JPH05180285A - 重錘式トルク変換装置 - Google Patents

重錘式トルク変換装置

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JPH05180285A
JPH05180285A JP3093455A JP9345591A JPH05180285A JP H05180285 A JPH05180285 A JP H05180285A JP 3093455 A JP3093455 A JP 3093455A JP 9345591 A JP9345591 A JP 9345591A JP H05180285 A JPH05180285 A JP H05180285A
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JP
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gear
eccentric
input shaft
output shaft
weight
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JP3093455A
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English (en)
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Tomiyoshi Iei
富慶 家井
Mitsutomo Ikeda
光知 池田
Seiji Yoshida
精二 吉田
Minoru Fujita
稔 藤田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 重錘式の自動トルク変換装置を提供する。 【構成】 出力軸と入力軸との間を、出力軸側の内ば歯
車と入力軸に偏心連結した遊星歯車とで連結し、入力軸
と出力軸との回転差を過速回転として取り出す。この過
速回転する軸筒には偏心部材と偏心部材外周に遊嵌した
重錘部材を設け、更に重錘部材の枠部(円形)外周にワ
ンウェークラッチを介して外嵌装した偏心内ば歯車と偏
心内ば歯車の回転を変換回転体及び外装した伝達部を通
して出力軸と連結し、重錘部材の過速回転による慣性力
を取り出し、出力軸に伝達する。これによって入力軸の
回転数とは関係なく出力軸の回転数は出力軸の負荷トル
クによって定まることになり、トルクの自由変換がなさ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は流体を利用しないで自動
変速をなすトルク変換装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】発明者
は低速回転から高速回転まで幅広い出力回転に対応でき
るトルク変換装置を先に提案した(特公昭57−180
51号)。これは入力軸に偏心歯車(遊星歯車)を軸支
して、偏心歯車が入力軸の回転と共に入力軸に対して公
転し、且つ任意に相対回転するように設け、出力軸を内
ば歯車とし、前記偏心歯車を内ば歯車と噛合せしめ、入
力軸と出力軸の回転数差を前記偏心歯車の相対回転とし
て取り出し、この自転回転によってガイド体を高速回転
(入力軸より速い)させ、ガイド体で入力軸に枝設した
重錘兼用滑動体の回転半径を変化せしめ、重錘の回転半
径変化によって、入力軸への回転エネルギーの帰還をな
したものである。
【0003】しかし、前記装置は入力軸と出力軸との回
転数差で生ずる回転エネルギーを入力軸に重錘の回転半
径の移動で帰還させるため、入力軸に振動が生じたり前
記帰還エネルギーが入力軸の負荷を軽減するように作用
してしまい、出力軸のトルク増大に貢献しない虞もあ
る。そこで本発明は前記課題を鑑み、より最適な重錘式
のトルク変換装置を提案したものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明に係る重錘式トル
ク変換装置は、出力軸と連結したリング状の内外ば歯車
を有する出力軸部と、前記出力軸部の内ば歯車と噛合す
ると共に、入力軸によって回転せしめられる偏心軸に遊
装した遊星歯車を有する入力軸部と、前記入力軸部と同
一軸線を中心に回転する過速回転軸筒に、前記入力軸部
の遊星歯車と噛合する過速歯車及び偏心部材を付設する
と共に、前記偏心部材の外周に遊嵌し且つ重錘を付設し
た重錘部材を備えた過速回転部と、過速回転部の重錘部
材と二個のワンウェークラッチを介して連結したリング
状の二個の偏心内ば歯車、及び前記各偏心内ば歯車と噛
合する内接歯車部(外ば歯車)並びに外接歯車部を有す
る二個の変換回転体とを備えた変換部と、前記変換部の
各外接歯車部と噛合する二個の第一伝達歯車及び出力軸
部の外ば歯車に噛合する第二伝達歯車を外装伝達軸に付
設した伝達部とで構成されることを特徴とするものであ
る。また前記重錘式トルク変換装置に於いて、偏心中心
の異なる偏心部材を複数とし、これに対応してそれぞれ
に変換部及び伝達部を備えるようにしても良い。
【0005】
【作用】入力軸が回転すると遊星歯車が入力軸を中心に
公転すると共に、出力軸側の内ば歯車と入力軸との回転
差に対応して遊星歯車が相対回転する。過速回転部は前
記相対回転によって入力軸より相対回転分だけ増速して
回転し、偏心部材を回転させる。偏心部材に遊嵌した重
錘部材の重錘の重心はトロコイド状の運動軌跡を描きな
がら、加速、減速を交互にくりかえす。そして重錘の重
心の線速度の加速中(軸筒の回転中心から遠ざかりつつ
あるとき)は一方の回転変換体から偏心内ば歯車および
ワンウェークラッチを通してエネルギーを受け取り、減
速中(軸筒の回転中心に近づきつつあるとき)は他方の
回転変換体にワンウェークラッチおよび偏心内ば歯車を
通してエネルギーを与える。従って外装伝達軸に付設し
た2個の第一伝達歯車及び第二伝達歯車から作用する力
による入出力軸線まわりの三つのトルクの差し引きの総
和をトルクTs (入力軸トルクT1 と向きが同じ)と
し、出力軸トルクをT2 とおくとT1 +Ts =T2 にな
る。即ち入力軸トルクT1 は出力軸トルクT2 に拡大変
換されて出ていくということになる。
【0006】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。本発
明に係る重錘式トルク変換装置は、入力軸部1、出力軸
部2、過速回転部3、変換部4、伝達部5で構成され、
出力軸部2は出力軸21と出力軸21に連結したリング
状の内ば歯車22及び外ば歯車23よりなる。入力軸部
1は入力軸11と、入力軸11の外周方向に入力軸11
と平行に設けた偏心軸12に遊挿し前記内ば歯車22と
噛合せしめた遊星歯車13とからなる。過速伝達部3は
入力軸11と同一中心軸とした過速回転軸筒31と、軸
筒31と一体に設けた前記遊星歯車13と噛合する過速
歯車32と、軸筒31に枝設した偏心円板(偏心部材)
33と、前記偏心円板33の外周に回転自在に遊嵌した
重錘部材34とからなり、また特に軸筒31と入力軸1
1との間に軸筒31が常に入力軸11より過速回転であ
るが、若し遅速回転になろうとする場合は入力軸11で
軸筒31を回転せしめるよう両者間にワンウェークラッ
チ体35を介装する。変換部4は偏心内ば歯車41a,
41b及び変換回転体42a,42bからなり、偏心歯
車41a,41bは各々前記重錘部材34の内枠部分即
ち偏心円板33の外周部に遊嵌した枠部にワンウェーク
ラッチ体43a,43bを介して回転自在に遊嵌したリ
ング状の内ば歯車であり、変換回転体42a,42bは
前記偏心内ば歯車41a,41bと噛合する内接歯車部
(外ば歯車)421a,421bと後述する伝達部5の
二個の第一伝達歯車と噛合する外接歯車部422a,4
22bとを備えたもので、特に外接歯車部422a,4
22bは回転半径及び歯数を異ならせてなる。伝達部5
は出力軸21や入力軸11と平行に外装架設された伝達
軸51に、前記変換部4の外接歯車部422a,422
bと噛合する第一伝達歯車52a,52b及び出力軸部
2の外接歯車部23と噛合する第二伝達歯車53を軸装
してなるものである。
【0007】次に前記装置の動作について説明する。入
力軸11の回転数をn1 とし、出力軸21の回転数をn
2 とし、回転方向は入力軸11から出力軸21をみた方
向で説明する。またワンウェークラッチ35の存在によ
り出力軸21の回転数n2 は、入力軸11の回転数n1
より常に小さい。入力軸11が右回りにn1 回転してい
るとき、仮に出力軸21が入力軸11と同様にn1 回転
しているとしたら、図2に示す遊星歯車13は入力軸1
1の1回転に対して1公転1自転となる。次に出力軸2
1の回転が入力軸11より小さいときは、遊星歯車13
は入力軸からみると左回りの相対回転を行うことにな
る。勿論公転回転は入力軸11の回転と同じである。即
ち入力軸11と出力軸21の回転数差は遊星歯車13の
左回り相対回転として現れる。
【0008】次に図3に示すように遊星歯車13の左回
り相対回転は、過速歯車32を通して軸筒31に伝えら
れる。この軸筒31は前記の遊星歯車13の左回り相対
回転言い換えるならば、入力軸11と出力軸21の回転
数差に対応して入力軸11よりも早く回転するものであ
る。軸筒31が過速回転すると、偏心円板33が過速回
転し、それに伴って重錘部材34も回転する。但し重錘
部材34の回転速度は偏心円板33の回転速度とは一致
せず、偏心円板33の回転より遅い回転をするところの
変換回転体42bと内接歯車で噛合している偏心内ば歯
車41bのワンウェークラッチ部43bを通して、偏心
円板33の外周に沿って相対的に左回りに回転させられ
る。そして重錘341の重心は軸筒31の回転中心に近
づいたり遠くなったりするものである。
【0009】またエネルギーの伝達構成を図5に示す。
重錘341の重心が偏心円板33の外周を相対的に左回
りしているときその回転速度は四つの領域に分けられ
る。重錘341の重心が領域Eb にあるときのその相対
回転速度ωb (一定)は偏心内ば歯車41bとワンウェ
ークラッチ43bを通して変換回転体42bの回転に依
存ししている。領域EA にあるときの相対回転速度ωA
は重錘341の遠心力により、相対回転速度ωb からよ
り大きい速度ωa にしだいに増大することになる。領域
Eaにあるときの相対回転速度ωa (一定)は偏心内ば
歯車41aとワンウェークラッチ43aを通して変換回
転体42aの回転に依存している。領域EB にあるとき
の相対回転速度ωB は重錘341の遠心力により、相対
回転速度ωa からより小さい速度ωb に次第に減少する
ことになる。境界線OAとOBはほぼ正反対の位置にな
る。出力軸21の回転数n2 が十分に小さくなると変換
回転体42aと42bの速度差が小さくなり、従って相
対回転速度ωa とωb の速度差が小さくなり、EA とE
B の領域が小さくなる。
【0010】このように重錘341は回転運動しながら
加速回転ωA と減速回転ωB を交互に繰り返す。伝達部
5にある三つの歯車53(半径R)、52a(半径r
1 )、52b(半径r2 )から作用する力による入出力
軸線まわりの三つのトルクの差し引きの総和をトルクT
s とし、入力軸11のトルクをT1 とし、出力軸21の
トルクをT2 とすると T1 +Ts =T2 となる。また入力=出力であるから n11 =n22 ∴T2 =T1 ・n1 /n2 ここにn1 :入力軸11の回転数 n2 :出力軸21の回転数 となり、この式を満たすように入力軸11のトルクT1
は出力軸21のトルクT2 に拡大変換されることにな
る。なお前記実施例では伝達部5の三個の歯車53,5
2a,52bの半径R,r1 ,r2 の間には R>r2 >r1 の関係が必要である。トルク変換特性を図7に示す。横
軸はn2 /n1 (出力軸21のトルク/入力軸11のト
ルク)である。また三個の歯車53,52a,52bの
半径R,r1 ,r2 の大きさを変化させると出力軸21
のトルクT2 と入力軸11のトルクT1の大きさを自由
に変化させられる。
【0011】尚本発明は前記実施例に限定されるもので
はなく、例えば過速回転部3に偏心中心の位相的位置を
異ならせた複数の偏心部材並びに各偏心部材と対応した
重錘部材とを設けると共に、上記複数の偏心部材と対応
した変換部及び伝達部を設けても良いもので、特にその
の場合はトルク変換がよりスムーズになされるものであ
る。更に過速回転軸筒に複数の偏心部材とその外周に遊
嵌する重錘部材とを並列突設するときは、変換部の変換
回転体に異なる二個の重錘部材(前後に隣接)と連結し
た二個の偏心内ば歯車を噛合せしめても良い。
【0012】
【発明の効果】本発明は以上のように、入出力軸の回転
数の差異を偏心せしめた偏心部材の過速回転として取り
出し、そこに遊嵌した重錘部材の慣性力を出力軸に伝達
することで、入出力軸のトルクの自動変換を行ったもの
で、振動が少なく流体を使わないので高効率で確実なト
ルク変換がなされる重錘式の装置を提供したものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の全断の断面図である。
【図2】入力軸部と出力との関係を示すもので、(イ)
は歯車の説明図、(ロ)は右側面図である。
【図3】入力軸部と過速回転部との関係を示すもので、
(イ)は歯車の説明図、(ロ)は右側面図である。
【図4】過速回転部と変換部と伝達部の歯車関係を示す
説明図である。
【図5】過速部に於けるトルク伝達の説明図である。
【図6】各部の右側面図で(イ)は偏心歯車、変換回転
体及び第一伝達歯車を示し、(ロ)は第二伝達歯車と入
出力軸部との関係を示すものである。
【図7】本発明の実施例のトルク特性を示すグラフであ
る。
【符号の説明】
1 入力軸部 11 入力軸 12 偏心軸 13 遊星歯車 2 出力軸部 21 出力軸 22 内ば歯車 23 外ば歯車 3 過速回転部 31 軸管 32 過速歯車 33 偏心部材 34 重錘部材 341 重錘 35 ワンウェークラッチ体 4 変換部 41a,41b 偏心歯車 42a,42b 変換回転体 421a,421b 内接歯車部(外ば歯車) 422a,422b 外接歯車部 5 伝達部 51 伝達軸 52a,52b 第一伝達歯車 53 第二伝達歯車

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 出力軸と連結したリング状の内外ば歯車
    を有する出力軸部と、前記出力軸部の内ば歯車と噛合す
    ると共に、入力軸によって回転せしめられる偏心軸に遊
    装した遊星歯車を有する入力軸部と、前記入力軸部と同
    一軸線を中心に回転する過速回転軸筒に、前記入力軸部
    の遊星歯車と噛合する過速歯車及び偏心部材を付設する
    と共に、前記偏心部材の外周に遊嵌し且つ重錘を付設し
    た重錘部材を備えた過速回転部と、過速回転部の重錘部
    材と二個のワンウェークラッチを介して連結したリング
    状の二個の偏心内ば歯車、及び前記各偏心内ば歯車と噛
    合する内接歯車部並び外接歯車部を有する二個の変換回
    転体とを備えた変換部と、前記変換部の各外接歯車部と
    噛合する二個の第一伝達歯車及び出力軸部の外ば歯車に
    噛合する第二伝達歯車を外装伝達軸に付設した伝達部と
    で構成されることを特徴とする重錘式トルク変換装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載されたトルク変換装置に
    於いて、過速回転部に偏心中心の異なる偏心部材を複数
    付設すると共に、各偏心部材の数に対応する変換部及び
    伝達部とを備えてなることを特徴とする重錘式トルク変
    換装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載されたトルク変換装置に
    於いて、一つの変換回転体に偏心中心の異なる二個の偏
    心部材の外周に遊嵌した重錘部材と連結した二個の偏心
    内ば歯車と内接噛合する外ば歯車部を設けたことを特徴
    とする重錘式トルク変換装置。
JP3093455A 1991-03-29 1991-03-29 重錘式トルク変換装置 Pending JPH05180285A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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