(57)【要約】      （修正有）【課題】より効率的に動力を伝達することができる無段変速装置を提供する。【解決手段】無段変速装置１は、動力源からの回転トルクを伝達する駆動軸３と、駆動軸３に固定された駆動ギア４と、駆動軸３に回転自在に外嵌された基本ギア６と、基本ギア６を貫通して駆動軸３と平行に形成した貫通孔に回転自在に挿通する連結軸１５と、連結軸１５の一方の突出部に固定し、駆動ギア４と噛み合う連動ギア５と、中心に芯軸２を挿通している出力軸１１と、出力軸１１に固定した第１の従動ギア８及び第２の従動ギア９と、連結軸１５の他方の突出部に固定し、第１の従動ギア８と噛み合う伝達ギア７と、第２の従動ギア９と噛み合う第１の規制ギア１２と、基本ギア４と噛み合う固定された第２の規制ギア１３と、第１クラッチ軸１７と第２クラッチ軸１８とを連結離反するクラッチ１４と、を具備する。【選択図】図１
0003167161.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
枠体に回転自在に支持され、且つ、中心に芯軸を挿通している長円筒形状であって、動力源からの回転トルクを伝達する駆動軸と、
該駆動軸に固定された駆動ギアと、
前記駆動軸に回転自在となるように外嵌され、前記駆動ギアより大径な基本ギアと、
該基本ギアの本体を貫通して前記駆動軸と平行に形成した貫通孔に回転自在に挿通し、その両端にそれぞれ基本ギアから突出する突出部を備える連結軸と、
該連結軸の一方の突出部に固定した前記駆動ギアと噛み合う連動ギアと、
前記枠体に回転自在に支持され、且つ中心に前記芯軸を挿通している長円筒形状の出力軸と、
該出力軸に固定した第１の従動ギアと、
前記出力軸に固定した第２の従動ギアと、
前記連結軸の他方の突出部に固定した前記第１の従動ギアと噛み合う伝達ギアと、
前記第２の従動ギアと噛み合い前記枠体に回転自在に支持された第１クラッチ軸に固定された第１の規制ギアと、
前記基本ギアと噛み合い前記枠体に回転自在に支持された第２クラッチ軸に固定された第２の規制ギアと、
前記第１クラッチ軸と前記第２クラッチ軸とを連結離反するクラッチと、
を具備することを特徴とする無段変速装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、自動車のエンジン回転トルクを車軸に伝達制御する無段変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からエンジンにより発生した回転トルクを車軸に効率的に伝達するために変速機が用いられている。特にＭＴ車においては、減速比が異なるギアの組を複数備えており、クラッチによりエンジンとトランスミッションとを切り離した状態で減速比の異なるギアに変更することにより、効率的な変速を可能にしている（例えば特許文献１）。
【０００３】
また、例えば左右の車輪間の差動回転を吸収するために、リングギアに連動して回転されるデフケースと、デフケース内で当該デフケースと同方向に回転され、駆動輪を駆動するためのアクスルシャフトに連結された一対のサイドギアと、一対のサイドギアの間に噛合され、駆動輪の回転差を吸収するための一対のピニオンギアとを備えた差動装置が知られている（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−４７０３２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２６５９８１号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、自動車の変速機は、ＭＴ車においてはクラッチを外した状態での空転や所謂半クラ状態の駆動側と被動側との動力差が発生する点で非効率である。また、ＡＴ車においても遊星歯車による動力ロスや流体オイル伝達方式やＣＶＴにおける圧力付加によるロスや伝達ロスが有り効率的ではない。
【０００６】
そこで本考案は、より効率的に動力を伝達することができる無段変速装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案の目的を達成するために請求項１に記載の無段変速装置は、枠体に回転自在に支持され、且つ、中心に芯軸を挿通している長円筒形状であって、動力源からの回転トルクを伝達する駆動軸と、該駆動軸に固定された駆動ギアと、前記駆動軸に回転自在となるように外嵌され、前記駆動ギアより大径な基本ギアと、該基本ギアの本体を貫通して前記駆動軸と平行に形成した貫通孔に回転自在に挿通し、その両端にそれぞれ基本ギアから突出する突出部を備える連結軸と、該連結軸の一方の突出部に固定した前記駆動ギアと噛み合う連動ギアと、前記枠体に回転自在に支持され、且つ中心に前記芯軸を挿通している長円筒形状の出力軸と、該出力軸に固定した第１の従動ギアと、前記出力軸に固定した第２の従動ギアと、前記連結軸の他方の突出部に固定した前記第１の従動ギアと噛み合う伝達ギアと、前記第２の従動ギアと噛み合い、前記枠体に回転自在に支持された第１クラッチ軸に固定された第１の規制ギアと、前記基本ギアと噛み合い、前記枠体に回転自在に支持された第２クラッチ軸に固定された第２の規制ギアと、前記第１クラッチ軸と前記第２クラッチ軸とを連結離反するクラッチと、を具備することを特徴としている。
【考案の効果】
【０００８】
請求項１に記載の無段変速装置によると、動力源から駆動軸に伝達された回転トルクは、この駆動軸に固定されている駆動ギアに伝達される。そして、駆動ギアの回転に従って、この駆動ギアに噛み合っている連動ギアが駆動ギアと逆向きに自転するとともに、連動ギアを側面に支持している基本ギアが回転し、この基本ギアの回転に伴って、連動ギアも基本ギアの軸に対して公転する。そして、基本ギアの反対側側面に回動可能に支持されている伝達ギアは、連動ギアの自転に従って自転するとともに、基本ギアの回転に従って、基本ギアの軸に対して公転する。そしてこの伝達ギアに噛み合う第１の従動ギアは伝達ギアの自転及び公転に従って回転し、これに従って第２の従動ギアが回転する。第１の規制ギアは基本ギアに噛み合っており、第２の規制ギアは第２の従動ギアに噛み合っているので、第１の規制ギアと第２の規制ギアとをクラッチにより接続している場合には、基本ギアの回転トルクは第１の規制ギアと第２の規制ギアに伝達し、第２の従動ギアに伝達されるので、駆動軸と出力軸とのトルク比は固定される。一方、クラッチの接続を解除すると、基本ギアの回転が規制されないため、駆動軸から駆動ギアを介して伝達される回転トルクの一部は、この駆動ギアに噛み合わさっている連動ギアの自転トルクに変換されるとともに、駆動ギアの回転トルクの他の部分は、連動ギアの軸に作用し基本ギアの軸を中心とする公転トルクに変換されて、基本ギアの回転トルクに変換され、徐々に基本ギアの回転が速くなる。そして基本ギアの回転が速くなると、基本ギアの連動ギアと反対側の側面に回転可能に固定されている伝達ギアの基本ギアの軸を中心とする公転も速くなり、この伝達ギアに噛み合っている第１の従動ギアの回転も速くなる。そして、第１の従動ギアに固定されている第２の従動ギアの回転も速くなり、駆動軸からの回転トルクをほとんど減速せずに出力軸に伝達することができる。このように、本考案の無段変速装置によると、段階的な変速をすることなくスムーズに駆動軸と出力軸との減速比を変更することができ、効率的に動力を伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の無段変速装置のクラッチを接続した状態を説明する図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図。
【図４】本発明の無段変速装置のクラッチを開放した状態を説明する図。
【考案を実施するための形態】
【００１０】
以下、本考案の無段変速装置１の最良の実施形態について、各図を参照しつつ説明する。無段変速装置１は、例えば自動車の動力源としてのエンジンにより発生した回転トルクを車軸に伝達する際に、その回転を加速し又は減速することで最適なトルクを車輪に伝達する装置である。なお、本実施形態においては自動車に使用される無段変速装置１を例示するが、本考案の無段変速装置１はこれに限定されるものではなく、オートバイ、自転車、建設機械、ベルトコンベア、エレベーター、エスカレーター、クレーン、車椅子、ロボット、その他様々な用途で用いられる変速装置として利用することができる。
【００１１】
無段変速装置１は、図１に示すように、枠体１６に回転自在に支持され、且つ、中心に芯軸２を挿通している長円筒形状であって、図示しないエンジンからの回転トルクを伝達する駆動軸３と、駆動軸３に固定された駆動ギア４と、駆動軸３に回転自在となるように外嵌され、駆動ギア４より大径な基本ギア６と、基本ギア６を貫通して駆動軸３と平行に形成した貫通孔に回転自在に挿通し、その両端にそれぞれ基本ギア６から突出する突出部を備える連結軸１５と、連結軸１５の一方の突出部に固定しており駆動ギア４と噛み合う連動ギア５と、枠体１６に回転自在に支持され、且つ中心に芯軸２を挿通している長円筒形状の出力軸１１と、出力軸１１に固定した第１の従動ギア８と、出力軸１１に固定した第２の従動ギア９と、連結軸１５の他方の突出部に固定した第１の従動ギア８と噛み合う伝達ギア７と、第２の従動ギア９と噛み合い枠体１６に回転自在に支持されて第１クラッチ軸１７に固定された第１の規制ギア１３と、基本ギア６と噛み合い枠体１６に回転自在に支持され、第２クラッチ軸１８に固定された第２の規制ギア１２と、第１クラッチ軸１７と第２クラッチ軸１８とを連結離反するクラッチ１４と、を具備している。
【００１２】
図２に示すように、駆動ギア４の歯数は１６個で、連動ギア５の歯数は２０個であり、駆動ギア４と連動ギア５は互いに噛み合っているので、駆動ギア４の連動ギア５に対する角速度の比（Ｓ１）は、４／５である。また、基本ギア６の歯数は３６個で、第２の規制ギア１２の歯数は１２個であり、基本ギア６と第２の規制ギア１２は互いに噛み合っているので、基本ギア６の第２の規制ギア１２に対する角速度の比（Ｓ２）は、１／３である。また、伝達ギア７の歯数は１２で、第１の従動ギア８の歯数は１６であり、第１の従動ギア８と伝達ギア７とは互いに噛み合っているので、第１の従動ギア８の伝達ギア７に対する角速度の比（Ｓ３）は、３／４である。また、第２の従動ギア９の歯数は２１であり、第１の規制ギア１３の歯数は２４であるので、第１の規制ギア１３の第２の従動ギア９に対する角速度の比（Ｓ４）は、７／８である。なお、各ギアの歯数及び角速度の比はこれに限定されるものではなく、出力軸１１に適切なトルクを伝達可能な様々な歯数及び角速度の比のギアを用いることができる。
【００１３】
クラッチ１４が接続されているときには、第１クラッチ軸１７と第２クラッチ軸１８とが連結され、これら第１クラッチ軸１７及び第２クラッチ軸１８を介して第１の規制ギア１３と第２の規制ギア１２とが連結される。駆動ギア４に伝達した回転トルクは、図２に示すように、連動ギア５に伝達されて、一部が連動ギア５の回転トルクに変換されるとともに他の部分が連結軸１５に作用して連結軸１５を芯軸２に対して公転させる力、すなわち基本ギア６の回転トルクに変換される。そして、連動ギア５の回転トルクは、連結軸１５を伝わって伝達ギア７に伝達され、この伝達ギア７と噛み合っている第１の従動ギア８の回転トルクに変換される。また、連動ギア５は、連結軸１５とともに芯軸２に対して公転し、第１の従動ギア８の回転トルクをさらに加える。第１の従動ギア８の回転トルクは、出力軸１１を伝達して、第２の従動ギア９に伝達される。一方、基本ギア６の回転トルクの一部は、基本ギア６に噛み合う第２の規制ギア１２の回転トルクに変換され、クラッチ１４を介して、第１の規制ギア１３に伝達される。そして、第１の規制ギア１３の回転トルクは、第２の従動ギア９に回転トルクをさらに加え、出力軸１１に回転トルクを伝える。
【００１４】
このとき、駆動軸３から伝わった角速度は、駆動ギア４と連動ギア５との間で変速され、さらに、伝達ギア７と第１の従動ギア８との間で変速されるとともに、基本ギア６の回転に伴って、連動ギア５及び伝達ギア７が芯軸２に対して公転する回転速度も第１の従動ギア８に伝達される。連動ギア５及び伝達ギア７の公転速度、すなわち基本ギア６の角速度は、基本ギア６の第２の規制ギア１２に対する角速度の比（Ｓ２）と第１の規制ギア１３の第２の従動ギア９に対する角速度の比（Ｓ４）とを乗算することにより求められる。したがって、出力軸１１の角速度に対する駆動軸３の角速度の比は以下の数式で表わすことができ、各ギアの歯数が上述の数である場合には、出力軸１１の角速度を１とした場合の駆動軸３の角速度は１．２９となる。すなわちクラッチ１４が接続されている場合の本実施形態の無段変速装置１の減速比は１．２９となる。なお、本考案の実施形態はこれに限定されるものではなく、歯数の異なるギアを用いることにより本考案の無段変速装置１の変速比を変更することができる。
《数式》
Ｓ１Ｓ３／Ｓ２Ｓ４
【００１５】
そして、クラッチ１４を解除すると、第２の規制ギア１２と第１の規制ギア１３との連結が解除されるので、基本ギア６は第２の規制ギア１２の動きに規制されることなく回転することができるようになる。そして、駆動ギア４の回転トルクは連動ギア５に伝達され、連動ギア５の回転トルクと基本ギア６の回転トルクとに変換されるが、基本ギア６はその相対角速度を徐々に上げ、連動ギア５はその相対角速度を徐々に下げる。そして、基本ギア６の角速度が駆動ギア４の角速度に極めて近づいたときに、連動ギア５の角速度はゼロに近似する。このとき、連結軸１５を介して連動ギア５に連結されている伝達ギア７の角速度もゼロに近似し、基本ギア６の角速度により芯軸２に対して公転する伝達ギア７を介して、第１の従動ギア８に基本ギア６の角速度がそのまま伝わり、第２の従動ギア９を介して、出力軸１１に伝達される。すなわち、クラッチ１４を解除した状態においては、出力軸１１の角速度を１とした場合の駆動軸３の相対角速度は徐々に小さくなり１に近づく。したがって、この無段変速装置１を用いると、減速比を徐々に１に近づけることができ、効率的に変速することができる。
【００１６】
なお、本考案の実施の形態は上述の形態に限ることなく、本考案の思想の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができることは云うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本考案に係る無段変速装置１は、例えば自動車のトランスミッションに用いられる無段変速装置１として好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００１８】
１      無段変速装置
３      駆動軸
４      駆動ギア
５      連動ギア
６      基本ギア
７      伝達ギア
８      第１の従動ギア
９      第２の従動ギア
１１    出力軸
１２    第１の規制ギア
１３    第２の規制ギア
１４    クラッチ
【図１】
0003167161.tif 000003
【図２】
0003167161.tif 000004
【図３】
0003167161.tif 000005
【図４】
0003167161.tif 000006