JPH04503991A - 変速比切換装置および方法 - Google Patents

変速比切換装置および方法

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JPH04503991A
JPH04503991A JP1509150A JP50915089A JPH04503991A JP H04503991 A JPH04503991 A JP H04503991A JP 1509150 A JP1509150 A JP 1509150A JP 50915089 A JP50915089 A JP 50915089A JP H04503991 A JPH04503991 A JP H04503991A
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H29/00Gearings for conveying rotary motion with intermittently-driving members, e.g. with freewheel action
    • F16H29/02Gearings for conveying rotary motion with intermittently-driving members, e.g. with freewheel action between one of the shafts and an oscillating or reciprocating intermediate member, not rotating with either of the shafts
    • F16H29/04Gearings for conveying rotary motion with intermittently-driving members, e.g. with freewheel action between one of the shafts and an oscillating or reciprocating intermediate member, not rotating with either of the shafts in which the transmission ratio is changed by adjustment of a crank, an eccentric, a wobble-plate, or a cam, on one of the shafts

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  • Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

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】 変速比切換装置および方法 技術分野 本発明は一般に変速比を切換える装置および装置に関し、かつさらに特定すると 、入力回転を処理して連続して円滑な回転出力を発生させると共に変速比を連続 して切換え可能にする装置および方法と、この過程において周転円運動を発生さ せる特定の技術に関する。
関連出願 この出願は1988年8月15日に発行された米国特許出願第232.472号 の一部継続出願である。
背景技術 動力を発生する装置、例えば、電動機、内燃機関等は、これらの装置が比較的に 狭い回転数(rpm )の範囲内で作動するときに最も効果的に動力を発生する 0例えば、比較的に狭いr’>mの範囲内で作動するように設計された内燃機関 はrpmの広い範囲内で作動する同じ動力を発生する能力を有する内燃機関より も約20−30%高い効率で作動する。電動機を使用する装置、例えば、電動工 具等においては、回転速度(RPM)の変更は一般に入力された動力をパルス化 することにより行なわれる。電動機の回転速度を変更しながら入力された動力を パルス化することによっても、その総合的な動力を減少することができる。電動 機、例えば、力率調節装置の速度を切り換えるその他の方法は、可変の回転出力 を得るために電動機の出力を減少させる。内燃機関等を使用する装置においては 、例えば、自動車の機関と駆動車輪との間に異なる歯車比または駆動比を得るた めに機関からの出力を駆動装置に伝達する変速機構が一般に設けられている。変 速装置の主な機能は、機関を比較的に狭いrpmの範囲内で効果的に作動させな がら休止状態から高速まで広い速度の範囲内で加速することである。
自動車には、代表的には、二つの型式の変速装置が使用されている0手動変速装 置には、機関と駆動車輪との間に異なる駆動比を得るために変速装置のギヤを手 動で移動しながら機関を変速装置から離脱させるためのクラッチ機構が必要であ る。慣用の自動車の自動変速装置は、不整合の変速比の間にクッションを与える ために、摩擦不整合補正装置(frjctional m1ssateh de vices )、例えば、動液圧トルクコンバータおよびばねで付勢されたクラ ッチを使用している。これらの型式の慣用の自動車変速装置の両方は、所定の別 個の速度段で変速比の切換えを行なっている。このためには、速度段間の不整合 を補正するためにこれらの速度段の範囲内で機関のRPMを変更することが必要 であり、その結果、原動力を駆動力に変換する効率が低下する。
また、自動車に通用するための連続して可変の変速比範囲が得られる連続可変変 速袋ff (CVT)が開発されている。従来技術の連続可変変速装置は動力を 駆動比に効率よく変換するが、これらの装置は車両の停止中または後進中に機関 を離脱させるための自動または手動のクラッチを必要とし、そして変速装置の総 合的な効率を低下させる摩擦装置を使用している。直径が可変である2個のプー リの間に支持された連続したゴムベルトを使用するCVTが軽量車両、例えば、 雪上車およびモーベッドに使用されてきた。直径が可変である2個のプーリの間 に支持されたセグメントからなる金属化ベルトを備えたC V T’が商業用に 開発され、そして小型の自動車の機関において試験されているが、これらの変速 装置は妥当な馬力・サイズ比が得られないので、用途が限られている。直径が可 変である2個のブーりの間に支持されたセグメントからなる連続した金属化ベル トを使用したCVTの一つの型式が1987年9月に発行された刊行物「ポピユ ラー・サイエンス」の56頁に記載された「最終的に−・・・−・−・ CVT Jと題する論文に記載されている。また、米国特許第4.497,221号明細 書には、固定されたウオーキングギヤ(walking gear )と、可変 ピッチギヤチェーンの直径を伸縮させる機構により拘束された該ギヤチェーンと を使用した類似の型式の装置が教示されている。
種々の型式の差動歯車組立体を使用した制御装置が電動変速装置に代わるコスト が安くかつ頑丈な装置として提案されてきた。
差動歯車組立体は、一般に、入力速度と出力速度との比を可変にして動力を伝達 すると共に、すべての速度においてほぼ安定したトルクを維持する。1988年 4月21日に発行された「マシンデザイン」の131頁に掲載された「高出力変 速装置を制御する差動歯車」と題する論文に開示されているように、この型式の 差動変速装置を制御する一つの特徴として、例えば、分割ベルトおよびチェーン CVTを使用することができる。この差動出力を切り換える方法には多くの利点 があるが、その性能は既存の型式のCVTにより得られる限られたトルク能力お よびトルク比の範囲により実質的に制限されている。
従来技術のCVT技術に対するこれらのトルクの制限は解消不可能である0例え ば、CVTは、ベルトとプーリとの間の牽引により動力を伝達するために、接触 表面積に依存している。伝達される動力は接触表面積により左右される。CVT は一方のプーリの有効直径を減少すると共に他方のブーりの有効直径を増大する ことにより変速比を切り換える。有効直径を減少させると、接触表面積が減少す る。それ故に、変速比を制御するための直径が可変であるプーリ手段は動力を発 生する能力を制御される変速比の範囲に比例して減少させる。ベルトの直径に対 するベルトの「接触表面積」の関係、プーリの直径、ブーりの中心間の距離およ びベルトの強度は相互に関連し、そしてサイズおよび重量に対して最良の動力が 得られるように最適化されている。CVTのトルク能力を二倍にするためには、 接触表面積を二倍にしなければならない。接触表面積を二倍にすることにより、 すべてのその他の局面も比例して増大する。4.20 ORPMで回転する60 馬力の機関に使用されるCVTが757−トボンドのトルクを発生するためには 、プーリの中心間の距離を12インチとし、かつプーリの端縁から別のブーりの 端縁までの全体の高さを18インチとすることが必要である。1800PPMで 回転する41馬力の機関により発生する1200フートポンドのトルクを取り扱 う匹敵したCVT(ディーゼルトラック)を製造するためには、プーリの中心間 の距離を4フイートとし、かつ4フイートの直径を有するプーリの端縁間の距離 を6フイートとすることが必要である。
動力発生装置から駆動手段に動力を効率的に伝達することは、勿論、変速比切換 装置の主な目的である。機械的な装置では、一般に、摩擦による動力の若干の損 失が発生する。より大きい摩擦を発生する装置では、それと比例して高い動力損 失が発生する。
バンド、ベルト等を使用する機械的な装置は、駆動のための牽引力を得るために 摩擦に依存し、そして構成部分であるベルトとそれらの駆動手段との間の相対運 動により発生した摩擦は使用可能な動力のある部分を熱として放散させる。ハン ド、ベルトまたはその他の摩擦装置を使用しない歯車装置は、−aに、実質的に より小さい摩擦を発生し、その結果より効率的な動力伝達を行なうことができる 。それに加えて、歯車駆動装置は、一般に、サイズおよび重量に対するトルク伝 達能力の比が大きく、したがって、負荷を有意に高めることなく回転運動を効率 的に伝達することができる。
周転円運動(epicyclic 請otion )を発生しかつ使用する変速 機駆動機構がこの技術分野において知られている0例えば、米国特許第1,66 0,356号は歯車の組を使用することにより周転円運動を発生し、そしてこの 運動を切り換えて直接の出力を発生するエピサイクリック変速装置を教示してい る。米国特許第3.955,435号および第3.087.355号は、同様に 、周転円運動を発生し、そしてこの周転円運動を処理して直接の出力を発生する 手段を教示している。これらの特許の各々によれば、正弦波の往復動回転運動が 数個の周転円運動発生装置の各々から直列に集められ、そして出力軸に送られる 。各々の周転円運動発生装置がその他の周転円運動発生装置と位相が異なってい るので、出力軸において脈動する出力が発生する。この脈動する出力は周転円運 動発生゛装置の各々から集められかつ直列に配列されたピークを表わしている。
これらの装置からの出力は、均一な回転出力に近い出力を発生することを意図し たものではあるが、実際には全く不規則である。不均一な出力は種々の理由から 望ましくない。その主な理由は、出力が不均一であると、構成部分に大きい周期 的な応力が作用し、その結果構成部分が損傷し、装置の耐用寿命を短縮し、また 装置の信頼性を低下するからである。
周転円運動をこのように直列に処理することはいくつかの重大な欠点を伴なう。
このようにして発生した出力は、均一な出力と擬似させることはできるけれども 、いくつかの周転円運動発生装置からのピーク出力を直列に集めたもののみを表 わしているので、均一ではない。この出力の振幅は発生した周転円運動の振幅に 比例し、また周転円運動の振幅は周転円運動発生装置の偏心度に比例する。各々 の周転円運動発生装置は出力に直列に寄与するので、単一の周転円運動発生装置 は全出力に寄与することになる。その結果、この装置のトルク伝達能力は各々の 単一の周転円運動発生装置のトルク伝達能力に限定されている。十分なトルク能 力を得るためには、比較的に大きくかつ重い機械的な装置を使用しなければなら ず、その結果、変速装置の総合的な効率が低下する。多くの変速比を切り換える 用途、例えば、自動車に適用する場合には、すべての構成部分が高い強度対サイ ズ/重量比を有することが重要である。これは、小型の軽量の車両におけるその 目的がより高い燃料効率を得ることであるような自動車に適用する場合に、特に 重要である。多くの用途においては、伝動機構の重量が総有効搭載量(pagl oad )の実用上妥当な小さい比率を占めることが重要である。
変速比切換装置の一つの重要な目的は、所望の出力速度を得るためにトルク/r pm比を適切に調節することである。換言すると、各々の出力速度においては、 全トルクが発生動力に対する出力として送り出されるべきである。これらの状態 の下でのみ、効率的な動力伝達を行なうことができる0機械式変速比切換装置の 適切なつりあいもまた摩擦損失を減少させかっこの装置またはその構成部分の振 動を減少させるために重要である。振動は、装置の構成部分に、これらの構成部 分の耐用寿命を短縮し、がっ信顧性を低下させる応力を発生する。
発明の要約 したがって、本発明の一つの目的は動力発生装置から駆動装置に動力を極めて効 率的に伝達することができる変速比切換装置および方法を提供することにある。
本発明の別の一つの目的は連続して可変の変速比および円滑な回転出力が得られ る変速比切換装置および方法を提供することにある。
本発明のさらに別の一つの目的は回転入力を変更して有用な回転出力を発生させ るために周転円運動を発生し、そして使用する変速比切換装置および方法を提供 することにある。
本発明のさらに別の目的は周転円運動を使用し、そして複数の正弦波入力を並列 に処理して、変更された円滑な回転出力を発生する変速比切換装置および方法を 提供することにある。
本発明のさらに別の一つの目的は高い動力発生能力対サイズ/重量比および効率 的なトルク負荷分配が得られる変速比切換装置および方法を提供することにある 。
本発明の別の一つの目的は連続して可変の変速比が得られかつ変更された回転出 力を発生する変速比切換装置および方法を提供することにある。
本発明のさらに別の一つの目的はゼロ出力の出発点から最高速度、すなわち、最 高出力までの動力の下で変速比を切り換えるこ′ とができ、それによりクラッ チ離脱装置またはトルクコンバータを設けることを不必要にすると共に、これら に付随したサイズ、重量、コストおよび動力の摩擦損失を排除した変速比切換装 置および方法を提供することにある。
本発明の別のさらに一般的な目的は複雑でなくしかも確実な方法で入力回転を変 更して変更された円滑な回転出力を発生させる技術を提供することにある。
本発明の別のさらに一般的な目的は前述した円滑な回転出力の速度を連続してか つ複雑でなく、しかも確実な方法で、しかもクラッチ離脱装置またはトルクコン バータを必要としないで変更することである 本発明の別のさらに特定的な目的は特定の型式の周転円運動を発生させるための 特定の複雑でなく、しかも確実な技術を提供することにある。本発明の装置およ び方法は周転円運動を並列に処理することにより回転入力を連続した変動増分で 切り換えて、それにより切り換えられた円滑な回転出力を発生させる。本発明の 装置は入力軸をシステム人力rpmにおいて回転させることにより遊星歯車組立 体をシステム人力rpmで回転させるように動力発生装置に作用するように連結 された入力回転軸に同心をなして装着された遊星歯車組立体を備えている。この 遊星歯車組立体は、周転円運動収集装置としての役目をする複数個の半径方向に 配置されかつ等距離に隔置された遊星形偏心軸を含む0本発明を実施する場合に は、この明細書に開示した技術が望ましく、そして以下に簡単に説明するように その技術自体が複雑ではなく、しかも確実であるけれども、多くの異なる型式の 周転円運動発生装置を使用することができる。
本発明の好ましい一実施例は、種々の偏心調節を介して連続した増分で遊星歯車 組立体に対して同心をなす整列状態から調節可能である割出し板組立体を含む。
この好ましい実施例によれば、各々の遊星形偏心軸は遊星歯車組立体の一端部か ら延び、そしてクランクビンが装着された回転可能なりランクアームを備えてい る。クランクビンは、遊星歯車組立体と同期してシステム人力RPMで回転せし められる割出し板組立体のスロット内に装着されている。この割出し板組立体は 、付加的に、遊星歯車組立体の中心軸線に対する割出し板組立体の偏心liMを 行なう偏心調節装置を備えている。
割出し板組立体が遊星歯車組立体に対して同心をなすように整列せしめられると きに、遊星歯車組立体および割出し板が同期して回転しているので、クランクビ ンおよびクランクアームは割出し板のスロットに沿って移動せず、したがって、 遊星形偏心軸はそれら自体の長手方向の中心軸線のまわりに回転しない、この偏 心整列位置においては、往復動周転円運動が発生せず、したがって、システム人 力RPMのみが出力として処理される。
しかしながら、割出し板が遊星歯車組立体に対して偏心して整列せしめられると きに、割出し板組立体および遊星歯車組立体がシステム人力RPMにおいて同期 して回転する間に、クランクビンが割出し板のスロ7)に沿って移動し、かつ遊 星形偏心軸がそれらの中心軸線のまわりに回転して割出し板組立体の偏心整列を 補正する。それにより、往復動周転円運動が発生せしめられかつ遊星形偏心軸の 長手方向軸線のまわりの回転として集められる。
遊星形偏心軸において該偏心軸の長手方向の軸線のまわりの回転として集められ た周転円運動は位置および速度の両方°に関する正弦波運動であることを特徴と している。遊星歯車組立体および割出し板組立体の各々の同期回転において、各 々の遊星形偏心軸は相対する方向に交互に回転する。速度に関しては、各々の遊 星形偏心軸の正弦波運動の振幅(最大速度)は等しくかつ入力軸および遊星歯車 組立体の軸線に対する割出し板組立体の偏心度に比例する。遊星形偏心軸が半径 方向に配置されているために、各々の遊星形偏心軸の正弦波運動の位相は遊星形 偏心軸の半径方向の配置に相当する度合だけその他の遊星形偏心軸の位相がら異 なっている。相対する遊星形偏心軸の正弦波運動の位相は、例えば、180°異 なっている。
本発明の一つの重要な特徴は、回転入力を切り換えて可能なかぎり均一な、すな わち、円滑な回転出力を発生させるために、遊星形偏心軸の正弦波運動が並列に しかも同時に処理されることである。好ましい一実施例によれば、この目的のた めに、再結合差動歯車組立体を含む処理組立体が設けられている。差動歯車組立 体は割出し板組立体および遊星歯車組立体と同期してシステム人力rpmにおい て回転せしめられる。一つの回転方向く時計回りまたは逆時計回り)における各 々の遊星形偏心軸の正弦波運動は好適な装置、例えば、オーバーラン歯車により 処理組立体に送られることが好ましい。遊星形偏心軸の各々に装着されたオーバ ーラン歯車は、静止している間に一つの回転方向において正弦波回転運動を伝達 し、またはその反対の回転方向において惰性で回転するように作用する。第1組 の対向した遊星形偏心軸に装着されたオーバーラン歯車は協働して第1人力を再 結合差動歯車組立体に伝達することが好ましい、対向した遊星形偏心軸において 集められた周転円運動の位相は180°異なっているので、再結合差動歯車組立 体の一方の側への入力は本質的に連続している。同様に、第2&llの対向した 遊星形偏心軸に装着されたオーバーラン歯車は再結合差動歯車組立体の他の側に 位相が90”ずれた第2人力を伝達する。第2人力もまた本質的に連続している 。この再結合差動歯車組立体は二つの本質的に連続した入力を平均し、そして回 転出力を発生する作用をする。この回転出力は、遊星形偏心軸の正弦波運動から 発生した加えられるべきまた減ぜられるべき回転要素(オーバーラン歯車の方向 に依存する)と組み合わされたシステム入力回転を表わす。
再結合差動歯車組立体が二つの本質的に連続しているが位相の異なる入力を平均 し、そして差動歯車の各々の例に作用したトルクを正確につりあわせる作用をな し、各々の遊星形偏心軸およびそれと組み合わされた機構が変速比切換装置を介 して伝達されたトルク負荷の一部分を分担するので、円滑な出力が発生する8本 発明の装置および方法による処理運動が並列の形態であるために、各々の遊星形 偏心軸およびそれと組み合わされた機構は変速比切換装置を介して伝達されトル ク負荷の等しい部分(比率)を分担する。変速比切換装置のすべての構成部分に 作用する周期応力が付随的に減少し、その結果、変速比切換装置の信転性および 耐用寿命が可成り改良される。そのほかに、各々の構成部分が総トルク負荷の一 部分のみを分担するので、本発明の装置には、より小さくかつ軽量の構成部分を 使用することができる0本発明の方法および装置は、作動中に小量の動力が摩擦 として散逸されるので、より効率的な動力伝達を行なうことができる。
回転出力の制御は入力軸および遊星歯車組立体の軸線に対する割出し板組立体の 偏心度を調整することのみにより行なわれる。
割出し板組立体の偏心度は遊星形偏心軸の正弦波運動(速度に関する)の振幅を 決定し、したがって円滑な回転出力を発生させるためにシステム入力回転と組み 合わされる加えられるべきまたは減ぜられるべき要素を決定゛する9割出し板組 立体の偏心度が連続”した増分で可変であるので、連続して可変の変速比が出力 として現われる。
正弦波運動を並列に処理することにより回転入力を連続した変動増分で切り換え て入力に加えて円滑な回転出力を発生する本発明の装置および方法は種々の用途 に好適である。すべての型式のプロペラで駆動される航空機および船舶は、この CVTにより高いトルクの起動時に当初の速度を減少させ、そして最高速度に対 して依然として最大の回転数で運転している間に加速させることができるという 点で本発明からの利点が得られる。そのうえ、IVTのPPMのつりあいに対す る航空機または船舶の速度により、一つの工場で指定された速度のかわりに種々 の巡航速度における燃料経済を最大限に高めることができる。プロペラで駆動さ れる航空機および船舶はプロペラを係合させた停止位置で遊転することができる ので、IVTの中間出力は差動歯車の出力の変更を必要としないでこの作用を行 なうために十分である。
今述べたすべての用途においては、回転出力をゼロまで変更する必要はない。し かしながら、多くの用途に対して、前述したように誘導された回転出力を中間回 転出力として処理することが望ましいかもしれない。そのときに、この中間回転 出力は、逆進方向、中立方向および/または前進方向において最終回転出力を発 生させる種々の方法で操作することができる0例えば、本発明の好ましい一実施 によれば、中間回転出力は最終変更差動歯車組立体への一つの入力を表わす。最 終変更差動歯車組立体への第2人力は、好ましくは、システム人力rpmにおい て遊星歯車組立体の回転から導かれ、そしてこの第2人力はシステム人力rpm の所定の一部分であることが好ましい。その後、最終回転出力は、これらの二つ の入力が最終変更差動歯車組立体に伝達された結果、発生せしめられ、そして最 終回転出力は発生した正弦波運動の振幅により左右される。
この最終の回転出力は、最終変更差動歯車への第2人力として使用される入力R PMの設定された比率の如何により、出発点として任意の回転を有しかつ入力R PMよりも高い付加された最大の周転円運動に等しい調節範囲を有することにな る。この最終変更差動歯車は、基本的には、第2人力速度により、以前に発生し た可変調節を配置し直す。もしも第2人力速度が中間出力の入力回転成分を無効 にするように設定されれば、変速比の範囲はゼロRPMにおいて出発する。
図面の簡単な説明 本発明を添付図面について以下にさらに詳細に説明する。
第1図は入力回転を変更して変更された均一な回転出力を発生するように本発明 により設計された装置、特に変速比切換装置を例示した流れ図、 第2図ないし第7図は第1図に示した装置の異なる作用の特徴を曲線(波形)に より例示したグラフ、第8図は第1図に例示した全体の装置の一部分を構成する 特定の構成部分、特に、周転円運動を発生させるために本発明により設計された 装置を分解斜視図で図解的に例示した図、第8A図は第1図に例示した全体の装 置の一部分を構成する特定の構成部分、特に遊星歯車組立体および割出し板が同 期して回転する方法を図解的に例示した図、 第9図は第10図を全般的に9−9mに沿って裁った第1図に示した装置の実際 に作用する実施例の断面図、 ゛−第10図は第9図を見たときの第9図の装置 の左側端面図、第11A図および第11B図は第9図を11 A−11Akaオ J:びIIB−IIBMに沿ってそれぞれ裁った第9図に示した装置の断面図、 第12図は第1図に例示した装置の特定の作用の局面を図解的に例示した図、 第13図は遊星歯車組立体に対する割出し板の偏心度を制御するための変更され た組立体の斜視図、 第14図は第1図に例示した装置の変更された部分、特に、変更された遊星歯車 組立体および該遊星歯車組立体を変速比切換装置の一部分を構成する割出し板と 連結するために組み合わされた構成部分の正両立面図、 第15図は第14図を15−15線に沿って裁った断面図、第16図は第14図 に例示した装置の斜視図であり、明示する目的のために所定の構成部分を省略し た図、第17図は第1図の装置の一部分を構成しかつ第14図に例示した装置と 協働するように設計された割出し板の変型の斜視図、第18図は第7を全般的に 18−18線に沿って裁った第17図の割出し板の断面図、 第19図は第17図の割出し板の正両立面図であり、第14図の装置のうちの所 定の構成部分を割出し板と隣接した作動位置で重ねて示した図、 第20図は第1図の装置のさらに別の変型を示した図、そして第21図は第20 図の変型の装置の作用の特徴をを図解的に例示した図である。
好ましい実施例の説明 先づ、第1図について述べると、入力回転を変更して変更された実質的に円滑な 回転出力を発生する装置を示しである。全体を符号10で示したこの装置は、本 発明を明確に理解できるように、部分的に流れ図の型式で、または部分的に機械 化された形態で例示しである。この装置の実際に作用する実施例は第9図ないし 第11図について以下に詳細に説明する。この装置は、以下の説明から理解され るように、構造が複雑でなく、しかも信幀性が高く、クラッチを備えていない連 続的に可変の伝動装置に特に好適に使用される。
第1図においては、図解的に例示した装置は、入力回転を確立するように好適な 手段(図示せず)、例えば、内燃機関から動力が供給される入力軸12を備える ように示しである。説明を明確にする目的のために、入力回転が一つの方向、特 に逆時計回りの方向に一定の速度で行なわれると想定する。また、装210は1 対の隔置された平行なプレート16および18からなる遊星歯車組立体14を含 む。プレート16および18はクロスパー19により一緒に連結されかつ入力軸 12と同一平面内に延びる遊星歯車の軸線20のまわりに入力軸12と同じ方向 にがっ同じ速度で入力軸12と共に回転するように装着されている。4個の周転 円運動を発生する軸24A、24B、24Cおよび24Dが遊星歯車組立体14 の領域内に装着され、該遊星歯車組立体の一部分を構成している。軸24Aおよ び24Cはプレート16に装着され゛た状態で示し、−太軸24Bおよび24C はプレート18に装着された状態で示しである。実際に作用する実施例の以下の 説明がら理解されるように、これらの軸のすべては、実際には、遊星歯車の軸線 20のまわりに円周方向に等間隔に配置され、軸24Aおよび24Cが相互に向 き合い、そして軸24Bおよび24Dが相互に向き合うように配置されている。
これらの4個の軸は第1図に示したようにすべての4個の軸が同時に見えるよう に例示しである。いずれにせよ、以下にエピサイクリック軸と呼ぶすべての4個 の軸は、プレート16および18と共に回転するように装着され、したがって遊 星歯車組立体の軸線2oのまわりに入力軸12と同じ方向にかつ同じ速度で旋回 する。この軌道を描いて旋回する運動は、以下の説明がら理解されるように、各 々の軸の「基線」回転成分を規定する。各々のエピサイクリック軸24は、それ と同時に、それ自体の軸線のまわりに時計回りおよび逆時計回りの回転の両方を 行なうために遊星歯車組立体の内部に回転可能に装着されている。したがって、 各々のエピサイクリック軸24は、以下の説明から理解されるように、遊星歯車 組立体の軸線20のまわりの軌道旋回成分と、それ自体の軸線のまわりの回転成 分からなる周転円運動を発生することができる。
全体の装置10は、以下にさらに詳細に説明するように、割出し板84(第8図 に示した)を含む0割出し板84は、遊星歯車組立体14および入力軸12と共 にこれらの両方と同じ方向に、しかも同じ速度で回転するために該組立体14と 連結されている。
しかしながら、割出し板84は、同様に理解されるように、該割出し板の軸線が 遊星歯車組立体14の軸線と同心をなす位置と、割出し板の軸線と遊星歯車の軸 線とが相互に偏心したその他の位置との間で(軸線20に対して垂直方向に)横 方向に移動するように装着されている。以下の説明から理解されるように、これ らの二つの軸線の間の位1的な関係を変更するために、割出し板の横方向の位置 を調節する手段が設けられている。
エピサイクリック軸24のすべては、割出し板84の軸線が遊星歯車の軸線20 に対して偏心しているかぎりは、割出し板84の回転に応答して特定の方法でそ れら自体のそれぞれの軸線のまわりに回転するように割出し板と連結されている 。一方、もしも割出し板の軸線が遊星歯車の軸線と同心をなしていれば、軸線方 向の回転は軸24に伝達されない。それ故に、次の説明のために、割出し板の軸 線が遊星歯車の軸線に対して偏心していると想定することにする。4個の軸24 が遊星歯車の軸線20のまわりに同時に軌道を描いて旋回することを思い出すと 、各々の軸24が入力軸12と同じ方向および同じ速度を有する軌道旋回成分と 、回転成分、実際には、往復動成分とからなる前述した周転円運動を規定するこ とは明らかであろう。以下の説明から理解されるよ、うに、各々の軸24を割出 し板と連結する上記の方法を行なった結果、この回転成分、すなわち、往復動成 分の速度は、特定の正弦波形により、軌道旋回成分の半サイクルの間、先づ上昇 し、その後低下し、そしてその後、軌道旋回成分の第2の半サイクルの間、上昇 し、その後低下する。また、次の説明から理解されるように、4個の軸が以下に 述べる特定の方法で相互に異なる位相で回転することを除いては、4個の回転成 分は全く同じであり、したがって、波形の形状、周波数および振幅は全く同じで ある。
第2A図について述べると、実線で示した波形26は、一つの入力回転の間に軸 24Aの周転円運動を構成する回転成分の位置に相当している0点線で示した波 形28は一つの入力回転の間に対向した軸24. Cの周転円運動を構成する回 転成分の位置に相当している。波形26がピークの振幅まで増大し、最小の振幅 まで減少し、その後、出発角度に相当する点まで増大することに特に留意された い。第2B図に実線で示した波形26の増大部分は軸24Aの逆時計回りの運動 に相当する。また、第2B図に点線で示した波形26の減少部分は軸24Aの時 計回りの運動に相当する。波形26のピークは軸24Aが遊星歯車の軸線20゛ のまわりに旋回するときにそれ自体の軸線のまわりに逆時計回りおよび時計回り の軸24Aの最大移動に相当し、そしてこれらのピークは割出し板と遊星歯車組 立体との間の偏心度に比例している。もしも割出し板84が遊星歯車組立体14 と同心をなしていれば、軸24Aは前述したようにそれ自体の軸線のまわりに回 転せず、したがって、波形26は軸24Aには往復運動が伝達されず、軸24A が入力軸12により伝達される軌道旋回運動をうけることを表わす(0’におけ る)直線になる。しかしながら、割出し板および遊星歯車組立体が相互に偏心し ていると想定すると、総合的な周転円運動は入力軸12により伝達される軌道旋 回運動と波形26の往復動成分との両方を含む。この全体の運動は矢印30Aで 図解的に示した出力運動と考えることができる。
軸24Cの周転円運動を表わす波形28は一つの事項を除いて波形26と同じで ある。波形28の回転成分の位相は、第2A図に例示したように、波形26の回 転成分の位相とは180°異なっている。したがって、軸24Aが時計回りに回 転するときに、軸24Cは(第2B図に実線で示したように)逆時計回りに回転 し、そして軸24Aが逆時計回りに回転するときに、軸24Cは(第2B図に点 線で示したように)時計回りに回転する。したがヮて、波形28は軸24Cの往 復運動を表わす。軸24Cに入力軸12により伝達される軌道旋回運動が加えら れたときに、全体の運動は矢印30Cで図解的に表わした出力運動と考えること ができる。
軸24Bおよび軸24Dの周転円運動は、軸24Bおよび軸24Dの回転成分の 位相が相互に180°異なりかっ軸24Aおよび軸24Cの位相とは90′機械 的に異なっていることを除いて上記の周転円運動と全く同じである。これは軸2 4Bおよび軸24Dのそれぞれの往復運動を表わす第3図に示した波形32およ び34により図解的に例示しである。第3図に示した波形の実線部分は、第2B 図の場合と同様に、逆時計回りの運動を表わし、そして点線部分は軸24Bおよ び軸24Dの時計回りの運動を表わす。第1図の矢印30Bおよび30Dは軸2 4Bおよび軸24Dのそれぞれれからの周転円運動出力を表わす。
第2A図、第2B図および第3図に示した波形26.28.32および34は、 前述したように、位置的な観点から軸24A、24B、24Cおよび24Dの時 計回りおよび逆時計回りの運動を表わす。これらの波形は軸24A、24B、2 4Cおよび24Dが往復動するときのこれらの軸の速度に間する情報を表わして いない、一方、第4図および第5図は4個の軸の相対的なかつ基線、すなわち、 入力軸12および遊星歯車組立体14のそれぞれの速度に対する速度を表わす波 形を示す、特に、正弦波の形状の波形26′を留意されたい。この波形26′は 軸24Aが逆時計回りおよび時計回りに移動するときの軸24Aの速度を表わし ている。軸24Aは、前述したように、ゼロ位置から例えば逆時計回りの回転を 開始して最高速度に達し、その後ゼロ回転まで再び減速し、その後反対方向に、 例えば時計回りに回転してその方向の最高速度に達し、その後再びゼロ回転まで 減速し、その後はそのサイクルが繰り返される。第4図においては、波形26′ の正の半サイクルは位置の観点から軸24Aの逆時計回りの運動を表わし、そし て負の半サイクルは軸24Aの時計回りの運動を表わす、各々の全サイクルは入 力軸12および遊星歯車組立体14の完全な一回転を表わし、そして波形26′ の基線(軸24Aが回転を停止する点)は遊星歯車組立体14の基線速度である 軸24への軌道旋回成分を表わす、各々の半サイクルの振幅のピークに相当する 時計回りおよび逆時計回りの方向の軸24Aの速度は割出し板の遊星歯車組立体 からの偏心度に比例する。したがって、もしも割出し板が遊星歯車と同心をなし ていれば、軸26Aが全く回転せず、したがって波形26′のピーク振幅はゼロ であり、軸24Aの移動を表わす軌道旋回成分のみが残る。
第4図の波形28′は軸24Cの回転速度を表わし、したがって、波形26′と は180°位相がずれて波形26′に重ね合わされている。これは軸24Cが前 述したように軸24Aとは180゜異なった位相で回転するからである。したが って、軸24Aが逆時計回りに最高速度で回転しているときに、軸24Cは時計 回りに最高速度で回転する。同様に、第5図は軸24Bおよび24Dのそれぞれ の回転速度を表わす波形32′および34′を例示している。第5図から、これ らの二つの波形32′および34′(およびこれらの二つの軸の回転速度)の位 相が相互に180゛異なりかつ波形26′および28′ (およびこれらの波形 と関連した軸24Aおよび24Cの速度)の位相とは90°異なっていることが 理解できよう。したがって、軸24Aおよび24Cの各々の回転速度が最高であ るときに、軸24Bおよび24Dの各々の速度は最低であり、その逆もまた同じ である。
第1図にもどって述べると、総合的な装置10は中間出力軸36と呼ぶことがで きる構成部分を備えた状態で示しである。中間出力軸36はそれ自体の駆動歯車 装置38、特に、以下に記載する再結合かさ歯車差動組立体を担持している。こ のかさ歯車装置は中間出力軸36が入力軸の速度と等しいかまたはそれよりも大 きい速度でしかも入力軸と同一の方向に連続して実質的に円滑に回転するように 対向した入力かさ歯車40および42を含む。
これを達成するために、2個の入力かさ歯車40および42は、次に説明するよ うに、軸24A/24Cおよび軸24B/24Dの周転円運動出力により同時に 駆動される。
第1図おいては、2個の軸24Aおよび24Cからの周転円運動出力が入力かさ 歯車40に伝達されるように示しである。実際には、軸24Aはその逆時計回り の正の半サイクルの間のみ既知のオーバーラン伝動歯車を介して入力かさ歯車4 0を駆動し、−太軸24Cはかさ歯車40が軸24Aにより駆動された後その逆 時計回りの半サイクルの180°の間かさ歯車40を駆動する。
軸24Aおよび24Cの両方はそれらの時計回りの負のサイクルの間オーバーラ ンする。したがって、入力かさ歯車40は軸24Aおよび24Cの往復運動を組 み合わせて第4図における波形26′および28′の正の半サイクルにより表わ される連続的な回転を発生させる。組み合わされた波形は、以下、遊星歯車組立 体14および入力軸120入力運動に重ね合わされた波形44と呼ぶことにする 。波形44により表わされたこの組み合わされた運動の速度が遊星歯車組立体1 4及び入力軸12の速度と等しい最低の速度と軸24Aおよび24Cの各々の回 転成分の最高の速度に相当する最高の速度との間で変化することに留意されたい 。
この最高速度は、前述したように、前述した割出し板84の遊星歯車組立体14 に対する偏心度により左右される。
入力かさ歯車42は前述した態様と同様に軸24Bおよび24Dの出力を組み合 わせる。すなわち、軸24Bは軸24Dと同様にその逆時計回りの正の半サイク ルのみの間入力かさ歯車42を駆動する。この周転円運動は第5図における波形 32′および34′の正の半サイクルにより表わされ、以下、波形46と呼ぶ。
波形46と波形44との間の唯一の差異はこれらの波形の位相が相互に90°異 なっていることである。これは軸248゛および24Dの回転成分(波形32′ および34′)の位相がそれぞれ波形44の回転成分(波形26′および28′ )の位相とは機械的に90゛異なっているからである。
ここで、(位置の観点から述べた)波形26/28および32/34ならびに( 速度の観点からの)波形44および46により表わされた周転円運動が入力かさ 歯車40および42を介して歯車装置38に並列に同時に伝達されることを強調 することが肝要である。二つの回転運動を同時にまたは並列に伝達した結果、歯 車装置38がこれらの二つの運動を平均し、その結果生ずる回転は、位置の観点 から第6図に示し、そして速度の観点から第7図に示したように、比較的に円滑 な連続した出力であ。この出力は、第6回に符号48で位置の観点から示し、ま たその速度は第7図に符号48′で示しである。もしも割出し板84が遊星歯車 組立体14と同心であれば、各々の波形44および46の振幅はゼロであり、す なちわ、歯車装置38の出力は、入力回転の速度および方向が等しい入力かさ歯 車40および42に伝達される二つの軌道旋回成分の平均になろう。
第7図に符号′を付けて示した波形48′について特に述べると、この波形は波 形44および46の入力回転を速度の観点から平均した結果としての中間軸36 の出力速度を表わす。したがって、割出し板88と遊星歯車組立体14との間の 所定の偏心度においては、中間出力軸36は、割出し板の偏心の度合により、遊 星歯車組立体および入力軸の基線速度よりも高い速度において入力軸の回転につ いて4つの最大値および4つの最小価を有する規則正しい振動出力により回転す る。中間出力軸36がその4つの最大値と4つの最小値との間で振動する度合は 割出し板の偏心度の大きさにより左右される。速度および振動の大きさは割出し 板の偏心度が増大するにつれて定常的に増大する。偏心の偏りが小さいときには 、振動の大きさが線形に増大し、一方偏りが大きいと、振動の大きさはますます 迅速に増大する。以下に記載する実際に作用する実施例においては、偏心距離が (0から1インチまでの)範囲内では、速度の振動の大きさが基本的にはゼロ( 偏りがない)から約13%(出力軸36の速度の±6.5%)の最大の大きさま で増大する。この振動の最大の点ですらも全体の伝動装置の多くの意図された機 能に対しては極めて小さく、したがって完全に均一ではないけれどもほぼ円滑で あるとみなすことができる。この明細書では、ことさら、円滑な出力について述 べるときに、出力波48′により表わされた小量の振動を含むことが意図されて いる。この小量の振動は対応した出力波形48からかるうして認められる。
第1図にもどって述べると、出力軸26の回転運動が矢印51で表わしたように 、以下に詳細に説明するエビサイクリック差動歯車組立体50の一つの入力側に 加えられる。さしあたり、出力軸36の回転運動がその輪歯車52を介してエビ サイクリック差動歯車に加えられることを述べれば、十分である。同時に、差動 歯車組立体の他方の入力歯車54(入力スパイダ歯車)が矢印56で図解的に示 したように入力回転の所定の割合に相当する回転運動を受ける。エピサイクリッ ク差動歯車組立体50は、これらの二つの入力が結合して太陽歯車60を介して 最終の出力軸58をスパイダ入力に対する出力軸36からの入力の割合に依存す る速度において駆動するように構成されている。さらに明確に述べると、もしも 出力軸36が入力軸12の入力速度において回転する(これは割出し板が遊星歯 車組立体と同心をなす場合である)とすれば、最終の出力軸58は全く回転しな い。出力軸58は割出し板が偏心しかつ出力軸36が入力軸12よりも大きい速 度で回転し始めるまで回転を開始しない。そのときに、そしてそのときのみに、 出力軸58が回転し始める。以下の説明から理解されるように、実際に作用する 実施例においては、エピサイクリック差動歯車50は出力軸58がその入力速度 を減少させた後に出力時36の速度の3倍の割合で増速する。例えば、もしも出 力軸36が入力軸12の入力速度の1.2倍の速度で回転するとすれば、出力軸 58の速度は0.6の比率になる。
以上、全体の装置10およびその作動方法について図解的に説明した。さて、次 に、装置10の実際に作用する実施例を第8図ないし第11図について詳細に説 明する。第1図に図解的に例示した装置の部分を構成する構成部分および第8図 ないし第1】図に示した実際に作動する実施例の対応した構成部分は、明示する 目的のために、同様な符号で示しである。入力軸12は、第9図から最良に理解 できるように、垂直方向に延びる前側支持部材72により担持された軸受72内 で回転するように支持され、かつ全体の遊星歯車組立体14の一部分を構成する プレート16の外面に遊星歯車組立体に軸線方向に整列した状態で固定して連結 されている。入力軸12は、このようにして、遊星歯車組立体14を入力軸12 と同じ方向にかつ同じ速度、すなわち、システム人力RPMにおいて回転させる 。遊星歯車組立体14は、第1図について前述したように、クロスバ−(すなわ ち、支柱)19により一緒に連結されかつ隔置された平行なプレート16および 18からなっている。遊星歯車組立体14は、一端部(プレート16)において 入力軸12により、かつその反対側の端部(プレーl−18)において、垂直方 向に延びる中間の支持板78内に配置された軸受74内に跨乗する管状の車軸7 2により回転するように支持されている。遊星歯車組立体14についてさらに説 明すると、この組立体は前述したように周転円運動発生軸24A、24B、24 Cおよび24Dを含む。第1図では、これらの軸は同一平面内に図解的に示しで ある。しかし、4個の軸は実際には第8図および第11図に最良に例示したよう に、遊星歯車組立体の中心のまわりに等間隔に半径方向に配置され、そして遊星 歯車組立体の中心のまわりを相互に平に平行でしかも入力軸12に平行な関係を 保って旋回する。したがって、すべての4個の軸は、前述したように、遊星歯車 組立体と共に回転し、そのためにその軸線20のまわりに旋回する。また、前述 したように、4個の軸は割出し板に作用するように連結され、そして割出し板と 遊星歯車組立体との間の偏心度により、該軸のそれぞれの軸線に関して前後に往 復動する。
第9図、第10図および第11図と共に、特に第8図について述べると、軸24 Aないし24Dが前述したように往復動せしめられる方法に留意されたい。この 軸24Aないし24Dの各々はプレート16を越えて延びて入力軸を規定してい る。これらの入力軸は、第8図ないし第11図に符号84で示した前述した割出 し板に形成された協働するスロット82A、82B、82Gおよび82Dのそれ ぞれの内部に配置されたそれぞれのクランク機構80A、80B、80Cおよび 80Dを担持している。割出し板84は、第9図に最良に示したように、その内 径内でローラ86上で自由に回転するとかでき、またこれらのローラ86は割出 しピボット88により支持されている。次に、割出しピボット88は前側支持部 材72内の軸受92により支持されたピボットプレート軸90により少なくとも 限られた回転を行なうように支持されている。割出し板84の回転は、割出しピ ボット88°の底部に固定して連結されたウオーム歯車部分94により、そして 調節支持部材98により保持されたウオームピニオン96と嵌合させることによ り制御される。この嵌合ウオームピニオン96は、割出しピボット88を作動環 100により回転するために、作動させ、すなわち、回転させることができる。
第10図に最良に例示したように、割出しピボット88が入力軸12に対して同 心をなしておらず、したがって、割出し板84に対して同心をなしていないこと に留意することが肝要である。
その結果、割出しピボット8日を作動環100を使用して回転させることにより 、割出し板84は割出しピボット88と割出し板84との間の偏心の度合に依存 する円弧のまわりに移動せしめられる。これにより、前述した理由から、割出し 板84を遊星歯車組立体14の中心線に対して同心をなしまたはその中心線から (種々の度合で)偏心させることができる。
割出し板84は、軸24A、24B、24Cおよび24Dにそれぞれ固定された 主シンクロ歯車100A、100B、100Cおよび100Dにより遊星歯車組 立体14と同期して回転する。
シンクロ歯車100Bおよび100Dは、例示する目的のために、歯車100A および100Cと同一の垂直平面内で、実際に軸24Aおよび24C上に配置さ れているように示されている。実際には、シンクロ歯車1’ OOBおよび10 0Dは周転円発生軸24Bおよび24Dと同様に、歯車100Aおよび100C に対して位相が90°異なり、そして実際には軸24Bおよび24D自体上に配 置されている。シンクロ歯車100Aおよび100Cはシンクロ遊び歯車102 A、104A、102Cおよび104Cにより反対の方向に回転するように相互 に連結されている。シンクロ歯車100Bおよび100Dはシンクロ遊・び歯車 102B、104B、102Dおよび104Dにより相対する方向に回転するよ うに相互に連結されている。第11A図および第11B図を参照されたい。同期 装置セントは、対向した軸の組、例えば、軸の、[24Aおよび24Gまたは2 4Bおよび24Dのクランクを相互に同期して逆回転させる(すなわち、相対す る方向に回転させることのみを可能にする。(すなわち、対向した軸は所定の時 間の増分中等距離移動する。)一方、遊星歯車組立体に対する割出し板の回転を 早めまたは遅らせるためには、これらの軸の組が互に同一方向に回転するかまた は相対する方向に、しかも時間の増分毎に異なる距離だけ(すなわち、同期状態 から外れて)回転することが必要である。それ故に、シンクロ歯車が割出し板の 回転が遊星歯車組立体の速度に対して早められまたは遅らされることを阻止する ために相互に協働し、それ故に2個のシンクロ歯車が同じ方向にかつ同じ速度、 すなわち、入力軸12の速度で回転することは明らかであろう。遊星歯車組立体 に対して割出し板の移動を早めるためには、対向した軸の組を両方共同じ方向、 すなわち、「逆時計回り」に回転させるかまたは同期状態から外れて相対する方 向に回転させることが必要であり、また遊星歯車組立体に対して割出し板の移動 を遅らせるためには、対向した軸の組を両方共同じ方向、すなわち、「時計回り に」回転させるかまたは同期状態から外れて相対する方向に回転させることが必 要であり、またシンクロ歯車組立体は対向した軸が同じ方向に回転しまたは相対 する方向に同期状態から外れて回転することを許容しないので、シンクロ歯車組 立体が割出し板の回転を遊星歯車組立体の回転と同期して駆動しかつ維持すると 共に、正弦波の周転円往復運動が常に対向した軸において相対する方向における 等しい回転として発生するので、この運動を依然として発生させる。
第8A図は、前述したように、割出し板が遊星歯車組立体に対して所定量偏心し ていると想定した場合に遊星歯車組立体14および割出し板が相対回転する方法 を図解的に例示している。特に、第8A図は、シンクロ歯車100.シンクロ遊 び歯車102および104ならびにクランクアーム80の組合わせにより、割出 し板を遊星歯車組立体と同じ方向で、しかも同じ速度で確実に回転させる理由を より良く説明するために前記の説明を捕捉するように意図されている。上記の説 明から、種々の歯車が対向した軸のクランクを相対する方向に、しかも相互に同 期した状態で回転させることのみを可能にしていることを思い出されよう。これ は第8A図において所定の瞬間における位置において示したクランク80Aおよ び80Cにより例示しである。特に、クランク80Aおよび80Cが矢印で示し たように相対する方向に移動し、そしてこれらのクランクが点線で示したそれら の出発位置から等距離に配置されていることに留意されたい。協働するスロット 82Aおよび82Cの内部のこの移動のために、スロット82A、82Cは協働 する軸24Aおよび24Cを通る遊星歯車組立体の直径方向の線に対して常に平 行である(割出し板84を横切る)直径方向の線に限定されている。したがって 、これらの直径方向の線の間の所定の関係を維持するために、割出し板84は遊 星歯車組立体と同じ速度で、しかも同し方向に回転しなければならない。
割出し板の速度を遊星歯車組立体に対して高めまたは低下させるためには、種々 の歯車およびクランクアームにより、直径方向の線を相互の平行な関係から外れ て移動させることを可能にしなければならないであろう。
実際に作動する試作品(本発明の一実施例)においては、遊星歯車組立体の直径 は7172インチであり、割出し板の直径は12インチであり、そして最大の偏 り(すなわち、偏心度)は1インチよりも大きい。スロット82の各々の長さは 3I72インチであり、そして(軸からクランクビンまでの)各々のクランクの 長さは1172インチである。この実施例は例示の目的のみのために供したもの であり、そしてこの特定の実施例は、前述したように、波形48′の振動の振幅 を最大にするように意図されている。
遊星歯車組立体I4と軸24と割出し板84との間の機械的な関係および割出し 板を遊星歯車組立体と共に回転させる方法について説明したが、第り図ないし第 7図について前述した周転円運動を軸24により発生させる方法を詳細に説明す るための第8図を再び参照されたい。最初に、軸12が所定の速度で逆時計回り に回転して、遊星歯車組立体14および割出し板84を同じ速度で、しかも同じ 方向に回転させることを再び想定する0割出し板84は、前述したように、割出 しピボット88およびそれと組み合わされた構成部分により、遊星歯車組立体と 同心をなしまたは該組立体から偏心して軸線方向の位置に配置されている。もし も割出しFi、84が遊星歯車組立体14と同心をなしていれば、軸24のクラ ンク80は、割出し板と遊星歯車組立体との間のいかなる偏心をも補正するため に、割出し板84のそれぞれのスロット82内で移動する必要はない。その結果 、前述したように、軸24はそれら自体の軸線のまわりに全く回転しない、他方 、もしも割出し板が遊星歯車組立体に対して偏心位置に配置されていれば、クラ ンクアーム80Aおよび80Bは、割出し板と遊星歯車組立体との間の偏心を補 正するために、対向したクランクアーム80Cおよび80Dのそれぞれに対して 相対する方向に移動しなければならない。前記の主シンクロ歯車100と、シン クロ遊び歯車102および104とは、この移動が向き合う方向゛て行なわれる ときにこの移動を可能にし、しかも遊星歯車組立体14と同期した割出し板84 の回転を依然として維持する8回転する遊星歯車組立体に対するこの補正運動は 、図から理解されるように、回転入力サイクルの半分の間に、一方のクランクの 回転を回転する遊星歯車組立体に対して早め、そして対向したクランクの回転を 回転する遊星歯車組立体に対して遅らせる。このサイクルの他の半分においては 、2個のクランクの回転方向が逆になる。入力回転の途中の点では、クランクの 補正運動はゼロである。例えば、軸24Aおよび24Cと組み合わされたクラン クに対するこの補正運動を例示する第2A図および第2B図を参照されたい。ク ランクにおいて発生する偏心補正に起因するこの運動iよ、不均一な、すなわち 、脈動しかつ往復動する、すなわち、逆転方向であると記載することができる。
各々のクランクに発生するこの運動は、実際には、入力回転ごとの補正運動とし てみた場合に正弦波である。振動の振幅は、第2図ないし第7図の波形について 前述したように、偏心度により制御される。前述したように、4個の軸24の間 の位置的な関係と、軸24のすべてが遊星歯車組立体と共に該組立体の軸線のま わりに旋回する事実から、これらの軸24は、それぞれの出力側において、正弦 波形26.28.32および34(位置)ならびに正弦波形26′、28′、3 2′および34′ (速度)により規定された周転円運動を発生する。また、第 1図について前述したように、これらの出力は、前述したようにかさ歯車型の差 動歯車組立体である総合的な再結合歯車装置38の一部分を構成する対向した入 力かさ歯車40および42に加えられる。軸24からの出力がこの組立体に加え られる方法は、組立体自体の詳細な説明と共に、以下に説明する。
第1図ないし第7図について前述したように、軸24Aおよび24Cの周転円運 動の正の半サイクル出力は再結合差動歯車組立体38、特にその人力かさ歯車4 0の一方の入力側に連続して伝達され、一方間時に軸24Bおよび24Dにより 発生せしめられた周転円運動の正の半サイクルは組立体38、特にその人力かさ 歯車42の他方の入力側に連続して伝達される。これを行なうために、軸の組2 4Aおよび24Cは出力部分としてオーバーラン歯車106Aおよび106Cを それぞれ担持し、−太軸の組24Bおよび24Dは同様なオーバーラン歯車10 6Bおよび106Dをそれぞれ担持している。これらの後者のオーバーラン歯車 106Bおよび106Dは、明確に説明するために、該歯車が差動歯車組立体の 一部分を構成する入力歯車42と係合する状態を示すことができるように、第9 図において、(歯車100Bおよび100Dと同様に)軸24Aおよび24Cの まわりに配置された状態で示しである。これらのオーバーラン歯車(および歯車 100Bおよび100D)は、実際には、前述したように軸24Bおよび24D に装着されているが、歯車100Bおよび100Dならびに102Bおよび10 2Dと同様に、それらのそれぞれの軸を第9図に示していないので、第9図では 実際の装着状態が見えない、それにもかかわらず、これらのオーバーラン歯車が 入力歯車42と係合する方法は同じである。
特に、オーバーラン歯車106Aおよび106Cを参照すると、これらの歯車が 軸24Aおよび24Cに固定されないで、軸24Aおよび24Cの時計回りの回 転により駆動されると共に、軸24Aおよび24Gを逆時計回りの方向に自由に 逆回転させることに留意すべきである。この点について、図示していないが、各 々のオーバーラン歯車が該オーバーラン歯車をこのように作動可能ならしめる標 準の機構を備えていることに留意すべきである。
したがって、歯車106Aおよび106Bは、前述したように、かさ歯車40を 逆時計回りの方向に駆動する。これはオーバーラン歯車106Bおよびl06D にもあてはまる。特に、これらの歯車106B、106Dはそれらの軸24Bお よび24Dの時計回りの回転により駆動され、これらの軸を逆時計回りの方向に 自由に逆回転させて、それにより入力かさ歯車42を逆時計回りに駆動する。オ ーバーラン歯車106Aおよび106Cの両方をかさ歯車40に作動させるため に、中間入力歯車108が入力かさ歯車40のまわりに設けられ、そして咳入力 かさ歯車に固定して連結され、それによりオーバーラン歯車106Aおよび10 6Cの両方と同時に係合する。同様な中間入力歯車110がオーバーラン歯車1 06Bおよび106Dと同時に係合するために入力かさ歯車42のまわりに固定 して連結されている。特に、再結合組立体38について述べると、この組立体は 前述したようにその人力かさ歯車40および42を含んでいるのみでなく、スパ イダ112も含んでいる。スパイダ112は組立体38の出力部材としての役目 をなし、かつ前述した中間出力軸36に固定されている。この中間出力軸36は 、第1図について説明したように、遊星歯車組立体14の中心に整列して配置さ れているが、入力軸12と連結されていない。中間出力軸36は、一端部におい て、遊星歯車組立体14の支持板16内の軸受113により、またその他端部に おいて、遊星歯車組立体の後側車軸72内の軸受115により支持されている。
この再結合組立体38は、前述したように、軸の&1124Bおよび24Cから の周転円運動を軸の組24Aおよび24Cからの周転円運動と同時に(並行に) 結合して中間出力軸36を入力軸12と同じ方向に、しかも遊星歯車組立体】4 と割出し板84との間の偏心度に依存する速度で連続して回転させる。もしも両 者が同心をなしていれば、出力軸36は入力軸12と同し速度で回転し、そして もしも遊星歯車組立体14および割出し板84が偏心していれば、出力軸36は 偏心度に依存して入力軸12よりも大きい速度で回転する。全体の再結合組立体 38がこれを行なう方法は次のとおりである。この再結合組立体はこの技術分野 に知られているその他の差動歯車とは大きく異なっていない。二つの異なりしか もおそらくは可変の入力を合計して平均の動的な出力を発生する差動歯車の能力 は、この装置にとって不可欠である。
この装置においては、差動歯車組立体38は位相が90°異なる二つの入力44 および46(第4図および第5図参照)を合計してこの入力の和を1/2の「平 均」の比率で出力するために使用される。
再び、第1図にもどって述べると、中間出力軸36からの出力回転がエビサイク リック差動歯車組立体50の一つの入力側に伝達され、一方第2の入力側は入力 回転の一部分を受けることを思い出されよう。前記の出力回転および入力回転の 一部分が結合されて、最終の出力軸58を軸36(したがって、入力軸12)の 回転方向と反対の方向に、しかも軸36の回転速度に依存する速度で駆動する。
特に、前述したように、軸36が(偏心度がゼロであるために)軸12のシステ ム人力RPMで回転するときには、出力軸58は回転しない。出力軸58は軸3 6が割出し板84と遊星歯車組立体14との間にある偏心度を必要とする入力R PMよりも大きい速度で回転させられるまでは回転を開始しない。
第9図にもどって述べると、中間出力軸36は遊星歯車組立体14のプレート1 8の協働する開口部を通して、管状の後側車軸72を越えて延びて入力輪歯車5 2を駆動して、それに゛より最終の再結合差動歯車組立体50を駆動する。最終 の再結合組立体50への他方の入力はスパイダ54への入力であり、また組立体 50の出力は出力軸58を駆動する太陽歯車60により表わされる。最終の再結 合差動歯車組立体50は、全体の差動歯車組立体の一部分を構成するスパイダピ ニオン116の直径に対する太陽歯車60の歯車比が1:1でありかつスパイダ ビニオン116の直径に対する輪歯車52の歯車比が3:1であるように構成さ れたエビサイクリック差動歯車である。入力スパイダ54は、前述したように、 入力RPMの一部分により駆動され、そしてこれは特に遊星歯車組立体を使用す ることにより行なわれる。この遊星歯車組立体は、管状の車軸72に固定して装 着されたテークオフ歯車118、該テークオフ歯車と係合しかつバイパス車軸1 22の一端部に装着されたバイパス前側歯車120、同様にバイパス車軸122 に固定して連結されたバイパス後側歯車124および入力スパイダ54の一部分 を構成するスパイダ駆動歯車126を介して入力スパイダ54を駆動する。バイ パス車軸122は、中央支持板78及び端末支持板132にそれぞれ設けられた 軸受128および130内に支持されている。また、支持板132は出力軸58 の端部を軸受134により支持している。テークオフ歯車118と前側バイパス 歯車120との歯車比は3:4である。
それ故に、入力スパイダ60は入力回転の75%により駆動される。
今述べた説明を要約すると、差動歯車組立体5oへの一方の入力は出力軸36に より与えられ、また他方の入力はシステム人力RPMの75%、すなわち、入力 軸12の速度の75%により与えられる。 (1) &ll立体50がエピサイ クリック型差動歯車であり、(2)太陽歯車とスパイダビニオンとの歯車比が+ 1 :’1であ゛す、(3)輪歯車とスパイダピニオンとの歯車比が3:1であ り、またシステム人力RPMの75%が入力スパイダに伝達されることがら、入 力輪歯車(軸36)が入力軸12のシステム人力RPMのみにおいて駆動される ときに、差動歯車組立体は、前述したように、最終の出力軸58を全く回転させ ないようにこれらの入力に応答する。換言すると、輪歯車がスパイダの回転の1 1ノ3倍で回転するときに、輪歯車およびスパイダが互いに補完して閉ループを 構成;し5.”出カー紬58には出力が発生しない。他方、入力輪歯車52[( ・軸36)が1(割、出jし板と遊星歯車組立体との間の偏心度のために)シス テム人力R・PMよ・りも大きい速度で回転し、そして同時に入力スパイダ54 がシステム入力’RP Mの75%に保たれているときに、出力・軸58が・輪 1歯車とビニオンとの歯車比が太陽歯車とビニオンとの歯車比の「3倍」である ためにシステムRPMに対して増大した軸36の回転数の3倍の速度で太陽歯車 6oを介して回転せしめられる。
出力軸58の速度は操作作動棒99により制御することができる。この作動環9 9は、前述したように、割出し板84と遊星歯車組立体14との間の偏心度を変 更する作用をする0割出し板84が遊星歯車組立体と同心をなした出発位置にあ るときに、出力軸36は入力軸12と同じ速度、すなわち、システム入力RPM で回転せしめられ、その結果最終の出力軸58は全く回転しない。
作動環99が割出し板84を遊星歯車組立体に対して同軸になるように操作され るときに、中間出力軸36の速度が偏心度に比例してそのシステム人力RPMよ りも高くなる。その結果、最終の出力軸58がシステム人力RPMよりも高い軸 36の付加的な速度に比例した速度で回転せしめられる。したがって、作動環9 9の操作のみにより、最終の出力軸58は、クラッチ、離脱装置またはトルクコ ンバータを必要としないで、システム人力RPMで連続的にかつ実質的に円滑に 回転させることができる。
以上、全体の装置10について記載したが、上記の本発明の主な特徴が中間出力 軸36および最終の出力軸58の実際の回転出力4と関連して1いることは明ら かであろう。さらに詳しく述べると、再結合差動歯車38への周転円運動の並列 の伝達と呼ばれている作用により、波形48および48′により明示されている ように、軸36が比較的円滑に回転せしめられる。今述べた並行な作用により得 られかつ詳細に説明しなかった全体の装置のさらに一つの特徴は、以下に述べる ように、この装置がそのトルク荷重をその4個のエピサイクリック軸24に分配 する方法に関する。これは(並列のアプローチよりもむしろ)直列のアプローチ を使用しがつ全トルク荷重を支えるために単一の軸を使用する従来技術の装置と 対比されるべきである。
所定の時期に、軸の組24A、24Cのうちの一方からの出力が再結合差動装置 38の一方の側を駆動し、一方他方の軸の組24B、24Dのうちの一方が他方 の側を同時に駆動することを思い出すことができよう。この再結合差動装置は、 その性質そのものにより、これらの運動を同時に伝達する2個の軸がトルクを等 しく分配することが必要である。したがって、所定の瞬間に、軸24Aおよび軸 24Bがトルク荷重を等しく分配し、また別のときに、軸24Cおよび軸24D がそのトルク荷重を分配する。
これは、また、単一の軸がすべての運動を発生し、したがってすべてのトルクを 吸収する直列のアプローチと対比されるべきである。したがって、本発明は、例 えば入力軸12から例えば中間軸26に任意の所定のトルクを伝達するために、 個々の構成部分、例えば、エビサイクリック軸自体をこの装置が従来技術の場合 のように直列に操作される場合に必要な重量よりも軽い重量とすることができる 。
さらに、装置10について述べると、前記の説明は割出し板84がクランクアー ム80と協働して軸24を第2A図、第2B図および第3図に例示したように前 後に回転させる方法を十分に説明していると考えられるが、第12図について補 足的な説明を行なう。この第12図は軸24のうちの1個、特に軸24Aにより 描かれる軌道通路と、組み合わされたクランクアーム80Aの連結ビンが協働す るスロフ)82A内に跨乗するときに該連結ビンにより描かれる軌道通路とを図 解的に例示している。これは割出し板84が遊星歯車組立体に対して第12図に 示したように偏位していることを前提としている。特に、第12図の点P1は遊 星歯車組立体の中心に相当し、そして点Ptは割出し板の偏心中心に相当する。
特に、軸24AがOoにおいて出発するその遊星歯車組立体の通路のまわりに旋 回して逆時計図りに移動するときに、第12図を説明する目的のために符号PA で示したその対応したクランクアームのピンは、軸24Aを第2A図の波形26 により規定されるように先づそれ自体の軸線のまわりに一方向に回転させ、その 後その反対の方向に回転させるように、その非円形通路に沿って移動するように 拘束されていることに留意されたい。
その他の3個の軸24B、24Cおよび24Dは同様に作用する。
以下に、前述した全体の装置10のいくつかの変型について説明する。これらの 変型のうちの第1実施例は第13図に例示してありかつ割出し板を遊星歯車組立 体に対して同心をなす位置と種々の偏心位置との間に移動させることができる特 定の方法に関する。この点について、例示した割出し板は以下に説明する割出し 板の変型200であるが、前述した割出し板84はその両心位置と偏心位置との 間に同様に移動させることができる0割出し板位置決め装置は符号202で示し てあり、かつ割出し板支持アーム組立体204を含む。この組立体204は割出 し板200をその相対した端部の間の点において全体を符号206で示した好適 な手段により回転するように支持している。アーム組立体204の一端部は割出 し板ピポントビン210により固定された支持部材208に枢動可能に連結され 、それにより全アーム組立体204および割出し板200を矢印212で示した ようにビン210のまわりに前後に枢動させることができる。
さらに第13図について述べると、割出し板支持アーム組立体204のさもなけ れば自由な端部を制御されたfi櫟で矢印216により示したように垂直方向に 上下動させるだめの組立体214が設けられている。これにより、アーム組立体 204が引続いてピン210のまわりに枢動して、それにより割出し板200を 隣接した遊星歯車装置と同心をなす位置と種々の偏心位置との間に今述べた弓形 に移動させる。組立体214は、割出し板位置決め1 ねじボルト219を収納 する支持ハウジング218からなっている。ねじボルト219は支持ハウジング 218の所定位置に固定さ′れた割出し板位1決めナツト221を通してねじ込 まれている。
ねじボルト219の頂端部は好適なモータ223と連結されている。モータ22 3は外部からの制御信号に応答してねしボルト219を時計回りまたは逆時計回 りに回転させる。ねじボルト219を一方向に回転することにより、ねじボルト 219は矢印216で示すように垂直方向に上方に移動し、またねしボルト21 9を反対の方向に回転することにより、ねじ棒219は矢印216で示すように 垂直方向に下方に移動する。このねじボルト219はアーム組立体204を前述 したように咳ねしボルトと共に上下動させるためにアーム組立体204のさもな ければ自由な端部と好適に連結されている。このようにして、モータ223に特 定の制御信号を送ることにより、割出し板200をその遊星歯車組立体と同心を なす位置と種々の偏心位置との間に制御された態様で移動することができ、それ により前記の中間軸36および出力軸58の速度を最終的に制御することができ る。
さて、装置10の変型を説明するための第14図ないし第19図に留意されたい 。この装置を前述したように作動させるために、その遊星歯車組立体および割出 し板をこれらが相互に同心をなしていようと、偏心していようと、いずれにせよ 、同じ方向にかつ同じ速度で回転しなければならないことを思い出されよう。装 置10においては、これは前述したようにシンクロ遊び歯車102および104 と組み合わされたシンクロ歯車100により行なわれた。第14図ないし第19 図には、これらのシンクロ歯車およびシンクロ遊び歯車を設ける必要をなくすと 共に、装置の遊星歯車組立体および割出し板が同じ方向にかつ同じ速度で回転す ることを保証する構成部分の変型装置を例示しである。以下の説明から理解され るように、これを行なうために、遊星歯車組立体の変型および割出し板の変型が 使用されている。
先づ、第14図、第15図および第16図においては、変型の遊星歯車組立体1 4′を例示しである。この遊星歯車組立体14’は、第14図に最良に例示した ように、例えば第11A図に示した態様と同様にプレート16を越えて外方に延 びる前述した周転円運動発生軸24A、24B、24Cおよび24Dを含んでい るや前述したクランクアーム80A、80B、80Cおよび80Dは第9図およ び第14図に例示したようにこれらの軸とそれぞれ連結されている。しかしなが ら、これらのクランクアームは第8図および第9図に例示された実施例と異なり 、割出し板のスロット中に相互に連結されていない。正確にいえば、各々のクラ ンクアームは組み合わされた連結棒220A、220B、220Cまたは220 Dの一端部に近い箇所と連結されている。また、各々の軸24は、自由に回転す る遊びアーム222A、22B、222Cまたは222Dを担持している。この 点については、第14図に示したように、遊びアーム222Aが軸24Dに装着 され、遊びアーム222Dが軸224Cに装着され、その他も同様に装着されて いることに留意されたい。また、遊びアーム222Aが連動棒220Aのさもな ければ自由な端部の付近に連結され、遊びアーム222Bが連結棒220Bのさ もなければ自由な端部の付近に連結され、その他の遊びアームも同様に連結され ていることに留意されたい。各々のクランクアーム80Aおよびそれと組み合わ された遊びアーム222Aが連結棒220Aと枢動可能に連結され、それにより 連動棒220Aが常に軸24Aおよび24Dの中心を結ぶ線に平行に移動するよ うに拘束されていることに留意することが肝要である。これはその他のクランク および遊びアームについてもあてはまる。したがって、連結棒220Bは軸24 Aおよび24Bと交差する線に平行な方向にのみ移動することができ、連結棒2 20Cは軸24Bおよび24Cと交差する線に平行な方向にのみ移動することが でき、連結棒220Dは軸24Cおよび24Dと交゛差する線に平行な方向にの み移動することができる。以下の説明から理解されるように、これらの連結棒は (第2A図および第2B図に示すように)前記の周転円運動を軸24に伝達しか つ割出し板が遊星歯車組立体と同じ方向で、しかも同じ速度で回転することを保 証するように変型の割出し板のすべりガイド内に拘束されている。例示する目的 のために、端板16および連結棒220は第16図においてクランクアームおよ び遊びアームを省略した状態で示しである。
さて、第17図ないし第19図においては、前述した変型の割出し板に留意され たい。この割出し板は、第13図について前述したように、全体を符号200で 示しである。特に、割出し板の内側部、すなわち、遊星歯車組立体14′の端板 16およびそれと組み合わされた連結棒220に面する側は4個の二層構造の外 側部分232.234.236および238により囲繞された凹部230を含む ことに留意されたい。これらの種々の外側部分は組み合わされて連結棒22OA 、220B、220Cおよび220Dをそれぞれ受け入れるためのすべりガイド 240A、240B、240Cおよび240Dを構成している。連結棒は実際に は第19図において所定位置に示しである。特に、すべりガイドが連結棒を押出 し板に対して横方向に前後に、すなわち、すべりガイドの長手方向に摺動させる ことに留意されたい。同時に、連結棒が割出し板に対して長手方向に移動しまた は角度をなして移動することが阻止される。いずれにせよ、連結棒は割出し板を 回転する組立体と共に同じ方向にかつ同じ速度で移動するように連動させる。
変型の遊星歯車組立体14および変型の割出し板200について説明したが、組 立体および割出し板が協働して軸24が移動して前記の周転円運動を行なうこと を保証しそれと同時に遊星歯車組立体および割出し板が速度および方向について 同期化されることを保証する方法について留意されたい。割出し板および遊星歯 車組立体が相互に同心をなしていると想定すると、割出し板および遊星歯車組立 体を同じ方向にかつ同じ速度で一緒に移動させるために、連結棒が割出し板に対 して移動する必要はなく゛、・したがって、軸は全く回転しない。他方、割出し 板および遊星歯車組立体が相互に偏心しているときに、組み合わされた連結棒と 連結された各々のクランクアームビンが第12図に例示した通路に沿って移動す る。これにより、連結棒は前述した平行な関係を維持しながら長手方向にかつ横 方向に移動するように強制される。連結棒は割出し板に対して長手方向にかつ横 方向に移動することができないので、連結棒は割出し板を遊星歯車組立体と同し 方向にかつ同じ速度で連結棒と共に移動するように強制する。同時に、連結棒の この運動は連動棒のそれぞれの軸を第2A図、第2B図および第3図に示した波 形26.28.32および34により前後に回転させる。
前述したように装置10の変形を組み込むことにより、主シンクロ歯車100お よびシンクロ遊び歯車102および104が装置からなくすことができる。第2 0図および第21図について以下に説明するさらに別の変型を設けることにより 、前記のオーバーラン歯車106ならびに中間入力歯車108および110をな くすことができる。この点について、オーバーラン歯車106Aおよび106C が軸24Aおよび24Cが逆時計回りに回転するときのみに歯車108を時計回 りの方向に交互に駆動し、そして軸24Aおよび24Cが反対の方向に回転する ときに惰性で回転する( freel wheel )ことを思い出されよう、 これは、また、オーバーラン歯車106Bおよび106Dならびにそれらと組み 合わされた中間入力歯車110についてもあてはまる。
さて、第20図および第21図について述べると、軸24Aないし24Dを入力 軸12および中間出力軸36と共に例示しである。また、再結合歯車装置の変型 38′を示しである。この変型38′は、オーバーラン歯車106ならびに中間 入力歯車108および110により駆動されないことを除いては、歯車装置38 と同じかまたはほぼ同じ構造とすることができる。正確にいえば、以下の説明か ら理解されるように、リンクおよびオーパーランクランチの組合わせが使用され ている。この点について、歯車装置38′が1個の入力軸310と1個の対向し た中空の入力軸312とを含むことに留意されたい。
軸24の各々は、第21図に最良に例示したように、相互連結リンク3,04と 例示したように連結された対1間1した。固定されたリンク、すなわち、ロッカ ーアーム300および302を含む。これらの相互連結リンク304はそれぞれ のオーバーランクラッチ306と連結されている。さらに特定的に述べると、軸 24Aはそのリンク300A、302Aおよび304Aを介してオーバーランク ラッチ306Aと連結され、軸24Bはそのリンク300B、302Bおよび3 04Bを介してそれと組み合わされたオーバーラン歯車306Bと連結され、そ してその他の軸も前述したように連結されている。オーバーランクラッチ306 Aおよび306Cは軸312のまわりに装着され、そしてクラッチ306Bおよ び306Dは軸310のまわりに装着されている。
軸24の各々は時計回りに回転し、その後進時計回りに回転する0例えば、軸2 4が逆時計回りに回転するときに、そのリンクがオーバーランクラッチ306A により軸312を同じ方向に回転させる。軸24Aが時計回りに回転するときに 、そのリンクが同じオーバーランクラッチを反対の方向に惰性で回転させる。こ れは種々のその他の軸24、それらのリンクおよびオーバーランクラッチにもあ てはまる。第20図においては、軸24Aおよび24Dのみがこれらの軸と連結 されたオーバーランクラッチと共に示しである。その他の2個のオーバーランク ラッチ306Cおよび306Bは示されているけれども、これらのクラッチがそ れぞれの軸と連結された状態は示されていない。いずれにせよ、オーバーランク ラッチ306Bおよび306Dが再結合組立体38′に至る入力軸310を交互 に駆動し、一方オーバーランクラッチ306Aおよび306Cが再結合組立体3 8′の反対側に至る中空の入力軸312を駆動することに留意すべきである。特 に、出力軸36が軸312内の軸受系314内に支持されていることに留意され たい。
第20図および第21図の説明から再結合組立体38′の相対した側への入力が 歯車106および108を設ける必要がないことを除いて、第9図について記載 した例と合致していることが明らかであろう。したがって、装置10に第14図 ないし第19図の変型と共に第20図および第21図の変型を組み込んだ場合に 、歯車100.102.104.106.108および110のすべてをなくす ことができる。

Claims (60)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.入力回転を変更して変更された均一な回転出力を発生させる装置であって、 (a)前記入力回転を確立する手段と、(b)第1の中間回転を発生させるため に前記入力回転に応答する第1手段と を備え、前記第1中間回転の速度は該中間回転の最高速度に相当する特定のピー クからピークまでの振幅における第1の特定の正弦波形により変化し、さらに、 (c)前記第1波形と全く同じであり、しかも位相が180°異なる第2の特定 の正弦波形により速度が変化する第2の中間回転を発生させるために前記入力回 転に応答する第2手段と、(d)前記第1中間回転および第2中間回転を出力軸 に前記出力軸を回転させてそれにより回転出力を発生させるように同時に接続す る手段とを備え、前記接続手段が前記出力回転が前記第1正弦波形および第2正 弦波形の平均に相当する速度を有する均一な出力になり、それにより前記出力軸 の速度が前記波形のピークからピークまでの振幅に依存するように前記中間回転 を平均するように設計された前記装置。
  2. 2.前記入力回転および前記中間回転が同一方向であり、かつ前記中間回転の各 々の速度が前記入力回転と等しい最低速度と前記入力回転を超える最高速度との 間で変化する請求の範囲第1項に記載の装置。
  3. 3.前記正弦波形のピークからピークまでの振幅をゼロから入力回転よりも大き い所定の速度にし、それにより前記正弦波形のピークからピークまでの振幅をゼ ロよりも大きくし、それにより前記の均一な回転出力の速度を前記入力回転と等 しい速度から所定のより高い速度まで変更することができるように前記中間回転 の最高速度を入力回転と等しい速度から変更する手段を含む請求の範囲第2項に 記載の装置。
  4. 4.(a)前記第1中間回転発生手段が(i)前記入力回転と同じ方向および同 速度を有する軌道旋回成分と、正弦波形により前記軌道旋回成分の第1半サイク ルの間に前記軌道旋回成分と同じ方向において速度が先づ増大し、その後減少し 、その後前記軌道旋回成分の第2半サイクルの間にその反対方向において速度が 増大し、その後減少する往復動成分とからなる第1周転円運動を発生させる第1 手段と、 (ii)往復動成分の位相が前記第1周転円運動の往復動成分から180°異な ることを除いて前記第1周転円運動と全く同じ第2周転円運動を発生させる第2 手段と、(iii)前記第1周転円運動および第2周転円運動を前記第1中間回 転に変換する手段と を含み、そして (b)前記第2中間回転発生手段が (i)往復動成分の位相が前記第1周転円運動および第2周転円運動から90° 異なることを除いて前記第1周転円運動および第2周転円運動と全く同じ第3周 転円運動を発生させる第3手段と、 (ii)往復動成分の位相が前記第3周転円運動から180°異なりかつ前記第 1周転円運動および第2周転円運動から90°異なることを除いて前記第1周転 円運動、第2周転円運動および第3周転円運動と全く同じ第4周転円運動を発生 させる第4手段と、 (iii)前記第3周転円運動および第4周転円運動を前記第2中間回転に変換 する手段と を含む請求の範囲第3項に記載の装置。
  5. 5.周転円運動を発生する前記第1手段、第2手段、第3手段および第4手段が (a)前記入力回転と同心をなす軸線のまわりに回転するように装着された共通 のプレート手段と、 (b)前記共通のプレート手段を前記入力回転と同じ速度でかつ同じ方向に回転 させるために前記入力回転を前記共通のプレート手段に接続する手段と、 (c)前記共通のプレート手段の軸線に平行な関係にかつ該軸線のまわりに円周 方向に等しい間隔を隔てて前記共通のプレート手段に装着された前記第1周転円 運動、第2周転円運動、第3周転円運動および第4周転円運動にそれぞれ相当す る第1軸手段、第2軸手段、第3軸手段および第4軸手段とを含み、前記第1軸 手段および第2軸手段は互いに対向し、そして前記第3軸手段および第4軸手段 は互いに対向しており、前記軸手段の各々が前記共通のプレート手段と共に回転 してそれにより該プレート手段の周転円運動の軌道旋回成分を発生するように装 着され、かつそれ自体の軸線のまわりに回転するように前記共通のプレート手段 に装着されており、さらに、 (d)前記軸手段の各々にその周転円運動の往復動成分を伝達するために前記共 通のプレート手段と別個に設けられた手段を含む請求の範囲第4項に記載の装置 。
  6. 6.前記軸手段の各々にその周転円運動の往復動成分を伝達する前記の別個の手 段が (a)前記共通のプレート手段に平行な関係にかつそれ自体の軸線のまわりに前 記共通のプレート手段と共に回転するように装着された割出し板手段と、 (b)前記第2の割出し板手段および前記共通のプレート手段を相互に同心をな しまたは種々の度合で偏心させることができるように前記共通のプレート手段に 対する前記第2割出し板手段の位置を変更する手段であって、前記中間回転の最 高速度を変更する前記手段の役目をなす位置変更手段と、(c)前記割出し板手 段に形成された第1スロット、第2スロット、第3スロットおよび第4スロット と、(d)前記軸手段の各々の一端部を前記スロットのうちの対応した一つのス ロット中に連結するクランク手段と、(e)前記割出し板手段を前記共通のプレ ート手段と同じ方向にかつ同じ速度、すなわち、前記入力回転において回転させ るように前記共通のプレート手段を前記割出し板手段と相互に連結する同期化手 段と を含む請求の範囲第5項に記載の装置。
  7. 7.前記割出し板手段および前記共通のプレート手段を相互に共心をなしまたは 種々の度合で偏心させることができるように前記共通のプレート手段に対する前 記割出し板の位置を変更する前記手段が (a)前記割出し板と固定して連結された割出しピボット手段と、(b)前記割 出しピボット手段を前記割出し板手段の軸線の一方の側に平行でありかつ横方向 に隔置された軸線のまわりに枢動させるために支持して、それにより前記割出し 板手段および前記割出しピボット手段を相互に偏心させ、そしてそれにより前記 割出しピボット手段の枢動により前記割出し板手段を前記共通のプレート手段と 共心をなす位置と前記共通のプレート手段に対して種々の度合で偏心する位置と の間に該割出しピボット手段と共に移動させる手段とを含む請求の範囲第6項に 記載の装置。
  8. 8.前記同期化手段が前記第1軸手段および第2軸手段のクランク手段を相互に 相対する方向にのみ回転させることができかつ前記第3軸手段および第4軸手段 のクランク手段を相互に相対する方向にのみ回転させることができ、それにより 前記割出し板手段が前記共通のプレート手段よりも早くまたは遅く回転すること を阻止するように前記4個の軸手段を相互に連結する一連の歯車手段を含む請求 の範囲第6項に記載の装置。
  9. 9.第2出力軸と、前記第2出力軸を前記の量初に述べた出力軸の速度が前記入 力回転を超えるときのみに前記の量初に述べた出力軸と前記入力回転との間の速 度の差に正比例した速度のみにおいて回転させるように前記の最初に述べた出力 軸の回転を前記入力回転のある所定の比率に相当する回転と組み合わせる手段と を含む請求の範囲第3項に記載の装置。
  10. 10.入力回転を変更して変更された均一な回転出力を発生させる装置であって 、 (a)前記入力回転を確立する手段と、(b)前記入力回転から転道旋回成分と 正弦波形回転成分とからなる第1周転円運動を発生させる第1手段と、(c)前 記入力回転から転道旋回成分と正弦波形回転成分とからなる第2周転円運動を発 生させる手段とを備え、前記第2周転円運動はその正弦波形回転成分の位相が前 記第1周転円運動の正弦波形回転成分から180°異なっていることを除いて前 記第1周転円運動と全く同じであり、さらに、 (d)出力軸を回転させてそれにより回転出力を発生させるように前記第1周転 円運動および第2周転円運動を出力軸に同時に接続する手段を備え、前記接続手 段が回転出力が前記周転円運動の各々の軌道旋回成分の速度よりも正弦波形回転 成分の平均の量だけ高い均一な出力となるように前記第1周転円運動および第2 周転円運動の正弦波形回転成分を平均するように設計された前記装置。
  11. 11.前記回転円運動の各々の転道旋回成分の速度が前記入力回転と等しく、そ れにより前記出力軸の速度が前記入力回転よりも前記正弦波形回転成分の平均だ け高い請求の範囲第10項に記載の装置。
  12. 12.第2出力軸と、前記第2出力軸を前記の最初に述べた出力軸の速度が前記 入力回転を超えるときのみにその超過量に正比例した速度のみにおいて回転させ るように前記の最初に述べた出力軸の回転を前記入力回転のある所定の部分に相 当する回転と組み合わせる手段とを含む請求の範囲第11項に記載の装置。
  13. 13.入力回転を変更して変更された均一の回転出力を発生させる方法であって 、 (a)前記入力回転を確立し、 (b)前記入力回転から第1中間回転を発生させ、前記第1中間回転の速度は該 中間回転の最高速度に相当する特定のピークからピークまでの振幅における第1 の特定の正弦波形により変化し、さらに、 (c)前記入力回転から前記第1波形と全く同じであり、しかも位相が180° 異なる第2正弦波形により速度が変化する第2中間回転を発生させ、 (d)前記第1中間回転および第2中間回転を出力軸に同時に接続して前記出力 軸を回転させ、それにより回転出力を発生させる 諸工程を含み、前記接続工程が前記回転出力が前記第1正弦波形および第2正弦 波形の平均に相当する速度を有する均一な出力になり、それにより前記出力軸の 速度が前記波形のピークからピークまでの振幅に依存するように前記中間回転を 平均するように設けられた前記方法。
  14. 14.前記入力回転および、前記中間回転が同一方向であり、かつ前記中間回転 の各々の速度が前記入力回転と等しい最低速度と前記入力回転を超える最高速度 との間で変化する請求の範囲第13項に記載の方法。
  15. 15.前記中間回転の最高速度を入力回転と等しい速度から変更してそれにより 前記正弦波形のピークからピークまでの振幅をゼロから入力回転よりも大きい所 定の速度とし、それにより前記正弦波形のピークからピークまでの振幅をゼロよ りも大きくし、そしてそれにより前記の均一な回転出力の速度を前記入力回転と 等しい速度から所定のより高い速度まで変更することができる工程を含む請求の 範囲第14項に記載の方法。
  16. 16.第2出力軸を前記の最初に述べた出力軸の速度が前記入力回転を超えると きのみに前記の最初に述べた出力軸と前記入力回転との間の速度の差に正比例し た速度のみにおいて回転させるように前記回転出力を前記入力回転のある所定の 部分と組み合わせる工程を含む請求の範囲第14項に記載の方法。
  17. 17.入力回転を変更して変更された均一な回転出力を発生させる方法であって 、 (a)前記入力回転を確立し、 (b)前記入力回転から軌道旋回成分と正弦波形回転成分からなる第1周転円運 動を発生させ、 (c)前記入力回転から軌道旋回成分と正弦波形回転成分とからなる第2周転円 運動を発生させる諸工程を含み、前記第2周転円運動はその正弦波形回転成分の 位相が前記第1周転円運動の正弦波形回転成分から180°異なっていることを 除いて前記第1周転円運動と全く同じであり、さらに、(d)出力軸を回転させ てそれにより回転出力を発生させるように前記第1周転円運動および第2周転円 運動を出力軸に同時に接続する工程を含み、前記接続工程が回転出力が前記周転 円運動の各々の軌道旋回成分の速度よりも正弦波形回転成分の平均の量だけ高い 均一な出力となるように前記第1周転円運動および第2周転円運動の正弦波形回 転成分を平均する作用をする前記方法。
  18. 18.周転円運動の各々の軌道旋回成分の速度が前記入力回転と等しく、それに より前記出力軸の速度が前記正弦波回転成分の平均だけ高い請求の範囲第17項 に記載の方法。
  19. 19.第2出力軸を前記の最初に述べた出力軸の速度が前記入力回転を超えると きに前記の最初に述べた出力軸の速度のみにおいてそして超過量に正比例した速 度のみにおいて回転させるように前記出力軸の回転を前記入力回転のある所定の 比率に相当する回転と組み合わせる工程を含む請求の範囲第18項に記載の方法 。
  20. 20.(a)所定の速度および所定の方向において入力回転を発生させる手段と 、 (b)遊星歯車組立体をそれ自体の軸線のまわりに前記入力回転と同じ速度およ び同じ方向において回転させるように支持する手段と を備え、前記遊星歯車組立体は自体の軸線のまわりに前後に回転するように支持 されかつ前記遊星歯車組立体の軸線から等距離にしかも該軸線の相対する側に配 置された第1軸および第2軸を含み、それにより前記入力回転の方向および速度 における遊星歯車組立体の回転により前記第1軸および第2軸に前記入力回転と 同じ方向および同じ速度を有する遊星歯車組立体の軸線のまわりの周転円運動の 軌道旋回成分を伝達するようになっており、さらに、 (c)割出し板を前記遊星歯車組立体の軸線に平行なそれ自体の軸線のまわりに 回転させるように支持する手段を備え、前記割出し板はその軸線から等距離にし かも該軸線の相対する側に配置された第1スロットおよび前2スロットを含んで おり、さらに、 (d)前記割出し板をその回転軸線に対して垂直な方向にある限られた程度まで 前記遊星歯車組立体に同心をなした第1位置と前記遊星歯車組立体に対して種々 の度合で偏心した第2位置との間に移動する手段と、 (e)前記第1軸および第2軸のそれぞれの共通の端部に固定して連結されかつ 前記第1スロットおよび第2スロットのそれぞれの内部に配置された第1クラン ク手段および第2クランク手段と、 (f)割出し板が前記遊星歯車組立体に対して同心をなしていようとまたは偏心 していようといずれにせよ前記割出し板を前記遊星歯車組立体と同じ方向および 同じ速度において回転させるように前記割出し板を前記遊星歯車組立体と連結す る手段とを備え、それにより割出し板が遊星歯車組立体に対して偏心していると きに、割出し板が前記第1軸をそれ自体の軸線のまわりに往復動させ、前記転道 旋回成分の第1半サイクルの間にその軌道旋回成分と同じ方向における速度が先 づ増大し、次いで減少し、その後その軌道旋回成分の第2半サイクルの間にその 反対方向における速度が増大し、その後減少して、それにより割出し板が前記第 2軸を前記第1軸の往復運動とは位相が180°異なることを除いて同様に往復 動させ、各々の軸の前記往復運動がその全周転円運動の往復動成分として作用す る周転円運動発生装置。
  21. 21.前記割出し板を前記遊星歯車組立体と共に回転するように連結する前記手 段が前記第1クランクおよび第2クランクが相互に相対する方向にのみ回転する ことができるように前記第1軸および第2軸を相互に連結する歯車手段を含む請 求の範囲第20項に記載の装置。
  22. 22.前記遊星歯車組立体を含む前記手段が前記第1軸および第2軸に相当する 機能を有し、しかも遊星歯車組立体の軸線の相対する側にかつ該軸線から等距離 に、しかも第1軸および第2軸から等距離に配置された第3軸および第4軸を含 み、前記割出し板が前記第1スロットおよび第2スロットに相当する機能を有す る第3スロットおよび第4スロットを含み、遊星歯車組立体が前記第3軸および 第4軸の共通の端部に固定して連結されかつ前記第3スロットおよび第4スロッ トのそれぞれ内に配置された第3クランク手段および第4クランク手段を含み、 それにより前記第3軸および第4軸が前記第1軸および第2軸と同じ周転円運動 を発生し、第3軸および第4軸の往復動成分の位相が相互に180°異なり、そ して前記第1軸および第2軸の往復動成分から90°異なっている請求の範囲第 21項に記載の装置。
  23. 23.入力回転を連続した変動増分で変更して均一な回転出力を発生させる装置 であって、 入力rpmで回転せしめられるように動力発生装置と作用するように連結された 入力回転軸と、 前記入力rpmにおいて回転させるために前記入力軸と作用するように連結され た遊星歯車装置と、 前記遊星歯車組立体に対して半径方向にかつ同心をなして配置された複数個の遊 星形偏心軸と、 前記遊星形偏心軸の各々をその長手方向の軸線のまわりに正弦波形回転運動を行 なうように回転させる手段と、前記正弦波形回転運動を並列に処理しかつ前記正 弦波形回転運動を前記入力rpmと組み合わせて変更された均一な回転出力を発 生させる処理組立体と を備えた前記装置。
  24. 24.第1組の対向した遊星形偏心軸と、第2組の対向した遊星形偏心軸とを備 えた請求の範囲第23項に記載の装置。
  25. 25.前記処理組立体が前記遊星形偏心軸と作用するように係合される再結合差 動歯車組立体を含む請求の範囲第24項に記載の装置。
  26. 26.前記処理組立体が前記遊星形偏心軸の前記正弦波形回転運動の相応した半 サイクルを前記再結合差動歯車組立体への入力として作用させる手段を含む請求 の範囲第25項に記載の装置。
  27. 27.前記処理組立体が前記遊星形偏心軸の各々に装置された少なくとも1個の オーバーラン歯車を含み、前記オーバーラン歯車の各々が前記再結合差動歯車組 立体と作用するように係合される請求の範囲第24項に記載の装置。
  28. 28.前記第1組の対向した遊星形偏心軸に装着された前記オーバーラン歯車が 前記再結合差動歯車組立体の第1入力歯車と作用するように係合され、かつ前記 第2組の対向した遊星形偏心軸に装着された前記オーバーラン歯車が前記再結合 差動歯車組立体の第2入力歯車と作用するように係合される請求の範囲第27項 に記載の装置。
  29. 29.前記再結合差動歯車組立体がかさ歯車型差動歯車組立体である請求の範囲 第28項に記載の装置。
  30. 30.前記遊星形偏心軸の前記正弦波形回転運動を発生させる前記手段が周転円 運動を発生させる手段を備えた請求の範囲第23項に記載の装置。
  31. 31.周転円運動を発生する前記手段が前記遊星歯車組立体に対して同心をなし た整列状態から種々の偏心調節を介して連続した増分で調節可能である割出し板 組立体を備えた請求の範囲第30項に記載の装置。
  32. 32.前記割出し板組立体が複数個の半径方向に配置されたスロットを備え、か つ前記遊星形偏心軸の各々が前記割出し板組立体の前記スロットのうちの一つの スロット内に係合されたクランクピンを有する回転可能なクランクアーム組立体 と作用するように連結された請求の範囲第31項に記載の装置。
  33. 33.さらに、前記第1組の対向した遊星形偏心軸と作用するように係合された 第1同期歯車組立体と、前記第2組の対向した遊星形偏心軸と作用するように係 合された第2同期歯車組立体とを備えた請求の範囲第32項に記載の装置。
  34. 34.前記第1同期歯車組立体および第2同期歯車組立体の各々は前記遊星形偏 心軸の各々に固定して装着された一次同期歯車と、前記一次同期歯車の各々と回 転可能に係合された1対の同期遊び歯車とを備え、同期遊び歯車の各々の組が同 期遊び歯車の対応した組と回転可能に係合された請求の範囲第33項に記載の装 置。
  35. 35.さらに、前記の変更された均一な回転出力をさらに処理して最終の均一な 回転出力を発生させる手段を備えた請求の範囲第23項に記載の装置。
  36. 36.前記の変更された均一な回転出力をさらに処理する前記手段が最終の最結 合差動歯車組立体と、前記の変更された均一な回転出力を発生する中間出力軸と を含み、前記中間出力軸が前記の最終の再結合差動歯車組立体の第1入力歯車と 作用するように係合された請求の範囲第35項に記載の装置。
  37. 37.前記の最終の再結合差動歯車組立体がエピサイクリック型差動歯車組立体 である請求の範囲第36項に記載の装置。
  38. 38.さらに、前記遊星歯車組立体に装着されたテークオフ歯車を備え、それに より前記テークオフ歯車が入力rpmにおいて回転せしめられ、前記テークオフ 歯車が前記の再結合差動歯車組立体の前記入力歯車と作用するように係合された 請求の範囲第37項に記載の装置。
  39. 39.さらに、前記遊星歯車組立体と前記の最終の再結合差動歯車組立体との間 に作用するように連結された前記テークオフ歯車の回転を変更する手段を備えた 請求の範囲第38項に記載の装置。
  40. 40.前記テークオフ歯車の回転を変更する前記手段が前記の最終の再結合差動 歯車組立体の前記第2入力歯車の回転速度を減少させる減速歯車手段を含む請求 の範囲第39項に記載の装置。
  41. 41.複数個の偏心軸において前記入力回転から周転円運動を発生させ、 前記周転円運動を前記の複数個の偏心軸の長手方向の軸線のまわりの正弦波回転 運動として集め、 前記偏心軸の各々の前記正弦波形回転運動を並列に組み合わせて均一な回転出力 を発生させる諸工程を含む動力発生装置から発生した入力回転を連続して可変な 態様で変更して均一な回転出力を発生させる方法。
  42. 42.前記正弦波形回転運動を並列に組み合わせる前記工程が前記偏心軸の各々 の前記正弦波形回転運動の各々の時計回りまたは逆時計回りの部分を連続してか つ同時に集めることを含む請求の範囲第41項に記載の装置。
  43. 43.前記正弦波形回転運動を並列に組み合わせる前記工程が前記正弦波形回転 運動の少なくとも一つの運動の前記の時計回りまたは逆時計回りの部分を差動歯 車組立体への第1入力として送り、前記正弦波形回転運動の少なくとも一つの運 動の正または負の部分を前記差動歯車組立体への第2入力として入力し、そして さらに前記差動歯車組立体を入力rpmにおいて回転させることを含む請求の範 囲第42項に記載の装置。
  44. 44.入力回転を変更して変更された均一な回転出力を発生させる装置であって 、 (a)前記入力回転を確立する手段と、(b)第1の中間回転を発生させるため に前記入力回転に応答する第1手段と を備え、前記第1中間回転の速度は該中間回転の最高速度に相当する特定のピー クからピークまでの振幅における特定の第1波形により変化し、さらに、 (c)前記第1波形と全く同じであり、しかも位相が180°異なる第2の特定 の正弦波形により速度が変化する第2の中間回転を発生させるために前記入力回 転に応答する第2手段と、(d)前記第1中間回転および第2中間回転を出力軸 に前記出力軸を回転させてそれにより回転出力を発生させるように同時に接続す る手段と を備え、前記接続手段が中間回転を平均してそれにより前記回転出力が前記第1 波形および第2波形の平均に相当する速度を有する均一な出力になり、それによ り前記出力軸の速度が前記波形のピークからピークまでの振幅に依存するように 設計された前記装置。
  45. 45.前記入力回転および前記中間回転が同一方向であり、かつ前記中間回転の 各々の速度が前記入力回転と等しい最低速度と前記入力回転を超える最高速度と の間で変化する請求の範囲第44項に記載の装置。
  46. 46.前記波形のピークからピークまでの振幅をゼロから入力回転よりも大きい 所定の速度にし、それにより前記波形のピークからピークまでの振幅をゼロより も大きくし、それにより前記の均一な回転出力の速度を前記入力回転と等しい速 度から所定のより高い速度まで変更することができるように前記中間回転の最高 速度を入力回転と等しい速度から変更する手段を含む請求の範囲第45項に記載 の装置。
  47. 47.第2出力軸と、前記第2出力軸を前記の最初に述べた出力軸の速度が前記 入力回転を超えるときのみに前記の最初に述べた出力軸と前記入力回転との間の 速度の差に正比例した速度のみにおいて回転させるように前記の最初に述べた出 力軸の回転を前記入力回転のある所定の比率に相当する回転と組み合わせる手段 とを含む請求の範囲第46項に記載の装置。
  48. 48.入力回転を変更して変更された均一な回転出力を発生させる方法であって 、 (a)前記入力回転を確立し、 (b)前記入力回転から第1中間回転を発生させ、前記第1中間回転の速度は該 中間回転の最高速度に相当する特定のピークからピークまでの振幅における第1 の特定の波形により変化し、さらに、 (c)前記入力回転から前記第1波形と同じであり、しかも位相が180°異な る第2波形により速度が変化する第2中間回転を発生させ、 (d)前記第1中間回転および第2中間回転を出力軸に同時に接続して前記出力 軸を回転させ、それにより回転出力を発生させる 諸工程を含み、前記接続工程が前記回転出力が前記第1波形および第2波形の平 均に相当する速度を有する均一な出力になり、それにより前記出力軸の速度が前 記波形のピークからピークまでの振幅に依存するように前記中間回転を平均する ように行なわれる前記方法。
  49. 49.前記入力回転および前記中間回転が同一方向であり、かつ前記中間回転の 各々の速度が前記入力回転と等しい最低速度と前記中間回転を超える最高速度と の間で変化する請求の範囲第48項に記載の方法。
  50. 50.前記中間回転の最高速度を入力回転と等しい速度から変更してそれにより 前記波形のピークからピークまでの振幅をゼロから入力回転よりも大きい所定の 速度とし、それにより前記波形のピークからピークまでの振幅をゼロよりも大き くし、そしてそれにより前記の均一な回転出力の速度を前記入力回転と等しい速 度から所定のより高い速度まで変更することができる工程を含む請求の範囲第4 9項に記載の方法。
  51. 51.第2出力軸を前記の最初に述べた出力軸の速度が前記入力回転を超えると きのみに前記の最初に述べた出力軸と前記入力回転との間の速度の差に正比例し た速度のみにおいて回転させるように前記回転出力を前記入力回転のある所定の 部分と組み合わせる工程を含む請求の範囲第49項に記載の方法。
  52. 52.入力回転を変更して変更された均一な回転出力を発生させる装置であって 、 (a)前記入力回転を確立する手段と、(b)第1の中間回転を発生させるため に前記入力回転に応答する第1手段と を備え、前記第1中間回転の速度は該中間回転の最高速度に相当する所定のピー クからピークまでの振幅における特定の第1波形により変化し、さらに、 (c)第2の中間回転を発生させるために前記入力回転に応答する第2手段を 備え、前記第2中間回転の速度は該第2中間回転の最高速度に相当する特定のピ ークからピークまでの振幅における特定の第2波形により変化し、さらに、 (d)前記第1中間回転および第2中間回転を出力軸に前記出力軸を回転させて それにより回転出力を発生させるように接続する手段と を備え、前記接続手段が前記中間回転を平均してそれにより任意の時点における 前記出力軸の速度が前記波形の組合わせに依存するように設計された前記装置。
  53. 53.前記波形が正弦波形である請求の範囲第52項に記載の装置。
  54. 54.前記波形がその一方の波形の位相が他方の波形が180°異なっているこ とを除いて同じである請求の範囲第53項に記載の装置。
  55. 55.前記第1周転円運動および第2周転円運動を前記第1中間回転に変換する 前記手段がロッカーアーム、リンクおよびオーバーランクラッチの組合わせを含 み、前記第3周転円運動および第4周転円運動を前記中間回転に変換する前記手 段がロッカーアーム、リンクおよびオーバーランクラッチの組合わせを含む請求 の範囲第4項に記載の装置。
  56. 56.前記軸手段の各々にその周転円運動の往復動成分を伝達する前記の別個の 手段が (a)前記共通のプレート手段に平行な関係にかつそれ自体の軸線のまわりに前 記共通のプレート手段と共に回転するように装着された割出し板手段と、 (b)前記割出し板手段および前記共通のプレート手段を相互に同心をなしまた は偏心させることができるように前記共通のプレート手段に対する前記割出し板 の位置を変更する手段であって、前記中間回転の最高速度を変更する前記手段と しての役目をなす位置変更手段と、 (c)前記割出し板手段に設けられた第1すべりガイド、第2すべりガイド、第 3すべりガイドおよび第4すべりガイドと、(d)各々が前記軸手段のそれぞれ の軸手段の一端部を前記すべりガイドの相応した1個のすべりガイドと連結する 第1運動棒装置、第2運動棒装置、第3運動棒装置および第4運動棒装置とを含 み、前記運動棒装置およびすべりガイドが前記割出し板手段を前記共通のプレー ト手段と同じ方法にかつ同じ速度で回転させるように相互に協働する請求の範囲 第5項に記載の装置。
  57. 57.前記運動棒装置の各々が単一の運動棒と、前記軸のうちの1個の軸および その運動棒の一端部と連結されたクランク手段と、隣接した軸および該運動棒の 他端部と連結された遊びアーム手段とを含む請求の範囲第56項に記載の装置。
  58. 58.(a)所定の速度および所定の方向において入力回転を発生させる手段と 、 (b)遊星歯車組立体をそれ自体の軸線のまわりに前記入力回転と同じ速度およ び同じ方向において回転させるように支持する手段と を備え、前記遊星歯車組立体は自体の軸線のまわりに前後に回転するように支持 されかつ前記遊星歯車組立体から等距離にしかも該組立体の相対する側に配置さ れた第1軸および第2軸を含み、それにより前記入力回転の方向および速度にお ける遊星歯車組立体の回転により前記第1軸および第2軸に前記入力回転と同じ 方向および同じ速度を有する遊星歯車組立体の軸線のまわりの周転円運動の軌道 旋回成分を伝達するようになっており、さらに、 (c)割出し板を前記遊星歯車組立体の軸線に平行なそれ自体の軸線のまわりに 回転させるように支持する手段を備え、前記割出し板はその軸線の相対した側に 配置された第1すべりガイドおよび第2すべりガイドを含み、さらに、(d)前 記割出し板をその回転軸線に対して垂直な方向にある限られた程度まで前記遊星 歯車組立体に同心をなした第1位置と前記遊星歯車組立体に対して種々の度合で 偏心した第2位置との間に移動する手段と、 (e)前記第1軸および第2軸のそれぞれの共通の端部に固定して連結されかつ 前記第1すべりガイドおよび第2すべりガイドのそれぞれの内部に配置された第 1運動棒装置および第2運動棒装置とを備え、前記運動棒装置は割出し板が前記 遊星歯車組立体に対して同心をなしていようとまたは偏心していようといずれに せよ前記割出し板を前記遊星歯車組立体と同じ方向および同じ速度において回転 させるように前記割出し板を前記遊星歯車組立体と連結し、それにより割出し板 が遊星歯車組立体に対して偏心しているときに、割出し板が前記第1軸をそれ自 体のまわりに往復動させ、前記軌道旋回成分の第1半サイクルの間にその軌道旋 回成分と同じ方向における速度が先づ増大し、次いで減少し、その後その転道旋 回成分の第2半サイクルの間にその反対の方向における速度が増大し、その後減 少して・それにより割出し板が前記第2軸を前記第1軸の往復運動とは位相が1 80°異なることを除いて同様に往復動させ、各々の軸の前記往復動成分がその 全周転円運動の往復動成分として作用する周転円運動発生装置。
  59. 59.前記遊星歯車組立体を支持する前記手段が自体の軸線のまわりに前後に回 転するように支持されかつ前記遊星歯車組立体の軸線から等距離に、しかも該軸 線の対向した側において前記第1軸および第2軸とは90°異なる位相で配置さ れた第3軸および第4軸を含み、前記割出し板がその軸線の相対する側に前記第 1すべりガイドおよび第2すべりガイドとは90°異なる位相で配置された第3 すべりガイドおよび第4すべりガイドを含み、前記周転円運動発生装置が前記第 3軸および第4軸のそれぞれの共通の端部に固定して連結されかつ前記第3すべ りガイドおよび第4すべりガイドのそれぞれの内部に配置された第3運動棒装置 および第4運動榛装置を含み、それにより前記第3軸および第4軸が割出し板が 遊星歯車に対して偏心しているときに前記第1軸および第2軸と同様に、しかも 前記第1軸および第2軸と90°異なりかつ相互に180°異なる位相で往復動 する請求の範囲第58項に記載の装置。
  60. 60.前記運動棒装置の各々が運動棒と、前記軸のうちの組み合わされた1個の 軸および組み合わされた運動棒の一端部と連結されたクランク手段と、隣接した 軸および組み合わされた運動棒の反対側の端部と連結された遊びアーム手段とを 含む請求の範囲第59項に記載の装置。
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