(57)【要約】      （修正有）【課題】容易に、変速、前進後退切替することが可能な無段変速機を提供する。【解決手段】球内面を持つハウジング１の内球面の中心を通る面上に軌道２を設け、両側の半球に内球面の中心を通り、分割面に直角な面上で、分割面との交差角を可変にした軸５，６を、ハウジング１を貫通して、回動自由に設け、弧が球面と摺接し、弦が軌道に沿った半円状の平板の羽３ａ，３ｂ、４ａ，４ｂを、羽の厚みを幅とする溝９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂをコーン７，８に設け、羽を摺動自由に、溝にはめ込み、ハウジング内部空間に作動流体を充填する。【選択図】図１
2010181024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球内面を持つハウジングの中心を通る分割面で分けられる半球に内接し、内球面の中心を通る回転軸と分割面との角度を可変にした、回転軸を含む面を持つ羽を向き合わせた無段変速機。
【請求項２】
ハウジング内球面の中心を通る分割面に沿って羽の軌道を設けた、請求項１に記述の無段変速機。
【請求項３】
ハウジング内球面の中心を中心として揺動可能で、ハウジング内球面の中心を通る分割面に沿った羽の軌道を具備する、内球面の中心を中心とする球状の核を設けた、請求項１に記述の無段変速機。
【請求項４】
羽の中央部を互い違いに切り欠き交差させた、請求項１に記述の無段変速機。
【請求項５】
ハウジング内球面の中心を通る分割面上に制流板を設けた、請求項１に記述の無段変速機。
【請求項６】
ハウジング内球面の中心を中心とする円周上を移動するシューに羽の回転軸を保持した、請求項１に記述の無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】この発明は、無段変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】自動車用自動変速機として、ベルト式無段変速機およびトロイダル式無段変速機が実用化されており、ベルト式は、溝の幅を可変とした２個のプーリをベルトで繋ぎ、ベルトとプーリとの接触位置の半径を増減することにより変速し、トロイダル式は、断面がトロイダル曲線をした二つのディスク間をローラで繋ぎ、ローラの当たる、ディスクの中心からの半径を変えることにより変速を実現している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】ベルト式およびトロイダル式無段変速機には以下の問題点がある。【０００４】ベルト式は、ベルトの引張力（金属ベルトの場合は、圧縮力が加わる）によりトルクを伝達するので、ベルトの引張強度が、最大伝達トルクを決定するので、大きい伝達トルク容量の装置には向かない。【０００５】トロイダル式は、ディスクとローラとの摩擦によってトルクを伝達するので、接触圧力を高くしても磨耗しない材料を使用するとともに、圧力が高くなると粘性が高くなる特殊な油（トラクション油）を使用する必要がある。【０００６】ベルト式変速機およびトロイダル式無段変速機とも機構そのものには前進後退切替機構はない。【０００７】本発明は、以上のような問題を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】球内面を持つハウジングの内球面の中心、以下「球心」とする、を通る面、以下「分割面」とする、上に軌道を設け、両側の半球に、球心を通り、分割面に直角な面上で、分割面との交差角を可変にした軸を、ハウジングを貫通して、回動自由に設け、弧が球面と摺接し、弦が軌道に沿った半円状の平板の羽を、羽の厚みを幅とする溝を軸に設け、羽を摺動自由に、溝にはめ込み、ハウジング内部空間に作動流体を充填する。
【発明の効果】
【０００９】本発明によれば、分割面で分けられる半球の天頂より軸を傾斜して、回転すると、ハウジング内球面と分割面と羽とで仕切られる空間、以下「室」とする、の容積が変化する。【００１０】分割面を境に、前半球と後半球とに分け、天頂と羽の回転軸とを含む面が内球面と交わる線、以下「子午線」とする、と分割面との交点の一つを北とし、前半球の軸を、天頂より北側に傾斜させて、右回転すると、東側では室の容積が増え、西側では減少し、作動流体が分割面の東側から吸い込まれ、西側から後半球に押し込まれるので、後半球の軸が天頂より北にあれば、室の容積が増える方向に羽が回転し、軸は左回転し、天頂と軸の傾斜を大きくするほど、室の容積の変化率が大きくなるので、作動流体の流量が多くなり、傾斜を小さくするほど流量が少なくなり、回転数を変化することができ、前半球の軸が天頂の南にあれば、後半球の軸は右回転し、前半球の軸を天頂に置くと、作動流体は流れなくなり、後半球の軸は回転が止まる。【００１２】球形を基調としたハウジングと少ない要素とで構成され、小さい装置で大きい回転トルクの伝達と変速および正逆転切替とが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００１４】図１、図２は、この発明の第一実施例を示したものである。【００１５】（ア）球内面を持つハウジング１の内部空間に、球心を通る分割面を含み、分割面に平行      な面を持つ、外周が内球面に沿った環状の軌道２を設ける。
（イ）ハウジング１の前半球に、球心を通る軸を芯とし、球心を頂点とし、頂角が例えば      概ね１２０°で、底面円が球内面に内接する円錐体のコーン７と底面円に連なる、      ハウジング１を貫通する同芯の軸５とを一体として、ハウジング１に設けたシュー      １１に回動自由に軸５を取り付け、後半球に、球心を通り、分割面との交差角が、      例えば、北より概ね６０°とする回転軸を芯とし、球心を頂点とし、頂角が例えば      概ね１２０°で、底面円が球内面に内接する円錐体のコーン８と、底面円に連なり      ハウジング１を貫通する同芯の軸６とを一体として、回動自由に取り付ける。
（ウ）外弧がハウジング１の内面と摺接し、弦が軌道２の面に沿った半円形の平板の羽３      ａ、羽３ｂを、円錐体の芯を通り、母線間をつなぎ、直角に交わる、羽３ａ、３ｂ      の厚みを幅とする溝９ａ、溝９ｂをコーン７に設け、摺動自由に差し込み取り付け      る。
（エ）外弧がハウジング１の内面と摺接し、弦が軌道２に沿った半円形の平板の羽４ａ、      羽４ｂを、円錐体の芯を通り、母線間をつなぎ、直角に交わる、羽４ａ、４ｂの厚      みを幅とする溝１０ａ、溝１０ｂをコーン８に設け、摺動自由に差し込み取り付け      る。
（オ）羽３ａおよび羽４ａは外弧の半径より外側を、中心振り分けで、例えば、それぞれ      概ね６０°の扇形に羽３ｂおよび羽４ｂの厚み分を加えた大きさで切り欠き、羽３      ｂおよび羽４ｂは外弧の半径より内側を、中心振り分けで、例えば、それぞれ概ね      ６０°の扇形と羽３ａおよび羽４ａの厚み分を加えた大きさで切り欠く。
（カ）シュー１１は、前半球の子午線を含む面上で、球心を中心とした半円と並行に設け      たハウジング１上のガイド１２に沿って移動し、移動範囲は、天頂を中心に、南北      方向、コーン７の頂角と補角の角度の範囲とする。
（キ）ハウジング１内部に作動油を充填する。【００１６】本発明は、以上の構成からなり、軸５が天頂より北にある状態で、軸５を右回転すると、羽３ａ、羽３ｂが回転し、分割面の西側を通して、作動油が押し出され、軸６は、前半球からみて、左回転し、軸５を天頂から北に寄せる程、回転数が多くなり、軸５が天頂より南側にあると右回転し、軸５を南に寄せる程、回転が速くなり、軸５が天頂にある状態では回転しない。
【実施例２】
【００１７】図３、４は、この発明の第二実施例を示したものである。【００１８】（ア）球内面を持つハウジング１の前半球側に固定した、球心を通る中空の軸１３の先端      に、球心を中心とする球状の核１４を設け、核１４内部に、外周にかさ形の歯車１      ６を備えた、球心を通り、軸１３と直角方向の回転軸を持つコマ１５を設け、コマ      １５に、球心を通り、回転軸に直角方向に軸１９を後半球側に設け、核１４に外接      する半球状のボス２０を設け、半球の天頂部を軸１９に固定する。
（イ）ボス２０の半球の大円を通る面を含む平面で、ボス２０の直径より大きい外径とす      る環状の軌道２を設け、ボス２０と一体にする。
（ウ）軸１３の中空に同芯の軸１８を通し、歯車１６とかみ合うかさ形の歯車１７を設け      、軸１８と接合する。
（エ）軸１３と同芯で、球心を頂点とし、頂角を例えば概ね１２０°とする、底面円がハ      ウジング１の内面に沿い、核１４との重なり部分は、核１４に沿って切り除いた円      錐体のコーン７を軸１３に回動自由に取り付ける。
（オ）軸１９と軸１３との芯の交差角度が、後半球の北側で最大になる位置の状態で、軸      １９の芯と同じ芯を持つ軸６を、ハウジング１を貫通させ回動自由に取り付け、軸      ６に連なり、球心を頂点とし、頂角を例えば概ね６０°とする、底面円がハウジン      グ１の内面に沿い、ボス２０と重なる部分は、ボス２０に沿って切り除いた円錐体      のコーン８を設ける。
（カ）ハウジング１の内球面に摺接する外弧を持ち、核１４の外径を内弧とする平板で、      軸１３と軸１９の芯の交差角が最大時でも、分割面とコーン７の側面との空間を埋      める開き角度の扇形の羽３ａ、羽３ｂ、羽３ｃ、羽３ｄを、コーン７の円錐の母線      より芯に向かって、円周上９０°間隔で、羽３ａ〜３ｄの厚みを幅とする溝１０ａ      、溝１０ｂ、溝１０ｃ、溝１０ｄを設け、それぞれはめ込み、摺動自由に取り付け      る。
（キ）ハウジング１の内球面に内接する外弧とボス２０に外接する内弧とを持つ、半円形      をした平板の羽４ａと羽４ｂとを、コーン８の円錐の芯を通り、母線間をつなぐ、      羽４ａ、４ｂの厚みを幅とし、直角に交わる溝９ａ、溝９ｂを設け、それぞれはめ      込み、摺動自由に取り付ける。
（ク）羽４ａは外弧の中心から外弧と内弧の中間まで、開き角度が概ね３０°の扇形と羽      ４ｂの厚み分を加えた大きさで切り欠き、羽４ｂは内弧の中心から外弧と内弧の中      間まで、開き角度が概ね３０°の扇形と羽４ａの厚み分を加えた大きさで切り欠く      。
（ケ）軌道２と同面同厚の平板で、外弧がハウジング１と内接する四分の一円の制流板２      １ａ、制流板２１ｂを、子午線に中心を合わせて、軸１９の軸対象位置に設け、軌      道２と一体にする。
（コ）コーン７の円錐体の底面円に連ねた歯車２２に歯車２３をかみ合わせて取り付け、      歯車２２に連なる、同芯の軸５を、ハウジング１に回動自由に設ける。
（サ）ハウジング１内部に作動油を充填する。【００１９】本発明は、以上の構成からなり、軸１８を介して、歯車１７を回転すると、コマ１５が回転し、軸１９に固定されているボス２１、軌道２および制流板２１ａ、２１ｂも、球心を中心として、揺動する。【００２０】羽４ａ、羽４ｂはコーン８内部で、互いに交差しているが、半円形の中心部に、互い違いに切込みがあるので、干渉することなく摺動し、回転する。【００２１】軸５を回転すると、歯車２２、歯車２３によって回転が伝達され、コーン７が回転し、遠心力により、羽３ａ〜３ｄの弦が軌道２に押し付けられ接触したまま回転し、分割面とコーン７と羽３ａ〜３ｄと仕切られる室の容積が変化する。【００２２】軸５を、前段から見て左回転すると、羽３ａ〜３ｄが右回転し、軸１９が軸１３の芯より北を向いていると、分割面の西側を通って、作動流体が押し出され、後段の室内へ流し込まれ、軸６が左回転する。【００２３】軸１８を回転し、軸１９と軸１３との芯を一致させると、軸５が回転しても、前半球の室の容積が変化しないので、作動流体は動かなくなり、軸６は回転しなくなる。【００２４】軸１９が軸１３の芯より南に振れるに従い、作動流体が分割面の東側から押し出され、軸６が右回転する。【００２５】後半球では、軸１９と羽４ａ、４ｂと回転軸の交差角は、コマ１５が揺動する全角度で、一方向に増減するので、軸１８を操作することにより、軸５の回転力を、変速し、正逆転して、軸６に出力することができる。【００２６】作動流体は制流板２１ａ、２１ｂによって、逆流が阻止されるので、流れが円滑になる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第一実施例の斜視図である。
【図２】本発明の第一実施例の断面図である。
【図３】本発明の第二実施例の断面図である。
【図４】本発明の第二実施例の立断面図である。
【符号の説明】
【００２８】１  ハウジング
２  軌道
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、４ａ、４ｂ  羽
５、６、１３、１９  軸
７、８  コーン
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、１０ａ、１０ｂ  溝
１１  シュー
１２  ガイド
１４  核
１５  コマ
１６、１７、２２、２３  歯車
２０  ボス
２１ａ、２１ｂ  制流板
【図１】
2010181024.tif 000003
【図２】
2010181024.tif 000004
【図３】
2010181024.tif 000005
【図４】
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