JPS62209260A - Ｖベルト型無段変速機のプ−リ−変速駆動装置 - Google Patents

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が固設きれ、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５１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ャフト５６に螺合されている
。即ち、このスライダーシャフト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。従って、固定されたスライダーシャフト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
となっている。このスライダーギア５４はモーター５７
０回転力を受はドライブギア５８．アイドラギア５９を
介し減速きれて回転される。

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ャフト５６の雄ネジ上を回転して
、スライダーギア５４が入力軸５１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に沿って固定プーリー５
２方向に押圧される。従って、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きれている
Ｖ溝のプーリーピッチ径が変更されることとなる。

尚、図中６１はアイドラシャフト、図中６２はストッパ
ープレート、図中６３はナツト、図中６４はカムフォロ
アである。

カムフォロア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７
０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っている。

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はワッシャー、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６
８に固定され、可動プーリー６９から入ったトルクを固
定プーリー６８に伝達できるようになっている。

このように構成された無段変速機の、入力軸５１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■
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■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きれて出力軸
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がスライダーシャフト５６上を移動し、可動プ
ーリー５３を押注するため、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５
３に対するスライダーギア５４の押圧力が解除される。

この時、スプリング７１の付勢力がＶベルト７５を介し
可動プーリー５３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５
１にスライダーシャフト５６を固定状に配設し、このス
ライダーシャフト５６の外周の雄ネジに対し、スライダ
ーギア５４の雌ネジが回転きれ、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っては、スライダーシャフト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。

従って、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った。このことは加速フ
ィ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ャフト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った。

（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って
、可動プーリーを移動させるのに特別のモーター等を必
要とせず、しかも変速時間が短く、かつベアリング負荷
の／Ｊ％なるＶベルト型無段変速機のプーリー変速駆動
装置を提供せんことを目的とし、その要旨は、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り
付けられ、移動手段により固定プーリーと離接する方向
に移動させられる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、移動手段により固定プーリーと離
接する方向に移動させられる可動プーリーからなる従動
プーリーと、この従動プーリー及び前記駆動プーリーの
各Ｖ溝に巻掛けられるＶベルトとを有し、入力軸の回転
を無段階に変速して出力軸に伝達する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の円錐
面と反対側の面と対向して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グギアと、
このリングギアと前ス己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からなり
、この遊星歯車の軸心部にはトルクプレートに設けられ
たネジ穴に螺合しかつ先端が駆動プーリーの可動プーリ
ーの円錐面と反対側の面に当接し、サンギア若しくはリ
ングギアを固定して入力軸を回転させて遊星歯車を回転
させると、駆動プーリー方向若しくはその逆方向に移動
するネジ軸が固着され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駆動装置としたことにある
。

（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っ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グギアと、このリング
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
に沿って移動するため、遊星歯車の回転に伴ってネジ軸
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・ンチ
等の制動手段を用い停止許せることにより、容易番こ遊
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、かつ遊栢歯単に固着されたネ
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（こ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ｉｌｌは本発明のプーリー変速駆動装置を用１．％た
■ベルト型無段変速機を示し、図におｌ、）で、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
されたカムフォロア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っている。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が嵌着きれ
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が嵌入きれている。従って、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の軸線方向に移動きせる
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と同心であっ
て、サンギアよりも径が大きく、かつ内周面に歯部を形
膚ｉ、た円竹ゴ奢小１１ン／ｌギア１１１ｆ＋（→１ン
ギア９のＩト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１
１ａが固着されている。このネジ軸１１ａ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に形成された酸ネジと螺合され
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
ポール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
当接状態となっている。

図中１３は電磁クラッチであって、ケース等に固設され
た・ものであり、この電磁クラッチ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
ッチであって、前記リングギア１０の右端部に設けられ
たクラッチギア１４を介しこの電磁クラッチ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は電磁クラッチ１５の制動板のクラッチシャ
フトである。図中１６は入力軸１の左端部の外周に嵌看
されたスペーサーであり、図中１７は、入力軸１の左端
部に螺管されたナツトである。図中１８は前記トルクプ
レート７の外周部とクラッチギア１４の内周部間に介装
されたベアリングである。図中１９はカムフォロアであ
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２ｏに固定され
たスプリングストッパープレート２４と可動プーリー２
２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とスプリングストッパープレー
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である。従って、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６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、電磁クラッチ１３及び電磁クラ
ッチ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っている。従って、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。

従って、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、電磁クラッチ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１０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を固定ブーＩノー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＠ｉに示すように電磁クラ
ッチ１５がＯＮされ、リングギア１ｏが固定状態となり
停止される。リングギア１ｏ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＠Ｌ　
１　ａ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
する方向にネジ穴りａ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に沿っ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っては、電
磁クラッチ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の回転力を直接使って可動プーリー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
ルクが小びくで済み、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、加速フィーリ
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を押きえているナツト１
７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１
８の相対回転も従来に比し／Ｊ−ｅ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
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ッチを用いたが、電磁クラッチの
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Ｖベルト型無段変速機のプーリー変速駆動装置
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
動可能に取り付けられ、移動手段により固定プーリーと
離接する方向に移動させられる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、移動手段により固定
プーリーと離接する方向に移動ぎせられる可動プーリー
からなる従動プーリーと、この従動プーリー及び前記駆
動プーリーの各Ｖ溝に巻掛けられるＶベルトとを有し、
入力軸の回転を無段階に変速して出力軸に伝達するＶベ
ルト型無段変速機であって、前記駆動プーリーの可動プ
ーリーの円錐面と反対側の面と対向して入力＋ｌｒＪ＋
１．’Ｆｒｌ’Ａ’：ズーｈｅ４ｑＪ−電−１１ノ１イ
１、−にし°フー□ｔＴｚＬ＋１−カイレートに対して
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
リングギアと、このリングギアと前記サンギアとの間に
介装きれサンギアの軸線方向に移動可能な適数の遊星歯
車とからなり、この遊星歯車の軸心部にはトルクプレー
トに設けられたネジ穴に螺合しかつ先端が駆動プーリー
の可動プーリーの円錐面と反対側の面に当接し、サンギ
ア若しくはリングギアを固定して入力軸を回転させて遊
星歯車を回転させると、駆動プーリー方向若しくはその
逆方向に移動するネジ軸を固着したことにより、サンギ
ア又はリングギアの何れか一方を制動手段により制動さ
せる簡単な操作により、入力軸の回転を利用して遊星歯
車を回転かつ入力軸の軸方向に移動せしめ、その移動に
より可動プーリーを移動させて変速させる巳とができる
ため、可動プーリーの移動のだめの特別のモーター等を
必要とせず、かつ移刑ｌに嬰オ為エネル革−か裔ノｈＲ
ＲＬこ１，１．売４、暖【係に増減速操作をなし得ると
いう効果を有する。

【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　　　　
ｉｌａ・・・ネジ軸１３．１５・・・電磁クラッチ　　
２０・・・出力軸２１・・・固定プーリー　　２２・・
・可動プーリー２６・・・スプリング 特許出願人　　　　　　愛知機械工業株式会社代理人　
　　弁理士　　清　　水　　義　　久図面その 第２図（イ） 第　２　図　（ロ）

Claims (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
   能に取り付けられ、移動手段により固定プーリーと離接
   する方向に移動させられる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、移動手段により固定プー
   リーと離接する方向に移動させられる可動プーリーから
   なる従動プーリーと、この従動プーリー及び前記駆動プ
   ーリーの各Ｖ溝に巻掛けられるＶベルトとを有し、入力
   軸の回転を無段階に変速して出力軸に伝達する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
   ーの円錐面と反対側の面と対向して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グ
   ギアと、このリングギアと前記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か
   らなり、この遊星歯車の軸心部にはトルクプレートに設
   けられたネジ穴に螺合しかつ先端が駆動プーリーの可動
   プーリーの円錐面と反対側の面に当接し、サンギア若し
   くはリングギアを固定して入力軸を回転させて遊星歯車
   を回転させると、駆動プーリー方向若しくはその逆方向
   に移動するネジ軸が固着され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駆動装置。