JPH04312250A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、布地や電線等の長尺
物を巻取る巻取装置内に配設した無段変速機能を達成す
る無段変速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般的に利用されている無段変速
装置としては、リングコーン方式、ベルトプーリ式など
が代表的なものとして挙げられるが、前者のリングコー
ン方式ではリングとコーンとの間に配置したリングの摩
擦伝動によって両者の回転を伝達し、リングとコーンと
の間における接触角を相対的に変化させて回転速度比を
変更するものである。また、ベルトプーリ式では、入力
出力プーリ間に巻掛するベルトの位置における各プーリ
の直径を相対的に変化させることに回転速度を変化させ
て巻掛伝動によって伝達している。すなわち、これらの
従来の装置においては無段変速を達成するには、いずれ
もリングの位置、ベルトの位置による摩擦伝動によって
回転速度を伝達させるものであるため、例えば、ベルト
プーリ式における入出力プーリの連続的径変化に対応す
る必要があることから、力の伝達は摩擦力を利用するこ
とになっていた。従って、このような摩擦力によるもの
では大きな力の伝達には不十分であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特に、リングコーン式
のような摩擦伝達方式では、電線・光ファイバー等のケ
ーブルを巻取る巻取装置のような、高速回転により巻取
る回転ボビンの定常運転の速度制御における急激な力の
変化に対してスリップを生じることがあり、そのため力
の円滑な伝達は期待出来ず、故障の原因となっていた。 このような従来の無段変速装置における問題点を解消し
て摩擦力によらず機械的結合によって力の伝達の阻害要
因を解決し、円滑で確実な力の伝達を可能とする無段変
速装置を提供する。特に、この発明の目的は高速回転に
よる巻取り装置における瞬時の回転速度制御を円滑に行
える無段変速装置を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明の前記目的は、
入力軸のかさ歯車と出力軸のかさ歯車とを差動ギヤを介
して連結してなる無段変速装置において、この差動ギヤ
を支持し、この差動ギヤと一体となって運動する差動ギ
ヤ支持体と、この差動ギヤ支持体に連結し、外部との相
互作用を持つことができる連動部材と、この連動部材の
回転運動を制御する制御部とからなり、連動部材の回転
運動を制御することにより入力軸と出力軸との回転速度
比を増減することを特徴とする無段変速装置の構成によ
り達成できた。また、前記制御部がウオームギヤと連動
ギヤとから構成される無段変速装置がより好ましい実施
例である。また、前記制御部において差動ギヤの支持体
に連結した連動部材としてデイスクを配設し、ウオーム
ギヤに代えてブレーキを配置して、連動部材の回転運動
を制御して出力軸の回転速度を制御してもよい。

【０００５】

【作用】この発明の無段変速装置は、回転伝達機構の入
力軸と出力軸との中間に配置した差動ギヤの支持体に制
御機構を連結して、この支持体の回転方向における回転
数が制御され、出力軸の出力回転速度を増減することに
より、連続的に入出力の速度比を得ることができる。差
動ギヤによる機械的伝達機構によるため従来の摩擦伝達
に比べ確実に伝達でき、急激な回転速度の変化に対応で
き、円滑な回転伝達が可能である。この発明の無段変速
装置について、以下に図面に示す実施例に基づいて説明
するが、この発明はこれに限定されるものではない。

【０００６】

【実施例】図１はこの発明に係る無段変速装置の一実施
例の拡大一部断面図、図２は他の実施例における拡大一
部断面図、図３はこの発明に係る無段変速装置を採用し
た巻取装置の全体概略図、図４は図３の巻取り概要を説
明する概略図である。１は駆動モータ１２ａに連結した
駆動軸で、入力側かさ歯車２に軸支してあり、この入力
側かさ歯車２には差動ギヤ５を介して出力側かさ歯車３
が連動され、この出力側かさ歯車３は出力軸４に軸支し
てある。６は差動ギヤ５を支持し、連動部材である連動
ギヤ７を固定した差動ギヤ支持体で、入力側かさ歯車２
と出力側かさ歯車３との間に配置してある。８は連動ギ
ヤ７に噛合うウオームギヤで、電動モータに連結してな
り、このウオームギヤ８は電動モータによって回転数の
制御可能に駆動される。このように構成される無段変速
装置は入力側かさ歯車２と出力側かさ歯車３との入出力
ギヤの比を１：１にしておけば、駆動軸１の回転に対し
て出力軸４との回転比を１：１にするには連動ギヤ７に
連結しているウオームギヤ８の回転を停止することによ
り、入力側かさ歯車２の回転速度が差動ギヤ５を介して
そのまま出力側かさ歯車３に伝達されるから、駆動軸１
と出力軸４の回転比は１：１となる。しかして出力軸４
に駆動軸１の回転数より少ない回転数を得る場合は、例
えば、外部に設けた電動モータ（図示せず）によりウオ
ームギヤ８を作動させて連動ギヤ７を駆動軸１の回転方
向と同一の方向に回転させることにより、出力軸４の回
転数が減速される。

【０００７】また他の実施例として、連動ギヤ７の部分
にデイスク７′を配置してウオームギヤ８の代わりにブ
レーキ８′を設置すると、デイスク７′の回転数はブレ
ーキ８′により制御されるから、差動ギヤ５の作用によ
り入力側かさ歯車２と出力側かさ歯車３との回転比が変
化して増減する。すなわち、この場合は駆動軸１が高速
に回転している状態で、出力軸４の回転数を零から高速
回転までスムースに増速することができる。たとえば、
駆動軸１が回転して入力側かさ歯車２、差動ギヤ５及び
出力側かさ歯車３を回転しているとき、差動ギヤ５の差
動ギヤ支持体６に連結したデイスク７′に対してブレー
キ８′を作用させなければ、差動ギヤ５は出力側かさ歯
車３上で自由回転となり、出力側かさ歯車３と出力軸４
の回転は停止する。しかし、デイスク７′に対してブレ
ーキ８′の作用を徐々に増加すると出力側かさ歯車３お
よび出力軸４は回転を始め、増速される。ブレーキ８′
を最大に加圧してデイスク７′の回転を完全に停止せし
めたときは、駆動軸１の回転数と出力軸４の回転数は等
しくなり、この実施例の出力軸４は最高回転速度に達す
る。この実施例におけるブレーキ機構としては図２に示
されるようなデイスクの表面にブレーキパットを押し付
ける構造のものでも充分であるが、磁性粉を表面に散布
したブレーキである電磁ブレーキを使用するこも、その
他の単なる機械式の制動機構を採用してもよいことは勿
論である。

【０００８】この発明の無段変速装置を採用した光ファ
イバケーブルの巻取装置について図３に基づき説明する
と、１１は光ファイバで駆動モータ１２ａに連結したキ
ャップスタン１２によって引き出され、巻取装置１５に
巻き取られる。この巻取装置１５において安定した光フ
ァイバの巻取りが行われるようにキャップスタン１２と
プーリ１４との間にダンサプーリ１３を配置してある。 キャップスタン１２と駆動モータ１２ａとの間には減速
機１２ｂが配置され、この減速機１２ｂには無段変速装
置１６の駆動軸１を連結してある。無段変速装置１６の
出力軸４には巻取装置１５を連動してある。他方ダンサ
プーリ１３は無段変速装置１６のウオームギヤ８に関連
した位置検出器１３ｂを内蔵したダンサアーム１３ａの
先端に配設してある。ダンサアーム１３ａの位置によっ
て巻取装置１５の回転速度は制御されるようになってい
る。この巻取装置１５の作動を説明すると、光ファイバ
１の引き出し速度と巻取装置１５の回転速度を一致させ
る必要があり、両者の回転速度に差があるときはダンサ
プーリ１３が上下動するから、このダンサアーム１３ａ
の位置検出器１３ｂの信号が無段変速装置１６のウオー
ムギヤ８の駆動モータに入力され、ウオームギヤ８の回
転速度またはブレーキ制動が制御されて、無段変速装置
１６の出力軸４の回転速度が調整される。これにより巻
取装置１５の回転速度が制御され、巻取りボビンの外径
が大きくなっても常時一定した速度で巻き取ることがで
きる。特に、最近のように高速で光ファイバを巻き取る
ときにも安定した巻取りが可能で、２０００ｍ／分の速
度の巻取りも可能であった。

【０００９】

【発明の効果】以上のように構成されているこの発明に
係る無段変速装置は、差動ギヤを用いた無段変速機構で
あるため、従来のような回転伝達においてスリップ等に
よる障害が発生せず、確実な回転力の伝達が行われ、し
かも広範囲の速度変換比が得られる。また、入力軸と出
力軸との間の差動ギヤの回転を簡単な機構で制御するこ
とができるばかりでなく、微調整の変換比を得ることが
できるなど優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る無段変速装置の一実施例の一部
拡大断面図である。

【図２】この発明に係る他の実施例の一部拡大断面図で
ある。

【図３】この発明に係る無段変速装置を採用した巻取装
置の全体概略図である。

【図４】図３の巻取り概要を説明する概略図である。

【符号の説明】

１　　…駆動軸 ２　　…入力側かさ歯車 ３　　…出力側かさ歯車 ４　　…出力軸 ５　　…差動ギヤ ６　　…差動ギヤ支持体 ７　　…連動ギヤ　　　　　　　　７′…デイスク８　
　…ウオームギヤ　　　　８′…ブレーキ１１　　…光
ファイバ １３　　…ダンサプーリ　　　　１３ａ…ダンサアーム
１５　　…巻取装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　入力軸のかさ歯車と出力軸のかさ歯車
   とを差動ギヤを介して連結してなる無段変速装置におい
   て、この差動ギヤを支持し、この差動ギヤと一体となっ
   て運動する差動ギヤ支持体と、この差動ギヤ支持体に連
   結し、外部との相互作用を持つことができる連動部材と
   、この連動部材の回転運動を制御する制御部とからなり
   、連動部材の回転運動を制御することによって入力軸と
   出力軸との回転速度比を増減させることを特徴とする無
   段変速装置。
2. 【請求項２】　　前記外部との相互作用を持つ連動部材
   を制御する制御部がウオームギヤ装置である請求項１の
   無段変速装置。
3. 【請求項３】　　前記外部との相互作用を持つ連動部材
   を制御する制御部がデイスクブレーキ装置よりなること
   を特徴とする請求項１の無段変速装置。
4. 【請求項４】　　前記デイスクブレーキ装置が流体圧力
   、電磁力及び機械的摩擦力から選ばれたブレーキ機能で
   あることを特徴とする請求項３の無段変速装置。