(57)【要約】【課題】可変プーリを備えるベルト式伝動装置において、第１シーブと第２シーブとの相対回転を許容すべく摺動する摺動部材の温度上昇を抑制すると共にバネのセット荷重の調整を容易にする。【解決手段】ベルト式無段変速装置は、ベルト20の巻掛け半径を変更すべく可動シーブ33および固定シーブ32の軸方向での相対位置が変更される被動プーリ31と、可動シーブ33を軸方向に付勢するバネ50と、可動シーブ33とバネ50との間に配置されて可動シーブ33が固定シーブ32に対して相対回転するときに摺動するワッシャ部材53と、可動シーブ33とワッシャ部材53との間に配置されるスペーサ56を備える。スペーサ56は、ワッシャ部材53の軸方向幅Ｗ１よりも大きい距離Ｄでワッシャ部材53を可動シーブ33のフランジ33ａから軸方向に離隔させる。【選択図】図２
2006200680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１シーブおよび第２シーブから構成されて、前記第１シーブのフランジおよび前記第２シーブのフランジに挟持されたベルトの巻掛け半径を変更すべく前記第１シーブおよび前記第２シーブの軸方向での相対位置が変更される可変プーリと、前記ベルトを締め付けるべく前記第１シーブを軸方向に付勢する弾発力を発生するバネと、前記第１シーブと前記バネとの間に配置されて前記第１シーブと前記第２シーブとが相対回転するときに摺動する摺動部材とを備えるベルト式伝動装置において、
前記第１シーブと前記摺動部材との間に配置されるスペーサを備え、前記スペーサは、前記摺動部材の軸方向幅よりも大きい距離で前記摺動部材を前記第１シーブのフランジから軸方向に離隔させることを特徴とするベルト式伝動装置。
【請求項２】
前記摺動部材は、軸方向に直交すると共に前記フランジにおける前記バネ側の側部に接する仮想平面に対して前記バネ寄りに、または前記仮想平面と交差する位置に配置されることを特徴とする請求項１記載のベルト式伝動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１シーブおよび第２シーブに挟持されたベルトの巻掛け半径を変更すべく第１シーブおよび第２シーブの軸方向での相対位置が変更される可変プーリを備えるベルト式伝動装置に関し、該ベルト式伝動装置は、例えば車両の走行用変速装置として使用される。
【背景技術】
【０００２】
この種のベルト式伝動装置として、例えば特許文献１に開示された変速装置が知られている。この変速装置の従動プーリ装置は、固定プーリに対して軸方向に移動可能に回転軸に装着された可動プーリと、回転軸に対する可動プーリの相対的回転で可動プーリに軸方向力を付与するトルクカム機構と、可動プーリを固定プーリに向かって付勢するコイルスプリングとを備える。コイルスプリングは、可動プーリが固着された円筒状のカム部材の外側に配置された円筒体の外側であって、該回転軸に固定されたばね受けと可動プーリとの間に配置される。そして、可動プーリとコイルスプリングの一端との間およびばね受けとコイルスプリングの他端との間のうちの少なくとも一方に、樹脂製滑り面を有する板状ベアリングが配置される。
【特許文献１】特開平８−４２６５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、前記従来技術において板状ベアリングが可動プーリとコイルスプリングの一端との間に配置される場合、可動プーリと板状ベアリングとは、板状ベアリングの軸方向幅よりも小さい軸方向幅を有する円筒体のフランジ部を挟んで離隔しているだけであることから、ベルトと可動プーリとの間で発生する摩擦熱などにより高温となる可動シーブの熱が板状ベアリングに伝達されやすく、しかも可動プーリの基部（可動プーリにおいてカム部材寄りの部分）付近の空気の流動性が小さい領域に配置される。しかしながら、板状ベアリングの耐久性を向上させる観点からは、板状ベアリングが高温になることを抑制することが好ましい。また、可動プーリに対するコイルスプリングのセット荷重を簡単に調整できることが好ましい。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項１，２記載の発明は、可変プーリを備えるベルト式伝動装置において、第１シーブと第２シーブとの相対回転を許容すべく摺動する摺動部材の温度上昇を抑制すると共にバネのセット荷重の調整を容易にすることを目的とする。そして、請求項２記載の発明は、さらに、摺動部材の冷却を促進することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、第１シーブおよび第２シーブから構成されて、前記第１シーブのフランジおよび前記第２シーブのフランジに挟持されたベルトの巻掛け半径を変更すべく前記第１シーブおよび前記第２シーブの軸方向での相対位置が変更される可変プーリと、前記ベルトを締め付けるべく前記第１シーブを軸方向に付勢する弾発力を発生するバネと、前記第１シーブと前記バネとの間に配置されて前記第１シーブと前記第２シーブとが相対回転するときに摺動する摺動部材とを備えるベルト式伝動装置において、前記第１シーブと前記摺動部材との間に配置されるスペーサを備え、前記スペーサは、前記摺動部材の軸方向幅よりも大きい距離で前記摺動部材を前記第１シーブのフランジから軸方向に離隔させるベルト式伝動装置である。
【０００６】
これによれば、スペーサは、軸方向において、摺動部材の、軸方向幅よりも大きい距離でフランジから離隔するので、ベルトと第１シーブとの接触により発生する摩擦熱などにより高温となる第１シーブから摺動部材への伝熱量が減少する。また、軸方向幅の異なるスペーサを使用することによりバネのセット荷重が調整でき、またスペーサによりバネのセット長さを短くできる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のベルト式伝動装置において、前記摺動部材は、軸方向に直交すると共に前記フランジにおける前記バネ側の側部に接する仮想平面に対して前記バネ寄りに、または前記仮想平面と交差する位置に配置されるものである。
【０００８】
これによれば、第１シーブの回転により生じる空気流が摺動部材に当たりやすくなる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、次の効果が奏される。すなわち、第１シーブから摺動部材への伝熱量が減少するので、摺動部材の温度上昇が抑制されて、摺動部材の耐久性が向上する。しかも、スペーサの使用により、バネのセット荷重の調整が容易になるだけでなく、バネのセット長さを短くできるため、高速回転時にバネの軸方向中央部周辺に位置する重心のアンバランスによる振れまわりを抑制することができ、振動低減やバネの強度を向上させることができる。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、空気流により摺動部材の冷却が促進されるので、摺動部材の温度上昇が一層抑制され、その耐久性が一層向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図１，図２を参照して説明する。
図１を参照すると、本発明が適用されたベルト式伝動装置である走行用変速装置を構成するベルト式無段変速装置Ｍは、車両である自動二輪車に、内燃機関Ｅと共に搭載される動力伝達装置に備えられる。該動力伝達装置は、変速装置Ｍ、発進クラッチとしての遠心クラッチＣおよび減速機構Ｒを備え、この順で内燃機関Ｅが発生した動力を駆動輪としての後輪に伝達する。
【００１２】
横置き配置で搭載される内燃機関Ｅは、ＯＨＣ型のＶ型２気筒４ストローク内燃機関であり、シリンダ１に往復動可能に嵌合したピストン４が、燃焼室６での燃焼により発生する燃焼圧力で駆動されて、クランクケース２に回転可能に支持されるクランク軸３を、コンロッド５を介して回転駆動する。
【００１３】
変速装置Ｍは、内燃機関Ｅにより回転駆動される駆動軸10を兼ねるクランク軸３に、その軸端部において一体回転可能に駆動連結される可変プーリからなる駆動プーリ11と、被動軸30に回転可能に支持されると共に遠心クラッチＣを介して被動軸30に一体回転可能に連結される可変プーリからなる被動プーリ31と、駆動プーリ11および被動プーリ31に掛け渡される無端のＶベルトからなるベルト20と、機関回転速度に応じて駆動プーリ11および被動プーリ31におけるベルト20の巻掛け半径を変更して変速比を制御する制御手段と、トルクカム機構60と、伝動室22を形成するケース21とを備える。そして、伝動室22には、駆動軸10、被動軸30、両プーリ11，31、ベルト20、前記制御手段およびトルクカム機構60から構成される変速機構と遠心クラッチＣとが収容される。
【００１４】
駆動プーリ11は、回転軸としての駆動軸10に相対移動不能に結合される固定シーブ12と、固定シーブ12に対して軸方向に移動可能な可動シーブ13とから構成され、両シーブ12，13にベルト20が軸方向で挟持される。
【００１５】
図２を併せて参照すると、被動プーリ31は、遠心クラッチＣを介して回転軸としての被動軸30と一体回転可能な第２シーブとしての固定シーブ32と、トルクカム機構60を介して固定シーブ32に連結されると共に軸方向に移動可能な第１シーブとしての可動シーブ33とから構成される。
【００１６】
固定シーブ32は、ベルト20に接触するテーパ面からなる接触面を有するフランジ32ａと、被動軸30の外周側に軸受34を介して支持される円筒形状のスリーブ32ｂとを有する。可動シーブ33は、ベルト20に接触するテーパ面からなる接触面を有すると共にフランジ32ａに軸方向で対向するフランジ33ａと、スリーブ32ｂの外周面に摺動可能に、かつ回転可能および軸方向に移動可能に同軸に支持される円筒形状のスリーブ33ｂとを有する。ベルト20を軸方向で挟持する両シーブ32，33において、フランジ32ａ，33ａはそれぞれスリーブ32ｂ，33ｂから径方向外方に延びる部分である。
なお、この明細書または特許請求の範囲において、軸方向、径方向および周方向とは、それぞれ、可変プーリまたは被動プーリ31の回転中心線の方向、該回転中心線を中心とする径方向および該回転中心線を中心とする周方向である。
【００１７】
また、被動プーリ31に設けられてスリーブ33ｂの外周に嵌合される支持体としての円筒状部材からなる覆い体35は、熱の良導体である金属製の板材から形成される。覆い体35は、後述するカム溝61の全体を覆う軸方向での長さを有すると共に周方向でスリーブ33ｂの全周を覆っている円筒状の本体35ａと、フランジ33ａにおけるスリーブ33ｂの近傍部分である基部33a1に軸方向で接触する円環状の鍔部35ｂとを有する。
【００１８】
固定シーブ32のフランジ32ａは、駆動プーリ11、被動プーリ31やベルト20などの冷却用の空気として伝動室22内に外気を導入する半径流型の冷却ファンとしても機能するように、背面に多数の羽根36が設けられる。可動シーブ33のフランジ33ａは、伝動室22内の空気を径方向外方に向けて送風する半径流型の冷却ファンとしても機能するように、背面に多数の羽根37が設けられる。そして、被動プーリ31の回転により、スリーブ33ｂの周囲には軸方向で基部33a1に向かう空気流（図２に白抜きの矢印で示される。以下、「軸方向空気流」という。）が発生し、該軸方向空気流は、その後、羽根37によって径方向外方に押し出されて、駆動プーリ11などを冷却する。
【００１９】
前記制御手段は、駆動軸10に固定されたカムプレート14により軸方向での位置が変更される複数の遠心ウエイト15を備える駆動側制御手段と、被動軸30と同軸に配置されてベルト20を締め付けるべく可動シーブ33を軸方向に付勢する弾発力を発生するバネ50を備える被動側制御手段とから構成される。
【００２０】
駆動プーリ11においては、クランク軸３の回転速度に応じて発生する遠心力に応じて各遠心ウエイト14が径方向に移動すると共に軸方向に移動することにより、遠心ウエイト14に押圧される可動シーブ33が軸方向に移動して、巻掛け半径が変更される。このとき発生するベルト20の張力の変化により、被動プーリ31においては、可動シーブ33が、バネ50の弾発力に抗して、またはその弾発力により軸方向に移動することで、可動シーブ33および固定シーブ32の軸方向での相対位置が変更されて、巻掛け半径が変更される。この結果、変速装置Ｍの変速比が、機関回転速度に応じて、自動的に、しかも連続的に変更される。
【００２１】
遠心クラッチＣは、遠心ウエイト42を揺動可能に支持する入力部材41と、被動軸30に一体回転可能に結合される出力部材43とを備え、被動軸30が内燃機関Ｅのアイドリング回転速度に対応する回転速度を越えて回転するとき、クラッチバネ44の弾発力に抗して遠心力により飛開して出力部材を押圧する遠心ウエイト42を介して入力部材41および出力部材43が接続されて、両部材41，43が一体に回転する接続状態になる。
【００２２】
図１を参照すると、減速機構Ｒは、被動軸30および動力取出軸46を駆動連結する歯車群47と、動力取出軸46の動力を後輪に伝達するチェーンなどから構成される伝動機構とを備え、被動軸30の動力が歯車群47および該伝動機構を介して後輪に伝達される。
【００２３】
図２を参照して、前記被動側制御手段およびトルクカム機構60について説明する。
前記被動側制御手段は、圧縮バネとしての円筒状のコイルバネからなるバネ50と、スリーブ33ｂおよび覆い体35の本体35ａの外側に同軸に配置されるバネ50を支持する支持構造とを備える。該支持構造は、スリーブ33ｂの外周側で本体35ａに嵌合保持されたバネ受け51と、固定シーブ32と一体に回転する回転部材である入力部材41に保持されて固定シーブ32と一体回転可能なバネ受け52と、軸方向で可動シーブ33とバネ50との間に配置されて弾発力に基づいて発生する摩擦を低減することによりバネ50に対する可動シーブ33の相対回転を容易にする摩擦低減部材としてのワッシャ部材53と、軸方向で可動シーブ33とワッシャ部材53との間に配置されるスペーサ56とを備える。
【００２４】
両バネ受け51，52およびスペーサ56は、熱の良導体である材料、例えば金属の板材により形成される。そして、両バネ受け51，52は、それぞれ、バネ50の一方の端部50ａおよび他方の端部50ｂと当接する円環状の当接部51ｂ，52ｂを有する。さらに、覆い体35に接触した状態で嵌合する筒部51ａを有するバネ受け51の当接部51ｂの径方向幅は、該当接部51ｂに面接触するワッシャ部材53の径方向幅よりも大きい。
【００２５】
スペーサ56により軸方向での位置が設定されるワッシャ部材53は、軸方向でバネ受け51の当接部51ｂとスペーサ56の鍔部56ｂとの間に配置され、低摩擦係数の摺動面を有する。ここでは、ワッシャ部材53は、軸方向に重ねられて少なくとも互いに接触する接触面が低摩擦係数を有する材料で形成された２つの同一形状の円環状のワッシャ54，55により構成され、この実施形態では、各ワッシャ54，55の全体が、低摩擦係数を有する材料、例えば四フッ化エチレン樹脂などの合成樹脂で形成される。
【００２６】
それゆえ、この実施形態では、両ワッシャ54，55の接触面54ａ，55ａが前記摺動面を構成し、ワッシャ54またはワッシャ55は、可動シーブ33と固定シーブ32とが相対回転するときに摺動する摺動部材である。そして、ワッシャ部材53が単一のワッシャまたは部材から構成される場合に、該ワッシャ部材53のバネ受け51との接触面およびスペーサ56との接触面の少なくとも一方が前記摺動面となる。
【００２７】
そして、各ワッシャ54，55は、軸方向に直交すると共にフランジ33ａにおけるバネ側の部分であって前記背面を有する側部33ｃに接する仮想平面Ｐに対して、軸方向でバネ50寄りに位置し、可動シーブ33の回転時に発生する軸方向空気流に曝されるように配置される。
【００２８】
軸方向での両端部でワッシャ54および鍔部35ｂにそれぞれ接触する円筒状のスペーサ56は、ワッシャ部材53の軸方向幅Ｗ１およびバネ受け51の軸方向幅Ｗ２よりも大きい軸方向幅Ｗ３を有する。そして、スペーサ56は、覆い体35の本体35ａの外側に接触した状態で嵌合する筒部56ａと、筒部56ａの両端部の１対の円環状の鍔部56ｂ，56ｃとを有する。一方の鍔部56ｂは、ワッシャ54に面接触すると共に両ワッシャ54，55の外径よりも大きい外径を有する。また、他方の鍔部56ｃは、フランジ33ａの基部33a1近傍に位置すると共に、鍔部56ｂに比べて小さな外径および径方向幅を有する。それゆえ、スペーサ56は、ワッシャ部材53の軸方向幅Ｗ１およびバネ受け51の軸方向幅Ｗ２よりも大きい距離Ｄで、ワッシャ部材53およびバネ受け51をフランジ33ａの基部33a1から軸方向に離隔させる。
【００２９】
さらに、スペーサ56は、被動プーリ31におけるベルト20の巻掛け半径が最小となる状態で、バネ50のセット荷重、すなわちバネ50が両バネ受け51，52間に装着された状態で最も伸びた長さ（セット長さ）を調整する調整部材を兼ねる。それゆえ、軸方向幅Ｗ３の異なる複数のスペーサ56の中から、セット荷重を最適な値に設定することができるスペーサ56が選択される。また、スペーサ56により前記セット長さを短くできる。
【００３０】
トルクカム機構60は、スリーブ33ｂに形成されたカム溝61と、スリーブ32ｂに固定されてカム溝61に挿入されるピン62とから構成され、自動二輪車の後輪に作用する負荷が増加したときなどに発生する固定シーブ32と可動シーブ33との間の相対回転を利用して、ベルト20を締め付ける方向に可動シーブ33を移動させる。このとき、バネ50と可動シーブ33との間にワッシャ部材53が設けられていることにより、固定シーブ32に対して可動シーブ33が相対回転する際に、バネ50が可動シーブ33に連れ回りして捩れることにより発生する弾発力の変動が防止または抑制されるので、トルクカム機構60の作動が安定し、ベルト20から被動プーリ31へのトルク伝達性能が向上する。
【００３１】
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
変速装置Ｍが被動プーリ31の可動シーブ33のフランジ33ａとワッシャ部材53との間に配置されるスペーサ56を備え、スペーサ56は、ワッシャ部材53の軸方向幅Ｗ１よりも大きい距離Ｄでワッシャ部材53をフランジ33ａから軸方向に離隔させることにより、ベルト20と可動シーブ33との接触により発生する摩擦熱などにより高温となる可動シーブ33からワッシャ部材53への伝熱量が減少して、ワッシャ部材53の温度上昇が抑制され、合成樹脂からなるワッシャ部材53の耐久性が向上する。したがって、トルクカム機構60によるトルク伝達性能の向上が、長期にわたって維持される。
また、軸方向幅Ｗ３の異なるスペーサ56を使用することにより、バネ50のセット荷重を調整できるので、スペーサ56の使用によりバネ50のセット荷重の調整が容易になる。また、スペーサ56によりバネ50のセット長さを短くできるため、高速回転時にバネ50の軸方向中央部周辺に位置する重心のアンバランスによる振れまわりを抑制することができ、振動低減やバネ50の強度を向上させることができる。
【００３２】
ワッシャ部材53は仮想平面Ｐに対してバネ50寄りに配置されることにより、可動プーリ33の回転により生じる軸方向空気流がワッシャ部材53に当たりやすくなるので、軸方向空気流によりワッシャ部材53の冷却が促進されて、その温度上昇が一層抑制され、耐久性が一層向上する。
【００３３】
熱の良導体である材料から形成されるスペーサ56は、ワッシャ部材53の径方向幅よりも大きな径方向幅の鍔部56ｂにおいてワッシャ部材54に接触することにより、可動シーブ33からスペーサ56に伝わる熱の放熱が鍔部56ｂにより促進されて、スペーサ56での放熱量が大きくなるので、ワッシャ部材53の温度上昇が抑制される。さらに、比較的大きい軸方向幅Ｗ３のスペーサ56が、熱の良導体である材料から形成される覆い体35に接触していることにより、スペーサ56の熱が覆い体35を通じて放熱されるので、ワッシャ部材53への伝熱量が一層減少し、この点でもワッシャ部材53の温度上昇が抑制される。
【００３４】
ワッシャ55は、熱の良導体である材料から形成されるバネ受け51に接触することにより、バネ受け51を通じてワッシャ部材53の放熱が促進されるので、ワッシャ部材53の冷却が促進される。
【００３５】
摺動部材としてのワッシャ部材53は、単純な構造のワッシャ54，55により構成されるので、コストが削減される。
【００３６】
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
ワッシャ部材53は、仮想平面Ｐと交差する位置に配置されてもよく、その場合にも、可動シーブ33に吸引される軸方向空気流によりワッシャ部材53が冷却され、その冷却が促進される。
前記実施形態では、摺動部材としてワッシャ部材53が備えられたが、ワッシャ部材53は必須ではなく、摺動部材が、例えばバネ受け51により構成されてもよい。
ベルト式伝動装置は、走行用変速装置以外の装置として使用されてもよい。また、遠心クラッチＣ等のクラッチが被動軸30に設けられなくてもよく、さらに被動プーリ31の固定シーブ32のスリーブ32ｂが被動軸30を兼ねるものであってもよい。
覆い体35は、熱の絶縁体で形成されてもよく、その場合には、可動シーブ33から覆い体35を通じての伝熱量が減少して、ワッシャ部材53の温度上昇が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明が適用されたベルト式無段変速装置の断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【符号の説明】
【００３８】
11…駆動プーリ、20…ベルト、31…被動プーリ、33…可動シーブ、53…ワッシャ部材、56…スペーサ、Ｍ…変速装置、Ｐ…仮想平面、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３…軸方向幅。
【図１】
2006200680.tif 000003
【図２】
2006200680.tif 000004