JPH0743536Y2 - 変速切換装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、車両の走行用変速機構に適した変速切換装
置に関するものである。

従来の技術 従来、駆動軸と従動軸との間に回転比の異なる複数組の
変速ギヤ列を設け、これらの変速ギヤ列のいずれか一組
を選択的に従動軸に結合することにより所望の変速比に
よる回転伝動を得る変速装置においては、その選択的結
合手段として、ドツククラツチ、スライデイングギヤ、
シンクロメツシユ機構、油圧式多板クラツチ等が用いら
れている。

そして、これらの選択的結合手段のうち、駆動軸側に固
定された変速ギヤと噛み合う従動軸側の変速ギヤと従動
軸とをドツククラツチを使用して係脱自在に連結するも
のは、構造が簡単であるとともに低コストであり、さら
に、回転の伝達を確実に行えるという点から広く採用さ
れている。

考案が解決しようとする問題点 しかし、ドツククラツチの駆動側の爪と従動側の爪とを
駆動力の回転伝達状態において離脱させることが容易で
はなく、一旦回転を停止させてから爪を離脱させなけれ
ばならない。このため、ドツククラツチを車両用の変速
装置として用いた場合には、車両の走行を一旦停止させ
た後でなければ変速操作を行うことができない。

一方、油圧式多板クラツチを用いた場合には、動力伝達
の断続はスムーズに行えるが、変速装置が大型化し、コ
ストが高くなるという欠点がある。

問題点を解決するための手段 駆動部からの動力によりそれぞれ独立して回転する第一
の回転体16と第二の回転体14とを従動軸７上に回転自在
に設け、前記第一の回転体の側端面の外周側に第一のク
ラツチ爪18を形成するとともに内周側に第一の斜面付カ
ム爪19を形成し、前記第一のクラツチ爪18と係脱自在に
噛み合う第二のクラツチ爪21を有するとともにこれらの
第一及び第二のクラツチ爪18,21同士が噛み合う方向に
付勢されたクラツチ爪体20を前記従動軸７上にスライド
自在にスプライン嵌合するとともにこのクラツチ爪体20
の前記第一の回転体16側にカム爪体24を回転自在に嵌合
し、前記従動軸７に回転自在に嵌合された軸受スリーブ
11に前記カム爪体24をスプライン嵌合し、前記第二の回
転体14から前記カム爪体24への動力伝達を断続するとと
もに動力伝達時に前記第二の回転体14と前記カム爪体24
とを一体的に回転させる動力伝達断続部10を設け、前記
第二の回転体14からの駆動時には前記第一の斜面付カム
爪19と斜面をもつて噛み合つて前記カム爪体24を前記ク
ラツチ爪体20とともに軸方向に移動させ前記第一の回転
体16側からの駆動時には回転方向に固定的に噛み合う第
二の斜面付カム爪25を前記カム爪体24に形成し、前記ク
ラツチ爪体20における前記第二のクラツチ爪21の溝部に
設定角度内で回動自在に嵌合する凸部26を外周方向へ突
出させて前記カム爪体24に形成するとともに前記クラツ
チ爪体20と前記凸部26との間に前記クラツチ爪体20の回
転方向にそつてスプリング28を張設した。

作用 動力伝達断続部10を操作して第二の回転体14からカム爪
体24への動力伝達を遮断した状態においては、クラツチ
爪体20とカム爪体24とが第一の回転体16側に付勢されて
スライドしており、クラツチ爪体20の第二のクラツチ爪
21と第一の回転体16の第一のクラツチ爪18とが噛み合
い、カム爪体24の第二の斜面付カム爪25と第一の回転体
16の第一の斜面付カム爪19とが噛み合つている。そし
て、第一及び第二のクラツチ爪18,21同士の噛み合いに
より第一の回転体16とクラツチ爪体20とが一体的に回転
し、従動軸７が第一の回転体16の回転数に応じて回転す
る。

動力伝達断続部10を操作して第二の回転体14からカム爪
体24への動力伝達を行うと、カム爪体24が第二の回転体
14と一体的に回転する。すると、第二の回転体14と第一
の回転体16との回転数の差によつてカム爪体24には第一
及び第二の斜面付カム爪19,25同士が噛み合いを解除す
る方向の力が作用し、カム爪体24が第一の回転体16から
離反する方向に移動する。これにより、カム爪体24に押
されたクラツチ爪体20も第一及び第二のクラツチ爪18,2
1同士の噛み合いを解除する方向にスライドする。第一
及び第二のクラツチ爪18,21同士、第一及び第二の斜面
付カム爪19,25同士の噛み合いか解除された後における
カム爪体24の回転によつて凸部26がクラツチ爪体20にお
ける第二のクラツチ爪21の山部の回転方向後方の側面に
当接し、クラツチ爪体20がカム爪体24と一体的に回転
し、従動軸７が第二の回転体14の回転数に応じて回転す
る。このとき、クラツチ爪体20に対してカム爪体24が進
角しており、クラツチ爪体20の第二のクラツチ爪21とカ
ム爪体24の第二の斜面付カム爪25との間に位相差を生じ
る。このため、第一及び第二のクラツチ爪18,21同士が
噛み合い可能な状態で対向した際には第一及び第二の斜
面付カム爪19,25同士が非噛合状態で対向し、第一及び
第二の斜面付きカム爪19,25同士が噛み合い可能な状態
で対向した際には第一及び第二のクラッチ爪18,21同士
が非噛合状態で対向し、第一及び第二のクラツチ爪18,2
1同士、及び、第一及び第二の斜面付カム爪19,25同士が
繰返し係脱することが阻止されるものである。

動力伝達断続部10を操作して第二の回転体14からカム爪
体24への動力伝達を遮断すると、カム爪体24が回転自在
となり、カム爪体24はスプリング28に引つ張られて回転
していた方向と反対方向に戻される。カム爪体24が回転
方向と反対方向に設定角度戻されると、カム爪体24の第
二の斜面付カム爪25とクラツチ爪体20の第二のクラツチ
爪21との間の位相差がなくなる。そして、第一及び第二
のクラツチ爪18,21同士、及び、第一及び第二の斜面付
カム爪19,25同士がともに噛み合い可能な状態で対向す
るタイミングでクラツチ爪体20とカム爪体24とが第一の
回転体16側への付勢力によつてスライドし、第一及び第
二のクラツチ爪18,21同士、及び、第一及び第二の斜面
付カム爪体19,25同士が噛み合う。このため、第一及び
第二のクラツチ爪18,21同士の噛み合いによつて第一の
回転体16とクラツチ爪体20とが一体的に回転し、再び、
従動軸７が第一の回転体16の回転数に応じて回転する。

実施例 この考案の一実施例を図面に基づいて説明する。トラク
タのミツシヨンケース１内には軸受2,3に支持された入
力軸４と軸受5,6に支持された従動軸である出力軸７と
が平行な軸心をもつて収納されており、入力軸４は駆動
部であるエンジン（図示せず）に連結され、出力軸は前
輪（図示せず）に連結されている。また、前記入力軸４
には小径のギヤ８と大径のギヤ９とが一体的に形成され
ている。

前記出力軸７上には動力伝達断続部である湿式摩擦クラ
ツチ10と軸受スリーブ11とが回転自在に嵌合されてお
り、湿式摩擦クラツチ10に形成された噛合継手部12と軸
受スリーブ11に形成された噛合継手部13とが噛み合つて
いる。また、前記軸受スリーブ11の外周部には、前記ギ
ヤ９と噛み合つて前記入力軸４から前記湿式摩擦クラツ
チ10に回転力を伝達する第二の回転体であるギヤ14が軸
受15を介して支持され、さらに、前記ギヤ８と噛み合う
第一の回転体であるギヤ16が軸受17を介して支持されて
いる。前記ギヤ16の一方の側端面の外周部には第一のク
ラツチ爪18が放射状に形成され、同じ側端面の内周部に
は第一の斜面付カム爪19が放射状に形成されている。な
お、第一の斜面付カム爪19の爪頂部は第一のクラツチ爪
18の爪頂部より高いか或いは等しい高さに設定されてい
る。

前記出力軸７上にはクラツチ爪体20がスライド自在にス
プライン嵌合され、このクラツチ爪体20の側端面には前
記第一のクラツチ爪18と係脱自在に噛み合う第二のクラ
ツチ爪21が形成それ、さらに、クラツチ爪体20の外周部
には後述するスプリングの一端を引つ掛ける突起部22が
形成されている。また、前記第一及び第二のクラツチ爪
18,21同士が噛み合う方向に前記クラツチ爪体20を付勢
するスプリング23が前記出力軸７上に設けられている。

つぎに、前記軸受スリーブ11の外周部にスライド自在に
スプライン嵌合されるとともに前記ギヤ16と前記クラツ
チ爪体20との間に位置するカム爪体24が設けられてい
る。このカム爪体24には、前記第一の斜面付カム爪19と
係脱自在に噛み合う第二の斜面付カム爪25が形成される
とともに前記第二のクラツチ爪21における溝部内に延出
した凸部26が外周方向へ突出して形成され、凸部26の先
端部には突起部27が形成されている。そして、この突起
部27と前記突起部22との間に前記クラツチ爪体20やカム
爪体24の回転方向にそつてスプリング28が張設されてい
る。なお、前記クラツチ爪体20における溝部の幅に対し
て前記凸部26の幅は小さく設定され、前記クラツチ爪体
20と前記カム爪体24とは設定角度内で相対的に回動自在
に設けられている。また、前記クラツチ爪体20と前記カ
ム爪体24との互いに対向する側端面同士は常時当接され
ており、これらの側端面はともに平滑面に仕上げられい
る。

このような構成において、第１図は低速伝動状態を示す
ものであり、湿式摩擦クラツチ10は作動していない。そ
して、クラツチ爪体20における第二のクラツチ爪21とカ
ム爪体24における第二の斜面付カム爪25との位相が一致
した状態にあり、スプリング23の付勢力によつてクラツ
チ爪体20がカム爪体24とともにギヤ16側にスライドする
とともに第４図（ａ）に示すように第一及び第二のクラ
ツチ爪18,21同士、及び、第一及び第二の斜面付カム爪1
9,25同士が噛み合つている。また、第３図（ａ）に示す
ように第一のクラツチ爪18の山部における回転方向前方
の側面が凸部26における回転方向後方の側面に当接され
ている。ここで、エンジンからの動力により入力軸４が
回転すると、入力軸４と一体的に回転するギヤ８と噛み
合うギヤ16が回転し、第一及び第二の斜面付カム爪19,2
5同士の噛み合いによりカム爪体24がギヤ16と一体的に
回転するとともに第一及び第二のクラツチ爪18,21同士
の噛み合いによりクラツチ爪体20がギヤ16と一体的に回
転する。そして、クラツチ爪体20と出力軸７とが一体的
に回転することにより前輪への動力伝達が行われる。

なお、カム爪体24と一体的に軸受スリーブ11が回転する
ため、軸受スリーブ11の噛合継手部13と噛み合つている
湿式摩擦クラツチ10の噛合継手部12が軸受スリーブ11と
一体的に空転している。また、ギヤ９と噛み合うギヤ14
も回転するが、湿式摩擦クラツチ10が作動していないた
めギヤ14は空転している。

つぎに、第２図は高速伝動状態を示すものであり、湿式
摩擦クラツチ10が作動している。湿式摩擦クラツチ10を
作動させると、ギヤ14の回転が湿式摩擦クラツチ10の噛
合継手部12に伝達され、さらに、噛合継手部12,13同士
の噛み合いにより軸受スリーブ11が回転駆動される。す
ると、軸受スリーブ11と一体的にカム爪体24が回転し、
このときのカム爪体24の回転数がギヤ16の回転数より大
きい。そして、この回転数の差によつてカム爪体24はギ
ヤ16から離反する方向に力を受けるとともにカム爪体24
がギヤ16及びクラツチ爪体20に対して進角し、第４図
（ｂ）に示すようにカム爪体24がギヤ16及びクラツチ爪
体20に対して25°進角した時点で第一及び第二の斜面付
カム爪19,25同士の噛み合いが解除される。さらに、カ
ム爪体24に押されたクラツチ爪体20もギヤ16から離反す
る方向にスライドし、第４図（ｂ）に示すように第一及
び第二のクラツチ爪18,21同士の噛み合いも解除され
る。ついで、クラツチ爪体20よりも高速で回転するカム
爪体24がクラツチ爪体20に対して設定角度（30°）進角
すると、第３図（ｃ）に示すように凸部26の回転方向前
方の側面が第二のクラツチ爪21における山部の回転方向
後方の側面に当接し、以後、クラツチ爪体20はカム爪体
24からの力を受けて第３図（ｄ）〜（ｇ）に示すように
カム爪体24と一体的に回転駆動される。そして、クラツ
チ爪体20と一体的に出力軸７が回転し、前輪が高速で回
転駆動される。なお、このとき、クラツチ爪体20の突起
部22に対してカム爪体24の突起部27が設定角度進角した
状態に維持されるため、第５図（ｂ）に示すようにスプ
リング28が伸ばされている。

ここで、湿式摩擦クラツチ10を介しての高速状態での動
力伝達が行われている場合には、カム爪体24はクラツチ
爪体20より設定角度進角した状態で回転している。この
ため、第４図（ｆ）に示すように、カム爪体24がギヤ16
より120°進角してカム爪体24の第二の斜面付カム爪25
とギヤ16の第一の斜面付カム爪19とが噛み合い可能な状
態に対向した場合において、クラツチ爪体20の第二のク
ラツチ爪21の頂部とギヤ16の第一のクラツチ爪18の頂部
とが当接しており、スプリング23の付勢力によつてカム
爪体24がクラツチ爪体20とともにギヤ16側にスライドす
ることがなく、第一及び第二の斜面付カム爪19,25同士
の噛み合いは起こらない。また、第４図（ｇ）に示すよ
うに、カム爪体24がギヤ16より150°進角してクラツチ
爪体20の第二のクラツチ爪21とギヤ16の第一のクラツチ
爪18とが噛み合い可能な状態で対向した場合において、
カム爪体24の第二の斜面付カム爪25の頂部とギヤ16の第
一の斜面付カム爪19の頂部とが当接しており、スプリン
グ23の付勢力によつてクラツチ爪体20がカム爪体24とと
もにギヤ16側にスライドすることがなく、第一及び第二
のクラツチ爪18,21同士の噛み合いは起こらない。従つ
て、第一及び第二の斜面付カム爪19,25同士や第一及び
第二のクラツチ爪18,21同士が噛み合いを繰返すことに
よる騒音の発生や摩耗の発生がなく、出力軸７は高速伝
達状態での回転を続行する。

湿式摩擦クラツチ10の作動を停止させると、カム爪体24
を回転させていた駆動力が消滅し、軸受スリーブ11とカ
ム爪体24とは回転自在な状態になる。すると、スプリン
グ28の付勢力によつてカム爪体24が回転していた方向と
反対方向に戻される。そして、凸部26の回転方向後方の
側面が第二のクラツチ爪21における山部の回転方向前方
の側面に当接する位置まで戻されたときにクラツチ爪体
20に対するカム爪体24の進角状態が解消され、クラツチ
爪体20の第二のクラツチ爪21とカム爪体24の第二の斜面
付カム爪25との位相が一致する。従つて、第一及び第二
のクラツチ爪18,21同士が噛み合い可能な状態で対向し
た際に第一及び第二の斜面付カム爪19,25同士も噛み合
い可能な状態で対向し、このとき、スプリング23の付勢
力によつてクラツチ爪体20がカム爪体24とともにギヤ16
側にスライドし、第一及び第二の斜面付カム爪19,25同
士、及び、第一及び第二のクラツチ爪18,21同士が噛み
合う。そして、入力軸４の回転がギヤ8,16とクラツチ爪
体20とを介して出力軸７に伝達され、低速伝達状態に戻
る。

なお、本実施例においては、湿式摩擦クラツチ10を作動
させた際に高速伝達状態となり、湿式摩擦クラツチ10の
作動を停止させている際に低速伝達状態となる変速装置
について説明したが、ギヤ8,9の歯数を変更すること等
により湿式摩擦クラツチ10を作動させた際に低速伝達状
態となる変速装置としてもよい。

考案の効果 この考案は、上述のようにカム爪体24の第二の斜面付カ
ム爪25と第一の回転体16の第一の斜面付カム爪19とを噛
み合わせるとともにクラツチ爪体20の第二のクラツチ爪
21と第一の回転体16の第一のクラツチ爪18とを噛み合わ
せ、第一の回転体16の回転をクラツチ爪体20を介して従
動軸７に伝達する通常の動力伝達状態から動力伝達断続
部10を作動させて第二の回転体14を回転させる変速操作
時には、第二の回転体14と一体的に回転するカム爪体24
と第一の回転体16との回転数の差によつて第一及び第二
の斜面付カム爪19,25同士が噛み合いを解除する方向に
カム爪体24を移動させるとともにクラツチ爪体20をスラ
イドさせて第一及び第二のクラツチ爪18,21同士の噛み
合いを解除し、さらに、カム爪体24の凸部26を介してク
ラツチ爪体20をカム爪体24と一体的に回転させることに
よつて変速を円滑かつ確実に行うことができ、しかも、
この第二の回転体14を介しての動力伝達時においてカム
爪体24の第二の斜面付カム爪25とクラツチ爪体20の第二
のクラツチ爪21との間に位相差を生じさせるために第一
及び第二の斜面付カム爪19,25同士や第一及び第二のク
ラツチ爪18,21同士が繰返し噛み合うことによる騒音の
発生や摩耗の発生を防止することができ、さらに、動力
伝達断続部10の作動を停止させて通常の動力伝達状態に
戻す場合は、動力伝達断続部10の作動停止により回転自
在となつたカム爪体24をスプリング28の引張力によつて
回転方向と反対方向に戻すことができ、これにより、ク
ラツチ爪体20に対するカム爪体24の進角状態を解消して
第一及び第二の斜面付カム爪19,25同士、及び、第一及
び第二のクラツチ爪18,21同士をともに噛み合い可能な
状態に対向せさ、これらの第一及び第二の斜面付カム爪
19,25同士、及び、第一及び第二のクラツチ爪18,21同士
の噛み合いを迅速に行わせて通常の動力伝達状態への変
速を円滑かつ確実に行うことができる等の効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の一実施例を示すもので、第１図は低速
伝動状態を示す縦断側面図、第２図は高速伝動状態を示
す縦断側面図、第３図はカム爪体のギヤに対する進角状
態を示す説明図、第４図はカム爪体のギヤに対する進角
状態及びそのときのカム爪同士とクラツチ爪同士の位置
関係を示す説明図、第５図は低速伝動状態と高速伝動状
態におけるスプリングの伸縮状態を示す説明図である。 ７……従動軸、10……動力伝達断続部、11……軸受スリ
ーブ、14……第二の回転体、16……第一の回転体、18…
…第一のクラツチ爪、19……第一の斜面付カム爪、20…
…クラツチ爪体、21……第二のクラツチ爪、24……カム
爪体、25……第二の斜面付カム爪、26……凸部、28……
スプリング

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動部からの動力によりそれぞれ独立して
   回転する第一の回転体16と第二の回転体14とを従動軸７
   上に回転自在に設け、前記第一の回転体16の側端面の外
   周側に第一のクラツチ爪18を形成するとともに内周側に
   第一の斜面付カム爪19を形成し、前記第一のクラツチ爪
   18と係脱自在に噛み合う第二のクラツチ爪21を有すると
   ともにこれらの第一及び第二のクラツチ爪18,21同士が
   噛み合う方向に付勢されたクラツチ爪体20を前記従動軸
   ７上にスライド自在にスプライン嵌合するとともにこの
   クラツチ爪体20の前記第一の回転体16側にカム爪体24を
   回転自在に嵌合し、前記従動軸７に回転自在に嵌合され
   た軸受スリーブ11に前記カム爪体24をスプライン嵌合
   し、前記第二の回転体14から前記カム爪体24への動力伝
   達を断続するとともに動力伝達時に前記第二の回転体14
   と前記カム爪体24とを一体的に回転させる動力伝達断続
   部10を設け、前記第二の回転体14側からの駆動時には前
   記第一の斜面付カム爪19と斜面をもつて噛み合つて前記
   カム爪体24を前記クラツチ爪体20とともに軸方向に移動
   させ前記第一の回転体16側からの駆動時には回転方向に
   固定的に噛み合う第二の斜面付カム爪25を前記カム爪体
   24に形成し、前記クラツチ爪体20における前記第二のク
   ラツチ爪21の溝部に設定角度内で回動自在に嵌合する凸
   部26を外周方向へ突出させて前記カム爪体24に形成する
   とともに前記クラツチ爪体20と前記凸部26との間に前記
   クラツチ爪体20の回転方向にそつてスプリング28を張設
   したことを特徴とする変速切換装置。