JPH05196113A - 変速比切替歯車装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従動歯車を一旦停止することなく回転伝達を
行うことができる変速比切替歯車機構を提供する。 【構成】 同軸一体となって回転する大歯車部と小歯車
部を有する主動歯車および従動歯車とにより回転伝達を
行う。これらの歯車部は、主動歯車の大歯車部は従動歯
車の小歯車部に噛合し、主動歯車の小歯車部は従動歯車
の大歯車部に噛合するよう配置されている。さらに前記
４つの歯車部の少なくともひとつの全周当たりの歯数が
整数ではない歯数となっており、これにより一方のギア
対の噛み合い終了と同時に他方のギア対の噛み合いが開
始されるよう構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は歯車装置、特にそれぞれ
同軸一体となって回動する大小ふたつの歯車部を有する
主動歯車と従動歯車により構成され、定回転角ごとに変
速比が自動的に切替わる歯車装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】歯車装置は運動を伝達する重要な機械要
素であって、動力の伝達を主たる目的とするものと、運
動の伝達を主たる目的とするものとに大別される。特に
運動伝達を主たる目的とする歯車装置においては、その
変速比を切り替えるために図３に示すような歯車装置が
用いられる場合があった。

【０００３】図３に示す歯車装置は、大小ふたつの歯車
部を各々有する主動歯車１と従動歯車２とを含み、主動
大歯車部１ａと主動小歯車部１ｂは主動軸３に同軸固定
され、従動大歯車部２ｂと従動小歯車部２ａは従動軸４
に同軸固定されている。そして、主動大歯車部１ａと従
動小歯車部２ａとの第１の歯車対の変速比と、主動小歯
車１ｂと従動大歯車２ｂとの第２の歯車対の変速比が異
なることにより、主動軸３から従動軸４への運動伝達を
定回転角ごとに２種の変速比に切換えることができるも
のである。

【０００４】また、これら４つの各歯車部１ａ，１ｂ，
２ａ，２ｂは、ふたつの歯車対が同時に噛み合うことが
無いよう円周上の所定部分にのみ歯が設けられた構成と
なっている。つまり、主動歯車１を例にとれば図４に示
すように大歯車部１ａの噛み合い範囲であるＡ部と小歯
車部１ｂの噛み合い範囲であるＢ部とは重なる部分がな
い。

【０００５】さらに、従来のこのような歯車装置におい
ては、各歯車の全周当りの歯数を整数としていたため
に、前記ふたつの噛み合い範囲の間にいずれの歯車対も
噛合っていない空転範囲Ｃが生じていた。つまり、全周
歯車の１部としての部分歯車においては、噛み合い範囲
を任意に設定した場合、その範囲に含まれる歯数は必ず
しも整数になるとは限らず、多くの場合は端数が生じ、
この端数については切り捨てていたために、この切り捨
てた部分は第１の歯車対も第２の歯車対も噛合っていな
い状態が生じていた。この部分が前述の空転範囲であ
る。

【０００６】このような空転範囲Ｃにおいては、従動歯
車は、これを規制するものがなくなり主動歯車に対し定
まった位置に止まらず、遊びが生じてしまう。このた
め、次に噛み合う歯車部の噛み合いの位相が揃わない場
合が生じることがある。このような状態が起きるのを防
止するために、従来の歯車装置では、主動軸３と従動軸
４とに規制カム５，６を設け、前記の従動歯車の遊びを
無くしていた。これを図５にて説明すると噛み合い範囲
Ａから噛み合い範囲Ｂに移る間の空転範囲Ｃにおいて
は、規制カム５，６が係合し、従動軸の回転を一時的に
規制し、次の噛み合い範囲Ｂが噛み合うまで従動軸の回
転を停止させる。これによって、次の噛み合い時の位相
を一定に保つことが図られていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
変速比切替え歯車装置においては全周歯車の一部として
各歯車を設計していたため、つまり全周当りの歯数を整
数としていたために空転範囲が生じていた。このため、
この空転範囲において従動歯車の回転を一旦停止させる
必要があり従動軸の回転が滑らかでないという問題があ
った。さらに、従動歯車を一旦停止させるために規制カ
ムを設ける必要があり、部品点数が増加し、組立て工数
が増加するという問題があった。

【０００８】本発明は前述の問題点を解決するためにな
されたものであり、一方の歯車対から他方の歯車対に噛
み合いが移る際に従動軸を停止させることがなく、規制
カムを有しない部品点数の少ない変速比切替え歯車装置
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明にかかる変速比切替歯車装置は、主動大歯
車部，主動小歯車部，従動大歯車部，従動小歯車部の４
つの歯車部のうち少なくともひとつの歯車部の全周当た
りの歯数が端数であることを特徴とする。

【００１０】さらには、主動大歯車と従動小歯車とから
成る第１の歯車対の噛み離れと、主動小歯車と従動大歯
車とから成る第２の歯車対の噛み込みが同時に行われ、
かつ前記第２の歯車対の噛み離れと前記第１の歯車対の
噛み込みが同時に行われることを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明は以上のように部分歯車である前記４つ
の歯車部のうち少なくともひとつの歯車部の全周当たり
の歯数を端数とすることにより、噛み込み噛み離れの位
相の設計の自由度が広がる。さらに、これにより一方の
ギア対から他方のギア対に噛み合いが移るときに噛み離
れと噛み込みが同時に行われる。

【００１２】

【実施例】本発明にかかる好適な実施例を図面にしたが
って説明する。

【００１３】図１は本発明を適用した変速比切替歯車を
示した分解斜視図である。主動歯車１１は大歯車部１１
ａと小歯車部１１ｂを有し各々主動軸３と同軸一体とな
って回転する。また、従動歯車１２は大歯車部１２ｂと
小歯車部１２ａを有し各々従動軸と同軸一体となって回
転する。前記主動大歯車部１１ａと従動小歯車部１２ａ
は噛み合う位置に配設され、主動小歯車１１ｂと従動大
歯車１２ｂも噛合う位置に配設されている。

【００１４】一方歯車の噛合いから他方の噛合いに移行
する２か所の移行点において、この移行が円滑に行なわ
れるよう大歯車部と小歯車部の各端部の歯の位置を最適
な位置に定めてある。このため、この歯車の全周の歯数
は必ずしも整数とはならず、ほとんどの場合、端数とな
る。

【００１５】図２は歯車対の移り変わりを説明する図で
ある。図２（Ａ）は主動小歯車部１１ｂと従動大歯車部
１２ｂとの噛み合いが終了し、主動大歯車部１１ａと従
動小歯車部１２ａとの噛み合いが始まる状態を示してい
る。

【００１６】主動大歯車部１１ａの一端のギア歯１１ａ
−ａと従動小歯車部１２ａの一端のギア歯１２ａ−ａが
噛み合い始めた状態を図２（Ａ）は示している。主動軸
３が時計回りに回転すると、主動軸３に固定された主動
大歯車部１１ａを回転し、これに伴って従動歯車１２及
び従動軸４も回転する。回転が進み主動大歯車部１１ａ
の終端のギア歯である１１ａ−ｂと従動小歯車１２の終
端のギア歯１２ａ−ｂが噛合った状態になったときを示
す図が図２（Ｂ）である。この二つのギア歯が噛み離れ
をしたと同時に、主動小歯車部１１ｂの一端のギア歯１
１ｂ−ａと従動大歯車部１２ｂの一端のギア歯１２ｂ−
ａが噛み込み、主動軸から従動軸への回転伝達は後者の
ギア対により行われるようになる。そして、回転がさら
に進むと図２（Ａ）の状態に再び戻り、ここでもギア歯
１１ｂ−ｂと１２ｂ−ｂが噛み離れしたと同時にギア歯
１１ａ−ａと１２ａ−ａが噛み込み、以後再び主動大歯
車部１１ａと従動小歯車部１２ａとにより回転伝達が行
われる。

【００１７】以上のように、一方のギア対から他方のギ
ア対に噛み合いが移るとき空転区間が無いために滑らか
な噛み合いの移行が行われる。また、空転区間が無いこ
とから従動軸の遊びが生じなくなり、よって従来の装置
では必要であった規制カム５，６が必要なくなり、部品
数を減らすことが可能となる。

【００１８】また、従来のように規制カムが設けられて
いると、主動軸から従動軸に回転伝達することは可能で
あるが、逆に従動軸から主動軸に回転を伝達することで
きない。本発明は規制カムを設ける必要がないので、ど
ちらの軸をも駆動軸とできる利点も有する。

【００１９】さらに、前述の実施例においては、噛み合
いが一方の歯車のギア対から他方のギア対に移行する２
か所の移行点において、空転区間を生じさせないように
ギア歯を配設した。しかし、空転区間を設けることも可
能である。このときはギアの全周あたりの歯数を端数と
することにより、空転区間前後の各歯車部端部のギア歯
の配設位置を自由に設定することができる。したがっ
て、空転区間を自由に設定することができ伝達機構全体
の設計自由度を広くすることができる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、噛み合い
が一方にギア対から他方へ移るときに従動歯車を停止さ
せることがなく、滑らかな回転伝達が行える。また、規
制カムを設ける必要が無いので部品数の減少が図れる。
さらには、従動軸から主動軸に回転伝達を行うことも可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる実施例の分解斜視図である。

【図２】実施例の作動説明図である。

【図３】従来の切り替え歯車装置の分解斜視図である。

【図４】主動歯車を示した図である。

【図５】規制カムの作用説明図である。

【符号の説明】

５ 主動軸 ６ 従動軸 １１ 主動大歯車部 １２ 従動小歯車部 １３ 主動小歯車部 １４ 従動大歯車部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同軸一体となって回動する大歯車部と小歯
   車部を有する主動歯車と、 前記主動歯車の大歯車部と噛合する小歯車部と前記主動
   歯車の小歯車と噛合する大歯車部とを有し、かつ前記大
   小の歯車部が同軸一体となって回動する従動歯車とを有
   し、 前記主動大歯車と前記従動小歯車との第１の歯車対の変
   速比と、前記主動小歯車と前記主動大歯車との第２の歯
   車対の変速比とが異なり、一方の歯車比の歯車同士の噛
   合いから他方の歯車比の歯車同士の噛合いに移行する部
   分の歯車が同時に噛合う位置に配設されている変速比切
   換歯車装置。