JPH05340452A - ベルト式無段変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 メカロスが少なく、変速動作のスムーズなベ
ルト式無段変速装置を得る。 【構成】 入力軸１と出力軸２にそれぞれ固定プーリ片
３、１７と、このプーリ片に対向して軸上の長手方向に
移動可能に可動プーリ片４、１８を設けた変速プーリＶ
₁ 、Ｖ₂ を有するベルト式無段変速装置において、前記
入力軸２に配設した可動プーリ片４の背部に該背部後方
の軸に固着した固定片８と前記可動プーリ片の背面から
突出した内外延設部７ａ、７ｂによって油密性の空間部
９を形成し、この空間部内に複数の放射状のガイド溝９
ａを設け、該ガイド溝内にはガイド溝中を移動可能な遠
心力付与材１０を収設し、更に該空間部に油導入孔７ｃ
を設け該油導入孔は外部の油送手段Ｐに接続されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ベルト式無段変速装
置に係わり、特に自動車などの無段変速装置に使用され
るもので、即ち、推力を車体の速度と負荷条件に応じて
変化させ、所定の変速比をタイムリーに自動調節できる
上記ベルト式無段変速装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】二輪車や自動車などのベルト式無段変速
装置としては固定プーリ片と可動プーリ片が夫々平行に
配置された入力軸と出力軸に装着され、夫々のプーリ片
によって形成されるＶ溝にＶベルトが掛架された構成か
らなり、各可動プーリ片がベルトを押圧する推力を発生
する機構としては、一般に油圧あるいはスプリング力と
ともに遠心力付与材をテーパに付いた空間部内に収設し
て軸の回転数が増えるとともに可動プーリ片に与える推
力が増すような機構が使われていた。

【０００３】遠心力付与材を使用するものとしては空間
部内にボール状の遠心力付与材を一つ収設したもの、ま
た、遠心力による推力をより大きな推力とした空間部内
を自在に移動可能な多数のボールを収設したものがあ
る。これらの、無段変速装置は構造自体が簡単で推力を
与える手段も簡単な構造であることから、装置をよりコ
ンパクトに設計できるとともに、故障の心配も少ない。
また故障したとしてもその故障の原因をつかむのは簡単
で修理も容易なもので済むという利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の無段変
速装置で油圧の推力のみで可動プーリ片を動かしていた
ものは、油圧のみで所定の推力を得ようとすると、大出
力のオイルポンプを必要とするため、メカロスが大きく
なり、自動車の燃費が悪くなる。また遠心力付与材を用
いたもののうちでも遠心推力付与材が遠心推力付与材を
収容するための空間部中に１つであるものは遠心力が十
分に得られないという問題があった。そして、遠心力付
与材を収容する空間部中のほとんどに多数の遠心力付与
材を収設したものは遠心力は十分な大きさのものが得ら
れるが、軸の回転数の高い状態から低い状態へ移ったと
き多数の遠心力付与材が空間部の外周部でブリッジを形
成してしまい可動プーリ片が動けなくなってしまうとい
う問題が発生している。

【０００５】そこで、本発明は上記の課題を解決しメカ
ロスが少なく故障が起こりにくく、遠心推力も十分なも
のが得られ、しかも変速動作がスムーズなベルト式無段
変速装置の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記のような
目的を達成するために入力軸と出力軸にそれぞれ固定プ
ーリ片と、このプーリ片に対向して軸上の長手方向に移
動可能に可動プーリ片を設け、これら両プーリ片によっ
て形成された両Ｖ状溝に動力伝動ベルトを掛架したベル
ト式無段変速装置において、前記入力軸に配設した可動
プーリ片の背部に該背部後方の軸に固着した固定片と前
記可動プーリ片の背面から突出した内外延設部によって
油密性の空間部を形成し、この空間部内に複数の放射状
のガイド溝を設け、該ガイド溝内にはガイド溝中を移動
可能な遠心力付与材を収設し、更に該空間部に油導入孔
を設け該油導入孔は外部の油送手段に接続されているこ
とを特徴とする。

【０００７】また、油送手段が、入力軸または出力軸と
ともに回転する流体溜め部と、該流体溜め部内にその開
口部を挿入されたピトー管であることが装置のコンパク
トかにおいてより好ましい。

【０００８】

【作用】本発明では、遠心力付与材によって得た遠心力
および油圧を可動プーリ片の推力として使用しており、
遠心推力と組み合わせることによって油圧の発生はより
簡単なもので済むことからメカロスの少ない装置が得ら
れ、また遠心推力付与材は空間部の中に複数収設されお
り遠心力は十分なものが得られる上に、夫々の遠心力付
与材は一つ一つが放射状のガイド溝内でしか動かず互い
が接触することがないのでブリッジを形成することもな
く、また、遠心推力付与材の収容される空間部を油密性
にして油圧シリンダーとしても使用しており、このこと
はコンパクト化につながるだけでなく、遠心力付与材の
ガイド溝内の動きを潤滑しスムーズにすることにも役立
つ。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に従って説
明する。図１は本発明に係るベルト式無段変速装置の断
面図である。入力軸１および出力軸に夫々変速プーリＶ
₁ 、Ｖ₂ 間にベルトＢ₁ を巻き掛けてなる装置におい
て、特にその入力側変速プーリＶ₁ および出力側変速プ
ーリＶ ₂ に下記の如き各構成を有する変速プーリを配し
た点にある。入力側の変速プーリＶ₁ においては、これ
に設けられたスプラインに固定プーリ片３が嵌入され固
着されており、他方これに対向するように可動プーリ片
４が固定プーリ片３のシーブ軸５上に設けられたスプラ
インまたはキー６に嵌入され、両プーリ片３、４に掛架
するＶ状溝が形成されている。

【００１１】そして前記可動プーリ片４は固定プーリ片
３のシーブ軸５の長手方向に対して移動可能に装設され
ており、この可動プーリ片４の背部には突出した内外延
設部７ａ、７ｂが設けられ、それとともに該背部後方の
軸上には固定片８が設けられて前記内外延設部７ａ、７
ｂと該固定され固定片８によって空間部９が形成され、
該空間部９内に複数個の遠心力付与材１０、たとえば鋼
球のような剛球が収設されている。この遠心力付与材１
０は図 に示すように空間部９内に放射状に複数本設け
たガイド溝９ａ中に収設され、該ガイド溝９ａ中を自由
に移動できるようになっている。また遠心力付与材の数
をできるだけ多くするために径の大きなボール１０ａと
小さなボール１０ｂの二種類をガイド溝の長さを変えて
交互に設けるようにしている。

【００１２】更に、空間部９の固定片８の外延設部７ｂ
との接触部にはパッキング１２が取り付けられ空間部９
内は油密性が保たれており、可動プーリ片の内延設部７
ａには空間部９に通ずる油導入孔７ｃが設けられ、油送
手段であるオイルポンプＰからハウジング１３の軸受け
部１４に設けられた空洞部１５、入力軸１内、そして固
定プーリ片３のシーブ軸５に設けた流体通路１６を通っ
た油が前記油導入孔７ｃを通って油圧シリンダーとなる
空間部９内に取り込まれる。入力軸１に可動プーリ片４
はこの油圧シリンダーの作用と遠心力付与材１０から与
えられる遠心力によって移動することになるので、油圧
を発生する手段は油圧のみに頼った機構よりは油圧発生
源を小さくすることができるとともに、空間部内９は油
で満たされることから遠心力付与材１０はその動きは充
分に潤滑されておりスムーズになる。

【００１３】また一方、前記出力軸２に取り付けられた
変速プーリＶ₂ においては出力軸２に固定プーリ片１７
が嵌入されボルトによって固着され、他方これに相対向
して可動プーリ片１８が固定プーリ片１７のシーブ軸１
９に摺動可能に嵌め込まれている。更に、図３に示すよ
うに可動プーリ片の延長筒状部２０には少なくとも１つ
以上の突出部２１があり、この突出部の側面は長手方向
に対して角度θ₁ 、θ₂ （夫々約２０°〜７０°）の傾
斜面２１ａになっている。なお、θ₁ 、θ₂ は通常は差
を有するが、等しくなってもよい。一方、ストッパーの
延長筒状部２２ａには前記突出部２１の側面の傾斜面２
１ａに当接する傾斜面２３ａを持った窪み部２３を有す
る。前記可動プーリ片とストッパーの延長筒状部２０、
２２ａは突出部２１と窪み部２３が噛み合った状態にな
り、しかも夫々の傾斜面２１ａ、２３ａが当接すること
により、可動プーリ片１８が出力軸２にトルクを伝える
カム機構付のトルク伝達部２４を備えている。各カム片
２１、２３の歯部がその傾斜面で互いに係合し、可動プ
ーリ片１８が回転するとトルクが出力軸２へ伝達され、
またこの噛み合いから生じる軸方向に分力が可動プーリ
片１８に効率的な推力を与えるようになっている。

【００１４】更に、上記のほか可動プーリ片１８に推力
を与える補助手段として、可動プーリ片１８の背部とス
トッパ７間に両プーリ片１７、１８によって形成するＶ
状溝が縮まる方向に作用するコイルスプリング２５が介
設されている。このように構成された入力側変速プーリ
Ｖ₁ と出力側変速プーリＶ₂ のあいだにベルトＢ₁ を巻
き掛けることによって変速プーリＶ₁ より変速プーリＶ
₂ にベルトＢを介して動力を伝達する本発明に係わる変
速装置が構成される。

【００１５】図４は本発明ベルト式無段変速装置の請求
項２に係わる実施例である。本実施例も前記の実施例と
同様、エンジンなどのクランク軸に間接的に連結された
入力軸３２と出力軸３３とが平行に配置され、これらの
軸３２、３３に取り付けられた変速プーリＶ₃ 、Ｖ₄ 間
にはベルトＢ₂ が掛架されている。前記入力軸３２に取
り付けられた変速プーリＶ₃ においては、固定プーリ片
３６がボルト３７（または図示しないがスプライン、キ
ーその他の手段でもよい）によって入力軸３２に固定さ
れ、他方これに対向する位置には可動プーリ片３８が固
定プーリ片のシーブ軸３９上に嵌入され、同時にスプラ
インまたはキー４０に嵌め込まれ、入力軸２とともに回
転するするとともに軸方向には摺動可能になっている。
この固定プーリ片３６の背部外周部にはリング状の流体
溜め部４１が設けられ、少なくとも１つ以上のピトー管
４２がその先端開口部４３をこの流体溜め部４１内に挿
入され油送手段を形成している。上記ピトー管４２は固
定プーリ片３６の回転数に応じて変化する流体溜め部４
１内の流体の速度および圧力を感知するものであり、ベ
ルト式無段変速装置３１のハウジング４４に固定され固
定プーリ片３６の背面にあって固定プーリ片３６の平面
に対して平行である面に管を回転することができるロー
タリージョイント４５に接続されている。

【００１６】そして、該ロータリージョイント４５は、
一端にマイタ歯車９０、９１が設けられ、マイタ歯車９
１には一端がハウジング４４外に突出された回転軸９２
が設けられている。そして、ハウジング４４外に突出さ
れた回転軸９２の端にはレバー９３が固定され、該レバ
ー９３はワイヤー（図示しない）でエンジンのスロット
ルに連結されており、アクセルの踏み角に関係してレバ
ー９３が揺動し、回転軸９２、マイタ歯車９０を経てロ
ータリージョイント４５が回転し、図５に示すようにピ
トー管９０が回転して、その開口９７の位置が移動す
る。ピトー管９０はスロットルを浅く踏んだ状態のとき
図５中の実線で描かれた最も油に深く浸かった位置にあ
り、スロットルを踏み込むに連れて浸かり方が浅い二点
鎖線の位置に移動し、更にスロットルを踏み込みフルス
ロットルの時には油に全く浸かっていない破線の位置に
移動する。つまり、フルスロットルのときピトー管で得
られる圧力すなわちピトー管により可動プーリ片３８を
押圧する推力はゼロになり、キックダウンがスムーズに
行えるようになる。また一方、可動プーリ片３８の背部
には油圧シリンダー４６が設けられている。この油圧シ
リンダー４６は固定プーリ片のシーブ軸３９に固着され
た固定板４７と可動プーリ片の筒状側壁４８から構成さ
れ、圧力媒体となる作動油その他の流体の供給と排出に
よって内圧が変化している可動プーリ片３８を矢印方向
へ移動可能にしている。、もちろん、上記固定板４７の
頂面にパッキングを装着してもよい。

【００１７】そして油圧シリンダー４６は入力軸３２内
に設けられた流体通路４９を介して入力軸３２の一端に
連通され、ハウジング４４の軸受け部に設けられた空洞
９５に開口している。そして、ハウジング４４の空洞部
９５は油圧ホース９６またはケース内通路によって、ロ
ータリージョイント４５に接続されており、油圧シリン
ダー４６のピトー管４２は流体通路４９、空洞９５、油
圧ホース９６、ロータリージョイント４５よりなる一連
の油圧回路によってピトー管４２および流体溜め部４１
に接続されている。そのため、流体溜め部４１内の流体
はピトー管４２の先端開口部４３から流入、排出され、
常時入力軸３２の回転数に応じて油圧シリンダー４６の
内圧を調節している。

【００１８】また、前記流体溜め部４１には、流体を常
に補給する流体供給部５０があって、これは本装置３１
のハウジング４４内に溜められた流体、すなわち油など
をパイプ５２を介して、タンク５３内へ回収し、ポンプ
５４によって流体供給口５５から流体溜め部４１へ補給
するもので、流体は常にリサイクルされている。尚、流
体溜め部４１から溢れ出た流体は自然に落下する。更
に、油圧シリンダー４６内には入力軸３２を中心とする
放射状にガイド溝５６が複数本設けられており、そのガ
イド溝５６内には遠心推力付与材となるボール５７が収
設されている。固定板４７は可動プーリ片３８側へ傾い
たテーパが付いており、この入力軸３２の可動プーリ片
３８は入力軸３２の回転数が上がると前記のようにピト
ー管４３によって得られた油圧の推力で押されるととも
にボール５７が発生する遠心力によっても押されること
になる。

【００１９】また、一方出力軸３３に取り付けられた変
速プーリＶ₄ においては、固定プーリ片６６が出力軸３
３に一体的に固着され、他方これに対向するように可動
プーリ片６８固定プーリ片のシーブ軸６９上に嵌入され
ているベルトＢ₂ を係合するＶ状溝を形成している。前
記可動プーリ片６８は固定プーリ片のシーブ軸６９上を
摺動自在で軸方向に対して移動可能なようになっている
が、この固定プーリ片６６のシーブ軸６９上にはフラン
ジ状のストッパー７０がボルト７１によって固定され、
また該ストッパー７０と可動プーリ片６８の間には反発
弾性を有するコイルスプリング７２が常に可動プーリ片
６８を固定プーリ片６６の方向へ押圧する状態に取り付
けられている。

【００２０】更に、可動プーリ片６８とストッパー７０
の延長筒状部７３、７６の間には傾斜面を有するトルク
伝達部８０が形成されている。すなわち、可動プーリ片
６８が回転すると可動プーリ片の突出部７３とストッパ
ー８０から出力軸３３へ伝達される。また、前記トルク
伝達部８０の傾斜面同志の噛み合い力から生じる軸方向
の分力とスプリング力は可動プーリ片６８に効率的な推
力を与えている。この実施例では、油圧発生源として変
速プーリに組み込んだピトー管で得られる油圧を使用し
ているので特別に油圧ポンプを設けなくて済み、装置を
コンパクト化するのに寄与する。

【００２１】

【発明の効果】本発明のベルト式無段変速装置は以上の
ような構成を取り、可動プーリ片を押圧する推力として
油圧による推力と遠心力による推力を併用しているの
で、それぞれが推力を分け合えるために大掛かりな油圧
発生装置を設ける必要がなくメカロスを少なくすること
ができる。また、遠心力を発生する遠心力付与材は多数
使用しているので充分な遠心力が得られるとともにその
一つ一つを互いが接触しないようにガイド溝に収設して
いるので遠心推力付与材がブリッジを形成することもな
く、また遠心推力付与材を油で潤滑していることからそ
の動きは滑らかであり、変速動作もスムーズである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るベルト式無段変速装置の部分断面
図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】出力軸に設けたカム機構付のトルク伝達部の斜
視図である。

【図４】本発明の別の実施例に係わるベルト式無段変速
装置の断面図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

１ 入力軸 ２ 出力軸 ３ 固定プーリ片 ４ 可動プーリ片 ５ シーブ軸 ７ａ 内延設部 ７ｂ 外延設部 ８ 固定片 ９ ガイド溝 １０ 遠心力付与材 １２ パッキング １３ ハウジング １６ 流体通路 ３１ ベルト式無段変速装置 ３２ 入力軸 ３３ 出力軸 ３６ 固定プーリ片 ３８ 可動プーリ片 ４１ 流体溜め部 ４２ ピトー管 ４３ 開口部 Ｂ₁ ベルト Ｂ₂ ベルト Ｖ₁ 変速プーリ Ｖ₂ 変速プーリ Ｖ₃ 変速プーリ Ｖ₄ 変速プーリ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力軸と出力軸にそれぞれ固定プーリ片
   と、このプーリ片に対向して軸上の長手方向に移動可能
   に可動プーリ片を設け、これら両プーリ片によって形成
   された両Ｖ状溝に動力伝動ベルトを掛架したベルト式無
   段変速装置において、前記入力軸に配設した可動プーリ
   片の背部に該背部後方の軸に固着した固定片と前記可動
   プーリ片の背面から突出した内外延設部によって油密性
   の空間部を形成し、この空間部内に複数の放射状のガイ
   ド溝を設け、該ガイド溝内にはガイド溝中を移動可能な
   遠心力付与材を収設し、更に該空間部に油導入孔を設け
   該油導入孔は外部の油送手段に接続されていることを特
   徴とするベルト式無段変速装置。
2. 【請求項２】 油送手段が、入力軸または出力軸ととも
   に回転する流体溜め部と該流体溜め部内にその開口部を
   挿入されたピトー管である請求項１記載のベルト式無段
   変速装置。