JP2019120364A - チェーンベルト式無段変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リンクプレートがリテーナピンに与える押圧力を抑制することができるチェーンベルト式無段変速装置を提供することを目的とする。【解決手段】円錐面１７ａ，１８ａによりチェーンベルト１３が巻き掛けられるＶ溝を形成する一対のシーブ１７，１８を備える。一対のシーブ１７，１８には、接触部材４１がシーブ１７，１８と共に回転するように設けられている。接触部材４１は、巻掛け径が最小の状態で、複数のリンクプレート３０のうちロッカーピン３１の軸線方向での端部に位置する端部リンクプレート３０−１とリテーナピン３２とのロッカーピン３１の軸線方向での間Ｂの部分に位置する。また、接触部材４１は、端部リンクプレート３０−１にロッカーピン３１の軸線方向で少なくとも一部が対向するように位置する。【選択図】図４

Description

本発明は、一対のプーリと、それらプーリに巻き掛けられたチェーンベルトとにより構成され、そのベルトの巻き掛け半径を変更することにより変速比を変化させるチェーンベルト式無段変速装置に関するものである。

従来、無段変速装置に使用されるチェーンベルトは、複数のクレードルピン（ロッカーピン）、複数のリンクプレート、および複数のリテーナピンを有している（例えば、特許文献１参照）。ロッカーピンは、軸線方向に配置されて両端がプーリのＶ溝を構成する一対の円錐面に当接する。リンクプレートは、ロッカーピンを挿入されるピン孔（連結孔）を有し、ロッカーピンの軸線方向に積層されて複数のロッカーピンによってチェーンの長手方向に無端状に連結される。リテーナピンは、ロッカーピンの軸線方向の両端部、より具体的にはリンクプレートを挟んだ両端部に、ロッカーピンの径方向で外側に突出して設けられているピンであり、複数のリンクプレートのうち軸線方向端部に位置する端部リンクプレートを抜け止めする。

リテーナピンは、抜け止めするためのものであるため、通常ではリンクプレートに接触していないが、初期の取り付け不良などのミスアライメントがあった場合には端部リンクプレートに接触することがある。また、変速比が最大の状態では、駆動側のプライマリプーリにおいて、シーブの円錐面に巻掛けられるチェーンベルトの巻掛け径がセカンダリプーリ側の巻掛け径よりも小径になり、円錐面に当接するロッカーピンの本数が少なくなる。このため、一対のシーブがロッカーピンを挟み付けることによる応力が大きくなるので、ロッカーピンが撓み易い。ロッカーピンが撓むと、端部リンクプレートが傾斜したり、軸線方向外側に向けて移動したりすることがある。このようになると、端部リンクプレートがリテーナピンに接触してリテーナピンの耐久性が低下するおそれがある。この場合、チェーンベルトに伝達される駆動トルクが高いため、端部リンクプレートの側面によりリテーナピンに高い応力が生じる。このような接触が繰り返し行われると、リテーナピンに施した、例えば溶接による固着が外れてリテーナピンがロッカーピンから脱落してしまうことがある。

そこで、特許文献１に記載の装置では、端部リンクプレートにおける連結孔に対してプーリの回転軸を中心とする径方向の内側に、ロッカーピンの軸線方向の外側に突出する第１の突起部を備えている。さらに、端部リンクプレートは、ピン孔に対してプーリの回転軸を中心とする径方向の外側に、ロッカーピンの軸線方向の外側に突出する第２の突起部を備えている。

また、リテーナピンの脱落を防止するように構成した無段変速機のリンクプレートチェーンが知られている（例えば、特許文献２参照）。そのリンクプレートチェーンは、端部リンクプレートに挿通される複数のロッカーピンのうち、チェーンの長手方向の前後における端側のロッカーピンのリテーナピンよりも内側のロッカーピンのリテーナピンを軸線方向における外側に取り付けている。

特開２０１５−１２９５６６号公報 特開２０１５−１８３７４４号公報

特許文献１に記載の装置では、チェーンベルトがプーリに巻き付く過程でロッカーピンが撓んで端部リンクプレートが軸線方向外側に相対的に移動した場合に、第１または第２の突起部が円錐面に接触することでリテーナピンと端部リンクプレートとの接触を回避している。しかしながら、第１および第２の突起部は端部リンクプレートに設けられており、また円錐面はプーリに設けられているため、第１または第２の突起部と円錐面とが繰り返し接触すると、端部リンクプレートと円錐面との少なくとも一方が変形することがある。例えば端部リンクプレートが変形すると、端部リンクプレートに接触する他のリンクプレートやそれらに挿入されるロッカーピンなどに片ベリなどが生じるおそれがある。さらに、端部リンクプレートが変形すると円錐面に第１および第２の突起部との２つの部材が繰り返し接触することがあるため、円錐面を変形させるおそれがある。円錐面が変形すると、円錐面がトルクをロッカーピンへの押圧力に変換して伝達するものであるため、ロッカーピンを変形させたり、あるいはロッカーピンの端部に接触しない部分が生じたりしてロッカーピンへのトルク伝達の効率を低下させるおそれがある。

特許文献２に記載の装置では、ロッカーピンが撓んでリンクプレートが軸線方向の外側に移動した場合に、内側のロッカーピンのリテーナピンよりも先に外側のロッカーピンのリテーナピンが端部リンクプレートに接触する。このため、外側のロッカーピンのリテーナピンに応力が生じてロッカーピンから外れると、端部リンクプレートがさらに移動して今度は内側のロッカーピンのリテーナピンに接触することになる。よって、リンクプレートがリテーナピンに与える押圧力を抑制するための対策面では未だ不十分と考えられ、まだ改善の余地がある。

この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、リンクプレートがリテーナピンに与える押圧力を抑制することができるチェーンベルト式無段変速装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、本発明は、厚さ方向に積層された複数のリンクプレートをロッカーピンが貫通して前記リンクプレートが環状に連結されてチェーンベルトが構成され、前記チェーンベルトが溝幅を広狭に変化させられるプーリに巻き掛けられるとともに、前記ロッカーピンの前記リンクプレートから突出している端部が前記プーリを構成している一対のシーブの円錐面に当接させられ、前記ロッカーピンの前記リンクプレートから突出している部分に、前記ロッカーピンの外側に突出して前記リンクプレートの前記ロッカーピンからの抜け止めを行うリテーナピンが設けられているチェーンベルト式無段変速装置において、前記プーリに巻き掛けられた前記チェーンベルトの巻掛け径が最小の状態で、前記複数のリンクプレートのうち前記ロッカーピンの軸線方向での端部に位置する端部リンクプレートと前記リテーナピンとの前記ロッカーピンの軸線方向での間の部分に位置し、かつ前記端部リンクプレートに前記ロッカーピンの軸線方向で少なくとも一部が対向するように位置する接触部材が前記プーリと共に回転するように設けられていることを特徴とするものである。

本発明によれば、プーリに巻き掛けられたチェーンベルトの巻掛け径が最小の状態で、端部リンクプレートとリテーナピンとのロッカーピンの軸線方向での間の部分に位置し、かつ端部リンクプレートにロッカーピンの軸線方向で少なくとも一部が対向するように位置する接触部材がプーリと共に回転するように設けられている。このため、ロッカーピンが撓んで端部リンクプレートが傾いたり、あるいは軸線方向の外側に向けて移動した場合に、その端部リンクプレートがリテーナピンよりも先に接触部材に接触する。これにより、リンクプレートがリテーナピンに与える押圧力を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る無段変速装置を模式的に示す説明図である。 チェーンベルトの一部を示す平面図である。 プライマリプーリの固定シーブの外観を示す斜視図である。 突起部材と端部リンクプレートとの関係を説明する説明図である。 突起部材の他の実施形態を示す説明図である。 巻掛け径が最小の際の図５に示した突起部材とチェーンベルトとの関係を示す説明図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る無段変速装置を模式的に示す説明図である。無段変速装置（Continuously Variable Transmission（ＣＶＴ））１０は、例えば車両の駆動装置に使用されるものであり、プライマリプーリ１１、セカンダリプーリ１２、チェーンベルト１３を備える。駆動トルクは、プライマリシャフト１４に伝達される。ＣＶＴ１０は、プライマリシャフト１４に入力された駆動トルクを無段階に変更可能なプーリ（変速）比で増減してセカンダリシャフト１５に出力する。

プライマリプーリ１１は、プライマリシャフト１４と一体に形成された固定シーブ１７と、プライマリシャフト１４に対して軸線方向に摺動自在に支持される可動シーブ１８（図４参照）とを有する。固定シーブ１７の円錐面１７ａおよび可動シーブ１８の円錐面１８ａ（図４参照）は、プライマリシャフト１４の軸線方向で対向して設けられている。一対の円錐面１７ａ，１８ａは、プライマリプーリ１１の第１Ｖ溝を形成する。

また、セカンダリプーリ１２は、セカンダリシャフト１５と一体に形成された固定シーブ（図示なし）と、セカンダリシャフト１５に対して軸線方向に摺動自在に支持される可動シーブ１９とを有する。固定シーブの円錐面（図示なし）および可動シーブ１９の円錐面１９ａは、セカンダリシャフト１５の軸線方向で対向して設けられている。一対の円錐面１９ａは、セカンダリプーリ１２の第２Ｖ溝を形成する。

プライマリプーリ１１は、可動シーブが固定シーブ１７に対して軸線方向に移動することで第１Ｖ溝の溝幅が変化する。また、セカンダリプーリ１２は、可動シーブ１９が固定シーブに対して軸線方向に移動することで第２Ｖ溝の溝幅が変化する。これによって、第１Ｖ溝および第２Ｖ溝の溝幅が変更され、プーリ比が変更される。なお、プーリ比は、プライマリプーリ１１の回転速度とセカンダリプーリ１２の回転速度との比で算出される値である。

プライマリプーリ１１は、チェーンベルト１３を挟み付けている。チェーンベルト１３の挟み付け範囲、つまり円錐面１７ａへの噛み込みが噛み込み角θの範囲に生じている。巻き掛け状態のチェーンベルト１３は、プライマリプーリ１１に巻き掛けられる巻掛け部２２、セカンダリプーリ１２に巻き掛けられる巻掛け部２３、および巻掛け部２２，２３をつなぐ弦部（直線部）２４，２５で構成されている。弦部２４，２５は、プライマリプーリ１１およびセカンダリプーリ１２に接触していない範囲となっている。

プーリ比は、第１Ｖ溝および第２Ｖ溝の溝幅を変化させることにより変わる。つまり、チェーンベルト１３が固定シーブ１７の円錐面１７ａに接触する半径（巻掛け径）に比例する。チェーンベルト１３は、プーリ比が小さいハイ側プーリ比（γmin）の際に、プライマリプーリ１１に対する巻掛け径Ｒ１が相対的に径の大きな大径で、セカンダリプーリ１２に対する巻掛け径Ｒ２が相対的に径の小さな小径となる。また、二点鎖線で記載したように、プーリ比が高いロー側プーリ比（γmax）の際には、プライマリプーリ１１に対する巻掛け径Ｒ３が相対的に径の小さな小径で、セカンダリプーリ１２に対する巻掛け径Ｒ４が相対的に径の大きな大径となる。なお、図１に示す矢印Ｘ方向は、例えば車両の前進時にチェーンベルトが走行する方向を示す。弦部２５は引張側の弦部になり、また、弦部２４は弛み側の弦部になる。

図２は、図１の矢印Ａ方向から視たチェーンベルトの一部を示す平面図である。図２に示すようにチェーンベルト１３は、リンクプレート３０、ロッカーピン３１、およびリテーナピン３２を備えている。リンクプレート３０は、ロッカーピン３１により長手方向に複数並べて連結されている。長手方向は、プライマリプーリ１１およびセカンダリプーリ１２に巻き掛けられる方向である。また、リンクプレート３０は、ロッカーピン３１により長手方向に直交する軸線方向（厚さ方向）に積層して連結されている。

リンクプレート３０には、連結孔３３が形成されている。ロッカーピン３１は、連結孔３３に嵌め込まれることで複数のリンクプレート３０を連結する。ロッカーピン３１の両端部３１ａは、プライマリプーリ１１の固定シーブ１７および可動シーブ１８（図４参照）の円錐面１７ａ，１８ａに当接することで円錐面１７ａ，１８ａからチェーンベルト１３にトルクを伝達する。また、両端部３１ａは、セカンダリプーリ１２の固定シーブの円錐面および可動シーブ１９の円錐面１９ａに当接することでチェーンベルト１３から固定シーブの円錐面および可動シーブ１９の円錐面１９ａにトルクを伝達する。

リテーナピン３２は、ロッカーピン３１の両端部３１ａ寄りでかつ外側に突出するように、例えば溶接により取り付けられている。具体的には、リテーナピン３２は、複数のリンクプレート３０のうち、ロッカーピン３１の軸線方向における端に配置される端部リンクプレート３０−１がロッカーピン３１から抜けることを阻止するように、端部リンクプレート３０−１とロッカーピン３１の端部３１ａとの間に取り付けられている。

図３は、プライマリプーリの固定シーブの外観を示す斜視図である。図３に示すように固定シーブ１７の円錐面１７ａには、径方向に突出する突起部材４０が取り付けられている。この実施形態では、突起部材４０は、環状に突出した形態になっており、円錐面１７ａと共に回転する。なお、突起部材４０は、円錐面１７ａに一体的に取り付けられた形態でもよいし、別部材として取り付けられた形態であってもよい。なお、プライマリプーリ１１の可動シーブ１８（図４参照）の円錐面１８ａにも、前述したと同じまたは同様な突起部材４０が取り付けられている。なお、突起部材４０は、円環形状に限らず、例えば短冊状に切りかかれたものを円周状に並べて構成されていてもよい。

図４は、突起部材と端部リンクプレートとの関係を説明する説明図である。突起部材４０は、先端側、つまり径方向の外周側に接触部材４１を有する。接触部材４１は、少なくとも巻掛け径が最小の状態の際に、プライマリシャフト１４から端部リンクプレート３０−１における連結孔３３に対する内側部３０ａまでの径方向の長さに対応する位置に設けられている。また、端部リンクプレート３０−１とリテーナピン３２とのロッカーピン３１の軸線方向での間隔Ｂの部分に位置し、かつ端部リンクプレート３０−１にロッカーピン３１の軸線方向で少なくとも一部が対向するように位置する。より具体的には、接触部材４１は、ロッカーピン３１の端部３１ａが円錐面１７ａ，１８ａに接触する範囲Ｃ以外の範囲と、リテーナピン３２と端部リンクプレート３０−１との間隔Ｂとが重なる範囲に設けられている。この実施形態では、ロッカーピン３１の端部３１ａが円錐面１７ａ，１８ａに接触する範囲Ｃ以外の範囲は、プライマリシャフト１４から範囲Ｃまでの範囲である。このため、巻掛け径が最小の状態の際に、例えば端部リンクプレート３０が軸線方向の外側に向けて移動した場合に、端部リンクプレート３０−１がリテーナピン３２よりも先に接触部材４１に接触する。これにより、端部リンクプレート３０−１がリテーナピン３２に付与する押圧力を抑制することができる。プライマリプーリ１１は、本発明の実施形態におけるプーリの一例である。なお、突起部材４０は、プライマリプーリ１１以外に、セカンダリプーリ１２に設けられていてもよい。また、円錐面１７ａ，１８ａにインボリュートスプラインなどの形状をした案内溝を設け、接触部材４１からの外力により突起部材４０が案内溝に沿って案内されるように突起部材４０を案内溝に結合し、突起部材４０が円錐面１７ａ，１８ａの径方向に移動するように構成されていてよい。

図５は、突起部材の他の実施形態を示す説明図である。図５に示す突起部材４３は、複数の突起機構４５により構成されており、突起機構４５は、接触部材４６および弾性部材４７を備えている。接触部材４６は、巻掛け径が最小の状態から最大の状態までの間にて、例えば端部リンクプレート３０−１が軸線方向の外側に向けて移動する場合に、リテーナピン３２よりも先にその端部リンクプレート３０−１に接触する。なお、図５は、巻掛け径が最大の状態の際に固定シーブ１７に巻き掛けられたチェーンベルト１３と突起機構４５との関係を模式的に示しており、個数や縮尺などは正確ではない。また、図５に示す二点鎖線１３ａは、巻掛け径が最大の状態におけるチェーンベルト１３の移動軌跡を示している。

各突起機構４５は、固定シーブ１７の円錐面１７ａに、かつプライマリシャフト１４を中心とする円周方向に沿って複数設けられており、円錐面１７ａと共に回転する。例えば突起機構４５は、プライマリシャフト１４を中心とする円周を等分した位置にそれぞれ設けられていてもよい。

接触部材４６は、巻掛け径が最大の状態の際に、端部リンクプレート３０−１とリテーナピン３２とのロッカーピン３１の軸線方向での間の部分に位置し、かつ端部リンクプレート３０−１にロッカーピン３１の軸線方向で少なくとも一部が対向するように位置する。

例えば端部リンクプレート３０−１が軸線方向の外側に向けて移動した場合に、その端部リンクプレート３０−１は、リテーナピン３２よりも先に接触部材４６の側面４６ｂに接触する。接触部材４６の上面４６ａには、巻掛け径が最大以外の際に、ロッカーピン３１が径方向の外周側から接触する。これにより、接触部材４６は、弾性部材４７を径方向の内周側に向けて付勢する。弾性部材４７は、径方向に弾性変形可能に取り付けられており、一端４７ａが円錐面１７ａに固定され、他端４７ｂが接触部材４６を保持している。一端４７ａは、例えば円錐面１７ａに設けられた段差部１７ｂに取り付けられていてよい。段差部１７ｂは、軸線方向と平行な円周面を有し、その円周面に一端４７ａを取り付ければよい。なお、弾性部材４７としては、図５ではコイルばねとして記載しているが、本発明ではこれに限らず、径方向に向けて弾性変形自在の特性を有するものであれば、周知の部材を使用してもよい。

弾性部材４７は、巻掛け径が最大の際に、接触部材４６の上面４６ａがロッカーピン３１に当接していないため、自由状態の長さになっている。このとき、プライマリシャフト１４を中心とする側面４６ｂまでの径方向の長さは、端部リンクプレート３０−１の径方向における内側部３０ａまでの径方向の長さと略同じ長さになっている。また、図４で説明したと同じに、ロッカーピン３１の端部３１ａが円錐面１７ａに接触する範囲Ｃ以外の範囲と、リテーナピン３２および端部リンクプレート３０−１の間隔Ｂとが重なる範囲に設けられている。このため、例えばロッカーピン３１が撓んで端部リンクプレート３０−１が傾いたり、あるいは軸線方向に移動しても、その端部リンクプレート３０−１がリテーナピン３２に接触するよりも先に接触部材４６の側面４６ｂに接触する。

図６は、巻掛け径が最小の際の図５に示した突起部材とチェーンベルトとの関係を示す説明図である。図６に示すようにチェーンベルト１３の巻掛け径が最小の際には、一対の円錐面１７ａ，１８ａに挟み込まれる巻掛け部にて突起機構４５の外径が最大の巻掛け径の際と比べて小径に変化する。つまり、チェーンベルト１３の巻掛け径が最小側に向けて変化する過程で、ロッカーピン３１が接触部材４６の上面４６ａに径方向の外側から内側に向けて当接して弾性部材４７が径方向の内側に向けて圧縮される。

プライマリシャフト１４を中心とする側面４６ｂまでの径方向の長さは、円錐面１７ａ，１８ａに挟み込まれる範囲にて、巻掛け径に応じた径方向の長さに連続的に変化する。これにより、プライマリシャフト１４を中心とする側面４６ｂまでの径方向の長さは、端部リンクプレート３０−１の内側部３０ａまでの径方向の長さと略同じ長さになるように連続的に変化する。このため、接触部材４６の側面４６ｂは、巻掛け径が最小の状態でも、例えば端部リンクプレート３０−１が傾いたり、あるいは端部３１ａに向けて移動したりした場合に、その端部リンクプレート３０−１がリテーナピン３２に接触するよりも先に接触部材４６の側面４６ｂに接触する。上述した突起部材４３は、可動シーブ１８の円錐面１８ａにも設けられている。なお、突起部材４３は、セカンダリプーリ１２に設けられていてもよい。また、突起機構４５を構成する部材は、図５および図６で説明した接触部材４６や弾性部材４７に限らず、例えば周知のものを使用してもよい。

以上、本発明は、上述した実施形態で示した構成に限定されないのであって、特許を請求している範囲で適宜に変更して実施することができる。例えば突起部材４０，４３は、円錐面１７ａ，１８ａに取り付けられることに限らず、例えば一対のプーリに含まれる回転軸、例えばプライマリシャフト１４の外周部に設けられていてもよい。

また、図５および図６で説明したように突起機構４５の外径を変速比に応じて変更可能な構成の場合には、接触部材４６を、端部リンクプレート３０−１のうち連結孔３３を挟んだ径方向の外側部に接触するように設けられていてもよい。つまり、円錐面１７ａ，１８ａのうち径方向の外周部から内周に向かって延びるように突起部材を設けてもよい。この場合には、接触部材を位置させる範囲は、ロッカーピン３１の端部３１ａが円錐面１７ａ，１８ａに接触する範囲Ｃ以外の範囲のうち、プライマリシャフト１４を中心とする径方向にて範囲Ｃの外周側の範囲になる。

１０…無段変速装置、 １１…プライマリプーリ、 １２…セカンダリプーリ、 １３…チェーンベルト、 １７…固定シーブ、 １８…可動シーブ、 １７ａ，１８ａ…円錐面、 ３０…リンクプレート、 ３０−１…端部リンクプレート、 ３１…ロッカーピン、 ３２…リテーナピン、 ４０，４３…突起部材、 ４１，４６…接触部材。

Claims (1)

1. 厚さ方向に積層された複数のリンクプレートをロッカーピンが貫通して前記リンクプレートが環状に連結されてチェーンベルトが構成され、前記チェーンベルトが溝幅を広狭に変化させられるプーリに巻き掛けられるとともに、前記ロッカーピンの前記リンクプレートから突出している端部が前記プーリを構成している一対のシーブの円錐面に当接させられ、前記ロッカーピンの前記リンクプレートから突出している部分に、前記ロッカーピンの外側に突出して前記リンクプレートの前記ロッカーピンからの抜け止めを行うリテーナピンが設けられているチェーンベルト式無段変速装置において、
   前記プーリに巻き掛けられた前記チェーンベルトの巻掛け径が最小の状態で、前記複数のリンクプレートのうち前記ロッカーピンの軸線方向での端部に位置する端部リンクプレートと前記リテーナピンとの前記ロッカーピンの軸線方向での間の部分に位置し、かつ前記端部リンクプレートに前記ロッカーピンの軸線方向で少なくとも一部が対向するように位置する接触部材が前記プーリと共に回転するように設けられていることを特徴とするチェーンベルト式無段変速装置。

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