JPH0137623B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、産業機械および搬送機器等に装備す
るのに適した汎用の無段変速装置に関するもので
ある。

（従来の技術） 有段の変速装置は、その段階的変速時にシヨツ
クが発生し、また常に最適な出力回転が得られな
いという問題点がある。

無段変速装置は、このような問題点を解消する
ものであるが、従来の機械式無段変速装置として
は、摩擦車式無段変速機が多く実用化されてい
る。一例としてあげれば実公昭49−29168号公報
に開示されたものがある。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来の摩擦車式無段変速装置は、主に
円錐車の摩擦伝動接点の回転半径を無段階に変え
ることによつて無段の変速伝動を行うものであ
る。しかしながら円錐車の摩擦伝動接点は、ヘル
ツ応力によつてそのピツチラインに相当する接触
軌道が帯状となるから、その接触軌道上の径の大
きい側と小さい側において、一方に正、一方に負
のすべりを発生する結果、これが内部摩擦損失と
なつて伝動効率を低下させるという問題点があ
る。また変速比が最高、最低の時は、駆動摩擦車
および従動摩擦車に対する摩擦伝動接点のピツチ
ライン径の比が１：２〜１：４というように大き
くなるため、前記した正、負のすべりが急増し、
いわゆるトツプやローの伝動時において伝動効率
が著しく低下するという問題点があつた。

（問題点を解決するための手段） 上述の問題点を解決するため本発明において
は、入力軸に対して偏心調整自在にした駆動摩擦
車を回転自在に設け、この駆動摩擦車と同心の内
歯歯車をこの駆動摩擦車と一体的に形成し、前記
入力軸と同心の２個の内歯歯車をこの入力軸と一
体的に形成し、この一方の内歯歯車と前記駆動摩
擦車と一体の内歯歯車を中間伝動歯車を介して噛
合連結し、前記入力軸を中心にして中空円筒状の
従動回転体を回転自在に設けると共に、この従動
回転体の内周に従動回転体と共に回転する従動摩
擦車を設け、この従動摩擦車と前記駆動摩擦車と
を圧接係合させ、前記従動回転体に遊星キヤリヤ
を一体的に設け、この遊星キヤリヤに枢支した遊
星歯車を前記入力軸と一体の他方の内歯歯車に噛
合させると共に、前記入力軸と同心の出力軸と一
体の太陽歯車に噛合させて無段変速装置を構成す
る。

（作用） 上述のように本発明装置は摩擦伝動用に円錐車
を使用せず、入力軸に対して偏心量調整自在にし
た駆動摩擦車と、従動回転体と共に回転する従動
摩擦車とを圧接係合によつて直接接触するように
し、特にトツプの変速状態においては駆動摩擦車
と従動摩擦車が同心状態で接合するようにしたか
ら、この場合両摩擦車は全周において圧接接合す
る結果、すべりのない100％近くの極めて高い伝
動効率を得ることができる。

また従動摩擦車に対して駆動摩擦車が偏心して
両摩擦車が部分的に接合するトツプ以外の変速状
態になつても両摩擦車における摩擦伝動接点のピ
ツチライン径の比は１：２より近接したものとな
るから、摩擦伝動接触線が前記のピツチライン上
にかなり長く形成されると共に、ピツチラインの
両側に存在する正、負のすべり帯域も従来のもの
より狭くなる結果、トツプ以外の変速域において
もかなり高い伝動効率を得ることができる。

（実施例） 以下、第１図〜第８図について本発明の一実施
例を説明する。

図中１は中空円筒状のケース本体、２はケース
本体１と一体に形成したベース、３はケース本体
１の入力側にボルト４により接続した入力側ケー
ス蓋、５はケース本体１の出力側にボルト４によ
り接続した出力側ケース蓋、６はケース本体１の
上部に設けたオイルキヤツプ、７はケース本体１
の底部に設けた排油栓である。

本実施例においては、出力側ケース蓋５のボス
部５ａを貫通する出力軸８を軸受９，１０を介し
て回転自在に設け、この出力軸８の内側端部には
円形凹陥部８ａを設けると共に、その外周部に太
陽歯車１１を出力軸８と一体に形成する。１２は
ボス部５ａの外側にボルト１３により取り付けた
軸受押え、１４はその内周部に設けたラビリンス
である。

また出力軸８と同心の入力軸１５を入力側ケー
ス蓋３を貫通すると共に、その内側端部を出力軸
８の円形凹陥部８ａ内に軸受１６を介して回転自
在に挿入する。１７は入力軸１５がケース蓋３を
貫通する部分に設けた軸受、１８はボルト１９，
２０によりケース蓋３に取り付けた軸受押え、１
４はその内周部に設けたラビリンスである。

また入力軸１５と同心の２個の内歯歯車２１，
２２を背中合わせにしてボルト２３により結合す
ると共に、この結合体をボルト２４およびキー２
５を介して入力軸１５に固着する。

また第４図および第５図に示すように、入力軸
１５の中心O₁に対してl₁だけ偏心した内側偏心カ
ム２６を入力軸１５に対して回転自在に嵌装する
と共に、その外側端部を第１図に示すようにケー
ス蓋３内に嵌入してボルト２０により固定する。
２７は入力軸１５と内側偏心カム２６との間に介
装した軸受である。

また第４図および第５図に示すように、内側偏
心カム２６の中心O₂に対してl₂だけ偏心した外側
偏心カム２８を内側偏心カム２６に対して回転自
在に嵌装する。なお、この場合l₁＝l₂とする。

また外側偏心カム２８の入力側に中空円筒部２
９を一体に形成し、この中空円筒部２９の入力側
端面に、内側偏心カム２６を中心軸とするウオー
ムホイール３０をボルト３１により固定して設
け、このウオームホイール３０と噛合するウオー
ム３２と一体の軸３２ａを、第２図に示すように
ケース蓋３に対して回転自在に設ける。３３はブ
ツシユ、３４は円筒状の止めねじ、３５はロツク
ナツト、３６は軸３２ａに固着したハンドルであ
る。

また外側偏心カム２８の外周に中空円筒状の駆
動回転体３７を軸受３８を介して回転自在に設
け、この駆動回転体３７の胴部中央にＶプーリ状
の駆動摩擦車３９を駆動回転体３７と一体に設
け、さらに駆動回転体３７の出力側端面に、前記
内歯歯車２２と同様の内歯歯車４０を駆動回転体
３７と同心にしてボルト４１により固定して設け
る。なお４２は外側偏心カム２８の出力側端面に
ビス４３によつて固定した軸受押え板である。

また第１図、第６図および第７図に示すよう
に、外側偏心カム２８が内側偏心カム２６の回り
に回動しても、常に内歯歯車を噛合すると共に、
内歯歯車２２とも噛合する中間伝動歯車４４を軸
受４５を介して内側偏心カム２６に回転自在に設
ける。４６はワツシヤ、４７はカラーである。

また中空円筒状の胴部４８ａと、入力側フラン
ジ部４８ｂと、出力側フランジ部４８ｃとを、そ
れぞれボルト４９により一体に結合した従動回転
体４８を、入力軸１５および出力軸８を中心にし
てケース本体１内に軸受５０，５１を介して回転
自在に設け、この従動回転体４８の胴部４８ａの
内周に従動摩擦車５２を従動回転体４８と共に回
転するように設ける。５３は従動回転体４８と従
動摩擦車５２との間に設けたすべりキーである。
従動摩擦車５２は２個のリング部材５２ａを対向
させると共に、その間に複数個（本実施例では４
個）のばね５４を介挿して構成されている。

また第１図および第８図に示すように、従動回
転体４８の出力側フランジ部４８ｃの内側に遊星
キヤリヤ５５をボルト５６（第８図参照）により
固定し、この遊星キヤリヤに複数個（本実施例で
は４個）の遊星歯車５７を軸５８および軸受５９
により回転自在に設け、これらの遊星歯車５７を
前記内歯歯車２１に内接噛合させると共に、出力
軸８と一体の太陽歯車１１にそれぞれ外接噛合さ
せる。なお６０は内歯歯車２１のボス部と遊星キ
ヤリヤ５５との間に設けたた軸受である。

また第９図は本発明の変形例を示すもので、図
中前記実施例と同一の符号は同等のものを示す。
これは駆動摩擦車と従動摩擦車とを前記実施例と
逆にしたものである。

すなわちこの場合は、断面形状が楔状のものを
リング状に形成した従動摩擦車６１を従動回転体
４８に固着し、駆動摩擦車６２は、駆動回転体３
７を外包すると共に、この駆動回転体３７に対し
てキー６３により軸方向に摺動自在に設けた２個
のリング６２ａをそれぞれ従動摩擦車６１を挟圧
するように配置して構成する。６４はリング６２
ａを従動摩擦車６１に押し付けるためのコイルば
ねである。

つぎに上述したように構成した本発明装置の作
用を、まず第１図〜第８図の実施例について説明
する。第２図においてハンドル３６を回転させる
と、ウオーム３２、ウオームホイール３０を介し
て外側偏心カム２８がケース蓋３に固定した内側
偏心カム２６に対して回動するため、入力軸１５
および出力軸８に対する外側偏心カム２８の偏心
量を自由に変化させることができる。第１，４，
６図は外側偏心カム２８の入力軸１５に対する偏
心量がゼロの場合を示すもので、この状態では駆
動摩擦車３９と従動摩擦車５２とが同心になるた
め、両摩擦車３９，５２は全周において接触し、
しかも従動摩擦車５２の両側のリング部材５２ａ
がばね５４の作用によりＶプーリ状の駆動摩擦車
３９の溝の両側壁面に圧接しているため、駆動摩
擦車３９が回転すれば従動摩擦車５２もほとんど
すべることなく一体的に回転する。

したがつてこの状態で入力軸１５が第４図の矢
印Ａの方向に回転すれば、入力軸１５と一体の内
歯歯車２１，２２が第６図の矢印Ｂの方向に回転
し、内歯歯車２２と噛合する中間伝動歯車４４、
およびこの中間伝動歯車４４と噛合する内歯歯車
４０を介して、この内歯歯車４０と一体的に結合
した駆動摩擦車３９も第４図の矢印Ｃの方向に入
力軸１５と一体的に回転する。しかして上述した
ように駆動摩擦車３９が回転すれば、従動摩擦車
５２も第４図の矢印Ｄの方向に入力軸１５と一体
的に回転する。また従動摩擦車５２とキー５３と
を介して連結した従動回転体４８も入力軸１５と
共に回転するから、この従動回転体４８と一体的
に結合した遊星キヤリヤ５５を介して、各遊星歯
車５７も、内歯歯車２１が入力軸１５と一体的に
回転しているから入力軸１５と一体的に公転す
る。その結果、第８図に示すように、これらの遊
星歯車５７と噛合する太陽歯車１１も出力軸８と
共に、入力軸１５と一体的に回転する。すなわち
この場合の入力軸１５の回転と、出力軸８の回転
比は１：１である。この状態が本無段変速装置の
所謂トツプの変速状態である。

つぎにこのトツプの変速状態より第２図のハン
ドル３６を操作して外側偏心カム２８を約180゜回
動させると、外側偏心カム２８が第３，５図の最
大偏心状態になるから、それに伴つて駆動摩擦車
３９も第３，５図に示すように従動摩擦車５２に
対して偏心する。このため駆動摩擦車３９と従動
摩擦車５２との接触部は、第３，５図に示すＥ点
付近のみになる。そしてこの状態で入力軸１５を
介して駆動摩擦車３９が第５図の矢印Ｆの方向に
回転すると、従動摩擦車５２も矢印Ｇの方向に回
転するが、この場合両摩擦車３９，５２の摩擦伝
動点Ｅまでの回転半径に差が生ずる。すなわち第
５図において入力軸１５および従動摩擦車５２の
中心をO₁とし、駆動摩擦車３９の中心をO₃とし、
O₃からＥ点までの半径をR₁とし、O₁からＥ点ま
での半径をR₂とすると、R₁＜R₂となる。このた
めこの場合は、駆動摩擦車３９に対して従動摩擦
車５２は減速されて回転することになる。本実施
例の場合その減速比は１：0.67程度である。すな
わち入力軸１５の回転１に対して0.33だけ減速す
ることになる。

そして従動摩擦車５２が減速回転すると、キー
５３および従動回転体４８を介して、この従動回
転体４８と一体の遊星キヤリヤ５５が第８図の矢
印Ｈの方向に回転する。他方遊星キヤリヤ５５よ
り外側の内歯歯車２１は、入力軸１５にキー２５
を介して固定されているから、第８図の矢印で
示すように遊星キヤリヤ５５より速い速度で同方
向に回転する。このため各遊星歯車５７は、第８
図において矢印Ｈのように公転すると共に、矢印
Ｊの方向に自転するから、これらの遊星歯車５７
と噛合する太陽歯車１１はさらに減速されること
になる。すなわちこの遊星歯車装置は、従動摩擦
車５２の減速をさらに増幅する。本実施例におけ
る増幅倍数は約３であるから、最低の変速状態
（ロー）における出力軸８の回転は、前記摩擦伝
動部の減速率0.33の３倍、すなわち−0.33×３≒
−１で、１−１＝０であるから略ゼロになる。

そして第２図のハンドル３６の操作量を前記し
たトツプとローとの中間の任意の操作量とすれ
ば、ローからトツプまでの間で無段の変速比が得
られることになる。

なお本装置は必要があれば、前記した減速率ま
たは増幅倍数を大きくすることによつて、入力軸
に対して出力軸を逆回転させることもできる。

また第９図に示す変形例の場合も作用は前記実
施例と同様であるから説明は省略する。

（発明の効果） 上述のように本発明装置は摩擦伝動用に円錐車
を使用せず、入力軸１５に対して偏心量調整自在
にした駆動摩擦車３９と、従動回転体４８と共に
回転する従動摩擦車５２とを圧接係合によつて直
接接触するようにし、特にトツプの変速状態にお
いては駆動摩擦車３９と従動摩擦車５２が同心状
態で接合するようにしたから、この場合両摩擦車
３９，５２は全周において圧接接合する結果、す
べりのない100％近くの極めて高い伝動効率を得
ることができる。

また従動摩擦車５２に対して駆動摩擦車３９が
偏心して、両摩擦車が部分的に接合するトツプ以
外の変速状態になつても、両摩擦車における摩擦
伝動接点Ｅのピツチライン径の比は１：２より近
接したものとなるから、摩擦伝動接触線が前記の
ピツチライン上にかなり長く形成されると共に、
ピツチライン両側に存在する正、負のすべり帯域
も従来のものより狭くなる結果、トツプ以外の変
速域においてもかなり高い伝動効率を得ることが
できる。

特に本発明においては、ケース本体１の中心に
位置する入力軸１５側に偏心カム機構を設けたか
ら、偏心カム機構をケース側に設けたものと比較
した場合、駆動摩擦車３９と従動摩擦車５２との
係合接点の回転半径を大きくすることができる。
このため本発明は伝動トルクを大きくすることが
できる。

したがつて本発明によれば、構造が比較的簡単
で、変速幅が大きく、伝動トルクも大きい上に、
特にトツプ状態での伝動効率が極めて高い無段変
速装置を比較的安価に提供することができるとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の縦断側面図、第２図はそ
の一部を第１図の―断面で示す入力軸側から
見た正面図、第３図は第１図の偏心カムが偏心し
た状態を一部断面で示す側面図、第４図は第１図
の―断面図、第５図は第３図は―断面
図、第６図は第１図の―断面図、第７図は第
３図の―断面図、第８図は第１図の―断
面図、第９図は本発明装置の変形例を一部断面で
示す側面図である。 １…ケース本体、２…ベース、３…入力側ケー
ス蓋、５…出力側ケース蓋、８…出力軸、１１…
太陽歯車、１５…入力軸、２１，２２…内歯歯
車、２６…内側偏心カム、２８…外側偏心カム、
３０…ウオームホイール、３２…ウオーム、３６
…ハンドル、３７…駆動回転体、３９…駆動摩擦
車、４０…内歯歯車、４４…中間伝動歯車、４８
…従動回転体、５２…従動摩擦車、５４…ばね、
５５…遊星キヤリヤ、５７…遊星歯車。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入力軸に対して偏心量調整自在にした駆動摩
   擦車を回転自在に設け、この駆動摩擦車と同心の
   内歯歯車をこの駆動摩擦車と一体的に形成し、前
   記入力軸と同心の２個の内歯歯車をこの入力軸と
   一体的に形成し、この一方の内歯歯車と前記駆動
   摩擦車と一体の内歯歯車を中間伝動歯車を介して
   噛合連結し、前記入力軸を中心にして中空円筒状
   の従動回動体を回転自在に設けると共に、この従
   動回転体の内周に従動回転体と共に回転する従動
   摩擦車を設け、この従動摩擦車と前記駆動摩擦車
   とを圧接係合させ、前記従動回転体に遊星キヤリ
   ヤを一体的に設け、この遊星キヤリヤに枢支した
   遊星歯車を前記入力軸と一体の他方の内歯歯車に
   噛合させると共に、前記入力軸と同心の出力軸と
   一体の太陽歯車に噛合させたことを特徴とする無
   段変速装置。