JPH09502499A

JPH09502499A - 無段調整可能な噛合い式の衛星型伝動装置

Info

Publication number: JPH09502499A
Application number: JP7504873A
Authority: JP
Inventors: アルフレッドチルマン，ジョン
Original assignee: サテライトギアシステムリミテッド
Priority date: 1993-07-19
Filing date: 1994-05-10
Publication date: 1997-03-11
Also published as: ATE155558T1; ES2107227T3; EP0708896A1; EP0708896B1; WO1995003503A1

Abstract

(57)【要約】本発明は、衛星（２１〜２４）の偏心的なシフトを介して回転数比を変化させ得るようにした、無段調整可能な噛合い式の衛星型伝動装置に関するものである。

Description

【発明の詳細な説明】無段調整可能な噛合い式の衛星型伝動装置［技術分野］本発明は、無段調整可能な噛合い式の衛星型伝動装置に関するものである。［背景技術］従来技術に基づいて公知になっている噛合い式の切換えクラッチは、軸の停止時又は軸の同期時にしか接続できないという欠点を有している。公知の実施形態はクロー（爪）形クラッチ（コースター）及び噛合い歯形クラッチである。切換え可能性が前記のように制限されているので特に自動車製造業界では、トルク伝達を摩擦によって行なう摩擦接続式切換えクラッチが賞用される。該切換えクラッチの場合には相互摩擦面は高い回転数では、負荷を受けた状態で切換えられねばならず、その上で徐々に摩擦接続が生じる。この摩擦接続式切換えクラッチの欠点は、摩耗度が高く、しかも摩耗が摩擦熱によって一層強められることである。大抵の場合駆動装置のあらゆる運転状態にとってただ１つの変速比しかないのは最適であるとは云えないので、種々異なった変速を可能にする無段変速式の切換え伝動装置が概ね採用されれる。これによって、ただ１つの変速比しか伝達しない伝動装置に対比して、要求条件に対応した適合が改善されはするものの、依然として最適とは云えず、そればかりか切換え時に駆動トラクションが中断するという問題並びにギヤ段切換え時に必要な歯車の同期化という問題が生じる。運転中に駆動トラクションの中断なしに各変速比を無段階に適合させるのが理想的である。このような無段変速機は所謂P.I.V.変速機又はＣＶＴ変速機として公知である。該変速機は、接続している歯車の種々異なった回転半径を調整しかつ回転半径調整を介して変速比を変化させ得るようにする動力伝達原理を基礎としている。該動力伝達原理に基づいて変速比を調整するためには、回転半径は連続的にかつ過渡点なく変化されねばならず、その結果、係合している歯車は噛合い接続を有することができなくなる。さもなければ半径方向運動がロックされることになるからである。それ故に従来技術に基づいて公知になっている総ての伝動装置は、Ｖベルト、平ベルト、摩擦車及び摩擦プリーの形の摩擦接続原理に基づいているが、周知の通り、スリップ、噛込み条溝を形成する高い摩耗、高い圧着力と調整力の必要並びに比較的不良な綜合効率という欠点を付随している。ドイツ連邦共和国特許出願公開第４３１７４７８号明細書において１実施形態として開示されている係合接続式伝動装置は引張り伝動節形の伝動装置として記載されている。該伝動装置は、遊星状に周回する自転可能に軸支された衛星歯車組を駆動側に有し、該衛星歯車は、半径方向に無段調整可能に配置されかつ引張り伝動節によって包囲されており、該引張り伝動節は、調整された半径方向距離によって決定された回転数比を従動車に伝達する。直径の変化は、比較的小径の所謂衛星歯車によって行なわれる。チェーンピッチの整数倍に相当しない総ての半径方向位置における噛込み誤差を補償するための調整時にトルクを伝達し得るようにするために、駆動ホイール及び／又は従動ホイールに沿ってかつ駆動ホイール及び／又は従動ホイールに対して相対的に衛星歯車を一方向又は両方向に自由遊転させるか又はロックすることが提案され、その場合フリーホイール切換え及び／又はロック切換えは、引張り伝動節に基づいて及ぼされる半径方向力によって、かつ／又は駆動ホイール又は従動ホイールの位相によって制御又はレリーズされる。特に衛星歯車軸は中空軸として構成され、該中空軸はばね力の作用を受けてケージ内に接しており、その場合に鎖歯車軸に対する半径方向力が増大すると、中空軸はばね力に抗してシフトされ、それと共にレバーが旋回され、該レバーは、フリーホイール装置のスプラグローラ又はスプラグボールのための円筒保持器を回動して、前記スプラグローラ又はスプラグボールを、定置のインナーレース又はアウターレースの楔形ポケット内へ押し込めるようになっている。［発明の開示］本発明の課題は、引張り伝動節を用いない無段調整可能な噛合い式の衛星型伝動装置を提供することである。前記課題を解決するため本発明の構成手段は、請求の範囲の請求項１に記載した通り、セントラル車と永続的な噛合い連結状態にあって直径を調整可能な少なくとも１つの衛星車が設けられており、前記の両車相互の直径比が、車相互の偏心位置と両車の回転数比を決定する点にある。本発明の別の実施形態においてセントラル車が内歯歯列を有する中空車として構成されている場合には、該セントラル車に対して同軸に配置された衛星車の直径がセントラル車の内歯歯列の内径に最大限に拡径されるならば、回転数は１：１の比率で伝達することができる。それというのは、内位に位置している衛星車の全歯列がセントラル車の歯列に噛合うからである。衛星車の直径を縮径すれば歯列の噛合いは、内位の衛星車を同軸位置から偏心位置へシフトさせる場合にだけ維持されるにすぎない。歯列の噛合いが維持される場合、内位の衛星車の外周面がセントラル車の内周面に沿って転動する。衛星車は、自転と、セントラル車の軸線を中心とする公転周回とを共に行なう。同等の方式で又、セントラル車に外歯歯列を設けることも可能であり、該外歯歯列に沿って衛星車は、対応した外歯歯列でもって転動する。この場合も衛星車の直径の調整に相応して、セントラル車に対して衛星車を偏心調整した場合にだけ噛合い接続が維持される。要するに本発明は、セントラル車並びに衛星車つまり両車が共に直径を可変であるような実施形態をも含むものであり、当該実施形態については追って説明する。技術利用分野において実際に使用されている回転数では調整動作によって惹起される噛合い時における衛星車の半径方向位置への適合誤差はごく僅かであるので、適合誤差は実際には製作誤差に起因し、或いは衛星の幾何学的位置の適当な同調的な融通性によって補償される。例えば５０個の衛星が毎秒当り５０回転で回転する場合、毎秒当り２５０個の衛星がトラクション機構に噛合うので、ストッパからストッパへ例えば１０秒しか必要としない制御速度の場合、１噛合い周期中における衛星間の相対運動は半径方向運動の１／２５００、要するに０．０００４でしかない。この結果として生じる衛星の弾性的な補償運動は極く僅かな効率損失を生ぜしめるにすぎず、しかも該効率損失は調整中にしか生ぜずかつ傍注的な些細な量に過ぎないので、許諾不能の効率劣化とはならない。衛星車又は衛星歯車の直径調整を達成するために、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第４３１７４７８号明細書に記載されているように、衛星車は、夫々より直径の小さな複数の小径車から成っており、各小径車は衛星車軸線を中心として周回運動可能である一方、夫々独自の軸線を中心として一方向に自転運動可能であり、かつ半径方向に調整移動することができるので、セントラル車に対して衛星車が偏心した位置にある場合、前記小径車は、トルクを伝達する負荷円弧行程と、無負荷の円弧行程とを周期的に通過し、かつ前記の無負荷円弧行程から負荷円弧行程へ移行する際に、つまりセントラル車へ係合接続的に噛合う瞬間に同期化自在に運動し、しかも噛合った後には自転運動をロックして、供給されるトルクを伝達するようになっている。前記の公知技術では、夫々２個の衛星をタンデム型に相前後して配置して、直接又は間接に相互に噛合うような実施形態も含まれており、この場合の衛星はセントラル車の歯列内へ進入する際には同期化自在に運動することができるが、しかしながら対応部材への噛合い接続後にはその自転運動はロックされる。本実施形態は、例えば自転車の場合のような低回転数の場合に著しく高い調速を行なわせる特殊な適用例を考慮して、夫々１つの衛星車タンデムの配置された支持体を傾動旋回させて夫々１つの衛星車をセントラル車との噛合いから外し、こうして噛合ったままになっている衛星車を自由に回転させて任意に半径方向にシフトさせるように変化することもできる。調整動作を終了した後に衛星車は再び初期位置へ戻し旋回される。本実施形態でも駆動トラクションの中断が生じはするが、該駆動トラクションの中断は、低速回転数の場合の迅速な調速時又は停止時に制限されている。前記のタンデム型の場合やはり、比較的小径の個々の車の歯は、動力を係合させるために軸方向にずらされた１平面内で完全に尖って終わるように成形され、これによって歯相互の噛合い尖端形成が特に容易になる一方、トルク伝達のための歯を、高負荷可能な材料から、かつ標準歯形形状に製作しておくことが可能になる。衛星車を転動させかつ夫々噛合い尖端形成を必要とする前記原理に加えて、本発明の別の実施形態では、歯車を永続的に噛合わせておくようにすることも可能である。本実施形態は特に、セントラル車と、該セントラル車に永続的に噛合っていて１つのディスク上に配置されているか又は動力伝達手段を介して該ディスクに結合された複数の小径の衛星とを有し、該衛星が夫々独自の回転軸線を中心としてフリーホイールを介して一方向に回転可能であるが逆方向ではロックし、かつ前記ディスクの軸線がセントラル車軸線に対して偏心的にシフト可能であり、該偏心シフト量に関連して前記ディスクとセントラル車との間で異なった回転数比及びトルク比が調整されるという特徴を有している。例えばガイド機構を介して種々異なった半径方向位置を占めることのできる半径方向支持手段上に各衛星が軸支されている場合は、殊に有利にはばね負荷をかけて又は半径方向支持手段によってセントラル車の歯列に押圧される衛星は常時噛合っており、従って１回転毎に周期的に異なった半径方向位置を占めるので、前記衛星は全体として、１つの歯車の外接円又はチェーン又はその他の引張り伝動節の巻掛け部の外接円に沿って転動する。ところで衛星がその自転に関してフリーホイール装置上に軸支されている場合には、総ての偏心した軸位置において、最短半径方向位置で最も近くに位置してる衛星が負荷全体を伝達することになり、他の総ての衛星は前記の衛星の周速度で駆動され、該周速度は駆動車の周速度よりも大であり、すなわち他の総ての衛星は、歯列の噛合い状態を維持するために、フリーホイールの遊転方向に、夫々独自の軸線を中心として自転しなければならない。本実施形態の場合には、無負荷円弧行程から切換わったのちの同期化の問題は生じない。衛星車を形成する個々の車又は衛星を方向切換え式クラッチと併用する場合には、スプラグ形一方向クラッチ又は爪形コースターのような機械式に動作するフリーホイールクラッチ、或いは粘性流体クラッチ又は電磁クラッチが有利である。切換えの正確なスプラグ形一方向クラッチは耐用寿命の制約を受け、この場合負荷サイクル１０⁸ で呼びモーメントは５０％に減少する。各回転毎に周期的な切換え動作を発動するような駆動装置に、このようなフリーホイール装置を組込むためには、寸法上の問題が生じる。該フリーホイール装置の変速比をアップする場合、呼びモーメントは減少するが、回転数がアップするので負荷サイクルは増大する。またフリーホイール装置の変速比をダウンする場合には、逆に呼びモーメントは増大するが負荷サイクルは減少する。このことは、寿命周期中に負荷サイクルが１０８に達するような、例えば車両変速機におけるフリーホイール装置では設計的に見て極めてデリケートで厄介である。従って本発明の衛星型伝動装置では特殊例として、単数又は複数の平歯車組又は遊星歯車組によって、或いは変速技術上のその他の回転数変速態様によって、衛星車に対してフリーホイール装置の回転数が相対的に変化されるように成っている。例えば回転数をアップさせる意味合いでの高速へ、回転数を変化させることによって、フライホイール装置内で発生するモーメントの大きさは、切換え周波数又は負荷サイクル数を高めることなしに減少される。従って高い回転数及び小トルクへの増速変速が、負荷サイクル数を増大させることなく選ばれる。それというのは、衛星車の個々の車つまり衛星の各回転毎にではなくて従動車の各回転毎に各切換え動作が正確に１回行なわれるからである。これに対して別の実施形態では、つまり爪形コースターを使用する場合には、ほぼ無制限の耐用強度が得られ、更に該爪形コースターは低廉である。切換え精度の低下（８〜１０°）という欠点は、前段で説明した変速によって軽減される。更に切換え動作の角度誤差によって、２つの衛星間の負荷受渡し点がシフトされるにすぎず、その場合機能エラーが惹起することはない。その際に場合によって発生するトルク飛躍は、フリーホイールロック機構内の弾性的な構成要素によって吸収される。更に有利な実施形態では爪形コースターを使用する場合、変速制御は、無限に小さな段階で調整を行なうのではなくて、実質的に衛星車を回転させるような変速比を飛躍点で選ぶようにして行なわれるので、負荷の飛躍を生ぜしめることは最早ない。変速比の無段制御から準無段制御への前記変化は、ロック角度が充分に小さければ事実上顕著な欠点とはならない。本発明の別の構成手段によれば、個々の車つまり衛星はばね負荷されており、かつ／又は殊に有利には非直線的な円弧に沿ってガイドされる半径方向支持手段内に設けたフリーホイール装置上に軸支されている。本発明の別の実施形態によればセントラル車及び／又は衛星車の個々の車つまり複数の衛星を駆動ディスク及び／又は従動ディスク上に配置しておくことが可能であり、このように構成すれば、前記の各ディスク上に、衛星車の個々の車つまり衛星のためのガイド及び枢着部を設けることができるという利点が得られる。衛星車の個々の車つまり衛星は、夫々レバー又はクランクを介して駆動ホイール又は従動ホイールに枢着するのが殊に有利である。この場合トルク伝達は当該レバー又はクランクを介して行なわれる。衛星車の個々の車つまり衛星からセントラル車へのトルク伝達と相俟って、原理に基づいて個々の車の運動軌道が生じ、該運動軌道は有効中心点に関連して、また負荷円弧行程内においても種々異なった有効半径及び種々異なった接線方向成分を生ぜしめ、その結果、不均等な変速比が生じ、偏心距離が大きい場合には１．５以上の値に達することがあり、その場合駆動装置の静かな回転が著しく損なわれることになる。本発明の有利な実施形態では前記の不均等なトルク伝達又は変速比は周期制御によって少なくとも部分的に補償される。この補償は種々の態様で行なうことができる。第１の態様では補償は半径の補正によって生ぜしめられ、その場合、回転角度に関連して駆動部材と従動部材との角速度の比によって決定される導関数で等しく積分された、実質的に一定の平均値、最小値又は最大値が選ばれる。別の態様ではトルク伝達又は変速比の不均一性は、実質的に動力に関連したばね作用によって、かつ／又は補償質量によって補償される。これは油圧式、空圧式又は機械式に行なうことができる。相対的な偏心距離の制御は２つの軸線の少なくとも１本を運動させる。再び固定軸線内へ動力の運動力束を導くことができるようにするためには、可撓軸或いはカルダンジョイント又はその他のジョイントを設けることが必要になる。有利な実施態様では相対運動は並進運動式にではなく、回転運動式に行なわれ、かつ、調整動作のために１つの円軌道に沿ってガイドされる軸がその際に歯車組上を転動し、その場合１つの車は前記運動軸の中心に位置し、また第２以降の車は、調整動作中に前記運動軸が辿る円軌道の中心点に対して同心的に位置している１つの歯車で終わっている。前記手段によって、かつ不釣合を避けるために補償質量を積分することによって、極めて高い頻度の調整が可能になる。この迅速な調整手段は、前記の不均一性を除くためにも使用することができる。位相周期的に縮小された有効半径では偏心距離は減少され、また位相周期的に拡大された有効半径では偏心距離は増大される。このようにして簡単な幾何学によって均等性が得られる。特に有利な実施形態では、ディスク、車又は軸として構成された駆動部材と対応する従動部材との間のトルク伝達がトグルジョイントレバーを介して行なわれ、しかも周期的に制御又はばね負荷されるトグルジョイントの折曲運動が、トルクの不均一性又は回転数のばらつきを補償する。本発明の実施形態では、トグルジョイントの運動経路が少なくとも負荷円弧行程においては、滑子案内機構、カム案内機構、多節リンクチェーン及び／又は半径方向支持手段としてのリンク案内機構を介して１つの円を描く。前記のばらつきを補償するために夫々選ばれた幾何学的形状は、殊に偏心距離に応じた周期運動の振幅に関して時間的に一定である。フリーホイール装置は、衛星車又は衛星に対比して異なった回転数で増速回転又は減速回転することができる。更にまた衛星車又は衛星の案内は、セントラル車に対するバックラッシ及び／又は圧着力に関して時間的に一定である。特にトルクの不均一性を補償するために、或いは変速比を所望のように調整するために、回転数変速が２段或いは３段以上の並列又は直列に配置された変速段で行なわれ、しかも該変速段の位相位置が、個々の変速段の変速不均一性を実質的に相互補償するように選ばれる。２つの変速段は、１つの共通の偏心ディスクと、トルクの不均一性を補償するために位相のずらされた駆動ディスクと従動ディスクとを有し、かつ／又は前記の駆動ディスクと従動ディスクとにおける衛星の数は合致しているのが殊に有利である。本発明の別の実施形態では、衛星型伝動装置の少なくとも２つの変速・補償段の出力が、従動軸と結合されたディファレンシャルギヤへ、トルクの不均一性を実質的に補償するように供給される。更に複数の衛星型伝動装置は、回転方向の逆向きの、かつ／又は回転方向を切換え可能なフリーホイール装置と結合されているか、或いは可逆軸又は平行な軸を制御可能な軸を介して互いに結合されていてもよい。前記の衛星型伝動装置の利点は、該衛星型伝動装置が停止状態でも負荷状態でも共に調整することができ、スリップのない噛合い式であり低ノイズでかつコンパクトな構造であり、優れた効率と高い耐用強度を有していることである。またコストは、４段切換え式変速機や、多板クラッチを備えた遊星歯車型自動変速機のような３段オートマチッククラッチよりも低廉である。同期装置、シフトスリーブ又は摩擦クラッチの必要は全くない。本発明による衛星型伝動装置の利用分野は広域であり、かつ自転車を初めとして、考えられ得る全てのモータ駆動式車両のみならず、補助機器の駆動装置を含む機械構造にまで及んでいる。平歯車組を介してモータの軸を、互いに逆向きに回転する２本の軸に分割するように駆動列を構成することによって、１本の軸で衛星型伝動装置は相対回転数を制御して、所期の差回転数を調整することができる。この差回転数は駆動歯車のディファレンシャルへ導かれるので、差値が０に設定される場合には、スタータクラッチは最早必要でなくなる。このような駆動装置を装備した車両は逆転を自動的にロックされており、かつ任意の微速度でもショックなしに走行する。ただ衛星型伝動装置内における回転数ばらつきによる不都合なクリープ運動だけは、停止を保証するために、コンパレータ制御によってか又は噛合いクラッチによって逆向きに回転する２本の駆動軸間で切換えられねばならない。それというのは不都合なクリープ動作はブレーキによっては制止できないことがあるからである。前記のように衛星型伝動装置が拡張されても、構成部品によるコスト・アップは比較的僅かでしかない。それというのは、必要とされる遊星ギヤ段は衛星型伝動装置の構造内に組込むことができ、従って軸、軸受、ディスク、ケーシング及び潤滑用部品などのような多数の構成部品は充用できるからである。また弾み車は直接機械的に活用することができるので、駆動モータは、場合によってはただ定常連続出力のために設計されればよく、あらゆる非定常段階のためには動力の順流束及び逆流束は弾み車を介して導くことができる。これによって路面運行車両には、燃料消費量を著しく節減しかつ有害物質放出量を著しく減少させる可能性が開かれると同時に、走行出力の改善及び操縦快適性の向上が得られる。前記形態の衛星型伝動装置は差当たってはトルク及び動力を一方向にだけ伝達する。それというのは逆方向ではフリーホイール装置によってトルクは伝達されないからである。しかしながら多くの適用例にとって両方向の動力の流れを所望する場合があるので、相応の対応策を講じる必要がある。可能な態様ではフリーホイール装置は逆方向で切換えられる。別の実施形態では、逆向きに回転するフリーホイール装置を有する第２の変速段が並列又は直列に配置されている。両変速段における変速比を適当に制御することによって運動のロックが避けられる。［図面の簡単な説明］図１は第１実施形態による内歯歯列を有するセントラル車を備えた衛星型伝動装置の平面図（ａ，ｃ）と側面図（ｂ，ｄ）である。図２は第２実施形態による内歯歯列を有するセントラル車を備えた衛星型伝動装置の平面図（ａ，ｂ）である。図３は負荷円弧行程にわたって変化する有効半径と周方向力とを示す図である。図４は図２に示したセントラル車及び衛星車の個々の車の転動状態を示す概略図である。図５は１つの案内円に沿って進行するレバーのトグルジョイントの概略的な幾何学的線図である。図６は衛星車の個々の車を支持する半径方向支持手段と従動ディスクとの間のトグルジョイントを実現するための実施形態を示す図である。図７は偏心距離を考慮して示した、図５相当の幾何学的線図である。図８は自転車に使用するための衛星型伝動装置の実施形態図（ａ，ｂ）である。図９は図８に示した実施形態と同一の衛星型伝動装置の斜視図（ａ，ｂ）である。図１０はトルク伝達用の接線方向支持手段を有する従動ディスクの斜視図（ａ）並びに平面図（ｂ）である。図１１は３つの半径方向支持手段を有する中央ユニットの斜視図（ａ）及び平面図（ｂ）である。図１２は駆動ユニットの平歯車組の斜視図（ａ）並びに平面図（ｂ）である。図１３はクラッチ無装備の衛星型伝動装置を備えた車両のための駆動力伝達列の構成図である。図１４は不均一性を補償するためのサイクル制御装置を備えた歯車伝動装置を一部断面して示した側面図である。図１５は３つの支持手段を有する中央ユニットを備えた歯車伝動装置を２つの異なった位置（ａ，ｂ）で示した概略平面図である。［発明を実施するための最良の形態］次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。図１に図示された駆動車は、内歯歯列を有するセントラル車２０として構成さており、該セントラル車に沿って個々の衛星車２１，２２，２３，２４が常時噛合って周回する。前記の個々の衛星車２１〜２４は半径方向支持手段に支持されて案内され、該半径方向支持手段は、図１のｃ，ｄから判るように、図１のａに示された同心的な位置から偏心して旋回する場合には異なった半径方向位置を占める。個々の衛星車２１〜２４が自転に関してフリーホイール装置に支承されていることによって、すべての偏心軸位置において、最短半径方向位置に最も近く位置している衛星車（図示例では衛星車２２）が全負荷を伝達することになる。その他の衛星車、特に衛星車２４は、駆歯車として働く衛星車２２の周速度よりも大きな周速度で駆動されることになる。前記駆動運動はレバー２５，２６，２７，２８を介して従動ディスク２９に伝達される。衛星車２１〜２４は回転運動中、セントラル車２０の内歯歯列と持続的に噛合っているので、無負荷円弧行程から進入したのち同期化が生じる。各衛星車２１〜２４は、従動ディスク２９の中心点に近づいてくる直ぐ後続の衛星車によって解離されるまでの間、フリーホイール装置のロック位置にあり、つまり、当該衛星車が最短半径を占めるような負荷円弧行程において負荷を伝達する状態にある。解離されると、直ぐ後続の衛星車は駆動を引受け、これに対して先行の衛星車は、後続の周速度よりも比較的高い周速度で駆動される。図２に示した実施形態では、駆動車としてのセントラル車３０は外歯歯列を有し、該外歯歯列に噛合って個々の衛星車３１，３２，３３，３４はレバー３６，３７，３８，３９を介して動力又はトルクを従動ディスク３５に伝達する。各平歯車対４０，４１は各衛星車の回転数を増速するので、平歯車４１を当該半径方向支持手段４２に対して保持するフリーホイールは、それ祖相応に小さなトルクを伝達せねばならず、かつ高い調整精度を得る。図２のａでは従動ディスク３５に対する駆動用のセントラル車３０の軽度の偏心位置が、また図２のｂではセントラル車３０の極限的な偏心位置が図示されている。図２のｂに示した位置では約１：６の変速比が得られ、その場合、偏心しているにも拘らず、個々の衛星車３１〜３４とセントラル車３０との間の確動的な噛合いを保証するために前記レバー３６〜３９が相応に旋回される。図３には、負荷円弧行程４４にわたって変化する有効半径４３並びに、駆動ディスク４７と従動ディスク４８との間の駆動力４６の周方向力成分４５が図示されている。個々の衛星車は符号４９で示されている。図４では、駆動ディスクが実線位置から破線位置へ僅少値だけシフトした場合の個々の衛星車４９の半径の変化度合が図示されている。図５に示した幾何学的線図は、図６に示した実施形態に関連しており、該実施形態では、図２に示した直線的なレバー３６〜３９に代えて、夫々トグルジョイント５１を有するトグルジョイントレバー５０が採用されている。前記トグルジョイント５１は１つの案内円５２に沿って周回し、しかも単純な半径方向支持手段（図示せず）によってガイドされる。トグルジョイント５１の補償運動によって、トグルジョイントレバー５０は種々の位置で種々異なる角度で折曲されるので、駆動車としてのセントラル車３０と従動ディスク３５との間には、負荷円弧行程全体にわたってコンスタントな変速比が生じる。図７から判るように、トグルジョイント５１は、異なった折曲度、つまり種々異なった角度によって各レバー腕部分間にバランスを生ぜしめる。図８のａ，ｂ並びに図９のａ，ｂでは、自転車の歯環５４における本発明の特殊な実施形態が図示されており、該歯環５４は複数のクランク５５を介して個々の衛星車５６の半径方向支持手段に枢着されている。各衛星車はセントラル車５７と噛合っており、前記歯環５４に対する該セントラル車の偏心移動によって変速比を変化することが可能である。図１０のａ，ｂには、駆動車５９から接線方向支持手段６０を介して駆動される従動ディスク５８が図示されている。補償円６２の対角線方向支持手段は符号６１で図示されている。図１１のａ，ｂには３つの半径方向支持体を有する中央ユニットが図示されており、該中央ユニットでは中央の駆動車６２は、半径方向支持体６４上に軸支された３つの衛星車６３に永続的に噛合っている。フリーホイール装置６６で発生するトルクを最小限に抑えるために該フリーホイール装置６６の回転数が変速伝動装置６５によって増速される。図１２のａ，ｂには、２本の軸６８にそれぞれ固着配置された平歯車６７を介して前記の両軸６８間でトルク伝達が行なわれる。前記の軸もしくは平歯車は、１条の循環する軸支持体６９によって保持される。図１３は、クラッチ無装備の衛星型伝動装置を備えた車両のための駆動力伝達列の構成図である。この場合駆動モータ７１のモータ軸７０は、平歯車組を介して２つの逆向きに回転する軸７２と７３を駆動し、しかもモータ軸７０と軸７２との間に間挿された衛星型伝動装置７４は所期の回転数差を調整することができる。モータ軸７０と軸７３との変速比は本例では１：１．２５と仮定されている。軸７２と７３の両回転運動はディファレンシャル７５に供給されるので、アイドリング運転時には従動軸７６に対して差値０が調整され、つまり衛星型伝動装置は１．２５の変速比に設定される。その他の数値例は下記の表から明らかである。図１４には所謂ＩＶＴ伝動装置として遊星歯車組を組込んだ衛星型伝動装置が図示されている。符号７７は駆動軸、符号７８は遊星歯車装置、符号７９はフリーホイール変速機構８０を有するフリーホイール装置、符号８１は駆動される衛星車である。調整レバー８２は調整機構８３の旋回軸に作用する。変速比は偏心ディスク８４の作動によって変化され、該偏心ディスクは、不均一性を補償するためにサイクル制御装置８５と連結されている。図１５のａ，ｂには、図１４に示した衛星型伝動装置が異なった偏心位置で図示されている。［符号の説明］２０駆動車としてのセントラル車、２１，２２，２３，２４衛星車、２５，２６，２７，２８レバー、２９従動ディスク、３０駆動車としてのセントラル車、３１，３２，３３，３４衛星車、３５従動ディスク、３６，３７，３８，３９レバー、４０，４１平歯車対、４２半径方向支持手段、４３有効半径、４４負荷円弧行程、４５周方向力成分、４６駆動力、４７駆動ディスク、４８従動ディスク、４９衛歯車、５０トグルジョイントレバー、５１トグルジョイント、５２案内円、５４自転車の歯環、５５クランク、５６衛星車、５７セントラル車、５８従動ディスク、５９駆動車、６０接線方向支持手段、６１対角線方向支持手段、６２補償円又は駆動車、６３衛星車、６４半径方向支持体、６５変速伝動装置、６６フリーホイール装置、６７平歯車、６８軸、６９軸支持体、７０モータ軸、７１駆動モータ、７２，７３逆回転軸、７４衛星型伝動装置、７５デフレンシャル、７６従動軸、７７駆動軸、７８遊星車装置、７９フリーホイール装置、８０フリーホイール変速機構、８１駆動される衛星車、８２調整レバー、８３調整機構、８４偏心ディスク、８５サイクル制御装置

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９５年５月２２日【補正内容】請求の範囲１．駆動部材及び従動部材並びに、互いに協働して１つの衛星車を形成してセントラル車（２０；３０）と永続的に噛合い接続した状態にある複数の個々の車（２１〜２４；３１〜３４）を備え、前記の衛星車とセントラル車との有効半径比及び、適当な手段によって変化させることのできる衛星車とセントラル車との相互偏心位置が前記駆動部材と従動部材との回転数比を決定し、しかも前記衛星車を形成している複数の車が、前記セントラル車に対して偏心位置にある場合に、トルクを伝達する負荷円弧行程と無負荷行程とを周期的に通過し、前記複数の車が、衛星車軸線を中心として周回運動可能である一方、方向切換え式クラッチを介して夫々独自の軸線を中心として一方向に自転運動可能に配置されており、かつ前記車が、無負荷行程から負荷円弧行程への移行時に自転運動をロックして付勢トルクを伝達するようになっている形式の無段調整可能又は準無段調整可能な噛合い式の衛星型伝動装置において、負荷円弧行程によって決定される有効半径の変化及び／又は有効接線方向成分の変化に起因するトルク伝達の不均一性を、周期制御によって少なくとも部分的に補償することを特徴とする、無段調整可能又は準無段調整可能な噛合い式の衛星型伝動装置。２．セントラル車が、内歯歯列を有する中空車又は外歯歯列を有する車として構成されている、請求項１記載の衛星型伝動装置。３．方向切換え式クラッチが、スプラグ形一方向クラッチ又は爪形コースターのような機械式に動作するフリーホイールクラッチ、或いは粘性流体クラッチ又は電磁クラッチである、請求項１又は２記載の衛星型伝動装置。４．駆動部材と従動部材との間の結合部の前記フリーホイール装置が、車独自の軸線を中心とする自転運動を制御するのではなくて、周方向運動を直接制御し、しかも前記車に代えて駆動部材と従動部材との間にジョイント又は別の伝力部材が使用される、請求項１から３までのいずれか１項記載の衛星型伝動装置。５．調整された偏心量によって生じる瞬間的な均等な変速比が、回転角度に関連して駆動部材と従動部材との角速度の比によって決定される導関数で等しく積分された、実質的に一定の平均値、最小値又は最大値になるように不均一性を補償する、請求項１から４までのいずれか１項記載の衛星型伝動装置。６．変速比又はトルク伝達の不均一性が、実質的に動力に関連したばね作用によって、かつ／又は補償質量によって補償される、請求項１から５までのいずれか１項記載の衛星型伝動装置。７．トルクを伝達する車の少なくとも１つが軸線の偏心的なずれを有しており、又は偏心距離のこのような変化を調整することが可能であり、しかも独自の軸線を中心とする自転運動によって偏心距離が軸心のずれなしに変化される、請求項１から６までのいずれか１項記載の衛星型伝動装置。８．ディスク、車又は軸として構成された駆動部材と、これに対応する従動部材との間のトルク伝達がトグルジョイントレバー（５１）を介して行なわれ、しかも周期的に制御又はばね負荷されるトグルジョイントの折曲運動が、トルク伝達又は変速比の不均一性を補償する、請求項１から７までのいずれか１項記載の衛星型伝動装置。９．トグルジョイントの運動経路が少なくとも負荷円弧行程においては、滑子案内機構、カム案内機構、多節リンクチェーン及び／又はリンク案内機構によって１つの円を描く、請求項１から８までのいずれか１項記載の記載の衛星型伝動装置。 10．トルク伝達又は変速比の不均一性を補償するために選ばれた幾何学的形状が、偏心距離を関数とするサイクル運動の振幅に関して時間的に一定である、請求項１から９までのいずれか１項記載の衛星型伝動装置。 11．フリーホイール装置が、衛星車又は衛星に対比して異なった回転数で増速回転又は減速回転する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の衛星型伝動装置。 12．駆動部材と従動部材との間の回転数変速及び／又はトルクの不均一性の補償が２段又はそれ以上の段で行なわれ、しかも該変速・補償段の位相位置が、変速・補償段の不均一性を実質的に相互補償するように選ばれる、請求項１から１２までのいずれか１項記載の衛星型伝動装置。 13．２つの変速・補償段が、１つの共通の偏心ディスクと、トルクの不均一性を補償するために位相のずらされた駆動ディスクと従動ディスクとを有し、かつ／又は前記の駆動ディスクと従動ディスクとにおける車の数が合致している、請求項１２記載の衛星型伝動装置。 14．衛星型伝動装置の少なくとも２つの変速・補償段の出力が、従動軸と結合されたディファレンシャルギヤへ、トルクの不均一性を実質的に補償するように供給される、請求項１から１３までのいずれか１項記載の衛星型伝動装置。 15．複数の衛星型伝動装置が、回転方向の逆向きの、かつ／又は回転方向を切換え可能なフリーホイール装置と結合されているか、或いは可逆軸又は平行な軸を制御可能な軸を介して互いに結合されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載の衛星型伝動装置。 16．駆動部材が、逆向きに回転する軸と、衛星型伝動装置を介して制御可能な軸とを循環伝動装置へ導くように分割され、前記循環伝動装置の（第３の）従動軸が、駆動軸の付設によって、拡張制御範囲で無段制御可能である、請求項１から１５までのいずれか１項記載の衛星型伝動装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号Ｐ４３４０３７４．３ (32)優先日 1993年11月26日 (33)優先権主張国ドイツ（ＤＥ） (31)優先権主張番号Ｐ４３４３１４５．３ (32)優先日 1993年12月17日 (33)優先権主張国ドイツ（ＤＥ） (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＮ，ＪＰ，ＫＲ，ＵＳ

Claims

【特許請求の範囲】１．セントラル車と永続的な噛合い連結状態にあって直径を調整可能な少なくとも１つの衛星車が設けられており、前記の両車相互の直径比が、車相互の偏心位置と両車の回転数比を決定することを特徴とする、無段調整可能又は準無段調整可能な噛合い式の衛星型伝動装置。２．衛星車が、夫々小径の複数の車から成っており、該車が衛星車軸線を中心として周回運動可能であると共に方向切換え式クラッチを介して各車独自の軸線を中心として一方向にだけ自転運動可能に配置されており、しかも該車は、セントラル車に対して偏心した位置にある場合に、トルクを伝達する負荷円弧行程と無負荷行程とを周期的に通過し、かつ無負荷行程から負荷円弧行程への移行時に、つまりセントラル車へ噛合う時点には同期化自在に運動し、相互に噛合った後には自転運動をロックして付勢トルクを伝達するようになっている、請求項１記載の衛星型伝動装置。３．セントラル車と、該セントラル車に永続的に噛合っておりかつ１つのディスク上に配置されているか又は動力伝達手段を介して該ディスクに結合された複数の小径の衛星とを有し、該衛星が夫々独自の回転軸線を中心としてフリーホイール装置を介して一方向に回転可能であるが逆方向ではロックし、かつ前記ディスクの軸線がセントラル車軸線に対して偏心的にシフト可能であり、該偏心シフト量に関連して前記ディスクとセントラル車との間で異なった回転数比及びトルク比が調整されることを特徴とする、無段調整可能な噛合い式の衛星型伝動装置。４．衛星が歯車であり、セントラル車が殊に有利には中空車又は外歯歯列を有する車として構成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の衛星型伝動装置。５．方向切換え式クラッチが、スプラグ形一方向クラッチ又は爪形コースターのような機械式に動作するフリーホイールクラッチ、或いは粘性流体クラッチ又は電磁クラッチである、請求項２から４までのいずれか１項記載の衛星型伝動装置。６．前記フリーホイール装置が、独自の軸線を中心とする衛星の公転周回を制御するのではなくて、衛星の周方向運動を直接制御し、かつ／又は前記衛星に代えて駆動車と従動車との間のジョイント又は別の伝力部材が使用される、請求項１から５までのいずれか１項記載の衛星型伝動装置。７．遊星車の個々の車つまり衛星が、より小径の別の車と噛合っており、トルク負荷が比較的小さい場合には前記小径の車又は衛星が半径方向支持手段内に設けたフリーホイール装置上に配置されている、請求項３から６までのいずれか１項記載の衛星型伝動装置。８．個々の車つまり衛星がばね負荷されており、かつ／又は殊に有利には非直線的な円弧に沿ってガイドされる半径方向支持手段内に設けたフリーホイール装置上に軸支されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の衛星型伝動装置。９．セントラル車及び／又は衛星車の個々の車つまり複数の衛星が駆動ディスク及び／又は従動ディスク上に配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の衛星型伝動装置。 10．衛星車の個々の車つまり衛星が夫々レバー又はクランクを介して駆動ディスク又は従動ディスクに枢着されている、請求項９記載の衛星型伝動装置。 11．負荷円弧行程によって規定された有効半径及び／又は有効接線方向力成分の変化によるトルク伝達の不均一性が、サイクル制御装置によって少なくとも部分的に補償される、請求項１から１０までのいずれか１項記載の衛星型伝動装置。 12．調整された偏心量によって生じる瞬間的な均等な変速比が、回転角度に関連して駆動部材と従動部材との角速度の比によって決定される導関数で等しく積分された、実質的に一定の平均値、最小値又は最大値になるように不均一性を補償する、請求項１１記載の衛星型伝動装置。 13．変速比又はトルク比の不均一性が、実質的に動力に関連したばね作用によって、かつ／又は補償質量によって補償される、請求項１１又は１２記載の衛星型伝動装置。 14．トルクを伝達する車つまり衛星の少なくとも１つが軸線の偏心的なずれを有しており、又は偏心距離のこのような変化を調整することが可能であり、しかも衛星独自の軸線を中心とする自転によって偏心距離が軸心のずれなしに変化される、請求項１１から１３までのいずれか１項記載の衛星型伝動装置。 15．ディスク、車又は軸として構成された駆動部材と、これに対応する従動部材との間のトルク伝達がトグルジョイントレバーを介して行なわれ、しかも周期的に制御又はばね負荷されるトグルジョイントの折曲運動が、トルク伝達又は変速比の不均一性を補償する、請求項１０から１４までのいずれか１項記載の衛星型伝動装置。 16．トグルジョイントの運動経路が少なくとも負荷円弧行程においては、滑子案内機構、カム案内機構、多節リンクチェーン及び／又はリンク案内機構によって１つの円を描く、請求項１３記載の衛星型伝動装置。 17．トルク伝達又は変速比の不均一性を補償するために選ばれた幾何学的形状が、偏心距離を関数とするサイクル運動の振幅に関して時間的に一定である、請求項９から１６までのいずれか１項記載の衛星型伝動装置。 18．フリーホイール装置が、衛星車又は衛星に対比して異なった回転数で増速回転又は減速回転し、かつ／又は衛星車又は衛星の案内が、セントラル車に対するバックラッシ及び／又は圧着力に関して時間的に一定である、請求項１から１７までのいずれか１項記載の衛星型伝動装置。 19．駆動部材と従動部材との間の回転数変速及び／又はトルクの不均一性の補償が２段又はそれ以上の段で行なわれ、しかも該変速・補償段の位相位置が、変速・補償段の不均一性を実質的に相互補償するように選ばれる、請求項１から１８までのいずれか１項記載の衛星型伝動装置。 20．２つの変速・補償段が、１つの共通の偏心ディスクと、トルクの不均一性を補償するために位相のずらされた駆動ディスクと従動ディスクとを有し、かつ／又は前記の駆動ディスクと従動ディスクとにおける衛星の数が合致している、請求項１９記載の衛星型伝動装置。 21．衛星型伝動装置の少なくとも２つの変速・補償段の出力が、従動軸と結合されたディファレンシャルギヤへ、トルクの不均一性を実質的に補償するように供給される、請求項１から２０までのいずれか１項記載の衛星型伝動装置。 22．複数の衛星型伝動装置が、回転方向の逆向きの、かつ／又は回転方向を切換え可能なフリーホイール装置と結合されているか、或いは可逆軸又は平行な軸を制御可能な軸を介して互いに結合されている、請求項１から２１までのいずれか１項記載の衛星型伝動装置。 23．駆動軸が、逆向きに回転する軸と、衛星型伝動装置を介して制御可能な軸とを循環伝動装置へ導くように分割され、前記循環伝動装置の（第３の）従動軸が、駆動軸の付設によって、拡張制御範囲で無段制御可能である、請求項１から２２までのいずれか１項記載の衛星型伝動装置。