JPH02504301A - 無段変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 旗−Ｒ二套二Ｉ」隨」！ 本発明は、放棄した特許出願書第０６１５６８．５９１号の改良である。

区ｍ 本発明は無段変速装置、より詳しく言えば予めセットした範囲内で３！続して自 由に変えることができる゛変速装置に関する。

本明細書中に開示される本発明の実施態様は特に自転車用変速機として用いるの に適しているがその他の用途も当業者により認識されよう。本発明は通常、変速 装置と呼ばれる１ｉｆｌｔ群、より詳しく言えば無段変速装置と呼ばれる変速装 置のカテゴリー内の群に属する。この種の１！３！装置では変速比が一方の限度 から他方の限度まで連続して自由に変えられる。無段変速装置を大別すると油圧 式、機械直結式及びパルス駆動式とがある。

るが特別のパルス駆動型増速装はを搭載している。本発明の無段変速装置は、基 本人力速度が１＝１から該変速装置に設けられた最高変速比に至るまで増大する ようにする０本発明の好ましい実！ｉ！態様では自転車用変速装置としての有用 性について記述しているが、この思想は、原動機入力の回転速度が荷重の増減に 応じて出力回転速度を連続的に自由に変化させる必要がある用途のすべてに使用 できるものである。すなわちモベット、オートバイ、自動車、ＡＣ電ｅ機などの 車両と産業ＩＮ槍に使用可能である。

亙」Ｌｌ−玉 様々な無段変速装置が！！！寓されているが、従来の無段変速装置は多数の可動 部品を用いた比較的複雑な型式のもの、あるいは負荷容ｌ（例えば牽引駆動）の 制限が厳しい型式のものであった。従来のパルス駆動無段変速装置はこの種の変 速装置に固有の機械パルス、すなわちトルク振幅（リアル）を変速比の全範囲に 渥っで受容可能レベルまで減らすことができなかった。また、これらの無段変速 装置は変速比の範囲が狭いので、いわゆる「マウンテン・バイツ」と流在の自動 車など幅広い使用が不能であった。代表的なこの種の発明として、米国特許第３ ．８０３．９３１号、イタリア特許第４６２，６６６号、第３，２２９，５４９ 号、第３，０７３，１７３号、第２，１９９，０５１号、第４．１８１，０４３ 号及び第４，１９４，４０７号がある。

１１１立亘ｊ 本発明の主な目的は、自転車用と自動車用に適した広い範囲の変速比を与える無 段変速装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、従来の無段変速装置に見られる機械的パルスすなわちトル ク振幅（リプル）を事実上排除するパルス駆動装置を備えた無段変速ｉ厘を提供 することにある。

本発明の更に別の目的は、可動部品の種煩を最少限に減らしかつ負荷容１１ｉ大 きい無段変速装置を提供することにある。

本発明の別の目的は入力速度を１対１（直接駆動）から予めセットした最高変速 比に至るまで指数関数的に増大させる無段変速装置を提供することにある。

本発明の更に別の目的は、変速比の変更を随時、全負荷時、フリーホイル時、停 止時などに行えるようにした無段変速装置を提供することにある。

本発明の上記以外の目的について以下、明細書の記述を通じて明らかにする。

及」し至」し示 本発明の無段変速装置の一特徴は、内部歯車比を適宜選択することによって入力 速度を１対１の変速比から設計最高比まで指数関数的に高めることにある。回転 速度の入力対出力比が最低（すなわち１対１）のとき本発明の無段変速ＩＩは出 力ハウジング内にロックされていて、かつ単一速度の直接駆動として作動するが 、この場合、該変速装置全体が主軸のまわりの軸受面上で自由回転するのである 。

中央に配置されていてかつプラネタリギヤ装置の回転比をＩＩＪｔｌｌするため の偏心装置を適宜位置決めすることによって変速比の切り換えを自由に連続的な インクレメント方式で行うことができる。該プラネタリギヤは、該プラネタリギ ヤの回転運動を一方向だけに伝える押込式クラッチ部材群上に装着しである。

主軸に対する偏心装置の偏心量を調整すると該偏心装置に対するプラネタリギヤ の向きを変えることができる。

その結果、プラネタリギヤから変速装置ハウジングに伝えられる出力回転速度が 入力回転速度よりも大きな場合がある。このように回転速度を高める工程が逐次 ラチット状に与えられるので、入力サンギヤに対してプラネットキャリヤの回転 速度が増大する。これによって無段変速装置の入力速度が指数関数的に増大する 。

本発明の無段変速装置は従来のＣＶＴに比べて数々の利点を提供するものである 。これらの利点のうち、例えば入力対出力のｉ高速度比に至るまで連続的に自由 に変化するような変速装置を提供する。このような変速比の変化は、入力装置と 出力装置のいずれも全く移動しないで、あるいは変速装置から駆動負荷を除去し ないで達成される。

また本発明の無段変速ＩＩは全負荷の駆動中に出力速度を変化することができる 。これは該無段変速装置が変速比の全範囲にわたって全出力速度と負荷に対して 確実伝動を提供するためである。また、入力速度と加えられたトルクとスムーズ でかつ一定のとき出力速度と出力トルクとがスムーズでリアルを生じない。

ｌｌ立１！皇１１ 本発明の様々なＶ５ｍと利点について添付図面を参照し以下、詳しく説明する。

第１図は本発明の好ましい実施態様を示す右側平面図、第２図は本発明の好まし い実！Ｉ！！１様を示す平面図、第３図は本発明の好ましい実施態様を示す左側 平面図、第４図は組立状態の変速状態の好ましい実Ｎ態様を示す断面図、第５図 は第４図の［１５−５についての断面図、第６Ａ図は第４図の線６Ａと８−６＾ と８についての偏心変速装置を同心状態にした断面図、第６Ｂ図は第４図の線６ ＾とＢ−６Ａと８についての偏心変速装置を偏心状態にした断面図、第７図は第 ４図の１７−７についての断面図、第８図は本発明の好ましい実施態様の偏心量 ３！装置を示す平面図、第９図乃至第１１図は本発明のプラネットシャフトの好 ましい一実ｍｓ様を示す断面図と平面図、第１２図は本発明のカムフォロワの好 ましい一大ｉｇ様を示す詳細平面図と、カム面のｉｔＩ要寸法の生成を示すチャ ート、第１３図は本発明の変速装置の作動原理を示す線図、第１４図は組立状態 の変速装置の別の好ましい実ｍｓ様を示す断面図である。

好ましい実施態様の詳しい説 第１図と第２図を参照すると本発明の変速装置ｔ（１）の好ましい一実厖態様と して、自転車（図示省略）用変速装置が示しである。該変速装置は自転車（図示 省略）のリヤフォーク（５）内に自転車後輪（図示省略）のセンタハブとして装 置しである。主軸（２）はシャフトナツト（８８）、　（９０）を介して通常の 方法で自動車のリヤフォーク（５）に固着されている。スポーク（９６）が、変 速装置ハウジング組立体（１００）の左右両側上にスポークリング（１６）から 外方に放射状に延在していて、かつ後輪の標準リム（図示省略）に通常の方法で 固着しである。変速ＩＩ！（１）に駆動回転を与えるための自転車チェーン（図 示省略）が入カスブロケット（４）に巻着されている。最終的に、駆動回転がハ ウジング組立体（１００）に伝えられると自転車後輪が回転する。

本発明の好ましい実施態様では、変速装！（１）は回転速度の入力対出力比が１ 対１から最大３対１または４対１に変化するように設計しである（更に変速比を 高めるには適当な内歯車部品を選択することで可能である）。

変速装置（１）では偏心量ｍ装置（第１３図中に略示しである）の調整によって 変速比の変更がスムーズかつ均等に達成される。ｉ［１Ｊｔｌｌｌケーブル（９ ）は制ｍｉｘによって引張りを与えられていて、かつ偏心変速装置！（１０２） 　　（後述する）を回転させることによって該偏心変速％ｉ　Ｉ（１０２）の向 きを変える役目をする。

次に第１３図を’！ＪＭＩ、て本発明の変速装！！（１）の作動原理について説 明する。第１３図における変速装置１（１）への入力トルクは、入力スプロケッ ト（４）からスプロケットハブ（８）に伝えられかつ矢印（６２）で示されてい る。この回転は最終的にたわみ継手（８２）を介してサンギヤ（１０）に伝えら れる。複数個のプラネタリギヤ（１２ａ、ｂ・・・）がサンギヤ（１０）と内ハ ブギヤ（１４）ＩＲＩに係合しである（添付図面では４個構成のプラネタリギヤ 装置が例示しであるが、用途によって６個構成のプラネタリギヤ装置の方が、遥 かに効果的な場合があるので、実質的に任意数のプラネタリギヤが使用可能であ る）、各プラネタリギヤ（１２ａ。

ｂ・・・）が別個のプラネタリギヤ軸（２４ａ、ｂ・・・）上に装着されており 、また該軸の各端部がプラネタリキャリヤ（２２）内に支承しである。サンギヤ （１０）がプラネタリギヤ（１２ａ、　ｂ・・・）を回転させると、バウシング バブ（１５）と一体の内ハブギヤ（１４）が回転する。バウシングバブ（１５） の回転に伴って変速装置ハウジング（１００）の残りの部分が回転するので該ハ ウジングにそのスポーク群を固着した後輪が駆動される。

各プラネタリギヤ（１２ａ、ｂ・・・）が押込式クラッチ（４６ａ。

ｂ・・・）を介して軸（２４ａ、　ｂ−・・）上にそれぞれ装着しである。

該クラッチ（４６ａ、ｂ−・・）は、変速装！（１）が駆動゛モード方向に回転 している際に、サンギヤ（１０）からの入力と反対方向のみにかつ該入力に伴う 力に抗して各プラネタリギヤ（１２ａ、　ｂ−）をその関連する軸（２４ａ、ｂ ・・・）のまわりに回転させる働きをする。各軸（２４ａ、ｂ・・・）はそれと 一体のトルクアーム（１２６ａ、　ｂ・・・）をそれぞれ有している。各トルク アーム（１２６ａ、ｂ・・・）は偏心カムフォロア（２６ａ、ｂ−・・）に可撓 的に連結してあり、該カムフォロア（２６ａ、ｂ・・・）が偏心変速装置（１０ ２）の外レース（１２４）のまわりを回転する。偏心変速装置！（１０２）を中 心部に配置することによって主軸（２）に対する偏心距離を実質的にゼロにする と各プラネタリギヤ（１２ａ、ｂ−）が駆動方向に回転しないようにロックされ る。従うて各プラネタリギヤ（１２ａ、　ｂ−）がサンギヤ（１０）と内ハブギ ヤ（１４）とにロックされるので、入カスブＯケット（４）とバウシングバブ（ １５）Ｉｉｉｉ！に１対１の変速比が伝えられる。

内ハブギヤ（１４）はプラネタリギヤ（１２ａ、ｂ・・・）と噛合していて、か つプラネタリギヤ（１２ａ、ｂ・・・）を介してサンギヤ（１０）によって回転 される。偏心変速！ｉ　Ｉｆ　（１０２）の位置調整によって、偏心カムフォロ ア（２６ａ、ｂ・・・）の相対位置が変化するので、各プラネタリギヤ（１２ａ 、　ｂ・・・）がサンギヤ（１０）の回転よりも高い速度でサンギヤ（１０）の まわりを逐次回転するのである。このようにして、プラネタリギヤ（１２ａ、　 ｂ・・・）の回転速度によって内ハブギヤ（１４）に伝えられる出力回転が指数 関数的に増大する。変速ハブ（６４）は双方向矢印（６０）で略示しであるが、 該へブ（６４）の運動は偏心カムフォロア（２６ａ、　ｂ・・・）の運動振幅を 矢印（６１）の方向に制御する役目がある。

次に第４図を参照して本発明の変速装置ｆ（１）の組立状態について説明する。

主軸（２）が変速装置（１）全体に挿通されていてかつその中に適当に支承され ている。主軸（２）は変速装ｆｉ（１）の全内蔵部品に対して中央に配置しであ るので、駆動チェーンを介してトルクを加えない場合に自転車後輪をフリーホイ ル状態にすることができる。

スプロケット駆Ｉ’ｌｌ立体（１１６）が主軸（２）のまわりを回転するが、止 めナツト（５０）によって族生＠（２）上に保持しである。スラスト軸受（３８ ）がスプロケット駆動組立体（１１６）と止めナンド（５０）間に挟着しである 。入カスブロケット（４）がスプロケットバブリング（６）上に取着されていて かつ止め輪（５６）によって適所に把持されている。

スプロケット駆動組立体（１１６）全体がたわみ継手（８２）を介して延長指片 （１３ａ、ｂ、ｃ）と相互作用を行う、延長指片（１３ａ、ｂ、ｃ）はサンギヤ （１０）と一体なので、スプロケット駆動組立体（１１６）が回転するとサンギ ヤ（１０）が回転する。

車輪スポーク群（９６）が、変速装置１（１）のハウジングハブ（１５）と一体 のスポークリング（１６）に固着されている。

内ハブギヤ（１４）と一体のハウジングハブ（１５）が一対のエンドプレート（ １８Ｒ）、　（２０Ｌ）と当接していて、これらの部品が変速１ｆｆｉハウジン グ組立体（１００）を構成する。

前述したように、入カスブＯケット（４）が回転するとサンギヤ（１０）が１対 １の固定変速比で回転する。サンギヤ（１０）が回転するとロック状態にある各 プラネタリギヤ（１２ａ、ｂ−）がサンギヤ（１０）と同期回転す、る。次いで 、プラネタリギヤ（１２ａ、ｂ・・・）の回転が内ハブギヤ（１４）を直接回転 させるので、バウシングバブ（１５）がサンギヤ（１０）と同期回転する。１対 １より大きな変速比は偏心変速装置（１０２）を調整することで得られる（詳細 は後述する）。

この偏心Ｗ！Ｉは、サンギヤ（１０）に対してプラネタリギヤ（１２ａ、　ｂ・ −）の回転を変更するもので、サンギヤ（１０）のみの回転よりも大きな回転度 を各プラネタリギヤ（１２ａ、ｂ−・・）から逐次、内ハブギヤ（１４）に伝え るようにする。すなわちプラネタリギヤ（１２ａ、ｂ−）はサンギヤ（１０）の 回転よりも高い速度でサンギヤ（１０）のまわりを回転する。これによって入力 回転速度がプラネタリギヤ（１２ａ、ｂ・・・）の回転速度に応じて、すなわち 偏心制御装＠（図示省略）によって選択される偏心量に応じて指数関数的に増大 するのである。

次に第５図乃至第１１図を参照して偏心変速装置（１０２）の作動について説明 する。各プラネタリギヤ（１２ａ、　ｂ・・・）が押込み式クラッチ（４６ａ、 　ｂ・”　”）を介してプラネタリギヤ軸（２４ａ、　ｂ・・・）の内レースウ ェー（１２２）上に装着しであるので、該軸（２４ａ、ｂ・・・）を僅かな角度 だけ回転するとサンギヤ（１０）と、それに関連したプラネタリギヤ（１２ａ、 　ｂ・・・）門の関係が変化する。

各プラネタリギヤ軸（２４ａ、ｂ−・・）は、偏心リング（２８）の表面と接触 する、相当する偏心カムフォロア（２６ａ、ｂ・・・）を有している。偏心変速 装置（１０２）の位置が、偏心ｌすなわち歯車比に合わせて変化すると偏心カム フォロア（２６ａ、ｂ−・・）の向きも変化するので、プラネタリギヤ軸（２４ ａ、　ｂ・・・）も同様に変化する。

本発明の一実施態様において、各プラネタリギヤ軸（２４ａ、　ｂ−）が第１端 部（１１８）をプラネタリキャリヤ（２２）と、クラッチ・レースウェー（１２ ８）を含有する中間部分（１２０）と、トルクアーム（１２６）内に支承させて いるので、カムフォロア（２Ｇａ、ｂ−）から加えられるトルクをたわみ継手（ ８０ａ、ｂ・−）を介して伝達する。各偏心カムフォロア（２６ａ、ｂ・・・） が、プラネタリキャリヤ（２２）上に固定された引張ばね（４８）によって付勢 されて偏心カムリング（２８）の外面と接触するようになる。

本発明の別の好ましい実施態様（第１４図参照）では、各プラネタリギヤ軸（１ ２ａ’、ｂ’−・・）はその第１端部（１１８°）をエンドプレート（１８Ｒ’ ）に、第２端部（１４０°）をエンドプレート（２０じ）に支承させている。従 って、プラネタリキャリヤ（２２）と、内ハブギヤ（１４）が設けてない。この 実施態様では変速装置ハウジング組立体（１００°）は、プラネタリギヤ（１２ ａ’　、　ｂ’・・・）の回転時に、プラネタリギヤ軸（２４ａ’、ｂ’・・・ ）によって直接駆動される。

偏心１ｉｌ１１１Ａ装置が特定の偏心率を選択するとともに、各プラネタリギヤ （１２ａ、　ｂ・・・）がサンギヤ（１０）によって回転すると、偏心カムフォ ロア（２６ａ、ｂ−・・）が偏心リング（２８）の回りに内方と外方とへ揺動す る。偏心カムフォロア（２６ａ、ｂ−・・）が内方に揺動する場合プラネタリギ ヤの内レースウェー（１２２）が反対方向（左回り）に回転し、該反対方向の回 転が拘束されないので、フリーホイルする。しかし、偏心カムフォロア（２６ａ 、ｂ−・・）が外方（右回り）に揺動するとプラネタリギヤの内レースウェー（ １２２）が押込みクラッチ（ａｅａ、ｂ・・・）によって該プラネタリギヤ内で 回転するのを阻止している。ロック状態にある各プラネタリギヤ（１２ａ、　ｂ ・・・）は、右回りに回転するサンギヤ（１０）の回りを同じく右回りにラチェ ット状に回転する。この種のラチェット状回転速度が、サンギヤ（１０）の基本 回転速度を増加させる増速係数である。

偏心変速組立体（１０２）が、内偏心（３２）と、外偏心（３０）と、ニードル 軸受（６６）と、外偏心リング（２８）とを含有している。変速ハブ（６８）と 一体の内偏心（３２）がレースウェー（１３０）上に支承してあり、また変速ハ ブ（６８）が、制御ケーブル（１０４）、　（１０６）に対して機械的に連結さ れているので、制御ケーブル（１０４）を移動させると内偏心（３２）が一定の 方向に回転するが、制御ケーブル（１０６）を移動すると内偏心（３２）が反対 方向に回転する。外偏心（３ｏ）は内偏心（３２）のレースウェー（１３０）上 に支承しである。

上記のよう、に外偏心（３０）は内偏心（３２）のレースウェー（１３０）上に 支承されている。外偏心（３０）自体の外面はレース（１３２）を具備していて 、該レースウェー（１３２）上にニードル軸受（６６）と偏心リング（２８）と が支承しである。

外偏心（３０）の左側（第８図中に見られるように）は突片（１０ｇ）を有して おり、該突片（１０ｇ）は３００度円の断面形状を有しかつその内端部は外偏心 ウェア（１１０）と一体形成しである。突片（１０Ｂ）はその中点または近傍で 、主軸（２）と一体のヨーク部分（１１４）に刻設した相当するキーみぞ（１１ ２）と係合するように設計されている。外偏心（３０）をヨーク部分（１１４） に係入させると外偏心（３０）は内偏心（３２）のレースウェー（１３０）の回 りを自由に回転できるので、変速ハブ（６８）によって内偏心（３２）を回転さ せると外偏心が突片（１０ｇ）の中心線の回りを内偏心（３２）と同一の回転量 でかつ内偏心（３２）の回転と反対方向に揺動する。これによって内偏心（３２ ）と外偏心（３０）間の関係が変速ハブ（６８）から内偏心（３２）への入力に よる回転量の丁度２倍になる。ｖ、め合せられた内外両偏心（３０）、　（３２ ）をこのように回転させると偏心カムフォロア（２６ａ、ｂ−・・）から外傷心 リング（２８）に伝えられる荷重力により内外両偏心（３０）、　（３２）が相 互に眼力に反作用するので荷重時の変速が可能になる。これによって内外両偏心 （３０）、　（３２）の逆転が外偏心（３０）の中心線と主軸（２）間の距離を 増減させる。

偏心度がゼロの状態のとき主軸（２）は偏心リング（２８）と同心性を有する。

この状態のとき変速装Ｂ（１）は１対１の変速比にある。内偏心（３２）の回転 が増して最高回転度（主軸（２）の中心線と偏心リング（２８）の周囲間の最高 偏心量）に達すると主軸（２）の中心線からの距離が最大となるのに伴ってＲＮ 偏心通を生じるという相対寸法配位が得られる。

第６Ｂ図中に見られるように内偏心（３２）を回転して主軸（２）の軸線と偏心 リング（２８）間の一定の偏心度を与えるようにすると、各偏心カムフォロア（ ２６ａ、ｂ−・・）がそれぞれ異なった角度関係にある。主軸（２）を偏心リン グ（２８）の外面と同心状態にすると偏心カムフォロア（２６ａ。

ｂ・−）のすべてが同角度の向き（第６Ａ図参照）になる。

引張ばね（ａｓａ、ｂ・）が偏心カムフ１０ア（２６ａ、　ｂ−）を付勢して偏 心リング（２８）に接触させると各偏心カムフォロア（２６ａ、　ｂ−’）の向 きが回転時の周方向位置に応じて徐々に変化する。特定の偏心カムフォロア（２ ６ａ、　ｂ　＋＋＋　）が最大移動位置に至ると該フォロアに関連したプラネタ リギヤ（１２ａ、　ｂ・−）が同じ円弧に沿って同様な回転を行うので、内ハブ ギヤ（１４）がそれに比例した量だけ前進する。

プラネタリギヤ（１２ａ、　ｂ・・・）のすべてが同じ入力サンギヤ（１０）と 内ハブギヤ（１４）と噛合しているのでプラネタリギヤ（１２ａ、　ｂ・・・） がいずれも常時、周速で回転する。各偏心カムフォロア（２６ａ、　ｂ　−＝　 ）とその関連したプラネタリギヤ（１２ａ、ｂ・・・）とは次の直前方から駆動 機能をピックアップしてサンギヤ（１０）の回りを定速度でハブ組立体（１００ ）を連続的に駆動する。プラネタリキャリヤのエンドプレート（２２）がプラネ タリギヤ（１２ａ、ｂ−’）の間欠ラチェット状作用に伴ってサンギヤ（１０） の回りをより高い回転速度で駆動されるので、変速装置ハブ組立体（ｉｏｏ）の 回転速度が比例的に増大する。その結果、プラネタリキャリヤのエンドプレート （２２）の回転速度が増すと偏心カム７ｔＯア（２６ａ、　ｂ−’）が偏心変速 装！（１０２）の回りの回転が増えるのでプラネタリギヤ（１２ａ、ｂ−＝）に よる主軸のまわりの回転が増大する。これによって間欠運動の速度が高められる のでエンドプレートの回転速度が増大するなどの効果が得られる。その結果、サ ンギヤ（１０）の基本回転速度に加えられるものを指数関係的に増大させる。

プラネタリギヤ（１２ａ、　ｂ−）は確実移動型偏心カムフォロア（２６ａ、　 ｂ・・・）と連動するもので、かつ右回りの回転中にその角度が他のプラネタリ ギヤ（１２ａ、　ｂ−＋　）に比べて太き（なると駆動歯車になる。１対１以外 の変速比の楊合、各プラネタリギヤは駆動モード時にプラネタリギヤのエンドプ レート（２２）と内ハブギヤ（１４）とに対して入力サンギヤ（１０）よりも高 い回転速度を与える。出力回転速度の増加量は入力回転速度の倍数である。自転 車の車輪が回転すると次のプラネタリギヤ（１２ａ、ｂ・・・）が逐次駆動効果 をピックアップするので出力が一連の間欠ラチェット作用によって増大する。出 力駆動速度が偏心カムフォロア（２６ａ、　ｂ−）による偏心度に依存すること は明らかであるが、これはプラネタリギヤ（１２ａ、　ｂ・・・）の回転増加量 のＩＩＩ制御が偏心カムフォロアによって行われるためである。

カムフォロア（２６ａ、　ｂ・・・）のすべてが引張ばね（４８ａ、　ｂ・・・ ）によって、内ハブギヤを駆動するものに比べてより内方（左回り）に付勢しで ある。このように内方に付勢することによって各関連したプラネタリギヤ（１２ ａ、　ｂ・・・）が反対方向に自由に回転可能になる。これによって押込クラッ チ（４６ａ、　ｂ・・・）がアンロック状態になるのでそれぞれのプラネタリギ ヤがクラッチレースウェー（１２８ａ、ｂ・・・）にオーバロールするようにな る。

次に第１２図を参照すると偏心カムフォロア（２６ａ、　ｂ・・・）の詳細が重 要寸法表と一緒に示しである。重要な関係が各偏心カムフォロア（２６ａ、　ｂ ・・・）と偏心リング（２８）の円筒状外面との接触点にあることが知見された 。重要な要素は、プラネタリギヤ（１２ａ、ｂ・・・）の回転角速度が特定のプ ラネタリギヤ（１２ａ、　ｂ・・・）を駆動モードにした場合に内外間偏心の回 りの回転弧に沿って常時一定に維持する必要がある。仮に該角速度が不規則であ る場合には不規則な駆動が伝えられる。従って偏心カムフォロア（２６ａ、　ｂ ・・・）の偏心リング（２８）の円筒状外面との接触箇所の形状が重要である。

同様に重要な要件として、プラネタリギヤ（１２ａ、　ｂ・・・）からの出力ト ルクを各プラネタリギヤ（１２ａ、　ｂ・・・）の全駆動モードに亙って一定レ ベルに維持する必要がある。さもないと不同の反力が変速装置を介してペダル（ 図示省略）に伝えられるとともに、調和周波数によって変速装置内に生じるヒス テリシス効果を拡大する場合がある。

従って、回転角速度と力（トルク）のレベル条件を、偏心カムフォロアの接触面 寸法を定義する実験式へ組込む必要がある。

第１２図には偏心カムフォロアと、寸法表とが示しであるが、該寸法表は偏心リ ングの外径を約４６．０５　ａｍ（１，８１３＃）とし、プラネタリギヤ軸ボル トサークル径が約７７゜２６ａ＊（３，０４２”　）として計算したものである 。従って、偏心カムフォロア軸の軸線に関して一定の角度関係に配置された図示 のＸ、Ｙ基準線から求めるとＸ、Ｙ座標は表に示す数値を有する。

要するに各偏心カムフォロア（２６ａ、　ｂ・・・）の最大偏心状態における接 触面は通常Ｂ点からＡ点に至る。Ｂ点から始まって直線部分がＹ基準線に５５゜ ３４度の角度で延在した後、０点から始まる丸み部分になり、該丸み部分ではフ ォロアの重要形状が、Ｃ部分の全駆動モードに亙ってプラネタリギヤ軸（２４ａ 、　ｂ・・・）の回転速度を一定にするのに必要な形状を画成するが、次いで上 方に僅かな曲線を維持してＡ点に至る。Ａ点から該表面の端部までの概ね直線部 分は、標準基準線に対して１１．６４度の角度で延在し、Ｘ基準線と交差した箇 所でＹ基準線から約６．１２ｍ　（０，２４１”　）　Ｉｉ１間した箇所に至る 。

次に第７図を参照してたわみ継手（８２）について説明する。円弧状スロット（ １３４ａ、ｂ、ｃ）が入カスブＯケット（４）に切欠されていて、かつネオブレ ン製ばね（８２ａ、ｂ、ｃ）と、サンギヤ（１０）と一体の延長指片（１３ａ、 ｂ、Ｃ）とを受容している。スロット（１３４ａ、ｂ、ｃ）はスプロケットハブ （８）に刻設されていて、スプロケットハブ（８）とサンギヤ（１０）の回転角 を選択させる。これによってサンギヤ（１０）からたわみ継手（８２）を経てス プロケットハブ（８）に伝えられる不規則な圧入力を吸収する。換言すればこの 組立体はチェーン（図示省略）のリングを介して伝達されるペダルへの１１！Ｅ ｌ効果をすべて吸収するのである。

次に第４図と、第６Ａ図及び第６ｂ図とを参照してプラネタリギヤのトルクアー ム（１２６）と偏心カムフォロア（２６ａ、　ｂ・・・）間に挟着されたたわみ 継手（８０）について説明する。各偏心カムフォロア（２６ａ、ｂ・・・）がプ ラネタリギヤ軸（２４ａ、　ｂ−’）内のスロット（１３８ａ、　ｂ−）に挿入 されていて、軸（２４ａ、ｂ−）とロックする位置に至るまで回転する。このロ ック位置では、たわみ継手（８０）がプラネタリギヤ軸のトルクアーム（１２６ ａ、　ｂ・・・）と偏心カムフォＯ□　ア（２６ａ、　ｂ・・・）間に介装しで ある。Ｉｉ心カムフォロア（２６ａ、　ｂ−）を揺動してプラネタリギヤ（ｉ２ ａ、　ｂ・・・）をラチェット状に前進さぜると押込クラッチ（４６ａ、ｂ・・ ・）のそれぞれのレースウェーからの係脱に伴う衝撃が偏心カムフォロア（２６ ａ、ｂ−・・）から隔離される。また、たわみ継手（８０ａ、ｂ、Ｃ）は、プラ ネタリギヤの駆動モード中の角速度とトルク力の不規則性として反映される製作 公差上の誤りをすべて補正できるものである。

本発明は独特で特に適応性のある無段変速装置を提供するもので、本変速Ｈｆｔ は変速比の広い範囲に１って該変速装置の負荷時、非回転時、停止時に関係なく ライダーに入カスブロケットからペダルを通じてリップル力と不規則感を向える ことなく、出力回転速度と連続的に効果的に変化させるものである。本発明の無 段変速装置はラチェット効果を利用して、サンギヤの回りにプラネタリギヤに支 承された複数個のプラネタリギヤを逐次回転させるものである。これらのプラネ タリギヤはサンギヤの回りを回転しながら出力ハブをプラネタリキャリヤよりも 高い回転速度で回転させる。サンギヤは直接回転して入力駆動部材として働く。

最低の変速比（１対１）においてサンギヤはプラネタリキャリヤと出力ハブとを 駆動する。−組の内外間偏心を移動させることによってプラネタリギヤ群の関係 が逐次変化するのと同時に、サンギヤの駆動作用によってプラネタリギヤ群が固 定式偏心組立体の回りに回転するので、変速８１１の出力ハブに増速要素が与え られる。

ＦＩＧ、６Ａ ＦＩ　　Ｇ。６Ｂ ＦＩＧ、７ ＦＩＧ、９　　　　　　　ＦＩＧ、１０ＦＩＧ、８ ＦＩＧ、１４ 国際調査報告 ｍ−１幡−−＾ｍ”’　　ＰＣＴ／ｉ　　８９１０２１０１

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．無段変速装置であって、 一緒に回転可能なサンギヤを有する入力軸を具備する入力駆動装置と、 上記入力駆動装置に作動的に連結される出力速度制御装置と、 上記サンギヤの回りに隔置されていてかつ上記サンギヤと噛合する複数個のブラ ネタリギヤを含有していて、また上記速度制御装置に作動的に連結されるパワー 出力装置と、 上記出力速度制御装置が偏心装置を含有していて、上記偏心装置が、１対１の出 力速度対入力速度比でありかつ上記パワー入力装置とパワー出力装置とが同心状 態にある第１位置から、上記出力速度対入力速度比が１対１よりも漸増するよう な複数個の選択可能な偏心位置に至るように、上記偏心状態の選択位置を漸増さ せる場合に連続的なインクレメンタル方式で移動可能であり、 上記ブラネタリギヤの各々が押込みクランチ組立体を介してブラネタリギヤ軸上 に装着されていて、上記押込みクラッチ組立体が、各上記ブラネタリギヤをそれ ぞれの軸の回りに一方向だけに自由回転させるとともに上記軸の回りの反対方向 に回転できないようにしており、 上記ブラネタリギヤを駆動モードにして間欠駆動が得られないようにした際に、 各ブラネタリギヤの角速度を上記偏心装置の回りの回転弧に沿って比較的一定に 維持する装置とを含有する無段変速装置。
2. ２．各ブラネタリギヤの角速度を上記偏心装置のまわりの回転弧に沿って比較的 一定に維持するための上記装置が、各上記ブラネタリギヤ軸上のカムフォロア部 材を上記偏心装置の表面上に作動的に係合させており、上記カムフォロア部材の 形状が各ブラネタリギヤの駆動モード時にそれぞれのブラネタリギや軸に比較的 一定な回転速度を与えるように形成してあることを特徴とする、請求項１記載の 無段変速装置。
3. ３．上記入力駆動装置が受けるべき全衝撃を吸収するための装置を含有する、請 求項１記載の無賃変速装置。
4. ４．上記入力駆動装置が受けるべき全衝撃を吸収するための上記装置が、外部パ ワー入力装置と上記入力駆動装置の間にたわみ継手を介在させていることを特徴 とする、請事項３記載の無段変速装置。
5. ５．各ブラネタリギヤ軸と、各ブラネタリギヤの角速度を上記偏心装置のまわり の回転弧に沿って比較的一定に維持する装置との間に介装されていて、上記押込 みクラッチの係脱に伴う衝撃を隔離する装置を含有する、請求項１記載の無段変 速装置。
6. ６．上記押込みクラッチの係脱に伴う衝撃を隔離する上記装置が、たわみ継手を 各ブラネタリギヤ軸と上記偏心装置の間に介装していることを特徴とする、請求 項５記載の無段変速装置。
7. ７．上記パワー出力装置が、各上記ブラネタリギヤと噛合する内ハブギヤ部材を 含有していて、上記ブラネタリギヤが回転すると上記内ハブギヤ部材が応動する ように構成してあることを特徴とする、請求項１記載の無段変速装置。
8. ８．出力速度対入力速度比を、最大偏心位置において少なくとも４対１に至るま で増大できることを特徴とする、請求項１記載の無段変速装置。
9. ９．上記偏心装置を上記第１偏心位置から任意の偏心位置へ移動させると各上記 ブラネタリギヤのカムフォロア部材同士の形状寸法が変化するので、上記サンギ ヤの回転に伴って上記ブラネタリギヤの選択分が逐次それぞれのカムフォロアに よって上記サンギヤに関してはらばらの回転弧に沿って回転するように移動する ことによって、上記パワー出力装置に与えられる入力速度が、上記カムフォロア 群に与えられる運動の程度に相当する倍率だけ増大することを特徴とする、請求 項２記載の無段変速装置。
10. １０．上記信心装置が、内偏心部材と、外偏心部材と、上記外偏心のまわりに配 置されたニードル軸受と、上記ニードル軸受上に支承された外偏心リングとを含 有しており、また上記内偏心がその円筒部分を上記外偏心部材内に支承させるこ とによって、上記内偏心部材の回転に伴って上記外偏心知材と外偏心リングとが 、上記内偏心部材の軸線と上記外偏心部材の軸線とが同心状態にある第１位置か ら、上記両軸線が互いに徐々に離間する複数個の位置へ回転するようにすること を特徴とする、請求項９記載の無段変速装置。
11. １１．各上記カムフォロアが付勢されて上記外偏心リングと接触することを特徴 とする、請求項１０記載の無段変速装置。