JPS623030B2

JPS623030B2 -

Info

Publication number: JPS623030B2
Application number: JP52077600A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Okazaki
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-06-29
Filing date: 1977-06-29
Publication date: 1987-01-22
Also published as: JPS5413148A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、内歯歯車に回転子に軸支した遊星
歯車を噛合し、該遊星歯車に太陽歯車を噛合させ
た遊星歯車機構を具備する無段変速機構に関する
ものである。

この種の無段変速機構において、変速比コント
ロールに流体を用いたものは知られている（実公
昭18−9141号公報参照）。この構成における最大
の欠陥は、高速性能を得る時点で、遊星歯車の自
転・公転が最大となり、ギヤ音が烈しく、伝動効
率が低いという点である。とくに、自転車など、
高速状態での走行頻度が一番高いものでは、こゝ
での伝動効率がほぼ100％であることが望まれる
わけで、この無段変速機構をそのまゝ彩用するこ
とは、実用性がないのである。

そこで、本発明は、高速状態ではほぼ100％の
伝動効率を維持し、しかも、円滑な無段変速が達
成されるように遊星歯車機構にポンプ構造を組込
んだ無段変速装置を提供しようとするものであ
る。

この目的のため、本発明は、回転子に、回転方
向にポンプ室を仕切るように構成した回転ポンプ
素子を連結すると共に、内歯歯車に連結したハウ
ジング内部にポンプ室およびその吐出側と流入側
とを連通する循環流路を形成し、上記循環流路に
絞り弁機構を設け、上記絞り弁機構を全閉より全
開まで外部より操作制御する構成にし、上記太陽
歯車を入力部とし、内歯歯車を出力部とすること
を特徴とするものである。

以下、この発明を図示の実施例に基づいて具体
的に説明する。図において、符号１は自転車の後
車輪２に一体的に装備された内歯歯車で、該内歯
歯車１には、複数個、例えば三個の遊星歯車３が
噛合されている。上記遊星歯車３を軸４によつて
軸支した回転子５は、上記内歯歯車１と同軸心で
回転自在に支承されていて、その構造は二枚のジ
スク形ハウジング６，６ａからなり、両者はボル
ト７で互いに連結固定されている。

上記ハウジング６および６ａの間には前記遊星
歯車３が位置し、これら遊星歯車３は太陽歯車８
に噛合されている。上記太陽慎車８のボス部９
は、ハウジング６を貫通して外部に突出してお
り、該ボス部９には一方向クラツチ１０を介し
て、自転車の従動側スプロケツトホイール１１が
嵌装されている。

前記内歯歯車１と連動するハウジング１２は、
内歯歯車１と並んで、後車輪２の内側に位置され
ている。上記ハウジング１２は４個のハウジング
部材１２ａ，１２ｂ…１２ｄよりなり、ボルト１
３で固定されており、上記ハウジング部材１２ａ
は後車輪２に対して一体的に形成されている。

ハウジング１２ａおよび１２ｂの間には回転子
５のボス部が延びていて、こゝに配設した回転ポ
ンプ素子１４と一体に構成されている（別部材で
構成し連結してもよい）。上記回転ポンプ素子１
４は太陽歯車８と同軸心の円盤状回転体１５に放
射方向に向けてスライド溝１６を複数個、例えば
12個形成し、該スライド溝１６内にスプリング１
７によつて遠心方向に弾持されたベーン１８を摺
動自在に嵌挿したもので、該回転ポンプ素子１４
を収容するポンプ室１９は長円形をなし、互いに
円等分角で、通口２０を備え、該通口２０を介し
て、ハウジング１２ｃおよび１２ｄの間に形成さ
れた油室２１に連通している。上記ポンプ室１９
を経由して互いに連通されない油室相互は、絞り
弁機構２２を介して互いに連通され、全体とし
て、回転子５内に循環流路を形成している。そし
て、この循環流路には制御オイルが充填されてい
る。

該絞り弁機構２２は、回転ポンプ素子１４の回
転の軸線に平行な方向に延びる円柱状弁室２３を
上記ハウジング１２ｃに形成し、該弁室２３に対
して上記油室２１を連通する通口２４を備えると
共に、上記弁室２３に液密に軸方向摺動する筒状
弁体２５を嵌挿し、該弁体２５に環状通路２６を
形成し、かつ頭部２７をハウジング１２ｄを貫通
して外方に突出させ、かつこの外方に向けて、ス
プリング２８により前記弁体２５を弾持したもの
である。前記頭部２７はスラストベアリング２９
を介して環状の制御素子３０に圧接されており、
上記制御素子３０はそのボス部を固定駒３１に回
転自在に嵌合している。上記固定駒３１は、後車
輪２を貫通する（太陽歯車８および回転ポンプ素
子１４を回転自在に支承する）固定軸３２に設け
たブラケツト３３に連結固定されている。また、
上記ブラケツト３３にはアーム３４が取付けてあ
り、これにはピン３５によつて変速制御レバー３
６が連結してある。このレバー３６の挺子作用で
制御素子３０は軸方向に移動されるようになつて
いる。

また、太陽歯車８のボス部９にはブレーキドラ
ム３７が一体に形成してあり、これにはブレーキ
バンド３８が巻回してあり、該ブレーキバンド３
８を緊張したり、弛めたりするブレーキ制御素子
（図示せず）が用意されているのである。

このような構成では、スプロケツトホイール１
１が足踏みペタルの回転操作で回転される時、一
方向クラツチ１０を介して回転力が太陽歯車８に
伝達される。そこで遊星歯車３は内歯歯車１に対
して公転するのであるが、この時の公転は回転子
５を介して回転ポンプ素子１４に伝達され、該ポ
ンプ素子１４の回転でポンプ作用がなされ、一方
の油室２１から通口２０を介してポンプ室１９
へ、更にポンプ室１９から他方の通口２０を介し
て油室２１へと制御オイルを流通させる。この
時、絞り弁機構２２がその通路２６を通口２４に
一致させた状態（第１図の状態）にあると、絞り
弁機構２２は全開であつて、制御オイルはスムー
スに油室２１から絞り弁機構２２を介して相隣る
油室２１に流れる。このため、回転ポンプ素子１
４にかゝる絞り弁機構２２の流通抵抗は最小とな
る。しかして、この流通抵抗に見合つた回転力が
内歯歯車１に加わり、低速で後車輪２を強制回転
させるのである。

速度を上昇させるには、変速制御レバー３６を
操作し、制御素子３０を軸方向移動してスラスト
ベアリング２９を介して、スプリング２８に抗し
て頭部２７を押す。これによつて弁体２５が弁室
２３内で摺動し、通路２６と通口２４との重なり
を減少させるので、こゝでの流通量が少くなる。
このため、制御オイルの流通抵抗が増大し、遊星
歯車３の自転量が減少し、その分、内歯歯車１の
公転量が増すのである。絞り弁機構２２がブロツ
クされると、すなわち、通路２６と通口２４との
重なりが全くなくなると、流通抵抗は無限大とな
り、回転ポンプ素子１４は回転しなくなり（これ
は内歯歯車１に対しての相対的回転を意味す
る）、遊星歯車３は自転をやめ、内歯歯車１は太
陽歯車８と一対一の関係で回転する。このため、
内歯歯車１、太陽歯車８、回転子５は一つのブロ
ツクとして回転する。なお、ペタルの足踏みをや
めても、一方向クラツチ１０が従動スプロケツト
ホイール１１と太陽歯車８との間に介在されてい
るので、太陽歯車８から上記スプロケツトホイー
ル１１には回転が伝わらない。

変速制御レバー３６を逆に操作すれば、スプリ
ング２８の働きで弁体２５が摺動し、絞り弁機構
２２を全開に戻す。

また、ブレーキ制御素子を働かせてブレーキバ
ンド３８を緊張すると、太陽歯車８の回転が停止
されるので、内歯歯車１の回転により遊星歯車３
は自転しながら公転し、回転ポンプ素子１４を働
かせる。

しかして、絞り弁機構２２の流通抵抗が内歯歯
車１を停止させるように働き、あたかもエンジン
ブレーキのような制御効果を発揮する。従つて、
急制動を要する時は、絞り弁機構２２を全閉方向
に操作すればよい。

この実施例では、回転ポンプ素子としてベーン
式のポンプ構造を採用したが、トロコイドロータ
ーやサイクロイドギヤポンプの構造を採用しても
よいこと勿論である。

この発明は、以上詳述したように、内歯歯車に
回転子に軸支した遊星歯車を噛合し、該遊星歯車
に太陽歯車を噛合させた遊星歯車機構を具備する
無段変速装置において、上記回転子に、回転方向
にポンプ室を仕切るように構成した回転ポンプ素
子を連結すると共に、上記内歯歯車に連結したハ
ウジング内部にポンプ室およびその吐出側と流入
側とを連通する循環流路を形成し、上記循環流路
に絞り弁機構を設け、上記絞り弁機構を全閉から
全開まで外部より操作制御する構成にし、上記太
陽歯車を入力部とし、内歯歯車を出力部としたの
で、これを例えば自転車などに応用し、内歯歯車
に後車輪を一体装備するとともにペダルの駆動力
を太陽歯車に伝達するようにして使用する場合に
は弁機構の開度を操作して最大速度比を得る時
に、最高の伝動効率（約100％）を得ることがで
き、速度の高い状態での走行頻度の高い自転車な
どの乗物を活用する時高い性能を発揮できるもの
である。しかも、ボンプ構造が内部に組込まれる
点で、小型化が容易である（固定的なポンプハウ
ジングを必要としない）。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を自転車に採用した実施例を
示す縦断側面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線矢視
図、第３図は第１図Ｂ−Ｂ線矢視図、第４図は第
１図のＣ−Ｃ線矢視図である。１……内歯歯車、３……遊星歯車、４……軸、
５……回転子、８……太陽歯車、１４……回転ポ
ンプ素子、１５……回転体、１６……スライド
溝、１８……ベーン、１９……ポンプ室、２０…
…通口、２１……油室、２２……絞り弁、２４…
…通口、２５……弁体、２６……環状通路。

Claims

【特許請求の範囲】

１内歯歯車に回転子に軸支した遊星歯車を噛合
し、該遊星歯車に太陽歯車を噛合させた遊星歯車
機構を具備するものにおいて、上記回転子に、回
転方向にポンプ室を仕切るように構成した回転ポ
ンプ素子を連結すると共に、上記内歯歯車に連結
したハウジング内部にポンプ室およびその吐出側
と流入側とを連通する循環流路を形成し、上記循
環流路に絞り弁機構を設け、上記絞り弁機構を全
閉から全開まで外部より操作制御する構成にし、
上記太陽歯車を入力部とし、内歯歯車を出力部と
することを特徴とする無段変速装置。