JP6994148B2

JP6994148B2 - 無段変速機

Info

Publication number: JP6994148B2
Application number: JP2019164932A
Authority: JP
Inventors: 遼太高橋
Original assignee: 遼太高橋
Priority date: 2019-08-26
Filing date: 2019-08-26
Publication date: 2022-01-14
Anticipated expiration: 2039-08-26
Also published as: JP2021032400A

Description

本発明は、油圧による変速動作を必要としない無段変速機に関する。

従来、無段変速機に用いられるＣＶＴプーリーは、長い軸部を有する固定フランジと、その軸部に摺動可能に嵌め込まれた可動フランジとからなり、可動フランジが軸部を摺動することで二つのフランジの幅を無段階で調整することができる。

米国特許３，９１４，４１０号明細書

しかしながら従来の無段変速機においては、ベルトとプーリーの摩擦力を稼ぐために非常に高い油圧を必要とする。高い油圧の生成には動力装置全体の伝達ロスを生じる。また、変速比の高い領域ではベルトとプーリーにすべりが生じてしまう。そしてこれらプーリーおよび油圧発生機構の重量の総和は大きい。

本発明は油圧を必要とせず、モーター等の動力の付加により無段階の変速が可能であり、回転すべりを発生させず、且つ機構全体の重量を抑え、軸方向の長さを抑えることができる無段変速機の提供を目的とする。

基本構成はそれぞれが有効径を変更可能である入力と出力２組のスプロケットとスプロケットに巻き掛けられるチェーン又はベルトと、前記それぞれのスプロケットの有効径を変更するための変速駆動機構から成る。前記スプロケットはそれぞれ、ハブと、前記ハブに取付けられ同一の回転を可能とする放射状に伸びる複数のアームと、前記複数のアームに備えられた歯車部に噛み合い可能な歯車から構成され、前記複数のアームの先端は前記チェーン又はベルトと噛合可能である。前記複数のアームはそれぞれが前記ハブとの取付部によって軸支持されており相対的に動くことが可能である。

前記の歯車に回転力を与えた場合、前記複数のアームはそれぞれが前記ハブとの取付け基点より相対的に可動し、前記チェーン又はベルトとの噛合点となるスプロケットの有効径が変更可能である。チェーン又はベルトと巻き掛けられるそれぞれのスプロケットの巻き掛け有効径が可変することで入出力回転は変速自在となる。前記歯車の回転にはウォームギヤを介しモーター等で駆動することで入出力トルクの影響を受けることなく前記歯車の回転保持又は駆動が可能となる。

上述した構成によれば、変速にモーターを使用することで油圧を必要とせず、チェーン又はベルトによる噛合いを行う為回転すべりを発生させず、プーリーのような軸方向の移動を必要としないことからコンパクトな機構で無段階の変速が可能となる。

本発明の全体像を示す図である。図１のうち、２組あるスプロケット機構の片側の断面図である。

まず、当然のことながら、異なる図面上の同じ符号は、同一又は機能類似の構造要素を特定している。さらに、本発明は、ここで説明する特定の実施の形態、手順、材料及び変更に限られず、それ自体にもちろん変更が加えられてもよい。また、本明細書で使用する用語は、特定の態様を説明することを目的としたものにすぎず、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ特定される。

特段の規定がなければ、本明細書で使用するすべての技術用語及び科学用語は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有するものが通常理解しているのと同じ意味を有する。本明細書で説明するものと類似又は等価の方法、装置又は材料のすべてが、本発明の実施又は試験に際して使用可能である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１に示す本発明の課題解決手段では、入力軸Ａと、出力軸Ｂの有効径が変更可能である２組のスプロケット機構があり、それぞれのスプロケットは入力軸側の有効径が極小に、出力軸側の有効径が極大の位置を示しており、２組のスプロケットに掛けられたベルトは軌道４を描き、入力回転に対し出力回転が減速となっている。それぞれのスプロケットは同様に構成され、回転力の入出力を伝えるハブ１と、前記ハブ１に接続される６本のアーム２があり、それぞれのアーム２は前記ハブ１と同一の回転を行うと共に前記ハブ１に軸支持されている為、相対動きが可能である。図１には前記アーム２の可動イメージが示されており、ある１つの前記アーム２が軸Ｃを基準に軌道Ｙを描いて稼動している。また、前記それぞれのアーム２は歯車部２ｂを有しており、前記ハブ１との支持軸に対して歯が切ってある。前記アーム２の歯車部２ｂはそれぞれが環状ギヤ３の内歯と噛合っており、前記環状ギヤ３が回転することで前記環状ギヤ３と噛合っている６本のアーム２は同調してそれぞれが同一の動きを行うことが出来る。また、前記それぞれのアーム２はベルトと噛合う歯部２ａを有しており、上述しているスプロケット機構の歯に該当する。前記歯部２ａの形状はスプロケットとしての有効径が極小の位置から極大の位置までの全ての状態で掛け合されるベルトとの噛合いが行える形状となっている。

図１に示す状態より、入力側の前記環状ギヤ３に時計周り方向に回転を与え、同調して出力側の前記環状ギヤ３に対しては反時計周りの回転を与えた場合、それぞれの環状ギヤ３と噛合っている前記それぞれのアーム２は可動し、スプロケットとしての有効径は入力側が極大に、出力側が極小に転じる。図１に示す実施形態におけるスプロケットとしての有効径の変化代はＸとすることが出来る。かくして、入力回転に対しては出力回転が増速となり、前記環状ギヤ３に回転を与えることで意図する変速が自在となる。

図１に示す実施形態では、スプロケットとしての有効径の変化代を大きく取れるよう、前記アーム２の長さは出来る限り長く、また有効径が極小の位置で隣接する前記アーム２と干渉しないようにする目的から湾曲した形状に工夫がなされている。

図１に示す実施形態では、入出力それぞれの前記環状ギヤ３の外径側にも歯を切り、それぞれウォームギヤ５を噛合わせている。前記ウォームギヤをモーターで駆動させることにより、前記それぞれの環状ギヤ３回転を与えることが出来る。

以上で説明したように、この実施形態による無段自動変速機によれば、油圧を必要とせず、ベルトによる噛合いを行う為回転すべりを発生させず、コンパクトな機構で無段階の変速をモーターからの入力のみで行うことが可能となる。

Ａ入力軸
Ｂ出力軸
Ｃアーム可動軸
Ｘ有効径変化代
Ｙアームの軌道
１ハブ
２アーム
２ａアーム歯部
２ｂアーム歯車部
３環状ギヤ
４ベルト軌道
５ウォームギヤ

Claims

有効径を変更可能であるスプロケットとスプロケットに巻き掛けられるチェーン又はベルトと、前記スプロケットの有効径を変更するための変速駆動機構を備えた無段変速機であって、前記スプロケットは、ハブと、前記ハブに取付けられ同一の回転を可能とする放射状に伸びる複数のアームと、前記複数のアームに備えられた歯車部に噛み合い可能な歯車から成る。前記複数のアームの先端は前記チェーン又はベルトと噛合可能である。前記複数のアームはそれぞれが前記ハブとの基点より相対回転が可能であり、前記複数のアームとそれぞれ噛み合う前記歯車に回転力を与えることで、前記複数のアームはそれぞれが前記ハブとの基点より相対回転を行い、前記チェーン又はベルトとの噛合点となるスプロケットの有効径が変更可能であることを特徴とする無段変速機。
前記複数のアームは折り畳んだ状態でスプロケットの有効径が極小になるように湾曲した形状となっていることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機。
前記歯車の駆動にウォームギヤを用いたことを特徴とする請求項１に記載の無段変速機。