JPS62177338A - 変速装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は変速装置に関する。さらに詳しくは、無段変速
伝動手段と遊星歯車機構とを組合せて、ゼロ速度から最
高速度間において、大きな変速比を取りだすようにした
変速装置に関する。

［従来の技術］ 一般に車両の動力伝動装置においては、（１）発進時の
円滑性、安定性および走行性の良さ、（′２Ｊ加速性の
良さ、（３）登板力の良さ、（４）燃費の良さなどが要
求されている。これらの項目は、ディラーまたはユーザ
ーが車輌性能を評価するうえでの重要なポイントとなっ
ているものであるが、これらの項目に対して大きな影響
力を有しているのが変速装置の性能である。

従来より自動二輪車において用いられる変速装置として
は、Ｖベルト無段変速伝動機構を利用したものがある。

これはエンドレスのＶベルトが巻回されるブーりのＶ字
状の溝の溝幅に応じて、Ｖベルトが作用半径を変化させ
ることで、回転速度を変速させるものである。しかしな
がら、一般的にこの作用半径の変化幅はきわめて狭い範
囲に限られており、もし作用半径を拡大して変速範囲を
広げようとすれば、ブーり半径を拡大するか、出力軸側
に別の歯車変速機を付設するかしかなく、そのようにす
れば装置全体が複雑かつ大きなものとなってしまうとい
う問題がある。

また従来のエンドレスのＶベルトを用いた無段変速機構
では、遠心摩擦クラッチなどのクラッチ手段が使用され
ており、第８図に示したように、出力軸の回転速度は、
直線（ωから直線中）の範囲において変速させることが
できるが、アイドル速度範囲では発進または加速のため
の変速はできず、かりに変速してもエンジンをストップ
させるだけである。また、回転速度０点を中心として縦
軸（エンジン回転速度線）と直線（田とで囲まれるクラ
ッチ接合区域は、エンジンなどの動力軸と接合するため
の緩衛区域であり、クラッチは普通半クラツチ状態とな
っているので、有効変速区域は、直線（ａ）、直線中）
線とで囲まれる区域に限られている。

また、アイドリング速度においては充分な発進力かえら
れないので、変速装置をニュートラル状態にしてから、
エンジン回転速度を増大した後、半クラツチ状態にして
、出力軸に有効な回転トルクが伝動されるように、ロー
ギヤーに接続しなければならない。

以上のような従来技術において、第８図に示したように
変速区域が狭いとともに、従来の変速装置においては、
高トルクでのゼロ速度変速（発進）を行なうことが極め
て困難であるので、一般にニュートラル状態でエンジン
回転数を増大させた後、半クラツチ状態にして、徐々に
出力軸に回転トルクを与えながらローギヤーに接続して
、車輌を発進させなければならいので、相当面倒である
とともに、半クラツチ時にクラッチギアの損傷を発生さ
せやすいという問題がある。

また、従来のエンドレス状のＶベルトなどによる自動変
速装置においては、変速比を大きくするのが困難である
ので、加速性においても劣るものがある。

また従来の変速装置では、坂道発進が特に困難で、ある
程度の慣れとテクニックとを必要とする。

［発明が解決しようとする問題点コ 本発明は叙上の実情に鑑みなされたもので、遊星歯車機
構と無段変速伝動手段とを組合せることによって、コン
パクトかつきわめて簡単な構造でありながら、遊転方向
、高トルク状態での発進を含めた広範囲にわたる変速を
可能にした変速装置を提供することを目的とする。

Ｅ問題点を解決するための手段］ 本発明は、遊星歯車機構と定速伝動手段と無段変速伝動
手段とを備えた変速装置であって、前記遊星歯車機構の
一の入力側歯車に前記定速伝動手段を連結し、他の入力
側歯車に前記無段変速伝動手段を連結し、前記二つの入
力側歯車の差動回転数を出力側歯車により取り出すよう
にした構成を特徴としている。

また本発明においてとくに好ましい構成としては、前記
遊星歯車機構が、ケーシング内面に回転自在に軸支され
た内歯車と、該内歯車に対し同軸遊転できる副軸と一体
的に回転する太陽歯車と、支承キャリアに支持されると
ともに内歯車と太陽歯車とに咬合せられた遊星歯車とか
らなり、内歯車に定速伝動手段を連結し、太陽歯車に無
段変速伝動手段を連結するとともに、ケーシングに軸支
された出力軸を、遊星歯車を支持している支承キャリア
に連結するごとく構成される。

さらに他の好ましい構成例としては、前記遊星歯車機構
がケーシング内面に回転自在に軸支された第１の太陽歯
車と、この第１の太陽歯車に対し同軸遊転できる副軸上
に、同じく同軸遊転できるように取付けられた第２の太
陽歯車と、支承キャリアに支持されるとともに第１の太
陽歯車と第２の太陽歯車とに咬合せられた遊星歯車とか
らなり、第１の太陽歯車に無段変速伝動手段を連結し、
遊星歯車に定速伝動手段を連結するとともに、ケーシン
グに軸支された出力軸を遊星歯車と咬合っている第２の
太陽歯車に連結するごとく構成される。

［作用コ 本発明は以上のごとく遊星歯車機構を変速装置の構成要
素としている。

以下、前記遊星歯車機構による変速の原理を第３図に基
づいて説明する。まず大小３つの円周はそれぞれの歯車
の作用円周である。もっとも小さい円周が太陽歯車と遊
星歯車とのピッチサークルＸ１中間の円周が遊星歯車の
軸心が描くルーレットＹ１もっとも大きい円周が遊星歯
車と内歯車とのピッチサークルＺである。

遊星歯車の軸心が６点にあるときは、太陽歯車と内歯車
との各作用点はＡＳＢであり、点Ａ、Ｂでの接線速度を
それぞれＶａ、　Ｖｂとすると、０蕉を軸心とする遊星
歯車の支承キャリアの６点における接線速度Ｖｃは、 Ｖｃ＝　　（Ｖｂ−Ｖａ）／２ となる。したがって、 Ｖｂ−Ｖａ時には、Ｖｃ＝Ｏとなり、Ｖｂ、　Ｖａの値
が充分に大きいときは支承キャリア（すなわち出力軸）
において高トルク状態のゼロ速度が出現する。

Ｖｂ＞Ｖａ時には、Ｖｅｔｏとなり、遊星歯車の軸心（
すなわち出力軸）は内歯車と同方向の時計回りに正転す
る。

Ｖｂ＜　Ｖａ時には、Ｗｅ＜０となり、遊星歯車の軸心
は太陽歯車と同方向の反時計回りに円運動する。すなわ
ち、支承キャリアと出力軸は反時計回りに遊転する。

また、前記大小３つの作用円周ｘ、ｙ、ｚの半径ＯＡ、
　ＱＣ，ＯＢの値をそれぞれＲａｓ　Ｒａ、、Ｒｂとす
ると、前記接線速度Ｖａｓ　Ｖｂｓ　Ｖｃはそれぞれの
半径Ｒａｓ　Ｒａｓ　Ｒｂと角速度との相乗積であられ
せ、またその各速度は回転数Ｎ　（ｒ、ｐ、ｍ、）と一
定の関数関係を有する。したがって太陽歯車、内歯車お
よび遊星歯車のそれぞれの回転速度をＮａｓ　Ｎｂ−Ｎ
ｃとすると、 Ｎｃ　−（Ｎｂ−Ｒｂ　−Ｎａ−Ｒａ）　／２　・Ｒｅ
となる。よって、回転速度においても上記と同様に、Ｎ
ｂ−Ｎａ時にはＮｃ−０、Ｎｂ＞Ｎａ時にはＮｃ＞　０
　、Ｎｂ＜　Ｎａ時にはＮｃ＜０となる。

以上の原理により、定速伝動手段より遊星歯車機構に人
力する回転数に対する無段変速伝動手段より遊星歯車機
構に入力する回転数を変えれば、遊星歯車機構の出力軸
の回転の方向、回転速度をかなり大幅にコントロールす
ることができ、また高トルク状態でのゼロ発進も実現す
ることができる。

［実施例］ つぎに添付の図面に基づいて本発明に係る好ましい実施
例を詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限
定されるものではない。

第１図は本発明の変速装置にかかわる実施例１の断面図
、第２図は本発明にかかわる変速装置の実施例２の断面
図、第３図は本発明における変速作用の説明図、第４図
は本発明の変速装置にかかわる実施例３の要部断面図、
第５図は実施例３の伝動系を示した線図、第６図は本発
明の変速装置にかかわる実施例４の断面図、第７図は本
発明の変速装置の変速特性を示す説明図、第８図は従来
の変速装置の変速特性を示す説明図である。

実施例１ 実施例１を第１図に基づき説明する。入力軸（Ａ）の回
転駆動力は、二つの系統から遊星歯車機構に入力される
。１つの系統は、大小２つのギア（１）、（５）を用い
た定速伝動手段を介して、遊星歯車機構中の外周部にあ
る内歯車Ｏ０に伝動される。もう１つの系統は、主動プ
ーリ（７）と従動プーリ（８）とエンドレスのＶベルト
ｂとを用いた無段変速伝動手段を介して、遊星歯車機構
の中心部にある太陽歯車側に伝動されるようになってい
る。なお遊星歯車機構中の内歯車００）と太陽歯車ａ′
２Ｊとはたがいに逆方向に回転するよになっている。

エンドレスの■ベルトを用いた無段変速手段は従来から
知られているものである。従動プーリ（８）における下
側の固定プーリ板（８１）は副軸（Ｄ）上に固着されて
いる。上側の可動プーリ板（８２）は副軸（Ｄ）上端付
近において、従動プーリのＶ字状の溝の溝幅を調整する
ために、副軸（Ｄ＞に対して摺動可能にストレートスプ
ライン係合されていて、外力（ＣＴ）の操作により、前
記Ｖ字状の溝の溝幅が調整できるようになっている。ま
た主動プーリ（７）側のＶ字状の溝の溝幅は、■ベルト
６の張力とコイルばね（Ｆ）との力関係によって、その
溝幅が変化する。それにより、両プーリ（７）、（８）
のぞれぞれが形成するＶベルト日の作用半径は相対的に
変化させることができる。その結果として、変速比が無
段階に変化させられる。

このように変速比が変化させられることにより、■ベル
ト四とプーリ（′７）、（８）とを用いた無段変速伝動
手段は、前記太陽歯車０２）の回転速度を一定範囲内で
変化させることができる。さらに、前記内歯車００）が
定速伝動手段（１）、（５）により定速回転させられて
いることとあいまって、内歯車００と太陽歯車０２）と
の間に咬合っている複数の遊星歯車０１）、（ｌｌａ）
　　（図面では２つだけ表わされている）が差動回転さ
せられ、それにより前記遊星歯車（ＩＩ）、（ｌｌａ）
を上下より支持する支承キャリア（９）、（９ａ）も差
動回転させられる。

支承キャリア（９）、（９ａ）はそれぞれ副軸（Ｄ）と
ケーシング（１００）　、遊星歯車機構のケーシング（
２００）にベアリング止めされている。さらに上方支承
キャリア（９）は遊星歯車ＣＩ＋１、（ｌｌａ）を上方
から軸支している。また下方支承キャリア（９ａ）は、
副軸（Ｄ）の軸心線上において出力軸（Ｅ）を一体重に
固定するとともに下方から遊星歯車−）、（ｌｌａ）を
軸支している。

本実施例では、遊星歯車機構の内歯車００）と太陽歯車
０２）との間で、それぞれの歯車とかみ合っている複数
の遊星歯車−）、（ｌｌａ）を、定速伝動手段よりの伝
動入力と無段変速伝動手段よりの伝動入力との回転速度
の差によって差動回転させるようになっている。そして
これら複数の遊星歯車−）、（ｌＬａ）の−軸側に架設
された１つの支承キャリア（９）、（９ａ）と、この支
承キャリア（９）、（９ａ）と同軸心となるように一体
的に形成された出力軸（Ｅ）をも同時に差動回転させる
ようになっている。

以上のごとくして差動回転させられる出力軸（Ｅ）は、
正転方向での変速、遊転方向での変速、および前記遊星
歯車機構の内歯車（１０）と太陽歯車０２）とが共に高
速または高トルク回転している状態でのゼロ速度からの
発進を可能とする。

実施例２ 第２図は本発明を自動二輪車に適用したばあいの他の実
施例を示している。入力軸にあたるクランク軸（Ａｏ）
には一端に遠心摩擦クラッチのが設けられ、他端にフラ
イホイールマグネット（３７）が設けられている。クラ
ンク軸（Ａｏ）が一定速度以上で回転するときは、遠心
摩擦クラッチのの作用により、定速伝動手段であるエン
ドレスの平ベルト（３６）を介して、クランク軸（Ａｏ
）の回転が遊星歯車機構中の内歯車間に伝動される。

なおりランク軸（Ａｏ）が一定速度以下で回転するとき
は、遠心摩擦クラッチのが作用せず、そのためクランク
軸（Ａｏ）上にベアリング止めされている平ベルト車Ｑ
４は遠心摩擦クラッチのと係合せず、平ベルト（３６）
に回転を伝動しない。

また、クランク軸（Ａｏ）の回転は、伝動ギア（２′Ｄ
、のおよびエンドレスのＶベルト（３５）、プーリ□、
■などを利用した無段変速伝動手段により、前記内歯車
（３０）とは逆方向の回転方向で、遊星歯車機構中の太
陽歯車（３２）に伝動されて、遊星歯車（３３）、（３
３ａ）を両面より軸支している支承キャリアの、（２９
ａ）を遊星歯車（３３）、（３３ａ）とともに回転させ
る。支承キャリア（２９ａ）は出力軸（Ｅ゛）と一体重
に形成されているので、この出力軸（Ｅ゛）は前述した
作動原理により、差動回転させられる。

伝動軸（Ｂｏ）は、コイルばね（Ｆ゛）により伝動軸（
Ｂｏ）上で摺動可能にストレートスプライン係合されて
いる可動プーリ板（２７２）を固定プーリ板（２７１）
へ向けて押圧付勢してなる主動プーリのを一端に有する
。さらに、副軸（Ｄｏ）の一端にはボールなどの遠心重
錘（２８３）を収容するとともに副軸（Ｄｏ）上で摺動
可能にストレートスプライン係合されている可動プーリ
板（２，８１）と、副軸（Ｄｏ）上に固着された固定プ
ーリ板（２８２）とよりなる従動ブーりのが設けられて
いる。両プーリの、■間にはエンドレスのＶベルト（３
５）が巻回され無段変速伝動手段が構成されている。

このような無段変速伝動手段において、クランク軸（Ａ
ｏ）が一定速度以下で回転するときは、従動プーリ■中
の遠心重錘（２８３）は遠心作用力が充分でないため、
副軸（Ｄｏ）に接したままである。そのため従動プーリ
のの可動ブーり板（２８１）を固定プーリ板（２８２）
側へ接近させることがなく、Ｖ字状溝の溝幅は最大とな
ったままである。よって、それぞれのプーリの、の間に
張架されたエンドレスのＶベルト（３５）が従動プーリ
のを巻回する作用半径が最小となる。同時に、主動プー
リ開をＶベルト（３５）が巻回する作用半径は相対的に
最大となって、副軸（Ｄｏ）は大きい変速比で回転させ
られる。したがって、副軸（Ｄｏ）に一体重に形成され
た太陽歯車（３２）も、クランク軸（Ａｏ）が一定速度
以下で回転するときは、大きな変速比で回転させられる
ことになる。

また、クランク軸（Ａｏ）が一定速度以下で回転すると
きは、クランク軸（八°）の一端付近に固着された遠心
摩擦クラッチのと、そのすぐ下端に隣接され、クランク
軸（Ａｏ）上に回転自在にベアリング止めされた平ベル
ト車（至）とはたがいに係合関係が生じない。もし後輪
（３８）が地面と接触して停止されているときは、出力
軸（Ｅｏ）と一体重に形成された支承キャリア（２９ａ
）も停止状態となる。したがって、副軸（Ｄｏ）と一体
重に回転する太陽歯車（３２）は内歯車（３０）を反対
方向へ回転させるが、前述のように、遠心摩擦クラッチ
のと平ベルト車（至）とは係合関係を生じさせないので
、エンドレスな平ベルト（３６）によって伝動される回
転駆動力は平ベルト車Ｑ４を空転させるだけとなる。な
お、その際、平ベルト車Ｑ４の回転方向は、クランク軸
（八゛）上に固着された遠心摩擦クラックのの回転方向
と同一である。

以上の構成に基づいて、遊星歯車機構および該遊星歯車
機構への入力手段を、ゼロ速度からの発進に充分な駆動
トルクを発生するように設定すれば、クランク軸（Ａｏ
）があらかじめ設定された速度以上になったときは、前
記遠心摩擦クラッチのと平ベルト車Ｑ４とは係合関係を
発生しはじめるので、両者は同一の回転速度と回転方向
を有して、非常にスムーズな係合を行い、内歯車（３０
）と太陽歯車（３２）とにより、回転駆動力を出力軸（
Ｅｏ）から出力する。

つぎに、クランク軸（Ａｏ）の回転がさらに速くなった
ときには、■ベルト無段変速伝動手段中の従動ブーり困
の遠心重錘（２８３）は、遠心作用力によって半径方向
外側に移動させられて、可動プーリ板（２８１）を固定
ブーり板（２ｇ２）側に接近させる。その結果、それぞ
れのブーり板（２８１）　、（２８２）間のＶ字状溝の
溝幅を狭めるので−、従動プーリ■の作用半径は大きく
なり、かつ張架された■ベルトの張力で、主動ブーり面
のコイルばね（Ｐｏ）を押し縮めて、その作用半径を小
さくし、一定値の変速を無段階に行う。

したがって、従動プーリ■の作用半径がしだいに大きく
なっていくとき、主動プーリ面の作用半径は相対的に小
さくなってゆき、太陽歯車（３２）には変速比の小さな
回転速度が伝動入力される。内歯車（３０）と太陽歯車
（３２）とがそれぞれ支承キャリア（至）、（２９ａ）
に作用することによって生ずる作動回転速度は、ゼロ速
度を起点としてしだいに速度を増大していくようになる
。同時に、ゼロ速度からの発進において高トルク出力が
できることになる。

なお、図面中、（Ｃ゛）はキックペダル（図面に示され
ていない）を枢着するスタータ軸であり、従来から知ら
れているように、他端に扇形のギア（３９）を固着して
おり、増速ギア（４０）とかみ合っている。

つぎに実際の実験データに基づいて、実施例２の効果を
述べる。変速比、入力回転数はつぎのように設定した。

（１）遊星歯車機構中、内歯車■へ入力する定速伝動手
段による固定変速比を１：１．８とした。

（２）遊星歯車機構中、太陽歯車（３２）へ入力する無
段変速伝動手段による可変変速比を１．２５　：１から
１：１．２まで連続的に変化させた。

（３）入力軸（クランク軸）　（Ａ’）の回転数が２５
０゜ｒ、ｐ、１．であるときを一定速度とした。２５０
０ｒ、ｐ、ａ＋、以下では入力軸（Ａｏ）上の遠心摩擦
クラッチのは作用しない。

（４）エンジン回転数が４５０Ｏｒ、ｐ、ｍ、以上であ
るとき、最小変速比は１：１．２に保持された。

（５）遊星歯車機構中、太陽歯車（３２）と内歯車■と
の作用半径あるいは歯数の対比を４：９とした。

実験を行なった結果、エンジン回転数が２５０゜ｒ、ｐ
、ａ＋、のときゼロ速度となり、エンジン回転数が４５
０Ｏｒ、ｐ、ｍ、のとき、その差動回転数は５７７ｒ、
ｐ、ｍ、であった。この値を０．４ｍの後輪をもつ自動
二輪車の時速に換算すれば、車速はゼロから４３．５ｋ
ｍ／ｈまで変化するものとなる。

したがって、出入力の減速比は入力回転数の微小変化（
１，２５〜０．８３）によって、大幅な変速（閃〜０．
１３）を生ずることになる。なお、数値０．１３はエン
ジン回転数が４５０Ｏｒ、ｐ、＋ｎ、以上であるときは
減速比は０．１３に保持されるように設定されているか
らであるが、前記のような特性はとくに車両発進時にお
いて有利である。

したがって、本発明を車両の伝動手段中に適用したばあ
い、まずその変速特性によって、ゼロ速度より高トルク
出力できるので、スムーズな発進および加速性、登板能
力などを向上させる。さらに遊星歯車機構を利用た差動
出力により、すぐれた減速効果をもあわせもつので、従
来のようにＶベルト無段変速をしたあと、さらにギア変
速する必要などはなくなる。また、遊転方向への出力、
変速もできるという特徴を利用して、変速装置の使用可
能範囲を拡大することができるとともに、とくに車輪の
バック能力などを改善できる。

また、車両発進時に、きわめてスムーズに回転駆動力を
駆動軸に伝動できるので、従来のギア式変速機のように
すベリ嵌合時に生ずる摩擦損傷などが解消できる。

また、入力軸（クランク軸）　（Ａ’）に平行して設け
られた伝動軸（Ｂｏ）をバランス軸として構成するとき
は、微振動を減少させて、快適性を向上させることがで
きる。

実施例３ つぎに第４〜５図に基づいて、本発明に係る変速装置の
さらに他の好ましい実施例を説明する。

第４図は本実施例の要部断面図で、本変速装置は、主と
して定速伝動手段（３１１）　、（３３３）、無段変速
伝動手段（３０２）　、遊星歯車機構（３０３）とから
構成されるとともに、本変速装置のケーシング（３０４
）に、入力軸（Ａ）、伝動軸（Ｂ）、副軸（Ｄ）、出力
軸（Ｅ）をそれぞれ軸支している。

なお、縦軸（Ｃ）は遊星歯車機構（３０３）中の小ケー
シング状の支承キャリヤ（３３２）に軸支されている。

無段変速伝動手段（３０２）と遊星歯車機構（３０３）
との間には、遊転防止用の爪車手段（３０５）が介設さ
れ、副軸（Ｄ）と出力軸（Ｅ）との間には、等速咬合い
クラッチ手段（１０Ｂ）が介設されている。

動力手段（３０１）は、公知のガソリンエンジンなどに
よりなるもので、ピストン（３１１）とコネクティング
ロッド（３１２）と入力軸（Ａ）上の入力歯車（３１３
）とからなる。

エンドレス状のＶベルトを利用した無段変速伝動手段（
３０２）は、公知の可動プーリを用いるもので、入力軸
（Ａ）の一端に取付けられた主動プーリ（３２２）と、
伝動軸（Ｂ）の一端に取付けられた従動プーリ（３２３
）間に無端可撓材よりなるＶベルト（３２１）を巻回さ
せている。

主動プーリ（３２２）は、入力軸にストレートスプライ
ン係合されて摺動自在となった可動プーリ板（４２１）
と、入力軸（Ａ）の一端にボルトにより締着された固定
ブーり板（４２２）とからなるが、可動プーリ板（４２
１）には、もどしばね（４２３）とストッパとを付設し
て、可動ブーり板（４２１）が常時固定プーリ板（４２
２）の方向へ摺動するように付勢している。

従動プーリ（３２３）は、ケーシング（３０４）にベア
リングにより軸支された伝動軸（Ｂ）の一端に取付けら
れているが、この伝動軸（Ｂ）は、外輪（Ｂ１）と内軸
（Ｂ２）との２重構造となっており、中空円筒状の外軸
（Ｂ１）内に円柱状の内軸（Ｂ２）が摺動自在に遊嵌さ
れているが、外軸（Ｂｌ）と内軸（Ｂ２）とは互い′に
ストレートスプライン係合されていて回動しないように
なっている。

従動プーリ（３２３）の固定プーリ板（４３１）は伝動
軸（Ｂ）の外軸（Ｂ１）の一端寄りの外周上に固着され
、可動プーリ板（４３２）は内軸（Ｂ２）の一端に取り
つけられている。なお本図より明らかなように、内輪（
Ｂ２）は外軸（Ｂ１）より少しだけ長くなっている。

伝動軸（Ｂ）の他端側には、複数個の遠心重錘（３２４
）を内部に挾持する椀状の固定腕板（３２５）と可動皿
板（３２Ｂ）とが設けられていて、一つの変速調整手段
となっている。固定腕板（３２５）は外軸（Ｂｌ）にス
プライン係合されるとともに、可動皿板（３２Ｂ）は、
伝動軸（Ｂ）を貫通し、かつ内輪（Ｂ２）と一体重に固
定された連動ピン（３２８）の上端に連結されているが
、この連動ピン（３２８）が外輪（Ｂｌ）を貫通する部
分は、水平方向に細長く開口された摺動口（３２９）と
なっている。

したがって、前記動力手段（３０１）および入力軸（Ａ
）からの回転駆動力が、主動プーリ（３２２）と従動プ
ーリ（３２３）とに巻回されたＶベルト（３２１）によ
り伝動されるとき、伝動軸（Ｂ）他端上の遠心重錘（３
２４）に遠心力が作用して、可動皿板（３２Ｂ）を固定
腕板（Ｂ５）から引き離し、連動ピン（３２８）によっ
て連結固定された内軸（Ｂ２）を伝動軸（Ｂ）の他端方
向へ引き寄せるので、従動プーリ（３２３）における作
用半径を拡大すると同時に、Ｖベルト（３２１）を介し
て、主動プーリ（３２２）のもどしばね（４２３）を押
し縮めて作用半径を縮小するので、大きな変速比による
伝動を実現する。

さて、無段変速伝動手段（３０２）を経過することによ
ってえられる、このような大きな変速比となった回転駆
動力は伝動軸（Ｂ）の外輪（Ｂ１）上にスプライン係合
された伝動歯車（３２７）により、遊星歯車機構（３０
３）へ伝動される。

遊星歯車機構（３０３）は、ケーシング（３０４）内面
に副軸（Ｄ）を介して回転自在に軸支された第１の太陽
歯車（３３５）と、前記副軸（Ｄ）と一体重に回転する
第２の太陽歯車（３３Ｂ）と、小ケーシング状の形状を
冑する支承キャリヤ（３３２）に支持されるとともに、
第１の太陽歯車（３３５）と第２の太陽歯車（３３１３
）にそれぞれ咬合せられた遊星歯車（３３４）　、（３
３４）とからなっている。

副軸（Ｄ）はケーシング（３０４）にベアリングを介し
て軸支され、第１の太陽歯車（３３５）は、一般的な遊
星歯車機構中の内歯車に相当するもので、ここではベベ
ルギア状をなしていて、副軸（Ｄ）の前半部分を回転自
在に遊嵌してなるとともに、中心側において、同じくベ
ベルギア状となった前記遊星歯車（３３４）　、（３３
４）と咬合されている。また、第２の太陽歯車（３３Ｂ
）は、同様にベベルギア状をなすとともに、副軸（Ｄ）
の後半部分を回転自在に遊嵌して、副軸（Ｄ）のほぼ中
央部位において、前記遊星歯車（３３４）、（３３４）
と咬合されている。

遊星歯車（３３４）　、（３３４）は、副軸（Ｄ）のほ
ぼ中央部位で、この副軸（Ｄ）を直交方向に食通する縦
軸（Ｃ）の両端付近に軸支されているが、小ケーシング
状の支承キャリア（８３２）が縦軸（Ｃ）の両端を支持
していると共に、第１と第２の太陽歯車（３３５）　、
（３３Ｂ）のかさ歯部分をカバーしている。縦軸（Ｃ）
は副軸（Ｄ）と一体重に固着されているので遊星歯車（
３３４）　、（３３４）は縦軸（Ｃ）上に回転自在に取
付けられるとともに、副軸（Ｄ）と支承キャリア（３３
２）　、遊星歯車（３３４）、（３３４）とは一体重に
回転する。

支承キャリア（３３２）は、その小ケーシング状の第１
の太陽歯車（３３５）寄りの最大外径部分に伝動歯車（
３３３）をリング状に配設して、入力軸（Ａ）に取付け
られた主動ギア（３１３）と咬合されて、定速伝動手段
を構成している。

なお、第１の太陽歯車（３３５）の前端寄りの外周部分
には、内リング（３５１）と型車（３５２）とリングギ
ア（３５３）からなる遊転防止用の爪車手段（３０５）
をスプライン係合して、前記無段変速伝動手段（３０２
）からの回転駆動力を伝動するようになっている。

ここで遊星歯車機構（３０３）の機能を第５図に基づい
て説明する。

第５図において、遊星歯車機構（３０３）における回転
速度は、 支承キャリア（３３２）の回転数 一１／２（第１の太陽歯車（３３５）の回転数十第２の
太陽歯車（３３１３）の回転数）・・・■となるので、
次の４つの機能を備えている。

■　第１太陽歯車（３３５）と支承キャリア（３３２）
との回転速度が互いに等しいとき、第２の太陽歯車（３
３Ｂ）も等しい回転速度となり、支承キャリア（３３２
）と第２の太陽歯車（３３Ｂ）とは同一方向へ回転する
。

■　第１の太陽歯車（３３５）の回転速度が支承キャリ
ア（３３２）の回転速度の２倍より大きくなったとき、
第２の太陽歯車（３３Ｇ）は反対方向へ回転する（以下
、反転という）。

■　第１の太陽歯車（３３５）回転速度が支承キャリア
（３３２）の回転速度の２倍であるとき、第２の太陽歯
車（３３Ｇ）はゼロとなる。

■　したかって、前記■〜■より、もし支承キャリア（
３３２）のある回転数（または回転速度）を１とすると
、第１の太陽歯車（３３５）の回転速度が１よりも小さ
い値から２よりも大きい値にまで変化していくとき、支
承キャリア（３３２）と第２の太陽歯車（３３Ｂ）との
回転数（または速度）の比は、前記０式により、１　＝
１／２　（ａ＋ｂ）　、（ａは第１の太陽歯車（３３５
）の回転数、ｂは第２の太陽歯車（３３６）の回転数）
となるので、少なくとも、１：１からに〇の範囲で変化
されることになる。

これら■〜■に基づいて。いま支承キャリア（３３２）
を定速伝動手段（３１３）　、（３３３）によって定速
回転させ、第１の太陽歯車（３３５）を無段変速伝動手
段（３０２）によって変速回転させるとき、第１の太陽
歯車（３３５）の回転速度が支承キャリア（３３２）の
回転速度の２倍となった状態から、少しずつ互いに同一
回転速度に変化させていくと、第２の太陽歯車（３３Ｂ
）はゼロ速度状態から、次第に支承キャリア（３３２）
と同一回転速度に変化していくので、第２の太陽歯車（
３３Ｂ）により回転駆動力が出力するとき、大きい速度
比で出力することができる。

さて前述したように、第１の太陽歯車（３３５）の回転
速度（または回転数、以下同じ）が支承キャリア（３３
２）の回転速度の２倍より大きくなったとき、第２の太
陽歯車（３３Ｂ）は反転し始めるが、前記爪車手段（３
０５）によって、遊星歯車（３３４）　、（３３４）を
介して第１の太陽歯車（３３５）が反作用を受は始めた
とき、インナーリング（３５１）はリングギア（３５３
）より遅れて回転し始めて、インナーリング（３５１）
は相対的に遊転する形となるので、このときには前記爪
車手段（３０５）により、脱伝動状態とされる。この結
果、無段変速伝動手段（３０２）は、支承キャリア（３
３２）の２倍以上の回転数での伝動はできないようにな
っている。

また、第２の太陽歯車（３３［ｉ）の後端寄り外周面に
は伝動歯車（３３７）がストレートスプライン係合され
て、次の出力軸（Ｅ）への伝動を行なうようになってい
る。

出力軸（Ｅ）には、ケーシング（３０４）内にベアリン
グにより、前記副軸（Ｄ）と平行に軸支されるとともに
、軸周上に等速咬合いクラッチ（３０ｆｌ）を設けてい
る。この等速咬合いクラ・ソチ（３０Ｂ）は、クラッチ
ギア（３６１）　、クラッチリング（３Ｂ２）　、戻し
ばね（３８３）　、クラッチレバ−（３８４）より構成
されている。クラッチギア（３８１）は、出力軸（Ｅ）
の前端寄りに固着されるとともに、ギア側面に複数個の
凹陥口が開設されている。クラッチリング（３８２）は
中空円筒状をしているとともに、前端に前記凹陥口内に
嵌挿される複数個の嵌合歯を突設し、かつ中央部位にフ
ランジを突設して、戻しばね（３８３）を挟持している
。このような構造により、出力軸（Ｅ）と等速咬合いク
ラッチ（３０Ｂ）とは、常時は係合状態となっており、
必要に応じて、クラッチレバ−（３８４）により脱係合
される。なお、符号（３［ｉ５）は出力軸（Ｅ）の後端
に係着された出力歯車である。

さて、つぎに本実施例３の作用について説明する。

遊星歯車機構（３０３）において、支承キャリア（３３
２）が動力手段（３０１）より、主動歯車（３１３）と
伝動歯車（３３３’）とを介して、定速伝動入力を受け
ると同時に、第１の太陽歯車（３３５）が、動力手段（
３０１）より、無段変速伝動手段（３０２）と爪車手段
（３０５）とを介して、変速正転伝動入力を受けること
によって、第１の太陽歯車（３３５）を、支承キャリア
（３３２）の回転速度に対して１倍から２倍間の変速比
により変速回転させるとき、第２の太陽歯車（３３Ｂ）
において、ゼロ速度状態からいきなり支承キャリア（３
３２）と等しい回転速度で、高トルクを出力することが
できる。

前記爪車手段（３０５）は、またＶベルトなどによる無
段変速伝動手段のゼロ速度設定のずれを防止する上でも
有効で、さらに（よ車輛の発゛進時に第１の太陽歯車（
３３５）の回転数が支承キャリア（３３２）の回転数の
２倍以上となっても、この爪車手段（３０５）により第
２の太陽歯車（３３Ｂ）の反転を防止できるので、全体
として非常にスムーズな無段変速を行なうことができる
。

たとえば車輌のエンジンがアイドル速度にあり、車輌が
まだ発進しないときは、車輌と地面との接触によって、
充分な制止力が第２の太陽歯車（３３［ｉ）に作用して
。これを静止させている。

つぎに、支承キャリア（３３２）が動力手段（３０１）
により高速回転され、かつ第１の太陽歯車（３３５）が
無段変速伝動手段（３０２）により支承キャリア（３３
２）の２倍以上の速さで高速回転しているとき、上述し
たように、爪車手段（３０５）中のインナーリング（３
５１）とリング（３５３）とが脱伝動状態となると同時
に、動力手段（３０１）からの回転速度がさらに増大し
、かつ無段変速伝動手段（３０２）の変速比の変化によ
り、インナーリング（３５１）とリングギア（３５３）
との回転速度がほぼ等しくなって（実際はインナーリン
グ（３５１）の回転数のほうが少し大きくなるとき）、
インナーリング（３５１）とリングギア（３５３）とは
一種の等速咬合いを形成して、ゼロ速度からの高トルク
の出力を実現する。

また、本実施例の変速装置が車輌（主には二輪車）に取
付けられて、動力手段（３０１）が起動されるとき、無
段変速伝動手段（３０２）による伝動が、大きな変速比
による高トルク出力に保持されているので、車輌は自由
には牽引したりできない。したがって、出力軸（Ｅ）に
前記等速咬合いクラッチ（ａｏｅ）を併設することによ
り、車輌を牽引するときに、自由に前進またはバックで
きるようにしている。また最高回転速度時に、第１の太
陽歯車の回転速度を、支承キャリア（３３２）と第２の
太陽歯車との回転速度と、それぞれ等しくなるように設
定すると、見かけ上、支承キャリア（３３２）だけが回
転している状態となるので、各ギアの摩耗を減少させる
ことができる。

実施例４ 第６図は本発明にかかる実施例４の変速装置であって、
実施例３と同一作用をする部分には同一符号を使用して
いる。

この実施例４は、無段変速伝動手段（３０２）中の従動
ブーりと遠心重錘（３２４）利用の遠心クラッチとを一
体的に構成するとともに、チェーンホイール（３３７）
とチェーン（：１ｌｆ３５）とを、副軸（Ｄ）と出力軸
（Ｅ）との間に介設することによって、出力軸（Ｅ）を
ケーシング（３０４）の最下端付近に軸支し、車輌（図
示せず）を直接この出力軸（Ｅ）上に取付けうるように
したものである。

［発明の効果］ 以上のように本発明の変速装置は、無段変速伝動手段と
遊星歯車機構との組合わせを利用して、発進などにおい
て、大きな変速比による回転駆動力を出力できるので、
発進性、加速性、登板性において優れた性能を発揮でき
る。

また、車輌発進時に、きわめてスムーズに回転駆動力を
出力軸に伝動できるので、従来のギア式変速機のように
半クラツチ状態とする必要がなく、すベリ嵌合時に生ず
る摩擦損傷などが解消できる。

また、装置全体が極めてコンパクトにできるのでとくに
２輪車に使用すると有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の変速装置にかかわる実施例１の断面図
、第２図は本発明にかかわる変速装置の実施例２の断面
図、第３図は本発明における変速作用の説明図、第４図
は本発明の変速装置にかかわる実施例３の要部断面図、
第５図は実施例３の伝動系を示した線図、第６図は本発
明の変速装置にかかわる実施例４の断面図、第７図は本
発明の変速装置の変速特性を示す説明図、第８図は従来
の変速装置の変速特性を示す説明図である。 （図面の主要符号） （１）、（５）：ギア （″７１．笥：主動プーリ （８）、の：従動プーリ （９）、（９ａ）、 の、（２９ａ）　：支承キャリア ００）、■：内歯車 ０２）、（３２）　：太陽歯車 ６、（３５）　：　Ｖベルト （１０２）　：無段変速伝動手段 （３０３）　：遊星歯車機構 （３０４）　：ケーシング （３２１）　：　Ｖベルト （３２２）　：主動プーリ （３２３）　：従動プーリ （３３２）二支承キャリア （３３３）　：伝動歯車 （３３４）　：遊星歯車 （３３５）　：第１の太陽歯車 （３３Ｂ）　：第２の太陽歯車 （３５１）　：インナーリング （Ａ）二入力軸 （Ｂ）：伝動軸 （Ｂｌ）：外　軸 （Ｂ２）　：内　軸 （Ｄ）：副　軸 （Ｃ）：縦　軸 （Ｅ）：出力軸 特許出願人　財団法人　工業技術研究腕００）：内歯車 （ロ）：太渦歯車 才５園

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　遊星歯車機構と定速伝動手段と無段変速伝動手段と
   を備えた変速装置であって、前記遊星歯車機構の一の入
   力側歯車に前記定速伝動手段を連結し、他の入力側歯車
   に前記無段変速伝動手段を連結し、前記二つの入力側歯
   車の差動回転数を出力側歯車より取り出すようにしてな
   る変速装置。 ２　前記遊星歯車機構が、ケーシング内面に回転自在に
   軸支された内歯車と、該内歯車に対し同軸遊転できる副
   軸と一体的に回転する太陽歯車と、支承キャリアに支持
   されるとともに内歯車と太陽歯車とに咬合せられた遊星
   歯車とからなり、内歯車に定速伝動手段を連結し、太陽
   歯車に無段変速伝動手段を連結するとともに、ケーシン
   グに軸支された出力軸を遊星歯車を支持している支承キ
   ャリアに連結してなる特許請求の範囲第１項記載の変速
   装置。 ３　前記定速伝動手段が、歯車列、ベルトまたはチェー
   ンよりなる定速伝動機構であり、遠心摩擦クラッチを用
   いて、入力軸の回転速度が一定速度以下になると自動的
   に遊星歯車機構への伝動を切断するようにしてなる特許
   請求の範囲第２項記載の変速装置。 ４　前記無段変速伝動手段が、Ｖベルト無段変速伝動機
   構であり、外部操作または遠心力操作機構により、変速
   比を変化させうるようにしてなる特許請求の範囲第２項
   記載の変速装置。 ５　前記無段変速伝動手段が、入力軸と平行してケーシ
   ングに軸支されるとともに入力軸により歯車駆動される
   伝動軸を入力軸と副軸との間に介設してなる特許請求の
   範囲第２項記載の変速装置。 ６　前記遊星歯車機構が、ケーシング内面に回転自在に
   軸支された第１の太陽歯車と、この第１の太陽歯車に対
   し同軸遊転できる副軸上に、同じく同軸遊転できるよう
   に取付けられた第２の太陽歯車と、支承キャリアに支持
   されるとともに第１の太陽歯車と第２の太陽歯車とに咬
   合せられた遊星歯車とからなり、第１の太陽歯車に無段
   速度伝動手段を連結し、遊星歯車に定速伝動手段を連結
   するとともに、ケーシングに軸支された出力軸を遊星歯
   車と咬合っている第２の太陽歯車に連結してなる特許請
   求の範囲第１項記載の変速装置。 ７　前記第１の太陽歯車および前記第２の太陽歯車とし
   てベベルギアを用い、たがいに同軸かつ対向するように
   配置するとともに、前記遊星歯車が第１および第２の太
   陽歯車に咬合させられたベベルギアであり、第１の太陽
   歯車が前記副軸の後半部分を遊嵌することで同軸遊転で
   きるようになっており、第２の太陽歯車が副軸の前半部
   分に遊嵌されて、副軸と同軸遊転できるようにしてなる
   特許請求の範囲第６項記載の変速装置。 ８　前記支承キャリヤの最大外周部分に前記定速伝動手
   段と咬合するリング状の伝動歯車を設けてなる特許請求
   の範囲第６項記載の変速装置。 ９　前記出力軸と副軸との間に等速咬合いクラッチを設
   けて、ニュートラル状態に手動操作できるようにした特
   許請求の範囲第６項記載の変速装置。 １０、前記定速伝動手段が、歯車列、ベルトまたはチェ
   ーンよりなる低速伝動機構である特許請求の範囲第６項
   記載の変速装置。 １１　前記無段変速伝動手段が、Ｖベルト無段変速伝動
   機構であり、副軸との間に爪車手段を設けることで、反
   転方向の伝動を防止してなる特許請求の範囲第６項記載
   の変速装置。 １２　前記出力軸と、副軸との間をチェーンまたはベル
   トで連結してなる特許請求の範囲第６項または第９項の
   変速装置。