(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の第１軸心Ｌ1 上に回転自在に枢支された入力軸１及び出力軸２を備えた変速装置に於て、上記入力軸１に回転自在に外嵌されると共に上記第１軸心Ｌ1 と所定角度θで交差する偏角軸心Ｐを軸心とする変速用偏心軸３と、上記偏角軸心Ｐ廻りに自転自在かつ上記第１軸心Ｌ1 廻りに公転自在として上記変速用偏心軸３に外嵌された変速用入力盤４と、入力軸１の出力軸２側の端部に回転自在に軸支された上記偏角軸心Ｐを軸心とする出力偏心軸５と、偏角軸心Ｐ廻りに自転自在かつ第１軸心Ｌ1 廻りに公転自在として上記出力偏心軸５に外嵌されかつ上記変速用入力盤４と接触して第１軸心Ｌ1 廻りの公転力が付与されるケーシング部６及び該ケーシング部６と入力軸１とを連結する継手本体７を有する自在継手部８と、上記出力偏心軸５に一体状に設けられた上記出力軸２と、上記変速用偏心軸３を上記第１軸心Ｌ1 廻りに回転させて上記変速用入力盤４及び上記自在継手部８の該第１軸心Ｌ1 廻りの公転速度を変化させる変速手段Ｙと、を備えたことを特徴とする変速装置。
【請求項２】
同一の第１軸心Ｌ1 上に回転自在に枢支された入力軸１及び出力軸２を備えた変速装置に於て、上記第１軸心Ｌ1 廻りに上記入力軸１と一体回転する入力歯車30と、上記入力軸１に回転自在に外嵌されると共に上記第１軸心Ｌ1 と所定角度θで交差する偏角軸心Ｐを軸心とする変速用偏心軸３と、上記偏角軸心Ｐ廻りに自転自在かつ上記第１軸心Ｌ1 廻りに公転自在として上記変速用偏心軸３に外嵌された変速用入力盤４と、入力軸１の出力軸２側の端部に回転自在に軸支された上記偏角軸心Ｐを軸心とする出力偏心軸５と、偏角軸心Ｐ廻りに自転自在かつ第１軸心Ｌ1 廻りに公転自在として上記出力偏心軸５に外嵌された筒部31と該筒部31に連設されて上記入力歯車30と噛合する受力歯車部32及び該受力歯車部32に連設されて上記変速用入力盤４と接触して第１軸心Ｌ1 廻りの公転力が付与される受力盤部33を有する回転体34と、上記出力偏心軸５に一体状に設けられた上記出力軸２と、上記変速用偏心軸３を上記第１軸心Ｌ1 廻りに回転させて上記変速用入力盤４及び上記回転体34の該第１軸心Ｌ1 廻りの公転速度を変化させる変速手段Ｙと、を備えたことを特徴とする変速装置。
【請求項３】
変速用入力盤４が自動調芯コロ軸受９を介して変速用偏心軸３に外嵌されている請求項１又は２記載の変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械、産業機械、建設機械、農業機械、車両機械等に用いられる変速装置としては、従来、インバーターやサーボモータ等の電気制御による変速装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の変速装置では、低速域においては、低トルクで出力不足であり、効率が悪いという問題がある。また、電力を使用しない自動車等に用いられる変速装置では、制御に難があり、構造が複雑化する問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、構造が簡単で、かつ、取扱い及び製作が容易で、広範囲の変速域で高効率な変速装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る変速装置は、同一の第１軸心上に回転自在に枢支された入力軸及び出力軸を備えた変速装置に於て、上記入力軸に回転自在に外嵌されると共に上記第１軸心と所定角度で交差する偏角軸心を軸心とする変速用偏心軸と、上記偏角軸心廻りに自転自在かつ上記第１軸心廻りに公転自在として上記変速用偏心軸に外嵌された変速用入力盤と、入力軸の出力軸側の端部に回転自在に軸支された上記偏角軸心を軸心とする出力偏心軸と、偏角軸心廻りに自転自在かつ第１軸心廻りに公転自在として上記出力偏心軸に外嵌されかつ上記変速用入力盤と接触して第１軸心廻りの公転力が付与されるケーシング部及び該ケーシング部と入力軸とを連結する継手本体を有する自在継手部と、上記出力偏心軸に一体状に設けられた上記出力軸と、上記変速用偏心軸を上記第１軸心廻りに回転させて上記変速用入力盤及び上記自在継手部の該第１軸心廻りの公転速度を変化させる変速手段と、を備えたものである。
【０００６】
また、同一の第１軸心上に回転自在に枢支された入力軸及び出力軸を備えた変速装置に於て、上記第１軸心廻りに上記入力軸と一体回転する入力歯車と、上記入力軸に回転自在に外嵌されると共に上記第１軸心と所定角度で交差する偏角軸心を軸心とする変速用偏心軸と、上記偏角軸心廻りに自転自在かつ上記第１軸心廻りに公転自在として上記変速用偏心軸に外嵌された変速用入力盤と、入力軸の出力軸側の端部に回転自在に軸支された上記偏角軸心を軸心とする出力偏心軸と、偏角軸心廻りに自転自在かつ第１軸心廻りに公転自在として上記出力偏心軸に外嵌された筒部と該筒部に連設されて上記入力歯車と噛合する受力歯車部及び該受力歯車部に連設されて上記変速用入力盤と接触して第１軸心廻りの公転力が付与される受力盤部を有する回転体と、上記出力偏心軸に一体状に設けられた上記出力軸と、上記変速用偏心軸を上記第１軸心廻りに回転させて上記変速用入力盤及び上記回転体の該第１軸心廻りの公転速度を変化させる変速手段と、を備えたものである。
このとき、変速用入力盤が自動調芯コロ軸受を介して変速用偏心軸に外嵌されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を示す図面に基づき、本発明を詳説する。
【０００８】
図１は、本発明に係る変速装置の実施の一形態（第１の実施の形態）を示す。この変速装置は、同一の第１軸心Ｌ1 上に回転自在に枢支された入力軸１及び出力軸２を備えた変速装置であって、入力軸１に回転自在に外嵌されると共に第１軸心Ｌ1 と所定角度θで交差する偏角軸心Ｐを軸心とする変速用偏心軸３と、偏角軸心Ｐ廻りに自転自在かつ第１軸心Ｌ1 廻りに公転自在として変速用偏心軸３に外嵌された変速用入力盤４と、入力軸１の出力軸２側の端部に回転自在に軸支された偏角軸心Ｐを軸心とする出力偏心軸５と、偏角軸心Ｐ廻りに自転自在かつ第１軸心Ｌ1 廻りに公転自在として出力偏心軸５に外嵌されかつ変速用入力盤４と接触して第１軸心Ｌ1 廻りの公転力が付与されるケーシング部６及び該ケーシング部６と入力軸１とを連結する継手本体７を有する自在継手部８と、出力偏心軸５に一体状に設けられた上記出力軸２と、変速用偏心軸３を回転させて変速用入力盤４の公転速度を変化させる変速手段Ｙと、を備えている。
【０００９】
具体的に説明すると、入力軸１と出力軸２は、第１軸心Ｌ1 を中心に回転自在にケーシング等の固定部材に枢支されている。また、入力軸１の基端側は、駆動源16に接続されて回転駆動され、出力軸２の先端側は、変速駆動される機械等に接続される。なお、図１に於て左側が先端側、右側が基端側である。
【００１０】
出力偏心軸５は、入力軸１側に開口する凹部を第１軸心Ｌ1 上に有し、軸受を介して入力軸１の端部に外嵌状に取付けられている。また、出力偏心軸５は、その先端側にバランスウェイト17が付設されており、出力軸２と一体状に連設（連結）されている。
【００１１】
偏角軸心Ｐを軸心とする筒状の変速用偏心軸３は、軸受を介して入力軸１に外嵌状に取付けられており、その外周面の基端側に外鍔部35を有し、外周面と外鍔部35との隅部に自動調芯コロ軸受９の内輪が固着され、かつ、外鍔部35の一部にバランスウェイト10が付設されている。なお、自動調芯コロ軸受９はスラスト自動調芯コロ軸受であっても良い。また、変速用偏心軸３の（第１軸心Ｌ1 と直交する）基端面には、軸受を介して入力軸１に外嵌された筒部11が連設されている。12はケーシング等の固定部材であり、この固定部材12の孔部内周縁と変速用偏心軸３の基端面との間にスラスト軸受13が介装されている。
【００１２】
変速用入力盤４は、入力軸１を挿通させる中心孔部を有する円板部14と、円板部14の外周縁から基端側へ突出した外周壁部15とから成り、円板部14と外周壁部15との隅部が上記自動調芯コロ軸受９の外輪に固着されている。
【００１３】
自在継手部８の継手本体７は、入力軸１の大径部18（出力偏心軸５と変速用入力盤４との間の部位）に第１軸心Ｌ1 と直交方向（図１の紙面直交方向）に貫通状に付設された第１軸19と、入力軸１の大径部18の外周側に配設されると共に第１軸19の両端を軸支するボス部20，20（図１では一方のみを示す）を有するリング部21と、リング部21の外周面にかつ第１軸19及び偏角軸心Ｐと直交方向に突設された一対の第２軸22，22と、を有している。
【００１４】
また、自在継手部８のケーシング部６は、（図示省略のボルトやビス等で連結された）先端側半割体６ａ・基端側半割体６ｂから成る。先端側半割体６ａは、軸受を介して出力偏心軸５に外嵌された筒部23と、筒部23の基端側に設けられた一対の円弧状壁部24，24とを有する。また、基端側半割体６ｂは、入力軸１を挿通する中心孔部を有すると共に変速用入力盤４に接触する円環突条部25ａを有する受力盤部25と、受力盤部25の先端側に設けられると共に上記一対の円弧状壁部24，24と共働きして一対の第２軸22，22を軸受を介して保持する円弧状壁部26，26とを有する。
【００１５】
変速手段Ｙは、変速用偏心軸３の基端側に連設された（上述の）筒部11と、筒部11の基端に一体状に設けられた外鍔部材27と、入力軸１に滑りキー等で軸方向スライド可能かつ一体回転可能に設けられた外鍔部材28と、これら一対の外鍔部材27，28にＳ極とＮ極の一対乃至複数対が付設されたマグネット29…と、を備えている。
【００１６】
次に、この変速装置の動作について説明する。変速手段Ｙの一対の外鍔部材27，28が十分に離間した状態では、入力軸１が回転しても変速用偏心軸３は回転しない（静止している）。従ってこのとき、入力軸１の回転により自在継手部８は偏角軸心Ｐ廻りに自転するのみで第１軸心Ｌ1 廻りには公転しない。即ち、自在継手部８の筒部23は出力偏心軸５の廻りを回っているだけなので出力偏心軸５は静止状態にあり、よって出力軸２は静止している。なお、変速用入力盤４は、自在継手部８の受力盤部25と接触しているため偏角軸心Ｐ廻りに自転している。
【００１７】
そしてこの状態から、入力軸１と共に回転する一方の外鍔部材28を他方の外鍔部材27の方へ徐々に接近させていくと、変速用偏心軸３側の外鍔部材27が磁力によって入力軸１と同じ方向に回転を開始し、それによって変速用偏心軸３が第１軸心Ｌ1 廻りに公転していく。すると、変速用入力盤４が偏角軸心Ｐ廻りに自転しつつ第１軸心Ｌ1 廻りに公転すると共に、変速用入力盤４から自在継手部８の受力盤部25に公転力が付与されて、自在継手部８が偏角軸心Ｐ廻りに自転しつつ第１軸心Ｌ1 廻りに公転していき、それによって出力偏心軸５が第１軸心Ｌ1 廻りの公転を開始し、よって出力軸２が（入力軸１と同じ方向に）回転を開始する。このとき、変速用入力盤４と受力盤部25との間にはほとんど滑りが生じない。
【００１８】
そして、両方の外鍔部材27，28を密着させて変速用偏心軸３が入力軸１と一体的に回転すれば、出力軸２は入力軸１と同一回転速度となって変速動作が完了する。このとき、バランスウェイト10，17によって、変速装置全体の動的バランスが良好となり、回転時の振動が抑制されている。また、逆に外鍔部材27，28を相互に離間させていくと、出力軸２の回転は遅くなっていく。
【００１９】
この変速装置によれば、入力軸１と出力軸２との間の動力伝達経路に（歯車を用いず）自在継手部８を用いているため、動力の伝達が円滑であると共に、動力損失が小さく効率が極めて良く、広範囲な変速域で高効率に変速動作を行うことができる。また、動作音が小さく静かであると共に、コンパクトで安価に製作できるという利点がある。また、出力軸２の反力を自動調芯コロ軸受９に圧接させることによって、変速用入力盤４をあたかもターンテーブルのように作用させ、出力の反力を自在継手部８のケーシング部６に返すことができるので、変速用偏心軸３は反力によって回転することがなく、変速手段Ｙによってスムーズに回転することができる。また、変速手段Ｙをマグネット29…を使用した構成とすることにより、摩擦熱による損失を無くすることができる。
【００２０】
次に、図２は、本発明の変速装置の第２の実施の形態を示し、この変速装置は、図１で説明した変速装置の自在継手部８の代わりに歯車を用いた構成であって、第１軸心Ｌ1 廻りに入力軸１と一体回転する入力歯車30と、第１軸心Ｌ1 と所定角度θで交差する偏角軸心Ｐ廻りに自転自在かつ第１軸心Ｌ1 廻りに公転自在として出力偏心軸５に外嵌された筒部31と筒部31に連設されて入力歯車30と噛合する受力歯車部32及び受力歯車部32に連設されて変速用入力盤４と接触して第１軸心Ｌ1 廻りの公転力が付与される受力盤部33を有する回転体34と、を備えている。このとき、入力歯車30としてはカサ歯車が使用され、その歯を基端側へ向けて入力軸１の外鍔部35に固着されている。また、受力歯車部32としては冠歯車が使用され、この冠歯車の一部を上記カサ歯車と噛合させている。
【００２１】
その他の構成は図１の変速装置とほぼ同様であるが、（図１の変速装置と比較して）変速用偏心軸３の外径及び自動調芯コロ軸受９のサイズが大きく設定されると共に、変速用入力盤４に接触する受力盤部33の円環突条部33ａが小径に設定されており、それによってターンテーブル効果を高めている。
【００２２】
しかして、この図２の変速装置の動作は（図１の変速装置と同様に）、変速手段Ｙの一対の外鍔部材27，28が十分に離間した状態では、入力軸１が回転しても変速用偏心軸３は回転しない。そして、入力軸１の回転により入力歯車30が回転し、入力歯車30と噛合する受力歯車部32は偏角軸心Ｐ廻りに自転する（第１軸心Ｌ1 廻りに公転しない）。即ち、回転体34の筒部31は出力偏心軸５の廻りを回っているだけなので出力偏心軸５は静止状態にあり、よって出力軸２は静止している。
【００２３】
そしてこの状態から、変速手段Ｙによって変速用偏心軸３を第１軸心Ｌ1 廻りに公転させていくと、変速用入力盤４が偏角軸心Ｐ廻りに自転しつつ第１軸心Ｌ1 廻りの公転を開始すると共に、変速用入力盤４から回転体34の受力盤部33に公転力が付与されて、回転体34が偏角軸心Ｐ廻りに自転しつつ第１軸心Ｌ1 廻りに公転していく。それによって出力偏心軸５が第１軸心Ｌ1 廻りに公転していき、出力軸２が（入力軸１と同じ方向に）回転していく。そして、変速用偏心軸３が入力軸１と一体的に回転すれば、出力軸２は入力軸１と同一回転速度となって変速動作が完了する。
【００２４】
なお、第１軸心Ｌ1 に対する偏角軸心Ｐの角度θを小さくすることにより、変速手段Ｙによる変速入力（トルク）が小さくて済み、外鍔部材27，28を小型化することができる。また、回転体34は、例えば筒部31側と受力歯車部32側を別体として作製してボルト等にて連結する構成であっても良い。
【００２５】
次に、図３に示す変速装置は、同一の第１軸心Ｌ1 上に回転自在に枢支された入力軸１及び出力軸２を備えた変速装置であって、第１軸心Ｌ1 廻りに入力軸１と一体回転する入力歯車30と、入力軸１に回転自在に外嵌されると共に第１軸心Ｌ1 と平行に偏心した第２軸心Ｌ2 を軸心とする変速用偏心軸36と、第２軸心Ｌ2 廻りに自転自在かつ第１軸心Ｌ1 廻りに公転自在として変速用偏心軸36に外嵌されて入力歯車30と噛合する受力歯車37と、入力軸１の出力軸２側の端部に回転自在に軸支された第２軸心Ｌ2 を軸心とする出力偏心軸38と、第２軸心Ｌ2 廻りに自転自在かつ第１軸心Ｌ1 廻りに公転自在として受力歯車37に一体状に設けられた歯車型変速クラッチ部39と、第２軸心Ｌ2 廻りに自転自在かつ第１軸心Ｌ1 廻りに公転自在として出力偏心軸38に外嵌されて歯車型変速クラッチ部39と噛合する歯車型受力クラッチ部40と、出力偏心軸38に一体状に設けられた上記出力軸２と、変速用偏心軸36を回転させて受力歯車37の公転速度を変化させる変速手段Ｙと、を備えている。
【００２６】
入力歯車30は、入力軸１の先端側に設けられた（先端側へ縮径する）テーパ部にキー41等にて一体回転可能に取付けられた筒部42と、筒部42の基端開口端縁に連設された円板部43と、円板部43の外周縁に沿って基端側へ突出した外周壁部44と、外周壁部44の内周面に設けられた内接歯車部45と、を有している。そして、入力歯車30の筒部42に出力偏心軸38が軸受を介して外嵌状に取付けられている。また、受力歯車37は、変速用偏心軸36に軸受を介して回転自在に取付けられた筒部46と、筒部46の外周面に設けられて上記内接歯車部45と噛合する外接歯車部47と、を有している。
【００２７】
歯車型変速クラッチ部39は、受力歯車37の筒部46の外周面に設けられた外鍔部48と、外鍔部48の外周縁に沿って先端側へ突出する外周壁部49と、外周壁部49の先端面に設けられた歯部50と、を有している。また、歯車型受力クラッチ部40は、出力偏心軸38に軸受を介して回転自在に取付けられる筒部51と、筒部51の外周面に連設された外鍔部52と、外鍔部52の外周縁に沿って基端側へ突出する外周壁部53と、外周壁部53の基端面に設けられて上記歯部50と噛合する歯部54と、を有している。このとき、歯車型変速クラッチ部39と歯車型受力クラッチ部40は、冠歯車型とされている。なお、55は出力偏心軸38に一体状に設けられたバランスウェイトであり、56は変速用偏心軸36に一体状に設けられたバランスウェイトである。
【００２８】
変速手段Ｙは、変速用偏心軸36の基端面に一体状に設けられて軸受を介して入力軸１に回転自在に取付けられた筒部57と、筒部57に設けられたプーリ58とを備え、駆動源16とは異なる電動機等にて回転する（図示省略の）別のプーリと、上記プーリ58とが、ベルト59にて懸架されている。さらに、プーリ58は、筒部57に固定された先端側の第１半体58ａと、滑りキー等にて筒部57と一体回転可能かつ軸心方向スライド可能とされた基端側の第２半体58ｂと、から成る。この変速手段Ｙでは、上述の（図示省略の）電動機等が回転駆動すると、プーリ58と変速用偏心軸36が一体回転し、また、第１半体58ａに対して第２半体58ｂを接近・離間させることにより、ベルト59をプーリ58の径方向にスライドさせ、プーリ58及び変速用偏心軸36の回転速度を変化させることができる。
【００２９】
この変速装置の動作を説明すると、変速手段Ｙの停止状態（変速用偏心軸36の停止状態）に於て、入力軸１が回転して入力歯車30が回転すると、受力歯車37及び歯車型変速クラッチ部39は第２軸心Ｌ2 廻りに自転するのみで第１軸心Ｌ1 廻りには公転しない。従って、歯車型変速クラッチ部39と噛合する歯車型受力クラッチ部40の筒部51は出力偏心軸５の廻りを回っているだけなので出力偏心軸５は静止状態にあり、よって出力軸２は静止している。
【００３０】
そしてこの状態から、変速手段Ｙのプーリ58を入力軸１と同じ方向に徐々に回転させていくと、変速用偏心軸３の第１軸心Ｌ1 廻りの公転が開始すると共に、第２軸心Ｌ2 廻りに自転している受力歯車37が第１軸心Ｌ1 廻りにも公転していく。従って、第２軸心Ｌ2 廻りに自転している歯車型変速クラッチ部39及び歯車型受力クラッチ部40が第１軸心Ｌ1 廻りの公転を開始すると共に、出力偏心軸38が第１軸心Ｌ1 廻りの公転を開始し、よって出力軸２が入力軸１と同じ回転方向へ回転していく。そして、変速用偏心軸36が入力軸１と同一速度で回転すると、入力歯車30と受力歯車37の噛合部位が変化しないロック状態となり、受力歯車37の第２軸心Ｌ2 廻りの自転は停止し、第１軸心Ｌ1 廻りの公転のみとなり、出力軸２の回転速度が入力軸１の回転速度と等しくなって変速動作が完了する。この変速装置によれば、極めて小さい力で出力軸２を制動変速することができる。なお、変速クラッチ部39及び受力クラッチ部40を歯車型（冠歯車）とすることにより、径方向のずれ力を逃がして各軸受を保護している。
【００３１】
次に、図４に示す変速装置は、図３で説明した変速装置の入力歯車30及び受力歯車37の形状を冠歯車型としたものである。このとき、図４と図５に示すように、噛合状態に於て、入力歯車30の歯30ａと受力歯車37の歯37ａの間に隙間部60を形成しかつ歯数を少なくすると共に、接触面を直角として径方向に滑り接触させる歯形に形成して、摩耗を少なくするようにしている。さらに、入力歯車30と受力歯車37の歯数を同数とすることで、高速回転時の歯30ａと歯37ａの面圧が小さくなり、高効率と耐摩耗を向上させている。なお、変速手段Ｙは図１と図２で説明したマグネット式を採用し、その他の構成は図３の変速装置と同様である。
【００３２】
図３と図４に示す変速装置によれば、変速手段Ｙにて変速用偏心軸３及び変速用入力盤４の公転速度を変化させるだけで、出力軸２を無段階かつ全域定出力で、所望回転数に変速することができ、かつ、動力損失をベアリング損失程度に低減でき、低速域においても十分なトルクを出力できて効率が良い。
また、歯車型の変速クラッチ部39及び受力クラッチ部40により、径方向のずれ力を逃がして各軸受を保護できる。
また、歯車等の簡単な形状・構造の部品により構成されているので、取扱い操作及び製作が容易である。
【００３３】
また、図６に示す変速装置は、同一の第１軸心Ｌ1 上に回転自在に枢支された入力軸１及び出力軸２を備えた変速装置であって、第１軸心Ｌ1 廻りに入力軸１と一体回転する入力歯車30と、入力軸１に回転自在に外嵌されると共に第１軸心Ｌ1 と所定角度θで交差する偏角軸心Ｐを軸心とする変速用偏心軸３と、偏角軸心Ｐ廻りに自転自在かつ第１軸心Ｌ1 廻りに公転自在として変速用偏心軸３に外嵌されて入力歯車30と噛合する受力歯車63と、入力軸１の出力軸２側の端部に回転自在に軸支されると共に第１軸心Ｌ1 と平行な第２軸心Ｌ2 を軸心とする出力偏心軸38と、偏角軸心Ｐ廻りに自転自在かつ第１軸心Ｌ1 廻りに公転自在として受力歯車63に一体状に設けられた歯車型変速クラッチ部65と、第２軸心Ｌ2 廻りに自転自在かつ第１軸心Ｌ1 廻りに公転自在として出力偏心軸38に回転自在に外嵌されて歯車型変速クラッチ部65と噛合する歯車型受力クラッチ部40と、出力偏心軸38に一体状に設けられた上記出力軸２と、変速用偏心軸３を回転させて受力歯車63の公転速度を変化させる変速手段Ｙと、を備えている。
【００３４】
図６と図７に示すように、第１軸心Ｌ1 と平行な第２軸心Ｌ2 は、偏角軸心Ｐと第１軸心Ｌ1 を通る平面に対して第１軸心Ｌ1 から直角方向（図６の紙面直交方向）に所定寸法εだけ偏心した位置とされている。即ち、歯車型受力クラッチ部40はこの第２軸心Ｌ2 上に配設して歯車形変速クラッチ部65と一部を噛合させることによりクランクを形成している。なお、図６では、第２軸心Ｌ2 を説明しやすいように第１軸心Ｌ1 から僅かにずらして図示している。このとき、各歯車（歯車型変速クラッチ部65、歯車型受力クラッチ部40、入力歯車30、受力歯車63）は、ハスバカサ歯車又はハイポイドギヤとされる。
【００３５】
また、出力偏心軸38は、入力軸１の先端のテーパ外周面にキー41にて一体回転可能に取付けられたリング部材67に、軸受を介して外嵌されており、その内部にはバランスウェイト68が埋設されている。変速手段Ｙは、（図３で説明したように）変速用偏心軸３の基端側に連設された筒部57に、固定の先端側第１半体58ａと可動の基端側第２半体58ｂから成るプーリ58を一体回転可能に設け、図示省略の電動機等からのトルクをベルト59を介してプーリ58に伝達すると共に、ベルト59を径方向に移動させてプーリ58の回転速度を変化させて変速用偏心軸３の第１軸心Ｌ1 廻りの公転速度を変化させるように構成している。なお、プーリ58の第１半体58ａにはバランスウェイト69が付設されている。
【００３６】
次に、この変速装置の動作を説明する。変速手段Ｙの停止状態（変速用偏心軸３の停止状態）に於て、入力軸１が回転して入力歯車30が回転すると、受力歯車63及び歯車型変速クラッチ部65は偏角軸心Ｐ廻りに自転するのみで第１軸心Ｌ1 廻りには公転しない。従って、歯車型変速クラッチ部65と噛合する歯車型受力クラッチ部40の筒部70は出力偏心軸38の廻りを回っているだけであり、出力偏心軸38は静止状態にあり、よって出力軸２は静止している。
【００３７】
そしてこの状態から、変速手段Ｙのプーリ58を入力軸１と同じ方向に同一速度で回転させると、変速用偏心軸３が第１軸心Ｌ1 廻りに公転すると共に、受力歯車63が第１軸心Ｌ1 に公転する。そして、歯車型変速クラッチ部65及び歯車型受力クラッチ部40が第１軸心Ｌ1 廻りに公転し、それによって出力偏心軸38が第１軸心Ｌ1 廻りを公転し、よって出力軸２が（入力軸１と同じ方向に同一速度で）回転する。なお、変速手段Ｙにて変速用偏心軸３の第１軸心Ｌ1 廻りの公転速度を変化させることによって、全域定出力で出力軸２の制動変速が行い得る。
【００３８】
図６に示す変速装置によれば、変速手段Ｙにて変速用偏心軸３及び変速用入力盤４の公転速度を変化させるだけで、出力軸２を無段階かつ全域定出力で、所望回転数に変速することができ、かつ、動力損失をベアリング損失程度に低減でき、低速域においても十分なトルクを出力できて効率が良い。
また、歯車型の変速クラッチ部39及び受力クラッチ部40により、径方向のずれ力を逃がして各軸受を保護できる。
また、歯車等の簡単な形状・構造の部品により構成されているので、取扱い操作及び製作が容易である。
【００３９】
図８に示す変速装置は、同一の第１軸心Ｌ1 上に回転自在に枢支された入力軸１及び出力軸２を備えた変速装置であって、第１軸心Ｌ1 廻りに入力軸１と一体回転する入力歯車30と、入力軸１の出力軸２側の端部に回転自在に軸支されると共に第１軸心Ｌ1 と平行な第２軸心Ｌ2 を軸心とする出力偏心軸38と、第１軸心Ｌ1 廻りに公転自在として出力偏心軸38に外嵌された受力歯車73と、第１軸心Ｌ1 廻りに回転自在として入力軸１に外嵌されると共に第１軸心Ｌ1 と直交方向の取付軸部74を有する遊星キャリヤー75と、遊星キャリヤー75の取付軸部74に回転自在に取着されると共に入力歯車30及び受力歯車73に噛合する第１遊星歯車76及び第２遊星歯車77と、入力軸１に回転自在に外嵌されると共に第１遊星歯車76と噛合する変速用歯車78と、出力偏心軸38に一体状に設けられた上記出力軸２と、変速用歯車78の回転速度を変化させる変速手段Ｙと、を備えている。
【００４０】
入力軸１はその先端に、出力軸２側に開口する凹部及び外鍔部を有し、この外鍔部の先端面に、中心孔部を有する入力歯車30が歯を基端側へ向けるようにしてボルトにて固定されている。このとき入力歯車30はカサ歯車とされている。
【００４１】
出力偏心軸38はその基端面に第１軸心Ｌ1 を軸心とする小径軸部79を有し、この小径軸部79が入力歯車30の中心孔部に軸受を介して挿通されかつ入力軸１の凹部に挿入されている。また、出力偏心軸38の先端側には外鍔部80が設けられると共に、外鍔部80にバランスウェイト81が付設されている。
【００４２】
82は出力偏心軸38に外嵌されたラジアル玉軸受であり、このラジアル玉軸受82の内輪が出力偏心軸38の外周面に固着されると共に、外輪に上記受力歯車73が外嵌固着されている。なお、受力歯車73はカサ歯車とされている。
【００４３】
遊星キャリヤー75は、入力軸１に軸受を介して外嵌された筒部83と、筒部83の先端外周面に中心角度 180°で第１軸心Ｌ1 と直交方向に突設された２本の上記取付軸部74，74と、を有している。そして、第１・第２軸心Ｌ1 ，Ｌ2 を通る平面上に一対の取付軸部74，74が配置された状態に於て、各取付軸部74に第１遊星歯車（カサ歯車）76と第２遊星歯車（カサ歯車）77が軸受を介して取付けられている。なお、84はスペーサである。このとき、入力歯車30と第１遊星歯車76とが噛合する噛合点の延長線Ｍ1 は、直交軸心Ｑ（取付軸部74の軸心）と第１軸心Ｌ1 との交点Ｏ1 で交わる。また、受力歯車73と第２遊星歯車77とが噛合する噛合点の延長線Ｍ2 は、第２軸心Ｌ2 と直交軸心Ｑとの交点Ｏ2 で交わる。
【００４４】
変速手段Ｙは、変速用歯車（カサ歯車）78の基端面に連設されて入力軸１に回転自在に外嵌された筒部85と、筒部85の先端に連設された変速用の第４歯車89と、第４歯車89よりも基端側に入力軸１にキー等を介して一体回転可能に設けられた入力用の第１歯車86と、第１歯車と噛合する第２歯車87を有する油圧ポンプ部93及び第４歯車89と噛合する第３歯車88を有する油圧モータ部94を有するアキシャルプランジャーポンプ変速機90と、を備える。なお、ポンプ変速機90に於て、91は油圧ポンプ部93側の揺動可能な変速調整用傾斜板であり、92は油圧モータ部94側の固定の出力用傾斜板である。
【００４５】
次に、この変速装置の動作を説明する。（図８の如く）ポンプ変速機90の変速調整用傾斜板91を傾斜させた状態に於て、入力軸１を回転させると、入力歯車30が回転すると共に、変速手段Ｙの第１歯車86が回転する。そして、第１歯車86の回転によって、ポンプ変速機90の第２歯車87が回転して、油圧ポンプ部93から油圧モータ部94にオイルが供給されて第３歯車88が回転し、それによって第４歯車89及び筒部85を介して変速用歯車78が入力軸１と同一方向に同一速度で回転する。すると、入力歯車30と変速用歯車78の両方に噛合する第１遊星歯車76，76は、取付軸部74廻りに回転することなく遊星キャリヤー75と共に入力軸１と同一の回転方向・回転速度で回転する。即ち、遊星キャリヤー75と共に一対の第２遊星歯車77，77が入力軸１と同一方向に同一速度で回転し、第２遊星歯車77，77と噛合する受力歯車73が第１軸心Ｌ1 廻りに公転すると共に、出力偏心軸38が第１軸心Ｌ1 廻りに公転し、よって出力軸２が入力軸１と同一の回転方向・回転速度で回転する。
【００４６】
この状態から、油圧ポンプ部93の傾斜板91を、矢印Ａ方向（入力軸１と直交する方向）に揺動させていくと、油圧ポンプ部93からの油圧が低下して油圧モータ部94の第３歯車88の回転が遅くなり、入力歯車30の回転速度よりも変速用歯車78の回転速度が遅くなっていく。そして、油圧モータ部94の第３歯車88が停止し、変速用歯車78が停止することにより、各第１遊星歯車76は各取付軸部74廻りを自転しつつ第１軸心Ｌ1 廻りを公転する。即ち、遊星キャリヤー75が入力軸１の半分の回転速度となる。従って、受力歯車73及び出力偏心軸38の第１軸心Ｌ1 廻りの公転速度が半分となり、出力軸２の回転速度が半分まで低下する。
【００４７】
さらに、ポンプ変速機90の油圧ポンプ部93の傾斜板91を（仮想線で示す如く）逆向きに傾斜させていくことにより、油圧モータ部94の第３歯車88が逆回転（入力軸１と同一回転方向）を開始し、変速用歯車78が入力軸１と逆方向に回転を開始する。そして、変速用歯車78の回転速度が入力軸１と同じになると、第１遊星歯車76，76は自転するのみとなって遊星キャリヤー75が停止する。従って、受力歯車73の第１軸心Ｌ1 廻りの公転及び出力偏心軸38の第１軸心Ｌ1 廻りの公転が停止し、よって出力軸２が停止する。なお、ポンプ変速機90の傾斜板91を矢印Ｂ方向に揺動させていくと、再び遊星キャリヤー75が回転を開始し、第１軸心Ｌ1 に対して第２軸心Ｌ2 が公転して出力軸２が回転していく。
【００４８】
図８に示す変速装置によれば、変速手段Ｙにて変速用偏心軸３及び変速用入力盤４の公転速度を変化させるだけで、出力軸２を無段階かつ全域定出力で、所望回転数に変速することができ、かつ、動力損失をベアリング損失程度に低減でき、低速域においても十分なトルクを出力できて効率が良い。
また、歯車等の簡単な形状・構造の部品により構成されているので、取扱い操作及び製作が容易である。
【００４９】
次に、図９に示す変速装置は、図８で説明した変速装置の変速用歯車78を省略し、かつ、変速手段Ｙにて遊星キャリヤーの回転速度を調整可能として回転・停止させるように構成している。
【００５０】
変速手段Ｙは、遊星キャリヤー75の基端面に連設されかつ軸受を介して入力軸１に外嵌された筒部95と、トルクコンバータ96とを備え、トルクコンバータ96は、入力軸１とキー等にて一体回転可能に設けられた入力側インペラ97と、上記筒部95に滑りキー等にて一体回転可能かつ軸方向スライド可能に設けられた受力側インペラ98とを具備する。
【００５１】
この変速装置の場合、入力側インペラ97と受力側インペラ98とが十分離間した状態では、入力軸１が回転しても受力側インペラ98は回転せず、遊星キャリヤー75は停止している。従って、第２遊星歯車77，77及び受力歯車73は停止状態にあり、出力偏心軸38は停止し、出力軸２は停止している。なお、入力歯車30の回転により各遊星歯車76は取付軸部74廻りに自転している。
【００５２】
そしてこの状態から、受力側インペラ98を入力側インペラ97に接近させていくと、受力側インペラ98と共に遊星キャリヤー75が入力軸１と同じ回転方向に回転し、第２遊星歯車77，77と噛合する受力歯車73及び出力偏心軸38が第１軸心Ｌ1 廻りに公転し、よって出力軸２が入力軸１と同一回転方向に回転する。そして、遊星キャリヤー75が入力軸１と同じ回転速度となれば、出力軸２が入力軸１と同じ回転速度となって変速動作が完了する。
【００５３】
このように、トルクコンバータ96により遊星キャリヤー75の回転速度を変化させることにより、全域定出力で出力軸２の制動変速が行い得る。また、従来使用しているトルクコンバータよりも小型のものが使用可能となり、例えば、大型トラックでも軽四輪車用のトルクコンバータで十分となり、大幅に効率が良くなる。また、従来の自動車用の変速機では、変速が飛び変速でありその間がないため、原動機の回転出力が多すぎたり少なすぎたりする不具合を有するが、本発明では常に適当な回転を維持することができ、省エネや低公害に有効となる。
【００５４】
図９に示す変速装置によれば、変速手段Ｙにて変速用偏心軸３及び変速用入力盤４の公転速度を変化させるだけで、出力軸２を無段階かつ全域定出力で、所望回転数に変速することができ、かつ、動力損失をベアリング損失程度に低減でき、低速域においても十分なトルクを出力できて効率が良い。
また、歯車等の簡単な形状・構造の部品により構成されているので、取扱い操作及び製作が容易である。
【００５５】
次に、図10に示す変速装置は、図９で説明した変速手段Ｙのトルクコンバータ96の代わりに、電磁パウダークラッチ99を使用したものである。この電磁パウダークラッチ99は、入力軸１と一体回転可能に設けられた電磁石部100 と、遊星キャリヤー75に連設された筒部95に一体回転可能に設けられた受力鉄心部101 と、を備える。
【００５６】
この変速装置の場合、電磁パウダークラッチ99が非通電状態であれば、入力軸１と共に電磁石部100 が回転しても遊星キャリヤー75は回転しない。従って、出力軸２は停止状態である。この状態から、電磁パウダークラッチ99を通電すると、電磁石部100 と受力鉄心部101 との間でパウダー（鉄粉）が結合して遊星キャリヤー75が入力軸１と同一回転方向に回転し、よって出力軸２が入力軸１と同じ回転方向に回転する。このとき、電流の強弱を調整してパウダーの結合度合いを変化させることにより、遊星キャリヤー75の回転速度を変化させ、出力軸２の回転速度を変化させることができる。
【００５７】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、例えば、図１のマグネット式の変速手段Ｙを（図３の）プーリ回転駆動型や（図９の）トルクコンバータに変更自由であると共に、変速手段Ｙとしては上述以外のものであっても使用可能である。そして、変速手段Ｙによる変速作用はサーボ制御やマイコン等によって行われることが望ましい。
また、図３の変速装置に於て、入力歯車30を外接歯車とし、受力歯車37を内接歯車として噛合させたり、また、歯車型変速クラッチ部39・歯車型受力クラッチ部40を内外接歯車型としたり、あるいは図２の変速装置に於て、入力歯車30を先端向きとし、受力歯車部32を基端向きとして噛合させるように構成するなど設計変更可能である。
また、図８〜図10で説明した変速装置に於て、第１遊星歯車76と第２遊星歯車77を一体化して取付軸部74に回転自在に取付けるも良い。この場合、遊星キャリヤー75の静止状態に於て、入力歯車30の回転によって受力歯車73が第２軸心Ｌ2 廻りに自転する。
【００５８】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成されるので、次に記載する効果を奏する。
【００５９】
（請求項１又は２によれば）変速手段Ｙにて変速用偏心軸３及び変速用入力盤４の公転速度を変化させるだけで、出力軸２を無段階かつ全域定出力で、所望回転数に変速することができ、低速域においても十分なトルクを出力できて効率が良い。
【００６０】
（請求項１によれば）入力軸１と出力軸２との間の動力伝達経路に自在継手部８を用い、歯車を省略したことにより、動力の伝達が円滑であると共に、動力損失が小さく効率が極めて良く、広範囲な変速域で高効率に変速動作を行うことができる。
また、歯車を省略したことにより動作音が小さく静かであると共に、コンパクトで安価に製作できる。
【００６１】
（請求項３によれば）出力軸２の反力を自動調芯コロ軸受９に圧接させることによって、変速用入力盤４をあたかもターンテーブルのように作用させ、出力の反力を出力軸２側に返すことができるので、変速用偏心軸３は反力によって回転することがなく変速手段Ｙによってスムーズに回転することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る変速装置の第１の実施の形態を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す断面図である。
【図３】変速装置を示す断面図である。
【図４】変速装置を示す断面図である。
【図５】入力歯車と受力歯車の噛合状態を示す要部断面図である。
【図６】変速装置を示す断面図である。
【図７】歯車の位置関係を示す説明図である。
【図８】変速装置を示す断面図である。
【図９】変速装置を示す断面図である。
【図10】変速装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１  入力軸
２  出力軸
３  変速用偏心軸
４  変速用入力盤
５  出力偏心軸
６  ケーシング部
７  継手本体
８  自在継手部
30  入力歯車
31  筒部
32  受力歯車部
33  受力盤部
34  回転体
36  変速用偏心軸
37  受力歯車
38  出力偏心軸
39  歯車型変速クラッチ部
40  歯車型受力クラッチ部
63  受力歯車
65  歯車型変速クラッチ部
73  受力歯車
74  取付軸部
75  遊星キャリヤー
76  第１遊星歯車
77  第２遊星歯車
78  変速用歯車
Ｌ1   第１軸心
Ｌ2   第２軸心
Ｐ  偏角軸心
Ｙ  変速手段
θ  所定角度
【図１】
0003568919.tif 000002
【図２】
0003568919.tif 000003
【図３】
0003568919.tif 000004
【図４】
0003568919.tif 000005
【図５】
0003568919.tif 000006
【図６】
0003568919.tif 000007
【図７】
0003568919.tif 000008
【図８】
0003568919.tif 000009
【図９】
0003568919.tif 000010
【図１０】
0003568919.tif 000011