JPS6174949A - Ｖベルト無段変速機 - 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】 〔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■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４，０２
３，６３５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
きる構成になっている。上記トルク応動機構は、雪上車
が坂路を登板するとき等のように、駆動トラックに加わ
る負荷の増加により５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４，０２３，６３５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ャン
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っている。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って、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
なっている。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って、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。したがって、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欠点があ
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、車速を敏惑
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ヘルド無段変速
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ャップと固定半プーリ
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って説明する。

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ッ
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及びチェノ３を介して、駆動トラック４を駆
動するようになっている。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ブーＩＪ　５と、
チェノ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と従動ブーＩＪ６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ベルト無段変速機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と可動半ブー’Ｊ５ｍとから構
成されている。固定半プーリ５ｒ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っている。一方、可動半ブーｌ
Ｊ５ｍ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ット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１
０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１２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は固定半ブーＩＪ　Ｓ　ｆ側へ移動し、
駆動ブーＩ７５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
に螺入させたボルト１５によって、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を収納したばねキャッ
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
キャップ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１８，１８．１８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
半ブーｌＪ６ｍ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、ばねキャ・７プ１６の底面と固定
半ブーＩＪ　６　ｆ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って、上記ばねキャップ１
６を固定半ブーＩＪ　６　ｆ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、上記ばねキャップ１６の支持部側が、固定半ブー
Ｕ　６　ｆの外側面と対面する部分には、ばねキャップ
１６及び固定半ブーＵ　６　ｆ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４２２．２３の間に
はポリアセクール、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を挟持した互いに対状の傾斜カム溝
２２．２３は、この実施例では上記ばねキャップ１６と
固定率プーリ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を挟持した傾斜カム溝２２゜２３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、ばねキャンプ
１６例の傾斜カム溝２２が固定率ブーＩＪ　６　ｆ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を固定率プーリ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が固定率プーリ６ｆへ接近することにより、従動プ
ーリ６の■ベルト７が巻き掛かる有効径が増大し、これ
に伴って駆動プーリ５側の有効径が縮小するため、駆動
プーリ５から従動ブー１７６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
ねキャップ１６側の傾斜カム溝２２の長さが、固定率ブ
ー１６　ｆ側の傾斜カム溝２３の長さよりも長くしてあ
る。すなわち、固定率ブーＩ）　６　ｆ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しにしであるが、ばねキャップ１
６側の傾斜カム溝２２は、上記長さしに加えてさらに延
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って、上記ばねキャップ１６を、
コイルばね１７及びボール２４と共に、固定率プーリ６
ｆ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、ばねキャップ１６を組付は作業する時
に、このボール２４を傾斜カム溝２２．２３の間に確実
に挟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
付は作業を容易にすることができるようになる。

すなわち、組付は作業は、まず可動半プーリ６ｍと固定
率プーリ６ｆとを、固定率プーリ６「の傾斜カム溝２３
側を上側にして、上下に水平状態となるように重ねる。

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２４，２４．２４を落し込む。このよう
に落し込んだボール２４は、重力によって傾斜カム溝２
３の溝に沿って転がり、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１７ａを、固
定率プーリ６ｆの差込孔２５に差し込むと共に、他方の
折曲げ端１７ｂをばねキャップ１６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
、ばねキャップ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
固定率プーリ５ｆ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
よる初期換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ャップ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２２ａがないとすると、
上記傾斜カムａ２３の最下端に静止状態のボール２４が
、ばねキャンプ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ａ２２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
ねキャップ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、その組付は作業は著しく容易になる。このようにば
ねキャップ１６の支持部１８端部を可動半ブーＩＪ６ｍ
に密着させたら、その密着部分において植込みポルト２
０とナツト２１により締付は固定すればよい。このよう
な組付は状態において、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６ｒとばねキャップ１６との間には、コイルばね
１７の圧縮弾性回復力Ｔ。

が作用しているため、ばねキャップ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、固定半プーリ６
ｆとばねキャップ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って挾
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、■
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、ばねキャップ１６を可動半ブー
Ｕ６ｍ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■ベルト７を掛は終って、従動プーリ６の存効径を
最大にするように、ばねキャップ１６を可動半プーリ６
ｍ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、上記りの最下端位置に対応する中間位置までし
か移動しない。したがって、組付は以後に、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、
上記長さし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■ベルト無段変速機に設けたトルク応
動機構は、ばねキャップ１６に設けた傾斜カムａ２２と
固定半プーリ６ｆに設けた傾斜カム＃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から相対移動する。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。

したがって、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、ばねキャップ１
６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２３ａだけ長（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、その組付は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存する駆
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、■ベルトを巻回した■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ャッ
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、従動軸の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（、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■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■ヘルド無段変
速機を一部省略して示す縦断面図、第３図は上記■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、ばねキャップの
みを、反対側の側面から示した斜視図、第５図は同しく
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は完了した直後の状態を、傾斜
カム溝に沿っ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、■ベルトの巻き掛は操作のために
、従動プーリの有効径を最小に変化させたときの状態を
、傾斜カム溝に沿っ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、■ベルトを掛は終り、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、
傾斜カム溝に沿った断面で示す縦断面図である。 ２・・・■ベルト無段変速機、　５−駆動プーリ、５ｒ
・−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・−■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）。 第１図 第６図 （Ａ）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （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
   にしたばねキャップと、 前記ばねキャップと前記固定半プーリとの間に圧縮状態
   に収納され、前記ばねキャップを前記固定半プーリから
   離間させる方向へ弾性力を付勢するばねと、 前記ばねキャッ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挟
   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. （２）前記互いに対向する傾斜カム溝のうち、前記ばね
   キャッ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. （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. （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. （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. （６）前記Ｖベルト無段変速機が、雪上車のエンジンと
   駆動トラッ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。