JPH02203050A - 変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は変速機に関し、特に変速時に受ける反動を消去
するエネルギバランス機構を備えた変速機に関する。

〔従来の技術］ 従来の変速機は、第４図に示す構造をとった変速機が主
であった。

この変速機は、入力軸４１と、この入力軸４１に直結さ
れた太陽歯車４２．この太陽歯車４２の周りを公転する
複数の遊星歯車４３及びこの遊星歯車４３と噛合う冠歯
車４４でなる差動歯車装置４５と、この差動歯車装置４
５の遊星１漬車４３を支承した睨４６の回転によって回
転する出力軸４７と、ウオームホイール４８及びウオー
ムギア４９を介して冠歯車４４を回転させるパイロット
モータ５０とにより構成されている。

この構成によれば、入力軸４１を矢印方向に回転させる
と出力軸４７も同方向に回転する。この状態からウオー
ムギア４９とウオームホイール４８をパイロットモータ
５０で回転させ冠歯車４４をいずれかの方向に回転させ
ると、出力軸４７の回転は入力軸４１の回転に対して進
んだり遅れたりして変速される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の変速機には、以下の欠点がある。

パイロットモータ５０により出力軸４７を変速すると出
力軸４７の負荷に応じてパイロットモータ５０と入力軸
４１とが反動を受ける。特に急激に変速する場合には、
その反動は著しく大きなものとなる。

パイロットモータ５０が受ける反動に対抗するためには
大容量のモータを使用しなければならない。

この結果、モータ自体が高価なものにつき、また大きな
電力を消費することになり、経済的に著しく劣る。

また、入力軸４１が受ける反動は、パイロ・ノドモータ
５０として大容量のモータを用いても消去される訳では
なく、依然として入力軸４１に加わる。この結果希望す
る速度調整を正確に行うことができない。

本発明の目的は１、上記従来の課題を解決し、出力軸か
らの反動を消去できる変速機を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、入力軸と出力軸との間に設けられ、入力軸と
直結した太陽歯車。この太陽歯車に噛合って公転しこの
公転運動によって出力軸を回転させる１つ以上の遊星歯
車及びこの遊星歯車に噛合って回転可能な冠歯車でなる
第１の差動歯車装置と、前記冠歯車を回転可能な変速制
御装置とを有した変速機において、 所定の慣性モーメントを有するフライホイールと、この
フライホイールに直結した太陽歯車１　この太陽歯車に
噛合いかつ前記入力軸の回転に対応して公転する１つ以
上の遊星歯車及びこの遊星歯車に噛合いかつ前記変速制
御装置によって前記第１の差動歯車装置の冠歯車と同時
回転される冠歯車を有した第２の差動歯車装置とよりな
るエネルギバランス機構を備え、 このエネルギバランス機構によってフライホイールと前
記出力軸の負荷との間の回転エネルギのやりとりを行い
、前記出力軸からの反動を消去することを特徴とする。

（作用〕 入力軸を等速回転すると第１の差動歯車装置を介して出
力軸が同方向に等速回転する。

変速制御装置によって第１０差動歯車装置の冠歯車を回
転すると、その回転数に対応して出力軸の回転数が変化
する。

このとき、第２の差動歯車装置の冠歯車も前記冠歯車と
同時回転するため、フライホイールの回転数が出力軸の
回転数とは逆に変化し、フライホイールの回転エネルギ
が第２の差動歯車装置の冠歯車と第１の差動歯車装置の
冠歯車とを介して出力軸に伝播する。

この結果、変速時に生じる出力軸の負荷による反動を消
失させることができる。

従って変速制御装置は、出力軸の反動に対抗するエネル
ギを必要としない。

〔実施例〕

本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る変速機を示す縦断面図
、第２図は第１図の概略図である。

変速機は、入力軸１と出力軸２との間に介在する差動歯
車装置３と、この差動歯車装置３を介して出力軸２の変
速を制御する変速制御装置４と、この変速制御′Ｂ装置
４の変速時に出力軸２からの反動を消去するためのエネ
ルギバランス機構５とにより構成されζいる。

入力軸１は、図示しないギアボックスに取付けられた軸
受６．７に支持され、軸線の周りで回転されるようにな
っている。またこの入力軸１には入力軸１の回転をエネ
ルギバランス機構５に伝達するための歯車８が取付けら
れている。

出力軸２は、その軸線が入力軸１の軸線と一致するよう
に配され、かつ前記ギアボックスに取付けられた軸受９
によってその軸線の周りで回転できるように支持されて
いる。また出力軸２の先端には、フランジ状の腕１０が
その軸線を出力軸２の軸線と一敗させた状態で取付けら
れている。

差動歯車装置３は、太陽歯車１１と、１つ以上の遊星歯
車１２と、冠歯車１３とにより構成されている。

太陽歯車１１は、入力軸１と同軸線上で一体回転するよ
うに入力軸１の先端に取付けられている。この太陽歯車
１１は、その外歯を介してｔ１歯車１２に噛合されてい
る。遊星歯車１２は、太陽歯車１１と噛合って太陽歯車
１１の外周を公転する歯車である。

またこの遊星歯車１２は、軸受１４を介して出力軸２の
腕１０に自転可能に取付けられている。冠歯車１３は、
入力軸１上に軸受１５．１６を介して回転自在に支持さ
れている。この冠歯車１３には、遊星歯車１２に噛合う
内歯１３ａの他に外歯１３ｂが設けられている。

変速制御装置４は、差動歯車装置３の冠歯車１３を回転
又は固定するためのもので、その回転軸１７には冠歯車
１３と噛合う歯車１８が取付けられている。

エネルギバランス機構５は、遊び車１９．２０と、差動
歯車装置２１と、前記ギアボックスに取付けられた軸受
２２．２３により回転自在に支持された軸２４先端のフ
ライホイール２５とにより構成されている。

遊び車１９．２０は、前記ギアボックスに取付けられた
軸受２６．２７に回転自在に支持された軸２８上に一体
的に取付けられている。遊び車１９は、その外歯を介し
て入力軸１上の歯車８に噛合わされている。また遊び車
２０は、遊び車１９と一体回転して入力軸１の回転を差
動歯車装置２１に伝達する歯車であ。

差動歯車装置２１は、遊び車２０と噛合わされかつ軸受
２９．３０により軸２４上に回転自在に支持された腕３
１と、この腕３１に取付けられた軸受３２によって自転
可能に支持された１つ以上の遊星歯車３３と、軸２４に
取付けられ遊星歯車３３に噛合って遊星歯車３３の公転
を可能にする太陽歯車３４と、遊星歯車３３と噛合う内
歯３７ａ及び変速制御装置４の歯車１８と噛合う外歯３
７ｂが設けられ軸２４に軸受３５＋　３６を介して回転
自在に支持された冠歯車３７とにより構成されている。

フライホイール２５は、軸２４と一体に回転可能な所定
慣性モーメント所有の重量体である。

次に、本実施例の動作について説明する。

第２図において、入力軸１を回転数ｎ、で矢印方向に回
転させると、差動歯車装置３の太陽、歯車１１と歯車８
とが回転数ｎ、で入力軸１と一体にＵ転する。

太陽歯車１１の回転によって遊星歯車１２は、自転しな
がら太陽歯車１１の周りを太陽歯車１１の回転方向に回
転数０２で公転する。遊星歯車１２の自転。

公転運動によって冠歯車１３が遊星歯車１２の公転方向
に回転数ｎ１３で回転しようとする。

このときの回転数ｎ２とｎ、１．ｎ＋３との関係は、で
ある。但し、ｋ、、に、は歯車の歯数で決定される＠数
比である。

一方、歯車８の回転は、遊び車１９．２０を介して差動
歯車装置２１の腕３１に伝達される。腕３１の回転によ
って遊星歯車３３が自転しながら太陽歯車３４の周りを
公転する。ｍＷ歯車３３の自転、公転運動によって太陽
歯車３４が遊星歯車３３の公転方向に回転数ｎ’ｓで回
転し、冠歯車３７も回転数ｎｉｔで遊Ｎ歯車３３の周り
を公転しようとする。

このときの回転数ｎ２ｓとｎｌ、ｎ、：Ｉｔとの関係は
、である。但し、ｋ、、］＜、は歯車の歯数で決定され
る歯数比である。

出力軸２の回転数ｎ２の制御は変速制御装置４によって
行われる。

変速制御装置４の回転軸１７を固定し歯車１８の無回転
状態をｔ１〜ｔ２時間維持すると、冠歯車１３はその間
回転せずｎｌ：ｌ＝ｏである。従って上記０式から ｙ’ｌ　２　＝　　　　　　　ｒｉ。

となり、出力軸２の回転数ｎ２は入力軸１の回転数０１
に比例する。この結果、ｎｉ　−一定の場合には、回転
数ｎ２は第３図（ａ）に示すようにも。

〜ｔ２時の間一定値を保つ。

歯車１８を回転させることにより冠歯車１３を入力軸１
の回転方向に回転数ｎ＋３で回転させると、上記０式か
ら となる。従ってｔ４〜１Ｓ時の間冠歯車１３０回転数ｎ
１３を１−加し、ＵＳ％ｔ、時の間減少させていくと、
第３図（ｂ）に示すように、出力軸２の回転数ｎ２は、
ｎ、ｉ／に＋　よりも大きな回転数Ｓｒ１域で変化する
。

歯車１８を逆回転させることにより冠歯車１３を入力軸
ｌの回転方向と逆方向に回転数ｎｌｊで回転させると、
上記０式から、 となる。従ってｔ、〜ｔｌｏ時の間冠歯車１３の回転数
ｎ１３を増加し、ｔｉｏ〜ｔ１１時の間減少させていく
と、第３図（ｃ）に示すように、出力軸２０回転数ｎ２
は、ｎ＋／に＋　よりも小さな回転数領域で変化する。

次に、エネルギバランス機構５の機能について説明する
。

上述したように、第３図（ｂ）に示す変速を行うには変
速制御装置４の歯車１８を入力軸ｌの回転と逆方向に回
転させ、その回転数を変化させる。

このとき、差動歯車装置２１の冠歯車３７と腕３１の回
転作用によって太陽歯車３４の回転数ｎ、ｚｓは、上記
０式より である。従って太陽歯車３４に直結したフライホイール
２５の回転数ｎｆｓは、ｎ＋／に：＋よりも小さな回転
数に減少する。腕３１の回転数は入力軸１の回転数０１
に依存し、冠歯車３７の回転数ｎ３．には依存していな
いことからフライホイール２５の回転数ｎ’ｓの減少は
、フライホイール２５が有していた慣性によるエネルギ
またはトルクの一部が冠歯車３７０回転によって解放さ
れ、冠歯車３７．歯車１８及び冠歯車１３を介して出力
軸２に伝播することを意味する。従って第３図（ｂ）に
示すような加速又は減速はフライホイール２５のエネル
ギの一部をフライホイール２５と出力軸２との間でやり
とりすることによるため、変速制御装置４は、歯車１８
を回転させるだけのエネルギのみを供給すれば足り、出
力軸２を変速するためのエネルギを必要としない。

また、第３図（ｃ）に示す変速を行うには、上述したよ
うに、変速制御装置４の歯車１８を入力軸１の回転と同
方向に回転させ、その回転数を変化させる。このとき、
冠歯車３７は第２図上の矢印とは逆方向に回転するから
、フライホイール２５の回転数ｎｆｓは、上記０式より である。従ってフライホイール２５の回転数ｎ’ｓは、
ｎ、、／に＝よりも大きな回転数に増加する。一方、出
力軸２０回転数ｎ２は、上記■弐からである。このこと
は、第３図（Ｃ）に示すような加速又は減速が出力軸２
のエネルギの一部を出力軸２とフライホイール２５との
間でやりとりすることによることを意味する。従って、
第３図（ｂ）に示す変速の場合と同様に変速制御装置４
は出力軸２を変速するためのエネルギを必要としない。

この結果、出力軸２の反動はフラ・イホイール２５の回
転エネルギの流入によって消去され、変速制御装置４へ
の反動のみならず入力軸１への反動も生じることはない
。

尚、本実施例に示した回転数制御（第３図（ａ）〜（Ｃ
））は−例であり、これに限るものでなく、変速制御■
装置４による回転数制御は自由に行われる。

従って、本実施例の変速機は、紙、ダンボールフィルム
、鉄板及びＪト鉄金属板を所望の長さに切断するカッタ
や所望の長さで印刷する印刷機等に利用できる。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているため、以
下の効果がある。

エネルギバランス機構によってフライホイールのエネル
ギを出力軸に供給し、これにより出力軸の加速又は減速
を行うため、変速制御装置単独で出力軸を変速する場合
に比べて変速制御装置のトルクは圧倒的に少なくて済む
。従って変速制御装置が消費するエネルギを著しく削減
することができる。この結果、変速制御装置自体を小型
にすることができる。

また、エネルギバランス機構によって出力軸の反動を消
去するため、出力軸の反動が入力軸に加わることはない
。この結果、希望する速度調整を確実に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例に係る変速機を示す縦断面図
、 第２図は第１図の概略図、 第３図は第１図の変速機による変速の例を示す図、 第４図は従来の変速機の一例を示す概略図である。 ２　・　・　・ ３．２１・ ４　・　・　・ ５　・　・　・ １１．３４・ １２３３・ １３．３７・ ２５・　・　・

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力軸と出力軸との間に設けられ、入力軸と直結
   した太陽歯車、この太陽歯車に噛合って公転しこの公転
   運動によって出力軸を回転させる１つ以上の遊星歯車及
   びこの遊星歯車に噛合って回転可能な冠歯車でなる第１
   の差動歯車装置と、前記冠歯車を回転可能な変速制御装
   置とを有した変速機において、 所定の慣性モーメントを有するフライホィールと、この
   フライホィールに直結した太陽歯車、この太陽歯車に噛
   合いかつ前記入力軸の回転に対応して公転する１つ以上
   の遊星歯車及びこの遊星歯車に噛合いかつ前記変速制御
   装置によって前記第１の差動歯車装置の冠歯車と同時回
   転される冠歯車を有した第２の差動歯車装置とよりなる
   エネルギバランス機構を備え、 このエネルギバランス機構によってフライホィールと前
   記出力軸の負荷との間の回転エネルギのやりとりを行い
   、前記出力軸からの反動を消去することを特徴とする変
   速機。