WO2006001410A1

WO2006001410A1 - 鞍乗型車両用のベルト式無段変速機および鞍乗型車両

Info

Publication number: WO2006001410A1
Application number: PCT/JP2005/011711
Authority: WO
Inventors: Toshio Unno; Mitsukazu Takebe
Original assignee: Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2004-06-28
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2006-01-05
Also published as: TW200610907A; TWI308945B; CN1977121A; US20080312013A1; CN100523550C; EP1767816A1; JPWO2006001410A1

Abstract

【課題】　電動モータを大型化することなく、変速レスポンスを高めることができる鞍乗型車両用のベルト式無段変速機を提供することを目的とする。【解決手段】　プライマリシーブ１０及びセカンダリシーブ１１は、それぞれ固定フランジ１０Ａ、１１Ａ及び可動フランジ１０Ｂ、１１Ｂで構成され、プライマリシーブ１０の溝幅は、プライマリシーブ１０の可動フランジ１０Ｂを電動モータで移動制御することによって調整されるとともに、セカンダリシーブ１１の可動フランジ１１Ｂは、スプリング１３で溝幅を狭める方向に付勢されている。プライマリシーブ１０及びセカンダリシーブ１１の各可動フランジ１０Ｂ、１１Ｂには、固定フランジ１０Ａ、１１Ａの回転トルクと、可動フランジ１０Ｂ、１１Ｂの回転トルクとのトルク差に生じて、可動フランジ１０Ｂ、１１Ｂの軸方向に推力を付与するトルクカム１４、１５がさらに備えられている。

Description

明細書

鞍乗型車両用のベルト式無段変速機および鞍乗型車両

技術分野

[0001] 本発明は、プライマリシーブ及びセカンダリシーブの V溝にベルトを卷掛け、変速比を無段階に制御する鞍乗型車両用のベルト式無段変速機、および鞍乗型車両に関する。

背景技術

[0002] スタータ型の自動二輪車等の鞍乗型車両には広く Vベルト式無段変速機が使われている。この Vベルト式無段変速機は、エンジン等の動力源の出力が入力されるブラィマリ軸と、駆動輪への出力を取り出すセカンダリ軸とにそれぞれ配された溝幅可変の一対のプライマリシーブ及びセカンダリシーブで構成され、両シーブに Vベルトを卷掛し、溝幅調節機構により各シーブの溝幅を変えることで、 Vベルトの各シーブに対する卷掛け径を調節し、それにより両シーブ間での変速比を無段階的に調節するというものである。

[0003] 通常、前記プライマリシーブ及びセカンダリシーブは、相互間に V溝を形成する固定フランジ及び可動フランジとから構成され、各可動フランジがプライマリ軸又はセカンダリ軸の軸線方向に移動自在に設けられている。そして、溝幅調節機構により可動フランジを移動することによって、変速比を無段階に調節できるようになつている。

[0004] 従来、この種の Vベルト式無段変速機として、溝幅調節のためのプライマリシーブの可動フランジの移動を電動モータで行うようにしたものがある。電動モータの移動推力により、プライマリシーブの溝幅を狭める方向（Top側）、及び溝幅を広げる方向（L ow側）のいずれの方向にも可動フランジを移動することができるので、溝幅を自由に調節することができる。（例えば、特許文献 1等参照)。

特許文献 1：特許第 3043061号公報

特許文献 2：特公平 7-86383号公報

特許文献 3：特開平 4-157242号公報

発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0005] ところで、プライマリシーブからセカンダリシーブへとベルトによって動力を伝える為には、ベルトを滑らせない為の軸方向の推力を常に必要とする。セカンダリシーブの可動フランジに圧縮スプリングを配し、これにより、可動フランジを固定フランジに対して常に接近するように付勢しておくことによって、ベルト滑り防止に必要な軸方向の推力を得る方法もあるが、加速'減速時などのベルトが滑りやすい状態に合わせてセカンダリスプリングの発生する推力を設定してしまうと、通常状態においてベルトに必要以上の軸推力がかかり、ベルトなどの機構劣化の原因となる。

[0006] また、セカンダリスプリングの発生する軸推力は、セカンダリシーブの溝幅を狭める方向、すなわち、セカンダリシーブの卷掛け径を大きくする方向にしか働かないので、変速比を Low側にシフトする場合は、電動モータの出力トルクをアシストすることができるが、変速比を Top側にシフトする場合は、この付勢力に抗してプライマリシーブの可動フランジを、セカンダリシーブの卷掛け径を小さくする方向に（プライマリシ一ブの卷掛け径を大きくする方向）に移動させる必要があり、その分、電動モータの出力トルクを大きくしなければならず、モータの小型化には寄与しない。

[0007] 本発明は、力かる点に鑑みてなされたもので、ベルト滑り防止に必要な軸推力を確保しつつ、電動モータを大型化することなぐ変速レスポンスを高めることができる鞍乗型車両用のベルト式無段変速機を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0008] 本発明の鞍乗型車両用のベルト式無段変速機は、プライマリシーブ及びセカンダリシーブの V溝にベルトが卷掛けられ、各シーブの溝幅を変えることによって、変速比を無段階に制御する鞍乗型車両用のベルト式無段変速機であって、プライマリシ一ブ及びセカンダリシーブは、それぞれ回転軸に取り付けられた固定フランジ及び可動フランジで構成され、プライマリシーブの溝幅は、該プライマリシーブの可動フランジを電動モータで移動制御することによって調整されるとともに、セカンダリシーブの可動フランジは、スプリングで溝幅を狭める方向に付勢されており、プライマリシーブの回転軸とプライマリシーブの可動フランジの回転トルクにトルク差が生じたとき、該トルク差に応じて、プライマリシーブの可動フランジの軸方向に推力を付与するプライマリ側作動機構と、セカンダリシーブの回転軸とセカンダリシーブの可動フランジの回転トルクにトルク差が生じたとき、該トルク差に応じて、セカンダリシーブの可動フランジの軸方向に推力を付与するセカンダリ側作動機構とをさらに備えていることを特徴とする。

[0009] ある好適な実施形態にぉ、て、上記プライマリ側作動機構は、プライマリシーブの回転軸とプライマリシーブの可動フランジとの間に設けられ、セカンダリ側作動機構は、セカンダリシーブの回転軸とセカンダリシーブの可動フランジとの間に設けられている。

[0010] ある好適な実施形態にぉ、て、上記プライマリ側作動機構又はセカンダリ側作動機構の少なくとも一つは、可動フランジ側に形成されたカム溝と、回転軸側に形成され、カム溝にスライド可能に挿入されたガイドピンとで構成されて、る。

[0011] ある好適な実施形態において、鞍乗型車両の加速時には、上記プライマリシーブの可動フランジが、プライマリ側作動機構によって、プライマリシーブの溝幅を狭まる方向に推力が付与される。

[0012] ある好適な実施形態において、鞍乗型車両のキックダウン時には、上記セカンダリシーブの可動フランジが、セカンダリ側作動機構によって、セカンダリシーブの溝幅を狭まる方向に推力が付与される。

[0013] ある好適な実施形態において、上記プライマリシーブの回転軸の回転トルク力プライマリシーブの可動フランジの回転トルクよりも大きくなつたとき、プライマリシーブの可動フランジが、プライマリ側作動機構によって、プライマリシーブの溝幅を狭まる方向に推力が付与される。

[0014] ある好適な実施形態において、上記セカンダリシーブの回転軸の回転トルク力セカンダリシーブの可動フランジの回転トルクよりも大きくなつたとき、セカンダリシーブの可動フランジが、セカンダリ側作動機構によって、セカンダリシーブの溝幅を狭まる方向に推力が付与される。

[0015] ある好適な実施形態にぉ、て、上記プライマリ側作動機構又はセカンダリ側作動機構の少なくとも一つは、異なる変速域に応じて異なる推力が発生するように、カム溝の溝角度が形成されている。 [0016] 本発明の鞍乗型車両は、上記ベルト式無段変速機を搭載した鞍乗型車両であることを特徴とする。

発明の効果

[0017] 本発明の鞍乗型車両用のベルト式無段変速機によれば、プライマリシーブ及びセカンダリシーブの各可動フランジに、回転軸の回転トルクと可動フランジの回転トルクとのトルク差に応じて、可動フランジの軸方向に推力を付与するプライマリ側及びセカンダリ側作動機構 (例えば、トルクカム）を設けることによって、電動モータでプライマリシーブの V溝を狭める方向（Top側）、又は V溝を広める方向（Low側）に可動フランジを移動する際、いずれの方向においても、各シーブに設けられた作動機構による推力によって、ベルト滑り防止に必要な軸推力を確保しつつ、電動モータの出力トルクをアシストすることができ、電動モータを大型化することなぐ変速レスポンスを高めることが可能となる。

[0018] 特に、エンジンの出力を増して Top側へ変速する時 (例えば、追越し加速時）、ブライマリシーブの回転軸の回転トルクと、プライマリシーブの可動フランジの回転トルクのトルク差が大きくなるので、プライマリシーブの溝幅を狭める方向（Top側）の大きな推力が可動フランジに加わり、これにより、電動モータの出力を大きくすることなぐ変速レスポンスを高めることができる。

[0019] また、アクセルを急開して Low側へ変速する時 (例えば、キックダウン時）、 Vベルトの張力により、セカンダリシーブの可動フランジの回転トルクと、回転軸の回転トルクのトルク差が大きくなるので、セカンダリシーブの溝幅を狭める方向（Low側）の大きな推力が可動フランジに加わり、これにより、電動モータの出力を大きくすることなぐ変速レスポンスを高めることができる。

[0020] さらに、トルクカムの溝角度を、異なる変速域に応じて異なる推力が発生するように形成しておくことによって、各変速域において、トルクカムによる最適な推力を得るようにすることができる。

図面の簡単な説明

[0021] [図 1]本発明に係る鞍乗型車両用のベルト式無段変速機の基本的な構成を模式的に示した図である。圆 2]本発明おけるトルクカム (作動機構)の構成の一例を示した図である。

圆 3]本発明における作動機構の推力を利用して、電動モータの出力トルクをアシストする例を示した図である。

[図 4]本発明における各走行時におけるプライマリシーブ及びセカンダリシーブに設けたトルクカムの推力の大きさを示した図である。

圆 5]本発明の一実施形態に係る小型車両用の Vベルト式無段変速機を示す水平断面図である。

[図 6]図 5に示した小型車両用の Vベルト式無段変速機のプライマリ側の構成を示す拡大断面図である。

[図 7]図 5に示した小型車両用の Vベルト式無段変速機のセカンダリ側の構成を示す拡大断面図である。

圆 8]図 6に示したプライマリ側作動機構の変形例を示す拡大断面図である。

圆 9]図 6に示したプライマリ側作動機構の別の変形例を示す拡大断面図である。圆 10]本発明のベルト式無段変速機を搭載したスタータ型自動二輪車を示す図である。

符号の説明

I、 210 ベルト式無段変速機

10、 103 プライマリシーブ

I I、 104 セカンダリシーブ

10A、 11 A, 103A、 104 A 固定フランジ

10B、 11B、 103B、 104B 可動フランジ

12、 105 ベノレト

13、 140 スプリング (圧縮コイルスプリング）

14、 130 プライマリ側作動機構 (トルクカム)

15、 160 プライマリ側作動機構 (トルクカム)

16、 101 プライマリ軸

17、 102 セカンダリ軸

18、 131、 161 カム溝 19、 132、 162 ガイドピン

107 溝幅調節機構

110 モータ

205 エンジン (動力源）

400 スタータ型自動二輪車

発明を実施するための最良の形態

[0023] 上述のように、 Vベルト式無段変速機において、 Top側への変速シフトは、プライマリシ一ブの溝幅を狭め、セカンダリシーブの溝幅を広めることによって行なわれ、 Low 側への変速シフトは、プライマリシーブの溝幅を広め、セカンダリシーブの溝幅を狭めることによって行なわれ、これらの溝幅制御は、プライマリシーブの可動フランジを電動モータで移動させることによって実行される。

[0024] ところで、各シーブは、プライマリ軸又はセカンダリ軸に固定された固定フランジと、この固定フランジの回転軸方向に移動可能な可動フランジで構成される力この可動フランジは、両シーブ間に卷掛けられた Vベルトを通じてカ卩わる張力を受けて、固定フランジの回転に合わせて回転する。

[0025] し力しながら、もし、可動シーブと Vベルトの間に滑りが生じた場合、プライマリシ一ブ力セカンダリシーブへの伝達動力が減少してしまう。特に、追越し加速時や、キックダウン時には、変速速度が大きいため、可動シーブと Vベルトの間に滑りが発生する。一方、このような追越し加速時や、キックダウン時は、車両の走行時において、最も変速レスポンスが要求される場面である。

[0026] 本願発明者は、この点に着目し、可動シーブと Vベルトの間に滑りが生じやすい場面においてのみベルト滑り防止に必要な通常より大きな軸推力を確保しつつ、高レスポンスを実現する為に電動モータの出力トルクをアシストする推力を得る方法を検討した結果、本発明を想到するに至った。

[0027] 以下、図 1〜図 3を参照しながら、本発明の一実施形態に係る鞍乗型車両のベルト式無段変速機について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。

[0028] 図 1は、本実施形態の鞍乗型車両のベルト式無段変速機 1の基本的な構成を模式的に示した図で、プライマリシーブ 10及びセカンダリシーブ 11の V溝にベルト 12が卷掛けられ、各シーブの溝幅を変えることによって、変速比が無段階に制御される。

[0029] プライマリシーブ 10及びセカンダリシーブ 11は、それぞれ回転軸に取り付けられた固定フランジ 10A、 11A及び可動フランジ 10B、 1 IBで構成され、プライマリシーブ 1 0の溝幅は、プライマリシーブ 10の可動フランジ 10Bを電動モータ（不図示）で移動制御することによって調整されるとともに、セカンダリシーブ 11の可動フランジ 11Bは、スプリング 13で溝幅を狭める方向に付勢されて、る。

[0030] ここで、プライマリシーブ 10の固定フランジ 10Aは、エンジン等の動力源の出力が入力されるプライマリ軸 16に連結され、セカンダリシーブ 11の固定フランジ 11Aは、駆動輪への出力を取り出すセカンダリ軸 17に連結されて、る。

[0031] プライマリシーブ 10及びセカンダリシーブ 11の各可動フランジ 10B、 1 IBの部位には、固定フランジ 10A、 11Aの回転トルクと、可動フランジ 10B、 1 IBの回転トルクとのトルク差に応じて、可動フランジ 10B、 1 IBの軸方向に推力を付与するプライマリ側作動機構 14、及びセカンダリ側作動機構 15がさらに備えられている。

[0032] なお、この作動機構 14、 15は、例えば、可動フランジ側に形成されたカム溝と、回転軸側に形成され、カム溝にスライド可能に挿入されたガイドピンカゝらなるトルクカム等で構成されるが、これら作動機構 14、 15は、上記推力を付与するよう、可動フランジ又は回転軸と一体になつて構成されたものであればよい。

[0033] ここで、上記可動フランジ 10B、 1 IBの回転トルクは、エンジントルクや後輪の負荷トルク力車両の走行状態に応じて、プライマリシーブ 10及びセカンダリシーブ 11間に卷掛けられベルト 12 (ベルト 12には、スプリング 13により、ベルト滑りを防ぐ推力が付加されている）を介して可動フランジ 10B、 1 IBに加わるトルクである。

[0034] このように構成されたベルト式無段変速機 1は、プライマリシーブ 10及びセカンダリシーブ 11の各可動フランジ 10B、 11Bに、固定フランジ 10A、 11Aの回転トルクと可動フランジ 10B、 1 IBの回転トルクとのトルク差に応じて、可動フランジ 10B、 11Bの軸方向に推力を付与するプライマリ側作動機構 14、及びセカンダリ側作動機構 15をそれぞれ設けることによって、電動モータでプライマリシーブ 10の V溝を狭める方向（ Top側）、又は V溝を広める方向（Low側）に可動フランジ 10Bを移動する際、いずれの方向においても、各シーブに設けられた作動機構 14、 15による推力によって、電動モータの出力トルクをアシストすることができ、ベルト滑り防止に必要な軸推力を確保しつつ、電動モータを大型化することなぐ変速レスポンスを高めることが可能となる。

[0035] 図 2は、作動機構 14、 15としてトルクカムを用いた場合の構成の一例を示した図で、可動フランジ 10B、 1 IBと一体となった部位に、可動フランジ 10B, 11Bの軸方向に対して斜めに延びるカム溝 131が形成されており、このカム溝 18に、回転軸 16、 1 7と一体となって形成されたガイドピン 19が摺動可能に挿入されている。そして、回転軸 16、 17の回転トルクと可動フランジ 10B、 11Bの回転トルクとの間にトルク差に生じると、ガイドピン 19がカム溝 18によって押さえられるので、可動フランジ 10B、 11B は、その軸方向に推力が付与される。

[0036] なお、カム溝 18の溝角度を変化させることで、固定フランジ 10A、 11Aと可動フランジ 10B、 1 IBのトルク差の軸方向への分力を変化させることができるので、これにより、可動フランジ 10B、 1 IBの軸方向に付与される推力を、例えば、異なる変速域に応じて異なる推力が発生するよう調整することもできる。

[0037] 次に、本実施形態のベルト式無段変速機 1において、電動モータでプライマリシ一ブ 10の可動フランジ 10Bを移動することによって、変速比を変える際に、作動機構 1 4、 15による推力を利用して、電動モータの出力トルクをアシストする例を、図 3を参照しながら説明する。

[0038] まず、エンジンの出力を増して Top側へ変速する場合 (例えば、追越し加速時）、プライマリシーブ 10の可動フランジ 10Bは、電動モータの出力トルクにより、プライマリシーブ 10の溝幅を狭める方向、例えば、（A)から（B)又は（B)から (C)の方向に移動する。このとき、セカンダリシーブ 11の可動フランジ 11Bは、セカンダリシーブ 11の溝幅を広げる方向に移動するが、その際、駆動輪の負荷トルクよりも大きな駆動トルクでプライマリ軸が駆動され、その結果、駆動輪の負荷が掛力ているベルトをプライマリシ一ブで引張ることとなるので、換言すれば、エンジン力の出力が増大することにより、エンジンの出力軸であるプライマリシーブ 10の回転軸 16の回転トルクが増大することになるので、プライマリシーブ 10の回転軸 16の回転トルクと可動フランジ 10 Bのトルク差が大きくなる。 [0039] その結果、プライマリシーブ 10の溝幅を狭める方向（Top側）の大きな推力 Ptが可動フランジ 10Bに加わることにより、電動モータによる可動フランジ 10Bの移動をァシストすることができ、電動モータの出力トルクを大きくすることなぐ変速レスポンスを高めることができる。

[0040] また、アクセルを急開して Low側へ変速する場合 (例えば、キックダウン時）、プライマリシーブ 10の可動フランジ 10Bは、電動モータの出力トルクにより、プライマリシ一ブ 10の溝幅を広める方向、例えば、（C)から (B)又は (B)から (A)の方向に移動する。このとき、セカンダリシーブ 11の可動フランジ 11Bは、セカンダリシーブ 11の溝幅を広げる方向に移動するが、その際、ベルトによる駆動トルクよりも駆動輪の負荷トルクが大きくなるので、換言すれば、アクセルを開くことでエンジン力の出力が増大し、その出力力トルクはプライマリシーブからベルトを伝わってセカンダリシーブの可動フランジの回転トルクを増大するので、セカンダリシーブ 11の可動フランジ 11Bの回転トルクと、固定フランジ 11Aの回転トルクのトルク差が大きくなる。

[0041] その結果、セカンダリシーブ 11の溝幅を狭める方向（Low側）の大きな推力 Stが可動フランジに加わることにより、電動モータによる可動フランジ 11Bの移動をアシストすることができ、電動モータの出力トルクを大きくすることなぐ変速レスポンスを高めることがでさる。

[0042] なお、この場合には、可動フランジ 11Bには、セカンダリシーブ 11の溝幅を狭める方向に、スプリング 13による付勢力 Ssが付与されているので、併せ、電動モータによる可動フランジ 11Bの移動をアシストすることになる。

[0043] 以上、可動フランジ 10B, 11Bに設けたプライマリ側作動機構 14、及びセカンダリ側作動機構 15作動機構によって、電動モータによる可動フランジ 10Bの移動をァシストする代表的な例を説明した力各走行時におけるプライマリシーブ 10及びセカンダリシーブ 11に設けた作動機構（トルクカム） 14、 15の推力の大きさを示したのが図 4である。なお、図 4に示す表には、比較のために、セカンダリシーブ 11に設けられたスプリング 13による推力も示してある。

[0044] この表から、電動モータは、加速時（追越し加速時)及びキックダウン時にぉ、て、特に大きな推力を必要とする力その際、プライマリシーブ及びセカンダリシーブに設けたトルクカムによる推力 Pt (Top側）、 St (Low側）が、電動モータの出力トルク P mをアシストするのに有効に作用して、ることが分かる。

[0045] また、加速時 (追越し加速時)及びキックダウン時にぉ、て、特に大きなベルト押付け推力を必要とする力その際、プライマリシーブ及びセカンダリシーブに設けたトルクカムによる推力 Pt (Top側）、 St (Low側）が、ベルトを押付けるのに有効に作用して、ると、う効果も発揮し得る。

[0046] 以上、本発明に係る鞍乗型車両のベルト式無段変速機について説明してきたが、ベルト式無段変速機の具体的な構成、及びその動作について、以下、図 5〜図 9を参照しながら詳説する。

[0047] 図 5は、自動二輪車用の Vベルト式無段変速機を示す水平断面図、図 6は図 5に示した Vベルト式無段変速機のプライマリ側の構成を示す拡大断面図、図 7は図 5に示した Vベルト式無段変速機のセカンダリ側の構成を示す拡大断面図である。

[0048] 図 5に示すように、自動二輪車用（小型車両用）の Vベルト式無段変速機（以下、無段変速機とも云う） 210は、動力源であるエンジン 205の出力が入力されるプライマリ軸 101と、該プライマリ軸 101に平行に配されて駆動輪 405への出力を取り出すセカンダリ軸 102と、プライマリ軸 101及びセカンダリ軸 102上にそれぞれ配され、相互間にベルト卷回用の V溝を形成する固定フランジ 103A, 104A及び可動フランジ 103 B, 104Bを有している。

[0049] 可動フランジ 103B, 104Bを軸方向（図中、左右方向）に移動することで、 V溝の溝幅を可変とされたプライマリシーブ 103及びセカンダリシーブ 104と、これらプライマリシーブ 103及びセカンダリシーブ 104の V溝に卷回され、両シーブ 103, 104間で回転動力を伝達する Vベルト 105と、可動フランジ 103B, 104Bを移動することで、プライマリシーブ 103及びセカンダリシーブ 104の溝幅を調節する溝幅調節機構 107とを備えている。この溝幅調節機構 107により、プライマリシーブ 103及びセカンダリシーブ 104の溝幅を変えることで、 Vベルト 105の各シーブ 103, 104に対する卷回径を調節し、プライマリシーブ 103とセカンダリシーブ 104との間での変速比を無段階に調節するものである。

[0050] そして、無段変速機 210は、溝幅調節機構 107として、プライマリシーブ 103の可動フランジ 103Bに任意の移動推力を付与する手段であるモータ 110 (図 6参照）と、可動フランジ 103Bとプライマリ軸 101との間に設けられ、プライマリ軸 101の回転トルクと可動フランジ 103Bの回転トルクにトルク差が生じた時に、トルク差を解消する方向の移動推力を可動フランジ 103Bに付与するプライマリ側作動機構 (所謂、トルク力ム） 130と、セカンダリシーブ 104の可動フランジ 104Bに溝幅を狭める方向の推力を付与する手段である圧縮コイルスプリング 140と、可動フランジ 104Bとセカンダリ軸 1 02との間に設けられ、セカンダリ軸 102の回転トルクと可動フランジ 104Bの回転トルクにトルク差が生じた時に、トルク差を解消する方向の移動推力を可動フランジ 104 Bに付与するセカンダリ側作動機構 (所謂、トルクカム） 160と、を具備している。

[0051] 尚、図 5において、矢印 C, Eはプライマリ軸 101及びセカンダリ軸 102の各回転方向を示す。また、矢印 Dはプライマリ側作動機構 130により可動フランジ 103Bに発生する推力の方向を示し、矢印 Fはセカンダリ側作動機構 160により可動フランジ 104 Bに発生する推力の方向を示す。そして、無段変速機 210は、エンジン 205のクランクケースに隣接する変速機ケーシング 200, 201内に収容されており、プライマリ軸 1 01は、エンジン 205のクランク軸と一体に構成されて!、る。

[0052] セカンダリ軸 102は、減速機 402を介して車軸 400に接続され、車軸 400に駆動輪 405が取り付けられる。プライマリシーブ 103はプライマリ軸 101の外周に配され、セカンダリシーブ 104はセカンダリ軸 102の外周に遠心クラッチ 170を介して取り付けられている。

[0053] 図 6に示すように、プライマリシーブ 103は、プライマリ軸 (クランク軸） 101の一端に固定される固定フランジ 103Aと、プライマリ軸 101の軸方向（図中の矢印 A方向）に移動可能な可動フランジ 103Bとで構成されており、これら固定フランジ 103Aと可動フランジ 103Bの対向円錐面間に、 Vベルト 105が巻き掛けられる V溝が形成されている。プライマリ軸 101の一端は、軸受 125を介してケーシング 201に支持されており、この軸受 125の嵌合するスリーブ 124と後述するスリーブ 121をロックナット 126で固定することによって、固定フランジ 103Aのボス部が軸方向に移動しな、ように固定されている。

[0054] 可動フランジ 103Bは、プライマリ軸 101が貫通する円筒状のボス部を有し、このボス部の一端に円筒状のスライダ 122が固定されている。このスライダ 122とプライマリ軸 101との間には、スリーブ 121が介装されており、このスリーブ 121は、プライマリ軸 101の外周にスプライン 120を介して嵌合され、プライマリ軸 101と一体に回転するようになつている。そして、このスリーブ 121の外周にスライダ 122が軸方向に移動可能に装着されている。

[0055] スライダ 122には、軸方向に対して斜めに延びるカム溝 131が形成されており、このカム溝 131内に、スリーブ 121の外周に突設したガイドピン 132が摺動可能に挿入されている。これにより、スライダ 122と一体の可動フランジ 103Bは、プライマリ軸 101 と一体に回転しつつ、このプライマリ軸 101の軸方向に移動可能となっている。

[0056] これらのカム溝 131とガイドピン 132は、前述したプライマリ側作動機構 130を構成している。従って、カム溝 131の傾斜の向きは、プライマリ軸 101の回転トルクと可動フランジ 103Bの回転トルクにトルク差が生じた時に、トルク差を解消する方向の移動推力をプライマリシーブ 103の可動フランジ 103Bに付与する向き（例えば、プライマリ軸 101の回転トルクが可動フランジ 103Bの回転トルクより大きいときに、プライマリシーブ 103の溝幅を狭める方向（矢印 D方向）の移動推力を可動フランジ 103Bに付与するような向き）に設定されている。傾斜角度を含めたカム溝 131の経路は、与える性能に応じて直線状や曲線状等の任意に設定することができ、加工も容易である。

[0057] 一方、可動フランジ 103Bと向かい合うケーシング 200の内側面には、可動フランジ 103Bに向けて突出する円筒状の送りガイド 116がネジ止めされている。送りガイド 1 16は、プライマリ軸 101に対し同軸上に設けられており、この送りガイド 116の内周面には雌ネジ 117が形成されている。また、送りガイド 116の外周には、軸方向及び周方向にスライド可能に往復歯車 112が嵌合されて、る。

[0058] この往復歯車 112は、内周壁力外周壁に向けて U字断面状に湾曲した環状の回転リング 113の外周壁の一端に結合されており、内周壁の外周面に形成した雄ネジ 118力送りガイド 116の雌ネジ 117に嚙み合っている。また、回転リング 113の内周壁は、軸受 123を介して可動フランジ 103Bと一体ィ匕されたスライダ 122に結合されている。

[0059] この構成により、往復歯車 112が回転することにより、雌ネジ 117と雄ネジ 118のリード作用により、往復歯車 112と回転リング 113が軸方向に移動し、それによりスライダ 122と一体化された可動フランジ 103Bが移動して、プライマリシーブ 103の溝幅が変化するようになっている。なお、雄ネジ 118と雌ネジ 117には、台形ネジが用いられている。

[0060] プライマリシーブ 103の可動フランジ 103Bを任意に移動するためのモータ 110は、他の部品と干渉しない場所に配置されており、そのモータ出力軸 128aと前記往復歯車 112と力多段の平歯車 111A〜11 IEを組み合わせた歯車伝達機構 111を介して連結されている。

[0061] そして、モータ 110の回転をコントロールユニット 300 (図 6参照）により制御することで、往復歯車 112を介して可動フランジ 103Bを軸方向に移動させることができるようになっている。

[0062] また、図 7に示すように、セカンダリシーブ 104は、セカンダリ軸 102に遠心クラッチ 170を介して連結された固定フランジ 104Aと、セカンダリ軸 102の軸方向（図中の矢印 B方向）に移動可能な可動フランジ 104Bとで構成されており、これら固定フランジ 104Aと可動フランジ 104Bの対向円錐面間に、 Vベルト 105が巻き掛けられる V溝が形成されている。

[0063] 固定フランジ 104Aは、円筒状のガイド 151を備えており、このガイド 151が軸受 14 5a, 145bを介してセカンダリ軸 102の外周に回転自在に支持されている。この固定フランジ 104Aとセカンダリ軸 102との間に介在される遠心クラッチ 170は、固定フランジ 104Aのガイド 151と一体に回転する遠心プレート 171と、この遠心プレート 171 に支持された遠心ウェイト 172と、この遠心ウェイト 172が接離可能に接するクラッチハウジング 173とを備えている。

[0064] ここで、遠心プレート 171は、スプライン 142及びロック部材 144を介して、固定フランジ 104Aのガイド 151に結合されている。また、クラッチハウジング 173は、セカンダリ軸 102の一端に、スプライン 146及びボス部材 147を介して固定されている。なお、セカンダリ軸 102の一端は、軸受 150を介してケーシング 201に支持されており、この軸受 150の嵌合するスリーブ 148をロックネジ 149で固定することによって、クラッチハウジング 173及びボス部材 147が軸方向に移動しな、ように固定されて、る。 [0065] このような構成により、固定フランジ 104Aと一体に回転する遠心プレ一ト 171の回転数が所定値に達すると、遠心ウェイト 172が遠心力により外側に移動してクラッチハウジング 173に接触し、固定フランジ 104Aの回転がセカンダリ軸 102に伝達される。

[0066] 可動フランジ 104Bは、固定フランジ 104Aのガイド 151の外周に軸方向移動可能に支持された円筒状のスライダ 152に一体ィ匕されており、圧縮コイルスプリング 140 によって V溝の溝幅を減じる方向に付勢されている。圧縮コイルスプリング 140は、スライダ 152の外周に設けたスプリングホルダ 141に装着され、可動フランジ 104Bと一体に回転する遠心プレート 171のスプリング受 143との間に介装されている。

[0067] この可動フランジ 104Bと一体化されたスライダ 152には、軸線に対して傾斜した力ム溝 161が形成されており、このカム溝 161には、固定フランジ 104Aと一体化されたガイド 151の外周に突設したガイドピン 162が摺動可能に挿入されている。これにより、スライダ 152と一体の可動フランジ 104Bは、セカンダリ軸 102と一体に回転しつつ、このセカンダリ軸 102の軸方向に移動可能となって、る。

[0068] これらのカム溝 161とガイドピン 162は、前述したセカンダリ側作動機構 160を構成している。従って、カム溝 161の傾斜の向きは、セカンダリ軸 102の回転トルクと可動フランジ 104Bの回転トルクにトルク差が生じた時に、トルク差を解消する方向の移動推力を可動フランジ 104Bに付与する向き（例えば、セカンダリ軸 102の回転トルクが可動フランジ 104Bの回転トルクより小さいときに、セカンダリシーブ 104の溝幅を狭める方向（矢印 F)の移動推力を可動フランジ 104Bに付与するような向き）に設定されている。傾斜角度を含めたカム溝 161の経路は、与える性能に応じて直線状や曲線状等の任意に設定することができ、加工も容易である。

[0069] このようなセカンダリ側作動機構 160を備えることにより、例えば自動二輪車が登り坂にさしかかった時のように、セカンダリ軸 102に結合された固定フランジ 104Aの回転速度が遅くなり、 Vベルト 105によって回転を続けようとする可動フランジ 104Bとの間に速度差が生じると、見掛け上、ガイドピン 162がカム溝 161を矢印 Fの方向に押すので、スライダ 152を介して可動フランジ 104Bが固定フランジ 104Aに近づく方向に押し出され、 V溝の溝幅が強制的に減じられることになる。 [0070] 次に、自動二輪車用の Vベルト式無段変速機 210の動作について説明する。

[0071] コントロールユニット 300よりモータ 110に変速信号が入力されると、モータ 110の回転により往復歯車 112及び回転リング 113が回転し、雄ネジ 118と雌ネジ 117のリード作用により、回転リング 113に軸受 123を介して固定されたスライダ 122が軸方向へ移動し、スライダ 122と一体ィ匕された可動フランジ 103Bが移動して、プライマリシーブ 103の溝幅が変化する。

[0072] 例えば、プライマリシーブ 103の溝幅が狭まる場合は、ベルト 105の卷回径が大きくなり、変速比が Top側に移行する。また、プライマリシーブ 103の溝幅が広がる場合は、ベルト 105の卷回径が小さくなり、変速比が Low側に移行する。

[0073] 一方、セカンダリシーブ 104の溝幅は、プライマリシーブ 103の溝幅の変化に伴つてプライマリシーブ 103と反対に動作する。

[0074] 即ち、プライマリシーブ 103に対する Vベルト 105の卷回径が小さくなる（Low側に移行）と、セカンダリシーブ 104側では Vベルト 105の食い込み力が小さくなるので、可動フランジ 104Bと Vベルトとの間に滑りが生じ、この可動フランジ 104Bと固定フランジ 104Aとの間に速度差が生じる。すると、可動フランジ 104B力上記カム溝 161 の働きと圧縮コイルスプリング 140の付勢力によって固定フランジ 104A側に押し付けられるので、セカンダリシーブ 104の溝幅が減じられ、 Vベルト 105の卷回径が大きくなる。

[0075] この結果、プライマリシーブ 103とセカンダリシーブ 104との間の変速比が大きくなり、駆動輪 405への伝達トルクが増大する。反対に、プライマリシーブ 103に対する V ベルト 105の卷回径が大きくなる（Top側に移行）と、セカンダリシーブ 104側では、 V ベルト 105が V溝に食い込んでいき、その可動フランジ 104Bが圧縮コイルスプリング 140の付勢力に抗して固定フランジ 104A力も遠ざ力る方向に移動する。このため、セカンダリシーブ 104の溝幅が広がり、 Vベルト 105の卷回径が大きくなるので、プライマリシーブ 103とセカンダリシーブ 104の間の変速比が小さくなる。

[0076] 即ち、上述した如くプライマリシーブ 103の溝幅を調節する溝幅調節機構 107としてモータ 110を設けているので、このモータ 110の回転を制御することによって、溝幅を狭める方向（Top側)及び溝幅を広げる方向（Low側）のヽずれの方向にも前記プライマリシーブ 103の可動フランジ 103Bを移動することができ、可動フランジ 103B の位置を任意に定めることができて、溝幅を自由に調節することができる。

[0077] 先ず、自動二輪車の発進時には、プライマリ軸 101の回転トルクと可動フランジ 103 Bの回転トルクとのトルク差が大きぐセカンダリ軸 102の回転トルクと可動フランジ 10 4Bの回転トルクとのトルク差も大きいが、モータ 110はプライマリシーブ 103の溝幅を Low側の広がった状態に保持して減速比保持する必要最低限の推力を発生すれば良いので、モータ 110の推力は小さくて良ぐ変速速度も小さくて良い。

[0078] 次に、自動二輪車の加速時や追越し加速時には、 Top側への変速のためにプライマリシーブ 103の溝幅を狭める必要がある力溝幅を広げるときと違って Vベルト 105 を介してセカンダリシーブ 104から大きな抵抗力（圧縮コイルスプリング 140とセカンダリ側作動機構 160による Low側の推力）を受けるので、これらのセカンダリ側の負荷に打ち勝って可動フランジ 103Bを移動するためには大きな推力と適度な変速速度が必要となる。

[0079] しかし、本実施形態の無段変速機 210に係る溝幅調節機構 107によれば、 Top側への変速のためにプライマリシーブ 103の溝幅を狭めるときには、プライマリ側作動機構 130がトルク差を解消する方向の移動推力をプライマリシーブ 103の可動フランジ 103Bに付与して溝幅を狭める方向（矢印 D方向）のアシスト力を発生し、その力を可動フランジ 103Bに加えるので、そのアシスト力が加わる分だけ、モータ 110の推力を弱めることができる。

[0080] 即ち、エンジン回転数を増して Top側へ変速する時には、プライマリ軸 101の回転トルクと可動フランジ 103Bの回転トルクに大きなトルク差が生じるので、そのトルク差に応じたトルク差を解消する方向の移動推力がプライマリ側作動機構 130から可動フランジ 103Bに付与されることになる。

[0081] 従って、プライマリ軸 101と可動フランジ 103Bのトルク差が大きいほど、つまり、 To P側への変速要求が強いほど、溝幅を狭める方向の大きな移動推力が可動フランジ 103Bに加わることになり、その分だけ変速レスポンスを落とさずに、モータ 110の出力を節減することができるようになる。このため、モータ 110の最大出力を小さく抑えることができ、最大出力の抑制に応じてモータ 110の小型化を図ることができる。 [0082] 次に、自動二輪車の巡航時には、プライマリ軸 101の回転トルクと可動フランジ 103 Bの回転トルクとのトルク差も、セカンダリ軸 102の回転トルクと可動フランジ 104Bの回転トルクとのトルク差も小さぐモータ 110はプライマリシーブ 103の溝幅を一定状態に保持して減速比保持する必要最低限の推力を発生すれば良いので、モータ 11 0の推力は小さくて良ぐ変速速度も小さくて良い。

[0083] また、無段変速機 210におけるセカンダリシーブ 104の可動フランジ 104Bには、予め圧縮コイルスプリング 140により溝幅を狭める方向（Low側）の推力が付与されると共に、セカンダリ側作動機構 160によりセカンダリ軸 102の回転トルクとの差に応じて溝幅を狭める方向の推力が与えられている。

[0084] そこで、巡航走行時に車体がジャンプする等して路面からの負荷に変動が生じ、ェンジン回転数が上がってしまうような場合にも、上述した圧縮コイルスプリング 140とセカンダリ側作動機構 160により負荷変動が調整されるので、モータ 110は瞬時に大きな推力を出して負荷を消す必要がなぐモータ 110の大型化を抑制できる。又、セカンダリシーブ 104は、圧縮コイルスプリング 140とセカンダリ側作動機構 160により溝幅を狭める方向（Low側）の推力が付与されることで、 Vベルト 105との滑りが防止される。

[0085] 次に、自動二輪車がキックダウン時に Low側への変速のためにプライマリシーブ 1 03の溝幅を広げるときには、プライマリ軸 101の回転トルクと可動フランジ 103Bの回転トルクとのトルク差が大きぐセカンダリ軸 102の回転トルクと可動フランジ 104Bの回転トルクとのトルク差も大きヽが、本実施形態に係る圧縮コイルスプリング 140及びセカンダリ側作動機構 160によるセカンダリシーブ 104の溝幅を狭める方向の推力を利用することにより、モータ 110はプライマリシーブ 103の可動フランジ 103Bを溝幅を広げる方向（矢印 Dと反対方向）へ素早く移動させることができる。

[0086] 従って、変速時のレスポンスを良くすることができ、特に、走行負荷に対応した加速時やキックダウン時の変速レスポンスを向上させることができる。

[0087] 次に、自動二輪車の減速時には、プライマリ軸 101の回転トルクと可動フランジ 103 Bの回転トルクとのトルク差も、セカンダリ軸 102の回転トルクと可動フランジ 104Bの回転トルクとのトルク差も小さくなり、エンジンブレーキ効果を得る為にプライマリシ一ブ 103の溝幅を広げる Low側にモータ 110の推力を発生させる際には、圧縮コイルスプリング 140及びセカンダリ側作動機構 160によるセカンダリシーブ 104の溝幅を狭める方向の推力を利用することができるので、モータ 110の推力は小さくて良ぐ変速速度も小さくて良い。

[0088] この様に、本発明における無段変速機 210によれば、プライマリシーブの可動フランジに移動推力を付与する手段の小型化を図りつつ変速レスポンスを高めることができる。

[0089] ところで、プライマリシーブまたは Z及びセカンダリシーブにトルクカムを設ける構成は、例えば、特許文献 2 (特公平 7- 86383号公報）、あるいは特許文献 3 (特開平 4- 157242号公報)等に開示されている力これらに開示されたトルクカムは、本発明とは全く別の目的で付設されたもので、特許文献 2または特許文献 3の記載から、本願発明を容易に想到し得るものではな、。

[0090] すなわち、特許文献 2は、セカンダリシーブにトルクカムを付設している力かかるトルクカムは、ベルト滑りの防止を目的に設けられたもので、本願発明のように、変速時における電動モータの出力トルクをアシストするために設けられたものではない。

[0091] また、特許文献 3は、プライマリシーブ及びセカンダリシーブにそれぞれトルクカムを付設している力力かるトルクカムは、それぞれのシーブ間を接近させる方向に付勢力が働くように設けられたもので、換言すると、 Vベルトによりシーブ間を離そうとする力に対抗させる目的で付設されたたもので、本願発明のように、変速時における電動モータの出力トルクをアシストするために設けられたものではない。なお、特許文献 3 は、両シーブ間を連結バーで連結することによって、シーブの溝幅を制御することによって変速を行なうもので、本発明が対象とする Vベルト式無段変速機とは、その変速機構が全く異なるものである。

[0092] 尚、本発明に係る自動二輪車用の Vベルト式無段変速機におけるプライマリ軸、セカンダリ軸、プライマリシーブ、セカンダリシーブ、 Vベルト、溝幅調節機構、プライマリ側作動機構、スプリング及びセカンダリ側作動機構等の構成は、上記実施形態の構成に限定されるものではなぐ本発明の趣旨に基づいて種々の形態を採りうることは勿論である。 [0093] 例えば、上記実施形態においては、プライマリ側作動機構 130及びセカンダリ側作動機構 160のカム溝 131, 161をそれぞれ可動フランジ 103B, 104B側の部材 (スライダ 122, 152)に設け、ガイドピン 132, 162を軸側の部材 (スリーブ 121,ガイド 15 1)に設けたが、図 8に示したプライマリ側作動機構 230のように、ガイドピン 232を可動フランジ 103B側の部材 (スライダ 222)に設け、カム溝 231を軸側の部材 (スリーブ 221)に設けることもできる。

[0094] また、上記実施形態にお!、ては、プライマリ側作動機構 130及びセカンダリ側作動機構 160として、カム溝 131, 161とガイドピン 132, 162の組み合わせを使用した場合を例に述べたが、図 9に示したプライマリ側作動機構 330のように、スリーブ 321とスライダ 322との間にそれぞれ軸方向に対してねじれを持つねじれスプライン 135を形成することにより、作動機構を構成してもよい。尚、ねじれスプライン 135を用いた場合は、摺動部の強度アップを図ることができる。

[0095] 図 10は、本発明におけるベルト式無段変速機を、スタータ自動二輪車 400に搭載した例を示したものである。図 10に示すように、車体フレームのヘッドパイプによりフロントフロントフオーク 401が枢支され、該フロントフォーク 401の下端には前輪 402が、上端には操向ハンドル 403がそれぞれ配置されている。またシート 404の下方には、本発明のベルト式無段変速機 1、 210と、当該無段変速機のプライマリシーブの溝幅を制御する電動モータ 110、及びエンジン 205等で構成されるパワーユニット 405 が上下揺動可能に搭載され、該パワーユニット 405の後端部には後輪 406が配置されている。

[0096] なお、上記実施形態においては、自動二輪車用の Vベルト式無段変速機 1、 210 について説明したが、本発明の Vベルト式無段変速機は自動二輪車に限らず、比較的軽量な小型車両である三輪又は四輪バギー等にも適用できることは勿論である。本発明は、上述したような優れた効果を発揮するものであるが、実際の鞍乗型車両への適用に当たっては、他の要件も含めた総合的な観点の下に、その具体的態様の検討がなされる。

産業上の利用可能性

[0097] 本発明によれば、ベルト滑り防止に必要な軸推力を確保しつつ、電動モータを大型化することなぐ変速レスポンスを高めることができる鞍乗型車両用のベルト式無段変速機を提供することができる。

Claims

請求の範囲

[1] プライマリシーブ及びセカンダリシーブの V溝にベルトが卷掛けられ、前記各シーブの溝幅を変えることによって、変速比を無段階に制御する鞍乗型車両用のベルト式無段変速機であって、

前記プライマリシーブ及び前記セカンダリシーブは、それぞれ回転軸に取り付けられた固定フランジ及び可動フランジで構成され、

前記プライマリシーブの溝幅は、該プライマリシーブの可動フランジを電動モータで移動制御することによって調整されるとともに、前記セカンダリシーブの可動フランジは、スプリングで溝幅を狭める方向に付勢されており、

前記プライマリシーブの回転軸と前記プライマリシーブの可動フランジの回転トルクにトルク差が生じたとき、該トルク差に応じて、前記プライマリシーブの可動フランジの軸方向に推力を付与するプライマリ側作動機構と、

前記セカンダリシーブの回転軸と前記セカンダリシーブの可動フランジの回転トルクにトルク差が生じたとき、該トルク差に応じて、前記セカンダリシーブの可動フランジの軸方向に推力を付与するセカンダリ側作動機構と

をさらに備えていることを特徴とする、鞍乗型車両用のベルト式無段変速機。

[2] 前記プライマリ側作動機構は、前記プライマリシーブの回転軸と前記プライマリシ一ブの可動フランジとの間に設けられ、

前記セカンダリ側作動機構は、前記セカンダリシーブの回転軸と前記セカンダリシーブの可動フランジとの間に設けられていることを特徴とする、請求項 1に記載の鞍乗型車両用のベルト式無段変速機。

[3] 前記プライマリ側作動機構又は前記セカンダリ側作動機構の少なくとも一つは、前記可動フランジ側に形成されたカム溝と、

前記回転軸側に形成され、前記カム溝にスライド可能に挿入されたガイドピンとで構成されたトルクカムよりなることを特徴とする、請求項 1に記載の鞍乗型車両用のベルト式無段変速機。

[4] 前記鞍乗型車両の加速時には、前記プライマリシーブの可動フランジが、前記ブライマリ側作動機構によって、前記プライマリシーブの溝幅を狭まる方向に推力が付与されることを特徴とする、請求項 1に記載の鞍乗型車両用のベルト式無段変速機。

[5] 前記鞍乗型車両のキックダウン時には、前記セカンダリシーブの可動フランジが、前記セカンダリ側作動機構によって、前記セカンダリシーブの溝幅を狭まる方向に推力が付与されることを特徴とする、請求項 1に記載の鞍乗型車両用のベルト式無段変速機。

[6] 前記プライマリシーブの回転軸の回転トルク力前記プライマリシーブの可動フランジの回転トルクよりも大きくなつたとき、前記プライマリシーブの可動フランジが、前記プライマリ側作動機構によって、前記プライマリシーブの溝幅を狭まる方向に推力が付与されることを特徴とする、請求項 1に記載の鞍乗型車両用のベルト式無段変速機。

[7] 前記セカンダリシーブの回転軸の回転トルク力前記セカンダリシーブの可動フランジの回転トルクよりも大きくなつたとき、前記セカンダリシーブの可動フランジカ前記セカンダリ側作動機構によって、前記セカンダリシーブの溝幅を狭まる方向に推力が付与されることを特徴とする、請求項 1に記載の鞍乗型車両用のベルト式無段変速機。

[8] 前記プライマリ側作動機構又は前記セカンダリ側作動機構の少なくとも一つは、異なる変速域に応じて異なる推力が発生するように、前記カム溝の溝角度が形成されていることを特徴とする、請求項 3に記載の鞍乗型車両用のベルト式無段変速機。

[9] 請求項 1から 8の何れか一つに記載のベルト式無段変速機を搭載した鞍乗型車両