(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの駆動軸に取り付けられた駆動プーリと従動軸に取り付けられた従動プーリとに巻き掛けられて該駆動軸の回転力を該従動軸に伝達するＶベルトの巻掛け半径が、該駆動プーリの可動プーリ片に設けられたプーリ側案内面とカム板に設けられたカム側案内面との間に配置された複数の遠心ウエイトの該両案内面に沿った径方向移動に基づいて変更されて、前記エンジンの低速回転域で最大変速比が、高速回転域で最小変速比がそれぞれ設定されると共に、前記複数の遠心ウエイトのうちの一部の遠心ウエイトの径方向移動が、中速回転域の所定回転速度以上の回転速度で実質的に阻止されることにより、該中速回転域で中間変速比が設定される車両用Ｖベルト式自動変速機において、
前記複数の遠心ウエイトのうち、前記一部の遠心ウエイトの重量が、残りの遠心ウエイトの重量よりも小さく、前記一部の遠心ウエイトの径方向移動を実質的に阻止する前記可動プーリ片に設けられたストッパ面または前記カム板に設けられたストッパ面は、該一部の遠心ウエイトの該ストッパ面との当接に基づいて、該一部の遠心ウエイトを前記カム板に押し付ける押圧力が発生するように傾斜していることを特徴とする車両用Ｖベルト式自動変速機。
【請求項２】
前記駆動プーリの可動プーリ片が前記遠心ウエイトの遠心力により移動されるのに伴って、前記従動プーリの可動プーリ片が、スプリングのばね力に抗して移動されることで、前記駆動プーリおよび前記従動プーリにおける前記Ｖベルトの巻掛け半径が変更され、前記スプリングは、円筒状のコイルスプリングからなり、該スプリングの内側に配置された円筒状のスプリングガイドの先端部の外周面は、その外径が先端に近いほど小さくされたテーパ形状とされていることを特徴とする請求項１記載の車両用Ｖベルト式自動変速機。
【請求項３】
前記スプリングガイドは、自己潤滑性を有する合成樹脂で形成されていることを特徴とする請求項２記載の車両用Ｖベルト式自動変速機。
【請求項４】
前記一部の遠心ウエイトおよび前記残りの遠心ウエイトは、ローラであると共に、外径が同一で、内径が異なる円筒部材を有し、該円筒部材の外周面およびその軸線方向の端面の外周寄りが合成樹脂のカバーで覆われていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の車両用Ｖベルト式自動変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本出願発明は、自動２輪車などの車両に搭載される遠心ウエイトを備えた車両用Ｖベルト式自動変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば自動２輪車に搭載されるＶベルト式自動変速機は、内燃機関のクランク軸の一端部に設けられた駆動プーリと、後車軸12に最終減速機構を介して駆動連結される従動軸に設けられた従動プーリとに掛け渡されたＶベルトを備える。
【０００３】
そして、内燃機関の回転速度が増大すると、駆動プーリにおいて、遠心力で径方向外方に移動するウエイトローラにより押圧される可動プーリ片が固定プーリ片に接近し、一方、従動プーリにおいて、スプリングにより付勢された可動プーリ片が、そのばね力に抗して固定プーリ片から遠ざかることで、駆動プーリおよび従動プーリにおけるＶベルトの巻掛け半径が自動的に変更されて、変速比が減少するようになっている。
【０００４】
このようなＶベルト式自動変速機において、変速比が最大変速比に設定される低速回転域と最小変速比に設定される高速回転域との間の中速回転域で、両変速比の間の値を有する中間変速比を得るようにしたものが、例えば特開昭５９−１１３３５３号公報に開示されている。
【０００５】
この公報で第４実施例として開示された変速装置は、駆動プーリの右プーリ要素の背面に、重錘が転動する一対の傾斜面が３ヶ所に設けられる。そして、一対の傾斜面のうち、一方の傾斜面は、そのストッパー面が他方の傾斜面のストッパー面よりも径方向内方位置に形成され、重錘が中速回転域で該一方の傾斜面のストッパー面に当接して、その径方向移動が阻止されることで、中間変速比が設定される。
【０００６】
また、一般に、Ｖベルト式自動変速機の従動プーリにおいては、可動プーリ片が、円筒状の圧縮コイルスプリングからなるスプリングのばね力により固定プーリ片に向けて付勢されており、Ｖベルトの巻掛け半径の変化時に、可動プーリ片がスプリングのばね力に抗して、またはばね力に付勢されて軸方向に移動する。そして、スプリングの内側にはスプリングガイドが設けられて、該スプリングガイドによりスプリングの倒れや折れ曲がりを防止している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記公報に開示された変速装置では、高速回転域において、前記他方の傾斜面を転動する重錘により右プーリ要素がさらに軸方向に移動するため、前記一方の傾斜面のストッパー面に当接して径方向移動が阻止されている重錘と右プーリ要素の傾斜面との間に、軸方向の間隙が形成される。そのため、エンジンの振動などに起因して、右プーリ要素と重錘との間で軸方向の相対移動が生じて、右プーリ要素および重錘を挟んで設けられた蓋部と、重錘とが衝突して、それらが摩耗し、重錘の径方向のスムーズな移動が阻害され、スムーズな変速が困難となる虞がある。
【０００８】
また、従動プーリにおいて、スプリングが伸縮する際に、スプリングと、その機能上、スプリングの内周が部分的に接触しているスプリングガイドとの摩擦や、スプリングが縮む際に、スプリングとスプリングガイドの先端との当接により、スプリングの圧縮が円滑に行われないことがあり、そのため可動プーリ片のスムーズな動きが阻害されて、スムーズな変速が行われない虞がある。
【０００９】
本出願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、請求項１ないし請求項４記載の発明は、スムーズな変速ができる車両用Ｖベルト式自動変速機を提供すること、および騒音の低減を図ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本出願の請求項１記載の発明は、エンジンの駆動軸に取り付けられた駆動プーリと従動軸に取り付けられた従動プーリとに巻き掛けられて該駆動軸の回転力を該従動軸に伝達するＶベルトの巻掛け半径が、該駆動プーリの可動プーリ片に設けられたプーリ側案内面とカム板に設けられたカム側案内面との間に配置された複数の遠心ウエイトの該両案内面に沿った径方向移動に基づいて変更されて、前記エンジンの低速回転域で最大変速比が、高速回転域で最小変速比がそれぞれ設定されると共に、前記複数の遠心ウエイトのうちの一部の遠心ウエイトの径方向移動が、中速回転域の所定回転速度以上の回転速度で実質的に阻止されることにより、該中速回転域で中間変速比が設定される車両用Ｖベルト式自動変速機において、前記複数の遠心ウエイトのうち、前記一部の遠心ウエイトの重量が、残りの遠心ウエイトの重量よりも小さく、前記一部の遠心ウエイトの径方向移動を実質的に阻止する前記可動プーリ片に設けられたストッパ面または前記カム板に設けられたストッパ面は、該一部の遠心ウエイトの該ストッパ面との当接に基づいて、該一部の遠心ウエイトを前記カム板に押し付ける押圧力が発生するように傾斜している車両用Ｖベルト式自動変速機である。
【００１１】
この請求項１記載の発明によれば、エンジンの高速回転域において、径方向移動が実質的に阻止されている前記一部の遠心ウエイトは、両案内面に沿って径方向移動することがないため、該一部の遠心ウエイトとプーリ側案内面またはカム側案内面との間には間隙が形成される。そのような状態では、エンジンなどの振動が駆動プーリに伝達されて、駆動側可動プーリ片およびカム板と該一部の遠心ウエイトとの間で、相対移動が生じて、該一部の遠心ウエイトがプーリ側案内面およびカム側案内面に衝突することがあるが、該一部の遠心ウエイトの重量は、残りの遠心ウエイトの重量よりも小さいことから、その衝突のエネルギーは小さくなるため、衝突によるプーリ側案内面、カム側案内面および遠心ウエイトのそれぞれの摩耗が低減される。また、衝突のエネルギーが小さいため、衝突時の衝突音も小さくなり、騒音が低減される。
【００１２】
その結果、遠心ウエイトの衝突によるプーリ側案内面、カム側案内面および遠心ウエイトのそれぞれの摩耗が低減されるため、遠心ウエイトの径方向移動がスムーズに行われ、スムーズな変速が可能となる。また、それらの摩耗が少なくなるため、長期に渡って設定された変速特性を維持できる。さらに、遠心ウエイトの衝突により発生する騒音を低減することができる。
【００１４】
さらに、エンジンの高速回転域において、径方向移動が実質的に阻止されている前記一部の遠心ウエイトは、両案内面に沿って径方向移動することがないため、該一部の遠心ウエイトとプーリ側案内面またはカム側案内面との間には間隙が形成される。そして、そのような状態で、エンジンなどの振動が駆動プーリに伝達されて、駆動側可動プーリ片およびカム板と該一部の遠心ウエイトとの間で、相対移動を生じさせようとする力が作用しても、該一部の遠心ウエイトは、傾斜したストッパ面と当接することに基づいて発生する押圧力によりカム板に押し付けられているため、相対移動することが抑制され、プーリ側案内面およびカム側案内面と衝突することが少なくなるので、衝突によるプーリ側案内面、カム側案内面および遠心ウエイトのそれぞれの摩耗の発生が抑制される。また、衝突による騒音の発生も抑制される。
【００１５】
その結果、遠心ウエイトの衝突の発生を抑制できるので、衝突によるプーリ側案内面、カム側案内面および遠心ウエイトのそれぞれの摩耗が低減されるため、遠心ウエイトの径方向移動がスムーズに行われ、スムーズな変速が可能となる。また、それらの摩耗が少なくなるため、長期に渡って設定された変速特性を維持できる。さらに、遠心ウエイトの衝突に起因する騒音を低減することができる。
【００１６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両用Ｖベルト式自動変速機において、前記駆動プーリの可動プーリ片が前記遠心ウエイトの遠心力により移動されるのに伴って、前記従動プーリの可動プーリ片が、スプリングのばね力に抗して移動されることで、前記駆動プーリおよび前記従動プーリにおける前記Ｖベルトの巻掛け半径が変更され、前記スプリングは、円筒状のコイルスプリングからなり、該スプリングの内側に配置された円筒状のスプリングガイドの先端部の外周面は、その外径が先端に近いほど小さくされたテーパ形状とされているものである。
【００１７】
この請求項３記載の発明によれば、スプリングの内周とスプリングガイドの先端部の外周との間には、先端に向かうほど大きな間隙が形成されるので、変速時に、駆動プーリの可動プーリ片が遠心ウエイトにより移動されるのに伴って、従動プーリの可動プーリ片が移動して、スプリングが圧縮されるとき、スプリングを形成している螺旋状に巻かれた線材が該先端に当接して引っ掛かることがない。
【００１８】
その結果、従動プーリの可動プーリ片の移動がスムーズに行われて、スムーズな変速が可能となる。しかも、テーパ形状とされているのはスプリングガイドの先端部であるので、スプリングガイドの先端部以外の部分により、スプリングの倒れや折れ曲がりが防止されるようにでき、スプリングガイドの機能が損なわれることもない。
【００１９】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の車両用Ｖベルト式自動変速機において、前記スプリングガイドは、自己潤滑性を有する合成樹脂で形成されているものである。
この請求項３記載の発明によれば、スプリングガイドにスプリングが摺接した場合にも、スプリングガイド自体が有する潤滑性によりスプリングに作用する摩擦力は小さい。その結果、スプリングの伸縮がスムーズに行われるので、スムーズな変速が可能となる。
【００２０】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の車両用Ｖベルト式自動変速機において、前記一部の遠心ウエイトおよび前記残りの遠心ウエイトは、ローラであると共に、外径が同一で、内径が異なる円筒部材を有し、該円筒部材の外周面およびその軸線方向の端面の外周寄りが合成樹脂のカバーで覆われているものである。
この請求項４記載の発明によれば、一部の遠心ウエイトおよび前記残りの遠心ウエイトの円筒部材の外周面およびその軸線方向の端面の外周寄りが合成樹脂のカバーで覆われているので、遠心ウエイトが円滑に転動できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本出願発明の実施形態を図１ないし図１０を参照して説明する。
図１に図示されているのは、本出願発明の車両用Ｖベルト式自動変速機が搭載されたスクータ型自動２輪車１の後部であり、車体フレーム２の下方に配置されたパワーユニット３は、エンジンとしての内燃機関４と、内燃機関４の動力を後輪５に伝達する伝動装置６（図３参照）とを備え、伝動装置６は伝動ケース７に収容されている。パワーユニット３は、車体フレーム２後部の斜め上方に延びる傾斜部の上部位置に設けられた左右一対のブラケットに保持されたピボット軸８に、パワーユニット３の伝動ケース７の前上部に突設されたハンガブラケット９および内燃機関４のクランクケース11（図２参照）の上部に突設されたハンガブラケット（図示されず）がそれぞれ枢着され、またパワーユニット３の後部が、緩衝器10を介して車体フレーム２に支持されることで、ピボット軸８を中心に、車体フレーム２に対して上下方向に揺動自在とされている。
【００２２】
図２および図３に図示されるように、伝動ケース７は、左右割りとされたクランクケース11の左側クランクケース11Lと一体成形されたケース本体7aと、ケース本体7aの左側に装着されたカバー7bとで構成され、自動２輪車１の左側に配置されて、内燃機関４のクランクケース11から後輪５の後車軸12付近まで延びている。カバー7bには空気の取入れ口を有するカバー13が装着され、後述する自動変速機35の駆動プーリの構成要素である駆動側固定プーリ片の背面に形成された羽根により、取入れ口から吸入された空気が送風されて、Ｖベルト67が冷却される。
【００２３】
内燃機関４は単気筒の頭上カム軸式４サイクル水冷内燃機関であり、クランクケース11に、軸線が自動２輪車１の前方やや斜め上方を指向するように配置されたシリンダ14、そしてシリンダヘッド15が順次重ねられて、ボルトにより結合されている。自動２輪車１の左右方向を指向して配置され、左側および右側クランクケース11L，11Rにそれぞれ玉軸受17，18を介して回転自在に支持されたクランク軸19は、シリンダ14内で摺動自在に往復動可能に嵌合されたピストン20にコンロッド21を介して連結されていて、ピストン20の往復動によりクランク軸19が回転駆動される。
【００２４】
シリンダヘッド15には、気化器22に吸気管を介して接続される吸気ポートと、排気管に接続される排気ポートとが形成されている。さらに、シリンダヘッド15と、シリンダヘッド15にボルト結合されたシリンダヘッドカバー16とで形成される動弁室内において、吸気弁および排気弁をロッカアームを介してそれぞれ開弁駆動する吸気カムと排気カムとが形成されたカム軸23が、シリンダヘッド15に回転自在に支持される。なお、排気ポートには、リードバルブ装置を介してエアクリーナから取り入れられた空気を排気２次空気として供給する空気導管24が接続され、空気導管24には、排気２次空気量を制御する空気量制御弁25が設けられる。また、26は燃焼室27に臨んで装着された点火栓である。
【００２５】
玉軸受18よりも右方に突出したクランク軸19の右端部の玉軸受18寄りの部分には、カム駆動スプロケット28と、オイルポンプおよび冷却水ポンプのポンプ駆動スプロケット29とがスプライン結合される。カム駆動スプロケット28は、カム軸23にスプライン結合されたカム従動スプロケット30と、両スプロケット28，30間に掛け渡されたタイミングチェーン31を介して駆動連結され、カム軸23がクランク軸19の回転速度の１／２の減速比で回転される。また、ポンプ駆動スプロケット29は、ポンプ軸にスプライン結合されたポンプ従動スプロケットにチェーンを介して駆動連結される。そして、クランク軸19の右端部のさらに右方には、始動電動機32に駆動連結される始動従動ギヤ33、さらには交流発電機34が設けられる。
【００２６】
一方、伝動装置６は、Ｖベルト式自動変速機35と遠心式発進クラッチ36と最終減速機構37とを備え、玉軸受17よりも左方に突出したクランク軸19の左端部には、そのＶベルト式自動変速機35の駆動プーリ38が取り付けられる。駆動プーリ38は、駆動軸としてのクランク軸19の左端寄りにスプライン結合された駆動側固定プーリ片39と、その右方に位置する駆動側可動プーリ片40と、その右方に位置してクランク軸19に嵌合されたカム板41と、駆動側可動プーリ片40とカム板41との間に配置された複数の遠心ウエイトとしてのウエイトローラ42，43とを有する。
【００２７】
カム板41は、駆動側固定プーリ片39およびクランク軸19の外周に嵌合されたスリーブ44と共に、クランク軸19の軸方向に固定されるため、カム板41、駆動側固定プーリ片39およびスリーブ44は、クランク軸19と一体的に回転する。一方、駆動側可動プーリ片40は、スリーブ44の外周にクランク軸19の軸方向に摺動自在に嵌合されたスライドカラー45の外周に嵌合され、止め輪により該スライドカラー45と軸方向に一体に固定されている。また、カム板41に固定された係合片46が、駆動側可動プーリ片40の、後述するＶベルト67の接触面とは反対側の背面に形成された突片40aに軸方向に摺動自在にかつ回転方向に固定された状態で係合しているため、駆動側可動プーリ片40は、クランク軸19の軸方向に移動自在であると共に、カム板41と一体的に回転する。
【００２８】
さらに、図４ないし図６に図示されるように、駆動側可動プーリ片40の背面には、複数のウエイトローラ42，43を案内するための、クランク軸19の径方向に延びると共に、クランク軸19の回転軸線Ｌと直交する平面（以下、「直交平面」という）に対して径方向外方に向かうにつれてカム板41寄りに傾斜する曲面または傾斜平面で構成される６条のプーリ側案内面40b，40cが、クランク軸19の回転方向でもある駆動側可動プーリ片40の周方向に間隔を置いて形成され、さらに各プーリ側案内面40b，40cの周方向の両側で、ウエイトローラ42，43の軸線方向の長さよりも僅かに大きな間隔を有する一対のリブ40d，40eが形成されている。また、カム板41の駆動側可動プーリ片40側の面には、前記直交平面に対して径方向外方に向かうにつれて駆動側可動プーリ片40寄りに傾斜する円錐面で構成されるカム側案内面41aが形成されている。そして、各ウエイトローラ42，43は、各プーリ側案内面40b，40cとカム側案内面41aとの間であって、プーリ側案内面40b，40cおよび一対のリブ40d，40eにより形成される溝Ａ内に、両案内面40b，40c，41aに当接した状態でクランク軸19の径方向に移動自在に収容される。
【００２９】
ところで、６条のプーリ側案内面40b，40cは、形状の異なる第１プーリ側案内面40bおよび第２プーリ側案内面40cからなる一対の案内面が３組設けられることで構成される。すなわち、駆動側可動プーリ片40の背面には、プーリ側案内面40b，40cの径方向外方位置に、カム板41側に向かって突出する円筒状の筒部40fが形成され、該筒部40fの内周には、第１，第２プーリ側案内面40b，40cに対応して、後述する第１ウエイトローラ42の径方向外方への移動を阻止する第１ストッパ面40gと、後述する第２ウエイトローラ43の径方向外方への移動を実質的に阻止する第２ストッパ面40hとがそれぞれ設けられ、第２ストッパ面40hは、第１ストッパ面40gよりも径方向内方に位置する。したがって、第２プーリ側案内面40cの径方向長さは、第１プーリ側案内面40bの径方向長さよりも短くされているが、第２ストッパが形成された径方向位置よりも径方向内方においては、第１，第２プーリ側案内面40b，40cのそれぞれの案内面の形状は同一にされている。また、第１，第２プーリ側案内面40b，40cは、周方向に交互に配置されると共に、３条の第１プーリ側案内面40bは周方向に等間隔に設けられ、３条の第２プーリ側案内面40cも、周方向に等間隔に設けられる。
【００３０】
さらに、同一の外形形状を有する６個のウエイトローラ42，43は、３個の第１ウエイトローラ42および第１ウエイトローラ42よりも重量が小さい３個の第２ウエイトローラ43の２種類のウエイトローラから構成され、第１ウエイトローラ42が第１プーリ側案内面40bに案内され、第２ウエイトローラ43が第２プーリ側案内面40cに案内されるように配置される。図５において、その一部が断面で示されるように、第１，第２ウエイトローラ42，43は、外径が同一で、内径の異なる鋼製の円筒部材42a，43aを有し、該円筒部材42a，43aの外周面およびその軸線方向の端面の外周寄りが合成樹脂製のカバー42b，43bで覆われて、金属製の駆動側可動プーリ片40と円筒部材42a，43aとの金属同士の接触を防止して、各ウエイトローラ42，43が円滑に転動できるようにされる。
【００３１】
ここで、さらに両ストッパ面40g，40hについて説明すると、第１ストッパ面40gは、前記直交平面と略直交する平面から構成されて、後述する最小変速比が設定される回転速度以上の高速回転域での第１ウエイトローラ42の径方向移動を阻止する。一方、第２ストッパ面40hは、クランク軸19の軸方向に沿って筒部40fの先端に向かうにつれて前記回転軸線Ｌからの距離が大きくなるように、前記直交平面に対して、径方向外方側の角度が９０°よりも角度θだけ小さくされた鋭角を形成して交差する傾斜した平面から構成される。
【００３２】
この角度θは、内燃機関４の回転速度が、後述する中間変速比が設定される中速回転域における最低の所定回転速度に達して、第２ウエイトローラ43が、第２ストッパ面40hに当接した後に、高速回転域において、第２プーリ側案内面40cと接触することないようにすると共に、第２ストッパ面40hとの当接による第２ウエイトローラ43の遠心力に基づく駆動側可動プーリ片40を軸方向に移動させる分力が極力小さくなるようにして、第１ウエイトローラ42の第１プーリ側案内面40b上での径方向移動による駆動側可動プーリ片40の軸方向の移動を支配することがない、すなわち最小変速比が設定される高速回転域における変速には実質的に関与しないような大きさに設定される。
【００３３】
そして、第２ストッパ面40hが傾斜していることにより、図７に図示されるように、第２ウエイトローラ43が第２ストッパ面40hに当接したとき、第２ウエイトローラ43の重心C1は、第２ウエイトローラ43と第２ストッパ面40hとの接触線C2よりも、クランク軸19の軸方向で所定距離ｄだけカム板41寄りに位置する。そのため、第２ウエイトローラ43に作用する遠心力Ｆにより、第２ウエイトローラ43には、図７において時計方向のモーメントＭが作用して第２ウエイトローラ43が転動して径方向に若干移動し、カム板41に当接した後も、第２ウエイトローラ43は該モーメントＭの作用による力でカム板41に押し付けられる。さらに、第２ウエイトローラ43が傾斜した第２ストッパ面40hに当接することにより生じる、遠心力Ｆのカム板41に向かう方向の分力Ｆｔによっても、第２ウエイトローラ43は、カム板41に押し付けられる。その結果、高速回転域において、第２プーリ側案内面40cと第２ウエイトローラ43との間に軸方向の間隙が存することで、内燃機関４などの振動により、クランク軸19の軸方向に駆動プーリ38が振動したとしても、駆動側可動プーリ片40およびカム板41と第２ウエイトローラ43との間での軸方向の相対移動が抑制され、第２ウエイトローラ43が第２プーリ側案内面40cおよびカム板41に衝突することが抑制される。
【００３４】
それゆえ、第２ウエイトローラ43の径方向移動が第２ストッパ面40hにより実質的に阻止されるとは、第２ストッパ面40hとの当接後における第２ウエイトローラ43の、駆動側可動プーリ片40の軸方向の移動を支配することがない程度の若干の径方向移動を許容するような阻止の態様を意味する。
【００３５】
一方、図２に図示されるように、伝動ケース７のケース本体7aの後部に配置されて、自動２輪車１の左右方向を指向する従動軸47の左端部には、自動変速機35の従動プーリ48が取り付けられる。図８に図示されるように、従動プーリ48は、従動軸47に一対の軸受40，50により回転自在に支持されたインナスリーブ51に一体的に固定された従動側固定プーリ片52と、インナスリーブ51の外周に従動軸47の軸方向および回転方向に摺動自在に嵌合されたアウタスリーブ53に一体的に固定された従動側可動プーリ片54と、従動側可動プーリ片54を従動側固定プーリ片52に向けてそのばね力により付勢する、円筒状の圧縮コイルスプリングからなるスプリング55とを有する。
【００３６】
アウタスリーブ53には、インナスリーブ51に固定されたピン56と係合して、従動側固定プーリ片52に対して、従動側可動プーリ片54の軸方向の相対移動を可能とすると共に、従動側固定プーリ片52と従動側可動プーリ片54との回転速度差が所定値以上のときに回転方向および軸方向の移動を可能とする傾斜部を有するカム溝57が設けられ、従動側固定プーリ片52と従動側可動プーリ片54とが、通常は一体的に回転できるようにされる。カム溝57には、グリースが充填され、アウタスリーブ53の内周の両端部には、インナスリーブ51の外周に摺接するオイルシール58，58が装着され、アウタスリーブ53の外周にＯリング59，59を介して嵌合された円筒状のシールカバー60により、カム溝57が油密に覆われる。なお、シールカバー60の右端には、スプリング55の右端が当接するばね受け部60aが形成され、該ばね受け部60aは従動側可動プーリ片54に当接している。
【００３７】
また、従動軸47において、従動側可動プーリ片54よりも左方に位置する左端部に設けられた遠心式発進クラッチ36は、従動軸47にスプライン結合されると共に軸方向にも固定されて従動軸47と一体的に回転するクラッチアウタ61と、クラッチアウタ61の内側にあってインナスリーブ51に固定されて一体的に回転するドライブプレート62とを有する。インナスリーブ51が、後述する設定された第１回転速度N1より大きな回転速度で回転すると、ドライブプレート62に揺動自在に支持されたクラッチシュー63が、クラッチスプリング64のばね力に抗して遠心力により径方向外方に揺動して、クラッチシュー63の外周に設けられた摩擦部材65がクラッチアウタ61の内周面に当接し、発進クラッチ36が接続状態となる。
【００３８】
ところで、スプリング55は、その内側に配置された自己潤滑性を有する合成樹脂、例えば６６ナイロンから形成されたスプリングガイド66により、伸縮時にも円筒形状を保持するように案内されて、ばね力の線形性が確保されている。スプリングガイド66は、スプリング55の左端が当接するばね受けを構成するフランジ部66aと、スプリング55の内側にあってスプリング55の軸線方向に延びる円筒部66bとからなり、フランジ部66aの外周がドライブプレート62に設けられた凹部の内周に嵌合し、さらに円筒部66bの内周がシールカバー60の外周に嵌合することで保持される。
【００３９】
図９に図示されるように、その軸線に沿って同一内径の内周を有するスプリングガイド66の円筒部66bは、軸線に沿ってフランジ部66a側から先端に向かって順次、その外周が、同一外径を有する同一径部66cと、先端側ほど外径が小さくなるテーパ形状とされた第１テーパ部66dと、第１テーパ部66dよりも大きな傾斜で先端側ほど外径が小さくなるテーパ形状とされた第２テーパ部66eとからなる。
【００４０】
同一径部66c、第１テーパ部66dおよび第２テーパ部66eの軸線方向の長さは適宜設定され、スプリング55の内周が接触していて、最も厚くされて剛性が高められた同一径部66cの長さは、振動によるスプリング55の径方向の振れを抑えて、安定した状態でスプリング55を保持できる長さに設定される。また、第１テーパ部66dでは、スプリング55の内周との間に僅かな間隙を形成することで、スプリング55との接触による摩擦力でスプリング55のスムーズな伸縮が阻害されないようすると共に、テーパの傾きを緩やかにすることで、スプリング55の倒れや折れ曲がりを防止している。さらに、先端近傍の傾斜が急な第２テーパ部66eにより、スプリング55の内周との間に、比較的大きな間隙を形成することで、スプリング55が縮むときに、スプリング55を形成している螺旋状の線材がスプリングガイド66の先端に引っ掛からないようしている。さらに、第１テーパ部66dおよび第２テーパ部66eの内周には、従動側可動プーリ片54が従動側固定プーリ片52に最も近接した状態で、スプリングガイド66の内周に嵌合されたシールカバー60が位置している。
【００４１】
そして、このように構成された駆動プーリ38および従動プーリ48において、それぞれの固定プーリ片39，52および可動プーリ片40，54は、その対向した円錐面から形成されるＶベルト67の接触面の間に、両プーリ38,48間に巻き掛けられたＶベルト67が挟持される。
【００４２】
また、図２および図３を参照すると、従動軸47は、最終減速機構37を構成する一連のギヤにより後車軸12に駆動連結されている。すなわち、中間軸68には、それぞれ大径の大ギヤ69と小径の小ギヤ70とが設けられ、従動軸47の小径のギヤ71は中間軸68の大ギヤ69と噛合し、中間軸68の小ギヤ70は後車軸12の大ギヤ72と、それぞれ噛合していて、このように構成された最終減速機構37により、従動軸47の回転は２段に減速されて後車軸12に伝達される。
【００４３】
次に、図５、図８および図１０を参照しつつ、この自動変速機35の変速動作について説明すると、内燃機関４が運転されて、クランク軸19の回転速度が第１回転速度N1以下のとき、発進クラッチ36は遮断状態にあるため、従動軸47は停止していて、自動２輪車１は停車したままである。このとき、Ｖベルト67の張力により、駆動プーリ38では、駆動側可動プーリ片40が駆動側固定プーリ片39からクランク軸19の軸方向に最も離れていて、Ｖベルト67の巻掛け半径は最小となり、従動プーリ48では、スプリング55のばね力により付勢された従動側可動プーリ片54が従動側固定プーリ片52に最も接近し、Ｖベルト67の巻掛け半径は最大となるため、最大変速比のもとで、クランク軸19の回転力が従動プーリ48に伝達される。
【００４４】
回転速度が第１回転速度N1を越えると、クラッチシュー63が遠心力により揺動してクラッチアウタ61に接触し、発進クラッチ36が接続され始めて従動軸47が回転され自動２輪車１が走行を開始し、その後発進クラッチ36が完全な接続状態となり、クランク軸19の回転力が従動軸47に前述の最大変速比をもって伝達される。そして、回転速度の増加に伴い駆動プーリ38の第１，第２ウエイトローラ42，43のそれぞれの遠心力は増大するが、第２回転速度N2以下では、駆動側可動プーリ片40を駆動側固定プーリ片39に向けて軸方向に移動させる分力は、Ｖベルト67の張力による駆動側可動プーリ片40を駆動側固定プーリ片39から遠ざけようとする力よりも大きくないため、第１，第２ウエイトローラ42，43は、対応する第１，第２プーリ側案内面40b，40cとカム側案内面41aとの間で初期位置に留まり（図５の位置Q1，R1）、駆動プーリ38でのＶベルト67の巻掛け半径は最小となり（図５の位置P1）、従動プーリ48でのＶベルト67の巻掛け半径は最大となっていて（図８の位置P1）、変速比は最大変速比に維持される。そして、回転速度が増加して第２回転速度N2に達するまでの低速回転域において、この最大変速比が保持され、その変速比のもとで、クランク軸19の回転力が従動軸47に伝達され、回転速度に比例して車速が変化する。
【００４５】
回転速度が第２回転速度N2を超えると、第１，第２ウエイトローラ42，43の遠心力による、駆動側可動プーリ片40を駆動側固定プーリ片39に向けて軸方向に移動させる分力が、Ｖベルト67の張力による力に打ち勝って、駆動プーリ38では、第１，第２ウエイトローラ42，43が、対応する第１，第２プーリ側案内面40b，40cとカム側案内面41aに案内されて、転動しつつ径方向に移動するため、駆動側可動プーリ片40が軸方向に移動して駆動側固定プーリ片39に近づいて、Ｖベルト67の巻掛け半径は大きくなり、従動プーリ48では、スプリング55のばね力に抗して、スプリング55を圧縮しつつ従動側可動プーリ片54が軸方向に移動して従動側固定プーリ片52から離れて、Ｖベルト67の巻掛け半径は小さくなって、自動的な変速が行われる。
【００４６】
そして、回転速度が、後述する中間変速比が設定される最低の所定回転速度に達して、第２ウエイトローラ43が第２ストッパ面40hに当接して、その径方向移動が実質的に阻止される（図５の位置R2）と、第１ウエイトローラ42の遠心力のみによる駆動側可動プーリ片40を軸方向に移動させる分力は、そのときのＶベルト67の張力による駆動側可動プーリ片40を駆動側固定プーリ片39から遠ざけようとする力に打ち勝つことができないため、駆動側可動プーリ片40および第１ウエイトローラ42はその位置に留まる（図５の位置Q2）。このとき、駆動プーリ38でのＶベルト67の巻掛け半径は大きくなり（図５の位置P2）、従動プーリ48でのＶベルト67の巻掛け半径は小さくなっていて（図８の位置P2）、最大変速比より小さな変速比である中間変速比が設定される。そして、回転速度が増加して第３回転速度N3に達するまでの中速回転域において、この中間変速比が保持され、その変速比のもとで、クランク軸19の回転力が従動軸47に伝達され、回転速度に比例して車速が変化する。
【００４７】
さらに、回転速度が増加して第３回転速度N3を超えると、第１ウエイトローラ42の遠心力による、駆動側可動プーリ片40を駆動側固定プーリ片39に向けて軸方向に移動させる分力が、Ｖベルト67の張力による力に打ち勝って、駆動プーリ38では、第１ウエイトローラ42が、対応する第１プーリ側案内面40bとカム側案内面41aに案内されて、転動しつつ径方向に移動するため、駆動側可動プーリ片40が軸方向に移動して駆動側固定プーリ片39に近づいて、Ｖベルト67の巻掛け半径はさらに大きくなり、従動プーリ48では、スプリング55のばね力に抗して、スプリング55を圧縮しつつ従動側可動プーリ片54が軸方向に移動して従動側固定プーリ片52から離れて、Ｖベルト67の巻掛け半径はさらに小さくなって、自動的な変速が行われる。
【００４８】
このとき、第２ウエイトローラ43は、駆動側可動プーリ片40の軸方向の移動に関与することなく、傾斜している第２ストッパ面40h上を転動して径方向に若干移動し、遠心力に基づくモーメントＭの作用による力および遠心力のカム板41に向かう方向の分力Ｆｔにより、カム板41に押し付けられている。
【００４９】
そして、第１ウエイトローラ42が第１ストッパ面40gに当接して、その径方向移動が阻止される（図５の位置Q3）と、駆動側可動プーリ片40はその位置に留まって、駆動プーリ38でのＶベルト67の巻掛け半径は最大となり（図５の位置P3）、従動プーリ48でのＶベルト67の巻掛け半径は最小となっていて（図８の位置P3）、中間変速比より小さな変速比である最小変速比が設定される。一方、第２ウエイトローラ43は、径方向に若干移動した後、カム板41に押し付けられている（図５の位置P3）。以後の高速回転域において、この最小変速比が保持され、その変速比のもとで、クランク軸19の回転力が従動軸47に伝達され、回転速度に比例して車速が変化する。
【００５０】
次に、前述のように構成された実施形態の作用効果について説明する。
第２ウエイトローラ43が第２ストッパに当接して、その径方向移動が実質的に阻止された状態にある内燃機関４の高速回転域において、第２ウエイトローラ43と第２プーリ側案内面40cとの間に間隙が形成されたときに、内燃機関４などの振動、例えば内燃機関４のピストン20の上死点前後での燃焼爆発力に起因するクランク軸19の軸方向の振動が駆動プーリ38に伝達されて、駆動側可動プーリ片40およびカム板41と第２ウエイトローラ43との間で、クランク軸19の軸方向の相対移動が生じて、第２ウエイトローラ43が駆動側可動プーリ片40の第２プーリ側案内面40cおよびカム側案内面41aに衝突することがあるが、第２ウエイトローラ43の重量は、第１ウエイトローラ42の重量よりも小さいことから、その衝突のエネルギーは小さくなるため、第２プーリ側案内面40c、カム側案内面41aおよび第２ウエイトローラ43のそれぞれの摩耗が低減される。また、衝突のエネルギーが小さいため、衝突時の衝突音も小さくなり、騒音が低減される。
【００５１】
その結果、第２ウエイトローラ43の衝突による第２プーリ側案内面40c、カム側案内面41aおよび第２ウエイトローラ43のそれぞれの摩耗が低減されるため、第２ウエイトローラ43の径方向移動がスムーズに行われ、スムーズな変速が可能となる。また、それらの摩耗が少なくなるため、長期に渡って設定された変速特性を維持できる。さらに、第２ウエイトローラ43の衝突により発生する騒音を低減することができる。
【００５２】
さらに、この高速回転域において、第２ウエイトローラ43の重量が第１ウエイトローラ42の重量に比べて小さくされていることにより、第２ウエイトローラ43の第２プーリ側案内面40cおよびカム側案内面41aとの衝突の際に発生する摩耗および騒音が低減されることに加えて、内燃機関４などの振動が駆動プーリ38に伝達されて、駆動側可動プーリ片40およびカム板41と該遠心ウエイトとの間で、クランク軸19の軸方向の相対移動を生じさせようとする力が作用しても、第２ウエイトローラ43は、傾斜した第２ストッパ面40hと当接することに基づいて発生する押圧力、すなわち第２ウエイトローラ43に生じる遠心力によるモーメントＭの作用による力およびカム板41に向かう方向の分力Ｆｔによりカム板41に押し付けられているため、クランク軸19の軸方向に相対移動することが抑制される。そのため、第２ウエイトローラ43が第２プーリ側案内面40cおよびカム側案内面41aと衝突すること自体が少なくなるので、衝突による第２プーリ側案内面40c、カム側案内面41aおよび第２ウエイトローラ43のそれぞれの摩耗の発生が抑制される。また、衝突による騒音の発生も抑制される。
【００５３】
その結果、第２ウエイトローラ43の衝突の発生を抑制できるので、衝突による第２プーリ側案内面40c、カム側案内面41aおよび第２ウエイトローラ43のそれぞれの摩耗が一層低減されるため、第２ウエイトローラ43の径方向移動がスムーズに行われ、スムーズな変速が可能となる。また、それらの摩耗が少なくなるため、長期に渡って設定された変速特性を維持できる。さらに、第２ウエイトローラ43の衝突に起因する騒音を一層低減することができる。
【００５４】
従動プーリ48の円筒状のコイルスプリングからなるスプリング55の内側に配置された円筒状のスプリングガイド66の円筒部66bの第２テーパ部66eの外周とスプリング55の内周との間には、先端に向かうほど大きな間隙が形成されるので、変速時に、従動側可動プーリ片54が第１，第２ウエイトローラ42，43に作用する遠心力により軸方向に移動されるのに伴って、従動側可動プーリ片54が軸方向に移動されて、スプリング55が圧縮されるとき、スプリング55を形成している螺旋状に巻かれた線材が該先端に当接して引っ掛かることがない。
【００５５】
その結果、従動側可動プーリ片54の軸方向の移動がスムーズに行われて、スムーズな変速が可能となる。しかも、第２テーパ部66eはスプリングガイド66の先端部に設けられているので、スプリングガイド66の先端部以外の部分により、スプリング55の倒れや折れ曲がりが防止されるようにでき、スプリングガイド66の機能が損なわれることもない。特に、第２テーパ部66eよりも小さな傾斜を有する第１テーパ部66dでは、スプリング55の内周との間に僅かな間隙を形成することで、スプリング55との接触による摩擦力でスプリング55のスムーズな伸縮が阻害されないようすると共に、テーパの傾きを緩やかにすることで、スプリング55の倒れや折れ曲がりを防止している。
【００５６】
さらに、第１テーパ部66dおよび第２テーパ部66eの内周には、従動側可動プーリ片54が従動側固定プーリ片52に最も近接した状態で、スプリングガイド66の内周に嵌合されたシールカバー60が位置していて、テーパによりスプリングガイド66の肉厚が薄くされていても、シールカバー60の剛性によりその剛性が補強されているため、振動によってもその両テーパ部66d,66eが径方向に変位することが殆どなく、スプリングガイド66としての機能を十分に果たすことができる。
【００５７】
また、スプリングガイド66は自己潤滑性を有する合成樹脂から形成されているため、スプリングガイド66にスプリング55が摺接した場合にも、スプリングガイド66自体が有する潤滑性によりスプリング55に作用する摩擦力は小さい。その結果、スプリング55の伸縮がスムーズに行われるので、スムーズな変速が可能となる。
【００５８】
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
【００６０】
前記実施形態では、第１，第２ウエイトローラ42，43の径方向の移動を案内するための周方向に間隔を置いて設けられる複数条の案内面は、駆動側可動プーリ片40に第１，第２プーリ側案内面40b，40cとして設けられたが、カム板41に、これら第１，第２プーリ側案内面40b，40cに相当する案内面を設け、駆動側可動プーリ片40の背面に円錐面から構成される案内面を設けることもでき、その際、第１，第２ストッパ面40g，40hも併せて、カム板41に設けることもできる。また、第２ストッパ面40hは平面であったが、同様の傾斜を有する曲面であってもよい。
【００６１】
前記実施形態では、形状の異なる案内面40b，40cおよび重量の異なるウエイトローラ42，43は、それぞれ２種類であったが、それぞれ３種類の案内面およびウエイトローラとすることもでき、その場合には、２つ以上の中間変速比を設定することができる。さらに、周方向に間隔を置いて設けられる複数の案内面の数も６条に限られず、例えば３種類の案内面の場合、９条の案内面を設けるなど、適宜その数を設定できる。また、エンジンとしては、内燃機関４以外の駆動源であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本出願発明の車両用Ｖベルト式自動変速機が搭載された自動２輪車の後部左側面図である。
【図２】図１の概略ＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】伝動ケースのカバーを外したときの、図２のＩＩＩ矢視図である。
【図４】駆動側可動プーリ片の背面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】図５の要部拡大図であり、カム板への押圧力の説明図である。
【図８】従動プーリの拡大断面図である。
【図９】スプリングガイドの拡大図である。
【図１０】Ｖベルト式自動変速機の動作特性の説明図である。
【符号の説明】
１…自動２輪車、２…車体フレーム、３…パワーユニット、４…内燃機関、５…後輪、６…伝動装置、７…伝動ケース、８…ピボット軸、９…ハンガブラケット、10…緩衝器、11…クランクケース、12…後車軸、13…カバー、14…シリンダ、15…シリンダヘッド、16…シリンダヘッドカバー、17，18…玉軸受、19…クランク軸、20…ピストン、21…コンロッド、22…気化器、23…カム軸、24…空気導管、25…空気量制御弁、28，29，30…スプロケット、31…タイミングチェーン、32…始動電動機、33…始動従動ギヤ、34…交流発電機、35…自動変速機、36…発進クラッチ、37…最終減速機構、38…駆動プーリ、39…駆動側固定プーリ片、40…駆動側可動プーリ片、40b，40c…プーリ側案内面、40g，40h…ストッパ面、41…カム板、41a…カム側案内面、42，43…ウエイトローラ、44…スリーブ、45…スライドカラー、46…係合片、47…従動軸、48…従動プーリ、49，50…軸受、51…インナスリーブ、52…従動側固定プーリ片、53…アウタスリーブ、54…従動側可動プーリ片、55…スプリング、56…ピン、57…カム溝、58…オイルシール、59…Ｏリング、60…シールカバー、61…クラッチアウタ、62…ドライブプレート、63…クラッチシュー、64…クラッチスプリング、65…摩擦部材、66…スプリングガイド、66d，66e…テーパ部、67…Ｖベルト、68…中間軸、69〜72…ギヤ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003709971.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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