JPH0721947Y2 - ベルト式無段変速装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、農業機械等において使用されるベルト式無段
変速装置に関するものである。

（従来の技術） ベルト式無段変速装置は、互いに平行に配置された１対
の回転軸の各々に、該各回転軸に対して回転一体にかつ
摺動不能に固定された固定シーブと、回転軸に固定シー
ブとの間にＶ字状のベルト溝を形成するように対向配置
されて回転一体にかつ摺動自在に支持された可動シーブ
とからなる可変プーリを有すると共に、これら両可変プ
ーリのベルト溝間に巻き掛けられたＶベルトを有する可
動シーブを軸方向に移動させて固定シーブに接離させ、
両シーブ間のベルト溝に巻き掛けられたベルト部材に対
する有効半径を可変することにより、両回転軸間の変速
比を変えるようにしたものである（例えば、特開昭62-1
18159号公報参照）。

（考案が解決しようとする課題） ところで、このような変速装置においては、操作性の向
上のためにできるだけ操作力を小さくしたいという要求
がある。そこで、操作力低減のために、トルクカムとカ
ムフロワとからなるカム機構を用いることが考えられる
が、従来の可変プーリの固定シーブが回転軸に固定され
ているため、変速操作時にベルトより固定シーブ及び可
動シーブに流れるトルクのうち固定シーブに流れるトル
クが回転軸側に流れる。そのため、ベルトより作用する
トルクを全て有効に上記カム機構による可動シーブの推
力に変換させることができない。

本考案はかかる点に鑑みてなされたもので、変速操作時
に、ベルトよりの推力を有効に可動シーブの推力に変換
させて、操作性の向上を図ったベルト式無段変速装置を
提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本考案は、ベルトより可動シーブに作用するトルクだけ
でなく、固定シーブに作用するトルクもトルクカムに伝
達するようにして、操作力の低減を図るものである。

そのために、請求項（１）の考案は、可動シーブと固定
シーブとからなる第１及び第２可変プーリにＶベルトが
巻回されてなる変速装置において、上記第１及び第２可
変プーリは固定シーブが第１及び第２回転軸に対して回
動可能な状態で取付けられ、該固定シーブに対して可動
シーブが軸方向にのみ移動可能に連結されており、カム
溝を有する固定カムが固設される一方、上記第２可変プ
ーリの可動シーブに、変速操作レバーが連結されたカム
フロワ台が回転可能に取付けられ、該カムフロワ台に支
承されたカムフロワが上記固定カムのカム溝に係合せし
められ、さらに上記第２可変プーリの可動シーブにトル
クカムが形成され、該トルクカムに係合するカムフロワ
が第２回転軸に取付けられている構成とする。

請求項（２）の考案は、第１可変プーリの可動シーブに
はトルクカムが形成され、該トルクカムに係合するカム
フロワが第１回転軸に取付けられている。

（作用） 請求項（１）の考案によれば、第２可変プーリにおい
て、固定カムとカムフロワ及びトルクカムとカムフロワ
により、変速操作に要する操作力が低減される。その場
合、固定シーブが回転軸に対して回動可能な状態で取付
けられ、該固定シーブに対して可動シーブが軸方向にの
み移動可能に連結されていることから、ベルトより作用
するトルクは回転軸側に流れることなく、トルクカム側
へ全て流れ、有効に推力に変換される。さらに、請求項
（２）の考案によれば、第１可変プーリの可動シーブの
操作力も小さくてよくなる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に沿って詳細に説明する。

ベルト式無段変速装置の全体構成を示す第１図におい
て、1,2,3は互いに平行に配置された第１〜第３回転軸
で、図示しないケーシングに回転可能に支承されてい
る。第１回転軸１は入力軸で、その右端に入力プーリ４
が回転一体に取付けられ、この入力プーリ４がエンジン
（図示省略）に駆動連結されている。

第３回転軸３の左端には、差動ギヤ機構を構成する遊星
歯車機構５が回転自在に支持されている。この遊星歯車
機構５は、第３回転軸３に固定されたサンギヤ６（歯数
30）と、該サンギヤ６に噛合する複数のピニオン7,7,…
（歯数15）と、第３回転軸３に回転自在に支承されかつ
上記ピニオン7,7,…を担持するピニオンキャリア８と、
最も外周に配置され、上記ピニオン7,7,…に内周で噛合
するリングギヤ９（歯数60）とを備えており、上記ピニ
オンキャリア８には、出力軸10のギヤ11に噛合する出力
ギヤ12が一体に形成されている。この出力軸10に、図示
していないが、一般の自動車等の切換機構である正逆転
ギヤ機構が取付けられている。

一方、第１回転軸１の左端には第１可変プーリ15が回転
可能にかつ摺動不能に支承されている。この可変プーリ
15は、第１回転軸１上にラジアルベアリング76,76及び
ブッシュ77を介して回動可能な状態（固定されていない
状態）で支持された固定シーブ16と、該固定シーブ16に
対して軸方向のみに移動可能に支持された可動シーブ17
とを備えている（第５図参照）。そして、両シーブ16,1
7の間にはそれぞれ断面ほぼＶ字形状のベルト溝18が形
成されており、可動シーブ16の軸方向の移動によりベル
ト溝18の半径（ピッチ径）が変化するようになってい
る。

上記第２回転軸２上には第２可変プーリ20が上記第１回
転軸１上の第１可変プーリ15に対応して回転可能にかつ
摺動不能に支持されている。この可変プーリ20は、第２
回転軸２上に回転可能な状態で支持された固定シーブ21
と、該固定シーブ21に対して軸方向のみに移動可能に支
持された可動シーブ22とを備え、両シーブ21,22の間に
はそれぞれ断面ほぼＶ字形状のベルト溝23が形成されて
おり、可動シーブ22の軸方向の移動によりベルト溝23の
半径（プーリピッチ径）が変化するようになっている
（図２参照）。

そして、上記第１及び第２可変プーリ15,20のベルト溝1
8,23との間にはＶベルト24が巻き掛けられて、可変プー
リ機構25が構成されている。

また、上記第１回転軸１と第２回転軸２とはニュートラ
ルギヤ機構31及びニュートラル用ギヤクラッチ32を介し
て連結されている。このニュートラルギヤ機構31は、第
１回転軸１に固設された第１ギヤ33（歯数42）と、リン
グギヤ９に設けられ第１ギヤ33に噛合する第２ギヤ34
（歯数56）と、リングギヤ９に設けられた第３ギヤ35
（歯数64）と、第３回転軸３に取付けられ第３ギヤ35に
噛合するニュートラルギヤとしての第４ギヤ37（歯数2
4）とからなり、これらギヤ33,34,35,37の歯数の設定に
より第１回転軸１の回転を増速して第２回転軸２に伝達
するようになされている。

また、第２回転軸２と第３回転軸３とは伝動ギヤ機構41
を介して連結されている。この伝動ギヤ機構41は、第２
回転軸２に固定された第５ギヤ42（歯数18）と、第３回
転軸３に固定された第６ギヤ43（歯数24）と、該第５ギ
ヤ42及び第６ギヤ43に噛合する第７ギヤ44とからなり、
これらのギヤ42,43の歯数の設定により第２回転軸２の
回転を減速して第３回転軸３に伝達するようになってい
る。

第２可変プーリ20は、第２図に詳細を示すように、固定
シーブ21が、第２回転軸にラジアルベアリング65,65及
びブッシュ66を介して回動可能な状態で取付けられた筒
状の本体部51と、該本体部51に螺合されＶベルト24と接
触するシーブ面52aを有するシーブ部52とからなり、該
本体部51とシーブ部52とがプーリクラッチ53を介して連
結されている。

上記プーリクラッチ53は、操作アーム54に対して軸受55
を介して回転可能に取付けられ内周にスプライン歯を有
する円筒状の可動部材56を、上記操作アーム54によって
軸方向に移動させ、本体部51とシーブ部52とに形成され
ているスプライン歯に噛合させて本体部51とシーブ部52
との連結（第２図参照）、連結遮断（第７図参照）を行
うようになっている。

また、プーリクラッチ53により本体部51とシーブ部52と
の連結が遮断された状態では、シーブ部52にＶベルト24
より回転トルクが与えられると、軸方向にシーブ部52が
移動可能なるように両部51,52はねじ部Ａを介して結合
されている。

上記プーリクラッチ53はニュートラル用ギヤクラッチ32
と連動しており、ニュートラル用ギヤクラッチ32が連結
されるとプーリクラッチ53が連結遮断され、ニュートラ
ル用ギヤクラッチ32が連結遮断されるとプーリクラッチ
53が連結されるようになっている。従って、第１及び第
２回転軸1,2は可変プーリ機構25又はニュートラルギヤ
機構31のうちのいずれか一方で連係されるようになって
いる。

また、可動シーブ22には、キー68を介して固定シーブ21
の本体部51に連結されると共に、軸受57を介して回転可
能にカムフロワ台58が取付けられ、該カムフロワ台58の
カムフロワ59は、所定位置に固設された円筒形状の固定
カム60のカム溝61内に配設されている。そして、操作レ
バー62を移動させることにより、小さい操作力でもって
可動シーブ22を軸方向に移動できるようになっている。
尚、固定カム60のカム溝61は、第３図に示すように、ニ
ュートラル溝61aと、該ニュートラル溝61aに対して傾斜
した前進及び後退用の増速溝61b,61cとを有している。

また、固定カム60の内側に位置し可動シーブ22の後端部
に形成されたトルクカム63（第４図参照）は、第２回転
軸２と一体になって回転する別のカムフロワ64と接触す
るように取付けられ、負荷が掛かっても、上記トルクカ
ム63によって操作力に大きな変化が発生しないようにし
ている。このトルクカム63は、変速操作の補助の役割を
するが、一般に従動側である第１可変プーリ15の必要推
力の２〜３倍の推力が駆動側である第２可変プーリ20で
は必要となるため、トルクカム63のカム角度は第１可変
プーリ15のトルクカム73のカム角度の0.5〜５倍の角度
となっており、具体的には10°〜175°である。

尚、第２図において、64はスラストベアリング、67はＯ
リングである。

一方、第１可変プーリ15は、第５図に示すように、可動
シーブ17と、第１回転軸１に固定されたスプリング受71
との間にスプリング72が介設され、該スプリング72によ
って可動シーブ17が固定シーブ16側に常時付勢されてい
る。また、可動シーブ17の後端部には、第６図に示すよ
うに、トルクカム73が形成され、第１回転軸１に取付け
られたカムフロワ74が係合している。

尚、第５図において、75はスラストベアリング、78はＯ
リング、79はキーである。

上記のように構成すれば、第２可変プーリ20側におい
て、操作レバー62を操作することにより変速操作が行わ
れるが、固定カム60のカム溝61とカムフロワ59並びにト
ルクカム63及びカムフロワ64との関係により、可動シー
ブ22を移動させるのに要する力は小さくてよく、操作力
が低減され、高馬力の伝動の切換が手動で容易に行われ
る。特に、変速操作時に、Ｖベルト24より固定シーブ21
に作用するトルクが回転軸２に流れることなく、キー68
を介して可動シーブ22側へ流れるので、そのトルクが、
Ｖベルト24より可動シーブ22側に作用するトルクと共
に、トルクカム63において推力に変換され、操作力の低
減に大きく寄与する。

また、シーブの位相のずれがないため、非常に効率よく
推力が取り出され、位相のずれによるベルト寿命の低下
が回避される。

また、第１可変プーリ15側においても、同様にＶベルト
24よりのトルクが有効にトルクカム73によって可動シー
ブ17の推力に変換されるので、トルクカム73とカムフロ
ワ74により操作力の低減が図れ、非常に小さなスプリン
グ72のスプリング力によってベルト伝動が可能となり、
また、加減速にも素早く対応できる。

従って、第１可変プーリ15のスプリング72による推力が
非常に弱くてよくなり、無負荷時や低負荷時に操作力が
軽く、また、負荷が掛かっても、第２可変プーリ20側の
トルクカム63が作用し出すために、操作レバー62による
操作力に大きな変化は発生しない。

（考案の効果） 請求項（１）の考案は、固定カムとカムフロア及びトル
クカムとカムフロアを用いて、ベルトより可変プーリに
作用するトルクが有効に可動シーブの推力に変換される
ようにして変速操作するようにしたので、駆動側となる
第２可変プーリの操作力の低減が図れ、操作性が大幅に
向上する。

請求項（２）の考案は、従動側となる第１可変プーリに
おけるスプリングの必要推力が小さくてよくなり、無負
荷時や低負荷時の操作力が小さくなる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図はベルト式無段変
速装置のスケルトン図、第２図は上側にピッチ径が大径
のとき、下側にピッチ径が小径のときをそれぞれ示す第
２可変プーリの断面図、第３図は固定カムのカム溝の説
明図、第４図は第２可変プーリのトルクカムの説明図、
第５図は上側にピッチ径が大径のとき、下側にピッチ径
が小径のときをそれぞれ示す第１可変プーリの断面図、
第６図は第１可変プーリのトルクカムの説明図、第７図
はプーリクラッチの連結遮断を示す要部断面図である。 1,2,3……回転軸 15,20……可変プーリ 59……カムフロワ 60……固定カム 63,73……トルクカム 64,74……カムフロワ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】可動シーブと固定シーブとからなる第１及
   び第２可変プーリにＶベルトが巻回されてなるベルト式
   無段変速装置において、 上記第１及び第２可変プーリは固定シーブが第１及び第
   ２回転軸に対して回動可能な状態で取付けられ、該固定
   シーブに対して可動シーブが軸方向にのみ移動可能に連
   結されており、カム溝を有する固定カムが設けられる一
   方、上記第２可変プーリの可動シーブに、変速操作レバ
   ーが連結されたカムフロワ台が回転可能に取付けられ、
   該カムフロワ台に支承されたカムフロワが上記固定カム
   のカム溝に係合せしめられ、さらに上記第２可変プーリ
   の可動シーブにトルクカムが形成され、該トルクカムに
   係合するカムフロワが第２回転軸に取付けられているこ
   とを特徴とするベルト式無段変速装置。
2. 【請求項２】第１可変プーリの可動シーブにはトルクカ
   ムが形成され、該トルクカムに係合するカムフロワが第
   １回転軸に取付けられているところの請求項（１）記載
   のベルト式無段変速装置。