JPH0248780B2 - Mudanhensokusochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、産業機械および搬送機器等に装備す
るのに適した汎用の無段変速装置に関するもので
ある。

（従来の技術） 有段の変速装置は、その段階的変速時にシヨツ
クが発生し、また常に最適な出力回転が得られな
いという問題点がある。

無段変速装置は、このような問題点を解消する
ものであるが、従来の機械式無段変速装置として
は、摩擦車式無段変速機が多く実用化されてい
る。一例としてあげれば実公昭49−29168号公報
に開示されたものがある。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来の摩擦車式無段変速装置は、主に
円錐車の摩擦伝動接点の回転半径を無段階に変え
ることによつて無段の変速伝動を行うものであ
る。しかしながら円錐車の摩擦伝動接点は、ヘル
ツ応力によつてそのピツチラインに相当する接触
軌道が帯状となるから、その接触軌道上の径の大
きい側と小さい側において、一方に正、一方に負
のすべりを発生する結果、これが内部摩擦損失と
なつて伝動効率を低下させるという問題点があ
る。また変速比が最高、最低の時は、駆動摩擦車
および従動摩擦車に対する摩擦伝動接点のピツチ
ライン径の比が１：２〜１：４というように大き
くなるため、前記した正、負のすべりが急増し、
いわゆるトツプやローの伝動時において伝動効率
が著しく低下するという問題点があつた。

（問題点を解決するための手段） 上述の問題点を解決するため本発明において
は、入力軸に対して偏心量調整自在にした駆動摩
擦車を回転自在に設け、この駆動摩擦車と同心の
外歯歯車をこの駆動摩擦車と一体的に形成し、前
記入力軸と同心の内歯歯車と遊星キヤリヤをこの
入力軸と一体的に形成し、この内歯歯車を中間伝
動外歯歯車と噛合連結し、この中間伝動外歯歯車
と一体的に形成した内歯歯車を前記外歯歯車と噛
合連結し、前記入力軸を中心にして中空円筒状の
従動回転体を回転自在に設けると共に、この従動
回転体の内周に従動回転体と共に回転する従動摩
擦車を設け、この従動摩擦車と前記駆動摩擦車と
を圧接係合し、前記従動回転体に内歯歯車を一体
的に設け、前記遊星キヤリヤに枢支した遊星歯車
を前記従動回転体に設けた内歯歯車に噛合させる
と共に、前記入力軸と同心の出力軸と一体の太陽
歯車に噛合させて無段変速装置を構成する。

（作用） 上述のように本発明装置は摩擦伝動用に円錐車
を使用せず、入力軸に対して偏心量調整自在にし
た駆動摩擦車と、従動回転体と共に回転する従動
摩擦車とを圧接係合によつて直接接触するように
し、特に出力回転数が低い変速状態においては駆
動摩擦車と従動摩擦車が同心に近い状態で接合す
るから、本発明装置は極く低回転の出力時におい
て高い伝動効率を得ることができる。

また従動摩擦車に対して駆動摩擦車が偏心して
両摩擦車が部分的に接合する前記以外の変速状態
においても両摩擦車における摩擦伝動接点のピツ
チライン径の比は１：２より近接したものとなる
から、摩擦伝動接触線が前記のピツチライン上に
かなり長く形成されると共に、ピツチラインの両
側に存在する正、負のすべり帯域も従来のものよ
り狭くなる結果、かなり高い伝動効率を得ること
ができる。

（実施例） 以下、第１図〜第８図について本発明の一実施
例を説明する。

図中１は中空円筒状のケース本体、２はケース
本体１と一体に形成したベース、３はケース本体
１の入力側にボルト４（第２図参照）により接続
した入力側ケース蓋、５はケース本体１の出力側
にボルト４により接続した出力側ケース蓋、６は
ケース本体１の上部に設けたオイルキヤツプ、７
はケース本体１の底部に設けた排油栓である。

本実施例においては、出力側ケース蓋５のボス
部５ａを貫通する出力軸８を軸受９，１０を介し
て回転自在に設け、この出力軸８の内側端部には
円形凹陥部８ａを設けると共に、その外周部に太
陽歯車１１を出力軸８と一体に形成する。１２は
ボス部５ａの外側にボルト１３により取り付けた
軸受押え、１４はその内周部に設けたラビリンス
である。

また出力軸８と同心の入力軸１５を入力側ケー
ス蓋３を貫通すると共に、その内側端部を出力軸
８の円形凹陥部８ａ内に軸受１６を介して回転自
在に挿入する。１７は入力軸１５がケース蓋３を
貫通する部分に設けた軸受、１８はボルト１９，
２０によりケース蓋３に取り付けた軸受押え、１
４はその内周部に設けたラビリンスである。

また入力軸１５と同心の内歯歯車２１を遊星キ
ヤリヤ２２とボルト２３により結合すると共に、
この結合体をボルト２４を介して入力軸１５に固
着する。

また第４図および第５図に示すように、入力軸
１５の中心0₁に対してl₁だけ偏心した内側偏心カ
ム２５を入力軸１５に対して回転自在に嵌装する
共に、その外側端部を第１図に示すようにケース
蓋３内に嵌入してキー２６およびボルト２０によ
り固定する。２７は入力軸１５と内側偏心カム２
５との間に介装した軸受である。

また第４図および第５図に示すように、内側偏
心カム２５の中心0₂に対してl₂だけ偏心した外側
偏心カム２８を内側偏心カム２５に対して回転自
在に嵌装する。なお、この場合l₁＝l₂とする。

また外側偏心カム２８の入力側に中空円筒部２
９を一体に形成し、この中空円筒部２９の入力側
端面に、内側偏心カム２５を中心軸とするウオー
ムホイール３０をボルト３１により固定して設
け、このウオームホイール３０と噛合するウオー
ム３２とキー３３により結合した軸３２ａを、第
２図に示すようにケース蓋３に対して回転自在に
設ける。３４はブツシユ、３５はブツシユ押えね
じ、３６は軸３２ａに固着したハンドルである。

また外側偏心カム２８の外周に中空円筒状の駆
動回転体３７を軸受３８を介して回転自在に設
け、この駆動回転体３７の胴部中央に円板状の駆
動摩擦車３９を駆動回転体３７と一体に設け、さ
らに駆動回転体３７の出力側端面に、外歯歯車４
０を駆動回転体３７と同心にしてボルト４１によ
り固定して設ける。なお４２は外側偏心カム２８
の出力側端面にボルト４３によつて固定した軸受
押え板である。

また第１図、第６図および第７図に示すよう
に、外側偏心カム２８が内側偏心カム２５の回り
に回動しても、常に外歯歯車４０と噛合する内歯
歯車４４と、前記内歯歯車２１と噛合する中間伝
動外歯歯車４５とを一体に形成して軸受４６を介
して内側偏心カム２５に回転自在に設ける。４７
はカラーである。

また中空円筒状の胴部４８ａと、入力側フラン
ジ部４８ｂと、出力側フランジ部４８ｃとを、そ
れぞれボルト４９により一体に結合した従動回転
体４８を、入力軸１５および出力軸８を中心にし
てケース本体１内に軸受５０，５１を介して回転
自在に設け、この従動回転体４８の胴部４８ａの
内周に従動摩擦車５２を従動回転体４８と共に回
転するように設ける。５３は従動回転体４８と従
動摩擦車５２との間に設けたすべりキーである。
従動摩擦車５２は２個のリング部材５２ａを対向
させると共に、従動回転体４８との間にそれぞれ
コイルばね５４を介挿して各リング部材５２ａが
それぞれ駆動摩擦車３９に圧接するように構成さ
れている。

また第１図および第８図に示すように、従動回
転体４８の出力側フランジ部４８ｃの内側に内歯
歯車５５をボルト５６により固定し、前記遊星キ
ヤリヤ２２に複数個（本実施例では３個）の遊星
歯車５７を軸５８および軸受５９により回転自在
に設け、これらの遊星歯車５７を前記内歯歯車５
５に内接噛合させると共に、出力軸８と一体の太
陽歯車１１にそれぞれ外接噛合させる。なお６０
は遊星キヤリヤ２２のボス部と従動回転体４８の
出力側フランジ部４８ｃとの間に設けた軸受であ
る。

また第９図は本発明の変形例を示すもので、図
中前記実施例と同一の符号は同等のものを示す。
第９図ａは駆動摩擦車と従動摩擦車とを前記実施
例と逆にしたものである。

すなわちこの場合は、断面形状が楔状のものを
リング状に形成した従動摩擦車５２を従動回転体
４８に固着し、駆動摩擦車３９は、駆動回転体３
７を外包すると共に、この駆動回転体３７にキー
（図示せず）を介して軸方向に摺動自在に設けた
２個のリング３９ａをそれぞれ従動摩擦車５２を
挟圧するように配置して構成する。６１はリング
３９ａを従動摩擦車５２を押し付けるためのコイ
ルばねである。

また第９図ｂは駆動摩擦車３９をＶプーリ状に
形成すると共に、従動摩擦車５２を構成する２固
のリング部材５２ａをそれぞれＶプーリ状の駆動
摩擦車３９のＶ溝の内側面に圧接するようにした
ものである。６２はこれら２個のリング部材５２
ａ間に介挿したコイルばねである。

また第９図ｃは第９図ｂに対して逆の構成にし
たものである。すなわち従動摩擦車５２をＶプー
リ状に形成すると共に、駆動摩擦車３９を駆動回
転体３７に対して軸方向に摺動自在な２個のリン
グ部材３９ａにより構成し、これらのリング部材
３９ａをそれぞれ従動摩擦車５２のＶ溝の内面に
コイルばね６３により圧接するようにしたもので
ある。

第１０図は前記第１図〜第９図の実施例が、駆
動摩擦車３９を入力軸１５に対して偏心量調整自
在にしたものであるのに対して、従動摩擦車５２
を入力軸１５に対して偏心量調整自在にしたもの
であり、この場合も作用効果は第１図〜９図のも
のと略同様である。

図中前記符号と同一の符号は同等のものを示し
ている。そして第１０図ａは駆動摩擦車３９と従
動摩擦車５２との関係が前記第１図と同様のもの
を示しており、図中６４は偏心カム、６５はＯリ
ング、６６は偏心カム、６５はＯリング、６６は
偏心カム６４を操作するためのレバーである。

また第１０図ｂ，ｃ，ｄは、駆動摩擦車３９と
従動摩擦車５２との関係が、それぞれ前記した第
９図ａ，ｂ，ｃと対応するものである。

つぎに上述のように構成した本発明装置の作用
を、まず第１図〜第８図の実施例について説明す
る。第２図においてハンドル３６を回転させる
と、ウオーム３２、ウオームホイール３０を介し
て外側偏心カム２８（第１図参照）がケース蓋３
に固定した内側偏心カム２５に対して回動するた
め、入力軸１５および出力軸８に対する外側偏心
カム２８の偏心量を自由に変化させることができ
る。第１，４，６図は外側偏心カム２８の入力軸
１５に対する偏心量がゼロの場合を示すもので、
この状態では駆動摩擦車３９と従動摩擦車５２と
が同心になるため、両摩擦車３９，５２は全周に
おいて接触し、しかも従動摩擦車５２の両側のリ
ング部材５２ａがばね５４の作用により駆動摩擦
車３９の両側壁面に圧接しているため、駆動摩擦
車３９が回転すれば従動摩擦車５２もほとんどす
べることなく一体的に回転する。

したがつてこの状態で入力軸１５が第４図の矢
印Ａの方向に回転すれば、入力軸１５と一体の内
歯歯車２１と遊星キヤリヤ２２が同方向に回転
し、内歯歯車２１と噛合する中間伝動外歯歯車４
５、およびこの中間伝動外歯歯車４５と一体の内
歯歯車４４と噛合する外歯歯車４０を介して、こ
の外歯歯車４０と一体的に結合した駆動摩擦車３
９も第４図の矢印Ｂの方向に入力軸１５より増速
した状態で回転する。本実施例の場合その増速倍
数1.5である。しかして上述したように駆動摩擦
車３９が回転すれば、従動摩擦車５２も第４図の
矢印Ｃの方向に回転する。また従動摩擦車５２と
すべりキー５３を介して連結した従動回転体４８
も矢印Ｃのように回転するから、この従動回転体
４８と一体的に結合した内歯歯車５５も第８図の
矢印Ｄの方向に回転する。この場合各遊星歯車５
７は、遊星キヤリヤ２２が入力軸１５と一体的に
回転しているから入力軸１５と一体的に第８図の
矢印Ｅの方向に内歯歯車５５より遅い速度で公転
する。その結果、第８図に示すように、内歯歯車
５５と噛合している各遊星歯車５７は矢印Ｆの方
向に自転する。すなわちこの場合各遊星歯車５７
は矢印Ｅの方向に公転すると共に矢印Ｆのように
自転する。本実施例では内歯歯車５５の歯数が
120であり、太陽歯車１１の歯数60であるから、
この場合の入力を１とすると、出力軸８の出力は
次式のようになる。

出力＝１＋〔−（1.5−１）×120／60〕＝１−１＝０ すなわちこの外側偏心カム２８の入力軸１５に
対する偏心量がゼロの場合、出力がゼロとなる。
そして外側偏心カムが偏心するに伴つて出力回転
が増えてゆくため、本発明の無段変速装置は出力
軸の回転が低い時程高い出力効率を得ることがで
きる。

つぎに上述の変速状態より第２図のハンドル３
６を操作して外側偏心カム２８を約180゜回動させ
ると外側偏心カム２８が第３，５図に示すように
最大偏心状態になるから、それに伴つて駆動摩擦
車３９も第３，５図に示すように従動摩擦車５２
に対して偏心する。このため駆動摩擦車３９と従
動摩擦車５２との接触部は、第３，５図に示すＧ
点付近のみになる。そしてこの状態で入力軸１５
を介して駆動摩擦車３９が第５図の矢印Ｈの方向
に回転すると、従動摩擦車５２も矢印Ｉの方向に
回転するが、この場合両摩擦車３９，５２の摩擦
伝動点Ｃまでの回転半径に差が生ずる。すなわち
第５図において入力軸１５および従動摩擦車５２
の中心を0₁とし、駆動摩擦車３９の中心を0₃と
し、0₃からＣ点までの半径をR₁とし、0₁からＧ点
までの半径をR₂とすると、R₁＜R₂となる。この
ためこの場合は、駆動摩擦車３９に対して従動摩
擦車５２は減速されて回転することになる。本実
施例の場合その減速比は１：0.75程度である。す
なわち入力軸１５の回転１に対して0.25だけ減速
することになる。

そして従動摩擦車５２が減速回転すると、キー
５３および従動回転体４８を介して、この従動回
転体４８と一体の内歯歯車５５が第８図の矢印Ｊ
のように回転する。

そしてこの従動回転体４８の回転は、入力軸１
５の回転を１とした場合、本実施例では次のよう
になる。

従動回転体４８の回転＝１×1.5×0.75＝1.125
すなわち矢印Ｊの回転は、矢印Ｅで示す遊星キヤ
リヤ２２の回転の1.125倍となる。

このため各遊星歯車５７は、第８図において矢
印Ｅのように公転すると共に、矢印Ｋの方向に自
転するから、これらの遊星歯車５７と噛合する太
陽歯車１１は矢印Ｌのように減速されて回転する
ことになる。すなわちこの偏心カム２８の最大偏
心時における太陽歯車１１の回転は、本実施例の
場合次のようになる。

出力軸８の回転＝１＋〔−（1.125−１）×120／60〕 ＝１−0.25＝0.75 すなわち入力軸１５の回転１に対して出力軸８
の回転は0.75となる。

そして第２図のハンドル３６の操作量を前記し
たローとトツプとの中間の任意の操作量とすれ
ば、ローからトツプまでの間で無段の変速比が得
られることになる。

なお本装置は必要があれば、前記した変速率ま
たは増幅倍数を大きくすることによつて、入力軸
に対して出力軸を逆回転させることもできる。

また第９図および第１０図に示す変形例の場合
も作用は前記実施例と同様であるから説明は省略
する。

（発明の効果） 上述のように本発明装置は摩擦伝動用に円錐車
を使用せず、入力軸１５に対して偏心量調整自在
にした駆動摩擦車３９と、従動回転体４８と共に
回転する従動摩擦車５２とを圧接係合によつて直
接接触するようにし、特に出力回転数が低い変速
状態においては駆動摩擦車３９と従動摩擦車５２
が同心に近い状態で結合するから、本発明装置は
極く低回転の出力時において高い伝動効率を得る
ことができる。

また従動摩擦車５２に対して駆動摩擦車３９が
偏心して、両摩擦車が部分的に接合する前記以外
の変速状態においても、両摩擦車における摩擦伝
動接点のピツチライン径の比は１：２より近接し
たものとなるから、摩擦伝動接触線が前記のピツ
チライン上にかなり長く形成されると共に、ピツ
チラインの両側に存在する正、負のすべり帯域も
従来のものより狭くなる結果、かなり高い伝動効
率を得ることができる。

本発明装置は上述の通りであるから、本発明に
よれば、構造が比較的簡単で、変速幅が大きく、
伝動トルクも大きい上に、特に極く低速の変速状
態での伝動効率が極めて高い無段変速装置を比較
的安価に提供することができるという効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の縦断側面図、第２図はそ
の一部を第１図の−断面で示す入力軸側より
見た正面図、第３図は第１図の偏心カムが偏心し
た状態を一部断面で示す側面図、第４図は第１図
の−断面図、第５図は第３図の−断面
図、第６図は第１図の−断面図、第７図は第
３図の−断面図、第８図は第１図の−断
面図、第９図ａ，ｂ，ｃは本発明装置の変形例を
一部断面で示す側面図、第１０図ａ，ｂ，ｃ，ｄ
は他の変形例を一部断面で示す側面図である。 １……ケース本体、２……ベース、３……入力
側ケース蓋、５……出力側ケース蓋、８……出力
軸、１１……太陽歯車、１５……入力軸、２１…
…内歯歯車、２２……遊星キヤリヤ、２５……内
側偏心カム、２８……外側偏心カム、３０……ウ
オームホイール、３２……ウオーム、３６……ハ
ンドル、３７……駆動回転体、３９……駆動摩擦
車、４０……外歯歯車、４４……内歯歯車、４５
……中間伝動外歯歯車、４８……従動回転体、５
２……従動摩擦車、５４……ばね、５５……内歯
歯車、５７……遊星歯車。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入力軸に対して偏心量調整自在にした駆動摩
   擦車を回転自在に設け、この駆動摩擦車と同心の
   外歯歯車をこの駆動摩擦車と一体的に形成し、前
   記入力軸と同心の内歯歯車と遊星キヤリヤをこの
   入力軸と一体的に形成し、この内歯歯車を中間伝
   動外歯歯車と噛合連結し、この中間伝動外歯歯車
   と一体的に形成した内歯歯車を前記外歯歯車と噛
   合連結し、前記入力軸を中心にして中空円筒状の
   従動回転体を回転自在に設けると共に、この従動
   回転体の内周に従動回転体と共に回転する従動摩
   擦車を設け、この従動摩擦車と前記駆動摩擦車と
   を圧接係合し、前記従動回転体に内歯歯車を一体
   的に設け、前記遊星キヤリヤに枢支した遊星歯車
   を前記従動回転体に設けた内歯歯車に噛合させる
   と共に、前記入力軸と同心の出力軸と一体の太陽
   歯車に噛合させたことを特徴とする無段変速装
   置。