JP4776213B2

JP4776213B2 - Ｖベルト式自動変速機

Info

Publication number: JP4776213B2
Application number: JP2004341048A
Authority: JP
Inventors: 義之関谷; 秀男石川
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-11-25
Filing date: 2004-11-25
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2024-11-25
Also published as: JP2006153057A

Description

本発明はＶベルト式自動変速機に関するものであり、特に駆動プーリの可動半体のクランク軸への組み付け構造に関するものである。

駆動プーリの固定半体は、駆動軸に固定されるものであり、駆動プーリの可動半体は、駆動軸に対して、相対回転不能かつ軸方向移動可能となるよう、スプライン構造のガイド部によって駆動軸に組み付けられるものである。

従来の可動半体は、そのボス部の全長にわたって、比較的長いスプラインが形成され、またそれに対応して、駆動軸側にも比較的長いスプラインが露出した状態で形成されていた（例えば、特許文献１参照。）。このため、スプライン部の精度ばらつきによる可動プーリの作動性確保や、スプライン部への埃の侵入防止を十分になし得なかった。

特許第２９６７３７４号公報（図１）。

本発明は、駆動プーリの組み付け性を損なうことなく、ガイド部の埃の侵入も防止できる構造を提供し、Ｖベルト式自動変速機の作動性、耐久性の向上を図ろうとするものである。

本発明は上記課題を解決したものであって、請求項１に記載の発明は、駆動軸（11）に移動不能に固定された固定半体（48）と、上記固定半体（48）と共同してＶベルト（55）を挟持すると共に、上記駆動軸（11）の軸方向に移動可能な可動半体（49）とからなる駆動プーリ（47）を備えたＶベルト式自動変速機において、上記固定半体（48）は上記駆動軸（11）にスプライン嵌挿され、上記可動半体（49）は、Ｖベルト（55）を保持する傘状フランジ部（49Ａ）と筒状軸部（49Ｂ）とから構成され、上記駆動軸（11）に固定されたガイドスリーブ（65）が、その外周で上記可動半体（49）の筒状軸部（49Ｂ）に係合して上記可動半体（49）を軸方向に移動可能かつ相互回動不可能に支持し、同じく駆動軸（11）に固定された第１の支持スリーブ（64）と第２の支持スリーブ（66）とが、その外周で上記可動半体（49）の筒状軸部（49Ｂ）を支持し、上記ガイドスリーブ（65）は上記可動半体（49）の筒状軸部（49Ｂ）の内側に設けられ、上記支持スリーブ（64）（66）は上記ガイドスリーブ（65）と同軸的に並べて設けられ、上記ガイドスリーブ（65）は、内周部に上記駆動軸（11）と係合するスプライン（65ａ）が形成され、外周部に上記可動半体（49）の筒状軸部（49Ｂ）と係合するスプライン（65ｂ）が形成されており、上記支持スリーブ（64）（66）は、内周部および外周部が共に円筒面状に形成され、前記ガイドスリーブ（65）は前記第１の支持スリーブ（64）と前記第２の支持スリーブ（66）に挟まれるように前記駆動軸（11）に嵌挿され、さらにその軸端側で前記固定半体（48）は前記駆動軸（11）に嵌挿され、該軸端のねじ（11ｆ）に螺着されたナット（68）によって締められたことを特徴とするＶベルト式自動変速機に関するものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＶベルト式自動変速機において、前記駆動軸（11）には、前記第１の支持スリーブ（64）と前記ガイドスリーブ（65）とを嵌挿する第１の小径部（11Ａ）が設けられるとともに、前記第２の支持スリーブ（66）と前記固定半体（48）を嵌挿する第２の小径部（11Ｂ）が設けられたことを特徴とするものである。

請求項１の発明によって、可動半体の組み付け性を低下させることなく、可動半体が筒状軸部上に安定して支持されると共に、可動半体の筒状軸部の内側にガイド部が形成されて、筒状軸部自体によって保護されるため、埃の進入を防止できるのと共に、作動性および耐久性を向上させることができる。
また、可動半体の支持構造を簡素化しつつ、駆動軸の回転力を可動半体に確実に伝達することができる。

図１は本発明に係るパワーユニット１の側面図である。このパワーユニットはスクータ型自動二輪車の後部に上下揺動可能に搭載されるもので、駆動輪である後輪５の前方に配置される内燃機関２と動力伝達装置３と後輪支持部４と後輪５とを一体化して構成されている。内燃機関は頭上弁式４ストロークサイクル単気筒の水冷式内燃機関である。

このパワーユニット１の内燃機関２は、クランクケース６と、シリンダブロック７と、シリンダヘッド８と、シリンダヘッドカバー９とに囲まれた部分よりなり、クランクケース６の前端に略水平方向に指向したシリンダブロック７が結合され、同シリンダブロック７の前端にシリンダヘッド８が結合され、同シリンダヘッド８の前端にシリンダヘッドカバー９が結合されている。

図２は図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。クランクケース６は左クランクケース６Ａ、右クランクケース６Ｂとからなっている。左右のクランクケース６Ａ、６Ｂに保持されたローラベアリング10Ａとボールベアリング10Ｂに、クランク軸11が回転可能に支持されている。一方、シリンダブロック７に形成されたシリンダ穴12にピストン13が摺動可能に嵌装されている。クランク軸11およびピストン13に、それぞれクランクピン14およびピストンピン15を介して、コンロッド16の両端が枢支されている。ピストン13が往復動すると、それに伴ってクランク軸11が回転する。ピストン13の端面に向き合うシリンダヘッド８の底面には燃焼室20が形成され、点火プラグ21が外部から装着され、その先端が上記燃焼室20に臨んでいる。

図１において、シリンダヘッド８の上側には上記燃焼室20に連なる吸気ポート22、シリンダヘッド８の下側には燃焼室20に連なる排気ポート23が形成されている。吸気ポート22の燃焼室側開口を開閉する吸気弁24と排気ポート23の燃焼室側開口を開閉する排気弁25が、シリンダヘッド８に摺動可能に嵌挿されている。

図２において、シリンダヘッド８とシリンダヘッドカバー９の間にクランク軸11と平行にカム軸26が支承され、カム軸26に設けられた吸気用カム27、排気用カム28によって、吸気弁24、排気弁25が開閉駆動される。クランク軸11の右部に設けられた駆動スプロケット30とカム軸26の端に設けられた従動スプロケット31との間に巻き掛けられた無端状チェーン32によって、カム軸26はクランク軸11によって、クランク軸11の１／２の回転数で、回転駆動される。

右クランクケース６Ｂの外側に右クランクケースカバー33が設けてあり、その内面に固定されたステータ34と、クランク軸11に固定され上記ステータ34を囲むロータ35とから、発電機36が構成されている。発電機36に隣接して設けてある従動歯車37は図示していないスタータモータからの回転駆動を受けるための歯車である。

パワーユニット１における動力伝達装置３の本体ケース38は、右変速機ケース39、左変速機ケース40および仕切り壁41から構成されている。右変速機ケース39は左クランクケース６Ａと一体に製作されている。左変速機ケース40と仕切り壁41は右変速機ケース39に結合されている。動力伝達装置３の本体ケース38自体は後輪支持部４を兼ねている。動力伝達装置３は、Ｖベルト変速機45と歯車減速機46とからなっている。Ｖベルト変速機45は、前半部が、左変速機ケース40と右変速機ケース39との間、後半部が、左変速機ケース40と仕切り壁41との間に設けられ、歯車減速機46は、仕切り壁41と右変速機ケース39との間に設けられている。

Ｖベルト変速機45の駆動軸は、クランク軸11そのものであり、同クランク軸11の左端部にＶベルト変速機45の駆動プーリ47が設けてある。駆動プーリ47は固定半体48と可動半体49とを備えて構成されている。Ｖベルト変速機45の従動軸50は、右変速機ケース39と仕切り壁41とに回転自在に支持されており、この従動軸50に遠心クラッチ51を介してＶベルト変速機40の従動プーリ52が設けてある。従動プーリ52は固定半体53と可動半体54とを備えて構成されている。駆動プーリ47と従動プーリ52とに無端状Ｖベルト55が架渡され、駆動プーリ47の回転が従動プーリ52に伝達される。従動プーリ52の回転数が所定回転数を越えると、従動プーリ52と従動軸50との間に設けられている遠心クラッチ51が接続状態となり、従動軸50が回転を始める。

歯車減速機46は３本の回転軸に設けられた歯車群によって構成されている。第１の軸は、右変速機ケース39と仕切り壁41とに支持されているＶベルト変速機45の従動軸50の右半部であり、小径歯車56が形成されている。第２の軸は、右変速機ケース39と仕切り壁41とに回転自在に支持されている中間軸57であり、上記従動軸50の小径歯車56に噛合う大径歯車58が一体に嵌着されるとともに、それに隣接して小径歯車59が形成されている。第３の軸は、仕切り壁41と右変速機ケース39と内燃機関本体に結合されているアーム62とに回転自在に支持されている後輪軸60であり、上記中間軸57の小径歯車59に噛合う大径歯車61が嵌着されている。この構成によって、従動軸50のトルクは、上記減速歯車群を介して減速されて後輪軸60に伝達される。後輪軸60には、後輪５が一体的に固定されている。

図３は駆動プーリ47とその周辺部材のクランク軸11への組み付け状態を示す断面図である。図において、駆動プーリ固定半体48は全体がアルミ合金製である。駆動プーリ可動半体49は、傘状のフランジ部49Ａがアルミ合金製、筒状軸部49Ｂがスチール製である。これは、あらかじめ製作されている筒状軸部49Ｂの端にフランジ部49Ａが鋳造によって一体的に形成されたものである。スリーブ64、65、66はスチール製である。

クランク軸11の左半部には、段差11ａと段差11ｂで区切られた第１の小径部11Ａと、段差11ｂと段差11ｃで区切られた第２の小径部11Ｂが形成されている。第１の小径部11Ａの端にはスプライン11ｄ、第２の小径部11Ｂの端にはスプライン11ｅが設けてある。

第１の小径部11Ａには、ボールベアリング63の内輪、第１の支持スリーブ64、およびガイドスリーブ65が嵌挿され、第２の小径部11Ｂには、第２の支持スリーブ66と駆動プーリ固定半体48が嵌装されている。上記各部材は、クランク軸11の端部のねじ11ｆに、ワッシャ67を介して螺着されたナット68で締められ、クランク軸11方向に移動不能に固定される。上記部材のうち、ガイドスリーブ65はその内側のスプライン65ａを介して第１の小径部11Ａのスプライン11ｄに嵌装され、駆動プーリ固定半体48はクランク軸挿通孔の内側のスプライン48ａを介して第２の小径部11Ｂのスプライン11ｅに嵌装され、これによって、これらの部材はクランク軸11に対して相対回転不能に固定される。駆動プーリ固定半体48はクランク軸11からトルクを受けてクランク軸11と共に回転する。

駆動プーリ可動半体49は、上記固定半体に対向する傘状のフランジ部49Ａと、上記スリーブ64、65、66を囲み、上記フランジ部49Ａと一体に形成された筒状軸部49Ｂとからなっている。駆動プーリ可動半体49の筒状軸部49Ｂの内側には、内方へ突出する突起状スプライン49Ｂａが形成され、上記ガイドスリーブ65の外周に形成された外側スプライン65ｂに嵌合している。上記ガイドスリーブ65の外側スプライン65ｂは軸方向に長いスプラインであるから、上記突起状スプライン49Ｂａは、そのガイド溝の中で軸方向に摺動可能である。したがって、駆動プーリ可動半体49は、クランク軸11に対しては相対回転不可であるが、軸方向には移動可能に保持される。スプライン11ｄ、65ａ、65ｂ、49Ｂａによって、駆動プーリ可動半体49はクランク軸11からトルクを受けてクランク軸11と共に回転する。ガイドスリーブ65の外側スプライン65ｂの溝にはグリースが塗布され、可動半体筒状軸部49Ｂの突起状スプライン49Ｂａの摺動を円滑化している。可動半体筒状軸部49Ｂの両端部には、上記グリースの漏出防止と埃の侵入防止のためのシール69が設けてある。

図４は図３のＩＶ−ＩＶ断面の軸部のみ（ボールベアリング等を除く）の拡大断面図である。互いに噛み合っているクランク軸11のスプライン11ｄとガイドスリーブ65の内側スプライン65ａはインボリュートスプラインであり、ガイドスリーブ65の外側スプライン65ｂとこれに噛み合う突起状スプライン49Ｂａもインボリュートスプラインである。突起状スプラインの移動に伴う空気やグリースの移動を可能にするために、ガイドスリーブの外周面と可動半体筒状軸部49Ｂの内周面との間には隙間70が設けてある。

図３において、駆動プーリ可動半体49の筒状軸部49Ｂの外周にはボールベアリング72の内輪が軸方向相対移動不能に装着され、その外輪は、スライドギヤ73の一端部の内周に軸方向相対移動不能に保持されている。すなわちスライドギヤ73と可動半体49とは、クランク軸方向には一体的に移動するが、回転方向には別個の動きが可能である。

上記クランク軸11に装着されているボールベアリング63の外輪は、クランク軸11を同軸的に囲む円筒状ねじ軸74の内周に軸方向相対移動不可に保持されている。上記スライドギヤ73の他端部内周のねじ部73ａが上記ねじ軸74の外周のねじ部74ａに螺合させてある。上記ねじ軸74には、ねじ軸固定板75が固着され、その端部は左クランクケース６Ａに固定されている。上記のボールベアリング72、スライドギヤ73、ねじ軸74、ねじ軸固定板75によって、駆動プーリ可動半体49を軸方向に駆動するスライダー機構71が構成されている。

図５は、駆動プーリ47、スライダー機構71、およびスライドギヤ73を回転駆動するアクチュエータ80の断面展開図である。アクチュエータ80は、電動モータ81と歯車減速機構82とによって構成されている。上記電動モータ81は車速とスロットル開度と内燃機関の回転数に応じて自動的に回転が制御されるものである。左クランクケース６Ａに減速歯車ケース83が取り付けられ、減速歯車室84が形成されている。取付け板85を介して、電動モータ81が減速歯車ケース83に取付けられ、同モータの回転軸に刻設されたピニオン86が減速歯車室84の中に突入している。

上記ピニオン86に噛み合う大径歯車87と、これに隣接する小径歯車88とが一体に構成された第１中間歯車89が左クランクケース６Ａと減速歯車ケース83にボールベアリング90を介して回転可能に支持されている。

上記小径歯車88に噛み合う大径歯車91と、これに一体的に隣接する小径歯車92とが、回転軸93に嵌挿されて一体となっている第２中間歯車94が左クランクケース６Ａと減速歯車ケース83にボールベアリング95を介して回転可能に支持されている。上記小径歯車92は軸方向寸法が長い歯車で、この軸方向の任意の位置で、上記スライドギヤ73との噛合いが可能となっている。

上記第２中間歯車94の回転軸93の端部に歯車93ａが設けてあり、減速歯車ケース83に回転可能に設けられたストロークセンサ軸96の周囲部に設けられたウオーム96ａと噛み合っている。ストロークセンサ99（図１参照）は駆動プーリ可動半体49のストロークを検出するものである。

上記ねじ軸74には、ねじ軸固定板75が固着され、ねじ軸固定板75の端部には円筒状の取付け筒77が防振ラバー76を介して設けてあり、ボルト78で左クランクケース６Ａに固定することによって、上記ねじ軸74は、左クランクケース６Ａに対して、クランク軸の振れを吸収しつつ、クランク軸方向移動不可、回転不可に位置決めされる。電動モータ81が始動していない時は、スライドギヤ73は静止している。内燃機関が運転されると、駆動プーリ固定半体48、駆動プーリ可動半体49、はクランク軸11とともに回転するが、ボールベアリング72の介在によって、スライドギヤ73は、クランク軸11の回転の影響を受けず、静止している。

電動モータ81が制御指令に応じて正方向に回転すると、第１、第２中間歯車89、94を経由して動力が伝達され、スライドギヤ73が回転し、ねじ軸74のねじ部74ａに噛み合っているスライドギヤ73のねじ部73ａの回転によって、スライドギヤ73自体がクランク軸11の軸方向へ移動し、ボールベアリング72と筒状軸部49Ｂを介して駆動プーリ可動半体49を押し、駆動プーリ固定半体48との間隔を狭め、Ｖベルトをトップ位置Ｔの方へ移動させる。電動モータ81が制御指令に応じて逆方向に回転すると、上記とは逆の過程によって、駆動プーリ固定半体48と駆動プーリ可動半体49との間隔が広がり、Ｖベルトはロー位置Ｌの方へ移動する。なお、スライドギヤ73のロー側ストッパ75ａはねじ軸固定板75の他端に設けてあり、スライドギヤ73のトップ側ストッパ97は左クランクケース６Ａにボルト98で固定してある。

以上詳述したように、本発明の実施形態においては、下記の効果がもたらされる。
（１）駆動軸11に固定されたガイドスリーブ65が、その外周で可動半体の筒状軸部49Ｂに形成された突起状スプライン49Ｂａに係合して可動半体49を軸方向に移動可能かつ軸に対して回動不能に支持し、同じく駆動軸11に固定された支持スリーブ64、66が、その外周で上記可動半体の筒状軸部49Ｂを支持し、また、ガイドスリーブ65は上記可動半体の筒状軸部49Ｂの内側に配置され、上記支持スリーブ64、66はガイドスリーブと同軸的に並べて設けられ、さらに筒状軸部49Ｂの両端部にはシール部材69が設けてあるので、可動半体49の組み付け性を低下させることなく、可動半体が筒状軸部49Ｂ上に安定して支持されると共に、可動半体の筒状軸部49Ｂの内側にガイド部が形成されて、筒状軸部自体によって保護されるため、埃の進入を防止できるのと共に、作動性および耐久性を向上させることができる。
（２）ガイドスリーブ65には、内周部に駆動軸11と係合するスリーブ65ａが形成され、外周部に可動半体の筒状軸部49Ｂと係合するスリーブ65ｂが形成されており、上記支持スリーブ64、66は、内周部および外周部が共に円筒面状に形成されているので、可動半体の支持構造を簡素化しつつ、駆動軸11の回転力を可動半体49に確実に伝達することができる。

本発明に係るパワーユニットの側面図である。図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。駆動プーリとその周辺部材のクランク軸への組み付けを示す断面図である。図３のＩＶ−ＩＶ断面の軸部のみの拡大図である。駆動プーリ、スライダー機構、およびアクチュエータの断面展開図である。

符号の説明

11…クランク軸、11ｄ…スプライン、47…駆動プーリ、48…駆動プーリ固定半体、49…駆動プーリ可動半体、49Ａ…フランジ部、49Ｂ…筒状軸部、49Ｂａ…突起状スプライン、64…第１の支持スリーブ、65…ガイドスリーブ、65ａ…内側スプライン、65ｂ…外側スプライン、66…第２の支持スリーブ。

Claims

駆動軸（11）に移動不能に固定された固定半体（48）と、上記固定半体（48）と共同してＶベルト（55）を挟持すると共に、上記駆動軸（11）の軸方向に移動可能な可動半体（49）とからなる駆動プーリ（47）を備えたＶベルト式自動変速機において、
上記固定半体（48）は上記駆動軸（11）にスプライン嵌挿され、
上記可動半体（49）は、Ｖベルト（55）を保持する傘状フランジ部（49Ａ）と筒状軸部（49Ｂ）とから構成され、
上記駆動軸（11）に固定されたガイドスリーブ（65）が、その外周で上記可動半体（49）の筒状軸部（49Ｂ）に係合して上記可動半体（49）を軸方向に移動可能かつ相互回動不可能に支持し、
同じく駆動軸（11）に固定された第１の支持スリーブ（64）と第２の支持スリーブ（66）とが、その外周で上記可動半体（49）の筒状軸部（49Ｂ）を支持し、
上記ガイドスリーブ（65）は上記可動半体（49）の筒状軸部（49Ｂ）の内側に設けられ、上記支持スリーブ（64）（66）は上記ガイドスリーブ（65）と同軸的に並べて設けられ、
上記ガイドスリーブ（65）は、内周部に上記駆動軸（11）と係合するスプライン（65ａ）が形成され、外周部に上記可動半体（49）の筒状軸部（49Ｂ）と係合するスプライン（65ｂ）が形成されており、上記支持スリーブ（64）（66）は、内周部および外周部が共に円筒面状に形成され、
前記ガイドスリーブ（65）は前記第１の支持スリーブ（64）と前記第２の支持スリーブ（66）に挟まれるように前記駆動軸（11）に嵌挿され、さらにその軸端側で前記固定半体（48）は前記駆動軸（11）に嵌挿され、該軸端のねじ（11ｆ）に螺着されたナット（68）によって締められたことを特徴とするＶベルト式自動変速機。
前記駆動軸（11）には、前記第１の支持スリーブ（64）と前記ガイドスリーブ（65）とを嵌挿する第１の小径部（11Ａ）が設けられるとともに、前記第２の支持スリーブ（66）と前記固定半体（48）を嵌挿する第２の小径部（11Ｂ）が設けられたことを特徴とする請求項１に記載のＶベルト式自動変速機。