JP2017508939A5 - - Google Patents

Description

上記無段変速機（ＣＶＴ）の動作は、以下の単純な連続操作により記載できる。   The operation of the continuously variable transmission (CVT) can be described by the following simple continuous operation.

ａ）クランクピン（図２３）は、所定のオフセットされた距離を置いて入力ディスク（図１４）の軸の周りを回転するが、このオフセット距離は変更可能である。（この操作を記載した概念は別の米国特許出願公開第２０１０／０１９９８０５号明細書にも存在する。しかし、この概念の使用方法、オフセットがどのように変更されるかなどについて、本明細書では、全く異なるアプローチが、はるかに単純でコンパクトなやり方で適応されている。）
ｂ）このオフセットクランクピン４２はラックアセンブリ（図１０）のスロットに収容されており、ラックアセンブリはラックがラック６４に平行な方向にのみ移動できるように制限されている。別のスロットを運動方向に直交する方向に配向させることにより、クランクピン４２の回転運動は、完全に直線的なラック６４の前後運動に変換される。この機構は、当業界では「スコッチヨーク機構」として一般的に知られている。この直線前後運動の距離（ストローク）は、入力ディスク１６の軸から測ったクランクピン４２の径方向距離に正比例する。 a) The crankpin (FIG. 23) rotates around the axis of the input disc (FIG. 14) by a predetermined offset distance, but this offset distance can be changed. (The concept describing this operation also exists in another US Patent Application Publication No. 2010/0199805. However, the usage of this concept, how the offset is changed, etc. A completely different approach has been applied in a much simpler and more compact way.)
b) The offset crankpin 42 is received in a slot of the rack assembly (FIG. 10), and the rack assembly is restricted so that the rack can move only in a direction parallel to the rack 64. By orienting another slot in a direction perpendicular to the direction of motion, the rotational motion of the crankpin 42 is converted into a fully linear rack 64 longitudinal motion. This mechanism is commonly known in the art as the “Scotch Yoke Mechanism”. The distance (stroke) of this linear back-and-forth motion is directly proportional to the radial distance of the crank pin 42 measured from the axis of the input disk 16.

ｃ）ラック６４はピニオン（図１１）に連結されており、ラック６４の直線運動はピニオン４７のロッキング振動に変換される。   c) The rack 64 is connected to a pinion (FIG. 11), and the linear motion of the rack 64 is converted into rocking vibration of the pinion 47.

ｄ）ロッキング振動運動は、ラチェット機構／一方向軸受／コンピュータ制御クラッチを用いて一方向回転に変換される。   d) Rocking oscillating motion is converted to unidirectional rotation using a ratchet mechanism / unidirectional bearing / computer controlled clutch.

本発明の主な目的の１つは、入力角速度が一定で均一である場合に、一定で均一な出力角速度を達成することである。しかし、出力が正弦波形である場合は、上記工程を使用してもそれは達成されない。入力ディスク１６の角変位の変化率を調整することにより、均一で安定した出力を達成できる。１組の非円形歯車である、駆動歯車（図２２）および従動歯車（図２１）を使用することにより、入力ディスク１６の角変位の変化率を変更できる。従動円形歯車９からの出力は、いくつかの中間円形歯車を介して入力ディスク１６に移転される。 One of the main objects of the present invention is to achieve a constant and uniform output angular velocity when the input angular velocity is constant and uniform. However, if the output is sinusoidal, it will not be achieved using the above process. By adjusting the change rate of the angular displacement of the input disk 16, a uniform and stable output can be achieved. By using the drive gear (FIG. 22) and the driven gear (FIG. 21), which are a set of non-circular gears, the rate of change of the angular displacement of the input disk 16 can be changed. The output from the driven circular gear 9 is transferred to the input disk 16 via several intermediate circular gears.

比率変更カム使用の概念
入力／出力の比率を変更するには、クランクピン４２の位置を変更しなければならない。これは、特定の形状有するスロットを備える比率カムプレート１８を回転させることによって達成できる。比率カムプレート１８を入力ディスク１６に対して回転させると、この形状により、クランクピン４２はディスク軸の径方向に強制移動される。これは、クランクピン４２の軸がスロット入力ディスク１６および比率カムプレート１８と交差するためである。クランクピン４２が入力ディスクの軸に近い場合、ストロークは短くなり、仕事量が一定であるため、力は大きくなる。同様に、クランクピン４２が入力ディスク１６の軸から離れている場合、ストロークは長くなり、仕事量が一定であるため、力は小さくなる。しかし、ここでの課題は、比率カムプレート１８および入力ディスク１６を通常の動作中は同期して回転させることにあるが、比率変化が望ましい場合、入力ディスク１６および比率カムプレート１８は相対角速度を有するべきである。以下に記載の３つの機構の１つを使用することにより、入力ディスク１６と比率カムプレート１８との間の相対角速度を必要に応じて達成することができる。 Concept of using ratio change cam To change the input / output ratio, the position of the crankpin 42 must be changed. This can be achieved by rotating the ratio cam plate 18 with slots having a specific shape. When the ratio cam plate 18 is rotated with respect to the input disk 16, the crank pin 42 is forcibly moved in the radial direction of the disk shaft due to this shape. This is because the axis of the crankpin 42 intersects the slot input disk 16 and the ratio cam plate 18. When the crankpin 42 is close to the axis of the input disk, the stroke is short and the work is constant, so the force is large. Similarly, when the crank pin 42 is away from the axis of the input disk 16, the stroke becomes longer and the work is constant, so the force becomes smaller. However, the problem here is to rotate the ratio cam plate 18 and the input disk 16 synchronously during normal operation. However, if a change in the ratio is desired, the input disk 16 and the ratio cam plate 18 have a relative angular velocity. Should have. By using one of the three mechanisms described below, the relative angular velocity between the input disk 16 and the ratio cam plate 18 can be achieved as needed.

比率を変更する方法
１．遊星機構
１組の中間キャリア円形歯車Ｃ４ａおよびＣ５ａ（図２６）が軸方向に連結され、共通のキャリア軸（図９）上に取り付けられている。Ｃ４ａは円形歯車Ｃ４と同一であり、Ｃ５ａは円形歯車Ｃ５と同一である。この共通軸の動作は、入力ディスク１６および比率カムプレートの回転軸から一定距離にある円形スロット／経路に限定されている。歯車４ａは径方向に歯車Ｃ３に連結されており、歯車Ｃ５ａは径方向に比率カムプレート１８に連結されている。枠上で回転する比率変更レバーである遊星機構（図３７）により、キャリア軸２１の位置がスロットに沿って移動するのが可能となる。この位置が変位する間に、入力ディスク１６と比率カムプレート１８との間の相対角変位が起こる。 How to change the ratio Planetary Mechanism A set of intermediate carrier circular gears C4a and C5a (FIG. 26) are axially connected and mounted on a common carrier shaft (FIG. 9). C4a is the same as the circular gear C4, and C5a is the same as the circular gear C5. This common axis operation is limited to circular slots / paths that are a fixed distance from the input disk 16 and the axis of rotation of the ratio cam plate. The gear 4a is coupled to the gear C3 in the radial direction, and the gear C5a is coupled to the ratio cam plate 18 in the radial direction. The planetary mechanism (FIG. 37) that is a ratio changing lever that rotates on the frame allows the position of the carrier shaft 21 to move along the slot. While this position is displaced, a relative angular displacement between the input disk 16 and the ratio cam plate 18 occurs.

２．ねじれ溝機構
ねじれ形状を有するねじれ溝付き入力ディスク用鍔部材（図３８）が軸方向において入力ディスクに取り付けられている。ねじれ溝のねじれ形状に適合するスロットが比率カムプレート１８上に設けられ、入力ディスク１６と同軸に配置されている。比率カムプレート１８と入力ディスク１６との間の距離が変わらない場合は、入力ディスク１６および比率カムプレート１８は同期して回転する。比率カムプレート１８と入力ディスク１６との間の距離が変化している間は、比率カムプレート１８が入力ディスク１６に対して相対的に回転を強いられるので、入力ディスク１６と比率カムプレート１８との間の相対角速度は変化する。斯かる軸方向並進は、比率カムプレート１８に取り付けられたスラスト軸受４０を入力ディスク１６の方向へ押圧する比率変更レバーである、ねじれ溝機構（図４０）によって達成される。これは、入力ディスク１６と比率カムプレート１８との間に配置された圧縮バネ（図３９）によって元の位置に戻される。 2. Twisted groove mechanism A twisted grooved input disk flange member (FIG. 38) having a twist shape is attached to the input disk in the axial direction. A slot conforming to the twisted shape of the twisted groove is provided on the ratio cam plate 18 and is arranged coaxially with the input disk 16. When the distance between the ratio cam plate 18 and the input disk 16 does not change, the input disk 16 and the ratio cam plate 18 rotate in synchronization. Since the ratio cam plate 18 is forced to rotate relative to the input disk 16 while the distance between the ratio cam plate 18 and the input disk 16 is changing, the input disk 16 and the ratio cam plate 18 The relative angular velocity between changes. Such axial translation is achieved by a torsional groove mechanism (FIG. 40), which is a ratio changing lever that presses the thrust bearing 40 attached to the ratio cam plate 18 toward the input disk 16. This is returned to its original position by a compression spring (FIG. 39) disposed between the input disk 16 and the ratio cam plate 18.

３．差動機構
固定鍔形状大型傘歯車２８ｂが、入力ディスクと傘歯車との間のスリーブ（図３２）を介して軸方向に入力ディスク１６に取り付けられている。スラスト軸受４０によって大型傘歯車２８ｂと同軸上に間隔を置いて配置されている固定差動鍔部材（図３２）は、大型傘歯車２８ｂとは独立して回転自在である。固定差動鍔部材２５は、大型傘歯車２８ｂに対して軸方向に移動することを制限されている。回転自在な固定軸鍔部材２７が、固定差動鍔部材２５に配置された軸受２６内に、固定差動鍔部材２５の軸と直交するように配置されている。固定鍔形状小型傘歯車１２８ａおよび固定差動鍔形状平歯車２９が、軸方向に固定的に固定軸鍔部材２７に取り付けられており、固定鍔形状小型傘歯車２８ａは固定鍔形状大型傘歯車２８ｂと対をなしている。 3. Differential mechanism A fixed rod-shaped large bevel gear 28b is attached to the input disk 16 in the axial direction via a sleeve (FIG. 32) between the input disk and the bevel gear. The fixed differential flange member (FIG. 32) disposed coaxially with the large bevel gear 28b by the thrust bearing 40 is rotatable independently of the large bevel gear 28b. The fixed differential flange member 25 is restricted from moving in the axial direction with respect to the large bevel gear 28b. A rotatable fixed shaft rod member 27 is disposed in a bearing 26 disposed on the fixed differential rod member 25 so as to be orthogonal to the axis of the fixed differential rod member 25. A fixed saddle-shaped small bevel gear 128a and a fixed differential saddle-shaped spur gear 29 are fixedly attached to the fixed shaft flange member 27 in the axial direction, and the fixed saddle-shaped small bevel gear 28a is fixed to the fixed saddle-shaped large bevel gear 28b. It is paired with.

同様に、
動的大型傘歯車（図１７）は、比率カムプレートに平行に同軸上に配置されており、この配置において両者は同期して回転するが、軸に沿った両者間の変位が可能である。スラスト軸受４０によって動的鍔形状大型傘歯車２８ａと同軸上に間隔を置いて配置されている動的差動鍔部材（図３３）は、動的鍔形状大型傘歯車３４ｂとは独立して回転自在である。動的差動鍔部材３１は、動的鍔形状大型傘歯車３４ａに対して軸方向に移動することを制限されている。軸に自在継手３６を有する回転自在な動的軸鍔部材３３が、動的差動鍔部材３１に配置された軸受３２内に、動的差動鍔部材の軸と直交するように配置されている。動的鍔形状小型傘歯車３４ａおよび動的鍔形状平歯車３５が、軸方向に固定的に動的鍔形状平歯車軸３３に取り付けられており、動的鍔形状小型傘歯車３４ａは動的鍔形状大型傘歯車３４ｂと対をなしている。自在継手３６は動的鍔形状平歯車軸３３および小型傘歯車軸に共通であり、僅かなずれを可能にしている。 Similarly,
The dynamic large bevel gear (FIG. 17) is arranged coaxially in parallel with the ratio cam plate. In this arrangement, both rotate synchronously, but displacement between the two along the axis is possible. The dynamic differential saddle member (FIG. 33) arranged coaxially with the dynamic saddle-shaped large bevel gear 28a by the thrust bearing 40 rotates independently of the dynamic saddle-shaped large bevel gear 34b. It is free. The dynamic differential hook member 31 is restricted from moving in the axial direction with respect to the dynamic hook-shaped large bevel gear 34a. A rotatable dynamic shaft rod member 33 having a universal joint 36 on the shaft is disposed in a bearing 32 disposed on the dynamic differential rod member 31 so as to be orthogonal to the axis of the dynamic differential rod member. Yes. A dynamic saddle-shaped small bevel gear 34a and a dynamic saddle-shaped spur gear 35 are fixedly attached to the dynamic saddle-shaped spur gear shaft 33 in the axial direction. It is paired with the large bevel gear 34b. The universal joint 36 is common to the dynamic saddle-shaped spur gear shaft 33 and the small bevel gear shaft, and allows a slight deviation.

スペーサーは２つの平歯車の接触を維持する。スペーサー（図２９）は動的鍔形状平歯車軸３３に対して軸方向に自由に移動する。ここで、固定差動鍔部材２５および動的差動鍔部材３１は同一であり交換可能である。   The spacer maintains contact between the two spur gears. The spacer (FIG. 29) moves freely in the axial direction with respect to the dynamic saddle-shaped spur gear shaft 33. Here, the fixed differential rod member 25 and the dynamic differential rod member 31 are the same and can be exchanged.

斯かる配置において、動的流れは以下に記載される通りである。
ａ．固定鍔形状大型傘歯車２８ａが固定鍔形状小型傘歯車２８ｂを回転させる。
ｂ．固定鍔形状小型傘歯車２８が固定軸鍔部材２７を回転させる。
ｃ．固定軸鍔部材２７が固定鍔形状平歯車２９を回転させる。
ｄ．固定鍔形状平歯車２９が動的鍔形状平歯車３５を回転させる。
ｅ．動的鍔形状平歯車３５が動的軸鍔部材３３を回転させる。
ｆ．動的軸鍔部材３３が、自在継手３６を介して、動的鍔形状小型傘歯車３４ａを回転させる。
ｇ．動的鍔形状小型傘歯車３４ａが動的鍔形状大型傘歯車３４ｂを回転させる。
ｈ．動的鍔形状大型傘歯車３４ｂが比率カムプレート１８を回転させる。 In such an arrangement, the dynamic flow is as described below.
a. The fixed saddle-shaped large bevel gear 28a rotates the fixed saddle-shaped small bevel gear 28b.
b. The fixed rod-shaped small bevel gear 28 rotates the fixed shaft rod member 27.
c. The fixed shaft rod member 27 rotates the fixed rod-shaped spur gear 29.
d. The fixed saddle-shaped spur gear 29 rotates the dynamic saddle-shaped spur gear 35.
e. The dynamic rod shape spur gear 35 rotates the dynamic shaft rod member 33.
f. The dynamic shaft rod member 33 rotates the dynamic rod-shaped small bevel gear 34 a via the universal joint 36.
g. The dynamic saddle-shaped small bevel gear 34a rotates the dynamic saddle-shaped large bevel gear 34b.
h. A dynamic saddle-shaped large bevel gear 34 b rotates the ratio cam plate 18.

２つの大型傘歯車、２つの小型傘歯車、および平歯車は、それぞれ同一であり、サイズも同一であるため、動的差動鍔部材３１が静止状態にある場合、比率カムプレート１８の角速度は入力ディスクと同期する。動的差動鍔部材３１が固定差動鍔部材２５に対して回転している間は、入力ディスク１６と比率カムプレート１８との間に相対角変位が存在する。   Since the two large bevel gears, the two small bevel gears, and the spur gear are the same and have the same size, when the dynamic differential saddle member 31 is in a stationary state, the angular velocity of the ratio cam plate 18 is Synchronize with the input disk. While the dynamic differential rod member 31 is rotating with respect to the fixed differential rod member 25, there is a relative angular displacement between the input disk 16 and the ratio cam plate 18.

動力伝達の重複、本概念実施における設計
１つのモジュールから次のモジュールへの移行を確実に円滑に行うため、両者からの出力が一定かつ均一な値に達すると、短い期間、両モジュールは活動状態にあり係合している。第一モジュールは、当該モジュールがまだ機能領域にあり第二モジュールが十分機能領域にある間に係合解除される。 Overlapping power transmission, design in the implementation of this concept To ensure smooth transition from one module to the next, both modules will be active for a short period of time when the output from both reaches a constant and uniform value. Is engaged. The first module is disengaged while the module is still in the functional area and the second module is sufficiently in the functional area.

逆転歯車機構
パワーリンク軸５２からの出力は、マイタ傘歯車差動機構の入力軸４に連結されている。従って、斯かるマイタ歯車の出力は反対方向に回転する。この差動機構の出力軸６１は出力マイタ傘歯車と同軸に配置されており、出力マイタ傘歯車に対して独立して自由回転するための隙間を有している。クラッチを有する２つの鍔部材が出力軸６１に配置されているが、これらは軸方向への移動が可能である。斯かる鍔部材は、反対方向に回転する出力マイタ傘歯車のいずれかと連結するように構成できる。クラッチを用いて鍔部材の１つを特定の出力マイタ傘歯車と連結させた場合、出力軸６１は特定の方向に回転する。連結をもう一方の出力マイタ歯車に切り替えると、その方向は逆転する。 Reverse gear mechanism The output from the power link shaft 52 is connected to the input shaft 4 of the miter bevel gear differential mechanism. Accordingly, the output of such a miter gear rotates in the opposite direction. The output shaft 61 of this differential mechanism is arranged coaxially with the output miter bevel gear, and has a gap for free rotation independently of the output miter bevel gear. Although two flange members having a clutch are arranged on the output shaft 61, they can move in the axial direction. Such a saddle member can be configured to connect to any of the output miter bevel gears rotating in the opposite direction. When one of the flange members is connected to a specific output miter bevel gear using a clutch, the output shaft 61 rotates in a specific direction. When the connection is switched to the other output miter gear, the direction is reversed.

中立歯車機構
鍔部材が出力マイタ傘歯車のいずれとも連結していない場合、鍔部材および出力軸６１は制限されておらず、従って、いずれの方向にも回転自在であり、「中立」歯車として機能する。 Neutral gear mechanism When the eaves member is not connected to any of the output miter bevel gears, the eaves member and the output shaft 61 are not restricted, and therefore can rotate in either direction and function as a "neutral" gear To do.

パーキング機構
鍔部材が両方の出力マイタ傘歯車に連結している場合、鍔部材は回転を制限され、「パーキング」歯車として機能する。 Parking Mechanism When the saddle member is connected to both output miter bevel gears, the saddle member is limited in rotation and functions as a “parking” gear.

振動を補償するための特徴および機構
１．ダミークランクピン：入力ディスク１６が回転すると、クランクピンは中心から外れた位置に置かれる。斯かる不均衡の結果、振動が生じる。これを補償するため、ダミークランクピンが１８０度離れた等距離に置かれる。当該ダミークランクピンは、クランクピンを移動させる比率カムによって移動される。カムスロットは同一であり、互いに１８０度離れている。 Features and mechanisms for compensating for vibrations Dummy crankpin: When the input disk 16 rotates, the crankpin is placed at a position off the center. Such an imbalance results in vibrations. To compensate for this, the dummy crankpin is placed at an equal distance of 180 degrees. The dummy crankpin is moved by a ratio cam that moves the crankpin. The cam slots are the same and are 180 degrees apart from each other.

２．逆振動用の重り：入力ディスク１６が回転すると、十字形状ラックアセンブリが振動運動を行い、その結果、振動が生じる。この振動は、反対方向に振動する適切な物体を配置することにより相殺される。これは、ラック６４に接触し前後に回転するホイールを取り付けることにより達成される。適切な物体を１８０度離間してホイールに接触させることにより、斯かる振動は補償される。   2. Weight for reverse vibration: When the input disk 16 rotates, the cross-shaped rack assembly performs a vibrating motion, resulting in vibration. This vibration is offset by placing an appropriate object that vibrates in the opposite direction. This is accomplished by attaching a wheel that contacts the rack 64 and rotates back and forth. Such vibrations are compensated for by placing a suitable object 180 degrees apart in contact with the wheel.