JP6600532B2 - プーリ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、プーリ装置に関するものである。
スクータ型の自動二輪車などでは、ベルト式の無段変速機が採用されている。この無段変速機は、駆動プーリ装置と、従動プーリ装置と、ベルトとを備えている。ベルトは、駆動プーリ装置と従動プーリ装置との間に架けられている。
従動プーリ装置は、可動シーブと固定シーブとによってベルトを挟持している。発進時などの急加速時では、可動シーブと固定シーブとによってベルトをしっかりと挟持できないことがある。これを防ぐために、特許文献1のプーリ装置は、カム機構を備えている。このカム機構は、可動ボスに設けられたカム部と、ドライブプレートに設けられたカム受け部とによって構成されている。可動シーブが固定シーブに対して相対回転すると、カム機構は、その回転を軸方向の推力に変換して可動シーブを固定シーブ側に移動させる。この結果、ベルトは、可動シーブと固定シーブとによってしっかりと挟持される。
特許第3651628号公報
上述したように、可動ボスのドライブプレート側の端部がカム部となっているため、可動ボスは固定ボスと当接する部分の軸方向長さが短くなる。可動ボスと固定ボスとの当接する部分の軸方向長さが短くなると、ベルトからの荷重で可動シーブが倒れてしまい、動力伝達のロスが生じてしまう。
本発明の課題は、可動シーブの倒れを抑制することのできるプーリ装置を提供することである。
本発明のある側面に係るプーリ装置は、固定シーブと、固定ボスと、可動シーブと、可動ボスと、カム機構とを備えている。固定ボスは、固定シーブから軸方向に延びる。可動シーブは、軸方向において固定シーブに対して接近及び離間するように移動可能である。可動ボスは、固定ボスの径方向外側において、可動シーブから軸方向に延びる。カム機構は、固定ボスに対する可動ボスの相対回転を可動ボスの軸方向推力に変換する。カム機構は、カム溝と係合ピンとを有する。カム溝は、固定ボスの外周面に形成されている。係合ピンは、可動ボスの内周面から径方向内側に突出してカム溝に係合する。
この構成によれば、カム機構は、固定ボスの外周面に形成されたカム溝と、可動ボスの内周面から突出する係合ピンとによって構成されている。すなわち、可動ボスのドライブプレート側の端部にカム部は形成されていない。このため、可動ボスの端部がカム部となっているプーリ装置に比べて、本発明に係るプーリ装置は、固定ボスと可動ボスとの当接部分の軸方向長さを長くすることができる。この結果、可動シーブの倒れを抑制することができる。
好ましくは、プーリ装置は、摺動部材をさらに備える。摺動部材は、可動ボスの内周面に取り付けられている。摺動部材は、可動ボスよりも摩擦係数が低い。この構成によれば、可動ボスは、摺動部材を介して、固定ボス上をスムーズに摺動することができる。また、係合溝を可動シーブではなく固定シーブ側に形成しているため、この摺動部材を軸方向において長くすることができる。
好ましくは、プーリ装置は、可動ボスの外周面に取り付けられるカバー部材をさらに備える。可動ボスは、径方向に貫通し且つカバー部材に覆われる取付孔を有する。係合ピンは、取付孔に取り付けられる。この構成によれば、固定ボスに可動ボスを取り付けた後、貫通孔に係合ピンを挿入することで、係合ピンを可動ボスに取り付けることができる。また、カバー部材によって径方向の外側から貫通孔を塞ぐことによって、係合ピンが遠心力によって貫通孔から抜けることを防止することができる。
好ましくは、可動シーブを固定シーブに向かって付勢する弾性体をさらに備える。カバー部材は、カバー本体部と、当接部とを有する。カバー本体部は、可動ボスの外周面に沿って延びる。当接部は、弾性体の可動シーブ側の端面と当接する。この構成によれば、例えば弾性体としてスプリングを使用した場合に、スプリングの端面が当接部に当接しているため、スプリングの端面が可動シーブを傷つけることを防止できる。
カム溝は、軸方向に延びており、カム溝の一方の端部が可動シーブと反対側に向かって開口するような構成にすることもできる。この構成によれば、可動ボスに係合ピンを取り付けた状態であっても、係合ピンをカム溝の開口する端部からカム溝内に入れることによって、可動ボスを固定ボスに取り付けることができる。
本発明によれば、可動シーブの倒れを抑制することができる。
プーリ装置の側面断面図。 固定シーブ及び固定ボスの側面図。 変形例に係るプーリ装置の側面断面図。 変形例に係る固定シーブ及び固定ボスの側面図。
以下、本発明に係るプーリ装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態に係るプーリ装置100は、従動側のプーリ装置である。この従動側のプーリ装置100には、駆動側のプーリ装置(図示省略)からベルト110を介してトルクが伝達される。ベルト110は、トルクを伝達するための部材である。
図1は、プーリ装置100の側面断面図である。なお、以下の説明において、回転軸Oとは、プーリ装置100の回転軸を意味する。径方向とは、回転軸Oを中心とした円の径方向を意味する。径方向の外側とは、径方向において回転軸Oから離れる側を意味し、径方向の内側とは、径方向において回転軸Oに近付く側を意味する。軸方向とは、回転軸Oに沿った方向を意味する。軸方向の第1側とは図1の左側を意味し、軸方向の第2側とは、図1の右側を意味する。周方向とは、回転軸Oを中心とした円の周方向を意味する。
図1に示すように、プーリ装置100は、固定シーブ1と、固定ボス2と、可動シーブ3と、可動ボス4と、カバー部材5と、摺動部材6と、カム機構7と、スプリング(弾性体の一例)8と、スプリングシート9と、遠心クラッチ10と、を備えている。
図1及び図2に示すように、固定シーブ1は、回転軸Oを中心に回転するように配置されている。固定シーブ1の中心軸は、回転軸Oと実質的に同軸上に配置されている。固定シーブ1は、軸方向において、可動シーブ3の第2側に配置されている。固定シーブ1は、軸方向に移動しないように固定されている。
固定シーブ1は、円板状である。固定シーブ1の対向面11は、径方向の外側にいくにしたがって、可動シーブ3から離れるように傾斜している。すなわち、対向面11は、径方向の外側に向かって、軸方向の第2側に傾斜している。なお、固定シーブ1の対向面11は、可動シーブ3に対向する面である。すなわち、固定シーブ1の対向面11は、軸方向の第1側を向いている。
固定ボス2は、固定シーブ1から軸方向の第1側に延びている。固定ボス2は、固定シーブ1と一体的に回転する。本実施形態では、固定ボス2と固定シーブ1とは一つの部材で形成されている。なお、固定ボス2と固定シーブ1とは、別部材によってそれぞれ形成されており、互いに固定されることによって、一体的に回転してもよい。固定ボス2は、円筒状である。固定ボス2の中心軸は、回転軸Oと実質的に同軸上に配置されている。
固定ボス2の外周面に、カム溝71が形成されている。カム溝71は、軸方向に延びるとともに、周方向に傾いている。より詳細には、カム溝71は、軸方向の第2側に向かって、回転方向側に傾斜している。なお、回転方向とは、車両が前進する際に、固定ボス2が回転する方向である。このカム溝71と後述する係合ピン72とによって、カム機構7が構成される。また、カム溝71は、軸方向に貫通していてもよい。
固定ボス2の第1端部21に、遠心クラッチ10が取り付けられている。また、固定ボス2の第2端部22から、固定シーブ1が径方向外側に延びている。なお、第1端部21は軸方向の第1側の端部であり、第2端部22は軸方向の第2側の端部である。この第1端部21は、互いに平行に延びる取り付け面を外周面に有している。第1端部21は他の部分よりも外径が小さいため、肩部23が形成されている。
出力軸(図示省略)は、固定ボス2の内部を、軸方向に延びている。出力軸は、例えば後輪にトルクを伝えるための軸である。出力軸と固定ボス2とは相対回転可能である。なお、出力軸と固定ボス2との間に、ベアリング111,112が配置されている。
図1に示すように、可動シーブ3は、回転軸Oを中心に回転するように配置されている。可動シーブ3の中心軸は、回転軸Oと実質的に同軸上に配置されている。可動シーブ3は、回転軸Oに沿って移動するように配置されている。すなわち、可動シーブ3は、軸方向に移動するように配置されている。可動シーブ3は、軸方向に移動することによって、固定シーブ1に対して接近及び離間する。可動シーブ3は、軸方向において、固定シーブ1の第1側に配置されている。
可動シーブ3は、円板状である。可動シーブ3の対向面31は、径方向の外側にいくにしたがって、固定シーブ1から離れるように傾斜している。すなわち、対向面31は、径方向の外側に向かって、軸方向の第1側に傾斜している。
可動シーブ3の対向面31は、固定シーブ1に対向する面である。すなわち、可動シーブ3の対向面31は、軸方向の第2側を向いている。固定シーブ1の対向面11と、可動シーブ3の対向面31とは、間隔をあけて対向している。固定シーブ1の対向面11と、可動シーブ3の対向面31とによって、V溝が形成されている。可動シーブ3が軸方向に移動することによって、V溝の溝幅が変わる。このV溝内において、ベルト110が配置されている。なお、固定シーブ1の対向面11と、可動シーブ3の対向面31とによって、ベルト110を挟持している。
可動シーブ3は、軸方向の第1側に突出する環状の支持壁部32を有している。この支持壁部32は、可動ボス4の径方向外側に配置されている。この支持壁部32と可動ボス4との間に、スプリング8の端部が配置される。
可動ボス4は、可動シーブ3から軸方向の第1側に延びている。すなわち、可動ボス4は、固定シーブ1から遠ざかる方向に延びている。可動ボス4は、可動シーブ3と一体的に回転する。また、可動ボス4は、可動シーブ3と一体的に軸方向に移動する。本実施形態では、可動ボス4と可動シーブ3とは一つの部材で形成されている。なお、可動ボス4と可動シーブ3とは、別部材によってそれぞれ形成されており、互いに固定されることによって、一体的に回転及び軸方向に移動してもよい。
可動ボス4は、円筒状であって、固定ボス2の径方向外側に配置されている。すなわち、固定ボス2は、可動ボス4内を延びている。可動ボス4の中心軸は、回転軸Oと実質的に同軸上に配置されている。
可動ボス4は、径方向に貫通する取付孔41を有している。この取付孔41に係合ピン72が嵌合している。係合ピン72は、可動ボス4の内周面から径方向内側に突出している。係合ピン72は、可動ボス4と一体的に回転し、また、可動ボス4と一体的に軸方向に移動する。係合ピン72は、カム溝71に係合しており、カム溝71内を摺動可能である。この係合ピン72は、カム溝71とともに、カム機構7を構成する。すなわち、可動ボス4が固定ボス2に対して相対的に回転すると、カム溝71及び係合ピン72は、その相対回転を可動ボス4が軸方向の第2側に移動するための軸方向推力に変換する。具体的には、可動ボス4が固定ボス2よりも速い速度で回転すると、カム機構7は、可動ボス4を固定シーブ1に向かって移動させる。
なお、カム溝71の内壁面及び係合ピン72の外周面の少なくとも一方は、樹脂によって覆われていることが好ましい。これによって、係合ピン72がカム溝71内をスムーズに摺動することができる。例えば、カム溝71の内壁面及び係合ピン72の外周面の少なくとも一方は、ナイロン樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、及びポリフェニレンサルファイド系樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも一種によって覆われている。この場合、係合ピン72は、例えば、後述するような可動ボス4と同じ材料で形成することができる。なお、係合ピン72自体が、上述したような樹脂によって形成されていてもよい。
カバー部材5は、可動ボス4の外周面に取り付けられている。カバー部材5は、取付孔41を径方向の外側から覆っている。このため、取付孔41に取り付けられた係合ピン72は、遠心力によって径方向の外側に外れてしまうことを防ぐことができる。カバー部材5は、例えば、鋼板などによって形成される。
カバー部材5は、カバー本体部51と、当接部52とを有している。カバー本体部51は、円筒状であって、可動ボス4の外周面に沿って延びている。当接部52は、カバー本体部51の軸方向の第2側の端部から径方向の外側に向かって延びるフランジ部である。当接部52は、スプリング8の軸方向第2側の端面と当接している。
摺動部材6は、可動ボス4の内周面に取り付けられている。本実施形態では、プーリ装置100は、摺動部材6として、第1摺動部材6aと第2摺動部材6bとを備えている。第1摺動部材6aは、係合ピン72よりも、軸方向の第1側に配置されている。第2摺動部材6bは、係合ピン72よりも、軸方向の第2側に配置されている。
第1及び第2摺動部材6a、6bは、円筒状であって、可動ボス4の内周面に取り付けられている。第1及び第2摺動部材6a、6bは、可動ボス4よりも摩擦係数が低い。例えば、第1及び第2摺動部材6a、6bは、可動ボス4よりも摩擦係数が低い材料によって形成されている。具体的には、可動ボス4は金属製であって、第1及び第2摺動部材6aは樹脂製である。より具体的には、可動ボス4は、鋼製又はアルミニウム合金製である。可動ボス4は、炭素鋼及び合金鋼よりなる群から選ばれる少なくとも一種によって形成される。これに対して、第1及び第2摺動部材6a、6bは、ナイロン樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、及びポリフェニレンサルファイド系樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも一種によって形成される。このように、第1及び第2摺動部材6a、6bを介しているため、可動ボス4は、固定ボス2上をスムーズに摺動することができる。なお、可動ボス4は、グリスを介さずに、固定ボス2上を摺動可能である。
スプリング8は、軸方向において可動シーブ3を固定シーブ1に向かって付勢する。すなわち、スプリング8は、可動シーブ3を軸方向の第2側に向かって付勢している。これによって、固定シーブ1と可動シーブ3とが、ベルト110を挟持する。スプリング8は、例えばコイルスプリングとすることができる。スプリング8は、可動ボス4を囲むように、可動ボス4の径方向外側に配置されている。
スプリングシート9は、スプリング8を支持するように構成されている。スプリングシート9は、円筒部91、及びフランジ部92を有している。スプリングシート9は、例えば樹脂製である。具体的には、スプリングシート9は、ナイロン樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、及びポリフェニレンサルファイド系樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも1種である。円筒部91及びフランジ部92は、1つの部材によって一体的に形成されている。
円筒部91は、可動ボス4の径方向外側に配置されている。また、円筒部91は、スプリング8の径方向内側に配置されている。すなわち、円筒部91は、径方向において、可動ボス4とスプリング8との間に配置されている。円筒部91は、スプリング8を径方向において支持している。
フランジ部92は、円筒部91から径方向外側に延びている。詳細には、フランジ部92は、円筒部91の軸方向第1側の端部から径方向外側に延びている。フランジ部92は、環状である。フランジ部92は、スプリング8の軸方向の第1側の端面を支持している。すなわち、フランジ部92は、スプリング8を軸方向において支持している。
遠心クラッチ10は、ドライブプレート101、複数のクラッチシュー102、及びクラッチハウジング103を有している。遠心クラッチ10は、固定シーブ1及び可動シーブ3の回転を、出力軸に伝達したり遮断したりするように構成されている。詳細には、遠心クラッチ10は、固定ボス2の回転を、出力軸に伝達したり遮断したりするように構成されている。
ドライブプレート101は、固定ボス2の第1端部21に取り付けられている。ドライブプレート101は、固定ボス2と一体的に回転する。ドライブプレート101は、ボス部104と、円板部105とを有している。
ボス部104は、円筒状であって、軸方向に延びている。ボス部104は、固定ボス2に取り付けられる。詳細には、ボス部104は、中心部に貫通孔106を有している。この貫通孔106は、固定ボス2の第1端部21と係合するような形状である。具体的には、貫通孔106の外周縁は、固定ボス2の外周縁とほぼ同じ形状である。
円板部105は、ボス部104から径方向外側に延びている。円板部105は、平板状である。すなわち、円板部105は、実質的に段差部を有していない。なお、円板部105は、平板状でなくてもよいし、段差部を有していてもよい。
ドライブプレート101は、金属製である。具体的には、ドライブプレート101は、鋼製又はアルミニウム合金製である。より具体的には、ドライブプレート101は、炭素鋼、及び合金鋼よりなる群から選ばれる少なくとも1種である。ドライブプレート101は、固定ボス2の肩部23と当接することによって、軸方向の第2側への移動が規制される。また、第1端部21に取り付けられた止め輪113によって、ドライブプレート101は軸方向の第1側への移動が規制される。
各クラッチシュー102は、円周方向の一端部がドライブプレート101に揺動可能に取り付けられている。各クラッチシュー102は、その外周面に摩擦材(図示省略)を有している。各クラッチシュー102の他端部には、各クラッチシュー102を径方向の内側に付勢するようにリターンスプリング(図示省略)が取り付けられている。
クラッチハウジング103は、各クラッチシュー102を径方向の外側から覆うように配置されている。クラッチハウジング103は、固定ボス2と相対回転可能である。詳細には、クラッチハウジング103は、ボス部107を有している。ボス部107には、スプライン孔108が形成されている。このスプライン孔108に、出力軸がスプライン係合することができる。
遠心クラッチ10が伝達状態になると、各クラッチシュー102の摩擦材は、クラッチハウジング103の内周面と摩擦係合する。また、遠心クラッチ10が遮断状態になると、各クラッチシュー102の摩擦材は、クラッチハウジング103の内周面から離れる。なお、遠心クラッチ10の伝達状態とは、遠心クラッチ10が、固定シーブ1及び可動シーブ3の回転を出力軸に伝達する状態を意味する。また、遠心クラッチ10の遮断状態とは、遠心クラッチ10が、固定シーブ1及び可動シーブ3の回転を出力軸に伝達しない状態を意味する。
上述したように構成されたプーリ装置は、次のように動作する。
駆動側のプーリ装置において、固定シーブと可動シーブとによって構成される溝の幅が狭くなった場合、ベルト110の巻き付け径が大きくなる。すなわち、ベルト110は、駆動側のプーリ装置において、径方向の外側に移動する。
従動側のプーリ装置100において、固定シーブ1と可動シーブ3とによって構成される溝の幅は、駆動側のプーリ装置における溝幅と逆に動作する。すなわち、駆動側のプーリ装置においてベルト110が径方向の外側に移動すると、従動側のプーリ装置100においてベルト110が径方向の内側へ移動する。
ベルト110が径方向の内側へ移動すると、スプリング8の付勢力に抗して、可動シーブ3が固定シーブ1から離れる方向に移動する。すなわち、可動シーブ3が、軸方向の第1側に移動する。この結果、固定シーブ1と可動シーブ3との間の溝の幅が広がる。
また、駆動側のプーリ装置において、固定シーブと可動シーブとによって構成される溝の幅が広がった場合、ベルト110の巻き付け径が小さくなる。すなわち、ベルト110は、駆動側のプーリ装置において、径方向の内側に移動する。
駆動側のプーリ装置においてベルト110が径方向の内側に移動すると、従動側のプーリ装置100において、ベルト110が径方向の外側へ移動する。そして、スプリング8の付勢力によって、可動シーブ3が固定シーブ1に近付く方向に移動する。この結果、固定シーブ1と可動シーブ3との間の溝の幅が狭くなる。
次に、カム機構7の動作について説明する。発進時のように急加速したとき、可動シーブ3が固定シーブ1よりも速い速度で回転する。すると、可動ボス4が固定ボス2よりも速い速度で回転する。すなわち、可動ボス4は、固定ボス2に対して回転方向(本実施形態では、軸方向の第2側から見て、時計周り)に相対的に回転する。すると、カム機構7は可動ボス4に軸方向の推力を付与し、可動ボス4は軸方向の第2側に移動する。この結果、可動シーブ3は固定シーブ1側へ移動し、ベルト110を強固に挟持する。
以上、本実施形態に係るプーリ装置100は、次の特徴を有する。
カム機構7は、固定ボス2の外周面に形成されたカム溝71と、可動ボス4の内周面から突出する係合ピン72とによって構成されている。すなわち、可動ボス4の軸方向第1側の端部にカム部は形成されていない。このため、可動ボスの端部がカム部となっているプーリ装置に比べて、本実施形態に係るプーリ装置100は、固定ボス2と可動ボス4との当接部分の軸方向長さを長くすることができる。この結果、可動シーブの倒れを抑制することができる。
[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
変形例1
上記実施形態では、係合ピン72は、可動ボス4と別の部材であったが、係合ピン72は、可動ボス4と1つの部材で形成されていてもよい。例えば、可動ボス4の内周面から径方向内側に突出する凸部を係合ピンとすることもできる。
変形例2
上記実施形態では、カム溝71と係合ピン72とは1つずつしか記載されていないが、カム溝71と係合ピン72との組は1組でなくて複数組であってもよい。
変形例3
上記実施形態では、可動ボス4は、グリスを介さずに固定ボス2上を摺動しているが、グリスを介して固定ボス2上を摺動してもよい。
変形例4
図3及び図4に示すように、カム溝71の軸方向第1側の端部は、軸方向第1側に向かって開口していてもよい。この構成によれば、可動ボス4に係合ピン72を取り付けた状態であっても、係合ピン72をカム溝71の開口した端部からカム溝71内に入れることによって、可動ボス4を固定ボス2に取り付けることができる。
1 :固定シーブ
2 :固定ボス
3 :可動シーブ
4 :可動ボス
41 :取付孔
5 :カバー部材
51 :カバー本体部
52 :当接部
6 :摺動部材
7 :カム機構
71 :カム溝
72 :係合ピン
8 :スプリング
100 :プーリ装置

Claims (5)

  1. 固定シーブと、
    前記固定シーブから軸方向に延びる固定ボスと、
    軸方向において前記固定シーブに対して接近及び離間するように移動可能な可動シーブと、
    前記固定ボスの径方向外側において、前記可動シーブから軸方向に延びる可動ボスと、
    前記固定ボスに対する可動ボスの相対回転を前記可動ボスの軸方向推力に変換するカム機構と、
    を備え、
    前記カム機構は、前記固定ボスの外周面に形成されたカム溝と、前記可動ボスの内周面から径方向内側に突出して前記カム溝に係合する係合ピンと、を有し、
    前記カム溝は、軸方向に延びており、
    前記カム溝の一方の端部は、前記可動シーブと反対側に向かって開口している、
    プーリ装置。
  2. 前記可動ボスの内周面に取り付けられ、前記可動ボスよりも摩擦係数の低い摺動部材をさらに備える、
    請求項1に記載のプーリ装置。
  3. 前記可動ボスの外周面に取り付けられるカバー部材をさらに備え、
    前記可動ボスは、径方向に貫通し且つ前記カバー部材に覆われる取付孔を有し、
    前記係合ピンは、前記取付孔に取り付けられる、
    請求項1又は2に記載のプーリ装置。
  4. 前記可動シーブを前記固定シーブに向かって付勢する弾性体をさらに備え、
    前記カバー部材は、前記可動ボスの外周面に沿って延びるカバー本体部と、前記弾性体の可動シーブ側の端面と当接する当接部と、を有する、
    請求項3に記載のプーリ装置。
  5. 固定シーブと、
    前記固定シーブから軸方向に延びる固定ボスと、
    軸方向において前記固定シーブに対して接近及び離間するように移動可能な可動シーブと、
    前記固定ボスの径方向外側において、前記可動シーブから軸方向に延びる可動ボスと、
    前記固定ボスに対する可動ボスの相対回転を前記可動ボスの軸方向推力に変換するカム機構と、
    前記可動ボスの外周面に取り付けられるカバー部材と、
    前記可動シーブを前記固定シーブに向かって付勢する弾性体と、
    を備え、
    前記カム機構は、前記固定ボスの外周面に形成されたカム溝と、前記可動ボスの内周面から径方向内側に突出して前記カム溝に係合する係合ピンと、を有し、
    前記可動ボスは、径方向に貫通し且つ前記カバー部材に覆われる取付孔を有し、
    前記係合ピンは、前記取付孔に取り付けられ、
    前記カバー部材は、前記可動ボスの外周面に沿って延びるカバー本体部と、前記弾性体の可動シーブ側の端面と当接する当接部と、を有する、
    プーリ装置。
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