JPH07127702A - 無段変速装置 - Google Patents

無段変速装置

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JPH07127702A
JPH07127702A JP29724293A JP29724293A JPH07127702A JP H07127702 A JPH07127702 A JP H07127702A JP 29724293 A JP29724293 A JP 29724293A JP 29724293 A JP29724293 A JP 29724293A JP H07127702 A JPH07127702 A JP H07127702A
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JP
Japan
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input shaft
shaft
conical
rollers
conical roller
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JP29724293A
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English (en)
Inventor
Nobuhiko Matsumoto
信彦 松本
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 入力軸4に平歯車を介して接続された3個の
円錐ローラ13,14,15の中心に、軸心の孔11a
に入力軸4を挿通し、差動機構の差動かさ歯車26に連
結軸23を介して接続した円錐ローラ11を、これらと
逆向きにして平行に配設する。これら円錐ローラ13,
14,15と円錐ローラ11との間に連結ローラ16,
17,18を配置する。該連結ローラ16,17,18
を円錐ローラ11の軸方向に沿って移動させて変速す
る。連結ローラ16,17,18の移動は、円錐ローラ
13,14,15の軸を変位させ、該軸と入力軸4にね
じれを関係を起こすようにする。そして、入力軸4の回
転数と円錐ローラ11の回転数との差を、差動ユニット
24を用いて出力として取り出す。 【効果】 停止、逆転の場合にもクラッチ、逆転機構が
不要となる。入力軸と出力軸を同一軸止に配することが
できる。停止状態から任意の回転数までスムーズな立ち
上がりを有し、高いトルクを得ることができる。停止状
態時にブレーキがいらない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は無段変速装置に関し、更
に詳細には原動機の回転出力を無段階に変速し且つ正転
・逆転・停止を可能とし、内燃機関用変速機として用い
れば負荷の変動に対し高効率で運転することができる無
段変速装置に係わる。
【0002】
【従来の技術】従来のベルト駆動の無段変速装置の場合
には、限られた変速比の中での無段変速であり、停止又
は逆転する場合はクラッチや逆転機構が必要である。ま
た、入力軸と出力軸が同一軸上になく、更にトルクの伝
達力が少ないという問題点もある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点に鑑
みなされたものであって、複数の円錐ローラと各円錐ロ
ーラ間に配置した連結ローラとからなる無段変速機構
と、複数の歯車からなる差動機構とを併用することによ
り、上記問題点を悉く解消することができるようになし
た無段変速装置を提供せんとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】然して、本発明の要旨
は、無段変速機構収容室と差動機構収容室を設けた筐体
と、前記筐体の無断変速機構収容室を貫通し、端部を差
動機構収容室内に突出させた入力軸と、前記無段変速機
構収容室内に、前記入力軸とその軸が平行になるように
配設すると共に平歯車等を介して前記入力軸の回転力が
直接伝達されるようになし、更にその軸が前記入力軸に
対してねじれの関係になるよう変位可能に支承した円錐
ローラと、前記円錐ローラと逆向きにして、軸心に設け
た孔に前記入力軸を回転自在に挿通し且つ軸心に設けた
孔の差動機構収容室側の部分に、後記連結軸のキー状の
歯が嵌まる溝を設け、更にスプリングをもって前記入力
軸の軸方向に押圧附勢せしめた円錐ローラと、前記円錐
ローラ間に配置した、各軸を連結板によって連結支承す
る2個1組のローラからなる連結ローラと、前記筐体か
ら突出する変速レバーの基部を接続し、前記入力軸に平
歯車等を介して連繋した円錐ローラを変位させる変位作
動板と、軸心に設けた孔に前記入力軸を回転自在に挿通
すると共に、一端側に設けたキー状の歯を前記入力軸に
取り付けた円錐ローラの溝に嵌め込み、他端側を差動機
構収容室内に突出させた連結軸と、前記入力軸の端部に
固着した差動かさ歯車と、これと向き合い、前記連結軸
の端部に固着した差動かさ歯車と、これら差動かさ歯車
の間にあってこれらに噛み合い、歯車箱に回転自在に軸
支された作動かさ歯車とからなる差動歯車ユニットと、
前記入力軸と同一軸上になるよう前記歯車箱に一端側を
固着した出力軸とからなる無段変速装置にある。
【0005】
【作用】次に、上記構成からなる本発明の作用について
説明する。入力軸と差動機構の作動かさ歯車に夫々接続
する複数の同大の円錐ローラが逆向きで平行に配設され
且つその間に連結ローラが配置されているから、入力軸
に歯車を介して接続された一方の円錐ローラに回転が与
えられると、差動機構の作動かさ歯車に連結軸を介して
接続された他方の円錐ローラもその間に配置した連結ロ
ーラを介して同一方向の回転が与えられる。
【0006】そして、連結ローラを円錐ローラの軸方向
に沿って移動させると、両円錐ローラの直径が変化する
から、差動機構の差動かさ歯車に接続された方の円錐ロ
ーラの回転数を無段階に変化させることができる。
【0007】そしてまた、入力軸の回転数と差動機構の
差動かさ歯車に接続された方の円錐ローラの回転数との
差を、差動機構を用いて出力として取り出すものであ
る。そして、入力軸の回転数をr1 、差動機構の歯車に
接続された円錐ローラの回点数をr2 とすると、差動機
構からの出力r3 は、r1 −r2 =r3 となる。したが
って、r1 >r2 のときはr1 −r2 >0であり正転、
1 =r2 のときはr1 −r2 =0であり停止、r1
2 のときはr1 −r2 <0であり逆転となる。
【0008】また、連結ローラを円錐ローラの軸方向に
沿って移動させるには、入力軸に対して入力軸に平歯車
を介して連繋した円錐ローラの軸がねじれの関係を起こ
すようにすればよく、またこのときには両円錐ローラに
対して連結ローラの密接を保持する。これにより、連結
ローラは両円錐ローラに対して同じ角度のスリップアン
グルを生ずると共に軸方向の力を生じ、両円錐ローラの
軸方向に沿って左右に移動するものである。また、ねじ
れの関係を起こさせるには、変速レバーを操作して入力
軸に接続された円錐ローラの軸の一端を入力軸の円周方
向に僅かにずらせばよく、必要な回転数が得られたら、
中立位置、即ち円錐ローラの軸が入力軸と平行になる位
置に戻せばよい。
【0009】また、差動機構の差動かさ歯車に接続され
た方の円錐ローラは、スプリングを介して所定の圧力で
押圧附勢されているので、連結ローラを介して両円錐ロ
ーラ間の接触圧が高まり、高い伝達比を得ることができ
る。
【0010】入力軸に接続された円錐ローラと差動機構
の差動かさ歯車に接続された円錐ローラは逆方向を向い
ているので、両円錐ローラのテーパー角をθ、差動機構
の差動かさ歯車に接続された円錐ローラを押圧附勢する
スプリングの力をXとすると、両円錐ローラ間の荷重
は、次式の通りとなって大きな値が得られる。
【数1】
【0011】また、入力軸に接続された円錐ローラを3
個とし、その中心に差動機構の差動歯車に接続された円
錐ローラを配設した場合には、常に荷重は均等にかか
り、入力軸に対してラジアル方向の力を受けない。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。図1は本発明の要部の一部切欠して示し
た斜視図、図2は全体の中央縦断正面図、図3は円錐ロ
ーラと連結ローラの側面図、図4は連結ローラの斜視
図、図5は連結ローラを移動させる場合の説明図であ
る。
【0013】図中、1は無段変速機構収容室2と差動機
構収容室3を設けた筐体である。4は前記筐体1の無段
変速機構収容室2を貫通し、端部を差動機構収容室3内
に突出させた入力軸である。
【0014】5,6,7は前記筐体1の無段変速機構収
容室2内に、前記入力軸4とその軸5′,6′,7′が
平行になるように配設した円錐ローラであり、同一方向
を向くようにして配設している。また、該円錐ローラ
5,6,7は入力軸4を中心として120度の間隔で、
等距離に配設している。また、該円錐ローラ5,6,7
は同一のテーパーとしている。
【0015】また、該円錐ローラ5,6,7の軸5′,
6′,7′における差動機構収容室側の部分は、自動調
心ベアリング8を介して後記変位作動板に支承せしめて
いる。更にまた、各円錐ローラの軸5′,6′,7′に
おける反対側の部分は、ベアリング9を介して筐体1の
側壁に支承せしめると共に、カップリング10を夫々設
けている。
【0016】11は軸心に設けた孔11aに前記入力軸
4を回転自在に挿通した円錐ローラであり、前記円錐ロ
ーラ5,6,7と逆向きに取り付けられている。また前
記円錐ローラ5,6,7と同一のテーパーとしている。
また該孔11aにおける差動機構収容室3側の部分に
は、後記連結軸のキー状の歯が嵌まる溝11bを設けて
いる。
【0017】12は前記入力軸4に固着した平歯車であ
る。13,14,15は前記円錐ローラの軸5′,
6′,7′に固着した平歯車であり、これら平歯車1
3,14,15は前記入力軸4に固着した平歯車12と
噛合せしめている。
【0018】16,17,18は前記円錐ローラ5,
6,7の夫々と前記円錐ローラ11との間に配置した連
結ローラであり、前記円錐ローラ5,6,7の回転を円
錐ローラ11に伝達するものである。該連結ローラ1
6,17,18は夫々2個1組のローラをもって構成
し、ローラの各軸を連結板16′,17′,18′によ
って連結支承している。
【0019】19は前記筐体1の無段変速機構収容室2
内における差動機構収容室3側の側壁に設けたスプリン
グ収容室20を形成する環状突出部1aを軸にして回転
する環状の変位作動板である。また、該変位作動板19
の一部には、筐体1に設けた長孔1bから挿入された変
速レバー21の基部を接続している。
【0020】22は前記スプリング収容室20内に配設
された拡圧コイルスプリングであり、前記円錐ローラ1
1を所定の圧力で押圧附勢するためのものである。23
は軸心に設けた孔23aに前記入力軸4を回転自在に挿
通した連結軸であり、一端側に設けたキー状の歯23′
は前記円錐ローラ11の孔11aに設けた溝11bに嵌
め込み、他端側は差動機構収容室3内に突出させてい
る。
【0021】24は差動歯車ユニットであり、差動かさ
歯車25は前記入力軸4の端部に固着し、これと向き合
う差動かさ歯車26は前記連結軸23の端部に固着して
いる。また、これらの差動かさ歯車25,26の間にあ
ってこれらに噛み合う差動かさ歯車27,28は、歯車
箱29に軸30,31をもって回転自在に軸支されてい
る。32は前記入力軸4と同一軸上となるよう前記歯車
箱29に一端側を固着した出力軸であり、ベアリング3
3を介して前記筐体1に回転自在に支承されている。
【0022】然して、本実施例において入力軸4に対し
て円錐ローラ5,6,7の軸を同時に同量変位させるに
は、変速レバー21を操作して変位作動板19を回転さ
せればよい。これにより図5に示す如く入力軸4の軸線
1 と円錐ローラ5,6,7の軸線L2 がねじれの関係
となり、連結ローラ16,17,18が移動するもので
ある。尚、L3 は連結ローラ16,17,18の軸線で
ある。
【0023】
【発明の効果】本発明は上記の如き構成、作用であるか
ら、停止または逆転する場合にも従来の如きクラッチや
逆転機構が不要である。また入力軸と出力軸を同一軸上
に配することができると共に、停止状態から任意の回転
数までのスムーズな立ち上がりを有し、また原動機の最
高効率部分で負荷の起動が可能で、そのとき高いトルク
を得ることができる。また、停止状態のときにも出力軸
に保持力があることから、ブレーキ機構を必要としない
ものである。
【0024】また、円錐ローラのテーパー比を少なくし
て変速比を限定すれば、高回転入力に対しても0〜数r
pm等の高減速比が可能であり、ガスタービンエンジン
の自動車用変速機、ヘリコプターの主にローター用の減
速機、正転と逆転の頻繁な繰り返しがある産業用機械、
キャタピラ車の操向装置等としても用いることが可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の要部の一部切欠して示した斜視図であ
る。
【図2】全体の中央縦断正面図である。
【図3】円錐ローラと連結ローラの側面図である。
【図4】連結ローラの斜視図である。
【図5】連結ローラを移動させる場合の説明図である。
【符号の説明】
1 筐体 4 入力軸 5,6,7 円錐ローラ 11 円錐ローラ 12,13,14,15 平歯車 16,17,18 連結ローラ 19 変移作動板 21 変速レバー 22 拡圧コイルスプリング 23 連結軸 24 差動歯車ユニット 25,26,27,28 差動かさ歯車 29 歯車箱 32 出力軸 化学式等を記載した書面 明細書
【数1】Y=Xtan(90−θ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無段変速機構収容室と差動機構収容室を
    設けた筐体と、前記筐体の無断変速機構収容室を貫通
    し、端部を差動機構収容室内に突出させた入力軸と、前
    記無段変速機構収容室内に、前記入力軸とその軸が平行
    になるように配設すると共に平歯車等を介して前記入力
    軸の回転力が直接伝達されるようになし、更にその軸が
    前記入力軸に対してねじれの関係になるよう変位可能に
    支承した円錐ローラと、前記円錐ローラと逆向きにし
    て、軸心に設けた孔に前記入力軸を回転自在に挿通し且
    つ軸心に設けた孔の差動機構収容室側の部分に、後記連
    結軸のキー状の歯が嵌まる溝を設け、更にスプリングを
    もって前記入力軸の軸方向に押圧附勢せしめた円錐ロー
    ラと、前記円錐ローラ間に配置した、各軸を連結板によ
    って連結支承する2個1組のローラからなる連結ローラ
    と、前記筐体から突出する変速レバーの基部を接続し、
    前記入力軸に平歯車等を介して連繋した円錐ローラを変
    位させる変位作動板と、軸心に設けた孔に前記入力軸を
    回転自在に挿通すると共に、一端側に設けたキー状の歯
    を前記入力軸に取り付けた円錐ローラの溝に嵌め込み、
    他端側を差動機構収容室内に突出させた連結軸と、前記
    入力軸の端部に固着した差動かさ歯車と、これと向き合
    い、前記連結軸の端部に固着した差動かさ歯車と、これ
    ら差動かさ歯車の間にあってこれらに噛み合い、歯車箱
    に回転自在に軸支された作動かさ歯車とからなる差動歯
    車ユニットと、前記入力軸と同一軸上になるよう前記歯
    車箱に一端側を固着した出力軸とからなる無段変速装
    置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6360625B1 (en) 1999-06-02 2002-03-26 Hitachi, Ltd. Power transmission apparatus and vehicle using power transmission apparatus
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