(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪の中心に回転軸が配設され、前記回転軸に連結リングを固定し、前記外輪を前記連結リングに複数個の弾性部材を介して支持させ、前記外輪を複数個のガイドローラで挟持し、該複数個のガイドローラを一体的に移動させるように構成するか、又は前記外輪に駆動手段で移動させられるアジャストプレートを設けたことを特徴とする無段変速装置。
【請求項２】
前記連結リングは複数個よりなり、前記外輪は前記各連結リングにそれぞれ複数個の弾性部材を介して支持させ、前記回転軸と前記各連結リングとをそれぞれ選択的に連結させる連結手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無段変速装置に係り、特に駆動部材の中心に対して従動部材の中心を偏心させた偏心型無段変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
偏心型無段変速装置として、例えば特許文献１及び２が挙げられる。
【特許文献１】特開平６−  ７４３１６号公報
【特許文献２】特開平９−３０３５２０号公報
【０００３】
特許文献１は次のような構成となっている。回転駆動される外周ギヤが円柱形の調整本体外周に回転自在に設けられ、この調整本体をその偏心位置にて回転自在に貫通する筒体が軸受装置の軸受間に回転自在に支持されている。軸受装置は入力側に付勢されかつ当該付勢方向に回転自在に構成されている。外周にギヤを有する出力軸が上記筒体の軸心から偏心した位置にて筒体内の軸方向に配設され、上記軸受装置によって回転自在に支持されている。上記筒体には、円周方向の長さが中心角（３６０／ｎ）°に対応する窓が、１つずつ順次周方向かつ軸方向にずれるようにして螺旋状にｎ個形成されている。
【０００４】
上記筒体内には、リング状の本体内周に該本体内周をｎ等分した部分歯を有しかつ本体外周に適宜の支持体を介して回転自在な係止アームを有するｎ個の分割内設ギヤが各々挿入されている。上記部分歯は、上記出力軸のギヤに噛合する構成とされ、更に上記支持体及び係止アームがそれぞれ対応する上記窓から周方向に空隙を持たせて突出して外周ギヤの内周に回転自在に固定されている。
【０００５】
そこで、次のような作用を奏する。筒体内に挿入されるｎ個の各分割内設ギヤは、それぞれその内周をｎ等分した部分歯を有しており、それらが１つずつ周方向かつ軸方向にずれるように配設されるので、これらｎ個の部分歯全体で筒体内に螺旋状の内周ギヤが形成される。一方、出力軸のギヤは筒体に対して偏心位置にあるから、出力軸のギヤは上記内周ギヤの一部、即ち各分割内設ギヤのいずれかの部分歯と噛合している。従って、入力軸の回転が出力軸に伝達される経路は、入力軸のギヤ・外周ギヤ・係止アームと支持体・分割内設ギヤ・出力軸のギヤとなっている。
【０００６】
そこで外周ギヤの回転は、係止アームを介して各分割内設ギヤに伝達されるが、筒体（内周ギヤ）は外周ギヤに対して偏心位置にあり、しかも上記支持体及び係止アームはそれぞれ対応する窓から周方向に空隙をもって突出しているため、外周ギヤの回転数と内周ギヤとの回転数は一致しているもののその角速度は各分割内設ギヤによって異なっている。従って、この角速度の相違によって外周ギヤの回転とは異なった回転が出力軸のギヤに伝達され、変速が実現される。
【０００７】
そして無段階に変速させるには、調整本体を適宜回動させることによって筒体の偏心位置の偏心角度を連続的に変えればよい。この場合、筒体を偏心させることによる外周ギヤの反力は調整装置の回動付勢によって補償されている。なお、回転に伴う筒体が外周ギヤに対して偏心していることによる各分割内設ギヤと外周ギヤの内周との接近・離隔は、支持体と係止アームによって吸収されている。
【０００８】
特許文献２は次のような構成となっている。入力軸によって回転される大歯車と、この大歯車の内周側にリンク機構で連結するアクティブリングと、このアクティブリング内に嵌合し昇降手段により昇降移動する半月状のクレセントバーと、このクレセントバー内に偏心して挿通し上記昇降手段に回転可能に支持された出力軸と、上記アクティブリングの円周上に設けた複数の爪片を１ユニットとする駆動側爪部材と、この駆動側爪部材はクレセントバーの外周に嵌合すると共に、クレセントバーの開口部でこの内部に挿通する出力軸の外周に設けた複数の爪片に噛合する従動側爪部材とを具備する。上記駆動側爪部材が上記従動側爪部材に噛合区間で回転トルクを出力軸に伝達させる。
【０００９】
そこで、次のような作用を奏する。入力軸に回転させる大歯車が一定の回転速度で回転する時、その大歯車の回転トルクがアクティブリング及び出力軸との間に設けた駆動側爪部材と上記従動側爪部材との噛合時にのみ出力軸に伝達される。この時、アクティブリングの軸芯位置を上記大歯車の軸芯位置に対して上側又は下側に偏心させると、駆動側爪部材と従動側爪部材との噛合点において、アクティブリング側の周速が増速又は減速関係となり、必然的に出力軸は増速又は減速される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記従来技術は、いずれも構造が複雑で構成部品が多く、高価になると共に大型化する。また変速させるには入力軸と出力軸の間隔を変化させる必要があり、この間隔を変化させるのは非常に困難である。
【００１１】
本発明の課題は、構造が簡単で安価にできると共に小型化が図れ、また入力軸及び出力軸の間隔を変化させないで変速できる無段変速装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するための本発明の請求項１は、外輪の中心に回転軸が配設され、前記回転軸に連結リングを固定し、前記外輪を前記連結リングに複数個の弾性部材を介して支持させ、前記外輪を複数個のガイドローラで挟持し、該複数個のガイドローラを一体的に移動させるように構成するか、又は前記外輪に駆動手段で移動させられるアジャストプレートを設けたことを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決するための本発明の請求項２は、請求項１において、前記連結リングは複数個よりなり、前記外輪は前記各連結リングにそれぞれ複数個の弾性部材を介して支持させ、前記回転軸と前記各連結リングとをそれぞれ選択的に連結させる連結手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１によれば、ガイドローラ又はアジャストプレートの移動によって、外輪は強制的偏心で変速する。この構成は、外輪、回転軸、連結リング及び複数個の弾性部材よりなるので、構造が簡単で安価にできると共に小型化が図れる。回転軸を入力軸とし、入力軸と出力軸の間隔を変化させないで外輪の回転を出力軸に変速させて伝達することができる。
請求項２によれば、前記請求項１による効果の他に次のような効果が得られる。連結手段で回転軸と複数個の連結リングを選択的に係合させることにより、弾性部材の弾性定数によって偏心率を可変とすることができる。
【００１７】
また請求項１及び２によれば、前記した効果の他に次のような効果が得られる。複数個のガイドローラ又はアジャストプレートを移動させることにより、外輪は強制的に偏心して変速する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の無段変速装置の第１の参考の形態を図１及び図２により説明する。図１に示すように、無段変速装置１は次のような構成となっている。外輪２の中心には回転軸３が配設されている。外輪２には４個のばね掛け部４が設けられており、回転軸３にはばね掛け部４に対応して４個のばね掛け部５を有する連結リング６が固定されている。そして、ばね掛け部４と５にはばね７が掛けられている。外輪２はばね７を介して回転軸３に支持されているのみであるので、外輪２が回転軸３の軸方向にずれるおそれがある。そこで、外輪２の両側には外輪２と僅かな隙間を保ってガイドプレート８が配設されており、このガイドプレート８は回転軸３に固定されている。また外輪２が回転軸３の直角方向に移動するのを規制するために、外輪２の内周と一定間隔を保ってストッパ９がガイドプレート８には固定されている。なお、図示しないが、ばね４が弾性限界を超えないように、外輪２と連結リング６にはばね４の伸びを規制する、例えばリンク、シリンダー、ケーブル等を配設する。
【００１９】
図１は外輪２に負荷が掛けられていない状態を示す。図１の状態より図２に示すように、回転軸３を矢印Ａ方向に回転させ、外輪２に矢印方向に負荷Ｗが加わるとする。外輪２はばね７で回転軸３に支持されているのみであるので、２点鎖線で示す無負荷状態の外輪２は、負荷Ｗが加わると、実線で示すように負荷方向（下方向）に移動する。即ち、外輪２の中心Ｏ１は中心Ｏ２に移動し、回転軸３の中心Ｏ１に対してｅだけ偏心する。この場合、外輪２の２ａ部は回転軸３に対して半径が小さいので減速となり、外輪２の２ｂ部は回転軸３に対して半径が大きくなるので増速となる。このように、回転軸３の回転力と負荷Ｗによって、外輪２は自律的偏心ｅで変速する。
【００２０】
図３は応用の一例を示す。出力軸１０にはプーリ１１が固定されており、外輪２とプーリ１１にはベルト１２が掛けられている。そこで、前記したように、回転軸３が矢印Ａ方向に回転して外輪２が２点鎖線の状態より実線で示すように偏心ｅすると、２ａ部の半径は小さくなるので、プーリ１１は所定の速度より減速されて駆動され、プーリ１１を回転させる。なお、外輪２及びプーリ１１がそれぞれスプロケットで、ベルト１２がチェーンでもよいことは言うまでもない。
【００２１】
図４は本発明の無段変速装置の第２の参考の形態を示す。前記参考の形態は、１個の外輪２と１個の連結リング６に放射状に配置した４個１組のばね７を取付けた場合を示す。本実施の形態は、３個の連結リング６Ａ、６Ｂ、６Ｃを有し、これらの連結リング６Ａ、６Ｂ、６Ｃは回転軸３に固定されていなく回転自在に支承されている。外輪２と連結リング６Ａとは、前記実施の形態と同様に、複数個１組のばね７Ａで連結され、外輪２と連結リング６Ｂ、６Ｃも同様に、それぞれ複数個１組のばね７Ｂ、７Ｃで連結されている。
【００２２】
外輪２と連結リング６Ａ、６Ｂ、６Ｃとは、それぞれ選択的に結合可能となっている。回転軸３の連結リング６Ａ、６Ｂ、６Ｃの部分には、軸方向にキー溝３ａが形成され、キー溝３ａにはキー１５が軸方向に移動可能に装着されている。連結リング６Ａ、６Ｂには同じ深さのキー溝６ａ、６ｂが形成され、連結リング６Ｃには前記キー溝６ａ、６ｂより深いキー溝６ｃが形成されている。キー１５にはキー溝６ａ、６ｂに係合する高さの低いキー部１５ａと、キー溝６ｃに係合する高さの高いキー部１５ｃが形成されている。
【００２３】
そこで、図４（ｂ）の（ｂ１）に示すようにキー１５を移動させると、キー１５のキー部１５ａが連結リング６Ｂのキー溝６ｂのみに係合し、回転軸３は連結リング６Ｂが連結され、外輪２にはばね７Ｂの付勢力が働くことになる。図４（ｂ）の（ｂ２）に示すようにキー１５を移動させると、回転軸３には連結リング６Ａ、６Ｂが連結され、外輪２にはばね７Ａ、７Ｂの付勢力が働く。図４（ｂ）の（ｂ３）に示すようにキー１５を移動させると、キー１５のキー部１５ｃにも連結リング６Ｃが係合するので、回転軸３には連結リング６Ａ、６Ｂ、６Ｃが連結され、外輪２にはばね７Ａ、７Ｂ、７Ｃの付勢力が働くことになる。
【００２４】
このように、放射状に配置した複数個を１組とするばね７Ａ、７Ｂ、７Ｃを複数列軸方向に配置、選択的に回転軸３と係合させる構造とすることにより、外輪２はばね７Ａ、７Ｂ、７Ｃのばねの弾性定数によって偏心率を可変とすることができる。なお、上記実施の形態は、３個の連結リング６Ａ、６Ｂ、６Ｃと３組のばね７Ａ、７Ｂ、７Ｃを設けた場合について説明したが、特にこれらの個数は限定されるものではなく、２個以上の連結リング及びばねを設けてもよい。
【００２５】
前記各参考の形態は、回転軸３の回転力と外輪２への負荷によって外輪２が自律的偏心で変速する構成を示す。図５乃至図１０は強制的偏心による変速を有する構成を示す。外輪２を強制的に偏心させるのに、図５はガイドローラ２０による場合を示し、図６はアジャストプレート３０による場合を示す。
【００２６】
図５は本発明の無段変速装置の第１の実施の形態を示す。外輪２の側面には、外径が外輪２の外径より大きく、内径が外輪２とほぼ同じ大きさの鍔部２ｃが一体的に形成されている。鍔部２ｃの外周には、該鍔部２ｃを挟持する形で４個のガイドローラ２０が配設されている。ガイドローラ２０は支軸２１に回転自在に設けられており、支軸２１は移動板２２に固定されている。移動板２２は、図５（ｂ）において紙面に垂直な方向に図示しない駆動手段で移動させられるようになっており、移動板２２は回転軸３に干渉しないように穴が設けられている。
【００２７】
そこで、移動板２２を図５（ｂ）において紙面に垂直な方向に移動させると、ガイドローラ２０は図５（ａ）に示すように矢印方向に移動する。これにより、外輪２はガイドローラ２０によて右又は左方向に移動させられ、外輪２は偏心する。従って、外輪２は強制的に偏心して変速する。
【００２８】
図６は本発明の無段変速装置の第２の実施の形態を示す。前記実施の形態はガイドローラ２０を外輪２の外側に配設した場合を示す。本実施の形態はガイドローラ２０を外輪２の内側に配設した場合を示す。外輪２と一体的に形成された鍔部２ｃの内周を外輪２の内周より小さく形成し、鍔部２ｃの内周には、該鍔部２ｃを挟持する形で４個のガイドローラ２０が配設されている。ガイドローラ２０は前記実施の形態と同様に、支軸２１に回転自在に設けられており、支軸２１は移動板２２に固定されている。このように、構成しても前記実施の形態と同様の効果が得られる。
【００２９】
図７は本発明の無段変速装置の第３の実施の形態を示す。外輪２の側面には、図示しない駆動手段で移動させられる四方形状のアジャストプレート３０、３０が固定されている。アジャストプレート３０は、外輪２の外周より大きく形成され、外輪２の内径と同じかそれより若干大きな穴３０ａが明けられている。このように構成しても図５及び図６の第１及び第２の実施の形態と同様の効果が得られる。即ち、アジャストプレート３０が矢印方向に移動させられると、外輪２も一緒に同方向に移動して偏心する。これにより、外輪２は強制的偏心で変速する。
【００３０】
図８は本発明の無段変速装置の第４の実施の形態を示す。本実施の形態は、２個の無段変速装置１Ａ、１Ｂを有しており、一方の無段変速装置１Ａは入力部となっており、他方の無段変速装置１Ｂは出力部となっている。即ち、３Ａが入力軸で、３Ｂが出力軸となっており、２個の外輪２、２が接する形で入力軸３Ａと出力軸３Ｂが設けられている。従って、本実施の形態においては、図３に示すプーリ１１（又はスプロケット）、ベルト１２（又はチェーン）等を使用しないで、外輪２、２の強制的偏心で出力軸３Ｂが変速する。
【００３１】
図９（ａ）（ｂ）は本発明の無段変速装置の第５及び第６の実施の形態を示す。本実施の形態は、図５及び図６の第１及び第２の実施の形態を図８の実施の形態に適用した場合を示す。即ち、図９（ａ）（ｂ）は図５及び図６と同様に、外輪２の側面に固定された鍔部２ｃ（図５（ｂ）参照）の外周又は内周を挟持する形で４個のガイドローラ２０が配設されている。ガイドローラ２０は支軸２１に回転自在に設けられていり、支軸２１は移動板２２に固定されている。従って、本実施の形態は、図８の第４の実施の形態と同様に、ガイドローラ２０が矢印方向に移動されると、外輪２はガイドローラ２０によって左又は右方向に移動させられ、外輪２は偏心する。これにより、外輪２は強制的に偏心して変速する。
【００３２】
図１０は本発明の無段変速装置の第７の実施の形態を示す。本実施の形態は、図７の第３の実施の形態を図８の実施の形態に適用した場合を示す。即ち、図１０は図７と同様に、外輪２の側面には、図示しない駆動手段で移動させられる四方形状のアジャストプレート３０、３０が固定されている。アジャストプレート３０は、外輪２の外周より大きく形成され、外輪２の内径と同じかそれより若干大きな穴３０ａ、３０ａが明けられている。従って、本実施の形態は、アジャストプレート３０が矢印方向に移動させられると、外輪２も一緒に同方向に移動して偏心する。これにより、外輪２は強制的偏心で変速する。
【００３３】
図１１は本発明の無段変速装置の第８の実施の形態を示す。前記各実施の形態は、連結リング６に４個のばね７を放射状に設けた場合について説明した。ばね７は４個に限定されなく、例えば図１１（ａ）に示すように５個、図１１（ｂ）に示すように６個、図１１（ｃ）（ｄ）に示すように８個設けてもよい。またばね７の取付け方法は、図１１（ｃ）（ｄ）のように異なっていてもよい。
【００３４】
なお、上記各実施の形態は、弾性部材としてばね７を設けた場合について説明したが、ばね７に限定されるものではない。例えばゴム等でもよい。また図４の構造は図５乃至図１０の構造にも適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の無段変速装置の第１の参考の形態を示し、（ａ）はガイドプレートを取り外した状態の正面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】回転軸が回転して外輪に負荷が加わった状態における正面図である。
【図３】応用の一例をしめす正面図である。
【図４】本発明の無段変速装置の第２の参考の形態を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）はキーと連結リングとの係合関係の説明図である。
【図５】本発明の無段変速装置の第１の実施の形態を示し、（ａ）はガイドローラを外輪の外側部に配設した正面図、（ｂ）は側面図である。
【図６】本発明の無段変速装置の第２の実施の形態を示し、（ａ）はガイドローラを外輪の内側部に配設した正面図、（ｂ）は側面図である。
【図７】本発明の無段変速装置の第３の実施の形態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図８】本発明の無段変速装置の第４の実施の形態の正面図である。
【図９】本発明の無段変速装置の第５及び第６の実施の形態を示し、（ａ）はガイドローラを外輪の外側部に配設した正面図、（ｂ）はガイドローラを外輪の内側部に配設した正面図である。
【図１０】本発明の無段変速装置の第７の実施の形態の正面図である。
【図１１】本発明の無段変速装置の第８の実施の形態の正面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１、１Ａ、１Ｂ    無段変速装置
２    外輪
２ｃ    鍔部
３    回転軸
３ａ    キー溝
６、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ    連結リング
６ａ、６ｂ    キー溝
７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ    ばね
８    ガイドプレート
１５    キー
２０    ガイドローラ
２１    支軸
３０    アジャストプレート
【図１】
0004789525.tif 000002
【図２】
0004789525.tif 000003
【図３】
0004789525.tif 000004
【図４】
0004789525.tif 000005
【図５】
0004789525.tif 000006
【図６】
0004789525.tif 000007
【図７】
0004789525.tif 000008
【図８】
0004789525.tif 000009
【図９】
0004789525.tif 000010
【図１０】
0004789525.tif 000011
【図１１】
0004789525.tif 000012