JP3156431B2 - Vベルト式自動変速装置 - Google Patents

Vベルト式自動変速装置

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JP3156431B2
JP3156431B2 JP06541093A JP6541093A JP3156431B2 JP 3156431 B2 JP3156431 B2 JP 3156431B2 JP 06541093 A JP06541093 A JP 06541093A JP 6541093 A JP6541093 A JP 6541093A JP 3156431 B2 JP3156431 B2 JP 3156431B2
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桂 福山
達也 新海
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はVベルト式自動変速装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、スクータ型車両のように手軽に
走れる車種にあっては、操作の容易な自動変速装置が使
われている場合が多い。特にVベルト式自動変速装置は
古くから動力伝達装置として使われているもので、ドラ
イブプーリとドリブンプーリとを一本のVベルトで連結
し、各プーリの一方のフェースを可動にして、Vベルト
の回転半径を変えて無段階に変速比を変えるものであ
る。
【0003】近年、Vベルト式自動変速装置はトルク検
出機構を設けることを特徴としているが、この機構は、
登坂時や加速時など高トルクが必要なときに上記プーリ
が自動的に作動して即座に低速の変速比に変わるもので
ある。
【0004】図9(a)は、ドリブンプーリ1の間隔が
広く、Vベルト2が中心深くに喰込んだ高速走行状態で
ある。この状態で、例えば急に上り坂にさしかかったと
すると、車体に荷重が掛かるため後輪に直結したドリブ
ンプーリ1の回転が遅くなるが、内側のプーリ3(固定
ドリブンフェース)はVベルト2によって回転を続けよ
うとし、そこで外側のプーリ4(可動ドリブンフェー
ス)と内側のプーリ3とに回転の差ができる。
【0005】そうすると、内側プーリ3と一体に回転し
ている外側のボス5に形成された斜めのトルクカム溝6
の中に突出しているトルクカムピン7(外側プーリ4と
一体に回転している)が、トルクカム溝6の斜め角によ
って押されて内側プーリ3のほうに引き寄せられる。そ
の結果、図9(b)に示すように、双方のプーリ3,4
の間隔は狭まり、Vベルト2を外側に追いやって減速比
の大きい低速走行の状態、つまり高トルクの状態にな
る。これらの作用を一般にキックダウンと称している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
トルク検出機構にあっては、ドリブンプーリを構成する
固定ドリブンフェースと可動ドリブンフェースとの相対
回転は避けられず、そのためにVベルトとプーリ間に滑
りが生じ、Vベルトが磨耗して耐久性が低下する一方、
円滑な変速作動が行えず、また損失動力の発生をともな
っていた。
【0007】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、ドリブンプーリとVベルト間の相対滑りを防止
し、Vベルトの耐久性を向上させる一方、変速性能を向
上させ、損失動力の発生を低減させるVベルト式自動変
速装置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】本発明に係るVベルト式
自動変速装置は、上述した課題を解決するために、請求
項1に記載したように、クランクシャフトに設けられた
ドライブプーリと、ドリブンシャフトに設けられたドリ
ブンプーリとの間にVベルトを張架し、このVベルトの
それぞれのプーリに対する巻掛径をドライブプーリ側に
設けたウェイトローラに作用する遠心力と、ドリブンプ
ーリ側に設けたトルク検出機構とにより変更させるVベ
ルト式自動変速装置であって、上記ドリブンプーリは、
ミッション機構を構成するドライブシャフトの外周に、
このドライブシャフトと同心的に、かつ回動自在に設け
られた上記ドリブンシャフトと、このドリブンシャフト
の外周に回動自在に嵌装され、端部に固定ドリブンフェ
ースを固着した固定フェースボスと、この固定フェース
ボスの外周に回動自在、かつ軸方向に摺動自在に嵌装さ
れ、端部に可動ドリブンフェースを固着した可動フェー
スボスとから構成されると共に、上記ドリブンシャフト
の回転駆動力を上記ドライブシャフトに伝達するクラッ
チ機構を設けたVベルト式自動変速装置において、上記
可動フェースボスの円周面に軸方向に長孔で周方向に傾
斜したトルクカム溝を設けると共に、上記ドリブンシャ
フトにトルクカムピンを固設し、このトルクカムピンを
上記トルクカム溝に係合させて上記ドリブンシャフトに
対して上記ドリブンプーリが早く回転する際に、上記可
動ドリブンフェースの周方向に傾斜した方向に沿って上
記可動ドリブンフェースと上記固定ドリブンフェースと
の間隔を狭めるように上記可動フェースボスを移動させ
る一方、上記可動フェースボスの円周面に軸方向に延び
る長孔の結合溝を設けると共に、上記固定フェースボス
に結合ピンを固設し、この結合ピンを上記結合溝に係合
させて上記可動ドリブンフェースに対する上記固定ドリ
ブンフェースの周方向移動を規制したものである。
【0009】
【作用】上記の構成を有する本発明においては、クラン
クシャフトに設けられたドライブプーリと、ドリブンシ
ャフトに設けられたドリブンプーリとの間にVベルトを
張架し、このVベルトのそれぞれのプーリに対する巻掛
径をドライブプーリ側に設けたウェイトローラに作用す
る遠心力と、ドリブンプーリ側に設けたトルク検出機構
とにより変更させるVベルト式自動変速装置であって、
上記ドリブンプーリは、ミッション機構を構成するドラ
イブシャフトの外周に、このドライブシャフトと同心的
に、かつ回動自在に設けられた上記ドリブンシャフト
と、このドリブンシャフトの外周に回動自在に嵌装さ
れ、端部に固定ドリブンフェースを固着した固定フェー
スボスと、この固定フェースボスの外周に回動自在、か
つ軸方向に摺動自在に嵌装され、端部に可動ドリブンフ
ェースを固着した可動フェースボスとから構成されると
共に、上記ドリブンシャフトの回転駆動力を上記ドライ
ブシャフトに伝達するクラッチ機構を設けたVベルト式
自動変速装置において、上記可動フェースボスの円周面
に軸方向に長孔で周方向に傾斜したトルクカム溝を設け
ると共に、上記ドリブンシャフトにトルクカムピンを固
設し、このトルクカムピンを上記トルクカム溝に係合さ
せて上記ドリブンシャフトに対して上記ドリブンプーリ
が早く回転する際に、上記可動ドリブンフェースの周方
向に傾斜した方向に沿って上記可動ドリブンフェースと
上記固定ドリブンフェースとの間隔を狭めるように上記
可動フェースボスを移動させる一方、上記可動フェース
ボスの円周面に軸方向に延びる長孔の結合溝を設けると
共に、上記固定フェースボスに結合ピンを固設し、この
結合ピンを上記結合溝に係合させて上記可動ドリブンフ
ェースに対する上記固定ドリブンフェースの周方向移動
を規制したため、ドリブンプーリとVベルト間の相対滑
りを防止し、Vベルトの耐久性を向上させる一方、変速
性能を向上させ、損失動力の発生を低減させるVベルト
式自動変速装置を提供できる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0011】図1は、この発明を適用したスクータ型車
両の一例を示す左側面図である。
【0012】このスクータ型車両11は、車体フレーム
12の中央下部にエンジン13を搭載したパワーユニッ
トとしてのエンジンユニット14が上下方向にスイング
自在に連結される。エンジンユニット14の後部に後輪
15が支持される一方、エンジンユニット14はリヤサ
スペンション16により弾性支持され、エンジン13か
らの駆動力はエンジンユニット14内に設けられる動力
伝達機構17を通じて後輪15に伝えられるようになっ
ている。
【0013】図2は、図1のX−X線に沿う上記スクー
タ型車両11に搭載されるエンジンユニット14全体の
水平断面図である。
【0014】このエンジンユニット14前部にエンジン
13が搭載される。このエンジン13のシリンダ18内
のピストン19の往復ストロークがコンロッド20を介
してクランクシャフト21を回転運動させるようになっ
ている。このクランクシャフト21の一端にはVベルト
式自動変速装置22のドライブプーリ23が取り付けら
れており、Vベルト24を介してドリブンプーリ25に
エンジン13の駆動力が伝達される。
【0015】ドリブンプーリ25は、エンジンユニット
14の後方部に設けられたミッション機構26のドライ
ブシャフト27によって回転自在に軸支されており、上
記ドリブンプーリ25に伝達された回転駆動力は遠心ク
ラッチ機構28を介してドライブシャフト27に伝達さ
れる。
【0016】このドライブシャフト27は、減速歯車機
構であり、動力伝達装置でもあるミッション機構26を
通じて、途中アイドルシャフト29を経て後輪シャフト
30に連結され、上記ミッション機構26を介して後輪
15に回転駆動力が伝えられるようになっている。
【0017】図3は、Vベルト式自動変速装置22の一
部を構成するドライブプーリ23を示す拡大断面図であ
る。
【0018】ドライブプーリ23は、上記クランクシャ
フト21の端部に設けられた皿状の固定ドライブフェー
ス31と、この固定ドライブフェース31と対面するよ
うにクランクシャフト21上で軸方向に摺動自在に設け
られた皿状の可動ドライブフェース32とから構成され
る。
【0019】可動ドライブフェース32は、クランクシ
ャフト21に例えばスプライン嵌合等で取付けられ、可
動ドライブフェース32の反固定ドライブフェース31
側の背面には複数のウェイトローラ33が放射状に配設
され、このウェイトローラ33は可動ドライブフェース
32の背面と、これを塞ぐように設けられたランププレ
ート34間で保持される。ランププレート34は、可動
ドライブフェース32と回転一体で摺動自在に係合し
て、軸方向はスリーブ35にて定位置に保持され、ウェ
イトローラ33は可動ドライブフェース32の背面傾斜
ガイド部32aとランププレート34の対称的な傾斜ガ
イド部34a間に位置する。
【0020】また、上記可動ドライブフェース32とラ
ンププレート34との間で、複数のウェイトローラ33
間に形成される空間部には複数のスプリング36が設け
られ、可動ドライブフェース32は上記スプリング36
の弾性力で固定ドライブフェース31側、つまりドライ
ブプーリ23の拡径方向に常時押圧付勢される。
【0021】図4は、Vベルト式自動変速装置22の一
部を構成するドリブンプーリ25を示す拡大断面図であ
る。
【0022】前記ミッション機構26のドライブシャフ
ト27の外側にはベアリング37a,37bを介してス
リーブ状のドリブンシャフト38が設けられる。このド
リブンシャフト38の外周には同じくスリーブ状の固定
フェースボス39が回動自在に嵌装され、この固定フェ
ースボス39の端部には皿状の固定ドリブンフェース4
0が固着される。上記固定フェースボス39の外周には
さらにスリーブ状の可動フェースボス41が軸方向に摺
動自在、かつ周方向に回動自在に嵌装され、この可動フ
ェースボス41の端部には皿状の可動ドリブンフェース
42が固着される。そしてこの可動ドリブンフェース4
2と前記固定ドリブンフェース40とでドリブンプーリ
25を構成している。
【0023】ドリブンプーリ25の可動フェースボス4
1は、後述するドライブプレート54との間に設けられ
たスプリング55の弾性力で固定ドリブンフェース40
側へ付勢され、前記可動フェースボス41に固着された
可動ドリブンフェース42はドリブンプーリ25の拡径
方向へ常時押圧付勢される。
【0024】ところで、上記ドリブンシャフト38の円
周面には、図5(a)に示すように、図6(a)に示す
ようなトルク検出機構43の一部であるトルクカムピン
44の小径部44aが嵌合可能なピン孔45が複数個穿
設される。また、固定フェースボス39の円周面には、
図5(b)に示すように、上記トルクカムピン44の大
径部44bが係合し、かつ円周方向に移動可能な長孔の
ピン孔46と、そして図6(b)に示すような固定ドリ
ブンフェース40の周方向の動きを規制する手段である
結合ピン47が嵌合可能なピン孔48とが円周方向に互
い違いに複数個穿設される。さらに、可動フェースボス
41の円周面には、図6(c)に示すように、上記トル
クカムピン44の大径部44bが係合し、かつ斜方向に
移動可能な軸方向に長孔で、周方向に傾斜したトルク検
出機構43の一部であるトルクカム溝49と、上記結合
ピン47が係合し、かつ軸方向に移動可能な長孔の結合
溝50が円周方向に互い違いに複数個穿設される。
【0025】なお、上記トルクカムピン44は、その小
径部44aがドリブンシャフト38に穿設されたピン孔
45に固設され、また、上記結合ピン47は固定フェー
スボス39に穿設されたピン孔48に固設される。
【0026】図4において、前記ドライブシャフト27
の端部には遠心クラッチ機構28を構成するドラム状の
クラッチハウジング51が設けられ、このハウジング5
1にはドラム部51aの内壁に接する摩擦係合部材であ
るクラッチライニング52が対向するように設けられ
る。
【0027】また、上記クラッチライニング52に対応
するクラッチシュー53が前記ドライブプレート54に
設けられ、このドライブプレート54は前記ドリブンシ
ャフト38の端部に固着され、一体化される。なお、ド
リブンシャフト38は、ドライブプレートボスを兼ねて
いる。
【0028】次に、本実施例の作用について説明する。
【0029】エンジン13からの動力は、クランクシャ
フト21、ドライブプーリ23、Vベルト24、ドリブ
ンプーリ25へと伝達され、ドリブンプーリ25が回転
される。このドリブンプーリ25と一体にドリブンシャ
フト38、固定フェースボス39および可動フェースボ
ス41が回転し、これに伴ってドライブプレート54も
回転する。
【0030】ドライブプレート54に設けられたクラッ
チシュー53は、これに作用する遠心力で拡開され、こ
のクラッチシュー53に固着したクラッチライニング5
2をクラッチハウジング51のドラム部51aに押圧
し、クラッチハウジング51を介してドライブシャフト
27を回転させる。
【0031】エンジン13の回転数が低い場合は、前記
ドライブプーリ23のウェイトローラ33に作用する遠
心力はこれらを半径方向外方へ移動させるには至らず、
したがって図3の上半分に示すようにドライブプーリ2
3のベルト巻掛径γaは小さく、よって図4の下半分に
示すようにドリブンプーリ25のベルト巻掛径δbは大
きく保持され、ドライブシャフト27の回転は減速さ
れ、またこのドライブシャフト27の回転トルクは増幅
される。
【0032】一方、エンジン13の回転数が高くなり、
クランクシャフト21の回転速度が上昇すれば、上記ウ
ェイトローラ33はこれらに作用する遠心力によって半
径方向外方へ放射状に移動し、上記可動ドライブフェー
ス32を固定ドライブフェース31側へ押圧する。この
場合、可動ドライブフェース32にはスプリング36の
作用により常時可動ドライブフェース32を固定ドライ
ブフェース31側へ押圧する力が作用しているため、結
局可動ドライブフェース32にはスプリング36による
押圧力と前記ウェイトローラ33の移動によって発生す
る押圧力の合力が作用する。可動ドライブフェース32
にこの合力が作用する結果、固定ドライブフェース31
と可動ドライブフェース32との間隔は狭められ、ドラ
イブプーリ23のベルト巻掛径γbは図3の下半分に示
すように拡大する。
【0033】一方、Vベルト24のドライブプーリ23
による拡径引張動によりドリブンプーリ25において
は、Vベルト24は固定ドリブンフェース40と可動ド
リブンフェース42との間の半径方向内方へ喰込む。こ
れに伴って可動ドリブンフェース42はスプリング55
の弾性力に抗して図4の上半分に示すように左動し、ド
リブンプーリ25のベルト巻掛径δaは縮小し、ドライ
ブシャフト27の回転が増幅されて変速が行われる。
【0034】例えばドライブシャフト27の高速回転状
態において、このドライブシャフト27に一定以上に負
荷がかかった場合、例えば登坂時や加速時などは、この
負荷はクラッチハウジング51、クラッチシュー53、
ドライブプレート54、そしてドリブンシャフト38を
経てトルクカムピン44および結合ピン47に伝達さ
れ、図7(a),(b),(c)および図8(a),
(b),(c)に示すようにトルクカムピン44および
結合ピン47に周方向の反力を作用させる。この時、可
動フェースボス41は図4の下半分および図8(a),
(b),(c)に示すように軸方向に長孔で、周方向に
傾斜したトルクカム溝49に沿って軸方向に右動し、可
動ドリブンフェース42と固定ドリブンフェース40と
の間隔を狭めるが、固定フェースボス39は可動フェー
スボス41との結合ピン47により、結合溝50に沿っ
て軸方向に右動はするが、可動フェースボス41との相
対回転は起こさない。
【0035】上述した実施例においては、従来可動ドリ
ブンフェース42が固定ドリブンフェース40に対して
相対回転しつつ軸方向に移動していたものを、固定ドリ
ブンフェース40に対しては軸方向の移動のみを許容し
て相対回転を規制し、相対回転動はドリブンシャフト3
8と固定フェースボス39に負担させたため、固定フェ
ースボス39と可動フェースボス41との相対回転が防
止され、Vベルト24のドリブンプーリ25での滑りが
防止されるので、Vベルト24の磨耗による耐久性の低
下、喪失動力の増大とも発生せず、キックダウン時、お
よび通常変速時においての変速がスムーズ、かつ効率よ
く達成され、また、Vベルト24の滑りによる騒音も低
減できる。
【0036】また、上述したように、ドリブンプーリ2
5において、可動ドリブンフェース42が固定ドリブン
フェース40側へ移動すれば固定ドリブンフェース40
と可動ドリブンフェース42との間隔が図4の下半分に
示すようにドリブンプーリ25のベルト巻掛径δbは拡
大し、逆にドライブプーリ23の巻掛径γaは図3の上
半分に示すように縮小し、ドライブシャフト27の回転
は減速されると共にトルクは増幅され、登坂や加速に必
要なトルクが得られる。
【0037】なお、上述した実施例は本発明をスクータ
型車両に適用した例を示したが、Vベルト式自動変速装
置を備えたあらゆる車両に適用できる。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るVベ
ルト式自動変速装置によれば、クランクシャフトに設け
られたドライブプーリと、ドリブンシャフトに設けられ
たドリブンプーリとの間にVベルトを張架し、このVベ
ルトのそれぞれのプーリに対する巻掛径をドライブプー
リ側に設けたウェイトローラに作用する遠心力と、ドリ
ブンプーリ側に設けたトルク検出機構とにより変更させ
るVベルト式自動変速装置であって、上記ドリブンプー
リは、ミッション機構を構成するドライブシャフトの外
周に、このドライブシャフトと同心的に、かつ回動自在
に設けられた上記ドリブンシャフトと、このドリブンシ
ャフトの外周に回動自在に嵌装され、端部に固定ドリブ
ンフェースを固着した固定フェースボスと、この固定フ
ェースボスの外周に回動自在、かつ軸方向に摺動自在に
嵌装され、端部に可動ドリブンフェースを固着した可動
フェースボスとから構成されると共に、上記ドリブンシ
ャフトの回転駆動力を上記ドライブシャフトに伝達する
クラッチ機構を設けたVベルト式自動変速装置におい
て、上記可動フェースボスの円周面に軸方向に長孔で周
方向に傾斜したトルクカム溝を設けると共に、上記ドリ
ブンシャフトにトルクカムピンを固設し、このトルクカ
ムピンを上記トルクカム溝に係合させて上記ドリブンシ
ャフトに対して上記ドリブンプーリが早く回転する際
に、上記可動ドリブンフェースの周方向に傾斜した方向
に沿って上記可動ドリブンフェースと上記固定ドリブン
フェースとの間隔を狭めるように上記可動フェースボス
を移動させる一方、上記可動フェースボスの円周面に軸
方向に延びる長孔の結合溝を設けると共に、上記固定フ
ェースボスに結合ピンを固設し、この結合ピンを上記結
合溝に係合させて上記可動ドリブンフェースに対する上
記固定ドリブンフェースの周方向移動を規制したため、
ドリブンプーリとVベルト間の相対滑りを防止し、Vベ
ルトの耐久性を向上させる一方、変速性能を向上させ、
損失動力の発生を低減させるVベルト式自動変速装置を
提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るVベルト式自動変速装置の一実施
例を示すスクータ型車両の左側面図。
【図2】図1のX−X線に沿うエンジンユニット全体の
水平断面図。
【図3】Vベルト式自動変速装置の一部を構成するドラ
イブプーリを示す拡大断面図。
【図4】Vベルト式自動変速装置の一部を構成するドリ
ブンプーリを示す拡大断面図。
【図5】(a),(b)および(c)は、ドリブンシャ
フト、固定フェースボスおよび可動フェースボスに穿設
される孔および溝を示す図。
【図6】(a)および(b)は、トルクカムピンおよび
結合ピンを示す図。
【図7】(a),(b)および(c)は、高速時のトル
ク検出機構の位置を示す図。
【図8】(a),(b)および(c)は、トルク検出機
構が作用した状態を示す図。
【図9】(a)および(b)は、従来のトルク検出機構
の作用を示す図。
【符号の説明】
11 スクータ型車両 14 エンジンユニット 21 クランクシャフト 22 Vベルト式自動変速装置 23 ドライブプーリ 24 Vベルト 25 ドリブンプーリ 27 ドライブシャフト 28 遠心クラッチ機構 31 固定ドライブフェース 32 可動ドライブフェース 33 ウェイトローラ 38 ドリブンシャフト 39 固定フェースボス 40 固定ドリブンフェース 41 可動フェースボス 42 可動ドリブンフェース 43 トルク検出機構 44 トルクカムピン 45,46,48 ピン孔 47 結合ピン(固定ドリブンフェースの周方向の動き
を規制する手段) 49 トルクカム溝 50 結合溝(固定ドリブンフェースの周方向の動きを
規制する手段) 54 ドライブプレート
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−151052(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16H 9/12 B62M 9/06 F16H 9/18

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クランクシャフトに設けられたドライブ
    プーリと、ドリブンシャフトに設けられたドリブンプー
    リとの間にVベルトを張架し、このVベルトのそれぞれ
    のプーリに対する巻掛径をドライブプーリ側に設けたウ
    ェイトローラに作用する遠心力と、ドリブンプーリ側に
    設けたトルク検出機構とにより変更させるVベルト式自
    動変速装置であって、上記ドリブンプーリは、ミッショ
    ン機構を構成するドライブシャフトの外周に、このドラ
    イブシャフトと同心的に、かつ回動自在に設けられた上
    記ドリブンシャフトと、このドリブンシャフトの外周に
    回動自在に嵌装され、端部に固定ドリブンフェースを固
    着した固定フェースボスと、この固定フェースボスの外
    周に回動自在、かつ軸方向に摺動自在に嵌装され、端部
    に可動ドリブンフェースを固着した可動フェースボスと
    から構成されると共に、上記ドリブンシャフトの回転駆
    動力を上記ドライブシャフトに伝達するクラッチ機構を
    設けたVベルト式自動変速装置において、上記可動フェ
    ースボス41の円周面に軸方向に長孔で周方向に傾斜し
    たトルクカム溝49を設けると共に、上記ドリブンシャ
    フト38にトルクカムピン44を固設し、このトルクカ
    ムピン44を上記トルクカム溝49に係合させて上記ド
    リブンシャフト38に対して上記ドリブンプーリ25が
    早く回転する際に、上記可動ドリブンフェース42の周
    方向に傾斜した方向に沿って上記可動ドリブンフェース
    42と上記固定ドリブンフェース40との間隔を狭める
    ように上記可動フェースボス41を移動させる一方、上
    記可動フェースボス41の円周面に軸方向に延びる長孔
    の結合溝50を設けると共に、上記固定フェースボス3
    9に結合ピン47を固設し、この結合ピン47を上記結
    合溝50に係合させて上記可動ドリブンフェース42に
    対する上記固定ドリブンフェース40の周方向移動を規
    制したことを特徴とするVベルト式自動変速装置。
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