(57)【要約】【課題】部品点数の少ない組立て、分解の容易なＶベルト式無段変速機を提供することである。【解決手段】回転駆動装置７２によって回転される斜板７１の歳差運動によりアーム部材６０をプライマリ軸１６の軸方向に押圧して移動させ、そのアーム部材６０の移動により駆動プーリ３０の可動プーリ３２を固定プーリ３１に対して移動させて駆動プーリ３０の溝幅を調整する。【選択図】図５
2015148293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に支持された駆動プーリと、従動軸に支持された従動プーリと、これら駆動プーリと従動プーリ間に掛け渡されたＶベルトと、前記駆動プーリと従動プーリの一方のプーリにおける可動プーリを、その可動プーリを支持する軸に対して回り止めしてスライド自在に支持するスライド案内機構と、前記可動プーリに対して相対回転可能に連結され、可動プーリの軸方向への移動により、その可動プーリを一体に移動させてプーリの溝幅を変化させるアーム部材と、そのアーム部材を軸方向に移動させるアーム駆動装置とを有してなるＶベルト式無段変速機において、
前記アーム駆動装置が、回転自在とされ、その回転中心となる軸心に対して傾斜して片面の外周一部がアーム部材と接触し、回転により歳差運動してアーム部材を軸方向に押圧移動させる斜板と、その斜板を回転駆動させる回転駆動装置とからなることを特徴とするＶベルト式無段変速機。
【請求項２】
前記アーム部材の前記斜板と対向する部位に、その斜板が接触する回転可能なローラを設けた請求項１に記載のＶベルト式無段変速機。
【請求項３】
前記可動プーリを軸方向にスライド可能に支持するスライド案内機構が、その可動プーリを支持する軸に、複数のガイドピンが植設された環状のスライド案内部材を嵌合して固定し、そのスライド案内部材における複数のガイドピンのそれぞれを前記可動プーリのボス部に形成されたガイドピンと同数の軸方向のガイド凹部内にスライド自在に挿入した構成からなる請求項１又は２に記載のＶベルト式無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動プーリおよび従動プーリの溝幅の変化によるＶベルトの巻き径の変化によって従動プーリを変速回転させるＶベルト式無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車等の車両に採用されるＶベルト式無段変速機として、特許文献１および２に記載されたものが従来から知られている。特許文献１に記載されたＶベルト式無段変速機においては、駆動軸に支持された駆動プーリと従動軸に支持された従動プーリ間にＶベルトを掛け渡し、アクチュエータの作動により駆動プーリにおける可動プーリを軸方向にスライドさせて駆動プーリの溝幅を変化させ、巻径の変化によるＶベルトの張力変動により従動プーリの溝幅を変化させて従動プーリを増速回転または減速回転させるようにしている。
【０００３】
ここで、アクチュエータは、電動モータと、その電動モータを駆動源として作動するボールねじを有し、上記電動モータによりボールねじのナットを回転し、そのナットにボールを介してねじ係合するねじ軸の軸方向への移動により、フォーク部材を揺動させて可動プーリを軸方向に移動させるようにしている。
【０００４】
この場合、ナットの回転によってねじ軸が回転すると、ねじ軸を軸方向に移動させることができないため、ねじ軸を回り止めする必要がある。
【０００５】
一方、特許文献２に記載されたＶベルト式無段変速機においては、駆動軸に支持された駆動プーリの可動プーリにアーム部材を相対回転可能に、かつ、軸方向に非可動に連結し、そのアーム部材をアーム駆動装置としてのアクチュエータユニットにより駆動軸の軸方向に移動させ、アーム部材と共に可動プーリを駆動軸の軸方向に移動させて溝幅を調整するようにしている。
【０００６】
ここで、アクチュエータユニットは、電動モータと、その電動モータの回転を減速するギヤ減速機構とを有し、上記ギヤ減速機構の出力ギヤにねじ軸を結合し、そのねじ軸に出力軸の軸端部に設けられた円筒部内周の雌ねじをねじ係合して、ねじ軸の回転により出力軸を軸方向に移動させ、その出力軸の移動によってアーム部材を軸方向に移動させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−７９７５９号公報
【特許文献２】特開２０１１−３３０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記特許文献１に記載されたＶベルト式無段変速機においては、ねじ軸の軸端部にドーナツ板状の押圧部材を圧入し、その押圧部材をフォーク部材の端部で押圧してねじ軸を軸方向に移動させる構成であるため、ボールねじのねじ軸を回り止めする回り止め機構を別途必要とし、構成が複雑化して大型化し、部品点数も多くなって組立てに手間がかかる不都合がある。
【０００９】
これに対して、特許文献２に記載されたＶベルト式無段変速機においては、アクチュエータユニットの出力軸の軸方向の移動によりアーム部材を移動させて可動プーリを駆動軸の軸方向に移動させる構成であるため、部品点数が少なく、構成が簡素化されて小型化を図ることができるという特徴を有する。しかし、出力軸の端部に設けられたフックをアーム部材に設けられたピンに係合して互いに連結する構成であるため、Ｖベルト式無段変速機の組立てや、部品の交換による分解時に、フックの掛け外しの作業を必要とし、作業性が悪いという問題がある。
【００１０】
この発明の課題は、部品点数の少ない組立て、分解の容易なＶベルト式無段変速機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、この発明においては、駆動軸に支持された駆動プーリと、従動軸に支持された従動プーリと、これら駆動プーリと従動プーリ間に掛け渡されたＶベルトと、前記駆動プーリと従動プーリの一方のプーリにおける可動プーリを、その可動プーリを支持する軸に対して回り止めしてスライド自在に支持するスライド案内機構と、前記可動プーリに対して相対回転可能に連結され、可動プーリの軸方向への移動により、その可動プーリを一体に移動させてプーリの溝幅を変化させるアーム部材と、そのアーム部材を軸方向に移動させるアーム駆動装置とを有してなるＶベルト式無段変速機において、前記アーム駆動装置が、回転自在とされ、その回転中心となる軸心に対して傾斜して片面の外周一部がアーム部材と接触し、回転により歳差運動してアーム部材を軸方向に押圧移動させる斜板と、その斜板を回転駆動させる回転駆動装置とからなる構成を採用したのである。
【００１２】
上記のように、斜板の回転による歳差運動によりアーム部材を軸方向に移動させることにより、アーム駆動装置とアーム部材とを連結する必要がなくなり、組立ておよび分解の作業性の向上を図ることができる。
【００１３】
ここで、アーム部材の斜板が接触する接触部位に回転可能なローラを設けることにより、斜板とアーム部材の接触が転がりの接触となるため、斜板の回転抵抗が小さく、その斜板を回転させる回転駆動装置への負荷の低減を図ることができる。
【００１４】
また、可動プーリを軸方向にスライド可能に支持するスライド案内機構として、可動プーリを支持する軸に、複数のガイドピンが植設された環状のスライド案内部材を嵌合して固定し、そのスライド案内部材における複数のガイドピンのそれぞれを可動プーリのボス部に形成されたガイドピンと同数の軸方向のガイド凹部内にスライド自在に挿入して可動プーリをスライド自在に支持することにより、スプラインの嵌合によって可動プーリをスライド自在に支持する場合に比較して、可動プーリのスライド抵抗を大幅に低減することができる。このため、回転駆動装置への負荷の低減を図り、その回転駆動装置を形成する電動モータとして、容量の小さな小型のものを採用することができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明においては、上記のように、可動プーリに対して相対回転自在に連結されたアーム部材を斜板の回転による歳差運動により駆動軸の軸方向に押圧移動させてプーリの溝幅を調整するようにしたことにより、アーム部材とアーム駆動装置とを連結する必要がなくなり、組立ておよび分解の作業性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明に係るＶベルト式無段変速機の実施の形態を示す縦断面図
【図２】図１の駆動プーリ部とアーム駆動装置部を拡大して示す断面図
【図３】図１の従動プーリ部を拡大して示す断面図
【図４】図２のIV−IV線に沿った断面図
【図５】駆動プーリの溝幅を狭めた調整状態を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、この発明に係るＶベルト式無段変速機は変速機ケース１０を有している。
【００１８】
変速機ケース１０は、ケース本体１１と、そのケース本体１１にねじ止めされたカバー１２とからなる。ケース本体１１は、エンジンカバーを兼用し、そのケース本体１１の一端部および他端部のそれぞれに軸挿入孔１３、１４が設けられている。
【００１９】
ケース本体１１の一端部に設けられた軸挿入孔１３にはエンジンのクランクディスク１５に設けられたクランク軸１６が挿入されている。クランク軸１６は駆動軸としてのプライマリ軸であり、そのプライマリ軸１６は軸挿入孔１３内に組み込まれた軸受１７によって回転自在に支持されている。
【００２０】
ケース本体１１の他端部に設けられた軸挿入孔１４内には従動軸としてのセカンダリ軸１８が挿通されて変速機ケース１０内に臨んでいる。このセカンダリ軸１８は軸挿入孔１４内に組み込まれた軸受１９により回転自在に支持されている。
【００２１】
また、軸挿入孔１３、１４のそれぞれは、シール部材２０の組込みによって密封されている。
【００２２】
変速機ケース１０内にはＶベルト式無段変速機構Ａが収容されている。Ｖベルト式無段変速機構Ａは、プライマリ軸１６に支持された駆動プーリ３０と、セカンダリ軸１８に支持された従動プーリ４０と、これらのプーリ３０、４０間に掛け渡されたＶベルト５０を有している。
【００２３】
また、Ｖベルト式無段変速機構Ａは、駆動プーリ３０の溝幅を調整するアーム部材６０と、そのアーム部材６０を作動させるアーム駆動装置７０を有している。
【００２４】
図２および図５に示すように、駆動プーリ３０は、皿形の固定プーリ３１と、皿形の可動プーリ３２とからなる。固定プーリ３１はプライマリ軸１６に設けられた小径軸部１６ａにスプライン嵌合されてプライマリ軸１６と一体に回転し、上記小径軸部１６ａに嵌合されたスリーブ３３と小径軸部１６ａの端部外周の雄ねじ１６ｂにねじ係合されたナット３４により軸方向から挟持されて軸方向に非可動の固定の配置とされている。
【００２５】
可動プーリ３２は、スリーブ３３に嵌合され、その嵌合部間に滑り軸受３９が組み込まれている。また、可動プーリ３２は、プライマリ軸１６との間に設けられたスライド案内機構３５によってプライマリ軸１６に回り止めされ、かつ、軸方向にスライド自在とされている。
【００２６】
スライド案内機構３５は、小径軸部１６ａの付け根部に環状のスライド案内部材３６を嵌合して小径軸部１６ａの付け根に設けられた段部１６ｃとスリーブ３３とで軸方向から挟持して固定し、そのスライド案内部材３６の片面に植設された複数のガイドピン３７のそれぞれを可動プーリ３２のボス部３２ａに形成されたガイドピン３７と同数の軸方向のガイド凹部３８内に挿入してスライド自在に支持し、上記ガイドピン３７によってプライマリ軸１６の回転を可動プーリ３２にトルク伝達するようにしている。
【００２７】
ここで、複数のガイドピン３７はスライド案内部材３６の軸心を中心とする一つの円上に所定の間隔をおいて配置されている。そのガイドピン３７が挿入されるガイド凹部３８として、ここでは、溝幅がガイドピン３７のピン径と略同一とされた軸方向溝からなるものを示したが、ガイドピン３７のピン径と略同径のピン孔からなるのものであってもよい。
【００２８】
図３に示すように、従動プーリ４０は、前述の駆動プーリ３０と同様に、皿状の固定プーリ４１と皿状の可動プーリ４２とからなる。固定プーリ４１は、セカンダリ軸１８に嵌合されるボス部４１ａを有し、そのボス部４１ａの内部に組み込まれた一対の軸受４３、４４によって回転自在に支持されている。一対の軸受４３、４４のうち、セカンダリ軸１８の軸端側に位置する軸受４４は軸方向に非可動の支持とされ、その軸受４４にボス部４１ａの内周に形成された段部４１ｂが係合して固定プーリ４１が軸方向に非可動の支持とされている。
【００２９】
可動プーリ４２は、固定プーリ４１のボス部４１ａに嵌合される筒部４２ａを有し、その筒部４２ａに軸方向に延びるスリット４２ｂが形成され、固定プーリ４１のボス部４１ａに取付けられたキー部材４５が上記スリット４２ｂに挿入されて、可動プーリ４２は軸方向にスライド自在とされ、コイルスプリングからなる弾性部材４６により固定プーリ４１に向けて付勢されている。また、可動プーリ４２は、スリット４２ｂとキー部材４５の係合によりボス部４１ａに回り止めされて、ボス部４１ａと一体に回転するようになっている。
【００３０】
固定プーリ４１のボス部４１ａとセカンダリ軸１８の相互間には遠心クラッチ４７が組み込まれている。遠心クラッチ４７は、ボス部４１ａにウェイトアーム４７ａをボス部４１ａと共に回転するよう嵌合固定し、そのウェイトアーム４７ａにウェイト４７ｂを上記セカンダリ軸１８と平行する軸線周りに揺動可能に装着し、上記ウェイト４７ｂの外方を囲む椀状のアウタクラッチ４７ｃをセカンダリ軸１８と共に回転するよう嵌合固定している。
【００３１】
上記遠心クラッチ４７においては、Ｖベルト５０の移動によって回転する従動プーリ４０の回転速度が上昇して設定速度に達した際に、遠心力によりウェイト４７ｂが径方向外方に揺動してアウタクラッチ４７ｃの内径面に圧接して係合状態となり、従動プーリ４０の回転をセカンダリ軸１８に伝達するようになっている。
【００３２】
図２および図５に示すように、アーム部材６０は、リング部６１の外周一部に径方向に延びる軸部６２を設けた構成とされており、上記リング部６１が可動プーリ３２のボス部３２ａに嵌合されたレリーズ軸受６３を介して相対回転自在に支持され、かつ、軸方向には非可動の支持とされて可動プーリ３２と一体に移動するようになっている。
【００３３】
アーム部材６０は、軸部６２の端部に負荷される軸方向の押圧力により可動プーリ３２と一体となってプライマリ軸１６の軸方向に移動し、上記軸部６２に対する押圧力の負荷によりリング部６１には傾きを生じさせるようなモーメント荷重が負荷される。そのモーメント荷重を安定よく支持するため、レリーズ軸受６３として、ここでは、複列アンギュラ玉軸受を使用しているが、深みぞ玉軸受を採用してもよい。深みぞ玉軸受は、一つであってもよいが、二つ以上用いるのが好ましい。
【００３４】
軸部６２の端部には、転がり軸受からなるローラ６４が回転自在に設けられ、そのローラ６４の外周は断面円弧状とされている。
【００３５】
図２に示すように、アーム駆動装置７０は、アーム部材６０の軸部６２に支持された回転可能なローラ６４に対して接触回転する円形の斜板７１と、その斜板７１を回転駆動する回転駆動装置７２を有する。
【００３６】
また、アーム駆動装置７０は、回転駆動装置７２を収容するユニットケース８０を有し、そのユニットケース８０が変速機ケース１０のカバー１２に設けられた嵌合凹部８１内に嵌合されている。
【００３７】
回転駆動装置７２は、電動モータ７３と、その電動モータ７３のロータ軸７３ａの回転を減速して出力する減速機構７４とを有している。
【００３８】
減速機構７４は、複数段の平歯車による平歯車式減速機からなる。減速機構７４の最終段の出力ギヤ７４ａに設けられた出力軸７５は端部がユニットケース８０に形成された軸受嵌合孔８２から変速機ケース１０のカバー１２内に臨み、上記軸受嵌合孔８２内に組み込まれた軸受８３によって回転自在に支持されている。また、出力軸７５のカバー１２内に位置する端部に前記斜板７１が設けられ、その斜板７１は出力軸７５に対して傾斜して、片面の外周一部がローラ６４の外周円弧面に接触している。
【００３９】
図２では、円形の斜板７１における外径面の中心に対する偏心位置に出力軸７５を接続しているが、上記出力軸７５を外径面の中心に接続してもよい。また、出力軸７５はプライマリ軸１６と略平行の配置とされているが、変速機構Ａのスペースの制約次第で、出力軸７５とプライマリ軸１６の軸線がお互いに交差する位置関係を取ってもよい
【００４０】
実施の形態で示すＶベルト式無段変速機は上記の構造からなり、アーム駆動装置７０における電動モータ７３は、図示省略した制御部により制御される。いま、プライマリ軸１６が回転し、そのプライマリ軸１６と共に駆動プーリ３０が回転すると、その回転はＶベルト５０を介して従動プーリ４０に伝達されて、従動プーリ４０が駆動プーリ３０と同方向に回転し、遠心クラッチ４７が係合して従動プーリ４０の回転がセカンダリ軸１８に伝達される。
【００４１】
プライマリ軸１６からセカンダリ軸１８へのトルク伝達状態において、電動モータ７３を回転させると、その回転は平歯車式減速機７４により減速されて出力軸７５が回転する。
【００４２】
出力軸７５の軸端部には斜板７１が傾きをもって設けられているため、出力軸７５が回転すると、斜板７１が歳差運動する。
【００４３】
ここで、図２は、斜板７１のローラ押圧部位が、出力軸７５の軸端面の中心を通って出力軸７５と直交する仮想平面より外方に位置する状態にあり、駆動プーリ３０の可動プーリ３２は固定プーリ３１に対して最も離反した状態にある。図２に示す状態から斜板７１が歳差運動すると、その斜板７１によりローラ６４が押圧されてアーム部材６０がプライマリ軸１６の軸方向に移動する。
【００４４】
このとき、アーム部材６０には駆動プーリ３０の可動プーリ３２が連結されているため、可動プーリ３２が固定プーリ３１に向けて移動し、その移動によって駆動プーリ３０の溝幅が狭くなり、Ｖベルト５０の巻き径が大きくなる。
【００４５】
また、駆動プーリ３０の巻き径の増大によってＶベルト５０の張力が増大するため、従動プーリ４０における可動プーリ４２が固定プーリ４１から離反する方向にスライドし、従動プーリ４０の溝幅が大きくなってＶベルト５０の巻き径が小さくなる。
【００４６】
その結果、駆動プーリ３０の回転は増速されて従動プーリ４０に伝達され、セカンダリ軸１８が高速度で回転することになり、斜板７１の基準位置からの回転角を変更することによって変速比を調整することができる。
【００４７】
図５は、斜板７１が図２に示す状態から９０°回転した状態を示し、駆動プーリ３０の掛かるＶベルト５０の巻き径は最大径とされる。
【００４８】
図５に示す状態から斜板７１を逆方向（反時計方向）に回転させると、斜板７１はローラ６４の押圧を解除する方向に歳差運動する。このとき、従動プーリ４０における可動プーリ４２には、図３に示すように、弾性部材４６の押圧力が負荷されているため、可動プーリ４２は固定プーリ４１に向けて移動して従動プーリ４０の溝幅が狭くなり、Ｖベルト５０の巻き径が大きくなる。
【００４９】
また、従動プーリ４０の巻き径の増大によりＶベルト５０の張力が増大するため、駆動プーリ３０における可動プーリ３２が固定プーリ３１から離反する方向にスライドし、駆動プーリ３０の溝幅が大きくなってＶベルト５０の巻き径が小さくなる。
【００５０】
その結果、駆動プーリ３０の回転は減速されて従動プーリ４０に伝達され、セカンダリ軸１８が低速度で回転する。
【００５１】
ここで、駆動プーリ３０の可動プーリ３２が固定プーリ３１に向けてスライドするとき、そのスライド抵抗が大きい場合、そのスライド抵抗は電動モータ７３の負荷となり、容量の大きな電動モータ７３が必要となる。
【００５２】
実施の形態では、図５に示すように、スライド案内部材３６の複数のガイドピン３７によって可動プーリ３２をスライド自在に支持しているため、スプラインの嵌合によって可動プーリ３２をスライド自在に支持する場合に比較して、可動プーリ３２のスライド抵抗を大幅に低減することができ、電動モータ７３として容量の小さな小型のものを採用することができる。
【００５３】
また、実施の形態においては、駆動プーリ３０の可動プーリ３２に対してレリーズ軸受６３により相対回転自在に連結されたアーム部材６０に軸部６２を設け、その軸部６２によって回転自在に支持されたローラ６４を歳差運動する斜板７１により軸方向に押圧して、アーム部材６０と共に可動プーリ３２をプライマリ軸１６の軸方向に移動させて駆動プーリ３０の溝幅を調整するようにしたことにより、アーム駆動装置７０とアーム部材６０とを連結する必要がなくなり、組立ておよび分解の作業性の向上を図ることができる。
【００５４】
実施の形態においては、アーム駆動装置７０によって駆動プーリ３０の可動プーリ３２を固定プーリ３１に対してスライドさせて変速比を変えるようにしたが、従動プーリ４０の可動プーリ４２を固定プーリ４１に対してスライドさせて変速比を変えるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１６    プライマリ軸(駆動軸)
１８    セカンダリ軸(従動軸)
３０    駆動プーリ
３２    可動プーリ
３５    スライド案内機構
３６    スライド案内部材
３７    ガイドピン
３８    ガイド凹部
４０    従動プーリ
５０    Ｖベルト
６０    アーム部材
６４    ローラ
７０    アーム駆動装置
７１    斜板
７２    回転駆動装置
【図１】
2015148293.tif 000003
【図２】
2015148293.tif 000004
【図３】
2015148293.tif 000005
【図４】
2015148293.tif 000006
【図５】
2015148293.tif 000007