JP3094163B2 - 自動二輪車のｖベルト自動変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、自動二輪車のＶベルト自動変速機に係
り、詳しくは、簡単な構造で、無段階でスムーズな変速
比が得られる自動二輪車のＶベルト自動変速機に関す
る。

［従来の技術］ 自動二輪車では動力伝達装置として、例えばＶベルト
自動変速機を用いることがある。このＶベルト自動変速
機は、例えば特開昭57ー127152号公報に開示されるよう
に、エンジンのクランク軸側に駆動プーリを配置し、車
輪側に従動プーリを配置し、この駆動プーリと従動プー
リにＶベルトを巻掛けたものがある。このＶベルト自動
変速機は、駆動プーリのベルト巻掛径と、従動プーリの
ベルト巻掛径と自動的に変化して、無段階でスムーズな
変速比を得ている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、このＶベルト自動変速機を自動二輪車に備
えると、車輪側の従動プーリのベルト巻掛径が変化する
構造であるため、その分軸方向が長くなって車体の側方
へ突出する。従って、例えば、スクータのユニットスイ
ングエンジンに搭載する場合には、その分ケースが車体
側方へ突出してバンク角が小さくなることがあり、また
例えばスポーツバイクに搭載する場合にはステップ位置
が制限されることがある。

また、従動プーリのベルト巻掛径を変化させるため、
摺動面加工、バネ部材、或いは潤滑油のシール部材等が
必要であり、構造が複雑で、部品点数が嵩み、しかも材
料コストがかかる等の問題点がある。

この発明は、このような実状に鑑みてなされたもの
で、簡単な構造で、部品点数を削減し、しかも低コスト
で、コンパクトで、自動的に無段階で、スムーズな変速
比を得ることができ、しかもＶベルトの寿命が向上する
自動二輪車のＶベルト自動変速機を提供することを目的
としている。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために、この発明は、エンジンの
クランク軸側に駆動プーリを配置し、車輪側に従動プー
リを配置し、この駆動プーリと従動プーリにＶベルトを
巻掛け、前記駆動プーリのベルト巻掛径を可変とし、一
方前記従動プーリのベルト巻掛径を固定とし、この駆動
プーリと従動プーリに巻掛けられたＶベルトに張力を与
える自動二輪車のＶベルト自動変速機において、前記Ｖ
ベルトに張力を与えるテンションプーリを有するテンシ
ョンアームをアーム支持軸に揺動可能に支持し、このテ
ンションアームを低速側に対して高速側で大きくなるト
ーション荷重を有するトーションスプリングで付勢する
とともに、前記テンションプーリと前記アーム支持軸の
間に一端を係止し、前記アーム支持軸を挟んで前記テン
ションプーリの揺動範囲と反対側に他端を係止したテン
ションスプリングを設け、このテンションスプリングは
前記テンションアームの揺動により前記アーム支持軸の
位置を支点に高速側に対して低速側が大きくなるテンシ
ョン荷重を有することを特徴としている。

［作用］ この発明では、テンションプーリを有するテンション
アームを低速側に対して高速側で大きくなるトーション
荷重を有するトーションスプリングで付勢するととも
に、テンションアームの揺動によりアーム支持軸の位置
を支点に高速側に対して低速側で大きくなるテンション
荷重を有するテンションスプリングを設け、所定のトー
ション荷重にテンション荷重を加えることで、低速側か
ら高速側までＶベルトを張るのに必要なテンションプー
リの要求荷重に合った特性を与えることができ、自動的
に無段階で、スムーズな変速比を得ることができ、しか
もＶベルトの寿命が向上する。

［実施例］ 次に、添付図面と共に、この発明の実施例を詳細に説
明する。

第１図はこの発明のＶベルト自動変速機を備えた自動
二輪車の側面図、第２図は自動二輪車のユニットスイン
グエンジンの断面図、第３図は自動二輪車のユニットス
イングエンジンの側面図、第４図は自動二輪車のＶベル
ト自動変速機の側面図、第５図は自動二輪車のＶベルト
自動変速機の断面図、第６図（ａ），（ｂ）はＶベルト
に与えられる張力を説明する図である。

図中符号１は自動二輪車で、ハンドルバー２の下方に
はフロントカバー３が、さらにその下方にはフロントフ
ォーク４を介して前輪５が設けられている。フロントカ
バー３の後方には足載台６が形成され、そのさらに後方
にはリヤカバー７が設けられている。このリヤカバー７
の下方にユニットスイングエンジン８が配置され、この
後側には後輪９が取付けられている。ユニットスイング
エンジン８の前端はブラケット10を介して上下揺動自在
に連結され、後端はクッションユニット11によって弾性
的に支持されている。

ユニットスイングエンジン８には、強制空冷式２サイ
クル単気筒のエンジン12と、このエンジン12の左側面か
ら後方に延びエンジン12と一体化された右側の伝動ケー
ス13と、この伝動ケース13にボルト14で取付けられた左
側の伝動ケース15とを備えている。この両伝動ケース1
3,15の後部の一側、すなわち右側には後輪９が保持さ
れ、さらに伝動ケース13,15はエンジン12の回転を後輪
９に伝える動力伝達装置16を覆っている。

エンジン12のピストン17はコンロッド18を介してクラ
ンク軸19に連結され、この横置きのクランク軸19の右端
には発電機20が取り付けられ、この発電機20のフライホ
イール21にはファン22が固定されている。このファン22
はエンジンカバー23に設けた冷却風取入口24から外気
を、このエンジンカバー23内に吸収してエンジン12を強
制的に冷却する。

クランク軸19の左端にはＶベルト自動変速機25の駆動
プーリ26が取付けられている。この駆動プーリ26はクラ
ンク軸19上を摺動する可動プーリ半体26aと、この可動
プーリ半体26aに対向しクランク軸19の端部に固定され
た固定プーリ半体26bとを備えている。可動プーリ半体2
6aはローラ27によって回転速度に応じた押圧力で固定プ
ーリ半体26b側に押圧され、可動プーリ半体26a、固定プ
ーリ半体26b間に巻掛けられたＶベルト28のベルト巻掛
半径が回転速度の増減によって変化する。

伝動ケース15にはキック式始動装置29が設けられ、こ
のキック式始動装置29はクランク軸19の端部に固定され
た固定噛合い歯車30と、これに対向し伝動ケース15に固
定された支持軸31上を軸方向に摺動可能な可動噛合い歯
車32と、この可動噛合い歯車32に一体に形成されたはす
ば歯車33と、可動噛合い歯車32の回転に抵抗を加える抵
抗リング34と、キック軸35と、このキック軸35に固定さ
れ前記はすば歯車33に噛合するはすば歯車36と、キック
軸35から後方へ延びるように固定されたキックペダルを
有するキッククランク70と、キック軸35に復帰習性を付
与するスプリング71とを備えている。従って、キックペ
ダルの踏込みにより、はすば歯車36によってはすば歯車
33が回転され、これで可動噛合い歯車32が支持軸31上を
移動する。これにより、可動噛合い歯車32が固定噛合い
歯車30に係合し、その後可動噛合い歯車32が回転して固
定噛合い歯車30を介してクランク軸19が回動され、エン
ジン12の動が可能となる。

駆動プーリ26の回転力は、Ｖベルト28、従動プーリ3
7、遠心クラッチ38、従動軸39、減速歯車機構40を介し
て後輪軸41へ伝達される。

従動プーリ37のプーリ半体37a,37bはいずれも支持筒4
2に固定され、さらに支持筒42はベアリング43を介して
従動軸39に回動可能に支持され、従動プーリ37のベルト
巻掛半径は変化しないようになっている。支持筒42は遠
心クラッチ38の支持プレート44に固定されており、支持
プレート44には一対の摩擦シュー45が支持ピン46を支点
として回動可能に設けられており、この摩擦シュー45が
遠心力によって回動ドラム47に圧接されることで、クラ
ッチの接続が行なわれるようになっている。

従動プーリ37のベルト巻掛半径は変化しないことで、
従動プーリ37の軸方向の幅はプーリ半体37a,37bで規定
されるだけに短縮でき、これにより遠心クラッチ38が車
体側方へ突出することが抑えられる。従って、遠心クラ
ッチ38に近接して伝動ケース15を覆うようにすること
で、バンク角を小さくすることができる。

また、従動プーリ37のベルト巻掛半径は変化しないた
め、従動プーリ37側に摺動面加工、バネ部材、或いは潤
滑油のシール部材等を設ける必要がなくなり、構造が簡
単で、部品点数が作成され、しかも材料コストと低減さ
れることができる。

駆動プーリ26と従動プーリ37に巻掛られたＶベルト28
にはテンション機構48で張力が与えられており、このテ
ンション機構48のテンションプーリ49にＶベルト28が支
持されている。このテンションプーリ49はベアリング50
を介してプーリ支持軸51に設けられ、このプーリ支持軸
51はテンションアーム52に支持されている。テンション
アーム52にはカラー53が固定され、このカラー53はブッ
シュ54を介して所定のクリアランスをもってアーム支持
軸55に回動可能に支持され、さらにカラー53の外周は支
持筒56で支持されている。テンションアーム52は前記ク
リアランスによって揺動できるようになっている。この
アーム支持軸55はテンションプーリ49より従動プーリ37
側の位置で伝動ケース13に設けられ、支持筒56にはトー
ションスプリング57が装着され、このトーションスプリ
ング57の一端部57aがテンションアーム52のテンション
プーリ49と反対側の端部に係止され、他端部57bは伝動
ケース13に突設したボス58に係止されており、このトー
ションスプリング57で、テンションアーム52のテンショ
ンプーリ49によってＶベルト28を内側から外方へ広げる
方向へ付勢している。

また、テンションアーム52にはターンオーバ機構59が
設けられ、このターンオーバ機構59の支持ピン60がテン
ションアーム52のテンションプーリ49側に設けられ、こ
の支持ピン60にはテンションスプリング61の一端部61a
が係止され、さらにテンションスプリング61の他端部61
bはアーム支持軸55よりさらに後方位置で伝動ケース13
に設けられたボス62に係止されている。

Ｖベルト自動変速機25では、アライメントずれが不可
避であり、この場合プーリがＶベルト28のアライメント
ずれに追随するようにしておかないと、テンションプー
リ49が抵抗となり、効率低下や寿命が低下する原因とな
る。従い、Ｖベルト28のアライメントずれに追随できる
ように、テンションアーム52の支点をテンションプーリ
49から従動軸39寄りに設けている。このテンションアー
ム52の支点部のクリアランスにより、ベルトアライメン
トずれ方向にテンションプーリ49が追随するようにな
り、効率低下や寿命低下を防止することができる。

このテンション機構48を用いて自動変速させる場合、
低速側では駆動プーリ26のベルト巻掛径が小さく、テン
ションプーリ49は駆動プーリ26と従動プーリ37の軸間線
Ｌに離れる位置にあり、高速側では駆動プーリ26のベル
ト巻掛径が大きく、テンションプーリ49は駆動プーリ26
と従動プーリ37の軸間線Ｌに近づく位置にある。このと
きＶベルト28を張るのに必要なテンションプーリ49の要
求荷重P1は第６図（ａ）のようになるが、このプーリ荷
重を与えるのにトーションスプリング57のみを用いる
と、第６図（ａ）のトーション荷重P2で示すように必要
以上の荷重を与えてしまい、ベルト寿命が短くなる。従
って、テンションスプリング61を使ったターンオーバ機
構59を併用することにより、第６図（ｂ）に示すよう
に、所定のトーション荷重P2にテンション荷重P3を加え
ることで、要求荷重P1に合った特性を与えることがで
き、これによりＶベルト28の寿命が向上する。

このように、テンションプーリ49をＶベルト28に押圧
する付勢スプリングを２種類用い、一方は高速側へ変速
するに従って付勢力が増大し、他方はこれに相反して減
少させることで、高速側へ変速するに従ってテンション
プーリ49の付勢力が大となるのを防止し、Ｖベルト28の
耐久性を向上されている。即ち、Ｖベルト28の高速側が
使用頻度高く、θが大の方がＶベルト28にかかる力が大
となり、この無理のかかる高速側への力を減少させる。

また、テンションプーリ49をテンションアーム52の一
端に軸支し、テンションアーム52の他端を伝動ケース13
に支持し、支持点をテンションプーリ49より従動プーリ
37側に配置することで、テンションプーリ49がテンショ
ンアーム52のカラー53とアーム支持軸55とのクリアラン
スによってベルトラインの傾きに追従して傾き、Ｖベル
ト28の摩耗による耐久性を向上させることができる。

また、駆動プーリ26と従動プーリ37に巻掛られたＶベ
ルト28は駆動プーリ26のベルト巻掛径のみが変化する
が、このＶベルト28のラインは高速側でまっすぐになる
ように設定されている。即ち、Ｖベルト28のアライメン
トずれが生ずることは不可避であるが、高速側での使用
頻度が高いため、高速側でのずれを無くし、低速側でア
ライメントずれが生じるようにすることで、Ｖベルト28
の摩擦による耐久性が低下しないようにしている。

また、後輪９側の従動プーリ37に負荷がかかると、Ｖ
ベルト28に矢印方向の力Ａがかかり、駆動プーリ26のベ
ルト巻掛径が変化し、低速側へ変速され、トルクカムが
なくとも同様の効果が期待できる。

第７図乃至第９図は自動二輪車のＶベルト自動変速機
を用いた動力伝達装置の概略構成図である。

第７図では従動プーリ37から２段減速して後輪９へ動
力を伝達し、エンジンのクランク軸19の回転方向と、後
輪９の回転方向が同一であり、テンション機構48でＶベ
ルト28に内側から下方へ張力を与えている。このテンシ
ョン機構48は駆動プーリ26と従動プーリ37の軸間線Ｌよ
り上方に配置され、Ｖベルト28の上方位置に他部品等の
配置スペースを確保している。

第８図では従動プーリ37から１段減速して後輪９へ動
力を伝達し、エンジンのクランク軸の回転方向が、後輪
９の回転方向と逆であり、テンション機構48が駆動プー
リ26と従動プーリ37の軸間線Ｌより上方に配置され、Ｖ
ベルト28に内側から上方へ張力を与えている。このテン
ション機構48は上方に配置され、Ｖベルト28の下方位置
に他部品等の配置スペースを確保している。

第９図では従動プーリ37から２段減速して後輪９へ動
力を伝達し、エンジンのクランク軸19の回転方向と、後
輪９の回転方向が同一であり、テンション機構48でＶベ
ルト28の外側から内側へ張力を与えている。このテンシ
ョン機構48の配置によって、上下方向の大型化を防止す
ることができ、Ｖベルト28の回りへの他部品等の配置ス
ペースを確保している。

なお、この実施例ではスクータ型の自動二輪車にユニ
ットスイングエンジンにＶベルト自動変速機を適用して
おり、この場合特にバンク角を大きくすることができる
が、スポーツバイクのエンジンのＶベルト自動変速機に
も適用することができ、この場合には特にステップ位置
自由度が拡大する等の利点がある。

［発明の効果］ 前記のように、この発明は、テンションプーリを有す
るテンションアームを低速側に対して高速側で大きくな
るトーション荷重を有するトーションスプリングで付勢
するとともに、テンションアームの揺動によりアーム支
持軸の位置を支点に低速側に対して高速側で大きくなる
テンション荷重を有するテンションスプリングを設け、
所定のトーション荷重にテンション荷重を加えること
で、低速変から高速側までＶベルトを張るのに必要なテ
ンションプーリの要求荷重に合った特性を与えることが
でき、自動的に無段階で、スムーズな変速比を得ること
ができ、しかもＶベルトの寿命が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のＶベルト自動変速機を備えた自動二
輪車の側面図、第２図は自動二輪車のユニットスイング
エンジンの断面図、第３図は自動二輪車のユニットスイ
ングエンジンの側面図、第４図は自動二輪車のＶベルト
自動変速機の側面図、第５図は自動二輪車のＶベルト自
動変速機の断面図、第６図（ａ），（ｂ）はＶベルトに
与えられる張力を説明する図、第７図乃至第９図は自動
二輪車のＶベルト自動変速機を用いた動力伝達装置の概
略構成図である。 図面中、符号１は自動二輪車、９は後輪、12はエンジ
ン、13,15は伝動ケース、19はクランク軸、25はＶベル
ト自動変速機、26は駆動プーリ、28はＶベルト、37は従
動プーリ、39は従動軸、38は遠心クラッチ、48はテンシ
ョン機構である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンのクランク軸側に駆動プーリを配
   置し、車輪側に従動プーリを配置し、この駆動プーリと
   従動プーリにＶベルトを巻掛け、前記駆動プーリのベル
   ト巻掛径を可変とし、一方前記従動プーリのベルト巻掛
   径を固定とし、この駆動プーリと従動プーリに巻掛けら
   れたＶベルトに張力を与える自動二輪車のＶベルト自動
   変速機において、前記Ｖベルトに張力を与えるテンショ
   ンプーリを有するテンションアームをアーム支持軸に揺
   動可能に支持し、このテンションアームを低速側に対し
   て高速側で大きくなるトーション荷重を有するトーショ
   ンスプリングで付勢するとともに、前記テンションプー
   リと前記アーム支持軸の間に一端を係止し、前記アーム
   支持軸を挟んで前記テンションプーリの揺動範囲と反対
   側に他端を係止したテンションスプリングを設け、この
   テンションスプリングは前記テンションアームの揺動に
   より前記アーム支持軸の位置を支点に高速側に対して低
   速側で大きくなるテンション荷重を有することを特徴と
   する自動二輪車のＶベルト自動変速機。