JPS6032060B2 - 無段変速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は無段変速装置に関する。

従来の機械的鶏段変速機には、種々の方式があり、夫々
目的、使途に応じて利用しているが、それ等の変速方法
としては、稼動中にしか変速操作ができないものとか、
停止中でないと変速操作ができないものがあり、又運転
中、停止中に係らず変速操作ができたとしても設置スペ
ースを広くとるものであった。

例えば都合の良い回転数を得るには鱒段変速機の他に減
速機を使用する必要があったり、又各伝導機構の中間に
鶏段変速機を使用するとしても、入力軸と出力軸の藤心
が同一でないので組込みスペースが広くなったり、更に
高減速比の一般機械の始動に際して点検の為に空回し等
に用いる手動ハンドルを設けようとした場合には、ウオ
ーム減速機を使用したものについてはそれは不加館であ
り、従ってこのような時はウオーム減速機の出力藤の次
にクラッチを設ける必要があった。

更に又歯車式のものであっても高減速比の為、その回転
力が大きくなって余分の力を必要とし、為に別に専用の
増速ギャーを組込まなければならない不都合がある等従
来の無段変速機には以上のような不具合、欠点があった
、為に当業者間においては以下に列記する条件を備えた
理想的な鰹段変速機の開発が望まれている。＊ 減速機
付モータと同等のスペースで小型でモータに直結出来る
もの＊ 通し鞠取付が出来るように、入力軸と出力軸が
同一軸心であるもの＊ 変速操作が稼動中、停止中に係
らずに出来ること、そして遠隔操作が出来るもの＊ 減
速機を使用せずに入力軸の回転数に対して出力軸の回転
数が減少する機構を備えているもの＊ 変速範囲が広い
こと ＊ 複数台の機械の単独及び同期運転の為にも入力鞠が
停止していても出力軸は他の動力源で自由に動かすこと
ができるもの＊ 取付・設置方向に制限のないもの ＊ 装置全体が密封されていて、例えばＶベルト式悪段
変速機のようなベルトの損耗、層の飛散がないもの＊
機構が簡単で製作工数を押え安価に出釆るもの等々そこ
で本発明は上述従釆の不具合、欠点に鑑みて検討の結果
、上述の諸条件を満足することのできる理想的な無段変
速装置を提供することを目的とするものであって、その
要旨とするところは、出力軸の軸心と同一軸心上に入力
軸を配殻し、その入力軸に、一定の偏心率を有する溝カ
ムからなるクランク機構を配設し、入力軸の回転運動を
第１の往復運動に変換し、その往復運動を更に第２の往
復運動にて増減遠し、その往復運動筋の支点の調整によ
り運動量の増減を計り、その運動量を揺動リンク筋によ
り一方向クラッチを介して出力軸に伝達し、往復運動の
少くとも一部分の間の増減遠比を利用し、放射状に配し
て位相を変えた各リンク節の断続運動を順次利用して行
き断続回転運動として取出し、出力軸を可変的に一方向
へ駆動回転する点にある。

以下本発明を図示の１実施例により説明する。

第１図乃至第７図において、入力軸１はケーシング２に
組込まれた軸受３に支承されておりケーシング２は図示
しないモータ出力側にボルト４に固定されている。入力
軸１はパイプ状となって図示しないモータ出力軸を図示
しないキーを用いて鞍着連結し同軸的に回転力が伝達さ
れるようになっている。

入力軸１には溝付板５が一体に又は適宜に固定して設け
てあり、該溝付板５には、入力麹の鞠心からＳなる偏心
量にて偏心溝６が円形に設けてあり入力軸１と同期回転
するようになっている。そして偏心溝６にはスベリ子７
が所定の間隔に複数個図示例では第２図が示す如く四個
競合はせてあり、そのスベリ子７には夫々ピン８を突設
してこれにローラ９を夫々競合させ、それらロ−ラ９が
自由に転勤するよう調整板１０には放射状の案内孔１１
・・・・・・がスベリ子７と同数設けてあり、上記ロー
ラ９に糟動するようになっている。放射状の案内孔１１
・・・・・・は第２図に示す如く直線状に設けてもよく
、又は第７図Ａに示す如く曲線状であってもよく、更に
は第７図Ｂに示す如く池端を回転自由に固定したりンク
で結んでもよく、更に又ローラ９をスライド方式とする
のであれば案内孔１１に合せて第７図Ｃに示す如く、ロ
ーラを丸様ピンとしてもよい。

又上記調整板１０はケーシング２又は１２に後述するよ
うに回動可能に固定されるもので、第２図が示す如く、
入力軸１の鞠心Ｏを中心にして偏心溝６が回転すると、
スベリ子７を通り案内溝１１にあってもピン８は軸○○
を芯として順次移動するようになっており、このように
して入力軸１の回転運動を第１の往復運動に変換する所
謂クランク機構１３を構成している。

そして第３図が示す如く、二本のりンク１４と１５の一
端をピン１６にて連結し、一方のリンク１４他端を上記
スベリ子７のピン８と回動自由に連結し、他方のリンク
１５池端はケーシング１７に固着された部材１８に固定
ピン１９にて回転自由に固定されているもので、上記の
ように２本のりンク１４，１５を一対として各スベリ子
７のピン８と上記部材１８に夫々松着されていて、上記
第１の往復運動を第２の往復運動に変換する揺動リンク
節ユニット２０を構成している。

即ち上記スベリ子７のピン８は案内孔１１に案内されて
、第１の往復運動を行うので、スベリ子７の運動につれ
て、リンク１４及び１５のリンク節１６の運動量８′は
第６図に示す如く固定ピン１９を中心として第２の往復
運動として作動するのである。

更に詳しくは、第６図に示す如く、案内孔１１中のロー
ラ９は入力軸及び回転する溝付板５の一回転当り一往復
の割で点ａから点ｂの間を往復移動しているとすると、
ローラ９及び固定ピン１９に連鎖されたりンク１４及び
１５のピン１６は８′の回転角度にて往復作動する。

従ってこの作動関連関係において、今放射状の案内孔１
１を有する調整板１０を、入力軸１の鶴心Ｏを中心にし
て図中イ点から口点に転位させたとする。しかし固定ピ
ン１９の位置は不動とする。すると、ピン１６の作動範
囲はひ２となり、案内孔１１の案内位置をハの位置に転
位させると、リンク節のピン１５の作動範囲は８３−と
なり、同様にして案内孔１１の位置を二の位置にすると
、リンク節のピン１６の作動範囲は０に等しくなる。

このように調整板１０の設定位置を二からハまで無段階
に変換することによりリンク節のピン１６の作動範囲は
無段階に変速させることができるのである。又他の手段
としては、固定ピン１９を移動可能となし、調整板１０
を固定するようにしても上記と同様の作動範囲を得るこ
とができるのである。

上記りンク節ユニットは少なくとも２つ以上の組合せに
より、各リンク節ピン１６の速度増減分の各ユニットの
作動を順次合成して利用するものである。そして出力軸
２１に、軸心０を中心として設けた外歯のラチェット２
２に噛合うように、各リンク節のピン１６に爪アーム２
３を連結し、該爪アーム２３はリンク１４又は１５にア
ースされたバネ２４にて常時ラチェツト２２に押圧噛合
されるようになっている。

又上記ラチェット２２は内歯のものであってもよく、し
かしこのようにすると出力軸の回転量は減少する。この
ようにして上記第２の往復運動を出力軸２１に対して断
続回転運動として伝達する一方向クラッチ２５は構成さ
れている。そしてこの具体例においては、ラチェット２
２のピッチの細分化を計り、強度を増加させる為にラチ
ェットを復列にし、各々の山と谷との位相を第８図に示
す如くずらして使用し、微少のりンク作動も遊びのない
ようにしてある。

又爪アーム２３の動力伝達方法としては押し又は引きに
て作動させるから、爪アーム２３の先端形状を第８図の
Ａ又はＢに示す如く適宜に使用するもので、それは爪ア
ーム２３の強度的なこと又は速度曲線の利用方法とか、
更には偏心溝６の回転方向と出力軸の回転方向とかによ
って任意に決定するものである。

又ラチェット２２′，２２″の内蓬部分には、鋼球２６
がほゞ半分位入り込む溝２７が設けてあり、ラチェット
２２′，２２″の回転力は鋼球２６を介して出力軸２１
に伝達されるようにしてあり、その伝達力は鋼球２６を
上記溝２７内に押込むように介在したバネ２８の強さに
より調節されており、該バネ２８がトルクリミッターと
して使用されている。

変速制御は調整板１０の位相転換により可能としている
もので、その位相転換方法としては、第９図及び第５図
の調節ネジ２９に組込まれた送りナット３１に配設する
ピン３１が調整板１０１こ固着されていて、調整板１０
はその外周面がケーシング１２に回転自在にはめ込みさ
れて、入力・出力軸１，２１の麹心と同一となっている
該調整板を上記調節ネジ２９の回転により回転させて行
なうようになっている。

以上説明した通り、本発明では一端外周に溝付板５が臭
設されている駆動用入力軸１と、同じく一端外周に調整
板１０が遊隊されている出力鞄２１とは、これらの両軸
心線が一直線状に並らぴ、かつ、溝付板５と調整板１０
とが互いに対向する状態で相対配置され、調整板１０と
対向している溝付板５の板面には、上記両軸Ｄ線との偏
０率を有する偏心溝６が形成されていると共に調整板１
０の板面には、上記両軸心線に対して放射状となる案内
孔１１が穿設されており、一端にスベリ子７を有するピ
ン９は該スベリ子７が前記偏′Ｎ億６と係合された状態
において上記調整板１０の案内孔１１へ摺動自在に貴挿
され、上記出力鞠２１の外周には該出力軸回動用の一方
同クラッチ２５が装備され、該クラッチ２５と上記スベ
リ子付ピン９の他端とは調整板１０の板面に平行して揺
動する揺動リンク節ユニット２０を介して連結されてい
ることを特徴としているから、つぎのような効果が得ら
れる。

＊ 溝付板５と調整板１０とが入力軸１、出力軸２１の
それぞれ外周にあるため、これら両餓１，２１を一直線
状に並べたとき、当該両欧１，２１を直近させることが
でき、したがってこの種両離間に動力変換伝達機構を介
在させるものと比較した場合、装置が長大化せず、さら
に変速調整は鞄方向のスライド操作でなく、調整板１０
の回動調整により行なう構造であるため、この点でも鞠
方向の調整スペースが省略でき、この結果、減速機付モ
ータと同等のスペースでモータに直結できる等のコンパ
クト化が実現できる。

＊ 入力軸１と出力軸２１とが上記の状態において同一
軸線上に並らんでいるため、通し軸取付が行なえる。

＊ 上記調整板１０を介して行なう変速調整は、稼動中
、停止中にかかわらず可能であり、適当な操作手段を介
して当該調整板１０の遠隔操作も簡易に行ない得る。

＊ 溝付板５における個Ｄ溝６の偏０率を設定すること
により変速範囲が定まり、その偏心率を大きくするだけ
で広い変速範囲が得られる。

＊ 入力軸１が停止していても、出力鞠２１は他の動力
源で自由に動かすことができ、用途に応じ使い分けでき
る。＊ 取付、設置方向の制限を受けない。

＊ ベルト方式とは異なり装置全体が密封可能であり、
もちろんベルトのごとき損耗、屑の飛散はない。

＊ 溝付板５、調整板１０、スベリ子７付のピン９、揺
動リンク節ユニット２０などはすべて簡潔構造の部品で
あり、したがって製作工数を抑えて安価に装置化し得る
と共にこれら部品を立体的に組立てた際の構造も複雑化
しない。

＊ スベリ子７をもつピン９は、案内孔１１内を礎動す
るだけであり、これに遠心力が作用するのではないから
、調整板１０を介して該ピン９の調整状態が遠Ｄ力で変
動するといったことがないと共に遠心力による早期構造
破損もなく、したがって変速調整状態の安定性、構造の
耐久性が確保できる。

故に本発明によるときは、鱒段変速装置としての理想的
な諸条件をすべて満足させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る無段変速装置の第１実施例として
の具体例を示した縦断面図、第２図は同類段変速装置に
おけるクランク機構部分の横断面図、第３図は同鰻段変
速装置における揺動リンク節ユニットを示す正面図、第
４図は同無段変速装置の一方向クラッチを示す横断面図
、第５図は同無段変速装置の変速調整機構を示す横断面
図、第６図は同無段変速装置の作動原理図、第７図Ａ，
Ｂ，Ｃは同祭段変速装置における放射状案内溝の変形例
を示す各正面図、第８図Ａ，Ｂは同無段変速装置におけ
る一方向クラッチの爪アームの変形例を示す各正面図、
第９図は同無段変速装置の変速調整機構を示す縦断側面
図である。 １・・…・入力軸、５・・・・・・溝付板、６・・・・
・・偏心溝、７・・・・・・スベリ子、９・・…・ピン
、１０……調整板、１１・…・・案内孔、１４，１５・
・・・・・リンク、２０・・・・・・揺動リンク節ユニ
ット、２１・・…・出力軸、２５……方向クラッチ、０
……入力軸、出力軸の鞠心。 第２図 第３図 第１図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一端外周に溝付板が具設されている駆動用入力軸と
   、同じく一端外周に調整板が遊嵌されている出力軸とは
   、これらの両軸心線が一直線状に並び、かつ、溝付板と
   調整板とが互いに対向する状態で相対配置され、調整板
   と対向している溝付板の板面には、上記両軸心線との偏
   心率を有する偏心溝が形成されていると共に調整板の板
   面には、上記両軸心線に対して放射状となる案内孔が穿
   設されており、一端にスベリ子を有するピンは該スベリ
   子が前記偏心溝と係合された状態において上記調整板の
   案内孔へ摺動自在に貫挿され、上記出力軸の外周には該
   出力軸回動用の一方向クラツチが装備され、該クラツチ
   と上記スベリ子付ピンの他端とは調整板の板面に平行し
   て揺動する揺動リンク節ユニツトを介して連結されてい
   ることを特徴とする無段変速装置。