JP6496654B2 - 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。

駆動プーリ装置及び従動プーリ装置は、固定シーブ、可動シーブ、固定ボス、及び可動ボスを有している。固定シーブと可動シーブとによって、ベルトを挟持している。可動ボスは可動シーブに固定されており、固定ボスは固定シーブに固定されている。可動シーブが固定シーブに対して接近及び離間するように、可動ボスは、固定ボス上を摺動する。

特許第３６５１６２８号公報

プーリ装置において、固定ボスに対して摺動する可動ボスが安定して動作することが好ましい。そこで、本発明では、可動ボスが安定して動作するプーリ装置を提供することを課題とする。

本発明のある側面に係るプーリ装置は、固定シーブと、固定ボスと、可動シーブと、可動ボスと、コーティング膜と、第１及び第２シール部材と、を備えている。固定ボスは、固定シーブから軸方向に延びる。可動シーブは、軸方向において固定シーブに対して接近及び離間するように移動可能である。可動ボスは、固定ボスの径方向外側に配置され、可動シーブから軸方向に延びる。コーティング膜は、固定ボスの外周面に形成されている。コーティング膜は、固定ボスよりも摩擦係数が低い。第１シール部材は、可動ボスの第１端部において、可動ボスの内周面に取り付けられている。第２シール部材は、可動ボスの第２端部において、可動ボスの内周面に取り付けられている。

この構成によれば、第１及び第２シール部材が取り付けられているため、可動ボスと固定ボスとの間にダストが入り込むことを防止することができる。この結果、可動ボスは、固定ボス上をスムーズに摺動し、安定して動作することができる。また、可動ボス上にコーティング膜が形成されている。このため、固定ボスと可動ボスとの間にグリスを介在させなくても、第１及び第２シール部材が固定ボス上の摺動によって摩耗することを抑制できる。

好ましくは、プーリ装置は、摺動部材をさらに備えている。摺動部材は、可動ボスの内周面に取り付けられている。摺動部材は、可動ボスよりも摩擦係数が低い。この構成によれば、可動ボスは、摺動部材を介して、固定ボス上をよりスムーズに摺動することができる。

好ましくは、コーティング膜は、固体潤滑剤によって形成される。

本発明に係るプーリ装置によれば、可動ボスが安定して動作することができる。

プーリ装置の側面断面図。 固定ボスとコーティング膜の拡大断面図。 スプリングシートの平面図。 図３のＩV−ＩV線断面図。 カム機構の動作を説明するための概略図。 ドライブプレートの平面図。 図６のＶIＩ−ＶIＩ線断面図。 変形例に係るダストシールの拡大断面図。

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１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、固定ボス２と、コーティング膜３と、可動シーブ４と、可動ボス５と、第１及び第２ダストシール（シール部材の一例）７ａ、７ｂと、スプリング８と、スプリングシート９と、カム機構１０と、遠心クラッチ１２と、を備えている。

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４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、円板状である。固定シーブ１の対向面１１は、径方向の外側にいくにしたがって、可動シーブ４から離れるように傾斜している。すなわち、対向面１１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１１は、可動シーブ４に対向する面である。すなわち、固定シーブ１の対向面１１は、軸方向の第１側を向いている。

固定ボス２は、固定シーブ１と一体的に回転する。本実施形態では、固定ボス２と固定シーブ１とは一つの部材で形成されている。なお、固定ボス２と固定シーブ１とは、別部材によってそれぞれ形成されており、互いに固定されることによって、一体的に回転してもよい。固定ボス２は、円筒状であって、固定シーブ１から軸方向に延びている。詳細には、固定ボス２は、固定シーブ１から軸方向の第１側に延びている。固定ボス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。

固定ボス２の第１端部２１に、遠心クラッチ１２が取り付けられている。また、固定ボス２の第２端部２２から、固定シーブ１が径方向外側に延びている。なお、第１端部２１は軸方向の第１側の端部であり、第２端部２２は軸方向の第２側の端部である。この第１端部２１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１端部２１は他の部分よりも外径が小さいため、肩部２３が形成されている。

出力軸（図示省略）は、固定ボス２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。出力軸と固定ボス２とは相対回転可能である。なお、出力軸と固定ボス２との間に、ベアリング１０２，１０３が配置されている。

図２に示すように、コーティング膜３は、固定ボス２の外周面に形成されている。例えば、コーティング膜３は、固定ボス２の外周面全体に形成されている。なお、コーティング膜３は、第１及び第２ダストシール７ａ、７ｂが摺動する範囲のみに形成されていればよい。コーティング膜３の厚みは、特に限定されるものではないが、例えば、２０〜５０μｍ程度である。

コーティング膜３は、固定ボス２よりも摩擦係数が低い。例えば、固定ボス２は、金属製である。具体的には、固定ボス２は、鋼製又はアルミニウム合金製である。より具体的には、固定ボス２は、炭素鋼及び合金鋼よりなる群から選ばれる少なくとも一種によって形成される。これに対して、コーティング膜３は、固体潤滑剤によって形成される。具体的には、コーティング膜３は、二硫化モリブデン、有機モリブデン化合物、グラファイト、及びポリテトラフルオロエチレンよりなる群から選ばれる少なくとも一種によって形成される。

図１に示すように、可動シーブ４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。可動シーブ４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４は、軸方向に移動するように配置されている。可動シーブ４は、軸方向に移動することによって、固定シーブ１に対して接近及び離間する。可動シーブ４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４は、円板状である。可動シーブ４の対向面４１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４１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４の対向面４１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４の対向面４１は、軸方向の第２側を向いている。固定シーブ１の対向面１１と、可動シーブ４の対向面４１とは、間隔をあけて対向している。固定シーブ１の対向面１１と、可動シーブ４の対向面４１とによって、Ｖ溝が形成されている。可動シーブ４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１１と、可動シーブ４の対向面４１とによって、ベルト１０１を挟持している。

可動シーブ４は、軸方向の第１側に突出する環状の支持壁部４２を有している。この支持壁部４２は、可動ボス５の径方向外側に配置されている。この支持壁部４２と可動ボス５との間に、スプリング８の端部が配置される。

可動ボス５は、可動シーブ４と一体的に回転する。また、可動ボス５は、可動シーブ４と一体的に軸方向に移動する。本実施形態では、可動ボス５と可動シーブ４とは一つの部材で形成されている。なお、可動ボス５と可動シーブ４とは、別部材によってそれぞれ形成されており、互いに固定されることによって、一体的に回転及び軸方向に移動してもよい。

可動ボス５は、円筒状であって、可動シーブ４から軸方向に延びている。詳細には、可動ボス５は、可動シーブ４から軸方向の第１側に延びている。すなわち、可動ボス５は、固定シーブ１から遠ざかる方向に延びている。可動ボス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。可動ボス５は、固定ボス２の径方向外側に配置されている。すなわち、固定ボス２は、可動ボス５内を延びている。可動ボス５は、グリスを介さずに、固定ボス２上を摺動可能である。

可動ボス５は、その端部に複数のカム部５１を有している。各カム部５１は、周方向において間隔をあけて配置されている。各カム部５１は、軸方向の第１側に延びている。すなわち、各カム部５１は、可動ボス５の軸方向の第１側の端部に設けられている。この各カム部５１は、カム機構１０を構成する。

可動ボス５は、例えば、金属製である。具体的には、可動ボス５は、鋼製又はアルミニウム合金製である。より具体的には、可動ボス５は、炭素鋼及び合金鋼よりなる群から選ばれる少なくとも一種によって形成される。

摺動部材６は、可動ボス５の内周面に取り付けられている。摺動部材６と可動ボス５との間に、金属層、及び焼結体層が介在していてもよい。摺動部材６は円筒形状である。摺動部材６の内周面は、固定ボス２の外周面上に形成されたコーティング膜３と接触している。

摺動部材６は、可動ボス５よりも摩擦係数が低い。例えば、摺動部材６は、ナイロン樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、及びポリフェニレンサルファイド系樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも一種によって形成される。このように、摺動部材６は、可動ボス５よりも摩擦係数が小さいため、固定ボス２上をスムーズに摺動することができる。

第１及び第２ダストシール７ａ、７ｂは、可動ボス５の内周面に取り付けられている。詳細には、第１ダストシール７ａは、可動ボス５の第１端部５２において、可動ボス５の内周面に取り付けられている。第２ダストシール７ｂは、可動ボス５の第２端部５３において、可動ボスの内周面に取り付けられている。なお、可動ボス５の第１端部５２は、軸方向の第１側の端部であり、可動ボス５の第２端部５３は、軸方向の第２側の端部である。

図２に示すように、第１及び第２ダストシール７ａ、７ｂは、固定ボス２の外周面上に形成されたコーティング膜３と当接している。このため、固定ボス２と可動ボス５との間は、第１及び第２ダストシール７ａ、７ｂによって密閉されている。第２ダストシール７ｂは、軸方向の第２側に突出する第１リップ部７１ｂと、軸方向の第１側に突出する第２リップ部７２ｂとを有している。第１ダストシール７ａは、軸方向の第１側に突出する第１リップ部と、軸方向の第２側に突出する第２リップ部とを有している。

第１及び第２ダストシールは、合成ゴム又は天然ゴムによって形成されている。具体的には、第１及び第２ダストシール７ａ、７ｂは、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、アクリルゴム、及びフッ素ゴムよりなる群から選ばれる１種によって形成されている。

スプリング８は、軸方向において可動シーブ４を固定シーブ１に向かって付勢する。すなわち、スプリング８は、可動シーブ４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４とが、ベルト１０１を挟持する。スプリング８は、例えばコイルスプリングとすることができる。スプリング８は、可動ボス５を囲むように、可動ボス５の径方向外側に配置されている。

スプリングシート９は、スプリング８を支持するように構成されている。図３及び図４に示すように、スプリングシート９は、円筒部９１、フランジ部９２、及び複数のカム受け部９３を有する。スプリングシート９は、例えば樹脂製である。具体的には、スプリングシート９は、ナイロン樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、及びポリフェニレンサルファイド系樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも１種である。円筒部９１、フランジ部９２、及び各カム受け部９３は、１つの部材によって一体的に形成されている。

円筒部９１は、可動ボス５の径方向外側に配置されている。また、円筒部９１は、スプリング８の径方向内側に配置されている。すなわち、円筒部９１は、径方向において、可動ボス５とスプリング８との間に配置されている。円筒部９１は、スプリング８を径方向において支持している。

フランジ部９２は、円筒部９１から径方向外側に延びている。詳細には、フランジ部９２は、円筒部９１の軸方向第１側の端部から径方向外側に延びている。フランジ部９２は、環状である。フランジ部９２は、スプリング８の軸方向の第１側の端面を支持している。すなわち、フランジ部９２は、スプリング８を軸方向において支持している。

各カム受け部９３は、円筒部９１の径方向の内側に配置されている。詳細には、各カム受け部９３は、円筒部９１の内周面に形成されている。各カム受け部９３は、周方向に延びている。各カム受け部９３は、周方向において、互いに間隔をあけて配置されている。なお、この周方向において隣り合うカム受け部９３の間を、カム部５１が延びている。各カム受け部９３は、可動ボス５の各カム部５１と係合する。この各カム受け部９３は、カム機構１０を構成する。各カム受け部９３は、凹部９３１を有している。凹部９３１は、径方向に延びている。この凹部９３１は、後述するドライブプレート１２１の一部を収容する。

スプリングシート９は、固定シーブ１と一体的に回転する。詳細には、スプリングシート９は、軸方向の第１側に突出する突出部９４を有している。この突出部９４が、後述するドライブプレート１２１の貫通孔１２１４（図６参照）に嵌合する。突出部９４は、貫通孔１２１４の外周縁に沿った形状をしている。このドライブプレート１２１は、固定ボス２を介して固定シーブ１と一体的に回転する。このため、ドライブプレート１２１に取り付けられたスプリングシート９は、固定シーブ１と一体的に回転する。

図１に示すように、カム機構１０は、可動ボス５とスプリングシート９とに設けられている。詳細には、カム機構１０は、複数のカム部５１と複数のカム受け部９３とから構成される。カム機構１０は、スプリングシート９に対する可動ボス５の相対回転を、可動ボス５の軸方向推力に変換するように構成されている。すなわち、可動ボス５がスプリングシート９よりも速い速度で回転すると、カム機構１０は、可動ボス５を固定シーブ１に向かって移動させる。

詳細には、図５に示すように、可動ボス５の各カム部５１は、カム面５１１を有している。カム面５１１は、回転方向を向き、且つ軸方向の第１側を向くように傾斜している。このカム面５１１が、スプリングシート９のカム受け部９３に当接する。なお、回転方向とは、車両が前進する際に、可動ボス５が回転する方向である。

図１に示すように、遠心クラッチ１２は、ドライブプレート１２１、複数のクラッチシュー１２２、及びクラッチハウジング１２３を有している。遠心クラッチ１２は、固定シーブ１及び可動シーブ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。詳細には、遠心クラッチ１２は、固定ボス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。

ドライブプレート１２１は、固定ボス２の第１端部２１に取り付けられている。ドライブプレート１２１は、固定ボス２と一体的に回転する。図６及び図７に示すように、ドライブプレート１２１は、ボス部１２１１と、円板部１２１２とを有している。

ボス部１２１１は、円筒状であって、軸方向に延びている。ボス部１２１１は、固定ボス２に取り付けられる。詳細には、ボス部１２１１は、中心部に貫通孔１２１３を有している。この貫通孔１２１３は、固定ボス２の第１端部２１と係合するような形状である。具体的には、貫通孔１２１３の外周縁は、固定ボス２の外周縁とほぼ同じ形状である。

円板部１２１２は、ボス部１２１１から径方向外側に延びている。円板部１２１２は、平板状である。すなわち、円板部１２１２は、実質的に段差部を有していない。なお、円板部１２１２は、平板状でなくてもよいし、段差部を有していてもよい。円板部１２１２は、複数の貫通孔１２１４を有している。各貫通孔１２１４は、軸方向に貫通している。また、各貫通孔１２１４は、周方向に延びている。各貫通孔１２１４は、周方向において、間隔をあけて配置されている。この貫通孔１２１４に、上述したスプリングシート９の突出部９５が嵌合する。また、上述した可動ボス５の各カム部５１は、円板部１２１２と干渉しないよう、貫通孔１２１４内を延びている。なお、隣り合う貫通孔１２１４の間に配置される円板部１２１２の一部が、上述したカム受け部９３の凹部９３１に収容される。

ドライブプレート１２１は、金属製である。具体的には、ドライブプレート１２１は、鋼製又はアルミニウム合金製である。より具体的には、ドライブプレート１２１は、炭素鋼、及び合金鋼よりなる群から選ばれる少なくとも１種である。ドライブプレート１２１は、固定ボス２の肩部２３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、第１端部２１に取り付けられた止め輪１０４によって、ドライブプレート１２１は軸方向の第１側への移動が規制される。

図１に示すように、各クラッチシュー１２２は、円周方向の一端部がドライブプレート１２１に揺動可能に取り付けられている。各クラッチシュー１２２は、その外周面に摩擦材（図示省略）を有している。各クラッチシュー１２２の他端部には、各クラッチシュー１２２を径方向の内側に付勢するようにリターンスプリング（図示省略）が取り付けられている。

クラッチハウジング１２３は、各クラッチシュー１２２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１２３は、固定ボス２に相対回転である。詳細には、クラッチハウジング１２３は、ボス部１２３１を有している。ボス部１２３１には、スプライン孔１２３２が形成されている。このスプライン孔１２３２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１２が伝達状態になると、各クラッチシュー１２２の摩擦材は、クラッチハウジング１２３の内周面と摩擦係合する。また、遠心クラッチ１２が遮断状態になると、各クラッチシュー１２２の摩擦材は、クラッチハウジング１２３の内周面から離れる。なお、遠心クラッチ１２の伝達状態とは、遠心クラッチ１２が、固定シーブ１及び可動シーブ４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１２の遮断状態とは、遠心クラッチ１２が、固定シーブ１及び可動シーブ４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。

図１に示すように、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４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、スプリング８の付勢力に抗して、可動シーブ４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４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４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、スプリング８の付勢力によって、可動シーブ４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４との間の溝の幅が狭くなる。

次に、カム機構１０の動作について説明する。発進時のように急加速したとき、可動シーブ４が固定シーブ１よりも速い速度で回転する。すると、図５に示すように、可動ボス５がスプリングシート９よりも速い速度で回転する。すなわち、可動ボス５は、スプリングシート９に対して回転方向に相対的に回転する。すると、カム機構１０は可動ボス５に軸方向の推力を付与し、可動ボス５は軸方向の第２側に移動する。詳細には、カム面５１１がカム受け部９３から軸方向の第２側への反力を受け、可動ボス５が軸方向の第２側に移動する。この結果、可動シーブ４は固定シーブ１側へ移動し、ベルト１０１を強固に挟持する。

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。

固定ボス２の外周面にコーティング膜３が形成されているため、可動ボス５がコーティング膜３を介して固定ボス２上を安定して摺動することができる。また、第１及び第２ダストシール７ａ、７ｂが取り付けられているため、可動ボス５と固定ボス２との間にダストが入り込むことを防止することができ、この結果、可動ボス５が固定ボス２上をよりスムーズに摺動することができる。また、可動ボス５上にコーティング膜３が形成されているため、第１及び第２ダストシール７ａ、７ｂの摺動による摩耗を抑制することができる。

［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。例えば、上記実施形態では、カム機構１０は、可動ボス５に形成されたカム部５１とスプリングシート９に形成されたカム受け部９３によって構成されているが、カム機構１０の構成はこれに限定されない。例えば、カム機構１０のカム受け部は、ドライブプレート１２１に形成されていてもよい。さらには、プーリ装置１００はカム機構１０を備えているが、プーリ装置１００はカム機構１０を備えていなくてもよい。

また、図８に示すように、第２ダストシール７ｂは、第１リップ部７１ｂのみを有しており、第２リップ部７２ｂを有していなくてもよい。また、第１ダストシール７ａも、第１リップ部のみを有しており、第２リップ部を有していなくてもよい。

１ ：固定シーブ
２ ：固定ボス
２１ ：第１端部
２２ ：第２端部
３ ：コーティング膜
４ ：可動シーブ
５ ：可動ボス
５２ ：第１端部
５３ ：第２端部
６ ：摺動部材
７ａ ：第１ダストシール
７ｂ ：第２ダストシール
１００ ：プーリ装置

Claims (3)

1. 固定シーブと、
   前記固定シーブから軸方向に延びる固定ボスと、
   軸方向において前記固定シーブに対して接近及び離間するように移動可能な可動シーブと、
   前記固定ボスの径方向外側に配置され、前記可動シーブから軸方向に延びる可動ボスと、
   前記固定ボスの外周面に形成され、前記固定ボスよりも摩擦係数の低いコーティング膜と、
   前記可動ボスの第１端部において、前記可動ボスの内周面に取り付けられた第１シール部材と、
   前記可動ボスの第２端部において、前記可動ボスの内周面に取り付けられた第２シール部材と、
   を備えた、プーリ装置。
2. 前記可動ボスの内周面に取り付けられ、前記可動ボスよりも摩擦係数の低い摺動部材をさらに備えた、請求項１に記載のプーリ装置。
3. 前記コーティング膜は、固体潤滑剤によって形成される、
   請求項１又は２に記載のプーリ装置。

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