JPH077646Y2 - コーン式無段変速機の変速操作装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本考案は、コーン式無段変速機の変速操作装置に関す
る。

（ロ）従来の技術 従来のコーン式変速機は、複数の円錐形回転体（以下、
コーンという）の入力側摩擦伝動面に入力軸の入力円板
を摩擦係合させるとともに、前記コーンの出力側摩擦伝
動面に出力軸の出力円板を摩擦係合させ、さらに、コー
ンの円錐面に変速リングを摩擦係合させる構造になって
いて、前記変速リングを変速操作装置でもって軸心方向
に移動させると、コーンと変速リングとの摩擦係合点の
有効半径が変わって出力軸の回転速度が無段階に変更さ
せられるようになっている。

そして、変速リングを移動させる手段として油圧シリン
ダを採用しているものがある。例えば、特開昭61−2487
1号公報がある。また、シフトホークの移動を規制する
ものとしては、特開昭61−144461号公報が既に公知とな
っているものである。

ところが、前記公知のものでは唯単に変速リングを移動
させるのみであり、また、高速側の回転出力を規制する
もののみであった。

（ハ）考案が解決しようとする課題 上記した変速リングに係合するシフトホークを複動型の
油圧シリンダで作動するようにしたものは、従前のシフ
トホークハンドル付の螺子軸の回動により行うものに比
較すれば、高速側への変速操作力が軽減されて切換が著
しく容易になり、しかも、高速側への変速のみならず低
速側への変速切換も容易になるものであるが、出力軸に
掛る負荷の大小により無出力位置が変動し、変速リング
を通常の無出力位置にしておいては、変速操作レバーに
より油圧シリンダを作動させシフトホークを介して変速
リングを高速側に作動させても、変速リングの作動当初
は出力軸に動力が伝動されず、このコーン式無段変速機
を走行車輌等に応用した場合には、その発進がスムーズ
に行われないとか、機体停止時にシフトホークを作動す
る操作レバーを停止位置にしても、実際には走行車輌は
前記停止時点より前方あるいは後方で停止するという結
果を生起していたのである。

また、単に高速側の規制をするものにおいては、高速回
転出力の規制はできても無出力位置については何等示唆
するものではなかったのである。

さらに、このコーン式無断変速機はその加工及び組み立
てに高い精度を要求されるために、コーンの円錐面に対
する変速リングの無出力位置の設定が困難であり、搭載
する走行車輌の重量等にも影響を受けて工場から出荷時
点等において調整を余儀なくされているのである。

本考案は、従来装置の上記問題点に着目し、その問題点
の解消を目的として実施したもので、シフトホーク軸を
軸心方向に微動させてシフトホークの無出力位置を調節
設定する規制部材を、前記シフトホーク軸の軸心方向端
部に設けることによって、出力軸にかかる負荷の大小或
いは製作誤差に応じた真の無出力位置が設定できるよう
にしたものである。

（ニ）課題を解決するための手段 すなわち、本考案におけるコーン式無段変速機の変速操
作装置は、入力軸（２）側の入力円板（４）と出力軸
（３）側の出力円板（７）の摩擦伝動面（６）（８）を
摩擦係合させて両板（４）（７）間に介装する複数のコ
ーン（５）の円錐面（９）部に変速リング（10）を摩擦
係合させるとともに、その変速リング（10）をシフトホ
ーク軸（12）に装設されたシフトホーク（11）に係合さ
せ、シフトホーク軸（12）の軸心方向の作動により変速
リング（10）を無出力位置（Ｏ）と最高速位置（Ｈ）の
間で移動させて出力軸（３）側の回転速度を無段階に増
減変更できるように構成されたコーン式無段変速機にお
いて、前記シフトホーク軸（12）を作動させる変速操作
装置（Ｂ）の作動部を複動型の油圧シリンダとし、該油
圧シリンダのピストンロッド（13）を、その伸長動側が
変動リング（10）の増速移行側になり縮小動側が減速移
行側となるようにしてシフトホーク軸（12）に直接又は
間接的に結合するとともに、そのシフトホーク軸（12）
を軸心方向に微動させてシフトホーク（11）の無出力位
置を調節設定する規制部材を前記シフトホーク軸（12）
の軸心方向端部に設けたことを特徴とするものである。

（ホ）作用 前記のように構成された本考案装置にあっては、変速リ
ング（10）の増速側への移動が、複動型油圧シリンダに
おけるピストンロッド（13）の伸長側の作動によって行
われる。

故に、この場合には、ピストンロッド（13）先端部のス
トン端面全体に圧油力を受けて大なる推力が生じ、その
大なる推力でもってピストンロッド（13）が動かされる
ので、大なる移動抵抗のかかる増速側への変速リング
（10）の移動が難なく行われ、また、変速リング（10）
の減速側への移動は、ピストンロッド（13）の縮小動で
行われて、変速リングの無出力位置（Ｏ）までの復帰
が、増速時よりも短い時間で行われることとなるのであ
る。

しかも、シフトホーク（11）の軸心方向端部に設けた規
制部材によりシフトホーク（11）の無出力位置を調節設
定できるので、出力軸（３）にかかる負荷の大小に対応
して変速リング（10）を真の無出力位置（Ｏ）に移動す
ることができ、また加工及び組立ての不具合に応じてシ
フトホーク（10）の真の無出力位置（Ｏ）に移動させて
変速レバーの中立点に一致させることができる。

（ヘ）実施例 以下、トランスミッションに組み込まれたコーン式無段
変速機に本考案を採用した場合を示す図面に基づいて、
本考案の実施例を説明する。

図中の符号（１）はミッションケース、（２）は入力
軸、（３）は出力軸であり、入力軸（２）と出力軸
（３）に跨ってコーン式無段変速機（Ａ）が組み込み構
成される。

コーン式無段変速機（Ａ）は、入力軸（２）側に一体的
に結合される入力円板（４）をコーン（５）における入
力軸側の摩擦伝動面（６）に摩擦係合させるとともに、
出力軸（３）側の出力円板（７）を、前記コーン（５）
における出力側の摩擦伝動面（８）に係合させ、さら
に、コーン（５）における円錐面（９）に変速リング
（10）を摩擦係合させて構成され、常態において無出力
位置（Ｏ）に維持付勢される変速リング（10）を変速操
作装置（Ｂ）でもって最高速位置（Ｈ）にむけて必要量
移動させることにより、出力軸（３）の回転速度を無段
階に増速できるように構成される。

そして、前記変速操作装置（Ｂ）が、本考案において
は、次のように構成されるものである。

つまり、前記変速リング（10）には、シフトホーク（1
1）が係合され、そのシフトホーク（11）がミッション
ケース（１）に軸方向摺動自在に支承されるシフトホー
ク軸（12）に嵌着固定され、シフトホーク軸（12）のミ
ッションケース（１）外への突出部分が直径（ｄ）のピ
ストンロッド（13）に形成される。

ピストンロッド（13）は、両端にヘッドカバー（14）
と、ロッドカバー（15）が配設されたシリンダチューブ
（16）内に突入され、その突入先端部には、シリンダチ
ューブ（16）の内径（Ｄ）に合致する直径のピストン
（17）が端面を一致させて嵌着固定される。

また、ピストン（17）の両端部におけるヘッドカバー
（14）とシリンダチューブ（16）には、シリンダチュー
ブ（16）の油室に通じる管路（18）（19）が開設され、
各管路（18）（19）には、複動型の油圧回路（20）にお
ける切換バルブ（21）の出力ポートが、それぞれ連通連
結される。

しかして、前記油圧回路（20）の切換バルブ（21）は、
前記ピストン（17）を所定ストローク（Ｌ）の間で任意
量移動させ、任意の作動位置に固定できる構成になって
いる。

なお、前記出力軸（３）は、無段変速機（Ａ）組み込み
部位から一側方に向けて延出され、その延出部分に正逆
転切換ギヤ（22）が、軸方向摺動移動自在に楔着され
て、この正逆転ギヤ（22）から以降の伝動系に正転、ま
たは逆転方向の動力を伝達できるように構成されている
のであり、正逆転切換ギヤ（22）はホーク軸（23）にス
ライド自在に嵌着されたシフター（24）でもって軸方向
に移動されて正転位置、中立位置、逆転位置に切換維持
できるようになっており、シフター（24）は、遠隔操作
具（25）で切換るように構成され、図示は省略している
けれども、前記遠隔操作具（25）は、上述の変速操作装
置（Ｂ）における切換バルブ（21）の操作に連動して操
作できるように構成されるのである。

また、シリンダチューブ（16）先端のヘッドカバー（1
4）部には、複動型の油圧シリンダに圧油を供給するこ
とによりピストンロッド（13）が軸方向に移動するので
あるがピストンロッド（13）と同心で同方向の調節螺子
体（26）がシフトホーク（11）の移動規制部材として螺
着され前記調節螺子体（26）を進退調節することによっ
てピストンロッド（13）つまりシフトホーク（11）の無
出力位置（Ｏ）点、すなわち変速リング（10）の無出力
位置（Ｏ）点の微細な調整が外部から行えるようになっ
ている。

ついで、実施例の作用を説明する。

変速レバー（図示省略）を中立位置に作動させると、油
圧回路（20）における切換バルブ（21）が作動して、ピ
ストン（17）はその儘に保たれ、シフトホーク（11）に
係合する変速リング（10）は無出力位置（Ｏ）に維持さ
れる。

したがって、この状態のときには、入力軸（１）側の動
力が出力軸（３）側に伝わらないニュートラル状態にな
るのであり、同状態にあって、変速レバーを正転方向ま
たは逆転方向に操作すれば、正逆転切換ギヤ（22）が切
り替わってトランスミッション全体が正転する状態或い
は逆転する状態に切換えられるのである。

そして、回転方向の切り替わり後、変速操作レバーを正
転域あるいは逆転域において、中立位置から増速側に作
動させると、油圧回路（20）が作動開始し、管路（18）
から送り込まれる作動油によりピストン（17）が、π/4
・D²の推力でもって、図面の右方に作動されることとな
るものであり、任意の位置で変速操作レバーを停止維持
すれば、油圧回路（20）は、自動的に中立状態に戻って
ピストン（17）は、任意の作動位置に停止保持されるの
である。

上記のようにピストン（17）が作動されれば、ピストン
ロッド（13）と一体のシフトホーク軸（12）に固定され
ているシフトホーク（11）も、図の右方に任意量だけ移
動することとなってそのシフトホーク（11）に係合して
いる変速リング（10）が無出力位置（Ｏ）、つまり、コ
ーン（５）と変速リング（10）との摩擦係合点の有効半
径が最大の位置から所定量だけ、前記有効半径が減少す
る方向に移動されて出力軸（３）側の回転速度が増速さ
れるのである。

そして、ピストン（17）が所定ストローク（Ｌ）の他方
のストロークエンド位置まで動かされると、前記変速リ
ング（10）は、それとコーン（５）との摩擦係合点の有
効半径が最小となる位置、つまり、出力軸（３）の回転
速度が最高となる位置（Ｈ）にまで動き、油圧回路（2
0）は、自動的に中立位置に戻って、その変速状態に維
持されるのである。

また、上述とは逆に、最高速状態或いは中途の変速状態
から、適宜の減速状態或いは無出力状態に変更する場合
には、増速位置に維持された変速操作レバーを減速方向
側に任意量だけ、また中立位置にまで作動させれば、油
圧回路（20）が作動開始して、切換バルブ（21）の他方
の出力ポートから送り出される作動油が、他方の管路
（19）からシリンダチューブ（16）の他室に送り込ま
れ、ピストン（17）がπ/4（D²−d²）の推力でもって、
図の左方に向けて作動されることとなるのであり、その
作動によって、シフトホーク（11）が変速リング（10）
を所望の減速位置或いは無出力位置（Ｏ）にまで作動さ
せるものである。

すなわち、変速リング（10）から増速方向に移動させる
場合と、最高速位置（Ｈ）から減速側に移行させる場合
とでは、次のような相違のある作動がなされるのであ
る。

Ｏ→Ｈ Ｈ→Ｏ シリンダ推力π/4・D² ＞π/4（D²−d²）
全ストローク時間π/4・Ｄ×L/Q＞ π/4（D²−d²）×Ｌ 但し、D:ピストン径 d:ピストンロッド径 Q:作動油流量 cm²/sec P:圧力 kg/cm² 従って、実施例のものにおいては、変速リング（10）の
増速方向への移動時には、大なる作動力が発揮されるの
で、従来のものでは操作しづらかった点が解消される。

また、変速リング（10）を減速方向に作動させる場合に
は、増速方向への作動に比して作動時間が短くなるか
ら、正逆転切換ギヤの切り換えを含む、全操作時間が短
縮されることになるのである。

そして、出力軸（３）の負荷が大きいときは、第２図に
示すように、変速リング（10）を、設計値どおりコーン
（５）の円錐面（９）における無出力位置（Ｏ）に位置
させていると、変速操作レバーを増速方向側に移動して
も、入力軸（２）の動力はコーン式無段変速機（Ａ）を
経て直ちに出力軸（３）に伝動されず、すこし遅れて伝
動されるのもので、このような場合には、調節螺子体
（26）を回動して、ピストンロッド（13）〔シフトホー
ク軸（12）〕を少し増速方向に移動させてやり、シフト
ホーク（12）に係合させた変速リング（10）をコーン
（５）における円錐面（９）の増速方向側に移動させ
て、変速リング（10）を作業上における真の無出力位置
（Ｏ）に移動させるもので、このようにしておけば、変
速操作レバーを増速方向側に操作すると、入力軸（２）
の動力は、直ちにコーン式無段変速機（Ａ）を経て増速
され、出力軸（３）に伝達されるものである。

なお、第１図ならびに第２図の実施例において、ヘッド
カバー（14）に調節螺子体（26）を設置する構造にして
いるＯ点微調節機構は、例えば、第３図に示しているよ
うに、シフトホーク軸（12）の他端側に螺子部（27）を
刻設し、その螺子部（27）にダブルナット（28）（28）
を螺着して、それらのダブルナットによる微調節機構に
するなど、他にも種々の変形例が考えれる。

また、図示の実施例では、シフトホーク軸とピストンロ
ッドとが、一体構造になったものを示しているが、該部
の構造は、図示のものに限定されるものではなく、例え
ば、ピストンロッドを備えた油圧シリンダを一体物とし
て設置し、その油圧シリンダのピストンロッド端部と、
シフトホーク軸との間を別の作動レバーやリンク等で連
結する構造にするなど種々に変形構造が採られても何等
差し支えないのである。

（ト）考案の効果 以上に説明したように、本考案においては、入力軸
（２）側の入力円板（４）と出力軸（３）側の出力円板
（７）に摩擦伝動面（６）（８）を摩擦係合させて両板
（４）（７）間に介装する複数のコーン（５）の円錐面
（９）部に変速リング（10）を摩擦係合させるととも
に、その変速リング（10）をシフトホーク軸（12）に装
設されたシフトホーク（11）に係合させ、シフトホーク
軸（12）の軸心方向の作動により変速リング（10）を無
出力位置（Ｏ）と最高速位置（Ｈ）の間で移動させて出
力軸（３）側の回転速度を無段階に増減変更できるよう
に構成されたコーン式無段変速機において、前記シフト
ホーク軸（12）を作動させる変速操作装置（Ｂ）の作動
部を複動型の油圧シリンダとし、該油圧シリンダのピス
トンロッド（13）を、その伸長動側が変動リング（10）
の増速移行側になり縮小動側が減速移行側となるように
してシフトホーク軸（12）に直接又は間接的に結合する
とともに、そのシフトホーク軸（12）を軸心方向に微動
させてシフトホーク（11）の無出力位置を調節設定する
規制部材を前記シフトホーク軸（12）の軸心方向端部に
設けたことを特徴とするコーン式無段変速機の変速操作
装置にしてあるから、大なる移動抵抗が掛る増速側への
変速リング（10）の移動を、ピストンロッド（13）の伸
長動による大きな作動力でもって行わせることができ
て、従来の螺子機構構造で、問題点になっていた増速側
への変動操作の困難性が解消され、しかも増速側への変
速リング（10）の移行は比較的緩やかに行われるので所
望速度に設定するのに有利になるのである。

そして、減速側への変速リング（10）の移行は、ピスト
ンロッド（13）の縮小動で行われ、無出力位置（Ｏ）ま
での復帰が比較的短時間で行われて、変速操作装置
（Ｂ）を操作してから実際に出力軸（３）が無出力状態
になるまでのタイムラグが小さくなるので、トランスミ
ッション中の正逆転切換ギヤの切換操作をも迅速且つス
ムーズにまたギヤ鳴りなどの不具合を生じることなく実
施できるといった利点がある。

しかも、シフトホーク（11）の軸心方向端部に設けた規
制部材によりシフトホーク（11）の無出力位置を調節設
定できるので、出力軸（３）に掛る負荷の大小に応じて
変速リング（10）を真の無出力位置（Ｏ）に移動するこ
とができ、また、加工、組立ての精度の不具合に対応し
て、変速リング（10）を真の無出力位置に移動させて変
速操作レバーの中立点に一致させることができるもの
で、このことは本考案を走行車輌などの走行駆動機構に
組み込み実施することにより、変速操作レバーによる車
輌の発進或いは停止が確実に行えるものとなる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本考案の実施例を示すもので、第１図は本考案
装置が適用されたコーン式無段変速機の要部断面図、第
２図はその一部を拡大して示した部分図、第３図は変形
例を示す断面部分図である。 （２）……入力軸、（３）……出力軸、（４）……入力
円板 （５）……コーン、（６）……摩擦伝動面、（７）……
出力円板 （９）……円錐面、（10）……変速リング （11）……シフトホーク、（12）……シフトホーク軸 （13）……ピストンロッド、（Ａ）……コーン式無段変
速機 （Ｂ）……変速操作装置、（Ｏ）……無出力位置 （Ｈ）……最高速位置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】入力軸（２）側の入力円板（４）と出力軸
   （３）側の出力円板（７）に摩擦伝動面（６）（８）を
   摩擦係合させて両板（４）（７）間に介装する複数のコ
   ーン（５）の円錐面（９）部に変速リング（10）を摩擦
   係合させるとともに、その変速リング（10）をシフトホ
   ーク軸（12）に装設されたシフトホーク（11）に係合さ
   せ、シフトホーク軸（12）の軸心方向の作動により変速
   リング（10）を無出力位置（Ｏ）と最高速位置（Ｈ）の
   間で移動させて出力軸（３）側の回転速度を無段階に増
   減変更できるように構成されたコーン式無段変速機にお
   いて、前記シフトホーク軸（12）を作動させる変速操作
   装置（Ｂ）の作動部を複動型の油圧シリンダとし、該油
   圧シリンダのピストンロッド（13）を、その伸長動側が
   変速リング（10）の増速移行側になり縮小動側が減速移
   行側となるようにしてシフトホーク軸（12）に直接又は
   間接的に結合するとともに、そのシフトホーク軸（12）
   を軸心方向に微動させてシフトホーク（11）の無出力位
   置を調節設定する規制部材を前記シフトホーク軸（12）
   の軸心方向端部に設けたことを特徴とするコーン式無段
   変速機の変速操作装置。