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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-06-20
(45)【発行日】2023-06-28
(54)【発明の名称】動力伝達装置
(51)【国際特許分類】
F16H 33/02 20060101AFI20230621BHJP
F16H 29/12 20060101ALI20230621BHJP
【ＦＩ】
F16H33/02 B
F16H29/12
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2020016142
(22)【出願日】2020-02-03
(65)【公開番号】P2021124135
(43)【公開日】2021-08-30
【審査請求日】2021-12-13
(73)【特許権者】
【識別番号】000003609
【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所
(73)【特許権者】
【識別番号】000000011
【氏名又は名称】株式会社アイシン
(74)【代理人】
【識別番号】110001210
【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】米澤 紀男
(72)【発明者】
【氏名】森 重文
(72)【発明者】
【氏名】遠山 智之
【審査官】増岡 亘
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－４０３７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１０５７７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】実公昭３３－４９１３（ＪＰ，Ｙ１）
【文献】実公昭３３－１４５１０（ＪＰ，Ｙ１）
【文献】特開昭４９－１１９０６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭４９－１１７８７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特公昭４８－２７４７（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１２／００６７３１７（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｈ ３３／０２
Ｆ１６Ｈ ２９／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
動力が入力される入力軸と、動力が出力される出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間に配置され、前記入力軸から入力されたエネルギーを蓄積可能なエネルギー蓄積部と、
前記入力軸の回転速度と前記出力軸の回転速度との差を許容する動力伝達部であって、少なくとも一部が捩り歪みを蓄積可能な弾性体を含む動力伝達部と、
を備え、
前記エネルギー蓄積部において運動エネルギーを他のエネルギーに変換して蓄積することによって回転速度に差がある前記入力軸と前記出力軸との間で動力を伝達することを特徴とする動力伝達装置。
【請求項2】
請求項１に記載の動力伝達装置であって、前記入力軸の回転速度より前記出力軸の回転速度が大きい増速型であり、
前記弾性体は、前記入力軸から動力が入力されている期間と前記出力軸から動力が出力されている期間とに重なりが生じるような回転弾性力を有することを特徴とする動力伝達装置。
【請求項3】
請求項１に記載の動力伝達装置であって、前記入力軸の回転速度より前記出力軸の回転速度が小さい減速型であり、
前記弾性体は、前記動力伝達部に蓄積されたエネルギーが前記出力軸へ放出されるような回転弾性力を有することを特徴とする動力伝達装置。
【請求項4】
請求項１～３のいずれか１項に記載の動力伝達装置であって、前記弾性体は、捩りばねであることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項5】
請求項１～４のいずれか１項に記載の動力伝達装置であって、前記エネルギー蓄積部は、周期反転ばねであり、
前記周期反転ばねは、捩り角度に応じてトルク振動及び方向が周期的に変化するクランクばね構造を含むことを特徴とする動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【0002】
比較的簡素な構造で弾性体の弾性エネルギーを出力軸に伝達可能な動力伝達装置が開示されている（特許文献１）。間欠駆動型変速原理（ＰＤＴ）を利用した動力伝達装置では、間欠的なパルス状の駆動力（トルク）が入力軸側から出力軸側へ伝達される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１８－４０３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
間欠駆動型変速原理（ＰＤＴ）は、ギア機構のような幾何学的形状による制約やベルト式無段変速機（ＣＶＴ）のような摩擦発熱による摺動損失が発生しないため、装置の小型化や高効率化が期待される変速原理である。しかしながら、間欠的な動力伝達でギアのような連続的動力伝達と同等の出力を得るためには大きな瞬間出力が必要となる。瞬間的な大きな出力に耐えるためには、機械強度への要求が高くなり、動力脈動の制振も必要になる。特に、構造が簡素で実現性の高い受動型間欠駆動変速機（ＰＰＤ）においては、装置の体格当たりの出力が小さいことが課題であった。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の１つの態様は、動力が入力される入力軸と、動力が出力される出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間に配置され、前記入力軸から入力されたエネルギーを蓄積可能なエネルギー蓄積部と、前記入力軸の回転速度と前記出力軸の回転速度との差を許容する動力伝達部であって、少なくとも一部が捩り歪みを蓄積可能な弾性体を含む動力伝達部と、を備え、前記エネルギー蓄積部において運動エネルギーを他のエネルギーに変換して蓄積することによって回転速度に差がある前記入力軸と前記出力軸との間で動力を伝達することを特徴とする動力伝達装置である。
【0006】
ここで、前記入力軸の回転速度より前記出力軸の回転速度が大きい増速型であり、前記弾性体は、前記入力軸から動力が入力されている期間と前記出力軸から動力が出力されている期間とに重なりが生じるような回転弾性力を有することが好適である。
【0007】
また、前記入力軸の回転速度より前記出力軸の回転速度が小さい減速型であり、前記弾性体は、前記動力伝達部に蓄積されたエネルギーが前記出力軸へ放出されるような回転弾性力を有することが好適である。
【0008】
また、前記弾性体は、捩りばね又は磁気ばねであることが好適である。
【0009】
また、前記エネルギー蓄積部は、周期反転ばねであり、前記周期反転ばねは、捩り角度に応じてトルク振動及び方向が周期的に変化するクランクばね構造又は磁気ばね構造を含むことが好適である。
【発明の効果】
【0010】
本発明により、動力伝達装置において時間的に動力遮断が起きない構成とすることができ、動力脈動が抑えられ、平均出力を向上することができる。また、従来構造よりも瞬間出力も低くすることができ、装置の機械的強度への要求を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の実施の形態における動力伝達装置の構成を示す図である。
【図2】従来型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の構成例を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態における増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の構成例を示す図である。
【図4】従来型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の構成例を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態における減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の構成例を示す図である。
【図6】従来型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の特性例を示す図である。
【図7】改良型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の特性例を示す図である。
【図8】従来型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の特性例を示す図である。
【図9】改良型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の特性例を示す図である。
【図10】増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の変速点毎の特性例を示す図である。
【図11】従来型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の特性例を示す図である。
【図12】改良型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の特性例を示す図である。
【図13】従来型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の特性例を示す図である。
【図14】改良型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の特性例を示す図である。
【図15】従来型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の特性例を示す図である。
【図16】改良型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の特性例を示す図である。
【図17】減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の変速点毎の特性例を示す図である。
【図18】従来型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の特性例を示す図である。
【図19】改良型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の特性例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の実施の形態における動力伝達装置１００は、図１に示すように、動力源１０、入力軸２０、動力伝達部３０及び出力軸４０を備える。
【0013】
動力伝達装置１００は、動力源１０から得られる動力を利用して出力軸４０を回転駆動させる。動力源１０は、例えば、モータやエンジン等とすることができる。動力源１０から得られる動力は、入力軸２０に入力され、動力伝達部３０を経由して出力軸４０に伝達される。
【0014】
動力伝達部３０は、入力軸２０から得られるエネルギーの少なくとも一部を蓄積し、入力軸２０及び出力軸４０の少なくとも一方へ蓄積されたエネルギーを放出することを繰り返すことにより、入力軸２０から出力軸４０へ動力を伝達する。すなわち、動力伝達部３０は、入力軸２０から入力された動力のエネルギーを蓄積可能なエネルギー蓄積部として機能する。
【0015】
図２～図５は、間欠駆動型（パルスドライブ）の動力伝達部３０に関する具体例を示す。図２及び図３は、増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の具体例を示している。図４及び図５は、減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の具体例を示している。
【0016】
図２は、従来型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）を示す。入力軸２０がワンウェイクラッチＯＷＣ（Ｎ）を介してクランクＣを回転させることにより、ばねＳに弾性エネルギーが蓄積される。また、蓄積された弾性エネルギーにより、ばねＳがクランクＣを回転させて弾性エネルギーを放出することにより、ワンウェイクラッチＯＷＣ（Ｏ）を介して出力軸４０を回転させる。これにより、入力軸２０から得られる動力が間欠的に出力軸４０へ伝達される。
【0017】
図３（Ａ）は、改良型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の一例を示す。入力軸２０がワンウェイクラッチＯＷＣ（Ｎ）を介してクランクＣを回転させることにより、ばねＳに弾性エネルギーが蓄積される。また、蓄積された弾性エネルギーにより、ばねＳがクランクＣを回転させて弾性エネルギーを放出することにより、捩りばね５０を備えた出力軸４０を回転させる。これにより、入力軸２０から得られる動力が間欠的に出力軸４０へ伝達される。
【0018】
図３（Ｂ）は、改良型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の別例を示す。入力軸２０が捩りばね５０を介してクランクＣを回転させることにより、ばねＳに弾性エネルギーが蓄積される。また、蓄積された弾性エネルギーにより、ばねＳがクランクＣを回転させて弾性エネルギーを放出することにより、ワンウェイクラッチＯＷＣ（Ｏ）を備えた出力軸４０を回転させる。これにより、入力軸２０から得られる動力が間欠的に出力軸４０へ伝達される。
【0019】
図４は、従来型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）を示す。入力軸２０がクランクＣ（Ｉ）を回転させることにより、ばねＳからの反力によってクランクＣ（Ｏ）が回転され、ワンウェイクラッチＯＷＣ（１）とワンウェイクラッチＯＷＣ（２）を介して出力軸４０が駆動される。また、入力軸２０と出力軸４０との回転の差によってばねＳに弾性エネルギーが蓄積され、蓄積された弾性エネルギーが入力軸２０へ戻されることによって当該エネルギーが次回駆動時のアシスト（増トルク）に用いられる。これにより、入力軸２０から得られる動力が間欠的に出力軸４０へ伝達される。
【0020】
図５（Ａ）は、改良型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）を示す。入力軸２０がクランクＣ（Ｉ）を回転させることにより、ばねＳからの反力によってクランクＣ（Ｏ）が回転され、ワンウェイクラッチＯＷＣ（１）と捩りばね５０を介して出力軸４０が駆動される。すなわち、入力軸２０と出力軸４０との回転の差によってばねＳに弾性エネルギーが蓄積され、蓄積された弾性エネルギーの一部が捩りばね５０の弾性エネルギーとなり、そのエネルギーが出力軸４０に伝達されつつ、残りの蓄積された弾性エネルギーが入力軸２０へ戻されることによって当該エネルギーが次回駆動時のアシスト（増トルク）に用いられる。これにより、入力軸２０から得られる動力が間欠的に出力軸４０へ伝達される。
【0021】
図５（Ｂ）は、改良型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）を示す。入力軸２０がクランクＣ（Ｉ）を回転させることにより、ばねＳからの反力によってクランクＣ（Ｏ）が回転され、捩りばね５０とワンウェイクラッチＯＷＣ（２）を介して出力軸４０が駆動される。このとき、入力軸２０と出力軸４０との回転の差によってばねＳに弾性エネルギーが蓄積され、蓄積された弾性エネルギーの一部が捩りばね５０の弾性体エネルギーと共に出力軸４０に伝達され、残りのばねＳの弾性体エネルギーが捩りばね５０と入力軸２０へ放出されることによって当該エネルギーが次回駆動時のアシスト（増トルク）に用いられる。これにより、入力軸２０から得られる動力が間欠的に出力軸４０へ伝達される。
【0022】
なお、本実施の形態の動力伝達部３０では、ばねＳの弾性エネルギーを利用して捩り角度に応じてトルク振動及び方向が周期的に変化する間欠駆動型（パルスドライブ）を示したが、これに限定されるものではない。例えば、ばねＳの弾性エネルギーに代えて、又は、ばねＳの弾性エネルギーに加えて、磁石の磁気エネルギーを利用する構成としてもよい。磁石の磁気エネルギーを利用する構成として、例えば、特許文献１の図３１，図３２に例示される磁気式ばねの構成としてもよい。
【0023】
また、本実施の形態の動力伝達部３０では、ワンウェイクラッチＯＷＣ及び捩りばね５０は入力軸２０の回転速度と出力軸４０の回転速度との差を許容する動力伝達部として機能する。本実施の形態では、捩りばね５０を介して動力を伝達する構成としたが、これに限定されるものではなく、入力軸２０及び出力軸４０の少なくとも一方の回転に対して捩り歪みを蓄積可能な弾性を有する構成であればよい。例えば、捩りばね５０の回転弾性に代えて、磁石の磁気エネルギーを利用する構成としてもよい。磁石の磁気エネルギーを利用する構成として、例えば、特許文献１の図３１，図３２に例示される磁気式ばねの構成としてもよい。
【0024】
図６は、従来型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の特性を示す。グラフにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は上から順に回転速度（ｒａｄ／ｓ）、トルク（Ｎｍ）及び動力（Ｗ）を示す。図７は、改良型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の特性を示す。図７は、図３（Ａ）に示したように出力軸４０側に捩りばね５０を配置した動力伝達部３０を適用した改良型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）を図６と同様の条件で運転したときの特性を示す。グラフにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は上から順に回転速度（ｒａｄ／ｓ）、トルク（Ｎｍ）及び動力（Ｗ）を示す。また、細実線は入力軸２０の特性を示し、太実線は出力軸４０の特性を示し、破線は振動子（クランク）の特性を示す。
【0025】
図８は、従来型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の特性を示す。グラフにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は上から順に回転速度（ｒａｄ／ｓ）、トルク（Ｎｍ）及び動力（Ｗ）を示す。図９は、改良型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の特性を示す。図９は、図３（Ｂ）に示したように入力軸２０側に捩りばね５０を配置した動力伝達部３０を適用した改良型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）を図８と同様の条件で運転したときの特性を示す。グラフにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は上から順に回転速度（ｒａｄ／ｓ）、トルク（Ｎｍ）及び動力（Ｗ）を示す。また、細実線は入力軸２０の特性を示し、太実線は出力軸４０の特性を示し、破線は振動子（クランク）の特性を示す。
【0026】
図６～図９は、入力回転数を２０００（ｒｐｍ）、出力回転数２４００（ｒｐｍ）とした運転条件におけるシミュレーション結果である。ただし、動力伝達部３０の振動子慣性（クランク慣性）Ｉ＝１．７×１０－４（ｋｇｍ２）、周期反転ばねトルクの片振幅Ａ＝１０７（Ｎｍ）、１回転当たりの周期反転回数Ｎ＝６とし、出力軸４０側に配置した捩りばね５０の回転弾性を１２００（Ｎｍ／ｒａｄ）とした。
【0027】
図６に示した従来型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）と図７に示した改良型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の特性について説明する。図１０は、従来型と改良型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の特性を纏めた図である。図１０（Ａ）は、従来型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）における入力軸２０の回転速度と出力軸４０の回転速度の組み合わせに対する伝達動力の動作シミュレーションの結果を示す。図１０（Ｂ）は、改良型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）における入力軸２０の回転速度と出力軸４０の回転速度の組み合わせに対する伝達動力の動作シミュレーションの結果を示す。図１０（Ｃ）は、従来型の伝達動力に対する改良型の伝達動力の比を示す。図１０（Ａ）～図１０（Ｃ）において、伝達動力及び伝達動力の比が大きいほど明度が高くなるように示している。
【0028】
図１０（Ａ）に示すように、従来型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）では変速領域の全体においてほぼ均一の伝達動力が得られるが、伝達動力の大きさは非常に小さい値に留まった。これに対して、図１０（Ｂ）に示すように、改良型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）では変速領域によって伝達動力の変化が大きいが、伝達動力の大きさは従来型に比べて大きい値となる領域が増大した。
【0029】
従来型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）に対して改良型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）では、伝達動力は最大で３００％程度増加した。また、動力伝達部３０の弾性体性能で決まる入出力の差回転上限（６１８６ｒｐｍ）を避けて、入出力回転が差回転上限（６１８６ｒｐｍ）以下である領域において伝達動力比の平均値は１３３．６％であった。
【0030】
また、当該領域内において動力を伝達できる範囲は従来型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）に対して改良型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）では７６％であった。すなわち、改良型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）では動力伝達性能が向上する領域は全域ではなく、一部の領域では伝達能力の低下や変速域の縮小がみられた。これら変化は、入力軸２０からの運動エネルギーを周期反転ばねの弾性エネルギーに一度変換し、再変換することで動力伝達する蓄積経路（Ｓｔｏｒａｇｅ Ｐａｔｈ）ではなく、新たに導入した捩りばね５０を介して入力軸２０から出力軸４０へと運動エネルギーが直接伝達する直接経路（Ｄｉｒｅｃｔ Ｐａｔｈ）で主な動力が伝達されたからと考えられる。なお、伝達能力の低下は、周期反転ばねの一部のエネルギーを捩りばね５０が吸収したためと考察される。
【0031】
図１１は、図１０（Ａ）に示した従来型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の伝達特性において白点（×）で示した回転数の組み合わせのときの時間（ｓｅｃ）に対する回転数（ｒａｄ／ｓ）、トルク（Ｎｍ）及び動力（Ｗ）を示す。図１１に示されるように、従来型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）では、入力軸２０と出力軸４０での動力伝達に重なりがなく、入力軸２０と出力軸４０との間で直接的な運動エネルギーのやり取りは無く、すべて周期反転ばねを介した伝達であると考えられる。すなわち、直接経路（Ｄｉｒｅｃｔ Ｐａｔｈ）で動力が伝達されず、入力軸２０からの運動エネルギーを周期反転ばねの弾性エネルギーに一度変換し、再変換することで出力軸４０へ伝達される蓄積経路（Ｓｔｏｒａｇｅ Ｐａｔｈ）によって動力が伝達される。
【0032】
図１２は、図１０（Ｂ）に示した改良型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の伝達特性において白点（×）で示した回転数の組み合わせのときの時間（ｓｅｃ）に対する回転数（ｒａｄ／ｓ）、トルク（Ｎｍ）及び動力（Ｗ）を示す。図１２に示されるように、改良型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）では、入力軸２０と出力軸４０の両軸から同時に動力伝達されるタイミングが存在している。すなわち、蓄積経路（Ｓｔｏｒａｇｅ Ｐａｔｈ）のみならず、入力軸２０から出力軸４０へ運動エネルギーが直接伝達される直接経路（Ｄｉｒｅｃｔ Ｐａｔｈ）が存在する。直接経路（Ｄｉｒｅｃｔ Ｐａｔｈ）は、入力軸２０と出力軸４０との回転差以上に捩られた捩りばね５０の弾性体の反力による動力の伝達である。すなわち、蓄積経路（Ｓｔｏｒａｇｅ Ｐａｔｈ）により弾性体歪みを与え、その歪みが解放される期間において直接経路（Ｄｉｒｅｃｔ Ｐａｔｈ）により動力が伝達されている。したがって、改良型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）では、直接経路（Ｄｉｒｅｃｔ Ｐａｔｈ）による動力伝達が加わることによって従来型の増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）よりも動力伝達の性能の向上がみられたと考えられる。
【0033】
言い換えると、増速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）では、入力軸２０から動力が入力されている期間と出力軸４０から動力が出力されている期間とに重なりが生じるような回転弾性力を有する捩りばね５０を適用することによって、動力伝達の性能を向上させることができる。
【0034】
図１３は、従来型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の特性を示す。グラフにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は上から順に回転速度（ｒａｄ／ｓ）、トルク（Ｎｍ）及び動力（Ｗ）を示す。図１４は、改良型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の特性を示す。図１４は、図５（Ａ）に示したように捩りばね５０を配置した動力伝達部３０を適用した改良型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）を図１３と同様の条件で運転したときの特性を示す。グラフにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は上から順に回転速度（ｒａｄ／ｓ）、トルク（Ｎｍ）及び動力（Ｗ）を示す。また、細実線は入力軸２０の特性を示し、太実線は出力軸４０の特性を示し、破線は振動子（クランク）の特性を示す。
【0035】
図１５は、従来型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の特性を示す。グラフにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は上から順に回転速度（ｒａｄ／ｓ）、トルク（Ｎｍ）及び動力（Ｗ）を示す。図１６は、改良型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の特性を示す。図１６は、図５（Ｂ）に示したように捩りばね５０を配置した動力伝達部３０を適用した改良型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）を図１５と同様の条件で運転したときの特性を示す。グラフにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は上から順に回転速度（ｒａｄ／ｓ）、トルク（Ｎｍ）及び動力（Ｗ）を示す。また、細実線は入力軸２０の特性を示し、太実線は出力軸４０の特性を示し、破線は振動子（クランク）の特性を示す。
【0036】
図１３～図１６は、入力回転数を１０００（ｒｐｍ）、出力回転数５００（ｒｐｍ）とした運転条件におけるシミュレーション結果である。ただし、動力伝達部３０の振動子慣性（クランク慣性）Ｉ＝１．７×１０－４（ｋｇｍ２）、周期反転ばねトルクの片振幅Ａ＝１０７（Ｎｍ）、１回転当たりの周期反転回数Ｎ＝６とし、出力軸４０側に配置した捩りばね５０の回転弾性を１００（Ｎｍ／ｒａｄ）とした。
【0037】
図１３に示した従来型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）と図１４に示した改良型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の特性について説明する。図１７は、従来型と改良型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の特性を纏めた図である。図１７（Ａ）は、従来型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）における入力軸２０の回転速度と出力軸４０の回転速度の組み合わせに対する伝達動力の動作シミュレーションの結果を示す。図１７（Ｂ）は、改良型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）における入力軸２０の回転速度と出力軸４０の回転速度の組み合わせに対する伝達動力の動作シミュレーションの結果を示す。図１７（Ｃ）は、従来型の伝達動力に対する改良型の伝達動力の比を示す。図１７（Ａ）～図１７（Ｃ）において、伝達動力及び伝達動力の比が大きいほど明度が高くなるように示している。
【0038】
図１７（Ａ）に示すように、従来型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）では変速領域の全体においてほぼ均一の伝達動力が得られるが、伝達動力の大きさは非常に小さい値に留まった。これに対して、図１７（Ｂ）に示すように、改良型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）では変速領域によって伝達動力の変化が大きいが、伝達動力の大きさは従来型に比べて大きい値となる領域が増大した。
【0039】
従来型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）に対して改良型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）では、伝達動力は最大で３００％程度増加した。また、動力伝達部３０の弾性体性能で決まる入出力の差回転上限（６１８６ｒｐｍ）を避けて、入出力回転が差回転上限（６１８６ｒｐｍ）以下である領域において伝達動力比の平均値は２１４．９％であった。
【0040】
図１８は、図１７（Ａ）に示した従来型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の伝達特性において白点（×）で示した回転数の組み合わせのときの時間（ｓｅｃ）に対する回転数（ｒａｄ／ｓ）、トルク（Ｎｍ）及び動力（Ｗ）を示す。図１８に示されるように、従来型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）では、入力軸２０から入力された運動エネルギーは周期反転ばねの弾性エネルギーとして一旦蓄積された後、出力軸４０には伝達されずにすべて入力軸２０へ戻される。すなわち、直接経路（Ｄｉｒｅｃｔ Ｐａｔｈ）のみで動力が伝達され、入力軸２０からの運動エネルギーを周期反転ばねの弾性エネルギーに一度変換し、再変換することで出力軸４０へ伝達される蓄積経路（Ｓｔｏｒａｇｅ Ｐａｔｈ）によって動力が伝達されない。
【0041】
図１９は、図１７（Ｂ）に示した改良型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）の伝達特性において白点（×）で示した回転数の組み合わせのときの時間（ｓｅｃ）に対する回転数（ｒａｄ／ｓ）、トルク（Ｎｍ）及び動力（Ｗ）を示す。図１９に示されるように、改良型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）では、直接経路（Ｄｉｒｅｃｔ Ｐａｔｈ）のみならず、入力軸２０から入力され周期反転ばねと捩りばね５０の弾性エネルギーとして一旦蓄積された後、その一部は入力軸２０に戻され、残りの一部は入力軸２０に戻されずに出力軸４０に伝えられる蓄積経路（Ｓｔｏｒａｇｅ Ｐａｔｈ）によっても動力が伝達される。動力伝達部３０の弾性体（捩りばね５０）に蓄積されたエネルギーが出力軸４０へ放出されるタイミングが存在している。したがって、改良型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）では、蓄積経路（Ｓｔｏｒａｇｅ Ｐａｔｈ）による動力伝達が加わることによって従来型の減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）よりも動力伝達の性能の向上がみられたと考えられる。
【0042】
言い換えると、減速型パッシブパルスドライブ（ＰＰＤ）では、動力伝達部３０に蓄積されたエネルギーが出力軸４０へ放出される期間が生じるような回転弾性力を有する捩りばね５０を適用することによって、動力伝達の性能を向上させることができる。
【0043】
本発明の具体的な実施態様の一例を説明したが、上述した具体例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。
【0044】
以上のように、本実施の形態では、ワンウェイクラッチＯＷＣを用いて動力遮断により速度差を許容していた構造を見直し、捩り歪を蓄積可能な弾性体で代替させることで、動力遮断を生じさせることなく速度差を許容した間欠駆動を行うことができる。これによって、動力の伝達期間が連続的（高出力Ｄｕｔｙ比）になり動力脈動が抑えられる。また、出力時間が増えたことで平均出力が向上し、同じ出力に設計した場合では従来型よりも瞬間出力も低くすることが可能となった。
【符号の説明】
【0045】
１０ 動力源、２０ 入力軸、３０ 動力伝達部、３０ 動力伝達機構、４０ 出力軸、５０ 捩りばね、１００ 動力伝達装置。
【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】
