JPS62191292A - 無段変速装置の増速装置 - 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） 本発明は産業機械および搬送機器等に装備するのに適し
た汎用の無段変速装置の増速装置に関するものである。

（従来の技術） 内歯ラチェットに噛合する爪送りによって無段階に変速
伝動することができるところの無段変速装置としては、
例えば、特公昭３４−１７２２号公報に開示されたもの
がある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上述したラチェットと爪による無段変速装
置の最大変速比は一段で約１：１．５程度で小さいため
、前記した特公昭３４−１７２２号のものは、その変速
比を大きくするために、ラチェットと爪による二組の無
段変速装置を連結して二段にしている。

しかしながら最大増速比が１：１．５のものを二段にし
ても、１．５　ｘｌ、５　＝２．２５であるから、最大
増速比は１：２．２５になるに過ぎないため、なお汎用
の無段変速装置としては最大増速比が不十分であるとい
う問題点があった。

（問題点を解決するための手段） 上述の問題点を解決するため本発明においては、ツノ゛
−ス本体内に中心軸を固定して設けると共に、入力端回
転部材であるドラムを回転自在に設け、さらに無段変速
装置の出力側回転部材である遊星キャリヤを前記中心軸
に回転自在に設けると共に、前記中心軸と同心の出力軸
を回転自在に設け、この出力軸の前記中心軸側に太陽歯
車を設け、前記１ラムと一体に内歯歯車を設け、前記太
陽歯車と噛合する大径歯車と、前記内歯歯車と噛合する
小径山車とを一体に形成した複数個の遊星歯車を前記遊
星キャリヤにそれぞれ回転自在に設けて無段変速装置の
増速装置を構成する。

（作　用） 上述のように本発明においては、ラチェットと爪による
無段変速装置に、増速率の高い遊星歯車式の増速装置を
組み合わせたから、これによれば最終増速比を従来装置
の最大増速比の約二倍に増大させることができる。した
がって本発明によれば、この種の無段変速装置を汎用の
無段変速装置としても十分適用できる広い変速範囲を得
ることができる。

（実施例） 以下、第１図〜第６図について本発明の一実施例を説明
する。

図中１は中空円筒形状のケース本体、１ａはそのケース
本体１の入出力側端部に設けた環状の外側フランジ、１
ｂはその反対側に設けた環状の内側フランジ、１ｃはケ
ース本体１の下部に一体に形成したベース、２はケース
本体１の入出力側に設けたケース蓋、２ａはその中心部
において外方へ突設したボス部、３はケース蓋２を貫通
してケース本体１の外側フランジ１ａに螺合した複数本
のボルトである。また４はケース本体１の他側に設けた
ケース蓋、４ａはその内方へ突設したボス部、５はケー
スＭ４を貫通してケース本体１の内側フランジ１ｂに螺
合した複数本のボルトである。

また６は入力側の駆動回転部材で、６ａはその中心部に
形成したボス部であり、６ｂはボス部６ａの反対側に形
成した外側フランジであり、７はこの外側フランジ６ｂ
の内側に形成した内歯歯車である。

８は外側フランジ６ｂとその一側端部を接合してボルト
９により一体に結合した入力側の駆動回転部材である中
空円筒状のドラムで、大径８ａと小径部８ｂとに段付き
状に形成されている。

そしてこの回転部材６とドラム８工を一体に結合した入
力側の駆動回転部材は本体ケースｌ内に回転自在に設け
られている。すなわち１０はケース蓋２と回転部材６の
ボス部６ａとの間に設けた軸受、１１はオイルシール、
１２はケース蓋４のボス部４ａとドラム８の端部との間
に設けた軸受である。

また１３は駆動回転部材６とドラム８の大径部８ａ内に
回転自在に設けたほぼ円筒形状の遊星キャリヤで、１４
はこのキャリヤ１３の一端部に突設したボス部１３ａと
回転部材６との間に設けた軸受、１５はキャリヤ１３の
他端部１３ｂとドラム８の大径部８ａとの間に設けた軸
受である。１６はこのキャリヤ１３の他端部１３ｂの内
側にキャリヤ１３と一体に形成した内歯歯車である。そ
してこの遊星キャリヤ１３には第６図に示すように、複
数個所（本実施例では３個所）に大径歯車１７ａと小径
歯車１７ｂとを一体に形成した遊星歯車１７をそれぞれ
軸１８により回転自在に設けると共に、各小径歯車１７
ｂを前記内歯歯車７とそれぞれ噛合させである。１９は
軸１８と遊星歯車１７との間に設けた軸受である。

また２０は内側偏心シャフトで、こ　・内側偏心シャフ
ト２０はドラム８に対する偏心（、′　　においてケー
ス本体１に対して固定して設ける。すなわち第１図に示
すように内側偏心シャフト２０の左端をケース蓋４に嵌
入すると共に、キー２１によって固定し、内側偏心シャ
フト２０の右側には、シャフト２０と同心の大径軸２１
を一体に形成し、さらにこの大径軸２１の右側にドラム
８の中心に位置する中心軸２２を内側偏心シャフト２０
、大径軸２１と一体に形成する。そして遊星キャリヤ１
３の内側に突設したボス部１３ｃと中心軸２２との間に
軸受２３を設けて内側偏心シャフト２０の右端側を支持
すると共に、ｉｕ　−Ｎキャリヤ１３を回転自在にしで
ある。２４は内側偏心シャフト２０のケース蓋４より外
方へ突出するねじ部２０ａに螺合したナンドである。

また前記中心軸２２には穴２２ａを設け、この穴２２ａ
内に軸受２５を介して出力軸２６の突出端部２６；ｉを
回転自在に支承すると共に、出力軸２６の他側部を前記
回転部材６のボス部りａ内に設けた軸受２７により回転
自在に枢支しである。２８はオイルシール、２９は出力
軸２６と一体に形成した太陽歯車で、この太陽歯車２９
は前記遊星歯車１７の大径歯車１７ａとそれぞれ噛合し
ている。（第６図参照） なお第１図に示す２６ｂは、出力軸２６の外方突出部に
設けたキー溝、３０は前記駆動回転部材６のボス部６ａ
の外方突出部にキー３１を介して固定した入ノｊプーリ
ーである。

また３２は前記大径軸２１に軸受３３を介して回転自在
に嵌装したリング状のカウンターギヤで、このギヤ３２
は前記遊星キャリヤ１３と一体の内歯歯車１６と噛合し
ている。（第５図参照） また３４は内側偏心シャフト２０に回転自在に嵌合した
外側偏心シャフトで、この外側偏心シャフト３４の外周
に２個の軸受３５を介して略中空円筒形状のキャリヤ３
６を無段変速装置の従動回転体として回転自在に設けで
ある。また外側偏心シャフト３４の第１図における左端
には、内側偏心シャフト２０と同心のウオームホイール
３７を設け、このウオームホイール３７と噛合するウオ
ーム３８をその軸３８ａを介してケース蓋４に回転駆動
できるように設けである。第２図に示す３９はそのハン
ドル、４０は輔３８ａのブツシュである。

また前記キャリヤ３６の第１図における右端にはキャリ
ヤ３６と同心の内歯歯車４１をキャリヤ３６と一体に形
成し、この内歯歯車４１を前記カウンターギヤ３２と噛
合させである。（第４図参照）また前記ドラム８の小径
部８ｂの内周部に一方向クラッチ４２を介して複数列（
本実施例では３列）の内歯ラチェットリング４３，４４
．４５を並設し、これら各内歯ラチェットリング４３，
４４．４５のラチェット４３ａ、４４ａ、４５ａとそれ
ぞれ噛合する複列で、かつ各列接数個（本実施例では３
個）の爪４６，４７．４８の基部を、前記キャリヤ３６
の円筒部の外周部にビン４９（第３図参照）を介して円
周等分位置に、すなわち４０°間隔で配置して枢支する
。また５０は爪４６゜４７　、４８の先端を常にラチェ
ット４３ａ　、　４４ａ　、　４５ａに圧接させるため
のばね、５１（第１図参照）は止めリングである。

また第１図および第３図に示すように、入力側の駆動回
転部材であるドラム８の小径部８ｂの内歯ラチェットリ
ング４３．４４．４５の間の円周複数個所（本実施例で
は円周３等分位置の３個所）にそれぞれ切欠部８ｃを設
け、大径部５２ａと、大径部５２ａの両側に同心で突設
した小径部５２ｂを有する遊星ローラ５２をそれぞれ前
記切欠部８ｃ内に回転自在に遊嵌し、これらの遊星ロー
ラ５２の大径部５２ａに外接する中空円筒状の弾性リン
グ５３をケース本体１の円周３等分位置にねじ込んだリ
ングストッパー５４によりケース本体１に係止して設け
ることにより、弾性リング５３の弾性によって、遊星ロ
ーラ５２の大径部５２ａを弾性リング５３に圧接すると
共に、遊星ローラ５２の小径部５２ｂを各内歯ラチェッ
トリング４３，４４．４５の外周の肩部に圧接するよう
にしである。

なお第３図の４２ａは一方向クラッチ４２のボール、４
２ｂはばねであるが、この一方向のクラッチ４２は他の
形式の一方向クラッチでも差し支えない。また第１図の
５５はケース本体１に設けたオイルキャンプ、５６は同
じくケース本体１に設けた排油栓である。

つぎに上述のように構成した装置の作用を説明する。

第３図において、貼は入力側駆動回転体６，８および出
力軸２６の中心と一致する本装置の中心点で、０□は内
側偏心シャフト２０の中心点であり、０３は外側偏心シ
ャフト３４の中心点である。本実施例では０．〜０□＝
０□〜０３に設定しであるため、第３図において０．と
０３が最も離れている。すなわち第３図は外側偏心シャ
フト３４が最大偏心状態にある場合を示しているが、こ
の状態から外側偏心シャフト３４を１８０°回転させる
と、０３が０．と合致して外側偏心シャフト３４の偏心
量がゼロになる。

この偏心量の調整は、第２図に示すハンドル３９を操作
することにより、ウオーム３８、ウオームホイール３７
を介して外側偏心シャフト３４を内側偏心シャフト２０
を中心に回転させることによって行う。

すなわち第３図の状態から、外側偏心シャフト３４を１
８０°回転させれば偏心量がゼロの状態になり、またこ
の状態から外側偏心シャフト３４を１８０°回転させれ
ば偏心量最大の状態になる。

まず偏心量ゼロの状態の作用を説明すると、この状態で
入力側の駆りＪ回転部材６，８が第３図の矢印Ａの方向
に回転すると、一方向クラッチ４２を介して各内歯ラチ
ェットリング４３．４４．４５も矢印への方向に回転し
、この各内歯ラチェットリングと係合する冬瓜４６．４
７．４８、ビン４９を介してキャリヤ３６も矢印Ｂの方
向に回転する。そして偏心量ゼロの場合はキャリヤ３６
が装置の中心位置にあるためキャリヤ３６は各内歯ラチ
ェットリング４３．４４．４５と一体的に回転する。し
たがってこの場合の入力側の駆動回転部材であるドラム
８と、出力側の従動回転体であるキャリヤ３６の回転比
はｔｉｔである。

つぎに第３図に示す最大偏心状態の作用を説明する。上
述し゛たように各内歯ラチェットリング４３゜４４．４
５が矢印Ａの方向に回転すると、第３図の駆動域Ｃ（こ
の場合爪が合計９個あるため３６０°の９等分の角度４
０°である。）にある爪４７による増速率が最大である
から従動回転体であるキャリヤ３６はこの爪４７によっ
て増速回転させられ、他の爪は内歯ラチニットリング４
３，４４．４５の各ラチェット４３ａ　、　４４ａ　、
　４５ａとは係合しない状態で矢印Ｂの方向に回転する
ことになる。

そして爪４７が駆動域Ｃから外れると共に、つぎの爪４
６が駆動域Ｃ内に入ると、今度はその爪４６を介して増
速駆動され、順次後続の爪へと伝動系４６゜４７．４８
が交代する。

この場合の変速比（増速比）は、中心０１を基点とする
爪の駆動域である角度θ１と、外側偏心シャフト３６の
中心Ｏ１を基点とする爪の駆動域である角度θ２との比
となる。

つぎに遊星ローラ５２と弾性リング５３の作用について
説明する。

すなわち、入力側の回転部材であるドラム８が第３図の
矢印Ａの方向に回転すると、弾性リング５３はリングス
トッパー５４によってケース本体ｌに固定されているか
ら、ドラム８と共に公転する遊星ローラ５２が第３図の
矢印りの方向に回転する。

ずなわち遊星ローラ５２の大径部５２ａと弾性リング５
３との圧接による摩擦抵抗によってｍ星ローラ５２が矢
印りの方向に自転する。この遊星ローラ５２の公転と自
転とが遊星ローラ５２の小径部５２ｂを介して各内歯ラ
チェットリング４３，４４．４５に伝えられる。

この場合の内歯ラチェットリングの回転は入力側のドラ
ム８の回転に対して約１．５倍に増速される。

したがって前記した被動爪４６．４７．４８の伝動リレ
一時にたとえラチェット４３ａ、　４４ａ、　４５ａと
爪４６．４７．４８の歯先間にギャップがあっても、前
記した内歯ラチニットリング４３，４４．４５の増速回
転によってラチェット４３ａ　、　４４ａ　、　４５ａ
が爪４６，４７．４８に直ぐ追いつ（ため、前記した歯
先間のギャップがなくなる。

なお特定のラチェットと爪が完全噛合して駆動されてい
る間は、遊星ローラ５２が各接触部材と適度にスリップ
して各部材間の速度差を吸収することになる。

なお、上述の説明は、変速比が１１の場合と最大偏心時
における最大変速状態の場合を説明したが、この装置で
は外側偏心シャフト３４の偏心量を無段階に変えること
ができるから、これによって無段変速が可能であること
は明らかである。

つぎに上述した無段変速装置より後の伝動系の作用を説
明する。キャリヤ３６が第４図の矢［１月らの方向に回
転すると、キャリヤ３６と一体に形成した内歯歯車４１
も同方向に回転するから、この内歯歯車４１と噛合する
カウンターギヤ３６が矢印Ｆのように回転する。なおこ
の場合外側偏心シャフト３４が回転すれば、それに伴っ
て内歯歯車４１の位置が変動するが、この場合どのよう
に変動しても内歯歯車４１は常にカウンターギヤ３２と
噛合しているため、伝動は確実に行われる。

またカウンターギヤ３２が回転すると、遊星キャリヤ１
３と一体的に形成した内歯歯車１６が第５図に示すよう
にカウンターギヤ３２との噛合によって矢印Ｇの方向に
回転する。すなわちごの装置によれば、たとえキャリヤ
３６が偏心位置にあっても、そのキャリヤ３６の回転を
装置の中心軸２６を中心とする遊星キャリヤ１３の回転
として取り出すことができる。

つぎに本発明に係る遊星歯車式の増速装置の作用につい
て説明する。まずドラム８と遊星キャリヤ１３の回転比
が１：１の場合について説明する。

第６図においてドラム８が矢印Ａの方向に回転すると、
ドラム８と結合した内歯歯車７も矢印Ａのように回転す
る。そしてこの場合回転比が１＝１であるから、遊星キ
ャリヤ１３も矢印Ａの方向にドラム８と一体的に回転し
ているため、結局各遊星歯車１７はドラム８と共に矢印
Ａの方向に公転するが自転はしない。したがって各遊星
歯車１７の大径歯車１７ａと噛合している太陽山車２９
も矢印Ａの方向にドラム８と一体的に回転する。したが
ってこの太陽歯車２９と一体の出力軸２６もドラム８と
一体的に回転する。すなわちこの場合、入力側の駆動回
転部材であるドラム８と出力軸２６の回転比は１：１で
ある。

また無段変速装置の入力側の駆動回転部材であるドラム
８の回転に対して、出力側の従動回転体である遊星キャ
リヤ１３が増速回転して、その結果第６図における内歯
歯車７の矢印へで示す回転角速度より、遊星キャリヤ１
３の矢印Ｉ＋で示す回転角速度が大きくなった場合は、
遊星歯車１７に矢印■方向の自転が生ずるため、出力軸
２６と一体の太陽歯車２９は、遊星歯車１７の矢印Ｈの
公転と矢印Ｉの自転によって矢印Ｊで示す方向に増速さ
れて回転する。そしてこの矢印、Ｉの回転速度は、前記
無段変速装置の出力部材である遊星キャリヤ１３の矢印
Ｈで示す回転速度より当然増速されることになる。

本実施例の場合の入力側駆動回転部材６．８に対する出
力軸２６の最大増速比は約１；５である。

したがってこの′ａ星歯車弐〇増速装置を使用すれば、
前段の無段変速装置の最大増速比をさらに数倍にして取
り出すことができる。

（発明の効果） 上述のように本発明においては、ラチェットと爪による
無段変速装置に、増速率の高い遊星歯車式の増速装置を
組み合わせたから、これによれば最終増速比を従来装置
の最大増速比の二倍以上に増大させることができる。し
たがって本発明によれば、この種の無段変速装置を汎用
の無段変速装置としても十分適用できる広い変速範囲を
比較的小型の装置として得ることができるというすぐれ
た効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を付した無段変速装置の縦断面図、 第２図は第１図の一部を１１−　ｎ断面で示す側面図、 第３図は第１図のｍ−ｍ断面を一部切欠した状態で示す
側面図、 第４図は第１図の［Ｖ−ＴＶ線による部分断面図、第５
図は第１図のＶ−Ｖ線による部分断面図、第６図は第１
図のｖｔ−ｖｔ線による部分断面図である。 １・・・ケース本体　　　　２・・・ケース蓋４・・・
ケース蓋　　　　　６・・・入力側の駆動回転部材７・
・・内歯歯車 ８・・・ドラム（入力側の駆動回転部材）１３・・・遊
星キャリヤ　　　１６・・・内歯歯車１７・・・遊星歯
車　　　　　２０・・・内側偏心シャフト２１・・・大
径軸　　　　　　２２・・・中心軸２６・・・出力軸（
中心軸）２９・・・太陽歯車３０・・・入力プーリー　
　　３２・・・カウンターギヤ３４・・・外側偏心シャ
フト３６・・・キャリヤ（従動回転体）３７・・・ウオ
ームホイール　３８・・・ウオーム３９・・・ハンドル
　　　　　４１・・・内歯歯車４２・・・一方向クラッ
チ　　４３，４４．４５・・・内歯ラチェットリング４
６．４７．４８・・・爪　　　　　４９・・・ピン５２
・・・遊星ローラ　　　　５２ａ・・・大径部５２ｂ・
・・小径部　　　　　５３・・・弾性リング５４・・・
リングストッパー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ケース本体１内に中心軸２２を固定して設けると共
   に、入力側回転部材であるドラム８を回転自在に設け、
   さらに無段変速装置の出力側回転部材である遊星キャリ
   ヤ１３を中心軸２２に回転自在に設けると共に、中心軸
   ２２と同心の出力軸２６を回転自在に設け、この出力軸
   ２６の中心軸２２側に太陽歯車２９を設け、ドラム８と
   一体的に内歯歯車７を設け、太陽歯車２９と噛合する大
   径歯車１７ａと、内歯歯車７と噛合する小径歯車１７ｂ
   とを一体に形成した複数個の遊星歯車１７を遊星キャリ
   ヤ１３にそれぞれ回転自在に設けたことを特徴とする無
   段変速装置の増速装置。