JP2009180356A

JP2009180356A - パワーユニット

Info

Publication number: JP2009180356A
Application number: JP2008022032A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Hanawa; 薫塙; Yutaka Imoto; 豊井元
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2008-01-31
Publication date: 2009-08-13
Also published as: WO2009096385A1; TW200949105A

Abstract

【課題】一方へだけ大きく突出することがないベルト式無段変速機を備えたパワーユニットを提供することを課題とする。
【解決手段】圧縮ばね４３と遠心機構２０を、ベルト１６を挟むように、従動プーリユニット１５の両側に振り分けて配置した。
【効果】付勢手段（圧縮ばね４３）と遠心機構２０を一括して、従動プーリユニット１５の右又は左に配置した場合に比較して、従動プーリユニット１５からの突出量を減少させることができる。すなわち、従動プーリユニット１５の片側だけ大型化することを抑えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ベルト式無段変速機を備えたパワーユニットに関する。

クランク軸の回転力を駆動輪に伝達する経路中に設けられ、駆動プーリユニットと従動プーリユニットとこれらのプーリユニットに渡されたベルトからなり、このベルトの巻掛け径を変化させることで変速作用を発揮するベルト式無段変速機が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平５−５２２４５号公報（図１）

特許文献１の図１に、変速プーリ（４）と変速プーリ（５）とベルト（８）とからなるベルト式無段変速機（１）が示されている。高速時には、ベルト（８）の巻掛け径が小さくなるように、可動プーリ片（１４）が図左へ移動する。この移動に追従してコイルスプリング（２１）が縮み、この圧縮量に比例してコイルスプリング（２１）の反力が増加する。コイルスプリング（２１）による反力が大きくなると、ベルト（８）の側面に作用する側圧が増加する。この場合、変速装置の伝達効率の低下を招くことがある。

対策として、遠心力付与材（２３）が設けられている。すなわち、高速時には遠心力が増大して遠心力付与材（２３）が径外方へ移動する。この移動により、延長部（１４ａ）が図左に移動する。この移動に連れて可動プーリ片（１４）に図左向きの力が加わる。この左向きの力が、コイルスプリング（２１）による押力を緩和する役割を果たす。この結果、変速装置の伝達効率の低下を抑止することができる。

ところで、可動プーリ片（１４）の図左側にコイルスプリング（２１）が配置され、このコイルスプリング（２１）の図左側に遠心力付与材（２３）が配置されているため、変速プーリ（５）は、全体的に図左へ大きく突出している。一方への大きな突出は、二輪車の場合、車幅の増加に繋がる場合がある。
車幅に制限がある二輪車では、前記突出量を抑えることが期待される。

本発明は、一方へだけ大きく突出することがないベルト式無段変速機を備えたパワーユニットを提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、クランク軸の回転力を駆動輪に伝達する経路中に設けられ、駆動プーリユニットと従動プーリユニットとこれらのプーリユニットに渡されたベルトからなり、このベルトの巻掛け径を変化させることで変速作用を発揮するベルト式無段変速機を備えたパワーユニットであり、前記従動プーリユニットは、従動プーリユニットの軸である従動軸と、従動軸方向での移動が制限されている固定プーリと、従動軸方向での移動が可能とされている可動プーリと、この可動プーリを前記固定プーリ側へ付勢する付勢手段と、従動プーリユニットの回転速度に対応して前記付勢手段に抗する推力を前記可動プーリに付与する遠心機構とからなる、パワーユニットにおいて、前記付勢手段と前記遠心機構を、前記従動軸の方向で前記ベルトを挟むように、前記従動プーリユニットの両側に振り分けて配置したことを特徴とする。

請求項２に係る発明では、可動プーリは、ベルトに当接する可動側傘部と、この可動側傘部から延ばした可動側筒部とからなり、この可動側筒部に遠心機構を係合させることで、付勢手段に抗する推力を可動プーリに付与するようにしたことを特徴とする。

請求項３に係る発明では、固定プーリは、ベルトに当接する固定側傘部と、この固定側傘部から延ばされると共に可動側筒部に収納され長穴状のカム溝を備えている固定側筒部とからなり、可動側筒部からピンを突出させてカム溝を通過させ先端に遠心機構を係合させることで、付勢手段に抗する推力を可動プーリに付与するようにしたことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、遠心機構と付勢手段とを、従動プーリユニットの両側に振り分けて配置したので、従動プーリユニットの片側だけ大型化することを抑えることができる。

請求項２に係る発明では、可動側筒部に遠心機構を係合させた。遠心機構は従来の技術のように、可動側傘部に係合すると、大径になって、遠心機構のコンパクト化が難しくなる。この点、可動側筒部に遠心機構を係合させれば、遠心機構の外径をも小さくすることができ、遠心機構のコンパクト化が容易に達成できる。

請求項３に係る発明では、ピン及びカム溝を介して、ピンの先端に遠心機構を係合させた。ピン及びカム溝は、既存のトルクカム機構をそのまま流用することができる。この結果、遠心機構を可動側筒部に係合するための部品の点数を少なくすることができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るパワーユニットの基本構造図であり、パワーユニット１０は、ピストン１１で駆動されるクランク軸１２の回転力を駆動輪１３へ伝達する動力伝達経路中に設けられ、駆動プーリユニット１４と従動プーリユニット１５とこれらのプーリユニット１４、１５に渡されたベルト１６とを基本要素とする。
この例では、駆動プーリユニット１４、従動プーリユニット１５、ベルト１６及び複数個のギヤからなる終減速機構１７が一括してパワーユニットケース１８に収納され、このパワーユニットケース１８の前端にエンジン１９が搭載されている。

以下、従動プーリユニット１５の構成を詳細に説明する。
図２は図１の２−２線断面図であり、遠心機構２０は、従動軸２１に固定された固定傾斜盤２２と、この固定傾斜盤２２に鋼球２３、２３を介して対向配置され且つ従動軸２１に沿って移動可能に配置されている可動傾斜盤２４と、この可動傾斜盤２４から従動軸２１に沿って延びる内筒２５と、この内筒２５を従動軸２１に回転可能に且つ軸方向移動可能に支持させるニードル軸受２６とからなる。このニードルベアリング２６は、従動軸２１に対してスライド可能に内筒２５に設ける、又は、内筒２５に対してスライド可能に従動軸２１に設ける。

固定プーリ３０は、ベルト１６に接触する固定側傘部３１と、この固定側傘部３１から内筒２５に被さるように延ばされ、先端がラジアル軸受３２を用いて従動軸２１に回転自在で且つ軸方向には移動不能に支持されている固定側筒部３３とからなる。３４は固定側筒部３３の基部と内筒２５とに介在させたオイルシールである。

可動プーリ４０は、ベルト１６に当接する可動側傘部４１と、この可動側傘部４１から延ばされ回転自在に且つ従動軸方向に移動可能に固定側筒部３３に支持されている可動側筒部４２と、可動側傘部４１を固定側傘部３１へ付勢する付勢手段としての圧縮ばね４３とからなる。付勢手段は圧縮ばね４３の他、トーションばね、引張りばねであってもよい。４４、４５はオイルシールである。
また、可動側筒部４２の内周面からは、突出部４６、４６が径内方へ突出形成されており、これらの突出部４６、４６が固定側筒部３３の外周面に摺接するようにした。

この例では、固定側筒部３３の可動プーリ側の先端と、従動軸２１との間に遠心クラッチ機構５０を備えている。この遠心クラッチ機構５０は、従動軸２１に設けられているカップ部材５１と、固定側筒部３３からカップ部材５１内へ延ばされたアーム部材５２、５２と、これらのアーム部材５２、５２の先端に揺動自在に設けられ、付与される遠心力が大きくなると揺動してカップ部材５１に接触して動力を伝達するウエイト５３、５３とからなる。

また、一端にばね受け部材５５が一体形成されている筒体５４を、ばね受け部材５５が可動側傘部４１に臨む向きにで、可動側筒部４２に被せる。そして筒体５４及びばね受け部材５５に、圧縮ばね４３を装着する。
すなわち、圧縮ばね４３の一端は、ばね受け部材５５を介して可動側筒部４２に支持される。このような圧縮ばね４３の他端は、別のばね受け部材を介して固定側筒部３３に支持する必要があるが、本実施例では、アーム部材５２、５２で圧縮ばね４３の他端を受けさたので、別のばね受け部材を省略することができる。

図３は図２の３−３線断面図であり、可動側筒部４２に、十分な隙間をおいて固定側筒部３３が収納され、この固定側筒部３３に、僅かな隙間をおいて内筒２５が収納されている。固定側筒部３３にはカム溝５８（形状は次図で説明する。）が設けられている。そして、可動側筒部４２に連結され、この可動側筒部４２から従動軸２１に向かって突出させたピン５６の先端部５７は、カム溝５８を貫通して内筒２５に連結される。
また、筒体５４は、圧縮ばねを受ける他、ピン５６が遠心力で径外方へ抜けることを防止する作用を発揮する。

図４は本発明に係る従動プーリユニットの分解斜視図であり、カム溝５８は、固定側筒部３３に螺旋を描くように斜めに設けられている。そして、ピン５６、５６を、可動側筒部４２からカム溝５８を介して内筒２５まで打ち込む。これで、可動側筒部４２は内筒２５にピン５６を介して機械的に連結（係合）されたことになる。

ところで、仮に、可動プーリ４０を矢印（１）のように回転させると、ピン５６がカム溝５８で案内されるため、可動プーリ４０は矢印（２）のように移動する。つまり、可動プーリ４０の回転速度が固定プーリ３０の回転速度を上回り、相対回転すると、ピン５６がカム溝５８で案内され、可動プーリ４０は固定プーリ３０側に移動することになる。これにより、固定プーリ３０と可動プーリ４０でベルトを挟む力が増し、例えば、急加速しようとしたとき、ベルトが滑ってしまうことを防ぐことができる。

このような機構は、カム溝を巧みに利用しているため、トルクカム機構と呼ばれる。すなわち、トルクカム機構は、固定側筒部３３に設けられたカム溝５８と、可動側筒部４２から延ばされたピン５６とからなる。
本発明では、トルクカム機構を構成するピン５６の先端部５７に、内筒２５を機械的に連結（係合）したことを特徴との一つとする。
また、実施例では連結しているがピン５６の先端部５７と内筒２５とが当接するようにしてもよい。

以上の構成からなるベルト式無段変速機の従動プーリユニットの作用を次に説明する。
図５は従動プーリユニットの作動説明図であり、高速時にはベルト１６の径が小さくなるため、可動プーリ４０が全体的に矢印（３）のように移動する。すると、圧縮ばね４３が縮んで大きなばね反力を発生する。一方、回転増加に伴って、鋼球２３、２３が矢印（４）、（４）のように径外方へ移動する。この移動により、可動傾斜盤２４及び内筒２５が矢印（５）のように移動する。この移動によりピン５６を介して可動側筒部４２が図左へ押される。この押力と圧縮ばね４３の反力は互いに逆向きであるため、ベルト１６の側面には、緩和された反力が作用し、ベルト式無段変速機の伝達効率の低下を抑えることができる。

以上に説明したことから本発明は次のようにまとめることができる。
本発明では、図１に示すように、付勢手段（圧縮ばね４３）と遠心機構２０を、ベルト１６を挟むように、従動プーリユニット１５の両側に振り分けて配置した。付勢手段（圧縮ばね４３）と遠心機構２０を一括して、従動プーリユニット１５の右又は左に配置した場合に比較して、従動プーリユニット１５からの突出量を減少させることができる。すなわち、従動プーリユニット１５の片側だけ大型化することを抑えることができる。

また、本発明では、図２に示すように、可動側筒部４２にピン５６及び内筒２５を介して遠心機構２０の可動傾斜盤２４を係合させた。内筒２５は小径であるため、可動傾斜盤２４の内径、外径とも小さくすることができる。すなわち、可動側筒部４２にピン５６を介して遠心機構２０を係合させれば、遠心機構２０の内径Ｄ１を小さくすることができる。内径Ｄ１が小さくなれば、遠心機構２０の外径Ｄ２をも小さくすることができ、遠心機構２０のコンパクト化が容易に達成できる。

また、本発明では、図２に示すように、ピン５６及びカム溝５８を介して、ピンの先端（先端部５７）に遠心機構２０を係合させた。ピン５６及びカム溝５８は、既存のトルクカム機構をそのまま流用することができる。この結果、遠心機構２０を可動側筒部４２に係合するための部品の点数を少なくすることができる。

上述の図１に示したパワーユニット１０は、パワーユニット１０が駆動輪１３と共に上下に揺動するスクータ型車両に好適である。しかし、本発明は、非揺動型パワーユニットにも適用できる。その例を次図で説明する。

図６は図１の別実施例を説明する図であり、非揺動型パワーユニット１０Ｂにおけるパワーユニットケース１８の内部構造は図１と同様にすることができるので、図１の符号を流用して、詳細な説明は省略する。
すなわち、終減速機構１７の出力軸６１に、駆動スプロケット６２を取付け、駆動輪１３の車軸６３に従動スプロケット６４を取付け、２つのスプロケット６２、６４間にドライブチェーン６５を巻回した点が図１と相違する。ドライブチェーン６５、従動スプロケット６４、車軸６３及び駆動輪１３を図面表裏方向へ揺動させる。結果、パワーユニット１０Ｂは車体フレームに固定的に取付けることができる。

この例では、駆動輪１３の前方に非揺動型パワーユニット１０Ｂを配置することができる。ベルト１６の図右に付勢手段としての圧縮ばね４３、及び遠心クラッチ機構５０を配置し、ベルト１６の図左に遠心機構２０及び終減速機構１７を配置した。図から明らかなように、駆動輪１３の中心を通る車幅方向の中心軸６６に対して、右の張り出し量Ｌ１と左の張り出し量Ｌ２とを近似させることができる。

尚、本発明は、二輪車に適用したが、三輪車や四輪車にも適用可能であり、一般の車両に適用することは差し支えない。

本発明のパワーユニットは、二輪車に好適である。

本発明に係るパワーユニットの基本構造図である。図１の２−２線断面図である。図２の３−３線断面図である。本発明に係る従動プーリユニットの分解斜視図である。従動プーリユニットの作動説明図である。図１の別実施例を説明する図である。

符号の説明

１０、１０Ｂ…パワーユニット、１２…クランク軸、１３…駆動輪、１４…駆動側プーリユニット、１５…従動側プーリユニット、１６…ベルト、２０…遠心機構、２１…従動軸、２３…鋼球、２５…内筒、３０…固定プーリ、３１…固定側傘部、３３…固定側筒部、４０…可動プーリ、４１…可動側傘部、４２…可動側筒部、４３…付勢手段（圧縮ばね）、５８…カム溝。

Claims

クランク軸の回転力を駆動輪に伝達する経路中に設けられ、駆動プーリユニットと従動プーリユニットとこれらのプーリユニットに渡されたベルトからなり、このベルトの巻掛け径を変化させることで変速作用を発揮するベルト式無段変速機を備えたパワーユニットであり、
前記従動プーリユニットは、従動プーリユニットの軸である従動軸と、従動軸方向での移動が制限されている固定プーリと、従動軸方向での移動が可能とされている可動プーリと、この可動プーリを前記固定プーリ側へ付勢する付勢手段と、従動プーリユニットの回転速度に対応して前記付勢手段に抗する推力を前記可動プーリに付与する遠心機構とからなる、パワーユニットにおいて、
前記付勢手段と前記遠心機構を、前記従動軸の方向で前記ベルトを挟むように、前記従動プーリユニットの両側に振り分けて配置したことを特徴とするパワーユニット。
前記可動プーリは、前記ベルトに当接する可動側傘部と、この可動側傘部から延ばした可動側筒部とからなり、この可動側筒部に前記遠心機構を係合させることで、前記付勢手段に抗する推力を前記可動プーリに付与するようにしたことを特徴とする請求項１記載のパワーユニット。
前記固定プーリは、前記ベルトに当接する固定側傘部と、この固定側傘部から延ばされると共に前記可動側筒部に収納され長穴状のカム溝を備えている固定側筒部とからなり、前記可動側筒部からピンを突出させて前記カム溝を通過させ、前記ピンの先端に前記遠心機構を係合させることで、前記付勢手段に抗する推力を前記可動プーリに付与するようにしたことを特徴とする請求項２記載のパワーユニット。