JPS6125940B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はベルト式自動変速機に係り、特にトル
ク検出機構において、固定側フエースボス側にカ
ム溝を形成し、可動側フエース側に上記カム溝と
係合するガイドピンを固設して、該ガイドピンの
カム溝との係合位置を被動軸側へ移動せしめるこ
とにより、被動軸の負荷に伴つてガイドピンに作
用する反力を増大せしめ、以つてカム溝の傾斜角
を縮小し、性能向上、ベルトの耐久性向上等を図
つたベルト式自動変速機に関する。

ベルト式自動変速機は、従来より種々の機械に
有用なる無段変速機として適用されている。この
種ベルト式自動変速機においては、駆動軸と被動
軸に配設されたプーリ間に張架されたベルトの
各々のプーリに対する有効巻掛径を軸速度に比例
してウエイトに作用する遠心力と、被動軸の負荷
に応じて作動するトルク検出機構とにより変更す
ることが行われている。

しかしながら、上記トルク検出機構を構成する
固定フエースボスと可動フエースボスとの連結は
固定フエース側に固設したガイドピンを固定フエ
ースより外方へ位置する可動フエース側に形成し
たカム溝に係合することで成されていたため、ガ
イドピンのカム溝との係合位置が軸から遠く、軸
負荷によりガイドピンに作用する反力が小さく、
従つて可動フエースを軸方向、即ちプーリの有効
巻掛径を拡大する方向へ移動せしめるに十分なる
分力を得るためには、上記カム溝の傾斜角を大き
く設定する必要があつた。このカム溝の傾斜角の
増大は可動フエースの同一軸方向移動量に対して
固定フエースと可動フエースの相対回転角の増大
を要し、このことはベルト寿命、変速機特性上不
利であつた。

本発明者等はこの種ベルト式自動変速機におけ
る上記問題点に鑑み、これを有効、且つ合理的に
解決すべく本発明を成したもので、その目的とす
る処は、トルク検出機構において、固定側フエー
スボス側に傾斜カム溝を形成し、可動側フエース
側に上記カム溝に係合するガイドピンを固設して
該ガイドピンのカム溝との係合位置を被動軸側へ
移動せしめることにより、被動軸の負荷に伴つて
ガイドピンに作用する反力を増大せしめ、以つて
カム溝の傾射角を縮小し、性能向上、ベルトの耐
久性向上等を図るようにしたベルト式自動変速機
を提供するにある。

以下に本発明を特に自動二輪車に実施した場合
を例にとり添付図面に基づいて詳述する。

第１図は本発明に係る自動変速機の横断平面
図、第２図は固定フエースボスの拡大展開図、第
３図はガイドピンの作動説明図である。

第１図中１は機関Ａの出力軸たるクランクシヤ
フトで、これの一方の延出端１ａには可変プーリ
２が配設されている。プーリ２は軸端に嵌着され
た皿状の固定フエース３と、該固定フエース３と
対面する如く軸１上で軸方向に摺動自在に設けら
れ、且つ機関Ａ側に配設された皿状の可動フエー
ス４とから成る。可動フエース４は軸１上にスプ
ライン嵌合等で取り付けられ、これ４の機関Ａ側
背面にはウエイトローラ５が配設され、ウエイト
ローラ５は可動フエース４の背面とこれを塞ぐ如
く設けたランププレート間で保持され、ランププ
レート６はスライドピース７で可動フエース４と
摺動自在に係合して一体に回転し、軸方向は拘束
されて定位置に保持され、ローラ５は可動フエー
ス４の背面傾斜ガイド部４ａとプレート６の対称
的な傾斜ガイド部６ａ間に臨んでいる。

以上の機関Ａと駆動軸たるクランクシヤフト１
は自動二輪車の車体中央部に設けられ、車体後部
に設けられる後輪Ｂの車軸８に歯車列Ｃで連結さ
れた被動軸９は上記駆動軸１と平行に設けられ
る。被動軸９の車輪取付側端部９ａとは反対側の
端部、即ち機関Ａとは反対側の端部９ｂには発進
クラツチ１０が設けられている。即ち、被動軸９
の軸端９ｂにはドラム状のクラツチアウタ１１が
設けられ、アウタ１１にはドラム部１１ａ内壁に
接する摩擦係合部材であるクラツチシユー１２が
対向する如く設けられている。一方、被動軸９上
には軸受１３，１３を介して固定フエースボス１
４が嵌装され、ボス１４端部には駆動プレート１
５が固設され、プレート１５には上記クラツチシ
ユー１２と対応する遠心拡開素子１６が設けられ
ている。尚１７はクラツチダンパーラバーであ
る。

上記固定フエースボス１４の後輪Ｂ側の端部に
は可変プーリ１８の皿状固定フエース１９が固設
され、この固定フエース１９に対向する可動フエ
ース２０は発進クラツチ１０側に設けられ、上記
機関Ａ側の可変プーリ２の可動フエース４とは反
対方向に設けられる。固定フエースボス１４周に
は可動フエース２０を固設支持する筒軸状の可動
フエースボス２１が摺動自在、且つ回転可能に嵌
装され、可動フエースボス２１は後輪Ｂとは反対
側の軸端９ｂ方向に延出され、可動フエースボス
２１に固設された可動フエース２０の内側内端部
と固定フエースボス１４側の駆動プレート１５間
にはスプリング２２が縮装され、スプリング２２
により可動フエース２０は固定フエース１９側
へ、即ちプーリ径を拡大する側へ弾圧されてい
る。そして可動フエースボス２１の円周複数個所
にはガイドピン２３………が下方へ突設され、各
ガイドピン２３の下部に回動自在に嵌装されたガ
イドローラ２４は第２図に示す如く固定フエース
ボス１４に形成された軸方向に長孔で周方向に傾
斜したカム溝１４ａに係合しており、このガイド
ピン２３のガイドローラ２４を介してのカム溝１
４ａとの係合で可動フエースボス２１及びこれに
固設された可動フエース２０は軸方向への移動が
可能となり、これらがトルク検出機構を構成して
いる。尚前記駆動側プーリ２と被動側プーリ１８
間にはＶベルト２５が張架されている。

次に本変速機の作用及び効果を説明する。

第１図は機関Ａが低速回転している状態、即ち
出力軸たる駆動軸１が低速回転している状態を示
し、この時機関Ａにて発生する動力は駆動軸１、
駆動側プーリ２、Ｖベルト２５、被動側プーリ１
８へと伝達され、被動側プーリ１８が回転せしめ
られる。この被動側プーリ１８と一体に固定フエ
ースボス１４及び可動フエースボス２１が回転
し、更に駆動プレート１５は固定フエースボス１
４とともに回転し、これ１５に設けられた遠心拡
開素子１６は遠心力で拡開され、これに固着した
クラツチシユー１２をクラツチアウタ１１のドラ
ム部１１ａに押圧し、クラツチアウタ１１を介し
て被動軸９を回転せしめる。この被動軸９の回転
は減速歯車列Ｃを介して車軸８に伝えられ、後輪
Ｂが回転駆動せしめられる。この場合は前述の如
く駆動軸１の回転速度が低いため、ウエイトロー
ラ５に作用する遠心力はＶベルト２５のプーリ２
に対する巻掛径を拡大せしめるには至らず、従つ
て第１図の如く駆動側プーリ２の巻掛径は小さ
く、被動側プーリ１８のそれは大きく保持され、
被動軸９は減速、且つトルク増幅され、車軸８は
減速歯車列Ｃにて更に減速され、その分だけトル
ク増幅される。

機関Ａの回転数、即ち駆動軸１の回転数が上昇
すれば、ウエイトローラ５はこれに作用する遠心
力によつて半径方向外方へ移動し、可動フエース
４を固定フエース３側へ移動せしめる。この結果
固定フエース３と可動フエース４間の間隔は狭め
られ、プーリ２のベルト巻掛径は拡大する。

ベルト２５の駆動側プーリ２による拡径引張動
により被動側プーリ１８にあつては、該ベルト２
５は固定フエース１９と可動フエース２０間の半
径方向内方へ喰い込む。これに伴つて可動フエー
ス２０はスプリング２２の弾発力に抗して図中左
動し、ベルト２５のプーリ１８への巻掛径は縮少
し、被動軸９及び車軸８の回転は増速され、自動
二輪車は高速走行状態に移る。

斯る高速走行時において、自動二輪車が坂道に
差し掛かつたような場合には車軸８に負荷がかか
り、この負荷は歯車列Ｃ、被動軸９、クラツチア
ウタ１１、拡開素子１６、駆動プレート１５、固
定フエースボス１４を経て固定フエース１９に伝
達され、固定フエース１９の回転を妨げる抵抗力
として作用する。一方、可動フエース２０は固定
フエース１９に作用する前記抵抗力とは無関係に
ベルト２５にて回転せしめられるため、これら固
定フエース１９と可動フエース２０間に相対回転
が生じる。可動フエースボス２１のガイドピン２
３はこれに作用する前記抵抗力によつて生ずる反
力を受け、該反力のカム溝１４ａの傾斜方向の分
力によつて可動フエーンボス２１及び可動フエー
ス２０は第１図中右動し、固定フエース１９と可
動フエース２０間の間隔は狭められ、被動側プー
リ１８のベルト巻掛径は拡大し、逆に駆動側プー
リ２のそれは縮小し、後輪Ｂは減速されるととも
に、トルク増幅され、必要な登坂力が得られる。
斯くして本変速装置においては、回転速度及び負
荷トルクに応じて適切なる変速操作が成される。

ところで、本願発明においては、前述の如くガ
イドピン２３のカム溝１４ａとの係合位置を従来
のもののそれより被動軸９に近づけたため、被動
軸９の負荷に基づいてガイドピン２３に作用する
反力Ｆは従来のものの反力F′よりも大きくなる
（Ｆ＞F′）なることは被動軸９の回りのモーメン
トの釣合を考慮すれば明らかである。

次にガイドピン２３に作用する反力が増大する
ことにより得られる効果を従来との比較において
第３図に基づいて説明する。

第３図において、１４ａは本発明に係る変速機
に形成されたカム溝、１４a′は従来の変速機に形
成されたカム溝とし、これらカム溝１４ａ，１４
a′の傾斜角を夫々θ，θ′とする。又カム溝１４
ａ，１４a′に係合するガイドピン２３，２３′は
同図中略中央位置にあり、これらに反力Ｆ，
F′が図示の如く作用しているものとする。今ガ
イドピン２３，２３′を夫々のカム溝１４ａ，１
４a′に沿つて移動させる力、即ち反力Ｆ，F′のカ
ム溝１４ａ，１４a′方向の分力が相等しいものと
すれば、次式が成立する。

Fsinθ＝F′sinθ′ ………(1) 前述の如くＦ＞F′なる故 ｓｉｎθ／ｓｉｎθ′＝Ｆ′／Ｆ＜１…
……(2) が成立し、これより θ＜θ′ ………(3) となる。

以上はガイドピンに作用する反力が大きけれ
ば、カム溝の傾斜角を小さく設定し得ることを意
味しており、これにより同一の可動フエースの軸
方向移動量ｌを得るためには、ガイドピンの溝に
沿つての移動量が小さくて済む。即ち図示例につ
いて言えば、この移動量は次式で表わされるΔｘ
だけ短縮できる。

Δｘ＝ｌ（１／ｃｏｓθ′−１／ｃｏｓθ）…
…(4) 又周方向移動量については Δｙ＝ｌ（tanθ′−tanθ） ……(5) だけ短縮化でき、これにより固定フエース１９と
可動フエース２０との相対回転角が小さくなり、
以つてベルトの耐久性向上、変速機特性の改善等
を図ることができる。

尚以上の実施例においては、自動変速機を特に
自動二輪車に適用した場合について説明したが、
本変速機はその他各種の機械に対して適用し得る
ものである。

以上の説明で明らかな如く本発明によれば、ト
ルク検出機構において、固定側フエースボス側に
傾斜カム溝を形成し、可動側フエース側に上記カ
ム溝に係合するガイドピンを固設して該ガイドピ
ンのカム溝との係合位置を被動軸側へ移動せしめ
たため、被動軸の負荷に伴つてガイドピンに作用
する反力が増大し、以つてカム溝の傾斜角を小さ
く設定し得、特性の改善、ベルトの耐久性向上等
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
は本発明に係る自動変速機の横断平面図、第２図
は固定フエースボスの拡大展開図、第３図はガイ
ドピンの作動説明図である。 尚図面中１は駆動軸、２，１８は可変プーリ、
３，１９は固定フエース、４，２０は可動フエー
ス、５はウエイトローラ、９は被動軸、１０は発
進クラツチ、１４は固定フエースボス、１４ａは
カム溝、２１は可動フエースボス、２２はスプリ
ング、２３はガイドピン、２５はＶベルト、Ａは
機関、Ｂは後輪、Ｃは減速歯車列である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 駆動軸と被動軸に固定フエースと可動フエー
   スとから構成されるベルトプーリを夫々配設し、
   これら両プーリ間に張架されたベルトの上記各各
   のプーリに対する有効巻掛径を駆動側に設けたウ
   エイトローラに作用する遠心力と被動側に設けた
   トルク検出機構により変更せしめるようにしたベ
   ルト式自動変速機において、前記トルク検出機構
   を固定側フエースに固着され、軸方向に長孔で周
   方向に傾斜したカム溝を有して成る固定フエース
   ボスと、可動フエースに固着され、前記固定フエ
   ースボス外周に軸方向に移動自在で周方向に回動
   自在に嵌合され、且つこれに固定したガイドピン
   が上記固定フエースボスのカム溝に係合して成る
   可動フエースボスとから構成したことを特徴とす
   るベルト式自動変速機。