JP4929206B2

JP4929206B2 - 変速機

Info

Publication number: JP4929206B2
Application number: JP2008043179A
Authority: JP
Inventors: 力也國井
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-02-25
Filing date: 2008-02-25
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2028-02-25
Also published as: JP2009197980A

Description

本発明は、入力軸と共に回転する第１支点と、出力軸にワンウェイクラッチを介して接続した駆動部材に設けられた第２支点とを連結部材の両端に連結し、前記入力軸に対する前記第１支点の偏心量を偏心量可変機構で変化させることで、往復運動する前記連結部材を介して前記入力軸の回転を減速または増速して間欠的に前記出力軸に伝達する変速機に関する。

かかる変速機は下記特許文献１により公知である。この変速機の偏心量可変機構は、エンジンに接続されて回転する入力軸の内部に、該入力軸の軸線に対して偏心したリングギヤを形成し、リングギヤの内部に回転自在に嵌合するピニオンホルダの外周部に円形のピニオン収納凹部を形成し、該ピニオン収納凹部に回転自在に支持されたピニオンを前記リングギヤに噛合させて構成される。ピニオンを電動モータで回転させると、リングギヤに噛合するピニオンがピニオンホルダと共に該リングギヤに沿って移動し、入力軸の軸線に対するピニオンの軸線の偏心量が増減する。従って、ピニオンの軸線に一端を接続した連結部材の他端をワンウェイクラッチを介して出力軸に接続することで、連結部材の往復動に伴って出力軸が間欠回転する。出力軸の回転速度は入力軸の軸線に対するピニオンの軸線の偏心量が大きいときほど大きくなり、またピニオンの軸線が入力軸の軸線に一致したときに出力軸は駆動されなくなるが、出力軸自体は固定されず、ワンウェイクラッチで拘束されない方向には回転することができる。
特開２００５−５０２５４３号公報

ところで、上記従来のものは、連結部材がピニオンの軸線に接続されているため、変速機の変速比の幅、つまり入力軸の軸線に対する連結部材が接続されるピニオンの軸線の最大偏心量は、リングギヤのピッチ円径からピニオンのピッチ円径を引いたものとなる。前記最大偏心量を大きく確保するにはリングギヤを大型化すれば良いが、そのようにすると変速機全体が大型化してしまうため、リングギヤを大型化することなく変速機の変速比の幅を充分に確保することが望ましい。またピニオンを小型化しても良いが、そのようにすると耐久性に低下する問題がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、入力軸に偏心して接続された連結部材の往復運動をワンウェイクラッチを介して出力軸の間欠回転に変換する変速機において、連結部材の入力軸に対する偏心量の最大値を増加させて変速比の幅を拡大することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、入力軸と共に回転する第１支点と、出力軸にワンウェイクラッチを介して接続した駆動部材に設けられた第２支点とを連結部材の両端に連結し、前記入力軸に対する前記第１支点の偏心量を偏心量可変機構で変化させることで、往復運動する前記連結部材を介して前記入力軸の回転を減速または増速して間欠的に前記出力軸に伝達する変速機において、前記偏心量可変機構は、前記入力軸の外周を同軸に囲むように配置されて該入力軸と共に回転するリングギヤと、前記リングギヤの前記入力軸に対する位相を変更するアクチュエータと、前記入力軸に設けられて該入力軸の軸線から偏心するクランク部と、前記クランク部に回転自在に支持されて前記リングギヤに噛合することで該クランク部に対する位相が可変なピニオンとを備え、前記ピニオンはその軸線から偏心した位置に前記第１支点を備えることを特徴とする変速機が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記ピニオンが前記クランク部に対して所定の位相にあるときに、前記第１支点は前記入力軸の軸線上に位置することを特徴とする変速機が提案される。

請求項１の構成によれば、入力軸が回転すると、入力軸の軸線に対して偏心して回転する第１支点に一端を接続された連結部材が往復動し、連結部材の他端に接続された第２支点と共に駆動部材が揺動することで、駆動部材にワンウェイクラッチを介して接続された入力軸が間欠回転する。その際に入力軸の軸線に対する第１支点の偏心量を偏心量可変機構で変化させることで、連結部材の往復動のストロークを変化させて出力軸の回転数、つまり変速比を変化させることができる。具体的には、入力軸の外周を同軸に囲むように配置されて該入力軸と共に回転するリングギヤの位相をアクチュエータで変更すると、リングギヤに噛合するピニオンが回転して該ピニオンの軸線から偏心した第１支点の位置が変化することで、入力軸の軸線を基準とする第１支点の偏心量を任意に変化させることができる。このとき、第１支点はピニオン軸線に対して偏心した位置に設けられているため、リングギヤの内径を一定とした場合、第１支点をピニオンの軸線上に設けたときに比べて、入力軸の軸線に対する第１支点の偏心量の最大値を増加させて変速比の幅を拡大することができる。

また請求項２の構成によれば、ピニオンがクランク部に対して所定の位相にあるときに第１支点が入力軸の軸線上に位置するので、この状態で入力軸が回転しても連結部材は往復動せず、出力軸は入力軸により駆動されなくなる。このとき、出力軸はワンウェイクラッチにより拘束されない方向へは慣性で回転することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図３は本発明の第１の実施の形態を示すもので、図１は変速機の全体側面図、図２は図１の２−２線拡大断面図、図３は変速比の変更状態を説明する図である。

図１および図２に示すように、本実施の形態の無段変速機Ｔは、平行に配置された入力軸１１および出力軸１２を備えており、入力軸１１の回転が減速または増速されて出力軸１２に間欠的に伝達される。例えばエンジンのような駆動源１３に接続されて回転する入力軸１１の外周にアクチュエータ１４が同軸に支持されており、このアクチュエータ１４によって入力軸１１の軸線Ｌ１と同心に形成されたリングギヤ１５が位相変更可能に支持される。アクチュエータ１４は、例えば回転軸１４ａおよびハウジング１４ｂを有する電動モータで構成されており、その回転軸１４ａが無段変速機Ｔの入力軸１１に兼用され、そのハウジング１４ｂがアクチュエータ１４の出力部材となる。リングギヤ１５は、アクチュエータ１４のハウジング１４ｂにリングギヤ支持部材１４ｃを介して支持される。

アクチュエータ１４を貫通する入力軸１１の先端には、クランク部１６が設けられる。クランク部１６は、入力軸１１の軸線Ｌ１から径方向に延びるクランクアーム１６ａと、クランクアーム１６ａの先端から軸方向に延びるクランクピン１６ｂとを備えており、このクランクピン１６ｂに回転自在に支持されたピニオン１７が前記リングギヤ１５に噛合する。クランクピン１６ｂの軸線Ｌ２、つまりピニオン１７の軸線Ｌ２は、入力軸１１の軸線Ｌ１から所定距離αだけ偏心している。前記アクチュエータ１４、リングギヤ１５、クランク部１６およびピニオン１７は偏心量可変機構２６を構成する。駆動源１３で入力軸１１を回転駆動すると、アクチュエータ１４、リングギヤ１５、クランク部１６、ピニオン１７および第１支点１８が入力軸１１と一体に回転する。

本実施の形態では、リングギヤ１５のピッチ円Ｃ１の半径Ｒ１はピニオン１７のピッチ円Ｃ２の半径Ｒ２の２倍に設定されており、ピニオン１７の軸部１７ａから径方向外側に延びるアーム部１７ｂの先端に一体に設けられた第１支点１８は、ピニオン１７のピッチ円Ｃ２上に位置している。

出力軸１２の外周にはワンウェイクラッチ１９を介してリング状の駆動部材２０が支持されており、駆動部材２０に設けた第２支点２１と前記第１支点１８とが、ロッド状の連結部材２２の両端に揺動自在に枢支される。図１において、入力軸１１の軸線Ｌ１と第１支点１８とを結ぶ線分は連結部材２２に概ね直交し、出力軸１２の軸線Ｌ３と第２支点２１とを結ぶ線分は連結部材２２に概ね直交している。また入力軸１１の軸線Ｌ１と第１支点１８との最大距離（リングギヤ１５のピッチ円Ｃ１の半径Ｒ１）は、出力軸１２の軸線Ｃ３と第２支点２１との距離よりも小さく設定される。

ワンウェイクラッチ１９は出力軸１２に固定したボス部材２３を備えており、ボス部材２３の外周に前記駆動部材２０が相対回転自在に嵌合する。ボス部材２３の外周には複数個（例えば４個）の切欠き２３ａ…が形成されており、これらの切欠き２３ａ…と駆動部材２０の内周面との間に形成された楔状の空間に、スプリング２４…で付勢されたボール２５…が配置される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

図３（Ａ）には、入力軸１１の軸線Ｌ１に対するピニオン１７の第１支点１８の偏心量εが最大になった状態が示される。このときの偏心量εは、リングギヤ１５のピッチ円Ｃ１の半径Ｒ１、つまりピニオン１７のピッチ円Ｃ２の半径Ｒ２の２倍になる。この状態からアクチュエータ１４を駆動して入力軸１１に対してリングギヤ１５を反時計方向に相対回転させると、リングギヤ１５に噛合するピニオン１７が回転することで、図３（Ｂ）に示すように、その第１支点１８の位置が変化して入力軸１１の軸線Ｌ１からの偏心量εが次第に減少する。この状態からアクチュエータ１４を更に駆動してリングギヤ１５を入力軸１１に対して反時計方向に相対回転させると、リングギヤ１５に噛合するピニオン１７が更に回転することで、図３（Ｃ）に示すように、その第１支点１８の位置が入力軸１１の軸線Ｌ１に一致して偏心量εは０になる。

本実施の形態では、リングギヤ１５のピッチ円Ｃ１の半径Ｒ１をピニオン１７のピッチ円Ｃ２の半径Ｒ２の２倍に設定し、かつ第１支点１８をピニオン１７のピッチ円Ｃ１上に位置させたことで、第１支点１８の偏心量εを０からリングギヤ１５のピッチ円Ｃ１の半径Ｒ１まで無段階に変化させることができる。

しかして、第１支点１８を図３（Ａ）の位置に設定した状態で、駆動源１３により入力軸１１を回転させる、第１支点１８は偏心量εを半径として入力軸１１の軸線Ｌまわりに回転し、第１支点１８に一端を枢支された連結部材２２が往復動することで、連結部材２２の他端に第２支点２１を介して接続された駆動部材２０が出力軸１２の軸線Ｌ３まわりに揺動する。

例えば、図１において連結部材２２が右方向に移動したとき、駆動部材と２０とボス部材２３との間の楔状の空間にワンウェイクラッチ１９のボール２５…が挟み込まれ、駆動部材と２０の回転がボス部材２３を介して出力軸１２に伝達される。続いて連結部材２２が左方向に移動したとき、駆動部材２０とボス部材２３との間の楔状の空間からワンウェイクラッチ１９のボール２５…がスプリング２４…を圧縮しながら押し出されることで、駆動部材２０がボス部材２３に対してスリップして出力軸１２は回転しない。

このようにして連結部材２２の往復動に伴って出力軸１２は間欠回転し、その回転数が、第１支点１８の偏心量εが０に近づくほど小さくなることで、変速比（出力軸の回転数／入力軸の回転数）は０に向かって無段階に減少する。

しかして、本実施の形態では、第１支点１８がピニオン１７の軸線Ｌ２に対して偏心した位置に設けられているため、第１支点１８をピニオン１７の軸線Ｌ２上に設けたときに比べて、入力軸１１の軸線Ｌ１に対する第１支点１８の偏心量εの最大値を増加させて変速比の幅を拡大することができる。

またリングギヤ１５を入力軸１１と同軸に配置したので、リングギヤ１５を薄肉にして軽量化を図ることができる。しかもピニオン１７を保持するのがクランク部１６なので、ピニオン１７およびクランク部１６間、あるいはクランク部１６およびリングギヤ１５間のギヤ歯先のセンタリングが不要になって変速比の精度が向上するだけでなく、コンタミ発生の防止、フリクションの低減、騒音の低減、アクチュエータ１４の小型化、変速応答性の向上を図ることができる。更に、アクチュエータ１４を入力軸１１と同軸にすることができるので、アクチュエータ１４の配置が容易になる。

次に、図４に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態では、ピニオン１７のピッチ円Ｃ２が入力軸１１の軸線Ｌ１を通っているが、第２の実施の形態では、リングギヤ１５のピッチ円Ｃ１の半径Ｒ１およびピニオン１７のピッチ円Ｃ２の半径Ｒ２を小さくしたことで、ピニオン１７のピッチ円Ｃ２が入力軸１１の軸線Ｌ１を通っていない。しかしながら、本実施の形態では、第１支点１８をピニオン１７のピッチ円Ｃ２の径方向外側に設けることで、前記第１支点１８が入力軸１１の軸線Ｌ１を通るようにしている。

この第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の作用効果に加えて、リングギヤ１５およびピニオン１７を第１の実施の形態に比べて小型化することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態の無段変速機Ｔは出力軸１２が間欠回転するが、複数個の変速機Ｔを、入力軸１１および出力軸１２を共有し、かつ第１支点１８の位相が円周方向にずれるようにして並置すれば、出力軸１２の間欠回転のピッチを減少させて滑らかに回転させることができる。

第１の実施の形態に係る変速機の全体側面図図１の２−２線拡大断面図変速比の変更状態を説明する図第２の実施の形態に係る、前記図２に対応する図

符号の説明

１１入力軸
１２出力軸
１４アクチュエータ
１５リングギヤ
１６クランク部
１７ピニオン
１８第１支点
１９ワンウェイクラッチ
２０駆動部材
２１第２支点
２２連結部材
２６偏心量可変機構
Ｌ１入力軸の軸線
Ｌ２ピニオンの軸線
ε 偏心量

Claims

入力軸（１１）と共に回転する第１支点（１８）と、出力軸（１２）にワンウェイクラッチ（１９）を介して接続した駆動部材（２０）に設けられた第２支点（２１）とを連結部材（２２）の両端に連結し、前記入力軸（１１）に対する前記第１支点（１８）の偏心量（ε）を偏心量可変機構（２６）で変化させることで、往復運動する前記連結部材（２２）を介して前記入力軸（１１）の回転を減速または増速して間欠的に前記出力軸（１２）に伝達する変速機において、
前記偏心量可変機構は（２６）は、
前記入力軸（１１）の外周を同軸に囲むように配置されて該入力軸（１１）と共に回転するリングギヤ（１５）と、
前記リングギヤ（１５）の前記入力軸（１１）に対する位相を変更するアクチュエータ（１４）と、
前記入力軸（１１）に設けられて該入力軸（１１）の軸線（Ｌ１）から偏心するクランク部（１６）と、
前記クランク部（１６）に回転自在に支持されて前記リングギヤ（１５）に噛合することで該クランク部（１６）に対する位相が可変なピニオン（１７）とを備え、
前記ピニオン（１７）はその軸線（Ｌ２）から偏心した位置に前記第１支点（１８）を備えることを特徴とする変速機。
前記ピニオン（１７）が前記クランク部（１６）に対して所定の位相にあるときに、前記第１支点（１８）は前記入力軸（１１）の軸線（Ｌ１）上に位置することを特徴とする、請求項１に記載の変速機。