JP5306858B2 - Vベルト式無段変速機 - Google Patents
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Description
すなわち,トルク伝達は,可動プーリボス部の内面側においてなされていたため,トルク伝達面に作用する単位面積あたりの力(この力を本願明細書等においては面圧という)が大きくなってしまうという課題があった。
本発明の目的は,上記課題を解決し,プーリ軸と可動プーリとの間のトルク伝達面に作用する面圧を低減できるVベルト式無段変速機を提供することにある。
前記可動プーリは前記プーリ軸に支持されるボス部を備え,
前記ボス部には前記可動プーリを前記プーリ軸方向に移動可能に支持する摺動部と,前記プーリ軸のトルクが伝達される被トルク伝達部とが、前記被トルク伝達部が前記摺動部よりも半径方向外側に位置するようにして、前記プーリ軸の半径方向に離間して設けられ、
前記ボス部の被トルク伝達部は,前記プーリ軸に対し相対回転不能に設けられるトルク伝達部と係合することで前記プーリ軸のトルクを前記可動プーリに伝達し,
前記トルク伝達部と被トルク伝達部とは前記プーリ軸の軸線方向に沿って相対移動可能とし,かつ,前記プーリ軸の回転方向で当接することでトルクを伝達し、
前記プーリ軸は,大径部と,この大径部に段部を介して設けられていて前記可動プーリの支持部を構成する小径部とを有し,
前記トルク伝達部は,前記プーリ軸の半径方向へ伸びるフランジ部と,このフランジ部に一体に設けられた軸方向部とを有する,前記プーリ軸と別体の部材であり,該部材における前記フランジ部が,前記可動プーリのボス部に挿通されかつ前記プーリ軸の小径部に装着される円筒部材の端部と,前記段部とで挟持されることで,前記プーリ軸に対し相対回転不能に固定され、
前記ボス部には、前記軸方向部が挿入されるとともに前記被トルク伝達部が形成される穴が設けられ、
前記穴よりも前記半径方向外側に位置する前記ボス部の外周に、前記可動プーリをスライドさせるためのベアリングを固定し、
前記摺動部と前記穴と前記ベアリングとが、前記プーリ軸の軸線方向で重なるようにして設けられていることを特徴とする。なお,本願において「プーリ軸」といった場合,第1および/または第2のプーリ軸を意味する。
このVベルト式無段変速機によれば,プーリ軸方向の摺動と被トルク伝達とを半径方向において離間して行なうことで、ボス部の大型化を避けつつ応力集中を緩和して可動プーリの摺動およびトルク伝達を良好にすることができる。
すなわち,大きさが同じトルクを伝達する際,従来に比べてトルク伝達面に作用する面圧を低減することができる。該面圧の低減は,トルク伝達部の小型化,ひいてはVベルト無段変速機全体の小型化に寄与しうる。
また、前記ボス部の被トルク伝達部は,前記プーリ軸に対し相対回転不能に設けられるトルク伝達部と係合することで前記プーリ軸のトルクを前記可動プーリに伝達し,
前記トルク伝達部と被トルク伝達部とは前記プーリ軸の軸線方向に沿って相対移動可能とし,かつ,前記プーリ軸の回転方向で当接することでトルクを伝達する構成となっているので、可動プーリの移動に伴い,トルク伝達部と被トルク伝達部とが相対移動した場合でもプーリ軸のトルクを伝達することができる。
また,前記プーリ軸は,大径部と,この大径部に段部を介して設けられていて前記可動プーリの支持部を構成する小径部とを有し,
前記トルク伝達部は,前記プーリ軸の半径方向へ伸びるフランジ部と,このフランジ部に一体に設けられた前記軸方向部とを有する,前記プーリ軸と別体の部材であり,該部材における前記フランジ部が,前記可動プーリのボス部に挿通されかつ前記プーリ軸の小径部に装着される円筒部材の端部と,前記段部とで挟持されることで,前記プーリ軸に対し相対回転不能に固定される構成となっているので、トルク伝達部をプーリ軸に一体に形成する場合に比べて容易に作製でき,かつ,トルク伝達部をプーリ軸に対して確実に相対回転不能に固定することが可能になる。
また,前記可動プーリのボス部の外周に,該可動プーリをスライドさせるためのベアリングを固定したので、可動プーリをスライドさせるための動力伝達系をコンパクトに構成することが可能となる。
望ましくは,前記トルク伝達部の軸線方向部と,前記ボス部におけるトルク伝達面との間に,合成樹脂製の緩衝部材を設けた構成とする。
このように構成すると,トルク伝達面へのグリス供給を不要としつつ可動プーリを滑らかに移動することができる。
また望ましくは,前記トルク伝達部の係合部は軸線回りに複数設けた構成とする。
このように構成すると,トルク伝達がより円滑になされるようになるとともに,面圧をより確実に低減することができる。
望ましくは、前記緩衝部材は、前記軸線方向部の先端部に装着されるとともに、前記軸線方向部は、前記緩衝部材が装着された状態で前記緩衝部材と一緒に前記穴内に挿入される構成とする。
また望ましくは、前記軸線方向部と前記緩衝部材とは、係合穴(112d)と該係合穴(112d)に嵌め込まれる突起(66d)とで、互いに係合可能に構成する。
また望ましくは、前記緩衝部材は、前記軸線方向部よりも半径方向内側において、前記軸線方向部の内側に装着される構成とする。
図1は本発明に係るVベルト式無段変速機の一実施の形態を用いた一例としてのスクータ型の自動二輪車を示す側面図,図2は同自動二輪車におけるVベルト式無段変速機を備えたパワーユニットの側面図,図3は図2における部分省略III−III断面図である。
図1に示すように,この自動二輪車10は,車体フレーム11の後部に,ピボット軸12とリアクッションユニット13とでパワーユニット20を車体フレーム11に対しピボット軸12回りに揺動自在に懸架した車両である。ヘッドパイプ11hに操舵自在にフロントフォーク14を取り付け,このフロントフォーク14の下端に前輪15Fを取り付けてある。フロントフォーク14の上部にはステアリングハンドル15を取り付けてある。
車体フレーム11は後部に左右一対のシートフレーム11s(一方のみ図示)を有している。このシートフレーム11s上に乗員が跨って座るシート16が設けられ,このシート16の下方に,上方へ開口する収納ボックス17が設けられている。収納ボックス17の後方には燃料タンク18が配置されている。
クランクケース31に保持されたボールベアリング31b,31bでクランク軸31cが回転可能に支持され,シリンダブロック32内にピストン32pが摺動可能に設けられている。クランク軸31cとピストン32pとがコンロッド32cで連結されており,ピストン32pの往復動でクランク軸31cが回転する。クランク軸31cは後述するプライマリ軸51を構成する。シリンダヘッド33には,燃焼室33cに連通する吸気管35(図1)と排気管36(図1)が接続されている。図2に示すように吸気管35には,燃料供給装置35aおよびエアクリーナ35cが接続されている。排気装置36には,消音器(図示せず)が接続される。
主として図3に示すように,Vベルト式無段変速機50は,第1のプーリ軸であるプライマリ軸51に支持された駆動プーリ60と,第2のプーリ軸であるセカンダリ軸52に支持された従動プーリ70と,これら駆動プーリ60と従動プーリ70との間に掛け渡されたVベルト53とを有している。また,このVベルト式無段変速機50は,前記駆動プーリ60,従動プーリ70,およびVベルト53を収容するケース40と,前記駆動プーリ60の溝幅を変更する溝幅可変機構80(図4)と,この溝幅可変機構80を作動させる駆動ユニット90と,この駆動ユニット90の動力を前記溝幅可変機構80へ伝達する動力伝達部100とを備えている。
この実施の形態のVベルト式無段変速機50の特徴の一つは,駆動ユニット90および動力伝達部100をケース40内に配置したことにある。
以下,Vベルト式無段変速機50の構成について順次説明する。
プライマリ軸51は,軸受部材であるベアリング31b,31bで両端支持される大径部51aと,この大径部51aに段部51dを介して設けられていて駆動プーリ60における可動プーリ62の支持部を構成する小径部51bとを有している。
駆動プーリ60はプライマリ軸(プーリ軸)51の軸方向に移動しない固定プーリ(固定半体)61と,プライマリ軸51に対し軸方向に移動可能で相対回転不能に取り付けられた可動プーリ(可動半体)62とを有している。
溝幅可変機構80は,可動プーリ62をプーリ軸51における可動プーリ62の支持部51bに沿って軸方向へスライドさせることでプーリ60の溝幅すなわち固定プーリ61と可動プーリ62との間隔を変更するための機構である。
溝幅可変機構80は,プーリ軸51に対し相対回転不能に設けられたトルク伝達部110と,可動プーリ62に設けられていて,トルク伝達部110との間でトルク伝達がなされるボス部63とを有している。
図4〜図6に示すように,可動プーリ62はプーリ軸51に支持されるボス部63を備え,ボス部63は可動プーリ62をプーリ軸方向に移動可能に支持する摺動部63aと,プーリ軸51のトルクが伝達される被トルク伝達部64とをプーリ軸の半径方向に離間して設けてある。
トルク伝達部110は,プーリ軸51の半径方向へ伸びるフランジ部111と,このフランジ部111に一体に設けられていて,軸線方向に伸びる軸線方向部112とを有している。軸線方向部112は,可動プーリ62の,プーリ軸51における可動プーリ62の支持部51bとの対向面(この実施の形態ではボス部63の内周面)63aより半径方向に関して外側に位置している。軸線方向部112は複数(この実施の形態では周方向に等ピッチで3個)設けてある。
トルク伝達部110のフランジ部111は円板状部分111aを半径方向へ3箇所で放射状に延設し,その延設部の先端にそれぞれ軸線方向部112を一体的に形成した形状となっている。
可動プーリ62のボス部63には,トルク伝達部110の軸線方向部112が挿入される穴65が設けられている。この穴65は横断面扇形であり軸線方向部112の横断面と対応し,略合致している。この穴65の円周方向における端面がトルク伝達面64を形成している。軸線方向部112はボス部63の穴65に挿入された状態で,上述したように,ボス部63の内周面63aより半径方向に関して外側に位置する。
緩衝部材66は,トルク伝達部110における軸線方向部112の先端部内側に装着されるもので,軸線方向部112の先端部に適合した形状を有している。図6に示す緩衝部材66は,湾曲状の内周壁部66aと,両側壁部66b,66bと,底壁部66cと,内周壁部66aにおいて半径方向外方へ向けて突出した突起66dとを有する一体成型品である。
緩衝部材66は,内周壁部66aの突起66dを軸線方向部112の穴112dに嵌め合わせるようにして,内周壁部66aを軸線方向部112の先端部分の内側に接合させることで軸線方向部112の先端部分に装着される。
軸線方向部112は緩衝部材66が装着された状態で緩衝部材66とともにボス部63の穴65に挿入される。緩衝部材66が穴65に挿入された状態では,緩衝部材66の側壁部66bにおける外側面66b1がボス部63におけるトルク伝達面64と当接するトルク伝達面を構成する。
図4,図5に示すように,可動プーリ62のボス部63の外周には,該可動プーリ62をスライドさせるため係合部材120が配置される。係合部材120については,動力伝達部100とともに後に詳しく説明する。
駆動ユニット90は,モータMの動力を出力軸91へ伝達する減速ギア列92を備えている。減速ギア列92の最終段のギア92eには同心状にボールネジ(雄ネジ)93が結合されている。出力軸91の基部側は円筒状に形成され,その内面にボールネジ(雌ネジ)91bが形成されていて,この雌ネジ91bが,ボールネジ(雄ネジ)93に螺合している。したがって,モータMの駆動で減速ギア列92を介してボールネジ93が回転すると,その回転方向に応じて出力軸91が,その軸線方向(図4における矢印X1,X2方向)へ進退動する。
図4に示すように,連結部材130における出力軸91との連結部133は,出力軸91の先端面91eに連結してある。
従動プーリ70は固定プーリ(固定半体)71と可動プーリ(可動半体)72とを備えている。上記駆動プーリ60と従動プーリ70とに無端状Vベルト53が掛け渡され,駆動プーリ60の回転が従動プーリ70に伝達される。従動プーリ70の回転数が所定回転数を越えると,従動プーリ70とセカンダリ軸52との間に設けられている遠心クラッチ54が接続状態となり,セカンダリ軸52が回転を始める。
したがって,セカンダリ軸52の回転は減速されて後輪軸55に伝達され,後輪軸55に取り付けられた後輪15R(図1)が駆動されることとなる。
(a)可動プーリ62はプーリ軸51に支持されるボス部63を備え,ボス部63は可動プーリ62をプーリ軸方向に移動可能に支持する摺動部63aと,プーリ軸51のトルクが伝達される被トルク伝達部64とをプーリ軸の半径方向に離間して設けてあるので,プーリ軸方向の摺動と被トルク伝達とを半径方向において離間して行なうことで、ボス部63の大型化を避けつつ応力集中を緩和して可動プーリの摺動およびトルク伝達を良好にすることができる。
すなわち,大きさが同じトルクを伝達する際,従来に比べてトルク伝達面に作用する面圧を低減することができる。該面圧の低減は,トルク伝達部の小型化,ひいてはVベルト無段変速機全体の小型化に寄与しうる。
(b)摺動面63aとは別にトルク伝達面64を設けたことにより,摺動面63aとトルク伝達面64とを同じ部材62に形成しつつ,摺動面63aにかかる負荷を低減することができる。したがって,摺動面63aにオイルやグリスなどを供給する必要がなくなる。
(c)ボス部63の被トルク伝達部(トルク伝達面64)は,プーリ軸に対し相対回転不能に設けられるトルク伝達部110と係合することでプーリ軸のトルクを可動プーリ62に伝達し,トルク伝達部110と被トルク伝達部64とはプーリ軸の軸線方向に沿って相対移動可能とし,かつ,プーリ軸の回転方向で当接することでトルクを伝達するので,可動プーリ62の移動に伴い,トルク伝達部110と被トルク伝達部とが相対移動した場合でもプーリ軸のトルクを伝達することができる。
(d)プーリ軸51に対し相対回転不能に設けられたトルク伝達部110が,プーリ軸51の半径方向へ伸びるフランジ部111と,このフランジ部111に一体に設けられていて,可動プーリ62の,プーリ軸51における可動プーリ62の支持部51bとの対向面63aより半径方向に関して外側に位置し,プーリ軸51の軸線方向に伸びる軸線方向部112とを有していて,この軸線方向部112と,ボス部63におけるトルク伝達面64との間でトルク伝達がなされるので,従来技術に比べてトルク伝達面64に作用する面圧を低減することができる。
すなわち,大きさが同じトルクを伝達する際,従来に比べてトルク伝達面64に作用する面圧を低減することができる。該面圧の低減は,トルク伝達部110の小型化,ひいてはVベルト無段変速機50全体の小型化に寄与しうる。
(e)プーリ軸51は,大径部51aと,この大径部51aに段部51dを介して設けられていて可動プーリ62の支持部を構成する小径部51dとを有し,トルク伝達部110は,プーリ軸51と別体の部材であり,該部材110における前記フランジ部111が,可動プーリ62のボス部63に挿通されかつプーリ軸51の小径部51dに装着される円筒部材67の端部67aと,段部51dとで挟持されることで,プーリ軸51に対し相対回転不能に固定されているので,トルク伝達部110をプーリ軸51に一体に形成する場合に比べて容易に作製でき,かつ,トルク伝達部110をプーリ軸51に対して確実に相対回転不能に固定することが可能になる。
(f)トルク伝達部110の軸線方向部112と,ボス部63におけるトルク伝達面64との間に,合成樹脂製の緩衝部材66を設けたので,トルク伝達面64へのグリス供給を不要としつつ騒音の発生も抑制することができる。
(g)トルク伝達部110の軸線方向部112は軸線回りに複数設けたので,トルク伝達がより円滑になされるようになるとともに,面圧をより確実に低減することができる。
(h)可動プーリ62のボス部63の外周に,該可動プーリ62をスライドさせるため係合部材120をベアリング69を介して配置したので,可動プーリ62をスライドさせるための動力伝達系をコンパクトに構成することが可能となる。また,軸方向長さを短くしつつ,係合部材120にトルクが伝わらないようにすることで,係台部材120の摩耗を防ぐことができる。
Claims (6)
- 第1のプーリ軸であるプライマリ軸に支持された駆動プーリと,第2のプーリ軸であるセカンダリ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との間に掛け渡されたVベルトと,前記駆動プーリおよび/または従動プーリにおける可動プーリをプーリ軸における可動プーリの支持部に沿って軸方向へスライドさせることでプーリの溝幅を変更する溝幅可変機構とを備えたVベルト式無段変速機であって,
前記可動プーリは前記プーリ軸に支持されるボス部を備え,
前記ボス部には前記可動プーリを前記プーリ軸方向に移動可能に支持する摺動部と,前記プーリ軸のトルクが伝達される被トルク伝達部とが、前記被トルク伝達部が前記摺動部よりも半径方向外側に位置するようにして、前記プーリ軸の半径方向に離間して設けられ、
前記ボス部の被トルク伝達部は,前記プーリ軸に対し相対回転不能に設けられるトルク伝達部と係合することで前記プーリ軸のトルクを前記可動プーリに伝達し,
前記トルク伝達部と被トルク伝達部とは前記プーリ軸の軸線方向に沿って相対移動可能とし,かつ,前記プーリ軸の回転方向で当接することでトルクを伝達し、
前記プーリ軸は,大径部と,この大径部に段部を介して設けられていて前記可動プーリの支持部を構成する小径部とを有し,
前記トルク伝達部は,前記プーリ軸の半径方向へ伸びるフランジ部と,このフランジ部に一体に設けられた軸方向部とを有する,前記プーリ軸と別体の部材であり,該部材における前記フランジ部が,前記可動プーリのボス部に挿通されかつ前記プーリ軸の小径部に装着される円筒部材の端部と,前記段部とで挟持されることで,前記プーリ軸に対し相対回転不能に固定され、
前記ボス部には、前記軸方向部が挿入されるとともに前記被トルク伝達部が形成される穴が設けられ、
前記穴よりも前記半径方向外側に位置する前記ボス部の外周に、前記可動プーリをスライドさせるためのベアリングを固定し、
前記摺動部と前記穴と前記ベアリングとが、前記プーリ軸の軸線方向で重なるようにして設けられていることを特徴とするVベルト式無段変速機。 - 前記トルク伝達部の軸線方向部と,前記ボス部におけるトルク伝達面との間に,合成樹脂製の緩衝部材を設けたことを特徴とする請求項1記載のVベルト式無段変速機。
- 前記トルク伝達部の係合部は軸線回りに複数設けたことを特徴とする請求項1または2記載のVベルト式無段変速機。
- 前記緩衝部材は、前記軸線方向部の先端部に装着されるとともに、前記軸線方向部は、前記緩衝部材が装着された状態で前記緩衝部材と一緒に前記穴内に挿入されることを特徴とする請求項2記載のVベルト式無段変速機。
- 前記軸線方向部と前記緩衝部材とは、係合穴(112d)と該係合穴(112d)に嵌め込まれる突起(66d)とで、互いに係合可能に構成されることを特徴とする請求項4記載のVベルト式無段変速機。
- 前記緩衝部材は、前記軸線方向部よりも半径方向内側において、前記軸線方向部の内側に装着されることを特徴とする請求項2,4,5のうちいずれか一項に記載のVベルト式無段変速機。
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