JP2006510858A - 可変トランスミッション装置 - Google Patents

Abstract

支持軸（１）と、軸（１）に回転可能に組み付けられた中空軸（５）と、支持軸（１）の軸線に関して傾斜した軸線を中心として、中空軸（５）に対して回転する様態で、中空軸（５）に組み付けられた支持部（９）と、支持部（９）に環状に配置した一連の複数ローラーまたは歯（１０）と、軸（１）に空転状態で組み付けられたホイールであって、支持部（９）に設けたローラーすなわち歯（１０）が係合するよう適合された前方歯部（１１）を備えたホイールとを含み、中空軸（５）の回転により、支持部（９）が軌道運動を行い、これにより支持部の歯またはローラーを空転ホイール（１２）の歯部に係合させ、更に、ホイール（１２）と運動の伝達先であるユーザとの間の結合を確立するよう適合された手段であって、支持部（９）又はホイール（１２）を軸（１）に対して軸方向に摺動させるよう適合された手段を提供する手段と、を更に含む可変トランスミッション装置を開示する。

Description

本発明は、特に車両における運動伝達に関わる運動学に関し、より詳細には、連続的に動作する可変トランスミッション装置であって、軌道運動を行うために傾斜軸線を中心に回転すると共に、この軸線に平行な歯を備えたクラウンに噛み合う一連の環状歯車又はローラーを備えた支持部を含む可変トランスミッション装置に関する。

又、このクラウンは、例えば二（三）輪車（原語：velocipede）のハブなどのユーザを直接的に作動可能で、本発明の好適な一実施形態によれば、クラウンは、その反対部分に、一連の環状ローラーと係合する一連の第２歯を備えることができる。一方、環状ローラーは、軌道運動を実行可能な傾斜軸線を備えた支持部に組み付けられており、上述の第２支持部はユーザに結合されている。

このシステムは、減速比を連続的に変更するため、上述のローラー支持部を軸方向に摺動するように適合された手段を提供する。

従って、非常に広い範囲内で速度比が連続的に可変な無段変速歯車装置からなるトランスミッション装置が提供される。

周知のように、車両においてより快適でソフトな運転を実現するために、連続的に変化する速度伝達比を備えたトランスミッションを利用できれば非常に有用であろうし、周知のように、明確に画定された回転速度に対して最適な効率を提供するエンジン特性をより好適に利用できれば極めて有用なはずである。

様々な種類のトランスミッションが公知であり、無段変速歯車装置を備えている。しかし、これらシステムは非常に厄介で扱いにくく、特定の種類の車両にしか適合できず、例えば、自転車やオートバイなどの二（三）輪車には組み付けできない。

本発明はこの分野に属し、請求項１に記載したように、その速度が非常に広い範囲で変更できるという事実によって、広範囲の用途に利用できる連続可変トランスミッション装置であって、その特定により、自転車やオートバイなどの二（三）輪車、或いはプラスチック又は他の軽量で頑丈な材料製として大型家庭用品や切断機などに特に適合可能な連続可変トランスミッション装置を提案するものである。

本発明の装置の構成は、オートバイのホイールのハブ内に容易に組み込み可能である。次の説明は単なる一例にすぎないが、自転車又はオートバイなどの二（三）輪車に用いるトランスミッション装置の具体例に関するものである。しかし、この発明的概念を異なる分野に有効に応用可能であり、本発明の範囲はここに記載された具体例に限定されるものでなく、本トランスミッション装置を採用する全ての機器及び車両に及ぶことは明らかである。

図１を参照すると、参照番号１は、例えば二（三）輪車の駆動輪の軸とした固定軸を示し、この軸に本発明によるトランスミッション装置が組み付けられている。

軸１には溝が形成されており、中空軸２がその周りに組み付けられていて、軸１に対して軸方向に摺動可能である。

中空軸２の位置は、例えばリングナット３などの手段又はウォームスクリューを備えた手段、或いは電気回路制御によって変更可能である。

一対の中空軸５及び５’が、４で示したベアリングやブッシュなどを介在させることで軸２に組み付けられている。

軸５は運動入口軸であり、二（三）輪車用のトランスミッションの場合は、チェーンで運動させるピニオン又は歯付きクラウン６に強固に接続されている。

一方、中空軸５’は、後述するように参照番号７で示したホイールハブに接続されている。

軸５の外表面は、支持軸１の軸線Ａ−Ａに対して傾斜した軸線Ｂ−Ｂを備えた円筒状表面を少なくとも一定の長さにわたり画定するように加工されている。

実際には、中空軸５が軸線Ａ−Ａを中心として回転すると、軸線Ｂ−Ｂの傾斜した長さ部分は、その頂点が軸線Ａ−Ａに位置したテーパ表面を描く。

軸５には、傾斜軸線を備えた長さ部分に隣接して、ベアリングまたはブッシュ８を介在させることで支持部９が組み付けられており、こうした支持部９は、複数の歯またはローラー１０を外周に備えたディスクまたはホイールから実質的に形成されている。又、ローラー１０の軸線は、支持部９の平面と平行な平面に位置している。

ローラー１０は、ホイールハブ７と一体形成された支持部１３に空転状態で組み付けられたホイール１２の歯部１１と係合している。

ベアリングまたはブッシュ１４は、ホイール１２の、それ自身の支持部に対する空転を許容する。

リング１５が、ローラー１０の支持部９に、点対称に対向する一対のピン１６を介して蝶番式に取り付けられている。従って、リング１５を、支持部９に対して、支持部９の平面に概ね平行な第１軸線を中心に回転させることができる。

又、リング１５は、ピン１６に対して約９０度オフセットされた点対称に対向する２本のピンを介して、外部リング１７に蝶番式に取り付けられており、この外部リング１７は、ハブ７の内表面と一体形成されたフリーホイール装置の一部を成している。

結果的に、リング１５及び１７は一種のフック継ぎ手を形成し、これによって、ローラー１０の支持部９は、第１軸線を中心としたリング１１に対する回転と、上述の軸線に直交する第２軸線を中心としたリング１７に対する回転とが可能となる。

実際には、２つの直交軸を中心とした運動が可能なことにより、支持部９は軌道運動が可能で、ローラー１０をホイール１２の歯に連続的に係合させる。

支持部９のローラー１０の数は、ローラー１０が係合するホイール１２の歯１１の数とは異なる。

本発明の第一実施形態によれば、ホイール１２は、歯部１１の反対側に対称歯部１１’を備えており、この対称歯部１１’が、支持部９に対称のディスク支持部９’に組み付けられた一連のローラーに係合する。更に、この支持部９’は、ベアリングを介在させて、傾斜軸線を備えた中空軸５’の一定長さ部分に取り付けられている。

軸５’は、ハブ７に固定されたボックス２０に組み付けられたフリーホイール１９に、歯部１８を介して係合する。

後者は、ハブの軸５及び５’に対する空転を許容するベアリング２１を介在させることにより、これら軸に組み付けられている。

支持部９と同様に、支持部９’はリング１５’に蝶番式に取り付けられており、リング１５’は、前述の軸線に直交する軸に従って、フリーホイール装置１７’にハブ７の内面において蝶番式に取り付けられている。

自動車両へ適用する場合は、フリーホイール１９とボックス２０との結合は、１つ又は複数のクラッチディスク２２を介在させて行う。

次のように動作する。

チェーンからの運動がピニオン６に伝達されると、ピニオン６は中空軸５を回転させる。

結果として起こるこの軸の傾斜軸線を備えた長さ部分の回転が、支持部９に軌道運動を行わせ、ローラー１０をホイール１２の歯１１と連続的に係合させる。

又、支持部９は、軸線Ａ−Ａを中心として中空軸５と一体に角回転（原語：angularly rotate）可能で、これらの運動、すなわち軌道運動及び角運動は独立しており、代数和可能である。

実際には、支持部９は、軸線Ａ−Ａを中心として角運動を行うが、具体的には、この軸線を中心に回転しつつ、常に同じローラーで歯付きホイール１２に係合し、従って、ホイール１２は、軸５と同一速度で回転しつつ引っ張られる。

二番目の運動が軌道運動であり、支持部９は、軸５の偏心輪に対して異なる回転速度となり、従って、ホイール１２に順番に、すなわち従来の歯車のように１つの歯に続いて他の歯が係合することで「軌道を描いて回り」始める。

この場合、支持部９が軌道運動を行うと、ホイール１２は、支持部５の軸方向位置に加え支持部ローラーの数と歯１１の数との比に従って変化する減速比で、中空軸５の角速度よりも遅い角速度で回転する。これを実行するには、支持部５の軸方向位置を変更することによりレバーアームの長さを変更して、ローラー１０を進行させ、歯付きホイール１２のローラー１０に係合して減速比を変更する。

動作を開始した時点で、ハブ７は静止しており、リング１５及び１７の回転を防止していて、支持部９は軌道運動のみが可能で、ホイール１２を一定の減速比で回転させる。

反対部分では、歯１１’が支持部９’のローラー１０’と係合する。フリーホイール１７’が、この集成体の反対方向への回転を阻止し、結果的に支持部９’は、それを前方へ動かす軌道運動を実行することになる。

この運動は偏心輪５’の回転に変換され、この回転は、フリーホイール１９を介したボックス２０の回転と、これにより、ボックスに一体のハブ７との回転に利用できる。

ハブがフリーホイール１７を介して回転を始めると同時に、これは角運動をリングに伝達し、更に、ここからローラー１０の支持部９へ伝達する。こうして支持部９は軸線Ａ−Ａを中心に回転開始するが、これは、軌道運動となり且つホイール１２へ伝達される回転運動である。

ここで、歯部１１及び１１’を備えた中央ホイール１２は、支持部９’に加え二種類の係合（軌道及び角係合）により回転させられる。

角運動は、ハブの回転数により自動的に制限される。

必要な場合は、自動車両で使用する場合と同様に、車両が静止している時にこの装置を切り離すためクラッチディスク２２を使用することができ、それにより、非常に大きな範囲で連続的に変化するギヤ比を備えたトランスミッション装置であって、コンパクトな寸法で車両及び二（三）輪車を含む多数の用途に適合できるトランスミッション装置が提供される。

本発明の好適な第２実施形態によれば、このトランスミッション装置は、図２に示したより単純な構成を備えることができ、第２歯部１１’に加え第２支持部９’及びこの要素の運動学的に下流ある要素が含まれていない。

この実施形態では、特に自転車に好適な構成として、中央ホイール１２はハブ７に直接的に結合されており、支持部９の軌道運動によって始動時のみ引っ張られて運動する。軌道運動は角運動と重複しているが、その後、徐々に角運動に置き換えられる。

当業者であれば、多数の修正及び変更を実行できるだろうが、これらは次の特許請求の範囲に記載された通り本発明の範囲に全て含まれると考えるべきである。

同封の図面を参照して、本発明を非限定的な例として以下に詳細に説明する。
本発明によるトランスミッション装置の第１実施形態を概略的に断面で示す。 本発明によるトランスミッション装置の好適な別の実施形態を概略的に断面で示す。

Claims (8)

1. 一連の環状ローラー（１０）のための少なくとも１つの支持部（９）であって、モータ手段（６）に連結されると共に傾斜軸線を備えた軸（５）に空転可能に組み付けられた支持部（９）を提供し、傾斜軸線を備えた前記軸（５）の回転によって、前記支持部（９）が、前方歯部（１１）を備えた歯付きホイール（１２）に係合する軌道運動を行い、前方歯部（１１）を備えた前記歯付きホイール（１２）がユーザに連結しており、更に、減速比を変更するため、前記少なくとも１つの支持部（９）を軸方向に摺動させるよう適合された手段（２，３）を提供することを特徴とする、可変トランスミッション装置。
2. 前方歯部（１１）を備えた前記歯付きホイール（１２）が、前記歯部（１１）の反対部分に、ユーザに結合された支持部（９’）に組み付けられた一連のローラーまたはそれぞれの歯に係合する一連の第２の歯又はローラー（１１’）を備え、手段（２，３）が、減速比を変更するために、前記支持部（９，９’）の一方又は両方を軸方向に摺動させるよう適合されていることを特徴とする、請求項１に記載の可変トランスミッション装置。
3. 可変トランスミッション装置であって、
   支持軸（１）と、
   前記支持軸（１）に回転可能に組み付けられた中空軸（５）と、
   前記支持軸（１）の軸線に対して傾斜した軸線を中心として、前記中空軸（５）に対して回転する様態で、前記中空軸（５）に組み付けられた支持部（９）と、
   前記支持部（９）に環状に配置した一連の複数ローラーまたは歯（１０）と、
   前記支持軸（１）に空転状態で組み付けられたホイールであって、前記支持部（９）に設けたローラーまたは歯（１０）が係合するよう適合された前方歯部（１１）を備えたホイールとを含み、
   前記中空軸（５）の回転により、前記支持部（９）が軌道運動を行い、これにより前記支持部（９）の歯またはローラー（１０）を前記空転ホイール（１２）の前記歯部（１１）に係合させ、
   前記ホイール（１２）と運動の伝達先であるユーザとの間の結合を確立するよう適合された手段であって、前記支持部（９）又は前記ホイール（１２）を前記軸（１）に対して軸方向に摺動させるよう適合された手段を提供することを特徴とする手段と、を更に含むことを特徴とする可変トランスミッション装置。
4. 前記トランスミッション装置が、前記歯付きホイール（１２）における前記前方歯部（１１）の反対部分において、前記軸（１）に組み付けられた中空軸（５’）にその軸線を傾けて組み付けられた第２支持部（９’）のローラーに係合する別の前方歯部（１１’）を含み、前記中空軸（５’）が、二（三）輪車のハブなどのユーザに連結されていることを特徴とする、請求項３に記載のトランスミッション装置。
5. 前記第２中空軸（５）が、フリーホイールを介してハブボックスに連結されていることを特徴とする、請求項４に記載のトランスミッション装置。
6. 前記トランスミッション装置が、前記ハブの内部に、一対のリング（１５，１５’）がそれぞれ蝶番式に取り付けられた一対のフリーホイール（１７，１７’）を提供し、一方、前記リング（１５，１５’）が支持部（９，９’）に蝶番式に取り付けられており、前記リング（１５，１５’）の、第１軸線を中心とした前記フリーホイール（１７，１７’）に対する回転と、前記第１軸線に直交する第２軸線を中心とした前記支持部（９，９’）に対する回転とを可能とすることを特徴とする、請求項５に記載のトランスミッション装置。
7. 前記第２中空軸（５、５’）が、前記支持軸（１）に摺動のみ可能に組み付けられた溝付き中空軸（２）に回転可能に組み付けられていることを特徴とする、請求項６に記載のトランスミッション装置。
8. 前記トランスミッション装置が、前記ホイール（１２）において、リング形状の中央支持部（１４）に組み付けられた二重前方歯部を備え、前記支持部（１４）が、前記ホイールハブと一体形成された支持部に組み付けられていることを特徴とする、請求項２乃至７の何れかに記載のトランスミッション装置。

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