JPH0624253U - 変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 伝動機構から伝えられる回転に即応して簡単
かつ的確に変速操作が行える変速装置を提供する。 【構成】 エンジン等で駆動される駆動軸５に第１太陽
歯車６が連結された第１遊星歯車装置Ｂと、前記駆動軸
５と同心である補機１の従動軸１０に第２太陽歯車１１
が連結された第２遊星歯車装置Ｃとを、それぞれ対応す
る第１遊星歯車７と第２遊星歯車１２を回転可能に同心
に接続することで組み合わせており、エンジンの低速回
転域ではモータ３を停止状態として駆動軸５の回転をそ
のまま補機１の回転とし、エンジンの高速回転域ではモ
ータ３によりウォームギヤ機構を介し前記第２遊星歯車
装置Ｃの第２内歯歯車１３を回転させて、駆動軸５の回
転に即応して簡単かつ的確に補機１の回転を変速させる
ようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、車両等のエンジンと、このエンジンによりベルト伝動機構を介し 駆動回転される補機（パワーステアリング用ポンプやカークーラのコンプレッサ 等）との間における変速装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種の変速装置には、例えば実公昭６２−３４０４８号公報に記載さ れたものがある。この変速装置は、エンジン側プーリと、溝幅が可変で常時狭ま るように付勢された補機側プーリとの間にベルトを張架し、このベルトに当接し てそのテンションを変化させる可動プーリ及びその移動用シリンダを前記エンジ ン側プーリと補機側プーリとの間に設けており、エンジンの低速回転域では可動 プーリによりベルトのテンションを大きくして補機側プーリにおけるベルトの掛 け径を小さくすることで補機の回転速度をある高さに保ち、エンジンの高速回転 域では可動プーリによりベルトのテンションを小さくして補機側プーリにおける ベルトの掛け径を大きくすることで補機の回転速度を減速して補機の不必要な高 速回転を防止するようになっていた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前記従来の変速装置では、ベルトに対して可動プーリを押し付 けてその押付量の加減で正確にベルトのテンションを変化させるために、シリン ダに対して制御された圧力を安定的に供給する圧力源が必要となり、このために 電気油圧制御を行わなければならず、システムとして複雑かつ高価になる。また 、ベルトのテンションを変化させる可動プーリ及びその移動用シリンダをエンジ ン側プーリと補機側プーリとの間に配置するため、エンジン等に対するベルト等 のレイアウトが困難となる。更に、ベルトに対する可動プーリの押付量を加減し て補機側プーリにおけるベルトの掛け径を調節するため、エンジンの回転速度が 急激に変化した場合の応答性が悪く、補機が一時的にも高速回転することを避け られないおそれがある。

【０００４】 この考案は前記従来の課題を解決するためになしたもので、伝動機構から伝え られる回転に即応して簡単かつ的確に変速操作が行える変速装置を提供すること を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、この考案に係る変速装置は、エンジン等で駆動 される駆動軸に第１太陽歯車を連結し、この第１太陽歯車に第１遊星歯車を噛合 させ、この第１遊星歯車に、補機ハウジングに固定された第１内歯歯車を噛合さ せて、第１遊星歯車装置を構成し、前記駆動軸と同心に配置された補機の従動軸 に第２太陽歯車を連結し、この第２太陽歯車に第２遊星歯車を噛合させ、この第 ２遊星歯車に、前記補機ハウジングに対し回転可能なリングギアに形成された第 ２内歯歯車を噛合させて、第２遊星歯車装置を構成し、対応する第１遊星歯車と 第２遊星歯車を回転可能に同心に接続すると共に、前記第２内歯歯車にウォーム ホイールを同心に連結し、このウォームホイールに、モータの出力軸に装着され たウォームを噛合させ、このウォームギヤ機構を逆効率がほぼ０となるように形 成したものである。

【０００６】

【作用】

上記構成によれば、第２内歯歯車及びウォームホイールに回転力が働いても、 ウォームには回転力が伝達されず、モータの負荷トルクは補機の負荷トルクと無 関係にほぼ０となる。

【０００７】 エンジンの低速回転域ではモータを回転させないが、この場合、第２内歯歯車 はウォームホイールを介しウォームに保持されて第１内歯歯車と同様に回転不可 となっている。このような状態で駆動軸により第１太陽歯車が回転されると、第 １遊星歯車及び第２遊星歯車が自転しながらそれぞれ第１太陽歯車及び第２太陽 歯車の回りを公転する際、第２太陽歯車は前記第２遊星歯車により前記第１太陽 歯車と同一速度で同一方向に回転される。

【０００８】 また、エンジンの高速回転域でモータによりウォームを回転させてウォームホ イールを介し第２内歯歯車を第２太陽歯車の減速方向に回転させると、この第２ 内歯歯車の回転の影響を第２遊星歯車を介し受けて第２太陽歯車の回転は減速す る。

【０００９】

【実施例】

以下、この考案の一実施例を図１〜図６により説明する。

【００１０】 図１は変速装置を示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図３は図 １の変速装置を示す概念図、図４はポンプの負荷トルクとモータの必要トルクと の関係図、図５は車速とポンプ回転数との関係図、図６はエンジン回転数とポン プ回転数との関係図である。

【００１１】 図中１は例えばパワーステアリング用のベーンポンプのようなポンプ（補機） 、２は変速装置、３は変速操作用モータ、４は補機側プーリである。この補機側 プーリ４と図示しないエンジン側プーリとの間には図示しないベルトが張架され て、ベルト伝動機構が構成されている。

【００１２】 補機側プーリ４を装着した駆動軸５には第１太陽歯車６が連結され、この第１ 太陽歯車６には第１遊星歯車７が噛合され、この第１遊星歯車７には、ポンプハ ウジング８（補機ハウジング）に固定した第１内歯歯車９が噛合されて、第１遊 星歯車装置Ｂが構成されている。

【００１３】 また、前記駆動軸５と同心に配置された補機１の従動軸１０には第２太陽歯車 １１が連結され、この第２太陽歯車１１には第２遊星歯車１２が噛合され、この 第２遊星歯車１２には、前記ポンプハウジング８に対し回転可能なリングギアに 形成した第２内歯歯車１３が噛合されて、第２遊星歯車装置Ｃが構成されている 。

【００１４】 そして、第１遊星歯車７に連結した連動軸１４には第２遊星歯車１２が回転可 能に装着されて、対応する第１遊星歯車７と第２遊星歯車１２とが回転可能に同 心に接続されている。

【００１５】 前記第２内歯歯車１３には、これより小径に形成したウォームホイール１５が 同心に連結され、このウォームホイール１５には、前記モータ３の出力軸に装着 したウォーム１７が噛合されている。これらのウォームホイール１５とウォーム １７からなるウォームギヤ機構は逆効率（ウォームホイール１５の回転でウォー ム１７を回転させる時の効率）がほぼ０となるように形成されている。

【００１６】 １８、１９は速度センサーで、速度センサー１８は前記駆動軸５の回転速度を 検出可能に設置され、速度センサー１９はポンプ１の従動軸１０の回転速度（ポ ンプ回転数）を検出可能に設置されている。また、２０は車速センサーで、この 車速センサー２０は車速を検出可能に設置されている。そして、各センサー及び 前記モータ３は制御装置２１に接続されている。

【００１７】 以上の構成において、ウォームギヤ機構の逆効率はほぼ０であるため、第２遊 星歯車１２から第２内歯歯車１３及びウォームホイール１５に回転力が働いても 、ウォーム１７には回転力が伝達されないから、図４に示すようにモータ３の負 荷トルクをポンプ１の負荷トルクと無関係にほぼ０とすることができる。また、 ウォームホイール１５を第２内歯歯車１３より小径に形成したため、ウォームギ ヤ機構を低減速比で小型化できるから、モータ３の容量も小さくて済む。従って 、モータ３の小型化が図れる。因みに、図４に示すように、第２内歯歯車１３及 びウォームホイール１５に回転力が働いた時、逆効率が大きい程、モータ３は回 転され易く（その回転方向を問わず）、モータ３及びポンプ１に負荷トルクを与 えてしまうおそれがある。

【００１８】 エンジンの低速回転域ではモータ３は無通電で停止状態とするが、この場合、 第２内歯歯車１３はウォームホイール１５を介しウォーム１７に保持されて第１ 内歯歯車９と同様に回転不可となっている。このような状態でエンジンによりベ ルト伝動機構を介して駆動軸５が回転されて第１太陽歯車６が回転すると、第１ 遊星歯車７は自転しながら第１太陽歯車６の回りを公転し、この第１遊星歯車７ により移動させられて第２遊星歯車１２も自転しながら第２太陽歯車１１の回り を公転する。この第２遊星歯車１２により第２太陽歯車１１は前記第１太陽歯車 ６と同一速度で同一方向に回転される。つまり、駆動軸５から回転速度、回転方 向を変えずにそのまま回転力をポンプ１の従動軸１０に伝達することができる。

【００１９】 また、エンジンの高速回転域ではモータ３によりウォーム１７を回転させてウ ォームホイール１５を介して第２内歯歯車１３を第２太陽歯車１１の減速方向に 回転させると、この第２内歯歯車１３の回転の影響を第２遊星歯車１２を介し受 けて第２太陽歯車１１の回転は減速する。つまり、駆動軸５から回転方向を変え ずに回転速度を減速させて回転力をポンプ１の従動軸１０に伝達することができ る。

【００２０】 前記ポンプ１の従動軸１０の回転速度（ポンプ回転数）は次のように制御され ている。つまり、制御装置２１には、図５に示すように車速が遅い時はポンプ回 転数が大きく、車速が速い時はポンプ回転数が小さくなる車速に応じたポンプ回 転数と、図６に示すようにエンジンの低速回転域でポンプ回転数が大きく、エン ジンの高速回転域でポンプ回転数が小さくなるエンジン回転数（ここでは駆動軸 ５の回転速度）に対するポンプ回転数とを入力設定しておく。そして、駆動軸５ の回転速度が速度センサー１８により検出され、ポンプ回転数が速度センサー１ ９により検出され、車速が車速センサー２０により検出され、それぞれの検出信 号が制御装置２１に入力されると、制御装置２１によるモータ３の回転制御が行 われ、エンジンの高速回転域では第２太陽歯車１１の回転が減速され、前記車速 及びエンジン回転数に応じたポンプ回転数が得られる。

【００２１】 次に、この考案の他の実施例を図７〜図１０により説明する。

【００２２】 図７は変速装置を示す概念図、図８はエンジン回転数とタコジェネレータ電圧 との関係図、図９はタコジェネレータ電圧とモータ回転数との関係図、図１０は エンジン回転数とポンプ回転数との関係図である。尚、図７中、前記実施例と同 一部品には同一符号を付す。

【００２３】 この実施例が前記実施例と異なる点は、制御装置を要することなくポンプ１の 回転制御を可能としたことにある。

【００２４】 具体的には、駆動軸５にプーリ２２が装着され、このプーリ２２と、タコジェ ネレータ２３の回転軸に装着したプーリ２４との間にベルト２５が張架されてい る。また、モータ３に前記タコジェネレータ２３が接続されている。

【００２５】 かかる構成において、エンジンの低速回転域では、図８に示すようにタコジェ ネレータ２３の発生電圧は低く、しかもウォームギヤ機構等にはモータ３の回転 抵抗となる摩擦があるから、ウォーム１７及びモータ３は回転しない。このため 、第２内歯歯車１３はウォームホイール１５を介しウォーム１７に保持されて回 転不可となるから、前実施例と同様に、第２太陽歯車１１は第１太陽歯車６と同 一速度で同一方向に回転される。また、エンジンの高速回転域では、図８に示す ようにタコジェネレータ２３の発生電圧は高いから、図９に示すようにウォーム ギヤ機構等の摩擦に打ち勝ってモータ３は回転し始め、第２内歯歯車１３は第２ 太陽歯車１１の減速方向に回転する。図８に示すようにタコジェネレータ２３は エンジン回転数（ここでは駆動軸５の回転速度）に比例した電圧を発生し、図９ に示すように前記電圧の上昇につれてモータ３の回転数も上昇するから、第２内 歯歯車１３の回転速度も上昇する。その上昇勾配によって、図１０に示すように エンジン回転数に対してポンプ回転数をほぼ一定に保つことも、また漸次増加又 は減少させることも任意にできる。

【００２６】

【考案の効果】

以上の通りこの考案は、エンジン等で駆動される駆動軸に第１太陽歯車が連結 された第１遊星歯車装置と、前記駆動軸と同心である補機の従動軸に第２太陽歯 車が連結された第２遊星歯車装置とを、それぞれ対応する第１遊星歯車と第２遊 星歯車を回転可能に同心に接続することで組み合わせており、エンジンの低速回 転域ではモータを停止状態として駆動軸の回転をそのまま補機の回転とすること ができ、エンジンの高速回転域ではモータによりウォームギヤ機構を介し前記第 ２遊星歯車装置の第２内歯歯車を回転させて、駆動軸の回転に即応して簡単かつ 的確に補機の回転を変速させることができる。また、前記ウォームギヤ機構の逆 効率がほぼ０であり、第２遊星歯車から第２内歯歯車及びウォームホイールに回 転力が働いても、ウォームには回転力が伝達されず、モータの負荷トルクをほぼ ０とできる。更に、ウォームホイールを第２内歯歯車より小径に形成してウォー ムギヤ機構を小型化し、モータ容量を小さくすることもできる。従って、小型モ ータで無理なく変速操作ができ、しかもその変速調整も的確にできると共に、エ ンジンの回転速度が急激に変化した場合の応答性も良いから、補機の減速装置と して極めて有効である。また、駆動軸と補機の従動軸との間に設けられる歯車式 の変速装置であるから、従来に比べてレイアウトも容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例の変速装置を示す平面図で
ある。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図３】図１の変速装置を示す概念図である。

【図４】図１の変速装置におけるポンプの負荷トルクと
モータの必要トルクとの関係図である。

【図５】車速とポンプ回転数との関係図である。

【図６】エンジン回転数とポンプ回転数との関係図であ
る。

【図７】この考案の他の実施例の変速装置を示す概念図
である。

【図８】エンジン回転数とタコジェネレータ電圧との関
係図である。

【図９】タコジェネレータ電圧とモータ回転数との関係
図である。

【図１０】エンジン回転数とポンプ回転数との関係図で
ある。

【符号の説明】

１ ポンプ（補機） ２ 変速装置 ３ 変速操作用モータ ４ プーリ（伝動機構） ５ 駆動軸 ６ 第１太陽歯車 ７ 第１遊星歯車 ８ 補機ハウジング ９ 第１内歯歯車 Ｂ 第１遊星歯車装置 １０ 従動軸 １１ 第２太陽歯車 １２ 第２遊星歯車 １３ 第２内歯歯車 Ｃ 第２遊星歯車装置 １４ 連動軸 １５ ウォームホイール １６ 出力軸 １７ ウォーム

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン等によって駆動される駆動軸に
   第１太陽歯車を連結し、この第１太陽歯車に第１遊星歯
   車を噛合させ、この第１遊星歯車に、補機ハウジングに
   固定された第１内歯歯車を噛合させて、第１遊星歯車装
   置を構成し、前記駆動軸と同心に配置された補機の従動
   軸に第２太陽歯車を連結し、この第２太陽歯車に第２遊
   星歯車を噛合させ、この第２遊星歯車に、前記補機ハウ
   ジングに対し回転可能なリングギアに形成された第２内
   歯歯車を噛合させて、第２遊星歯車装置を構成し、対応
   する第１遊星歯車と第２遊星歯車を回転可能に同心に接
   続すると共に、前記第２内歯歯車にウォームホイールを
   同心に連結し、このウォームホイールに、モータの出力
   軸に装着されたウォームを噛合させ、このウォームギヤ
   機構を逆効率がほぼ０となるように形成したことを特徴
   とする変速装置。