JP3461876B2

JP3461876B2 - まさつ車無段変速装置

Info

Publication number: JP3461876B2
Application number: JP24140493A
Authority: JP
Inventors: 光雄木津川
Original assignee: 光雄木津川
Priority date: 1993-09-28
Filing date: 1993-09-28
Publication date: 2003-10-27
Anticipated expiration: 2018-10-27
Also published as: JPH0798050A; US5577975A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は機械動力の伝達において
回転速度の制御を行うまさつ車無段変速装置に関するも
のであり、より詳細には、まさつ面を構成するゴムある
いは類似の弾性物質の弾性変形を利用することによって
入出力軸間の回転比率を無段階に変化させることのでき
る無段変速装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、ゴムを材料として作られたＶベル
トを金属製のまさつ車（コーンプーリ）に接触させ、そ
の接触する箇所を適宜の手段により移動させてまさつ車
の有効作動半径を変更することで所要の変速を行う形式
の無段変速機が実用に供されている。

【０００３】しかし、まさつ車の接触面をゴムにより形
成し、このゴムにより形成された部分を弾性変形させる
ことによりまさつ車の作動半径を変換する方式の変速装
置は知られていない。さらに、電気的制御によらないで
動力負荷の変化に応じて自動的に変速比率を変換する装
置も同じく知られてはいない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に、機械装置にお
いて、例えば物上げ運搬機械、混練装置、破砕装置、工
作機械など、運転中に負荷の大きな変動のある装置にお
いて、作業時間の短縮あるいは設備動力の縮小を図るに
は、負荷の変動に即応して無段変速機による回転速度並
びに出力トルクの変換を行うことが望ましい。

【０００５】しかし無段変速機のコストが高いこと、操
作に人手を要すること、あるいは自動化のために他に複
雑な制御機器を要することなどの理由により、広範囲で
の使用は実現していない。

【０００６】本発明は低廉な価格で、しかも極めて簡単
な操作によるか、または何等の操作を要することなく自
動的に、負荷の変動に対応して出力トルクと回転速度と
を合理的に変更することのできる動力伝達装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記の課題を解
決するため、円筒形状の外殻の内側に肉厚のゴムまたは
類似の弾性物質からなる環状体を設置して、その弾性物
質で構成された内周面を内接まさつ面とする非回転の内
接まさつ車とし、別に設けた外面まさつ車を転がり接触
させると共に、前記外殻の一側に内接まさつ車の軸心に
沿った第一回転軸を設け、この第一回転軸に偏心継手を
設けて、前記外面まさつ車が前記内接まさつ面に沿って
転動する際の回転運動に連動する構造とし、さらに外面
まさつ車が内接まさつ面に沿って転動して起こす周回運
動に連動して回転する第二回転軸を第一回転軸と同心に
設けた構成において、内接まさつ面の弾性変形を利用し
て前記外面まさつ車との接触を維持しながら、外面まさ
つ車の周回運動の軌道半径を伸縮させる機構を具備させ
たものである。

【０００８】

【作用】以上の構成において外面まさつ車が前記内接ま
さつ面に沿って轉動して起こす周回運動の軌道半径を無
段階に変化させることにより第一回転軸と第二回転軸の
回転比率を変化させるものである。

【０００９】

【実施例】以下本発明に係る実施例の装置を図面によっ
て説明する。なお、ここに示す各図面において使用され
た同一の参照符号は同一または類似部分を示すものであ
る。

【００１０】図１１は本発明に係る実施例の装置の外観
を示す側面図で、装置の中央部分をなす円筒形の外殻１
の両側部には同心に配列された第一回転軸３および第二
回転軸５がそれぞれ設けてある。図１２は図１１に示す
装置の内部構造を説明するための側断面図である。

【００１１】図１２に図示された外殻１の内側の空間は
円筒形であって、その内周面にはゴムまたはプラスチッ
クなどの弾性物質を材料として半径方向に十分な肉厚を
有する環状体でつくられた非回転の一対の内接まさつ車
７，７’が互いに隣接して固定あるいは一方のみが軸方
向に移動調整可能に設けられている。各内接まさつ車
７，７’を構成する環状体は断面形状は台形状をなして
おり、その内周面は車輪走行のための軌条として形成さ
れた内接まさつ面９，９’である。

【００１２】この内接まさつ面９，９’には軌条に沿っ
て転動して周回運動を行う一対の外面まさつ車１１，１
１’の外周面の一部がそれぞれ当接されている。外面ま
さつ車１１，１１’の各中心には、好ましくはころがり
軸受けを介在させて、円柱状または図示のように、中空
円筒状の回転自在に嵌挿された保持円盤１３，１３’が
配置してあり、各保持円盤１３，１３’は連結装置１５
を介して互いに連結している。両保持円盤１３，１３’
と連結装置１５とは共同して外面まさつ車１１，１１’
を支持するための腕木手段を形成していて、以後に詳細
に述べる構成により、外面まさつ車１１，１１’の互い
の軸間間隔を縮小拡大することが可能である。

【００１３】第一回転軸３には、図１３に例示するよう
な公知のオルダムカップリングと呼ばれる偏心継手１７
を備え、外面まさつ車１１’が遠心方向に移動して偏心
位置にある場合においても、外面まさつ車１１’の回転
と連動して回転するものである。

【００１４】又図示のように、外殻１の一側に備えた第
二回転軸５は外面まさつ車１１，１１’が内接まさつ面
にそって転動して行う周回運動に連動して回転するもの
であって、図示の場合には保持円盤１３の中央部の空所
を貫通して連結装置１５の中心位置と連結している。

【００１５】いま図１２に示す状態から、前述した偏心
継手１７を備えた第一回転軸３によって外面まさつ車１
１’を回転させると、外面まさつ車１１’は内接まさつ
面９’にそって転動して周回運動を行う。このとき、後
述する方法にしたがって、外面まさつ車１１も同じく回
転しつつ内接まさつ面９の軌条に沿って周回運動を行
う。

【００１６】その結果、第二回転軸５も保持円盤１３，
１３’と連結装置１５とで構成された腕木手段と一体と
なって回転する。

【００１７】ここで、前記腕木手段の作用により両外面
まさつ車１１，１１’の軸間距離を伸縮させると、内接
まさつ面９，９’は弾性変形して外面まさつ車１１，１
１’とのころがり接触状態を維持したまま外面まさつ車
１１，１１’の周回軌道の半径が変化する。

【００１８】一方内接まさつ面９，９’の接触表面は変
形により延伸あるいは縮小しているから外面まさつ車１
１，１１’の走路が伸縮することになって周回運動の角
速度は低下あるいは増加する。その結果、第二回転軸５
の回転角速度も低下あるいは増加するものである。

【００１９】ただし腕木手段の形態は一様ではなく、操
作方法も異なるから、これを大別すると、腕木手段を第
二回転軸５の負荷に対応して自動的に調整する第一の構
成と、制御により所望に応じて調整する第二の構成があ
る。そこで、先ず前記第一の構成、すなわち第二回転軸
５の負荷により腕木手段を操作して外面まさつ車１１，
１１’の周回運動の軌道半径を自動的に変化させる構成
を用いた異なる４つの実施例の装置をそれぞれ図面を参
照して以下に説明する。

【００２０】（第１実施例）図１は図１１の線Ｉ−Ｉに
沿う断面に相当する断面図で、第１実施例の装置の要部
を示すものであり、図２は同じ装置の側断面図である。

【００２１】本装置には中空円筒形の外殻１があり、外
殻１の両側にはそれぞれ第一回転軸３、第二回転軸５を
備えている。外殻１の円筒形の内側空間を囲む内周面に
はそれぞれ一様の肉厚のゴム又はプラスチックなどの弾
性物質によって形成される一対の環状の内接まさつ車
７，７’が適宜に隔離して固定してあり、図２に示すよ
うに外殻１の内周面を巡る互いに平行な二条の軌条を形
成する内接まさつ面９，９’を備えている。

【００２２】この軌条には、一対の外面まさつ車１１，
１１’を図１ならびに図２に示したように相反する位置
（１８０°位相のずれた位置）においてそれぞれ接触さ
せている。外面まさつ車１１，１１’のそれぞれの中心
には回転自在に嵌挿された円筒形の保持円盤１３，１
３’があり、これら一対の保持円盤１３，１３’には長
方形の開口部分２１，２１’があり、さらに開口部２
１，２１’の互に対向する縁にはラック２３，２３’を
それぞれ対向して取り付けている。

【００２３】さらに、両保持円盤１３，１３’は互いに
平行して軸心に対して直交する方向で互に反対方向に移
動するように、図２に示すプリズムガイド１９，１９’
をもって組み合わされている。そこでラック２３，２
３’は適宜な間隔をもって互いに平行して図示のよう
に、第二回転軸５上に固定されたピニオン２５と相対向
する位置において共にかみ合っている。

【００２４】以上の構成において、プリズムガイド１
９，１９’、ラック２３，２３’、およびピニオン２５
は図１２における連結装置１５に対応する本第１実施例
の装置における連結装置であって、保持円盤１３，１
３’とともに本装置の腕木手段を構成している。

【００２５】ここで、前記一対の外面まさつ車１１，１
１’が図１ならびに図２に示すように適宜の軸間距離を
保って保持され、それぞれ内接まさつ面９，９’に加圧
接触している。さらに、外殻１の一側に設けてある第一
回転軸３は図１３に示したような偏心継手１７を介して
一方の外面まさつ車１１’を回転駆動するものである。

【００２６】ここで、図１に示すように第一回転軸３に
より外面まさつ車１１’を矢印Ｙに示す反時計方向に回
転させようとすると、外面まさつ車１１’は内接まさつ
面９’に沿って転動して時計方向に周回運動を起こす。

【００２７】このとき保持円盤１３’は外面まさつ車１
１’の回転運動には追随することなく、前記周回運動に
のみ伴って周回移動を行うが保持円盤１３’上のラック
２３’とピニオン２５とのかみ合いによって、ピニオン
２５も時計方向に回動する。一方の外面まさつ車１１
も、保持円盤１３がプリズムガイド１９，１９’の作用
と、ピニオン２５とかみ合うラック２３，２３’の作用
により回動されるため共に時計方向に周回運動を起こ
し、内接まさつ車７と接触したまま周回しつつ回転す
る。

【００２８】ここで、第２回転軸５に負荷が存在しピニ
オン２５が回転に抵抗する場合は両ラック２３，２３’
とピニオン２５とのかみ合いによって、両保持円盤１
３，１３’は互いに遠心方向に移動して離反し、それぞ
れの外面まさつ車１１，１１’の周回運動の軌道半径を
拡大する。その結果、外面まさつ車１１，１１’に作用
する内接まさつ面９，９’からの弾性反力が増加し、そ
の圧力はラック２３，２３’を通じてピニオン２５を時
計方向に回転させる応力となり、前記の負荷による抵抗
に釣り合う状態に達すると軌道半径の増加は停止されて
ラック２３，２３’とピニオン２５は一体となって周回
運動にともなう回動を開始して、第二回転軸５を時計方
向に回転させることになり、同時に軌道半径の増加は停
止する。

【００２９】また負荷が減少する場合には前記の弾性反
力によりピニオン２５は急速に回転してラック２３，２
３’とのかみ合い位置を変更し、両外面まさつ車１１，
１１’の周回運動の軌道半径を縮小させる。

【００３０】以上のことから、第一回転軸３を入力軸と
し外面まさつ車１１’を回転駆動する場合に、第二回転
軸５の負荷が小である場合は両外面まさつ車１１，１
１’の周回運動の軌道半径は等しく小であり、負荷が大
である場合は軌道半径は拡大される。

【００３１】したがって外面まさつ車１１，１１’の回
転速度が一定の場合、第二回転軸５の回転角速度は別に
掲げた計算式により説明する通り負荷に反比例的に増減
することになる。また、構造により理解されるように、
第二回転軸５の出力トルクは軌道半径の増加に当然比例
するから、回転角速度とは反比例して変化することにな
る。

【００３２】第一実施例の装置の第一回転軸３と第二回
転軸５の間の回転比率は、もし内接まさつ車７，７’の
半径が一定不変の場合には、公知のサイクロイド型と呼
ばれる歯車式減速装置などと同様に内接まさつ車７，
７’の半径と外面まさつ車１１，１１’の半径から数式
（１）により算出できる。

【００３３】

【数１】ここに、Ｎ１は第一回転軸の回転数Ｎ２は第二回転軸の回転数Ｒは運転時の内接まさつ面の有効半径 r は外面まさつ車の半径とする数式（１）において、もし無負荷時の内接まさつ面９，
９’の半径が外面まさつ車１１，１１’の半径ｒとほぼ
同一のものであり、第二回転軸５の負荷により内接まさ
つ面９，９’が歪むことにより運転時に周回運動の軌道
の有効半径の拡大が生じたとすると、数式（２）が成立
する。

【００３４】

【数２】Ｒ≒ｒ＋△ｒ・・・・・（２）ここに、△ｒは第二回転軸の負荷による内接まさつ面の
歪みにともなう半径の拡大量さらに（１）式と（２）式
から数式（３）を導くことができる。これを改めると数
式（４）が導かれる。

【００３５】

【数３】

【数４】これらの数式において外面まさつ車１１，１１’の半径
ｒは装置の設計により定められる定数であるから、第二
回転軸５の回転数Ｎ2 は第二回転軸５の負荷の増大に伴
い内面まさつ面９，９’が弾性変形されることに伴う軌
道半径の拡大量△ｒに反比例して減少することが理解で
きる。

【００３６】すなわち、内接まさつ車７，７’が何等押
圧変形を受けていない状態において、その内接まさつ面
９，９’半径が外面まさつ車１１，１１’の半径とほぼ
同一寸法（正確には僅かに小径）としてある場合には、
第二回転軸５の回転数は内接まさつ面９，９’の歪み量
に反比例することになる。

【００３７】ここで、内接まさつ面９，９’を形成する
環状体のゴムその他の弾性物質は図示の環状の形態にお
いて金属におけるヤング率のように一定の弾性係数にほ
ぼ従って変形するものと考察できるから、前記の歪みに
よる半径の拡大量△ｒは第二回転軸５の負荷により内接
まさつ面９，９’に加えられた応力にほぼ比例すること
が期待できる。

【００３８】そこで、第一実施例の装置の所望の設計に
おいて、第二回転軸５の負荷によりピニオン２５とラッ
ク２３，２３’の間に働く応力は負荷に対応し、この応
力をラック２３，２３’や外接まさつ車１１，１１’を
通じて内接まさつ車７，７’に伝えて弾性変形を起こさ
せると、その歪みによる半径の拡大量△ｒは負荷に対応
する。そこで、第一回転軸３を入力軸として一定の速度
で駆動する場合、出力軸となる第二回転軸５の回転数は
負荷の増減にほぼ反比例して変化し、一方回転トルクは
負荷の増減にほぼ比例して変化することになる。

【００３９】すなわち、軽負荷時には高速で回転し、重
負荷時には高いトルクで低速で回転する定出力の動力装
置で、しかも動力伝達のためのまさつ接触圧力は負荷の
低減に伴って減少する性質を備えた装置を実現できる。

【００４０】上記第一実施例においては、ピニオン２５
およびラック２３，２３’を使用しているが、図３に示
すようにピニオン２５の代わりに一対のカム山を備えた
カム板１２５を使用し、ラック２３，２３’の代わり
に、例えば図示のようなカムフォロワ−１２３，１２
３’を使用することも可能である。

【００４１】ただし、カム１２５がカムフォロワ−１２
３，１２３’と当接する作用面１２５Ｆを例えば第二回
転軸５のまわりに基礎円を置くインボリュ−ト曲線に沿
って成形し、カムフォロワ−１２３，１２３’が常に第
二回転軸５の負荷にほぼ対応する応力を受けるようにす
ることが望ましい。

【００４２】この構成によっても、その作用効果は第１
実施例の装置とほぼ同様である。また、一対のカムをそ
れぞれの保持円盤１３，１３’上に取り付け、対応して
一対のカムフォロワ−１２３，１２３’を第二回転軸５
側に取り付けることも可能である。

【００４３】次には、ほぼ同様の効果を有するより簡便
な構造の第２実施例を図４および図５を参照して以下に
述べる。

【００４４】（第２実施例）図４は第２実施例の装置の
要部を示す断面図で、円筒形の外殻１、ゴムまたはプラ
スチックで形成された内接まさつ車７，７’、一対の外
面まさつ車１１，１１’、図示していない第一回転軸３
および第二回転軸５は第１実施例と同様である。

【００４５】外面まさつ車１１、１１’の中心にはそれ
ぞれ回転自在に嵌挿された一対のリング状あるいは中空
円筒状の保持円盤１３、１３’があり、両保持円盤１
３，１３’は互いに一対の平行リンク２７，２７’の両
端３１，３１’においてリンク結合されており、さらに
図示のように両リンク２７，２７’は各中央部分におい
て第二回転軸５上に固定され両側に延設されたレバ−部
材２９の両端ともリンク結合されている。

【００４６】この構成においてレバ−部材２９とリンク
２７、２７’とは本装置の連結装置であって、両保持円
盤と共に腕木手段を構成して、外面まさつ車１１，１
１’は互いに接近離反可能に第二回転軸５に保持される
ものである。

【００４７】ここでは、一対の外面まさつ車１１，１
１’は各保持円盤１３，１３’と平行リンク２７，２
７’により構成された四節回転連鎖により結ばれてい
て、それぞれの保持円盤１３，１３’の上にある２つの
リンクの連接点、すなわち一対の連接点３１，３１を結
ぶ直線、ならびに一対の連接点３１’，３１’を結ぶ直
線はいずれも外面まさつ車１１，１１’の中心を通過し
ないものであり、またレバ−部材２９上の一対のリンク
２７，２７’との各結合点３３，３３の中心を結ぶ直線
は第二回転軸５の中心を通過するものである。

【００４８】ここで、第４図に示す位置関係は外面まさ
つ車１１，１１’の中心が内接まさつ車７，７’より受
ける弾性圧力により、共に第二回転軸５に最も接近した
位置にある。この状態から、図示しない第一回転軸３に
より外接まさつ車１１’を矢印ｘの示すように時計回り
に回転させようとすると、外接まさつ車１１’は内接ま
さつ面９’上を転動して反時計回りに周回運動を行うこ
とになり、ついで一対のリンク２７，２７’もそれぞれ
レバ−部材２９との連接点３３の回りを反時計方向に回
動して他方の外面まさつ車１１にも同様に周回運動を起
こさせる。

【００４９】この場合に、もし第二回転軸５が負荷によ
って前記周回運動にしたがって回転しない場合はレバ−
部材２９は回転しないから、リンク２７、２７’のみが
レバ−部材２９に対して回動変位して図５に示すように
第二回転軸５と外面まさつ車１１，１１’の間隔は拡大
され、内接まさつ車７，７’は押圧変形を受けて、それ
ぞれの外面まさつ車１１，１１’の周回運動の軌道半径
を増加させる。

【００５０】押圧変形によって内接まさつ車７，７’の
受ける圧力は次第に増加し前記の負荷に対応する圧力に
達すると、第二回転軸５を回転させることになって、以
後一定の周回運動の軌道半径を保った状態で第二回転軸
５を駆動する。

【００５１】このときの軌道半径の拡大量は本第２実施
例の装置においても限定された範囲においては第二回転
軸５の負荷にほぼ対応している。そこで周回運動の第二
回転軸５に対する回転モ−メントは負荷に対応して増大
することになる。

【００５２】一方、増加した軌道半径において外面まさ
つ車１１，１１’が周回運動を行うこととなるから、必
然的に第二回転軸５の回転角速度は低下することにな
る。

【００５３】以上の説明から、本第２実施例の装置にお
いても前記第１実施例の装置と同様の効果を期待できる
ことが理解される。

【００５４】本第２実施例の装置において、リンク２
７，２７’は第二回転軸５上のレバ−部材２９と直接連
接されているが、必ずしもその必要はなく、例えば単に
第二回転軸５を保持円盤１３の周回運動にのみ連動する
ようにして置き、第二回転軸５の負荷抵抗により保持円
盤１３の周回運動が阻害されると保持円盤１３が両リン
ク２７，２７’を回動する構造とすることも出来るもの
である。

【００５５】さらに同様の効果を示す第３実施例の装置
の構造について図面を参照して以下に説明する。

【００５６】（第３実施例）図６ならびに図７は第３実
施例の装置の要部を示す断面図であり、本装置も前記諸
例と同様に外殻１、図示されない第一回転軸、第二回転
軸５、内接まさつ車７，７’、外面まさつ車１１，１
１’を備える。これらの外面まさつ車１１，１１’には
各自保持円盤１３，１３’が回転自在に嵌挿してある。
これらの保持円盤１３，１３’は一対の平行リンク２
７，２７’により互いに連接されている。一方、第二回
転軸５には一対のクランク軸３５，３５’が固定されて
いて通常の二気筒エンジンに見られるものと同様な二重
クランク軸を構成している。

【００５７】これらのクランク軸３５，３５’はそれぞ
れ前記保持円盤１３，１３’に設けられた偏心孔に図示
のように回転自在に挿通してある。ここでは平行リンク
２７，２７’とクランク軸３５，３５’とが本装置にお
ける連結装置であって、偏心孔を設けた保持円盤１３，
１３’とともに腕木手段を構成して、外面まさつ車１
１，１１’を軸線に対して直交する方向に互に離反する
ように支持しながら周回運動の軌道半径を変化させるも
のである。

【００５８】この第３実施例の装置が静止状態にある場
合は、外面まさつ車１１，１１’は内接まさつ車７，
７’より受ける弾性圧力により周回運動の軌道半径が最
小である位置、すなわち図６に示した位置に置かれてい
るが、外面まさつ車１１’が図示のｚ方向に回転駆動さ
れて、内接まさつ面９’に沿って反時計方向に周回運動
を起こすと、クランク軸３５’によって第二回転軸５も
回転を開始する。

【００５９】しかし、もし第二回転軸５の負荷によって
クランク軸３５’が旋回を阻止されていれば、外面まさ
つ車１１’は保持円盤１３’と共にクランク軸３５’を
回転の中心として回動する。そのため外面まさつ車１
１’の中心位置は遠心方向に移動して内接まさつ車７’
を押圧変形させる、同時に外面まさつ車１１’の変位は
リンク２７，２７’により一方の外面まさつ車１１をも
同様に変位させ、図７に示すように両外面まさつ車１
１，１１’の周回運動の軌道半径を増加させると共に内
接まさつ車７，７’の受ける押圧圧力も増加し、第２回
転軸５の負荷に対抗する圧力に達するとクランク軸３
５，３５’を旋回駆動させる応力となって第二回転軸５
を起動する。

【００６０】以後、負荷の変動がないとすれば外面まさ
つ車１１，１１’の軌道半径は増加せずに一定の速度で
周回運動が行われ、第二回転軸５の回転が継続する。こ
のときには外面まさつ車１１，１１’の周回運動の角速
度は低下しているし、一方クランク軸３５，３５’に対
する圧力増加は第二回転軸５に対する回転モ−メントの
増加となっている。この場合も負荷が減少すれば、内接
まさつ車７，７’の弾性により周回運動の軌道半径が縮
小して回転速度は増加する。

【００６１】以上のことから前記の各実施例の装置と同
様に本第３実施例の装置も第二回転軸の負荷に対応する
自動変速装置となる。

【００６２】以上の各実施例の装置において各外面まさ
つ車１１，１１’はそれぞれ一定の平面において回転駆
動されるものであるが、次には外面まさつ車１１，１
１’の運動平面を前後に移動させる形式の第４実施例の
装置について以下にのべる。

【００６３】（第４実施例）一部断面を含む切欠き側面
図である図８に示す第４実施例の装置は外殻１、第一回
転軸３、一対の非回転の内接まさつ車７，７’、一対の
外面まさつ車１１，１１’および第二回転軸５を前記の
各実施例の装置と同様に備えている。

【００６４】この第４実施例の特徴は一対の内接まさつ
車７’の一方のみが外殻１に固定され、他の一方が移動
台３７に搭載されて軸方向に移動可能であって、推力ス
プリング５１により図面の右方に向けて付勢されてお
り、内接まさつ車７に当接する外面まさつ車１１のまさ
つ面がＶシ−ブ状の形状に成形され、内接まさつ車７の
内周面に跨座したように接触していることである。

【００６５】さらに第二回転軸５は図示するように内側
５Ａと外側５Ｂに分割してあり、内側５Ａと外側５Ｂと
の連結部分には乗り上げ機構３９を備えてあって前記移
動台３７とスラスト軸受け５３を介して接触している。

【００６６】この乗り上げ機構３９はボ−ル３９Ｂと波
形の傾斜面３９Ｓを利用して軸に加えられる捩りモ−メ
ントを軸方向応力に変換する構成のものである。さらに
第二回転軸５は図示したように内側５Ａの先端、すなわ
ち左端においてスプライン軸４１として加工され、この
スプライン軸上には滑動部材４３が滑動自在に挿通され
てあって、滑動部材４３は両側に張り出された翼部４５
があり、その端部にはそれぞれ回転自在にクランク片４
７を抱着している。このクランク片４７は小円盤の両側
の偏心位置にそれぞれ突設された軸部４７Ｓを有するも
のである。

【００６７】一方、外面まさつ車１１，１１’には、前
記諸例と同じにように保持円盤１３，１３’が嵌挿され
てあって、各保持円盤１３，１３’は図示のように前記
のクランク片４７の両方の軸部４７Ｓと図示のようにリ
ンク結合している。したがって、両保持円盤１３，１
３’は両クランク片４７と共に四節回転連鎖機構を形成
しているものであり、これにより、外面まさつ車１１，
１１’は軸線に対し常に直交する方向に離反した状態に
維持されるものである。

【００６８】したがって本装置においては、クランク片
４７と滑動部材４３とが連結装置であり、保持円盤１
３，１３’と共に本実施例の装置の腕木手段を構成して
いる。

【００６９】以上の構成において、第一回転軸３を入力
軸として本装置を運転すると、外面まさつ車１１’が内
接まさつ車７’に沿って周回運動して、他の一方の外面
まさつ車１１も周回運動を起こす。その結果、第二回転
軸５のスプライン軸４１を備えた内側５Ａを回転駆動し
て、乗り上げ機構３９を介して外部出力軸端５Ｂを回転
させる。しかし、出力側５Ｂに回転を阻止する負荷があ
ると、乗り上げ機構３９の作用によって乗り上げ機構３
９の左方部分が左方向に加圧され後退するものである。
そこで乗り上げ機構３９の左側のフランジ部分が左方向
に移動して、移動台３７を推力スプリング５１の抗力に
反して左方向に押圧することになる。

【００７０】そこで移動台３７に搭載された内接まさつ
車７が左に移動すると、外面まさつ車１１も内接まさつ
車７に跨座したまま左に移動し、クランク片４７を図示
において反時計方向に回動させる。その結果、両外面ま
さつ車１１，１１’は軸間距離が互いに離反する方向に
移動し、各自の周回運動の軌道半径は拡大する。軌道半
径の拡大に伴う内接まさつ面７，７’の弾性反力は乗り
上げ機構３９を通じて第二回転軸５の負荷抵抗に釣り合
うまで増加することになる。この場合にも軌道半径の増
加は回転モ−メントの増加となり、前記の負荷に抗して
出力側５Ｂの軸端すなわち第二回転軸５を回転させるこ
とになる。

【００７１】このように、第二回転軸５の負荷が大であ
るときは移動台３７はより長く左側に後退して、その結
果外面まさつ車１１，１１’の周回運動の軌道半径はよ
り大となるものである。負荷が減少する場合は乗り上げ
機構３９が作動して移動台３７は右側にスプリングバッ
クし、軌道半径は短縮することになる。

【００７２】以上の説明から理解されるように、本第４
実施例装置によっても負荷により自動的に回転速度を変
換することが出来る。

【００７３】以上に述べた第１〜第４の各実施例の装置
は前述した第一の構成に属する自動無段変速機であり、
その要点は第一回転軸３を駆動軸として運転した場合、
出力軸である第二回転軸５の負荷抵抗を利用して、外面
まさつ車１１，１１’を遠心方向に移動し、外面まさつ
車１１，１１’の周回運動の軌道半径を自動的に変化さ
せることによって第二回転軸５の回転速度を無段階に変
化させることである。

【００７４】上記の各実施例の装置並びに後述の第５実
施例の装置に見られる四節回転連鎖機構は、例えば交差
リンクとカム機構を組み合わせるなどの構成によって、
変更することができるものである。

【００７５】次に、同じくゴム又はプラスチックなどの
弾性部材を用いた内接まさつ面９，９’のある無段変速
機において、前述した第二の構成、すなわち第二回転軸
５の負荷とは無関係に所望の回転比率を得るように任意
に操作制御できる構造について、第５、第６実施例を図
面を参照して以下に説明する。

【００７６】（第５実施例）第５実施例の装置は、一部
断面を含む側断面図である図９に示すように、前記の第
４実施例の装置と同様に外殻１、第一回転軸３、一方の
みが移動可能の一対の内接まさつ車７，７’、外面まさ
つ車１１，１１’、および外面まさつ車１１，１１’を
支持するための腕木手段を構成する支持円盤１３，１
３’と連結装置を備えているが、第二回転軸５には乗り
上げ機構が付帯せずに、移動可能の内接まさつ車７を搭
載する移動台３７は図示の通り螺合するスクリュ−５５
とウオ−ム装置５７により図において左右に移動する構
成を備えている。

【００７７】以上の構成においてウオ−ム装置５７を例
えば手動操作して移動台３７を左右いずれかに移動させ
ることにより外面まさつ車１１，１１’の周回運動の軌
道半径を変化させるものである。

【００７８】すなわち、第５実施例の装置においては一
対の内接まさつ車７，７’の相互の間隔を操作により調
整して、これらの内接まさつ車７，７’に跨座している
外面まさつ車１１，１１’の周回運動の軌道半径を前記
の第４実施例の装置と同様に変化させるものであり、第
一回転軸３と第二回転軸５との回転比率は所要に応じて
ウオ−ム５７の操作で調整できるものである。

【００７９】次に第二の構成を実施するための他の一例
として第６実施例の装置を図面を参照して説明する。

【００８０】（第６実施例）図１０に示す装置は上記の
諸例と同じく円筒形の内側空間を有する外殻１、第一回
転軸３、第二回転軸５、内接まさつ車７、７’外面まさ
つ車１１，１１’およびリング状あるいは中空円筒状の
保持円盤１３，１３’を備えると共に、図示のように保
持円盤１３、１３’を各自に第二回転軸５と結ぶ連結装
置を構成するガイドロッド３０１，３０１’、ガイドロ
ッド３０１，３０１’を第二回転軸５上に固定する両面
台座３０５、および保持円盤１３，１３’上に設けられ
ガイドロッド３０１，３０１’を滑動自在に抱持するガ
イドホルダ−３０７、ガイドホルダ−３０７を介して外
面まさつ車１１，１１’を内接まさつ車７，７’に対し
て付勢する複数の押圧バネ３０９を備えるものである。

【００８１】したがって保持円盤１３，１３’は上記の
連結装置と共に本装置の腕木手段を構成して押圧バネ３
０９の作用により常に外面まさつ車１１，１１’をそれ
ぞれ内接まさつ車７，７’に対して加圧接触させてい
る。

【００８２】さらに、図に示すように内接まさつ車７，
７’のゴム製の環状体の内側にタイヤチュ−ブ状の加圧
チュ−ブ３１１が設けてある、この加圧チュ−ブ３１１
は図示のバルブ３１３を通じて図示していない圧力装置
に通じてあって、空気あるいは他の流体により加圧調整
が出来るように構成されるいるものである。

【００８３】この構成において、図示していない圧力装
置により内接まさつ車７，７’のまさつ面を形成する環
状体の内側の加圧チュ−ブ３１１を加圧調整すれば内接
まさつ車７，７’は膨張あるいは収縮し、押圧バネ３０
９の反力に対抗して腕木手段が自動的に伸縮して外面ま
さつ車１１，１１’の周回運動の軌道半径が変化する。
したがって、第一回転軸３と第２回転軸５の回転比率を
変更できるものである。

【００８４】この第６実施例の装置においては第一回転
軸３あるいは第２回転軸５のいずれをも入力軸として駆
動しても、出力軸とされた軸の負荷に対応するような十
分の接触圧力が外面まさつ車１１，１１’と内接まさつ
面７，７’の間に働いていれば、目的とする変速作用を
果たすことができる。

【００８５】以上複数の実施例によりゴムあるいは類似
の弾性物質をもって構成された内接まさつ車７，７’を
有する無段変速装置の変速機構について説明したが、第
６実施例の装置において示した空気または他の流体の圧
力を利用して内接まさつ車７，７’を変形させる機構は
他のいずれの実施例の装置にも併用できるものである。

【００８６】例えば上述の第一の構成の属する第１実施
例の装置に併用した場合、第２回転軸５の負荷が僅少で
ある時において、流体の圧力を低下させることによって
外面まさつ車１１，１１’の軌道半径を拡大して第二回
転軸５の回転速度を減少させることが可能となる。

【００８７】また第二の構成に属する第５実施例の装置
の場合にも例えば駆動動力が変更され、したがって所要
のまさつ接触圧力が変更を要するときに、チュ−ブ内圧
力の調整により適宜な対応を許すものである。

【００８８】以上の実施例の各装置において、一対の外
面まさつ車１１，１１’が配置され、その一方が入力に
より駆動されるものとして説明したが、さらに多数の外
面まさつ車を配置し、それらを第一回転軸３により直接
駆動することは、例えば複数のオルダム継手を各車間に
配置するなどの手法により可能である。

【００８９】また、第６実施例の装置を除く各実施例の
説明において、第１回転軸３を入力軸として駆動する場
合について説明したが、第二回転軸５を入力軸として駆
動して定比率の減速機として作用させることは、まさつ
面における十分な接触圧力を確保することを条件として
実用できる。

【００９０】さらに以上の実施例において内接まさつ車
を弾性物質により構成するものとしたが、発泡ゴムや繊
維、ワイヤ−などを併用したり、密封したエア−チュ−
ブを設けて内接まさつ車の耐久性、弾性の改良などに資
することができる。

【００９１】

【発明の効果】本発明に係る無段変速装置はゴムあるい
は他の類似の弾性物質の変形を利用して変速作用を行う
装置であるため、構造が簡単でコストが節約できるばか
りでなく、操作においても自動操作あるいは調整操作に
よる変速が可能となる。さらに、始動時あるいは運転中
の急激な負荷の変動による衝撃に対して、ゴムの弾性が
自動的にショックアブソ−バ−として機能するばかりで
なく、例えば無負荷時や軽負荷時の早送り、早戻り操作
などが自動的に行われるなど優れた特徴を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の装置の要部を示す断面図。

【図２】図１の装置の側面図。

【図３】第１実施例の別案を示す断面図。

【図４】第２実施例の装置の要部を示す断面図。

【図５】第２実施例の装置の作用を示す断面図。

【図６】第３実施例の装置の要部を示す断面図。

【図７】第３実施例の装置の作用を示す断面図。

【図８】第４実施例の装置の要部を示す切り欠け断面を
含む側面図。

【図９】第５実施例の装置の要部を示す切り欠け断面を
含む側面図。

【図１０】第６実施例の装置の要部を示す断面図。

【図１１】本発明に係る実施例の各装置の外観を略示す
る側面図。

【図１２】図１１に示す装置の内部構造のを示す一部切
り欠け側面図。

【図１３】図１１の線Ｘ −Ｘに沿った断面図。

【符号の説明】

１外殻３第一回転軸５第二回転軸７，７’ 内接まさつ車９，９’ 内接まさつ面１１，１１’ 外面まさつ車１３，１３’ 保持円盤１５連結装置１７偏心継手３１１タイヤチュ−ブ状の管路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 15/00 - 15/56

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】まさつ車無段変速装置であって、円筒形
状の外殻１と、外殻１の内側に設けてあって肉厚の弾性
物質の環状体で内接まさつ面９，９’を形成した非回転
の内接まさつ車７，７’と、前記内接まさつ面９，９’
にまさつ接触しつつ転動して周回運動する外面まさつ車
１１，１１’と、外殻１の一側に設けられ前記外面まさ
つ車１１，１１’の回転に連動する偏心継手１７を備え
た第一回転軸３と、外殻１の他側に設けられ前記外面ま
さつ車１１，１１’の周回運動に連動して回転する第二
回転軸５とを備えてなり、前記内接まさつ車７，７’に
弾性変形を与えつつ接触を維持する外面まさつ車１１，
１１’の前記周回運動の軌道半径を変化させて第一回転
軸３と第二回転軸５との回転比率を無段階に変化させる
ことを特徴とするまさつ車無段変速装置。
【請求項２】請求項１記載のまさつ車無段変速装置に
おいて、第一回転軸３を入力軸とし第二回転軸５を出力
軸とした場合に、出力軸における負荷の増減に対応して
外面まさつ車１１，１１’の周回運動の軌道半径を自動
的に伸縮させる構成であることを特徴とするまさつ車無
段変速装置。
【請求項３】請求の項１記載のまさつ車無段変速装置
において、内接まさつ車７，７’を構成する環状体にタ
イヤチュ−ブ状の管路を配設し、別に設けた圧力装置に
接続して前記管路を満たす流体の圧力を調整して、環状
体に接する外面まさつ車１１，１１’の周回運動の軌道
半径を変更する構成としてなることを特徴とするまさつ
車無段変速装置。
【請求項４】請求項１、２又は３記載のまさつ車無段
変速装置において、少なくとも一対の外面まさつ車１
１，１１’と前記一対の外面まさつ車１１，１１’を各
個に接触回転させるための同軸に配置された一対の内接
まさつ車７，７’を備え、一方の内接まさつ車７を他方
の内接まさつ車７’に対して軸方向に接近離反させるこ
とにより外面まさつ車１１，１１’の周回運動の軌道半
径を伸縮させる構成であることを特徴とするまさつ車無
段変速装置。