連続変速システム
【課題】シフト時に衝撃を生じることなく、高効率かつ低コストな変速機を提供する。
【解決手段】本発明の変速機は、複数のトラック(2)を備えたフレーム(1)と、軸受け(3b)上に支持されたコントロールレバー(3a)を有するコントロールキャリッジ(3)と、コントロールキャリッジ(3)をスピンシャフト(4a、5a)上の切替装置(4、5)に接続するスペーサー(3c、3d)を含み、スピンシャフト(4a、5a)は、ガイド切欠きシャフト(4b、5b)と同一線上でかつスペーサー(3c、3d)に直角であり、ガイド切欠きシャフト(4b、5b)は、切替装置軸受け(4c、5c)に連結したコントロールアーム(3e)によるコントロールレバー(3a)の動きによって得られる切替装置(4、5)とトラック(2)の間の限られた角移動を可能とする円錐形を区画し(図25〜28)、第1の入力スライドアセンブリ(6)と第2の入力スライドアセンブリ(7)とを構成する。本発明の変形例(図14〜21)は、それぞれ第1の入力スライドアセンブリ(6)及び第2の入力スライドアセンブリ(7)からなる2個の入力スライドアセンブリと、第1の出力スライドアセンブリ(9)及び第2の出力スライドアセンブリ(10)からなる2個の出力スライドアセンブリとを有する。他の変形例(図22〜24)は、少なくとも1個の連結式出力スライドアセンブリ(15)を有する。
【解決手段】本発明の変速機は、複数のトラック(2)を備えたフレーム(1)と、軸受け(3b)上に支持されたコントロールレバー(3a)を有するコントロールキャリッジ(3)と、コントロールキャリッジ(3)をスピンシャフト(4a、5a)上の切替装置(4、5)に接続するスペーサー(3c、3d)を含み、スピンシャフト(4a、5a)は、ガイド切欠きシャフト(4b、5b)と同一線上でかつスペーサー(3c、3d)に直角であり、ガイド切欠きシャフト(4b、5b)は、切替装置軸受け(4c、5c)に連結したコントロールアーム(3e)によるコントロールレバー(3a)の動きによって得られる切替装置(4、5)とトラック(2)の間の限られた角移動を可能とする円錐形を区画し(図25〜28)、第1の入力スライドアセンブリ(6)と第2の入力スライドアセンブリ(7)とを構成する。本発明の変形例(図14〜21)は、それぞれ第1の入力スライドアセンブリ(6)及び第2の入力スライドアセンブリ(7)からなる2個の入力スライドアセンブリと、第1の出力スライドアセンブリ(9)及び第2の出力スライドアセンブリ(10)からなる2個の出力スライドアセンブリとを有する。他の変形例(図22〜24)は、少なくとも1個の連結式出力スライドアセンブリ(15)を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は連続変速システムに関し、詳しくは、駆動軸の回転速度を使って高速の動力装置から低速のものに変換できる新規であって機械的な連続変速システムに関する。
【背景技術】
【0002】
駆動軸の回転速度を制御する機構は幾つかの異なるオプションが知られており、幾つかの異なる機能を意図している。通常、シフトギアの主要な機能のゆえに「変速機」あるいは「ギアボックス」として知られる装置は、エンジンの速度を、増大又は分割することによって必要に応じて駆動軸の動力を動力又は速度に変え、動力取出し装置を使って直接車輪又はシャフトに伝え、最終装置に伝達する。典型的なギアボックスにおけるシャフトには2つの主要なシーケンスがある。すなわち、第1のシャフトでクラッチを通じてエンジン速度を受取り、第2のシャフト(出力軸)で動力又は速度に変えられた回転を最終差動シャフトに伝える。各シャフトは、同じ又は異なる直径比をもった1以上のギアを備え、歯車のかみ合いに応じて、出力軸に低速、定速又は高速を出力する。このモデルの最大の問題点は、あるギア比から別のギア比に段差のあるシフトを行うと、ガタガタと知覚できる衝撃を生じることである。
【0003】
無段変速機は、弾性的な歯付きプーリー及びチェーンを有する構造を有し、長年オートバイや低排気量のモーターバイクを推進してきた。しかし、ある自動車メーカーが無段変速機の原理に基づいてMultitronic(アウディ アクチェンゲゼルシャフトの登録商標)と呼ばれる変速機を開発した。それは2個のプーリー間に置かれた変速機からなり、その円錐形の形状によりほぼ無限の比率のバリエーションが得られる。このタイプの変速機は、ギアを使用しているが、シフトの形態は必要に応じて行われる。これは従来のものに比べて静かで丈夫なため、より強力なエンジンに使用することが可能になった。比率は、最短速度と最長速度の間で6から1まで可変で、標準的変速機では達成できないものである。
【0004】
また、ダブルクラッチ変速機、すなわちデュアルクラッチ変速機(DCT)があり、これは標準的なオートマチック変速機のように、2個のクラッチと高性能の電子及び油圧を用いて制御するものである。しかし、DCTにおいては、それぞれのクラッチは独立して別個に動作する。一方のクラッチは、奇数ギア(第1、第3、第5及びその逆の順で)を制御し、他方のクラッチは、偶数ギア(第2、第4及び第6)を制御する。これを用いて、エンジンから変速機への動力の流れを中断することなくギアを変更することができる。
【0005】
これらの形態は非常にコスト高であるが、速度比を連続的にシフトする上で、特に素晴らしい効率を示す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従って、上記の問題点に鑑み、これを解決する目的で、発明者は連続変速システムと呼称する本モデルを研究し開発した。本特許出願の主要な目的は、端的に言えば、メインディスクのシャフトに直角なシャフトを有する入力スライドギアを備えており、前記入力スライドギアがこのメインディスクに対して接線方向に傾き、かつ前記入力スライドギアの直径を一定にして、メインディスクに対する関係が、当該入力スライドギアがメインディスクの径方向の表面に沿って位置するポイントによって得られる直径を可変となるようにすることである。回転により少ない速度で大きい牽引力(トルク)を伝える入力スライドギアとメインディスクとの接点は、メインディスクの直径のより高いポイントにある。入力スライドギアがスライドするに従い、メインディスクのシャフトに近づき、入力スライドギアとの接点でメインディスク上の直径が漸次減少し、速度と動力の比が変化し、牽引力が小さくなりメインディスクの速度が増す。
【0007】
このように、速度と動力間の速度の遷移は、メインディスクに対する入力スライドギアのスライドする速度に直結し、スムーズでガタガタという知覚できる衝撃を生じることもない。速度の変化は、メインディスクの径方向に沿ってスライドギアが接触するポイントに直結し、その増減する直径と相関関係にある。
【0008】
本モデルにおいて、メインディスクの表面とスライドギアの周囲の表面は、スリップ防止材からできている。また、同じ機能的コンセプトに基づく変形例も予見され、第一の変形例では、第2のシャフトを備えて、出力スライドギアを入力スライドギアが押し、これによってメインディスクの回転の出力速度が増大するようになっている。
【0009】
本特許出願が目的とするモデルにおけるもう1つの大きな技術革新として、発明者は、従来のギア変速機よりもかなり大きな比率を持つことができる、連続変速システムと呼称するものを研究し開発した。従来のギア変速機は、平均1:3又は1:4の比率を有し5速度に分割するが、この連続変速システムにより、簡単な機構で数倍大きな比率を生み出すことができる。
【0010】
この連続変速システムは、「単一の」又は「2乗の」比を有し、同じX比率の当初機構に数点の部品を加えることによって、2乗のX比率を持つことができる。約1:5の比率を有する簡素化したデザインの試験機は、「2乗」となる1:25の比率まで高めることができる。
【0011】
特に、以下に論証するように、この連続変速システムは、提案する機能性及び機構に関していくつかの革新性を示し、よって特許出願を請求するに値するものである。
【0012】
本特許出願の目的である本モデルは、以下に述べる図に付随する参照番号とあわせて以下の説明を読めば、よりよく理解することができるが、これによって、比率及び材料を限定するものではなく、産業上の生産に基づいて採用されるべきものである。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記の目的を達成する本発明の連続変速システムは、複数のトラック(2)を備えたフレーム(1)と、軸受け(3b)上に支持されたコントロールレバー(3a)を有するコントロールキャリッジ(3)と、コントロールキャリッジ(3)をスピンシャフト(4a、5a)を通じて切替装置(4、5)に接続するスペーサー(3c、3d)とを備え、スピンシャフト(4a、5a)は、ガイド切欠きシャフト(4b、5b)と同一線上でかつスペーサー(3c、3d)に直角であり、ガイド切欠きシャフト(4b、5b)は、切替装置軸受け(4c、5c)に連結したコントロールアーム(3e)によるコントロールレバー(3a)の動きによって得られる切替装置(4、5)とトラック(2)との間の限られた角移動を可能にする円錐形を区画する(図25〜28)連続変速システムであって、第1の入力スライドギア(6a)と第2の入力スライドギア(7a)とをそれぞれ備えた第1の入力スライドアセンブリ(6)及び第2の入力スライドアセンブリ(7)からなる2個の入力スライドアセンブリを有し、第1の被駆動リング(6b)及び第2の被駆動リング(7b)は、切替装置(4、5)とそれぞれ連結し、前記被駆動リング(6b、7b)は、駆動軸(第1の駆動軸(6e)又は第2の駆動軸(7e))から遊離しており、同一形状の被駆動リング(6b、7b)はフレキシブルリンク(6d、7d)により駆動リンク(6c、7c)に接続し、スライドギア(6a、7a)はフレキシブルリンク(6d、7d)がねじれることにより一定の角度で傾くことができ、かつメインディスク(8)に対するトラクションを維持するとともに、駆動リンク(6c、7c)と第1の駆動軸(6e)又は第2の駆動軸(7e)との接続によって、アセンブリ長手方向のスライドが可能となり(図29)、第1の駆動軸(6e)若しくは第2の駆動軸(7e)又はその両者と連結した電気モーター、燃焼装置、ペダル、その他により駆動されることを特徴とし、あるいは、変形例(図14〜21)のように、2個の出力スライドアセンブリとして構成された第1の出力スライドアセンブリ(9)及び第2の出力スライドアセンブリ(10)と、それぞれ2個の入力スライドアセンブリとして構成された第1の入力スライドアセンブリ(6)及び第2の入力スライドアセンブリ(7)と、それぞれ第1の被駆動リング(9b)と第2の被駆動リング(10b)及び各切替装置(11、12)に連結した第1の出力スライドギア(9a)と第2の出力スライドギア(10a)とを備え、被駆動リング(9b、10b)は第1の駆動軸(9)と第2の駆動軸(10e)から遊離し、かつ同一形状の被駆動リング(9b、10b)は、フレキシブルリンク(9d、10d)により駆動リンク(9c、10c)に接続し、出力スライドギア(9a、10a)はフレキシブルリンク(9d、10d)がねじれることによって一定の角度で傾くことができ、かつメインディスク(8)に対するトラクションを維持することができることを特徴とし、あるいは、他の変形例(図22〜24)のように、補助トラック(15b)上の切替装置(15a)で構成される少なくとも1個の連結式出力スライドアセンブリ(15)と、連結式駆動軸(15c)と、補助トラック(15b)の端部に取付けられたシャフトガイド(15d)と、切替装置(15a)及び連結式駆動軸(15c)に連結した補助ギア(15e)とを備え、互いに同じ側に配置された2個のリングギア(18)に連結するギア(8g)を有する補助主軸受け(8f)に支持され固定された連続変速システムであって、第1の出力スライドアセンブリ(9)と、第2の出力スライドアセンブリ(10)と、補助主軸受け(8f)上での連結式出力スライドアセンブリ(15)及び連結設定された補助トラック(15b)との協調動作により出力アセンブリ(図24)がメインディスク(8d)の回りを回転することができることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0014】
本発明の連続変速システムによれば、シフト時に衝撃を生じることなく、高効率かつ低コストな変速機を提供できるので、従来の変速機の問題点を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の実施形態からなる連続変速システムの前方上面図である。
【図2】本発明の実施形態からなる連続変速システムの後方上面図である。
【図3】本発明の実施形態からなる連続変速システムの前方底部斜視図である。
【図4】本発明の実施形態からなる連続変速システムの上面図である。
【図5】本発明の実施形態からなる連続変速システムの右側面図である。
【図6】本発明の実施形態からなる連続変速システムの正面図である。
【図7】本発明の実施形態からなる連続変速システムの背面図である。
【図8】本発明の実施形態からなる連続変速システムの右側面図であって、メインディスクに対して初期位置を有する2つの異なる角度にある入力スライドギアを示す。
【図9】本発明の実施形態からなる連続変速システムの右側面図であって、メインディスクに対して初期位置を有する2つの異なる角度にある入力スライドギアを示す。
【図10】本発明の実施形態からなる連続変速システムの右側面図であって、メインディスクに対して最終位置を有する2つの異なる角度にある入力スライドギアを示す。
【図11】本発明の実施形態からなる連続変速システムの右側面図であって、メインディスクに対して最終位置を有する2つの異なる角度にある入力スライドギアを示す。
【図12】メインディスクに対して初期位置にある入力スライドギアの斜視図である。
【図13】メインディスクに対して最終位置にある入力スライドギアの斜視図であって、メインディスク表面上における直径の比率変化を示す
【図14】本発明の実施形態からなる連続変速システムの、出力スライドギアを有する変形例の前方斜視図であって、出力スライドギア、メインディスク及び入力スライドギアの回転方向を示し、入力スライドギアと出力スライドギアのスライド前進移動は平行になっている。
【図15】本発明の実施形態からなる連続変速システムの、出力スライドギア、メインディスク及び入力スライドギアを有する変形例の上面図であり、入力スライドギアと出力スライドギアのスライド前進移動は平行になっている。
【図16】本発明の実施形態からなる連続変速システムの、出力スライドギアを有する変形例の右側面図であり、入力スライドギア及び出力スライドギアのニュートラルの角度モーメントと、メインディスクに対する両者の初期位置を示し、矢印は入力スライドギアと出力スライドギアの平行度を示し、明らかに安定した状態にある
【図17】本発明の実施形態からなる連続変速システムの、出力スライドギアを有する変形例の右側面図であり、メインディスクに対する初期位置における入力スライドギアの角度モーメントの進行と、出力スライドギアの反転角度との両方を示し、かつ矢印は可動部材の方向を示し、入力スライドギアと出力スライドギアのスライド前進移動は平行になっている。
【図18】本発明の実施形態からなる連続変速システムの、出力スライドギアを有する変形例の右側面図であり、メインディスクに対する最終位置における入力スライドギアの角度モーメントの進行と、出力スライドギアの反転角度との両方を示し、かつ矢印は可動部材の方向を示している。
【図19】本発明の実施形態からなる連続変速システムの、出力スライドギアを有する変形例の上面後方斜視図であり、図16で説明した状態を示し、入力スライドギアと出力スライドギアのスライド前進移動は平行になっている。
【図20】本発明の実施形態からなる連続変速システムの、出力スライドギアを有する変形例の上面後方斜視図であり、図17で説明した状態を示し、入力スライドギアと出力スライドギアのスライド前進移動は平行になっている。
【図21】本発明の実施形態からなる連続変速システムの、出力スライドギアを有する変形例の上面後方斜視図であり、図18で説明した状態を示し、入力スライドギアと出力スライドギアのスライド前進移動は平行になっている。
【図22】本発明の実施形態からなる連続変速システムの、メインディスクのシャフトに対して回転軸の受け軸に連結した出力スライドギアを有する他の変形例の上面後方斜視図であり、メインディスクに対する入力スライドギア及び出力スライドギアの初期位置を示す。
【図23】本発明の実施形態からなる連続変速システムの、メインディスクのシャフトに対して回転軸の受け軸に連結した出力スライドギアを有する他の変形例の上面後方斜視図であり、メインディスクに対する入力スライドギア及び出力スライドギアの最終位置を示す。
【図24】本発明の実施形態からなる連続変速システムの、メインディスクのシャフトに対して回転軸の受け軸に連結した出力スライドギアを有する他の変形例の右側面図であり、メインディスクに対する入力スライドギア及び出力スライドギアの最終位置で、メインディスクのシャフトに対して出力軸が回転可能であることを示す。
【図25】切替装置の詳細断面を示す斜視図であり、円錐状のガイド切り欠きを示しており、第1の入力スライドアセンブリ(6)と第2の入力スライドアセンブリ(7)の2個の入力スライドアセンブリ及び第1の出力スライドアセンブリ(9)と第2の出力スライドアセンブリ(10)の2個の出力スライドアセンブリに用いられる部材である。
【図26】切替装置の詳細断面を示す側面図であり、円錐状のガイド切り欠きを示しており、第1の入力スライドアセンブリ(6)と第2の入力スライドアセンブリ(7)の2個の入力スライドアセンブリ及び第1の出力スライドアセンブリ(9)と第2の出力スライドアセンブリ(10)の2個の出力スライドアセンブリに用いられる部材である。
【図27】トラックと切替装置の詳細断面を示す斜視図であり、円錐状のガイド切り欠きと、そのトラック上の位置とを示す。
【図28】トラックと切替装置の詳細断面を示す側面図であり、円錐状のガイド切り欠きと、そのトラック上の位置とを示す。
【図29】スライドギアのフレキシブル連結式アセンブリの断面図であり、第1の入力スライドアセンブリ(6)と第2の入力スライドアセンブリ(7)の2個の入力スライドアセンブリ及び第1の出力スライドアセンブリ(9)と第2の出力スライドアセンブリ(10)の2個の出力スライドアセンブリに用いられる部材である。
【図30】スライドギアのフレキシブル連結式アセンブリの断面図であり、切替装置(4)により制御されたシャフトに対するさまざまな角度位置を示しており、第1の入力スライドアセンブリ(6)と第2の入力スライドアセンブリ(7)の2個の入力スライドアセンブリ及び第1の出力スライドアセンブリ(9)と第2の出力スライドアセンブリ(10)の2個の出力スライドアセンブリに用いられる部材である。
【図31】図6に示すA部の拡大図である。
【図32】図22に示すA部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
上記の図面に従って、本特許出願を必要に応じて説明する。
【0017】
本発明の連続変速システムは、複数のトラック(2)を備えたフレーム(1)と、軸受け(3b)上に支持されたコントロールレバー(3a)を有するコントロールキャリッジ(3)と、コントロールキャリッジ(3)をスピンシャフト(4a、5a)上の切替装置(4、5)に接続するスペーサー(3c、3d)とを備えており、スピンシャフト(4a、5a)は、ガイド切欠きシャフト(4b、5b)と同一線上かつスペーサー(3c、3d)に直角であり、ガイド切欠きシャフト(4b、5b)は、切替装置軸受け(4c、5c)に連結したコントロールアーム(3e)によるコントロールレバー(3a)の動きから得られる切替装置(4、5)とトラック(2)の間の限られた角度方向の移動を可能とする円錐形を区画している(図25〜28)。
【0018】
本連続変速システムの動作原理における2つの異なるモーメント、最大動力(MP)モーメント及び最小速度(MS)モーメントについて説明する。コントロールレバー(3a)は、次の3つの異なるステージを示す。
【0019】
(1)ニュートラル:コントロールレバー(3a)は、中央位置(図9)にあって、ギア比を現在の安定ギア比に維持する。
(2)速度:コントロールレバー(3a)を前方に引くことにより(図10)、コントロールレバー(3a)が前記位置にある間、伝達は連続的かつ漸進的にアップシフトを開始する。
(3)動力:コントロールレバー(3a)を後方に引くことにより(図11)ダウンシフトを開始し、その結果、動力は増大する。
【0020】
第1(6)及び第2(7)の2個の入力スライドアセンブリは、第1(6a)及び第2(7a)の入力スライドギアを備えており、それぞれ第1(6b)及び第2(7b)の被駆動リング、及び切替装置(4、5)と連結しており、前記被駆動リング(6b、7b)は駆動軸(第1:6e又は第2:7e)から遊離しているが、同一の被駆動リング(6b、7b)は、フレキシブルリンク(6d、7d)によって駆動リンク(6c、7c)に接続し、フレキシブルリンク(6d、7d)がねじれることによりスライドギア(6a、7a)が一定の角度で傾くことができ、それにより、メインディスク(8)に対して駆動リンク(6c、7c)から与えられるトラクションを維持し、駆動軸(第1:6e又は第2:7e)の一方又は両方に連結した電気モーター、燃焼装置、ペダル、その他によって駆動される駆動軸(第1:6e又は第2:7e)との接続を維持する。
【0021】
駆動軸(第1:6e又は第2:7e)は、六角形、スプライン形状又は当該アセンブリが長手方向にスライドできるその他の形状を有することができる(図29)。
【0022】
ここで、例えば、入力スライドギア(6a、7a)が直径「X」を有し、メインディスク(8)が最大接触径「5X」、最小接触径が入力スライドギア(6a、7a)の直径「X」と等しい「1X」であるならば、結果として得られる変動比率は1:5〜1:1となる。
【0023】
メインディスク(8)は、5枚の結合ディスクで構成され(図31)、そのうちの中心部の1枚(8a)はスチール製、2枚のディスク(8b)はナイロン製で厚みを増すためのものであり、外側のディスク(8c)は防滑材から形成されており、互いに固定されて主軸受け(8e)に軸支される主軸(8d)に連結している。また、主軸受け(8e)は、駆動軸(第1:6e又は第2:7e)の支持体の役割を果たす。
【0024】
前記主軸(8d)により、動力を伝達したり、メインディスク(8)から動力を出力したり、また、駆動したい装置に接続したり、電気モーター、燃焼装置、ペダル、その他によって駆動される主軸(8d)を通じて動力を取り出すことができる。別個に又は同期して動作する1以上の出力スライドアセンブリが、メインディスク(8)に連結している。
【0025】
ここで、メインディスク及びその他の変速機の構成及び形状は、予想される用途に応じて幾つかの異なる超軽量及び/又は超耐性の材料や「複合材料」等を用いることも可能である。
【0026】
コントロールレバー(3a)の位置を変えることにより、コントロールアーム(3e)を通じて切替装置軸受け(4c、5c)に前方へ向かう力を加えることで、切替装置(4、5)をスピンシャフト(4aa、5a)上で回転させ(図10)、これによって入力スライドギア(6a、7a)は前方に傾き、回転しながらメインディスク(8)の中心に向かって前進する。
【0027】
第1の駆動ギア(6f)が、第1の駆動軸(6e)を駆動し、また逆回転のときは、第2の駆動ギア(7f)が第2の駆動軸(7e)を駆動する。このアセンブリにより、メインディスク(8)の2つの面に合わせて駆動力を与える。
【0028】
本発明の変形例(図14〜21)は、2個の出力スライドアセンブリとして構成された第1の出力スライドアセンブリ(9)及び第2の出力スライドアセンブリ(10)と、2個の入力スライドアセンブリとして構成された第1の入力スライドアセンブリ(6)及び第2の入力スライドアセンブリ(7)と、それぞれ第1の被駆動リング(9b)と第2の被駆動リング(10b)及び各切替装置(11、12)に連結した第1の出力スライドギア(9a)及び第2の出力スライドギア(10a)とを備えており、前記各被駆動リング(9b、10b)は、第1の駆動軸(9)及び第2の駆動軸(10e)から遊離しているが、それぞれフレキシブルリンク(9d、10d)によって駆動リンク(9c、10c)に連結している。そのため、フレキシブルリンク(9d、10d)がねじれることにより出力スライドギア(9a、10a)が一定の角度で傾くことができ、メインディスク(8)に対するトラクションが維持される。
【0029】
この変形例(図14〜21)においては、第1の入力スライドアセンブリ(6)と第2の入力スライドアセンブリ(7)の2個の入力スライドアセンブリ、及び第1の出力スライドアセンブリ(9)と第2の出力スライドアセンブリ(10)の2個の出力スライドアセンブリのスライド前進動作は、各切替装置(4、5)の上部及び各切替装置(11、12)の底部に固定された各補助スペーサー(13、14)により平行かつ同期して行われる。
【0030】
第1の入力スライドアセンブリ(6)と第2の入力スライドアセンブリ(7)によって駆動されるメインディスク(8)は、第1の出力スライドアセンブリ(9)及び第2の出力スライドアセンブリ(10)の2個の出力スライドアセンブリを駆動し、逆回転時に、同時に第1の補助駆動ギア(9f)と第2の補助駆動ギア(10f)とを駆動する。
【0031】
第1の駆動軸(9)と第2の駆動軸(10e)の一方の端部は主軸受け(8e)に固定され、反対側の端部はプーリー、複数のギア又はプロペラシャフトに固定され、さらに変速機に連結させることもでき、出力アセンブリで得られるギア比は、入力アセンブリの2乗の比率となる。
【0032】
第1の駆動軸(9e)及び第2の駆動軸(10e)は、主軸(8d)と接続して用いることができ、異なる付属品に対して異なる速度で独立して駆動することが可能となる。
【0033】
他の変形例(図22〜24)は、補助トラック(15b)上の切替装置(15a)によって構成される少なくとも1個の連結式出力スライドアセンブリ(15)と、連結式駆動軸(15c)と補助トラック(15b)の端部に取付けられたシャフトガイド(15d)とを備えている。補助ギア(15e)が切替装置(15a)に連結しており、連結式駆動軸(15c)にも連結しており、かつ補助ギア(15e)は、ギア(8g)と同じ側に配置された2個のリングギア(18)と噛み合わせたギア(8g)を備えた補助主軸受け(8f)に支持され固定されており、これにより第1の出力スライドアセンブリ(9)と第2の出力スライドアセンブリ(10)及び連結式出力スライドアセンブリ(15)の一体的な動作を提供する。
【0034】
そのため、結果として得られるギア比は、入力アセンブリの2乗となる。補助主軸受け(8f)上の補助トラック(15b)の連結設定により、出力アセンブリ(図24)が主軸(8d)の周りを回転することができる。駆動軸(第1の駆動軸(9e)と第2の駆動軸(10e))との角度位置が調整可能となる。第1の入力スライドアセンブリ(6)と第2の入力スライドアセンブリ(7)により駆動されるメインディスク(8)は、補助ギア(15e)とその連結式駆動軸(15c)を駆動する。
【0035】
メインディスク(8)は、いずれかの付属品と直接連結するか、主軸(8d)と連結して使用するプーリー又はギアを追加して連結することができ、これにより異なる付属品を異なる速度で別個に駆動することができ、又は別個に置かれた付属品を同じ速度で駆動することができる。
【0036】
上記のように、とりわけ本モデルは手動バージョンについて詳細に説明したが、圧縮空気、油圧又は電気機械と接続して動作方法の電子的管理及び構成部材の動力(エンジン、変速機、付属品又は静止摩擦)等を用いて自動化し、前記変形例(図22〜24)におけるコントロールキャリッジ(3)、第1(9)と第2の(10)の2個の入力スライドアセンブリ及び出力スライドアセンブリ、切替連動装置(4、5及び11、12)並びに連結式出力スライドアセンブリ連動装置(15)等のスライドを行うこともできる。
【0037】
また、第1の入力スライドアセンブリ(6)と第2の入力スライドアセンブリ(7)の2個の入力スライドアセンブリを抑制することも可能である。
【符号の説明】
【0038】
1 フレーム
2 トラック
3 コントロールキャリッジ
3a コントロールレバー
3c、3d スペーサ
4、5、11、12、15a 切替装置
6 第1の入力スライドアセンブリ
6a 第1の入力スライドギア
6b 第1の被駆動リング
6c 第1の駆動リンク
6d 第1のフレキシブルリンク
6e 第1の駆動軸
6f 第1の駆動ギア
7 第2の入力スライドアセンブリ
7a 第2の入力スライドギア
7b 第2の被駆動リング
7c 第2の駆動リンク
7d 第2のフレキシブルリンク
7e 第2の駆動軸
7f 第2の駆動ギア
8 メインディスク
8a、8b、8c ディスク
8d 主軸
8e 主軸受け
8f 補助主軸受け
8g ギア
9 第1の出力スライドアセンブリ
10 第2の出力スライドアセンブリ
13、14 補助スペーサ
15 連結式出力スライドアセンブリ連動装置
15b 補助トラック
15c 連結式駆動軸
15d シャフトガイド
15e 補助ギア
18 リンクギア
【技術分野】
【0001】
本発明は連続変速システムに関し、詳しくは、駆動軸の回転速度を使って高速の動力装置から低速のものに変換できる新規であって機械的な連続変速システムに関する。
【背景技術】
【0002】
駆動軸の回転速度を制御する機構は幾つかの異なるオプションが知られており、幾つかの異なる機能を意図している。通常、シフトギアの主要な機能のゆえに「変速機」あるいは「ギアボックス」として知られる装置は、エンジンの速度を、増大又は分割することによって必要に応じて駆動軸の動力を動力又は速度に変え、動力取出し装置を使って直接車輪又はシャフトに伝え、最終装置に伝達する。典型的なギアボックスにおけるシャフトには2つの主要なシーケンスがある。すなわち、第1のシャフトでクラッチを通じてエンジン速度を受取り、第2のシャフト(出力軸)で動力又は速度に変えられた回転を最終差動シャフトに伝える。各シャフトは、同じ又は異なる直径比をもった1以上のギアを備え、歯車のかみ合いに応じて、出力軸に低速、定速又は高速を出力する。このモデルの最大の問題点は、あるギア比から別のギア比に段差のあるシフトを行うと、ガタガタと知覚できる衝撃を生じることである。
【0003】
無段変速機は、弾性的な歯付きプーリー及びチェーンを有する構造を有し、長年オートバイや低排気量のモーターバイクを推進してきた。しかし、ある自動車メーカーが無段変速機の原理に基づいてMultitronic(アウディ アクチェンゲゼルシャフトの登録商標)と呼ばれる変速機を開発した。それは2個のプーリー間に置かれた変速機からなり、その円錐形の形状によりほぼ無限の比率のバリエーションが得られる。このタイプの変速機は、ギアを使用しているが、シフトの形態は必要に応じて行われる。これは従来のものに比べて静かで丈夫なため、より強力なエンジンに使用することが可能になった。比率は、最短速度と最長速度の間で6から1まで可変で、標準的変速機では達成できないものである。
【0004】
また、ダブルクラッチ変速機、すなわちデュアルクラッチ変速機(DCT)があり、これは標準的なオートマチック変速機のように、2個のクラッチと高性能の電子及び油圧を用いて制御するものである。しかし、DCTにおいては、それぞれのクラッチは独立して別個に動作する。一方のクラッチは、奇数ギア(第1、第3、第5及びその逆の順で)を制御し、他方のクラッチは、偶数ギア(第2、第4及び第6)を制御する。これを用いて、エンジンから変速機への動力の流れを中断することなくギアを変更することができる。
【0005】
これらの形態は非常にコスト高であるが、速度比を連続的にシフトする上で、特に素晴らしい効率を示す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従って、上記の問題点に鑑み、これを解決する目的で、発明者は連続変速システムと呼称する本モデルを研究し開発した。本特許出願の主要な目的は、端的に言えば、メインディスクのシャフトに直角なシャフトを有する入力スライドギアを備えており、前記入力スライドギアがこのメインディスクに対して接線方向に傾き、かつ前記入力スライドギアの直径を一定にして、メインディスクに対する関係が、当該入力スライドギアがメインディスクの径方向の表面に沿って位置するポイントによって得られる直径を可変となるようにすることである。回転により少ない速度で大きい牽引力(トルク)を伝える入力スライドギアとメインディスクとの接点は、メインディスクの直径のより高いポイントにある。入力スライドギアがスライドするに従い、メインディスクのシャフトに近づき、入力スライドギアとの接点でメインディスク上の直径が漸次減少し、速度と動力の比が変化し、牽引力が小さくなりメインディスクの速度が増す。
【0007】
このように、速度と動力間の速度の遷移は、メインディスクに対する入力スライドギアのスライドする速度に直結し、スムーズでガタガタという知覚できる衝撃を生じることもない。速度の変化は、メインディスクの径方向に沿ってスライドギアが接触するポイントに直結し、その増減する直径と相関関係にある。
【0008】
本モデルにおいて、メインディスクの表面とスライドギアの周囲の表面は、スリップ防止材からできている。また、同じ機能的コンセプトに基づく変形例も予見され、第一の変形例では、第2のシャフトを備えて、出力スライドギアを入力スライドギアが押し、これによってメインディスクの回転の出力速度が増大するようになっている。
【0009】
本特許出願が目的とするモデルにおけるもう1つの大きな技術革新として、発明者は、従来のギア変速機よりもかなり大きな比率を持つことができる、連続変速システムと呼称するものを研究し開発した。従来のギア変速機は、平均1:3又は1:4の比率を有し5速度に分割するが、この連続変速システムにより、簡単な機構で数倍大きな比率を生み出すことができる。
【0010】
この連続変速システムは、「単一の」又は「2乗の」比を有し、同じX比率の当初機構に数点の部品を加えることによって、2乗のX比率を持つことができる。約1:5の比率を有する簡素化したデザインの試験機は、「2乗」となる1:25の比率まで高めることができる。
【0011】
特に、以下に論証するように、この連続変速システムは、提案する機能性及び機構に関していくつかの革新性を示し、よって特許出願を請求するに値するものである。
【0012】
本特許出願の目的である本モデルは、以下に述べる図に付随する参照番号とあわせて以下の説明を読めば、よりよく理解することができるが、これによって、比率及び材料を限定するものではなく、産業上の生産に基づいて採用されるべきものである。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記の目的を達成する本発明の連続変速システムは、複数のトラック(2)を備えたフレーム(1)と、軸受け(3b)上に支持されたコントロールレバー(3a)を有するコントロールキャリッジ(3)と、コントロールキャリッジ(3)をスピンシャフト(4a、5a)を通じて切替装置(4、5)に接続するスペーサー(3c、3d)とを備え、スピンシャフト(4a、5a)は、ガイド切欠きシャフト(4b、5b)と同一線上でかつスペーサー(3c、3d)に直角であり、ガイド切欠きシャフト(4b、5b)は、切替装置軸受け(4c、5c)に連結したコントロールアーム(3e)によるコントロールレバー(3a)の動きによって得られる切替装置(4、5)とトラック(2)との間の限られた角移動を可能にする円錐形を区画する(図25〜28)連続変速システムであって、第1の入力スライドギア(6a)と第2の入力スライドギア(7a)とをそれぞれ備えた第1の入力スライドアセンブリ(6)及び第2の入力スライドアセンブリ(7)からなる2個の入力スライドアセンブリを有し、第1の被駆動リング(6b)及び第2の被駆動リング(7b)は、切替装置(4、5)とそれぞれ連結し、前記被駆動リング(6b、7b)は、駆動軸(第1の駆動軸(6e)又は第2の駆動軸(7e))から遊離しており、同一形状の被駆動リング(6b、7b)はフレキシブルリンク(6d、7d)により駆動リンク(6c、7c)に接続し、スライドギア(6a、7a)はフレキシブルリンク(6d、7d)がねじれることにより一定の角度で傾くことができ、かつメインディスク(8)に対するトラクションを維持するとともに、駆動リンク(6c、7c)と第1の駆動軸(6e)又は第2の駆動軸(7e)との接続によって、アセンブリ長手方向のスライドが可能となり(図29)、第1の駆動軸(6e)若しくは第2の駆動軸(7e)又はその両者と連結した電気モーター、燃焼装置、ペダル、その他により駆動されることを特徴とし、あるいは、変形例(図14〜21)のように、2個の出力スライドアセンブリとして構成された第1の出力スライドアセンブリ(9)及び第2の出力スライドアセンブリ(10)と、それぞれ2個の入力スライドアセンブリとして構成された第1の入力スライドアセンブリ(6)及び第2の入力スライドアセンブリ(7)と、それぞれ第1の被駆動リング(9b)と第2の被駆動リング(10b)及び各切替装置(11、12)に連結した第1の出力スライドギア(9a)と第2の出力スライドギア(10a)とを備え、被駆動リング(9b、10b)は第1の駆動軸(9)と第2の駆動軸(10e)から遊離し、かつ同一形状の被駆動リング(9b、10b)は、フレキシブルリンク(9d、10d)により駆動リンク(9c、10c)に接続し、出力スライドギア(9a、10a)はフレキシブルリンク(9d、10d)がねじれることによって一定の角度で傾くことができ、かつメインディスク(8)に対するトラクションを維持することができることを特徴とし、あるいは、他の変形例(図22〜24)のように、補助トラック(15b)上の切替装置(15a)で構成される少なくとも1個の連結式出力スライドアセンブリ(15)と、連結式駆動軸(15c)と、補助トラック(15b)の端部に取付けられたシャフトガイド(15d)と、切替装置(15a)及び連結式駆動軸(15c)に連結した補助ギア(15e)とを備え、互いに同じ側に配置された2個のリングギア(18)に連結するギア(8g)を有する補助主軸受け(8f)に支持され固定された連続変速システムであって、第1の出力スライドアセンブリ(9)と、第2の出力スライドアセンブリ(10)と、補助主軸受け(8f)上での連結式出力スライドアセンブリ(15)及び連結設定された補助トラック(15b)との協調動作により出力アセンブリ(図24)がメインディスク(8d)の回りを回転することができることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0014】
本発明の連続変速システムによれば、シフト時に衝撃を生じることなく、高効率かつ低コストな変速機を提供できるので、従来の変速機の問題点を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の実施形態からなる連続変速システムの前方上面図である。
【図2】本発明の実施形態からなる連続変速システムの後方上面図である。
【図3】本発明の実施形態からなる連続変速システムの前方底部斜視図である。
【図4】本発明の実施形態からなる連続変速システムの上面図である。
【図5】本発明の実施形態からなる連続変速システムの右側面図である。
【図6】本発明の実施形態からなる連続変速システムの正面図である。
【図7】本発明の実施形態からなる連続変速システムの背面図である。
【図8】本発明の実施形態からなる連続変速システムの右側面図であって、メインディスクに対して初期位置を有する2つの異なる角度にある入力スライドギアを示す。
【図9】本発明の実施形態からなる連続変速システムの右側面図であって、メインディスクに対して初期位置を有する2つの異なる角度にある入力スライドギアを示す。
【図10】本発明の実施形態からなる連続変速システムの右側面図であって、メインディスクに対して最終位置を有する2つの異なる角度にある入力スライドギアを示す。
【図11】本発明の実施形態からなる連続変速システムの右側面図であって、メインディスクに対して最終位置を有する2つの異なる角度にある入力スライドギアを示す。
【図12】メインディスクに対して初期位置にある入力スライドギアの斜視図である。
【図13】メインディスクに対して最終位置にある入力スライドギアの斜視図であって、メインディスク表面上における直径の比率変化を示す
【図14】本発明の実施形態からなる連続変速システムの、出力スライドギアを有する変形例の前方斜視図であって、出力スライドギア、メインディスク及び入力スライドギアの回転方向を示し、入力スライドギアと出力スライドギアのスライド前進移動は平行になっている。
【図15】本発明の実施形態からなる連続変速システムの、出力スライドギア、メインディスク及び入力スライドギアを有する変形例の上面図であり、入力スライドギアと出力スライドギアのスライド前進移動は平行になっている。
【図16】本発明の実施形態からなる連続変速システムの、出力スライドギアを有する変形例の右側面図であり、入力スライドギア及び出力スライドギアのニュートラルの角度モーメントと、メインディスクに対する両者の初期位置を示し、矢印は入力スライドギアと出力スライドギアの平行度を示し、明らかに安定した状態にある
【図17】本発明の実施形態からなる連続変速システムの、出力スライドギアを有する変形例の右側面図であり、メインディスクに対する初期位置における入力スライドギアの角度モーメントの進行と、出力スライドギアの反転角度との両方を示し、かつ矢印は可動部材の方向を示し、入力スライドギアと出力スライドギアのスライド前進移動は平行になっている。
【図18】本発明の実施形態からなる連続変速システムの、出力スライドギアを有する変形例の右側面図であり、メインディスクに対する最終位置における入力スライドギアの角度モーメントの進行と、出力スライドギアの反転角度との両方を示し、かつ矢印は可動部材の方向を示している。
【図19】本発明の実施形態からなる連続変速システムの、出力スライドギアを有する変形例の上面後方斜視図であり、図16で説明した状態を示し、入力スライドギアと出力スライドギアのスライド前進移動は平行になっている。
【図20】本発明の実施形態からなる連続変速システムの、出力スライドギアを有する変形例の上面後方斜視図であり、図17で説明した状態を示し、入力スライドギアと出力スライドギアのスライド前進移動は平行になっている。
【図21】本発明の実施形態からなる連続変速システムの、出力スライドギアを有する変形例の上面後方斜視図であり、図18で説明した状態を示し、入力スライドギアと出力スライドギアのスライド前進移動は平行になっている。
【図22】本発明の実施形態からなる連続変速システムの、メインディスクのシャフトに対して回転軸の受け軸に連結した出力スライドギアを有する他の変形例の上面後方斜視図であり、メインディスクに対する入力スライドギア及び出力スライドギアの初期位置を示す。
【図23】本発明の実施形態からなる連続変速システムの、メインディスクのシャフトに対して回転軸の受け軸に連結した出力スライドギアを有する他の変形例の上面後方斜視図であり、メインディスクに対する入力スライドギア及び出力スライドギアの最終位置を示す。
【図24】本発明の実施形態からなる連続変速システムの、メインディスクのシャフトに対して回転軸の受け軸に連結した出力スライドギアを有する他の変形例の右側面図であり、メインディスクに対する入力スライドギア及び出力スライドギアの最終位置で、メインディスクのシャフトに対して出力軸が回転可能であることを示す。
【図25】切替装置の詳細断面を示す斜視図であり、円錐状のガイド切り欠きを示しており、第1の入力スライドアセンブリ(6)と第2の入力スライドアセンブリ(7)の2個の入力スライドアセンブリ及び第1の出力スライドアセンブリ(9)と第2の出力スライドアセンブリ(10)の2個の出力スライドアセンブリに用いられる部材である。
【図26】切替装置の詳細断面を示す側面図であり、円錐状のガイド切り欠きを示しており、第1の入力スライドアセンブリ(6)と第2の入力スライドアセンブリ(7)の2個の入力スライドアセンブリ及び第1の出力スライドアセンブリ(9)と第2の出力スライドアセンブリ(10)の2個の出力スライドアセンブリに用いられる部材である。
【図27】トラックと切替装置の詳細断面を示す斜視図であり、円錐状のガイド切り欠きと、そのトラック上の位置とを示す。
【図28】トラックと切替装置の詳細断面を示す側面図であり、円錐状のガイド切り欠きと、そのトラック上の位置とを示す。
【図29】スライドギアのフレキシブル連結式アセンブリの断面図であり、第1の入力スライドアセンブリ(6)と第2の入力スライドアセンブリ(7)の2個の入力スライドアセンブリ及び第1の出力スライドアセンブリ(9)と第2の出力スライドアセンブリ(10)の2個の出力スライドアセンブリに用いられる部材である。
【図30】スライドギアのフレキシブル連結式アセンブリの断面図であり、切替装置(4)により制御されたシャフトに対するさまざまな角度位置を示しており、第1の入力スライドアセンブリ(6)と第2の入力スライドアセンブリ(7)の2個の入力スライドアセンブリ及び第1の出力スライドアセンブリ(9)と第2の出力スライドアセンブリ(10)の2個の出力スライドアセンブリに用いられる部材である。
【図31】図6に示すA部の拡大図である。
【図32】図22に示すA部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
上記の図面に従って、本特許出願を必要に応じて説明する。
【0017】
本発明の連続変速システムは、複数のトラック(2)を備えたフレーム(1)と、軸受け(3b)上に支持されたコントロールレバー(3a)を有するコントロールキャリッジ(3)と、コントロールキャリッジ(3)をスピンシャフト(4a、5a)上の切替装置(4、5)に接続するスペーサー(3c、3d)とを備えており、スピンシャフト(4a、5a)は、ガイド切欠きシャフト(4b、5b)と同一線上かつスペーサー(3c、3d)に直角であり、ガイド切欠きシャフト(4b、5b)は、切替装置軸受け(4c、5c)に連結したコントロールアーム(3e)によるコントロールレバー(3a)の動きから得られる切替装置(4、5)とトラック(2)の間の限られた角度方向の移動を可能とする円錐形を区画している(図25〜28)。
【0018】
本連続変速システムの動作原理における2つの異なるモーメント、最大動力(MP)モーメント及び最小速度(MS)モーメントについて説明する。コントロールレバー(3a)は、次の3つの異なるステージを示す。
【0019】
(1)ニュートラル:コントロールレバー(3a)は、中央位置(図9)にあって、ギア比を現在の安定ギア比に維持する。
(2)速度:コントロールレバー(3a)を前方に引くことにより(図10)、コントロールレバー(3a)が前記位置にある間、伝達は連続的かつ漸進的にアップシフトを開始する。
(3)動力:コントロールレバー(3a)を後方に引くことにより(図11)ダウンシフトを開始し、その結果、動力は増大する。
【0020】
第1(6)及び第2(7)の2個の入力スライドアセンブリは、第1(6a)及び第2(7a)の入力スライドギアを備えており、それぞれ第1(6b)及び第2(7b)の被駆動リング、及び切替装置(4、5)と連結しており、前記被駆動リング(6b、7b)は駆動軸(第1:6e又は第2:7e)から遊離しているが、同一の被駆動リング(6b、7b)は、フレキシブルリンク(6d、7d)によって駆動リンク(6c、7c)に接続し、フレキシブルリンク(6d、7d)がねじれることによりスライドギア(6a、7a)が一定の角度で傾くことができ、それにより、メインディスク(8)に対して駆動リンク(6c、7c)から与えられるトラクションを維持し、駆動軸(第1:6e又は第2:7e)の一方又は両方に連結した電気モーター、燃焼装置、ペダル、その他によって駆動される駆動軸(第1:6e又は第2:7e)との接続を維持する。
【0021】
駆動軸(第1:6e又は第2:7e)は、六角形、スプライン形状又は当該アセンブリが長手方向にスライドできるその他の形状を有することができる(図29)。
【0022】
ここで、例えば、入力スライドギア(6a、7a)が直径「X」を有し、メインディスク(8)が最大接触径「5X」、最小接触径が入力スライドギア(6a、7a)の直径「X」と等しい「1X」であるならば、結果として得られる変動比率は1:5〜1:1となる。
【0023】
メインディスク(8)は、5枚の結合ディスクで構成され(図31)、そのうちの中心部の1枚(8a)はスチール製、2枚のディスク(8b)はナイロン製で厚みを増すためのものであり、外側のディスク(8c)は防滑材から形成されており、互いに固定されて主軸受け(8e)に軸支される主軸(8d)に連結している。また、主軸受け(8e)は、駆動軸(第1:6e又は第2:7e)の支持体の役割を果たす。
【0024】
前記主軸(8d)により、動力を伝達したり、メインディスク(8)から動力を出力したり、また、駆動したい装置に接続したり、電気モーター、燃焼装置、ペダル、その他によって駆動される主軸(8d)を通じて動力を取り出すことができる。別個に又は同期して動作する1以上の出力スライドアセンブリが、メインディスク(8)に連結している。
【0025】
ここで、メインディスク及びその他の変速機の構成及び形状は、予想される用途に応じて幾つかの異なる超軽量及び/又は超耐性の材料や「複合材料」等を用いることも可能である。
【0026】
コントロールレバー(3a)の位置を変えることにより、コントロールアーム(3e)を通じて切替装置軸受け(4c、5c)に前方へ向かう力を加えることで、切替装置(4、5)をスピンシャフト(4aa、5a)上で回転させ(図10)、これによって入力スライドギア(6a、7a)は前方に傾き、回転しながらメインディスク(8)の中心に向かって前進する。
【0027】
第1の駆動ギア(6f)が、第1の駆動軸(6e)を駆動し、また逆回転のときは、第2の駆動ギア(7f)が第2の駆動軸(7e)を駆動する。このアセンブリにより、メインディスク(8)の2つの面に合わせて駆動力を与える。
【0028】
本発明の変形例(図14〜21)は、2個の出力スライドアセンブリとして構成された第1の出力スライドアセンブリ(9)及び第2の出力スライドアセンブリ(10)と、2個の入力スライドアセンブリとして構成された第1の入力スライドアセンブリ(6)及び第2の入力スライドアセンブリ(7)と、それぞれ第1の被駆動リング(9b)と第2の被駆動リング(10b)及び各切替装置(11、12)に連結した第1の出力スライドギア(9a)及び第2の出力スライドギア(10a)とを備えており、前記各被駆動リング(9b、10b)は、第1の駆動軸(9)及び第2の駆動軸(10e)から遊離しているが、それぞれフレキシブルリンク(9d、10d)によって駆動リンク(9c、10c)に連結している。そのため、フレキシブルリンク(9d、10d)がねじれることにより出力スライドギア(9a、10a)が一定の角度で傾くことができ、メインディスク(8)に対するトラクションが維持される。
【0029】
この変形例(図14〜21)においては、第1の入力スライドアセンブリ(6)と第2の入力スライドアセンブリ(7)の2個の入力スライドアセンブリ、及び第1の出力スライドアセンブリ(9)と第2の出力スライドアセンブリ(10)の2個の出力スライドアセンブリのスライド前進動作は、各切替装置(4、5)の上部及び各切替装置(11、12)の底部に固定された各補助スペーサー(13、14)により平行かつ同期して行われる。
【0030】
第1の入力スライドアセンブリ(6)と第2の入力スライドアセンブリ(7)によって駆動されるメインディスク(8)は、第1の出力スライドアセンブリ(9)及び第2の出力スライドアセンブリ(10)の2個の出力スライドアセンブリを駆動し、逆回転時に、同時に第1の補助駆動ギア(9f)と第2の補助駆動ギア(10f)とを駆動する。
【0031】
第1の駆動軸(9)と第2の駆動軸(10e)の一方の端部は主軸受け(8e)に固定され、反対側の端部はプーリー、複数のギア又はプロペラシャフトに固定され、さらに変速機に連結させることもでき、出力アセンブリで得られるギア比は、入力アセンブリの2乗の比率となる。
【0032】
第1の駆動軸(9e)及び第2の駆動軸(10e)は、主軸(8d)と接続して用いることができ、異なる付属品に対して異なる速度で独立して駆動することが可能となる。
【0033】
他の変形例(図22〜24)は、補助トラック(15b)上の切替装置(15a)によって構成される少なくとも1個の連結式出力スライドアセンブリ(15)と、連結式駆動軸(15c)と補助トラック(15b)の端部に取付けられたシャフトガイド(15d)とを備えている。補助ギア(15e)が切替装置(15a)に連結しており、連結式駆動軸(15c)にも連結しており、かつ補助ギア(15e)は、ギア(8g)と同じ側に配置された2個のリングギア(18)と噛み合わせたギア(8g)を備えた補助主軸受け(8f)に支持され固定されており、これにより第1の出力スライドアセンブリ(9)と第2の出力スライドアセンブリ(10)及び連結式出力スライドアセンブリ(15)の一体的な動作を提供する。
【0034】
そのため、結果として得られるギア比は、入力アセンブリの2乗となる。補助主軸受け(8f)上の補助トラック(15b)の連結設定により、出力アセンブリ(図24)が主軸(8d)の周りを回転することができる。駆動軸(第1の駆動軸(9e)と第2の駆動軸(10e))との角度位置が調整可能となる。第1の入力スライドアセンブリ(6)と第2の入力スライドアセンブリ(7)により駆動されるメインディスク(8)は、補助ギア(15e)とその連結式駆動軸(15c)を駆動する。
【0035】
メインディスク(8)は、いずれかの付属品と直接連結するか、主軸(8d)と連結して使用するプーリー又はギアを追加して連結することができ、これにより異なる付属品を異なる速度で別個に駆動することができ、又は別個に置かれた付属品を同じ速度で駆動することができる。
【0036】
上記のように、とりわけ本モデルは手動バージョンについて詳細に説明したが、圧縮空気、油圧又は電気機械と接続して動作方法の電子的管理及び構成部材の動力(エンジン、変速機、付属品又は静止摩擦)等を用いて自動化し、前記変形例(図22〜24)におけるコントロールキャリッジ(3)、第1(9)と第2の(10)の2個の入力スライドアセンブリ及び出力スライドアセンブリ、切替連動装置(4、5及び11、12)並びに連結式出力スライドアセンブリ連動装置(15)等のスライドを行うこともできる。
【0037】
また、第1の入力スライドアセンブリ(6)と第2の入力スライドアセンブリ(7)の2個の入力スライドアセンブリを抑制することも可能である。
【符号の説明】
【0038】
1 フレーム
2 トラック
3 コントロールキャリッジ
3a コントロールレバー
3c、3d スペーサ
4、5、11、12、15a 切替装置
6 第1の入力スライドアセンブリ
6a 第1の入力スライドギア
6b 第1の被駆動リング
6c 第1の駆動リンク
6d 第1のフレキシブルリンク
6e 第1の駆動軸
6f 第1の駆動ギア
7 第2の入力スライドアセンブリ
7a 第2の入力スライドギア
7b 第2の被駆動リング
7c 第2の駆動リンク
7d 第2のフレキシブルリンク
7e 第2の駆動軸
7f 第2の駆動ギア
8 メインディスク
8a、8b、8c ディスク
8d 主軸
8e 主軸受け
8f 補助主軸受け
8g ギア
9 第1の出力スライドアセンブリ
10 第2の出力スライドアセンブリ
13、14 補助スペーサ
15 連結式出力スライドアセンブリ連動装置
15b 補助トラック
15c 連結式駆動軸
15d シャフトガイド
15e 補助ギア
18 リンクギア
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のトラック(2)を備えたフレーム(1)と、軸受け(3b)上に支持されたコントロールレバー(3a)を有するコントロールキャリッジ(3)と、コントロールキャリッジ(3)をスピンシャフト(4a、5a)を通じて切替装置(4、5)に接続するスペーサー(3c、3d)とを備え、
スピンシャフト(4a、5a)は、ガイド切欠きシャフト(4b、5b)と同一線上でかつスペーサー(3c、3d)に直角であり、ガイド切欠きシャフト(4b、5b)は、切替装置軸受け(4c、5c)に連結したコントロールアーム(3e)によるコントロールレバー(3a)の動きによって得られる切替装置(4、5)とトラック(2)との間の限られた角移動を可能にする円錐形を区画する(図25〜28)連続変速システムであって、
第1の入力スライドギア(6a)と第2の入力スライドギア(7a)とをそれぞれ備えた第1の入力スライドアセンブリ(6)及び第2の入力スライドアセンブリ(7)からなる2個の入力スライドアセンブリを有し、
第1の被駆動リング(6b)及び第2の被駆動リング(7b)は、切替装置(4、5)とそれぞれ連結し、前記被駆動リング(6b、7b)は、駆動軸(第1の駆動軸(6e)又は第2の駆動軸(7e))から遊離しており、同一形状の被駆動リング(6b、7b)はフレキシブルリンク(6d、7d)により駆動リンク(6c、7c)に接続し、スライドギア(6a、7a)はフレキシブルリンク(6d、7d)がねじれることにより一定の角度で傾くことができ、かつメインディスク(8)に対するトラクションを維持するとともに、
駆動リンク(6c、7c)と第1の駆動軸(6e)又は第2の駆動軸(7e)との接続によって、アセンブリ長手方向のスライドが可能となり(図29)、第1の駆動軸(6e)若しくは第2の駆動軸(7e)又はその両者と連結した電気モーター、燃焼装置、ペダル、その他により駆動されることを特徴とし、
あるいは、変形例(図14〜21)のように、2個の出力スライドアセンブリとして構成された第1の出力スライドアセンブリ(9)及び第2の出力スライドアセンブリ(10)と、それぞれ2個の入力スライドアセンブリとして構成された第1の入力スライドアセンブリ(6)及び第2の入力スライドアセンブリ(7)と、それぞれ第1の被駆動リング(9b)と第2の被駆動リング(10b)及び各切替装置(11、12)に連結した第1の出力スライドギア(9a)と第2の出力スライドギア(10a)とを備え、
被駆動リング(9b、10b)は第1の駆動軸(9)と第2の駆動軸(10e)から遊離し、かつ同一形状の被駆動リング(9b、10b)は、フレキシブルリンク(9d、10d)により駆動リンク(9c、10c)に接続し、出力スライドギア(9a、10a)はフレキシブルリンク(9d、10d)がねじれることによって一定の角度で傾くことができ、かつメインディスク(8)に対するトラクションを維持することができることを特徴とし、
あるいは、他の変形例(図22〜24)のように、補助トラック(15b)上の切替装置(15a)で構成される少なくとも1個の連結式出力スライドアセンブリ(15)と、連結式駆動軸(15c)と、補助トラック(15b)の端部に取付けられたシャフトガイド(15d)と、切替装置(15a)及び連結式駆動軸(15c)に連結した補助ギア(15e)とを備え、互いに同じ側に配置された2個のリングギア(18)に連結するギア(8g)を有する補助主軸受け(8f)に支持され固定された連続変速システムであって、第1の出力スライドアセンブリ(9)と、第2の出力スライドアセンブリ(10)と、補助主軸受け(8f)上での連結式出力スライドアセンブリ(15)及び連結設定された補助トラック(15b)との協調動作により出力アセンブリ(図24)がメインディスク(8d)の回りを回転することができることを特徴とする、
連続変速システム。
【請求項2】
その動作が、最大動力モーメント(MP)と最小速度モーメント(MS)の2つのモーメントからなるとともに、コントロールレバー(3a)は、次の3つの異なるステージを示すことを特徴とする請求項1に記載の連続変速システム。
(1)ニュートラル:コントロールレバー(3a)は中央位置(図9)に位置し、現在のギア比を安定的に維持する。
(2)速度:コントロールレバー(3a)を前方に押すことにより(図10)、コントロールレバー(3a)が前記位置にある間、変速機はアップシフトを継続的にかつ漸進的に開始する。
(3)動力:コントロールレバー(3a)を後方に引くことにより(図11)、ダウンシフトを開始しその結果動力が増大する。
【請求項3】
入力スライドギア(6a、7a)の直径が「X」、メインディスク(8)の最大接触径が「5X」、最小接触径が入力スライドギア(6a、7a)の直径「X」に等しい「1X」とすることで、得られる変動比率が1:5〜1:1となることを特徴とする請求項1に記載の連続変速システム。
【請求項4】
コントロールレバー(3a)の位置を変えることにより、切替装置軸受け(4c、5c)に前方へ向かう力を付与してそのスピンシャフト(4a、5a)上で回転させ(図10)、これにより入力スライドギア(6a、7a)を前方に傾かせ、回転しながらメインディスク(8)の中心に向かって前進させることを特徴とする請求項1に記載の連続変速システム。
【請求項5】
第1の駆動ギア(6f)は第1の駆動軸(6)を駆動し、逆回転時には、第2の駆動ギア(7f)が第2の駆動軸(7)を駆動することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の連続変速システム。
【請求項6】
変形例(図14〜21)において、第1の入力スライドアセンブリ(6)及び第2の入力スライドアセンブリ(7)からなる2個の入力スライドアセンブリ、並びに第1の出力スライドアセンブリ(9)及び第2の出力スライドアセンブリ(10)からなる2個の出力スライドアセンブリにおけるスライド前進動作が平行であって、切替装置(4、5)の頂部と切替装置(11、12)の底部にそれぞれ固定された補助スペーサー(13、14)により同期していることを特徴とする請求項1に記載の連続変速システム。
【請求項7】
変形例(図14〜21)において、メインディスク(8)は、逆回転時に第1の出力スライドアセンブリ(9)と第2の出力スライドアセンブリ(10)からなる2個の出力スライドアセンブリと、第1の補助駆動ギア(9f)及び第2の補助駆動ギア(10f)と同時に駆動することを特徴とする請求項6に記載の連続変速システム。
【請求項8】
変形例(図14〜21)において、第1の駆動軸(9)と第2の駆動軸(10e)とは、端部を主軸受け(8e)に固定され、反対側の端部をプーリー、複数個のギア又はプロペラシャフト及び更に変速機に連結し、結果として得られる出力アセンブリでのギア比が、入力センブリの2乗となることを特徴とする請求項6又は7に記載の連続変速システム。
【請求項9】
変形例(図14〜21)において、駆動軸(第1の駆動軸(9e)と第2の駆動軸(10e))をメインディスク(8d)と連結して使用することにより、異なる付属品を異なる速度で別個に駆動できることを特徴とする請求項6、7又は8に記載の連続変速システム。
【請求項10】
変形例(図22〜24)において、変形例(図14〜21)の第1の出力スライドアセンブリ(9)、第2の出力スライドアセンブリ(10)及び連結式出力スライドアセンブリ連動装置(15)が、それらのギア比が入力アセンブリの2乗の比率となるように一体的に動作し、補助トラック(15b)の連結設定により、駆動軸(第1の駆動軸(9e)と第2の駆動軸(10e))との角度調整を可能にしたことを特徴とする請求項1に記載の連続変速システム。
【請求項11】
変形例(図22〜24)における第1の入力スライドアセンブリ(6)と第2の入力スライドアセンブリ(7)とより駆動されるメインディスク(8)は、補助ギア(15e)とその連結式駆動軸(15c)を駆動し、主軸(8d)と連結して使用するプーリー又はギアを追加して連結することで、異なる付属品を異なる速度で別個に駆動することができ、又は別個に置かれた付属品を同じ速度で駆動することができることを特徴とする請求項1に記載の連続変速システム。
【請求項12】
圧縮空気、油圧又は電気機械と接続して動作方法の電子的管理及び構成部材の動力(エンジン、変速機、付属品又は静止摩擦)を用いて自動化し、コントロールキャリッジ(3)、第1(9)と第2の(10)の2個の入力スライドアセンブリ及び出力スライドアセンブリ、切替連動装置(4、5及び11、12)と同様に、変形例(図14〜21)の第1(9)と第2の(10)の2個の出力スライドアセンブリ連動装置と、変形例(図22〜24)の連結式出力スライドアセンブリ連動装置(15)のスライドを行うことを特徴とする請求項1に記載の連続変速システム。
【請求項13】
第1の入力スライドアセンブリ(6)及び第2の入力スライドアセンブリ(7)からなる2個の前記入力スライドアセンブリのうちの1個を抑制することを特徴とする請求項1に記載の連続変速システム。
【請求項1】
複数のトラック(2)を備えたフレーム(1)と、軸受け(3b)上に支持されたコントロールレバー(3a)を有するコントロールキャリッジ(3)と、コントロールキャリッジ(3)をスピンシャフト(4a、5a)を通じて切替装置(4、5)に接続するスペーサー(3c、3d)とを備え、
スピンシャフト(4a、5a)は、ガイド切欠きシャフト(4b、5b)と同一線上でかつスペーサー(3c、3d)に直角であり、ガイド切欠きシャフト(4b、5b)は、切替装置軸受け(4c、5c)に連結したコントロールアーム(3e)によるコントロールレバー(3a)の動きによって得られる切替装置(4、5)とトラック(2)との間の限られた角移動を可能にする円錐形を区画する(図25〜28)連続変速システムであって、
第1の入力スライドギア(6a)と第2の入力スライドギア(7a)とをそれぞれ備えた第1の入力スライドアセンブリ(6)及び第2の入力スライドアセンブリ(7)からなる2個の入力スライドアセンブリを有し、
第1の被駆動リング(6b)及び第2の被駆動リング(7b)は、切替装置(4、5)とそれぞれ連結し、前記被駆動リング(6b、7b)は、駆動軸(第1の駆動軸(6e)又は第2の駆動軸(7e))から遊離しており、同一形状の被駆動リング(6b、7b)はフレキシブルリンク(6d、7d)により駆動リンク(6c、7c)に接続し、スライドギア(6a、7a)はフレキシブルリンク(6d、7d)がねじれることにより一定の角度で傾くことができ、かつメインディスク(8)に対するトラクションを維持するとともに、
駆動リンク(6c、7c)と第1の駆動軸(6e)又は第2の駆動軸(7e)との接続によって、アセンブリ長手方向のスライドが可能となり(図29)、第1の駆動軸(6e)若しくは第2の駆動軸(7e)又はその両者と連結した電気モーター、燃焼装置、ペダル、その他により駆動されることを特徴とし、
あるいは、変形例(図14〜21)のように、2個の出力スライドアセンブリとして構成された第1の出力スライドアセンブリ(9)及び第2の出力スライドアセンブリ(10)と、それぞれ2個の入力スライドアセンブリとして構成された第1の入力スライドアセンブリ(6)及び第2の入力スライドアセンブリ(7)と、それぞれ第1の被駆動リング(9b)と第2の被駆動リング(10b)及び各切替装置(11、12)に連結した第1の出力スライドギア(9a)と第2の出力スライドギア(10a)とを備え、
被駆動リング(9b、10b)は第1の駆動軸(9)と第2の駆動軸(10e)から遊離し、かつ同一形状の被駆動リング(9b、10b)は、フレキシブルリンク(9d、10d)により駆動リンク(9c、10c)に接続し、出力スライドギア(9a、10a)はフレキシブルリンク(9d、10d)がねじれることによって一定の角度で傾くことができ、かつメインディスク(8)に対するトラクションを維持することができることを特徴とし、
あるいは、他の変形例(図22〜24)のように、補助トラック(15b)上の切替装置(15a)で構成される少なくとも1個の連結式出力スライドアセンブリ(15)と、連結式駆動軸(15c)と、補助トラック(15b)の端部に取付けられたシャフトガイド(15d)と、切替装置(15a)及び連結式駆動軸(15c)に連結した補助ギア(15e)とを備え、互いに同じ側に配置された2個のリングギア(18)に連結するギア(8g)を有する補助主軸受け(8f)に支持され固定された連続変速システムであって、第1の出力スライドアセンブリ(9)と、第2の出力スライドアセンブリ(10)と、補助主軸受け(8f)上での連結式出力スライドアセンブリ(15)及び連結設定された補助トラック(15b)との協調動作により出力アセンブリ(図24)がメインディスク(8d)の回りを回転することができることを特徴とする、
連続変速システム。
【請求項2】
その動作が、最大動力モーメント(MP)と最小速度モーメント(MS)の2つのモーメントからなるとともに、コントロールレバー(3a)は、次の3つの異なるステージを示すことを特徴とする請求項1に記載の連続変速システム。
(1)ニュートラル:コントロールレバー(3a)は中央位置(図9)に位置し、現在のギア比を安定的に維持する。
(2)速度:コントロールレバー(3a)を前方に押すことにより(図10)、コントロールレバー(3a)が前記位置にある間、変速機はアップシフトを継続的にかつ漸進的に開始する。
(3)動力:コントロールレバー(3a)を後方に引くことにより(図11)、ダウンシフトを開始しその結果動力が増大する。
【請求項3】
入力スライドギア(6a、7a)の直径が「X」、メインディスク(8)の最大接触径が「5X」、最小接触径が入力スライドギア(6a、7a)の直径「X」に等しい「1X」とすることで、得られる変動比率が1:5〜1:1となることを特徴とする請求項1に記載の連続変速システム。
【請求項4】
コントロールレバー(3a)の位置を変えることにより、切替装置軸受け(4c、5c)に前方へ向かう力を付与してそのスピンシャフト(4a、5a)上で回転させ(図10)、これにより入力スライドギア(6a、7a)を前方に傾かせ、回転しながらメインディスク(8)の中心に向かって前進させることを特徴とする請求項1に記載の連続変速システム。
【請求項5】
第1の駆動ギア(6f)は第1の駆動軸(6)を駆動し、逆回転時には、第2の駆動ギア(7f)が第2の駆動軸(7)を駆動することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の連続変速システム。
【請求項6】
変形例(図14〜21)において、第1の入力スライドアセンブリ(6)及び第2の入力スライドアセンブリ(7)からなる2個の入力スライドアセンブリ、並びに第1の出力スライドアセンブリ(9)及び第2の出力スライドアセンブリ(10)からなる2個の出力スライドアセンブリにおけるスライド前進動作が平行であって、切替装置(4、5)の頂部と切替装置(11、12)の底部にそれぞれ固定された補助スペーサー(13、14)により同期していることを特徴とする請求項1に記載の連続変速システム。
【請求項7】
変形例(図14〜21)において、メインディスク(8)は、逆回転時に第1の出力スライドアセンブリ(9)と第2の出力スライドアセンブリ(10)からなる2個の出力スライドアセンブリと、第1の補助駆動ギア(9f)及び第2の補助駆動ギア(10f)と同時に駆動することを特徴とする請求項6に記載の連続変速システム。
【請求項8】
変形例(図14〜21)において、第1の駆動軸(9)と第2の駆動軸(10e)とは、端部を主軸受け(8e)に固定され、反対側の端部をプーリー、複数個のギア又はプロペラシャフト及び更に変速機に連結し、結果として得られる出力アセンブリでのギア比が、入力センブリの2乗となることを特徴とする請求項6又は7に記載の連続変速システム。
【請求項9】
変形例(図14〜21)において、駆動軸(第1の駆動軸(9e)と第2の駆動軸(10e))をメインディスク(8d)と連結して使用することにより、異なる付属品を異なる速度で別個に駆動できることを特徴とする請求項6、7又は8に記載の連続変速システム。
【請求項10】
変形例(図22〜24)において、変形例(図14〜21)の第1の出力スライドアセンブリ(9)、第2の出力スライドアセンブリ(10)及び連結式出力スライドアセンブリ連動装置(15)が、それらのギア比が入力アセンブリの2乗の比率となるように一体的に動作し、補助トラック(15b)の連結設定により、駆動軸(第1の駆動軸(9e)と第2の駆動軸(10e))との角度調整を可能にしたことを特徴とする請求項1に記載の連続変速システム。
【請求項11】
変形例(図22〜24)における第1の入力スライドアセンブリ(6)と第2の入力スライドアセンブリ(7)とより駆動されるメインディスク(8)は、補助ギア(15e)とその連結式駆動軸(15c)を駆動し、主軸(8d)と連結して使用するプーリー又はギアを追加して連結することで、異なる付属品を異なる速度で別個に駆動することができ、又は別個に置かれた付属品を同じ速度で駆動することができることを特徴とする請求項1に記載の連続変速システム。
【請求項12】
圧縮空気、油圧又は電気機械と接続して動作方法の電子的管理及び構成部材の動力(エンジン、変速機、付属品又は静止摩擦)を用いて自動化し、コントロールキャリッジ(3)、第1(9)と第2の(10)の2個の入力スライドアセンブリ及び出力スライドアセンブリ、切替連動装置(4、5及び11、12)と同様に、変形例(図14〜21)の第1(9)と第2の(10)の2個の出力スライドアセンブリ連動装置と、変形例(図22〜24)の連結式出力スライドアセンブリ連動装置(15)のスライドを行うことを特徴とする請求項1に記載の連続変速システム。
【請求項13】
第1の入力スライドアセンブリ(6)及び第2の入力スライドアセンブリ(7)からなる2個の前記入力スライドアセンブリのうちの1個を抑制することを特徴とする請求項1に記載の連続変速システム。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【公表番号】特表2012−504732(P2012−504732A)
【公表日】平成24年2月23日(2012.2.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−529422(P2011−529422)
【出願日】平成21年9月30日(2009.9.30)
【国際出願番号】PCT/BR2009/000328
【国際公開番号】WO2010/037197
【国際公開日】平成22年4月8日(2010.4.8)
【出願人】(511075874)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成24年2月23日(2012.2.23)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年9月30日(2009.9.30)
【国際出願番号】PCT/BR2009/000328
【国際公開番号】WO2010/037197
【国際公開日】平成22年4月8日(2010.4.8)
【出願人】(511075874)
【Fターム(参考)】
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