JP2019108917A - ウエイト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加速性及び省燃費性を両立するウェイト装置を実現する。【解決手段】ウエイト装置１０は、複数の軸１１と、軸１１にそれぞれ備えられた転動体１２と、複数の軸１１を平行に固定する軸固定手段１３とを備える。複数の軸１１は、第１の軸１１ａ、第２の軸１２ｂ及び第３の軸１１ｃを含む。軸１１に平行に見たとき、第１の軸１１ａの中心と第２の軸１１ｂの中心との距離Ｘは、第２の軸１１ｂの中心と第３の軸１１ｃの中心との距離Ｙに対して、０．５２倍以上である。距離Ｙは、第３の軸１１ｃの中心と第１の軸１１ａの中心との距離Ｚ、及び、距離Ｘよりも長い。【選択図】図１

Description

本開示は、ウエイト装置に関する。

自動二輪車等において、エンジンの回転数に応じて変速が自動的に行われる自動変速装置が用いられている。自動変速装置は、固定シーブ及び可動シーブを有するプーリと、当該プーリに巻き掛けられたＶベルトと、可動シーブの背面側に回転軸に固定された状態で取り付けられたランププレートと、ランププレートと可動シーブとの隙間にプーリの径方向に移動可能に配置されたウエイト装置とを備えている。

ウエイト装置の構成として、円筒状の重量調整部材と、その外周面等を覆う被覆部材とを有するものがある（例えば特許文献１）。

特開平０３−２４３４９号公報

従来のウエイト装置では、単純な円筒形であることから、ベルト式自動変速装置に用いた際に楔角度が直径によって決まってしまい、加速性及び省燃費性を両立させることが困難であった。

本開示の目的は、加速性及び省燃費性を両立するウェイト装置を実現することである。

ウエイト装置は、複数の軸と、軸にそれぞれ備えられた転動体と、複数の軸を平行に固定する軸固定手段とを備える。複数の軸は、第１の軸、第２の軸及び第３の軸を含む。軸に平行に見たとき、第１の軸の中心と第２の軸の中心との距離Ｘは、第２の軸の中心と第３の軸の中心との距離Ｙに対して、０．５２倍以上である。距離Ｙは、第３の軸の中心と第１の軸の中心との距離Ｚ、及び、距離Ｘよりも長い。

本開示のウエイト装置は、ベルト式自動変速装置に用いた際に、加速性能、省燃費性囲等において優れる。

図１は、本開示の実施例のウエイト装置を示す模式図である。 図２は、図におけるII-II線による断面を示す図である。 図３は、ベルト式自動変速装置について説明する図である。 図４は、実施例のウエイト装置をベルト式自動変速装置に配置した場合に、ローレシオの状態を示す図である。 図５は、実施例のウエイト装置をベルト式自動変速装置に配置した場合に、ハイレシオの状態を示す図である。 図６は、比較例のウエイト装置をベルト式自動変速装置に配置した場合に、ローレシオの状態を示す図である。 図７は、比較例のウエイト装置をベルト式自動変速装置に配置した場合に、ハイレシオの状態を示す図である。 図８は、実施例のウエイト装置をベルト式自動変速装置に配置した際に、転動体が転倒しにくい配置となっている例を示す図である。 図９は、実施例のウエイト装置をベルト式自動変速装置に配置した際に、転動体が転倒しやすい配置となっている例を示す図である。 図１０は、実施例のウエイト装置をベルト式自動変速装置に配置した際に、ウエイト装置の重心の位置と転倒のしやすさにつて説明する図である。 図１１は、実施形態のウエイト装置について、ベルト式自動変速装置に装着した際に転倒が起こりにくい軸の配置及び重心の配置を説明する図である。 図１２は、軸固定部材の形状、特に、凸形状部及び凹形状部について説明する図である。 図１３は、実施例のウエイト装置に備えられた、姿勢を制御・復帰する機能を有する凸形状部に関して示す図である。 図１４は、実施例のウエイト装置に備えられた、姿勢を制御・復帰する機能を有する凸形状部に関して示す図である。 図１５は、実施例のウエイト装置に備えられた、姿勢を制御・復帰する機能を有する凸形状部に関して示す図である。 図１６は、実施例のウエイト装置について、他の構成例を示す図である。 図１７は、実施例のウエイト装置について、他の構成例を示す図である。 図１８は、実施例のウエイト装置について、他の構成例を示す図である。 図１９は、実施例及び比較例のウエイト装置について、性能を比較するために並べたグラフである。 図２０は、実施例及び比較例のウエイト装置について、性能を比較するために並べたグラフである。 図２１は、実施例及び比較例のウエイト装置について、性能を比較するために並べたグラフである。 図２２は、実施例及び比較例のウエイト装置について、性能を比較するために並べたグラフである。

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。

（ウエイト装置の基本構成例）
図１は、本実施形態の例示的例示的ウエイト装置１０を模式的に示す図である。また、図２は、図１におけるII-II線による断面を示す図である。

図１及び図２に示すように、ウエイト装置１０は、第１の軸１１ａ、第２の軸１１ｂ、第３の軸１１ｃ及び第４の軸１１ｄ（以下、１つ又は複数の軸を指して単に軸１１と呼ぶことがある）と、これらを平行に固定する軸固定部材１３と、各軸に設けられた第１の転動体１２ａ、第２の転動体１２ｂ及び第３の転動体１２ｃ（以下、１つ又は複数の転動体を指して単に転動体１２と呼ぶことがある）を備える。第４の軸１１ｄについては、転動体は設けられていない。

本実施形態では、軸固定部材１３は板部材であり、２枚の軸固定部材１３が軸１１に設けられた転動体１２を両側から挟むように設けられている。軸１１は、この例では、軸固定部材１３に設けられた孔に通され、部分カシメによって固定されている。また、転動体１２は、軸１１に対して転がり軸受け、滑り軸受け等により回転可能になっている。３つの転動体１２ａ、１２ｂ及び１２ｃは、それぞれ独立して回転可能である。

ウエイト装置１０の構成部材の材料については種々考えられるが、例えば、軸固定部材１３はプレス鋼板又はステンレス、軸１１は炭素鋼、転動体１２はポリアミド樹脂からなっていても良い。

また、図示は省略するが、それぞれの軸固定部材１３の外側面（転動体１２とは反対側の面）に、樹脂等からなる摺動部材をを設けても良い。例えば、樹脂性のシートを貼り付けるのであってもよい。ウエイト装置１０が動作する際には、軸固定部材１３も自動変速装置と接触することがあるので、この部分の摩擦を低減することにより性能の向上を図ることができる。

（ベルト式自動変速装置に適用）
次に、ウエイト装置を用いたベルト式自動変速装置について説明する。図３は、ベルト式自動変速装置３０の一部を模式的に示す断面図である。

ベルト式自動変速装置３０は、回転軸３２を軸として回転するプーリ３５と、プーリ３５のＶ字状溝に巻き掛けられたＶベルト３９と、ウエイト装置３４と、ランププレート３７とを備えている。プーリ３５は、回転軸３２に固定された固定シーブ３１と、回転軸３２の軸方向に移動自在となっている可動シーブ３３とを備える。プーリ３５、ランププレート３７等は回転軸３２を中心に回転対称な形状であるが、この断面では回転軸３２の一方のみを示している。また、ウエイト装置３４を単純な円により表しているが、これはウエイト装置の形状を限定せずにベルト式自動変速装置３０を説明するために仮に円で示しているものである。

略円板状のランププレート３７は、可動シーブ３３の背面側にウエイト装置３４を挟持できる隙間を空けて回転軸３２に固定されている。可動シーブ３３とランププレート３７との間の隙間は、プーリ３５の径方向外側（図では上側）に向かうにつれて狭くなっている。

このようなベルト式自動変速装置３０において、回転軸３２に連結されたエンジンの回転数が増加すると、遠心力によりウエイト装置３４がプーリ３５の径方向外側に移動する。これによりウエイト装置３４に押された可動シーブ３３は、プーリ３５におけるＶ字状溝の幅が狭くなる向き（図３では左）に移動する。この結果、Ｖベルト３９がプーリ３５の径方向外側に移動して、巻き掛け半径が大きくなり、自動的に無段階の変速が行われる。

ここで、ウエイト装置３４が可動シーブ３３を動かす推力Ｑは、ウエイト装置３４の質量、回転の中心からウエイト装置３４の重心までの距離ｒ、回転数ω及び楔角度に依存する。楔角度とは、ウエイト装置３４及び可動シーブ３３の接線と、ウエイト装置３４及びランププレート３７の接線とが成す角の角度である。図３では、回転軸に垂直な線により、ランププレート３７側の角度θ_１と、可動シーブ３３側の角度θ_２とに分けて示しており、楔角度はθ_１＋θ_２である。ランププレート３７は平面にてウエイト装置３４と接するので、ウエイト装置３４の位置に関わらずθ１は一定である。これに対し、可動シーブ３３は曲面にてウエイト装置３４と接するので、ウエイト装置３４の位置によってθ２は変化する。

図３にも示す通り、推力Ｑは、
Ｑ＝ｍ・ｒ・ω^２／（tanθ_１＋tanθ_２） …… 式１
と表される。従って、質量ｍ、距離ｒ及び回転数ωが大きいほど、また、楔角度が小さいほど推力Ｑは大きくなる。

また、ウエイト装置３４の移動に伴う可動シーブ３３の移動量が大きいほど、Ｖベルト３９の径方向外側への移動量が大きくなり、これは、変速の速比が大きくなることを意味する。従って、速比を大きくするためには、可動シーブ３３の移動量が大きい方が良い。

以上のようなベルト式自動変速装置に本実施形態（実施例）のウエイト装置１０を用いた状態を、図４及び図５に示す。図４及び図５では、可動シーブ３３及びランププレート３７と、これらの隙間に配置されたウエイト装置１０とについて拡大して示している。また、図４は、ローレシオ（エンジンの回転数が小さい）状態であり、ウエイト装置１０は軸に近い側（図では下方）に位置している。これに対し、図５はハイレシオ（エンジンの回転数が大きい）状態を示し、ウエイト装置１０はプーリの径方向外側（図では上方）に移動していると共に、可動シーブ３３がランププレート３７から離れる方向に移動している。

また、図６及び図７には、比較例として、円筒状のウエイト装置２０を同じベルト式自動変速装置に用いた状態を示す。図６はローレシオ時、図７はハイレシオ時を示している。

次に、本実施形態のウエイト装置１０が複数の軸１１及び転動体１２を備えることに関して説明する。図４に示す通り、実施例のウエイト装置１０の場合、可動シーブ３３及びランププレート３７に対して異なる転動体１２が接している。具体的には、第３の転動体１２ｃは可動シーブ３３に接すると共に、第１及び第２の転動体１２ａ及び１２ｃはランププレート３７に接している。従って、エンジンの回転数が増加してウエイト装置１０が径方向外側に移動する際、第３の転動体１２ｃが可動シーブ３３上を転がると共に、第１及び第２の転動体１２ａ及び１２ｃはランププレート３７上を転がることができる。この結果、ウエイト装置１０は小さな転がり抵抗で移動することができる。

これに対し、図６の比較例の場合、ウエイト装置２０は単純な円筒状であって、可動シーブ３３及びランププレート３７の両方に接している。この結果、比較例のウエイト装置２０は可動シーブ３３及びランププレート３７の一方に対しては転がることができるとしても、その際に他方に対しては逆に回転しながら滑って移動することになり、移動の抵抗が大きくなる。

ハイレシオ時を示す図５及び図７の場合も同様である。本実施形態のウエイト装置１０であれば、変速時には複数の転動体１２がそれぞれ可動シーブ３３又はランププレート３７上を転がることができる。比較例のウエイト装置２０は、可動シーブ３３及びランププレート３７の一方に対しては転がることができるが、他方に対しては逆に回転子ながら滑って移動することになる。

以上のように、実施例のウエイト装置１０によると、より小さな抵抗で移動することができ、可動シーブ３３の応答が迅速になって加速・減速の応答が改善する。

次に、実施形態のウエイト装置１０は、ベルト式自動変速装置の性能に関係する複数の数値を個別に設定しうることについて説明する。

比較例のウエイト装置２０は、円筒形である。この場合、ウエイト装置２０の直径によって、ウエイト装置２０の位置に対する楔角度及び重心の位置と、可動シーブ３３の移動量（図６及び図７に示すＷ_ｂとＷ_Ｂとの差）とが全て決定される。つまり、同じベルト式自動変速装置に対して、これらを独立に設定する自由度は無い。

これに対し、実施例のウエイト装置１０の場合、複数の転動体１２を備える構成であるから、その配置、直径等を変えることにより、楔角度、重心の位置、可動シーブ３３の移動量等を個別に設定する自由度がある。

ベルト式自動変速装置に配置されるウエイト装置の具体的な設定について、以下に説明する。

ローレシオの場合について、実施例（図４）と比較例（図６）とを比較する。ランププレート３７と可動シーブ３３との所定位置同士の間の距離について、実施例での距離Ｗ_Ａと、比較例での距離Ｗ_Ｂとは等しい。また、楔角度の可動シーブ３３側の角度について、実施例での角度θ_２Ａは、比較例での角度θ_２Ｂよりも大きくなっている。楔角度のランププレート３７側の角度については、ランププレート３７が一定の角度でウエイト装置と接触するので、ウエイト装置の形状及び位置に関わらず常に一定である。従って、実施例での角度θ_１Ａ及び比較例での角度θ_１Ｂは等しい。更に、回転軸の中心から重心Ｇの中心までの距離について、実施例での距離ｒ_Ａは、比較例での距離ｒ_Ｂよりも小さくなっている。

この結果、回転数ωが同じであるとき、式１から、実施例における推力Ｑ_Ａの方が、比較例における推力Ｑ_Ｂよりも小さい。以上を式で表すと、次の通りである。

Ｗ_Ａ＝Ｗ_Ｂ
θ_２Ａ＞θ_２Ｂ
θ_１Ａ＝θ_１Ｂ
ｒ_Ａ＜ｒ_Ｂ
Ｑ_Ａ＜Ｑ_Ｂ
ここで、推力についてＱ_Ａ＜Ｑ_Ｂであるから、実施例の方が高い回転数ωまで低レシオ側に維持されることになり、変速開始時における加速性が高くなる。

次に、ハイレシオの場合について、実施例（図５）と比較例（図７）とを比較する。ランププレート３７と可動シーブ３３との所定位置同士の間の距離について、実施例での距離Ｗ_ａは、比較例での距離Ｗ_ｂよりも大きい。楔角度の可動シーブ３３側の角度について、実施例での角度θ_２ａは、比較例での角度θ_２ｂよりも小さい。楔角度のランププレート３７側の角度については変化しないので、実施例での角度θ_１ａ及び比較例での角度θ_１ｂは等しい。更に、回転軸の中心から重心Ｇまでの距離について、実施例での距離ｒ_ａは、比較例での距離ｒ_ｂよりも大きくなっている。

この結果、回転数ωが同じであるとき、式１から、実施例における推力Ｑ_ａの方が、比較例における推力Ｑ_ｂよりも大きい。以上を式で表すと、次の通りである。

Ｗ_ａ＞Ｗ_ｂ
θ_２ａ＜θ_２ｂ
θ_１ａ＝θ_１ｂ
ｒ_ａ＞ｒ_ｂ
Ｑ_ａ＞Ｑ_ｂ
推力についてＱ_ａ＞Ｑ_ｂであるから、同じ回転数ωであっても実施例の方が高レシオ側に維持されやすく、車速に対するエンジンの回転数が低くなり、省燃費性が高くなる。

尚、本実施形態のウエイト装置１０は、単純に従来のウエイト装置の代わりに用いることができる。つまり、ベルト式自動変速装置に対し、本実施形態のウエイト装置１０を用いるための設計変更、改造等は不要である。

（ウエイト装置のより詳しい構成）
次に、ウエイト装置１０における軸１１及び転動体１２の配置、軸固定部材１３の形状、重心の位置等について説明する。

図８に、ベルト式自動変速装置３０に配置されたウエイト装置１０のハイレシオ時の状態を示している。但し、ここでは、軸固定部材１３及び軸１１の図示は省略し、転動体１２を示すとと共に、各転動体１２に対応する軸１１の中心が成す三角形を示している。また、各転動体１２に対して、可動シーブ３３又はランププレート３７から加わる荷重について示している。つまり、第１の転動体１２ａ及び第２の転動体１２ｂに対し、ランププレート３７により、可動シーブ３３側に荷重Ａ及び荷重Ｂがそれぞれ加わっている。また、第３の転動体１２ｃに対し、可動シーブ３３により、ランププレート３７側に荷重Ｃが加わっている。尚、荷重は、転動体１２と、可動シーブ３３又はランププレート３７との接点において加わる。

図８に示す例では、ウエイト装置１０の移動方向（図の上下方向）について、荷重Ａと荷重Ｂとの間に荷重Ｃが位置している。この場合であれば、荷重Ｃを、荷重Ａ及び荷重Ｂの両方が支えることになり、ウエイト装置は安定する。

しかし、転動体１２の配置が異なり、図９のように、第３の転動体１２ｃが図８における位置よりも上側に位置していた場合、荷重Ｂは荷重Ｃを適正に支えることができず、また、ウエイト装置１０を転倒（図において時計回りに回転）させる力が加わってしまう。この結果、ウエイト装置１０は転倒しやすい。ウエイト装置が転倒すると、ベルト式自動変速装置が正しく動作することができなくなる。

尚、図８及び図９において、違いを分かりやすくするために軸１１の配置は強調して示している。

以上のことから、図８のような荷重の加わり方を実現できるように、ウエイト装置１０における軸１１及び転動体１２の配置を設定する。

図１において、第１の軸１１ａの中心と第２の軸１１ｂの中心との距離をＸ、第２の軸１１ｂの中心と第３の軸１１ｃの中心との距離をＹ、第３の軸１１ｃの中心と第１の軸１１ａの中心との距離をＺとする。このとき、ウエイト装置１０をベルト式自動変速装置３０配置して、図８のような荷重の位置とするためには、ＸをＹの０．５２倍以上とすることが好ましく、０．５４倍以上とすることがより好ましく、０．５８倍以上とすることが更に好ましい。また、距離Ｙは、距離Ｘ及び距離Ｚよりも長いことが好ましい。更に、距離Ｚは、距離Ｘよりも長いことが好ましい。

また、特に各転動体１２の直径が等しい場合、第１、第２及び第３の軸１１ａ、１１ｂ及び１１ｃの中心が成す三角形について、第１の軸１１ａに対応する角が鈍角の鈍角三角形であることが好ましい。このことは、転動体１２がランププレート及び可動シーブにそれぞれ接触すること、可動シーブの可動範囲を大きくすること等のために好ましい。また、図８に示す荷重の位置関係を実現するためには、軸１１ａに対応する角は小さい方が好ましい。これらのことから、第１の軸１１ａに対応する角は、９０°を越え、１２０°以下の範囲であることが好ましい。

また、図１１に示すように、第２の軸１１ｂの中心と、第３の軸１１ｃの中心とを結ぶ直線４１と、直線４１に直交し且つ第１の軸１１ａの中心を通る直線４２を考える。このとき、直線４２の方向について、第２の軸１１ｂの中心から、第１の軸１１ａの中心の位置（つまり、直線４２の位置）までの距離Ｙ_２は、第１の軸１１ａの中心の位置から第３の軸１１ｃの中心の位置までの距離Ｙ_１よりも小さいことが好ましい。

また、ウエイト装置１０の重心の位置によって、転倒の起こりやすさに違いがある。これについて、図１０に示す。図１０は、ベルト式自動変速装置３０に配置されたウエイト装置１０のハイレシオ時の状態を示している。ここでも、軸固定部材及び軸１１の図示は省略し、転動体１２のみを示している。

ウエイト装置１０の重心の位置は、転動体１２の配置によって異なり、更には、軸固定部材の形状等によっても異なる。ハイレシオ時において、重心は、可動シーブ３３に近い側（図の左側）にあることが好ましく、更に、プーリ３５の径方向外側（図の上側）にあることが好ましい。また、少なくとも、楔角の中心よりも重心がランププレート３７側にあることは避けるのが好ましい。

これは、楔角度について、ランププレート３７側（θ_１）の方が可動シーブ３３側（θ_２）よりも小さいので、ランププレート３７側に回る（図５において時計回り）の回転を指示しやすいことによる。

例えば、重心が図１０におけるＧ１の位置にあれば転倒は起こりにくい。これに対し、よりランププレート３７側のＧ２の位置にあると転倒は発生することがある。更に、楔角の中心よりもランププレート３７側のＧ３の位置に重心があると、転倒は発生しやすい。

ベルト式自動変速装置３０に配置されたとき、転倒を抑制できるウエイト装置１０の重心の位置について、図１１に示す。ウエイト装置１０の重心は、直線４１の方向について、直線４２よりも第３の軸１１ｃの側に位置していることが好ましい。更に、ウエイト装置１０の重心は、直線４１よりも第１の軸１１ａの側に位置していることがより好ましい。

ウエイト装置１０においてこのような位置に重心が配置されていると、ベルト式自動変速装置３０に用いた場合に転倒を抑制するために好ましい。

ウエイト装置１０において重心の位置は、軸１１及び転動体１２の配置にも影響される。しかしながら、転動体１２の位置関係は、ウエイト装置１０をベルト式自動変速装置３０に用いたときの前記の位置関係を得るために、制約がある。そこで、軸固定部材１３の形状により重心の位置を設定する。

図１２は、図１と同じウエイト装置１０を示す。複数の軸１１を所定の位置に固定する軸固定部材１３について、その形状を調整することにより、重心の位置を設定できる。例えば、軸１１に平行に見たとき、凸形状部１３ａのように外側に突出した部分を設けることにより、重心を凸形状部１３ａ側に設定することができる。凸形状部１３ｃも同様である。逆に、凹形状部１３ｂのように内側に凹んだ部分を設けると、重心を凹形状部１３ｂとは反対側に設定することができる。

凸形状部の配置は、凸形状部１３ｃのように第１の軸１１ａと第３の軸１１ｃとの間に設けられることが好ましい。また、凸形状部１３ａのように、第２の軸１１ｂと第３の軸１１ｃとの間の部分であって、第３の軸１１ｃに近い側に設けられることが好ましい。このような位置に設けると、重心を図１１における直線４２よりも第３の軸１１ｃ側に設定するために効果がある。凸形状部１３ｃについては、重心を直線４１よりも第１の軸１１ａ側に設定するためにも効果がある。

凹形状部の配置は、図１２では示していないが、第１の軸１１ａと第２の軸１１ｂとの間の部分に設けられることが好ましい。また、凹形状部１３ｂのように、第２の軸１１ｂと第３の軸１１ｃとの間の部分であって、第２の軸１１ｂに近い側に設けられることが好ましい。このような位置に設けると、重心を図１１における直線４２よりも第３の軸１１ｃ側に設定するために効果がある。凹形状部１３ｂについては、直線４１よりも第１の軸１１ａ側に設定するためにも効果がある。

尚、第１〜第３の転動体１２ａ、１２ｂ及び１２ｃを囲み、各辺が２つの転動体１２の外周に接する三角形４３を考える。軸１１に平行に見て、転動体１２同士の間において、この三角形よりも軸固定部材１３が外側に突出していると、ベルト式自動変速装置３０にウエイト装置１０を配置したとき、軸固定部材１３がランププレート３７又は可動シーブ３３と接触する可能性がある。しかし、重心の位置を調整するための凸形状部については、２つの転動体１２の間において、三角形４３よりも外側に出るようにすると効果的である。

また、凹形状部１３ｂについては、単に軸１１に平行にみた軸固定部材１３の形状が内側に凹んだ部分と考えることもできる。但し、転動体１２を備える第１〜第３の軸１１ａ、１１ｂ及び１１ｃを囲み、且つ、これらのうち２つの軸１１に各辺が接する三角形４４を考えて、当該三角形４４を基準としても良い。つまり、２つの軸１１の間において、三角形４４よりも内側にまで凹むように凹形状部１３ｂを形成すると、重心の位置を設定するために効果的である。

尚、凸形状部１３ａ及び１３ｂと、凹形状部１３ｂとについて、前記した箇所以外に配置されていることを排除するものではない。特に、後述する転倒規制機能との関係により、様々な箇所に配置されることがある。

また、軸固定部材１３に孔を設けることによっても、重心を調整することができる。

尚、三角形４３における第１の軸１１ａに対応する内角の角度θ_ｋについては、６０°を越えることが好ましく、鈍角であることがより好ましい。また、三角形４４における第１の軸１１ａに対応する内角の角度θ_ｌについても、６０°を越えることが好ましく、鈍角であることがより好ましい。これは、それぞれの転動体１２がランププレート３７又は可動シーブ３３に適正に接触すること、図８に示したような荷重の位置関係を実現すること、可動シーブ３３の可動範囲を大きくすること等のために好ましい構成である。尚、各軸１１の外径が等しく、各転動体１２の外径が等しい場合、角度θ_ｋと、角度θ_ｌとは等しい。各軸１１、各転動体１２の外径が異なると、角度θｋと、角度θ_ｌとが異なる場合もある。

次に、図１３、図１４及び図１５を参照して、凸形状部１３ａ及び１３ｃがウエイト装置１０の転倒の抑制及び姿勢の復帰に効果があることを説明する。

ウエイト装置１０は、ハイレシオ時には、図５に示す姿勢が適正である。これに対し、図１３は、適正な姿勢から図において時計回りにいくらか回転（転倒）し、破線の円により囲んで示す接触箇所１４において、凸形状部１３ａが可動シーブ３３に接触した状態を示す。

この接触により、ウエイト装置１０がこの位置から更に時計回りに回転することは抑制され、反発して適正な姿勢に復帰する。

図１４は、ウエイト装置１０が、ローレシオ時の位置において、適正な姿勢（図４を参照）から図で反時計回りにいくらか回転（転倒）し、接触箇所１４において、その凸形状部１３ａが可動シーブ３３に接触した状態を示す。この接触により、ウエイト装置１０がこの位置から更にに反時計回りに回転する異は抑制され、適正な姿勢に復帰する。

以上において、仮に、凸形状部１３ａが設けられていないとすると、軸固定部材１３が可動シーブ３３と接触することは無く、ウエイト装置１０の姿勢を復帰させる作用は働かない。

次に、図１５は、第１の軸１１ａと第３の軸１１ｃとの間に設けられた凸形状部１３ｃについても、接触箇所１４においてランププレート３７に接触し、ウエイト装置１０の姿勢を制御する機能を果たすことについて示している。

以上のように、所定の位置において、軸固定部材１３が外側に突出した形状を有することにより、ベルト式自動変速装置３０においてウエイト装置１０の姿勢の規制・復帰に利用することができる。

図１６、図１７、図１８には、本実施形態のウエイト装置の他の例を示す。

図１６の場合、第１の軸１１ａと第２の軸１１ｂとの間に、凹形状部１３ｅを備える。凹形状部１３ｅも、重心の位置の調整に貢献する。

また、図１６のウエイト装置は、第３の転動体１２ｃの付近に、軸１１に平行に見て軸固定部材１３から突出するように、ピン１６が設けられている。ピン１６は、錘として重心の位置の調整に貢献すると共に、凸形状部１３ａと同様にウエイト装置１０の姿勢の制御・復帰に貢献する。

図１７の場合、軸固定部材１３に凸形状部１３ａが設けられており、更に、第３の軸１１ｃの付近で凹部１３ｄが形成されている。これにより、凸形状部１３ａの姿勢制御機能を得ると共に、凹部１３ｄにより重心の位置を調整している。更に、図１７のウエイト装置では、軸固定部材１３に、貫通孔１５ａ及び１５ｂが設けられている。これらの貫通孔１５ａ及び１５ｂは、ウエイト装置の重量及び重心の位置調整の効果を有する。

図１８は、転動体１２の直径に違いがある場合を示している。具体的に、第１の転動体１２ａと第２の転動体１２ｂとは同じ直径であり、第３の転動体１２ｃの直径は、これらよりも大きい。このようにすると、次の理由により、ウエイト装置１０の寿命を長くすることができる。

ウエイト装置１０の寿命は、転動体１２の摩耗が主な要因となって決まる。第１の転動体１２ａと第２の転動体１２ｂの２つがランププレート３７から荷重を受け、第３の転動体１２ｃがその合計の大きさの荷重を受けるので、転動体１２の直径が同じであれば、第３の転動体１２ｃ（可動シーブ３３側）が受けるヘルツ応力の方が大きくなる。そこで、第３の転動体１２ｃの直径を大きくすると、それぞれが受けるヘルツ応力が同程度の大きさとなり、各転動体１２の摩耗の速さを近づけることができる。この結果、１つの転動体１２だけ速く摩耗する等を避けて、ウエイト装置１０の寿命を長くすることができる。

個々の転動体の直径については、更に他の組合せとしても良い。直径が異なると重量も異なるので、ウエイト装置の重心を設定するために利用することもできる。

尚、重心位置の調整のためには、軸固定部材１３の望ましい位置に錘を取り付けても良い。

また、転動体１２を備えない軸１１（第４の軸軸１１ｄ等）は、重心調整に利用することができる。更に、ウエイト装置１０の組立の際に、軸１１が３本の場合には捻れが生じることがあるが、転動体を備えない軸１１を追加することにより、当該捻れを抑制することができる。

また、以上では、転動体を３つ備える例を説明したが、４つ以上の転動体を設けることを排除するものではない。

（実施例）
以下に、実施例として、図１に示すウエイト装置１０と、円筒状の従来のウエイト装置とについて、測定結果を示す。

図１９は、実施例及び比較例のウエイト装置を二輪車のベルト式自動変速装置に用いて、車速、エンジン回転数及び及び可変シーブの変位について、時間変化を測定した結果である。比較のために並べて示しており、左のグラフが実施例、右のグラフが比較例を示す。いずれも、エンジンの開度は１００％である。

まず、最高速度（約８５ｋｍ／時）に到達するまでの時間について、実施例では５．５７秒、比較例では５．９７５秒であった。つまり、最高速度に達するまでの時間は６．７％短縮しており、加速性能が向上している。

また、自動変速が開始したときの回転数について、実施例では７８００回転／分程度、比較例では７２００回転／分程度であり、図１９にＡとして示すぶん、実施例の方がより高い回転数において時度変速が開始している。これは、より高い回転数になるまでローレシオの状態を維持することを意味し、加速性能が高くなっている。また、実施例では、自動変速が始まった後、回転数は一端低下した後に再度上昇する。比較例では、自動変速が始まった後、回転数が下がることは無く、同程度に維持された後に上昇する。同じ車速であれば、回転数は小さい方が低燃費性に優れる。

また、可動シーブの変位について、図では僅かな違いであるが、実施例の方が大きく変位している。これは、図５及び図７において、可動シーブの移動量Ｗ_ａ＞Ｗ_ｂとなることに対応する。可動シーブが大きい方が、速比のレンジが大きい。

次に、図２０には、図１９と同様に実施例及び比較例のウエイト装置について、エンジンの回転数及び速比の時間変化を測定した結果である。左が実施例、右が比較例であり、いずれもエンジンの開度は１００％である。

エンジンの回転数のピークについて、実施例では８４００回転／分程度、比較例では９２００回転／分程度であり、図２０においてＢとして示すぶん、実施例の方が回転数のピーク値が低い。このようなエンジンの回転数の低減は、低燃費性が向上したことを意味する。

また、速比について、実施例では最大で２．７程度、比較例では２．５程度であり、図２０においてＣとして示すぶん、実施例の方が最大値が大きくなっている。つまり、実施例の方が速比のレンジが大きい。

次に、図２１には、図１９と同様に実施例及び比較例のウエイト装置について、車速が最大に達した後に再び停止するまでの回転数の変化を示している。左が実施例、右が比較例を示す。ここでは、開度を２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、８０％及び１００％の場合について、それぞれ示している。

自動変速が開始するときの回転数は、実施例の方が比較例よりも大きい。代表して開度１００％の場合を見ると、実施例では７８００回転／分程度、比較例では７２００回転／分程度であり、図２１にＤとして示すぶん、実施例の方が回転数が大きい。これは実施例の方がより高い回転数になるまでローレシオの状態を維持することを意味し、加速性能が高くなっている。

また、実施例では、自動変速が開始した後、車速が上昇するにも関わらずエンジンの回転数は一端低下する。これに対して、比較例では、自動変速が開始した後の回転数の低下は生じない。

実施例、比較例共に、更に車速を上げていくと、回転数は上昇する。開度毎に、車速が最大の際の回転数は、実施例の方が比較例よりも小さくなっている。こちらも代表して開度１００％のときをみると、実施例では８４００回転／分程度、比較例では９２００回転／分程度であり、図２１でＥとして示すぶん、実施例の回転数の方が小さい。

加速の際を除いて、実施例の方が比較例よりも回転数が小さい。従って、実施例の方が省燃費性に優れる。これは、いずれの開度においても同様である。

次に、図２２には、図１９と同様に実施例及び比較例のウエイト装置について、急加速・急減速を繰り返すキックダウン走行をさせた際のエンジンの回転数及び速比の変化を示す。左が実施例、右が比較例である。

速比の変化範囲を比較すると、実施例の方が比較例よりも最小値が少し高く、且つ、最大値は最小値の差の２倍程度高い。従って、実施例の方が変化の範囲が大きい。速比の変化範囲が大きいので、実施例の方が変速性能に優れている。

次に、表１に、実施例のウエイト装置と、比較例のウエイト装置との燃費性能の違いに関して一例を示す。

表１に示す通り、燃料の噴射時間より推定した省燃費効果は、比較例のウエイト層に対し、WMTC（The World-wide Motorcycle Test Cycle）モード値のクラス１において３．１９％、クラス２−１において７．４７％である。

尚、ＷＭＴＣモードとは、ISO6460-2007 ：Mortorcycle-Measurement method of gaseous exhaust emissions and fuel consumptionとして国際規格化されている排出ガス試験の方法である。燃料消費率の測定は、実車走行時の排出ガス量によって算出するのが本来であるが、代用特性となる燃料噴射波形を基に、累積噴射時間量によって比較評価を行っている。

本開示のウエイト装置は、応答の迅速性、速比の変化範囲、低燃費性等の性能に優れるので、自動変速装置に用いるウエイト装置として有用である。

１０ ウエイト装置
１１、１１ａ〜１１ｄ 軸
１２、１２ａ〜１２ｃ 転動体
１３ 軸固定部材
１３ａ 凸形状部
１３ｂ 凹形状部
１３ｃ 凸形状部
１３ｄ 凹部
１３ｅ 凹形状部
１４ 接触箇所
１５ａ、１５ｂ 貫通孔
１６ ピン
２０ ウエイト装置
３０ ベルト式自動変速装置
３１ 固定シーブ
３２ 回転軸
３３ 可動シーブ
３４ ウエイト装置
３５ プーリ
３７ ランププレート
３９ Ｖベルト
４１ 直線
４２ 直線
４３ 三角形
４４ 三角形

Claims (11)

1. 複数の軸と、
   前記軸にそれぞれ備えられた転動体と、
   前記複数の軸を平行に固定する軸固定手段とを備え、
   前記複数の軸は、第１の軸、第２の軸及び第３の軸を含み、
   前記軸に平行に見たとき、前記第１の軸の中心と前記第２の軸の中心との距離Ｘは、前記第２の軸の中心と前記第３の軸の中心との距離Ｙに対して、０．５２倍以上であり、且つ、前記距離Ｙは、前記第３の軸の中心と前記第１の軸の中心との距離Ｚ、及び、前記距離Ｘよりも長いことを特徴とするウエイト装置。
2. 請求項１のウエイト装置において、
   前記軸に平行に見たとき、前記第２の軸及び前記第３の軸の中心同士を結ぶ方向について、前記第２の軸の中心から、前記第１の軸の中心の位置までの距離Ｙ_２は、前記第１の軸の中心の位置から、前記第３の軸の中心までの距離Ｙ_１よりも短いことを特徴とするウエイト装置。
3. 請求項１又は２のウエイト装置において、
   前記距離Ｚは、前記距離Ｘよりも長いことを特徴とするウエイト装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つのウエイト装置において、
   前記軸に平行に見たとき、前記第２の軸及び前記第３の軸の中心同士を結ぶ方向について、前記ウエイト装置の重心は、前記第１の軸の中心よりも前記第３の軸の側に位置していることを特徴とするウエイト装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つのウエイト装置において、
   前記軸に平行に見たとき、前記ウエイト装置の重心は、前記前記第２の軸及び前記第３の軸の中心同士を結ぶ線よりも前記第１の軸の側に位置していることを特徴とするウエイト装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１つのウエイト装置において、
   前記軸に平行に見たとき、前記第１の軸、前記第２の軸及び前記第３の軸の中心は鈍角三角形を構成し、前記第１の軸に対応する角が６０°を越える角度であることを特徴とするウエイト装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１つのウエイト装置において、
   前記軸に平行に見たとき、前記第１の軸、前記第２の軸及び前記第３の軸がそれぞれ備える前記転動体に対し、当該３つの転動体を囲い且つ各辺が当該３つの転動体の２つずつに接触する三角形は、前記第１の軸に対応する角が６０°を越える角度である鈍角三角形を成すことを特徴等するウエイト装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１つのウエイト装置において、
   前記軸に平行に見たとき、前記軸固定手段は、外形が前記転動体の外周を結ぶ線よりも外に突出した凸形状部を備え、
   前記凸形状部は、前記第１の軸と前記第３の軸の間の部分、及び、前記第２の軸と前記第３の軸との間で且つ前記第３の軸に近い側の部分の少なくとも一方に配置されていることを特徴とするウエイト装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１つのウエイト装置において、
   前記軸に平行に見たとき、前記軸固定手段は、外形が内側に凹んだ凹形状部を備え、
   前記凹形状部は、前記第１の軸と前記第２の軸の間の部分、及び、前記第２の軸と前記第３の軸との間で且つ前記第２の軸に近い側の部分に設けられていることを特徴とするウエイト装置。
10. 請求項１〜８のいずれか１つのウエイト装置において、
    前記第３の軸が備える前記転動体は、前記第１の軸及び前記第２の軸が備える転動体よりも直径が大きいことを特徴とするウエイト装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか１つのウエイト装置において、
    前記ウエイト装置がベルト式自動変速装置に備えられたランププレート及び可動シーブの間に配置されたとき、前記第１の軸及び前記第２の軸に備えられた前記転動体は前記ランププレートに接触し、前記第３の軸に備えられた前記転動体は前記可動シーブに接触することを特徴とするウエイト装置。

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