JPH01312256A - 無段変速装置 - 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〕 本発明は無段変速装置とりわけ補機駆動用のベルト式無
段変速装置に関するものである。

〔従来の技術とその技術的課題〕

自動車のエンジン駆動力をファンやエアコン用コンプレ
ッサ等で代表される補機の駆動に利用する手段としてＶ
ベルト車の作用直径を連続的に変化する方式の無段変速
機が知られており、ばねとフライウェイトを用いた純メ
カニカル式以外のものとして、特開昭６０−２６８４５
号公報に油圧サーボ機構を用い、プーリの片側を構成す
る可動円錐車の位置を制御するようにしたものが提案さ
れている。

しかしながら、この先行技術においては、可動円錐車の
軸が外部のピストンロンドと直列関係に配され、従動側
負荷の変化によりプーリ比を変えようとする力が直接ピ
ストンロンドに加えられる油圧と対抗している。そのた
め、従動側の負荷の変化に応じて駆動側負荷が一定にな
るようにプーリ比が変えられ（従動側負荷に応じプーリ
比が変化する）、したがって原動機自転車の変速などは
ともかく、負荷変動があっても一定プー“り比を保持さ
せる必要のある補機の駆動制御には適用できないという
問題があった。

しかも、この変速機では、フライウェイトとピストンが
固定、可動の両滑車の背後にそれぞれ配され、ピストン
に穿ったダクトからの油圧を排出制御するスライダを両
滑車を迂回するアームにより結んでおり、前記ピストン
に従動側滑車の強いバネ力に対抗させるため、外部に大
型で専用の固定シリンダやポンプなどを必要とする。そ
のため軸方向寸法がきわめて大型化するとともに重量も
重くなり、車載性が悪いという問題があった。

本発明は前記のような問題点を解決するために発明され
たもので、その目的とするところは、エンジン主軸と補
機との変速特性を良好な制御性をもって実現することが
でき、しかも軸方向寸法が小型で、軽量な補機駆動用無
段変速装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するため本発明は、駆動側プーリの一方
を構成するスライドプーリをパワーピストンと一体化し
てスライドプーリ内部全域をパワーピストン室にし、そ
のパワーピストン室へのエンジンオイルの導出入を制御
するサーボバルブを。

パワーピストン室の内壁に沿って動く偏平フライウェイ
トで位置制御するようにし、しかも、パワーピストン室
に対するエンジンオイルの流入と吐出を軸方向でなく円
周方向上で行うようにしたものである。

すなわち本発明は、駆動軸に固定されたリジッドプーリ
と、取付はボルトを介して駆動軸と一体回転する軸部と
半径方向に延びるフランジ部を有するガイドホルダと、
外周側が前記フランジ部に内周側がリジッドプーリにそ
れぞれ摺接し、前記フランジ部と運動伝達機構を介して
並進可能に結ばれたスライドプーリとを備え、スライド
プーリは、前記軸部に摺接するパワーピストンを一体に
備えるとともに、パワースプリングにより常時リジット
プーリ側に付勢される二とでフランジ部内面との間にパ
ワーピストン室を構成するようになっており、前記パワ
ーピストンにはサーボバルブが外嵌され、該サーボバル
ブはガバナスプリングに抗してガイドホルダのフランジ
部に沿って移動可能な平板状フライウェイトで動かされ
るようになっており、かつ、前記ガイドホルダとパワー
ピストンとサーボバルブのエンジンオイルの流入と吐出
が円周方向上で行われるような通路位置関係に構成され
ていることを特徴とするものである。

〔実　施　例〕

以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。

第１図ないし第６図は本発明による無段変速装置の一実
施例を示しており、第１図の上半部と第１ａ図は低速時
のバランス状態を、下半部は高速時のバランス状態をそ
れぞれ示している。また、第６図は要部を分解した状態
を示している。

１は駆動軸（クランク軸）、２は駆動軸と平行状に配置
された従動軸であり、ファン、コンプレッサなどの図示
しない補機の入力部と連絡されている。この従動軸２に
は固定プーリ２ａと、ドリブン側スプリング２ｃにより
固定プーリ２ａ側に押圧される可動プーリ２ｂが設けら
れている。

３は前記駆動軸１にキーを介して固定されたリジッドプ
ーリ、４はこのりジットプーリ３と組をなすスライドプ
ーリであり、それら両プーリ３゜４と前記従動軸側のプ
ーリ２ａ、２ｂ間にＶベルト３４が所定の張力で張られ
ている。

５はガイドホルダであり、中空な軸部５ａを有し、この
軸部５ａは、第１ａ図に示すように、先端が前記リジッ
ドプーリ３に当接位置決めされるとともに、後端から所
要長さにわたり拡大孔５ｂが形成されている。そして、
軸部５ａには、拡大孔５ｂとの間に所要のリング状空隙
を有せしめるような寸法のヘッド１０ａを備えた取付は
ボルト１０が嵌挿され、前記駆動軸１に形成した図示し
ないねじ孔に螺着されることで、駆動軸１の回転トルク
をガイドホルダ５に伝達するようになっている。

軸部５ａの後端には半径方向に張り出すフランジ部５ｃ
が一体に設けられ、このフランジ部５Ｃと前記スライド
プーリ４間は、運動伝達機構すなわち駆動軸１の回転ト
ルクをスライドプーリ４に伝達するため機構で結ばれて
いる。この実施例においては、複数のピン４ｅを用い、
フランジ部５Ｃに形成した貫通孔５ｅに相対摺動可能に
挿通され先端がスライドプーリ４に接するようになって
いる。

前記スライドプーリ４は、パワーピストンを一体的に備
えている。この実施例においては、パワーピストン４ａ
は、前記ガイドホルダ５の軸部５ｂに摺動可能に外嵌さ
れる筒状をなし、端部には半径方向に延びる端壁４１を
備え、これとプーリ部体４ｂの屈曲面とがシールリング
２２を介して密接し、後記するパワースプリングのばね
力で一体に動くようになっている。

ブーり部体４ｂは、前記リジッドプーリ３の内面に摺接
する内筒部４２と、前記ガイドホルダ５のフランジ部外
周に接する外筒部４３を備え、これにより前記フランジ
部５ｃの内側間に可変容量のパワーピストン室５ｆが、
また、パワービス１−ン部４ａの外側とリジッドプーリ
３の内面間にドレーン室５ｈが形成されている。

前記フランジ部５ｃの内壁５０にはリング状のスプリン
グシート８が固定されている。このスプリングート８は
重合一体化された２枚からなっていて、表側のシート８
１と端壁４１間に、スライドプーリ４をリジッドプーリ
方向に押圧するパワースプリング２０が介装されている
。裏側のシート８０は下方に伸びている。なおスプリン
グシート８の固定は爪の嵌め込み、ねじ止め、圧入、ろ
う付は等任意である。

６はガイドホルダ５の背後に配された遠心力相殺用カバ
ーであり、外周側には、スライドプーリ４の外筒部４３
と液密に嵌合しつつ係合部６０により一体回転・一体並
進する嵌合部６ａが屈曲形成されている。

また、遠心力相殺用カバー６の内周側は先端がリジッド
プーリに向くように内面ボス部６ｂが屈曲形成されてお
り、この内面ボス部６ｂは、前記取付はボルト１０のヘ
ッド１０ａと軸部５ａの拡大孔５ｂの隙間に摺動自在に
はめられ、ヘッド１０ａには内面ボス部内周面と接する
シールリング１５が取付けられている。

７は前記スライドプーリ４の筒部４０に摺動可能に外嵌
された筒状のサーボバルブであり、このサーボバルブ７
はリジッドプーリ３側に近い外周にストッパリング７ａ
を有し、このストッパリング７ａと前記裏側のシート８
０間に介装したガバナスプリング９により常時リジッド
プーリ３方向に付勢されている。ガバナスプリング９は
後記のフライウェイトに作用する遠心力と釣り合うばね
特性を有している。

１１は駆動軸１の回転数に応じてサーボバルブ７を軸線
方向に移動させるためのフライウェイトであり、軸対称
位置に複数個配されている。フライウェイト１１は１本
発明では球ではなく、平板状（平面的には真円形、長円
形等）をなしている。

そして、第１ａ図と第２図のように、フランジ部５ｃに
半径方向に延びる移動ガイド溝５１が形成され、それら
移動ガイド溝５１に前記フライウェイト１１が移動可能
に内装され、フランジ部５ｃの内壁５０に固定した前記
スプリングシート８により軸線方向の変位が阻止され、
半径方向にのみ移動が許されるようになっている。

前記フライウェイト１１は曲線的に移動可能な連結体１
６によりサーボバルブ７の端部と結合されている。その
連結体１６としては、それ自体に可曲性のある部材、た
とえばフレキシブルワイヤ、耐油性の合成繊維ストリン
グ、ストランド、あるいは帯体などでもよいが、本実施
例では、スプリングシート８の下を潜るように所要の曲
率で曲成されたリンクが用いられ、両端をピン等の結合
要素１６ａによりフライウェイト１１とサーボバルブ７
に結合している。なお、リンクはレバー、棒のいずれで
もよく、平行リンクのように左右で一組をなしていても
よい。

前記取付はボルト１０の中心には駆動軸１を介してオイ
ル供給系に接続される供給路１２が穿設され、また、取
り付はボルト１０の外周と駆動軸１間には、オイルパン
等に接続される排出路１３が形成されている。排出路１
３は前記ドレーン室５ｈとリジッドプーリ３に穿ったド
レーン通路穴１３１により連通されている。そしてこれ
ら供給路１２と排出路１３（ドレーン通路穴１３１）は
、第３図ないし第５図に示すように、ガイドホルダ５の
軸部５ａと、前記パワーピストン４ａの筒部４０とサー
ボバルブ７に形成した円周方向上の通路によりパワーピ
ストン室５ｇと結ばれている。

すなわち、パワーピストン４ａには、長手方向中間部位
にオイル供給孔４００が、これより先端側に偏した位置
には、ドレーン孔４０１がそれぞれ周方向で位相をずら
せて数個づつ等間隔で形成されている。

前記オイル供給孔４００は、第３図ないし第６図のよう
に、筒部外周面に形成された浅い周溝４００ｂと、この
溝の底から筒部肉厚を貫く周方向長孔４００ａとから構
成されている。ドレーン孔４０１は、周方向に長い長孔
として作られ、近傍に位置決め用ビン孔４０２が穿設さ
れている。

これに対し、ガイドホルダ５の軸部５ａには、前記オイ
ル供給孔４００に対応する位置に、流入ポート５００が
設けられている。この流入ポート５００は、パワーピス
トン４ａがどの位置にあっても供給路１２と周方向長孔
４００ａを連通させるように周方向長孔４００ａと同等
の幅でかつ軸線方向に長い拡大穴５００ａと、これの底
から肉厚を貫き供給路１２に通じる通路孔５００ｂを有
している。

また、ガイドホルダ軸部５ａには、前記ドレーン孔４０
１に対応する周方向位置に複数の排出ポート５０１が等
間隔で形成されている。この排出ポート５０１は、パワ
ーピストン４ａがどの位置にあってもドレーン孔４０１
と常時通じるように、第３図と第６図のごとくガイドホ
ルダ軸部端面に到る切欠き溝として構成されている。そ
して、この排出ポート５０１には、前記各通路構成を周
方向で位置決めするため、第４ａ図のようにピンガイド
面５０３が軸線方向に形成され、ここに前記ピン孔４０
２を通してピン４０３が挿入されている。また、排出ポ
ート５０１の底部軸線方向には、第１ａ図で示す拡径穴
５ｂすなわちに遠心力相殺用カバー６内に通じる連絡孔
５０２が形成されている。

前記サーボバルブ７は厚さ方向を貫いて少なくとも１つ
の制御孔７０を有しており、この制御孔７０は、第３図
や第６図に示すように周方向に長い長孔となっており、
第１図のようなバランス状態において、前記パワーピス
トン４ａのオイル供給孔４００と連通が遮断され、かつ
サーボバルブ端部によりドレーン孔４０１とパワーピス
トン室５ｆの連通も遮断されるような位置関係に設けら
れている。

なお、図示するものは本発明の一例であり、他の構成を
不可とするものではない。すなわち、パワーピストン４
ａとプーリ部体４ｂを完全に一体物として構成してもよ
く、また、エンジンオイルの供給路１２を駆動軸１と対
向する側（ガイドホルダ側）から供給するようにしても
よい、さらに、エンジンオイルの排出路１３も、取付は
ボルト１０の外周でなく、供給路１２と平行な孔として
穿設してもよい。

〔実施例の作用〕

次に実施例の動作と作用を説明する。

エンジン停止時においては、サーボバルブ７はガバナス
プリング９のばね方により右端（後退限）に押圧される
ため、これと連結体１６で結合したフライウェイト１１
はりフトゼロの位置、即ちフランジ部内壁５０の移動ガ
イド溝５１の下端近くに下降した状態におかれる。また
、スライドプーリ４はパワーピストン４ａがパワースプ
リング２０により右方に押されるため後退限に保持され
る。

このときパワーピストン室５ｆには、供給通路１２から
円周方向上の流入ポート５００、オイル供給孔４００、
制御孔７０を介してエンジンオイルが満たされる。

パワーピストン室５ｆがスライドプーリ４の内側とガイ
ドホルダ５のフランジ部内壁間の大きな容積に作られて
いるため受圧面積が大きい。従ってパワーピストン室５
ｆの持つ力は大きく、その分だけパワーピストン室５ｆ
の油圧とパワースプリング２０のばね力の合力が増大す
るため、ドリブン側スプリング２ｃの強いばね力に対抗
することができる。この状態においては、スライドプー
リ４が後退限にあるため、遠心力相殺用カバー６はガイ
ドホルダ５のフランジ部背面と接近し、内部容積が小さ
く保持される。

上記の状態からエンジンが回転すると、駆動軸１→取付
はボルト１０→軸部５ａ→フランジ部５Ｃ→ピン４ｅを
介してスライドプーリ４は駆動軸１と同期回転し、フラ
イウェイト１１は移動ガイド溝５１に沿って半径方向に
移動する。この移動により連結体１６を介してサーボバ
ルブ７は軸方向に牽引される。

ある一定の回転数を超え、フライウェイト１１の遠心力
がガバナスプリング９のばね力に打ち勝つと、サーボバ
ルブ７はスライドプーリ４の筒部４０に沿って左方（反
リジッドプーリ方向）に移動する。このサーボバルブ７
の移動により、制御孔７０とオイル供給孔４００が遮断
され、同時にパワーピストン室５ｆがドレーン孔４０１
を介して排出ポート５０１と連通するため、パワーピス
トン室５ｆ内の高圧エンジンオイルはパワーピストン４
ａの外側のドレーン室５ｇに流出する。

これによりスライドプーリ４に作用していた圧力が低下
し、パワースプリング２ｏのばねカがドリブン側スプリ
ングのばね力より小さいため、ベルト張力によりスライ
ドプーリ４は左方への押圧力を受け、スライドプーリ４
はサーボバルブ７に追従してパワーピストン４ａのドレ
ーン孔４０１がサーボバルブ端部内周面で再び閉じられ
る位置まで移動する。すなわち、フライウェイト１１に
作用する遠心力とガバナスプリング９との釣り合いによ
りサーボバルブ７の軸方向位置が決定される。

これにより従動軸側のプーリ径はエンジン低速時の最大
（変速比１：１）から、エンジンの高速回転と共に最小
径（たとえば変速比１：０．５）まで連続的に変化させ
られ、補機はエンジン側の高速回転に対し減速された回
転数で駆動される。

ところで、フライウェイトをボールから構成し。

これを円弧状のトラックに沿って動かす構造とした場合
、軸方向移動分だけのスペースが必要となり、装置の軸
方向寸法が大きくなるが、本発明はフライウェイト１１
がガイドホルダ５のフランジ部内壁に沿って半径方向に
動くため、軸方向寸法を縮減できる。その上、供給路１
２からパワーピストン室５ｇに到る流入通路を構成する
流入ポート５００．オイル供給孔４００、および制御孔
７０がすべて円周方向上に配置され、また、パワーピス
トン室５ｇから排出路１３に到るドレーン通路を構成す
るドレーン孔４０１、排出ポート５０２も位相をずらせ
て円周方向上に配置されているため、流入通路とドレー
ン通路を軸方向に並べる配置とした場合に比べ軸方向寸
法を縮減できる。

また、ボールのフライウェイトを円弧のトラックに沿っ
て動かす方式では、スプリングシートはトラック部材の
先端側すなわちリジッドプーリ寄りに設けられることに
なり、ガバナスプリング９やパワースプリング２０の高
さ（軸方向長さ）が制約される。この結果、ばねカの設
定自由度が乏しくなり、変速特性の設定範囲が制約され
る。本発明はフライウェイト１１をガイドホルダ内壁に
沿って移動させるため、スプリングシート８をガイドホ
ルダフランジ部５ｃに直接取付けることができ、これに
よりスペースが増し、ガバナスプリング９やパワースプ
リング２ｏの高さ（軸方向長さ）を大きくすることがで
きるため、変速特性の設定範囲を拡大できる。

また、フライウェイト１１が板状であるため、厚さを一
定のまま径を変えるだけで推力を増減することができ、
したがって軸方向寸法に影響を及ぼさない。

また、遠心力相殺用カバー６の摺動シール部をリジッド
プーリ方向に内面してボス部６ｂとし、取付はボルト１
０のヘッド１０ａとでシールを図るようにしていること
によっても軸方向寸法を縮減できる。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によるときには、補機をエンジン低
速時に高速回転させ、負荷変動に係わり無くエンジンの
回転数に応じて変速比を連続的に変化させることができ
、しかもフライウェイトを遠心力でガイドホルダのフラ
ンジ部内壁に沿って半径方向に動かすようにするととも
に、パワーピストン室に対するオイルの供給と排出とを
円周方向上の通路配置で実現したことにより、装置の軸
方向寸法が縮小され、車載に適した小型・軽量化を図る
ことができるなどの優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例をベルト最大径と最小径の状
態で示す断面図、第１ａ図は最大ベルト径のときの拡大
図、第２図は第１ａ図■−■線に沿う断面図、第３図は
本発明におけるガイドホルダとパワーピストン部とサー
ボバルブの展開図、第４図は第３図ＩＶ−ＩＶ線に沿う
断面図、第４ａ図はその一部拡大図、第５図は第３図■
−ｖ線に沿う断面図、第６図はガイドホルダとパワーピ
ストン部とサーボバルブの分解斜視図である。 １・・・駆動軸、３・・・リジッドプーリ、４・・・ス
ライドプーリ、４ａ・・・パワーピストン、５・・・ガ
イドホルダ、５ａ・・・軸部、５ｃ・・・フランジ部、
５ｆ・・・パワーピストン室、６・・・遠心力相殺用カ
バー、７・・・サーボバルブ、９・・・ガバナスプリン
グ、１ｏ・・・取付はボルト、１１・・・フライウェイ
ト、１２・・・供給路、１３・・・排出路、２０・・・
パワースプリング、７０・・・制御孔、４００・・・オ
イル供給孔、４０１・・・ドレーン孔、５００・・・流
入ポート、５０１・・・排出ポート特許出願人　ヂーゼ
ル機器株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　駆動軸に固定されたリジッドプーリと、取付け
   ボルトを介して駆動軸と一体回転する軸部と半径方向に
   延びるフランジ部を有するガイドホルダと、外周側が前
   記フランジ部に内周側がリジッドプーリにそれぞれ摺接
   し、前記フランジ部と運動伝達機構を介して並進可能に
   結ばれたスライドプーリとを備え、 スライドプーリは、前記軸部に摺接するパワーピストン
   を一体に備えるとともに、パワースプリングにより常時
   リジットプーリ側に付勢されることでフランジ部内面と
   の間にパワーピストン室を構成するようになっており、 前記パワーピストンにはサーボバルブが外嵌され、該サ
   ーボバルブはガバナスプリングに抗してガイドホルダの
   フランジ部に沿って移動可能な平板状フライウエイトで
   動かされるようになっており、 かつ、前記ガイドホルダとパワーピストンとサーボバル
   ブのエンジンオイルの流入と吐出が円周方向上で行われ
   るような通路位置関係に構成されている ことを特徴とする無段変速装置。