JPH03349A - 円弧形歯車部及びこの歯車部を有する歯車装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、歯車との噛み合いにおいてその歯車比を変更
するようにした円弧形歯車部及びこの歯車部を有する歯
車装置に関する。

（従来の技術） 従来、内歯又は外歯付きの平歯車の周面の一部に一致し
てこの歯車と噛み合い、歯車との間の歯車比を一定又は
ご（狭い限界内で変更できるように構成した円弧形歯車
部が知られている。そして、このものにあっては歯車部
と歯車を互いに公転軸を中心に公転させて歯車部及び歯
車と公転軸との間の噛合い箇所の距離を変えることによ
り歯車比の変更を実現させている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した従来の歯車部では、距離変更は
公転軸がまだ円弧中心近傍にあるごく狭い限界内で行う
ことができるにすぎない。

そこで本発明の目的は、円弧の曲率半径を比較的広い限
界内で変更できる歯車部及びこの歯車部を有する歯車装
置を提供することである。

（課題を解決するための手段および作用）上記目的を達
成するため、本発明の歯車部は、個々に連続して配置さ
れかつ少な（とも１個の歯（１２）を担持した歯要素（
１１）を、耐引張性および可撓性を有する少なくとも１
個の張り渡された円弧状の連結要素（２５，２６）によ
って保持し、連結要素の端部を各１個の端部材（２８，
２９）内に位置させて固定し、端部材（２８，２９）と
円弧の中心（Ｚ）との距離およびこれに関して円弧の半
径を変更する手段（２２゜３０、３１．３４〜３７）を
設けてなることを特徴とする。

また、本発明の歯車装置は、１組の遊星歯車（５０）と
請求項１〜９のいずれか１項記載の少なくとも１個の歯
車部（１０）とを有する歯車比可変歯車装置であって、
遊星歯車（５０）と歯車部（１０）が相互に公転可能で
あり、常に少なくとも１個の遊星歯車（５０）が歯車部
（１０）と噛み合い、各遊星歯車（５０）から被動歯車
（５８）へと歯車列（５５，５６）が延設され、かつ調
整機構（４６，４５，４４，２２）が設けられてなり、
調整機構を利用して歯車部（１０）の端部材（２８゜２
９）と円弧の中心（Ｚ）との距離が変更可能であること
を特徴とする。

なお、請求項２〜９記載の構成により、外歯付き歯車部
にも内歯付き歯車部にも良好に適用できるようになる。

また、本発明の歯車部が格別適した歯車装置としては、
例えば欧州特許出願明細書第２４８２８９号により知ら
れているものがある。

端部材間に張り渡された可撓性連結要素によって歯車部
が保持され、その歯が歯要素に分割しであることによっ
て歯車部の描く円弧長は一定するが、その曲率半径は比
較的広い限界内で変更することができ　、この結果完全
には無段変更可能ではないが、歯車比を「事実上」無段
と呼ぶことのできるほどごく小さなステップで変更でき
ることとなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１〜７図に基づいて説明する
。

まず第１〜３図について説明する。これらの図に例示し
た歯車部１０は１５個の歯要素１１を有し、その各々が
１個の歯１２を担持している。各歯要素１１は支持部材
１３内で固定されており、支持部材は半径方向横断面（
第１図）においてほぼＵ字形を成している。歯要素１１
をその支持部材１３内で固定するのは１つにはピン１４
であり、これを歯要素工１に挿通し又その端部は付属し
た支持部材の脚部１５．１６　（第１図）内で固定しで
ある。他方、各歯要素１１は第２．３図に示されるよう
に付属した支持部材１３の鞍部１７の内面に実矧ぎ１８
で結合されている。従って各歯要素１１は各方向で付属
の支持部材１３内で嵌合した状態で固定されている。な
お、歯要素は２個以上の歯を有するようにしてもよい。

特に第２．３図から読み取れるように支持部材１３の脚
部１５．１６はその側面に円筒状の円筒セクタ１９を有
しており、常に平面的に重なって互いに限定揺動可能・
どなっている、更に、各支持部材１３の鞍部１７はその
横断面の形状が円弧の中心Ｚに向かって楔状に先細のも
のとなっている。

中央の支持部材Ｉ３、従ってこれにより担持された歯要
素１１はボルト２０により調整要素２２のブラケット２
１に堅く固着されている。この調整要素２２の詳細につ
いては後述する。

支持部材１３の脚部１５．１６は相対向した側面に満２
３．２４を備えており、この溝に帯状の例えば鋼帯２５
．２６からなる可撓性連結要素が各１個張り渡された状
態で嵌挿されている。この鋼帯は概ね歯要素１１の第２
．３図に一点鎖線で示した基準ピッチ円２７の高さに延
設されている。鋼帯２５、２６はその端部が各１個の端
部材２８．２９内に位置して堅く固定されており、端部
材には最も外側の支持部材１３が当接されている。

端部材２８．２９にはアングル部材３０．３１が各１個
形成されている。なお、このアングル部材３０、３１は
第２．３図の表示においては一部見られるだけであり見
えない部分は破線で示しである。アングル部材３０．３
１の一方の腕はピボット３２、３３により調整要素２２
に枢着されている。アングル部材３０．３１の他方の腕
には長孔３４．３５が設けられてあり、これらの長孔３
４．３５のそれぞれに固定配設したピン３６．３７が係
合する。ピン３６、３７はそれぞれブラケット３８．３
９の端部に固着されており、ブラケット自体はスリーブ
４０から延びて設けられており、又該スリーブ内に回転
軸４１が延設されている。なお、ばね輪４２（第１図）
によりスリーブ４０が軸４１に沿って摺動するのが妨げ
られ、ピン３６．３７によりスリーブ４０が軸４１と一
緒に回動するのが防止される。

ところで調整要素２２を、第１．２図に示した位置から
半径方向に中心２から離すと、これに伴って中央の歯要
素１１が中心Ｚから離れるだけでなく端部材２８．２９
がピン３６．３７と長孔３４．３５との協働によって回
転運動を起こし、しかも第２図において端部材２８は時
計回りに、そして端部材２９は反時計回りに回転する。

そして、両端を端部材２８．２９で堅く固定された鋼帯
２５．２６の長さが一定していることで前記円弧の弧長
は一定に維持され、この状態で、上述したように端部材
２８が時計回りに、かつ端部材２９が反時計回りに回転
することにより歯車部１０の描く円弧の半径が太き（な
る。

第１〜３図の歯車部１０を望ましい形で利用することの
できる歯車装置が第４〜６図に概略示しである。第４図
では歯車部１０とこれに付属した調整要素２２がごく概
略認められる。調整要素２２は二重矢４３に従って軸方
向に摺動可能な昇降棒４４に固着されており、昇降棒は
下端にねじスピンドル４５を備えている。ねじスピンド
ル４５と協働するナツト部材４６は、回転可能でかつ軸
方向に指動不可能であり、平歯車と同様外側に歯を備え
ている。このナツト部材４６と噛み合う歯車４７がステ
ッピングモータ４９の被動軸４８に嵌着されている。

第４図の歯車部１０には３個の遊星歯車５０のうち１個
が噛み合う。これらの遊星歯車５０は第５．６図かられ
かるようにそれぞれブラケット５１の末端で回転可能に
支承されている。この場合、各ブラケットは、逆向きに
曲折した２個の同等のトグルレバー５２．５３を有する
（第５図）。

各トグルレバー５３のナックルピンで回転可能に支承さ
れた軸５４（第４図）の一端にはトグルレバー５２．５
３の末端に設けた遊星歯車５０と噛み合う歯車５５が、
モして他端には別の歯車５６が嵌着しである。これらの
歯車５６は被動歯車５８の内歯５７と噛み合い、被動歯
車は玉軸受５９′　を介し軸４１の端部で回転可能に支
承してあり又軸４１の端部に位置して被動軸５９が設け
られている。トグルレバー５３は内端が軸４１と堅く結
合されている。他方、トグルレバー５３とは逆向きに曲
折したトグルレバー５２の内端はブツシュ６０から延び
て設けられ、ブツシュは回転可能に軸４１で支承されて
いる。

第４図には歯車装置が第５図と同じ位置において示しで
ある。この位置のとき歯車部分は中心角が１２０°であ
る。同様に２個の遊星歯車５０間の円周間隔も１２０°
である。つまり常に遊星歯車５０の一つが歯車部１０と
噛み合っている。ところでナツト部材４６を回して歯車
部１０と軸４１の中心Ｚ又は軸線との距離を小さくする
と歯車部の描く円弧の半径が小さ（なるだけでなく、遊
星歯車５０から突出した端部６８が、各支持部材１３（
第１図）の一方の脚部の半径方向に突出した延長部に形
成した溝路６９に係合するので、歯車部１０と噛み合っ
た遊星歯車５０も歯車部に追従する。このことにより、
この遊星歯車を担持したトグルレバー５２．５３の屈曲
が強まり、又一方でトグルレバー５２がブツシュ６０を
介し、他方でトグルレバー５３が軸４１を介し互いに堅
く結合されているので、その遊星歯車５０がその都度歯
車部１０と噛み合っていないトグルレバーの屈曲も強ま
る。第４．５図において歯車部の半径が８０ｍｍである
と仮定する。これは噛合いピッチ円の直径１６０ｍｍに
相当する。遊星歯車５０は直径４０ｍｍ、歯車５５は直
径２０ｍｍと仮定する。駆動軸４１を反時計回りに回転
させるとその結果遊星歯車５０は５回転、つまり転勤に
よって４回、そして（反時計回りの）公転運動によって
１回、回転するが、それは遊星歯車５０が内歯５７を介
し互いに結合しであるからである。遊星歯車５０が５回
転するとその結果歯車５５．５６は時計回りに７回（つ
まり遊星歯車５０と噛み合っていることから時計回りに
１０回−歯車５５が遊星歯車５０を中心に反時計回りに
公転する３回）回転する。歯車５６と内歯５７どの間の
歯車比がに６であると仮定するとこの場合内歯は時計回
りに２／６回転又は１／３回転駆動される。

だが歯車部１０の半径を６０ｍｍに小さくすると（第６
図）これは１２０ｍｍの噛合いピッチ円の直径に相当す
る。軸４１を反時計回りに１回転させると遊星歯車５０
は反時計回りに４回転する（転勤による３回転＋公転に
よる１回転）、この結果歯車５５．５６は時計回りに５
回転（つまり時計回りに８回転−反時計回りの公転によ
る３回転）する、従って内歯５７には回転運動が伝達さ
れず、被動軸５９は停止している。。

以上述べた歯車装置の歯車比の調整は公転中でも行うこ
とができるが、遊星歯車５０の１個だけが歯車部１０と
噛み合う瞬間に、そして歯車部１０によりシミュレート
した歯車の歯の１単位増加（又は減少）に一致した段階
に、行う必要がある。

第７図に示した歯車装置は第４〜６図のものとはいわば
逆である。ここでは歯車部１０が公転するが、それは昇
降棒４４が軸４１と堅く結合された案内管６１内を摺動
可能であるからである。遊星歯車５０は公転しない、歯
車部１０の調整、即ちそれと軸４１の軸線との距離の変
更は間接的に、但しやはりステッピングモータ４９によ
って行われる。その被動歯車４７は軸で回転可能に支承
された二重歯車６３の平歯６２と噛み合い、そのハブに
ブツシュ６０が回転可能に支承しである。二重歯車６３
の別の歯ばかさ歯６４であり、これはこの場合やはりか
さ歯を担持したナツト部材４６と常時噛み合っている。

ここでは３個のナツト部材４６が設けである。ナツト部
材４６はねじスピンドル４５を介し昇降棒６５に作用し
、該棒は二重矢６６に従って固定ガイド内を摺動可能で
ある。昇降棒６５内で遊星歯車５０の軸５０′が支承し
てあり、該歯車と軸４１の軸線との距離はこれでもって
変更可能である。歯車部１０は例えば圧縮ばね６７の作
用により遊星歯車５０のその都度の位置に追従する。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明は、端部材間に張り渡され
た可撓性連結要素によって歯車部が保持され、その歯が
歯要素に分割しであることによって歯車部の描く円弧の
曲率半径は比較的広い限界内で変更することができ、こ
の結果事実上無段と呼ぶことのできるほどごく小さなス
テップで歯車比を変更できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１５個の歯を外側に備えた歯車部の第２図Ｉ−
Ｉ線に沿った断面図、 第２図は歯車部の描く円弧の半径が最小となる位置にお
ける第１図ＩＩ　−ＩＩ線に沿った断面図、 第３図は歯車部の描く円弧の半径が最大となる位置にお
ける第２図と同様の断面図、第４図は公転しない第１〜
３図の歯車部を使用した歯車装置の概要図、 第５図は歯車部が一方の端位置にあるとき第４図の歯車
装置を矢印■方向に見た正面概要図、 第６図は歯車部が他方の端位置を占めた第５図と同様の
正面図、 第７図は歯車部が公転する歯車装置の第４図と同様の概
要図である。 １０・・・歯車部 １１・・・歯要素 １２・・・歯 ２２・・・調整要素 ２５、２６・・−鋼帯 ２８、２９・・・端部材 ３０、３１・・・アングル部材 ３４、３５・・・長孔 ３６、３７・・−ピン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）個々に連続して配置されかつ少なくとも１個の歯（
   １２）を担持した歯要素（１１）を、耐引張性および可
   撓性を有する少なくとも１個の張り渡された円弧状の連
   結要素（２５、２６）によって保持し、連結要素の端部
   を各１個の端部材（２８、２９）内に位置させて固定し
   、端部材（２８、２９）と円弧の中心（Ｚ）との距離お
   よびこれに関して円弧の半径を変更する手段（２２、３
   ０、３１、３４〜３７）を設けてなることを特徴とする
   歯車部。 ２）各歯要素（１１）を支持部材（１３）内で固定し、
   支持部材（１３）に連結要素（２５、２６）を挿通した
   ことを特徴とする請求項１記載の歯車部。 ３）支持部材（１３）がＵ字形であり、各１個の歯要素
   （１１）を支持部材（１３）の両脚部（１５、１６）間
   に位置させて固定したことを特徴とする請求項２記載の
   歯車部。 ４）２個の連結要素（２５、２６）を設け、各連結要素
   を支持部材（１３）の脚部（１５、１６）のそれぞれに
   、各歯要素（１１）の基準ピッチ円（２７）の高さと同
   等の高さ位置で挿通したことを特徴とする請求項３記載
   の歯車部。 ５）各端部材（２８、２９）をアングル部材（３０、３
   １）に固着し、このアングル部材の一方の腕を円弧の中
   心を基準に半径方向に摺動可能な調整要素（２２）に枢
   着し、他方の腕に長孔（３４、３５）を穿設し、この長
   孔に中心（Ｚ）を基準に固定したピン（３６、３７）を
   係合させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１
   項記載の歯車部。 ６）調整要素（２２）を歯要素（１１）の中央のものと
   堅く結合したことを特徴とする請求項５記載の歯車部。 ７）各歯要素（１１）を実矧ぎ（１８）により付属の支
   持部材（１３）に固着したことを特徴とする請求項２〜
   ４のいずれか１項記載の歯車 部。 ８）各歯要素（１１）をピン（１４）により付属の支持
   部材（１３）の脚部（１５、１６）間に位置させて固着
   したことを特徴とする請求項３又は７記載の歯車部。 ９）連結要素（２５、２６）を鋼帯により形成したこと
   を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の歯車部
   。 １０）１組の遊星歯車（５０）と請求項１〜９のいずれ
   か１項記載の少なくとも１個の歯車部 （１０）とを有する歯車比可変歯車装置であって、遊星
   歯車（５０）と歯車部（１０）が相互に公転可能であり
   、常に少なくとも１個の遊星歯車（５０）が歯車部（１
   ０）と噛み合い、各遊星歯車（５０）から被動歯車（５
   ８）へと歯車列（５５、５６）が延設され、かつ調整機
   構（４６、４５、４４、２２）が設けられてなり、調整
   機構を利用して歯車部（１０）の端部材（２８、２９）
   と円弧の中心（Ｚ）との距離が変更可能であることを特
   徴とする歯車装置。 １１）請求項５記載の歯車部（１０）を有する請求項１
   ０記載の歯車装置において、各アングル部材（３０、３
   １）の他方の腕に穿設した長孔（３４、３５）に係合す
   るピン（３６、３７）をスリーブ（４０）から延ばされ
   たブラケット （３８、３９）にそれぞれ固着し、スリーブ（４０）は
   その軸線が円弧の中心（Ｚ）を通る軸（４１）で支承し
   たことを特徴とする歯車装置。 １２）互いに逆向きに曲折した形状の同等の２つトグル
   レバー（５２、５３）からなるブラケット（５１）の一
   端で各遊星歯車（５０）を支承し、一方のトグルレバー
   （５３）のナックルピンで、遊星歯車（５０）と噛み合
   う歯車（５５）を回転可能に支承し、一方のトグルレバ
   ー （５３）の他端を駆動軸（４１）と堅く結合する一方、
   他方のトグルレバー（５２）の他端は駆動軸（４１）で
   回転可能に支承したブッシュ（６０）から延設させたこ
   とを特徴とする請求項１０記載の歯車装置。 １３）調整機構がねじスピンドル（４５）を有すること
   を特徴とする請求項１０記載の歯車装置。 １４）ねじスピンドルを操作するためのステッピングモ
   ータ（４９）を設けたことを特徴とする請求項１３記載
   の歯車装置。