CN1049186C - 皮带式无级变速装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是使皮带式无级变速装置的从动皮带轮紧凑化。从动皮带轮(54)设置在输出轴53上，因而可通过自动离心离合器56将环形皮带55的驱动力传送到输出轴53上，该从动皮带轮54包括固定侧半皮带85、可动侧半皮带轮86、使可动侧半皮带轮86向固定侧半皮带轮85推压的螺旋弹簧87和防止环形皮带55滑动的转矩凸轮机构。转矩凸轮机构88配置在螺旋弹簧87的半径方向内侧，另外，为枢轴式地支承自动离心离合器56的离合器重锤95用的离合器重锤销钉94利用从动皮带轮54的固定侧半皮带轮86的背面进行支承。

Description

皮带式无级变速装置
本发明涉及皮带式无级变速装置，该装置包括由输入轴支承的驱动皮带轮、由输出轴支承的从动皮带轮和绕在驱动皮带轮与从动皮带轮上的环形皮带。
在日本专利公报特开平4-279764号中公开了此种皮带式无级变速装置。
在上述特开平4-279764号公报所述的装置中，从动皮带轮的固定侧半皮带轮焊接在套筒的一端上，该套筒可转动地套在输出轴的外周上，离合器重锤销钉枢轴式地支承自动离心离合器的离合器重锤，该销钉支承在与该套筒另一端结合的传动盘上。
另外，为防止环形皮带相对于从动轮滑动的转矩凸轮机构配置在用于使可动侧半皮带轮向固定侧半皮带轮推压的螺旋弹簧的半径方向外侧。
上述先有装置存在的问题是，因为支承离合器重锤销钉的传动盘是必需的，所以增加了部件数目，提高了制造成本，而且由于要确保配置传动盘的空间，因而增大了从动皮带轮在轴方向的尺寸。另外，由于转矩凸轮机构配置在螺旋弹簧半径方向的外侧，因而还增大了从动皮带轮在半径方向的尺寸。
鉴于上述的问题，本发明的目的在于使皮带式无级变速装置的从动皮带轮紧凑化。
为达到上述目的，根据本发明的第一方案，皮带式无级变速装置包括：由输入轴支承的驱动皮带轮；从动皮带轮，该从动皮带轮具有固定侧半皮带轮和可动侧半皮带轮，由输出轴支承；绕在驱动皮带轮和从动皮带轮上的环形皮带；使可动侧半皮带轮向固定侧半皮带轮推压的螺旋弹簧；转矩凸轮机构，该转矩凸轮机构将环形皮带传送到从动皮带轮上的转矩转换为沿轴方向的推力，因而可使可动侧半皮带轮向固定侧半皮带轮推压，其特征在于，上述转矩凸轮机构配置在上述螺旋弹簧的半径方向内侧。
根据本发明的第二方案，除本发明第一方案所述的构成外，上述转矩凸轮机构包括：凸轮盘92，该凸轮盘固定设置在固定侧半皮带轮的套筒上，而该套筒可相对转动地和可沿轴向滑动地支承可动侧半皮带轮；沿半径方向配置在凸轮盘上的支架；从半径方向外侧装在支架上的凸轮从动件；突出于可动侧半皮带轮而与凸轮从动件相接的凸轮；而且凸轮从动件的外周面与上述螺旋弹簧的内周面相接。
根据本发明的第三方案，除本发明的第二方案所述的构成外，上述支架与凸轮盘冲压成形为整体。
按照本发明第一方案的构成，因为转矩凸轮机构配置在螺旋弹簧的半径方向内侧，所以可以减小从动皮带轮在半径方向的尺寸。
按照本发明第二方案的构成，如果在传送大转矩时，从动皮带轮的固定侧半皮带轮相对环形皮带滑动，则可动侧半皮带轮和固定侧半皮带轮之间便发生相对转动。其结果，由于凸轮从动件与凸轮相碰，可动侧半皮带轮便对固定侧半皮带轮施力，因而固定侧半皮带轮相对上述环形皮带的滑动受到限制。因为配置了螺旋弹簧，使其盖住凸轮从动件的外周，因而该螺旋弹簧有作为凸轮从动件的止脱部件的作用。
按照本发明第三方案的构成，由于支架与凸轮盘冲压成形为整体，因而减少了部件数目，降低了生产成本。
以下根据附图说明本发明的实施例。
图1是机动二轮车的整个侧面图；
图2是动力单元的侧面图；
图3是沿图2的3-3线的截面图；
图4是沿图2的4-4线的截面图；
图5是图3重要部分的放大图；
图6是沿图5的6-6线的向视图；
图7是沿图5的7-7线的截面图；
图8是图3重要部分的放大图；
图9是沿图8的9-9线的向视图；
图10是沿图9的10-10线的放大截面图；
图11是沿图8的11-11线的截面图。
图中42是曲轴(输入轴)；51是驱动皮带轮；53是输出轴；54是从动皮带轮；55是环形皮带；56是自动离心离合器；85是固定侧半皮带轮；852是套筒；853是销钉(缓冲器支承件)；86是可动侧半皮带轮；861是凸轮；87是螺旋弹簧；88是转矩凸轮机构；92是凸轮盘；924是支架；93是凸轮从动件；94是离合器重锤销钉；95是离合器重锤；98是缓冲器。
图1-图11示出本发明的一个实施例。图1是机动二轮车的整体侧面图。图2是动力单元的侧面图；图3是沿图3的3-3线的截面图；图4是沿图2的4-4线的截面图；图5是图3主要部分的放大图；图6是沿图5的6-6线的向视图；图7是沿图5的7-7线的截面图；图8是图3主要部分的放大图；图9是沿图8的9-9线的向视图；图10是沿图9的10-10线的截面图；图11是沿图8的11-11线的截面图。
如图1所示，机动二轮摩托车V具有从侧面看形成U字形的主架1。在主架1的前端具有头管2，其上端具有把手3，其下端支承着可左右操作自如的前叉4，该前叉4轴支着前轮Wf。从主架1的下端向车体后方延伸的后叉下部5的后端与从主架1的后端向车体后方延伸的后叉上部6的后端相结合，在其结合部轴支着由动力单元P驱动的后轮Wr。
同时参照图2可以看到，装有两循环单缸发动机E的动力单元P的前部通过橡皮轴衬固定架8支承在配置于后叉下部5的前部的支架7上，而其后部则通过橡皮轴衬固定架10支承在位于后叉下部5中部的支架9上。
化油器12连接在从动力单元P的上面伸出的吸气管11的上端，空气净化器13连接在该化油器12的右侧面上。从动力单元P的下面向后方延伸的排气管14连接在吊挂在动力单元P后端的消声器15上。在动力单元P的左侧面设置具有起动把手16的反冲起动器17和立于车体后上方的冷却风排出管18。
油箱19及燃料箱20配置在动力单元P的后上方，电池21配置在动力单元P的前上方。而且油箱19、燃料箱20及电池21由支承在主架1、后叉下部5及后叉上部6上的盖子22覆盖。
设置在动力单元P右侧面的链轮23和设置在后轮Wr车轴上的从动链轮24用环形链条25连接，动力单元P的驱动力通过环形链条25传给后轮Wr。
以下参照图3说明动力单元P的构造。
动力单元P具有用销钉31连接成整体的右半壳体32及左半壳体33，右半壳体32的右侧面和右盖35用销钉34连接，而左盖36则用销钉(未图示)连接在左半壳体的左侧面上。右半壳体32及左半壳体33的前部构成发动机E的曲柄箱，并且汽缸体37和汽缸盖38连接在其前部。汽缸体37及汽缸盖38由右盖35及左盖36覆盖，缸前盖39插在左右两盖的分开面上，发动机E的火花塞40的前端露出于该缸前盖。
曲轴42由一对滚珠轴承41、41支承在右半壳体32及左半壳体33上，该曲轴42通过连杆44连接在活塞43上，该活塞可滑动自如地嵌合在缸体37中形成的缸腔内。在曲轴42的右端配置着发电机45，该发电机45具有由右半壳体32支承的定子46和由曲轴42支承的转子47，在转子47的右侧面上固定冷却风扇48，该冷却风扇48用于从右盖35上的冷却风引入口351引入冷却风。与左盖36配合构成上述冷却风排出管18的管子盖49固定在该左盖36的外侧面上。
左半壳体33及左盖36形成变速机的壳，在其内部可以容纳皮带式无级变速装置50。皮带式无级变速装置50具有由输入轴即曲轴42的左端支承的驱动皮带轮51、由输出轴53的左端支承的从动皮带轮54和绕在驱动皮带轮51与从动皮带轮54之间的环形皮带55，该输出轴53由一对滚珠轴承52、52支承在左半壳体33及右半壳体32上。
在左盖36的内面设置上述反冲起动器17，使其对着曲轴42的左端，在输出轴53的左端上设置自动离心离合器56，该离合器56将从动皮带轮54的转动传送到输出轴53上。在左半壳体33及右半壳部32的后部设置减速齿轮组57，利用该减速齿轮组57可以使上述输出轴53的转动减速，并将该转动传送到上述驱动链条23上。
如图4可见，在左半壳体33的开口面上由螺栓59支承着起动马达58。从动齿轮62和凸出式的小齿轮63设置在由左半壳体33和轴承座60支承的起动器轴61上，设置在起动马达58输出轴上的驱动齿轮64与上述的从动齿轮62啮合，同时，设置在驱动皮带轮51的固定侧半皮带轮71外周上的起动齿轮711可以啮合地对着上述小齿轮63。因此，如果驱动起动马达58，则起动轴61通过驱动齿轮64及从动齿轮62的啮合而转动，由于向图4左侧凸出的小齿轮63与起动齿轮711啮合使驱动皮带轮51转动，因而曲轴42转动，使发动机E开始起动。
下面参照图5-7详细说明驱动皮带轮51及反冲起动器17的构造。
驱动皮带轮51设置在曲轴42的左端，它由固定侧半皮带轮71、可动侧半皮带轮72、滑行板73和重锤滚筒74组成。固定侧半皮带轮71具有套筒712，该套筒712套在曲轴42的外周上，与滑行板73一起由螺母75固定，在焊接在该套筒712右端的冲压法制造的表面部713的外周上形成上述起动齿轮711。可动侧半皮带轮72是用压铸法制造的，它通过由自润滑材料作成的轴承76可沿轴向滑动自如地支承在固定侧半皮带轮71的套筒712的外周上。可动侧半皮带轮72具有对着滑行板73右侧的重锤滚筒导向凸轮面721，在该重锤滚筒导向凸轮面721和滑行板73之间配置着上述重锤滚筒74。
应当允许可动侧半皮带轮72相对于固定侧半皮带轮71沿轴方向滑动并限制相对转动，由自润滑材料构成的三个滑块77间隔120°支承在滑行板73的外周上。滑块77嵌入到滑行板73外周上形成的U形凹槽731中，滑块77的槽部771分别滑动自如地嵌合在可动侧半皮带轮72左侧面上形成的沿轴方向的三个导向部722上。
可动侧半皮带轮72在上述三个导向部722间具有三个支架723，该支架从重锤滚筒导向凸轮面721的半径方向外端向左凸出，各个支架723通过在滑行板73外周上形成的三个凹槽732向反冲起动器17一侧伸出。
反冲起动器17可转动自如地支承在凸出于左盖36内表面的凸部361上，它包括起动皮带轮79，该启动皮带轮依靠线圈状的回复弹簧78连接在左盖36上。起动把手16系着绳子80的前端，该绳子绕在该起动皮带轮79的外周上。
通过销钉81枢轴式地支承在起动皮带轮79侧面上的棘轮爪82的前端具有可与可动侧半皮带轮72的支架723接合的接合部821，在其后端部具有可与起动皮带轮79上形成的止动件791接合的止动部822。棘轮爪82的前端接合部821的附近部分作得比销钉81的附近部分厚，该厚部分的右侧面作为摩擦面823。该摩擦面823在图7中用网格部分表示。摩擦板83由螺栓固定在上述凸出部361的前端部上，该摩擦板83的摩擦面831与上述棘轮爪82的摩擦面823滑动接触。
当拉动起动把手16使起动皮带轮79沿图7的箭头a方向转动时，棘轮爪82便和起动轮79一起沿箭头b的方向转动，而且其摩擦面823与固定在凸出部361上的摩擦板83的摩擦面831滑动接触。此时因为棘轮爪82的摩擦面823在半径方向比销钉81更靠外侧，所以棘轮爪82便受到摩擦板83的拖拉而绕销钉81沿箭头C的方向转动，使其止动部822停止在与起动皮带轮79的止动部791相碰的双点画线位置。
结果，棘轮爪82的接合部821便向半径方向的外侧突出而与可动侧半皮带轮72的支架723的某个支架接合，因而其支架723紧压在接合部821上的驱动皮带轮51便转动，因而发动机E开始起动。一旦发动机E开始操作，则把接合部821压在可动侧半皮带轮72的支架723上的棘轮爪82便进入原来的位置，因而反冲起动器17和驱动皮带轮51的连接中断，发动机E可以无障碍地转动。
如上所述，因为反冲起动器17的棘轮爪82接合的支架723是与驱动皮带轮51的可动侧半皮带轮72形成整体的，所以没有必要在滑行板73上设置上述支架723，结果是滑行板的形状简单了，可以采用廉价的冲压制品。另外，因为支架723的前端是配置在向着反冲起动器17倾斜的重锤滚筒导向凸轮面721上的，并且，如图5和图6所示，支架723的连接根部是从与可动侧半皮带轮72的重锤滚筒导向凸轮面721相邻的较浅的部分延伸的，所以可以使支架723向着反冲起动器17的方向的凸出量限制到最小限度。这样不需要对支架723作特别的增强便可以完全承受由反冲起动器17的棘轮爪82所施加的负荷。而且因为驱动皮带轮51的可动侧半皮带轮72是压铸件制品，所以容易使其支架723与其整体成形。
下面参照图8-10详细说明从动皮带轮54的构造。
从动皮带轮54设置在输出轴53的左端，它具有固定侧半皮带轮85、可动侧半皮带轮86、螺旋弹簧87及转矩凸轮机构88。用压铸法生产的固定侧半皮带轮85具有与其形成整体的表面部851和套筒852，套筒852由一对滚珠轴承89、89可相对转动自如地支承在输出轴53的外周上。用压铸法生产的可动侧半皮带轮86通过自润滑材料作的轴承90支承在固定侧半皮带轮85的套筒852的外周上，它可沿轴向滑动并相对于套筒852转动自如。
转矩凸轮机构88具有凸轮盘92，该凸轮盘92用花键连接在固定侧半皮带轮85的套筒852的右端上，用簧环91固定，在该凸轮盘92和可动侧半皮带轮86之间压缩设置着上述的螺旋弹簧87，由此可动侧半皮带轮86可对着固定侧半皮带轮85向左方向推压。螺旋弹簧87右端的位置由弯折凸轮盘92外周而形成的接合部921、和在凸轮盘92上切出的接合部922决定。
在凸轮盘92上以120°的间隔形成略为L形的三个窗部923，每个支架924从该窗部的内周缘沿半径方向向外突出。支架924的长度为窗部923在半径方向的最大宽度的一半。从其半径方向的外端插入并固定由自润滑材料形成的凸轮从动件93。与可动侧半皮带轮86形成整体的三个凸轮861在上述窗部923内与凸轮从动件93接触。
上述转矩凸轮机构88配置在螺旋弹簧87的内部，各凸轮从动件93的半径方向外端受到螺旋弹簧87内周面的压制。由此，不需要采用特别的部件便可以防止凸轮从动件93从支架924上脱落。另外，在冲压成形凸轮盘92时可以同时弯曲和冲压成形上述接合部921、922、窗部923和支架924，因而减少了凸轮盘的加工成本。
在机动二轮车V加快行驶和爬坡时等，使发动机E急加速时，其曲轴42的转动通过环形皮带55从皮带式无级变速装置50的驱动皮带轮51传到从动皮带轮54。此时因为环形皮带55的驱动力首先传到负载小的从动皮带轮54的可动侧半皮带轮86，所以如图10所示，可动侧半皮带轮86便相对于与固定侧半皮带轮85成一体的凸轮盘92沿箭头d的方向转动。由此，可动侧半皮带轮86的凸轮861压靠在凸轮盘92支承的凸轮从动件93上，因而可动侧半皮带轮86在从动件93的反作用力的作用下向靠近固定侧半皮带轮85的箭头e的方向推压，结果将环形皮带55牢固地夹在固定侧半皮带轮85和可动侧半皮带轮86之间，防止了皮带55的滑动，因而在加速行驶和爬坡时，可以顺利地传递负荷大的动力。
如上所述，因为利用了螺旋弹簧87的内部空间配置转矩凸轮机构88，该螺旋弹簧可使可动侧半皮带轮86向着固定侧半皮带轮85推压，所以转矩凸轮机构88的半径尺寸可以小型化，这有助于使整个从动皮带轮54结构紧凑。
下面基于图8-11说明自动离心离合器56的结构。
自动离心离合器56包括以下构件：两个离合器重锤销钉94、94，该销钉整体地浇铸在从动皮带轮54的固定侧半皮带轮85的表面部851的左侧面上；一对离合器重锤95、95，该重锤的一端枢轴式地支承在该离合器重锤销钉94、94上；设置在离合器重锤95、95外周面上的衬片96、96；两个离合器弹簧97、97，该弹簧使一对离合器重锤95、95相互连接；橡胶作的缓冲器98、98，该缓冲器支承在与从动皮带轮54固定侧半皮带轮85的左侧面形成整体并突出于该面的销钉853、853上；离合器鼓轮100，该鼓轮用花键连接在输出轴53的左端部，用螺母99固定。
如上所述，因为将离合器重锤销钉94、94浇铸在从动皮带轮54的固定侧半皮带轮85上来进行支承，所以不但不需要特别的固定部件来牢固地固定离合器重锤销钉94、94，而且还不需要先有的特别设计用来支承离合器重锤销钉94、94的传动盘，这样可以减少部件数目和从动皮带轮54的轴向尺寸。
在自动离心离合器56处于非接合状态时，由于离合器弹簧97、97的弹力的作用，离合器重锤95、95相互靠近，而缓冲器98、98停止在与离合器重锤95、95上的凹部951、951相接的位置，此时，衬片96、96脱离离合器鼓轮100的内周面。
如果从这种状态开始增加从动皮带轮54的转数，则离合器重锤由于离心力的作用使将反抗离合器弹簧97、97的弹力沿半径方向向外移动，由于其衬片96、96与离合器鼓轮100的内周面相接，从而将从动皮带轮54的转动传送到输出轴53上。结果是，发动机E的曲轴42的转动通过驱动皮带轮51、环形皮带55、从动皮带轮54、自动离心离合器56、输出轴53、减速齿轮组57、驱动链轮23、环形链条25及从动链轮24传达给后轮Wr。
如果更加速发动机E，则皮带式无级变速装置50的驱动皮带轮51的重锤滚筒74便在离心力作用下向半径方向外侧移动，而且由于滑行板73的反作用力，便使驱动皮带轮51的可动侧半皮带轮72向靠近固定侧半皮带轮71的方向移动。由于两个半皮带轮71、72的靠近，在二者之间形成的V形空间变窄了，因而环形皮带55沿驱动皮带轮51的半径方向向外移动。当环形皮带55向外侧移动时，从动皮带轮54的可动侧半皮带轮86便压在环形皮带55上，并反抗螺旋弹簧87的弹力向右移动，因而两个半皮带轮85、86间的V形空间的宽度加宽，环形皮带55沿从动皮带轮54的半径方向向内移动。这样，便可以进行无级变速，使得在发动机E的低速转动范围内减速比增大，而在高速转动范围内，减速比减小。
以上虽然已经详细说明本发明的实施例，但是在不违背本发明要旨的条件下，可以变更本发明的各种设计。
例如，虽然在实施例中例示了机动二轮车V的皮带式无级变速装置，但本发明对于机动三轮车或四轮车的无级变速装置也是适用的。
如上所述，由于为枢轴式地支承自动离心离合器的离合器重锤用的离合器重锤销钉被支承在从动皮带轮的固定侧半皮带轮的背面，因而不需要用于支承先有离合器重锤销钉的传动盘，这样便减少了部件数目，并可以减小从动皮带轮在轴方向的尺寸。
因为离合器重锤销钉是浇铸在从动皮带轮的固定侧半皮带轮上的，所以不需要采用特别的固定部件便可以将离合器重锤销钉牢固地固定在从动皮带轮上，因而可以减少部件的数目和生产成本。
由于为支承离合器重锤的缓冲器用的缓冲器支承部件是整体成形在从动皮带轮的固定侧半皮带轮上，所以不需要采用特别的支承部件便可以支承缓冲器，因此可以减少部件的数目和制造成本。
因为转矩凸轮机构配置在螺旋弹簧半径方向的内侧，因此可使从动皮带轮半径方向的尺寸小型化。
转矩凸轮机构包括凸轮盘、沿半径方向设置在凸轮盘上的支架、从半径方向外侧装在支架上的凸轮从动件和凸出于可动侧半皮带轮而与凸轮从动件相接的凸轮，该凸轮盘可相对于可动侧半皮带轮转动和沿轴方向滑动的固定侧半皮带轮的套筒上，而且凸轮从动件的外周面与上述螺旋弹簧的内周面相接，因而不仅可以简单地把凸轮从动件装在支架上，而且可使螺旋弹簧具有作为凸轮从动件的止脱部件的作用。
因为支架与凸轮盘冲压成整体，所以可以减少部件数目和制造成本。

Claims (3)

1.一种皮带式无级变速装置，该装置包括：由输入轴(42)支承的驱动皮带轮(51)；从动皮带轮(54)，它具有固定侧半皮带轮(85)和可动侧半皮带轮(86)，支承在输出轴(53)上；绕在驱动皮带轮(51)和从动皮带轮(54)上的环形皮带(55)；使可动侧半皮带轮(86)向固定侧半皮带轮(85)推压的螺旋弹簧(87)；转矩凸轮机构(88)，该机构将环形皮带(55)传送到从动皮带轮(54)的转矩变换成沿轴方向的推力，从而可使可动侧半皮带轮(86)向固定侧半皮带轮(85)推压，其特征在于，上述转矩凸轮机构(88)配置在上述螺旋弹簧(87)的半径方向内侧。
2.如权利要求1的所述的皮带式无级变速装置，其特征在于，上述转矩凸轮机构包括：凸轮盘(92)，该凸轮盘固定设置在固定侧半皮带轮(85)的套筒(852)上，而该套筒可相对转动地和可沿轴向滑动地支承可动侧半皮带轮(86)；沿半径方向配置在凸轮盘(92)上的支架(924)；从半径方向外侧装在支架(924)上的凸轮从动件(93)；突出于可动侧半皮带轮(86)而与凸轮从动件(93)相接的凸轮(861)，凸轮从动件(93)的外周面与上述螺旋弹簧(87)的内周面相接。
3.如权利要求2所述的皮带式无级变速装置，其特征在于，上述支架(924)与凸轮盘(92)冲压成整体。
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