JPS6196252A - 可変ピツチ径チエ−ン歯車 - 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】 この発明はチェーンによる動力伝達機構において無段変
速を行う為のチェーン歯車に関するものである。無段変
速機構はそうでないものに比べて変速操作時に動力を切
り離す必要がない、変速ショックが少い、々どの利点が
あるものの、歯車を使った機構では作ることが雛しく、
従来使われているのは、ベルトとプーリー機構、摩擦車
等の動力を伝えるのに摩擦力のみを使用したものが多く
これらは大きな動力を伝える時や大きな負荷がある時は
滑りを生じて確実に動力を伝えられないという欠点があ
る。本発明はラチェットとつめ機構、又は一方向クラッ
チを装備して一定方向へは自由回転するが、逆方向へは
回転しない小チェーン歯車（８）　（す、下明細書の最
後まで片方回転歯車と略して呼ぶ）を２個以上で、通常
のチェーン歯車１個分の役割をさせ、かつその位置を移
動可能とし、結末としてピッチ径を変えられるチェーン
歯車と（２て滑りを生じ−ない無段変速機構を得ること
を目的とする。副次的に１回転中の等速な人力にｉｌＬ
、て、その１回転中に数度の規則的速度変動（脈動）を
出力することが出来、しかもその１回転中の速度変動度
を変化させることの出来る実／１ｆＩｉ　１りｌｌも゛
ある。以下この発明の実施例を、図を参照しながら説明
する。

第１図は本発明の第１実施例かつ使用例の斜視図で第２
図は第１実施例の側面図である。２個の円すい車（１）
（１）は内面に任意の勾配の円すい斜面を持ち、その中
心部に軸（２）との間で動力を伝える為の任意の形状の
かみ合いを持ち、軸（２）」−を片方、又は双方が摺動
する。摺動させない方は軸に固定し、かみ合いはなくて
も良い。又各円すい車（１）　　（１）はその斜面にガ
イド（３）を同数持ち、向いあった互いのガイドと一対
をなす。一対のガイドごとにスライダ（４）　　（５）
　　（６）　　（７）があり、各スライダは片方回転歯
車（８）’　（８）をその回転しない向きは全て同じ向
きにして持ちガイド面を摺動する。各スライダの軸（２
）からの距離と、２個の円すい車間の間隔は相関関係に
あり、円すい車の間隔が広がると各スライダは中心部へ
向い、狭くなると外へ向い、スライダが中心部へ向うと
円すい車間隔が広がり、外へ向うと狭くなる。各部品を
高い精度で作ってあれば各スライダは連動して動き、軸
からの距離が一つだけ違うということは起らない。今こ
の円すい車に、チェーンを第１図の様にかけて使うと全
体が１個のチェーン歯車と同じ役割をする。（以下全体
を可変ピッチ径チェーン歯車と呼ぶ。）そして任意の方
法で円すい車の片方、又は双方を摺動させて円すい車の
間隔を変えるとスライダはガイド面を摺動してこの可変
ピッチ径チェーン歯車のピッチ径が無段階に変化する事
になる。チェーンは片方回転歯車にかかっでいる地点で
既に円すい車斜面と接触している為、チェーンは円すい
車内でほぼ円形を保つ様になっている。片方回転歯車（
８）の役割は二つあり、一つはチェーンとの間で動力の
伝達をする為であり、歯車だからこそ滑りを生じない。

もう一つはこの可変ピッチ径歯車のピッチ径を変化させ
る時、必要量のチェーンが円すい車（１）　　（１）の
間に出入りするのを防げない様その方向に空転させる為
である。以下その動作を説明する。第１図において、仮
に各スライダ（４）（５）（６）（７）の各片方回転歯
車（８）は、〃回転は自由、右回転は出来ない様にラチ
ェット装置、又は一方向クラッチを設定しだも　　　　
１のとし、この可変ピッチ径チェーン歯車は駆動側で図
を見て左回転をチェーンに伝えているものとし、この可
変ピッチ径チェーン歯車のピッチ径が小さくなる時に余
るチェーンは、図には書いてないが受動側にも第１図第
１実施例と同じものを配して受動側を６大きくすること
によって吸収する（その場合、駆動側が大きくなる時は
受動側は当然小さくなる様に設計する。）か、チェーン
の負荷のかからない側にチェーンテンショナーを設置し
て吸収するものとする。

さてこれから第１図において本発明の可変ピッチ径チェ
ーン歯車のピッチ径を小さくする為に、任意の方法で円
すい車（１）（１）の間隔を広げてやる。するとスライ
ダ（４）　　（６）の間でチェーンがピッチ径の小さく
なる公金ることになる。チェーンにはチェーンテンショ
ナーの引く力か又は受動側可変ピッチ径チェーン歯車の
大きくなろうとする力のいずれか、及び負荷がかかって
いて左右に引く力がかかっているが、各片方回転歯車（
８）は右回転しない為、駆動力のかかっている時はチェ
ーンは右回転方向へは動かず左回転方向へ出ていく。そ
の時スライダ（５）　　（６）上の片方回転歯車は左回
転方向へ空転して（時にはスライダ（４）の片方回転歯
車も空転し）チェーンの動きを防げない。

その時駆動力はスライダ（４）の片方回転歯車が主とし
て伝える。同じ設定で今度は図の可変ピッチ径チェーン
歯車のピッチ径を大きくする場合、スライダ（４）　　
（６）の間でピッチ径の大きくなる分のチェーンが必要
になって来るが、その時は受動側可変ピッチ径チェーン
歯車のピッチ径が小さくなりその分を送ってくるか、あ
るいはチェーンテンショナーのバネの力にピッチ径を大
きくしようとする力が勝って、受動側チェーン歯車（こ
れは通常のものである。）を通ってチェーンが送られて
来る。その時スライダ（４）（５）の片方回転歯車（８
）は左回転してチェーンの動きを防げない。その時駆動
力はスライダ（６）の片方回転歯車が伝えている。

但しチェーンテンショナーを使って受動側が通常のチェ
ーン歯車の時は、必要量のチェーンが送られて来るのに
受動側歯車を回しながら来ることになるので、第１図の
可変ピッチ径チェーン歯車のピッチ径を大きくし７よう
とする力は受動側の負荷具−トの力が必要である。受動
側も本発明の可変ピッチ径チェーン歯車で、ピッチ径が
小さくなるしくみならさほどの力はいらない。

第１図が受動側の可変ピッチ径チェーン歯車であっても
同様にチェーンは出入りする。以上の各片方回転歯車（
８）の働きにより本発明の可変ピッチ径チェーン歯車は
滑ることなしにチェーンとの間で動力の伝達を行い、円
滑に、かつ無段階にそのピッチ径を変え得る。

第５図は本発明の第１実施例に使われるチェーンの駒の
斜視図で、第４図はその断面図（第３図に切断の方向を
示す。）であるが、外側部分で円すい車（１）　　（１
）の斜面にあたる部分に円すい単斜面と同じこう配の面
とり　（９）があるのが特徴である。通常のチェーンに
比べてチェーンが円滑に円すい単斜面上を動き、円すい
単斜面を傷つけにくい。

第５図はスライダ部分の１例の分解斜視図で片方回転歯
車（８）内につめ（ＰＡＷＬ）（１０）を絹み込む。軸
（１１）−ヒにラチェット　（１２）を作ってあり、図
のものだと右回転方向へは；キ方回転歯車（８）は回ら
ず、左回転方向へは自由回転する。又みぞ（１３）　　
（１４）は円すい１ｉｔ）（１）のガイドに収１リガイ
ドからはずれることなくガイドを摺動する為にある０、
スライダ部分で、使用中のチェーンの回転中心側があた
る部分（１５）　　（１／））にはピッチ径が最小にな
った時のチェーンの半径に合わせた曲面があり、チェー
ンの動きを妨げない様になっている。第５図はあくまで
一例で、ラチェソ；・とつめのかわりに一方向クラッチ
でも良いし、（１５）　　（１６）　　もチェーンがあ
たらない設計なら曲面にしなくても良いし、片方回転歯
車（８）の歯数も８個でなくても良い。各部品の形状、
寸法は他の部品と合わせて任意に設　　　　１剖する。

又第１図において各ガイド（ロ）、スライダ（４）（５
）　　（６）　　（７）、各片方回転歯車（８）は必ず
しも４絹である必要はなく、２組以上の任意の数で良い
。但し使用中必ず、片方回転歯車（８）が１個以上はチ
ェーンにかかっている様に設計する必要がある。スライ
ダ、片方回転歯車等が２組の例を第２実施例として第６
図に示す。数の多い方がチェーンが円形を保ちやすいが
、一般に数の少い方がピッチ径を太きくしようとする時
に小さな力で済む。又ガイド（３）、スライダ等が６組
以上の場合必ずしも全部に片方回転歯車（８）が装備さ
れている必要はなく、片方回転歯車（８）は最低２個あ
れば良く、残りはラチェット等のない自由に回転するチ
ェーン歯車でも良い。要するに使用中必ず１個片方回転
歯車（８）がチェーンにかかっていれば良い。

第７図は第６実施例の側面図である。第１図第１実施例
、第６図第２実施例では同転を伝える方向は一方向へ限
定される。仮に第１図第１実施例で図が自動車の変速機
で図の可変ピッチ径チェーン歯車が駆動側で左回転方向
にチェーンを駆動していて、今アクセルをはなしていわ
ゆるエンジンブレーキをかけようとしだとして、その場
合受動側は慣性により回り続けようとして受動側よりチ
ェーンを左側へ回し続けようとするがその時ラチェット
や一方向クラッチはそれを防げず各片方回転歯車は空転
する為（少しは円すい車（１）（１）のチェーンに対す
る側圧により抵抗があるかもしれないが）、チェーンは
空転してエンジンに回転力は伝わらずエンジンブレーキ
は効かないことになる。その様々不都合をなくすには第
７図の様に、同一軸上に可変ピッチ径チェーン歯車を２
台並列設置して（チェーンも２本、受動側歯車も２個必
要になる）、片方でエンジンからの駆動力を伝え、片方
で受動側からのエンジンブレーキのさいの回転カケ受け
る様にする。熱論片方の可変ピッチ径チェーン歯車の片
方回転歯車の回転しない向きは、別の可変ピッチ径チェ
ーン歯車と逆にする。なお、その場合受動側の２個のチ
ェーン歯車のピッチ径が同じだとすると、第７図のエン
ジンブレーキ用の可変ピッチ径チェーン歯車の有効ピッ
チ径は駆動用の有効ピッチ径と、いかなる時も必ず、同
じか大きくないといけない。

又エンジンブレーキの場合と別に、第７図の例は図の軸
（２）が１実動軸だとして駆動軸の回転が右回転になっ
ても左回転になっても受動側に回転を伝えることが出来
るが、その場合右回転の変速比と左回転の変速比はいか
なる時も必ず同じでなくてはいけない。第７図において
はピッチ径を変える方法の一例を図示しであるので説明
する。円すい車（１７）　　（１ａ）は軸（２）に固定
されていて円すい車（１９）（２０）は円すい車（１７
）を貫通しているロッドボルト（２１）で連結されて一
体となって軸（２）を摺動する。軸（２）が回転してい
ない時はスプリング（２２）　　（２２）によって円す
い車（１９）　　（２０＞は図において左へ引かれて、
対をなす円すい車間の間隔は広がり、片方回転歯車（８
）は最も中心部に近い位置となり、各可変ピッチ径チェ
ーン歯車はピッチ径の一番小さい状態になる。軸（２）
に回転力が加わって回転数が増えると各スライダ（４）
部分にはそれぞれ遠心力が働き、スプリング（２２）　
　（２２）の力に打ち勝つと外方向へ進み、この可変ピ
ッチ径チェーン歯車のピッチ径は大きくなり、スプリン
グ（２２）　　（２２）の力と均衡する所で止まり、回
転数が減るとスプリング（２２）の力でもとへもどる。

なお第７図の例においてはピッチ径が限度捷で大きくな
ると円すい車（１７）と（１９）　、円すい車（１８）
と（２０）の中心部はそれぞれぶつかってそれ以上近づ
かずスライダ（４）がガイドより飛び出すのを防ぐ様に
なっているが別の方法でも良い。第１図でも同様である
。第７図第ろ実施例においても各部品の形状は任意であ
り、スライダ、片方回転歯車の数も一つの可変ピッチ径
チェーン歯屯について２個は−にの任意の数である。

第８図は本発明の第４笑施例の斜視図で、ピッチ径を変
えるのに円すい車（２６）とスライダガイドアーム（２
４）を使う。スライダ（２ｓ）　　（２ｓ）　　（２ｓ
）　　（２ｓ）はスライダガイドアーム（２４）の一本
の腕に合う穴が有り、スライダガイドアーム（２４）の
一本の腕上を摺動する。又スライダｆ２５）は円すい車
（２６）のガイド（２７５）　　（２６）　　（２６）
　　（２６）にもは−まるようにｆｉ−ｐでいて摺動す
る。つまり各スライダ（２５）は円すい車の各ガイド（
２６）とスライダガイドアーム（２４）の双方に拘束さ
れてその位置を決める。スライダガイドアーム（２４）
と円すい車（２３）は中心部に輔（２）と動力を伝達す
る為のかみ合いがあり、どちらか一方を軸に固定し、固
定しない方を軸上で摺動させると、この可変ピッチ径チ
ェーン歯車のピッチ径が変化することになる。なお双方
を摺動させても良く、又摺動させない方は軸と一体に作
っても良いし、かみ合いを作らなくても良い。各片方回
転歯車（８）の働きは第１図第１実施例で説明した時と
同じである。なおこの実施例にＪ・・いても各部品の形
状は任意で、スライダ（２５）の数及び片方回転歯車（
８）の数も２個以上の任意の数で使用中必ず１個の片方
回転歯車（８）がチェーンにかかっていれば良い。なお
スライダ、片方回転歯車の数が６組以上の場合、２組以
外は片方回転歯車をラチェットや一方向りラッチ付とは
せずどの方向へも自由回転する歯車としても良いのも第
１実施例、第２実施例、第５実施例の時と同じである。

。 又左右筒回転を伝える時や、自動車のエンジンブレーキ
の例の場合の時は第７図第６実施例の時と同じ様にして
も良いし、第１０図第６実施例部分斜視図のように各ス
ライダに片方回転歯車の固定の向きを逆にしたものをも
う１個づつつけて（２個だけにして残りは自由回転のも
のでも良い）使っても良い。その場合円すい車は１個で
済む。

第９図は本発明の第５実施例斜視図である。

スライダガイドアーム（２８）は軸（２９）と一体とな
って回転し、その１本の腕の内にガイド　（３０）　　
（５０）　　（３０）　　（３０）　　があり、そのガ
イドを内部にメネジを持つスライダ（３１）（ろ１）　
　（３１）（ろ１）が摺動する。各スライダには片方回
転歯車（８）がそれぞれ１個づつついている。又スライ
ダガイドアームの各１本の腕には任意の方法で回すこと
の出来るスライダ送りシャフト　（３２）（３２）、（
ろ２）（３２）が設置されていて、それにはスライダの
メネジと合うオネジが切っである。各スライダシャフト
は連動して回る様に作り（第９図の例では中心部のかさ
歯車で連動さげる。）、どれか１本回せば全部が回り全
スライダを摺動させ決して単独でスライダは摺動するこ
とのない様に作る。この第５実施例の可変ピッチ径チェ
ーン歯車のピッチ径を変えるには任意の方法でスライダ
送りシャフト（３２）（３２）（３２）（３２）のどれ
かを回す。又は各スライダ、各片方同転歯車の遠心力を
利用しても良い。片方回転歯車の働きについては第１図
第１実施例で説明したのと同じである。又本発明第１、
第２、第６、第４実施例の場合、その壕まではピッチ径
が遠心力、回転負荷（チェーン張力）の影響を受けやす
いが（つまり遠心力でピッチ径が大きくなろうとし、チ
ェーン張力でピッチ径が小さくなろうとする。）、それ
で不都合な場合第５実施例では各スライダ送りシャフト
、各スライダのネジピッチを小さくすれば、それらの影
響を受けにくくなる。又（５３）　　（３４）は同形、
同歯数の四角形変形歯車で（３３）はスライダガイドア
ーム（２８）と一体となって回転し、　（ロロ）のピッ
チ径の最も大きい所と　（３４）のピッチ径の最も小さ
い所がかみ合い、（３６）のピッチ径の最も小さい所と
（ろ４）のピッチ径の最も大きい所がかみ合う。この第
５実施例をこの四角形変形歯車（３３）　　（３４）な
しでそのまま使うと１回転中の回転の速さが等速な回転
を入力しても出力は１回転中４回緩急の波をもつ回転（
脈動）となって出て来る為、それを袖１■する目的で四
角形変形歯車（３３）（ろ４）を使う。同じ様にスライ
ダ、片方回転歯車が２組の場合はだ円爾屯、６組の場合
は三角形歯１（ｊ、５組の場合は五角形歯車という具合
にスライダ、片方回転歯車の数と、同形同歯数の変形歯
車２個の角数を合わせて使い、軸（６５）より入出力す
る。なお脈動を無視しても良い場合や脈動そのものが目
的の場合はそれらの変形歯車を使わなくても良い。なお
脈動を得ることを目的とする場合、スライダガイドアー
ム（２８）の各腕の間隔を変えて作ったり、スライダ送
りシャツ）（３２）のネジのピッチを１本１本変えたり
、各スライダの摺動する方向を違う方向１／ｃシたり、
変形歯車の形状を変えたりする組合せの仕方でスライダ
送りシャフト（３２）をどれか１本回すことにより回転
中でも脈動を無段階に変化させる事が出来る。本発明第
５実施例で左右両回転を伝えたい場合や、自動車のエン
ジンブレーキの例の場合の時は第７図第３実施例と同じ
様にしても良いし、第１０図第６実施例部分斜視図の如
く各スライダ上に片方回転歯車の固定の向きを逆にした
ものをもう一つづつ取り付けて使っても良い。スライダ
ガイドアーム（２８）は一つで済む。なお第５実施例の
場合でもスライダ、片方回転歯車の数は今寸での実施例
と同じく最低２組あれば良く５組甲、」−の場合２組以
外は片方回転歯車をラチェット機構や一方向クラッチの
ついていない自由回転歯車に変えても良い。とにかく使
用中チェーンに片方回転歯車が最低１個かかっていれば
良い。

以上で詳細な説明を終るが、本発明の全実施例を網羅す
ることは困難で実施例を６例図示説明しだにすぎない。

本発明は以」−のものに限られるわけではなく、一方向
にしか回転出来ないチェーン歯車２個以上装備し、その
歯車を運動して動かせる様にしてチェーンと動力の伝達
を行うものであれば動かす方法や、各部品の形状、寸法
、数等は任意で良い。本発明は滑りを起さない無段変速
機構を得るという当初の目的を達成し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図　本発明の第１実施例の斜視図 第２図　本発明の第１実施例の側１１ｆ１図第３図　チ
ェーン駒斜視図 第４図　チェーン駒断面図 第５図　スライダ部分の一例分解斜視図第６図　本発明
の第２実施例の斜視図 第７図　本発明の第３実施例の側面図 第８図　本発明の第４実施例の斜視図 第９図　本発明の第５実施例の斜視図 第１０図　本発明の第６実施例の部分斜視図１．２３、
・・・円すい車　３．２６．３０・・・ガイド４．５．
６．７．２５．３１、・・・スライダ８・・・ラチェッ
トとつめ装置、又は一方向クラッチにより一方向のみ回
転する小チェーン歯車（片方回転両車） １０・・・つめ（ＰＡＷＬ）　　　１２・・・ラチェッ
ト１７．１８．１９．２０・・・円すい車２４．２８・
・・スライダガイドアームろ２・・・スライダ送りシャ
フト ６３．６４・・四角形変形歯車

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ラチェットとつめ装置、又は一方向クラッチにより一方
   向へは自由回転するが、逆方向へは回転しない小チェー
   ン歯車（８）２個以上を装備し、その小チェーン歯車で
   チェーンとの動力の受け渡しを行い、かつその各小チェ
   ン歯車の位置を連動して移動出来る様にして、ピッチ径
   を変えられるチェーン歯車。