JP6501224B2 - 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。

従動プーリ装置には、クラッチ装置が設けられている。このクラッチ装置は、従動プーリ装置のシャフトと一体的に回転するクラッチシューと、クラッチハウジングとを有している。遠心力によってクラッチシューが径方向外側に移動してクラッチハウジングと摩擦係合することによって、クラッチ装置が係合する。

特開２００８−２５６１２２号公報

上述したような従来のプーリ装置は、クラッチ装置としてクラッチハウジングやクラッチシューなどを備えているため、構造が複雑である。

本発明の課題は、簡易な構造のプーリ装置を提供することにある。

本発明のある側面に係るプーリ装置は、ベルトを介してトルクを伝達するように構成されている。このプーリ装置は、シャフトと、可動シーブと、固定シーブと、ウェイト部材と、第１係合部材と、を備える。可動シーブは、第１本体部、第１当接部、及び第１付勢部を有する。第１本体部は、シャフトと一体的に回転する。第１当接部は、シャフトと相対的に回転するように配置されている。また、第１当接部は、ベルトと当接する。第１付勢部は、第１本体部を第１当接部から離間する方向に付勢する。固定シーブは、シャフトに取り付けられている。ウェイト部材は、遠心力を受けると第１本体部を第１当接部に向けて押圧する。第１付勢部の付勢力に抗して第１本体部が前記第１当接部に向かって移動するとき、第１係合部材は第１本体部と第１当接部とを互いに係合させる。

この構成によれば、まず、シャフトが回転していないとき、またはシャフトの回転速度が所定値よりも低いときは、ウェイト部材に作用する遠心力が小さく、ウェイト部材が第１本体部を押圧する力も小さい。このため、第１本体部は、第１付勢部の付勢力に抗して第１当接部に向かって移動することができず、第１本体部と第１当接部とは係合していない。すなわち、可動シーブはクラッチオフ状態である。この結果、第１当接部はシャフトとともに回転せず、プーリ装置はベルトにトルクを伝達しない。

次に、シャフトの回転速度が所定値よりも高くなると、ウェイト部材に作用する遠心力が大きくなり、ウェイト部材が第１本体部を押圧する力も大きくなる。このため、第１本体部は、第１付勢部の付勢力に抗して第１当接部に向かって移動する。この結果、第１係合部材によって第１本体部と第１当接部とが互いに係合し、第１当接部はシャフト及び第１本体部とともに回転する。すなわち、可動シーブはクラッチオン状態となる。そして、プーリ装置は、ベルトにトルクを伝達することができる。

以上のように、本発明に係るプーリ装置は、ウェイト部材及び可動シーブによってクラッチ装置を構成しているため、クラッチハウジングやクラッチシューなどを備えておらず従来のプーリ装置に比べて構造が容易である。

好ましくは、プーリ装置は、第１軸受部材をさらに備える。第１本体部は、第１環状凹部を有する。第１軸受部材は、第１環状凹部内に嵌合する。第１当接部は、第１軸受部材に嵌合する第１ボス部を有する。この構成によれば、第１軸受部材を介して、第１本体部は、第１当接部に対して、スムーズに相対回転することができる。

好ましくは、プーリ装置は、第２係合部材をさらに有する。好ましくは、固定シーブは、第２本体部と、第２当接部と、第２付勢部とを有する。第２本体部は、シャフトに固定されている。第２当接部は、シャフトと相対的に回転するように配置されている。第２当接部は、ベルトと当接する。第２付勢部は、第２当接部を第２本体部から離間する方向に付勢する。第２係合部材は、第２当接部が第２付勢部の付勢力に抗して第２本体部に向かって移動するとき、第２本体部と第２当接部とを互いに係合させる。

この構成によれば、第２本体部と第２当接部とが係合していないとき、第２当接部がシャフトとともに回転しないため、プーリ装置はトルクをベルトに伝達しない。また、第２係合部材によって第２本体部と第２当接部とが互いに係合すると、第２当接部はシャフト及び第２本体部とともに回転するため、プーリ装置はベルトを介してトルクを伝達することができる。以上のように、固定シーブも、クラッチオフ状態及びクラッチオン状態になることができる。すなわち、固定シーブもクラッチ装置を構成している。

好ましくは、プーリ装置は、第２軸受部材をさらに備える。第２本体部は、第２環状凹部を有する。第２軸受部材は、第２環状凹部に嵌合する。第２当接部は、第２軸受部材に嵌合する第２ボス部を有する。この構成によれば、第２軸受部材を介して、第２本体部は、第２当接部に対して、スムーズに相対回転することができる。

好ましくは、第１本体部は、ウェイト部材の遠心力を第１当接部に向かう力に変換するカム面を有する。

好ましくは、第１係合部材は、摩擦材である。

本発明によれば、簡易な構造のプーリ装置を提供することにある。

無段変速装置の断面図。 駆動プーリ装置の断面図。 可動シーブの断面図。 固定シーブの断面図。 従動プーリ装置の断面図。

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。図１は無段変速装置の断面図、図２は駆動プーリ装置の断面図、図３は従動プーリ装置の断面図である。軸方向とは、駆動プーリ装置の回転軸が延びる方向を示す。径方向とは、駆動プーリ装置の回転軸を中心とした円の径方向を示す。

図１に示すように、無段変速装置１００は、駆動プーリ装置１０１と、従動プーリ装置１０２と、ベルト１０３とを備えている。ベルト１０３は、駆動プーリ装置１０１と従動プーリ装置１０２との間に架けられている。このベルト１０３を介して、駆動プーリ装置１０１から従動プーリ装置１０２へとトルクが伝達される。なお、駆動プーリ装置１０１が本発明のプーリ装置に相当する。

図２に示すように、駆動プーリ装置１０１は、エンジンのクランク軸（図示省略）に連結される。この駆動プーリ装置１０１は、第１シャフト２、可動シーブ３、固定シーブ４、ウェイト部材５、第１係合部材６、及び第２係合部材７を備えている。可動シーブ３及び固定シーブ４は、ベルト１０３を挟持するように構成されている。なお、第１シャフト２は、本発明のシャフトに相当する。

第１シャフト２は、エンジンのクランク軸に連結されている。第１シャフト２は、エンジンのクランク軸と一体的に形成されていてもよいし、他の部材を介してクランク軸に連結されていてもよい。第１シャフト２は、例えば、シャフト本体部２１と、スリーブ２２とを有している。シャフト本体部２１がスリーブ２２内に嵌合している。シャフト本体部２１とスリーブ２２とは一体的に回転する。この第１シャフト２の中心軸が、駆動プーリ装置１０１の回転軸に相当する。

可動シーブ３は、軸方向に移動可能である。すなわち、第１シャフト２に沿って摺動可能である。この可動シーブ３は、第１本体部３１、第１当接部３２、及び第１付勢部３３を有している。

第１本体部３１は、第１シャフト２と一体的に回転する。また、第１本体部３１は、第１シャフト２に沿って軸方向に摺動する。例えば、第１本体部３１は、第１シャフト２とスプライン嵌合している。

第１本体部３１は、ウェイト収容部３１１を有している。ウェイト収容部３１１は、ウェイト部材５を収容可能な凹部によって形成されている。また、第１本体部３１は、カム面３１２を有している。カム面３１２は、ウェイト収容部３１１の一部を構成している。このカム面３１２は、ウェイト部材５の遠心力を第１当接部３２に向かう力に変換する。詳細には、カム面３１２は、第１シャフト２側を向き、且つ第１当接部３２から離れる方向を向いている。また、カム面３１２は、径方向外側に向かって第１当接部３２から離れるように傾斜している。例えば、カム面３１２は、湾曲面によって形成されている。

図３に示すように、第１本体部３１は、第１環状凹部３１３を有している。第１環状凹部３１３は、第１当接部３２側に開口している。この第１環状凹部３１３に、第１軸受部材９１が嵌合している。

図２に示すように、第１当接部３２は、ベルト１０３の側面と当接している。第１当接部３２は、第１シャフト２と相対的に回転するようには位置されている。また、第１当接部３２は、第１シャフト２に沿って、軸方向に摺動する。第１当接部３２は、径方向外側に向かって固定シーブ４から遠ざかるように傾斜している。

図３に示すように、第１当接部３２は、第１ボス部３２１を有している。第１ボス部３２１は、円筒状であって、第１本体部３１に向かって突出している。この第１ボス部３２１に第１シャフト２が挿入されている。第１ボス部３２１の内周面と第１シャフト２の外周面との間には、隙間が形成されている。この第１ボス部３２１は、第１軸受部材９１内に嵌合している。これによって、第１本体部３１は、第１当接部３２に対して、スムーズに相対回転することができる。

第１付勢部３３は、第１本体部３１を第１当接部３２から離間する方向に付勢する。例えば、第１付勢部３３は、皿バネである。第１付勢部３３は、軸方向において、第１本体部３１と第１当接部３２との間に配置されている。詳細には、第１付勢部３３は、第１軸受部材９１を介して、第１本体部３１を付勢している。

図２に示すように、ウェイト部材５は、遠心力を受けると、第１本体部３１を第１当接部３２に向けて押圧する。詳細には、ウェイト部材５は、第１本体部３１のウェイト収容部３１１に収容されている。第１本体部３１が回転すると、ウェイト部材５も回転してウェイト部材５に遠心力が作用する。この遠心力によってウェイト部材５が径方向外側にカム面３１２を押圧する。カム面３１２は、ウェイト部材５が第１本体部３１を径方向外側に押圧する力を、第１本体部３１を第１当接部３２に向けて押圧する力に変換する。この結果、第１本体部３１は第１当接部３２に向かって移動する。

第１係合部材６は、第１付勢部３３の付勢力に抗して第１本体部３１が第１当接部３２に向かって移動するとき、第１本体部３１と第１当接部３２とを互いに係合させる。例えば、第１係合部材６は、摩擦材である。第１係合部材６は、第１本体部３１と第１当接部３２とを摩擦係合させるように構成されている。第１係合部材６は、第１本体部３１と第１当接部３２との間に配置されている。第１係合部材６は、第１本体部３１に取り付けられていてもよいし、第１当接部３２に取り付けられていてもよい。

固定シーブ４は、可動シーブ３と対向して第１シャフト２に取り付けられている。固定シーブ４は、第２本体部４１、第２当接部４２、及び第２付勢部４３を有している。第２本体部４１は、第１シャフト２に固定されている。すなわち、第２本体部４１は、第１シャフト２と一体的に回転する。また、第２本体部４１は、第１シャフト２上を摺動しない。

図４に示すように、第２本体部４１は、第２環状凹部４１１を有している。第２環状凹部４１１は、第２当接部４２側に開口している。第２軸受部材９２が、この第２環状凹部４１１に嵌合している。また、第２本体部４１は、第３ボス部４１２を有している。第３ボス部４１２は、円筒状であって、第２当接部４２に向かって突出している。この第３ボス部４１２が第１シャフト２に固定されている。

図２に示すように、第２当接部４２は、ベルト１０３と当接している。第１当接部３２と第２当接部４２とによって、ベルト１０３を挟持する。第２当接部４２は、第１シャフト２と相対的に回転するように配置されている。第２当接部４２は、軸方向に移動可能である。

図４に示すように、第２当接部４２は、第２ボス部４２１を有する。第２ボス部４２１は、円筒状であって、第２本体部４１に向かって突出している。この第２ボス部４２１は、第２軸受部材９２に嵌合している。第２ボス部４２１は、第３ボス部４１２の径方向外側に配置されている。第２ボス部４２１の内周面と、第３ボス部４１２の外周面との間には、隙間が形成されている。

第２付勢部４３は、第２当接部４２を第２本体部４１から離間する方向に付勢する。第２付勢部４３は、例えば、皿バネである。第２付勢部４３は、軸方向において、第２本体部４１と第２当接部４２との間に配置されている。詳細には、第２付勢部４３と第２本体部４１との間に第２軸受部材９２が配置されている。

第２係合部材７は、第２付勢部４３の付勢力に抗して第２当接部４２が第２本体部４１に向かって移動するとき、第２本体部４１と第２当接部４２とを互いに係合させる。第２係合部材７は、例えば摩擦材である。第２係合部材７は、第２本体部４１と第２当接部４２とを摩擦係合させるように構成されている。第２係合部材７は、第２本体部４１と第２当接部４２との間に配置されている。第２係合部材７は、第２本体部４１に取り付けられていてもよいし、第２当接部４２に取り付けられていてもよい。

図２に示すように、駆動プーリ装置１０１は、支持プレート８をさらに備えている。支持プレート８は、第１シャフト２に取り付けられている。支持プレート８は、軸方向に移動しないように第１シャフト２に固定されている。支持プレート８は、径方向外側に向かって第１本体部３１に近付くように傾斜している。

図５に示すように、従動プーリ装置１０２は、第２シャフト１１と、固定シーブ１２と、可動シーブ１３と、付勢部材１４とを備えている。第２シャフト１１は、駆動輪と連結されており、エンジンからのトルクを駆動輪へと出力する。

固定シーブ１２は、第２シャフト１１に固定されている。詳細には、固定シーブ１２は、第２シャフト１１と一体的に回転する。また、固定シーブ１２は、第２シャフト１１に沿って摺動しない。

可動シーブ１３は、第２シャフト１１上を摺動可能に配置されている。また、可動シーブ１３は、第２シャフト１１と一体的に回転する。可動シーブ１３は、付勢部材１４によって、固定シーブ１２に向かって付勢されている。この付勢部材１４の付勢力によって、固定シーブ１２と第４シーブとがベルト１０３を挟持している。付勢部材１４は、例えばコイルスプリングである。

従動プーリ装置１０２は、間隔調整部材１５をさらに備えている。間隔調整部材１５は、固定シーブ１２と可動シーブ１３との間隔を調整する部材である。間隔調整部材１５は、固定シーブ１２と可動シーブ１３との間に配置されている。間隔調整部材１５は、環状であって、例えば、ワッシャなどである。なお、間隔調整部材１５は、固定シーブ１２、又は可動シーブ１３と一体的に形成されていてもよい。

次に、上述したように構成された駆動プーリ装置１０１の動作について説明する。まず、第１シャフト２が回転していないとき、または第１シャフト２の回転速度が所定値よりも低いときは、ウェイト部材５に作用する遠心力が小さく、ウェイト部材５がカム面３１２を押圧する力も小さい。このため、第１本体部３１は、第１付勢部３３の付勢力に抗して第１当接部３２に向かって移動することができず、第１当接部３２と摩擦係合しない。すなわち、可動シーブ３は第１付勢部３３によってクラッチオフ状態とされており、第１当接部３２は、第１シャフト２及び第１本体部３１とともに回転しない。このため、駆動プーリ装置１０１はベルト１０３にトルクを伝達しない。

また、固定シーブ４も第２付勢部４３によってクラッチオフ状態とされている。詳細には、第２付勢部４３によって第２本体部４１と第２当接部４２とは離されており、第２本体部４１と第２当接部４２とは互いに摩擦係合していない。このため、第２当接部４２は、第２本体部４１及び第１シャフト２とともに回転しない。

次に、第１シャフト２の回転速度が所定値よりも高くなると、ウェイト部材５に作用する遠心力が大きくなり、ウェイト部材５がカム面３１２を押圧する力も大きくなる。このため、第１本体部３１は、第１付勢部３３の付勢力に抗して第１当接部３２に向かって移動する。この結果、第１係合部材６によって第１本体部３１と第１当接部３２とが互いに係合し、第１当接部３２は第１シャフト２及び第１本体部３１とともに回転する。すなわち、可動シーブ３はクラッチオン状態となる。

また、固定シーブ４もクラッチオン状態となる。詳細には、上述したように可動シーブ３が固定シーブ４に向かって移動するため、第２当接部４２は、ベルト１０３を介して、可動シーブ３によって第２本体部４１に向かって押される。そして、第２当接部４２は、第２付勢部４３の付勢力に抗して第２本体部４１に向かって移動する。この結果、第２係合部材７によって第２本体部４１と第２当接部４２とが互いに係合し、第２当接部４２は第１シャフト２及び第２本体部４１とともに回転する。

以上によって、駆動プーリ装置１０１は、ベルト１０３にトルクを伝達することができる。このように、駆動プーリ装置１０１は、従来の駆動プーリ装置も有しているウェイト部材、可動シーブ３、及び固定シーブ４を利用してクラッチ装置を構成している。このため、駆動プール１０１及び従動プーリ１０２を含む無段変速装置は、従来の無段変速装置に比べて構造を容易にすることができる。また、本実施形態に係る無段変速装置は、従来の無段変速装置に比べて部品点数を少なくすることができる。

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。例えば、上記実施形態では、本発明を駆動プーリ装置に適用した例を示したが、本発明は従動プーリ装置にも適用することができる。

２ 第１シャフト
３ 可動シーブ
３１ 第１本体部
３１２ カム面
３１３ 第１環状凹部
３２ 第１当接部
３２１ 第１ボス部
３３ 第１付勢部
４ 固定シーブ
４１ 第２本体部
４１１ 第２環状凹部
４２ 第２当接部
４２１ 第２ボス部
４３ 第２付勢部
５ ウェイト部材
６ 第１係合部材
７ 第２係合部材
９１ 第１軸受部材
９２ 第２軸受部材

Claims (9)

1. ベルトを介してトルクを伝達するためのプーリ装置であって、
   シャフトと、
   前記シャフトと一体的に回転する第１本体部、前記シャフトと相対的に回転するように配置され且つ前記ベルトと当接する第１当接部、及び前記第１本体部を前記第１当接部から離間する方向に付勢する第１付勢部、を有する可動シーブと、
   前記シャフトに固定された第２本体部、前記シャフトと相対的に回転するように配置され且つ前記ベルトと当接する第２当接部、及び前記第２当接部を前記第２本体部から離間する方向に付勢する第２付勢部、を有し、前記シャフトに取り付けられた固定シーブと、
   遠心力を受けると前記第１本体部を前記第１当接部に向けて押圧するウェイト部材と、
   前記第１付勢部の付勢力に抗して前記第１本体部が前記第１当接部に向かって移動するとき、前記第１本体部と前記第１当接部とを互いに係合させる第１係合部材と、
   前記第２付勢部の付勢力に抗して前記第２当接部が前記第２本体部に向かって移動するとき、前記第２本体部と前記第２当接部とを互いに係合させる第２係合部材と、
   を備え、
   前記第１付勢部は、軸方向において、前記第１本体部と前記第１当接部との間に配置される、
   プーリ装置。
   
2. 第１軸受部材をさらに備え、
   前記第１本体部は、前記第１軸受部材が嵌合する第１環状凹部を有し、
   前記第１当接部は、前記第１軸受部材に嵌合する第１ボス部を有する、
   請求項１に記載のプーリ装置。
   
3. 第２軸受部材をさらに備え、
   前記第２本体部は、前記第２軸受部材が嵌合する第２環状凹部を有し、
   前記第２当接部は、前記第２軸受部材に嵌合する第２ボス部を有する、
   請求項１又は２に記載のプーリ装置。
   
4. 前記第１本体部は、前記ウェイト部材の遠心力を前記第１当接部に向かう力に変換するカム面を有する、
   請求項１から３のいずれかに記載のプーリ装置。
   
5. 前記第１係合部材は、摩擦材である、
   請求項１から４のいずれかに記載のプーリ装置。
   
6. 前記シャフトは、駆動源側から延びており、
   前記可動シーブは、前記シャフトの基端部側に配置され、
   前記固定シーブは、前記シャフトの先端部側に配置される、
   請求項１から５のいずれかに記載のプーリ装置。
   
7. 前記第１付勢部及び前記第２付勢部の少なくとも一方は、皿バネである、
   請求項１から６のいずれかに記載のプーリ装置。
   
8. 前記第２付勢部は、軸方向において、前記第２本体部と前記第２当接部との間に配置される、
   請求項１から７のいずれかに記載のプーリ装置。
   
9. 前記第１付勢部は、前記第１当接部の内周端部を付勢する、
   請求項１から８のいずれかに記載のプーリ装置。

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