JP2007057034A - 無段変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 無段変速装置のプーリおよびリングの径を大きくすることなく負荷容量を増大させる。
【解決手段】 無段変速装置は、ハウジング10に回転自在に支持された第一の軸12と、ハウジング10に回転自在に支持された第二の軸36と、第一の軸12に支持された溝幅が可変のＶプーリ16と、両側面にてＶプーリ16と接触し外周を支えられたリング30と、リング30の外周を支えるガイドローラを回転自在に支持し第二の軸36回りにリング30を移動させるための機構（40等）とから構成され、第一の軸12とＶプーリ16とリング30からなるユニットが第二の軸36の周囲に複数配置してある。
【選択図】 図１

Description

この発明は自動車や各種産業機械において利用される無段変速装置に関する。

無段変速装置（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）は昔から多くの考案がなされている。特許文献１にはトラクションドライブ式無断変速装置の一例が記載されている。
特開２００４−２６３８５７号公報

特許文献１に記載された装置では、出力軸に対して入力軸は１本となっている。したがって、負荷容量を増大させるためには、プーリおよびリングの径を大きくする必要がある。しかしながら、リングの径が大きくなると、その質量が増加し、プーリの斜面の加工誤差がある場合など、リングの追従性が低下し、安定運転の限界速度が低下するという問題がある。

この発明の主要な目的は、特許文献１に記載されたタイプの無段変速装置において、プーリおよびリングの径を大きくすることなく負荷容量を増大させることにある。

この発明の無段変速装置は、ハウジングに回転自在に支持された第一の軸と、ハウジングに回転自在に支持された第二の軸と、第一の軸に支持された溝幅が可変のＶプーリと、両側面にてＶプーリと接触し外周を支えられたリングと、リングの外周を支えるガイドローラを回転自在に支持し第二の軸回りにリングを移動させるための機構とから構成され、第一の軸とＶプーリとリングからなるユニットを第二の軸の周囲に複数配置したことを特徴とするものである。

この発明によれば、第一の軸とＶプーリとリングからなるユニットを第二の軸の周囲に複数配置したことにより、例えば第一の軸を入力軸、第二の軸を出力軸とした場合、複数の入力軸が入力トルクを分担して出力軸に伝達するため、各ユニットのプーリおよびリングの径を大きくすることなく、負荷容量を増大させることができる。また、伝達部が複数になるため、発熱部が分散され、耐焼付き性が向上する。さらに、歯付きリング単体の質量を小さくできるため、変速時の応答性が向上する。さらに、遊星歯車機構におけると同様に第二の軸の並進荷重が相殺されるという利点もある。

以下、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明する。

図１にこの発明の実施の形態である無段変速装置の側面を示し、図２に図１の一つの入力軸を通る断面を示す。これらの図から理解できるように、この無段変速装置は、軸方向に可動な一対のプーリ部材１６ａ，１６ｂでリング３０を軸方向両側から挟んだ構造である。この実施の形態ではリング３０は外周に歯車のような歯をもっているため、以下では歯付きリングと呼ぶこととする。

図２において、符号１０はハウジングを概括的に指している。すなわち、ここではハウジングは単一の部材ではなく、全体として装置の外殻を構成する複数の部材を包括的にハウジングと呼んでいる。図示するように、ハウジング１０内に、互いに平行な二本の軸１２，３６がそれぞれ軸受を介して回転自在に支持されている。そして、これらの軸１２，３６は、一方の軸（１２または３６）を入力軸とすると、他方の軸（３６または１２）が出力軸となる関係にある。

軸１２はＶプーリ１６を構成する一対のプーリ部材１６ａ，１６ｂを支持している。各プーリ部材１６ａ，１６ｂはボス部とディスク部とからなり、ディスク部が向かい合ってＶ溝を形成している。ディスク部はボス部の端部から半径方向に立ち上がっている。ボス部は軸１２に摺動自在に嵌め合わせてあり、ボールスプライン１４によって軸１２の軸方向に移動可能である。ボス部の外周には軸受１８が配置してある。なお、ボールスプライン１４の構造は、軸１２とプーリ部材１６ａ，１６ｂに形成した溝間にボールを介在させた周知のとおりのものである。

各プーリ部材１６ａ，１６ｂは溝幅調節機構２０を備えている。溝幅調節機構２０はここではボールねじタイプで、ねじ軸２２と、ナット２６と、複数のボール２８を含んでいる。ねじ軸２２は外周にボール２８を転動させるためのらせん溝を有し、かつ、外周に歯を切ったフランジ２４を有し、軸受１８を介してプーリ部材１６ａ，１６ｂのボス部に回転自在に支持されている。ナット２６は内周にボール２８を転動させるためのらせん溝を有し、ハウジング１０に固定されている。

通常のボールねじと同様に、ねじ軸２２のらせん溝とナット２６のらせん溝との間にボール２８が介在し、ボール２８がらせん溝に沿って循環走行してねじ軸２２とナット２６の滑らかな相対回転および軸方向移動を許容する。この場合、ナット２６は固定されているため、ねじ軸２２が回転すると同時に軸方向に相対移動する。したがって、ねじ軸２２のフランジ２４を外部の駆動手段（図示省略）によって回転させると、その回転方向によって、ねじ軸２２が軸方向に移動し、軸受１８を介してプーリ部材１６ａ，１６ｂを相互に接近する向きに移動させ、または、プーリ部材１６ａ，１６ｂが相互に離反する向きに移動するのを許容する。

歯付きリング３０の側面の断面形状はＶプーリ１６のＶ溝の断面形状と実質的に一致している。より具体的には、歯付きリング３０の側面の断面形状は、平面とするほか、副曲率を設けた曲面とすることもできる。歯付きリング３０は歯車３４とかみ合い、その歯車３４は軸３６に固定してある。歯付きリング３０は、歯車３４の歯とかみ合う歯の軸方向両側に平滑な円筒状ガイド面３２を有し、そのガイド面３２にてガイドローラ４２，４４と接する。言い換えれば、歯付きリング３０はガイドローラ４２，４４で外周をガイドされる。歯付きリング３０のガイドには、図示するように歯付きリング３０の外周面と接して転動するガイドローラ４２，４４を採用するほか、歯付きリング３０との接触荷重は小さいため、歯付きリング３０と滑り接触する滑り軸受（シュー）を採用してもよい。

図２に示すように、ガイドローラ４２は歯車３４の両側に配置した一対の円板４２ａ，４２ｂで構成され、軸３６に対して回転自在に支持されている。ガイドローラ４４はピン４６を介して回転自在にガイドプレート４０に取り付けてある。したがって、ガイドローラ４２，４４相互の位置関係は固定的である。このように、歯付きリング３０は三つのガイドローラ４２，４４で外周から拘束されているため、中心軸がなくても回転が可能である（心なしローラ）。

ガイドプレート４０は軸３６と同軸に、カラー３８に旋回自在に支持されている。ガイドプレート４０を旋回させることによって、中心Ｏ₁回りに歯付きリング３０の回転中心を移動させることができる。したがって、歯付きリング３０の外周に切られた歯は歯車３４と常にかみ合った状態にある。歯付きリング３０とＶプーリ１６との間にすきまが生じないようにＶプーリ１６とガイドプレート４０を制御すれば、歯付きリング３０が中心Ｏ₁回りに移動することにより、Ｖプーリ１６との接触点が変化し、一定の歯車３４の回転数に対し、Ｖプーリ１６の速度を連続的に変えることができる。このようにして、いわゆるＣＶＴが構成される。

軸１２とＶプーリ１６と歯付きリング３０とで一つのユニットを構成する。そして、図１に示すように、３つのユニットが軸３６の周囲に配置してある。各ユニットの軸１２は、ハウジング１０の外に突出した端部にギア４８が固定してある。このギア４８は軸５０のギア５２とかみ合っている。

Ｖプーリ１６を支持する軸１２を入力側とした場合、歯付きリング３０をＶプーリ１６の溝内に押し込んだ状態が減速状態となる。図１に矢印で示す方向にＶプーリ１６から回転力が入力されると、Ｖプーリ１６から歯付きリング３０に力Ｆが作用し、ほぼ同じ大きさの力が歯車３４から作用する。歯車３４からの反力が歯付きリング３０をＶプーリ１６に押し込む方向に働くため、伝達トルクの増大に伴い自動的に接触力が大きくなる。

この発明の実施の形態を示す無段変速装置の正面図 図１の装置の部分断面図

符号の説明

１０ ハウジング
１２ 軸
４８ ギア
１４ ボールスプライン
１６ Ｖプーリ
１６ａ，１４ｂ プーリ部材
１８ 軸受
２０ 溝幅調節機構
２２ ねじ軸
２４ フランジ
２６ ナット
２８ ボール
３０ 歯付きリング
３２ ガイド面
３４ 歯車
３６ 軸
３８ カラー
４０ ガイドプレート
４２ ガイドローラ
４２ａ，４２ｂ 側板
４４ ガイドローラ
４６ ピン
５０ 軸
５２ ギア

Claims (1)

1. ハウジングに回転自在に支持された第一の軸と、ハウジング10に回転自在に支持された第二の軸と、第一の軸に支持された溝幅が可変のＶプーリと、両側面にてＶプーリと接触し外周を支えられたリングと、リングの外周を支えるガイドローラを回転自在に支持し第二の軸回りにリングを移動させるための機構とから構成され、第一の軸とＶプーリとリングからなるユニットを第二の軸の周囲に複数配置した無段変速装置。

Images