JPH03181647A - 無段変速機 - 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］ 本発明は騒音が少なく、しかも伝達効率の良い無段変速
機に関する。

〔従来の技術〕

無段変速機は自動車、工作機械等において広く使用され
ている。そこで、従来の無段変速機の代表例、例えば特
開昭５９−１５１６５６号公報に記載の無段変速機の主
要部を第４図に示すが、図に示すように変速リング１０
に、リテナ要素１１に取付けられたコーン１２を当接さ
せ、該コーン１２の軸部のＷｌ擦部面１３入力軸１４を
、該コーン１２の裏面のＦｔＩＰＪ面１５に出力軸１６
を接続し、変速リングＩＯの位置を変えて、コーンＩ２
の回転数を変化させて、無段変速を行うようにしていた
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記無段変速機においては、入力軸１４と出
力軸１６との間に２段に渡って摩擦面１２．１３、Ｉ５
が設けられているので、動力の伝達効率が減少するとい
う問題点があった。

また、従来の無段変速機は出力軸の回転速度を一定方向
にしか変速できず、逆回転する場合にはギアチェンジを
行う必要があり、装置が複雑化し操作が手間であるとい
う問題点があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、伝
達効率が良く、場合によっては正回転から逆回転または
この逆の方向転換が円滑に行なえる無段変速機を提供す
ことを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的に沿う請求の範囲第１項記載の無段変速機は、
円錐底部には第１のベベルギアが設けられ、円錐頂部に
は膨出部が設けられて、しかも円錐陵線の外側または内
側が回転中心軸に平行になるように配置された回転自由
な円錐摩擦車と、該円錐摩擦車上を移動する摺動リング
と、該摺動リングに動力を伝達する入力軸と、上記第１
のへヘルギアに噛合し、一定方向に固定あるいは一定回
転数に回転駆動され他方向には回転自由となった第２の
ベベルギアと、上記円錐摩擦車の回転支持部に連結され
る出力軸とを有して構成される。

また、上記目的に沿う請求の範囲第２項記載の無段変速
機は、請求の範囲第１項記載の無段変速機において、第
２のベベルギアは減速機を介して人力軸の回転力が入力
軸の回転とは逆回転方向に伝達されて構成されている。

〔作用〕

請求の範囲第１項記載の無段変速機においては、円錐底
部には第１のベベルギアが設けられ、円錐頂部には膨出
部が設けられて、しかも円錐陵線の外側または内側が回
転中心軸に平行になるように配置された回転自由な円錐
摩擦車を設けられ、該円錐摩擦車の稜線上を移動する摺
動リングに人力軸に連結しているので、摺動リングを移
動することによって、円錐摩擦車の自転及び公転の回転
数が変わることになる。

この場合、該円錐摩擦車の円錐底部には第１のベベルギ
アが設けられ、該第１のベベルギアは第２のベベルギア
に噛合しているので、出力軸が連結されている円錐摩擦
車の回転支持部は、第２のベベルギアとの相対回転にな
る。

従って、請求の範囲第２項に記載の如く、第２のへベル
ギアを減速機を介して入力軸と逆方向に回転させると、
出力軸は円錐摩擦車の公転回転と、第２のへベルギアと
の差動回転になるので、適当なる回転を第２のベベルギ
アに与えながら、摺動リングを移動させると、出力軸を
正転から逆転にあるいはその逆に円滑に回転させること
ができる。

そして、摺動リングを移動させて円錐頂部の膨出部に当
接させると、円錐摩擦車がロックされることになるがこ
の場合、第２のベベルギアを回転自由とすることによっ
て全体が回転し、入力軸の回転力が高効率（例えば９５
％以上）に出力軸に伝達される。

（実施例〕 続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化し
た実施例につき説明し、本発明の理解に供する。

ここに、第１図は本発明の第１の実施例に係る無段変速
機の断面図、第２図及び第３図は本発明の第２及び第３
の実施例に係る無段変速機の概略構成図である。

第１図に示すように、本発明の第１の実施例に係る無段
変速機１０は、中間部に摺動動力伝達部の一例であるス
プライン軸部１１が形成された入力軸Ｉ２と、該人力軸
１２によって回転駆動される摺動リング１３と、該摺動
リング１３が当接する円錐摩擦車１４（この実施例にお
いては３個設けられている）と、該円錐摩擦車１４を回
転自由に支持するハウジング１５と、該ハウジング１５
に連結される出力軸１６と、上記円錐摩擦車１４の円錐
底部に取付けられている第１のベベルギア１７と、第１
のベベルギア１７に噛合する第２のベベルギア１８と、
該第２のベベルギア１８に取付けられている減速機１９
と、該減速機１９の遊星歯車２０に支持部材２１を介し
て取付けられている歯車２２と、該歯車２２に噛合する
中間歯車２３及びこれに連結する中間歯車２４と、該中
間歯車２４に噛合する歯車２５と、該歯車２５に取付け
られた一方向クラッチ２６と、これらの支持ケース２７
とを有して構成されている。以下、これらについて詳し
く説明する。

上記入力軸１２は中間部及び先端部をベアリング２８〜
３１によって支持され、途中にはスプライン軸１２が形
成され、該スプライン軸１２にはスプラインボス３２が
摺動自在に噛合し、該スプラインボス３２には容器状の
支持部材３３を介して摺動リング１３が取付けられてい
る。そして、このスプラインボス３２にはベアリング３
４を介して筒体３５が設けられ、該筒体３５にはアーム
３６が取付けられ、該アーム３６の先端には雄ねじ３７
が回転自由に取付けられている。

この雄ねし３７にはハンドル３８が取付けられて、該ハ
ンドル３８を回転することによって雄ねし３７が前後に
移動し、スプラインボス３２が移動するようになってい
る。

一方、上記人力軸１２にはヘアリング２９及び支持ケー
ス２７に取付けられているベアリング３９を介して出力
軸１６と該出力軸１６に固着されるハウジング１５とが
回転自由に取付けられ、該ハウジング１５にはベアリン
グ４０を介して回転軸４１が取りつけられ、該回転軸４
１の一端には第１のベベルギア１７が、他端には円錐摩
擦車１４が取付けられている。この円錐摩擦車１４と回
転軸４１との取付けはスプラインあるいは滑りキーとな
って、内部に配置されているスプリング４２によって該
円錐摩擦車１４が上記摺動リング１３に押圧されるよう
になっている。なお、円錐摩擦車１４を摺動及び回転可
能にに支持するため外側にニードルベアリング４３も設
けられている。

上記円錐摩擦車１４の円錐頂部には略逆円錐台状の膨出
部１４ａが設けられ、摺動リング１３を円錐頂部まで移
動すると、該摺動リング１３が膨出部１４ａに当接する
ようになっている。

上記第１のベベルギア１７に噛合する第２のベベルギア
１８は、ベアリング４４．４５を介して人力軸１２に回
転自由に取付けられ、該第２のベベルギア１８は入力軸
１２を入力とする減速機１９に連結されている。

この減速ＩＩＪ、１９は、入力軸１２に取付けられてい
る歯車４６と、該歯車４６に噛合する遊星歯車２０（ベ
アリングによって回転自由に支持されている）と、該遊
星歯車２０に噛合し上記第２のベベルギア１８に連結さ
れる内歯車４７とを有して構成され、入力軸１２の回転
が減速及び逆転して第２のベベルギア１８を回転するよ
うになっている。

上記遊星歯車２０は、ベアリング３０を介して回転自由
に取付けられている支持部材２１に固定され、該支持部
材２１の他端側には歯車２２が取付けられ、該歯車２２
にはハウジング１５にベアリング４日を介して回転自由
に取付けられている中間歯車２３が噛合している。該中
間歯車２３には対となって中間歯車２４が取付けられ、
該中間歯車２４は出力軸１６にベアリング４９を介して
回転自由に取付けられ、他方側には一方向クラッチ２６
が取付けられた歯車２５に噛合している。

従って、この口段変速ａ１０においては、入力軸１２に
一定方向に回転するエンジンあるいはモーター等の回転
力を伝動すると、スプリング軸１１及びスプリングボス
３２を通して摺動リング１３が回転する。

この摺動リング１３の回転によって円錐摩擦車１４は自
転する共に、入力軸１２の回りを公転する。この場合、
第２のベベルギア１日の回転を公転の回転方向とは反対
方向で、しかも減速して回転駆動させると、円錐摩擦車
１４の公転回転と、第２のベベルギア１８の回転が差動
することになり、摺動リング１３が特定の位置にある場
合、出力軸１６の回転が零となり、それより円錐頂部方
向に摺動リング１３を移動させると、出力軸１６が正転
し、円錐底方向に移動させると出力軸１６が逆転するよ
うになり、無段状態で正転及び逆転ができるようになっ
ている。

なお、上記減速機１９の′ｆ！星歯車２０が取付けられ
ている支持部材２１は回転しない状態を保持するように
、前記一方向クラッチ２６の方向が取付は方法が決定さ
れている。

ハンドル３８を回転させて、上記摺動リング１３を円錐
頂部方向に移動すると、出力軸１６の回転数は増加し、
該摺動リング１３が完全に膨出部１４ａに当接すると、
円錐摩擦車１４は自転せず、円錐歯車１４とハウジング
１５及び出力軸１６が一体として回転するようになる。

この場合、方向クランクには逆方向に力が作用するので
、フリーとなり円滑に全体が効率良く回転することにな
る。

なお、上記支持ケース２７の内部には適当な潤滑油が適
当量注入されて、潤滑及び冷却を図っており、上記一方
向クラッチの代わりに信号によってオンオフする電磁ク
ラッチ等を使用することも可能である。

続いて、第２図、第３図に示す本発明の第２、第３の実
施例について説明するが、同一の構成要素には同一の番
号を付してその詳しい説明を省略する。

第２図に示す無段変速４！１５０においては、頂部に膨
出部１４ａが設けられた円錐ｇ簡単１４の外側に摺動リ
ング１３を設け、該摺動リング１３をスプライン構ａ　
５０　ａを使用して人力軸１２に連結している。

そして、円錐摩擦車１４をベアリング５１を介して回転
自由に支持するハウジング５２に出力軸５３が連結され
、該円錐摩擦車１４の円錐底に取付けられている第１の
ベベルギア１７には第２のベベルギア１８が噛合してい
る。

この第２のベベルギア１８には支持筒５４が設けられ、
該支持筒５４には一方向クラッチ５５が設けられている
。

従って、この無段変速機５０においては、通常の状態で
は第２のベヘルギア１８が回転しないように、一方向ク
ラッチ５５の方向が決定されて配置され、従って、この
状態では摺動リング１３の回転は円錐摩擦車１４に伝わ
り、円錐摩擦車１４が第２のベベルギア１８の回りを公
転することによって無段変速され、出力軸５３に伝達さ
れるようになっている。

次に、摺動リング１３を円錐頂部の方に移動させると、
出力軸５３の回転が早くなり、膨出部１４ａに当接する
と、一方向クラッチ５５に逆方向の力が加わってフリー
となり、全体が入力軸１２と共に回転する。

第３図に示す第２の実施例に係る無段変速機５６におい
ては、膨出部５７を有する円Ｓｆ！摩擦車５８の内側に
人力軸６３にスプライン結合によって連結されている摺
動リング５９が当接し、該円錐摩擦車５８に取付けられ
ている第１のベベルギア６０には外側から第２のベベル
ギア６１（内歯車となっている）が噛合している。そし
て、この第２のへベルギア６１には一方向クラッチ６２
が取付けられ、人力軸６３と反対方向に第２のベベルギ
ア６１が回転しようとする場合には、ロックする構造と
なっていく。

この円錐摩擦車５８のハウジング６４はベアリング６５
を介して設けられている出力軸６６に伝達されている。

従って、この実施例においても、上記第２の実施例に係
る無段変速Ｉａ５０と同様な動作をすることになる。ま
た、第２図及び第３図における矢印ａ、ｂは摺動リング
が軸方向に移動可能であることを示す。

なお、以上の実施例において、円錐摩擦車１４．５８に
は膨出部が設けられているが、該膨出部を省略した場合
には、通常の無段変速機となる。

この場合、第２のベベルギアに減速した人力軸とは反対
方向の回転力を与えると、正転から逆転を円滑に行う無
段変速機となる。

また、以上の実施例において、更に差動ギア装置あるい
はトルクコーンバーターとを接続する場合も本発明は適
用される。

〔発明の効果〕

請求の範囲第１項記載の無段変速機は、以上の説明から
も明らかなように、摩擦によって回転力を伝達する部分
は摺動リングと円錐摩擦車の部分だけであるので、動力
の伝達効率が高い無段変速機を提供することができる。

また、円錐摩擦車の円錐頂部に膨出部を設けることによ
って、摺動リングと円錐摩擦車を一体として固定し、全
体を回転させることによって摺動部分のない動力伝達が
行え、伝達効率が向上する。そして、上記摺動リングと
円錐ＦＲ擦簡単部分によって歯車伝達による振動を吸収
するので、外部に伝達される振動及び騒音が小さい無段
変速機を提供できる。

請求の範囲第２項記載の無段変速機においては、減速機
を介して第２のベベルギアに入力軸とは逆方向に回転が
与えられているので、出力軸は正転、停止及び逆転を連
続的に円滑に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る無段変速機の断面
図、第２図及び第３図は本発明の第２及び第３の実施例
に係る無段変速機の概略構成図、第４図は従来例に係る
無段変速機の概略構成図である。 〔符号の説明〕 １０・・−・−無段変速機、１１・−−−−−−−スプ
ライン軸、ｌ　２−−−−−・入力軸、１３−・−一一
一−−−摺動リング、１４−−−・−円錐摩擦車、１４
　ａ−−−−−−−−・膨出部、１５−−−−−ハウジ
ング、１６・−一一−−−−−出力軸、１７第１のベベ
ルギア、１　Ｂ−−−−一第２のベベルギア、ｌ　９−
−−−−・−減速機、２０−・・−・−・・遊星歯車、
２１−−−−一支持部材、２２−−−−−・−歯車、２
３．２４−・−−一−−−中間歯車、２５−−−−−・
・−歯車、２６−・−・・一方向クラッチ、２７−−−
−・・支持ケース、２８〜３１−−−−−−−−ベアリ
ング、３２−一−−・−・−スプラインボス、３３−−
−−−−−一支持部材、３４−・−・・・−ベアリング
、３５−−−一筒体、３６−−−−−−−・アーム、３
７−・−雄ねし、３　Ｂ　−−−−−−−−ハンドル、
３９．４０・−ベアリング、４１・・・−−−−−・回
転軸、４２−・・−・・・・スプリング、４３−−ｍ＝
−・−・ニードルベアリング、４４．４５−−−−−一
・ベアリング、４６−・・・・・−歯車、４７・−−−
−−一−−内歯車、４８．４９−−−−−・−・ベアリ
ング、５０・−−−一−−−無段変速機、５１・−一一
−−−−ベアリング、５２−−−−−−・ハウジング、
５３−・・・・−出力軸、５４−・支持筒、５５−−−
−−−−一方向クラッチ、５６・・・−・無段変速機、
５７−・−−一−−−・膨出部、５８・・−・−円錐摩
擦車、５９−−−−−−・−摺動リング、６０−ｍ＝・
−第１のベベルギア、６１−・−第２のベベルギア、６
２−−−−−一方向クラッチ、６３−・−−−一−−−
人力軸６４−−−−− ハウジング、６５ ベアリング 、６６ 出力軸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）円錐底部には第１のベベルギアが設けられ、円錐
   頂部には膨出部が設けられて、しかも円錐陵線の外側ま
   たは内側が回転中心軸に平行になるように配置された回
   転自由な円錐摩擦車と、該円錐摩擦車上を移動する摺動
   リングと、該摺動リングに動力を伝達する入力軸と、上
   記第１のベベルギアに噛合し、一定方向に固定あるいは
   一定回転数に回転駆動され他方向には回転自由となった
   第２のベベルギアと、上記円錐摩擦車の回転支持部に連
   結される出力軸とを有してなることを特徴とする無段変
   速機。
2. （２）第２のベベルギアは減速機を介して入力軸の回転
   力が入力軸の回転とは逆回転方向に伝達される請求の範
   囲第１項記載の無段変速機。