JP2020026820A - ベルト式無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】大きなコストアップを招くことなく、チェーンベルトにおけるロッカーピンのリンクプレートからの脱落を容易に防止できるベルト式無段変速機を提供する。【解決手段】ガイドレール５のガイド部８に、チェーンベルト４の幅方向における両端部分で、チェーンベルト４の外周面との接触面からロッカーピン７に向かって延びる二つのフランジ１０を設け、フランジ１０は、互いに対向し、ロッカーピン７の軸方向における両側の端面７ｃにそれぞれ対向するとともに、ロッカーピン７が軸方向で移動した場合に端面７ｃのいずれかの部分と接触する対向面１０ａを有し、対向面１０ａ間の距離ｗ１と、ロッカーピン７が軸方向で移動した場合に対向面１０ａと接触する両端面７ｃのいずれかの部分の軸方向における長さｄ１との差を、軸方向で最も外側に配列されるリンクプレート６の板厚ｔ１よりも小さくする。【選択図】図５

Description

この発明は、ベルト式無段変速機の構造に関するものであり、特に、動力伝達にチェーンベルトを用いるベルト式無段変速機に関するものである。

特許文献１に、チェーンベルトを用いたベルト式無段変速機が記載されている。この特許文献１に記載されたベルト式無段変速機におけるチェーンベルトは、チェーンベルトの幅方向に並ぶ複数のリンク（リンクプレート）、および、それらのリンク同士をチェーンベルトの長さ方向で屈曲可能に連結するピン（ロッカーピン）を備えている。チェーンベルトは、ベルト式無段変速機における二つのプーリに巻き掛けられ、それら二つのプーリの間で動力を伝達する。また、この特許文献１に記載されたベルト式無段変速機は、プーリに巻き掛けられたチェーンベルトの弦部の振動を抑制することを目的としており、チェーンベルトの弦部の端を各プーリに誘導するスタビライザ（ガイドレール）を有している。スタビライザは、チェーンベルトの弦部に接触するガイド部材、ガイド部材を移動可能に支持するケーシング、および、ガイド部材をチェーンベルトの弦部に向けて付勢する圧縮コイルばねを有している。ガイド部材には、チェーンベルトの幅方向における移動を規制するための凹所が形成されている。

また、特許文献２には、動力伝達チェーンに関する発明が記載されている。この特許文献２に記載された動力伝達チェーンは、例えば上記の特許文献１に記載されているようなベルト式無段変速機に用いられるチェーンベルトであり、チェーンベルトの幅方向に並ぶ複数のリンク（リンクプレート）、および、リンクを相互に連結するピン（ロッカーピン）を備えている。ピンの両端は、先細り形状に形成されており、チェーンベルトの幅方向で最も外側に配列される最外側リンクよりも更に外側に位置している。最外側リンクには、ピン両端の先細り形状部分の傾斜面と係合する爪部が形成されている。さらに、この特許文献２に記載されたチェーンベルトは、ピンが挿入された最外側リンクのピンからの抜け出しを防止するための抜け止め部材を備えている。抜け止め部材は、断面が溝形に形成されており、チェーンベルトの幅方向における両端の最外側リンクをチェーンベルトの外周側から挟み込むように、最外側リンクに取り付けられている。

特開２０１１−１２７６２１号公報 特開２０１８−９６１８号公報

上記の特許文献１に記載されたベルト式無段変速機は、ガイド部材および凹所が設けられたガイドレールを備えており、チェーンベルトの幅方向における移動を規制している。しかしながら、特許文献１記載されているガイド部材および凹所では、チェーンベルトにおけるリンクプレートからのロッカーピンの脱落を防止することができない。特許文献１記載されているガイド部材および凹所は、チェーンベルトのリンクプレートの側面と接触し、チェーンベルトの幅方向における移動を規制する。しかしながら、ガイド部材および凹所は、チェーンベルトのロッカーピンには接触しない（特許文献１の図２参照）。そのため、チェーンベルトの幅方向でロッカーピンがリンクプレートに対して相対移動した場合には、リンクプレートからロッカーピンが抜け出してしまうおそれがある。

上記のように、特許文献１に記載されているようなチェーンベルトを用いたベルト式無段変速機では、チェーンベルトにおけるリンクプレートからのロッカーピンの脱落を防止するための何らかの対策を講じる必要がある。チェーンベルトがプーリに巻き掛かっている箇所では、プーリによってチェーンベルトが挟圧され、その結果、チェーンベルトの幅方向におけるロッカーピンの移動が規制される。そのため、リンクプレートからロッカーピンが脱落することはない。また、チェーンベルトが動力を伝達している状態では、チェーンベルトに張力が作用する。そのため、チェーンベルトの張力によってロッカーピンとリンクプレートとの間に摩擦力が発生し、その摩擦力によってチェーンベルトの幅方向におけるロッカーピンの移動が規制される。それに対して、二つのプーリの間でチェーンベルトが直線状に進行する弦部では、チェーンベルトが上記のようなプーリによる挟圧から解放される。その結果、ロッカーピンの移動に対する規制がなくなってしまい、リンクプレートからロッカーピンが脱落してしまう可能性がある。そのため、例えば、図１に示すような従来のベルト式無段変速機に用いられるチェーンベルト１０１では、リンクプレート１０２に組み付けられたロッカーピン１０３の両端部に、多数のリテーナピン１０４が取り付けられている。リテーナピン１０４は、ロッカーピン１０３のリンクプレート１０２からの抜け出しを防止するための部材であり、例えば溶接によって各ロッカーピン１０３に接合されている。また、上記の特許文献２に記載されたチェーンベルトでは、ロッカーピンのリンクプレートからの脱落を防止するために、上記のような特殊な爪部を形成した最外側リンク、および、リンクプレートとロッカーピンとは別部材の抜け止め部材が特に設けられている。

このように、従来のチェーンベルトを用いたベルト式無段変速機では、ロッカーピンのリンクプレートからの脱落を防止するために、上記のような多数のリテーナピンを溶接し、あるいは、特殊な形状のリンクプレートや抜け止め部材などを別個に設けている。そのため、いずれの場合も、部品点数や組み付け工数が増大し、その結果、コストアップの大きな要因になっている。

この発明は上記のような技術的課題に着目して考え出されたものであり、大きなコストアップを招くことなく、チェーンベルトにおけるロッカーピンのリンクプレートからの脱落を容易に防止できるベルト式無段変速機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、この発明は、プライマリプーリと、セカンダリプーリと、前記プライマリプーリおよび前記セカンダリプーリのそれぞれのプーリ溝に巻き掛けられて前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの間で動力を伝達するチェーンベルトと、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの間で前記チェーンベルトが直線状に進行する弦部に接触して前記チェーンベルトを前記チェーンベルトの進行方向へ誘導するガイドレールとを備え、前記プーリ溝の溝幅を変化させることにより変速比を変更するベルト式無段変速機において、前記チェーンベルトは、複数の板状のリンクプレートと、複数の軸棒状のロッカーピンとを有し、前記リンクプレートに設けられた貫通穴に前記ロッカーピンが嵌め込まれて前記リンクプレート同士が環状に連結されており、前記ガイドレールは、前記弦部の長さ方向に延びて、前記チェーンベルトが進行する際に前記弦部の外周面または前記弦部の内周面が摺動するガイド部を有し、前記ガイド部は、前記チェーンベルトの幅方向における両端部分に、前記外周面との接触面または前記内周面との接触面から前記ロッカーピンに向かって延びる二つのフランジを有し、前記フランジは、互いに対向し、前記ロッカーピンの軸方向における両端面にそれぞれ対向するとともに、前記ロッカーピンが前記軸方向で移動した場合に前記両端面（前記ロッカーピンの軸方向における両側の端面）のいずれかの部分と接触する対向面を有し、前記対向面間の距離と、前記ロッカーピンが前記軸方向で移動した場合に前記対向面と接触する前記両端面のいずれかの部分の前記軸方向における長さとの差が、前記軸方向で最も外側に配列される前記リンクプレートの板厚よりも小さいことを特徴とするものである。

この発明のベルト式無段変速機では、チェーンベルトの弦部に接触するガイドレールが設けられる。ガイドレールは、変速に伴う弦部の傾きの変化に追従して揺動できるように支持されており、チェーンベルトの弦部と接触することによってチェーンベルトを適正な進行方向へ誘導する。また、チェーンベルトの弦部における振動を抑制する。そして、この発明のベルト式無段変速機では、チェーンベルトの外周面または内周面が摺動するガイドレールのガイド部に、ロッカーピンの両端面にそれぞれ対向するフランジが設けられる。その結果、チェーンベルトの幅方向でロッカーピンがリンクプレートに対して相対移動したとしても、ロッカーピンの端面がガイド部のいずれか一方のフランジに接触し、その相対移動が規制される。したがって、チェーンベルト自体には特に抜け止めの対策を施すことなく、ガイドレールのガイド部にフランジを形成する程度の軽微な変更のみで、上記のようなロッカーピンの相対移動を規制することができる。そのため、この発明のベルト式無段変速機によれば、大きなコストアップを招くことなく、チェーンベルトにおけるロッカーピンのリンクプレートからの脱落を容易に防止できる。

従来のチェーンベルトを用いたベルト式無段変速機に対する課題を説明するための図である。 この発明を適用するベルト式無段変速機の基本的な構成を説明するための図である。 この発明を適用するベルト式無段変速機の基本的な構成を説明するための図であって、特にガイドレールの構成を示す側面図である。 この発明を適用するベルト式無段変速機の基本的な構成を説明するための図であって、チェーンベルトおよびガイドレールを拡大して示す側面図である。 この発明を適用したベルト式無段変速機の一例を説明するための図であって、チェーンベルトの外周面が摺動する側のガイド部に、ロッカーピンの抜け出しを防止するためのフランジを設けた例を示す図である。 この発明を適用したベルト式無段変速機の他の例を説明するための図であって、チェーンベルトの内周面が摺動する側のガイド部に、ロッカーピンの抜け出しを防止するためのフランジを設けた例を示す図である。

この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。

この発明の実施形態で対象にするベルト式無段変速機は、伝動ベルトにチェーンベルトを採用した従来一般的なベルト式無段変速機である。例えば、前述の特許文献１に記載されているようなチェーンベルトを用いたベルト式無段変速機に適用することもできる。図２，図３に、この発明の実施形態におけるベルト式無段変速機１の概略の（基本的な）構成を示してある。図２，図３に示すベルト式無段変速機１は、既存の一般的なベルト式無段変速機と同様の構成である。その構成を簡単に説明すると、ベルト式無段変速機１は、動力源（図示せず）からトルクが伝達されるプライマリプーリ２、出力部材（図示せず）へトルクを伝達するセカンダリプーリ３、プライマリプーリ２とセカンダリプーリ３との間で動力を伝達するチェーンベルト４を、および、チェーンベルト４を進行方向へ誘導するガイドレール５を備えている。

プライマリプーリ２は、それぞれテーパ面が形成された固定シーブ２ａ、および、可動シーブ２ｂを有している。それら固定シーブ２ａと可動シーブ２ｂとを対向させて配置することにより、それら固定シーブ２ａと可動シーブ２ｂとの間にプーリ溝（ベルト巻き掛け溝）２ｃが形成されている。そして、可動シーブ２ｂをアクチュエータ（図示せず）によって固定シーブ２ａに対して接近もしくは離隔するように移動させることにより、プーリ溝２ｃの幅を変化させるように構成されている。

同様に、セカンダリプーリ３は、それぞれテーパ面が形成された固定シーブ３ａ、および、可動シーブ３ｂを有している。それら固定シーブ３ａと可動シーブ３ｂとを対向させて配置することにより、それら固定シーブ３ａと可動シーブ３ｂとの間にプーリ溝（ベルト巻き掛け溝）３ｃが形成されている。そして、可動シーブ３ｂをアクチュエータ（図示せず）によって固定シーブ３ａに対して接近もしくは離隔するように移動させることにより、ベルト巻き掛け溝３ｃの幅を変化させるように構成されている。

チェーンベルト４は、プライマリプーリ２とセカンダリプーリ３との間でトルクを伝達する伝動ベルトであって、プライマリプーリ２のプーリ溝２ｃ、および、セカンダリプーリ３のプーリ溝３ｃに巻き掛けられている。チェーンベルト４は、前述の図１に示した従来のチェーンベルト１０１と同様に、チェーンベルトの幅方向に並ぶ複数のリンクプレート６、および、それらのリンクプレート６同士をチェーンベルト４の長さ方向で屈曲可能に環状に連結するロッカーピン７を備えている。

リンクプレート６は、例えば金属の板状部材によって形成されている。図４に示すように、リンクプレート６には、ロッカーピン７を挿入する貫通穴６ａが形成されている。貫通穴６ａは、前述の図１に示した従来のチェーンベルト１０１と同様に、リンクプレート６の長手方向（図４の左右方向）の両端側の二箇所に形成されている。

ロッカーピン７は、例えば金属の棒状部材によって形成されている。ロッカーピン７は、上記のように、リンクプレート６の貫通穴６ａに嵌め込まれてリンクプレート６同士を連結するとともに、所定のリンクプレート６同士の間の相対回転が可能なようにリンクプレート６同士を支持している。図４に示す例では、ロッカーピン７は、並列に配置される第１ロッカーピン７ａおよび第２ロッカーピン７ｂによって構成されている。それら第１ロッカーピン７ａおよび第２ロッカーピン７ｂの二本が一組となって、貫通穴６ａに嵌め込まれている。そして、図２に示しているように、ロッカーピン７は、ロッカーピン７の軸線方向（図２の左右方向）の両端面７ｃが、それぞれ、チェーンベルト４がプーリ２，３に巻き掛かった状態でプーリ溝２ｃ，３ｃのテーパ面に接触して動力伝達面となるように構成されている。

上記のように構成された複数のリンクプレート６を、チェーンベルト４の幅方向に積層させるとともに、所定のリンクプレート６を貫通穴６ａの間隔だけチェーンベルト４の長さ方向にずらして配置した状態で、貫通穴６にロッカーピン７が挿入される。それにより、リンクプレート６が環状に連結されて、チェーンベルト４が構成されている。

ガイドレール５は、チェーンベルト４をチェーンベルト４の進行方向へ誘導し、チェーンベルト４の弦部４ａの振動を抑制するための部材であって、チェーンベルト４の弦部４ａに対応する位置に設けられている。弦部４ａは、プライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３に巻き掛けられたチェーンベルト４が、プライマリプーリ２とセカンダリプーリ３との間で直線状に進行する部分である。

ガイドレール５は、ガイド部８、および、支持部９を有している。ガイド部８は、ガイドレール５がチェーンベルト４の弦部４ａを覆うように設置された状態で、弦部４ａの長さ方向（図４の左右方向）に延びてチェーンベルト４が摺動もしくは接触するように構成されている。支持部９は、ガイド部８と一体になっており、例えばベルト式無段変速機１のケース（図示せず）に、回転可能に支持されるための軸または軸穴が形成されている。図４に示す例では、ガイドレール５をケースなどの固定部に回転可能に支持するための軸穴９ａが形成されている。

上記のようなガイドレール５を設けることにより、ベルト式無段変速機１で発生する振動や騒音を抑制することができる。例えば、ベルト式無段変速機１の運転時に、蛇行や波打ちなどチェーンベルト４が所定の振幅で振動した場合に、チェーンベルト４の弦部４ａがガイドレール５に接触する。その結果、上記のようなチェーンベルト４の振動が抑制され、ひいては、ベルト式無段変速機１の振動や騒音が抑制される。チェーンベルト４は、進行中にガイドレール５に接触しても、上記のようにガイドレール５が回転可能に支持されているので、チェーンベルト４の進行が妨げられることはなく、チェーンベルト４は正規の進行方向に誘導される。一方、ガイドレール５は、回転可能に支持されているものの、ガイド部８で、チェーンベルト４の弦部４ａを覆っているため、弦部４ａによってガイドレール５の回転方向への揺動が制限されている。

さらに、この発明の実施形態におけるベルト式無段変速機１では、上記のようなガイドレール５のガイド部８に、チェーンベルト４におけるロッカーピン７のリンクプレート６からの脱落を防止するための二箇所のフランジ１０が形成されている。具体的には、図５，図６に示すように、チェーンベルト４の外周側（図５，図６の上側）と接触するガイド部８、または、チェーンベルト４の内周側（図５，図６の下側）と接触するガイド部８のいずれか一方に、チェーンベルト４の幅方向（図５，図６の左右方向）における両端部分で、チェーンベルト４の外周面との接触面８ａ、または、チェーンベルト４の内周面との接触面８ｂからロッカーピン７に向かって延びる二箇所のフランジ１０が形成されている。図５に示す例では、チェーンベルト４の外周面との接触面８ａからロッカーピン７に向かって延びる二箇所のフランジ１０が形成されている。また、図６に示す例では、チェーンベルト４の内周面との接触面８ｂからロッカーピン７に向かって延びる二箇所のフランジ１０が形成されている。

二箇所のフランジ１０は、それぞれ、互いに対向する対向面１０ａを有している。二箇所のフランジ１０におけるそれぞれの対向面１０ａは、互いに対向するとともに、ロッカーピン７の軸方向（すなわち、チェーンベルト４の幅方向、図５，図６の左右方向）における両側の端面７ｃにそれぞれ対向する。そして、ロッカーピン７がその軸方向で移動した場合に、ロッカーピン７の端面７ｃのいずれかの部分と接触する。

そして、この発明の実施形態におけるベルト式無段変速機１は、チェーンベルト４およびガイドレール５が、それぞれ、二箇所のフランジ１０におけるそれぞれの対向面１０ａの間の距離ｗ１，ｗ２と、ロッカーピン７がその軸方向で移動した場合にいずれか対向面１０ａと接触する部分のロッカーピン７の軸方向における長さｄ１，ｄ２との差が、０よりも大きく、かつ、ロッカーピン７の軸方向で最も外側に配列されるリンクプレート６の板厚ｔ１，ｔ２よりも小さくなるように形成されている。

このように、この発明の実施形態におけるベルト式無段変速機１では、チェーンベルト４の幅方向でロッカーピン７がリンクプレート６に対して相対移動したとしても、ロッカーピン７の端面６ｃがガイド部８のいずれか一方のフランジ１０に接触し、その相対移動が規制される。したがって、この発明の実施形態におけるベルト式無段変速機１によれば、チェーンベルト４自体には特に抜け止め等の対策を施すことなく、ガイドレール５のガイド部８にフランジ１０を形成する程度の軽微な変更のみで、上記のようなロッカーピンの相対移動を規制することができる。そのため、大きなコストアップを招くことなく、チェーンベルト４におけるロッカーピン７のリンクプレート６からの脱落を容易に防止できる。

なお、ガイド部８に設けられるフランジ１０には、図５，図６に示すように、段差１０ｂが形成されていてもよい。段差１０ｂは、それぞれ、互いに対向する対向面１０ｃを有している。二箇所の段差１０ｂにおけるそれぞれの対向面１０ｃは、互いに対向するとともに、ロッカーピン７の軸方向で最も外側に配列されるリンクプレート６にそれぞれ対向する。そして、リンクプレート６がロッカーピン７の軸方向で外側に移動した場合に、リンクプレート６の側面と接触する。したがって、フランジ１０に上記のような段差１０ｂを設けることにより、チェーンベルト４におけるロッカーピン７のリンクプレート６からの脱落をより確実に防止することができる。

１…ベルト式無段変速機、 ２…プライマリプーリ、 ２ａ…（プライマリプーリ２の）固定シーブ、 ２ｂ…（プライマリプーリ２の）可動シーブ、 ２ｃ…（プライマリプーリ２の）プーリ溝（ベルト巻き掛け溝）、 ３…セカンダリプーリ、 ３ａ…（セカンダリプーリ３の）固定シーブ、 ３ｂ…（セカンダリプーリ３の）可動シーブ、 ３ｃ…（セカンダリプーリ３の）プーリ溝（ベルト巻き掛け溝）、 ４…チェーンベルト、 ４ａ…（チェーンベルト４の）弦部、 ５…ガイドレール、 ６…リンクプレート、 ６ａ…貫通穴、 ７…ロッカーピン、 ７ａ…第１ロッカーピン、 ７ｂ…第２ロッカーピン、 ７ｃ…（ロッカーピンの）端面、 ８…（ガイドレール５の）ガイド部、 ９…（ガイドレール５の）支持部、 ９ａ…（支持部９の）軸穴、 １０…（ガイド部８の）フランジ、 １０ａ…（フランジ１０の）対向面。

Claims (1)

1. プライマリプーリと、セカンダリプーリと、前記プライマリプーリおよび前記セカンダリプーリのそれぞれのプーリ溝に巻き掛けられて前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの間で動力を伝達するチェーンベルトと、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの間で前記チェーンベルトが直線状に進行する弦部に接触して前記チェーンベルトを前記チェーンベルトの進行方向へ誘導するガイドレールとを備え、前記プーリ溝の溝幅を変化させることにより変速比を変更するベルト式無段変速機において、
   前記チェーンベルトは、複数の板状のリンクプレートと、複数の軸棒状のロッカーピンとを有し、前記リンクプレートに設けられた貫通穴に前記ロッカーピンが嵌め込まれて前記リンクプレート同士が環状に連結されており、
   前記ガイドレールは、前記弦部の長さ方向に延びて、前記チェーンベルトが進行する際に前記弦部の外周面または前記弦部の内周面が摺動するガイド部を有し、
   前記ガイド部は、前記チェーンベルトの幅方向における両端部分に、前記外周面との接触面または前記内周面との接触面から前記ロッカーピンに向かって延びる二つのフランジを有し、
   前記フランジは、互いに対向し、前記ロッカーピンの軸方向における両端面にそれぞれ対向するとともに、前記ロッカーピンが前記軸方向で移動した場合に前記両端面のいずれかの部分と接触する対向面を有し、
   前記対向面間の距離と、前記ロッカーピンが前記軸方向で移動した場合に前記対向面と接触する前記両端面のいずれかの部分の前記軸方向における長さとの差が、前記軸方向で最も外側に配列される前記リンクプレートの板厚よりも小さい
   ことを特徴とするベルト式無段変速機。

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