JPH08247244A - 回転運動伝達機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 極めて効率良く回転運動の伝達や変速（無段
変速）ができる回転運動伝達機構を提供すること。 【構成】 球面を有する回転体１と他の２つの回転体３
−１，３−２とを具備する。球面を有する回転体１の球
面を他の２つの回転体３−１，３−２間で回転伝達可能
に挟持する。球面を有する回転体１の回転軸１１を揺動
又は回転体１の周囲に回動することによって、球面を有
する回転体１の回転軸１１と前記他の２つの回転体３−
１，３−２の回転軸３１−１，３１−２間の相対的位置
を変更し、これによって球面を有する回転体１と他の２
つの回転体３−１，３−２間の回転比を変更せしめる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転運動伝達機構に関
し、特にエネルギー損失をほとんど生じることなく無段
変速をスムーズに行なうことのできる回転運動伝達機構
に関するものである。

【０００２】

【従来技術及び発明が解決しようとする課題】従来、回
転運動の方向を変換して伝達したり、また回転運動の速
度を変更して伝達したりする回転運動伝達機構として
は、例えば歯車を組み合わせたものや、摩擦車を組み合
わせたものや、ベルトとプーリーを組み合わせたものな
どがある。

【０００３】しかしながらこれらの回転伝達機構にあっ
ては、いずれも該機構内における抵抗によるエネルギー
損失が大きく、あまり効率的なエネルギー伝達は行なえ
なかった。

【０００４】例えば歯車を組み合わせたものは、噛み合
う歯面と歯面間でスリップが生じており、その分エネル
ギー損失が大きくなってしまう。

【０００５】また摩擦車を組み合わせたもの、例えばト
ロイダル型，ハーフトロイダル型の摩擦車は、２つの摩
擦車の接触する面は異なる形状の湾曲面であり、両者の
接触点において変速を行なう場合、摩擦抵抗が大きく、
その分エネルギー損失が大きくなってしまう。

【０００６】またベルトとプーリーを組み合わせたもの
も、ベルトとプーリーの接触部がプーリーの半径方向に
向けて面又は線接触となるため、プーリーの半径方向内
側と外側でいずれでも両者間に回転速度差が生じてスリ
ップを生じてしまい、その分エネルギー損失が大きくな
ってしまう。

【０００７】また上記各機構を用いて変速する場合は、
歯車の組合せの場合は無段変速はできず、段付きの変速
になるばかりか、変速時のエネルギー損失は大きい。

【０００８】また摩擦車やベルト・プーリー機構の場合
は、変速時に摩擦接触している部分の位置を変えなけれ
ばならないので抵抗が大きく、前述のように接触する部
分の内外周においてスリップを生じるためスムーズな無
段変速はできず、やはりエネルギー損失が大きい。また
回転比もそれほど大きくすることはできず、従って伝達
できるトルクもそれほど大きくできない。

【０００９】また上記各機構においては、これを停止し
ようとする場合、別にブレーキ機構を設けて、回転トル
クに対向して抵抗トルクを生じさせて回転エネルギーを
熱エネルギーなどに変換しなければならず、これによっ
てエネルギー資源の浪費や、公害等による環境の悪化を
もたらしていた。

【００１０】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
ありその目的は、上記各問題点を限りなく少なくして、
無限に近い回転比・トルクが得られ、また極めて効率良
く回転運動の伝達や変速（無段変速）ができるばかり
か、その回転を無段階に効率良くスムーズに減速・停止
又は始動・加速させることができたり、またクラッチ等
を設けることなく入力軸を回転させた状態で出力軸を回
転不能にさせることができる回転運動伝達機構を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】ここで図１は本願発明に
かかる回転運動伝達機構の基本構成例を示す概略側面図
である。同図に示すようにこの回転運動伝達機構は、２
つの回転体１，３を具備している。

【００１２】ここで一方の回転体１は球である。この回
転体１はその中心を通る回転軸１１を中心に回転する。
回転軸１１は図示しない回転軸移動手段（回転軸位置操
作手段）によって揺動自在に軸支されている。

【００１３】一方回転体３は円板状に形成されており、
回転軸３１を中心に回転自在に軸支されている。

【００１４】そして回転体１の球面に回転体３の表面を
圧接している。ここでこの圧接点ｐは、回転体３の回転
軸３１の中心が交わらない位置になるようにしている。

【００１５】そして例えば回転体１を原動側、回転体３
を従動側として、回転体１の回転軸１１を駆動すれば、
回転体３も回転する。

【００１６】上記基本構成例では、２つの回転体１，３
のみを用いたが、図２に示すように、回転体１を回転体
３−１，３−２によって挟持する構成としても良い。こ
のように構成すれば、回転体１をその左右から圧接する
こととなるので力のバランスが取れ、力学的に安定す
る。即ち常に各回転体間で圧接圧力の変化や損失がな
く、一定の圧接圧力を保ち、回転体１はその中心と両圧
接点とを結ぶ線上で圧力を吸収し、トルクの伝達力を常
に高度に保つことができる。

【００１７】この場合は、一方の回転体３−１は他方の
回転体３−２の回転方向とは逆方向に回転する。

【００１８】本発明を用いれば回転軸１１，３１（３１
−１，３１−２）間の無段変速動作や停止動作や加速動
作や回転軸の方向変更動作が行なえる。以下各々の動作
について説明する。

【００１９】〔無段変速動作〕図１に示すように回転軸
１１から圧接点ｐに垂直に延ばした線分の長さをａ１と
し、回転軸３１から圧接点ｐに垂直に延ばした線分の長
さをｂとすれば、その回転比はａ１／ｂとなる。

【００２０】ここで回転体１の回転軸１１を図１に示す
ように所定角度θ１だけ揺動させる。このとき圧接点ｐ
においては、回転体１の表面が回転体３に対して滑って
いく。

【００２１】これによって回転軸１１′から圧接点ｐに
垂直に延ばした線分の長さはａ２に変化し、従って両者
の回転比はａ２／ｂになって変化する。

【００２２】このように回転軸１１を揺動して行けば、
回転軸１１から圧接点ｐに垂直に降ろした線分の長さは
無段階に変化していくため、両者間の変速は無段変速に
なる。

【００２３】ここで回転体１と回転体３の圧接点ｐは点
接触なので、回転伝達時に該圧接点ｐにおけるスリップ
はなく、従ってエネルギーの損失は殆ど生じない。

【００２４】なお回転体１の回転軸１１を回転軸３１と
平行にすると（回転軸１１″）、回転体１から回転体３
への回転伝達はできなくなり、回転軸３１は停止する。
さらに回転軸１１を回転していくと（回転軸１１−
２）、回転体３は逆回りを始める。つまり何らクラッチ
手段などを用いなくても、停止状態から無段変速によっ
て動力が伝達でき、また他の変速手段を設けなくても逆
方向への回転の切り替えが容易に行なえる。

【００２５】また回転体１の停止位置（回転軸１１″）
から少しだけずれた位置に回転軸１１があるときは、圧
接点ｐから回転軸１１に降ろした垂線の長さが極めて短
い。このため回転体３を非常に大きいトルクで回転する
ことができる。

【００２６】上記図１，図２に示す機構の動作は、回転
体１の回転軸１１を、回転軸１１と回転軸３１の形成す
る面内において揺動する動作であるが、該回転軸１１の
揺動方向は、図３に点線矢印で示すように、他の種々の
方向に行なうことができる。またこの回転軸１１は、回
転体１の周囲を回るようにしてもよい。このように揺動
又は回動することによって各種の回転比の変更過程が取
れ、単なる無段変速だけでなく、所望の変速動作が容易
に達成できる。この揺動又は回動動作中は圧接点ｐにお
いて場合によって滑り接触となったり転がり接触となっ
たりする。

【００２７】次に上記動作説明においては回転軸１１を
揺動させた場合を示したが、逆に図４に示すように、回
転体１の回転軸１１を固定し、該回転体１に圧接する回
転体３−１，３−２の位置を移動しても良い。このよう
に構成しても圧接点ｐが移動するため、変速が可能にな
る。

【００２８】また回転軸１１の揺動（又は回転体１回り
の回動）と、回転体３（３−１，３−２）の位置の移動
は同時に行なっても良い。即ち前記図３に示す動作と、
図４に示す動作を同時に行なっても良い。このように操
作すれば、さらに複雑な変速動作が行なえる。要は両回
転体１，３の圧接点ｐの位置を変更せしめるものであれ
ば良い。

【００２９】〔回転軸の位置変更動作〕図５の矢印ａに
示すように、回転体３−１を回転軸１１中心に回転体１
の周囲を回転移動させることによって両者の回転比を変
えずに、回転軸３１−１と回転軸１１の相対位置を変更
することができる。

【００３０】また両回転体１，３−１の圧接点ｐにおけ
る面に垂直な軸ｐ１を中心に回転軸３１−１を矢印ｂに
示すように回動しても、両者の回転比を変えずに、回転
軸３１−１と回転軸１１の相対位置を変更することがで
きる。

【００３１】〔停止動作〕図６の矢印ｃに示すように、
回転体１の回転軸１１を中心Ｏを中心にして手前側に揺
動して、回転体１の圧接点ｐにおける回転方向が他の回
転体３−１，３−２の回転軸３１−１，３１−２に交差
する方向を向くように、該回転軸１１を揺動せしめ、即
ち回転軸１１を紙面に垂直な位置に揺動せしめれば（回
転軸１１′）、回転体３−１，３−２を回転しようとし
ても、該トルクは回転軸１１′を揺動させようとする力
としてのみ作用するので回転できず、従って両回転体
１，３（３−１，３−２）間の動力伝達は停止される。
なお回転軸１１を回転軸１１′方向に揺動させている途
中においては、その揺動角度に応じて抵抗トルクが無段
階に増加する。回転軸１１を逆方向に揺動させていけば
該抵抗トルクは無段階に減少していく。つまり何ら特別
の停止手段を設けなくても、容易に回転の停止や、抵抗
トルクの無段増減が図れる。

【００３２】この図においては回転軸１１を手前側に直
線的に揺動したが、それ以外の所望の軌跡によって回転
軸１１を揺動してもよい。即ち最終的に停止位置（回転
軸１１′）まで揺動させればよい。

【００３３】なお回転体１の代わりに回転体３（３−
１，３−２）を同様の動作となるように移動してもその
停止動作が図れることは言うまでもない。

【００３４】〔始動動作〕本発明を用いれば、停止して
いる回転体の回転を始動させることができる。即ち図７
はその１動作例を示す図である。

【００３５】同図（ａ）に示すようにまず回転体１，３
−１，３−２は図６で説明したように停止位置にある。
この状態から回転体１の回転軸１１を中心Ｏを中心とし
て同図に示す矢印ｃ方向に移動させていくと、即ち回転
軸１１を他の回転体３−１，３−２の回転軸３１−１，
３１−２に垂直な面方向以外の方向に連続して移動して
いくと、該回転軸１１の移動に伴って同図（ｂ）に示す
ように回転体１と回転体３−１，３−２がそれぞれ回転
軸１１，３１−１，３１−２を中心に回動を始める。

【００３６】そしてさらに同図（ｃ），（ｄ）に示すよ
うに回転軸１１を矢印ｃ方向に移動していけば、移動し
ている間中、回転軸１１，３１−１，３１−２は加速し
ながら回転を続ける。

【００３７】揺動方向を矢印ｃ方向としたのは以下の理
由による。即ち回転軸１１の揺動開始時はいずれの回転
体１，３−１，３−２も回転していないので、これを回
転させるには強い力が必要である。従って揺動開始時は
回転軸１１をまず略真上方向に揺動させることによっ
て、回転軸３１−１，３１−２，１１の回転量は少ない
がその回転トルクを大きくする。そして徐々に斜め右側
に略円弧状に大きく傾けるように揺動していくことによ
って回転軸３１−１，３１−２，１１の回転速度を無段
階に加速していくこととしたのである。

【００３８】但し他の軌跡によって回転体３１−１，３
１−２，１１の始動を行なっても良く、また回転軸１１
を揺動する代わりに回転体３−１，３−２を相対的に同
様の同様の動作となるように移動することによって、ま
たは回転軸１１，３−１，３−２を相対的に同時に揺動
させることによって該始動を行なっても良いことは言う
までもない。

【００３９】なお同図（ａ）に示す位置から始動を開始
する必要はなく、他の位置から始動を開始しても良い。

【００４０】なお回転軸１１を、矢印ｃの軌跡の逆方
向、即ち同図（ｄ）から逆に同図（ａ）に向けて揺動さ
せることによって、スムーズな減速・停止動作が達成で
きる。

【００４１】また回転軸１１を回転体１の周囲を回るよ
うに継続的に回動させれば、加速・減速停止の繰返し動
作が可能となる。

【００４２】〔回転体の軸支手段〕次に回転体を揺動
（又は回転体の回りに回動）自在に軸支する軸支手段に
ついて説明する。図８は該軸支手段の１例を示す概略図
である。同図においては、回転体１を２つの球面体１
３，１３間を軸１７によって連結することによって構成
している。そして軸１７はベアリング手段などからなる
支持手段１９に回転自在に取り付けられている。このと
き回転軸１１は軸１７の中心軸と一致する。

【００４３】そして例えば回転体３−１，３−２が矢印
方向に回転すると、回転体１は回転軸１１を中心に所定
の回転比で矢印方向に回転する。

【００４４】そして支持手段１９を図示しない機構を用
いて矢印ｄ方向に回動すると、回転軸１１が揺動するた
め、その分だけ回転体１と回転体３−１，３−２の間の
回転比が変化し、無段変速等の操作が行なえる。

【００４５】次に図９は軸支手段の他の例を示す図であ
り、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は右側面図であ
る。同図においては、回転体１の周囲に円板状の回転体
３−１，３−２の他に、該回転体３−１，３−２に直交
する方向に２組ずつの回転体３−３，３−４，３−５，
３−６を回転体１に圧接して構成されている。

【００４６】ここでいずれの回転体３−１〜３−６も、
回転体１に圧接する圧接点ｐが、それぞれの回転軸３１
−１〜３１−６から所定距離ずつずれている。

【００４７】そして例えば回転体３−１，３−２の軸３
１−１，３１−２を入力軸とし、回転体３−３，３−４
の回転軸３１−３，３１−４を出力軸とし、同図に示す
位置関係で回転体３−１，３−２を矢印方向に回転する
と、回転体１は回転体３−３，３−４の圧接点ｐを回転
中心軸１１として回転する。何故なら回転体１がこの方
向に回転すると、回転体３−５，３−６が最も抵抗なく
回転する方向であり、全体として回転体１の回転にとっ
て最も抵抗の少ない方向だからである。

【００４８】このとき出力軸となる回転体３−３，３−
４の回転軸３１−３，３１−４は回転しない。

【００４９】次に図９（ａ）に矢印で示すように、回転
体３−５，３−６の回転軸３１−５，３１−６を回転体
１への圧接点ｐを中心にして回動していくと、回転体１
を前記回転軸１１で回転することに対して抵抗が増し、
このため該回転体１の最も抵抗の少ない回転方向となる
ようにその回転軸１１が移動していく。具体的には同図
（ａ）に示す矢印ｎ方向に移動していく。

【００５０】このため、移動した回転軸１１′が回転体
３−３，３−４の圧接点ｐと一致しなくなるので、回転
体３−３，３−４は回転を始める。回転体３−５，３−
６の回動量を増やせば増やすほど回転軸１１′の回動量
も増え、これによって回転体３−１，３−２と回転体３
−３，３−４と回転体３−５，３−６の間の回転比が変
化していく。

【００５１】次に図１０は軸支手段の他の例を示す図で
ある。同図の構成は前記図９の構成と同一であり、異な
るのは回転体の移動方法である。

【００５２】即ちこの例の場合は、回転体３−１，３−
２，３−５，３−６（回転体３−６は図示せず）の位置
を固定しておき、これらを入出力軸としておく。そして
回転体３−３，３−４を矢印ｑ方向に移動すると、回転
体１もその回転抵抗が最も少なくなる回転方向となるよ
うにその回転軸１１が移動していく。具体的には同図に
示す矢印ｓ方向に移動していく。これによって回転体３
−１，３−２と回転体３−５，３−６と回転体３−３，
３−４の間の回転比が変化していく。

【００５３】〔回転体動力の定位置取出手段〕球面を有
する回転体からの動力を取り出すには、例えば図１１に
示すようにする。即ち、図８に示すと同様に、２つの球
面体１３，１３間を軸１７によって連結することによっ
て回転体１を構成し、一方の球面体１３にかさ歯車２１
を設け、これにかさ歯車２３を噛み合わせる。回転体１
の軸１７には例えば図８に示す支持手段１９が取り付け
られ、これによって回転体１の回転軸１１が揺動され
る。このように構成すれば、入出力軸となる回転体３−
１，３−２とかさ歯車２３をいずれも定位置のままにし
た状態で両者間で動力の伝達ができる。

【００５４】また図１２は球面を有する回転体からの他
の動力取り出し手段を示す図である。即ち図８に示すと
同様に、２つの球面体１３，１３間を軸１７によって連
結することによって回転体１を構成し、該軸１７中にユ
ニバーサルジョイント２７を介して歯車２９を取り付
け、該歯車２９によって回転体１の動力を供給又は取り
出す。このように構成しても、入出力軸となる回転体３
−１，３−２と歯車２９をいずれも定位置に支持してお
くことができる。なお２８は軸１７を揺動させる支持手
段である。

【００５５】図１３は上記図１１，図１２に示す機構を
同時に用いた回転体動力の定位置取出手段を示す図であ
る。この機構においては、回転体３−１，３−２にそれ
ぞれ前記図１１，１２に示す２種類の回転体１−１，１
−２を同時に取り付けている。

【００５６】このように構成すれば、回転体１−１と回
転体１−２と回転体３−１，３−２の全て、またはこれ
らの内のいずれか２つの回転体を入出力軸にすること
で、相互に回転速度の変更ができ、また回転方向の変更
ができる。

【００５７】〔回転体間の圧接手段〕各回転体間は、弾
発手段等を用いて圧接状態にするのが好適である。各回
転体の圧接点においては、その圧接力が圧接点の面に対
して垂直な方向となるようにするのが好適である。

【００５８】図１４は各回転体間を圧接する圧接手段の
１例を示す図である。同図に示す圧接手段としてはコイ
ルバネ３３を用いている。２個１組の球状の回転体１−
１，１−２，１−３，１−４を３枚の円板状の回転体３
−１，３−２，３−３で挟持し、且つ一方の回転体３−
１と板体１４−１間にコイルバネ３３を収納する。各回
転体３−１，３−２，３−３は回転軸３１に軸支され、
回転体３−３と板体１４−１は回転軸３１に固定され、
回転体３−１，３−２は回転軸３１に回転自在とされて
いる。これによって各回転体１−１〜１−４は、回転体
３−１〜１−３によって強固に圧接される。

【００５９】そして例えば板体１４−１、即ち回転軸３
１を矢印方向に回転すれば、各回転体３−１，３−２，
３−３がそれぞれ矢印方向に前記板体１４−１と同一角
速度で回転し、同時に回転体１−１，１−２，１−３，
１−４もそれぞれ図示の方向に回転する。

【００６０】この実施例の場合、回転軸３１を回転自在
に支える図示しない軸支手段や他の各回転体の軸支手段
に対して圧接圧力がかからず、また圧力は全て各回転体
の圧接によるトルク伝達部に集中できる為、トルク伝達
効率が向上できる。

【００６１】各回転体１−１，１−２，１−３，１−４
の回転軸１１−１，１１−２，１１−３，１１−４の揺
動角度を変更すれば、板体１４−１の回転速度に対して
各回転軸１１−１，１１−２，１１−３，１１−４から
所望の回転比の回転速度が取り出せる。

【００６２】〔回転体間の圧接力の作用の方向につい
て〕球面を設けた回転体に他の回転体（球面を設けてい
ても設けていなくても良い）を圧接する際、両回転体の
圧接方向が球面を設けた回転体の球中心を通るようにす
る。このように構成すれば、該圧接力が圧接点において
両回転体が滑る方向に作用せず、押圧方向のみに作用す
るため、圧接点においてスリップしにくくなり、安全に
トルク伝達ができる。

【００６３】また図１５に示すように、円板状の回転体
３−１，３−２に対して２つの球状の回転体１−１，１
−２を圧接させることにより、圧接点の数を増やしてそ
の摩擦力を増大し、より大きなトルク伝達が可能となる
ようにしても良い。

【００６４】この図の場合、２つの回転体１−１，１−
２の回転軸１１−１，１１−２を図示するように回転す
ることによって、両回転体３−１，３−２を逆方向に回
転させ、これらの回転力を軸３１から取り出している
（回転体３−１の回転力は３つのかさ歯車を介して軸３
１に取り出している）。

【００６５】圧接する円板状の回転体３−１，３−２の
圧接面を、図１６に示すように球状の回転体１−１，１
−２の曲率半径より大きい曲率半径の凹部としてもよ
い。このように構成すると、さらにスリップしにくくな
り、また回転体１−１，１−２が外れにくくなって精密
な軌道をころがり移動できる。ここで回転体１−１，１
−２と回転体３−１，３−２の間に油膜を介在させた場
合は、摩擦力がさらに高まり、さらに大トルクの伝達が
可能となる。

【００６６】なお図１３及び以下の図面において、回転
体の球面に他の回転体が接触する部分に図１６に示すと
同様の凹部を設けたものが多数開示されているが、説明
の都合上、図１６に示すような断面を示す斜線は省略し
ている。

【００６７】

【実施例】以下、本発明を用いた具体的実施例を図面に
基づいて詳細に説明する。 〔始動、減速停止装置と無段変速機を組み合わせた装
置〕図１７は始動、減速停止装置と無段変速機を組み合
わせた装置を示す図である。同図において、始動、減速
停止装置１７−１と無段変速機１７−２が駆動軸１７−
３によって連結されている。

【００６８】ここで始動、減速停止装置１７−１は、２
つの球状の回転体１−１，１−２を２枚の回転体３−
１，３−２で圧接挟持して構成されている。そして回転
体１−１，１−２の回転軸となるレバー１１−１，１１
−２はそれぞれガイド部材１７−４，１７−５のガイド
溝１７−６，１７−７にガイドされている。ガイド溝１
７−６，１７−７の形状は、前記図７で説明した矢印ｃ
と同様の軌跡、即ちレバー１１−１，１１−２が回転体
３−１，３−２に対して停止する位置（紙面に垂直な位
置）から、略真上と真下に向き、徐々に斜め右側に略円
弧を描くような形状としている。

【００６９】また一方の回転体３−１に回転軸３１を固
定し、他方の回転体３−２は該回転軸３１に回動自在に
取り付けられている。回転軸３１の一端には、板１７−
８が固定され、コイルバネ１７−９と板１７−１０とボ
ール１７−１１によって両回転体３−１，３−２が回転
体１−１，１−２を強い力で圧接挟持している。回転軸
３１の他端にはエンジン，タービン，モータ等の原動機
１７−１３が接続されている。

【００７０】そしてレバー１１−１，１１−２をガイド
溝１７−６，１７−７に沿って矢印方向に移動すれば、
前記図７で説明したように、回転体１−１，１−２と回
転体３−１，３−２がそれぞれ回動、加速を始める。そ
のトルクはレバー１１−１，１１−２の移動開始当初は
極めて大きく、徐々にトルクは小さくなる代りに回転体
３−１，３−２の回転速度が大きくなっていく。

【００７１】従って、レバー１１−１，１１−２を手動
によって動作しても、停止した回転軸３１を容易に回転
始動させることができ、大きな負荷トルクを有する原動
機１７−１３が容易に始動できる。

【００７２】一方レバー１１−１，１１−２を逆方向に
動作させて図示の位置に戻せば、回転している回転軸３
１を無段階に減速し停止することができる。

【００７３】一方原動機１７−１３の駆動軸１７−３は
無段変速機１７−２の回転体１′−１，１′−２，１′
−３，１′−４のかさ歯車１７−１４に連結されてい
る。

【００７４】ここで無段変速機１７−２は、４つの回転
体１′−１，１′−２，１′−３，１′−４を、３つの
回転体３′−１，３′−２，３′−３で圧接挟持して構
成されている。

【００７５】各回転体１′−１，１′−２，１′−３，
１′−４は、前記図１１に示す構造の回転体１と同様の
構造である。また各回転体３′−１，３′−２，３′−
３による各回転体１′−１，１′−２，１′−３，１′
−４の圧接挟持構造は、前記図１４に示す構造と略同様
である。

【００７６】なおこの実施例においては、回転体３′−
１は回転軸３１′に対して回転方向に一体に回転し且つ
軸方向にはスライド可能にスプライン嵌合されている。
また回転体３′−２は回転軸３１′に固定したかさ歯車
１７−１５にかさ歯車１７−１６（その軸は回転自在に
固定されている）を噛み合わせ、さらに該かさ歯車１７
−１６を回転体３′−２に固定されたかさ歯車１７−１
７に噛み合わせており、これによって回転体３′−２を
回転軸３１′と同一速度で逆回転するように構成し、回
転体３′−１と３′−２と３′−３の回転トルクを回転
軸３１′に伝達している。また回転体３′−３は回転軸
３１′に固定されている。

【００７７】また各回転体１′−１，１′−２，１′−
３，１′−４の軸１７−１７には支持手段１７−１８が
回動自在に取り付けられており、これら４つの支持手段
１７−１８によって４つの軸１７−１７の方向が全て一
致するようにしている。

【００７８】そして原動機１７−１３の駆動力が回転体
１′−１のかさ歯車１７−１４に導入されれば、各回転
体１′−１，１′−２，１′−３，１′−４と各回転体
３′−１，３′−２，３′−３が図示の矢印方向に回転
する。これによって出力軸となる回転軸３１′は所定の
回転比（減速比）で回転駆動される。

【００７９】〔無段変速機とブレーキ装置を組み合わせ
た装置〕図１８は無段変速機とブレーキ装置を組み合わ
せた装置を示す図である。同図においては、１本の回転
軸３１に無段変速機１８−１とブレーキ装置１８−２が
取り付けられている。

【００８０】ここでまず無段変速機１８−１は、前記図
１７と同様に、４つの回転体１−１，１−２，１−３，
１−４と、３つの回転体３−１，３−２，３−３によっ
て構成されている。前記図１７と相違する点は、回転体
１−１，１−２，１−３，１−４として前記図１２に示
す構造のものを用いたことと、該回転体１−１，１−
２，１−３，１−４にユニバーサルジョイントを介して
取り付けられた歯車１８−５に、原動機１８−３の駆動
軸１８−６に固定した歯車１８−７と、回転軸３１に回
動自在に取り付けた歯車１８−８を噛み合わせた点であ
る。

【００８１】なお各回転体１−１，１−２，１−３，１
−４には図１２に示す支持手段２８が取り付けられてい
るが、同図では省略している。また下側の２つの歯車１
８−５にもシャフト１８−９に固定した２つの歯車１８
−１０が噛み合わされている。

【００８２】一方ブレーキ装置１８−２は、２つの回転
体１′−１，１′−２を２枚の回転体３−３，３−４で
圧接挟持して構成されている。圧接挟持のために回転軸
３１に固定された円板１８−１２と、コイルバネ１８−
１３と、回転軸３１に回動自在に取り付けられた円板１
８−１４と、ベアリング１８−１５が設けられている。

【００８３】また２つの回転体１′−１，１′−２には
それぞれ回転軸１１′−１，１１′−２が取り付けられ
ており、これら回転軸１１′−１，１１′−２は、ガイ
ド部材１８−１６のガイド溝１８−１７に案内されるよ
うに構成されている。ここでガイド溝１８−１７は、両
回転軸１１′−１，１１′−２が真上（又は真下）の位
置から紙面手前側垂直に向くように移動するように形成
されている。

【００８４】そして図示の状態で原動機１８−３を駆動
すると、駆動軸１８−６の駆動力が歯車１８−５に伝達
され、各回転体１−１，１−２，１−３，１−４は、そ
れぞれ図示の矢印方向に回転する。

【００８５】これによって前記図１７の場合と同様に回
転体３−１，３−２，３−３が矢印方向に回転し、回転
軸３１が出力軸として回転駆動される。

【００８６】一方回転軸３１の回転を停止するには、回
転軸１１′−１，１１′−２を図示の位置から紙面手前
側垂直になる位置まで回動する。これによって回転体
１′−１，１′−２と回転体３−３の間で抵抗トルクが
無段階に増加され、相対的に転がり回転しながら無段階
に減速されて行き、最終的には回転伝達不可能となり
（前記図６の説明参照）、回転軸３１は停止する。

【００８７】〔ブレーキ装置の抵抗力の増減を利用した
無段変速機〕図１９はブレーキ装置１９−１の回転軸３
１を直接原動機１９−２に接続して構成した無段変速機
を示す図である。同図に示すブレーキ装置１９−１は、
２つの回転体１−１，１−２を回転体３−１，３−２で
圧接挟持して構成されている。ここで回転体１−２は回
転体１−１と同様の構造なのでその詳細な記載は省略し
ている。

【００８８】回転体１−１にはその上下にそれぞれ回転
軸１１−１，１１−２を設けており、これらはガイド部
材１９−３のガイド溝１９−４，１９−５に係合してい
る。ガイド溝１９−４，１９−５は、回転軸１１−１，
１１−２が真上と真下の位置から紙面手前側垂直と紙面
奥側垂直に向くように形成されている。

【００８９】そして回転軸１１−１，１１−２を紙面手
前側と紙面奥側に向けて揺動させれば、前述のように回
転体１−１，１−２と回転体３−１，３−２間で抵抗ト
ルクが無段階に増加し、原動機１９−２の回転駆動を制
動し、これによって回転軸３１の回転速度を無段階に変
速することができる。

【００９０】次に図２０は無段変速機に利用する他の構
造のブレーキ装置２０−１を示す図であり、同図（ａ）
は正面図、同図（ｂ）は右側面図である。

【００９１】同図に示すようにこのブレーキ装置２０−
１は、回転体１を回転体３−１，３−２によって圧接挟
持している。そして回転体１の中央にはリング状支持部
材２０−２に取り付けた圧接部材２０−３，２０−４が
この回転体１を圧接挟持している。

【００９２】この実施例において回転体１の回転軸１１
は、圧接部材２０−３，２０−４の圧接点ｐ，ｐと、回
転体１の中心を結ぶ線上にある。

【００９３】つまり図示の状態においては、回転体１と
回転体３−１，３−２間でのトルク伝達は行なわれな
い。

【００９４】一方リング状支持部材２０−２を矢印ｔ方
向に回転していくと、回転軸１１もそれに伴って回転す
るため、回転体１と回転体３−１，３−２の間の抵抗は
減少して両者間で回転伝達が始まり、圧接部材２０−
３，２０−４の圧接点ｐ，ｐが真上と真下方向に位置す
れば、全く抵抗無くなる両者間で回転伝達される。この
ように回転体１と回転体３−１，３−２の間の抵抗トル
クを増減することによって原動機の回転速度・回転トル
クを無段階に変更できる。

【００９５】次に図２１はさらに他の構造のブレーキ装
置２１−１を示す図であり、同図（ａ）は正面図、同図
（ｂ）は同図（ａ）のＤ−Ｄ断面矢視図（但しリング状
支持部材２１−４のみを断面としている）である。

【００９６】このブレーキ装置２１−１においても回転
体１を２つの回転体３−１，３−２で圧接挟持してい
る。そしてこの実施例の場合、紙面手前側と奥側にそれ
ぞれ４つずつの圧接部材２１−２，２１−３を回転体１
に圧接している。各圧接部材２１−２，２１−３はリン
グ状支持部材２１−４に回動自在に取り付けられてい
る。

【００９７】４つ１組の圧接部材２１−２の回転体１へ
の圧接点ｐは、各圧接部材２１−２の回転中心軸よりも
所定距離ずつ離れている。反対側の圧接部材２１−３に
ついても同様である。

【００９８】そして回転体１の回転軸１１は、４つ１組
の圧接部材２１−２の中心と、４つ１組の圧接部材２１
−３の中心を結ぶ線と一致する。従って、図示の状態で
は回転体１と回転体３−１，３−２の間で回転伝達は行
なわれない。リング状支持部材２１−４を矢印方向に回
転していくと、回転体１と回転体３−１，３−２の間の
抵抗トルクが徐々に無段階に減少して行き、従って両者
間で回転伝達が始まり、図示の状態からリング状支持部
材２１−４を９０度回動すると全く抵抗なく両者間で回
転伝達される。

【００９９】なお前述のように圧接部材２１−２の回転
体１への圧接点ｐはその回転中心軸よりも所定距離ずつ
離れているので、回転体１が回転軸１１を中心に回転し
た際に回転し、回転体１の回転がスムーズに行なえる。

【０１００】図２２はさらに他の構造のブレーキ装置２
２−１を示す図であり、同図（ａ）は正面図、同図
（ｂ）は右側面図である。

【０１０１】このブレーキ装置２２−１においては、リ
ング状支持部材２２−４に取り付ける圧接部材２２−
２，２２−３の数をそれぞれ２つ１組としている。なお
このリング状支持部材２２−４は、同図に示す矢印Ｅ方
向とＦ方向の何れにも揺動自在に取り付けられている。

【０１０２】またこの実施例における圧接部材２２−
２，２２−３は回転体１に圧接する面を円錐状に形成
し、これによって各圧接部材２２−２，２２−３の回転
軸の方向が平行になるようにしている。

【０１０３】そして回転体１の回転軸１１は２つ１組の
圧接部材２２−２と２つ１組の圧接部材２２−３と回転
体３−１，３−２の最も抵抗の少ない位置、即ち紙面に
おいては垂直上下方向に存在する。従って回転体１が回
転すると、圧接部材２２−２，２２−３も回転伝達を受
けて回転する。

【０１０４】そしてリング状支持部材２２−４を矢印Ｅ
方向に回動すると、回転体１の回転軸１１は一時的に圧
接部材２２−２，２２−３に従って矢印Ｅ方向に回動さ
れ、回転体３−１，３−２と回転体１の回転比は一時的
に無段階に変化する。しかし、矢印Ｅ方向への回動を停
止すると、再び回転軸１１は無段階に元の垂直上下方向
に戻って行き、回転体１と回転体３−１，３−２の回転
比は元に戻る。この実施例は一時的な減速に効果があ
り、その後再び減速前の回転比に戻すことができる構成
である。

【０１０５】一方リング状支持部材２２−４を図示の状
態から矢印Ｆ方向に９０度回動すると、図２３に示す状
態となる。この状態においては回転体１の回転軸１１は
２つ１組の圧接部材２２−２の中心と２つ１組の圧接部
材２２−３の中心とを結ぶ線に一致するので、回転体１
と回転体３−１，３−２間で回転伝達はされない。そし
てこの状態からリング状支持部材２２−４を矢印Ｇ方向
に回動していくと、回転体１の回転軸１１が上方向に移
動していくため、抵抗トルクが徐々に減少して行き、回
転体１と回転体３−１，３−２間で回転伝達が始まり、
圧接部材２２−２，２２−３も回転体１の伝達を受けて
回転伝達が始まる。

【０１０６】図２４はさらに他の構造のブレーキ装置２
４−１を示す正面図である。このブレーキ装置２４−１
において、前記図２０に示す実施例と相違する点は、圧
接部材２４−２（裏面側にも図示しない圧接部材２４−
３がある）とリング状支持部材２４−４の配置位置を所
定距離左側に平行移動した点のみである。そして圧接部
材２４−２（２４−３）と回転体１の圧接点ｐの位置と
圧接部材２４−２（２４−３）の回転軸の位置をずらせ
ておく。

【０１０７】この回転体１の場合はその回転軸は圧接点
ｐ又は回転体３−１，３−２の圧接点に一致する。従っ
て図示の状態の場合は回転体１と回転体３−１，３−２
の間で回転伝達は行なわれない。そしてリング状支持部
材２４−４を矢印方向に移動していくと、上記各実施例
と同様に回転体１と回転体３−１，３−２間で回転伝達
が始まり、回転体２４−２，２４−３も回転伝達が始ま
る。

【０１０８】この実施例の場合、リング状支持部材２４
−４を矢印方向に移動していく際、圧接部材２４−２
（２４−３）は回転体１に対して転がり回転していく。
従って図２０に示す実施例と比較して、圧接部材２４−
２（２４−３）の移動がより滑らかに行なえる。

【０１０９】〔始動装置の抵抗力の増減を利用した無段
変速機〕図２５は前記図７に示す始動動作のみを利用し
た始動及び無段変速機を示す図である。

【０１１０】この実施例においては、回転体１の回転軸
１１をガイド部材２５−１のガイド溝２５−２に支持せ
しめている。ガイド溝２５−２は前記図７に示す矢印ｃ
と同じ略円弧状の軌跡となっている。

【０１１１】またガイド溝２５−２は図示においては途
中までとなっているが、回転軸１１を略円弧状の軌跡を
作りながら一周にわたって回転自在にガイド溝を設けて
回転軸１１をガイドにそって回動させることもできる。

【０１１２】そして原動機２５−３を停止した状態で、
回転軸１１を図示の位置から矢印方向に移動していけ
ば、前記図７で説明したように、回転体１と回転体３−
１，３−２が回動し、原動機２５−３が始動される。

【０１１３】原動機２５−３が始動されれば、逆に回転
軸３１が駆動されるが、このとき回転軸１１によって所
定の抵抗トルクが生じる。なお回転軸１１の位置が上方
向に行けば抵抗トルクは減少していくので、回転軸３１
の回転数は増し、回転体１も回転軸１１を中心に加速さ
れる。逆に回転軸１１が図示の位置に近づけば近づくほ
ど、抵抗トルクは増大して回転軸３１の回転数は減少
し、回転体１も回転数が減少し、最終的には停止する。

【０１１４】〔始動、減速停止装置と無段変速機を組み
合わせた他の装置〕図２６は始動、減速停止装置と無段
変速機を組み合わせた装置を示す図である。同図におい
て、回転体３−１，３−２の間に前記図２５に示すと同
様の始動停止装置２６−１を取り付け、また該回転体３
−１，３−２の間に変速用の回転体１′を圧接挟持せし
めている。

【０１１５】回転体１′はその上下から回転体５−１，
５−２で挟持され、また紙面手前奥側には回転軸揺動用
の圧接部材２６−２，２６−３（２６−３は図示せず）
が圧接されている。回転体５−２には出力軸２６−８が
接続されている。

【０１１６】回転体３−２は回転軸３１とは逆向きに回
転するが、歯車機構２６−５（３つのかさ歯車２６−１
０，２６−１１，２６−６）によって回転体３−２の回
転方向をかさ歯車２６−６に逆方向に取り出し、これを
回転軸３１に伝達している。なお回転軸３１とかさ歯車
２６−６の間は回転方向には固定され、軸方向にはスラ
イド自在にスプライン嵌合となっている。

【０１１７】そして始動停止装置２６−１のレバー２６
−７を紙面に垂直な位置から図示の位置まで移動する
と、前述のように回転体１と回転体３−１，３−２が回
動し、回転軸３１が回動する。回転軸３１に原動機を取
り付けておけばその始動が可能になる。

【０１１８】一方回転している回転軸３１の動力は、回
転体３−１，３−２から回転体１′に伝達される。図示
の状態のとき回転体１′の回転軸１１′は、２つの回転
体５−１，５−２の回転体１′に圧接している点ｐ，ｐ
を結ぶ線と一致しているので、回転体１′と圧接部材２
６−２，２６−３は抵抗なく回転されるが、回転体５−
２への動力の伝達は行なわれない。即ちニュートラルの
状態となる。

【０１１９】次に圧接部材２６−２，２６−３を支持す
る支持部材２６−９を矢印方向に回動すると、圧接部材
２６−２，２６−３による回転体１′への圧接点ｐが移
動し、回転体１′と回転体３−１，３−２と圧接部材２
６−２，２６−３間における抵抗の加わり方（抵抗方
向）が変化する。従って、回転体１′は抵抗の最も少な
い回転方向となるようにその回転軸１１′が図示の方向
から他の方向に変化する。従って回転体１′の回転軸１
１′が回転体５−１，５−２の圧接点ｐ，ｐと一致しな
くなり、回転体３−１，３−２の回転が回転体５−２に
伝達され、所定の回転比で出力軸２６−８に取り出せ
る。つまり圧接部材２６−２，２６−３の位置を変更す
ることによって、無段変速が可能となる。

【０１２０】〔無段揺動変速機〕図２７は本発明を無段
揺動変速機に応用した例を示す図である。この実施例に
おいては、フレーム２７−１の上端部に入力軸２７−
２、下端部に出力軸２７−３を設けている。フレーム２
７−１内部においては２枚の回転体３−１，３−２の間
に揺動用の回転体１と、変速用の回転体１′が圧接挟持
されている。回転体３−１の回転軸３１はフレーム２７
−１に回転自在に軸支されている。

【０１２１】また上側の回転体１の周囲を囲むように円
筒状のガイド部材２７−４が配置されており、該ガイド
部材２７−４の一端面には平歯車２７−５が取り付けら
れている。該平歯車２７−５は前記入力軸２７−２に固
定した平歯車２７−６に螺合している。またこのガイド
部材２７−４の内周面には、斜めに傾く第１ガイド溝２
７−７が設けられている。

【０１２２】一方フレーム２７−１には前記ガイド部材
２７−４の両側面を支持するための２つのアーム２７−
８，２７−９が設けられている。このアーム２７−８，
２７−９には回転体１の手前側と奥側に２本の横アーム
２７−１０（奥側は示さず）が取り付けられており、該
横アーム２７−１０の内側には第２ガイド溝２７−１１
が設けられている。これら第１，第２ガイド溝２７−
７，２７−１１には同時に回転体１の回転軸１１が係合
している。

【０１２３】一方変速用の回転体１′の構造は前記図２
６に示す変速用の回転体１′の構造と略同一なので、そ
の詳細な説明は省略する。なお２７−１２は回転体５−
１３の回転軸を所定の定位置に支持する支持部材であ
る。

【０１２４】そして入力軸２７−２を回転すると、ガイ
ド部材２７−４が回転する。このとき回転体１の回転軸
１１は第１，第２ガイド溝２７−７，２７−１１に係合
しているので、該回転軸１１は結局同図に示す矢印方
向、即ち左右方向に揺動する。

【０１２５】これによってこの回転体１に圧接している
回転体３−１，３−２も回転軸３１を中心にして回転方
向に揺動する。

【０１２６】ここで回転体１′が図示の位置にあるとき
は、前記図２６で説明したように、回転体１′が揺動す
るだけで、回転体３−１，３−２の回転は出力軸２７−
３に伝達されない。

【０１２７】そして圧接部材２７−１４を支持する支持
部材２７−１５を矢印方向に回動すると、前記図２６で
説明したように回転体１′の回転軸が上下垂直方向から
他の方向に変化するので、該回転体１′の回転軸と回転
体５−１６の圧接点ｐと一致しなくなり、所定の回転比
で出力軸２７−３が揺動する。支持部材２７−１５の回
動量に応じて、出力軸２７−３の揺動量が無段階に変化
する。

【０１２８】〔他の始動及び無段変速装置〕図２８は他
の構造の始動及び無段変速装置を示す図である。この実
施例においても２つの回転体１−１，１−２を２つの回
転体３−１，３−２で圧接挟持している。回転体１−１
と回転体１−２は同一構造なので、上側の回転体１−１
について説明すると、回転体１−１の外周にはリング状
の回転体２８−１が配置され、該回転体２８−１に回動
自在に取り付けた４つの圧接部材２８−２を回転体１−
１に圧接している。各圧接部材２８−２の回転軸と圧接
点ｐは一致していない。

【０１２９】回転体２８−１は３次元的に回動自在とな
るように図示しない支持部材に支持されている。そして
圧接点ｐが図に示す矢印ｓ方向に移動するように回転体
２８−１を回動すると、前記図７で説明したように、回
転体１−１と回転体３−１，３−２がスムーズに始動す
る。従って回転軸３１に接続した原動機の始動が可能と
なる。

【０１３０】一方図示の状態において回転体３−１が回
転駆動しているとすると、回転体１−１は真上から真下
に向かう回転軸を中心にして回転する。従って回転体３
−１の回転速度に対して回転体１−１は所定の回転速度
比で回転する。従って図示しない回転体１−１からの出
力取り出し手段（例えば図９に示すように回転体１−１
に別の回転体を圧接することによって取り出す）によっ
て該回転体１−１からその出力を取り出せば、所定の回
転比の出力が得られる。なお圧接部材２８−２から出力
を取り出しても良い。

【０１３１】次に回転体２８−１を矢印ｒ方向等に回動
すると、回転体１−１の回転軸が揺動し、回転体３−１
と回転体１−１間の回転比が変わるので、その回転比を
無段階に変えることができる。

【０１３２】〔無段変速装置〕図２９は本発明を用いた
無段変速機を示す図である。同図に示すようにこの無段
変速機は、回転体１を２つの回転体３−１，３−２で圧
接挟持している。回転体１には入力軸となる回転軸１１
が固定されており、該回転軸１１は軸受２９−１に回動
自在に軸支されている。なお軸受２９−１はこの位置に
固定されている。

【０１３３】回転体３−１，３−２はいずれもフレーム
２９−２に回動自在に取り付けられており、また該回転
体３−１，３−２にはかさ歯車２９−３，２９−４が固
定されている。両かさ歯車２９−３，２９−４はかさ歯
車２９−５に噛み合わされており、該かさ歯車２９−５
の回転軸２９−６が出力軸となっている。

【０１３４】そして回転軸１１を回転駆動すれば、所定
の回転比で回転体３−１，３−２が回動し、さらに所定
の回転比で回転軸２９−６が回転する。

【０１３５】次にフレーム２９−２を矢印ｑ方向に回動
すると、回転体１と回転体３−１，３−２の圧接点ｐ，
ｐの位置が変化し、両者の回転比が変化する。これによ
って回転軸１１と回転軸２９−６間の回転比が無段階に
変化される。

【０１３６】図３０は本発明の他の無段変速機を示す図
である。同図に示す無段変速機は、２つの回転体１−
１，１−２を回転体３−１，３−２で圧接挟持して構成
されている。

【０１３７】ここで回転体１−１，１−２は前記図１７
に示す回転体１′−１〜１′−４と同一構造である。

【０１３８】また回転体３−１，３−２はそれぞれフレ
ーム３０−１に回動自在に取り付けられており、回転体
３−１，３−２に固定したかさ歯車３０−２，３０−３
をかさ歯車３０−４に噛み合わせ、その回転軸３０−５
を出力軸としている。

【０１３９】そして回転体１−１，１−２のかさ歯車３
０−６を入力軸として回動すれば、所定の回転比で回転
体１−１，１−２と回転体３−１，３−２がそれぞれ回
動され、回転軸３０−５に出力される。

【０１４０】ここで回転体１−１，１−２の支持手段３
０−７を揺動するか、或いはフレーム３０−１を矢印ｒ
方向に回動するか、或いはこれら揺動と回動を同時に行
なうことによって、かさ歯車３０−６と回転軸３０−５
間の回転比が無段で変更される。

【０１４１】入力軸となるかさ歯車３０−６と出力軸と
なる回転軸３０−５は、定位置に設けられる。ここで回
転体１−１，１−２に設けたかさ歯車とかさ歯車３０−
６の間の歯数比と、かさ歯車３０−２，３０−３とかさ
歯車３０−４の間の歯数比を所定の比に設定すれば、フ
レーム３０−１を回動した際に回転体１−１，１−２と
回転体３−１，３−２がそれぞれ回転しても、静止した
かさ歯車３０−６とかさ歯車３０−４上を回転体１−
１，１−２に取り付けたかさ歯車とかさ歯車３０−２，
３０−３がそれぞれ噛み合いながらその周囲を回動する
だけとすることができる。つまり入出力軸を停止した状
態のままでその回転比を変更することができる。

【０１４２】図３１は本発明の他の無段変速機を示す図
である。この実施例においては２つの回転体１−１，１
−２を回転体３−１，３−２で圧接挟持している。この
圧接挟持のために回転軸３１に設けたねじ部３１−３に
ナット３１−１を螺合し、ボールベアリング３１−２を
介して回転体３−２を回転体３−１に向けて押し付けて
いる。

【０１４３】図示の状態で回転体１−１の回転軸１１−
１を駆動すれば、回転体３−１，３−２を介して回転体
１−２にその回転が伝わり、回転体１−２の回転軸１１
−２が回転軸１１−１と同一速度で回転する。

【０１４４】そしてこの状態から回転体１−１の回転軸
１１−１を揺動（又は回転体１−１の回りを回動）すれ
ば、回転軸１１−１の回転速度に比べて回転軸１１−２
の回転速度の方が増加し、無段変速が行なえる。

【０１４５】なおこの機構は例えば自動車の左右の車輪
への動力伝達に利用できる。即ち自動車がカーブする
際、内輪と外輪の間に回転半径の相違による回転速度差
を生じる。

【０１４６】そこで図３１において回転軸３１を入力軸
とし、回転軸１１−１，１１−２を左右の車輪への出力
軸としておく。そして自動車が直進する際は回転軸１１
−１，１１−２を図示の状態のままとしておく。これに
よって両車輪は同一回転数で駆動される。次に自動車が
カーブする際は内輪になる側の回転軸１１−１を所定角
度図示の位置から傾ける。これによって傾けた回転軸１
１−１の回転数は傾けない回転軸１１−２の回転数より
も小さくなる。従ってカーブをスムーズに曲がりながら
同時に車輪への動力伝達ができる。

【０１４７】反対側にカーブする際は回転軸１１−２を
揺動させれば良い。またカーブの半径が小さくなるほど
揺動角度を大きくする。

【０１４８】図３２は本発明の他の無段変速機を示す図
である。同図に示す無段変速機は、回転体１を２つの回
転体３−１，３−２で圧接挟持している。回転体１の回
転軸１１には歯車３２−１が固定されており、該歯車３
２−１には原動機３２−２の駆動歯車３２−３が噛み合
っている。

【０１４９】一方回転体３−１，３−２の回転軸３１−
１，３１−２はフレーム３２−４に回転自在に取り付け
られており、両回転体３−１，３−２はコイルバネ３２
−７などによって回転体１に圧接されている。なお回転
軸３１−１，３１−２と圧接点ｐは一致させていない。
また該フレーム３２−４には前記回転体１の中心と前記
圧接点ｐを通る軸と同一軸中心の軸３２−５が取り付け
られている。この軸３２−５には歯車３２−６が固定さ
れており、該歯車３２−６はウォーム歯車３２−７が噛
み合っている。ここで回転軸１１は入力軸であり同時に
出力軸となっている。

【０１５０】そして図示の状態で原動機３２−２を駆動
し、回転軸１１を回転駆動すると、回転体３−１，３−
２も抵抗なく回転し、回転軸１１を出力軸としてそのま
ま出力が取り出せる。

【０１５１】次にウォーム歯車３２−７を回転して回転
軸３２−５を回動すると、フレーム３２−４全体が該回
転軸３２−５を中心に回動し、これによって回転体１と
回転体３−１，３−２の圧接点ｐの位置が変化する。こ
れによって回転体１の回転に所定の抵抗が生じ、該抵抗
力に応じて回転軸１１の回転が制動されその回転数が変
更される。

【０１５２】なおフレーム３２−４を図示の状態から９
０度揺動すれば、回転体１は回転不能となり、回転軸１
１の回転は停止される。

【０１５３】図３３は本発明の他の無段変速機を示す図
であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図であ
る。但し同図（ａ）においては上側の回転体３−１及び
それを支持するフレーム３３−１部分の記載を省略し、
同図（ｂ）においては手前側の回転体３−３及びそれを
支持するフレーム３３−１部分の記載を省略している。

【０１５４】同図に示すようにこの無段変速機は、回転
体１に２つ１組（全部で４個）の回転体３−１，３−
２，３−３，３−４と圧接部材３−５，３−６をそれぞ
れ圧接せしめて構成されている。何れの回転体３−１〜
３−４と圧接部材３−５，３−６の回転軸も、回転体１
への圧接点ｐからずれるように配置されている。

【０１５５】ここで正面図の上下の回転体３−１，３−
２の回転軸３１−１，３１−２を入力軸とし、紙面手前
側と奥側の回転体３−３，３−４の回転軸３１−３，３
１−４を出力軸としている。

【０１５６】回転体３−１〜３−４はフレーム３３−１
に直接軸支されており、また圧接部材３−５，３−６の
回転軸３１−５，３１−６は支持部材３３−２，３３−
３に回転自在に支持された上で、該支持部材３３−２，
３３−３の回転軸３３−４，３３−５がフレーム３３−
１に回動自在に支持されている。回転軸３１−５，３１
−６の中心軸と回転軸３３−４，３３−５の中心軸は所
定距離ずれている。

【０１５７】また支持部材３３−２，３３−３の外周に
は歯車が設けられており、この歯車は歯車３３−６，３
３−７に噛み合っている。歯車３３−６，３３−７は駆
動軸３３−８に固定されている。

【０１５８】そして回転軸３１−１，３１−２を入力軸
として回転駆動すると、回転体３−３，３−４は所定の
回転比で回転するが、このとき駆動軸３３−８を回転し
て支持部材３３−２，３３−３を回転すると、回転体１
と圧接部材３−５，３−６の圧接点ｐの位置において圧
接部材３−５，３−６の回転軸の位置が移動し、回転体
１の回転軸が変化して前記回転比が変化する。

【０１５９】ここで図３４は上記無段変速機の動作を説
明するための図である。同図は図３３（ｂ）を右側から
見た状態を示している。同図（ａ）に示すようにまず圧
接部材３−６（３−５）の軸中心がその圧接点ｐに対し
て左側にあったとすると、回転体１の回転軸１１は図示
の通り横方向を向く。従って回転体３−１，３−２の入
力は回転体３−３，３−４には伝達されない。

【０１６０】次に圧接部材３−６（３−５）を移動して
同図（ｂ）に示す位置にきたとすると、回転軸１１もそ
れに伴って同図に示す位置に移動する。従って回転体３
−１，３−２から回転体３−３，３−４に所定の回転比
でその回転が伝達できる。また圧接部材３−５，３−６
も変速される。つまり圧接部材３−６（３−５）の移動
位置に応じて入出力軸間の回転比と圧接部材３−５，３
−６の回転比が無段階に変化する。

【０１６１】一方同図（ｃ）に示すように圧接部材３−
６（３−５）の揺動方向を逆方向にすると、回転体３−
１，３−２から回転体３−３，３−４への回転伝達方向
が逆になる。

【０１６２】ところでもし圧接部材３−６（３−５）
が、同図（ｂ）に示す位置にあり、且つ全ての回転体３
−１〜３−４と圧接部材３−５，３−６が停止している
状態にあったとする。そしてこの状態で回転体３−１，
３−２の回転を始めると、図３５に示すように、回転体
１は当初は同図に示す回転軸１１−１の位置にあるが、
次第に回転軸１１−２→１１−３と移動して行き、最後
は回転軸１１−４の位置に落ち着く。

【０１６３】つまり圧接部材３−６（３−５）の位置を
予め傾けておいても、無段階にスムーズに変速されるの
である。従って圧接部材３−６の角度に従って回転比の
上限を一定に設けることもでき、またその範囲でゼロか
ら上限の間で無段変速が可能となる。

【０１６４】図３６は本発明の他の無段変速機を示す図
である。この無段変速機は、回転軸３１に入力された駆
動力を、回転体３−１，３−２，３−３を介して４つの
回転体１−１，１−２，１−３，１−４に伝達し、さら
に別の回転体３−４，３−５，３−６，３−７の回転軸
３６−５，３６−６，３６−７，３６−８から取り出す
構造のものである。つまり１つの入力軸を４つの出力軸
に分配して出力するものである。

【０１６５】各回転体１−１，１−２，１−３，１−４
には別に２つ１組の圧接部材３６−１，３６−２，３６
−３，３６−４（裏面側のものは示さず）が圧接されて
いる。圧接部材３６−１，３６−２，３６−３，３６−
４は前記図３３の圧接部材３−５，３−６と同じ状態で
それぞれ回転体１−１〜１−４に圧接されている。

【０１６６】そして図３４で説明したと同様に、各圧接
部材３６−１，３６−２，３６−３，３６−４の位置に
応じて回転軸３１と各回転軸３６−５，３６−６，３６
−７，３６−８の回転比が変化する。

【０１６７】そして例えば何れか１つの回転軸３６−５
の出力側のみに大きな負荷がかかったような場合（例え
ば自動車がカーブしたり、凹凸路面にあった場合等）、
回転体１−１の回転軸１１−１は図示の位置から所定角
度ずれ、その分他の回転体１−２〜１−４に比べて回転
数が減少するが、逆にトルクは増大する。

【０１６８】つまりこの機構を例えば自動車の４輪駆動
に用いたりすれば、自在に路面に最適な回転比・トルク
とすることができ、好適である。もちろんそれ以外の各
種装置（工作機械など）に利用できることは言うまでも
ない。

【０１６９】図３７は本発明の他の無段変速機を示す図
である。同図に示す無段変速機は、４つの回転体１−
１，１−２，１−３，１−４を５つの回転体３−１，３
−２，３−３，３−４，３−５と２つのプーリー体３−
６，３−７によって囲むように圧接挟持し、さらに各回
転体１−１〜１−４の手前側と奥側もそれぞれ圧接部材
３７−１，３７−２，３７−３，３７−４（裏面側は図
示していない）によって圧接挟持して構成されている。
圧接部材３７−１，３７−２，３７−３，３７−４は前
記図３３の圧接部材３−６，３−７と同じ状態でそれぞ
れ回転体１−１〜１−４に圧接している。

【０１７０】そして回転体３−１，３−２の回転軸３１
−１，３１−２を入力軸として回転駆動すれば、各回転
体１−１，１−２，１−３，１−４が回転駆動され、こ
れによってプーリー体３−６，３−７と回転体３−３，
３−４，３−５が回転駆動され、回転体３−３の回転軸
３１−５が出力として取り出せる。

【０１７１】このとき各回転体１−１，１−２，１−
３，１−４は圧接部材３７−１，３７−２，３７−３，
３７−４によってその回転軸１１−１，１１−２，１１
−３，１１−４の位置が制御され、各回転体１−１，１
−２，１−３，１−４の回転速度が制御される。

【０１７２】この実施例においては回転体１−１，１−
２，１−３，１−４が４つあり、回転軸３１−１，３１
−２からの入力トルクを４つに分散できるので、各圧接
点において伝達する力が小さくなり、無理なく変速して
出力できる。

【０１７３】図３８は本発明の他の無段変速機を示す図
である。この無段変速機は図３７に示す無段変速機全体
を４５度傾けたものである。それ以外の構成は前記図３
７の構成とほとんど同一なのでその説明は省略する。

【０１７４】このように構成すれば、各回転体間が、各
回転体自体の重量によって相互に圧接される。したがっ
て圧接挟持のためのコイルスプリング等を省略でき、又
はコイルスプリング等を弾発力の小さい小型の物に変更
でき、無段変速機の構造の簡略化が図れる。

【０１７５】〔回転軸方向変換装置〕図３９は本発明を
回転軸方向変換装置に利用した例を示す図である。この
回転軸方向変換装置は、２つの回転体１−１，１−２を
２つの回転体３−１，３−２で圧接挟持するように構成
されている。

【０１７６】３つの回転体１−１，３−１，３−２の回
転軸１１−１，３１−１，３１−２は、いずれもフレー
ム３９−１に回転自在に軸支されている。フレーム３９
−１には歯車３９−２が固定されており、該歯車３９−
２にはウォーム歯車３９−３が螺合している。

【０１７７】一方回転体１−２はその回転軸１１−２が
固定部材３９−７に回動自在に軸支されている。

【０１７８】そして回転軸１１−２を入力軸とし、回転
軸３１−１，３１−２を出力軸として回転軸１１−２を
回転駆動すれば、所定の回転比で回転軸３１−１，３１
−２が回転される。そしてウォーム歯車３９−３を回動
してフレーム３９−１全体を矢印ｔ方向に回転すれば回
転軸３１−１，３１−２の方向が変換できる。方向変換
前と方向変換後の回転軸１１−２と回転軸３１−１，３
１−２間の回転比は同一である。

【０１７９】〔ブレーキ手段〕図４０は他のブレーキ手
段の基本構成を示す図である。このブレーキ手段は、２
つの回転体１−１，１−２を２つの回転体３−１，３−
２で圧接挟持して構成されている。

【０１８０】両者の圧接部はゴムなどの弾性材料で構成
されており、且つ一方の回転体３−１の位置を固定した
状態で他方の回転体３−２を矢印方向に押圧可能に構成
して構成されている。

【０１８１】そして通常は回転体１−１，１−２と回転
体３−１，３−２は点接触状態となるように、所定の圧
接力で圧接されている。

【０１８２】ここで回転体３−２をさらに強い力で矢印
方向に押し付けると、両者の圧接部分は弾性部材で構成
されているので、圧接部が面接触となり、これによって
抵抗が生じ、ブレーキ作用が生じる。この圧接力を調整
することによって抵抗トルクが加減できる。

【０１８３】以上本発明の実施例を詳細に説明したが、
本発明は例えば以下のような各種装置に利用可能であ
る。 本発明を往復運動機構に応用して、エレベータ、プレ
ス機、ネジ切りタッピングマシーン、クレーン、コンベ
ア等に用いる。

【０１８４】本発明を回転運動機構に応用して、旋
盤、ドリル、マシニング等の加工機械や、自動車、船、
航空機等の変速機や、クイ打ち機、クイ抜き機、ジャッ
キ等の各種装置に用いる。

【０１８５】本発明を回転伝達方向変更機構に応用し
て、操舵を必要とする装置等に用いる。

【０１８６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、以下のような優れた効果を有する。 少なくとも２つの回転体を点接触によって圧接して動
力を伝達するので、滑りが少なくエネルギー損失が少な
い。

【０１８７】圧接する２つの回転体の圧接点を、一方
の回転体に設けた球面上を移動するように変更せしめて
両回転体間の回転比を変更するので、一方の回転体の回
転に対して他方の回転体の回転を無段階に変更したり、
停止したり、逆回転したりすることが容易に行なえる。
また圧接点の変更軌跡の取り方によっては両回転体の始
動動作や停止動作や回転軸の方向変換動作もスムーズに
行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明にかかる回転運動伝達機構の基本構成
例を示す概略側面図である。

【図２】回転運動伝達機構の動作説明図である。

【図３】回転運動伝達機構の動作説明図である。

【図４】回転運動伝達機構の動作説明図である。

【図５】回転運動伝達機構の動作説明図である。

【図６】回転運動伝達機構の動作説明図である。

【図７】回転運動伝達機構の動作説明図である。

【図８】軸支手段の１例を示す概略図である。

【図９】軸支手段の他の例を示す図であり、同図（ａ）
は正面図、同図（ｂ）は右側面図である。

【図１０】軸支手段の他の例を示す図である。

【図１１】球面を有する回転体からの動力取り出し手段
を示す図である。

【図１２】球面を有する回転体からの他の動力取り出し
手段を示す図である。

【図１３】球面を有する回転体からの他の動力取り出し
手段を示す図である。

【図１４】各回転体間を圧接する圧接手段の１例を示す
図である。

【図１５】圧接点において摩擦力を増大する手段を示す
図である。

【図１６】圧接点において摩擦力を増大する他の手段を
示す図である。

【図１７】始動、減速停止装置と無段変速機を組み合わ
せた装置を示す図である。

【図１８】無段変速機とブレーキ装置を組み合わせた装
置を示す図である。

【図１９】ブレーキ装置１９−１の回転軸３１を直接原
動機１９−２に接続して構成した無段変速機を示す図で
ある。

【図２０】無段変速機に利用する他の構造のブレーキ装
置２０−１を示す図であり、同図（ａ）は正面図、同図
（ｂ）は右側面図である。

【図２１】さらに他の構造のブレーキ装置２１−１を示
す図であり、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は同図
（ａ）のＤ−Ｄ断面矢視図（但しリング状支持部材２１
−４のみを断面としている）である。

【図２２】さらに他の構造のブレーキ装置２２−１を示
す図であり、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は側面図
である。

【図２３】ブレーキ装置２２−１の動作の１つを示す図
である。

【図２４】さらに他の構造のブレーキ装置２４−１を示
す正面図である。

【図２５】図７に示す始動動作のみを利用した始動及び
無段変速機を示す図である。

【図２６】始動、減速停止装置と無段変速機を組み合わ
せた装置を示す図である。

【図２７】本発明を無段揺動変速機に応用した例を示す
図である。

【図２８】他の構造の始動及び無段変速装置を示す図で
ある。

【図２９】本発明を用いた無段変速機を示す図である。

【図３０】本発明の他の無段変速機を示す図である。

【図３１】本発明の他の無段変速機を示す図である。

【図３２】本発明の他の無段変速機を示す図である。

【図３３】本発明の他の無段変速機を示す図であり、同
図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図である。

【図３４】上記無段変速機の動作を説明するための図で
ある。

【図３５】回転体１の動作説明図である。

【図３６】本発明の他の無段変速機を示す図である。

【図３７】本発明の他の無段変速機を示す図である。

【図３８】本発明の他の無段変速機を示す図である。

【図３９】本発明を回転軸方向変換装置に利用した例を
示す図である。

【図４０】他のブレーキ手段の基本構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１，３ 回転体 １１，３１ 回転体の回転軸 ｐ 圧接点

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 球面を有する回転体と他の２つの回転体
   とを具備し、該球面を有する回転体の球面を他の２つの
   回転体間で回転伝達可能に挟持して接続し、且つ前記球
   面を設けた回転体の回転軸を揺動又は回転体の周囲に回
   動せしめる回転軸移動手段を設け、 前記回転軸移動手段によって前記球面を有する回転体の
   回転軸と前記他の２つの回転体の回転軸間の相対的位置
   を変更することによって前記球面を有する回転体と前記
   他の２つの回転体間の回転比を変更せしめ、 さらに前記球面を有する回転体の回転軸と前記他の２つ
   の回転体の回転軸の内のいずれかを動力の入力軸又は出
   力軸にすることを特徴とする回転運動伝達機構。
2. 【請求項２】 球面を有する回転体と他の３つの回転体
   とを具備し、前記他の３つの回転体はそれぞれの回転軸
   が同一方向を向かない状態で前記球面を有する回転体の
   球面にそれぞれ回転伝達可能に接続され、 且つ前記球面を有する回転体と他の３つの回転体の内の
   少なくともいずれか１つには、前記球面を有する回転体
   の回転軸と前記他の３つの回転体の回転軸間の相対的位
   置を変更せしめる回転軸位置操作手段を設け、該回転軸
   位置操作手段で前記各回転軸間の相対的位置を変更する
   ことによって各回転体間の回転比を変更せしめることを
   特徴とする回転運動伝達機構。
3. 【請求項３】 前記回転運動伝達機構の外部の回転伝達
   経路に、始動装置又は変速装置又は加工装置又は駆動装
   置又は発電装置等の回転伝達装置を取り付けたことを特
   徴とする請求項１又は２記載の回転運動伝達機構。
4. 【請求項４】 球面を有する回転体と他の回転体とを具
   備し、該球面を有する回転体の球面と他の回転体とを回
   転伝達可能に接続し、且つ前記球面を有する回転体と他
   の回転体の少なくともいずれかには、前記球面を有する
   回転体の回転軸と他の回転体の回転軸間の相対的位置を
   変更せしめて両回転体の回転比を変更せしめる回転軸位
   置操作手段を設けた回転運動伝達機構であって、 前記回転軸位置操作手段は、両回転体の回転軸の相対的
   位置を変更して行き、最終的には前記球面を有する回転
   体の他の回転体との接続点における回転方向を該他の回
   転体の回転軸に交差する方向に向けることによって両回
   転体間の回転伝達を不能とせしめるように前記両回転体
   の回転軸の相対的位置を操作することを特徴とする回転
   運動伝達機構のブレーキ操作方法。
5. 【請求項５】 球面を有する回転体と他の回転体とを具
   備し、該球面を有する回転体の球面と他の回転体とを回
   転伝達可能に接続し、且つ前記球面を有する回転体と他
   の回転体の少なくともいずれかには、前記球面を有する
   回転体の回転軸と他の回転体の回転軸間の相対的位置を
   変更せしめて両回転体の回転比を変更せしめる回転軸位
   置操作手段を設けた回転運動伝達機構であって、 前記回転軸位置操作手段は、前記球面を有する回転体の
   回転軸を、前記他の回転体の回転軸に垂直な面方向以外
   の方向に連続して移動することによって両回転体の回転
   軸の回転を始動せしめるように前記両回転体の回転軸の
   相対的位置を操作することを特徴とする回転運動伝達機
   構の始動操作方法。
6. 【請求項６】 リング状の回転体の内部に他の回転体を
   貫通し、両回転体間は、十字状の継ぎ手の２本の腕の両
   端をそれぞれ回動自在に取り付けることによって連結さ
   れることを特徴とする自在継手。