(57)【要約】【課題】V形溝を形成して対向する一対の割プーリが、右ねじと左ねじを有するねじ軸を利用して互いに近づき離れて溝幅を変える機能を備えた変速プーリを、入力軸と出力軸に装着し、この変速プーリに伝動ベルトを巻回し相対的に巻回径を変えて行うベルト式無段変速装置において、油圧装置を使用せずに変速プーリの溝幅を変えることができるようにする。【解決手段】入力軸１、出力軸２に変速プーリ３、４をそれぞれ装着し、この変速プーリに係合して備えるねじ軸３２、４２と、その中間に設ける変速軸５にローラチェン７を連繋巻回して行う変速手段を、変速プーリ３、４に巻回する伝動ベルト８の内周空間に設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
V形溝を形成して対向する一対の割プーリが、右ねじと左ねじを有するねじ軸にナットを螺合し、そのねじ軸の回転によって、互いに近づき離れてその溝幅を変える機能を備えた変速プーリを、入力軸および出力軸に装着し、この変速プーリに伝動ベルトを巻回し相対的に巻回径を変えて行うベルト式無段変速装置において、前記入力軸および出力軸に装着した変速プーリに含むねじ軸に固着するスプロケットと、その中間に備える変速軸に固着するスプロケットにローラチェンを連繋巻回して行う変速手段を、伝動ベルトの内周空間に設けたことを特徴とするベルト式無段変速装置。
【請求項２】
前記ねじ軸の回転を、一つの変速軸で行うようにした請求項１に記載のベルト式無段変速装置。
【請求項３】
前記対向する一対の割プーリを入力軸および出力軸に、軸方向には摺動可能に軸回りには回転不能に装着した請求項１に記載のベルト式無段変速装置。
【請求項４】
前記ねじ軸の中空穴内と、入力軸および出力軸が回転自在となる請求項１に記載のベルト式無段変速装置。
【請求項５】
前記ねじ軸に螺合する左右のナットと、対向する一対の割プーリが回転自在となる請求項１に記載のベルト式無段変速装置。
【請求項６】
前記対向する一対の割プーリとこの割プーリの外側に同心に係合するボス部との間に押圧ばねを設けた請求項１〜５のいずれかに記載のベルト式無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溝幅を変える機能を備えた二つの変速プーリに伝動ベルトを巻回し、その巻回径を相対的に変えて行うベルト式無段変速装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ベルト式無段変速装置において、その変速プーリの溝幅を変えるには二つの方法が知られている。一つは、V溝を形成して対向する一対の割プーリの一方のみを可動させる方法と、もう一つは、両方を可動させる方法である。
【０００３】
前記前者の方法は、非特許文献１に示されているように、自動車などに多用されており、例えば、油圧シリンダーで押付けて一方のみを可動させるという方法である。この方法は、伝動ベルトを巻回している両変速プーリのV溝相互間の中心位置が不一致となる芯ずれ現象を発生することが知られており、この芯ずれを生じると、伝動ベルトが捩れて駆動され、それが片当たりによる滑りの原因となり、伝達トルクの低下、異音の発生、そして偏磨耗による伝動ベルトの寿命低下などが起きる。このような欠点を補うために種々改良を重ねているという背景がある。
【０００４】
前記後者の方法は、右ねじと左ねじを利用して、対向する一対の割プーリが互いに近づき離れてその溝幅を変える方法である。この方法を利用したもので、一対の割プーリを支持するその支持体の穴内に挿着したねじ機構の制御手段で変速を行うとしたものが、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特表２００２−５３７５２９
【非特許文献１】守本佳郎著、無段変速機CTV入門、（株）グランプリ出版、２００４年１０月２５日発行。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記後者の方法に係るもので、前記特許文献１の開示によれば、左右に分割された伝動軸があって、その伝動軸に、内径にナットを備えた左右の割プーリが摺動可能で回転不能に装着され、この割プーリを支持しながら、左右に分割された伝動軸を同時回転させるための支持体と摺動可能に回転不能に装着し、されに、その支持体の穴内に、前記左右のナットにそれぞれ螺合させて、一端を変速制御機構に接続するねじ軸を回転自在になるように構成されている。
【０００６】
この構成は、対向する一対の割プーリの溝幅を変えるねじ軸を、本装置の中心の穴内に設けたことを特徴とするものであるが、そのことによって、必然的に伝動軸の分割と、それをつなぐ支持体など部品点数も多く構造も複雑となって高コストになるものといわざるをえない。
【０００７】
本発明は、以上の実状に鑑み、変速プーリの移動に油圧装置を使わないシンプルで低コストを図ることができるベルト式無段変速装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明は、V形溝を形成して対向する一対の割プーリが、右ねじと左ねじを有するねじ軸にナットを螺合し、そのねじ軸の回転によって、互いに近づき離れてその溝幅を変える機能を備えた変速プーリを入力軸と出力軸に装着し、この変速プーリに伝動ベルトを巻回し、相対的に巻回径を変えて行うベルト式無段変速装置において、前記入力軸と出力軸に装着したねじ軸と、その中間に備える変速軸と連繋して行う変速手段を、伝動ベルトの中心直下の内周空間に設けるようにした。
【０００９】
請求項２の発明は、前記両ねじ軸の回転を、ローラチェンで連結して一つの変速軸で行うようにした。
【００１０】
請求項３の発明は、前記対向する一対の割プーリを、入力軸および出力軸に軸方向には摺動可能に軸回りには回転不能に装着し、その対向する左右の割プーリを同じ軸上の回転とした。
【００１１】
請求項４、５の発明は、前記ねじ軸の中空穴内と、入力軸および出力軸を回転自在に装着し、さらにそのねじ軸に螺合する左右のナットと、対向する一対の割プーリを回転自在に装着して、ねじ軸が単独回転できるようにしたものである。
【００１２】
請求項６の発明は、前記対向する一対の割プーリとこの割プーリと同心に結合するボス部との間に押圧ばねを設け、伝動ベルトの両側面に常に適正な動力伝達に必要な緊張力を与えるようにすることを、請求項１〜５の発明に実施したものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、前述のごとく、変速操作する手段を、伝動ベルトの内周空間を利用して設けたので、一見してその変速機能の存在が判らないシンプルでコンパクトな構成となり、部品点数も少ない低コストのベルト式無段変速装置を提供することができる。
【００１４】
また、変速プーリを構成する一対の割プーリは、対向する入力軸と出力軸の軸上に装着され、その状態もV溝を中心に全てが同形で左右対称であるから、静かでバランスの良い回転が得られる。
【００１５】
押圧ばねは、変速プーリの中に一体となって設けてある構造だから、溝幅を変えて所定の変速比に達した時は勿論、変速操作中であっても伝動ベルトの両側面には常に適正な緊張力を与え続けるので、連続して安定した動力の伝達が得られる。
【００１６】
従来から自動車などで多用されている変速装置に比べて、本発明は、V溝の中心を基本線として、その左右の割プーリが近づき離れて溝幅を変える方法だから、変速操作中であっても、巻回する伝動ベルトは芯ずれによる捩れもなく自然にスムーズに巻回径を変えることができる。したがって片当たりによる滑りの発生がないので、伝動ベルトの損耗や伝達トルクの低下、異音の発生などの不具合を防止することができる。また、以上のことから、伝動ベルトを巻回する軸間距離が比較的長い装置でも使用ができ、適用範囲の広いベルト式無段変速装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明のケース部を破断し主要部の組み立て構成を示す平面図である。入力軸１、出力軸２に変速プーリ３、４をそれぞれ装着し、この変速プーリに巻回する伝動ベルト８の内周空間に、チェン張り６を備えたローラチェン７を、変速軸５と連繋してねじ軸３２、４２に巻回している。
【実施例１】
【００１８】
実施例１の詳細について、図２、３、４を参照して説明する。変速プーリ３は、対向する一対の割プーリ３１、３１で構成している。
【００１９】
ねじ軸３２は、固着しているスプロケット３２cを中心に、紙面に対し右側に右ねじ３２a、左側に左ねじ３２bを有し、軸受３４によって入力軸１と回転自在に装着されている。
【００２０】
左右一対の割プーリ３１は、プーリ３１aとボス３１bが複数のボルト９で固定されており、入力軸１とはスプライン３１cにより、軸方向には摺動可能に、軸回りには回転不能にし、さらに軸受３５によって、ナット３３a、３３bと回転自在に装着されている。ねじ軸３２にナット３３a、３３bを螺合するとき、ねじ軸のスプロケット３２cの中心線Cと、対向する左右一対の割プーリ３１、３１が形成するV溝の中心位置が一致するように組み立てられている。なお、変速プーリ３の一対の割プーリ３１は、プーリ３１aとボス３１bの分割でなく一体であってもよい。
【００２１】
変速プーリ４は、ねじ軸４２と、このねじ軸４２に螺合するナット４３a、４３bと、対向する割プーリ４１、４１で構成している。
【００２２】
以下、図４で説明する。ねじ軸４２は、固着しているスプロケット４２cを中心に、前記ねじ軸３２とは逆に、紙面に対して右側は左ねじ４２b、左側は右ねじ４２aとして、軸受４４によって出力軸２と回転自在に装着されている。
【００２３】
左右一対の割プーリ４１、４１は、プーリ部分とボス部分を分離した構造になっている。ボス４１bと出力軸２はスプライン４１cにより、軸方向には摺動可能に軸回りには回転不能にし、さらに軸受４５によって、ナット４３a、４３bと回転自在に装着されている。割プーリ４１aとボス４１bとは、スプライン４１dにより軸方向には摺動可能に軸回りには回転不能にし、その間に押圧ばね４６が装着されている。また、V溝幅が最小に達したとき、一対の割プーリ４１がローラチェン７に接触しないように、この押圧ばねの押圧力が損なわない摺動の範囲で、ボス４１bの外周に複数のセットピン４７を設けている。ねじ軸４２にナット４３a、４３bを螺合するときは、前記変速プーリ３と同じく、それぞれの中心位置が一致するように組み立てられている。
【００２４】
以下、図２、図３で説明する。変速軸５は、中間部にスプロケット５aを有しており、入力軸１と出力軸２と並列させその中間に回転自在に設けている。
【００２５】
ローラチェン７は、ねじ軸３２のスプロケット３２cと、ねじ軸４２のスプロケット４２cと、変速軸５のスプロケット５aに連繋して巻回し。そのねじ軸の回転によって変速プーリ３，４の相対的溝幅変位が同時に行えるようになっている。なお、実施例ではねじ軸の回転にはローラチェンを用いている。
【００２６】
チェン張り６は、自在回転するスプロケット６aを有しており（図３参照）、ローラチェン７の適正な緊張になる位置で複数のボルト６bによって固定されている。
【００２７】
次に変速操作について説明する。変速操作は、変速プーリ３、４が常時回転している状態で行う。図示していないが、変速軸５の端部と電子制御ができる電動アクチユエタなどに連結して図２に示す矢印A、Bのように正、逆転させて行う。ここで、ねじ軸３２、４２のねじ径と、ねじピッチは同じになっている。また、固着されているスプロケット３２c、４２cの歯数も同数である。したがって、ねじ軸３２、４２が同回転するから、一対の割プーリ３１、４１はそれぞれが同じ移動寸法で近づき離れて相対的にその溝幅を変えるようになっている。図２において、出力軸２は低速回転になっている。この状態から変速軸５を矢印Aの方向に回転させると、変速プーリ３の溝幅が狭くなってゆくと同時に、変速プーリ４の溝幅は広がってゆき出力軸２は高速に無段変速される。なお、変速操作中の伝動ベルト８の周長と、変速プーリ３、４の巻回径との関係寸法に僅かな誤差が生ずるが、その誤差は押圧ばね４６よって吸収されるので問題ない。実施例の伝動ベルト８は自動車に多用されているスチールベルトである。
【００２８】
各ねじ軸とナットは台形ねじを実施例としているが、ボールねじであってもよく、また、スプライン３１c、４１c、４１dはボールスプラインでもよい。ケース１２、各軸受けは一般的な機械部品のものであり、特に限定するものではない。
【実施例２】
【００２９】
実施例２について、図５、６を参照して説明する。この実施例は、前記図２の変速プーリ３と同じ機能のものを、入力軸１と出力軸２の両軸に装着したものである。伝動ベルト１０が常に適正な緊張力を与え続け、連続して安定した動力伝達を維持するために、押圧ばね４６に替えて、その緊張力維持に自在に対応できる押圧ばねを内部に備えたベルトテンション１１を別に設けている。ねじ軸３２は、入力軸１、出力軸２に同じものが向きを変えて装着されている。このように変速プーリを構成する部品は、全て同じものでよいからコストの低いものになっている。伝動ベルト１０は、ベルトテンションに適した変速用ゴムベルトを実施例としている。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
自動車のほか自動二輪車および自転車の無段変速装置、ベルトコンベヤなど産業機械の無段変速ユニットとして、また、田植機や収穫機など農業機械の無段変速装置として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のケース部を破断し主要部の組み立て構成を示す平面図である。
【図２】本発明の実施例１の縦断面である。
【図３】同じく図２のＥ―Ｅ線矢視の断面図である。
【図４】図２の要部拡大縦断面図である。
【図５】本発明の実施例２の縦断面図である。
【図６】図５のＦ―Ｆ線矢視の断面図である・
【符号の説明】
【００３２】
１    入力軸
２    出力軸
３    変速プーリ
４    変速プーリ
５    変速軸
６    チェン張り
７    ローラチェン  
８、１０  伝動ベルト
３２    ねじ軸
４２    ねじ軸
【図１】
2007107570.tif 000003
【図２】
2007107570.tif 000004
【図３】
2007107570.tif 000005
【図４】
2007107570.tif 000006
【図５】
2007107570.tif 000007
【図６】
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