(57)【要約】【課題】構造が簡単で電子制御を必要とせず、なおかつ、原動力の大きさにみあった出力調整を可能とする自動無段変速装置を提供する。【解決手段】遊星歯車とフルードカップリングを融合させ、出力軸の負荷が大きい時は、負荷の小さい遊星歯車を回転させＬＯＷギア状態となり、出力軸の負荷が小さくなってくると、徐々にフルードカップリング内のフィンからの回転速度が合成されてＨＩＧＨギア状態となる。フルードカップリング内のフィンの回転差による反発と、スプリングの伸縮により、電子制御などの外部からの力を受けずに自動的に無段変速を行なう。また、フルードカップリング内のフィンの間隔を変えることにより、原動力の大きさにみあった出力調整を可能にしたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（イ）原動軸（１）の軸上に歯車Ａ（２）を固定しその先にフィンＡ（３）及び、スプリングを固定する。フィンＡはスプリングの伸縮により、軸方向には移動できるが、空回りはせず、原動軸と常に同時に回転する。
（ロ）歯車Ａ（２）の回転を伝達させるように、その外側に歯車Ｂ（４）を設ける。
（ハ）歯車Ｂ（４）を囲むような形で歯車Ｃ（５）を設け、その外側には歯車Ｃ（５）が、原動軸（１）と反対に回転させないための、逆転防止ストッパー（６）を設ける。
（ニ）歯車Ｂ（４）の中心軸上に従動軸（７）を設け、その一端をフルードカップリング（８）に固定させる。
（ホ）フルードカップリング（８）内には、フィンＢ（９）をフィンＡ（３）に向き合う形で固定させる、また、フルードカップリング（８）内には、オイルを満たし、フィンＡ（３）の回転に追従してフィンＢ（９）が回転するものとする。
（ヘ）油圧仕切り板（１１）は、フィンＡの隙間を埋めるような形状で、フィンＡと同時に回転するが、軸方向には移動しない構造である。
（ト）フルードカップリング（８）の中心軸上に出力軸（１０）を固定させ、最終的な出力の伝達先とする。
（チ）前途の通りフィンＡ（３）は原動軸（１）に回転方向のみ固定されているが、原動軸（１）を軸方向に移動させることにより、同時にフィンＡ（３）も移動し、フィンＢ（９）との間隔を調整できる構造とする。
以上の構成の自動無段変速装置。（図１）
【請求項２】
請求項１の構成を自転車用に応用した構造である。（図４）
（イ）原動軸（１）を延長させその軸上に入力ペダル（１２）を設ける。
（ロ）フルードカップリング（８）の外周に歯車Ｄ（１３）を固定させる。
（ハ）歯車Ｄ（１３）の回転を伝達させる手段としてチェーン（１４）を設け、後輪歯車（１５）及び出力軸（１０）に伝達させ、最終的な出力の伝達先とする。
以上の構成の（自転車用）自動無段変速装置。
【請求項３】
請求項１の力の伝達方法を変化させた構成である。（図３）
（イ）フィンＡ（３）からの回転をフルードカップリングと一体化された歯車Ｃ（５）に伝達させる。
（ロ）歯車Ｃ（５）の回転力を、外周より歯車Ｂ（４）に伝達させる。
（ハ）歯車Ａと歯車Ｃからの合成された力を、歯車Ｂ（４）に伝達させ、回転板（１７）を介して出力軸（１０）に伝える。
以上の構成の自動無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】この発明は、遊星歯車と、フルードカップリングを融合させ、外部からの力を受けずに自動無段変速を行ない、なおかつ、原動力の大きさにみあった出力の設定ができる自動無段変速装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、無段変速装置は、多数で複雑な構造の歯車と、大きな設置スペース、又、電子制御や油圧制御を必要としており、開発コスト、生産コストとも多大なものであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  これらの欠点を解決するため、次の項目を課題とした。
（イ）歯車の数を少なくし、構造、形状を簡素化する。
（ロ）電子制御、油圧制御を使用しない。
（ハ）原動軸の負荷を調整可能にする。
（ニ）力のロスを抑える。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  そして、本発明は、上記目的を達成するために
（イ）原動軸（１）の軸上に歯車Ａ（２）を固定しその先にフィンＡ（３）及び、スプリングを固定する。フィンＡはスプリングの伸縮により、軸方向には移動できるが、空回りはせず、原動軸と常に同時に回転する。
（ロ）歯車Ａ（２）の回転を伝達させるように、その外側に歯車Ｂ（４）を設ける。
（ハ）歯車Ｂ（４）を囲むような形で歯車Ｃ（５）を設け、その外側には歯車Ｃ（５）が、原動軸（１）と反対に回転させないための、逆転防止ストッパー（６）を設ける。
（ニ）歯車Ｂ（４）の中心軸上に従動軸（７）を設け、その一端をフルードカップリング（８）に固定させる。
（ホ）フルードカップリング（８）内には、フィンＢ（９）をフィンＡ（３）に向き合う形で固定させる、また、フルードカップリング（８）内には、オイルを満たし、フィンＡ（３）の回転に追従してフィンＢ（９）が回転するものとする。
（ヘ）油圧仕切り板（１１）は、フィンＡの隙間を埋めるような形状で、フィンＡと同時に回転するが、軸方向には移動しない構造である。
（ト）フルードカップリング（８）の中心軸上に出力軸（１０）を固定させ、最終的な出力の伝達先とする。
（チ）前途の通りフィンＡ（３）は原動軸（１）に回転方向のみ固定されているが、原動軸（１）を軸方向に移動させることにより、同時にフィンＡ（３）も移動し、フィンＢ（９）との間隔を調整できる構造とする
本発明は、以上の構成よりなる自動無段変速装置である。
【発明の効果】
【０００５】発進時や登坂時、原動軸（１）からフィンＡ（３）に伝わった力は、フルードカップリング（８）内オイルを介してフィンＢ（９）を回転させようとするが、出力軸（１０）の負荷が大きいと、回転させることが出来ない。その際、フィンＡとフィンＢに回転差が発生するため、反発しあい、互いの間隔を広めようとしてスプリング（１６）を圧縮させる。スプリングは、フィンの反発力に比例して圧縮する。そして、出力軸の負荷とつり合うところまでフィンの間隔を広める。間隔が広まれば、フィンＡがフィンＢに及ぼす力が弱まり、歯車Ａ（２）が負荷の大きい歯車Ｂ（４）を回転させる。歯車Ｂは歯車Ｃ（５）を回転させようとするが逆転防止ストッパー（６）があるため従動軸（７）を＋方向に回転させる。よってそれに固定されている出力軸（１０）が回転する。これがＬＯＷギアとなる。【０００６】一方、出力軸の負荷が少なくなる走行時や、下り坂等で、出力軸（１０）の回転速度が速くなってくるとフィンＢ（９）の回転の回転速度も上がってくるが、フィンＡとフィンＢに、回転差が少なくなるので、反発が弱まり、スプリングが伸びて、フィン間の間隔が狭まり、フィンＡがフィンＢを回転させようとする力も強くなる、そしてフィンＢの回転速度が、ある時点で、従動軸（７）からの回転速度を上回ると、歯車Ｃ（５）は＋方向に空回りし、これまでの従動軸からの回転力にフィンＢからの回転速度が合成されて出力軸（１０）を回転させることになり、これが中速域となる。【０００７】そして、さらに速度が増してフィンＡ（３）とフィンＢ（９）が同じ回転速度になったときがＨＩＧＨ（ＴＯＰ）ギアとなる。【０００８】また、原動軸からの力の大きさを調整する手段として、原動軸（１）を軸方向に移動させれば、それに固定されているフィンＡ（３）も移動し、フィンＢ（９）との間隔が変わり作用が変化する。フィンＢに対する作用を変化させることにより、ＬＯＷからＨＩＧＨに切り替わるポイントを変化させる。フィンＡをフィンＢに近づければ作用が大きくなり、遠ざければ作用が小さくなる。この特性を利用して原動軸（１）の負荷を調整可能にしている。また、この動きを電子制御化することで、エンジン付きの場合は、トルク特性に合わせた出力調整も可能となる。【０００９】以上の構造から、ＬＯＷギア時は歯車Ｂからの回転により出力軸を回転させ、ＨＩＧＨギア時は、歯車Ｂからの回転にフィンＢからの回転速度が合成される、フルードカップリング内のフィンの反発と、スプリングの伸縮により、ＬＯＷとＨＩＧＨギアの配分を自動的に行う。【００１０】この発明は、ＬＯＷギアを基本として、力が余った分をＨＩＧＨギアに変換する構造であるので、従来のトルコン等と違い、ＬＯＷギア時でも、常に歯車が力を伝達しているので伝達ロスが少ない。また、原動力の大小による調整も可能なので、この効果は幅広く応用できる。電子制御等を必要とせずに、自転車、自動車、バイク、農耕機、工作機（リュータ、ドリル、トルクレンチ等）、玩具（ラジコンカー等）、電気モーター等の自動無段変速を可能にしている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】例として、自動車に組み込んだ場合、従来のトルコン＋トランスミッションの代わりに、クラッチ＋本発明を使用することになる。クラッチは原動軸の力をＯＮ、ＯＦＦさせ、また、急激な力の伝達を防ぐためのものである。発進時や登坂時の出力軸の負荷が大きい時は従動軸からのＬＯＷギア状態となり、平坦道や高速走行時の負荷が少なくなると、徐々にフィンＢからの回転速度が合成されていきＨＩＧＨギア状態となる。また、原動軸の移動を電子制御化することで、トルク特性に合わせた出力調整も可能となる。また、本発明を連結させることにより、より大きなギア比を可能とすることもできる。【００１２】次に、自転車に組み込む場合は、形状をいくらか変えなければならないが、図４のような形体になる。発進時や登坂時は従動軸からのＬＯＷギア状態となり、平坦道や高速走行時は自動的にフィンＢからのＨＩＧＨギア状態へと変化する。さらに、原動軸を軸方向に移動させることにより負荷を調整できるので、子供やお年寄りなど非力な人から強力な人まで設定が可能である。また、後輪又は、ハブ内に組み込んで内装変速としても利用可能である。【００１３】次に、ラジコンカー等に組み込む場合は、電気モーターに取り付けるか、電気モーター自体に組み込むことになるが、これも同様の効果があり、平坦面では早く、登坂時ではゆっくりになるが、力強く、どんな坂でも登れるラジコンカーができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の簡単な斜視図である。（フルードカップリング内はカットモデル）
【図２】本発明の簡単な断面図である。
【図３】請求項３の断面図である。
【図４】自転車に組み込む場合の斜視図である。
【符号の説明】
【００１５】１．  原動軸
２．  歯車Ａ（太陽ギア）
３．  フィンＡ
４．  歯車Ｂ（遊星ギア）
５．  歯車Ｃ（リンクギア）
６．  逆転防止ストッパー（フレーム等に固定）
７．  従動軸
８．  フルードカップリング
９．  フィンＢ
１０．出力軸
１１．油圧仕切り板
１２．ペダル（自転車の例）
１３．歯車Ｄ（自転車の例）
１４．チェーン（自転車の例）
１５．後輪歯車（自転車の例）
１６．スプリング
１７．回転板
【図１】
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【図２】
2008095936.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008095936.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成19年1月25日(2007.1.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2008095936.tif 000007
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2008095936.tif 000008