JP5182817B2 - 自動無段変速装置 - Google Patents

Description

本出願は、概して変速装置に関し、特には自動無段変速装置に関する。

可変変速装置は、自転車、電気自転車、自動車、布巻機と紙巻機で広く使用されている。これらの可変変速装置では、一般的にギヤ可変変速装置構造又は偏心クラッチ構造を使用している。ギヤ可変変速装置では、異なる大きさのギヤを用いてギヤ変速装置を介してギヤシフトを実現する。この変速方法では、ギヤの衝突によって、大きなノイズや摩擦が発生する。そのため長期間、高効率的に使用するのには適さない。

中国特許第９２１０５８３６．５号では、無段変速装置の摺動ブロック偏心クラッチについて開示している。図７及び図８で示すように、無段変速装置４には、固定管４１、支持管４２、シャフト４２５、クランプ４３１、４３２、ばねスプレッダ４３３、摺動ロッド４４、Ｕ字型作動ラック４５、ワイヤ結着ボルト４５１、連結部品４５２、ボールベアリング４５３、制御部品４５４、４５５及び鋼線の２端部４６、４６１を含む。運転時には、ユーザが制御ハンドルで鋼線の端部４６又は４６１を引く。これにより、次に制御部品４５５を引き、制御部品４５４、ボールベアリング４５３、連結部品４５２、ワイヤ結着ボルト４５１、の他クランプ４３１、４３２を作動させ、クランプ４３１、４３２を摺動ロッド４４に沿って摺動させ、支持管４２を溝付き板１に連結し、それにより固定管４１とクラッチ部品２、２ａの相対運動で、偏心度を調節して、変速装置を制御する。この種の変速装置は、複雑な構造をしており、手動運転を必要とする。この種の変速装置は、動力入力に必要な幾つかの条件を満足できず、負荷に従って可変比を調節できない。例えば、布巻機のリール台が連続的に布を巻着する際には、負荷が増加する。

現在の無段変速技術が直面する技術的問題を解決可能な変速装置を提供する必要性があり、構造が単純で、偏心量を可変にして自動的に調節できる自動無段変速装置を提供する必要性がある。

本出願の１態様によれば、自動無段変速装置には、駆動軸、該駆動軸で駆動するドライブディスク、及び該ドライブディスクで駆動するクラッチホィール組立体を含む。駆動軸の外面には、２つの平行なガイドスロットを備える。駆動軸を、偏心板の切欠部に、ガイドスロットの位置で受容する。偏心板の切欠部により、ガイドスロットに当接し、偏心板をガイドスロットに平行にのみ移動可能にする２平行部分を画定する。圧縮可能な弾性調節機構を、偏心板の内側と駆動軸の外面との間に配置する。ドライブディスクを、ベアリングを介して偏心板に実装する。偏心板は、弾性調節機構で調節されつつ、駆動軸の軸に向かい垂直方向に偏心運動を行い、ドライブディスクを駆動して、対応する偏心運動を行わせる。偏心板の切欠部で、駆動軸の外面と嵌合する平行部分の端部間に延在する弧部分を更に画定する。

１実施例では、弾性調節機構をばね又はゴムの形とし、偏心板の内側と駆動軸の外面との間に配置する。

別の実施例では、弾性調節機構を、駆動軸に設けたチャンバ、及び偏心板に連結したピストンの形とし、該チャンバには気体又は液体を所定の圧力で充填する。

ドライブディスクの最大偏心量を、ベアリングの内径と駆動軸の直径との差の半分とする。

自動無段変速装置により、偏心板及び駆動軸の偏心量を、圧縮可能な弾性調節機構に作用する負荷に従い自動的に調節することができ、偏心板によりドライブディスクを駆動して、ドライブディスクの偏心量を調節する運動を行うことができる。偏心量を手動で調節する必要はない。その結果、偏心量が自動可変となり、構造が単純となり、コストが安く、故障率が低く、操作が簡単となる。

本出願で開示する自動無段変速装置に関する特定の実施例について、次に添付図を参照して例証として記述する。

図１-６で示すように、本出願の１実施例による自動無段変速装置には、駆動軸１０、該駆動軸１０にスリーブ嵌合する偏心板２０、偏心板２０と駆動軸１０との間に備えた弾性調節機構３０、ベアリング５０を介して偏心板２０に実装するドライブディスク、及び該ドライブディスクにより駆動するクラッチホィール組立体を含む。ドライブディスク及びクラッチホィール組立体については、背景技術で開示した構造に限定せず、他のクラッチ構造のものであってもよい。

図１及び図２で示すように、駆動軸１０の外面には、２つの平行なガイドスロット１１を備えてもよい。図３で示すように、偏心板２０を、該駆動軸１０と協働する切欠部２１を有する略Ｃ字型とする。切欠部２１には、２ガイドスロット１１と平行係合する２つの平行な部分２２、及び該２平行部分２２の端部間に延在する弧部分２３を含んでもよい。偏心板２０を、駆動軸１０にスリーブ嵌合させると、偏心板２０の平行部分２２が、駆動軸１０のガイドスロット１１に当接し、強制的に偏心板２０をガイドスロット１１に対して平行方向にのみ移動させるが、駆動軸１０に関して回転可能には移動させない。

図４及び図５で示すように、弾性調節機構３０を、偏心板２０と駆動軸１０との間に配置する。図示した実施例によれば、弾性調節機構３０を、ばね３１の形にしてもよい。また、例えばゴム又は板ばね等弾性物体の形にしてもよい。偏心板２０と駆動軸１０との間にばね３１を容易に介設させるために、第１凹部２４を、偏心板２０の内側に形成してもよく、第２凹部１２を、第１凹部２４に対向する位置で駆動軸に形成してもよい。ばね３１の一端部を、第１凹部２４内部で受容でき、ばね３１の他端部を、第２凹部１２で受容して、ばねの変位を防止することができる。

図４で示すように、ドライブディスクのベアリング５０の内輪を、偏心板２０にスリーブ嵌合する。ばね３１の作用で、偏心板２０は最大偏心位置となり、図４のベアリング５０の外輪に接した領域のドライブディスクは最大偏心状態となる。駆動軸１０が回転すると、ドライブディスクは駆動軸１０の回転と共に偏心する。ドライブディスクの最大偏心量は、ベアリング５０の内径と駆動軸１０の直径との差の半分となる。

本出願で開示する自動無段変速装置は、主に、電気自転車や布巻機等、負荷変化を伴う稼働条件に対して使用することができる。弾性調節機構に作用する負荷が、特定の値未満即ち、本実施例によれば、ばね３１の剛性より小さい場合、負荷はばね３１を圧縮する程大きくはなく、ドライブディスクは最大偏心量を維持する。ばね３１に作用する負荷が、この特定値を超えた場合、ばね３１を圧縮し、偏心板２０が駆動軸１０に向かい摺動する。これにより、ドライブディスクの偏心量が減少する。

図５で示すように、偏心板２０の内側の弧部分２３がばね３１を圧縮して、駆動軸１０の外面に接触すると、ドライブディスクは、最小偏心位置となる。従って、ガイドスロットと平行な偏心板２０の中心線での厚みで、ドライブディスクの最小偏心量が決まる。

図６では、自動無段変速装置の弾性調節機構３０の第２実施例を示す。該実施例では、駆動軸１０に設けたチャンバ１３及び偏心板２０に固定したピストン２５を含む。ピストン２５を、気体又は液体を所定の圧力で充填したチャンバ１３内で、摺動可能にする。当然ながら、代わりにチャンバ１３を、偏心板２０に設けてもよく、ピストン２５を駆動軸１０に固定してもよい。負荷が、チャンバ１３内部の気体又は液体圧力より小さい場合、ピストン２５は最遠端にあり、偏心板２０は最大偏心位置にある。換言すると、ドライブディスクは、最大偏心位置にある。負荷が、気体又は液体圧力より大きい場合、該負荷がピストン２５を押圧し、それにより気体又は液体を加圧して、偏心板２０の偏心量を減少させる。

本出願の１実施例による自動無段変速装置の駆動軸の正面端面図である。 図１の駆動軸の部分側面図である。 本出願の実施例による自動無段変速装置の偏心板の正面端面図である。 ベアリング内での駆動軸、偏心板の組立体について、自動無段変速装置を最大偏心状態にして、これを示す。 自動無段変速装置が最小偏心状態での、駆動軸及び偏心板を示す。 本出願の実施例による自動無段変速装置の弾性調節機構を示す。 先行技術の無段変速装置の断面図である。 図７の無段変速装置のギヤシフト機構である。

符号の説明

１ 溝付き板
２、２ａ クラッチ部品
４ 無段変速装置
１０ 駆動軸
１１ ガイドスロット
１２ 第２凹部
１３ チャンバ
２０ 偏心板
２１ 切欠部
２２ 平行部分
２３ 弧部分
２４ 第１凹部
２５ ピストン
３０ 弾性調整機構
３１ ばね
４１ 固定管
４２ 支持管
４４ 摺動ロッド
４５ 作動ラック
４２５ シャフト
４３１、４３２クランプ
４３３ ばねスプレッダ
４５１ ワイヤ結着ボルト
４５３ ボールベアリング
４５４、４５５制御部品

Claims (8)

1. 駆動軸、該駆動軸で駆動するドライブディスク、及び該ドライブディスクで駆動するクラッチホィール組立体を備える自動無段変速装置であって、前記駆動軸の外面には、２つの平行なガイドスロットを設けており、前記駆動軸を、偏心板の切欠部に、前記ガイドスロットの位置で受容し、前記偏心板の前記切欠部により、該ガイドスロットに当接し、前記偏心板を該ガイドスロットに平行にのみ移動可能にする２平行部分を画定し、圧縮可能な弾性調節機構を、前記偏心板の内側と前記駆動軸の外面との間に配置し、前記ドライブディスクを、ベアリングを介して前記偏心板に実装し、それにより前記偏心板は、前記弾性調節機構で調節されつつ、前記駆動軸の軸に向かい垂直方向に偏心運動を行い、前記ドライブディスクを駆動して、対応する偏心運動を行わせること、を特徴とする自動無段変速装置。
2. 前記偏心板の前記切欠部で、前記駆動軸の外面と嵌合する前記平行部分の端部間に延在する弧部分を更に画定すること、を特徴とする請求項１に記載の自動無段変速装置。
3. 前記弾性調節機構をばね又はゴムの形とし、前記偏心板の内側と前記駆動軸の外面との間に配置すること、を特徴とする請求項１に記載の自動無段変速装置。
4. 前記偏心板の内側には第１凹部を設け、前記駆動軸には、該第１凹部と対向して第２凹部を設け、前記ばね又はゴムを、前記第１及び第２凹部で受容すること、を特徴とする請求項３に記載の自動無段変速装置。
5. 前記弾性調節機構を、前記駆動軸に設けたチャンバ、及び前記偏心板に連結したピストンの形とし、該チャンバには気体又は液体を所定の圧力で充填すること、を特徴とする請求項１に記載の自動無段変速装置。
6. 前記弾性調節機構を、前記偏心板に設けたチャンバ、及び前記駆動軸に連結したピストンの形とし、該チャンバには気体又は液体を所定の圧力で充填すること、を特徴とする請求項１に記載の自動無段変速装置。
7. 前記ドライブディスクの最大偏心量を、前記ベアリングの内径と前記駆動軸の直径との差の半分とすること、を特徴とする請求項１に記載の自動無段変速装置。
8. 前記ドライブディスクの最小偏心量を、前記ガイドスロットと平行する中心線での前記偏心板の厚みとすること、を特徴とする請求項７に記載の自動無段変速装置。

Images