JP3942555B2 - Continuously variable transmission - Google Patents
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Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、非接触で、回転動力を無段階に変速して伝達することが可能な無段変速機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の励磁コイルを使用する無段変速機は、大型機械または精密器機等、多岐に渡り使用され、電気的な回路での無段変速機が主流を成している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の無段変速機には、何等かの手段で励磁コイルを使用しているため、通電時の発熱が理由で密閉が困難であり、さらに、励磁コイルの保守管理面で、常時、点検を要する等の課題がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の無段変速機は、出力軸と、該出力軸と同軸状に配置された入力軸と、前記出力軸に対して垂直状態で出力軸に固定された出力側旋回回転体と、該出力側旋回回転体の一方の面に固定された1つ以上の出力側永久磁石と、該出力側永久磁石が固定された出力側旋回回転体の面と対向するように配置された入力側旋回回転体と、該入力側旋回回転体の面に、前記出力側永久磁石の磁極と相反する磁極が対向するように固定された1つ以上の入力側永久磁石とからなり、前記入力側旋回回転体は、前記入力軸に対して垂直状態を維持し、かつ、前記出力側旋回回転体に対する距離が変化可能に、ばね手段で前記入力軸に取り付けられ、該入力側旋回回転体は、1つ以上の移動用ボールを備え、前記入力軸の外周面には、前記移動用ボールが転動可能な螺旋状の1つ以上のスライド溝を備え、入力軸の回転が、入力側旋回回転体を回転させると共に、入力軸のスライド溝内を前記移動用ボールが移動して前記入力側旋回回転体を出力側旋回回転体に近づかせ、スリップ回転の程度に応じて、入力軸の回転動力を出力軸の回転動力として伝達する。さらに、前記出力側旋回回転体から所定距離以上、接近できないように衝突緩衝手段を備えることが望ましい。回転動力を、非接触で伝達し、機械的構造で自動化され、発熱がなく、密閉を可能とする。
【0005】
【発明の実施の形態】
本発明について、図面に基いて詳細に説明する。図1は、本発明の一実施例の無段変速機を示す斜視図である。図2は、本発明の一実施例の無段変速機を示す断面図である。図3は、図2のA−A視断面図である。図4は、図2のB−B視断面図である。図5は、スライド溝を示す拡大断面図である。図6は、図5のC−C視断面図である。本発明の無段変速機は、出力軸12と、出力軸12と同軸状に配置された入力軸1と、出力軸12に対して垂直状態で出力軸12に固定された出力側旋回回転体11と、出力側旋回回転体11の一方の面に固定された図示した例では3つの出力側永久磁石8と、出力側永久磁石8が固定された出力側旋回回転体11の面と対向するように配置された入力側旋回回転体7と、入力側旋回回転体7の面に、出力側永久磁石8の磁極と相反する磁極が対向するように固定された図示した例では3つの入力側永久磁石8とからなり、入力側旋回回転体7は、入力軸1に対して垂直状態を維持し、かつ、出力側旋回回転体11に対する距離が変化可能に、バネ固定板2および引張バネ4で入力軸1に取り付けられ、入力側旋回回転体7は、図示した例では2つの移動用ボール6を備え、入力軸1の外周面には、移動用ボール6が転動可能な螺旋状の図示した例では2つのスライド溝5を備え、入力軸1の回転が、入力側旋回回転体7を回転させると共に、入力軸1のスライド溝5内を移動用ボール6が移動して入力側旋回回転体7を出力側旋回回転体11に近づかせ、スリップ回転の程度に応じて、入力軸1の回転動力を出力軸12の回転動力として伝達する。さらに、出力側旋回回転体11から所定距離以上、接近できないように衝突緩衝手段を備える。衝突緩衝手段は、図示した例では、位置決めストッパー9と圧縮バネ10からなる。このように、入力軸1の回転速度が上昇することにより、入力側永久磁石8と出力側永久磁石8同士を接近させ、結合力を回転動力伝達手段とすることで、非接触となり、変速時のショックがなく、静粛にしてスムーズな回転が得られる。また、出力軸12の急激な回転数変化に対しては、入力軸1とのスリップ回転で対応することにより、安全保守の手段となる。入力軸1の回転が加速する時、および高速で回転する時には、入力側旋回回転体7の回転により、圧縮バネ10が縮んで、出力側永久磁石8と入力側永久磁石8の接近間隙を最小として牽引力が上昇し、速やかに、追従回転が起きる。人力軸1の制止時には、圧縮バネ10と引張バネ4が共に機能し、出力側永久磁石8と入力側永久磁石8同士が確実に分断される。また、入力側旋回回転体7の軸受部にベアリング3を設け、連結棒14を、入力側旋回回転体7に摺動可能に、出力側旋回回転体11に固定し、入力側旋回回転体7の姿勢制御手段とする。
【0006】
スライド溝5の傾斜角度により、移動用ボール6の移動距離が決定され、傾斜角度を増す程、入力側旋回回転体7の移動は速くなり、位置決めストッパー9へ衝突する衝撃が大きくなる。傾斜角度は、適宜に設定し、また、回転動力の入力は、入力軸1または入力側旋回回転体7の双方共が使用可能で、各種の無段変速機の利用に対応することができる。
【0007】
入力軸1と出力軸12は、出力側旋回回転体11の位置で間隙を設けて対向する状態で、同軸状に配置され、出力側旋回回転体11は、キー13にて出力軸12に固定され、入力軸1に、入力側旋回回転体7が移動するためのスライド溝5が、適宜な傾斜角度で設けられる。入力側旋回回転体7に固定されている移動用ボール6が、スライド溝5に沿って、入力軸と共回りしながら移動することにより、入力軸1に対して入力側旋回回転体7が回転しつつ、出力側旋回回転体11の方へ移動する。
【0008】
出力側旋回回転体11と入力側旋回回転体7に複数の永久磁石8を対向して固定し、永久磁石の牽引力を利用して、回転動力の伝達とし、入力軸1に固定された位置決めストッパー9に備える圧縮バネ10により、入力側旋回回転体7の急激な移動を吸収し、さらに、入力軸1の回転が加速する時、および高速で回転する時には、圧縮バネ10が縮んで磁気結合を高めることにより、スリップ回転の程度を軽減する。バネ固定板2は軸受3を介 して入力軸1と同軸状に回転可能に取り付けられ、入力側旋回回転体7に固定した連結棒14が、バネ固定板2に開けられた孔の中を摺動可能とする。以上のような構造により、入力側旋回回転体7は、入力軸1に対して垂直な状態を維持し、僅かに回転しつつ、出力側旋回回転体の方へ移動することができる。
【0009】
以下に、本発明の無段変速機の動作について説明する。入力軸1の回転に伴い、入力側旋回回転体7に固定された移動用ボール6がスライド溝5と係合することにより回転すると共に、移動用ボール6がスライド溝5の中を移動することにより、入力側旋回回転体7が出力側旋回回転体11の方に移動し、入力側永久磁石8と出力側永久磁石8との牽引力でさらに接近し、スリップ回転を伴いながら、磁気的結合により回転動力を出力軸に伝達する。入力軸1の回転が加速する時、および高速で回転する時には、入力側旋回回転体7がさらに出力側旋回回転体12の方に移動することにより、磁気的結合が高まり、スリップ回転の程度を軽減する。従って、速やかな従動回転へ移行することになり、また、出力軸12の急激な回転数の変動に対しては、入力軸1とのスリップ回転で対応することができるので、変速時のショックがなく、連続的な加減速回転をすることが可能となる。
【0010】
入力軸の制止では、圧縮バネ10および引張バネ4の復元力により、入力側旋回回転体7が出力側旋回回転体12から遠ざかるように移動することにより、出力側永久磁石8と入力側永久磁石8との磁気的結合が減少し、入力側旋回回転体7は、引張バネ4により初動位置に戻る。以上のように、全体が機械的に構成されて作用し、磁力とバネのバランスで機能するため、回転動力の伝達が非接触で行われるため、振動、騒音、発熱等の発生がない。
【0011】
【発明の効果】
入力軸が低速で回転する間は、スリップ回転が頻繁に起きて、回転動力が伝達されず、入力軸の回転が加速する時、および高速で回転する時は、スリップ回転が最小となり、回転動力が最大に伝達される。このように、入力軸の回転速度の変化に伴い、入力軸の回転速度に対する出力軸の回転速度の比である変速比が、無段階に変化することとなる。従って、全体が機械的に構成されて作用し、電気的な回路などを使用しないために、過度の発熱がなく、本発明の無段変速機は、密閉することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の無段変速機を示す斜視図である。
【図2】 本発明の一実施例の無段変速機を示す断面図である。
【図3】 図2のA−A視断面図である。
【図4】 図2のB−B視断面図である。
【図5】 スライド溝を示す拡大断面図である。
【図6】 図5のC−C視断面図である。
【符号の説明】
1 入力軸
2 バネ固定板
3 軸受
4 引張バネ
5 スライド溝
6 移動用ボール
7 入力側旋回回転体
8 入力側永久磁石、出力側永久磁石
9 位置決めストッパー
10 圧縮バネ
11 出力側旋回回転体
12 出力軸
13 キー
14 連結棒[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention is a non-contact, relates the rotational power to the continuously variable transmission capable of shifting to transmit continuously.
[0002]
[Prior art]
A continuously variable transmission using a conventional excitation coil is large machines or precision equipment such as is used over a wide range, the electrically controlled continuously variable transmission of the circuit is the mainstream.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Conventional continuously variable transmission, because it uses an exciting coil with some kind of means, heat generation during energization is difficult sealed reason, further, in the maintenance surface of the exciting coil, at all times, the inspection There is a problem such as need.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
A continuously variable transmission according to the present invention includes an output shaft, an input shaft arranged coaxially with the output shaft, an output-side turning rotary body fixed to the output shaft in a state perpendicular to the output shaft, One or more output-side permanent magnets fixed to one surface of the output-side swivel rotator, and input-side swivel arranged so as to face the surface of the output-side swivel rotator to which the output-side permanent magnet is fixed The input-side swivel rotation is composed of a rotating body and one or more input-side permanent magnets fixed on the surface of the input-side swivel rotating body so that the magnetic poles opposite to the magnetic poles of the output-side permanent magnets face each other. The body is attached to the input shaft by spring means so as to maintain a vertical state with respect to the input shaft and the distance to the output-side swivel rotating body can be changed. The above moving balls are provided, and the moving balls are disposed on the outer peripheral surface of the input shaft. Provided with one or more movable spiral slide grooves, the rotation of the input shaft rotates the input-side turning rotary body, and the moving ball moves in the slide groove of the input shaft so that the input-side turning The rotating body is brought close to the output-side turning rotating body, and the rotational power of the input shaft is transmitted as the rotational power of the output shaft according to the degree of slip rotation. Furthermore, it is desirable to provide a collision buffering means so that it cannot approach the output side turning rotator for a predetermined distance or more. Rotational power, transmitted in a non-contact, automated mechanical structure, heat is not to allow the sealing.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a continuously variable transmission according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing a continuously variable transmission according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG. 2. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing a slide groove. 6 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. The continuously variable transmission of the present invention includes an
[0006]
The moving distance of the moving ball 6 is determined by the inclination angle of the slide groove 5, and as the inclination angle is increased , the input side turning
[0007]
Input shaft 1 and the
[0008]
A plurality of
[0009]
Below, operation | movement of the continuously variable transmission of this invention is demonstrated . As the input shaft 1 rotates, the moving ball 6 fixed to the input-side turning
[0010]
In stopping the input shaft, the restoring force of the
[0011]
【The invention's effect】
While the input shaft rotates at a low speed, slip rotation frequently occurs and the rotational power is not transmitted. When the input shaft rotates at a high speed and when it rotates at a high speed, the slip rotation is minimized and the rotational power is reduced. Is transmitted to the maximum. As described above, with the change in the rotation speed of the input shaft, the gear ratio, which is the ratio of the rotation speed of the output shaft to the rotation speed of the input shaft, changes steplessly. Therefore, since the whole is mechanically configured and operates and does not use an electric circuit or the like, there is no excessive heat generation, and the continuously variable transmission of the present invention can be sealed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a continuously variable transmission according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a continuously variable transmission according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG . 2. FIG.
FIG. 5 is an enlarged sectional view showing a slide groove.
6 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input shaft 2 Spring fixed plate 3 Bearing 4 Tension spring 5 Slide groove 6
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