JPH05149393A - 変速装置 - Google Patents

変速装置

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JPH05149393A
JPH05149393A JP4091082A JP9108292A JPH05149393A JP H05149393 A JPH05149393 A JP H05149393A JP 4091082 A JP4091082 A JP 4091082A JP 9108292 A JP9108292 A JP 9108292A JP H05149393 A JPH05149393 A JP H05149393A
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JP
Japan
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shaft
gear
gears
pivots
driven shaft
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JP4091082A
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English (en)
Inventor
Giancarlo Morbidelli
ジヤンカルロ・モルビデツリ
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Morbidelli SpA
Original Assignee
Morbidelli SpA
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Publication date
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    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
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    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H3/083—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts with radially acting and axially controlled clutching members, e.g. sliding keys
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【構成】複数の歯車（２）を回転自在に装着した被動軸
（１）と、この被動軸内に同軸状に配置されて軸方向に
摺動可能な中央軸（７）と、この中央軸（７）に形成さ
れた複数の長手方向溝（８）と、各歯車毎に設けられて
そのヘッド部（９ａ）がこの長手方向溝内に収容され、
上記中央軸（７）が軸方向に摺動したときにその自由端
が被動軸（１）の外周面上に突出するピボット（９）
と、上記各歯車（２）に設けられて突出したピボット
（９）と協働して１の歯車（２）と被動軸（１）とをキ
ー止めし、この歯車（２）で被動軸（１）を回転させる
ロック装置（１１）とを備える変速装置。 【効果】コンパクトな構造で大きな動力を伝達すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に自動車用として使
用可能なデスモドロミックタイプ（desmodromic type）
すなわち連結部材案内溝を備えたシングルコントロール
変速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】機械の分野においては、ド
ライバの意思で原動側と出力側部材との間の速度比、す
なわち被動機構と駆動機構との間の速度比を変化する種
々の装置が用いられている。例えば、自動車の場合には
これらの機構は、駆動軸で回転駆動される主軸を備え、
この主軸上に同軸状にキー止めされた一連の歯車（cogg
ed wheel）が配置され、これらの歯車はギアシフト装置
により変更される速度比の数に等しく、更に、主軸に平
行に配置された被動軸を備え、この被動軸には主軸に設
けられた上記歯車と常時噛合って通常はアイドル回転す
る対応した一連の歯車が設けられる。軸の対と駆動軸と
の間に摩擦装置が介装され、この摩擦装置により全変速
グループを駆動軸に結合することができる。主軸と被動
軸との間を種々の速比で係合するためには種々の方法が
あり、最も一般的に用いられている方法ではキーあるい
は多数のボールベアリングを備える。第１の方法は被動
軸の内側に長手方向に摺動するキーを用い、このキーは
オペレータが手動でシフト可能なフォークで形成された
通常のレバー機構により作動され、ギアが切換えられる
毎に歯車の１つが被動軸にキー止めされる。第２の方法
は、上記と同様に被動軸の内側に長手方向に摺動可能な
摺動スピンドルを備え、ユーザにより（同様にフォーク
状シフト機構により）移動されて上記と同様にギアが切
換えられる毎に、軸に半径方向に配置されてこの軸と歯
車との間に介装可能な複数のボールベアリングにより選
択された歯車に噛合う。
【０００３】しかし、これらの方法の全ては機械的な強
度が小さい。被動軸にはキーを挿通するためのかなりの
寸法の長手方向溝が形成され、あるいは、ボールベアリ
ングを保持するための複数の円形の穴を周部に沿って配
置されているためである。更に、速度比が複数用いられ
る場合には、全ての歯車を所要位置に配置するために長
さが長く、曲り易くなり、あるいは、中間サポートを必
要とし、この場合には更にギアシフトグループの寸法が
増大する。
【０００４】したがって、上記の方法は小さな動力の伝
達にのみ用いることができ、シャフト長さに悪影響を与
えないためには速度比の数が少なくなる。
【０００５】本発明は上記の問題を解消するためになさ
れたもので、連結部材案内溝を持つデスモドロミックタ
イプの噛合い機構を持つ制御軸（command shaft ）を有
し、特にその軸方向寸法がコンパクトに形成され、正確
かつ迅速に噛合い、変速比の数を増大することのできる
変速装置を提供することを目的とする。
【０００６】更に本発明は、制御軸の周部に沿って規則
的に分散配置された噛合い機構を持ち、その強度に悪影
響を与えず、これによりエンジンとトランスミッション
との間で大きな動力を伝達することのできる変速装置を
提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記課題
を解決する本発明の変速装置は、その長手方向軸線を中
心として回転可能な円筒状の主軸を備え、この主軸はク
ラッチグループを介して駆動軸に結合され、この駆動軸
に複数の第１歯車と主軸に平行に配置された被動軸とが
キー止めされ、長手方向軸線を中心として回転可能な前
記主軸に対応するローラセパレータにより対応する複数
の第２歯車が同軸状に保持され、これらの第２歯車のそ
れぞれが対応する第１歯車に噛み合わされ、更に、第２
歯車のそれぞれと被動軸との間に強固なキー止め手段を
備え、このキー止め手段は前記被動軸の内方に突出し、
順に歯車の選択を可能として被動軸と駆動軸との間の回
転数あるいは速度を変化可能とするデスモドロミック−
コマンド変速装置であって、前記キー止め手段は駆動軸
内に同軸状に配置されて両方向に摺動可能な第３軸を備
え、この第３軸は複数の上部が開口した長手方向溝ある
いはデスモドロミック溝を有し、これらの溝は径方向中
間部に拡径した断面変形部を有し、その内部に両側をブ
ロックされかつこの第３軸に垂直すなわち被動軸に対し
て半径方向に配置された各第２歯車に対応する複数のピ
ボットのヘッド部が収容され、これらのピボットは前記
中央軸の長手方向の摺動にしたがって前記断面変形部が
作動したときに被動軸上の対応する半径方向シート部か
らその先端部が突出し、更に、第２歯車の内側に設けら
れて、第２歯車と第３軸との間で前記ピボットの突出を
確実にキー止めして回転させるロック装置を備えること
を特徴とする。
【０００８】すなわち、本発明の変速装置はデスモドロ
ミック溝（desmodromic channel ）を持つ軸を備え、こ
の軸は両方向に摺動可能で第２軸の内側に同軸状に配置
され、この第２軸は複数の長手方向溝を有し、この溝内
に対応する複数のピボットヘッド部が収容され、両側を
各第２歯車でブロックされ、これらのピボットヘッド部
は軸が長手方向に摺動したときに第２軸に形成された対
応する半径方向穴からその自由端が突出し、第２軸をブ
ロックし、更に、各第２歯車に設けられた回転ロック装
置が各ピボットに作用してピボットが突出したときに歯
車と第２軸との間を確実にキー止めする。
【０００９】本発明の他の利点および特徴は添付図面を
参照する以下の好ましい実施例に関する説明から明らか
となる。
【００１０】
【実施例】図１及び図２に示すように、本発明の実施例
によるギアシフト機構すなわち変速装置は、その軸線を
中心として回転可能な円筒状の第１軸すなわち主軸５を
備え、この主軸５はクラッチグループ（通常のものであ
り、本発明の一部を構成するものではないため図示を省
略する）を介して駆動軸に連結され、この駆動軸にそれ
ぞれ歯数の異なる複数の第１歯車（cogged wheel）４が
同軸状にキー止めされて常時噛合っている。この主軸５
と平行に、その軸線を中心として回転可能な円筒状の第
２伝達軸すなわち被動軸１が配置され、この被動軸１に
は複数の第２歯車（cogged wheel）２が同軸状に装着さ
れており、これらの第２歯車は第１歯車４と同様にそれ
ぞれの歯数が異なっている。第２歯車２のそれぞれは、
これらの第２歯車２と被動軸１との間に介装された対応
するローラセパレータ３、あるいは、より簡単なローラ
ベアリングにより被動軸１上で遊転すなわちアイドル回
転する。
【００１１】上記第２歯車２（図では簡略的に図示する
ために３つの歯車のみを示す）は主軸５にキー止めされ
た対応する第１歯車４に噛合い、２つの軸１，５間の速
度比を正確に定める。
【００１２】図１及び図２に、第２歯車２と被動軸１と
の間のキー止め装置を符号６で示す。このキー止め装置
６は被動軸１の内部に配置されており、順次歯車２を選
択して、エンジンに対して所定の回転数とすることがで
きる。
【００１３】より具体的には、上記キー止め装置６は、
被動軸１の内部で同軸状に噛合いかつ両方向（図２の矢
印Ｆ参照）に摺動可能な第３軸７を備える。この第３軸
７は大きく開口した長手方向溝８を有し、この長手方向
溝内には、第３軸７上に配置された第２歯車２のそれぞ
れのために対応する複数のピボット９のヘッド部９ａが
収容され、半径方向に沿う両方向の動きを阻止されてい
る。このピボットヘッド部９ａは第３軸７に対して垂直
すなわち被動軸１に対して半径方向に配置されている。
したがって、このように半径方向の両方向の動きが規制
された状態に形成されたピボット９と第３軸７との間の
連結をデスモドロミックタイプ（desmodromic type）の
カップリングと称することができる。図４においては、
第３軸７は円形断面を有する（両方向の動きを阻止する
ための）３つの長手方向溝８を周方向に沿って等間隔に
配置してあるが、長手方向溝８の数は伝達すべき連結部
の数あるいは構造上の変更に応じて適宜に変更すること
ができる。例えば図１及び図３の実施例では、４つのデ
スモドロミック溝８が長手方向に沿って設けられてお
り、これらのデスモドロミック溝８は円形状断面を有
し、互いに等間隔に配置され、各第２歯車２の４つのピ
ボットヘッド９ａを摺動可能なことが明らかである。
【００１４】上記ピボット９はその自由端を突出させる
ことができ、デスモドロミック溝を形成した第３軸７が
作動されると、対応する半径方向シート１０から被動軸
１上に突出する。これらのピボット９はそれぞれ上記の
円形形状を持つピボットヘッド９ａ（長手方向溝８と完
全に連結するため）と、平坦な四角形形状を持つボディ
部９ｂ（図５参照）とで形成され、後述する一対の両側
バックドラフト（backdraft）１４すなわち間隙部を備
えている。
【００１５】ピボット９を突出させるために、第３軸７
にはその断面形状において径が変化する断面変化部を備
えており（図２に符号Ｐで示す）、この断面変化部Ｐは
第３軸７の中間部における円形状の突起１２あるいは拡
径部で形成され、その軸方向寸法は互いに隣接する第２
歯車間の距離よりも小さく、上記のように長手方向に摺
動したときに一連のピボット９のうちから１つすなわち
所要の第２歯車２に対応するピボット９のみを半径方向
シート部１０から突出させる。
【００１６】符号１１は回転させるためのロック装置を
示し、このロック装置１１は各第２歯車２と対応するピ
ボット９との間に形成され、ピボット９が突出したとき
に第２歯車２と被動軸１との間を確実にキー止めするこ
とができる。このロック装置１１は各第２歯車２の内径
部に形成された複数の周方向ノッチ１３で形成され、そ
の数は用いられるピボット９の数（図３及び図４ではそ
れぞれ３つ及び４つ）に対応する。
【００１７】これらのノッチ１３は、ピボット９が突出
したときに、１の第２歯車のピボット９を被動軸１に確
実にキー止めする。このピボット９と第２歯車２との間
のロックすなわち連結は、対応するノッチ１３の端部に
確実に係合させることのできるボディ部９ｂのバックド
ラフト１４により、より確実かつ効果的に安定した状態
で行うことができる。このバックドラフト１４は１°か
ら５°の範囲の角度、好ましくは約３°の角度に形成す
ることができる。
【００１８】このように形成された変速装置は図６に示
してあり、その作用について説明する。モータすなわち
エンジンが所定速度で回転され、噛合い中の歯車を除く
変速用の歯車は被動軸１から分離されている。この変速
装置は被動軸１を所定速度で回転し、第２歯車２は対応
する第１歯車４との速比にしたがって主軸５と異なる回
転数で回転する。
【００１９】最も低い速比（すなわち第１ギア）とする
場合は、オペレータはレバークラッチ（通常のものであ
るため図示を省略する）を操作して、図示の実施例では
中央軸７を矢印Ｆの方向に沿って後方に摺動させ、周部
突出部すなわち断面変形部Ｐにより矢印Ｆ1 で示すよう
に本実施例では３つのピボット９を対応する第２歯車２
に係合させる。これにより、主軸５が第２歯車２に直接
キー止めされ、互いに噛合う第１歯車４と第２歯車２と
により与えられる速比で回転される。明らかなように、
他の歯車も順次係合させかつ分離し、低速段に切換えあ
るいは増速し、デストロミック溝を有する軸はこのよう
な動きにしたがって歯車を切換える毎に、被動軸１から
ピボット９を突出させあるいは引込ませることにより種
々の歯車２をキー止めしあるいは解除することができ
る。
【００２０】図６は本発明の目的を達成するための簡略
化した実施例を示し、この変速装置は種々の歯車を係合
させるための指令あるいは制御部材を１つのみ備える
（中央軸７であり、多数の変速比を有する従来のトラン
スミッションのように複数のフォーク−レバー機構は備
えない）。この中央軸７はラックギア５０及びウォーム
ギア５１の機械的な機構により軸方向に作動することが
できる。このラックギア５０は単に軸方向にのみ摺動
し、ローラベアリング５２により中央軸７に結合され
る。ウォームギア５１はこのウォームギア５１に同軸状
に配置されてオペレータが直接制御可能な図示しない電
気−空圧式制御装置（electro-pneumatic command devi
ce）により作動することができる。この種の装置はウォ
ームギア５１をかなりの速さで回転することができ、１
回の回転角度は互いに隣接する歯車２の間の距離に等し
く、これにより種々の速比のピボット９を係合させかつ
係合を解除することができる。
【００２１】したがって、このように形成された変速装
置は機械的強度が高く、被動軸１はコンパクトで、その
表面も簡単なものに形成される。このため、構造を変え
ることなく、変速比の数に係わりなく低出力及び高出力
の自動車に用いることが可能となる。デスモドロミック
溝を設けた中央軸７と主軸５とが同軸状に配置されるこ
とにより自動車に必須の部材の径を小さくすることがで
きる。
【００２２】各歯車２に設けられて係合及び係合を解除
される複数のピボット９により、種々の歯車が極めて迅
速かつ正確に係合される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による変速装置をその一部を欠
截して概略的に示す斜視図である。
【図２】図１の変速装置を一部欠截して概略的に示す側
面図である。
【図３】図２の III−III 線に沿う断面図である。
【図４】図１の変速装置の変形例をその一部を欠截して
概略的に示す図である。
【図５】変速装置の構造部材を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施例による変速装置を設けた自動車
のギアボックスの一部を欠截して概略的に示す長手方向
断面図である。
【符号の説明】
１…被動軸、２，４…歯車、３…ローラセパレータ、５
…主軸、６…キー止め装置、７…第３軸、８…長手方向
軸、９…ピボット、９ａ…ヘッド部、１１…ロック装
置、１３…ノッチ、１４…バックドラフト。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 その長手方向軸線を中心として回転可能
    な円筒状の主軸（５）を備え、この主軸（５）はクラッ
    チグループを介して駆動軸に結合され、この駆動軸に複
    数の第１歯車（４）と主軸（５）に平行に配置された被
    動軸（１）とがキー止めされ、長手方向軸線を中心とし
    て回転可能な前記主軸（５）に対応するローラセパレー
    タ（３）により対応する複数の第２歯車（２）が同軸状
    に保持され、これらの第２歯車のそれぞれが対応する第
    １歯車（４）に噛み合わされ、更に、第２歯車（２）の
    それぞれと被動軸（１）との間に強固なキー止め手段
    （６）を備え、このキー止め手段（６）は前記被動軸
    （１）の内方に突出し、順に歯車（２）の選択を可能と
    して被動軸（１）と駆動軸との間の回転数あるいは速度
    を変化可能とするデスモドロミック制御変速装置であっ
    て、前記キー止め手段（６）は駆動軸内に同軸状に配置
    されて両方向に摺動可能な第３軸（７）を備え、この第
    ３軸（７）は複数の上部が開口した長手方向溝（８）あ
    るいはデスモドロミック溝を有し、これらの溝は径方向
    中間部に拡径した断面変形部（Ｐ）を有し、その内部に
    両側をブロックされかつこの第３軸（７）に垂直すなわ
    ち被動軸（１）に対して半径方向に配置された各第２歯
    車（２）に対応する複数のピボット（９）のヘッド部
    （９ａ）が収容され、これらのピボットは前記中央軸
    （７）の長手方向の摺動にしたがって前記断面変形部
    （Ｐ）が作動したときに被動軸（１）上の対応する半径
    方向シート部（１０）からその先端部が突出し、更に、
    第２歯車（２）の内側に設けられて、第２歯車（２）と
    第３軸（１）との間で前記ピボット（９）の突出を確実
    にキー止めして回転させるロック装置（１１）を備える
    ことを特徴とする変速装置。
  2. 【請求項２】 前記中央軸（７）は３つの長手方向溝あ
    るいはデスモドロミック溝（８）を有し、これらの溝は
    略円形断面を有して互いに周方向に等間隔に配置され、
    前記第２歯車（２）の３つのピボットのヘッド部（９
    ａ）が摺動可能である請求項１記載の変速装置。
  3. 【請求項３】 前記中央軸（７）は４つの長手方向溝あ
    るいはデスモドロミック溝（８）を有し、これらの溝は
    略円形断面を有して互いに周方向に等間隔に配置され、
    前記第２歯車（２）の３つのピボットのヘッド部（９
    ａ）が摺動可能である請求項１記載の変速装置。
  4. 【請求項４】 前記中央軸（７）には円形状の突起（１
    ２）が設けられ、この突起は中央軸（７）の中間点で前
    記径方向変化部（Ｐ）を形成し、この中央軸（７）が長
    手方向に摺動したときに第２歯車（２）の対応するピボ
    ット（９）を前記半径方向シート部（１０）から突出さ
    せる請求項１記載の変速装置。
  5. 【請求項５】 前記ロック装置（１１）は第２歯車
    （２）の内面側に形成された複数の周方向ノッチ（１
    ３）で形成され、この数は使用されるピボット（９）に
    対応し、このノッチ（１３）はピボット（９）を突出さ
    せて第２歯車（２）の１つを被動軸（１）に確実にキー
    止めする請求項１記載の変速装置。
  6. 【請求項６】 前記ピボット（９）は円形状構造を持つ
    ヘッド部（９ａ）と平坦な四角形状構造を持つボディ部
    （９ｂ）とを有し、第２歯車（２）の対応するノッチ
    （１３）の端部と確実にロック係合する一対の両側バッ
    クドラフト（１４）を有する請求項５記載の変速装置。
  7. 【請求項７】 前記ピボット（９）の各々は、そのバッ
    クドラフト（１４）が１°と５°との間の角度を有する
    請求項６記載の変速装置。
  8. 【請求項８】 前記ピボット（９）の各々は、そのバッ
    クドラフト（１４）が３°の角度に形成されている請求
    項６記載の変速装置。
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