JP2009068674A

JP2009068674A - 無段変速機

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Publication number: JP2009068674A
Application number: JP2007240935A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Nishida; 昌義西田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-09-18
Filing date: 2007-09-18
Publication date: 2009-04-02

Abstract

【課題】ベルトのセンター位置ずれを解消して効率の向上を図ることができる無段変速機を提供する。
【解決手段】無段変速機１０は、プライマリ側シャフト１１と、セカンダリ側シャフト１６と、軸方向に進退移動自在に挿通されるテーパ状押圧部材１２，１７と、プライマリ側シャフト１１及びセカンダリ側シャフト１６に係合されるそれぞれ一対の側板１３，１４，１８，１９と、を備えている。更に、無段変速機１０は、一対の側板１３，１４の間に配置され、径方向に移動自在に組み付けられ、大径の円周方向に略連続するとともに、小径の円周方向に連続するベルト支持面３２を形成する複数のベルト支持部材１５と、テーパ状押圧部材１２の進退移動に伴い、ベルト支持部材１５を小径位置と大径位置との間で移動させる被押圧部材３１と、ベルト支持面３２に掛け渡されるベルト１と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、産業機械や自動車の減速機等に内蔵され、ベルトを介してプライマリ側シャフトからセカンダリ側シャフトへ動力を伝達する無段変速機に関する。

従来の無段変速機の一例として、図５に示した無段変速機６０は、プライマリ側シャフト５１に固定された固定側シーブ５２と、プライマリ側シャフト５１に軸方向に移動可能に挿通された可動側シーブ５３とを備えた駆動側プーリ５４と、セカンダリ側シャフト５５に固定された固定側シーブ５６と、セカンダリ側シャフト５５に軸方向に移動可能に挿通された可動側シーブ５７とを備えた従動側プーリ５８と、を備えている。
この無段変速機６０は、可動側シーブ５３，５７を各シャフト５１，５５の軸方向に移動することで、各シーブ５２，５３，５６，５７に掛け渡されているベルト５９を介して、プライマリ側シャフト５１の回転を減速させてセカンダリ側シャフト５５に伝えるようにしたものである（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６３−１０６４５４号公報

ところが、上記特許文献１では、可動側シーブ５３を軸方向に移動させることで可動側シーブ５３の固定側シーブ５２から間隔を変更させるとともに、この可動側シーブ５３に対向配置されている可動側シーブ５７を軸方向に移動させることで可動側シーブ５７の固定側シーブ５６からの間隔を変更させることで変速比を変更させるようにしている。このため、ベルト５９にセンター位置ずれが生じて、捩れや撓みに伴う効率ロスを生ずる虞がある。特に、ベルト５９が、金属製の複数の並列配置されたエレメントと、両端接続された無端の積層金属製担持帯と、から構成される場合、センター位置ずれによる効率ロスが顕著である。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ベルトのセンター位置ずれを解消して効率の向上を図ることができる無段変速機を提供することにある。

上記課題を解決することができる本発明に係る無段変速機は、動力源の動力が与えられるプライマリ側シャフトと、前記プライマリ側シャフトに平行に配置されて従動側へ動力を与えるセカンダリ側シャフトと、テーパ面を有し、前記プライマリ側シャフト及び前記セカンダリ側シャフトの軸方向に進退移動自在に挿通されるテーパ状押圧部材と、前記プライマリ側シャフト及び前記セカンダリ側シャフトに係合されるそれぞれ一対の側板と、前記一対の側板の間に配置され、当該側板の中心側に近づく小径位置から前記側板の中心側から離れる大径位置までの間を径方向に移動自在に組み付けられ、当該小径位置から当該大径位置までの間で、大径の円周方向に略連続するとともに小径の円周方向に連続するベルト支持面を形成する複数のベルト支持部材と、前記テーパ状押圧部材の進退移動に伴い、前記ベルト支持部材を前記小径位置と前記大径位置との間で移動させる被押圧部材と、前記ベルト支持部材の前記ベルト支持面に掛け渡されるベルトと、を備えることを特徴としている。

上記記載の発明によれば、テーパ状押圧部材の進退移動に伴い、被押圧部材が押圧されることでベルト支持部材が大径位置と小径位置との間で径方向に移動される。ベルト支持部材は、側板の中心側から離れる大径位置でベルト支持面を大径の円周方向に略連続させてベルトを支持するとともに、側板の中心側に近づく小径位置でベルト支持面を小径の円周方向に連続させてベルトを支持する。これにより、ベルト支持部材が大径位置と小径位置との間で移動されるのに伴って、ベルト支持面の径を変更するため、ベルトにセンター位置ずれを生じることがなく、ベルトのセンター位置ずれを解消して効率を向上させることができる。

また、好ましくは上記記載の無段変速機であって、前記被押圧部材が、前記ベルト支持部材に一体的に成形されていることを特徴としている。

上記記載の発明によれば、被押圧部材がベルト支持部材に一体的に成形されることで、それぞれ別体の被押圧部材とベルト支持部材とを結合させるものと比べて、テーパ状押圧部材から与えられた移動用の応力をロス無くベルト支持部材に直接的に伝えることができる。

また、好ましくは上記記載の無段変速機であって、前記ベルト支持部材が、前記小径位置から前記大径位置までの間で移動される際に、大径の円周上に配置されるとともに小径の円周上に配置される円弧面を有し、当該円弧面に前記ベルト支持面が形成されることを特徴としている。

上記記載の発明によれば、ベルト支持部材の円弧面が、大径位置から小径位置までの間で移動される際に、大径の円周上に配置されるとともに小径の円周上に配置されるため、ベルトを安定的に支持することができる。

本発明に係る無段変速機によれば、ベルトのセンター位置ずれを解消して効率を高くすることができる無段変速機を提供できる。

以下、図を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。

図１〜図４は本発明に係る無段変速機の一実施形態を示すもので、図１は本発明の一実施形態に係る無段変速機の駆動側における各部品の分解斜視図、図２は図１の無段変速機の一部破断平面図、図３は図１の無段変速機の駆動側における第１側板を取り除いた大径移動時の一部破断正面図、図４は図１の無段変速機の駆動側における第１側板を取り除いた小径移動時の一部破断正面図である。

図１、図２に示すように、本発明の一実施形態である無段変速機１０は、ベルト１と、駆動側において、プライマリ側シャフト１１と、テーパ状押圧部材１２と、側板の一方である第１側板１３と、側板の他方である第２側板１４と、複数の８個のベルト支持部材１５と、から構成されている。また、従動側において、セカンダリ側シャフト１６と、テーパ状押圧部材１７と、側板の一方である第１側板１８と、側板の他方である第２側板１９と、複数の８個のベルト支持部材２０と、から構成されている。そして、この無段変速機１０は、自動車のトランスミッションケース内に収容される。なお、駆動側と従動側とは、同様の構造であるために、以下の説明では、駆動側のみの説明を行い、従動側の説明は省略する。

ベルト１は、両端部にスリットを形成した複数の金属製エレメントと、金属製エレメントを並列配置させ、両端接続された無端の積層金属製担持帯と、から形成されている。

プライマリ側シャフト１１は、動力源に結合されており、動力源から動力が与えられる。セカンダリ側シャフト１６は、プライマリ側シャフト１１に平行に配置されて従動側に結合されており、従動側に動力を与える。

テーパ状押圧部材（カプラーとも言う。）１２は、円錐面状のテーパ面２１を有し、プライマリ側シャフト１１とは別体であって、このプライマリ側シャフト１１に同軸に配置されている押圧部材シャフト２２に取り付けられている。押圧部材シャフト２２は、不図示のモータやばね機構等の駆動源に連結されているため、この駆動源から与えられた動力によって押圧部材シャフト２２が軸方向に移動され、テーパ状押圧部材１２を軸方向に最前位置Ａ１と最後位置Ａ２との間で進退移動させる。駆動源は、不図示のトランスミッションコントローラに電気的に接続されている。

第１側板１３は、円板形状に形成されて中央部にシャフト嵌合孔２３を有し、この円筒部孔２３側から外周部に向けてスリット状に切除された８個の第１側板側支持溝２４が放射状に形成されている。

第２側板１４は、第１側板１３と同一の外径を有し、中央部に円筒部２５が第１側板１３に向けて突出形成されており、円筒部２５の内周にシャフト嵌合孔２６が形成されている。第２側板１４は、円筒部２５側から外周部に向けてスリット状に切除された８個の第２側板側支持溝２７が放射状に形成されている。第２側板１４は、円筒部２５が第１側板１３の円筒部孔２３に挿入されてから、ねじ等の固定手段により第１側板１３に一体的に結合されており、円筒部２５のシャフト嵌合孔２６及び第１側板１３のシャフト孔２３にプライマリ側シャフト１１が例えばスプライン結合等により結合されている。

ベルト支持部材１５は、両側板１３，１４の間隔寸法よりもわずかに短い幅寸法を有しており、天部に円弧面２８が形成され、基部２９が先細形状に形成されている。ベルト支持部材１５は、第１側板１３側に板形状の支持板３０が突出形成されており、第２側板１４側に、支持板３０と同様の板形状の被押圧部材３１が一体に突出形成されている。また、被押圧部材３１の遠心力による第２側板１４外径方向への開き過ぎを防止するために、プライマリ側シャフト１１側に付勢力を発生させる１個のスプリングワッシャー３３が８個の被押圧部材３１の第２側板１４から突出した基部外周側に嵌合されている。なお、従動側の被押圧部材にもスプリングワッシャーが嵌合されている。

このような無段変速機１０は、ベルト支持部材１５の支持板３０が第１側板１３の第１側板側支持溝２４に挿入され、ベルト支持部材１５の被押圧部材３１が第２側板１４の第２側板側支持溝２７に挿入されることで、ベルト支持部材１５が第１側板１３と第２側板１４との間に組み付けられる。そして、被押圧部材３１の端部がテーパ状押圧部材１２のテーパ面２１に当接される。テーパ状押圧部材１２，１７は対角位置に配置され、第１側板１３，１８と、第２側板１４，１９とは、それぞれ対角位置に配置され、ベルト支持部材１５，２０のそれぞれの外側にベルト１が掛け渡される。

次に、図２を含め、図３、図４を参照して、無段変速機１０の動作について説明する。

動力源の動力が与えられてプライマリ側シャフト１１が回転すると、第１側板１３と第２側板１４とがプライマリ側シャフト１１とともに回転する。このとき、トランスミッションコントローラからの電気信号によって駆動源を介してテーパ状押圧部材１２が最前位置Ａ１にあるため、被押圧部材３１はテーパ状押圧部材１２のテーパ面２１の大径側に当接されている。

図３に示すように、被押圧部材３１がテーパ状押圧部材１２のテーパ面２１の大径側に当接されていることで、被押圧部材３１の位置がプライマリ側シャフト１１から離れた位置にある。そして、ベルト支持部材１５が大径位置Ｂ１にあり、８個のベルト支持部材１５のそれぞれの円弧面２８が円周上に配置されることで円周方向に連続する大径のベルト支持面３２が形成されている。このとき、８個のベルト支持部材１５のそれぞれの円弧面２８が連続する大径のベルト支持面３２を形成するため、ベルト１は安定して動力を伝達する。

次に、トランスミッションコントローラからの電気信号によって駆動源を介してテーパ状押圧部材１２が最前位置Ａ１から最後位置Ａ２に向けてスライド移動を始めると、被押圧部材３１はテーパ状押圧部材１２のテーパ面２１の小径側から大径側へと、その当接位置が変位されていく。

被押圧部材１５がテーパ状押圧部材１２のテーパ面２１の大径側から小径側へと変位していくことで、被押圧部材３１の位置がプライマリ側シャフト１１に近づく位置になる。そして、ベルト支持部材１５は、支持板３０が第１側板１３の第１側板側支持溝２４に、被押圧部材３１が第２側板１４の第２側板側支持溝２７に、それぞれ支持されながら内周方向に移動される。これにより、８個のベルト支持部材１５の円弧面２８のそれぞれによって、円周方向に連続する大径から小径までの間での中間径のベルト支持面３２が形成される。

次に、トランスミッションコントローラからの電気信号によって駆動源を介してテーパ状押圧部材１２が最後位置Ａ２に到達すると、被押圧部材３１はテーパ状押圧部材１２のテーパ面２１の小径側に当接される。

図４に示すように、被押圧部材３１がテーパ状押圧部材１２のテーパ面２１の小径側に当接されることで、被押圧部材３１の位置がプライマリ側シャフト１１に最も近づいた位置になる。これにより、ベルト支持部材１５が小径位置Ｂ２に到達されて隣り合う基部２９が近接され、ベルト支持部材１５のそれぞれの円弧面２８が円周上に配置されることで、円周方向に連続する小径のベルト支持面３２が形成される。このとき、８個のベルト支持部材１５のそれぞれの円弧面２８が連続する小径のベルト支持面３２を形成するため、ベルト１は安定して動力を伝達する。

これに対して、テーパ状押圧部材１２が最後位置Ａ２から最前位置Ａ１に戻り移動された場合は、ベルト支持部材１５が小径位置Ｂ２から大径位置Ｂ１まで上記とは反対方向に移動されて、小径のベルト支持面３２から大径のベルト支持面３２へと連続的に移行する。無段変速機１は、このような動作を駆動側と従動側とで行うことでプライマリ側シャフト１１の回転をセカンダリ側シャフト１６に変速して伝達する。この間、ベルト１を支持するベルト支持面３２は、駆動側と従動側とでベルト１の掛止方向にセンター位置の変位なく変速比の変更を行うことができる。

以上説明したように、本実施形態の無段変速機１０によれば、テーパ状押圧部材１２の進退移動に伴い、被押圧部材３１が押圧されることでベルト支持部材１５が大径位置Ｂ１と小径位置Ｂ２との間で径方向に移動される。ベルト支持部材１５は、両側板１３，１４の中心側から離れる大径位置Ｂ１にベルト支持面３２を円周方向に連続させ、そのベルト支持面３２にベルト１を支持するとともに、両側板１３，１４の中心側に近づく小径位置Ｂ２にベルト支持面３１を円周方向に連続させ、そのベルト支持面３１にベルト１を支持する。これにより、ベルト支持部材１５が大径位置Ｂ１と小径位置Ｂ２との間で移動されるのに伴って、ベルト支持面３２の径を変更するため、ベルト１にセンター位置ずれを生じることがなく、ベルト１のセンター位置ずれを解消して効率を向上させることができる。

また、無段変速機１０によれば、被押圧部材３１がベルト支持部材１５に一体成形されていることで、それぞれ別体の被押圧部材とベルト支持部材とを結合させるものと比べて、テーパ状押圧部材１２から与えられた移動用の応力をロス無くベルト支持部材１５に直接的に伝えることができる。

また、無段変速機１０によれば、ベルト支持部材１５の円弧面２８が、大径位置Ｂ１から小径位置Ｂ２までの間で移動される際に、大径の円周上に配置されるとともに、小径の円周上に配置されるため、ベルト１を安定的に支持することができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

例えば、ベルト支持部材の形状については、図示した略等脚台形状に代えて、略三角形状としても良く、その数については、図示した８個に代えて、例えば、４個、６個、１０個等の連続するベルト支持面を形成できる複数個が選ばれれば良い。

本発明の一実施形態に係る無段変速機の駆動側における各部品の分解斜視図である。図１の無段変速機の一部破断平面図である。図１の無段変速機の駆動側における大径移動時の第１側板を取り除いた一部破断正面図である。図１の無段変速機の駆動側における小径移動時の第１側板を取り除いた一部破断正面図である。従来の無段変速機の断面図である。

符号の説明

１ベルト
１０無段変速機
１１プライマリ側シャフト
１２，１７テーパ状押圧部材
１３，１８第１側板（側板）
１４，１９第２側板（側板）
１５，２０ベルト支持部材
１６セカンダリ側シャフト
２１テーパ面
２８円弧面
３０被押圧部材
３２ベルト支持面

Claims

動力源の動力が与えられるプライマリ側シャフトと、
前記プライマリ側シャフトに平行に配置されて従動側へ動力を与えるセカンダリ側シャフトと、
テーパ面を有し、前記プライマリ側シャフト及び前記セカンダリ側シャフトの軸方向に進退移動自在に挿通されるテーパ状押圧部材と、
前記プライマリ側シャフト及び前記セカンダリ側シャフトに係合されるそれぞれ一対の側板と、
前記一対の側板の間に配置され、当該側板の中心側に近づく小径位置から前記側板の中心側から離れる大径位置までの間を径方向に移動自在に組み付けられ、当該小径位置から当該大径位置までの間で、大径の円周方向に略連続するとともに小径の円周方向に連続するベルト支持面を形成する複数のベルト支持部材と、
前記テーパ状押圧部材の進退移動に伴い、前記ベルト支持部材を前記小径位置と前記大径位置との間で移動させる被押圧部材と、
前記ベルト支持部材の前記ベルト支持面に掛け渡されるベルトと、
を備えることを特徴とする無段変速機。
請求項１に記載の無段変速機であって、
前記被押圧部材が、前記ベルト支持部材に一体的に成形されていることを特徴とする無段変速機。
請求項１又は請求項２に記載の無段変速機であって、
前記ベルト支持部材が、前記小径位置から前記大径位置までの間で移動される際に、大径の円周上に配置されるとともに小径の円周上に配置される円弧面を有し、当該円弧面に前記ベルト支持面が形成されることを特徴とする無段変速機。