JPH0735153Y2 - 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、回転を無段階に変速する無段変速装置に関
し、特に、駆動及び従動プーリ間に中間プーリを備えた
プーリ式のものの改良技術に関する。

（従来の技術） 従来より、この種中間プーリを備えたプーリ式の無段変
速装置として、例えば実公昭45−3212号公報に示される
ものが知られている。すなわち、このものは、駆動軸に
支持された駆動プーリと、駆動軸と平行な従動軸に支持
された従動プーリと、上記駆動及び従動の両軸間におい
て両軸と直交する面内で回動可能なアームの中間部に中
間軸を介して回転自在に支持された中間プーリと、上記
駆動及び従動プーリと中間プーリとの間にそれぞれ巻き
掛けられた１対のベルトとを備えている。そして、上記
中間プーリを、軸方向に対向する１対の固定シェイブ
と、該両固定シェイブ間の中間軸に摺動自在にかつ回転
自在に支持され、両固定シェイブとの間に１対のプーリ
部を形成する略算盤玉形状の可動シェイブとで構成し、
上記アームを回動させてベルトの張力により可動シェイ
ブを軸方向に移動させることにより、両プーリ部のプー
リ径を変化させて駆動及び従動プーリ間の回転を変速す
るようになされている。

しかし、このものでは、ベルトのスリップが発生すると
いう問題がある。そこで、その改良技術として、実公昭
45−14572号公報に示されるものでは、上記のプーリ式
無段変速装置において、その１対のベルトのいずれか一
方の緩み側をスプリングのばね力によって押圧するテン
ショナ（テンションプーリ）を設け、そのテンショナに
よりベルトに張力を付与して、そのスリップを抑制する
ようになされている。

（考案が解決しようとする課題） しかるに、この提案のものでは、反面、テンショナの押
圧によりベルト張力を付与しており、変速時に中間プー
リの各プーリ部のプーリ径が相反する方向に増減変化す
ると、テンショナが大きく変位する。このため、ベルト
に張力を付与するためのスプリングの伸び量が大きく変
動し、各ベルトの張力が不安定となってその伝動効率が
低下するという不具合があった。

本考案は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その
目的は、２本のベルトにそれぞれ専用のテンショナで張
力を与えるようにして、テンショナを２つとし、かつそ
の２つのテンショナを連係して移動可能とすることによ
り、変速状態の如何に拘らず両ベルトの張力を安定させ
て、その伝動効率を向上させることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本考案の解決手段は、両テ
ンショナを揺動可能なリンクに支持し、その両リンクを
スプリングにより連結したものである。

すなわち、本考案は、駆動軸に支持された駆動プーリ
と、上記駆動軸と平行な従動軸に支持された従動プーリ
と、上記駆動及び従動軸と平行な中間軸上に支持され、
第１及び第２のプーリ部を有する中間プーリと、上記駆
動プーリと中間プーリの第１のプーリ部との間に巻き掛
けられた第１のベルトと、上記従動プーリと中間プーリ
の第２のプーリ部との間に巻き掛けられた第２のベルト
とを備え、上記中間プーリは、軸方向に対向する第１及
び第２の１対の固定シェイブと、該両固定シェイブ間の
中間軸に摺動自在にかつ回転自在に支持され、両固定シ
ェイブとの間に、上記第１及び第２のプーリ部を形成す
る略算盤玉形状の可動シェイブとを有し、上記可動シェ
イブの軸方向の移動により、両プーリ部でのプーリ径を
相反する方向に変化させて駆動及び従動プーリ間の回転
を変速するようにした無段変速装置が前提である。

そして、この無段変速装置において、上記第１のベルト
の背面又は内面を押圧して該ベルトに張力を付与するた
めの第１のテンショナと、駆動軸、従動軸及び中間軸と
平行な第１の支持軸に揺動可能に支持され、かつ端部に
上記第１のテンショナが回転自在に支持され、第１のテ
ンショナのベルト背面を押圧するものであるときには該
テンショナと上記第１の支持軸との間の中間部に、また
ベルト内面を押圧するものであるときには第１の支持軸
に対し第１テンショナと反対側部分にそれぞれスプリン
グ係合部が形成された第１のリンクとを設ける。

一方、上記の第２のベルトの背面又は内面を押圧して該
ベルトに張力を付与するための第２のテンショナと、駆
動軸、従動軸及び中間軸と平行な第２の支持軸に揺動可
能に支持され、かつ端部に上記第２のテンショナが回転
自在に支持され、第２のテンショナがベルト背面を押圧
するものであるときには該テンショナと上記第２の支持
軸との間の中間部に、またベルト内面を押圧するもので
あるときには第２の支持軸に対し第２のテンショナと反
対側部分にそれぞれスプリング係合部が形成された第２
のリンクとを設ける。

さらに、上記両リンクのスプリング係合部間にスプリン
グを架設し、このスプリングにより、上記中間プーリの
可動シェイブの移動により一方のプーリ部のプーリ径が
増大変化して、該プーリ部に掛けられた一方のベルトに
対応する一方のテンショナが該一方のベルトから押され
るように移動したときに、他方のテンショナが他方のベ
ルトを押圧する方向に移動するように、両リンクを回動
付勢するように構成する。

（作用） 上記の構成により、本考案では、変速装置の変速比を切
り換える場合、中間プーリにおける可動シェイブを軸方
向に移動させる。この可動シェイブの軸方向の移動によ
り、第１及び第２のプーリ部のプーリ径が互いに相反す
る方向に増減変化し、このことにより駆動及び従動軸間
の変速比が可変調整される。例えば、可動シェイブを第
１の固定シェイブ側に移動させたときには、第１のプー
リ部のプーリ径が第２のプーリ部よりも大きくなり、駆
動プーリの回転が中間プーリで減速されて従動プーリに
伝達される低速状態となる。

その場合、上記中間プーリの可動シェイブの移動により
一方のプーリ部のプーリ径が他方のプーリ部よりも増大
して、該プーリ部に掛けられた一方のベルトの張力が高
くなると、該ベルトに対応する一方のテンショナが一方
のベルトから押される方向に移動して、該テンショナを
支持する一方のリンクが支持軸回りに回動し、このリン
クの回動によりそのスプリング係合部に掛けられている
スプリングが変形する。そして、このばね力により他方
のリンクが同様の支持軸回りに回動し、該リンクに支持
されている他方のテンショナが他方のベルトを押圧する
方向に移動する。

例えば第１のテンショナが第１のベルト内面を押圧する
ものであり、第２のテンショナは第２のベルトの背面を
押圧するものである場合、第１のリンクにおいて第１の
支持軸に対し第１のテンショナと反対側の端部にスプリ
ング係合部が、また第２のリンクでは第２の支持軸と第
２のテンショナとの間の中間部にスプリング係合部がそ
れぞれ形成されている。そして、第１のベルトの張力が
増大して、この第１のベルトにより第１のテンショナが
押されると、第１のリンクが第１の支持軸回りに回動し
て、その端部に掛けられているスプリングを伸長させ
る。このスプリングの収縮方向の復元力により、第２の
リンクがその中間部にて引っ張られ、該リンクは第２の
支持軸回りに回動し、その端部の第２のテンショナが第
２のベルトの背面を押圧する方向に移動する。

すなわち、このようにスプリングは一方のリンクの回動
によって引っ張られた分だけ他方のリンクを回動させて
縮むため、そのスプリングによりベルトに付与される張
力は殆ど変化しなくなって略一定に保たれることとな
り、このベルトの張力の安定確保によりその伝動効率を
向上維持することができるのである。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本考案の実施例に係る無段変速装置Ａの全体構
成を示し、１は、例えば農業機械としてのコンバインに
搭載されたエンジンの出力軸からなる駆動軸、３は上記
駆動軸１の下方に平行に配置された回転可能な従動軸
で、この従動軸３はコンバインの駆動機構（図示せず）
に連結されている。５は上記駆動軸１及び従動軸３間に
両軸1,3と平行に配設された中間軸であって、これらの
軸1,3,5は変速装置Ａのケース（図示せず）に回転自在
に支承されている。上記駆動軸１には断面Ｖ字状のベル
ト溝2aを有する固定プーリからなる駆動プーリ２が、ま
た従動軸３には上記駆動プーリ２からオフセットした位
置に断面Ｖ字状のベルト溝4aを有する固定プーリからな
る従動プーリ４がそれぞれ回転一体にかつ摺動不能に取
り付けられており、この従動プーリ４のプーリ径は駆動
プーリ２よりも大に設定されている。30は上記従動プー
リ２の上方に配設されたアイドラプーリである。

さらに、上記中間軸５には中間プーリ６が支持されてい
る。この中間プーリ６は、第２図に示すように、軸方向
に対向する第１及び第２の１対の固定シェイブ7,8と、
該両固定シェイブ7,8間の中間軸５に摺動自在にかつ回
転自在に支持され、両固定シェイブ7,8との間に第１及
び第２の１対のプーリ部10,11を形成する略算盤玉形状
の可動シェイブ９とを有する。また、上記第１の固定シ
ェイブ７にはそのボス部近傍を貫通する例えば３つのロ
ッド挿通孔（図示せず）が円周方向に等角度間隔をあけ
て形成されている。そして、上記第１のプーリ部10と駆
動プーリ２のベルト溝2aとの間にはＶベルトからなる第
１のベルト12が、第２のプーリ部11と従動プーリ４のベ
ルト溝4aとアイドラプーリ30との間には同様にＶベルト
からなる第２のベルト13がそれぞれ巻き掛けられてお
り、上記可動シェイブ９の軸方向の移動により、第１及
び第２の両プーリ部10,11のプーリ径を相反する方向に
増減変化させて、駆動及び従動プーリ2,4間で回転を無
段階に変速するように構成されている。

また、上記中間プーリ６の可動シェイブ９は、該可動シ
ェイブ９を軸方向に移動させて駆動及び従動プーリ2,4
間の回転を変速する変速切換機構14に連結されている。
この変速切換機構14は、固定体としてのケースに中間軸
５を取り囲むように配置されて固定された円筒状のカム
15を備え、該カム15にはカム15内外を貫通して螺旋状に
延びる１対のカム溝16,16（１つのみ図示する）が水平
方向に対向して形成されている。

また、上記可動シェイブ９には上記第１の固定シェイブ
７をそのロッド挿通孔を通して軸方向に貫通する例えば
３本のロッド17,17,…が内端にて一体に固定され、３本
のロッド17,17,…の外端は一体化されてリング部（図示
せず）とされ、該リング部上にはカムフォロワ18が図示
しないベアリングを介して相対回転可能にかつ摺動一体
に支持され、このカムフォロワ18の外周には上記カム15
の各カム溝16に嵌合して転動するローラ19が回転自在に
軸支されている。さらに、このカムフォロワ18の外周上
部には操作レバー20が取り付けられている。

そして、上記操作レバー20の操作によりカムフォロワ18
を中間軸５回りに回動させることにより、そのローラ19
をカム15のカム溝16内で転動させながらカムフォロワ18
を軸方向に移動させて、カムフォロワ18にベアリング及
びロッド17,17,…を介して連結されている可動シェイブ
９を軸方向に移動させ、操作レバー20を例えば駆動プー
リ２側の低速位置に回動操作したときには、可動シェイ
ブ９を第２の固定シェイブ７側に移動させて、第１のプ
ーリ部10のプーリ径を第２のプーリ部11よりも小さくす
ることにより、駆動プーリ２の回転を中間プーリ６で減
速して従動プーリ４に伝達する低速状態とする。一方、
操作レバー20を逆に従動プーリ４側の高速位置に回動操
作したときには、可動シェイブ９を第１の固定シェイブ
７側に移動させて、第２のプーリ部11のプーリ径を第１
のプーリ部10よりも小さくすることにより、駆動プーリ
２の回転を中間プーリ６で増速して従動プーリ４に伝達
する高速状態とするように構成されている。

さらに、第１図に示すように、上記駆動軸１上方のケー
スには第１のリンク21がその中間部にて駆動軸１（従動
軸３）と平行な第１支持軸22により鉛直面内で揺動可能
に支持され、該リンク21の一端部（中間軸５側の端部）
には、上記第１のベルト12の緩み側内面を押圧して該ベ
ルト12に張力を付与するための第１のテンショナとして
のアイドラプーリ23が支持ピン24を介して回転可能に支
持されている。

一方、上記従動軸３下方のケースには第２のリンク25が
その一端部にて従動軸３（駆動軸１）と平行な第２支持
軸26により鉛直面内で揺動可能に支持され、該リンク25
の他端部（中間軸５側の端部）には、上記第２のベルト
13の緩み側背面を押圧して該ベルト13に張力を付与する
ための第２のテンショナとしてのテンションロール27が
支持ピン28を介して回転可能に支持されている。

また、上記第１のリンク21の他端部には第１スプリング
係合孔21aが貫通形成され、該係合孔21aには引張りスプ
リング29の一端が係止され、該スプリング29の他端は上
記第２のリンク25の中間部に貫通形成した第２スプリン
グ係合孔25aに係止されており、よって、両リンク21,25
のスプリング係合孔21a,25a間にスプリング29が伸装さ
れている。そして、このスプリング29の引張りばね力に
より、中間プーリ６の可動シェイブ９の移動により例え
ば第１のプーリ部10のプーリ径が増大変化し、該プーリ
部10に掛けられた第１のベルト12に対応するアイドラプ
ーリ23が該第１のベルト12に押されて第１図で仮想線に
て示す高速位置（Hi）から実線の低速位置（Lo）に移動
したときに、テンションロール27が第２のベルト13を押
圧する方向に移動するよう、両リンク21,25を回動付勢
するようになされている。

次に、上記実施例の作動を説明する。

まず、変速装置Ａを低速状態に切り換える場合には、変
速切換機構14の操作レバー20を低速位置に位置付ける。
この操作レバー20の切換操作により、該レバー20と一体
のカムフォロワ18が一方向に回動し、この回動により、
カムフォロワ18外周のローラ19がカム15のカム溝16内を
転動して、カムフォロワ18が軸方向に沿って例えば第２
図で右方向に移動する。このカムフォロワ18の軸方向の
移動により該カムフォロワ18にベアリング及びロッド1
7,17,…を介して連結されている中間プーリ６の可動シ
ェイブ９が第１の固定シェイブ７側に移動し、第１のプ
ーリ部10のプーリ径が第２のプーリ部11よりも大きくな
る。その結果、駆動プーリ２の回転が減速されて中間プ
ーリ６に伝達されるとともに、該中間プーリ６の回転が
減速されて従動プーリ４に伝達され、駆動軸１の回転が
大きな減速比で減速して従動軸３に伝えられ、変速装置
Ａが減速状態となる。

その際、上記可動シェイブ９の第１の固定シェイブ７側
への移動により中間プーリ６の第１のプーリ部10のプー
リ径が第２のプーリ部11よりも大きくなるのに伴い、そ
のプーリ径が増大する第１のプーリ部10に掛けられた第
１のベルト12は緊張しようとし、プーリ径の小さくなる
第２のプーリ部11に掛けられた第２のベルト13は逆に緩
もうとする。そして、上記第１のベルト12の緊張によ
り、該ベルト12に当接するアイドラプーリ23が同ベルト
12から低速位置（Lo）に向かう方向に押されて第１のリ
ンク21が第１図で時計回り方向に回動し、このリンク21
の回動により、スプリング係合孔21aに掛けられている
スプリング29が引っ張られ、そのばね力が増大する。こ
のスプリング29の他端は第２のリンク25中間部のスプリ
ング係合孔25aに掛けられているので、上記増大したス
プリング29のばね力により第２のリンク25が引っ張られ
て図で反時計回り方向に回動し、このリンク25の回動に
よりその先端のテンションロール27が低速位置（Lo）に
向かう方向に押されて上記緩もうとした第２のベルト13
を押圧し、このことにより第２のベルト13の張力が所定
レベル以上に増大する。

一方、逆に、変速装置Ａを高速状態に切り換えるときに
は、上記操作レバー20を高速位置に位置付ける。この切
換操作により、上記カムフォロワ18が他方向に回動し、
そのローラ19とカム15外周のカム溝16内との係合によ
り、カムフォロワ18が第２図で左方向に移動する。この
移動により、中間プーリ６の可動シェイブ９が第２の固
定シェイブ８側に移動し、第１のプーリ部10のプーリ径
が第２のプーリ部11よりも小さくなる。その結果、駆動
プーリ２の回転が増速されて中間プーリ６に伝達される
とともに、該中間プーリ６の回転が増速されて従動プー
リ４に伝達され、駆動軸１の回転が大きな増速比で増速
して従動軸３に伝えられ、変速装置Ａが増速状態とな
る。

その際、上記と同様に、上記中間プーリ６の第２のプー
リ部11のプーリ径が第１のプーリ部10よりも大きくなる
のに伴い、その第２のプーリ部11に掛けられた第２のベ
ルト13は緊張しようとし、第１のプーリ部10に掛けられ
た第１のベルト12は逆に緩もうとするが、上記第２のベ
ルト13の緊張により、該ベルト13に当接するテンション
ロール27が第２のベルト13により高速位置（Hi）に向か
う方向に押されて第２のリンク25が第１図で時計回り方
向に回動し、このリンク25の回動によりスプリング29が
引っ張られ、そのばね力が増大する。この増大したスプ
リング29のばね力により第１のリンク21が引っ張られて
図で反時計回り方向に回動し、このリンク21の回動によ
りその一端のアイドラプーリ23が高速位置（Hi）に向か
う方向に押されて上記緩もうとした第１のベルト12を押
圧し、該第１のベルト12の張力が確保される。

したがって、このように変速装置Ａの変速時には、スプ
リング29は一方のリンク21（又は25）の回動によって引
っ張られた分だけ他方のリンク25（又は21）を回動させ
て縮むため、そのスプリング29によりベルト13（又は1
2）に付与される張力は殆ど変化しなくなって略一定に
保たれ、常に各ベルト12,13が適正な張力に保たれる。
その結果、このベルト12,13の張力の安定確保によりそ
の伝動効率を向上維持することができる。

尚、上記実施例では、変速切換機構14におけるカム15を
ケースに固定し、該カム15のカム溝16に係合するローラ
19を有するカムフォロワ18は中間プーリ６の可動シェイ
ブ９に連結したが、逆に、カムを可動シェイブ９に連結
し、カムフォロワをケースに固定してもよく、上記実施
例と同様の作用効果を奏することができる。

また、上記実施例では、第１のテンショナとしてのアイ
ドラプーリ23が第１のベルト12の内面を、また第２のテ
ンショナとしてのテンションロール27が第２のベルト13
の背面をそれぞれ押圧するようにしているが、逆に、ア
イドラプーリ23が第１のベルト12の背面を、またテンシ
ョンロール27が第２のベルト13の内面をそれぞれ押圧す
るようにしてもよい。その場合、第１のリンク21の中間
部に第１のスプリング係合孔21aを、また第２のリンク2
5をテンションロール27と反対側に延長してその端部に
第２のスプリング係合孔25aをそれぞれ形成し、これら
スプリング係合孔21a,25a間にスプリング29を伸装すれ
ばよい。

また、アイドラプーリ23及びテンションロール27の双方
がベルト背面（又は内面）を押圧するようにすることも
できる。その場合、各リンク21,25の中間部（又は端
部）にスプリング係合孔21a,25aをそれぞれ形成し、こ
れらスプリング係合孔21a,25a間にスプリング29を伸装
する。

さらに、本考案は、上記実施例の如きコンバインのほ
か、ハーベスタ等の他の農業機械、芝刈り機、除雪機の
変速装置等、比較的低負荷の伝動能力を持つ変速装置に
も適用できるのは言うまでもない。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案によると、駆動及び従動プ
ーリと、両プーリ間に配置され、プーリ径可変の１対の
プーリ部を有する中間プーリと、両プーリ及び中間プー
リのプーリ部間にそれぞれ巻き掛けられる１対のベルト
とを備えたプーリ式変速装置において、両ベルトに張力
を付与するためのテンショナをそれぞれ揺動可能なリン
クに支持し、その両リンク間にスプリングを架設して、
このスプリングにより、中間プーリの可動シェイブに移
動により一方のプーリ部のプーリ径が増大変化して、該
プーリ部に掛けられた一方のベルトに対応する一方のテ
ンショナがベルトから押される方向に移動したときに、
他方のテンショナが他方のベルトを押圧する方向に移動
するように両リンクを回動付勢するようにしたことによ
り、変速時、スプリングは一方のリンクの回動によって
引っ張られた分だけ他方のリンクを回動させて縮むの
で、そのスプリングによりベルトに付与される張力を安
定に保つことができ、よって変速装置におけるベルトの
伝動効率を向上維持することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図は変速装置を模式
的に示す正面図、第２図は中間プーリ及び変速切換機構
を示す側面図ある。 Ａ……変速装置、１……エンジン駆動軸、２……駆動プ
ーリ、３……従動軸、４……従動プーリ、５……中間
軸、６……中間プーリ、７……第１の固定シェイブ、８
……第２の固定シェイブ、９……可動シェイブ、10……
第１のプーリ部、11……第２のプーリ部、12……第１の
ベルト、13……第２のベルト、14……変速切換機構、21
……第１のリンク、21a……第１スプリング係合孔、22
……第１支持軸、23……アイドラプーリ（第１のテンシ
ョナ）、25……第２のリンク、25a……第２スプリング
係合孔、26……第２支持軸、27……テンションロール
（第２のテンショナ）、29……スプリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動軸に支持された駆動プーリと、上記駆
   動軸と平行な従動軸に支持された従動プーリと、上記駆
   動及び従動軸と平行な中間軸上に支持され、第１及び第
   ２のプーリ部を有する中間プーリと、上記駆動プーリと
   中間プーリの第１のプーリ部との間に巻き掛けられた第
   １のベルトと、上記従動プーリと中間プーリの第２のプ
   ーリ部との間に巻き掛けられた第２のベルトとを備え、
   上記中間プーリは、軸方向に対向する第１及び第２の１
   対の固定シェイブと、該両固定シェイブ間の中間軸に摺
   動自在にかつ回転自在に支持され、両固定シェイブとの
   間に、上記第１及び第２のプーリ部を形成する略算盤玉
   形状の可動シェイブとを有し、上記可動シェイブの軸方
   向の移動により、両プーリ部でのプーリ径を相反する方
   向に変化させて駆動及び従動プーリ間の回転を変速する
   ようにした無段変速装置において、 上記第１のベルトの背面又は内面を押圧して該ベルトに
   張力を付与するための第１のテンショナと、 駆動軸、従動軸及び中間軸と平行な第１の支持軸に揺動
   可能に支持され、かつ端部に上記第１のテンショナが回
   転自在に支持され、第１のテンショナがベルト背面を押
   圧するものであるときには該テンショナと上記第１の支
   持軸との間の中間部に、またベルト内面を押圧するもの
   であるときには第１の支持軸に対し第１テンショナと反
   対側部分にそれぞれスプリング係合部が設けられた第１
   のリンクと、 上記第２のベルトの背面又は内面を押圧して該ベルトに
   張力を付与するための第２のテンショナと、 駆動軸、従動軸及び中間軸と平行な第２の支持軸に揺動
   可能に支持され、かつ端部に上記第２のテンショナが回
   転自在に支持され、第２のテンショナがベルト背面を押
   圧するものであるときには該テンショナと上記第２の支
   持軸との間の中間部に、またベルト内面を押圧するもの
   であるときには第２の支持軸に対し第２テンショナと反
   対側部分にそれぞれスプリング係合部が設けられた第２
   のリンクと、 上記両リンクのスプリング係合部間に架設され、上記中
   間プーリの可動シェイブの移動により一方のプーリ部の
   プーリ径が増大変化して、該プーリ部に掛けられた一方
   のベルトに対応する一方のテンショナが該一方のベルト
   から押されるように移動したときに、他方のテンショナ
   が他方のベルトを押圧する方向に移動するように両リン
   クを回動付勢するスプリングとを備えたことを特徴とす
   る無段変速装置。