JPS617432A - トルク測定装置 - Google Patents

トルク測定装置

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JPS617432A
JPS617432A JP60016735A JP1673585A JPS617432A JP S617432 A JPS617432 A JP S617432A JP 60016735 A JP60016735 A JP 60016735A JP 1673585 A JP1673585 A JP 1673585A JP S617432 A JPS617432 A JP S617432A
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Japan
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shaft
driver
conical
variable transmission
flange
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JP60016735A
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ヤコブス ハバータス マリア バンルーイジユ
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BARIKAA BV
Original Assignee
BARIKAA BV
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
    • F16H61/662Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members
    • F16H61/66272Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members characterised by means for controlling the torque transmitting capability of the gearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H59/00Control inputs to control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/14Inputs being a function of torque or torque demand
    • F16H59/16Dynamometric measurement of torque
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
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    • F16H61/662Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members
    • F16H61/66254Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members controlling of shifting being influenced by a signal derived from the engine and the main coupling
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/14Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/1407Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs
    • G01L3/1428Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs using electrical transducers
    • G01L3/1435Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs using electrical transducers involving magnetic or electromagnetic means

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  • Control Of Transmission Device (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)

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、トルク測定装置、より詳しく云うと、連続可
変伝動装置の1組の円錐ディスクとシャフトとの間を伝
達されるトルクを測定する装置に関する。
(従来の技術) 連続可変伝動装置の作動中に、lAl1の円錐ディスク
とシャフトとの間で伝達されるトルクを知ることが所望
される場合が多い。例えば、入ってくるトルクと出てい
くトルクの双方がわかれば、伝動効率を著しく簡単に測
定することができるとともに、作動及び伝動装置の作動
状況に関するデータを得ることができる。
連続可変伝動装置をフライホイール駆動機構と組合わせ
て使用する場合には、フライホイールは多量のエネルギ
ーを含むので、伝達率の変化が著しく迅速に生じて損傷
や事故を招くから、伝動装置を制御するにはトルクの測
定が必要である。トルクを測定すれば、駆動モータの負
荷を知ることができるので、トルクを表わす信号は、例
えば、電子式燃料噴射装置において制御信号として使用
することができ、あるいは、点火時期を制御するのに使
用することができる。
(発明が解決しようとする問題点) 1本又は2本のシャフトの試験台において、例えば、歪
ゲージを用いた公知のトルク測定装置を使用することば
、勿論可能であるが、車輌に設けられる通常の伝動装置
には使用することができない。従って、殆んど場所を取
らず、伝動装置に永久に取付けることができ、しかも作
動中は、組をなすディスクとシャフトとの間を伝達され
るトルクを表わす測定信号を連続的に発生する、連続可
変伝動装置用のトルク測定装置が所望されている。
(問題点を解決するための手段) 本発明の目的は、連続可変伝動装置の1組の円錐ディス
クとシャフトとの間を伝達されるトルクを有効に測定す
ることができるトルク測定装置を提供することにある。
本発明に係る1−ルク測定装置は、所定の角度に亘って
煉ることができかつ組をなす円錐ディスクとシャフトと
を相互連結する相互連結素子と、半径方向外向きの歯を
備えかつ相互連結素子と共軸をなし相互連結素子の両端
に連結された2つの歯リングとを備え、該歯リングはそ
れぞれ、巻・きが周方向を向いている巻線を備えかつ断
面がU字形の対向配置された固定歯リングによって包囲
されていることを特徴とするものである。
好ましくは、相互連結素子は周方向の切込みが形成され
ている円筒形ブツシュからなる。
作動中は、相互連結素子は伝達されるトルクによって多
少捩られ、これにより、対向配設された固定歯に対する
外向きの歯の相対的位置が変化し、かつ、各巻線によっ
て供給される各測定信号間に位相偏移が生しる。この位
相偏移により、伝達されるトルクが測定される。
本発明の装置は高温に対し感応せず、かつ、伝動装置に
おいて使用される潤滑材料に対し耐性を備えている。
本発明の装置は、幾通りかの方法によって連続可変伝動
装置に構造上一体化させることができる。
従って、相互連結素子は、第1の歯リングを備えかつシ
ャフトに対して回転することはできるが軸線方向に変位
することができない第1の円錐ディスクと、シャフトに
固着されかつ歯リングを備えたフランジとの間に配設す
ることができる。軸線方向に変位することができる第2
の円錐ディスクは、第1のディスクに連結されかつシャ
フトを包囲する軸受ブツシュによって回転自在に支持さ
れ、しかもこの第2のディスクを軸線方向に動かすドラ
イバに結合されている。
本発明の装置は、第2の円錐ディスクが軸受ブツシュと
共軸をなしかフドライバの円筒部の外面と密着係合する
内面を有する円筒部を備え、ドライバには円錐ディスク
と係合する駆動素子と、テーパのついた外面を有するキ
ャリアリングに嵌着されテーパ面を備えた中央開口を存
しかつ軸受ブツシュに固定された端部フランジとが設け
られ、作動中に圧力媒体が第2の円錐ディスクとドライ
バの前面との間の室へ供給されるような構成とするのが
好ましい。
かかる構成とすることにより、種々の部材間の相互連結
を、構造的に簡単な部品を使用して、作動圧力により保
持することができるという利点が得られる。
軸線方向に変位することができる第2の円錐ディスクは
、シャフトに固定されたドライバによりシャフトに回転
することができないように結合すれば、簡単な実施例を
得ることができる。しかしながら、この場合には、出力
は伝達トルクの半分を表わす。
第2の円錐ディスクはシャフトと共軸をなして配設され
かつ軸受ブツシュと共軸をなすドライバの円筒部の外周
面と密着係合する内面を有する円筒部を備え、ドライバ
には円錐ディスクと係合する駆動素子と、テーパのつい
た外面を有しシャフトに固定されたキャリアリングに嵌
着されテーパ面を備えた中央開口を有する端部フランジ
とが設けられ、作動中に圧力媒体が第2の円錐ディスク
とドライバの前壁との間の室へ供給されるようにした構
成の実施例も可能である。
更に、第1の円錐ディスクはシャフトに対し回転するこ
とができるが変位することができないように配設された
軸受ブツシュに固着され、軸受ブツシュはドライバを軸
受ブツシュに固定された第1のフランジに連結する変位
自在の第2の円錐ディスクを備え、フランジは第1の歯
リングを備えしかもシャフトに固定されかつ第2の歯リ
ングを備えたフランジに相互連結素子を介して結合され
ている構成の実施例とすることもできる。この実施例で
は、第2の円錐ディスクは軸受ブツシュと共軸をなす円
筒部を備え、咳円筒部の内面は軸受ブツシュと共軸をな
すドライバの円筒部の外周面と密着係合し、ドライバに
は円錐ディスクと係合する駆動素子が配設され、第1の
フランジにばテーパのついた外面を有し軸受ブツシュに
固定されたキャリアリングに嵌着されテーパのついた外
面を備える中央開口が形成され、作動中に圧力媒体が第
2の円錐ディスクとドライバの前壁との間の室へ供給さ
れるように構成するのが好ましい。
(実施例) 第1図は、連続可変伝動装置の半分の2つの円錐ディス
クによってシャフトに伝達される全トルクを測定するこ
とができるようにした本発明に係る装置の一実施例を示
すものである。この伝動装置の半分(transmis
sion −half )のシャフトは、参照番号1で
示されており、ころ軸受2.3によってハウジング4内
に支持されている。シャフト1には、フランジ5が固着
され、かつ、円錐形のプーリディスク6がシャフトに対
し回転することができるが、変位することができないよ
うに取付けられており、円錐プーリディスク6は第2の
プーリディスク8を備えた軸受ブツシュ7に連続してい
る。第2のプーリディスク8の軸線方向の位置は調節す
ることができるようになっている。この円錐プーリディ
スク8は、ドライバ12の半径方向内向きの歯1)と係
合する半径方向外向きの歯10を有するブツシュ9に連
結さ′れている。ドライバ12の軸線方向の動きは、円
錐形の当接面13とシャフト1に固着された円錐形の圧
力リング14との組合わせによって防止されている。
フランジ5と円錐ディスク6との間には、捩ることがで
きる相互連結素子15が設けられており、この連結素子
15は、周方向に切込みが形成されたブツシュとして図
示されている。このブツシュの一端即ち右側端部は円紐
形ディスク6と一体となっており、他端即ち左側端部は
部分16でフランジ5に固着されている。
周方向に形成された切込みは螺旋状となっている。図示
の実施例では、二重ねじを一緒になって形成する2つの
切込みが形成されているが、これは第6図に詳細に図示
されている。切込みの出発点は、一つの面にあるが、1
80°の角度だけ変位している。更に、切込みは36’
0 ’の角度に亘って形成され、かつ、互いに等しいピ
ンチを有している。2つの切込み間の部分が捩り素子を
形成する。
フランジ5のリング部■7は、第4a図に示すような形
状を有する外側歯18を有しており、外側歯1日は、第
4a図に示すような形状に形成され、かつ、ハウジング
4のフランジ20に固着゛された歯を有するリングと係
合するようになっている。歯リング19は、第4b図に
示すように、断面がU字形をなし、底部21と脚部22
とを備え、歯23は脚部22に形成されている。歯リン
グ1924が設けられている。巻¥s24のターンは、
第4b図に示すように、周方向を向いている。
円錐ディスク6は更に、参照番号18aで示され、外側
歯リング19aと係合する歯リングを備−一゛ くなっている。
作動中は、トルクは駆動へ′ルト25によって円錐ディ
スク6及び8に伝達される。ディスク6及び8の位置は
、孔26.空所27及び溝28を介して°、ディスク8
とドライバ12との間に画定さ糺ている室29μ形成さ
れる圧力の値に゛よ7て′決められる。この圧力はまた
、ドライバ12の面30にも作用して、ドライバを当接
面13に対し押崖し、軸受ブツシュ7に対して回転する
ことができ円錐ディスク8は軸受ブツシュ7とディスク
6に結合されているので、伝動装置の半分によってでフ
ランジ5に伝達され、フランジ5からシャツ結素子15
はある角度だけ捩られ、歯゛リング18は異なったもの
となる。これにより、巻vA24及び24aに誘起され
、周波数が歯リングの回転速すように位相に差が生じ、
この位相”差により、連続可変伝動装置“の半分によっ
て伝達されるトルクが測定される。公知の回路35によ
りこの位相差は信号に変換さ糺て出力端36から出力さ
糺、例えば、測定機器37によって伝達トルクの測定に
使用される。
第2図は本発明の別の実施例を示すもので、この実施例
では、捩ることができる相互連結素子が軸線方向に可動
のディスクの端部に設けられていることを除いて、第1
図の実施例と同様に構成されている。この実施例におい
ても、連続可変伝動装置の半分によって伝達されるトル
ク全体が測定される。シャフト101は軸受102,1
0’3によってハウジング104内に配設されている。
シャフトの一端即ち右側端部にはフランジ105が固着
支持され、他端には軸受ブツシュ107を有する円錐デ
ィスク106が回転自在ではあるが変位することができ
ないように取付けられており、軸受ブツシュ107には
円錐ディスク108が軸線方向に変位することができる
ように嵌着されている。このディスク108には、キャ
リア1)2の半径方向内向きの歯1)1と係合する半径
方向外向きの歯1)0を備えるブツシュ109が設けら
れており、キャリア1)2は当接面1)3を介して円錐
リング1)4に押圧される。捩ることができる相互連結
素子1)5は、部分1)7においてフランジ105に固
着されているリング1)6と、部分1)7aにおいてキ
ャリア1)2に固着されているリング1)6aとの間に
介在している。リング1)6には外側リング1)9と係
合する歯1)8が形成されており、一方、リング1)6
aには外側リング1)9aと係合する歯1)8aが形成
されている。本実施例の装置は、第1図の実施例と同様
に作動される。即ち、圧力媒体が溝工26.空所127
及び溝128を介して室129と室130に供給され、
かくして、駆動ベルト】25が介在する円錐ディスク1
06と108の位置及び伝達比が定められる。ディスク
106と108は互いに回転しないよ・うに結合されて
いるので、トルク全体は捩ることができる相互連結素子
を介して伝達され、歯リング1)8と1)8aとの角度
位置の差から測定される。
第3図は、上記した実施例よりも構成が簡単であるが、
シャフトに対し変位することができるが回転することが
できないように連結された円錐ディスクに伝達されるト
ルクの半分だけを測定するようになっている本発明の実
施例を示すものである。この実施例においては、シャフ
ト20.1 &大軸受202,203によって4ハウジ
ング204内に支持されており、シャフ、トは円錐形の
圧力リング200を介してフランジ2′05を支承し、
かつ、ニードル軸受199を介して、軸線方向に変位す
ることができない円錐ディスクを支持している。
調節自在で変位自在のディスク208は、ドライバ21
2の歯21 几1.と係合する歯210を備えるブ・′
“209と、一体とな・、てお?・ ドライ″212は
当接面2 ′1..’3’を介して円錐リング、214
相互連結素子215とが”介在配酷されており、連結素
子215のリング部216はフランジ205に連結され
ている−0.堕錐ディスク206は歯リング219aと
係合する歯リング218aを備え、円錐ディスク216
は歯リング219と係合する歯リング218を備えてい
る。リング219.219aはハウジング204のフラ
ンジ220によって支持されている。
圧力媒体は、溝226.・空所227及び溝228を介
して室229と室230に供給される。作動中は、駆動
ベルト225ばディスク206と208との間に把持さ
れ、圧力媒体により得られる圧力により、キャリア21
2は円錐リングを介してシャフトに対し締付けられ、一
方、フランジ205は円錐リング200を介してシャフ
トに締1寸けられる。
駆動ベルト225によって伝達される全トルクのうちの
半分は、円錐ディスク205とキャリア212を介して
シャフト201に直接伝達され、残りの半分は円錐ディ
スク206.相互連結素子215及びフランジ205を
介してシャフトに伝達される。全トルクのこの部分は上
記したようにして測定される。
本実施例では、作動中に、円錐ディスク206と208
の角度位置が幾分異なる。
第6図は、中間部34が残るように切込み33が形成さ
れている円筒部32を備えた捩ることができる相互連結
部材を示す。図示のような形状とすることにより、捩り
が伝達トルクの一次関数となるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る装置の第1の実施例の縦断面図、
第2図は本発明に係る装置の第2の実施例の縦断面図、
第3図は本発明に係る装置の第3の実施例の縦断面図、
第4a図は本発明の装置において使用されている歯リン
グの端面図、第4b図は第4a図のIValVa線断面
図、第5図は測定信号を評価するための回路を示す回路
図、第5a図は位相差を示す波形図、第6図は本発明の
装置において使用されている連結素子の断面図である。 1・・・シャフト、2.3・・・ころ軸受、4・・・ハ
ウジング、5・・・フランジ、6・・・円錐ディスク、
7・・・軸受ブツシュ、8・・・円錐ディスク、9・・
・ブツシュ、10.1)・・・歯、12・・・ドライバ
、13・・・当接面、14・・・圧力リング、15・・
・連結素子、16・・・固着部、17・・・リング部、
18・・・外側歯、19・・・歯リング、20・・・フ
ランジ、21・・・底部、22・・・脚部、23・・・
歯、24.24a・・・巻線、25・・・駆動ベルト、
26・・・孔、27・・・空所、28・・・溝、29・
・・室、30・・・ドライバの面、32・・・円筒部、
33・・・切込み、34・・・中間・部、35・・・回
路、36・・・出力端、37・・・測定機器、101・
・・シャフト、102゜103・・・軸受、104・・
・ハウジング、105・・・フランジ、106,108
・・・円錐ディスク、107・・・軸受ブツシュ、10
9・・・ブツシュ、1)0゜1)1・・・歯、1)2・
・・キャリア、1)3・・・当接面、1)4・・・円錐
リング、1)5・・・相互連結素子、1、16 、1)
6a・・・リング、1)7 、1)7a・・・固着部、
1)8、1)8a・・・歯、1)9.1)9a・・・外
側リング、125・・・駆動ベルト、126・・・溝、
127・・・空所、128・・・溝、129,130・
・・室、198・・・軸受、199・・・ニードル軸受
、201・・・シャフト、202゜203・・・軸受、
204・・・ハウジング、205・・・フランジ、20
6,208・・・円錐ディスク、209・・・ブツシュ
、210,21)・・・歯、212・・・ドライバ、2
13・・・当接面、214・・・円錐リング、215・
・・相互連結素子、216・・・リング部、218゜2
18a・・・歯リング、21.9 、219a・・・歯
リング、220・・・フランジ、225・・・駆動ベル
ト、226・・・溝、227・・・空所、228・・・
溝、229.230・・・室。 2r!2・!jF。 !シロF、−5

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)連続可変伝動装置の1組の円錐ディスクとシャフ
    トとの間を伝達されるトルクを測定するトルク測定装置
    であって、所定の角度に亘って捩ることができかつ前記
    組をなす円錐ディスクと前記シャフトとを相互連結する
    相互連結素子と、半径方向外向きの歯を有しかつ前記相
    互連結素子と共軸をなし相互連結素子の両端に連結され
    た2つの歯リングとを備え、前記歯リングはそれぞれ、
    巻きが周方向を向いている巻線を備えかつ断面がU字形
    の対向配置された固定歯リングによって包囲されている
    ことを特徴とするトルク測定装置。
  2. (2)前記相互連結素子は周方向の切込みが形成されて
    いる円筒形ブッシュからなることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項に記載の装置。
  3. (3)前記相互連結素子は第1の歯リングを備えかつシ
    ャフトに対して回軸することができるが軸線方向には変
    位することができない第1の円錐ディスクとシャフトに
    固着されかつ歯リングを備えたフランジとの間に設けら
    れていることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第
    2項に記載の装置を備えてなる連続可変伝動装置。
  4. (4)軸線方向に変位することができる第2の円錐ディ
    スクは第1のディスクに連結されかつシャフトを包囲す
    る軸受ブッシュにより回転自在に支持され、しかも軸線
    方向へ移動することができるようにドライバに連結され
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第3項に記載の
    連続可変伝動装置。
  5. (5)第2の円錐ディスクは軸受ブッシュと共軸をなし
    かつドライバの円筒部の外面と密着係合する内面を有す
    る円筒部を備えており、前記ドライバには円錐ディスク
    と係合する駆動素子と、テーパのついた外面を有するキ
    ャリアリングに嵌着されテーパ面を備えた中央開口を有
    しかつ軸受ブッシュに固定された端部フランジとが設け
    られ、作動中に圧力媒体が第2の円錐ディスクとドライ
    バの前面との間の室へ供給されるようになっていること
    を特徴とする特許請求の範囲第4項に記載の連続可変伝
    動装置。
  6. (6)軸線方向に変位することができる第2の円錐ディ
    スクは前記シャフトに固着されたドライバによってシャ
    フトに回転することができないように連結されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第3項に記載の連続可変
    伝動装置。
  7. (7)第2の円錐ディスクはシャフトと共軸をなして配
    設されかつ軸受ブッシュと共軸をなす前記ドライバの円
    筒部の外周面と密着係合する内面を有する円筒部を備え
    ており、前記ドライバには円錐ディスクと係合する駆動
    素子と、テーパのついた外面を有しシャフトに固定され
    たキャリアリングに嵌着されるテーパ面を備えた中央開
    口を有する端部フランジとが設けられ、作動中に圧力媒
    体が第2の円錐ディスクとドライバの前壁との間の室へ
    供給されるようになっていることを特徴とする特許請求
    の範囲第6項に記載の連続可変伝動装置。
  8. (8)第1の円錐ディスクはシャフトに対し回転するこ
    とができるが変位することができないように配設された
    軸受ブッシュに固着されており、前記軸受ブッシュはド
    ライバを軸受ブッシュに固定された第1のフランジに連
    結する変位自在の第2の円錐ディスクを備えており、前
    記フランジは第1の歯リングを備えしかもシャフトに固
    定されかつ第2の歯リングを備えたフランジに相互連結
    素子を介して結合されていることを特徴とする特許請求
    の範囲第3項に記載の連続可変伝動装置。
  9. (9)前記第2の円錐ディスクは軸受ブッシュと共軸を
    なす円筒部を備えており、該円筒部の内面は軸受ブッシ
    ュと共軸をなすドライバの円筒部の外周面と密着係合し
    ており、前記ドライバには円錐ディスクと係合する駆動
    素子が配設されており、第1のフランジにはテーパのつ
    いた外面を有し軸受ブッシュに固定されたキャリアリン
    グに嵌着されテーパのついた外面を備える中央開口が形
    成され、作動中に圧力媒体が第2の円錐ディスクとドラ
    イバの前壁との間の室へ供給されるようになっているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第8項に記載の連続可変
    伝動装置。
JP60016735A 1984-02-02 1985-02-01 トルク測定装置 Pending JPS617432A (ja)

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EP0156402A3 (en) 1985-11-27
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