JPH0546460B2

JPH0546460B2 -

Info

Publication number: JPH0546460B2
Application number: JP60250630A
Authority: JP
Inventors: Kikuzo Takamya; Ritsuo Nishimura; Nobuaki Shimada
Original assignee: Bridgestone Cycle Co Ltd
Current assignee: Bridgestone Cycle Co Ltd
Priority date: 1985-11-11
Filing date: 1985-11-11
Publication date: 1993-07-14
Also published as: JPS62113947A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は無段変速装置の変速増幅装置に関する
ものである。

（従来の技術）この種の無段変速装置としては、例えば本出願
人が先に出願した特願昭60−167483号のものがあ
る。これは、入力側の駆動回転部材の内周に一方
向クラツチを介して内歯ラチエツトリングを設
け、この内歯ラチエツトに噛合する爪の基部を、
中心軸に対して偏心量調整自在な偏心カムに回転
自在に設けたキヤリヤに枢支してなる無段変速装
置と、遊星歯車式増速装置とを組み合わせたこと
を特徴とする無段変速装置である。

（発明が解決しようとする問題点）上述の装置は無段変速装置と、遊星歯車式増速
装置とを組み合わせたものであるから、例えば無
段変速装置の変速比が１：１から１：1.5である
場合に、遊星歯車式増速装置によつて変速比を例
えば１：１から１：３にすることはできるが、変
速比を１：１以下の減速状態にすることはできな
い。

すなわち上述の遊星歯車式増速装置は、入力側
回転部材が回転していても出力軸の回転をゼロに
したり、さらには出力軸を逆転させることはでき
ないという問題点がある。

そして産業機械および搬送機器等に装備する無
段変速装置としては、入力側の一定回転に対し
て、出力側を増変速することは勿論、出力軸の回
転をゼロにしたり、さらには逆回転させることも
できる広範囲の変速機能が要望されている。本発
明はこのような要望を達成することができる無段
変速装置の変速増幅装置を提供することを目的と
するものである。

（問題点を解決するための手段）上述の目的を達成するため本発明においては、
ケース本体１内に中心軸２４を固定して設けると
共に、入力軸１２によつて回転させられる無段変
速装置の入力側回転部材であるドラム９をケース
本体１内に回転自在に設け、さらに無段変速装置
の出力側回転部材である遊星キヤリヤ２６を中心
軸２４に回転自在に設けると共に、中心軸２４と
同心の出力軸４８を回転自在に設け、この出力軸
４８の中心軸２４側に第１太陽歯車５５を嵌着
し、ケース本体１のケース蓋６のボス部６ａに第
２太陽歯車５６を嵌着し、第１太陽歯車５５と噛
合する複数個の第１遊星歯車５７を軸５９により
遊星キヤリヤ２６にそれぞれ枢支し、第２太陽歯
車５６と噛合する複数個の第２遊星歯車６０を軸
６２によりドラム９のケース蓋６側の端板部９ｃ
にそれぞれ枢支し、さらにこれらの遊星歯車５
７，６０を外包するインナードラム６３をドラム
９および遊星キヤリヤ２６に対して回転自在に設
け、このインナードラム６３の内周部に第１遊星
歯車５７と噛合する第１内歯歯車６６を設けると
共に、第２遊星歯車６０と噛合する第２内歯歯車
６７をそれぞれ一体的に設けて無段変速装置の変
速増幅装置を構成する。

（作用）上述のように構成した本発明の変速増幅装置を
使用すれば、前段の無段変速装置の変速範囲を増
幅して取り出すことができる。すなわちこの遊星
歯車装置のギヤ比を適当に設定すれば、出力回転
をゼロ回転から最高回転までの広い範囲にわたつ
て無段階に取り出すことができるし、またギヤ比
の設定によつては、出力軸の回転を正転から逆転
までの広い範囲に設定することもできる。

さらに上述の装置の変速操作は、機構上運転中
でも停止中でも無理なくできるため便利である。

（実施例）以下、第１図〜第９図について本発明の一実施
例を説明する。

図中１は中空円筒形状のケース本体、１ａはそ
のケース本体１の入力側端部に設けた環状の外側
フランジ、１ｂは同じく環状の内側のフランジ、
１ｃはケース本体の出力側端部に設けた環状の外
側フランジ、２はケース本体１の入力側に設けた
中間ケーシング、３はこの中間ケーシングの外側
に設けたケース蓋、３ａはその中心部において外
方へ突設したボス部、４はケース蓋３、中間ケー
シング２、およびケース本体１の外側フランジ１
ａを貫通して設けた複数本のボルト、５はナツト
である。また６はケース本体１の出力側に設けた
ケース蓋、６ａはその中心部において内方へ突設
したボス部、７はケース蓋６および外側フランジ
１ｃを貫通して設けた複数本のボルト、８はその
ナツトである。

また９はケース本体１内に回転自在に設けた中
空円筒状のドラム（入力側の駆動回転部材）で、
本実施例においては複数個の部材を結合して一体
に形成してある。１０はドラム９の入力側をケー
ス本体１の内側フランジ１ｂに回転自在に支承す
るための軸受で、１１はドラム９の出力側をケー
ス蓋６に回転自在に支承するための軸受である。

また１２は入力軸で、この入力軸１２はケース
蓋３のボス部３ａ内に軸受１３を介して支承され
ており、その内側端部はケース蓋３と中間ケーシ
ング２との間においてほぼ円板状に形成されてお
り、この円板部１２ａと中間ケーシング２との間
に介挿した軸受１４によつて入力軸１２は二点支
持されている。なお１５はオイルシールである。

また１６は入力軸１２の円板部１２ａの外周部
に嵌着した太陽歯車、１７はドラム９の入力側端
部に嵌着した太陽歯車で、これら２個の太陽歯車
１６，１７は同心である。１８は第２図に示すよ
うに太陽歯車１６，１７の中心に対する同一円周
上の複数個所（本実施例では３個所）において、
それぞれケース蓋３とケース本体１の内側フラン
ジ１ｂとの間に設けた軸、１９は軸１８に軸受２
０を介して回転自在に設けたそれぞれ２個の遊星
歯車１９ａ，１９ｂを有する伝動歯車で、遊星歯
車１９ａは太陽歯車１６と噛合し、遊星歯車１９
ｂは太陽歯車１７と噛合するようにしてある。す
なわち入力軸１２が回転すれば、太陽歯車１６、
遊星歯車１９ａ，１９ｂ、太陽歯車１７を介して
ドラム９が回転するようになつている。

また２１は内側偏心シヤフトで、この内側偏心
シヤフト２１はドラム９に対する偏心位置におい
てケース本体１に対して固定して設ける。すなわ
ち第１図に示すように内側偏心シヤフト２１の右
側を中間ケーシング２に嵌入すると共に、キー２
２によつて固定し、内側偏心シヤフト２１の左端
には、シヤフト２１と同心のデイスク２３を一体
に形成し、さらにこのデイスク２３の左側にドラ
ム９の中心に位置する中心軸２４を内側偏心シヤ
フト２１、デイスク２３と一体に形成する。そし
てドラム９の中間部において内側に突設した中間
フランジ部９ａに軸受２５を介してリング状の遊
星キヤリヤ２６を回転自在に設け、この遊星キヤ
リヤ２６の内周と中心軸２４との間に軸受２７を
設けて内側偏心シヤフト２１の左側部を支承す
る。

また２８は内側偏心シヤフト２１に回転自在に
嵌合した外側偏心シヤフトで、この外側偏心シヤ
フト２８の外周に２個の軸受（テーパーローラベ
アリング）２９を介して略中空円筒形状のロータ
３０を無段変速装置の従動回転体として回転自在
に設ける。また外側偏心シヤフト２８の第１図に
おける右端には、内側偏心シヤフト２１と同心の
ウオームホイール３１を設け、このウオームホイ
ール３１と噛合するウオーム３２をその軸３２ａ
を介して中間ケーシング２に回転駆動できるよう
に設ける。第３図に示す３３はそのハンドルであ
る。

またドラム９の入力側前半部９ｂの内周部に一
方向クラツチ３４を介して複数列（本実施例では
８列）の内歯歯車３５ａを有するリングギヤ３５
を並設し、この内歯歯車３５ａよりも曲率半径の
小さな曲率半径を有する略半円弧状の外周部に内
歯歯車３５ａと噛合する外歯３６ａを有する歯付
プラネツト３６を形成する。

また前記ローター３０の外周部において、前記
複数列のリングギヤ３５と対向する位置にそれぞ
れ一組のブラケツト３０ａを突設し、これら複数
組（本実施例では８組）のブラケツト３０ａを第
４図に示すように円周８等分位置に配設する。そ
して各歯付プラネツト３６の基部をそれぞれピン
３７を介して各ブラケツト３０ａに枢支すると共
に、各歯付プラネツト３６の外歯３６ａをそれぞ
れ対応するリングギヤ３５の内歯歯車３５ａに常
時圧接噛合させる。

この圧接噛合手段としては、歯付プラネツト３
６の枢支部にばね（図示せず）を設ける等どのよ
うな手段でもよい。本実施例ではリングギヤ３５
の歯付プラネツト３６との噛合部の両側壁部に半
円状の凹欠部３５ｂを設け、この凹欠部３５ｂを
貫通するピン３８によりリングギヤ３５の両側に
おいて腕板３９の一端部を枢支すると共に、これ
ら二枚の腕板３９間に歯付プラネツト３６を挟み
込み、これら腕板３９の遊端部間をピン４０より
連結し、このピン４０にうず巻きばね４１を嵌装
して、このうず巻きばね４１によつて歯付プラネ
ツト３６の外歯３６ａをリングギヤ３５の内歯は
３５ａに常時圧接噛合させてある。なお第４図お
よび第５図の一方向クラツチ３４は、ボール３４
ａとばね３４ｂとよりなるものであるが、この一
方向クラツチは、例えば、ラチエツトと爪による
一方向クラツチ等のように、どのような形式のも
のでもよい。なお無段変速装置は他の形式のもの
でも差し支えない。

また上述のように構成した無段変速装置の従動
回転体であるローター３０の回転を中心軸２４を
中心とする回転にするために、ローター３０の第
１図における左側の端部に太陽歯車４２をロータ
ー３０と同心的に設けると共に、前記遊星キヤリ
ヤ２６の第１図における右側の肩部に太陽歯車４
３を設け、前記デイスク２３の外周部に軸受４４
を介してリング状のギヤキヤリヤ４５を回転自在
に設け、このギヤキヤリヤ４５の第１図における
右側に太陽歯車４２と噛合する内歯歯車４６を設
け、ギヤキヤリヤ４５の左側に太陽歯車４３と噛
合する内歯歯車４７を設ける。

また遊星キヤリヤ２６の第１図における左側の
遊星歯車装置が、上述した無段変速装置による変
速を増幅する本発明の変速増幅装置であり、その
構成は次の通りである。

すなわち４８は出力軸で、この出力軸４８の第
１図における右側の端部は、前記中心軸２４に設
けた中心孔に軸受４９を介して回転自在に支持さ
れており、中間部は前記ボス部６ａ内に設けた軸
受５０と、ケース蓋６の外側に突設して設けた軸
受ハウジング５１内に設けた軸受５２によつて回
転自在に支持されている。５３は軸受５０，５２
間に嵌装したスリーブ、５４はオイルシールであ
る。

また５５は出力軸４８の第１図における右側に
嵌合固着した第１太陽歯車で、５６はケース蓋６
のボス部６ａの端部に嵌合固着した第２太陽歯車
である。そして第８図に示すように第１太陽歯車
５５と噛合する複数個（本実施例では４個）の第
１遊星歯車５７を軸受５８を介して軸５９により
遊星キヤリヤ２６にそれぞれ枢支し、他方第９図
に示すように、第２太陽歯車５６と噛合する複数
個（本実施例では４個）の第２遊星歯車６０を軸
受６１を介して軸６２によりドラム９の第１図に
おける左側の端板部９ｃにそれぞれ枢支し、さら
にこれらの遊星歯車５７，６０を外包するインナ
ードラム６３の一端部を軸受６４を介して遊星キ
ヤリヤ２６に回転自在に支承させると共に、イン
ナードラム６３の他端部を軸受６５を介してドラ
ム９の端板部９ｃに回転自在に支承させ、このイ
ンナードラム６３の内周部に第１遊星歯車５７と
噛合する第１内歯歯車６６を設けると共に、第２
遊星歯車６０と噛合する第２内歯歯車６７を一体
的に設ける。

つぎに上述のように構成した装置の作用を説明
する。入力軸１２が回転（右回転）すると、これ
と一体の太陽歯車１６が、第２図の矢印Ｃの方向
に回転し、それと噛合する遊星歯車１９ａが矢印
Ｄの方向に回転する。遊星歯車１９ａ，１９ｂは
一体に形成されているため、第３図において遊星
歯車１９ｂが矢印Ｄの方向に回転すると、これと
噛合する太陽歯車１７が矢印Ｅの方向に回転し、
これと一体のドラム９が同方向に回転する。

第３〜５図においてO₁は入力軸１２および出
力軸４８の中心と一致する本装置の中心点で、
O₂は内側偏心シヤフト２１の中心点であり、O₃
は外側偏心シヤフト２８の中心点である。本実施
例ではO₁〜O₂＝O₂〜O₃に設定してあるため、第
３図および第４図ではO₁とO₃が一致しており、
第５図においてはO₁とO₃が最も離れている。す
なわち第１，３，４，６図は外側偏心シヤフト２
８の偏心量がゼロの状態を示しており、第５図は
外側偏心シヤフト２８が最大偏心状態にある場合
を示している。

この偏心量の調整は、第３図に示すハンドル３
３を操作することにより、ウオーム３２、ウオー
ムホイール３１を介して外側偏心シヤフト２８を
内側偏心シヤフト２１を中心に回転させることに
よつて行う。すなわち第３，４図の状態から、外
側偏心シヤフト２８を180℃回転させれば第５図
のように偏心量最大の状態になり、またこの状態
から外側偏心シヤフト２８を180゜回転させれば偏
心量ゼロの状態になる。

まず偏心量ゼロの状態の作用を説明すると、前
記したように太陽歯車１７が第３図の矢印Ｅの方
向に回転すると、これと一体的に結合したドラム
９も第４図の矢印Ｅ方向に回転する。ドラム９が
矢印Ｅ方向に回転すると一方向クラツチ３４を介
して各リングギヤ３５も第４図の矢印Ｆのように
回転し、このリングギヤ３５と噛合する歯付プラ
ネツト３６、ピン３７、ブラケツト３０ａを介し
てローター３０も矢印Ｆの方向に回転する。そし
て偏心量ゼロの場合はローター３０が装置の中心
位置にあるためローター３０はリングギヤ３５と
一体的に回転する。したがつてこの場合の入力側
の駆動回転部材であるドラム９と、出力側の従動
回転体であるローター３０の回転比は１：１であ
る。

つぎに第５図の最大偏心状態の作用を説明す
る。上述したようにリングギヤ３５が矢印Ｆの方
向に回転すると、歯付プラネツト３６を介してロ
ーター３０も第５図の矢印Ｇのように同方向に回
転するが、この場合第５図の駆動域Ｈ（本実施例
の場合歯付プラネツト３６が８個あるため36゜℃
の８等分の角度45゜である。）内に噛合点が位置す
る歯付プラネツト３６による増速率が最大である
から従動回転体であるローター３０はこの歯付プ
ラネツト３６によつて増速回転させられ、他の歯
付プラネツト３６は逆にローター３０によつて引
張られる状態でリングギヤ３５と共に回転する。
このリングギヤ３５の回転は一方向クラツチ３４
によつて許容される。

そして歯付プラネツト３６が駆動域Ｈから外れ
ると共に、つぎの歯付プラネツト３６の噛合点が
駆動域Ｈ内に入ると、今度はその歯付プラネツト
３６を介してローター３０が増速駆動され、順次
後続の歯付プラネツトへと伝動部材が交代する。

この場合の変速比（増幅比）は、第５図に示す
ように、ドラム９の中心点O₁を基点とする歯付
プラネツト３６の駆動域である角度θ₁と、外側偏
心シヤフト２８の中心点O₃を基点とする歯付プ
ラネツト３６の駆動域である角度θ₂との比とな
る。

すなわちこの装置は偏心量最大の時が増速比も
最大であり、偏心量ゼロの時は変速比１：１とな
るが、この偏心量は前述したようにハンドル３３
の操作によつてゼロから最大値まで無段階に設定
できるため、本装置は無段変速が可能である。

つぎに上述した無段変速装置より後の伝動系の
作用を説明する。ローター３０が回転すると、ロ
ーター３０と結合した太陽歯車４２が第６図の矢
印Ｉのように回転し、太陽歯車４２と噛合する内
歯歯車４６が矢印Ｊのように回転する。なおこの
場合外側偏心シヤフト２８が回転すれば、それに
伴つて太陽歯車４２の位置が変動する。この場合
どのように変動しても太陽歯車４２は常に内歯歯
車４６と噛合しているため、伝動は確実に行われ
る。

また内歯歯車４６が回転すると、ギヤキヤリヤ
４５を介して一体的に結合した内歯歯車４７が第
７図の矢印Ｊのように回転し、これと噛合する太
陽歯車４３が矢印Ｋのように回転する。すなわち
この装置によれば、たとえローター３０が偏心位
置にあつても、そのローター３０の回転を装置の
中心軸２４を中心とする太陽歯車４３の回転とし
て取り出すことができる。

つぎに遊星歯車式の本発明の変速増幅装置の作
用について説明する。まずドラム９と太陽歯車４
３の回転比が１：１の場合について説明する。

第９図においてドラム９が矢印Ｅのように回転
すると、ドラム９と結合した端板部９ｃに軸６２
により枢支された遊星歯車６０が矢印Ｌのように
公転する。またケース本体１と一体的に結合した
ボス部６ａに固着した太陽歯車５６は静止したま
まであるから、この太陽歯車５６と噛合する遊星
歯車６０は矢印Ｌ方向の公転によつて矢印Ｍのよ
うに自転する。したがつてこの遊星歯車６０と噛
合する内歯歯車６７が矢印Ｌの公転と矢印Ｍの自
転によつて矢印Ｎのように、ドラム９の矢印Ｅの
回転より速い速度で同方向に回転する。

この内歯歯車６７が回転すれば、インナードラ
ム６３により一体的に結合した内歯歯車６６が第
８図の矢印Ｎで示すように回転する。他方ドラム
９と同じように回転する太陽歯車４３は遊星キヤ
リヤ２６と一体的に結合してあるため、第８図に
おいて遊星キヤリヤ２６は前記矢印Ｅと同じ回転
である矢印Ｏのように回転する。しかしてこの遊
星キヤリヤ２６に軸５９によつて枢支されている
遊星歯車５７は内歯歯車６６と噛合しており、し
かも矢印Ｎの回転は矢印Ｏの回転よりも前述した
ように大であるから、結局遊星歯車５７には矢印
Ｐの方向の自転を生ずる。遊星歯車５７と噛合す
る太陽歯車５５は、遊星歯車５７の矢印Ｏの公転
と矢印Ｐの自転によつて回転し、その回転が出力
軸４８に伝えられるものであるが、この場合静止
状態にある太陽歯車５５のまわりに遊星歯車５７
が噛合しながら矢印Ｏのように公転する時に遊星
歯車５７に生じる自転の角速度をVoとし、前記
矢印Ｐで示した遊星歯車５７の自転の角速度を
Vxとすると、Vx＝Voの場合は出力軸４８の回
転がゼロとなり、Vx＜Voの場合は出力軸４８は
正回転（第８図の矢印Ｑ方向の回転）となり、
Vx＜Voの場合は出力軸４８は逆回転（第８図の
矢印Ｒ方向の回転）となる。

また無段変速装置の入力側の駆動回転部材であ
るドラム９の回転に対して、出力側の従動回転体
である太陽歯車４３が増幅回転して、その結果第
８図における内歯歯車６６の矢印Ｎで示す回転角
速度より、遊星キヤリヤ２６の矢印Ｏで示す回転
角速度が大きくなつた場合は、遊星歯車５７に矢
印Ｓ方向の自転が生ずるため、出力軸４８に固着
した太陽歯車５５は、遊星歯車５７の矢印Ｏの公
転と矢印Ｓの自転によつて矢印Ｔで示すように増
速されて回転する。そしてこの矢印Ｔの回転速度
は、前記無段変速装置の出力部材である太陽歯車
４３と一体の遊星キヤリヤ２６の矢印Ｏで示す回
転速度より当然増速されることになる。

したがつてこの遊星歯車式の本発明の変速増幅
装置を使用すれば、前段の無段変速装置の変速範
囲を増幅して取り出すことができる。すなわちこ
の遊星歯車装置のギヤ比を適当に設定すれば、出
力回転をゼロ回転から最高回転までの広い範囲に
わたつて無段階に取り出すことができるし、また
ギヤ比の設定によつては、出力軸の回転を正転か
ら逆転までの広い範囲に設定することもできる。

（発明の効果）上述のように本発明の変速増幅装置を使用すれ
ば、前段の無段変速装置の変速範囲を上下に増幅
して取り出すことができる。すなわちこの遊星歯
車装置のギヤ比を適当に設定すれば、出力回転を
ゼロ回転から最高回転までの広い範囲にわたつて
無段階に取り出すことができるし、またギヤ比の
設定によつては、出力軸の回転を正転から逆転ま
での広い範囲に設定することもできるから、本発
明装置はこの種無段変速装置の適応範囲を著しく
拡張して用途を拡げることができるというすぐれ
た効果が得られる。

さらに本発明装置は、機構上運転中でも停止中
でも無理なく変速操作ができるため実用上非常に
便利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を付した無段変速装置の縦
断面図、第２図は第１図の−断面図、第３図
は同−断面と一部切欠した状態を示す側面
図、第４図は同−断面図、第５図はその作用
説明図、第６図は第１図の−断面図、第７図
は同−断面図、第８図は同−断面図、第
９図は同−断面図である。１……ケース本体、２……中間ケーシング、
３，６……ケース蓋、９……ドラム（入力側の駆
動回転部材）、１２……入力軸、１６，１７……
太陽歯車、１９……伝動歯車、２１……内側偏心
シヤフト、２３……デイスク、２４……中心軸、
２６……遊星キヤリヤ、２８……外側偏心シヤフ
ト、３０……ローター（従動回転体）、３１……
ウオームホイール、３２……ウオーム、３３……
ハンドル、３４……一方向クラツチ、３５……リ
ングギヤ、３６……歯付プラネツト、３９……腕
板、４１……うず巻きばね、４２，４３……太陽
歯車、４５……ギヤキヤリヤ、４６，４７……内
歯歯車、４８……出力軸、５５，５６……太陽歯
車、５７，６０……遊星歯車、６３……インナー
ドラム、６６，６７……内歯歯車。

Claims

【特許請求の範囲】

１ケース本体１内に中心軸２４を固定して設け
ると共に、入力軸１２によつて回転させられる無
段変速装置の入力側回転部材であるドラム９をケ
ース本体１内に回転自在に設け、さらに無段変速
装置の出力側回転部材である遊星キヤリヤ２６を
中心軸２４に回転自在に設けると共に、中心軸２
４と同心の出力軸４８を回転自在に設け、この出
力軸４８の中心軸２４側に第１太陽歯車５５を嵌
着し、ケース本体１のケース蓋６のボス部６ａに
第２太陽歯車５６を嵌着し、第１太陽歯車５５と
噛合する複数個の第１遊星歯車５７を軸５９によ
り遊星キヤリヤ２６にそれぞれ枢支し、第２太陽
歯車５６と噛合する複数個の第２遊星歯車６０を
軸６２によりドラム９のケース蓋６側の端板部９
ｃにそれぞれ枢支し、さらにこれらの遊星歯車５
７，６０を外包するインナードラム６３をドラム
９および遊星キヤリヤ２６に対して回転自在に設
け、このインナードラム６３の内周部に第１遊星
歯車５７と噛合する第１内歯歯車６６を設けると
共に、第２遊星歯車６０と噛合する第２内歯歯車
６７をそれぞれ一体的に設けたことを特徴とする
無段変速装置の変速増幅装置。