JPH04219552A - 車載補機の駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関や電動機等の
動力源の回転を変速して被動部材に伝える変速機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車などにおいて補機類を駆動するた
めに、エンジンの回転を変速機で変速して補機に伝える
ことが行われている。例えば、オルタネータの場合、エ
ンジンの回転をプーリおよびベルトからなる巻き掛け変
速機でオルタネータに伝えており、この場合、エンジン
の回転が一定の回転比でオルタネータに伝えられる。上
記オルタネータの場合は、エンジンの低速運転時の発電
効率を向上させるため、エンジンの回転を変速機で２〜
３倍に増速し、この回転数でオルタネータを駆動するよ
うになっている。

【０００３】しかしながら、従来の場合、変速機による
変速比は一定に設定されているためエンジンの高速運転
時には回転数が過剰になり、過剰発電を強いられること
がある。このような場合はオルタネータの耐久性が低下
し、騒音が増大する等の不具合がある。

【０００４】このため、可変速形変速機を採用すること
が考えられる。

【０００５】可変速形変速機として種々の構造が知られ
ており、例えば本出願人会社の公開技報６８−１３４（
１９８９年１１月１５日発行）に示された摩擦無段変速
機が知られている。この変速機は、入力軸と出力軸との
間に円錐体状の遊星回転子を設け、この遊星回転子に変
速リングを摩擦係合させ、この変速リングを移動させて
各入力軸と出力軸と円錐状遊星回転子の伝動面との係合
箇所を変えることにより変速比を変えるようになってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような摩
擦無段変速機は、構造が複雑で、特に円錐体の遊星回転
子は形状が複雑であり、成形に手間を要するとともに高
精度な摩擦係合が得られなくて摺りを生じる場合があり
、また変速比を変更する場合に時間を要し、応答性に劣
るので急な回転数の変更に対応できない等の不具合もあ
る。

【０００７】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、構造がすこぶる簡単であり、変速比を変更し
たい場合に瞬時に変更することができる変速機を提供し
ようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、入力軸と、この入力軸に連結されてこの入
力軸に対し所定の回転比で回転される低速側出力軸と、
上記入力軸に歯車変速機構を介して連結され上記低速側
出力軸よりも高速で回転される高速側出力軸と、上記低
速側出力軸に対して一方向クラッチを介して連結されこ
の低速側出力軸からの回転を受けるロータと、このロー
タに設けられこのローラの回転を外部に伝える動力外部
伝達手段と、前記高速側出力軸と上記ロータとの間に設
けられ高速側出力軸の回転をロータに断続可能に伝える
電磁クラッチ機構とを具備したことを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明によれば、入力軸の回転を、この入力軸
に連結された低速側出力軸と、歯車変速機構を介して連
結された高速側出力軸とに分岐して伝え、低速側出力軸
の回転は一方向クラッチを通じてロータに伝達し、この
ロータの回転を動力外部伝達手段により外部に出力する
ようになる。そして電磁クラッチ機構を作動させて高速
側出力軸をロータにつないだ場合は、高速側出力軸の回
転がロータに伝えられ、このとき低速側出力軸の回転は
一方向クラッチの作用によりロータから解放されるので
高速側出力軸の回転をロータを経て動力外部伝達手段に
より外部へ出力する。

【００１０】

【実施例】以下本発明について、図面に示す一実施例に
もとづき説明する。

【００１１】図１は本発明の一実施例における変速機の
断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図であ
る。

【００１２】図中１はハウジングを示し、この一端にカ
バ−２が取付けられている。カバ−２には入力軸３が貫
通されており、この入力軸３は軸受４により回転自在に
支持されている。入力軸３の外側端部は図示しないエン
ジンや電動機等の駆動装置に連結され、この駆動装置に
よって回転される。この入力軸３の内側端部はハウジン
グ１に収容され、この内端部にはフランジ部５が形成さ
れている。

【００１３】ハウジング１内には、低速側出力軸６およ
び高速側出力軸８が設けられている。低速側出力軸６は
中空をなし、この中空中心部に上記高速側出力軸８を同
心状に貫通しており、これら低速側出力軸６と高速側出
力軸８は軸受９により互いに独立して、つまり異なる回
転数で回転可能となっている。なお、高速側出力軸８は
前記入力軸３と同軸上に配置されている。

【００１４】外側に位置する低速側出力軸６は、上記入
力軸３のフランジ部５に対向してフランジ部７を備えて
いる。上記入力軸３のフランジ部５と低速側出力軸６の
フランジ部７の間には周方向に離間して複数のピン１０
…が掛け渡されている。このため低速側出力軸６はこれ
らピン１０…により入力軸３と連結され、入力軸３と一
体的に、すなわち入力軸３と同方向へ同等回転数で回転
される。

【００１５】上記ピン１０…には本発明の歯車変速機構
を構成する遊星歯車１１…が軸受１２…により回転自在
に取着されている。遊星歯車１１…は前記ハウジング１
の内周面に形成したインターナルギア１３に噛み合って
おり、したがって入力軸３が例えば図２の矢印で示す時
計回り方向に回転する場合は、各遊星歯車１１…は同方
向へ公転しながら反時計回り方向に自転する。

【００１６】中心部に設けた高速側出力軸８の一端には
サンギア１４が形成されており、このサンギア１４は上
記遊星歯車１１…に噛み合っている。このため、上記入
力軸３の時計回り方向の回転時に各遊星歯車１１…が同
方向へ公転しながら反時計回り方向へ自転すると、サン
ギア１４は時計回り方向へ回転される。つまり、高速側
出力軸８は入力軸３と同方向へ回転され、この場合遊星
歯車１１とサンギア１４の歯数の比により高速側出力軸
８は増速して回転される。

【００１７】すなわち、入力軸３の回転は低速側出力軸
６と高速側出力軸８とに分岐して伝えられ、これら低速
側出力軸６と高速側出力軸８はそれぞれ入力軸３と同方
向へ回転され、しかしながら低速側出力軸６は入力軸３
と同速度で回転するが高速側出力軸８は入力軸３および
低速側出力軸６に対して増速して回転される。

【００１８】高速側出力軸８の他端にはダンパブラケッ
ト１５が固定されており、このダンパブラケット１５に
は軸受１６を介してロータ１７が回転自在に支持されて
いる。このロータ１７は一方向クラッチ１８により上記
低速側出力軸６に連結されている。一方向クラッチ１８
は公知のボール形であってよく、低速側出力軸６の回転
をロータ１７に伝えるがロータ１７の回転は低速側出力
軸６に伝えないようになっており、すなわち低速側出力
軸６の回転速度がロータ１７の回転速度よりも早い場合
は低速側出力軸６の回転をロータ１７に伝えるが、逆に
ロータ１７の回転速度が低速側出力軸６の回転速度より
も早い場合はこのロータ１７の回転を低速側出力軸６に
伝えないようになっている。

【００１９】上記ロータ１７の外周には、本発明の動力
外部伝達手段としての例えばプーリ１９が取り付けられ
ており、ローラ１７の回転を外部の例えば補機に伝える
。

【００２０】上記高速側出力軸８に連結したダンパブラ
ケット１５と上記ロータ１７との間には電磁クラッチ機
構が設置されている。すなわち、ロータ１７には励磁コ
イル２０が取り付けられており、この励磁コイル２０に
対向して上記ダンパブラケット１５には吸引摩擦板２１
が取着されている。吸引摩擦板２１は強磁性板により円
板形に形成され、ガイドピン２２によって軸方向へ移動
自在に支持されている。上記励磁コイル２０に通電する
とこの励磁コイル２０が磁力を発し、ロータ１７および
吸引摩擦板２１に跨がって磁気通路を形成し、このため
吸引摩擦板２１がロータ１７に吸引されて密着する。し
たがって、高速側出力軸８の回転がロータ１７に伝達さ
れる。

【００２１】なお、吸引摩擦板２１は上記ガイドピン２
２を通じてダンパプレート２３に取り付けられており、
このダンパプレート２３はダンパゴム２４を介してダン
パブラケット１５に取り付けられている。このため、励
磁コイル２０の通電により吸引摩擦板２１がロータ１７
に吸引されて高速側出力軸８の回転がロータ１７に伝達
される時、急激なトルクの変動を上記ダンパゴム２４で
吸収して緩和するようになっている。

【００２２】このような構造をもつ実施例の変速機につ
いて作用を説明する。

【００２３】図示しないエンジンや電動機等の駆動装置
から入力軸３に回転が伝えられると、この回転は複数の
ピン１０…で連結している低速側出力軸６を回転させる
。この時、これらピン１０…に取着された遊星歯車１１
も公転しつつ自転されるので高速側出力軸８も同時に回
転される。この場合、入力軸３の回転は低速側出力軸６
と高速側出力軸８とをそれぞれ同一方向へ回転させるが
、低速側出力軸６は入力軸３と同速度で回転するのに対
し、高速側出力軸８は入力軸３および低速側出力軸６に
対して増速して回転される。

【００２４】高速側出力軸８とロータ１７との間に設け
た電磁クラッチ機構がつながれている場合、すなわち、
励磁コイル２０に通電されている場合は、励磁コイル２
０で磁力を発し、吸引摩擦板２１が吸引されてロータ１
７に密着し、したがって高速側出力軸８の回転がロータ
１７に伝達される。このロータ１７の回転は、このロー
タ１７に取着されたプーリ１９を一体に回転させ、この
プーリ１９に連結した外部の補機を回転させる。

【００２５】この時の回転特性は、図３におけるａの領
域で示されており、プーリ１９は入力軸３の回転に対し
て相対的に増速された回転となる。

【００２６】したがって、先に説明したオルタネータに
適用した場合は、エンジンの回転を２〜３倍に増速して
オルタネータを駆動することができ、エンジンの低速運
転時においては発電効率を向上させることができる。

【００２７】エンジンの回転数が所定のレベルに達した
場合、上記高速側出力軸８とロータ１７との間に設けた
電磁クラッチ機構を切る。すなわち、励磁コイル２０へ
の通電をオフすると吸引摩擦板２１がロータ１７から離
れ、ロータ１７がフリーとなって回転数が低下する。そ
して、ロータ１７の回転が低速側出力軸６の回転まで下
がると、低速側出力軸６の回転が一方向クラッチ１８を
通じてロータ１７に伝えられる。よって、この場合は低
速側出力軸６の低速回転でプーリ１９を回転させるよう
になり、このプーリ１９に連結した外部の補機を低速回
転させる。

【００２８】この時の回転特性は、図３のｂに示される
領域に変り、プーリ１９は入力軸３と同速度となるよう
に減速される。

【００２９】よって、前述のオルタネータに適用した場
合は、エンジンの回転数が増すにも拘らずオルタネータ
を相対的に減速して駆動することができ、過剰発電を防
止することができ、オルタネータの耐久性が増すととも
に、騒音を低減することができる。

【００３０】このような実施例の構造の場合、入力軸３
の回転をこの入力軸３に連結した低速側出力軸６と遊星
歯車機構を介して連結された高速側出力軸８とに分岐し
て伝え、これら低速側出力軸６の低速回転と、高速側出
力軸８の高速回転を電磁クラッチ機構の断続切換えによ
り選択的に用いるようにしたから、変速の切換えが電磁
クラッチ機構の作動で行え、迅速な切換えが可能になる
。

【００３１】そして、入力軸３の回転を低速側出力軸６
の低速回転と高速側出力軸８の高速回転とに分岐する場
合、歯車変速機構を用いたので動力伝達の摺りが発生せ
ず、確実な伝達を可能にする。

【００３２】特に本実施例の場合、歯車変速機構として
遊星歯車機構を用いたから、小形、コンパクトでありな
がら変速比を大きくとることができる。

【００３３】さらに、上記の実施例では、低速側出力軸
６の低速回転を一方向クラッチ１８を通じてロータ１７
に伝達するから、回転数の切換えを円滑におこなわせる
ことができ、構造も簡単になる。

【００３４】なお、本発明は上記実施例に制約されるも
のではない。

【００３５】すなわち、上記実施例では入力軸３と低速
側出力軸６をピン１０により一体的に回転するように連
結したが、これら入力軸３と低速側出力軸６との間を例
えば変速歯車などにより所定の回転比で回転するように
構成してもよく、この場合であっても高速側出力軸の回
転は低速側出力軸の回転数より増速して回転されるよに
すればよい。

【００３６】また、この変速機の出力で駆動される被動
部材は自動車の補機類に限らず、動力源の回転を変速し
て導入する被動部材であればよく、すなわち、この変速
機の適用範囲は特に制限を受けるものではない。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、入
力軸の回転が低速側出力軸と高速側出力軸とに分岐され
、低速側出力軸の回転は一方向クラッチを通じてロータ
に伝達するとともに、高速側出力軸の回転は電磁クラッ
チ機構を作動させた場合にロータに伝えられるようにし
たから、電磁クラッチ機構の作動により低速回転と高速
回転に切換えることができ、変速比の変更が瞬時に行え
る。また、入力軸の回転を高速側出力軸に増速して伝え
る場合歯車変速機構を用いたので、動力伝達の摺べりが
なく、確実な伝達が可能である。さらに、このものは、
歯車変速機構、一方向クラッチおよび電磁クラッチ機構
を用いるので、構造が比較的簡単になり、小形かも可能
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す変速機の断面面。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図３】同実施例の回転数の変化を示す特性図。

【符号の説明】

１…ハウジング、３…入力軸、６…低速側出力軸、８…
高速側出力軸、１０…ピン、１１…遊星歯車、１３…イ
ンタ−ナルギア、１４…サンギア、１５…ダンパブラケ
ット、１７…ロータ、１８…一方向クラッチ、１９…プ
ーリ、２０…励磁コイル、２１…吸引摩擦板。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　入力軸と、この入力軸に連結されてこ
   の入力軸に対し所定の回転比で回転される低速側出力軸
   と、上記入力軸に歯車変速機構を介して連結され上記低
   速側出力軸よりも高速で回転される高速側出力軸と、上
   記低速側出力軸に対して一方向クラッチを介して連結さ
   れこの低速側出力軸からの回転を受けるロータと、この
   ロータに設けられこのローラの回転を外部に伝える動力
   外部伝達手段と、前記高速側出力軸と上記ロータとの間
   に設けられ高速側出力軸の回転をロータに断続可能に伝
   える電磁クラッチ機構とを具備したことを特徴とする変
   速機。
2. 【請求項２】　　上記歯車変速機構は遊星歯車機構であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の変速機。