(57)【要約】【目的】低速域でもトルクを落とすことがなく出力でき、しかも構造が簡単で、部品点数が少なく、製作が容易な変速装置を提供する。【解決手段】同一軸線Ｌ上に入力軸１及び出力軸２を設け、内歯歯車４を有し入力軸１と一体に回転する入力軸側回転体３を入力軸１に設け、先端側内周面に偏心内周面６を有し出力軸２と一体に回転する出力軸側回転体５を出力軸２に設け、入力軸１には一端側外周面を偏心外周面８とした変速用回転筒７を回転自在に外嵌し、変速用回転筒７の一端側偏心外周面８には入力軸側回転体３の内歯歯車４に噛合する外歯１０を有する変速用歯車１１を回転自在に嵌合させ、変速用歯車１１の他端側外周面１３を出力軸側回転体５の偏心内周面６に回転自在に嵌合させ、出力軸側回転体５の回転速度を変化させる変速手段１５を設ける。【選択図】        図１
2004150609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一軸線上に回転自在に支持される入力軸及び出力軸を有する変速装置において、内周面に内歯歯車を有し入力軸と一体に回転する入力軸側回転体を入力軸の出力軸側端部に設け、入力軸側回転体を被包する状態で先端側内周面に偏心内周面を有し出力軸と一体に回転する出力軸側回転体を、出力軸の入力軸側端部に設け、入力軸には、一端側外周面を偏心外周面とした変速用回転筒を回転自在に外嵌し、変速用回転筒の一端側偏心外周面には、一端側外周面に入力軸側回転体の内歯歯車に噛合する外歯を形成した変速用歯車の同心内周面を回転自在に嵌合させると共に、変速用歯車の他端側同心外周面を出力軸側回転体の偏心内周面に回転自在に嵌合させ、更に変速用回転筒の回転速度を変化させる変速手段を設けてなる変速装置。
【請求項２】
出力軸側回転体を被包するケースを、出力軸の入力軸側端部と変速用回転筒の基端部とに対し回転自在に外嵌してなる請求項１に記載の変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械、建設機械、農業機械、車両機械等に用いられる変速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
公知文献を具体的に挙げることは出来ないが、従来におけるこの種の変速装置としては、インバーターやサーボモーター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】
上記電気制御による変速装置では、低速域において、トルクが落ちて出力不足となり、効率が非常に悪かった。そこで、本発明は、低速域でもトルクを落とすことがなく出力でき、しかも構造が簡単で、部品点数が少なく、製作が容易な変速装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、同一軸線Ｌ上に回転自在に支持される入力軸１及び出力軸２を有する変速装置において、内周面に内歯歯車４を有し入力軸１と一体に回転する入力軸側回転体３を入力軸１の出力軸側端部に設け、入力軸側回転体３を被包する状態で先端側内周面に偏心内周面６を有し出力軸２と一体に回転する出力軸側回転体５を出力軸２の入力軸側端部に設け、入力軸１には、一端側外周面を偏心外周面８とした変速用回転筒７を回転自在に外嵌し、変速用回転筒７の一端側偏心外周面８には、一端側外周面に入力軸側回転体３の内歯歯車４に噛合する外歯１０を形成した変速用歯車１１の同心内周面１２を回転自在に嵌合させると共に、変速用歯車１１の他端側同心外周面１３を出力軸側回転体５の偏心内周面６に回転自在に嵌合させ、更に出力軸側回転体５を回転させると共にその回転速度を変化させる変速手段１５を設けてなることを特徴とする。
【０００５】
請求項２は、請求項１に記載の変速装置において、出力軸側回転体５を被包するケース２０を、出力軸２の入力軸側端部と変速用回転筒７の基端部とに対し回転自在に外嵌してなることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る変速装置の一実施形態を示す縦断面図、図２は図１のＸ−Ｘ線断面図、図３は図１のＹ−Ｙ線断面図である。この変速装置は、回転自在な入力軸１と、この入力軸１と同一軸線Ｌ周りに回転自在な出力軸２とを備えている。図１に示すように、入力軸１は、その基端側が原動機等のモーターＭに接続されて回転駆動され、出力軸２は、その先端側が変速駆動される機械に接続されるようになっている。
【０００７】
入力軸１には出力軸２側の端部に、この入力軸１と一体に回転する入力軸側回転体３が設けられている。この入力軸側回転体３は、入力軸１に同心状に固着された円板部３ａと、この円板部３ａの外周部から同心状に一体に突出する短円筒部３ｂとからなり、短円筒部３ｂの内周面に内歯歯車４が形成されている。
【０００８】
出力軸２には入力軸１側の端部に、この出力軸２と一体に回転する出力軸側回転体５が設けられている。この出力軸側回転体５は、出力軸２に同心状に一体に設けられていて、入力軸側回転体３の円板部３ａよりも径大の円板部５ａと、この円板部５ａの外周部から同心状に一体に突出して、入力軸側回転体３の短円筒部３ｂよりも長く延びた短円筒部５ｂと、この短円筒部５ｂの先端部から内向きに突出する偏心フランジ部５ｃとからなり、偏心フランジ部５ｃの内周面６は、入力軸１及び出力軸２の軸線Ｌに対して偏心した軸線Ｌｅを中心として形成された偏心内周面である。
【０００９】
また、入力軸１には入力軸側回転体３の手前側に隣接して、変速用回転筒７が回転自在に外嵌されている。この変速用回転筒７の一端側外周面８は、入力軸１及び出力軸２の軸線Ｌに対して偏心した軸線Ｌｅを中心として形成された偏心外周面であり、その他端側外周面９は、入力軸１及び出力軸２の軸線Ｌを中心として形成された同心外周面である。しかして、この変速用回転筒７の偏心外周面８には、入力軸側回転体３の内歯歯車４に噛合する外歯１０を一端側外周面に形成した変速用歯車１１の同心内周面１２が回転自在に嵌合されると共に、この変速用歯車１１の他端側同心外周面１３が、出力軸側回転体５の偏心内周面６に回転自在に嵌合される。この際、出力軸側回転体５は、図１から分かるように、入力軸側回転体３を被包した状態に配置される。
【００１０】
入力軸１の外周面とこれに嵌合される変速用回転筒７の同心内周面１４との間、変速用回転筒７の一端側偏心外周面８と変速用歯車１１の同心内周面１２との間、及び変速用歯車１１の他端側同心外周面１３と出力軸側回転体５の偏心内周面６との間には、夫々ニードルベアリングｎが介装される。入力軸１の先端部と出力軸側回転体５との間にはボールベアリングｍが介装される。
【００１１】
図１において、１５は変速用回転筒７の回転速度を変化させる変速手段で、変速用回転筒７の他端部（基端部）に固設されたフランジ部材１６と、入力軸１に滑りキー２１を介して軸方向スライド可能に取り付けられたフランジ部材１７と、両フランジ部材１６，１７にＳ極とＮ極との一対又は複数対が付設されたマグネット１８とからなるものである。
【００１２】
また図１〜図３において、２０は出力軸側回転体５を被包するケースで、出力軸１の入力軸側端部と変速用回転筒７の基端部側同心外周面９とに対し回転自在に外嵌されていている。このケース２０は、図１に示すように、出力軸側回転体５の円板部５ａ側を被う中空円板状の出力軸側端板部ａと、出力軸側回転体５の短円筒部５ｂ側を被う短円筒状の筒部ｂと、出力軸側回転体５の偏心フランジ部５ｃ側を被う変速用回転筒側端板部ｃとからなり、出力軸側端板部ａがボールベアリングｕを介して出力軸２に挿通支持され、変速用回転筒側端板部ｃがボールベアリングｕを介して変速用回転筒７に挿通支持されている。このケース２０は、変速装置の設置にあたり、基台等の固定部に固定させることができる。
【００１３】
次に、上記のように構成される変速装置の動作について説明する。変速手段１５の一対のフランジ部材１６，１７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回転筒７は回転しない。従って、この時、入力軸１がモーターＭによって一定の速度で回転して、これと一体の入力軸側回転体３が軸線Ｌ周りを回転すると、変速用歯車１１は偏心軸線Ｌｅ周りを自転するだけで、軸線Ｌ周りには公転せず、これによって出力軸側回転体５は回転せず、静止している。
【００１４】
そして、上記の状態から、入力軸１と共に回転する変速手段１５の入力軸側フランジ部材１７を変速用回転筒側フランジ部材１６の方へ徐々に接近させてゆくと、変速用回転筒側フランジ部材１６が磁力によって入力軸１と同じ方向に回転を開始し、それにより変速用回転筒７が回転を開始する。変速用回転筒７の回転によって、変速用歯車１１が偏心軸線Ｌｅ周りを自転しながら入力軸１及び出力軸２の軸線Ｌ周りを公転してゆく。
【００１５】
こうして変速用歯車１１が偏心軸線Ｌｅ周りを自転しつつ軸線Ｌ周りを公転すると、出力軸側回転体５が入力軸１及び出力軸２の軸線Ｌ周りを自転し、それによって出力軸２が変速用回転筒７及び入力軸１と同じ方向に且つ変速用回転筒７と同じ回転数で回転する。
【００１６】
しかして、変速手段１５の両フランジ部材１６，１７を相互に密着させた状態で変速用回転筒７を入力軸１と一体的に回転させると、出力軸２は、入力軸１と同一回転速度で回転することになる。また、変速手段１５の両フランジ部材１６，１７を相互に離間させてゆくと、出力軸２の回転速度は遅くなってゆく。従って、変速手段１５により変速用回転筒７の回転速度を変化させることによって、出力軸２を無段階で所望回転数に変速することができる。
【００１７】
そして、この変速装置によれば、構造が簡単で構成部品点数が少ないため、装置の小型化及びコンパクト化を図ることができると共に、製作が容易でコストの低廉化が可能となる。また、軸線Ｌから最も外周側にある出力軸側回転体５及びこの回転体５の内周側にある入力軸側回転体３は、夫々軸線Ｌ周りを自転するだけで、公転、即ち偏心回転せず、ただ偏心回転するのは、入力軸側回転体３の内周側にあって変速用回転筒７の一端側偏心外周面８に嵌合された変速用歯車１１だけであるから、これら回転体３，４、回転筒７及び変速用歯車１１の回転中に入力軸１及び出力軸２の軸振れ、振動を起こすことがない。
【００１８】
また、出力軸側回転体５を被包するケース２０が、出力軸２の入力軸１側端部と変速用回転筒７の基端部外周面１９とに対し回転自在に外嵌されているから、変速装置の最も外周側にある出力軸側回転体５がこのケース２０により保護されて、作業上の安全性が確保される。また、この変速装置の最も外周側にある出力軸側回転体５が偏心回転しないことから、これを被包するケース２０の内周面を出力軸側回転体５の外周面に出来るだけ接近させることができ、これによってケース２０を出来るだけ径小で小型にすることができる。
【００１９】
図４は本発明に係る変速装置の他の実施形態を示したもので、図１の変速装置とは変速手段１５の構成が異なる。即ち、この変速手段１５は、滑りキー２１を介して変速用回転筒７に外嵌状に取り付けられるプーリー２２を有し、このプーリー２２と、入力軸１が連動連結されるモーターＭとは異なった電動機等の回転軸（図示省略）に取り付けられるプーリー（図示省略）とにベルト２３が掛装される。このプーリー２２は、一対の半割体２２ａ，２２ｂからなるもので、一方の半割体２２ａは変速用回転筒７に固定され、他方の半割体２２ｂは、変速用回転筒７に対し一体回転可能で且つ軸方向スライド自在に取り付けられ、バネ等の弾発部材（図示省略）で半割体２２ａに接近する方向に付勢される。
【００２０】
従って、上記図示省略の電動機等の回転軸が回転すると、プーリー２２と変速用回転筒７とが一体に回転し、また半割体２２ａに対し半割体２２ｂを接近・離間させることにより、ベルト２３をプーリー２２の径方向にスライドさせ、それによりプーリー２２及び変速用回転筒７の回転速度を変化させることができる。尚、図４の変速装置は、変速手段１５以外の構成については、図１の変速装置と同じである。
【００２１】
しかして、この変速装置において、入力軸１をモーターＭにより一定速度で回転させながら、変速手段１５によって変速用回転筒７を所望の速度で回転させると、この変速用回転筒７の回転により、変速用歯車１１が偏心軸線Ｌｅ周りを自転しつつ入力軸１及び出力軸２の軸線Ｌ周りを公転する。こうして変速用歯車１１が偏心軸線Ｌｅ周りを自転しつつ軸線Ｌ周りを公転すると、出力軸側回転体５が入力軸１及び出力軸２の軸線Ｌ周りを自転し、それにより出力軸２が変速用回転筒７及び入力軸１と同じ方向に且つ変速用回転筒７と同じ回転数で回転する。従って、変速手段１５により変速用回転筒７の回転速度を変化させることによって、出力軸２を所望回転数に変速することができる。
【００２２】
図１〜図４によって説明した変速装置において、軸線Ｌに対する偏心軸線Ｌｅの偏心量は任意に設定することができるものである。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の変速装置によれば、変速手段によって変速用回転筒の回転速度を変化させるだけで、出力軸を所望回転数に変速することができ、そして低速域においてもトルクを落とすことなく、効率良く出力することができる。また、この変速装置によれば、構造が簡単で構成部品点数が少ないため、装置の小型化及びコンパクト化を図ることができると共に、製作が容易でコストの低廉化が可能となる。
【００２４】
また、この発明の変速装置によれば、入力軸及び出力軸の軸線から最も外周側にある出力軸側回転体及びこの回転体の内周側にある入力軸側回転体は、夫々上記軸線周りを自転するだけで、公転せず、ただ公転するのは、入力軸側回転体の内周側にあって変速用回転筒の一端側偏心外周面に嵌合された変速用歯車だけであるから、これら回転体、回転筒及び変速用歯車の回転中に入力軸及び出力軸の軸振れ、振動を起こすことがなく、回転が安定する。
【００２５】
請求項２に係る発明の変速装置によれば、出力軸側回転体を被包するケースが出力軸の端部と変速用回転筒の基端部とに対し回転自在に外嵌されているから、変速装置の最も外周側にある出力軸側回転体がこのケースにより保護されて、作業上の安全性が確保される。また、この最も外周側にある出力軸側回転体が偏心回転しないことから、これを被包するケースの内周面を出力軸側回転体の外周面に出来るだけ接近させることができ、これによってケースを出来るだけ径小で小型にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る変速装置の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】図１のＹ−Ｙ線断面図である。
【図４】本発明に係る変速装置の他の実施形態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１                  入力軸
２                  出力軸
３                  入力軸側回転体
４                  内歯歯車
５                  出力軸側回転体
６                  出力軸側回転体の偏心内周面
７                  変速用回転筒
８                  変速用回転筒の一端側偏心外周面
１０                歯車の外歯
１１                変速用歯車
１５                変速手段
２０                ケース
【図１】
2004150609.tif 000003
【図２】
2004150609.tif 000004
【図３】
2004150609.tif 000005
【図４】
2004150609.tif 000006