JP6060121B2 - プーリ装置 - Google Patents

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（例えば、特許文献１）。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。

駆動プーリ装置は、エンジンのクランク軸に固定されている。駆動プーリ装置は、可動シーブと固定シーブとを有している。可動シーブが、固定シーブに接近する方向に移動すると、ベルトは外周側へと移動する。また、可動シーブが固定シーブから離れる方向に移動すると、ベルトは内周側へ移動する。

従動プーリ装置は、固定シーブと可動シーブとを有している。可動シーブは、固定シーブに対して接近及び離間するように移動可能に配置されている。可動シーブは、コイルバネによって固定シーブに近付く方向に付勢されている。また、可動シーブは、ベルトからの押圧力によって、コイルバネの付勢力に抗して離間する方向に移動する。

特開２００８−２５６１２２号公報

従動プーリ装置の可動シーブの内周端部は、コイルバネによって固定シーブに近付く方向に押圧されている。一方で、可動シーブは、内周端部よりも径方向の外側において、ベルトによって固定シーブから離れる方向に押圧されている。このため、可動シーブの外周端部が固定シーブから離れる方向に、可動シーブが撓むおそれがある。

本発明の課題は、可動シーブの撓みを防止することにある。

本発明のある側面に係るプーリ装置は、固定シーブと、可動シーブと、弾性部材とを備えている。固定シーブは、回転軸周りに回転するように配置されている。可動シーブは、回転軸周りに回転するように配置されている。また、可動シーブは、回転軸に沿って移動するように配置されている。弾性部材は、回転軸と同軸上に配置された中心軸を有する。弾性部材は、可動シーブを固定シーブに向かって付勢する。弾性部材は、第１端部と、第２端部と、を有する。第２端部は、第１端部よりも径が大きい。第２端部は、可動シーブと当接する。

この構成によれば、弾性部材は、第１端部よりも径が大きい第２端部によって、可動シーブを固定シーブへ付勢している。このため、弾性部材は、従来のプーリ装置で使用されていたコイルバネよりも、径方向の外側において可動シーブと当接することができる。この結果、可動シーブに作用する曲げモーメントが小さくなり、可動シーブの撓みを防止することができる。なお、弾性部材の中心軸は、回転軸と完全に一致していなくてもよい。

好ましくは、弾性部材は、切頭円錐状である。

好ましくは、弾性部材は、皿バネである。固定シーブと可動シーブとによってベルトを確実に挟持するために必要な荷重は、ベルトが内周側位置にあるときよりも、外周側位置にあるときの方が高い。そして、皿バネの荷重特性を適切に設定することによって、ベルトが内周側位置にあるときよりも外周側位置にあるときの方が、皿バネは、より高い荷重によって可動シーブをベルトに向かって押圧することができる。

好ましくは、固定シーブと可動シーブとは、径方向における外周側位置と内周側位置との間でベルトを挟持するように構成されている。そして、皿バネの第２端部は、径方向において外周側位置と内周側位置との間において、可動シーブと当接する。この構成によれば、より確実に、可動シーブの撓みを防止することができる。

弾性部材は、複数の皿バネによって構成されていてもよい。

好ましくは、プーリ装置は、プレートと、筒状部材とをさらに備える。筒状部材は、プレートから軸方向に沿って延びる。弾性部材の第１端部は、筒状部材の先端部に当接する。

筒状部材は、コイルバネとすることができる。この構成によれば、コイルバネも軸方向に縮むために、皿バネのたわみ量を小さくすることができる。

本発明によれば、可動シーブの撓みを防止することができる。

プーリ装置の側面断面図。 プーリ装置の側面断面図。 可動シーブ用ボスの側面断面図。 可動シーブ用ボスの側面図。 変形例２に係るプーリ装置の側面断面図。 変形例３に係るプーリ装置の側面断面図。

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１００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１０１を介してトルクが伝達される。ベルト１０１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２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、可動シーブ２と、皿バネ３とを備えている。また、プーリ装置１００は、固定シーブ用ボス４と、可動シーブ用ボス５と、遠心クラッチ６と、カム機構８と、をさらに備えている。なお、皿バネ３は、本発明の弾性部材に相当する。

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２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、円板状であって、中央に貫通孔１ａを有している。固定シーブ１の対向面１ｂは、径方向の外側にいくにしたがって、可動シーブ２から離れるように傾斜している。すなわち、対向面１ｂ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１ｂは、可動シーブ２に対向する面である。すなわち、固定シーブ１の対向面１ｂは、軸方向の第１側を向いている。

固定シーブ用ボス４は、筒状であって、軸方向に延びている。固定シーブ用ボス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。固定シーブ用ボス４は、第３端部４ａと、第４端部４ｂと、複数の孔部４ｃとを有している。

第３端部４ａは、軸方向の第１側の端部である。この第３端部４ａに、遠心クラッチ６が取り付けられている。第３端部４ａ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３端部４ａは他の部分よりも外径が小さいため、肩部４ｄが形成されている。

固定シーブ用ボス４の第４端部４ｂは、軸方向の第２側の端部である。第４端部４ｂに固定シーブ１が固定されている。詳細には、第４端部４ｂは、固定シーブ１の貫通孔１ａに挿入されて固定されている。このため、固定シーブ用ボス４は、固定シーブ１と一体的に回転する。なお、第４端部４ｂの外径は、他の部分の外径よりも大きい。

出力軸（図示省略）は、固定シーブ用ボス４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。出力軸と固定シーブ用ボス４とは相対回転する。なお、出力軸と固定シーブ用ボス４との間に、ベアリング１１が配置されている。

可動シーブ２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。可動シーブ２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２は、軸方向に移動するように配置されている。可動シーブ２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２は、円板状であって、中央に貫通孔２ａを有している。可動シーブ２の対向面２ｂ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２ｂ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２の対向面２ｂ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２の対向面２ｂは、軸方向の第２側を向いている。固定シーブ１の対向面１ｂと、可動シーブ２の対向面２ｂとは、間隔をあけて対向している。すなわち、固定シーブ１の対向面１ｂと、可動シーブ２の対向面２ｂとによって、Ｖ溝が形成されている。可動シーブ２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１０１が配置されている。なお、固定シーブ１の対向面１ｂと、可動シーブ２の対向面２ｂとによって、ベルト１０１を挟持している。

固定シーブ１と可動シーブ２とは、径方向における外周側位置と内周側位置との間でベルト１０１を挟持するように構成されている。すなわち、ベルト１０１は、外周側位置と内周側位置との間を移動する。なお、図１は、ベルト１０１が内周側位置に位置するときの図であり、図２は、ベルト１０１が外周側位置に位置するときの図である。なお、低速走行の際は、ベルト１０１が外周側位置にあり、高速走行の際は、ベルト１０１が内周側位置にある。

可動シーブ用ボス５は、円筒状であって、軸方向に延びている。可動シーブ用ボス５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。可動シーブ用ボス５は、固定シーブ用ボス４を覆うように配置されている。可動シーブ用ボス５の内周面は、固定シーブ用ボス４の外周面と接触している。

可動シーブ用ボス５は、軸方向において、固定シーブ用ボス４上を摺動可能である。可動シーブ用ボス５は、第５端部５ａと、第６端部５ｂとを有する。第５端部５ａは軸方向の第１側の端部であり、第６端部５ｂは軸方向の第２側の端部である。

第６端部５ｂには、可動シーブ２が固定されている。詳細には、第６端部５ｂは、可動シーブ２の貫通孔２ａに挿入されて固定されている。このため、可動シーブ２と可動シーブ用ボス５とは、一体的に回転する。

図３は可動シーブ用ボス５の側面断面図、図４はボス本体部５ｃの側面図である。図３に示すように、可動シーブ用ボス５は、ボス本体部５ｃと、カバー部５ｄとを有している。

ボス本体部５ｃは、円筒状である。図３及び図４に示すように、ボス本体部５ｃは、複数のカム溝５ｅを有している。各カム溝５ｅは、軸方向に延びている。各カム溝５ｅは、周方向に互いに間隔をあけて配置されている。

カバー部５ｄは、円筒状である。カバー部５ｄは、ボス本体部５ｃの外周面を覆うように配置されている。詳細には、カバー部５ｄの内周面は、ボス本体部５ｃの外周面と接触している。ボス本体部５ｃとカバー部５ｄとは、互いに固定されている。例えば、ボス本体部５ｃとカバー部５ｄとは、互いに接着している。このようにカバー部５ｄがボス本体部５ｃの外周面を覆っているため、カム溝５ｅは、密閉されている。このカム溝５ｅ内に、グリスなどが充填されている。

図１に示すように、カム機構８は、複数のトルクピン８１と、複数のカム溝５ｅと、によって構成されている。各トルクピン８１は、固定シーブ用ボス４の外周面から径方向の外側に突出するように構成されている。詳細には、各トルクピン８１は、固定シーブ用ボス４の孔部４ｃに挿入されて固定されている。また、各トルクピン８１の突出部は、各カム溝５ｅ内に配置されている。各トルクピン８１は、各カム溝５ｅ内において、摺動可能である。

各トルクピン８１は、ピン本体８１ａと、樹脂カラー８１ｂとを有している。ピン本体８１ａは、円柱状であって、固定シーブ用ボス４の外周面から径方向の外側に突出している。ピン本体８１ａは、固定シーブ用ボス４の孔部４ｃに固定されている。

樹脂カラー８１ｂは、ピン本体８１ａの外周面を覆うように配置されている。詳細には、樹脂カラー８１ｂは、ピン本体８１ａのうち、固定シーブ用ボス４から突出した部分を覆っている。

図３及び図４に示すように、各カム溝５ｅは、可動シーブ用ボス５のボス本体部５ｃに形成されている。各カム溝５ｅは、軸方向に延びるとともに、円周方向に傾斜している。各トルクピン８１は、各カム溝５ｅ内を摺動することができる。

図１に示すように、皿バネ３は、可動シーブ２を固定シーブ１に向かって付勢する。すなわち、皿バネ３は、可動シーブ２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２とが、ベルト１０１を挟持する。

皿バネ３は、切頭円錐状であって、第１端部３ａと第２端部３ｂとを有している。第１端部３ａは軸方向の第１側の端部であり、第２端部３ｂは軸方向の第２側の端部である。第２端部３ｂの径は、第１端部３ａの径よりも大きい。詳細には、第２端部３ｂの外径は、第１端部３ａの外径よりも大きい。また、皿バネ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。

皿バネ３の第１端部３ａの内周面は、可動シーブ用ボス５の外周面と接触している。また、第１端部３ａは、筒状部材７に当接している。これによって、皿バネ３の軸方向第１側への移動が規制される。すなわち、皿バネ３は、可動シーブ２から離れる方向への移動が筒状部材７によって規制される。

筒状部材７は、軸方向に延びる円筒状の部材である。筒状部材７は、後述するドライブプレート６１から可動シーブ２に向かって延びている。詳細には、筒状部材７は、ドライブプレート６１からウェイト６２を越えるように軸方向の第２側に延びている。筒状部材７は、可動シーブ用ボス５を覆うように配置されている。皿バネ３の第１端部３ａは、この筒状部材７の軸方向の第２側の端部と当接している。

皿バネ３の第２端部３ｂは、可動シーブ２と当接している。詳細には、第２端部３ｂは、可動シーブ２の対向面２ｂと反対側の面２ｃに当接している。皿バネ３の第２端部３ｂは、径方向において、外周側位置と内周側位置との間において、可動シーブ２と当接している。

詳細には、図１に示すようにベルト１０１が内周側位置にあるとき、皿バネ３の第２端部３ｂは、ベルト１０１よりも径方向の外側に位置している。また、図２に示すように、ベルト１０１が外周側位置にあるとき、皿バネ３の第２端部３ｂは、ベルト１０１よりも径方向の内側に位置している。皿バネ３の第２端部３ｂが可動シーブ２と当接する径方向の位置は、ベルト１０１の径方向の位置に応じて変化する。

皿バネ３は、貫通孔３ｃを有している。皿バネ３の貫通孔３ｃ内を可動シーブ用ボス５が貫通している。なお、皿バネ３は、軸方向において、可動シーブ用ボス５上を摺動可能である。また、皿バネ３は、可動シーブ用ボス５に対して、一体的に回転してもよいし、相対的に回転してもよい。

遠心クラッチ６は、ドライブプレート６１、複数のウェイト６２、及びクラッチハウジング６３を有している。遠心クラッチ６は、固定シーブ１及び可動シーブ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。詳細には、遠心クラッチ６は、固定シーブ用ボス４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６１は、固定シーブ用ボス４の第３端部４ａに取り付けられている。ドライブプレート６１は、固定シーブ用ボス４と一体的に回転する。詳細には、ドライブプレート６１は、中心部に貫通孔６１ａを有する円板状のプレートである。貫通孔６１ａは、固定シーブ用ボス４の第３端部４ａと係合するような形状である。具体的には、貫通孔６１ａの外周縁は、固定シーブ用ボス４の外周縁とほぼ同じ形状である。

ドライブプレート６１は、固定シーブ用ボス４の肩部４ｄ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、ドライブプレート６１の軸方向の第１側において、ナット６４が固定シーブ用ボス４の第３端部４ａに螺合している。このナット６４によって、ドライブプレート６１は軸方向の第１側への移動も規制される。

各ウェイト６２は、円周方向の一端部がドライブプレート６１に揺動可能に取り付けられている。各ウェイト６２の外周面には、摩擦材６５が固定されている。各ウェイト６２の他端部には、各ウェイト６２を径方向の内側に付勢するようにリターンスプリング６６が取り付けられている。

クラッチハウジング６３は、各ウェイト６２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６３は、固定シーブ用ボス４に相対回転可能に支持されている。詳細には、クラッチハウジング６３は、ボス部６３ａを有している。ボス部６３ａには、スプライン孔６３ｂが形成されている。このスプライン孔６３ｂ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６が伝達状態になると、各ウェイト６２の摩擦材６５は、クラッチハウジング６３の内周面と摩擦係合する。また、遠心クラッチ６が遮断状態になると、各ウェイト６２の摩擦材６５は、クラッチハウジング６３の内周面から離れる。なお、遠心クラッチ６の伝達状態とは、遠心クラッチ６が、固定シーブ１及び可動シーブ２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６の遮断状態とは、遠心クラッチ６が、固定シーブ１及び可動シーブ２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１０１の巻き付け径が大きくなる。すなわち、ベルト１０１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２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１０１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１０１が径方向の内側へ移動する。

ベルト１０１が径方向の内側へ移動すると、皿バネ３の付勢力に抗して、可動シーブ２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２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２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１０１の巻き付け径が小さくなる。すなわち、ベルト１０１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１０１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１０１が径方向の外側へ移動する。そして、皿バネ３の付勢力によって、可動シーブ２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２との間の溝の幅が狭くなる。

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。

皿バネ３は、第１端部３ａよりも径が大きい第２端部３ｂによって、可動シーブ２を固定シーブ１に向かって付勢している。このため、皿バネ３は、従来のプーリ装置で使用されていたコイルバネよりも、径方向の外側で可動シーブ２と当接することができる。この結果、可動シーブ２の撓みを防止することができる。

［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、本発明の弾性部材の一例として皿バネ３を例示したが、本発明の弾性部材は皿バネに限定されない。例えば、皿バネ３の代わりに、竹の子バネなどを使用しても良い。

変形例２
本発明の弾性部材は、複数の皿バネによって構成されていてもよい。すなわち、図５に示すように、プーリ装置１００は、複数の皿バネ３を有していてもよい。各皿バネ３は、軸方向において並んでいる。詳細には、各皿バネ３は、小径端部３ｄと、大径端部３ｅとを有している。小径端部３ｄは径方向の内側の端部であり、大径端部３ｅは径方向の外側の端部である。各皿バネ３は、隣接する皿バネ３と、小径端部３ｄ同士、大径端部３ｅ同士が当接している。この場合、軸方向の第１側に配置された皿バネ３の小径端部３ｄが、第１端部３ａである。また、軸方向の第２側に配置された皿バネ３の大径端部３ｄが、第２端部３ｂである。

変形例３
図６に示すように、上記実施形態の筒状部材７は、コイルバネによって構成されていてもよい。

１ 固定シーブ
２ 可動シーブ
３ 皿バネ
３ａ 第１端部
３ｂ 第２端部

Claims (5)

1. 回転軸周りに回転するように配置された固定シーブと、
   前記回転軸周りに回転するように且つ前記回転軸に沿って移動するように配置された可動シーブと、
   前記回転軸と同軸上に配置された中心軸を有し、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部材と、
   前記固定シーブと一体的に回転するドライブプレートと、
   前記ドライブプレートから前記軸方向に沿って延び、前記ドライブプレートと別部材の筒状部材と、
   を備え、
   前記弾性部材は、第１端部と、前記第１端部よりも径が大きい第２端部と、を有し、
   前記弾性部材の第１端部は、前記筒状部材の先端部に当接し、
   前記第２端部は、前記可動シーブと当接し、
   前記固定シーブと前記可動シーブとは、径方向における外周側位置と内周側位置との間でベルトを挟持するように構成されており、
   前記第２端部は、径方向において前記外周側位置と前記内周側位置との間において、前記可動シーブと当接し、前記ベルトが前記外周側位置にあるとき、前記ベルトの内周面よりも径方向内側において、前記可動シーブと当接し、前記ベルトが前記内周側位置にあるとき、前記ベルトの外周面よりも径方向外側において、前記可動シーブと当接する、
   プーリ装置。
2. 前記弾性部材は、切頭円錐状である、
   請求項１に記載のプーリ装置。
3. 前記弾性部材は、皿バネである、
   請求項１又は２に記載のプーリ装置。
4. 前記弾性部材は、複数の皿バネによって構成される、
   請求項１から３のいずれかに記載のプーリ装置。
5. 前記筒状部材は、コイルバネである、
   請求項１から４のいずれかに記載のプーリ装置。

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