JP4700260B2 - 無段変速機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載される無段変速機に関し、特に、ゴム製の駆動ベルトを備える無段変速機に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の動力伝達系に適用されるベルト式の無段変速機（ＣＶＴ）は、入力軸に設けられるプライマリプーリと、出力軸に設けられるセカンダリプーリとを有しており、２つのプーリ間には駆動ベルトが掛け渡される。この駆動ベルトの巻き付け径を変化させることにより、入力軸から出力軸に伝達される回転は無段階に変速される。
【０００３】
このような無段変速機には、駆動ベルトの巻き付け径を変化させるため、走行状況に応じて油圧によりプライマリプーリの溝幅を可変制御するようにした油圧式と、プライマリプーリの回転数に応じて遠心ウエイトによりプライマリプーリの溝幅を可変制御するようにしたウエイト式とがある。
【０００４】
走行状況に応じて変速比を高精度に制御する上では、ウエイト式よりも油圧式無段変速機が好適であるが、油圧式無段変速機には車両の走行状況に応じて油圧制御を行う油圧制御装置が必要であるため、油圧式無段変速機の採用には高コスト化を伴うことになる。一方、ウエイト式無段変速機は、プライマリプーリの回転数に応じて変速することができるために構造が簡潔であり、無段変速機のコストを低く抑えることができる。このため、ウエイト式無段変速機は、全地形走行車であるＡＴＶ(All Terrain Vehicle)や二輪車などに搭載されることが多い。
【０００５】
ウエイト式無段変速機にはゴム製の駆動ベルトが組み込まれており、駆動ベルトの劣化を防止して耐久性を向上させるために駆動ベルトを冷却する必要がある。このため、プライマリプーリにファンブレードを形成することによって、プーリや駆動ベルトが収容されるケース内に冷却風を送り込むようにした無段変速機が開発されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１１１７１号公報（第５頁、図５及び図７）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ファンブレードが形成されるプライマリプーリやセカンダリプーリの径寸法は限られており、ファンブレードの長さ寸法を拡大することは困難であった。特に、プーリの径寸法を超えてファンブレードの長さ寸法を拡大することや、ファンブレードの幅寸法を拡大することは無段変速機の不要な大型化を招くことになる。
【０００８】
このように、プーリに形成されるファンブレードの大型化は制限されるため、ケース内を冷却する冷却風の流量を増大することは困難となっていた。このため、駆動ベルトを十分に冷却することができず、駆動ベルトの耐久性を低下させるおそれがあった。
【０００９】
本発明の目的は、無段変速機のケース内を十分に冷却することにより、無段変速機の耐久性を向上させることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の無段変速機は、エンジンに駆動されるプライマリプーリの回転を駆動ベルトを介して無段階に変化させてセカンダリプーリに伝達する無段変速機であって、前記プライマリプーリの側部と前記セカンダリプーリの側部との少なくともいずれか一方に、冷却風を送風するファンブレードを前記プーリの径方向外方に伸ばして形成し、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとを回転自在に収容するケースに、冷却風の吸入領域から吐出領域に向けて前記ファンブレードの先端面から径方向外方に徐々に離れるスクロール面を形成し、前記ファンブレードの先端面と前記スクロール面との間を流れる冷却風の流路を区画して冷却風を前記ファンブレードの回転方向に整流する整流板を前記ケースに取り付けたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の無段変速機は、前記ケース内に冷却風を導入する吸入ポートと排出する排出ポートとを前記ケースに形成することを特徴とする。
【００１２】
本発明の無段変速機は、前記整流板は前記吐出領域に設けられることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、冷却風の吸入領域から吐出領域に向けてファンブレードの先端面から徐々に離れるスクロール面をケースに形成するようにしたので、吐出された冷却風の流れを阻害する背圧を抑制することができ、冷却風の送風効率を高めることができる。
【００１４】
これにより、ケース内を十分に冷却することができるため、駆動ベルトの耐久性を高めることができ、無段変速機の耐久性を高めることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は車両を示す斜視図であり、この車両はバギー車とも言われるＡＴＶつまり不整地走行車である。図１に示すように、車体１には前輪２ａ，２ｂと後輪３ａ，３ｂが設けられており、鞍乗り型の座席４が車体１の中央部に設けられている。乗員は座席４に跨って車両に乗り込み、ハンドル５を操作して走行することになる。
【００１６】
図２は図１の車両に搭載されるエンジンユニット１０と駆動ユニット１１とを示す概略図であり、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図２および図３に示すように、車両前方側にはエンジン動力を出力するエンジンユニット１０が設けられており、車両後方側には本発明の一実施の形態である無段変速機５５を介してエンジン動力を駆動輪に伝達する駆動ユニット１１が設けられている。
【００１７】
図２に示すように、エンジンユニット１０のクランクケース１２には、クランク軸１３が軸受を介して回転自在に収容されている。また、図３に示すように、クランクケース１２の上方に形成される開口部にはシリンダ１４が取り付けられ、シリンダ１４の上端面にはシリンダヘッド１５が搭載されている。シリンダ１４に形成されるシリンダボア内には、ピストン１６が往復動自在に組み込まれており、ピストン１６に取り付けられるピストンピン１７と、クランク軸１３にその回転中心から偏心して固定されるクランクピン１８とは、コネクティングロッド１９を介して連結されている。
【００１８】
シリンダヘッド１５には燃焼室１５ａが形成されるとともに、燃焼室１５ａに開口する吸気ポート１５ｂと排気ポート１５ｃとが形成されている。この吸気ポート１５ｂと燃焼室１５ａとを連通状態と遮断状態とに切り換える吸気弁２０がシリンダヘッド１５に組み込まれており、排気ポート１５ｃと燃焼室１５ａとを連通状態と遮断状態とに切り換える排気弁２１がシリンダヘッド１５に組み込まれている。
【００１９】
また、シリンダヘッド１５には２つのカム面を備えたカムシャフト２２が回転自在に装着され、これと平行に設けられたロッカシャフト２３には、吸気弁２０を開閉駆動するためのロッカアーム２３ａと、排気弁２１を開閉駆動するためのロッカアーム２３ｂとが回動自在に装着されている。カムシャフト２２に固定された図示しないスプロケットと、図２に示すようにクランク軸１３の端部に固定されたスプロケット２４との間には図示しないタイミングチェーンが掛け渡されており、カムシャフト２２はクランク軸１３の回転に同期して回転駆動される。クランク軸１３の回転位置つまりピストン１６の移動位置に応じて、カムシャフト２２はロッカアーム２３ａ，２３ｂの一端にカム面を接触させるため、吸気弁２０および排気弁２１のそれぞれは所定のタイミングで開閉駆動される。
【００２０】
このようなクランクケース１２、シリンダ１４、およびシリンダヘッド１５を備えるエンジン２５は、クランク軸１３が車幅方向を向くように車体１に搭載される。このエンジン２５は単気筒の空冷エンジンであり、シリンダ１４およびシリンダヘッド１５には放熱フィン２６が形成されている。
【００２１】
エンジン２５に混合気を供給することによってエンジン２５を駆動するため、エンジン２５の車両後方側には気化器２７が配置されている。この気化器２７の入力ポート２８ａは図示しないエアクリーナに接続され、気化器２７の出力ポート２８ｂは吸気管３２を介してシリンダヘッド１５の吸気ポート１５ｂに接続されている。また、気化器２７にはスロットルケーブル３０の一端が組み付けられ、スロットルケーブル３０の他端は図１に示すアクセルグリップ６に組み付けられている。さらに、気化器２７には図１に示す燃料タンク７から燃料を案内する燃料ホース３１が接続されている。
【００２２】
乗員のアクセルグリップ６の操作に応じて気化器２７から吸気ポート１５ｂに案内される混合気は、吸気弁２０が開口駆動する吸気行程時に燃焼室１５ａに送り込まれ、圧縮行程、燃焼行程を経て燃焼することによりエンジン動力に変換される。燃焼した混合気は排気ガスとなって排気行程時に排気ポート１５ｃより図示しない排気管を介して外部に排出されることになる。混合気の燃焼によって押し下げられるピストン１６は、コネクティングロッド１９を介してクランク軸１３を回転駆動することにより、後述する駆動ユニット１１にエンジン動力を出力する。
【００２３】
図３に示すように、クランクケース１２には２本のバランサ軸４０，４１が軸受を介して回転自在に装着されており、それぞれのバランサ軸４０，４１にはバランサウエイト４０ａ，４１ａが一体に設けられている。それぞれのバランサ軸４０，４１に設けられた歯車４０ｂ，４１ｂは、クランク軸１３に設けられた歯車４２に噛合っており、クランク軸１３の回転変動がバランサウエイト４０ａ，４１ａにより吸収される。なお、図２には２つのバランサ軸のうち一方のバランサ軸４０が示されている。
【００２４】
クランク軸１３の一端にはクランク軸１３によって駆動されるオイルポンプ４３が設けられており、このオイルポンプ４３から吐出される潤滑油は図示しない油路を介して駆動ユニット１１の摺動部に供給される。また、クランク軸１３の他端にはクランク軸１３によって駆動される発電体４４が設けられており、この発電体４４より発電される電力は図示しないバッテリに充電される。さらに、発電体４４に隣接してスタータモータ４５が設けられており、エンジン始動時に駆動されるスタータモータ４５の回転は歯車４６ａ，４６ｂを介してクランク軸１３に伝達される。
【００２５】
図２に示すように、クランクケース１２には副軸４７がクランク軸１３に平行となって回転自在に装着されている。この副軸４７に設けられた歯車４８ａはクランク軸１３に設けられた歯車４８ｂに噛合っており、クランク軸１３の回転は副軸４７に伝達される。副軸４７の一端側のクランクケース１２にはリコイルカバー４９が組み付けられており、リコイルカバー４９にはバッテリの充電量が不足してエンジン２５を始動することが困難な場合に手動でエンジン２５を始動させるリコイルスタータ５０が装着されている。リコイルスタータ５０は、リコイルカバー４９内に収容されてリコイルロープ５０ａが巻き付けられるリコイルプーリ５０ｂと、副軸４７に取り付けられたリコイルドラム５０ｃとを備えており、リコイルロープ５０ａを引いてリコイルプーリ５０ｂを回転させることにより、副軸４７を介してクランク軸１３を回転させてエンジン２５を始動することができる。
【００２６】
また、副軸４７の他端には遠心クラッチ５１が取り付けられており、この遠心クラッチ５１はクランクケース１２内に回転自在に装着されるクラッチドラム５１ａと、副軸４７に固定される回転板５１ｂとを有している。回転板５１ｂには円弧状のクラッチシュー５１ｃが複数個取り付けられており、それぞれのクラッチシュー５１ｃは一端に取り付けられるピン５１ｄにより回動自在となっている。クラッチシュー５１ｃの他端には引張コイルばね５１ｅが取り付けられており、クラッチシュー５１ｃにはクラッチドラム５１ａの内周面から離れる方向にばね力が加えられている。したがって、副軸４７が所定の回転数を超えると、クラッチシュー５１ｃに加えられる遠心力がばね力を上回るため、クラッチシュー５１ｃがクラッチドラム５１ａの内周面に係合して遠心クラッチ５１は締結状態となり、クランク軸１３からのエンジン動力が副軸４７を介してクラッチドラム５１ａに伝達され、クラッチドラム５１ａから無段変速機５５にエンジン動力が入力される。
【００２７】
無段変速機５５はクランクケース１２に組み付けられる変速機ケース５３を有しており、変速機ケース５３はケース本体５３ａとケースカバー５３ｂとにより形成されている。変速機ケース５３内にはクラッチドラム５１ａに固定されるプライマリ軸５２と、プライマリ軸５２に平行となるセカンダリ軸５４とが回転自在に収容されている。
【００２８】
また、無段変速機５５はプライマリ軸５２に設けられるプライマリプーリ(プーリ)５６と、セカンダリ軸５４に設けられるセカンダリプーリ(プーリ)５７とを備えている。プライマリプーリ５６は円錐面が形成される固定シーブ５６ａと、この固定シーブ５６ａに対向する円錐面が形成される可動シーブ５６ｂとを備えており、固定シーブ５６ａはプライマリ軸５２に固定され、可動シーブ５６ｂはプライマリ軸５２に設けられたスプラインに軸方向に移動自在となって装着されている。一方、セカンダリプーリ５７は円錐面が形成される固定シーブ５７ａと、この固定シーブ５７ａに対向する円錐面が形成される可動シーブ５７ｂとを備えており、固定シーブ５７ａはセカンダリ軸５４に固定され、可動シーブ５７ｂはセカンダリ軸５４に設けられたスプラインに軸方向に移動自在となって装着されている。
【００２９】
プライマリプーリ５６とセカンダリプーリ５７との間には、ゴム製の駆動ベルトであるＶベルト６０が掛け渡されており、Ｖベルト６０のプライマリプーリ５６とセカンダリプーリ５７とに対する巻き付け径が変化すると、プライマリ軸５２の回転は変速比が無段階に変化してセカンダリ軸５４に伝達される。プライマリプーリ５６の可動シーブ５６ｂには、プライマリ軸５２の回転中心に対して直角方向を向いて円柱形状の遠心ウエイト６１が複数個、たとえば６個装着されている。可動シーブ５６ｂには遠心ウエイト６１に対応するカム面６２が形成されており、このカム面６２は可動シーブ５６ｂの径方向外側部がプライマリ軸５２の端部に向けて迫り出す形状となっている。プライマリ軸５２にはカム面６２に対向するようにカムプレート６３が固定されており、このカムプレート６３の径方向外側部がカム面６２に向けて接近するように傾斜している。一方、セカンダリ軸５４にはばね受け６４が固定されており、このばね受け６４と可動シーブ５７ｂとの間にはＶベルト６０への締め付け力を加えるための圧縮コイルばね６５が装着されている。
【００３０】
プライマリ軸５２の回転数が高くなると遠心ウエイト６１に加えられる遠心力は大きくなるため、遠心ウエイト６１は可動シーブ５６ｂとカムプレート６３との間を押し広げながら径方向外方に移動する。ここで、カムプレート６３はプライマリ軸５２に固定されているため、遠心ウエイト６１の移動により可動シーブ５６ｂが固定シーブ５６ａに向けて近づくことになる。これにより、プライマリプーリ５６の溝幅が狭められてＶベルト６０のプライマリプーリ５６に対する巻き付け径が大きくなる一方、Ｖベルト６０によってセカンダリプーリ５７の溝幅はばね力に抗して広げられるため、Ｖベルト６０のセカンダリプーリ５７に対する巻き付け径は小さくなる。つまり、プライマリ軸５２の回転数が高くなるほど無段変速機５５の変速比は高速側に変化する。
【００３１】
また、プライマリ軸５２の回転数が低下して遠心ウエイト６１に加えられる遠心力が小さくなると、セカンダリプーリ５７に加えられるばね力によってセカンダリプーリ５７の溝幅は狭められるため、Ｖベルト６０のセカンダリプーリ５７に対する巻き付け径が大きくなる一方、Ｖベルト６０によってプライマリプーリ５６の溝幅は広げられるため、Ｖベルト６０のプライマリプーリ５６に対する巻き付け径は小さくなる。つまり、プライマリ軸５２の回転数が低くなるほど無段変速機５５の変速比は低速側に変化する。
【００３２】
セカンダリ軸５４の一端は変速機ケース５３から突き出され、変速機ケース５３に組み付けられるギヤケース６６に軸受を介して支持されている。ギヤケース６６には、セカンダリ軸５４に平行となって出力軸６７が回転自在に収容されるとともに、この出力軸６７に平行となって車軸６８が回転自在に装着されている。
【００３３】
セカンダリ軸５４には前進用の歯車６９ａが一体に設けられ、この歯車６９ａは出力軸６７に回転自在に装着された歯車６９ｂに常時噛み合っている。また、セカンダリ軸５４には後退用のスプロケット７０ａが一体に設けられ、このスプロケット７０ａと出力軸６７に回転自在に装着されたスプロケット７０ｂとの間にはチェーン７０ｃが掛け渡されている。つまり、セカンダリ軸５４からの動力によって歯車駆動される歯車６９ｂの回転方向はセカンダリ軸５４の回転方向と逆向きになり、チェーン駆動されるスプロケット７０ｂの回転方向はセカンダリ軸５４の回転方向と同じ向きになる。
【００３４】
また、歯車６９ｂとスプロケット７０ｂとの間には前後進切換機構７１が装着されており、前後進切換機構７１の切換操作に応じて歯車６９ｂやスプロケット７０ｂからの動力が選択的に出力軸６７に伝達される。この前後進切換機構７１は出力軸６７のスプラインにそれぞれ噛み合う一対の切換ディスク７２ａ，７２ｂを有しており、これらの切換ディスク７２ａ，７２ｂは出力軸６７に軸方向に摺動自在となっている。一方の切換ディスク７２ａには歯車６９ｂの側面に設けられた噛合い歯７３ａと係合する噛合い歯７３ｂが設けられており、他方の切換ディスク７２ｂにはスプロケット７０ｂの側面に設けられた噛合い歯７４ａと係合する噛合い歯７４ｂが設けられている。したがって、一対の切換ディスク７２ａ，７２ｂを歯車６９ｂに向けて移動させて噛合い歯７３ａ，７３ｂを係合させると、セカンダリ軸５４の回転は前進用の歯車６９ａ，６９ｂを介して出力軸６７に伝達される。一方、切換ディスク７２ａ，７２ｂをスプロケット７０ｂに向けて移動させて噛合い歯７４ａ，７４ｂを係合させると、セカンダリ軸５４の回転は後退用のスプロケット７０ａ，７０ｂを介して出力軸６７に伝達される。なお、図２に示すように、切換ディスク７２ａ，７２ｂをいずれの噛合い歯にも係合させない場合には、セカンダリ軸５４と出力軸６７との間は遮断されることになる。
【００３５】
さらに、出力軸６７には、出力軸６７のスプラインにそれぞれ噛み合う一対の切換ディスク７５ａ，７５ｂが軸方向に摺動自在に装着され、一方の切換ディスク７５ｂにはギヤケース６６に設けられた噛合い歯７６ａに係合する噛合い歯７６ｂが設けられている。したがって、一対の切換ディスク７５ａ，７５ｂをギヤケース６６に向けて移動させて両方の噛合い歯７６ａ，７６ｂを係合させると、出力軸６７とギヤケース６６とは締結されて出力軸６７の回転が規制される一方、図２に示すように、噛合い歯７６ａ，７６ｂの係合を解くと、出力軸６７は回転可能な状態となる。
【００３６】
このような切換ディスク７２ａ，７２ｂ，７５ａ，７５ｂは、切換ホルダ７７，７８によって切り換えられる。切換ホルダ７７，７８は図示しない作動リンクを介して図１に示す車両の切換レバー８に連結されており、乗員による切換レバー８の操作によって切換ディスク７２ａ，７２ｂ，７５ａ，７５ｂの切り換えが行われる。切換レバー８には、前進走行に対応したＦ位置、後退走行に対応したＲ位置、駆動ユニット１１の中立状態に対応したＮ位置、そして車両の駐車状態に対応したＰ位置が設定される。
【００３７】
切換レバー８をＦ位置に操作すると、切換ディスク７２ａの噛合い歯７３ｂが歯車６９ｂの噛合い歯７３ａに係合する一方、切換ディスク７５ａ，７５ｂは中立位置となる。また、Ｒ位置に操作すると、切換ディスク７２ｂの噛合い歯７４ｂがスプロケット７０ｂの噛合い歯７４ａに係合する一方、切換ディスク７５ａ，７５ｂは中立位置となる。そして、Ｎ位置に操作すると、全ての切換ディスク７２ａ，７２ｂ，７５ａ，７５ｂが中立位置となり、Ｐ位置に操作すると、切換ディスク７２ａ，７２ｂが中立位置となり、切換ディスク７５ｂの噛合い歯７６ｂがギヤケース６６の噛合い歯７６ａに係合する。
【００３８】
このような切換レバー８の操作に応じて動力が伝達される出力軸６７には歯車７９ａが固定され、この歯車７９ａに常時噛み合う歯車７９ｂが車軸６８に固定されている。車軸６８の端部には後輪３ａ，３ｂが連結されており、駆動輪である後輪３ａ，３ｂが車軸６８によって駆動される。なお、図３に示すように、歯車７９ｂに噛み合う歯車８０ａを備えた前輪２ａ，２ｂ用の駆動軸８０が変速機ケース５３とギヤケース６６とにより回転自在に支持されており、この駆動軸８０に傘歯車８１ａを介して連結される前輪出力軸８１がギヤケース６６に回転自在に支持される。このように、出力軸６７からの動力は駆動軸８０を介して前輪出力軸８１に伝達されるため、後輪３ａ，３ｂとともに前輪２ａ，２ｂが駆動されることになる。
【００３９】
また、走行時における車両を制動するために、図２に示すように出力軸６７にはブレーキディスク８２が取り付けられており、ギヤケース６６にはこのブレーキディスク８２にブレーキパッド８３ａを係合させるブレーキキャリパー８３が取り付けられている。乗員がハンドル５に設けられたブレーキレバー９を操作することにより、ブレーキキャリパー８３を駆動して出力軸６７に制動力を加えることができる。
【００４０】
次いで、無段変速機５５の冷却構造について説明する。図４は図２の無段変速機５５を拡大して示す部分断面図である。また、図５は図４の矢印Ａ方向から見た無段変速機５５を示す側面図であり、ケースカバー５３ｂを取り外した状態で示している。なお、図４および図５に示す白抜きの矢印は変速機ケース５３内を流れる冷却風の流れ方向を示しており、図５に示す矢印Ａはプーリ５６，５７の回転方向を示している。
【００４１】
図４および図５に示すように、無段変速機５５を構成するプライマリプーリ５６、セカンダリプーリ５７およびＶベルト６０を冷却するために、変速機ケース５３には冷却風としての外気が導入されるようになっている。変速機ケース５３のケース本体５３ａには冷却風を導入する吸入ポート８５ａが形成されており、吸入ポート８５ａはクランクケース１２内の流路から吸入ダクト８５ｂを介して外部に連通する。また、変速機ケース５３のケースカバー５３ｂには冷却風を排出する排出ポート８６ａが形成されており、排出ポート８６ａはケースカバー５３ｂに形成される排出ダクト８６ｂを介して外部に連通する。なお、吸入ダクト８５ｂや排出ダクト８６ｂには図示しない延長ダクトが接続されており、変速機ケース５３内に対する水やダストの侵入が防止される。
【００４２】
吸入ポート８５ａから変速機ケース５３内に冷却風を吸入するとともに、Ｖベルト６０などから熱を吸収した冷却風を排出ポート８６ａから排出するため、プライマリプーリ５６の固定シーブ５６ａの背面には複数のファンブレード８７が径方向外方に延びて形成されている。また、セカンダリプーリ５７の固定シーブ５７ａと可動シーブ５７ｂとの背面にはそれぞれファンブレード８８ａ，８８ｂが径方向外方に延びて形成されている。
【００４３】
図５に示すように、変速機ケース５３のケース本体５３ａに形成される吸入ポート８５ａの近傍、つまりファンブレード８７が冷却風を吸入する吸入領域Ａｉには、ファンブレード８７の先端面８７ａに沿うスクロール面８９を備えたシュラウド壁９０がケース本体５３ａに形成されている。スクロール面８９はファンブレード８７が冷却風を吐出する吐出領域Ａｏに向けてシュラウド壁９０からケース本体５３ａの内周面に滑らかに連続して形成されており、このスクロール面８９は吸入領域Ａｉから吐出領域Ａｏに向けてファンブレード８７の先端面８７ａから径方向外方に徐々に離れるように形成されている。つまり、吸入領域Ａｉにおいてはファンブレード８７の先端面８７ａとスクロール面８９との間にクリアランスＣ１が形成されるのに対して、吐出領域ＡｏにおいてはクリアランスＣ１よりも大きなクリアランスＣ２が形成されることになる。
【００４４】
また、ケース本体５３ａの吐出領域Ａｏにはスクロール面８９に案内される冷却風を整流する整流板９１が設けられている。この整流板９１はファンブレード８７の先端面８７ａとスクロール面８９との間を流れる冷却風の流路を区画するように取り付けられており、ファンブレード８７の回転方向に冷却風を整流することによって冷却風の不要な拡散を防止する。
【００４５】
続いて、無段変速機５５の駆動時に変速機ケース５３内を流れる冷却風による冷却過程について説明する。スタータモータ４５の作動によりエンジン２５を始動させた後に、乗員が切換レバー８をＦ位置に操作することによって車両は前進走行状態に切り換えられる。この状態のもとでアクセルグリップ６を操作することにより、エンジン回転数の上昇に伴って遠心クラッチ５１が締結状態に切り換えられ、車両は前進走行を開始する。
【００４６】
車両の走行状態においては、図５に示すように、プライマリプーリ５６が矢印Ａ方向に回転駆動するとともに、Ｖベルト６０を介してセカンダリプーリ５７も矢印Ａ方向に回転駆動しており、それぞれのプーリ５６，５７に形成されるファンブレード８７，８８ａ，８８ｂによって、変速機ケース５３の吸入ポート８５ａから排出ポート８６ａに向けて冷却風が送風される。なお、後退走行であってもプーリ５６，５７は矢印Ａ方向に回転するため、後退走行時にも冷却風は同様に送風されることになる。
【００４７】
まず、プライマリプーリ５６の吸入領域Ａｉにおいてファンブレード８７に取り込まれた冷却風は、プライマリプーリ５６の回転駆動により吐出領域Ａｏに向けて圧送され、吐出領域Ａｏからセカンダリプーリ５７に向けて送風される。このとき、ファンブレード８７の先端面８７ａに沿って形成された吸入領域Ａｉのスクロール面８９により、吸入ポート８５ａを通過した冷却風を確実にファンブレード８７に取り込むことができる。また、吸入領域Ａｉから吐出領域Ａｏにかけてファンブレード８７の先端面８７ａから徐々に離れるように形成されたスクロール面８９により、ファンブレード８７から吐出された冷却風の流れを阻害する背圧を抑制することができ、冷却風の送風効率を高めることができる。さらに、整流板９１により冷却風の不要な拡散を防止することができ、冷却風をセカンダリプーリ５７に向けて確実に供給することができる。
【００４８】
次いで、プライマリプーリ５６のファンブレード８７から吐出された冷却風は、図４に示すように変速機ケース５３内を幅方向に広がりながらセカンダリプーリ５７に向けて流れ、動力伝達時の摩擦により発熱するプライマリプーリ５６、セカンダリプーリ５７およびＶベルト６０を冷却した後に、排出ポート８６ａより外部に排出される。冷却風を排出ポート８６ａより排出する際にも、セカンダリプーリ５７に形成されるファンブレード８８ａ，８８ｂによって冷却風が排出ポート８６ａに向けて送風されるため、セカンダリプーリ５７付近の圧力上昇を抑制することができ、冷却風の送風効率を更に高めることができる。
【００４９】
このように、変速機ケース５３内を流れる冷却風の送風効率を高めるようにしたので、プライマリプーリ５６、セカンダリプーリ５７およびＶベルト６０を十分に冷却することができ、無段変速機５５の耐久性を高めることができる。特に、熱によって劣化が促進されるゴム製のＶベルト６０を備える無段変速機５５にあっては、Ｖベルト６０の耐久性を高めることができ、無段変速機５５のランニングコストを低く抑えることができる。また、ファンブレード８７，８８ａ，８８ｂを大型化することなく冷却風の送風効率を高めることができるため、無段変速機５５の大型化や高コスト化を抑制することができる。
【００５０】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、無段変速機５５はＡＴＶつまり不整地走行車に搭載されているが、この無段変速機５５を二輪車などに搭載しても良い。
【００５１】
また、変速機ケース５３に形成されるスクロール面８９は、プライマリプーリ５６側に形成されているが、セカンダリプーリ５７側にスクロール面８９を形成するようにしても良い。この場合には、セカンダリプーリ５７の吐出領域である排出ポート８６ａの近傍に向けて、ファンブレード８８ａ，８８ｂの先端面から徐々に離れるスクロール面が形成されることになる。
【００５２】
さらに、プライマリプーリ５６からセカンダリプーリ５７に向けて冷却風が送風されているが、セカンダリプーリ５７側に吸入ポートを形成するとともに、プライマリプーリ５６側に排出ポートを形成することにより、セカンダリプーリ５７からプライマリプーリ５６に向けて冷却風を送風しても良い。
【００５３】
さらに、図示する場合には、プライマリプーリ５６やセカンダリプーリ５７に形成されるファンブレード８７，８８ａ，８８ｂは直線状に延びるラジアルファンであるが、これに限定されることはなく、回転方向に向けて凸面となるように湾曲した遠心ファンであっても良く、回転方向に向けて凹面となるように湾曲した多翼ファンであっても良い。
【００５４】
なお、プライマリプーリ５６とセカンダリプーリ５７とにそれぞれファンブレード８７，８８ａ，８８ｂが形成されているが、プライマリプーリ５６だけにファンブレード８７を形成しても良く、セカンダリプーリ５７だけにファンブレード８８ａ，８８ｂを形成しても良いことはいうまでもない。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、冷却風の吸入領域から吐出領域に向けてファンブレードの先端面から徐々に離れるスクロール面をケースに形成するようにしたので、吐出された冷却風の流れを阻害する背圧を抑制することができ、冷却風の送風効率を高めることができる。
【００５６】
これにより、ケース内を十分に冷却することができるため、駆動ベルトの耐久性を高めることができ、無段変速機の耐久性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両を示す斜視図である。
【図２】図１の車両に搭載されるエンジンユニットと駆動ユニットとを示す概略図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図２の無段変速機を拡大して示す部分断面図である。
【図５】図４の矢印Ａ方向から見た無段変速機を示す側面図である。
【符号の説明】
２５ エンジン
５３ 変速機ケース（ケース）
５５ 無段変速機
５６ プライマリプーリ
５７ セカンダリプーリ
６０ Ｖベルト（駆動ベルト）
８５ａ 吸入ポート
８６ａ 排出ポート
８７ ファンブレード
８７ａ 先端面
８８ａ，８８ｂ ファンブレード
８９ スクロール面
９１ 整流板
Ａｉ 吸入領域
Ａｏ 吐出領域
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載される無段変速機に関し、特に、ゴム製の駆動ベルトを備える無段変速機に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の動力伝達系に適用されるベルト式の無段変速機（ＣＶＴ）は、入力軸に設けられるプライマリプーリと、出力軸に設けられるセカンダリプーリとを有しており、２つのプーリ間には駆動ベルトが掛け渡される。この駆動ベルトの巻き付け径を変化させることにより、入力軸から出力軸に伝達される回転は無段階に変速される。
【０００３】
このような無段変速機には、駆動ベルトの巻き付け径を変化させるため、走行状況に応じて油圧によりプライマリプーリの溝幅を可変制御するようにした油圧式と、プライマリプーリの回転数に応じて遠心ウエイトによりプライマリプーリの溝幅を可変制御するようにしたウエイト式とがある。
【０００４】
走行状況に応じて変速比を高精度に制御する上では、ウエイト式よりも油圧式無段変速機が好適であるが、油圧式無段変速機には車両の走行状況に応じて油圧制御を行う油圧制御装置が必要であるため、油圧式無段変速機の採用には高コスト化を伴うことになる。一方、ウエイト式無段変速機は、プライマリプーリの回転数に応じて変速することができるために構造が簡潔であり、無段変速機のコストを低く抑えることができる。このため、ウエイト式無段変速機は、全地形走行車であるＡＴＶ(All Terrain Vehicle)や二輪車などに搭載されることが多い。
【０００５】
ウエイト式無段変速機にはゴム製の駆動ベルトが組み込まれており、駆動ベルトの劣化を防止して耐久性を向上させるために駆動ベルトを冷却する必要がある。このため、プライマリプーリにファンブレードを形成することによって、プーリや駆動ベルトが収容されるケース内に冷却風を送り込むようにした無段変速機が開発されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１１１７１号公報（第５頁、図５及び図７）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ファンブレードが形成されるプライマリプーリやセカンダリプーリの径寸法は限られており、ファンブレードの長さ寸法を拡大することは困難であった。特に、プーリの径寸法を超えてファンブレードの長さ寸法を拡大することや、ファンブレードの幅寸法を拡大することは無段変速機の不要な大型化を招くことになる。
【０００８】
このように、プーリに形成されるファンブレードの大型化は制限されるため、ケース内を冷却する冷却風の流量を増大することは困難となっていた。このため、駆動ベルトを十分に冷却することができず、駆動ベルトの耐久性を低下させるおそれがあった。
【０００９】
本発明の目的は、無段変速機のケース内を十分に冷却することにより、無段変速機の耐久性を向上させることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の無段変速機は、エンジンに駆動されるプライマリプーリの回転を駆動ベルトを介して無段階に変化させてセカンダリプーリに伝達する無段変速機であって、前記プライマリプーリの側部と前記セカンダリプーリの側部との少なくともいずれか一方に、冷却風を送風するファンブレードを前記プーリの径方向外方に伸ばして形成し、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとを回転自在に収容するケースに、冷却風の吸入領域から吐出領域に向けて前記ファンブレードの先端面から径方向外方に徐々に離れるスクロール面を形成し、前記ファンブレードの先端面と前記スクロール面との間を流れる冷却風の流路を区画して冷却風を前記ファンブレードの回転方向に整流する整流板を前記ケースに取り付けたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の無段変速機は、前記ケース内に冷却風を導入する吸入ポートと排出する排出ポートとを前記ケースに形成することを特徴とする。
【００１２】
本発明の無段変速機は、前記整流板は前記吐出領域に設けられることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、冷却風の吸入領域から吐出領域に向けてファンブレードの先端面から徐々に離れるスクロール面をケースに形成するようにしたので、吐出された冷却風の流れを阻害する背圧を抑制することができ、冷却風の送風効率を高めることができる。
【００１４】
これにより、ケース内を十分に冷却することができるため、駆動ベルトの耐久性を高めることができ、無段変速機の耐久性を高めることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は車両を示す斜視図であり、この車両はバギー車とも言われるＡＴＶつまり不整地走行車である。図１に示すように、車体１には前輪２ａ，２ｂと後輪３ａ，３ｂが設けられており、鞍乗り型の座席４が車体１の中央部に設けられている。乗員は座席４に跨って車両に乗り込み、ハンドル５を操作して走行することになる。
【００１６】
図２は図１の車両に搭載されるエンジンユニット１０と駆動ユニット１１とを示す概略図であり、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図２および図３に示すように、車両前方側にはエンジン動力を出力するエンジンユニット１０が設けられており、車両後方側には本発明の一実施の形態である無段変速機５５を介してエンジン動力を駆動輪に伝達する駆動ユニット１１が設けられている。
【００１７】
図２に示すように、エンジンユニット１０のクランクケース１２には、クランク軸１３が軸受を介して回転自在に収容されている。また、図３に示すように、クランクケース１２の上方に形成される開口部にはシリンダ１４が取り付けられ、シリンダ１４の上端面にはシリンダヘッド１５が搭載されている。シリンダ１４に形成されるシリンダボア内には、ピストン１６が往復動自在に組み込まれており、ピストン１６に取り付けられるピストンピン１７と、クランク軸１３にその回転中心から偏心して固定されるクランクピン１８とは、コネクティングロッド１９を介して連結されている。
【００１８】
シリンダヘッド１５には燃焼室１５ａが形成されるとともに、燃焼室１５ａに開口する吸気ポート１５ｂと排気ポート１５ｃとが形成されている。この吸気ポート１５ｂと燃焼室１５ａとを連通状態と遮断状態とに切り換える吸気弁２０がシリンダヘッド１５に組み込まれており、排気ポート１５ｃと燃焼室１５ａとを連通状態と遮断状態とに切り換える排気弁２１がシリンダヘッド１５に組み込まれている。
【００１９】
また、シリンダヘッド１５には２つのカム面を備えたカムシャフト２２が回転自在に装着され、これと平行に設けられたロッカシャフト２３には、吸気弁２０を開閉駆動するためのロッカアーム２３ａと、排気弁２１を開閉駆動するためのロッカアーム２３ｂとが回動自在に装着されている。カムシャフト２２に固定された図示しないスプロケットと、図２に示すようにクランク軸１３の端部に固定されたスプロケット２４との間には図示しないタイミングチェーンが掛け渡されており、カムシャフト２２はクランク軸１３の回転に同期して回転駆動される。クランク軸１３の回転位置つまりピストン１６の移動位置に応じて、カムシャフト２２はロッカアーム２３ａ，２３ｂの一端にカム面を接触させるため、吸気弁２０および排気弁２１のそれぞれは所定のタイミングで開閉駆動される。
【００２０】
このようなクランクケース１２、シリンダ１４、およびシリンダヘッド１５を備えるエンジン２５は、クランク軸１３が車幅方向を向くように車体１に搭載される。このエンジン２５は単気筒の空冷エンジンであり、シリンダ１４およびシリンダヘッド１５には放熱フィン２６が形成されている。
【００２１】
エンジン２５に混合気を供給することによってエンジン２５を駆動するため、エンジン２５の車両後方側には気化器２７が配置されている。この気化器２７の入力ポート２８ａは図示しないエアクリーナに接続され、気化器２７の出力ポート２８ｂは吸気管３２を介してシリンダヘッド１５の吸気ポート１５ｂに接続されている。また、気化器２７にはスロットルケーブル３０の一端が組み付けられ、スロットルケーブル３０の他端は図１に示すアクセルグリップ６に組み付けられている。さらに、気化器２７には図１に示す燃料タンク７から燃料を案内する燃料ホース３１が接続されている。
【００２２】
乗員のアクセルグリップ６の操作に応じて気化器２７から吸気ポート１５ｂに案内される混合気は、吸気弁２０が開口駆動する吸気行程時に燃焼室１５ａに送り込まれ、圧縮行程、燃焼行程を経て燃焼することによりエンジン動力に変換される。燃焼した混合気は排気ガスとなって排気行程時に排気ポート１５ｃより図示しない排気管を介して外部に排出されることになる。混合気の燃焼によって押し下げられるピストン１６は、コネクティングロッド１９を介してクランク軸１３を回転駆動することにより、後述する駆動ユニット１１にエンジン動力を出力する。
【００２３】
図３に示すように、クランクケース１２には２本のバランサ軸４０，４１が軸受を介して回転自在に装着されており、それぞれのバランサ軸４０，４１にはバランサウエイト４０ａ，４１ａが一体に設けられている。それぞれのバランサ軸４０，４１に設けられた歯車４０ｂ，４１ｂは、クランク軸１３に設けられた歯車４２に噛合っており、クランク軸１３の回転変動がバランサウエイト４０ａ，４１ａにより吸収される。なお、図２には２つのバランサ軸のうち一方のバランサ軸４０が示されている。
【００２４】
クランク軸１３の一端にはクランク軸１３によって駆動されるオイルポンプ４３が設けられており、このオイルポンプ４３から吐出される潤滑油は図示しない油路を介して駆動ユニット１１の摺動部に供給される。また、クランク軸１３の他端にはクランク軸１３によって駆動される発電体４４が設けられており、この発電体４４より発電される電力は図示しないバッテリに充電される。さらに、発電体４４に隣接してスタータモータ４５が設けられており、エンジン始動時に駆動されるスタータモータ４５の回転は歯車４６ａ，４６ｂを介してクランク軸１３に伝達される。
【００２５】
図２に示すように、クランクケース１２には副軸４７がクランク軸１３に平行となって回転自在に装着されている。この副軸４７に設けられた歯車４８ａはクランク軸１３に設けられた歯車４８ｂに噛合っており、クランク軸１３の回転は副軸４７に伝達される。副軸４７の一端側のクランクケース１２にはリコイルカバー４９が組み付けられており、リコイルカバー４９にはバッテリの充電量が不足してエンジン２５を始動することが困難な場合に手動でエンジン２５を始動させるリコイルスタータ５０が装着されている。リコイルスタータ５０は、リコイルカバー４９内に収容されてリコイルロープ５０ａが巻き付けられるリコイルプーリ５０ｂと、副軸４７に取り付けられたリコイルドラム５０ｃとを備えており、リコイルロープ５０ａを引いてリコイルプーリ５０ｂを回転させることにより、副軸４７を介してクランク軸１３を回転させてエンジン２５を始動することができる。
【００２６】
また、副軸４７の他端には遠心クラッチ５１が取り付けられており、この遠心クラッチ５１はクランクケース１２内に回転自在に装着されるクラッチドラム５１ａと、副軸４７に固定される回転板５１ｂとを有している。回転板５１ｂには円弧状のクラッチシュー５１ｃが複数個取り付けられており、それぞれのクラッチシュー５１ｃは一端に取り付けられるピン５１ｄにより回動自在となっている。クラッチシュー５１ｃの他端には引張コイルばね５１ｅが取り付けられており、クラッチシュー５１ｃにはクラッチドラム５１ａの内周面から離れる方向にばね力が加えられている。したがって、副軸４７が所定の回転数を超えると、クラッチシュー５１ｃに加えられる遠心力がばね力を上回るため、クラッチシュー５１ｃがクラッチドラム５１ａの内周面に係合して遠心クラッチ５１は締結状態となり、クランク軸１３からのエンジン動力が副軸４７を介してクラッチドラム５１ａに伝達され、クラッチドラム５１ａから無段変速機５５にエンジン動力が入力される。
【００２７】
無段変速機５５はクランクケース１２に組み付けられる変速機ケース５３を有しており、変速機ケース５３はケース本体５３ａとケースカバー５３ｂとにより形成されている。変速機ケース５３内にはクラッチドラム５１ａに固定されるプライマリ軸５２と、プライマリ軸５２に平行となるセカンダリ軸５４とが回転自在に収容されている。
【００２８】
また、無段変速機５５はプライマリ軸５２に設けられるプライマリプーリ(プーリ)５６と、セカンダリ軸５４に設けられるセカンダリプーリ(プーリ)５７とを備えている。プライマリプーリ５６は円錐面が形成される固定シーブ５６ａと、この固定シーブ５６ａに対向する円錐面が形成される可動シーブ５６ｂとを備えており、固定シーブ５６ａはプライマリ軸５２に固定され、可動シーブ５６ｂはプライマリ軸５２に設けられたスプラインに軸方向に移動自在となって装着されている。一方、セカンダリプーリ５７は円錐面が形成される固定シーブ５７ａと、この固定シーブ５７ａに対向する円錐面が形成される可動シーブ５７ｂとを備えており、固定シーブ５７ａはセカンダリ軸５４に固定され、可動シーブ５７ｂはセカンダリ軸５４に設けられたスプラインに軸方向に移動自在となって装着されている。
【００２９】
プライマリプーリ５６とセカンダリプーリ５７との間には、ゴム製の駆動ベルトであるＶベルト６０が掛け渡されており、Ｖベルト６０のプライマリプーリ５６とセカンダリプーリ５７とに対する巻き付け径が変化すると、プライマリ軸５２の回転は変速比が無段階に変化してセカンダリ軸５４に伝達される。プライマリプーリ５６の可動シーブ５６ｂには、プライマリ軸５２の回転中心に対して直角方向を向いて円柱形状の遠心ウエイト６１が複数個、たとえば６個装着されている。可動シーブ５６ｂには遠心ウエイト６１に対応するカム面６２が形成されており、このカム面６２は可動シーブ５６ｂの径方向外側部がプライマリ軸５２の端部に向けて迫り出す形状となっている。プライマリ軸５２にはカム面６２に対向するようにカムプレート６３が固定されており、このカムプレート６３の径方向外側部がカム面６２に向けて接近するように傾斜している。一方、セカンダリ軸５４にはばね受け６４が固定されており、このばね受け６４と可動シーブ５７ｂとの間にはＶベルト６０への締め付け力を加えるための圧縮コイルばね６５が装着されている。
【００３０】
プライマリ軸５２の回転数が高くなると遠心ウエイト６１に加えられる遠心力は大きくなるため、遠心ウエイト６１は可動シーブ５６ｂとカムプレート６３との間を押し広げながら径方向外方に移動する。ここで、カムプレート６３はプライマリ軸５２に固定されているため、遠心ウエイト６１の移動により可動シーブ５６ｂが固定シーブ５６ａに向けて近づくことになる。これにより、プライマリプーリ５６の溝幅が狭められてＶベルト６０のプライマリプーリ５６に対する巻き付け径が大きくなる一方、Ｖベルト６０によってセカンダリプーリ５７の溝幅はばね力に抗して広げられるため、Ｖベルト６０のセカンダリプーリ５７に対する巻き付け径は小さくなる。つまり、プライマリ軸５２の回転数が高くなるほど無段変速機５５の変速比は高速側に変化する。
【００３１】
また、プライマリ軸５２の回転数が低下して遠心ウエイト６１に加えられる遠心力が小さくなると、セカンダリプーリ５７に加えられるばね力によってセカンダリプーリ５７の溝幅は狭められるため、Ｖベルト６０のセカンダリプーリ５７に対する巻き付け径が大きくなる一方、Ｖベルト６０によってプライマリプーリ５６の溝幅は広げられるため、Ｖベルト６０のプライマリプーリ５６に対する巻き付け径は小さくなる。つまり、プライマリ軸５２の回転数が低くなるほど無段変速機５５の変速比は低速側に変化する。
【００３２】
セカンダリ軸５４の一端は変速機ケース５３から突き出され、変速機ケース５３に組み付けられるギヤケース６６に軸受を介して支持されている。ギヤケース６６には、セカンダリ軸５４に平行となって出力軸６７が回転自在に収容されるとともに、この出力軸６７に平行となって車軸６８が回転自在に装着されている。
【００３３】
セカンダリ軸５４には前進用の歯車６９ａが一体に設けられ、この歯車６９ａは出力軸６７に回転自在に装着された歯車６９ｂに常時噛み合っている。また、セカンダリ軸５４には後退用のスプロケット７０ａが一体に設けられ、このスプロケット７０ａと出力軸６７に回転自在に装着されたスプロケット７０ｂとの間にはチェーン７０ｃが掛け渡されている。つまり、セカンダリ軸５４からの動力によって歯車駆動される歯車６９ｂの回転方向はセカンダリ軸５４の回転方向と逆向きになり、チェーン駆動されるスプロケット７０ｂの回転方向はセカンダリ軸５４の回転方向と同じ向きになる。
【００３４】
また、歯車６９ｂとスプロケット７０ｂとの間には前後進切換機構７１が装着されており、前後進切換機構７１の切換操作に応じて歯車６９ｂやスプロケット７０ｂからの動力が選択的に出力軸６７に伝達される。この前後進切換機構７１は出力軸６７のスプラインにそれぞれ噛み合う一対の切換ディスク７２ａ，７２ｂを有しており、これらの切換ディスク７２ａ，７２ｂは出力軸６７に軸方向に摺動自在となっている。一方の切換ディスク７２ａには歯車６９ｂの側面に設けられた噛合い歯７３ａと係合する噛合い歯７３ｂが設けられており、他方の切換ディスク７２ｂにはスプロケット７０ｂの側面に設けられた噛合い歯７４ａと係合する噛合い歯７４ｂが設けられている。したがって、一対の切換ディスク７２ａ，７２ｂを歯車６９ｂに向けて移動させて噛合い歯７３ａ，７３ｂを係合させると、セカンダリ軸５４の回転は前進用の歯車６９ａ，６９ｂを介して出力軸６７に伝達される。一方、切換ディスク７２ａ，７２ｂをスプロケット７０ｂに向けて移動させて噛合い歯７４ａ，７４ｂを係合させると、セカンダリ軸５４の回転は後退用のスプロケット７０ａ，７０ｂを介して出力軸６７に伝達される。なお、図２に示すように、切換ディスク７２ａ，７２ｂをいずれの噛合い歯にも係合させない場合には、セカンダリ軸５４と出力軸６７との間は遮断されることになる。
【００３５】
さらに、出力軸６７には、出力軸６７のスプラインにそれぞれ噛み合う一対の切換ディスク７５ａ，７５ｂが軸方向に摺動自在に装着され、一方の切換ディスク７５ｂにはギヤケース６６に設けられた噛合い歯７６ａに係合する噛合い歯７６ｂが設けられている。したがって、一対の切換ディスク７５ａ，７５ｂをギヤケース６６に向けて移動させて両方の噛合い歯７６ａ，７６ｂを係合させると、出力軸６７とギヤケース６６とは締結されて出力軸６７の回転が規制される一方、図２に示すように、噛合い歯７６ａ，７６ｂの係合を解くと、出力軸６７は回転可能な状態となる。
【００３６】
このような切換ディスク７２ａ，７２ｂ，７５ａ，７５ｂは、切換ホルダ７７，７８によって切り換えられる。切換ホルダ７７，７８は図示しない作動リンクを介して図１に示す車両の切換レバー８に連結されており、乗員による切換レバー８の操作によって切換ディスク７２ａ，７２ｂ，７５ａ，７５ｂの切り換えが行われる。切換レバー８には、前進走行に対応したＦ位置、後退走行に対応したＲ位置、駆動ユニット１１の中立状態に対応したＮ位置、そして車両の駐車状態に対応したＰ位置が設定される。
【００３７】
切換レバー８をＦ位置に操作すると、切換ディスク７２ａの噛合い歯７３ｂが歯車６９ｂの噛合い歯７３ａに係合する一方、切換ディスク７５ａ，７５ｂは中立位置となる。また、Ｒ位置に操作すると、切換ディスク７２ｂの噛合い歯７４ｂがスプロケット７０ｂの噛合い歯７４ａに係合する一方、切換ディスク７５ａ，７５ｂは中立位置となる。そして、Ｎ位置に操作すると、全ての切換ディスク７２ａ，７２ｂ，７５ａ，７５ｂが中立位置となり、Ｐ位置に操作すると、切換ディスク７２ａ，７２ｂが中立位置となり、切換ディスク７５ｂの噛合い歯７６ｂがギヤケース６６の噛合い歯７６ａに係合する。
【００３８】
このような切換レバー８の操作に応じて動力が伝達される出力軸６７には歯車７９ａが固定され、この歯車７９ａに常時噛み合う歯車７９ｂが車軸６８に固定されている。車軸６８の端部には後輪３ａ，３ｂが連結されており、駆動輪である後輪３ａ，３ｂが車軸６８によって駆動される。なお、図３に示すように、歯車７９ｂに噛み合う歯車８０ａを備えた前輪２ａ，２ｂ用の駆動軸８０が変速機ケース５３とギヤケース６６とにより回転自在に支持されており、この駆動軸８０に傘歯車８１ａを介して連結される前輪出力軸８１がギヤケース６６に回転自在に支持される。このように、出力軸６７からの動力は駆動軸８０を介して前輪出力軸８１に伝達されるため、後輪３ａ，３ｂとともに前輪２ａ，２ｂが駆動されることになる。
【００３９】
また、走行時における車両を制動するために、図２に示すように出力軸６７にはブレーキディスク８２が取り付けられており、ギヤケース６６にはこのブレーキディスク８２にブレーキパッド８３ａを係合させるブレーキキャリパー８３が取り付けられている。乗員がハンドル５に設けられたブレーキレバー９を操作することにより、ブレーキキャリパー８３を駆動して出力軸６７に制動力を加えることができる。
【００４０】
次いで、無段変速機５５の冷却構造について説明する。図４は図２の無段変速機５５を拡大して示す部分断面図である。また、図５は図４の矢印Ａ方向から見た無段変速機５５を示す側面図であり、ケースカバー５３ｂを取り外した状態で示している。なお、図４および図５に示す白抜きの矢印は変速機ケース５３内を流れる冷却風の流れ方向を示しており、図５に示す矢印Ａはプーリ５６，５７の回転方向を示している。
【００４１】
図４および図５に示すように、無段変速機５５を構成するプライマリプーリ５６、セカンダリプーリ５７およびＶベルト６０を冷却するために、変速機ケース５３には冷却風としての外気が導入されるようになっている。変速機ケース５３のケース本体５３ａには冷却風を導入する吸入ポート８５ａが形成されており、吸入ポート８５ａはクランクケース１２内の流路から吸入ダクト８５ｂを介して外部に連通する。また、変速機ケース５３のケースカバー５３ｂには冷却風を排出する排出ポート８６ａが形成されており、排出ポート８６ａはケースカバー５３ｂに形成される排出ダクト８６ｂを介して外部に連通する。なお、吸入ダクト８５ｂや排出ダクト８６ｂには図示しない延長ダクトが接続されており、変速機ケース５３内に対する水やダストの侵入が防止される。
【００４２】
吸入ポート８５ａから変速機ケース５３内に冷却風を吸入するとともに、Ｖベルト６０などから熱を吸収した冷却風を排出ポート８６ａから排出するため、プライマリプーリ５６の固定シーブ５６ａの背面には複数のファンブレード８７が径方向外方に延びて形成されている。また、セカンダリプーリ５７の固定シーブ５７ａと可動シーブ５７ｂとの背面にはそれぞれファンブレード８８ａ，８８ｂが径方向外方に延びて形成されている。
【００４３】
図５に示すように、変速機ケース５３のケース本体５３ａに形成される吸入ポート８５ａの近傍、つまりファンブレード８７が冷却風を吸入する吸入領域Ａｉには、ファンブレード８７の先端面８７ａに沿うスクロール面８９を備えたシュラウド壁９０がケース本体５３ａに形成されている。スクロール面８９はファンブレード８７が冷却風を吐出する吐出領域Ａｏに向けてシュラウド壁９０からケース本体５３ａの内周面に滑らかに連続して形成されており、このスクロール面８９は吸入領域Ａｉから吐出領域Ａｏに向けてファンブレード８７の先端面８７ａから径方向外方に徐々に離れるように形成されている。つまり、吸入領域Ａｉにおいてはファンブレード８７の先端面８７ａとスクロール面８９との間にクリアランスＣ１が形成されるのに対して、吐出領域ＡｏにおいてはクリアランスＣ１よりも大きなクリアランスＣ２が形成されることになる。
【００４４】
また、ケース本体５３ａの吐出領域Ａｏにはスクロール面８９に案内される冷却風を整流する整流板９１が設けられている。この整流板９１はファンブレード８７の先端面８７ａとスクロール面８９との間を流れる冷却風の流路を区画するように取り付けられており、ファンブレード８７の回転方向に冷却風を整流することによって冷却風の不要な拡散を防止する。
【００４５】
続いて、無段変速機５５の駆動時に変速機ケース５３内を流れる冷却風による冷却過程について説明する。スタータモータ４５の作動によりエンジン２５を始動させた後に、乗員が切換レバー８をＦ位置に操作することによって車両は前進走行状態に切り換えられる。この状態のもとでアクセルグリップ６を操作することにより、エンジン回転数の上昇に伴って遠心クラッチ５１が締結状態に切り換えられ、車両は前進走行を開始する。
【００４６】
車両の走行状態においては、図５に示すように、プライマリプーリ５６が矢印Ａ方向に回転駆動するとともに、Ｖベルト６０を介してセカンダリプーリ５７も矢印Ａ方向に回転駆動しており、それぞれのプーリ５６，５７に形成されるファンブレード８７，８８ａ，８８ｂによって、変速機ケース５３の吸入ポート８５ａから排出ポート８６ａに向けて冷却風が送風される。なお、後退走行であってもプーリ５６，５７は矢印Ａ方向に回転するため、後退走行時にも冷却風は同様に送風されることになる。
【００４７】
まず、プライマリプーリ５６の吸入領域Ａｉにおいてファンブレード８７に取り込まれた冷却風は、プライマリプーリ５６の回転駆動により吐出領域Ａｏに向けて圧送され、吐出領域Ａｏからセカンダリプーリ５７に向けて送風される。このとき、ファンブレード８７の先端面８７ａに沿って形成された吸入領域Ａｉのスクロール面８９により、吸入ポート８５ａを通過した冷却風を確実にファンブレード８７に取り込むことができる。また、吸入領域Ａｉから吐出領域Ａｏにかけてファンブレード８７の先端面８７ａから徐々に離れるように形成されたスクロール面８９により、ファンブレード８７から吐出された冷却風の流れを阻害する背圧を抑制することができ、冷却風の送風効率を高めることができる。さらに、整流板９１により冷却風の不要な拡散を防止することができ、冷却風をセカンダリプーリ５７に向けて確実に供給することができる。
【００４８】
次いで、プライマリプーリ５６のファンブレード８７から吐出された冷却風は、図４に示すように変速機ケース５３内を幅方向に広がりながらセカンダリプーリ５７に向けて流れ、動力伝達時の摩擦により発熱するプライマリプーリ５６、セカンダリプーリ５７およびＶベルト６０を冷却した後に、排出ポート８６ａより外部に排出される。冷却風を排出ポート８６ａより排出する際にも、セカンダリプーリ５７に形成されるファンブレード８８ａ，８８ｂによって冷却風が排出ポート８６ａに向けて送風されるため、セカンダリプーリ５７付近の圧力上昇を抑制することができ、冷却風の送風効率を更に高めることができる。
【００４９】
このように、変速機ケース５３内を流れる冷却風の送風効率を高めるようにしたので、プライマリプーリ５６、セカンダリプーリ５７およびＶベルト６０を十分に冷却することができ、無段変速機５５の耐久性を高めることができる。特に、熱によって劣化が促進されるゴム製のＶベルト６０を備える無段変速機５５にあっては、Ｖベルト６０の耐久性を高めることができ、無段変速機５５のランニングコストを低く抑えることができる。また、ファンブレード８７，８８ａ，８８ｂを大型化することなく冷却風の送風効率を高めることができるため、無段変速機５５の大型化や高コスト化を抑制することができる。
【００５０】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、無段変速機５５はＡＴＶつまり不整地走行車に搭載されているが、この無段変速機５５を二輪車などに搭載しても良い。
【００５１】
また、変速機ケース５３に形成されるスクロール面８９は、プライマリプーリ５６側に形成されているが、セカンダリプーリ５７側にスクロール面８９を形成するようにしても良い。この場合には、セカンダリプーリ５７の吐出領域である排出ポート８６ａの近傍に向けて、ファンブレード８８ａ，８８ｂの先端面から徐々に離れるスクロール面が形成されることになる。
【００５２】
さらに、プライマリプーリ５６からセカンダリプーリ５７に向けて冷却風が送風されているが、セカンダリプーリ５７側に吸入ポートを形成するとともに、プライマリプーリ５６側に排出ポートを形成することにより、セカンダリプーリ５７からプライマリプーリ５６に向けて冷却風を送風しても良い。
【００５３】
さらに、図示する場合には、プライマリプーリ５６やセカンダリプーリ５７に形成されるファンブレード８７，８８ａ，８８ｂは直線状に延びるラジアルファンであるが、これに限定されることはなく、回転方向に向けて凸面となるように湾曲した遠心ファンであっても良く、回転方向に向けて凹面となるように湾曲した多翼ファンであっても良い。
【００５４】
なお、プライマリプーリ５６とセカンダリプーリ５７とにそれぞれファンブレード８７，８８ａ，８８ｂが形成されているが、プライマリプーリ５６だけにファンブレード８７を形成しても良く、セカンダリプーリ５７だけにファンブレード８８ａ，８８ｂを形成しても良いことはいうまでもない。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、冷却風の吸入領域から吐出領域に向けてファンブレードの先端面から徐々に離れるスクロール面をケースに形成するようにしたので、吐出された冷却風の流れを阻害する背圧を抑制することができ、冷却風の送風効率を高めることができる。
【００５６】
これにより、ケース内を十分に冷却することができるため、駆動ベルトの耐久性を高めることができ、無段変速機の耐久性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両を示す斜視図である。
【図２】図１の車両に搭載されるエンジンユニットと駆動ユニットとを示す概略図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図２の無段変速機を拡大して示す部分断面図である。
【図５】図４の矢印Ａ方向から見た無段変速機を示す側面図である。
【符号の説明】
２５ エンジン
５３ 変速機ケース（ケース）
５５ 無段変速機
５６ プライマリプーリ
５７ セカンダリプーリ
６０ Ｖベルト（駆動ベルト）
８５ａ 吸入ポート
８６ａ 排出ポート
８７ ファンブレード
８７ａ 先端面
８８ａ，８８ｂ ファンブレード
８９ スクロール面
９１ 整流板
Ａｉ 吸入領域
Ａｏ 吐出領域
Claims (3)
- エンジンに駆動されるプライマリプーリの回転を駆動ベルトを介して無段階に変化させてセカンダリプーリに伝達する無段変速機であって、
前記プライマリプーリの側部と前記セカンダリプーリの側部との少なくともいずれか一方に、冷却風を送風するファンブレードを前記プーリの径方向外方に伸ばして形成し、
前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとを回転自在に収容するケースに、冷却風の吸入領域から吐出領域に向けて前記ファンブレードの先端面から径方向外方に徐々に離れるスクロール面を形成し、
前記ファンブレードの先端面と前記スクロール面との間を流れる冷却風の流路を区画して冷却風を前記ファンブレードの回転方向に整流する整流板を前記ケースに取り付けたことを特徴とする無段変速機。 - 請求項１記載の無段変速機において、前記ケース内に冷却風を導入する吸入ポートと排出する排出ポートとを前記ケースに形成することを特徴とする無段変速機。
- 請求項１または２記載の無段変速機において、前記整流板は前記吐出領域に設けられることを特徴とする無段変速機。
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