JPS61244946A - 無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ０発明の目的 （１）　　産業上の利用分野 本発明は無段変速機に関する。

（２）従来の技術 従来、機械的な構造を有する無段変速機としては、プー
リおよびベルトにより動力を伝達するものなど各種のも
のが実現されているが、一定トルク以上の負荷がかかる
と、自動的に動力伝達を停止し出力軸の回転が零となる
ような無段変速機は実現されていない。

（３）　　発明が解決しようとする問題点本発明は、上
記事情に鑑みてなされたものであり、一定トルク以上の
負荷がかかると出力軸の回転を自動的に停止して安全性
を向上した無段変速機を捷供することを目的とする。

Ｂ１発明の構成 （１１問題点を解決するための手段 本発明に従う無段変速機は、基本的に円筒状のケーシン
グと；該ケーシングの一端で回転自在に支承される入力
軸と；外周面が円筒状であり、前記入力軸に沿って移動
可能であるとともに、その軸方向移動に応じて入力軸と
の偏心量が変化するように、斜めキーおよびキー溝を介
して入力軸に装着される偏心回転体と；前記ケーシング
および偏心回転体間に介装され、前記偏心量が大となる
方向に偏心回転体を付勢する戻しばねと；前記偏心回転
体の外周に嵌着される軸受と；軸方向に摺動可能にして
ケーシングに支承され、前記軸受を囲繞する支持体と；
周方向に等間隔をあけて支持体に回転自在に支承され、
前記入力軸と平行な複数の回転軸と；該回転軸のまわり
に揺動可能であり、前記軸受外面に当接する複数の揺動
レバーと；各回転軸および各揺動レバー間にそれぞれ介
装される軸方向クラッチと；各回転軸の端部に固設され
る複数の第１ギヤと；前記入力軸と同一軸線上でケーシ
ングの他端に回転自在に支承される出力軸と；出力軸の
内端に設けられ前記第１ギヤに噛合する第２ギヤと；を
含む。

（２）作　用 入力軸の回転により、偏心回転体は戻しばねによるばね
力と、負荷とがバランスする位置まで軸方向に移動し、
それによる偏心回転体の入力軸からの偏心量に応じて揺
動レバーが揺動し、その揺動動作が軸方向クラッチを介
して回転軸に伝えられ、さらに第１および第２ギヤを介
して出力軸に伝えられる。しかも負荷が戻しばねによる
ばね付勢力よりも大となったときには、偏心回転体の入
力軸からの偏心量は零となるので揺動レバーは揺動せず
、したがって出力軸は回転しない。

（３）実施例 以下、図面により本発明の一実施について説明すると、
先ず第１図において、無段変速機ｌのケーシング２は、
一端に端壁３を有する有底円筒体４の他端に端板５を装
着して構成されており、適宜固定される。前記端壁３の
中央に設けられたボス部３ａには、ケーシング２と同心
の入力軸６が軸受７を介して回転自在に支承される。一
方、端板５の中央に設けられたボス部５ａには、入力軸
６と同一軸線を有する出力軸８が軸受９を介して回転自
在に支承される。また出力軸８の内端には凹部１０が設
けられており、入力軸６の内端が軸受１１を介して前記
凹部ｌＯで回転自在に支承される。

第２図を併せて参照して、ケーシング２内において、入
力軸６の途中には横断面正方形の角軸部６ａが設けられ
る。この角軸部６ａの一側面には斜めキー１２が突設さ
れており、斜めキー１２は入力軸６の内端側に向かうに
つれて入力軸６の回転方向１３に沿う後方側に傾斜され
る。

角軸部６ａには円筒状の偏心回転体１４が装着される。

すなわち、偏心回転体１４の中央には、−直径線に結っ
て長い矩形孔１５が軸線方向全長にわたって穿設されて
おり、角軸部６ａは斜めキー１２を設けた側面とその側
面に平行な側面とを摺接させて矩形孔１５に摺合される
。しかも矩形孔１５の内面には前記斜めキー１２に摺合
するキー溝１Ｇが穿設される。したがって偏心回転体１
４を入力軸６の軸方向に移動させることにより、偏心回
転体１４の外周面を入力軸６の軸線から偏心させること
ができる。

偏心回転体１４の端壁３例の端部には半径方向外方に向
けて張出した鍔部１７が一体的に設けられる。また軸線
方向に沿って該鍔部１７から間隔をあけた位置で偏心回
転体１４の外面には支持リング１８が嵌着される。これ
らの鍔部１７および支持リング１８間に挟持されるよう
にして、軸受１９が偏心回転体１４に嵌着される。

ケーシング２における有底円筒体４の内面には、偏心回
転体１４を囲繞する支持体２０が軸方向に移動自在に摺
接される。この支持体２０は、有底円筒体４の内面に摺
接する円筒部２１の両端に半径方向内方に延びる支持部
２２．２３がそれぞれ全周にわたって設けられて成る。

しかも円筒部２１の外面には、軸線方向に沿って延びる
溝２４が穿設されており、この溝２４には有底円筒体４
に固定されたキー２５が嵌合する。これにより、支持体
２０は軸線に沿う摺動動作を許容されているが、軸線ま
わりの回転動作を阻止される。

第３図を併せて参照して、支持体２０の両支持部２２．
２３には、入力軸６と平行でかつ周方向に等間隔をあけ
て配置される複数たとえば５本の回転軸２６が回転自在
に支承される。これらの回転軸２６は支持体２０から出
力軸８側に突出しており、その突出端部には比較的小径
の第１ギヤ２７がそれぞれ固定される。

一方、出力軸８の内端外周面には比較的大径の第２ギヤ
２８が設けられており、前記各第１ギヤ２７は第２ギヤ
２８に噛合する。しかも第１および第２ギヤ２７．２８
の噛合状態は、支持体２０の摺動に拘らず常時維持され
る。

支持体２０およびケーシング２の端板５間には前記各回
転軸２６間に対応する位置で複数たとえば５個のコイル
状戻しばね２９が介装される。これらの戻しばね２９は
支持体２０をケーシング２の端壁３に近接する方向、す
なわち、入力軸６に対する偏心回転体１４の偏心量Ｅが
大となる方向に付勢するものである。

支持体２０の両支持部２２．２３間において、各回転輪
２６には一方向クラッチ３０を介して揺動レバー３１の
基部３１ａがそれぞれ支承される。

これらの揺動レバー３１は、対応する回転軸２６から回
転方向１３に沿う前方側に向けて長く延びるものであり
、その先端には軸受１９における外輪の外面に摺接する
摺接面３２を有して該外輪を挟む略Ｕ字状に形成された
当接部３３が設けられる。しかも当接部３３の一方の外
側面には突起３４が突設されており、突起３４は軸受１
９すなわち偏心回転体１４と同心のリング３５の内周面
に係合する。

これにより、各揺動レバー３１は、入力軸６と偏心状態
にある偏心回転体１４が回転するのに応じて、当接部３
３と入力軸６との間の距離が変化することにより回転軸
２６を支点として揺動する。

一方向クラッチ３０は揺動レバー３１の一方向への揺動
動作のみを回転軸２６に伝達するものであり、たとえば
当接部３３が入力軸６から離反する方向の揺動レバー３
１の揺動が一方向クラッチ３０を介して回転軸２６に伝
達され、さらに第１および第２ギヤ２７．２８を介して
出力軸８に伝達される。

次にこの実施例の作用について説明すると、支持体２０
すなわち偏心回転体１４が第１図のように入力軸６の外
端側に移動して、偏心回転体１４が入力軸６に対して偏
心量Ｅだけ偏心しているときに、入力軸６に図示しない
モータから回転駆動力を与えた場合を想定する。この入
力軸６の回転に応じて斜めキー１２の回転方向１３に沿
う前方側の面には、出力軸８に連結された負荷の大きさ
に応じた力が作用し、入力軸６には外端側に向かう分力
が作用する。ところが入力軸６はその軸方向移動を阻止
されているので、偏心回転体１４にケーシング２の隔壁
３から離反する方向の反力が作用し、その反力と戻しば
ね２９の付勢力とが釣り合う位置まで偏心回転体１４が
移動する。

ここで、先ず戻しばね２９の付勢力が前記反力よりも大
きい状態について説明すると、偏心ｉｔＥが最大の状態
において偏心回転体１４が回転作動することにより、揺
動レバー３１が揺動し、その揺動動作が回転軸２６の回
動運動に変換され、さらに第１および第２ギヤ２７．２
８を介して最大回転数の回転動力が出力軸８に伝達され
る。

この際、偏心回転体１４の回転動作による軸受１９の働
きに関して、軸受１９の外周面の特定位置に注目すると
、その特定位置は偏心回転体１４の１偏心回転に応じて
、入力軸６の軸線から離反する方向の往動作と、前記軸
線に近接する方向への復動作を行なう。また特定の揺動
レバー３１に注目すると、その揺動レバー３１は前記往
動作に応じて入力軸６の軸線から離反する方向に揺動し
、その揺動動作が一方向クラッチ３０を介して回転軸２
６に伝達される。また前記往動作に応じて揺動レバー３
１は入力軸６の軸線に近接する方向に揺動するが、これ
は一方向クラッチ３０の働きにより回転軸２６には伝達
されない。

このような動作が各回転輪２６毎に行なわれ、全体とし
て出力軸８に連続的に駆動力が伝達される。

次いで、出力軸８の負荷が増大すると、入力軸６の斜め
キー１２に作用する力も増大し、偏心回転体１４に作用
する反力が増大する。これにより戻しばね２９の付勢力
よりも偏心回転体１４に作用する反力が増大すると、戻
しばね２９のばね力に抗して偏心回転体１４が第１図の
左側に移動し、偏心量Ｅが次第に小さくなる。それによ
って各揺動レバー３１の揺動量すなわち回転軸２６の回
動量も減少し、出力軸８の回転数が減少する。

偏心回転体１４が第４図で示すように最大限左側に移動
すると、偏心量Ｅは零となり、揺動レバー３１は揺動せ
ず、したがって出力軸８も回転し７ない。

このようして入力軸６からの一定回転数の入力を、出力
軸８の負荷の大小に応じて無段階に変速して出力軸８か
ら取出すことができる。

Ｃ１発明の効果 以上のように本発明によれば、斜めキーおよびキー溝に
より入力軸および偏心回転体を結合し、偏心量が大とな
る方向に付勢力を発揮する戻しばねと、出力軸側の負荷
とがバランスするまで偏心回転体を軸方向に移動させて
偏心回転体の入力軸に対する偏心量を自動的に変化させ
、その偏心量に対応する角変位範囲で揺動する揺動レバ
ーの一方向への揺動運動を一方向クラッチを介して回転
軸に伝え、さらに第１および第２ギヤを介して出力軸に
伝達するので、次のような効果を奏することができる。

すなわち、（１）一定トルク以上の負荷がかかると出力
軸の回転が停止するので、安全性が向上する。（２）負
荷に応じた回転を自動的に行なうので、省エネルギーが
図られる。（３）始動負荷の大きいものにも適用するこ
とができる。（４）入力エネルギーが変化しても一定ト
ルクの出力を得ることができる。（５）応答性が早い。

（６）トルクと回転数の関係が一定であるので、負荷ト
ルクに対して回転数が定まる。（７）負荷検出器および
制御機器が不要となり、構成の簡略化が図られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は偏心量
が大であるときの縦断面図、第２図は第１図のｎ−ｎ線
断面図、第３図は第２図のｍ−ｍ線断面図、第４図は偏
心量が雰であるときの第１図に対応した縦断面図である
。 １・・・無段変速機、２・・・ケーシング、６・・・人
力軸、８・・・出力軸、１２・・・斜めキー、１４・・
・偏心回転体、１６・・・キー溝、１９・・・軸受、２
０・・・支持体、２６・・・回転軸、２７・・・第１ギ
ヤ、２８・・・第２ギヤ、２９・・・戻しばね、３０・
・・一方向クラッチ、３１・・・揺動レバー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基本的に円筒状のケーシングと；該ケーシングの一端で
   回転自在に支承される入力軸と；外周面が円筒状であり
   、前記入力軸に沿って移動可能であるとともに、その軸
   方向移動に応じて入力軸との偏心量が変化するように、
   斜めキーおよびキー溝を介して入力軸に装着される偏心
   回転体と；前記ケーシングおよび偏心回転体間に介装さ
   れ、前記偏心量が大となる方向に偏心回転体を付勢する
   戻しばねと；前記偏心回転体の外周に嵌着される軸受と
   ；軸方向に摺動可能にしてケーシングに支承され、前記
   軸受を囲繞する支持体と；周方向に等間隔をあけて支持
   体に回転自在に支承され、前記入力軸と平行な複数の回
   転軸と；該回転軸のまわりに揺動可能であり、前記軸受
   外面に当接する複数の揺動レバーと；各回転軸および各
   揺動レバー間にそれぞれ介装される一方向クラッチと；
   各回転軸の端部に固設される複数の第１ギヤと；前記入
   力軸と同一軸線上でケーシングの他端に回転自在に支承
   される出力軸と；出力軸の内端に設けられ前記第１ギヤ
   に噛合する第２ギヤと；を含むことを特徴とする無段変
   速機。