| 【発明の名称】 |
変速機 |
| 【発明者】 |
【氏名】小野木 謙吉
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| 【要約】 |
【課題】定馬力伝達型の変速機構を確立するため（一）従動伝達車とその操作機構、（二）駆動伝達車とその操作機構、（三）ベルト伝達体を改良し、特に従動伝達車に於いて低速時に伝達体の加圧力を増大し、高速時に該加圧力を減少させて伝達体への伝達トルクを弾性手段の加圧特性を負傾斜の特性として使用するように制御したものである。同時に変速機が内部にもつ固有の誤差要因や更に外部からの変動要因を吸収させて安定した動力伝達を達成させた。
【解決手段】従動伝達車に弾性手段を介して変速指令を供給すると共に、圧縮に伴って加圧を増大する正の傾斜の加圧特性を持つ通常の弾性手段を使用しながら、運転上は従動伝達車への加圧力が低速域になるほど増大しまた高速域になるほど減少させて、弾性手段を実質的に負の傾斜の加圧特性の加圧力を従動伝達車に付与する従動アクチェータを該変速指令によって制御した操作機構を有するものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 本体に軸支された回転軸の軸芯方向に弾性手段で常時加圧力を付与された従動伝達車と、外部の変速指令を受け該加圧力に抗する押圧力を付与される駆動伝達車と、上記両伝達車間を巻掛けされる伝達体とからなり、上記伝達体および伝達車の接触径を可変に制御する変速機において、上記駆動伝達車に変速指令を供給する駆動アクチェータと、上記弾性手段と、この弾性手段から上記従動伝達車への該加圧力を更に増大するため該加圧力と直列でかつ該軸芯方向の押圧力を変速指令に応じて上記弾性手段に供給する従動アクチェータと、さらに上記駆動および従動アクチェータに供給する変速指令を連関させる連動手段とを有し、上記従動アクチェータは、上記弾性手段の加圧力が上記従動伝達車の増速動作に伴って減少し減速動作に伴って増大する様に上記弾性手段を該軸芯方向に押圧したことを特徴とする変速機。
【請求項２】 請求項第１項において、上記従動アクチェータは、上記弾性手段が上記従動伝達車への加圧力を上記回転数の変化に伴って実質的に負傾斜の加圧特性を付与したことを特徴とする変速機。
【請求項３】 請求項第２項において、上記従動アクチェータは、変速指令に応じて上記従動伝達車の第一円板車への変速移動分Ｌ１ だけ摺動変位させる第一従動アクチェータと、該変速指令に応じて上記弾性手段への押圧移動分Ｌ２だけ押圧変位させる第二従動アクチェータとを有することを特徴とする変速機。
【請求項４】 請求項第３項において、上記従動アクチェータは、上記駆動伝達車の回転数の変化に応じて上記弾性手段への押圧変位させる第三従動アクチェータを有することを特徴とする変速機。
【請求項５】 請求項第１項において、上記弾性手段は、単一のスプリングであり、変速指令に応じて上記従動伝達車への該加圧力を連続的なリニヤ状の負特性を送出させたことを特徴とする変速機。
【請求項６】 請求項第１項において、上記弾性手段は、複数のスプリングからなり、変速指令に応じて上記従動伝達車への該加圧力を階段的なステップ状の負特性を送出させたことを特徴とする変速機。
【請求項７】 請求項第６項において、上記弾性手段は、上記各スプリングは一端に連動環を施し、この連動環が押圧変位に応じて順次隣接の上記スプリングの該連動環と連動させるために複数の上記スプリングが同心状に単一ケースに収納したことを特徴とする変速機。
【請求項８】 請求項第５，６および７項において、上記弾性手段は、上記従動伝達車と上記従動アクチェータとの間に配置したことを特徴とする変速機。
【請求項９】 請求項第５，６および７項において、上記弾性手段は、上記本体と上記従動アクチュータとの間に配置したことを特徴とする変速機。
【請求項１０】 請求項第１項において、上記弾性手段の加圧力および上記従動アクチェータの押圧力は、上記本体および上記従動伝達車の間に軸芯方向に介在させ、上記本体、上記弾性手段、上記従動アクチェータ、上記従動伝達車のいずれかの段階でラジアル方向の回転力を遮断したことを特徴とする変速機。
【請求項１１】 本体に軸支された回転軸の軸芯方向に弾性手段で常時加圧力を付与された従動伝達車と、外部の変速指令を受けて該加圧力に抗する押圧力を付与される駆動伝達車と、上記両伝達車間を巻掛けされる伝達体とからなり、上記伝達体および伝達車の接触径を可変に制御する変速機において、上記駆動伝達車に変速指令を供給するための駆動スクリュ・ジャッキを有する駆動アクチェータと、上記弾性手段と、この弾性手段から上記従動伝達車への該加圧力を更に増大するため該加圧力と直列でかつ該軸芯方向の押圧力を変速指令に応じて上記弾性手段に供給する従動アクチェータと、さらに上記駆動および従動アクチェータに供給する変速指令を互に連関させる連動手段とを有し、上記駆動アクチェータは、上記駆動伝達車の第一および第二円板車間の間隔を変速指令に応じて定め、また上記従動アクチェータは、上記従動伝達車に印加する上記弾性手段の該加圧力が変速比の増大に伴って増しまた変速比の減少に伴って減るように作動させたことを特徴とする変速機。
【請求項１２】 請求項第１１項において、上記駆動アクチェータの上記駆動スクリュ・ジャッキは、連結体と、ネジ軸と、さらにウォーム本体とを有することを特徴とする変速機。
【請求項１３】 請求項第１２項において、上記従動アクチェータは、連結体と、ネジ軸と、さらにウォーム本体とからなる従動スクリュ・ジャッキを有することを特徴とする変速機。
【請求項１４】 請求項第１３項において、上記駆動および従動アクチェータは、夫々の上記駆動および従動ジャッキに変速指令を供給するための共通の変速指令供給源を有することを特徴とする変速機。
【請求項１５】 請求項第１４項において、上記駆動および従動アクチェータの上記連動手段は、上記ウォーム本体間を連動する第２動力伝達機と、上記ウォーム本体のいずれか一方と上記変速指令供給源との間で共通の変速指令として回動力を伝える第１動力伝動機とから成ることを特徴とする変速機。
【請求項１６】 請求項第１３，１４および１５項において、上記従動アクチェータは、変速比に応じて上記従動伝達車の第一円板車を変速移動分Ｌ１ だけ摺動変位させる第一従動アクチェータと、変速比に応じて上記弾性手段への押圧移動分Ｌ２ だけ押圧変位させる第二従動アクチェータとからなり、上記第一および第二従動アクチェータは共通の上記従動スクリュ・ジャッキで付勢したことを特徴とする変速機。
【請求項１７】 請求項第１６項において、上記従動アクチェータの上記ネジ軸は、上記第一従動アクチェータ用の第一ネジ溝と、上記第二従動アクチェータ用の第二ネジ溝とが互に逆ネジとなるように形成され、上記第一および第二ネジ溝に夫々第一および第二連結体を施すと共に、上記弾性手段は上記本体と上記従動アクチェータとの間に配したことを特徴とする変速機。
【請求項１８】 請求項第１７項において、上記駆動アクチェータと上記従動アクチェータの上記第一および第二従動アクチェータとの上記連結体およびネジ溝は、いずれか一箇所を台形ネジで、他の二箇所をボールネジで構成したことを特徴とする変速機。
【請求項１９】 請求項第１８項において、上記従動アクチェータの上記ネジ軸は、変速機構のもつ誤差要因および変動要因を自動調芯するために、上記ウォームホイールとの間で軸芯方向に微動可能に構成したことを特徴とする変速機。
【請求項２０】 請求項第１６項において、上記従動アクチェータの上記ネジ軸は、上記第一従動アクチェータ用の第一ネジ溝と、上記第二従動アクチェータ用の第二ネジ溝とが互に同方向の共通のネジ溝で形成して単一の上記連結体を送りナットで施すと共に、上記弾性手段は上記連結体と上記従動伝達車との間に配したことを特徴とする変速機。
【請求項２１】 請求項第１７および１９項において、上記従動アクチェータのウォーム本体は、上記駆動アクチェータのウォーム本体と同一平面側の上記本体に施されると共に、上記従動アクチェータのネジ軸は、上記回転軸に軸芯方向に設けた貫通孔を介して配置したことを特徴とする変速機。
【請求項２２】 請求項第１１項において、上記駆動アクチェータは、変速指令としての回動力を付与する圧力流体モータで回動され、また上記従動アクチェータは、上記弾性手段を押圧するのに圧力流体の加圧機構によって押圧されたことを特徴とする変速機。
【請求項２３】 本体に軸支された回転軸の軸芯方向に弾性手段で常時加圧力を付与された従動伝達車と、外部の変速指令を受けて該加圧力に抗する押圧力を付与される駆動伝達車と、上記両伝達車間を巻掛けされる伝達体とからなり、上記伝達体および伝達車の接触径を可変に制御する変速機において、上記駆動伝達車に変速指令を供給する駆動アクチェータと、上記弾性手段と、この弾性手段から上記従動伝達車への該加圧力を更に増大するため該加圧力と直列でかつ該軸芯方向の押圧力を変速指令に応答して上記弾性手段に供給する従動アクチェータと、上記駆動および従動アクチェータに供給する変速指令を互いに連関させる連動手段と、さらに上記駆動および従動アクチェータからの押圧力に応答して幅方向に充分な弾性を確保するために硬質材の屈曲部材を長手方向全域に配置して構成した無端の伝達体とを有し、上記弾性手段および上記伝達体は、夫々の弾性によって上記変速機に加わるすべての外乱を吸収して自動調芯させたことを特徴とする変速機。
【請求項２４】 請求項第２３項において、上記伝達体の屈曲部材は、金属弾性材の屈曲部材からなり、変速指令の受圧時に上記伝達車および伝達体の接触径に沿って上記両伝達車への集中加圧力を長手方向に分散させたことを特徴とする変速機。
【請求項２５】 請求項第２４項において、上記伝達体は、芯体を円環状に成形したストラップと、幅方向に収縮する金属屈曲部を軸芯方向に配し上記ストラップに等間隔にコグ部を施した上記屈曲部材と、この屈曲部材と上記ストラップとをコグ部と谷部を交互に一体成形する樹脂材とで構成されたことを特徴とする変速機。
【請求項２６】 請求項第２４項において、上記伝達体は、上記伝達車の加圧力を受圧する二つの受圧部の間に長手方向にＶ字状に成形し該受圧部の間隔を幅方向に伸縮させる金属屈曲部を該受圧部と一体成形した上記屈曲部材としての複数のブロックと、このブロックを吊り下げ帯状に保持する無端のストラップとで構成されたことを特徴とする変速機。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、工作機械などの産業機械，車両，モータ等に設置される伝達体を用いた無段変速機に関し、特に定馬力伝達を達成するように改良された変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】伝達体と伝達車との接触半径を連続的に変化させる無段変速機は公知である。例えば（ｉ）日本特許第２，５６２，０８１号に記載され技術思想は、従動伝達車に常時弾性手段で加圧しておき、回転中に駆動伝達車に外部から弾性手段に抗する押圧力を変速指令として付与するものである。即ち、この外部変速指令による駆動側の外部押圧力と従動側の弾性手段の加圧力の大小を比較させることによって、自動的に平衡状態となる位置での伝達体の接触半径の変化によって変速比を決定させるものである。
【０００３】さらに（ｉｉ）日本特許出願公告番号：特公平８−１００２１号に記載された技術思想は、ベルトなどの伝達体により大きな伝達トルクを得るため、油圧などの圧力流体で駆動および従動伝達車を同時にかつ直接加圧し、電子的制御によって両者の圧力バランスを詳細に制御することにより、両伝達車と伝達体の互いの接触半径を変化させて、変速比を決定させるものである。
【０００４】
【問題点】然し、通常、伝達車の伝達馬力Ｐとして、回転数Ｎと伝達トルクＴとの関係は、次式で示される。
Ｐ〔Ｗ〕＝１．０２７×Ｎ〔ｒｐｍ〕×Ｔ〔ｋｇｍ〕
従って、前者（ｉ）の技術思想では、出力動力を供給する従動伝達車では、最高速Ｎｍａｘ時に弾性手段の加圧力も最大になり最大トルクＴｍａｘとなる。そのため最高速回転時に最も大きな馬力Ｐｍａｘを伝達できるが、低速回転時になるに応じてトルクＴも同時に小さくなる。従って最低速Ｎｍｉｎの時に最低トルクＴｍｉｎが重なるため上述の馬力Ｐｍａｘに比し極めて小さな最低馬力Ｐｍｉｎしか伝達能力がない。このことは、この種の無段変速機は原理的に変速領域の全域で所定馬力を伝達する能力Ｐｃを保持していないことを示している。
【０００５】そこで、後者の（ｉｉ）の圧力流体の変速制御方式によって定馬力伝達を目指した変速機の開発、研究が行われている。然し乍ら、もともとこの種の無段変速システムには、対策を施すべき不確定な変動要因や、また出力回転数および出力馬力に対する誤作動要因が多過ぎる。例えば、（ａ）ベルト伝達体の伸び、（ｂ）ベルト伝達体の接触面の摩耗、（ｃ）ベルト伝達体の幅方向の弾性量、（ｄ）プーリ伝達車の接触面の摩耗、（ｅ）運転中の発熱による油圧媒体の温度変化、（ｆ）油路における油流出、さらに（ｇ）作動油の応答速度などの変動要因は、すべて出力回転数および伝達トルクに悪い影響を与える結果、正規な動力伝達を妨げる不安定要因として働き同時に出力動力の誤差要因としても働く。
【０００６】問題点は、これ等の要因の大部分は、不確定な要因であり、予じめ正確な補償量として予見できないものが多い。従って、本来確定要因である駆動伝達車の加圧力と、従動伝達車の加圧力との圧力バランスのみを単純に制御していたのでは、短期のうちに変速制御が不能に到ることは明白である。特にこれ等の不確定な変速要因のすべてを電子的調節機構にて予じめ予見させ負担させることは、不確実の故に事実上不可能である。また元来、油圧機構は大きな力で押圧することは出来ても、正確な位置決めする能力が薄弱である。結果的に今もって安定した定馬力型の動力伝達が達成できないという問題が残されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そもそも、定馬力伝達型の変速機を思想的に確立するには、次の三つの主要機構についての思想上の改造を要する。即ち、（一）従動伝達車およびその変速操作機構、（二）駆動伝達車およびその変速操作機構、さらに（三）ベルト伝達体である。特に定馬力型の動力変速機構の確立に際し、回転力を付与すべき負荷機構と直結するには、上述（一）の従動伝達車とその操作機構の思想上の創作が何よりも優先して不可欠である。更に続いて従動伝達車および操作機構が適正に作動する事を保証づけるには、同時に上述（二）の駆動伝達車およびその操作機構も安定して協働することも不可欠である。この二つの伝達車の協動によって上述の変速機固有の内部変動要因ないし誤差要因を吸収して変速機自身がこれを自動調芯させる能力を持たせる必要がある。最後に従動および駆動伝達車が適正に作動できたとし変速機構に外部より印加される外的要因として、負荷（出力）側または原動機（入力）側から加わる突的な振動衝撃、更には変速指令そのものが思想的には一種の外乱として印加され、これ等に対して変速機が充分な耐性を持つためには、上述（三）のベルト伝達体の思想上の確立があって、始めて完成する。本発明は、定馬力伝達型の変速機をこのような三つの観点から思想的に確立させんとするものである。
【０００８】本発明の第一の目的は、変速領域の全領域で所定馬力の動力伝達を達成させる変速機構を実現するもので、特に負荷に直結する従動伝達車に弾性手段で加圧し、しかも加圧方法が低速域になるに従って加圧力を増大させ、高速域になるに従って該加圧力を減少させる新たな変速制御機構の変速機を提供することである。
【０００９】本発明の第二の目的は、弾性手段と協働する従動伝達車を適正に作動し制御操作を行わせ、かつ定馬力伝達型の変速機構を安定した伝達動作を行わせるためには、基準となる駆動伝達車およびその操作機構に、所定変速比に対応した確実なる位置決め制御できる操作機構を施し、更にこの操作機構が正確に従動伝達車の操作機構と連動させることが不可欠である。これにより、変速機自体が内部においてもつ個有の誤差要因又は変動要因に対して、全変速領域で変速機が自からこれ等の要因を吸収して自動調芯しながら、全変速領域で安定した動力伝達を保証する変速機を提供することである。
【００１０】更に本発明の第三の目的は、外部からこの定馬力伝達型の変速機に印加される変動要因又は誤差要因に対しても、変速機自体がこれ等を吸収し、再び元の状態に瞬時に復帰させるたせる機能を持たせるためには従動および駆動伝達車とその操作機構のみの改良では不充分であり、ベルト伝達体にもこれ等の外部から印加される外乱要因に対しても、振動衝撃或いは加圧衝撃を吸収させ、自動調芯する機能を持たせた変速機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】第一の目的のために、従動伝達車に弾性手段を介して変速指令を供給すると共に、圧縮に伴って加圧を増大する正の傾斜の加圧特性（本明細書では正特性と略す）をもつ通常の弾性手段を使用しながら、運転上は従動伝達車への加圧力が低速域になるほど増大しまた逆に高速域になるほど減少させて、弾性手段を実質的に負の傾斜の加圧特性（本明細書では負特性と略す）の加圧力を従動伝達車に付与する従動アクチェータを該変速指令によって制御した操作機構を有するものである。
【００１２】第二の目的のために、駆動伝達車と伝達体との接触径を変速指令に応じて一義的に位置決めさせて、従動伝達車の側での加圧力が増大しようと或いは減少しようと常時駆動伝達車の側にて適正な変速位置を基準位置として決定させる能力をもつスクリュ・ジョッキを駆動伝達車の操作機構にし、従動伝達車の側での弾性手段および従動アクチェータが随時上述した変動要因等を吸収できるようにして自動調芯を果すことを可能にする。
【００１３】更に第三の目的のために、従動および駆動伝達車はいずれも外部からの変速指令や、或いは突発的な変動要因が入力されても、これを瞬時に吸収するためにベルト伝達体自身にベルト幅方向、即ち軸芯方向に積極的に伸縮可能に屈曲させるため硬質材の屈曲部材を保持させたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】第一の発明によれば、従動伝達車への加圧力は、低速域に至る（即ち変速比が増大）のに応じて増大しまた逆に高速域に至る（即ち変速比が減少）のに応じて減少するように変化するので、可変速領域の全域に於いて定馬力伝達型の変速機が実現する。
【００１５】第二の発明によれば、更に駆動伝達車の操作機構として駆動アクチェータにスクリュ・ジャッキが使われているため、従動伝達車での伝達体への加圧力が負特性に応じて変化しても駆動伝達車と伝達体との接触径の側でに不確実性が無くなり常時安定位置に保持するので、伝達体の伸び、摩耗などの変速機個有の誤差要因、変動要因を従動伝達車の側で全て吸収し、自動調芯の機能を果す。
【００１６】第三の発明によれば、変速機に対して外部から印加される変則的な変動要因として変速指令や突発的負荷変動、原動機変動が生じても、これを積極的に吸収し安定伝達を確保するには従動伝達車の弾性手段のみでは不充分である。特に低速から高速までを短期に急速変速させるときは、駆動伝達車に変則的な加圧力又は押圧力が加わるが、この変則的な力を瞬時に吸収する能力が変速機の駆動伝達車にも要求される。この場合にも伝達体自体が硬質弾性材からなる屈曲部材を施しているので、軸芯方向の衝撃を吸収分散する機能をもつため伝達体にも伝達車にも変則的な力による損傷、或いは伝達不良を招くことがない。
【００１７】
【実施例】〔第１実施例〕図１は、本発明の第１実施例の無段変速機の断面図である。図１において、１および２は伝達車で、いずれも摺動円板車すなわち第一円板車１ａ、２ａと、固定円板車すなわち第二円板車１ｂ、２ｂとを相対向して配置され、両伝達車１、２間に伝達体４が巻掛けされる点は従来技術の場合と同じである。動作説明の理解の都合上、中心線を境として各伝達車１、２と伝達体４との接触半径ｒが、右側で最大径、左側で最小径に便宜的に描かれ、作図上途中の無端伝達体４の描写は省略されている。なお、キー構造、給油シール構造等の詳細は省いて描いた。
【００１８】駆動伝達車２は、固定本体１０に取付けた原動機１１としてここでは誘導電動機の軸端を入力軸１１ａとして装備される。変速指令供給源９として電気的駆動モータ１２は、可逆電動機１２ａ、ギャヘッド１２ｂ、伝達機１２および制御機構１２ｄからなり、いずれも周知の機構で構成される。変速指令供給源９は、第１連動手段１３とカップリング８とから成る第１動力伝達機で連結された変速押圧アクチェータ即ち駆動アクチェータ６の連結体１５ａが軸受５を介して第一円板車２ａと連結している。駆動アクチェータ６は、ここでは逆転阻止の特質をもつ台形ネジ軸を有するスクリュジャッキが使われ、ウォームおよびウォームホイールを内蔵したウォーム本体１４を変速機本体１０に固定し、連結体１５ａおよびネジ軸１５が供給源９に応じて直接上下動する構造である。
【００１９】一方、従動伝達車１には本発明の変速機に於いて定馬力伝達を保証する技術思想が適用されている。伝達車１が装備されている回転軸、即ち変速機１０の出力軸２０は、軸芯と同軸に貫通孔２１が施されると共に軸受２２、２３で片持支持され、全体を軸枠２９で本体１０に支持されている。従動伝達車１には、駆動アクチェータ６と連動して逆方向に押圧する従動アクチェータ２５が連結される。
【００２０】変速逆押圧アクチェータ即ち従動アクチェータ２５は、この例では駆動アクチェータ６のスクリュジャッキと多少異っている。ウォームおよびウォームホイールを内蔵したジャッキ本体２４と、ネジ軸２６、さらに本例では、二つの送りナットで示した加圧連結体２７、２８とで構成され、各ナット２７、２８には基準位置を確保する回り止めレバー２７ａ、２８ａが施されている。ネジ軸２６は貫通孔２１を貫通され、孔２１を突出する端部に互に逆ネジの関係にたつ二つのネジ溝２６ａおよび２６ｂが施され、それぞれの送りナット２７および２８がネジ軸２６の回動により互に逆向に進むように配置される。このジャッキ本体２４のウォーム軸２４ａの一端は、ヒンジ１６ｂが施され、もう１つのジャッキ本体１４のウォーム軸１４ａに施したヒンジ１６ａと第２連結棒１７および伸縮部１８をもった第２連動手段１９で両者は結合され、互にアクチェータ６、２５間で変速動力および変速比信号の双方を同期させながら伝達している第２動力伝達機として働いている。なお、変速指令は供給源９から直接各アクチェータ６．２５に供給してもよい。
【００２１】この従動アクチェータ２５は、上述以外にさらに二つの点で従動アクチェータ６と機構の働きが異っている。第１相異点は、従動アクチェータ２５のウォーム軸２４ａの回動に伴って、従動アクチェータ２５のネジ軸は原則として回転力のみを伝達する。第２の相異点は、図３に示す様に、ネジ軸２６の端部とウォームホイール３１とがスプライン軸で係合されている点である。これによりウォームホイール４３の回転動力の伝達だけでなく、後述するように微調整作用の目的で、ネジ軸２６は僅かな量の上下動が可能な構造にしてある。
【００２２】なお、本実施例の従動アクチェータ２５は、弾性手段３０を押圧するネジ溝２６ａおよび加圧連結体の送りナット２７で形成した第二ジャッキ機構の第二従動アクチェータ２５ａと、また伝達車１の円板車１ａを単に変速用に変位させるためネジ溝２６ｂおよび加圧連結体２８で形成した第一ジャッキ機構の第一従動アクチェータ２５ｂとを有している。しかも本例ではアクチェータ２５ａ、２５ｂが、共通した単一のネジ軸２６およびジャッキ本体２４で付勢動力源として共用した例を示している。共通の変速信号を変速指令供給源９等から得られる限り、この両者を全く別体に分離してもよい。
【００２３】図２は、本実施例の弾性手段３０の拡大した断面図である。この弾性手段３０は、直径が順次大きくなる四つのコイルスプリング３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを同心円状にかつ予じめ加圧状態で収納し底蓋３６およびケース３５により単一の構造物とした弾性手段である。なおスプリングは他の如何なる形状でも良い。周知の環状板バネを単一形状に連結してもよいが、本実施例では図４に示様に比例動作に近似する階段特性を得るために送りナット２７の送り量に応じて、各スプリングに施した連動環３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄが順次連結しながら加圧力を階段状に加算するようなカスケードまたは直並列構造になっており、しかも全体が伝達車１ではなく、本体１０に設置されている。
【００２４】本実施例では、本来単一のコイルスプリングだけでは形成することの出来ない大きな押圧力を小さな空間で確保するため、弾性手段３０は特殊な構造を採用している。すなわちケース３５の内部は階段状当接部３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄが施され、各当接部３８の最内径が各連動環３７の最内径より大きいので、各連動環３７は突出している。この突出部分が、送りナット２７の変位に伴って隣接の連動環３７と係止し、順次押圧力を増していく構造である。従って弾性手段３０は予じめ大きなエネルギの蓄積したパッケージとして着脱自在である。
【００２５】一方、本実施例では、変速動力供給源と変速信号供給源とが、単一の変速指令供給源９の一例として駆動モータ１２で示したが、変速指令としてのこの回動力は手動ハンドル或いは油圧又は空圧等の圧力流体駆動モータであっても良い。この例の場合、各アクチェータのスクリュ・ジャッキ１４、２４の各ネジ溝１５、２６ａ、２６ｂはその回動に伴って各伝達車１、２に変速動力を供給すると同時に変速比信号も同期して付与するように、全てピッチが統一してある。これ等のネジ溝は全てボールネジを使用する場合はモータ１２ａ等にブレーキ機構を要するが、三つのネジ溝の一つを台形ネジにしておけばブレーキ機構は達成できる。このピッチを弾性手段３０などの押圧変位量に応じて任意に変更しても良い。以上の構成により、変速機１０の回転動力は、伝達車１と一体に形成されたシーブ４１から他の伝達体４０を介して出力される。
【００２６】次に第１実施例変速機の作用を、図４に従って説明する。図１において、変速機１０の初期状態を最高速状態と仮定すると、従動側および駆動側の各伝達車１、２の第一円板車１ａ、２ａが図中のＨＩＣＨの位置にあるときの状態である。
【００２７】この状態より駆動モータ１２を操作し、減速する方向に回動したと仮定すると、駆動アクチェータ６によりネジ軸１５はそれ自体が下方に降下して、駆動伝達車円板車２ａへの押圧を解除し始める。このとき従動伝達車１の第一円板車１ａは、軸受５、送りナット２８、ネジ軸２６および送りナット２７によって常時加圧されている。しかも弾性手段３０のスプリング３７の中の第１番スプリング３７ａのみが単独で常時加圧している。この初期加圧力Ｐ１１（＝Ｐ ｍｉｎ最低加圧力）は予かじめ送りナット２７の位置決め操作で調整される。
【００２８】図１に示す従動伝達車１の左半分の断面図は、この減速操作前の最高速時の初期状態を示している。従って減速操作して伝達車２へのアクチェータ６の押圧が解除し始めると、従動円板車１ａの加圧力が駆動円板車２ａの押圧力より大きくなるので、伝達体４の接触半径ｒＨは従動車１の側ｒＨ′に増し、逆に駆動車２の側では接触半径ｒが減る方向に作用する。
【００２９】この時駆動モータ１２の回動力は、駆動側押圧アクチェータ６のウォーム軸から第２連動手段１９を経て従動アクチェータ２５にも加わる。そこで第二従動アクチェータ２５ａの送りナット２７は上昇し始め、第１番スプリング３３ａへの押圧力を増す。同時に第一従動アクチェータ２５ｂの送りナット２８は、ネジ溝２６ａと２６ｂが互に逆ネジなので、逆に降下し第一円板車１ａに、第二アクチェータ２５ａによって増大した押圧力を直列に重畳させながら、更に強い加圧力で下方に印加する。そこで第二円板車１ｂとの相対距離を収縮摺動することになり、同時加圧力も増大する。
【００３０】その結果、変速機１０としての変速比εｍｉｎは最高速状態から減速しているにも拘わらず、伝達車１の第一円板車１ａへの加圧力は逆に増大することを意味している。このことは、従来技術の伝達車１の弾性手段が示す加圧力特性が、変速比に対し正の傾きを有する正特性であるのに対し、本願発明の伝達車１の弾性手段３０が示す加圧力特性は、図４の第１番スプリング３３ａの特性線（Ｉ）が示す様に、逆に負の傾きを有する負特性になっていることを示す。従動アクチェータが、元来は正特性の弾性手段３０を逆に負特性の加圧特性として作用させていることを意味している。
【００３１】続いて、駆動モータ１２を更に減速操作すると、ナット２７に加わる、押圧力が増大して特性線ＩのＰ１０に達した所で弾性手段３０の第１番スプリング３３ａに予じめ溶接固着した連動環３８ａが第２番スプリング３３ｂに当接し、二つのスプリング３３ａおよび３３ｂが同時に協働し始める。このことは図４の特性図に示す如く、ネジ軸２６を経て第一円板車１ａに印加される加圧力は階段的に急上昇してＰ２１に到り、特性線Ｉから特性線ＩＩに移行することになる。続いて更に減速操作すると特性線ＩＩに沿って加圧力は増大し始め、二つのスプリング力ＳＰ３３ａおよびＳＰ３３ｂの特性線ＩＩを負の傾斜に従って上昇する。
【００３２】以下、同様に駆動モータ１２を最低速状態にまで減速操作すると、上述と同様の動作を順次繰り返えす。図１において、従動側および駆動側の各伝達車１、２の第一円板車１ａ、２ａが同図のＬＯＷの位置まで達したことになる。このとき、弾性手段３０のすべてのスプリング３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは、同図右半分に示す様に、全押圧状態に到るので、最低速状態における全スプリング荷重の総和としての加圧力Ｐ４０は最大加圧力Ｐｍａｘとなり、その加圧特性図は全体的に図４の特性線（Ａ）のように負の傾きの特性になる。
【００３３】次に、逆に駆動モータ１２を増速操作する場合を述べる。この場合は上述した減速操作のときの動作と全く反対になる。最低速状態から増速するときは、従動車１に最大加圧力Ｐｍａｘが印加されているが、変速比が最大減速比εｍａｘであるので、駆動車２の第一円板車２ａに供給する押圧力は、減速比εｍａｘの割合だけ軽減した押圧力が変速押圧アクチェータ６から確保されれば、増速操作は行われ得る。従って駆動モータ１２の増速操作によって伝達車１の第一円板車１ａへの加圧力は図４の階段状特性線に沿って降下し始め、順次増速するに従い減少して行く。
【００３４】上述の如く、本実施例では、従動伝達車１の側において単にフックの法則に従う通常の正特性の弾性手段と、この加圧力に直列重畳させた押圧力を供給する従動アクチェータ２５との双方から変速比に対応した加圧力を印加し、両総合加圧力が、第一円板車１ａと固定本体１０との間に印加することによって、実質的に負特性の加圧力を第一円板車１ａに印加するものである。このことは従動アクチェータの負特性の押圧力が、伝達車１における第一および第二円板車１ａ、１ｂの相対距離Ｄｍが収縮摺動し減速するのに応じて増大し、逆に相対距離Ｄｍが伸長摺動し増速するのに応じて減少するように作用していることを示す。従って明らかに従来例としての特性線（Ｄ）と相異しており、このアクチェータ２５が弾性手段３０に対して実質的な負特性を付与することを示す。
【００３５】伝達車１への加圧力特性線（Ａ）を印加する場合には、実装運転上における伝達体４の張力は、同図４の特性線（Ｂ）のように特性線（Ａ）以下で使用することになるが、両者の圧力差が大きくなると、伝達中の発熱が増しまた伝達効率も悪化する。従って理想的には階段状特性（Ａ）よりは、実装特性線（Ｂ）の変動を想定して、これに近いリニヤ特性の加圧力特性を実装特性線（Ｂ）より大きく選定し特性線（Ａ′）として施すのが望しい。
【００３６】また、同径の伝達車１であっても、大きな伝達動力を必要としない場合には、従来技術と同様に単一のスプリング３３ａのみと、従動アクチェータ２５とによって定馬力伝達も可能である。この場合は第一円板車１ａへの加圧特性線Ｃ０がほぼ水平かその上側線Ｃ２または下側線Ｃ０の範囲にあれば良い。
【００３７】このときの伝達車１と伝達体４との接触半径ｒが、最高速時にｒＨ では摩擦接触距離が小さな値ＬＨしかないのに対し、最低速時にはｒＬもＬＬもほぼその数倍に達している。従って、図４のほぼ水平な加圧特性Ｃ０，Ｃ１およびＣ２は、最高速時および最低速時の伝達体４への単位面積当りの加圧力がほぼ同一であるが、この種の変速機では、最低速時の接触面積ＳＬ は最高速時の接触面積ＳＨ の数倍を既に自動的に確保していることを意味する。そのため伝達体４が受ける軸トルクＴとしては、回転数Ｎの減少に伴って逆に増大できる。
【００３８】このことは、低速域でも伝達馬力Ｐを一定に確保できることを示している。このため特に、図４の特性線Ｃ２ は加圧特性としては僅かな正の傾きの正特性であるが、上述の面積効果により実質的に定馬力伝達を可能にしていることを示す。従って、「特許請求の範囲」に記述した「実質的な負特性」とは、この概念思想を含むものである。ちなみに、加圧特性線（Ｄ）は、単一のスプリング３３ａのみ使用し、しかも変速逆押圧アクチェータ２５を採用しない場合の従来思想の変速機で利用されている弾性手段の正特性の加圧特性を示す。
【００３９】次に図３および図４に従って、この種の変速機構の誤差要因および入出力側衝撃など変動要因の自動調芯機能について説明する。ここで、変速機出力への誤差要因には、各種存在するが、代表的なものとして例えば、（ｉ）伝達体４の伸び、（ｉｉ）伝達体４の接触面即ち厚味の劣化摩耗、（ｉｉｉ）円板車１ａ、１ｂの接触面の寸法摩耗、さらに（ｉｖ）ジャッキ部ホイール摩耗等がある。いずれの場合にも、結果的には伝達体４に常時加圧力が付与されているので、従動伝達車１において、回転中にこれを自動的に押圧調芯する。
【００４０】図３は、本実施例変速機の自動調芯機能を示すためのジャッキ本体２４の概略構成図である。例えば図１の伝達車１が最高速のＨＩＧＨ（左半分に示す）状態のとき、伝達体４ａが破線４ａ′まで伸びたものとする。このとき該当している第１番加圧スプリング３３ａがネジ軸２６ａを送りナット２７にて常時下方向に押圧している。そこでジャッキ本体２４内のウォームホイール４３は、ネジ軸２６の下端部に施したスプライン軸部２６ｃと回動可能に連結している。ネジ軸２６全体は、伝達体４ａ′の伸びの微量分だけホイールを貫通して下方に移動し、回転しながら常に自動調芯する。また、低速域では大きい加圧力で同様の自動調芯が機能する。このことは変速域でそれぞれ加圧量が変速比に応じて変化するので、いずれかの変速域で接触圧が不安定になることが無く、スリップやベルトの伝達上の乱れが無い状態で全て吸収できることを意味している。従って、伝達体の伸びに対し変速比が増した状態になるが、動力伝達は常に安定する利点がある。
【００４１】特にこの自動調芯機能は、高速時は弱い押圧力でまた低速時には強い押圧力で回転中自動的に誤差を吸収するので、回転中の伝達動作が乱れることなく、安定して調芯する。伝達体４の伸びの場合は、駆動車２での接触径に変化は無く、従動車１の弾性手段３０が自動調芯する。また誤差要因（ｉｉ）の場合は駆動車２での接触径は減り従動車１での接触径を増すので、この場合も変速比が増す方向に自動調芯する。このように、いずれの場合も出力回転数の誤差として表われるが、大きな容量の動力伝達中であっても極めて適正かつ安定した調芯機能を果す。
【００４２】また次に変速機に加わる外乱としては、入力側原動機の起動衝撃、或いは出力側負荷機器の突発的な振動衝撃等があるが、弾性手段３０およびネジ軸２６がこれを瞬時に吸収して自動復帰させる機能を果す。特に変速領域のどの段階でこの衝撃振動が加わっても、高速域では弱い加圧力でまた低速域では強い加圧力でその振動の大きさに対応して外乱を自動調芯するために、全変速領域に於いて、大容量の動力伝達を行っても、極めて安定した伝達機能を果す。
【００４３】図５は図１の実施例変速機に使われる引張型の無端の伝達体４の部分断面図であり、図５Ａは長手方向のＡ−Ａ線断面図、図５Ｂは幅方向のＢ−Ｂ線断面図、また図６は部分実装図である。伝達体４は、耐熱樹脂材をベースとして樹脂成形した点で従来と共通しているが、従来との基本的相異点は伝達体４が幅方向に大きな弾性係数で伸縮できるようにし、硬質屈曲部材として本実施例では高弾性材の金属屈曲部材を用いていることである。特に本実施例では金属屈曲部材と耐熱樹脂材との一体成形で大きな弾性形成を得ている。形状は長手方向に等間隔に並べた内側コグ５１ａ、外側コグ５１ｅコグの間の谷部５１ｃ、５１ｄからなるゴク５１が受圧部に形成される。
【００４４】芯線１１は金属ワイヤ、ガラス繊維、アラミド繊維などを無端ロープに成形したもので、第１樹脂材５２で抗張体５３に帯状に成形される。この抗張体５３と第１屈曲部材５４ａ、５４ｂとが予じめ第２樹脂材５５で一体に無端の基帯５６を成形しておく。屈曲部材５４ａ、５４ｂは、いずれも図５Ａの様に長方向に全周にわたり大きな屈曲部５４ｃ、５４ｄが施され、同時に幅方向にも全周にわたり小さな屈曲部５４ｅ、５４ｆを成形されている。続いて、この基帯５６に第２屈曲部材５７ａ、５７ｂを組付けて再び第３樹脂材５８で成形する。最後に金属受部５９ａ、５９ｂを施して予じめ第４樹脂材６１で樹脂成形しておいた接触部材６０ａ、６０ｂを図６のように接着したものである。
【００４５】第１、第２、第３、第４樹脂材５２、５５、５８、６１は、いずれも耐熱性の樹脂材でポリイミド，四フッ化エチレン樹脂（ＴＦＥ），六フッ化エチレンプロピレン樹脂（ＦＥＰ），ガラス強化エポキシ樹脂，三フッ化塩化エチレン樹脂（ＣＴＦＥ）等がベースにして炭素繊維、ガラス繊維、アスベスト等が配合されている。
【００４６】接触部材６０は、図６ように個々コグ５１ごとに独立して施され、各部材６０はＸ−Ｘ線を中心に対称形をなし側壁部６０ｅに弧状に成形され、隣接の部材６０どうしがＰ１ａ点にて互に常時当接状態としてある。しかも当接点Ｐ１は伝達体４の屈曲性が増し、接触半径ｒの減少に伴ってＰ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ１ｃに移動し、逆に増大に伴ってＰ１ｄに移動する。これによって相互に負荷変動などの振動衝撃を抑制している。
【００４７】図７は、本実施例変速機が外部から変速指令を受けたときの伝達原理を示す動作説明図である。変速指令は一種の外部から受ける外乱と考えられるが、駆動伝達車１には、駆動アクチェータ６より直接この変速指令を受ける。この場合従動伝達車１には外乱に対して弾性手段３０が瞬時に吸収し対応したが、駆動伝達車２にはアクチェータ６から直接大きな加圧力を受けた時にそれ自体には緩衝性が存在しないので、外乱に対する吸収機能をこの伝達体４の構造に持たせてある。
【００４８】そこで次に図７によって伝達体４での衝撃荷重の吸収機能を述べる。駆動伝達車２が、従動伝達車１に回転動力を伝達するため、いずれも矢印２Ｃ，１Ｃの時計方向にそれぞれ中心軸線Ｃ１，Ｃ０を中心として回動しているものと仮定する。同図中、実線４は、変速比Ｒ１／Ｒ０の等速運転時のベルト軌道を示し、また点線４′変速運転時即ち変速開始の或る一瞬間を撮らえたベルト軌道を示している。即ち同図面上の例では変速比Ｒ１／Ｒ０の等速状態で回転しているところに、駆動伝達車２および従動伝達車１に増速指令を与えた瞬間に、伝達体４に与えられている動作状態を分析している。両伝達車１，２が実線で示す等速回転中は、伝達車４と伝達車との接触面では駆動伝達車２の略左半分２Ｌの全接触域で同じ半径Ｒ１でありまた、従動伝達車１の略右半分１Ｒの全接触域で半径Ｒ０である。従って、等速回転中は緩み側４Ｘでも引張側４ＹでもＶ−Ｖ線を中心に上下に略対称である。また伝達車と伝達体の接触荷重も接触域の全体に幅方向に収縮量に応じて分散している。
【００４９】これに対し、両伝達車２，１に変速指令が供給された瞬間には、各伝達車での接触域の接触半径が点線４′Ｕおよび４′Ｚに示すように変化する。駆動車２では接触半径ｒＡ′，ｒＢ′，ｒＣ′，ｒＤ′のように伝達体の緩み側４′Ｘに向うに従って、また従動車１では接触半径ｒＡ，ｒＢ，ｒＣ，ｒＤのように緩み側４′Ｘに向うに従い、いずれもその半径が徐々に増大し、互になだらかな円弧を描き、Ｖ−Ｖ線を中心として上下に対称にならない。ベルトは、一瞬間の間だけこのような変則的な状態となる。図７のＡ′点，Ｂ′点，Ｃ′点およびＤ′点の各接触半径はｒＡ′＜ｒＢ′＜ｒＣ′＜ｒＤ′の関係があり、このことは、駆動車２がアクチェータ６から変速指令を受けた時に、このうちの最小接触半径ｒＡ′の部分に瞬間的に極めて大きな集中荷重が、この一点に集中する事を示す。
【００５０】従って、もし伝達体４自体が幅方向に金属剛性を持ち、即ち軸芯方向の屈曲性が存在しない場合は、変速指令を受ける度に全伝達動力に要する全荷重が集中してＡ′点のみに印加され、他のＢ′、Ｃ′、Ｄ′点は伝達体４と伝達車２とは完全に非接触の状態になる。そこでこのままの状態だと次の瞬間には、この状態で長手方向の引張力を受けるため、伝達体も破壊すると同時に伝達車２の摩擦接触面も損傷を受ける。しかし、本実施例の伝達体４は屈曲部材５４ａ、５４ｂおよび５７ａ、５７ｂが樹脂材５５、５８とで定まる弾性係数に従って、積極的に軸芯方向に収縮して荷重が集中するのを瞬時に回避する。Ａ′点での屈曲部材が収縮するとほぼ同時にＢ′点、Ｃ′点で順次収縮が始まり伝達車２との接触面に荷重を瞬時に分担する。Ａ′点を基点として角度θが約７０°〜約１２０℃の領域で外乱としての集中荷重を分散させるように伝達体４の幅方向の弾性係数を設計すべきである。
【００５１】変速指令を受けた時のこの変則的な現象は、実際には駆動車２だけでなく、図７に示す通り従動車１でも同時に同様の現象が発生している。その結果、本変速機１０では駆動車２は、直接外部から変速指令や原動機側の衝撃振動を受けたときに全ての伝達荷重を大きな弾性係数の金属屈曲部材５４、５７で分散吸収するが、一方従動車１では弾性手段３０と、この伝達体４の屈曲部材５４、５７の弾性との双方によって、負荷側からの外乱を吸収する。以上の従動車１、駆動車２および伝達体４並びにアクチェータ６および２５とによって始めてあらゆる種類の外乱に対しても安定した動力伝達が達成され、理想的な変速機が完成する。
〔第２実施例〕図８は、本発明の第２実施例変速機用の従動伝達車１の断面図である。図１の実施例との相異点は次のとうりである。（１）弾性手段３０が本体１０でなく第一円板車に直接装着され、しかも複数のスプリング３３ａないし３３ｅの夫々が直接該円板車を加圧していること。（２）アクチェータ２５のネジ軸２６には１ケ所で、しかも長いネジ溝２６ｄが施されていること、（３）加圧連結体としての送りナット２８のストロークは、第二アクチェータとしての弾性手段３０の押圧移動分Ｌ２と、第一アクチェータとしての円板車１ａの変速移動分Ｌ１とが同一のリード部２６ｂ上で行うため、ストロークＬ０（＝Ｌ１＋Ｌ２）に大巾に増している。このためネジ溝のピッチが駆動アクチェータより大きいこと、（４）弾性手段３０が円板車１ａを直接加圧しているのでネジ軸２６とウォームホイール間にスプライン結合が不要であること、さらに（５）弾性手段３０のスプリングが５本存在していること、等が挙げられる。この実施例の動作は、図１の実施例とほぼ同等であるので、詳細説明は省略する。
【００５３】〔第３実施例〕図９は、本発明の第３実施例変速機用の従動伝達車１の断面図である。図１および８の実施例と決定的に異なるのは、（１）弾性手段３０が単一スプリング３３で構成されているため、第一円板車１に印加される弾性手段３０の加圧特性が図４の特性線Ａ′のように連続的なリニヤ特性になることである。この場合実装上の負荷特性線Ｂに近似しているため、伝達効率が極めて高効率になり、同時伝達体４および伝達車１および２の摩耗劣化が減るため耐久性が増す。その他の相異点としては、（２）弾性手段３０と第一円板車１ａとの間に回転力を除くための軸受５が存在し、軸受５を介して第一円板車１ａを軸芯方向に支持連結体２８ｂを介して加圧されること、（３）スプリング３３の加圧変形を防ぐガイド体１０ａ本体から施されていること等がある。この実施例の動作も第２実施例と同じであるので詳細説明は省略する。
【００５４】なお、上述して来た第１，第２および第３実施例に示した従動アクチェータ２５のジャッキ本体２４の設置場所が、共通して従動伝達車１の裏側、すなわち第二円板車１ｂを中心として第一円板車１ａの反対側の本体１０に設置されている。従って、この位置から第一円板車１ａの摺動制御を行うためには、摺動のための可動部分を第一円板車１ａの存在する位置まで変速指令を動力伝達す必要があり、この目的のため回転軸２０に貫通孔２１が施されている。
【００５５】しかし、このことは反面、変速機に変速指令を供給する制御機構を著しく簡易化できる利点を提供している。すなわち、手動ハンドル，電気モータ或いは流体モータなどの変速指令供給源９を単一に共用し、単純な伝達機構１３および１９として、カップリング，ピンジ１６ａ、１６ｂ、連結棒１３、１７その他の動力伝達機等で達成できるからである。またベルト伝達体４の交換時にも有利である。
【００５６】〔第４実施例〕図１０は、本発明の第４実施例変速機用の従動伝達車１の断面図である。この例は図１の実施例とほぼ同等の動作をするので詳細な説明は省略し、両者の相異点のみを述べる。相異点は次の通りである。（１）アクチェータ２５のジャッキ本体２４が図１の場合と異なり、伝達車１の第一円板車１ａの側の本体１０に配置されていること、（２）弾性手段３０と第一円板車１ａとの間に支持連結体２８ｂおよび軸受５を介して加圧していること、（３）回り止めレバー２８ａがもう一つの支持連結体２７ｂに施したガイド穴２７ｃによって案内されること、（４）弾性手段３０は単一のコイルスプリング３３を使用しており、その加圧変形を防ぐガイド体１０ａが本体１０より施されていること、（５）回転軸２０には貫通孔２１が存在しないこと、（６）出力動力を回転軸２０の軸端２０ａから送出すること、等である。この例でも図３に示すネジ軸２６の微動調整は必要である。なお、本発明を内燃機関等の回転数が任意に変化する原動機に適用する場合には、変速機自体の変速動作と無関係に、入力回転数が低下すると同時に出力軸トルクを増大する必要がある。図１０は、第一、第二従動アクチェータ２５ｂ、２５ａ以外に第三従動アクチェータ２５ｃを点線で開示している。第三従動アクチェータ２５ｃは、圧力流体シリンダチューブ２４とピストンロッド２５ｄと連結する押圧体２５ｅによって弾性手段３０の基準位置を変化させている。入力回転数が減速すると弾性手段３０を加圧するため押圧体２５ｅを降下し、増速すると上昇するように連動手段１９ｃ、１９ｄを介して圧力流体にて比例的に加圧制御することも必要に応じて可能である。
【００５７】〔第５実施例〕図１１は、本発明の第５実施例変速機の従動伝達車１の断面図である。この例は図９の第３実施例とほぼ同等の動作をするので、詳細な説明は省略し、相異点のみを述べる。相異点は、（１）ジャッキ本体２４が図１および８の場合と異なり、伝達車１の第一円板車１ａの側の本体１０に配置されたこと、（２）出力動力を回転軸２０の軸端２０ａから送出すること、等である。
【００５８】なお、図１０および１１の第４、第５実施例では、いずれもジャッキ本体２４が第一円板車１ａの側の本体１０に施されている。従って回転軸２０の貫通孔２１は不要である。しかし図１に示す変速指令供給源９からの変速動力および変速信号の伝達機構が別途に要求されるが、いずれも周知の機構で達成されるので、説明は省く。
【００５９】また、図１１の実施例では、図８および図９の実施例と同様に、連結体２８の移動両ＬがストロークＬ０（＝Ｌ１＋Ｌ２）を要するため、駆動アクチェータ６のストロークＬ１との間で移動量が相違している。そこで図１の変速指令供給源９からの変速指令として同期させるためには、従動アクチェータ２５のネジ軸２６の回転数を増大させるためのウォーム減速比の変更、或いは歯車動力伝達機などの別途設置、またはネジ溝２６ａとピッチの変更などの対策を要するが、これ等はいずれも周知の技術で達成できるので、説明は省く。
【００６０】〔第６実施例〕図１２は、本発明の第６実施例変速機の従動伝達車１の断面図である。この例では圧力流体を用いて弾性手段３０に押圧力を付与する従動アクチェータ２５の例を示す。弾性手段３０を軸受５ａおよび５ｂを介して第一円板車１ａに付与している図８、９および１０と異なり軸受５を介在しない例であり、さらに従動アクチェータ２５が圧力流体ジャッキ２４で構成されている。しかも本体１０に固着され周知のメカニカルシールを経て油路１９ａが外部からの変速指令の供給を制御する連結手段として働き、駆動アクチェータ６と連動する。図１の実施例に示した変速指令供給源９が圧力流体モータを使用する場合には従動伝達車１の構成を本実施例にすると有利である。なお図９，１０，１１の様に軸受５を使用して弾性手段３０と共に圧力流体ジャッキ２４を回転させなくても良く、この場合にもジャッキ２４は弾性手段３０を介在させれば、従動伝達車１からの発熱の影響を回避できる。しかもこの圧力流体ジャッキ２４と単一スプリングで構成した弾性手段３０を用いると、図９，１０および１１の第３、第４および第５実施例と同様に図４の特性線Ａ′のようにほぼ理想的なリニヤな負特性が確保できる。
【００６１】〔第７実施例〕図１３は、本実施例変速機の油層内で使用する湿式の無端伝達体４の構造を示す。図１３Ａ，１３Ｂおよび１３Ｃは夫々１つの金属ブロック５１の正面図、平面図および側面図を示す。図１３Ｄ，１３Ｅおよび１３Ｆはいずれも伝達体４の運転状態を示し、それぞれ部分組立状態図、圧縮状態図および部分実装図を示す。図１３に於いて、無端の金属弾性帯５０には多数のブロック５１が吊下げてあり、両者の間に数枚たばねて作られた無端の帯体５２が施され、伝達体４は全体として無端の状態に構成される。
【００６２】ブロック５１は、傾斜接触面をもつ受圧部５１ａ、５１ｂの間に約６０°の角度Ｑの長手方向に突出した屈曲部５１ｃが形成される。この６０°の傾斜の故に受圧部５１ａ、５１ｂの厚みＬ１ は、屈曲部５１ｃの厚みＬ２ の２倍に形成される。右側受圧部５１ａには開孔５１ｄが、また左側受圧部５１ｂには突起５１ｈが施されブロック５１ｘを予じめ作る。また右受圧部５１ａに突起５１ｈが、左側受圧部５１ｂに開孔５１ｄが施されるブロック５１ｙも予じめ用意される。受圧部５１ａおよび５１ｂは突起５１ｈを施される平面には、傾斜面５１ｊおよび５１ｉが成形され、上部は一定厚みの平行面５１ｇが成形される。
【００６３】図１３Ｄは、この様なブロック５１ｘおよびブロック５１ｙを交互に配列した様子を示し、各突起５１ｈは、各開孔５１ｄに挿入した状態で交互に配列したまま弾性帯５０に吊り下げられる。この時密着状態に配列すると、受圧部５１ａ、５１ｂと屈曲部５１ｃの正面の平面部分は、隣接のブロック５１ｘと５１ｙとが先端５１Ｋを除き全面で互に密着する。この構造は、図１３Ｆに示すように伝達車１から伝達車２に押し込む際にブロック５１ｘおよび５１ｙが隣接のブロックからの押圧力を受ながら、二つの円板車２ａ、２ｂ間に圧入させるためのものである。図１３Ｅは、この伝達体４が二つの円板車２ａ′、２ｂの間で幅方向、即ち軸芯方向に押圧された時の相対距離１の収縮状態を示す。この時、各ブロック５１ｘの受圧部５１ａ、１ｂは、隣接するブロック５１ｙの受圧部５１ａ、５１ｂとの間に距離Ｌ３ の間隔を維持すると同時に、各屈曲部５１ｃは屈曲した変形分だけ先端５１Ｋは長手方向に伸長するため余分な間隔を発生せず、長手方向に強い押圧力での当接状態を維持したまま、二つの伝達車１および２を回動する。
【００６４】〔他の実施例〕以上、各実施例は空気雰囲気で使用する所謂乾式で開示したが、車両等の大容量では油室内で伝達する湿式にすることも当業者に容易である。またアクチェータはスクリュジャッキ、圧力流体ジャッキなどで開示したが、これに限定されず周知のカム機構などでも良いことは云うでもない。更に変速指令供給源９は、駆動および従動アクチェータ６、２５に共通する場合を中心に開示したが、手動ハンドルなど他の供給源でもよく、更にそれぞれ個別の供給源を施しても良い。その場合に互いの供給源が変速指令の信号のみを連動するように作動する連動手段を持っていれば良く、各種の設計変更が可能である。
【００６５】本発明の思想は、特に従動伝達車１の側に於いて本体１０を基準位置として逆押圧アクチェータ２５および弾性手段３０を経て軸芯方向に摺動する第一円板車１ａへの軸芯方向の加圧力を変速信号に応じて自動的に制御したものである。ここで、本体とは、回転力の有無に拘わらず、ハウジング１０との相対的な距離が軸芯方向に変化のないものをいう。従って回転方向の力の有無は、本発明思想と無関係であるが、実際には基準となる本体１０が固定している場合が多いのに対し第一円板車１ａは常に回転している。このため回転力の分離が必要となり、本発明の思想は、軸芯方向の加圧力、押圧力が直列に重畳して円板車１ａに印加されていれば、軸受の有無と無関係に本願発明の思想に包含されるものである。その他「特許請求の範囲」から当業者が容易に創作し得る範囲は、本発明の範囲に包含されるものであり、その限りにおいて各種の変更は容易の範中である。
【００６６】
【発明の効果】この発明の変速機によれば順方向の圧縮に対し正の加圧特性を持つ通常の弾性手段を用いながら、これを実装上はこの弾性手段を実質的な負特性の加圧特性として作動させるアクチェータを採用しているので、変速域の全領域で所定容量の動力伝達を達成できる利点がある。特にこのことはこの種変速機の適用可能な産業機械の分野を特殊な分野に制約されずに広範な分野に拡大できることを示す。同時に従来不可能と考えられていた数百馬力〔ＨＰ〕以上の大容量変速機の実現が可能になり、大多数の産業機械類の省力化、省エネルギー化に貢献する。
【００６７】特に、駆動アクチェータにスクリュジャッキを適用した場合は、一方で駆動伝達車と伝達体との相対的な接触半径を変速信号に応じて一義的に固定化で出来るので、これを動力伝達する際の基準位置に安定位置決めができる利点があり、また他方では従動伝達車の弾性手段が変速比のいかなる領域においても常時加圧力を変化させながら、ベルト伝達体の接触径を自動調芯させる調整機能が作用するので、変速機固有の内部的変動要因、誤差要因を吸収して低速域から高速域の全変速領域で極めて安定した動力伝達が達成される。
【００６８】しかも出力負荷側或いは入力原動機側での突発的な動力変動が外乱として本変速機に印加された場合にも、弾性手段のもつ緩衝性と、伝達体のもつ緩衝性が相互に働き、上述の自動調芯機能とにより、これ等の外乱を吸収し瞬時に自動復帰する利点がある。また変速機に常に供給され変速指令自体も一種の外乱として動力伝達に変則的な状況を惹起するが、この際にも常時自動調芯機能が作用してするため変速指令の供給後には瞬時に変則的な状態を経て次の安定した変速比で自動調芯する。しかも弾性手段および従動アクチェータとで実現させた実質的に負の加圧特性の大きさは、加圧量、押圧量を変更するだけで、各種の容量に対応でき、高効率かつ高負荷容量の動力変速機が簡易に実現できる効果がある。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９３００６３２０
【氏名又は名称】東京自動機工株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）２月１６日 |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２３０２９０ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）８月２７日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−７１１６６ |
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