(57)【要約】【課題】発進加速性能を向上させると共に発進レスポンスを向上させる。【解決手段】本発明に係る自動二輪車のＶベルト式自動変速機は、従動軸３７と従動側プーリ３８の可動フェース３８ａとの間に設けられ、可動フェース３８ａを従動軸３７に対して相対的に回転させてＶベルト３９による伝達力の一部をＶベルト３９の側面を押圧するスラスト力に変換するように作用するトルクカム装置５５と、従動側プーリ３８の可動フェース３８ａの背面側に設けられ、従動軸３７においてＶベルト３９の側面を押圧するスラスト力を発生させるように作用する従動側付勢部材５２と、駆動側プーリ３６の可動フェース３６ａの背面側に設けられ、車両の発進時にトルクカム装置５５の作用により圧縮され、駆動軸３４においてＶベルト３９の側面を押圧するスラスト力を発生させるように作用する駆動側付勢部材４９と、を備えていることを特徴とする。【選択図】図４
2015086948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に回転一体に設けられる固定フェースと該駆動軸の軸方向に移動可能に設けられる可動フェースとを有する駆動側プーリと、従動軸に回転一体に設けられる固定フェースと該従動軸の軸方向に移動可能に設けられる可動フェースとを有する従動側プーリと、の間に掛架されるＶベルトの掛架径を変えることで速度比を変更する自動二輪車のＶベルト式自動変速機であって、
前記従動軸と前記従動側プーリの可動フェースとの間に設けられ、該可動フェースを該従動軸に対して相対的に回転させて前記Ｖベルトによる伝達力の一部を該Ｖベルトの側面を押圧するスラスト力に変換するように作用するトルクカム装置と、
前記従動側プーリの可動フェースの背面側に設けられ、前記従動軸において前記Ｖベルトの側面を押圧するスラスト力を発生させるように作用する従動側付勢部材と、
前記駆動側プーリの可動フェースの背面側に設けられ、車両の発進時に前記トルクカム装置の作用により圧縮され、前記駆動軸において前記Ｖベルトの側面を押圧するスラスト力を発生させるように作用する駆動側付勢部材と、
を備えていることを特徴とするＶベルト式自動変速機。
【請求項２】
前記駆動側プーリの可動フェースの背面には、前記駆動軸に固定されたバックプレートとの間にウェイトローラが抱持され、前記駆動側付勢部材は、該駆動側プーリの可動フェースと前記バックプレートの間に挟み込まれるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＶベルト式自動変速機。
【請求項３】
前記駆動側付勢部材は皿バネであることを特徴とする請求項１又は２に記載のＶベルト式自動変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの駆動軸と従動軸にそれぞれ設けられるプーリ間に掛架されるＶベルトの掛架径を変えることで速度比を変更する自動二輪車のＶベルト式自動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車、特にスクータ型自動二輪車は、Ｖベルトユニットスイング型エンジンを搭載しており、このＶベルトユニットスイング型エンジンは、エンジンの駆動軸であるクランク軸の回転をＶベルト式自動変速機を介して後輪側へ伝達している。このＶベルト式自動変速機は、駆動側と従動側にそれぞれ軸方向へ移動可能な可動フェースを有しており、駆動側プーリと従動側プーリ間にＶベルトを掛架し、このＶベルトの掛架径を変えることで速度比を自動的に変更するものである。
【０００３】
従来のＶベルト式自動変速機としては、例えば、駆動側プーリの可動フェースの背面に抱持されるウェイトローラと、従動軸に固定されたクラッチ部材と従動側プーリの可動フェースの背面との間に介装されて前記Ｖベルトの側面を押圧するスラスト力を発生するスラストスプリングと、従動側プーリの可動フェースのボス部と従動軸との間に設けられて該可動フェースを該従動軸に対して相対的に回転させてＶベルトによる伝達力の一部を該Ｖベルトの側面を押圧するスラスト力に変換するトルクカム装置と、を有するもの（例えば、特許文献１参照）や、駆動側プーリの可動フェースの背面側にウェイトローラを設けると共に該可動フェースを常時固定フェース側に付勢するスプリングを設け、駆動側プーリに掛架されたＶベルトの掛架径を拡大する方向へ押圧するもの（例えば、特許文献２参照）などが公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−６０１９２号公報
【特許文献２】特開昭５８−３９８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、自動二輪車の発進加速性能を向上させるためには、ローギヤード化して駆動力を増加させることが有効であるが、その反面、クラッチタイト時のエンジン回転数が高くなるため、アイドル回転数からクラッチタイト時のエンジン回転数へ上昇する時間が長くなり、発進レスポンスの悪化を招いてしまうという問題が存在する。そこで、従来、この相反する課題を解決することが求められている。
【０００６】
しかしながら、上記した特許文献１又は２に記載のＶベルト式自動変速機では、Ｖベルトの掛架径が可動フェースとウェイトローラ又はバックプレートとウェイトローラのそれぞれの接触によって一意に決定されるため、上記した相反する課題を解決することは困難であった。
【０００７】
すなわち、上記した特許文献１又は２に記載のＶベルト式自動変速機では、図６に示すように発進レスポンスを悪化させても駆動力（図中破線で示す）を増加させて加速性能を向上させることを重視する駆動力重視タイプと、図７に示すように駆動力（図中破線で示す）を減少させても発進レスポンスを向上させることを重視する発進レスポンス重視タイプのうちのいずれのタイプの自動変速機を採用するかを予め決定した上で自動二輪車の設計を行なわざるを得ないという問題がある。
【０００８】
本発明は上記した相反する課題を解決すべくなされたものであり、鋭い発進レスポンスと力強い発進加速性能を併せ持った自動二輪車のＶベルト式自動変速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するため、本発明は、駆動軸に回転一体に設けられる固定フェースと該駆動軸の軸方向に移動可能に設けられる可動フェースとを有する駆動側プーリと、従動軸に回転一体に設けられる固定フェースと該従動軸の軸方向に移動可能に設けられる可動フェースとを有する従動側プーリと、の間に掛架されるＶベルトの掛架径を変えることで速度比を変更する自動二輪車のＶベルト式自動変速機であって、前記従動軸と前記従動側プーリの可動フェースとの間に設けられ、該可動フェースを該従動軸に対して相対的に回転させて前記Ｖベルトによる伝達力の一部を該Ｖベルトの側面を押圧するスラスト力に変換するように作用するトルクカム装置と、前記従動側プーリの可動フェースの背面側に設けられ、前記従動軸において前記Ｖベルトの側面を押圧するスラスト力を発生させるように作用する従動側付勢部材と、前記駆動側プーリの可動フェースの背面側に設けられ、車両の発進時に前記トルクカム装置の作用により圧縮され、前記駆動軸において前記Ｖベルトの側面を押圧するスラスト力を発生させるように作用する駆動側付勢部材と、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
この特徴により、車両の発進時のベルト変速比が自動的に調整され、クラッチタイト時のエンジン回転数が低くなることにより発進レスポンスの向上を図ることができると同時に、駆動力が増加することにより加速性能の向上を図ることができる。
【００１１】
また、本発明に係る自動二輪車のＶベルト式自動変速機において、前記駆動側プーリの可動フェースの背面には、前記駆動軸に固定されたバックプレートとの間にウェイトローラが抱持され、前記駆動側付勢部材は、該駆動側プーリの可動フェースと前記バックプレートの間に挟み込まれるように設けられていることを特徴とする。
【００１２】
この特徴によれば、駆動側付勢部材を駆動側プーリの可動フェースとバックプレートの間に挟み込むという簡単な構造を採用するだけで、駆動力を増加させることができると同時に発進レスポンスを向上させることができ、従来の相反する課題を解決することができる。
また、本発明に係る自動二輪車のＶベルト式自動変速機において、前記駆動側付勢部材は皿バネであることを特徴とする。
【００１３】
この特徴によれば、駆動側付勢部材に皿バネという安価な材料を使用するだけで、駆動力を増加させることができると同時に発進レスポンスを向上させることができ、従来の相反する課題を解決することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、駆動力を増加させて加速性能を向上させることができると共に発進レスポンスを向上させることができる等、種々の優れた効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係るＶベルト式自動変速機を備えたスクータ型自動二輪車の左側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るＶベルト式自動変速機を備えたエンジンを示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るＶベルト式自動変速機のトルクカム装置を示す断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施の形態に係るＶベルト式自動変速機の作用を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るＶベルト式自動変速機を備えたエンジンの性能を示す図である。
【図６】従来のＶベルト式自動変速機を備えたエンジンの性能を示す図である。
【図７】従来の別のタイプのＶベルト式自動変速機を備えたエンジンの性能を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
先ず、図１を参照しつつ、本発明の実施の形態に係るＶベルト式自動変速機を備えたスクータ型自動二輪車について説明する。ここで、図１は本発明の実施の形態におけるスクータ型自動二輪車の左側面図である。
【００１７】
このスクータ型自動二輪車１には、骨組みを構成する車体フレーム２が設けられている。この車体フレーム２は、最前部に設けられたヘッドパイプ３と、ヘッドパイプ３から後斜め下方に向かって延出するダウンチューブ４と、ダウンチューブ４の後端側から後上方に延出する左右一対のリヤフレーム（図示せず）とを備えて構成されている。
【００１８】
ヘッドパイプ３には、下端に前輪６を軸支するフロントフォーク７が回動自在に設けられていると共に、上端にハンドルバー８が設けられたステアリングシャフト９が回動自在に嵌合しており、ハンドルバー８の操舵により前輪６が左右に回動するようになっている。ハンドルバー８の周囲は、ハンドルカバー１０により覆われており、ハンドルカバー１０の前面側にはヘッドランプ１１が取り付けられている。
【００１９】
ヘッドパイプ３とダウンチューブ４の周囲は、レッグシールド１２により覆われており、レッグシールド１２の前面側にはフロントコンビネーションランプ１３が取り付けられ、レッグシールド１２の下方に位置してフロントフォーク７にフロントフェンダ１４が取り付けられている。
【００２０】
リヤフレーム５の略中央には、本発明の実施の形態に係るＶベルト式自動変速機を備えたユニットスイング型のエンジン１５が上下方向に揺動自在に支持されている。なお、このエンジン１５の詳細については後述する。
【００２１】
また、このユニットスイング型のエンジン１５には、外気を吸入して浄化するエアクリーナ１６と、車両前後方向に延びる伝動ケース（図示せず）が設けられている。この伝動ケースはスイングアームを兼ねており、リヤクッションユニット１７により前記リヤフレームに弾性的に支持されている。また、前記伝動ケースの後端には駆動輪である後輪１８
が軸支されており、該伝動ケースの後部は後輪１８の車幅方向一側方（本発明の実施の形態では左側方）に配置されている。
【００２２】
後輪１８の上方には、ヘルメットや荷物、工具等を収納するための物品収納室１９が設けられており、物品収納室１９の上方には物品収納室１９の蓋を兼用する運転シート２０が開閉自在に設けられている。運転シート２０とヘッドパイプ３との間は下方に向かって大きく略Ｕ字状に湾曲し、ライダが両足を載せる低床のフットボード２１が形成されている。
【００２３】
リヤフレーム５の周囲は、車体カバー２２により覆われており、車体カバー２２は、例えばＰＰ樹脂やＢＳ樹脂等のプラスチック樹脂素材で成型されている。車体カバー２２の後端にはリヤコンビネーションランプ２３が取り付けられており、このリヤコンビネーションランプ２３の上方にはグラブバー２４が設けられている。また、車体カバー２２の後端下部にはリヤフェンダ２５が設けられている。
【００２４】
次に、図２及び図３〜図５を参照しつつ、本発明の実施の形態におけるユニットスイング型のエンジン１５について説明する。ここで、図２は本発明の実施の形態に係るＶベルト式自動変速機を備えたエンジンを示す断面図、図３は本発明の実施の形態に係るＶベルト式自動変速機のトルクカム装置を示す断面図、図４（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施の形態に係るＶベルト式自動変速機の作用を示す断面図、図５は本発明の実施の形態に係るＶベルト式自動変速機を備えたエンジンの性能を示す図である。
【００２５】
図２に示すように、このユニットスイング型のエンジン１５は、略水平に前傾するシリンダ（図示省略）の後方に連設されたクランクケース３１を備えている。このクランクケース３１の一側（本発明の実施の形態では左側）から後方へスイングケース３２が連設されており、このスイングケース３２の後部には、クランクケース３１の直ぐ後方に位置する後輪１８がリアアクスル３３により軸支されている。
【００２６】
スイングケース３２は、縦割りにされたベーシックケース３２ａとケースカバー３２ｂとを合せて構成されている。このスイングケース３２内には、駆動軸であるクランク軸３４と中間軸３５とが互いに平行に軸支されている。このクランク軸３４には、駆動側プーリ３６が軸装され、中間軸３５に従動軸３７が回転自在に遊嵌され、この従動軸３７に従動側プーリ３８が軸装されている。これらの駆動側プーリ３６と従動側プーリ３８との間にＶベルト３９が掛架され、Ｖベルト式自動変速機が装備されている。
【００２７】
中間軸３５と従動軸３７との間には、遠心シュー式の発進クラッチ４０が配置されている。また、中間軸３５の他端はミッション室４１内へ突入して設けられ、リアアクスル３３との間にギア変速機構４２が装備されている。発進クラッチ４０は、従動軸３７に固定されるクラッチベースプレート４３と、このクラッチベースプレート４３を内包する状態で中間軸３５に固定されるクラッチハウジング４４と、を備え、中間軸３５と従動軸３７間を断続するように構成されている。したがって、前記シリンダにおいて発生した動力は、クランク軸３４からＶベルト式自動変速機及び発進クラッチ４０を介して中間軸３５へ伝達され、ギア変速機構４２を経てリアアクスル３３から後輪１８へ伝達されるようになっている。
【００２８】
駆動側プーリ３６は、クランク軸３４に軸装されたスペーサ４５に嵌合してクランク軸３４の軸方向に摺動可能な可動フェース３６ａと、スペーサ４５及びキックスタータナット４６により挟持されてクランク軸３４に固定された固定フェース３６ｂと、を備えて構成されている。可動フェース３６ａは、固定フェース３６ｂに対向配置され、固定フェース３６ｂとの間でＶベルト３９を挟持可能なように設けられている。
【００２９】
可動フェース３６ａの背面には、クランク軸３４に固定されたバックプレート４７との間にウェイトローラ４８が抱持されている。クランク軸３４の回転数が上昇すると、ウェイトローラ４８に作用する遠心力が増大し、この遠心力によるストラス方向の分力が可動フェース３６ａを介してＶベルト３９の側面を押圧するように作用し、これによりＶベルト３９の掛架径が拡大され、高速レンジへシフトアップされるようになっている。
【００３０】
また、可動フェース３６ａの背面には、可動フェース３６ａとバックプレート４７との間に挟み込まれるように駆動側付勢部材であるリターンスプリング４９が設けられている。リターンスプリング４９は、薄型の円環状の皿バネ（ダイヤフラムスプリング）若しくは波座金（ウェーブワッシャ）により構成されており、クランク軸３４において可動フェース３６ａを介してＶベルト３９の側面を押圧するスラスト力を発生させるように作用する。なお、スペーサ４５のバックプレート４７の取り付け部分には、切り欠き部４５ａが形成されており、この切り欠き部４５ａにリターンスプリング４９を配置することで、可動フェース３６ａの動きに拘わらず、リターンスプリング４９の位置を規制することができる。
【００３１】
従動側プーリ３８は、従動軸３７に摺動自在に設けられる可動フェース３８ａと、従動軸３７に回転一体に固定される固定フェース３８ｂと、を備えて構成されている。可動フェース３８ａは、固定フェース３８ｂに対向配置され、固定フェース３８ｂとの間でＶベルト３９を挟持可能なように設けられている。可動フェース３８ａは、フェース本体５０とフェースボス５１とが一体化されたものであり、フェース本体５０の背面と発進クラッチ４０のクラッチベースプレート４３との間には、従動側付勢部材であるスラストスプリング５２が弾装されている。このスラストスプリング５２は、従動軸３７において可動フェース３８ａを介してＶベルト３９の側面を押圧するスプリングスラスト力を発生させるように作用し、このスプリングスラスト力によりＶベルト３９の掛架径が拡大され、低速レンジへシフトダウンされるようになっている。
【００３２】
図３に示すように、従動側プーリ３８は、カム溝５３及びトルクカムピン５４を備えて構成されるトルクカム装置５５を有している。カム溝５３は、可動フェース３８ａのフェースボス５１に曲線状（或いは直線状）に傾斜する周方向の溝として形成されている。また、トルクカムピン５４は従動軸３７に突設されており、カム溝５３に挿入されている。このトルクカム装置５５は、可動フェース３８ａに作用するＶベルト３９からの伝達力がトルクカム装置５５を介して従動軸３７へ伝達される時、可動フェース３８ａが従動軸３７に対して周方向へ相対的に回転変位し、前記伝達力の一部をＶベルト３９の側面を押圧するトルクカムスラスト力Ｆに変換し、このトルクカムスラスト力ＦによりＶベルト３９の掛架径が拡大され、低速レンジへシフトダウンされるようになっている。
【００３３】
上記した構成を備えた本発明の実施の形態に係るＶベルト式自動変速機において、エンジン１５の始動時（例えば、エンジン１５の回転数が４，０００ｒｐｍ迄）は、トルクカム装置５５によるトルクカムスラスト力Ｆが小さいため、（ウェイトローラ４８の遠心力によるストラス方向の分力＋リターンスプリング４９による付勢力）＞（スラストスプリング５２による付勢力＋トルクカム装置５５によるトルクスラスト力Ｆ）となる。そのため、駆動プーリ３６の可動フェース３６ａは、図４（ａ）に示すように、リターンスプリング４９により固定フェース３６ｂ側に押圧された位置にある。
【００３４】
その後、車両が発進すると（例えば、エンジン１５の回転数が５，０００ｒｐｍを超えると）、トルクカム装置５５によるトルクカムスラスト力Ｆが大きくなるため、（ウェイトローラ４８の遠心力によるストラス方向の分力＋リターンスプリング４９による付勢力）＜（スラストスプリング５２による付勢力＋トルクカム装置５５によるトルクスラスト力Ｆ）となる。そのため、駆動プーリ３６の可動フェース３６ａは、図４（ｂ）に示すように、リターンスプリング４９を圧縮する位置に移動する。
【００３５】
なお、それ以降のエンジン１５の動作は従来と同様であるのでここでの説明は省略する。
【００３６】
このように本発明の実施の形態に係るＶベルト式自動変速機によれば、車両の発進時、リターンスプリング４９の作用により、上記した図４（ａ）に示す状態から図４（ｂ）に示す状態に自動的に調整されることでベルト変速比が可変となる。そのため、図５に示すように、クラッチタイト時のエンジン回転数が低くなる（図５中の全負荷走行時のエンジン回転数を示す実線Ａによれば、約４，０００ｒｐｍ）ことにより発進レスポンスの向上を図ることができると同時に、駆動力が増加することにより加速性能の向上を図ることができる（図５中の駆動力を示す破線Ｂ参照）。さらに、低負荷低速走行時に、ハイギヤード化されるため、平均エンジン回転数が下がり、燃費の向上を図ることができる（図５中の低負荷走行時のエンジン回転数を示す実線Ｃ参照）。
【００３７】
なお、上記した本発明の実施の形態の説明は、本発明に係る自動二輪車のＶベルト式自動変速機における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【００３８】
１      スクータ型自動二輪車
３４    クランク軸（駆動軸）
３６    駆動側プーリ
３６ａ  可動フェース
３６ｂ  固定フェース
３７    従動軸
３８    従動側プーリ
３８ａ  可動フェース
３８ｂ  固定フェース
３９    Ｖベルト
４７    バックプレート
４８    ウェイトローラ
４９    リターンスプリング（駆動側付勢部材）
５２    スラストスプリング（従動側付勢部材）
５５    トルクカム装置
【図１】
2015086948.tif 000003
【図２】
2015086948.tif 000004
【図３】
2015086948.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2015086948.tif 000008
【図７】
2015086948.tif 000009