JP7442416B2 - 車両トランスミッション - Google Patents

Description

本発明は、駆動プーリと従動プーリと前記駆動プーリと前記従動プーリとに亘って巻回される無端回動体とからなる無段変速装置を備えた車両トランスミッションに関する。

無段変速装置が駆動されると、駆動プーリと無端回動体との間、及び、従動回転体と無端回動体との間に、摩擦による熱が生じる。この熱を逃がすために、外部から無段変速装置の内部空間に冷却風が取り込まれる。例えば、特許文献１による作業車は、無段変速装置と収容体とを備え、無段変速装置は、エンジンの動力が入力される駆動プーリと、従動プーリと、駆動プーリと従動プーリとに亘って巻回される無端回動体とを有し、収容体には、駆動プーリ、従動プーリ、及び、無端回動体を収容する収容空間が形成され、さらに、収容空間には、外部から取り込んだ空気を従動プーリ側から駆動プーリ側に向けて流して外部に排出する風路が形成されている。

米国特許公開２０１７／０００２９２０号公報

特許文献１による作業車では、冷却風が駆動プーリ及び従動プーリの側面を流れる。しかしながら、無端回動体を挟み付けている駆動プーリ及び従動プーリが無端回動体に比べて大きいことから、無端回動体の相当な部分が駆動プーリ及び従動プーリによって覆われてしまうことで、無端回動体が十分に冷却されないという問題が生じる。
本発明の目的は、無端回動体が十分に冷却される無段変速装置を備えた車両トランスミッションを提供することである。

本発明による車両トランスミッションは、駆動プーリと従動プーリと前記駆動プーリと前記従動プーリとに亘って巻回される無端回動体とからなる無段変速装置、前記無段変速装置を収容する収容空間を形成する収容体、外部から前記収容空間へ空気を取り込む空気取り込み装置、前記空気取り込み装置によって取り込まれた空気を冷却風として前記無端回動体に向けて導く導風体を備え、
前記空気取り込み装置には、回転軸の突出端に固定された前記駆動プーリ及び前記従動プーリの少なくとも一方の側面に対面配置された円盤状のフィンプレートである起風ユニットと、前記起風ユニットを覆うドーム状形状のユニットケースとが含まれ、前記ユニットケースの頂部にエアインテークが設けられ、前記導風体は、前記ユニットケースの裾部からに延びたダクトである。

この構成では、駆動プーリと従動プーリと無端回動体とを収容している収容空間に、空気取り込み装置によって取り込まれた空気は、導風体によって無端回動体に向けて導かれる。無端回動体に照準を合わせて冷却風が送り込まれるので、効率よく無端回動体を冷却することができる。導風体に向かった冷却風は無端回動体に衝突して、周囲に拡散するので、拡散された冷却風によって駆動プーリや従動プーリも冷却される。

本発明では、前記空気取り込み装置には、エアインテークと、起風ユニットと、前記エアインテークと接続するとともに前記起風ユニットを収容するユニットケースとが含まれ、前記導風体は前記ユニットケースに接続している。ユニットケースに起風ユニットが収容されているので強制的に冷却風を無端回動体に送り込むことができる。このユニットケースにエアインテークが一体形成されると、無段変速装置を空冷するための空気取り込み装置がユニット化され、好都合である。

さらに、この発明では、前記導風体は、前記ユニットケースから延びたダクトとして形成されている。これにより、ユニットケース内で起風ユニットによって作り出された冷却風は、実質的に密封された状態で、直接ダクトを通じて無端回動体に吹き付けることができ、効率のよい冷却が実現する。

本発明では、前記起風ユニットは、前記駆動プーリ又は前記従動プーリに設けられたフィンで構成され、ユニットケースで覆われている。この構成では、起風ユニットは、エンジン等によって駆動される駆動プーリ又は前記従動プーリに設けられたフィンによって起風するので、専用の回転動力機器が不要となり、コスト的に有利である。また、フィンはユニットケースで覆われているので、フィンが何らかの物体と干渉することが回避される。

前記導風体の先端部に、前記無端回動体に前記冷却風を吹き付けるノズルが設けられると、無端回動体の幅が小さくても、無端回動体に照準を合わせて冷却風を吹き付けることができるので、効率よく無端回動体を冷却することができる。

無端回動体の空中に位置している部分に冷却風を吹き付けると、冷却風が無端回動体の表面、裏面、側面に回り込むように行き渡ることで、冷却効果が向上する。このため、本発明の一例では、前記ノズルは前記無端回動体の直線部分に向けられている。

また、無端回動体のプーリと係合している部分に冷却風を吹き付けると、冷却風が無端回動体だけでなく、プーリも直接冷却することができる利点が得られる。このため、本発明の一例では、前記ノズルは前記無端回動体の巻回り部分に向けられている。

さらに、無端回動体の進み方向と向き合うように、冷却風を吹き付けると、冷却風
と無端回動体との衝突力が増加し、冷却効果が向上する。このため、本発明の一例では、前記ノズルから吹き付けられた前記冷却風の向きは、前記無端回動体の進み方向と向き合っている。

多目的車両を示す側面図である。 多目的車両を示す平面図である。 ベルト式無段変速装置の断面図である。 ベルト式無段変速装置の内部の側面図である。 別実施形態でのベルト式無段変速装置の断面図である。 別実施形態でのベルト式無段変速装置の内部の側面図である。

以下、本発明による車両トランスミッションの実施形態の一つについて説明する。なお、以下の説明では、多目的作業車に関し、図１に示される矢印Ｆの方向を「車体前方」、矢印Ｂの方向を「車体後方」、矢印Ｕの方向を「車体上方」、矢印Ｄの方向を「車体下方」、紙面表側の方向を「車体左方」、紙面裏側の方向を「車体右方」とする。
図１、図２に示される多目的車両は、荷の運搬やレクリエーション等の多目的な用途に用いられる。多目的車両は、車両トランスミッションと、操向可能且つ駆動可能な左右一対の前車輪１１と、駆動可能な左右一対の後車輪１２とを備えている。機体の前後中央部には、運転部１３が備えられている。機体における運転部１３の後部には、荷台１４が備えられている。機体における荷台１４よりも下方には、原動部１５が備えられている。

図２に示すように、運転部１３には、操縦者が着座可能な運転座席１６と、搭乗者が着座可能な補助席１７と、操舵操作を行うためのステアリングホイール１８と、変速操作を行うための変速レバー１９と、機体の車速を変更するためのアクセルペダル（図示なし）等が備えられている。

図１に示すように、運転部１３は、保護フレーム２１に周囲を囲われて保護されている。運転座席１６の後方において、前後向きの面を有する縦向きの窓部材２８が保護フレーム２１に架設されている。運転座席１６の側方には防護パネル２９が設けられている。

図２に示される原動部１５には、水冷式のガソリンエンジン（以下、単に、「エンジン３０」と称する）、車両用トランスミッションとして、無段変速装置４、ギヤ式変速機構３２等が備えられている。エンジン３０は、クランク軸が横向きとなる横置き姿勢で備えられている。

図２に示されるように、ギヤ式変速機構３２は、ミッションケース３６に収容されている。ミッションケース３６は、エンジン３０の後部側に位置している。無段変速装置４は、エンジン３０及びミッションケース３６の側部側に位置している。図３に示すように、エンジン３０のクランク軸に直結しているエンジン出力軸３７には、無段変速装置４の駆動軸４３が接続されている。

図２から理解できるように、エンジン３０の動力は、無段変速装置４に伝達され、エンジン３０の回転速度に応じて変速される。無段変速装置４の出力は、ギヤ式変速機構３２に伝達される。ギヤ式変速機構３２は、変速レバー１９の操作に基づいて、前進一速状態、前進二速状態、中立状態、後進状態に、出力状態を切り換えることが可能に構成されている。ギヤ式変速機構３２の出力は、左右の後車輪１２に伝達されるように構成されている。また、ギヤ式変速機構３２の出力は、推進軸３９を介して左右の前車輪１１にも伝達可能に構成されている。ギヤ式変速機構３２には、伝動クラッチ（図示なし）が備えられている。伝動クラッチを入り状態にすると、左右の前車輪１１及び左右の後車輪１２に動力が伝達される状態（四輪駆動状態）となる。一方、伝動クラッチを切り状態にすると、左右の後車輪１２のみに動力が伝達される状態（二輪駆動状態）となる。

図３に示されるように、無段変速装置４には、ベルト巻回径の変更が可能な駆動プーリ４０と、ベルト巻回径の変更が可能な従動プーリ４１と、駆動プーリ４０と従動プーリ４１とに亘って巻回される無端ベルト４２（「無端回動体」の一例）と、が備えられている。

また、無段変速装置４には、駆動プーリ４０を一体回転させる駆動軸４３と、駆動プーリ４０のベルト巻回径を変更する巻回径調節機構４６と、従動プーリ４１を一体回転させる出力軸４５と、従動プーリ４１に対してベルト巻回径を大きくする方向に付勢力を及ぼすコイルバネ４４とが備えられている。

駆動プーリ４０、従動プーリ４１、無端ベルト４２、駆動軸４３、巻回径調節機構４６、出力軸４５、コイルバネ４４は、無段変速装置４のケーシングである収容体４８内に形成される収容空間Ｓに収容されている。

エンジン出力軸３７と、駆動軸４３との間には、遠心クラッチ４９が介装されている。遠心クラッチ４９は、駆動プーリ４０に対するエンジン３０からの動力伝達を入り切り可能に構成されている。エンジン３０の回転速度が設定値未満の際は、遠心クラッチ４９は、遮断状態となり、エンジン出力軸３７から駆動プーリ４０の駆動軸４３には動力が伝達されない。一方、エンジン３０の回転速度が設定値以上の際は、遠心クラッチ４９は、連結状態に達し、エンジン出力軸３７から駆動プーリ４０の駆動軸４３に動力が伝達される。

駆動プーリ４０には、駆動側固定シーブ５０と、駆動側可動シーブ５１と、が備えられている。駆動側固定シーブ５０は、駆動軸４３の基端側（エンジン３０に近接する側）に配置されている。駆動側可動シーブ５１は、駆動軸４３の先端側に配置されている。巻回径調節機構４６は、駆動軸４３の突出端に備えられている。

従動プーリ４１には、従動側可動シーブ５２と、従動側固定シーブ５３と、が備えられている。従動側可動シーブ５２は、出力軸４５に配置されている。従動側固定シーブ５３は、出力軸４５の先端側に配置されている。コイルバネ４４は、従動側可動シーブ５２を従動側固定シーブ５３に接近させる方向に付勢するように出力軸４５に装着されている。

エンジン出力軸３７の回転速度が設定値から増加するにつれて、巻回径調節機構４６の作用により、駆動側可動シーブ５１が、駆動側固定シーブ５０に接近する方向に移動し、これにより、駆動プーリ４０のベルト巻回径が大きくなる。これに伴い、無端ベルト４２の張力により、コイルバネ４４の付勢力に抗して、従動側可動シーブ５２が、従動側固定シーブ５３から離間する方向に移動し、これにより、従動プーリ４１のベルト巻回径が小さくなる。

また、エンジン出力軸３７の回転速度が高回転速度から減少する際は、巻回径調節機構４６による押圧力が減少し、コイルバネ４４の付勢力により、従動側可動シーブ５２が、従動側固定シーブ５３に接近する方向に移動し、これにより、従動プーリ４１のベルト巻回径が大きくなる。これに伴い、無端ベルト４２の張力により、巻回径調節機構４６の押圧力に抗して、駆動側可動シーブ５１が、駆動側固定シーブ５０から離間する方向に移動し、これにより、駆動プーリ４０のベルト巻回径が小さくなる。

エンジン出力軸３７の回転速度が設定値以上の低回転速度であり、無段変速装置４における減速比が１より大きくなる場合は、駆動プーリ４０に対して従動プーリ４１が減速側となる。これは、走行機体の低速走行時に対応する。

また、エンジン出力軸３７の回転速度が低回転速度よりも大きな高回転速度であり、無段変速装置４における減速比が１より小さくなる場合は、駆動プーリ４０に対して従動プーリ４１が増速側となる。これは、走行機体の高速走行時に対応する。

図３に示されるように、収容体４８は、第１ケース４８Ａと第２ケース４８Ｂとからなる２つ割れ構造体である。第２ケース４８Ｂはエンジン３０に近い側に位置し、第１ケース４８Ａはエンジン３０に遠い側に位置するように、ボルト連結されている。連結された第１ケース４８Ａと第２ケース４８Ｂとの内側に形成される空間が、無段変速装置４を収容する収容空間Ｓである。

第１ケース４８Ａには、外方に突出した円筒状の第１筒部４８１と第２筒部４８２とが形成されている。第１筒部４８１は、駆動軸４３とほぼ同軸状に位置しており、第２筒部４８２は、出力軸４５とほぼ同軸状に位置している。第２ケース４８Ｂには、駆動軸４３が貫通する第１開口部４８３と、出力軸４５が貫通する第２開口部４８４とが形成されている。

外部から収容空間Ｓへ空気を取り込む空気取り込み装置６０が、第１ケース４８Ａと従動プーリ４１との間の収容空間Ｓに設けられている。さらに、空気取り込み装置６０によって取り込まれた空気を冷却風として無端ベルト４２に向けて導く導風体９０が収容空間Ｓに設けられている。

空気取り込み装置６０は、起風ユニット７０と、この起風ユニット７０を収容するユニットケース８０とを備えている。この実施形態では、起風ユニット７０は、円盤の外面に１つ以上のフィン７１が設けられているフィンプレート７２である。フィンプレート７２は、従動プーリ４１の側面部または出力軸４５の突出端に取り換え可能に固定されている。エンジン３０の回転速度が設定値から大きくなる程、フィンプレート７２の回転速度も大きくなって、フィン７１よって発生する風の強さも強くなる。

ユニットケース８０は、フィンプレート７２を覆うドーム状形状を有する。ユニットケース８０の頂部には、第１ケース４８Ａの第２筒部４８２に嵌入する嵌入部８１が形成されている。嵌入部８１及び第２筒部４８２は、空気取り込み装置６０のエアインテークとして機能する。ユニットケース８０の裾部には、導風体９０が接続している。導風体９０は、ユニットケース８０の裾部から無端ベルト４２の直線部分に延びるダクトであり、その先端部には、無端ベルト４２に冷却風を吹き付けるノズル９１が形成されている。フィンプレート７２が回転することにより、フィン７１によって生じた空気流が冷却風として、エアインテークからノズル９１に流れる。なお、この実施形態では、図４に示すように、ノズル９１は、無端ベルト４２の直線部分の裏面に対して傾斜角をもって冷却風を吹き付けるように、方向づけられている。その際、ノズル９１からの冷却風の吹き付け方向は、吹き付けられる無端ベルト４２の進み方向と向き合っている。なお、導風体９０は、ユニットケース８０と一体的に形成することができる。

ノズル９１からの冷却風は、無端ベルト４２を通過した後、駆動プーリ４０及び従動プーリ４１を含む収容空間Ｓを冷却しながら流れ、第１ケース４８Ａの第１筒部４８１から外部に流れ出る。

図１と図２とにおいて模式的に示されているだけであるが、第２筒部４８２には、空気導入ダクト５５が接続され、第１筒部４８１には、空気導出ダクト５６が接続されている。この２つのダクトにより、車両における適切な箇所から空気を導入し、車両における適切な箇所に空気を放出することができる。

図５と図６には、導風体９０の別な実施形態が示されている。図３と図４に示された導風体９０は、無端ベルト４２の直線部分に冷却風を吹き付けるのに対して、図５と図６に示された導風体９０は無端ベルト４２の巻回り部分、つまり無端ベルト４２の従動プーリ４１に係合している部分に冷却風を吹き付ける。このため、導風体９０は、ユニットケース８０の裾部から、略Ｕ字状に屈曲して、その先端部に形成されたノズル９１が、従動プーリ４１の従動側可動シーブ５２と従動側固定シーブ５３との間のＶ字状断面空間に向き合うように、延びている。ここでも、ノズル９１からの冷却風の吹き付け方向は、吹き付けられる無端ベルト４２の進み方向と向き合うように、ノズル９１が方向づけられると好都合である。

〔別実施の形態〕
（１）上記実施形態では、空気取り込み装置６０を構成する起風ユニット７０は、従動プーリ４１に設けられていたが、収容空間Ｓ内の空気の流れを高めるために駆動プーリ４０にも起風ユニット７０を設けてもよい。
（２）上記実施形態では、起風ユニット７０が従動プーリ４１に設けられ、導風体９０が、従動プーリ４１の周辺に設けられていたが、空気取り込み装置６０が駆動プーリ４０に設けられ、導風体９０が、駆動プーリ４０の周辺に設けられてもよい。また、空気取り込み装置６０及び導風体９０が従動プーリ４１と駆動プーリ４０との両方に設けられ、双方の導風体９０からの冷却風で無端ベルト４２を冷却してもよい。
（３）導風体９０に複数のノズル９１が設けられてもよい。
（４）上記実施形態では、「無端回動体」として無端ベルト４２を用いる無段変速装置４が例示されているが、その材質はゴムや金属あるいはその複合体であってもよい。さらに「無端回動体」として複数のチェーンを用いるチェーン式無段変速装置であってもよい。

本発明は、上記した多目的車両以外にも、トラクタ、草刈機等の種々の作業車において利用可能である。

４ ：無段変速装置
１１ ：前車輪
１２ ：後車輪
４０ ：駆動プーリ
４１ ：従動プーリ
４２ ：無端ベルト(無端回動体)
４３ ：駆動軸
４５ ：出力軸
４８ ：収容体
４８Ａ ：第１ケース
４８Ｂ ：第２ケース
６０ ：空気取り込み装置
７０ ：起風ユニット
７１ ：フィン
７２ ：フィンプレート
８０ ：ユニットケース
８１ ：嵌入部(エアインテーク)
９０ ：導風体
９１ ：ノズル
４８１ ：第１筒部
４８２ ：第２筒部(エアインテーク)
Ｓ ：収容空間

Claims (6)

1. 駆動プーリと、従動プーリと、前記駆動プーリと前記従動プーリとに亘って巻回される無端回動体とからなる無段変速装置と、
   前記無段変速装置を収容する収容空間を形成する収容体と、
   外部から前記収容空間へ空気を取り込む空気取り込み装置と、
   前記空気取り込み装置によって取り込まれた空気を冷却風として前記無端回動体に向けて導く導風体と、を備え、
   前記空気取り込み装置には、回転軸の突出端に固定された前記駆動プーリ及び前記従動プーリの少なくとも一方の側面に対面配置された円盤状のフィンプレートである起風ユニットと、前記起風ユニットを覆うドーム状形状のユニットケースとが含まれ、前記ユニットケースの頂部にエアインテークが設けられ、
   前記導風体は、前記ユニットケースの裾部からに延びたダクトである車両トランスミッション。
2. 前記起風ユニットは、前記駆動プーリ又は前記従動プーリに設けられるとともに、前記ユニットケースで覆われたフィンである請求項１に記載の車両トランスミッション。
3. 前記導風体の先端部には、前記無端回動体に前記冷却風を吹き付けるノズルが設けられている請求項１または２に記載の車両トランスミッション。
4. 前記ノズルは前記無端回動体の直線部分に向けられている請求項３に記載の車両トランスミッション。
5. 前記ノズルは前記無端回動体の巻回り部分に向けられている請求項３に記載の車両トランスミッション。
6. 前記ノズルから吹き付けられた前記冷却風の向きは、前記無端回動体の進み方向と向き合っている請求項４または５に記載の車両トランスミッション。

Images