JPH0611428Y2 - 複合ギヤレス変速機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ 〈産業上の利用分野〉 本考案は、変速比を広い範囲に亘って比較的自由に設定
し得るギヤレス変速機に関する。

〈従来の技術〉 従来より、例えば特開昭６０−１４６９５４号公報等に
於て、小型で大きな減速比が得られかつ正逆回転転換時
に遊びを生じない所謂ギヤレス減速機が提案されてい
る。

このギヤレス変速機は、駆動及び被動側回転板の対向面
上に偏心円溝と或る整数ｎ個の波からなる正弦波溝とを
それぞれ形成し、かつ両溝の交差位置に於て両回転板間
に配置された固定板に設けた放射方向の窓に挿入した球
を両カム溝に係合させて動力を伝達する。減速比は、駆
動側回転板の１回転に対して被動側回転板が正弦波の１
周期分だけ回転するから、正弦波の波数ｎによって常に
１／ｎに決定され、広い範囲に亘って自由に設定するこ
とができない。

更に、出力側回転板に形成し得る正弦波の波数は物理的
に制限されるので、回転板の直径によって変速比の設定
に限界があった。また、大きな変速比を得るために回転
板直径を大きくすれば、必然的に装置全体が大型化する
という問題があった。このため、例えば自動車用パワー
シートのリクライニング機構等のように小型で大きい減
速比を必要とする構造に使用することが困難であった。

〈考案が解決しようとする課題〉 そこで、本考案の目的は、従来技術に改良を加えて、小
型でかつ大きな変速比を比較的自由に設定することがで
きるギヤレス変速機を提供することにある。

［考案の構成］ 〈課題を解決するための手段〉 上述の目的は、本考案によれば、固定板に対向して回転
自在に支持された第１回転体と、前記第１回転体に対向
してかつ同心状に回動自在に支持された第２回転体と、
前記第１回転体及び前記固定板の互いに対向する面にそ
の回転中心と同心の或る円に沿ってそれぞれ形成された
互いに同一振幅で複数の異なる波数からなる正弦波状の
第１カム溝及び第２カム溝と、前記第１回転体及び前記
第２回転体の互いに対向する面に前記回転中心と同心の
或る円に沿ってそれぞれ形成された互いに同一振幅で複
数の異なる波数からなる正弦波状の第３カム溝及び第４
カム溝と、前記第１及び前記第２回転体の各対向面間、
または前記第１回転体及び前記固定板の各対向面間にそ
れぞれ前記各回転体と同心状に回動自在に支持され、か
つ互いに一体的に結合された第１中間回転板及び第２中
間回転板と、前記第１及び第２中間回転板にそれぞれ前
記回転中心から放射方向に延長するように形成された複
数の第１スリット及び第２スリットと、それぞれ両端を
前記第１カム溝及び前記第２カム溝、または前記第３カ
ム溝及び前記第４カム溝に係合させて前記第１スリット
または前記第２スリット内を放射方向に移動可能に第１
転動部材及び第２転動部材とを備えることを特徴とする
複合ギヤレス変速機を提供することにより達成される。

〈作用〉 このようにすれば、第１カム溝及び第２カム溝を構成す
る各正弦波の波数の比と第３カム溝及び第４カム溝を構
成する各正弦波の波数の比とをそれぞれ適当に組み合せ
ることによって、変速比を設定することができる。

〈実施例〉 以下に添付の図面を参照して本考案を特定の実施例につ
いて詳細に説明する。

第１図に於て、本考案によるギヤレス変速機は、回動自
在に支持された入力軸１に同じ円板状の第１及び第２入
力回転板２、３が軸線方向に離隔して固着され、かつ入
力軸１と同心状に回動自在に支持された出力軸４の端部
には出力回転板５が第２入力回転板３に対向して固着さ
れている。第１入力回転板２と第２入力回転板３との間
には、入力軸１を貫通させて固定板６が配置されてい
る。

第１入力回転板２と固定板６間には第１中間回転板７が
配置され、かつ第２入力回転板３と出力回転板５間には
第２中間回転８が配置されている。第１及び第２中間回
転板７、８は連結部９によって一体的に結合され、かつ
入力軸１及び固定板６との間に装着された軸受１０、１
１を介して入力軸１と同軸上に回動自在に支持されてい
る。

第１入力回転板２の固定板６との対向面１２には、入力
軸１及び出力軸４の回動軸線１３を中心とする半径ａ１
の円に沿って周方向に一定ピッチで振幅ｂ１、２以上の
整数ni1個の波からなる正弦波状に一定幅ｄ１の第１カ
ム溝１４が形成されている。固定板６の第１入力板２と
の対向面１５には、半径ａ１の前記円に沿って周方向に
一定ピッチで振幅ｂ１かつni1と異なる２以上の整数no1
個の波からなる正弦波状に一定幅ｄ１の第２カム溝１６
が形成されている。同様に、第２入力回転板３の出力回
転板５との対向面１７には、回動軸線１３を中心とする
半径ａ２の円に沿って周方向に一定ピッチで振幅ｂ２、
２以上の整数ni2個の波からなる正弦波状に一定幅ｄ２
の第３カム溝１８が形成され、かつ出力回転板５の第３
入力板３との対向面１９には、半径ａ２の前記円に沿っ
て周方向に一定ピッチで振幅ｂ２かつni2と異なる２以
上の整数no2個の波からなる正弦波状に一定幅ｄ２の第
２カム溝２０が形成されている。

第１及び第２中間回転板７、８には、回動軸線１３を中
心として放射方向に延長する複数の第１スリット２１及
び第２スリット２２がそれぞれ等角度で形成されてい
る。各スリット２１、２２には、それらの幅と略同径の
駆動ピン２３、２４がそれぞれ回動軸線１３と平行に配
置され、かつ両端を対応する第１及び第２カム溝１４、
１６または第３及び第４カム溝１８、２０に嵌入させて
放射方向に沿って移動可能に挿入されている。

次に上述したギヤレス変速機の動作について説明する。

入力軸１を回転させると、第１入力回転板２の回転に伴
って第１カム溝１４に係合する第１駆動ピン２３が第１
スリット２１内を放射方向に移動する。第２カム溝１６
が固定されているので、第１駆動ピン２３の移動によっ
て第１スリット２１を有する第１中間回転板７が第１入
力回転板２と逆方向に回転する。同時に、第２入力回転
板３の回転に伴って第３カム溝１８に係合する第２駆動
ピン２４が第２スリット２２内を放射方向に移動する。
第２中間回転板８が第１中間回転板７と一体回転するの
で、出力回転板５は第２中間回転８に関して逆方向に回
転する。

第２図乃至第４図に於て、回動軸線１３に対応する各回
転板の回転中心を０とし、かつ各カム溝１４、１６、１
８、２０の中心線をそれぞれ同じ符号１４、１６、１
８、２Ｏで表わす。第２図では、第１及び第２カム溝１
４、１６の頂部が第１スリット２１内で交差しかつ交差
位置Ａに第１駆動ピン２３が位置している。この第２図
示の位置関係を基準として第１入力回転板２を回転させ
た状態が第３図に示されている。

点Ｏ、Ａを結ぶ基準線から第１入力回転板２の回転角を
時計方向にθｉとし、かつ第１中間回転板７の回転角を
反時計方向に角度θｓとする。両カム溝１４、１６の交
差位置が、第１駆動ピン２３と共に基準位置Ａから反時
計方向に角度θｓ回転しかつ第１スリット２１内を下方
へ位置Ａ′に移動している。点Ｏから各カム溝中心線１
４、１６までの距離をそれぞれRi1、RO1とすると、 Ri1＝ａ１＋ｂ１sin{ni1・（θｉ＋θｓ)} Ro1＝ａ１＋ｂ１sin（no1・θｓ） であり、かつ交差位置Ａ′に於てRi1＝Ro1であるから、 sin{ni1・（θｉ＋θｓ)}＝sin（no1・θｓ） 即ち、ni1・（θｉ＋θｓ）＝no1・θｓ となる。従って、第１中間回転板７の回転角は θｓ＝θｉ・ni1／(no1−ni1)…(1) となり、第１入力回転板２と第１中間回転板７間での変
速比は、 ｉ１＝θｓ／θｉ＝ni1／(no1-ni1) で表される。

第４図には、上述した第１入力回転板２の回転に伴って
回転する第２入力回転板３及び出力回転板５とそれらの
間に配置された第２中間回転板８との位置関係が示され
ている。点Ｏを中心として第２スリット２２から時計方
向に第２入力回転板３の回転角をθ１、出力回転板５の
回転角をθ２とする。第３及び第４カム溝１８、２０の
交差位置が、第２駆動ピン２４と共に基準位置Ａから反
時計方向に角度θｓ回転しかつ第２スリット２４内を下
方へ位置Ａ″に移動している。同様に、点Ｏから各カム
溝中心線１８、２０までの距離をそれぞれRi2、Ro2とす
ると Ri2＝ａ２＋ｂ２sin（ni2・θ１） RO2＝ａ２＋ｂ２sin（no2・θ２） であり、かつ交差位置Ａ′に於てRi2＝Ro2であるから、 sin（ni2・θ１）＝sin（no2・θ２） 即ち、ni2・θ１＝no2・θ２…(2) となる。ここで、 θ１＝θｉ＋θｓ、θ２＝θｏ＋θｓ…(3) である。従って、最終的な変速比ｉ＝θｏ／θｉは式
(3)に式(1)(2)を代入して計算すると ｉ＝(no1・ni2-ni1・no2)／no2(no1-ni1) で表わされる。

ここで、例えば各カム溝の波数をそれぞれni1＝１５、n
i2＝１３、no1＝６７、no2＝５８とすると、ｉ＝１／３
０１６となるので非常に高い減速比が得られる。

また、第１スリット２１の数Ns1は、第１カム溝１４と
第２カム溝１６とが等間隔で配置されたスリット２１の
位置で交差するから、次の関係式ａ１＋ｂ１sin(n01・
２π／Ns1)＝ ａ１＋ｂ１sin(ni1・２π／Ns1) を満足する。従って、 n01・２π／Ns1)＝ni1・２π／Ns1＋Ａ１・２π （Ａ１＝自然数）となり、 Ns1＝(n01-ni1)／Ａ１ で求められる。ここで、Ａ１＝４とするとNs1＝１３で
ある。

第２スリット２２の数Ns2も同様にして Ns2＝(no2-ni2)／Ａ２ で求められる。ここで、Ａ２＝５とすればNs2＝９であ
る。

尚、この実施例では、出力軸４が入力軸１と同じ方向に
回転するが、各カム溝を構成する正弦波の波数を適当に
設定することによって変速比が負値となり、出力軸４が
入力軸１と逆方向に回転する。

［考案の効果］ 上述したように、本考案によれば、それぞれ正弦波状の
カム溝を形成した第１入力回転板と固定板との間に放射
方向のスリットを有する第１中間回転板を配置し、かつ
第１中間回転板と一体結合された放射方向のスリットを
有する第２中間回転板を同様に正弦波状のカム溝を形成
した第２入力回転板と出力回転板との間に配置すると共
に、それぞれスリットを介して駆動ピンをカム溝に係合
させて動力を伝達するので、各カム溝をそれぞれ構成す
る正弦波の波数を適当に組み合わせることによって、装
置全体を大型化することなく容易に大きい変速比を自由
に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案によるギヤレス変速比の実施例を示す
縦断面図である。 第２図乃至第４図は、それぞれ第１図示の実施例の動作
を説明する図である。 １…入力軸、２…第１入力回転板 ３…第２入力回転板、４…出力軸 ５…出力回転板、６…固定板 ７…第１中間回転板、８…第２中間回転板 ９…連結部、１０、１１…軸受け １２…対向面、１３…回動軸線 １４…第１カム溝、１５…対向面 １６…第２カム溝、１７…対向面 １８…第３カム溝、１９…対向面 ２０…第４カム溝、２１…第１スリット ２２…第２スリット、２３…第１駆動ピン ２４…第２駆動ピン

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】固定板に対向して回動自在に支持された第
   １回転体と、 前記第１回転体に対向してかつ同心状に回動自在に支持
   された第２回転体と、 前記第１回転体及び前記固定板の互いに対向する面にそ
   の回転中心と同心の或る円に沿ってそれぞれ形成された
   互いに同一振幅で複数の異なる波数からなる正弦波状の
   第１カム溝及び第２カム溝と、 前記第１回転体及び前記第２回転体の互いに対向する面
   に前記回転中心と同心の或る円に沿ってそれぞれ形成さ
   れた互いに同一振幅で複数の異なる波数からなる正弦波
   状の第３カム溝及び第４カム溝と、 前記第１及び前記第２回転体の各対向面間、または前記
   第１回転体及び前記固定板の各対向面間にそれぞれ前記
   各回転体と同心状に回動自在に支持され、かつ互いに一
   体的に結合された第１中間回転板及び第２中間回転板
   と、 前記第１及び第２中間回転板にそれぞれ前記回転中心か
   ら放射方向に延長するように形成された複数の第１スリ
   ット及び第２スリットと、 それぞれ両端を前記第１カム溝及び前記第２カム溝、ま
   たは前記第３カム溝及び前記第４カム溝に係合させて前
   記第１スリットまたは前記第２スリット内を放射方向に
   移動可能に第１転動部材及び第２転動部材とを備えるこ
   とを特徴とする複合ギヤレス変速機。