JP2012219973A - Control method of power transmission device - Google Patents

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裕也 高橋
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康義 鈴木
Taishi Morii
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control method of a power transmission device in which power consumption required for holding is reduced when holding an output shaft from forward rotation in the power transmission device in which rotation power is transmitted without being reduced in speed during forward rotation of an input shaft, and the rotation power is transmitted being reduced in speed during backward rotation of the input shaft.SOLUTION: When holding a rotation angle against an external force applied to an output shaft of a power transmission device while stopping the output shaft from forward rotation (S10:YES), a control device outputs a backward rotation command Sfr to a motor (S20) and temporarily switches an input shaft from forward rotation to backward rotation. After the lapse of "switching determination time Tc" within which switching from an idling state to a power transmitting state is completed in a two-way clutch (S30:YES), a stop command Srs from backward rotation is output to the motor (S40) and the input shaft is switched from backward rotation to stop. Thus, power consumption required for holding can be reduced in comparison with the case of holding the output shaft while stopping it from forward rotation.

Description

本発明は、入力軸の回転力を出力軸へ伝達する動力伝達装置の制御方法に関する。   The present invention relates to a method for controlling a power transmission device that transmits a rotational force of an input shaft to an output shaft.

動力伝達装置は、モータ等の駆動力による入力軸の回転を等速で又は減速もしくは増速して出力軸へ伝達し、出力軸に接続された目的動作機構を駆動する。通常の動力伝達装置は、入力軸の回転方向に関わらず、入力軸と出力軸との変速比および伝達トルクの出力特性が一定である。しかし、動力の正転と逆転で、あるいは、目的動作機構としてのアクチュエータの往路と復路の作動で異なる出力特性を要求される場合がある。
例えば、エンジンの圧縮比を変更可能な可変圧縮比エンジンでは、低圧縮比側から高圧縮比側に変更する場合に低速高トルクが要求され、一方、高圧縮比側から低圧縮比側に変更する場合にはトルクは必要なく高速特性が要求される。
The power transmission device transmits the rotation of the input shaft by a driving force of a motor or the like at a constant speed or by decelerating or increasing the speed to the output shaft, and drives a target operation mechanism connected to the output shaft. In an ordinary power transmission device, the transmission ratio between the input shaft and the output shaft and the output characteristics of the transmission torque are constant regardless of the rotation direction of the input shaft. However, there are cases where different output characteristics are required depending on the forward and reverse rotations of the power or the operation of the forward path and the return path of the actuator as the target operation mechanism.
For example, in a variable compression ratio engine that can change the compression ratio of the engine, when changing from the low compression ratio side to the high compression ratio side, low speed and high torque are required, while on the other hand, the high compression ratio side is changed to the low compression ratio side. In this case, torque is not required and high speed characteristics are required.

従来、正転と逆転または往路と復路での出力特性を変化させる装置として、電子制御を用いた装置や、回転方向を機械的または電気的に検出し歯車比の異なる動力伝達経路を選択する装置が知られている。しかし、このような装置は、仕組みが複雑で体格も大きく、コストの高いものとなる。また、例えば、モータの回転方向と同期してソレノイドを制御する回路、あるいは、センサや制御要素が必要なため、微作動が難しく、動作が不確実となるおそれがある。   Conventionally, as a device for changing output characteristics in forward rotation and reverse rotation or in the forward and backward directions, a device using electronic control, or a device for selecting a power transmission path having a different gear ratio by mechanically or electrically detecting the rotation direction It has been known. However, such a device has a complicated structure, a large physique, and a high cost. Further, for example, since a circuit for controlling the solenoid in synchronism with the rotation direction of the motor, a sensor, or a control element is necessary, fine operation is difficult and operation may be uncertain.

そこで、電子制御や回転方向の検出等を必要とせず、動力伝達経路を自動的に切り替える装置として、例えば特許文献1には可変圧縮比エンジンに係る発明が開示されている。特許文献1の装置は、互いに反対方向の回転を拘束する2つのワンウェイクラッチを使用し、それぞれのワンウェイクラッチが異なる変速比の伝達経路に回転力を伝達することで、回転方向に応じて変速比を切り替えようとしている。   Therefore, for example, Patent Document 1 discloses an invention relating to a variable compression ratio engine as a device that automatically switches a power transmission path without requiring electronic control, detection of a rotational direction, or the like. The device of Patent Document 1 uses two one-way clutches that restrain rotations in opposite directions, and each one-way clutch transmits a rotational force to a transmission path having a different gear ratio, so that the gear ratio is changed according to the rotation direction. Trying to switch.

特許第4333129号公報Japanese Patent No. 4333129

しかしながら、本出願人の検証によれば、特許文献1の装置は、2つのワンウェイクラッチが同時に動力伝達状態となり、デッドロック、すなわち「互いに異なる変速比の動力伝達により各伝達系統が相互干渉を起こし動力伝達が不可能な状態」となる。結局のところ、単純に2つのワンウェイクラッチを組合せただけでは、正転時と逆転時とで変速比を切り替える機構を構成し得ない。そこで、本出願人は、この課題を解決する動力伝達装置に係る発明を先に共同出願した(特願2011−063012)。   However, according to the verification by the present applicant, in the device of Patent Document 1, the two one-way clutches are in the power transmission state at the same time, deadlock, that is, "the transmission systems cause mutual interference due to power transmission with different gear ratios. “Power transmission is impossible”. After all, simply combining two one-way clutches cannot constitute a mechanism for switching the gear ratio between forward rotation and reverse rotation. Therefore, the present applicant has previously filed a joint application for an invention relating to a power transmission device that solves this problem (Japanese Patent Application No. 2011-0663012).

しかしながら、先の出願に係る動力伝達装置は、正転時と逆転時とで変速比が切り替わるという特性のため、新たな課題が発生する。
その課題は、出力軸の停止状態で出力軸に回転方向の外力が加わる場合、例えば、目的動作機構が出力軸に常時負荷をかけるような場合に生ずる。この場合、駆動手段は、出力軸が外力によって回転しないように「保持」するため、入力軸に一定の保持トルクを発生させる必要がある。そして、この保持トルクは、出力軸を停止させる前の回転方向によって決まる。すなわち、等速伝達する正転からの保持では、出力軸に加わるトルクと等倍の保持トルクが必要である。一方、減速伝達する逆転からの保持では、保持トルクは、出力軸に加わるトルクに対し(1/減速比)でよい。
このように、出力軸を正転から保持するときには、逆転から保持するときに比べて保持トルクが増大することにより、駆動手段の消費電力が増加することとなる。
However, the power transmission apparatus according to the previous application has a new problem because of the characteristic that the gear ratio is switched between forward rotation and reverse rotation.
The problem occurs when an external force in the rotational direction is applied to the output shaft while the output shaft is stopped, for example, when the target operation mechanism constantly applies a load to the output shaft. In this case, since the drive means “holds” the output shaft from being rotated by an external force, it is necessary to generate a constant holding torque on the input shaft. The holding torque is determined by the rotation direction before stopping the output shaft. In other words, holding from forward rotation that transmits at a constant speed requires holding torque that is equal to the torque applied to the output shaft. On the other hand, in the holding from the reverse rotation that transmits the deceleration, the holding torque may be (1 / reduction ratio) with respect to the torque applied to the output shaft.
As described above, when the output shaft is held from the normal rotation, the holding torque is increased as compared with the case where the output shaft is held from the reverse rotation, thereby increasing the power consumption of the driving means.

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、入力軸の正転時に回転力を等速伝達し入力軸の逆転時に回転力を減速伝達する動力伝達装置において、出力軸を正転から保持するとき、保持に必要な消費電力を低減する動力伝達装置の制御方法を提供することである。   The present invention was created in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a power transmission device that transmits a rotational force at a constant speed when the input shaft rotates in a normal direction and transmits the rotational force at a reduced speed when the input shaft rotates in a reverse direction. An object of the present invention is to provide a method for controlling a power transmission device that reduces power consumption required for holding when the output shaft is held from normal rotation.

請求項1〜4に記載の発明は、下記の動力伝達装置の出力軸を保持する制御方法に係る発明である。
この動力伝達装置は、駆動手段によって駆動される入力軸の回転力を出力軸へ伝達する。ここで、入力軸の一方の回転方向への回転を「正転」とし入力軸の他方の回転方向への回転を「逆転」とすると、この動力伝達装置は、入力時の正転時には出力軸を入力軸の回転と等速に回転させる。また、入力軸の逆転時には出力軸を入力軸の回転に対し減速して回転させる。
The invention described in claims 1 to 4 is an invention relating to a control method for holding the output shaft of the following power transmission device.
This power transmission device transmits the rotational force of the input shaft driven by the driving means to the output shaft. Here, if the rotation of the input shaft in one rotation direction is “forward rotation” and the rotation of the input shaft in the other rotation direction is “reverse rotation”, the power transmission device Is rotated at the same speed as the input shaft. Further, when the input shaft is reversely rotated, the output shaft is decelerated and rotated with respect to the rotation of the input shaft.

この動力伝達装置は、入力伝動部材、第1伝動部材、第2伝動部材、出力伝動部材、一方向回転力伝達部材および二方向回転力伝達部材を備える。
入力伝動部材は、入力軸に固定され、入力軸とともに回転する。
第1伝動部材は、入力軸とは別の軸上に設けられる入力側副軸に固定され、入力伝動部材の回転を伝達されて入力側副軸とともに回転する。
第2伝動部材は、出力軸とは別の軸上に設けられる出力側副軸に固定され、出力側副軸とともに回転する。
出力伝動部材は、出力軸に固定され、第2伝動部材の回転を伝達されて出力軸とともに回転する。
上記の各伝動部材として、具体的には歯車、プーリ等を用いることができる。
The power transmission device includes an input transmission member, a first transmission member, a second transmission member, an output transmission member, a one-way rotational force transmission member, and a two-way rotational force transmission member.
The input transmission member is fixed to the input shaft and rotates together with the input shaft.
The first transmission member is fixed to an input side auxiliary shaft provided on a shaft different from the input shaft, and the rotation of the input transmission member is transmitted to rotate together with the input side auxiliary shaft.
The second transmission member is fixed to an output side auxiliary shaft provided on a shaft different from the output shaft, and rotates together with the output side auxiliary shaft.
The output transmission member is fixed to the output shaft, and the rotation of the second transmission member is transmitted to rotate together with the output shaft.
Specifically, gears, pulleys, and the like can be used as the transmission members.

一方向回転力伝達部材は、入力軸の正転時に入力軸の正転力を出力軸に伝達し、入力軸の逆転時に出力軸を空転させることが可能である。
二方向回転力伝達部材は、入力側副軸の回転力を出力側副軸に伝達し、出力側副軸の回転力に対して入力側副軸を空転させることが可能である。
一方向回転力伝達部材として、具体的にはワンウェイクラッチ等を用いることができる。また、二方向回転力伝達部材として、具体的にはツーウェイクラッチ等を用いることができる。
The unidirectional rotational force transmitting member can transmit the normal rotation force of the input shaft to the output shaft when the input shaft rotates normally, and can cause the output shaft to idle when the input shaft rotates reversely.
The two-way rotational force transmission member can transmit the rotational force of the input side secondary shaft to the output side secondary shaft and cause the input side secondary shaft to idle with respect to the rotational force of the output side secondary shaft.
Specifically, a one-way clutch or the like can be used as the one-way rotational force transmission member. Further, specifically, a two-way clutch or the like can be used as the two-way rotational force transmission member.

以上の構成により、動力伝達装置は、入力軸の正転時、入力軸の正転力が一方向回転力伝達部材を経由して出力軸に伝達される。また、入力軸の逆転時、入力軸の逆転力が入力伝動部材、第1伝動部材、入力側副軸、二方向回転力伝達部材、出力側副軸、第2伝動部材、出力伝動部材を経由して出力軸に伝達される。   With the above configuration, in the power transmission device, during normal rotation of the input shaft, the normal rotation force of the input shaft is transmitted to the output shaft via the one-way rotational force transmission member. In addition, when the input shaft is reversely rotated, the reverse rotation force of the input shaft passes through the input transmission member, the first transmission member, the input side auxiliary shaft, the two-way rotational force transmission member, the output side auxiliary shaft, the second transmission member and the output transmission member And transmitted to the output shaft.

従来技術の課題として説明したように、2つのワンウェイクラッチすなわち一方向回転力伝達部材の組合せのみによっては、正転時と逆転時とで変速比を切り替える機構を構成し得ない。それに対し、この動力伝達装置は、一方向回転力伝達部材と二方向回転力伝達部材とを使用することで、「入力軸の正転時に回転力を等速伝達し、入力軸の逆転時に回転力を減速伝達する機構」を実現する。この動力伝達装置は、外部制御装置や他動力による動力選択装置を使用せず構成が単純なため、体格を小さくし、部品点数やコストを低減することができ、また、動作が確実なため、信頼性を向上することができる。   As described as the problem of the prior art, a mechanism for switching the gear ratio between forward rotation and reverse rotation cannot be configured only by a combination of two one-way clutches, that is, one-way rotational force transmission members. On the other hand, this power transmission device uses a one-way rotational force transmission member and a two-way rotational force transmission member. "Mechanism for decelerating and transmitting force". Since this power transmission device has a simple configuration without using an external control device or a power selection device by other power, the physique can be reduced, the number of parts and the cost can be reduced, and the operation is reliable. Reliability can be improved.

しかし、この動力伝達装置には、出力軸を正転から保持する場合、上述のように、逆転から保持するときに比べて保持トルクが増大することにより、駆動手段の消費電力が増加するという課題がある。   However, in this power transmission device, when the output shaft is held from the normal rotation, as described above, the holding torque increases as compared with the case where the output shaft is held from the reverse rotation, thereby increasing the power consumption of the driving means. There is.

そこで、この課題を解決するべく、請求項1に記載の動力伝達装置の制御方法は、出力軸を正転から停止させた状態で出力軸に加わる外力に対して回転角度を保持するとき、第1段階と第2段階とを含む。
第1段階では、駆動手段によって入力軸を正転から逆転に切り替える。
第2段階では、第1段階に続き、二方向回転力伝達部材において入力側副軸の回転力に対して出力側副軸が空転する「空転状態」から、入力側副軸の回転力が出力側副軸に伝達される「動力伝達状態」に切り替わった後、駆動手段によって入力軸を逆転から停止に切り替える。
Therefore, in order to solve this problem, the control method for the power transmission device according to claim 1 is configured such that when the rotation angle is maintained with respect to the external force applied to the output shaft while the output shaft is stopped from normal rotation, Including a first stage and a second stage.
In the first stage, the input shaft is switched from forward rotation to reverse rotation by the driving means.
In the second stage, following the first stage, the rotational force of the input side secondary shaft is output from the “idle state” in which the output side secondary shaft rotates idly with respect to the rotational force of the input side secondary shaft in the two-way rotational force transmission member. After switching to the “power transmission state” transmitted to the collateral shaft, the drive unit switches the input shaft from reverse rotation to stop.

入力軸を逆転させることにより、動力伝達装置は減速動力伝達状態となる。このときの入力側と出力軸との減速比(=入力軸の回転数/出力軸の回転数)を全体減速比Zioとすれば、二方向回転力伝達部材が「動力伝達状態」となったとき、入力軸のトルクは出力軸のトルクの(1/Zio)となる。すなわち、入力軸に必要な保持トルクは、出力軸を正転から停止させて保持するときには、外部から出力軸に加わるトルクと等倍であるのに対し、出力軸を逆転から停止させて保持するときには、外部から出力軸に加わるトルクの(1/Zio)となる。したがって、出力軸を逆転から保持することで、出力軸を正転から保持する場合に対し、保持トルクを(1/Zio)に低減することができる。よって、駆動手段の消費電力を低減することができる。   By reversing the input shaft, the power transmission device enters a deceleration power transmission state. If the reduction ratio between the input side and the output shaft at this time (= the rotational speed of the input shaft / the rotational speed of the output shaft) is the overall reduction ratio Zio, the two-way rotational force transmission member is in the “power transmission state”. Then, the torque of the input shaft becomes (1 / Zio) of the torque of the output shaft. That is, the holding torque required for the input shaft is equal to the torque applied to the output shaft from the outside when holding the output shaft from the normal rotation, whereas the output shaft is stopped from the reverse rotation and held. Sometimes it becomes (1 / Zio) of the torque applied to the output shaft from the outside. Therefore, by holding the output shaft from reverse rotation, the holding torque can be reduced to (1 / Zio) as compared to the case of holding the output shaft from normal rotation. Therefore, the power consumption of the driving means can be reduced.

請求項2に記載の動力伝達装置の制御方法によると、二方向回転力伝達部材は、出力側副軸の回転数が入力側副軸の回転数より大きいとき「空転状態」となる。また、出力側副軸の回転数が入力側副軸の回転数より小さいとき「動力伝達状態」となる。
これにより、出力側副軸の回転数と入力側副軸の回転数との大小関係から、二方向回転力伝達部材が「空転状態」であるか「動力伝達状態」であるかを判断することができる。
According to the control method for the power transmission device according to the second aspect, the two-way rotational force transmission member is in the “idling state” when the rotational speed of the output side secondary shaft is larger than the rotational speed of the input side secondary shaft. Further, when the rotational speed of the output side secondary shaft is smaller than the rotational speed of the input side secondary shaft, the “power transmission state” is established.
Thus, it is determined whether the two-way rotational force transmission member is in the “idling state” or “power transmission state” based on the magnitude relationship between the rotational speed of the output side secondary shaft and the rotational speed of the input side secondary shaft. Can do.

請求項3に記載の動力伝達装置の制御方法によると、駆動手段は、入力軸を正転から逆転に切り替えた時刻から「所定の遅れ時間」経過後、入力軸を逆転から停止に切り替える。
二方向回転力伝達部材が「空転状態」から「動力伝達状態」に切り替わったことは、例えば出力側副軸の回転方向の変化を検出することによっても判断可能である。しかし、その場合、検出手段等を必要とし構成が複雑となる。そこで、「空転状態」から「動力伝達状態」への切り替えに要する時間よりも長い「所定の遅れ時間」を予め設定し、「所定の遅れ時間」経過後に駆動手段が入力軸を逆転から停止に切り替えるようにすれば、検出手段等を必要とせず、構成が単純になる。
According to the control method of the power transmission device according to the third aspect, the drive means switches the input shaft from the reverse rotation to the stop after the “predetermined delay time” has elapsed since the time when the input shaft was switched from the normal rotation to the reverse rotation.
The fact that the two-way rotational force transmission member has been switched from the “idle state” to the “power transmission state” can also be determined, for example, by detecting a change in the rotational direction of the output side auxiliary shaft. However, in that case, detection means and the like are required, and the configuration becomes complicated. Therefore, a “predetermined delay time” that is longer than the time required to switch from the “idle state” to the “power transmission state” is set in advance, and after the “predetermined delay time” has elapsed, the drive means switches the input shaft from reverse rotation to stop. If the switching is performed, the configuration becomes simple without the need for detection means or the like.

請求項4に記載の動力伝達装置の制御方法によると、「所定の遅れ時間」は、入力軸の最大使用回転数で入力軸を正転から逆転に切り替えた時刻から出力側副軸の回転数が入力側副軸の回転数と同等になるまでの時間よりも長い時間である。
駆動手段が入力軸を正転から逆転に切り替えた後、出力軸がイナーシャによって回転する角度は、入力軸の回転数が高いほど大きくなる。そのため、駆動手段が入力軸を正転から逆転に切り替えた時刻から出力側副軸の回転数が入力側副軸の回転数と同等になるまでの時間もまた、入力軸の回転数が高いほど長くなる。
According to the control method for a power transmission device according to claim 4, the "predetermined delay time" is the rotation speed of the output side auxiliary shaft from the time when the input shaft is switched from normal rotation to reverse rotation at the maximum operating rotation speed of the input shaft. Is longer than the time until the rotational speed of the input side countershaft becomes equal.
After the drive means switches the input shaft from normal rotation to reverse rotation, the angle at which the output shaft rotates by inertia increases as the rotational speed of the input shaft increases. Therefore, the time from when the drive means switches the input shaft from normal rotation to reverse rotation until the rotational speed of the output side secondary shaft becomes equal to the rotational speed of the input side secondary shaft also increases as the rotational speed of the input shaft increases. become longer.

したがって、「所定の遅れ時間」を「入力軸の最大使用回転数で入力軸を正転から逆転に切り替えた時刻から出力側副軸の回転数が入力側副軸の回転数と同等になるまでの時間」よりも長く設定すれば、駆動手段が入力軸を逆転から停止に切り替える時点で、二方向回転力伝達部材は必ず「動力伝達状態」となっており、入力軸の逆転力が伝達されている。
よって、出力軸を確実に逆転から停止させて保持することができる。
Therefore, the "predetermined delay time" is "from the time when the input shaft is switched from forward rotation to reverse rotation at the maximum operating rotational speed of the input shaft until the rotational speed of the output secondary shaft becomes equal to the rotational speed of the input secondary shaft. If the drive means is set to be longer than the `` time '', the two-way rotational force transmission member is always in the `` power transmission state '' when the drive means switches the input shaft from reverse rotation to stop, and the reverse rotation force of the input shaft is transmitted. ing.
Therefore, the output shaft can be reliably stopped from being reversed and held.

本発明の一実施形態による動力伝達装置の全体断面図である。1 is an overall cross-sectional view of a power transmission device according to an embodiment of the present invention. 図1のII方向の矢視図である。It is an arrow view of the II direction of FIG. 図1のIII方向の矢視図である。It is an arrow view of the III direction of FIG. 本発明の動力伝達装置が適用される可変圧縮比エンジンの模式図である。1 is a schematic diagram of a variable compression ratio engine to which a power transmission device of the present invention is applied. ワンウェイクラッチを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a one-way clutch. ツーウェイクラッチを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a two-way clutch. (a):カップリングおよびスプリングの斜視図である。(b):入力軸が停止から正転に切り替わったときのカップリングの模式断面図である。(c):入力軸が正転から停止または逆転に切り替わったときのカップリングの模式断面図である。(A): It is a perspective view of a coupling and a spring. (B): It is a schematic cross section of the coupling when the input shaft is switched from stop to forward rotation. (C): A schematic cross-sectional view of the coupling when the input shaft is switched from forward rotation to stop or reverse rotation. 本発明の一実施形態による動力伝達装置の(a)正転時の作動メカニズム、(b)逆転時の作動メカニズムを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the operation mechanism at the time of (a) normal rotation of the power transmission device by one Embodiment of this invention, and (b) reverse rotation. (a):比較例の動力伝達装置のタイミングチャートである。(b):本発明の一実施形態による動力伝達装置のタイミングチャートである。(A): It is a timing chart of the power transmission device of a comparative example. (B): It is a timing chart of the power transmission device by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による出力軸保持処理のフローチャートである。It is a flowchart of the output shaft holding | maintenance process by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による動力伝達装置の出力軸停止時のタイミングチャートである。It is a timing chart at the time of the output shaft stop of the power transmission device by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による動力伝達装置の(a)入力軸回転数nとイナーシャによる出力軸回転角度αとの関係、(b)入力軸回転数nとイナーシャによる逆転切替時間Txとの関係を示す特性図である。In the power transmission device according to the embodiment of the present invention, (a) the relationship between the input shaft rotational speed n and the output shaft rotational angle α by inertia, and (b) the relationship between the input shaft rotational speed n and the reverse rotation switching time Tx by inertia. FIG.

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(一実施形態)
本発明の一実施形態は、自動車等に搭載され圧縮比を変更可能な可変圧縮比エンジンに本発明の動力伝達装置を適用したものである。図4に示す可変圧縮比エンジン80は、カムカバー81、シリンダヘッド82、シリンダブロック83およびロアケース84等から構成される。シリンダブロック83にはシリンダ85が形成され、シリンダ85内に往復移動可能にピストン86が収容される。シリンダヘッド82には、吸気通路を開閉する吸気弁881、排気通路を開閉する排気弁882が設けられる。シリンダ85の内壁、ピストン86の上端、吸気弁881および排気弁882に囲まれた空間は燃焼室89を形成する。ロアケース84内にはクランクシャフト871、コンロッド872等が収容され、ピストン86の往復運動がクランクシャフト871の回転運動に変換される。
また、シリンダブロック83には、動力伝達装置10、モータ17、ウォーム18およびウォームホイール19からなる圧縮比変更機構が設けられている。モータ17は、特許請求の範囲に記載の「駆動手段」に相当する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(One embodiment)
In one embodiment of the present invention, the power transmission device of the present invention is applied to a variable compression ratio engine mounted on an automobile or the like and capable of changing the compression ratio. A variable compression ratio engine 80 shown in FIG. 4 includes a cam cover 81, a cylinder head 82, a cylinder block 83, a lower case 84, and the like. A cylinder 85 is formed in the cylinder block 83, and a piston 86 is accommodated in the cylinder 85 so as to be reciprocally movable. The cylinder head 82 is provided with an intake valve 881 that opens and closes an intake passage and an exhaust valve 882 that opens and closes an exhaust passage. A space surrounded by the inner wall of the cylinder 85, the upper end of the piston 86, the intake valve 881 and the exhaust valve 882 forms a combustion chamber 89. A crankshaft 871, a connecting rod 872 and the like are accommodated in the lower case 84, and the reciprocating motion of the piston 86 is converted into the rotational motion of the crankshaft 871.
The cylinder block 83 is provided with a compression ratio changing mechanism including the power transmission device 10, the motor 17, the worm 18 and the worm wheel 19. The motor 17 corresponds to “driving means” recited in the claims.

以下、動力伝達装置10の入力軸側(図4の左側)から見て時計回り方向(以下「CW方向」という。)の回転を「正転」といい、反時計回り方向(以下「CCW方向」という。)の回転を「逆転」という。
制御装置16は、モータ17に対し、「正転」、「逆転」、「停止」を指令するとともに、正転または逆転時における回転数を制御する。モータ17の正転時、動力伝達装置10は、モータ17の正転力を等速でウォーム18に伝達する。また、モータ17の逆転時、動力伝達装置10は、モータ17の逆転力を減速してウォーム18に伝達する。
Hereinafter, the rotation in the clockwise direction (hereinafter referred to as “CW direction”) when viewed from the input shaft side (left side in FIG. 4) of the power transmission device 10 is referred to as “forward rotation”, and the counterclockwise direction (hereinafter referred to as “CCW direction”). )) Is called “reverse”.
The control device 16 instructs the motor 17 to perform “forward rotation”, “reverse rotation”, and “stop”, and controls the rotation speed during forward rotation or reverse rotation. During normal rotation of the motor 17, the power transmission device 10 transmits the normal rotation force of the motor 17 to the worm 18 at a constant speed. Further, when the motor 17 is reversely rotated, the power transmission device 10 decelerates and transmits the reverse rotation force of the motor 17 to the worm 18.

図4に示す状態では、シリンダブロック83はロアケース84に対して最も低い位置にある。このとき、燃焼室89の容積は最小であり、ピストン86の移動による容積変化率が最大となる「高圧縮比」の状態である。
モータ17の正転力がウォーム18に伝達されると、カムカバー81、シリンダヘッド82およびシリンダブロック83はロアケース84に対して上昇し、カムカバー81の上端位置が図中破線指示した位置に移動する。これにより、燃焼室89の容積が増加するためピストン86の移動による容積変化率が小さくなり「低圧縮比」の状態となる。この高圧縮比側から低圧縮比側への推移では燃焼室89の燃焼圧がシリンダブロック83に作用する力が同じ向きに働くことから、大きな駆動力が要求されない。そのため、動力伝達装置10は、モータ17の回転を等速でウォーム18に伝達し、シリンダブロック83を比較的高速で上昇させることができる。
In the state shown in FIG. 4, the cylinder block 83 is at the lowest position with respect to the lower case 84. At this time, the volume of the combustion chamber 89 is the minimum, and it is in a “high compression ratio” state in which the rate of volume change due to the movement of the piston 86 is maximized.
When the forward rotation force of the motor 17 is transmitted to the worm 18, the cam cover 81, the cylinder head 82, and the cylinder block 83 are raised with respect to the lower case 84, and the upper end position of the cam cover 81 is moved to the position indicated by the broken line in the figure. As a result, the volume of the combustion chamber 89 increases, so that the rate of volume change due to the movement of the piston 86 is reduced, resulting in a “low compression ratio” state. In the transition from the high compression ratio side to the low compression ratio side, the force applied to the cylinder block 83 by the combustion pressure in the combustion chamber 89 acts in the same direction, so that a large driving force is not required. Therefore, the power transmission device 10 can transmit the rotation of the motor 17 to the worm 18 at a constant speed, and can raise the cylinder block 83 at a relatively high speed.

続いて、モータ17の逆転力がウォーム18に伝達されると、カムカバー81、シリンダヘッド82およびシリンダブロック83はロアケース84に対して下降する。これにより、燃焼室89の容積が減少するためピストン86の移動による容積変化率が大きくなり「高圧縮比」の状態となる。この低圧縮比側から高圧縮比側への推移ではシリンダブロック83を燃焼室89の燃焼圧に抗して下降させる必要がある。そこで、動力伝達装置10は、モータ17の回転を減速し、高トルクを出力することができる。   Subsequently, when the reverse rotation force of the motor 17 is transmitted to the worm 18, the cam cover 81, the cylinder head 82 and the cylinder block 83 are lowered with respect to the lower case 84. Thereby, since the volume of the combustion chamber 89 decreases, the volume change rate due to the movement of the piston 86 increases, and a state of “high compression ratio” is obtained. In the transition from the low compression ratio side to the high compression ratio side, it is necessary to lower the cylinder block 83 against the combustion pressure in the combustion chamber 89. Therefore, the power transmission device 10 can decelerate the rotation of the motor 17 and output a high torque.

次に、動力伝達装置10の構成について図1〜3、5〜7に基づいて説明する。
図1〜3に示すように、動力伝達装置10は、ハウジング60、入力側支持板61、出力側支持板62、入力軸11、出力軸12、入力側副軸51および出力側副軸52等を備える。入力軸11および入力側副軸51は、入力側支持板61に固定された軸受63、64に回転可能に支持されており、出力軸12および出力側副軸52は、出力側支持板62に固定された軸受65、66に回転可能に支持されている。さらに、出力軸12は、ハウジング60に固定された軸受67に回転可能に支持されており、入力側副軸51は、ハウジング60に固定された軸受68に回転可能に支持されている。
Next, the structure of the power transmission device 10 is demonstrated based on FIGS. 1-3 and 5-7.
1 to 3, the power transmission device 10 includes a housing 60, an input side support plate 61, an output side support plate 62, an input shaft 11, an output shaft 12, an input side auxiliary shaft 51, an output side auxiliary shaft 52, and the like. Is provided. The input shaft 11 and the input side auxiliary shaft 51 are rotatably supported by bearings 63 and 64 fixed to the input side support plate 61, and the output shaft 12 and the output side auxiliary shaft 52 are attached to the output side support plate 62. It is rotatably supported by fixed bearings 65 and 66. Further, the output shaft 12 is rotatably supported by a bearing 67 fixed to the housing 60, and the input side auxiliary shaft 51 is rotatably supported by a bearing 68 fixed to the housing 60.

入力軸11および出力軸12は、回転軸Pを中心に回転する。入力側副軸51および出力側副軸52は、回転軸Pに対して略平行の回転軸Qを中心に回転する。入力軸11はモータ等の動力に接続され、出力軸12はアクチュエータ等の目的動作機構に接続される。なお、出力軸12に代えて、あるいは出力軸12に加えて、出力側副軸52が目的動作機構に接続されてもよい。   The input shaft 11 and the output shaft 12 rotate about the rotation axis P. The input side auxiliary shaft 51 and the output side auxiliary shaft 52 rotate around a rotation axis Q substantially parallel to the rotation axis P. The input shaft 11 is connected to power such as a motor, and the output shaft 12 is connected to a target operation mechanism such as an actuator. Instead of the output shaft 12 or in addition to the output shaft 12, the output side auxiliary shaft 52 may be connected to the target operation mechanism.

入力軸11と出力軸12とは、カップリング20およびワンウェイクラッチ30を介して連結されている。カップリング20は、入力ロータ21、中間ロータ23およびスプリング29から構成され、入力軸11と中間軸13との間に回転時間差を発生させる。ワンウェイクラッチ30は、中間ロータ23と一体に形成された内輪32としての中間軸13、及び出力軸12と一体に形成された外輪31等から構成される。ワンウェイクラッチ30は、入力軸11の正転時、中間軸13の正転力を出力軸12に伝達し、入力軸11の逆転時、中間軸13に対して出力軸12を空転させる。また、入力側副軸51と出力側副軸52とは、ツーウェイクラッチ50を介して連結されている。カップリング20、ワンウェイクラッチ30およびツーウェイクラッチ50の詳細については後述する。   The input shaft 11 and the output shaft 12 are connected via a coupling 20 and a one-way clutch 30. The coupling 20 includes an input rotor 21, an intermediate rotor 23, and a spring 29, and generates a rotation time difference between the input shaft 11 and the intermediate shaft 13. The one-way clutch 30 includes an intermediate shaft 13 as an inner ring 32 formed integrally with the intermediate rotor 23, an outer ring 31 formed integrally with the output shaft 12, and the like. The one-way clutch 30 transmits the normal rotation force of the intermediate shaft 13 to the output shaft 12 when the input shaft 11 rotates forward, and causes the output shaft 12 to idle with respect to the intermediate shaft 13 when the input shaft 11 rotates reversely. Further, the input side countershaft 51 and the output side countershaft 52 are connected via a two-way clutch 50. Details of the coupling 20, the one-way clutch 30, and the two-way clutch 50 will be described later.

入力軸11には入力ギア41が固定され、入力側副軸51には第1ギア42が固定されている。また、出力側副軸52には第2ギア43が固定され、出力軸12には出力ギア44が固定されている。ギア41〜44は平歯車であり、入力ギア41と第1ギア42とが噛み合い、第2ギア43と出力ギア44とが噛み合う。
第1ギア42の歯数は入力ギア41の歯数より多く、第1ギア42のピッチ円直径は入力ギア41のピッチ円直径より大きい。したがって、入力軸11の回転は、回転方向が反対となるとともに減速されて入力側副軸51に伝達される。また、出力ギア44の歯数は第2ギア43の歯数より多く、出力ギア44のピッチ円直径は第2ギア43のピッチ円直径より大きい。したがって、出力側副軸52の回転は、回転方向が反対となるとともに減速されて出力軸12に伝達される。
An input gear 41 is fixed to the input shaft 11, and a first gear 42 is fixed to the input side auxiliary shaft 51. A second gear 43 is fixed to the output side auxiliary shaft 52, and an output gear 44 is fixed to the output shaft 12. The gears 41 to 44 are spur gears, and the input gear 41 and the first gear 42 mesh with each other, and the second gear 43 and the output gear 44 mesh with each other.
The number of teeth of the first gear 42 is larger than the number of teeth of the input gear 41, and the pitch circle diameter of the first gear 42 is larger than the pitch circle diameter of the input gear 41. Accordingly, the rotation of the input shaft 11 is transmitted to the input-side auxiliary shaft 51 while being decelerated while being rotated in the opposite direction. The number of teeth of the output gear 44 is larger than the number of teeth of the second gear 43, and the pitch circle diameter of the output gear 44 is larger than the pitch circle diameter of the second gear 43. Therefore, the rotation of the output side auxiliary shaft 52 is transmitted to the output shaft 12 after being decelerated while the rotation direction is opposite.

ここで、減速比を以下のように定義する。
Zii:入力側減速比(=(第1ギア42の歯数/入力ギア41の歯数)=(入力軸11および中間軸13の回転数/入力側副軸51の回転数))
Zoo:出力側減速比(=(出力ギア44の歯数/第2ギア43の歯数)=(出力側副軸52の回転数/出力軸12の回転数))
Zio(=Zii×Zoo):全体減速比(=(入力軸11および中間軸13の回転数/出力軸12の回転数))
本発明では、いかなる実施形態でも「Zio>1」、すなわち「全体として減速」であることが必須である。また、本実施形態では、「Zii>1、Zoo>1」、すなわち、入力側、出力側ともに減速することで、「全体として減速」している。
Here, the reduction ratio is defined as follows.
Zii: input side reduction ratio (= (number of teeth of first gear 42 / number of teeth of input gear 41) = (number of rotations of input shaft 11 and intermediate shaft 13 / number of rotations of input side auxiliary shaft 51))
Zoo: Output side reduction ratio (= (number of teeth of output gear 44 / number of teeth of second gear 43) = (number of rotations of output side auxiliary shaft 52 / number of rotations of output shaft 12))
Zio (= Zii × Zoo): overall reduction ratio (= (number of rotations of input shaft 11 and intermediate shaft 13 / number of rotations of output shaft 12))
In the present invention, in any embodiment, it is essential that “Zio> 1”, that is, “decelerate as a whole”. In the present embodiment, “Zii> 1, Zoo> 1”, that is, “decelerate as a whole” by decelerating both the input side and the output side.

次に、図5を参照して、ワンウェイクラッチの具体的な構成を説明する。
ワンウェイクラッチ30は、外輪31、内輪32、複数のコロ33およびスプリング34から構成される。複数のコロ33は、外輪31と内輪32とに挟まれる環状の隙間に配置されている。外輪31の内壁に、各コロ33に対応するくさび部31aが形成されている。くさび部31aは、周方向の一方(図のCW方向)でコロ33が噛み込み、周方向の他方(図のCCW方向)でコロ33がフリーとなる形状に形成されている。スプリング34は、コロ33とコロ33との間に設けられ、コロ33を外輪31側へ押し付けている。
図5(a)に示すスタンバイ状態において、外輪31および内輪32は停止しており、コロ33はくさび部31aに押し付けられている。
Next, a specific configuration of the one-way clutch will be described with reference to FIG.
The one-way clutch 30 includes an outer ring 31, an inner ring 32, a plurality of rollers 33, and a spring 34. The plurality of rollers 33 are arranged in an annular gap sandwiched between the outer ring 31 and the inner ring 32. A wedge portion 31 a corresponding to each roller 33 is formed on the inner wall of the outer ring 31. The wedge portion 31a is formed in such a shape that the roller 33 is engaged in one side in the circumferential direction (CW direction in the figure) and the roller 33 is free in the other circumferential direction (CCW direction in the figure). The spring 34 is provided between the roller 33 and the roller 33 and presses the roller 33 against the outer ring 31 side.
In the standby state shown in FIG. 5A, the outer ring 31 and the inner ring 32 are stopped, and the roller 33 is pressed against the wedge portion 31a.

図5(c)は、駆動軸である内輪32が外輪31に対してCW方向に回転した場合を示し、図5(d)は、駆動軸である外輪31が内輪32に対してCCW方向に回転した場合を示す。いずれの場合も、図中実線矢印で示すように、コロ33がくさび部31aに噛み込み、駆動軸の回転力がコロ33を介して相手側の軸に伝達される。ここで、内輪32の回転数をRin、外輪31の回転数をRoutとし、CW方向の回転を正、CCW方向の回転を負とすると、「Rin>Rout」のとき、動力伝達状態が成立する。   FIG. 5C shows a case where the inner ring 32 that is the drive shaft rotates in the CW direction with respect to the outer ring 31, and FIG. Indicates the case of rotation. In either case, as indicated by the solid line arrow in the figure, the roller 33 is engaged with the wedge portion 31a, and the rotational force of the drive shaft is transmitted to the counterpart shaft via the roller 33. Here, when the rotation number of the inner ring 32 is Rin, the rotation number of the outer ring 31 is Rout, the rotation in the CW direction is positive, and the rotation in the CCW direction is negative, the power transmission state is established when “Rin> Rout”. .

次に、図5(e)は、駆動軸である内輪32が外輪31に対してCCW方向に回転した場合を示し、図5(f)は、駆動軸である外輪31が内輪32に対してCW方向に回転した場合を示す。いずれの場合も、図中破線矢印および「×」印で示すように、コロ33が外輪31と内輪32との間を滑り、駆動軸の回転力は伝達されず、相手軸は空転する。つまり、「Rin<Rout」のとき、空転状態が成立する。   Next, FIG. 5E shows a case where the inner ring 32 that is the drive shaft rotates in the CCW direction with respect to the outer ring 31, and FIG. The case where it rotates in the CW direction is shown. In either case, as indicated by broken line arrows and “x” marks in the figure, the roller 33 slides between the outer ring 31 and the inner ring 32, the rotational force of the drive shaft is not transmitted, and the counterpart shaft rotates idle. That is, when “Rin <Rout”, the idling state is established.

要するに、外輪31または内輪32の一方が停止している場合を含め、「外輪31と内輪32との相対回転」の方向によって動力伝達状態となるか空転状態となるかが決まる。
また、図5(b)に示すように、コロ33がくさび部31aから離れた状態からくさび部31aに噛み込み空転状態から動力伝達状態に移行するとき、または、逆に動力伝達状態から空転状態に移行するときには、所定の切替角度λ1の回転が必要である。切替角度λ1は、いわゆるバックラッシュに相当する。
In short, including the case where one of the outer ring 31 and the inner ring 32 is stopped, the direction of “relative rotation between the outer ring 31 and the inner ring 32” determines whether the power transmission state or the idling state occurs.
Further, as shown in FIG. 5 (b), when the roller 33 is engaged with the wedge 31a from the state separated from the wedge 31a to shift from the idling state to the power transmission state, or conversely, from the power transmission state to the idling state. When shifting to, rotation of a predetermined switching angle λ1 is necessary. The switching angle λ1 corresponds to so-called backlash.

次に、図6を参照して、ツーウェイクラッチ50の具体的な構成を説明する。
図1のVIa部拡大図である図6(a)に示すように、ツーウェイクラッチ50は、外輪としての入力側副軸51、内輪としての出力側副軸52、コロ53、保持器54、摺動ばね55、ケース56等から構成される。
保持器54は、コロ53を保持する。摺動ばね55は、径方向内側の端部55aが保持器54に引っ掛かり、径方向外側の摺動部55bがケース56内壁に当接して突っ張る。ケース56はハウジング60に固定され、入力側副軸51の径方向外側を保持するとともに、軸受57を介して出力側副軸52を回転可能に支持している。
Next, a specific configuration of the two-way clutch 50 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 6A, which is an enlarged view of the VIa portion of FIG. 1, the two-way clutch 50 includes an input side countershaft 51 as an outer ring, an output side countershaft 52 as an inner ring, a roller 53, a cage 54, a slide. It consists of a dynamic spring 55, a case 56, and the like.
The holder 54 holds the roller 53. The sliding spring 55 is stretched by the radially inner end 55 a being hooked on the cage 54 and the radially outer sliding portion 55 b being in contact with the inner wall of the case 56. The case 56 is fixed to the housing 60, holds the radially outer side of the input side countershaft 51, and supports the output side countershaft 52 via a bearing 57 so as to be rotatable.

図6(b)は、入力側副軸(外輪)51が駆動軸として回転する場合を示す。このとき、保持器54は、ケース56と摺動ばね55間の摺動抵抗によりその場に留まろうとするため、コロ53は、入力側副軸51の回転方向に対して反対方向へ相対回転する。コロ53が反対方向に移動しくさび部51aに噛み込むと、入力側副軸51の回転がコロ53を介して出力側副軸52へ伝達される。ここで、入力側副軸51の回転数をSin、出力側副軸52の回転数をSoutとすると、入力側副軸51の回転方向に関係なく、「Sin>Sout」のときには入力側副軸51から出力側副軸52へ回転力が伝達する。   FIG. 6B shows a case where the input side auxiliary shaft (outer ring) 51 rotates as a drive shaft. At this time, since the retainer 54 tries to stay in place due to the sliding resistance between the case 56 and the sliding spring 55, the roller 53 rotates relative to the input side countershaft 51 in the opposite direction. To do. When the roller 53 moves in the opposite direction and engages with the wedge portion 51 a, the rotation of the input side auxiliary shaft 51 is transmitted to the output side auxiliary shaft 52 through the roller 53. Here, assuming that the rotation speed of the input-side countershaft 51 is Sin and the rotation speed of the output-side countershaft 52 is Sout, the input-side countershaft is satisfied when “Sin> Sout” regardless of the rotation direction of the input-side countershaft 51. The rotational force is transmitted from 51 to the output side countershaft 52.

図6(c)は、出力側副軸(内輪)52が駆動軸として回転する場合を示す。このとき、保持器54および入力側副軸51は動かない。コロ53は、入力側副軸51の径方向内側の凹部51bに位置し、入力側副軸51および出力側副軸52に噛み合うことができないため、出力側副軸52のみが回転する。したがって、出力側副軸52の回転方向に関係なく、「Sin<Sout」のときには出力側副軸52から入力側副軸51へ回転力が伝達せず、入力側副軸51は空転する。
また、ワンウェイクラッチ30と同様、ツーウェイクラッチ50が空転状態から動力伝達状態に移行するとき、または、動力伝達状態から空転状態に移行するとき、バックラッシュに相当する所定の切替角度λ2の回転が必要である。
FIG. 6C shows a case where the output side auxiliary shaft (inner ring) 52 rotates as a drive shaft. At this time, the retainer 54 and the input side countershaft 51 do not move. Since the roller 53 is located in the concave portion 51b on the radially inner side of the input side auxiliary shaft 51 and cannot mesh with the input side auxiliary shaft 51 and the output side auxiliary shaft 52, only the output side auxiliary shaft 52 rotates. Therefore, regardless of the rotation direction of the output side auxiliary shaft 52, when “Sin <Sout”, the rotational force is not transmitted from the output side auxiliary shaft 52 to the input side auxiliary shaft 51, and the input side auxiliary shaft 51 idles.
Similarly to the one-way clutch 30, when the two-way clutch 50 shifts from the idling state to the power transmission state, or when the two-way clutch 50 shifts from the power transmission state to the idling state, it is necessary to rotate at a predetermined switching angle λ2 corresponding to backlash. It is.

次に、図7を参照して、カップリング20の構成を説明する。
図7(a)に示すように、カップリング20は、円柱状の入力ロータ21と中間ロータ23、及びコイル状のスプリング29から構成される。入力ロータ21は入力軸11と同軸かつ一体に設けられる。中間ロータ23は中間軸13と同軸かつ一体に設けられる。
図7(b)に示すように、入力ロータ21は、中間ロータ23側の端面に突起する2つの扇形状の突起部22を設けている。一方、中間ロータ23は、入力ロータ21側の端面に2つの扇形状のストッパ部24を設けている。突起部22およびストッパ部24は、それぞれ回転軸Pに対して対象に配置される。突起部22は、ストッパ部24同士の周方向の間に、ストッパ部24に対して所定の遊び角度θの範囲で相対回転可能に配置される。
Next, the configuration of the coupling 20 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 7A, the coupling 20 includes a columnar input rotor 21, an intermediate rotor 23, and a coiled spring 29. The input rotor 21 is provided coaxially and integrally with the input shaft 11. The intermediate rotor 23 is provided coaxially and integrally with the intermediate shaft 13.
As shown in FIG. 7B, the input rotor 21 is provided with two fan-shaped projecting portions 22 projecting on the end surface on the intermediate rotor 23 side. On the other hand, the intermediate rotor 23 is provided with two fan-shaped stopper portions 24 on the end face on the input rotor 21 side. The protruding portion 22 and the stopper portion 24 are each disposed on the target with respect to the rotation axis P. The protrusion 22 is disposed between the stopper portions 24 in the circumferential direction so as to be relatively rotatable with respect to the stopper portion 24 within a predetermined play angle θ.

すなわち、突起部22は、ストッパ部24のCW側の外壁25に当接する「初期位置」からストッパ部24のCCW側の外壁26に当接する「限界位置」まで、遊び角度θだけ相対回転可能である。入力ロータ21の正転時、突起部22が限界位置に達すると、突起部22はストッパ部24の外壁26に当接して一体に正転する。これにより、入力ロータ21から中間ロータ23への動力伝達が可能となる。   In other words, the protrusion 22 can be relatively rotated by a play angle θ from an “initial position” that contacts the outer wall 25 on the CW side of the stopper 24 to a “limit position” that contacts the outer wall 26 on the CCW side of the stopper 24. is there. When the projection 22 reaches the limit position during normal rotation of the input rotor 21, the projection 22 abuts against the outer wall 26 of the stopper 24 and integrally rotates forward. Thereby, power transmission from the input rotor 21 to the intermediate rotor 23 becomes possible.

図7(a)に示すように、スプリング29は、入力ロータ21および中間ロータ23の外周に設けられる爪部27、28に両端が係止される。スプリング29は、入力ロータ21が初期位置から中間ロータ23に対して正転したとき、引っ張られて荷重を発生する。そのため、図7(c)に示すように、入力ロータ21が正転から停止または逆転に切り替わったとき、スプリング29は、突起部22がストッパ部24に対して遊び角度θを確保する初期位置に戻すように、入力ロータ21を中間ロータ23に対してCCW方向に付勢する。   As shown in FIG. 7A, both ends of the spring 29 are locked to claw portions 27 and 28 provided on the outer circumferences of the input rotor 21 and the intermediate rotor 23. The spring 29 is pulled to generate a load when the input rotor 21 rotates forward with respect to the intermediate rotor 23 from the initial position. Therefore, as shown in FIG. 7C, when the input rotor 21 is switched from normal rotation to stop or reverse rotation, the spring 29 is in the initial position where the protrusion 22 secures the play angle θ with respect to the stopper portion 24. The input rotor 21 is urged in the CCW direction with respect to the intermediate rotor 23 so as to return.

以上説明した一実施形態の構成において、入力ギア41、第1ギア42、第2ギア43および出力ギア44は、それぞれ、特許請求の範囲に記載の「入力伝動部材」、「第1伝動部材」、「第2伝動部材」、「出力伝動部材」に相当する。また、ワンウェイクラッチ30は、「一方向回転力伝達部材」に相当する。   In the configuration of the embodiment described above, the input gear 41, the first gear 42, the second gear 43, and the output gear 44 are respectively “input transmission member” and “first transmission member” described in the claims. , “Second transmission member” and “output transmission member”. The one-way clutch 30 corresponds to a “one-way rotational force transmission member”.

次に、図8、図9を参照して、動力伝達装置10の作動を説明する。太線矢印は伝達される駆動力Fdを示し、中太線破線矢印は非駆動力Fnを示す。また、細線矢印は、CW方向またはCCW方向の回転を示す。
図8(a)に示すように、入力軸11の正転時、正転力は、カップリング20を経由して中間軸13に伝達される。すると、ワンウェイクラッチ30において内輪32の回転数Rinは正の値であるから、外輪31の回転数Routをゼロと見なせば、「Rin>Rout」の関係が成立し、正転力が出力軸12に等速で伝達される(図5(c)参照)。
Next, the operation of the power transmission device 10 will be described with reference to FIGS. The thick line arrow indicates the transmitted driving force Fd, and the middle thick line broken line arrow indicates the non-driving force Fn. A thin line arrow indicates rotation in the CW direction or CCW direction.
As shown in FIG. 8A, when the input shaft 11 rotates forward, the normal rotation force is transmitted to the intermediate shaft 13 via the coupling 20. Then, since the rotational speed Rin of the inner ring 32 is a positive value in the one-way clutch 30, if the rotational speed Rout of the outer ring 31 is regarded as zero, the relationship of “Rin> Rout” is established, and the forward rotation force is applied to the output shaft. 12 is transmitted at a constant speed (see FIG. 5C).

このとき、入力ギア41と第1ギア42との噛み合いにより、入力側副軸51は減速されて逆転する。一方、出力ギア44と第2ギア43との噛み合いにより出力側副軸52は増速されて逆転する。するとツーウェイクラッチ50において内輪(出力側副軸)52の回転数Soutが外輪(入力側副軸)51の回転数Sinよりも大きくなる(Sin<Sout)ため、出力側副軸52が入力側副軸51に対して空転する(図6(c)参照)。   At this time, due to the meshing of the input gear 41 and the first gear 42, the input side countershaft 51 is decelerated and reversely rotated. On the other hand, the output side countershaft 52 is increased in speed by the meshing of the output gear 44 and the second gear 43 and reversely rotated. Then, in the two-way clutch 50, the rotational speed Sout of the inner ring (output-side secondary shaft) 52 is larger than the rotational speed Sin of the outer ring (input-side secondary shaft) 51 (Sin <Sout). It idles with respect to the axis | shaft 51 (refer FIG.6 (c)).

一方、図8(b)に示すように、入力軸11の逆転時、入力ギア41と第1ギア42との噛み合いにより、入力側副軸51は減速されて正転する。すると、ツーウェイクラッチ50において外輪(入力側副軸)51の回転数Sinが停止している内輪(出力側副軸)52の回転数Soutよりも大きくなる(Sin>Sout)ため、入力側副軸51の正転力が出力側副軸52に伝達される(図6(b)参照)。そして、第2ギア43と出力ギア44との噛み合いにより、出力軸12は減速されて逆転する。その結果、入力軸11の逆転力が減速されて出力軸12に伝達される。   On the other hand, as shown in FIG. 8B, when the input shaft 11 rotates in the reverse direction, the input side countershaft 51 is decelerated and rotates forward due to the meshing of the input gear 41 and the first gear 42. Then, in the two-way clutch 50, the rotational speed Sin of the outer ring (input-side secondary shaft) 51 is larger than the rotational speed Sout of the inner ring (output-side secondary shaft) 52 that is stopped (Sin> Sout). The forward rotation force 51 is transmitted to the output side auxiliary shaft 52 (see FIG. 6B). The output shaft 12 is decelerated and reversely rotated by the meshing of the second gear 43 and the output gear 44. As a result, the reverse rotation force of the input shaft 11 is decelerated and transmitted to the output shaft 12.

このとき、入力軸11の逆転力は、カップリング20を経由して中間軸13に伝達される。しかし、ワンウェイクラッチ30において内輪32の回転数Rinは負の値であるから、外輪31の回転数Routをゼロと見なせば、「Rin<Rout」の関係が成立し、出力軸12は空転する(図5(e)参照)。   At this time, the reverse rotation force of the input shaft 11 is transmitted to the intermediate shaft 13 via the coupling 20. However, since the rotational speed Rin of the inner ring 32 in the one-way clutch 30 is a negative value, if the rotational speed Rout of the outer ring 31 is regarded as zero, the relationship “Rin <Rout” is established, and the output shaft 12 rotates idly. (See FIG. 5 (e)).

続いて図9を参照して、入力軸11が逆転から正転へ切り替わるときの挙動について説明する。まず、本発明の一実施形態に対する比較例として、動力伝達装置がカップリングを備えない場合のタイミングチャートを図9(a)に示す。
ここで、各変数を以下のように定義する。なお、入力側減速比Ziiは、上述のとおりである。
n(1/s):入力軸11の1秒あたりの回転数(正転を正、逆転を負とする。)
λ1(deg):ワンウェイクラッチ30の切替角度
λ2(deg):ツーウェイクラッチ50の切替角度
T1(s):中間軸13(=ワンウェイクラッチ30の内輪32)が切替角度λ1回転する時間
T2(s):入力側副軸51(=ツーウェイクラッチ50の外輪)が切替角度λ2回転するのに対応して入力軸11および中間軸13が角度Zii×λ2回転する時間
Next, the behavior when the input shaft 11 switches from reverse rotation to normal rotation will be described with reference to FIG. First, as a comparative example for one embodiment of the present invention, FIG. 9A shows a timing chart when the power transmission device does not include a coupling.
Here, each variable is defined as follows. The input side reduction ratio Zii is as described above.
n (1 / s): Number of rotations per second of the input shaft 11 (forward rotation is positive and reverse rotation is negative)
λ1 (deg): switching angle of the one-way clutch 30 λ2 (deg): switching angle of the two-way clutch 50 T1 (s): time for which the intermediate shaft 13 (= the inner ring 32 of the one-way clutch 30) rotates by the switching angle λ1 T2 (s) : Time required for the input shaft 11 and the intermediate shaft 13 to rotate at an angle Zii × λ2 corresponding to the input side auxiliary shaft 51 (= the outer ring of the two-way clutch 50) rotating at the switching angle λ2

時間T1、T2は下式1、2にて表される。
T1=λ1/(360・n) ・・・(式1)
T2=Zii×λ2/(360・n) ・・・(式2)
よって、Zii×λ2>λ1のとき、図9(a)に示すようにT2>T1となる。すると、入力軸11が逆転から正転へ切り替わる時刻をt0とすると、ワンウェイクラッチ30は、時刻t0から時間T1後に空転状態から動力伝達状態に移行し、ツーウェイクラッチ50は、時刻t0から時間T2後に動力伝達状態から空転状態に移行する。したがって、図中斜線指示した範囲にてワンウェイクラッチ30とツーウェイクラッチ50とが同時に動力伝達状態となることとなり、いわゆるデッドロックが発生する。
なお、入力軸11が正転から逆転へ切り替わるときには、ワンウェイクラッチ30が動力伝達状態から空転状態に移行した後、ツーウェイクラッチ50が空転状態から動力伝達状態に移行するため、デッドロックは発生しない。
Times T1 and T2 are expressed by the following formulas 1 and 2.
T1 = λ1 / (360 · n) (Formula 1)
T2 = Zii × λ2 / (360 · n) (Expression 2)
Therefore, when Zii × λ2> λ1, T2> T1 as shown in FIG. Then, if the time at which the input shaft 11 switches from reverse rotation to normal rotation is t0, the one-way clutch 30 shifts from the idling state to the power transmission state after time T1 from time t0, and the two-way clutch 50 is after time T2 from time t0. Transition from the power transmission state to the idling state. Therefore, the one-way clutch 30 and the two-way clutch 50 are simultaneously in a power transmission state within a range indicated by hatching in the figure, and so-called deadlock occurs.
When the input shaft 11 switches from forward rotation to reverse rotation, the one-way clutch 30 shifts from the power transmission state to the idle rotation state, and then the two-way clutch 50 shifts from the idle rotation state to the power transmission state, so that no deadlock occurs.

この課題を解決するため、本発明の一実施形態は、遊び角度θを有するカップリング20を備えている。ここで、遊び角度θは、下式3を満たすように設定される。
θ≧Zii×λ2−λ1 ・・・(式3)
Zii×λ2>λ1のとき、θは正の値を取る。また、時間Tθを以下のように定義する。
Tθ(s):入力軸11が中間軸13に対して遊び角度θ回転する時間
In order to solve this problem, an embodiment of the present invention includes a coupling 20 having a play angle θ. Here, the play angle θ is set to satisfy the following expression 3.
θ ≧ Zii × λ2−λ1 (Formula 3)
When Zii × λ2> λ1, θ takes a positive value. Further, the time Tθ is defined as follows.
Tθ (s): time for the input shaft 11 to rotate with respect to the intermediate shaft 13 by a play angle θ

言い換えれば、Tθは、入力軸11が逆転から正転へ切り替わったときの中間軸13の「追従遅れ時間」である。その結果、図9(b)のタイミングチャートに示すように、ワンウェイクラッチ30は、時刻t0から時間(T1+Tθ)後に空転状態から動力伝達状態に移行することとなる。よって、ワンウェイクラッチ30とツーウェイクラッチ50とが同時に動力伝達状態となることがなく、デッドロックの発生を回避することができる。
なお、入力軸11が正転から逆転へ切り替わるときには、カップリング20のスプリング29によって突起部22が初期位置に戻されることから、入力軸11と中間軸13との間に、遊び角度θによる回転時間差が生じない。したがって、図9(a)に示す比較例と同じ挙動をする。
In other words, Tθ is the “following delay time” of the intermediate shaft 13 when the input shaft 11 is switched from reverse rotation to normal rotation. As a result, as shown in the timing chart of FIG. 9B, the one-way clutch 30 shifts from the idling state to the power transmission state after time (T1 + Tθ) from time t0. Therefore, the one-way clutch 30 and the two-way clutch 50 are not in the power transmission state at the same time, and the occurrence of deadlock can be avoided.
When the input shaft 11 is switched from forward rotation to reverse rotation, the projection 22 is returned to the initial position by the spring 29 of the coupling 20, so that the rotation between the input shaft 11 and the intermediate shaft 13 is caused by the play angle θ. There is no time difference. Therefore, it behaves the same as the comparative example shown in FIG.

以上説明したように、本発明の一実施形態の動力伝達装置10は、ワンウェイクラッチ30とツーウェイクラッチ50とを使用することで、従来2つのワンウェイクラッチの組合せでは実現し得なかった「入力軸の正転時に回転力を等速伝達し、入力軸の逆転時に回転力を減速伝達する機構」を実現することができる。   As described above, the power transmission device 10 according to the embodiment of the present invention uses the one-way clutch 30 and the two-way clutch 50, and thus “input shaft A mechanism that transmits the rotational force at a constant speed during forward rotation and transmits the rotational force at a reduced speed when the input shaft rotates in reverse can be realized.

ところで、出力軸12の停止状態に、出力軸12に接続された目的動作機構(本実施形態ではウォーム18)から出力軸12に回転方向の外力が加わる場合が考えられる。この場合、モータ17は、出力軸12が外力によって回転しないように「保持」するため、入力軸11に一定の保持トルクを発生させる必要がある。そして、この保持トルクは、出力軸12を停止させる前の回転方向によって決まる。すなわち、等速伝達する正転からの保持では、出力軸12に加わるトルクと等倍の保持トルクが必要である。一方、減速伝達する逆転からの保持では、保持トルクは、出力軸12に加わるトルクに対し(1/Zio)となる。
このように、出力軸12を正転から保持するときには、逆転から保持するときに比べて保持トルクが増大することにより、モータ17の消費電力が増加することとなる。そこで、出力軸12を正転から保持する場合であっても、モータ17の消費電力を低減することが課題となる。
By the way, it can be considered that an external force in the rotational direction is applied to the output shaft 12 from the target operation mechanism (the worm 18 in the present embodiment) connected to the output shaft 12 when the output shaft 12 is stopped. In this case, since the motor 17 “holds” the output shaft 12 so as not to rotate due to an external force, it is necessary to generate a constant holding torque on the input shaft 11. The holding torque is determined by the rotation direction before the output shaft 12 is stopped. That is, in holding from forward rotation that transmits at a constant speed, a holding torque equal to the torque applied to the output shaft 12 is required. On the other hand, in the holding from the reverse rotation that transmits the deceleration, the holding torque becomes (1 / Zio) with respect to the torque applied to the output shaft 12.
As described above, when the output shaft 12 is held from the forward rotation, the holding torque is increased as compared with the case where the output shaft 12 is held from the reverse rotation, so that the power consumption of the motor 17 is increased. Therefore, even when the output shaft 12 is held from normal rotation, it becomes a problem to reduce the power consumption of the motor 17.

出力軸12の回転を停止させた状態で保持する時の作動について、図10〜図12を参照して説明する。
まず、図11(a)は、出力軸12を正転からそのまま停止させて保持する場合のタイミングチャートを示す。入力軸11および出力軸12が正転時には、ワンウェイクラッチ30は動力伝達状態であり、入力軸11の正転力が等速で出力軸12に伝達される。一方、ツーウェイクラッチ50は空転状態である。
この状態から、時刻tfsに制御装置16がモータ17に正転からの停止指令Sfsを出力する。このときの軸回転角度を0とすると、モータ17の軸に直結された入力軸11は急激に制動され、正転停止角度β1にて停止する。言い換えれば、入力軸11は、正転停止角度β1にて「正転」モードから「停止」モードに移行する。
The operation when holding the output shaft 12 in a stopped state will be described with reference to FIGS.
First, FIG. 11A shows a timing chart in the case where the output shaft 12 is stopped and held as it is from normal rotation. When the input shaft 11 and the output shaft 12 are rotating forward, the one-way clutch 30 is in a power transmission state, and the forward rotation force of the input shaft 11 is transmitted to the output shaft 12 at a constant speed. On the other hand, the two-way clutch 50 is idling.
From this state, the control device 16 outputs a stop command Sfs from normal rotation to the motor 17 at time tfs. If the shaft rotation angle at this time is 0, the input shaft 11 directly connected to the shaft of the motor 17 is abruptly braked and stops at the forward rotation stop angle β1. In other words, the input shaft 11 shifts from the “forward rotation” mode to the “stop” mode at the forward rotation stop angle β1.

また、ワンウェイクラッチ30では、内輪32である中間軸13が入力軸11に対してカップリング20の遊び角度θだけ遅れて停止する。すると、外輪31の回転数Routが内輪32の回転数Rinよりも大きくなり(Rin<Rout)、外輪31である出力軸12は、イナーシャによって暫く空転する(図5(f)参照)。その結果、出力軸12は、入力軸11の正転停止角度β1よりも大きな正転停止角度α1にて停止する。このとき、入力軸11に必要な保持トルクは、外部から出力軸12に加わるトルクと等倍である。
なお、図12(a)に示すように、入力軸11の回転数nが大きいほど、イナーシャ(回転慣性力)による出力軸12の回転角度αは大きくなる。また、入力軸11の最大使用回転数nmaxにおいて、出力軸12の回転角度αは最大となる。
In the one-way clutch 30, the intermediate shaft 13 that is the inner ring 32 stops with a delay of the play angle θ of the coupling 20 with respect to the input shaft 11. Then, the rotation speed Rout of the outer ring 31 becomes larger than the rotation speed Rin of the inner ring 32 (Rin <Rout), and the output shaft 12 that is the outer ring 31 is idled for a while by the inertia (see FIG. 5F). As a result, the output shaft 12 stops at a forward rotation stop angle α1 larger than the forward rotation stop angle β1 of the input shaft 11. At this time, the holding torque required for the input shaft 11 is equal to the torque applied to the output shaft 12 from the outside.
As shown in FIG. 12A, the rotation angle α of the output shaft 12 due to inertia (rotational inertia force) increases as the rotational speed n of the input shaft 11 increases. Further, the rotation angle α of the output shaft 12 becomes the maximum at the maximum use rotation speed nmax of the input shaft 11.

次に、本実施形態の動力伝達装置10の制御方法について説明する。この制御方法は、出力軸12の保持に必要なモータ17の消費電力を低減するため、「出力軸保持処理」を実行することを特徴とする。
この「出力軸保持処理」について、図10のフローチャートおよび図11(b)のタイミングチャートを参照して説明する。以下のフローチャートの説明で、記号Sは「ステップ」を示す。
Next, a control method of the power transmission device 10 of the present embodiment will be described. This control method is characterized in that an “output shaft holding process” is executed in order to reduce the power consumption of the motor 17 required for holding the output shaft 12.
The “output shaft holding process” will be described with reference to the flowchart of FIG. 10 and the timing chart of FIG. In the following description of the flowchart, the symbol S indicates “step”.

制御装置16(図4参照)は、出力軸12を保持するとき、「正転からの保持」か否かを判断する(S10)。「逆転からの保持」の場合(S10:NO)、S40に進む。一方、「正転からの保持」の場合(S10:YES)、制御装置16は、時刻tfrにモータ17に逆転指令Sfrを出力する(S20)。
すると、入力軸11は、正転から逆転に移行するため、ワンウェイクラッチ30は空転状態となる。しかし、ツーウェイクラッチ50においては、時刻tfrの直後は、まだ出力側副軸52の回転数Soutが入力側副軸51の回転数Sinよりも大きい(Sin<Sout)ため空転状態が続く。よって、ワンウェイクラッチ30、ツーウェイクラッチ50とも空転状態で、出力軸12は回転数が漸減しながら正転する。
When holding the output shaft 12, the control device 16 (see FIG. 4) determines whether or not “holding from normal rotation” (S10). In the case of “holding from reverse rotation” (S10: NO), the process proceeds to S40. On the other hand, in the case of “holding from forward rotation” (S10: YES), the control device 16 outputs a reverse rotation command Sfr to the motor 17 at time tfr (S20).
Then, since the input shaft 11 shifts from normal rotation to reverse rotation, the one-way clutch 30 is in an idling state. However, in the two-way clutch 50, the idling state continues immediately after time tfr because the rotation speed Sout of the output side countershaft 52 is still larger than the rotation speed Sin of the input side countershaft 51 (Sin <Sout). Therefore, both the one-way clutch 30 and the two-way clutch 50 are in the idling state, and the output shaft 12 rotates forward while the rotation speed gradually decreases.

その後、入力側副軸51がツーウェイクラッチ50の切替角度であるλ2逆転すると、ツーウェイクラッチ50は図6(b)に示す動力伝達状態となって、出力軸12は逆転し始める。このとき、入力軸11の逆転方向の回転トルクは、正転時の回転トルクのZio倍の大きさで出力軸12に伝達される。   Thereafter, when the input side countershaft 51 reverses λ2 that is the switching angle of the two-way clutch 50, the two-way clutch 50 enters the power transmission state shown in FIG. 6B, and the output shaft 12 starts to reverse. At this time, the rotational torque in the reverse direction of the input shaft 11 is transmitted to the output shaft 12 with a magnitude Zio times the rotational torque during forward rotation.

ここで、制御装置16が入力軸11へ正転からの逆転指令Sfrを出力した時刻tfrから、出力軸12が正転から逆転に移行する時刻txまでの時間を「逆転切替時間Tx」とする。図12(b)に示すように、入力軸11の回転数nが大きいほど、逆転切替時間Txは長くなる。また、入力軸11の最大使用回転数nmaxにおいて、逆転切替時間Txは最大となる。   Here, the time from the time tfr when the control device 16 outputs the reverse rotation command Sfr from the normal rotation to the input shaft 11 to the time tx when the output shaft 12 shifts from the normal rotation to the reverse rotation is referred to as a “reverse rotation switching time Tx”. . As shown in FIG. 12B, the reverse rotation switching time Tx becomes longer as the rotational speed n of the input shaft 11 is larger. Further, the reverse rotation switching time Tx becomes the maximum at the maximum use rotation speed nmax of the input shaft 11.

本実施形態の動力伝達装置10の制御方法では、入力軸11の最大使用回転数nmaxにおける逆転切替時間Tx以上の「切替確定時間Tc」を設定する(図12(b)参照)。そして、制御装置16は、時刻tfrから切替確定時間Tcが経過したかを判断し(S30)、切替確定時間Tcが経過した(S30:YES)ことを認知した時刻trsに、モータ17に逆転からの停止指令Srsを出力する(S40)。   In the control method of the power transmission device 10 according to the present embodiment, a “switching confirmation time Tc” that is equal to or longer than the reverse rotation switching time Tx at the maximum operating rotational speed nmax of the input shaft 11 is set (see FIG. 12B). Then, the control device 16 determines whether or not the switching confirmation time Tc has elapsed from the time tfr (S30), and at the time trs when it is recognized that the switching confirmation time Tc has elapsed (S30: YES) The stop command Srs is output (S40).

すると、モータ17の軸に直結された入力軸11は、逆転停止角度β2にて停止する。そして、出力軸12は、入力軸11に追従し、逆転停止角度α2で停止する。このとき、入力軸11に必要な保持トルクは、外部から出力軸12に加わるトルクの(1/Zio)となる。   Then, the input shaft 11 directly connected to the shaft of the motor 17 stops at the reverse rotation stop angle β2. The output shaft 12 follows the input shaft 11 and stops at the reverse rotation stop angle α2. At this time, the holding torque required for the input shaft 11 is (1 / Zio) of the torque applied to the output shaft 12 from the outside.

このように、本実施形態の動力伝達装置10の制御方法は、出力軸12を正転から保持するとき、入力軸11を一旦正転から逆転に切り替える「第1段階」と、第1段階に続き、「切替確定時間Tc」経過後、入力軸11を逆転から停止に切り替える「第2段階」とを含む。これにより、出力軸12を逆転から停止させて保持することで、出力軸12を正転からそのまま停止させて保持する場合に対し、保持トルクを(1/Zio)に低減することができる。よって、モータ17の消費電力を低減することができる。   As described above, in the control method of the power transmission device 10 of the present embodiment, when the output shaft 12 is held from the normal rotation, the input shaft 11 is temporarily switched from the normal rotation to the reverse rotation. Then, after “switching confirmation time Tc” elapses, “second stage” of switching the input shaft 11 from reverse rotation to stop is included. Thus, by holding the output shaft 12 stopped from the reverse rotation, the holding torque can be reduced to (1 / Zio) as compared to the case where the output shaft 12 is stopped and held from the normal rotation. Therefore, the power consumption of the motor 17 can be reduced.

(その他の実施形態)
(ア)上記実施形態では、制御装置16は、入力軸11の回転数に拘わらず、入力軸11を正転から逆転に切り替えた時刻tfrから切替確定時間Tc経過した時刻trsに、モータ17に停止指令Srsを出力する。その他の実施形態では、制御装置16は、入力軸11の回転数と逆転切替時間Txとの関係を示すマップ(図12(b))を記憶するとともに回転数の検出手段を備え、検出手段から取得した回転数に応じた適正切替時間をマップから推定してモータ17に停止指令Srsを出力してもよい。
(イ)制御装置16は、入力軸11を正転から逆転に切り替えた後、出力軸12の回転方向が正転から逆転に変化したことを認識して、モータ17に停止指令Srsを出力してもよい。
(Other embodiments)
(A) In the above embodiment, the control device 16 controls the motor 17 at the time trs when the switching confirmation time Tc elapses from the time tfr when the input shaft 11 is switched from the normal rotation to the reverse rotation regardless of the rotation speed of the input shaft 11. A stop command Srs is output. In another embodiment, the control device 16 stores a map (FIG. 12B) showing the relationship between the rotational speed of the input shaft 11 and the reverse rotation switching time Tx, and includes a rotational speed detection means. The stop command Srs may be output to the motor 17 by estimating an appropriate switching time according to the acquired rotation speed from the map.
(A) After switching the input shaft 11 from normal rotation to reverse rotation, the control device 16 recognizes that the rotation direction of the output shaft 12 has changed from normal rotation to reverse rotation, and outputs a stop command Srs to the motor 17. May be.

(ウ)上記実施形態では、入力軸11側から見てCW方向を「正転」、入力軸11側から見てCCW方向を「逆転」と定義したが、その逆であってもよい。
(エ)本発明の動力伝達装置の制御方法は、可変圧縮比エンジンに限らず、正逆転で入力軸と出力軸との変速比および伝達トルクを変更する種々の装置に適用可能である。
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
(C) In the above embodiment, the CW direction as viewed from the input shaft 11 side is defined as “forward rotation”, and the CCW direction as viewed from the input shaft 11 side is defined as “reverse rotation”.
(D) The method for controlling the power transmission device of the present invention is not limited to a variable compression ratio engine, and can be applied to various devices that change the transmission ratio and transmission torque between the input shaft and the output shaft by forward and reverse rotation.
As mentioned above, this invention is not limited to such embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can implement with a various form.

10 ・・・動力伝達装置、
11 ・・・入力軸、
12 ・・・出力軸、
13 ・・・中間軸、
16 ・・・制御装置
17 ・・・モータ(駆動手段)、
20 ・・・カップリング、
30 ・・・ワンウェイクラッチ(一方向回転力伝達部材)、
31 ・・・外輪、
32 ・・・内輪、
41 ・・・入力ギア(入力伝動部材)、
42 ・・・第1ギア(第1伝動部材)、
43 ・・・第2ギア(第2伝動部材)、
44 ・・・出力ギア(出力伝動部材)、
50 ・・・ツーウェイクラッチ(二方向回転力伝達部材)、
51 ・・・入力側副軸、外輪、
52 ・・・出力側副軸、内輪、
Sfs ・・・(正転からの)停止指令、
Sfr ・・・(正転からの)逆転指令、
Srs ・・・(逆転からの)停止指令、
Tc ・・・切替確定時間、
Tx ・・・逆転切替時間。
10: Power transmission device,
11 ・ ・ ・ Input shaft,
12 ... Output shaft,
13 ... intermediate shaft,
16 ・ ・ ・ Control device 17 ・ ・ ・ Motor (drive means),
20 ・ ・ ・ Coupling,
30 ・ ・ ・ One-way clutch (unidirectional rotational force transmission member),
31 ・ ・ ・ Outer ring,
32 ... inner ring,
41 ・ ・ ・ Input gear (input transmission member),
42 ... 1st gear (1st transmission member),
43 ... 2nd gear (second transmission member),
44 ... Output gear (output transmission member),
50 ... Two-way clutch (two-way rotational force transmission member),
51 ・ ・ ・ Input side countershaft, outer ring,
52 ... Output side countershaft, inner ring,
Sfs ... Stop command (from forward rotation),
Sfr ... reverse rotation command (from forward rotation),
Srs ... Stop command (from reverse rotation),
Tc: switching confirmation time,
Tx ... Reverse switching time.

Claims (4)

駆動手段によって駆動される入力軸の回転力を出力軸へ伝達し、前記入力軸の一方の回転方向への回転を正転とし前記入力軸の他方の回転方向への回転を逆転とすると、前記入力軸の正転時には前記出力軸を前記入力軸の回転と等速に回転させ、前記入力軸の逆転時には前記出力軸を前記入力軸の回転に対し減速して回転させ、
前記入力軸に固定され、前記入力軸とともに回転する入力伝動部材と、
前記入力軸とは別の軸上に設けられる入力側副軸に固定され、前記入力伝動部材の回転を伝達されて前記入力側副軸とともに回転する第1伝動部材と、
前記出力軸とは別の軸上に設けられる出力側副軸に固定され、前記出力側副軸とともに回転する第2伝動部材と、
前記出力軸に固定され、前記第2伝動部材の回転を伝達されて前記出力軸とともに回転する出力伝動部材と、
前記入力軸の正転時に前記入力軸の正転力を前記出力軸に伝達し、前記入力軸の逆転時に前記出力軸を空転させることが可能な一方向回転力伝達部材と、
前記入力側副軸の回転力を前記出力側副軸に伝達し、前記出力側副軸の回転力に対して前記入力側副軸を空転させることが可能な二方向回転力伝達部材と、
を備え、
前記入力軸の正転時、前記入力軸の正転力が前記一方向回転力伝達部材を経由して前記出力軸に伝達され、
前記入力軸の逆転時、前記入力軸の逆転力が前記入力伝動部材、前記第1伝動部材、前記入力側副軸、前記二方向回転力伝達部材、前記出力側副軸、前記第2伝動部材、前記出力伝動部材を経由して前記出力軸に伝達される動力伝達装置の制御方法であって、
前記出力軸を正転から停止させた状態で前記出力軸に加わる外力に対して回転角度を保持するとき、
前記駆動手段によって前記入力軸を正転から逆転に切り替える第1段階と、
前記第1段階に続き、前記二方向回転力伝達部材において、前記入力側副軸の回転力に対して前記出力側副軸が空転する空転状態から、前記入力側副軸の回転力が前記出力側副軸に伝達される動力伝達状態に切り替わった後、前記駆動手段によって前記入力軸を逆転から停止に切り替える第2段階と、
を含むことを特徴とする動力伝達装置の制御方法。
When the rotational force of the input shaft driven by the driving means is transmitted to the output shaft, the rotation of the input shaft in one rotational direction is forward rotation, and the rotation of the input shaft in the other rotational direction is reverse rotation, When the input shaft is rotating forward, the output shaft is rotated at the same speed as the rotation of the input shaft, and when the input shaft is rotating reversely, the output shaft is rotated at a reduced speed relative to the rotation of the input shaft,
An input transmission member fixed to the input shaft and rotating together with the input shaft;
A first transmission member that is fixed to an input-side countershaft provided on a shaft different from the input shaft, is rotated by the rotation of the input transmission member and rotates together with the input-side countershaft;
A second transmission member fixed to an output side auxiliary shaft provided on a shaft different from the output shaft and rotating together with the output side auxiliary shaft;
An output transmission member that is fixed to the output shaft and that rotates with the output shaft by transmitting the rotation of the second transmission member;
A one-way rotational force transmitting member capable of transmitting a normal rotation force of the input shaft to the output shaft during normal rotation of the input shaft and allowing the output shaft to idle during reverse rotation of the input shaft;
A two-way rotational force transmission member capable of transmitting the rotational force of the input-side secondary shaft to the output-side secondary shaft and allowing the input-side secondary shaft to idle with respect to the rotational force of the output-side secondary shaft;
With
During normal rotation of the input shaft, the normal rotation force of the input shaft is transmitted to the output shaft via the one-way rotational force transmitting member,
When the input shaft is reversely rotated, the reverse rotation force of the input shaft is the input transmission member, the first transmission member, the input side auxiliary shaft, the two-way rotational force transmission member, the output side auxiliary shaft, and the second transmission member. A control method of a power transmission device that is transmitted to the output shaft via the output transmission member,
When maintaining the rotation angle with respect to the external force applied to the output shaft in a state where the output shaft is stopped from normal rotation,
A first step of switching the input shaft from forward rotation to reverse rotation by the driving means;
Subsequent to the first stage, in the two-way rotational force transmission member, the rotational force of the input-side countershaft is changed from the idling state in which the output-side countershaft idles with respect to the rotational force of the input-side countershaft. A second stage of switching the input shaft from reverse rotation to stop by the drive means after switching to a power transmission state transmitted to the collateral shaft;
A control method for a power transmission device.
前記二方向回転力伝達部材は、
前記出力側副軸の回転数が前記入力側副軸の回転数より大きいとき前記空転状態となり、
前記出力側副軸の回転数が前記入力側副軸の回転数より小さいとき前記動力伝達状態となることを特徴とする請求項1に記載の動力伝達装置の制御方法。
The bidirectional torque transmission member is
When the rotation speed of the output side countershaft is greater than the rotation speed of the input side countershaft, the idling state occurs,
2. The method of controlling a power transmission device according to claim 1, wherein the power transmission state is established when the rotational speed of the output side secondary shaft is smaller than the rotational speed of the input side secondary shaft.
前記駆動手段は、前記入力軸を正転から逆転に切り替えた時刻から所定の遅れ時間経過後、前記入力軸を逆転から停止に切り替えることを特徴とする請求項2に記載の動力伝達装置の制御方法。   3. The control of the power transmission device according to claim 2, wherein the drive unit switches the input shaft from reverse rotation to stop after a predetermined delay time has elapsed since the time when the input shaft was switched from normal rotation to reverse rotation. Method. 前記所定の遅れ時間は、前記入力軸の最大使用回転数で前記入力軸を正転から逆転に切り替えた時刻から前記出力側副軸の回転数が前記入力側副軸の回転数と等しくなるまでの時間よりも長い時間であることを特徴とする請求項3に記載の動力伝達装置の制御方法。   The predetermined delay time is from the time when the input shaft is switched from normal rotation to reverse rotation at the maximum operating rotational speed of the input shaft until the rotational speed of the output side secondary shaft becomes equal to the rotational speed of the input side secondary shaft. 4. The method of controlling a power transmission device according to claim 3, wherein the time is longer than the time.
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