JPH0415342A

JPH0415342A - Ｖベルト式無段変速機

Info

Publication number: JPH0415342A
Application number: JP11805290A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Ohashi; 良之大橋; Yoshinobu Mizutani; 水谷　義信; Mitsunao Takayama; 高山　光直
Original assignee: Aichi Machine Industry Co Ltd
Current assignee: Aichi Machine Industry Co Ltd
Priority date: 1990-05-08
Filing date: 1990-05-08
Publication date: 1992-01-20
Anticipated expiration: 2011-12-11
Also published as: JP2562980B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、Ｖベルト式無段変速機に関するものである
。

（従来の技術）この種の無段変速機は、入力シーブ軸においては接離可
能な入力シーブを有しこの入力シーブと、出力シーブ軸
において接離可能に取付けられた出力シーブとの間にＶ
ベルトを巻き掛け、これによって入力シープ軸の回転を
無段階に変速して出力シーブ軸に伝達するようになって
いる。また、変速によっても常にＶベルトを緊張状態に
保持するために、出力シーブ軸側にはテンション機構が
設けられているのが一般的である。通常、この機構は第
６図に示すようになっている。すなわち、出力シーブ５
０における可動側シーブ５１は出力シーブ軸５２に遊嵌
され軸変位可能となっている。

また、その外側面には全体がリング状に形成されかつ全
周に亘って所定形状のカム面５３が形成されたトルクカ
ム５４が固定され、このトルクカム５４に対向するよう
にしてローラ／１ブ５５が出力シーブ軸５２に固定され
ている。そして、ローラハブ５５との間に介在されたス
プリング５６によって、可動側シーブ５１は固定側シー
ブ５７へ接近する方向へ付勢されている。また、ローラ
１１ブ５５の外周面に形成されたボス部には座付きボル
ト５８によりて抜け止めされた円筒ローラ５９が遊嵌さ
れており、前記トルクカム５４のカム面５３に沿って転
動可能となっている。

このように、従来のものではカム面５３が軸心と直交す
る面で切り落とされた平面となっており、これに伴って
ローラ５９も円筒形状となっていたために、以下のよう
な問題点が生じていた。

（発明が解決しようとする課題） ■出力シーブ軸５２の回転によってローラハブ５５が回
転すると、ローラ５９は遠心力によって外周方向へ変位
するため、抜け止め用の座付きボルト５８と擦れ合う。

この場合、カム面５３は出力シーブ軸５２の軸心と直交
する面で切り落とし形成され、遠心力の作用方向と一致
するため、ローラ５９に作用する遠心力がそのままボル
ト５８の下面に作用することになるため、相互の対向面
に磨耗を生じやすい。

■トルクカム５４が回転している間はカム面５３の内周
側と外周側とでは軸心からの距離に比例して周速差を生
じている。したがって、円筒形状のローラ５９がこの面
に接したのではカム面５３との当たり位置によってロー
ラ面上での速度が均一とならないため、ローラ５９の円
滑な自転運動が阻害され、カム面５３との間の摩擦が大
きくなり、その結果正規のカム推力が得られず可動側プ
ーリシーブ５１の軸変位に支障を来す。また、ローラ５
９の一部の面のみが磨耗するような偏磨耗を生じること
にもなる。

■ローラハブ５５には複数個のローラ５９を放射位置に
配しておくのが通常であるが、それぞれのローラ５９を
カム面５３に均一に接触させるのは組付は精度等の理由
からきわめて困難である。このため、各ローラ５９間の
面圧が不均一となり、特定のローラ５９のみが磨耗する
ことがある。また可動側プーリシーブ５１の振れあるい
は倒れに起因してＶベルト６０の損傷や騒音発生という
問題も生じる。

そこで、本発明はこれら問題点を有効に解決することが
できるＶベルト式無段変速機を提供することを目的とし
た。

（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するために、本発明は入力シーブ軸に
取付けられた接離可能な一対の入力プーリシーブと、出
力シーブ軸に取付けられた接離可能な一対の出力プーリ
シーブとの間に巻掛けられたＶベルトによって入力シー
ブ軸の回転を無段階に変速して出力シーブ軸に伝達し、
かつ前記Ｖベルトに張力を与えるために、前記出力側プ
ーリシーブにおいて固定側プーリシーブへ接近する方向
へ付勢された可動側プーリシーブの外側面と、これに対
向するようにして出力シーブ軸に固定された固定部材と
のいずれか一方の対向面には出力シーブ軸と同心でかつ
全周に亘ってカム面が形成され、他方側にはこのカム面
上を転動するローラが抜け止め部材を介して装着されて
なるＶベルト式無段変速機において、前記カム面はその内周側から外周側にかけて上り勾配と
なるテーパ面とされ、かつ前記ローラはこのテーパ面に
適合可能な外形を有する円錐形状に形成されている構成
としたのである。

そして、ローラにおいてカム面の外周縁および内周縁と
それぞれ接する位置での外径比は、出力シーブ軸の軸心
からカム面の外周縁および内周縁までの距離の比に設定
するように形成すると効果的である。

また、ローラの取付は位置は径方向へ調整可能としても
よい。

（作用）上記のように構成されたＶベルト式無段変速機において
は、ローラハブの回転によってローラに遠心力が作用し
た場合にも、ローラとカム面とはテーパ面を介して接触
しているため、ローラに作用するテーパ面に沿う方向の
分力が従来よりも小さくなり、ローラとその抜け止めを
果たしている部材との間の擦れ合いを低減させつる。

また、ローラにおいてカム面の外周縁および内周縁とそ
れぞれ接する位置での外径比を、出力シーブ軸の軸心か
らカム面の外周縁および内周縁までの距離の比に設定す
るようにしたものでは、カム面上の速度差がローラ面上
の速度差に一致するため、ローラの回転が円滑となる。

さらに、ローラの取付は位置を径方向へ調整可能とした
ものでは、個々のローラの位置調整を行うことで、カム
面に対して均一に接触させることが可能となる。

（実施例）以下、本発明を具体化した実施例を図面にしたかって詳
細に説明する。

第１図で示したＶベルト式無段変速機において、エンジ
ン等の原動機Ｅの出力軸１はクラッチ２を介して同軸の
メインドライブシャフト３に連結されている。メインド
ライブシャフト３の前方には軸受４を介して入力シーブ
軸５が同軸て配置されている。

メインドライブシャフト３および入力シーブ軸５の側部
には前進後退切替用のシンクロカップリング６のシャフ
ト７が平行に設置されており、シャフト７に固定された
カウンタードリブンギヤ８はメインドライブシャフト３
に固定されたメインドライブギヤ９と噛み合っている。

シンクロカップリング６のシャフト７には前進側への切
替時及び後退側への切替時においてシャフト７の回転が
伝達される前進用カウンターギヤ１ｏと後退用のカウン
ターギヤ１１が遊嵌されており、前進用カウンターギヤ
１０は入力シーブ軸５の後部に固定された第１シーブ軸
ギヤ１２と噛み合う一方、後退用カウンターギヤ１１は
入力シーブ軸５の中間部に固定された第２シーブ軸ギヤ
１３と噛合するアイドラギヤ１４と噛み合っている。

入力シーブ軸５の前部には該入力シーブ軸５に固定され
た入力固定シーブ１５と、入力シーブ軸５に対し軸方向
に摺動可能に取付けられた入力可動シーブ１６の軸方向
位置を調節するためのシーブ位置調節装置１７が設けら
れている。

一方、入力シーブ軸５の側部には該入力シーブ軸５と平
行に出力シーブ軸１８が配置されており、出力シーブ軸
１８には該出力シーブ軸１８に固定された出力固定シー
ブ１９と出力シーブ軸５に対し軸方向に摺動可能に遊嵌
された出力可動シーブ２０とが設けられている。

上記入力固定シーブ１５と入力可動シーブ１６は対面す
る側が円錐面状をなして、相互間にＶ字溝２１を形成し
、両者で入力シーブ２２を構成している。同様に、出力
固定シーブ１つと出力可動シーブ２０は対面する側か円
錐面状を成して、相互間にＶ字溝２３を形成し、両者で
出力シーブ２４を構成している。入力シーブ２２と出力
シーブ２４との間にはＶベルト２５が巻掛けられており
、上記シーブ位置調節装置１７により入力可動レープ１
６の位置を調節してＶ字溝２１の幅を変化させることで
入力シーブ軸５の回転に対する出力シーブ軸１８の回転
の速度比を無段に変更させることができる。

入力シーブ軸５と出力シーブ軸１８との間には中間軸２
６が配置されており、この中間軸２６には２方向差動ク
ラツチ２７が取付けられている。

この２方向差動クラツチ２７は公知に係るものであるた
め、詳細な説明は省略するが、簡単には出力シーブ軸１
８への動力伝達を運転状況に応じて、このクラッチ２７
を経由する経路と両シーブ１５゜１９を経由する経路の
双方の経路によって行うようにして、駆動力・加速力の
増大とともにＶベルト２５に加わる負荷を軽減させる役
割を果たすものである。

前記出力シーブ軸１８にはデフピニオン２８が固定され
ており、デフビニオン２８はデフアイドラギヤ２９に噛
み合い、デフアイドラギヤ２９はディファレンシャル装
置３０のデフギヤ３１と噛み合っている。

３２はマイクロプロセッサからなるコンピュータであり
、入力シーブ２２の回転速度を検出する入力シーブ回転
速度センサ３３、出力シーブ２４の回転速度を検出する
出力シーブ回転速度センサ３４と、入力シーブ２２の入
力可動シーブ１６の位置を検出するシーブ位置検出セン
サ３５と、セレクタ３６のシフト位置センサ（図示しな
い）からの信号が入力されており、コンピュータ３２は
これらの信号に基づいてシーブ位置調節装置１７を制御
し、入力シーブ２２を運転状況に見合った溝幅に調節す
る。

ところで、出力シーブ２４には変速によっても常にＶベ
ルトを緊張状態に保持するためにテンション機構が設け
られている。すなわち、出力シーブ２４における出力可
動シーブ２０の外側面にはリング状に形成されたトルク
カム３７かボルト等により出力可動シーブ２０と同心で
取付けられている。トルクカム３７の外側面には第４図
に示すようなカム面３８が形成されており、このカム面
３８はトルクカム３７の外側面を３つに等分して形成さ
れ、それぞれ同形状の起伏を有したカム面となっている
。そして、各カム面３８は内周側から外周側にかけて所
定の上り勾配となるテーパー面となっている。一方、ト
ルクカム３７に対向するようにして出力シーブ軸１８に
はローラ４２上３９が固定されている。ローラハブ３９
は出力可動シーブ２０に対向する側が開口する円筒形状
に形成されるとともに、この円筒部分の内側には出力可
動シーブ２０を出力固定シーブ１９側へ押し付ける方向
に作用するばね４０の片側が収納されている。また、ロ
ーラハブ３９の円筒部分における外側面には等角度ごと
に図示３箇所のボス４１が径方向へ一体に突出形成され
ている。各ボス４１にはローラ４２がそれぞれ遊転自在
に嵌込まれており、ボス４１の上端面からねじ込まれた
座付きボルト４３によってそれぞれ抜け止めされている
。

各ローラ４２の外周面はトルクカム３７のカム面３８と
適合可能に形成されている。

但し、本例ではローラ４２のテーパ面の勾配（トルクカ
ム３７のカム面３８の勾配）に関して、次のように設定
されている（第３図参照）。

すなわち、トルクカム３７の中心０からカム面３８の内
周縁および外周縁までの距離をそれぞれＰ、ｌ、Ｒ２と
し、ローラ４２がカム面３８と接触する部分においてそ
の外周側及び内周側でのローラ外径をそれぞれｒＬ、ｒ
２とした場合に、Ｒ１／Ｒ２−＝　ｒｌ　／　ｒ２の関係式が成り立つように設定されている。

これによって、カム面３８の上に生じる内周縁および外
周縁での周速の比が、これに対応する位置でのローラ４
２上の周速比と一致させることができるため、ローラ４
２の自転の円滑性が確保される。

次に、上記のように構成された本例の作用効果を説明す
る。

原動機Ｅの駆動によって、クラッチ２およびシンクロカ
ップリング６を介して入力シーブ軸５が回転する。そし
て、入力シーブ２２では運転状況に応じてシーブ位置調
節装置１７が入力可動シーブ１６の位置を制御しＶ字溝
２１の溝幅が調節されるため、Ｖベルト２５の巻き掛は
径が自動的に変動する。一方、出力シーブ２４では上記
したＶベルト２５の巻き掛は径の変動に伴って出力可動
シーブ２０が軸変位するが、可動シーブ２０はばね４０
にて固定シーブ１９側へ押されており、また各ローラ４
２とカム面３８との圧接を通じてＶベルト２５は常に緊
張状態て出力シーブ２４に対する駆動力の伝達を行い、
これにより出力シーブ軸１８の回転が無段に変速される
。

この間、ローラハブ３９の回転によってローラ４２に遠
心力が作用した場合にも、ローラ４２とカム面３８とが
テーパ面を介して接触しているため、ローラ４２に作用
するカム面３８のテーパ面に沿う方向の分力が従来の円
筒形ローラの場合に比べてより小さくなる。したがって
、座付きボルト４３との擦れ合いによる磨耗が低減し、
これによってカム面３８に沿ってのローラ４２の移動が
円滑となり、正規のカム推力が確保される。特に、本例
ではカム面３８とローラ４２の両テーパ面の設定に関し
て、前述したような特段の配慮がなされているため、す
なわちカム面３８の内外周速比に適合してローラ４２が
自転できるようにしたため、カム面３８に沿ってローラ
４２が変位する際の転動を円滑に行わせることができる
ため、上記した効果をより有効なものとすることができ
る。

第５図は本発明の第２実施例である。第２実施例はロー
ラ４２の取付は構造の変更例である。すなわち、第２実
施例ではローラハブ３９の各ボス４１の上面にねじ軸４
４を立設し、ローラ４２をまずめねじ付きワッシャナツ
ト４５にて押さえ、そのもとで本ナツト４６にて固定す
るという抜け止め方式が採用されている。このようにす
ることで、ローラ４２の取付は位置を自在に変更させる
ことができるため、カム面３８に対して各ローラ４２を
均一に接触させることが可能となる。したがって、特定
のローラのみが偏磨耗を生じるような事態が解消され、
また出力可動シーブ２ｏの振れあるいは倒れを解消する
ことができ、これによってＶベルト２５の損傷・発熱・
騒音の発生等の問題を未然に回避することができる。

（発明の効果）本発明の効果は次のようである。

■カム面およびローラの外周面をテーパ面としたため、
ローラとこのローラの抜け止めを行う部材との間の擦れ
による磨耗を有効に低減することができる。

■上記テーパ面を所定の勾配に設定することにより、ロ
ーラの転動を円滑に行わせることができるため、カムの
発生推力を安定させることができる。

■ローラの取付は位置を調整することにより、ローラを
複数個有する場合であっても、各ローラとカム面とを均
一に接触させることができ、Ｖベルトの損傷等を未然に
回避できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本例のＶベルト式無段変速機の全体構成図、第
２図はローラ周辺を示す断面図、第３図はテーパ面の勾
配の設定条件を示す説明図、第４図はトルクカム、ロー
ラハブ等の分解斜視図、第５図は第２実施例の要部を示
す断面図、第６図は従来のＶベルト式無段変速機の出力
シーブ側を示す断面図である。５・・・入力シーブ軸１８・・・出力シーブ軸２２・・・入力シーブ２４・・・出力シーブ２５・・・Ｖベルト３８・・・カム面４２・・・ローラ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）入力シーブ軸に取付けられた接離可能な一対の入
力プーリシーブと、出力シーブ軸に取付けられた接離可
能な一対の出力プーリシーブとの間に巻掛けられたＶベ
ルトによって入力シーブ軸の回転を無段階に変速して出
力シーブ軸に伝達し、かつ前記Ｖベルトに張力を与える
ために、前記出力側プーリシーブにおいて固定側プーリ
シーブへ接近する方向へ付勢された可動側プーリシーブ
の外側面と、これに対向するようにして出力シーブ軸に
固定された固定部材とのいずれか一方の対向面には出力
シーブ軸と同心でかつ全周に亘ってカム面が形成され、
他方側にはこのカム面上を転動するローラが抜け止め部
材を介して装着されてなるＶベルト式無段変速機におい
て、前記カム面はその内周側から外周側にかけて上り勾配と
なるテーパ面とされ、かつ前記ローラはこのテーパ面に
適合可能な外形を有する円錐形状に形成されていること
を特徴とするＶベルト式無段変速機。
（２）前記ローラにおいてカム面の外周縁および内周縁
とそれぞれ接する位置での外径比を、出力シーブ軸の軸
心からカム面の外周縁および内周縁までの距離の比に設
定されていることを特徴とする請求項１記載のＶベルト
式無段変速機。
（３）前記ローラの取付け位置が径方向へ調整可能とな
っていることを特徴とする請求項１または２記載のＶベ
ルト式無段変速機。