JP3003223B2 - Ｖベルト式無段変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｖベルト式無段変速機
に関し、詳しくはドライブプーリの構造に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来のＶベルト式無段変速機におけるド
ライブプーリは、図６に示す如く、ドライブシャフトＡ
の端部に固設された固定フェースＢと、この固定フェー
スＢに対峙する態様でドライブシャフトＡに遊嵌された
ムーバブルドライブフェースＣとを有し、さらにドライ
ブプーリは、ドライブシャフトＡに取り付けられたプレ
ッシャプレートＤと、このプレッシャプレートＤと上記
ムーバブルドライブフェースＣとの間に収容されたウェ
イトローラＥとを備えている。このＶベルト式無段変速
機では、ドライブプーリの回転に伴う遠心力により上記
ウェイトローラＥがドライブシャフトＡの径外方向へ移
動すると、ムーバブルドライブフェースＣがドライブシ
ャフトＡ上を移動し、固定フェースＢとムーバブルドラ
イブフェースＣとの間隔が変わり、これによりＶベルト
Ｆの実質的な巻き掛け径が変化して変速が行なわれる。
上記ドライブシャフトＡの駆動力は、上記ドライブプー
リからＶベルトを介してドリブンプーリに伝達され、こ
ののち、周知の如く上記ドリブンプーリの回転に基づい
て動作する自動遠心クラッチから、ドリブンシャフトお
よびアクスルシャフトを介して車輪に伝達される。この
ようなＶベルト式無段変速機は、構造が比較的簡単であ
る等の理由から、自動二輪車、特に原動機付き自転車等
の変速機として広く使われている。

【０００３】ところで、上記構成のＶベルト式無段変速
機では、自動遠心クラッチのインストール回転数が、ド
ライブプーリが無負荷（定速度走行）時において変速を
開始する回転数（無負荷時変速回転数）Ａより低い場合
には、図７に示す如き変速特性を示すのであるが、上記
自動遠心クラッチのインストール回転数が、無負荷時変
速回転数Ａよりも高く設定されている場合には、図８に
示すように総減速比の小さな変速特性となる。

【０００４】すなわち、自動遠心クラッチのインストー
ル回転数が無負荷時変速回転数よりも高い場合、自動遠
心クラッチが接続し車両が発進する時点において、上記
ドライブプーリでは、既に遠心力に基づくウェイトロー
ラＥの移動により、ムーバブルドライブフェースＣが固
定フェースＢに接近する方向へ移動し、変速が行なわれ
ている状態にある。このため、固定フェースＢとムーバ
ブルドライブフェースＣとが最離隔してベルト巻き掛け
径が最小となる最も減速比の大きな位置、すなわち最Ｌ
ｏｗを使用することができず、図９に実線で示す如く、
低速度域における駆動力が、破線で示した真の変速比の
最Ｌｏｗ時における駆動力に対して大幅に低下する不都
合があった。

【０００５】そこで、先に本願出願人は、上記問題点を
解決するべく、図１０に示す如くプレッシャプレート
Ｄ′のウェイトローラ当接面に段状部Ｄａ′を形成し、
ドライブシャフトＡ′が回転を開始してから特定の回転
速度に達するまでは、上記段状部Ｄａ′によってウェイ
トローラＥ′の移動を規制することにより、低速度域に
おける駆動力の低下を未然に防止し得るＶベルト式無段
変速機を提案した。なお、上記プレッシャプレートＤ′
以外の構成、詳しくは、ドライブシャフトＡ′、ムーバ
ブルドライブフェースＣ′、ウェイトローラＥ′、およ
びＶベルトＦ′等の構成は図６の各要素と基本的に同一
である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１０に示
したＶベルト式無段変速機では、エンジンの停止状態に
おいて、ウェイトローラＥ′とプレッシャプレートＤ′
における段状部Ｄａ′との間に隙間が生じていた場合、
ドライブシャフトＡ′の回転に伴ってウェイトローラ
Ｅ′が径外方向に移動した際、互いに衝突して振動や騒
音の原因となる。上記不都合を解消するには、エンジン
の停止状態においてウェイトローラＥ′と段状部Ｄａ′
とを互いに密接させる必要があり、このためには段状部
Ｄａ′を正確に位置決めさせるべく、上記プレッシャプ
レートＤ′に精密加工を施さねばならず、製造工程の繁
雑化や製造コストの上昇を招く不都合がある。

【０００７】本発明は上記実状に鑑みて、製造工程の繁
雑化や、製造コストの上昇を招くことなく、低速度域に
おける駆動力の低下を未然に防止することの可能なＶベ
ルト式無段変速機を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、ム
ーバブルドライブフェース若しくはプレッシャプレート
の少なくとも一方のウェイトローラ当接面に、ドライブ
シャフトの停止時においてウェイトローラと当接すると
ともにドライブシャフト中心軸と直交する平面に対して
急俊に形成された低速域傾斜部と、この低速域傾斜部の
径外域に形成されるとともに上記低速域当接部よりもド
ライブシャフト中心軸と直交する平面に対して緩やかに
形成された中高速域傾斜部とを設けることによって上記
目的を達成した。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、ドライブシャフトが停止状
態にあるとき、上記ウェイトローラは、ある程度の広が
りを持った斜面である低速域傾斜部に当接し、かつ上記
ウェイトローラは、ドライブシャフトの回転加速時、該
ドライブシャフトの回転数が特定の回転数域に達するま
で、上記低速域傾斜部によって、その移動が阻止され
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の具体的な構成を、一実施例を
示す図に基づいて詳細に説明する。図１に、本発明に関
わるＶベルト式無段変速機を、自動二輪車（原動機付き
自転車）の自動変速機に適用した例を示す。

【００１１】Ｖベルト式無段変速機１００におけるドラ
イブシャフト１には、スリーブ２が固設されており、こ
のスリーブ２の左端部にはプレッシャプレート３が固設
されている。また、上記スリーブ２には、ムーバブルド
ライブフェース４が、上記ドライブシャフト１の軸方向
に沿って移動可能にスプライン結合されており、該ムー
バブルドライブフェース４と上記プレッシャプレート３
との間には、ウェイトローラ５が配設されている。さら
に、上記ドライブシャフト１におけるスリーブ２の右端
部には、図示していない固定フェース（図６のＢ参照）
が固設されており、この固定フェースと上記ムーバブル
ドライブフェース４との間には、Ｖベルト６が巻き掛け
られている。

【００１２】上記ムーバブルドライブフェース４におけ
る図中左方部には、ウェイトローラ当接面４Ａが形成さ
れており、このウェイトローラ当接面４Ａは、ムーバブ
ルドライブフェース４の径外方向に行く程、上記プレッ
シャプレート３に近接する態様で湾曲形成されている。

【００１３】一方、上記プレッシャプレート３は、径外
方向に行く程、上記ムーバブルドライブフェース４のウ
ェイトローラ当接面４Ａに近接するよう傾斜して形成さ
れており、該プレッシャプレート３におけるウェイトロ
ーラ当接面３０も、上記ウェイトローラ当接面４Ａに近
接する態様で傾斜している。

【００１４】図１から明らかなように、上記プレッシャ
ープレート３におけるウェイトローラ当接面３０には、
ドライブシャフト１の停止時において上記ウェイトロー
ラ５と当接する低速域傾斜部３０Ａと、この低速域傾斜
部３０Ａの径外域に、該低速域傾斜部３０Ａと連続して
形成された中速域傾斜部３０Ｂとが設けられている。上
記低速域傾斜部３０Ａは、図２に示す如くドライブシャ
フト中心軸と直交する平面に対する角度θＡを、約３３
°と急峻に設定して形成される一方、上記中高速域傾斜
部３０Ｂは、ドライブシャフト中心軸と直交する平面に
対する角度θＢを、約１８°と上記θＡ（約３３°）よ
りも緩やかに設定して形成されている。ところで、図１
１は、ウェイトローラ５のドライブシャフト１の回転に
伴う遠心力Ｗ、Ｗによるムーバブルドライブフェース４
が受けるプレッシャプレート３から離隔する方向への押
圧力Ｆ、及びウェイトローラ当接面３０、４Ａのドライ
ブシャフト中心軸と直交する平面に対する各々の角度を
加えた角度θとの間の関係を示す模式図である。 遠心
力Ｗと押圧力Ｆと角度θとの間には、Ｗ＝Ｆｔａｎθの
関係がある。 角度θが大きくなると、上式よりｔａｎ
θが大きくなるので、遠心力Ｗが一定とすると、押圧力
Ｆは小さくなる。 すなわち、角度θが大きくなると、
ムーバブルドライブフェース４のプレッシャプレート３
から離隔する方向への移動力は小さくなるので、ムーバ
ブルドライブフェース４をプレッシャプレート３から離
隔する方向へ移動するには、遠心力Ｗを大きくすること
が必要でドライブシャフト１の回転速度を上げねばなら
ない。 従って、ウェイトローラ当接面３０のドライブ
シャフト中心軸と直交する平面に対する角度を大きくす
ることは、ウェイトローラ５のドライブシャフト１の径
外方向への移動の規制を行い、ムーバブルドライブフェ
ース４のプレッシャプレート３から離隔する方向への移
動を規制することになる。 さらに、ウェイトローラ当
接面３０のドライブシャフト中心軸と直交する平面に対
する角度が大きくなると、ウェイトローラ５のドライブ
シャフト１の径外方向への移動量に対し、ムーバブルド
ライブフェース４のプレッシャプレート３から離隔する
方向への移動量が大きくなるので、Ｖベルト６の張力か
ら受ける抗力がそれだけ増大して、ウェイトローラ５の
移動は規制されることになる。 本作用を適用したもの
が、本願出願人が先に提案した図１０に示すＶベルト式
無段変速機である。 プレッシャプレートＤ′のウェイ
トローラ当接面に段状部Ｄａ′を形成し、ウェイトロー
ラ当接面のドライブシャフト中心軸と直交する平面に対
する角度を段状部Ｄａ′の場所で急俊に設定し、ウェイ
トローラＥ′の移動を規制し、特定の回転速度に達する
まで変速の開始を阻止している。

【００１５】ドライブシャフト１の停止時、上記ウェイ
トローラ５は、ムーバブルドライブフェース４のウェイ
トローラ当接面４Ａと、プレッシャプレート３のウェイ
トローラ当接面３０における低速域傾斜部３０Ａとに当
接している。ここで、図２から明らかなように、上記低
速域傾斜部３０Ａは、上記ウェイトローラ５の全移動量
Ｈに対して、少なくともＬｏｗ側の３０％以内の範囲ｈ
を占める態様で形成されている。

【００１６】いま、エンジンが運転を開始し、ドライブ
シャフト１が回転を始めると、スリーブ２を介してプレ
ッシャプレート３およびムーバブルドライブフェース４
が回転する。ドライブシャフト１の回転が増し、ウェイ
トローラ５に遠心力が作用し始めると、該ウェイトロー
ラ５は、プレッシャプレート３およびムーバブルドライ
ブフェース４の径外方向へ移動しようとするが、上述し
たように急俊に形成された上記低速域傾斜部３０Ａに当
接しているために、その移動が阻止される。つまり、図
６に示した如き従来の変速機であれば、既にウェイトロ
ーラが移動し、変速が行なわれているはずのドライブシ
ャフトの回転数であっても、未だに変速は行なわれない
こととなる。

【００１７】ドライブシャフト１の回転が更に増大し、
図示していない自動遠心クラッチが接続状態となり、特
定の回転数域に達するとウェイトローラ５が移動を開始
し、変速が開始される。 このように本構成によれば、
ドライブシャフト１の回転数が特定の回転数域、すなわ
ち自動遠心クラッチが接続状態になる回転数（自動遠心
クラッチのインストール回転数）に達するまで変速が阻
止される。 さらに、上記ドライブシャフト１の回転数
が増大してウェイトローラ５に作用する遠心力が特定の
値を越えると、上記ウェイトローラ５は、上記低速域傾
斜部３０Ａを越えて、中高速域傾斜部３０Ｂと当接する
こととなる。

【００１８】このとき、上記ウェイトローラ５は、低速
域傾斜部３０Ａから中高速域傾斜部３０Ｂへ急激に移行
し、ムーバブルドライブフェース４がウェイトローラ５
によって図１中の右方へ押しやられるので、ほとんど変
速の行なわれていなかった状態から急激に変速が行なわ
れ、自動二輪車は急激にその車速を増し、搭乗者は強い
加速感を得ることとなる。

【００１９】ウェイトローラ５が、図３に示す如く上記
低速域傾斜部３０Ａを越えた後の変速動作は、従来構造
のＶベルト式無段変速機と何ら変わるところはなく、ド
ライブシャフト１の回転速度に応じてウェイトローラ５
が移行し、これに伴うムーバブルドライブフェース４の
移行によって適宜に変速が行なわれる。

【００２０】ここで、ウェイトローラ５の径外方向への
移動量をｘ、ムーバブルドライブフェース４の軸方向へ
の移動量をｙとした場合の、ｘとdy/dx との関係、すな
わちウェイトローラの移動し難さを示した図４からも明
らかなように、上記実施例によれば、Ｌｏｗ近辺におい
てウェイトローラが移動し難いものとなっている。ま
た、上述したＶベルト式無段変速機によれば、図５
（ａ）に示すような従来の変速特性に対して、図５
（ｂ）に示す如き独自の変速特性が得られる。

【００２１】なお、本実施例では、低速域傾斜部と中高
速域傾斜部とを、プレッシャープレートにおけるウェイ
トローラ当接面に設けたが、上記両傾斜部をムーバブル
ドライブフェースにおけるウェイトローラ当接面に設け
ても、本発明の目的を有効に達成し得ることは言うまで
もない。

【００２２】

【発明の効果】以上、詳述した如く、本発明に関わるＶ
ベルト式無段変速機によれば、ムーバブルドライブフェ
ース若しくはプレッシャプレートの少なくとも一方のウ
ェイトローラ当接面に設けた低速域傾斜部によって、ド
ライブシャフトの回転数が特定の回転数域に達するまで
ウェイトローラの移動を阻止するよう構成したので、ド
ライブプーリにおける最Ｌｏｗ状態を有効に使用するこ
とが可能となった。また、ドライブシャフトが停止して
いるときに、ウェイトローラと低速域傾斜部との相対位
置が多少ずれていたとしても、上記ウェイトローラは、
広がりを持った斜面である低速域傾斜部に当接するの
で、ウェイトローラ当接面を精密加工することなく、ウ
ェイトローラとウェイトローラ当接面との隙間に起因す
る振動や騒音の発生を、未然に防止することができる。
すなわち、本発明に関わるＶベルト式無段変速機によれ
ば、製造工程の繁雑化や、製造コストの上昇を招くこと
なく、低速度域における駆動力の低下を未然に防止する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関わるＶベルト式無段変速機の要部断
面側面図。

【図２】本発明に関わるＶベルト式無段変速機のプレッ
シャプレートを示す要部断面側面図。

【図３】本発明に関わるＶベルト式無段変速機の動作態
様を示す要部断面側面図。

【図４】本発明に関わるＶベルト式無段変速機における
微分値特性を示す図。

【図５】（ａ）および（ｂ）は、従来のＶベルト式無段
変速機による変速特性および本発明に関わるＶベルト式
無段変速機における変速特性を示す図。

【図６】従来のＶベルト式無段変速機を示す要部断面側
面図。

【図７】従来のＶベルト式無段変速機よる変速特性を示
す図。

【図８】従来のＶベルト式無段変速機よる変速特性を示
す図。

【図９】従来のＶベルト式無段変速機における駆動力線
図。

【図１０】従来の他のＶベルト式無段変速機を示す要部
断面側面図。

【図１１】本発明に関わるＶベルト式無段変速機におけ
るウェイトローラの遠心力とムーバブルドライブフェー
スが受けるプレッシャプレートから離隔する方向への押
圧力との間係を示す模式図。

【符号の説明】

１…ドライブシャフト ３…プレッシャプレート ４…ムーバブルドライブフェース ４Ａ…ウェイトローラ当接面 ５…ウェイトローラ ６…Ｖベルト ３０…ウェイトローラ当接面 ３０Ａ…低速域傾斜部 ３０Ｂ…中高速域傾斜部 １００…Ｖベルト式無段変速機

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ムーバブルドライブフェースとプレ
   ッシャプレートとの間にウェイトローラを収容し、ドラ
   イブシャフトの回転に伴う上記ウェイトローラの移動に
   より、上記ムーバブルドライブフェースを上記ドライブ
   シャフトの軸方向に沿って移動させるドライブプーリを
   備えたＶベルト式無段変速機であって、上記ムーバブル
   ドライブフェース若しくは上記プレッシャプレートの少
   なくとも一方のウェイトローラ当接面に、上記ドライブ
   シャフトの停止時において上記ウェイトローラと当接す
   るとともにドライブシャフト中心軸と直交する平面に対
   して急俊に形成された低速域傾斜部と、上記低速域傾斜
   部の径外域に形成されるとともに上記低速域当接部より
   もドライブシャフト中心軸と直交する平面に対して緩や
   かに形成された中高速域傾斜部とを設け、上記ドライブ
   シャフトの回転加速時、上記ドライブシャフトの回転数
   が特定の回転数域に達するまで上記低速域傾斜部によっ
   て上記ウェイトローラの移動を阻止するよう構成したこ
   とを特徴とするＶベルト式無段変速機。