JPH1089435A - 無段変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原動軸を回転させたまゝ従動軸を正転、停
止、逆転させることができ、しかも、小型で精度がよい
回転力の伝達に複数のボール転動子を介して行う無段変
速装置を提供することを課題とするものである。 【解決手段】 ケーシング１の両側に、同一軸線上に配
置した原動軸２と従動軸３を枢着する。従動軸３の端部
にトルクカム５を介して従動車４を設けると共に、この
従動車４と対向させた軌道リング６を前記ケーシング１
に固定する。軌道リング６と前記従動車４間にそれぞれ
球面上の一点において圧接係合する外輪９を備えた４個
のボール転動子８，８，８を遊星状に配置し、これらボ
ール転動子８，８，８，８を一定間隔に保持し乍ら回動
するフオーク状の原動キャリア１４を原動軸２に設け、
且つ前記ボール転動子８の外輪９に半月溝１０を係合さ
せた揺動部材１１を介して全ボール転動子８，８，８，
８を同時に傾斜させるシフター１２を原動軸上に摺動自
在に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回転力の伝達に複数
のボール転動子を介して行う無段変速装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】回転力の伝達にボール転動子を介して行
う無段変速装置として特公昭３８−２５３１５号公報や
実公昭３９−１８６３１号公報等種々の発明、考案がな
されているが、原動軸を回転させたまゝ従動軸を正逆転
させたり停止させることができる無段変速装置は知られ
ていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、原動軸を回
転させたまゝ、従動軸を正転、停止、逆転させることが
でき、しかも、小型で精度がよい回転力の伝達に複数の
ボール転動子を介して行う無段変速装置を提供すること
を課題とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するためになされたもので、ケーシングの両側に、同
一軸線上に配置した原動軸と従動軸を枢着し、この従動
軸の端部にトルクカムを介して従動車を設けると共に、
この従動車と対向させた軌道リングを前記ケーシングに
固定し、この軌道リングと前記従動車間にそれぞれ球面
上の一点において圧接係合する適数の外輪付ボール転動
子を遊星状に配置し、これらボール転動子を一定間隔を
保持し乍ら回動するフオーク状の原動キャリアを原動軸
に設け、つ前記ボール転動子の外輪に半月溝を係合させ
た揺動部材を介して全ボール転動子を同時に傾斜させる
シフターを原動軸上に摺動自在に設けたものである。

【０００５】

【作用】原動軸を回動させると、各外輪付ボール転動子
は、原動キャリアを介して遊星回転すると共に、外輪両
側球面が軌道リングと従動車に接しているため公転す
る。そして、シフターが中間位置にある時は従動軸は停
止しているが、シフターを従動軸方向にシフトすると従
動軸は正転し、逆方向にシフトすると従動軸は逆転す
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１〜図３は本発明の第１の実施
例を示すもので、図１は縦断側面図、図２は図１のＡ−
Ａ線断面図、図３は分解斜視図である。

【０００７】図１〜図３において、１は両側に原動軸２
と従動軸３を同一軸線上に枢着したケーシング、４はト
ルクカム５を介して前記従動軸３の内側端に取付けた従
動車、６は前記従動車４と対向してケーシング１内に止
ビス７で固定した軌道リングである。

【０００８】８は前記従動車４と軌道リング６間にそれ
ぞれ球面上の一点において圧接係合する外輪９を備えた
ボール転動子で、この実施例では図１に示すように遊星
状に４個のボール転動子が等間隔に配置されている。

【０００９】そうして、これらのボール転動子８、８，
８，８は、それぞれ外輪９を半月溝１０に係合させた揺
動部材１１を介して、原動軸２上を横動自在に設けたシ
フター１２のコ状の凹部１３に支承されていて、シフタ
ー１２を横動させると各ボール転動子８は左右に傾斜さ
せられるようになっている。

【００１０】そして、これらボール転動子８，８，８，
８の外輪９，９，９，９は、原動軸２の内側端に固定さ
れたフオーク状の原動キャリア１４の爪片１４ａと当接
していて、原動軸２が回転すると、シフター１２と共に
原動軸２の周囲を公転し乍ら遊星回転するように構成さ
れている。

【００１１】この第１の実施例では、ボール転動子８に
回動自在に取付けたベアリング状の外輪９は、図２に示
されるように、ボールベアリングと同様ボールを介して
外輪９をボール転動子本体に取付けるようにしたが、図
４の（ａ）のように外輪９に軌道溝９１を設け、その軌
道溝９１に円筒コロ９２を係合させるようにしたボール
転動子、図４の（ｂ）のように、ボール転動子本体に軌
道溝９３を設け、この軌道溝９３に円筒コロ９２を係合
させるようにしたボール転動子、図４の（ｃ）のように
鼓型コロ９４を外輪９とボール転動子本体間に設けるも
の、あるいは図４の（ｄ）のようにボールベアリング９
５を外輪に使い、ボール転動子本体を半球合体形式とし
たものを使用することも出来る。これらのボール転動子
は従来のボールベアリング製造技術を使って製作精度の
高いものが得られる。

【００１２】シフター１２はボールベアリング１５を介
して外周にラックの機能を持たせるための多条突条１６
を設けたシフトドラム１７と連繋されていて、ピニオン
１８を前記多条突条１６に噛合させた変速軸１９を介し
て微動ハンドル装置２０により原動軸２上を軸方向に横
動するようになっている。

【００１３】微動ハンドル装置２０は差動歯車減速機構
から成り、即ちケーシング１に固定された固定冠歯車２
０１と、変速軸１９に固定され固定冠歯車２０１に噛合
する可撓性冠歯車２０２と、ハンドル２１を備え、２個
のボール２０３，２０３を前記可撓性冠歯車２０２に押
圧し乍ら移動させる原動円板２０４から構成されてい
て、その動作について説明すれば次の通りである。

【００１４】図５は微動ハンドル装置２０の動作説明の
ための展開図で、今、ハンドル２１を持って原動円板２
０４をＰ１矢方向へ回転させると、ボール２０３はＰ２
方向へ自転しつつ公転すると共に、可撓性冠歯車２０２
に波状運動を発生させ、その歯を固定冠歯車２０１の歯
に順次噛合せつつＰ３方向へ進む事になり、従って、可
撓性冠歯車２０２は固定冠歯車２０１との歯数差だけ差
動減速する。

【００１５】以上のように構成されるので、ハンドル２
１を回動すると、変速軸１９が回動し、ピニオン１８、
それと噛合する多条突条１６を備えたシフトドラム１
７、ボールベアリング１５及びシフター１２を介して各
ボール転動子８、８，８，８を同時に揺動せしめる。

【００１６】そしてボール転動子８が揺動せしめられる
と、ボール転動子と接触する従動車４側の回転有効径と
軌道リング６側の回転有効径が相対的に変化するため、
図６に示すように従動車１４、つまり従動軸３の回転が
変化する。

【００１７】図６はボール転動子８，８，８，８が揺動
した時の軌道リング６及び従動車４との接触状態を示す
もので、〔Ｉ〕の状態ではボール転動子と接触する軌道
リング６側の回転有効径ｃの方が従動車４側の回転有効
径ｂよりも大きいので、従動車４は原動軸２と同じ方向
に回転すると共に高速で回転する。そしてシフター１２
を右方にシフトすると無段で回転速度が低下し、〔Ｉ
Ｉ〕の中間位置の状態になると両回転有効径のｂとｃが
同一となるので、ボール転動子は公転し乍ら遊星回転す
るが、従動車４は停止する。そして更に右方へ移動させ
ると、軌道リング６側の回転有効径ｃの方が従動車４側
の回転有効径ｂよりも小さくなるので従動車４は逆転
し、〔ＩＩＩ〕の状態では最高速になる。なお、図６に
おいて斜線を付した部分はケーシング１に固定されてい
る部分を示している。

【００１８】こゝで軌道リング６と圧接するボール転動
子８の回転有効径をｂ．従働車４と圧接するボール転動
子８の回転有効径ｃ，従働車４の回転有効径をｄ，軌道
リング６の有効径をｆとすれば、変速比Ｖは次式で表わ
される。

【００１９】

【数１】

【００２０】図７は原動軸２が起動開始した時の４個の
ボール転動子８，８、８，８と揺動部材１１，１１，１
１，１１の動きを示すもので、（ａ）図の起動前の状態
では、従働車４及び軌道リング６に対するそれらの位置
はバラバラであるが、原動軸２が起動すると、トルクカ
ム５の作用により、従働車４とボール転動子１２、ボー
ル転動子１２と起動リング６の接触圧が高まり、フロー
テイング状態にあった４個のボール転動個８と揺動部材
１１は（ｂ）図の調心状態になる。

【００２１】そして、図１において、ハンドル２１を回
動すると、変速軸１９に設けたピニオン１８、それと噛
合する多条突条１６、シフトドラム１７及びボールベア
リング１５を介してシフター１２が軸方向に横動し、各
揺動部材１１を介して凹部１３と係合する外輪９を介し
てボール転動子８の回転軸を揺動せしめる。

【００２２】すなわち、ハンドル２１を回動することに
より、原動軸２を回転させたまゝ従動軸３を正転の高速
回転から無段階に低速回転に移行させた後停止させ、更
にハンドル２１を回動することにより、今度は従動軸３
を逆転させた後無段階に高速回転に移行させることがで
きるものである。

【００２３】図８〜図１０はボール転動子の数を５個と
し、且つ別の傾斜機構によってボール転動子を傾斜させ
るようにした第２の実施例を示すもので、図８は縦断側
面図、図９はそのＢ−Ｂ線断面図、図１０はシフターと
揺動部材の分解斜視図である。

【００２４】この第２の実施例と第１の実施例の構造上
の大きな相違点は、シフターと揺動部材の構造で、次の
ような構造となっている。

【００２５】すなわち、シフター１２１の構造を図１０
に示すように、多条突条１２２を形成して断面をラック
状としたものとし、揺動部材１１０は前記多条突条１２
２と噛合するセクタギヤ１０１を片側に設け、反対側に
ボール転動子８の外輪９を係合させる半月溝１００を設
けた構造としたものである。

【００２６】この構造によると、第１の実施例と同様、
変速軸１９を回動させて、ピニオン１８，それと噛合す
る多条突条１６を備えたシフトドラム１７及びボールベ
アリング１５を介してシフター１２１を原動軸２上を横
動させることにより、シフター１２１の多条突条１２
２，それと噛合するセキタギヤ１０１を介して揺動部材
１１０を揺動するので、その半月溝１００に外輪９を係
合させた５個のボール転動子８，８、８，８，８は同時
に揺動し、第１の実施例と同様、図１１に示すように正
転←→停止←→逆転の動作をさせることができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば正転←→停止←→逆転を
行なわせることができるボール転動子を用いた無段変速
装置を提供することができる。ボール転動子はボールベ
アリングの製造技術を利用できるので、精度の高い無段
変速装置を製造することができる。また、トルクカムに
よる圧接作用と共に遠心力による圧接作用が仂き、小型
で動力伝達能力が大で、かつ動力伝達効率のよい無段変
速装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の縦断側面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図だある。

【図３】本発明の第１の実施例の内部に組み込んだ部品
の分解斜視図である。

【図４】本発明実施に用いることができる各種ボール転
動子の構造例を示す図である。

【図５】微動ハンドル装置の動作説明展開図である。

【図６】本発明の第１の実施例の変速動作説明図であ
る。

【図７】ボール転動子と揺動部材の調心作用を説明する
図である。

【図８】本発明の第２の実施例の縦断側面図である。

【図９】図８のＢ−Ｂ線断面図である。

【図１０】本発明の第２の実施例におけるシフターと揺
動部材の分解斜視図である。

【図１１】本発明の第２の実施例の変速動作説明図であ
る。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 原動軸 ３ 従動軸 ４ 従動車 ５ トルクカム ６ 軌道リング ７ 止ビス ８ ボール転動子 ９ 外輪 １０ 半月溝 １１ 揺動部材 １２ シフター １３ 凹部 １４ 原動キャリア １４ａ 爪片 １５ ボールベアリング １６ 多条突条 １７ シフトドラム １８ ピニオン １９ 変速軸 ２０ 微動ハンドル装置 ２１ ハンドル ２０１ 固定冠歯車 ２０２ 可撓性冠歯車 ２０３ ボール ２０４ 原動円板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシングの両側に、同一軸線上に配置
   した原動軸と従動軸を枢着し、この従動軸の端部にトル
   クカムを介して従動車を設けると共に、この従動車と対
   向させた軌道リングを前記ケーシングに固定し、この軌
   道リングと前記従動車間にそれぞれ球面上の一点におい
   て圧接係合する適数の外輪付ボール転動子を遊星状に配
   置し、これらボール転動子を一定間隔を保持し乍ら回動
   するフオーク状の原動キャリアを原動軸に設け、且つ前
   記ボール転動子の外輪に半月溝を係合させた揺動部材を
   介して全ボール転動子を同時に傾斜させるシフターを原
   動軸上に摺動自在に設けたことを特徴とする無段変速装
   置。