JP4789525B2 - Continuously variable transmission - Google Patents
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Description
本発明は、無段変速装置に係り、特に駆動部材の中心に対して従動部材の中心を偏心させた偏心型無段変速装置に関する。 The present invention relates to a continuously variable transmission, and more particularly, to an eccentric continuously variable transmission in which the center of a driven member is eccentric with respect to the center of a drive member.
偏心型無段変速装置として、例えば特許文献1及び2が挙げられる。
特許文献1は次のような構成となっている。回転駆動される外周ギヤが円柱形の調整本体外周に回転自在に設けられ、この調整本体をその偏心位置にて回転自在に貫通する筒体が軸受装置の軸受間に回転自在に支持されている。軸受装置は入力側に付勢されかつ当該付勢方向に回転自在に構成されている。外周にギヤを有する出力軸が上記筒体の軸心から偏心した位置にて筒体内の軸方向に配設され、上記軸受装置によって回転自在に支持されている。上記筒体には、円周方向の長さが中心角(360/n)°に対応する窓が、1つずつ順次周方向かつ軸方向にずれるようにして螺旋状にn個形成されている。 Patent Document 1 has the following configuration. A rotationally driven outer peripheral gear is rotatably provided on the outer periphery of the cylindrical adjustment body, and a cylindrical body that penetrates the adjustment body at its eccentric position is rotatably supported between the bearings of the bearing device. . The bearing device is biased toward the input side and is configured to be rotatable in the biasing direction. An output shaft having a gear on the outer periphery is disposed in an axial direction inside the cylinder at a position eccentric from the axis of the cylinder, and is rotatably supported by the bearing device. In the cylindrical body, n windows having a circumferential length corresponding to the central angle (360 / n) ° are spirally formed one by one so as to be sequentially shifted in the circumferential direction and the axial direction. .
上記筒体内には、リング状の本体内周に該本体内周をn等分した部分歯を有しかつ本体外周に適宜の支持体を介して回転自在な係止アームを有するn個の分割内設ギヤが各々挿入されている。上記部分歯は、上記出力軸のギヤに噛合する構成とされ、更に上記支持体及び係止アームがそれぞれ対応する上記窓から周方向に空隙を持たせて突出して外周ギヤの内周に回転自在に固定されている。 In the cylindrical body, there are n divided parts having a ring-shaped inner periphery of the main body with partial teeth divided into n equal parts, and an outer periphery of the main body having a locking arm that is rotatable via an appropriate support. Each internal gear is inserted. The partial teeth are configured to mesh with the gear of the output shaft, and the support body and the locking arm protrude from the corresponding window with a gap in the circumferential direction, and are rotatable to the inner periphery of the outer peripheral gear. It is fixed to.
そこで、次のような作用を奏する。筒体内に挿入されるn個の各分割内設ギヤは、それぞれその内周をn等分した部分歯を有しており、それらが1つずつ周方向かつ軸方向にずれるように配設されるので、これらn個の部分歯全体で筒体内に螺旋状の内周ギヤが形成される。一方、出力軸のギヤは筒体に対して偏心位置にあるから、出力軸のギヤは上記内周ギヤの一部、即ち各分割内設ギヤのいずれかの部分歯と噛合している。従って、入力軸の回転が出力軸に伝達される経路は、入力軸のギヤ・外周ギヤ・係止アームと支持体・分割内設ギヤ・出力軸のギヤとなっている。 Therefore, the following effects are exhibited. Each of the n divided internal gears inserted into the cylindrical body has partial teeth obtained by dividing the inner circumference into n parts, and they are arranged so that they are shifted one by one in the circumferential direction and in the axial direction. Therefore, a spiral inner peripheral gear is formed in the cylindrical body by all these n partial teeth. On the other hand, since the gear of the output shaft is in an eccentric position with respect to the cylindrical body, the gear of the output shaft meshes with a part of the inner peripheral gear, that is, any partial tooth of each divided internal gear. Accordingly, the path through which the rotation of the input shaft is transmitted to the output shaft is the gear of the input shaft, the outer peripheral gear, the locking arm, the support, the divided internal gear, and the output shaft.
そこで外周ギヤの回転は、係止アームを介して各分割内設ギヤに伝達されるが、筒体(内周ギヤ)は外周ギヤに対して偏心位置にあり、しかも上記支持体及び係止アームはそれぞれ対応する窓から周方向に空隙をもって突出しているため、外周ギヤの回転数と内周ギヤとの回転数は一致しているもののその角速度は各分割内設ギヤによって異なっている。従って、この角速度の相違によって外周ギヤの回転とは異なった回転が出力軸のギヤに伝達され、変速が実現される。 Therefore, the rotation of the outer peripheral gear is transmitted to each divided internal gear via the locking arm, but the cylindrical body (inner peripheral gear) is in an eccentric position with respect to the outer peripheral gear, and the support body and the locking arm. Projecting from the corresponding window with a gap in the circumferential direction, the rotational speed of the outer peripheral gear and the rotational speed of the inner peripheral gear coincide with each other, but the angular velocity differs depending on each divided internal gear. Therefore, due to the difference in angular velocity, a rotation different from the rotation of the outer peripheral gear is transmitted to the gear of the output shaft, and a shift is realized.
そして無段階に変速させるには、調整本体を適宜回動させることによって筒体の偏心位置の偏心角度を連続的に変えればよい。この場合、筒体を偏心させることによる外周ギヤの反力は調整装置の回動付勢によって補償されている。なお、回転に伴う筒体が外周ギヤに対して偏心していることによる各分割内設ギヤと外周ギヤの内周との接近・離隔は、支持体と係止アームによって吸収されている。 In order to change the speed steplessly, the eccentric angle of the eccentric position of the cylindrical body may be continuously changed by appropriately rotating the adjustment body. In this case, the reaction force of the outer peripheral gear due to the eccentricity of the cylindrical body is compensated by the turning bias of the adjusting device. Note that the approach / separation between each divided internal gear and the inner periphery of the outer peripheral gear due to the eccentricity of the cylindrical body with respect to the outer peripheral gear is absorbed by the support and the locking arm.
特許文献2は次のような構成となっている。入力軸によって回転される大歯車と、この大歯車の内周側にリンク機構で連結するアクティブリングと、このアクティブリング内に嵌合し昇降手段により昇降移動する半月状のクレセントバーと、このクレセントバー内に偏心して挿通し上記昇降手段に回転可能に支持された出力軸と、上記アクティブリングの円周上に設けた複数の爪片を1ユニットとする駆動側爪部材と、この駆動側爪部材はクレセントバーの外周に嵌合すると共に、クレセントバーの開口部でこの内部に挿通する出力軸の外周に設けた複数の爪片に噛合する従動側爪部材とを具備する。上記駆動側爪部材が上記従動側爪部材に噛合区間で回転トルクを出力軸に伝達させる。
そこで、次のような作用を奏する。入力軸に回転させる大歯車が一定の回転速度で回転する時、その大歯車の回転トルクがアクティブリング及び出力軸との間に設けた駆動側爪部材と上記従動側爪部材との噛合時にのみ出力軸に伝達される。この時、アクティブリングの軸芯位置を上記大歯車の軸芯位置に対して上側又は下側に偏心させると、駆動側爪部材と従動側爪部材との噛合点において、アクティブリング側の周速が増速又は減速関係となり、必然的に出力軸は増速又は減速される。 Therefore, the following effects are exhibited. When the large gear to be rotated on the input shaft rotates at a constant rotational speed, the rotational torque of the large gear is only when the driving-side claw member provided between the active ring and the output shaft meshes with the driven-side claw member. It is transmitted to the output shaft. At this time, if the axial center position of the active ring is deviated upward or downward with respect to the axial center position of the large gear, the peripheral speed on the active ring side at the meshing point of the driving side claw member and the driven side claw member. Is in a speed-up or speed-down relationship, and the output shaft is necessarily speeded up or slowed down.
上記従来技術は、いずれも構造が複雑で構成部品が多く、高価になると共に大型化する。また変速させるには入力軸と出力軸の間隔を変化させる必要があり、この間隔を変化させるのは非常に困難である。 Each of the above prior arts has a complicated structure, a large number of components, and is expensive and large. In order to change the speed, it is necessary to change the interval between the input shaft and the output shaft, and it is very difficult to change this interval.
本発明の課題は、構造が簡単で安価にできると共に小型化が図れ、また入力軸及び出力軸の間隔を変化させないで変速できる無段変速装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a continuously variable transmission that is simple in structure, can be made inexpensive, can be miniaturized, and can change speed without changing the interval between an input shaft and an output shaft.
上記課題を解決するための本発明の請求項1は、外輪の中心に回転軸が配設され、前記回転軸に連結リングを固定し、前記外輪を前記連結リングに複数個の弾性部材を介して支持させ、前記外輪を複数個のガイドローラで挟持し、該複数個のガイドローラを一体的に移動させるように構成するか、又は前記外輪に駆動手段で移動させられるアジャストプレートを設けたことを特徴とする。 Claims of the present invention for solving the above 1, the rotation shaft in the center of the outer ring is disposed, the connecting ring is fixed to the rotary shaft, via a plurality of elastic members to the outer ring to the connecting ring The outer ring is sandwiched between a plurality of guide rollers, and the plurality of guide rollers are integrally moved, or an adjustment plate that is moved by driving means is provided on the outer ring. It is characterized by.
上記課題を解決するための本発明の請求項2は、請求項1において、前記連結リングは複数個よりなり、前記外輪は前記各連結リングにそれぞれ複数個の弾性部材を介して支持させ、前記回転軸と前記各連結リングとをそれぞれ選択的に連結させる連結手段を設けたことを特徴とする。 A second aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is that, in the first aspect, the connection ring is composed of a plurality of members, and the outer ring is supported by the connection rings via a plurality of elastic members, respectively. Connection means for selectively connecting the rotation shaft and each of the connection rings is provided .
請求項1によれば、ガイドローラ又はアジャストプレートの移動によって、外輪は強制的偏心で変速する。この構成は、外輪、回転軸、連結リング及び複数個の弾性部材よりなるので、構造が簡単で安価にできると共に小型化が図れる。回転軸を入力軸とし、入力軸と出力軸の間隔を変化させないで外輪の回転を出力軸に変速させて伝達することができる。
請求項2によれば、前記請求項1による効果の他に次のような効果が得られる。連結手段で回転軸と複数個の連結リングを選択的に係合させることにより、弾性部材の弾性定数によって偏心率を可変とすることができる。
According to the first aspect, the outer ring shifts with forced eccentricity by the movement of the guide roller or the adjustment plate . Since this configuration includes an outer ring, a rotating shaft, a connecting ring, and a plurality of elastic members, the structure is simple and inexpensive, and the size can be reduced. The rotation shaft can be used as an input shaft, and the rotation of the outer ring can be shifted and transmitted to the output shaft without changing the distance between the input shaft and the output shaft.
According to
また請求項1及び2によれば、前記した効果の他に次のような効果が得られる。複数個のガイドローラ又はアジャストプレートを移動させることにより、外輪は強制的に偏心して変速する。
According to
本発明の無段変速装置の第1の参考の形態を図1及び図2により説明する。図1に示すように、無段変速装置1は次のような構成となっている。外輪2の中心には回転軸3が配設されている。外輪2には4個のばね掛け部4が設けられており、回転軸3にはばね掛け部4に対応して4個のばね掛け部5を有する連結リング6が固定されている。そして、ばね掛け部4と5にはばね7が掛けられている。外輪2はばね7を介して回転軸3に支持されているのみであるので、外輪2が回転軸3の軸方向にずれるおそれがある。そこで、外輪2の両側には外輪2と僅かな隙間を保ってガイドプレート8が配設されており、このガイドプレート8は回転軸3に固定されている。また外輪2が回転軸3の直角方向に移動するのを規制するために、外輪2の内周と一定間隔を保ってストッパ9がガイドプレート8には固定されている。なお、図示しないが、ばね4が弾性限界を超えないように、外輪2と連結リング6にはばね4の伸びを規制する、例えばリンク、シリンダー、ケーブル等を配設する。
A first reference embodiment of the continuously variable transmission according to the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the continuously variable transmission 1 has the following configuration. A rotating
図1は外輪2に負荷が掛けられていない状態を示す。図1の状態より図2に示すように、回転軸3を矢印A方向に回転させ、外輪2に矢印方向に負荷Wが加わるとする。外輪2はばね7で回転軸3に支持されているのみであるので、2点鎖線で示す無負荷状態の外輪2は、負荷Wが加わると、実線で示すように負荷方向(下方向)に移動する。即ち、外輪2の中心O1は中心O2に移動し、回転軸3の中心O1に対してeだけ偏心する。この場合、外輪2の2a部は回転軸3に対して半径が小さいので減速となり、外輪2の2b部は回転軸3に対して半径が大きくなるので増速となる。このように、回転軸3の回転力と負荷Wによって、外輪2は自律的偏心eで変速する。
FIG. 1 shows a state where no load is applied to the
図3は応用の一例を示す。出力軸10にはプーリ11が固定されており、外輪2とプーリ11にはベルト12が掛けられている。そこで、前記したように、回転軸3が矢印A方向に回転して外輪2が2点鎖線の状態より実線で示すように偏心eすると、2a部の半径は小さくなるので、プーリ11は所定の速度より減速されて駆動され、プーリ11を回転させる。なお、外輪2及びプーリ11がそれぞれスプロケットで、ベルト12がチェーンでもよいことは言うまでもない。
FIG. 3 shows an example of the application. A
図4は本発明の無段変速装置の第2の参考の形態を示す。前記参考の形態は、1個の外輪2と1個の連結リング6に放射状に配置した4個1組のばね7を取付けた場合を示す。本実施の形態は、3個の連結リング6A、6B、6Cを有し、これらの連結リング6A、6B、6Cは回転軸3に固定されていなく回転自在に支承されている。外輪2と連結リング6Aとは、前記実施の形態と同様に、複数個1組のばね7Aで連結され、外輪2と連結リング6B、6Cも同様に、それぞれ複数個1組のばね7B、7Cで連結されている。
FIG. 4 shows a second reference embodiment of the continuously variable transmission according to the present invention. The reference form shows a case where a set of four
外輪2と連結リング6A、6B、6Cとは、それぞれ選択的に結合可能となっている。回転軸3の連結リング6A、6B、6Cの部分には、軸方向にキー溝3aが形成され、キー溝3aにはキー15が軸方向に移動可能に装着されている。連結リング6A、6Bには同じ深さのキー溝6a、6bが形成され、連結リング6Cには前記キー溝6a、6bより深いキー溝6cが形成されている。キー15にはキー溝6a、6bに係合する高さの低いキー部15aと、キー溝6cに係合する高さの高いキー部15cが形成されている。
The
そこで、図4(b)の(b1)に示すようにキー15を移動させると、キー15のキー部15aが連結リング6Bのキー溝6bのみに係合し、回転軸3は連結リング6Bが連結され、外輪2にはばね7Bの付勢力が働くことになる。図4(b)の(b2)に示すようにキー15を移動させると、回転軸3には連結リング6A、6Bが連結され、外輪2にはばね7A、7Bの付勢力が働く。図4(b)の(b3)に示すようにキー15を移動させると、キー15のキー部15cにも連結リング6Cが係合するので、回転軸3には連結リング6A、6B、6Cが連結され、外輪2にはばね7A、7B、7Cの付勢力が働くことになる。
Therefore, when the key 15 is moved as shown in FIG. 4B (b1), the
このように、放射状に配置した複数個を1組とするばね7A、7B、7Cを複数列軸方向に配置、選択的に回転軸3と係合させる構造とすることにより、外輪2はばね7A、7B、7Cのばねの弾性定数によって偏心率を可変とすることができる。なお、上記実施の形態は、3個の連結リング6A、6B、6Cと3組のばね7A、7B、7Cを設けた場合について説明したが、特にこれらの個数は限定されるものではなく、2個以上の連結リング及びばねを設けてもよい。
In this way, the
前記各参考の形態は、回転軸3の回転力と外輪2への負荷によって外輪2が自律的偏心で変速する構成を示す。図5乃至図10は強制的偏心による変速を有する構成を示す。外輪2を強制的に偏心させるのに、図5はガイドローラ20による場合を示し、図6はアジャストプレート30による場合を示す。
Each said reference form shows the structure which the outer ring |
図5は本発明の無段変速装置の第1の実施の形態を示す。外輪2の側面には、外径が外輪2の外径より大きく、内径が外輪2とほぼ同じ大きさの鍔部2cが一体的に形成されている。鍔部2cの外周には、該鍔部2cを挟持する形で4個のガイドローラ20が配設されている。ガイドローラ20は支軸21に回転自在に設けられており、支軸21は移動板22に固定されている。移動板22は、図5(b)において紙面に垂直な方向に図示しない駆動手段で移動させられるようになっており、移動板22は回転軸3に干渉しないように穴が設けられている。
Figure 5 shows a first embodiment of the continuously variable transmission of the present invention. On the side surface of the
そこで、移動板22を図5(b)において紙面に垂直な方向に移動させると、ガイドローラ20は図5(a)に示すように矢印方向に移動する。これにより、外輪2はガイドローラ20によて右又は左方向に移動させられ、外輪2は偏心する。従って、外輪2は強制的に偏心して変速する。
Therefore, when the moving
図6は本発明の無段変速装置の第2の実施の形態を示す。前記実施の形態はガイドローラ20を外輪2の外側に配設した場合を示す。本実施の形態はガイドローラ20を外輪2の内側に配設した場合を示す。外輪2と一体的に形成された鍔部2cの内周を外輪2の内周より小さく形成し、鍔部2cの内周には、該鍔部2cを挟持する形で4個のガイドローラ20が配設されている。ガイドローラ20は前記実施の形態と同様に、支軸21に回転自在に設けられており、支軸21は移動板22に固定されている。このように、構成しても前記実施の形態と同様の効果が得られる。
Figure 6 shows a second embodiment of the continuously variable transmission of the present invention. In the embodiment, the
図7は本発明の無段変速装置の第3の実施の形態を示す。外輪2の側面には、図示しない駆動手段で移動させられる四方形状のアジャストプレート30、30が固定されている。アジャストプレート30は、外輪2の外周より大きく形成され、外輪2の内径と同じかそれより若干大きな穴30aが明けられている。このように構成しても図5及び図6の第1及び第2の実施の形態と同様の効果が得られる。即ち、アジャストプレート30が矢印方向に移動させられると、外輪2も一緒に同方向に移動して偏心する。これにより、外輪2は強制的偏心で変速する。
FIG. 7 shows a third embodiment of a continuously variable transmission according to the present invention. Four-
図8は本発明の無段変速装置の第4の実施の形態を示す。本実施の形態は、2個の無段変速装置1A、1Bを有しており、一方の無段変速装置1Aは入力部となっており、他方の無段変速装置1Bは出力部となっている。即ち、3Aが入力軸で、3Bが出力軸となっており、2個の外輪2、2が接する形で入力軸3Aと出力軸3Bが設けられている。従って、本実施の形態においては、図3に示すプーリ11(又はスプロケット)、ベルト12(又はチェーン)等を使用しないで、外輪2、2の強制的偏心で出力軸3Bが変速する。
FIG. 8 shows a continuously variable transmission according to a fourth embodiment of the present invention. The present embodiment includes two continuously
図9(a)(b)は本発明の無段変速装置の第5及び第6の実施の形態を示す。本実施の形態は、図5及び図6の第1及び第2の実施の形態を図8の実施の形態に適用した場合を示す。即ち、図9(a)(b)は図5及び図6と同様に、外輪2の側面に固定された鍔部2c(図5(b)参照)の外周又は内周を挟持する形で4個のガイドローラ20が配設されている。ガイドローラ20は支軸21に回転自在に設けられていり、支軸21は移動板22に固定されている。従って、本実施の形態は、図8の第4の実施の形態と同様に、ガイドローラ20が矢印方向に移動されると、外輪2はガイドローラ20によって左又は右方向に移動させられ、外輪2は偏心する。これにより、外輪2は強制的に偏心して変速する。
FIGS. 9A and 9B show fifth and sixth embodiments of the continuously variable transmission according to the present invention. In the present embodiment, the first and second embodiments shown in FIGS. 5 and 6 are applied to the embodiment shown in FIG. That is, FIGS. 9A and 9B are similar to FIGS. 5 and 6 in that the outer periphery or the inner periphery of the
図10は本発明の無段変速装置の第7の実施の形態を示す。本実施の形態は、図7の第3の実施の形態を図8の実施の形態に適用した場合を示す。即ち、図10は図7と同様に、外輪2の側面には、図示しない駆動手段で移動させられる四方形状のアジャストプレート30、30が固定されている。アジャストプレート30は、外輪2の外周より大きく形成され、外輪2の内径と同じかそれより若干大きな穴30a、30aが明けられている。従って、本実施の形態は、アジャストプレート30が矢印方向に移動させられると、外輪2も一緒に同方向に移動して偏心する。これにより、外輪2は強制的偏心で変速する。
FIG. 10 shows a seventh embodiment of a continuously variable transmission according to the present invention. This embodiment shows a case where the third embodiment of FIG. 7 is applied to the embodiment of FIG. That is, in FIG. 10, like FIG. 7, four-
図11は本発明の無段変速装置の第8の実施の形態を示す。前記各実施の形態は、連結リング6に4個のばね7を放射状に設けた場合について説明した。ばね7は4個に限定されなく、例えば図11(a)に示すように5個、図11(b)に示すように6個、図11(c)(d)に示すように8個設けてもよい。またばね7の取付け方法は、図11(c)(d)のように異なっていてもよい。
FIG. 11 shows an eighth embodiment of a continuously variable transmission according to the present invention. In each of the above embodiments, the case where the four
なお、上記各実施の形態は、弾性部材としてばね7を設けた場合について説明したが、ばね7に限定されるものではない。例えばゴム等でもよい。また図4の構造は図5乃至図10の構造にも適用できることは言うまでもない。
In addition, although each said embodiment demonstrated the case where the
1、1A、1B 無段変速装置
2 外輪
2c 鍔部
3 回転軸
3a キー溝
6、6A、6B、6C 連結リング
6a、6b キー溝
7、7A、7B、7C ばね
8 ガイドプレート
15 キー
20 ガイドローラ
21 支軸
30 アジャストプレート
1, 1A, 1B continuously
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