JPS62165061A - 動力伝動装置 - Google Patents

動力伝動装置

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JPS62165061A
JPS62165061A JP555486A JP555486A JPS62165061A JP S62165061 A JPS62165061 A JP S62165061A JP 555486 A JP555486 A JP 555486A JP 555486 A JP555486 A JP 555486A JP S62165061 A JPS62165061 A JP S62165061A
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gear
belt
clutch
pulley
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Hiroshi Takano
坦 高野
Nashi Matsuo
松尾 無
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Mitsuboshi Belting Ltd
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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) 本発明は自動車、農用機械、建設機械、船舶その他一般
産業用機械の動力伝動方式に関するものである。
(従来の技術) 近時、自動車を始めとする動力においてイージードライ
ブを目的とした自動変速システムが実用化されており、
そのニーズは年々高くなっているが、従来よりの方式は
流体トルコンシステムを活用したものが実用に供されて
おり、動力伝達効率が悪(、又構造が複雑で加工コスト
が高い等、多(の欠点が存在する。
そこで、近時、これらの欠点を解消する方式としてエン
ジンよりの回転力をVベルトと変速ベルトとによりある
変速比までは無段で変速し、それに加えてクラッチによ
る切替えで一段の有段の変速とを組み合わせた方式が採
り上げられている。
ところで、従来よりベルト式変速機構においては、その
変速比を大きくしようとするとき、最小プーリ径と最大
プーリ径の範囲が広くなり、例えば車の最大トルク条件
下では減速比を太きぐ必要とすることから駆動側変速プ
ーリでのベルトの巻掛はピッチ径を小さくする必要があ
る。
その理由としては車の高速走行条件下では駆動プーリ径
が大となり、逆に従動側プーリ径を小さくする必要があ
るが、駆動プーリ径が大きく、しかも回転数が高いこと
からベルトの周速度が大きくなり、ベルトの高速走行能
力上、その許容周速度を満足するベルトt−掛径にする
必要があり、必然的にそれによってプーリの最小径が限
定されるからである。従って、ベルト変速システムの変
速中を出来るだけ小さくすることが必要とされていた。
ところが、従来においては、かかる設計は極めて難しく
、ベルトの耐久性、ベルト変速時のレスポース等に問題
を存していた。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は上述の如き実状に対処し、通常のマニュアルミ
ッションドライブの場合の1〜4速のうち、1〜3速の
範囲に相当する部分をベルト変速で担持し、4速はエン
ジン軸より摩擦クラッチの働きにより歯車を介して入出
力軸を連結する方式とし、ベルト変速による場合との間
に通常のマニュアルミッションドライブの場合の1〜4
連用のときの3〜4速間に相当する回転比の段差を設け
ることにより、それとベルト変速の変速比中とで通常の
マニュアルミッションドライブの場合の変速比の巾を担
持させることを目的とするものである。
(問題点を解決するための手段) しかして、上記目的を達成するための本発明の特徴とす
るところを第1図に従って説明すると以下の通りである
エンジン出力軸延長線上の軸(Sl)に駆動側Vベルト
式変速プーリ (■1)を設け、それと対向して中間軸
(G2)上に従動側Vベルト式変速プーリ(■2)を設
け、これら両変速プーリ (Vl) (VZ)間に■ベ
ルl−(B)を取り付ける。
そして前記エンジン出力軸延長線上の軸(S、)及び中
間軸(G2)の延長上に夫々摩擦クラッチ0o)(20
)を取り付け(以後、軸(Sl)上の摩擦クラッチ。
軸(G2)上の摩擦クラッチ(20)を第1.第2の摩
擦クラッチとする)夫々の摩擦クラッチ(10) (2
0)の出力側クラッチ片より延びる出力側筒状軸(IO
S)(2OS)の延長上に夫々対向して歯車、チェーン
用スプロケット歯付ベルト用歯付プーリ又はVプーリな
どからなる係合体(Ml) (MZ)を設け、その相対
向するスプロケットにはチェーン、歯付プーリには歯付
ベルト、プーリには■ヘルドを巻き付ける方式の何れか
を選定する。
次に、エンジン出力軸延長線上の軸(Sl)側の摩擦ク
ラッチα0)の前記出力側筒状軸(105)の延長上に
史に直結又はベアリングを介して歯車(G、)を軸(1
05)に対し直結の場合は一体に、ヘアリングを介する
場合は回転自在に設け、一方、その歯車(Gl)に対し
対向的に噛合う歯車(G2)を本発明伝動装置の出力軸
(S、)の延長上に設ける。
このとき、歯車(Gl)を軸(10s)上にベアリング
を介して設ける場合は該歯車(C+)の側部に更に歯車
(g、)を設け、その歯車(gl)に対向的に軸(IO
s)の延長上にその軸とスプライン、キーによりスラス
ト方向自在で、回転方向に一体にて回転する歯車(G、
)の側部に歯車(G3)を設ける。
なお、歯車(gl)と(G3)は第2図の如く互いに噛
合するクラッチ(g+)(gz)からなるドッグクラッ
チとしてもよい。
更に本発明動力伝動装置の出力側(G3)の回転方向を
左右自在とする場合のためには前記歯車(G2)の延長
上に軸(G3)と一体に歯車(G4)を設け、前記エン
ジン出力軸延長上に設けられた摩擦クラッチの出力側筒
状軸(IOS)上の歯車(G3)を外力によってスライ
ドさせ、歯車(G、)と歯車(G4)との間に遊軍(G
、)を介在せしめて伝動せしめる。
(作用) 次に上記本発明の動力伝動装置にもとづく作用を説明す
ると、 (イ)第1の摩擦クラッチ0ωOFF、第2の摩擦クラ
ッチ(20) ONの状態において、エンジンの出−力
回転を軸(Sl)を介して変速プーリ (V +);■
ベルト(B)、変速プーリ (VZ)を介して中間軸(
G2)に伝え、第2の摩擦クラッチ(2o)を介して係
合体(M2)より係合体(Ml)に伝動し、係合体(M
l)と一体に回転する筒状軸(IOS)より直結の場合
は歯車(Gl)、  これに噛合する出力軸(G3)上
の歯車(G2)を介して出力軸(G3)を回転させる。
(El)そして、軸(IOS)上にベアリングを介して
歯車(G1)を設ける場合はその歯車の側面に設けた歯
車(g、)と軸(IO3)上をスライド方向には可動で
、回転方向には一体の歯車(G3)の側面に設けた歯車
(G3)と噛合、軸(IOS)の回転を歯車(g:+)
より歯車(g、)へ伝え、それと一体の歯車(G、)と
噛合う歯車(G2)を介して出力軸(G3)に動力を伝
達する。
(ハ)次に、第1の摩擦クラッチaωをON、第2の摩
擦クラッチ(2o)をOFFの条件下で、エンジン出力
軸延長線上の軸(sl)の回転力を第1の摩擦クラッチ
0ψのONによる働きで、軸(sl)の回転を筒状軸C
l0S)へ伝達し、歯車(G1)より歯車(G2)を介
して出方軸(G3)に伝動する。
このとき、変速プーリ (Vl)よりベルト(B)を介
して変速プーリ (VZ)更に中間軸(G2)に伝えら
れた回転は第2の摩擦クラッチ(2o)の。
FFにより係合体(M2)には伝達しない。
(実施例) 以下、史に添付図面に従って本発明装置の具体的な実施
例を説明する。
第1図は本発明装置の全体を示す概要図、第2図及び第
3図はその部分図である。
これら図において(Sl)はエンジン出力軸延長上の軸
、(G2)は中間軸、(G3)は本発明装置の出力軸で
あり、エンジン出力軸の延長上の軸(S、)より出力軸
(G3)に対し動力が伝達されるものである。
以下、軸(Sl)より軸(G3)まで動力が伝達される
方式をその構成に作用を交えて説明する。
先ず、図においてエンジン出力軸延長線上の軸(Sl)
に駆動側Vベルト式変速プーリ (■1)が設けられ、
それに対向して中間軸(8つ)上に従動側Vベルト式変
速プーリ (v2)が設けられて、これら両変速プーリ
 (V+)(Vz)間にVベルト(B)が取り付けられ
ており、前記軸(Sl)(Sりの夫々にその延長上に多
板摩擦クラッチαI (20)が一体に取り付けられて
いる。
即ち夫々の軸(Sl) (G2)に対し入力側のクラッ
チ片をなす段状円筒体(11) (21)が設けられて
おり、これにはその内部に摺動体(12) (22)が
収設されていて、円筒体(11) (21)内壁と摺動
体(12) (22)との間に第3図に示すように軸内
を貫通するオイル又はエヤ一孔(13) (23)より
オイル又はエヤーが注入される圧力室(14) (24
)を形成してシリンダーを構成する一方、円筒体(11
) (21)の内周面延長上にスプライン又はキー溝(
15) (25)が設けられている。
そして、一方、上記シリンダーにはその内部において対
向的に軸(Sz) (St)上に夫々ベアリングを介し
て出力側のクラッチ片をなす段状支持体(16) (2
6)が設けられ、その段状支持体には円筒部(17) 
(27)と側壁部(18) (2B)が設けられて、円
筒部外面はスプライン又はキー溝が設けられていて、前
記入力側クラッチ片の段状円筒体(11) (21)の
内周面のスプライン又はキー溝と、出力側クラッチ片の
段状支持体(16) (26)の円筒部外周面のスプラ
イン又はキー溝に交互に隣接する如く位置して摩−溝に
噛み合うスプライン又はキー溝を有して複数組配設され
ている。
かくして、この多板摩擦クラッチ中のシリンダ一部に対
しボートよりオイル又はエヤーを流入せしめ、その圧力
によりシリンダー推力を生せしめることにより、前記摩
擦板間に摩擦力を生ぜしめ、所謂、クラッチONとなし
、それによって軸(S、)(Sz)とそれぞれの出力側
摩擦クラッチ片の筒状軸(IOS) (2OS)とを連
結させることができる。
次に、父上記の筒状軸(105) (2OS)には更に
夫々一体に係合体(Mυ(M2)が設けられ、両者間で
伝動作用が行われるが、係合体CM+) (Mz)とし
て図示例ではスプロケット(Mz)が軸(205)と一
体に設けられ、エンジン出力軸延長上の軸(Sl)側で
該軸(Sl)に対しベアリングを介して設けられた筒状
軸(IOS)上に一体に設けられたスプロケッ)(M+
)との間にチェーン(30)が巻掛けられている。
なお、上記スプロケットは、これに代え歯付プーリとし
、歯付ベルトを巻掛けてもよく、又、Vベルトを用いて
フリクション伝動としてもよい。
叙上の如き構成において、更に本発明では出力軸(S、
)との間において一連の伝動機構が設けられるが、これ
には先ず、軸(Sl)の前記摩擦クラッチの出力側筒状
軸(10S)上にベアリングを介して歯車(G1)が設
けられ、該歯車(Gl)の側面に他の歯車(gl)が設
けられていると共に、筒状軸(IOS)の延長上に更に
スプライン又はキー溝に噛合して摺動可能に回転体(3
1)が設けられ、その側面に歯車(g、)が前記歯車(
gυと対向的に設けられることによって構成されている
そして、前記回転体(31)の一部に設けたフォーク溝
に外力を与え、前記歯車(g、)と(G3)が噛合した
とき、軸(IOS)よりの回転力が回転体(31)を介
して歯車(G、)に伝えられ、出力軸(G3)と一体に
設けられた歯車(G2)を介して出力軸(G3)へ動力
が伝達されるようになっている。
なお、軸(St)の回転方向に対して出力軸(G3)の
回転方向を逆方向とする場合を考慮して、この場合には
筒状軸(IOS)上の回転体(31)を図中の右方向へ
移動させ、歯車(gl)と(g、)の噛合を外し、出力
軸(S、)と回転方向に一体となしたリバース用歯車(
G4)を設け、この歯車(G4)と回転体(31)の外
面に設けた歯車(G3)とを対向的に位置せしめ、その
歯車(G、)と軸(S、)上の歯車(G4)との間にリ
バース用遊軍(G、)を夫々噛合う如く設けることによ
り出力軸(S、)の回転方向を当初のエンジン出力軸延
長上の軸(S+)の回転方向と逆とすることが可能とな
る。
次にエンジン出力軸の延長上の軸(S+)より出力軸(
S、)までの動力伝達を変速プーリ(V+)<VZ)及
びVベルト(B)を介さずに行う場合について説明する
まず、この場合には第2の摩擦クラッチ(20)中の段
状筒体(21)及び摺動体(22)によるシリンダ一部
に与える圧力を与えず、所謂、クラッチOFFの状態、
即ち隣接摩擦板(29) (29)間の摩擦力を生じな
い状態となし、一方の第1の摩擦クラッチαω側を所謂
、クラッチONの状態、即ち、段状円筒体(11)を軸
(S+)と一体にし、それによって軸(S、)と軸(1
0S)とを該クラッチを介して連結させることができる
かくして、同様にして歯車(Gl)(Gりを介して、又
歯車(G2) (GS) (G4)を介して夫々出力軸
(S、)へ動力を伝達させる。
以上において、各摩擦クラッチQOI(20)は何れか
一方をクラッチONとして動力を伝達するが、両方をク
ラッチOFFとすることにより全体のクラッチOFF、
即ち、軸(S、)より軸(S3)への動力伝達を遮断す
ることができる。
以上の方式によりエンジン軸よりの出力を軸(S+より
変速プーリ (V+)、ベル) (B)、変速プーリ(
v2)中間軸(Sz)、第2の摩擦クラッチ(20)筒
状軸(20S) 、スプロケット(Mz)、チェーン。
スプロケッ) (Ml)、筒状軸(IOS)と動力を伝
達し、次に軸Cl0S)より、(イ)歯車(g3)(g
+)。
(Gl)、  (Gz)を介して出力軸(Sl)へ、又
、軸(105)より歯車・(Gz)、(Gs)、  (
Ga)を介して出力軸(S 13)へ動力を伝達させる
所謂、ベルトドライブと、(II)軸(Sl)より第1
摩擦クラツチα0)。
軸(IOS) 、歯車(gz)、歯車(Gel)、  
(G5)、(G4)を介して出力軸(S、)へ動力を伝
達させる所謂直結伝動の2通りの伝動方式を選択するこ
とができる。
次に上記2つの伝動系統に於ける変速比について、一実
施例を示す。
今、ベルト変速比をJB、:JB、とじ、図1の(Ml
)と(M2)間の減速比をjgとするとき、図中軸(1
0s)の回転数は軸(Sl)回転数をNとすとなる。
今、具体的実施例として、ベルト変速時のレシオレンジ
を、通常のマニュアル変速の1〜4速の場合の1〜3速
に相当するものを受は持たせ、直結時を通常のマニュア
ル変速時の4速に相当するレシオレンジと仮定して具体
的数値を選定する。
JB+=1.6 JB2=0.62 JG=2.30 とすると、図中軸(10S)の回転数はベルト変速時、
  0.2717N〜0.701N直結時; N となりベルト変速時の最増速時0.701Nより直結時
のNの間の増速比をN10.701N=1.426とし
、通常のマニュアルミッションの場合の3速より4通間
の増速比よりやや大きくすることが望ましい。
これによってベルト変速と直結との間の変速比の合計は
N10.2717N=3.681となり、通常のマニュ
アルミッションの場合のレシオレンジと同一とすること
ができる。
又、総合計の変速比を更に大きくするには、図中の軸(
IQs)と出力軸(S3)の間にオーバトップ用ギヤー
ミッションを追加するか、又は出力軸(Sl)の後段に
オーバトップ用ギヤーミッションを設けてもよい。
(発明の効果) 本発明装置は上記の如き構成となしたものであり、以上
の方式により、ベルト変速と直結伝動システムとを組み
合わせることにより、以下の如き各特長を有する。
(1)ベルト変速の最大増速時と、直結伝動間において
、 JB2 XJG> 1  (1,3<JB2 X JG
 <1.55が望ましい) を満足させることにより、ベルト変速比を小さく設計す
ることが可能となり、ベルトのプーリ中で有効最小径を
比較的大きく、又有効最大径を小さく設計が可能となり
、(ベルト変速のみで単に必要な変速比を担持させる場
合変速比が大きくなりプーリの有効最大、最小径の比が
大きくなる)ベルトの耐久性、又、ベルト変速時のレス
ポンス等に効果が大きい。
(2)  又、JBz  XJG> 1  (1,3<
JBz X JG <1.55が望ましい)を利用して
、ベルト変速の最増速レンジより直結レンジに切り替え
ることにより、通常のオートマチック車の場合に用いら
れているキンクアップ又は逆に直結レンジよりベルト変
速の最増速レンジに切り替えることによりキックダウン
の効果を受は持たすことができる。
そして、以上のような方式により、先ず車を始動すると
き、先ず第2.第1の摩擦クラッチ(20)0ωをクラ
ッチOFFの状態より、エンジン回転、即ち軸(St)
の回転を少しずつあげつつ摩擦クラッチ(20)をゆる
やかにシリンダー推力を上げてクラッチをONして行き
、軸(S、)より■プーリ(L)ベルト(B)、Vプー
リ(VZ)、軸(G2)第2の摩擦クラッチ(20)を
介してスプロケット(M2)。
チェーン、スプロケット(M+)を介して前述の如(出
力軸(G3)まで動力を伝動する。
なお、自動車のスタート時(始動時)はベルト変速は、
当然のことながら最減速の状態よりスタートするものと
する。そこで、エンジンの回転数が上がり、出力軸(S
、)の回転も上昇し、ベルト変速比が最増速まで増速し
たる状態で(実際にはエンジンの出力特性、車軸回転数
、スロットルの開度等をもとに演算し)第2の摩擦クラ
ッチ(20)をクラッチOFFとしたるとき第1の摩擦
クラッチ0ωをONとすることによって直結レシオとす
ることができる。
(3)次に、上記とは逆に車速を減速する際、アクセル
開度を下げると、そのときのエンジン回転数。
車速等をもとに演算し直結レシオよりベルト変速量増速
レンジへ切り替えることにより所謂キックダウン効果を
担持することができる。
(4)又、本方式では車の実走行中の頻度の高い変速レ
ンジを直結レンジで行うため、より伝達効率の高い領域
を走行できるこが燃費特性のよい効果をも生みだすこが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の全体構造1例を示す概要図、第2
図及び第3図はその部分詳細図である。 (Sl)・・・エンジン出力軸延長線上軸、(G2)・
・・中間軸、  (G3)・・・出力軸。 (Vl) (VZ)・・・変速プーリ。 (B)  ・・・ベルl−,GO+(20)・・・摩擦
クラッチ。 (IO3) (205)  ・・・出力側筒状軸。 (11) (21)  ・・・段状円筒体。 (14) (24)  ・・・圧力室。 (16) (26)  ・・・段状支持体。 (17) (27)  ・・・円筒部。 (1B) (2B)  ・・・側壁部。 (19) (19) (29) (29)  ・・・摩
擦板。 (M+)(Mz)・・・保合体。 (G1)〜(G、)・・・歯車。 (gl)〜(g、)・・・歯車。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、エンジン出力軸延長線上の軸に駆動側Vベルト式変
    速プーリを設け、それに対向して中間軸上に従動側Vベ
    ルト式変速プーリを設け、前記両変速プーリ間にVベル
    トを掛架してなる装置において、前記エンジン出力軸延
    長線上の軸及び中間軸の各延長上に夫々摩擦クラッチを
    配設し、それら両摩擦クラッチの出力側クラッチ片の筒
    状軸上に夫々対向して係合体を設けて互いに伝動可能と
    なすと共に、更に前記エンジン出力軸延長側の摩擦クラ
    ッチの出力側筒状軸の延長上に歯車を設けて該歯車を伝
    動装置出力軸に設けた歯車と対向させ伝動可能ならしめ
    てなることを特徴とする動力伝動装置。 2、摩擦クラッチが夫々の軸に同心一体に設けられた段
    状円筒体からなる入力側クラッチ片と、該段状円筒体内
    部に圧力室を形成し、摺動可能に収設された摺動体と、
    前記入力側クラッチ片に対向して夫々の軸にベアリング
    を介して回転自在に、かつスラスト方向には夫々の軸と
    一体に設けられた段状支持体からなる出力側クラッチ片
    と、段状円筒体の内壁面と段状支持体の側壁との間で段
    状円筒体の円筒部内面及び段状支持体の円筒部外面に夫
    々形成されたスプライン又はキー溝に噛合して互いに隣
    接し相互に配設された複数の摩擦板とからなる多板摩擦
    クラッチである特許請求の範囲第1項記載の動力伝動装
    置。 3、摩擦クラッチの出力側クラッチ片の筒状軸上の係合
    体が歯車、チェーン用スプロケット、歯付ベルト用歯付
    プーリ又はVプーリであり、スプロケットにはチェーン
    、歯付ベルトには歯付ベルト、VプーリにはVベルトが
    併用されて伝動がなされる特許請求の範囲第1項又は第
    2項記載の動力伝動装置。 4、エンジン出力軸延長線上の軸に駆動側Vベルト式変
    速プーリを設け、これに対向して中間軸上に従動側Vベ
    ルト式変速プーリを設け、前記両変速プーリ間にVベル
    トを掛架してなる装置において、前記エンジン出力軸延
    長線上の軸及び中間軸の各延長上に夫々摩擦クラッチを
    配設し、それら両摩擦クラッチの出力側クラッチ片の筒
    状軸上に夫々対向して係合体を設けて互いに伝動可能と
    なすと共に、更に前記エンジン出力軸延長側の摩擦クラ
    ッチの出力側筒状軸の延長上にベアリングを介して歯車
    を軸に対し回転自在に設け、かつ該歯車の側部に側部歯
    車又はクラッチを配設すると共にさらに、該軸延長上に
    該軸とスラスト方向には自由で回転方向には一体に側部
    歯車又はクラッチを備えた歯車を設け、それら両歯車を
    伝動装置出力軸に設けた歯車に対し選択的に係合可能な
    らしめたことを特徴とする動力伝動装置。 5、摩擦クラッチが夫々の軸に同心一体に設けられた段
    状円筒体からなる入力側クラッチ片と、該段状円筒体内
    部に圧力室を形成し、摺動可能に収設された摺動体と、
    前記入力側クラッチ片に対向して夫々の軸にベアリング
    を介して回転自在に、かつスラスト方向には夫々の軸と
    一体に設けられた段状支持体からなる出力側クラッチ片
    と、段状円筒体の内壁面と段状支持体の側壁との間で段
    状円筒体の円筒部内面及び段状支持体の円筒部外面に夫
    々形成されたスプライン又はキー溝に噛合して互いに隣
    接し相互に配接された複数の摩擦板とからなる多板摩擦
    クラッチである特許請求の範囲第4項記載の動力伝動装
    置。 6、摩擦クラッチの出力側クラッチ片の筒状軸上の係合
    体が歯車、チェーン用スプロケット、歯付ベルト用歯付
    プーリ、又はVプーリであり、スプロケットにはチェー
    ン、歯付プーリには歯付ベルト、VプーリにはVプーリ
    が併用されて伝動される特許請求の範囲第4項又は第5
    項記載の動力伝動装置。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5563051A (en) * 1978-07-13 1980-05-12 Fiat Ricerche Transmission unit for automobile
JPS6053252A (ja) * 1983-09-02 1985-03-26 Iseki & Co Ltd トラクタの超低速変速機構

Patent Citations (2)

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JPH0532611B2 (ja) 1993-05-17

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