JP2747803B2

JP2747803B2 - ベルト式自動変速機

Info

Publication number: JP2747803B2
Application number: JP7070817A
Authority: JP
Inventors: 英俊加来; 恭人高野
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1995-03-02
Filing date: 1995-03-02
Publication date: 1998-05-06
Anticipated expiration: 2013-05-06
Also published as: US5725446A; JPH08240250A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、Ｖベルトを介して動
力伝達および無段階の自動変速を行うベルト式自動変速
機（ベルトコンバータもしくはベルコンなどとも称され
るもの）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】小型の二輪車や作業用の四輪車等には、
ベルト式の自動変速機を搭載したものがある。この種の
変速機は、駆動側の軸（すなわち、動力伝達上エンジン
等の原動機に近い側の軸。駆動側軸と称す）と被駆動軸
（駆動側軸から動力伝達を受けて駆動輪にそれを伝える
軸）とのそれぞれに開度（間隔）の変更可能なシーブ対
を取り付け、それらシーブ対の間に伝動用のＶベルトを
巻き掛けたもので、シーブ対の開度を変えることにより
各軸上のＶベルトの巻掛半径が変わり、よって両軸間の
回転速度比が無段階に変更される。また回転速度に応じ
て駆動側軸のシーブ対の開度が自動的に変わり、それに
より適切な自動変速がなされるようにもなっている。

【０００３】従来の一般的なベルト式自動変速機の構造
を図５に示す。図示した自動変速機２’は四輪作業車
（図示せず）の駆動手段としてエンジン１’とトランス
ミッション５’との間に連結されたもので、駆動側軸２
０がエンジン１’の出力軸１２に直結されるとともに、
被駆動軸３０がトランスミッション５’の入力軸と直結
されている。

【０００４】駆動側軸２０の上には、その軸長方向に移
動不能（周方向にも移動不能）な固定シーブ２２と、そ
れに対して間隔を変更できるよう移動可能（周方向には
移動不能）にされた可動シーブ２３とからなるシーブ対
２１が取り付けられている。一方、被駆動軸３０の上に
も同様の固定シーブ３２と可動シーブ３３とからなるシ
ーブ対３１が設けられ、両シーブ対２１・３１間に伝動
用のＶベルト２８が巻き掛けられている。各シーブ対２
１・３１は外側ほど間隔が開いている円錐面を対向させ
ていて、Ｖベルト２８を挟み付けるようになっている。
可動シーブ２３・３３の移動によって各シーブ対２１・
３１の開度が変更可能であることから、各軸２０・３０
上でのＶベルト２８の巻掛半径が無段階に変更され、無
段階の変速が実現されるわけである。

【０００５】適切な変速を自動的に行うことができるよ
う、駆動側軸２０における可動シーブ２３については、
回転速度の上昇に連れてそれを固定シーブ２２寄りに接
近させる構成が設けられている。すなわち、駆動側軸２
０の上には、固定シーブ２２から離れる向きに常に可動
シーブ２３を押すようにまずコイルばね２４が設けら
れ、また遠心カム２５が、ローラ２６を介して可動シー
ブ２３を固定シーブ２２寄りに押し得るように取り付け
られている。低速で回転する場合にはばね２４の作用で
可動シーブ２３が固定シーブ２２から離れているが、高
速になると遠心力に基づいて遠心カム２５がローラ２６
を押すため、速度上昇にともない増加する力で可動シー
ブ２３が固定シーブ２２寄りに接近させられ、シーブ対
２１の開度が狭くなる。

【０００６】被駆動軸３０上のシーブ対３１について
は、固定シーブ３２が被駆動軸３０と一体化され固定さ
れるとともに、可動シーブ３３は、弾性力によって常に
固定シーブ３２寄りに接近させられるようになってい
る。詳しく述べると、まず固定シーブ３２については、
それと一体の円筒部３２ａにボルト３２ｃを用いてカバ
ー３２ｂが連結され、そのカバー３２ｂがボルト３２ｄ
等によって被駆動軸３０上に一体化されている。一方、
可動シーブ３３に関しては、トルクカム（ランプともい
う）３４を介して軸長方向にもねじりコイルばね３５の
弾性力を受け、それによって固定シーブ３２寄りに押さ
れるよう構成されている。すなわち、まず可動シーブ３
３が被駆動軸３０に対して軸長方向および周方向に移動
自在に嵌められ、その円筒部３３ａの外周にスプライン
および軸長方向のずれを止める金具を介してトルクカム
３４が取り付けられている。トルクカム３４は、軸長方
向および周方向に傾いた傾斜面を備え、それを固定シー
ブ３２の摺動部３２ｅに接触させている。上記のねじり
コイルばね３５は固定シーブ３２とトルクカム３４との
間に取り付けられ、両者間にその弾性力によって周方向
の相対回転力をもたらすことにより、トルクカム３４の
傾斜面を固定シーブ３２上の摺動部３２ｅに押し付ける
作用をなす。トルクカム３４は、こうして押し付けられ
ることにより、固定シーブ３２の摺動部３２ｅから周方
向および軸長方向の反力を受け、うち軸長方向成分によ
って可動シーブ３３を固定シーブ３２寄りに接近させる
のである。

【０００７】このように構成された図５のベルト式自動
変速機２’では、エンジン１’の回転数が上昇して駆動
側軸２０が高速回転になると、各シーブ対２１・３１で
のＶベルト２８の巻掛半径が自動的に変更され、それに
よって無段階の自動変速が実現される。具体的には、図
５に示した状態から駆動側軸２０の回転速度が上昇する
と、遠心カム２５などの作用で可動シーブ２３が固定シ
ーブ２２寄りに接近してシーブ対２１上のＶベルト２８
の巻掛半径が次第に大きくなり、それに連れて（つまり
Ｖベルト２８の長さが一定であることに基づいて）被駆
動軸３０上のシーブ対３１におけるＶベルト２８の巻掛
半径が小さくなることにより、両軸２０・３０間の変速
比がいわゆる高速レンジに変わっていく（つまりシフト
アップされる）からである。Ｖベルト２８の巻掛半径が
駆動側軸２０上で大きく被駆動軸３０上で小さいという
この高速レンジにあっては、エンジン１’を無理のない
回転数で駆動しながら車両を高速度で走行させることが
できる。

【０００８】ところで、図５には、駆動側軸２０上のシ
ーブ対２１が大きく開いていてＶベルト２８を挟んでい
ない状態が示されているが、これは、エンジン１’がア
イドリング状態にあるときにいわゆるクリープを防止し
ようとするものである。すなわち、アイドリング時のよ
うな低速回転数ではＶベルト２８を弛ませてそれに動力
を伝達しないようにシーブ対２１を開いておき、アイド
リング時の車両の発進を防止している。

【０００９】クリープを防止してアイドリングと発進と
を自在に切り替えるための他の手段としては、シーブ対
２１の最大開度（固定シーブ２２と可動シーブ２３との
間の最大間隔）を制限することによりＶベルト２８を常
に挟み付けて弛まぬようにするとともに、当該駆動側軸
２０とエンジン１’の出力軸１２との間に発進用のクラ
ッチ（図５には表示なし）を設けることも可能である。
アイドリング中はそのクラッチを切っておいて、発進の
際にそれをつなぐようにすればクリープは起こらず、ま
た発進も円滑である。

【００１０】なお、関連する先行技術文献として、特開
平６−３３０９９５号公報がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来のベルト式自動変
速機は、これを車両に搭載した場合、下り坂を走行する
際にいわゆるエンジンブレーキが効かないので、通常ブ
レーキへの負担が大きくなる。たとえば図５の変速機
２’のように、発進用クラッチを備えずにアイドリング
時には駆動側軸２０上のシーブ対２１を開放しておく形
式のものでは、車両が下り坂を走るとき、アクセル（図
示せず）をオフにすることによりエンジン１’がアイド
リングと同様の低速回転になるため、シーブ対２１が開
いてＶベルト２８が弛み、被駆動軸３０から駆動輪（図
示せず）までの回転が自由になってエンジン１’による
制動を受け得ないからである。敢えて一旦アクセルを踏
み、エンジン１’を高速回転にしてシーブ対２１でＶベ
ルト２８を挟むとしても、エンジン１’の回転数が低く
なると再びシーブ対２１が開き、エンジンブレーキは効
かなくなる。

【００１２】また、シーブ対２１の最大開度を制限して
Ｖベルト２８が弛まぬようにするとともに前記のように
発進用クラッチを配置する場合にも、下り坂を走行する
ときエンジンブレーキが効かないことは同様である。す
なわち、当該クラッチを切らないとすれば、その下り坂
で車両の速度が増すにつれ駆動側軸２０の回転速度も上
昇して、前述のとおり変速比が高速レンジに移行するの
で、エンジンブレーキの効果はほとんどなくなる。一
方、クラッチを切ったならば上記（図５の変速機２’の
場合）と同様になり、エンジンブレーキは全く効かな
い。

【００１３】この発明の目的は、車両が坂道を下るとき
など自動的にエンジンブレーキを効かせることができ、
仮に下り坂で車両の速度が上昇したとしても変速比が高
速レンジへ移行するのを防止できるベルト式自動変速機
を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明のベルト式自動
変速機は、a)軸長方向に移動不能な固定シーブと、回転
速度とともに増す力でその固定シーブ寄りに接近させら
れる可動シーブとからなるシーブ対を駆動側の軸に取り
付ける一方、b)軸長方向に移動不能な別の固定シーブ
と、弾性力によってその固定シーブ寄りに接近させられ
る可動シーブとからなるシーブ対を被駆動軸に取り付
け、c)両軸のシーブ対の間にＶベルトを掛けたベルト式
自動変速機であって、d)Ｖベルトが弛まぬよう（つまり
常に動力伝達が可能なように）駆動側軸上のシーブ対の
最大開度を制限するとともに、e)原動機と駆動側軸との
間に発進用クラッチを設け、f)回転向きのトルクが被駆
動軸からその軸上のシーブ対へ伝わるとき当該シーブ対
の可動シーブに固定シーブ寄りの接近力を自動的に加え
る（つまりb)に述べた弾性力にこの接近力を追加する）
手段（以下、これをシフトアップ防止手段という）を設
けた−ものである。

【００１５】ただし、上記f)のシフトアップ防止手段と
しては、被駆動軸とその上の固定シーブとの間を、回転
向きのトルクをシーブ対から受けるか被駆動軸から受け
るかによって姿勢を変え得るリンクを介してトルク伝達
するように連結し、そのリンクを可動シーブに接続する
とよい。「姿勢を変え得る」というのは、当該リンクが
姿勢を変える力を受けるが、変速機に組み込まれた状態
のそのリンクが実際に姿勢を変えるか否かは、回転速度
に対応した駆動側軸上のシーブ対の接近力（Ｖベルトを
締め付けて巻掛半径を大きくしようとする力）や、弾性
力による被駆動軸上のシーブ対の接近力（同）、および
そのとき動力伝達されるトルクの大きさなどによって決
まることを意味する。

【００１６】また請求項２のように、被駆動軸上におい
て、可動シーブを固定シーブ寄りに接近させる上記b)の
弾性力を生じさせるために、軸長方向および周方向に傾
いた傾斜面を有するトルクカムを可動シーブと連結する
とともに、そのトルクカムと固定シーブとの間に、トル
クカムを周方向に押すことにより上記傾斜面を固定シー
ブの一部に接触させるねじりコイルばねを設け（この点
は図５に示した構成と相違ない。トルクカムが、この接
触による反力の軸長方向分力によって可動シーブを固定
シーブに接近させるようにする）、さらに上記f)のシフ
トアップ防止手段であるリンクとして、固定シーブと一
体の部材（固定シーブそのものを含む）に被駆動軸と平
行な第１の結合ピンを介して相対回転可能にリンクを取
り付け、そのリンクに設けた第２の結合ピンを被駆動軸
と一体の部材に遊嵌（長穴等に沿って一定範囲で移動可
能だが係合状態は解けないように嵌めることをいう）さ
せ、さらに、そのリンクに設けた第３の結合ピンを、上
記のトルクカムを周方向に押し得る部材に遊嵌（同上）
させるとよい。なお、回転向きのトルクが被駆動軸から
その軸上のシーブ対へ伝わるときこの部材がトルクカム
を押す向きは、上記のねじりコイルばねがトルクカムを
押す向きと同じにする。

【００１７】

【作用】この発明のベルト式自動変速機は、駆動側軸お
よび被駆動軸のそれぞれに開度変更可能なシーブ対を備
えているので、それらの開度を変更することにより各軸
におけるＶベルトの巻掛半径を無段階に変更し、もって
駆動側軸・被駆動軸間の速度比を無段階に設定すること
ができる。したがってこの変速機は、車両に搭載して駆
動側軸をエンジン等の原動機に接続する一方、被駆動軸
を駆動輪に接続しておけば、その車両の無段変速機とし
て機能する。また駆動側軸上では、その回転速度が上昇
するにつれ可動シーブが固定シーブ寄りに接近してシー
ブ対の開度を閉じ、Ｖベルトの巻掛半径を大きくしよう
とするので、前述した従来の変速機と同様の作用により
円滑な自動変速を実現する。たとえば発進の際、アイド
リング時には切れた状態にあった発進用クラッチを手動
操作にてまたは自動的に接続したうえエンジンの回転数
を上げれば、この変速機は低速レンジから次第に高速レ
ンジに切り替わり、円滑に車速が上がることになる。

【００１８】さて、この自動変速機によると、車両が下
り坂を走行する場合にも駆動輪に対していわゆるエンジ
ンブレーキが常に有効に作用する。その理由は以下のと
おりである。

【００１９】第一には、この変速機によると、発進用ク
ラッチを切らない（または自動的に切れることがない）
限り、駆動輪の回転がＶベルトを介してつねにエンジン
に伝わるからである。すなわち、駆動側軸上のシーブ対
につき最大開度が制限されるとともに被駆動軸上のシー
ブ対は弾性力にて開度が狭められているため、当該Ｖベ
ルトがつねに両シーブ対にはさまれて弛むことがなく、
常に動力伝達可能な状態に保たれているためである。な
お、発進用クラッチとして遠心式のものなど、回転速度
によって自動的に断続されるものを使用した場合には、
その発進用クラッチのうちに一方向クラッチの機能（駆
動輪の側から回されたときは低速であっても切れない機
能）を付加しておけば、原動機がアイドリングの回転速
度以下にまで下がってもエンジンブレーキが効き続け
る。

【００２０】エンジンブレーキが常に有効に作用する第
二の理由は、下り坂を走行中に車両の速度が増して駆動
側軸の回転速度が上がったときにも、この自動変速機で
は高速レンジへの変速が阻止されることである。すなわ
ち、回転向きのトルクを被駆動軸の側から受けたとき、
前記のシフトアップ防止手段が被駆動軸上の可動シーブ
に対して固定シーブ寄りの接近力を自動的に加えるから
である。上記の弾性力に加えてこのような力が作用すれ
ば、被駆動軸上のシーブ対は相当の強い力で開度を狭め
られるため、仮に駆動側軸の回転速度が上昇してその上
のシーブ対が閉じようとしても被駆動軸上ではＶベルト
の巻掛半径が縮小しにくく、高速レンジ側への変速が抑
制されるのである。通常の走行時は駆動側軸の方からＶ
ベルトやシーブ対を介して被駆動軸へトルクが伝達され
るのに対し、エンジンブレーキをかけて下り坂を走行す
るときには同じ回転向きのトルクが被駆動軸の方からシ
ーブ対やＶベルトおよび駆動側軸の側へ伝わるため、上
記のように被駆動軸からトルクを受けるときというの
は、下り坂の走行中にエンジンブレーキが効くときに相
当する。したがって、この変速機では、エンジンブレー
キが作用する間つねに高速レンジへの変速が抑制される
ことになる。

【００２１】しかもこの自動変速機では、上記のシフト
アップ防止手段を、機構学的にきわめて単純で動作も円
滑なリンクによって構成している。このリンクは、回転
向きのトルクをシーブ対（すなわち駆動側軸の方）から
受けるか被駆動軸から受けるかによって姿勢を変えるこ
とができ、被駆動軸の側から当該トルクが伝わってエン
ジンブレーキが効くときには、そうでないときとは姿勢
を変えようとする力を受けるため、エンジンブレーキの
作用中にはその力を固定シーブ寄りの上述の接近力とし
て可動シーブに伝え、シフトアップ防止をなし得るので
ある。しかもこのリンクは、被駆動軸と固定シーブとの
間でトルク伝達をするように連結したものであるため、
被駆動軸とエンジンとの間にかかるトルクすなわちエン
ジンブレーキの強さが大きいときほど上記の力を強く受
け、可動シーブにも固定シーブ寄りに相当強さの接近力
を加える。したがって、下り坂が急であるなどエンジン
ブレーキが強く効く場合ほど、高速レンジへの変速を強
く抑制してその作用の維持を図ることができる。

【００２２】請求項２の変速機の場合は、まず、被駆動
軸上において可動シーブを固定シーブ寄りに接近させる
前記の弾性力が、上記のトルクカムとねじりコイルばね
との作用によってつぎのように発生する。すなわち、
トルクカムと固定シーブとの間に設けたねじりコイルば
ねが、その弾性に基づく力でトルクカムを周方向に押
す、押されたトルクカムは、その傾斜面が固定シーブ
の一部（ばねを設けた部分とは別の箇所）に押し付けら
れる、その傾斜面は被駆動軸の軸長方向および周方向
に傾いているため、それが周方向に押し付けられて生じ
る接触反力のうちには軸長方向の分力が含まれ、トルク
カムを軸長方向に移動しようとする、トルクカムは可
動シーブと連結してあるので、適切な向きに上記分力が
生じるように上記傾斜面の向きを定めておけば、固定シ
ーブ寄りに接近させる弾性的な力を可動シーブに及ぼす
ことになる。

【００２３】またこの請求項２の変速機では、シフトア
ップ防止手段がつぎのように機能する。すなわち、車両
が下り坂を走行する場合、固定シーブと一体の部材に
第１の結合ピンを介して取り付けられるとともに第２の
結合ピンを被駆動軸と一体の部材に遊嵌させられたリン
クが、被駆動軸から伝わるトルクを受けることにより第
１の結合ピンを中心に回転する力を受ける、その力
は、リンク内の第３の結合ピンとそれが遊嵌させられた
部材を介してトルクカムを周方向に押す、各結合ピン
の配置等によってリンクの回転する力の向きを適切に定
め、ねじりコイルばねがトルクカムを押すのと同じ向き
に上記の力がトルクカムを押すようにしておけば、周方
向に押されるトルクカムが可動シーブに固定シーブ寄り
の接近力を加え、エンジンブレーキが作用する間の高速
レンジ側への変速を抑制する。

【００２４】

【実施例】図１〜図４に本発明の一実施例を紹介する。
図１は、エンジン１等とともにベルト式自動変速機２の
全体を示す概略図、図２はその要部として被駆動軸３０
やその上のシーブ対３１などを断面で表す詳細図であ
る。図３は図２におけるIII−III矢視図で、図３(ａ)は
図２中のカバー３２ｂを取り除いて示したもの、同(ｂ)
はさらに第一円盤４２まで取り除いて示したものであ
る。また、図４(ａ)・(ｂ)はこの変速機２の機能を示す
説明図（図中の矢印が回転向きを示す）である。

【００２５】図１に示す自動変速機２は、先に説明した
図５の自動変速機２’と同様に作業用の四輪車（図示せ
ず）に装備され、図示のとおりエンジン１とトランスミ
ッション５との間に接続されている。ピストン１１と連
結されたクランク軸１２より発生するエンジン１の出力
を、変速機２が無段階に自動変速しながら２段のギヤ式
トランスミッション５に伝え、その出力軸５１を通して
駆動輪（図示せず）に伝えるのである。なお、トランス
ミッション５は２段階のレンジを有するギヤ式の変速機
で、車両の積載荷重や走行路の状況等に応じてハイ（比
較的高速で走行するのに適するレンジ）かロー（比較的
低速走行に適するレンジ）かを手動選択でき、変速機２
と重なる変速機能をなす。

【００２６】図５の変速機２’と同様にこの図１の変速
機２も、クランク軸１２に接続した駆動側軸２０とトラ
ンスミッション５に接続した被駆動軸３０とのそれぞれ
にシーブ対２１・３１を取り付け、それらの間にＶベル
ト２８を巻き掛けることにより基本的には構成してい
る。駆動側軸２０上のシーブ対２１としては、軸長方向
に移動不能な固定シーブ２２と、ばね２４を有しながら
遠心カム２５およびローラ２６の作用にて回転速度とと
もに増す力を受け、その力で固定シーブ２２寄りに接近
させられる可動シーブ２３とを配置している。一方、被
駆動軸３０上のシーブ対３１としては、固定シーブ３２
とともに、ねじりコイルばね３５の弾性力に基づいてそ
の固定シーブ３２寄りの接近力を受ける可動シーブ３３
を取り付けている。当該ばね３５の弾性力を可動シーブ
３３に軸長方向（固定シーブ３２寄り）に作用させる手
段として、図２に示すように、軸長方向および半径方向
に傾いた傾斜面３４ａを有するトルクカム（ランプ）３
４をスプライン３４ｂおよび止め輪３４ｃを介して可動
シーブ３３の円筒部３３ａ上に設け、かつ、その傾斜面
３４ａと接触する摺動部３２ｅを固定シーブ３２に形成
している。以上のような部分を含めて、この変速機２に
は前述した図５の変速機２’と共通する部分が多いた
め、かかる部分について図５と共通の符号を付け、詳し
い説明は繰り返さないものとする。なお、図１等におけ
る符号２９は保護カバーで、軸２０・３０やシーブ対２
１・３１を覆うものである。

【００２７】この自動変速機２は、図５に示した変速機
２’とは以下の点で相違する。第一には、駆動側軸２０
上のシーブ対２１について図１のように最大開度（対向
面間に最大限とり得る間隔。図１は実線にて最大開度の
状態を示す）を制限し、固定シーブ２２と可動シーブ２
３とが常にＶベルト２８を挟み付けるようにした点であ
る。これによりＶベルト２８は弛むことがなくなり、常
に動力伝達できる状態に保たれる。このようにした目的
は、後述するように、車両が坂道を下るときを含めてン
ジン１による制動力（いわゆるエンジンブレーキ）が絶
えず駆動輪に伝わり得るようにするためである。

【００２８】第二には、駆動側軸２０を、エンジン１の
クランク軸１２と直結させずに、発進用クラッチ１５と
歯車１６・１７を介してクランク軸１２と接続したこと
である。発進用クラッチ１５はいわゆる遠心クラッチの
一種であり、所定の回転数以上になったとき自動的に動
力的接続をなすものである。したがって、その回転数以
上では常にクランク軸１２の動力を外側ケースに伝え、
同ケースに装着した歯車１６を駆動して歯車１７から駆
動側軸２０等へ動力伝達をする。このようにクラッチ１
５等を設けたのは、上述のようにＶベルト２８が常に動
力伝達する状態にあるため、アイドリング中にはエンジ
ン１の回転を駆動輪まで伝えないようにしていわゆるク
リープを防止する必要があるからである。なお、エンジ
ン１の回転数がアイドリング回転数以下になった場合に
もエンジンブレーキの制動力（エンジン１が駆動する力
ではなく、摩擦等によって駆動輪を制動しようとする
力）は常に駆動輪に伝わるよう、この発進用クラッチ１
５としては、変速機２（駆動側軸２０）ないし歯車１７
・１６の側からは回転向きのトルクを常にクランク軸１
２へ伝達する一方向クラッチ機能を有するものを使用し
ている。

【００２９】自動変速機２が図５の変速機２’と相違す
る第三の点は、図２などに示すとおり被駆動軸３０上に
おいて、その軸３０や固定シーブ３２・トルクカム３４
などの間にシフトアップ防止手段４０を設けたことであ
る。この手段４０は、エンジン１が駆動輪を駆動するの
ではなく駆動輪に対して制動力（エンジンブレーキの作
用）を伝えるとき、すなわち回転向きのトルクが被駆動
軸３０からシーブ対３１へ伝わるときに、そのシーブ対
３１の間隔が開きにくいようにしてシフトアップを防止
するもので、つぎのように構成している。

【００３０】イ) まず、固定シーブ３２に一体化したカ
バー３２ｂの内側に、結合ピン４１ａを介して揺動可能
なようにリンク４１を取り付ける。この実施例では、図
３のようにリンク４１の数は３個としている。ピン４１
ａは被駆動軸３０と平行なので、各リンク４１も軸３０
と直角な面内で相対回転することができる。

【００３１】ロ) 各リンク４１の一部分に、上記のピン
４１ａと平行に別の結合ピン４１ｂを設け、図２のよう
にそれを、被駆動軸３０に固定した第一円盤４２に遊嵌
させる。第一円盤４２は、それと一体の円筒部４２ｂを
被駆動軸３０上にスプライン結合させたうえボルト３２
ｄによってその軸３０の端部に固定したもので、図３
(ａ)のように外周部に長穴４２ａを形成している。ピン
４１ｂを第一円盤４２に遊嵌させるというのはこの長穴
４２ａ内に移動可能にピン４１ｂを嵌め合わせたことを
いい、これによってリンク４１は、ピン４１ａを中心に
一定の範囲内で揺動しながら第一円盤４２と常に連結し
ていることになる。なお第一円盤４２は図２のように、
固定シーブ３２と一体のカバー３２ｂとの間に潤滑性の
あるブシュ４２ｃを備えており、固定シーブ３２等に対
して相対回転することができる。

【００３２】ハ) 各リンク４１の他の部分には、やはり
ピン４１ａと平行にもう一つ結合ピン４１ｃを取り付
け、それを第二円盤４３に遊嵌させる。図３(ｂ)のよう
にこの遊嵌状態も、第二円盤４３に形成した長穴４３ａ
の内部に移動可能にピン４１ｃを嵌めたもので、これに
よってリンク４１は第二円盤４３とも連結を保ちながら
揺動できることになる。図２に示すように第二円盤４３
には、被駆動軸３０と平行にロッド４３ｂを取り付け、
それをトルクカム３４に対して軸長方向にスライド自在
に貫通させているので、回転方向への第二円盤４３の動
きはトルクカム３４の回転変位となる。

【００３３】以上のイ)・ロ)・ハ)のとおり構成したことに
より、図５の変速機２’では直結されていた固定シーブ
３２と被駆動軸３０との間を、図２のように、結合ピン
４１ａ・４１ｂを含むリンク４１や第一円盤４２を介し
てトルク伝達できるよう連結し、かつ、そのリンク４１
に結合ピン４１ｃや第二円盤４３を介してトルクカム３
４を係合させたことになる。これらにより、この変速機
２ではつぎのような作用がある。

【００３４】a) 図１に示すエンジン１の速度を所定の
回転数以上に上げると、発進用クラッチ１５が自動的に
つながるため、駆動側軸２０やＶベルト２８等を通して
被駆動軸３０、さらにはトランスミッション５を介して
駆動輪（図示せず）にまで動力が伝わる。このとき、Ｖ
ベルト２８から動力を受けた固定シーブ３２と被駆動軸
３０との間では、トルクが、図２に示すカバー３２ｂか
らリンク４１を介して第一円盤４２へ伝わることによ
り、それとスプライン結合された被駆動軸３０へ伝達さ
れる。可動シーブ３３はトルクカム３４とともにねじり
コイルばね３５を介して固定シーブ３２と接続されてい
るため、それがＶベルト２８から受けた動力も固定シー
ブ３２を介してやはりリンク４１や第一円盤４２などを
経由する。いわゆる低速レンジで車両がゆっくりと走行
しているとき、ねじりコイルばね３５は図示の状態から
変形することがなく、変速機２は、図１〜図３(ａ)・
(ｂ)の各図や図４(ａ)に示す状態にある。

【００３５】b) 図１におけるエンジン１とともに駆動
側軸２０の回転数が相当に上昇すると、遠心カム２５等
の作用でシーブ対２１が狭められ、結果として被駆動軸
３０のシーブ対３１が図１・図２の状態から開度を増
し、変速機２はいわゆる高速レンジの側へ自動的にシフ
トアップされる。シフトアップされたとき、リンク４１
や第一円盤４２・第二円盤４３は図４(ｂ)の姿勢をと
る。図２において可動シーブ３３が固定シーブ３２から
離れるとき、可動シーブ３３やトルクカム３４等はねじ
りコイルばね３５を弾性変形させながら、固定シーブ３
２の摺動部３２ｅと接している傾斜面３４ａに沿って一
定角度だけ回転変位することになり、その変位にともな
ってリンク４１等の姿勢が変わるのである。

【００３６】c) 車両が下り坂を走行するときには、回
転向きのトルクが、駆動輪に回されて速く回転しようと
する被駆動軸３０から逆にシーブ対３１に伝わってエン
ジンブレーキの作用を受けるが、このとき、リンク４１
や第一円盤４２・第二円盤４３等は再び図４(ａ)の姿勢
に戻り、この状態に保たれようとする。図２の被駆動軸
３０に固定されていてシーブ対３１よりも速く回ろうと
する第一円盤４２が結合ピン４１ｂを介してリンク４１
を図４(ａ)のように変位させ、そのリンク４１の結合ピ
ン４１ｃが第二円盤４３を図４(ａ)上の左向きに回転変
位させるからである。第二円盤４３がそのように回転変
位をすると、ロッド４３ｂを介して図２のトルクカム３
４を回転変位させ、その傾斜面３４ａを摺動部３２ｅに
押し付けることにより、ねじりコイルばね３５の弾性力
にさらに力を加える形で可動シーブ３３を固定シーブ３
２寄りに引き付ける。こうしてシーブ対３１間を接近さ
せる力が増すと、被駆動軸３０上でのＶベルト２８の巻
掛半径の縮小を阻止するため、車両の速度上昇等ととも
に駆動側軸２０（図１）の回転数が上昇しても、そのシ
ーブ対２１の開度減少（巻掛半径の増大）を妨げること
になりシフトアップが防止される。なお、このようなシ
フトアップ防止は、下り坂の走行中などにエンジンブレ
ーキがはたらくと自動的に機能し、運転者等が変速機２
等をとくに操作する必要は全くない。またエンジンブレ
ーキが強くはたらくときほど、その制動力に起因して第
一円盤４２がリンク４１を図４(ａ)の姿勢に保とうとす
る力が増すため、シーブ対２１に付加される接近力、す
なわちシフトアップの防止作用が強くなり、好ましい。

【００３７】

【発明の効果】発明のベルト式自動変速機にはつぎのよ
うな特有の効果がある。すなわち、 1) 車両が坂道を下るときなど、駆動輪に対して常に有
効にエンジンブレーキを効かせることができる。

【００３８】2) 仮に下り坂で車両の速度が上昇したと
しても変速比が高速レンジへ移行するのを防止でき、エ
ンジンブレーキを効かせ続けることができる。

【００３９】3) 上記1)・2)のようにエンジンブレーキ
を作用させるための手動操作は、一切不要である。

【００４０】さらに、 4) シフトアップ防止手段としてリンクを使用している
ため、動作が円滑であるとともに構成が単純である。

【００４１】5) 下り坂が急であるなどエンジンブレー
キが強く効く場合ほど高速レンジへの変速を強く抑制す
るので、坂道の走行を容易にする。

【００４２】請求項２の変速機はとくに、 6) トルクカムやねじりコイルばねを使用するなど、従
来のベルト式自動変速機の構成を基本にして容易に製造
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】エンジン１等とともにベルト式自動変速機２の
全体を示す概略図である。

【図２】図１の要部として被駆動軸３０やその上のシー
ブ対３１などを断面で表す詳細図である。

【図３】図２におけるIII−III矢視図で、図３(ａ)は図
２中のカバー３２ｂを取り除いて示したもの、同(ｂ)は
さらに第一円盤４２まで取り除いて示したものである。

【図４】この変速機２の機能を示す説明図で、図４(ａ)
にはエンジンブレーキが効いているときなど変速機２が
低速レンジにあるときのシフトアップ防止手段４０の状
態を示し、同(ｂ)には高速レンジにあるときのシフトア
ップ防止手段４０を示している。

【図５】従来の一般的なベルト式自動変速機の構造を示
す概略図である。

【符号の説明】

１エンジン（原動機）２ベルト式自動変速機１５発進用クラッチ２０駆動側軸２１シーブ対２２固定シーブ２３可動シーブ２８Ｖベルト３０被駆動軸３１シーブ対３２固定シーブ３３可動シーブ３４トルクカム３４ａ傾斜面３５ねじりコイルばね４０シフトアップ防止手段４１リンク４１ａ・４１ｂ・４１ｃ結合ピン４２第一円盤（被駆動軸と一体の部材）４３第二円盤（トルクカムを周方向に押し得る部材）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】軸長方向に移動不能な固定シーブと、回
転速度とともに増す力でその固定シーブ寄りに接近させ
られる可動シーブとからなるシーブ対を駆動側の軸に取
り付ける一方、軸長方向に移動不能な別の固定シーブ
と、弾性力によってその固定シーブ寄りに接近させられ
る可動シーブとからなるシーブ対を被駆動軸に取り付
け、両軸のシーブ対の間にＶベルトを掛けたベルト式自
動変速機であって、Ｖベルトが弛まぬよう駆動側軸上のシーブ対の最大開度
を制限するとともに、原動機と駆動側軸との間に発進用
クラッチを設け、被駆動軸とその上の固定シーブとの間を、回転向きのト
ルクをシーブ対から受けるか被駆動軸から受けるかによ
って姿勢を変え得るリンクを介してトルク伝達するよう
に連結し、そのリンクを、回転向きのトルクが被駆動軸
からその軸上のシーブ対へ伝わるとき当該シーブ対の可
動シーブに固定シーブ寄りの接近力を自動的に加える手
段として、可動シーブに接続したことを特徴とするベル
ト式自動変速機。
【請求項２】被駆動軸上において、可動シーブを固定
シーブ寄りに接近させる上記の弾性力を生じさせるため
に、軸長方向および周方向に傾いた傾斜面を有するトル
クカムを可動シーブと連結するとともに、そのトルクカ
ムと固定シーブとの間に、トルクカムを周方向に押すこ
とにより上記傾斜面を固定シーブの一部に接触させるね
じりコイルばねを設け、上記した接近力を加える手段として、固定シーブと一体
の部材に被駆動軸と平行な第１の結合ピンを介して相対
回転可能にリンクを取り付け、そのリンクに設けた第２
の結合ピンを被駆動軸と一体の部材に遊嵌させ、さら
に、そのリンクに設けた第３の結合ピンを、上記のトル
クカムを周方向に押し得る部材に遊嵌させたことを特徴
とする請求項１に記載のベルト式自動変速機。