JPH07208565A - 変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータの回転方向の切替えによって入力軸に
得られる正回転と逆回転を、出力軸に低速と高速の同一
方向の変速出力回転が得られ、部品点数が少なくなり組
み立てが簡単で製作コストが安くなり変速機全体をコン
パクト化できる変速装置。 【構成】 入力軸２０が正回転するときは、斜歯小径従
歯車２５が軸方向移動してクラッチ爪２５ａがクラッチ
爪２６ａと係合する一方、斜歯大径従歯車２３が軸方向
移動してクラッチ爪２３ａがクラッチ爪２６ｂとの係合
を離脱し、入力軸２０の正回転により出力軸２１が入力
軸２０の回転に対して逆回転となって高速回転する。ま
た、入力軸２０が他方向へ回転するときは、斜歯大径従
歯車２３が軸方向移動してクラッチ爪２３ａがクラッチ
爪２６ｂと係合する一方、斜歯小径従歯車２５が軸方向
移動してクラッチ爪２５ａがクラッチ爪２６ａとの係合
を離脱し、入力軸２０の正回転により出力軸２１が入力
軸２０の回転に対して逆回転となって低速回転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータの回転方向の切
替えによって入力軸に得られる正回転と逆回転を、斜歯
歯車とクラッチを用いた二系統択一回転伝達手段を介し
て、出力軸に低速と高速の同一方向の変速出力回転が得
られる変速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、モータの回転方向の切替えによっ
て入力軸に得られる正回転と逆回転を二系統択一回転伝
達手段を介して出力軸に低速と高速の同一方向の変速出
力回転が得られる変速装置として、実開昭５５−１０４
１４７号公報の考案（一方向クラッチ付平行軸歯車伝導
装置）が提案されている。該考案は、入力軸１と出力軸
３を同一軸線上に配して、入力軸１と一体の歯車２に噛
合する二枚の歯車７，９の内側に逆回転を伝達する一方
向クラッチ１３と正回転を伝達する一方向クラッチ１４
を設けるとともに、中間軸５を、出力軸３と一体の歯車
４に噛合する歯車８の中心に挿通固定するとともに一方
向クラッチ１３の中心に挿通固定し、中間軸６を、歯車
４にアイドラー歯車１２を介して噛合する歯車１０の中
心に挿通固定するとともに一方向クラッチ１４の中心に
挿通固定してなるもので、モータの回転方向の切替えに
よって出力軸３に低速と高速の同一方向の変速出力回転
が得られる。

【０００３】実開昭５５−１０４１４７号公報の考案
は、二枚の歯車７，９の中心孔にそれぞれ一方向クラッ
チ１３，１４を嵌合し、さらに、一方向クラッチ１３，
１４の中心孔にそれぞれ中間軸５，６を挿通しているの
で、歯車７，９が大きくなり、変速機全体が大きくなっ
ていた。また、実開昭５５−１０４１４７号公報の考案
は、部品点数が多く組み立てが複雑であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した点
に鑑み案出したもので、モータの回転方向の切替えによ
って入力軸に得られる正回転と逆回転を、斜歯歯車とク
ラッチを用いた二系統択一回転伝達手段を介して、出力
軸に低速と高速の二段変速でしかも同一回転方向の変速
出力回転が得られ、しかも上記従来装置に比して、部品
点数が少なくなり組み立てが簡単で製作コストが安くな
り変速機全体をコンパクト化できる変速装置を提供する
こと目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するための手段として、入力軸２０と出力軸２１が
平行に軸設され、入力軸２０の正回転と逆回転の切り換
えにより出力軸２１の回転方向を変えることなく変速す
る変速装置において、入力軸２０には斜歯原歯車２２が
固設され、出力軸２１にはクラッチ爪２６ａ，２６ｂ
（２７ａ，２８ａ）を有するクラッチ体２６（２７，２
８）が固設されているとともに、前記斜歯原歯車２２と
直接または伝達手段を介して噛合する斜歯小径従歯車２
５と斜歯大径従歯車２３が回転自在かつ摺動自在に設け
られてなり、前記斜歯小径従歯車２５と前記斜歯大径従
歯車２３は、いずれか一方が入力軸２０の正回転時にク
ラッチ体２６（２７または２８）と係合しかつ他方が係
合しない状態となっていて、入力軸２０を逆回転する
と、他方がクラッチ体２６（２８または２７）と係合し
かつ前記一方が係合しない状態に切り換わるように設け
られていることを特徴とする変速装置を提供するもので
ある。

【０００６】

【作用】入力軸２０が一方向へ回転するときは、斜歯原
歯車２２と噛合する斜歯小径従歯車２５が軸方向移動し
て、該斜歯小径従歯車２５に付設されたクラッチ爪２５
ａがクラッチ爪２６ａまたは２７ａと係合する一方、伝
達手段を介して斜歯原歯車２２と噛合する斜歯大径従歯
車２３が軸方向移動して、該斜歯大径従歯車２３に付設
されたクラッチ爪２３ａがクラッチ爪２６ｂまたは２８
ａとの係合を離脱し、入力軸２０の正回転により出力軸
２１が入力軸２０の回転に対して逆回転となって高速回
転する。また、入力軸２０が他方向へ回転するときは、
斜歯大径従歯車２３が軸方向移動して、該斜歯大径従歯
車２３に付設されたクラッチ爪２３ａがクラッチ爪２６
ｂまたは２８ａと係合する一方、斜歯小径従歯車２５が
軸方向移動して、該斜歯小径従歯車２５に付設されたク
ラッチ爪２５ａがクラッチ爪２６ａまたは２７ａとの係
合を離脱し、入力軸２０の逆回転により出力軸２１が入
力軸２０の回転に対して正回転となって低速回転する。

【０００７】

【実施例】図１は、本発明の変速装置の第一実施例を示
す。この第一実施例の変速装置は、ケーシング２９に入
力軸２０と出力軸２１が平行に軸設され、入力軸２０に
一体に斜歯原歯車２２が形成され、出力軸２１に斜歯大
径従歯車２３と斜歯小径従歯車２５が回転自在かつ摺動
自在に被嵌されているとともに、斜歯大径従歯車２３と
斜歯小径従歯車２５の間においてクラッチ体２６が出力
軸２１に被嵌固定され、斜歯大径従歯車２３と斜歯小径
従歯車２５の両方に噛合する斜歯中間歯車２４を備え、
入力軸２０が矢印ａの方向へ正回転するときは、斜歯小
径従歯車２５が斜歯原歯車２２から伝達される回転力の
軸方向成分によりクラッチ体２６へ接近移動して、該斜
歯小径従歯車２５の端面に形成されたクラッチ爪２５ａ
がクラッチ体２６のクラッチ爪２６ａと係合する一方、
斜歯大径従歯車２３が斜歯中間歯車２４から伝達される
回転力の軸方向成分によりクラッチ体２６より離間移動
して、該斜歯大径従歯車２３の端面に形成されたクラッ
チ爪２３ａがクラッチ体２６のクラッチ爪２６ｂとの係
合を離脱するようになっており、反対に、入力軸２０が
矢印ｂの方向へ逆回転するときは、斜歯大径従歯車２３
がクラッチ体２６へ接近移動してクラッチ爪２３ａがク
ラッチ爪２６ｂと係合する一方、斜歯小径従歯車２５が
クラッチ体２６より離間移動して、クラッチ爪２５ａが
クラッチ爪２６ａとの係合を離脱するようになってい
る。

【０００８】特に、この実施例の変速装置は、小型化、
部品点数の削減等を図るために、モ−タ３２と一体的に
組立てられている。モーター回転軸は、前後に張り出し
ていてベアリング３０，３１により両端支持されてお
り、変速装置側の軸端が変速装置の出力軸２１として利
用され、かつ、入力軸２０の端部に斜歯原歯車２２が削
成されている。これにより、変速装置としての出力軸２
１は、モーター回転軸と独立して軸設される場合に比べ
て極めて短尺な安定した軸となっているとともにカップ
リングが省略され、斜歯原歯車２２の小径化も図られ、
さらに出力軸２１と斜歯原歯車２２の独立した部品の削
減が図られている。

【０００９】ケーシング２９は、ケース本体２９ａと接
続ブロック２９ｂとで分割構成されている。出力軸２１
は、ケース本体２９ａに嵌合されたベアリング３３と接
続ブロック２９ｂに嵌合されたベアリング３４により二
点支持されてケース本体２９ａから張り出している。

【００１０】斜歯大径従歯車２３は、斜歯小径従歯車２
５よりも大径であり、斜歯大径従歯車２３と斜歯小径従
歯車２５の歯数は、直径比に正比例している。斜歯大径
従歯車２３と斜歯小径従歯車２５は、それぞれの軸孔に
メタル軸受３５，３６が圧入されて出力軸２１に通さ
れ、出力軸２１に対する円滑な回転と摺動が確保されて
いる。

【００１１】歯車２２ないし２５は、斜歯歯車が採用さ
れ、かつ、歯車２２と２３が、歯巾方向が右上がり傾斜
となるようにねじれた斜歯とされているとともに歯車２
４と２５が、歯巾方向が左上がり傾斜となるようにねじ
れた斜歯とされていることによって、入力軸２０の正回
転時と逆回転時に、歯車同士の噛合回転に伴う回転力の
軸方向成分を受けて歯車２３，２５が出力軸２１にねじ
３９で固定されたクラッチ体２６に対して交互に係合と
離脱を行う。

【００１２】斜歯小径従歯車２５に形成されたクラッチ
爪２５ａは、図１（ｂ）に示すように、円周方向に等配
置となるように４個突設されている。図１（ａ）に示す
ように、斜歯小径従歯車２５に形成されたクラッチ爪２
５ａと斜歯大径従歯車２３に形成されたクラッチ爪２３
ａは、クラッチ体２６を挟んで対向するように設けら
れ、クラッチ体２６は、クラッチ爪２３ａと係合し得る
ように対向するクラッチ爪２６ａとクラッチ爪２５ａと
係合し得るように対向するクラッチ爪２６ａとを両面に
背中合わせに形成されている。クラッチ爪２３ａ，２６
ａ，２６ｂは、クラッチ爪２５ａと同様に円周方向に等
配置となるように４個ずつ突設されている。そして、入
力軸２０の正回転時に斜歯小径従歯車２５がクラッチ体
２６へ接近移動してクラッチ爪２５ａがクラッチ爪２６
ａに係合し、また入力軸２０の逆回転時に斜歯大径従歯
車２３がクラッチ体２６へ接近移動してクラッチ爪２３
ａがクラッチ爪２６ａに係合する。

【００１３】図１（ｃ）に示すように、クラッチ爪２５
ａは、入力軸２０の正回転時における斜歯小径従歯車２
５の回転方向前側端が段部端面２５ａ’になっておりか
つ回転方向後側端が傾斜面２５ａ”となっており、クラ
ッチ爪２６ａは、クラッチ爪２５ａに対応して逆向きに
対向して形成されている。従って、入力軸２０の正回転
時にクラッチ爪２５ａ，２５ａ，・・がクラッチ爪２６
ａ，２６ａ，・・間に入り込み、クラッチ爪２５ａの段
部端面２５ａ’がクラッチ爪２６ａの段部端面２６ａ’
に当接し、回転力が斜歯小径従歯車２５からクラッチ体
２６へ確実に伝達される。傾斜面２５ａ”と２６ａ”
は、クラッチ爪２５ａと２６ａの円滑な係合・離脱を保
障している。また図１（ｄ）に示すように、クラッチ爪
２３ａは、入力軸２０の逆回転時における斜歯大径従歯
車２３の回転方向前側端が段部端面２３ａ’になってお
りかつ回転方向後側端が傾斜面２３ａ”となっており、
クラッチ爪２６ｂは、クラッチ爪２３ａに対応して逆向
きに対向して形成されている。従って、入力軸２０の逆
回転時にクラッチ爪２３ａ，２３ａ，・・がクラッチ爪
２６ｂ，２６ｂ，・・間に入り込み、クラッチ爪２３ａ
の段部端面２３ａ’がクラッチ爪２６ｂの段部端面２６
ｂ’に当接し、回転力が斜歯大径従歯車２３からクラッ
チ体２６へ確実に伝達される。傾斜面２３ａ”と２６
ｂ”は、クラッチ爪２３ａと２６ｂの円滑な係合・離脱
を保障している。なお、入力軸２０の正回転時における
斜歯小径従歯車２５の回転方向と、入力軸２０の逆回転
時における斜歯大径従歯車２３の回転方向は同一とな
る。

【００１４】斜歯中間歯車２４は、両端の軸部がケース
本体２９ａに嵌合されたメタル軸受３８と接続ブロック
２９ｂに嵌合されたメタル軸受３７により両端支持され
ており、メタル軸受３７と３８が斜歯中間歯車２４に生
起する推力を受承する。

【００１５】次に、上記のように構成された第一実施例
の変速装置の作動を説明する。モータ−３２が正回転し
て入力軸２０が正回転するときは、斜歯原歯車２２と噛
合する斜歯小径従歯車２５が軸方向移動して、該斜歯小
径従歯車２５に付設されたクラッチ爪２５ａがクラッチ
体２６の一方のクラッチ爪２６ａと係合する一方、斜歯
中間歯車２４と噛合する斜歯大径従歯車２３が軸方向移
動して、該斜歯大径従歯車２３に付設されたクラッチ爪
２３ａがクラッチ体２６の他方のクラッチ爪２６ｂとの
係合を離脱し、従って、入力軸２０の正回転を斜歯原歯
車２２と斜歯小径従歯車２５との噛合、及びクラッチ爪
２５ａ，２６ａの係合を介して出力軸２１に伝達し、出
力軸２１が入力軸２０の回転に対して逆回転となって高
速回転する。また、モータ−３２が逆回転して入力軸２
０が逆回転するときは、斜歯中間歯車２４と噛合する斜
歯大径従歯車２３が軸方向移動して、該斜歯大径従歯車
２３に付設されたクラッチ爪２３ａが、クラッチ体２６
の他方のクラッチ爪２６ｂと係合する一方、斜歯原歯車
２２と噛合する斜歯小径従歯車２５が軸方向移動して、
該斜歯小径従歯車２５に付設されたクラッチ爪２５ａ
が、クラッチ体２６の一方のクラッチ爪２６ａとの係合
を離脱し、従って、入力軸２０の正回転を斜歯原歯車２
２と歯中間歯車２４との噛合及び斜歯中間歯車２４と斜
歯大径従歯車２３との噛合、及びクラッチ爪２３ａ，２
６ｂの係合を介して出力軸２１に伝達し、出力軸２１が
入力軸２０の回転に対して正回転となって低速回転す
る。

【００１６】図２は、モ−タと一体に具現した本発明の
変速装置の第二実施例を示す。この変速装置は、ケース
本体２９の両側の面より入力軸２０と出力軸２１が張り
出すようにかつ平行となるように軸設され、ケース本体
２９内には、斜歯原歯車２２と出力軸２１に回転自在か
つ摺動自在に被嵌された歯数が多い斜歯大径従歯車２３
の両方が斜歯中間歯車２４と噛合されているとともに、
斜歯原歯車２２と出力軸２１に回転自在かつ摺動自在に
被嵌された歯数が少ない斜歯小径従歯車２５が噛合さ
れ、さらにクラッチ爪２７ａまたは２８ａをそれぞれの
片面に有する二つのクラッチ体２７，２８が出力軸２１
に固設されてなり、入力軸２０の一方向への回転時に斜
歯小径従歯車２５が軸方向移動して、斜歯小径従歯車２
５に付設されたクラッチ爪２５ａが、クラッチ体２７の
クラッチ爪２７ａと係合して回転力を前記出力軸２１に
伝達し、また入力軸２０の逆回転時に斜歯大径従歯車２
３が軸方向移動して、斜歯大径従歯車２３に付設された
クラッチ爪２３ａが、他方のクラッチ体２８のクラッチ
爪２８ａと係合して回転力を前記出力軸２１に伝達する
ようになっている。

【００１７】特に、この第二実施例の第一実施例と相違
する点は、クラッチ体が二つに分割され、図２において
クラッチ体２７が斜歯小径従歯車２５の左隣にねじ４０
で出力軸２１へ固定され、またクラッチ体２８が斜歯大
径従歯車２３の左隣にねじ４１で出力軸２１へ固定され
いて、斜歯小径従歯車２５に形成されたクラッチ爪２５
ａとクラッチ体２７のクラッチ爪２７ａが対向している
とともに、斜歯大径従歯車２３に形成されたクラッチ爪
２３ａとクラッチ体２８のクラッチ爪２８ａが対向して
いることと、斜歯中間歯車２４は、組み合わせ歯車が採
用され、かつ斜歯中間歯車２４を構成している右側の斜
歯小径中間歯車２４ａと斜歯大径従歯車２３が歯巾方向
が左上がり傾斜となるようにねじれた斜歯とされている
とともに、斜歯中間歯車２４を構成している左側の斜歯
大径中間歯車２４ｂが歯巾方向が右上がり傾斜となるよ
うにねじれた斜歯とされていることである。従って、高
速と低速の偏差が第一実施例の場合に比して大きく採れ
ている。

【００１８】次に、上記のように構成された第二実施例
の変速装置の作動を説明する。モータ−３２が正回転し
て入力軸２０が正回転するときは、斜歯原歯車２２と噛
合する斜歯小径従歯車２５が軸方向移動して、該斜歯小
径従歯車２５に形成されたクラッチ爪２５ａが、クラッ
チ体２７のクラッチ爪２７ａと係合する一方、斜歯大径
中間歯車２４ｂと噛合する斜歯大径従歯車２３が軸方向
移動して、該斜歯大径従歯車２３に付設されたクラッチ
爪２３ａが、他方のクラッチ体２８のクラッチ爪２８ａ
との係合を離脱し、従って、入力軸２０の正回転を斜歯
原歯車２２と斜歯小径従歯車２５との噛合、及びクラッ
チ爪２５ａ，２７ａの係合を介して出力軸２１に伝達
し、出力軸２１が入力軸２０の回転に対して逆回転とな
って高速回転する。また、モータ−３２が逆回転して入
力軸２０が逆回転するときは、斜歯大径中間歯車２４ｂ
と噛合する斜歯大径従歯車２３が軸方向移動して、該斜
歯大径従歯車２３に付設されたクラッチ爪２３ａが、他
方のクラッチ体２８のクラッチ爪２８ａと係合する一
方、斜歯原歯車２２と噛合する斜歯小径従歯車２５が軸
方向移動して、該斜歯小径従歯車２５に付設されたクラ
ッチ爪２５ａが、一方のクラッチ体２７のクラッチ爪２
７ａとの係合を離脱し、従って、入力軸２０の逆回転を
斜歯原歯車２２と斜歯小径中間歯車２４ａとの噛合及び
斜歯大径中間歯車２４ｂと斜歯大径従歯車２３との噛
合、及びクラッチ爪２３ａ，２８ａの係合を介して出力
軸２１に伝達し、出力軸２１が入力軸２０の回転に対し
て正回転となって低速回転する。

【００１９】本発明の変速装置は、上記二つの実施例に
限定されるものではない。例えば、上記第一実施例にお
いて、歯車２２と２３が、歯巾方向が左上がり傾斜とな
るようにねじれた斜歯とされているとともに、歯車２４
と２５が、歯巾方向が右上がり傾斜となるようにねじれ
た斜歯とされていても良い。この場合には、入力軸２０
が矢印ｂの方向へ逆回転するときは、斜歯小径従歯車２
５が斜歯原歯車２２から伝達される回転力の軸方向成分
によりクラッチ体２６へ接近移動して、該斜歯小径従歯
車２５の端面に形成されたクラッチ爪２５ａがクラッチ
体２６のクラッチ爪２６ａと係合する一方、斜歯大径従
歯車２３が斜歯中間歯車２４から伝達される回転力の軸
方向成分によりクラッチ体２６より離間移動して、該斜
歯大径従歯車２３の端面に形成されたクラッチ爪２３ａ
がクラッチ体２６のクラッチ爪２６ｂとの係合を離脱す
ることになり、反対に、入力軸２０が矢印ａの方向へ正
回転するときは、斜歯大径従歯車２３がクラッチ体２６
へ接近移動してクラッチ爪２３ａがクラッチ爪２６ｂと
係合する一方、斜歯小径従歯車２５がクラッチ体２６よ
り離間移動して、クラッチ爪２５ａがクラッチ爪２６ａ
との係合を離脱する。従って、入力軸２０が矢印ｂの方
向へ逆回転するときは出力軸２１が高速回転し、入力軸
２０が矢印ａの方向へ逆回転するときは出力軸２１が低
速回転することになる。また、上記第二実施例におい
て、クラッチ体２７を斜歯小径従歯車２５の右側に設け
かつクラッチ爪２７ａと２５ａを対向させるとともに、
クラッチ体２８を斜歯大径従歯車２３の右側に設けかつ
クラッチ爪２８ａと２３ａを対向させても良い。この場
合には、入力軸２０が逆回転するときは出力軸２１が高
速回転し、入力軸２０が正回転するときは出力軸２１が
低速回転することになる。さらに、上記第二実施例にお
いて、クラッチ体２７を斜歯小径従歯車２５の右側に設
けてクラッチ爪２７ａと２５ａを対向させ、かつ、斜歯
原歯車２２を、歯巾方向が左上がり傾斜となるようにね
じれた斜歯とするとともに、斜歯小径従歯車２５と斜歯
小径中間歯車２４ａを、歯巾方向が右上がり傾斜となる
ようにねじれた斜歯とされていても良い。この場合に
は、入力軸２０が正回転するときは出力軸２１が高速回
転し、入力軸２０が逆回転するときは出力軸２１が低速
回転することになる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の変速
装置によれば、入力軸と出力軸の間の二系統択一回転伝
達手段として、三個もしくは四個の斜歯歯車と二個のク
ラッチを使用しかつクラッチと同軸上の二個の斜歯歯車
を噛合回転時に軸方向へ択一的に移動させることにより
二個のクラッチの切替えを行う構成であり、モ−タの回
転方向の切替えによって入力軸に得られる正回転と逆回
転を、出力軸に低速と高速の同一方向の変速出力回転が
得られ、初期の目的を有効に達成できる。また、本発明
の変速装置によれば、実開昭５５−１０４１４７号公報
に示される一方向クラッチ付平行軸歯車伝導装置に比
し、斜歯歯車の内側に一方向クラッチを嵌合するもので
ないから斜歯歯車を小さくできるから変速機全体をコン
パクト化でき、部品点数が少なくなり組み立てが簡単で
製作コストが一層安くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の第一実施例に係る変速装置
の縦断面図、（ｂ）は、斜歯小径従歯車の斜視図、
（ｃ）と（ｄ）は、要部であるクラッチ爪同士の係合・
離脱を説明するための部分拡大図。

【図２】本発明の第二実施例に係る変速装置の縦断面
図。

【符号の説明】

２０ ・・・入力軸、 ２１ ・・・出力軸、 ２２ ・・・斜歯原歯車、 ２３ ・・・斜歯大径従歯車、 ２５ ・・・斜歯小径従歯車、 ２６ ・・・クラッチ体、 ２６ａ ・・・クラッチ爪 ２６ｂ ・・・クラッチ爪 ２７ ・・・クラッチ体、 ２７ａ ・・・クラッチ爪 ２８ ・・・クラッチ体、 ２８ａ ・・・クラッチ爪、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力軸と出力軸が平行に軸設され、入力
   軸の正回転と逆回転の切り換えにより出力軸の回転方向
   を変えることなく変速する変速装置において、入力軸に
   は斜歯原歯車が固設され、出力軸にはクラッチ爪を有す
   るクラッチ体が固設されているとともに、前記斜歯原歯
   車と直接または伝達手段を介して噛合する斜歯小径従歯
   車と斜歯大径従歯車が回転自在かつ摺動自在に設けられ
   てなり、前記斜歯小径従歯車と前記斜歯大径従歯車は、
   いずれか一方が入力軸の正回転時にクラッチ体と係合し
   かつ他方が係合しない状態となっていて、入力軸を逆回
   転すると、他方がクラッチ体と係合しかつ前記一方が係
   合しない状態に切り換わるように設けられていることを
   特徴とする変速装置。