JP4524191B2 - ロータが制御された変速機 - Google Patents
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Description
Rは、ロータの角度αの関数として示されるロータの半径(mm)、
Rstartは、一定のロータリフト、すなわちドロップ率のロータ断面のスタート時における一定のロータの半径(mm)、
Rincは、αの度に対する一定の半径の増加量(すなわち単位mm/度)である。
Yrは、Rrの水平成分、
Hrは、Rrの垂直成分、
θは、水平線とRrとの間の角度である。
Ysは、Yr=Rrのとき、従ってYs=0のときのθ=0における01からクサビが離間する際の水平方向へのクサビの水平運動を示す。この場合、矢印Gは、正の方向を示す。
Hrは、上記に示すとおりであり、Hwは、上記に示すとおりである。
GJは、スイベルシャフト224の軸線が走行するライン、
Jは、スイベルシャフト224の軸線のそのときの位置、
Htは、水平ラインAGの上でスイベルシャフト軸線が走行する距離、
Xfは、変換の有効半径、従ってAとスロット228の中心線との間の距離、
θは、高さHtをθに線形に変換するための所望される角度、
Hmは、線形変換のための所望される有効高さ、
AHは、ベースラインを示す、クランク198のアーム214上のラインを示す。XおよびY座標を参照することにより、クランク198のアーム214に対するこのベースラインから位置Jを測定するようになっている。
Kjは、JにおいてラインGHと交差するよう、ラインAHに直角なラインであり、
Xmは、ポイントKとHとの間の距離である。
12 ロータ
14 駆動シャフト装置
18 低変速比端
20 角速度入力シャフト
24 ベアリング
26 ガイドディスク
27 ガイドチューブ
28 スプラインの設けられた角速度駆動シャフト
30 ボア
32 段付き駆動シャフト
34 固定出力ギア
36 スプラグクラッチハウジング
38 スプラグクラッチ
40 カムフォロワーロッカー装置
42 出力ギア
44 出力シャフト
46 ベアリング
48 カップ
50 ロッカーアーム
52 円筒形ロッカー
54 カムフォロワーユニット
56 カム従動ローラー
58 線形運動伝達機
60 伝達機ガイド
62 線形運動補償クサビ
64 スイベル
68 ピボットピン
70 バットレス状構造体
72 フォロワーピン
74 フランジ
76 スロット
78 フレーム部品
80、82 孔付き本体
84 圧縮スプリング
88 二次押圧スプリング
90 リンクアーム
92 水平ライン
94 遊星ギアシステム
96 ブレーキディスク
98、100 第2太陽ギア
102、104 遊星ギア
106、107 サイドプレート
108 ギア
110 管状シャフト
112 出力シャフト
114 ギア装置
116 間欠的に作動可能なクラッチ
118、120 ベベルギア
122 ピニオンギア
124 共通車軸
126 管状シャフト
Claims (21)
- 入力シャフト(28)と、
出力シャフト(44)と、
軸方向に細長く、長さ方向に均一で線形のテーパが付けられ、前記入力シャフトに回転自在に係合しているカム形状のロータ(12)と、
前記ロータ(12)のまわりに固定された構造体に設けられ、前記ロータ(12)によって往復動される複数のカムフォロワーユニット(54)と、
カムフォロワーユニット(54)に係合すると共に、カムフォロワーユニット(54)によって部分的に回転されるロッカーアーム(50)に各々が接続された角速度抽出装置(38)と、
前記角速度抽出装置(38)と前記出力シャフト(44)とを接続して、前記入力シャフト(28)が回転するごとに、前記角速度抽出装置(38)の出力が前記出力シャフト(44)に出力速度を発生する手段(14)と、
前記ロータ(12)と前記カムフォロワーユニット(54)とを互いに移動し、前記入力シャフト(28)に対する前記出力シャフト(44)の回転比を変える手段と、を備えたロータ制御無段変速装置であって、
前記各カムフォロワーユニット(54)は、
イ.前記ロータ(12)の表面と接触する平坦なトレッド表面を有し、且つ、前記ロータ(12)のテーパ付き表面と平行な軸線上で前記ロータ(12)の表面上の円周方向の行路内で回転自在なローラー(56)と、
ロ.ローラー(56)の各々とロッカーアーム(50)との間に位置する相互作用部品(58,60,62)と、
ハ.前記ロータ(12)と前記カムフォロワーユニット(54)が互いに動いているときに、前記ローラー(56)の前記トレッド表面と前記ロータ(12)の表面との線接触を維持するための手段(84,88)とを備えていて、
I:前記相互作用部品(58,60,62)は、ローラー(56)が自由に回転できる軸線を中心として車軸を支持するローラーキャリア(64)を更に備え、
II:前記ローラーキャリア(64)は、ローラー(56)の回転軸線に直角な軸線上で枢動できるように相互作用部品(58,60,62)に搭載されている、ロータ制御無段変速装置。 - 前記各カムフォロワーユニット(54)は、複数のローラー(56)を備え、これらのローラー(56)は、ローラー接触手段(84,88)によりロータ(12)のテーパ付き表面に平行に保持された共通軸線を中心として、ロータ(12)の表面上で回転自在となっており、前記接触手段(84,88)のトレッド接触ラインが、前記ローラー(56)の共通回転軸線に平行となるよう、ロータ(12)上に整合している請求項1記載のロータ制御無段変速装置。
- 前記ローラー接触手段(84,88)は、前記カムフォロワーユニット(54)を前記ロータ(12)に向けて押圧する押圧手段(84)を備えた請求項1または2に記載のロータ制御無段変速装置。
- 前記ロータ(12)の断面のカムプロファイルに従う時の前記各カムフォロワーユニット(54)が、ロータ(12)の軸線に対して径方向に往復動自在であり、更に前記カムフォロワーユニット(54)の径方向運動を、これらカムフォロワーユニット(54)が駆動する前記角速度抽出装置(38)の部品の部分回転運動を線形変換するための相互作用部品(58,60,62)を備える請求項1〜3のいずれか1項に記載のロータ制御無段変速装置。
- 前記ロータ(12)には、一端部の広い断面領域(16)から、他端部の狭い断面領域(18)までテーパが付いており、前記ロータ(12)の均一な断面の周辺プロファイルが、ロータ(12)の角度の対応する変化で一定比率でそれぞれ線形に増加し、ロータ(2)のまわりの特定のカムフォロワーユニット(54)のローラー(56)の行路に、それぞれの角速度抽出装置(38)が係合する周辺部分に一致するカムリフトの部分を有し、前記一定比率は、前記ロータ(12)の前記広い断面領域(16)から、より狭い断面領域(18)まで、線形に減少している請求項1〜4のいずれか1項に記載のロータ制御無段変速装置。
- 前記ロータ(12)軸線に対する前記ロータ(12)に最小半径(RMIN)には、ロータ(12)の小さい断面の端部から、大きい断面の端部まで、ロータ(12)の全長にわたって線形のテーパが付けられている請求項5記載のロータ制御無段変速装置。
- 前記角速度抽出装置はスプラグクラッチ(38)であり、前記各カムフォロワーユニット(54)は、1つのスプラグクラッチ(38)を介して、駆動シャフト(32)に接続されており、前記駆動シャフト(32)は、固定された駆動ギア(34)を支持しており、前記各駆動ギア(34)は、共通する出力ギア(42)に噛み合っている請求項1〜6のいずれか1項に記載のロータ制御無段変速装置。
- 前記カムフォロワーユニット(54)を構成する相互作用部品(58,60,62)の各々は、前記ロータ(12)の回転軸線に対して径方向に運動自在な線形運動伝達装置(58)を含む請求項7記載のロータ制御無段変速装置。
- 前記駆動シャフト(32)の各々で一方向に回転自在なロッカー装置(40)と、ロッカー装置(40)の各々に搭載されたロッカーアーム(50)と、前記線形運動伝達装置(58)に枢着されたロッカーアーム(50)の自由端に搭載されたピボットヘッド(52)であって、前記線形運動伝達装置(58)の径方向運動を、前記スプラグクラッチ(38)によって前記スプラグクラッチ(38)の自由回転方向と反対の方向に駆動シャフト(32)の部分角速度回転運動に変換するピボットヘッド(52)とを備える請求項8記載のロータ制御無段変速装置。
- 前記カムフォロワーユニット(54)の相互作用部品(58,60,62)は線形運動伝達ガイド(60)と、線形運動伝達装置(58)と、クサビ状線形運動補償装置(62)とを備え、線形運動伝達ガイド(60)に前記ローラー(56)のキャリア(64)が枢着されると共に、線形運動伝達ガイド(60)上で前記線形運動伝達装置(58)が滑動可能であり、クサビ状線形運動補償装置(62)は、前記線形運動伝達ガイド(60)の径方向運動と実質的に直角な方向に、前記線形運動伝達ガイド(60)の表面と、前記線形運動伝達装置(58)の表面との間に滑動自在に配置されていて、さらに、前記カムフォロワーユニット(54)の相互作用部品(58,60,62)は、前記線形運動伝達ガイド(60)と線形運動伝達装置(58)の間で前記クサビ状線形運動補償装置(62)を移動させ、前記ロッカー装置(40)の回転運動と前記線形運動伝達ガイド(60)の線形運動との間の非線形変換を補償する手段(72)とを有する請求項9記載のロータ制御無段変速装置。
- 前記共通出力ギア(42)は、前記ロータ制御無段変速装置の出力シャフト(44)に固定されている請求項7〜10のいずれか1項に記載のロータ制御無段変速装置。
- 前記ロータ制御無段変速装置の出力シャフト(112)は固定された出力ギア(34)を通る駆動シャフト(32)のいずれか1つの延長部であり、
前記ロータ制御無段変速装置の入力シャフト(28)は前記ロータ(12)のより狭い断面の端部を貫通し、且つ、この端部から突出していて、
前記駆動シャフト(32)の出力ギア(34)と噛合する前記共通ギア(108)は軸方向ボアを有し、
前記ロータ制御無段変速装置はエンジンブレーキシステムを備えていて、
前記エンジンブレーキシステムは、前記入力シャフト(28)の延長部による作用を受けるケージ付き遊星ギアシステム(94)と、共通ギア(108)とブレーキ装置(96)とを備え、
前記ブレーキ装置(96)は、前記共通ギア(108)のボアを回転自在に貫通し、前記ケージ付き遊星ギアシステム(94)まで延びるシャフト(110)に搭載されていて、且つ、前記ケージ付き遊星ギアシステム(94)のケージ(106,107)を制御自在に制動し、前記ロータ(12)から前記カムフォロワーユニット(54)を介し、再び前記駆動シャフト(32)の出力ギア(34)までの循環動力ループを形成しながら、前記ロータ制御無段変速装置の出力シャフト(112)から前記入力シャフト(28)まで順方向に動力を伝達するようになっている請求項7〜10のいずれか1項に記載のロータ制御無段変速装置。 - 前記カムフォロワーユニット(54)のロッカー装置(40)は、前記ピボットヘッド(52)を支持し、且つ、前記駆動シャフト(32)上で回転自在なスリーブを備えていて、
前記スプラグクラッチ(38)は、前記スリーブの一端と前記駆動シャフト(32)との間で作用するように接続されていて、
前記ロッカー装置(40)は、第1クラッチプレート(116)に解除自在に係合できる、前記スリーブの第2端部に搭載された第1クラッチプレート(116)を備え、前記スリーブの第2端部は、チューブシャフト(126)の第1端部に固定されており、管状シャフト(126)は、前記駆動シャフト(32)上で回転自在であり、その第2端部において、ギア装置(114)の固定されたベベルギア(120)を支持しており、前記ギア装置(114)は、前記駆動シャフト(32)の回転方向に対する前記第2クラッチプレート(116)の回転方向を反転するようになっており、
更に前記ロッカー装置(40)は、エンジンブレーキ中に回転中のロータ(12)から調時される制御手段を有していて、前記カムフォロワーユニット(54)のストロークのドロップ方向に限り、前記第2クラッチプレート(116)を前記第1クラッチプレートに係合させ、前記無断変速装置の出力シャフト(44)から前記ロータ(12)に動力を伝達させるようになっているエンジンブレーキシステムを備えた請求項9記載のロータ制御無段変速装置。 - 前記ロータ(12)には、一端部にある広い断面領域(16)から、他端部にある狭い断面領域(18)までテーパが付いていて、
前記ロータ(12)の均一な断面の周辺プロファイルは、ロータ(12)の角度変化に伴って、前記ロータ(12)の前記広い断面領域(16)から狭い断面領域(18)まで一定比率で線形に減少するカムドロップを有していて、ロータ(12)のまわりの特定のカムフォロワーユニット(54)のローラー(56)に、それぞれの角速度抽出装置(38)が係合する周辺部分と一致させるようになっている請求項13記載のロータ制御無段変速装置。 - 2つの対向する平行な側壁(142)であって、前記側壁(142)に配置され、且つ、側壁(142)を貫通しているロータ(138)を備えた2つの対向する平行な側壁(142)を有するハウジングと;
2個のカムフォロワーユニット(144)であって、前記ロータ(138)の両側に、支持されたローラーを具備し、且つ、回転自在な歯付きローラー(152)を搭載した2個のカムフォロワーユニット(144)と;
変速装置の出力シャフト(148)上で回転自在であり、且つ、各々の周辺に部分的に歯が付けられたローラー(172)に固定された2つのベベルギア(178)と、
ベベルギア(178)と回転自在に契合し、且つ、前記アセンブリのケージ(158)に取り付けられたピニオンギアと、
前記ベベルギア(178)のローラー(172)および前記変速装置の出力シャフト(148)の各々に係合しているスプラグクラッチ(152)と、
2個の非弾性可撓性部材(174,176)であって、非弾性可撓性部材(174,176)の各各の一端が、前記ベベルギア(178)のローラー(172)に固定され、且つ、係合し、このローラー(172)の上を反対方向に通過する2個の非弾性可撓性部材(174,176)とを備え、
前記歯付きローラー(152)は、ハウジング内に固定された構造体に固定された自由第2端部を備えていて、前記ロータ(138)上で、前記カムフォロワーユニット(144)が往復動する際に、前記ベベルギア(178)が出力シャフト(148)上で両回転方向に振動し、カムフォロワーユニット(144)が前記ロータ(138)上で180°の一定のリフト率で往復動する間、スプラッグクラッチ(162)を出力シャフト(148)に契合させるようになっている請求項5記載のロータ制御無段変速装置。 - 前記ローラー(152,172)はチェーンスプロケットであり、前記非弾性可撓性部材はチェーンである請求項15記載のロータ制御無段変速装置。
- 前記各カムフォロワーユニット(144)は、前記ハウジング内に固定された構造体に枢着されたスイングアーム装置(150)上に支持されている請求項15または16に記載のロータ制御無段変速装置。
- 前記遊星ギア装置(146)のケージ(158)が孔付きスプロケットであり、該孔付きスプロケットが、孔付きスプロケットに係合するシャフト上で回転自在のピニオンギアを具備していて、且つ、ロータ制御無段変速装置は、前記ケージスプロケット(158)に係合した張力スプロケット(166)を具備していて、張力スプロケット(166)はバイアスをかけられ、両方向への回転に抵抗し、スプラグクラッチ(162)が前記出力シャフト(148)に係合する際に、前記チェーンの張力を維持するようになっている請求項15〜17のいずれか1項に記載のロータ制御無段変速装置。
- 2個の対向する平行な側壁と、側壁の間に配置されたロータ(138)とを有するハウジング(184)と;前記ロータ(138)のまわりに等しい距離で離隔され、且つ、2個の離隔された平行なクランクアーム(214)を具備した少なくとも2個のクランク状の角速度プロファイル発生器(186,188)と;を備えていて、
前記プロファイル発生器(186、188)の各々が、更に前記クランクアーム(214)の共通する端部を接続するブリッジ部材(216)と;前記クランクアーム(214)の端部の中間において、共通軸線(234)上で前記クランクアーム(214)上に配設され、且つ、クランクアーム(214)から外側に突出すると共に、対向するハウジング(184)の壁において、回転できるようにジャーナル支持されたピボットトラニオン(218)と;共通するハウジング(184)の側壁に隣接したプロファイル発生器(186、188)のそれぞれの前記ピボットトラニオン(218)に配設された角速度抽出装置(208)と;前記角速度抽出装置(208)のそれぞれに契合された駆動ホイール(210)と;駆動ホイール(210)のそれぞれに契合されたエンドレス可撓性駆動要素(210)と;を備えていて、前記ロータ制御無段変速装置の出力シャフト(192)が駆動ホイール(210)のいずれかに固定されていて、カムフォロワーユニット(200)が、前記クランクアーム(214)の間に延設され、且つ、クランクアーム(214)に枢着されていて、クランクアーム(214)の自由端に向かっていて、ローラー(202)が前記ロータ(138)の表面に線接触している請求項5記載のロータ制御無段変速装置。 - 前記カムフォロワーユニット(200)の各々が、共通軸線上に位置し、且つ、前記クランクアーム(214)に枢動自在に係合した反対方向に突出するシャフト(224)を有するローラースイベルと;前記ローラースイベルのシャフト軸線に直角な共通軸線上で、前記ローラースイベルから外側に突出するローラー(224)と;を備えていて、前記ローラー(224)には、前記ローラー(202)の各々が回転自在に配置されていて、前記ローラー(202)の接触バイアス手段がスプリング(212)であって、前記スプリング(212)が、前記ローラースイベルと固定されたハウジング構造体との間で作用し、前記カムフォロワーユニット(200)を前記ロータ(138)に向けてバイアスする請求項19記載のロータ制御無段変速装置。
- 前記角速度プロファイル発生器のクランクアームの前記アーム(214)が、前記ロータ(138)の回転軸線に直角な平面に位置する平らなプレートから製造されており、
前記カムフォロワーユニット(144)の各々の線形変換相互作用部品が、前記クランクアーム(214)の各々内の円弧状スロット(220)と、前記ローラースイベルのシャフト(224)の各々に回転自在に位置すると共に、カーブしたアームスロット(220)内にスライド可能に位置する円弧状の駆動セグメント(204)と、該円弧状駆動セグメント(204)の外側において前記スイベルシャフト(224)の各々に回転自在に配設され、且つ、前記ロータ(138)の軸線方向に直角な延伸方向に平行な側面を有するスロット(228)内でスライド可能に係合している平行な側面を有するガイド要素(206)である請求項15または16に記載のロータ制御無段変速装置。
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