(57)【要約】【課題】可撓性無端部材の噛合部と歯付回転部材が円滑に噛み合うとともに、歯付回転部材の円滑な回転運動が阻害されることなく、かつ、連続的に回転比を変更することを可能とする歯付回転部材及び回転伝導機構を提供すること。【解決手段】可撓性無端部材２００の噛合部２２０と噛み合う歯部１２０を円周方向に複数配置したベース部１１０とを有する歯付回転部材１００であって、歯部１２０が半径方向移動可能に設けられた摺動部材１２１と、可撓性無端部材２００に当接する先端部材１２３と、先端部材１２３を摺動部材１２１に対して半径方向外方に向けて押圧する押圧部材１２２とを有し、ベース部１１０が複数の摺動部材１２１の移動を案内する放射状のガイド機構１１１を有すること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性無端部材の噛合部と噛み合う歯部と、前記歯部を円周方向に複数配置したベース部とを有する歯付回転部材であって、
前記歯部が、前記ベース部に半径方向移動可能に設けられた摺動部材と、可撓性無端部材に当接する先端部材と、前記先端部材を前記摺動部材に対して半径方向外方に向けて押圧する押圧部材とを有し、
前記ベース部が、複数の前記摺動部材の移動を案内する放射状のガイド機構を有することを特徴とする歯付回転部材。
【請求項２】
前記歯部は、半径方向最外方に移動した際に、隣接する前記先端部材の円周方向の間隔が可撓性無端部材の噛合部のピッチより小さくなるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の歯付回転部材。
【請求項３】
前記ガイド機構は、複数の前記摺動部材が同一半径位置を維持しながら移動案内するように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の歯付回転部材。
【請求項４】
噛合部を有する可撓性無端部材と、前記可撓性無端部材の噛合部と噛み合う複数の歯付回転部材とを有する回転伝導機構であって、
少なくとも１つの歯付回転部材が、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の歯付回転部材からなることを特徴とする回転伝導機構。
【請求項５】
前記可撓性無端部材が、チェーンであることを特徴とする請求項４に記載の回転伝導機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チェーン、タイミングベルト等の可撓性無端部材の噛合部と噛み合う歯部と、歯部を円周方向に複数配置したベース部とを有するスプロケット、歯付プーリー等の歯付回転部材、及び、噛合部を有する可撓性無端部材と、それと噛み合う複数の歯付回転部材とを有する伝導機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、チェーン、タイミングベルト等の可撓性無端部材の噛合部を複数のスプロケット、歯付プーリー等の歯付回転部材に掛け回す伝導機構は、歯付回転部材の歯部が可撓性無端部材の噛合部と噛み合うことで、複数の歯付回転部材の間で確実に動力やタイミングを伝達できる伝導機構として周知である。
このような、伝導機構においては、各歯付回転部材の回転比は歯付回転部材の歯数に応じた整数の比で固定される。
この回転比を変更するため、歯数の異なる歯付回転部材に可撓性無端部材を掛け替えることも考えられるが、複数の回転比を切り替えるにとどまり、連続的な回転比の変更は不可能である。
一方、噛合部を持たない摩擦伝動によって連続的に回転比を変更するものは公知であるが、大きなトルクの伝達や確実なタイミングの伝達を行うためには、摩擦による滑りやエネルギーロスが問題となっていた。
そこで、チェーン、タイミングベルト等の可撓性無端部材の噛合部を複数のスプロケット、歯付プーリー等の歯付回転部材に掛け回す伝導機構において、可撓性無端部材を掛け替えることなく、かつ、連続的に回転比を変更するために、歯付回転部材に様々な工夫を凝らしたものが知られている（特許文献１乃至特許文献８等参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭２６−４３２号公報
【特許文献２】特公昭３３−４０７号公報
【特許文献３】特開昭５８−６５３５８号公報
【特許文献４】特開２００１−４１３００号公報
【特許文献５】特開２００５−３５１４６６号公報
【特許文献６】特表２００７−５０８５０５号公報
【特許文献７】特開２００９−９２２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示す技術では、歯付回転部材（Ｖベルト調車ａ、ｂ）に設けられた半径方向に移動する歯部（躯体２２）が、円周方向に離散的に設けられているため、隣り合う歯部の間の隙間が発生し、特に歯部が半径方向外側に移動した際には極めて大きな隙間となるため、歯付回転部材の円滑な回転運動が阻害されるという問題があった。
この問題は、特許文献２、３、５、６、７においても、同様であった。
特許文献４に示す技術では、歯部（巻回部材２０）がいかなる半径においても歯付回転部材（プーリ１０）のほぼ全周に配置されるが、歯部を半径方向に移動させる可動部材が円周方向に噛合部（歯３０ａ）のピッチよりも大きく離散的に設けられているため、歯部が全体として多角形状をなし、やはり、歯付回転部材の円滑な回転運動が阻害されるという問題があった。
また、歯部を半径方向に移動させる際に、全周の長さが噛合部のピッチの整数倍となる位置以外では可撓性無端部材（ベルト３０）が円滑に噛み合わないため、段階的に半径を変化させることとなり、連続的に回転比を変更することはできない。
【０００５】
本発明は、これらの問題点を解決するものであり、可撓性無端部材の噛合部と歯付回転部材が円滑に噛み合うとともに、歯付回転部材の円滑な回転運動が阻害されることなく、かつ、連続的に回転比を変更することを可能とする歯付回転部材及び回転伝導機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る歯付回転部材は、可撓性無端部材の噛合部と噛み合う歯部と、前記歯部を円周方向に複数配置したベース部とを有する歯付回転部材であって、前記歯部が、前記ベース部に半径方向移動可能に設けられた摺動部材と、可撓性無端部材に当接する先端部材と、前記先端部材を前記摺動部材に対して半径方向外方に向けて押圧する押圧部材とを有し、前記ベース部が、複数の前記摺動部材の移動を案内する放射状のガイド機構を有することにより、前記課題を解決するものである。
また、本発明に係る回転伝導機構は、噛合部を有する可撓性無端部材と、前記可撓性無端部材の噛合部と噛み合う複数の歯付回転部材とを有する伝導機構であって、少なくとも１つの歯付回転部材が、前述の歯付回転部材からなることにより、前記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に係る歯付回転部材及び請求項４に係る回転伝導機構によれば、歯部の押圧部材が先端部材を摺動部材に対して半径方向外方に向けて押圧することにより、可撓性無端部材の噛合部と噛み合う歯部の先端部材が半径方向に出没可能となり、可撓性無端部材の噛合部のピッチと歯部の間隔が整数比となっていない場合でも、複数の歯部の先端部材が全て可撓性無端部材の噛合部の凹部、凸部、傾斜部等のいずれかの面に確実に当接することができ、可撓性無端部材と歯付回転部材が確実に噛み合うことが可能となる。
このため、複数の歯部のうちのいずれかが必ずトルクを伝達可能となるとともに、可撓性無端部材をほぼ円周状に掛け回され、歯付回転部材の円滑な回転運動が阻害されることがない。
そして、ベース部が複数の歯部の摺動部材の移動を案内する放射状のガイド機構を有することにより、歯部が連続的に任意の半径位置を取ることが可能となり、連続的に回転比を変更することが可能となる。
【０００８】
請求項２に記載の構成によれば、歯部は、半径方向最外方に移動した際に、隣接する先端部材の円周方向の間隔が可撓性無端部材の噛合部のピッチより小さくなるように設けられていることにより、全ての回転比において可撓性無端部材が多角形状に巻き付くことが確実に防止され、歯付回転部材が円滑に回転することが可能となる。
また、確実にトルクを伝達可能な位置に当接する先端部材を多く確保することが可能となり、大きなトルクを伝達可能となる。
請求項３に記載の構成によれば、ガイド機構は、複数の摺動部材が同一半径位置を維持しながら移動案内するように構成されていることにより、摺動部材の半径位置で回転比を正確に制御することが可能となる。
請求項５に記載の構成によれば、チェーンの噛合による大きなトルクの伝達をスポイルすることなく、無段変速機構を構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の１実施形態に係る歯付回転部材の小径時の側面図。
【図２】本発明の１実施形態に係る歯付回転部材の大径時の側面図。
【図３】図１の一部拡大図。
【図４】図２の一部拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の歯付回転部材は、可撓性無端部材の噛合部と噛み合う歯部と、歯部を円周方向に複数配置したベース部とを有する歯付回転部材であって、歯部が、ベース部に半径方向移動可能に設けられた摺動部材と、可撓性無端部材に当接する先端部材と、先端部材を摺動部材に対して半径方向外方に向けて押圧する押圧部材とを有し、ベース部が、複数の摺動部材の移動を案内する放射状のガイド機構を有すること、また、本発明の回転伝導機構は、噛合部を有する可撓性無端部材と、可撓性無端部材の噛合部と噛み合う複数の歯付回転部材とを有する回転伝導機構であって、少なくとも１つの歯付回転部材が、前述の歯付回転部材からなることにより、可撓性無端部材の噛合部と歯付回転部材が円滑に噛み合うとともに、歯付回転部材の円滑な回転運動が阻害されることなく、かつ、連続的に回転比を変更することを可能とするものであれば、その具体的な実施の態様は、いかなるものであっても何ら構わない。
【実施例】
【００１１】
本発明の１実施形態である回転伝導機構の歯付回転部材１００は、図１乃至図４に示すように、可撓性無端部材であるチェーン２００の噛合部２２０と噛み合う歯部１２０と、歯部１２０を円周方向に複数配置したベース部１１０とを有している。
歯部１２０は、ベース部１１０に半径方向移動可能に設けられた摺動部材１２１と、チェーン２００の噛合部２２０に当接する先端部材１２３と、先端部材１２３を摺動部材１２１に対して半径方向外方に向けて押圧する押圧部材１２２とを有している。
ベース部１１０は、複数の摺動部材１２１の移動を案内するガイド機構である放射状に配置された摺動溝１１１を有している。
チェーン２００は、噛合部２２０を有する複数のチェーンプレート２１０がチェーン走行方向に屈曲可能に連結されて構成されている。
それぞれのチェーンプレート２１０の噛合部２２０は、チェーン走行方向の前後に２つの歯先部２２３と、歯先部２２３の前後の傾斜した歯面部２２１と、前後の歯先部２２３の中間に歯底部２２２とを有し、チェーン２００全体として歯付回転部材１００の歯部１２０と噛み合う連続した凹凸の噛合部２２０が構成される。
【００１２】
歯部１２０の摺動部材１２１は、摺動溝１１１に拘束されて半径方向にのみ移動可能であり、図示しない適宜の駆動機構によって、全ての摺動部材１２１が同一半径位置を維持しながら移動するように構成されている。
また、先端部材１２３も、摺動溝１１１に拘束されて半径方向にのみ移動可能であり、チェーン２００の噛合部２２０と当接するように、押圧部材１２２によって押圧される。
この時、押圧部材１２２の押圧力は、チェーン２００を半径方向外側に押し上げることのない適宜の押圧力に設定され、摺動部材１２１の半径方向位置に応じてチェーン２００の巻き掛け半径が規定される。
【００１３】
歯部１２０の摺動部材１２１、押圧部材１２２及び先端部材１２３は、チェーン２００の噛合部２２０のピッチ（隣り合う歯先部２２３の間隔）に比べて、充分に小さな幅に形成されている。
先端部材１２３の先端は、噛合部２２０の歯底部２２２、歯面部２２１、歯先部２２３のどの部分にも円滑に当接できるよう曲面形状に形成されている。
そして、図２及び図４に示すように、歯部１２０は、半径方向最外方に移動した際に、隣接する先端部材１２３の円周方向の間隔がチェーン２００の噛合部２２０のピッチより小さくなるように設けられている。
【００１４】
以上のように構成された回転伝導機構の歯付回転部材１００は、複数の歯部１２０の先端部材１２３のうち、チェーン２００の噛合部２２０の歯面部２２１に当接した先端部材１２３によって、チェーン２００との間でトルクの伝達が行われる。
そして、歯部１２０が、図１及び図３に示す半径方向内側位置に配置された状態から、図２及び図４に示す半径方向外側位置に配置された状態の、いずれの位置にあっても、いずれかの先端部材１２３が必ず歯面部２２１に当接することとなり、連続的に歯部１２０の半径位置を変更することができ、連続的な回転比の変更が可能となる。
【００１５】
この時、歯部１２０の半径位置が外方に行くほど、先端部材１２３の間隔は広くなるが、チェーン２００の歯付回転部材１００への巻き付け角度は変化しない（むしろ外方ほど僅かに大きくなる）ため、チェーン２００の噛合部２２０と当接する先端部材１２３の数も変化せず、トルクの伝達が損なわれることはない。
また、先端部材１２３の円周方向の間隔がチェーン２００の噛合部２２０のピッチより小さいことで、各ピッチで必ず１つ以上の先端部材１２３が当接し、チェーン２００の屈曲ピッチに依存する多角形状より１辺の長い多角形状となることが阻止されるため、歯付回転部材１００の円滑な回転運動が阻害されることはない。
【００１６】
上記実施形態では、１枚のベース部１１０の側面に歯部１２０が摺動可能に設けられているものを図示したが、チェーン２００の通過できる間隔を開けた２枚のベース部を対向させ、歯部１２０を両側から摺動可能に支持してもよい。
また、歯部１２０の摺動部材１２１の駆動機構は、チェーンの巻き掛けによる内周方向への力よりも大きな力で駆動でき、任意の位置で停止固定できるものであれば、いかなる機構を用いてもよい。
さらに、上記実施形態では、押圧部材１２２としてコイルばねの弾性力によるものを図示したが、先端部材１２３をチェーン２００の歯底部２２２から歯先部２２３まで移動させるストロークを有し、チェーン２００を半径方向外側に押し上げることのない適宜の押圧力に設定可能なものであれば、他の弾性部材や、油圧や空気圧機構等のいかなるものであってもよい。
【００１７】
また、上記実施形態では、ガイド機構を放射状の摺動溝１１１とし、摺動部材１２１及び先端部材１２３の側方全体が摺動溝１１１内に入るものを図示したが、摺動部材１２１及び先端部材１２３の側方に凸部を設けて、当該凸部のみが摺動溝内を摺動するようにしてもよく、ベース部１１０側をガイド凸条とし、摺動部材１２１及び先端部材１２３の側方に溝状の凹部を設けてもよく、摺動部材１２１及び先端部材１２３の移動を半径方向のみに規制できるものであれば、いかなる構造であってもよい。
【００１８】
さらに、上記実施形態では、可撓性無端部材であるチェーン２００を、噛合部２２０を有する複数のチェーンプレート２１０がチェーン走行方向に屈曲可能に連結されたいわゆるサイレントチェーンとしたが、ローラーチェーン、ブシュチェーン等の他の形式のチェーンであってもよく、また、歯付ベルト等のベルトであってもよい。
先端部材１２３の先端形状は、それらの可撓性無端部材の噛合部の形状に応じて、適宜の形状とすればよい。
【００１９】
また、噛合部を有する可撓性無端部材を複数の歯付回転部材の間で巻き掛けることによって回転伝導機構を構成するが、上述のような半径方向に移動可能な歯部を有する歯付回転部材を１つのみ用いてもよく、複数用いてもよい。
その際、可撓性無端部材にたるみ等が生じる場合は、別途テンショナ等のたるみを吸収する機構を設けてもよい。
さらに、半径方向に移動可能な歯部を有する歯付回転部材を複数用いる場合には、一部の歯付回転部材のみ歯部を能動的に移動させ、他の歯付回転部材ではチェーン張力によって受動的に歯部が半径方向に移動するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００２０】
１００  ・・・  歯付回転部材
１１０  ・・・  ベース部
１１１  ・・・  摺動溝（ガイド機構）
１２０  ・・・  歯部
１２１  ・・・  摺動部材
１２２  ・・・  押圧部材
１２３  ・・・  先端部材
２００  ・・・  チェーン（可撓性無端部材）
２１０  ・・・  チェーンプレート
２２０  ・・・  噛合部
２２１  ・・・  歯面部
２２２  ・・・  歯底部
２２３  ・・・  歯先部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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