JP2019105289A

JP2019105289A - ベルト式無段変速機のプーリ構造

Info

Publication number: JP2019105289A
Application number: JP2017237024A
Authority: JP
Inventors: 一晶瀧戸; Kazuaki Takido; 賢児田崎; Kenji Tasaki; 拓也廣瀬; Takuya Hirose
Original assignee: GOOSHUU KK; Gohsyu Corp
Current assignee: GOOSHUU KK; Gohsyu Corp
Priority date: 2017-12-11
Filing date: 2017-12-11
Publication date: 2019-06-27

Abstract

【課題】加工が容易で、かつ、確認済みの可動側シーブの固定強度の値をそのまま利用できるようにすることによって、信頼性が高く、製造コストを低廉にできるベルト式無段変速機のプーリ構造を提供すること。【解決手段】シーブ部１のシャフト挿入孔の内周面及びシャフト２の外周面に、可動側シーブのシーブ部３のシャフト挿入孔の内周面及びシャフト２の外周面に形成したボール挿入用の溝３１、２２と同等に、軸方向に複数のボール挿入用の溝１１、２２をそれぞれ等角度間隔に形成し、固定側シーブのシーブ部１のシャフト挿入孔にシャフト２を挿入した状態で、シーブ部１及びシャフト２のボール挿入用の溝１１、２２内に、可動側シーブと同等のボール４を挿入するようにして、シーブ部１とシャフト２が一体となって回転するようにする。【選択図】図１

Description

本発明は、ベルト式無段変速機のプーリ構造に関し、特に、別個に成形されたシーブ面を有するシーブ部と無段変速機の回転軸として形成されたシャフトを組み合わせることによって構成される固定側シーブを備えたベルト式無段変速機のプーリ構造に関するものである。

ベルト式無段変速機のプーリ構造における固定側シーブは、シャフトにシーブ部を成形する必要があるが、これらを一体として鍛造などにより成形する場合には、シーブ部による外径のサイズとシャフトの軸方向のサイズとが共に大きいことから製造性が悪いという問題が存在する。

ところで、シーブ部のベルトと接触する部分は、ベルトにより駆動力を伝えることから、耐疲労摩耗性の高い材料の適用が必要となる。一方、シャフトは回転曲げに対する剛性が必要とするが、シーブ部ほど疲労摩耗対策は必要ない。しかし、シーブ部とシャフトを一体に成形した固定側シーブにおいては、シーブ部とシャフトが同一材料となるため、製造コストが高くなる原因となる。

このため、従来から、別個に成形されたシーブ面を有するシーブ部と無段変速機の回転軸として形成されたシャフトを組み合わせることによって構成される固定側シーブを備えたベルト式無段変速機のプーリ構造が提案され、実用化されている（例えば、特許文献１〜２参照。）。

特開２００９−２０４９０３号公報特開２００６−１０５２１７号公報

ところで、特許文献１に開示されたものでは、別体に形成したシーブ部をシャフトに対してスプライン結合することによって、シーブ部とシャフトが一体となって回転するようにしている。

特許文献２に開示されたものでは、別体に形成したシーブ部をシャフトに対して嵌合することによって、シーブ部とシャフトが一体となって回転するようにしている。

ところで、特許文献１に開示されたように、スプライン結合することによって、別体に形成したシーブ部をシャフトに対してスプライン結合する方式を採用する場合は、固定側シーブのベルトを介して駆動力を伝えるための固定強度が十分かどうかの確認を、数値解析及び実機でする必要があるため、製造コストが高くなる原因となる。これは、可動側シーブと固定側シーブのシーブ部とシャフトの組付部分の構造に違いがあり、確認済みの可動側シーブの固定強度の値をそのまま利用できないからである。

また、特許文献１に開示されたように、嵌合することによって、別体に形成したシーブ部をシャフトに対してスプライン結合する方式を採用する場合は、同様に、固定側シーブのベルトを介して駆動力を伝えるための固定強度が十分かどうかの確認を、数値解析及び実機でする必要があることに加え、組付後の製品精度を確保するために、研磨等の仕上げ加工を十分に行う必要があるため、製造コストが高くなる原因となる。

本発明は、上記従来の別個に成形されたシーブ面を有するシーブ部と無段変速機の回転軸として形成されたシャフトを組み合わせることによって構成される固定側シーブを備えたベルト式無段変速機のプーリ構造の有する問題点に鑑み、加工が容易で、かつ、確認済みの可動側シーブの固定強度の値をそのまま利用できるようにすることによって、信頼性が高く、製造コストを低廉にできるベルト式無段変速機のプーリ構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のベルト式無段変速機のプーリ構造は、以下（１）〜（３）のいずれかの手段を採用している。

（１）別個に成形されたシーブ面を有するシーブ部と無段変速機の回転軸として形成されたシャフトを組み合わせることによって構成される固定側シーブを備えたベルト式無段変速機のプーリ構造であって、前記シーブ部のシャフト挿入孔の内周面及びシャフトの外周面に、可動側シーブのシーブ部のシャフト挿入孔の内周面及びシャフトの外周面に形成したボール挿入用の溝と同等に、軸方向に複数のボール挿入用の溝をそれぞれ等角度間隔に形成し、固定側シーブのシーブ部のシャフト挿入孔にシャフトを挿入した状態で、シーブ部及びシャフトのボール挿入用の溝内に、可動側シーブと同等のボールを挿入するようにして、シーブ部とシャフトが一体となって回転するようにしたことを特徴とするベルト式無段変速機のプーリ構造。

（２）別個に成形されたシーブ面を有するシーブ部と無段変速機の回転軸として形成されたシャフトを組み合わせることによって構成される固定側シーブを備えたベルト式無段変速機のプーリ構造であって、前記シーブ部のシャフト挿入孔の内周面及びシャフトの外周面に、可動側シーブのシーブ部のシャフト挿入孔の内周面及びシャフトの外周面に形成したボール挿入用の溝と同等に、軸方向に複数のピン挿入用の溝をそれぞれ等角度間隔に形成し、固定側シーブのシーブ部のシャフト挿入孔にシャフトを挿入した状態で、シーブ部及びシャフトのピン挿入用の溝内に、可動側シーブのボールの直径と同じ直径のピンを挿入するようにして、シーブ部とシャフトが一体となって回転するようにしたことを特徴とするベルト式無段変速機のプーリ構造。

（３）別個に成形されたシーブ面を有するシーブ部と無段変速機の回転軸として形成されたシャフトを組み合わせることによって構成される固定側シーブを備えたベルト式無段変速機のプーリ構造であって、前記シーブ部のシャフト挿入孔の内周面に、可動側シーブのシーブ部のシャフト挿入孔の内周面に形成したボール挿入用の溝と同等に、軸方向に複数の突条挿入用の溝を、シャフトの外周面に、可動側シーブのボールの直径と同じ直径の半円柱状の突条を、それぞれ等角度間隔に形成し、固定側シーブのシーブ部のシャフト挿入孔にシャフトを挿入した状態で、シーブ部の突条挿入用の溝内にシャフトに形成した半球状の突条を挿入するようにして、シーブ部とシャフトが一体となって回転するようにしたことを特徴とするベルト式無段変速機のプーリ構造。

この場合において、前記シーブ部のシャフト挿入孔の内径とシャフトの外径の公差を、可動側シーブのシーブ部のシャフト挿入孔の内径とシャフトの外径の公差と同一に設定してなるようにすることができる。

本発明のベルト式無段変速機のプーリ構造によれば、シーブ部とシャフトの使用する材料の自由度が大きく、加工が容易で、かつ、可動側シーブと固定側シーブのシーブ部とシャフトの組付部分の構造に実質的な違いがないため、確認済みの可動側シーブの固定強度の値をそのまま利用できるようにすることによって、信頼性が高く、工具の共通化によるコスト削減効果や組付後の製品精度を確保するための仕上げ加工が不要となることと相俟って、製造コストが低廉なベルト式無段変速機のプーリ構造を提供することができる。

また、前記シーブ部のシャフト挿入孔の内径とシャフトの外径の公差を、可動側シーブのシーブ部のシャフト挿入孔の内径とシャフトの外径の公差と同一に設定してなるようにすることにより、可動側シーブと固定側シーブのシーブ部とシャフトの組付部分の構造に実質的な違いがないようにすることができ、信頼性が高く、安定した駆動性能を有するベルト式無段変速機のプーリ構造を提供することができる。

本発明のベルト式無段変速機のプーリ構造の実施形態（１）を示し、（ａ）は分解した各部品の説明図、（ｂ）は各部品を組み付けた状態を示す説明図である。本発明のベルト式無段変速機のプーリ構造の実施形態（２）を示し、（ａ）は分解した各部品の説明図、（ｂ）は各部品を組み付けた状態を示す説明図である。本発明のベルト式無段変速機のプーリ構造の実施形態（３）を示し、（ａ）は分解した各部品の説明図、（ｂ）は各部品を組み付けた状態を示す説明図である。

以下、本発明のベルト式無段変速機のプーリ構造の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

［実施形態（１）］
図１に、本発明のベルト式無段変速機のプーリ構造の実施形態（１）を示す。

このベルト式無段変速機のプーリ構造は、別個に成形されたシーブ面を有するシーブ部１と無段変速機の入力軸又は出力軸となる回転軸として形成されたシャフト２を組み合わせることによって構成される固定側シーブを備え、シーブ部１のシャフト挿入孔の内周面及びシャフト２の外周面に、可動側シーブのシーブ部３のシャフト挿入孔の内周面及びシャフト２の外周面に形成したボール挿入用の溝３１、２２と同等に、軸方向に複数のボール挿入用の溝１１、２２をそれぞれ等角度間隔（本実施例においては、１２０°間隔。）に形成し、固定側シーブのシーブ部１のシャフト挿入孔にシャフト２を挿入した状態で、シーブ部１及びシャフト２のボール挿入用の溝１１、２２内に、可動側シーブと同等のボール４（本実施例においては、３個。）を挿入するようにして、シーブ部１とシャフト２が一体となって回転するようにしたものである。

ここで、可動側シーブと同等のボール４とは、可動側シーブのボール挿入用の溝３１、２２に挿入されるボール５と、同じ材質、同じ直径のボールを意味する。

固定側シーブのシーブ部１は、そのシャフト挿入孔にシャフト２を挿入することによって、シャフト２に形成されたフランジ２３によって位置決めされるようにしている。

また、固定側シーブのシーブ部１及びシャフト２のボール挿入用の溝１１、２２内に挿入されたボール４は、軸受部材６によって、ボール挿入用の溝１１、２２内から脱落しないようにされている。

シーブ部１及びシーブ部３やシャフト２に使用する材料は、特に限定されるものではないが、具体的には、シーブ部１及びシーブ部３には、機械構造用合金鋼（ＪＩＳＧ４０５１）、例えば、ＳＣＲ４２０、ＳＣＭ４２０等を、また、シャフト２には、機械構造用炭素鋼（ＪＩＳＧ４０５３）、例えば、Ｓ３５Ｃ、Ｓ４０Ｃ、Ｓ４５Ｃ、Ｓ５０Ｃ等を、それぞれ好適に使用することができる。

この場合において、固定側シーブのシーブ部１のシャフト挿入孔の内径とシャフト２の外径の公差を、可動側シーブのシーブ部３のシャフト挿入孔の内径とシャフト２の外径の公差と同一に設定してなるようにすることができる。
ここで、公差は、従来汎用されている可動側シーブの公差（ＪＩＳＢ０４０１−１及び２）を適宜用いることができる。
これにより、可動側シーブと固定側シーブのシーブ部１、３とシャフト２の組付部分の構造に実質的な違いがないようにすることができ、信頼性が高く、安定した駆動性能を有するベルト式無段変速機のプーリ構造を提供することができる。

［実施形態（２）］
図２に、本発明のベルト式無段変速機のプーリ構造を適用した車両用ベルト式無段変速機の実施形態（２）を示す。
このベルト式無段変速機のプーリ構造は、別個に成形されたシーブ面を有するシーブ部１と無段変速機の入力軸又は出力軸となる回転軸として形成されたシャフト２を組み合わせることによって構成される固定側シーブを備え、シーブ部１のシャフト挿入孔の内周面及びシャフト２の外周面に、可動側シーブのシーブ部３のシャフト挿入孔の内周面及びシャフト２の外周面に形成したボール挿入用の溝３１、２２と同等に、軸方向に複数のピン挿入用の溝１１、２２をそれぞれ等角度間隔（本実施例においては、１２０°間隔。）に形成し、固定側シーブのシーブ部１のシャフト挿入孔にシャフト２を挿入した状態で、シーブ部１及びシャフト２のピン挿入用の溝１１、２２内に、可動側シーブのボール５の直径と同じ直径のピン７を挿入するようにして、シーブ部１とシャフト２が一体となって回転するようにしたものである。

ここで、ピン７は、可動側シーブのボール挿入用の溝３１、２２に挿入されるボール５と、同じ材質、同じ直径で、ボール５の直径の２〜４倍程度の長さのピンを用いることができる。

なお、本実施形態（２）のその他の構成及び作用は、上記実施形態（１）と同様である。

［実施形態（３）］
図３に、本発明のベルト式無段変速機のプーリ構造を適用した車両用ベルト式無段変速機の実施形態（３）を示す。
このベルト式無段変速機のプーリ構造は、別個に成形されたシーブ面を有するシーブ部１と無段変速機の入力軸又は出力軸となる回転軸として形成されたシャフト２を組み合わせることによって構成される固定側シーブを備え、シーブ部１のシャフト挿入孔の内周面に、可動側シーブのシーブ部３のシャフト挿入孔の内周面に形成したボール挿入用の溝３１と同等に、軸方向に複数の突条挿入用の溝１１を、シャフト２の外周面に、可動側シーブのボール５の直径と同じ直径の半円柱状の突条２４を、それぞれ等角度間隔（本実施例においては、１２０°間隔。）に形成し、固定側シーブのシーブ部１のシャフト挿入孔にシャフト２を挿入した状態で、シーブ部１の突条挿入用の溝１１内にシャフト２に形成した半球状の突条２４を挿入するようにして、シーブ部１とシャフト２が一体となって回転するようにしたものである。

ここで、突条２４は、可動側シーブのボール挿入用の溝３１、２２に挿入されるボール５の直径と同じ直径の半円柱状で、ボール５の直径の２〜４倍程度の長さに形成することができる。

なお、本実施形態（３）のその他の構成及び作用は、上記実施形態（１）と同様である。

上記実施形態（１）〜（３）のベルト式無段変速機のプーリ構造によれば、シーブ部１とシャフト２の使用する材料の自由度が大きく、加工が容易で、かつ、可動側シーブと固定側シーブのシーブ部１、３とシャフト２の組付部分の構造に実質的な違いがないため、確認済みの可動側シーブの固定強度の値をそのまま利用できるようにすることによって、信頼性が高く、工具の共通化によるコスト削減効果や組付後の製品精度を確保するための仕上げ加工が不要となることと相俟って、製造コストが低廉なベルト式無段変速機のプーリ構造を提供することができる。

以上、本発明のベルト式無段変速機のプーリ構造について、複数の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、各実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明のベルト式無段変速機のプーリ構造は、加工が容易で、かつ、確認済みの可動側シーブの固定強度の値をそのまま利用できるようにすることによって、信頼性が高く、製造コストを低廉にできるという特性を有していることから、車両用のベルト式無段変速機のプーリの用途に好適に用いることができるほか、その他の用途のベルト式無段変速機のプーリの用途にも用いることができる。

１シーブ部（固定側シーブ）
１１溝
２シャフト
２１溝
２２溝
２３フランジ
２４突条
３シーブ部（可動側シーブ）
３１溝
４ボール
５ボール
６軸受部材
７ピン

Claims

別個に成形されたシーブ面を有するシーブ部と無段変速機の回転軸として形成されたシャフトを組み合わせることによって構成される固定側シーブを備えたベルト式無段変速機のプーリ構造であって、前記シーブ部のシャフト挿入孔の内周面及びシャフトの外周面に、可動側シーブのシーブ部のシャフト挿入孔の内周面及びシャフトの外周面に形成したボール挿入用の溝と同等に、軸方向に複数のボール挿入用の溝をそれぞれ等角度間隔に形成し、固定側シーブのシーブ部のシャフト挿入孔にシャフトを挿入した状態で、シーブ部及びシャフトのボール挿入用の溝内に、可動側シーブと同等のボールを挿入するようにして、シーブ部とシャフトが一体となって回転するようにしたことを特徴とするベルト式無段変速機のプーリ構造。
別個に成形されたシーブ面を有するシーブ部と無段変速機の回転軸として形成されたシャフトを組み合わせることによって構成される固定側シーブを備えたベルト式無段変速機のプーリ構造であって、前記シーブ部のシャフト挿入孔の内周面及びシャフトの外周面に、可動側シーブのシーブ部のシャフト挿入孔の内周面及びシャフトの外周面に形成したボール挿入用の溝と同等に、軸方向に複数のピン挿入用の溝をそれぞれ等角度間隔に形成し、固定側シーブのシーブ部のシャフト挿入孔にシャフトを挿入した状態で、シーブ部及びシャフトのピン挿入用の溝内に、可動側シーブのボールの直径と同じ直径のピンを挿入するようにして、シーブ部とシャフトが一体となって回転するようにしたことを特徴とするベルト式無段変速機のプーリ構造。
別個に成形されたシーブ面を有するシーブ部と無段変速機の回転軸として形成されたシャフトを組み合わせることによって構成される固定側シーブを備えたベルト式無段変速機のプーリ構造であって、前記シーブ部のシャフト挿入孔の内周面に、可動側シーブのシーブ部のシャフト挿入孔の内周面に形成したボール挿入用の溝と同等に、軸方向に複数の突条挿入用の溝を、シャフトの外周面に、可動側シーブのボールの直径と同じ直径の半円柱状の突条を、それぞれ等角度間隔に形成し、固定側シーブのシーブ部のシャフト挿入孔にシャフトを挿入した状態で、シーブ部の突条挿入用の溝内にシャフトに形成した半球状の突条を挿入するようにして、シーブ部とシャフトが一体となって回転するようにしたことを特徴とするベルト式無段変速機のプーリ構造。
前記シーブ部のシャフト挿入孔の内径とシャフトの外径の公差を、可動側シーブのシーブ部のシャフト挿入孔の内径とシャフトの外径の公差と同一に設定してなることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のベルト式無段変速機のプーリ構造。