JPH0552245A - ベルト式無段変速装置及び変速プーリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】変速のレスポンスがよく、またベルトやプーリ
に過剰の圧力をかけることなく摩擦摩耗することを防止
したベルト式無段変速装置及び変速プーリを得る。 【構成】変速プーリ５の可動プーリ片１４の移動手段と
してコイルスプリング２１を使用しているものにおい
て、コイルスプリング２１がバネ定数を比例定数として
弾性反発力が増加するに連れてそれを打ち消す方向に遠
心推力機構による押し圧力を働かせるようなしており、
可動プーリ片１４から延設した延設部１４ａと固定片１
８及び固定プーリ片のシーブ軸１８ａからなる空間部２
２内に遠心推力付与材を収設し遠心推力機構を形成して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はベルト式の無段変速装置
に係わり、詳しくスプリングによる過剰な推力を調節可
能としたベルト式無段変速装置及び変速プーリに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】無段変速装置にはいろいろな形態がある
が、その中にベルトを使用したものがあり、ベルトを巻
き掛けたプーリの幅を変化させることによって変速比を
変えるものである。

【０００３】プーリの幅を変化させるために、プーリを
構成するプーリ片のうち片側のプーリ片を軸と固定関係
にある固定プーリ片とし他方のプーリを可動プーリ片と
しているが、無段変速装置が自動車などのメイン駆動で
ある場合入力軸側の可動プーリ片は入力軸の回転に比例
して増速側に変速させなければならない。そのような方
法として油圧シリンダを用いて可動プーリ片を移動させ
プーリの幅を調節するようなものもあるが油圧ポンプを
設けるなどせねばならず、装置としては大型のものとな
ってしまう。

【０００４】構造が簡単で小型化でき故障も少ないよう
なものとしては図３に示すような遠心推力機構Ｅとトル
クカム機構Ｔ及びコイルスプリングＳを組み合わせてプ
ーリの幅を調節するものがある。自動車のメイン駆動に
使用する場合、入力軸１０２側の変速プーリ１０４の可
動プーリ片１０７の背面側に遠心力付与材１０８を収設
し入力軸１０２の回転数が上がったときに可動プーリ片
１０７を固定プーリ片１０６側に押すようにし、また、
出力軸１０３側には可動プーリ片１０９と軸に固定した
固定片１１０のあいだにコイルスプリングＳを介在して
可動プーリ片１０９を固定プーリ片１１１側に押すよう
にする。また、出力軸１０３側の可動プーリ片１０９と
軸に固定した固定片１１０のそれぞれに筒状のカム片１
０９ａ、１１０ａを設けて噛み合わせ、自動車が加速ま
たは減速しようとする状態でトルクがかかるときにそれ
を感知して出力側の可動プーリ片１０９を固定プーリ片
１１１側へ押すように構成したものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】それらの可動プーリ片
に推力を与える手段の中でコイルスプリングの役割りは
たとえば、エンジンがアイドリング状態など低回転のと
きに出力側の変速プーリの溝幅が狭くなりプーリの有効
径が大きくなり、一方入力軸側の変速プーリの溝幅は広
くなりプーリの有効径が小さい状態、即ち減速側に変速
された状態にする事などであり、常に一定の推力を可動
プーリ片に与えることが理想的である。しかし、可動プ
ーリ片が移動することによってコイルスプリングはバネ
定数に応じた推力を発生して可動プーリ片を押すことに
なり、変速のレスポンスを悪くする。また、変速のレス
ポンスを良くするために遠心推力を大きく設定するとベ
ルトとプーリに過剰な押圧力がかかり不当に摩耗させて
しまいベルトの寿命を短くしてしまったり、変速装置の
伝達効率を低くしてしまうこととなる。

【０００６】そこで、本発明は以上のような問題を解決
しコイルスプリングの不必要な推力を除去し変速のレス
ポンスを良くするとともに、ベルトの寿命及び伝達ロス
を防止することのできるベルト式無段変速装置及び変速
プーリの提供を課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記のような問
題を解決し課題を達成するために入力軸と出力軸のそれ
ぞれに固定プーリ片と可動プーリ片からなる変速プーリ
を取りつけ、入力軸と出力軸の変速プーリにベルトを巻
き掛けたベルト式無段変速装置において、入力軸かまた
は出力軸のうちいずれかいっぽうの変速プーリの可動プ
ーリ片に該軸の回転数に比例した大きさの推力を該軸に
設けた可動プーリ片に付与する一方、他方の軸に設けた
可動プーリ片と該可動プーリ片の背部後方の軸に固定さ
れたストッパとの間にスプリングを縮設し可動プーリ片
に変速プーリの幅が狭くなる方向への推力を付与するよ
うにし、更に可動プーリ片からストッパの背面側にまで
延設された延設部とストッパとのによって空間部を形成
し、この空間部内に自由に移動可能な遠心力付与材を収
設し、軸の回転数に応じて可動プーリ片にスプリングに
対抗する推力を付与するようにしたことを特徴とする。

【０００８】また、固定プーリ片と固定プーリ片に対し
て軸方向に移動可能な可動プーリ片および可動プーリ片
を移動させる手段として固定プーリ片と固定された関係
にある固定片と可動プーリ片の間に介在したコイルスプ
リングからなる変速プーリにおいて、可動プーリ片から
延設された延設部と固定片と間に空間部を形成し該空間
部内に遠心力付与材を収設しプーリの回転数に応じて可
動プーリ片をコイルスプリングの推力に対抗する方向の
推力を付与するようにしたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】固定片とのあいだにコイルスプリングを介在し
た可動プーリ片に可動プーリ片から延設した延設部と固
定片によって形成された空間部に遠心力付与材を収設し
た構造とし、軸の回転数に応じてコイルスプリングによ
る推力に対抗する方向の推力を可動プーリ片に付与する
ようにしているので、コイルスプリングが可動プーリ片
の移動によってバネ定数を比例定数として増加する推力
を打ち消すことができるので、コイルスプリングの推力
を適度な大きさに調節することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面にしたがっ
て説明する。図１は本発明のベルト式無段変速装置の断
面図である。このベルト式無段変速装置１は入力軸２及
び出力軸３にそれぞれ変速プーリ４、５を設け、それら
両プーリ４、５間にベルトＢを巻き掛けてなる装置であ
り、その入力軸側変速プーリ４は、入力軸２に固定プー
リ片６が嵌入されボルトなどで固着されており、他方こ
れに対向するように可動プーリ片７が固定プーリ片のシ
ーブ軸８上に設けられたスプラインまたはキー９に嵌入
され、両変速プーリ４、５によって動力伝動用ベルト、
すなわちベルトＢを掛架するＶ状溝が形成されている。

【００１１】そして、前記可動プーリ片７は固定プーリ
片６のシーブ軸８の長手方向に対して移動可能に装着さ
れており、この可動プーリ片７の背部には突出した内外
突出部７ａが設けられ、それとともに該背部後方の軸状
には固定片１０が設けられて前記内外延設部７ａと該固
定された固定片１０及び固定プーリ片のシーブ軸８によ
って空間部１１が形成され、該空間部１１内に自由に移
動可能な遠心力付与材１２、例えば鋼球などの剛球が収
設されて遠心推力機構Ｅ１が形成されている。この遠心
力付与材１２は略φ２．５ｍｍ程度の鋼球であり、前記
空間部１１の容積の６０〜１００％を占めている。

【００１２】また一方、前記出力軸３に取りつけられた
変速プーリ５においては、出力軸３に固定プーリ片１３
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１４が固定プーリ片のシーブ軸１５
上に摺動可能に嵌め込まれている。そして、可動プーリ
片のシーブ軸１６に設けられた筒状カム片１７と軸３に
固定されたストッパ１８に設けられた筒状カム片１９と
が噛み合って両カム片１７、１９によりカム機構付のト
ルク伝達部２０が形成されている。

【００１３】上記トルク伝達部２０は各カム片１７、１
９の歯部がその傾斜面で互いに係合し、可動プーリ片１
４が回転するとトルクが出力軸３へ伝達され、またこの
噛み合いから生じる軸方向の分力が可動プーリ片１４に
効率的な推力を与えるようになっている。更に、可動プ
ーリ片１４に推力を与える手段として可動プーリ片の背
部とストッパ１８間に両プーリ片１３、１４によって形
成するＶ状溝が縮まる方向に作用するようにコイルスプ
リング２１が縮設されている。

【００１４】ここで、以上の構成のみで本装置の作用を
考えると、入力軸の回転が遅いとき遠心力付与材１２に
遠心力もほとんどかからず、トルク伝達部にもトルクは
かかっていないので、推力はコイルスプリング２１の推
力がほとんどを占めているといえ、入力側の変速プーリ
４はＶ溝幅が広く有効径が小さい状態にあり、出力側の
変速プーリ５はＶ溝幅が狭く有効径が大きい状態にあ
る。そして入力軸の回転が早くなった状態では遠心力付
与材１２に大きな遠心力がかかっており、出力軸側のコ
イルスプリング２１の推力に抗して入力軸側の変速プー
リ４の溝幅を狭くし、出力軸３の変速プーリ５の溝幅は
広くなり、いわゆる増速状態に変速されている。

【００１５】このように、軸の回転が上がったときには
遠心力による推力がコイルスプリングの推力に打ち勝っ
た状態になる。しかし、コイルスプリングはその性質上
圧縮される量が大きくなると圧縮に反発する力も大きく
なり、可動プーリ片１４に対して過剰な推力を与えてし
まうことになる。そうすると、変速プーリ５においてベ
ルトＢを過剰な力で挟持することになり、それが原因で
ベルトやプーリが摩耗してしまうことになる。そこで本
発明では、コイルスプリング２１の推力を調節するため
に次のようなことをしている。

【００１６】出力軸３の可動プーリ片１４からストッパ
１８の背部まで延設された延設部１４ａとストッパ１８
及びストッパのシーブ軸１８ａによって囲まれる空間部
２２に遠心力付与材２３が収設され遠心推力機構Ｅ２が
形成されている。そして、出力軸３の回転が速くなるに
連れて遠心力が増し、傾斜をつけている延設部１４を押
してその分力によって可動プーリ片１４に出力軸３の変
速プーリ５の溝幅が広くなる方向の推力を与える。

【００１７】以上のような構成をなすことによって、エ
ンジンの回転数が上がり入力軸２の回転が速くなると入
力軸側の遠心推力機構Ｅ１が働き入力軸側変速プーリ４
のＶ溝幅が狭くなり、出力側変速プーリ５のＶ溝幅が広
くなる。その時、出力軸の可動プーリ片１４とストッパ
１８とのあいだに介在したコイルスプリング２１が押し
縮められるが、コイルスプリング２１は縮められるほど
その弾性反発力は大きくなるのでそれを打ち消すために
出力側変速プーリにも遠心推力機構Ｅ２を設けコイルス
プリング２１を縮める方向に補助的に推力を与えるよう
にしているので変速のレスポンスがよくなりまたベルト
Ｂやプーリに過剰な圧力が係ることもなく摩耗の防止に
もなる。

【００１８】また、本発明は上記のような自動車のメイ
ン駆動ばかりでなく、オルターネータやパワステアリン
グなどの補機の駆動に用いる補機駆動装置にも適用する
ことができる。その例を次ぎに挙げる。図２は、本発明
を補機駆動装置に実施した例であるが、ベルト式無段変
速装置３１は入力軸３２と出力軸３３にそれぞれ変速プ
ーリ３４、３５を設け、それら両プーリ３４、３５間に
ベルトＢを巻き掛けてなる装置であり、その入力軸側変
速プーリ３４は、入力軸に設けられたスプラインに固定
プーリ片３６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３７が固定プーリ片のシーブ
軸３８上に設けられたスプラインまたはキー３９に嵌入
され、両プーリ片３４、３５によって動力伝動用ベル
ト、すなわちベルトＢを掛架するＶ状溝が形成されてい
る。

【００１９】このうち、前記入力軸３２に取りつけられ
た変速プーリ３４においては、固定プーリ片３６がボル
トなどによって該入力軸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３７が固定プーリ片のシー
ブ軸３８上に嵌入され、同時にスプラインまたは滑りキ
ー３９に嵌め込まれ、軸３２とともに回転し、軸方向に
は摺動可能となっている。そして、上記変速プーリ片３
４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４０が設けられており、少なくともひとつのピト
ー管４１の先端開孔部４１ａがこの流体溜め部４０内に
挿入されている。

【００２０】前記ピトー管４１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４０内の流体の速度及
び圧力を感知するものであり、ベルト式変速装置３１の
ハウジング等に固定されている。更に、出力軸３３に取
りつけられた変速プーリ３５においては出力軸３３に固
定プーリ片４４が嵌入され、可動プーリ片４５が固定プ
ーリ片のシーブ軸４４ａ上のスプライン４４ｂに嵌入さ
れている。可動プーリ片４５の背部には油圧シリンダ４
６が設けられている。この油圧シリンダ４６は固定プー
リ片４４のシーブ軸４４ａに固着された固定片４７と可
動プーリ片４５および可動プーリ片４５の延設部４５ａ
からなる空間部であり、流体を充填して内圧を変動させ
て可動プーリ片４５に変速プーリ３５のプーリ幅が狭く
なる方向への推力を与えている。も

【００２１】ちろん、前記固定片４７の頂部にはパッキ
ングを介在させてもよい。また、油圧シリンダ４６内に
は、可動プーリ片４５と固定片４７のあいだにコイルス
プリング５０が縮設されている。そして、前記油圧シリ
ンダ４６は軸３５及びロータリジョイント４８内に設け
られた流体通路４８と油圧コントロールバルブ４９を介
して入力軸３４に取りつけたピトー管４１に連通してい
る。また、更に前記流体溜め部４０に流体を常時供給す
るための流体供給部は特に図示はしないが、無段変速装
置３１のカバー体底部に溜められた流体をポンプなどで
汲み上げ常時流体溜め部に送り込んでいる。このように
してピトー圧推力機構を形成している。

【００２２】また、入力軸３２において可動プーリ片３
７の背面側に軸３２に固定した固定片４２を設けてお
り、可動プーリ片３７と固定片４２のあいだにコイルス
プリング４３が縮設されており、可動プーリ片３７に固
定プーリ片３６方向への推力を与えている。そして、可
動プーリ片３７から延設部３７ａを固定片４２の背部に
まで延設し、固定片４２と延設部３７ａと固定片４２の
シーブ軸４２ａに囲まれた空間部５１内に遠心力付与材
５２を収設して遠心推力機構Ｅ３を形成している。

【００２３】このベルト式無段変速装置３１は、補機駆
動用のものでエンジン回転数が低いときはピトー圧は低
く遠心力も弱いので、ほとんどコイルスプリングによる
推力だけが働いており、入力軸側変速プーリ３４は溝幅
が狭く、出力側変速プーリ３５は溝幅が広い状態で、増
速側の変速比を取っている。そしてエンジンの回転数が
上がるとピトー圧が上がるのでコイルスプリングの推力
に打ち勝って入力側変速プーリ３４の溝幅は狭くなり、
出力側変速プーリ３５の溝幅は広くなり、減速側の変速
比を取っている。減速側の変速比を取るとき、入力軸側
変速プーリ３４ではコイルスプリング４３は縮められた
状態になっており、その弾性反発力はより大きくなって
いるが、遠心推力機構Ｅ３が働いてコイルスプリング４
３の弾性反発力を弱めており、変速のレスポンスを損ね
ることがなくまたベルトやプーリを摩耗させることもな
い。

【００２４】

【発明の効果】本発明のベルト式無段変速装置及び変速
プーリは固定片とのあいだにコイルスプリングを介在し
た可動プーリ片に可動プーリ片から延設した延設部と固
定片によって形成された空間部に遠心力付与材を収設し
た構造とし、軸の回転数に応じてコイルスプリングによ
る推力に対抗する方向の推力を可動プーリ片に付与する
ようにしているので、コイルスプリングが可動プーリ片
の移動によってバネ定数を比例定数として増加する推力
を打ち消すことができるので、コイルスプリングの推力
を適度な大きさに調節することができ、そのことによっ
て、コイルスプリングによる過剰な推力が見掛け上かか
らない状態とすることができ、変速のレスポンスを良く
することができるとともに過剰な挟持力によるベルトや
プーリの摩耗も防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明ベルト式無段変速装置の縦断面図であ
る。

【図２】本発明ベルト式無段変速装置の別の実施例にお
ける縦断面図である。

【図３】従来の技術におけるベルト式無段変速装置の縦
断面図である。

【符号の説明】

１ ベルト式無段変速装置 ２ 入力軸 ３ 出力軸 ４ 変速プーリ ５ 変速プーリ ６ 固定プーリ片 ７ 可動プーリ片 １３ 固定プーリ片 １４ 可動プーリ片 １４ａ 延設部 １８ ストッパ ２０ トルク伝達部 ２１ コイルスプリング ２２ 空間部 ２３ 遠心力付与材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力軸と出力軸のそれぞれに固定プーリ片
   と可動プーリ片からなる変速プーリを取りつけ、入力軸
   と出力軸の該変速プーリにベルトを巻き掛けたベルト式
   無段変速装置において、入力軸及び出力軸のうちいずれ
   か一方の軸に取りつけた変速プーリの可動プーリ片に該
   軸の回転数に比例した大きさの推力を付与する一方、他
   方の軸に設けた可動プーリ片と該可動プーリ片の背部後
   方の軸に固定されたストッパとの間にスプリングを縮設
   して可動プーリ片に変速プーリの幅が狭くなる方向への
   推力を付与するようにし、更に可動プーリ片からストッ
   パの背面側にまで延設された延設部と該ストッパとによ
   って形成された空間部内に自由に移動可能な遠心力付与
   材を収設し、軸の回転数に応じて可動プーリ片にスプリ
   ングに抗する推力を付与するようにしたことを特徴とす
   るベルト式無段変速装置。
2. 【請求項２】固定プーリ片と固定プーリ片に対して軸方
   向に移動可能な可動プーリ片および可動プーリ片を移動
   させる手段として固定プーリ片と固定された関係にある
   固定片と可動プーリ片の間に介在したコイルスプリング
   からなる変速プーリにおいて、可動プーリ片から延設さ
   れた延設部と固定片と間に形成された空間部内に遠心力
   付与材を収設し、プーリの回転数に応じて可動プーリ片
   にコイルスプリングの推力に抗する方向の推力を付与す
   るようにしたことを特徴とする変速プーリ。