JPS61153052A - クランク機構式無段変速装置 - 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】 イ、産業上の利用分野　　本件はクランク機構を用いて
、無段階に変速を行わせる装置の発明であり、動力源と
機械間との接続による双方の整合を採る目的で、完全な
零からのスタートにより回転及びトルク変換を無段階に
行わせ、鉄道車両、一般車両、産業用機械、船舶、発電
設備等で利用でき、特に産業用機械等による単一の動力
源での複数の機械等を制御可能とする。

ロ６従来の技術　　無段変速機における従来の技術には
、差動歯車機構を用いて単数及び複数段接続をして、ク
ラッチ及びブレーキ機構等を組み込んだ装置、又は摩擦
系ローラーの圧接による機構又は遊星系コーンによる差
動型機能をもったｊＩＩ擦車による機構、又は特許第１
１０５１５４号によるベルト伝達、可変プーリー機構の
変速装置などに大別出来る。

ハ１発明が解決しようとする問題点 １／ｌ前述した従来の技術には広く一般に用いられてい
る遊星系のある差動型変速機構に見られる出力側を零と
する零運転時には、構造上、遊星系が高速駆動される為
に長時間の出力停止状態では、発熱、摩耗、振動、騒音
等、影響が現われ出力軸側が軽負荷又は無負荷状態では
クリープによる伝達の為負荷側には何らかの制動を加え
なければ静止させることが出来ず、クラッチ等による駆
動側と負荷側との切り蔑しの必要が生じ装置の大型化、
部品点数の増加、４１雑化は避けられない。

摩擦系ローラーの圧接による機構、遊星系コーンの差動
型機構に見られる各部品が同軸上にμ列化できる長所が
ある反面、各ローラー間の点接触の為、高伝達力は臨め
ず、過負荷に対する強度面高い組立精度が要求される。

可変プーリー・ベルト伝達機構の場合、高伝達力は可能
であるが＃造上零運転は出来ず、クラッチ機構を介して
出力側を停止させ、且つプーリーの可変動に油田などに
よる駆動の必要が生じ、制−系は複雑化する。

以上の事から機構の簡素化、完全なる零からのスタート
によるクラッチ機構を介せず、−力源との直結構造を執
る為に当該発明のクランク機構を用いた無段変速機構に
おいてｏＪ能ならしむ。

二８問題点を解決する為の手段　　当該発明はクランク
機能による軸偏心量の変化によってストロークに変位を
待たせることにあり、駆動側であるクランクの作用点で
の軸偏心点に回動可能に往復動する連結棒を接続し、連
結棒には歯形を形成し従動系歯車の一方向クラッチ機構
を内蔵した従動側と係合している。

クランクの囲み機構においては、内部に設けたサーボ機
構により偏心軸はクランクの回転軸中心より外周へ移動
させ偏心量に変化を持たせる構造にしである為、そこに
接続の連結棒に往復動の変位が生じ、この変位ストロー
クを一方向クラッチに作用させ回転出力を取り出す機構
としたものでクランクの作用点である偏心軸が回転軸中
心に位置した状態においては偏心量は零となり接続の連
結棒には変化が生じない。

これにより一方向クラッチにも伝達は起きず、入力側で
の駆動系は作動中でも出力側には静止状態にある。

従動系である一方向クラッチには連結棒に係合する歯車
と、その中心に出力軸となる回転軸を挿入し、歯車と軸
とに間−を設け、その内部に設けた回転伝達体に係合し
、歯車の揺動回転を出力軸に回転変換し、回転伝達体の
位置による出力軸への正転、逆転、停止などの動作が可
能になる。

ホ１作用　　第１図に基本構成となる装置を示したが、
クランク機構をもった駆動系Ａ（以下Ａと称す）と一方
向クラッチ機能を内蔵した従動系Ｂ（以下Ｂと称す）と
Ａ及びＢとを結ぶ連結棒Ｃ（以下Ｃと称す）とからなり
、Ａの回転軸中心点をＯ１クランクの作用点である偏心
軸をＰとし、ＣはＰに回動可能に接続され、ＰはＡの内
蔵サーボ機構により軸中心点０より円周方向へ自在に直
線移動ができ、０−２間は軸偏心量Δｌとする。

ΔｌのＣに与える変位はＡの回転により２・△ｌとなり
、ＢとＣとの接緘部にはラック＆ビニオン機構をもたせ
ることにより、Ｂの円周上２・△ｌの移動が生じＢの出
力軸には回転出力として現われる。

ＢはＣとの保合の為、Ｃの往復動のストロークに正転、
逆転を繰り返し作動しＢの一方向クラッチ機能により同
一回転力のみ出力されろっへ・実施例　　第１図ではＢ
の出力軸にはＣの作用により間欠運動が現われ、回転に
大きな脈動が生じる為に第２図に示したＢの部分を２段
接続にして、ＣをそれぞれＢの逆位相に動作させること
によりＡの回転による正・―両すイクルを日の出力軸に
作用でき、日の出力軸に設けるフライホイールにより−
１安定した回転が出力される。

第３図に示したへの部分には偏心軸Ｐを送りネジ機構ｄ
によりケーシングａの開口部す内を摺動させ、Ｃに変位
ストロークを与える装置であり、偏心軸Ｐには第２図Ｃ
の開口部ｒに内接したスリーブＳ内に挿入され、スリー
ブＳは開口部ｒ内を往復動し、この為開口部ｒと偏心軸
Ｐには剛性を高め耐久力を増すことが可能となる。

第４図に示したＡの部分には堪動す−ボ譚を内傾させ、
ケーシングａの開口部すには偏心軸ＰをＳ動す−ボ謙の
送りネジ機構ｄにより摺動可能にし、ケーシングａの外
壁にスリップリングを介して外部電極より給電し、直流
電流でサーボ機構を駆動すると、極性の変更により送り
ネジ機構ｄの正転、逆転が起り、偏心軸Ｐは簡単に送り
実りが可能になる。

第５図に示した第４図の応用例として、内部のサーボ機
構には電動機を用いずＡの回転により、内部の差動装置
にて偏心軸Ｐを移動させることが可能になる。

まず、中心軸ｌは接地面に固定され、太陽歯車ｉと結合
した制動軸ｋを中心軸ｌに回動させ、更に遊星歯車りと
結合した駆動輪ｆを中心軸上に回動させ、遊星歯車りは
ケーシング２ａの内歯車ｊと係合し、太陽歯車ｉの傘状
歯車部と送りネジ機構ｄを挿入している傘状歯車ｎは直
交しており、傘状歯車ｎの回転により送りネジ機構２ｄ
を駆動する。

ｇは制動輪にの制動装置、ｑはケーシング２ａの制動装
置と成り、ケーシング２ｍ　、制動輪ｋ。

＠＠輪ｆのそれぞれの接触面には相互に軽く制動が係る
状態になっている。

まず、駆動輪ｆに動力源よりのベルト、チェーン、歯車
等による駆動を与え、これに接がるケｊ？シング２ａ　
、制動輪にも中心軸１を軸として回転し、制動装ａｇを
作動せしめると制−輪ｋには制動が作用し、それに連な
る太陽歯車１にも同−状態に成り、この為ケーシング２
ａの回転による傘状歯車ｎは太陽歯車１を周回する為に
連動する送りネジ機＃ｌｄの回転にて偏心軸２Ｐは移動
を始めそこでｇの締結を解除せしめることによる偏心軸
２Ｐ　１．を現位置を保ち送りネジ機構２ｄ上にロック
される。

（送りネジ機構にはロック機能が作用する為）ｑの作動
によるケーシング２ａは駆動輪ｆより遅れがでて、遊星
歯車りは内歯車ｊの保合により回転し太陽歯車ｉを駆動
する。

これにより前項とは逆方向に傘状歯車ｎは回転し偏心軸
２Ｐはそれに伴い移動をする。

これにより制動装置ｇ及びｑの交互の締結、解除により
偏心軸２Ｐはケーシング２ａの開口部２ｂ内を自在に移
動し、軸偏心量に変化を与えることが可能となる。

第６１５！Ｉｔに示す歯車ｔは連結棒Ｃと係合する従動
系８であり、歯車ｔの中心部には出力軸と回転伝達体の
収容する為の多角形の形状の貫通口を冑し多角形のそれ
ぞれの頂角部の空間に回転伝達体を設けている。

第７図においては従動系Ｂを、２連の一方向性クラッチ
構成にして回転むらの減少と効率の改善を釘ることにし
、内部に設けた回転伝達体Ｕと、それの整列の為のリン
グ状片Ｗによる装置が中心部に設けた出力軸Ｖに係合し
、歯車ｔの揺動回転が出力軸Ｖに一方向性の回転を伝達
せしめる。

第８図においては一方向クラッチの原理図を示し、歯車
を内部の頂角内で形成するハウジングに回転伝達体Ｕを
出力軸Ｖに接触させ、ハウジング頂部の両端に形成する
テーパーにて、回転伝達体Ｕを図面に向って三段階に、
左端、頂部中央、右端と出力軸上を移動せしめ、揺動回
転する歯車ｔを出力軸Ｖに正転、停止、逆転にと切り換
えを可能にする。

以上のことから当該発明の無段変速装置を車両等へ装着
した状態における動作には、車輪からの負荷側には、正
転方向へはフリーランニング、逆転方向はロック状態に
ある為、エンジンブレーキは作用せず、エンジンブレー
キを必要とする自動車等においては、従動系Ｂに連動す
る電磁クラッチ等を設け、数段に分割した平行歯車等に
て駆動系Ａの軸偏心量に応じたポジションにセツテング
し、スロットル又はアクセルペダルに連動するスイッチ
等により作動可能とする。

ト０発明の効果 ａ、従来の減速装置を含む変速機と比較して部品点数の
減じた構成とする事ができる。

ｂ、動力源に直動の為クラッチ装作が不用となりソフト
スタートが可能である。

Ｃ０一方向クラッチでの簡単な切り換えによる前進、停
止、後進が、前進後進共、同速度にて零からの無段階変
速ができる。

ｄ０手動変速、自動変速の切り換えが簡単に行える。

ｅ、車両に装着した場合における登板発進時には一方向
クラッチの特性上、後進方向へはロック状態になる為、
車輪のブレーキ装作を不用にする。

ｆ、従来の変速機と平行してシフトレバ−の切り換えに
て作動せしめると、有段変速から無段変速へと自在に可
変でき、ユーザーのし好を澗足できる。

【図面の簡単な説明】

第１図には当該発明の基本構成となる装置の正面略図を
示す。 第２Ｌ！ｉｆｆには当該装置の実施例における基本構図
の斜視図を示す。 第３図には第２図の部分斜視図を示す。 第４図には第３図側面断面図を示す。 第５図には第４図の応用例側面断面図を示す。 第６図には第２図実施例の部分斜視図を示す。 第７図には第６図の装置の組み合せ部分断面図を示す。 第８図には第７図装置の原理図を示す。 八−駆動系を示す Ｂ−従動系を示す Ｃ一連結棒を示すＩノ 〇−駆動系Ａの回転軸中心点 Ｐ−偏心軸 Ｓ−スリーブ ｒ一連結棒Ｃの開口部 （以下駆動系Ａにおける） ａ−ケーシング ｂ−ケーシング開口部 ｄ−送りネジ機構 鳳−電動サーボ機構 （以下第５図駆動系Ａの応用例における）２ａ−ケーシ
ング ２ｂ−ケーシング開口部 ２ｄ−送りネジ機構 ｆ−駆動輪 ｇ−制動輪にの制動装置 り一駆動輪ｆと連動する遊星歯車 五−制動輪にと連動する太陽歯車 ｊ−ケーシング２ａの内歯車 に−制動輪 ！−中心軸 ｎ−送りネジ機構２ｄと連動する傘状歯車２Ｐ−偏心軸 ｑ−ケーシング２ａの制動装置 を−歯車（従動系Ｂにおける） Ｕ−回転伝達体（従動系Ｂにおける） Ｖ−出力軸（従動系Ｂにおける） Ｗ−回転伝達体Ｕの整列の為のリング状片（従動系Ｂに
おける）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 クランク機構を用いてク ランクの作用点位置を可変することにより、軸幅心量が
   変化し、それに連なるストロークに偏位を与え、その変
   位ストロークを回転変換させることにより、出力を無段
   階に回転及びトルク変換させる機構としたもの。