JPH04307158A - 遊星流圧伝動機構 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、変速機に関するもので
ある。

【０００２】本発明の請求項２の抵抗双回転機は、自動
車の後輪２軸にハンドル操作に応じた回転差を固定し、
片輪滑りにおいても回転差変化を起さない差動制限装置
に関するものである。

【０００３】本発明の請求項１の無段吸吐ポンプ装置は
、吐出変化から零吐出へ、さらに吸込変化へと無段流量
変化するポンプ機に関するものである。

【０００４】

【従来の技術】低速変速では、バイエル無段変速、巻掛
け伝動による無段変速、Ｖベルト又はローラチェーン又
はリンクチェーン等による無段変速があり、これら弐つ
の回転軸は並例で、一直線上ではない。又高速では、流
体継手構造、粉体継手構造での流体、粉体のすべりを利
用した無段変速、トルクコンバータの様に流体負荷変化
での無段変速があり、速度比１以下である。

【０００５】差動制限装置は、摩擦により差動抵抗力を
持たせるものである。

【０００６】ポンプ装置では、一定回転でのその吐出量
（吸込量）は同じであり、変化してもその吐出量（吸込
量）内での少しの変化である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】変速弐軸（入力軸と出
力軸）が一直線上に有り、高トルク伝動に適し、小型で
あり、変速比がプラス変化から零変化とさらに、マイナ
ス変化にも適応する構造。

【０００８】作動制限装置では、摩擦により多くの伝動
エネルギーを消滅する構造から、伝動エネルギー消費の
少ない新しい発想による差動制限装置。

【０００９】ポンプ装置では、吐出量変化から零吐出ま
で、さらに吸込量変化まで、高圧内での変化にも耐える
構造。

【００１０】

【課題を解決するための手段】流体は圧力に対してその
容量の収縮率は極めて低く、どのような形状にも流入で
きる点と、往復ポンプの筒状シリンダー右よりピストン
を差込めば、左に差込まれていたピストンは、流体に掛
かる高圧力中でも、右差込容量分だけ左に移動する点を
注目して、軸壱回転で、壱往復する往復ポンプ構造にお
いて、その往復距離を変化できる機構とした。右ポンン
プの吐出量と左ポンプの吸込量が等しく、このことは左
右ポンプに共通する絶対量として成り立つ。その絶対量
は、各ポンプにおいては軸回転数とポンプ往復距離との
積に比例することから、左右ポンプ往復距離変化は、左
右軸回転変化となる。

【００１１】本発明の内部に弐組含まれる無段吸吐ポン
プ装置を図１に添って示す。固定されているのは圧力ケ
ース（６）であり、回転しないが圧力ケース（６）の一
部分である軸受（２３）に支えられて操作レバー（１）
で角度弐拾度程度の斜けいをするのは斜板（２）であり
、回転軸（１３）と一体化して回転するのは回転軸球面
凸部（５）と回転軸シリンダー（７）であり、回転軸（
１３）と等速自在継手構造で回転するのは斜回転盤（３
）であり、回転軸（１３）と共に回転しながら往復ポン
プ運動するのはピストン（４）であり、鋼球（１６）は
内軸の回転軸球面凸部（５）から外軸の斜回転盤（３）
へ等速自在継手に用いる鋼球（１６）であり、常識的そ
の鋼球（１６）複数をリング状に滑合対偶で支える内外
中間リング表示は略した。鋼球（１８）は内軸の斜回転
盤（３）と外軸の斜板（２）とがコロがり軸受関係にあ
ることを示す鋼球（１８）であり、常識的その鋼球（１
８）複数をリング状に滑合対偶で支える内外中間リング
表示は略した。球面を持つピストン根本（１９）とシリ
ンダー入口球（１７）とは回転しながらの往復ポンプ運
動を阻害しない程度に滑合する球状にて各各包み込まれ
ており、複数の対から成るピストン（４）とシリンダー
入り口球（１７）とは各各の円上等間隔の配置であり、
シリンダー空間（８）は差込まれたピストン（４）がシ
リンダー入口球（１７）以外と接しない形状より大きく
て円柱上の回転軸シリンダー外周凸部（１０）が残る範
囲の凹部空間（８）であり、圧力ケース内部凸部（９）
は滑合する回転軸シリンダー外周壁凸部（１０）と共に
一つのシリンダー空間（８）を隔離するか否かの際どい
範囲の凸部（９）であり、その圧力ケース内壁凸部は対
称位置に弐ヶ所（９）と（２１）とに形成して成る無段
吸吐ポンプ装置である。

【００１２】本発明の遊星流圧伝動機構の構造説明図（
図４）の図左側歯車噛合状態を線図的に表記した遊星構
造図を除いた部分が、抵抗双回転機である。この本発明
の中核である抵抗双回転機は、請求項１の無段吸吐ポン
プ装置弐機を背中合せに内部空間口（１１）と（１２）
とを相対で接続して、共通する内部空間（１１）と（１
２）とを持ち、密封された内部空間に流体を満して形成
する抵抗双回転機である。

【００１３】この抵抗双回転機の弐つの回転軸（図４で
は１３軸と１４軸）は、共に弐つの入力軸と連結（連動
）された構造において弐つの入力軸間に回転差を起す（
内部流体抵抗により）ものであり、入力軸と出力軸とに
連結して抵抗双回転機内を伝動する（変速機）ものでは
無く、弐つの入力軸間に抵抗する回転関係を持つ、全く
新しい発想構造である。

【００１４】この弐つの入力軸を持つ構造は、自動車の
後輪弐軸に分伝動させる差動装置がある。このかさ歯車
から成る遊星構造は遊星歯車と噛合する弐つの太陽歯車
と遊星歯車を支える遊星枠軸との遊星参軸は全て回転自
在に支持されており、壱つの入力軸（遊星枠軸）から分
伝動した、弐つの入力軸（弐つの太陽歯車軸）でもある
。この弐つの入力軸の各々に、請求項２の抵抗双回転機
の弐軸（１３軸）と（１４軸）を各各連結（連動）構造
とすると、弐つの太陽歯車軸間の回転比を固定すること
ができる。よって片輸が空中でも他の片輪にはそれまで
通りの伝動ができる。

【００１５】さらに広めて弐つの入力軸を持つ構造は、
請求項３に記した遊星構造で、遊星歯車と噛合する全て
の、太陽歯車軸（Ｓ）と内歯歯車軸（ｒ）と、そしてそ
の遊星枠回転軸（Ｃ）との、これ等遊星回転軸が全て回
転自在に支持されている構造においてのみ成立する構造
である。

【００１６】この全て回転自在に支持された遊星構造内
の各回転軸関係は、昭和５７年私が発見した遊星図で簡
素に表示すると、図５の遊星図（Ｎ）として横に示した
回転数の座標である。この座標は一次元の横方向に等間
隔の目盛りを持つ回転数の座標で、縦線（ｒ）と（Ｃ）
と（Ｓ）は各回転軸の座標上の目盛り位置を表わし、歯
数（ＺＳ）と（Ｚｒ）との値が座標上の位置間隔距離比
を表示しており図では壱対参である。仮に太陽歯車軸（
Ｓ）と内歯歯車軸（ｒ）との回転比がマイナス参対壱で
あれば、（Ｓ）の目盛りを３として、２、１、零、（−
１）と等間隔目盛の（−１）点が（ｒ）の位置となり、
（Ｃ）の位置は零と判明する、又（Ｓ）の目盛を（−３
）とすれば同様にして１の点が（ｒ）とすれば（Ｃ）の
位置は零と判明する。この様に弐つの遊星回転軸間の回
転比が定まると、この遊星図上に零回転位置が決められ
て、遊星図中の任意軸の回転数（Ｎ）が決まれば、その
任意軸位置目盛を（η）とした零点からの目盛りを座標
上に示すと他の回転軸の回転数が全て判明する。この遊
星図示のとおり本発明で使用する遊星構造は、全て回転
自在に支持された遊星回転軸から成り、その各軸回転関
係は遊星図（Ｎ）に示すとおり、座標原点の零の位置と
、座標目盛りと、座標方向とが未定の回転数（Ｎ）の座
標上に、歯数比又は歯数積比の間隔で、固有の配列順を
持つ配置として表示できる回転関係である。

【００１７】

【作用】請求項１の回転中の流体の流れを図１を用いて
示す。無段吸吐ポンプ装置の吸込口となる圧力ケース内
部壁凹部（２０）の内部空間（１１）より流体が入ると
、それに連続する空間である各シリングー空間（８）に
含まれて回転し、図１（ハ）の最上部シリンダー（８）
位置を通り過ぎ、内部空間（１２）に接続して、圧力ケ
ース内部壁凹部（２２）の吐出口より流出する。

【００１８】この時操作レバー（１）により斜板（２）
は斜角（θ）を持ち、流入側の内部空間（１１）に続く
各シリンダー空間（８）内の各ピストン（４）は全て、
引抜き運動中であり、その運動距離は角度（θ）に的比
例して増減し、角度零度では回転中にもかかわらずピス
トン運動は無くて流体の流れも止まり、斜板（２）の斜
角（−θ）側に至ると同じ内部空間（１１）内に接する
各ピストン（４）は全て、差込み運動に変わり、内部空
間（１１）は流出側に変化する。

【００１９】この内部構造を双機に持つ請求項２では、
図４を用いて示すと、（ロ）図は弐つの無段吸吐ポンプ
装置の接続部分の平面断面図であり、内部空間（１１）
に接する空間内部には、右の（１３）軸側に支持された
各ピストンの約半数が差込まれており、左の（１４）軸
側に支持された各ピストンの約半数も差込まれている。 よって同じ空間に流体を介して接する左右の各ピストン
の差込量（１３軸側）と引抜量（１４軸側）とは、同量
でなければ内部流体に圧力が加わり、回転に抵抗として
表れる為に、各々の操作レバー位置に応した回転比関係
が固定して成立する。

【００２０】

【実施例】請求項１の無段吸吐ポンプ装置のピストン（
４）数は、図１（ハ）の右側面断面図で示すとおりの参
ピストン形、図２で示す弐ピストン形、図３で示す九ピ
ストン形等の様に、弐つ以上の往復ポンプ構造を支持し
て回転する構造である。

【００２１】請求項２の抵抗双回転機の弐軸（１３軸）
と（１４軸）とに歯車を設けて、差動装置の弐つの太陽
歯車軸にも各々歯車を設けて、並列配置で相対噛合にし
、操作レバー変化を自動車のハンドル操作変化と一致さ
せれば、差動制限装置と成る。又差動装置の壱つの太陽
歯車軸と遊星かさ歯車を支える遊星枠回転軸とに直接連
結させる図４と同様な連結構造でも差動制限装置となる
。

【００２２】請求項３の遊星流圧伝動機構の壱例を図４
に示す。使用遊星構造は平歯車系列から成る構造で、太
陽歯車（Ｓ）と遊星歯車（Ｐ）たは同じ歯車を使用した
。この構造を線図的構造図で示した。入力軸（１３）は
抵抗双回転機の右軸（１３）と共通であり、さらに遊星
構造の太陽歯車軸（Ｓ）と連結している。抵抗双回転機
の左軸（１４）と遊星構造の内歯歯車軸（ｒ）とは連結
している。この遊星流圧伝動機構の出力軸（１５）は遊
星構造の遊星枠回転軸（Ｃ）と連結している。

【００２３】本発明に付随する遊星機構は請求項３で詳
述のとおりに何百種類以上に及ぶけれど、図６の遊星構
造で示す。親子一体同軸回転の弐段遊星歯車（Ｐ１とＰ
２）に噛合する、弐つの太陽歯車軸（Ｓ１とＳ２）と壱
つの内歯歯車軸（ｒ）と、壱つの遊星枠回転軸（Ｃ）と
の四軸は回転自在の遊星構造を、線図的構造図（イ）で
示した。その噛合毎にその回転関係示すのが（ロ）図示
の各遊星図（Ｎ１とＮ２）である。さらに一つの遊星図
（Ｎ）に示したのが（ハ）図である。（ロ）から導かれ
る（ハ）図中の軸間隔は、歯数積比である、その配列順
序も構造の持つ特有のものとして示された。この遊星構
造の弐つの軸と、抵抗双回転機の弐つの回転軸（１３）
（１４）との連結は、（ハ）図中の斜線で示すとおりに
６通り有るが、図中下で示すとおり（Ｓ１）と（Ｃ）と
の軸とした。このとき残りの弐軸（Ｓ２）と（ｒ）が遊
星流圧伝動機構の入力軸と出力軸とに振り分けて成立す
る遊星流圧伝動機構の遊星構造図である。

【００２４】

【発明の効果】請求項１の無段吸吐ポンプ装置では、一
定回転中において操作レバー（１）を移動すると、流入
量が減少して零となり、さらに逆流が生じて流出量が増
加する。

【００２５】さらにこの無段吸吐ポンプ装置内の一つの
ピストンに着目すると吸込始めはピストン引抜き速度零
より始まり増速して、（９０度）で最大速度となり、減
速して、（１８０度）で速度零で終わる。この効果より
吸込流体速度は一定で無く、波動的速度である。この点
はピストン数を増やした場合を各々比較した試算では、
弐つのピストン構造より四、四より参と六、参と六より
八、八より五と拾、五と拾より拾弐、拾弐より七、七よ
り九つのピストン構造と、ピストン数を増やせばその流
体速度の波動は急激に減少する。

【００２６】請求項２の抵抗双回転機を、キャタピラ車
に見られる二輪車の差動装置に用いて差動制限装置とす
れば、操作レバーの移動がハンドル操作となり、高速運
転中にもカーブを曲り通ることができる。

【００２７】請求項３の遊星流圧伝動機構の操作レバー
移動と無段変速変化との関係を図５で示すと、操作（い
）のとき操作角度（θ）は（１３軸）と（１４軸）共に
（θ２）であるから回転比は同じと判明する、それを右
横段の回転数の座標である遊星図に零回転位置として無
限大の横方向として示した。よって（縦線１３軸と横に
無限の零点までの長さ）対（縦線１４軸と横に無限の零
点までの長さ）は等しくなり回転比が壱対壱である。操
作（３）のときも同様にして操作角度（１３軸はθ１，
１４軸はθ２）よりその回転比は弐対壱と判明する、そ
れを右横段の遊星図に零点位置（０）として示した。よ
って（縦線１３軸と零点までの長さ）対（縦線１４軸と
零点までの長さ）は弐対壱の回転比表示である。 さらに操作（は）のときも同様にして操作角度（１３軸
は零度，１４軸はθ２）より、１３軸は回転自在である
が１４軸は零回転と判明する。それを横段の遊星図に零
点位置（０）として示した。操作（に、ほ、へ、と、ち
、り、ぬ、る、を、わ、か、よ、た、れ）のときも同様
にして各零点位置を表示した。この各零点を結ぶと、図
示の様に一つの連続する斜曲線が表われることにより、
全ての無段変速の範囲要求を満たした変速範囲を持つこ
とを示している。現実として入力軸（Ｓ）回転（η）に
対して、出力軸（Ｃ）回転が（η／２よりマイナス５η
／４）の変化は、操作（ろはにほへ）と操作（ぬるをわ
か）との弐通り有る。又方向異にする出力軸（Ｃ）回転
が（マイナスη／２より７η／４）の変化とすれば、操
作（ほにはろいれた）と操作（わをるぬりち）との弐通
り有る。よって四通りの操作方法が成立することが判明
する。

【００２８】本発明の内部構造は、基本的には往復ポン
プ構造から成立しているが、その特異的な吸込弁と吐出
弁とを持たずに、見事に吸込側と吐出側とに隔離続けて
いる構造を特徴としている。

【図面の簡単な説明】

【図１】無段吸吐ポンプ装置の構造説明図である。参ピ
ストン形の無段吸吐ポンプ装置。 （イ）　　立面図 （ロ）　　左側面図，（Ａ−Ａ）断面図（ハ）　　右側
面図，（Ｂ−Ｂ）断面図（ニ）　　平面図，一部（Ｃ−
Ｃ）断面図

【図２】断面図 弐ピストン形の無段吸吐ポンプ装置の（Ｂ−Ｂ）断面図

【図３】断面図 九ピストン形の無段吸吐ポンプ装置の（Ｂ−Ｂ）断面図

【図４】遊星流圧伝動機構の構造説明図である。参軸か
ら成る遊星構造の部分は線図的構造図とした。 （イ）　　立面図 （ロ）　　平面部分図，（Ａ−Ａ）断面の部分図

【図５
】遊星流圧伝動機構の操作変化と無段変速変化との関係
説明図である。

【図６】遊星流圧伝動機構の内部構造説明図である。遊
星構造と抵抗双回転機との連結方法の説明図である。 （イ）　　線図的に示した四軸から成る遊星構造図（ロ
）　　四軸から成る遊星構造の各噛合点における回転関
係を示す遊星図 （ハ）　　四軸から成る遊星構造と抵抗双回転機との連
結方法によるその種別と、その種別の遊星流圧伝動機構
の内部回転軸の回転関係を示す遊星図

【符号の説明】

１　　　　操作レバー ２　　　　斜板 ３　　　　斜回転盤 ４，１９　　　　ピストン ５，７，１０，１３　　　　回転軸であり入力軸６，９
，２０，２１，２２，２３　　　　圧力ケース８　　　
　シリンダー空間 １１，１２　　　　内部空間 １４　　　　回転軸 １５　　　　出力軸 １６，１８　　　　鋼球 １７　　　　シリンダー入口球 Ｓ　　　　太陽歯車軸 Ｐ　　　　遊星歯車軸 ｒ　　　　内歯歯車軸

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　操作レバー（１）で角度が定まる斜板
   （２）は、斜回転盤（３）に掛かる張力及び圧力を支え
   受る軸受であり、斜回転盤（３）は、弐個以上のピスト
   ン（４）根元を円上等間隔に支持し、回転軸球面凸部（
   ５）と自在継手構造であり、圧力ケース（６）内壁と回
   転軸シリンダー（７）外周壁とは、各ピストン（４）の
   シリンダー空間（８）を円上等間隔に形成して、この両
   壁凸部（９）と（１０）間の滑合が、吸込側と吐出側と
   に弐分する空間分岐壁役をして、操作レバー（１）の移
   動により斜回転盤（３）支持の各ピストン（４）往復距
   離が変わり、内部空間口（１１）と（１２）間の内部空
   間の流体移動が、吐出流れ、から零吐出へ、さらに吸込
   流れ、へと変化する無段吸吐ポンプ装置。
2. 【請求項２】　　請求項１の、弐ピストン形、参ピスト
   ン形、‥‥、九ピストン形、‥‥、に別れる多種類の無
   段吸吐ポンプ装置の同形異形を問わず、弐装置の内部空
   間口（１１）と（１２）は、背中合せに相体接続して、
   内部流体を密封し、異なる圧力を持つ内部空間（１１）
   と（１２）を隔離し続ける特徴を持つ抵抗双回転機。
3. 【請求項３】　　かさ歯車から成る差動遊星において、
   弐つの太陽歯車軸と、壱つの複数遊星歯車を支える遊星
   枠回転軸との遊星参軸があり、平歯車等から成る遊星構
   造において、壱つの太陽歯車軸（Ｓ）と、壱つの内歯歯
   車軸（ｒ）と、壱つの複数遊星歯車を支える遊星枠回転
   軸（Ｃ）との遊星参軸があり、さらに遊星枠に支えられ
   て回転自在の遊星歯車が、弐つの異なる歯数から成る親
   子一体同軸回転の弐段遊星歯車とすると、差動遊星にお
   いても、遊星構造においても、遊星歯車と噛合する、太
   陽歯車又は内歯歯車から、伝動する各回転軸（Ｓ１、Ｓ
   ２、Ｓ３、Ｓ４）又は（Ｓ１、Ｓ２、ｒ１、ｒ２）があ
   る。これ等の遊星構造において、遊星歯車と噛合する全
   ての、太陽歯車軸（Ｓ）と内歯歯車軸（ｒ）と、そして
   その遊星枠回転軸（Ｃ）との、各々遊星軸が、いずれも
   固定しない、回転自在な遊星構造とするとき、この参軸
   又は四軸から成る遊星構造各回転軸を、弐つの軸は各々
   請求項２の抵抗双回転機の弐軸（１３）と（１４）とに
   連動（連結）させ、参番目の壱つの軸は、この遊星流圧
   伝動機構の入力軸〔又は出力軸（１５）］とし、四番目
   に残るこの機構の出力軸〔又は入力軸］は、抵抗双回転
   機の弐軸に連動（連結）する遊星軸（Ｓとｒ）を含む他
   の遊星軸の内から、任意に出力軸〔又は入力軸（Ｓ）］
   とした構造であり、弐つの操作レバー（１３軸側と１４
   軸側）の移動により無段変速をし、その変速内容は、プ
   ラス変速から零変速、さらにマイナス変速へと、すべて
   の無段変速に対応することを特徴とした遊星流圧伝動機
   構。