特開 2015-172377 ベルト式無段変速機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-172377(P2015-172377A)

(43)【公開日】2015年10月1日

(54)【発明の名称】ベルト式無段変速機

(51)【国際特許分類】

   F16H 9/18 20060101AFI20150904BHJP

【ＦＩ】

   F16H9/18 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-47463(P2014-47463)

(22)【出願日】2014年3月11日

(71)【出願人】

【識別番号】000238360

【氏名又は名称】武蔵精密工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067356

【弁理士】

【氏名又は名称】下田 容一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100160004

【弁理士】

【氏名又は名称】下田 憲雅

(74)【代理人】

【識別番号】100120558

【弁理士】

【氏名又は名称】住吉 勝彦

(74)【代理人】

【識別番号】100148909

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧澤 匡則

(74)【代理人】

【識別番号】100161355

【弁理士】

【氏名又は名称】野崎 俊剛

(72)【発明者】

【氏名】岡本 晃尚

(72)【発明者】

【氏名】渥美 隆士

(72)【発明者】

【氏名】西村 学

【テーマコード（参考）】

3J050

【Ｆターム（参考）】

3J050AA02

3J050BA03

3J050BB04

3J050BB08

3J050CA02

3J050DA03

(57)【要約】

【課題】可動シーブの移動遅れを抑制すると共にアクチュエータの組立作業を容易にするベルト式無段変速機を提供することを課題とする。
【解決手段】出力軸に第１ピン４４と第２ピン４５とを設け、これら第１ピン４４と第２ピン４５でアームのフォーク部５３を挟み、第１ピン４４又は第２ピン４５の一方を介して出力軸の移動をアームへ伝えるようにした。すなわち、出力軸とアームとの係合を、第１ピン４４又は第２ピン４５のみで行い、出力軸とアームとの間に存在する隙間を１箇所に減らした。
【効果】出力軸とアームとの間に存在する隙間を１箇所に減らしたため、可動シーブの移動遅れを大幅に抑制することができる。また、第１ピン４４と第２ピン４５との間にフォーク部５３を挿し込むだけで出力軸とアームとを係合でき、さらに、アームの挿し込み深さが出力軸の移動に与える影響も少ないため、アクチュエータの組立作業を極めて容易にできる。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プーリ軸に固定される固定シーブと、前記プーリ軸に支持され前記固定シーブに対して相対移動可能な可動シーブと、この可動シーブと前記固定シーブとの間に巻き掛けられるベルトと、前記可動シーブに取付けられ前記プーリ軸の軸線と交差する方向へ延びるアームと、このアームに係合し前記プーリ軸の軸線に平行に配置される出力軸と、この出力軸を軸方向へ移動させることで前記アームを介して前記可動シーブを移動させるアクチュエータとを備えたベルト式無段変速機において、
前記出力軸は、軸方向に所定の間隔を置いて配置された第１ピン及び第２ピンを備えており、これら第１ピンと第２ピンとで前記アームの先端を挟み、該第１ピン又は第２ピンの一方を介して前記出力軸の移動を前記アームへ伝えるようにしたことを特徴とするベルト式無段変速機。

【請求項2】

前記第１ピン及び前記第２ピンの軸線を、前記出力軸の軸線と交差させたことを特徴とする請求項１記載のベルト式無段変速機。

【請求項3】

前記アームは、内部すきまを有する軸受を介して前記可動シーブに取付けられており、
前記内部すきまに起因して前記軸受の外輪が内輪に対して傾くことで前記アームが最も傾いた状態でも、前記アームと前記第１ピン又は前記第２ピンとの間に隙間が確保されるように、前記第１ピン及び前記第２ピンの間隔を設定したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のベルト式無段変速機。

【請求項4】

前記プーリ軸の軸直角方向から視た場合に、前記第１ピン及び前記第２ピンを前記ベルトの軌跡外に配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のベルト式無段変速機。

【請求項5】

前記第１ピンは、前記出力軸を貫通して突出する２つの突出部を有すると共に、前記第２ピンは、前記出力軸を貫通して突出する２つの突出部を有し、
前記アームの先端は二股のフォーク部とされ、このフォーク部で前記出力軸を挟むようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のベルト式無段変速機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、可動シーブを移動させるアクチュエータを備えたベルト式無段変速機に関する。

【背景技術】

【0002】

エンジンの出力回転を適度に変速して駆動輪に伝える変速機には各種の構造が提案されている。中でも、近年は、ベルト式無段変速機が普及するようになってきた。ベルト式無段変速機は、駆動プーリと従動プーリとベルトを基本要素としており、駆動プーリ及び従動プーリは、各々固定シーブと可動シーブからなっている。このようなベルト式無段変速機の一例として、例えば特許文献１には、可動シーブをアクチュエータで移動させる技術が開示されている（特許文献１（図１３）参照。）。

【0003】

特許文献１のベルト式無段変速機では、アクチュエータ（９０）（括弧付き数字は、特許文献１に記載された符号を示す。以下同様）の出力ロッド（９１）と可動シーブ（６２）とが、ベアリング（６４）とアーム部（８２）と連結部材（１３０）とで機械的に連結されている。

【0004】

詳細には、アーム部（８２）がベアリング（６４）の外輪に取付けられており、連結部材（１３０）がピン（８４）を介してアーム部（８２）に連結され、出力ロッド（９１）がピン（１３２）を介して連結部材（１３０）に連結されている。

【0005】

ここで、出力ロッド（９１）と連結部材（１３０）との係合には、Ｕ溝（１３１）にピン（１３２）を嵌め込む構造を採用しているため、Ｕ溝（１３１）へのピン（１３２）の嵌め込み位置が深くなりすぎると、出力ロッド（９１）に無理な力が加わり、出力ロッド（９１）の円滑な移動が妨げられる。そのため、アクチュエータ（９０）の組立作業に注意を要する。

【0006】

また、ピン（８４）と連結部材（１３０）との間には、僅かではあるがピン（８４）を挿入するための隙間が存在する。同様に、ピン（１３２）とＵ溝（１３１）との間にも僅かではあるが隙間が存在する。そのため、出力ロッド（９１）が移動を開始すると、ピン（１３２）とＵ溝（１３１）との間の隙間がゼロになってから連結部材（１３０）が移動を開始し、次に、ピン（８４）と連結部材（１３０）との間の隙間がゼロになってからアーム部（８２）が移動を開始する。すなわち、特許文献１の構造では複数箇所の隙間が存在するため、アクチュエータ（９０）を作動させてから可動シーブ（６２）が移動を開始するまでに遅れが発生する。

【0007】

さらには、特許文献１の構造では、ベルト（５３）とピン（１３２）とが図面表裏方向で重なっているため、ベルト（５３）の巻き掛け半径が変化してベルト（５３）が図面表裏方向へ移動した場合でも、ピン（１３２）とベルト（５３）が接触しないような構造を採る必要がある。しかしながら、そうした構造では変速機の小型化が難しくなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１２−４７２９２公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、可動シーブの移動遅れを抑制すると共にアクチュエータの組立作業を容易にするベルト式無段変速機を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

請求項１に係る発明は、プーリ軸に固定される固定シーブと、前記プーリ軸に支持され前記固定シーブに対して相対移動可能な可動シーブと、この可動シーブと前記固定シーブとの間に巻き掛けられるベルトと、前記可動シーブに取付けられ前記プーリ軸の軸線と交差する方向へ延びるアームと、このアームに係合し前記プーリ軸の軸線に平行に配置される出力軸と、この出力軸を軸方向へ移動させることで前記アームを介して前記可動シーブを移動させるアクチュエータとを備えたベルト式無段変速機において、
前記出力軸は、軸方向に所定の間隔を置いて配置された第１ピン及び第２ピンを備えており、これら第１ピンと第２ピンとで前記アームの先端を挟み、該第１ピン又は第２ピンの一方を介して前記出力軸の移動を前記アームへ伝えるようにしたことを特徴とする。

【0011】

請求項２に係る発明では、第１ピン及び第２ピンの軸線を、出力軸の軸線と交差させたことを特徴とする。

【0012】

請求項３に係る発明では、アームは、内部すきまを有する軸受を介して可動シーブに取付けられており、内部すきまに起因して軸受の外輪が内輪に対して傾くことでアームが最も傾いた状態でも、アームと第１ピン又は第２ピンとの間に隙間が確保されるように、第１ピン及び第２ピンの間隔を設定したことを特徴とする。

【0013】

請求項４に係る発明では、プーリ軸の軸直角方向から視た場合に、第１ピン及び第２ピンをベルトの軌跡外に配置したことを特徴とする。

【0014】

請求項５に係る発明では、第１ピンは、出力軸を貫通して突出する２つの突出部を有すると共に、第２ピンは、出力軸を貫通して突出する２つの突出部を有し、アームの先端は二股のフォーク部とされ、このフォーク部で出力軸を挟むようにしたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

請求項１に係る発明では、出力軸は、軸方向に所定の間隔を置いて配置された第１ピン及び第２ピンを備えており、これら第１ピンと第２ピンとでアームの先端を挟み、第１ピン又は第２ピンの一方を介して出力軸の移動をアームへ伝えるようにした。すなわち、出力軸とアームとの係合を、第１ピン又は第２ピンのみで行い、出力軸とアームとの間に存在する隙間を１箇所に減らした。結果、従来の構造では、複数個所の隙間が存在したが、本発明では隙間を１箇所に減らしたため、可動シーブの移動遅れを大幅に抑制することができる。
また、第１ピンと第２ピンとの間にアームの先端を挿し込むだけで出力軸とアームとを係合でき、さらに、アームの挿し込み深さが出力軸の移動に与える影響も少ないため、アクチュエータの組立作業を極めて容易にできる。

【0016】

請求項２に係る発明では、第１ピン及び第２ピンの軸線を出力軸の軸線と交差させたため、アームから出力軸に反力が加わっても、出力軸に曲げモーメントが作用しない。結果、軸力のみを考慮して出力軸の強度を設計すれば良く、出力軸の小径化が可能となる。また、出力軸に曲げモーメントが作用しないため、出力軸の円滑な移動が保証される。

【0017】

請求項３に係る発明では、アームが最も傾いた状態でも、アームと第１ピン又は第２ピンとの間に隙間が確保されるため、アームがどのような傾き状態にあっても第１ピン及び第２ピンの両方に同時に接触することはなく、それによって出力軸に無理な力が加わることがない。結果、出力軸の円滑な移動が保証される。

【0018】

請求項４に係る発明では、プーリ軸の軸直角方向から視た場合に、第１ピン及び第２ピンをベルトの軌跡外に配置したため、ベルトが第１ピン及び第２ピンに接触する心配がない。結果、ベルトを出力軸に接近させることができ、変速機のコンパクト化が可能となる。また、ベルトが第１ピン及び第２ピンに接触する心配がないため、ベルトの損傷を防ぐことができる。

【0019】

請求項５に係る発明では、アームの先端は二股のフォーク部とされ、このフォーク部で出力軸を挟むようにしたため、出力軸の回り止めとアームの回り止めとを行うことができる。結果、係合だけでなく複数の回り止めの機能も兼用させて、構造の簡素化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明に係るベルト式無段変速機の要部断面図である。

【図2】図１の２矢視図である。

【図3】図２の３−３線断面図である。

【図4】軸受の作用図である。

【図5】第１ピンと第２ピンとの間の間隔を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。

【実施例】

【0022】

図１に示すように、ベルト式無段変速機１０は、クランク軸１１の一端に形成されるプーリ軸１２と、このプーリ軸１２に支持される駆動プーリ１３と、この駆動プーリ１３と図示しない従動プーリとに掛け渡されるベルト１４とを基本要素としている。さらに、駆動プーリ１３は、プーリ軸１２に固定される固定シーブ１５と、プーリ軸１２に支持され固定シーブ１５に対して相対移動可能な可動シーブ１６からなり、これら固定シーブ１５と可動シーブ１６との間にベルト１４が巻き掛けられている。

【0023】

可動シーブ１６の背後には、ランププレート１７がプーリ軸１２に固定されており、これら可動シーブ１６とランププレート１７との間に複数の遠心ウエイト１９が保持されている。プーリ軸１２が回転し、その回転速度に応じた遠心力が遠心ウエイト１９に作用すると、遠心ウエイト１９が可動シーブ１６のカム面２１に沿って径外方へ移動し、可動シーブ１６を固定シーブ１５側へ移動させる。結果、固定シーブ１５と可動シーブ１６との間隔が狭くなり、ベルト１４の巻き掛け半径が大きくなる。

【0024】

また、可動シーブ１６は、ベルト１４の摺動面とカム面２１とが別部品で構成されており、両面間のボス部２３には、軸受２４を介してアーム２６が取付けられている。さらに、アーム２６の先端には、遠心ウエイト１９と協働して可動シーブ１６を移動させるアクチュエータ３０の出力軸３１が係合されている。

【0025】

アクチュエータ３０は、モータ３２の動力を伝達するギヤ群３３と、このギヤ群３３を介して回転駆動されるナット部材３４と、このナット部材３４の回転を直線運動に変えて出力する出力軸３１とを有している。ギヤ群３３は複数個のギヤで構成されており、最終段のギヤ３６は、ナット部材３４と一体に形成されている。これらギヤ群３３及びナット部材３４は、アクチュエータケース３８に収容されている。

【0026】

アクチュエータケース３８は、ギヤ群３３の各回転軸およびナット部材３４を両端でそれぞれ支持する構造となっており、いずれも金属製の第１ケース４１と第２ケース４２とからなっている。

【0027】

図２に示すように、出力軸３１の先端には、第１ピン４４が取付けられると共に、さらに、この第１ピン４４から所定の間隔Ｌを置いた位置に第１ピン４４と同径の第２ピン４５が取付けられている。そして、これら第１ピン４４と第２ピン４５とでアーム２６の先端を挟み、第１ピン４４又は第２ピン４５の一方を介して出力軸３１の移動をアーム２６へ伝えるようになっている。すなわち、本例では、出力軸３１とアーム２６との係合を、第１ピン４４又は第２ピン４５のみで行い、出力軸３１とアーム２６との間に存在する隙間を１箇所に減らした。結果、隙間に起因する可動シーブ１６の移動遅れを大幅に抑制することができる。

【0028】

さらに、プーリ軸１２の軸直角方向から視た場合に、第１ピン４４及び第２ピン４５をベルト１４の軌跡外に配置した（図１参照。）。これにより、ベルト１４が第１ピン４４及び第２ピン４５に接触する心配がなく、ベルト１４を出力軸３１に接近させることができるため、変速機のコンパクト化が可能となる。また、ベルト１４が第１ピン４４及び第２ピン４５に接触する心配がないため、ベルト１４の損傷を防ぐことができる。

【0029】

なお、第１ピン４４及び第２ピン４５は、嵌め合いによって出力軸３１に固定されている。ただし、出力軸３１への第１ピン４４及び第２ピン４５の固定方法は、嵌め合いに限られず、ねじ等による機械的な方法や、接着剤等による化学的な方法であっても良い。

【0030】

図３に示すように、出力軸３１の先端は、互いに平行な２つの平面部４７、４８となっている。第２ピン４５は、平面部４７から平面部４８へ貫通しており、第２ピン４５の両端が平面部４７、４８から突出している。すなわち、第２ピン４５は上下に突出部５１、５２を有している。同様に、第１ピン４４も突出部５１、５２を有している（図２参照。）。

【0031】

なお、本例のように第１ピン４４及び第２ピン４５を貫通させる他、第１ピン４４及び第２ピン４５を上ピースと下ピースとに分割し、上ピースを平面部４７に固定すると共に下ピースを平面部４８に固定して、突出部５１、５２としても良い。

【0032】

アーム２６の先端は二股のフォーク部５３とされており、このフォーク部５３で平面部４７と平面部４８を挟むようになっている。すなわち、フォーク部５３で出力軸３１を挟むようにしたため、出力軸３１の回り止めとアーム２６の回り止めとを行うことができる。結果、係合だけでなく複数の回り止めの機能も兼用させて、構造の簡素化を図ることができる。

【0033】

さらに、第２ピン４５の軸線４５ａは、出力軸３１の軸線３１ａ（この軸線３１ａは図面表裏方向に延びている。）と交差している。出力軸３１が移動して第２ピン４５でフォーク部５３が図面表側へ押されると、アーム２６から出力軸３１に図面奥側への反力が加わる。しかしながら、第２ピン４５の軸線４５ａが出力軸３１の軸線３１ａと交差しているため、出力軸３１には曲げモーメントが作用しない。結果、軸力のみを考慮して出力軸３１の強度を設計すれば良く、出力軸３１の小径化が可能となる。また、出力軸３１に曲げモーメントが作用しないため、出力軸３１の円滑な移動が保証される。

【0034】

これと同様に、第１ピン（図２、符号４４）の軸線も出力軸３１の軸線３１ａと交差しており、第１ピン４４でフォーク部５３が押されても、出力軸３１に曲げモーメントが作用しないようになっている。

【0035】

図４（ａ）に示すように、軸受２４は、主に内輪５４と転動体５５と外輪５６とからなる。軸受２４は、転動体５５が内輪５４と外輪５６との間を転動するため、転動時のフリクションや発熱を下げるべく数十μｍ程度の内部すきまが設けられている。

【0036】

この内部すきまの存在により、図４（ｂ）に示すように、内輪５４を固定して外輪５６にモーメントを作用させると、内部すきまの分だけ遊びが詰まり、外輪５６が内輪５４に対してθだけ傾く。

【0037】

ベルト式無段変速機１０においては、出力ロッド３１が移動することでアーム２６を介して外輪５６にモーメントが作用するため、外輪５６に取付けられたアーム２６が傾き、結果、図５（ａ）に示すように、フォーク部５３が傾く。
ここで、第１ピン４４及び第２ピン４５の間隔Ｌは、フォーク部５３の傾きが最大のθｍａｘの状態（内部すきまの遊びが完全に詰まった状態）であっても、フォーク部５３と第１ピン４４との間にδ１の隙間が確保されるように設定した。すなわち、フォーク部５３の厚さをｔとすると、Ｌ＝（ｔ／ｃｏｓθｍａｘ）＋δ１とした。

【0038】

なお、図５（ａ）では、図１において出力軸３１が右側へ移動し、その移動が第２ピン４５を介してフォーク部５３へ伝えられる状態を図示しているが、図１において出力軸３１が左側へ移動する場合には、その移動が第１ピン４４を介してフォーク部５３へ伝えられ、図５（ａ）に示す状態とは反対側にフォーク部５３がθｍａｘだけ傾く。この場合、フォーク部５３と第２ピン４５との間にδ１の隙間が確保される。

【0039】

すなわち、フォーク部５３と第１ピン４４又は第２ピン４５との間には、常に隙間δ１が確保され、フォーク部５３がどのような傾き状態にあっても第１ピン４４及び第２ピン４５の両方に同時に接触することはなく、それによって出力軸３１に無理な力が加わることがない。結果、出力軸３１の円滑な移動が保証される。なお、δ１は数μｍ程度に設定される。

【0040】

また、アクチュエータ３０の組立て時には、図５（ｂ）に示すように、１／２δ１より大きな隙間δ２、δ２が確保された状態で、第１ピン４４と第２ピン４５との間にフォーク部５３を挿し込むことができる。このように、第１ピン４４と第２ピン４５との間にフォーク部５３を挿し込むだけで出力軸３１とアーム２６とを係合でき、さらに、フォーク部５３の挿し込み深さが出力軸３１の移動に与える影響も少ないため、アクチュエータ３０の組立作業を極めて容易にできる。

【0041】

なお、本例では第１ピン４４と第２ピン４５とを同径としたが、図１において出力軸３１が右側へ移動する場合と左側へ移動する場合とで、アーム２６から出力軸３１に加わる反力が異なるため、反力の大きさに応じて第１ピン４４及び第２ピン４５の径を設定しても良い。これにより、第１ピン４４及び第２ピン４５の強度を最適に確保することができる。

【産業上の利用可能性】

【0042】

本発明は、自動二輪車に搭載されるベルト式無段変速機に好適である。

【符号の説明】

【0043】

１０…ベルト式無段変速機、１２…プーリ軸、１４…ベルト、１５…固定シーブ、１６…可動シーブ、２４…軸受、２６…アーム、３０…アクチュエータ、３１…出力軸、３１ａ…出力軸の軸線、４４…第１ピン、４５…第２ピン、４５ａ…第２ピンの軸線、５１、５２…突出部、５３…フォーク部、５４…内輪、５５…外輪、Ｌ…第１ピン及び第２ピン間の間隔、δ１…隙間。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】