JP2016023729A

JP2016023729A - 無段変速機の冷却構造

Info

Publication number: JP2016023729A
Application number: JP2014148932A
Authority: JP
Inventors: 康智千葉; Yasutomo Chiba
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2014-07-22
Filing date: 2014-07-22
Publication date: 2016-02-08
Anticipated expiration: 2034-07-22
Also published as: CN107076292A; CN107076292B; JP6331815B2; WO2016013326A1

Abstract

【課題】冷却用空気を滞留させずスムーズに流動させることで無段変速機の冷却効率を向上できると共に、無段変速機を収容するケースカバーを小型化できること。【解決手段】エンジンのクランク軸２０により駆動されるドライブプーリ３５の動力を、従動軸３１に相対回転可能に配設されたドリブンプーリ３６に、Ｖベルト３７を介し変速して伝達する無段変速機２５を備え、クランクケースから延びる伝動ケースをケースカバー２９が覆うことで、無段変速機２５を収容するケース空間３０が形成され、ドライブプーリ３５のケースカバー側に冷却ファン５１が設けられ、この冷却ファンの回転により、ケース空間３０内へ冷却用空気Ｂを導入し流動させて無段変速機２５を冷却する無段変速機の冷却構造であって、ケースカバー２９の内側で冷却ファン５１に対応する前端面５７に、冷却用空気Ｂを導く導入溝６０が形成されたものである。【選択図】図５

Description

本発明は、無段変速機の冷却構造に関する。

一般に、スクータ型自動二輪車では、エンジンと、無段変速機及び遠心クラッチ等を備えた伝動装置とが一体に構成されている。エンジンケースから延びる伝動ケースと、この伝動ケースを覆うケースカバーとに囲まれて形成されるケース空間内に、無段変速機及び遠心クラッチ等が収容されている。

無段変速機は、エンジンのクランク軸により駆動されるドライブプーリの動力を、従動軸に相対回転可能に配設されたドリブンプーリに、ベルトを介し変速して伝達するものである。また、遠心クラッチは、無段変速機のドリブンプーリと従動軸の間で、動力の伝達と切り離しを選択的に行う。

前記ケース空間では、図７に示すように、ドライブプーリ１０１に一体に設けられた冷却ファン１０２が回転することで、ケース空間１００内に冷却用空気が導入されて流動し、この冷却用空気により無段変速機及び遠心クラッチが冷却される。

従来の伝動装置では、伝動ケース１０３及びケースカバーと冷却ファン１０２との空間が狭い領域Ｘとなっているため、冷却ファン１０２から圧送された冷却用空気が領域Ｘに一旦滞留してしまい、その下流の領域Ｙで解放されて流速が局所的に高くなり、この結果、冷却用空気の圧送効率が低下していた。

そこで、特許文献１及び２に記載の無段変速機の冷却構造では、伝動ケース及びケースカバーと冷却ファンとの空間を、冷却ファンの回転方向に沿って、冷却ファンの半径方向に徐々に拡大させることで、この空間の容積を漸次増大させ、これにより、冷却ファンにより圧送された冷却用空気の滞留を防止して、圧送効率を高めるものが提案されている。

この公報記載の無段変速機の冷却構造では、冷却ファンによる冷却用空気の圧送効率が高められることで、ドライブプーリへ向かって流れる冷却用空気（例えば図７の領域Ｚの冷却用空気）の流速が上昇して、無段変速機等の冷却効率が向上する。

実開昭６１−２６６９０号公報特開２００４−２０４９８８号公報

ところが、特許文献１及び２に記載の無段変速機の冷却構造では、伝動ケース及びケースカバーと冷却ファンとの空間を、冷却ファンの回転方向に沿って、冷却ファンの半径方向に徐々に拡大させることで、この空間の容積を漸次増大させているので、伝動ケースやケースカバーが大型化してしまう。このため、伝動装置の重量やコストが上昇するばかりか、オイルフィルタやオイルストレーナ等のレイアウトの自由度が制限されるなどの不具合が発生してしまう。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、冷却用空気を滞留させずスムーズに流動させることで無段変速機の冷却効率を向上できると共に、無段変速機を収容するケースカバーを小型化できる無段変速機の冷却構造を提供することにある。

本発明に係る無段変速機の冷却構造は、エンジンのクランク軸により駆動されるドライブプーリの動力を、従動軸に相対回転可能に配設されたドリブンプーリに、ベルトを介し変速して伝達する無段変速機を備え、エンジンケースから延びる伝動ケースをケースカバーが覆うことで、前記無段変速機を収容する収容空間が形成され、前記ドライブプーリの前記ケースカバー側に冷却ファンが設けられ、この冷却ファンの回転により、前記収容空間内へ冷却用空気を導入し流動させて前記無段変速機を冷却する無段変速機の冷却構造であって、前記ケースカバーの内側で前記冷却ファンに対応する箇所に、前記冷却用空気を導く溝が形成されたことを特徴とするものである。

本発明によれば、ドライブプーリ、ドリブンプーリ及びベルトを備えてなる無段変速機が、伝動ケーとケースカバーにて形成される収容空間内に収容され、ドライブプーリのケースカバー側に設けられた冷却ファンに対応する前記ケースカバーの内側に、冷却用空気を導く溝が形成されている。このため、冷却ファンにより圧送される冷却用空気は溝内を流動することで、滞留せずにスムーズに流れ、冷却用空気の圧送効率が上昇して、無段変速機の冷却効率を向上させることができる。

また、ケースカバーの内側で冷却ファンに対応する箇所に、冷却用空気を導く溝が形成される場合には、ケースカバーと冷却ファンとの間に冷却ファンの半径方向に拡がる隙間が設けられる場合に比べ、ケースカバーが冷却ファンの半径方向に拡大することがないので、ケースカバーを小型化できる。

本発明に係る無段変速機の冷却構造における一実施形態が適用されたスクータ型自動二輪車を示す左側面図。図１のパワーユニットを示す左側面図。図２のパワーユニットの伝動装置を示す水平断面図。図２及び図３のケースカバーを内側から目視して示す斜視図。図３の伝動装置における冷却用空気の流動状況を説明する説明図。図５の一部（ドライブプーリ側）を拡大して示す部分拡大図。従来の伝動装置における冷却ファン周囲の冷却用空気の流動状況を説明する説明図。

以下、本発明を実施するための実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る無段変速機の冷却構造における一実施形態が適用されたスクータ型自動二輪車を示す左側面図である。また、図２は、図１のパワーユニットを示す左側面図であり、図３は、図２のパワーユニットの伝動装置を示す水平断面図である。本実施形態において、前後、左右、上下の表現は、車両乗車時の乗員を基準にしたものである。

スクータ型自動二輪車１は、アンダーボーン型の車体フレーム２を備える。この車体フレーム２は、前頭部のヘッドパイプ３からアンダーフレーム４が下方へ延出され、このアンダーフレーム４の車両下部からシートレール５が後斜め上方へ延出されて構成される。ヘッドパイプ３にフロントフォーク６が、ハンドルバー７と共に左右回動自在に支持され、このフロントフォーク６の先端に前輪８が軸支される。一方、車体フレーム２の下部中央には、スイングブラケット９を介してパワーユニット１０が、ピボット軸１１回りに上下方向に揺動可能に軸支される。

パワーユニット１０は、図１及び図２に示すようにスクータ用として一般的に用いられるものであり、エンジン１２と伝動装置１３が一体に構成され、伝動装置１３の後部に後輪１４が直接軸支される。伝動装置１３の後部と車体フレーム２の後部（シートレール５）との間に、図示しないリアクッションユニットが上下に掛け渡され、このリアクッションユニットによりパワーユニット１０及び後輪１４が緩衝懸架される。

エンジン１２は、図２に示すように、エンジンケースとしてのクランクケース１５の車両前方からシリンダアッセンブリ１６が略水平方向に前傾して突設されて構成される。シリンダアッセンブリ１６は、クランクケース１５の側からシリンダブロック１７、シリンダヘッド１８及びヘッドカバー１９が順次接合されてなる。混合気の燃焼によりシリンダブロック１７内でピストン（不図示）が往復運動し、この往復運動によりクランクケース１５内でクランク軸２０（図３）が回転運動する。

図１に示すように、車体フレーム２におけるシートレール５の上方には着座シート２１が開閉自在に載置され、この着座シート２１の下方に、ヘルメット等を収納可能な物品収納ボックス２２が設けられる。このため、着座シート２１を開放することによって、物品収納ボックス２２に物品の出し入れが可能になる。尚、車体フレーム２は合成樹脂製のフレームカバー２３によって全体的に覆われ、外観の向上や内部機器の保護が図られている。また、図１中の符号２４はエアクリーナを示す。

前記伝動装置１３は、図３に示すように、Ｖベルト３７を用いた無段変速機２５と遠心クラッチ２６とミッション機構２７とを有し、エンジン１２の駆動力を変速して後輪１４へ伝達する。エンジン１２のクランクケース１５の一側部（左側部）から、ケース本体としての伝動ケース２８が一体に連設されて車両後方へ延び、この伝動ケース２８の開口をケースカバー２９が覆う。これらの伝動ケース２８とケースカバー２９に囲まれた収容空間としてのケース空間３０に、無段変速機２５、遠心クラッチ２６及びミッション機構２７が収容される。

無段変速機２５は、エンジン１２のクランク軸２０に回転一体に連結されて、このクランク軸２０により回転駆動されるドライブプーリ３５と、従動軸３１に相対回転可能なスリーブ３２に回転一体に連結されるドリブンプーリ３６と、ドライブプーリ３５とドリブンプーリ３６に巻き掛けられて、ドライブプーリ３５の回転力（動力）をドリブンプーリ３６へ伝達するＶベルト３７とを有して構成される。

ドライブプーリ３５は、固定フェイス３５Ａと可動フェイス３５Ｂとが対向配置されてなり、ドリブンプーリ３６も、固定フェイス３６Ａと可動フェイス３６Ｂとが対向配置されてなる。ドライブプーリ３５の固定フェイス３５Ａと可動フェイス３５Ｂ間、ドリブンプーリ３６の固定フェイス３６Ａと可動フェイス３６Ｂ間にＶベルト３７が配置される。ドリブンプーリ３６の可動フェイス３６Ｂと遠心クラッチ２６のベースプレート３９（後述）との間にスプリング３４が介装されて、可動フェイス３６Ｂが固定フェイス３６Ａ側へ常時付勢される。

ドライブプーリ３５では、エンジン１２の回転数（つまりクランク軸２０の回転数）に応じてウェイトローラ３３に作用する遠心力が変化し、例えば遠心力の増大に応じてウェイトローラ３３がドライブプーリ３５の半径方向外方へ移動する。これにより、可動フェイス３５Ｂがクランク軸２０の軸方向に移動して固定フェイス３５Ａに接近し、ドライブプーリ３５のベルト巻き掛け半径が拡大する。このとき、ドリブンプーリ３６は、可動フェイス３６Ｂがスプリング３４の付勢力に抗してスリーブ３２上を、このスリーブ３２の軸方向（つまり従動軸３１の軸方向）に移動して固定フェイス３６Ａから離れ、ドリブンプーリ３６のベルト巻き掛け半径が縮小する。このようにして、クランク軸２０の回転が無段階に変速（例えば増速）されてスリーブ３２を回転させる。

遠心クラッチ２６は、ドリブンプーリ３６と従動軸３１との間に配設され、ＯＮ時にはドリブンプーリ３６の回転力、つまりスリーブ３２の回転力（動力）を従動軸３１へ伝達し、ＯＦＦ時にはその伝達を解除（切り離し）する。この遠心クラッチ２６は、従動軸３１においてドリブンプーリ３６の可動フェイス３６Ｂに隣接して配置され、クラッチハウジング３８、ベースプレート３９及びクラッチシュー４０を備えて構成される。

クラッチハウジング３８は、半径方向に延びる側壁部４１に、軸方向に延びるフランジ部４２が一体化され、側壁部４１が従動軸３１に回転一体に取り付けられたものであり、全体としてカップ形状に形成される。ベースプレート３９は、スリーブ３２の端部に固着され、このスリーブ３２にクラッチシュー４０が枢支される。このクラッチシュー４０は、クラッチハウジング３８におけるフランジ部４２の内面に摺接可能に設けられる。

従って、ドリブンプーリ３６に伝達されスリーブ３２を回転させた回転力はベースプレート３９を回転させて、クラッチシュー４０を遠心力の作用で、クラッチハウジング３８のフランジ部４２の内面に摺接させる。これにより、クラッチハウジング３８がドリブンプーリ３６と一体に回転し、ドリブンプーリ３６の回転が従動軸３１へ伝達される。この従動軸３１に伝達された回転力は、ミッション機構２７を経て後輪１４へ伝達される。

ミッション機構２７は、従動軸３１の回転力をギア列（第１ミッションギア２７Ａ、第２ミッションギア２７Ｂ、第３ミッションギア２７Ｃ、第４ミッションギア２７Ｄ）により減速して出力軸４３へ伝達する。第１ミッションギア２７Ａは、従動軸３１において遠心クラッチ２６と反対位置に形成される。第２ミッションギア２７Ｂは、中間軸４４に回転一体に設けられて第１ミッションギア２７Ａに噛み合う。第３ミッションギア２７Ｃは中間軸４４に形成される。第４ミッションギア２７Ｄは、出力軸４３に回転一体に設けられて第３ミッションギア２７Ｃに噛み合う。このミッション機構２７により、従動軸３１の回転力が所望の減速比に減速されて出力軸４３へ伝達され、この出力軸４３に回転一体に結合された後輪１４を駆動する。

尚、ミッション機構２７は、伝動ケース２８に設けられたミッションカバー４５内で液密に隔離され、オイルに浸されている。また、図３中の符号４６はキックスタータ軸であり、先端に設けられたキックスタータレバー（不図示）の操作によりキックスタータ機構４７が作動されて、エンジン１２の始動時にクランク軸２０を人力で回転させる。

ところで、図３及び図５に示すように、ドライブプーリ３５の固定フェイス３５Ａにおけるケースカバー２９側に、冷却ファン（本実施形態ではシロッコファン）５１が回転一体に設けられる。また、図３及び図４に示すように、ケースカバー２９は、ドライブプーリ３５側（冷却ファン５１側）に導入ダクト５２が設けられると共に、ドライブプーリ３５とドリブンプーリ３６との中間位置に排出ダクト５３が形成される。導入ダクト５２は、ケースカバー２９に形成された導入開口５４によりケース空間３０に連通する。また、排出ダクト５３は、この排出ダクト５３の排出口５５によりケース空間３０に連通し、排出ダクト５３の排風口５６（図２）により大気に連通する。

ここで、ケース空間３０内では、無段変速機２５におけるＶベルト３７とドライブプーリ３５及びドリブンプーリ３６との摺接により摩擦熱が発生する。更に、遠心クラッチ２６のクラッチハウジング３８とクラッチシュー４０との摺接によっても摩擦熱が発生する。

図５に示すように、冷却ファン５１の回転により、導入ダクト５２からの外気Ａが導入開口５４（図４）を経てケース空間３０内へ冷却用空気Ｂとして導入される。この冷却用空気Ｂは、回転する冷却ファン５１の空気圧送により、ケース空間３０内をドライブプーリ３５側からドリブンプーリ３６側へ矢印Ｃに示すように流動し、排出ダクト５３の排出口５５から排気Ｄとなって排出ダクト５３内へ流れ、この排出ダクト５３の排風口５６（図２）から大気へ排出される。冷却用空気Ｂがケース空間３０内を流動する間に上述の両摩擦熱が放散されて、無段変速機２５及びエンジンクラッチ２６は冷却される。

本実施形態では、図３、図４及び図６に示すように、ケースカバー２９の内側で冷却ファン５１に対応する前端面５７に、冷却ファン５１の外周縁５８に沿って導入溝６０が形成されている。この導入溝６０は、冷却ファン５１の回転方向Ｐに沿って溝深さが徐々に深くなるスロープ形状に形成される。更に、この導入溝６０は、最深部６１が冷却ファン５１の中心（即ちクランク軸２０）よりも車両前後方向の後方になる位置まで延在して形成される。

前記ケースカバー２９の内側の前端面５７に上述のような導入溝６０が形成されることで、ケースカバー２９の前端面５７と冷却ファン５１の外周縁５８との間の空間容積は、冷却ファン５１の回転方向Ｐに沿って、ケースカバー２９の奥行き方向（車幅方向）に徐々に拡大する。このため、回転する冷却ファン５１により圧送された冷却用空気Ｂは、導入溝６０内を滞留することなくスムーズに流れて、ケース空間３０内を高速でドライブプーリ３５側からドリブンプーリ３６側へ流動し、冷却用空気Ｂの圧送効率が上昇する。

以上のように構成されたことから、本実施形態によれば、次の効果（１）および（２）を奏する。
（１）図５及び図６に示すように、ドライブプーリ３５、ドリブンプーリ３６及びＶベルト３７を備えてなる無段変速機２５が、伝動ケース２８とケースカバー２９にて形成されるケース空間３０内に収容され、ドライブプーリ３５のケースカバー２９側に設けられた冷却ファン５１の外周縁５８に対応するケースカバー２９の内側の前端面５７に、冷却用空気Ｂを導く導入溝６０が、冷却ファン５１の回転方向Ｐに沿って徐々に深くなるように形成されている。このため、冷却ファン５１により圧送される冷却用空気Ｂは導入溝６０内を流動することで、滞留せずにスムーズに流れ、冷却用空気Ｂの圧送効率が上昇して、無段変速機２５及び遠心クラッチ２６の冷却効率を向上させることができる。

（２）ケースカバー２９の内側で冷却ファン５１に対応する前端面５７に、冷却用空気Ｂを導く導入溝６０が、ケースカバー２９の奥行き方向に形成されているので、ケースカバー２９と冷却ファン５１との間に冷却ファン５１の半径方向に広がる隙間が設けられる場合に比べ、ケースカバー２９が冷却ファン５１の半径方向に拡大することがない。この結果、ケースカバー２９を小型化できると共に、そのケースカバー２９の高剛性化を実現でき、更に、パワーユニット１０のコストを低減できる。また、ケースカバー２９が小型化されることで、オイルフィルタ６２（図２）やオイルストレーナ等のレイアウトの自由度を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

１２エンジン
１５クランクケース（エンジンケース）
２０クランク軸
２５無段変速機
２８伝動ケース
２９ケースカバー
３０ケース空間（収容空間）
３１従動軸
３５ドライブプーリ
３６ドリブンプーリ
３７Ｖベルト
５１冷却ファン
５７前端面
５８外周縁
６０導入溝
６１最深部
Ｂ冷却用空気
Ｐ回転方向

Claims

エンジンのクランク軸により駆動されるドライブプーリの動力を、従動軸に相対回転可能に配設されたドリブンプーリに、ベルトを介し変速して伝達する無段変速機を備え、
エンジンケースから延びる伝動ケースをケースカバーが覆うことで、前記無段変速機を収容する収容空間が形成され、
前記ドライブプーリの前記ケースカバー側に冷却ファンが設けられ、この冷却ファンの回転により、前記収容空間内へ冷却用空気を導入し流動させて前記無段変速機を冷却する無段変速機の冷却構造であって、
前記ケースカバーの内側で前記冷却ファンに対応する箇所に、前記冷却用空気を導く溝が形成されたことを特徴とする無段変速機の冷却構造。
前記溝は、冷却ファンの外周縁に沿ってケースカバーの内側に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の無段変速機の冷却構造。
前記溝は、冷却ファンの回転方向に沿い徐々に深くなるように、ケースカバーの内側に形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の無段変速機の冷却構造。
前記溝は、最深部が冷却ファンの中心よりも車両前後方向の後方まで延びて形成されたことを特徴とする請求項３に記載の無段変速機の冷却構造。