JPH0792126B2 - ベルト巻掛伝動装置の無段変速機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ベルト巻掛伝動装置の無段変速機構に関す
る。

（従来の技術） 従来のものとしては、実願昭61−199647号にて本件出願
人が提案したものがある。

これは、駆動軸に設けられた駆動プーリの巻掛溝と、中
継軸に設けられた中継プーリの第一巻掛溝とに第一ベル
トが巻掛けられ、中継プーリの第二巻掛溝と従動軸に設
けられた従動プーリの巻掛溝とに第二ベルトが巻掛けら
れ、中継プーリの両巻掛溝は径方向内方に向かうに従い
軸方向の溝幅が漸次狭くなるものとされると共に、その
両巻掛溝の仕切部が軸方向移動自在とされ、この仕切部
の軸方向移動により中継プーリの両巻掛溝のピッチ円直
径を変化させることができるように、中継軸は、駆動軸
と従動軸との一方から離反するときは他方に近接するよ
うに径方向移動可能とされているものである。

この従来のものでは、第６図に示すように、中継プーリ
31′の第一巻掛溝32′の径外方に向かう拡開角度α′
と、第二巻掛溝33′の径外方に向かう拡開角度β′とは
等しくされていた。また、第一ベルト34′の第一巻掛溝
32′との両接触面58′,59′の相対傾斜角度γ′と、第
二ベルト38′の第二巻掛溝33′との両接触面60′,61′
の相対傾斜角度δ′も等しくされていた。

（発明が解決しようとする課題） 上記のものでは、静止している中継軸50′を第一巻掛溝
32′のピッチ円直径を小さくする方向（第６図中左方）
に径方向移動させようとすれば、両ベルト34′,38′に
は共に張力が作用しているため、仕切部49′を図中上方
に軸方向移動させようと、第一ベルト34′から仕切部4
9′に押圧力が作用するが、それと同時に、第二ベルト3
8′から仕切部49′にその反力が生じる。中継軸50′を
逆の方向に径方向移動させる場合は、押圧力と反力とが
逆になるが作用は同様である。この場合、従来のもので
は、第一ベルト34′と第一巻掛溝32′との接触状態が、
第二ベルト38′と第二巻掛溝33′との接触状態と同じで
あるため、その押圧力と反力の軸方向分力P,Q′の大き
さは相等しくなる。すなわち、中継軸50′を径方向のど
ちらに動かそうとしても、中継プーリ31′の仕切部49′
に互いに反対方向から作用する軸方向力が等しくなり、
仕切部49′の軸方向の動きが規制され、変速操作ができ
なくなるという問題があった。

この場合、中継軸50′を大きな力で径方向に振動させて
ベルト34′,38′のどちらか一方の張りを瞬間的に緩め
る等して、一旦中継軸50′を径方向に動かすことができ
れば、ベルトと巻掛溝との間での静摩擦係数よりも動摩
擦係数の方が小さいことや、中継軸50′が移動している
間はベルト34′,38′の張力バランスが中継軸静止状態
から変動してどちらか一方の張りが緩まること等から、
大きな力を要することなく以後の中継軸50′の移動を行
なうことができる。

しかし、静止している中継軸50′を移動させる際に、中
継軸50′に大きな力で振動を与える等するのは作業性が
悪く、また故障や破損の原因にもなる。

本発明は上記課題を解決することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明の特徴とするところは、駆動軸17に設けられた中
継プーリ18の巻掛溝20と、中継軸50に設けられた中継プ
ーリ31の第一巻掛溝32とに第一ベルト34が巻掛けられ、
中継プーリ50の第二巻掛溝33と従動軸35に設けられた従
動プーリ36の巻掛溝37とに第二ベルト38が巻掛けられ、
中継プーリ31の両巻掛溝32,33は径方向内方に向かうに
従い軸方向の溝幅が漸次狭くなるものとされると共に、
その両巻掛溝32,33の仕切部49が軸方向移動自在とさ
れ、この仕切部49の軸方向移動により中継プーリ31の両
巻掛溝32,33のピッチ円直径を変化させることができる
ように、中継軸50は、駆動軸17と従動軸35との一方から
離反するときは他方に近接するように径方向移動可能と
されているベルト巻掛伝動装置の無段変速機構におい
て、 前記中継プーリ31の第一巻掛溝32の拡開角度αに対する
第一ベルト34の接触面の傾斜角度γの差は、中継プーリ
31の第二巻掛溝33の拡開角度βに対する第二ベルト38の
接触面の傾斜角度δの差より大に設定されている点にあ
る。

（作 用） 上記本発明の構成において、静止している中継軸50を径
方向に移動させようとすると、仕切部49を軸方向に移動
させようとする押圧力に対し、その押圧力が第二ベルト
38から第二巻掛溝33に作用する場合は第一ベルト34から
第一巻掛溝32に反力が生じ、押圧力が第一ベルト34から
第一巻掛溝32に作用する場合は第二ベルト38から第二巻
掛溝33に作用する反力が生じる。この場合、第一ベルト
34と第一巻掛溝32との接触状態は、第二ベルト38と第二
巻掛溝33との接触状態より、ベルト単位長さ当りの接触
面積が小さくなって摩擦抵抗が小さくなり、中継ーリ31
の仕切部49は、駆動プーリ18側へ動き易い。

（実施例） 以下、実施例を図面に基づき説明する。

図面は本発明を適用した走行形モアー１に係り、このモ
アー１は、第３図及び第４図に示すようにモアー本体
２、機体フレーム３、ハンドル４、前後輪5,6、エンジ
ン７、後輪駆動用ミッションケース８、燃料タンク９、
集草容器10により主構成されている。

モアー本体２は、デッキ11と、このデッキ11下方で縦軸
中心に回転駆動される刈刃12を備え、前記機体フレーム
３にリンク機構13を介して昇降自在に吊下げられ、集草
容器10とダクト14を介して連結されている。

機体フレーム３は、平面視矩形枠状で、前端のフレーム
部材が左右突出され、そこに前輪５が縦軸15中心に回転
自在に取付けられている。

ハンドル４は平面視コ字形で、機体フレーム３の後端か
ら上方延出されると共にその上端から後方延出され、後
端が把持部16とされている。

エンジン７は機体フレーム３の前後略中央位置に搭載さ
れ、その下面から駆動軸17が下向き突出されている。こ
の駆動軸17からベルト巻掛伝動装置を介して刈刃12と後
輪６とに動力が伝達される。

駆動軸17には、第１図示のように駆動プーリ18が同行回
転するように設けられ、その外周には上下一対の巻掛溝
19,20が形成されている。

駆動プーリ18の上方の巻掛溝19と、前記刈刃12の回転軸
21に設けられた刈刃回転動力受入用プーリ（図示省略）
とに、刈刃駆動用ベルト22が巻掛けられる。また、刈刃
駆動用ベルト22は通常は緩み状態で動力を伝達せず、刈
刃用テンションローラ26により押圧されることで張状態
とされ、動力を伝達する。このテンションローラ26は、
第２図に示すように、機体フレーム３に対して支軸27中
心に揺動自在に支持されたＶ形ブラケット28の一端に取
付けられ、バネ（図示省略）によってベルト22からの離
反方向に付勢されている。そして、そのブラケット28の
他端に、テンションローラ26がベルト22を押圧するよう
ブラケット28を揺動操作するためのプッシュプルワイヤ
30の一端が接続されている。このワイヤ30の他端は、前
記ハンドル４に取付けられた操作レバーに連動連結さ
れ、これにより、刈刃12への動力伝達が断接自在とされ
ている。

次に、第１図及び第２図に示すように、機体フレーム３
には中継軸50中心に回転する中継プーリ31が取付けら
れ、この中継プーリ31は下方側の第一巻掛溝32と、上方
側の第二巻掛溝33とを備えるものとされている。そし
て、前記駆動プーリ18の下方の巻掛溝20と中継プーリ31
の第一巻掛溝32とに第一ベルト34が巻掛けられている。

また、前記ミッションケース８の下面からは従動軸35が
下向き突出され、この従動軸35に設けられた従動プーリ
36の巻掛溝37と中継プーリ31の第二巻掛溝33とに第二ベ
ルト38が巻掛けられている。

なお、第一ベルト34に張力を付与するテンションプーリ
39が、アーム40に取付けられ、このアーム40は軸41中心
に揺動自在に機体フレーム３に取付けられると共に、バ
ネ42によりその張力付与方向に揺動付勢されている。

また、従動軸35からミッションケース８内の変速ギヤ群
を介し、ミッションケース８から左右突出する伝動軸43
に動力伝達がなされる。各伝動軸43にはプーリ44が設け
られ、このプーリ44それぞれと、後輪車軸45左右に設け
られたプーリ46それぞれとに、ベルト47が巻掛けられ
る。これにより、エンジン７の動力は左右後輪６に伝達
されてモアー１の走行がなされる。

なお、ミッションケース８内のギヤの噛合を変えること
により、各伝動軸43を正逆回転させてモアー１を前後進
させることができる。また、伝動軸43と後輪車軸45とに
巻掛けられたベルト47それぞれは、テンションプーリ48
により張力を付与され、各テンションプーリ48はそれぞ
れ移動操作自在とされてその張力付与を解除自在とされ
ている。これにより、伝動軸43から後輪車軸45への動力
伝達が断接自在とされ、モアー１の停止や左右操向が可
能とされている。

そして、モアー１の走行速度を無段変速自在とするた
め、第１図、第２図に示すように、中継プーリ31の両巻
掛溝32,33は径内方向に向かうに従い漸次軸方向の溝幅
が狭くなるものとされている。また、その両巻掛溝32,3
3の仕切部49が中継軸50に対して軸方向移動自在に嵌合
されている。さらに、中継軸50は駆動軸17と従動軸35と
の一方から離反するときは他方に近接するように、機体
フレーム３に縦軸51中心に揺動自在に取付けられたアー
ム52の先端に取付けられ、径方向移動可能とされてい
る。

これにより、中継軸50が駆動軸17に近接した位置（第２
図中Ａ位置）では、従動軸35に近接した位置（第２図中
Ｂ位置）に対し、第一巻掛溝32のピッチ円直径が大きく
第二巻掛溝33のピッチ円直径が小さい。よって、中継軸
50がＡ位置からＢ位置に向かうに従い、従動軸35は無段
階に増速され、逆方向移動により無段階に減速されるこ
とになる。

上記無段階変速機構において、中継軸50の径方向移動
は、アーム52に連結ロッド53を枢着し、このロッド53
を、機体フレーム３に横軸54を介して揺動自在に取付け
られたＬ形アーム55に枢着し、このＬ形アーム55をプッ
シュプルワイヤ56を介し、前記ハンドル54近傍の操作レ
バー57に連動連結し、そのレバー操作でアーム52を軸51
中心に揺動させることで行なう。

この際、静止している中継軸50を径方向に移動させよう
とすると、第一、第二ベルト34,38は張り状態であるた
め、仕切部49を軸方向に動かすように、第一、第二ベル
ト34,38の一方から仕切部49に押圧力が作用し、それと
同時に、第一、第二ベルト34,38の他方から仕切部49に
反力が作用する。この押圧力の軸方向分力の大きさと、
反力の軸方向分力の大きさとを相異させるため、第一ベ
ルト34と第一巻掛溝32との接触状態が、第二ベルト38と
第二巻掛溝33との接触状態と相異するものとされてい
る。

すなわち、本実施例では、第１図に示すように、第一巻
掛溝32の径外方に向かう拡開角度αと、第二巻掛溝33の
径外方に向かう拡開角度βとは共に20度とされている
が、第一ベルト34の第一巻掛溝32との両接触面58,59の
相対傾斜角度γが26度であるのに対し、第二ベルト38の
第二巻掛溝33との両接触面60,61の相対傾斜角度δは22
度とされている。

このように巻掛溝に対するベルト接触面の傾斜角度の差
に差異があると、ベルトが巻掛溝を形成する壁面に変形
を伴いながら当接するときに、ベルト単位長さ当りの接
触面積に大小の差異を生じることになり、仕切部49に対
して、第一ベルト34の方が第二ベルト38より摩擦抵抗が
小さくなる。従って、中継プーリ31が駆動プーリ18に近
づく方向、即ち、中継軸50が第二巻掛溝33のピッチ円直
径を小さくする方向に動き易くなる。

一旦中継軸50が径方向一方に移動すれば、その移動中は
ベルト34,38の張力バランスが中継軸静止状態から変動
し、どちらか一方の張りが緩まることや、また、ベルト
と巻掛溝との間の摩擦係数も小さくなることから容易に
変速操作を行なえる。また、中継軸50を第二巻掛溝37の
ピッチ円直径を大きくする方向に動かす場合も、一旦僅
かに逆方向に移動させてベルトの張力バランスを変えれ
ば、元のバランス状態になる前に所望方向に容易に動か
すことができる。

なお、上記実施例では、駆動プーリ18の下方巻掛溝20の
径外方に向かう拡開角度εを24度とし、従動プーリ36の
同拡開角度を20度としている。これにより、各巻掛溝の
拡開角度とベルトの両接触面との相対傾斜角度の差は、
第一巻掛溝32でのみ４度とされ、他は２度とされてい
る。そして、第一巻掛溝32以外ではその差を２度とする
ことで、ベルト張力と相俟って、ベルト接触面と巻掛溝
とは面接触するものとし、その差を４度とすることで第
一巻掛溝32でのみ第一ベルト34はベルト接触面58,59と
線接触に近い状態とするようにしている。

また、ベルトと巻掛溝との接触状態を相異させる構成は
上記のものに限定されず、例えば、第一、第二ベルトの
巻掛溝に対する相対傾斜角度は相等しくし、第一巻掛溝
と第二巻掛溝との径外方拡開角度を相異するようにして
もよく、あるいは、その相対傾斜角度と拡開角度の組み
合わせを相異するようにしてもよい。

また、駆動軸17、中継軸50、従動軸35は上記実施例では
同一直線状に配置していないが、第５図示のように同一
直線上に配置し、中継軸50もその直線上に沿って直線的
に動かすようにしてもよい。

（発明の効果） 本発明によれば、中継プーリ31と第一巻掛溝32の拡開過
度αに対する第一ベルト34の接触面の傾斜角度γの差
は、中継プーリ31の第二巻掛溝33の拡開角度βに対する
第二ベルト38の接触面の傾斜角度δの差より大に設定さ
れているので、第一ベルト34の方が第二ベルト38よりベ
ルト単位長さ当りの接触面積の小さい接触状態にでき、
中継プーリ31において第一ベルト34を径大にする方が第
二ベルト38を径大にするより移動抵抗が小さくなり、同
一接触状態の場合よりも中継軸50を径方向に移動させ易
くでき、円滑な無段変速を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る無段変速機構の側断面
図、第２図は同平面図、第３図は走行形モアーの側面
図、第４図は同平面図、第５図は他の無段変速機構の概
略構成図、第６図は従来技術の欠点を説明するための図
である。 17……駆動軸、18……駆動プーリ、20……巻掛溝、31…
…中継プーリ、32……第一巻掛溝、33……第二巻掛溝、
34……第一ベルト、35……従動軸、36……従動プーリ、
37……巻掛溝、38……第二ベルト、49……仕切部、50…
…中継軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動軸（17）に設けられた駆動プーリ（1
   8）の巻掛軸（20）と、中継軸（50）に設けられた中継
   プーリ（31）の第一巻掛溝（32）とに第一ベルト（34）
   が巻掛けられ、中継プーリ（50）の第二巻掛溝（33）と
   従動軸（35）に設けられた従動プーリ（36）の巻掛溝
   （37）とに第二ベルト（38）が巻掛けられ、中継プーリ
   （31）の両巻掛溝（32）（33）は径方向内方に向かうに
   従い軸方向の溝幅が漸次狭くなるものとされると共に、
   その両巻掛溝（32）（33）の仕切部（49）が軸方向移動
   自在とされ、この仕切部（49）の軸方向移動により中継
   プーリ（31）の両巻掛溝（32）（33）のピッチ円直径を
   変化させることができるように、中継軸（50）は、駆動
   軸（17）と従動軸（35）との一方から離反するときは他
   方に近接するように径方向移動可能とされているベルト
   巻掛伝動装置の無段変速機構において、 前記中継プーリ（31）の第一巻掛溝（32）の拡開角度
   （α）に対する第一ベルト（34）の接触面の傾斜角度
   （γ）の差は、中継プーリ（31）の第二巻掛溝（33）の
   拡開角度（β）に対する第二ベルト（38）の接触面の傾
   斜角度（δ）の差より大に設定されていることを特徴と
   するベルト巻掛伝動装置の無段変速機構。