JP2002276778A - 変速プーリおよびｖベルト式無段変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｖベルトの回転方向のすべりを阻止し、変速
方向の移動をスムーズする。 【解決手段】 駆動プーリ１２と従動プーリ１３とにＶ
ベルト１４を巻回する。駆動プーリは駆動側固定プレー
ト１６と駆動側可動プレート１７とを備える。駆動側固
定プレート１６と駆動側可動プレート１７によりベルト
側面１４１、１４２を挟持する。駆動側固定プレート１
６はクランクシャフト６に固定する。駆動側可動プレー
ト１７はクランクシャフト６の軸方向に移動可能とす
る。駆動側可動プレート１７の円錐面１７０に溝１７１
を形成する。溝１７１は駆動側可動プレート１７の軸穴
１７２から半径に沿って中心から外縁部まで延びる。同
様に従動プーリ１３は従動側固定プレート２１と従動側
可動プレート２２を備える。従動側固定プレート２１の
円錐面２１０に溝２１２を形成する。溝２１２は従動側
固定プレート２１の半径に沿って中心から外縁部まで延
びる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばスクータ等
に用いられるＶベルト式無段変速機に関し、特にＶベル
トが巻回するプーリに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、Ｖベルト式無段変速機として、エ
ンジン出力軸と後輪に接続された従動軸とのそれぞれに
おいて、溝幅の可変な変速プーリを取り付け、これらの
２つの変速プーリに無端のＶベルトを巻き掛けた構成の
ものが知られている。変速プーリは２枚の円錐状のプレ
ートを互いの頂点が向き合うように同軸上に設けてな
り、一方のプレートを軸に固定し、他方を軸に沿って相
対移動させることにより両プレート間の軸方向距離、す
なわち変速プーリの溝幅が変えられる。Ｖベルトは両側
面を２つの円錐面によって挟持され、両プレートと一体
的に回転する。このときエンジンの回転数に応じて２つ
の変速プレートの溝幅が変えられると、Ｖベルトは円錐
面に沿って相対移動する。これによりＶベルトの変速プ
ーリに接する円弧部分の半径が変化し、自動的に速比変
化がなされる。

【０００３】このようなＶベルト式無段変速機において
は、スムーズに速比を変化させるためには、Ｖベルトの
変速方向、すなわちプレートの円錐面に沿った移動方向
には相対的に小さい摩擦力が作用することが望ましく、
従来では、プレートあるいはＶベルトに摩擦係数の低い
材料を適用する等の工夫がなされていた。しかし、Ｖベ
ルトの回転方向、すなわち変速プーリの円周方向におい
て作用する摩擦力が小さいと、Ｖベルトのすべりが発生
し、効率良くトルク伝達できないという問題点があっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の問題点
を解決するものであり、効率的なトルク伝達が可能あ
り、また変速方向にＶベルトをスムーズに移動させるこ
とができる変速プーリおよびＶベルト式無段変速機を得
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の変速プーリは、
同軸上に設けられた対向する２つの円錐面においてＶベ
ルトの両側面を挟持する変速プーリに関するものであ
り、円錐面にＶベルトの回転方向に直交する方向に延び
る溝が形成されることを特徴とする。この溝は、変速時
に前記Ｖベルトが移動する変速方向にも一致する方向に
延びる。このような溝を形成することにより、Ｖベルト
のすべりを阻止し、かつＶベルトを変速方向にスムーズ
に移動させることができる。

【０００６】好ましくは溝が、円錐面の中心から径方向
外側に向かって延びる線状である。

【０００７】例えば、円錐面は軸穴を有する円錐面にお
いて、溝が軸穴から円錐面の外縁部に至るまで延びる。
または、溝が軸穴から円錐面の外縁部に至るまでの長さ
より短い長さを長手方向に有する。

【０００８】また、本発明のＶベルト式無段変速機は、
同軸上に設けられた対向する２つの円錐面においてＶベ
ルトの両側面を挟持する変速プーリであって、円錐面に
Ｖベルトの回転方向に直交する方向に延びる溝が形成さ
れる変速プーリを備えたことを特徴とする。

【０００９】例えば、変速プーリは、出力軸と一体的に
回転する駆動プーリと、被駆動部材の従動軸と一体的に
回転する従動プーリとを有し、駆動プーリは、第1の円
錐面を有し、出力軸に固定される駆動側固定プレート
と、第1の円錐面と対向する第２の円錐面を有し、出力
軸の軸方向に沿って移動可能な駆動側可動プレートとを
有し、従動プーリは、第３の円錐面を有し、従動軸に固
定される従動側固定プレートと、第３の円錐面と対向す
る第４の円錐面を有し、従動軸の軸方向に沿って移動可
能な従動側可動プレートとを備え、溝が、第1から第４
の円錐面のうち少なくとも１つの円錐面において形成さ
れる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は無段変速機を備えた
スクータを示す図である。

【００１１】Ｖベルト式無段変速機４は、スクータボデ
ィ１内のエンジン２の側方に設けられ、エンジン２の駆
動を後輪５に伝達する。エンジン２の駆動は後述するク
ランク軸によりＶベルト式無段変速４に伝達される。後
輪５は複数ギアからなる減速ミッション機構８を介して
Ｖベルト式無段変速機４に連結される。スクータボディ
にはケース３が形成され、このケース３内にＶベルト式
無段変速装置が収容される。Ｖベルト式無段変速機４
は、変速プーリである駆動プーリ１２と従動プーリ１３
と、両変速プーリを巻回するＶベルト１４から構成され
る。

【００１２】図２はＶベルト式無段変速機４の分解斜視
図である。ケース３の内の前輪方向にはエンジン２の出
力軸であるクランクシャフト６が突出し、後輪側には後
輪５側に回転を伝達するドリブンシャフト７が突出す
る。

【００１３】従動プーリ１２はクランクシャフト６に連
結され、エンジン２によりクランクシャフト６と一体的
に回転する。一方、従動プーリ１３はドリブンシャフト
７と一体的に回転する。エンジン２が駆動するとクラン
クシャフト６の回転とともに駆動プーリ１２が回転す
る。駆動プーリ１２が回転すると、駆動プーリ１２に巻
回するＶベルト１４が長手方向に回転する。これに伴っ
てＶベルト１４に巻回される従動プーリ１３が同期回転
する。従動プーリ１３の回転はドリブンシャフト７から
減速ミッション機構８を介して後輪５に伝達され、これ
により後輪５が同期回転する。

【００１４】Ｖベルト１４は所定の長さを有する無端ベ
ルトであり、その伸縮性は少ない。Ｖベルト１４の断面
は略台形状を有し、Ｖベルト１４の側面１４１、１４２
はベルト内周側に向かって傾斜する。

【００１５】従動プーリ１２は、駆動側固定プレート１
６と駆動側可動プレート１７とから構成される。駆動側
固定プレート１６には軸穴１６０が穿設され、この軸穴
１６０をクランクシャフト６が挿通する。駆動側固定プ
レート１６は、ワッシャ１８を介してナット１９により
クランクシャフト６の端部６１に一体的に固定される。
駆動側固定プレート１６は、Ｖベルト１４の一方のベル
ト側面１４１に密着する円錐面１６１を備える。この円
錐面１６１の傾斜角は、一方のベルト側面１４１の傾斜
角と一致し、円錐面１６１が一方のベルト側面１４１に
密着する。

【００１６】一方、駆動側可動プレート１７には軸穴１
７２が穿設され、軸穴１７２にハブ２０が嵌合する。駆
動側可動プレート１７は、ハブ２０を介してクランクシ
ャフト６の軸方向に移動可能に配設される。駆動側可動
プレート１７は駆動側固定プレート１６の円錐面１６１
と対向する円錐面１７０を有する。この円錐面１７０の
傾斜角は、他方のベルト側面１４２の傾斜角と一致し、
円錐面１７０が他方のベルト側面１４２に密着する。ま
たこの円錐面１７０には後述する溝１７１が形成され
る。

【００１７】駆動側可動プレート１７はすり鉢状の内部
を有し、この内部には図示しないウェイトローラが設け
られる。駆動側可動プレート１７は、駆動側可動プレー
ト１７の回転に伴い発生するウェイトローラにかかる遠
心力作用により、軸方向に移動する。

【００１８】一方、従動プーリ１３は従動側固定プレー
ト２１と従動側可動プレート２２から構成される。従動
側固定プレート２１はＶベルト１４の他方のベルト側面
１４２に密着する円錐面２１０を備える。この円錐面２
１０の傾斜角は他方のベルト側面１４２の傾斜角と一致
する。従動側固定プレート２１は軸穴２１１を有し、ド
リブンシャフト７のケース３側において一体的に固定さ
れる。従動側固定プレート２１の円錐面２１０には後述
する溝２１２が形成される。

【００１９】従動側可動プレート２２はドリブンシャフ
ト７の軸方向に移動自在に配設される。従動側可動プレ
ート２２は従動側固定プレート２１の円錐面２１０と対
向し、一方のベルト側面１４１に密着する円錐面２２０
を備える。円錐面２２０の傾斜角は一方のベルト側面１
４１の傾斜角と一致する。従動側可動プレート２２は図
示しないコイルスプリングによって従動側固定プレート
２１に向かって付勢される。従動側可動プレート２２
は、ボルト２４によりドリブンシャフト７に固定される
カバー２３により被包される。

【００２０】図３は駆動プーリ１２、従動プーリ１３お
よびこの両変速プーリに巻回するＶベルト１４の断面を
模式的に示す図であり、図３（ａ）はエンジン２の低速
回転時、図３（ｂ）はエンジン２の高速回転時の状態を
示す。Ｖベルト１４は駆動プーリ１２と従動プーリ１３
との間に巻回され、クランクシャフト６の回転（エンジ
ン２の回転）に伴って長手方向に回転する。

【００２１】図３（ａ）が示すように、エンジン２が停
止状態、または低速回転状態のとき、従動側可動プレー
ト２２内に設けられるコイルスプリングのばね付勢力に
より、従動側可動プレート２２は従動側固定プレート２
１に近接し、従動側両プレート間の軸方向の距離ＭＢは
小さい。このときＶベルト１４の従動プーリ１３側の円
弧半径ＬＢは大きい。すなわちＶベルト１４は従動プー
リ１３の外周側に巻回する。一方、駆動側可動プレート
１７内のウェイトローラにかかる遠心力は小さいので、
駆動側可動プレート１７は駆動側固定プレート１６側に
移動しない。したがって、駆動側両プレート間の軸方向
の距離ＭＡは大きい。このときＶベルト１４の駆動プー
リ１２側の円弧半径ＬＡは小さい。すなわちＶベルト１
４は駆動プレート１２の内周側に巻回する。

【００２２】図３（ｂ）に示すように、エンジン２が高
速回転状態のとき、ウェイトローラの作用によって、駆
動側可動プレート１７は、駆動側固定プレート１６に近
接し、駆動側両プレート間の軸方向の距離ＭＡは小さく
なる。このときＶベルト１４の駆動プーリ１２側の円弧
半径ＬＡは大きくなる。すなわちＶベルト１４は、駆動
側両プレートの円錐面１６１、１７０に沿って外周方向
に移動し、駆動プーリ１２の外周側に巻回する。Ｖベル
ト１４の長さは一定であるので、Ｖベルト１４は駆動プ
ーリ１２側に引っ張られる。Ｖベルト１４は従動側可動
プレート２２内コイルスプリングのばね付勢力に抗して
従動側プレート間に入り込む。これにより従動側プレー
ト間の軸方向の距離ＭＢは大きくなり、Ｖベルト１４の
従動プーリ１３側の円弧半径ＬＢは小さくなる。すなわ
ち、Ｖベルト１４は従動側両プレートの円錐面２１０、
２２０に沿って内周側に移動する。

【００２３】また、エンジン２が高速回転状態から低速
回転状態に移行する場合、駆動プーリ１２の回転が遅く
なり、ローラウェイトにかかる遠心力が減少する。これ
により駆動側可動プレート１７は駆動側固定プレート１
６から離れる方向に移動し、駆動側両プレートの軸方向
の距離ＭＡは大きなり、Ｖベルト１４の駆動プーリ１２
側の円弧半径ＬＡは小さくなる。すなわちＶベルト１４
は駆動側両プレートの円錐面１６１、１７０に沿って内
周側に移動する。同時にＶベルト１４は駆動プーリ１２
側に引っ張られなくなるので、コイルスプリングの作用
により従動側両プレート間の軸方向の距離ＭＢは小さく
なり、Ｖベルト１４の従動プーリ１３側の円弧半径ＬＢ
は大きくなる。すなわちＶベルト１４は従動側両プレー
トの円錐面２１０、２２０に沿って外周側に移動する。

【００２４】以上のように、エンジン２の回転数に応じ
て、Ｖベルト１４は駆動側両プレートの円錐面１６１、
１７０、従動側両プレートの円錐面２１０、２２０に沿
って移動する。これによりＶベルト１４が巻回する円弧
半径ＬＡ、ＬＢが変化し、駆動プーリ１２と従動プーリ
１３の回転比が変化する。

【００２５】図４は本実施形態において用いられる駆動
側可動プレート１７を示す斜視図である。駆動側可動プ
レート１７は、円錐面１７０において他方のベルト側面
１４２と密着する。この円錐面１７０には溝１７１が形
成される。

【００２６】溝１７１は、所定の幅を有する線状溝であ
り、駆動側可動プレート１７に形成される軸穴１７２か
ら半径に沿って外縁部１７３まで延びる。

【００２７】ベルト側面１４１、１４２は駆動側可動プ
レート１７と駆動側固定プレート１６により挟持され
る。このとき他方のベルト側面１４２は円錐面１７０に
圧着される。他方のベルト側面１４２は合成樹脂により
形成され、駆動側可動プレート１７は他方のベルト側面
１４２より硬質な金属材料により形成される。したがっ
て、圧着により他方のベルト側面１４２は、溝１７１の
形成される円錐面１７０の形状に対応し、微視的に凹凸
形状に変形される。

【００２８】上述のようにＶベルト１４は、クランクシ
ャフト６の回転に伴って長手方向（回転方向）に回転す
る。溝１７１は回転方向に対して直交する方向に延び
る。他方のベルト側面１４２の凹凸形状は、回転方向に
対して直交する方向に延びる溝１７１に嵌合する。これ
により駆動側可動プレート１７の回転方向に対し、溝１
７１において引っかかりを生じ、Ｖベルト１４と駆動側
可動プレート１７とのすべりを阻止する。

【００２９】また、上述のようにＶベルト１４は、駆動
側可動プレート１７の円錐面１７０に沿った方向（変速
方向）に移動する。溝１７１はＶベルト１４の変速方向
に対し略平行に延びる。変速方向と、圧着によるベルト
側面１４２の凹凸形状の延びる方向は一致するので、変
速方向に関し引っかかりは生じず、Ｖベルト１４は変速
方向にスムーズに移動する。

【００３０】図５は従動側固定プレート２１を示す斜視
図である。従動側固定プレート２１の円錐面２１０上に
は、軸穴２１１から外周側に向かって延びる線状溝２１
２が形成される。すなわち、駆動側可動プレート１７と
同様の溝が形成される。この溝２１１は、上述の溝１７
１と同様に、回転方向にはＶベルト１４と従動側固定プ
レート２１とのすべりを阻止し、変速方向にはＶベルト
１４をスムーズに移動させる。

【００３１】以上のように本実施形態によれば、回転方
向にはＶベルト１４とプーリとのすべりを阻止すること
ができるので、回転伝達効率が向上する。また、すべり
によるＶベルト１４の破損を抑制し、ベルト寿命を向上
させることができる。また、Ｖベルトを変速方向にスム
ーズに移動させることができるので、Ｖベルトの変速方
向への移動を少ない負荷により行うことができる。すな
わち、ウェイトローラ、コイルスプリング等の変速に関
する部材を小規模とすることができる。

【００３２】なお、本実施形態では駆動側可動プレート
１７と、従動側固定プレート２１に溝１７１、２１２を
形成したが、駆動側固定プレート１６及び従動側可動プ
レート２２に同様の溝を形成してもよい。このように各
プレートに溝を形成することにより、より確実にＶベル
ト１４とプーリとのすべりを阻止することができ、また
Ｖベルト１４の変速方向の移動がよりスムーズになる。

【００３３】次に図６を用いて第２の実施施形態につい
て説明する。第２の実施形態では駆動側可動プレート１
７に形成される溝の形状が第１の実施形態と異なる。そ
の他の部材等は第1の実施形態と同様であり、共通する
部分には同じ符号が付してある。

【００３４】駆動側可動プレート１７の円錐面１７０に
は軸穴１７２から外縁部１７３方向に延びる複数の線状
溝１７４が放射線状に形成される。この線状溝１７４
は、軸穴１７２から外縁部１７３までの長さのおよそ１
／３の長さを長手方向に有する。また、線状溝１７４
は、円錐面１７０の円周方向に所定の間隔で配置され、
半径方向に所定の間隔で配置される。すなわち、線状溝
１７４は円錐面１７０上の全面に所定の間隔で形成され
る。

【００３５】このような第２の実施形態においても、第
１の実施形態と同様にＶベルト１４とプーリとのすべり
を阻止し、Ｖベルト１４の変速方向の移動をスムーズに
することができる。

【００３６】なお、第１の実施形態における従動側固定
プレート２１の溝２１２の代わりに本実施形態における
駆動側可動プレート１７に形成される線状溝１７４と同
様の線状溝を形成しても良い。また、駆動側固定プレー
ト１６、従動側可動プレート２２においても同様であ
る。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、効率的な
トルク伝達が可能あり、また変速方向にＶベルトをスム
ーズに移動させることができる変速プーリおよびＶベル
ト式無段変速機を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＶベルト式無段変速機を適用したスク
ータを示す図である。

【図２】Ｖベルト式無段変速機の分解斜視図である。

【図３】駆動プーリ、従動プーリ及び両変速プーリに巻
回するＶベルトの断面を模式的に示す図である。

【図４】第１の実施形態における駆動側可動プレートを
示す斜視図である。

【図５】第１の実施形態における従動側固定プレートを
示す斜視図である。

【図６】第２の実施形態における駆動側可動プレートを
示す斜視図である。

【符号の説明】

４ Ｖベルト式無段変速機 １２ 駆動プーリ １３ 従動プーリ １４ Ｖベルト １６ 駆動側固定プレート １７ 駆動側可動プレート、 ２１ 従動側固定プレート ２２ 従動側可動プレート １７１、２１２ 溝 １７２ 線状溝

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同軸上に設けられた対向する２つの円錐
   面においてＶベルトの両側面を挟持する変速プーリであ
   って、前記円錐面に前記Ｖベルトの回転方向に直交する
   方向に延びる溝が形成されることを特徴とする変速プー
   リ。
2. 【請求項２】 前記溝は、変速時に前記Ｖベルトが移動
   する変速方向に一致する方向に延びることを特徴とする
   請求項１に記載の変速プーリ。
3. 【請求項３】 前記溝は、前記円錐面の中心から径方向
   外側に向かって延びる線状であることを特徴とする請求
   項１に記載の変速プーリ。
4. 【請求項４】 前記円錐面は軸穴を有し、前記溝が前記
   軸穴から前記円錐面の外縁部に至るまで延びることを特
   徴とする請求項１に記載の変速プーリ。
5. 【請求項５】 前記円錐面は軸穴を有し、前記溝が前記
   軸穴から前記円錐面の外縁部に至るまでの長さより短い
   長さを長手方向に有することを特徴とする請求項１に記
   載の変速プーリ。
6. 【請求項６】 同軸上に設けられた対向する２つの円錐
   面においてＶベルトの両側面を挟持する変速プーリであ
   って、前記円錐面に前記Ｖベルトの回転方向に直交する
   方向に延びる溝が形成される変速プーリを備えたことを
   特徴とするＶベルト式無段変速装置。
7. 【請求項７】 前記変速プーリは、出力軸と一体的に回
   転する駆動プーリと、被駆動部材の従動軸と一体的に回
   転する従動プーリとを有し、 前記駆動プーリは、第1の円錐面を有し、前記出力軸に
   固定される駆動側固定プレートと、前記第1の円錐面と
   対向する第２の円錐面を有し、前記出力軸の軸方向に沿
   って移動可能な駆動側可動プレートとを有し、 前記従動プーリは、第３の円錐面を有し、前記従動軸に
   固定される従動側固定プレートと、前記第３の円錐面と
   対向する第４の円錐面を有し、前記従動軸の軸方向に沿
   って移動可能な従動側可動プレートとを備え、 前記溝が、前記第1から第４の円錐面のうち少なくとも
   １つの円錐面において形成されることを特徴とする請求
   項６に記載のＶベルト式無段変速機。