JPH0297751A

JPH0297751A - 無段変速装置

Info

Publication number: JPH0297751A
Application number: JP63249969A
Authority: JP
Inventors: Takashi Takahashi; 崇高橋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-10-05
Filing date: 1988-10-05
Publication date: 1990-04-10

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】〔発明の技術分野〕本発明は歯車機構からなる純機械的な構造の無段変速装
置に関するものである。

〔従来技術〕

従来、無段変速装置は電気的や油圧的機構を利用したも
のを除けば、いずれも滑り摩擦を利用した摩擦伝動機構
からなっており、歯車機構を使用した純機械的構造のも
のは見当たらない。

しかし、摩擦伝動機構を利用したものは、滑りを利用し
て無段変速をするため大動力に適用するときには効率的
な運転が困難になるという欠点があった。したがって、
もし確実な動力伝達が可能な歯車機構だけで無段変速を
することが可能になれば、大動力に対しても極めて効率
の高い運転を可能にすることになる。したがって、この
ような装置が業界において待望されていたが、いまだ実
現されていないのが実情である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は上述のような要望に応え、歯車機構を使
用して純機械的に無段変速を可能にし、しかもこれを極
小容量の制御用原動機で実施可能にする無段変速装置を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成する本発明の無段変速装置は、内歯車が
回動自在に構成されたダブルピニオン遊星歯車機構また
は単純遊星歯車機構に入力軸と出力軸を設け、前記内歯
車にウオームホイールを連動連結すると共に、該ウオー
ムホイールに小馬力の可変速原動機で駆動されるウオー
ムを噛合させ、該ウオームの進み角を前記ウオームホイ
ールの逆転開始寸前の状態で平衡する角度に設定し、該
ウオームホイールを逆転方向に駆動して前記出力軸を無
段階に変速する構成にしたことを特徴とするものである
。

この発明においてダブルピニオン遊星歯車機構とは、遊
星歯車として太陽歯車と内歯車との間に互いに噛合し合
う２個の歯車が介在し、太陽歯車と遊星歯車を支持する
キャリヤの回転を互いに反対方向にするように構成した
ものをいい、また単純遊星歯車機構とは、太陽歯車と遊
星歯車を支持するキャリヤの回転を互いに同方向にする
ように構成したものをいう。これらダブルピニオンまた
は単純遊星歯車機構において、遊星歯車は複数組にして
周方向に等間隔に配置し、均等な動力伝達をするうよう
にしたものが好ましい。

〔実施例〕

第１図および第２図は本発明の無段変速装置の一例を示
す原理図である。

図において、２０は遊星歯車機構であり、この遊星歯車
機構２０の太陽歯車３に入力軸ｌが取り付けられ、キャ
リヤ６に出力軸２が取付けられている。入力軸１にはエ
ンジン、モータなどの原動機１０が連結され、動力が入
力されるようになっている。

上記遊星歯車機構２０は、中心に位置する太陽歯車３、
外周側に回転自在に位置する内歯車５、これら太陽歯車
３と内歯車５との間に介在した遊星歯車４．４”から構
成され、かつその遊星歯車４．４゛は互いに噛合し合う
ように構成され、この実施例では二組が設けられている
。

これら遊星歯車４，４“は、それぞれ支持軸７゜７′に
よって同一のキャリヤ６に支持されており、これら遊星
歯車により太陽歯車３からキャリヤ６へ、矢印で示すよ
うに太陽歯車３と反対方向の回転力が負荷されるように
なっている。

また、内歯車５の外周側にはウオームホイール８が一体
に形成され、そのウオームホイール８にウオーム９が噛
合している。そのウオーム９は可変速原動機１１によっ
て、矢印で示すようにウオームホイール８の回転方向に
従動するように駆動されるようにしである。また、この
ウオーム９の進み角（リード角）は、ウオームホイール
８をセルフストップから逆転開始寸前の状態に平衡させ
るような角度に設定しである。

すなわち、この発明のウオーム９は、ウオームホイール
８の逆転開始寸前の状態で平衡するようにような進み角
に設定されているのである。

そして、このような進み角に設定されたウオーム９を、
ウオームホイール８の逆転方向に従動するように駆動す
るようにするため、可変速原動機１１としては極めて僅
かな容量のものですむようになっている。この可変速原
動機１１としては、非常に小容量の電動モータとか、油
圧モータなどが好ましく使用される。

なお、本発明において、上記ウオームホイール８は内歯
車５に連動連結されていればよいので、上記実施例のよ
うに内歯車５の外周に一体形成するものだけに限定され
ず、第３図に例示するウオームホイール８のように、内
歯車５の側部に一体固定したものであってもよい。また
、第４図に例示するウオームホイール８のように、内歯
車５の外周に形成した外歯車１３に歯車１３゛を噛合さ
せ、この歯車１３゛と一体回転するように設けたもので
あってもよい。

また、本発明における遊星歯車機構は、この実施例のよ
うに必ずしもダブルビニ遊星歯車機構である必要はなく
、単純遊星歯車機構であってもよい。この単純遊星歯車
機構の場合には、太陽歯車３とキャリヤ６の回転は互い
に同方向になる。ただし、この単純遊星歯車機構の場合
は、後述するように減速率が増加して、適用するのに不
便な場合がある。

次に、上記無段変速装置において、可変速原動機１１を
回転して上記ウオームホイール８を回転数ｎで逆転方向
に回転させることにより、人力軸１の回転数Ｎｏを出力
軸２から回転数Ｎに無段変速して出力する場合を、計算
式を使用して具体的に説明する。

まず、遊星歯車機構２０を構成する太陽歯車３の歯数を
２１、内歯車５の歯数をＺ、とし、歯数比Ｚ＋　／　Ｚ
３　＝γとすれば、ダブルピニオン遊星歯車機構の公式
より、出力軸２の回転数Ｎは、となる。

いま、仮にＮｏ　＝１５００Ｓｎ　＝１００　、ｒ　＝
１／８とすれば、上記０式より、となる。

また、ｎ＝０とすれば、Ｎ　＝　−２１４となる。

したがって、上記計算例から、入力軸１の回転数を１５
００５００回転比Ｔを１７８として、可変速原動機１１
により内歯車５の逆回転数ｎを０から１００回転まで変
化させると、出力軸２の回転数Ｎは１００回転から２１
４回転まで無段階に変速されることを示している。

また、本発明では、上述したようにウオーム９の進み角
を、ウオームホイール８のセルフストップから逆転開始
寸前の状態で摩擦力と平衡するように設定していて、ウ
オームホイール８の逆転方向に従動するように駆動する
ようにしているので、制御駆動用の可変速原動機１１を
極小馬力のものですむようにすることができる。

一方、ダブルピニオン遊星歯車機構に代えて、単純遊星
歯車機構を使用した場合の無段変速装置では、上記０式
に代えて、下記の０式を使用することにより出力軸の回
転数Ｎを計算すればよい。

すなわち、この０式の場合には、分母が０式の場合より
も大きくなるから減速率が増加することになる。そのた
め、この単純遊星歯車機構の場合には、ダブルピニオン
遊星歯車機構を使用した無段変速装置よりも不便になる
場合がある。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明の無段変速装置によれば、純機
械的な歯車機構を使用して効率的な無段階の変速を可能
にし、大動力へも適用可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施例からなる無段変速
装置を示し、第１図は第２図のＡ−Ａ矢視図、第２図は
スケルトンで示す原理図である。第３図および第４図は
、他の実施例からなるスケルトン図である。１・・・入力軸、２・・・出力軸、３・・・太陽歯車、
４゜４′・・・遊星歯車、５・・・内歯車、６・・・キ
ャリヤ、８・・・ウオームホイール、９・・・ウオーム
、１０・・・原動機、１１・・・可変速原動機、２０・
・・遊星歯車機構。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）内歯車が回動自在に構成されたダブルピニオン遊
星歯車機構に入力軸と出力軸を設け、前記内歯車にウォ
ームホイールを連動連結すると共に、該ウォームホイー
ルに小馬力の可変速原動機で駆動されるウォームを噛合
させ、該ウォームの進み角を前記ウォームホイールの逆
転開始寸前の状態で平衡する角度に設定し、該ウォーム
ホイールを逆転方向に駆動して前記出力軸を無段階に変
速する構成にしたことを特徴とする無段変速装置。
（２）内歯車が回動自在に構成された単純遊星歯車機構
に入力軸と出力軸を設け、前記内歯車にウォームホイー
ルを連動連結すると共に、該ウォームホイールに小馬力
の可変速原動機で駆動されるウォームを噛合させ、該ウ
ォームの進み角を前記ウォームホイールの逆転開始寸前
の状態で平衡する角度に設定し、該ウォームホイールを
逆転方向に駆動して前記出力軸を無段階に変速する構成
にしたことを特徴とする無段変速装置。