(57)【要約】あるモジュールを有するギア（４２）から他のモジュールを有するギア（４６）に駆動力を伝達することのできるピッチ伝達ギア変速装置は、歯数が異なり互いに対して回転可能な少なくとも２個のギア（１２、１６）を含んでいるので、２個のギア（１２、１６）の歯は、ギアの円周のある部分において第１の値のギアモジュールを形成し、ギアの円周の他の部分において他の値のギアモジュールを形成することができる。ギアの長さに沿って変わるモジュールを有する入力及び出力ギア（４２、４６）を具えることにより、連続的に可変な変速装置を形成する。ピッチ伝達ギアアセンブリ（３０）は入力及び出力ギア（４２、４６）と噛合しており、機構（５９）によりギアの長さに沿って移動してモジュールを変え、変速装置の減速比を設定する。【選択図】図６
2004522911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力部と、
出力部と、
入力部及び出力部の少なくとも一方に設けられ細長ギア駆動エレメントであって、エレメント上のある位置から他の位置に向かって特性を変えて減速比の変更を行う細長ギア駆動エレメントと、
第１ギア及び第２ギアを有する伝達ギアアセンブリであって、第１ギアが複数の第１歯を有し、第２ギアが第１歯とは異なる数の複数の第２歯を有し、第１ギア及び第２ギアが前記ある位置と前記他の位置との間でギア駆動エレメントと噛合し、変速装置の減速比が、前記ある位置と前記他の位置との間の、第１及び第２ギアが細長歯と噛合する位置によって決まり、第１ギア及び第２ギアが入力部又は出力部の他方に接続されて入力部及び出力部の他方からの駆動力を受けるか、又は入力部及び出力部の他方へ駆動力を伝達する伝達ギアアセンブリと、
細長ギア駆動エレメントに対して伝達ギアアセンブリを動かし、これにより前記ある位置と前記他の位置の間の所望の位置に第１及び第２ギアを配置して、変速装置の減速比を設定する制御手段とを含む変速装置。
【請求項２】
細長ギア駆動エレメントがウォームギアであり、ウォームギアの歯のピッチ又は螺旋角度を変えることにより特性の変更を行う、請求項１に記載の変速装置。
【請求項３】
細長ギア駆動エレメントが歯を有する細長ギアであり、前記ある位置と前記他の位置の間で歯のモジュールを変えることにより特性の変更を行う、請求項１に記載の変速装置。
【請求項４】
第１ギア及び第２ギアが並列関係で配置されており、周囲を第１及び第２ギアが回転することのできる共通中心点を有する、請求項１に記載の変速装置。
【請求項５】
第１及び第２ギアが互いに離れており、異なる中心点の周りを回転するよう装着される、請求項１記載の変速装置。
【請求項６】
第１及び第２ギアが同一平面内に配置されており、第１及び第２ギアが、細長ギア駆動エレメントの共通ピッチ円直径上で細長ギア駆動エレメントと噛合する、請求項５に記載の変速装置。
【請求項７】
出力部が細長歯を具えており、細長歯が、円錐外面を有する円錐出力ギア上に設けられており、細長歯が円錐外面に形成されており、円錐ギアの第１端と円錐ギアの第２端の間で歯が互いに広がることにより細長歯のモジュールが変わる、請求項３記載の変速装置。
【請求項８】
第１及び第２ギアがギアシャフトに装着されており、ギアシャフトがピニオンギアを保持し、入力部又は出力部の他方の上の駆動ギアと噛合する、請求項７に記載の変速装置。
【請求項９】
複数の伝達ギアアセンブリを具えており、各伝達ギアアセンブリが前記第１ギア及び前記第２ギアを有する、請求項１に記載の変速装置。
【請求項１０】
ギアシャフトが第１及び第２ギアを装着するための溝を含んでおり、制御手段を作動すると、第１及び第２ギアがシャフト上を摺動し、細長歯に沿って移動することができる、請求項７に記載の変速装置。
【請求項１１】
溝が直線状であり、実質的にシャフトの軸線に平行である、請求項１０に記載の変速装置。
【請求項１２】
溝が螺旋状であり、第１及び第２ギアのシャフトに沿った縦方向の動きによりギアがシャフトに対して回転する、請求項１０に記載の変速装置。
【請求項１３】
入力部と出力部の双方が細長歯を具えており、伝達ギアアセンブリが入力部と出力部の双方の細長歯と噛合する、請求項３に記載の変速装置。
【請求項１４】
入力部及び出力部がトロイダルギア面を具えており、それぞれが前記細長歯を有しており、制御手段が伝達ギアアセンブリに接続されており、伝達ギアアセンブリを回転させて、第１及び第２ギアを、前記ある位置と前記他の位置との間で細長歯に沿って移動させる、請求項３に記載の変速装置。
【請求項１５】
第１及び第２ギアの歯が細長歯と噛合するためのベアリングを含む、請求項１に記載の変速装置。
【請求項１６】
第１ピッチにより離間された歯を有するギアから、第２ピッチにより離間された歯を有する他のギアに駆動力を伝達するピッチ伝達ギアアセンブリであって、前記伝達ギアアセンブリが複数の歯を有する少なくとも１個の第１ギアと、第１歯とは異なる数の複数の第２歯を有する少なくとも１個の第２ギアとを含み、
第１及び第２ギアは並列関係で配置され、第１ギアの歯と第２ギアの歯が互いに重なり、第１ギアの歯及び第２ギアの歯の位相が互いに異なっており、
第１ギア及び第２ギアは互いに独立して回転するよう配置されており、
第１及び第２ギアの円周付近の位置において、第１ギアの歯と第２ギアの歯の位相が一定量だけ互いに異なり、第１ギアの歯と第２ギアの歯の間の空間内に噛合するギアの歯により前記ギアの歯が伝達ギアアセンブリと噛合することができ、
第１及び第２ギアの円周の他の位置において、第１ギアのさらなる歯及び第２ギアのさらなる歯が前記の位置におけるものと異なる位相関係を有し、前記他のギアの歯は、第１ギアの歯の一つと第２ギアの歯の一つとの間の空間内に噛合することができ、
一方のギアから伝達ギアを介して他方のギアに駆動力が伝達されると、伝達ギアアセンブリの第１ギアが伝達ギアアセンブリの第２ギアに対して前進する、ピッチ伝達ギアアセンブリ。
【請求項１７】
第１ギアの歯数と第２ギアの歯数との相違が１である、請求項１６に記載のアセンブリ。
【請求項１８】
第１ギアの歯数が１４であり、第２ギアの歯数が１５である、請求項１６に記載のアセンブリ。
【請求項１９】
伝達ギアアセンブリが、第１及び第２ギアの歯数とは異なる複数の歯を有する第３ギアを含み、第３ギアは第１及び第２ギアと並列関係で配置されており、第３ギアの歯は第１ギアの歯及び第２ギアの歯とは位相が異なる、請求項１６記載のアセンブリ。
【請求項２０】
第１及び第２ギアの円周の前記位置が、第１ギアの歯と第２ギアの歯との互いの位相差が最大となり、よって最小モジュール又はピッチが得られる位置であり、前記他の位置において第１ギアの歯及び第２ギアの歯は整合し、又は位相が互いに同じであり、よって第１及び第２ギアの隣接する歯の間に最大のピッチ又はモジュールが得られる、請求項１６に記載のアセンブリ。
【請求項２１】
入力回転力を受ける入力部と、
入力部に接続されており、細長歯を有する入力ギアであって、歯が一端で第１ピッチ又はモジュールを有し、他端で第１ピッチ又はモジュールと異なる第２ピッチ又はモジュールを有し、前記一端から前記他端に向かって細長歯の長さに沿ってモジュールが徐々に変わる入力ギアと、
出力回転力を与える出力部と、
出力部に接続されている出力ギアであって、出力ギアが細長歯を有しており、歯が一端で第１モジュールを有し、他端で第１モジュールと異なる第２モジュールを有し、前記一端から前記他端に向かって細長歯の長さに沿ってモジュールが徐々に変わる出力ギアと、
第１及び第２ギアの歯と噛合する伝達ギアアセンブリであって、第１及び第２ギアの歯数が異なるとともに、位相も互いに異なり、伝達アセンブリの外周上の一点において第１ギアの歯及び第２ギアの歯が特定の値のギアモジュールを画定し、伝達ギアアセンブリの外周上の他の点において入力ギアの歯及び出力ギアの歯が第２の異なるモジュールを画定し、伝達ギアが第１ギア及び第２ギアの歯と、入力及び出力ギアの長さに沿って所定の距離で噛合することができ、入力ギアのモジュール又はピッチと、出力ギアのモジュール又はピッチとが互いに異なる伝達ギアアセンブリと、
伝達ギアアセンブリを、入力ギア及び出力ギアに対して、細長歯の長さに沿った異なる位置に動かして変速装置の減速比を変える制御手段とを含む変速装置。
【請求項２２】
制御手段が、伝達ギアアセンブリを支持するブロック部材、ブロックに噛合するねじ山、及びねじ山上に制御部材を具え、ねじ山を回転させてブロック及びその結果として伝達ギアアセンブリを入力ギア及び出力ギアの細長歯に沿って引き寄せる、請求項２１に記載の変速装置。
【請求項２３】
伝達ギアアセンブリが支持シャフト上に装着されており、ギアが支持シャフトに接続されており、ギアの回転により支持シャフトが回転し伝達ギアアセンブリの位置が変わる、請求項２１に記載の変速装置。
【請求項２４】
入力及び出力ギアが、大径端と小径端を有する円錐ギアであり、歯が大径端から小径端に向かって延在すると共に、歯が大径端において大きなピッチ又はモジュールを有し、小径端において小さなピッチ又はモジュールを有し、入力ギア及び出力ギアが、一方のギアの小径端が他方のギアの大径端に隣接するよう配置されており、入力ギア及び出力ギアが互いに平行な隣接面を有する、請求項２１に記載の変速装置。
【請求項２５】
入力ギア及び出力ギアが環状面を有し、歯が、環状面の内周点から環状面の外周点に向かって環状面内を通っており、歯が、内周点に隣接し、外周点に隣接するピッチ又はモジュールよりも小さいピッチ又はモジュールを有し、伝達ギアアセンブリが、内周点と外周点の間で移動可能であり、変速装置の減速比を設定し、入力ギア及び出力ギアが、内周点が、出力ギアの外周点に隣接するか又は対向して配置される、請求項２１に記載の変速装置。
【請求項２６】
入力ギア及び出力ギアがトロイダル面を有しており、出力ギアがトロイダル面を有しており、入力ギアの歯がトロイダル面に形成されており、歯が、外周点から内周点に向かって曲がっており、歯が、内周点に隣接するピッチ又はモジュールと、外周点に隣接し、内周点におけるピッチ又はモジュールと異なるピッチ又はモジュールを有し、伝達ギアアセンブリがシャフト上に装着され回転可能にされており、伝達ギアアセンブリが、入力ギアの歯及び出力ギアの歯と噛合し、かつ伝達ギアアセンブリが入力ギアの外周点及び出力ギアの内周点と噛合する位置と伝達ギアアセンブリが出力ギアの外周点及び入力ギアの内周点と噛合する位置との間で、入力ギア及び出力ギアの歯の長さに沿って移動する、請求項２１に記載の変速装置。
【請求項２７】
第１ギアの歯数と第２ギアの歯数との相違が１である、請求項２１に記載の変速装置。
【請求項２８】
第１ギアの歯数が１４であり、第２ギアの歯数が１５である、請求項２７に記載の変速装置。
【請求項２９】
第１及び第２ギアの円周の前記位置が、第１ギアの歯と第２ギアの歯との互いの位相差が最大となり、よって最小モジュール又はピッチが得られる位置であり、前記他の位置において第１ギアの歯及び第２ギアの歯は整合し、又は位相が互いに同じであり、よって第１及び第２ギアの隣接する歯の間に最大のピッチ又はモジュールが得られる、請求項２１に記載のアセンブリ。
【請求項３０】
入力ギアが遊星ギアシステムに接続されており、変速装置の減速比範囲を増大させる、請求項２１に記載の変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はピッチ伝達ギア、及び入力部から出力部に駆動力を伝達するためにピッチ伝達ギアを利用することができる変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ギアシステムを利用した変速装置は、無論公知であり、ほとんど全ての産業で使用されている。一般に、あるギアを他のギアと噛合させるには、インボリュートギアの形態の場合、これらのギアが同一の直径ピッチを有する必要がある。メートル系で用いられるモジュールについても同様のことが言える。この説明において、「モジュール」とは、他のインボリュートの歯又はプロファイルと関係しているが、ピッチと歯の直径との間の関係を表すのに用いるものとする。この明細書の全体において、「モジュール」という用語を用いる。ギアがモジュールの異なる歯を有すると、一般にギアは噛合することができず、ギアが回転して駆動力を次々に伝えるという基本的な法則に従うことができない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
この発明は、入力部と、
出力部と、
入力部及び出力部の少なくとも一方に設けられ、ある位置から他の位置に向かって特性を変えて減速比の変更を行う細長ギア駆動エレメントと、
第１ギア及び第２ギアを有する伝達ギアアセンブリであって、第１ギアが複数の第１歯を有し、第２ギアが第１歯とは異なる数の複数の第２歯を有し、第１ギア及び第２ギアが前記ある位置と前記他の位置との間でギア駆動エレメントと噛合し、変速装置の減速比が、前記ある位置と前記他の位置との間の、第１及び第２ギアが細長歯と噛合する位置によって決まり、第１ギア及び第２ギアが入力部又は出力部の他方に接続されて入力部及び出力部の他方からの駆動力を受けるか、又は入力部及び出力部の他方へ駆動力を伝達する伝達ギアアセンブリと、
細長ギア駆動エレメントに対して伝達ギアアセンブリを動かし、これにより前記ある位置と前記他の位置の間の所望の位置に第１及び第２ギアを配置して、変速装置の減速比を設定する制御手段とを含む変速装置にあると言える。
【０００４】
この発明の一実施態様において、細長ギア駆動エレメントがウォームギアであり、ウォームギアの歯のピッチ又は螺旋角度を変えることにより特性の変更を行う。
【０００５】
しかし、好適な実施態様においては、細長ギア駆動エレメントが歯を有する細長ギアであり、前記ある位置と前記他の位置の間で歯のモジュールを変えることにより特性の変更を行う。
【０００６】
この発明の一実施態様において、第１ギア及び第２ギアが並列関係で配置されており、周囲を第１及び第２ギアが回転することのできる共通中心点を有する。
【０００７】
この発明の他の実施態様において、第１及び第２ギアが互いに離れており、異なる中心点の周りを回転するよう装着される。
【０００８】
後者の実施態様において、第１及び第２ギアが同一平面内に配置されており、第１及び第２ギアが、細長ギア駆動エレメントの共通ピッチ円直径上で細長ギア駆動エレメントと噛合することが好ましい。
【０００９】
一実施態様において、出力部が細長歯を具えており、細長歯が、円錐外面を有する円錐出力ギア上に設けられており、細長歯が円錐外面に形成されており、円錐ギアの第１端と円錐ギアの第２端の間で歯が互いに広がることにより細長歯のモジュールが変わる。
【００１０】
好ましくは、第１及び第２ギアがギアシャフトに装着されており、ギアシャフトがピニオンギアを保持し、入力部又は出力部の他方の上の駆動ギアと噛合する。
【００１１】
好ましくは、複数の伝達ギアアセンブリを具えており、各伝達ギアアセンブリが前記第１ギア及び前記第２ギアを有する。
【００１２】
好ましくは、ギアシャフトが第１及び第２ギアを装着するための溝を含んでおり、制御手段を作動すると、第１及び第２ギアがシャフト上を摺動し、細長歯に沿って移動することができる。
【００１３】
一実施態様において、溝が直線状であり、実質的にシャフトの軸線に平行である。
【００１４】
他の実施態様において、溝が螺旋状であり、第１及び第２ギアのシャフトに沿った縦方向の動きによりギアがシャフトに対して回転する。
【００１５】
他の実施態様において、入力部と出力部の双方が細長歯を具えており、伝達ギアアセンブリが入力部と出力部の双方の細長歯と噛合する。
【００１６】
この発明の他の実施態様において、入力部及び出力部がトロイダルギア面を具えており、それぞれが前記細長歯を有しており、制御手段が伝達ギアアセンブリに接続されており、伝達ギアアセンブリを回転させて、第１及び第２ギアを、前記ある位置と前記他の位置との間で細長歯に沿って移動させる。
【００１７】
この発明の一実施態様において、第１及び第２ギアの歯が細長歯と噛合するためのベアリングを含む。
【００１８】
この発明は、他の側面において、モジュールの異なるギアの間で駆動力を伝達するためのピッチ伝達ギアアセンブリを提供する。
【００１９】
したがって、この発明は、第１ピッチにより離間された歯を有するギアから、第２ピッチにより離間された歯を有する他のギアに駆動力を伝達するピッチ伝達ギアアセンブリであって、前記伝達ギアアセンブリが複数の歯を有する少なくとも１個の第１ギアと、第１歯とは異なる数の複数の第２歯を有する少なくとも１個の第２ギアとを含み、
第１及び第２ギアは並列関係で配置され、第１ギアの歯と第２ギアの歯が互いに重なり、第１ギアの歯及び第２ギアの歯の位相が互いに異なっており、
第１ギア及び第２ギアは互いに独立して回転するよう配置されており、
第１及び第２ギアの円周の位置において、第１ギアの歯と第２ギアの歯の位相が一定量だけ互いに異なり、第１ギアの歯と第２ギアの歯の間の空間内に噛合するギアの歯により前記ギアの歯が伝達ギアアセンブリと噛合することができ、
第１及び第２ギアの円周の他の位置において、第１ギアのさらなる歯及び第２ギアのさらなる歯が前記の位置におけるものと異なる位相関係を有し、前記他のギアの歯は、第１ギアの歯の一つと第２ギアの歯の一つとの間の空間内に噛合することができ、
一方のギアから伝達ギアを介して他方のギアに駆動力が伝達されると、伝達ギアアセンブリの第１ギアが伝達ギアアセンブリの第２ギアに対して前進する、ピッチ伝達ギアアセンブリにあると言える。
【００２０】
したがって、この発明のこの側面によれば、ｍｏｄ  １．５等の第１ピッチを有するギアを伝達ギアアセンブリと噛合させてこれを駆動し、伝達ギアアセンブリをｍｏｄ  ３の第２ギアと噛合させこれを駆動することができる。
【００２１】
好ましくは、第１ギアの歯数と第２ギアの歯数との相違が１である。
【００２２】
この発明の好適な一実施態様において、第１ギアの歯数が１４であり、第２ギアの歯数が１５である。
【００２３】
この発明の一実施態様において、伝達ギアアセンブリが、第１及び第２ギアの歯数とは異なる複数の歯を有する第３ギアを含み、第３ギアは第１及び第２ギアと並列関係で配置されており、第３ギアの歯は第１ギアの歯及び第２ギアの歯とは位相が異なる。
【００２４】
好ましくは、第１及び第２ギアの円周の前記位置が、第１ギアの歯と第２ギアの歯との互いの位相差が最大となり、よって最小モジュール又はピッチが得られる位置であり、前記他の位置において第１ギアの歯及び第２ギアの歯は整合し、又は位相が互いに同じであり、よって第１及び第２ギアの隣接する歯の間に最大のピッチ又はモジュールが得られる。
【００２５】
したがって、この発明のこの側面は、特定のモジュール又はピッチを有するギアから異なるモジュール又はピッチを有する他のギアへ駆動力を伝達するのに非常に適用性がある。
【００２６】
この発明の第２の側面は、伝達ギアアセンブリを利用した変速装置に関する。
【００２７】
この発明のこの側面は、
入力回転力を受ける入力部と、
入力部に接続されており、細長歯を有する入力ギアであって、歯が一端で第１ピッチ又はモジュールを有し、他端で第１ピッチ又はモジュールと異なる第２ピッチ又はモジュールを有し、前記一端から前記他端に向かって細長歯の長さに沿ってモジュールが徐々に変わる入力ギアと、
出力回転力を与える出力部と、
出力部に接続されている出力ギアであって、出力ギアが細長歯を有しており、歯が一端で第１モジュールを有し、他端で第１モジュールと異なる第２モジュールを有し、前記一端から前記他端に向かって細長歯の長さに沿ってモジュールが徐々に変わる出力ギアと、
第１及び第２ギアの歯と噛合する伝達ギアアセンブリであって、第１及び第２ギアの歯数が異なるとともに、位相も互いに異なり、伝達アセンブリの外周上の一点において第１ギアの歯及び第２ギアの歯が特定の値のギアモジュールを画定し、伝達ギアアセンブリの外周上の他の点において入力ギアの歯及び出力ギアの歯が第２の異なるモジュールを画定し、伝達ギアが第１ギア及び第２ギアの歯と、入力及び出力ギアの長さに沿って所定の距離で噛合することができ、入力ギアのモジュール又はピッチと、出力ギアのモジュール又はピッチとが互いに異なる伝達ギアアセンブリと、
伝達ギアアセンブリを、入力ギア及び出力ギアに対して、細長歯の長さに沿った異なる位置に動かして変速装置の減速比を変える制御手段とを含む変速装置にあると言える。
【００２８】
したがって、伝達ギアアセンブリの位置を細長歯の長さに沿って調節するだけで、最小比から最大比まで比を連続的に変更することが可能な変速装置が得られる。
【００２９】
一実施態様において、制御手段が、伝達ギアアセンブリを支持するブロック部材、ブロックに噛合するねじ山、及びねじ山上に制御部材を具え、ねじ山を回転させてブロック及びその結果として伝達ギアアセンブリを入力ギア及び出力ギアの細長歯に沿って引き寄せる。
【００３０】
他の実施態様において、伝達ギアアセンブリが支持シャフト上に装着されており、ギアが支持シャフトに接続されており、ギアの回転により支持シャフトが回転し伝達ギアアセンブリの位置が変わる。
【００３１】
この発明の一実施態様において、入力及び出力ギアが、大径端と小径端を有する円錐ギアであり、歯が大径端から小径端に向かって延在すると共に、歯が大径端において大きなピッチ又はモジュールを有し、小径端において小さなピッチ又はモジュールを有し、入力ギア及び出力ギアが、一方のギアの小径端が他方のギアの大径端に隣接するよう配置されており、入力ギア及び出力ギアが互いに平行な隣接面を有する。
【００３２】
この発明の他の実施態様において、入力ギア及び出力ギアが環状面を有し、歯が、環状面の内周点から環状面の外周点に向かって環状面内を通っており、歯が、内周点に隣接し、外周点に隣接するピッチ又はモジュールよりも小さいピッチ又はモジュールを有し、伝達ギアアセンブリが、内周点と外周点の間で移動可能であり、変速装置の減速比を設定し、入力ギア及び出力ギアが、内周点が、出力ギアの外周点に隣接するか又は対向して配置される。
【００３３】
さらに他の実施態様において、入力ギア及び出力ギアがトロイダル面を有しており、出力ギアがトロイダル面を有しており、入力ギアの歯がトロイダル面に形成されており、歯が、外周点から内周点に向かって曲がっており、歯が、内周点に隣接するピッチ又はモジュールと、外周点に隣接し、内周点におけるピッチ又はモジュールと異なるピッチ又はモジュールを有し、伝達ギアアセンブリがシャフト上に装着され回転可能にされており、伝達ギアアセンブリが、入力ギアの歯及び出力ギアの歯と噛合し、かつ伝達ギアアセンブリが入力ギアの外周点及び出力ギアの内周点と噛合する位置と伝達ギアアセンブリが出力ギアの外周点及び入力ギアの内周点と噛合する位置との間で、入力ギア及び出力ギアの歯の長さに沿って移動する。
【００３４】
好ましくは、第１ギアの歯数と第２ギアの歯数との相違が１である。
【００３５】
この発明の一実施態様において、第１ギアの歯数が１４であり、第２ギアの歯数が１５である。
【００３６】
好ましくは、第１及び第２ギアの円周の前記位置が、第１ギアの歯と第２ギアの歯との互いの位相差が最大となり、よって最小モジュール又はピッチが得られる位置であり、前記他の位置において第１ギアの歯及び第２ギアの歯は整合し、又は位相が互いに同じであり、よって第１及び第２ギアの隣接する歯の間に最大のピッチ又はモジュールが得られる。
【００３７】
この発明の一実施態様において、入力ギアが遊星ギアシステムに接続されており、変速装置の減速比範囲を増大させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
添付の図を参照しつつ、この発明の好適な実施態様を例として説明する。
【００３９】
図１〜５を参照して、第１ピッチ又はモジュールを有するギアから第２ピッチ又はモジュールを有するギアに駆動力を伝達する伝達ギアアセンブリが示されている。図１〜５に示された伝達ギアアセンブリは、図６〜１６を参照して説明する種々の変速装置に用いられる。
【００４０】
図１及び２を参照して、伝達ギアアセンブリの第１ギア及び第２ギアが示されている。第１ギア１２は歯１４を有し、第２ギア１６は歯１８を有している。第１ギア１２上の歯１４の数は第２ギア１６の歯１８の数と異なる。第１ギア１２は１４個の歯を有し、第２ギア１６は１５個の歯を有することが好ましい。
【００４１】
ギア１２及び１６は、伝達ギアアセンブリ３０を組み立てるために同じピッチ円直径ｄ１を有している。ギア１２及び１４は、図３に示すように、並列（すなわち、一方が他方の上にある）状態で配置されている。ギア１２及び１６は異なる歯数を有するので、図３に示すようにギアを組み立てると、歯は互いに位相が異なる。
【００４２】
ギア１２に対するモジュールを選択することによりギア１２を設計する。歯はこのモジュールのインボリュート歯を適当に形成しなければならない。これがベースモジュールとなる。次いで、ピッチ円は同一にしたままで、幾つかの歯を取り除き、残った歯を谷径ｄ２の周りに均等に離間させる。このベースモジュールがシステムの噛合する最小ピッチであり、均等に離間させたがより数の少ない歯の間の幅が噛合することのできる最大モジュールとなる。ピッチ伝達ギア３０の全ての要素は、ベースギアよりも数が少ないが、同一の谷径で均等に離間している歯を有する。
【００４３】
例えば、モジュールベースを１．５とし、ピッチ円直径を４２ｍｍとすると、通常ギアは２８個の歯を有する。噛合すべき最大ピッチ歯のモジュールが３である場合には、ギア１２は１４個の歯を有し、ギア１６は１５個の歯を有するといった具合である。伝達ギア３０を作るには２個のギアのみが必要とされるが、より丈夫な伝達セットが必要な場合には、複数組のギアを用いることも容認されることに留意されたい。さらに、後述する特別な目的のためには、ギア１２及び１６と歯数の異なるギアをさらに追加することもできる。全てのギアの実際の歯数を整数とすべきであることに留意されたい。
【００４４】
伝達ギア３０が噛合する固定ピッチギアは、ベースギア３２を除いて特別に作成されたのもである。例えば、モジュール１．５（図４のχ１）がベースの場合、伝達ギア３０は通常ｍｏｄ  １．５のギア３２と全ての歯で噛合する（図４を参照）。伝達ギア３０が適当に噛合することのできる他の全てのギア（図４に示すギア３４等）はモジュール歯幅及び谷深さが同一でなければならない（ピッチ円は異なってもよい）。実際の歯プロファイルは一つの特徴のみが異なる。ベースモジュール面プロファイル及び谷深さは同一でなければならないが、前面と背面との間の距離は、伝達ギア３０が設計上噛合できる最大モジュールまでの範囲で無限に可変である。例えばモジュールが３の場合には、ピッチ円におけるピッチχ２の歯の幅は標準ｍｏｄ  ３のギアと同一でなければならない。
【００４５】
図１、２及び３に示すように、ギア１２及び１６は中心開口１５を有しているので、ギアをシャフト（図１、２及び３では図示せず）に装着でき、これによりギア１２及び１６が独立してシャフト上を回転できるため、ギアが、ギア３２及び３４と噛合できるようなモジュールをピッチ円直径上の点で得るのに必要なパターンを形成できる。
【００４６】
ある位置、図３ではＡで示される位置において、図３に示すように伝達ギアアセンブリ３０が組み立てられる場合、ギア１２及び１６の外周において、ギア１６の歯１６´は、隣接するギア１２の歯１４´及び１４´´に対して、最も位相差が大きくなる。歯１６´から円周方向に進むにつれて、ギア１６の歯１８とギア１２の歯１４との間の位相関係は少しずつ変化し、点Ｂ（点Ａの直径方向反対側の点）の位置において、歯１４ａ及び１８ａ並びに歯１４ｂ及び１８ｂが実質的に位相又は互いに整合することが分かる。歯１４及びギア１２に比べて、歯１４ａ及び１８ａは、ギア１６上の歯の間の間隔が異なることを考慮すると、整合しない。
【００４７】
点Ａにおいて、歯１６´及び１４´´は第１の値のピッチ又はモジュールを画定しており、点Ｂにおいて、歯１４ａ、１８ａ及び１４ｂ、１８ｂは第２の値のピッチ又はモジュールを画定している。例えば、点Ａにおいてるピッチ又はモジュールを１．５とし、点Ｂにおけるピッチ又はモジュールを３とすることができる。したがって、点Ａにおいて、ギアアセンブリ３０は標準モジュール１．５を有するギアと噛合することができ、点Ｂにおいて、ギアアセンブリ３０は標準モジュール３を有するギアと噛合することができる。点Ａと点Ｂの間において、ギア１２及び１６の歯は隣接する歯との間にモジュール値１．５〜３を画定する。例えば、点Ｃ及びＤにおいて、モジュールを２とすることができる。
【００４８】
したがって、図３に示す伝達ギアアセンブリにより、一方のギアのモジュールがギアアセンブリ３０と噛合可能であり、他方のギアのモジュールがギアアセンブリ３０と噛合可能である場合に、第１及び第２ギアを図３に示す円周上の適当な点に配置することにより、第１ピッチ又はモジュールを有するギアから第２ピッチ又はモジュールを有するギアに伝達される回転が可能となる。
【００４９】
例えば、図４において、モジュールが１．５である入力ギア３２はギアアセンブリ３０と噛合しており、モジュールが３である出力ギア３４もギアアセンブリ３０と噛合している。前記のとおり、伝達ギアアセンブリ３０は第１ピッチ又はモジュールを有するギア３２から第２ピッチ又はモジュールを有するギア３４への動きを伝達することができる。
【００５０】
図４において明らかなように、ギア３２の歯３２´は、第１ギア１４の歯１４´と第２ギア１６の歯１８´との間に噛合することができる。矢印Ａの方向にギア３２が回転すると、歯３２´´は、第２ギア１６の歯１８´とギア１２の歯１４´との間に噛合することができる。矢印Ｂの方向に伝達ギアアセンブリ３０が回転すると、ギア１６に対してギア１２が先行しするので、歯１４´´は、図３の点Ｂに到達した時点では、歯１８´との位相差がもはや最大ではなく、実際には歯１８´に追いつかれて、図３の歯１４ｂ及び１８ｂで示されるように、歯１８´と整合する。ギア１２及び１６が互いに対して回転可能であるので速度の違いに適応し、ギア１２及び１６の歯数が異なることから速度の違いが発生する。ギア１２が１回転するごとに、図４に示す歯１８´´に対して、ギア１２の歯の間隔の１個分だけ歯１４´´が先行する。すなわち、換言すれば、伝達ギア３０が１回転すると、歯１４´´は図４に示す元の位置に戻ってくるが、歯１８´´は図４の１８´で示される歯までしか進まない。
【００５１】
また、図４において明らかなように、ギア３４の歯３４ａはギアアセンブリ３０の歯１４ａ、１８ａ及び１４ｂ、１８ｂの間に噛合しているので、回転がギア３４に伝わって、矢印Ｃの方向にギア３４が回転する。出力ギア３４の回転方向は入力ギア３２と同一方向であることに留意すべきである。
【００５２】
図５に最も良く示されるように、ギア３２と３４、１２及び１６はそれぞれシャフト３１、３３及び３５に支持されている。また、図５から明らかなように、ギア１２及び１６はギア３２及び３４の半分の厚さであるので、ギア１２及び１６が、図５に示すように一方を他方の上にして組み立てられると、アセンブリ３０の厚さはギア３２及び３４の厚さと同一になる。
【００５３】
図５Ａ、５ｂ及び５Ｃは、この発明の他の実施態様に従う伝達ギア３００を示す。この発明のこの実施態様の伝達ギアは、円周上のある位置にあるストレートカットギア及び他の位置にあるウォームギア等の螺旋ギアと噛合するという特殊な用途を有する。伝達ギア３００は、３個のギア３０２、３０４及び３０６を含む。
【００５４】
図１〜４を参照して説明した型の伝達ギアは、ギアの長さに沿って一定の螺旋角度を有する螺旋ギアからストレートカットギアに動きを伝達するのに好適であるが、ギアの長さに沿ってギアの螺旋角度が変わる場合には、図３００の実施態様が好適である。
【００５５】
ギア３０２、３０４及び３０６を前記して説明したと同様の方法で作成する。ギア３０２は、例えば１４個の歯３０２´を有し、ギア３０４は１５個の歯３０４´を有し、ギア３０６は１６個の歯３０６´を有する。矢印Ｆで示されるような、伝達ギア３００の円周上のある位置において、ギア３０２、３０４及び３０６は所定のモジュールを有するストレートカットギアと噛合することができる。図５Ｃに示すように、ＴＯ´で示される歯（図示を容易にするために延長した点線で示されている）は、歯３０２´〜３０６´の少なくとも２個、例えば図５Ｂの３０２´´及び３０６´´で示される歯に連結する。他の点における異なるピッチ間隔では、２個の異なる歯が出力ギアの１個の歯と接触する。図５Ａで矢印Ｇで示されるような他の位置において、ギアは、螺旋ギア又はウォームギア若しくは他の螺旋切りギアのねじ山を受けることのできる間隙を形成する。ウォームギア又は螺旋ギアから伝達ギア３００に負荷を伝達するために、３個のギア３０２〜３０６のうちの少なくとも２個が螺旋ギアの螺旋ねじ山と噛合することが好ましい。図５Ｃにおいて、３個のギア全てが、図５Ｃの参照記号Ｔ´で概略的に示した螺旋ねじ山と噛合する歯を有する。しかし、図５Ｃの参照記号Ｔ´´で示される水平線に対してねじ山Ｔ´の螺旋角度が変わるので、ギアのうちの２個のみが、ギア３０２及び３０６の歯３０２´´及び３０６´´等のねじ山Ｔ´´と噛合することができる。３個のギアを用いることにより、図５Ｃに図示されるような水平線に対してねじ山Ｔ´の螺旋角度が変わっても、ギアのうちの少なくとも２個が常時ねじ山Ｔ´と噛合するようにすることができる。
【００５６】
先の実施態様と同様に、ギアが回転すると、歯数の少ないギアが、歯数の多いギアに対して先行する。
【００５７】
図１〜５を参照して説明した伝達ギアアセンブリ３０の主たる用途は、異なるピッチ又はモジュールを有する２個のギアの間で回転を伝達することのみである。しかし、他の用途は最小比と最大比の間で連続可変減速比を得ることのできる変速装置での使用である。
【００５８】
図６及び７は、この発明の第１実施態様に従う変速装置を示す。図６を参照して、入力ギア４２は支持部４３に装着されており、入力シャフト４４を有している。回転力が入力シャフト４４に供給されて、ギア４２が回転する。出力ギア４６も出力シャフト４８上で支持部４３により支持されている。伝達アセンブリ３０はギア４２と４６の間に装着されている。
【００５９】
図７及び７Ａに最も良く示されているように、ギア４２及び４６は、ギア４２及び４６に沿って小径端４７から大径端４９に向かって長手方向に延びる歯４２ａ、４６ａを有する円錐ギアである。孔５０を、ギア４２及び４６を貫通して長手方向に設けて、シャフト４４及び４８を収容するようにしてもよい。あるいは、ギア４２及び４６をそれぞれシャフト４４及び４８と一体にすることもできる。図６及び７から明らかなように、歯４２ａ又は４６ａ（場合によっては）は、ギア４２及び４６の円錐外面に沿って長手方向に延びる。歯４２ａ及び４６ａは小径端４７から大径端４９に向かって延びているので、歯４２ａ及び４６ａは互いに広がって離れ、端４７において歯４２はある値のモジュールを有し、端４９において歯は第２のより大きな値のモジュールを有する。端４７及び４９からの歯４２及び４６の間隙、したがってモジュールは、端４７から端４９に向かって連続的に変化する。図６から明らかなように、ギア４２及び４６は、一方のギアの小径端が他方のギアの大径端に隣接し、したがって歯が設けられているギア４２及び４６の表面が、図６に最も良く示されているように、互いに平行となるように装着される。
【００６０】
伝達ギアアセンブリ３０はギア４２と４６の間に配置されているので、第１ギア１２及び第２ギア１６がギア４２及び４６の歯４２ａ及び４６ａと噛合する。図１〜５を参照して説明したように、ギア１６に対するギア１２の歯の位相関係により、伝達ギアアセンブリ３０はモジュールに関係なくギア４２と噛合することができる。したがって、前述のとおり、アセンブリ３０はある位置においてある値のピッチ又はモジュールを有し、異なる場所において他の値のピッチ又はモジュールを有する。
【００６１】
図６に示す位置において、ギア４２及び４６のピッチ又はモジュールは、伝達ギア３０がギア４２及び４６と噛合する場合には、ほぼ同一となるであろう。なぜなら、伝達ギアアセンブリ３０はギア４２及び４６の中間点にあるからである。したがって、第１ギア１２及び第２ギア１６の構成は、伝達ギア３０がギア４２及び４６と噛合する場合には、図３の点Ｃ及びＤで示したものと同様になるであろう。なぜなら、ギア４２及び４６の位置において、歯４２ａ及び４６ａのモジュール又はピッチは同一だからである。
【００６２】
図６の実施態様において、ギア１２及び１６を２組にすることにより、伝達ギアアセンブリが伝達することのできるトルクの量は単純に増大する。ギアアセンブリ３０はブロック５５に装着されており、ブロック５５はねじ付きシャフト５７を受容する。ギア５９はねじ付きシャフト５７の一端に配置されており、ギア５９が駆動されると、シャフト５７が回転して、ブロック５５をねじ付きシャフトに沿って動かす。これにより、伝達ギアアセンブリ３０の位置がギア４２及び４６の長さに沿って変わるので、変速装置の減速比を、詳細を後述するように、変えることができる。
【００６３】
ギア４２及び４６の歯４２ａ、４６ａの長さに沿ってギアアセンブリ３０が移動するので、ギア４２ａ及び４６のピッチ又はモジュールの変化により、ギア１６に対してギア１２が若干回転して、それぞれのギアの歯１４及び１８を、ギア４２及び４６のモジュール又はピッチを一致させるのにお互いに対して必要とされる位置に配置する。例えば、アセンブリ３０が図６の左方端に向かって移動すると、アセンブリ３０は、ギア４２及び４６が図３に示す点Ａ及びＢで噛合するような位置を占める。これは単に、ギア１２及び１６の相対回転によって生じ、例えば歯１４が歯１８に対して多少動き、伝達ギアアセンブリ３０がギア４２及び４６と噛合する点において、歯は、図３に示す点Ａ及びＢで示されるのと同様の位置を占める。この際、伝達アセンブリ３０がギア４２及び４６の左端に有る場合には、ギア４２は例えば３である最大ピッチ又はモジュールを有し、ギア４６は例えば１．５である最小ピッチ又はモジュールを有する。
【００６４】
ギア４２と４６の中間点に伝達アセンブリ３０がある、図６に示す位置において、変速装置の減速比は有効に１：１である。なぜなら、図６に示す伝達アセンブリ３０の位置において、ギア４２及び４６の直径が同一であるので、ギア４２の１回転が伝達されてギア４６の１回転となるからである。伝達アセンブリがギア４２及び４６の左端に向かって移動すると、ギア４２の１回転によりギア４６が有効に１回転以上回るので、比が減少し、変速装置は高いギアにする。ギア４２及び４６の他端において、ギア４２の１回転によりギア４６は一部の回転しかしないので、変速装置を低いギアにする、すなわち高いギアににする。長さ方向に沿って伝達ギア３０の位置を調整することにより、特定の減速比を、最大比と最小比の間で選択することができ、ギア４２及び４６の長さに沿った任意の所望の点に伝達ギアアセンブリ３０を位置させることによって、減速比を最小値と最大値の間で連続的に可変的に変えることができる。
【００６５】
したがって、この発明のこの実施態様により、アセンブリ３０により噛合される、有効に異なるピッチ（ギア４２及び４６のそれぞれの隣接した部分により得られる）を有するギアを得ることができる。したがって、これにより、噛合するギア４２及び４６のテーパの効果で、異なる大きさのギアを有効に得ることによって、伝達ギアアセンブリ３０が円錐ギア４２及び４６の長さに沿って移動するにつれて連続的に可変な減速比を有する変速装置が得られる。
【００６６】
図８及び８Ａは、前記して説明した伝達ギアアセンブリを利用した変速装置の第２実施態様を示す。この実施態様において、入力ギア６０を入力シャフト６２上に装着して入力回転力を供給する。入力ギア６０は歯６６の設けられた環状ギア面６４を有する。出力ギア７０は出力シャフト７２上に設けられており、やはり歯７６の設けられた環状ギア面７４を有する。シャフト６２及び７２は適当な支持部又はケーシング７５内に載置される。
【００６７】
図８Ａはギア６０の平面図を示す。ギア７０はギア６０と同一であるので、図示及び説明を容易にするため、ギア６０を参照して説明する。図８Ａに示された図は環状ギア面６４を示す。図８から明らかなように、ギア６０は内周縁６７及び外周縁６８を有する。歯６６は、ギアＣの中心点Ｃから放射状に、内縁６７から外縁６８に向かって延在する。したがって、歯６６のピッチ又はモジュールは、内周６７から外周６８に向かって変化し、図８Ａに示すように、内周６７で小さく、外周６８で大きくなる。図８Ａに示すように、歯のモジュールは内周６７から外周６８に向かって連続的に変化する。
【００６８】
図８から明らかなように、ギア６０及び７０は部分的に重なるように配置され、ギア６０の内周点６７ａがギア７０の外周点６８ｂと直接隣接し、ギア６０の外周点６８ａがこの正反対にあり、ギア７０の内周点６７ｂに隣接している。したがって、これらのギアは、図６を参照して説明したギアと同様に、一方のギアのピッチ又はモジュールの大きな部分が他方のギアのピッチ又はモジュールの小さな部分と対向するように配置されている。
【００６９】
伝達ギアアセンブリ３０はギア６０と７０の間に載置され、歯６６及び７４と噛合する。ギアアセンブリ３０は調整機構８０内に載置されている。調整機構８０はサムホイール８２を含む。サムホイール８２は回転してシャフト８４を駆動する。シャフト８４はケーシング８６内に配置されており、図８の両矢印Ｄの方向にケーシング８６を移動することができる。ギア１２及び１６は、ケーシング８６により支持されたシャフト（図示せず。）上に支持されている。
【００７０】
入力回転力がシャフト６２に供給され、ギア６０がシャフト６２の軸線の周りを回転すると、ギア６０の回転がギアアセンブリ３０を駆動し、ギアアセンブリ３０がケーシング８６の長手方向軸線の周りをシャフト（図示せず。）上で回転する。この回転はギア７０に供給され、ギア７０をシャフト７２の長手方向軸線の周りに回転させ、よって出力シャフト７２を回転させて出力回転力を与える。
【００７１】
変速装置の減速比は、サムホイール８２を回転して歯６６及び７４に沿って両矢印Ｄの方向にギアアセンブリ３０を動かすことによって変更することができる。
【００７２】
図６を参照して説明したのと同様にして、アセンブリ３０を図８に示すように歯６６と７４の中間点に配置した場合、１：１の比が得られる。しかし、アセンブリ３０を一方の端又は他方の端に向かって動かすと、伝達点で生ずるギア径の有効な変化により、比が１：１から変わる。したがって、アセンブリ３０を図６の左端まで動かすと、アセンブリ３０はギア６０の内周点及びギア７４の外周点と噛合し、よって変速装置を最小のギアに廃止し、アセンブリ３０を歯６６及び７４の反対側の端まで動かすと、変速装置は最大のギアに配置される。
【００７３】
図９は変速装置の他の実施態様を示す。この実施態様において、入力ギア８４は入力シャフト８６上に配置されており、湾曲歯８９の切られたトロイダルギア面８８を有する。前記の実施態様と同様に、歯は内周位置８４ａから外周位置８４ｂに向かって有効に先細りになっており、内周位置８４ａでピッチ又はモジュールが小さく、外周点８４ｂでピッチ又はモジュールがより大きくなる。出力ギア９０は出力シャフト９２上に配置されており、トロイダル形状のギア面９４を有する。歯９４はトロイダル面９４に切られている。再び、ギアは内周部９４ａから外周部９４ｂに向かって先細りになっており、よって内周部９４ａでモジュール又はピッチが小さく、外周部９４ｂでモジュール又はピッチがより大きくなる。
【００７４】
伝達アセンブリ３０は歯９６と８９の間に設けられており、図示した実施態様においては、２個の伝達ギアアセンブリが設けられている。伝達アセンブリ３０は、図１０に示すように、制御ギア９８を受ける回転可能なシャフト９６上に載置されている。
【００７５】
制御ギア１００を回転することにより、ギア９８も回転し、図９の両矢印Ｅの方向にシャフト９６を回転させる。これにより伝達ギアアセンブリ３０の位置が変わるので、ギアアセンブリ３０が、歯９６の外周点９４ｂと歯８８の内周点８４ａの間、内周点９４ａと外周点８４ｂの間、又はこれらの間の任意の位置に延びて、変速装置の減速比を設定する。
【００７６】
ギアアセンブリ３０のギア１２及び１６は、図９の紙の面内及び面外に回転可能であり、ギア８４と９０の間で駆動力を伝達し、次いで入力シャフト８６から出力シャフト９２に向かって駆動力を伝達する。アセンブリ３０の、矢印Ｅの方向の角位置を調整することにより、先の実施態様を参照して説明したと同様にして、変速装置の減速比を調整することができる。
【００７７】
図１１は、この発明のさらに他の実施態様を示し、図９及び１０を参照して説明したものと同一のトロイダルギア構成を含む。類似の参照番号は、前述したものと類似の部分を示す。この実施態様は、出力シャフト１０４に接続された第１太陽ホイール１０２及び制御シャフト１０８に接続された第２太陽ホイール１０６を有する二重太陽ホイールシステムを含む。入力回転力は平クラスタ１１２を保持するケージ１１０に接続された入力シャフト１０９の供給される。平クラスタ１１２はケージ１１０に保持されたシャフト１１４上に装着されており、第１平歯車１１６及び第２平歯車１１８を含む。ギア１１６は太陽歯車１０２と噛合し、ギア１１８は太陽歯車１０６と噛合する。ケージ１１０は入力ギア８４に接続されており、出力ギア９０は制御シャフト１０８上に接続されている。
【００７８】
したがって、入力シャフト１０９が回転すると、ケージ１１０が回転し、次いで入力ギア８４が回転する。駆動力は伝達ギアアセンブリ３０により出力ギア９０に伝達され、ここでも、図９及び１０を参照して説明したように、ギアアセンブリ３０を適当に配置することにより減速比を設定することができる。出力ギア９０の回転により制御シャフト１０８が回転し、次いで平クラスタ１１２が回転して、ギア１０２及び出力シャフト１０４が回転する。
【００７９】
この結果、平クラスタ１１２及び出力太陽歯車１０２によって、選択可能な減速比の範囲が増加し、非常に大きな比を達成することができる。
【００８０】
図１２〜１４は、図９及び１１のトロイダルギア配置がどのように構成され、かつ作動するかを示す図である。
【００８１】
図１２において明らかなように、ギア１６０の環状溝１５０の断面が半円である場合、及び歯が内周１５２から外周１５４に向かって切られている場合、歯のピッチは内周１５２で最小となり、図１２のＭで示された中間点で最大となり、外周１５４に向かって狭くなる。外周１５４のピッチは中間点Ｍにおけるよりも小さく、外周１５４におけるピッチは内周１５２におけるピッチよりも大きい。
【００８２】
図９及び１１のトロイダルギア８４及び９０は、図９、１１及び図１４も考慮すると明らかなように、断面が完全に半円ではない。トロイダルギア８４及び９０の一部を形成する、ギア８４の湾曲面８５は、図１２に示すギア１６０の内周１５２から外周１５４までの距離の一部のみに延在する。例えば、トロイダル面８５の部分は、図１２及び１４に表示された内周１５２から図１２及び１４に表示された中間点Ｍまでの部分であってもよい。ギア９０のトライダル面９１の部分は、点Ｍのピッチに相当する（すなわち図１２の点Ｍとピッチが同じ）点Ｍ´から、ギア８４上の点１５４におけるピッチよりも大きなピッチを有する外周１５４に向かう点Ｒまで延在する、図１２に示す面の部分である。図１４に示す位置において、点Ｍ及びＭ´におけるピッチが同一であり、したがってギア８４によって得られる駆動力は伝達ギア３０によりギア９０に直接伝達されるので、１：１の減速比が得られる。ギア３０を回転させ、伝達ギア３０を、図１５及び１６に示す、ギア８５の内周に隣接する位置１５２及びギア９０の外周の位置Ｒで伝達ギアがねじ山と噛合する位置まで動かすと、位置１５２におけるピッチと位置Ｒにおけるピッチが異なるので、最大減速比が得られる。
【００８３】
したがって、図１３〜１６において、伝達ギア３０が、一般にトロイダルギア８４及び９０により確定される輪の対向する（９０°）象限の間に延在する。この理由は、ピッチ伝達ギア３０の２つの噛合点におけるピッチは、噛合可能な最小ピッチと最大ピッチとの間の中間ピッチの双方に反比例しなければならないからである。
【００８４】
また、図１３〜１６は、伝達ギア３０を構成する個々のギアが、図１０を参照して説明したように、ギアにより回転することのできるシャフト９６上に装着されている状態をより詳細に示す。シャフト９６は、シャフト９６内に設けられたスロット１７０（おそらく図１３を考慮することから最も明確である。）を具える。シャフト９６は軸１７４をスロット内に保持しており、軸１７４上で伝達ギア３０を構成するギアが回転することができる。シャフト９６、スロット１７０及びシャフト１７４は、伝達ギア３０の位置を制御し、伝達ギア３０が回転してギア８４及び９０と噛合できるようにするジンバル制御器を構成する。
【００８５】
前記の実施態様の説明から明らかなように、前記の実施態様の全てに用いられる伝達ギアアセンブリ３０は、並列関係にある第１及び第２ギアを利用する。このことから派生して、伝達ギアアセンブリ３０の（例えば）ギア１２及び１６のそれぞれが、異なるピッチ円直径上で、駆動力を伝えあう第１入力及び出力ギアに噛合する。
【００８６】
図１７〜２１は、並列関係になく、また同一中心の周りを回転しない第１及び第２ギアにより伝達ギアアセンブリ３０が形成された、この発明の他の実施態様を示す。より正確には、ギアは互いに分離しており、異なる中心の周りを回転する。したがって、この配置により、図１７〜２１の実施態様を参照して詳細を後述するように、ギアを同一ピッチ円直径上、換言すれば、同一面内に配置することを可能にする。
【００８７】
図１７を参照して、ケーシングフレーム２０２に嵌められた入力シャフト２０１を有する変速装置２００が示されている。出力シャフト２０４はケーシングフレーム２０３に嵌められている。図１８では、出力シャフト２０４は、斜視図で示されており、第１端２０６、第２端２０７、及び円錐面２０８を有する円錐ギア２−５が装着されている。細長ギア２０９が円錐面上に形成されており、したがって細長ギア２０５は、図６の実施態様に示す細長円錐ギアと若干類似している。図１８から明らかなように、歯２０９は第１端２０６から第２端２０７に向かって広がっており、したがってこれらの歯の長さに沿って、端２０６から端２０７に向かってモジュールが漸増するギアが形成される。
【００８８】
また、図１７から明らかなように、ケーシング部２０２及び２０３はギアシャフト２１０を回転するよう載置されている。図示の実施態様において、図１７では３個しか見ることができないが、４個のギアシャフト２１０が設けられている。ギアシャフト２１０は溝２４１を具え、シャフト２０１及び２０４の長手方向軸線（両者は一致する）に対して傾斜しており、円錐ギア２０５の円錐面２０９に平行に配置されている。換言すると、ギア３０１、３０２の基底軸線は、ギア２０５の円錐に平行な円錐面に含まれる。
【００８９】
この発明のこの実施態様において、２個の伝達ギアアセンブリを設ける。各組はギア３０１とギア３０２を具える。図１９から明らかなように、各組のギア３０１及びギア３０２は、互いに対して略反対に、しかし円錐ギア２０５の周囲に正確に１８０°ではなく配置される。ギア３０１及び３０２は溝を有しており、それぞれのシャフト２１０の溝２４１と噛合するので、ギアはシャフトと一緒に回転するが、シャフト２１０に沿って摺動することができる。
【００９０】
キャリアリング２２０をシャフト２１０の周りに装着し、キャリアリング２２０が、ラグ２２２によりリングに装着されたプレート２２１を保持する。プレート２２１はリングの内方に突出しており、それぞれギア３０１及び３０２に接続されている。プレート２２１のギア３０１、３０２への接続の仕方は図２１に最も良く示されている。ギア３０２は、ギア３０２の歯の直径方向内方に配置された円筒ハブ３０３を含む。ハブ３０３は円周溝３０５を有し、プレート２２１は孔２２８を有するフランジ２２７を保持する。孔２２８の外周は円周溝３０５内に位置し、ギア３０２がプレート２２１に対して回転できるが、シャフト２１０に平行な、図２１の矢印Ｍの方向へのプレート２２１の長手方向の動きにより、詳細を後述するように、ギア３０２がシャフト２１０に沿って両矢印Ｍの方向に動く。
【００９１】
キャリアリング２２は、ラム又は他の任意の比較的正確に制御可能な装置等の移動機構に接続されており、リング２２０を図１７の両矢印Ｍの方向（この方向は図２１の両矢印Ｍと同一方向である。）に動かし、ギア３０１をシャフト２１０の溝２４１に沿って摺動させる。
【００９２】
図２１から明らかなように、入力シャフト２０１は駆動ギア２３０を保持する。駆動ギア２３０は、各シャフト２１０に一つずつ装着された複数の同調ピニオンギア２３１と噛合する。ギア２３１は前記の溝２４１、又はシャフト２３１上の任意の他の好適な継手を介してシャフト２１０に固定されているので、シャフト２３１がギア２３１と共に回転する。ピニオンは、シャフト、したがってギア３０１、３０２が互いに特定の位相関係に配置されるように互いに対して同調されており、ギア３０１及び３０２が、ギア３０１及び３０２の特定の位置でギア２０５の歯２０９と接触する。ギア３０１及び３０２は、前記のとおり、互いに対して回転可能であるが、ギアが互いに対して特定の方向に始まるように同調するので、これらのギアはギア２０５に最初から噛合する。
【００９３】
したがって、入力回転力が入力シャフト２０１に供給されると、ギア２３０が回転してピニオン２３１及びシャフト２１０を回転する。シャフト２１０の回転によりギア３０１、３０２が回転し、ギアが駆動力を円錐ギア２０５に伝達し、その結果出力シャフト２０４に伝達する。
【００９４】
図２１から明らかなように、各伝達ギアアセンブリのギア３０１及び３０２は、図２１において点線で示される同一の円錐面Ｐ１内に配置される。換言すれば、ギア３０１及び３０２はそれぞれギア２０５の同一ピッチ円直径上でギア２０５と噛合し、前記の説明及び図から明らかなように、ギア３０１及び３０２は明らかに異なる中心（シャフト２１０の軸線）の周りを回転する。
【００９５】
これは、各伝達ギアアセンブリの２個のギアが、共通中心の周りを回転し、並列関係にあるので、異なるピッチ円直径上にある入力ギア又は出力ギア（例えば、図６の実施態様のギア４２及び４６）のそれぞれと噛合するという前記の実施態様とは異なる。前記の実施態様の各ギア横組を形成するギアをできるだけ薄くすることにより、ピッチ円直径をできるだけ近くすることはできるが、前記の実施態様の配置の固有の結果として、ギアのピッチ円直径は決して一致することはない。図１７〜２２の実施態様に示した配置は、各伝達ギアを構成するギア３０１及び３０２が全く同一のピッチ円直径でギア２０５に噛合することを可能にする。
【００９６】
ギア３０１及び３０２は、前記の実施態様を参照して説明した伝達ギアアセンブリ３０のギア組と同様にして形成され、異なる歯数を有する。ギア３０１、３０２はそれぞれギア２０５に対して回転可能であり、ギア３０１及び３０２のそれぞれの歯数が異なる（すなわちギアモジュールが異なる）ので、例えばギア３０１が１周する間に、これらのギアの一方が他方に対して進むか又は遅れる。ギア３０２の歯の噛合、及びギア３０１の歯の噛合は、ギア３０１及び３０２は異なる中心上に配置され互いに離れているにもかかわらず、図１〜４を参照して説明したものと全く同じとなる。駆動力は、図４においてギアアセンブリ３０からギア３４に駆動力が伝達されたのと全く同様にして、ギア３０１及び３０２から伝達される。しかし、ギア３０１、３０２の歯は歯２０９の前面又は背面のいずれかとしか接触せず、両方とは接触しないことに留意すべきである。
【００９７】
変速装置の減速比の変更について説明すると、キャリアリング２２１を矢印Ｍの方向に動かし、ギア３０１、３０２をシャフト２２１上でギア２０５のギア２０９に沿って摺動させ、円錐ギア２０５上におけるギア３０１及び３０２の位置をギア２０５のより大径又はより小径の部分に変え、これによって減速比を変更する。ギア３０１及び３０２の調整された位置におけるギア２０９により表されるモジュールの変化は、前記の実施態様と全く同じようにしてギア組３０１及び３０２により適応される。すなわち、図２１に示す位置において、ギア３０１及び３０２は互いに対して、例えばギア３０１及び３０２がギア２０５に噛合する点におけるギア３０１の歯とギア３０２の歯の位相差が最大となるような位相関係を取る。したがって、駆動力は、まず歯２０５に噛合するギア３０１の歯の一つにより伝達され、次いでギア２０５上の歯２０９に噛合するギア３０２の歯の一つにより伝達される。この配置は、図４においてギア３２と３０の間で噛合がおきるのと同様である。ギア３０１及び３０２が、例えば円錐ギア２０５の端２０７に向かって、図２１に示す位置から動くと、ギア３０１及び３０２の歯の間の位相関係は、図４に示すように、ギアアセンブリ３０の歯がギア３４と噛合するという略同位相となる。したがって、駆動力は、ギア３０１及び３０２から、ギア２０７の異なる歯２０９に実質的に同時に噛合するこれらのギアの歯により伝達される。明らかに、歯並びにギア３０１及び３０２の間の位相関係は、前記の最大位相差から最小又は同一位相差に変わり、ギア３０１及び３０２が歯２０９の長さに沿ってギア２０９に噛合する位置にかかわらず、駆動力はギア３０１、３０２からギア２０５に伝達される。
【００９８】
したがって、駆動力はシャフト２１０、各伝達ギアアセンブリのギア３０１、３０２からギア２０５に伝達され、よって出力シャフト２０４に伝達される。この際、入力部２０１と出力部２０４との間の減速比は、ギア３０１及び３０２の、円錐ギア２０５の長さに沿った位置に応じて決まる。
【００９９】
図１７に示す他の伝達ギア組は全く同様にして動作する。、所望により、２個より多い伝達ギアアセンブリを変速装置に用いることができることは明らかである。
【０１００】
図２０に最も良く示されているように、シャフト２１０上の溝２４１は、図示の実施態様において、シャフト２１０の軸線に平行である。換言すれば、溝２４１は直線状である。他の実施態様において、溝２４１を螺旋溝として、ギア３０１及び３０２がシャフト２１０上を摺動し歯２０９に対してギアの位置を変える際に、ギアがある程度回転するようにすることができる。円錐ギア２０５上での歯２０９の互いに対する広がり角により必要がある場合には、少量の回転により、ギア３０１及び３０２の歯が歯２０９と接触を続ける。
【０１０１】
ギア３０１及び３０２の歯の歯２０９との噛合は、この実施態様において、歯２０９に対するギア３０１及び３０２の歯の若干の摺動を伴う。ギアの移動を円滑にするため、ギア３０１及び３０２の歯に図２２に示すようなボールローラ３４０を設ける。ボールローラ３４０は、ギア３０１の歯内のソケット３０５内に配置される。図示の実施態様において、各歯には２個のボールローラ３４０が設けられている。しかし、他の実施態様において、１個のみのボールローラを設けることができる。２個のボールローラの使用により、ギア３０１の各歯の負荷分配及び耐荷重がより大きくなる。ギア３０２を同様にして形成することは明らかである。ギア３０１は、溝シャフト２１０上にギアが装着されているギア３０１の内周からソケット３０５に向けて延在するオイルチャネル３０１を含み、ソケット３０５内のボール３４０を潤滑してもよい。
【０１０２】
図１７〜２０の実施態様を、駆動力が逆方向に伝達される、すなわち、シャフト２０４が入力部でなり、シャフト２０１が出力部となるように変更することができる。変速装置の減速比は、前記の説明と全く同様にして調整される。
【０１０３】
この発明の精神及び範囲内の変形は、当業者が容易に行うことができるので、この発明は例として前記して説明した特定の実施態様に限定されないことを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】好適な実施態様に用いられる伝達ギアアセンブリの第１ギアを示す。
【図２】伝達ギアアセンブリの第２ギアを示す。
【図３】図１及び図２の第１及び第２ギアを組み立てた状態で示す。
【図４】この発明の好適な実施態様に従うピッチ伝達ギアアセンブリの原理を示す図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図５Ａ】この発明の他の実施態様に従う伝達ギアの図である。
【図５Ｂ】図５Ａの伝達ギアを矢印Ｇの方向から見た側面図である。
【図５Ｃ】図５Ａの伝達ギアを矢印Ｆの方向から見た側面図である。
【図６】この発明の一実施態様に従う変速装置を示す。
【図７】図６の変速装置に用いるギアの図である。
【図７Ａ】図７のＶＩＩＡ−ＶＩＩＡ線に沿った図である。
【図８】この発明の第２実施態様に従う変速装置の図である。
【図８Ａ】図８の実施態様に用いるギア面の図である。
【図９】この発明の第３実施態様に従う変速装置の図である。
【図１０】図９の実施態様に用いる制御システムの一実施態様を示す。
【図１１】この発明のさらに他の実施態様に従う変速装置を示す。
【図１２】トロイダルギアの一部を示し、図９、１０及び１１の実施態様の動作及び構成の説明を補助するために用いる図である。
【図１３】図９〜１１の実施態様に用いるトロイダルギア配置の斜視図であり、これらの変速装置の構造及び動作のさらなる説明を容易にするための図である。
【図１４】トロイダルシステムの構造及び動作をさらに説明するための断面図である。
【図１５】異なる作動条件における図１３と同様の図である。
【図１６】異なる作動条件における図１４と同様の図である。
【図１７】この発明のさらに他の実施態様の図である。
【図１８】図１７の実施態様の一部の斜視図である。
【図１９】幾つかの部品を取り除いた、図１７の実施態様の端面図である。
【図２０】図１９に示す配列の斜視図である。
【図２１】図１９のＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿った断面図である。
【図２２】図１７の実施態様に用いるギアの図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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2004522911.tif 000063
2004522911.tif 000064