JPH026295Y2

JPH026295Y2 -

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Publication number: JPH026295Y2
Application number: JP15837983U
Authority: JP
Priority date: 1983-10-13
Filing date: 1983-10-13
Publication date: 1990-02-15
Also published as: JPS6065465U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は自動二輪車に使用されるＶベルト自動
変速装置に関し、特にこの変速装置に使用される
カム機構の改良に関する。

一般にＶベルト自動変速装置は、それぞれ断面
をＶ字形状の溝を形成した一対のドライブおよび
ドリブンプーリーと、このプーリー間に巻回させ
たＶベルトとからなり、変速比は、前記各プーリ
ーの溝幅を一方は遠心力によつて作動するローラ
ーウエイト、他方はバネとカム機構（これを一般
にトルクセンサーカムと言う）によつてそれぞれ
可変させ、これによつてＶベルトが巻回する各プ
ーリーの巻回直径を相対的に変化させ得るように
している。

第１図は上述した従来のＶベルト自動変速装置
（以下単に変速装置と言う）のドリブンプーリー
１を示す要部一部破断面図である。

このドリブンプーリー１は、軸２に対し回動自
在に支承された第１のプーリープレート３と第２
のプーリープレート４とからなり、この第１およ
び第２のプーリー３−４間にはＶベルト５が巻回
される。これらの第１および第２のプーリープレ
ート３，４は第１図のAA断面図である第２図に
示すように、クラツチプレート６のボス部６ａを
介して軸２に回動自在に支承されている。このク
ラツチプレート６は一端に遠心クラツチ７のクラ
ツチシユー８を配置している。そして、第１のプ
ーリープレート３はスプラインによつて、第２の
プーリープレート４はカム機構９によつてクラツ
チプレート６のボス部６ａに係止されている。し
たがつて、これら第１および第２のプーリープレ
ート３，４とプレート６とは一体に回転すること
となる。また、第２のプーリープレート４は、該
第２のプーリープレートと前記プレート６との間
に配置されたコイルスプリング１０によつて、軸
２のスラスト方向に押圧され常時、ドリブンプー
リー１の溝幅Ｓを狭めるように働いている。また
さらに、この第２のプーリープレート４の一端に
は、第１図に示すように該第２のプーリープレー
ト４のボス部４ａ周面に形成された三日月形状の
カム溝孔４ｂと、相対応するプレート６のボス部
６ａ周面に植設され、前記カム溝孔４ｂ内に嵌挿
するピン１１とからなるカム機構９が形成されて
いる。このカム機構９（一般にこのカム機構９を
トルクセンサーカムと称している）は、軸２の負
荷に応じて第２のプーリープレート４に働らくＶ
ベルト６のトルクを軸２のスラスト方向（矢印
Ｂ）に働くスラスト力に変換させ、この第２のプ
ーリープレート４を軸２のスラスト方向に移動さ
せて、ドリブンプーリー１の巻回直径ｌを大きく
させるようにしている。なお、第１図および第２
図で符号１２は遠心クラツチ７のクラツチハウジ
ングで、このクラツチハウジング１２はスプライ
ン１３によつて軸２に嵌合し、さらにナツト１４
によつて固定されている。また符号１５は変速装
置を収容する図示せぬハウジングの一部に形成さ
れた軸受部である。

ところで上述した従来の変速装置によると、第
２のプーリープレート４がカム機構９によつて軸
２の負荷に応じたＶベルト５のトルクで軸２のス
ラスト方向に移動するに際し、ピン１１を案内す
るカム溝孔４ｂの形状が、これを展開した際に直
線形状であるためピン１１がカム溝孔４ｂ内の中
間で停止する場合もある（言い換えればカム溝孔
４ｂの中間位置も使用される）。したがつて第２
のプーリープレート４はＶベルト６の小さなトル
ク変動でも容易に移動を開始し、このため変速比
が目まぐるしく変動して落着きのない乗車感とな
る欠点があつた。

本考案は上述した従来のＶベルト自動変速装置
における問題点に鑑み、変速比の変動を節度ある
ものにして、安定した乗車感を得るようにしたＶ
ベルト自動変速装置を提供することを目的とする
もので、その特徴とする所は、カム機構のカム溝
形状を該カム溝に沿つてカムが移動した際に、該
カムは途中で停止することなくカム溝の終端まで
移動する形状に形成し、もつてカム機構が小さな
トルク変動では作動せず、また一旦動作すると途
中で停止することなく最後まで動作するようにし
たものである。

以下、本考案に係わるＶベルト自動変速装置の
一実施例を詳述する。

第３図は本考案に係るＶベルト自動変速装置の
ドリブンプーリーに形成されるカム機構のカム溝
形状を決定する際の、該カム溝に加わる力関係を
示すグラフで、縦軸はカム溝に加わるスラスト
力、横軸はカムストロークである。またグラフで
実線はカム機構に加わるコイルスプリング力の傾
きで、このコイルスプリングのバネ定数Ksを表
し、２本の点線はカム機構によるスラスト力の傾
きで、ドリブンプーリーに加わるトルクの大小に
よつて２本の点線の間を往復する。ところで、カ
ム機構が一旦作動すると途中で停止することなく
カムストロークの最後まで作動させる、言い換え
ればカム機構にON，OFF的な動きをさせるため
には、コイルスプリングとカム機構とのスラスト
力の差、即ちドリブンプーリーに加わるスラスト
力F₂が常に増大するようにさせるようにすれば
よい、即ちF₂′＞F₂……(1)とすれば良い。

次に(1)式を満足させるようなカム溝形状を表わ
す式の一例を以下に示す。

第４図はカム機構に加わる力とカム溝形状との
関係を示すグラフである。

このグラフでｘ軸はカムの回転方向を示し、ｙ
軸はカムのストローク方向を示している。また
F₁はドリブンプーリーに加わる回転力、F₂はド
リブンプーリーに加わるスラスト力を示し、さら
にｆ（ｘ）はカム溝形状を表わす関数を示してい
る。

ここで、F₁はＶベルトを介したエンジントル
クによるものであるから一定とすると、 F₁＝const ……(2) またdy／dx＝F₂／F₁→F₂＝F₁dy／dx ……(3) さらにカムスラスト力の傾きＫ，Ｋ＝dF₂／dy… …(4)はコイルスプリングのバネ定数Ksよりも大
でなければならないので、Ｋ＞Ks ……(5) ここで、(3)式を(4)式に代入すると、ｄ／dyF₁dy／dx＝Ｋ→ｄ／dy・dy／dx＝Ｋ／F₁……(6
)となる。

この(6)式を両辺についてｙで積分すると dy／dx＝Ｋ／F₁ｙ→f′（ｘ）＝Ｋ／F₁ｆ（ｘ）……(
7)となる。

またｆ（ｘ）＝Ae^BXとおき両辺を微分すると f′（ｘ）＝ABe^BX＝Bf（ｘ）……(8)となる。

したがつて(7)，(8)式からＢ＝Ｋ／F₁ ∴ｆ（ｘ）＝Ae^K/F1X＋Ｃ（積分定数）……(9)とな
る。

また初期条件：ｘ＝０のときｆ（ｘ）＝０なの
で、これを(9)式に代入すると、Ｃ＝−Ａ……(10)と
なり、これを(9)式に代入すると、ｆ（ｘ）＝Ae^K/F1
^Ｘ−Ａ……(11)となる。また第３図に示すグラフよ
りｙ＝０，ｘ＝０の時Q₂＜F₂となればカムは作
動するので、(3)，(11)式より F₂＝F₁dy／dx＝F₁・Ａ・Ｋ／F₁e^K/F1X＝AKe^K/F1X，ここでｘ＝０とすると、F₂＝AK，∴AK＞Q₂
……(12)となる。

したがつて、上述した(5)，(11)，(12)式よりＫ＞
Ks，かつAK＞Q₂の各条件を満した関数ｆ（ｘ），
即ちｆ（ｘ）＝Ae^K/F1X−Ａ……(11)が求めるカム溝
の形状となる。

次に、上述した(11)式を満すカム溝形状を形成し
たＶベルト自動変速装置のドリブンプーリー２０
の一実施例を詳述する。

第５図および第６図はそれぞれ本考案に係るＶ
ベルト自動変速装置のドリブンプーリー２０を示
す要部一部破断面図、およびそのCC断面図で第
１図および第２図と同一部分を同一符号で示す。

第６図において、クラツチシユー８を配置した
プレート２１のボス部２１ａには、その周面にス
ライド部材であるスリーブ２２が嵌挿している。
このスリーブ２２の一端には第５図に示すように
前記(11)式に示した関数ｆ（ｘ）からなる指数関数
形状のカム溝２２ａが形成されている。一方、こ
のスリーブ２２を覆うようにプレート２１の一方
の面に突出形成された円筒形の壁部２１ｂには、
ピン１１がその内周面に突出するように植設され
ており、このピン１１を前記カム溝２２ａ内に嵌
挿させて本願に係るカム機構３０が構成されてい
る。また前記スリーブ２２の他端には該スリーブ
２２の軸方向に沿つて第６図に示すような案内溝
２２ｂが形成され、この溝２２ｂ内にはピン２４
が嵌挿している。なおこのピン２４はドリブンプ
ーリー２０の一方を構成する第２のプーリープレ
ート２３のボス部２３ａに植設されている。また
前記スリーブ２２の周面に立設したフランジ部２
２ｃと前記第２のプーリープレート２３との間に
はコイルスプリング１０が配置され、前記スリー
ブ２２と第２のプーリープレート２３はこのコイ
ルスプリング１０の弾発力によつて軸２のスラス
ト方向に常時押圧されている。したがつて、上述
した構成によると、第６図に示すように第２のプ
ーリープレート２３はピン２４によつてスリーブ
２２に係止され、スリーブ２２はカム機構３０に
よつてプレート２１に係止されているので、これ
ら第１および第２のプーリープレート３，２３と
スリーブ２２およびプレート２１とは一体に回転
することとなる。またスリーブ２２はカム溝２２
ａに沿つて軸２のスラスト方向に所定長移動する
と、第２のプーリープレート２３はコイルスプリ
ング１０を介し、スリーブ２２の案内溝に沿つて
軸２のスラスト方向（矢印Ｂ）に移動する。

上述した、構造のドリブンプーリー２０による
と、登り坂等の要因によつて軸２の負荷が変動す
ると、巻回するＶベルト６のトルクによつてカム
機構３０が作動し、一旦カム機構３０が作動する
と、スリーブ２２はカム溝２２ａに沿つて該カム
溝２２ａの終端まで移動し、さらに、カム溝２２
ａの移動に伴なつてスリーブ２２は軸２のスラス
ト方向（矢印Ｂ）に移動してコイルスプリング１
０を押し締め、このコイルスプリング１０のセツ
ト荷重を変化させる。このコイルスプリング１０
のセツト荷重が変化すると、このセツト荷重の変
化に応じてコイルスプリング１０が第２のプーリ
ープレート２３を押圧し、この第２のプーリープ
レート２３を軸２のスラスト方向（矢印Ｂ）に移
動させることとなる。

なお上記実施例ではスリーブ２２を軸２のスラ
スト方向に移動させるカム機構３０をカム溝２２
ａとピン１１とによつて構成したが、勿論本考案
は上記実施例に限定されることなく第５図と同一
部分を同一符号で示す第７図に示すように、プレ
ート２１の壁部２１ｂに第(11)式で示す関数ｆ（ｘ）
からなる形状のカム面２１ｃを形成し、さらにス
リーブ２２のフランジ部２２ｃに前記カム面２１
ｃに沿つて移動する従節２２ｄを形成し、これら
カム面と従節２２ｄとからカム機構３０を構成す
るようにしても良い。

なお、第７図に示すＶベルト自動変速機構にあ
つては第７図のDD断面で示す第８図のように、
第２のプーリープレート２３とスリーブ２２とガ
スプライン４０によつて、ボス部２１ａに対しス
ライド可能、回転不可能に配置されており、また
プレート２１はボス部２１ａとは別体に形成さ
れ、かつ該ボス部２１ａに遊嵌し、カム面２１ｃ
に沿つて所定回転角度回動し得るように配置され
ている。

本考案は上述したように、カム機構を一旦動作
させると途中で停止することのないように構成し
たため、変速比が目まぐるしく変動することがな
く、このため節度ある変速比が得られて乗車感が
安定する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来のドリブンプーリー
を示す要部一部破断面図、第３図および第４図は
それぞれ本考案に係るカム機構のカム溝形状を示
めるグラフ、第５図および第６図は本考案に係る
ドリブンプーリーを示す要部一部破断面図、およ
びそのBB断面図、第７図および第８図はそれぞ
れ本考案に係わるドリブンプーリーの他の実施例
を示す要部一部破断面図およびそのDD断面図で
ある。３……第１のプーリープレート、２０……ドリ
ブンプーリー、２３……第２のプーリープレー
ト、３０……カム機構、２１ｃ……カム面、２２
ａ……カム溝。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】第１のプーリープレートと第２のプーリープレ
ートからなるドリブンプーリーの、前記第１のプ
ーリープレートと第２のプーリープレートとの間
にカム機構を介在させ、このカム機構によつて前
記ドリブンプーリーを支承する軸のスラスト方向
に前記第２のプーリープレートを移動させ、ドリ
ブンプーリーに巻回するＶベルトの巻回直径を変
化させるようにしたＶベルト自動変速装置におい
て、前記カム機構のカム溝形状を、該カム溝に沿つ
てカムが移動した際に、該カムは途中で停止する
ことなくカム溝の終端まで移動する形状に形成し
たことを特徴とするＶベルト自動変速装置。