ハリウッドの出会い ケアプロスト 発明の説明

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発明の説明

本発明は、基本的には、ダブルピニオン式遊星歯車参照を利用した無段の自動変速装置であります。

ダブルピニオン式遊星歯車において、プラネタリキャリアを停止した状態でサンギアを回転すると、リングギアが2個のピニオンギアの回転に伴ってサンギアと同一回転方向に回転します。

この場合、プラネタリキャリアの減速比を5、サンギアの回転数を1000rpm とすると、リングギアは200rpm で回転します。

 

このような回転状態においては、プラネタリキャリアにはピニオンギアサンギアと一体で回転しようとすることに伴ってサンギアと同一回転方向への力が作用します。

このサンギアと同一回転方向への力は、サンギアの回転数が大きい程大きくなります。

 

一方において、プラネタリキャリアにはピニオンギアリングギアを回転させようとする反力に伴ってサンギアと反対回転方向への力が作用します。

このサンギアと反対回転方向への力は、リングギアに作用する負荷が大きい程大きくなります。

 

リングギアにより負荷を回転する場合において、リングギアが停止或いは停止寸前の状態ではリングギアに作用する負荷が大きく、サンギアと反対回転方向への力が同一回転方向への力よりも大きくなります。

 

このような状態では、プラネタリキャリアには全体としてサンギアと反対回転方向への力が作用するようになり、プラネタリキャリアサンギアと反対回転方向に回転しようとします。このため、プラネタリキャリアがフリーの状態では、プラネタリキャリアサンギアと反対回転方向に回転し、サンギアの回転をリングギアに伝達することができずリングギアを回転することができないものの、プラネタリキャリアに停止力を作用させた状態、さらにはプラネタリキャリアを完全に停止した状態とすると、サンギアの回転がリングギアに伝達するようになりリングギアが回転するようになります。

 

ここで、リングギアに作用する負荷は、リングギアで負荷を回転する場合は、リングギアが停止している状態で大きく、リングギアの回転数が上昇する程小さくなります。このような現象は、変速装置で車両の駆動輪を回転する場合に、車両の速度が上昇するのに伴って変速装置に作用する負荷が低下する現象と同じです。

 

リングギアの回転数が上昇し、プラネタリキャリアに作用するサンギアと反対回転方向への力が低下して同一回転方向への力と同じになると、プラネタリキャリアの停止状態を解除するにしても、プラネタリキャリアは停止状態を維持します。

 

リングギアの回転数の上昇に伴ってリングギアに作用する負荷がさらに小さくなると、プラネタリキャリアに作用するサンギアと反対回転方向への力が同一回転方向への力よりも小さくなります。画像

 

このような状態では、プラネタリキャリアには全体としてサンギアと同一回転方向への力が作用するようになり、プラネタリキャリアサンギアと同一回転方向に回転し、プラネタリキャリアの回転数が上昇するようになります。画像

 

このようにプラネタリキャリアサンギアと同一回転方向に回転するようになると、プラネタリキャリアの停止状態に比較して減速比が小さくなり、リングギアの回転数が上昇すると同時にリングギアの回転力が小さくなります。つまり、リングギアにより車両の駆動輪を回転する場合において、車両の走行状態で走行抵抗が小さくなるような状態では、車両の速度が上昇すると同時にシフトアップが連続して行われることを意味しています。

 

一方、リングギアが回転する負荷が零の場合は、リングギアに作用する負荷が零となります。

 

このような状態では、プラネタリキャリアにはサンギアと同一回転方向への力のみが作用し、リングギアサンギアと一体となって回転します。参照

この場合の減速比は1となり、サンギアを1000rpmで回転した場合は、リングギアは1000rpmで回転します。

 

このような状態でリングギアに作用する負荷がサンギアの回転力よりも大きくなると、プラネタリキャリアにはサンギアと反対回転方向への力が作用し、プラネタリキャリアの回転数が低下するようになります。画像

 

このようにプラネタリキャリアの回転数が低下するようになると、プラネタリキャリアサンギアと一体となって回転した状態に比較して減速比が大きくなり、リングギアの回転数が低下すると同時にリングギアの回転力が大きくなります。つまり、リングギアにより車両の駆動輪を回転する場合において、車両の走行状態で走行抵抗が大きくなるような状態では、車両の速度が低下すると同時にシフトダウンが連続して行われることを意味しています。

 

以上のように、プラネタリキャリアは、負荷が小さくなると、サンギアと同一回転方向への回転数が上昇し、また、負荷が大きくなると、サンギアと同一回転方向への回転数が低下します。そして、最終的には、リングギアの回転力とリングギアに作用する負荷とが均衡したところでプラネタリキャリアの回転数が安定してリングギアの回転数が一定となる均衡状態となります。

この場合、サンギアの回転数が1000rpmの状態でプラネタリキャリアの回転数が500rpmで安定したとすると、リングギアの回転数は600rpmとなり、減速比は1000/600=1.67となり、このように、リングギアの回転数が、リングギアの回転力とリングギアに作用する負荷とが均衡するような回転数に自動調整されることが本発明の特徴であります。

 

要するに、本発明は、ダブルピニオン式遊星歯車において、サンギアを入力軸、リングギアを出力軸とし、プラネタリキャリアをフリーな状態とすると、リングギアに作用する負荷が大きくなると、プラネタリキャリアの回転数が小さくなると同時に減速比が大きくなり、リングギアに作用する負荷が小さくなると、プラネタリキャリアの回転数が大きくなると同時に減速比が小さくなるというフィードバック特性を利用したものであります。

 

このようなフィードバック特性により、リングギアの回転力(タイヤの駆動力)とリングギアに作用する負荷(タイヤに作用する抵抗力)とが均衡する回転数にリングギアの回転数(タイヤの回転数、即ち車両の速度)が自動調整されるのであります。この場合、プラネタリキャリアが停止した状態で減速比が最大となる一方、リングギアに作用する負荷がサンギアの回転力を下回る場合は、サンギアプラネタリキャリアリングギアが一体で回転し、その場合の減速比は1となります。フィードバック特性を呈するのは、リングギアに作用する負荷が、プラネタリキャリアの停止状態でのリングギアの回転力(最大回転力)を下回った状態からサンギアの回転力(最小回転力)を上回った状態となる間となります。

 

リングギアの回転力とリングギアに作用する負荷が均衡状態となるプラネタリキャリアの回転数は、負荷に応じて変動するのに加えて、サンギアの回転力、或いはサンギアの回転数に応じて変動します。要するに、サンギアがトルクコンバータのポンプインペラに相当し、リングギアがタービンランナに相当し、プラネタリキャリアがステータに相当します。詳細は、特許公報を参照願います。

 

以上説明しましたように、本発明はこれまでの変速装置の概念を大きく変えるものであり、自動車に適用した場合には大幅な省燃費を図ることができる画期的な発明であります。

 

 

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