JP2021139409A

JP2021139409A - 無段変速機

Info

Publication number: JP2021139409A
Application number: JP2020035930A
Authority: JP
Inventors: 博則浅岡; Hironori Asaoka; 啓輔二宮; Hirosuke Ninomiya
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-03-03
Filing date: 2020-03-03
Publication date: 2021-09-16

Abstract

【課題】伝動ベルトのシーブ接触面の摩耗を抑制することができる無段変速機を提供すること。【解決手段】回転軸と一体化された固定シーブと、回転軸と一体に回転するとともに回転軸の軸線方向に移動することができるように回転軸に嵌合した可動シーブとをそれぞれ有する一対のプーリと、一対のプーリに巻き掛けられた伝動ベルトとを備えた無段変速機であって、固定シーブ及び可動シーブのそれぞれの肉厚は、シーブ外径端から径方向で軸中心に向かって伝動ベルトのシーブ接触面における径方向の幅よりも狭い範囲が、狭い範囲以外に対して不連続で薄い。【選択図】図３

Description

本発明は、無段変速機に関する。

従来、車両の変速機として、プライマリプーリとセカンダリプーリとに伝動ベルトを巻き掛け、各プーリに対する伝動ベルトの巻き掛け半径を連続的に変化させることによって、変速比を無段階に変化させることができるベルト式の無段変速機が知られている（特許文献１など）。

特開２０１９−０６５９９４号公報

しかしながら、例えば、無段変速機の変速比を最大化させるために、伝動ベルトをできるだけセカンダリプーリのテーパー面における最外径側に巻き掛けるようにすると、セカンダリプーリのシーブ外径側のエッジに伝動ベルトのシーブ接触面が接触し、エッジ当たりによる面圧上昇によって伝動ベルトのシーブ接触面の摩耗が促進されてしまう。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、伝動ベルトのシーブ接触面の摩耗を抑制することができる無段変速機を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る無段変速機は、回転軸と一体化された固定シーブと、前記回転軸と一体に回転するとともに前記回転軸の軸線方向に移動可能に前記回転軸に設けられた可動シーブとをそれぞれ有する一対のプーリと、前記一対のプーリに巻き掛けられた伝動ベルトと、を備えた無段変速機であって、前記固定シーブ及び前記可動シーブのそれぞれの肉厚は、シーブ外径端から径方向で軸中心に向かって前記伝動ベルトのシーブ接触面における前記径方向の幅よりも狭い範囲が、前記狭い範囲以外に対して不連続で薄いことを特徴とするものである。

本発明に係る無段変速機においては、シーブの径方向において、シーブ外径側における前記狭い範囲の肉厚を、前記狭い範囲以外の肉厚に対して不連続で薄くすることによって、前記狭い範囲の肉厚が前記狭い範囲以外の肉厚と連続して薄くなる場合よりも、シーブの前記狭い範囲における剛性を小さくすることができる。これにより、本発明に係る無段変速機は、伝動ベルトのシーブ接触面が、シーブ外径側のエッジに接触したとしても、シーブの前記狭い範囲における剛性が小さいため、エッジ当たりによる面圧上昇を低減することができ、伝動ベルトのシーブ接触面の摩耗を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る無段変速機を模式的に示した図である。図２は、実施形態に係る無段変速機を模式的に示した側面図である。図３は、セカンダリプーリにおける第２固定シーブのテーパー面と、チェーンベルトにおけるロッカーピンの端面との接触部分を示した図である。

以下に、本発明に係る無段変速機の実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。

図１は、実施形態に係る無段変速機１を模式的に示した図である。図２は、実施形態に係る無段変速機１を模式的に示した側面図である。

図１及び図２に示すように、実施形態に係る無段変速機１は、図示しない駆動力源からトルクが伝達される入力軸２と、入力軸２と一体に回転するプライマリプーリ３と、図示しない駆動軸などの出力部材にトルクを伝達する出力軸４と、出力軸４と一体に回転するセカンダリプーリ５と、プライマリプーリ３とセカンダリプーリ５とに巻き掛けられたチェーンベルト６とを備えている。

プライマリプーリ３は、円錐形状の第１固定シーブ３１と第１可動シーブ３２とによって構成され、第１固定シーブ３１は入力軸２に一体に形成されている。第１可動シーブ３２は、入力軸２と一体に回転し、且つ、入力軸２の回転中心軸線方向（以下、単に軸線方向と記す。）への移動が可能なように、例えば、入力軸２にスプライン嵌合されている。そして、第１固定シーブ３１に第１可動シーブ３２を接近または離隔させることによって、変速比を変化させるようになっている。第１固定シーブ３１及び第１可動シーブ３２におけるテーパー面３１ａ，３２ａは、入力軸２の軸線方向で対向して配置されており、それらのテーパー面３１ａ，３２ａによりＶ溝が形成されている。入力軸２の軸線方向で第１可動シーブ３２におけるテーパー面３２ａとは反対側に、第１可動シーブ３２を軸線方向に移動させる第１油圧アクチュエータ７が設けられている。第１油圧アクチュエータ７は、例えば、図示しない油圧源からオイルが供給されることにより、第１可動シーブ３２を第１固定シーブ３１に接近させる推力を生じるように構成されている。

また、第１固定シーブ３１には、入力軸２の軸線方向でテーパー面３１ａとは反対側における外縁に、切り欠き部３１ｂが設けられている。また、第１可動シーブ３２には、入力軸２の軸線方向でテーパー面３２ａとは反対側における外縁に、切り欠き部３２ｂが設けられている。

セカンダリプーリ５は、プライマリプーリ３とほぼ同様に構成されており、円錐形状の第２固定シーブ５１と第２可動シーブ５２とによって構成され、第２固定シーブ５１は出力軸４に一体に形成されている。第２可動シーブ５２は、出力軸４と一体に回転し、且つ、出力軸４の回転中心軸線方向（以下、単に軸線方向と記す。）への移動が可能なように、例えば、出力軸４にスプライン嵌合されている。第２固定シーブ５１及び第２可動シーブ５２におけるテーパー面５１ａ，５２ａは、出力軸４の軸線方向で対向して配置されており、それらのテーパー面５１ａ，５２ａによってＶ溝が形成されている。出力軸４の軸線方向で第２可動シーブ５２におけるテーパー面５２ａとは反対側に、第２可動シーブ５２を軸線方向で第２固定シーブ５１側に移動させる第２油圧アクチュエータ８が設けられている。第２油圧アクチュエータ８は、例えば、図示しない油圧源からオイルが供給されることにより、第２可動シーブ５２を第２固定シーブ５１に接近させる推力を生じるように構成されている。

また、第２固定シーブ５１には、出力軸４の軸線方向でテーパー面５１ａとは反対側における外縁に、切り欠き部５１ｂが設けられている。また、第２可動シーブ５２には、出力軸４の軸線方向でテーパー面５２ａとは反対側における外縁に、切り欠き部５２ｂが設けられている。

チェーンベルト６は、プライマリプーリ３とセカンダリプーリ５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３のＶ溝とセカンダリプーリ５のＶ溝とに巻き掛けられている。チェーンベルト６は、チェーンベルト６の幅方向に並ぶ複数のリンクプレート６１、及び、それらのリンクプレート６１同士をチェーンベルト６の長さ方向で屈曲可能に環状に連結するロッカーピン６２を備えている。

リンクプレート６１は、例えば、金属の板状部材によって形成されている。リンクプレート６１には、ロッカーピン６２を挿入する貫通孔が形成されている。この貫通孔は、リンクプレート６１の長手方向の両端側の二箇所に形成されている。

ロッカーピン６２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６２は、上記のように、リンクプレート６１の貫通孔に嵌め込まれてリンクプレート６１同士を連結するとともに、所定のリンクプレート６１同士の間の相対回転が可能なようにリンクプレート６１同士を支持している。ロッカーピン６２は、ロッカーピン６２の軸線方向の両側の端面６２ａ，６２ｂが、それぞれ、チェーンベルト６がプライマリプーリ３及びセカンダリプーリ５に巻き掛かった状態で、各テーパー面３１ａ，３２ａ，５１ａ，５２ａに接触するシーブ接触面となるように構成されている。

実施形態に係る無段変速機１において、プライマリプーリ３の第１固定シーブ３１及び第１可動シーブ３２のそれぞれの肉厚、並びに、セカンダリプーリ５の第２固定シーブ５１及び第２可動シーブ５２のそれぞれの肉厚は、シーブ外径端から軸線方向と直交する方向である径方向で軸中心に向かってチェーンベルト６のシーブ接触面における径方向の幅よりも狭い範囲が、前記狭い範囲以外に対して不連続で薄くなっている。

すなわち、実施形態に係る無段変速機１では、上述したように、第１固定シーブ３１、第１可動シーブ３２、第２固定シーブ５１、及び、第２可動シーブ５２のテーパー面３１ａ，３２ａ，５１ａ，５２ａとは反対側における外縁に、切り欠き部３１ｂ，３２ｂ，５１ｂ，５２ｂを設けることによって、シーブ外径側の領域の肉厚を薄くして剛性を局所的に低下させている。

図３は、セカンダリプーリ５における第２固定シーブ５１のテーパー面５１ａと、チェーンベルト６におけるロッカーピン６２の端面６２ｂとの接触部分を示した図である。

図３に示すように、実施形態に係る無段変速機１では、第２固定シーブ５１のテーパー面５１ａとは反対側における外縁に設けた切り欠き部５１ｂの径方向の長さＬ１が、チェーンベルト６におけるロッカーピン６２の端面６２ｂの径方向の幅Ｌ２よりも短い。

ここで、第２固定シーブ５１に切り欠き部５１ｂを設けて、第２固定シーブ５１の肉厚を薄くする範囲が広すぎると、第２固定シーブ５１の剛性が低下し過ぎてしまい、動力伝達の効率低下につながってしまう。そのため、実施形態に係る無段変速機１では、切り欠き部５２ｂを設けて、第２固定シーブ５１の肉厚を薄くする範囲を、第２固定シーブ５１のシーブ外径端から径方向で軸中心に向かって、チェーンベルト６におけるロッカーピン６２の端面６２ｂの径方向における幅Ｌ２よりも狭い範囲（切り欠き部５１ｂの径方向長さＬ１）としている。

これにより、実施形態に係る無段変速機１においては、第２固定シーブ５１の径方向の外径側における前記狭い範囲の肉厚を、前記狭い範囲以外の肉厚よりも不連続で薄くすることによって、前記狭い範囲の肉厚が前記狭い範囲以外の肉厚と連続して薄くなる場合よりも、前記狭い範囲の剛性を小さくすることができる。よって、実施形態に係る無段変速機１は、チェーンベルト６をできるだけ第２固定シーブ５１のテーパー面５１ａにおける最外径側に巻き掛けて、ロッカーピン６２の端面６２ｂが、シーブ外径側のエッジ５１ｃに接触したとしても、エッジ当たりによる面圧上昇を低減することができ、チェーンベルト６のシーブ接触面である端面６２ｂの摩耗を抑制することができる。

また、実施形態に係る無段変速機１では、第２固定シーブ５１だけではなく、第１固定シーブ３１、第１可動シーブ３２、及び、第２可動シーブ５２についても、切り欠き部３１ｂ，３２ｂ，５２ｂの径方向の長さを、チェーンベルト６におけるロッカーピン６２の端面６２ａ，６２ｂの径方向の幅よりも短くしている。これにより、第２固定シーブ５１について説明したのと同様に、第１固定シーブ３１、第１可動シーブ３２、及び、第２可動シーブ５２において、ロッカーピン６２の端面６２ａ，６２ｂが、シーブ外径側のエッジに接触したとしても、エッジ当たりによる面圧上昇を低減することができ、チェーンベルト６のシーブ接触面である端面６２ａ，６２ｂの摩耗を抑制することができる。

１無段変速機
２入力軸
３プライマリプーリ
４出力軸
５セカンダリプーリ
６チェーンベルト
７第１油圧アクチュエータ
８第２油圧アクチュエータ
３１第１固定シーブ
３１ａ，３２ａ，５１ａ，５２ａテーパー面
３１ｂ，３２ｂ，５１ｂ，５２ｂ切り欠き部
３２第１可動シーブ
５１第２固定シーブ
５１ｃエッジ
５２第２可動シーブ

Claims

回転軸と一体化された固定シーブと、前記回転軸と一体に回転するとともに前記回転軸の軸線方向に移動可能に前記回転軸に設けられた可動シーブとをそれぞれ有する一対のプーリと、
前記一対のプーリに巻き掛けられた伝動ベルトと、
を備えた無段変速機であって、
前記固定シーブ及び前記可動シーブのそれぞれの肉厚は、シーブ外径端から径方向で軸中心に向かって前記伝動ベルトのシーブ接触面における前記径方向の幅よりも狭い範囲が、前記狭い範囲以外に対して不連続で薄いことを特徴とする無段変速機。