JP2001271899A

JP2001271899A - Differential mechanism type continuously variable transmission system

Info

Publication number: JP2001271899A
Application number: JP2000083343A
Authority: JP
Inventors: Yasuyoshi Touzaki; 康嘉東崎; Takafumi Yoshida; 孝文吉田; Bunji Takahashi; 文治高橋
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-03-24
Filing date: 2000-03-24
Publication date: 2001-10-05

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a differential mechanism type which is a continuously variable transmission system permitting stepless continuous shift. SOLUTION: The rotational force of a motor 22 is transmitted to an output shaft 11 via an input shaft 21, a sun roller 5, each planetary roller 6 and a ring roller 7, while rotational force passed via a belt-type transmission I and a transmission mechanism II is transmitted to each planetary roller 6 through a rotary shaft 31 and a planetary frame 9. Each planetary roller 6 is thereby revolved also by the rotation of the rotary shaft 31, and the rotating speed of the rotary shaft 31 is changed continuously by the belt-type transmission I to continuously change the revolving speed of each planetary roller 6, that is, the rotating speed of the output shaft 23, to thereby regulate the gear ratio of the differential mechanism type transmission in stepless manner.

Description

【発明の詳細な説明】【０００１】【発明の属する技術分野】本発明は差動機構式無段変速
システムに関し、特にフォークリフト用変速装置、風力
発電風車用変速装置、機雷掃討水中ロボット用変速装置
及び魚雷用変速装置等、一般に低騒音、低振動で無段変
速を必要とする変速装置に適用して有用なものである。【０００２】【従来の技術】トラクションドライブは歯車と同様の動
力伝達が可能であり、その動力伝達の原理は、図３に示
すように、一対のローラ１、２に荷重Ｐを負荷し、駆動
側のローラ１を回転させると伝達力ｆＰ（ｆはトラクシ
ョン係数）が生じ、その力で従動側のローラ２を回転さ
せるものである。このとき、ローラ１、２は円筒ローラ
で形成することができるので、歯車のように歯数の制約
がなく、また歯車のような歯の噛み合いが生じないため
に、騒音、振動が小さいという特長を有している。【０００３】かかる原理を利用した従来技術に係る差動
機構式変速装置を図４に示す。同図に示すように、軸受
３に回転可能に支承されたこの差動機構式変速装置の入
力軸４には、太陽ローラ５の中心部が固着してある。こ
の太陽ローラ５の周囲には、複数個の遊星ローラ６がそ
の外周面に当接させて配設してある。ここで、各遊星ロ
ーラ６は、固定部であるリングローラ７の内周面に当接
して配設してあり、入力軸４を介して太陽ローラ５を回
転した場合、自転しながらリングローラ７の内周面に沿
い公転する。各遊星ローラ６はその内周面に固着する軸
受８を介して遊星枠９の先端部の円筒部９ａに回転可能
に支持されている。遊星枠９は円盤状の枠体９ｂと、そ
の外周部で各遊星ローラ６に対応する円筒部９ａとを一
体的に形成してなる部材であり、その中心部には軸受１
０により回転可能に支持された出力軸１１が固着してあ
る。かくして、各遊星ローラ６の公転により遊星枠９が
回転し、この遊星枠９の回転に伴い出力軸１１が回転す
る。このことにより入力軸４に供給される動力を出力軸
１１に伝達することができる。【０００４】【発明が解決しようとする課題】上述の如き差動機構式
無段変速装置においては、太陽ローラ５及び遊星ローラ
６の径が決まると変速比が決まるので、太陽ローラ５に
対する一定入力回転数に対して遊星ローラ６の出力回転
（公転）が理論的に決まる。すなわち、太陽ローラ５の
直径をｄ１、リングローラ７の内径をｄ２とすると、変
速比ｉは次式（１）で与えられ、それは固定されてい
る。【０００５】【数１】【０００６】これに対し無段変速が可能であれば、例え
ばフォークリフト用変速システムとしては、従来のトル
クコンバーター方式と異なり低速域での動力伝達効率を
増加できる可能性が生じる。また、風車用変速装置では
広範囲の風速に対応できるためエネルギーを有効に活用
でき、機雷掃討水中ロボット用変速装置および魚雷用変
速装置では速度のコントロールが容易になるといったメ
リットがある。【０００７】本発明は、上記従来技術に鑑み、無段階の
連続的な変速を可能にする差動機構式無段変速システム
を提供することを目的とする。【０００８】【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は、次の点を特徴とする。【０００９】１）リングローラの内周に沿って太陽ロ
ーラの周囲を遊星ローラが自転しながら公転するように
構成した差動機構式変速機を有する差動機構式無段変速
システムにおいて、太陽ローラを入力軸とともに回転可
能に形成する一方、遊星ローラを介して太陽ローラの回
転力が伝達されるリングローラに出力軸を連結して入力
軸の回転力を出力軸に伝達するように構成するととも
に、別途遊星ローラを回転する回転手段を設け、この回
転手段の回転数を制御することによりリングローラ及び
出力軸の回転数を無段階に変化させるように構成したこ
と。【００１０】２）リングローラの内周に沿って太陽ロ
ーラの周囲を遊星ローラが自転しながら公転するように
構成した差動機構式変速機を有する差動機構式無段変速
システムにおいて、遊星ローラを入力軸とともに回転可
能に形成する一方、遊星ローラを介して回転力が伝達さ
れるリングローラに出力軸を連結して入力軸の回転力を
出力軸に伝達するように構成するとともに、別途太陽ロ
ーラを回転する回転手段を設け、この回転手段の回転数
を制御することによりリングローラ及び出力軸の回転数
を無段階に変化させるように構成したこと。【００１１】３）内歯車の内周に沿って太陽歯車の周
囲を遊星歯車が自転しながら公転するように構成した差
動機構式変速機を有する差動機構式無段変速システムに
おいて、太陽歯車を入力軸とともに回転可能に形成する
一方、遊星歯車を介して太陽歯車の回転力が伝達される
内歯車に出力軸を連結して入力軸の回転力を出力軸に伝
達するように構成するとともに、別途遊星歯車を回転す
る回転手段を設け、この回転手段の回転数を制御するこ
とにより内歯車及び出力軸の回転数を無段階に変化させ
るように構成したこと。【００１２】４）内歯車の内周に沿って太陽歯車の周
囲を遊星歯車が自転しながら公転するように構成した差
動機構式変速機を有する差動機構式無段変速システムに
おいて、遊星歯車を入力軸とともに回転可能に形成する
一方、遊星歯車を介して回転力が伝達される内歯車に出
力軸を連結して入力軸の回転力を出力軸に伝達するよう
に構成するとともに、別途太陽歯車を回転する回転手段
を設け、この回転手段の回転数を制御することにより内
歯車及び出力軸の回転数を無段階に変化させるように構
成したこと。【００１３】５）上記１）乃至４）に記載する何れか
一つの差動機構式無段変速システムにおいて、回転手段
は、一方のプーリを入力軸とともに回転可能に形成し、
この回転力をベルトを介して他方のプーリに伝達すると
ともに、各プーリの相対向する２部分間の距離を接離す
ることによりプーリ間の減速比を無段階に調節すること
ができるようにしたベルト式変速機と、上記他方のプー
リの回転力を遊星ローラ若しくは遊星歯車又は太陽ロー
ラ若しくは太陽歯車に伝達する伝達機構とで構成したこ
と。【００１４】【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。【００１５】＜第１の実施の形態＞図１は本発明の第１
の実施の形態に係る差動機構式無段変速システムを概念
的に示す説明図である。同図に示すように、本形態にお
ける差動機構式変速装置自体は、図４に示す差動機構式
変速装置と変わるところはない。そこで、同一部分には
同一番号を付し、重複する説明は省略する。【００１６】本形態における入力軸２１は太陽ローラ５
に固着してあり、駆動源であるモーータ２２により回転
駆動される。すなわち、太陽ローラ５はモータ２２によ
り回転駆動される。この太陽ローラ５の回転力は遊星ロ
ーラ６を介してリングローラ７に伝達されるが、本形態
の場合、リングローラ７に出力軸２３が固着してある。
すなわち、リングローラ７は円筒部７ａと円盤状の枠体
７ｂとを一体的に形成してなる部材であり、枠体７ｂの
中心部に入力軸２１と同軸の出力軸２３が固着してあ
る。かくして、入力軸２１の回転力は太陽ローラ５、遊
星ローラ６及びリングローラ７を介して出力軸２３に伝
達されるが、遊星ローラ６は、別の回転手段によっても
回転することができるようなっている。【００１７】上記回転手段は、ベルト式変速機Ｉとその
出力を遊星ローラ６に伝達する伝達機構IIとからなる。【００１８】本形態に係るベルト式変速機Ｉは一方のプ
ーリ２４を入力軸２１とともに回転可能に形成し、この
回転力をベルト２５を介して他方のプーリ２６に伝達す
るとともに、各プーリ２４、２６の相対向する２部分間
の距離を接離することによりプーリ２４、２６間の変速
比を無段階に調節することができるようにしたものであ
る。さらに詳言すると、各プーリ２４、２６は、それぞ
れ外周端から中心点に向かって傾斜するテーパ部を有し
て相対向する各２枚のプーリ部材２４ａ、２４ｂ、２６
ａ、２６ａからなり、上記テーパ部が相対向した状態で
軸方向に移動して相互の距離を調整可能に形成したもの
であり、プーリ部材（２４ａ，２４ｂ）、（２６ａ，２
６ｂ）間の距離をそれぞれ接離することにより一定幅の
ベルト２５に対して無段階に径を変化させたプーリと等
価な機能を有するものとなる。かくして、プーリ部材
（２４ａ，２４ｂ）、（２６ａ，２６ｂ）間の軸方向の
距離を調節することよりプーリ２６で回転する回転軸２
７の回転数を任意に設定することができる。【００１９】一方、伝達機構IIは２個のプーリ２８、２
９、このプーリ２８、２９間に懸架したベルト３０及び
回転軸３１からなる。ここで、回転軸２７には、プーリ
２８が固着してあり、その回転力をベルト３０を介して
他のプーリ２９に伝達するようになっている。また、プ
ーリ２９は、内部に入力軸２１が貫通する中空軸である
回転軸３１を介して遊星枠９の枠体９ｂに連結してあ
る。かくして回転軸２７の回転力がプーリ２８、２９を
介して回転軸３１に伝達され、この回転軸３１により枠
体９ｂを介して各遊星ローラ６を回転駆動する。【００２０】なお、入力軸２１は軸受３２、３３で支承
され、出力軸２３は軸受３４で、また回転軸２７は軸受
３５、３６でそれぞれ支承されている。【００２１】上述の如き実施の形態に係る差動機構式無
段変速システムにおいては、モータ２２の回転力は入力
軸２１、太陽ローラ５、各遊星ローラ６及びリングロー
ラ７を介して出力軸１１に伝達される。ここで、モータ
２２の動力の一部はプーリ２４に分岐され、ベルト２
５、プーリ２６、回転軸２７、プーリ２８、ベルト３
０、プーリ２９、回転軸３１及び遊星枠９を介して各遊
星ローラ６を回転する。この結果、各遊星ローラ６は回
転軸３１の回転によっても公転する。この結果、回転軸
３１の回転数を連続的に変化させれば、遊星ローラ６の
公転回転数、すなわち出力軸２３の回転数を連続的に変
化させることができ、当該差動機構式変速機の変速比を
無段階に調節することができる。ここで、回転軸３１の
回転数はベルト式変速機Ｉの変速比を調節することによ
り連続的に変化させることができる。【００２２】換言すれば、上記差動機構式無段変速シス
テムにおいては、太陽ローラ５と接触している遊星ロー
ラ６に内接しているリングローラ７が当該差動機構式無
段変速システムの出力となり、モータ２２の出力から分
岐した動力と差動機構内部で太陽ローラ５から還流して
きた動力をベルト式変速機Ｉを用いて変速した後、遊星
枠９に入力として入り、モータ２２の出力軸２１及びこ
れと同軸の太陽ローラ５の回転数が一定の場合でも、遊
星枠９の回転数を変化させることにより、当該差動機構
式無段変速システムの出力であるリングローラ７の回転
数を無段階に変化させることができる。【００２３】ここで、上記第１の実施の形態におけるリ
ングローラ７、すなわち出力軸２３の回転数ω₃の変化
の一例を、具体的な数値を用いて考察しておく。すなわ
ち、この場合の回転数ω₃は次式（２）で得られる。【００２４】【数２】【００２５】いま、仮に太陽ローラ５の回転数ω₁を１
７００rpm で一定とし、遊星枠９の回転数ω₆をベルト
式変速機Ｉを用いて、１７００rpm 〜４２５rpm まで変
速することとし、リングローラ７の径と太陽ローラ５の
径の比ｉ₀＝３として計算すると、回転数ω₃は次式
（３）、（４）で得られる。【００２６】【数３】【００２７】上述の如く太陽ローラ５の回転数ω₁＝１
７００rpm と、一定の条件でリングローラ７の回転数ω
₃を０〜１７００rpm とすることが可能である。【００２８】＜第２の実施の形態＞図２は本発明の第２
の実施の形態に係る差動機構式無段変速システムを概念
的に示す説明図である。同図に示すように、本形態に係
る差動機構式無段変速システムは入力軸３７を遊星枠９
に連結するとともに、ベルト式変速機Ｉの回転力を伝達
機構IIを介して太陽ローラ５に伝達するようにしたもの
であり、その他の構成は図１に示す差動機構式無段変速
システムと同様である。そこで、同一部分には同一番号
を付し、重複する説明は省略する。【００２９】本形態における遊星ローラ６は、入力軸３
７を介してモータ２２により回転駆動され、この遊星ロ
ーラ６の回転力がリングローラ７を介して出力軸２３に
伝達される。一方、太陽ローラ５は回転軸３８を介して
伝達される伝達機構IIの回転力によっても回転される。
ここで、回転軸３８は、その内部を入力軸３７が貫通す
る中空軸であり、プーリ２９と太陽ローラ５とを連結し
ている。かくして回転軸２７の回転力がプーリ２８、２
９を介して回転軸３８に伝達され、この回転軸３８によ
り太陽ローラ５を回転駆動することができるようになっ
ている。【００３０】上述の如き実施の形態に係る差動機構式無
段変速システムにおいては、モータ２２の回転力は入力
軸３７、遊星ローラ６及びリングローラ７を介して出力
軸２３に伝達される。ここで、モータ２２の動力の一部
は、上記第１の実施の形態の場合と同様に、プーリ２４
に分岐され、回転軸３８を介して太陽ローラ５を回転す
る。この結果、太陽ローラ５は回転軸３８の回転によっ
て遊星ローラ６を公転させる。すなわち、各遊星ローラ
６は太陽ローラ５の回転によっても公転する。この結
果、回転軸３８の回転数を連続的に変化させれば、遊星
ローラ６の公転回転数、すなわち出力軸２３の回転数を
連続的に変化させることができ、当該差動機構式変速機
の変速比を無段階に調節することができる。ここで、回
転軸３８の回転数は、上記第１の実施の形態の場合と同
様に、ベルト式変速機Ｉの変速比を調節することにより
連続的に変化させることができる。【００３１】換言すれば、上記差動機構式無段変速シス
テムにおいては、太陽ローラ５と接触している遊星ロー
ラ６に内接しているリングローラ７が当該差動機構式無
段変速システムの出力となり、モータ２２の出力から分
岐した動力と差動機構内部で太陽ローラ５から還流して
きた動力が合成されて遊星枠９から入力として入り、モ
ータ２２の出力軸３７及びこれと同軸の遊星枠９の回転
数が一定の場合でも、太陽ローラ５の回転数を変化させ
ることにより、当該差動機構式無段変速システムの出力
であるリングローラ７の回転数を無段階に変速すること
ができる。【００３２】ここで、上記第２の実施の形態におけるリ
ングローラ７、すなわち出力軸２３の回転数ω₃の変化
の一例を、具体的な数値を用いて考察しておく。すなわ
ち、この場合の回転数ω₃は次式（５）で得られる。【００３３】【数４】【００３４】いま、仮に遊星枠９の回転数ω₁を１７０
０rpm で一定とし、太陽ローラ５の回転数ω₁をベルト
式変速機Ｉを用いて、１７００rpm 〜６８００rpm まで
変速することとし、リングローラ７の径と太陽ローラ５
の径の比ｉ₀＝３として考察すると、回転数ω₃は次式
（６）、（７）で得られる。【００３５】【数５】【００３６】上述の如く太陽ローラ５の回転数ω₁＝１
７００rpm と、一定の条件でリングローラ７の回転数ω
₃を０〜１７００rpm とすることが可能である。【００３７】なお、上記第１及び第２の実施の形態ける
回転手段は、ベルト式変速機Ｉと、その出力を遊星ロー
ラ６又は太陽ローラ５に伝達する伝達機構IIとで形成し
たが、これに限るものではない。結果として、遊星ロー
ラ６又は太陽ローラ５に別系統の回転駆動力を供給する
ことができるように構成すれば良いので、例えば遊星ロ
ーラ６又は太陽ローラ５を別のモータ等の回転手段によ
り別系統で駆動し得るように構成してこのモータの出力
回転数を連続的に変化させても同様の機能を実現し得
る。また、太陽ローラ５、遊星ローラ６及びリングロー
ラ７の替わりに太陽歯車、遊星歯車及び内歯車を用いて
も同様の機能を実現できる。ただ、上記実施の形態の如
く、トラクションドライブを用いた場合には、伝達時の
騒音を低減できるため、騒音の発生を可及的に防止しな
ければならないような用途、例えばフォークリフト用変
速装置、風力発電風車用変速装置、機雷掃討水中ロボッ
ト用変速装置及び魚雷用変速装置等に好適に適用し得
る。【００３８】【発明の効果】以上実施の形態とともに具体的に説明し
たように、〔請求項１〕に記載する発明は、リングロー
ラの内周に沿って太陽ローラの周囲を遊星ローラが自転
しながら公転するように構成した差動機構式変速機を有
する差動機構式無段変速システムにおいて、太陽ローラ
を入力軸とともに回転可能に形成する一方、遊星ローラ
を介して太陽ローラの回転力が伝達されるリングローラ
に出力軸を連結して入力軸の回転力を出力軸に伝達する
ように構成するとともに、別途遊星ローラを回転する回
転手段を設け、この回転手段の回転数を制御することに
よりリングローラ及び出力軸の回転数を無段階に変化さ
せるように構成したので、入力軸に供給される回転力は
入力軸、太陽ローラ、各遊星ローラ及びリングローラを
介して出力軸に伝達される一方、各遊星ローラは、出力
回転数を連続的に変化させることができる別の回転手段
による回転力によっても公転する。この結果、本発明に
よれば、別に設けた回転手段の出力回転数を変化させる
ことにより、遊星ローラの公転回転数、すなわち出力軸
の回転数を連続的に変化させることができ、当該差動機
構式変速機の変速比を無段階に調節することができる。
特に、低速域で大きなトルクを必要とする、例えばフォ
ークリフト車等に適用して有用なものとなる。また、こ
のときの動力の伝達はトラクションドライブを介して行
われるので、これに伴う騒音の発生を可及的に低減する
ことができる。【００３９】〔請求項２〕に記載する発明は、リングロ
ーラの内周に沿って太陽ローラの周囲を遊星ローラが自
転しながら公転するように構成した差動機構式変速機を
有する差動機構式無段変速システムにおいて、遊星ロー
ラを入力軸とともに回転可能に形成する一方、遊星ロー
ラを介して回転力が伝達されるリングローラに出力軸を
連結して入力軸の回転力を出力軸に伝達するように構成
するとともに、別途太陽ローラを回転する回転手段を設
け、この回転手段の回転数を制御することによりリング
ローラ及び出力軸の回転数を無段階に変化させるように
構成したので、入力軸に供給される回転力は遊星ローラ
及びリングローラを介して出力軸に伝達される一方、各
遊星ローラは、出力回転数を連続的に変化させることが
できる別の回転手段により回転する太陽ローラから伝達
される回転力によっても公転する。この結果、本発明に
よれば、別に設けた回転手段の出力回転数を変化させる
ことにより、遊星ローラの公転回転数、すなわち出力軸
の回転数を連続的に変化させることができ、当該差動機
構式変速機の変速比を無段階に調節することができる。
特に、低速域で大きなトルクを必要とする、例えばフォ
ークリフト車等に適用して有用なものとなる。また、こ
のときの動力の伝達はトラクションドライブを介して行
われるので、これに伴う騒音の発生を可及的に低減する
ことができる。【００４０】〔請求項３〕に記載する発明は、内歯車の
内周に沿って太陽歯車の周囲を遊星歯車が自転しながら
公転するように構成した差動機構式変速機を有する差動
機構式無段変速システムにおいて、太陽歯車を入力軸と
ともに回転可能に形成する一方、遊星歯車を介して太陽
歯車の回転力が伝達される内歯車に出力軸を連結して入
力軸の回転力を出力軸に伝達するように構成するととも
に、別途遊星歯車を回転する回転手段を設け、この回転
手段の回転数を制御することにより内歯車及び出力軸の
回転数を無段階に変化させるように構成したので、〔請
求項１〕に記載する発明と同様の作用を得る。この結
果、差動歯車式変速機を用いて〔請求項１〕に記載する
発明と同様の効果を得ることができる。【００４１】〔請求項４〕に記載する発明は、内歯車の
内周に沿って太陽歯車の周囲を遊星歯車が自転しながら
公転するように構成した差動機構式変速機を有する差動
機構式無段変速システムにおいて、遊星歯車を入力軸と
ともに回転可能に形成する一方、遊星歯車を介して回転
力が伝達される内歯車に出力軸を連結して入力軸の回転
力を出力軸に伝達するように構成するとともに、別途太
陽歯車を回転する回転手段を設け、この回転手段の回転
数を制御することにより内歯車及び出力軸の回転数を無
段階に変化させるように構成したので、〔請求項２〕に
記載する発明と同様の作用を得る。この結果、差動歯車
式変速機を用いて〔請求項２〕に記載する発明と同様の
効果を得ることができる。【００４２】〔請求項５〕に記載する発明は、〔請求項
１〕乃至〔請求項４〕に記載する何れか一つの差動機構
式無段変速システムにおいて、回転手段は、一方のプー
リを入力軸とともに回転可能に形成し、この回転力をベ
ルトを介して他方のプーリに伝達するとともに、各プー
リの相対向する２部分間の距離を接離することによりプ
ーリ間の減速比を無段階に調節することができるように
したベルト式変速機と、上記他方のプーリの回転力を遊
星ローラ若しくは遊星歯車又は太陽ローラ若しくは太陽
歯車に伝達する伝達機構とで構成したので、遊星ローラ
若しくは遊星歯車又は太陽ローラ若しくは太陽歯車に別
系統で供給する回転力の回転数を、ベルト式変速機の各
プーリにおける相対向する２部分間の距離を調節するこ
とにより容易に実現することができる。この結果、本発
明によれば、〔請求項１〕乃至〔請求項４〕に記載する
発明における無段階の変速を容易に実現することができ
る。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a differential mechanism type continuously variable transmission system, and more particularly to a transmission for a forklift, a transmission for a wind turbine, and a transmission for a mine sweeping underwater robot. In addition, the present invention is useful when applied to a transmission that generally requires low noise, low vibration, and continuously variable transmission, such as a transmission for a torpedo. 2. Description of the Related Art A traction drive can transmit power in the same manner as a gear, and the principle of the power transmission is as shown in FIG. When the roller 1 on the side is rotated, a transmission force fP (f is a traction coefficient) is generated, and the roller 2 on the driven side is rotated by the force. At this time, since the rollers 1 and 2 can be formed by cylindrical rollers, there is no restriction on the number of teeth like a gear, and there is no meshing of the teeth like a gear, so that noise and vibration are small. have. FIG. 4 shows a conventional differential mechanism type transmission utilizing the above principle. As shown in the figure, a center portion of a sun roller 5 is fixed to an input shaft 4 of the differential mechanism type transmission that is rotatably supported by a bearing 3. Around the sun roller 5, a plurality of planetary rollers 6 are arranged in contact with the outer peripheral surface. Here, each planetary roller 6 is disposed in contact with the inner peripheral surface of a ring roller 7 which is a fixed portion. When the sun roller 5 is rotated via the input shaft 4, the ring roller 7 rotates while rotating. Revolves along the inner circumference of Each planetary roller 6 is rotatably supported by a cylindrical portion 9a at the tip of a planetary frame 9 via a bearing 8 fixed to the inner peripheral surface. The planetary frame 9 is a member formed by integrally forming a disk-shaped frame 9b and a cylindrical portion 9a corresponding to each of the planetary rollers 6 at an outer peripheral portion thereof.
The output shaft 11, which is rotatably supported by 0, is fixed. Thus, the planetary frame 9 rotates by the revolution of each planetary roller 6, and the output shaft 11 rotates with the rotation of the planetary frame 9. Thereby, the power supplied to the input shaft 4 can be transmitted to the output shaft 11. In the above-described continuously variable transmission with a differential mechanism, the speed ratio is determined when the diameters of the sun roller 5 and the planetary roller 6 are determined. The output rotation (revolution) of the planetary roller 6 is theoretically determined with respect to the rotation speed. That is, assuming that the diameter of the sun roller 5 is d1 and the inner diameter of the ring roller 7 is d2, the gear ratio i is given by the following equation (1), which is fixed. [0005] On the other hand, if continuously variable transmission is possible, for example, a transmission system for a forklift, unlike the conventional torque converter system, may increase the power transmission efficiency in a low speed range. In addition, the transmission for a windmill can cope with a wide range of wind speeds, so that energy can be effectively used, and the transmission for a mine sweeping underwater robot and the transmission for a torpedo have an advantage that speed control becomes easy. The present invention has been made in view of the above-mentioned prior art, and has as its object to provide a differential mechanism type continuously variable transmission system capable of continuously changing the speed continuously. [0008] The structure of the present invention that achieves the above object has the following features. 1) In a differential mechanism type continuously variable transmission system having a differential mechanism type transmission configured such that a planetary roller revolves while rotating around a sun roller along an inner periphery of a ring roller, the sun roller Is formed so as to be rotatable with the input shaft, while the output shaft is connected to a ring roller to which the rotational force of the sun roller is transmitted via the planetary roller, and the rotational force of the input shaft is transmitted to the output shaft. A rotating means for rotating the planetary roller is separately provided, and the number of rotations of the ring roller and the output shaft is changed steplessly by controlling the number of rotations of the rotating means. 2) A planetary roller in a differential mechanism type continuously variable transmission system having a differential mechanism type transmission in which a planetary roller revolves while rotating around a sun roller along an inner periphery of a ring roller. Is formed so as to be rotatable together with the input shaft, while the output shaft is connected to a ring roller to which the rotational force is transmitted via a planetary roller to transmit the rotational force of the input shaft to the output shaft. A rotating means for rotating the roller, wherein the number of rotations of the ring roller and the output shaft is changed steplessly by controlling the number of rotations of the rotating means. 3) In a differential mechanism type continuously variable transmission system having a differential mechanism type transmission in which a planetary gear revolves while rotating around the sun gear along the inner periphery of the internal gear, the sun gear Is formed so as to be rotatable together with the input shaft, while the output shaft is connected to the internal gear to which the rotational force of the sun gear is transmitted via the planetary gear, and the rotational force of the input shaft is transmitted to the output shaft. A rotating means for separately rotating the planetary gear is provided, and the number of rotations of the internal gear and the output shaft is changed steplessly by controlling the number of rotations of the rotating means. 4) In a differential mechanism type continuously variable transmission system having a differential mechanism type transmission in which a planetary gear is configured to revolve while rotating around a sun gear along the inner periphery of the internal gear, Is formed so as to be rotatable together with the input shaft, while the output shaft is connected to the internal gear to which the rotational force is transmitted via the planetary gear to transmit the rotational force of the input shaft to the output shaft. Rotating means for rotating the gears, and the number of rotations of the internal gear and the output shaft is changed steplessly by controlling the number of rotations of the rotating means. 5) In any one of the differential mechanism type continuously variable transmission systems described in 1) to 4) above, the rotating means forms one of the pulleys so as to be rotatable together with the input shaft.
This rotational force is transmitted to the other pulley via the belt, and the speed reduction ratio between the pulleys can be adjusted steplessly by moving the distance between two opposing portions of each pulley toward and away from each other. A belt-type transmission and a transmission mechanism for transmitting the rotational force of the other pulley to a planetary roller, a planetary gear, a sun roller, or a sun gear. Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. <First Embodiment> FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
It is explanatory drawing which shows notionally the differential mechanism type continuously variable transmission system which concerns on embodiment. As shown in the figure, the differential mechanism type transmission according to the present embodiment is the same as the differential mechanism type transmission shown in FIG. Therefore, the same portions are denoted by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted. In this embodiment, the input shaft 21 is the sun roller 5
And is rotationally driven by a motor 22 as a driving source. That is, the sun roller 5 is driven to rotate by the motor 22. The rotational force of the sun roller 5 is transmitted to the ring roller 7 via the planetary roller 6, but in the case of the present embodiment, the output shaft 23 is fixed to the ring roller 7.
That is, the ring roller 7 is a member formed by integrally forming the cylindrical portion 7a and the disc-shaped frame 7b, and the output shaft 23 coaxial with the input shaft 21 is fixed to the center of the frame 7b. . Thus, the rotational force of the input shaft 21 is transmitted to the output shaft 23 via the sun roller 5, the planetary roller 6, and the ring roller 7, but the planetary roller 6 can be rotated by another rotating means. ing. The rotating means comprises a belt-type transmission I and a transmission mechanism II for transmitting its output to the planetary rollers 6. In the belt-type transmission I according to the present embodiment, one pulley 24 is formed so as to be rotatable together with the input shaft 21, and this rotational force is transmitted to the other pulley 26 via the belt 25, and each pulley 24, The gear ratio between the pulleys 24 and 26 can be adjusted steplessly by moving the distance between the two opposing portions 26 apart. More specifically, each of the pulleys 24, 26 has a tapered portion inclined from the outer peripheral end toward the center point, and each of the two pulley members 24a, 24b, 26 facing each other.
a and 26a, and the taper portions are formed so as to be movable in the axial direction in a state where they face each other so that the distance between them can be adjusted. The pulley members (24a, 24b), (26a, 2)
By bringing the distance between 6b) into and away from each other, the belt 25 having a constant width has a function equivalent to a pulley whose diameter is continuously changed. Thus, by adjusting the axial distance between the pulley members (24a, 24b) and (26a, 26b), the rotating shaft 2 rotated by the pulley 26 is adjusted.
7 can be arbitrarily set. On the other hand, the transmission mechanism II includes two pulleys 28, 2
9, a belt 30 and a rotating shaft 31 suspended between the pulleys 28 and 29. Here, a pulley 28 is fixed to the rotating shaft 27, and the rotational force is transmitted to another pulley 29 via a belt 30. The pulley 29 is connected to the frame 9b of the planetary frame 9 via a rotary shaft 31 which is a hollow shaft through which the input shaft 21 penetrates. Thus, the rotational force of the rotating shaft 27 is transmitted to the rotating shaft 31 via the pulleys 28 and 29, and the respective rotating rollers 31 drive the respective planetary rollers 6 via the frame 9b. The input shaft 21 is supported by bearings 32 and 33, the output shaft 23 is supported by bearings 34, and the rotating shaft 27 is supported by bearings 35 and 36, respectively. In the differential mechanism type continuously variable transmission system according to the above-described embodiment, the rotational force of the motor 22 is applied to the output shaft 11 via the input shaft 21, the sun roller 5, the respective planetary rollers 6 and the ring roller 7. Is transmitted to Here, part of the power of the motor 22 is branched to the pulley 24 and the belt 2
5, pulley 26, rotating shaft 27, pulley 28, belt 3
0, each pulley 29, the rotating shaft 31, and each planetary roller 6 rotate via the planetary frame 9. As a result, each planetary roller 6 revolves by the rotation of the rotating shaft 31. As a result, if the rotation speed of the rotating shaft 31 is continuously changed, the revolution speed of the planetary roller 6, that is, the rotation speed of the output shaft 23 can be continuously changed, and the differential mechanism type transmission is realized. Can be continuously adjusted. Here, the rotation speed of the rotating shaft 31 can be continuously changed by adjusting the speed ratio of the belt-type transmission I. In other words, in the above-mentioned differential mechanism type continuously variable transmission system, the ring roller 7 inscribed in the planetary roller 6 which is in contact with the sun roller 5 is the output of the differential mechanism type continuously variable transmission system. After the power branched from the output of the motor 22 and the power recirculated from the sun roller 5 inside the differential mechanism are shifted using the belt type transmission I, the power enters the planetary frame 9 as an input, and the output shaft of the motor 22 Even when the rotation speed of the sun roller 5 is constant, the rotation speed of the ring roller 7, which is the output of the differential mechanism type continuously variable transmission system, is changed by changing the rotation speed of the planetary frame 9. It can be changed steplessly. Here, an example of a change in the rotation speed ω ₃ of the ring roller 7, that is, the output shaft 23 in the first embodiment will be considered using specific numerical values. That is, the rotation speed ω ₃ in this case is obtained by the following equation (2). ## EQU2 ## Now, suppose that the rotation number ω ₁ of the sun roller 5 is 1
At 700 rpm, the speed ω ₆ of the planetary frame 9 is changed from 1700 rpm to 425 rpm using the belt-type transmission I, and the ratio i ₀ of the diameter of the ring roller 7 to the diameter of the sun roller 5 is set as i ₀ = 3. By calculation, the rotation speed ω ₃ is obtained by the following equations (3) and (4). [Mathematical formula-see original document] As described above, the rotation speed ω ₁ = 1 of the sun roller 5
700 rpm, the rotation speed ω of the ring roller 7 under certain conditions
₃ can be between 0 and 1700 rpm. <Second Embodiment> FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
It is explanatory drawing which shows notionally the differential mechanism type continuously variable transmission system which concerns on embodiment. As shown in the figure, the differential mechanism type continuously variable transmission system according to the present embodiment connects the input shaft 37 to the planetary frame 9.
, And transmits the torque of the belt-type transmission I to the sun roller 5 via the transmission mechanism II. The other components are the same as those of the differential mechanism type continuously variable transmission system shown in FIG. The same is true. Therefore, the same portions are denoted by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted. The planetary roller 6 according to the present embodiment includes the input shaft 3
The rotation of the planetary roller 6 is transmitted to the output shaft 23 via the ring roller 7. On the other hand, the sun roller 5 is also rotated by the torque of the transmission mechanism II transmitted via the rotation shaft 38.
Here, the rotating shaft 38 is a hollow shaft through which the input shaft 37 passes, and connects the pulley 29 and the sun roller 5. Thus, the rotational force of the rotating shaft 27 is
The rotation of the sun roller 5 is transmitted to the rotation shaft 38 via the rotation shaft 9. In the differential mechanism type continuously variable transmission system according to the above-described embodiment, the rotational force of the motor 22 is transmitted to the output shaft 23 via the input shaft 37, the planetary roller 6, and the ring roller 7. Here, a part of the power of the motor 22 is supplied to the pulley 24 as in the case of the first embodiment.
And the sun roller 5 is rotated via the rotation shaft 38. As a result, the sun roller 5 revolves the planetary roller 6 by the rotation of the rotation shaft 38. That is, each planetary roller 6 revolves by rotation of the sun roller 5. As a result, if the rotation speed of the rotation shaft 38 is continuously changed, the revolution speed of the planetary roller 6, that is, the rotation speed of the output shaft 23 can be continuously changed, and the differential mechanism type transmission can be used. Can be continuously adjusted. Here, the rotation speed of the rotating shaft 38 can be continuously changed by adjusting the speed ratio of the belt-type transmission I as in the case of the first embodiment. In other words, in the above-mentioned differential mechanism type continuously variable transmission system, the ring roller 7 inscribed in the planetary roller 6 which is in contact with the sun roller 5 is the output of the differential mechanism type continuously variable transmission system. The power branched from the output of the motor 22 and the power returned from the sun roller 5 inside the differential mechanism are combined and input as an input from the planetary frame 9, and the output shaft 37 of the motor 22 and the planetary frame 9 coaxial with the output shaft 37. Even when the rotation speed of the ring roller 7 is constant, the rotation speed of the ring roller 7 which is the output of the differential mechanism type continuously variable transmission system can be continuously changed by changing the rotation speed of the sun roller 5. Here, an example of a change in the rotation speed ω ₃ of the ring roller 7, that is, the output shaft 23 in the second embodiment will be considered using specific numerical values. That is, the rotation speed ω ₃ in this case is obtained by the following equation (5). [Equation 4] Now, suppose that the rotation speed ω ₁ of the planetary frame 9 is 170
The rotation speed ω ₁ of the sun roller 5 is changed from 1700 rpm to 6800 rpm by using the belt type transmission I, and the diameter of the ring roller 7 and the sun roller 5
Considering the diameter ratio i ₀ = 3, the rotational speed ω ₃ is obtained by the following equations (6) and (7). ## EQU5 ## As described above, the rotation speed ω ₁ = 1 of the sun roller 5
700 rpm, the rotation speed ω of the ring roller 7 under certain conditions
₃ can be between 0 and 1700 rpm. The rotating means in the first and second embodiments is formed by a belt-type transmission I and a transmission mechanism II for transmitting its output to the planetary roller 6 or the sun roller 5. It is not limited to. As a result, it is only necessary to provide a configuration in which a different rotational driving force can be supplied to the planetary roller 6 or the sun roller 5. The same function can be realized even if the output rotation speed of this motor is continuously changed by being configured so that the motor can be driven. A similar function can be realized by using a sun gear, a planetary gear, and an internal gear instead of the sun roller 5, the planetary roller 6, and the ring roller 7. However, when a traction drive is used as in the above-described embodiment, noise at the time of transmission can be reduced, so that applications where noise generation must be prevented as much as possible, for example, forklift transmissions, The present invention can be suitably applied to a transmission for a wind turbine, a transmission for a mine sweeping underwater robot, a transmission for a torpedo, and the like. As described above in detail with the embodiments, the invention described in [Claim 1] is such that the planetary roller rotates around the sun roller along the inner circumference of the ring roller. In a differential mechanism type continuously variable transmission system having a differential mechanism type transmission configured to revolve, the sun roller is formed so as to be rotatable with the input shaft, while the rotational force of the sun roller is transmitted via the planetary roller. By connecting the output shaft to the ring roller and transmitting the rotational force of the input shaft to the output shaft, separately providing a rotating means for rotating the planetary roller, by controlling the number of rotations of this rotating means Since the number of revolutions of the ring roller and the output shaft is changed steplessly, the rotational force supplied to the input shaft is transmitted through the input shaft, the sun roller, each planetary roller and the ring roller. While being transmitted to the output shaft, each planetary roller also revolves due to the rotational force of another rotating means capable of continuously changing the output rotational speed. As a result, according to the present invention, the revolution speed of the planetary roller, that is, the revolution speed of the output shaft can be continuously changed by changing the output revolution speed of the separately provided rotating means. The gear ratio of the mechanical transmission can be continuously adjusted.
In particular, it is useful when applied to, for example, a forklift vehicle that requires a large torque in a low speed range. In addition, since the transmission of the power at this time is performed via the traction drive, it is possible to reduce the generation of noise accompanying the power as much as possible. According to a second aspect of the present invention, there is provided a differential mechanism having a differential mechanism type transmission in which a planetary roller revolves around the sun roller while rotating around the inner periphery of the ring roller. In a continuously variable transmission system, a planetary roller is formed so as to be rotatable together with an input shaft, while an output shaft is connected to a ring roller to which rotational force is transmitted via a planetary roller, and the rotational force of the input shaft is transmitted to the output shaft. And a rotating means for rotating the sun roller is separately provided, and the number of rotations of the ring roller and the output shaft is changed steplessly by controlling the number of rotations of the rotating means. The rotational force supplied to the shaft is transmitted to the output shaft via a planetary roller and a ring roller, while each planetary roller is driven by another rotating hand capable of continuously changing the output rotational speed. Also revolved by the rotational force transmitted from the sun roller is rotated by. As a result, according to the present invention, the revolution speed of the planetary roller, that is, the revolution speed of the output shaft can be continuously changed by changing the output revolution speed of the separately provided rotating means. The gear ratio of the mechanical transmission can be continuously adjusted.
In particular, it is useful when applied to, for example, a forklift vehicle that requires a large torque in a low speed range. In addition, since the transmission of the power at this time is performed via the traction drive, it is possible to reduce the generation of noise accompanying the power as much as possible. The invention described in [Claim 3] is a differential mechanism having a differential mechanism type transmission configured such that a planetary gear revolves while rotating around a sun gear along an inner periphery of an internal gear. In the continuously variable transmission system, the sun gear is formed so as to be rotatable together with the input shaft, and the output shaft is connected to an internal gear in which the rotational force of the sun gear is transmitted via a planetary gear to output the rotational force of the input shaft. In addition to being configured to transmit to the shaft, a rotating means for separately rotating the planetary gear is provided, and the number of rotations of the internal gear and the output shaft is changed steplessly by controlling the number of rotations of this rotating means. Therefore, an effect similar to that of the invention described in claim 1 is obtained. As a result, the same effects as those of the invention described in claim 1 can be obtained by using the differential gear type transmission. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a differential mechanism having a differential mechanism type transmission configured such that a planetary gear revolves while rotating around a sun gear along an inner periphery of an internal gear. In a continuously variable transmission system, a planetary gear is formed so as to be rotatable together with an input shaft, while an output shaft is connected to an internal gear to which rotational force is transmitted via the planetary gear, and the rotational force of the input shaft is transmitted to the output shaft. And a rotating means for rotating the sun gear is separately provided, and the number of rotations of the internal gear and the output shaft is changed steplessly by controlling the number of rotations of this rotating means. An effect similar to that of the invention described in [2] is obtained. As a result, the same effect as that of the invention described in claim 2 can be obtained by using the differential gear type transmission. According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the differential mechanism type continuously variable transmission systems according to the first to fourth aspects, the rotating means includes one pulley. The pulley is formed so as to be rotatable together with the input shaft, and this torque is transmitted to the other pulley via a belt, and the reduction ratio between the pulleys is steplessly adjusted by moving the distance between two opposing portions of each pulley closer and farther apart. And a transmission mechanism for transmitting the rotational force of the other pulley to a planetary roller or a planetary gear or a sun roller or a sun gear, so that the planetary roller or the planetary gear Alternatively, the rotational speed of the rotational force supplied to the sun roller or the sun gear by another system can be easily realized by adjusting the distance between two opposing portions of each pulley of the belt-type transmission. It can be. As a result, according to the present invention, it is possible to easily realize the stepless shift in the inventions described in [Claim 1] to [Claim 4].

【図面の簡単な説明】【図１】本発明の第１の実施の形態に係る差動機構式無
段変速システムを概念的に示す説明図である。【図２】本発明の第２の実施の形態に係る差動機構式無
段変速システムを概念的に示す説明図である。【図３】トラクションドライブにおける動力伝達の原理
を示す説明図である。【図４】トラクションドライブを適用した従来技術に係
る差動機構式変速装置を示す縦断面図である。【符号の説明】Ｉベルト式変速機 II 伝達機構５太陽ローラ６遊星ローラ７リングローラ２１入力軸２３出力軸２４プーリ２５ベルト２６プーリ３１回転軸３７入力軸３８回転軸BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory view conceptually showing a differential mechanism type continuously variable transmission system according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram conceptually showing a differential mechanism type continuously variable transmission system according to a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the principle of power transmission in a traction drive. FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a differential mechanism type transmission according to the related art to which a traction drive is applied. [Description of Signs] I Belt type transmission II Transmission mechanism 5 Sun roller 6 Planetary roller 7 Ring roller 21 Input shaft 23 Output shaft 24 Pulley 25 Belt 26 Pulley 31 Rotation shaft 37 Input shaft 38 Rotation shaft

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋文治長崎県長崎市深堀町５丁目717番１号三菱重工業株式会社長崎研究所内Ｆターム(参考） 3J050 AA01 AB10 BA04 BA18 BB04 BB09 CC05 DA05 DA10 3J051 AA03 AA09 BA03 BB06 BB08 BD02 BE04 CB01 ED18 FA04 FA10 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Bunji Takahashi 5-717-1 Fukabori-cho, Nagasaki-shi, Nagasaki 3 Hisashi Heavy Industries, Ltd. F term (reference) 3J050 AA01 AB10 BA04 BA18 BB04 BB09 CC05 DA05 DA10 3J051 AA03 AA09 BA03 BB06 BB08 BD02 BE04 CB01 ED18 FA04 FA10

Claims

Claims 1. A differential mechanism type continuously variable transmission having a differential mechanism type transmission configured such that a planetary roller revolves while rotating around a sun roller along an inner periphery of a ring roller. In a transmission system, the sun roller is formed to be rotatable with the input shaft,
The output shaft is connected to the ring roller to which the rotational force of the sun roller is transmitted via the planetary roller, and the rotational force of the input shaft is transmitted to the output shaft, and separately provided rotating means for rotating the planetary roller is provided. A differential mechanism type continuously variable transmission system, wherein the number of rotations of the ring roller and the output shaft is changed steplessly by controlling the number of rotations of the rotating means. 2. A differential mechanism type continuously variable transmission system having a differential mechanism type transmission configured such that a planetary roller revolves while rotating around a sun roller along an inner periphery of a ring roller. Is formed so that it can rotate with the input shaft,
The output shaft is connected to the ring roller to which the rotational force is transmitted via the planetary roller to transmit the rotational force of the input shaft to the output shaft, and a rotating means for separately rotating the sun roller is provided. A differential mechanism type continuously variable transmission system characterized in that the number of revolutions of the ring roller and the output shaft is changed steplessly by controlling the number of revolutions of the means. 3. A differential mechanism type continuously variable transmission system having a differential mechanism type transmission configured such that a planetary gear revolves while rotating around a sun gear along an inner periphery of an internal gear. Is formed so as to be rotatable together with the input shaft, while the output shaft is connected to the internal gear to which the rotational force of the sun gear is transmitted via the planetary gear, and the rotational force of the input shaft is transmitted to the output shaft. A differential mechanism, wherein a rotating means for rotating the planetary gear is separately provided, and the number of rotations of the internal gear and the output shaft is changed steplessly by controlling the number of rotations of the rotating means. Continuously variable transmission system. 4. A differential mechanism type continuously variable transmission system having a differential mechanism type transmission configured such that a planetary gear revolves while rotating around a sun gear along an inner periphery of an internal gear, Is formed so as to be rotatable together with the input shaft, while the output shaft is connected to the internal gear to which the rotational force is transmitted via the planetary gear to transmit the rotational force of the input shaft to the output shaft. Providing a rotating means for rotating the gears,
A differential mechanism type continuously variable transmission system characterized in that the number of rotations of the internal gear and the output shaft is changed steplessly by controlling the number of rotations of the rotating means. 5. The differential mechanism type continuously variable transmission system according to any one of claims 1 to 4, wherein the rotating means forms one of the pulleys so as to be rotatable together with the input shaft, This rotational force is transmitted to the other pulley via the belt, and the speed reduction ratio between the pulleys can be adjusted steplessly by moving the distance between two opposing portions of each pulley toward and away from each other. A differential mechanism type continuously variable transmission system, comprising: a belt type transmission; and a transmission mechanism for transmitting the rotational force of the other pulley to a planetary roller, a planetary gear, a sun roller, or a sun gear.