JPH01229156A - 無段変速機 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、荷下機、コンヘアー等の減速装置や、耕耘機
等の車両の減速装置として、特に低速高トルクにおいて
高減速比か要求される無段変速機に関する考案である。

（ロ）従来技術 従来においても無段変速機は存在していたが、これらは
流体式や金属摩擦式やヘルＩ・式あるいは電気式によっ
て変速する構成のものであった。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 しかし上記従来構造の無段変速機はそれぞれの方式ごと
に長所がある反面、次のような不具合があったのである
。

形状が重１’ＷＫ大化していたり、伝動効率が劣ってい
たり、停止中の変速が出来なかったり、入力軸に対する
出力軸の位置や方向が制限されていたり、入力軸の停止
中においても出力軸側に１〜ルクが加わって出力軸が回
転することがあったり、ゼロ発進出来ない等の問題点を
有していたのである。

本発明は以上のような不具合いを解消するものである。

（ニ）問題を解決するだめの手段 本発明の目的は以上の如くであり、次に該「］的を達成
するための構成を説明すると。

入力軸ｌ上に、軸方向にａ続した円錐偏心斜面と円錐無
偏心斜面よりなる偏心人力カム７を摺動可能に係合支持
し、入力軸１と平行に支持したカウンター軸上にアーム
基部１２・１３を回動可能に枢支し、該アーム基部１２
１３にカウンター軸３・４と直角方向に配置した枢支軸
８ａ・９ａにてアーム８９を枢支し、該アー１．８・９
の先端にローラー１５・１６を軸受支持し、該ローラー
１５　１Ｇを前記偏心入力カム７の円錐偏心斜面または
円錐無偏心斜面に接当させ、アーム８・９の間歇回動を
ワンウェイクラッチＣ１・Ｃ２により出力軸５の連続回
転に変換伝動したものである。

（ホ）実施例 本発明の目的・構成は以上の如くであり、次に添イ・４
の図面乙こ示した実施例の構成を説明すると。

第１図は本発明乙こおける無段変速機の１実施例を示し
た全体斜視図、第２図は偏心入力カム及びローラーの関
係を示した正面断面図、第３図及び第４図は第２図にお
りるＹ−Ｙ断面図、第５図は第２図におりるＸ−Ｘ断面
図である。

本発明の無段変速機は、萄上機やコンヘアー等や、耕耘
機等の車両に装備して、巻き−Ｌげや走行用の動力を減
速し７たり、無段に変速したりするものである。

第１図の実施例においては、入力軸１と出力取出軸２と
ニー本のカウンター１ｔｉｌｌ１３４かイれぞれ平行に
軸受支持されている。

人力軸１上には、軸方向に一体化した円錐偏心全一１面
７ａ’　　と円錐無偏心斜面７ｂ’Ｊ、り構成した偏心
入力カム７か１ノ４成されている。

該偏心入力カムマは入力軸１の軸方向のめ摺動するよう
に、キー２２あるいはスプライン等によ、て摺動可能に
嵌挿され′Ｃいる。

偏心入力力ｌ、７の形状は、第５図において示ず々ｏ　
＜　、ｊｉｉｉ端から軸後方に向かうに従−１て、円錐
偏心斜面 して一体的に構成されている。

円錐無偏心斜面７ｂ’　は、入力軸１の軸心と同心とな
るように無偏心状態に構成されている。

また偏心入力カム７の円錐偏心斜面７ａ’　の−端は、
それぞれ同径の小径部にて構成され、円錐偏心斜面７ａ
’　の小径部と円錐無偏心斜面７ｂ’の大径とが同一径
となりカム面が連続するように構成されている。

円錐偏心斜面７ａ’　は、さらに軸後方に向かうに従っ
て徐々に大径となり偏心する楕円形状のカムとなるよう
に構成されている。

この偏心した楕円形状のカムの低い位置は軸方向に同一
径としてあり、この低い位置から楕円形状の高い位置す
なわちカム突起部に向かうに従−って徐々に勾配角度を
持たせて構成されている。

そして偏心入力カム７における円錐偏心斜面７ａ゛の断
面は、いずれも第２図に示す如く、回転方向に対して、
送り行程〉戻り行程　となるように構成されている。

このように構成したことにより、該円錐偏心斜面７ａ’
　に接面する後述のローラー１５１６によって左右のア
−１，８９が外方向へ押し出された状態で回動し、該回
動時においてカウンター軸３４の回転周速にムラが発生
しないように、円錐偏心斜面７ａ’　のカム面形状を設
定する。

二本のカウンター軸３４は、正面視すなわち矢印Ａ方向
から見ると入力軸１から等距離に位置されている。各カ
ウンター軸３４には歯車１１１０が嵌着されており、こ
れら各歯車１０１１は、入力軸１に遊嵌支持された出力
軸５上の歯車５ａにそれぞれ噛合されており、また歯車
１０１１及び出力軸５は軸方向に移動しないように左右
間で係止されている。

また二本のカウンター軸３・４には、ワンウェイクラッ
チＣ１Ｃ２を介してアーム基部１２１３が前後して嵌挿
支持されており、該アーム基部１２・１３の上に、カウ
ンター軸３４と直交する方向に枢支軸８ａ　９ａを軸受
は支持して、該枢支軸８．．１　９ａによってアーム８
・９が支持されている。

アーム８・９先端には、ヘアリングによって支持された
ローラー１５・１６が遊嵌支持されており、ローラー１
５・１６は偏心入力カム７のそれぞれの円錐偏心斜面７
ａ’　あるいは円錐無偏心斜面７ｂ’　に平面にて接面
するように位置されている。

さらにそれぞれのアーム８・９には、引っ張りハネ１７
・１８が装備され、常にローラー１５・１６か偏心入力
カム７に、丁度１８０度逆の位置から押しつけられるよ
うに構成されている。

なおローラー１５・１６の外周面が、片当たりすること
なく常に円錐偏心斜面７ａ’　あるいは円錐無偏心斜面
７ｂ′に接面するように、アーム８・９の基部がアーム
基部１２・１３と回動自在に支持されている。

出力取出軸２には歯車１４が固着してあり、該歯車１４
は入力軸１に遊嵌支持されている出力軸５の歯車５ｂと
常時噛合させである。

偏心入力カム７は、出力軸１上を摺動することの出来る
構成としてあり、該カム７端部の溝７ｄに一端が係止さ
れた摺動アーム１９をネジ軸２０の回動等による前後移
動させることによって摺動し、無段変速を可能としてい
る。

このように構成したことによって、入力軸１の駆動に伴
って偏心入力カム７が回転し、該カム７の斜面に接面し
たローラー１５・１６によってアーム８・９が回動し、
その回動運動をワンウェイクラッチＣ１・Ｃ２の作用に
よりカウンター軸３・４及び歯車１１・１０の間歇回転
運動に変えることができるのである。

さらに上述の如く前後双方の偏心入力カム７において、
送り行程〉戻り行程とし、またカウンター軸３・４上の
歯車１０・１１を出力軸５の歯車５ａと噛合させである
ために、間歇駆動が相互に補完しあって連続回転に変更
される。

そして、滑らかで安定した連続回転を出力軸５に発生さ
せ出力取出軸２に伝達することが出来、また低速におけ
る高い１−ルク伝達を可能にしたのである。

また、偏心入力カム７を任意の位置に摺動させることに
より、偏心入力カム７の円錐偏心斜面７ａ゛に接当する
ローラー１５・１６の回動半径を変化させることが出来
、出力取出軸２への回転を無段変速させることが出来る
のである。

すなわち偏心入力カム７の円錐偏心斜面７ａ′の偏心量
の大きな部分にローラー１５・１６が接当する位置に、
偏心入力カム７を摺動アーム１９により摺動させた場合
には、該カム７の外方へ回動した位置Ｍから内側へ戻っ
た位置Ｎへの位置変化が大きいために、ローラー１５・
１６及びアーム８・９が大きな角度で回動し、出力軸５
により合成される回転が高速となり、出力取出軸２をよ
り高速で駆動させることが出来るのである。

逆に、偏心入力カム７の円錐偏心斜面７ａ”　とローラ
ー１５・１６が接面する位置が偏心量の小さい位置の場
合には、該カム７の回動変化は外方へ回動した位置Ｍと
内側へ戻った位置Ｎの位置変化が小さい為に小さい回動
となり、ローラー１５・１６及びアーム８・９は小さく
回動し、出力取出軸２を低速で駆動することが出来る。

また偏心入力カム７の円錐無偏心斜面７ｂ’　にローラ
ー１５・１６を位置させた場合には、ローラー１５１６
は外方へアーム８　つは回動させることなく、カウンタ
ー軸３・４は回転せず、出力軸５の回転を停止するので
ある。

この結果、偏心入力カム７の摺動操作によって、速度Ｏ
の位置から無段変速をおこなうことが出来、かつこの変
速は入力軸１の回転中であると回転停止中であるとにか
かわらず操作可能となるのである。

そして偏心入力カム７の摺動操作は、第１図に示す如く
、先端を偏心入力カム７に係止させである摺動アーム１
９を外部から操作することによって可能となるのである
。

次に第２図・第３図・第４図の実施例において説明する
と。

該構成においては、入力軸１の上に、円錐偏心斜面７ａ
’　と円錐無偏心斜面７ｂ’　を、次に延設部７Ｃを、
次に円錐偏心斜面７ａ゛と円錐無偏心斜面７ｂ゛を連続
的に構成した偏心入力カム７を構成しているのである。

そして２組の偏心入力カム７を延設部７ｃにより連結し
た構成としているのである。

該２組の偏心入力カム７は入力軸１の上で１８０度逆定
向置となるように配置しており、該２組のカムに、１本
に構成したカウンター軸３上から、２本のアーム８・９
と２個のローラー１５・１６部分を突出して接面させて
いるのである。

このように、偏心入力カム７を入力軸１の上に１８０度
逆定向けて配置して、これに上下からアーム８・９とロ
ーラー１５・１６を１妾当するごとにより、カウンター
軸が１本だけでよくなり、構成が節単になるという効果
を発揮するものである。

該アーム８・９により発生する間歇回転は、アーム８・
９とカウンター軸３の間に介装されたワンウェイクラッ
チＣ１・Ｃ２により合成されて、カウンター軸３の連続
回転となるのである。

また出力軸５の歯車５ａは常に歯車１０・１１と噛め合
っており、この噛み合う際に発生するハックラッシュに
より、異常音や異常振動を発生させたり、歯車５ａ等を
異常摩耗させたりすることがある。

よってこれを防くために、本発明は第６図及び第７図に
示す如く、歯車５ａ側部の噛め合い位置にゴムリング２
１を焼付定着させたり、あるいは第８図に示す如く、歯
車５ａの中央部周囲にＵａを設け、ここにコムリング２
１゛を嵌めたりして、噛合する歯車１０１１との干渉を
和らげ、バックラッシュを防くように構成されている。

次に第９図〜第１Ｏ図において他の無段変速機の構成を
説明すると。

第９図は他の無段変速機の全体斜視図、第１０図は側面
断面図である。

本構成においては、独立した二組の偏心入力カム７Ｌ・
７Ｒを軸力向に並べて構成し、軸方向のみ摺動するよう
に、キー２２あるいはスプライン等によって摺動可能な
状態で入力軸１に嵌挿されている。

偏心入力カム７Ｌ・７Ｒは、共に小径の無偏心面７Ｌｂ
・７Ｒｂと、該無偏心面７Ｌｂ・７　Ｒｂ端から遠ざか
るに従って徐々に大径となる楕円状の偏心円錐斜面７　
Ｌ　ａ・７Ｒａにて構成されている。

そして偏心人力カム７ＬｉＲは、無偏心面７Ｌｂ・７Ｒ
ｂ端が向かい合う方向、即ち逆方向に入力軸１に嵌挿さ
れているのである。

入力軸１と平行に配設しである二本のカウンター軸３・
４は、正面視すなわち矢印Ａ方向から見ると入力軸１に
対して平行で、かつ入力軸から等距離に位置されている
。

カウンター軸３・４−ヒにはワンウェイクラッチＣ３・
Ｃ４を介して歯車１１・１０が嵌挿支持されている。

歯車１１・１０はそれぞれ、入力軸１上の出力軸５の中
の歯車５ａにそれぞれ噛合されており、また軸方向に移
動しないように左右間を係止させである。

歯車１１・１０上にはワンウェイクラッチＣ３・Ｃ４を
介在させであるために、カウンター軸３・４に対して歯
車１１・１０は一方向にのみ回転可能とされているので
ある。

また二本のカウンター軸３・４にはそれぞれ同形状のア
ーム８　つの基部を固着している。該アーム８・９先端
には短軸２４・２３か支持され、該短軸２４２３にはへ
７リンクで構成されたローラー１５Ｌ・１５Ｒ・１６Ｌ
・１６Ｒを超嵌した構成としである。

「コーラ−１５Ｌとローラー１５Ｒとの間隔と、ローラ
ー１６Ｌとローラー１６Ｒとの間隔は、はぼ同一間隔と
なるように構成されている。

各ローラー１５Ｌ・１５Ｒ・１６Ｌ・１６Ｒの側部には
、隙間Ｓ・・　を設けて、ローラー１５Ｌ・１５Ｒ・１
６Ｌ４６Ｒが若干左右に移動することの出来るようにし
、ローラー１５１７・１５Ｒ・１６Ｌｉ６Ｒの左右外端
を線接触状態でカム面に当接させたことによりヘアリン
クに掛かる偏荷重を小さくすると同時に、ローラー１５
Ｌ・１５Ｒと１６Ｌｉ６Ｒにそれぞれ逆方向から荷重を
かりることにより、荷重を相殺さ−Ｕ−てアーム８・９
に掛かる偏荷重を無くしている。

これにより耐久性を増強しているのである。

またアーム８・９間に引っ張りバネ１７・１８を装備し
て、互いにローラー１５Ｌ・１５Ｒ・１６Ｌ・１６Ｒを
引き合う方向に弾性付勢し、ローラー１５Ｌ・１５Ｒ・
１６Ｌ・１６Ｒの外周部が入力軸１上の偏心入力カム７
Ｌ・７Ｒに線接触するように構成しである。

偏心入力カム７Ｌ・７Ｒは互いに逆方向に摺動するよう
に構成しており、その摺動は摺動アーム１９Ｌ・１９Ｒ
を操作することによって行う。

このために摺動アーム１９Ｌ・１９Ｒの基部は、ターン
ハソクル状の逆方向の螺子を刻設したネジ軸２０に螺装
した構成とされているのである。

そして偏心入力カム７Ｌ・７Ｒの摺動範囲は、ローラー
１５Ｌ・１５Ｒ・１６Ｌ・１６Ｒが、該カム７Ｌ・７Ｒ
の両端から外れない範囲とされているのである。

よって第９図〜第１０図の構成においては、矢印の方向
に入力軸ｌを回転させると、偏心入力カム７Ｌ・７Ｒも
同方向に回転する。これに伴って該カム７Ｌ・７Ｒの偏
心円錐斜面７Ｌａ・７Ｒａにローラー１５Ｌ・１５Ｒ・
１６Ｌ−１６Ｒが跨がるようにして接当し、このように
接当している場合には、偏心した部分が該ローラー１５
Ｌ・１５Ｒ・１６Ｌ・１６Ｒに接当する都度、ローラー
１５Ｌ・１５Ｒ１６Ｌ　１６Ｒは入力軸１の軸心方向と
は直角方向に回動するのである。

そしてネジ軸２０を外部から手動等により回転させて、
偏心入力カム７Ｌ・７Ｒを互いに逆方向に摺動させるこ
とにより、ローラー１５Ｌ・１５・１６Ｌｉ６Ｒに接当
する位置における該カム７Ｌ・７Ｒの径が変化すること
になり、これによりローラー１５Ｌ・１５Ｒ・１６Ｌ・
１６Ｒの回動範囲を変化させ、出力軸２を無段に変速す
ることが出来るのである。

また該カム７Ｌ・７Ｒをそれぞれ広がるように摺動させ
て、無偏心面７Ｌｂ・７Ｒｂにローラー１５Ｌ・１５Ｒ
・１６Ｌ・１６Ｒが接当している場合には、ローラー１
５Ｌ・１５Ｒ・１６Ｌ・１６Ｒは前記回動は行なわず、
回動アーム８・９も回動しないので、出力軸５も回転す
ることはないのである。

また第１１図に示す如（、偏心入力カム７の形状を、軸
方向に斜面を有しない楕円形状のものを利用することに
より、無段変速は行わないが、簡単な構成で、入力軸１
に対して出力軸５を大減速比率により減速する減速装置
を構成することが出来るのである。

該第１１図の場合には、偏心入力カム７を１段に構成し
、減速回転が得られるように構成しているが、該偏心入
力カム７を２段・３段と構成し無偏心部を構成すること
により、中立位置と多段の減速段を得ることもできるの
である。

また該構成の場合には、斜面にローラーが接当しないの
で、ローラー１５・１６の遠端部がカムに接当し軸受部
の耐久性を低下させることもないものである。

さらに第１２図に示す如く、アーム８・９の回動をワン
ウェイクラッチＣ１・Ｃ２を介してチェーンスプロケッ
ト２６・２７を回転し、さらにチェーン３１を介して出
力取出軸２側のチェーンスプロケット２８を回転させて
、出力軸２を駆動させる構成とすることも出来るのであ
る。この構成とすれば、入力軸１の位置と出力取出軸２
の位置を離した位置に配置することができるものである
。なお、２１３０．はハネ受けである。

（へ）発明の効果 本発明を以上の如く構成したことにより、次のような効
果を奏するのである。

第１に、偏心入力カム７の１回転によりローラー１５と
そのアーム８が１回動し、間歇的にカウンター軸を回転
させるのである。故に該ローラー１５とアーム８の１組
だけでは、出力は間歇回転しか得られないのであるが、
該カム７の突起部と１８０度対向する位置に、もう１つ
の突起部が位置し、かつローラー１５の後方同位置にも
う１組のローラー１６及びアーム９を装備しているため
に、この両半分の間歇回転をワンウェイクラッチにより
合成し、１周の全回転とすることが可能と成ったもので
ある。

一方の半回転の間歇駆動では完全な周速度の一故状態は
得られないが、２組を間歇回転を合成することにより、
外方へ回動した位置Ｍと内側−１戻った位置Ｎの関係を
最適状態に設定することにより、合成された周速をムラ
の無いものとすることが出来るのである。

第２に、ローラー１５１６を支持しているアーム８９の
基部を回動可能な構成として、円錐斜面７ａ’　　・７
ａ”や無偏心斜面７ｂ’　　　７ｂ”ニローラー１５・
１５が接面する際に、ローラー１５・１６は回動自在な
ので、片当たりすることな（、ローラー１５・１６の接
当面の幅全体が偏心入力カム７に接当しているので、確
実に偏心入力カム７のカム作用をローラー１５・１６で
受けることが出来、該カム７とヘアリングで構成される
ローラー１５・１６の耐久性を向−トさせ、かつ変速力
を少なくすることが出来たのである。

第３に、前後して複数の斜面を有する偏心入力カムを装
備した簡単な構成の無段変速機としたことにより、運転
停止中のみならず、運転中におい１つ ても容易に変速操作することが出来たのである。

第４に、斜面を有する偏心入力カムの装備により、変速
範囲を停止位置から高範囲に変速することが出来、さら
に低速時に大トルクを入力しても滑ることなく、高効率
に変速さセることか出来たのである。

第５に、本発明の無段変速機は軸及び数個の歯車と力Ｊ
、及びワンウェイクラッチを装備した簡単な構成なので
、安価であり乍ら高減速比率を取ることが出来、小型で
故障も少なく、多目的に利用することが出来たのである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における１実施例の構成を示した全体斜
視図、第２図は他の実施例の偏心入力力ｌ、及びローラ
ーの関係を示した正面断面図、第３図及び第４図は第２
図におけるＹ−Ｙ断面図、第５図は第２図におけるＸ−
Ｘ断面図、第６図はハックラッシュ防止を施した歯車の
正面断面図、第７図　第８図は同じく側面断面図、第９
図は他の構成乙こおける無段変速機の全体斜視図、第１
０１７Ｉは側面断面図、第１１図は他の構成における無
段変速機の側面断面図、第１２図は他の構成における無
段変速機の側面断面図である。 Ｃ１・Ｃ２・・　ワンウェイクラッチ ト・・入力軸 ２・・・出力取出軸 ３．４・・・カウンター軸 ５・　・出力軸 ５ａ、５ｂ・　・歯車 ７・・・偏心入力カム ７ａ’、７ａ”　　・・円錐斜面 ７ｂ’、７ｂ”・　　円錐無偏心面 ８・９　・・アーム １０．１１・・　歯車 １５．１６　　・・ローラー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　入力軸１上に、軸方向に連続した円錐偏心斜面と円錐
   無偏心斜面よりなる偏心入力カム７を摺動可能に係合支
   持し、入力軸１と平行に支持したカウンター軸上にアー
   ム基部１２・１３を回動可能に枢支し、該アーム基部１
   ２・１３にカウンター軸３・４と直角方向に配置した枢
   支軸８ａ・９ａにてアーム８・９を枢支し、該アーム８
   ・９の先端にローラー１５・１６を軸受支持し、該ロー
   ラー１５・１６を前記偏心入力カム７の円錐偏心斜面ま
   たは円錐無偏心斜面に接当させ、アーム８・９の間歇回
   動をワンウェイクラッチＣ１・Ｃ２により出力軸５の連
   続回転に変換伝動したことを特徴とする無段変速機。