JPH05579B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はＶベルト無段変速機の改良に関し、特
にトルク応答特性並びに速度応答特性に優れたト
ルク応動機構を有するＶベルト無段変速機に関す
るものである。

〔従来技術〕

一般に雪上車に設ける無段変速機としては、Ｖ
ベルト無段変速機が使用されている。このＶベル
ト無段変速機は、一般に駆動プーリと従動プーリ
とが、それぞれ軸方向に固定した固定半プーリと
軸方向に移動自在にした可動半プーリとからな
り、この駆動プーリと従動プーリとの間にＶプー
リを巻回することにより構成されている。さら
に、このＶベルト無段変速機は、米国特許第
4023635号に開示されるように、駆動プーリ側に
速度応動機構を設けると共に、従動プーリ側にト
ルク応動機構を設け、速度及びトルクを無段階に
変換することができる構成になつている。上記ト
ルク応動機構は、雪上車が坂路を登坂するとき等
のように、駆動トラツクに加わる負荷の増加によ
り、従動軸側のトルク負荷が増大したとき、その
増大に見合うトルクを駆動プーリ側から従動プー
リ側へ伝達するようにし、常に良好な駆動力が得
られるようにしている。

ところで、上記米国特許第4023635号では、ト
ルク応動機構が、可動半プーリに固定したばねキ
ヤツプと固定半プーリとの間に、互いに対向しあ
う傾斜カム面を有する構成になつている。この互
いに対向する傾斜カム面は、従動軸に加わるトル
ク負荷が増加したとき、そのトルクの軸方向成分
によつて、カム面を滑らせつつ回動しながら軸方
向へ相対移動し、この相対移動により、上記可動
半プーリを固定半プーリに接近させる構成になつ
ている。この接近する方向の移動により、従動プ
ーリ側の有効径を増大させると共に、駆動プーリ
側の有効径を縮小させ、駆動側から従動側への伝
達トルクを増大させるようにしている。

ところが、上記トルク応動機構は、互いに対向
する傾斜カム面が、面同士の滑り摩擦を行いなが
ら相対移動するため、その相対移動に際し大きな
摩擦抵抗を伴うことになる。そのため、この摩擦
抵抗力によつて、従動軸にトルク変動が負荷され
ても、そのトルク変動の負荷と同時に傾斜カム面
の相対移動が発生することはなく、若干の時間差
を有している。したがつて、上記トルク応動機構
では、従動側に負荷されるトルク変動に対するト
ルク応答特性が悪く、敏感に応動することができ
ない決点がある。また、同様にこのトルク応動機
構では、エンジン側の加速操作等に対する速度応
答特性が悪く、車速を敏感に制御することができ
ない欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、従動側に負荷されるトルク変
動に対するトルク応答特性に優れたＶベルト無段
変速機を提供することにある。

本発明の他の目的は、駆動側の加速操作に対す
る速度応答特性に優れたＶベルト無段変速機を提
供することにある。

〔発明の構成〕

上記目的を達成するために、本発明のＶベルト
無段変速機は、その従動プーリに設けたトルク応
動機構が、可動半プーリに一体に固定したばねキ
ヤツプと固定半プーリとの間に、ばね力に付勢さ
れて互いに対向すると共に、従動軸の軸方向に対
して傾斜する傾斜カム溝を設け、この互いに対向
しあう傾斜カム溝の間にボールを介在させるよう
に構成している。

〔実施例の説明〕

以下、本発明を図に示す実施例によつて説明す
る。

第１図において、Ｓは雪上車であり、車体前部
にエンジン１が搭載され、このエンジン１の出力
側にはＶベルト無段変速機２が設けられ、また車
体下面には駆動トラツク４が設けられている。エ
ンジン１は、上記Ｖベルト無段変速機２及びチエ
ン３を介して、駆動トラツク４を駆動するように
なつている。Ｖベルト無段変速機２は、エンジン
１側に連結された駆動側の駆動プーリ５と、チエ
ン３と連動する従動側の従動プーリ６とを有し、
上記駆動プーリ５と従動プーリ６との間にＶベル
ト７を巻回することにより、構成されている。

上記Ｖべルト無段変速機２の詳細を示す第２図
において、このＶベルト無段変速機２の駆動軸９
側の駆動プーリ５は、固定半プーリ５ｆと可動半
プーリ５ｍとから構成されている。固定半プーリ
５ｆは、クランク軸８に一体に固定された駆動軸
９に、ネジ９ａを介して固定され、軸方向へ移動
不能になつている。一方、可動半プーリ５ｍは、
上記駆動軸９に対し軸方向へ移動自在に支持され
ている。

この可動半プーリ５ｍは、背面の周縁に近い位
置に重錘１０を揺動自在に枢支し、その重錘１０
の曲面状の側面を、駆動軸９に固定されたブラケ
ツト１１に支持したローラ１２の上に当接させて
いる。この揺動自在の重錘１０は、本発明におけ
る速度応動機構を構成するもので、駆動軸９の回
転速度が上昇するにつれて、その側面をローラ１
２に当接させつつ、遠心力により水平方向に倒伏
していく。この重錘１０の遠心力による倒伏によ
り、可動半プーリ５ｍは固定半プーリ５ｆ側へ移
動し、駆動プーリ５のＶベルト７が巻き掛かる有
効径を大きく変化させる。この速度応動機構とし
ては、他の公知の機構を使用してもよい。

従動軸１３側に設けた従動プーリ６は、上記駆
動プーリ５と同様に、固定半プーリ６ｆと可動半
プーリ６ｍから構成されている。上記固定半プー
リ６ｆは、筒軸１３ａ上に圧入固定され、さらに
筒軸１３ａは、従動軸１３にスプライン１４を介
して噛合し、かつ従動軸１３の軸端に螺入された
ボルト１５によつて、軸方向へ移動不能となるよ
うに固定されている。一方、上記可動半プーリ６
ｍは、上記筒軸１３ａ上に軸方向へ移動自在に支
持されている。

また、上記従動プーリ６の固定半プーリ６ｆの
側面には、圧縮状態にしたコイルばね１７を収納
したばねキヤツプ１６が取付けられている。第３
〜５図の分解図及び部品図に示すように、上記ば
ねキヤツプ１６は、固定側端部に軸心に対し、等
半径の位置に等配分された３個の支持部１８，１
８，１８を有しており、その支持部１８，１８，
１８を、固定半プーリ６ｆに設けた貫通孔１９，
１９，１９を貫通させて可動半プーリ６ｍの内側
面へ当接させ、その当接部分を植込みボルト２０
及びナツト２１により固定している。上記コイル
ばね１７は、ばねキヤツプ１６の底面と固定半プ
ーリ６ｆの外側面との間に圧縮状態に収納され、
その圧縮弾性回復力によつて、上記ばねキヤツプ
１６を固定半プーリ６ｆから離間する方向へ付勢
させると共に、可動半プーリ６ｍを固定半プーリ
６ｆ側へ向けて付勢させている。

また、上記ばねキヤツプ１６の支持部側が、固
定半プーリ６ｆの外側面と対面する部分には、ば
ねキヤツプ１６及び固定半プーリ６ｆの双方に、
それぞれ円周方向に沿うと共に、従動軸１３の軸
方向に対し傾斜した傾斜カム溝２２と２３とがそ
れぞれ互いに対向するように設けられている。こ
の両傾斜カム溝２２，２３の間にはポリアセター
ル、ポリアミド、ポリエステル等の自己潤滑性を
有する樹脂製のボール２４が介在している。この
ようにボール２４を挾持した互いに対状の傾斜カ
ム溝２２，２３は、その実施例では上記ばねキヤ
ツプ１６と固定半プーリ６ｆとに対し３対設けら
れている。これらは少なくとも３対以上設けられ
ることが好ましく、しかも、それぞれ従動軸１３
の軸心に対し、等半径の位置に等配分されている
ことが好ましい。

上記ボール２４を挾持した傾斜カム溝２２，２
３は、本発明におけるトルク応動機構を構成して
いる。すなわち、上記従動軸１３に加わるトルク
負荷が増加したとき、その増加したトルクの軸方
向成分により、ばねキヤツプ１６側の傾斜カム溝
２２が固定半プーリ６ｆ側の傾斜カム溝２３に対
し、両者間のボール２４を転動させながら、従動
軸１３を中心に相対回動しつつ軸方向に相対移動
し、上記可動半プーリ６ｍを固定半プーリ６ｆへ
接近させる方向へ移動させる。このように可動半
プーリ６ｍが固定半プーリ６ｆへ接近することに
より、従動プーリ６のＶベルト７が巻き掛かる有
効径が増大し、これに伴つて駆動プーリ５側の有
効径が縮小するため、駆動プーリ５から従動プー
リ６への伝達トルクを増大させることができる。

上述した装置では、第６図Ａ〜Ｃに示すよう
に、上記ばねキヤツプ１６側の傾斜カム溝２２の
長さが、固定半プーリ６ｆ側の傾斜カム溝２３の
長さよりも長くしてある。すなわち、固定半プー
リ６ｆ側の傾斜カム溝２３は、上述したトルク変
動に応動する最大の相対移動量に必要なだけの長
さＬにしてあるが、ばねキヤツプ１６側の傾斜カ
ム溝２２は、上記長さＬに加えてさらに延長溝部
分２２ａを有するように形成されている。このよ
うな相互の溝関係によつて、上記ばねキヤツプ１
６を、コイルばね１７及びボール２４と共に、固
定半プーリ６ｆ及び可動半プーリ６ｍに対し組付
けるときの作業性を容易にする。

上述のように傾斜カム溝２２，２３の間にボー
ル２４が介在する場合は、ばねキヤツプ１６を組
付け作業する時に、このボール２４を傾斜カム溝
２２，２３の間に確実に挾持させることが非常に
難しくなるが、以下に説明するように上記溝長さ
を異なる構成にすることにより、組付け作業を容
易にすることができるようになる。

すなわち、組付け作業は、まず可動半プーリ６
ｍと固定半プーリ６ｆとを、固定半プーリ６ｆの
傾斜カム溝２３側を上側にして、上下に水平状態
になるように重ねる。次いで、上記３つの傾斜カ
ム溝２３，２３，２３のそれぞれに、ボール２
４，２４，２４を落し込む。このように落し込ん
だボール２４は、重力によつて傾斜カム溝２３の
溝に沿つて転がり、その最下端の位置に静止した
状態になる。

次いで、コイルばね１７の一方の折曲げ端１７
ａを、固定半プーリ６ｆの差込孔２５に差し込む
と共に、他方の折曲げ端１７ｂをばねキヤツプ１
６の３個の差込孔２６，２６，２６のうちの一つ
に差し込み、その状態のまま、ばねキヤツプ１６
を捩りながら押し下げてコイルばね１７を圧縮し
ていき、３本の支持部１８，１８，１８を固定半
プーリ６ｆの貫通孔１９，１９，１９へ貫通さ
せ、その端部を可動半プーリ６ｍに密着させる。
なお、上記３個の差込孔２６，２６，２６は、コ
イルばね１７による初期捩り弾性力を調整するた
めに選択できるようにしたもので、その数は必要
に応じて何個設けてもよい。

さて、上述のようにばねキヤツプ１６の支持部
１８端部を可動半プーリ６ｍに密着させるとき、
もし傾斜カム溝２２に上述のような延長溝部分２
２ａがないとすると、上記傾斜カム溝２３の最下
端に静止状態のボール２４が、ばねキヤツプ１６
の溝のない壁面部分に当接するため、そのままで
は密着することができないことになる。この密着
を可能にするには、上記傾斜カム溝２３内の下端
で静止するボール２４を上方へ移動させることが
必要であるが、このようなボール２４の上方移動
操作を、上側から傾斜カム溝２２を被せながら、
ブラインド状態で行うことは非常に難しいことで
ある。ところが、上記ばねキヤツプ１６側の傾斜
カム溝２２に延長溝部分２２ａを設けている場合
は、ボール２４を傾斜カム溝２３の最下端に置い
たままでも、第６図Ａに示すように、ボール２４
上半部に上記延長溝部分２２ａを嵌め込むことが
でき、その組付け作業は著しく容易になる。この
ようにばねキヤツプ１６の支持部１８端部を可動
半プーリ６ｍに密着させたら、その密着部分にお
いて植込みボルト２０とナツト２１により締付け
固定すればよい。このような組付け状態におい
て、固定半プーリ６ｆ側に設けた凹部３０に、可
動半プーリ６ｍ側に設けた凸部３１が挿入された
状態となる。

上述のように組付けた第６図Ａの状態におい
て、固定半プーリ６ｆとばねキヤツプ１６との間
には、コイルばね１７の圧縮弾性回復力T₁が作
用しているため、ばねキヤツプ１６は固定半プー
リ６ｆから離間し、かつ可動半プーリ６ｍは固定
半プーリ６ｆに押圧される弾性力が作用する。ま
た、上記コイルばね１７は捩り弾性回復力T₂に
より、固定半プー６ｆとばねキヤツプ１６とを、
コイルばねの捩りとは反対方向に弾性力を作用す
る。このため、ボール２４には、両側の傾斜カム
溝２２，２３から上記弾性力によつて挟みつけら
れるような押圧力が作用する。

第６図Ａのように組付けが完了した従動プーリ
６に、Ｖベルト７を巻き掛けるには、その従動プ
ーリ６の有効径が最小となる位置まで、ばねキヤ
ツプ１６を可動半プーリ６ｍと共に回転させなが
ら軸方向に移動させるが、そのとき第６図Ｂに示
すように、ボール２４は傾斜カム溝２３の最下端
に保持された状態で、傾斜カム溝２２の最上端に
移動する。

次にＶベルト７を掛け終つて、従動プーリ６の
有効径を最大にするように、ばねキヤツプ１６を
可動半プーリ６ｍと共に、上記とは逆方向に回転
させながら軸方向に移動させると、第６図Ｃに示
すように、ボール２４は傾斜カム溝２３の最上端
へ移動するが、傾斜カム溝２２に対しては、上記
Ｌの最下端位置に対応する中間位置までしか移動
しない。したがつて、組付け以後に、上記トルク
応動機構がトルク変動に対して応動作用を行うと
きは、ボール２４は延長溝部分２２ａへ移動する
ことはなく、上記長さＬに相当する範囲内で移動
を行うことになる。

上述した本発明のＶベルト無段変速機に設けた
トルク応動機構は、ばねキヤツプ１６に設けた傾
斜カム溝２２と固定半プーリ６ｆに設けた傾斜カ
ム溝２３との間に、ボール２４を介在させている
ため、上記傾斜カム溝２２，２３が相対移動を行
うときには、ボール２４の転動を介して転がり接
触を行いながら相対移動する。そのため、本発明
の装置では従来のトルク応動機構における平面同
士の接触のように、大きな摩擦抵抗を受けること
はない。したがつて、従動軸１３に加わるトルク
負荷が変動したとき、その変動トルクにより、両
傾斜カム溝２２，２３が敏速に相対移動するた
め、トルク応答特性を向上することができる。ま
た、アクセル操作によりエンジン側の回転速度を
変化させたときも、上記両傾斜カム溝２２，２３
は、その速度変化に敏速に応動し、速度応答特性
を向上することができる。

また、両傾斜カム溝２２，２３のうち、ばねキ
ヤツプ１６側の傾斜カム溝２２の長さを、固定半
プーリ６ｆ側の傾斜カム溝２３の長さより延長溝
部分２２ａだけ長くしたことにより、ボール２４
の傾斜カム溝２２，２３に対する嵌込みを容易に
し、その組付け作業性を著しく向上することがで
きる。

〔発明の効果〕

上述したように本発明は、その速度応動機構を
有する駆動プーリと、トルク応動機構を有する従
動プーリとの間に、Ｖベルトを巻回したＶベルト
無段変速機において、前記トルク応動機構が、従
動プーリに設けたばねキヤツプと固定半プーリと
が互いに対面する部分に、それぞれ円周方向に沿
うと共に、従動軸に軸方向に対し傾斜するように
形成された互いに対向する少なくとも３対の傾斜
カム溝を設け、その互いに対向する３対の傾斜カ
ム溝の間にそれぞれボールを介在させる構成にし
たので、上記対状の傾斜カム溝はボールを介して
転がり接触しながら相対移動する。そのため、従
来の平面同士の接触のような大きな摩擦抵抗を受
けることはなく、トルク変動や速度変動を敏速に
伝えるため、トルク応答特性および速度応答特性
を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例によるＶベルト無段変
速機を設けた雪上車を示す側面図、第２図は上記
Ｖベルト無段変速機を一部省略して示す縦断面
図、第３図は上記Ｖベルト無段変速機の従動プー
リ側の部品を分解して示す斜視図、第４図は第３
図に示す部品のうち、ばねキヤツプのみを、反対
側の側面から示した斜視図、第５図は同じく上記
第３図に示す部品のうち、固定半プーリのみを、
反対側の側面から示した斜視図、第６図Ａは、上
記第３図に示す部品を最初に組付け完了した直後
の状態を、傾斜カム溝に沿つた断面で示す縦断面
図、第６図Ｂは、上記第６図Ａの状態から、Ｖベ
ルトの巻き掛け操作のために、従動プーリの有効
径を最小に変化させたときの状態を、傾斜カム溝
に沿つた断面で示す縦断面図、第６図Ｃは、上記
第６図Ｂの状態から、Ｖベルトを掛け終り、かつ
従動プーリの有効径を最大に変化させたときの状
態を、傾斜カム溝に沿つた断面で示す縦断面図で
ある。 ２……Ｖベルト無段変速機、５……駆動プー
リ、５ｆ……固定半プーリ、５ｍ……可動半プー
リ、６……従動プーリ、６ｆ……固定半プーリ、
６ｍ……可動半プーリ、７……Ｖベルト、９……
駆動軸、１０……重錘（速度応動機構）、１３…
…従動軸、２２，２３……傾斜カム溝（トルク応
動機構）、２４……ボール（トルク応動機構）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 駆動軸の軸方向に固定された固定半プーリと
   前記駆動軸の軸方向に移動自在な可動半プーリか
   らなると共に、速度応動機構を備えた駆動プーリ
   と、従動軸の軸方向に固定された固定半プーリと
   前記従動軸の軸方向に移動自在な可動半プーリか
   らなると共に、トルク応動機構を備えた従動プー
   リと、前記駆動プーリと前記従動プーリとの間に
   巻回されたＶベルトからなるＶベルト無段変速機
   において、 前記従動プーリのトルク応動機構が、 前記固定半プーリを間にし、前記可動半プーリ
   と反対側に位置して、その可動半プーリに対し、
   前記固定半プーリに設けた貫通孔を貫通する支持
   部を介して固定され、前記可動半プーリと共に前
   記従動軸の軸方向に移動自在にしたばねキヤツプ
   と、 前記ばねキヤツプと前記固定半プーリとの間に
   圧縮状態に収納され、前記ばねキヤツプを前記固
   定半プーリから離間される方向へ弾性力を付勢す
   るばねと、 前記ばねキヤツプと前記固定半プーリが互いに
   対面する部分に、それぞれ円周方向に沿うと共
   に、前記従動軸の軸方向に対し傾斜するように設
   けた互いに対向する少なくとも３対の傾斜カム溝
   と、 前記互いに対向する３対の傾斜カム溝の間にそ
   れぞれ挾持され、前記ばねによる弾性力により押
   圧されるボール からなり、かつ前記従動軸に加わるトルク負荷が
   増加したとき、そのトルク負荷の軸方向成分によ
   り、前記互いに対向する傾斜カム溝を、前記ボー
   ルの転動を介して、前記可動半プーリを前記固定
   半プーリに接近させる方向へ相対移動させる構成
   であることを特徴とするＶベルト無段変速機。 ２ 前記互いに対向する傾斜カム溝のうち、前記
   ばねキヤツプ側に形成される傾斜カム溝が、前記
   固定半プーリ側に形成される傾斜カム溝よりも長
   くしてある特許請求の範囲第１項記載のＶベルト
   無段変速機。 ３ 前記少なくとも３対の傾斜カム溝が、前記従
   動軸の軸心に対し等半径の位置に等配分されてい
   る特許請求の範囲第２項記載のＶベルト無段変速
   機。 ４ 前記ばねがコイルばねである特許請求の範囲
   第１項記載のＶベルト無段変速機。 ５ 前記ボールが樹脂製である特許請求の範囲第
   １項記載のＶベルト無段変速機。 ６ 前記Ｖベルト無段変速機が、雪上車のエンジ
   ンと駆動トラツクの間に介在する特許請求の範囲
   第１項記載のＶベルト無段変速機。