JP2019027513A - ベルト式無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で、ドリブンプーリーの可動プーリー半体に加わる軸方向推力を調整することができるベルト式無段変速機を提供する。
【解決手段】ベルト式無段変速機５７は、出力軸６８に軸方向変位不能に装着される固定プーリー半体７８と、出力軸６８に軸方向変位自在に装着されて、出力軸６８の軸心Ｆｘから遠ざかるにつれて固定プーリー半体７８から離れる円錐面７９ａを有する可動プーリー半体７９と、固定プーリー半体７８および可動プーリー半体７９の円錐面７９ａに挟まれて、固定プーリー半体７８から軸方向に可動プーリー半体７９が離れると軸心Ｆｘからの巻き掛け半径を増大させるベルト７１と、固定プーリー半体７８に相対変位不能に連結されるプレート８４ａ、および、可動プーリー半体７９の間に直列に介在し、可動プーリー半体７９に対して、固定プーリー半体７８に向かう軸方向推力を生成する皿ばね８５ａおよびコイルばね８５ｂとを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、出力軸に軸方向変位不能に装着される固定プーリー半体と、出力軸に軸方向変位自在に装着されて、出力軸の軸心から遠ざかるにつれて固定プーリー半体から離れる円錐面を有する可動プーリー半体と、固定プーリー半体および可動プーリー半体の円錐面に挟まれて、固定プーリー半体から軸方向に可動プーリー半体が離れると軸心からの巻き掛け半径を減少させるベルトとを有するベルト式無段変速機に関する。

特許文献１はベルト式無段変速機を開示する。ベルト式無段変速機のドリブンプーリーでは、固定プーリー半体と可動プーリー半体との間にトルクカム機構が組み込まれる。トルクカム機構は、固定プーリー半体に固定されるトルクピンと、トルクピンに噛み合うカム面とを備える。固定プーリー半体に対して可動プーリー半体が相対回転すると、トルクピンがカム面に押し当てられて可動プーリー半体には固定プーリー半体に対して軸方向に変位する推力が作用する。

特許文献１ではトルクピンは固定プーリー半体に対して軸方向に変位自在に装着される。固定プーリー半体とトルクピンとの間には、カム面に向かってトルクピンを押し付ける弾性力を発揮する皿ばねが組み込まれる。過大トルクの入力時に、可動プーリー半体と固定プーリー半体との相対回転に応じてカム面からトルクピンに軸方向推力が作用すると、トルクピンは皿ばねの弾性力に抗して軸方向に変位する。こうしてトルクピンから可動プーリー半体に加わる軸方向推力は弱められる。

特開２０１１−５２７２７号公報

特許文献１に開示されるように、クラッチプレートと可動プーリー半体との間にはコイルばねが挟まれる。コイルばねは、固定プーリー半体に向かって可動プーリー半体の軸方向推力を生成する。コイルばねは最小変速比（トップレシオ）で最大限に縮まり、最も軸方向推力が強まる。そのため、トップレシオ時の軸方向推力を減衰させ、ベルト伝達効率を向上させる余地があった。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、簡単な構造で、ドリブンプーリーの可動プーリー半体に加わる軸方向推力を減衰させ、ベルト伝達効率を向上させることができるベルト式無段変速機を提供することを目的とする。

本発明の第１側面によれば、出力軸に軸方向変位不能に装着される固定プーリー半体と、前記出力軸に軸方向変位自在に装着されて、前記出力軸の軸心から遠ざかるにつれて前記固定プーリー半体から離れる円錐面を有する可動プーリー半体と、前記固定プーリー半体および前記可動プーリー半体の前記円錐面に挟まれて、前記固定プーリー半体から軸方向に前記可動プーリー半体が離れると前記軸心からの巻き掛け半径を増大させるベルトとを有するベルト式無段変速機において、前記固定プーリー半体に相対変位不能に連結されるプレート、および、前記可動プーリー半体の間に介在し、前記可動プーリー半体に対して、前記固定プーリー半体に向かう軸方向推力を生成する第１弾性体と、前記第１弾性体に直列に接続されて前記プレートおよび前記可動プーリー半体の間に介在し、前記可動プーリー半体に対して、前記第１弾性体よりも高い初期剛性から減衰する軸方向推力特性に基づき前記固定プーリー半体に向かう軸方向推力を生成する第２弾性体とを備えるベルト式無段変速機は提供される。

第２側面によれば、第１側面の構成に加えて、前記第１弾性体は皿ばねであって前記第２弾性体はコイルばねである。

第３側面によれば、第２側面の構成に加えて、ベルト式無段変速機は、前記コイルばねの縮小を規制する規制部材を備える。

第４側面によれば、第３側面の構成に加えて、ベルト式無段変速機は、前記出力軸に装着されて、前記プレートおよび前記固定プーリー半体を支持する内筒と、前記内筒に装着されて、前記可動プーリー半体を支持する外筒とを備え、前記皿ばねは、前記外筒に装着されて、前記外筒を囲む内周で前記コイルばねに接続され、前記内周よりも遠心方向に位置する外周で前記可動プーリー半体に接続される。

第５側面によれば、第４側面の構成に加えて、前記皿ばねは、前記円錐面に規定される前記ベルトの可動範囲で前記円錐面の裏側に接触する。

第６側面によれば、第５側面の構成に加えて、ベルト式無段変速機は、前記出力軸上で前記固定プーリー半体に軸方向移動不能に連結されるクラッチプレートと、前記出力軸に固定されて、前記クラッチプレートに向き合わせられるアウタープレートと、前記クラッチプレートに装着されて、遠心力に応じて前記アウタープレートに摩擦接合する遠心ウエイトとを有する遠心クラッチ機構をさらに備え、前記皿ばねは、前記出力軸の軸方向に、前記遠心ウエイトよりも前記可動プーリー半体側に離れた位置に配置される。

第１側面によれば、第２弾性体の初期剛性は第１弾性体の剛性よりも高いので、最大変速比（ＬＯＷレシオ）から変速比が縮小するにつれて、最初に第１弾性体は可動プーリー半体の移動に関与する。第１弾性体の荷重特性に基づき可動プーリー半体には軸方向推力が作用する。その後、第１弾性体の弾性変形が止まると、続いて第２弾性体に基づき可動プーリー半体には軸方向推力が作用する。第２弾性体は、第１弾性体よりも荷重の増大につれて剛性を減衰させる軸方向推力特性を有することから、最小変速比（トップレシオ）の軸方向推力は減衰され、その結果、ベルトの磨耗を抑制することができ、良好な伝達効率も確保されることができる。

第２側面によれば、コイルばねに組み合わせられる皿ばねといった簡単な構造で、トップレシオ時のドリブンプーリーの可動プーリー半体に加わる軸方向推力を減衰させることができる。こうした軸方向推力の減衰はベルトの磨耗抑制に寄与するとともに良好な伝達効率の実現に貢献することができる。

第３側面によれば、規制部材はコイルばねの縮小を規制することから、コイルばねの荷重特性から皿ばねの荷重特性に切り替わる荷重値はコイルばねの縮小度合いに基づき設定されることができる。こうして軸方向推力の減衰は実現されることができる。

第４側面によれば、皿ばねは、コイルばねに比べて、出力軸の軸心から遠ざかる遠心方向外側で可動プーリー半体に接触することから、可動プーリー半体の自由端にできるだけ近い位置で可動プーリー半体に押し付け力を作用することができ、できる限り可動プーリー半体の歪みを抑制し、安定した状態でベルトに軸方向推力を伝達することができる。

第５側面によれば、皿ばねは、ベルトの可動範囲内で可動プーリー半体に接触することから、できるだけベルトに近い位置で可動プーリー半体に押し付け力を作用することができ、できる限り可動プーリー半体の歪みを抑制し、安定した状態でベルトに軸方向推力を伝達することができる。

第６側面によれば、皿ばねが遠心クラッチ機構の遠心ウエイトから離れた位置に配置されるので、遠心クラッチ機構と皿ばねとの干渉が回避される。部材が集中する可動プーリー半体の周辺で空間は有効に利用されることができる。

鞍乗り型車両の一実施形態に係るスクーター型自動二輪車を概略的に示す側面図である。 図１の２−２線に沿った水平断面図である。 図２の一部を拡大した拡大断面図である。 弾性体（皿ばね＋コイルばね）の荷重特性を概略的に示すグラフである。 図３に対応し、弾性体の圧縮時の拡大断面図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。なお、以下の説明では、前後、上下および左右の各方向は自動二輪車に搭乗した乗員から見た方向をいう。

図１は鞍乗り型車両の一実施形態に係るスクーター型自動二輪車を概略的に示す。自動二輪車１１は車体フレーム１２および車体カバー１３を備える。車体フレーム１２は、その前端のヘッドパイプ１４と、前端でヘッドパイプ１４に結合されるメインフレーム１５と、メインフレーム１５の後部に結合されて車幅方向に延びるクロスパイプ１６と、該クロスパイプ１６の両端部に前端部がそれぞれ接続されて車両前後方向に延びる左右一対のリアフレーム１７とを備える。ヘッドパイプ１４には、水平軸回りに回転自在に前輪ＷＦを支持するフロントフォーク１８と棒状の操向ハンドル１９とが操向可能に支持される。

車体カバー１３は車体フレーム１２に装着される。車体カバー１３にはリアフレーム１７の上方で乗員シート２１が搭載される。車体カバー１３は、ヘッドパイプ１４を前方から覆うフロントカバー２２と、フロントカバー２２から連続するレッグシールド２３と、レッグシールド２３の下端から連続して、乗員シート２１および前輪ＷＦの間でメインフレーム１５の上方に配置されるステップフロア２４とを備える。

リアフレーム１７の下方の空間にはユニットスイング式の駆動ユニット２５が配置される。駆動ユニット２５は、リアフレーム１７の前端に結合されるブラケット２６に、リンク２７を介して上下方向に揺動自在に連結される。駆動ユニット２５の後端には水平軸回りで回転自在に後輪ＷＲが支持される。リンク２７およびブラケット２６から離れた位置でリアフレーム１７と駆動ユニット２５との間にはリアクッションユニット２８が配置される。駆動ユニット２５は、空冷式単気筒のエンジン２９と、エンジン２９および後輪ＷＲに接続されて、エンジン２９の出力を後輪ＷＲに伝達する伝動装置３１とを備える。エンジン２９のエンジン本体２９ａに伝動装置３１の伝動ケース３１ａが結合される。

エンジン２９のエンジン本体２９ａは、回転軸線回りで回転自在にクランクシャフト３２を支持するクランクケース３３と、クランクケース３３に結合されるシリンダーブロック３４と、シリンダーブロック３４に結合されるシリンダーヘッド３５と、シリンダーヘッド３５に結合されるヘッドカバー３６とを備える。シリンダーヘッド３５には吸気装置３７および排気装置３８が接続される。吸気装置３７は、伝動ケース３１ａに支持されるエアクリーナー３９と、エアクリーナー３９およびシリンダーヘッド３５の間に配置されるスロットルボディ４１とを備える。シリンダーヘッド３５の上部側壁には燃料噴射弁４２が取り付けられる。排気装置３８は、シリンダーヘッド３５の下部側壁からエンジン本体２９ａの下方を通って後方に延びる排気管４３と、排気管４３の下流端に接続されてクランクケース３３に連結される排気マフラー（図示されず）とを備える。

図２に示されるように、シリンダーブロック３４にはシリンダーボア４４が区画される。シリンダーボア４４にはシリンダー軸線Ｃに沿ってスライド自在にピストン４５が嵌め込まれる。シリンダー軸線Ｃはわずかに前上がりに傾斜する。ピストン４５にクランクシャフト３２は連結される。クランクシャフト３２の回転軸線Ｘｉｓは車幅方向に向けられる。

シリンダーヘッド３５には燃焼室４６が区画される。燃焼室４６はシリンダーボア４４から連続する。ピストン４５はシリンダーヘッド３５に向き合ってシリンダーヘッド３５との間に燃焼室４６を仕切る。燃焼室４６には吸気装置３７を経て混合気が導入される。燃焼室４６内の排ガスは排気装置３８を経て排出される。

クランクケース３３は第１ケース半体３３ａおよび第２ケース半体３３ｂに分割される。第１ケース半体３３ａおよび第２ケース半体３３ｂは協働でクランク室４７を区画する。クランク室４７にクランクシャフト３２のクランクが収容される。第１ケース半体３３ａは回転自在にクランクシャフト３２を支持する軸受け４８ａを有する一方で、第２ケース半体３３ｂは回転自在にクランクシャフト３２を支持する軸受け４８ｂを有する。

クランクケース３３には発電機４９が結合される。発電機４９は、クランクケース３３の第１ケース半体３３ａを貫通して第１ケース半体３３ａから突き出るクランクシャフト３２に固定される筒形のローター５１と、ローター５１に囲まれてクランクシャフト３２周りに配置されるステーター５２とを備える。ステーター５２は第１ケース半体３３ａに締結される支持板５３に固定される。ローター５１とステーター５２との相対回転に応じて発電機４９は電流を生成する。

第１ケース半体３３ａには、発電機４９を囲む筒状の発電機カバー５４が結合される。発電機カバー５４の開放端に空気導入口５４ａが区画される。空気導入口５４ａにはラジエーター５５が配置される。ローター５１の外面には冷却ファン５６が結合される。クランクシャフト３２の回転に応じて冷却ファン５６は回転し、ラジエーター５５に冷却風は流通する。

伝動装置３１は、伝動ケース３１ａ内に収容されて、クランクシャフト３２から伝達される回転動力を無段階に変速する電子制御Ｖベルト式無段変速機（以下「変速機」という）５７と、伝動ケース３１ａ内に収容されて、変速機５７の回転動力を減速して後輪ＷＲの車軸５８に伝達する減速ギア機構５９とを備える。後輪ＷＲは伝動ケース３１ａと支持アーム６１との間に配置される。支持アーム６１はクランクケース３３から連続して車両後方に向かって延びる。支持アーム６１に前述の排気マフラーは取り付けられる。後輪ＷＲの車軸５８は軸心回りに回転自在に伝動ケース３１ａおよび支持アーム６１に両持ち支持される。

伝動ケース３１ａは、クランクケース３３の第２ケース半体３３ｂから連続するケース主体６２と、ケース主体６２に締結されて、ケース主体６２との間に変速機室６３を区画するケースカバー６４と、ケース主体６２に締結されて、ケース主体６２との間にギア室６５を区画するギアカバー６６とを備える。変速機室６３には変速機５７が収容される。ギア室６５には減速ギア機構５９が収容される。ケース主体６２およびケースカバー６４は協働でミッションケースを構成する。

変速機５７は、変速機室６３内に配置されて、駆動軸としてのクランクシャフト３２に取り付けられるドライブプーリー装置６７と、変速機室６３内に配置されて、変速機室６３からギア室６５に突き出る出力軸６８に取り付けられるドリブンプーリー装置６９とを備える。ドライブプーリー装置６７では、クランクシャフト３２に固定される固定プーリー半体７３と、固定プーリー半体７３に向き合わせられながらクランクシャフト３２の軸方向に移動可能にクランクシャフト３２に支持される可動プーリー半体７４との間にＶベルト７１が巻き掛けられる。固定プーリー半体７３には、クランクシャフト３２の軸心から遠ざかるにつれて可動プーリー半体７４から離れ、Ｖベルト７１の一側面に接触する円錐面７３ａが形成される。可動プーリー半体７４には、クランクシャフト３２の軸心から遠ざかるにつれて固定プーリー半体７３から離れ、Ｖベルト７１の他側面に接触する円錐面７４ａが形成される。固定プーリー半体７３の円錐面７３ａに可動プーリー半体７４の円錐面７４ａは向き合わせられる。可動プーリー半体７４が固定プーリー半体７３に近づくにつれて、Ｖベルト７１のベルト巻き掛け径は増大する。アクチュエーターユニット７２の働きでドライブプーリー装置６７ではベルト巻き掛け径は可変に電子制御される。

同様に、ドリブンプーリー装置６９では、出力軸６８に同軸に軸方向変位不能に装着される固定プーリー半体７８と、固定プーリー半体７８に向き合わせられながら、出力軸６８に同軸に軸方向変位自在に装着される可動プーリー半体７９との間にＶベルト７１が巻き掛けられる。固定プーリー半体７８には、出力軸６８の軸心から遠ざかるにつれて可動プーリー半体７９から離れ、Ｖベルト７１の一側面に接触する円錐面７８ａが形成される。可動プーリー半体７９には、出力軸６８の軸心から遠ざかるにつれて固定プーリー半体７８から離れ、Ｖベルト７１の他側面に接触する円錐面７９ａが形成される。固定プーリー半体７８の円錐面７８ａに可動プーリー半体７９の円錐面７９ａは向き合わせられる。可動プーリー半体７９が固定プーリー半体７８から遠ざかるにつれて、Ｖベルト７１のベルト巻き掛け径は減少する。ドライブプーリー装置６７のベルト巻き掛け径の変化に応じてドリブンプーリー装置６９のベルト巻き掛け径は変化する。

ドライブプーリー装置６７では、可動プーリー半体７４はクランクケース３３の第２ケース半体３３ｂと固定プーリー半体７３との間に配置される。可動プーリー半体７４は、クランクシャフト３２を受け入れる可動ボス８１の外周に結合される。可動ボス８１は、可動プーリー半体７４からクランクケース２４の第２ケース半体３３ｂに向かって延びる。変速機５７は、第１シフト機構７５ａと、前述のアクチュエーターユニット７２を含む第２シフト機構７５ｂとを備える。第１シフト機構７５ａおよび第２シフト機構７５ｂの働きに応じて、可動プーリー半体７４の軸方向移動は実現され、Ｖベルト７１の巻き掛け半径は変化する。本実施形態では、電子制御Ｖベルト式無段変速機は、アクチュエーターユニット７２を含む第２シフト機構７５ｂを有するものの、アクチュエーターユニット７２を備えず、ウエイトローラーの働きのみで可動プーリー半体の軸方向移動を実現し、Ｖベルト７１の巻き掛け半径を変化させるＶベルト式無段変速機に構成されてもよい。

ドリブンプーリー装置６９は、出力軸６８に同軸の円筒形を有し、同軸に出力軸６８に装着される内筒８２と、出力軸６８に同軸の円筒形を有し、同軸に内筒８２に装着される外筒８３とを備える。内筒８２は出力軸６８に相対回転自在に支持される。外筒８３は内筒８２に相対回転自在かつ軸方向相対変位自在に支持される。内筒８２に固定プーリー半体７８は同軸に固定され支持される。外筒８３に可動プーリー半体７９は同軸に固定され支持される。外筒８３および内筒８２の軸方向相対変位に応じて可動プーリー半体７９は固定プーリー半体７８に近づいたり固定プーリー半体７８から遠ざかったりする。

出力軸６８には遠心クラッチ機構８４が装着される。遠心クラッチ機構８４は、内筒８２に固定されるクラッチプレート８４ａと、出力軸６８に固定されるアウタープレート８４ｂとを備える。クラッチプレート８４ａは固定プーリー半体７８に相対変位不能に連結される。クラッチプレート８４ａと可動プーリー半体７９との間には弾性体８５が配置される。弾性体８５は、クラッチプレート８４ａおよび可動プーリー半体７９の間に直列に介在する皿ばね（第２弾性体）８５ａおよびコイルばね（第１弾性体）８５ｂを備える。皿ばね８５ａおよびコイルばね８５ｂは、可動プーリー半体７９に対して、固定プーリー半体７８に向かう軸方向推力を生成する。皿ばね８５ａおよびコイルばね８５ｂの弾性力の働きで可動プーリー半体７９は固定プーリー半体７８に向かって押し付けられる。ドライブプーリー装置６７でＶベルト７１の巻き掛け半径が増大すると、ドリブンプーリー装置６９では弾性体８５の弾性力に抗して可動プーリー半体７９は固定プーリー半体７８から遠ざかりＶベルト７１の巻き掛け半径は減少する。

アウタープレート８４ｂはクラッチプレート８４ａに向き合わせられる。クラッチプレート８４ａが回転すると、遠心力の働きでクラッチプレート８４ａはアウタープレート８４ｂに結合される。こうしてドリブンプーリー装置６９の回転は出力軸６８に伝達される。エンジン回転数が設定回転数を超えると、遠心クラッチ機構８４は動力伝達状態を確立する。

減速ギア機構５９は、ギア室６５に突き出る出力軸６８に固定されるドライブギア８６と、後輪ＷＲの車軸５８に固定されるファイナルギア８７と、ドライブギア８６およびファイナルギア８７の間に配置されるアイドルギア８８ａ、８８ｂとを備える。アイドルギア８８ａ、８８ｂは共通の中間軸８９に固定される。アイドルギア８８ａにドライブギア８６が噛み合い、アイドルギア８８ｂにファイナルギア８７が噛み合う。こうして出力軸６８の回転は減速されて後輪ＷＲの車軸５８に伝達される。

図３に示されるように、遠心クラッチ機構８４は、出力軸６８と平行な軸線回りに回転自在にクラッチプレート８４ａの複数箇所に支持される遠心ウエイト９１と、クラッチプレート８４ａに個々の遠心ウエイト９１を個別に連結するクラッチばね９２とを備える。クラッチプレート８４ａの回転に応じて各遠心ウエイト９１に作用する遠心力が対応するクラッチばね９２のばね弾性力を上回ると、遠心ウエイト９１がアウタープレート８４ｂに摩擦接合し、内筒８２すなわち固定プーリー半体７８とアウタープレート８４ｂすなわち出力軸６８とが結合される。皿ばね８５ａは、出力軸６８の軸方向に、遠心ウエイト９１よりも可動プーリー半体７９側に離れた位置に配置される。コイルばね８５ｂは遠心ウエイト９１の径方向内側に配置される。

ドリブンプーリー装置６９では、出力軸６８と内筒８２との間にニードルベアリング９３およびボールベアリング９４が介装される。外筒８３は内筒８２に同軸に摺動自在に内筒８２を囲む。内筒８２と外筒８３との間には、可動プーリー半体７９と固定プーリー半体７８との相対回転位相差に応じて可動プーリー半体７９および固定プーリー半体７８の間に軸方向の分力を作用せしめるトルクカム機構９５が設けられる。

トルクカム機構９５は、外筒８３の複数箇所に設けられるカム孔９６と、内筒８２の外周面から突出して、個々のカム孔９６に挿入されるカムピン９７とを備える。カムピン９７は、内筒８２に埋め込まれて、出力軸６８の軸心Ｆｘに直交する径線上に軸心を有する円柱体９８と、カム孔９６内で円柱体９８に同軸に配置されて、軸回りで相対回転自在に円柱体９８に連結されるローラー９９とで構成される。Ｖベルト７１の速度が増大すると、固定プーリー半体７８に対して可動プーリー半体７９の回転が早まり、カムピン９７のローラー９９からカム孔９６の内壁面（カム面）に作用する反力に応じて可動プーリー半体７９に軸方向推力が作用する。

皿ばね８５ａは、環状に形成されて、外筒８３に装着される。皿ばね８５ａは、外筒８３の進入を受け入れる開口１０１から出力軸６８の軸心に直交する第１仮想平面ＰＬ１内で径方向外側に広がる第１板部１０２と、第１板部１０２よりも径方向外側で、出力軸６８の軸方向に第１仮想平面ＰＬ１からずれた位置で第１仮想平面ＰＬ１に平行に広がる第２仮想平面ＰＬ２内に配置される第２板部１０３と、出力軸６８に同軸の円錐面に沿って第１板部１０２の外周から第２板部１０３の内周まで連続する弾性域１０４とを有する板ばね材１０５を備える。第２板部１０３は第１板部１０２よりも可動プーリー半体７９から遠い位置に配置される。

板ばね材１０５は、第１板材１０６および第２板材１０７の間に配置される。第１板材１０６は、板ばね材１０５と可動プーリー半体７９との間に挟まれる。第１板材１０６は、外筒８３の進入を受け入れる開口１０８を囲んで板ばね材１０５の第１板部１０２に重ねられる第１板部１０９と、第１板部１０９よりも径方向外側で、出力軸６８の軸方向に第１板部１０９から可動プーリー半体７９に向かってずれた位置で可動プーリー半体７９に接触する第２板部１１１と、出力軸６８に同軸の円錐面に沿って第１板部１０９の外周から第２板部１１１の内周まで連続する第３板部１１２とを有する。第２板部１１１は板ばね材１０５の第２板部１０７よりも径方向に外側に配置される。第１板材１０６の第２板部１１１は、可動プーリー半体７９の円錐面７９ａに規定されるＶベルト７１の可動範囲ＭＲで円錐面７９ａの裏側に接触する。第１板材１０６は板ばね材１０５の弾性域１０４よりも高い剛性を有すればよい。

第２板材１０７は、外筒８３の進入を受け入れる開口１１３から第１板材１０６の第１板部１０９に平行に広がる第１板部１１４と、第１板部１１４よりも径方向外側で、出力軸６８の軸方向に第１板部１１４から可動プーリー半体７９に向かってずれた位置で板ばね材１０５の第２板部１０３に重ねられる第２板部１１５と、出力軸６８に同軸の円錐面に沿って第１板部１１４の外周から第２板部１１５の内周まで連続する第３板部１１６とを有する。第２板材１０７は板ばね材１０５の弾性域１０４よりも高い剛性を有すればよい。

コイルばね８５ｂは、外筒８３の進入を受け入れる空間を囲む螺旋状に延び、クラッチプレート８４ａの円形の窪み１１７に進入する一端でクラッチプレート８４ａに接続されるとともに、第２板材１０７の第１板部１１４に受け止められる他端で皿ばね８５ａに接続される。こうして、皿ばね８５ａは、外筒８３に装着されて、外筒８３を囲む内周でコイルばね８５ｂに接続され、内周よりも遠心方向に位置する外周で可動プーリー半体７９に接続される。皿ばね８５ａの剛性はコイルばね８５ｂに比べて大きい。したがって、可動プーリー半体７９がクラッチプレート８４ａに向かって変位すると、皿ばね８５ａの変形に先立ってコイルばね８５ｂは縮小する。

ドリブンプーリー装置６９は、クラッチプレート８４ａの窪み１１７に挿入される一端を有する円筒形のばねガイド１１８を備える。ばねガイド１１８は、外筒８３の進入を受け入れる内部空間を区画する筒体１１９と、筒体１１９の一端から径方向外側に広がってコイルばね８５ｂの一端を受け止めるフランジ１２１とを備える。ばねガイド１１８の他端は、外筒８３の周囲で皿ばね８５ａの第２板材１０７に対して出力軸６８の軸方向に決められた間隔で向き合わせられる。ばねガイド１１８の軸方向長さはコイルばね８５ｂの縮小時長さに対応する。すなわち、ばねガイド１１８は、コイルばね８５ｂの縮小を規制する規制部材として機能する。

ドリブンプーリー装置６９では、固定プーリー半体７８と可動プーリー半体７９との間隔は、トルクカム機構９５によって生じる軸方向推力と、弾性体８５の弾性力によって生じる軸方向推力と、固定プーリー半体７８および可動プーリー半体７９間の間隔を広げる方向に作用するＶベルト７１からの力とのバランスにより決定される。

図４に示されるように、コイルばね８５ｂの荷重特性と皿ばね８５ａの荷重特性とは相違する。本実施形態では、コイルばね８５ｂは、歪み（可動プーリー半体７９のストローク）の増加に対して線形に（あるいは線形に近似して）荷重を増加させる荷重特性を有する一方で、皿ばね８５ａは、規定の歪み値まで歪みの増加に対して徐々に荷重の増加を緩和させ、規定の歪み値を超えると荷重を減少させる荷重特性を有する。

次に本実施形態の作用を説明する。エンジンの始動時、電子制御Ｖベルト式無段変速機５７では最大変速比（ＬＯＷレシオ）の変速比が確立される。ドライブプーリー装置６７では可動プーリー半体７４は固定プーリー半体７３から最も遠ざかる。Ｖベルト７１はクランクシャフト３２に最接近する。ドリブンプーリー装置６９では可動プーリー半体７９は固定プーリー半体７８に最接近する。Ｖベルト７１は出力軸６８から最も遠ざかる。クランクシャフト３２が回転すると、ドライブプーリー装置６８で固定プーリー半体７３および可動プーリー半体７４は回転する。

走行速度が上がっていくと、第１シフト機構７５ａおよび第２シフト機構７５ｂの働きで、ドライブプーリー装置６７では可動プーリー半体７４は固定プーリー半体７３に近づいていく。Ｖベルト７１はクランクシャフト３２から遠ざかっていく。その反動でドリブンプーリー装置６９ではＶベルト７１は出力軸６８に近づこうとする。ドリブンプーリー装置６９ではＶベルト７１の移動速度が増大する。したがって、可動プーリー半体７９は固定プーリー半体７８に対して相対回転する。こうして弾性体８５の弾性力に抗して、可動プーリー半体７４は固定プーリー半体７３から遠ざかる方向に軸方向推力を得てコイルばね８５ｂを圧縮しながら軸方向に移動する。このとき、皿ばね８５ａは原形を維持する。コイルばね８５ｂの荷重特性に基づき可動プーリー半体７９には軸方向推力が作用する。

ドリブンプーリー装置６９では、コイルばね８５ｂが圧縮されて縮小時長さに達すると、皿ばね８５ａの第２板材１０７はばねガイド１１８に接触する。ばねガイド１１８はコイルばね８５ｂの縮小を規制する。続いて皿ばね８５ａが変形し始める。皿ばね８５ａの荷重特性に基づき可動プーリー半体７９には軸方向推力が作用する。皿ばね８５ａは規定のストローク値まで可動プーリー半体７９のストロークの増大に対して徐々に荷重の増加を緩和させる。可動プーリー半体７９のストロークが規定のストローク値を超えると、ストロークの増大に応じて荷重は減少していく。こうして最小変速比（トップレシオ）に向かって減衰する軸方向推力は実現される。図５に示されるように、最小変速比（トップレシオ）が確立されると、第１板材１０６、板ばね材１０５および第２板材１０７は相互に重なり合う。そして、皿ばね８５ａとばねガイド１１８の端部が当接することで可動プーリー半体７９の移動は規制される。

本実施形態に係る電子制御Ｖベルト式無段変速機５７では、ドリブンプーリー装置６９は、固定プーリー半体７８に相対変位不能に連結されるクラッチプレート８４ａと、可動プーリー半体７９との間に介在し、可動プーリー半体７８に対して、固定プーリー半体７８に向かう軸方向推力を生成するコイルばね８５ｂと、コイルばね８５ｂに直列に接続されてクラッチプレート８４ａおよび可動プーリー半体７８の間に介在し、可動プーリー半体７８に対して、コイルばね８５ｂよりも高い初期剛性から減衰する剛性の軸方向推力特性絵を有する皿ばね８５ａとを備える。皿ばね８５ａの初期剛性はコイルばね８５ｂの剛性よりも高いので、最大変速比（ＬＯＷレシオ）から変速比が縮小するにつれて、最初にコイルばね８５ｂは可動プーリー半体７８の移動に関与する。コイルばね８５ｂの荷重特性に基づき可動プーリー半体７８には軸方向推力が作用する。その後、コイルばね８５ｂの弾性変形が止まると、続いて皿ばね８５ａに基づき可動プーリー半体７８には軸方向推力が作用する。皿ばね８５ａは、コイルばね８５ｂよりも荷重の増大につれて剛性を減衰させる軸方向推力特性を有することから、最小変速比（トップレシオ）の軸方向推力は減衰され、その結果、ベルトの磨耗を抑制することができ、良好な伝達効率も確保されることができる。相互に相違する荷重特性を有することから、単純にコイルばね８５ｂのみが使用される場合に比べて、複雑な荷重特性は実現される。コイルばね８５ｂに組み合わせられる皿ばね８５ａといった簡単な構造で、ドリブンプーリー装置６９の可動プーリー半体７９に加わる軸方向推力は調整される。こうした軸方向推力の調整はＶベルト７１の劣化防止に役立つとともに良好な伝達効率の実現に貢献することができる。

本実施形態では、コイルばね８５ｂに組み合わせられる皿ばね８５ａといった簡単な構造で、トップレシオ時のドリブンプーリー装置６９の可動プーリー半体７８に加わる軸方向推力を減衰させることができる。こうした軸方向推力の減衰はＶベルト７１の磨耗抑制に寄与するとともに良好な伝達効率の実現に貢献することができる。

ドリブンプーリー装置６９は、コイルばね８５ｂの縮小を規制する規制部材としてばねガイド１１８を備える。ばねガイド１１８はコイルばね８５ｂの縮小を規制することから、コイルばね８５ｂの荷重特性から皿ばね８５ａの荷重特性に切り替わる可動プーリー半体７９の荷重値はコイルばね８５ｂの縮小度合いに基づき設定されることができる。こうして軸方向推力の減衰は実現されることができる。

皿ばね８５ａは、外筒８３に装着されて、外筒８３を囲む内周でコイルばね８５ｂに接続され、内周よりも遠心方向に位置する外周で可動プーリー半体７９に接続される。皿ばね８５ａは、コイルばね８５ｂに比べて、出力軸６８の軸心から遠ざかる遠心方向外側で可動プーリー半体７９に接触することから、可動プーリー半体７９の自由端にできるだけ近い位置で可動プーリー半体７９に押し付け力を作用することができ、できる限り可動プーリー半体７９の歪みを抑制し、安定した状態でＶベルト７１に軸方向推力を伝達することができる。

本実施形態では、皿ばね８５ａは、円錐面７９ａに規定されるＶベルト７１の可動範囲ＭＲで円錐面７９ａの裏側に接触する。皿ばね８５ａは、Ｖベルト７１の可動範囲ＭＲ内で可動プーリー半体７９に接触することから、できるだけＶベルト７１に近い位置で可動プーリー半体７９に押し付け力を作用することができ、できる限り可動プーリー半体７９の歪みを抑制し、安定した状態でＶベルト７１に軸方向推力を伝達することができる。

皿ばね８５ａは、出力軸６８の軸方向に、遠心ウエイト９１よりも可動プーリー半体７９側に離れた位置に配置される。皿ばね８５ａが遠心クラッチ機構８４の遠心ウエイト９１からずれて配置されるので、遠心クラッチ機構８４と皿ばね８５ａとの干渉が回避される。部材が集中する可動プーリー半体７９の周辺で空間は有効に利用されることができる。

５７…電子制御Ｖベルト式無段変速機（ベルト式無段変速機）、６８…出力軸、７１…Ｖベルト、７８…固定プーリー半体、７９…可動プーリー半体、７９ａ…円錐面、８２…内筒、８３…外筒、８４…遠心クラッチ機構、８４ａ…クラッチプレート（プレート）、８４ｂ…アウタープレート、８５ａ…皿ばね、８５ｂ…コイルばね、９１…遠心ウエイト、１１８…ばねガイド（規制部材）、Ｆｘ…（出力軸の）軸心。

Claims (6)

1. 出力軸（６８）に軸方向変位不能に装着される固定プーリー半体（７８）と、
   前記出力軸（６８）に軸方向変位自在に装着されて、前記出力軸（６８）の軸心（Ｆｘ）から遠ざかるにつれて前記固定プーリー半体（７８）から離れる円錐面（７９ａ）を有する可動プーリー半体（７９）と、
   前記固定プーリー半体（７８）および前記可動プーリー半体（７９）の前記円錐面（７９ａ）に挟まれて、前記固定プーリー半体（７８）から軸方向に前記可動プーリー半体（７９）が離れると前記軸心（Ｆｘ）からの巻き掛け半径を増大させるベルト（７１）と、
   を有するベルト式無段変速機（５７）において、
   前記固定プーリー半体（７８）に相対変位不能に連結されるプレート（８４ａ）、および、前記可動プーリー半体（７９）の間に介在し、前記可動プーリー半体（７９）に対して、前記固定プーリー半体（７８）に向かう軸方向推力を生成する第１弾性体（８５ｂ）と、
   前記第１弾性体（８５ｂ）に直列に接続されて前記プレート（８４ａ）および前記可動プーリー半体（７９）の間に介在し、前記可動プーリー半体（７９）に対して、前記第１弾性体（８５ｂ）よりも高い初期剛性から減衰する軸方向推力特性に基づき前記固定プーリー半体（７８）に向かう軸方向推力を生成する第２弾性体（８５ａ）と
   を備えることを特徴とするベルト式無段変速機。
2. 請求項１に記載のベルト式無段変速機において、前記第１弾性体（８５ｂ）はコイルねであって前記第２弾性体（８５ａ）は皿ばねであることを特徴とするベルト式無段変速機。
3. 請求項２に記載のベルト式無段変速機において、前記コイルばね（８５ｂ）の縮小を規制する規制部材（１１８）を備えることを特徴とするベルト式無段変速機。
4. 請求項３に記載のベルト式無段変速機において、
   前記出力軸（６８）に装着されて、前記プレート（８４ａ）および前記固定プーリー半体（７８）を支持する内筒（８２）と、
   前記内筒（８２）に装着されて、前記可動プーリー半体（７９）を支持する外筒（８３）と、を備え、
   前記皿ばね（８５ａ）は、前記外筒（８３）に装着されて、前記外筒（８３）を囲む内周で前記コイルばね（８５ｂ）に接続され、前記内周よりも遠心方向に位置する外周で前記可動プーリー半体（７９）に接続される
   ことを特徴とするベルト式無段変速機。
5. 請求項４に記載のベルト式無段変速機において、前記皿ばね（８５ａ）は、前記円錐面（７９ａ）に規定される前記ベルト（７１）の可動範囲で前記円錐面（７９ａ）の裏側に接触することを特徴とするベルト式無段変速機。
6. 請求項５に記載のベルト式無段変速機において、前記出力軸（６８）上で前記固定プーリー半体（７８）に軸方向移動不能に連結されるクラッチプレート（８４ａ）と、前記出力軸（６８）に固定されて、前記クラッチプレート（８４ａ）に向き合わせられるアウタープレート（８４ｂ）と、前記クラッチプレート（８４ａ）に装着されて、遠心力に応じて前記アウタープレート（８４ｂ）に摩擦接合する遠心ウエイト（９１）とを有する遠心クラッチ機構（８４）をさらに備え、前記皿ばね（８５ａ）は、前記出力軸（６８）の軸方向に、前記遠心ウエイト（９１）よりも前記可動プーリー半体（７９）側に配置されることを特徴とするベルト式無段変速機。

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