JPH06330995A - ベルトコンバータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】全速度域でのエンジンブレーキを可能にすると
同時に、ギヤチェンジのシフト操作力の軽減及びクリー
プ現象の低減を目的としている。 【構成】 駆動側プーリ１の固定シーブ１０は、駆動軸
６に回転自在に嵌合すると共に、駆動軸６への正回転方
向へのトルク伝達のみを可能とするワンウェイクラッチ
３６を備えている。可動シーブ１１は固定シーブ１０か
ら離れる方向にリターンばね３０により付勢されてい
る。アイドリング時にフライウェイト２１による押付荷
重と協同して可動シーブ１１をＶベルト３の側面に押し
当てる補助ばね４２を設け、固定シーブ１０と駆動軸６
の間に、固定シーブを回転方向に結合するかみ合い機
構、すなわちドグ歯４０の機構を設けている。これによ
り、アイドリング回転時もエンジンブレーキが可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、自動二輪車や四輪バ
ギー車等に無段変速機として備えられるベルトコンバー
タに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は、本願発明を適用したベルトコン
バータの全体平面図を示しており、まずこの図１を利用
して、ベルトコンバータの概要を説明する。

【０００３】ベルトコンバータは、コンバータカバー４
内に収納され、駆動側プーリ１と、従動側プーリ２と、
それらに亘り巻き掛けられたＶベルト３から構成されて
おり、駆動側プーリ１は、エンジンＥ等の出力軸５に結
合された駆動軸６と、該駆動軸６に軸方向に固定された
固定シーブ１０と、軸方向移動自在な可動シーブ１１等
から構成されている。従動側プーリ２は、ミッションＭ
等に接続された従動軸１３と、該従動軸１３に軸方向に
固定された固定シーブ１５と、軸方向移動自在な可動シ
ーブ１６等から構成され、該可動シーブ１６は、図示し
ない付勢ばねにより固定シーブ側へ付勢され、従動側プ
ーリ２の実効半径を最大径に保持するようになってい
る。なお、従動側プーリ２の固定シーブ１５と可動シー
ブ１６の配置は、駆動側プーリ１の固定シーブ１０と可
動ーブ１１の配置とは、軸方向に逆に配置されている。

【０００４】駆動プーリ１の可動シーブ１１の後部に
は、遠心式送風ファン５０が固着されており、該送風フ
ァン５０の中央空気吸気口５１に対応してコンバータカ
バー４には、空気取入口５２が形成されている。

【０００５】図４は、駆動側プーリ１の従来例の縦断面
図を示しており、仮にエンジンＥの配置側を軸方向の前
側とすると、固定シーブ１０は駆動軸６の軸方向前端部
に、駆動軸６と常に一体回転するように螺着されると共
に、ストッパリング等により軸方向移動不能に固定さ
れ、後面に緩やかな円錐状のベルト挟持面１０ａを有し
ている。

【０００６】一方、可動シーブ１１は、固定シーブ１０
のベルト挟持面１０ａに軸方向に対向するベルト挟持面
１１ａを有すると共に、後方へ延びる筒状のケース部１
１ｂが一体に形成されており、駆動軸６に対して軸方向
移動自在に嵌合している。ケース部１１ｂの後端には、
カバー２０が固着され、ケース部１１ｂ内には、フライ
ウェイト２１、スパイダ２２及びローラ２３等からなる
フライウェイト機構が装備されている。

【０００７】スパイダ２２は、駆動軸６にスプライン嵌
合すると共に締付管２５とワッシャー２４及び締付ボル
ト２６により、軸方向移動不能に固定され、常に駆動軸
６と一体回転するようになっている。

【０００８】スパイダ２２の半径方向外方端部には、ト
ルク伝達用の係合部２２ａが円周方向に等間隔をおいて
複数個形成されており、該係合部２２ａには、ケース部
１１ｂの軸方向溝２９が軸方向移動自在に係合してい
る。これにより、可動シーブ１１は、軸方向に移動自在
であって、かつ、常に駆動軸６と一体回転するようにな
っている。

【０００９】フライウェイト２１は、円周方向に等間隔
をおいて複数個配置されると共に、ピン２７を介して半
径方向拡開自在にスパイダ２２に支持されており、駆動
軸回転による遠心力に応じて、図４の閉じ状態から半径
方向外方に開くようになっている。

【００１０】ローラ２３は、フライウェイト２１に対応
するように複数個配置されると共に、可動シーブ１１の
後面に一体形成されたボス２８の後端に支持されてお
り、各ローラ２３に、各フライウェイト２１のカム面２
１ａが当接している。

【００１１】スパイダ２２とカバー２０の間にはリター
ンばね３０が縮設され、これにより、可動シーブ１1を
軸方向の後方に付勢し、図４のように、回転停止時に、
可動シーブ１１をベルト３から一定距離離れさせてい
る。これによりクラッチ切り状態を維持している。すな
わち、Ｖベルト３が緩んだ状態に維持している。その他
の先行技術として特開昭６０−１３６６５２号がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】図４の構造では、エン
ジン回転数が、高回転数からエンゲージ回転数（約１４
００rpm）までは、両シーブ１０，１１とベルト３との
間のトルク伝達が可能なので、エンジンブレーキを利用
することはできる。しかし、エンゲ−ジ回転数より小さ
い回転数、たとえば、アイドリング回転数（９００〜１
０００rpm）では、Ｖベルト３が緩んだ状態であるの
で、両シーブ１０，１１とＶベルト３の間の動力伝達は
なく、したがってエンジンブレーキは利用できない。

【００１３】この対策として、可動シーブ１１が最も後
退したときでもＶベルト３を張った状態となるように構
成すると、エンジンブレーキは略全速度域で利用できる
ようにはなるが、今度は、次のような課題が生じる。

【００１４】アイドリング回転時においても、Ｖベルト
にエンジントルクがかかっているため、ギヤのシフト操
作が重くなると共に、ベルトの摩耗が速くなる。アイド
リング回転時に、前進又は後進に入れた場合に、クリー
プ現象が発生する。

【００１５】本願発明の目的は、上記各従来例の課題
を、同時に解消しうるベルトコンバータを提供すること
である。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本願発明は、駆動側プー
リと従動側プーリに亘りＶベルトを巻き掛け、各プーリ
の実効半径を変更することにより変速比を調整するベル
トコンバータであって、駆動側プーリとして、駆動軸に
軸方向に固定された固定シーブと、該固定シーブに対向
配置されると共に駆動軸に軸方向移動可能かつ回転方向
に固定された可動シーブと、可動シーブを固定シーブか
ら離れる方向に付勢するリターンばねと、駆動軸回転に
比例した遠心力によりリターンばねに抗して可動シーブ
を固定シーブ側に移動するフライウェイト機構を備えた
ベルトコンバータにおいて、固定シーブを駆動軸に回転
自在に嵌合すると共に、固定シーブから駆動軸への正回
転方向へのトルク伝達のみを可能とするワンウェイクラ
ッチを設け、アイドリング回転時にフライウェイト機構
による押付荷重と協同して可動シーブをＶベルト側面に
押し当てる補助ばねを設け、固定シーブと駆動軸の間に
は、可動シーブが固定シーブ側へ所定距離移動した時に
かみ合って駆動軸と固定シーブを回転方向に直結するか
み合い機構を設けている。

【００１７】また、請求項２記載の発明では、可動シー
ブのベルト挟持面のうち、最小半径状態のＶベルトの側
面に対応する範囲内であって、Ｖベルトの芯部材から半
径方向に外れた位置に、トルク逃がし用の凹部を形成し
ている。

【００１８】

【作用】アイドリング回転時には、補助コイルばねの作
用により、ベルトを張った状態になっているが、固定シ
ーブを空転状態で駆動軸に嵌合していることにより、Ｖ
ベルトへの動力伝達を可動シーブのみからのものとする
ことができ、これにより、シフト操作力を軽減し、ま
た、クリープ現象を抑える。

【００１９】エンジン停止時には、リターンばねが補助
コイルばねに打ち勝って、可動シーブ１１を、Ｖベルト
の側面からわずかに離れて位置させる。

【００２０】エンジン始動後、アイドリング回転時にお
いては、補助コイルばねの力とフライウェイト機構の遠
心力による押付荷重との合力による可動シーブの側圧に
より、Ｖベルトは張った状態となる。また、かみ合い機
構は非かみ合い状態であり、固定シーブは、駆動軸に対
して空転状態となっている。したがって、駆動軸からベ
ルトの動力伝達は、可動シーブ側からだけのものとな
り、従動側プーリへのトルク伝達も半分となり、クリー
プ現象が抑えられる。

【００２１】さらに、可動シーブに逃がし用の凹部を形
成していることにより、アイドリング回転時のベルト摩
耗を防いでいる。

【００２２】エンジン回転数を増加し始め、エンゲージ
回転数まで上昇すると、かみ合い機構がかみ合って、固
定シーブを駆動軸に直結し、トルク伝達容量が正常な容
量に戻る。

【００２３】エンジンブレーキ作動時、従動側プーリの
回転速度がエンジン回転数よりも高くなった場合、ワン
ウェイクラッチが接続状態となる。これにより、アイド
リング回転時においても、エンジンブレーキを有効に働
らかせることができる。

【００２４】

【実施例】図２は、本願発明を適用したベルトコンバー
タ全体を示す図１のII−II断面拡大図であり、前述の従
来例の図４と同様の部品には同じ符号を付している。ま
た、図４と重複説明になるような構造については、省略
あるいは簡略化して説明する。

【００２５】図２において、駆動軸６は、筒状に形成さ
れると共に、エンジンＥの出力軸５にスプライン嵌合
し、締付ボルト２６及び締付管２５により軸方向移動不
能に締め付けられている。

【００２６】固定シーブ１０は、その内周部に筒状のボ
ス部１０ｂが一体的に螺着されており、該ボス部１０ｂ
はニードル軸受３４を介して駆動軸６の外周に回転自在
に嵌合している。ボス部１０ｂと駆動軸６の外周面との
間には、固定シーブ１０から駆動軸６への正回転方向へ
の動力伝達（トルク伝達）のみを可能とするワンウェイ
クラッチ３６が設けられている。上記ニードル軸受３４
にはグリースが充填されており、該グリースをシールす
るために、ワンウェイクラッチ３６の前側にはオイルシ
ール３７が配置されている。

【００２７】ワンウェイクラッチ３６の後側に配置され
た環状ストッパー板３８及びオイルシール３７の前側の
係止リング３５により、固定シーブ１０を、軸方向移動
不能に係止している。

【００２８】スパイダ２２は、駆動軸６にスプライン嵌
合すると共に、締付ボルト２６及び締付管２５を利用し
て軸方向に固定されており、外周突起部２２ａがケース
部１１の軸方向溝２９（第４図）に軸方向に相対的に移
動可能に係合している。

【００２９】スパイダ２２と固定シーブボス部１０ｂの
後面の間には、ドグ歯用のホルダー３９が配置され、該
ホルダー３９は軸方向移動自在に駆動軸６にスプライン
嵌合し、駆動軸６と常に一体回転するようになってい
る。ホルダー３９の外周端部には、前方に張り出す環状
押付部３９ａが形成されており、該環状押付部３９ａ
は、可動シーブ１１の後面に形成された環状突起４１に
対接している。

【００３０】ホルダー３９とボス部１０ｂの後端面に
は、かみ合い機構として、互いにかみ合い自在なドグ歯
４０が軸方向に隙間をおいて形成され、ホルダー３９の
環状押付部３９ａと後方のスパイダ２２の間には、補助
コイルばね４２が縮設されている。該補助コイルばね４
２の弾性力により、ホルダー３９を前方に付勢し、環状
押付部３９ａを可動シーブ１１の環状突起４１に押し当
てている。

【００３１】補助コイルばね４２は、ドグ歯４０をかみ
合わせる機能と、かみ合い状態を保持する機能と、アイ
ドリング回転状態で可動シーブ１１をＶベルト３の側面
に押付る機能を有している。

【００３２】上記各機能を果たすために、補助コイルば
ね４２のばね強さは、リータンばね３０よりも少し弱く
設定されており、補助コイルばね４２のばね力に、アイ
ドリング回転時（約９００rpm）におけるフライウェイ
ト２１の遠心力による押付荷重が加わった場合に、リタ
ーンばね３０のばね荷重に打ち勝って、可動シーブ１１
を、図２のように略最小実効半径でベルト３が張られた
状態となるように、Ｖベルト３の側面に押し付けるよう
になっている。

【００３３】なお、エンジン停止時、フライウェイト２
１の遠心力がない場合には、リターンばね３０が打ち勝
って、可動シーブ１１は、最小実効半径状態のＶベルト
３の側面から微小距離（略０に近い隙間が空く程度）、
後退するようになっている。

【００３４】両ドグ歯４０の間隔は、エンジン回転数が
アイドリング回転数よりも大きくなってエンゲージ回転
数（１４００rpm ）程度になったときに、かみ合うよう
に設定されている。

【００３５】図３において、Ｖベルト３内の外方端部分
には、軸方向に並列に環状の芯線（芯部材）４５が埋め
込まれている。該芯線４５はアラミド繊維等でできてい
る。

【００３６】可動シーブ１１の挟持面１１ａの内周端部
近傍であって、最小実効半径状態のＶベルト３の側面の
うち、上記芯線４５よりも内方側の範囲に対応する箇所
には、浅い深さ（たとえば０．５mm程度の深さ）の環状
の逃がし凹部４６が形成されている。

【００３７】作動を説明する。エンジン停止時には、リ
ターンばね３０が補助コイルばね４２に打ち勝ってお
り、それにより可動シーブ１１は、その挟持面１１ａが
Ｖベルト３の側面からわずかに後方へ離れている。すな
わち、クラッチが切れた状態になっている。

【００３８】エンジン始動後、アイドリング回転時（９
００〜１０００rpm ）においては、図２のように、補助
コイルばね４２の力にフライウェイト２１の遠心力によ
る押付荷重が加わった力が可動シーブ１１に作用してお
り、可動シーブ１１の挟持面１１ａの側圧により、Ｖベ
ルト３は両シーブ１０，１１間で挟持され、Ｖベルト３
を張った状態となる。

【００３９】図２のアイドリング回転状態において、ド
グ歯４０は未だかみ合っておらず、固定シーブ１０は、
駆動軸６から分離して空転状態となっている。したがっ
て、Ｖベルト３が受ける動力は、可動シーブ１１側から
だけのものとなり、図１の従動側プーリ２へのトルク伝
達も半分となる。このため、クリープ現象の発生を抑え
ることができる。

【００４０】しかも、図３のように、逃がし凹部４６を
形成していると、アイドリング時のベルト摩耗も防ぐ。

【００４１】エンジン回転数がアイドリング回転数より
も増加し始めると、フライウェイト２１の遠心力が増加
することにより、可動シーブ１１はローラ２３を介して
前方に押され、ベルト３を半径方向外方へと押し広げ、
実効半径を増加させ始める。これとともに、ホルダー３
９は補助コイルばね４２により前方に移動する。

【００４２】エンジン回転数がエンゲージ回転数（１４
００rpm ）まで上昇すると、Ｖベルト３の側面が逃がし
凹部４６よりも外方へと移動し、Ｖベルト３の側面の全
面が可動シーブ１１に圧接すると共に、ドグ歯４０同士
はかみ合い、固定シーブ１０を駆動軸６に対して回転方
向に直結する。これにより、駆動軸６からＶベルト３へ
の動力伝達は固定シーブ１０も受け持つことになり、ト
ルク伝達容量が正常な容量に戻る。

【００４３】エンゲージ回転数からさらに回転数が増加
すると、可動シーブ１１はさらに前方へと移動してＶベ
ルトの実効半径を増加させ、一方、ホルダー３９は、補
助コイルばね４２によりドグ歯４０同士がかみ合い状態
が保持される。この場合、ホルダー３９の軸方向移動は
停止し、押付部３９ａから可動シーブ１１の環状突起４
１は前方に離れていくことになる。

【００４４】エンジンブレーキ作動時、すなわち、正回
転中において、図１の従動側プーリ２の回転速度がエン
ジン回転数よりも高くなった場合、ワンウェイクラッチ
３６が接続状態となるので、たとえエンジン回転数がエ
ンゲージ回転数より低いアイドリング回転近くになり、
ドグ歯４０が非かみ合い状態となっていても、両シーブ
１０，１１はアイドリング回転数でもＶベルト３の側面
に圧接していることから、従動側プーリ２からＶベルト
３を介して駆動側プーリ１に伝わる動力（負荷）は、両
シーブ１０，１１を介して駆動軸６に伝達される。すな
わち、全速度域において、エンジンブレーキは有効に働
く。

【００４５】可動シーブ１１の逃がし凹部４６として
は、たとえば後方へ凹む環状段面にしてもよく、また、
二重あるいは三重の環状溝とすることもできる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本願発明によると、
アイドリング回転時に、フライウェイト２１の遠心力と
の協同による補助コイルばね４２の作用により、可動シ
ーブ１１をベルト側面に圧接してＶベルト３の張り状態
を保ち、一方、固定シーブ１０はワンウェイクラッチ３
６により、固定シーブ側から駆動軸側への動力伝達のみ
できるようにし、固定シーブ１０と駆動軸６の間には、
可動シーブ１１が固定シーブ１０側へ所定距離移動した
時にかみ合って駆動軸６と固定シーブ１０を回転方向に
直結するかみ合い機構、すなわち、ドグ歯４０を設けて
いるているので、全速度域でのエンジンブレーキを確保
できると同時に、固定シーブ１０を空転状態で駆動軸６
に嵌合することにより、アイドリング回転状態におい
て、可動シーブ１１をＶベルト３の側面に押し付けてい
るにもかかわらず、チェンジ操作力の軽減及びクリープ
現象の低減を達成できる。

【００４７】また、可動シーブ１１のベルト挟持面１１
ａのうち、最小実効半径状態のＶベルト３の側面に対応
する範囲内であって、Ｖベルト３の芯線（芯部材）４５
から半径方向に外れた位置に、トルク逃がし凹部４６を
形成しているので、アイドリング回転時におけるＶベル
ト３の摩耗を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本願発明を適用したベルトコンバータ
全体の平面図である。

【図２】 図１のII−II断面拡大図である。

【図３】 図２の拡大部分図である。

【図４】 従来例の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 駆動側プーリ ２ 従動側プーリ ３ Ｖベルト ６ 駆動軸 １０ 固定シーブ １１ 可動シーブ ２１ フライウェイト ２２ スパイダ ２３ ローラ ３０ リターンばね ３６ ワンウェイクラッチ ４０ ドグ歯（かみ合い機構） ４２ 補助コイルばね ４５ 芯線（芯部材） ４６ 逃がし凹部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動側プーリと従動側プーリに亘りＶベ
   ルトを巻き掛け、各プーリの実効半径を変更することに
   より変速比を調整するベルトコンバータであって、駆動
   側プーリとして、駆動軸に軸方向に固定された固定シー
   ブと、該固定シーブに対向配置されると共に駆動軸に軸
   方向移動可能かつ回転方向に固定された可動シーブと、
   可動シーブを固定シーブから離れる方向に付勢するリタ
   ーンばねと、駆動軸回転に比例した遠心力によりリター
   ンばねに抗して可動シーブを固定シーブ側に移動するフ
   ライウエイト機構を備えたベルトコンバータにおいて、
   固定シーブを駆動軸に回転自在に嵌合すると共に、固定
   シーブから駆動軸への正回転方向へのトルク伝達のみを
   可能とするワンウェイクラッチを設け、アイドリング回
   転時にフライウェイト機構による押付荷重と協同して可
   動シーブをＶベルト側面に押し当てる補助ばねを設け、
   固定シーブと駆動軸の間には、可動シーブが固定シーブ
   側へ所定距離移動した時にかみ合って駆動軸と固定シー
   ブを回転方向に直結するかみ合い機構を設けていること
   を特徴とするベルトコンバータ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のベルトコンバータにおい
   て、可動シーブのベルト挟持面のうち、最小半径状態の
   Ｖベルトの側面に対応する範囲内であって、Ｖベルトの
   芯部材から半径方向に外れた位置に、トルク逃がし用の
   凹部を形成していることを特徴とするベルトコンバー
   タ。