CN1920336A - 变速器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种通过改变变速环与圆锥形转子的摩擦卡合位置，来改变圆锥形转子的公转速度，从而改变输出轴的旋转速度的变速器，它能使变速环的滑动更加顺利，提高滑动机构的耐久性，并能以很高的精度获得所希望的变速。该变速器的变速环滑动机构(8)构成为，具有：把持变速环(7)的保持器(9)；以及导向轴(10)，沿着滑动方向设置，支承保持器(9)使其能够滑动；并且，滚动件(11)卡合在保持器(9)的贯通孔的内周上，能沿着滑动方向滚动，并且保持器(9)通过滚动件(11)沿着导向轴(10)滑动。

Description

变速器

技术领域

本发明涉及一种受到驱动源的旋转驱动力而改变其旋转速度的变速器。

背景技术

以往，作为改变驱动电动机的旋转驱动力的动力传递机构，公知有下述结构的变速器，其具有：多个圆锥形转子，隔开间隔地配置在输入轴与输出轴的外周，以自身的中心轴线为轴进行自转，同时，进行以输入轴与输出轴为中心的公转运动；以及变速环，以围绕多个圆锥形转子的方式形成为环状，内周面与多个圆锥形转子的圆锥面摩擦卡合；通过使变速环从圆锥形的顶点向周边的方向移动，改变变速环与圆锥面之间的摩擦卡合位置，进行输出轴的变速。

上述变速器的输入轴与输出轴通过圆锥形转子而摩擦卡合，随着输入轴的转动，圆锥形转子一边在环的内周面上自转，一边进行公转运动，并把该公转运动传递给输出轴。而且，该变速器构成为，通过改变变速环与圆锥形转子的摩擦卡合位置，来改变圆锥形转子的公转速度，从而改变输出轴的旋转速度。

此外，为了让变速环滑动，上述变速器具有：导向轴，固定在壳体上，并沿着滑动方向延伸；滑动机构，把与变速环固定成为一体的筒状部件能滑动地卡合在导向轴上，并且使变速环与筒状部件一起沿着导向轴滑动。(例如，参照非特许文献1)

【非特许文献1】实开平5-22939号公报

按照以往所记载的变速器中的变速环的滑动机构，在筒状部件与导向轴的卡合部，万一润滑剂的润滑不起作用，或者有磨损的粉末(磨耗粉)进入其中时，变速环就难以顺畅地滑动，进而有可能无法获得所希望的变速。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种使变速环的滑动更加顺畅，并能提高该滑动机构的耐久性，且能够高精度地获得所希望的变速的变速器。

为了达到上述目的，本发明之一的变速器具有如下结构，在壳体内具备：受到驱动源的驱动力而转动的输入轴；与上述输入轴隔开间隔地配置在同一条轴线上的输出轴；多个圆锥形转子，隔开间隔地设置在上述输入轴与上述输出轴的外周，以自身的中心轴线为轴进行转动，并且能沿着该输入轴和该输出轴的外周转动；变速环，以包围上述多个圆锥形转子的方式形成为环状，内表面与上述多个圆锥形转子的圆锥面摩擦卡合；变速环滑动机构，使上述变速环从上述圆锥形转子的顶点向周边滑动，改变上述变速环与上述圆锥面的摩擦卡合位置；随着上述输入轴的转动，上述圆锥形转子在上述变速环的内周面，一边自转，一边进行公转运动，把该公转运动传递给上述输出轴，并且，通过改变上述变速环与圆锥形转子之间的摩擦卡合位置，来改变圆锥形转子的公转速度，从而改变输出轴的旋转速度，其特征在于，上述变速环滑动机构构成为，具备：把持变速环的保持器；导向轴，沿着上述滑动方向设置，支承上述保持器使其能够滑动；滚动件卡合在上述保持器的贯通孔的内周上，能沿着上述滑动方向滚动，并且该保持器通过该滚动件能够沿着上述导向轴滑动。

根据本发明之一的变速器，由于变速环滑动机构构成为，具备：把持变速环的保持器；导向轴，沿着滑动方向设置，支承保持器使其能够滑动；滚动件卡合在保持器的贯通孔的内周上，并能沿着滑动方向滚动，保持器通过滚动件能够沿着导向轴滑动，因此在保持器的贯通孔与导向轴的卡合部，万一润滑剂的润滑不够充分，或者进入了磨损的粉末，仍能通过滚动件使保持器和变速环顺畅地滑动，进而能顺利地获得所希望的变速。

此外，如本发明之二的变速器，在本发明之一的基础上，通过沿着上述贯通孔的内周和轴向并排设置多个上述滚动件，能沿着导向轴稳定地支承保持器，从而使保持器和变速环能获得顺畅的滑动动作。

此外，如本发明之三的变速器，在本发明之一或二的基础上，上述变速环滑动机构具备：旋转轴，能够转动地支承在上述壳体上，并且设置在与上述输入轴正交的方向上；固定在该旋转轴前端的小齿轮；以及固定在上述保持器上并与上述小齿轮啮合的齿条，因此当使旋转轴旋转时，便能使保持器沿着导向轴滑动。

此外，本发明之三的变速器，由于旋转轴设置在与输入轴正交的方向上，因此与把旋转轴设置在输入轴的轴向上的情况相比，对旋转轴的操作能不受输入轴位置的限制，另外，把旋转轴连接在伺服电动机或者步进电动机等的驱动源上，通过该驱动源以很高的精度能够控制保持器的滑动量和滑动速度，进而能很容易地获得所要求的变速比。

本发明的变速器，由于变速环滑动机构具有如下结构，具备：把持变速环的保持器；导向轴，沿着保持器的滑动方向设置，支承保持器使其能滑动；滚动件卡合在保持器的贯通孔的内周上，并能沿着滑动方向滚动，并且保持器通过滚动件滑动，由此在保持器的贯通孔与导向轴的卡合部，万一润滑剂的润滑不够充分，或者进入了磨损的粉末，仍能通过滚动件使保持器和变速环顺畅地滑动，进而能获得所希望的变速。

此外，本发明的变速器，通过沿着贯通孔的内周和轴向并排设置多个上述滚动件，能沿着导向轴稳定地支承保持器，并且能够使保持器和变速环以很高的精度顺畅地进行滑动。

还有，本发明的变速器，由于上述变速环滑动机构具备：旋转轴，能转动地支承在壳体上，并且设置在与输入轴正交的方向上；固定在旋转轴前端的小齿轮；以及固定在保持器上并与小齿轮啮合的齿条，由此当使旋转轴旋转时，便能使保持器沿着导向轴滑动，而且，与旋转轴设置在输入轴的轴向上的情况相比，对旋转轴的操作能不受输入轴位置的限制。

还有，本发明的变速器，把旋转轴连接在伺服电动机或者步进电动机等的驱动源上，能够高精度地控制保持器的滑动量和滑动速度，进而能很容易地获得所希望的变速比。

附图说明

图1是表示使用了本发明的一个实施例的变速器的整体结构的剖面图；

图2是在图1中从箭头A方向看到的上述实施例的变速器的局部剖面图；

图3是表示上述实施例的变速器中的保持器的滑动机构的剖面图；

图4是说明上述实施例的变速器中的变速动作的说明图。

标号说明

1变速器；2、3、30壳体；2a安装部；2b安装孔；4输入轴；4a大径部；5输出轴；6圆锥形转子；6a圆锥面；6b底面；6c环状槽；6d轴部；7变速环；8变速环滑动机构；9保持器；9a筒状部件；9b、9c卡环；10导向轴；11滚动件；12旋转轴；13小齿轮；14齿条；15盖；16、17、21、22、32、33轴承；18第一密封件；19、20、29、31、35螺栓；50螺母；23第二密封件；24转子支承部件；25轨道环；25a凸轮抵接部；26输出凸轮；27压接力产生装置；27a球体；27b弹簧；27c支承部件；34第三密封件；36塞子(plug)；37卡环；38：O形密封圈。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的变速器的一个实施例。图1是表示使用了本实施例的变速器的整体结构的剖面图；图2是在图1中从箭头A方向看到的上述实施例的变速器的局部剖面图；图3是表示上述实施例的变速器中的保持器的滑动机构的剖面图；图4是说明上述实施例的变速器中的变速动作的说明图。

如图1所示，变速器1在壳体2内具有：受到图中未表示的驱动电动机(即，所谓的驱动源)的驱动力而转动的输入轴4；与输入轴4隔开间隔地配置在同一条轴线上的输出轴5；多个圆锥形转子6，隔开间隔地配置在输入轴4和输出轴5的外周，以自身的中心轴线为轴进行转动，并且能沿着输入轴4和输出轴5的外周转动；转子支承部件24，能够支承着圆锥形转子6转动；变速环7，以包围多个圆锥形转子6的方式形成为环状，内表面与多个圆锥形转子6的圆锥面摩擦卡合；变速环滑动机构8，使变速环7从圆锥形转子6的顶点向周边滑动，可以改变变速环7与圆锥形转子6的摩擦卡合位置。

此外，变速器1还具有：壳体3，通过轴承21、22支承着输出轴5，使其能够转动；和沿轴向支承轴承21、22的盖15等。此外，用螺栓19固定壳体3和壳体2，用螺栓20固定盖15与壳体3，从而将壳体2、3和盖15等固定成一个整体。

此外，变速器1通过塞子(图2中的标号36)把润滑剂填充到壳体2、3和盖15内，为了不让上述填充的润滑剂外漏，在输入轴4与壳体2之间设有第一密封件(sealing)18，在输出轴5与盖15之间设有第二密封件23，在壳体3与盖15之间设有具有弹性的O形密封圈38。

在壳体2上，具有用于把该变速器1安装在机器上的安装部2a和安装孔2b。

输入轴4通过轴承16、17能够转动地支承在壳体2上，输出轴5通过轴承21、22能够转动地支承在壳体3上。

此外，如图3所示，圆锥形转子6具有：从圆锥形的顶点一直到周边的圆锥面6a；与圆锥面6a的中心轴线正交的底面6b；轴部6d，从底面6b大致正交地延伸，并形成有沿着其外周剖面呈圆弧形的环状槽6c。

并且，在变速器1中还具有；大径部4a，与输入轴4接合成一体，其外周与圆锥形转子6的环状槽6c摩擦卡合；轨道环25，与输出轴5卡合，其外周摩擦卡合在圆锥形转子6的底面6b的端部上；压接力产生装置27，配置在轨道环25与输出轴5之间，将轨道环25向输入轴4一侧推压。此外，压接力产生装置27使大径部4a、轨道环25和变速环7分别对圆锥形转子6产生压接力，同时，还把轨道环25的旋转传递给输出轴5。

轨道环25能够滑动地卡合在输出轴5上，并被卡环37卡住，防止其脱离输出轴5。

圆锥形转子6的轴部6d能够转动地支承在转子支承部件24上，而且，圆锥形转子6由下列部分支承：变速环7的内周面与圆锥面6a的摩擦卡合部；底面6b与轨道环25的摩擦卡合部；输入轴4的大径部4a与环状槽6c的摩擦卡合部。

压接力产生装置27由下列部分构成：球体27a；支承部件27c，支承着球体27a，使其能够转动；支承球体27a的一端的输出凸轮26；凸轮抵接部25a，与轨道环25做成一个整体，支承球体27a的另一端；弹簧27b，设置在轨道环25与输出轴5之间，将轨道环25向输入轴4一侧推压。输出凸轮26通过花键结合的方式连接在输出轴5上，相对于输出轴5，不能向旋转方向旋转，但能沿着轴向滑动。

此外，压接力产生装置27是一种跨接(乗り上げ)凸轮式的装置，其具有如下结构：在输出凸轮26与凸轮抵接部25a上形成相对置的凹部，该凹部夹持球体27a并呈圆弧形凹陷，球体27a卡合在该凹部内，在通过轨道环25传递给输出凸轮26的旋转扭矩大于等于规定值时，根据该旋转扭矩的量，球体27a沿着圆弧形的凹部向凹部的开口侧移位，将轨道环25向输入轴4一侧推压。

此外，压接力产生装置27在上述旋转扭矩未达到规定值时，球体27a卡合在输出凸轮26与凸轮抵接部25a的凹部的底部中，借助于弹簧27b的弹力，将轨道环25向输入轴4一侧推压。

其次，如图2、图3所示，变速环滑动机构8构成为，具有：把持变速环7的保持器9；导向轴10，支承保持器9，使其能沿着轴向滑动；并且，滚动件11通过筒状部件9a卡合在保持器9的贯通孔的内周上，并能在滑动方向上滚动，而保持器9通过滚动件11能够沿着导向轴10滑动。即，在保持器9的贯通孔的内周，通过筒状部件9a卡合着滚动件11，使其在滑动方向上能够滚动。保持器9和变速环7则通过螺栓28和螺母29来固定。

导向轴10沿着输入轴4的轴向配置，其一端用螺栓(图1中的标号50)固定在壳体2上，另一端卡合在形成于壳体3上的卡合孔中。此外，筒状部件9a通过卡环9b、9c卡在保持器9内，滚动件11沿着筒状部件9a的内周和轴向并排设置有多个。

此外，如图2所示，变速环滑动机构8构成为，具有：旋转轴12，配置在与输入轴4正交的方向上，并通过轴承32、33能够转动地支承在壳体30上；在旋转轴12的前端形成的小齿轮13；固定在保持器9上，与小齿轮13啮合的齿条14；并且，随着旋转轴12的旋转，保持器9与变速环7一起沿着导向轴10滑动。此外，壳体30通过螺栓31固定在壳体2上，齿条14通过螺栓35固定在保持器9上。并且，在旋转轴12的外周和壳体30的内周之间，设有用于防止润滑剂泄漏的第三密封件34。

其次，具有上述结构的变速器1，通过旋转轴12使变速环7沿着圆锥形转子6的圆锥面6a移动，使变速环7与圆锥形转子6的摩擦卡合位置发生变化，从而能改变输出轴5的转动速度。即，如图4所示，该变速器1具有如下结构：当把输入轴的旋转速度设为N1，把输出轴的旋转速度为N2时，该变速器1以关系式N2＝N1·f(bc-ad)/〔d(fa-ec)〕进行变速。

下面，描述上述实施例的变速器1的作用和效果。

本实施例中所记载的变速器1，其变速环滑动机构8构成为，具有：把持变速环7的保持器9；导向轴10，沿着输入轴4的轴向设置，支承保持器9使其能够滑动；并且，滚动件11卡合在保持器9的贯通孔的内周上，并能沿着滑动方向滚动，保持器9通过滚动件11沿着导向轴10滑动，因此在保持器9的贯通孔与导向轴10的卡合部，万一润滑剂的润滑不充分，或者有磨损的粉末进入其中，仍能通过滚动件11使保持器9和变速环7沿着导向轴10滑动，进而能顺利地获得所希望的变速。

此外，在本实施例中所记载的变速器1，由于沿着保持器9的贯通孔的内周和轴向并排设置了多个滚动件11，所以，沿着导向轴10，保持器9稳定地被支承，从而能获得保持器9和变速环7的顺畅的滑动动作。

此外，本实施例中所记载的变速器1，其变速环滑动机构8构成为，具有：旋转轴12，能够转动地支承在壳体30上，并且配置在与输入轴4正交的方向上；固定在旋转轴12的前端上的小齿轮13；和固定在保持器9上，与小齿轮13啮合的齿条14；而且，随着旋转轴12的旋转，保持器9沿着导向轴10滑动，因此通过旋转轴12旋转，就能使保持器9沿着导向轴10滑动。

此外，本实施例中所记载的变速器1，由于其旋转轴12配置在与输入轴4正交的方向上，因此与旋转轴12沿着输入轴4的轴向配置的情况相比，能使得旋转轴12易于操作，而不会受到输入轴4位置的限制；还有，把旋转轴12连接在伺服电动机或者步进电动机等的驱动源上，就能通过该驱动源以很高的精度来控制保持器9和变速环7的滑动量和滑动速度，进而能很容易地获得所希望的变速比。

以上，说明了本发明的一个实施例，但，本发明并不是仅限于上述实施例，它可以采取各种方式。例如，本实施例的变速器1是通过筒状部件9a把滚动件11设置在保持器9上的，但，也可以不使用筒状部件，而直接把滚动件11设置在保持器的贯通孔内。此外，本实施例的变速器1只有一根让变速环7滑动的导向轴10，但，也可以是如下结构，即，沿着变速环7的周向设置多根该导向轴10，并且使保持器9能够滑动地卡合在上述各导向轴10上。

Claims (3)

1.一种变速器，具有如下结构，在壳体内具备：

受到驱动源的驱动力而转动的输入轴；

与上述输入轴隔开间隔地配置在同一条轴线上的输出轴；

多个圆锥形转子，隔开间隔地设置在上述输入轴与上述输出轴的外周，以自身的中心轴线为轴进行转动，并且能沿着该输入轴和该输出轴的外周转动；

变速环，以包围上述多个圆锥形转子的方式形成为环状，内表面与上述多个圆锥形转子的圆锥面摩擦卡合；

变速环滑动机构，使上述变速环从上述圆锥形转子的顶点向着周边滑动，可以改变上述变速环与上述圆锥面之间的摩擦卡合位置；

随着上述输入轴的转动，上述圆锥形转子在上述变速环的内周面，一边自转，一边进行公转运动，把该公转运动传递给上述输出轴，并且通过改变上述变速环与上述圆锥形转子之间的摩擦卡合位置，来改变该圆锥形转子的公转速度，从而改变上述输出轴的旋转速度，其特征在于，

上述变速环滑动机构构成为，具备：

把持上述变速环的保持器；

导向轴，沿着上述滑动方向设置，支承上述保持器使其能够滑动；

滚动件卡合在上述保持器的贯通孔的内周上，能沿着上述滑动方向滚动，并且该保持器通过该滚动件沿着上述导向轴滑动。

2.如权利要求1所述的变速器，其特征在于，上述滚动件沿着上述贯通孔的内周和轴向并排设有多个。

3.如权利要求1或2所述的变速器，其特征在于，上述变速环滑动机构构成为，具备：

旋转轴，能够转动地支承在上述壳体上，并且设置在与上述输入轴正交的方向上；

固定在该旋转轴前端的小齿轮；以及

固定在上述保持器上并与上述小齿轮啮合的齿条；并且，

随着上述旋转轴的旋转，上述保持器沿着上述导向轴滑动。

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