JPH11294546A - 無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動力を効率よく伝達することができ、しかも
耐久性の向上を図ることのできる無段変速機を提供す
る。 【解決手段】 入力側ロータ４の回転軸を各出力側リン
グ７の回転軸に対して径方向に偏心させると、各出力側
リング７の角速度がそれぞれ周期的に変化し、角速度の
最も速い出力側リング７の回転力が一方向クラッチ９に
よって出力側ロータ８に伝達される。その際、各一方向
クラッチ９はそれぞれ周方向に均一に配置されているこ
とから、各出力側リング７の回転力が出力側ロータ８の
回転軸に対して常に均一に伝達される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や自転車等
の輸送機械を始め、動力の伝達を要する各種機械装置に
用いられる無段変速機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、自動車等に用いられる無段変速機
としては、金属ベルトと一対のプーリを用いたものが一
般的であり、このタイプでは各プーリの溝幅を連続的に
変えることにより、各プーリに巻回されたベルトの半径
を変化させて変速するようになっている。しかしなが
ら、ベルトとプーリの摩擦力によって動力を伝達する構
造では、ベルトの滑りによって動力の伝達効率が低下す
るため、大きな動力を伝達しようとすると装置全体が大
型化するという問題点があった。

【０００３】そこで、本出願人は、部品同士の滑りや摩
耗を少なくすることができ、ベルトとプーリを用いたも
のに比べて動力を効率よく伝達することのできる無段変
速機を既に提案している（特願平９−３３９１９号）。
即ち、この無段変速機は、互いに同軸状に配置された入
力軸及び出力軸と、入力軸に対して径方向に偏心可能な
回転軸を中心に回転する入力側回転体と、入力側回転体
を径方向に移動可能に係合し、入力軸を中心に回転する
複数の出力側回転体と、各出力側回転体の所定方向の回
転力のみを出力軸側に伝達する一方向伝達機構とを備
え、入力側回転体を任意の偏心位置に移動させることに
より各出力側回転体の角速度をそれぞれ周期的に変化さ
せ、角速度の最も速い出力側回転体の回転力を一方向伝
達機構によって出力軸に伝達するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記無
段変速機では、各出力側回転体が出力軸側の部品に一方
向伝達機構を介して周方向に部分的に接触する構造にな
っているため、各出力側回転体の回転軸に対して径方向
に不均一な荷重を生じ易く、耐久性の面で若干の懸念が
あった。

【０００５】本発明の目的とするところは、動力を効率
よく伝達することができ、しかも耐久性の向上を図るこ
とのできる無段変速機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、請求項１では、互いに同軸状に配置された
入力軸及び出力軸と、入力軸に対して径方向に偏心可能
な回転軸を中心に回転する入力側回転体と、入力側回転
体を径方向に移動可能に係合し、入力軸を中心に回転す
る複数の出力側回転体と、各出力側回転体の所定方向の
回転力のみを出力軸側に伝達する一方向伝達機構とを備
え、入力側回転体を任意の偏心位置に移動させることに
より各出力側回転体の角速度をそれぞれ周期的に変化さ
せ、角速度の最も速いまたは最も遅い出力側回転体の回
転力を一方向伝達機構によって出力軸に伝達するように
した無段変速機において、前記各出力側回転体を、出力
軸を中心に配置された環状部と、環状部の周方向一部か
ら入力側回転体に向かって軸方向に延びる腕部とからそ
れぞれ形成するとともに、各環状部を互いに軸方向に同
軸状に配列し、各腕部をそれぞれ環状部の位置から入力
側回転体までの距離に対応するように互いに軸方向に異
なった長さに形成して互いに周方向に配置し、各出力側
回転体の環状部の周面と出力軸側の周面との間にそれぞ
れ前記一方向伝達機構を周方向均一に配置している。こ
れにより、各一方向伝達機構がそれぞれ周方向に均一に
配置されていることから、各出力側回転体の回転力が出
力軸に対して常に均一に伝達される。

【０００７】また、請求項２では、請求項１記載の無段
変速機において、前記各出力側回転体の環状部の間にそ
れぞれ各環状部の対向面に転動自在に接する複数の転動
体を設けている。これにより、請求項１の作用に加え、
各出力側回転体の間に介装された転動体により、各出力
側回転体が互いに軸方向に位置ずれを生ずることなく円
滑に回動する。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１乃至図６は本発明の一実施形
態を示すもので、図１は無段変速機の側面断面図、図２
乃至図５は図１の矢視方向断面図、図６は無段変速機の
要部分解斜視図である。

【０００９】この無段変速機は、本体の外装をなすケー
ス１と、互いに同軸状に配置された入力側及び出力側シ
ャフト２，３と、各シャフト２，３の回転軸に対して径
方向に偏心可能な回転軸を中心に回転する入力側ロータ
４と、入力側シャフト２の回転力を入力側ロータ４に伝
達するギヤリング５と、入力側ロータ４を任意の偏心位
置に移動させる変速ディスク６と、入力側ロータ４を径
方向に移動可能に係合し、各シャフト２，３の回転軸を
中心に回転する複数の出力側リング７と、各シャフト
２，３の回転軸を中心に回転する出力側ロータ８と、各
出力側リング７の一方向の回転力のみを出力側ロータ８
にそれぞれ伝達する複数の一方向クラッチ９と、出力側
ロータ８の回転力を出力側シャフト３に伝達する複数の
プラネタリーギヤ１０とから構成されている。

【００１０】入力側シャフト２は一端側をベアリング２
ａ介してケース１に回動自在に支持されるとともに、他
端側をベアリング２ｂを介して出力側シャフト３の一端
側に回動自在に係合している。入力側シャフト２の一端
側にはギヤリング５に噛み合うギヤ２ｃが設けられ、他
端側には各プラネタリーギヤ１０を支持する支持部２ｄ
が設けられている。

【００１１】出力側シャフト３はベアリング３ａ，３ｂ
介してケース１に回動自在に支持されるとともに、各プ
ラネタリーギヤ１０に噛み合うギヤ３ｃを有している。

【００１２】入力側ロータ４は一端側に径方向に放射状
に延びる複数の溝４ａを有し、その他端側にはギヤリン
グ５に噛み合うギヤ４ｂが設けられている。

【００１３】ギヤリング５は各シャフト２，３の回転軸
に対して径方向に偏心した位置に配置され、その内周面
には入力側シャフト２のギヤ２ｃ及び入力側ロータ４の
ギヤ４ｂが周方向一部に噛み合うギヤ５ａが設けられて
いる。

【００１４】変速ディスク６はケース１に回動自在に支
持され、その回動中心は各シャフト２，３の回転軸に対
して径方向に偏心している。変速ディスク６の一端側に
は入力側ロータ４が変速ディスク６の回動軸に対して径
方向に偏心した位置にベアリング６ａを介して回動自在
に支持され、変速ディスク６の内周面にはギヤリング５
がベアリング６ｂを介して回動自在に支持されている。
また、変速ディスク６の他端側には変速ディスク６の回
動軸を中心にしてギヤ６ｃが設けられ、ギヤ６ｃは外部
から任意に回動可能な変速シャフト６ｄに噛み合ってい
る。

【００１５】各出力側リング７は、各シャフト２，３の
回転軸を中心に配置された環状部７ａと、環状部７ａの
周方向一部から入力側ロータ４に向かって軸方向に延び
る腕部７ｂとからそれぞれ形成され、互いに環状部７ａ
が軸方向に同軸状になるように配列されている。各腕部
７ｂは軸方向の長さが環状部７ａの位置から入力側ロー
タ４までの距離に対応するようにそれぞれ異なった長さ
に形成され、各腕部７ｂは互いに周方向に間隔をおいて
配置されている。また、各腕部７ｂの先端側には入力側
ロータ４の各溝４ａに径方向に移動自在に係合する突起
７ｃが設けられている。

【００１６】出力側ロータ８は各出力側リング７の内側
に配置され、入力側シャフト２にベアリング８ａを介し
て回動自在に支持されている。出力側ロータ８の外周面
には各出力側リング７の環状部７ａに対応する環状凹部
８ｂが設けられ、環状凹部８ｂの軸方向の対向面及び各
環状部７ａの対向面の間にはそれぞれ複数のボール８ｃ
が転動自在に介装されている。各ボール８ｃはその接触
面に設けられた円周溝７ｄに係合し、隣り合うボール８
ｃ同士が互いに接触しながら転動するようになってい
る。この場合、各ボール８ｃを互いに間隔をおいて配置
し、ケージによって保持するようにしてもよい。また、
出力側ロータ８の一端側の内周面には各プラネタリーギ
ヤ１０に噛み合うギヤ８ｄが設けられている。

【００１７】各一方向クラッチ９は各出力側リング７の
環状部７ａの内周面と出力側ロータ８の環状凹部８ｂの
外周面との間にそれぞれ周方向に配置された多数の伝達
部材９ａを有し、各伝達部材９を互いに同一方向に傾斜
した状態で図示しないケージ及びスプリングによって支
持された周知の構造からなる。

【００１８】各プラネタリーギヤ１０は入力側シャフト
２の支持部２ｄにベアリング１０ａを介して回動自在に
支持され、それぞれ出力側シャフト３のギヤ３ｃ及び出
力側ロータ８のギヤ８ｄに噛み合っている。

【００１９】以上のように構成された無段変速機におい
ては、外部からの駆動力によって入力側シャフト２が回
転すると、入力側シャフト２の回転力はギヤ２ｃ、ギヤ
リング５及び入力側ロータ４のギヤ４ｂに伝達され、入
力側ロータ４が変速ディスク６に支持された状態で回転
する。次に、入力側ロータ４の回転力は入力側ロータ４
の各溝４ａに係合する各出力側リング７の突起７ｃに伝
達され、各出力側リング７が各シャフト２，３の回転軸
を中心に回転する。その際、各出力側リング７の回転力
は各一方向クラッチ９によって出力側ロータ８に伝達さ
れ、出力側ロータ８の回転力は各プラネタリーギヤ１０
に伝達される。また、各プラネタリーギヤ１０は出力側
ロータ８と噛み合ながら入力側シャフト２と一体に回転
し、各プラネタリーギヤ１０の回転力は出力側シャフト
３に伝達される。

【００２０】次に、前記無段変速機において、変速ディ
スク６の変速シャフト６ｄを任意の量だけ回動すると、
変速ディスク６が各シャフト２，３の回転軸に対して偏
心した軸を中心に回動し、その回動量に応じて入力側ロ
ータ４が偏心方向に移動する。これにより、入力側ロー
タ４の回転軸が各出力側リング７の回転軸に対して径方
向に偏心するため、各出力側リング７の角速度がそれぞ
れ周期的に変化し、角速度の最も速いまたは最も遅い出
力側リング７の回転力が一方向クラッチ９によって出力
側ロータ８に伝達される。その際、入力側ロータ４の偏
心方向への移動は、各出力側リング７の突起７ｃが入力
側ロータ４の各溝４ａに沿って移動することにより許容
される。また、各一方向クラッチ９はそれぞれ周方向に
均一に配置されていることから、各出力側リング７の回
転力が出力側ロータ８の回転軸に対して常に均一に伝達
される。次に、出力側ロータ８と噛み合う各プラネタリ
ーギヤ１０は入力側シャフト２と一体に回転しているた
め、出力側ロータ８の角速度が各プラネタリーギヤ１０
の公転角速度よりも速くまたは遅くなり、その回転差の
分だけ出力側シャフト３が入力側シャフト２に対して変
速される。

【００２１】このように、本実施形態の無段変速機によ
れば、入力側ロータ４の回転軸を径方向に偏心させるこ
とにより、各出力側リング７の角速度をそれぞれ周期的
に変化させ、角速度の最も速いまたは最も遅い出力側リ
ング７の回転力を一方向クラッチ９によって出力側ロー
タ８に伝達するようにしたので、従来のようにベルトと
プーリを用いたものに比べて部品同士の滑りや摩耗を少
なくすることができ、動力を効率よく伝達することがで
きる。この場合、各一方向クラッチ９をそれぞれ各出力
側リング７の周方向に均一に配置したので、各出力側リ
ング７の回転力を出力側ロータ８の回転軸に対して常に
均一に伝達することができ、耐久性の向上を図ることが
できる。また、各出力側リング７の間に介装したボール
８ｃにより、各出力側リング７を互いに軸方向及び径方
向に位置ずれを生ずることなく円滑に回動させることが
できるので、常に安定した動作を得ることができる。

【００２２】尚、前記実施形態において、角速度の最も
速い出力側リング７の回転力を出力側ロータ８に伝達す
る場合は各一方向クラッチ９の伝達方向を一方の回転方
向に設定し、最も遅い出力側リング７の回転力を出力側
ロータ８に伝達する場合は各一方向クラッチ９の伝達方
向を他方の回転方向に設定すればよい。

【００２３】また、前記実施形態では、各一方向クラッ
チ９を出力側リング７の内周面側に配置したものを示し
たが、外周面側に配置した構造にすることも可能であ
る。

【００２４】更に、前記実施形態では、各出力側リング
７の間に多数のボール８ｃを介装したものを示したが、
各ボール８ｃの代わりに周知のローラベアリングを用い
ることも可能である。この場合、ローラベアリングだけ
では各出力側リング７の径方向の位置ずれを規制するこ
とができないので、例えば各出力側リング７と出力側ロ
ータ８との間に一部の伝達部材９ａに代えて複数のロー
ラを設け、これらのローラによって各出力側リング７の
径方向の移動を規制するようにしてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の無段変
速機によれば、従来のようにベルトとプーリを用いたも
のに比べて部品同士の滑りや摩耗を少なくすることがで
きるので、動力を効率よく伝達することができる。この
場合、各出力側回転体の回転力を出力軸に対して常に均
一に伝達することができるので、耐久性の向上を図るこ
とができる。

【００２６】また、請求項２の無段変速機によれば、請
求項１の効果に加え、各出力側回転体を互いに軸方向に
位置ずれを生ずることなく円滑に回動させることができ
るので、常に安定した動作を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す無段変速機の側面断
面図

【図２】図１のＡ−Ａ線矢視方向断面図

【図３】図１のＢ−Ｂ線矢視方向断面図

【図４】図１のＣ−Ｃ線矢視方向断面図

【図５】図１のＤ−Ｄ線矢視方向断面図

【図６】無段変速機の要部分解斜視図

【符号の説明】

２…入力側シャフト、３…出力側シャフト、４…入力側
ロータ、５…ギヤリング、６…変速ディスク、７…出力
側リング、７ａ…環状部、７ｂ…腕部、８…出力側ロー
タ、８ｃ…ボール、９…一方向クラッチ、１０…プラネ
タリーギヤ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに同軸状に配置された入力軸及び出
   力軸と、入力軸に対して径方向に偏心可能な回転軸を中
   心に回転する入力側回転体と、入力側回転体を径方向に
   移動可能に係合し、入力軸を中心に回転する複数の出力
   側回転体と、各出力側回転体の所定方向の回転力のみを
   出力軸側に伝達する一方向伝達機構とを備え、入力側回
   転体を任意の偏心位置に移動させることにより各出力側
   回転体の角速度をそれぞれ周期的に変化させ、角速度の
   最も速いまたは最も遅い出力側回転体の回転力を一方向
   伝達機構によって出力軸に伝達するようにした無段変速
   機において、 前記各出力側回転体を、出力軸を中心に配置された環状
   部と、環状部の周方向一部から入力側回転体に向かって
   軸方向に延びる腕部とからそれぞれ形成するとともに、
   各環状部を互いに軸方向に同軸状に配列し、各腕部をそ
   れぞれ環状部の位置から入力側回転体までの距離に対応
   するように互いに軸方向に異なった長さに形成して互い
   に周方向に配置し、 各出力側回転体の環状部の周面と出力軸側の周面との間
   にそれぞれ前記一方向伝達機構を周方向均一に配置した
   ことを特徴とする無段変速機。
2. 【請求項２】 前記各出力側回転体の環状部の間にそれ
   ぞれ各環状部の対向面に転動自在に接する複数の転動体
   を設けたことを特徴とする請求項１記載の無段変速機。