JPH0310821B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、Ｖベルト型無段変速機における可
動プーリーを移動させるためのプーリー変速駆動
装置に関するものである。

（従来技術） 従来、自動車等のエンジン出力を無段階に変速
し得るＶベルト型無段変速機として、例えば第５
図に示すようなものがある。

第５図において、エンジンにより回転される入
力軸５１には円錐面を有する固定プーリー５２が
固設され、この固定プーリー５２の円錐面と対向
した円錐面を有する可動プーリー５３が入力軸５
１の軸線方向に移動可能に入力軸５１に設けられ
ている。

この可動プーリー５３の円錐面と反対側にはス
ライダーギア５４が、入力軸５１に嵌合されたベ
アリング５５上に外嵌されたスライダーシヤフト
５６に螺合されている。即ち、このスライダーシ
ヤフト５６は固定状に設けられ、その外周には雄
ネジが螺設され、この雄ネジに対しスライダーギ
ア５４の内周面に螺設された雌ネジが螺合されて
いる。従つて、固定されたスライダーシヤフト５
６に対しスライダーギア５４が回転することによ
り、スライダーギア５４は入力軸５１の軸線方向
に移動が可能となつている。このスライダーギア
５４はモーター５７の回転力を受けドライブギア
５８、アイドラギア５９を介し減速されて回転さ
れる。

スライダーギア５４が回転され、スライダーギ
ア５４の雌ネジがスライダーシヤフト５６の雄ネ
ジ上を回転して、スライダーギア５４が入力軸５
１の軸線方向に螺進されることにより、スライダ
ーベアリング６０を介し前記可動プーリー５３が
入力軸５１に沿つて固定プーリー５２方向に押圧
される。従つて、可動プーリー５３の円錐面と固
定プーリー５２の円錐面とにより形成されている
Ｖ溝のプーリーピツチ径が変更されることとな
る。

尚、図中６１はアイドラシヤフト、図中６２は
ストツパープレート、図中６３はナツト、図中６
４はカムフオロアである。

カムフオロア６４は入力軸５１のトルクをスプ
ラインを経て可動プーリー５３に伝達するもので
ある。一方、入力軸５１と平行状に横設された出
力軸６５には、その端部にサイドカバー６６が固
設され、このサイドカバー６６の外周に固設され
たアダプター６７を介し固定プーリー６８が出力
軸６５に固定状に設置されている。この固定プー
リー６８の円錐面に対し対向状に、同様な円錐面
を有する可動プーリー６９が出力軸６５の軸線方
向に移動可能に設けられている。即ち、この可動
プーリー６９は、同プーリーの端部に固設された
プレート７０が固定プーリー６８の裏側面と同プ
レート７０間に介装されたスプリング７１により
出力軸６５の軸線方向に押圧付勢されているた
め、このスプリングの付勢力により固定プーリー
６８側に押圧された状態となつている。

尚、この可動プーリー６９には摺動を円滑にす
るためのオイルシール７２が設けられている。

図中７３はワツシヤー、図中７４はナツトであ
る。又、スプリング７１の端部はプレート７０、
固定プーリー６８に固定され、可動プーリー６９
から入つたトルクを固定プーリー６８に伝達でき
るようになつている。

このように構成された無段変速機の、入力軸５
１側の固定プーリー５２と可動プーリー５３によ
り形成されたＶ溝と、出力軸６５側の固定プーリ
ー６８と可動プーリー６９により形成されたＶ溝
間にはＶベルト７５が掛装され、入力軸５１側の
駆動力が無段階に変速されて出力軸６５側に伝え
られる。

即ち、モーター５７が回転されることによりス
ライダーギア５４がスライダーシヤフト５６上を
移動し、可動プーリー５３を押圧するため、可動
プーリー５３と固定プーリー５２間の距離が縮ま
り、Ｖベルト７５がＶ溝上を上方に移動する。そ
のため出力軸６５側は高速回転となる。

逆に、モーター５７が逆回転されることによ
り、スライダーギア５４が図示左方向に移動さ
れ、可動プーリー５３に対するスライダーギア５
４の押圧力が解除される。この時、スプリング７
１の付勢力がＶベルト７５を介し可動プーリー５
３に伝わるため、可動プーリーは図示左側に移動
され、出力軸６５側は低速回転となる。

（考案が解決しようとする問題点） 上記従来のＶベルト型無段変速機においては、
入力軸５１にスライダーシヤフト５６を固定状に
配設し、このスライダーシヤフト５６の外周の雄
ネジに対し、スライダーギア５４の雌ネジが回転
され、スライダーギア５４が螺進されることによ
り可動プーリー５３の入力軸５１方向への移動推
力を発生させていた。

このような構造にあつては、スライダーシヤフ
ト５６の雄ネジの有効径は必然的に大きくなるた
め、スライダーギア５４の雌ネジを回転させるト
ルクは、Ｔ＝Ｗ・Ｒ・tan（θ＋φ）の式より、雄
ネジの有効径であるＲが大きくなることより大ト
ルクを必要とする。

従つて、可動プーリー５３を移動させるためス
ライダーギア５４を回転させるには大トルクを要
し、そのためモーター５７が小型である場合には
減速比を大きく取る必要があり、その結果、スラ
イダーギア５４の回転が低速となり、可動プーリ
ー５３の移動が遅く、変速に時間がかかり過ぎる
という問題点があつた。このことは加速フイーリ
ング並びに急ブレーキ時に変速のための時間がか
かり過ぎるという問題となる。

又、上記従来装置においては、固定プーリー及
び可動プーリーの回転とスライダーシヤフト５６
とスライダーギア５４との相対回転を吸収しスラ
ストを受けるのに、ベアリングを用いているた
め、ベアリングにスラスト荷重等がかかりベアリ
ングの負荷が大きくなりベアリングが発熱し、そ
の耐久性に乏しいという問題点もあつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記従来の問題点に鑑み案出したもの
であつて、燃費の向上を図ることができ、かつベ
アリング負荷を小ならしめることができるＶベル
ト型無段変速機のプーリー変速駆動装置を提供す
ることを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の構成は、
円錐状の面を有し入力軸に固定された固定プーリ
ー、及びこの固定プーリーと同様の円錐状の面を
有し固定プーリーとの間にＶ溝を形成して入力軸
の軸線方向に移動可能に取付けられた可動プーリ
ーからなる駆動プーリーと、円錐状の面を有し出
力軸に固定された固定プーリー、及びこの固定プ
ーリーと同様の円錐状の面を有し固定プーリーと
の間にＶ溝を形成して出力軸の軸線方向に移動可
能に取り付けられた可動プーリーからなる駆動プ
ーリーとからなる従動プーリーと、この従動プー
リー及び前記駆動プーリーの両Ｖ溝に巻掛けられ
るＶベルトを有してなるＶベルト型無段変速機に
おいて、前記駆動プーリーの可動プーリー側の外
方に配置され前記入力軸に固定されたトルクプレ
ートと、このトルクプレートに対して駆動プーリ
ーと反対側で入力軸に対して回動可能に取付けら
れかつ制動手段に連繋されたサンギヤと、 このサンギヤの外周側においてサンギヤと同心
で回動可能に配置されかつ他の制動手段に連繋さ
れたリングギヤと、このリングギヤと前記サンギ
ヤに対し軸線方向への移動を許容した状態でそれ
ぞれに噛み合う適数個の遊星歯車とからなり、前
記各遊星歯車の中心にはそれぞれ前記トルクプレ
ートへ向けて前記入力軸と平行にネジ軸が延出さ
れると共に、各ネジ軸の先端側は前記トルクプレ
ートの対応位置にそれぞれ穿孔されたネジ穴に嵌
合されかつトルクプレートを貫いて前記可動プー
リーの外面に当接していることを特徴とするもの
である。

（作用） 本発明においては、入力側の可動プーリーを移
動させる手段として、入力軸に固定されたトルク
プレートと、入力軸に対して回動かつ固定可能に
取り付けられたサンギアと、このサンギアの外側
でサンギアと同心でかつ回動並びに固定可能に配
置されたリンクギアと、このリンクギアとサンギ
アとの間に介装されサンギアの軸線方向に移動可
能な適数の遊星歯車とを備えたことにより、サン
ギア若しくはリングギアの何れかを固定して入力
軸を回転させることにより遊星歯車が回転し、こ
の遊星歯車に設けられたネジ軸が前記トルクプレ
ートに設けたネジ穴に沿つて移動するため、遊星
歯車の回転に伴つてネジ軸が入力軸方向に螺進
し、このネジ軸により可動プーリーが押圧されて
ベルト溝が離接され変速される。そのため、サン
ギア若しくはリングギアの一方を電磁クラツチ等
の制動手段を用い停止させることにより、容易に
遊星歯車を介し可動プーリーを入力軸方向に移動
させることができるものであり、遊星歯車を回転
させるのに別途モーター等を必要とせず、かつ遊
星歯車に固着されたネジ軸のネジ径は小径である
ため、その回転トルクも小であり、変速を瞬時に
行なうことができるものである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。

第１図は本発明のプーリー変速駆動装置を用い
たＶベルト型無段変速機を示し、図において、エ
ンジンにより回転される入力軸１には、固定プー
リー２がほぼ一体状に固設され、この固定プーリ
ー２は円錐面２ａを有している。

この固定プーリー２に対し、入力軸１には固定
プーリー２と同様な円錐面３ａを有する可動プー
リー３が対向状に設けられている。この可動プー
リー３は入力軸１の外周に形成されたスプライン
１ａにトルクプレート７が固定され、そのトルク
プレート７に形成された溝部に嵌挿されたカムフ
オロア１９によりガイドされて入力軸１の軸線方
向に移動可能となつている。又、この可動プーリ
ー３と入力軸１の接合面にはオールシール４が嵌
着され移動の円滑化が図られている。

尚、固定プーリー２の円錐面２ａと可動プーリ
ー３の円錐面３ａによりＶ溝５が形成され、この
Ｖ溝５にはＶベルト６が嵌入されている。従つ
て、このＶベルト６は、固定プーリー２に対し可
動プーリー３が近接することにより上方に移動さ
れ、逆に固定プーリー２に対し可動プーリー３が
離反された場合には、Ｖベルト６は入力軸側１に
移動される。

次に可動プーリー３を入力軸１の軸線方向に移
動させるための駆動装置について説明する。

この駆動装置は、入力軸１に固定されたトルク
プレート７と、入力軸１に回動かつ固定可能に設
置されたサンギア９と、サンギアの外周に設けら
れたリングギア１０と、サンギア９とリングギア
１０間に介装された遊星歯車１１と、この遊星歯
車１１に固着され、かつ前記トルクプレート７に
螺合されたネジ軸１１ａとを主体として構成され
ている。

即ち、トルクプレート７は、前記可動プーリー
３の円錐面３ａの反対側に配置され入力軸１に固
定されている。このトルクプレート７の図示左側
には入力軸１に対しベアリング８が嵌着されてい
る。このベアリング８に対し外周に歯部を形成し
た円筒状のサンギア９が回動可能に設けられてい
る。さらに、このサンギア９と同心であつて、サ
ンギアよりも径が大きく、かつ内周面に歯部を形
成した円筒状のリングギア１０がサンギア９の外
周に配置されている。このサンギア９の歯部とリ
ングギア１０の歯部間には３個の遊星歯車１１が
等間隔に介装され、遊星歯車１１はサンギア９と
噛合するとともに、リングギア１０とも噛合され
ている。

この遊星歯車１１の軸心には入力軸１と平行な
ネジ軸１１ａが固着されている。このネジ軸１１
ａの外周面には雄ネジが形成され、この雄ネジは
トルクプレート７に穿設されているネジ穴７ａに
形成された雌ネジと螺合されている。

このネジ軸１１ａの図示右端部には鋼球である
スチールボール１２が設けられ、このスチールボ
ール１２を介しネジ軸１１ａの右端部と前記可動
プーリー３の左端部が当接状態となつている。

図中１３は電磁クラツチであつて、ケース等に
固設されたものであり、この電磁クラツチ１３を
ONすることにより前記サンギア９をケース側に
固定させることができる。

一方、図中１５は同じくケース等に固定された
電磁クラツチであつて、前記リングギア１０の右
端部に設けられたクラツチギア１４を介しこの電
磁クラツチ１５をONすることにより、リングギ
ア１０を制動停止させることができる。

図中１４ａは電磁クラツチ１５の制動板のクラ
ツチシヤフトである。図中１６は入力軸１の左端
部の外周に嵌着されたスペーサーであり、図中１
７は、入力軸１の左端部に螺着されたナツトであ
る。図中１８は前記トルクプレート７の外周部と
クラツチギア１４の内周部間に介装されたベアリ
ングである。図中１９はカムフオロアである。

引続き、出力側の縦動プーリーを説明すると、
入力軸１に平行状に設けられた出力軸２０は、そ
の左端部にベアリング２０ａを有し、ベアリング
２０ａの右方には円錐面２１ａを有する固定プー
リー２１が固設されている。

この固定プーリー２１に対向し、同様な円錐面
２２ａを有する可動プーリー２２が固定プーリー
２１との間にＶ溝２３を形成して出力軸２０の軸
線方向に移動可能に固着されている。

即ち、この可動プーリー２２は、出力軸２０に
固定されたスプリングストツパープレート２４と
可動プーリー２２の裏面間に介装されているスプ
リング２６により常に図示左側方向に押圧されて
いる。尚、スプリング２６の端部は可動プーリー
２２とスプリングストツパープレート２４に固定
され、可動プーリー２２に伝わるトルクを出力軸
２０に伝達できるようにしてある。従つて、前記
入力軸１側の固定プーリー２と可動プーリー３に
より構成される駆動プーリーに対し、出力軸２０
側の固定プーリー２１と可動プーリー２２により
構成される縦動プーリー間にはＶベルト６が掛装
され、入力軸１側の駆動力が無段階に変速されて
出力軸２０に伝達される。

次に本例プーリー変速駆動装置の作用を第２図
及び第３図及び第４図に基づいて説明する。

先ず第２図において、定常走行時の状態を示
す。

定常走行時においては、電磁クラツチ１３及び
電磁クラツチ１５は共にOFF状態であり、サン
ギア９及びリングギア１０はフリーの状態となつ
ている。従つて、入力軸１の回転によりトルクプ
レート７を介し遊星歯車１１が入力軸１と共に回
転されることにより、サンギア９及びリングギア
１０は共に入力軸１と同期回転にて回転される。
従つて、この場合にはベアリング８と１８の相対
回転は全く生じていない。

次に増速時においては、電磁クラツチ１３が
ONされることによりサンギア９が固定状態とな
り停止される。そのため、入力軸１の回転はトル
クプレート７を介し遊星歯車１１に伝えられ、遊
星歯車１１にはサンギア９により自転力が生じ、
遊星歯車１１は第３図のように左方向に自転しつ
つ入力軸１の外周に公転することとなる。この
時、リングギア１０は遊星歯車１１の自転力を受
け、入力軸１の回転よりも高速度にて回転する。

尚、この時、遊星歯車１１が自転することによ
り遊星歯車１１のネジ軸１１ａが左方向に回転
し、ネジ軸１１ａの外周に螺刻されている雄ネジ
は本例では左ネジであるため、ネジ軸１１ａはト
ルクプレート７のネジ穴７ａに沿つて可動プーリ
ー３方向に螺進する。そのため、ネジ軸１１ａは
スチールボール１２を介し可動プーリー３を固定
プーリー２方向に押圧することとなる。

可動プーリー３の移動により、Ｖベルト６は駆
動プーリー周縁側に移動されるため出力軸２０側
は増速され高速回転となる。

次に減速時においては、第４図に示すように電
磁クラツチ１５がONされ、リングギア１０が固
定状態となり停止される。リングギア１０が停止
されることにより、遊星歯車１１は右方向に自転
しながら入力軸１の周縁に公転を開始する。その
場合、サンギア９は遊星歯車１１の自転力と入力
軸１の回転力を受け、入力軸１よりも高速度にて
回転される。

遊星歯車１１が右方向に自転することによりネ
ジ軸１１ａも右方向に回転し、ネジ軸１１ａの雄
ネジは左ネジであるためネジ軸１１ａは可動プー
リー３に対し離反する方向にネジ穴７ａ内を螺進
する。そのため可動プーリー３の固定プーリー２
方向への押圧力は解除され、同時に出力側のスプ
リング２６の付勢力を受けて可動プーリー３は入
力軸１に沿つて左方向に移動する。そのためＶベ
ルト６は入力軸１側に移動し、出力軸２０の回転
が低速回転となる。

このように本例のプーリー変速駆動装置にあつ
ては、電磁クラツチ１３又は１５の何れかをON
することによりサンギア９又はリングギア１０の
何れかを停止させ、その何れかを停止させること
により遊星歯車１１を自転させ、ネジ軸１１ａを
トルクプレート７のネジ穴７ａに対し右方又は左
方に移動させることができ、可動プーリー３を移
動させるためにモーター等の特別の駆動源を必要
とせず、入力軸１の回転力を直接使つて可動プー
リー３を移動させることができる。

さらに、ネジ軸１１ａは有効ネジ径が小さいた
め回転トルクが小さくて済み、そのため可動プー
リー３を移動させるための移動エネルギーが非常
に小さくて良いこととなる。そのため、可動プー
リー３の移動が極めて小エネルギーにて短時間で
行なえることとなり、加速フイーリングを格段に
向上させることができる。又、逆に急ブレーキ時
のベルト戻り不良を解消することができるという
効果がある。

又、ベアリング８と１８に対する駆動プーリー
からのスラスト荷重はトルクプレート７を押さえ
ているナツト１７から入力軸１に直接入り、ベア
リング８と１８には全く入らないで入力軸１上で
吸収され、ベアリング８と１８の相対回転も従来
に比し小さいため、ベアリング容量を従来よりも
小さくすることができ、シールドベアリングを用
い十分耐久性を持たせることができる。

尚、本例においてはネジ軸１１ａに左ネジを採
用したが、右ネジを採用することもできる。

右ネジを採用した場合には、増速時にリングギ
ア１０をを停止させ、減速時にはサンギア９を停
止させることとなる。

又、本例においてはサンギア９又はリングギア
１０の制動手段として電磁クラツチを用いたが、
電磁クラツチの代わりに機械的な爪、ブレーキバ
ンド等の制動手段を用いることもできる。

（発明の効果） 本発明の効果は次のようである。

可動プーリーを移動させるためのねじ機構を入
力軸と同軸上に設定したものに比べて、本発明で
は各遊星歯車のネジ軸に設定して有効ネジ径を格
段に小さくするようにしたため、ネジの回転トル
クを小さくできる。したがつて、可動プーリーに
対する駆動エネルギーが小さくて済む分、燃費の
向上が期待できる。

また、可動プーリーからのスラスト荷重が入力
軸上のベアリングに作用せず、またベアリングの
相対回転も小さくなるため、ベアリングも容量の
小さなものでよい。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を示し、第
１図はＶベルト型無段変速機の全体構成図、第２
図〜第４図はプーリー変速駆動装置の作用説明図
であり、第２図イはプーリー変速駆動装置の正面
図、第２図ロはその側面図、第３図は第２図と対
応させた増速時の作用説明図であり、イは正面
図、ロは側面図、第４図は第２図と対応させた減
速時の作用説明図であり、イは正面図、ロは側面
図、第５図は従来のＶベルト型無段変速機の構成
図である。 １……入力軸、２……固定プーリー、３……可
動プーリー、５……Ｖ溝、６……Ｖベルト、７…
…トルクプレート、７ａ……ネジ穴、８……ベア
リング、９……サンギア、１０……リングギア、
１１……遊星歯車、１１ａ……ネジ軸、１３，１
５……電磁クラツチ、２０……出力軸、２１……
固定プーリー、２２……可動プーリー、２６……
スプリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円錐状の面を有し入力軸に固定された固定プ
   ーリー、及びこの固定プーリーと同様の円錐状の
   面を有し固定プーリーとの間にＶ溝を形成して入
   力軸の軸線方向に移動可能に取付けられた可動プ
   ーリーからなる駆動プーリーと、円錐状の面を有
   し出力軸に固定された固定プーリー、及びこの固
   定プーリーと同様の円錐状の面を有し固定プーリ
   ーとの間にＶ溝を形成して出力軸の軸線方向に移
   動可能に取り付けられた可動プーリーからなる駆
   動プーリーとからなる従動プーリーと、この従動
   プーリー及び前記駆動プーリーの両Ｖ溝に巻掛け
   られるＶベルトを有してなるＶベルト型無段変速
   機において、 前記駆動プーリーの可動プーリー側の外方に配
   置され前記入力軸に固定されたトルクプレート
   と、 このトルクプレートに対して駆動プーリーと反
   対側で入力軸に対して回動可能に取付けられかつ
   制動手段に連繋されたサンギヤと、 このサンギヤの外周側においてサンギヤと同心
   で回動可能に配置されかつ他の制動手段に連繋さ
   れたリングギヤと、 このリングギヤと前記サンギヤに対し軸線方向
   への移動を許容した状態でそれぞれに噛み合う適
   数個の遊星歯車とからなり、 前記各遊星歯車の中心にはそれぞれ前記トルク
   プレートへ向けて前記入力軸と平行にネジ軸が延
   出されると共に、各ネジ軸の先端側は前記トルク
   プレートの対応位置にそれぞれ穿孔されたネジ穴
   に嵌合されかつトルクプレートを貫いて前記可動
   プーリの外面に当接していることを特徴とするＶ
   ベルト型無段変速機のプーリー変速装置。