continuously transmits power when the reduction ratio is switched. For example, Patent Document 2 discloses a transmission in which one non-circular gear pair can be used for both upshifting and downshifting, with a clutch interposed between an input member and an output member. Thus, a configuration in which at least three first to third gear pairs and a non-circular gear pair are selectively connected is described. The non-circular gear pair includes a constant speed meshing section having the same speed reduction ratio as that of the gear pair, and a speed change meshing section in which the speed reduction ratio gradually increases or decreases between adjacent constant speed meshing sections. Is included in the reduction ratio reduction area from the maximum reduction ratio stage to the minimum reduction ratio stage and the reduction ratio increase area from the minimum reduction ratio stage to the maximum reduction ratio stage, respectively. It is a waste.
従来技術では、固定変速段の間を非円形歯車で連結することで、常時動力伝達可能な変速機を構成しているが、例えば4段の変速に対して4セットの歯車対に加え、非円形歯車対が必要であり、マニュアルトランスミッションに比べて体積が増大する問題がある。また、円形歯車と非円形歯車の切替にクラッチを必要とし、非円形歯車が所定の角度にある間にクラッチの切替を行う必要があるので、時間的にもタイミング的にも厳しくなる問題もある。 In the prior art, a transmission capable of constantly transmitting power is configured by connecting non-circular gears between fixed gears. For example, in addition to four sets of gear pairs, A pair of circular gears is necessary, and there is a problem that the volume increases compared to a manual transmission. In addition, since a clutch is required to switch between the circular gear and the non-circular gear, and it is necessary to switch the clutch while the non-circular gear is at a predetermined angle, there is a problem that the time and timing become severe. .
本発明は、かかる従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、体積効率が高く、かつ常時歯車が噛み合うことで常時動力伝達可能な変速機を提供することにある。 The present invention has been made in view of the problems of the related art, and an object of the present invention is to provide a transmission that is high in volumetric efficiency and capable of constantly transmitting power by constantly engaging a gear.
本発明は、入力軸にスプライン嵌合された第1ピニオンギア及び第2ピニオンギアと、出力軸にスプライン嵌合された定速用歯車及び変速用歯車と、定速用歯車及び変速用歯車を出力軸の回転軸方向に移動させるとともに、これと連動して第1ピニオンギア及び第2ピニオンギアを入力軸の回転軸方向に移動させる移動機構とを備え、定速用歯車は、少なくとも、互いに回転中心が同一の、径r1の円形ピッチ曲線を有する歯と、径r2(r2>r1)の円形ピッチ曲線を有する歯を有し、変速用歯車は、少なくとも、第1部位で径r1の円弧ピッチ曲線を有し、第1部位と対向する第2部位で径r2の円弧ピッチ曲線を有し、第1部位と第2部位の間を繋ぐ非円弧ピッチ曲線を有し、第1部位及び第2部位で相対的に歯高が高い歯を有し、定速時において第1ピニオンギアと定速用歯車が噛合して入力軸から出力軸に動力を伝達し第2ピニオンギアと変速用歯車は噛合せず、変速開始時において第1ピニオンギアと定速用歯車が噛合するとともに第2ピニオンギアと変速用歯車が第1部位と第2部位のいずれか一方において噛合し、変速中において移動機構により定速用歯車及び変速用歯車を出力軸の回転軸方向に移動させるとともに、これと連動して第1ピニオンギア及び第2ピニオンギアを入力軸の回転軸方向に移動させて第2ピニオンギアと変速用歯車が噛合して入力軸から出力軸に動力を伝達し第1ピニオンギアと定速用歯車は噛合せず、変速終了時において第1ピニオンギアと定速用歯車が噛合するとともに第2ピニオンギアと変速用歯車が第1部位と第2部位のいずれか他方において噛合することを特徴とする常時噛合式変速機である。 The present invention includes a first pinion gear and a second pinion gear that are spline fitted to an input shaft, a constant speed gear and a transmission gear that are spline fitted to an output shaft, and a constant speed gear and a transmission gear. And a moving mechanism for moving the first pinion gear and the second pinion gear in the direction of the rotation axis of the input shaft in conjunction with the movement of the output shaft in the direction of the rotation axis of the output shaft. A gear having a circular pitch curve with the same rotation center and a diameter r1 and a circular pitch curve with a diameter r2 (r2> r1), and the speed change gear is an arc having a diameter r1 at least in the first part. A pitch curve having an arc pitch curve with a diameter r2 at a second portion facing the first portion, a non-arc pitch curve connecting the first portion and the second portion, the first portion and the first portion; Have teeth with relatively high tooth heights at two sites, The first pinion gear and the constant speed gear mesh with each other at the time of transmission to transmit power from the input shaft to the output shaft, and the second pinion gear and the transmission gear do not mesh with each other. And the second pinion gear and the transmission gear mesh with each other in either the first part or the second part, and the constant speed gear and the transmission gear are rotated by the moving mechanism during the speed change. In conjunction with this, the first pinion gear and the second pinion gear are moved in the direction of the rotation axis of the input shaft so that the second pinion gear and the transmission gear mesh with each other to drive power from the input shaft to the output shaft. The first pinion gear and the constant speed gear do not mesh with each other, the first pinion gear and the constant speed gear mesh with each other at the end of the shift, and the second pinion gear and the transmission gear shift between the first part and the second part. Noiz Is a constant mesh type transmission, characterized in that the mesh or the other.
本発明の1つの実施形態では、定速用歯車は、互いに回転中心が同一の、径r1の円形ピッチ曲線を有する歯と、径r2の円形ピッチ曲線を有する歯と、径r3の円形ピッチ曲線を有する歯(r3>r2>r1)を有し、変速用歯車は、互いに回転中心が同一の、第1部位で径r1の円弧ピッチ曲線を有し、第1部位と対向する第2部位で径r2の円弧ピッチ曲線を有し、第1部位と第2部位の間を繋ぐ非円弧ピッチ曲線を有し、第1部位及び第2部位で相対的に歯高が高い歯と、第1部位で径r2の円弧ピッチ曲線を有し、第1部位と対向する第2部位で径r3の円弧ピッチ曲線を有し、第1部位と第2部位の間を繋ぐ非円弧ピッチ曲線を有し、第1部位及び第2部位で相対的に歯高が高い歯を有する。 In one embodiment of the present invention, the constant speed gear has teeth having a circular pitch curve with a diameter r1, a tooth having a circular pitch curve with a diameter r2, and a circular pitch curve with a diameter r3, the rotation centers of which are the same. The gears for transmission have a circular arc pitch curve with a diameter r1 at the first part and the second part opposite to the first part. A tooth having an arc pitch curve of diameter r2, a non-arc pitch curve connecting between the first part and the second part, and a tooth having a relatively high tooth height in the first part and the second part; Having an arc pitch curve with a diameter r2 and having an arc pitch curve with a diameter r3 at a second part facing the first part, and having a non-arc pitch curve connecting the first part and the second part, The first part and the second part have teeth having a relatively high tooth height.
本発明の他の実施形態では、定速用歯車と変速用歯車は、それぞれの歯面が反対方向となるように配置される。 In another embodiment of the present invention, the constant speed gear and the transmission gear are arranged such that their tooth surfaces are in opposite directions.
本発明のさらに他の実施形態では、定速用歯車と変速用歯車は、それぞれの歯面が向き合うように配置される。 In still another embodiment of the present invention, the constant speed gear and the transmission gear are arranged so that their tooth surfaces face each other.
本発明のさらに他の実施形態では、移動機構は、変速用ピン及び変速用カムを有し、変速中において変速用ピンが変速用カムに係合することで定速用歯車及び変速用歯車を出力軸の回転軸方向に移動させる。 In still another embodiment of the present invention, the moving mechanism has a speed change pin and a speed change cam, and the speed change pin engages with the speed change cam during the speed change, so that the constant speed gear and the speed change gear are changed. Move in the direction of the rotation axis of the output shaft.
第1部位及び第2部位は、例えば、それぞれ回転中心まわりの60度の角度範囲であるが、これに限定されない。 The first part and the second part are, for example, an angle range of 60 degrees around the rotation center, but are not limited thereto.
本発明によれば、常時歯車が噛み合うことで常時動力を入力軸から出力軸へ伝達可能な変速機を得ることができる。従って、すべり損失が小さく動力伝達効率が向上する。本発明によれば、変速時において移動機構により定速用歯車と変速用歯車を出力軸の回転軸方向に移動させることで噛合状態を変化させることでクラッチを不要化できる。さらに、本発明によれば、変速段の増加は、定速用歯車及び変速用歯車の径方向に歯を付加することで対応できる。 According to the present invention, it is possible to obtain a transmission capable of constantly transmitting power from the input shaft to the output shaft by constantly engaging the gears. Therefore, slip loss is small and power transmission efficiency is improved. According to the present invention, the clutch can be eliminated by changing the meshing state by moving the constant speed gear and the speed change gear in the direction of the rotation axis of the output shaft by the moving mechanism during the speed change. Furthermore, according to the present invention, the increase in the gear position can be dealt with by adding teeth in the radial direction of the constant speed gear and the speed change gear.
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態における常時噛合式変速機の構成を示す。常時噛合式変速機は、同期用歯車12,14と、ピニオンギア16,18と、定速用歯車22と、変速用歯車24と、変速用カム26,28と、減速用ピン30と、増速用ピン32を備えて構成される。
FIG. 1 shows a configuration of a constantly meshing transmission according to the present embodiment. The continuously meshing transmission includes
同期用歯車12,14は、入力軸10にスプライン嵌合し、互いに噛み合って同期して回転する。
The
ピニオンギア16は、同期用歯車12に連結され、同期用歯車12とともに回転する。
The
ピニオンギア18は、同期用歯車14に連結され、同期用歯車14とともに回転する。ピニオンギア16,18は、入力軸10にスプライン嵌合し、入力軸10の回転軸方向に沿って図中矢印100方向に移動可能である。
The
定速用歯車22及び変速用歯車24は、ともに出力軸20にスプライン嵌合し、出力軸20の回転軸方向に図中矢印200方向に移動可能である。定速用歯車22は、複数段の各段毎に、同心円上に配置された歯を有する。例えば、定速用歯車22は、第1段、第2段及び第3段の各段毎の円上に配置された歯を有する。変速用歯車24は、定速用歯車22の複数段に対応し、各段間の変速に対応する複数の非円上に配置された歯を有する。例えば、変速用歯車24は、定速用歯車22が3段である場合、第1段と第2段の間の変速に対応する非円上の歯、及び第2段と第3段の間の変速に対応する非円上の歯を有する。定速用歯車22の歯の高さは一定であるが、他方、変速用歯車24の歯の高さは一定ではなく、所定部における歯の高さが相対的に高くなっている。定速用歯車22と変速用歯車24は、歯が形成されていない面が互いに対向するように背面合わせに配置される。定速用歯車22は、ピニオンギア16と噛合可能であり、変速用歯車24は、ピニオンギア18と噛合可能に配置される。
Both the
変速用カム26,28は、出力軸20に形成され、それぞれのカム溝に減速用ピン30,増速用ピン32が係合する。すなわち、減速動作開始時には減速用ピン30が移動して変速用カム26に係合し、変速用カム26のカム溝により定速用歯車22及び変速用歯車24が矢印200方向に一定量だけ移動する。減速動作終了時には減速用ピン30は元の位置に戻る。また、増速動作開始時には増速用ピン32が変速用カム28に係合し、変速用カム28のカム溝により定速用歯車22及び変速用歯車24が矢印200方向に一定量だけ移動する。増速動作終了時には増速用ピン32は元の位置に戻る。
The
図2Aは、定速用歯車22の平面図を示す。定速用歯車22は、例えば第1段、第2段、及び第3段の3段を有し、第1段、第2段、及び第3段にそれぞれ対応する同心円状に配置された歯22−1,22−2,22−3を有する。歯22−1,22−2,22−3のピッチ曲線はそれぞれ円形であり、歯22−1,22−2,22−3の径をそれぞれr1,r2,r3とする。但し、r1<r2<r3である。
FIG. 2A shows a plan view of the
図2Bは、変速用歯車24の平面図を示す。変速用歯車24は、3段の定速用歯車22の第1段と第2段の間の変速に対応する歯24−1、及び第2段と第3段の間の変速に対応する非円形の歯24−2を有する。歯24−1,24−2のピッチ曲線は円形ではなく非円形である。歯24−1,24−2の回転中心は同一であり、歯24−1,24−2の所定部、具体的には互いに対向する部位a(第1部位)及び部位b(第2部位)において他の部分よりも歯が一定量だけ高くなっている。
FIG. 2B shows a plan view of the
歯24−1の部位aのピッチ曲線は円弧であり、その径は定速用歯車22の第1段の歯22−1の径r1に等しい。また、歯24−1の対向する部位bのピッチ曲線も円弧であり、その径は定速用歯車22の第2段の歯22−2の径r2に等しい。部位aと部位bの間の区間のピッチ曲線は、これらの円弧の間を繋ぐ連続した曲線である。
The pitch curve of the part a of the tooth 24-1 is an arc, and the diameter thereof is equal to the diameter r1 of the first stage tooth 22-1 of the
歯24−2の部位aは円弧であり、その径は定速用歯車22の第2段の歯22−2の径r2に等しい。また、歯24−2の対向する部位bも円弧であり、その径は定速用歯車22の第3段の歯22−3の径r3に等しい。部位aと部位bの間の区間のピッチ曲線は、これらの円弧の間を繋ぐ連続した曲線である。
The part a of the tooth 24-2 is an arc, and the diameter thereof is equal to the diameter r2 of the second stage tooth 22-2 of the
従って、変速用歯車24において、歯24−1の部位aから時計方向に歯24−1を辿ると径r1から徐々に径が増大し、歯24−1の部位bにおいて径r2に達することになる。また、歯24−2の部位aから時計方向に歯24−2を辿ると径r2から徐々に径が増大し、歯24−2の部位bにおいて径r3に達することになる。増速動作時には、このような径の連続的増大が利用される。他方、歯24−2の部位bから時計方向に歯24−2を辿ると径r3から徐々に径が減少し、歯24−2の部位aにおいて径r2に達することになる。また、歯24−1の部位bから時計方向に歯24−1を辿ると径r2から徐々に径が減少し、歯24−1の部位aにおいて径r1に達することになる。減速動作時には、このような径の連続的減少が利用される。
Accordingly, in the
以上のような構成において、変速動作(増速動作あるいは減速動作)は、以下のようなステップで行われる。 In the above configuration, the speed change operation (speed increase operation or speed reduction operation) is performed in the following steps.
ステップI:定速時
定速時には、ピニオンギア16が定速用歯車22と噛合し、動力を伝達する。例えば、ピニオンギア16が定速用歯車22の第3段の歯22−3と噛合し、入力軸10からの動力を出力軸20に伝達する。このとき、ピニオンギア18は基本的には変速用歯車24と噛合しない。図2Aにおいて、符号Iは、定速用歯車22の第3段の歯22−3とピニオンギア16がこの位置において噛合していることを示す。但し、定速時においても、後述する符号II、IVの一部ではピニオンギア18と変速用歯車24は噛合し得る。
Step I: At constant speed, the
ステップII:変速開始
変速開始時には、減速用ピン30が変速用カム26に係合し、あるいは増速用ピン32が変速用カム28に係合して定速用歯車22及び変速用歯車24が図1における矢印200方向、具体的には図1における右方向であってピニオンギア16に近づく方向に移動し、ピニオンギア16が定速用歯車22と噛合しつつ、ピニオンギア18が変速用歯車24の部位aあるいは部位bの歯の高い部位において変速用歯車24に噛合する。例えば、第3段から第2段に増速する場合、ピニオンギア18は変速用歯車24の歯24−2の部位bにおいて変速用歯車24に噛合する。図2A及び図2Bにおいて、符号IIは、定速用歯車22の第3段の歯22−3とピニオンギア16がこの位置の一部において噛合するとともに、変速用歯車24の歯24−2とピニオンギア18がこの位置の一部において噛合することを示す。
Step II: Shifting start At the start of shifting, the
ステップIII:変速中
変速中は、減速用ピン30が変速用カム26に係合し、あるいは増速用ピン32が変速用カム28に係合して定速用歯車22及び変速用歯車24が図1における矢印200方向に移動するとともに、これと連動して、ピニオンギア16及びピニオンギア18が図1における矢印100方向に移動する。これにより、ピニオンギア16と定速用歯車22との噛合が外れ、ピニオンギア18のみが変速用歯車24と噛合する。変速用歯車24の歯は上記のようにその径が順次変化する非円形であるが、ピニオンギア18を矢印100方向、つまり変速用歯車24の径方向に移動させることで、ピニオンギア18は変速用歯車24の非円形の歯に噛合し続ける。例えば、第3段から第2段に減速する場合、ピニオンギア18は変速用歯車24の歯24−2の部位bにおいて変速用歯車24に噛合し、さらに歯24−2との噛合を維持したまま回転する。図2Bにおいて、符号IIIは、変速用歯車24の歯24−2とピニオンギア18がこの位置において噛合していることを示す。
Step III: During shifting, the
ステップIV:変速終了
変速終了時には、減速用ピン30が変速用カム26に係合し、あるいは増速用ピン32が変速用カム28に係合して定速用歯車22及び変速用歯車24が図1における矢印200方向、具体的には図1における左方向であってピニオンギア16から離れる方向に移動し、ピニオンギア16が定速用歯車22と噛合しつつ、ピニオンギア18が変速用歯車24の部位aあるいは部位bの歯の高い部位において変速用歯車24に噛合する。例えば、第3段から第2段に増速する場合、ピニオンギア18は変速用歯車24の歯24−2の部位aにおいて変速用歯車24に噛合する。図2A及び図2Bにおいて、符号IVは、定速用歯車22の第2段の歯22−2とピニオンギア16がこの位置の一部において噛合するとともに、変速用歯車24の歯24−2とピニオンギア18がこの位置の一部において噛合することを示す。変速開始時には、ピニオンギア16は定速用歯車22の第3段の歯22−3と噛合していたところ、変速終了時にはピニオンギア16は定速用歯車22の第2段の歯22−2と噛合している点、すなわち第3段から第2段に変速された点に留意されたい。変速終了時には、減速用ピン30あるいは増速用ピン32は元の位置に戻り、定速用歯車22及び変速用歯車24の矢印200方向への移動も終了する。
Step IV: End of shifting At the end of shifting, the
ステップV:定速時
再び定速時になると、ピニオンギア16が定速用歯車22と噛合し、動力を伝達する。例えば、ピニオンギア16が定速用歯車22の第2段の歯22−2と噛合し、入力軸10からの動力を出力軸20に伝達する。このとき、ピニオンギア18は変速用歯車24と噛合しない。図2Aにおいて、符号Vは、定速用歯車22の第2段の歯22−2とピニオンギア16がこの位置において噛合していることを示す。但し、定速時においても、符号II、IVの一部ではピニオンギア18と変速用歯車24は噛合し得ることは既述した通りである。
Step V: Constant speed When the constant speed is reached again, the
図3は、本実施形態における変速機の動作状態を模式的に示す。第3段から第2段への増速時の動作である。図3(a)〜図3(d)は、第3段から第2段への増速時の各ステップにおける状態を示しており、各図における上段は定速用歯車22及び変速用歯車24の平面図を重ねて示したものであり、下段はピニオンギア16,18と定速用歯車22,変速用歯車24の係合状態を示した模式図である。
FIG. 3 schematically shows the operating state of the transmission in the present embodiment. This is the operation at the time of speed increase from the third stage to the second stage. FIG. 3A to FIG. 3D show states at each step during the speed increase from the third stage to the second stage, and the upper stage in each figure shows the
図3(a)は、ステップIに対応する状態図であり、ピニオンギア16が定速用歯車22の第3段の歯22−3に噛合している状態である。
FIG. 3A is a state diagram corresponding to Step I, in which the
図3(b)は、ステップIIに対応する状態であり、ピニオンギア16が定速用歯車22の第3段の歯22−3に噛合するとともに、ピニオンギア18が変速用歯車24の歯24−2の部位bで噛合している状態である。
FIG. 3B shows a state corresponding to Step II, where the
図3(c)は、ステップIIIに対応する状態であり、ピニオンギア16、18が矢印100方向に移動するとともに、定速用ギア22及び変速用ギア24が矢印200方向に移動する。ピニオンギア16は定速用歯車22と噛合せず、ピニオンギア18のみが変速用歯車24の歯24−2と噛合する。ピニオンギア16,18の最大移動量は、半径r3と半径r2の差Δr=r3―r2に等しい。また、定速用歯車22及び変速用歯車24の最大移動量は、変速用歯車24の部位a、部位bにおける歯の高さh2とそれ以外の部位での歯の高さh1の差Δh=h2−h1に等しい。この最大移動量は、変速用カム26,28のカム溝の変動量に等しい。
FIG. 3C shows a state corresponding to Step III, in which the pinion gears 16 and 18 move in the direction of the
図3(d)は、ステップIVに対応する状態であり、ピニオンギア16が定速用歯車22の第2段の歯22−2に噛合するとともに、ピニオンギア18が変速用歯車24の歯24−2の部位aで噛合している状態である。
FIG. 3D shows a state corresponding to step IV, where the
なお、図3では第3段から第2段への増速時の動作について説明しているが、第2段から第1段への増速時も同様に理解できる。すなわち、ステップIでは、ピニオンギア16が定速用歯車22の第2段の歯22−2に噛合し、ステップIIでは、ピニオンギア16が定速用歯車22の第2段の歯22−2に噛合するとともに、ピニオンギア18が変速用歯車24の歯24−1の部位bで噛合する。次に、ステップIIIでは、ピニオンギア16、18が矢印100方向に移動するとともに、定速用ギア22及び変速用ギア24が矢印200方向に移動し、ピニオンギア16は定速用歯車22と噛合せず、ピニオンギア18のみが変速用歯車24の歯24−1と噛合する。ステップIVでは、ピニオンギア16が定速用歯車22の第1段の歯22−1に噛合するとともに、ピニオンギア18が変速用歯車24の歯24−1の部位aで噛合する。
Although FIG. 3 illustrates the operation at the time of speed increase from the third stage to the second stage, the operation can be similarly understood at the time of speed increase from the second stage to the first stage. That is, in Step I, the
また、第1段から第2段への減速時も同様に理解できる。すなわち、ステップIでは、ピニオンギア16が定速用歯車22の第1段の歯22−1に噛合し、ステップIIでは、ピニオンギア16が定速用歯車22の第1段の歯22−1に噛合するとともに、ピニオンギア18が変速用歯車24の歯24−1の部位aで噛合する。次に、ステップIIIでは、ピニオンギア16、18が矢印100方向に移動するとともに、定速用ギア22及び変速用ギア24が矢印200方向に移動し、ピニオンギア16は定速用歯車22と噛合せず、ピニオンギア18のみが変速用歯車24の歯24−1と噛合する。ステップIVでは、ピニオンギア16が定速用歯車22の第2段の歯22−2に噛合するとともに、ピニオンギア18が変速用歯車24の歯24−1の部位bで噛合する。
Further, the same can be understood during deceleration from the first stage to the second stage. That is, in Step I, the
このように、本実施形態では、ピニオンギア16,18の移動、及び定速用歯車22,変速用歯車24の移動によりピニオンギア16,18と定速用歯車22,変速用歯車24との噛合状態を制御し、常時噛合状態を維持しつつ変速することができる。しかも、本実施形態では、変速段を増加させる場合には、定速用歯車22の同心円状の歯の数を段数分だけ増加し、かつ、変速用歯車24の歯の数を(定速用歯車22の段数−1)に設定するだけであるため、段数が増加しても定速用歯車22及び変速用歯車24の径が増大するだけで動力伝達していない歯車が存在しないため、従来よりも体積効率が高い。さらに、本実施形態では、クラッチを介することなく常時噛合状態を実現できる。変速機が搭載される車両の種類に応じ、2段の変速のみで十分な場合には、定速用歯車22は歯22−1及び歯22−2を有し、変速用歯車24は歯24−1のみを有することになる。変速用歯車24は、減速用と増速用を兼用する歯車である。
Thus, in the present embodiment, the pinion gears 16 and 18 mesh with the
本実施形態では、図1に示すように定速用歯車22と変速用歯車24を背面合わせで出力軸20にスプライン嵌合しているが、図4に示すように、それぞれの歯が互いに対向するように向かい合わせに出力軸20にスプライン嵌合してもよい。この場合、同期用歯車12,14を不要化し得る。
In this embodiment, the
また、本実施形態では、図1に示すように、変速用歯車24の一方の側(図中右側)に変速用カム26,28を配置しているが、変速用カム26,28の位置はこれに限らず任意であり、例えば図5に示すように、定速用歯車22と変速用歯車24との間に変速用カム26,28を配置してもよく、変速用カム26,28の位置に応じて減速用ピン30等も配置することは言うまでもない。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the shifting
図5では、変速機の斜視図を示しており、図5を参照することで、変速用歯車24の歯の形成態様がより明らかとなろう。図では、説明の都合上、変速用歯車24の歯として歯24−1のみを示しているが、これと共通の中心を有する歯24−2も実際には形成されている点に留意されたい。部位a及び部位bにおける歯の高さh2は、他の部位の高さh1に比べてh2>h1であればよいが、例えばh2=2*h1とすることができる。
FIG. 5 shows a perspective view of the transmission. By referring to FIG. 5, the form of the teeth of the
また、歯の高さが高くなる部位a及び部位bは、図2Bに示すように、それぞれ回転中心のまわりの60度の角度範囲として規定される。すなわち、増速あるいは減速のタイミングは、出力軸20が1周する間の中心角60度の区間において出現することになる。但し、中心角60度は例示であって、他の角度であってもよい。
Further, as shown in FIG. 2B, the part a and the part b where the tooth height is increased are each defined as an angular range of 60 degrees around the rotation center. That is, the acceleration or deceleration timing appears in a section having a central angle of 60 degrees while the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, A various deformation | transformation is possible.
例えば、本実施形態では、変速用カム26,28及び減速用ピン30、増速用ピン32を用いて定速用歯車22及び変速用歯車24を出力軸20の回転軸方向に移動させているが、これに限らず任意の移動機構を用いることができる。移動機構は、変速開始から変速終了まで定速用歯車22及び変速用歯車24を移動させて変速用歯車24の歯とピニオンギア18とを噛合させ、これと連動させてピニオンギア18を入力軸10の回転軸方向に移動させる。
For example, in this embodiment, the
ピニオンギア18は、変速中に変速用歯車24の部位aと部位bとの間の区間において噛合し続ける必要があり、このためピニオンギア18を入力軸10の回転軸方向に移動させるが、減速用ピン30、増速用ピン32と同様に外部動力で駆動してもよく、あるいはピニオンギア18の側面にガードを設けることにより外部動力なしに移動させてもよい。この場合のガードも移動機構に含まれ得る。
The
また、本実施形態では、変速用カム26,28の2つのカムを例示したが、単一のカムのみで減速及び増速を実行してもよい。
In the present embodiment, the two
まに、ピニオンギア16,18は、平歯車の他、はすば歯車であってもよい。 The pinion gears 16 and 18 may be helical gears in addition to spur gears.
さらに、本実施形態において、入力軸10を出力軸とし、出力軸20を入力軸として用いてもよいことは当業者には明らかであろう。
Furthermore, it will be apparent to those skilled in the art that in this embodiment, the
10 入力軸、12,14 同期用歯車、16 ピニオンギア(第1ピニオンギア),18 ピニオンギア(第2ピニオンギア)、20 出力軸、22 定速用歯車、24 変速用歯車、26,28 変速用カム、30 減速用ピン、32 増速用カム。
10 input shaft, 12, 14 synchronization gear, 16 pinion gear (first pinion gear), 18 pinion gear (second pinion gear), 20 output shaft, 22 constant speed gear, 24 speed change gear, 26, 28 speed change Cam, 30 deceleration pin, 32 acceleration cam.
Claims (5)
出力軸にスプライン嵌合された定速用歯車及び変速用歯車と、
定速用歯車及び変速用歯車を出力軸の回転軸方向に移動させるとともに、これと連動して第1ピニオンギア及び第2ピニオンギアを入力軸の回転軸方向に移動させる移動機構と、
を備え、
定速用歯車は、少なくとも、互いに回転中心が同一の、径r1の円形ピッチ曲線を有する歯と、径r2(r2>r1)の円形ピッチ曲線を有する歯を有し、
変速用歯車は、少なくとも、第1部位で径r1の円弧ピッチ曲線を有し、第1部位と対向する第2部位で径r2の円弧ピッチ曲線を有し、第1部位と第2部位の間を繋ぐ非円弧ピッチ曲線を有し、第1部位及び第2部位で相対的に歯高が高い歯を有し、
定速時において第1ピニオンギアと定速用歯車が噛合して入力軸から出力軸に動力を伝達し第2ピニオンギアと変速用歯車は噛合せず、変速開始時において第1ピニオンギアと定速用歯車が噛合するとともに第2ピニオンギアと変速用歯車が第1部位と第2部位のいずれか一方において噛合し、変速中において移動機構により定速用歯車及び変速用歯車を出力軸の回転軸方向に移動させるとともに、これと連動して第1ピニオンギア及び第2ピニオンギアを入力軸の回転軸方向に移動させて第2ピニオンギアと変速用歯車が噛合して入力軸から出力軸に動力を伝達し第1ピニオンギアと定速用歯車は噛合せず、変速終了時において第1ピニオンギアと定速用歯車が噛合するとともに第2ピニオンギアと変速用歯車が第1部位と第2部位のいずれか他方において噛合する
ことを特徴とする常時噛合式変速機。 A first pinion gear and a second pinion gear that are spline-fitted to the input shaft;
A constant speed gear and a transmission gear that are spline-fitted to the output shaft;
A moving mechanism for moving the constant-speed gear and the transmission gear in the direction of the rotation axis of the output shaft, and moving the first pinion gear and the second pinion gear in the direction of the rotation axis of the input shaft in conjunction with the gear;
With
The constant speed gear has at least teeth having a circular pitch curve with a diameter r1 and having a circular pitch curve with a diameter r2 (r2> r1), the rotation centers of which are the same.
The transmission gear has an arc pitch curve with a diameter r1 at least at a first portion, an arc pitch curve with a diameter r2 at a second portion facing the first portion, and between the first portion and the second portion. A tooth having a relatively high tooth height at the first part and the second part,
At the constant speed, the first pinion gear and the constant speed gear mesh with each other to transmit power from the input shaft to the output shaft, and the second pinion gear and the shift gear do not mesh with each other. The speed gear is engaged and the second pinion gear and the transmission gear are engaged at one of the first part and the second part, and the constant speed gear and the transmission gear are rotated on the output shaft by the moving mechanism during the speed change. The first pinion gear and the second pinion gear are moved in the axial direction in conjunction with the movement of the first pinion gear and the second pinion gear in the direction of the rotation axis of the input shaft. Power is transmitted and the first pinion gear and the constant speed gear do not mesh with each other. At the end of the shift, the first pinion gear and the constant speed gear mesh with each other, and the second pinion gear and the transmission gear shift between the first portion and the second gear. Izu of the part Constant mesh type transmission, characterized in that the meshing or the other.
定速用歯車は、互いに回転中心が同一の、径r1の円形ピッチ曲線を有する歯と、径r2の円形ピッチ曲線を有する歯と、径r3の円形ピッチ曲線を有する歯(r3>r2>r1)を有し、
変速用歯車は、互いに回転中心が同一の、第1部位で径r1の円弧ピッチ曲線を有し、第1部位と対向する第2部位で径r2の円弧ピッチ曲線を有し、第1部位と第2部位の間を繋ぐ非円弧ピッチ曲線を有し、第1部位及び第2部位で相対的に歯高が高い歯と、第1部位で径r2の円弧ピッチ曲線を有し、第1部位と対向する第2部位で径r3の円弧ピッチ曲線を有し、第1部位と第2部位の間を繋ぐ非円弧ピッチ曲線を有し、第1部位及び第2部位で相対的に歯高が高い歯を有する
ことを特徴とする常時噛合式変速機。 The constant mesh transmission according to claim 1,
The constant speed gear has teeth having a circular pitch curve with a diameter r1, the teeth having a circular pitch curve with a diameter r2, and teeth having a circular pitch curve with a diameter r3 (r3>r2> r1). )
The transmission gear has an arc pitch curve with a diameter r1 at a first portion and a circular pitch curve with a diameter r2 at a second portion opposite to the first portion, the rotation centers of which are the same. The first part has a non-arc pitch curve connecting between the second parts, the tooth having a relatively high tooth height in the first part and the second part, and the arc pitch curve of the diameter r2 in the first part. And a second part that has an arc pitch curve with a diameter r3, a non-arc pitch curve that connects the first part and the second part, and a relatively high tooth height at the first part and the second part. A constantly meshing transmission characterized by having high teeth.
定速用歯車と変速用歯車は、それぞれの歯面が反対方向となるように配置される
ことを特徴とする常時噛合式変速機。 In the always meshing transmission according to any one of claims 1 and 2,
The constant-speed gear and the transmission gear are arranged so that their tooth surfaces are in opposite directions.
定速用歯車と変速用歯車は、それぞれの歯面が向き合うように配置される
ことを特徴とする常時噛合式変速機。 In the always meshing transmission according to any one of claims 1 and 2,
The constant speed gear and the transmission gear are arranged so that their tooth surfaces face each other.
移動機構は、変速用ピン及び変速用カムを有し、変速中において変速用ピンが変速用カムに係合することで定速用歯車及び変速用歯車を出力軸の回転軸方向に移動させる
ことを特徴とする常時噛合式変速機。
In the always meshing transmission according to any one of claims 1 and 2,
The moving mechanism has a speed change pin and a speed change cam, and the speed change pin and the speed change gear are moved in the direction of the rotation axis of the output shaft by engaging the speed change pin with the speed change cam during the speed change. Always meshing transmission characterized by
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