JP5220192B2 - 斜板ガイドバー回転式無段変速機 - Google Patents

Description

本発明は、斜板ガイドバー回転式無段変速機に関し、特にプランジャーシリンダーのプランジャー原理による脈動無段変速機に関し、技術分野は機械式変速機に属する。

変速機は、軽工業、化学工業、紡織、食品及び汚水処理などの業界において、広く応用している。変速機は機械式や電気式がある。機械式の無段変速機において、ほとんどドライビングベルトや遊星構成等の変速原理を採用している。ドライビングベルトの変速機のドライビングベルトが老化や疲労しやすいので、変速機は壊れやすくなってしまう。遊星構成の変速機の構造が比較的大きく、油圧制御装置が必要になっている。応用範囲は制限され、壊れやすくなってしまう。中国特許第ＣＮ２００５１０１３２７４６．９号には、外部形状が斜円筒となる斜円筒式偏心輪を用いる同軸式リング無段脈動変速機が開示されている。この実施の形態では、滑り環が偏心輪の斜円筒側面に嵌めていて、その中心穴が斜円筒の側面形状と合致している。つまり、該中心穴は、その傾斜角度が斜円筒と同じ斜穴である。変速比がゼロになるように実現すると、該斜円筒偏心輪の一つの底面を入力軸と同心させることができる。このような変速機は、構造が複雑で、サイズが大きく、製造コストが高く、修理が難しく、および回転比の調節が困難などの従来の技術問題を解決し、構造が簡単、コンパクトだけではなく、製造と修理が簡単で、且つ低コストとなっていて、さらに、非常に低い最低回転比を提供することができ、例えば、最低回転比がゼロ、つまり、回転比の範囲は、ゼロから設計した最大回転比までになっている。また、運転停止時に、変速できるし、運転時にも変速できる。しかし、このような脈動変速機の脈動幅は、リング数量により決まり、脈動幅の要求が小さければ、リングの数の要求が多く、それに対して脈動幅の要求が大きければ、リングの数の要求が少なくなり、しかし、このような脈動変速機は構造に制限され、リングの数を多く設けることができないので、脈動幅が小さいという要求が制限されている。

中国特許第２００５１０１３２７４６．９号

本発明は、プランジャーシリンダーのプランジャー原理によって、壊れやすい部材のない機械式の無段脈動変速機を提供することを目的とする。また、本発明は、変速機の無段スムーズな変速と簡単化が実現することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、主動機構、出力機構及び筐体からなる斜板回転式無段変速機において、前述主動機構が傾斜角度調整可能、且つ回転可能な斜板と少なくとも三つの平行に等角に設置されたガイドバーからなり、該ガイドバーの一端が一方向回転可能な斜歯歯車を有し、他端が斜板の円盤面に抵接され、斜板の円盤面においてスライド可能となっており、前述出力機構は、一方向回転の出力軸と、出力軸に外嵌するように固定され、主動機構における斜歯歯車にかみ合う大斜歯歯車とからなるという技術が採用されている。

筐体に一つのガイドバー固定支え座が設置され、ガイドバー固定支え座に三つ以上の平行のスプライン穴が等角に設置され、スプライン穴にガイドバーが設置され、ガイドバーが外スプラインを有し、該外スプラインがガイドバー固定支え座のスプライン穴内に左右に移動可能であり、スプライン穴にスプリングが取付けられていて、該スプリングがガイドバーの一端を斜板に向けて付勢し、ガイドバーの他端に斜歯歯車が取付けられていて、斜歯歯車内に一方向だけ回転可能なオーバーランニングクラッチが取付けられていて、該クラッチの外輪が斜歯歯車と固定連接され、内輪はガイドバーと固定連接されることにより、斜歯歯車ガイドバーに対して一方向だけ回転可能であり、すべてのガイドバーの斜歯歯車が出力機構における大斜歯歯車と同時にかみ合っている。

一つの主動回転可能な入力軸の一端には環状溝を有し、他端に径向きのピンホールが設置され、且つ入力軸内に軸向に沿って穴が開設され、該穴にナットが取付けられ、ナットが穴におけるスクリューの内部まで螺合され、スクリューを回転させることによって、ナットを穴内の軸向に沿って移動することができ、且つ、ナットの移動範囲内での入力軸に軸向の透過溝が開設され、スクリューの他端がエンドカバーにより支持され、スクリューの伸ばされた端は、入力軸１の端部の回転数調節スリープに外嵌するように、キーによって固定連接され、回転数調節スリープの筒の開口に締付け螺子が取付けられ、締付け螺子の底端が入力軸端部の溝内に嵌め込まれ、調節スリープが筐体の外部に伸ばされており、入力軸に挟持された状態になる一つのリングが設置され、リングの一端がピンシャフトによって入力軸の透過溝に挿通され、ナットと撚り合わせ接続され、リングの他端が斜板と撚り合わせ接続され、該斜板は入力軸の軸径より大きな穴設置されていて、斜板を入力軸に外嵌し、斜板の背面の穴の両側に平行な2突起ピンボスが設置され、２突起ピンボスに両対横方向のピンホールが開設され、その中に、ピンホールが穴の径向き線に、入力軸一端のピンホールと向かい合って、ピンシャフトによって斜板と入力軸を撚り合わせ接続させ、ピンホールとリングがピンシャフトによって撚り合わせ接続される。

変速機の入力軸は、軸の軸受台とフラッパーによって、回転可能な状態で筐体に挟持され、キーによって外力のモーメントの作用で回転している。出力軸も回転可能な状態で筐体に設置され、変速機の出力機構が出力軸と、出力軸に外嵌するように固定された大斜歯歯車とからなる。

また、斜板に抵接されたガイドバーをスムーズにスライドするために、斜板の円盤面には、摩擦係数が小さい耐磨耗材料で覆われ、例えばナイロンガスケットで接着され、あるいはポリカーボネートで塗布されることができる。ガイドバーが斜板と接する端部にローラーを取付けることもできる。さらに、斜板上方の筐体にオイルホールを開設し、該オイルホールによってグリーズを斜板円盤面に注ぐ。

従来の無段変速機に比べて、本発明は下記の優れている点がある。
１）斜板の傾斜角度を調節することにより、手動でガイドバーの行程を調節可能し、スピード調節が実現されている。ガイドバーの行程はゼロになることができるので、最低回転数がゼロになることができる。
２）ガイドバーの量を増やすことにより、脈動幅が小さい要望が実現され、安定な回転数を出力することができる。
３）入力軸と出力軸の軸線が重なることができ、同軸式無段変速機になることができる。

本発明に係る斜板ガイドバー回転式無段変速機の一最適実施例の構造の概略図である。 図１の構造の概略平面図である。 図１のＡ−Ａ方向の構造の概略断面図である。 図１のＢ−Ｂ方向の構造の概略断面図である。 図１のＤ−Ｄ方向の構造の概略断面図である。 図５の構造の概略平面図である。

以下本発明を図面に基づいて説明する。図１、図２に示すように、入力軸１と出力軸１６は、同一軸線に、それぞれ筐体２４に回転状態で配置される。入力軸１は、軸の軸受台２１とフラッパー２２によって、筐体２４に挟持される。出力軸１６は、筐体２４上の軸カバー２５によって、筐体２４に配置される。

入力軸１内に穴が開設され、穴にナット２が取付けられ、スクリュー３が嵌め込まれ、ナット２がスクリュー３に螺合され、スクリュー３の他端に入力軸１を伸ばされ、エンドカバー４よって支持され、スクリュー３が伸ばされた端が回転数調節スリープ５と連接され、該連接がキー６より実現されている。回転数調節スリープ５の筒の開口に、締付け螺子７が取付けられ、締付け螺子７の底端が入力軸１の右端の溝内にはめ込まれている。回転数調節スリープ５を回転させると、スクリュー３を回転されることでき、ナット２を入力軸１の穴内に左右に移動させる。ナット２の移動範囲内に、入力軸１は軸向に透過溝２０が開設されている。２ピース両端ピンホールのある条状板からなる一つのリング８が設けられ、リング８の一端に入力軸１を介して、二つのピンシャフト１７によって、リング８端部の一対ピンホールと入力軸１の透過溝２０を挿通して、リング８をナット２と撚り合わせ接続させる。リング８の他端を斜板９と撚り合わせ接続させる。図５、６に示すように、斜板９の形状は中心に穴がある円盤であり、斜板９が穴によって入力軸１に外嵌し、穴の直径が入力軸１の直径より大きく、斜板９が軸線と垂直する方向に一定の回転範囲があることができる。円盤の背面に穴の両側に２突起ピンボス２６が設置され、２突起ピンボスの横方向に両対ピンホール（１８、１９）が設置され、その中に、ピンホール１９が穴の径向き線上で、ピンシャフトにより入力軸１と撚り合わせ接続（入力軸１径向きにもピンホールが設ける）される。ピンホール１８はリング８とピンシャフトによって、撚り合わせ接続されている。ナット２が左右移動する際に、リング８によって、斜板９の傾斜角度を変化させる。斜板９の一つ極限位置は入力軸１の軸線と垂直する位置である。

本発明では、ガイドバー１０の数は３以上であり、本実施例でのガイドバーの数は４である。図１では、ガイドバー１０の外周上の一部に外スプラインがあり、ガイドバー１０がガイドバー固定支え座１１のスプライン穴内に左右移動することができ、スプライン穴内にスプリング１２がとりつけられ、スプリング１２がガイドバー１０を右に向けて移動するように付勢する。

ガイドバー１０は、右端が斜板９と接して、左端に斜歯歯車１３が取付けられ、斜歯歯車１３内に一方向だけ回転可能なオーバーランニングクラッチが取付けられ、該クラッチの外輪が斜歯歯車１３に固定連接され、内輪がガイドバー１０に固定連接され、よって、斜歯歯車１３がガイドバー１０に対して、図３のｎ１３に示すような一方向だけ回転可能である。ガイドバー１０は穴内に左右だけ移動可能で、回転することができず、斜歯歯車１３がガイドバー１０とともに左右移動する。これら斜歯歯車１３は大斜歯歯車１４にかみ合う。大斜歯歯車１４はキー１５によって、出力軸１６に連接される。

出力軸１６の両端は筐体２４に支持され、図４ではｎ１６に示す方向で、筐体に対して一方向だけ回転可能である。

本無段変速機の作業原理は以下の通りである。変速機が回転する前に、先ず、回転数調節スリープ５は回転し、スクリュー３を回転させ、ナット２を入力軸１の穴内に左右に移動させる。リング８が斜板９をピンシャフト回りに回転させ、斜板９の傾斜角度を適切に調整する。

入力軸１は軸のキー２３によって、外力のモーメントを受けって回転する、同時に斜板９を回転させ、斜板９が図１の上方のガイドバー１０を左に向けて押して移動させ、下方のガイドバーがスプリング１２の付勢力によって右に向けて移動する。斜板９図１に示すような位置から半周を回転する時に、上記二つのガイドバーが反対の方向に移動する。ガイドバーの外周はガイドバー固定支え座１１とスプラインに用いて連接させるので、ガイドバーが左右に移動する時に、自身の軸線回りすることがない。しかし、ガイドバー１０の左端に固定して取り付ける斜歯歯車１３は、大斜歯歯車１４と一定程度のかみ合う状態が維持されている。ガイドバー１０左に向けて移動する時に、大斜歯歯車１４の右側がかみ合う状態から、斜歯歯車１３を大斜歯歯車１４の左側まで（作業行程）移動させる。斜歯歯車１３が回転しなく、大斜歯歯車１４が必ず対応する角度ΔΦ１４を回転した。斜歯歯車１３は、大斜歯歯車１４の左側から、大斜歯歯車１４の右側に向けて移動する（戻る行程）時に、斜歯歯車１３内に一方向オーバーランニングクラッチが取り付けられるので、その時、斜歯歯車１３ガイドバー１０の軸線回りに回転することができる。斜板９は一周に回転すると、斜歯歯車１３が左右に一つのサイクリックを移動する。

ガイドバー固定支え座１１の円周に、三つ以上のガイドバー１０と斜歯歯車１３を均等に設置されたので、いずれの時刻でも、少なくとも一つの斜歯歯車１３は作業行程であり、大斜歯歯車１４が連続に回転可能である。ガイドバー固定支え座１１の円周に均等に設置されたガイドバー１０と斜歯歯車１３が多くほど、大斜歯歯車１４の回転数の脈動（波動）幅が少なくなる。

１ 入力軸
２ ナット
３ スクリュー
４ エンドカバー
５ 調節スリープ
６ キー
７ 締付け螺子
８ リング
９ 斜板
１０ ガイドバー
１１ ガイドバー固定支え座
１２ スプリング
１３ 斜歯歯車
１４ 大斜歯歯車
１５ キー
１６ 出力軸
１７ ピンシャフト
１８ ピンホール
１９ ピンホール
２０ 透過溝
２１ 軸受台
２２ フラッパー
２３ キー
２４ 筐体
２５ 軸カバー
２６ ２突起ピンボス

Claims (8)

1. 主動機構、出力機構及び筐体（２４）からなる斜板ガイドバー回転式無段変速機において、前述主動機構は傾斜角度調整可能、且つ回転可能な斜板（９）と少なくとも三つの平行に等角に設置されたガイドバーからなり、該ガイドバーの一端が一方向回転可能な斜歯歯車（１３）を有し、他端が斜板（９）の円盤面に抵接され、斜板（９）の円盤面においてスライド可能となっており、前述出力機構は一方向回転の出力軸（１６）と、出力軸（１６）に外嵌するように固定され、主動機構における斜歯歯車（１３）にかみ合う大斜歯歯車（１４）とからなり、
   筐体（２４）に一つのガイドバー固定支え座（１１）が設置され、ガイドバー固定支え座（１１）に三つ以上の平行のスプライン穴が等角に設置され、スプライン穴にガイドバー（１０）が設置され、ガイドバー（１０）が外スプラインを有し、該外スプラインがガイドバー固定支え座（１１）のスプライン穴内に左右に移動可能であり、スプライン穴にスプリング（１２）が取付けられていて、該スプリング（１２）がガイドバー（１０）の一端を斜板（９）に向けて付勢し、ガイドバー（１０）の他端に斜歯歯車（１３）が取付けられていて、斜歯歯車（１３）内に一方向だけ回転可能なオーバーランニングクラッチが取付けられていて、該クラッチの外輪が斜歯歯車（１３）と固定連接され、内輪がガイドバー（１０）と固定連接されることにより、斜歯歯車（１３）ガイドバー（１０）に対して一方向だけ回転可能であり、すべてのガイドバー上の斜歯歯車（１３）が出力機構における大斜歯歯車（１４）と同時にかみ合っており、
   一つの主動回転可能な入力軸（１）を有し、該入力軸（１）の一端には環状溝を有し、他端に径向きのピンホールが設置され、且つ入力軸（１）内に軸向に沿って穴が開設され、該穴にナット（２）が取付けられ、ナット（２）が穴におけるスクリュー（３）の内部まで螺合され、スクリュー（３）を回転させることによって、ナット（２）を穴内の軸向に沿って移動することができ、且つ、ナット（２）の移動範囲内での入力軸（１）に軸向の透過溝（２０）が開設され、スクリュー（３）の他端がエンドカバー（４）により支持され、スクリュー（３）の伸ばされた端は、入力軸（１）の端部の回転数調節スリープ（５）に外嵌するように固定連接され、回転数調節スリープ（５）の筒の開口に締付け螺子（７）が取付けられ、締付け螺子（７）の底端が入力軸端部の溝内に嵌め込まれ、調節スリープ（５）が筐体の外部に伸ばされており、入力軸（１）に挟持された状態になる一つのリング（８）が設置され、リング（８）の一端がピンシャフト（１７）によって入力軸（１）の透過溝（２０）に挿通され、ナット（２）と撚り合わせ接続され、リング（８）の他端が斜板（９）と撚り合わせ接続され、該斜板（９）は入力軸（１）の軸径より大きな穴設置されていて、斜板（９）を入力軸（１）に外嵌し、斜板（９）の背面の穴の両側に平行な２突起ピンボス（２６）が設置され、２突起ピンボスに両対横方向のピンホール（１８、１９）が開設され、その中に、ピンホール（１９）が穴の径向き線に、入力軸（１）一端のピンホールと向かい合って、ピンシャフトによって斜板（９）と入力軸（１）を撚り合わせ接続させ、ピンホール（１８）とリング（８）がピンシャフトによって撚り合わせ接続されることを特徴とする斜板ガイドバー回転式無段変速機。
2. 前述スクリュー（３）と調節スリープ（５）は、キー（６）よって連接されることを特徴とする請求項１に記載の斜板ガイドバー回転式無段変速機。
3. 入力軸（１）は、軸の軸受台（２１）とフラッパー（２２）によって、回転可能な状態で筐体（２４）に挟持されることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の斜板ガイドバー回転式無段変速機。
4. 前述出力機構は、回転可能な状態で筐体（２４）に設置された出力軸（１６）と、出力軸（１６）に外嵌するように固定された大斜歯歯車（１４）を備えることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の斜板ガイドバー回転式無段変速機。
5. 前述大斜歯歯車（１４）は、出力軸（１６）とキー（１５）によって連接されることを特徴とする請求項４に記載の斜板ガイドバー回転式無段変速機。
6. 主動機構と出力機構の回転軸線は、同一直線に位置することを特徴とする請求項４に記載の斜板ガイドバー回転式無段変速機。
7. 前述主動機構のガイドバーは、斜板（９）と接する端部にローラーが取付けられることを特徴とする請求項４に記載の斜板ガイドバー回転式無段変速機。
8. オイルホールは、斜板（９）上方の筐体（２４）に設けられることを特徴とする請求項４に記載の斜板ガイドバー回転式無段変速機。

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