JPS62270863A

JPS62270863A - 角速度変調装置

Info

Publication number: JPS62270863A
Application number: JP61113005A
Authority: JP
Inventors: Akira Takami; 高見　昭
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-05-15
Filing date: 1986-05-15
Publication date: 1987-11-25
Also published as: JPH0578705B2

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】３、発明の詳細な説明〔産業上の利用分野〕この発明は、動力装置一般に利用できる、無段変速装置
を得るための歯車手段による要素装置をもつ角速度変調
装置に関する。

〔従来の技術〕

歯車を用いて機械的無段変速機構を達成させている従来
例は少ないが、その中で、特公昭５９−４２１８１号公
報に示された矩形波椿生装置は、従来技術による機械的
無段変速の要素装置の代表的な一例と考えられる。その
矩形波宅生装置全従来の要素装置例として第２３図に示
す。図において、３０）は第１の共通軸であり、第２の
共通軸３１２との間に、特定の角速度比を有して対をな
す非円形な駆動歯車と被駆動歯車とが二組設けられてい
る。３０３は第１の共通軸に固定された第１の駆動歯車
で、共通軸３１２に回転自在に支持された第１の抜駆ｗ
Ｊ歯車３０７とかみ合っている。３０５は共通軸３０）
に回動可能に支持された可動要素３０４に固定されてい
７Ｓ第２の駆動歯車で、共通軸３１２に回転自在に支持
された第２の被駆動歯車３０９とかみ合っている。

第２の駆動歯車３０５は、可動要素３０４と、共通軸３
０）に固定されている固定要素３０２と調整制御装置３
０６とからなる制御装置によって、ＸＩの駆動歯車に対
して任意の相対的な角度位置にずらすことができる。第
１の被駆動歯車３０７及び第２の被駆動歯車３０９には
、それぞれ差動傘歯車３０８及び３１０が固定されてい
て共に差動ピニオン３１３とかみ合ってｂる。この差動
ビニオンは共通軸３１２に固定された差動要素３１１に
ナツト３１４により取付けられている。

第２４図Ｆｉ第２３図の要素装置の対をなす非円形な駆
動歯車３０３と被駆動歯車３０７の形状の例を示し、第
２５因はその駆動歯車と被駆動歯車に与えである角速度
比特性を具体数値を用いて表したグラフである。グラフ
の横軸は、駆動歯車の角変位Ｕであり、縦軸は式Ｒ＝（
被駆動歯車の角速度）／（駆動歯車の角速度）で与えら
れる角速度比Ｒの値である。

第２６図ないし第２８図は、従来の要素装置例の作用特
性ｔ−麦わしたグラフで、横軸と縦軸とはともに第２５
図のグラフと同じである。

この従来の要素装置例では、角速度比Ｒが部分的に連続
した一定値になる状態をつくることと、その只の一定値
部分の大きさを連続可変制御することができる。角速度
比Ｒの制御は、上記制御装置を操作して、第１及び第２
の駆動歯車３０３及び３０５の間の相対的な角度位置の
ずれｃ以下位相ずれと記す）′ｔ−変えることで行われ
る。この位相ずれが１８０°の状態では、差動装置を介
して第２の共通軸３１２に伝達される角速度が、第１の
共通軸３０）の角速度と常に等しく、第２６図に示すよ
うに、角速度比がＲ＝１の連続一定値となる。位相すれ
が１８０°より増加しても逆に減少しても角速度比Ｒに
次のような特徴ある変化モードが現われる。すなわち、
Ｗに’ｙ図と４２８図のグラフで示されるように、角速
度比がＲ＞１なる高速側一定角Ｒ度比を呈する区［ａと
、Ｒ（ｌなる低速側一定角速度比を呈する区Ｍ、ｃと、
これらａとＣとをつなぐ漸減傾斜角速度比を呈する区域
す及び漸増傾斜角速度比を呈する区［ｄとの４モードが
繰返す変化である。ま友、両図のグラフでは、ａとＣで
示す区域の一定角速度比の値が、位相ずれの値に相関し
て変わることも表わされている。

従来の要素装置例は、以上のような作用特性を示すので
、この装置の複数を用いて、一定角速度比を呈するａま
たはＣの区域をつなぎ合わせれば、無段変速装置が構成
できる。しかし、この従来の要素装置例の一組は、第２
３図で示したように、非円形な平歯車の４個と傘歯車の
３個、計７個の歯車を含み、少なくとも１０個を越える
機素による構成が基本である。したがって、これ全応用
した無段変速装置では、非円形及び傘歯車の特殊図車を
含む構成機素数が多数にのぼることが難点となっている
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一般に摩擦式の動力伝達装置は、回転伝達の円滑性にす
ぐれているのが長所であり、歯車のような非摩擦式の動
力伝達装置は、伝達効率の良さが長所である。ところが
、従来の無段変速装置について両者を比較すると、摩擦
式のものは、接触部の微少すべりによる動力損失が大き
いという問題点があった。また、非摩擦式の代表的な歯
車を用いたものは、従来の要素装置例のように非常に複
雑な構成となる難点があ夛、構成機素の慣性と機素間の
摩擦などによる損失が伝達効率を低め、本来の長所が阻
害されるという短所につながることになる問題点があっ
た。

この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、摩擦伝導によらず、歯車群の構成機素数が従
来装置よりも少なくされ、伝達効率が高くなり、無段変
速装置に応用される角速度変調装置を得ることを目的と
している。

〔問題を解消するための手段〕

この発明にかかる角速度変調装置は、指数関数的速度変
調という新たな機構原理の創案にもとづいて、構成機素
［−減少させることが検討され、非摩擦式動力伝達の基
本的な長所が活かし易く構成された、歯車による無段変
速装置に応用されるようにしたものである。この装置で
は、第１次及び第２次の角速度変調手段を用いて、角速
度が指数関数的に連続で増減するモード変換を行わせる
ようにしている。指数関数を導入したことで、第１次及
び８ｇ２次の変調手段による刻々の角速度比を重ね合わ
せるに乗除算をもってなす機構を採り得ている。このこ
とはさらに、第１次または第２次の角速度変調用にそれ
ぞれ１対を必要とする歯車のうち１個が共用できるとい
う機構を可能とし、この特徴が、第１次及び第２次の角
速度変調手段によるモード変換相互の重なり関係の制御
に、新たな機構手段を創作し得たことに関係をもたらし
ている。

〔作用〕

この発明装置の基本作用は、一方の回転軸の角速度に対
して、他方の回転軸に指数関数的な増速又は減速モード
にもとづく周期的変化角蓮度が与えられているというこ
とである゛。この基米作用を２回重ねて、第１次、同時
に７４２次と作用させることがこの装置の特徴である。

例えば、第１次角速度変調手段によって、指数関数的増
速モードで変調作用がかかつているとき、同時に第２次
角速度変調手段によって、指数関数的減速モードで変調
作用がかかつているならば、この両作用を通した後の角
速度の変化モードは、両作用を通す前のモードに戻って
いる。入力が定角速度モードならば、出力にも定角速度
モードが現れる。この装置には、このような角速度の増
減に関する変化モードを変える作用が備わっているが、
これに加えて、第１次と第２次の基本作用の重ね方を変
えること、言いかえれば位相をずらせることによって、
入力と出力の角速度比の絶対値を連続的に変化させる作
用も備わっており、総合して無段変速装置への応用に必
要な作用を備えている。

〔発明の実施例〕

第１図及び第２図は、この発明による角速度変調装置の
一実施例として示した無段変速装置の正面断面図及び側
面断面図である。図において、１０′は第１の回転軸で
、これに、第１組の第１の非円形歯車１１ａが固定され
、第２組のＭｌの非円形歯車１１ｂが軸受１６を介して
回転自在に支持されている。２０は第２の回転軸で、第
１組の第２の非円形歯車２１ａと第２組の第２の非円形
歯車２１ｂとが、固定されている。３０は第３の回転軸
で、第１組の第３の非円形歯車３１ａと第２組の第３の
非円形歯車３１ｂとが、それぞれ一方向クラッチ機能付
軸受３７ヲ介して支持されている。

６０は第１フレームで、この実施例では装置本体の固定
フレームになっており、軸受部６１．５２　ｉ介し回転
軸１０を支持し、軸受部６３ヲ介し回転軸２０を支持し
ている。２５は回転軸２０に固定された通常の円形歯車
、４０は一端が軸受部６１ヲ介しフレーム６０に支持さ
れた第４の回転軸で、通常の円形歯車４５が固定されて
いる。７０゛は第２のフレームで、この実施例では可動
になっており、軸受部７１を介し回転軸１０に回動可能
に支持され、かつ、軸受部７２ヲ介し回転軸３０に支持
している。３５は回転軸３０に固定さ′れた通常の円形
歯車、５０に一端が軸受部６２を介しフレーム６ｏに支
持された第５の回転軸で、通常の円形歯車５５が固定さ
れている。

第１図では、第１の回転軸１０を支点軸として、第１の
フレーム６０と第２のフレーム７０とが相対的に回動で
きる構造であることが示されている。

この回動角を図中αで示してあり、この実施例では、回
動角αの最大は０．４１５πラジアンであや、これがＯ
から０．４１５πラジアンの範囲で回動可能としている
。

このように構成された装置の中で、第１．第２及びＭ３
の回転軸１０．２０及び３０と、第１組の第１゜！ｌ！
２及び第３の非円形歯車１１ａ、２１ａ及び３１ａと、
第１及び第２のフレーム６０及び７ｏとが、本発明によ
る角速度変調装置の一方の１組を形成している。上記各
回転軸と各フレームとを共用して、第２組の第１．第２
及び第３の非円形歯車１１ｂ、２１ｂ及び３１ｂとが、
上記角速度変調装置の他方の１組を形成している。

このように角速度変調装置の２組を用いて構成された無
段変速装置第１図及び第２図では、第４の回転軸４０を
入力軸とし、第５の回転軸５０を出力軸として作動させ
ると、第４の回転軸４０に与えた角速度の１に対する第
５の回転軸５Ｑに得られる角速度ω８の比率が、連続で
制御可能な角度αの値に相関して連続で変化する。以下
にその作用につき詳細に説明する。

男３図と第４図は、第１の非円形歯車１１ａと第２の非
円形歯車２１ａとを取出して示している（なお、第１の
非円形歯車１１ｂと第２の非円形歯車２１ｂも同様に適
用できる）。図において、１２及び１３は第１の非円形
歯車１１ａのかみ合いピッチ曲線、２２及び２３は！＠
２の非円形歯車２１ａのかみ合いピッチ曲線である。な
お、上記各かみ合いピッチ曲線に沿って、実際には、例
えば部分的に図示されているような、インボリュート歯
形が刻み込まれているのであるが、かみ合った歯車の角
速度あるいは伝達トルクなどの関係は、かみ合いピッチ
曲線により支障なく説明できるため、第３図及びその他
の図についても歯形の図示の一部又は全部を省略してい
る。

上記かみ合いピッチ曲線ユ２及び１３は、８１１点から
Ｌ！、点まで及びＳｌｂ点からＬｌｂ点まで形成されて
おシ、それぞれの延べ長さは、Ｌ２１点から８２１点ま
で及びＬｚｂ点からｓｚｂ点まで形成されているかみ合
いピッチ曲線２２及び２３のそれぞれの延べ長さと等し
くしている。このようにして、第１の非円形歯車１１ａ
の総画数と、第２の非円形歯車２１ａの総画数は等しく
されている。

このように構成された一対の非円形歯車に現れる角速度
に閉する特徴は、この発明の重要点の一つである。

第５図に、第１の非円形歯車１１ａと第２の非円形歯車
２１ａとの角速度の関数をグラフで及す。横軸には、非
円形歯車１１ａが、第３図で反時計方向ＫＩＤＯＥする
間の角変位θをとっている。なお、この角変位Ｕは、第
３図の状態、すなわち、かみ合い点がｓｌａ点とＬ２．
点である状態全零としである。縦軸には、非円形歯車１
１ａの角速度に対する角速度比′ｆｒ、表す無名数値を
とり、対数尺にしている。第１の非円形歯車１１ａの角
速度をω１．第２の非円形歯車２１ａの角速度をω２で
表すとき、上記θの関数としての、鞠）＝１ω２／ω１
１は、第１と第２の非円形歯車１１ａと２１ａの間の角
速度比を示す。

この第５図のグラフにおいて、非円形歯車１１ａが第３
図の状態から反時計方向にπラジアン回転し、非円形歯
車２１ａとのかみ合い点が８１．点とＩ４＋。

点である状態から、Ｌｉ２点と３２ａ点のかみ合い状態
まで移る間の変化が、基準角速度比”！０）から始まる
右上りの直線で表されている。つづいて、非円形歯車１
１ａがさらにπラジアン回転する間の状態も、同様の右
上りの直線で表されている。

この発明装置に用いる非円形歯車対の上記角速度比Ｆｅ
）の変化は、第５図のように片対攻グラフ上の傾斜直線
で及せるよう特徴づけられている。これを代数学的に定
義づけるならば、角速度比Ｆ（θ）を、指数関数式ｅ”
Ｆ（０）で与えであるということである。ここで、上記
系＆Ｋｒａ、設計上任意に選び得る角速度変調係数であ
り、第５図のグラフにおいて、Ｋ＝ｄｌｏｇＦβＪｔｉ
ｔＪなる微分値として定義できる。ちなみに、第３図の
実施例ではに第０．２２０６ラジアン−１である。また
、ｅは自然対数の底でおる。

つづいて、上記のような非円形歯車の角速度比の特徴か
ら導くことができる独特の角速度変調作用を説明する。

第６図及び第７図は、第１図と第２図で示した実施例装
置における角速度変調装置の一構成部分の正面図及び側
面断面図である。これらの図では、すでに第３図ないし
第５図で説明した、第１及び第２の非円形歯車１１ａ及
び２１ａのところへ第３の非円形歯車３１ａ　ｔ−加え
た関係を示している。この第３の非円形歯車３１ａの歯
車仕様は、第２の非円形歯車２１ａと同じである。ここ
で第１と第２の非円形歯車１１ａと２１ａ　ｆ：かみ合
わせたもの’ｔｇ１次角速変角速度変調手段、第１と第
３の非円形歯車１１ａと３１ａ　ｆかみ合わせたものを
第２次角速度変調手段と呼ぶことにする。渠１次角速度
変調手段は、第１の回転軸１０の角速度ω１に対する第
２の回転軸２０の角速度ω２の比率を定める手段であり
、この比率を、第１次角速度比と呼ぶことにする。同様
にＭ２次角自速父調手段は、第１の回転軸１０の角速度
ω１と第３の回転軸３０の角速度ω３との比率を定める
手段であり、この比率を、第２次角速度比と呼ぶことに
する。第１次角速度変調手段が、上記第３図ないし第５
図で説明したものであると同様に、第２次角速度変調手
段も単独では第３図ないし第５図での説明が適用できる
。しかしながら、ここで注目すべきは第６因に示すよう
に、Ｍｌの回転軸１０の位［１−基準にして、第２の回
転軸２０の位置に対して第３の回転軸３ｏが、π十αラ
ジアンの中心角を与えて配置されていることである。第
３の非円形歯車３１ａは第１の非円形歯車１１ａの周囲
で、中心角πラジアンごとに同じ関係に戻るため、π＋
αラジアンは実質αの中心角を与えたのと等価である。

したがって、第１次角速度変調手段が、第１の非円形歯
車１１ａの角変位θでかみ合い状態にあるとき、第２次
角速度変調手段は、第１の非円形歯車１１ａの角変位θ
＋αでのかみ合い状態となっているのでおる。このよう
な状態にあるため、第１次発達度比１ω２／ω１１が、
すでに説明したと同じく係＆にと、角変位Ｕ及び角速度
比Ｅ’（０）を用いた指数関数式ｅ　　’Ｆ（０）なる
値のとき、第２次角速度比１ω３／ω１１が、上記式に
用いた代数と、すでに説明した通り任意に可変設定でき
る角度αとを用いた指数関数式ｅ１（ｅ＋″５＠Ｅ”ｔ
ｏ）なる値になっている。この状態において、第２の回
転軸２０の角速度に対する第３の回転軸３０の角速度の
比率ω３／ω２は、上記第１次角速度比に対する上記第
２次角速度比の除算商として、上記係数にと、上聞角度
αとを用いた指数関数式ｅ　Ｋ　’Ｃ１なる値をとるの
である。この最後の式ｅ”ａｔｔｇこの発明による角速
度変調装置の作用特性の基本的な特徴を示している。

第８図ないし第１０図はこの発明の一実施例による角速
度変調装置の作用特性ｔ−表したグラフで、横軸と縦軸
はともに第５図のグラフと同じである。

第８図はα＝０、の状態のもので、第１次及び第２次角
速度比が常に等しく、角速度比はω３／ω２＝１となっ
ている。第９図はα＝　（１／８　）πの状態のもので
、第２次角速度比の変化パターンの位相が第１次角速度
比のそれよりも、αラジアン進んでいる。

このよってαが零でない状態（厳密にはα＝πの場合も
除く〕では、第１次及び第２次角速度比がともに連続値
をと９得るθの範囲が、Ｑ〜π−α。

π−α〜π、π〜２π−α及び２π−α〜２πと、４区
分されている。このうち、０〜π−αとπ〜２π−αの
区分範囲では、角速度比ω３／ω２にｅＫ□“なる一定
値が現れ、π−α〜πと２π−α〜２πの区分範囲では
、角速度比ω３／ω２にｅｏｏ（ａ−ｗ）なる一定値が
現れている。第１０因はαが第９図より増加して、α＝
（３７Ｂ）πになった状態である。ω３／ω２の値が、
αの増加に相関して変化していることと、その連続値を
とる区分範囲も変化していることが、第９図との対比で
現れている。第１１図はαを０からπまでπ／８間隔で
変化させたときの角速度比ω３／ω２の変化全表したも
のである。

この発明装置には、以上説明したように指数関数的角速
度変調手段を無段間遠機能に応用するという、新規な思
想にもとづく角速度変調機能が備わっている。これを要
素装置として無段間遠装置を構成するには、この要素装
置の複数組を組合せ、αの値を可変制御する手段と、角
速度比ω３／ω２の一定値を連続化する手段と、角速度
比の繰返し変化パターンから特定値のみを選択して取出
す手段を付加すれはよい。以下にこれらの手段を実施例
で説明する。

αの値を可変制御する手段は、第１図と第２図ですでに
説明したように、第１フレーム６０に対して第２フレー
ム７０を回動可能な構造とすることで達成できる。この
手段は、複数の要素装置に共用が可能である。

角速度比ω３／ω２の一定値の連続化手段は、第１図１
Ｍ２図ておいて、第２の非円形歯車２１ａに対して、第
２の非円形歯車２１ｂ　’ｉπ／２ラジアンの回転位相
角差を与えて固定することで達成させている。第１の非
円形歯車１１ａと第２の非円形歯車２１ａと第３の非円
形歯車２３ａとがかみ合ってなる第１組の角速度変調装
置による角速度比ω３／ω２の値を関数Ｇ［θ）で表し
、第１の非円形歯車１１ｂと第２の非円形歯車２１ｂと
第３の非円形歯車３１ｂとがかみ合ってなる°第２組の
角速度変調装置による角速度比の３／ω２の値を、関数
０２（θ）で表すと、Ｇ２（θ）＝ＧＩ（θ−Ｉ）であ
るようにしている。上記式のβは、第２の回転軸２０上
で２個の第２の非円形歯車２１ａ。

２４ｂに与えた位相角差π／２を、第１の回転軸１０上
での２個の第１の非円形歯車１１ａ、ｌｌｂの位相角差
に置き換えたもので、その値は、第１の回転軸１０の角
変位θの関数で与えられる。第１図の実施例では、βの
最小値βｍｉｎが０．４１５πラジアンである。

第１２図は上記第１組、第２組の角速度変調装置による
それぞれの角速度比ω３／ω２の値を、折れ線Ａおよび
Ｂで示したグラフである。α≦βｍｉｎなる条件を満た
す範囲では、角速度比ω３／ω２の値は、ｅＫ□“なる
一定値部分を、角変位θの全範囲にわたって連続させ得
るのであるが、グラフはその条件内で、α＝　（３／８
　）πの場合を例示している。

複数の角速度変調手段による異る角速度比の中から、特
定値のみを選択する手段は、一方向クラッチ機能で達成
させる。第１図と第２図で、２個の第３の非円形歯車３
１ａ及び３１ｂに現れるω２基準の角速度比は、第１２
図の折れ腺Ａ及びＢである。

この人とＢとが横軸θの値によって異る値をとっている
ときには、どちらか一方の角速度比による角速度のみを
第３の回転軸３０に伝えるよう選択する手段として、一
方向クラッチ機能付軸受３フを設けである。これは、図
示の回転方向において、第３の非円形歯車３１ａ　、　
３１ｂから、第３の回転軸３゜へ向ってのみ回転動力を
伝達するよう方向設定されている。したがって、第１２
因にＡとＢで示された角速度比の高い値のみを、回転軸
３ｏの駆動に寄与させ、低い値は、一方向クラッチ機能
付軸受３７による空転によって駆動に寄与しないように
している。

以上の説明で明らかなよって、角度αは無段階連続的に
制御可能であるため、角速度比ω３／ω２も無段階連続
的に可変であり、αを固定したときには、αの値に相関
する一定値に固定される。第２因では、第４の回転軸４
０と第５の回転４Ｉｌｌ１５ｏｆ。

設け、それぞれ通常の円形歯車４５　、２５の対と５５
゜３５の対を用いて、第２の回転軸２０と第３の回転軸
３０とに連結している。これは無段変速装置として入力
軸と出力軸とを同心に配置した形態上の一例である。円
形歯車４５．２５対の歯数比及び円形歯車５５　、３５
対の歯数比は、任意に設定可能である。

これらの歯数比は、無段変速装置の入出力軸の回転速度
比を固定的に整合させる手段として有効な意味を持つが
、この発明のねらいである角速度変調という思想に直接
関係するものではない。これら円形歯車４５．２５対及
び円形歯車５５　、３５対の歯数比をどちらも１として
、第４の回転軸４０ヲ入力軸とし、第５の回転軸５ｏヲ
出力軸とした無段変速装置の実施例（第１図及び第２図
装置）の入出力軸回転速度比特性グラフを第１３図に示
す。第２のフレーム７０を回動させて制御可能な角度α
に対応した入出力軸回転速度比ωＵ／ω１が、片対数グ
ラフ上で、傾斜直線で表されることを示している。

なお、この発明による角速度変調装置の、ここまでの説
明は、第３図ないし第５図に示した非円形歯車の形状仕
様を一実施例として用いたが、非円形歯車の形状仕様は
これに限定されるものではない。以下に、非円形歯車の
他の形状仕様を用いた角速度変調装置の他の実施例の数
例を説明する。

第１４図はこの発明による角速度変調装置の第２の実施
例を示す非円形歯車対で、第３図とは別の形状仕様を示
している。１１１ａは第１の非円形歯車で、１１２ａ、
１１３ａ、］ｕ２ｂ及び１１３ｂで示すかみ合いピッチ
曲線を備えている。１２１ａは第２の非円形歯車で、１
２２及び１２３で示すかみ合いピッチ曲線を備えている
。第１５図は第１の非円形歯車１１１ａと第２の非円形
歯車１２１ａとの角速度の関係ヲ表すグラフである。グ
ラフの横軸と縦軸の設定と、代数θ、ωＩ、ω２．Ｆρ
）及びＥ”ｔｏ）の定義については第５図の場合に準じ
である。第１の非円形歯車１１１ａが第１４図の状態か
ら（３／４）πラジアン回転し、第２の非円形歯車１１
２ａとのかみ合い点が８１．点とＬ２点である状態から
、Ｌｌ、点と８２点のかみ合い状態まで移る間の角速度
比Ｆρ）の変化は、第１５図のグラフ上で、右上９の傾
斜直線となり、代数式ではＦ（θ）＝ｅＫ（°“・Ｉ’
ｔｏ＋となるよう設定されている。つづいて非円形歯Ｊ
＄Ｅ　１ｌｌａがさらに（１／４）πラジアン回転し、
非円形歯車１２１ａとのかみ合い点がＳｌｂ点とＬ２点
である状態に移る間の変化が、上記グラフ上で、右下υ
の傾斜直線となり、代数式ではＦ！９１”ｅゞ２□（＃
−ｗゝ・ｒ（０）となるよう設定されている。ここで、
非円形歯車１１１ａが１／２回転し、非円形歯車１２１
ａは１回転している。非円形歯車１ユｌａ　Ｏ残る１／
２回転中に１非円形歯車１２１ａはさらに１回転するが
、角速度の変化は上記最初の１回転した際と同一の繰返
しである０なお、Ｗｃ１４図の実施例における角速度変
調係数の値は、Ｋｌ　＝０，２９４２う’／７７　　、
に２−−０．８８２６ラシアン　である。

第１６図は再１４因と第１５図で示したような非円形歯
車対を用いて構成されたこの発明による角速度変調装置
の第２の実施例の一構成部分である。

この図では、第１及び第２の非円形歯車１１１ａ及び１
２１ａのところへ第３の非円形歯車１３１ａ　’！に加
えた関係を示している。第３の非円形歯車１３１ａの歯
車仕様は第２の非円形歯車１２１ａと同じである。

この角速度変調装置の作動特性グラフヲ第１７図に示す
。グラフの横軸と縦軸の設定と、代数θ、α及びω３／
ω２の定義については第１１因の場合に準じて６る〇第１８図はこの発明による角速度変調装置の第３の実施
例としての非円形歯車対で、第３図、第１４図とはさら
に別の形状仕様を示している。２１工ａは第１の非円形
歯車で、かみ合いピッチ曲線２１２及び２１３を備えて
いる。２２ユａは第２の非円形歯車で、かみ合いピッチ
曲線２２２及び２２３　′ｔ−備えていも第１９図は第
１の非円形歯車２１１ａと第２の非円形歯車２２１ａと
の角速度の関係ヲ表すグラフである。

グラフの横軸と縦軸の設定と、代数θ、ωｌ、ω２．Ｆ
（θ）。

及び１’ｔｏ＋の定義についてはＷｌｓ図の場合に準じ
ている。第１の非円形歯車２１１ａが第１８図の状態か
らπラジアン回転し、第２の非円形歯車２１２ａとのか
み合い点がＳ１点とＬ２点である状態から、Ｌｌ点と８
２点のかみ合い状態まで移る間の角速度比Ｆ（θ）の変
化は、第１９図のグラフ上で、右上りの傾斜直線となり
、代数式ではＦρ）　＝　ｅ匂°０・Ｆ　（０）となる
よう設定されている。つづいて、非円形歯車２１１ａが
さらにπラジアン回転し、非円形歯車２２１ａとのかみ
合い点が８１点とＬ２点でおる状態に移る間の変化が、
上記グラフ上で、右下りの傾斜直線となり、代数式テｎ
　Ｆ（、、）＝　ｅ”（θ−２Ｋ）”　Ｆ第１ｌとなる
よう設定されている。なお、第１８図の実施例における
角速度変調係数の値は、Ｋ３＝０．３４９’７ラジアン
ー１ｊＫ４″−〇・３４９７ラシアン　　である。

第２０図及び第２１図は第１８図と第１９図で示したよ
うな非円形歯車対を用いて構成されたこの発明による角
速度変調装置の第３の実施例の一構成部分である。この
図では、第１及び第２の非円形歯車２１１ａ及び２２１
ａのところへ、もう１個の第１の非円形歯車２６１ａと
第３の非円形歯車２３１ａ　ｋ加えた関係を示している
。５Ｉ！３の非円形歯！！２３１ａの歯車仕様は第２の
非円形歯車２２１ａと同じで、第１の非円形歯車２６ユ
ａの歯車仕様は巣１の非円形歯車２１１ａと同じである
。この実施例では、２個の第１の非円形歯車２１　Ｘａ
＋　２６１ａ　’ｆ　第１の回転軸１０上に配置し、相
互間にπラジアンの回転方向のずれを設けて固定しであ
る。このために、第２１図に示した側面図は、他の実施
例の側面図、例えば第７図に示したものとは相違してい
る。ただし、第ｌの非円形歯車２１１ａと第１の非円形
歯車２６１ａとが一体固定されておシ、ともに第１の回
転軸１０の角速度ω１をもっているので、この２個の第
１の非円形歯車２１１ａと２６１ａを合体したものを単
体機素と見なし、第６図の装置における第１の非円形歯
車１１ａに相当すると考えるならば、技術思想上でこの
発明による角速度変調装置として矛盾しないものである
。

第２２図は第２０図、第２１図による角速度変調装置の
作動特性グラフである。グラフの横軸と縦軸の設定と、
代数０．α及びω３／ω２の定義については第１０図の
場合に準じている。

上記第１４図ないし第１７図及び第１８図ないし第２２
図で示した角速度変調装置の第２及び第３の実施例装置
は、第３図ないし第１１図で示した第１の実施例装置と
同様に、これらを要素装置として無段変速装［１ｆｔ−
構成することができる。第２の実施例装置では２組以上
、また、５ｇ３の実施例装置では３組以上の要素装置を
用いて、第１因と第２因に示した装置に準じた構成で無
段変速装置が得られ、その無段変速特性についても、第
１３図に示した第１の実施例装置の場合と同じ特徴を有
し、制御角度αと入出力回転速度比ωＵ／ω１の対数値
とに、−次比例的な相関が得られるものとなる。

なお、上記実施例では、第１のフレーム６０を固定し、
第２のフレーム７０を回動可能にしたが、第２のフレー
ムを固定し、第１のフレーム全回動可能にしてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、第１の非円形歯車と
第２の非円形歯車をかみ合わせ、指数関数的速度変調す
る第１次の角速度変調手段と、上記第１の非円形歯車に
第３の非円形歯車対かみ合わせ、指数関数的速度変調す
る第２次の角速度変調手段とを設け、第１の非円形歯車
の回転軸を中心にし、双方の角速度変調手段間の相対的
回動角を可変できるようにしたので、非摩擦式助力伝達
の代表的な歯車装置による無段変速の要素装置を、従来
装置よりも少い機素数で構成できる。この要素装置を用
いて、非摩擦式動力伝達の長所を活かした伝達効率の高
い機械的無段変速装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１因及び第２図はとの発明による角速度変調装置の一
実施例を示し、第１図は第２図のＩ−Ｉ線における断面
図、Ｎ２図は第１図の■−■線における断面図、第３図
は第１図の第１及び第２の非円形歯車を示す正面図、第
４図は第３因の■−■線における断面図、第５図は第３
図の第１及び第２の非円形歯車相互間の角速度比に関す
る曲線図、第６図は第１図の第１．第２及び第３の非円
形歯車の結合を示す正面図、第マ図は第６図の■−■線
における断面図、第８図ないし第１１図は第６図の角速
度変調装置の特性を示す曲線図、第１２図はＭ１図装置
の無段変速作用の一つを示す曲線口、第１３図は第１図
の装置の第２のフレームの回動角による入出力軸回転速
度比を示す曲線図、第１４図ないし第１７図はこの発明
の第２の実施例を示し、第１４図は第１及び第２の非円
形歯車の対を示す正面図、第１５図は１Ｊ１４図の非円
形歯車対相互間の角速度比に関するＩｉＢ線図、第１６
図は第１４図の非円形歯車対に第３の非円形歯車を結合
した角速度変調装置の要部を示す正面図、第１７図は第
１６図の角速度変調装置の特性を示す曲線図、第１８図
ないし第２２図はこの発明の第３の実施例全示し、興１
８図は第１及びｙＪＸ２の非円形歯車の対を示す正面図
、第１９図は第１８図の非円形歯車対相互間の角速度比
に関する曲線図、第２０図は第１８図の非円形歯車対に
別の第１及び第３の非円形歯車の対を結合した角速度変
調装置の要部を示す正面図、＠　２１図ｄ第２０因ＯＸ
Ｘｌ−ＸＩＩにおける断面図、第２２図はｇ　２０図の
角速度変調装置の特性を示す曲線図、第２３図は従来の
無段変速の要素装置の概要を示す一部断面した側面図、
第２４図は第２３図の駆動歯車と被駆動歯車を示す正面
図、第２５図Ｆｉ第２３図の駆動歯車と被駆動歯車相互
間の角速度比に関する曲線口、第２６図ないし第２８図
は第２３図の要素装置の特性を示す曲線図である。１０・・・第ｌの回転軸、ｌｌａ、ｌｌｂ・・・第１の
非円形歯車、２０・・・第２の回転軸、２１ａ　、　２
１ｂ・・・第２の非円形歯車、３０・・・第３の回転軸
、３１ａ、３１ｂ・・・、ｇ３の非円形歯車、６０・・
・第１のフレーム、６１〜６３・・・軸受、’７０−ｇ
　２のフレーム、１ｌｌａ　、　２１１ａ　、　２５１
ａ　−第１の非円形歯車、１２１ａ　、　２２１ａ・・
・第２の非円形歯車、１３ユａ　、　２３１ａ・・・第
３の非円形歯車なお、図中同一符号は同−又は相当部分
を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１の回転軸に固定された第１の非円形歯車と、
第２の回転軸に固定され上記第１の非円形歯車にかみ合
う第２の非円形歯車とからなり、上記第１の回転軸に対
する上記第２の回転軸の角速度比として第１次角速度比
が定まる第１次角速度変調手段、上記第１の非円形歯車
と、第３の回転軸に動力伝達可能に支持され、第１の非
円形歯車にかみ合う第３の非円形歯車とからなり、上記
第１の回転軸に対する第３の回転軸の角速度比として第
２次角速度比が定まる第２次角速度変調手段、上記第１
の回転軸と上記第２の回転軸とをそれぞれ軸受を介し支
持する第１のフレーム、及び上記第３の回転軸を軸受を
介し支持しており、上記第１の回転軸に軸受を介し、こ
の回転軸を支点軸として上記第１のフレームと相対的回
動可能に支持された第２のフレームを備え、上記第１次
角速度比が、あらかじめ任意に定めることができる基準
角速度比Ｆ＿（＿０＿）及び角速度変調係数Ｋと、上記
第１の回転軸の角変位θとを用いた指数開放式ｅ＾Ｋ＾
・＾θ・Ｆ＿（＿０＿）で支えられている状態をつくり
、この状態において、上記第２次角速度比が、上記基準
角速度比Ｆ＿（＿０＿）と、上記第１のフレーム上記第
２のフレームとの間で相対的な回動量を加減することに
より任意に可変選定できる角度αとを用いた指数関数式
ｅ＾Ｋ＾（＾θ＾＋＾α）・Ｆ＿（＿０＿）で与えられ
ている状態をつくることにより、上記第２の回転軸に対
する上記第３の回転軸の角速度比が、上記第１次角速度
比に対する第２次角速度比の除算商として、上記角速度
変調係数Ｋと、上記角度αとを用いた指Ｅ関数式ｅ＾Ｋ
＾・＾αで与えられる状態にしたことを特徴とする角速
度変調装置。
（２）第１の非円形歯車は、同一歯車仕様にされていて
互いに回転方向にπラジアンずらされ、第１の回転軸に
固定された一対の非円形歯車からなり、これら一対のう
ち一方の非円形歯車に第２の非円形歯車がかみ合わされ
、他方の非円形歯車に第３の非円形歯車がかみ合わされ
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の角
速度変調装置。