JP2014015961A - 無段変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】弦振動を効果的に抑制しつつスタビライザの耐久性低下を抑制することができる無段変速装置を提供する。
【解決手段】溝幅を変更可能なプライマリプーリ１６及びセカンダリプーリ１７と、両プーリ１６，１７に巻き掛けられる巻き掛け伝動部材１８と、巻き掛け伝動部材１８の弦振動を抑制するスタビライザ４０と、を備えている無段変速装置において、少なくともオーバードライブの変速状態で巻き掛け伝動部材１８に対するスタビライザ４０の押し付け力を高め、少なくともアンダードライブの変速状態で巻き掛け伝動部材１８に対するスタビライザ４０の押し付け力を相対的に弱めた状態で、スタビライザ４０を支持する支持機構４１を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の車両に適用することができる無段変速装置に関する。

従来、自動車用の無段変速装置として、プライマリプーリと、セカンダリプーリと、両プーリ間に巻き掛けられた巻き掛け伝動部材とを備えたものが知られている（特許文献１参照）。この無段変速装置は、プライマリプーリ及びセカンダリプーリがいずれも固定シーブと可動シーブとを備えており、可動シーブを軸方向に移動させることによって固定シーブとの間隔（溝幅）を調整し、巻き掛け伝動部材の巻き掛け径を変更することによって無段階の変速が可能である。

また、プライマリプーリとセカンダリプーリとの間には、巻き掛け伝動部材が弦振動することに起因する耳障りな音の発生を抑制するために、スタビライザ（ガイドレール）が設けられている。特許文献１記載のスタビライザは、巻き掛け伝動部材を通過させる方形枠状の空間を有する受容部を備えており、この受容部の上部には巻き掛け伝動部材の外周面に沿って上ガイド部が設けられ、受容部の下部には巻き掛け伝動部材の内周面に沿って下ガイド部が設けられている。そして、スタビライザは、上ガイド部と下ガイド部とによって巻き掛け伝動部材の上下動を制限することによって弦振動を抑制している。また、スタビライザは、プライマリプーリ及びセカンダリプーリの軸心と平行に配置された支持軸によって揺動可能に支持されており、両プーリに対する巻き掛け伝動部材の巻き掛け径の変化に追従して揺動するように構成されている。

特開２００９−８５３９７号公報

上記のようなスタビライザは、巻き掛け伝動部材の外周面又は内周面に強く押し付けられることによって弦振動を好適に抑制することが可能である。しかしながら、スタビライザは、巻き掛け部材に押し付けられる力が大きくなるほど、また、巻き掛け部材に押し付けられる時間が長くなるほど摩耗が激しくなり、耐久性が低下するという弊害がある。
そこで、本発明は、巻き掛け伝動部材の弦振動を効果的に抑制しつつスタビライザの耐久性低下を抑制することができる無段変速装置を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る無段変速装置は、溝幅を変更可能なプライマリプーリ及びセカンダリプーリと、両プーリに巻き掛けられる巻き掛け伝動部材と、巻き掛け伝動部材の弦振動を抑制するスタビライザと、を備えている無段変速装置において、少なくともオーバードライブの変速状態で前記巻き掛け伝動部材に対する前記スタビライザの押し付け力を高め、少なくともアンダードライブの変速状態で前記巻き掛け伝動部材に対する前記スタビライザの押し付け力を相対的に弱めた状態で、前記スタビライザを支持する支持機構を備えていることを特徴とする。

この種の無段変速装置を用いた車両においては、通常、運転者がアクセルペダルを戻して惰性走行を行っている状態（コースト状態）で、無段変速装置の変速比をオーバードライブへシフトさせる変速制御が行われるようになっている。しかし、このようなオーバードライブの変速状態では、巻き掛け伝動部材の弦振動による耳障りな「音」の発生がより顕著となる。そこで、本発明では、オーバードライブの変速状態では巻き掛け伝動部材に対するスタビライザの押し付け力を高めることによって弦振動を積極的に抑制し、「音」の発生も抑制している。一方、オーバードライブ以外の変速状態、例えばアンダードライブの変速状態では弦振動に起因する音の発生はそれほど気にならないが、このような変速状態においてもスタビライザの押し付け力が高められていると、スタビライザの摩耗が激しくなってしまう。そのため、本発明においては、少なくともアンダードライブの変速状態では巻き掛け伝動部材に対するスタビライザの押し付け力を相対的に弱めることによって、スタビライザの摩耗を抑制し、耐久性の低下を抑制している。

（２）前記支持機構は、前記スタビライザを揺動可能に支持する支持軸を備えており、前記支持軸には、オーバードライブの変速状態にある前記巻き掛け伝動部材に対して前記スタビライザを押し付ける方向へ向けて突出し、当該スタビライザを同方向へ移動させる作用凸部が形成されていることが好ましい。
このような構成によって、オーバードライブの変速状態においてスタビライザを巻き掛け伝動部材に押し付ける構造を容易に実現することができる。

（３）前記スタビライザには、前記支持軸に向けて突出するとともに、オーバードライブの変速状態で前記作用凸部に当接する被作用凸部が設けられていることが好ましい。
このような構成によって、オーバードライブの変速状態の付近のみで巻き掛け伝動部材に対するスタビライザの押し付け力を高め、弦振動を効果的に抑制することができ、その他の変速状態では、巻き掛け伝動部材に対するスタビライザの押し付け力を相対的に弱めてスタビライザの摩耗を効果的に抑制することができる。

本発明によれば、弦振動を効果的に抑制しつつスタビライザの耐久性低下を抑制することができる。

本発明の第１の実施形態に係る、アンダードライブの変速状態にある無段変速装置を示す正面図である。 同オーバードライブの変速状態にある無段変速装置を示す正面図である。 無段変速装置の断面説明図である。 スタビライザの断面図である。 オーバードライブの変速状態にあるスタビライザと支持軸との連結部を拡大して示す正面図である。 アンダードライブの変速状態にあるスタビライザと支持軸との連結部を拡大して示す正面図である。 オーバードライブの直前の変速状態にあるスタビライザと支持軸との連結部を拡大して示す正面図である。 第２の実施形態に係る無段変速装置における、オーバードライブの変速状態にあるスタビライザと支持軸との連結部を拡大して示す正面図である。 同アンダードライブの変速状態にあるスタビライザと支持軸との連結部を拡大して示す正面図である。 同アンダードライブの直後の変速状態にあるスタビライザの係合部材と支持軸とを拡大して示す正面図である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る、アンダードライブの変速状態にある無段変速装置を示す正面図、図２は、同オーバードライブの変速状態にある無段変速装置を示す正面図である。また、図３は、無段変速装置の断面説明図である。
本実施形態の無段変速装置１０は、エンジン等の駆動源１１の回転が伝達される駆動側のプライマリ軸１３と、このプライマリ軸１３と平行に配置された従動側のセカンダリ軸１４と、プライマリ軸１３に設けられたプライマリプーリ１６と、セカンダリ軸１４に設けられたセカンダリプーリ１７と、プライマリプーリ１６及びセカンダリプーリ１７に巻き掛けられた巻き掛け伝動部材１８と、を備えている。

図３に示されるように、プライマリプーリ１６は、プライマリ軸１３に固定された固定シーブ２１と、この固定シーブ２１に対向し、プライマリ軸１３の軸心方向に移動可能に設けられた可動シーブ２２とを備えている。固定シーブ２１及び可動シーブ２２との対向面間には略Ｖ字形状のプーリ溝２３が形成され、このプーリ溝２３に巻き掛け伝動部材１８が巻き掛けられている。

同様に、セカンダリプーリ１７は、セカンダリ軸１４に固定された固定シーブ２５と、この固定シーブ２５に対向し、セカンダリ軸１４の軸心方向に移動可能に設けられた可動シーブ２６とを備えている。固定シーブ２５及び可動シーブ２６との対向面間には略Ｖ字形状のプーリ溝２７が形成され、このプーリ溝２７に巻き掛け伝動部材１８が巻き掛けられている。

プライマリプーリ１６とセカンダリプーリ１７とは、固定シーブ２１，２５と可動シーブ２２，２６とが軸方向に関して逆の配置とされている。すなわち、図３に示す例では、プライマリプーリ１６の固定シーブ２１が上側、可動シーブ２２が下側に配置されているのに対して、セカンダリプーリ１７の固定シーブ２５が下側に、可動シーブ２６が上側に配置されている。

プライマリプーリ１６及びセカンダリプーリ１７の可動シーブ２２，２６は、油圧シリンダ等の油圧アクチュエータ３１，３２の作動によって軸方向に移動する。そして、可動シーブ２２，２６の移動によってプーリ溝２３，２７の幅が調整されると、プライマリプーリ１６及びセカンダリプーリ１７に対する巻き掛け伝動部材１８の巻き掛け径が変化し、プライマリ軸１３の回転に対するセカンダリ軸１４の回転が変速される。また、プライマリプーリ１６及びセカンダリプーリ１７に対する巻き掛け伝動部材１８の巻き掛け径の変化によって、プライマリプーリ１６とセカンダリプーリ１７との間の巻き掛け伝動部材１８の弦部１８Ａ，１８Ｂの傾きが変化する（図１及び図２参照）。

図１は、プライマリプーリ１６に対する巻き掛け伝動部材１８の巻き掛け径が最も小さく、セカンダリプーリ１７に対する巻き掛け伝動部材１８の巻き掛け径が最も大きい状態、すなわち変速比が最も大きいアンダードライブの変速状態を示している。なお、以下の説明においては、アンダードライブの変速状態のことを「Ｕ／Ｄ状態」ともいう。
また、図２は、プライマリプーリ１６に対する巻き掛け伝動部材１８の巻き掛け径が最も大きく、セカンダリプーリ１７に対する巻き掛け伝動部材１８の巻き掛け径が最も小さい状態、すなわち変速比が最も小さいオーバードライブの変速状態を示している。なお、以下の説明においては、オーバードライブの変速状態ことを「Ｏ／Ｄ状態」ともいう。

本実施形態の巻き掛け伝動部材１８は、従来から公知のチェーンによって構成されている。このチェーンは、複数のリンク３４と、複数のリンク３４を互いに屈曲可能に連結する複数の連結ピン３５とを備えている。各リンク３４は、鋼板製の薄板材を幅方向に並べることによって構成され、前後の２箇所には貫通孔３６が形成されている。各連結ピン３５は、各リンク３４の貫通孔３６に嵌合され、隣接するリンク３４同士を屈曲可能に連結している。

図３に示されるように、各連結ピン３５は、軸受用鋼等の高強度耐摩耗材料で形成されており、リンク３４の幅方向両側から突出している。そして、連結ピン３５の両端部は、プーリ溝２３，２７の対向面であるシーブ面に挟持され、当該シーブ面に摩擦により係合している。したがって、巻き掛け伝動部材１８は、プライマリプーリ１６のシーブ面との摩擦係合によって動力が伝達され、セカンダリプーリ１７のシーブ面との摩擦係合によって動力を伝達するように構成されている。なお、巻き掛け伝動部材１８は、チェーンに限らず金属ベルトであってもよい。

無段変速装置１０には、巻き掛け伝動部材１８の弦振動を抑制するスタビライザ４０が設けられている。このスタビライザ４０は、巻き掛け伝動部材１８の上側の弦部１８Ａと、下側の弦部１８Ｂとのそれぞれに対応して設けられている。各スタビライザ４０は、プライマリプーリ１６とセカンダリプーリ１７との間であって巻き掛け伝動部材１８の外周側に設けられた支持軸（支持機構）４１によって揺動可能に支持されている。

図４は、スタビライザの断面図である。
図１〜図４に示されるように、スタビライザ４０は、合成樹脂材料により形成され、巻き掛け伝動部材１８の内周側を覆う内側ガイド部４３と、外周側を覆う外側ガイド部４４と、内側ガイド部４３及び外側ガイド部４４を連結する一対の連結板部４５とを有している。そして、内側ガイド部４３、外側ガイド部４４、及び一対の連結板部４５によって囲まれた方形状の空間に巻き掛け伝動部材１８が挿通されている。なお、図１及び図２に示されるように、一対の連結板部４５は、内側ガイド部４３及び外側ガイド部４４の長さ方向の中央部の範囲のみに設けられているが、プライマリプーリ１６及びセカンダリプーリ１７と干渉しない範囲内で長さ方向全体に亘る範囲で設けられていてもよい。

支持軸４１は、プライマリ軸１３及びセカンダリ軸１４と平行に配置され、無段変速装置１０のハウジング１２（図４参照）等に支持されている。そして、支持軸４１は、巻き掛け伝動部材１８が、Ｏ／Ｄ状態、Ｕ／Ｄ状態、及びその間の変速状態のいずれにあるときも、巻き掛け伝動部材１８との距離がほとんど変わらない位置に設けられている。図４に示されるように、支持軸４１には、後述の係合部材４７の軸方向の移動を制限する大径部４１Ａが軸方向の２箇所に間隔をあけて設けられている。

図５は、オーバードライブの変速状態にあるスタビライザと支持軸との連結部を拡大して示す正面図、図６は、アンダードライブの変速状態にあるスタビライザと支持軸との連結部を拡大して示す正面図である。なお、以下の説明においては、巻き掛け伝動部材１８の上側の弦部１８Ａに装着されたスタビライザ４０を代表して説明するが、下側の弦部１８Ｂに装着されたスタビライザ４０についても上下方向に反転されることを除けば同様の構成である。

スタビライザ４０の外側ガイド部４４の外面には、支持軸４１に係合する係合部材４７が設けられている。この係合部材４７は、一対の側板４８と、この側板４８の一端部同士を接続する底板４９とから、断面コの字形状に形成されており、一対の側板４８と底板４９とによって囲まれた空間に支持軸４１が挿入されている。したがって、スタビライザ４０は、支持軸４１を中心として揺動可能であり、巻き掛け伝動部材１８における弦部１８Ａの傾斜の変化に追従することができる。

一対の側板４８と支持軸４１との間には僅かな隙間しか形成されておらず、巻き掛け伝動部材１８の回送方向Ａ（図１，図２参照）に関して、支持軸４１に対してスタビライザ４０はほとんど移動することができない。一方、係合部材４７は一対の側板４８の他端部側において開放されているため、巻き掛け伝動部材１８の弦部１８Ａに対して垂直な方向に関しては、支持軸４１に対してスタビライザ４０が移動可能とされている。

係合部材４７の側板４８と底板４９とはそれぞれ内外二重構造に形成されている。二重構造の外層部４７ａは、外側ガイド部４４と同様に合成樹脂材料により形成され、内層部４７ｂは金属材料により形成されている。内層部４７ｂを金属材料により形成することで、支持軸４１との接触に伴う摩耗を抑制することができる。

図５及び図６に示されるように、支持軸４１の外周面には作用凸部５１が形成されている。この作用凸部５１は、断面略三角形状で、少なくとも支持軸４１における大径部４１Ａ（図４参照）の間にわたって形成されている。図６には、Ｕ／Ｄ状態における巻き掛け伝動部材１８の弦部１８Ａの中心線が符号Ｘで示され、この中心線Ｘ及び外側ガイド部４４に垂直で支持軸４１の中心を通る線が符号Ｚｕｄで示されている。図５には、Ｏ／Ｄ状態における巻き掛け伝動部材１８の弦部１８Ａの中心線が符号Ｙで示され、この中心線Ｙ及び外側ガイド部４４に垂直で支持軸４１の中心を通る線が符号Ｚｏｄで示されている。作用凸部５１は、Ｏ／Ｄ状態における巻き掛け伝動部材１８の中心線Ｙに向けて、当該中心線Ｙと略垂直な方向へ突出している。

係合部材４７の底板４９における内層部４７ｂには、支持軸４１に向けて突出する被作用凸部５３が形成されている。この被作用凸部５３は、支持軸４１の外周面に当接することによって、スタビライザ４０の支持軸４１側への移動を制限している。また、Ｏ／Ｄ状態では、被作用凸部５３が作用凸部５１上に乗り上げ、両者５１，５３の先端部同士が当接している。

図５及び図６において、Ｕ／Ｄ状態における巻き掛け伝動部材１８の中心線Ｘから支持軸４１までの距離Ｄｕｄと、Ｏ／Ｄ状態における巻き掛け伝動部材１８の中心線Ｙから支持軸４１（特に作用凸部５１の先端）までの距離Ｄｏｄとは、
Ｄｕｄ＞Ｄｏｄ
の関係を有している。

そのため、図５に示されるように、無段変速装置１０がＯ／Ｄ状態にあるときは、スタビライザ４０の外側ガイド部４４が巻き掛け伝動部材１８により接近し、巻き掛け伝動部材１８に対する外側ガイド部４４の押し付け力が高められるようになっている。これに対して、図６に示されるように、無段変速装置１０がＵ／Ｄ状態にあるときは、スタビライザ４０の外側ガイド部４４が巻き掛け伝動部材１８からより離れ、巻き掛け伝動部材１８に対するスタビライザ４０の外側ガイド部４４の押し付け力が、Ｏ／Ｄ状態のときに比べて弱められるようになっている。

本実施形態のような無段変速装置１０を搭載した車両においては、走行中、運転者がアクセルペダルを戻した惰性走行状態（コースト状態）で、無段変速装置１０がＯ／Ｄ状態となるように変速制御されるが、このＯ／Ｄ状態においては、巻き掛け伝動部材１８の弦振動に起因して耳障りな音の発生が顕著となる。そのため、本実施形態では、無段変速装置１０がＯ／Ｄ状態にあるときは、スタビライザ４０の外側ガイド部４４を巻き掛け伝動部材１８に強く押し付けることによって、弦振動を効果的に抑制し、耳障りな音の発生を抑制することができる。他方、Ｕ／Ｄ状態においては、巻き掛け伝動部材１８の弦振動に起因する耳障りな音はそれほど気にならないので、スタビライザ４０の外側ガイド部４４を巻き掛け伝動部材１８に押し付ける力を弱めることで、スタビライザ４０の摩耗を抑制し、耐久性の低下を抑制することができる。

図７は、オーバードライブ直前の変速状態にあるスタビライザ４０と支持軸４１との連結部を拡大して示す図である。
Ｕ／Ｄ状態とＯ／Ｄ状態との間においては、スタビライザ４０の係合部材４７における被作用凸部５３が角度θ１の範囲にあるときは、支持軸４１と巻き掛け伝動部材１８までの距離がＤｕｄ（図６参照）となり、被作用凸部５３が角度θ２の範囲にあるときは、被作用凸部５３が作用凸部５１に乗り上げることによって、支持軸４１と巻き掛け伝動部材１８との距離が小さくなり、最小でＤｏｄ（図５参照）となる。この角度θ２は、実質的に作用凸部５１が作用する範囲であり、角度θ１に比べて小さい。したがって、スタビライザ４０は、Ｏ／Ｄ状態の付近のみにおいてほぼピンポイントに巻き掛け伝動部材１８に対する押し付け力を高めることが可能となっており、Ｏ／Ｄ状態における弦振動をより効果的に抑制し、Ｏ／Ｄ状態以外におけるスタビライザ４０の摩耗を効果的に抑制することができる。

図８は、第２の実施形態に係る無段変速装置における、オーバードライブの変速状態にあるスタビライザ４０と支持軸４１との連結部を拡大して示す正面図、図９は、同アンダードライブの変速状態にあるスタビライザ４０と支持軸４１との連結部を拡大して示す正面図である。
本実施形態では、スタビライザ４０の係合部材４７には被作用凸部５３（図５参照）が形成されておらず、底板４９の内面が平坦な面とされている。そして、第１実施形態と同様に、無段変速装置１０がＯ／Ｄの状態のときには、図８に示されるように、作用凸部５１によって巻き掛け伝動部材１８（中心線Ｙ）に対してスタビライザ４０の外側ガイド部４４を押し付ける力が高められ、Ｕ／Ｄの状態のときには、図９に示されるように、巻き掛け伝動部材１８（中心線Ｘ）に対してスタビライザ４０の外側ガイド部４４を押し付ける力が相対的に弱められるようになっている。したがって、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

ただし、本実施形態では、第１実施形態のような被作用凸部５３を備えていないので、当該被作用凸部５３によって得られる効果を奏することはできない。すなわち、図７を参照して説明したように、スタビライザ４０に被作用凸部５３が設けられていると、実質的に作用凸部５１が作用する範囲（角度θ２）を小さくすることができるが、本実施形態では、図１０に示されるように当該範囲（角度θ２）が広くなり、Ｕ／Ｄ付近（角度θ１）を除く大部分の範囲で作用凸部５１が徐々に作用し、巻き掛け伝動部材１８に対してスタビライザ４０の外側ガイド部４４を押し付ける力が高められる。そのため、第１実施形態に比べるとスタビライザ４０の摩耗が促進され、耐久性が低下する。したがって、スタビライザ４０の耐久性低下を抑制するという観点では第１実施形態の方がより有利であると言える。

本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において種々の変形及び変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、無段変速装置１０がＯ／Ｄ状態にあるときに、スタビライザ４０の外側ガイド部４４を巻き掛け伝動部材１８の外周面に押し付ける構成であったが、内側ガイド部４３を巻き掛け伝動部材１８の内周面に押し付ける構成とすることができる。この場合、例えば、スタビライザ４０の係合部材４７の構成として、断面コの字形状ではなく支持軸４１の全周を囲むロの字形状に形成し、支持軸４１の作用凸部５１を上記各実施形態のものとは１８０°逆向きに突出させ、係合部材４７の底板４９に対向する天板に当接させるようにすればよい。

１０：無段変速装置、１６：プライマリプーリ、１７：セカンダリプーリ、１８：巻き掛け伝動部材、１８Ａ：弦部、１８Ｂ：弦部、４０：スタビライザ、４１：支持軸（支持機構）、５１：作用凸部、５３：被作用凸部

Claims (3)

1. 溝幅を変更可能なプライマリプーリ及びセカンダリプーリと、両プーリに巻き掛けられる巻き掛け伝動部材と、巻き掛け伝動部材の弦振動を抑制するスタビライザと、を備えている無段変速装置において、
   少なくともオーバードライブの変速状態で前記巻き掛け伝動部材に対する前記スタビライザの押し付け力を高め、少なくともアンダードライブの変速状態で前記巻き掛け伝動部材に対する前記スタビライザの押し付け力を相対的に弱めた状態で、前記スタビライザを支持する支持機構を備えていることを特徴とする無段変速装置。
2. 前記支持機構は、前記スタビライザを揺動可能に支持する支持軸を備えており、
   前記支持軸には、オーバードライブの変速状態にある前記巻き掛け伝動部材に対して前記スタビライザを押し付ける方向へ向けて突出し、当該スタビライザを同方向へ移動させる作用凸部が形成されている、請求項１に記載の無段変速装置。
3. 前記スタビライザには、前記支持軸に向けて突出するとともに、オーバードライブの変速状態で前記作用凸部に当接する被作用凸部が形成されている、請求項２に記載の無段変速装置。

Images