JP3005148B2 - ベルト式無段変速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、互いに対向して伝動ベ
ルトに接触する一対のプーリー部分を近接及び離間自在
に支持した割プーリー構造のベルト式無段変速装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】前述のような割プーリー構造のベルト式
無段変速装置の一例を、図４に示している。この図４の
ベルト式無段変速装置において上手側の伝動軸４１に着
目すると、一方のプーリー部分４２を伝動軸４１に固定
し、他方のプーリー部分４３を伝動軸４１に沿って移動
自在に外嵌して、一対のプーリー部分４２，４３に亘り
伝動ベルト４４を巻回している。移動側のプーリー部分
４３の外側にリング状の押圧部材４５をベアリング４６
を介して外嵌し、押圧部材４５をプーリー部分４３側に
押圧する傾斜面４７ａを持つリング状の変速部材４７
を、ベアリング４８を介して伝動軸４１に外嵌してい
る。

【０００３】そして、伝動軸４１の軸芯と平行な接触面
を持ち、図４の紙面左右方向に横長に形成される凹部４
９ａを一方のケース４９に形成して、押圧部材４５のピ
ン４５ａを凹部４９ａに挿入しており、ピン４５ａと凹
部４９ａとの接当により押圧部材４５における伝動軸４
１に沿っての移動を許しながら、押圧部材４５の回転を
止めるように構成している。これにより、変速部材４７
を伝動軸４１の軸芯周りに回転操作することによって、
押圧部材４５及び移動側のプーリー部分４３を、固定側
のプーリー部分４２に対して近接及び離間操作すること
により、伝動ベルト４４の巻回半径を変更して変速操作
するように構成している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図４に示す構成では、
操縦者が変速部材４７を伝動軸４１の軸芯周りに回転操
作した場合の操作力のうち、変速部材４７の傾斜面４７
ａに生じる伝動軸４１の軸芯方向の分力のみによって、
押圧部材４５及び移動側のプーリー部分４３を、固定側
のプーリー部分４２側に押し操作している。このように
操縦者による変速部材の操作力の全てが、押圧部材及び
移動側のプーリー部分の固定側のプーリー部分側への押
し操作に使用されるわけではないので、変速部材の回転
操作が重くなっており改善の余地がある。本発明は割プ
ーリー構造のベルト式無段変速装置において、変速部材
の回転操作による変速操作が軽く行えるように構成する
ことを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は以上のよ
うなベルト式無段変速装置において、次のように構成す
ることにある。つまり、互いに対向して伝動ベルトに接
触する一対のプーリー部分を、上手側の伝動軸又は下手
側の伝動軸に取り付けて、前記一対のプーリー部分にお
ける一方を前記伝動軸に固定し、他方を前記伝動軸に沿
って移動自在に構成して、前記上手側の伝動軸及び下手
側の伝動軸に亘り伝動ベルトを巻回し、前記移動側のプ
ーリー部分における固定側のプーリー部分とは反対側の
背面に、ベアリングを介して相対回転自在に押圧部材を
外嵌し、前記移動側のプーリー部分を支承する固定部及
び前記押圧部材のうちの一方にピンを設け、他方に前記
伝動軸の軸芯方向に沿う接当面を設けて、前記ピンと接
当面との接当により前記押圧部材における前記伝動軸の
軸芯に沿っての移動を許しながら、前記押圧部材の回転
を止めるように構成し、前記伝動軸の軸芯周りに回転操
作されることによって、前記押圧部材のピン又は接当面
を固定部の接当面又はピンに押圧しながら、前記押圧部
材を固定側のプーリー部分側に押し操作する傾斜カムを
備えた変速部材を備えて、前記変速部材により移動側の
プーリー部分を固定側のプーリー部分に近接及び離間操
作することによって、前記伝動ベルトの巻回半径を変更
して変速操作するように構成すると共に、前記接当面
を、前記変速部材による前記押圧部材の固定側のプーリ
ー部分側への押し操作に伴って、前記ピンとの接当部分
で、前記押圧部材を固定側のプーリ ー部分側に押し操作
する分力を発生させる開き角を有するように、前記伝動
軸の軸芯に対して傾斜させてある。

【０００６】

【作用】本発明によると、例えば、図１（イ）（ロ）及
び図２に示すように、押圧部材８にピン８ａを設け、固
定部３に接当面３ａを設ける構成のものにおいては、変
速部材９を伝動軸１の軸芯周りに回転操作〔図１（ロ）
では変速部材９を紙面上方に向けて回転操作した状態を
例示する〕すると、変速部材９における傾斜カム９ａの
作用によって、この傾斜カム９ａと直交する方向の操作
力Ｆがピン８ａ（ローラー８ｂ）を介して押圧部材
（８）に作用するようになる。しかしながら、この操作
力Ｆの分力である、伝動軸１の軸芯に沿う方向の分力Ｆ
１と、伝動軸１の軸芯と直交する方向の分力Ｆ２のう
ち、後者の分力Ｆ２は、押圧部材８のピン８ａと固定部
３の接当面３ａとの接当により押圧部材（８）の回転が
止められることで、変速部材９と押圧部材（８）との間
では機能しないようになる。つまり、変速部材９と押圧
部材（８）との間では分力Ｆ１のみが有効となり、この
分力Ｆ１によって、押圧部材８が固定側のプーリー部分
５側（紙面右側）に押し操作され、それに伴って、移動
側のプーリー部分６が固定側のプーリー部分５に接近
し、もって、高速側に変速操作されるようになる。

【０００７】一方、押圧部材８のピン８ａと固定部３の
接当面３ａとの間では、分力Ｆ２が機能してピン８ａを
接当面３ａに押圧するようになる。 この点に着目して、
上述のように押圧部材８にピン８ａを設け、固定部３に
接当面３ａを設ける構成のものにおいては、図１（イ）
に示すように、接当面３ａを伝動軸１の軸芯に対して傾
斜させるための開き角Ａを、移動側のプーリー部分６側
ほど開くように設定すれば、図１（ロ）に示すように、
分力Ｆ２により押圧部材８のピン８ａが接当面３ａに押
圧されるのに伴って、接当面３ａに沿う方向の分力Ｆ３
が分力Ｆ２から発生するようになる。

【０００８】ちなみに、図示は省略するが、例えば押圧
部材８に接当面を設け、固定部３に ピンを設ける構成の
ものにおいては、接当面を伝動軸１の軸芯に対して傾斜
させるための開き角Ａを、移動側のプーリー部分６とは
押圧部材８を挟んで反対側に位置する変速部材９側ほど
開くように設定すれば、分力Ｆ２により押圧部材８の接
当面がピンに押圧されるのに伴って、接当面３ａに沿う
方向の分力Ｆ３が分力Ｆ２から発生するようになる。

【０００９】従って、本発明の構成では、図１（ロ）に
示すように、操作力Ｆにおける伝動軸１の軸芯に沿う方
向の分力Ｆ１と、操作力Ｆにおける伝動軸１の軸芯と直
交する方向の分力Ｆ２からの接当面３ａに沿う方向の分
力Ｆ３との２つの分力Ｆ１，Ｆ３によって、押圧部材８
及び移動側のプーリー部分６が固定側のプーリー部分５
側に押し操作されていくのである。

【００１０】これに対し〔従来の技術〕に記載の構成で
は、例えば図１（イ）（ロ）において接当面３ａが伝動
軸１の軸芯と平行なものとなる。従って、前述のように
操作力Ｆにおける伝動軸１の軸芯と直交する方向の分力
Ｆ２により、押圧部材８が回転させられようとして、押
圧部材８のピン８ａが固定部３の接当面３ａに押圧され
たとしても、〔従来の技術〕に記載の構成ではピン８ａ
が接当面３ａに直角に押圧されるだけで、接当面３ａに
沿って押圧部材８を固定側のプーリー部分５側に押し操
作しようとする分力Ｆ３は発生しない。これにより、
〔従来の技術〕に記載の構成では、操作力Ｆにおける伝
動軸１の軸芯方向の分力Ｆ１のみによって、押圧部材８
及び移動側のプーリー部分６が固定側のプーリー部分５
側に押し操作されていくことになる。

【００１１】

【発明の効果】以上のように割プーリー式のベルト式無
段変速装置において、接当面に沿って押圧部材を固定側
のプーリー部分側に押し操作しようとする分力が発生す
る分だけ、変速部材の操作力のうち押圧部材及び移動側
のプーリー部分の押し操作に使用される力の比率を高く
することができた。これにより、変速部材の操作力をで
きるだけ無駄なく押圧部材及び移動側のプーリー部分の
押し操作に使用できるようになり、変速部材の回転操作
による変速操作が軽く行えるようになって、ベルト式無
段変速装置の変速操作性を向上させることができた。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図３は農用のコンバインにおける走行用のベルト
式無段変速装置２、及びミッションケース２２付近を示
しており、エンジン（図示せず）の出力プーリー２３か
らの動力が伝動ベルト２７を介して、ベルト式無段変速
装置２の入力プーリー４（図２参照）に伝達される。そ
して、ベルト式無段変速装置２で変速操作された動力
が、出力軸１１（図２参照）からミッションケース２２
内のギヤ変速装置（図示せず）に伝達され、変速操作さ
れてクローラ走行装置（図示せず）に伝達される。

【００１３】図３に示すように、ベルト式無段変速装置
２のケース３に側面視逆Ｌ字状の支持部材２０がボルト
連結されており、伝動ベルト２７用のテンションプーリ
ー２５を支持するテンションアーム２６が、支持部材２
０の横軸芯Ｐ１周りに揺動自在に支持されて、バネ３１
によりテンションアーム２６が紙面時計方向に付勢され
ている。ミッショケース２２の上部においてベルト式無
段変速装置２が連結されている側とは反対側に、刈取部
（図示せず）への出力プーリー２４が配置されており、
刈取部の入力プーリー２９と出力プーリー２４とに亘っ
て伝動ベルト３０が巻回されている。

【００１４】次に、ベルト式無段変速装置２について説
明する。図２に示すように、上手側の伝動軸１にエンジ
ンの動力が伝達されてくる入力プーリー４が固定され、
伝動軸１にプーリー部分５が固定されており、この固定
側のプーリー部分５に対向して、プーリー部分６がボー
ル及び溝の構造により一体回転、且つ軸芯方向に移動自
在に伝動軸１に外嵌されている。

【００１５】移動側のプーリー部分６のボス部にリング
状の押圧部材８がベアリング７を介して回転自在に外嵌
され、押圧部材８に固定された一対のピン８ａにローラ
ー８ｂが取り付けられている。図２及び図１（イ）に示
すように、ベルト式無段変速装置２のケース３（固定部
に相当）内に、伝動軸１の軸芯方向に沿って互いに対向
する一対の接当面３ａを、上下に２組設けている。そし
て、押圧部材８の一対のピン８ａを上下の接当面３ａの
間に入り込ませており、押圧部材８の伝動軸１の軸芯に
沿っての移動を許しながら、押圧部材８の回転を止める
ように構成している。

【００１６】この場合に、図１（イ）に示すように上下
の一対の接当面３ａが、移動側のプーリー部分６側（図
２及び図１（イ）の紙面右方）ほど開くように、上下の
２組の接当面３ａを伝動軸１の軸芯に対し傾斜させてい
る。図１（イ）に示す接当面３ａでは開き角Ａを３°〜
５°程度に設定しており、この開き角Ａはケース３を鋳
物で製作する場合の型からの通常の抜け勾配よりも、少
し大きい程度である。

【００１７】図２に示すように、円筒状の変速部材９が
一対のベアリング１０を介して伝動軸１に外嵌されてお
り、図２及び図１（イ）に示すように左右対象な一対の
傾斜面９ａ（傾斜カムに相当）で構成された凹部が変速
部材９に上下に２組形成されて、押圧部材８の一対のロ
ーラー８ｂが変速部材９の一対の凹部に入り込んでい
る。出力側である下手側の伝動軸１１にプーリー部分１
２が固定され、このプーリー部分１２に対向してプーリ
ー部分１３が伝動軸１１に、一体回転且つ軸芯方向に移
動自在に外嵌されている。移動側のプーリー部分１３は
バネ１４で固定側のプーリー部分１２側に付勢されてお
り、伝動軸１１側の負荷が大きくなるのに比例して移動
側のプーリー部分１３を固定側のプーリー部分１２側に
押すカム機構１５が設けられている。そして、伝動軸１
のプーリー部分５，６及び伝動軸１１のプーリー部分１
２，１３に亘り、伝動ベルト１６が巻回されている。

【００１８】図２及び図１（イ）に示す状態は、伝動軸
１の移動側のプーリー部分６が固定側のプーリー部分５
から紙面左方に最も離れ、伝動軸１１の移動側のプーリ
ー部分１３が固定側のプーリー部分１２に最も接近した
最低速位置の状態である。そして、この状態から後述す
る変速レバー１８及びモータ２８により、例えば変速部
材９を図１（イ）の紙面上方（後述の前進側）に回転操
作した場合、変速部材９の傾斜面９ａの作用によって、
図１（ロ）に示すように変速部材９の傾斜面９ａと直交
する方向の操作力Ｆが押圧部材８のローラー８ｂに作用
し、その操作力Ｆにおける伝動軸１の軸芯に沿う方向の
分力Ｆ１によって、押圧部材８が紙面右方に押し操作さ
れ、移動側のプーリー部分６が固定側のプーリー部分５
側に接近していく。これにより、図２に示すプーリー部
分５，６での伝動ベルト１６の巻回半径が大きくなって
いき、これに伴って伝動軸１１の移動側のプーリー部分
１３が、固定側のプーリー部分１２から紙面右方に離れ
ていくのであり、ベルト式無段変速装置２が高速側に変
速操作されていく。

【００１９】そして、これと同時に図１（ロ）に示すよ
うに、操作力Ｆにおける伝動軸１の軸芯と直交する方向
の分力Ｆ２により、押圧部材８が回転させられようとし
て、押圧部材８のピン８ａがケース３の一方の接当面３
ａに押圧される。この場合、接当面３ａが移動側のプー
リー部分６側（図２及び図１（ロ）の紙面右方）ほど開
くように伝動軸１の軸芯に対し傾斜しているので、前述
の分力Ｆ２によって押圧部材８のピン８ａが接当面３ａ
に押圧されると、分力Ｆ２から接当面３ａに沿った分力
Ｆ３が発生する。従って、操作力Ｆにおける伝動軸１の
軸芯方向の分力Ｆ１、並びに、操作力Ｆにおける伝動軸
１の軸芯と直交する方向の分力Ｆ２からの分力Ｆ３の２
つの分力Ｆ１，Ｆ３によって、押圧部材８及び移動側の
プーリー部分６が固定側のプーリー部分５側に押し操作
されていくのである。

【００２０】次に、ベルト式無段変速装置２の変速操作
構造について説明する。図２及び図３に示すように、ベ
ルト式無段変速装置２のケース３の外側において変速部
材９のボス部にボス部材１７が固定され、ボス部材１７
に外嵌されたリング部材３２に変速レバー１８が支持さ
れており、ボス部材１７に扇型ギヤ１９が固定されて、
扇型ギヤ１９を回転駆動するモータ２８が支持部材２０
に連結されている。リング部材３２のアーム３２ａのピ
ン３２ｂが、扇型ギヤ１９の開孔１９ａに入り込んでお
り、ゴム状の一対の感圧センサー２１がアーム３２ａの
ピン３２ｂを挟み込むように扇型ギヤ１９に固定されて
いる。

【００２１】図２及び図３に示す状態は変速レバー１８
を中立停止位置に操作している状態であり、ミッション
ケース２２内に備えられている前後進切換装置（図示せ
ず）と、変速レバー１８とがワイヤ（図示せず）により
機械的に連係されている。これにより、図３の中立停止
位置から変速レバー１８を紙面左方に操作して、図２及
び図１（イ）の変速部材９を回転させようとすると、こ
の操作によりアーム３２ａのピン３２ｂが感圧センサー
２１に押圧され感圧センサー２１からの信号により、変
速レバー１８の操作方向にボス部材１７及び扇型ギヤ１
９が回転するようにモータ２８が作動して、ベルト式無
段変速装置２が高速側に変速操作され始めるのであり、
これと同時に前後進切換装置が前進側に切換操作されて
機体が前進し始めていく。そして、変速レバー１８を所
望の操作位置で止めるとモータ２８も停止して、変速レ
バー１８及びベルト式無段変速装置２がモータ２８によ
りこの操作位置に保持される。

【００２２】逆に、図３の中立停止位置から変速レバー
１８を紙面右方に操作し始めると、感圧センサー２１か
らの信号により変速レバー１８の操作方向にボス部材１
７及び扇型ギヤ１９が回転するようにモータ２８が逆に
作動して、ベルト式無段変速装置２が高速側に変速操作
され始めるのであり、これと同時に前後進切換装置が後
進側に切換操作されて機体が後進し始めていく。

【００２３】〔別実施例〕 前述の実施例では接当面３ａをケース３に設け、ピン８
ａを押圧部材８に設けているが、この関係を逆に設定し
て接当面３ａを押圧部材８に設け、ピン８ａをケース３
に設けてもよい。このように構成すると押圧部材８の接
当面３ａが図１（イ）（ロ）の向きとは逆に、図１
（イ）（ロ）の紙面左方に開いていくように傾斜するこ
とになる。前述の実施例では本発明の構成を上手側の伝
動軸１に設けているが、本発明の構成を下手側の伝動軸
１１に設けたり、上手側の伝動軸１及び下手側の伝動軸
１１の両方に設けるように構成してもよい。又、変速部
材９の傾斜面９ａで押圧部材８のピン８ａ（ローラー８
ｂ）を押すのではなく、変速部材９の傾斜面９ａで押圧
部材８の別の部分を押し操作するように構成してもよ
い。

【００２４】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】変速部材と押圧部材のローラーとの状態及び押
圧部材のピンとケースの接当面との状態を示す展開説明
図

【図２】ベルト式無段変速装置の縦断正面図

【図３】ベルト式無段変速装置付近の分解側面図

【図４】従来の構造におけるベルト式無段変速装置の縦
断正面図

【符号の説明】 １，１１ 伝動軸 ３ 固定部 ３ａ 接当面 ５，６ プーリー部分 ７ ベアリング ８ 押圧部材 ８ａ ピン ９ 変速部材 ９ａ 傾斜カム １６ 伝動ベルトＡ 開き角 Ｆ３ 分力

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対向して伝動ベルト（１６）に接
   触する一対のプーリー部分（５），（６）を、上手側の
   伝動軸（１）又は下手側の伝動軸（１１）に取り付け
   て、前記一対のプーリー部分（５），（６）における一
   方を前記伝動軸（１）に固定し、他方を前記伝動軸
   （１）に沿って移動自在に構成して、前記上手側の伝動
   軸（１）及び下手側の伝動軸（１１）に亘り伝動ベルト
   （１６）を巻回し、 前記移動側のプーリー部分（６）における固定側のプー
   リー部分（５）とは反対側の背面に、ベアリング（７）
   を介して相対回転自在に押圧部材（８）を外嵌し、前記
   移動側のプーリー部分（６）を支承する固定部（３）及
   び前記押圧部材（８）のうちの一方にピン（８ａ）を設
   け、他方に前記伝動軸（１）の軸芯方向に沿う接当面
   （３ａ）を設けて、前記ピン（８ａ）と接当面（３ａ）
   との接当により前記押圧部材（８）における前記伝動軸
   （１）の軸芯に沿っての移動を許しながら、前記押圧部
   材（８）の回転を止めるように構成し、 前記伝動軸（１）の軸芯周りに回転操作されることによ
   って、前記押圧部材（８）のピン（８ａ）又は接当面を
   固定部（３）の接当面（３ａ）又はピンに押圧しなが
   ら、前記押圧部材（８）を固定側のプーリー部分（５）
   側に押し操作する傾斜カム（９ａ）を備えた変速部材
   （９）を備えて、前記変速部材（９）により移動側のプ
   ーリー部分（６）を固定側のプーリー部分（５）に近接
   及び離間操作することによって、前記伝動ベルト（１
   ６）の巻回半径を変更して変速操作するように構成する
   と共に、前記接当面（３ａ）を、前記変速部材（９）による前記
   押圧部材（８）の固定側のプーリー部分（５）側への押
   し操作に伴って、前記ピン（８ａ）との接当部分で、前
   記押圧部材（８）を固定側のプーリー部分（５）側に押
   し操作する分力（Ｆ３）を発生させる開き角（Ａ）を有
   するように、前記伝動軸（１）の軸芯に対して傾斜させ
   てある ベルト式無段変速装置。