JP2005344922A - ベルト式無段変速機 - Google Patents

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Abstract

【課題】 軸方向への短縮化を図ることが可能なベルト式無段変速機を提供すること。
【解決手段】 プライマリプーリと、セカンダリプーリと、前記プライマリプーリの駆動力を前記セカンダリプーリに伝達するベルトを備えるベルト式無段変速機において、前記プライマリプーリまたは前記セカンダリプーリは回転軸と一体に回転する固定壁と、一端が開口し前記可動シーブと一体に移動する略有底円筒状の油圧シリンダにより形成されるシリンダ室を有し、少なくとも前記回転軸を軸支する軸受の一部と、前記油圧シリンダの開口側端部とを軸方向にオーバーラップするように配置した。
【選択図】 図２

Description

本発明は、無段階に変速比を変更可能なベルト式無段変速機に関する。
ベルト式無段変速機として、例えば特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報に記載のベルト式無段変速機にあっては、プライマリプーリの可動シーブと一体に移動すると共にシリンダ室の一部を形成する油圧シリンダのサイドケース側端部と固定壁のサイドケース側端部の軸方向位置が略同一に配置されている。そして、回転軸を支持する軸受は、軸受自体を径方向及び軸方向の両側から固定する必要があるため、固定壁と軸受との間に軸受固定用のプレートを介装し、サイドケース側から延在された支持部とプレートによって軸受を固定している。
特開２００２−３９３０２号公報（図２参照）。
しかしながら、上述の従来技術にあっては、軸受部分が油圧シリンダよりも軸方向外側に配置され、更に固定壁と軸受との間にプレートを介装しているため無段変速機が軸方向に長くなり、車両搭載性の制限が増えるという問題があった。
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、軸方向への短縮化を図ることが可能なベルト式無段変速機を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明では、エンジンの駆動力を入力する回転軸を有する固定シーブと、前記回転軸上を軸方向に移動可能な可動シーブからなるプライマリプーリと、
前記回転軸と平行に配置された回転軸を有する固定シーブと前記回転軸上を軸方向に移動可能な可動シーブからなるセカンダリプーリと、前記プライマリプーリの駆動力を前記セカンダリプーリに伝達するベルトを備えるベルト式無段変速機において、前記プライマリプーリまたは前記セカンダリプーリは前記回転軸と一体に回転する固定壁と、一端が開口し前記可動シーブと一体に移動する有底円筒状の油圧シリンダにより形成されるシリンダ室を有し、少なくとも前記回転軸を軸支する軸受の一部と、前記油圧シリンダの開口側端部とを軸方向にオーバーラップするように配置した。
本願発明にあっては、油圧シリンダの開口側端部と軸受とを軸方向にオーバーラップするように配置したことで、軸方向の短縮化を図ることが可能となり、車載搭載性の向上を図ることができる。
以下、本発明の無段変速機を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明の無段変速機を表す概略構成図である。エンジン１には、トルクコンバータ２，前後進切換機構３及びベルト式無段変速機の一部を収装するケース１０と、このケース１０の軸方向端部を覆うサイドケース１１から構成されている。エンジン１の出力軸２１は、トルクコンバータ２に入力される。トルクコンバータ２は所謂ロックアップ機構を備えており、要求駆動力が大きいときはトルク増幅後の回転をタービン軸２２に出力し、それ以外のときはロックアップ機構を介して出力軸２１の回転をそのままタービン軸２２に出力する。
タービン軸２２に入力された回転は、前後進切換機構３を介して変速機入力軸２３に伝達される。変速機入力軸２３に入力された回転はベルト式無段変速機により変速された回転を従動軸２４に出力し、アイドラ軸２５及び終減速機７を介してデファレンシャル機構８及び駆動軸２６に伝達される。
ベルト式無段変速機は、変速機入力軸２３上に設けられたプライマリプーリ４と、従動軸２４上に設けられたセカンダリプーリ６と、プライマリプーリ４及びセカンダリプーリ６に巻回されたベルト５から構成されている。プライマリプーリ４は、変速機入力軸２３と一体に形成された固定シーブ４０と、変速機入力軸２３上を軸方向に移動可能な可動シーブ４１から構成されている。
可動シーブ４１のサイドケース１１側にはプライマリシリンダ室４ａが設けられ、プライマリシリンダ室４ａに供給される油圧に基づく押しつけ力により可動シーブ４１と固定シーブ４０の間の溝幅を制御する。尚、セカンダリプーリ６においても同様の構成を有し、セカンダリシリンダ室６ａへそれぞれ供給される油圧に基づく押しつけ力により溝幅を制御する。このとき、プライマリシリンダ室４ａとセカンダリシリンダ室６ａの相対的な押しつけ力の差によって変速を達成する。
図２はプライマリプーリ４の溝幅が最も広い最LOW変速比におけるプライマリシリンダ室４ａ近傍を表す拡大段面図である。可動シーブ４１には、一端がサイドケース１１側に開口し、他端が可動シーブ４１裏面側と隣接して配置固定される有底円筒状の油圧シリンダ４２が固定されている。油圧シリンダ４２の開口側端部には、遠心キャンセルプレート４５が設けられており、固定壁４３と遠心キャンセルプレート４５との間に形成される空間に遠心油圧を貯留する遠心キャンセル室４ｂを設け、プライマリシリンダ室４ａ内に回転に起因する遠心油圧の少なくとも一部と相殺する遠心キャンセル圧を発生することで高回転領域においても精度の高い変速制御を達成している。
可動シーブ４１の内周側には周方向略等間隔に配置された軸方向溝４１ａと、変速機入力軸２３と可動シーブ４１内周とをシールするシール面４１ｂが形成されている。ここで、シール面４１ｂが形成されるシール径と、軸方向溝４１ａ間を結ぶ摺動面４１ｄとなる摺動径とは略同一となるように形成されている。この径の同一についての作用効果については後で詳述する。
変速機入力軸２３の外周には、軸方向溝４１ａと対向する位置に軸側軸方向溝２３ａが形成されている。軸方向溝４１ａと軸側軸方向溝２３ａとによって形成された通路には可動シーブ４１の軸方向の移動をスムーズに達成するためのボールベアリング４４が収納されている。変速機入力軸２３のサイドケース側端部２３ｂの外周には、シリンダ室４ａの一部を構成する固定壁４３が固定されている。この固定壁４３は、サイドケース側端部２３ｂから垂直径方向に延在された第１延在部４３ａと、この第１延在部４３ａの外径側端部から可動シーブ４１側に延在された第２延在部４３ｂと、この第２延在部４３ｂの外径側端部から垂直径方向に油圧シリンダ４２内周まで延在された第３延在部４３ｃから構成されている。
第１延在部４３ａの軸方向サイドケース側には軸受１３が設けられている。この軸受１３は、第１延在部４３ａの外径側端部と略同一径を有する内輪１３ａと、サイドケース１１側に固定され外径が第１延在部４３ａの外径側端部よりも大径とされた外輪１３ｂから構成されている。内輪１３ａ及び第１延在部４３ａは、変速機入力軸２３に設けられた段差部２３ｃとナット１４との間で締付固定されている。
サイドケース１１は、プライマリプーリ４及びセカンダリプーリ６を軸方向側から覆う縦壁１１ａと、縦壁１１ａから軸方向に延在されプライマリプーリ４及びセカンダリプーリ６を径方向側から覆う横壁１１ｂから構成されている。縦壁１１ａには、サイドケース１１と一体に成形され軸受１３の外輪１３ｂを支持する第１支持部材１１１と、縦壁１１ａに対しボルトにより固定され、軸受１３の外輪１３ｂを軸方向から支持する第２支持部材１２が設けられている。
第１支持部材１１１には、外輪１３ｂに対し径方向に支持する径方向支持部１１１ａと、外輪１３ｂに対し可動シーブ４１側に支持する第１軸方向支持部１１１ｂが形成されている。第２支持部材１２には、第１支持部材１１１よりも外径側に位置するボルトと係合しサイドケース１１に固定される係合部１２ａと、サイドケース１１から可動シーブ４１側に延在された軸方向延在部１２ｂと、内径側に延在され外輪１３ｂを縦壁１１ａ側に対して軸方向に支持する第２支持部１２ｃが形成されている。
このように、外輪１３ｂをサイドケース１１側に支持する際、第２支持部材１２の内径側端部が第１延在部４３ａの外径側端部よりも外径側に位置しており、更に、第２延在部４３ｂにより固定壁４３と第２支持部材１２との接触を回避しているため、固定壁４３と軸受１３とを直接隣接して配置することが可能となり、従来技術のように固定プレート等が介在されることがなく、無段変速機の軸方向の短縮化を図っている。また、係合部１２ａと第２支持部１２ｃとが軸方向にオフセットして配置されているため、遠心キャンセル室４ｂの軸方向移動領域を確保することが可能となり、油圧シリンダ４２の開口側端部よりも可動シーブ４１側に軸受１３を配置することを可能としている。
ここで、可動シーブ４１の内周側の構成について説明する。図３は従来技術の可動シーブ４１０及び本実施例の可動シーブ４１の構成をそれぞれ表す概略段面図である。従来技術において、可動シーブ４１０は、ボールベアリングを収装する軸方向溝４１０ａを形成し、同様に、変速機入力軸２３０においても段差部２３０ｂを形成し、この段差部２３０ｂ外周にボールベアリングを収装する軸側軸方向溝２３０ａを形成し、この段差部２３０ｂ外周を可動シーブ４１０の摺動面４１０ｄが摺動可能に構成されている。更に、可動シーブ４１０には、軸方向移動可能な範囲Ｂ１の長さを有する段差４１０ｃが形成され、この段差４１０ｃと変速機入力軸２３０外周との摺動面２３０ｃをシール面４１０ｂとして形成していた。この段差４１０ｃでは可動シーブ４１０を支えていないため、可動シーブ４１０の摺動面４１０ｄによって確実に可動シーブ４１０を支持可能な軸方向長さＡ１を確保する必要がある。このため、可動シーブ４１０はＡ１＋Ｂ１の長さが必要になり、軸方向長さが長くなっている。
これに対し、本願発明では可動シーブ４１の内周に段差４１０ｃを形成することなく、軸方向溝４１ａをシール面４１ｂよりも内側に形成し、可動シーブ４１が軸方向に摺動時には常にシールすることが可能なシール面４１ｂを形成した。また、変速機入力軸２３についても従来技術における段差部２３０ｂを形成することなく外周を段差のない形状とし、ボールベアリングを収装する軸側軸方向溝２３ａを形成した。摺動時には、軸方向溝４１ａ間を結ぶ摺動面４１ｄの摺動径がシール面４１ｂのシール径と略同一となっている。これにより、確実に可動シーブ４１を支持可能な軸方向長さＡ１を確保しつつシール面用の長さＢ１を設ける必要がない。よって、軸方向長さの大幅な短縮が達成できる。
以下、本実施例１の作用効果について下記に列挙する。
(1)少なくとも変速機入力軸２３を軸支する軸受１３の一部と、油圧シリンダ４２の開口側端部とを、プライマリプーリ４の溝幅が最も広い最LOW変速比において軸方向にオーバーラップするよう配置した。これにより、軸方向の短縮化を図ることが可能となり、車両搭載性の向上を図ることができる。
(2)固定壁４３を、第１延在部４３ａと、第２延在部４３ｂと、第３延在部４３ｃから構成し、軸受１３の外径を、第１延在部４３ａの外径側端部より大径とした。これにより、軸受１３を支持する第２支持部１２ｃを固定壁４３と干渉することなく配置することが可能となり、更に軸方向の短縮化を図ることができる。
(3)サイドケース１１に対し固定される係合部１２ａと外輪１３ｂをサイドケース１１側に対して軸方向に支持する外輪支持部１２ｃを有する第２支持部材１２を設け、係合部１２ａと外輪支持部１２ｃの軸方向位置をオフセットした。よって、遠心キャンセル室４ｂの軸方向移動領域を確保することが可能となり、油圧シリンダ４２の開口側端部よりも可動シーブ４１側に軸受１３を配置することができる。
(4)可動シーブ４１の内周にボールベアリングを収装する複数の軸方向溝４１ａが設けられ、可動シーブ４１内周と変速機入力軸２３とのシール面４１ｂのシール径と、軸方向溝４１ａ間を結ぶ摺動面４１ｄの摺動径とを略同一とした。これにより、確実に可動シーブ４１を支持可能な軸方向長さＡ１を確保しつつシール面用の長さＢ１を設ける必要がない。よって、軸方向長さの大幅な短縮が達成できる。
以上、実施例１について説明したが、プライマリプーリに限らず、セカンダリプーリに適用しても良いことは言うまでもない。
実施例１のベルト式無段変速機の概略図である。 実施例１のプライマリプーリのシリンダ室近傍の拡大段面図である。 実施例１の可動シーブと従来技術の可動シーブの構成を対比した概略段面図である。
符号の説明
４ プライマリプーリ
４ａ プライマリシリンダ室
５ ベルト
６ セカンダリプーリ
１０ ケース
１１ サイドケース
１２ 第２支持部材
１３ 軸受
２３ 変速機入力軸
４０ 固定シーブ
４１ 可動シーブ
４２ 油圧シリンダ
４３ 固定壁
４４ ボールベアリング
１１１ 第1支持部材

Claims (4)

  1. エンジンの駆動力を入力する回転軸を有する固定シーブと、前記回転軸上を軸方向に移動可能な可動シーブからなるプライマリプーリと、
    前記回転軸と平行に配置された回転軸を有する固定シーブと前記回転軸上を軸方向に移動可能な可動シーブからなるセカンダリプーリと、
    前記プライマリプーリの駆動力を前記セカンダリプーリに伝達するベルトを備えるベルト式無段変速機において、
    前記プライマリプーリまたは前記セカンダリプーリは前記回転軸と一体に回転する固定壁と、一端が開口し前記可動シーブと一体に移動する略有底円筒状の油圧シリンダにより形成されるシリンダ室を有し、
    少なくとも前記回転軸を軸支する軸受の一部と、前記油圧シリンダの開口側端部とを軸方向にオーバーラップするように配置したことを特徴とするベルト式無段変速機。
  2. 請求項１に記載のベルト式無段変速機において、
    前記固定壁を、少なくとも前記回転軸から垂直径方向に延在された第１延在部と、該第１延在部の外径側端部から可動シーブ側に延在された第２延在部とから構成し、
    前記軸受の外径を、前記第１延在部の外径側端部より大径としたことを特徴とするベルト式無段変速機。
  3. 請求項１または２に記載のベルト式無段変速機において、
    前記各プーリを軸方向から覆うサイドケースと、
    前記サイドケースに対し固定される係合部と前記外輪をサイドケース側に対して軸方向に支持する外輪支持部を有する支持部材を設け、
    前記係合部と前記外輪支持部の軸方向位置をオフセットしたことを特徴とするベルト式無段変速機。
  4. 請求項１ないし３に記載のベルト式無段変速機において、
    前記可動シーブの内周にボールベアリングを収装する複数の軸方向溝が設けられ、
    前記可動シーブ内周と前記回転軸外周との軸方向溝のシール面のシール径と、前記軸方向溝間を結ぶ摺動面の摺動径とを略同一としたことを特徴とするベルト式無段変速機。
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