JP2015183754A - シール機構付き車両用無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】摺動抵抗の増大の抑制しつつ、ポンプ停止時のプーリの油圧室のシール性を向上させることができるシール機構付き車両用無段変速機を提供する。【解決手段】可動シーブ２２，３２の背面側に配置されて固定シーブ２１，３１の軸に固設された固定部材２３Ｂ，２４Ａ，３３Ｂと、可動シーブの背面側に固設され固定部材と協働して油圧室２３，２４，３３を形成する可動部材２３Ａ，２４Ｂ，３３Ａと、油圧室に連通する油路７ａ，２ａ，２ｂと、油圧室又は油路を外部と区画する摺動部をシールするシール機構４０Ｅ〜４０Ｇを備え、シール機構は、対向面に常時密着する環状シール部材４４，４５と、先端を外部方向に向け油圧室又は油路の側の面を対向面に弾性接触する環状リップ６２ａ〜６４ａを有するリップシール部材６２〜６４とから構成される。【選択図】図２

Description

本発明は、プライマリプーリ又はセカンダリプーリの可動シーブの背面の油圧室や油圧室に連通する油路をシールするシール機構を有する車両用無段変速機に関するものである。

ベルト式車両用無段変速機は、プライマリプーリ，セカンダリプーリ及びこれらのプーリに架け渡されたベルトを備え、プライマリプーリ及びセカンダリプーリの可動シーブを固定シーブに対して軸方向移動させて、Ｖ溝幅を調整することにより、変速比を変更する。可動シーブの移動には、通常、油圧が用いられる。このため、可動シーブの背面には、可動シーブに油圧を作用させるための油圧室（ピストン室）が設けられる。

この可動シーブの背面の油圧室は、可動シーブ側の部材と固定シーブ側の部材とによって形成され、両部材の接続する箇所には摺接部分があり、摺接部分には、油圧室から外部へのオイルの漏れを抑制するためにシール部材が介装される。各プーリは、固定シーブと可動シーブとでベルトを挟圧してベルトとの間で動力伝達する。この際のベルト挟圧力は油圧室内の油圧に依存し、ベルトの滑りを防止するには、油圧室に高い油圧を加える必要があり、高油圧の時にも油圧室からのオイルの漏れを抑える必要がある。

ところで、車両用無段変速機において、プーリの油圧源としてエンジン駆動のオイルポンプのみを備えたアイドルストップ車の場合、アイドルストップ状態ではオイルポンプも停止しているので、プーリの油圧室へ油圧が供給されない。アイドルストップによるエンジンの自動停止時間が長くなると、時間経過に伴ってプーリの摺動部から油圧室内の油が漏れ出し、油圧室内にエアが混入することがある。エアが混入すると、エンジンの再始動時に油圧室にオイルを充満させる時間が必要になり、発進性が損なわれる。

これに関し、特許文献１には、プーリの摺動部に装備した樹脂系シールリング（シール部材）から油圧室内へエアが混入するのを抑制する技術が開示されている。この技術では、エンジンの自動停止からの経過時間が所定時間Ｔに達したら強制的にエンジンを再始動させてエンジン駆動のオイルポンプを作動させるようにする。特に、樹脂の温度依存性に起因し温度に応じてシールリングからの油漏れ量も変化する点に着目して、時間Ｔを油温が高い時ほど長く設定している。これにより、プーリの油圧室にエアが混入するのを抑制し、エンジン再始動時に、ベルト滑りを防止し発進性の確保を図っている。

特開２０１０−２３０１３２号公報

ところで、特許文献１の技術は、強制的にエンジンを再始動させてオイルポンプを作動させることにより、油圧室内へのエアの混入を抑制するものであり、エンジンの強制始動によって燃料を消費することになる。しかし、燃費向上の観点からは、エンジンをより長く停止させておくことが有効であり、エンジンを停止させていても油圧室内へのエアの混入を抑制できるような技術の開発が望まれる。

そこで、シール部材を多重に設けて油圧室内へのエアの混入を抑制する手法が考えられる。しかし、シール部材の数を増やすほど、シール部材と摺接面との間の摺動抵抗が増大する。摺動抵抗が増大すると、可動シーブの移動レスポンスが低下し、変速比制御の制御応答性が低下し、変速比制御を適正に行なえない。このため、シール部材による摺動抵抗の増大を抑制しつつシール部材による油圧室のシール性を向上させることが望まれる。

なお、シール部材によるシール部分から油圧室内へエアが混入するのは、油圧室及びこれに連通する油圧系統の内圧が低下することに起因している。この内圧の低下は、油圧源のオイルポンプにおけるオイルの抜けが原因である。つまり、オイルポンプは、オイルタンクからオイルを吸い上げて吐出するが、停止時には自重によりオイルがオイルタンクに戻るため、油圧系統の内圧が低下し、シール部材によるシール部分から外部のエアを取り込むことになる。

オイルポンプの種類によって、オイルタンクへオイルが戻る特性は異なる。例えばギヤポンプの場合、停止時にもポンプケース内のギヤの一部がポンプ室の内壁と接触状態を保つため、オイルタンクへのオイルの戻りが抑制され、油圧室内へのエアの混入が抑制される。一方、例えばベーンポンプの場合、停止時にはベーンの先端がポンプ室の内壁から離隔するため、オイルタンクへのオイルの戻りを阻止できず、油圧室内へのエアの混入が早まる。したがって、ベーンポンプのように、停止時に油圧室内へのエアの混入が早いポンプほど、ポンプ停止時の油圧室のシール性向上が望まれる。

本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、摺動抵抗の増大を抑制しつつ、ポンプ停止時にシール部材によってプーリの油圧室や油圧室に連通する油路のシール性を向上させることができるようにした、シール機構付き車両用無段変速機を提供することを目的の一つとしている。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。

（１）本発明にかかるシール機構付き車両用無段変速機は、油圧源からの油圧で駆動される可動シーブ及び固定シーブを備えたプライマリプーリ及びセカンダリプーリと、前記両プーリに架け渡されたベルトとを有する車両用無段変速機であって、前記可動シーブの背面側に配置されて前記固定シーブの軸に固設された固定部材と、前記可動シーブの背面側に固設され、前記固定部材と協働して油圧室を形成する可動部材と、前記油圧室に連通する油路と、前記油圧室又は前記油路を外部と区画する摺動部分を、装着側からその対向面に密着してシールするシール機構を備え、前記シール機構は、対向面に常時密着する環状シール部材と、先端を前記油圧室又は前記油路側から前記外部へ向けて前記油圧室又は前記油路の側の面を前記対向面に弾性接触する環状リップを有するリップシール部材と、から構成されている。

（２）前記油圧源に、車両に搭載されたエンジンで駆動されるメカニカルポンプが装備されていることが好ましい。

（３）前記摺動部分は、前記固定部材と前記可動部材との間の摺動部分であることが好ましい。

（４）前記固定シーブの前記軸の内部に軸心に沿って形成され連通路を介して前記油圧室と連通する軸心穴部と、前記軸心穴部に一端を挿入されて、前記油圧源と連通する中空穴部が設けられた管状部材と、を備え、前記油路は、前記中空穴部と前記軸心穴部と前記連通路とから構成され、前記摺動部分は、軸心穴部の内周と前記管状部材の外周との間の摺動部分であることが好ましい。
（５）前記油圧源には、ベーンポンプが装備されていることが好ましい。

なお、前記シール機構として、対向面に常時密着する環状シール部材（第１シール部材）と、前記可動シーブが変速比を最ローとする位置にあるときにのみ対向面に密着する先端部を有する環状シール部材（第２シール部材）と、から構成されているものを装備していることも好ましい。

本発明にかかるシール機構付き車両用無段変速機によれば、油圧源からの油圧供給が断たれると、油圧室及び油路の内圧が低下し、摺動部分において、外部のエアが油圧室又は油路の内部に進入してオイルに混入するおそれが生じるが、摺動部分に装備されるシール機構は、対向面に常時密着する環状シール部材に加えて、リップシール部材を備え、リップシール部材の環状リップが、油圧室又は油路の側から先端を外部方向に向けて対向面に弾性接触するので、内圧低下によって環状リップが油圧室又は油路の側に吸引されて対向面への摺接を強める。これにより、外部のエアの進入が阻止され、オイルへのエアの混入が抑制される。これにより、アイドルストップ機能を有し、油圧源にエンジン駆動のポンプを有する車両の場合に、エンジンの再始動時にオイルポンプの始動と共に油圧室の油圧を速やかに立ち上げて変速比制御を開始することができ、滑らか且つ速やかに車両を発進させることができる。

一方、車両の通常走行時には、油圧室に供給される油圧によって、油圧室及び油路の内圧が上昇し、油圧室又は油路から外部にオイルが漏出しやすいが、常時密着する環状シール部材がこれを抑制する。リップシール部材は、内圧上昇によって環状リップが油圧室又は油路の側には吸引されず対向面への摺接は弱まるため、外部へのオイルの漏出抑制には有効でないが、リップシール部材の摺動抵抗が抑制されるので、可動シーブの移動レスポンスの低下を招くことがなく、変速比制御の制御応答性を確保することができる。

本発明の一実施形態にかかる無段変速機の構成を示す断面図であり、図１中、変速機入力軸の軸心よりも上方及び変速機出力軸の軸心よりも下方は変速比が最ハイ又はその近傍にある状態を示し、変速機入力軸の軸心よりも下方及び変速機出力軸の軸心よりも上方は変速比が最ロー又はその近傍にある状態を示している。 本発明の一実施形態にかかるプライマリプーリのシール構造を示す断面図であって、（ａ）は変速比が最ロー又はその近傍にある状態を示す図（図１のＡ部拡大図）、（ｂ）は変速比が最ハイ又はその近傍にある状態を示す図（図１のＢ部拡大図）である。 本発明の一実施形態にかかるセカンダリプーリのシール構造を示す断面図（図１のＤ部拡大図）である。 本発明の一実施形態にかかる入力軸内に形成された油路のシール構造を示す断面図（図１のＥ部拡大図）であって、上半部は第１例を示し、下半部は第２例を示す。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の実施形態の各構成は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することや必要に応じて取捨選択することができ、適宜組み合わせることも可能である。

〔無段変速機の構成〕
まず、図１を参照して本実施形態にかかるベルト式無段変速機（ＣＶＴとも言う）１を説明する。なお、図示しないが、ＣＶＴ１は、自動車のエンジン（内燃機関）の出力軸にトルクコンバータ等を介して接続され、この自動車は、車両停止時に所定のエンジン停止条件が成立するとエンジンを自動で停止させ、この停止時に所定のエンジン再始動条件が成立するとエンジンを自動で再始動させるアイドルストップ機能を有しているものとする。

図１に示すように、ＣＶＴ１は、変速機入力軸２に装備されたプライマリプーリ２０と、変速機出力軸３に装備されたセカンダリプーリ３０と、プライマリプーリ２０とセカンダリプーリ３０とに巻き掛けられたベルト４とをそなえている。図示しないエンジンの出力回転が、変速機入力軸２に入力されると、プライマリプーリ２０，ベルト４，セカンダリプーリ３０を介して変速機出力軸３に伝達され、図示しない動力伝達機構及び差動機構等を介して駆動輪に伝達される。

プライマリプーリ２０は、変速機入力軸２に一体に設けられた固定シーブ２１と、変速機入力軸２に軸方向に可動に装着された中空軸２Ａに一体に設けられた可動シーブ２２とを備え、固定シーブ２１のシーブ面と可動シーブ２２のシーブ面とでベルト４が圧接するＶ字状プーリ溝が形成される。可動シーブ２２の背面２２ａ側には、油圧によって可動シーブ２２を固定シーブ２１に対して離接するように軸方向に移動させるための第１油圧室２３と第２油圧室２４とが設けられている。なお、変速機入力軸２は、プライマリプーリ２０よりも軸方向各外側で軸受２５ａ，２５ｂを通じて図示しないケースに回転自在に支持されている。

第１油圧室２３及び第２油圧室２４は、いずれも、可動シーブ２２の背面側に配置され変速機入力軸２に固設された部材（固定部材）と、可動シーブ２２の背面側に固設された部材（可動部材）とによって区画形成される。
第１油圧室２３は、可動シーブ２２に固設された第１シリンダ部材（可動部材）２３Ｃの内面と、固定シーブ２１が形成された変速機入力軸２から後述の第２シリンダ部材２４Ｃを介して径方向に延びるように形成された第１ピストン部（固定部材）２３Ｂの内面とで囲繞された第１シリンダ部２３Ａの内部空間として形成される。

なお、第１シリンダ部２３Ａは、可動シーブ２２の背面２２ａに沿って軸心から外方に向けて延びるように配置された第１端面部２３ａ及びこの第１端面部２３ａから可動シーブ２２に対して離隔する方向に軸心と平行に延設された第１筒状部２３ｂを有する第１シリンダ部材２３Ｃと、可動シーブ２２の背面２２ａと、中空軸２Ａの外周面とから構成される。
第１ピストン部２３Ｂは環状に形成され、外周側端面（外端面）２３１を、第１筒状部２３ｂの内周面に、内周側端面（内端面）２３２を中空軸２Ａの外周面に、それぞれ摺接させている。

第２油圧室２４は、固定シーブ２１側である変速機入力軸２に固設された第２シリンダ部材（固定部材）２４Ｃの内面と、可動シーブ２２側である中空軸２Ａから径方向に延びるように形成された第２ピストン部（可動部材）２４Ｂの内面とで囲繞された第２シリンダ部２４Ａの内部空間として形成される。

なお、第２シリンダ部２４Ａは、軸心から外方に向けて延びるように配置された第２端面部２４ａ及びこの第２端面部２４ａから可動シーブ２２に対して接近する方向に軸心と平行に延設された第２筒状部２４ｂを有する第２シリンダ部材２４Ｃと、中空軸２Ａの外周面及び変速機入力軸２の外周面とから構成される。
第２ピストン部２４Ｂは環状に形成され、外周側端面（外端面）２４１を第２筒状部２４ｂの内周面に摺接させ、内周側端面（内端面）２４２を中空軸２Ａの外周面に隙間なく結合させている。

このように、プライマリプーリ２０は、第１油圧室２３，第２油圧室２４の２つの油圧室を備え、可動シーブ２２の背面２２ａと第２ピストン部２４Ｂの内面とで油圧を受けるダブルピストン式となっているので、受圧面積を増大させており、固定シーブ２１と可動シーブ２２とによってベルト４を挟圧する力（挟圧力）を十分に確保できるようになっている。

セカンダリプーリ３０は、変速機出力軸３に一体に設けられた固定シーブ３１と、変速機出力軸３に軸方向に可動に装着された中空軸３Ａに一体に設けられた可動シーブ３２とを備え、固定シーブ３１のシーブ面と可動シーブ３２のシーブ面とでベルト４が圧接するＶ字状プーリ溝が形成される。可動シーブ３２の背面３２ａ側には、油圧によって可動シーブ３２を固定シーブ３１に対して離接するように軸方向に移動させるための油圧室３３が設けられている。変速機出力軸３は、プライマリプーリ２０よりも軸方向外側で軸受３５ａ，３５ｂを通じて図示しないケースに回転自在に支持されている。

油圧室３３も、可動シーブ３２の背面側に配置され変速機出力軸３に固設された区画部材（固定部材）と、可動シーブ３２の背面側に固設された部材（可動部材）とによって区画形成される。つまり、油圧室３３は、可動シーブ３２に固設されたシリンダ部材（可動部材）３３Ｃの内周面と、固定シーブ３１側である変速機出力軸３から外方に延びるように形成されたピストン部（固定部材）３３Ｂの内面とで囲繞されたシリンダ部３３Ａの内部空間として形成される。

なお、シリンダ部３３Ａは、可動シーブ３２の背面３２ａに沿って軸心から外方に向けて延びるように配置された端面部３３ａ及びこの端面部３３ａから可動シーブ３２に対して離隔する方向に軸心と平行に延設された筒状部３３ｂを有するシリンダ部材３３Ｃと、可動シーブ３２の背面３２ａと、中空軸３Ａ及び変速機出力軸３の外周面とから構成される。

ピストン部３３Ｂには段部３３ｃが形成され、軸受３５ａはこの段部３３ｃの外側に配備されている。また、ピストン部３３Ｂは環状に形成され、外周側端面（外端面）３３１を、筒状部３３ｂの内周面に摺接させ、内周側端面（内端面）３３２を変速機出力軸３の外周面に隙間なく結合させている。

このように、セカンダリプーリ３０は、油圧室３３のみを備え、可動シーブ３２の背面３２ａ及びシリンダ部３３Ａの端面部３３ａの背面で油圧を受けるシングルピストンとなっているので、受圧面積は増大させていないが、油圧室３３内には、可動シーブ３２の背面３２ａを押圧するようにスプリング３４が圧縮状態で介装されているので、油圧室３３内の油圧にスプリング３４の付勢力が加わって、固定シーブ３１と可動シーブ３２とによってベルト４の挟圧力を十分に確保できるようになっている。

また、プライマリプーリ２０では、油圧室２３，２４内の油圧が抜けるとベルト４の挟圧力はなくなってしまうが、セカンダリプーリ３０では、油圧室３３内の油圧が抜けても、スプリング３４が可動シーブ３２を固定シーブ３１に付勢するので、この付勢力だけベルト４の挟圧力が残る。したがって、油圧源からの各油圧室２３，２４，３３へ油圧供給が断たれると、スプリング３４によってセカンダリプーリ３０側だけにベルト４の挟圧力が残ることになる。

各油圧室２３，２４，３３へ油圧を供給する油圧源には、図示しないオイルポンプとコントロールバルブユニットとが装備される。
オイルポンプには、エンジンの出力トルクで駆動されるメカニカルポンプが適用され、ここでは、変速機入力軸２に固設されたスプロケット５からエンジンの出力トルクを取り出して駆動するメカニカルポンプが適用される。また、本実施形態では、メカニカルポンプとしてベーンポンプが適用されている。

また、コントロールバルブユニットには、レギュレータ弁や変速制御弁や変速指令弁や減圧弁等のスプール弁と共に、ライン圧やプライマリ圧やセカンダリ圧等を調整するソレノイドや、ステップモータやモード切り換えソレノイド等のアクチュエータが備えられる。コントロールバルブユニットは、変速指令に応じてプライマリ圧やセカンダリ圧を制御して、プライマリプーリ２０及びセカンダリプーリ３０によるベルト４の挟圧力と、プライマリプーリ２０及びセカンダリプーリ３０のベルト巻き掛け半径の比、即ち、変速比とを制御する。

車両が停止する際には、セカンダリプーリ３０のプーリ溝の溝幅が最小に縮小されてベルト４の巻き掛け半径は最大とされ、プライマリプーリ２０のプーリ溝の溝幅は最大に拡大されてベルト４の巻き掛け半径は最小にされ、ＣＶＴ１の変速比は最ローに制御される。この車両停止時にエンジンを自動停止させるアイドルストップ制御が実施されると、エンジン駆動のメカニカルポンプの場合、エンジンの停止と共にポンプも停止するので、セカンダリプーリ３０側だけにスプリング３４によるベルト４の挟圧力が残る。これにより、ＣＶＴ１の変速比は最ローに保持される。

〔油圧室のシール機構〕
図１〜図３に示すように、プライマリプーリ２０の第１油圧室２３及び第２油圧室２４並びにセカンダリプーリ３０の油圧室３３には、何れも、固定シーブ２１，３１側の固定部材と可動シーブ２２，３２側の可動部材との間の摺動部分に、シール機構４０Ａ〜４０Ｃ，４０Ｅが装備されている。

これらのシール機構４０Ａ〜４０Ｃ，４０Ｅは、第１シール部材４１，４２，４３，４４と、第２シール部材５１，５２又は第３シール部材６１，６２とを備えた、二重シール構造に構成される。各シール部材４１，４２，４３，４４，５１，５２，６１，６２の材料は、適宜採用でき、例えば、シール部材に広く適用されているニトリルゴム、シリコーンゴム等の合成ゴム等を用いることができる。

図２に示すように、第１油圧室２３には、第１ピストン部２３Ｂの外端面２３１と第１筒状部２３ｂの内周面との間、及び、第１ピストン部２３Ｂの内端面２３２と中空軸２Ａの外周面との間に、それぞれ摺接部分が形成されている。第２油圧室２４には、第２ピストン部２４Ｂの外端面２４１と第２筒状部２４ｂの内周面との間に、摺接部分が形成されている。

また、図３に示すように、油圧室３３には、ピストン部３３Ｂの外端面３３１と、筒状部３３ｂの内周面との間、摺接部分が形成されている。これらの摺動部分には、各シリンダ部と各ピストン部との間をシールする第１シール部材４１，４２，４３，４４が装備されている。
シール機構４０Ａは第１シール部材４１及び第２シール部材５１を有し、シール機構４０Ｂは第１シール部材４２及び第３シール部材６１を有している。

まず、第１油圧室２３の外側の第１シール部材４１は、第１ピストン部２３Ｂの外端面２３１に形成された環状溝１４１内に基部を内装されて装備され、先端部４１ａが、装着側から対向する第１筒状部２３ｂの内周面（対向面）２３ｄに常時密着している。
第１油圧室２３の内側の第１シール部材４２は、第１ピストン部２３Ｂの内端面２３２に形成された環状溝１４２内に基部を内装されて装備され、先端部４２ａが中空軸２Ａの外周面に常時密着している。

第１油圧室２３の第２シール部材５１は、第１シリンダ部２３Ａの端面部２３ａの内面に形成された環状溝１５１内に基部を内装されて装備され、先端部５１ａが、装着側から対向する第１油圧室２３に向けて突出している。第２シール部材５１の先端部５１ａは、凸型曲面状に形成され、可動シーブ２２が変速比を最ローとする位置にあるときにのみ第１ピストン部２３Ｂの対向面２３ｅに当接して圧縮状態で密着し、第１シリンダ部２３Ａと第１ピストン部２３Ｂとの間をシールする。

第１油圧室２３には、更に第３シール部材（リップシール部材）６１が装備される。この第３シール部材６１は、リップシールであって、第１シリンダ部２３Ａの第１筒状部２３ｂの先端部（可動シーブ２２に対して離隔した端部）に基端を固定されて、リップ先端を対向する第２シリンダ部２４Ａの第２筒状部２４ｂの外周面に当接させた環状リップ６１ａが装備される。ただし、環状リップ６１ａの先端は、湾曲して可動シーブ２２に対して離隔する方向（外部方向）に向いており、第１油圧室２３内が外部よりも圧力低下すると第３シール部材６１の環状リップ６１ａの先端が第２筒状部２４ｂの外周面に密着して、第１油圧室２３内への外気の進入を阻止するようになっている。

シール機構４０Ｃは第１シール部材４３及び第２シール部材５２を有している。
第２油圧室２４の外側の第１シール部材４３は、第２ピストン部２４Ｂの外端面２４１に形成された環状溝１４３内に基部を内装されて装備され、先端部４３ａが、装着側から対向する第２筒状部２４ｂの内周面（対向面）２４ｄに常時密着している。

第２油圧室２４の第２シール部材５２は、第２シリンダ部２４Ａの端面部２４ａの内面に形成された環状溝１５２内に基部を内装されて装備され、先端部５２ａが、装着側から対向する第２油圧室２４に向けて突出している。第２シール部材５２の先端部５２ａは、凸型曲面状に形成され、可動シーブ２２が変速比を最ローとする位置にあるときにのみ第２ピストン部２４Ｂの対向面２４ｅに当接して圧縮状態で密着し、第２シリンダ部２４Ａと第２ピストン部２４Ｂとの間をシールする。

図３に示すように、シール機構４０Ｅは第１シール部材４４及び第３シール部材６２を有している。
油圧室３３の内側の第１シール部材４４は、ピストン部３３Ｂの外端面３３１に形成された環状溝１４４内に基部を内装されて装備され、先端部４４ａが、装着側から対向する筒状部３３ｂの内周面（対向面）３３ｄに常時密着している。

油圧室３３の第３シール部材６２は、ピストン部３３Ｂの外端面３３１に外向き角部に基部を密着固定されて、先端側に環状リップ６２ａを有している。環状リップ６２ａは、先端を油圧室３３の外部方向に向けて油圧室３３の側に向いた面を対向面であるシリンダ部３３Ａの筒状部３３ｂの内周面３３ｄに弾性接触させて装備されている。環状リップ６２ａの先端は、油圧室３３の外部方向に向いているため、油圧室３３内のオイルが抜け油圧室３３内が外部よりも圧力低下すると第３シール部材６２の環状リップ６２ａの先端がシリンダ部３３Ａの筒状部３３ｂの内周面（対向面）３３ｄへの密着を強めて、油圧室３３内への外気の進入を阻止するようになっている。

〔油路のシール機構〕
外部の油圧源から各油圧室２３，２４，３３へ油圧用のオイルを供給するために、油路が設けられている。プライマリプーリ２０の第１油圧室２３及び第２油圧室２４へ油圧用のオイルを供給するためには、図１，図４に示すように、油路７ａ，２ａ，２ｂ等が設けられている。油路２ａは変速機入力軸２の軸心部分に形成され、油路２ｂは変速機入力軸２の軸心部分からの第１油圧室２３及び第２油圧室２４へかけて形成される。油路７ａは、油路２ａを構成する軸心穴部２ｃに内装されて、プライマリプーリ２０と同一軸心上に配置された中空の給油配管（管状部材）７の内部に形成される。

給油配管７は非回転であるが、変速機入力軸２は回転するため、給油配管７の外周面と
軸心穴部２ｃの内周との間には、摺動部分が存在し、この摺動部分にも、摺動部分をシールするシール機構４０Ｆ又は４０Ｇを備えている。

シール機構４０Ｆは、第１シール部材（環状シール部材）４５と第３シール部材（リップシール部材）６３とをそなえている。
第１シール部材４５は、給油配管７の外周面に形成された環状溝１４５内に基部を内装されて装備され、先端部４５ａは軸心穴部２ｃの内周面（対向面）２ｄに常時密着している。

第３シール部材６３は、変速機入力軸２の軸端に装備された端部フランジ６内周の段部６ａに基部６３ｂを密着固定されて、先端側に環状リップ６３ａを有している。環状リップ６３ａは、先端を装着側から油路２ａの外部方向に向けて突出して油路２ａの側に向いた面を、対向面である給油配管７の外周面７ｂに弾性接触させて装備されている。環状リップ６３ａの先端は、油路２ａの外部方向に向いているため、油路２ａ内のオイルが抜けて油路２ａ内が外部よりも圧力低下すると第３シール部材６３の環状リップ６３ａの先端が給油配管７の外周面への密着を強めて、油路２ａ内への外気の進入を阻止するようになっている。

また、第３シール部材６３は、その内周側全体が環状リップ６３ａとして形成され、環状リップ６３ａの外側に金属環６３ｃが装備され、環状リップ６３ａの先端が給油配管７の外周面から離隔しないように保持されている。ただし、金属環６３ｃは、環状リップ６３ａの先端があくまでも給油配管７の外周面に対して隙間を作らない程度（実際上は油膜が介在する）の弱い力で給油配管７の外周面に圧接させているものとする。

シール機構４０Ｇは、第１シール部材（環状シール部材）４５と第３シール部材（リップシール部材）６４とを備えている。
第１シール部材４５は、シール機構４０Ｆのものと同様であり、給油配管７の外周面に形成された環状溝１４５内に基部を内装されて装備され、先端部４５ａは軸心穴部２ｃの内周面（対向面）２ｄに常時密着している。

第３シール部材６４は、変速機入力軸２の軸端に装備された端部フランジ６内周の段部６ａに基部６４ｂを密着固定されて、先端側に環状リップ６４ａを有している。環状リップ６４ａは、先端を油路２ａの外部方向に向けて油路２ａの側に向いた面を対向面である給油配管７の外周面７ｂに弾性接触させて装備されている。環状リップ６４ａの先端は、油路２ａの外部方向に向いているため、油路２ａ内のオイルが抜けて油路２ａ内が外部よりも圧力低下すると第３シール部材６４の環状リップ６４ａの先端が給油配管７の外周面への密着を強めて、油路２ａ内への外気の進入を阻止するようになっている。

また、この第３シール部材６４は、その内周側には先端が給油配管７の外周面に弾性接触する環状シール部６４ｄを備え、環状リップ６４ａは環状シール部６４ｄよりも外部方向に別途突設されている。環状リップ６４ａの内側に金属環６４ｃが装備され、環状シール部６４ｄ及び環状リップ６４ａの先端が給油配管７の外周面から離隔しないように保持されている。ただし、金属環６４ｃは、環状シール部６４ｄ及び環状リップ６４ａの先端があくまでも給油配管７の外周面に対して隙間を作らない程度（実際上は油膜が介在する）の弱い力で給油配管７の外周面に圧接させているものとする。

〔作用及び効果〕
本発明の一実施形態にかかるシール機構付き車両用無段変速機は、上述のように構成されているので、以下のような作用及び効果を得ることができる。

車両の停止時にアイドルストップが実施されると、エンジンの停止と共にエンジン駆動のオイルポンプも停止し、停止したオイルポンプからオイルタンクに時間経過とともに作動油が漏出していく。このオイルポンプからの作動油の漏出に伴って、プライマリプーリ２０の第１油圧室２３及び第２油圧室２４並びにセカンダリプーリ３０の油圧室３３の各油圧室の内圧は次第に低下していき、油圧室２３，２４，３３内にエアが混入するおそれが発生する。

このエアの混入は、油圧室２３，２４，３３を形成する固定部材と可動部材との摺接部分において生じる。具体的には、第１油圧室２３の場合、第１ピストン部２３Ｂの外端面２３１と第１筒状部２３ｂの内周面との間、及び、第１ピストン部２３Ｂの内端面２３２と中空軸２Ａの外周面との間が、それぞれ摺接部分となる。また、第２油圧室２４の場合、第２ピストン部２４Ｂの外端面２４１と第２筒状部２４ｂの内周面との間が摺接部分となる。油圧室３３の場合、ピストン部３３Ｂの外端面３３１と筒状部３３ｂの内周面との間が摺接部分となる。

これらの摺動部分には、各シリンダ部と各ピストン部との間をシールする第１シール部材４１，４２，４３，４４を有するシール機構４０Ａ〜４０Ｃ，４０Ｅが装備されているが、この第１シール部材４１，４２，４３，４４は、油圧室２３，２４，３３から外部への作動油の漏出を完全に阻止するものではなく、予め一定の漏出を考慮して設計されたもので、この漏出した作動油を油圧室２３，２４，３３の外側周辺の摺動部分の潤滑に利用する場合もある。オイルポンプの作動時には、油圧系統内部の圧力は外気圧に比べて十分に高いので、油圧室２３，２４，３３の内から外部への作動油の漏出はあるが、外部から油圧室２３，２４，３３内へのエアの混入は生じない。

一方、オイルポンプが停止して油圧系統内部の圧力が低下すると、第１シール部材４１，４２，４３，４４だけでは、外部から油圧室２３，２４，３３内へのエアの混入を阻止できない。しかし、各シール機構４０Ａ〜４０Ｃ，４０Ｅは、第１シール部材４１，４２，４３，４４に加えて、第２シール部材５１，５２又は第３シール部材６１，６２を有しており、可動シーブ２２，３２が変速比を最ローとする最ロー位置にあるときには、二重シールとなってシール性が向上するため、外部から油圧室２３，２４，３３内へのエアの混入を阻止することができる。

特に、第２シール部材５１，５２は、可動シーブ２２，３２が変速比を最ローとする最ロー位置にあるときのみに、対向面に当接して圧縮状態で密着するので、強いシール効果を発生し、油圧系統内部の圧力低下が大きくなっても、外部から油圧室２３，２４，３３内へのエアの混入を阻止することができる。
また、第３シール部材６１，６２は、油圧系統内部の圧力が低下するほど環状リップ６１ａの先端が対向面に強く当接して密着するので、油圧系統内部の圧力低下が大きくなるほど強いシール効果が発生し、外部から油圧室２３，３３内へのエアの混入を阻止することができる。

このようにして、本シール機構４０Ａ〜４０Ｃ，４０Ｅによれば、オイルポンプが停止した場合にも、長期間にわたって、外部から油圧室２３，２４，３３内へのエアの混入を阻止することができる。油圧室２３，２４，３３内から油圧系統内部へエアが混入すると、エンジンの再始動時に油圧室２３，２４，３３内にオイルを充満させる時間が必要になり、発進性が損なわれるが、このような不具合が回避される。

また、各油圧室２３，２４へ油圧用のオイルを供給するための油路７ａを形成する給油配管７と、給油配管７が差し込まれ、変速機入力軸２側に油路７ａに連通する油路２ａを形成する軸心穴部２ｃとの間の摺動部分にも、シール機構４０Ｆ又は４０Ｇが備えられるので、油路２ａから油圧室２３，２４内へのエアの混入が抑制される。

つまり、シール機構４０Ｆは第１シール部材（環状シール部材）４５と第３シール部材（リップシール部材）６３とを備え、シール機構４０Ｇは、第１シール部材（環状シール部材）４５と第３シール部材（リップシール部材）６４とを備えている。
第３シール部材６３，６４は環状リップ６３ａ，６４ａを備え、環状リップ６３ａ，６４ａの先端は、油路２ａの外部方向に向いているため、油路２ａ内が油圧室２３内と共に外部よりも圧力低下すると環状リップ６３ａ，６４ａの先端が給油配管７の外周面への密着を強めて、油路２ａ内への外気の進入を阻止する。

したがって、エンジンの停止と共にエンジン駆動のオイルポンプも停止し、油路２ａの内圧が低下しても、油圧系統内部の圧力が低下するほど環状リップ６３ａ，６４ａの先端が対向面に強く当接して密着することになって、油圧系統内部の圧力低下が大きくなるほど強いシール効果が発生し、外部から油圧室２３，２４内へのエアの混入を阻止することができる。

特に、本実施形態では、オイルポンプにベーンポンプを用いており、構造が比較的簡単なため流体内のごみに対して許容範囲が大きくカムリング・ベーンとも磨耗しても補償されるため効率低下が少ないといったベーンポンプの利点を利用できる反面、停止時にはベーンの先端がポンプ室の内壁から離隔するため、オイルタンクへのオイルの戻りを阻止できず、油圧室内へのエアの混入が早まる不具合があるが、本シール機構４０Ａ〜４０Ｃ，４０Ｅ〜４０Ｇによれば、かかる不具合の発生を回避することができる。

また、車両の走行時には、通常、変速比が最ローになるときは限定的となる。このため最ロー以外の変速比では、第２シール部材５１，５２は対向面に当接せずにシール作用を発揮しないため、第１シール部材４１，４３のみによるシールになるが、車両の走行時には、通常エンジンが作動しオイルポンプも作動するので、油圧室内へのエアの混入はなく支障がない。しかも、最ロー以外の変速比の場合、車両の走行時に第２シール部材５１，５２の摺動抵抗が生じないので、可動シーブ２２，３２の移動レスポンスの低下を招くことがなく、変速比制御の制御応答性を確保することができる。

同様に、車両の走行時には、通常、油圧室に供給される油圧によって、油圧室２３，２４，３３及び油路７ａ，２ａ，２ｂの内圧が上昇し、油圧室２３，２４，３３又は油路７ａ，２ａ，２ｂから外部にオイルが漏出しやすいが、常時密着する環状シール部材４１，４４，４５がこれを抑制する。リップシール部材は、内圧上昇によって環状リップが油圧室又は油路の側には吸引されず対向面への摺接は弱まるため、外部へのオイルの漏出抑制には有効でないが、第３シール部材（リップシール部材）６１〜６４の摺動抵抗が抑制されるので、可動シーブ２２，３２の移動レスポンスの低下を招くことがなく、変速比制御の制御応答性を確保することができる。
また、変速時の摺動抵抗も小さくなるので、効率の低下を防ぐことができる。更に、シール性の向上のためには、リップシール部材を対向面により強く圧着させることが必要となるが、摺動機会が多いほど、強い圧着によりリップシール部材が磨耗する。しかし、走行中は、内圧の上昇によってリップシール部材の対向面への圧着は弱まるので、アイドルストップ中のシール性を高くしながら、走行中のリップシール部材の磨耗を抑制することができる。

〔その他〕
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上記実施形態では、プライマリプーリ２０に、第１油圧室２３，第２油圧室２４の２つの油圧室を備え、可動シーブ２２の背面２２ａと第２ピストン部２４Ｂの内面とで油圧を受けるダブルピストン式のものを採用しているが、シングルピストン式のものを採用しても良い。

また、上記実施形態では、セカンダリプーリ３０に、シングルピストン式のものを採用しているが、ダブルピストン式のものを採用しても良い。この場合、第２シリンダ部２４Ａ，第２ピストン部２４Ｂに相当する構造を追加し、シール機構の第２シール部材としては、第２シリンダ部の第２筒状部の内周面に装着し、可動シーブ３２が変速比を最ローとする位置にあるときに、第２ピストン部に圧接するように構成すればよい。

また、第２シール部材５１，５２をシリンダ部２３Ａ，２４Ａ側に装備して、可動シーブが最ロー位置にあるときに、ピストン部２３Ｂ，２４Ｂの対向面に密着するように構成したが、これと逆に、第２シール部材５１，５２をピストン部２３Ｂ，２４Ｂ側に装備して、可動シーブが最ロー位置にあるときに、シリンダ部２３Ａ，２４Ａの対向面に密着するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、可動シーブが最ロー位置にあるときに対向面が互いに近接するプライマリプーリ２０には、シンプルな構造の第２シール部材（環状シール部材）を装備し、その他の箇所には第３シール部材（リップシール部材）を装備しており、適材適所の配置としているが、各摺接部分に、第３シール部材（リップシール部材）を装備してもよい。

さらに、上記実施形態では、プライマリプーリ２０の油路に連通する摺接部分に、第１シール部材（環状シール部材）に加えて第３シール部材（リップシール部材）を追加したものを説明したが、セカンダリプーリ３０の油路に連通する摺接部分に、同様に第３シール部材（リップシール部材）を追加してもよい。

また、上記本実施形態では、メカニカルポンプとしてベーンポンプが適用されているが、メカニカルポンプとしては歯車ポンプ等の他の方式のものを採用してもよい。
また、油圧源に、メカニカルポンプと共に或いはメカニカルポンプに替えて電動ポンプを装備しているものに本シール機構を適用することも可能である。この場合、車両停止時に電動ポンプの負担を軽減することができる。
さらに、ＣＶＴの一部の油圧室に部分的に本発明にかかるシール機構を適用してもよい。

１ ベルト式無段変速機（ＣＶＴ）
２ 変速機入力軸
２ｃ 軸心穴部
２０ プライマリプーリ
２１ 固定シーブ
２Ａ 中空軸
２ｄ 対向面
２２ 可動シーブ
２２ａ 可動シーブ２２の背面
２３ 第１油圧室
２３Ａ 第１シリンダ部
２３Ｂ 第１ピストン部（固定部材）
２３１ 第１ピストン部２３Ｂの外周側端面（外端面）
２３２ 第１ピストン部２３Ｂの内周側端面（内端面）
２３Ｃ 第１シリンダ部材（可動部材）
２３ａ 第１端面部
２３ｂ 第１筒状部
２３ｄ，２３ｅ 対向面
２４ 第２油圧室
２４Ａ 第２シリンダ部
２４Ｂ 第２ピストン部（可動部材）
２４１ 外周側端面（外端面）
２４２ 内周側端面（内端面）
２４Ｃ 第２シリンダ部材（固定部材）
２４ａ 第２端面部
２４ｂ 第２筒状部
２４ｄ，２４ｅ 対向面
３ 変速機出力軸
３０ セカンダリプーリ
３１ 固定シーブ
３２ 可動シーブ
３２ａ 可動シーブ３２の背面
３３ 油圧室
３３Ａ シリンダ部
３３Ｂ ピストン部（固定部材）
３３１ ピストン部３３Ｂの外周側端面（外端面）
３３２ ピストン部３３Ｂの内周側端面（内端面）
３３Ｃ シリンダ部材（可動部材）
３３ａ 端面部
３３ｂ 筒状部
３３ｄ 対向面
３４ スプリング
４ ベルト
４０Ａ〜４０Ｃ，４０Ｅ〜４０Ｇ シール機構
４１，４２，４３，４４，４５ 第１シール部材（環状シール部材）
４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａ 第１シール部材の先端部
１４１，１４２，１４３，１４４ 環状溝
５１，５２ 第２シール部材
５１ａ，５２ａ 第２シール部材の先端部
１５１，１５２，１５３ 環状溝
６１，６２，６３，６４ 第３シール部材（リップシール部材）
６１ａ，６２ａ，６３ａ，６４ａ 第３シール部材の環状リップ
１６１ 環状溝
７ 給油配管（管状部材）
７ｂ 対向面

Claims (5)

1. 油圧源からの油圧で駆動される可動シーブ及び固定シーブを備えたプライマリプーリ及びセカンダリプーリと、前記両プーリに架け渡されたベルトとを有する車両用無段変速機であって、
   前記可動シーブの背面側に配置されて前記固定シーブの軸に固設された固定部材と、
   前記可動シーブの背面側に固設され、前記固定部材と協働して油圧室を形成する可動部材と、
   前記油圧室に連通する油路と、
   前記油圧室又は前記油路を外部と区画する摺動部分を、装着側からその対向面に密着してシールするシール機構を備え、
   前記シール機構は、
   前記対向面に常時密着する環状シール部材と、
   先端を前記油圧室又は前記油路側から前記外部へ向けて、前記油圧室又は前記油路の側の面を前記対向面に弾性接触する環状リップを有するリップシール部材と、から構成されている
   シール機構付き車両用無段変速機。
2. 前記油圧源に、車両に搭載されたエンジンで駆動されるメカニカルポンプが装備されている
   請求項１記載のシール機構付き車両用無段変速機。
3. 前記摺動部分は、前記固定部材と前記可動部材との間の摺動部分である
   請求項１又は２記載のシール機構付き車両用無段変速機。
4. 前記固定シーブの前記軸の内部に軸心に沿って形成され連通路を介して前記油圧室と連通する軸心穴部と、
   前記軸心穴部に一端を挿入されて、前記油圧源と連通する中空穴部が設けられた管状部材と、を備え、
   前記油路は、前記中空穴部と前記軸心穴部と前記連通路とから構成され、
   前記摺動部分は、軸心穴部の内周と前記管状部材の外周との間の摺動部分である
   請求項１又は２記載のシール機構付き車両用無段変速機。
5. 前記油圧源に、ベーンポンプが装備されている
   請求項１〜４の何れか１項に記載のシール機構付き車両用無段変速機。

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