JP4879149B2 - Ｖベルト式無段変速機 - Google Patents

Description

本発明は、プーリ可動半体駆動機構のコンパクト化を図ったＶベルト式無段変速機に関するものである。

電動モータによって変速比を変化させるＶベルト式無段変速機においては、パワーユニットをコンパクトに構成するために、電動モータ、プーリ制御部減速ギヤ機構、プーリ可動半体位置センサ等のレイアウトの適正化が要請される。従来の技術においては、プーリ制御部減速ギヤ機構とプーリ可動半体駆動機構の軸方向移動ネジ部材のフランジが干渉しないように、側面視で重ならないよう離して配置されているため、電動モータから軸方向移動ネジ部材までの距離が長くなり、プーリ可動半体駆動機構が大型化していた（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００７−２４２４０号公報（図３）。

本発明は、電動モータから軸方向移動ネジ部材までの距離を短縮する構造を提案し、Ｖベルト式無段変速機のコンパクト化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、
クランク軸(25)上に固定支持されるプーリ固定半体(66)と、
クランク軸(25)上に軸方向移動可能に支持されるプーリ可動半体(67)と、
前記プーリ固定半体(66)とプーリ可動半体(67)との間で挟持されるベルト(14)とを備え、
クランク軸(25)に軸方向移動が阻止された状態で支持され電動モータ(28)から減速ギヤ機構(29)を介して回転駆動される定位置回転ネジ部材(89)と、
前記前記定位置回転ネジ部材(89)に嵌合しクランク軸回りの回転が阻止された状態でクランク軸方向に移動可能に前記プーリ可動半体(67)に保持される軸方向移動ネジ部材(95)とからなるネジ式送り機構を備えたＶベルト式無段変速機において、
前記減速ギヤ機構(29)は、前記電動モータ(28)のピニオン(105)に噛み合う第１中間歯車(108)と、前記第１中間歯車(108)に噛み合う第２中間歯車(113)とから構成され、
前記第２中間歯車(113)は、前記第１中間歯車(108)に噛み合う大径歯車(110)と前記定位置回転ネジ部材(89)に一体に設けられた歯車(88)に噛み合う小径歯車(111)とが回転軸(112)に前記小径歯車(111)を前記大径歯車(110)よりクランク軸(25)の軸方向内側にして嵌挿されて一体化されて構成され、
前記軸方向移動ネジ部材(95)は、前記定位置回転ネジ部材(89)の内周ネジ部に外周ネジ部が係合される円筒部材(92)と前記定位置回転ネジ部材(89)の外周の一部を覆うとともに回り止め部(93b)が設けられる環状部材(93)とが前記円筒部材(92)のクランク軸(25)の軸方向外側端部に形成されるフランジ部(92a)の外周縁部に環状部材(93)がクランク軸(25)に垂直な互いの締結合せ面で締結されて構成され、
前記軸方向移動ネジ部材(95)のフランジ部(92a)と前記環状部材(93)との締結合せ面が、前記第２中間歯車(113)の大径歯車(110)におけるクランク軸(25)の軸方向外側の面よりもクランク軸(25)の軸方向内側に配置され、
前記軸方向移動ネジ部材(95)のフランジ部(92a)の外周および前記環状部材(93)の外周に、前記第２中間歯車(113)の大径歯車(110)の歯先に沿った切欠き(92x,93x)を設けたことを特徴とするＶベルト式無段変速機である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＶベルト式無段変速機において、
前記回り止め部(93b)の回転を規制するガイド片(96)を変速機ケース(37)内に設け、前記回り止め部(93b)の前記ガイド片(96)に当接する箇所に樹脂製シュー(99)を取り付けたことを特徴とするものである。

請求項１の発明において、
軸方向移動ネジ部材は回り止め部によって回転しないように規制されているので、上記ネジ部材のフランジ部と減速ギヤとの干渉を避けるために、上記軸方向移動ネジ部材のフランジ部を切欠くことが出来る。これによって軸間距離を短縮することができるので、プーリ可動半体駆動機構を小型化し、パワーユニットをコンパクト化することが出来る。

請求項２の発明において、
樹脂製シューによって軸方向移動ネジ部材の軸方向スライドをスムーズにすることができると共に、回り止め部とガイド片との間に生じる騒音を抑制することが出来る。

図１は本発明の一実施形態に係るパワーユニットＰを搭載した自動二輪車１の側面図、図２は上記自動二輪車１の後部の拡大図である。図１において、この自動二輪車１の車体フレームＦｒは、フロントフォーク２を回動可能に支承するヘッドパイプ３と、同ヘッドパイプ３から後下がりに伸びるメインフレーム４と、一端がメインフレーム４の中間部に接続されて後上がりに伸びる左右一対のリヤフレーム５と、ヘッドパイプ３から下方に伸び後方へ曲がりメインフレーム４の下端に接続されるダウンフレーム６と、上記メインフレーム４の下端とリヤフレーム５の中間部とを接続するミドルフレーム７とから構成されている。フロントフォーク２の下端には前輪ＷＦが軸支され、フロントフォーク２の上部には操向ハンドル８が連結され、前輪の上方を覆うフロントフェンダ９が、フロントフォーク２に支持されている。メインフレーム４とダウンフレーム６の間に燃料タンク10が設けてある。

図２を併せて参照して、リヤフレーム５とミドルフレーム７の両側面にピボットプレート150が固着されている。同ピボットプレート150にピボット軸151を介して保持された懸架リンク152と、パワーユニットＰと一体のエンジンハンガー39と、支持軸153を介して、パワーユニットＰが、シリンダ軸線を若干前上がりにして揺動可能に懸架されている。パワーユニットＰの後端ブラケット40とリヤフレーム５との間にはリヤクッション154が設けてある。パワーユニットＰの後部から右方へ突出する後車軸27に後輪ＷＲが取り付けられ、パワーユニットＰによって駆動される。パワーユニットＰの上方にはにヘルメット155等を収納する収納ボックス156が設けられ、収納ボックス156の上方には乗車用シート157が配置されている。パワーユニットＰの右側上方にはエアクリーナ158が設けてあり、インレットパイプ30に連なるスロットルボディ23に、連結管160を介して接続されている。
図１において、車体フレームＦｒには、合成樹脂製の複数の部材を連ねた車体カバー161が取付けられ、パワーユニットＰやその他の機器類を覆っている。車両後部にリヤフェンダ162が設けてある。車両の右側に、エンジンの排気管163に連なるマフラ164が設けてある。

図３は上記自動二輪車の後部に懸架されたパワーユニットＰの上面図である。矢印Ｆは車両の前方を指している。車両の左右にリヤフレーム５、５が設けられ、連結フレーム165、166を介して互いに連結されている。車両の中心線Ｃ−Ｃに沿って後輪ＷＲが設けてある。車両の左側に伝動ケース32Ｂと伝動ケースカバー34が設けてある。伝動ケースの前部は左側クランクケース32Ａとなっている。左側クランクケース32Ａと右側クランクケース33とによってクランクケース17が構成されている。車両の右側にエアクリーナ158が設けられ、連結管160を介してスロットルボディ23と連結されている。クランクケース17の上方にスタータモータ60と、駆動プーリ制御用電動モータ28が設けてある。スタータモータ60は右側クランクケース33に取り付けてあり、駆動プーリ制御用電動モータ28は左側クランクケース32Ａに取り付けてある。エアクリーナ158の右側下方にマフラ164が設けてある。

図４は上記パワーユニットＰの側面図である。内部構造の一部が見える状態で描いてある。パワーユニットＰの前部にエンジン11が構成され、エンジン11から後方へかけて、駆動プーリ12と、従動プーリ13と、これらに巻き掛けられている無端状Ｖベルト14からなるＶベルト式無段変速機15が設けられ、その後部に動力系減速ギヤ機構16が設けてある。

エンジン11は、４ストロークサイクルエンジンで、パワーユニットＰの前部において、クランクケース17の前端面から前方へ順に、シリンダブロック18、シリンダヘッド19、シリンダヘッドカバー20が重ねられて、略水平に近い状態まで大きく前傾した姿勢となっている。シリンダヘッド19の上側の吸気ポート21に取り付けられるインレットパイプ30には、燃料噴射弁22が取付けられ、更に後方にはスロットルボディ23、及びエアクリーナ158（図１〜図３）が接続される。シリンダヘッド19の下側の排気ポート24からは、下方に、排気管162（図１、図２）が延出し、後方へ屈曲し、マフラー164（図１、図３）に接続される。クランクケース17の下部にはオイルフィルタ31が設けてある。

Ｖベルト式無段変速機15において、駆動プーリ12の駆動軸はクランク軸25である。従動プーリ13の回転軸、即ち従動軸26は、動力系減速ギヤ機構16の入力軸となっている。動力系減速ギヤ機構16の出力軸は後車軸27であり、後輪ＷＲ（図１）が取付けられる。クランク軸25の上方に、駆動プーリ制御用電動モータ28と駆動プーリ制御部減速ギヤ機構29が配置されている。

図５は、図４のＡ−Ａ断面図である。パワーユニットＰにおいて、左右方向に設けられる複数の回転軸を支持する殻体は、左側クランクケース32Ａ、同左側クランクケース32Ａの後方に一体に連なる伝動ケース32Ｂ、右側クランクケース33、伝動ケースカバー34、制御部ギヤカバー35（図６）、及び後部ギヤカバー36からなっている。伝動ケース32Ｂと伝動ケースカバー34は前後長が長いものである。制御部ギヤカバー35は伝動ケースカバー34の上部に連なるものである。

左側クランクケース32Ａと右側クランクケース33とはクランクケース17を構成し、伝動ケース32Ｂと伝動ケースカバー34と制御部ギヤカバー35（図６）と後部ギヤカバー36とは変速機ケース37を構成している。変速機ケース37の中で、伝動ケース32Ｂと伝動ケースカバー34に挟まれた部分は、Ｖベルト式無段変速機15を収容する変速機室38、左側クランクケース32Ａと制御部ギヤカバー35とに挟まれた部分は駆動プーリ制御部減速ギヤ機構29の収容部、伝動ケース32Ｂと後部ギヤカバー36とに挟まれた部分は動力系減速ギヤ機構16の収容部となっている。クランクケース17の前端から、前方へ順にシリンダブロック18、シリンダヘッド19、及びシリンダヘッドカバー20が重ねて設けてある。

図５において、クランク軸25は、左側クランクケース32Ａと右側クランクケース33のジャーナル軸受42Ａ、42Ｂを介して回転可能に支持され、さらにクランク軸25の左端は伝動ケースカバー34にボールベアリング43を介して回転可能に支持されている。シリンダブロック18に形成されたシリンダ孔44にピストン45が摺動可能に嵌装されている。クランク軸25およびピストン45に、コンロッド46の両端が、それぞれクランクピン47およびピストンピン48を介して枢支され、ピストン45が往復動すると、それに伴ってクランク軸25が回転する。ピストン45の上端面に向き合うシリンダヘッド19の底面には燃焼室49が形成され、シリンダヘッド19の側部から点火プラグ50が装着され、その先端が上記燃焼室49に臨んでいる。

シリンダヘッド19とシリンダヘッドカバー20の間にクランク軸25と平行にカム軸51が支承され、カム軸51に設けられたカム51ａ、51ｂによって、吸気弁、排気弁が開閉駆動される。クランク軸25の右部に設けられた駆動スプロケット52とカム軸51の右端に設けられた従動スプロケット53との間に巻き掛けられたカムチェーン54によって、カム軸51はクランク軸25によって回転駆動される。

右側クランクケース33の右外側に右側クランクケースカバー55が設けてあり、同右側クランクケースカバー55の内面に固定されたステータ56と、クランク軸25に固定され上記ステータ56を囲むロータ57とから、発電機58が構成されている。発電機58に隣接してスタータ従動ギヤ59が設けてある。これは、クランク軸25がスタータモータ60（図３、図４）からの回転駆動を受けるための歯車である。

図５の右側クランクウエブ61Ｂに隣接してバランサ駆動ギヤ62が設けてある。これは、左右のクランクウエブ61Ａ、61Ｂの間隔部の上方で回転するバランサ63（図６）を駆動するためのものである。

図５において、Ｖベルト式無段変速機15を収納する変速機室38は、伝動ケース32Ｂと伝動ケースカバー34との間に設けられている。Ｖベルト式無段変速機15の駆動軸は、クランク軸25そのものであり、クランク軸25の左端部が左側クランクケース32Ａから左方の変速機室38内に突出し、この突出部にＶベルト式無段変速機15の駆動プーリ12が設けてある。
駆動プーリ12は駆動プーリ固定半体66と駆動プーリ可動半体67とを備えて構成されている。

Ｖベルト式無段変速機15の従動軸26は、伝動ケースカバー34と伝動ケース32Ｂと後部ギヤカバー36にそれぞれボールベアリング70Ａ、70Ｂ、70Ｃを介して回転自在に支持されている。この従動軸26に遠心クラッチ73を介してＶベルト式無段変速機15の従動プーリ13が設けてある。従動プーリ13は従動プーリ固定半体74と従動プーリ可動半体75とを備えて構成されている。

駆動プーリ12と従動プーリ13とに無端状Ｖベルト14が架渡され、駆動プーリ12の回転が従動プーリ13に伝達される。従動プーリ13の回転数が所定回転数を越えると、従動プーリ13と従動軸26との間に設けられている遠心クラッチ73が接続状態となり、従動軸26が回転を始める。従動軸26の回転トルクは、動力系減速ギヤ機構16を介して減速されて後車軸27へ伝達され、後車軸27に一体的に固定されている後輪ＷＲの回転に供される。

図６は、図４のＢ−Ｂ断面図である。左右のクランクウエブ61Ａ、61Ｂの間隔部の上方に、ボールベアリング65、65で支持されたバランサ63が設けてある。右側クランクウエブ61Ｂに隣接してクランク軸25に設けられたバランサ駆動ギヤ62とバランサ軸に固定されたバランサ従動ギヤ64を介して、上記バランサ63は回転駆動される。

変速機室38に突出しているクランク軸25に設けられている駆動プーリ12は、駆動プーリ固定半体66と駆動プーリ可動半体67とからなっている。クランク軸25の変速機室38内への突出部には、クランク軸25の中心部に近い側から、段差25ａと段差25ｂで区切られた第１小径部25Ａと、段差25ｂと軸端25ｃで区切られた第２小径部25Ｂが形成されている。第１小径部25Ａの軸端側の半分と第２小径部25Ｂの軸端側の半分にはそれぞれスプラインが設けてある。

第１小径部25Ａには、ボールベアリング76の内輪と、第１支持スリーブ77と、ガイドスリーブ78が嵌挿され、第２小径部25Ｂには、第２支持スリーブ79と、駆動プーリ固定半体66とカラー80が嵌装されている。スリーブ77、78、79、及びカラー80はスチール製、駆動プーリ固定半体66はアルミ合金製である。上記各部材は、クランク軸25の端部のねじ孔にワッシャ81を介して螺入されたボルト82で締められ、クランク軸25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78は、その内面に形成されたスプラインを介してクランク軸25の第１小径部25Ａのスプラインに嵌装されている。駆動プーリ固定半体66はその中心孔の内側のスプラインを介して第２小径部25Ｂのスプラインに嵌装されている。したがって、ガイドスリーブ78及び駆動プーリ固定半体66はクランク軸25に対して相対回転不能に固定され、クランク軸25と共に回転する。クランク軸25の左端は、上記カラー80とボールベアリング43を介して伝動ケースカバー34に支持されている。カラー80にはフレッティング磨耗防止のためのグリス溝80ａが設けられ、その両側に設けられたＯリング溝80ｂにＯリングが装着してある。

駆動プーリ可動半体67は、中心のスチール製の可動半体ハブ部67Ａと、アルミ合金製の傘状部67Ｂからなっている。これは、あらかじめ製作されている可動半体ハブ部67Ａの端部に傘状部67Ｂが鋳造によって一体的に形成されたものである。

駆動プーリ可動半体ハブ部67Ａの内周には、内方へ突出する突起状スプライン67ｉが形成され、ガイドスリーブ78の外周に形成された外周スプライン78ｅに嵌合している。上記ガイドスリーブ78の外周スプライン78ｅ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67ｉは、外周スプライン78ｅの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67は、クランク軸25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。ガイドスリーブ78の外周スプライン78ｅの溝にはグリースが塗布され、可動半体ハブ部67Ａの突起状スプライン67ｉの摺動を円滑化している。可動半体ハブ部67Ａ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83が設けてある。

図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面拡大図である。クランク軸25の外周スプライン25ｅとガイドスリーブ78の内周スプライン78ｉは互いに噛み合っている。ガイドスリーブ78の外周スプライン78ｅと可動半体ハブ部67Ａの突起状スプライン67ｉも互いに噛み合っている。突起状スプライン67ｉ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78の外周面と可動半体ハブ部67Ａの内周面との間には隙間84が設けてある。スプライン25ｅ、78ｉ、78ｅ、67ｉによって、駆動プーリ可動半体67はクランク軸25からトルクを受けてクランク軸25と共に回転する。

図６において、クランク軸25にボールベアリング76の内輪が軸方向移動不能に装着されている。ボールベアリング外輪保持部材85は、上記ボールベアリング76の外輪を保持することによって、ボールベアリング外輪保持部材85自体が軸方向移動不能となっている。ボールベアリング外輪保持部材85の外周のフランジ部に雌ネジ円筒部材86がボルト87によって一体化されている。雌ネジ円筒部材86のフランジ部の外周には、大径歯車88が形成されている。ボールベアリング外輪保持部材85と雌ネジ円筒部材86とボルト87と大径歯車88は一体となって定位置回転ネジ部材89を形成している。定位置回転ネジ部材89は、クランク軸25の軸方向の定位置で、クランク軸25とは独立の回転を行うことが出来る。定位置回転ネジ部材89の大径歯車88は、駆動プーリ制御用電動モータ28と駆動プーリ制御部減速ギヤ機構29によって回転駆動される。

駆動プーリ12の可動半体ハブ部67Ａの外周にはボールベアリング91の内輪が軸方向相対移動不能に装着され、雄ネジ円筒部材92が、上記ボールベアリング91の外輪を一体的に保持している。雄ネジ円筒部材92の外周の雄ネジ部は、上記雌ネジ円筒部材86の内周の雌ネジ部に係合している。

雄ネジ円筒部材92のフランジ部92ａには、雄ネジ円筒部材92の回り止め部として機能する環状部材93がボルト94を介して固定されている。上記環状部材93の周囲の一部は後方に延び、その後方延出部93ａは外端部で定位置回転ネジ部材89の大径歯車88の外側を回って右方へ延出し、回り止め部93ｂとなっている。雄ネジ円筒部材92と環状部材93とはボルト94で一体化して軸方向移動ネジ部材95を形成している。上記回り止め部93ｂは、伝動ケース32Ｂの内面から変速機室38内に突出形成された一対のガイド片96、96（図８も参照）に挟まれ、回転を規制されるとともにクランク軸方向の移動を案内される。これによって、定位置回転ネジ部材89が回転した時、上記回り止め部93ｂが連なる軸方向移動ネジ部材95は、回転を規制された状態で、クランク軸方向の移動を案内され、クランク軸25の軸線方向に移動する。上記定位置回転ネジ部材89と軸方向移動ネジ部材95とによって駆動プーリ可動半体を駆動するネジ式送り機構が構成されている。

上記環状部材93にはその後方延出部93ａの根元の近くに左ストッパ93ｃが一体形成されている。これは、軸方向移動ネジ部材95の右方移動の限界を検知するためのものである。
環状部材93から延出した回り止め部93ｂの先端には右ストッパ97がボルト98によって取り付けてある。これは、軸方向移動ネジ部材95の左方移動の限界を検知するためのものである。

上記定位置回転ネジ部材89は、駆動プーリ制御用電動モータ28と駆動プーリ制御部減速ギヤ機構29によって回転駆動される。上記電動モータ28は車速とスロットル開度とエンジン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。左側クランクケース32Ａの左側に制御部ギヤカバー35が取り付けられ、これらのケース32とカバー35に挟まれた部分に制御部ギヤ室101が形成されている。取付け板102を介して、電動モータ28が左側クランクケース32Ａの右側外面に取り付けられ、同電動モータ28をモータケース103が覆っている。上記電動モータ28の回転軸104に刻設されたピニオン105が制御部ギヤ室101の中に突入している。電動モータ28は、左側クランクケース32Ａの外側に装着されるので、電動モータ28のメインテナンス性が確保される。

上記ピニオン105に噛み合う大径歯車106と、これに隣接する小径歯車107とが一体に構成された第１中間歯車108が、左側クランクケース32Ａと制御部ギヤカバー35にボールベアリング109、109を介して回転可能に支持されている。上記小径歯車107に噛み合う大径歯車110と、これに一体的に隣接する小径歯車111とが、回転軸112に嵌挿されて一体化された第２中間歯車113が、左側クランクケース32Ａと制御部ギヤカバー35にボールベアリング114、114を介して回転可能に支持されている。上記小径歯車111に、前述の定位置回転ネジ部材89の大径歯車88が噛み合っている。図４に、上記ピニオン105の回転中心105ｃ、第１中間歯車108の回転中心108ｃ、第２中間歯車113の回転中心113ｃが示してある。

第２中間歯車113の回転軸112の左端にはウオーム115が刻設されており、図示していない可動半体位置センサの先端のウオームホイールに噛み合うようになっている。制御部ギヤカバー35の上記ウオーム115の近傍に、上記位置センサの取付部116が設けてある。可動半体位置センサは上記ウオームギヤの噛合いによって第２中間歯車113の回転量を検出し、これを基に駆動プーリ可動半体67の移動位置を検知する装置である。

図８は、駆動プーリ可動半体駆動機構の側面図である。駆動プーリ可動半体駆動機構は、電動モータ28、制御部減速ギヤ機構29、定位置回転ネジ部材89、及び軸方向移動ネジ部材95からなる機構である。図には、電動モータ28及び制御部減速ギヤ機構29のほか、定位置回転ネジ部材89の構成部材として大径歯車88、軸方向移動ネジ部材95の構成部材として雄ネジ円筒部材92と、そのフランジ部92ａと、環状部材93の後方延出部93ａとが示してある。雄ネジ円筒部材92のフランジ部92ａの向こう側には、環状部材93の環状部が取り付けられているが、重なっているので図では直接には見えない。

雄ネジ円筒部材92のフランジ部92ａの外周部と環状部材93の外周部は、通常の円形の外周形状を保っている場合は、第２中間歯車113の大径歯車110と干渉する位置にある。環状部材93の後方延出部93ａは雄ネジ円筒部材92の回り止めとして機能しているので、上記フランジ部92ａの外周部と環状部材93の外周部は回転しない。したがって上記フランジ部92ａの外周部と環状部材93の外周部の、上記第２中間歯車113の大径歯車110と干渉する部分は、切り欠いても特に機能上の不都合は生じないので、切り欠くことが可能である。

図８には、上記のようにして第２中間歯車113の大径歯車110の歯先に沿って切欠き92ｘが形成された雄ネジ円筒部材92のフランジ部92ａが示してある。雄ネジ円筒部材92のフランジ部92ａの向こう側に重なって図では直接には見えない環状部材93の外周も同様に切欠き93ｘが設けてある。これによって、クランク軸25と第２中間歯車113の回転軸112間の距離を短縮することができ、定位置回転ネジ部材89の大径歯車88の小型化も可能となるので、駆動プーリ可動半体駆動機構を小型化し、パワーユニットＰをコンパクト化することが出来る。

図９は駆動プーリ可動半体67に組み付けられた雄ネジ円筒部材92の斜視図である。雄ネジ円筒部材92の雄ネジ部92ｂが見えている。図１０は環状部材93の斜視図である。後方延出部93ａや回り止め部93ｂが見えている。これらの図には、雄ネジ円筒部材92の切欠き92ｘと環状部材93の切欠き93ｘが見えている。これらの切欠きによって、駆動プーリ可動半体駆動機構を小型化することができる。

図１０において、環状部材93の外周の一部からは、後方延出部93ａと回り止め部93ｂが突出している。後方延出部93ａの根元の近くには、軸方向移動ネジ部材95の右方移動の限界を検知するための左ストッパ93ｃが一体形成されている。また、回り止め部93ｂの両側部に樹脂製シュー99が取り付けてある。樹脂製シュー99によって、回り止め部93ｂの軸方向スライドがスムーズになり、これによって、軸方向移動ネジ部材95の軸方向移動をスムーズにすることができる。更に、回り止め部93ｂと伝動ケース32Ｂの内面から変速機室38内に突出形成された一対のガイド片96、96（図８）との間に生じる騒音を抑制することが出来る。回り止め部93ｂの先端に右ストッパ97（図６）取付用ボルトのネジ穴93ｄが見える。

図６において、電動モータ28が制御指令に応じて正方向に回転すると、ピニオン105、第１中間歯車108、第２中間歯車113を経由して動力が伝達され、定位置回転ネジ部材89が回転し、定位置回転ネジ部材89のねじ部に噛み合っている軸方向移動ネジ部材95のネジ部が、上記定位置回転ネジ部材89のねじ部からクランク軸方向の推力を受けるので、軸方向移動ネジ部材95はクランク軸25の軸線方向へ移動する。上記軸方向移動ネジ部材95が受ける推力は、ボールベアリング91を介して駆動プーリ可動半体ハブ部67Ａに伝わり、駆動プーリ可動半体67はクランク軸25の軸線方向へ移動し、駆動プーリ固定半体66との間隔を狭め、Ｖベルト14を外周方向へ移動させる。電動モータ28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66と駆動プーリ可動半体67との間隔が広がり、Ｖベルト14は中心方向へ移動する。

図１１は従動プーリ13及び動力系減速ギヤ機構16とその周辺部の拡大断面図である。Ｖベルト式無段変速機15の駆動プーリ12に対応する従動プーリ13は、従動プーリ固定半体74と従動プーリ可動半体75とからなり、互いに対向して、ともに従動軸26に支持されている。従動プーリ固定半体74と従動プーリ可動半体75は、それぞれスチール製の固定半体ハブ部74Ａ及び可動半体ハブ部75Ａの端にアルミ合金製の傘状部74Ｂ、75Ｂをリベット74Ｃ、75Ｃで取付けて一体化されている。

従動軸26は、伝動ケースカバー34と伝動ケース32Ｂと後部ギヤカバー36にそれぞれボールベアリング70Ａ，70Ｂ、70Ｃを介して回転自在に軸支されている。従動軸26の左側部分には小径部26Ａが形成されていて、同小径部26Ａにボールベアリング120、支持スリーブ121、カラー122が、この順に嵌合されて端部にナット123が螺着されて一体に締結されている。支持スリーブ121は従動軸26にスプライン嵌合されている。伝動ケースカバー34とカラー122との間に前記ボールベアリング70Ａが介装されている。

支持スリーブ121には遠心式クラッチ73の椀状のクラッチアウタ125の基部が溶接によって固着され、従動軸26と一体に回転するようになっている。クラッチアウタ125の右方の従動軸26の外周には、従動プーリ固定半体ハブ部74Ａがボールベアリング120とニードルベアリング124の介装により従動軸26に対して相対回転可能に支持されている。

上記固定半体ハブ部74Ａの左端に遠心式クラッチ73のクラッチインナ126の一部をなす支持プレート126Ａがナット127により固定されている。支持プレート126Ａには枢軸126Ｂによりアーム126Ｃがその基端部を軸支されており、同アーム126Ｃの先端にクラッチシュー126Ｄが固着されている。アーム126Ｃはクラッチシュー126Ｄがクラッチアウタ125の内周面から離れる方向にばね126Ｅにより付勢されている。

このクラッチインナ126を支持する固定半体ハブ部74Ａの外周には、従動プーリ可動半体75を支持する可動半体ハブ部75Ａが、軸方向に摺動自在に設けられている。可動半体ハブ部75Ａには軸方向にガイド孔75ａが形成されていて、固定半体ハブ部74Ａに突設されたガイドピン128が上記ガイド孔75ａに摺動自在に係合している。したがって、可動半体ハブ部75Ａは、ガイドピン128により固定半体ハブ部74Ａとの相対回転を規制されるとともに、ガイドピン128とガイド孔75ａに案内されて固定半体ハブ部74Ａ上を軸方向に摺動することができる。固定半体ハブ部74Ａに一体に取り付けられた支持プレート126Ａと可動半体ハブ部75Ａとの間にコイルばね129が介装されて、同コイルばね129により可動半体ハブ部75Ａは右方に、即ち可動半体傘状部75Ｂが固定半体傘状部74Ｂに接近する方向に付勢されている。

従動プーリ13は、上述のように構成されているので、可動半体傘状部75Ｂは、固定半体傘状部74Ｂと一緒に回転するとともに、軸方向に摺動自在であってコイルばね129により固定半体傘状部74Ｂに接近する方向に付勢されている。このような従動プーリ固定半体74と従動プーリ可動半体75の対向する傘状部74Ｂ、75Ｂの間にＶベルト14が巻き掛けられ、駆動プーリ12側の巻掛け径に応じて従動プーリ13の巻掛け径が変化し無段変速が行われる。

従動プーリ13の回転が所定回転数を超えると、遠心式クラッチ73のクラッチインナ126のクラッチシュー126Ｄがクラッチアウタ125の内周面に接して、クラッチインナ126とクラッチアウタ125とが一体に回転し、従動プーリ13から従動軸26に動力が伝達され、動力系減速ギヤ機構16に入力される。

上記従動軸26から後車軸27に至る動力系減速ギヤ機構16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、Ｖベルト式無段変速機15の従動軸26の右半部であり、この軸26に小径歯車130が形成されている。第２の軸は、伝動ケース32Ｂと後部ギヤカバー36とにニードルベアリング131、131を介して回転自在に支持されている中間軸132であり、中間軸132に上記従動軸26の小径歯車130に噛合う大径歯車133が一体に嵌着されるとともに、その中間軸132自体に小径歯車134が一体に刻設されている。第３の軸は、伝動ケース32Ｂと後部ギヤカバー36とにボールベアリング135、135を介して回転自在に支持されている後車軸27であり、この後車軸27には上記中間軸132の小径歯車134に噛合う大径歯車136が嵌着されている。この構成によって、従動軸26のトルクは、上記動力系減速ギヤ機構16を介して減速されて後車軸27に伝達される。後車軸27には、後輪ＷＲ（図１）が一体的に固定され、エンジンで発生し、変速機を経て伝達された駆動力によって回転駆動される。

以上詳述したように、本実施形態においては、次の効果がもたらされる。
（１）上記軸方向移動ネジ部材95の雄ネジ円筒部材92のフランジ部92ａに、回り止め部93ｂを有する環状部材93を取り付けて、軸方向移動ネジ部材95の回転を規制し、上記フランジ部92ａの外周と環状部材93の外周に、制御部減速ギヤ110の歯先に沿った切欠き92ｘ、93ｘを設けたので、上記部材92ａ、93の外周部と減速ギヤ110との干渉を避けることが出来、これによって軸間距離を短縮し、駆動プーリ可動半体67の駆動機構を小型化し、パワーユニットをコンパクト化することが出来る。
（２）回り止め部93ｂの回転を規制するガイド片96、96を変速機ケース37内に設け、上記回り止め部93ｂの上記ガイド片96に当接する側部に樹脂製シュー99を取り付けたので、樹脂製シュー99によって、回り止め部93ｂの軸方向スライドをスムーズにすることができ、これによって、軸方向移動ネジ部材95の軸方向移動をスムーズにすることができる。更に、回り止め部93ｂとガイド片96との間に生じる騒音を抑制することが出来る。

また、本Ｖベルト式無段変速機15における電動モータ28による変速制御は、エンジン回転数ｎと車速ｖとスロットルボディ23のスロットル開度θとに基づいて変速段が決定され、決定された変速段になるように電動モータ28が駆動制御される。
この変速制御を行う変速制御手段は、予め決められた変速パターンマップを備えており、検出された車速ｖとスロットル開度θをこの変速パターンマップに照合して変速段を決定するものである。

しかるに、平坦路を走行する場合と登坂路を走行する場合とで共通の１つの変速パターンマップを使用すると、登坂路に入った時などに、乗員が平坦路と同じ加速感を得るために、一時的に大きくスロットル開度を開けてエンジン回転数が中高速回転域になるようにする必要があった。

そこで、本変速制御手段は、登坂路を走行する高負荷状態を判定して、高負荷状態の時は別の高負荷運転用の変速パターンマップを用いるようにしており、登坂路に入った時に乗員がスロットル開度を大きく開ける操作をしなくても、自動的にエンジン回転数を中高速回転域に保持して、乗員が登坂路においても平坦路と同じ加速感を得られるようにしている。

この高負荷状態を判断するために、本変速制御手段は、車速ｖとスロットル開度θとの２次元座標マップであって通常負荷領域と高負荷領域を区画した負荷状態判定マップを、変速段ごとに備えている。
図１２は、この負荷状態判定マップの１例を示した２次元座標マップであり、横軸に車速ｖ、縦軸にスロットル開度θをとり、その第１象限を右肩上がりの区画線により高負荷領域と通常負荷領域に区画されている。

区画線の上側が高負荷領域（格子ハッチを施してある）であり、下側が通常負荷領域である。
ある時点ｉにおいて、車速ｖiでスロットル開度θiの状態にあると、負荷状態判定マップにおける点Ｐi（ｖi，θi）の位置が、図１２に示すように高負荷領域にあれば登坂路を走行する高負荷状態と判断し、点Ｐi（ｖi，θi）が通常負荷領域にあれば平坦路を走行する通常負荷状態であると判断することができる。

この高負荷判定マップを用いた高負荷判断手順を、図１３ないし図１７のフローチャートに従って以下説明する。
図１３は、高負荷判断をする手順のメインルーチンを示す。
ステップ１において、検出したエンジン回転数ｎ、車速ｖ、スロットル開度θを読込む。

そして、次のステップ２で、高負荷判断を実施するための実施条件を判断し、実施フラグＦｅを決定する。
実施条件判断手順を図１４のフローチャートに従って説明する。
車速ｖが所定車速Ｖ_Ｌ以上か否か（ステップ21）、エンジン回転数ｎが所定エンジン回転数Ｎ_Ｌ以上か否か（ステップ22）、スロットル開度θが所定スロットル開度ＴＨ_Ｌ以上か否か（ステップ23）の各判別を、各判別が肯定（Ｙ）のときに順次行ってステップ24に進んで所定時間の経過を待ち、各判別が全て肯定（Ｙ）であることが所定時間持続したとき、ステップ25に進んで、実施条件を満足したとして実施フラグＦｅを「１」とし、少なくとも１つの判別が否定（Ｎ）のとき、またはステップ24の所定時間が経過するまではステップ26に飛んで、実施条件を満足しないとして実施フラグＦｅを「０」とする。

ここに、所定車速Ｖ_Ｌ、所定エンジン回転数Ｎ_Ｌ、所定スロットル開度ＴＨ_Ｌの各値は、小さく、この実施条件判断では、スロットル開度θが０のときや走行開始直後でクラッチが断続的に接続されているようなときには、高負荷判断を実施せずに、常に通常負荷状態と見なすようにしたものである。

このようにして高負荷判断を実施するための実施条件を判断し、実施条件を満足していれば実施フラグＦｅを「１」とし、満足していなければ実施フラグＦｅを「０」として、実施フラグＦｅを決定する（ステップ２）。
図１３のメインルーチンのステップ３で、実施フラグＦｅが「１」か否かを判別して、「１」ならばステップ４に進み、「０」ならばステップ14に飛んで通常負荷状態と判断する。

ステップ４に進むと、変速中であるか否かを判断し、変速中フラグＦｅを決定する。
変速中判断手順を図１５のフローチャートに従って説明する。
変速指令があったか否かを判別し（ステップ41）、変速指令があればステップ42に進んで、タイマーの時間Ｔをセットしてステップ45に進み、変速中フラグＦｔに「１」を立てる。

そして、変速指令が無くなっても、ステップ43でタイマー時間Ｔが０以下となるまでは、変速中ということでステップ45に飛んで変速中フラグＦｔを「１」とし、タイマー時間Ｔが０以下となると、ステップ43からステップ44に進んで、変速を終えたとして変速中フラグＦｔを「０」とする。
なお、変速指令がないときは、ステップ41からステップ43を経てステップ44に進み、変速中でないとして変速中フラグＦｔを「０」とする。

このようにして変速中であるか否かを判断し、変速中であれば変速中フラグＦｔを「１」とし、変速中でなければ変速中フラグＦｔを「０」として、変速中フラグＦｔを決定する（ステップ４）。
図１３のメインルーチンのステップ５で、変速中フラグＦｔが「１」か否かを判別して、「１」ならば変速中ということで、本高負荷判断を行わず本メインルーチンを抜ける。 変速中フラグＦｔが「０」で変速中でないときに、ステップ５からステップ６に進む。

ステップ６では、現在の変速段に対応した負荷状態判定マップを検索する。
そして、ステップ７で安定走行判断をし、安定走行フラグＦsbを決定する。
図１８にステップ６で検索された負荷状態判定マップの例を示しており、同負荷状態判定マップを参照して、安定走行判断手順を図１６のフローチャートに従って説明する。

図１８の負荷状態判定マップには、所定タイミングでサンプリングした複数の点Ｐi（ｖi，θi）を黒点で示している。
順次サンプリングした点Ｐi（ｖi，θi）の互いの位置関係において、ステップ71では最大車速と最小車速との差である最大車速幅ＭΔｖが、所定の車速安定判断幅Ｄｖ以下であるか否かを判別し、ステップ72では最大スロットル開度と最小スロットル開度との差である最大スロットル開度幅ＭΔθが、所定のスロットル開度安定判断幅Ｄth以下であるか否かを判別する。

ステップ71とステップ72の判別がいずれも肯定（Ｙ）の場合はステップ73に進み、サンプリングの回数が所定回数（例えば６回）に達しているか否かを判別して、所定回数に達するまでは、ステップ75に飛んで安定走行フラグＦsbを「０」として走行安定とはせず、また所定回数に達するまでに少なくとも一方の判別が否定（Ｎ）となれば、ステップ75に飛んで走行安定とはせずに安定走行フラグＦsbを「０」とする。

最大車速幅ＭΔｖが車速安定判断幅Ｄｖ以下で、かつ最大スロットル開度幅ＭΔθがスロットル開度安定判断幅Ｄth以下であることが、所定回数のサンプリングの中で成立したときに、初めて安定走行状態としてステップ74に進んで安定走行フラグＦsbに「１」を立てる。

図１８の負荷状態判定マップには、所定回数を６回としてサンプリングした最近６点Ｐi（ｖi，θi）[i=1,2,…，6]を黒点で示しており、この６点Ｐiが、車速安定判断幅Ｄｖ内で、かつスロットル開度安定判断幅Ｄth内にあって安定走行の状態にあることを示している。

走行開始して初期段階では加速に伴い高負荷領域を通ることになるので、安定走行状態ではなく、かかる状態では高負荷判断を行わないようにするために、この安定走行判断を行っている。

上記したようにして安定走行状態にあるか否かを判断し、安定走行状態にあれば安定走行フラグＦsbを「１」とし、安定走行状態になければ安定走行フラグＦsbを「０」として、安定走行フラグＦsbを決定する（ステップ７）。
図１３のメインルーチンのステップ８で、安定走行フラグＦsbが「１」か否かを判別して、「１」ならば安定走行状態ということで、ステップ11に進んで高負荷判断を実行し、「０」ならば安定走行状態にないということで、ステップ９に進み、失速判断を行う。

安定走行状態にあってステップ11に進むと、高負荷判断を実行し、高負荷フラグＦhlを決定する。
図１８に示すような変速段に基づいて検索された負荷状態判定マップに照らしてサンプリングされた点Ｐi（ｖi，θi）が高負荷領域にあるか通常負荷領域にあるかを判断し、高負荷領域にあれば高負荷フラグＦhlに「１」を立て、通常負荷領域にあれば高負荷フラグＦhlを「０」とする。

次のステップ12において、高負荷フラグＦhlが「１」か否かを判別し、「１」ならばステップ13に進んで高負荷状態と判断し、「０」ならばステップ14に進んで通常負荷状態と判断する。

ステップ８で安定走行フラグＦsbが「０」で安定走行状態になくステップ９に進むと、失速判断を行い、失速フラグＦslを決定する。
図１９にステップ６で検索された負荷状態判定マップの例を示しており、同負荷状態判定マップを参照して、失速判断手順を図１７のフローチャートに従って説明する。

図１９の負荷状態判定マップには、所定タイミングでサンプリングした複数の点Ｐi（ｖi，θi）を黒点で示している。
順次サンプリングした点Ｐi（ｖi，θi）の位置変化において、ステップ91では車速変化ｄｖ（＝ｖi+1−ｖi）が０未満か否かを判別し、ステップ92ではスロットル開度変化ｄθ（＝θi+1−θi）が０より大きいか否かを判別する。

ステップ91とステップ92の判別がいずれも肯定（Ｙ）の場合はステップ93に進み、サンプリングの回数が所定回数（例えば３回）に達しているか否かを判別して、所定回数に達するまでは、ステップ95に飛んで失速フラグＦslを「０」として失速とはせず、また所定回数に達するまでに少なくとも一方の判別が否定（Ｎ）となれば、ステップ95に飛んで失速とはせずに失速フラグＦslを「０」とする。

ｄｖ＜０かつｄθ＞０、すなわちスロットル開度θが大きくなっているのに車速ｖが逆に減少していることが所定回数連続したときに、初めて失速状態と判断してステップ94に進んで、失速フラグＦslに「１」を立てる。
図１９の負荷状態判定マップには、ｄｖ＜０かつｄθ＞０の状態が連続して生じているいわゆる失速状態が、黒点の推移で示されている。

このようにして失速状態にあるか否かを判断し、失速状態にあれば失速フラグＦslを「１」とし、失速状態になければ失速フラグＦslを「０」として、失速フラグＦslを決定する（ステップ９）。

図１３のメインルーチンのステップ10で、失速フラグＦslが「１」か否かを判別して、「１」ならばステップ13に飛んで、安定走行状態になくとも（Ｆsb＝０）、高負荷状態と判断する。
失速フラグＦslが「０」ならば、安定走行状態になく（Ｆsb＝０）、失速を生じて高負荷と判断することもないので、高負荷判断をすることなく、本メインルーチンを抜ける。

以上のようにして、登坂路を走行する高負荷状態を判定し、高負荷状態の時は平坦路走行用の通常の変速パターンマップに代えて高負荷運転用の変速パターンマップを用いるようにすることで、登坂路に入った時に乗員がスロットル開度を大きく開ける操作をしなくても、自動的にエンジン回転数を中高速回転域に保持して、乗員が登坂路においても平坦路と同じ加速感を得られるようにすることができる。

本発明の一実施形態に係るパワーユニットＰを搭載した自動二輪車１の側面図である。 上記自動二輪車１の後部の拡大図である。 上記自動二輪車の後部に懸架されたパワーユニットＰの上面図である。 上記パワーユニットＰの側面図である。 図４のＡ−Ａ断面図である。 図４のＢ−Ｂ断面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面拡大図である。 駆動プーリ可動半体駆動機構の側面図である。 駆動プーリ可動半体67に組み付けられた雄ネジ円筒部材92の斜視図である。 環状部材93の斜視図である。 従動プーリ13及び動力系減速ギヤ機構16とその周辺部の拡大断面図である。 負荷状態判定マップの１例を示した図である。 高負荷判断手順を示すメインルーチンのフローチャートである。 実施条件判断サブルーチンのフローチャートである。 変速中判断サブルーチンのフローチャートである。 安定走行判断サブルーチンのフローチャートである。 失速判断サブルーチンのフローチャートである。 安定走行状態を表した負荷状態判定マップを示した図である。 失速状態を表した負荷状態判定マップを示した図である。

符号の説明

Ｐ…パワーユニット、12…駆動プーリ、13…従動プーリ、14…Ｖベルト、15…Ｖベルト式無段変速機、28…電動モータ、29…制御部減速ギヤ機構、32Ａ…左側クランクケース、32Ｂ…伝動ケース、33…右側クランクケース、34…伝動ケースカバー、35…制御部ギヤカバー、37…変速機ケース、38…変速機室、66…駆動プーリ固定半体、67…駆動プーリ可動半体、67Ａ…可動半体ハブ部、67Ｂ…傘状部、86…雌ネジ円筒部材、88…大径歯車、89…定位置回転ネジ部材、92…雄ネジ円筒部材、92ａ…フランジ部、92ｘ…切欠き、93…環状部材、93ａ…後方延出部、93ｂ…回り止め部、93ｘ…切欠き、95…軸方向移動ネジ部材、96…ガイド片、99…樹脂製シュー。

Claims (4)

1. クランク軸(25)上に固定支持されるプーリ固定半体(66)と、
   クランク軸(25)上に軸方向移動可能に支持されるプーリ可動半体(67)と、
   前記プーリ固定半体(66)とプーリ可動半体(67)との間で挟持されるベルト(14)とを備え、
   クランク軸(25)に軸方向移動が阻止された状態で支持され電動モータ(28)から減速ギヤ機構(29)を介して回転駆動される定位置回転ネジ部材(89)と、
   前記前記定位置回転ネジ部材(89)に嵌合しクランク軸回りの回転が阻止された状態でクランク軸方向に移動可能に前記プーリ可動半体(67)に保持される軸方向移動ネジ部材(95)とからなるネジ式送り機構を備えたＶベルト式無段変速機において、
   前記減速ギヤ機構(29)は、前記電動モータ(28)のピニオン(105)に噛み合う第１中間歯車(108)と、前記第１中間歯車(108)に噛み合う第２中間歯車(113)とから構成され、
   前記第２中間歯車(113)は、前記第１中間歯車(108)に噛み合う大径歯車(110)と前記定位置回転ネジ部材(89)に一体に設けられた歯車(88)に噛み合う小径歯車(111)とが回転軸(112)に前記小径歯車(111)を前記大径歯車(110)よりクランク軸(25)の軸方向内側にして嵌挿されて一体化されて構成され、
   前記軸方向移動ネジ部材(95)は、前記定位置回転ネジ部材(89)の内周ネジ部に外周ネジ部が係合される円筒部材(92)と前記定位置回転ネジ部材(89)の外周の一部を覆うとともに回り止め部(93b)が設けられる環状部材(93)とが前記円筒部材(92)のクランク軸(25)の軸方向外側端部に形成されるフランジ部(92a)の外周縁部に環状部材(93)がクランク軸(25)に垂直な互いの締結合せ面で締結されて構成され、
   前記軸方向移動ネジ部材(95)のフランジ部(92a)と前記環状部材(93)との締結合せ面が、前記第２中間歯車(113)の大径歯車(110)におけるクランク軸(25)の軸方向外側の面よりもクランク軸(25)の軸方向内側に配置され、
   前記軸方向移動ネジ部材(95)のフランジ部(92a)の外周および前記環状部材(93)の外周に、前記第２中間歯車(113)の大径歯車(110)の歯先に沿った切欠き(92x,93x)を設けたことを特徴とするＶベルト式無段変速機。
2. 前記回り止め部(93b)の回転を規制するガイド片(96)を変速機ケース(37)内に設け、前記回り止め部(93b)の前記ガイド片(96)に当接する箇所に樹脂製シュー(99)を取り付けたことを特徴とする請求項１に記載のＶベルト式無段変速機。
3. 前記クランク軸(25)の上方に、前記電動モータ(28)および前記減速ギヤ機構(29)が配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＶベルト式無段変速機。
4. 前記第２中間歯車(113)の回転軸(112)の端部にはウオーム(115)が刻設され、該ウオーム(115)の近傍に前記駆動プーリ可動半体(67)の移動位置を検知する位置センサが設けられることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかの項に記載のＶベルト式無段変速機。

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