JP2002039302A - ベルト式無段変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリンダの遠心油圧の発生を防止して変速制
御性を向上させるとともに無段変速機の強度および耐久
性を向上させる。 【解決手段】 プライマリプーリ１５とこれとの間にベ
ルト１７が掛け渡されるセカンダリプーリ１６とを有す
るベルト式無段変速装置であり、プーリ軸であるセカン
ダリ軸１４を囲むようにケース１０には油圧シリンダ２
５が固定されている。この油圧シリンダ２５には、可動
プーリ１６ｂを押圧するピストン２６が軸方向に往復動
自在に装着されており、油圧シリンダ２５の背面側に接
触する反力受け部材２９がセカンダリ軸１４に固定され
ている。ベルトクランプ力の反力のうち固定プーリ１６
ａに作用する反力はセカンダリ軸１４に伝達され、油圧
シリンダ２５に作用する反力は反力受け部材２９を介し
てセカンダリ軸１４に伝達される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプーリ軸に軸方向に
移動自在に設けられた可動プーリを、ケース側に固定さ
れた油圧シリンダにより作動するようにしたベルト式無
段変速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用のベルト式無段変速機（ＣＶ
Ｔ）には、それぞれ固定プーリが一体に取り付けられ、
可動プーリが軸方向に移動自在に設けられた２つのプー
リ軸を有するものがあり、駆動側のプーリ軸はプライマ
リ軸と言われ、従動側のプーリ軸はセカンダリ軸と言わ
れている。

【０００３】プライマリ軸に一体固定された固定プーリ
と軸方向に移動自在に設けられた可動プーリとによりプ
ライマリプーリが構成され、セカンダリ軸に一体固定さ
れた固定プーリと軸方向に移動自在に設けられた可動プ
ーリとによりセカンダリプーリが構成されている。それ
ぞれプーリ溝幅可変のプライマリプーリとセカンダリプ
ーリとの間に金属製のベルトを掛け渡し、油圧によって
プーリ溝幅を変化させてプーリの巻き付け径を変化させ
ることにより、プライマリ軸の回転はセカンダリ軸に無
段階に変化して伝達される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ベルト式ＣＶＴにおい
ては、プーリ溝幅を自在に変化させて変速制御する手段
としては、プーリ軸に移動自在となった可動プーリに一
体に取り付けられるプーリシリンダにより行うのが一般
的である。この方式では、ベルトにクランプ力を与える
ための固定プーリに対する可動プーリの押し付け力はシ
リンダによって加えられ、その反力はプーリ軸に一体に
取り付けられているプランジャを介してプーリ軸に加え
られることになり、プーリ軸以外の部分には反力の影響
は生じない。可動プーリにプランジャを取り付け、シリ
ンダをプーリ軸に取り付けるようにした場合も同様であ
る。

【０００５】しかし、シリンダが可動プーリと一体回転
するためにシリンダ内には遠心油圧が発生し、変速制御
などの妨げとなるために、この対策を講じる必要がある
（たとえば、特開平11-166604 号公報、特開平7-113424
号公報) 。

【０００６】このため、実開昭61-38358号公報や実開昭
61-52754号公報に開示されるように、シリンダを可動プ
ーリから分離して変速機のケースに配置したものがあ
る。この場合には、シリンダはケース側に設けられるの
で、遠心油圧は発生せず、その対策を講じる必要がなく
なり、変速制御などの点から有利である。

【０００７】しかし、前述した公報に開示されるよう
に、シリンダを変速機のケースに配置すると、ベルトの
クランプ力に関し、固定プーリに加わる反力はプーリ軸
を支持するベアリングに作用し、可動プーリに加わる反
力はシリンダが設けられたケースに作用することにな
り、無段変速機の強度や耐久性を向上させる上で課題が
生じることになる。

【０００８】本発明の目的は、シリンダの遠心油圧の発
生を防止して変速制御性を向上させるとともに無段変速
機の強度および耐久性を向上させることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のベルト式無段変
速装置は、それぞれ固定プーリが一体に取り付けられ、
前記固定プーリとにより形成されベルトが巻き付けられ
るプーリ溝幅を可変させるように可動プーリが軸方向に
移動自在に設けられた２つのプーリ軸を有するベルト式
無段変速装置であって、２つの前記プーリ軸のうち少な
くとも一方のプーリ軸に対応させてケース側に固定され
た油圧シリンダと、前記油圧シリンダ内に軸方向に往復
動自在に装着され、前記可動プーリを押圧するピストン
と、前記プーリ軸に固定され、前記油圧シリンダの背面
側に接触する反力受け部材とを有することを特徴とす
る。

【００１０】本発明にあっては、油圧シリンダがケース
側に固定されているので、油圧シリンダ内の作動油には
遠心油圧が発生せず、バランス室が不要となる。油圧シ
リンダの背面は反力受け部材によってプーリ軸に支持さ
れるので、ベルトクランプ力の反力は、プーリ軸に加え
られることになり、プーリ軸を支持するベアリングやケ
ースに反力が作用することを回避できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１２】図１は本発明の一実施の形態であるベルト
式無段変速装置を示すスケルトン図であり、図２は図１
の要部を示す拡大断面図である。

【００１３】図１に示すように、エンジンにより駆動さ
れるクランク軸１の回転は、発進装置としてのトルクコ
ンバータ２と前後進切換機構３とを介して無段変速機構
４に伝達されるようになっている。

【００１４】トルクコンバータ２はロックアップクラッ
チ５を有しており、ロックアップクラッチ５はタービン
軸６に連結されている。ロックアップクラッチ５の一方
側はアプライ室７ａであり、他方側はリリース室７ｂで
あり、リリース室７ｂ内に供給した油圧をアプライ室７
ａを介して循環させることによりトルクコンバータ２は
作動状態となる。一方、アプライ室７ａに油圧を供給
し、リリース室７ｂ内の油圧を下げることによりロック
アップクラッチ５はフロントカバー８と係合してロック
アップ状態となる。このリリース室７ｂ内の圧力を調整
することによりロックアップクラッチ５を滑らせるよう
にしたスリップ圧制御が行われる。

【００１５】前後進切換機構３はトルクコンバータ２の
出力軸であるタービン軸６の回転を無段変速機構４に正
方向に伝達するための前進用クラッチ１１と、逆方向に
伝達するための後退用ブレーキ１２とを有しており、ク
ラッチ油室１１ａに油圧を供給して前進用クラッチ１１
を接続状態とすると、タービン軸６の回転は無段変速機
構４に正方向に伝達され、ブレーキ油室１２ａに油圧を
供給して後退用ブレーキ１２を接続状態とすると逆方向
に反転して伝達される。

【００１６】無段変速機構４はトランスミッションケー
ス１０内に組み込まれ、前後進切換機構３に連結される
入力側のプーリ軸つまりプライマリ軸１３と、これと平
行となった出力側のプーリ軸つまりセカンダリ軸１４と
を有している。

【００１７】プライマリ軸１３にはプライマリプーリ１
５が設けられており、プライマリプーリ１５はプライマ
リ軸１３に固定された固定プーリ１５ａと、これに対向
してプライマリ軸１３にボールスプラインなどにより軸
方向に摺動自在に装着される可動プーリ１５ｂとを有
し、プーリのコーン面間隔つまりプーリ溝幅が可変とな
っている。

【００１８】セカンダリ軸１４にはセカンダリプーリ１
６が設けられており、セカンダリプーリ１６はセカンダ
リ軸１４に固定された固定プーリ１６ａと、これに対向
してセカンダリ軸１４に可動プーリ１５ｂと同様に軸方
向に摺動自在に装着される可動プーリ１６ｂとを有し、
プーリの溝幅が可変となっている。

【００１９】プライマリプーリ１５とセカンダリプーリ
１６との間にはベルト１７が掛け渡されており、両方の
プーリ１５，１６の溝幅を変化させて、それぞれのプー
リ１５，１６に対する巻付け径の比率を変化させること
により、プライマリ軸１３の回転がセカンダリ軸１４に
無段階に変速されて伝達されることになる。

【００２０】セカンダリ軸１４の回転は減速歯車および
ディファレンシャル装置１８を有する歯車列を介して車
輪１９ａ，１９ｂに伝達されるようになっており、前輪
駆動車の場合には、車輪１９ａ，１９ｂは前輪となる。
前述したＣＶＴの駆動系の基本構造は、たとえば、特開
平10-325458 号公報に開示されている。

【００２１】図２に示すように、プライマリプーリ１５
の溝幅を変化させるために、プライマリ軸１３には円筒
部とディスク部とを有するプランジャ２１が固定され、
このプランジャ２１の外周面に摺動自在に接触するプラ
イマリシリンダつまり油圧シリンダ２２が可動プーリ１
５ｂに固定されており、プランジャ２１と可動プーリ１
５ｂとの間にはプライマリ油室２３が形成されている。

【００２２】セカンダリプーリ１６の溝幅を変化させる
ために、図２に示すように、ケース１０側にはセカンダ
リ軸１４を囲むように環状のセカンダリシリンダつまり
油圧シリンダ２５が固定されており、この油圧シリンダ
２５は可動プーリ１６ｂの背面後方に位置している。こ
の油圧シリンダ２５には環状のピストン２６が軸方向に
往復動自在に装着され、ピストン２６は油圧シリンダ２
５のセカンダリ油室２７に供給される油圧によって駆動
されるようになっている。

【００２３】可動プーリ１６ｂを押圧する油圧シリンダ
２５は、環状となった１つの油圧シリンダにより構成さ
れているが、それぞれ棒状のピストンを駆動する複数の
油圧シリンダをセカンダリ軸１４を囲むように環状にケ
ース側に設けるようにしても良い。

【００２４】前述したクラッチ油室１１ａとブレーキ油
室１２ａに加えて、それぞれの油室２３，２７に対して
作動油を供給するためのオイルポンプ３０はクランク軸
１により駆動される。

【００２５】ピストン２６と可動プーリ１６ｂの背面と
の間には、スラストベアリング２８が配置され、ピスト
ン２６の先端はスラストベアリング２８を介して可動プ
ーリ１６ｂと接触する。

【００２６】セカンダリ軸１４にはディスク形状の反力
受け部材２９が油圧シリンダ２５の背面側に位置させて
固定され、この反力受け部材２９と油圧シリンダ２５の
背面との間にはスラストベアリング３１が配置されてい
る。

【００２７】セカンダリプーリ１６のベルトクランプ力
は、油室２７に油圧を供給することによりピストン２６
により可動プーリ１６ｂに加えられる。ベルト１７にク
ランプ力が加えられると、その反力が固定プーリ１６ａ
と油圧シリンダ２５とに作用することになるが、固定プ
ーリ１６ａに作用する反力は、固定プーリ１６ａが一体
となったセカンダリ軸１４に発生する内部応力となる。

【００２８】一方、油圧シリンダ２５に作用する反力
は、反力受け部材２９によってセカンダリ軸１４により
支持されるので、前記した内部応力とは逆方向にセカン
ダリ軸に発生する内部応力となる。これにより、ベルト
クランプ力の反力は、プーリ軸であるセカンダリ軸１４
の内部に発生する引張応力となるので、セカンダリ軸１
４にクローズループとなってセカンダリ軸１４のみに反
力が加えられ、セカンダリ軸１４を支持するベアリング
３２，３３やケース１０などに軸方向の反力が加わるこ
とがない。したがって、油圧シリンダ２５をケース側に
固定するようにしても、無段変速機の強度を確保でき耐
久性を向上させることができる。

【００２９】前述したスラストベアリング２８，３１と
しては、摺動抵抗を低減させてピストン２６の押圧力を
可動プーリ１６ｂに伝達するものであれば、ボールベア
リング、ローラベアリングおよびニードルベアリングな
どのような種々のタイプの転がり軸受を使用することが
でき、転がり軸受に代えてすべり軸受を使用するように
しても良い。

【００３０】油圧シリンダ２５はケース側に固定されて
いるので、プーリが回転しても油室２７内の作動油には
遠心力に起因した遠心油圧が発生することはない。これ
に対して、比較して示すプライマリプーリ１５にあって
は、プライマリシリンダとしての油圧シリンダ２２が可
動プーリ１５ｂに取り付けられているので、油室２３内
の作動油によって遠心油圧が発生することになり、これ
をバランスさせるためには、プランジャ２１の反対面に
バランス室を形成する必要があるが、本発明にあって
は、バランス室を設けることは不要となる。これによ
り、無段変速機の構造を簡単としつつ変速制御を高精度
で行うことができる。

【００３１】可動プーリ１５ｂとともに回転する油圧シ
リンダ２２内の油室２３に作動油を供給するには、ケー
ス１０などの固定側の部材から回転部材であるプーリ軸
の内部の油路に作動油を供給することが必要となるの
で、図２に示すように、回転部材に接触するシール部材
２４をケース１０に設ける必要があるが、本発明のよう
に油圧シリンダ２５をケース側に固定すると、作動油の
案内機構が簡単になるとともに回転接触する部分をシー
ルして作動油を供給することが不要となる。

【００３２】本発明は前記の実施の形態に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。たとえば、図示する実施
の形態にあっては、セカンダリシリンダとしての油圧シ
リンダ２５をケース側に固定するようにし、プライマリ
シリンダとしての油圧シリンダ２２を可動プーリ１５ｂ
に固定するようにしているが、油圧シリンダ２２をケー
ス１０側に固定するようにしても良く、両方の油圧シリ
ンダ２２，２５をケース１０側に固定するようにしても
良い。また、油圧シリンダ２５はケース１０に一体とな
って形成されているが、油圧シリンダ２５をケース１０
とは別体に形成し、ケース１０に油圧シリンダ２５をね
じ部材などを用いて取り付けるようにしても良い。さら
に、ベルト式無段変速機の駆動系としては、図１に示す
場合に限られず、トルクコンバータ２を有しないタイプ
など種々のタイプのものに対して本発明を適用すること
ができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、油圧シリンダに加わる
反力は反力受け部材によってプーリ軸に伝達されるの
で、ベルトクランプ力の反力はプーリ軸に加えられ、プ
ーリ軸以外の部分には反力が作用しない。これにより、
無段変速機の強度を高めて耐久性を向上させることがで
きる。

【００３４】回転する油圧シリンダ内に作動油を供給す
る場合には油圧シール部材を用いる必要があるが、油圧
シリンダをケース側に固定するようにしたので、油圧シ
ール部材が不要となるとともに、油圧シリンダに対して
作動油を供給するために油路が簡単となる。また、油圧
シリンダが回転しないので、遠心油圧が発生せず、バラ
ンス油室を設けることが不要となる。これにより、簡単
な構造の無段変速機とすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態であるベルト式無段変速
装置を示すスケルトン図である。

【図２】図１の要部を示す拡大断面図である。

【符号の説明】

１３ プライマリ軸（プーリ軸） １４ セカンダリ軸（プーリ軸） １５ プライマリプーリ １５ａ 固定プーリ １５ｂ 可動プーリ １６ セカンダリプーリ １６ａ 固定プーリ １６ｂ 可動プーリ ２２ プライマリシリンダ（油圧シリンダ） ２３ プライマリ油室 ２５ セカンダリシリンダ（油圧シリンダ） ２６ ピストン ２７ セカンダリ油室 ２８ スラストベアリング ２９ 反力受け部材 ３１ スラストベアリング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ固定プーリが一体に取り付けら
   れ、前記固定プーリとにより形成されベルトが巻き付け
   られるプーリ溝幅を可変させるように可動プーリが軸方
   向に移動自在に設けられた２つのプーリ軸を有するベル
   ト式無段変速装置であって、 ２つの前記プーリ軸のうち少なくとも一方のプーリ軸に
   対応させてケース側に固定された油圧シリンダと、 前記油圧シリンダ内に軸方向に往復動自在に装着され、
   前記可動プーリを押圧するピストンと、 前記プーリ軸に固定され、前記油圧シリンダの背面側に
   接触する反力受け部材とを有することを特徴とするベル
   ト式無段変速装置。