JPS623335B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《技術分野》 本発明者は、1981年スペイン特許第505342号明
細書において、駆動軸と被駆動軸の回転数が、
１：１から被駆動軸回転数大なり駆動軸回転数ま
たは被駆動軸回転数小なり駆動軸回転数まで無段
階的に変化できる変速比の変換機（変速機）の改
良を提案した。両軸の回転数の変化は、増加また
は減少かつ軸相互で中間の任意の減速比で無段階
的、連続的に行える。

このように、本発明は、入力軸が課せられた運
転条件によつて変わる適当な速度で回転していて
も、出力軸の回転速度を一定に保持することによ
り、エンジンの最高性能を得させしめるものであ
る。

《従来技術》 この効果は、以前はある場合は手動操作で、ま
た、ある場合は自動操作でのみ得ることができ
た。普通、有限で固定した減速比をもつギヤーボ
ツクスを考えてみると、全ての必要を満たすため
のエンジンの回転数を増減することは、明らか
に、エンジンの燃料消費、有効性、耐久性などに
関する最適パラメーターを犠性にして行われてい
るのである。

このように、回転数を増減せねばならない場
合、エンジンは異常状態で運転される。このと
き、エンジンをより少ない燃料消費とより円滑な
動きで、完全に経済的使用を意味する安定的運転
速度に保持するという理想解とは反対の状態で出
力が増減されるのである。

《発明の目的、構成、効果》 本発明は、その軸から一定の間隔をおいて配置
された歯車が合体したはずみ車２つから成る軌道
系を提供する。

両方の上記はずみ車の歯車は、相互に簡単また
は複雑な従来の伝動機素で連結され、歯車は同様
または異なつた半径の旋回軌道を描く。どんな場
合も、２つの旋回半径の和は常に一定で、任意の
割合で一方の半径が増えれば他方の半径が減る。

上記はずみ車は、支持体に支承され、それに沿
つて軸方向に動く軸を内蔵する固定のスリーブ筒
から構成される。

上記軸はスリーブ筒の中に入つており、主要部
が円錐台状でその側面は、歯車の旋回半径を決定
すべく楔として働く帯状域からなる傾斜面を形成
している。

上記スリーブ筒の外側には、その間に歯車の軸
が配置される外円周翼がある。該歯車軸の可動接
合は、旋回系の軸に対して半径方向に移動でき
る。即ち、外円周翼には、歯車の軸がその中を導
かれる半径方向表面ノツチが設けられており、歯
車は、テーパー軸とスリーブ筒がキーで結合され
て一緒に回転すると同時に回転する。しかも、支
承部で回転するテーパー軸は、スリーブ筒内面に
沿つて、該筒軸方向に移動できるのである。

各上記スリーブ筒の２枚の外円周翼の間には、
軸のテーパー部の回りに対応した位置に歯車と同
数の内部へ貫通した穴がある。この穴は上記ノツ
チ面に一致してあり、向い合う翼のノツチは、歯
車が次いで述べる如く任意に動きうるよう、互い
に完全に一致している。

上記歯車の軸は、根元から半径方向支柱が伸び
ているフオーク例えば二又金具に支承され、該支
柱はスリーブ筒の貫通孔を通つて軸のテーパー部
に接触している。軸がスリーブ筒内で軸方向に動
けば、半径方向支柱がテーパー部の側面に沿つて
移動し、テーパー径に応じて歯車の旋回半径が変
化する。

上記の半径変化は、歯車軸の両端がスリーブ筒
の外円周翼に施された半径方向ノツチに沿つて動
くので可能である。

このように、上記歯車軸の半径方向位置、即ち
歯車の軸芯とテーパー軸の軸芯の距離は、上記半
径方向支柱が接するテーパー軸の位置によつて決
定される。

一方のスリーブ筒の歯車は、他方のスリーブ筒
の歯車と、ベルト、チエーン、コグ・ベルト例え
ば歯付ベルト、その他従来の方法で連結される。
しかし、実際的に考えると、補強の内部芯をもつ
歯付ベルトが、より好ましい方法として推奨でき
る。

一方の軸が回転すれば、他方の軸が回転させら
れる。双方の旋回半径が同程度なら、両軸の回転
数も似ているが、歯車の支柱を変化させるよう両
軸が動けば、両軸間に回転数の変化が生じる。両
施回半径の和が一定となるよう両軸を同一に変化
させる方法は、自動的でも手動的でもよく、純粋
に機械的または電気的、電子的、空圧的、油圧
的、あるいはこれらの複合的操作方法でよく、本
機械が運転される機構の特性によつて選べばよ
い。

本発明を要約すれば、各々の軸と同心円で回る
歯車から成る２つの軌道系を互いに簡単または複
雑な従来の伝動機素で連結することにより、駆動
軸から被駆動軸へ伝動を行うもので、各施回半径
はその和を一定に保つて同時に変化する。両軸
は、楔の働きをする同一の円錐台状のテーパー部
を有し、該軸と垂直をなすスリーブ筒の外円周翼
部に等間隔に明けられた貫通孔を通つて、半径方
向支柱が該テーパー部に接触している。外円周翼
は半径方向ノツチを有し、テーパー軸とスリーブ
筒がキーによつて一緒に回転すると同時に回る歯
車の軸が、該ノツチに入つている。

上記歯車の軸は、根元から半径方向支柱が伸び
ている二又金具に支承され、該支柱はスリーブ筒
の貫通孔を通つて軸のテーパー部に接触してい
る。両軸は互いに反対方向に動き、各軸の半径方
向支柱との接点の半径を、その和を一定に保ちな
がら相対的に変化させる。

上記歯車軸の両端がスリーブ筒の外円周翼に施
された半径方向ノツチに沿つて動き、旋回運動の
伝動点を決定する。歯車軸の半径方向位置は、上
記半径方向支柱が接するテーパー軸の位置によつ
て決まり、該位置は従来の方法で中点の回りに摺
動させられる両二又部材から成る機械要素によつ
て決定される。

上記歯車の各歯と車軸の間には、伝動トルクを
制限する機素をなす引張力調整可能なクラツチが
ある。

上記スリーブ筒は、その円筒帯状部を滑動しう
るリングで囲まれている。該リングは、逃がし
（バイパス）穴をもつたブレーキライニング円盤
と一体となつている。該円盤は、歯車軸をスリー
ブ筒の片方の外円周翼に確実に固定し、かつ張力
調整可能バネの助けで、歯車軸を歯に明けられた
穴のテーパー面に押付けて、歯をロツクしたりフ
リーにしたりする。

両スリーブ筒の上記リングは、従来の方法で動
かされてブレーキライニング円盤と反対側のリン
グ端の側面に突起した帯状部に作用する両二又部
材によつて制御される。

実行してみて、歯車の各々がもつ引張力調整可
クラツチと、この全てのクラツチと同時に働くブ
レーキライニング円盤が問題となることが明らか
になつた。これらは、当該機械の組立を複雑なも
のにし、永久的な機械の保守を必要とするのみな
らず、それに見合う機能の完全な信頼性をもたら
すこともなく機械を高価なものにするのである。

ともかく、歯車は旋回半径、即ち減速比を変更
するときはいつも動力を伝動せず自由に回転し、
逆に動力を伝動するときは歯車軸に確実に固定さ
れることが絶対に必要である。さらに、歯車は、
必ずその旋回軌道に従わねばならず、軸の円錐台
状テーパー部に円滑にかつ確実に追従せねばなら
ない。

その上、伝動動力の理解限界を増大するため、
軌道の運動弧を180゜以上にして出来るだけ多く
の歯車を伝動機素（歯付ベルト）に接触させる必
要があることが明らかになつた。

これらの重要な詳細は、解決すべき基本的問題
として発明者が記述してきたものであり、本発明
は、始めに意図した目的を達し、前記問題の解決
が前の特許505342号の変速機の改良を更に改良す
る本発明の目的なのである。

本発明の改良によつて、より高い機械的信頼性
と、より円滑でより正確な動きが得られるととも
に、伝動動力が増大し取扱いが容易になり、費用
が減少する。さらに、組立てが簡単になり、機械
寸法が小さくできるので低出力にも適合でき、当
該変換機をより多くの場合に使用できる。

本発明によれば、各々の歯車は歯車の芯に同様
に設けられた穴に適合する円錐台状テーパーを有
し、軸方向に移動可能なステムの回りを回転す
る。

上記ステムが一方向に動いて歯車にロツクされ
れば、歯車はステムに固定され、反対方向に動い
てロツクがはずれれば、歯車はステムから自由に
なる。ステムが、歯車芯に押し込まれ、スリーブ
筒の一部の円筒状部分を滑動できるリングと連結
すると、前の特許505342号で考えられた滑り防止
ライニングが再びセツトされる。

このように、上記の滑動可能なリングは、ステ
ムが歯車をロツクしたり自由にしたりしてその中
を通つて移動する半径方向ノツチをもつ円盤と一
体となつており、ステムはこの円盤と連結され
る。滑動可能なリングをもつ板とそれに隣接する
スリーブ筒の翼の間には、ステムに連結し、外部
頭をもつ分離要素があり、該要素は、ノツチに沿
つて自由に移動できるよう円盤には固定されてお
らず、円盤によつて引つ張られるようになつてい
る。滑動可能なリングは、円盤と反対側にフラン
ジを有し、該フランジは、ローラをもつた両二又
部材のアームの間に配置されている。該両二又部
材は、駆動軸、被駆動軸の双方に、両軌道系をロ
ツクまたはフリーにするよう同時に働く。

両軌道系が、各カムにより容易に追従できるよ
う、より好ましくは歯車を支承する二又金具を取
りまく補強からなる、半径方向緊張要素を設け
る。この補強は、例えばつる巻き引張バネのよう
な弾性を有する金属で得られる。

最後に、コグホイール例えば歯付ベルトがより
多くの歯車を取りまくように、両軌道系の間にア
イドラーを設け、さらにそれによつてベルトの初
期張力が調整できるようにした。

前述の内容を都合よく図解するため、実施例を
表わす３枚の図面を添付した。これらの図面は、
単なる図解であり、本発明の種々の可能性を制限
するものではない。

《実施例》 図を参照すると、底板１上に、側部２，３をも
つ２つの副底板がある。側部の中心軸はベアリン
グ４，５で支承されている。スリーブ軸６の一端
はベアリング４に、他端はベアリング５に支承さ
れ、内部には楔の働きをする円錐台形の厚い部分
即ちテーパー部８をもつ軸７が組み入れられてい
る。スリーブ筒６は中空で、その蓋部９において
ベアリング５で支承される。

スリーブ筒６と部分テーパー軸７の間には、半
径方向の接続を保ちつつ、軸７の軸方向移動を可
能ならしめるべく、溝１１を動くキー１０があ
る。軸７は、一端に動力取出し用継手１２と、他
端に制御または駆動機械要素を接続するヘツド１
３を備えている。

スリーブ筒６は、半径方向にノツチ１６が入つ
た２枚の外円周翼１４，１５を有する。ノツチに
は歯車１８をもつ軸１７が挿入されており、キー
１０で連結されて軸７とスリーブ軸６が一緒に回
転すると歯車１８も動く。

歯車１８の軸１７は、フオーク例えば二又金具
１９に支承され、金具から半径方向の支柱２０
が、スリーブ軸６の貫通孔２１を貫いて伸び、軸
７のテーパー部８に接触している。

上記軸７は互いに平行に設置され、軸方向に同
時に互いに逆に動くので、一方の歯車１８集合の
旋回半径の増加が、他方の歯車１８集合の旋回半
径の減少と等しく、２つの旋回半径の和が常に一
定となる。

図面、特に図３に示すように、テーパー部８で
の上記支柱２０の位置は、中点２３のまわりに従
来の方法で摺動できる両二又部材２２によつて決
まる。その方法は図では省略したが、該両二又部
材を図の矢印方向に動かせばよい。

各歯車１８の軸は、歯車に設けられたテーパー
穴２９に納まるテーパー部２４を有し、非回転部
３１をもつステム３０に連なつている。このステ
ム３０はネジが切られスペーサー２６とナツト２
８によつて円盤２７に連結される。円盤２７に設
けられたスリツトを貫通するステム３０は非回転
部３１において、摺動できるリング２５の一部を
なす円盤２７上を半径方向に移動できる。

リング２５は、円盤２７と反対側に作動フラン
ジ３２を有し、このフランジは両二又部材３６の
上下アーム３４のローラ３３に挾まれている。両
二又部材３６は、ラツク・ピニオン機構３７によ
りレバー３８で動かされ、歯車１８のテーパー穴
２９に、歯車軸の円錐状テーパー部２４を出し入
れする。

ラツク・ピニオン機構は本質的なものでなく、
油圧や空気圧駆動などで、都合のよいよう代替で
きる。本発明の実施例としては、簡単であるとい
う理由から機械的駆動方法を用いた。

コグ・ホイール例えば歯付ベルト３９は、両方
の軌道系に連結し、かつより多くの歯車１８に接
して伝動動力を増大すべくローラ４０を通つてい
る。該歯付ベルトは、スリツト孔４３と調整具４
４をもつ板４２に取付けた浮動サポート４１に載
つており、これによつて適切なベルト初期張力が
得られる。板４２の穴４６は、両二又部材３６の
駆動機構が通れるようにあけてある。

二又金具の支柱２０は、一定の張力を与える弾
性補強材４５によつて、連続的にカム輪郭８に沿
うようになつている。

図３に示すように、駆動側である一方の軌道系
は、動力取出し用のクラウン歯車４６を有する。

図示の発明の基礎を考察すると、以下の通りで
ある。本発明は軸７と同心円で回転する歯車１８
の軌道系により、駆動軸７から被駆動軸７へ動力
を伝達するものであり、軸７と歯車１８の軌道系
はステム３０による従来方法で伝動される。機構
が簡単であれ複雑であれ、２つの旋回半径はその
和を一定に保ちつつ同時に変化するので、一方の
最大旋回半径と他方の最小旋回半径によつて決ま
る限度内で、変速比は、増加（加速）する場合で
も減少（減速）する場合でも無段階的に変化でき
る。

前述のように、一方の継手端１２には駆動軸の
出力が継がれ、他方の継手端１２には駆動すべき
装置の入力が継がれる。被駆動装置は、種々の回
転速度を必要とするいろいろな設備とすることが
でき、例えば、船のスクリユー、種々のポンプ、
発電機、工作機械、農機具、自動車の伝動機、ベ
ルトコンベア等である。

回転軸が連結され原動機が動けば、２つの軌道
系は回転し始め、旋回半径が同程度なら入力回転
数と出力回転数は同程度となる。

両二又部材２２のアームを矢印で示した方向に
操作すれば、２つの軸７を任意の比率で一方が引
込み他方がとび出した状態にできる。レバー３８
を操作すると、両二又部材３４が動き、リング２
５即ち円盤２７を外側に変位させテーパー軸２４
がはずれる。テーパー軸２４がはずれている限り
歯車１８は自由であり、丁度この瞬間にテーパー
軸８上の支柱２０の接触位置を変化できるのであ
る。即ち軸１７が歯車１８を自由にし、二又金具
１９の支柱２０が接触している円錐状軸８の楔部
分で位置を変え、旋回半径が変化するのである。

伝動要素（歯付ベルト）３９は、常に対応する
歯車１８上を動くので、歯車１８の自由な回転が
本機械の円滑な操作を保証する。必要な減速比に
達すれば、レバー３８のアームは作動位置に戻
り、歯車１８は軸１７によつて再びロツクされ、
旋回半径が定まり、新しい減速比が決まるのであ
る。

両二又部材３２の作動状態を変える簡単な方法
は、油圧または空圧式二方向作動シリンダによる
ものである。手動式ドラムによる方法も使える。
いずれの場合でも、円滑な操作を図るように容易
に操縦できる感度のよい制御機構要素が必要であ
る。

前述のように、本機の操作は非常に簡単で、急
速に行えるので、連続的な速度変化が、両軌道系
間の伝動要素の張力を一定に保つことにより、引
つ張りや突発性なしで絶対的信頼性をもつて実行
でき、完全に制御された効果が得られる。

電子部品を用いて、エンジンを制御操作せずに
その出力回転数を一定にしたり、最良動作状態の
もとで一定のリズムで動かせるよう機構を自動化
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の正面図、第２図
はこの発明の一実施例の軌道系部の軸方向縦断面
図、第３図はこの発明の一実施例の上側平面図で
ある。 １…底板、２，３…副底板、４，５…ベアリン
グ、６…スリーブ、７…内軸、８…軸テーパー
部、９…蓋、１０…キー、１１…キー溝、１２…
出力継手、１３…制御用ヘツド、１４，１５…外
円周翼、１６…半径方向ノツチ、１７…歯車軸、
１８…歯車、１９…二又金具、２０…半径方向支
柱、２１…貫通穴、２２…両二又部材、２３…両
二又部材中点、２４…歯車軸テーパー部、２５…
摺動リング、２６…スペーサ、２７…摺動リング
円盤、２８…ナツト、２９…テーパー穴、３０…
ステム、３１…ステム非回転部、３２…作動フラ
ンジ、３３…ローラ、３４…両二又部材上下アー
ム、３６…両二又部材、３７…ラツク・ピニオン
機構、３８…レバー、３９…歯付ベルト、４０…
ローラ、４１…浮動サポート、４２…取付板、４
３…スリツト孔、４４…ベルト張力調整具、４５
…弾性補強材、４６…クラウン歯車。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の歯車を含む二つの軌道系の間におい
   て、駆動軸と非駆動軸との間の力の伝達が行なわ
   れ、上記複数の歯車は上記各軸に対して同中心に
   移動し、かつ、上記各軌道の半径は同時に変える
   ことができ、上記歯車は、上記軌道の制御要素に
   連結されたスリーブの外周翼に形成されたノツチ
   内で半径方向に移動できる軸に取付けられた変速
   比の変換機の改良構造にして、上記歯車の軸の
   各々は、各歯車に設けられたハウジング内に収容
   される円錐台形の厚い部分を有し、かつ上記軸
   は、その変位の方向によつて上記歯車に固定され
   たり解放されたりするように軸方向に移動させら
   れ、上記変位は両二又部材によつて制御されて、
   上記スリーブに沿つて移動させられるリングから
   突出する円盤によつて制御され、その両二又部材
   の移動は手段によつて任意に制御されるようにし
   たことを特徴とする変速比の変換機の改良構造。 ２ 上記円盤は上記軸の数に等しい複数の半径方
   向のノツチを有し、上記軸は上記移動するノツチ
   内において、上記歯車の軌道の変更に従つて半径
   方向に封鎖され、上記リングは上記円盤と対向す
   る作動フランジを備えており、上記フランジは上
   記両二又部材のアームの間に配置されると共にロ
   ーラの間にあつて、上記両二又部材の変位が上記
   リングの変位を決定するようにしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の変速比の変換
   機の改良構造。 ３ 伝動要素として働くコグホイールは、180゜
   以上の作動円弧を形成するローラによつてくり返
   えし搬送され、上記ローラは板に支持された浮動
   サポートに装着され、上記板は上記コグホイール
   の初期張力を設定するために、位置が調節自在に
   固定されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項または第２項に記載の変速比の変換機の改
   良構造。 ４ 上記歯車はフオークを取り囲む補強材によつ
   て作動させられ、上記フオークには、上記歯車が
   支持されて、上記軌道の変化を制御する楔の移動
   を決定するようになつていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載
   の変速比の変換機の改良構造。