JP2010025147A - Ｖベルト式自動変速装置のプーリ - Google Patents

Abstract

【課題】プーリのフェイス面が強固で且つ重量を軽くし、さらに耐久性を有すると共に安価に製造できるＶベルト式無段変速機におけるプーリを提供する。
【解決手段】ボス１１と裁頭偏平円錐形状のプーリフェイス１２とが鉄系金属にて一体成形されてなる本体部１と、軽金属の鋳込みにより形成される鋳込成形部２とからなること。前記ボス１１の軸方向の少なくとも一部と、前記プーリフェイス１２の背面側１２ｂが前記鋳込成形部２により被覆されること。
【選択図】図１

Description

本発明は、プーリのフェイス面が強固で且つ重量を軽くし、さらに耐久性を有すると共に安価に製造できるＶベルト式無段変速機におけるプーリに関する。

一般に、スクータ型自動二輪車等に搭載されるＶベルト式自動変速装置（ＣＶＴ）が存在する。その変速機におけるそれぞれのプーリは、固定プーリ半体と可動プーリ半体とから構成され、該可動プーリ半体は固定プーリ半体のボス上を摺動し、固定プーリ半体と可動プーリ半体との間隔を自在に変化させ、両プーリ半体相互間に巻掛けられたＶベルトの回転半径を変化させて変速しつつ、動力を伝達するものである。前記プーリ半体は、アルミニウム合金等の軽金属製で、そのプーリフェイスの背面側（Ｖベルト接触面の反対側）に高比重のおもりが設けられているものが特許文献１（実公平４−３２５２４）として開示されている。

特許文献１では、アルミニウム等の軽金属で形成されたプーリフェイスがＶベルトの押圧力を受けつつ保持している。このＶベルト式自動変速装置をさらに排気量の大きい仕様のエンジンと組み合わせて用いた場合には、プーリ半体は、アルミニウム等の軽金属により形成されているので、プーリフェイスからの放熱は高くなり、良好な放熱性を備えることになる。
実公平４−３２５２４

しかし、プーリ半体は、プ一リーフェイス等を含めて全体が前述したように軽金属のみにて形成されているため、強度が下がり、剛性は低くなってしまう。そのために、大排気量エンジンでは、Ｖベルトのプーリフェイスに対する押圧力がより一層、増大するので、プーリフェイスは、強度的に耐えきれず、変形するおそれが十分にある。従って大排気量仕様のエンジンとＶベルト式自動変速装置との組み合わせでは、Ｖベルトの押圧力が増大に伴って、プーリは、そのＶベルトの押圧力の増大に十分に耐え得るものであって、且つ安定した動力を得るものでなくてはならない。そのためにプーリ半体の剛性は、向上させる必要がある。

そこで、プーリフェイスとボスとの強度及び剛性を向上させるために、材質を鉄系金属のみで製造することが考えられるが、プーリの材質を全て鉄系金属材によって製造した場合には、加工工数が多く、ひいては製造コストが高くなり、さらには装置重量が重くなる欠点があった。本発明の目的（技術的課題）は、大排気量のエンジンに対応するＶベルト式自動変速装置に対して、プーリの剛性を向上させ、Ｖベルトからの押圧力に十分に耐え得ることができ、且つ良好な放熱性を維持し、さらに重量も小さくすることができるようにしたＶベルト式自動変速装置のプーリ半体を提供することにある。

そこで、発明者は上記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、ボスと裁頭偏平円錐形状のプーリフェイスとが鉄系金属にて一体成形されてなる本体部と、軽金属の鋳込みにより形成される鋳込成形部とからなり、前記ボスの軸方向の少なくとも一部と、前記プーリフェイスの背面側が前記鋳込成形部により被覆されてなるＶベルト式自動変速装置のプーリとしたことにより、上記課題を解決した。

請求項２の発明を、前述の構成において、プーリフェイス背面側の軽金属による鋳込成形部には、前記ボスを中心とする略放射状の羽根片が形成されてなるＶベルト式自動変速装置のプーリとしたことにより、上記課題を解決した。請求項３の発明を、前述の構成において、前記プーリフェイスの外周端縁には係合端部が形成され、該係合端部は前記鋳込成形部と係合されてなるＶベルト式自動変速装置のプーリとしたことにより、上記課題を解決した。

請求項１の発明では、プーリフェイス部の剛性が従来に対して向上し、安定した動力伝達を得ることができるので、プーリ半体の放熱性を維持した構造を、さらに大きい排気量のエンジンに使用できる。さらに、プーリフェイス背面側では、軽金属からなる鋳込成形部は、鉄系金属部に対して、その接触状態を均一とし、且つプーリフェイス背面側の全体に亘って接触しているので、その接触面積を極めて大きくすることができ、極めて広い範囲における放熱領域を確保し、良好な放熱性を有することができる。また、製造工程が削減され、加工工数が減少し、製造コストを低減することができ、品質を安定させることができる等の効果を奏する。

すなわち、プーリの強度面においては、プーリフェイスの表面側は、鉄系金属としているため、十分な強度が有り、極めて高い剛性を有したものである。したがって、大排気量のエンジンと組み合わせたＶベルト式自動変速装置のＶベルトの押圧力に対して、プーリは十分に耐え得るもので、プーリフェイスが変形することを防止できるものである。また、プーリの放熱性においては、ボスの外周面の少なくとも一部及びプーリフェイスの背面側に対して、放熱性の高い軽金属（アルミニウム合金等）の鋳込みによる鋳込成形部を設けたことによって、プーリフェイスを構成する鉄系金属と鋳込成形部との接触状態がいずれの部分においても略均一となるため、プーリフェイス全体の放熱性を極めて良好にすることができる。

このように、プーリの剛性が向上することで、Ｖベルト式自動変速装置は、安定した動力伝達を得ることができ、鋳込みにより放熱性の高い軽金属を被覆し、プーリの放熱性を良好にした構造によって、さらに大排気量エンジンに対応するＶベルト式変速装置に使用することができるものである。

請求項２の発明では、プーリフェイスの背面側の軽金属による鋳込成形部には、前記ボスを中心とする略放射状の羽根片が形成されたことによって、羽根片自体も軽金属製であり、放熱性が良好となり、プーリの回転と共に前記羽根片が空気を拡散し、よって空気対流がより一層、活発となり、さらに良好な放熱性を発揮することができるものである。さらに、前記羽根片は、軽金属の鋳込成形部に形成されたものであり、すなわち羽根片も鋳込みによって形成されるものであり、金型による鋳造にて大量生産に好適である。請求項３の発明では、前記プーリフェイスの外周端縁には係合端部が形成され、該係合端部は前記鋳込成形部と係合されることにより、前記本体部と鋳込成形部とはより一層、強固な構造にすることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明は、原動機付き自転車，スクータ又は自動二輪車のＶベルト式自動変速装置のプーリに係るものである（図４参照）。プーリ装置は、駆動側プーリＢと従動側プーリＡとから構成される。特に、プーリは固定プーリ半体と可動プーリ半体とから構成されるものであって、本発明では、具体的に従動側プーリのプーリ半体であり、具体的に可動プーリ半体を実施形態として説明する。以下可動プーリ半体は、プーリ半体Ａａと称する。

該プーリ半体Ａａは、図１（Ａ），（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、鉄系金属からなる本体部１と、軽金属による鋳込成形部２とから構成される。前記本体部１は、略円筒形状のボス１１と、裁頭扁平円錐状のプーリフェイス１２とからなり、全体が鉄系金属によって形成されている。該鉄系金属は、具体的にはＳＣ材（炭素鋼鋳鋼品）又はＳＣＭ（クロムモリブデン鋼）等であるが、これらの具体例に係わらず鉄系金属に含まれるものは全て使用されてもかまわない。

プーリフェイス１２は、図１（Ｃ）に示すように、表面側１２ａは扁平円錐の凸面側であり、Ｖベルトが当接する面である。また背面側１２ｂは、扁平円錐の凹面側であり、鋳込成形部２が均一に接触し易いように、円滑な面として形成されている。また、鋳込みの表面積を大きくするために表面に溝を設ける場合もある。また、プーリフェイス１２の表面側１２ａと背面側１２ｂとの外周端縁には、図１（Ｃ）に示すように、係合端部１２ｃが形成されている。該係合端部１２ｃは、後述する鋳込成形部２との食い付きを良好にする役目をなす部位であり、前記係合端部１２ｃは、プーリフェイス１２外周端縁に沿って円周状の溝形状として形成されたり〔図２（Ｃ）参照〕、或いは外周端縁に突起状に形成される〔図２（Ｄ）参照〕。

鋳込成形部２は、前記本体部１に対して、後述する金型からの鋳込みによって形成される部位である。鋳込成形部２は、軽金属によって形成されるものであって、具体的にはアルミニウム合金等である。鋳込成形部２は、図１（Ｄ），（Ｅ）に示すように、前記ボス１１を被覆するボス鋳込成形部２１と、プーリフェイス１２の背面側１２ｂを被覆するプーリフェイス鋳込成形部２２とから構成される。前記ボス鋳込成形部２１は、前記ボス１１の外周側面を被覆するものであり、該ボス１１と同様に円筒形状に形成される。さらに、ボス鋳込成形部２１は、ボス１１の軸方向の少なくとも一部を被覆するものであって、具体的には、ボス１１の軸方向全体を被覆しないで、ボス１１の軸端部の一部を残して、前記プーリフェイス１２側寄りの部分を被覆している〔図１（Ａ）参照〕。また、前記ボス鋳込成形部２１は、前記ボス１１の軸方向全体を被覆するものであっても構わない。

前記ボス１１の外周側面と、前記ボス鋳込成形部２１とは、いずれの箇所も均一に密着するものであり、ボス１１の発熱をボス鋳込成形部２１によって放熱し易いように構成されている（図３参照）。次に、前記プーリフェイス鋳込成形部２２は、前記プーリフェイス１２の背面側１２ｂを鋳込みにより被覆するものであり、該背面側１２ｂと略同等形状に形成される。さらに、プーリフェイス鋳込成形部２２には、羽根片２３，２３，…が形成されている〔図１（Ａ），（Ｂ），（Ｄ），（Ｅ）参照〕。該羽根片２３，２３，…は、前記ボス１１を被覆するボス鋳込成形部２１を中心として略放射状となるように複数個が形成されたものである〔図１（Ｂ）参照〕。各羽根片２３は、前記プーリフェイス鋳込成形部２２の面に対して略直角状で且つ薄板状に形成されたものである。該羽根片２３，２３，…は、前記プーリ半体Ａａと共に回転し、周囲の空気を攪拌して、放熱効果をより一層向上させる役目をなすものである。

また、前記ボス鋳込成形部２１と前記プーリフェイス鋳込成形部２２とは、後述する金型７により一体的に形成される。そして、前記羽根片２３，２３，…は、前記プーリフェイス鋳込成形部２２と前記ボス鋳込成形部２１とに亘って連続的に形成されたものである。プーリフェイス鋳込成形部２２は、前述したように、その外周端箇所で前記プーリフェイス１２の外周端縁に形成された係合端部１２ｃに食い付くようにして係合する〔図２（Ｃ），（Ｄ）参照〕。

具体的には、前記係合端部１２ｃが円周溝形状の場合には、プーリフェイス鋳込成形部２２が係合端部１２ｃに食い込むようにして係合し〔図２（Ｃ）参照〕、前記係合端部１２ｃが突起状の場合にはプーリフェイス鋳込成形部２２に食い込むようにしてプーリフェイス１２とプーリフェイス鋳込成形部２２とが係合する〔図２（Ｄ）参照〕。上述したように、アルミニウム合金等の軽金属をプーリ半体Ａａに対して、鋳込みにて成形することで、鉄系金属からなる本体部１に対する軽金属の鋳込成形部２の接触状態を均一にし、且つ接触面積を大きくして、プーリの放熱性をより一層良好にすることができる。

前記本体部１に鋳込成形部２を鋳込み、プーリ半体Ａａを形成する鋳造工程について説明する。金型７は、図２（Ａ）に示すように、２つの金型半体７１及び金型半体７２からなり、一方側の金型半体７１には本体部１のボス１１が設置可能な設置部７１ａが形成され、他方の金型半体７２には本体部１のプーリフェイス１２が設置可能な設置部７２ａが形成されている。そして、前記金型半体７１，７２のそれぞれの設置部７１ａ，７２ａに、前記本体部１のボス１１及びプーリフェイス１２が適正に設置されるようにして、両金型半体７１，７２を組み合わせることにより、図２（Ｂ）に示すように、前記本体部１のプーリフェイス１２の外周から背面側１２ｂ及びボス１１の外周側面の周囲に亘って空隙部（キャビティ）７４が存在する。

該空隙部７４は、前記金型半体７１，７２によって構成される注湯口７３と連通しており、アルミニウム合金等の溶融した軽金属を注湯することができる〔図２（Ｂ）参照〕。前記空隙部７４には、前記羽根片２３，２３，…を形成する型も設けられている。前記注湯口７３から溶融した軽金属を流し込むことで、前記空隙部７４に溶融金属が流入し、前記本体部１に鋳込成形部２が鋳込み形成されてプーリ半体Ａａが形成されるものである。

図４は、本発明が使用されるＶベルト式自動変速装置の略示図である。Ｖベルト式自動変速装置は、エンジン側の駆動側プーリＢと従動側プーリＡとから構成されている。前記従動側プーリＡは、本発明におけるプーリ半体Ａａを可動プーリ半体として使用され、固定プーリ半体３，車軸４及びクラッチ機構部５とから構成されている。前記駆動側プーリＢと従動側プーリＡとの間にはＶベルト６が巻き掛けられ、駆動側プーリＢが従動側プーリＡに回転伝達を行うものである。

該Ｖベルト式自動変速装置の稼動時に、Ｖベルト６がプーリ半体Ａａのプーリフェイス１２の表面側１２ａを大きな押圧力で押圧されても、プーリフェイス１２の表面側１２ａは、鉄系金属の地肌であるため、十分に耐え得ることができる。また、Ｖベルト式自動変速装置の稼動時におけるＶベルト６とプーリフェイス１２との間に生じる高熱は、鋳込成形部２を介して効率的に放熱されるものである（図３では矢印にて放熱状態を示している）。また、本発明では、プーリ半体Ａａを従動側プーリＡの可動プーリ半体に特定して説明したものであるが、従動側プーリＡの固定プーリ半体３又は駆動側プーリＢの各プーリ半体に対しても適用することは、十分に可能である。

（Ａ）は本発明におけるプーリ半体の縦断側面図、（Ｂ）はプーリ半体の背面図、（Ｃ）は本体部の縦断側面図、（Ｄ）は鋳込成形部の縦断側面図、（Ｅ）はプーリ半体の斜視図である。 （Ａ）は分離した金型と本体部の縦断側面図、（Ｂ）は本体部が金型内に設置された状態の縦断側面図、（Ｃ）及び（Ｄ）はプーリ半体の係合端部箇所の拡大縦断側面図である。 プーリ半体の放熱性を示す作用図である。 本発明のプーリが装着されたＶベルト式自動変速装置の略示図である。

符号の説明

Ａａ…プーリ半体、１…本体部、１１…ボス、１２…プーリフェイス、１２ｂ…背面側、１２ｃ…係合端部、２…鋳込成形部、２３…羽根片。

Claims (3)

1. ボスと裁頭偏平円錐形状のプーリフェイスとが鉄系金属にて一体成形されてなる本体部と、軽金属の鋳込みにより形成される鋳込成形部とからなり、前記ボスの軸方向の少なくとも一部と、前記プーリフェイスの背面側が前記鋳込成形部により被覆されてなることを特徴とするＶベルト式自動変速装置のプーリ。
2. 請求項１において、前記プーリフェイス背面側の軽金属による鋳込成形部には、前記ボスを中心とする略放射状の複数の羽根片が形成されてなることを特徴とするＶベルト式自動変速装置のプーリ。
3. 請求項１又は２において、前記プーリフェイスの外周端縁には係合端部が形成され、該係合端部は前記鋳込成形部と係合されてなることを特徴とするＶベルト式自動変速装置のプーリ。

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