JP5459559B2 - Power transmission device - Google Patents

Power transmission device Download PDF

Info

Publication number
JP5459559B2
JP5459559B2 JP2011084521A JP2011084521A JP5459559B2 JP 5459559 B2 JP5459559 B2 JP 5459559B2 JP 2011084521 A JP2011084521 A JP 2011084521A JP 2011084521 A JP2011084521 A JP 2011084521A JP 5459559 B2 JP5459559 B2 JP 5459559B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaft
output
input
rotation
transmission member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2011084521A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012219869A (en
Inventor
康義 鈴木
裕也 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2011084521A priority Critical patent/JP5459559B2/en
Publication of JP2012219869A publication Critical patent/JP2012219869A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5459559B2 publication Critical patent/JP5459559B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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に関する。   The present invention relates to 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。このような回転機構を備える装置では、組付け時等に回転軸の回転位置を位置決めすることが求められる。
例えば特許文献1に開示された回転位置の位置決め方法によると、「駆動用モータを逆転させて回転位置決めする際に、回転軸をその機械誤差量を含む分過回転させ、その後正規の位置へ回転させる」ことにより、最終的に常に同一方向から回転させ、バックラッシュなどの機械的誤差を測定することなく高精度に位置決めする。
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 apparatus provided with such a rotation mechanism, it is required to position the rotation position of the rotation shaft during assembly.
For example, according to the rotational position positioning method disclosed in Patent Document 1, “When rotating and positioning the drive motor in the reverse direction, the rotational shaft is excessively rotated by the amount including the mechanical error amount and then rotated to the normal position. By doing so, it is finally always rotated from the same direction, and positioning is performed with high accuracy without measuring mechanical errors such as backlash.

特開平05−111827号公報JP 05-1111827 A

しかしながら、特許文献1の回転位置の位置決め方法は、過回転分を測定するセンサ、及び、過回転分を記憶しモータ制御に反映させる演算器が必要となり、構成が複雑でコストアップする。また、位置決めされた回転位置を装置の非通電時に保持するための機構が必要となる。   However, the rotational position positioning method disclosed in Patent Document 1 requires a sensor for measuring the amount of over-rotation, and a calculator that stores the amount of over-rotation and reflects it in motor control, resulting in a complicated configuration and increased cost. Further, a mechanism for holding the positioned rotational position when the apparatus is not energized is necessary.

ところで本出願人は、先に、動力伝達装置に係る発明を共同出願した(特願2011−063012)。この出願に係る発明は、入力軸の正転時と逆転時とで等速動力伝達と減速動力伝達とを自動的に切り替える動力伝達装置を提供する。
この動力伝達装置は、製造後、例えば入力軸にモータ等の駆動手段が接続された状態で保管および出荷される。そして、出荷先で出力軸が目的動作機構の一部である相手回転軸に接続される。その他、目的動作機構の修理等でこの動力伝達装置を一旦取り外した後の再組付け時に、出力軸を相手回転軸に再接続する場合等がある。
By the way, the present applicant previously filed a joint application for an invention relating to a power transmission device (Japanese Patent Application No. 2011-0663012). The invention according to this application provides a power transmission device that automatically switches between constant speed power transmission and deceleration power transmission between forward rotation and reverse rotation of an input shaft.
This power transmission device is stored and shipped after manufacture, for example, with a driving means such as a motor connected to the input shaft. Then, the output shaft is connected to the counterpart rotating shaft that is a part of the target operation mechanism at the shipping destination. In addition, there is a case where the output shaft is reconnected to the counterpart rotating shaft at the time of reassembly after the power transmission device is once removed for repair of the target operation mechanism or the like.

このとき、出力軸と相手回転軸との回転位置を高精度に一致させることが要求される場合には、動力伝達装置の出力軸の回転位置を位置決めする必要がある。さらに、位置決めした後、保管時や移送時に装置の自重や振動によって出力軸が不規則に回転しないよう回転位置を保持する必要がある。
したがって、特にこの動力伝達装置において、上記課題の解決は重要である。
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、簡単な構成で出力軸の回転位置の位置決め及び保持をすることができる動力伝達装置を提供することである。
At this time, when it is required to make the rotational positions of the output shaft and the counterpart rotational shaft coincide with each other with high accuracy, it is necessary to position the rotational position of the output shaft of the power transmission device. Furthermore, after the positioning, it is necessary to maintain the rotational position so that the output shaft does not rotate irregularly due to its own weight or vibration during storage or transfer.
Therefore, especially in this power transmission device, the solution of the above problem is important.
The present invention has been created in view of such a point, and an object thereof is to provide a power transmission device capable of positioning and holding the rotational position of an output shaft with a simple configuration.

請求項1に記載の動力伝達装置は、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、入力軸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 power transmission device according to the first aspect 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、ハウジング、規制部材、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。
ハウジングは、入力軸、出力軸、入力側副軸および出力側副軸を回転可能に支持する
規制部材は、出力伝動部材またはハウジングの一方に設けられ、出力伝動部材またはハウジングの他方に設けられる当接部に当接可能である。
The power transmission device includes an input transmission member, a first transmission member, a second transmission member, an output transmission member, a housing, a regulating 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.
The housing rotatably supports the input shaft, the output shaft, the input side auxiliary shaft, and the output side auxiliary shaft. The restricting member is provided on one of the output transmission member and the housing and is provided on the other side of the output transmission member or the housing. It is possible to contact the contact portion.

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.

以上の構成による動力伝達装置は、駆動手段によって入力軸が駆動されるときには、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、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。   In the power transmission device having the above configuration, when the input shaft is driven by the driving means, the forward rotation force of the input shaft is transmitted to the output shaft via the one-way rotational force transmission member when the input shaft is rotated forward. During reverse rotation of the input shaft, 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. It is transmitted to the output shaft.

また、駆動手段による駆動が停止しているときには、出力軸を逆転させると出力軸の逆転力が一方向回転力伝達部材を経由して入力軸に伝達され、出力軸を正転させると一方向回転力伝達部材によって且つ二方向回転力伝達部材によって出力軸は空転する。そして、出力軸を正転させ規制部材を当接部に当接させることにより、出力軸のハウジングに対する回転位置を位置決め可能である。   Further, when the drive by the driving means is stopped, when the output shaft is reversed, the reverse force of the output shaft is transmitted to the input shaft via the one-way rotational force transmitting member, and when the output shaft is rotated forward, the one direction The output shaft is idled by the rotational force transmitting member and by the two-way rotational force transmitting member. The rotational position of the output shaft with respect to the housing can be positioned by rotating the output shaft forward and bringing the restricting member into contact with the contact portion.

本発明の動力伝達装置は、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、駆動手段によって入力軸が駆動されるとき、「入力軸の正転時と逆転時とで、等速動力伝達と減速動力伝達とを自動的に切り替える機構」を実現することができる。
また、駆動手段による駆動が停止しているとき、出力軸は、正転方向には小さなトルクで回転可能であり、出力軸を正転させると、規制部材が当接部に当接し、出力軸が位置決めされる。一方、逆転方向には、出力軸の逆転力が入力軸に等速で伝達されるため、入力軸に接続される駆動手段の負荷トルクによって回転が規制され、一旦位置決めされた出力軸の回転位置が保持される。このように、本発明の動力伝達装置は、簡単な構成で出力軸の回転位置の位置決め及び保持をすることができる。
The power transmission device of the present invention uses a one-way rotational force transmission member and a two-way rotational force transmission member, so that when the input shaft is driven by the driving means, “when the input shaft is rotated forward and backward. Thus, a mechanism for automatically switching between constant speed power transmission and deceleration power transmission can be realized.
Further, when driving by the driving means is stopped, the output shaft can be rotated with a small torque in the forward rotation direction. When the output shaft is rotated forward, the regulating member comes into contact with the contact portion, and the output shaft Is positioned. On the other hand, in the reverse rotation direction, since the reverse rotation force of the output shaft is transmitted to the input shaft at a constant speed, the rotation is restricted by the load torque of the driving means connected to the input shaft, and the rotational position of the output shaft once positioned Is retained. Thus, the power transmission device of the present invention can position and hold the rotational position of the output shaft with a simple configuration.

請求項2に記載の発明では、規制部材はハウジングに設けられる、また、出力伝動部材は、出力軸を中心とする扇形板状に形成され、正転方向に向く壁が当接部を構成する。
これにより、規制部材および当接部の構成を具体的に示す。例えば、扇形の中心角を出力軸の要求可動範囲に応じた角度に設定することにより、出力伝動部材の大きさを最小限とし、装置を小型化、軽量化することができる。また、規制部材は、例えば、ピン等を用いることができる。
In the invention according to claim 2, the regulating member is provided in the housing, and the output transmission member is formed in a fan-shaped plate centered on the output shaft, and the wall facing the forward rotation direction constitutes the abutting portion. .
Thereby, the structure of a control member and a contact part is shown concretely. For example, by setting the central angle of the sector to an angle corresponding to the required movable range of the output shaft, the size of the output transmission member can be minimized, and the apparatus can be reduced in size and weight. Moreover, a pin etc. can be used for a control member, for example.

請求項3に記載の発明によると、規制部材は、出力伝動部材またはハウジングに固定される。
動力伝達装置の駆動時における出力軸の要求可動範囲が、「360°から規制部材等が占める領域に対応する角度を差し引いた角度」よりも小さくてよい場合には、規制部材を固定することにより、規制部材の取付構造が簡単となる。
According to the invention described in claim 3, the restricting member is fixed to the output transmission member or the housing.
When the required movable range of the output shaft during driving of the power transmission device may be smaller than “an angle obtained by subtracting the angle corresponding to the region occupied by the regulating member from 360 °”, the regulating member is fixed. The mounting structure of the regulating member is simplified.

請求項4に記載の発明によると、規制部材は、出力伝動部材またはハウジングに着脱自在に設けられる。
一方、出力軸の回転位置を位置決めするときのみ規制部材を取り付け又は係合状態とし、駆動時には規制部材を取り外し又は解除状態とすることにより、動力伝達装置の駆動時における出力軸の可動範囲を無制限とすることができる。
According to the invention described in claim 4, the regulating member is detachably provided on the output transmission member or the housing.
On the other hand, only when positioning the rotational position of the output shaft, the restricting member is attached or engaged, and when driving, the restricting member is removed or released so that the movable range of the output shaft during driving of the power transmission device is unlimited. It can be.

本発明の第1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 a first 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. 本発明の第1実施形態による動力伝達装置の(a)入力軸正転時の作動メカニズム、(b)入力軸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) input shaft normal rotation of the power transmission device by 1st Embodiment of this invention, and the (b) input shaft 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):本発明の第1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 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態による動力伝達装置の(a)出力軸正転時の作動メカニズム、(b)出力軸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) output shaft normal rotation of the power transmission device by 1st Embodiment of this invention, and the (b) output shaft reverse rotation. 本発明の第1実施形態による動力伝達装置の出力側模式図である。It is an output side schematic diagram of the power transmission device by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の変形例による動力伝達装置の出力側模式図である。It is an output side schematic diagram of the power transmission device by the modification of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態による動力伝達装置の出力側模式図である。It is an output side schematic diagram of the power transmission device by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態による動力伝達装置の出力側模式図である。It is an output side schematic diagram of the power transmission device by 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態による動力伝達装置の出力側模式図である。It is an output side schematic diagram of the power transmission device by 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態による動力伝達装置の出力側模式図である。It is an output side schematic diagram of the power transmission device by 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態による動力伝達装置の出力側模式図である。It is an output side schematic diagram of the power transmission device by 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7実施形態による動力伝達装置の出力側模式図である。It is an output side schematic diagram of the power transmission device by 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8実施形態による動力伝達装置の出力側模式図である。It is an output side schematic diagram of the power transmission device by 8th Embodiment of this invention. 本発明の第9実施形態による動力伝達装置の出力側模式図である。It is the output side schematic diagram of the power transmission device by 9th Embodiment of this invention.

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1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変機構が設けられている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
In the first 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.
Further, the cylinder block 83 is provided with a compression ratio change changing mechanism including the power transmission device 10, the motor 17, the worm 18 and the worm wheel 19.

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。
「駆動手段」としてのモータ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”.
During normal rotation of the motor 17 as “driving means”, 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、図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、主支持体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。主支持体60、入力側支持板61および出力側支持板62は、特許請求の範囲に記載の「ハウジング」を構成する。
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、主支持体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、主支持体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 FIGS.
As shown in FIGS. 1 to 3, the power transmission device 10 includes a main support body 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, and an output side auxiliary shaft. 52 and the like. The main support body 60, the input side support plate 61, and the output side support plate 62 constitute a “housing” described in the claims.
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 main support body 60, and the input side auxiliary shaft 51 is rotatably supported by a bearing 68 fixed to the main support body 60. Yes.

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には略扇形の出力ギア44aが固定されている。
ギア41〜44a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44a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44aの歯数を全周に換算した歯数は第2ギア43の歯数より多く、出力ギア44a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 a substantially fan-shaped output gear 44 a is fixed to the output shaft 12.
The gears 41 to 44a 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 44a 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. Further, the number of teeth obtained by converting the number of teeth of the output gear 44 a to the entire circumference is larger than the number of teeth of the second gear 43, and the pitch circle diameter of the output gear 44 a 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、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。
Here, 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. 5D shows the case where the outer ring 31 that is the drive shaft moves in the CCW direction with respect to the inner ring 32. 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. 5F shows that the outer ring 31 that is the drive shaft moves relative to the inner ring 32. 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は主支持体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 main support 60, holds the radially outer side of the input side countershaft 51, and rotatably supports the output side countershaft 52 via a bearing 57.

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44a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」に相当し、ツーウェイクラッチ50は、「二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 44a 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”, and the two-way clutch 50 corresponds to a “two-way rotational force transmission member”.

次に、図8、図9を参照して、モータ17によって入力軸11が駆動されるときの動力伝達装置10の作動を説明する。図8の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。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 when the input shaft 11 is driven by the motor 17 will be described with reference to FIGS. The thick arrow in FIG. 8 indicates the driving force Fd to be transmitted, and the middle thick broken line arrow indicates the non-driving force Fn. The 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44a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 44a and the second gear 43 and reversely rotated. Then, in the two-way clutch 50, the rotation speed Sout of the inner ring (output-side countershaft) 52 becomes larger than the rotation speed Sin of the outer ring (input-side countershaft) 51 (Sin <Sout). It idles with respect to the countershaft 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44a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 meshing between the second gear 43 and the output gear 44a. 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。
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
Z(−):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))
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Z×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.
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 Z (−): input side reduction ratio (= (number of teeth of the first gear 42 / number of teeth of the input gear 41)) (Rotation speed of input shaft 11 and intermediate shaft 13 / rotation speed of input side auxiliary shaft 51))
T1 (s): Time required for the intermediate shaft 13 (= the inner ring 32 of the one-way clutch 30) to rotate by the switching angle λ1 T2 (s): The input side auxiliary shaft 51 (= the outer ring of the two-way clutch 50) rotates for the switching angle λ2 Correspondingly, the time required for the input shaft 11 and the intermediate shaft 13 to rotate by angle Z × λ2

時間T1、T2は下式1、2にて表される。
T1=λ1/(360・n) ・・・(式1)
T2=Z×λ2/(360・n) ・・・(式2)
よって、Z×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 = Z × λ2 / (360 · n) (Formula 2)
Therefore, when Z × 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≧Z×λ2−λ1 ・・・(式3)
Z×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 ≧ Z × λ2−λ1 (Formula 3)
When Z × 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、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、モータ17によって入力軸11が駆動されるとき、「入力軸の正転時と逆転時とで、等速動力伝達と減速動力伝達とを自動的に切り替える機構」を実現することができる。   As described above, the power transmission device 10 uses the one-way clutch 30 and the two-way clutch 50, so that when the input shaft 11 is driven by the motor 17, “when the input shaft rotates forward and backward. , A mechanism for automatically switching between constant-speed power transmission and deceleration power transmission can be realized.

次に、図10、図11を参照して、モータ17による駆動が停止しているときの動力伝達装置10の作動について説明する。この作動は、動力伝達装置10の組立時やメンテナンス時に、手動、または一時的に接続される回転動力によって出力軸12を回転するものである。図10では、図8と同様に、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。細線矢印は、入力軸11側から視たCW方向(正転方向)またはCCW方向(逆転方向)の回転を示す。   Next, with reference to FIGS. 10 and 11, the operation of the power transmission device 10 when the drive by the motor 17 is stopped will be described. In this operation, the output shaft 12 is rotated by rotational power that is manually or temporarily connected during assembly or maintenance of the power transmission device 10. In FIG. 10, as in FIG. 8, the thick arrow indicates the transmitted driving force Fd, and the middle thick broken line arrow indicates the non-driving force Fn. A thin line arrow indicates rotation in the CW direction (forward rotation direction) or the CCW direction (reverse rotation direction) viewed from the input shaft 11 side.

図10(a)に示すように、出力軸12の正転時、正転力は、ワンウェイクラッチ30の外輪31に伝達される。しかし、ワンウェイクラッチ30において外輪31の回転数Routは正の値であり、内輪32の回転数Rinはゼロであるから、「Rin<Rout」の関係が成立し、出力軸12は空転する(図5(f)参照)。   As shown in FIG. 10A, during the normal rotation of the output shaft 12, the normal rotation force is transmitted to the outer ring 31 of the one-way clutch 30. However, since the rotational speed Rout of the outer ring 31 is a positive value and the rotational speed Rin of the inner ring 32 is zero in the one-way clutch 30, the relationship “Rin <Rout” is established, and the output shaft 12 rotates idly (see FIG. 5 (f)).

また、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が停止している外輪(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)。
したがって、出力軸12の正転力は入力軸11に伝達されず、入力軸11は停止したままである。
Further, 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 that is stopped (Sin <Sout). 52 idles with respect to the input side countershaft 51 (see FIG. 6C).
Therefore, the forward rotation force of the output shaft 12 is not transmitted to the input shaft 11, and the input shaft 11 remains stopped.

一方、図10(b)に示すように、出力軸12の逆転時、逆転力は、ワンウェイクラッチ30の外輪31に伝達される。すると、ワンウェイクラッチ30において外輪31の回転数Routは負の値であり、内輪32の回転数Rinはゼロであるから、「Rin>Rout」の関係が成立し、逆転力が入力軸11に等速で伝達される(図5(d)参照)。その結果、停止しているモータ17を外力により回転させることとなるため、負荷トルク(コギングトルク)が発生する。言い換えれば、出力軸12を逆転させるためには負荷トルクより大きい逆転トルクが必要であり、逆転トルクが負荷トルク以下の場合は出力軸12を逆転させることができない。   On the other hand, as shown in FIG. 10B, when the output shaft 12 rotates in the reverse direction, the reverse rotation force is transmitted to the outer ring 31 of the one-way clutch 30. Then, in the one-way clutch 30, the rotational speed Rout of the outer ring 31 is a negative value, and the rotational speed Rin of the inner ring 32 is zero. Therefore, the relationship “Rin> Rout” is established, and the reverse rotation force is applied to the input shaft 11 or the like. It is transmitted at a high speed (see FIG. 5 (d)). As a result, since the stopped motor 17 is rotated by an external force, a load torque (cogging torque) is generated. In other words, in order to reversely rotate the output shaft 12, a reverse torque larger than the load torque is required, and when the reverse torque is equal to or less than the load torque, the output shaft 12 cannot be reversed.

なお、このとき、出力ギア44aと第2ギア43との噛み合いにより、出力側副軸52は増速されて正転する。一方、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 output gear 44a and the second gear 43, the output side countershaft 52 is accelerated and rotates forward. On the other hand, due to the meshing of the input gear 41 and the first gear 42, the input side countershaft 51 is decelerated and rotates forward. Then, in the two-way clutch 50, the rotation speed Sout of the inner ring (output-side countershaft) 52 becomes larger than the rotation speed Sin of the outer ring (input-side countershaft) 51 (Sin <Sout). It idles with respect to the countershaft 51 (refer FIG.6 (c)).

図11は、図1および図3に示された動力伝達装置10の出力側部分を模式的に示す図であり、出力軸12および出力側副軸52を図1よりも細く図示している。図11(b)は、図11(a)のb−b断面すなわち出力軸12および出力側副軸52上の断面図であり、図11(a)は、図11(b)のa矢視すなわち入力軸11側から視た図である。
なお、以下の実施形態を示す図12〜図20は、図11と同様の模式図である。
FIG. 11 is a diagram schematically showing the output side portion of the power transmission device 10 shown in FIGS. 1 and 3, and the output shaft 12 and the output side countershaft 52 are shown thinner than FIG. 11B is a cross-sectional view taken along the line bb in FIG. 11A, that is, a cross-sectional view on the output shaft 12 and the output side auxiliary shaft 52, and FIG. 11A is a view taken in the direction of the arrow a in FIG. That is, it is a view seen from the input shaft 11 side.
12 to 20 showing the following embodiment are schematic views similar to FIG.

図11に示すように、扇形の出力ギア44aは、正転方向に向く壁が当接部46aを構成する。また、出力側支持板62には、「規制部材」としてのストッパピン47aが固定されている。上述のように、モータ17の非駆動時、出力軸12は正転方向に容易に回転可能である。そこで、図11(a)に示すように、略扇形の出力ギア44aが正転方向に回転すると、ストッパピン47aが当接部46aに当接する。このときの出力軸12の回転位置を「回転限界位置」という。
一方、出力軸12は、モータ17の負荷トルクによって、図11(b)に示す逆転方向への回転が規制されるため、一旦ストッパピン47aが当接部46aに当接すると、出力ギア44aは容易に回転することができない。よって、出力軸12は、「回転限界位置」に保持されることとなる。
As shown in FIG. 11, in the fan-shaped output gear 44a, a wall facing the forward rotation direction constitutes a contact portion 46a. Further, a stopper pin 47 a as a “regulating member” is fixed to the output side support plate 62. As described above, when the motor 17 is not driven, the output shaft 12 can be easily rotated in the forward rotation direction. Therefore, as shown in FIG. 11A, when the substantially sector-shaped output gear 44a rotates in the forward rotation direction, the stopper pin 47a contacts the contact portion 46a. The rotation position of the output shaft 12 at this time is referred to as “rotation limit position”.
On the other hand, since the output shaft 12 is restricted from rotating in the reverse direction shown in FIG. 11B by the load torque of the motor 17, once the stopper pin 47a contacts the contact portion 46a, the output gear 44a Cannot rotate easily. Therefore, the output shaft 12 is held at the “rotation limit position”.

そこで、動力伝達装置10の製造後、出力軸12を「回転限界位置」に保持した状態で保管、出荷等することにより、装置の自重や振動によって出力軸12が不規則に回転することを防止することができる。そして、図4に示す可変圧縮比エンジン80に組み付ける際、予め所定の回転位置に位置決めされたエンジン側の回転軸に出力軸12を接続することで、回転位置を高精度に一致させることができる。   Therefore, after the power transmission device 10 is manufactured, the output shaft 12 is stored and shipped in a state where the output shaft 12 is held at the “rotation limit position” to prevent the output shaft 12 from rotating irregularly due to its own weight or vibration. can do. And when assembling to the variable compression ratio engine 80 shown in FIG. 4, the rotational position can be matched with high accuracy by connecting the output shaft 12 to the rotational shaft on the engine side which is previously positioned at the predetermined rotational position. .

第1実施形態は、出力ギア44aが略扇形に形成されているため、例えば、扇形の中心角を出力軸12の要求可動範囲に応じた角度に設定することにより、出力ギア44aの大きさを最小限とし、装置を小型化、軽量化することができる。また、第1実施形態は、「規制部材」等の構成の自由度が高い。例えば、「規制部材」として、ストッパピン47aに代えて、図12に示す変形例のようにストッパキー47jを採用してもよい。   In the first embodiment, since the output gear 44a is formed in a substantially sector shape, for example, by setting the central angle of the sector shape to an angle corresponding to the required movable range of the output shaft 12, the size of the output gear 44a is set. Minimizing and lightening the device can be achieved. Further, the first embodiment has a high degree of freedom in the configuration of the “regulating member” and the like. For example, instead of the stopper pin 47a, a stopper key 47j may be employed as the “regulating member” as in the modification shown in FIG.

(第2実施形態)
以下の実施形態の動力伝達装置は、第1実施形態に対し、出力ギアおよび「規制部材」の構成のみが異なる。以下の実施形態の説明では、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
図13に示すように、第2実施形態は、第1実施形態と同様、略扇形の出力ギア44bは、正転方向に向く壁が当接部46bを構成する。出力側支持板62bには、出力ギア44bの当接部46bが当接可能なストッパ壁48bが「規制部材」として設けられている。出力ギア44bが正転すると、ストッパ壁48bが当接部46bに当接し、出力軸12の回転位置が位置決めされる。
第2実施形態は、部品点数を低減することができ、また、出力側支持板62bの形状を工夫することによって、動力伝達装置10の高さ寸法を小さくすることができる。
(Second Embodiment)
The power transmission device of the following embodiment differs from the first embodiment only in the configuration of the output gear and the “regulating member”. In the following description of the embodiments, substantially the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
As shown in FIG. 13, in the second embodiment, as in the first embodiment, the substantially fan-shaped output gear 44 b has a contact portion 46 b with a wall facing in the forward rotation direction. The output side support plate 62b is provided with a stopper wall 48b with which the abutting portion 46b of the output gear 44b can abut as a “regulating member”. When the output gear 44b rotates forward, the stopper wall 48b comes into contact with the contact portion 46b, and the rotational position of the output shaft 12 is positioned.
In the second embodiment, the number of parts can be reduced, and the height of the power transmission device 10 can be reduced by devising the shape of the output side support plate 62b.

(第3実施形態)
図14に示すように、第3実施形態では、「規制部材」としてのストッパピン47cが出力ギア44cに固定されている。また、出力側支持板62cには、ストッパピン47cが当接可能な当接部46cが設けられている。出力ギア44cが正転すると、ストッパピン47cが当接部46cに当接し、出力軸12の回転位置が位置決めされる。
第3実施形態は、部品点数の低減が可能であり、また、出力軸12の可動範囲を比較的大きくすることができる。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 14, in the third embodiment, a stopper pin 47c as a “regulating member” is fixed to the output gear 44c. The output side support plate 62c is provided with an abutting portion 46c with which the stopper pin 47c can abut. When the output gear 44c rotates forward, the stopper pin 47c comes into contact with the contact portion 46c, and the rotational position of the output shaft 12 is positioned.
In the third embodiment, the number of parts can be reduced, and the movable range of the output shaft 12 can be made relatively large.

(第4実施形態)
図15に示すように、第4実施形態では、出力ギア44dは、円弧状の穴45dを有している。「規制部材」としてのストッパピン47dは、先端部が穴45dに嵌合し、根元部が出力側支持板62に固定されている。出力ギア44dが正転すると、ストッパピン47dが穴45dの内壁に形成される当接部46dに当接し、出力軸12の回転位置が位置決めされる。
第4実施形態は、出力ギア44dの穴45dの加工が比較的容易であり、また、部品点数の低減が可能である。
(Fourth embodiment)
As shown in FIG. 15, in the fourth embodiment, the output gear 44d has an arcuate hole 45d. The stopper pin 47 d as a “regulating member” has a tip portion fitted in the hole 45 d and a root portion fixed to the output side support plate 62. When the output gear 44d rotates forward, the stopper pin 47d comes into contact with a contact portion 46d formed on the inner wall of the hole 45d, and the rotational position of the output shaft 12 is positioned.
In the fourth embodiment, the processing of the hole 45d of the output gear 44d is relatively easy, and the number of parts can be reduced.

(第5実施形態)
図16に示すように、第5実施形態では、出力ギア44eは、周方向に複数の肉盗み45eを有している。「規制部材」としてのストッパピン47eは、先端部が複数のうち1箇所の肉盗み45eに嵌合し、根元部が出力側支持板62に固定されている。出力ギア44eが正転すると、ストッパピン47eが肉盗み45eのリブに形成される当接部46eに当接し、出力軸12の回転位置が位置決めされる。
第5実施形態は、出力ギア44eを軽量化するとともに部品点数の低減が可能である。
(Fifth embodiment)
As shown in FIG. 16, in the fifth embodiment, the output gear 44e has a plurality of meat steals 45e in the circumferential direction. The stopper pin 47 e as a “regulating member” has a tip portion fitted into one of the plurality of meat thefts 45 e and a root portion fixed to the output side support plate 62. When the output gear 44e rotates forward, the stopper pin 47e comes into contact with the contact portion 46e formed on the rib of the meat steal 45e, and the rotational position of the output shaft 12 is positioned.
In the fifth embodiment, the output gear 44e can be reduced in weight and the number of parts can be reduced.

(第6実施形態)
図17に示すように、第6実施形態では、出力ギア44fは、中心角の比較的大きい円弧状で有底の溝45fを有している。「規制部材」としてのストッパピン47fは、先端部が溝45fに嵌合し、根元部が出力側支持板62に固定されている。出力ギア44fが正転すると、ストッパピン47fが溝45fの内壁に形成される当接部46fに当接し、出力軸12の回転位置が位置決めされる。
第6実施形態は、出力ギア44fの溝45fが有底であるため、出力ギアの板厚を穴45dや肉盗み45eが貫通する第4実施形態や第5実施形態に比べ、出力ギアの強度への影響が小さい。したがって、溝45fの角度を360°近くまで最大限に設定することができる。よって、出力軸12の可動範囲を比較的大きくすることができる。
(Sixth embodiment)
As shown in FIG. 17, in the sixth embodiment, the output gear 44f has an arcuate shape with a relatively large center angle and a bottomed groove 45f. The stopper pin 47 f as the “regulating member” has a tip portion fitted in the groove 45 f and a root portion fixed to the output side support plate 62. When the output gear 44f rotates forward, the stopper pin 47f comes into contact with the contact portion 46f formed on the inner wall of the groove 45f, and the rotational position of the output shaft 12 is positioned.
In the sixth embodiment, since the groove 45f of the output gear 44f has a bottom, the strength of the output gear compared to the fourth and fifth embodiments in which the hole 45d and the meat steal 45e penetrate the plate thickness of the output gear. The impact on is small. Therefore, the angle of the groove 45f can be set to the maximum to nearly 360 °. Therefore, the movable range of the output shaft 12 can be made relatively large.

(第7実施形態)
上記第1〜第6実施形態では、「規制部材」としてのストッパピン等が出力側支持板62または出力ギア44cに固定されている。したがって、出力軸12が「回転限界位置」以内の可動範囲で回転する動力伝達装置にしか適用することができない。すなわち、上記実施形態のうち可動範囲を最大とするのに最も有利な第6実施形態でさえ、出力軸12の可動範囲が360°以上の装置に適用することは不可能である。
(Seventh embodiment)
In the first to sixth embodiments, a stopper pin or the like as a “regulating member” is fixed to the output side support plate 62 or the output gear 44c. Therefore, it can be applied only to a power transmission device in which the output shaft 12 rotates within a movable range within the “rotation limit position”. That is, even the sixth embodiment that is most advantageous for maximizing the movable range among the above-described embodiments cannot be applied to an apparatus in which the movable range of the output shaft 12 is 360 ° or more.

そこで、図18に示すように、第7実施形態では、出力ギア44gは渦巻き溝45gを有している。「規制部材」としてのストッパピン47gは、先端部が渦巻き溝45gに嵌合し、また、根元部の外径およびツバ部が出力側支持板62のガイド溝49gに案内され径方向に摺動可能である。これにより、ストッパピン47gが渦巻き溝45gの回転に伴って径方向に摺動することで、出力ギア44gは360°以上回転可能である。そして、出力ギア44gが正転すると、ストッパピン47gが渦巻き溝45gの内壁に形成される当接部46gに当接し、出力軸12の回転位置が位置決めされる。このように、第7実施形態は、出力軸12の可動範囲が360°以上の場合に適用することができる。   Therefore, as shown in FIG. 18, in the seventh embodiment, the output gear 44g has a spiral groove 45g. The stopper pin 47g as the “regulating member” is fitted with the spiral groove 45g at the tip, and the outer diameter of the base and the flange are guided by the guide groove 49g of the output side support plate 62 and slide in the radial direction. Is possible. As a result, the stopper pin 47g slides in the radial direction along with the rotation of the spiral groove 45g, so that the output gear 44g can rotate 360 ° or more. When the output gear 44g rotates forward, the stopper pin 47g comes into contact with the contact portion 46g formed on the inner wall of the spiral groove 45g, and the rotational position of the output shaft 12 is positioned. Thus, the seventh embodiment can be applied when the movable range of the output shaft 12 is 360 ° or more.

(第8実施形態)
上記第7実施形態は、出力軸12の可動範囲が360°以上の装置に適応可能であるものの、許容される可動範囲は所詮有限である。それに対し、第8実施形態および次の第9実施形態では、規制部材を着脱自在とし、あるいは係合状態と解除状態とを切替可能とすることで、出力軸12の可動範囲を無制限とすることができる。
(Eighth embodiment)
Although the seventh embodiment can be applied to an apparatus in which the movable range of the output shaft 12 is 360 ° or more, the allowable movable range is limited. On the other hand, in the eighth embodiment and the next ninth embodiment, the movable member of the output shaft 12 is made unlimited by making the regulating member detachable or switching between the engaged state and the released state. Can do.

図19に示すように、第8実施形態では、「規制部材」としてのストッパ部材47hが係合状態と解除状態とを切替可能に設けられている。動力伝達装置10を可変圧縮比エンジン80に組付ける前、図19(a)、(b)に示すように、略扇形の出力ギア44hが正転すると、係合状態のストッパ部材47hの外壁48hが出力ギア44hの当接部46hに当接し、出力軸12の回転位置が位置決めされる。一方、動力伝達装置10を可変圧縮比エンジン80に組付けた後の駆動時には、図19(c)に示すようにストッパ部材47hが出力側支持板62に押し込まれて解除状態となり、出力軸12は無制限に回転可能となる。   As shown in FIG. 19, in the eighth embodiment, a stopper member 47h as a “regulating member” is provided so as to be switchable between an engaged state and a released state. Before the power transmission device 10 is assembled to the variable compression ratio engine 80, as shown in FIGS. 19 (a) and 19 (b), when the substantially fan-shaped output gear 44h rotates forward, the outer wall 48h of the engaged stopper member 47h. Contacts the contact portion 46h of the output gear 44h, and the rotational position of the output shaft 12 is positioned. On the other hand, at the time of driving after the power transmission device 10 is assembled to the variable compression ratio engine 80, the stopper member 47h is pushed into the output side support plate 62 as shown in FIG. Can rotate indefinitely.

(第9実施形態)
図20に示すように、第9実施形態では、出力ギア44iは周方向に複数の肉盗み45iを有している。「規制部材」としての鉤形のストッパ部材47iは、複数のうち1箇所の肉盗み45iのリブ46iに係合可能である。動力伝達装置10を可変圧縮比エンジン80に組付ける前、図20(a)、(b)に示すように、出力ギア44iが正転すると、係合状態のストッパ部材47iの外壁48iが肉盗み部45iのリブに形成される当接部46iに当接し、出力軸12の回転位置が位置決めされる。一方、動力伝達装置10を可変圧縮比エンジン80に組付けた後の駆動時には、図20(c)に示すようにストッパ部材47iが出力側支持板62に押し込まれて解除状態となり、出力軸12は無制限に回転可能となる。
(Ninth embodiment)
As shown in FIG. 20, in the ninth embodiment, the output gear 44i has a plurality of meat thefts 45i in the circumferential direction. The hook-shaped stopper member 47 i as the “regulating member” can be engaged with the rib 46 i of the meat steal 45 i in one of the plurality. Before assembling the power transmission device 10 to the variable compression ratio engine 80, as shown in FIGS. 20A and 20B, when the output gear 44i is rotated forward, the outer wall 48i of the engaged stopper member 47i is stealed. The rotation position of the output shaft 12 is positioned by contacting the contact portion 46i formed on the rib of the portion 45i. On the other hand, at the time of driving after the power transmission device 10 is assembled to the variable compression ratio engine 80, the stopper member 47i is pushed into the output side support plate 62 as shown in FIG. Can rotate indefinitely.

(その他の実施形態)
(ア)上記実施形態では、入力ギア41と第1ギア42との関係により、入力軸11の回転は減速して入力側副軸51に伝達される。また、第2ギア43と出力ギア44aとの関係により、出力側副軸52の回転は減速して出力軸12に伝達される。すなわち、「減速→減速」かつ「全体として減速」の関係にある。ここで、入力軸11の逆転時にワンウェイクラッチ30の外輪である出力軸12を内輪である中間軸13に対して空転させるため、出力軸12の回転数が入力軸11の回転数よりも小さいこと、つまり、動力伝達装置10が「全体として減速」することは必須の要件である。
(Other embodiments)
(A) In the above embodiment, due to the relationship between the input gear 41 and the first gear 42, the rotation of the input shaft 11 is decelerated and transmitted to the input side auxiliary shaft 51. Further, due to the relationship between the second gear 43 and the output gear 44 a, the rotation of the output side auxiliary shaft 52 is decelerated and transmitted to the output shaft 12. That is, there is a relationship of “deceleration → deceleration” and “deceleration as a whole”. Here, since the output shaft 12 that is the outer ring of the one-way clutch 30 is idled with respect to the intermediate shaft 13 that is the inner ring when the input shaft 11 is reversely rotated, the rotational speed of the output shaft 12 is smaller than the rotational speed of the input shaft 11. That is, it is an essential requirement that the power transmission device 10 “decelerate as a whole”.

しかし、入力軸11と入力側副軸51との回転数の関係、及び出力側副軸52と出力軸12との回転数の関係は、上記実施形態のように「減速→減速」に限らず、「等速→減速」または「減速→等速」としてもよい。あるいは、「少し増速→多いに減速」または「多いに減速→少し増速」とすることで「全体として減速」としてもよい。いずれの実施形態も、噛み合うギア同士の歯数およびピッチ円直径を調整することで実現することができる。
ここで、「等速→減速」または「少し増速→多いに減速」の場合、式2における「Z」は1または1より小さい値となる。
However, the relationship between the rotational speeds of the input shaft 11 and the input-side secondary shaft 51 and the rotational speeds of the output-side secondary shaft 52 and the output shaft 12 are not limited to “deceleration → deceleration” as in the above embodiment. , “Constant speed → deceleration” or “deceleration → constant speed” may be used. Alternatively, “decelerate as a whole” may be performed by “slightly increase → decelerate a lot” or “many decelerate → slightly increase”. Any of the embodiments can be realized by adjusting the number of teeth and the pitch circle diameter of the meshing gears.
Here, in the case of “constant speed → decelerate” or “slightly increase → decelerate a lot”, “Z” in Equation 2 is 1 or a value smaller than 1.

(イ)動力伝達装置10の説明の冒頭に述べたように、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を目的動作機構に接続してもよい(図1参照)。これにより、2とおりの出力特性を選択または併用することができる。上記の(ア)で説明したように出力側副軸52と出力軸12との回転数の関係を多様に選択することで、動力伝達装置10の適用範囲をさらに広げることができる。   (A) As described at the beginning of the description of the power transmission device 10, the output side auxiliary shaft 52 may be connected to the target operation mechanism instead of the output shaft 12 or in addition to the output shaft 12 (FIG. 1). reference). Thereby, two kinds of output characteristics can be selected or used together. As described in (a) above, the range of application of the power transmission device 10 can be further expanded by variously selecting the relationship between the rotational speeds of the output side auxiliary shaft 52 and the output shaft 12.

(ウ)入力軸11から出力軸12へ回転力を伝達する各「伝動部材」は、平歯車に限らず、はすば歯車、ウォーム、遊星歯車であってもよく、あるいは、摩擦伝達、ベルトとプーリ、チェーンとスプロケット等、回転を伝達するものであれば形式を問わない。
(エ)「一方向回転力伝達部材」および「二方向回転力伝達部材」は、上記実施形態のワンウェイクラッチおよびツーウェイクラッチに限らず、他の形式のものであってもよい。例えば、ワンウェイクラッチに代えて反転防止ラチェットを用いてもよい。
(C) Each “transmission member” that transmits rotational force from the input shaft 11 to the output shaft 12 is not limited to a spur gear, and may be a helical gear, a worm, a planetary gear, or a friction transmission, belt Any type can be used as long as it can transmit rotation, such as a pulley, a chain and a sprocket.
(D) The “one-way rotational force transmitting member” and the “two-way rotational force transmitting member” are not limited to the one-way clutch and the two-way clutch of the above embodiment, but may be of other types. For example, a reverse preventing ratchet may be used instead of the one-way clutch.

(オ)上記実施形態では、ワンウェイクラッチ30の外輪31は出力軸12と一体に設けられ、内輪32は中間軸13と一体に設けられる。しかし、外輪31は出力軸12と別体に形成され、同軸に結合されてもよい。また、内輪32は中間軸13と別体に形成され、同軸に結合されてもよい。   (E) In the above embodiment, the outer ring 31 of the one-way clutch 30 is provided integrally with the output shaft 12, and the inner ring 32 is provided integrally with the intermediate shaft 13. However, the outer ring 31 may be formed separately from the output shaft 12 and may be coupled coaxially. The inner ring 32 may be formed separately from the intermediate shaft 13 and may be coupled coaxially.

(カ)カップリング20を構成する突起部22およびストッパ部24は上記実施形態の構成に限らず、入力ロータ21と中間ロータ23とを所定の遊び角度θの範囲で相対回転可能とする構成であれば、どのような構成であってもよい。
また、カップリング20を構成する入力ロータ21は入力軸11と別体に形成され、同軸に結合されてもよく、中間ロータ23は中間軸13と別体に形成され、同軸に結合されてもよい。
(F) The projection 22 and the stopper 24 that constitute the coupling 20 are not limited to the configuration of the above embodiment, and the input rotor 21 and the intermediate rotor 23 can be relatively rotated within a predetermined play angle θ range. Any configuration may be used.
The input rotor 21 constituting the coupling 20 may be formed separately from the input shaft 11 and may be coupled coaxially. The intermediate rotor 23 may be formed separately from the intermediate shaft 13 and coupled coaxially. Good.

(キ)ワンウェイクラッチ30の切替角度λ1、ツーウェイクラッチ50の切替角度λ2および入力側減速比Zの関係が「Z×λ2≦λ1」である場合には「θ=0」であっても式3が成立することから、遊び角度θを設ける必要がない。よって、カップリングを無くして入力軸11と中間軸13とを直結してもよい。その場合、入力軸11がワンウェイクラッチ30の内輪32となり得る。   (G) When the relationship between the switching angle λ1 of the one-way clutch 30, the switching angle λ2 of the two-way clutch 50, and the input side reduction ratio Z is “Z × λ2 ≦ λ1,” even if “θ = 0”, Therefore, it is not necessary to provide the play angle θ. Therefore, the coupling may be eliminated and the input shaft 11 and the intermediate shaft 13 may be directly connected. In that case, the input shaft 11 can be the inner ring 32 of the one-way clutch 30.

(ク)出力軸12の回転位置を位置決めし保持するための規制部材および当接部の構成は、上記実施形態に限定されない。
例えば、「規制部材を着脱自在とし、あるいは係合状態と解除状態とを切替可能とする」実施形態について、上記第8および第9実施形態のようにストッパ部材を軸方向に押し込むことで係合状態を解除する形態の他、ストッパ部材を軸方向に引き抜いて係合状態を解除してもよい。また、軸方向と直角方向、すなわち出力側支持板62の面方向に沿ってスライドまたは回転することで、係合状態と解除状態とを切り替えるようにしてもよい。
(H) The configuration of the restricting member and the contact portion for positioning and holding the rotational position of the output shaft 12 is not limited to the above embodiment.
For example, in an embodiment in which the “regulating member is detachable or the engagement state and the release state can be switched” are engaged by pushing the stopper member in the axial direction as in the eighth and ninth embodiments. In addition to the form of releasing the state, the engaged state may be released by pulling the stopper member in the axial direction. Further, the engagement state and the release state may be switched by sliding or rotating along the direction perpendicular to the axial direction, that is, the surface direction of the output-side support plate 62.

(ケ)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。
(コ)本発明の動力伝達装置は、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。
(K) In the above embodiment, the CW direction is defined as “forward rotation” when viewed from the input shaft 11 side, and the CCW direction is defined as “reverse rotation” when viewed from the input shaft 11 side.
(E) The power transmission device of the present invention is not limited to the variable compression ratio engine, and can be applied to various devices that change the transmission ratio and the 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、
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)、
44a〜44i・・・出力ギア(出力伝動部材)、
46a〜46i・・・当接部、
47a〜47g・・・ストッパピン(規制部材)、
47h、47i・・・ストッパ部材(規制部材)、
47j ・・・ストッパキー(規制部材)、
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、
60 ・・・主支持体(ハウジング)、
62 ・・・出力側支持板(ハウジング)、
80 ・・・可変圧縮比エンジン。
10: Power transmission device,
11 ・ ・ ・ Input shaft,
12 ... Output shaft,
13 ... intermediate shaft,
17 ... Motor (driving 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),
44a to 44i ... output gear (output transmission member),
46a-46i ... contact part,
47a-47g ... stopper pin (regulating member),
47h, 47i ... stopper member (regulating member),
47j ... Stopper key (regulating member),
50 ... Two-way clutch (two-way rotational force transmission member),
51 ・ ・ ・ Input side countershaft, outer ring,
52 ... Output side countershaft, inner ring,
60 ・ ・ ・ Main support (housing),
62 ・ ・ ・ Output side support plate (housing),
80: Variable compression ratio engine.

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る動力伝達装置であって、
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、前記出力軸、前記入力側副軸および前記出力側副軸を回転可能に支持するハウジングと、
前記出力伝動部材または前記ハウジングの一方に設けられ、前記出力伝動部材または前記ハウジングの他方に設けられる当接部に当接可能な規制部材と、
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、
前記駆動手段によって前記入力軸が駆動されるとき、
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、
前記駆動手段による駆動が停止しているとき、
前記出力軸を逆転させると前記出力軸の逆転力が前記一方向回転力伝達部材を経由して前記入力軸に伝達され、前記出力軸を正転させると前記一方向回転力伝達部材によって且つ前記二方向回転力伝達部材によって前記出力軸は空転し、前記出力軸を正転させ前記規制部材を前記当接部に当接させることにより、前記出力軸の前記ハウジングに対する回転位置を位置決め可能であることを特徴とする動力伝達装置。
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, A power transmission device that rotates the output shaft at a constant speed with the rotation of the input shaft during normal rotation of the input shaft, and rotates the output shaft at a reduced speed relative to the rotation of the input shaft during reverse 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 housing that rotatably supports the input shaft, the output shaft, the input side counter shaft, and the output side sub shaft;
A regulating member provided on one of the output transmission member or the housing and capable of contacting a contact portion provided on the other of the output transmission member or the housing;
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
When the input shaft is driven by the driving means,
During forward rotation of the input shaft, forward rotation force of the input shaft is transmitted to the output shaft via the one-way rotational force transmitting member, and when reverse rotation of the input shaft, the reverse rotation force of the input shaft is the input force. Transmitted to the output shaft via the transmission member, the first transmission member, the input side countershaft, the two-way rotational force transmission member, the output side countershaft, the second transmission member, the output transmission member,
When driving by the driving means is stopped,
When the output shaft is reversed, the reverse force of the output shaft is transmitted to the input shaft via the one-way rotational force transmitting member, and when the output shaft is rotated forward, the one-way rotational force transmitting member and The output shaft is idled by a two-way rotational force transmission member, and the rotational position of the output shaft relative to the housing can be positioned by causing the output shaft to rotate forward and causing the regulating member to abut against the abutting portion. A power transmission device characterized by that.
前記規制部材は、前記ハウジングに設けられ、
前記出力伝動部材は、前記出力軸を中心とする扇形板状に形成され、正転方向に向く壁が前記当接部を構成することを特徴とする請求項1に記載の動力伝達装置。
The regulating member is provided in the housing;
2. The power transmission device according to claim 1, wherein the output transmission member is formed in a fan-like plate shape centered on the output shaft, and a wall facing a forward rotation direction constitutes the contact portion.
前記規制部材は、前記出力伝動部材または前記ハウジングに固定されることを特徴とする請求項1または2に記載の動力伝達装置。   The power transmission device according to claim 1, wherein the restricting member is fixed to the output transmission member or the housing. 前記規制部材は、前記出力伝動部材または前記ハウジングに着脱自在、あるいは係合状態と解除状態とを切替可能に設けられることを特徴とする請求項1または2に記載の動力伝達装置。   The power transmission device according to claim 1, wherein the restricting member is detachably attached to the output transmission member or the housing, or is switchable between an engaged state and a released state.
JP2011084521A 2011-04-06 2011-04-06 Power transmission device Expired - Fee Related JP5459559B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011084521A JP5459559B2 (en) 2011-04-06 2011-04-06 Power transmission device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011084521A JP5459559B2 (en) 2011-04-06 2011-04-06 Power transmission device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012219869A JP2012219869A (en) 2012-11-12
JP5459559B2 true JP5459559B2 (en) 2014-04-02

Family

ID=47271624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011084521A Expired - Fee Related JP5459559B2 (en) 2011-04-06 2011-04-06 Power transmission device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5459559B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6495809B2 (en) * 2015-11-20 2019-04-03 株式会社クボタ Assist suit
EP3378606B1 (en) * 2015-11-20 2023-08-02 Kubota Corporation Assistance suit

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5260579U (en) * 1975-10-30 1977-05-02
JPS5594943U (en) * 1978-12-25 1980-07-01
JPS59144844A (en) * 1983-02-07 1984-08-20 Secoh Giken Inc Electric motor with speed change mechanism
JP4647327B2 (en) * 2005-02-07 2011-03-09 富士フイルム株式会社 Probe unit for OCT diagnostic imaging equipment
JP2007196784A (en) * 2006-01-25 2007-08-09 Toyota Motor Corp Steering wheel lock device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012219869A (en) 2012-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5567517B2 (en) Power transmission device
US5997402A (en) Power transfer apparatus having a vibration dampening mechanism which provides structural support for the apparatus
JP2929942B2 (en) Starter overrunning clutch
US7938033B2 (en) Geared, continuously variable speed transmission
JPH02504301A (en) Continuously variable transmission
RU2484335C2 (en) Variator
CN205278337U (en) Automatic transmission
JP2000205352A (en) Normally meshing transmission for vehicle
JP5459559B2 (en) Power transmission device
KR100331160B1 (en) supporting structure of one way clutch
WO2003067126A1 (en) Continuously driving transmission, and equipment having continuously driving transmission
JP2013083314A (en) Driving device
JP2009197980A (en) Transmission
JPH07190159A (en) Friction wheel type continuously variable transmission
EP0028140A1 (en) Automatic transmissions
JP5048255B2 (en) Wiper motor
JP2011510241A (en) Continuously variable transmission
CN108368922B (en) Continuously variable transmission
JP2003166557A (en) Actuator of clutch
WO2004040168A1 (en) Stepless speed change apparatus
CN113048162A (en) Clutch mechanism and gearbox of bicycle speed changing system
US6960151B2 (en) Toroidal continuously variable transmission
CN214788684U (en) Clutch mechanism of bicycle speed changing system and bicycle gearbox
JP3501312B2 (en) One-way clutch
JP2744038B2 (en) Belt-type continuously variable transmission

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130415

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130930

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131219

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140101

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees