JPS63285358A - 無段変速装置 - 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、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に関するものである。

（従来の技術） 有段の変速装置は、その段階的変速時にショックが発生
し、また常に最適な出力回転が得られないという問題点
がある。

無段変速装置は、このような問題点を解消するものであ
るが、従来の機械式無段変速装置としては１．摩擦車式
無段変速機が多く実用化されている。

−例としてあげれば実公昭４９−２９１６８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） 上述した従来の摩擦車式無段変速装置は、主に円錐車の
摩擦伝動接点の回転半径を無段階に変えることによって
無段の変速伝動を行うものである。

しかしながら円錐車の摩擦伝動接点は、ヘルツ応力によ
ってそのピッチラインに相当する接触軌道が帯状となる
から、その接触軌道上の径の大きい側と小さい側におい
て、一方に正、一方に負のすべりを発生する結果、これ
が内部摩擦損失となって伝動効率を低下させるという問
題点がある。また変速比が最高、最低の時は、駆動摩擦
車および従動摩擦車に対する摩擦伝動接点のピッチライ
ン径の比が１＝２〜１：４というように大きくなるため
、前記した正、負のすべりが急増し、いわゆるトップや
ローの伝動時において伝動効率が著しく低下するという
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、入力軸
に対して偏心量調整自在にした駆動摩擦車を回転自在に
設け、この駆動摩擦車と同心の外歯歯車をこの駆動摩擦
車と一体的に形成し、前記入力軸と同心の内歯歯車と遊
星キャリヤをこの入力軸と一体的に形成し、この内歯歯
車を中間伝動外歯歯車と噛合連結し、この中間伝動外歯
歯車と一体的に形成した内歯歯車を前記外歯歯車と噛合
連結し、前記入力軸を中心にして中空円筒状の従動回転
体を回転自在に設けると共に、この従動回転体の内周に
従動回転体と共に回転する従動摩擦車を設け、この従動
摩擦車と前記駆動摩擦車とを圧接係合し、前記従動回転
体に内歯歯車を一体的に設け、前記遊星キャリヤに枢支
した遊星歯車を前記従動回転体に設けた内歯歯車に噛合
させると共に、前記入力軸と同心の出力軸と一体の太陽
歯車に噛合させて無段変速装置を構成する。

（作　用） 上述のように本発明装置は摩擦伝動用に円錐車を使用せ
ず、入力軸に対して偏心量調整自在にした駆動ＦＪ擦車
と、従動回転体と共に回転する従動摩擦車とを圧接係合
によって直接接触するようにし、特に出力回転数が低い
変速状態においては駆動摩擦車と従動摩擦車が同心に近
い状態で接合するから、本発明装置は極く低回転の出力
時において高い伝動効率を得ることができる。

また従動摩擦車に対して駆動摩擦車が偏心して両摩擦車
が部分的に接合する前記以外の変速状態においても両摩
擦車における摩擦伝動接点のピッチライン径の比は１：
２より近接したものとなるから、摩擦伝動接触線が前記
のピッチライン上にかなり長（形成されると共に、ピッ
チラインの両側に存在する正、負のすべり帯域も従来の
ものより狭くなる結果、かなり高い伝動効率を得ること
ができる。

（実施例） 以下、第１図〜第８図について本発明の一実施例を説明
する。

図中１は中空円筒状のケース本体、２はケース本体１と
一体に形成したベース、３はケース本体１の入力側にボ
ルト４（第２図参照）により接続した入力側ケース蓋、
５はケース本体１の出力側にボルト４により接続した出
力側ケース蓋、６はケース本体１の上部に設けたオイル
キャップ、７はケース本体１の底部に設けた排油栓であ
る。

本実施例においては、出力側ケース蓋５のボス部５ａを
貫通する出力軸８を軸受９，１０を介して回転自在に設
け、この出力軸８の内側端部には円形凹陥部８ａを設け
ると共に、その外周部に太陽歯車１１を出力軸８と一体
に形成する。１２はボス部５ａの外側にボルト１３によ
り取り付けた軸受押え、１４はその内周部に設けたラビ
リンスである。

また出力軸８と同心の入力軸１５を入力側ケース蓋３を
貫通すると共に、その内側端部を出力軸８の円形凹陥部
８ａ内に軸受１６を介して回転自在に挿入する。１７は
入力軸１５がケース蓋３を貫通する部分に設けた軸受、
１日はポル）　１９．２０によりケースＭ３に取り付け
た軸受押え、１４はその内周部に設けたラビリンスであ
る。

また入力軸１５と同心の内歯歯車２１を遊星キャリヤ２
２とボルト２３により結合すると共に、この結合体をボ
ルト２４を介して入力軸１５に固着する。

また第４図および第５図に示すように、入力軸１５の中
心０．に対してｌ、だけ偏心した内側偏心カム２５を入
力軸１５に対して回転自在に嵌装すると共に、その外側
端部を第１図に示すようにケース蓋３内に嵌入してキー
２６およびボルト２０により固定する。２７は入力軸１
５と内側偏心カム２５との間に介袋した軸受である。

また第４図および第５図に示すように、内側偏心カム２
５の中心０２に対して１２だげ偏心した外側偏心カム２
８を内側偏心カム２５に対して回転自在に嵌装する。な
お、この場合ｉ、＝ｉ、とする。

また外側偏心カム２８０入力側に中空円筒部２９を一体
に形成し、この中空円筒部２９の入力側端面に、内側偏
心カム２５を中心軸とするウオームホイール３０をボル
ト３１により固定して設け、このウオームホイール３０
と噛合するウオーム３２とキー３３により結合した軸３
２ａを、第２図に示すようにケース蓋３に対して回転自
在に設ける。３４はブッシェ、３５はブツシュ押えねじ
、３６は軸３２ａに固着したハンドルである。

また外側偏心カム２８の外周に中空円筒状の駆動回転体
３７を軸受３８を介して回転自在に設け、この駆動回転
体３７の胴部中央に円板状の駆動摩擦車３９を駆動回転
体３７と一体に設け、さらに駆動回転体３７の出力側端
面に、外歯歯車４０を駆動回転体３７と同心にしてボル
ト４１により固定して設ける。なお４２は外側偏心カム
２８の出力側端面にボルト４３によって固定した軸受押
え板である。

また第１図、第６図および第７図に示すように、外側偏
心カム２８が内側偏心カム２５の回りに回動しても、常
に外歯歯車４０と噛合する内歯歯車４４と、前記内歯歯
車２１と噛合する中間伝動外歯歯車４５とを一体に形成
して軸受４６を介して内側偏心カム２５に回転自在に設
ける。４７はカラーである。

また中空円筒状の胴部４８ａと、入力側フランジ部４８
ｂと、出力側フランジ部４８ｃとを、それぞれボルト４
９により一体に結合した従動回転体４８を、入力軸１５
および出力軸８を中心にしてケース本体１内に軸受５０
．５１を介して回転自在に設け、この従動回転体４８の
胴部４８ａの内周に従動摩擦車５２を従動回転体４８と
共に回転するように設ける。５３は従動回転体４８と従
動摩擦車５２との間に設けたすべりキーである。従動摩
擦車５２は２個のリング部材５２ａを対向させると共に
、従動回転体４８との間にそれぞれコイルばね５４を介
挿して各リング部材５２ａがそれぞれ駆動摩擦車３９に
圧接するように構成されている。

また第１図および第８図に示すように、従動回転体４８
の出力側フランジ部４８ｃの内側に内歯歯車５５をボル
ト５６により固定し、前記遊星キャリヤ２２に複数個（
本実施例では３個）の遊星歯車５７を軸５８および軸受
５９により回転自在に設け、これらの遊星歯車５７を前
記内歯歯車５５に内接噛合させると共に、出力軸８と一
体の太陽歯車１１にそれぞれ外接噛合させる。なお６０
は遊星キャリヤ２２のボス部と従動回転体４８の出力側
フランジ部４８ｃとの間に設けた軸受である。

また第９図は本発明の変形例を示すもので、図中前記実
施例と同一の符号は同等のものを示す。

第９図（ａ）は駆動摩擦車と従動摩擦車とを前記実施例
と逆にしたものである。

すなわちこの場合は、断面形状が喫状のものをリング状
に形成した従動摩擦車５２を従動回転体４８に固着し、
駆動摩擦車３９は、駆動回転体３７を外包すると共に、
この駆動回転体３７にキー（図示せず）を介して軸方向
に摺動自在に設けた２個のリング３９ａをそれぞれ従動
摩擦車５２を挟圧するように配置して構成する。６１は
リング３９ａを従動摩擦車５２に押し付けるためのコイ
ルばねである。

また第９図中）は駆動摩擦車３９を■プーリ状に形成す
ると共に、従動摩擦車５２を構成する２個のリング部材
５２ａをそれぞれＶプーリ状の駆動摩擦車３９のＶ溝の
内側面に圧接するようにしたものである。６２はこれら
２個のリング部材５２ａ間に介挿したコイルばねである
。

また第９図（Ｃ）は第９図（ｂ）に対して逆の構成にし
たものである。すなわち従動摩擦車５２をＶプーリ状に
形成すると共に、駆動摩擦車３９を駆動回転体３７に対
して軸方向に摺動自在な２個のリング部材３９ａにより
構成し、これらのリング部材３９ａをそれぞれ従動摩擦
車５２の■溝の内面にコイルばね６３により圧接するよ
うにしたものである。

第１０図は前記第１図〜第９図の実施例が、駆動摩擦車
３９を入力軸１５に対して偏心量調整自在にしたもので
あるのに対して、従動摩擦車５２を入力軸１５に対して
偏心量調整自在にしたものであり、この場合も作用効果
は第１図〜第９図のものと略同様である。

図中前記符号と同一の符号は同等のものを示している。

そして第１０図（ａ）は駆動摩擦車３９と従動摩擦車５
２との関係が前記第１図と同様のものを示しており、図
中６４は偏心カム、６５は０リング、６６は偏心カム６
４を操作するためのレバーである。

また第１０図（ｂ）（Ｃ）（ｄ）は、駆動摩擦車３９と
従動摩擦車５２との関係が、それぞれ前記した第９図（
ａ）ら）（Ｃ）と対応するものである。

つぎに上述のように構成した本発明装置の作用を、まず
第１図〜第８図の実施例について説明する。第２図にお
いてハンドル３６を回転させると、ウオーム３２、ウオ
ームホイール３０を介して外側偏心カム２８（第１図参
照）がケース蓋３に固定した内側偏心カム２５に対して
回動するため、入力軸１５および出力軸８に対する外側
偏心カム２８の偏心量を自由に変化させることができる
。第１．４．６図は外側偏心カム２８の入力軸１５に対
する偏心量がゼロの場合を示すもので、この状態では駆
動摩擦車３９と従動摩擦車５２とが同心になるため、両
摩擦車３９．５２は全周において接触し、しかも従動摩
擦車５２の両側のリング部材５２ａがばね５４の作用に
より駆動摩擦車３９の両側壁面に圧接しているため、駆
動摩擦車３９が回転すれば従動摩擦車５２もほとんどす
べることなく一体的に回転する。。

したがってこの状態で入力軸１５が第４図の矢印Ａの方
向に回転すれば、入力軸１５と一体の内歯歯車２１と遊
星キャリヤ２２が同方向に回転し、内歯歯車２１と噛合
する中間伝動外歯歯車４５、およびこの中間伝動外歯歯
車４５と一体の内歯歯車４４と噛合する外歯歯車４０を
介して、この外歯歯車４０と一体的に結合した駆動摩擦
車３９も第４図の矢印Ｂの方向に入力軸１５より増速し
た状態で回転する。本実施例の場合その増速倍数は１．
５である。しかして上述したように駆動摩擦車３９が回
転すれば、従動摩擦車５２も第４図の矢印Ｃの方向に回
転する。また従動摩擦車５２とすべりキー５３を介して
連結した従動回転体４８も矢印Ｃのように回転するから
、この従動回転体４８と一体的に結合した内歯歯車５５
も第８図の矢印りの方向に回転する。この場合各遊星歯
車５７は、遊星キャリヤ２２が入力軸１５と一体的に回
転しているから入力軸１５と一体的に第８図の矢印Ｅの
方向に内歯歯車５５より遅い速度で公転する。

その結果、第８図に示すように、内歯歯車５５と噛合し
ている各遊星歯車５７は矢印Ｆの方向に自転する。すな
わちこの場合各遊星歯車５７は矢印Ｅの方向に公転する
と共に矢印Ｆのように自転する。本実施例では内歯歯車
５５の歯数が１２０であり、太陽歯車１１の歯数が６０
であるから、この場合の入力を１とすると、出力軸８の
出力は次式のようになる。

出力＝１＋　（−（１，５−１）　ｘ　−）　＝１−１
　＝　０すなわちこの外側偏心カム２８の入力軸１５に
対する偏心量がゼロの場合、出力がゼロとなる。そして
外側偏心カムが偏心するに伴って出力回転が増えてゆく
ため、本発明の無段変速装置は出力軸の回転が低い時程
高い出力効率を得ることができる。

つぎに上述の変速状態より第２図のハンドル３６を操作
して外側偏心カム２日を約１８０’回動させると、外側
偏心カム２８が第３．５図に示すように最大偏心状態に
なるから、それに伴って駆動摩擦車３９も第３．５図に
示すように従動摩擦車５２に対して偏心する。このため
駆動摩擦車３９と従動摩擦車５２との接触部は、第３．
５図に示すＧ点付近のみになる。そしてこの状態で入力
軸１５を介して駆動摩擦車３９が第５図の矢印Ｈの方向
に回転すると、従動摩擦車５２も矢印■の方向に回転す
るが、この場合両摩擦車３９．５２の摩擦伝動点Ｇまで
の回転半径に差が生ずる。すなわち第５図において入力
軸１５および従動摩擦車５２の中心をＯＩとし、駆動摩
擦車３９の中心を０３とし、０３からＧ点までの半径を
Ｒ１とし、ＯＩからＧ点までの半径をＲ２とすると、Ｒ
，＜ｌｈとなる。このためこの場合は、駆動摩擦車３９
に対して従動摩擦車５２は減速されて回転することにな
る。本実施例の場合その減速比は１：０．７５程度であ
る。すなわち入力軸１５の回転１に対して０．２５だけ
減速することになる。

そして従動摩擦車５２が減速回転すると、キー５３およ
び従動回転体４８を介して、この従動回転体４８と一体
の内歯歯車５５が第８図の矢印Ｊのように回転する。

そしてこの従動回転体４８の回転は、入力軸１５０回転
を１とした場合、本実施例では次のようになる。

従動回転体４日の回転＝　Ｉ　Ｘｌ、５　Ｘｏ、７５＝
１．１２５すなわち矢印Ｊの回転は、矢印Ｅで示す遊星
キャリヤ２２の回転の１．１２５倍となる。

このため各遊星歯車５７は、第８図において矢印Ｅのよ
うに公転すると共に、矢印にの方向に自転するから、こ
れらの遊星歯車５７と噛合する太陽歯車１１は矢印りの
ように減速されて回転することになる。すなわちこの偏
心カム２８の最大偏心時における太陽歯車１１の回転は
、本実施例の場合次のようになる。

＝１−０．２５＝０．７５ すなわち入力軸１５０回転１に対して出力軸８の回転は
０，７５となる。

そして第２図のハンドル３６の操作量を前記したローと
トップとの中間の任意の操作量とすれば、ローからトッ
プまでの間で無段の変速比が得られることになる。

なお本装置は必要があれば、前記した変速率または増幅
倍数を大きくすることによって、入力軸に対して出力軸
を逆回転させることもできる。

また第９図および第１０図に示す変形例の場合も作用は
前記実施例と同様であるから説明は省略する。

（発明の効果） 上述のように本発明装置は摩擦伝動用に円錐車を使用せ
ず、人力軸１５に対して偏心量調整自在にした駆動摩擦
車３９と、従動回転体４８と共に回転する従動摩擦車５
２とを圧接係合によって直接接触するようにし、特に出
力回転数が低い変速状態においては駆動摩擦車３９と従
動摩擦車５２が同心に近い状態で接合するから、本発明
装置は極く低回転の出力時において高い伝動効率を得る
ことができる。

また従動摩擦車５２に対して駆動摩擦車３９が偏心して
、両摩擦車が部分的に接合する前記以外の変速状態にお
いても、両摩擦車における摩擦伝動接点のピッチライン
径の比は１：２より近接したものとなるから、摩擦伝動
接触線が前記のピッチライン上にかなり長く形成される
と共に、ピッチラインの両側に存在する正、負のすべり
帯域も従来のものより狭くなる結果、かなり高い伝動効
率を得ることができる。

本発明装置は上述の通りであるから、本発明によれば、
構造が比較的簡単で、変速幅が大きく、伝動トルクも大
きい上に、特に掻く低速の変速状態での伝動効率が極め
て高い無段変速装置を比較的安価に提供することができ
るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の縦断側面図、 第２図はその一部を第１図の■−■一部断面す入力軸側
より見た正面図、 第３図は第１図の偏心カムが偏心した状態を一部断面で
示す側面図、 第４図は第１図のｒＶ−ＴＶ断面図、 第５図は第３図のＶ−Ｖ断面図、 第６図は第１図のＶｌ−Ｖｌ断面図、 第７図ば第３図の■−■断面図、 第８図は第１図の■−■断面図、 第９図（ａ）Φ）（Ｃ）は本発明装置の変形例を一部断
面で示す側面図、 第１０図（ａ）Φ）（ｃ）（ｄ）は他の変形例を一部断
面で示す側面図である。 １・・・ケース本体　　　　２・・・ベース３・・・入
力側ケース蓋　　５・・・出力側ケース蓋８・・・出力
軸　　　　　　１１・・・太陽歯車１５・・・入力軸　
　　　　　２１・・・内歯歯車２２・・・遊星キャリヤ
　　　２５・・・内側偏心カム２８・・・外側偏心カム
　　　３０・・・ウオームホイール３２・・・ウオーム
　　　　　３６・・・ハンドル３７・・・駆動回転体　
　　　３９・・・駆動摩擦車４０・・・外歯歯車　　　
　　４４・・・内歯歯車４５・・・中間伝動外歯歯車　
４８・・・従動回転体５２・・・従動摩擦車　　　　５
４・・・ばね５５・・・内歯歯車　　　　　５７・・・
遊星歯車間　　弁理士　　杉　　村　　興 第４図 第６図　　　　第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、入力軸に対して偏心量調整自在にした駆動摩擦車を
   回転自在に設け、この駆動摩擦車と同心の外歯歯車をこ
   の駆動摩擦車と一体的に形成し、前記入力軸と同心の内
   歯歯車と遊星キャリヤをこの入力軸と一体的に形成し、
   この内歯歯車を中間伝動外歯歯車と噛合連結し、この中
   間伝動外歯歯車と一体的に形成した内歯歯車を前記外歯
   歯車と噛合連結し、前記入力軸を中心にして中空円筒状
   の従動回転体を回転自在に設けると共に、この従動回転
   体の内周に従動回転体と共に回転する従動摩擦車を設け
   、この従動摩擦車と前記駆動摩擦車とを圧接係合し、前
   記従動回転体に内歯歯車を一体的に設け、前記遊星キャ
   リヤに枢支した遊星歯車を前記従動回転体に設けた内歯
   歯車に噛合させると共に、前記入力軸と同心の出力軸と
   一体の太陽歯車に噛合させたことを特徴とする無段変速
   装置。