JPS6037340B2 - 無段変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、入力軸の回転数の変動にかかわらず出力軸の
回転を一定に保つ自動制御機能を備えた麓段変速機に関
するものである。

従来、モータ等の駆動源と連動して回転する入力髄の回
転数を漸進的に変更して出力軸を回転し、この世力軸か
ら入力軸に対して一定速度比の回転を取り出す無段変速
機においては、入力軸を回転駆動するモータ等の回転数
が変動すると出力軸の回転数もそれに連動して変化し、
この出力軸によって常時一定回転で駆動すべき被駆動物
を回転する場合には、極めて不都合であった。

本発明の目的は、鰹段変速機の入力軸の回転数の変動に
もかかわらず、出力軸の回転数を常時一定に保つことの
できる機能を具備した無断変速機を提供することにある
。

本発明の基本的構成は、入力軸と出力麹とを備え、変速
レバーに運動する変速機構によって入力軸の回転速度を
任意の比率で変速して出力軸に伝達する無段変速機にお
いて、出力軸に油圧ポンプを連動し、該油圧ポンプの油
吐出通路を油圧シリンダの一方端に蓮適すると共に該油
吐出通路をオリフィスを介して前記油圧シリンダの他方
端に運通し、該油圧シリンダ内に収納したピストンと変
速レバーを連動せしめ、該ピストンを常時一方に付勢し
たことを特徴とする無段変速機である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は本発明の第一実施例を示し、基本的な装置構成を説
明している。

蕪段変速機１は、駆動モータ６により回転される入力軸
２から回転力を受け入れ、この回転力を一定速度比で変
換し、出力軸３へ伝達するものである。この速度比は変
速レバー４をＡ−Ｂ方向へ回動することによって任意の
値に変換することができる。今、ここでＡ方向を増遠方
向、Ｂ方向を減速方向であるとする。入力藤２の先端に
はプーリ５が装着され、このプーリ５と駆動モータ６の
回転軸７に取り付けたプーリ８との間には伝導ベルト９
が介装されている。１川ま被駆動物である。

出力鞠３に取り付けられた平歯車１１には平歯車１２が
噛み合い、平歯車１２はポンプ１４の駆動軸１３に装着
されている。１５はオイルリザーバであり、オイルリザ
ーバ１５とポンプ１４とは油通路１６で蓮通される。

油圧シリンダ１７内にはピストン１８が圧縮スプリング
１９によって常時第１図中左方へ附勢されて収納されて
おり、ピストン１８と前述の変速レバー４とはロッド２
０１こよって連結される。２１はピボットピソを示す。

ポンプ１４に連結された油吐出通路２２ａ，２２ｂはオ
リフィス２３を介してオイルリザーバ２４に連結され、
油吐出通路２２ａ，２２ｂと油圧シリソダ１７とは油通
路２５、油通路２６によって互いに蓮通されている。油
圧シリンダ１７の内部空間は、ピストン１８によってシ
リソダ室１７ａとシリンダ室１７ｂとに隅成され、油通
路２５は油吐出通路２２ａとシリンダ室１７ａとを運通
し、また油通路２６は油吐出通路２２ｂとシリンダ室１
７ｂとを蓮適する。ここで、オリフィス２３と圧縮スプ
リング１９とは次のように設定される。

すなわち、油通路２５内の圧力をＰ，、圧力Ｐ，を受け
るシリンダ室１７ａに面したピストン１８の面積をＳ．
、また、油通路２６内の圧力をＰ２、圧力Ｐ２を受ける
シリンダ室１７ｂに面したピストン１８の面積Ｓ２とし
、圧縮スプリング１９の圧力をＷとすると、油圧シリン
ダ１７の出力Ｆは、Ｆ＝Ｐ．Ｓ．−（Ｐぶ２十Ｗ）
……｛１｝で表わされる。

そして、無段変速機１の出力軸３の回転数とポンプ１４
の回転数、及びポンプ１４の吐出油流量は互いに比例関
係にあるので、繁段変速機１の出力軸３が設定した回転
数−すなわち設定したポンプ吐出油流量−になったとき
、‘１｝式によってＦ＝○、すなわち油圧シリンダの出
力○、となるように、オリフィス２３と圧縮スプリング
１９とを設定するのである。以下、作用を説明する。

駆動モータ６が回転すると、その回転力はプーリ８、伝
導ベルト９、プーリ５を介して無段変速機１の入力軸２
に伝達され、入力軸２は回転する。

入力軸２の回転力は無段変速機１を構成する祭段変速機
構（図示せず）を介して出力軸３に伝達され、出力軸３
の回転によって被駆動物１０を駆動する。出力軸３が回
転すると平歯車１１，１２を介し駆動軸１３が回転する
ので、これに連動してポンプ１４が駆動され、出力軸３
の回転数に比例する圧力を、油吐出通路２２ａ、池通路
２５を介して油圧シリンダ室１７ａに与え、あるいは、
この圧力はオリフィス２３を経て油吐出通路２２ｂ、油
通路２６を介して油圧シリンダー７ｂに与えられる。す
なわち、ピストン１８は油圧シリンダ１７ａと油圧シリ
ンダ１７ｂとの圧力差によって圧縮スプリング１９を弾
性変形させながら第１図中左右に変位する。無段変速機
１の出力軸３の回転数と、油圧シリンダ１７の出力との
関係は次に示すようになる。

（ｉ｝ 無段変速機１の出力軸３があらかじめ設定され
た回転数で回転しているとぶこは、ピストン１８は不動
であり、Ｆ＝○となるから｛ｉ｝式はＰ．Ｓ．＝Ｐ２Ｓ
２十Ｗの関係を満たすことになる。｛ｉｉ｝ 悪段変速
機１の出力軸３が、あらかじめ設定された回転数よりも
低い回転数で回転しているときには、ポンプ１４から吐
出されたオイルが設定された回転数の時より流量が少な
いのでオリフイス２３による圧力差（Ｐ，一Ｐ２）が小
さくなり、油圧シリンダー７の出力が−Ｆとなる。つま
り、｛１｝式はＰ，Ｓ，くＰ２Ｓ２十Ｗの関係を満たし
、ピストン１８は第１図中左方へ移動して変速レバー４
をＡ方向に回鰯し、出力軸３の回転数を上昇させる。剛
無段変速機１の出力軸３が、あらかじめ設定された回
転数よりも高い回転数で回転しているときは、ポンプ１
４から吐出されたオイルは設定された回転数の時より流
量が多いのでオリフイス２３による圧力差（Ｐ，一Ｐ２
）は大きくなり、油圧シリンダ１７の出力が十Ｆとなる
。

つまり、‘１｝式はＰ，Ｓ，＞Ｐ２Ｓ２十Ｗの関係を満
たし、ピストン１８は第１図中右方へ移動して変速レバ
ー４をＢ方向に回動し、出力麹３の回転を降下させる。
すなわち、上記‘ｉ｝ないしｔｉｉ８の動作はし自動的
に変速制御されることになる。

第２図ないし第４図は、本発明の第二実施例を示し、本
本発明の特徴とするところは無段変速機構としてコップ
式の摩擦式変速機構を使用すると共に、油圧ポンプとし
てべーンポンプを使用し、これらの機構及び油圧回路を
一つのケーシング内に収めた点にある。

ここにいうコップ式の摩擦式変速機構とは、剛体部材を
直後接触させて摩擦力により伝動を行わせ接触部の有効
径を変化させて変速を行う方式であるが、特にこの接触
部の有効径の変化を球状車の回転軸を傾けることによっ
て行うものである。入力軸３０はラジアルベアリング３
１及びスラストベアリング３２とを介してケーシング３
３に装着され、入力軸３０の右端部には円板部村３４が
軸３０の放射方向に酢設された複数個の球体３５を介し
て取り付けられている。円板部材３４は入力軸３０と共
に回転する。３６はシール部村である。

出力軸３７はラジアルベアリング３８及びスラストベア
リング３９を介してケーシング３３に装着され、軸３７
の左端部には円板部村４０が一体的に取り着けてある。
円板部材３４，４０の間には球状車４１，４１…が介在
し、球状車４１，４１・・・の外周面には常時円板部材
３４，４０が当接している。円板部材３４と円板部材３
４と円板部材４０の間には支持部材４２がボルト４３，
４４，４５，４６によつてケーシング３３に固着されて
位置し、支持部村４２にはＶ型穴４７，４８が形成され
ている。Ｖ型穴４７，４８の底部には支持用球体４９，
５０がそれぞれ位置し、Ｖ型穴４７，４８内には球状車
４１，４１・・・を支持するための変速支持部材５１，
５１，５１，５１…が、各々それらの一部をなす円筒状
のピボット鞠部５１ａ，５１ａ，５１ａ，６１ａ…を挿
入して回転自在に取り付けられている。変速支持部材５
１はそれぞれその一側には扇状平歯車部５１ｂを有し、
またその中央部にはコ字状の枠構造が形成されている。
この枠構造部にはピボットピン５１ｃが挿通され、ピボ
ットピン５１ｃにはラジアルベアリング５１ｄを介して
ローラ５１ｅが支持される。５１ｆ，５１ｆは側面支持
部材である。すなわち、球状車４１，４１・・・はロー
ラ５１ｅと円板部村３４，４０とによって所定の位置に
支持され、ローラ５１ｅのピボツトピン５１ｃの軸心と
平行な軸を回転軸として回転する。支持部材４２の中央
部にはラック榛収納穴４２ａが形成され、この収納穴４
２ａ内にラック棒７５の先端ラック部７５ａが情動自在
に収納されている。先端ラック部７５ａは、変速支持部
材５１，５１，５１，５１…の扇状平歯車５１ｂ，５１
ｂ，５１ｂ，６１ｂ…とそれぞれ噛み合っている。ラッ
ク棒７５は出力軸３７の中央孔３７ａを通つて、ケーシ
ング３３の右方に形成された油圧シリンダ部５２を挿適
している。

６３はピストンであり、ラック棒７５と一体である。

ピストン５３と閉塞部材５４との間には圧縮スプリング
５５が介装され、ピストン５３を介してラック榛７５を
常時、第２図中、左方（すなわち、増遠方向へ）へ付勢
している。５６はべ−ンポンプを示し、カムリング５６
ａ、サイドプレート５７，５８内に収納されたロ−夕５
９とべーン６０とが噛み合っている。

ロータ５９は出力軸３７にスプラィン結合されている。
６１，６２は油出入孔であり、ベーンポンプ５６と油圧
シリンダ５２とを運通している。

６３は油通路、６４，６８はオリフィス、６５は油通路
、６６はオリフィス、．６７はしりーフ弁である。

一方、軸３７には回転力取出用歯車７６が装着され、こ
の歯車７６には被駆動物用の駆動軸９６に装着された歯
車７０が噛合っている。７１はベアリング、７２はシー
ル、７３，７４はベアリングをそれぞれ示す。

以下、作用を簡単説明する。

‘ｉ）′ 入力軸３０が所定の回転数で回転していると
きは、ラック榛７５は第２図の位置にあり、球状車４１
，・・・は鞠Ｑを中心にして回転する。

‘ｉｉ｝′ 入力髄３０が所定の回転数を下回る回転数
で回転すると、鞄Ｑを中心にして回転していた球状車４
１，…によって出力軸３７の回転数も低下する。すると
、ベーンポンプ５６の吐出流量が低下し、オリフイス６
４による通路６３と６５の圧力差が小さくなるのでピス
トン５３は第２図中左方へ猫勤し、変速支持部材５１，
・・・は８′の位置まで額斜して球状車４１，・・・の
回転軸が８になる。このため回転軸からの入力側の円板
部材３４および出力側の円板部材４０のトルク伝達面ま
での距離の比により世力軸３７は必要量だけ回転数を増
加する。（五ｉ｝′ 入力軸３０が所定の回転数を上回
る回転数で回転すると、鞠Ｑを中心にして回転していた
球状車４１，・・・によって出力軸３７の回転数も高く
なる。

すると、ベーンポンプ５６の吐出油流量が上昇し、オリ
フィス２３による通路６３と６６の圧力差が大きくなる
のでピストン５３は、第２図中右方へ沼動する。ピスト
ン５３が右方へ摺動すると、変速支持部村５１，・・・
はｙ′の位置まで頃斜し、球状車４１，・・・の回転軸
はｙ′になる。このとき、球状車４１，・・・の作用に
より上記とは逆に出力軸３７は必要量だけ回転数が減少
する。上述の｛ｉ｝′，剛′，【ｉｉｉ｝′の作動には
、前記第一実施例で説明した‘１｝式すなわち、Ｆ＝Ｐ
．Ｓ．−（Ｐ２Ｓ２十Ｗ）がなり立つことは、もちろん
である。

ここで、Ｐ．はシリンダ室５２ａ内の圧力、Ｓ，は圧力
Ｐ，を受けるシリンダ室５２ａに面したピストン５３の
面積、Ｐ２はシリンダ室５２ｂ内の圧力、Ｓ２は圧力Ｐ
２を受けるシリンダ室５２ｂに面したピストン５３の面
積、Ｗは圧縮スプリング５５の圧力、Ｆはラック棒７５
の出力をそれぞれ示す。尚、第２実施例ではＳ，＝Ｓ２
となっている。以上説明したように、本発明の無段変速
機によれば、入力軸の回転数の変動にかかわらず、出力
軸の回転は常に所定回転数に自動的に保たれ、一定回転
数で回転されなければならない被駆動物を回転するのに
極めて大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の魚段変速機の基本的構成を示す側面図
、第２図は本発明の無段変速機の他の実施例を示すＣ−
○−Ｃ断面図、第３図は第２図のＡ−Ａ断面図、第４図
は第３図のＢ−Ｑ−Ｂ断面図である。 １・・・・・・悪段変速機、２・・・・・・入力軸、３
・・・・・・出力軸、４…・・・変速レバー、５，８・
・・・・・プーリ、６・・・…駆動モータ、７・・・・
・・回転軸、９・・・・・・伝導ベルト、１０・…・・
被駆動物、１１，１２・・・・・・平歯車、１４……ポ
ンプ、１５，２４……オイルリザーバ、１６…・・・油
通路、１７・・・…油圧シリンダ、１７ａ，１７ｂ……
シリンダ室、１６……ピストン、１９・・・…圧縮スプ
リング、２０・・・・・・ロッド、２２ａ，２２ｂ・・
・・・・油吐出通路、２３・・・…オリフイス、２５，
２６・…・・油通路。 第３図 第４図 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入力軸と出力軸とを備え、変速レバーに連動する変
   速機構によつて入力軸の回転速度を任意の比率で変速し
   て出力軸に伝達する無段変速機において、出力軸に油圧
   ポンプを連動し、該油圧ポンプの油吐出通路を油圧シリ
   ンダの一方端に連通すると共に該油吐出通路をオリフイ
   スを介して前記油圧シリンダの他方端に連通し、該油圧
   シリンダ内に収納したピストンと変速レバーとを連動せ
   しめ、前記ピストンにより区画された油圧シリンダの前
   記他方端に該ピストンを常時一方に付勢する付勢手段を
   収納したことを特徴とする無段変速機。