JPH0331632B2

JPH0331632B2 -

Info

Publication number: JPH0331632B2
Application number: JP3062886A
Authority: JP
Inventors: Kikuzo Takamya; Hideyuki Ishibashi
Original assignee: Bridgestone Cycle Co Ltd
Current assignee: Bridgestone Cycle Co Ltd
Priority date: 1986-02-17
Filing date: 1986-02-17
Publication date: 1991-05-07
Also published as: JPS62191292A

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の増速装置に関す
るものである。

（従来の技術）内歯ラチエツトに噛合する爪送りによつて無段
階に変速伝動することができるところの無段変速
装置としては、例えば、特公昭34−1722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）しかしながら上述したラチエツトと爪による無
段変速装置の最大変速比は一段で約１：1.5程度
で小さいため、前記した特公昭34−1722号のもの
は、その変速比を大きくするために、ラチエツト
と爪による二組の無段変速装置を連結して二段に
している。

しかしながら最大増速比が１：1.5のものを二
段にしても、1.5×1.5＝2.25であるから、最大増
速比は１：2.25になるに過ぎないため、なお汎用
の無段変速装置としては最大増速比が不十分であ
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、ケース本体内に中心軸を固定して設けると共
に、入力側回転部材であるドラムを回転自在に設
け、さらに無段変速装置の出力側回転部材である
遊星キヤリヤ前記中心軸に回転自在に設けると共
に、前記中心軸と同心の出力軸を回転自在に設
け、この出力軸の前記中心軸側に太陽歯車を設
け、前記ドラムと一体に内歯歯車を設け、前記太
陽歯車と噛合する大径歯車と、前記内歯歯車と噛
合する小径歯車とを一体に形成した複数個の遊星
歯車を前記遊星キヤリヤににそれぞれ回転自在に
設けて無段変速装置の増速装置を提供する。

（作用）上述のように本発明においては、ラチエツトと
爪による無段変速装置に、増速率の高い遊星歯車
式の増速装置を組み合わせたから、これによれば
最終増速比を従来装置の最大増速比の約二倍に増
大させることができる。したがつて本発明によれ
ば、この種の無段変速装置を汎用の無段変速装置
としても十分適用できる広い変速範囲を得ること
ができる。

（実施例）以下、第１図〜第６図について本発明の一実施
例を説明する。

図中１は中空円筒形状のケース本体、１ａはそ
のケース本体１の入出力側端部に設けた環状の外
側フランジ、１ｂはその反対側に設けた環状の内
側フランジ、１ｃはケース本体１の下部に一体に
形成したベース、２はケース本体１の入出力側に
設けたケース蓋、２ａはその中心部において外方
へ突設したボス部、３はケース蓋２を貫通してケ
ース本体１の外側フランジ１ａに螺合した複数本
のボルトである。また４はケース本体１の他側に
設けたケース蓋、４ａはその内方へ突設したボス
部、５はケース蓋４を貫通してケース本体１の内
側フランジ１ｂに螺合した複数本のボルトであ
る。

また６は入力側の駆動回転部材で、６ａはその
中心部に形成したボス部であり、６ｂはボス部６
ａの反対側に形成した外側フランジであり、７は
この外側フランジ６ｂの内側に形成した内歯歯車
である。８は外側フランジ６ｂとその一側端部を
接合してボルト９により一体に結合した入力側の
駆動回転部材である中空円筒状のドラムで、大径
８ａと小径部８ｂとに段付き状に形成されてい
る。

そしてこの回転部材６とドラム８とを一体に結
合した入力側の駆動回転部材は本体ケース１内に
回転自在に設けられている。すなわち１０はケー
ス蓋２と回転部材６のボス部６ａとの間に設けた
軸受、１１はオイルシール、１２はケース蓋４の
ボス部４ａとドラム８の端部との間に設けた軸受
である。

また１３は駆動回転部材６とドラム８の大径部
８ａ内に回転自在に設けたほぼ円筒形状の遊星キ
ヤリヤで、１４はこのキヤリヤ１３の一端部に突
設したボス部１３ａと回転部材６との間に設けた
軸受、１５はキヤリヤ１３の他端部１３ｂとドラ
ム８の大径部８ａとの間に設けた軸受である。１
６はキヤリヤ１３の他端部１３ｂの内側にキヤリ
ヤ１３と一体に形成した内歯歯車である。そして
この遊星キヤリヤ１３には第６図に示すように、
複数個所（本実施例では３個所）に大径歯車１７
ａと大径歯車１７ｂとを一体に形成した遊星歯車
１７をそれぞれ軸１８により回転自在に設けると
共に、各小径歯車１７ｂを前記内歯歯車７とそれ
ぞれ噛合させてある。１９は軸１８と遊星歯車１
７との間に設けた軸受である。

また２０は内側偏心シヤフトで、この内側偏心
シヤフト２０はドラム８に対する偏心位置におい
てケース本体１に対して固定して設ける。すなわ
ち第１図に示すように内側偏心シヤフト２０の左
端をケース蓋４に嵌入すると共に、キー２１によ
つて固定し、内側偏心シヤフト２０の右側には、
シヤフト２０と同心の大径軸２１を一体に形成
し、さらにこの大径軸２１の右側にドラム８の中
心に位置する中心軸２２を内側偏心シヤフト２
０、大径軸２１と一体に形成する。そして遊星キ
ヤリヤ１３の内側に突設したボス部１３ｃと中心
軸２２との間に軸受２３を設けて内側偏心シヤフ
ト２０の右端側を支持すると共に、遊星キヤリヤ
１３を回転自在にしてある。２４は内側偏心シヤ
フト２０のケース蓋４より外方へ突出するねじ部
２０ａに螺合したナツトである。

また前記中心軸２２には穴２２ａを設け、この
穴２２ａ内に軸受２５を介して出力軸２６の突出
端部２６ａを回転自在に支承すると共に、出力軸
２６の他側部を前記回転部材６のボス部６ａ内に
設けた軸受２７により回転自在に枢支してある。
２８はオイルシール、２９は出力軸２６と一体に
形成した太陽歯車で、この太陽歯車２９は前記遊
星歯車１７の大径歯車１７ａとそれぞれ噛合して
いる。（第６図参照）なお第１図に示す２６ｂは、出力軸２６の外方
突出部に設けたキー溝、３０は前記駆動回転部材
６のボス部６ａの外方突出部にキー３１を介して
固定した入力プーリーである。

また３２は前記大径軸２１に軸受３３を介して
回転自在に嵌装したリング状のカウンターギヤ
で、このギヤ３２は前記遊星キヤリヤ１３と一体
の内歯歯車１６と噛合している。（第５図参照）また３４は内側偏心シヤフト２０に回転自在に
嵌合した外側偏心シヤフトで、この外側偏心シヤ
フト３４の外周に２個の軸受３５を介して略中空
円筒形状のキヤリヤ３６を無段変速装置の従動回
転体として回転自在に設けてある。また外側偏心
シヤフト３４の第１図における左端には、内側偏
心シヤフト２０と同心のウオームホイール３７を
設け、このウオームホイール３７と噛合するウオ
ーム３８をその軸３８ａを介してケース蓋４に回
転駆動できるように設けてある。第２図に示す３
９はそのハンドル、４０は軸３８ａのブツシユで
ある。

また前記キヤリヤ３６の第１図における右端に
はキヤリヤ３６と同心の内歯歯車４１をキヤリヤ
３６と一体に形成し、この内歯歯車４１を前記カ
ウンターギヤ３２と噛合させてある。（第４図参
照）また前記ドラム８の小径部８ｂの内周部に一方
向クラツチ４２を介して複数列（本実施例では３
列）の内歯ラチエツトリング４３，４４，４５を
並設し、これら各内歯ラチエツトリング４３，４
４，４５のラチエツト４３ａ，４４ａ，４５ａと
それぞれ噛合する複列で、かつ各列複数個（本実
施例では３個）の爪４６，４７，４８の基部を、
前記キヤリヤ３６の円筒部の外周部にピン４９
（第３図参照）を介して円周等分位置に、すなわ
ち40゜間隔で配置して枢支する。また５０は爪４
６，４７，４８の先端を常にラチエツト４３ａ，
４４ａ，４５ａに圧接させるためのばね、５１
（第１図参照）は止めリングである。

また第１図および第３図に示すように、入力側
の駆動回転部材であるドラム８の小径部８ｂの内
歯ラチエツトリング４３，４４，４５の間の円周
複数個所（本実施例では円周３等分位置の３個
所）にそれぞれ切欠部８ｃを設け、大径部５２ａ
と、大径部５２ａの両側に同心で突設した小径部
５２ｂを有する遊星ローラ５２をそれぞれ前記切
欠部８ｃ内に回転自在に遊嵌し、これらの遊星ロ
ーラ５２の大径部５２ａに外接する中空円筒状の
弾性リング５３をケース本体１の円周３等分位置
にねじ込んだリングストツパー５４によりケース
本体１に係止して設けることにより、弾性リング
５３の弾性によつて、遊星ローラ５２の大径部５
２ａを弾性リング５３に圧接すると共に、遊星ロ
ーラ５２の大径部５２ｂを各内歯ラチエツトリン
グ４３，４４，４５の外周の肩部に圧接するよう
にしてある。

なお第３図の４２ａは一方向クラツチ４２のボ
ール、４２ｂはばねであるが、この一方向のクラ
ツチ４２は他の形式の一方向クラツチでも差し支
えない。また第１図の５５はケース本体１に設け
たオイルキヤツプ、５６は同じくケース本体１に
設けた排油栓である。

つぎに上述のように構成した装置の作用を説明
する。

第３図において、O₁は入力側駆動回転体６，
８および出力軸２６の中心と一致する本装置の中
心点で、O₂は内側偏心シヤフト２０の中心点で
あり、O₃は外側偏心シヤフト３４の中心点であ
る。本実施例ではO₁〜O₂＝O₂〜O₃に設定してあ
るため、第３図においてO₁とO₃が最も離れてい
る。すなわち第３図は外側偏心シヤフト３４が最
大偏心状態にある場合を示しているが、この状態
から外側偏心シヤフト３４を180゜回転させると、
O₃がO₁と合致して外側偏心シヤフト３４の偏心
量がゼロになる。

この偏心量の調整は、第２図に示すハンドル３
９を操作することにより、ウオーム３８、ウオー
ムホイール３７を介して外側偏心シヤフト３４を
内側偏心シヤフト２０を中心に回転させることに
よつて行なう。すなわち第３図の状態から、外側
偏心シヤフト３４を180゜回転させれば偏心量がゼ
ロの状態になり、またこの状態から外側偏心シヤ
フト３４を180゜回転させれば偏心量最大の状態に
なる。

まず偏心量ゼロの状態の作用を説明すると、こ
の状態で入力側の駆動回転部材６，８が第３図の
矢印Ａの方向に回転すると、一方向クラツチ４２
を介して各内歯ラチエツトリング４３，４４，４
５も矢印Ａの方向に回転し、この各内歯ラチエツ
トリングと係合する各爪４６，４７，４８、ピン
４９を介してキヤリヤ３６も矢印Ｂの方向に回転
する。そして偏心量ゼロの場合はキヤリヤ３６が
装置の中心位置にあるためキヤリヤ３６は各内歯
ラチエツトリング４３，４４，４５と一体的に回
転する。したがつてこの場合の入力側の駆動回転
部材であるドラム８と、出力側の従動回転体であ
るキヤリヤ３６の回転比は１：１である。

つぎに第３図に示す最大偏心状態の作用を説明
する。上述したように各内歯ラチエツトリング４
３，４４，４５が矢印Ａの方向に回転すると、第
３図の駆動域Ｃ（この場合爪が合計９個あるため
360゜の９等分の角度40゜である。）にある爪４７に
よる増速率が最大であるから従動回転体であるキ
ヤリヤ３６はこの爪４７によつて増速回転させら
れ、他の爪は内歯ラチエツトリング４３，４４，
４５の各ラチエツト４３ａ，４４ａ，４５ａとは
係合しない状態で矢印Ｂの方向に回転することに
なる。

そして爪４７が駆動域Ｃから外れると共に、つ
ぎの爪４６が駆動域Ｃ内に入ると、今度はその爪
４６を介して増速駆動され、順次後続の爪へと伝
動爪４６，４７，４８が交代する。

この場合の変速比（増速比）は、中心O₁を基
点とする爪の駆動域である角度θ₁と、外側偏心シ
ヤフト３６の中心O₃を基点とする爪の駆動域で
ある角度θ₂との比となる。

つぎに遊星ローラ５２と弾性リング５３の作用
について説明する。

すなわち、入力側の回転部材であるドラム８が
第３図の矢印Ａの方向に回転すると、弾性リング
５３はリングストツパー５４によつてケース本体
１に固定されているから、ドラム８と共に公転す
る遊星ローラ５２が第３図の矢印Ｄの方向に回転
する。すなわち遊星ローラ５２の大径部５２ａと
弾性リング５３との圧接による摩擦抵抗によつて
遊星ローラ５２が矢印Ｄの方向に自転する。この
遊星ローラ５２の公転と自転とが遊星ローラ５２
の小径部５２ｂを介して各内歯ラチエツトリング
４３，４４，４５に伝えられる。この場合の内歯
ラチエツトリングの回転は入力側のドラム８の回
転に対して約1.5倍に増速される。したがつて前
記した被動爪４６，４７，４８の伝動リレー時に
たとえラチエツト４３ａ，４４ａ，４５ａと爪４
６，４７，４８の歯先間にギヤツプがあつても、
前記した内歯ラチエツトリング４３，４４，４５
の増速回転によつてラチエツト４３ａ，４４ａ，
４５ａが爪４６，４７，４８に直ぐ追いつくた
め、前記した歯先間のギヤツプがなくなる。

なお特定のラチエツトと爪が完全噛合して駆動
されている間は、遊星ローラ５２が各接触部材と
適度にスリツプして各部材間の速度差を吸収する
ことになる。

なお、上述の説明は、変速比が１：１の場合と
最大偏心時における最大変速状態の場合を説明し
たが、この装置では外側偏心シヤフト３４の偏心
量を無段階に変えることができるから、これによ
つて無段変速が可能であることは明らかである。

つぎに上述した無段変速装置より後の伝動系の
作用を説明する。キヤリヤ３６が第４図の矢印Ｅ
の方向に回転すると、キヤリヤ３６と一体に形成
した内歯歯車４１も同方向に回転するから、この
内歯歯車４１と噛合するカウンターギヤ３６が矢
印Ｆのように回転する。なおこの場合外側偏心シ
ヤフト３４が回転すれば、それに伴つて内歯歯車
４１の位置が変動するが、この場合どのように変
動しても内歯歯車４１は常にカウンターギヤ３２
と噛合しているため、伝動は確実に行われる。

またカウンターギヤ３２が回転すると、遊星キ
ヤリヤ１３と一体的に形成した内歯歯車１６が第
５図に示すようにカウンターギヤ３２との噛合に
よつて矢印Ｇの方向に回転する。すなわちこの装
置によれば、たとえキヤリヤ３６が偏心位置にあ
つても、そのキヤリヤ３６の回転を装置の出力軸
２６を中心とする遊星キヤリヤ１３の回転として
取り出すことができる。

つぎに本発明に係る遊星歯車式の増速装置の作
用について説明する。まずドラム８と遊星キヤリ
ヤ１３の回転比が１：１の場合について説明す
る。

第６図においてドラム８が矢印Ａの方向に回転
すると、ドラム８と結合した内歯歯車７も矢印Ａ
のように回転する。そしてこの場合回転比が１：
１であるから、遊星キヤリヤ１３も矢印Ａの方向
にドラム８と一体的に回転しているため、結局各
遊星歯車１７はドラム８と共に矢印Ａの方向に公
転するが自転はしない。したがつて各遊星歯車１
７の大径歯車１７ａと噛合している太陽歯車２９
も矢印Ａの方向にドラム８と一体的に回転する。
したがつてこの太陽歯車２９と一体の出力軸２６
もドラム８と一体的に回転する。すなわちこの場
合、入力側の駆動回転部材であるドラム８と出力
軸２６の回転比は１：１である。

また無段変速装置の入力側の駆動回転部材であ
るドラム８の回転に対して、出力側の従動回転体
である遊星キヤリヤ１３が増速回転して、その結
果第６図における内歯歯車７の矢印Ａで示す回転
角速度より、遊星キヤリヤ１３の矢印Ｈで示す回
転角速度が大きくなつた場合は、遊星歯車１７に
矢印方向の自転が生ずるため、出力軸２６と一
体の太陽歯車２９は、遊星歯車１７の矢印Ｈの公
転と矢印の自転によつて矢印Ｊで示す方向に増
速されて回転する。そしてこの矢印Ｊの回転速度
は、前記無段変速装置の出力部材である遊星キヤ
リヤ１３の矢印Ｈで示す回転速度より当然増速さ
れることになる。本実施例の場合の入力側駆動回
転部材６，８に対する出力軸２６の最大増速比は
約１：５である。

したがつてこの遊星歯車式の増速装置を使用す
れば、前段の無段変速装置の最大増速比をさらに
数倍にして取り出すことができる。

（発明の効果）上述のように本発明においては、ラチエツトと
爪による無段変速装置に、増速率の高い遊星歯車
式の増速装置を組み合わせたから、これによれば
最終増速比を従来装置の最大増速比の二倍以上に
増大させることができる。したがつて本発明によ
れば、この種の無段変速装置を汎用の無段変速装
置としても十分適用できる広い変速範囲を比較的
小型の装置として得ることができるというすぐれ
た効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を付した無段変速装置の縦
断面図、第２図は第１図の一部を−断面で示
す側面図、第３図は第１図の−断面を一部切
欠した状態で示す側面図、第４図は第１図の−
線による部分断面図、第５図は第１図の−
線による部分断面図、第６図は第１図の−線
による部分断面図である。１……ケース本体、２……ケース蓋、４……ケ
ース蓋、６……入力側の駆動回転部材、７……内
歯歯車、８……ドラム（入力側の駆動回転部材）、
１３……遊星キヤリヤ、１６……内歯歯車、１７
……遊星歯車、２０……内側偏心シヤフト、２１
……大径軸、２２……中心軸、２６……出力軸
（中心軸）、２９……太陽歯車、３０……入力プー
リー、３２……カウンターギヤ、３４……外側偏
心シヤフト、３６……キヤリヤ（従動回転体）、
３７……ウオームホイール、３８……ウオーム、
３９……ハンドル、４１……内歯歯車、４２……
一方向クラツチ、４３，４４，４５……内歯ラチ
エツトリング、４６，４７，４８……爪、４９…
…ピン、５２……遊星ローラ、５２ａ……大径
部、５２ｂ……小径部、５３……弾性リング、５
４……リングストツパー。

Claims

【特許請求の範囲】

１ケース本体１内に中心軸２２を固定して設け
ると共に、入力側回転部材であるドラム８を回転
自在に設け、さらに無段変速装置の出力側回転部
材である遊星キヤリヤ１３を中心軸２２に回転自
在に設けると共に、中心軸２２と同心の出力軸２
６を回転自在に設け、この出力軸２６の中心軸２
２側に太陽歯車２９を設け、ドラム８と一体的に
内歯歯車７を設け、太陽歯車２９と噛合する大径
歯車１７ａと、内歯歯車７と噛合する小径歯車１
７ｂとを一体に形成した複数個の遊星歯車１７を
遊星キヤリヤ１３にそれぞれ回転自在に設けたこ
とを特徴とする無段変速装置の増速装置。