(57)【要約】【課題】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するＶベルト式無段変速機の小型化を図ることである。【解決手段】Ｖベルト４０が掛け渡される駆動プーリ２０と従動プーリ３０のそれぞれを対向一対のプーリ２１、３１で形成し、その対向一対のプーリ２１、３１の少なくとも一方のプーリを軸方向に移動可能な可動プーリとし、その可動プーリをコイルばね２４、３４によって対向するプーリに向けて付勢する。駆動プーリ２０における対向一対のプーリ２１間に、可動プーリ２１のテーパ状ベルト案内面２２と接触する溝幅調整部材５０を設け、その溝幅調整部材５０を直動アクチュエータ６０によってプーリ径方向に移動させるようにしてＶベルト式無段変速機の小型化を図る。【選択図】図１
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【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、その駆動プーリと従動プーリ間に掛け渡されたＶベルトを有し、前記駆動プーリおよび従動プーリのそれぞれが対向一対のプーリからなり、その対向一対のプーリの少なくとも一方のプーリを軸方向に移動可能な可動プーリとし、その可動プーリを弾性部材によって対向する他方のプーリに向けて付勢し、前記駆動プーリにおける対向一対のプーリ間または前記従動プーリにおける対向一対のプーリ間には、ベルトが巻き付けられていない部位に、可動プーリのテーパ状ベルト案内面と接触する溝幅調整部材を設け、その溝幅調整部材をプーリ径方向に移動させる直動アクチュエータを設けたＶベルト式無段変速機。
【請求項２】
前記溝幅調整部材が、前記可動プーリのベルト案内面に接触されるローラと、そのローラを回転自在に支持するローラ支持体とからなる請求項１に記載のＶベルト式無段変速機。
【請求項３】
前記ローラが、前記可動プーリと対向する面の外周部に断面円弧状の接触面を有してなる請求項２に記載のＶベルト式無段変速機。
【請求項４】
前記直動アクチュエータが、電動モータによって回転駆動されるナットを有し、そのナットの回転によってねじ軸を軸方向に移動させるようにしたボールねじからなり、前記ボールねじにおけるねじ軸をＶベルトの内側において駆動軸および従動軸のそれぞれと直交するよう配置し、そのねじ軸の先端部で前記溝幅調整部材を支持し、そのねじ軸の軸方向への移動で溝幅調整部材をプーリ径方向に移動させるようにした請求項１乃至３のいずれかに記載のＶベルト式無段変速機。
【請求項５】
前記ボールねじのねじ軸を弾性部材によって前記溝幅調整部材が対向一対のプーリ間に押し込まれる方向に向けて付勢した請求項４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に記載されたものが従来から知られている。この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、巻き径の変化によるＶベルトの張力変動により従動プーリの可動プーリを軸方向に移動させて溝幅を変化させ、そ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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−７９７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１に記載された従来のＶベルト式無段変速機においては、揺動可能に支持されたフォーク部材を必要とし、そのフォーク部材の端部をボールねじのねじ軸で押圧して揺動させるようにしているため、フォーク部材やアクチュエータはＶベルトの外側に設ける必要があり、しかも、アクチュエータにおけるボールねじはねじ軸が駆動軸や従動軸と平行する組込みとする必要があるため、Ｖベルト式無段変速機が大型化するという不都合がある。
【０００７】
また、ボールねじのねじ軸の軸端部でフォーク部材を押圧するため、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設ける必要があり、構成が複雑化して部品点数も多くなり、組立てに手間がかかる不都合もある。
【０００８】
この発明の課題は、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の小型化を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、その駆動プーリと従動プーリ間に掛け渡されたＶベルトを有し、前記駆動プーリおよび従動プーリのそれぞれが対向一対のプーリからなり、その対向一対のプーリの少なくとも一方のプーリを軸方向に移動可能な可動プーリとし、その可動プーリを弾性部材によって対向する他方のプーリに向けて付勢し、前記駆動プーリにおける対向一対のプーリ間または前記従動プーリにおける対向一対のプーリ間には、ベルトが巻き付けられていない部位に、可動プーリのテーパ状ベルト案内面と接触する溝幅調整部材を設け、その溝幅調整部材をプーリ径方向に移動させる直動アクチュエータを設けた構成を採用したのである。
【００１０】
上記の構成からなるＶベルト式無段変速機において、溝幅調整部材が駆動プーリを形成する対向一対のプーリ間に組み込まれている場合において、直動アクチュエータの作動により、その溝幅調整部材をプーリ径方向に移動させると、可動プーリが対向するプーリに対して相対的に移動して駆動プーリの溝幅が変化する。その溝幅の変化によりＶベルトの巻き径が変化して張力も変化し、その張力変化により従動プーリにおける対向一対のプーリも相対的に移動して溝幅が変化し、Ｖベルトの巻き径の変化によって従動プーリが変速回転する。
【００１１】
なお、溝幅調整部材が従動プーリを形成する対向一対のプーリ間に組み込まれている場合においても、直動アクチュエータの作動により、溝幅調整部材をプーリ径方向に移動させると、従動プーリおよび駆動プーリのそれぞれの溝幅が変化し、Ｖベルトの巻き径の変化によって従動プーリが変速回転する。
【００１２】
この発明に係るＶベルト式無段変速機においては、上記のように、直動アクチュエータにより溝幅調整部材をプーリ径方向に移動させることにより、可動プーリが対向するプーリに対して軸方向に相対移動して溝幅が変化するため、特許文献１で記載されたフォーク部材のような部材を必要とせず、また、溝幅調整部材やその溝幅調整部材をプーリ径方向に移動させる直動アクチュエータのそれぞれをＶベルトで囲まれた空間内に組込むことが可能となり、Ｖベルト式無段変速機の小型化を図ることができる。
【００１３】
ここで、溝幅調整部材として、可動プーリのベルト案内面に接触されるローラと、そのローラを回転自在に支持するローラ支持体とからなるものを採用することができる。
【００１４】
上記のような溝幅調整部材の採用においては、可動プーリとの接触によってローラが回転するため、接触部における回転抵抗が小さく、上記溝幅調整部材によって溝幅が調整される側のプーリを円滑に回転させることができ、エンジンにおける燃料消費を抑制することができる。
【００１５】
上記ローラの可動プーリに対する対向面の外周部に断面円弧状の接触面を設けておくと、ローラを可動プーリのベルト案内面に沿って径方向内方に円滑に接触移動させることができ、可動プーリを対向するローラに対して離反する方向にスムーズに相対移動させることができる。
【００１６】
また、直動アクチュエータとして、電動モータによって回転駆動されるナットを有し、そのナットの回転によってねじ軸を軸方向に移動させるようにしたボールねじからなるものを採用することができる。
【００１７】
上記のようなボールねじの採用においては、ねじ軸をＶベルトの内側において駆動軸および従動軸のそれぞれと直交するよう配置し、そのねじ軸の先端部で溝幅調整部材を支持し、そのねじ軸の軸方向への移動で溝幅調整部材をプーリ径方向に移動させることにより、小型のＶベルト式無段変速機を得ることができる。
【００１８】
また、ねじ軸は可動プーリと接触する溝幅調整部材によって回り止めされるため、回り止め手段を別に設ける必要がなく、部品点数を低減し、組立ての容易化を図ることができる。
【００１９】
ここで、ボールねじにおけるねじ軸を弾性部材によって溝幅調整部材が対向一対のプーリ間に押し込まれる方向に向けて付勢すると、溝幅調整部材が可動プーリを押圧して対向するプーリに対して離反させる方向に相対移動させる際、可動プーリからねじ軸に負荷される押圧時の反力を弾性部材で吸収することができ、ナットを回転駆動する電動モータへの負荷を軽減し、電動モータとして容量の小さな小型の電動モータを採用することができる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明においては、上記のように、直動アクチュエータにより溝幅調整部材を径方向に移動させる部品点数の少ない簡単な構成により対向一対のプーリを軸方向に相対移動させて溝幅を変更することができ、しかも、溝幅調整部材やその溝幅調整部材をプーリ径方向に移動させる直動アクチュエータのそれぞれをＶベルトで囲まれた空間内に組込むことができるため、極めて小型のＶベルト式無段変速機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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II−II線に沿った断面図
【図３】図１に示す溝幅調整部材および直動アクチュエータの組込み部を拡大して示す断面図
【図４】この発明に係るＶベルト式無段変速機の他の実施の形態を示す縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明の実施の形態を図面の図１乃至図３に基づいて説明する。図示のように、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。
【００２３】
変速機ケース１０は、ケース本体１１と、そのケース本体１１の周壁開口部を閉塞するカバー１２とからなり、上記ケース本体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。
【００２４】
ケース本体１１の一端部に設けられた軸挿入孔１３には駆動軸としてのプライマリ軸１５が挿通されて変速機ケース１０内に端部が臨んでいる。このプライマリ軸１５は軸挿入孔１３内に組み込まれた軸受１６によって回転自在に支持されている。
【００２５】
一方、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１７が挿通されて軸端部が変速機ケース１０内に臨んでいる。このセカンダリ軸１７は軸挿入孔１４内に組み込まれた軸受１８により回転自在に支持されている。
【００２６】
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１５に支持された駆動プーリ２０と、セカンダリ軸１７に支持された従動プーリ３０と、これらのプーリ２０、３０間に掛け渡されたＶベルト４０とを有している。
【００２７】
また、Ｖベルト式無段変速機構Ａは、駆動プーリ２０の溝幅を調整する溝幅調整部材５０と、その溝幅調整部材５０をプーリ径方向に移動させる直動アクチュエータ６０を有している。
【００２８】
駆動プーリ２０は、皿形の一対の可動プーリ２１、２１からなる。一対の可動プーリ２１、２１はテーパ状のベルト案内面２２が対向するようにしてプライマリ軸１５に嵌合され、そのプライマリ軸１５の外径面に設けられたスプライン２３により回り止めされ、かつ、軸方向にスライド自在に支持されている。
【００２９】
また、一対の可動プーリ２１のそれぞれは、プライマリ軸１５の外側に設けられた一対の弾性部材としてのコイルばね２４によって互いに接近する方向に向けて付勢されており、プライマリ軸１５の軸端部に設けられた一方のコイルばね２４は、軸端部に設けられたばね座２５によって抜止め支持されている。
【００３０】
従動プーリ３０は、上記駆動プーリ２０と同様に、皿形の一対の可動プーリ３１、３１からなる。一対の可動プーリ３１、３１はテーパ状のベルト案内面３２が対向するようにしてセカンダリ軸１７に嵌合され、そのセカンダリ軸１７の外径面に設けられたスプライン３３により回り止めされ、かつ、軸方向にスライド自在に支持されている。
【００３１】
また、一対の可動プーリ３１のそれぞれは、セカンダリ軸１７の外側に設けられた一対の弾性部材としてのコイルばね３４によって互いに接近する方向に向けて付勢されており、セカンダリ軸１７の軸端部に設けられた一方のコイルばね３４は、軸端部に設けられたばね座３５によって抜止め支持されている。
【００３２】
溝幅調整部材５０は、駆動プーリ２０を形成する一対の可動プーリ２１の対向部間に組み込まれている。このとき、溝幅調整部材５０は一対の可動プーリ２１のベルト４０が巻き付けられていない部位に組み込まれている。
【００３３】
図３に示すように、溝幅調整部材５０は、対向一対の可動プーリ２１のベルト案内面２２のそれぞれに接触される一対のローラ５１と、その一対のローラ５１を回転自在に支持するローラ支持体５２とからなる。
【００３４】
ローラ支持体５２は、一対のローラ軸５３を両側に有し、その一対のローラ軸５３のそれぞれに軸受５４が嵌合され、それぞれの軸受５４によって一対のローラ５１のそれぞれが回転自在に支持されている。
【００３５】
ローラ５１は、可動プーリ２１に対する対向面の外周部に断面円弧状の接触面５１ａを有し、その接触面５１ａが可動プーリ２１のベルト案内面２２と接触している。
【００３６】
溝幅調整部材５０をプーリ径方向に移動させるアクチュエータ６０は、ケース本体１１の内面に突設されて先端部がＶベルト４０の内側の空間内に位置する支持ベース１９に支持されている。
【００３７】
直動アクチュエータ６０は、電動モータ６１と、その電動モータ６１を駆動源とするボールねじ６２とを有する。ボールねじ６２は、電動モータ６１を駆動源として回動されるナット６３と、そのナット６３のねじ溝に沿って組み込まれたボールを介してねじ係合するねじ軸６４を有しており、上記ナット６３と電動モータ６１の相互間に、電動モータ６１のロータ軸６１ａの回転を減速してナット６３に伝達するギヤ減速機構６５が設けられている。
【００３８】
ギヤ減速機構６５は、電動モータ６１のロータ軸６１ａに取付けられた入力ギヤ６５ａとナット６３に取付けられて上記入力ギヤ６５ａに噛合する入力ギヤ６５ａより大径の出力ギヤ６５ｂとからなる。
【００３９】
ボールねじ６２は、ねじ軸６４が支持ベース１９の先端部に形成された軸挿入孔６６内に挿入されて、そのねじ軸６４がＶベルト４０の内側に位置する配置とされていると共に、プライマリ軸１５と直交する配置とされており、上記ねじ軸６４の先端部に溝幅調整部材５０のローラ支持体５２が設けられている。
【００４０】
また、ナット６３は、軸挿入孔６６と同軸上に形成された嵌合孔６７内に組み込まれ、その嵌合孔６７に組み込まれた軸受６８はナット６３を回転自在に支持している。
【００４１】
支持ベース１９にはねじ軸６４の軸端部を覆う筒体６９が取り付けられ、その筒体６９の閉塞端部内に組み込まれた弾性部材７０はねじ軸６４を駆動プーリ２０に向けて付勢している。
【００４２】
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、直動アクチュエータ６０における電動モータ６１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１５が回転し、そのプライマリ軸１５と共に駆動プーリ２０が回転すると、その回転はＶベルト４０を介して従動プーリ３０に伝達されて、従動プーリ３０が駆動プーリ２０と同方向に回転し、その従動プーリ３０の回転がセカンダリ軸１７に伝達される。
【００４３】
プライマリ軸１５からセカンダリ軸１７への回転伝達状態において、電動モータ６１を回転させると、その回転はギヤ減速機構６５を介してナット６３に伝達され、そのナット６３の回転によりねじ軸６４が軸方向に移動する。
【００４４】
ねじ軸６４の先端部には溝幅調整部材５０が設けられているため、ねじ軸６４の軸方向への移動により溝幅調整部材５０が駆動プーリ２０の径方向に移動する。ここで、電動モータ６１の順方向の回転によりねじ軸６４が図３の矢印で示す方向に後退動すると、溝幅調整部材５０が径方向外方に向けて移動し、コイルばね２４の弾性力により駆動プーリ２０を形成する一対の可動プーリ２１が互いに接近する方向に移動する。
【００４５】
一対の可動プーリ２１の接近する方向への相対移動によりＶベルト４０の巻き径が大きくなり、Ｖベルト４０の張力が増大するため、従動プーリ３０を形成する一対の可動プーリ３１がコイルばね３４の弾性に抗して互いに離反する方向に相対移動し、従動プーリ３０における溝幅が大きくなってＶベルト４０の巻き径が小さくなる。
【００４６】
その結果、駆動プーリ２０の回転は増速されて従動プーリ３０に伝達され、セカンダリ軸１７が増速回転する。
【００４７】
一方、電動モータ６１を逆方向に回転させると、ねじ軸６４が図３の矢印で示す方向と反対の方向に向けて前進動し、溝幅調整部材５０が駆動プーリ２０の径方向内方に向けて移動する。このとき、溝幅調整部材５０の一対のローラ５１が駆動プーリ２０を形成する一対の可動プーリ２１のテーパ状のベルト案内面２２を押圧するため、一対の可動プーリ２１はコイルばね２４の弾性に抗して互いに離反する方向に相対移動する。
【００４８】
一対の可動プーリ２１の離反する方向への相対移動により、駆動プーリ２０の溝幅が大きくなり、Ｖベルト４０の巻き径が小さくなってＶベルト４０の張力が弱くなる。このとき、従動プーリ３０を形成する一対の可動プーリ３１がコイルばね３４の押圧により互いに接近する方向に相対移動し、従動プーリ３０における溝幅が小さくなってＶベルト４０の巻き径が大きくなる。
【００４９】
その結果、駆動プーリ２０の回転は減速されて従動プーリ３０に伝達され、セカンダリ軸１７が減速回転する。
【００５０】
ここで、溝幅調整部材５０が駆動プーリ２０の径方向内方に移動して一対の可動プーリ２１を押圧する際、溝幅調整部材５０の一対のローラ５１は断面円弧状の接触面５１ａで一対の可動プーリ２１のテーパ状のベルト案内面２２を押圧するため、溝幅調整部材５０は径方向内方にスムーズに移動し、一対の可動プーリ２１は離反する方向にスムーズに移動する。
【００５１】
また、溝幅調整部材５０が一対の可動プーリ２１を押圧して離反する方向に相対移動させる場合、ねじ軸６４には押圧による反力が負荷される。
【００５２】
このとき、ねじ軸６４は弾性部材７０によって弾性力が付与され、その弾性力はねじ軸６４の前進動をアシストすると共に、ねじ軸６４に負荷される反力を打ち消すように作用するため、ねじ軸６４は円滑に前進動する。また、電動モータ６１への負荷は大幅に低減されることになり、電動モータ６１として小型のものを採用することができる。
【００５３】
駆動プーリ２０の溝幅を調整する溝幅調整部材５０の一対のローラ５１は回転自在の支持であるため、駆動プーリ２０を形成する一対の可動プーリ２１が回転すると、一対のローラ５１は接触回転する。このため、一対の可動プーリ２１は溝幅調整部材５０により回転を阻害されることなくスムーズに回転し、エンジンにおける燃料消費を抑制することができる。
【００５４】
実施の形態におけるＶベルト式無段変速機においては、駆動プーリ２０を形成する一対の可動プーリ２１間に溝幅調整部材５０を組込み、その溝幅調整部材５０をボールねじ６２のねじ軸６４の軸方向への移動によりプーリ径方向に移動させて駆動プーリ２０の溝幅を変化させるようにしているため、部品点数が少なく、しかも、ボールねじ６２をＶベルト４０の内側に組込むことができるため、極めて小型のＶベルト式無段変速機を提供することができる。
【００５５】
実施の形態においては、駆動プーリ２０を形成する一対の可動プーリ２１間に溝幅調整部材５０を設け、その溝幅調整部材５０を直動アクチュエータ６０により駆動プーリ２０の径方向に移動させて、駆動プーリ２０の溝幅を変化させるようにしたが、従動プーリ３０を形成する一対の可動プーリ３１間に溝幅調整部材５０を組み込んで、その溝幅調整部材５０を直動アクチュエータ６０により従動プーリ３０の径方向に移動させて、従動プーリ３０の溝幅を変化させるようにしてもよい。
【００５６】
図１においては、駆動プーリ２０および従動プーリ３０のそれぞれを軸方向に移動可能な対向一対の可動プーリ２１、３１で形成し、その一対の可動プーリ２１、３１のそれぞれをコイルばね２４、３４で互いに接近する方向に向けて付勢したが、対向一対のプーリの少なくとも一方のプーリを軸方向に移動可能な可動プーリとし、その可動プーリをコイルばねによって対向するプーリに向けて付勢するようにしてもよい。
【００５７】
すなわち、図４に示すように、駆動プーリ２０を対向一対のプーリ２６、２７で形成し、一方のプーリ２６を軸方向に移動可能な可動プーリとし、他方のプーリ２７をばね座２５との間に組み込んだカラー２８によりばね座２５に向けての移動を規制し、可動プーリ２６をコイルばね２４によって対向するプーリ２７に向けて付勢してもよい。また、従動プーリ３０も駆動プーリ２０と同様に、対向一対のプーリ３６、３７で形成し、一方のプーリ３６を軸方向に移動可能な可動プーリとし、他方のプーリ３７をばね座３５との間に組み込んだカラー３８によりばね座３５に向けての移動を規制し、可動プーリ３６をコイルばね３４によって対向するプーリ３７に向けて付勢してもよい。
【００５８】
この場合、駆動プーリ２０における可動プーリ２６のベルト案内面２２にのみローラ５１を接触させ、そのローラ５１をねじ軸６４の先端部に設けられたローラ支持体５２で回転自在に支持し、上記ローラ５１のプーリ径方向への移動によって可動プーリ２６を対向するプーリ２７に対して相対移動させるようにする。
【符号の説明】
【００５９】
１５  プライマリ軸（駆動軸）
１７  セカンダリ軸（従動軸）
２０  駆動プーリ
２１  可動プーリ
２２  ベルト案内面
２４  コイルばね（弾性部材）
２６  可動プーリ
３０  従動プーリ
３１  可動プーリ
３２  ベルト案内面
３４  コイルばね（弾性部材）
３６  可動プーリ
４０  Ｖベルト
５０  溝幅調整部材
５１  ローラ
５１ａ  接触面
５２  ローラ支持体
６０  直動アクチュエータ
６１  電動モータ
６２  ボールねじ
６３  ナット
６４  ねじ軸
７０  弾性部材
【図１】
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【図２】
2015007462.tif 000004
【図３】
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【図４】
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