JP2017089737A

JP2017089737A - リニア変速動力伝達機構

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Publication number: JP2017089737A
Application number: JP2015219776A
Authority: JP
Inventors: 程信霖; xin-lin Cheng; ▲とう▼景忠; Jing-Zhong Deng
Original assignee: Motive Power Industry Co Ltd
Current assignee: Motive Power Industry Co Ltd
Priority date: 2015-11-09
Filing date: 2015-11-09
Publication date: 2017-05-25
Anticipated expiration: 2035-11-09
Also published as: JP6170537B2

Abstract

【課題】構造が簡素かつ小型であり、伝達ロスが少なく、変速するときにジャークが発生することを防ぐリニア変速動力伝達機構を提供する。
【解決手段】リニア変速動力伝達機構は、変速部１、動力入力挟持環体２、動力出力挟持環体、２つの第１のボール環体４、動力入力回転体５、動力出力回転体６及び２つの螺旋弾性体７を備える。変速部１は、支持回転体１４、複数の伝動球体１３及び複数の駆動円杆１２を有する。伝動球体１３は、間隔をおいて移動可能に支持回転体１４に配置される。伝動球体１３は、径方向に設けられた円柱状収納部１３１をそれぞれ有する。駆動円杆１２の内方端は、支持回転体１４の径方向に沿って円柱状収納部に移動可能に配置され、駆動円杆１２により支持回転体１４が偏心回転される。
【選択図】図１

Description

本発明は、リニア変速動力伝達機構（ｌｉｎｅａｒｇｅａｒｓｈｉｆｔｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｆｅｒｍｅｃｈａｎｉｓｍ）に関し、特に、構造が簡素で小型であり、伝達ロスが少なく、変速時にジャークが発生することを防ぐリニア変速動力伝達機構に関する。

従来の乗り物には、速度を調整したり燃費を向上させたりするために、変速機構が設けられている。一般の変速機構は、ギヤセットだけ又はギヤセットと油道との組合せにより動力を伝達するが、ギヤセットだけ又はギヤセットと油道との組合せは、構造が複雑で大型であり、伝達ロスが多く、変速時にジャークが発生し易かった。そのため、これらの問題点を改善するために、２つのドラムにＶベルトを組み合わせた無段変速機が開発されたが、ドラム及びＶベルトの体積は大きかった。そのため、構造を簡素かつ小型にし、伝達ロスが少なく、変速時にジャークが発生することを防ぐリニア変速動力伝達機構が求められていた。

本発明の目的は、構造が簡素かつ小型であり、伝達ロスが少なく、変速するときにジャークが発生することを防ぐリニア変速動力伝達機構を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によれば、変速部、動力入力挟持環体、動力出力挟持環体、２つの第１のボール環体、動力入力回転体、動力出力回転体及び２つの螺旋弾性体を備えたリニア変速動力伝達機構であって、前記変速部は、支持回転体、複数の伝動球体及び複数の駆動円杆を有し、前記伝動球体は、間隔をおいて移動可能に前記支持回転体に配置され、前記伝動球体は、径方向に設けられた円柱状収納部をそれぞれ有し、前記駆動円杆の内方端は、前記支持回転体の径方向に沿って前記円柱状収納部に移動可能に配置され、前記駆動円杆により前記支持回転体が偏心回転され、前記動力入力挟持環体は、一方の側面に内傾斜動力入力環状面が設けられ、他方の側面に、環状に配列された複数の第１のティアドロップ形状凹溝が設けられ、前記動力入力挟持環体の内縁には、第１の径方向位置決め孔が形成され、前記動力出力挟持環体は、一方の側面に内傾斜動力出力環状面が設けられ、他方の側面に環状に配列された複数の第２のティアドロップ形状凹溝が設けられ、前記動力出力挟持環体の内縁には、第２の径方向位置決め孔が形成され、前記伝動球体は、前記内傾斜動力入力環状面と、前記内傾斜動力出力環状面と、前記支持回転体との間に移動可能に挟持され、前記第１のティアドロップ形状凹溝の頭部と前記第２のティアドロップ形状凹溝の頭部とは同じ向きの接線方向を向き、前記第１のボール環体は、複数の第１のボール及び第１の位置決め環体をそれぞれ有し、前記第１の位置決め環体は、前記第１のボールをそれぞれ位置決めする複数の第１の位置決め部を有し、前記第１の位置決め環体の内縁には、外凸環体がそれぞれ設けられ、前記外凸環体は、位置決め溝をそれぞれ有し、前記動力入力回転体の一側面には、第１の軸方向位置決め孔と、環状に配列された複数の第３のティアドロップ形状凹溝とが形成され、前記第３のティアドロップ形状凹溝の頭部と前記第１のティアドロップ形状凹溝の頭部とは反対向きの接線方向を向き、前記第１のボール環体の前記第１のボールは、前記第１のティアドロップ形状凹溝と前記第３のティアドロップ形状凹溝との間に移動可能に挟持され、前記動力出力回転体の一側面には、第２の軸方向位置決め孔と、環状に配列された複数の第４のティアドロップ形状凹溝とが形成され、前記第４のティアドロップ形状凹溝の頭部と前記第２のティアドロップ形状凹溝の頭部とは反対向きの接線方向を向き、前記第１のボール環体の前記第１のボールは、前記第２のティアドロップ形状凹溝と前記第４のティアドロップ形状凹溝との間に移動可能に挟持され、前記螺旋弾性体の両端には、径方向位置決めピン及び軸方向位置決めピンがそれぞれ設けられるとともに、前記外凸環体内にそれぞれ収容され、前記径方向位置決めピンは、前記位置決め溝を介して前記第１の径方向位置決め孔及び前記第２の径方向位置決め孔の中にそれぞれ配置され、前記軸方向位置決めピンは、前記第１の軸方向位置決め孔及び前記第２の軸方向位置決め孔の中にそれぞれ配置されることを特徴とするリニア変速動力伝達機構が提供される。

前記内傾斜動力入力環状面及び前記内傾斜動力出力環状面は、前記伝動球体の対をなす２側にそれぞれ設けられ、前記伝動球体が前記支持回転体の外円周面に移動可能に配置されることが好ましい。

前記駆動円杆は、前記支持回転体の径方向を起点として前記支持回転体の軸方向に至るまで偏心回転されることが好ましい。

前記動力入力回転体と前記動力出力回転体との回転方向は反対であることが好ましい。

前記外凸環体は、前記動力入力挟持環体及び前記動力出力挟持環体の中にそれぞれ収容されることが好ましい。

前記動力入力回転体は、前記支持回転体の一方の側面に枢着される第１の接続軸を有し、前記動力出力回転体は、前記支持回転体の他方の側面に枢着される第２の接続軸を有することが好ましい。

２つの環状蓋体、２つの軸受及び２つの第２のボール環体をさらに備え、前記動力入力回転体の他方の側面には、動力入力軸が設けられ、前記動力出力回転体の他方の側面には、動力出力軸が設けられ、前記第２のボール環体は、複数の第２のボールと、第２の位置決め環体とをそれぞれ有し、前記第２の位置決め環体は、前記第２のボールをそれぞれ位置決めする複数の第２の位置決め部を有し、前記軸受は、前記動力入力軸及び前記動力出力軸にそれぞれ嵌合され、前記環状蓋体は、前記軸受にそれぞれ嵌合され、前記第２のボール環体の前記第２のボールは、前記環状蓋体と前記動力入力回転体との間と、前記環状蓋体と前記動力出力回転体との間に移動可能に挟持されることが好ましい。

上記課題を解決するために、本発明の第２の形態によれば、変速部、動力入力挟持環体、動力出力挟持環体、第１のボール環体、第２のボール環体、動力入力回転体、動力出力回転体及び複数の弾性体を備えたリニア変速動力伝達機構であって、前記変速部は、支持回転体、複数の伝動球体及び複数の駆動円杆を有し、前記伝動球体は、間隔をおいて移動可能に前記支持回転体に配置されるとともに、径方向に設けられた円柱状収納部をそれぞれ有し、前記駆動円杆の内方端は、前記支持回転体の径方向に沿って移動可能に前記円柱状収納部に配置され、前記駆動円杆により前記支持回転体が偏心回転され、前記動力入力挟持環体は、一方の側面に内傾斜動力入力環状面が設けられ、他方の側面に環状に配列された複数の第１のティアドロップ形状凹溝と、複数の第１の接続部と、を有し、前記動力出力挟持環体は、一方の側面に内傾斜動力出力環状面が設けられ、他方の側面に環状に配列された複数の第２のティアドロップ形状凹溝と、複数の第２の接続部と、を有し、前記伝動球体は、前記内傾斜動力入力環状面と、前記内傾斜動力出力環状面と、前記支持回転体との間に移動可能に挟持され、前記第１のティアドロップ形状凹溝の頭部と前記第２のティアドロップ形状凹溝の頭部とは反対向きの接線方向を向き、前記第１のボール環体は、複数の第１のボール及び第１の位置決め環体を有し、前記第１の位置決め環体は、前記第１のボールをそれぞれ位置決めする複数の第１の位置決め部を有し、前記第２のボール環体は、複数の第２のボール及び第２の位置決め環体を有し、前記第２の位置決め環体は、前記第２のボールをそれぞれ位置決めする複数の第２の位置決め部を有し、前記動力入力回転体の一側面には、環状に配列された複数の第３のティアドロップ形状凹溝と、複数の第３の接続部と、が形成され、前記第３のティアドロップ形状凹溝の頭部と前記第１のティアドロップ形状凹溝の頭部とは反対向きの接線方向を向き、前記第１のボール環体の前記第１のボールは、前記第１のティアドロップ形状凹溝と前記第３のティアドロップ形状凹溝との間に移動可能に挟持され、前記動力出力回転体の一側面には、環状に配列された複数の第４のティアドロップ形状凹溝と、複数の第４の接続部と、が形成され、前記第４のティアドロップ形状凹溝の頭部と前記第２のティアドロップ形状凹溝の頭部とは反対向きの接線方向を向き、前記第２のボール環体の前記第２のボールは、前記第２のティアドロップ形状凹溝と前記第４のティアドロップ形状凹溝との間に移動可能に挟持され、前記弾性体は、前記第１の接続部と前記第３の接続部との間と、前記第２の接続部と前記第４の接続部との間にそれぞれ接続されることを特徴とするリニア変速動力伝達機構が提供される。

前記内傾斜動力入力環状面及び前記内傾斜動力出力環状面は、前記伝動球体と同じ側に位置し、前記支持回転体の側環面は、前記伝動球体に位置するとともに、前記内傾斜動力入力環状面及び前記内傾斜動力出力環状面の反対側に位置することが好ましい。

複数の第４のボール及び第４の位置決め環体を有する第４のボール環体をさらに備え、前記第４の位置決め環体は、前記第４のボールをそれぞれ位置決めする複数の第４の位置決め部を有し、前記第４の位置決め環体の前記第４のボールは、前記動力入力回転体と前記動力出力回転体との間に移動可能に挟持されることが好ましい。

２つの環状蓋体、２つの軸受及び２つの第３のボール環体をさらに備え、前記動力入力回転体の他方の側面には、動力入力軸が設けられ、前記動力出力回転体の他方の側面には、動力出力軸が設けられ、前記第３のボール環体は、複数の第３のボールと、第３の位置決め環体とをそれぞれ有し、前記第３の位置決め環体は、前記第３のボールをそれぞれ位置決めする複数の第３の位置決め部を有し、前記軸受は、前記動力入力軸及び前記動力出力軸にそれぞれ嵌合され、前記環状蓋体は、前記軸受にそれぞれ嵌合され、前記第３のボール環体の前記第３のボールは、前記環状蓋体と前記支持回転体との間と、前記環状蓋体と前記動力出力回転体との間に移動可能に挟持されることが好ましい。

前記動力入力回転体と前記動力出力回転体との回転方向は同じであることが好ましい。

前記第１の接続部及び前記第２の接続部は凸体であり、前記第３の接続部及び前記第４の接続部はＵ字状収納体であり、前記凸体は、前記Ｕ字状収納体の端口にそれぞれ位置し、前記弾性体は、前記Ｕ字状収納体内にそれぞれ位置することが好ましい。

本発明のリニア変速動力伝達機構は、構造が簡素かつ小型であり、伝達ロスが少なく、変速するときにジャークが発生することを防ぐ。

図１は、本発明の一実施形態に係るリニア変速動力伝達機構を示す分解斜視図である。図２は、本発明の一実施形態に係るリニア変速動力伝達機構を別の角度から見たところを示す分解斜視図である。図３は、本発明の一実施形態に係るリニア変速動力伝達機構をさらに別の角度から見たところを示す分解斜視図である。図４は、本発明の一実施形態に係るリニア変速動力伝達機構の変速部、動力入力挟持環体及び動力出力挟持環体を示す断面図である。図５は、本発明の一実施形態に係るリニア変速動力伝達機構を示す分解斜視図である。図６は、本発明の一実施形態に係るリニア変速動力伝達機構をさらに別の角度から見たところを示す分解斜視図である。図７は、本発明の一実施形態に係るリニア変速動力伝達機構を示す斜視図である。図８は、本発明の一実施形態に係るリニア変速動力伝達機構をさらに別の角度から見たところを示す斜視図である。図９は、本発明の他の実施形態に係るリニア変速動力伝達機構を示す分解斜視図である。図１０は、本発明の他の実施形態に係るリニア変速動力伝達機構をさらに別の角度から見たところを示す分解斜視図である。図１１は、本発明の他の実施形態に係るリニア変速動力伝達機構を示す分解斜視図（１）である。図１２は、本発明の他の実施形態に係るリニア変速動力伝達機構をさらに別の角度から見たところを示す分解斜視図（１）である。図１３は、本発明の他の実施形態に係るリニア変速動力伝達機構の変速部、動力入力挟持環体及び動力出力挟持環体を示す断面図である。図１４は、本発明の他の実施形態に係るリニア変速動力伝達機構を示す分解斜視図（２）である。図１５は、本発明の他の実施形態に係るリニア変速動力伝達機構をさらに別の角度から見たところを示す分解斜視図（２）である。図１６は、本発明の他の実施形態に係るリニア変速動力伝達機構を示す斜視図である。図１７は、本発明の他の実施形態に係るリニア変速動力伝達機構を別の角度から見たところを示す斜視図である。図１８は、本発明の一実施形態に係るリニア変速動力伝達機構の弾性体及び第１〜第４の接続部を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。

図１〜図８を参照する。本発明の一実施形態に係るリニア変速動力伝達機構は、伝動球体１３、駆動円杆１２、動力入力挟持環体２及び動力出力挟持環体３の接続方式がより明白になるように、図４では伝動球体１３及び駆動円杆１２と、動力入力挟持環体２及び動力出力挟持環体３との接続方式のみ表されているが、その他未表示の伝動球体及び駆動円杆の接続方式も図４の接続方式と同じである。図１〜図８に示すように、本発明の一実施形態に係るリニア変速動力伝達機構は、少なくとも変速部１、動力入力挟持環体２、動力出力挟持環体３、２つの第１のボール環体４、動力入力回転体５、動力出力回転体６及び２つの螺旋弾性体７から構成されてなる。変速部１は、駆動環体１１、複数の駆動円杆１２、複数の伝動球体１３及び支持回転体１４を有する。伝動球体１３は、支持回転体１４の外円周面に、同じ円周角で間隔をおいて移動可能に配置される。複数の伝動球体１３は、径方向に設けられた円柱状収納部１３１をそれぞれ有する。円柱状収納部１３１は、円柱状収納凹溝でもよい。駆動円杆１２の内方端は、支持回転体１４の径方向に沿って円柱状収納部１３１に移動可能に配置される。駆動円杆１２の外方端は、同じ円周角で間隔をおいて駆動環体１１に枢着される。駆動環体１１は、支持回転体１４の軸方向に沿って平行移動し、支持回転体１４の径方向を起点として支持回転体１４の軸方向に至るまで駆動円杆１２及び伝動球体１３を時計回りに偏心回転させるか逆時計回りに偏心回転させる。動力入力挟持環体２は、一方の側面の外縁付近に内傾斜動力入力環状面２１が設けられ、他方の側面の外縁付近に、環状に配列された複数の第１のティアドロップ形状凹溝２２が設けられる。動力入力挟持環体２の内縁には、第１の径方向位置決め孔２３が形成される。動力出力挟持環体３は、一方の側面の外縁付近に内傾斜動力出力環状面３１が設けられ、他方の側面の外縁付近に環状に配列された複数の第２のティアドロップ形状凹溝３２が設けられる。動力出力挟持環体３の内縁には、第２の径方向位置決め孔３３が形成される。内傾斜動力入力環状面２１及び内傾斜動力出力環状面３１は、伝動球体１３の対をなす２側にそれぞれ設けられ、伝動球体１３が支持回転体１４の外円周面上に移動可能に配置される。伝動球体１３は、内傾斜動力入力環状面２１と、内傾斜動力出力環状面３１と、支持回転体１４の外円周面との間に移動可能に挟持される。第１のティアドロップ形状凹溝２２の頭部と第２のティアドロップ形状凹溝３２の頭部とは、同じ接線方向を向く。第１のボール環体４は、複数の第１のボール４１及び第１の位置決め環体４２をそれぞれ有する。第１の位置決め環体４２は、第１のボール４１をそれぞれ位置決めする複数の第１の位置決め部４２１を有する。複数の第１の位置決め部４２１は、同じ円周角で間隔をあけて設けられる。第１の位置決め部４２１は、凹溝又は貫通孔でもよい。第１の位置決め環体４２の内縁側面には、外凸環体４２２がそれぞれ設けられる。複数の外凸環体４２２は、位置決め溝４２３をそれぞれ有する。動力入力回転体５の一側面には、第１の軸方向位置決め孔５２と、環状に配列された複数の第３のティアドロップ形状凹溝５１とが形成される。第３のティアドロップ形状凹溝５１は、動力入力回転体５の外縁付近に位置する。第３のティアドロップ形状凹溝５１の頭部と第１のティアドロップ形状凹溝２２の頭部とは反対の接線方向を向く。第１のボール環体４の第１のボール４１は、第１のティアドロップ形状凹溝２２と第３のティアドロップ形状凹溝５１との間に移動可能に挟持される。第１のボール４１の直径は、第１のティアドロップ形状凹溝２２の頭部直径及び第３のティアドロップ形状凹溝５１の頭部直径より僅かに小さい。動力出力回転体６の一側面には、第２の軸方向位置決め孔６２と、環状に配列された複数の第４のティアドロップ形状凹溝６１とが形成される。第４のティアドロップ形状凹溝６１は、動力出力回転体６の外縁付近に位置する。第４のティアドロップ形状凹溝６１の頭部と第２のティアドロップ形状凹溝３２の頭部とは反対の接線方向を向く。第１のボール環体４の第１のボール４１は、第２のティアドロップ形状凹溝３２と第４のティアドロップ形状凹溝６１との間に移動可能に挟持される。第１のボール４１の直径は、第２のティアドロップ形状凹溝３２の頭部直径及び第４のティアドロップ形状凹溝６１の頭部直径より僅かに小さい。螺旋弾性体７の両端には、径方向位置決めピン７１及び軸方向位置決めピン７２がそれぞれ設けられる。螺旋弾性体７は、外凸環体４２２内にそれぞれ収容される。径方向位置決めピン７１は、位置決め溝４２３を介して第１の径方向位置決め孔２３及び第２の径方向位置決め孔３３の中にそれぞれ配置される。軸方向位置決めピン７２は、第１の軸方向位置決め孔５２及び第２の軸方向位置決め孔６２の中にそれぞれ配置される。

図１及び図７を参照する。図１及び図７に示すように、動力入力回転体５が動力を伝達していないとき、螺旋弾性体７により第１のボール環体４の第１のボール４１を第１のティアドロップ形状凹溝２２の頭部及び第３のティアドロップ形状凹溝５１の頭部（図３を参照する）へ保持する。動力入力回転体５が動力を伝達するとき（逆時計回りに回転するとき）、第１のボール環体４の第１のボール４１が第１のティアドロップ形状凹溝２２の頭部及び第３のティアドロップ形状凹溝５１の頭部により、第１のティアドロップ形状凹溝２２の末端部及び第３のティアドロップ形状凹溝５１の末端部（図３を参照する）へ向かって移動され、動力入力挟持環体２が支持回転体１４の軸方向に沿って伝動球体１３へ向かって移動すると、螺旋弾性体７の両端が引き離される。同じ道理により、動力出力回転体６が動力を伝えていないとき、螺旋弾性体７により第１のボール環体４の第１のボール４１が第２のティアドロップ形状凹溝３２の頭部（図３を参照する）と、第４のティアドロップ形状凹溝６１の頭部とに保持される。動力出力回転体６が動力入力回転体５、動力入力挟持環体２、伝動球体１３及び動力出力挟持環体３（図３を参照する）により、動力を伝えるとき（時計回りで回転する）、第１のボール環体４の第１のボール４１が第２のティアドロップ形状凹溝３２の頭部と、第４のティアドロップ形状凹溝６１の頭部とにより第２のティアドロップ形状凹溝３２の末端部（図３を参照する）及び第４のティアドロップ形状凹溝６１の末端部へ向かって移動し、動力出力挟持環体３が支持回転体１４の軸方向に沿って伝動球体１３へ向かって移動し、螺旋弾性体７の両端を引き離した後、伝動球体１３が内傾斜動力入力環状面２１、内傾斜動力出力環状面３１及び支持回転体１４の外円周面の間に移動可能に挟持されると、動力入力回転体５の動力が動力入力挟持環体２、支持回転体１４及び動力出力挟持環体３を介して動力出力回転体６へ伝達され、動力入力回転体５により動力入力挟持環体２が逆時計回りに回転され、動力入力挟持環体２により伝動球体１３が時計回りで回転され、伝動球体１３により動力出力挟持環体３及び動力出力回転体６が時計回りで回転される。

上述したように、伝動球体１３が内傾斜動力入力環状面２１、内傾斜動力出力環状面３１及び支持回転体１４の円周面に滑り接触されるため、本実施形態のリニア変速動力伝達機構は、構造が簡素で小型であり、伝達ロスが少なく、変速時にジャークが発生することを防ぐことができる。

図１及び図７に示すように、以上の説明において、上述したリニア変速動力伝達機構の動力入力回転体５と動力出力回転体６との回転方向は反対でもよい。

図１、図３、図５及び図６を参照する。図１、図３、図５及び図６に示すように、上述したリニア変速動力伝達機構において、外凸環体４２２は動力入力挟持環体及び動力出力挟持環体３の中にそれぞれ収容される。この構成により、本発明のリニア変速動力伝達機構は、幅を減らして体積を小さくすることができる。

図１及び図３を参照する。図１及び図３に示すように、上述したリニア変速動力伝達機構の動力入力回転体５は、支持回転体１４の一方の側面に設けられた軸受１４１に枢着される第１の接続軸５４を有してもよい。動力出力回転体６は、支持回転体１４の他方の側面の軸受１４１に枢着される第２の接続軸６４を有してもよい。この構成により、支持回転体１４は、動力入力回転体５及び動力出力回転体６により支持される。動力入力回転体５と動力出力回転体６とは互いに接続され、反対方向へ回転される。

図１、図３、図７及び図８を参照する。図１、図３、図７及び図８に示すように、上述したリニア変速動力伝達機構は、２つの環状蓋体８１、２つの軸受８２及び２つの第２のボール環体８３をさらに含む。動力入力回転体５の他方の側面には、動力入力軸５３が設けられる。動力出力回転体６の他方の側面には、動力出力軸６３が設けられる。第２のボール環体８３は、複数の第２のボール８３１と、第２の位置決め環体８３２とをそれぞれ有する。第２の位置決め環体８３２は、第２のボール８３１をそれぞれ位置決めする複数の第２の位置決め部８３３を有する。第２の位置決め部８３３は、凹溝又は貫通孔でもよい。軸受８２は、動力入力軸５３及び動力出力軸６３にそれぞれ嵌合される。環状蓋体８１は、軸受８２に嵌合される。第２のボール環体８３の第２のボール８３１は、環状蓋体８１の凹溝と動力入力回転体５の凹溝との間と、環状蓋体８１の凹溝と動力出力回転体６の凹溝との間に移動可能に挟持される。

図９〜図１８を参照する。本発明の一実施形態に係るリニア変速動力伝達機構は、伝動球体１３、駆動円杆１２、動力入力挟持環体２及び動力出力挟持環体３の接続方式がより明白になるように、図１３では２つの伝動球体１３及び２つの駆動円杆１２と、動力入力挟持環体２及び動力出力挟持環体３との接続方式のみ表されているが、その他未表示の伝動球体及び駆動円杆の接続方式も図１３の接続方式と同じである。図９〜図１８に示すように、本発明の他の実施形態に係るリニア変速動力伝達機構は、少なくとも変速部１、動力入力挟持環体２、動力出力挟持環体３、第１のボール環体４、第２のボール環体４３、動力入力回転体５、動力出力回転体６及び複数の弾性体５６，６６から構成されてなる。変速部１は、駆動環体１１、複数の駆動円杆１２、複数の伝動球体１３及び支持回転体１４を有する。伝動球体１３は、同じ円周角で間隔をおいて移動可能に支持回転体１４の側環面１４２に配置される。側環面１４２は、伝動球体１３に対応するように内側に凹んだ円弧状に形成される。複数の伝動球体１３の径方向上には、円柱状収納部１３１がそれぞれ設けられる。円柱状収納部１３１は、円柱状収納凹溝又は円柱状収納流路でもよい。駆動円杆１２の内方端は、支持回転体１４の径方向に沿って円柱状収納部１３１に移動可能に配置される。駆動円杆１２の外方端は、同じ円周角で間隔をおいて駆動環体１１の複数の枢着孔１１１に枢着される。駆動環体１１は、支持回転体１４の軸方向に沿って平行移動し、支持回転体１４の径方向を起点として支持回転体１４の軸方向に至るまで駆動円杆１２及び伝動球体１３を時計回りに偏心回転させるか逆時計回りに偏心回転させる。動力入力挟持環体２は、一方の側面に内傾斜動力入力環状面２１が設けられ、環状に配列された複数の第１のティアドロップ形状凹溝２２及び複数の第１の接続部２４が他方の側面に設けられる。動力出力挟持環体３は、一方の側面に内傾斜動力出力環状面３１が設けられ、環状に配列された複数の第２のティアドロップ形状凹溝３２及び複数の第２の接続部３４が他方の側面に設けられる。動力入力挟持環体２の内傾斜動力入力環状面２１は、動力出力挟持環体３の内傾斜動力出力環状面３１内に位置するとともに、動力入力挟持環体２の内傾斜動力入力環状面２１及び動力出力挟持環体３の内傾斜動力出力環状面３１は、伝動球体１３と同じ側に位置する。支持回転体１４の側環面１４２は、伝動球体１３に位置するとともに、内傾斜動力入力環状面２１及び内傾斜動力出力環状面３１の反対側に位置する。伝動球体１３は、内傾斜動力入力環状面２１と、内傾斜動力出力環状面３１と、支持回転体１４の側環面１４２との間に移動可能に挟持される。第１のティアドロップ形状凹溝２２の頭部と第２のティアドロップ形状凹溝３２の頭部とは反対の接線方向を向く。第１のボール環体４は、複数の第１のボール４１及び第１の位置決め環体４２を有する。第１の位置決め環体４２は、第１のボール４１を位置決めする複数の第１の位置決め部４２１をそれぞれ有する。複数の第１の位置決め部４２１は、同じ円周角で間隔をあけて設けられる。第１の位置決め部４２１は、凹溝又は貫通孔でもよい。第２のボール環体４３は、第２のボール４３１及び第２の位置決め環体４３２を有する。第２の位置決め環体４３２は、第２のボール４３１を位置決めする複数の第２の位置決め部４３３をそれぞれ有する。複数の第２の位置決め部４３３は、同じ円周角で間隔をあけて設けられる。第２の位置決め部４３３は、凹溝又は貫通孔でもよい。第１のボール環体４は、第２のボール環体４３内に位置決めされる。動力入力回転体５の一側面には、環状に配列された複数の第３のティアドロップ形状凹溝５１及び複数の第３の接続部５５が形成される。第３のティアドロップ形状凹溝５１及び第３の接続部５５は、動力入力回転体５の外縁付近に位置する。第３のティアドロップ形状凹溝５１の頭部と第１のティアドロップ形状凹溝２２の頭部とは反対の接線方向を向く。第１のボール環体４の第１のボール４１は、第１のティアドロップ形状凹溝２２と第３のティアドロップ形状凹溝５１との間に移動可能に挟持される。第１のボール４１の直径は、第１のティアドロップ形状凹溝２２の頭部直径及び第３のティアドロップ形状凹溝５１の頭部直径より僅かに小さい。動力出力回転体６の一側面には、環状に配列された複数の第４のティアドロップ形状凹溝６１及び複数の第４の接続部６５が形成される。第４のティアドロップ形状凹溝６１及び第４の接続部６５は、動力出力回転体６の外縁付近に位置する。第４のティアドロップ形状凹溝６１の頭部と第２のティアドロップ形状凹溝３２の頭部とは反対の接線方向を向く。第２のボール環体４３の第２のボール４３１は、第２のティアドロップ形状凹溝３２と第４のティアドロップ形状凹溝６１との間に移動可能に挟持される。第２のボール４３１の直径は、第２のティアドロップ形状凹溝３２の頭部直径及び第４のティアドロップ形状凹溝６１の頭部直径より僅かに小さい。動力出力回転体６は、キャップ形状を呈してもよい。動力入力回転体５は、動力出力回転体６内に位置する。弾性体５６，６６は、第１の接続部２４と第３の接続部５５との間と、第２の接続部３４と第４の接続部６５との間にそれぞれ接続される。

図９及び図１６を参照する。図９及び図１６に示すように、動力入力回転体５が動力を伝達していないとき、第１のボール環体４の第１のボール４１は、弾性体５６により第１のティアドロップ形状凹溝２２の頭部（図１０を参照する）と、第３のティアドロップ形状凹溝５１の頭部とに保持され、動力入力回転体５が動力を伝達するとき（時計回りで回転する）、第１のボール環体４の第１のボール４１は、第１のティアドロップ形状凹溝２２の頭部及び第３のティアドロップ形状凹溝５１の頭部を介して第１のティアドロップ形状凹溝２２の末端部（図１０を参照する）と、第３のティアドロップ形状凹溝５１の末端部とへ向かって移動し、動力入力挟持環体２が支持回転体１４の軸方向に沿って伝動球体１３へ向かって移動すると、弾性体５６の両端が引き離される。同じ道理により、動力出力回転体６が動力を伝えていないとき、第２のボール環体４３の第２のボール４３１は、弾性体６６により第２のティアドロップ形状凹溝３２の頭部（図１０を参照する）と、第４のティアドロップ形状凹溝６１の頭部とに保持される。動力出力回転体６が動力入力回転体５、動力入力挟持環体２、伝動球体１３及び動力出力挟持環体３により、動力を伝えるとき（時計回りで回転する）、第２のボール環体４３の第２のボール４３１が第２のティアドロップ形状凹溝３２の頭部と、第４のティアドロップ形状凹溝６１の頭部とにより第２のティアドロップ形状凹溝３２の末端部（図１０を参照する）及び第４のティアドロップ形状凹溝６１の末端部へ向かって移動し、動力出力挟持環体３が支持回転体１４の軸方向に沿って伝動球体１３へ向かって移動し、弾性体６６の両端が引き離された後、伝動球体１３が内傾斜動力入力環状面２１、内傾斜動力出力環状面３１及び支持回転体１４の側環面１４２の間に移動可能に挟持され、動力入力回転体５の動力が動力入力挟持環体２、支持回転体１４及び動力出力挟持環体３を介して動力出力回転体６へ伝達される。動力入力回転体５は、動力入力挟持環体２及び伝動球体１３を時計回りで回転させ、伝動球体１３は、動力出力挟持環体３及び動力出力回転体６を時計回りで回転させる。

上述したように、伝動球体１３が内傾斜動力入力環状面２１、内傾斜動力出力環状面３１及び支持回転体１４の側環面１４２に滑り接触されるため、本実施形態のリニア変速動力伝達機構は、構造が簡素で小型であり、伝達ロスが少なく、変速時にジャークが発生することを防ぐことができる。

図９及び図１６に示すように、以上の説明において、上述したリニア変速動力伝達機構の動力入力回転体５と動力出力回転体６との回転方向は反対でもよい。

図９〜図１２及び図１５を参照する。図９〜図１２及び図１５に示すように、本発明の他の実施形態に係るリニア変速動力伝達機構では、動力入力回転体５が動力出力回転体６に滑り接触されるが、複数の第４のボール４４１及び第４の位置決め環体４４２を有する第４のボール環体４４をさらに含んでもよい。第４の位置決め環体４４２は、第４のボール４４１をそれぞれ位置決めする複数の第４の位置決め部４４３を有する。第４の位置決め部４４３は、凹溝又は貫通孔でもよい。第４の位置決め環体４４２の第４のボール４４１は、動力入力回転体５の凹溝と動力出力回転体６の凹溝との間に移動可能に挟持され、動力入力回転体５と動力出力回転体６との間の摩擦ロスを減らす。

図９、図１０、図１６及び図１７を参照する。図９、図１０、図１６及び図１７に示すように、上述した他の実施形態に係るリニア変速動力伝達機構は、２つの環状蓋体８１、２つの軸受８２及び２つの第３のボール環体８４を含む。動力入力回転体５の他方の側面には、動力入力軸５３が設けられる。動力出力回転体６の他方の側面には、動力出力軸６３が設けられる。第３のボール環体８４は、複数の第３のボール８４１と、第３の位置決め環体８４２とをそれぞれ有する。第３の位置決め環体８４２は、第３のボール８４１をそれぞれ位置決めする複数の第３の位置決め部８４３を有する。第３の位置決め部８４３は、凹溝又は貫通孔でもよい。軸受８２は、動力入力軸５３及び動力出力軸６３にそれぞれ嵌合される。環状蓋体８１は、軸受８２にそれぞれ嵌合される。第３のボール環体８４の第３のボール８４１は、環状蓋体８１の凹溝と支持回転体１４の凹溝との間と、環状蓋体８１の凹溝と動力出力回転体６の凹溝との間に移動可能に挟持される。動力入力軸５３は、第１のボール環体４、動力入力挟持環体２、伝動球体１３間、支持回転体１４、第３のボール環体８４、環状蓋体８１及び軸受８２に貫通され、動力入力ベベルギヤ８５と接続される。

図９〜図１２、図１４、図１５及び図１８を参照する。図９〜図１２、図１４、図１５及び図１８に示すように、本発明の他の実施形態に係るリニア変速動力伝達機構において、第１の接続部２４及び第２の接続部３４は凸体でもよい。第３の接続部５５及び第４の接続部６５は、Ｕ字状収納体でもよい。弾性体５６，６６は、コイルばねでもよい。動力入力回転体５のＵ字状収納体の端口と、動力出力回転体６のＵ字状収納体の端口とは反対の接線方向を向く。各凸体は、各Ｕ字状収納体の端口又は端口付近に位置する。各弾性体５６，６６は、各Ｕ字状収納体内に位置する。各コイルばねの両端には、凸体と、各Ｕ字状収納体のＵ字状端とがそれぞれ固着され、各コイルばねが強固に位置決めされる。

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

１変速部
２動力入力挟持環体
３動力出力挟持環体
４第１のボール環体
５動力入力回転体
６動力出力回転体
７螺旋弾性体
１１駆動環体
１２駆動円杆
１３伝動球体
１４支持回転体
２１内傾斜動力入力環状面
２２第１のティアドロップ形状凹溝
２３第１の径方向位置決め孔
２４第１の接続部
３１内傾斜動力出力環状面
３２第２のティアドロップ形状凹溝
３３第２の径方向位置決め孔
３４第２の接続部
４１第１のボール
４２第１の位置決め環体
４３第２のボール環体
４４第４のボール環体
５１第３のティアドロップ形状凹溝
５２第１の軸方向位置決め孔
５３動力入力軸
５４第１の接続軸
５５第３の接続部
５６弾性体
６１第４のティアドロップ形状凹溝
６２第２の軸方向位置決め孔
６３動力出力軸
６４第２の接続軸
６５第４の接続部
６６弾性体
７１径方向位置決めピン
７２軸方向位置決めピン
８１環状蓋体
８２軸受
８３第２のボール環体
８４第３のボール環体
８５動力入力ベベルギヤ
１１１枢着孔
１３１円柱状収納部
１４１軸受
１４２側環面
４２１第１の位置決め部
４２２外凸環体
４２３位置決め溝
４３１第２のボール
４３２第２の位置決め環体
４３３第２の位置決め部
４４１第４のボール
４４２第４の位置決め環体
４４３第４の位置決め部
８３１第２のボール
８３２第２の位置決め環体
８３３第２の位置決め部
８４１第３のボール
８４２第３の位置決め環体
８４３第３の位置決め部

Claims

変速部、動力入力挟持環体、動力出力挟持環体、２つの第１のボール環体、動力入力回転体、動力出力回転体及び２つの螺旋弾性体を備えたリニア変速動力伝達機構であって、
前記変速部は、支持回転体、複数の伝動球体及び複数の駆動円杆を有し、前記伝動球体は、間隔をおいて移動可能に前記支持回転体に配置され、前記伝動球体は、径方向に設けられた円柱状収納部をそれぞれ有し、前記駆動円杆の内方端は、前記支持回転体の径方向に沿って前記円柱状収納部に移動可能に配置され、前記駆動円杆により前記支持回転体が偏心回転され、
前記動力入力挟持環体は、一方の側面に内傾斜動力入力環状面が設けられ、他方の側面に、環状に配列された複数の第１のティアドロップ形状凹溝が設けられ、前記動力入力挟持環体の内縁には、第１の径方向位置決め孔が形成され、
前記動力出力挟持環体は、一方の側面に内傾斜動力出力環状面が設けられ、他方の側面に環状に配列された複数の第２のティアドロップ形状凹溝が設けられ、前記動力出力挟持環体の内縁には、第２の径方向位置決め孔が形成され、前記伝動球体は、前記内傾斜動力入力環状面と、前記内傾斜動力出力環状面と、前記支持回転体との間に移動可能に挟持され、前記第１のティアドロップ形状凹溝の頭部と前記第２のティアドロップ形状凹溝の頭部とは同じ向きの接線方向を向き、
前記第１のボール環体は、複数の第１のボール及び第１の位置決め環体をそれぞれ有し、前記第１の位置決め環体は、前記第１のボールをそれぞれ位置決めする複数の第１の位置決め部を有し、前記第１の位置決め環体の内縁には、外凸環体がそれぞれ設けられ、前記外凸環体は、位置決め溝をそれぞれ有し、
前記動力入力回転体の一側面には、第１の軸方向位置決め孔と、環状に配列された複数の第３のティアドロップ形状凹溝とが形成され、前記第３のティアドロップ形状凹溝の頭部と前記第１のティアドロップ形状凹溝の頭部とは反対向きの接線方向を向き、前記第１のボール環体の前記第１のボールは、前記第１のティアドロップ形状凹溝と前記第３のティアドロップ形状凹溝との間に移動可能に挟持され、
前記動力出力回転体の一側面には、第２の軸方向位置決め孔と、環状に配列された複数の第４のティアドロップ形状凹溝とが形成され、前記第４のティアドロップ形状凹溝の頭部と前記第２のティアドロップ形状凹溝の頭部とは反対向きの接線方向を向き、前記第１のボール環体の前記第１のボールは、前記第２のティアドロップ形状凹溝と前記第４のティアドロップ形状凹溝との間に移動可能に挟持され、
前記螺旋弾性体の両端には、径方向位置決めピン及び軸方向位置決めピンがそれぞれ設けられるとともに、前記外凸環体内にそれぞれ収容され、前記径方向位置決めピンは、前記位置決め溝を介して前記第１の径方向位置決め孔及び前記第２の径方向位置決め孔の中にそれぞれ配置され、前記軸方向位置決めピンは、前記第１の軸方向位置決め孔及び前記第２の軸方向位置決め孔の中にそれぞれ配置されることを特徴とするリニア変速動力伝達機構。
前記内傾斜動力入力環状面及び前記内傾斜動力出力環状面は、前記伝動球体の対をなす２側にそれぞれ設けられ、前記伝動球体が前記支持回転体の外円周面に移動可能に配置されることを特徴とする請求項１に記載のリニア変速動力伝達機構。
前記駆動円杆は、前記支持回転体の径方向を起点として前記支持回転体の軸方向に至るまで偏心回転されることを特徴とする請求項１に記載のリニア変速動力伝達機構。
前記動力入力回転体と前記動力出力回転体との回転方向は反対であることを特徴とする請求項１に記載のリニア変速動力伝達機構。
前記外凸環体は、前記動力入力挟持環体及び前記動力出力挟持環体の中にそれぞれ収容されることを特徴とする請求項１に記載のリニア変速動力伝達機構。
前記動力入力回転体は、前記支持回転体の一方の側面に枢着される第１の接続軸を有し、
前記動力出力回転体は、前記支持回転体の他方の側面に枢着される第２の接続軸を有することを特徴とする請求項１に記載のリニア変速動力伝達機構。
２つの環状蓋体、２つの軸受及び２つの第２のボール環体をさらに備え、
前記動力入力回転体の他方の側面には、動力入力軸が設けられ、
前記動力出力回転体の他方の側面には、動力出力軸が設けられ、
前記第２のボール環体は、複数の第２のボールと、第２の位置決め環体とをそれぞれ有し、前記第２の位置決め環体は、前記第２のボールをそれぞれ位置決めする複数の第２の位置決め部を有し、前記軸受は、前記動力入力軸及び前記動力出力軸にそれぞれ嵌合され、前記環状蓋体は、前記軸受にそれぞれ嵌合され、前記第２のボール環体の前記第２のボールは、前記環状蓋体と前記動力入力回転体との間と、前記環状蓋体と前記動力出力回転体との間に移動可能に挟持されることを特徴とする請求項１に記載のリニア変速動力伝達機構。
変速部、動力入力挟持環体、動力出力挟持環体、第１のボール環体、第２のボール環体、動力入力回転体、動力出力回転体及び複数の弾性体を備えたリニア変速動力伝達機構であって、
前記変速部は、支持回転体、複数の伝動球体及び複数の駆動円杆を有し、前記伝動球体は、間隔をおいて移動可能に前記支持回転体に配置されるとともに、径方向に設けられた円柱状収納部をそれぞれ有し、前記駆動円杆の内方端は、前記支持回転体の径方向に沿って移動可能に前記円柱状収納部に配置され、前記駆動円杆により前記支持回転体が偏心回転され、
前記動力入力挟持環体は、一方の側面に内傾斜動力入力環状面が設けられ、他方の側面に環状に配列された複数の第１のティアドロップ形状凹溝と、複数の第１の接続部と、を有し、
前記動力出力挟持環体は、一方の側面に内傾斜動力出力環状面が設けられ、他方の側面に環状に配列された複数の第２のティアドロップ形状凹溝と、複数の第２の接続部と、を有し、前記伝動球体は、前記内傾斜動力入力環状面と、前記内傾斜動力出力環状面と、前記支持回転体との間に移動可能に挟持され、前記第１のティアドロップ形状凹溝の頭部と前記第２のティアドロップ形状凹溝の頭部とは反対向きの接線方向を向き、
前記第１のボール環体は、複数の第１のボール及び第１の位置決め環体を有し、前記第１の位置決め環体は、前記第１のボールをそれぞれ位置決めする複数の第１の位置決め部を有し、
前記第２のボール環体は、複数の第２のボール及び第２の位置決め環体を有し、前記第２の位置決め環体は、前記第２のボールをそれぞれ位置決めする複数の第２の位置決め部を有し、
前記動力入力回転体の一側面には、環状に配列された複数の第３のティアドロップ形状凹溝と、複数の第３の接続部と、が形成され、前記第３のティアドロップ形状凹溝の頭部と前記第１のティアドロップ形状凹溝の頭部とは反対向きの接線方向を向き、前記第１のボール環体の前記第１のボールは、前記第１のティアドロップ形状凹溝と前記第３のティアドロップ形状凹溝との間に移動可能に挟持され、
前記動力出力回転体の一側面には、環状に配列された複数の第４のティアドロップ形状凹溝と、複数の第４の接続部と、が形成され、前記第４のティアドロップ形状凹溝の頭部と前記第２のティアドロップ形状凹溝の頭部とは反対向きの接線方向を向き、前記第２のボール環体の前記第２のボールは、前記第２のティアドロップ形状凹溝と前記第４のティアドロップ形状凹溝との間に移動可能に挟持され、
前記弾性体は、前記第１の接続部と前記第３の接続部との間と、前記第２の接続部と前記第４の接続部との間にそれぞれ接続されることを特徴とするリニア変速動力伝達機構。
前記内傾斜動力入力環状面及び前記内傾斜動力出力環状面は、前記伝動球体と同じ側に位置し、
前記支持回転体の側環面は、前記伝動球体に位置するとともに、前記内傾斜動力入力環状面及び前記内傾斜動力出力環状面の反対側に位置することを特徴とする請求項８に記載のリニア変速動力伝達機構。
複数の第４のボール及び第４の位置決め環体を有する第４のボール環体をさらに備え、
前記第４の位置決め環体は、前記第４のボールをそれぞれ位置決めする複数の第４の位置決め部を有し、前記第４の位置決め環体の前記第４のボールは、前記動力入力回転体と前記動力出力回転体との間に移動可能に挟持されることを特徴とする請求項９に記載のリニア変速動力伝達機構。
２つの環状蓋体、２つの軸受及び２つの第３のボール環体をさらに備え、
前記動力入力回転体の他方の側面には、動力入力軸が設けられ、
前記動力出力回転体の他方の側面には、動力出力軸が設けられ、
前記第３のボール環体は、複数の第３のボールと、第３の位置決め環体とをそれぞれ有し、前記第３の位置決め環体は、前記第３のボールをそれぞれ位置決めする複数の第３の位置決め部を有し、前記軸受は、前記動力入力軸及び前記動力出力軸にそれぞれ嵌合され、前記環状蓋体は、前記軸受にそれぞれ嵌合され、前記第３のボール環体の前記第３のボールは、前記環状蓋体と前記支持回転体との間と、前記環状蓋体と前記動力出力回転体との間に移動可能に挟持されることを特徴とする請求項９に記載のリニア変速動力伝達機構。
前記駆動円杆は、前記支持回転体の径方向を起点として前記支持回転体の軸方向に至るまで偏心回転されることを特徴とする請求項８に記載のリニア変速動力伝達機構。
前記動力入力回転体と前記動力出力回転体との回転方向は同じであることを特徴とする請求項８に記載のリニア変速動力伝達機構。
前記第１の接続部及び前記第２の接続部は凸体であり、前記第３の接続部及び前記第４の接続部はＵ字状収納体であり、
前記凸体は、前記Ｕ字状収納体の端口にそれぞれ位置し、
前記弾性体は、前記Ｕ字状収納体内にそれぞれ位置することを特徴とする請求項８に記載のリニア変速動力伝達機構。