JPH0611429Y2 - ギヤレス変速機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ 〈産業上の利用分野〉 本考案は、変速比を広い範囲に亘って比較的自由に設定
し得るギヤレス変速機に関する。

〈従来の技術〉 従来より、例えば特開昭６０−１４６９５４号公報等に
於て、小型で大きな減速比が得られかつ正逆回転転換時
に遊びを生じない所謂ギヤレス変速機が提案されてい
る。

このギヤレス減速機は、駆動及び被動側回転板の対向面
上に偏心円溝と或る整数ｎ個の波からなる正弦波溝とを
それぞれ形成し、かつ両溝の交差位置に於て両回転板間
に配置された固定板に設けた放射方向の窓に挿入した球
を両カム溝に係合させて動力を伝達する。減速比は、駆
動側回転板の１回転に対して被動側回転板が正弦波の１
周期分だけ回転するから、正弦波の波数ｎによって常に
１／ｎに決定され、広い範囲に亘って自由に設定するこ
とができない。

更に、出力側回転板に形成し得る正弦波の波数は物理的
に制限されるので、回転板の直径によって変速比の設定
に限界があった。従って、大きな変速比を得るためには
回転板直径を大きくしたり複数のギヤレス減速機を軸線
方向に連結することが考えられるが、装置全体が大型化
するという問題があった。このため、例えば自動車用パ
ワーシートのリクライニング機構等のように小型で大き
い減速比を必要とする構造に使用することが困難であっ
た。

〈考案が解決しようとする課題〉 そこで、本考案の目的は、従来技術に改良を加えて、小
型でかつ大きな変速比を比較的自由に設定することがで
きるギヤレス変速機を提供することにある。

［考案の構成］ 〈課題を解決するための手段〉 上述の目的は、本考案によれば、回動自在に支持された
第１回転板と、前記第１回転板に対向してかつ同心状に
回動自在に支持された第２回転板と、前記第１回転板に
対向して前記第２回転板の放射方向外側に配置された固
定板と、前記第１回転板と前記固定板及び前記第２回転
板との各対向面間に前記各回転体と同心状に回動自在に
支持された中間回転板と、前記第１回転板の前記固定板
との対向面にその回転中心と同心の或る円に沿って複数
の波からなる正弦波状に形成された第１カム溝と、前記
固定板の前記第１回転板と対向面に前記第１カム溝に対
応して前記第１カム溝と同一振幅で異なる複数の波から
なる正弦波状に形成された第２カム溝と、前記第１回転
板の前記第２回転板との対向面に前記回転中心と同心の
或る円に沿って前記第１カム溝より放射方向内側に複数
の波からなる正弦波状に形成された第３カム溝と、前記
第２回転板の前記第１回転板との対向面に前記第３カム
溝に対応して前記第３カム溝と同一振幅で異なる複数の
波からなる正弦波状に形成された第４カム溝と、前記回
転板にそれぞれ前記回転中心から放射方向に延長するよ
うに形成された前記第１カム溝及び前記第２カム溝に対
応する複数の第１スリット及び前記第３カム溝及び前記
第４カム溝に対応する複数の第２スリットと、それぞれ
両端を前記第１カム溝及び前記第２カム溝、または前記
第３カム溝及び前記第４カム溝に係合させて前記第１ス
リットまたは前記第２スリット内を放射方向に移動可能
な第１転動部材及び第２転動部材とを備えることを特徴
とするギヤレス変速機を提供することにより達成され
る。

〈作用〉 このようにすれば、第１カム溝及び第２カム溝を構成す
る各正弦波の波数の比と第３カム溝及び第４カム溝を構
成する各正弦波の波数の比とをそれぞれ適当に組み合せ
ることによって、変速比を設定することができる。

〈実施例〉 以下に添付の図面を参照して本考案を特定の実施例につ
いて詳細に説明する。

第１図に於て、本考案によるギヤレス変速機は、回動自
在に支持された入力軸１に円板状の入力回転板２が固着
され、かつ入力軸１と同心状に回動自在に支持された出
力軸３の端部に入力回転板２より小径の円板状の出力回
転板４が入力回転板２に対向して固着されている。出力
回転板４の放射方向外側には、入力回転板２に対向させ
てリング状の固定板５が配置されている。

入力回転板２と固定板５及び出力回転板４との間には、
入力回転板２と略同径の中間回転板６が配置されてい
る。中間回転板６は、その中心から軸線方向に沿って両
側に突設された軸部７を入力回転板２及び出力回転板４
の中心に形成された補完的な凹所８、９に嵌合させて、
入力軸１及び出力軸３と同軸上に回動自在に支持されて
いる。

入力回転板２の対向面１０には、固定板６の対向面１１
に対応する放射方向外側の部分に、入力軸１及び出力軸
３の回動軸線１２を中心とする半径ａ１の円に沿って周
方向に一定ピッチで振幅ｂ１、２以上の整数ni1個の波
からなる正弦波状に一定幅ｄ１の第１カム溝１３が形成
されている。第１カム溝１３に対応して、固定板６の対
向面１１には、半径ａ１の前記円に沿って周方向に一定
ピッチで振幅ｂ１かつni1と異なる２以上の整数no1個の
波からなる正弦波状に一定幅ｄ１の第２カム溝１４が形
成されている。

また、入力回転板２の対向面１０の出力回転板５に対応
する放射方向内側の部分には、回動軸線１２を中心とす
る半径ａ２（ａ２＜ａ１）の円に沿って周方向に一定ピ
ッチで振幅ｂ２、２以上の整数ni2個の波からなる正弦
波状に一定幅ｄ２の第３カム溝１５が形成されている。
第３カム溝１５に対応して、出力回転板４の対向面１６
には、半径ａ２の前記円に沿って周方向に一定ピッチで
振幅ｂ２かつni2と異なる２以上の整数no2個の波からな
る正弦波状に一定幅ｄ２の第２カム溝１７が形成されて
いる。

他方、中間回転板６には、第１カム溝１３及び第２カム
溝１４に対応する外側の複数の第１スリット１８と第３
カム溝１５及び第４カム溝１７に対応する内側の第２ス
リット１９とが、それぞれ回動軸線１２を中心として放
射方向に延長するように等角度で形成されている。第１
スリット１８には、その幅と略同径の第１駆動ピン２０
が回動軸線１２と平行にかつ両端を対応する第１及び第
２カム溝１３、１４に嵌入させて放射方向に沿って移動
可能に挿入され、同様に第２スリット１９には、その幅
と略同径の第２駆動ピン２１が回動軸線１２と平行にか
つ第３及び第４カム溝１５、１７に嵌入させて放射方向
に沿って移動可能に挿入されている。

次に上述したギヤレス変速機の動作について説明する。

入力軸１を回転させると、入力回転板２の回転に伴って
第１カム溝１３に係合する第１駆動ピン２０が第１スリ
ット１８内を放射方向に移動する。第２カム溝１４が固
定されているので、第１駆動ピン２０の移動によって第
１スリット１８を有する中間回転板６が入力回転板２と
逆方向に回転する。同時に、入力回転板２の回転に伴っ
て第３カム溝１５に係合する第２駆動ピン２１が第２ス
リット１９内を放射方向に移動する。第２スリット１９
を有する中間回転板６が上述したように回転するので、
出力回転板４は中間回転板６に関して逆方向に回転す
る。

第３図及び第４図に於て、回動軸線１２に対応する各回
転板の回転中心をＯとし、かつ各カム溝１３〜１５、１
７の中心線をそれぞれ同じ符号を用いてで表わす。第３
図では、第１及び第２カム溝１３、１４の頂部が第１ス
リット１８内で交差し、かつ第３及び第４カム溝１５、
１７の頂部が第２スリット１９内で交差しており、各交
差位置Ａ１、Ａ２にそれぞれ第１及び第２駆動ピン２
０、２１が位置している。この第３図示の位置関係を基
準として入力回転板２を回転させた状態が第４図に示さ
れている。

各点Ｏ、Ａ１、Ａ２を結ぶ基準線から入力回転板２の回
転角を時計方向にθｉとし、かつ中間回転板７の回転角
を反時計方向に角度θｓとする。第１及び第２カム溝１
３、１４の交差位置が、第１駆動ピン２０と共に基準位
置Ａ１から反時計方向に角度θｓ回転しかつ第１スリッ
ト１８内を下方へ位置Ａ１′に移動している。点Ｏから
第１及び第２カム溝中心線１３、１４までの距離をそれ
ぞれRi1、RO1とすると、 Ri1＝ａ１＋ｂ１sin{ni1・（θｉ＋θｓ)} Ro1＝ａ１＋ｂ１sin（no1・θｓ） であり、かつ交差位置Ａ１′に於てRi1＝Ro1であるか
ら、 sin{ni1・（θｉ＋θｓ)}＝sin（no1・θｓ） 即ち、ni1・（θｉ＋θｓ）＝no1・θｓ となる。従って、中間回転板６の回転角が θｓ＝θｉ・ni1／(no1−ni1)…(1) となり、第１入力回転板２と第１中間回転板７間での変
速比が、 ｉ１＝θｓ／θｉ＝ni1／(no1-ni1) で表される。

入力回転板２の回転に伴なう出力回転板４及び中間回転
板６との位置関係については、点Ｏを中心として第２ス
リット１９から時計方向に入力回転板２の回転角をθ
１、出力回転板４の回転角をθ２とする。第３及び第４
カム溝１５、１７の交差位置が、第２駆動ピン２４と共
に基準位置Ａから反時計方向に角度θｓ回転しかつ第２
スリット１９内を下方へ位置Ａ２′に移動している。同
様に、点Ｏから第３及び第４カム溝中心線１５、１７ま
での距離をそれぞれRi2、Ro2とすると Ri2＝ａ２＋ｂ２sin（ni2・θ１） Ro2＝ａ２＋ｂ２sin（no2・θ２） であり、かつ交差位置Ａ２′に於てRi2＝Ro2であるか
ら、 sin（ni2・θ１）＝sin（no2・θ２） 即ち、ni2・θ１＝no2・θ２…(2) となる。ここで、 θ１＝θｉ＋θｓ、θ２＝θｏ＋θｓ…(3) である。従って、最終的な変速比ｉは、次式 ｉ＝θｏ／θｉ に式(1)〜(3)を代入して ｉ＝(no1・ni2-ni1・no2)／no2(no1-ni1) で表わされる。

ここで、第２図に示される実施例では各カム溝の波数が
それぞれni1＝１４、ni2＝５、no1＝３４、no2＝１１で
あるからｉ＝１／１３．７５となる。しかし、直径約７
０〜８０mmの回転板には波数６０〜７０程度の正弦波を
形成できるので、例えばni1＝１５、ni2＝１３、n01＝
６７、n02＝５８とすると、ｉ＝３０１６と非常に高い
減速比が可能である。

また、第１スリット１８の数Ns1は、第１カム溝１３と
第２カム溝１４とが等間隔に配設されたスリット１８の
位置で交差するから、次の関係式 ａ１＋ｂ１sin(n01・２π／Ns1) ＝ａ１＋ｂ１sin(ni1・２π／Ns1) を満足する。従って n01・２π／Ns1＝ni1・２π／Ns1＋Ａ１・２π（Ａ＝自
然数）となり、 Ns1＝(n01-ni1)／Ａ１ で求められる。例えば第２図示の実施例では、Ａ１＝１
としてNsi＝１０である。

第２スリット１９の数Ns2も、同様にして Ns2＝(no2-ni2)／Ａ２ で求められる。第２図示の実施例では、Ａ２＝１として
Ns2＝６である。

［考案の効果］ 上述したように、本考案によれば、放射方向のスリット
を有する１個の中間回転板を挟んで両側に入力回転板と
出力回転板及び固定板とを対向位置に配置し、かつ入力
回転板に形成された２本のカム溝と出力回転板及び固定
板の対応する各カム溝とをそれぞれスリットを介して駆
動ピンを係合させて動力を伝達するので、各カム溝をそ
れぞれ構成する正弦波の波数を適当に組み合わせること
によって、装置の小形化を図りかつ容易に大きい変速比
を自由に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案によるギヤレス変速比の実施例を示す
縦断面図である。 第２図は、第１図示の実施例の分解斜視図である。 第３図及び第４図は、それぞれ第１図示の実施例の動作
を説明する図である。 １…入力軸、２…入力回転板 ３…出力軸、４…出力回転板 ５…固定板、６…中間回転板 ７…軸部、８、９…凹所 １０、１１…対向面、１２…回動軸線 １３…第１カム溝、１４…第２カム溝 １５…第３カム溝、１６…対向面 １７…第４カム溝、１８…第１スリット １９…第２スリット、２０…第１駆動ピン ２１…第２駆動ピン

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】回動自在に支持された第１回転板と、 前記第１回転板に対向してかつ同心状に回動自在に支持
   された第２回転板と、 前記第１回転板に対向して前記第２回転板の放射方向外
   側に配置された固定板と、 前記第１回転板と前記固定板及び前記第２回転板との各
   対向面間に前記各回転体と同心状に回動自在に支持され
   た中間回転板と、 前記第１回転板の前記固定板との対向面にその回転中心
   と同心の或る円に沿って複数の波からなる正弦波状に形
   成された第１カム溝と、 前記固定板の前記第１回転板と対向面に前記第１カム溝
   に対応して前記第１カム溝と同一振幅で異なる複数の波
   からなる正弦波状に形成された第２カム溝と、 前記第１回転板の前記第２回転板との対向面に前記回転
   中心と同心の或る円に沿って前記第１カム溝より放射方
   向内側に複数の波からなる正弦波状に形成された第３カ
   ム溝と、 前記第２回転板の前記第１回転板との対向面に前記第３
   カム溝に対応して前記第３カム溝と同一振幅で異なる複
   数の波からなる正弦波状に形成された第４カム溝と、 前記回転板にそれぞれ前記回転中心から放射方向に延長
   するように形成された前記第１カム溝及び前記第２カム
   溝に対応する複数の第１スリット及び前記第３カム溝及
   び前記第４カム溝に対応する複数の第２スリットと、 それぞれ両端を前記第１カム溝及び前記第２カム溝、ま
   たは前記第３カム溝及び前記第４カム溝に係合させて前
   記第１スリットまたは前記第２スリット内を放射方向に
   移動可能な第１転動部材及び第２転動部材とを備えるこ
   とを特徴とするギヤレス変速機。