JP5849688B2 - ベルト式無段変速装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばスクータ型の自動二輪車等に用いられるベルト式無段変速装置に関する。

従来、スクータ型の自動二輪車等においては、ベルト式無段変速装置や遠心クラッチや減速機等の伝達機構を介して、エンジンの回転が駆動輪に伝達されるようになっている。

上記したベルト式無段変速装置として、特許文献１には、エンジンのクランクシャフトと一体に回転するドライブプーリ（「プライマリシーブ６１」参照）と、このドライブプーリの後方に設けられ、ドライブプーリにＶベルトを介して接続されるドリブンプーリ（「セカンダリシーブ６２」参照）と、ドライブプーリとＶベルトとドリブンプーリとを収納するベルト室と、を備えたものが開示されている。

このようなベルト式無段変速装置において、ベルト室に水が溜まると、この水が各プーリとＶベルトの接触部分に入り込んでベルトスリップが発生したり、上記した水が各プーリに付着して各プーリの錆びの原因になったりする虞が有る。そこで、ベルト室から水を抜くための排水構造を備えたベルト式無段変速装置が知られている。

このような排水構造を備えたベルト式無段変速装置の従来例を、本願図６に示す。ベルト式無段変速装置６０は、ベルトケース６１を備えており、このベルトケース６１とクランクケース（図示せず）の間には、ドライブプーリ、Ｖベルト及びドリブンプーリ（いずれも図示せず）を収納するベルト室６２が形成されている。このベルト室６２は、隔壁６３によって前側室６４と後側室６５に仕切られている。ベルトケース６１の底壁６６には、前側室６４と対応する位置に排水口６７が設けられ、この排水口６７にはパイプ（ユニオン）６８が接続され、パイプ６８の先端にはダックビル６９が取り付けられている。そして、前側室６４に溜まった水Ｗを、上記したパイプ６８及びダックビル６９を介して、外部に排出できるようになっている。

特開２０１１−５７０５８号公報

しかしながら、上記の排水構造では、ベルトケース６１の底壁６６に設けられた排水口６７にパイプ６８を接続しているため、パイプ６８が必然的にベルトケース６１の下方に突出することになる。そのため、例えば自動二輪車が不整地を走行している際に段差等にパイプ６８が接触してダックビル６９がパイプ６８から脱落してしまう虞が有る。このようにダックビル６９が脱落すると、露出したパイプ６８の先端からベルト室６２に水や塵が入り、防水性能及び耐塵性能の低下を招く。

また、ダックビル６９は通常ゴム製であり、製品ごとの寸法のバラツキが存在するため、ダックビル６９がパイプ６８から自然に脱落してしまう事態も生じうる。この場合、上記した従来型の排水構造では、ダックビル６９の脱落に伴って露出したパイプ６８の先端からベルトケース６１内に水や塵が入りやすく、この点においても防水性能及び耐塵性能の低下を招くことになる。

また、パイプ６８及びダックビル６９が外部に露出することになるため、例えば洗車時に誤ってホースを直接ダックビル６９に押し当ててしまい、ホースからの水がパイプ６８を逆流してベルト室６２が浸水する虞が有る。

そこで、本発明は上記の事情を考慮し、排水口に接続される部材が外部に露出するのを防止することで、ベルト室に水や塵が入り込むのを効果的に抑制することを目的とする。

本発明のベルト式無段変速装置は、エンジンのクランクシャフトと一体に回転するドライブプーリと、該ドライブプーリの後方に設けられ、該ドライブプーリにＶベルトを介して接続されるドリブンプーリと、前記ドライブプーリと前記Ｖベルトと前記ドリブンプーリとを収納するベルト室と、前記ドライブプーリと前記ドリブンプーリとの間に設けられて前記ベルト室を前側室と後側室に仕切る隔壁と、を備え、該隔壁の下部には、前記前側室に溜まった水を外部に排出するための排水口が設けられていることを特徴とする。

このように隔壁の下部に排水口を設けることで、この排水口に接続される部材を、外部に露出させないように配置することが可能となる。これに伴って、例えば排水口にパイプを介して蓋部材が接続されるような場合に、不整地の段差等にパイプが接触して蓋部材が脱落するのを防止することができ、パイプを介してベルト室に水や塵が入り込むのを効果的に抑制することが可能となる。また、パイプや蓋部材を外部に露出させない構成を採用できるので、洗車時に誤ってホースを蓋部材に直接押し当ててしまうような事態を回避することが可能となり、ベルト室の浸水を防止することが可能となる。

本発明のベルト式無段変速装置は、前記隔壁の後面側には、上端が前記後側室に連通し、下端が外部に連通する排気ダクトが設けられていても良い。

このような構成を採用することにより、外部の水や塵が排水口を介して前側室に吸い込まれるのを、排気ダクト内を流動する冷却風によって防止することが可能となる。そのため、ベルト室に水や塵が入り込みにくくなり、防水性能及び耐塵性能が向上する。

本発明のベルト式無段変速装置は、前記前側室の下面は、後方に向かって下方に傾斜し、該前側室の下面の後端には、下方に向かって凹部が設けられ、前記排水口は、前記凹部の後側を覆う部分の前記隔壁に形成されていても良い。

このような構成を採用することにより、前側室に浸入した水を凹部に誘導して溜めておき、この溜まった水を排水口から排出することが可能となる。また、前側室の下面に設けられた凹部に水を溜めることで、前側室の下面に凹部を設けずに水を溜める場合と比較して、前側室における溜水位置を低くすることが可能となり、前側室に溜まった水がＶベルトに付着するのを防止することが可能となる。

本発明のベルト式無段変速装置は、前記排水口に接続されて前記隔壁の下部から後方に向かって突出するパイプと、該パイプに装着される蓋部材と、を備えていても良い。

このようにパイプに蓋部材を装着することで、パイプを介して前側室に水や塵が吸い込まれるのを一層効果的に防止することができる。

本発明のベルト式無段変速装置によれば、排水口に接続される部材が外部に露出するのを防止することで、ベルト室に水や塵が入り込むのを効果的に抑制することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る自動二輪車を示す左側面図である。 本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、ベルト式無段変速装置及び遠心クラッチを示す平断面図である。 本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、ベルトケースを示す右側面図である。 図２のＡ―Ａ部分におけるベルトケースの断面図である。 排水構造の変形例を示す断面図である。 従来例に係るベルト式無段変速装置の排水構造を示す断面図である。

以下、図面に基づき、本発明の好適な実施形態について説明する。本実施形態では、本発明を小型のスクータ型自動二輪車１（以下、「自動二輪車１」と略称する。）に適用した場合について説明する。以下、上下、左右、前後の方向は、自動二輪車１に乗車する運転者から見た方向を示す。なお、各図に適宜示される矢印Ｆｒ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒは、それぞれ車両の前方、後方、左方、右方を示している。

まず、自動二輪車１の全体の構成について説明する。

図１に示されるように、自動二輪車１には、車体カバー２によって覆われる車体フレーム３が設けられている。車体フレーム３は、その前部上端に配置されるヘッドパイプ４と、ヘッドパイプ４から後下方に向かって延設されるダウンチューブ５と、ダウンチューブ５の後端から後上方に向かって延設されるシートレール６と、を備えている。

ヘッドパイプ４には、フロントフォーク７がハンドルバー８と共に回転可能に支持されている。フロントフォーク７の下端には前輪１０が軸支され、前輪１０の上方を覆うようにしてフロントフェンダ１１が設けられている。

ダウンチューブ５の後下部には、パワーユニット１２が上下方向揺動可能に支持されており、パワーユニット１２の後端部には後輪１３が軸支され、後輪１３の上方を覆うようにしてリヤフェンダ１４が設けられている。リヤフェンダ１４の前上方には運転者シート１５が設けられている。

次に、パワーユニット１２について説明する。

パワーユニット１２の前部には、エンジン（詳細は図示略）が設けられている。エンジンは、例えばＳＯＨＣ式の空冷単気筒型である。図２に示されるように、エンジンはクランクケース１６を備えており、このクランクケース１６内には、クランクシャフト１７が車幅方向（左右方向）に沿って軸支されている。

エンジンの左方には、ベルト式無段変速装置１８が設けられている。ベルト式無段変速装置１８は、例えば乾式の変速装置であり、ドライブプーリ２０と、ドライブプーリ２０の後方に設けられ、ドライブプーリ２０と無端状のＶベルト２１を介して接続されるドリブンプーリ２２と、ドライブプーリ２０とＶベルト２１とドリブンプーリ２２の左側を覆うように設けられるベルトケース２３と、を備えている。なお、図３はベルトケース２３の右側面図であるが、二点鎖線Ｘから二点鎖線Ｙまでの範囲についてのみ、図２のＢ−Ｂ部分の断面を示している。

ドライブプーリ２０は、クランクシャフト１７の左端部に配置されている。ドライブプーリ２０の径Ｌ１は、ドリブンプーリ２２の径Ｌ２よりも小さい。図３に示されるように、ドライブプーリ２０におけるＶベルト２１の巻き掛け半径Ｒ１は、ドリブンプーリ２２におけるＶベルト２１の巻き掛け半径Ｒ２よりも小さい。

図２に示されるように、ドライブプーリ２０は、クランクシャフト１７に固定される固定フェイス２４と、固定フェイス２４の右側に配置され、クランクシャフト１７の軸方向（左右方向）に沿ってスライド可能な可動フェイス２５と、を備えている。ドライブプーリ２０の固定フェイス２４の左側には、この固定フェイス２４と同軸上且つ一体にベルト冷却ファン２６が設けられている。ドライブプーリ２０の可動フェイス２５には、ウェイトローラ２７が取り付けられている。

ドリブンプーリ２２は、クランクシャフト１７の後方に車幅方向に沿って軸支される従動軸２８の左側部に配置されている。ドリブンプーリ２２は、従動軸２８の外周に回転可能に取り付けられるスリーブ３０に固定される固定フェイス３１と、固定フェイス３１の左側に配置され、従動軸２８の軸方向（左右方向）に沿ってスライド可能な可動フェイス３２と、を備えている。ドリブンプーリ２２の可動フェイス３２は、コイルスプリング３３によって固定フェイス３１側（右側）に付勢されている。

ドリブンプーリ２２は、遠心クラッチ３４を介して従動軸２８と接続され、従動軸２８は減速機（図示略）を介して後輪１３と接続されている。遠心クラッチ３４は、例えば乾式のクラッチであり、スリーブ３０に固定されるベースプレート３５と、ベースプレート３５に固定されるクラッチシュー３６と、クラッチシュー３６の外周を覆うように設けられ、従動軸２８の左端部に固定されるクラッチハウジング３７と、を備えている。

ベルトケース２３は、クランクケース１６の左側に取り付けられており、ベルトケース２３とクランクケース１６の間には、前記したドライブプーリ２０、Ｖベルト２１及びドリブンプーリ２２を遠心クラッチ３４とともに収納するベルト室３８が形成されている。ベルト室３８は、前側が後側よりも高くなるように傾斜しているが、便宜上、図３等においてはベルト室３８を略水平に記載している。

図３に最も良く示されるように、ベルトケース２３には上下方向に延びる隔壁４０が設けられ、この隔壁４０によってベルト室３８が前側室４１と後側室４２に仕切られており、前側室４１にはドライブプーリ２０が収納され、後側室４２にはドリブンプーリ２２が収納されている。隔壁４０は、ドライブプーリ２０とドリブンプーリ２２の間で、且つ、ドライブプーリ２０よりもドリブンプーリ２２に近い位置に設けられており、ドライブプーリ２０からは離間している。

隔壁４０の後面側には、ドリブンプーリ２２との間に排気ダクト４３が上下方向に形成されている。排気ダクト４３は、前側を隔壁４０によって覆われている。排気ダクト４３の上端は、ベルト室３８の後側室４２に連通し、排気ダクト４３の下端は外部空間（ベルトケース２３の下方の空間）と連通している。

隔壁４０の下部には、排水口４４が前後方向に貫通形成されている。排水口４４には、隔壁４０の下部から後方に向かって突出するパイプ４５が接続されている。パイプ４５は、隔壁４０と一体に形成されており、パイプ４５の突出端部は、排気ダクト４３内に配置されている。つまり、パイプ４５は、排気ダクト４３の下端よりも上方に位置している。

隔壁４０の下端部は、ベルトケース２３の底壁４６よりも下方に延びている。隔壁４０の下端部には、後方に向かって保護壁４７が突設され、保護壁４７によってパイプ４５の下側が覆われている。保護壁４７は、ベルトケース２３の底壁４６と段差状を成している。

パイプ４５には、蓋部材としてのダックビル４８が装着されている。ダックビル４８は、パイプ４５と共に排気ダクト４３内に配置されている。ダックビル４８は、例えばゴム製であり、パイプ４５側からの加圧によってのみ開弁するチェック弁としての機能を有している。

ベルト室３８の前側室４１の下面は、後方に向かって下方に傾斜している。前側室４１の下面の後端には下方に向かって凹部５０が形成され、この凹部５０の後側を覆う部分の隔壁４０に、前記した排水口４４が設けられている。ベルトケース２３の底壁４６には、凹部５０の設置に伴って、前上方に傾斜する傾斜壁５１が隔壁４０の前方に形成されている。

図２及び図４に示されるように、ベルトケース２３の前下端部には吸気口５２が設けられており、この吸気口５２を介して、外部空間（ベルトケース２３の左方の空間）と前側室４１が連通している。

上記の如く構成されたものにおいて、ベルト式無段変速装置１８の作用について説明する。エンジンが駆動すると、エンジンのクランクシャフト１７が回転し、ドライブプーリ２０がクランクシャフト１７と一体に回転する。このドライブプーリ２０の回転は、Ｖベルト２１を介してドリブンプーリ２２に伝達され、ドリブンプーリ２２が回転する。

エンジンのクランクシャフト１７の回転数が上昇すると、ウェイトローラ２７にかかる遠心力が増大する。これに伴って、ウェイトローラ２７がドライブプーリ２０の可動フェイス２５を固定フェイス２４側に押圧して移動させ、ドライブプーリ２０におけるＶベルト２１の巻き掛け半径が大きくなる。一方、ドリブンプーリ２２の可動フェイス３２がコイルスプリング３３の付勢力に抗してドリブンプーリ２２の固定フェイス３１から離間する方向に移動し、ドリブンプーリ２２におけるＶベルト２１の巻き掛け半径が小さくなる。このようにして、ドライブプーリ２０及びドリブンプーリ２２におけるＶベルト２１の巻き掛け半径が無段階に調節され、エンジンの回転が無段階に変速されてドリブンプーリ２２に伝達される。

次に、遠心クラッチ３４の作用について説明する。上記のようにして、エンジンの回転がドリブンプーリ２２に伝達されると、ドリブンプーリ２２、スリーブ３０、ベースプレート３５及びクラッチシュー３６が一体に回転する。そして、エンジンの回転数が上昇すると、クラッチシュー３６の回転数も上昇し、クラッチシュー３６にかかる遠心力が高まる。これに伴って、クラッチシュー３６がクラッチハウジング３７に接触し、ドリブンプーリ２２の回転が遠心クラッチ３４を介して従動軸２８に伝達されて、従動軸２８が回転する。この従動軸２８の回転は、変速機（図示せず）を介して後輪１３に伝達され、後輪１３が回転する。これにより、自動二輪車１が走行する。

次に、ベルト式無段変速装置１８の冷却作用について説明する。上記のようにクランクシャフト１７が回転すると、ドライブプーリ２０の固定フェイス２４に設けられたベルト冷却ファン２６が、クランクシャフト１７と一体に回転する。これに伴って、図２及び図４に矢印ａで示されるように、吸気口５２を介して冷却用の空気が外部からベルト室３８の前側室４１内に導入される。この導入された空気は、図２に矢印ｂで示されるように、冷却風となってベルト室３８を前側室４１から後側室４２に向かって流動し、ベルト室３８を冷却する。この冷却風は、図２及び図３に矢印ｃで示されるように、後側室４２から排気ダクト４３の上端に流入し、図３に矢印ｄで示されるように、排気ダクト４３の下端から外部に排出される。

次に、ベルト式無段変速装置１８の排水作用について説明する。ベルト室３８の前側室４１に水が浸入すると、この水は、前側室４１の下面の傾斜に沿って前から後ろに向かって流動し、凹部５０に溜まる（図３の引き出し線Ｗ参照）。この凹部５０に溜まった水は、排水口４４を介してパイプ４５に流入し、図３に点線矢印で示されるように、ダックビル４８から排気ダクト４３の下端を介して外部に排出される。

本実施形態では、隔壁４０の下部に排水口４４を設けているため、この排水口４４に接続されるパイプ４５及びダックビル４８を、外部に露出させないように配置することが可能となる。これに伴って、不整地の段差等にパイプ４５が接触してダックビル４８が脱落するのを防止することができ、ベルト室３８に水や塵が入り込むのを効果的に抑制することが可能となる。また、パイプ４５やダックビル４８を外部に露出させないので、洗車時に誤ってホースをダックビル４８に直接押し当ててしまうような事態を回避することが可能となり、ベルト室３８の浸水を防止することが可能となる。

また、隔壁４０の後面側に排気ダクト４３が設けられているため、外部の水や塵が排水口４４を介してベルト室３８の前側室４１に吸い込まれるのを、排気ダクト４３内を上から下に流動する冷却風によって防止することが可能となる。そのため、例えばパイプ４５に装着されたダックビル４８が寸法誤差等によって脱落した場合又はパイプ４５にダックビル４８等の蓋部材を元々装着していない場合に、露出したパイプ４５を介してベルト室３８に水や塵が入り込みにくくなり、防水性能及び耐塵性能が向上する。また、ベルト室３８の後側室４２から排気ダクト４３に流入する冷却風は、吸気口５２等に設けられるフィルター（図示せず）を通過することで塵が除去されているため、この冷却風に含まれる塵が前側室４１に吸い込まれる虞も無い。

また、隔壁４０から後方に向かってパイプ４５を突出させる構成であるため、パイプ４５を屈曲させなくても、パイプ４５の突出端部が自然と後方を向くことになる。そのため、従来構造（図６参照）と比較してパイプ４５を短くすることができる。

また、後方に向かって下方に傾斜する前側室４１の下面の後端に凹部５０を設け、この凹部５０の後側を覆う部分の隔壁４０に排水口４４を形成している。そのため、前側室４１に浸入した水を凹部５０に誘導して溜めておき、この溜まった水を排水口４４から排出することが可能となる。また、前側室４１の下面に設けられた凹部５０に水を溜めることで、前側室４１の下面に凹部５０を設けずに水を溜める場合と比較して、前側室４１における溜水位置を低くすることが可能となり、前側室４１に溜まった水がＶベルト２１に付着するのを防止することが可能となる。

特に、本実施形態では、図３に示されるように、ドライブプーリ２０におけるＶベルト２１の巻き掛け半径Ｒ１がドリブンプーリ２２におけるＶベルト２１の巻き掛け半径Ｒ２よりも小さくなっており、これに伴って、Ｖベルト２１の下部がベルトケース２３の前側室４１の下面よりも大きな傾斜で、後方に向かって下方に傾斜している。そのため、Ｖベルト２１の下部と前側室４１の下面との距離は、前側室４１の後ろ側に行く程短くなっており、これに伴って、隔壁４０の近傍では前側室４１の下面に溜まった水がＶベルト２１に付着しやすくなる。

この点、本実施形態では、隔壁４０の近傍に凹部５０を設けることで、水が溜まる部分とＶベルト２１との距離を大きくしているため、隔壁４０の近傍でも前側室４１の下面に溜まった水がＶベルト２１に付着しにくくなり、ベルトスリップを効果的に抑制することが可能となっている。

また、ドライブプーリ２０よりもドリブンプーリ２２に近い位置に隔壁４０が設けられており、隔壁４０がドライブプーリ２０とは離間している。そのため、隔壁４０によって後側を覆われる凹部５０を、ドライブプーリ２０から離間した位置に配置することが可能となり、ドライブプーリ２０によって凹部５０内の水がはね上げられてベルトスリップが発生するような不都合を回避することが可能となる。

また、ベルトケース２３の底壁４６には、凹部５０の形成に伴って傾斜壁５１が隔壁４０の前方に形成されており、ベルトケース２３に対して前方から衝撃が加わった場合に、この衝撃が隔壁４０に伝達されるのを傾斜壁５１によって抑制することが可能となる。そのため、隔壁４０と一体に形成されたパイプ４５が上記した衝撃により破損するのを防止することが可能となる。

また、ドライブプーリ２０をドリブンプーリ２２よりも小径としているため、ドライブプーリ２０の径をドリブンプーリ２２の径よりも大きくする場合やドリブンプーリ２２の径と同一にする場合と比較して、ドライブプーリ２０と凹部５０との距離を長くすることが可能となる。そのため、上記したベルトスリップの発生を一層効果的に抑制することが可能となる。

なお、ドリブンプーリ２２の近傍は、レイアウト上大きなスペースを確保できないため、排水口４４を設けたとしてもドリブンプーリ２２の近傍に水が溜まり易く、Ｖベルト２１に水が付着する不具合が生じやすい。

また、パイプ４５にダックビル４８が装着されているため、パイプ４５を介して前側室４１に水や塵が吸い込まれるのを一層効果的に防止することができる。また、パイプ４５の下側を保護壁４７で覆っているため、パイプ４５の破損を回避することが可能となる。

本実施形態では、パイプ４５を隔壁４０と一体に形成したが、他の異なる実施形態では、図５（ａ）に示されるように、パイプ（ユニオン）４５を隔壁４０と別体に形成しても良い。この場合には、例えば、排水口４４に差し込まれる差込み部５３と、排水口４４の周囲において隔壁４０の後面に当接する鍔部５４と、鍔部５４から後方に突出する突出部５５と、によってパイプ４５を構成することができる。

本実施形態では、図３に示されるように、保護壁４７とベルトケース２３の底壁４６が段差状を成しているが、他の異なる実施形態では、図５（ｂ）に示されるように、保護壁４７とベルトケース２３の底壁４６が面一に配置されても良い。また、図５（ｃ）に示されるように、保護壁４７を設けなくても良い。

本実施形態では、チェック弁としての機能を有するダックビル４８を蓋部材として用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、弁機能を有しない着脱可能なキャップを蓋部材として用いても良い。この場合には、パイプ４５からキャップを適宜取り外すことで、排水を行うことが可能となる。また、他の異なる実施形態では、パイプ４５に蓋部材を装着しなくても良い。

本実施形態では、スクータ型の自動二輪車１に本発明に係る無段変速装置を用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、例えばＡＴＶ（不整地走行車両）等に本発明に係る無段変速装置を用いても良い。

１７ クランクシャフト
２０ ドライブプーリ
２１ Ｖベルト
２２ ドリブンプーリ
３８ ベルト室
４０ 隔壁
４１ 前側室
４２ 後側室
４３ 排気ダクト
４４ 排水口
４５ パイプ
４７ 保護壁
４８ ダックビル（蓋部材）
５０ 凹部

Claims (4)

1. エンジンのクランクシャフトと一体に回転するドライブプーリと、
   該ドライブプーリの後方に設けられ、該ドライブプーリにＶベルトを介して接続されるドリブンプーリと、
   前記ドライブプーリと前記Ｖベルトと前記ドリブンプーリとを収納するベルト室と、
   前記ドライブプーリと前記ドリブンプーリとの間に設けられて前記ベルト室を前側室と後側室に仕切る隔壁と、を備え、
   該隔壁の下部には、前記前側室に溜まった水を外部に排出するための排水口が設けられていることを特徴とするベルト式無段変速装置。
2. 前記隔壁の後面側には、上端が前記後側室に連通し、下端が外部に連通する排気ダクトが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のベルト式無段変速装置。
3. 前記前側室の下面は、後方に向かって下方に傾斜し、
   該前側室の下面の後端には、下方に向かって凹部が設けられ、
   前記排水口は、前記凹部の後側を覆う部分の前記隔壁に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のベルト式無段変速装置。
4. 前記排水口に接続されて前記隔壁の下部から後方に向かって突出するパイプと、
   該パイプに装着される蓋部材と、を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のベルト式無段変速装置。