JPH0328558A - 無段変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は無段変速装置に関し、詳しくは、テーパコーン
を有して或る摩擦式の無段変速装置に関するものである
。

〔従来の技術〕

従来、上記のようにテーパコーンを有した無段変速装置
としては、特開昭６２−２７０８５８号公報に示される
ものが存在し、この引例ではキャリアに対してテーパコ
ーンを遊転自在に支持すると共に、テーパコーンに接触
するリング状の変速部材と、テーパコーンの回転力を取
出す内歯ギャを有して成り、伝動時には変速部材のテー
パコーンに対する位置の調節によって、キャリアに伝え
られる動力と内歯ギャから取出される動力との相対速度
を無段階に調節できるようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ここで、前記引例について考察するに、前記引例では、
テーパコーンと変速部材とを適当な圧力で接触させ得る
ように、テーパコーンが揺動軸を介しキャリアに対して
揺動自在に支持され、しかも、キャリアに動力を伝える
軸には、変速部材から離間する方向へのテーパコーンの
揺動を阻止する規制部材がテーパコーンに接触する状態
で外嵌されている。

しかし、この引例の構造では、前記変速部材の位置を調
節した場合には、この変速部材のテーパコーンに対する
押圧力の値と、前記規制部材のテーパコーンに対する押
圧力の値との差が大きくなることから、揺動軸を設けて
いるにも拘らず、テーパコーンには揺動軸を中心としな
いモーメントが作用することもあり、この構造では揺動
軸の部位を強固に構或する必要から大型化、あるいは、
重量化を伴いやすく、しかもこの引例ではテーパコーン
の回転力を取出すためにギヤを必要とすることから伝動
系が複雑化しやすいものとなり改善の余地がある。

本発明の目的は、テーパコーンを用いて成る摩擦式の無
段変速装置をできるだけ簡単な構造で、しかも、できる
だけ小型軽量に構成する点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の特徴は、軸芯周りで回転自在に構成されたキャ
リアにテーパコーンを遊転支承し、このテーパコーンに
接触する回転体と、前記軸芯に沿う移動によりテーパコ
ーンに対する接触位置を変更してキャリアと回転体との
間の変速率を任意の値に設定する変速部材とを設けて無
段変速系を構成すると共に、テーパコーンに対する回転
体の接触圧、テーパコーンに対する変速部材の接触圧夫
々に起因してテーパコーンに作用するモーメントを相殺
する位置に設定して、テーパコーンに接触する支持部材
を備え、かつ、キャリアに対してテーパコーンを、テー
パコーンの支軸の一端側でのみ支持してある点にあり、
その作用、及び、効果は次の通りである。

〔作　用〕

上記特徴を例えば第１図に示すように構成すると、変速
部材（１０）が変速操作域（Ｓ）のいずれの位置に設定
されていても、この変速部材（　］．Ｏ　）と回転体（
８）とがテーパコーン（７）に接触スることによって生
ずるモーメントを相殺することが可能な位置に支持部材
（ｌ１）が存在することとなり、変速を行ってもテーパ
コーン（７）のモーメントをつり合い状態に維持できる
。

尚、この変速時には支持部材（１１）からテーパコーン
（７）に作用する力の方向が変化し、又、負荷が変化し
た場合のように、回転体（８）とテーパコーン（７）と
の接触圧が変化した場合には、この接触圧に比例した圧
力が支持部材（ｌ１）からテーパコーン（７）に作用す
るのでモーメントのつり合い状態は維持される。

このようにテーパコーン（７）に作用するモーメントが
つり合うということは、テーパコーン（７）の支軸（６
）を支持するキャリア（５）の保持部（５ａ）において
は、支軸（６）に対し、その位置を変位させる力が作用
しないため（キャリア（５）の回転力を支軸（６）に伝
える力だけは作用する）、テーパコーン（７）はキャリ
ア（５）に対して片持ち状態に支持されていても姿勢を
崩すことが無く、しかも、この保持部（５ａ）において
は第４図に示す如く支軸（６）をキャリア（５）に係合
させる構造であっても動力の伝達が可能となる。

又、この変速装置ではテーパコーン（７）と回転体（８
）との間においては摩擦によって動力を伝えているので
ギヤ等を用いる必要がない。

尚、保持部（５ａ）を基準として表したモーメントは第
２図に示す如く、 Ｆ１×ｌＩ＋Ｆ３×１３一Ｆ２×１２＝０の式が成立し
てつり合い状態に達し、 更に、夫々のベクトル（Ｆ．），　（Ｆ２），　（ｐ．
＋）は、第３図に示す如く、閉じることになる。

〔発明の効果〕

従って、テーパコーンを用いたものであるにも拘らず、
強度を高めるための構造が簡略化でき、又、支軸の短縮
化と、支軸を保持するための構造の省略とが可能になる
ことから、簡素な構造で、しかも、小型、軽量に無段変
速装置が構成されたのである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図に示すように、ケース（１）に対し、その両端が
ベアリング（２）．　（２）を介して支持される主軸（
３）を設けると共に、この主軸（３〉に対して入力ギヤ
（４）が一体的に形或されたキャリア（５）を遊転支承
し、キャリア（５）に形成した保持部（５ａ）・・に対
して、その支軸（６）が片持ち状態で係合支持される３
つのテーパコーン（７）・・を設け、これらテーパコー
ン（７）の大径側に接触するディスク状の回転体（８）
、及び、この回転体（８）とテーパコーン（７）との接
触圧を調節する自動調圧機構（Ａ）夫々を主軸（３）と
同軸芯に設け、又、主軸（３）の軸芯（Ｐ）と平行する
ロツド（９）に沿って位置調節自在に構或され、かつ、
夫々のテーパコーン（７）・・に接触するリング状の変
速部材（１０）、及び、テーパコーン（７）・・夫々の
小径側に形成された環状凹部（７ａ）に接する突出縁（
ｌｌａ）を有し、かつ、主軸（３）に遊転支承する支持
部材（１１）夫々を設け、更に、主軸（３）からの動力
を取出すスプロケット（１２）を設けて摩擦式の無段変
速装置が構成されている。

又、この変速装置では前記入力ギヤ（４）が形成された
部位のキャリア（５）と主軸（３）との間に二一ドルベ
アリング（１３）を配し、前記支軸（６）とホルダ（ｌ
４）との間に二一ドルベアリング（１５）を配し、前記
支持部材（１１）と主軸（３）との間、支持部材（１１
）とキャリア（５）との間夫々に二ドルベアリング（ｌ
６〉、及び、スラストベアリング（１７）を配してあり
、前記自動調圧機構（Ａ）は第ｌ図及び第５図に示す如
く、前記軸芯（Ｐ）に沿ってスライド移動自在、かつ、
トルク伝動可能に主軸（３）に対して外嵌する伝動部材
（１８）、及び、この伝動部材（ｌ８）に形威した複数
のカム面（１８ａ）と、回転体（８）のスリーブ部（８
ｓ）に形成した複数のカム面（１８ａ）とに挾み込まれ
るボール（ｌ９）、及び、初期圧設定用のコイルバネ（
２０）夫々を有して成り、この自動調圧機構（Ａ）は負
荷が増大するほど、ボール（１９）・・がカム面（１８
ａ），　（８ａ）に乗り上げる結果、回転体（８）をテ
ーパコーン（７）に対して、より強く圧接するようにな
っている。

更に、回転体（８）のスリーブ部（８ｓ）には操作軸（
２ｌ）に連結するフォーク（２２）を係合させてあり、
伝動時においても、この操作軸（２１）の引き操作によ
り回転体（８）とテーパコーン（７）との接触を解除し
て動力の遮断を行え、又、前記支軸（６）に設けられた
ホルダ（ｌ４）には平坦面（１４ａ）・・が形威され、
前記保持部（５ａ）・・に対して広い面で接するように
構成されている。

そして、この変速装置では入力ギヤ（４）に対して動力
を伝える状態において、変速部材（１０）を変速操作域
（Ｓ）内で操作した場合には、変速部材（ｌＯ）が接触
する位置におけるテーパコーン（７）の回転軸芯からの
半径が変化することから、つまり、変速部材（１０）が
接触する位置におけるテーパコーン（７）の円周長さが
変化することから、キャリア（５）を単位量だけ回転さ
せた際においては、変速部材（１０）の内面に追従して
回転するテーパコーン（７）の回転量が変化することと
なり、このテーパコーン（７）から動力が伝えられる回
転体（８）の回転速度はキャリア（５）の回転速度に対
して変化し、この結果、入力ギヤ（４）と並列するスプ
ロケット（１２）から無段階に変速された動力が取出さ
れるのである。

しかも、この変速装置では第２図に示すように、テーパ
コーン（７）に対する回転体（８）の接触圧を（Ｆ１）
、テーパコーン（７）に対する変速部材（１０〉の接触
圧を（Ｆ２）と夫々決めた場合に、前記支持部材（１１
）のテーパコーン（７）に対する接触位置を、前記２つ
の接触圧（Ｆｌ），（Ｆ２）に起因してテーパコーン（
７）に作用するモーメントを相殺し得る部位に設定して
あることから、支持部材（１１）のテーパコーン（７）
に対する接触圧を（Ｆ３〉と決め、一方の保持部（５ａ
）を中心と決めた場合には、 ｐ，ｘ　Ｉｌｌ＋Ｆ３Ｘ　ｆｆｉ　，−ｐ２ｘ　ｌ　２
　＝　０が或り立ってモーメントのつり合いが維持され
、 又、夫々ベクトル（Ｆｌ），　（Ｆｚ），　（Ｆ３）は
、第３図に示す如く閉じることになる。

因みに、この変速装置では、支持部材（１１）の突出縁
（１．１ａ）をテーパコーン（７）の環状凹部（７ａ）
に嵌め込んでいるので、前記変速部材（１０）の位置を
変更した場合には、テーパコーン（７）の姿勢が僅かに
変化すると同時に、突出縁（ｌｌａ）の環状凹部（７ａ
）に対する押圧方向が、モーメントのつり合い方向に変
化することで極めて短時間のうちに安定状態に達し、更
に、負荷が変化した場合のように、回転体（８）とテー
パコーン（７）との接触圧が変化した場合にも、この接
触圧に比例した圧力が支持部材（ｌ１）からテーパコー
ン（７）に作用するのでテーパコーン（７）が片持ち状
態で支持されているにも拘らず、モーメントのつり合い
状態は維持されるのである。

〔別実施例〕

本発明は上記実施例以外に例えば、回転体を伝動上手側
に設定してキャリア側から動力を取出すよう構或する、
テーパコーンを支軸に対して遊転支承する等、様々に実
施可能であり、又、該無段変速装置は農作業車の走行伝
動系に備える等、自走型の車体に用いるほかに、工作機
械に用いる等、様々な分野に用いることが可能である。

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造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る無段変速装置の実施例を示し、第ｌ
図は該装置の断面図、第２図はテーパコーンに作用する
力を表す図、第３図はベクトルを表す図、第４図は保持
部を表す図、第５図は自動調圧機構の構造を表す断面図
である。 （５）・・・・・・キャリア、（７）・・・・・・テー
パコーン、（８）・・・・・・回転体、（１０）・・・
・・・変速部材、（１１）・・・・・・支持部材、（Ｐ
）・・・・・・軸芯。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軸芯（Ｐ）周りで回転自在に構成されたキャリア（５）
   にテーパコーン（７）を遊転支承し、このテーパコーン
   （７）に接触する回転体（８）と、前記軸芯（Ｐ）に沿
   う移動によりテーパコーン（７）に対する接触位置を変
   更してキャリア（５）と回転体（８）との間の変速率を
   任意の値に設定する変速部材（１０）とを設けて無段変
   速系を構成すると共に、テーパコーン（７）に対する回
   転体（８）の接触圧、テーパコーン（７）に対する変速
   部材（１０）の接触圧夫々に起因してテーパコーン（７
   ）に作用するモーメントを相殺する位置に設定して、テ
   ーパコーン（７）に接触する支持部材（１１）を備え、
   かつ、キャリア（５）に対してテーパコーン（７）を、
   テーパコーン（７）の支軸（６）の一端側でのみ支持し
   てある無段変速装置。