WO2015076333A1 - Ｖベルト式無段変速機 - Google Patents

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shaft
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arm member
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卓 板垣
嘉昭 漁野
和也 赤石
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Ntn株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H9/00—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members
    • F16H9/02—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion
    • F16H9/04—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes
    • F16H9/12—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members
    • F16H9/16—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members using two pulleys, both built-up out of adjustable conical parts
    • F16H9/18—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members using two pulleys, both built-up out of adjustable conical parts only one flange of each pulley being adjustable
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    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
    • F16H61/662—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/04—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms a single final output mechanism being moved by a single final actuating mechanism
    • F16H63/06—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms a single final output mechanism being moved by a single final actuating mechanism the final output mechanism having an indefinite number of positions
    • F16H63/062—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms a single final output mechanism being moved by a single final actuating mechanism the final output mechanism having an indefinite number of positions electric or electro-mechanical actuating means

Definitions

  • the present invention relates to a V-belt type continuously variable transmission that rotates a driven pulley by changing the winding diameter of a V-belt due to a change in groove width of a driving pulley and a driven pulley.
  • V-belt type continuously variable transmissions employed in vehicles such as motorcycles those described in Patent Documents 1 and 2 below have been conventionally known.
  • a V-belt is stretched between a drive pulley supported by a drive shaft and a driven pulley supported by a driven shaft, and the actuator can be moved by the actuator. Slide the pulley in the axial direction to change the groove width of the drive pulley, and change the groove width of the driven pulley by the fluctuation of the tension of the V-belt due to the change in winding diameter so that the driven pulley is rotated at an increased or decreased speed.
  • the actuator includes an electric motor and a ball screw that operates using the electric motor as a drive source.
  • the screw shaft that rotates the nut of the ball screw by the electric motor and engages the nut with the screw via the ball.
  • the fork member By moving in the axial direction, the fork member is swung to move the movable pulley in the axial direction.
  • an arm member is connected to a movable pulley of a driving pulley supported by a driving shaft so as to be relatively rotatable and non-movable in an axial direction.
  • the arm member is moved in the axial direction of the drive shaft by an actuator unit as an arm drive device, and the movable pulley is moved in the axial direction of the drive shaft together with the arm member to adjust the groove width.
  • the actuator unit has an electric motor and a gear reduction mechanism that reduces the rotation of the electric motor, and a screw shaft is coupled to the output gear of the gear reduction mechanism, and the shaft end of the output shaft is connected to the screw shaft.
  • the internal thread of the cylindrical part provided in the part is threadedly engaged, the output shaft is moved in the axial direction by rotation of the screw shaft, and the arm member is moved in the axial direction by the movement of the output shaft.
  • the arm member is moved by moving the output shaft of the actuator unit in the axial direction, and the movable pulley is moved in the axial direction of the drive shaft. Since it has a configuration, the number of parts is small, and the configuration is simplified so that downsizing can be achieved.
  • the hooks provided at the end of the output shaft are engaged with the pins provided on the arm member and connected to each other, the V-belt continuously variable transmission can be assembled or disassembled by replacing parts. There is a problem that the work of unhooking the hook is necessary and the workability is poor.
  • An object of the present invention is to provide a V-belt type continuously variable transmission that is easy to assemble and disassemble with a small number of parts.
  • a driving pulley supported by a driving shaft a driven pulley supported by a driven shaft, a V belt stretched between the driving pulley and the driven pulley
  • a slide guide mechanism that supports the movable pulley in one of the driving pulley and the driven pulley so as to be slidably supported with respect to an axis that supports the movable pulley, and is coupled to the movable pulley so as to be relatively rotatable.
  • an arm member that changes the groove width of the pulley by moving the movable pulley integrally by moving the movable pulley in the axial direction, and an arm drive device that moves the arm member in the axial direction.
  • the arm driving device includes an eccentric cam that moves the arm member in the axial direction by contact rotation with the arm member. Its is an eccentric cam than to adopt a structure consisting of a rotary drive device for rotating.
  • the contact between the eccentric cam and the arm member becomes a rolling contact, so that the rotational resistance of the eccentric cam is small, and the eccentric cam is It is possible to reduce the load on the rotating drive device to be rotated.
  • an annular slide guide member having a plurality of guide pins is fitted and fixed to the shaft that supports the movable pulley, and the slide
  • Each of the plurality of guide pins in the guide member is slidably inserted into the same number of axial guide recesses as the guide pins formed on the bosses of the movable pulley, and the movable pulley is slidably supported, so that the spline is fitted.
  • the sliding resistance of the movable pulley can be greatly reduced. For this reason, it is possible to reduce the load on the rotation drive device, and to adopt a small electric motor with a small capacity as the electric motor forming the rotation drive device.
  • the arm member connected to the movable pulley so as to be relatively rotatable is moved in the axial direction of the drive shaft by the rotation of the eccentric cam to adjust the groove width of the pulley. Therefore, it is not necessary to connect the arm member and the arm drive device, and the workability of assembly and disassembly can be improved.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a V-belt type continuously variable transmission according to the present invention.
  • Sectional drawing which expands and shows the driven pulley part of FIG. 2A is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2
  • FIG. 2B is a cross-sectional view showing an adjustment state in which the groove width of the drive pulley is narrowed.
  • the V-belt type continuously variable transmission according to the present invention has a transmission case 10.
  • the transmission case 10 includes a case body 11 and a cover 12 screwed to the case body 11.
  • the case main body 11 also serves as an engine cover, and shaft insertion holes 13 and 14 are provided at one end and the other end of the case main body 11, respectively.
  • the crankshaft 16 provided in the crank disk 15 of the engine is inserted into the shaft insertion hole 13 provided in one end of the case body 11.
  • the crankshaft 16 is a primary shaft as a drive shaft, and the primary shaft 16 is rotatably supported by a bearing 17 incorporated in the shaft insertion hole 13.
  • a secondary shaft 18 as a driven shaft is inserted into the shaft insertion hole 14 provided at the other end of the case body 11 and faces the transmission case 10.
  • the secondary shaft 18 is rotatably supported by a bearing 19 incorporated in the shaft insertion hole 14.
  • each of the shaft insertion holes 13 and 14 is sealed by incorporating a seal member 20.
  • V-belt type continuously variable transmission mechanism A is accommodated in the transmission case 10.
  • the V-belt type continuously variable transmission mechanism A includes a drive pulley 30 supported by a primary shaft 16, a driven pulley 40 supported by a secondary shaft 18, and a V belt 50 spanned between these pulleys 30 and 40. Have.
  • V-belt type continuously variable transmission mechanism A has an arm member 60 that adjusts the groove width of the drive pulley 30 and an arm drive device 70 that operates the arm member 60.
  • the drive pulley 30 includes a dish-shaped fixed pulley 31 and a dish-shaped movable pulley 32.
  • the fixed pulley 31 is spline-fitted to a small-diameter shaft portion 16a provided on the primary shaft 16 and rotates integrally with the primary shaft 16, and the sleeve 33 fitted to the small-diameter shaft portion 16a and the end portion of the small-diameter shaft portion 16a.
  • the nut 34 is screwed to the outer peripheral male screw 16b and is clamped from the axial direction so as to be non-movable in the axial direction.
  • the movable pulley 32 is fitted to a sleeve 33, and a sliding bearing 39 is incorporated between the fitting portions. Further, the movable pulley 32 is prevented from rotating around the primary shaft 16 by a slide guide mechanism 35 provided between the movable pulley 32 and the primary shaft 16 and is slidable in the axial direction.
  • the slide guide mechanism 35 is fixed in such a manner that an annular slide guide member 36 is fitted to the base of the small-diameter shaft portion 16a, and the step portion 16c provided at the base of the small-diameter shaft portion 16a and the sleeve 33 are sandwiched from the axial direction.
  • Each of the plurality of guide pins 37 implanted on one side of the slide guide member 36 is inserted into the same number of guide recesses 38 in the axial direction as the guide pins 37 formed on the boss portion 32a of the movable pulley 32.
  • the guide pin 37 supports the rotation of the primary shaft 16 to transmit the torque to the movable pulley 32.
  • the plurality of guide pins 37 are arranged at a predetermined interval on one circle centered on the axis of the slide guide member 36.
  • an axial groove having a groove width substantially the same as the pin diameter of the guide pin 37 is shown here. It may consist of pin holes of the same diameter.
  • the driven pulley 40 includes a dish-shaped fixed pulley 41 and a dish-shaped movable pulley 42, as with the drive pulley 30 described above.
  • the fixed pulley 41 has a boss portion 41a fitted to the secondary shaft 18, and is rotatably supported by a pair of bearings 43 and 44 incorporated in the boss portion 41a.
  • the bearing 44 positioned on the shaft end side of the secondary shaft 18 is non-movable in the axial direction, and a step 41 b formed on the inner periphery of the boss 41 a is provided on the bearing 44.
  • the fixed pulley 41 is engaged so as to be non-movable in the axial direction.
  • the movable pulley 42 has a cylindrical portion 42 a fitted to the boss portion 41 a of the fixed pulley 41, and a slit 42 b extending in the axial direction is formed in the cylindrical portion 42 a and is attached to the boss portion 41 a of the fixed pulley 41.
  • the key member 45 is inserted into the slit 42b so that the movable pulley 42 is slidable in the axial direction and is urged toward the fixed pulley 41 by an elastic member 46 made of a coil spring.
  • the movable pulley 42 is prevented from rotating around the boss portion 41a by the engagement of the slit 42b and the key member 45, and rotates integrally with the boss portion 41a.
  • a centrifugal clutch 47 is incorporated between the boss 41 a of the fixed pulley 41 and the secondary shaft 18.
  • the centrifugal clutch 47 is fitted and fixed to the boss 41a so that the weight arm 47a rotates together with the boss 41a, and the weight 47b is attached to the weight arm 47a so as to be swingable around an axis parallel to the secondary shaft 18,
  • a hook-shaped outer clutch 47c surrounding the outside of the weight 47b is fitted and fixed so as to rotate together with the secondary shaft 18.
  • the centrifugal clutch 47 when the rotational speed of the driven pulley 40 rotated by the movement of the V-belt 50 increases and reaches a set speed, the weight 47b swings radially outward due to the centrifugal force and the outer clutch. The inner surface of 47c is brought into press contact with each other so as to be engaged, and the rotation of the driven pulley 40 is transmitted to the secondary shaft 18.
  • the arm member 60 is configured such that a forked piece 62 is provided on the outer periphery of the ring portion 61, and the ring portion 61 is fitted to the boss portion 32 a of the movable pulley 32. It is supported so as to be relatively rotatable via a release bearing 63 and is non-movable in the axial direction so as to move integrally with the movable pulley 32.
  • the arm member 60 moves the movable pulley 42 in the axial direction of the primary shaft 16 by the axial pressing force applied to the bifurcated piece 62, and the ring portion 61 receives the pressing force applied to the bifurcated piece 62.
  • a moment load that causes an inclination is applied.
  • a double row angular ball bearing is used here as the release bearing 63, but a deep groove ball bearing may be adopted. There may be one deep groove ball bearing, but it is preferable to use two or more.
  • the bifurcated piece 62 has an L-shaped planar shape and is opposed to the upper and lower sides, and both end portions of the roller shaft 64 are supported by the front end portion facing the inside of the V belt 50, and the roller 65 is rotatably supported by the roller shaft 64.
  • a rolling bearing is employed as the roller 65.
  • the arm driving device 70 includes an eccentric cam 84 that rotates in contact with a rotatable roller 65 incorporated between the forked pieces 62 of the arm member 60, and a rotation that rotationally drives the eccentric cam 84.
  • a drive device 71 is included.
  • the arm driving device 70 has a unit case 90 that houses the rotation driving device 71, and the unit case 90 is fitted in a fitting recess 91 provided in the cover 12 of the transmission case 10.
  • the rotation drive device 71 has an electric motor 72 and a speed reduction mechanism 80 that decelerates and outputs the rotation of the rotor shaft 72a of the electric motor 72.
  • the speed reduction mechanism 80 is composed of a spur gear type reduction gear using a plurality of spur gears.
  • the output shaft 81 provided on the output gear 80a at the final stage of the spur gear type speed reducer 80 is arranged parallel to the primary shaft 16, and the transmission case is formed from a bearing fitting hole 92 formed at the end of the unit case 90. 10 which covers the cover 12 and is rotatably supported by a bearing 93 incorporated in the bearing fitting hole 92.
  • the rotation of the output shaft 81 is transmitted to the cam shaft 83 through a pair of bevel gears 82 that mesh with each other as shown in FIG.
  • the cam shaft 83 extends in the vertical direction and is orthogonal to the output shaft 81.
  • the upper end of the cam shaft 83 faces the roller 65 that can rotate between the forked pieces 62 of the arm member 60 in the front-rear direction, and an eccentric cam 84 is provided at the upper end. It has been.
  • a spur gear type reduction gear composed of a plurality of spur gears is adopted as the reduction mechanism 80, but a planetary gear type reduction gear or a gear reduction gear consisting of a worm and a worm wheel may be adopted.
  • the gear type speed reducer composed of a worm and a worm wheel
  • the worm wheel is fixed to the lower end portion of the cam shaft 83 shown in FIG. Therefore, the bevel gear 82 shown in the figure can be omitted, and the configuration can be simplified.
  • the V-belt type continuously variable transmission shown in the embodiment has the above structure, and the electric motor 72 in the arm driving device 70 is controlled by a control unit (not shown). Now, when the primary shaft 16 rotates and the driving pulley 30 rotates together with the primary shaft 16, the rotation is transmitted to the driven pulley 40 via the V belt 50, and the driven pulley 40 rotates in the same direction as the driving pulley 30. Then, the centrifugal clutch 47 is engaged and the rotation of the driven pulley 40 is transmitted to the secondary shaft 18.
  • FIG. 2 and FIG. 4A show a state where the outer periphery with the smallest eccentric amount of the eccentric cam 84 is in contact with the roller 65, and when the eccentric cam 84 rotates from that state, the eccentric cam 84 causes the eccentric cam 84 to rotate.
  • the roller 65 is pressed, and the arm member 60 moves in the axial direction of the primary shaft 16 by the pressing.
  • the movable pulley 32 of the drive pulley 30 is connected to the arm member 60, the movable pulley 32 moves toward the fixed pulley 31, and the movement reduces the groove width of the drive pulley 30, and the V belt.
  • the winding diameter of 50 increases.
  • the tension of the V-belt 50 increases as the winding diameter of the driving pulley 30 increases, the movable pulley 42 in the driven pulley 40 slides away from the fixed pulley 41, and the groove width of the driven pulley 40 increases. The winding diameter of the V belt 50 is reduced.
  • FIGS. 4B and 6 show a state in which the eccentric cam 84 rotates 180 ° and the portion having the largest eccentric amount is in contact with the roller 65, and the winding diameter of the V belt 50 on which the drive pulley 30 is applied is the maximum. The diameter.
  • the movable pulley 42 in the driven pulley 40 is loaded with the pressing force of the elastic member 46, so that the movable pulley 42 moves toward the fixed pulley 41 to move the driven pulley 40.
  • the groove width is narrowed and the winding diameter of the V-belt 50 is increased.
  • the tension of the V belt 50 increases due to the increase in the winding diameter of the driven pulley 40, the movable pulley 32 in the drive pulley 30 slides away from the fixed pulley 31, and the groove width of the drive pulley 30 increases. The winding diameter of the V belt 50 is reduced.
  • the movable pulley 32 is slidably supported by the plurality of guide pins 37 of the slide guide member 36, the movable pulley 32 is slidably supported by the spline fitting. Compared to the case, the slide resistance of the movable pulley 32 can be greatly reduced, and a small-sized electric motor 72 having a small capacity can be employed.
  • the arm member 60 connected to the movable pulley 32 of the drive pulley 30 by a release bearing 63 is provided with a bifurcated piece 62 and is rotatably supported by the bifurcated piece 62.
  • the eccentric cam 84 By rotating the eccentric cam 84 in contact with the roller 65 and moving the movable pulley 32 in the axial direction of the primary shaft 16 together with the arm member 60 to adjust the groove width of the drive pulley 30, the arm drive device 70. It is not necessary to connect the arm member 60 and the arm member 60, and the workability of assembly and disassembly can be improved.
  • the movable pulley 32 of the driving pulley 30 is slid with respect to the fixed pulley 31 by the arm driving device 70 to change the gear ratio, but the movable pulley 42 of the driven pulley 40 is moved with respect to the fixed pulley 41.
  • the gear ratio may be changed by sliding the slider.

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Abstract

　部品点数の少ない組立て、分解の容易なＶベルト式無段変速機を提供する。偏心カム（８４）の回転によりアーム部材（６０）をプライマリ軸（１６）の軸方向に移動させ、そのアーム部材（６０）の移動により駆動プーリ（３０）の可動プーリ（３２）を固定プーリ（３１）に対して移動させて駆動プーリ（３０）の溝幅を調整する。

Description

Ｖベルト式無段変速機
　この発明は、駆動プーリおよび従動プーリの溝幅の変化によるＶベルトの巻き径の変化によって従動プーリを変速回転させるＶベルト式無段変速機に関する。
　自動二輪車等の車両に採用されるＶベルト式無段変速機として、下記特許文献１および２に記載されたものが従来から知られている。特許文献１に記載されたＶベルト式無段変速機においては、駆動軸に支持された駆動プーリと従動軸に支持された従動プーリ間にＶベルトを掛け渡し、アクチュエータの作動により駆動プーリにおける可動プーリを軸方向にスライドさせて駆動プーリの溝幅を変化させ、巻径の変化によるＶベルトの張力変動により従動プーリの溝幅を変化させて従動プーリを増速回転または減速回転させるようにしている。
　ここで、アクチュエータは、電動モータと、その電動モータを駆動源として作動するボールねじを有し、上記電動モータによりボールねじのナットを回転し、そのナットにボールを介してねじ係合するねじ軸の軸方向への移動により、フォーク部材を揺動させて可動プーリを軸方向に移動させるようにしている。
　この場合、ナットの回転によってねじ軸が回転すると、ねじ軸を軸方向に移動させることができないため、ねじ軸を回り止めする必要がある。
　一方、特許文献２に記載されたＶベルト式無段変速機においては、駆動軸に支持された駆動プーリの可動プーリにアーム部材を相対回転可能に、かつ、軸方向に非可動に連結し、そのアーム部材をアーム駆動装置としてのアクチュエータユニットにより駆動軸の軸方向に移動させ、アーム部材と共に可動プーリを駆動軸の軸方向に移動させて溝幅を調整するようにしている。
　ここで、アクチュエータユニットは、電動モータと、その電動モータの回転を減速するギヤ減速機構とを有し、上記ギヤ減速機構の出力ギヤにねじ軸を結合し、そのねじ軸に出力軸の軸端部に設けられた円筒部内周の雌ねじをねじ係合して、ねじ軸の回転により出力軸を軸方向に移動させ、その出力軸の移動によってアーム部材を軸方向に移動させるようにしている。
特開２００９－７９７５９号公報 特開２０１１－３３０６７号公報
　ところで、上記特許文献１に記載されたＶベルト式無段変速機においては、ねじ軸の軸端部にドーナツ板状の押圧部材を圧入し、その押圧部材をフォーク部材の端部で押圧してねじ軸を軸方向に移動させる構成であるため、ボールねじのねじ軸を回り止めする回り止め機構を別途必要とし、構成が複雑化して大型化し、部品点数も多くなって組立てに手間がかかる不都合がある。
　これに対して、特許文献２に記載されたＶベルト式無段変速機においては、アクチュエータユニットの出力軸の軸方向の移動によりアーム部材を移動させて可動プーリを駆動軸の軸方向に移動させる構成であるため、部品点数が少なく、構成が簡素化されて小型化を図ることができるという特徴を有する。しかし、出力軸の端部に設けられたフックをアーム部材に設けられたピンに係合して互いに連結する構成であるため、Ｖベルト式無段変速機の組立てや、部品の交換による分解時に、フックの掛け外しの作業を必要とし、作業性が悪いという問題がある。
　この発明の課題は、部品点数の少ない組立て、分解の容易なＶベルト式無段変速機を提供することである。
　上記の課題を解決するため、この発明においては、駆動軸に支持された駆動プーリと、従動軸に支持された従動プーリと、これら駆動プーリと従動プーリ間に掛け渡されたＶベルトと、前記駆動プーリと従動プーリの一方のプーリにおける可動プーリを、その可動プーリを支持する軸に対して回り止めしてスライド自在に支持するスライド案内機構と、前記可動プーリに対して相対回転可能に連結され、可動プーリの軸方向への移動により、その可動プーリを一体に移動させてプーリの溝幅を変化させるアーム部材と、そのアーム部材を軸方向に移動させるアーム駆動装置とを有してなるＶベルト式無段変速機において、前記アーム駆動装置が、前記アーム部材に対する接触回転によって、そのアーム部材を軸方向に移動させる偏心カムと、その偏心カムを回転させる回転駆動装置とからなる構成を採用したのである。
　上記のように、偏心カムの回転によりアーム部材を駆動軸の軸方向に移動させることにより、アーム駆動装置とアーム部材とを連結する必要がなくなり、組立ておよび分解の作業性の向上を図ることができる。
　ここで、アーム部材の偏心カムが接触する接触部位に回転可能なローラを設けることにより、偏心カムとアーム部材の接触が転がりの接触となるため、偏心カムの回転抵抗が小さく、その偏心カムを回転させる回転駆動装置への負荷の低減を図ることができる。
　また、可動プーリを軸方向にスライド可能に支持するスライド案内機構として、可動プーリを支持する軸に、複数のガイドピンが植設された環状のスライド案内部材を嵌合して固定し、そのスライド案内部材における複数のガイドピンのそれぞれを可動プーリのボス部に形成されたガイドピンと同数の軸方向のガイド凹部内にスライド自在に挿入して可動プーリをスライド自在に支持することにより、スプラインの嵌合によって可動プーリをスライド自在に支持する場合に比較して、可動プーリのスライド抵抗を大幅に低減することができる。このため、回転駆動装置への負荷の低減を図り、その回転駆動装置を形成する電動モータとして、容量の小さな小型の電動モータを採用することができる。
　この発明においては、上記のように、可動プーリに対して相対回転自在に連結されたアーム部材を偏心カムの回転により駆動軸の軸方向に移動させてプーリの溝幅を調整するようにしたことにより、アーム部材とアーム駆動装置とを連結する必要がなくなり、組立ておよび分解の作業性の向上を図ることができる。
この発明に係るＶベルト式無段変速機の実施の形態を示す縦断断面図 図１の駆動プーリ部とアーム駆動装置部を拡大して示す断面図 図１の従動プーリ部を拡大して示す断面図 （ａ）は図２のIV－IV線に沿った断面図、（ｂ）は駆動プーリの溝幅を狭めた調整状態を示す断面図 図２のV－V線に沿った断面図 図４（ｂ）の横断面図
　以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、この発明に係るＶベルト式無段変速機は変速機ケース１０を有している。
　変速機ケース１０は、ケース本体１１と、そのケース本体１１にねじ止めされたカバー１２とからなる。ケース本体１１は、エンジンカバーを兼用し、そのケース本体１１の一端部および他端部のそれぞれに軸挿入孔１３、１４が設けられている。
　ケース本体１１の一端部に設けられた軸挿入孔１３にはエンジンのクランクディスク１５に設けられたクランク軸１６が挿入されている。クランク軸１６は駆動軸としてのプライマリ軸であり、そのプライマリ軸１６は軸挿入孔１３内に組み込まれた軸受１７によって回転自在に支持されている。
　ケース本体１１の他端部に設けられた軸挿入孔１４内には従動軸としてのセカンダリ軸１８が挿通されて変速機ケース１０内に臨んでいる。このセカンダリ軸１８は軸挿入孔１４内に組み込まれた軸受１９により回転自在に支持されている。
　また、軸挿入孔１３、１４のそれぞれは、シール部材２０の組込みによって密封されている。
　変速機ケース１０内にはＶベルト式無段変速機構Ａが収容されている。Ｖベルト式無段変速機構Ａは、プライマリ軸１６に支持された駆動プーリ３０と、セカンダリ軸１８に支持された従動プーリ４０と、これらのプーリ３０、４０間に掛け渡されたＶベルト５０を有している。
　また、Ｖベルト式無段変速機構Ａは、駆動プーリ３０の溝幅を調整するアーム部材６０と、そのアーム部材６０を作動させるアーム駆動装置７０を有している。
　図２および図６に示すように、駆動プーリ３０は、皿形の固定プーリ３１と、皿形の可動プーリ３２とからなる。固定プーリ３１はプライマリ軸１６に設けられた小径軸部１６ａにスプライン嵌合されてプライマリ軸１６と一体に回転し、上記小径軸部１６ａに嵌合されたスリーブ３３と小径軸部１６ａの端部外周の雄ねじ１６ｂにねじ係合されたナット３４により軸方向から挟持されて軸方向に非可動の固定の配置とされている。
　可動プーリ３２は、スリーブ３３に嵌合され、その嵌合部間に滑り軸受３９が組み込まれている。また、可動プーリ３２は、プライマリ軸１６との間に設けられたスライド案内機構３５によってプライマリ軸１６に回り止めされ、かつ、軸方向にスライド自在とされている。
　スライド案内機構３５は、小径軸部１６ａの付け根部に環状のスライド案内部材３６を嵌合して小径軸部１６ａの付け根に設けられた段部１６ｃとスリーブ３３とで軸方向から挟持して固定し、そのスライド案内部材３６の片面に植設された複数のガイドピン３７のそれぞれを可動プーリ３２のボス部３２ａに形成されたガイドピン３７と同数の軸方向のガイド凹部３８内に挿入してスライド自在に支持し、上記ガイドピン３７によってプライマリ軸１６の回転を可動プーリ３２にトルク伝達するようにしている。
　ここで、複数のガイドピン３７はスライド案内部材３６の軸心を中心とする一つの円上に所定の間隔をおいて配置されている。そのガイドピン３７が挿入されるガイド凹部３８として、ここでは、溝幅がガイドピン３７のピン径と略同一とされた軸方向溝からなるものを示したが、ガイドピン３７のピン径と略同径のピン孔からなるのものであってもよい。
　図３に示すように、従動プーリ４０は、前述の駆動プーリ３０と同様に、皿状の固定プーリ４１と皿状の可動プーリ４２とからなる。固定プーリ４１は、セカンダリ軸１８に嵌合されるボス部４１ａを有し、そのボス部４１ａの内部に組み込まれた一対の軸受４３、４４によって回転自在に支持されている。一対の軸受４３、４４のうち、セカンダリ軸１８の軸端側に位置する軸受４４は軸方向に非可動の支持とされ、その軸受４４にボス部４１ａの内周に形成された段部４１ｂが係合して固定プーリ４１が軸方向に非可動の支持とされている。
　可動プーリ４２は、固定プーリ４１のボス部４１ａに嵌合される筒部４２ａを有し、その筒部４２ａに軸方向に延びるスリット４２ｂが形成され、固定プーリ４１のボス部４１ａに取付けられたキー部材４５が上記スリット４２ｂに挿入されて、可動プーリ４２は軸方向にスライド自在とされ、コイルスプリングからなる弾性部材４６により固定プーリ４１に向けて付勢されている。また、可動プーリ４２は、スリット４２ｂとキー部材４５の係合によりボス部４１ａに回り止めされて、ボス部４１ａと一体に回転するようになっている。
　固定プーリ４１のボス部４１ａとセカンダリ軸１８の相互間には遠心クラッチ４７が組み込まれている。遠心クラッチ４７は、ボス部４１ａにウェイトアーム４７ａをボス部４１ａと共に回転するよう嵌合固定し、そのウェイトアーム４７ａにウェイト４７ｂを上記セカンダリ軸１８と平行する軸線周りに揺動可能に装着し、上記ウェイト４７ｂの外方を囲む椀状のアウタクラッチ４７ｃをセカンダリ軸１８と共に回転するよう嵌合固定している。
　上記遠心クラッチ４７においては、Ｖベルト５０の移動によって回転する従動プーリ４０の回転速度が上昇して設定速度に達した際に、遠心力によりウェイト４７ｂが径方向外方に揺動してアウタクラッチ４７ｃの内径面に圧接して係合状態となり、従動プーリ４０の回転をセカンダリ軸１８に伝達するようになっている。
　図２および図６に示すように、アーム部材６０は、リング部６１の外周に二股片６２を設けた構成とされており、上記リング部６１が可動プーリ３２のボス部３２ａに嵌合されたレリーズ軸受６３を介して相対回転自在に支持され、かつ、軸方向には非可動の支持とされて可動プーリ３２と一体に移動するようになっている。
　アーム部材６０は、二股片６２に負荷される軸方向の押圧力により可動プーリ４２をプライマリ軸１６の軸方向に移動させるものであり、上記二股片６２に対する押圧力の負荷によりリング部６１には傾きを生じさせるようなモーメント荷重が負荷される。そのモーメント荷重を安定よく支持するため、レリーズ軸受６３として、ここでは、複列アンギュラ玉軸受を使用しているが、深みぞ玉軸受を採用してもよい。深みぞ玉軸受は、一つであってもよいが、二つ以上用いるのが好ましい。
　二股片６２は、平面形状がＬ形とされて上下で対向し、Ｖベルト５０の内側に臨む先端部でローラ軸６４の両端部が支持され、そのローラ軸６４によってローラ６５が回転自在に支持されている。ローラ６５として転がり軸受が採用されている。
　図２に示すように、アーム駆動装置７０は、アーム部材６０の二股片６２間に組み込まれた回転可能なローラ６５に対して接触回転する偏心カム８４と、その偏心カム８４を回転駆動する回転駆動装置７１を有する。
　また、アーム駆動装置７０は、回転駆動装置７１を収容するユニットケース９０を有し、そのユニットケース９０が変速機ケース１０のカバー１２に設けられた嵌合凹部９１内に嵌合されている。
　回転駆動装置７１は、電動モータ７２と、その電動モータ７２のロータ軸７２ａの回転を減速して出力する減速機構８０を有している。
　減速機構８０は、複数段の平歯車による平歯車式減速機からなる。平歯車式減速機８０の最終段の出力ギヤ８０ａに設けられた出力軸８１はプライマリ軸１６と平行の配置とされて端部がユニットケース９０に形成された軸受嵌合孔９２から変速機ケース１０のカバー１２内に臨み、上記軸受嵌合孔９２内に組み込まれた軸受９３で回転自在に支持されている。また、出力軸８１の回転は、図４（ａ）に示す互いに噛合する一対の傘歯車８２を介してカム軸８３に伝達されるようになっている。
　カム軸８３は、垂直方向に延びて出力軸８１と直交し、その上端部はアーム部材６０の二股片６２間において回転可能なローラ６５と前後で対向し、その上端部に偏心カム８４が設けられている。
　図２では、減速機構８０として複数段の平歯車からなる平歯車式減速機を採用したが、遊星歯車式減速機やウォームとウォームホイールからなる歯車式減速機を採用してもよい。ウォームとウォームホイールからなる歯車式減速機の採用においては、図４（ａ）に示すカム軸８３の下端部にウォームホイールを固定し、そのウォームホイールに噛合するウォームを電動モータで直接回転させることにより、同図で示す傘歯車８２を省略することができ、構成の簡素化を図ることができる。
　実施の形態で示すＶベルト式無段変速機は上記の構造からなり、アーム駆動装置７０における電動モータ７２は、図示省略した制御部により制御される。いま、プライマリ軸１６が回転し、そのプライマリ軸１６と共に駆動プーリ３０が回転すると、その回転はＶベルト５０を介して従動プーリ４０に伝達されて、従動プーリ４０が駆動プーリ３０と同方向に回転し、遠心クラッチ４７が係合して従動プーリ４０の回転がセカンダリ軸１８に伝達される。
　プライマリ軸１６からセカンダリ軸１８へのトルク伝達状態において、電動モータ７２を回転させると、その回転は平歯車式減速機８０により減速されて出力軸８１から出力される。また、出力軸８１の回転は互いに噛合する一対の傘歯車８２を介してカム軸８３に伝達され、偏心カム８４がカム軸８３と共に回転する。
　ここで、図２および図４（ａ）は、偏心カム８４の偏心量の最も小さい外周がローラ６５と接触している状態を示し、その状態から偏心カム８４が回転すると、その偏心カム８４によりローラ６５が押圧され、その押圧によりアーム部材６０がプライマリ軸１６の軸方向に移動する。このとき、アーム部材６０には駆動プーリ３０の可動プーリ３２が連結されているため、可動プーリ３２が固定プーリ３１に向けて移動し、その移動によって駆動プーリ３０の溝幅が狭くなり、Ｖベルト５０の巻き径が大きくなる。
　また、駆動プーリ３０の巻き径の増大によってＶベルト５０の張力が増大するため、従動プーリ４０における可動プーリ４２が固定プーリ４１から離反する方向にスライドし、従動プーリ４０の溝幅が大きくなってＶベルト５０の巻き径が小さくなる。
　その結果、駆動プーリ３０の回転は増速されて従動プーリ４０に伝達され、セカンダリ軸１８が高速度で回転することになり、偏心カム８４の基準位置からの回転角を変更することによって変速比を調整することができる。
　図４（ｂ）および図６は、偏心カム８４が１８０°回転して偏心量のもっとも大きい部位がローラ６５と接触している状態を示し、駆動プーリ３０の掛かるＶベルト５０の巻き径は最大径とされる。
　図４（ｂ）および図６に示す状態から偏心カム８４をさらに同方向に回転すると、偏心カム８４の偏心量の小さい部分がローラ６５と接触し始める。
　このとき、従動プーリ４０における可動プーリ４２には、図３に示すように、弾性部材４６の押圧力が負荷されているため、可動プーリ４２は固定プーリ４１に向けて移動して従動プーリ４０の溝幅が狭くなり、Ｖベルト５０の巻き径が大きくなる。また、従動プーリ４０の巻き径の増大によりＶベルト５０の張力が増大するため、駆動プーリ３０における可動プーリ３２が固定プーリ３１から離反する方向にスライドし、駆動プーリ３０の溝幅が大きくなってＶベルト５０の巻き径が小さくなる。
　その結果、駆動プーリ３０の回転は減速されて従動プーリ４０に伝達され、セカンダリ軸１８が低速度で回転する。
　ここで、駆動プーリ３０の可動プーリ３２が固定プーリ３１に向けてスライドするとき、そのスライド抵抗が大きい場合、そのスライド抵抗は電動モータ７２の負荷となり、容量の大きな電動モータ７２が必要となる。
　実施の形態では、図６に示すように、スライド案内部材３６の複数のガイドピン３７によって可動プーリ３２をスライド自在に支持しているため、スプラインの嵌合によって可動プーリ３２をスライド自在に支持する場合に比較して、可動プーリ３２のスライド抵抗を大幅に低減することができ、電動モータ７２として容量の小さな小型のものを採用することができる。
　また、実施の形態においては、駆動プーリ３０の可動プーリ３２に対してレリーズ軸受６３により相対回転自在に連結されたアーム部材６０に二股片６２を設け、その二股片６２によって回転自在に支持されたローラ６５に対して偏心カム８４を接触回転させ、アーム部材６０と共に可動プーリ３２をプライマリ軸１６の軸方向に移動させて駆動プーリ３０の溝幅を調整するようにしたことにより、アーム駆動装置７０とアーム部材６０とを連結する必要がなくなり、組立ておよび分解の作業性の向上を図ることができる。
　実施の形態においては、アーム駆動装置７０によって駆動プーリ３０の可動プーリ３２を固定プーリ３１に対してスライドさせて変速比を変えるようにしたが、従動プーリ４０の可動プーリ４２を固定プーリ４１に対してスライドさせて変速比を変えるようにしてもよい。
１６　　プライマリ軸(駆動軸)
１８　　セカンダリ軸(従動軸)
３０　　駆動プーリ
３２　　可動プーリ
３５　　スライド案内機構
３６　　スライド案内部材
３７　　ガイドピン
３８　　ガイド凹部
４０　　従動プーリ
５０　　Ｖベルト
６０　　アーム部材
６５　　ローラ
６３　　ピボット軸
７０　　アーム駆動装置
７１　　回転駆動装置
７２　　電動モータ
８４　　偏心カム

Claims (3)

  1. 　駆動軸に支持された駆動プーリと、従動軸に支持された従動プーリと、これら駆動プーリと従動プーリ間に掛け渡されたＶベルトと、前記駆動プーリと従動プーリの一方のプーリにおける可動プーリを、その可動プーリを支持する軸に対して回り止めしてスライド自在に支持するスライド案内機構と、前記可動プーリに対して相対回転可能に連結され、可動プーリの軸方向への移動により、その可動プーリを一体に移動させてプーリの溝幅を変化させるアーム部材と、そのアーム部材を軸方向に移動させるアーム駆動装置とを有してなるＶベルト式無段変速機において、
    　前記アーム駆動装置が、前記アーム部材に対する接触回転によって、そのアーム部材を軸方向に移動させる偏心カムと、その偏心カムを回転させる回転駆動装置とからなることを特徴とするＶベルト式無段変速機。
  2. 　前記アーム部材の前記偏心カムと対向する部位に、その偏心カムが接触する回転可能なローラを設けた請求項１に記載のＶベルト式無段変速機。
  3. 　前記可動プーリを軸方向にスライド可能に支持するスライド案内機構が、その可動プーリを支持する軸に、複数のガイドピンが植設された環状のスライド案内部材を嵌合して固定し、そのスライド案内部材における複数のガイドピンのそれぞれを前記可動プーリのボス部に形成されたガイドピンと同数の軸方向のガイド凹部内にスライド自在に挿入した構成からなる請求項１又は２に記載のＶベルト式無段変速機。
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