CN1042973C - 带式无级变速装置 - Google Patents

Abstract

一种分离式带轮结构的带式无级变速装置，其中能设定卷绕直径的分离式带轮(1)包括在上述转轴(7)的轴向不能移动的固定带轮盘(1b)、在上述转轴(7)的轴向可滑动地改变与上述固定带轮轴向距离的可动带轮盘(1a)、外套在上述转轴上的凸轮体(11)、安装在上述可动带轮盘上的移动件(10)和借助于上述凸轮体和上述移动件的相互转动而使上述可动带轮盘在上述轴向滑动的凸轮机构(B)。

Description

带式无级变速装置

本发明涉及使带式无级变速装置的操作系统小型化，使之易于配置在康拜因或割草机等作业机械上的技术。

例如，把带式无级变速装置用于作业机械行走传动系统中时，要有正反转切换机构。于是，为获得良好的前进后退的操作性能，多为如实开平4-108430号公报中所示的使用一个变速杆操纵带式无级变速装置和正反转切换机构的结构。

采用上述操纵结构时，操纵变速杆自中立位置到前进或后退侧位置以使带式无级变速装置增速，即，使作用在分离式带轮上的凸轮机构的操纵杆在变速杆不论是前进还是后退操作时向同一方向摇摆，用上述公报中图4所示的连接机构把变速杆与操纵杆连接起来。

这样，使变速杆根部的操作臂向左右突出，并设有借助于连接该操作臂端部的连杆与设在操作杆上的销部件相连的连接机构，这样就要求有比较大的空间，使操纵系统大型化，从而存在改善的余地。

本发明的目的是在操纵变速操纵部件的前进后退任一方向上使带式无级变速装置加速的连接用连接机构紧凑而形成小型化的变速操作系统。

为了达到本发明的上述目的，本发明的一种带式无级变速装置，由分离带轮结构构成，通过具有前进区域和后退区域的用于改变速度的变速杆的操作，能改变设定分离带轮结构的输入侧的第1带轮与输出侧的第2带轮中一个的带卷绕直径，上述带式无级变速装置的分离带轮具有：

a)在该分离带轮的转轴的轴向不能移动的固定带轮盘；

b)通过在上述转轴的轴向滑动，能改变与上述固定带轮盘的轴

  向距离的可动带轮盘；

c)外套在上述转轴上的凸轮体；

d)安装在上述可动带轮盘上并相对于该可动带轮盘轴向不可相

  对移动的移动件；

e)凸轮机构，通过上述凸轮体和上述移动件相互的相对转动而

  使上述可动带轮盘在上述轴向滑动移动，该凸轮机构具有在

  上述凸轮体上形成的倾斜凸轮面和凸轮从动件，凸轮从动件

  形成在上述移动件上并沿上述倾斜凸轮面移动；

其特征在于，能切换成前进状态和后退状态的前进后退切换机构连结在上述变速杆上，通过上述变速杆在上述前进区域向增速侧的操作，使上述凸轮体相对于上述凸轮从动件在一个方向相对转动；通过在上述后退区域向增速侧的操作，使上述凸轮体相对于上述凸轮从动件在另一个方向相对转动；并且，不论上述凸轮体相对于上述凸轮从动件在上述一个方向还是另一个方向任一方向相对转动，上述可动带轮盘在上述转轴的轴向在同一方向滑动。

也就是，凸轮机构用由于凸轮体与凸轮从动件的相对转动而滑上移动，即，由于与凸轮从动件滑动相接的凸轮沟槽倾斜而产生的分力，使可动带轮盘完成轴向远近移动。从而，使凸轮沟槽成为凹槽形状等，形成不论凸轮体与凸轮从动件的相对转动方向如何都在同方向上滑上的动作状态时，变速操纵部件与凸轮体只采用连杆或缆索等传递操作力的构造简单而不占空间的连动机构也能解决问题，故不必设置过去的另外的连接机构。

又由于在分离式带轮转轴上集中配置的滑上凸轮机构本身构成是紧凑的，故能使带式无级变速装置的操纵系统整体结构紧凑。

这样，仅仅对设计凸轮体的凸轮沟槽形状进行简单而经济的改造，就能把不论变速操纵部件的前进、后退操作，都使带式无级变速装置增速操作的连接机构装备在凸轮机构本身上，为适宜安装在康拜因等作业机械上提供了装配空间，这些都是本发明的优点。

图1是表示带式无级变速装置构造的剖视图；

图2是表示凸轮沟槽形状的俯视图；

图3是表示凸轮从动件止转结构侧视图；

图4是变速操纵结构主要部分的系统图；

图5是表示中立复归机构的侧视图；

图6是表示变速操纵路径的平面图；

图7是表示助力机构动作条件的助力模式图。

第1实施例：

下面，就适用于康拜因行走系统的变速装置的带式无级变速装置，根据附图对本发明的实施例加以说明。

图1中示出了带式无级变速装置A,1是驱动带轮，2是从动带轮，3是带，4是通过传动带15把发动机的动力输入的动力输入带轮，5是行走变速箱，6是带式变速箱体，7是驱动带轮轴，8是从动带轮轴。

驱动带轮1与从动带轮2，全是分离式带轮结构。这里，把从动带轮2上的可动带轮盘2a压向固定带轮盘2b的压缩螺旋弹簧9为带3提供张力，驱动带轮1上的可动带轮盘1a为借助于滑上凸轮机构B相对于驱动带轮轴7上固定带轮盘1b可远近滑动的结构，下面详述其构造。

如图1～图3所示，可动带轮盘1a的一端轴向延伸有毂部100，毂部100的内周外套在驱动带轮轴7的花键上。在上述可动带轮盘1a的上述毂部100的外周上还通过轴承200外套着筒状移动件10。进而，通过驱动带轮轴7上的轴承300外套着凸轮体11，在此凸轮体11的一端形成轴向延伸的筒状部分110，由于凸轮体11与移动件10的相对转动，为了使可动带轮盘1a轴向滑动，构成了凸轮机构B。凸轮机构B包括在凸轮体11上形成的倾斜凸轮面和凸轮从动件10A，它形成在移动件10上并沿上述倾斜凸轮面移动。

凸轮体11的两处凸轮沟槽(倾斜凸轮面的一例)11A，形成有沿圆周方向对称的前进用斜面11f与后退用斜面11r的凹槽形状，移动件10的两处凸轮从动件10A设计成与沟槽面相接，因为凸轮从动件10A位于凸轮沟槽11A的底部，在任何方向上转动凸轮体11，通过移动件10都能施压移动可动带轮盘1a使驱动带轮1的带卷绕半径向增大方向，即向增速侧动作，这就是凸轮机构B具有的功能。

另外，由于两个凸轮从动件10A中有一侧较长，嵌入变速箱体6突出部6t里面的切削加工部中，可对移动件10进行止转。另外，嵌入凸轮从动件10A的突出部6t若在箱体成形时一体地形成(铸造或锻造)，则成本低且方便。

如图4所示，在从动齿轮12的毂部12B上，绕轴心P可转动地以可游动状态安装着可摇动的手动变速杆16，它沿着图6所示的Z状的操作路径W移动。另外，变速杆16上连接前进后退切换机构26，由在操作路径W的横向通路Wy中的杆的操纵而切换成前进状态与后退状态，变速杆16在横向通路Wy中时，为带式无级变速装置A的最低速状态(通常为带松驰而处于中立传动状态)。

还设有伴随此变速杆16的摇动操作而动作的助力机构C。包括：通过在变速杆16上成一体地的突片16a的作用而检出摇动方向的第1、第2开关17、18、上述齿轮传动电机13，一对继电器20、20及控制装置19。例如，变速杆16一开始向图中右方摆动，则第1开关17接合，齿轮传动电机13被驱动，驱动从动齿轮12向同一方向回转。

如图5中所示，通常使上述突片16a与两个开关17、18都不发生作用，并设置有使之恢复到这中央位置的中立复归机构D。即，使安装在从动齿轮12上的支轴21的左右对称装有可自由摆动地支承着的一对臂杆22、22，设有使这些臂杆22相互接近的拉伸弹簧25，使各臂杆22被拉向挟持着安装在从动齿轮12上的固定销23而连接，还设有位于支轴21与固定销23之间并在各臂杆22之间的由安装在突片16a上的螺栓形成的作用销24。

借助子上述结构，若如图5(2)中所示地进行变速杆16摆动操作，使任何一个臂杆22绕支轴21周围进行摆动而按压任何一方的开关17或18使助力机构C动作，当不进行操纵时，在拉伸弹簧25的作用下，如图5(1)中所示，各臂杆22同时与固定销23接触，即变速杆16被恢复到任一开关17、18均不动作的中立位置。

在上述实施例中，凸轮沟槽11A的前进用倾斜面11f与后退用倾斜面11r的倾斜角度可以相互不同，或除了直线的倾斜面以外，也可使用二次曲线等非线性的上升倾斜面，使之有起始时的慢速起动与高速侧的敏锐的响应特性的变速特性。

第2实施例：

在上述带式无级变速装置中，在设置辅助变速操纵部件的操纵力而使操纵力减轻的助力机构时，考虑下述的改进。

在从可动与固定带轮盘相互接近的高速状态操纵至带轮盘相互离开的低速侧时，由于带的张紧而产生的力的作用，减小手动操纵力也能进行变速操作，而且，即使在输入带轮不转的情况下，也能使可动带轮盘向远离方向移动(传动带松驰)。

然而，在反抗带张紧力使分离式带轮的带的卷绕直径增大而带轮盘相互靠近的操作中，若输入带轮转动，在大操纵力下虽也能进行平稳地变速，可是当输入带轮不转的情况下使带轮盘相互迅速接近在物理上是不合适的，单纯地对带施加横向压力，可能会招致带与操纵系统的损伤。在人力进行变速操作时，由于操作力小虽不致有上述可能性，但在用本申请的设置助力机构的驱动器动力来补充操作力时，由于过大的操作力输入使上述可能性提高。

为改善上述状况，在本实施例中，如图4中所示，设有检测发动机27是否转动的原动检测装置28(发电机、转动传感器、油压开关等)以及对把输入带轮1与发动机27连动的带机构29的主离合器30的接合、离开状态进行检测的离合器检测装置31。

在上述转轴7转动状态下，即发动机27转动而且主离合器30接入而处于传动状态，对可动带轮盘1a的远近两方向施加辅助操纵力，而当转轴7处于不转动的停止状态、即发动机27与主离合器30不连动的状态下，可动带轮盘1a上只在使带卷绕直径向直径变小方向施加辅助操纵力，上述控制装置19把助力机构C、原动检测装置28和离合器检测装置31联系起来。离合器检测装置31由离合器踏板32及由其操纵的踏板开关33构成，踏板开关33接在控制装置19上。

也就是，如图7所示，发动机27转动而且主离合器30脱开的第1状态，发动机27停止并且主离合器30脱开的第2状态以及发动机27停止并且主离合器30接入的第3状态分别是停止状态，在此状态时，只是在把变速杆16向最低速(中立)位置操纵(可动带轮盘1a远离固定带轮盘1b方向)的方向上，助力机构C动作。而发动机27转动并且主离合器30接入时的第4状态为传动状态，在此状态下，变速杆16可在低速及高速的任何操作方向上，助力机构C动作。

这样地，作为设有能使变速操作轻快地进行的助力机构的结构，能够控制只在需要由其提供操纵辅助力的场合下发挥作用，故能提供在装置保护或安全上处于理想状态而轻快地实现变速操作的带式无级变速装置。

在上述第2实施例中，虽然是用原动检测装置28和离合器检测装置31构成检测转轴7转动与否的转动检测装置E，也可以设置直接检测转轴7转动与否的检测传感器用以构成转动检测装置E。

进而，在上述两个实施例中，在凸轮体11上变速箱体6外面的扇形从动齿轮12是与毂部相互成一体的嵌合安装的结构，而与内藏着蜗轮减速机构的齿轮传动电机(相当于驱动器)13的齿轮14相啮合，从动齿轮12与齿轮传动电机13是在侧视方向(与驱动带轮轴7垂直的方向)上位于输入带轮4与变速箱体6之间的位置配置的。由于这种配置可以求得减轻变速操纵力的效果，尽管采用驱动器等结构，也能保持使装置全体尺寸比较小。

而且，在用油压缸或电动缸使凸轮体11转动时，也可用向驱动带轮轴7上用齿轮机构输入动力的结构，此时，把油压或电动缸配置在输入齿轮与变速箱体6之间的位置。

Claims (5)

1．一种带式无级变速装置，由分离带轮结构构成，通过具有前进区域和后退区域的用于改变速度的变速杆(16)的操作，能改变设定分离带轮结构的输入侧的第1带轮(1)与输出侧的第2带轮(2)中一个的带卷绕直径，上述带式无级变速装置的分离带轮(1)具有：

a)在该分离带轮(1)的转轴(7)的轴向不能移动的固定带轮盘(1b)；

b)通过在上述转轴的轴向滑动，能改变与上述固定带轮盘(1b)的轴向距离的可动带轮盘(1a)；

c)外套在上述转轴(7)上的凸轮体(11)；

d)安装在上述可动带轮盘(1a)上并相对于该可动带轮盘(1a)轴向不可相对移动的移动件(10)；

e)凸轮机构(B)，通过上述凸轮体(11)和上述移动件(10)相互的相对转动而使上述可动带轮盘(1a)在上述轴向滑动移动，该凸轮机构(B)具有在上述凸轮体(11)上形成的倾斜凸轮面和凸轮从动件(10A)，凸轮从动件(10A)形成在上述移动件(10)上并沿上述倾斜凸轮面移动；

其特征在于，能切换成前进状态和后退状态的前进后退切换机构(26)连结在上述变速杆(16)上，通过上述变速杆(16)在上述前进区域向增速侧的操作，使上述凸轮体(11)相对于上述凸轮从动件(10A)在一个方向相对转动；通过在上述后退区域向增速侧的操作，使上述凸轮体(11)相对于上述凸轮从动件(10A)在另一个方向相对转动；并且，不论上述凸轮体(11)相对于上述凸轮从动件(10A)在上述一个方向还是另一个方向任一方向相对转动，上述可动带轮盘(1a)在上述转轴(7)的轴向在同一方向滑动。

2．如权利要求1所述的无级变速装置，其特征在于，上述凸轮体(11)上有凸轮沟槽，由前进用倾斜面(11f)和后退用倾斜面(11r)形成凸轮沟槽。

3．如权利要求1所述的无级变速装置，其特征在于，还设置辅助由上述凸轮机构(B)使可动带轮盘(1a)在上述轴向滑动的助力机构(C)。

4．如权利要求3所述的无级变速装置，其特征在于，还设置检测发动机(27)的转动的原动检测装置(28)和检测主离合器(30)的接合、离开状态的离合器检测装置(31)，根据这些检测装置的检测结果，通过控制装置(19)来判断上述转轴(7)是否在转动，上述助力机构(C)在上述转轴(7)转动时，对于上述可动带轮盘(1a)相对于上述固定带轮盘(1b)的远近两方向的移动起作用；在上述转轴(7)不转动时，只对上述可动带轮盘(1a)远离上述固定带轮盘(1b)方向的移动起作用。

5．如权利要求3所述的无级变速装置，其特征在于，上述助力机构(C)包括驱动器(13)，当垂直于上述转轴方向看时该驱动器(13)设置在上述转轴(7)上的动力输入回转体(4)和变速箱体(6)之间。

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