JPS6120744B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、回転入力を被駆動部材に、必要に
応じて伝達し、かつ、出力回転数を２段に切換自
在とした２段変速装置に関するものである。

外部動力により被駆動部材を駆動する場合、例
えば、被駆動部材の一例としてのカークーラーの
コンプレツサを、エンジンの出力の一部を取出し
て駆動する場合には、一般に車室内温度の検出信
号により動作する電磁クラツチを介してコンプレ
ツサに動力を伝達しているので、コンプレツサ
は、エンジンの回転数に比例して入力軸が回転す
ることになる。

ところで、いずれの冷房装置においても、コン
プレツサには最適な回転範囲があり、カークーラ
ー用コンプレツサの場合は、2000〜3000rpmが最
適な回転範囲となるよう設計してある。

これに対し、エンジン回転数は、同じ減速比で
プロペラシヤフトへのトルク伝達を行なうとし
て、走行速度により大きく変動する。即ち、自動
車用エンジンの場合、アイドリング時の回転数
は、600〜800rpmであり、走行時の回転数は経済
回転数の2000〜3000rpmから高速走行回転数は
6000rpm以上まで大きく変動する。

このためエンジンの回転数に比例した回転数で
駆動されるカークーラーのコンプレツサは、これ
を塔載した自動車が高速走行すれば、6000rpm以
上で回転駆動されてしまう。

もし、コンプレツサが標準回転数の２倍にも及
ぶ高速回転数で駆動されると、必要以上に冷房出
力が大きくなつてしまい、コンプレツサの負荷ト
ルクの増大により、エンジンに馬力損失の増加を
もたらすばかりか、燃費を悪化し、さらに騒音、
振動等の増大もまぬがれない。

そこで、従来、カークーラー用コンプレツサに
は前記高速走行時に生じる現象に耐える高速耐久
性の向上が要求されてきたが、すべての条件を満
足するコンプレツサの開発は著しく困難である。

そこで本発明者は、例えば、前記カークーラー
のコンプレツサを被駆動機とした場合、エンジン
回転数の増大に拘らずほぼ一定範囲内の回転数で
コンプレツサが駆動されるよう、変速装置を介
し、エンジン側からの出力トルクをコンプレツサ
側の入力部材に伝達するようにして、コンプレツ
サに要求される条件の緩和を図ることがコンプレ
ツサの高速耐久性向上に役立つと考えるに至つ
た。

この発明は、上記の観点に基き、回転入力を被
駆動部材に、必要に応じて伝達できるようにする
一方、出力回転数を２段に切換自在として、例え
ばカークーラーのコンプレツサにおける入力回転
部材を、ほぼ一定の回転数で回転させることがで
きるようした２段変速装置を提供するもので、被
駆動機の入力部材と一体に回動するとともに、長
さ方向ほぼ中央位置にフランジ部を有する出力ハ
ブと、前記フランジ部の一側面上で、同一円周上
に軸心をおいてこのフランジ部に支持された所定
数の遊星歯車と、前記出力ハブの前記一側面側に
軸受を介して空転自在に同心支承された入力ロー
タと、この入力ロータのボス部端面に一体固着さ
れ、かつ前記遊星歯車に噛合う太陽歯車と、前記
出力ハブの前記フランジ部の他側面側に軸受を介
して空転自在に同心支承されたホルダに組み込ま
れ、かつ前記遊星歯車に噛合る内歯歯車と、この
ホルダに板ばねを介して支持されたアーマチユア
と、このアーマチユアを前記入力ロータに磁気吸
着させる電磁コイルを内設したフイールドコアと
からなる、前記ホルダの前記入力ロータに対する
着脱を自在とする電磁連結機構と、前記内歯歯車
の回転阻止を自在とする制動機構とを具備した点
に特徴がある。

ついで、この発明の２段変速装置を実施例によ
り図面を参照しながら説明する。

第１図にはこの発明の装置の第１実施例を、上
半部を縦断した側面図で示してある。図面に示し
たように、カークーラー用コンプレツサの入力軸
など、被駆動機の入力部材１に、ナツト２を用い
て同心的に固着した出力ハブ３を中心に有するこ
の発明の装置の第１実施例は、前記出力ハブ３の
前端近くにおいて、ベアリング４を介し、入力ロ
ータ５を空転自在に同心支承してある。

入力ロータ５は、エンジンのクランクプーリ
（図示しない）とに亘りＶベルトを掛け渡して、
エンジン駆動中、常時回転されるＶプーリとし、
前方に開放としたコ字形断面形状の環状部材６の
背面にフランジ部材７を固着して形成してある。

フランジ部材７は、ボス部７Ａを中心に有し、
このボス部７Ａを前記ベアリング４の介在により
出力ハブ３に支持したことによつて、入力ロータ
５を出力ハブ３に空転自在に同心支承している。

前記出力ハブ３にはフランジ部３Ａを長さ方向
のほぼ中央位置に設けてあり、このフランジ部３
Ａには、第２図に第１図−線断面図で示して
あるよう、円上等分割配置として３個の遊星歯車
８を空転自在に支承してある。

各遊星歯車８は、フランジ部材７のボス部７Ａ
の端面に同心的に固着した太陽歯車９に噛合せて
ある。

一方、前記出力ハブ３の後半部外周にはベアリ
ング１０を介して内歯歯車１１用ホルダ１２のホ
ルダ本体１３のボス部１３Ａを支持してあり、出
力ハブ３に対し、内歯歯車１１を空転自在に同心
支承してある。

前記内歯歯車１１は、各遊星歯車８に同時に噛
合う歯車である。

前記ホルダ１２は、ボス付円盤状のホルダ本体
１３と、ボス付環状蓋１４を有し、これらホルダ
本体１３と環状蓋１４との間に、環状としてある
前記内歯歯車１１を同心的に挾持し、３本のボル
ト１５の締付けにより一体に固着してある。

前記環状蓋１４には、アーマチユア１６を支持
してある。

アーマチユア１６は、一端を環状蓋１４に固着
した板状の戻しばね１７の他端を背面に固着して
あり、入力ロータ５の環状部材６の溝６Ａ内に臨
ませたフイールドコア１８内の電磁コイル１９に
電圧を印加することによつて、フランジ部材７に
磁気吸着し、入力ロータ５と一体に内歯歯車１１
を回転させる。

前記ホルダ１２のホルダ本体１３の外周部分に
は別のアーマチユア２０を組込んである。

アーマチユア２０は、ホルダ本体１３に一端を
固着した板状の戻しばね２１の他端を背面に固着
してあつて、出力ハブ３の後端部を、ベアリング
２２を介して同心に支持したフイールドコア２３
内の電磁コイル２４に電圧を印加することによ
り、フイールドコア２３に磁気吸着して、内歯歯
車１１を回転不能に拘束する。

フイールドコア２３は、背面に固着した回り止
部材２５を、例えばフレーム（図示しない）に固
定することによつて、回転できないように支持さ
れてる。

なお、前記遊星歯車８、太陽歯車９、内歯歯車
１１の噛合いを湿式噛合とするため、出力ハブ３
と、入力ロータ５のフランジ部材７のボス部７Ａ
との間、同じくボス部７Ａとホルダ１２の環状蓋
１４のボス部１４Ａとの間及び、ホルダ本体１３
のボス部１３Ａとの間において、それぞれメカニ
カルシール２６，２７，２８を設けて、ホルダ１
２内に潤滑油を封入しておける構造としてある。
また、アーマチユア１６とフイールドコア１８と
電磁コイル１９は、入力ロータ５と内歯歯車１１
とを連結する電磁連結機構Ａを形成し、さらに、
アーマチユア２０とフイールドコア２３と電磁コ
イル２４は、内歯歯車１１の回転を阻止する制御
機構Ｂを形成している。

上述の構成からなるこの発明の装置は、電磁連
結機構Ａの電磁コイル１９にも制御機構Ｂの電磁
コイル２４にも電圧を印加しなければ、入力ロー
タ５は、エンジンの出力の一部を利用して回転さ
せられていても、太陽歯車９と一体に、出力ハブ
３上において空転を続けるだけで、被駆動機の入
力部材１へのトルク伝達は行なわれない。

この場合、太陽歯車９と遊星歯車８を介して噛
合つている内歯歯車１１が出力ハブ３に対して空
転状態にあるので、太陽歯車９と内歯歯車１１に
同時に噛合つている遊星歯車８は自転するだけで
公転せず、前記のように出力ハブ３は回らず、ト
ルク伝達は行なわれない（ニユートラル状態）。

つぎに、電磁連結機構Ａの電磁コイル１９にの
み電圧を印加すると、アーマチユア１６が入力ロ
ータ５のフランジ部材７に、戻しばね１７の弾撥
力に抗して磁気吸着するので、ホルダ１２と入力
ロータ５が一体となり、内歯歯車１１が入力ロー
タ５と一体となつて回転する。

入力ロータ５は、太陽歯車９を一体に固着して
いるので、太陽歯車９と内歯歯車１１は、ともに
入力ロータ５と一体に回動し、これら太陽歯車９
と内歯歯車１１の双方に噛合つている遊星歯車８
は、自転することなく、入力ロータ５と一体に回
転することになる。

このため、遊星歯車８をフランジ部３Ａに支持
してある出力ハブ３は、入力ロータ５と一体に回
転し、被駆動機の入力部材１には、入力ロータ５
の回転が１：１の回転比で伝達される。

前記電磁コイル１９への電圧印加を解除し、制
御機構Ｂの電磁コイル２４に電圧を印加すると、
アーマチユア１６は、戻しばね１７の作用で入力
ロータ５のフランジ部材７から離れ、アーマチユ
ア２０が戻しばね２１の弾撥力に抗してフイール
ドコア２３に磁気吸着する。

フイールドコア２３にアーマチユア２０が磁気
吸着すると、ホルダ１２は回転できなくなるの
で、内歯歯車１１が固定となる。

一方、入力ロータ５は回転を継続しているの
で、太陽歯車９は回転し、固定状態にある内歯歯
車１１と前記回転している太陽歯車９とに噛合つ
ている遊星歯車８は、自転しつつ公転する。

遊星歯車８の自転及び公転により、遊星歯車８
をフランジ部３Ａに支持している出力ハブ３は、
太陽歯車９の回転方向、即ち入力ロータ５の回転
方向と同方向に回転し、その回転速度は、太陽歯
車９と内歯歯車１１の歯数比により定まる減速回
転となる。

この状態から制御機構Ｂの電磁コイル２４への
電圧印加を解除すれば、アーマチユア２０は、戻
しばね２１の作用で、フイールドコア２３から引
離され、ホルダ１２、即ち内歯歯車１１に対する
制動が解除されるので、内歯歯車１１は自由に回
転するようになり、入力ロータ５から出力ハブ３
へのトルク伝達は不可能になつて、ニユートラル
状態に戻る。

第３図に上半部を縦断した側面図で示してある
第２実施例は、制御機構Ｂを、磁気吸着力を利用
した構造としている前記第１実施例に対し、制動
機構Ｃをバンドブレーキ２９とし、機械的に、あ
るいは手動的にホルダ１２に制動力を与えるよう
にした点においてのみ差異を有する。

この第２実施例は、制動機構以外の構造につい
ては前記第１実施例と同じであるため、第１実施
例におけると同じ部材には同じ符号を付し、第１
実施例に関する説明を援用して重複説明しない。

以上の説明から明らかなように、この発明の２
段変速装置は、入力ロータへの回転入力を１：１
の変速比で出力できるばかりでなく、極めて簡単
な操作で減速出力に切り換えることもでき、さら
に、出力の必要がなければ、入力状態を保つたま
ま回転入力を出力しないようにすることもでき
て、例えば、カークーラー用コンプレツサに駆動
のための外力を与えるような場合のトルク伝達用
装置として優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の装置の第１実施例を示す上
半部縦断側面図、第２図は第１図−部分の縦
断面図、第３図は第２実施例を示す上半部縦断側
面図である。図面において、 １……入力部材、３……出力ハブ、３Ａ……フ
ランジ部、５……入力ロータ、７……フランジ部
材、７Ａ……ボス部、８……遊星歯車、９……太
陽歯車、１１……内歯歯車、１２……ホルダ、１
３……ホルダ本体、１３Ａ……ボス部、１４……
環状蓋、１４Ａ……ボス部、１６……アーマチユ
ア、１７……戻しばね、１８……フイールドコ
ア、１９……電磁コイル、２０……アーマチユ
ア、２１……戻しばね、２３……フイールドコ
ア、２４……電磁コイル、２５……回り止部材、
２６，２７，２８……メカニカルシール、２９…
…バンドブレーキ、Ａ……電磁連結機構、Ｂ，Ｃ
……制動機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被駆動機の入力部材と一体に回動するととも
   に、長さ方向ほぼ中央位置にフランジ部を有する
   出力ハブと、前記フランジ部の一側面上で、同一
   円周上に軸心をおいてこのフランジ部に支持され
   た所定数の遊星歯車と、前記出力ハブの前記一側
   面側に軸受を介して空転自在に同心支承された入
   力ロータと、この入力ロータのボス部端面に一体
   固着され、かつ前記遊星歯車に噛合う太陽歯車
   と、前記出力ハブの前記フランジ部の他側面側に
   軸受を介して空転自在に同心支承されたホルダに
   組み込まれ、かつ前記遊星歯車に噛合る内歯歯車
   と、このホルダに板ばねを介して支持されたアー
   マチユアと、このアーマチユアを前記入力ロータ
   に磁気吸着させる電磁コイルを内設したフイール
   ドコアとからなる、前記ホルダの前記入力ロータ
   に対する着脱を自在とする電磁連結機構と、前記
   内歯歯車の回転阻止を自在とする制動機構とを具
   備したことを特徴とする、２段変速装置。