JPH04370448A - 無段変速機 - 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】本発明は樋門等を開閉するための
ゲート開閉装置等に適用される無段変速機に関し、特に
回転体の外周に取り付けられるとともに、入力軸側の入
力円板と出力軸側の出力円板とにともに接することによ
り、これら入出力軸間に回転を伝達させる複数のコーン
と、内周部が各コーンに接することによりこれらコーン
および前記回転体に差動運動を行わせる変速リングとを
備え、この変速リングをその軸心方向に移動させてコー
ンとの接触位置を変化させ、上記差動運動量にしたがっ
て出力軸の回転数を変化させるようにしたリングコーン
式の無段変速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種変速機では、たとえばゲート開閉
装置等に組み込む場合に対応して正逆両方向回転で自動
変速できるうえ、低入力回転速度で、かつ高負荷トルク
に対応できるものが要請されている。

【０００３】このため、従来、たとえば特公平２−３９
６６５号公報等に示すように、変速リングをカムに取り
付け、この変速リングをコーンおよび回転体の差動運動
に伴ってカムとともにその周方向へ変位可能に構成する
一方、上記カムに回転方向で逆向きとなる傾斜面を形成
し、この傾斜面を弾性的に支持状態に押圧するばねを設
けて出力軸にかかる負荷の大小に応じた変速リングの周
方向の変位を許容し、この周方向の変位によって傾斜面
を介して変速リングをその軸方向に変位させるように構
成したものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のものは
、負荷トルクが急激に変動した場合でも、変速が自動的
に行われるが、変速リングが取り付けられたカムの傾斜
面をばね力を受けたベアリングで支持させているので、
上記急激な負荷トルクの変動時に変速リングがカムとと
もに、軸心に対して傾斜姿勢となるようなこじれを起こ
しやすく、その場合、変速リングの動作が不安定になる
。これを防止するためには、変速リングの周辺部品の寸
法精度を上げる必要があり、製造条件が煩雑になる。

【０００５】そこで、本発明はこのような問題点を解決
するためになされたもので、部品精度にこだわることな
く、負荷トルクが急激に変動した場合でも、変速リング
の動作の安定化を図ることができる無段変速機を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る無段変速機は、変速リングが取り付けら
れたカムの外周面側とこれに対向するケースの内壁面側
との間に、上記カムの軸心方向の変位をガイドするカム
ガイド手段を設けたものである。

【０００７】

【作用】上記構成により、負荷トルクが急激に変化して
カムが変速リングとともにこじれ姿勢になろうとしても
、上記カムガイド手段の存在により上記傾きが阻止され
る。したがって、周辺部品の寸法を厳しく管理しなくて
も、変速リングの変速動作が安定的に行われる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にしたがって説
明する。図１および図２は本発明に係る無段変速機をゲ
ート開閉装置に組み込んだ実施例を示すものである。

【０００９】同図において、１は装置本体であり、図示
しないバルブに連結された弁棒２が昇降可能に保持され
ている。３はバルブ開閉操作用のハンドルである。上記
装置本体１におけるスタンド４上に固定されたギヤーケ
ース５内には、第１のベベルギヤ６がボールベアリング
７，８等を介して回転可能に支承されており、さらに上
記ベベルギヤ６には、上記弁棒２に螺合するスクリュー
ブロック９がボルト１０等で固定されている。１１は上
記ギヤケース５内のボールベアリング１２に支承されて
第１のベベルギヤ６に噛合する第２のベベルギヤであり
、上記スクリューブロック９および第１のベベルギヤ６
等とともに弁棒昇降駆動用のギヤ機構１３を構成してい
る。

【００１０】上記第２のベベルギヤ１１に対応して上記
ギヤケ−ス５に形成された筒形突出部５Ａには、上記ハ
ンドル３とギヤ機構１３との間に介在されるリングコ−
ン式無段変速機２１におけるケ−ス２２の後部がボルト
２３等で取り付けられている。

【００１１】上記無段変速機２１の構成は以下のとおり
である。上記ケ−ス２２には、上記ハンドル３が固定さ
れたハンドル軸２４が入力軸としてボールベアリング２
５により回転可能に軸支されている。また、ケース２２
の中には、ハンドル軸２４と軸心を一致して配置された
出力軸２６が、このハンドル軸２４とは独立して回転自
在に支持されている。出力軸２６は、その端部がケース
２２から後方へ突出して前記第２のベベルギヤ１１の回
転軸として構成されている。

【００１２】上記ハンドル軸２５の端部２７はつば状に
形成されている。またケース２２の中における出力軸２
６のまわりには筒部３０を有した入力円板２８が回転自
在に支持されており、この入力円板２８は、切り離しを
行わない噛み合いクラッチ２９によって、ハンドル軸２
４の端部２７に連結されている。

【００１３】入力円板２８に続く出力軸２６の外周には
回転体としてのコーンリテーナ３１が同心状に配置され
て回転自在に構成され、このコーンリテーナ３１の外周
縁には、複数のコーン３２が回転自在に設けられている
。このコーン３２は、入力円板２８に形成された外周つ
ば部３３との間で摩擦伝動を行なう。上記コーンリテー
ナ３１に続く出力軸２６の外周には、出力円板３４が同
心状に設けられており、この出力円板３４は、その外周
縁がコーン３２との間で摩擦伝動を行なう。出力円板３
４はボール３５を介してスリーブ３６に連結され、この
スリーブ３６は出力軸２６に固定されている。したがっ
て、これら出力円板３４、スリーブ３６および出力軸２
６は、一体に回転可能である。３７はばねで、出力円板
３４を摩擦伝動のためにコーン３２に押圧する。

【００１４】コーン３２を取り付けたコーンリテーナ３
１の周囲には変速リング３８が設けられ、この変速リン
グ３８は、コーン３２の円錐部との間で摩擦伝動を行な
うとともに、図３に示す円筒状のカム３９に固定されて
このカム３９とともに回転可能である。カム３９は、そ
の軸心方向の両端面が、周方向に複数のベアリング４０
にて支持されている。

【００１５】各ベアリング４０は、カム３９の軸心方向
の両端面を挟み込む一対のボール４１，４２と、一方の
ボール４１を転動可能に収容する固定リテーナ４３と、
他方のボール４２を転動可能に収容する可動リテーナ４
４とを有している。可動リテーナ４４は圧縮コイル構造
のばね４５によってカム３９に向けて押圧されており、
このばね４５はカム３９の軸心と平行な方向に配置され
ている。また可動リテーナ４４には、ばね４５の内部に
配置されるガイド棒４６が取り付けられており、このガ
イド棒４６は、ケース２２においてカム３９の軸心と平
行な方向に形成されたガイド軸受７１に摺動自在にはめ
込まれている。このガイド軸受７１の外周部のねじはバ
ネケース７２の内側にねじ込まれたガイドブッシュ７３
を押してその位置を変化させることで、ばね４５により
発生する押圧力などを調節可能である。

【００１６】前記カム３９としては、エンドカムが用い
られており、このカム３９における固定リテーナ４３の
ボール４１に接する方の端面には、図３に示すように傾
斜面４９が形成されている。この傾斜面４９は、図４に
示すようにカム３９の軸心方向の厚みを徐々に変化させ
るように互いに逆方向に一対の斜面４９Ａ，４９Ｂによ
り逆Ｖ字形に形成されている。

【００１７】そして、３９の外周面３９ａ側とこれに対
向するケース２２の内壁面２２ａ側との間には、図５に
示すように上記カム３９の軸心方向へ沿って複数の鋼球
５０が配設されており、これら鋼球５０は保持体５１に
保持されており、上記カム３９の軸心方向の変位をガイ
ドするガイド手段としてのガイドベアリング５２を構成
している。

【００１８】このような構成において、ハンドル３を回
転操作すると、その回転操作力はハンドル軸２４および
入力円板２８に伝達される。変速リング３８がコーン３
２に接していることから、このコーン３２は入力円板２
８により回転されることで変速リング３８の内周縁に沿
ってころがり、このころがり運動にもとづいて、コーン
リテーナ３１とコーン３２とが一体に差動運動を行なう
。変速リング３８が移動し、コーン３２の先端部の近傍
で変速リング３８がコーン３２に接するようにすれば、
コーン３２のころがり量が小さくなって差動運動の量も
小さくなり、変速比は小さくなる。反対にコーン３２の
裾の部分に接するように変速リング３８が移動すると、
コーン３２のころがり量が大きくなって差動運動の量も
大きくなり、変速比は大きくなる。この変速の行なわれ
た回転が出力軸２６に現われる。上記出力軸２６の回転
により第２のベベルギヤ１１を介して第１のベベルギヤ
６が回転する。このため、スクリューブロック９が回転
し、弁棒２によるバルブの昇降によりゲートが開閉され
る。

【００１９】いま、ベアリング４０における両ボール４
１，４２は、ばね４５の力によってカム３９を挟み込む
ように押圧しているため、出力軸２６に負荷がかかって
いないときには、上記ボール４１が傾斜面４９を押圧し
、図７に示すようにカム３９の軸方向の厚みが最小の部
分でこのカム３９を支持するように、カム３９に回転を
与える。このとき、変速リング３８がコーン３２の先端
部近傍に接するように各部材を配置しておくことで、出
力軸２６は変速比の小さな高速回転を行なう。

【００２０】出力軸２６に負荷が加わると、負荷トルク
に比例した回転力がコーン３２から変速リング３８に伝
達され、この変速リング３８とともにカム３９を周方向
に回転させようとする。すると、傾斜面４９が固定リテ
ーナ４３のボール４１に当たっているので、カム３９は
、傾斜面４９がばね４５の力に抗してボール４２を押し
のけるようにして周方向に回転し、結局ばね４５を圧縮
しながら固定リテーナ４３から離れるように、その軸心
方向に変位する。この変位は、可動リテーナ４４のガイ
ド棒４６がガイド孔４７にはめ込まれていることから、
円滑に行なわれる。

【００２１】これにより、変速リング３８とコーン３２
との接触位置がコーン３２の裾の部分へと変位する。そ
して、負荷トルクにもとづき傾斜面４９がボール４１を
押圧する力と、カム３９の変位により増大するばね４５
の力とが釣り合う位置で機構が安定し、負荷に応じた適
当な変速比になる。このときの状態を図８に示す。

【００２２】このようなものであると、カム３９におけ
る傾斜面４９の各斜面４９Ａ，４９Ｂの両側傾斜部位４
９ａ，４９ｂは互いに逆方向に傾斜しているので、ハン
ドル軸２４を正逆両方向へ回転した場合のいずれにも、
同様の自動変速を行なうことができる。

【００２３】さらに、上記カム３９の傾斜面４９を逆Ｖ
字形に形成してあるので、最小変速比位置に対抗するカ
ム軸方向の厚さの小さい部位４９ｃからその両側傾斜部
位４９ａ，４９ｂにかけては傾斜がなだらかになってい
る。したがって、上記最小変速比の位置から最大変速比
の位置へ移行する際の変速動作が無理なく開始されるこ
とになる。したがって、ハンドル軸２４の回転スタート
時に大きな負荷がかかった場合であっても、変速動作の
応答性が良いので、入力側に大きなトルクが付与される
こともなくなる。

【００２４】ところで、上記出力軸６側に負荷トルクの
急激な変動が起きた場合でも、上記変速動作が行われる
が、その時、上記変速リング３８が取り付けられたカム
３９が図５の鎖線のように軸心に対して傾斜した姿勢、
いわゆるこじれを起こすおそれがある。この場合、上記
カム３９の外周面３９ａ側とこれに対向するケース２２
の内壁面２２ａ側との間に位置するガイドベアリング５
２が上記カム３９の外周面３９ａを受け止めて軸心に沿
ってガイドさせるので、上記こじれが阻止される。した
がって、カム周辺の部品の加工精度を上げたり、組付後
の部品相互間の位置調整を行わなくても、変速リング３
８の動作は安定的に維持される。

【００２５】なお、上記実施例では、カム３９に対する
カムガイド手段として、ガイドベアリング５２を用いた
もので説明したが、これに限らず、たとえば図６に示す
ように１対のローラ６１，６２とこれらローラ６１，６
２に掛設したベルト６３によりカムガイド手段６４を構
成するなど、種々の変形構造が考えられる。

【００２６】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、変速リ
ングが取り付けられたカムの外周面側とこれに対向する
ケース内壁面側との間にカムの軸心方向の変位をガイド
するカムガイド手段を設けたので、負荷の急激な変動が
あっても上記変速リングがカムとともにこじれ姿勢にな
るのが有効に阻止され、部品の寸法管理を厳しくするこ
となく、比較的ラフな製作がなされたとしても、所期の
変速動作を安定的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無段変速機をゲート開閉装置に組み込
んだ一実施例を示す断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】同実施例における無段変速機におけるカムを示
す半截断面図である。

【図４】同実施例における同カムの支持状態の斜視図で
ある。

【図５】同実施例におけるガイドベアリングの動作説明
図である。

【図６】本発明の他の実施例におけるカムガイドの動作
説明図である。

【図７】本発明の無段変速機におけるカムの動作説明図
である。

【図８】本発明の無段変速機におけるカムの動作説明図
である。

【符号の説明】

２２　　　　ケース ２２ａ　　内壁面 ２４　　　　入力軸 ２６　　　　出力軸 ３１　　　　回転体 ３２　　　　コーン ３８　　　　変速リング ３９　　　　カム ３９ａ　　カムの外周面 ５０　　　　鋼球 ５２　　　　ガイドベアリング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　回転体の外周に取り付けられるととも
   に、入力軸側の入力円板と出力軸側の出力円板とにとも
   に接することにより、これら入出力軸間に回転を伝達さ
   せる複数のコーンと、内周部が各コーンに接することに
   よりこれらコーンおよび前記回転体に差動運動を行わせ
   る変速リングと、上記変速リングが取り付けられて前記
   コーンおよび回転体の差動運動に伴って上記変速リング
   を周方向へ変位可能に設定する円筒状のカムとを備え、
   前記カムの端面に、カムの軸方向の厚みを徐々に変化さ
   せるような傾斜面を形成し、前記カムの両端面を、この
   両端面に接してカムを間に挟み込むベアリングにて支持
   し、前記ベアリングをカムの両端面に押圧させるばねを
   設けて、このばねにより、出力軸の負荷の大小に応じた
   変速リングの周方向の変位を許容して、この周方向の変
   位によって、前記傾斜面により変速リングをその軸心方
   向に変位させるように構成した無段変速機において、上
   記カムの外周面側とこれに対向するケースの内壁面側と
   の間に、カムの軸方向の変位をガイドするカムガイド手
   段を設けたことを特徴とする無段変速機。