JP2517548Y2 - ベルト式無段変速機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案はベルト式無段変速機の改良に関するものであ
る。

従来の技術 ベルト式無段変速機の一種に、（ａ）一対の回転軸に
それぞれ設けられ、その回転軸に固設された固定回転体
と、その回転軸に軸方向の移動可能且つ軸まわりの回転
不能に設けられた可動回転体とから成り、伝動ベルトが
巻き掛けられる一対の可変プーリと、（ｂ）前記可動回
転体の外周部から前記回転軸の軸心と平行に前記伝動ベ
ルト側と反対側へ突設された円筒状の外周壁と、一端部
が前記回転軸に固定された円筒部とその円筒部の他端部
から外周側へ延びるフランジ部とを有し、そのフランジ
部の外周縁部が前記外周壁の内側に摺動可能に嵌合され
たインナーシリンダと、前記回転軸に固定され前記イン
ナーシリンダの円筒部の外周面と対向する内周面を備え
た有底円筒状のアウターシリンダと、前記外周壁の先端
部に固定され、前記インナーシリンダの円筒部の外周面
と前記アウターシリンダの内周面との間に摺動可能に嵌
合された環状のピストン部材とを含み、前記可動回転体
を軸方向へ駆動して前記可変プーリの有効径を変更する
油圧駆動装置とを備えた形式のものがある。

上記のような油圧駆動装置、すなわちダブルピストン
形式の油圧駆動装置を備えたベルト式無段変速機におい
ては、前記可動回転体の外周部に設けられた円筒状の外
周壁が伝動ベルトの張力によって繰り返し変形させられ
て径方向に微振動し、その外周壁とこれに固定された前
記ピストン部材との組合せ面が押圧状態で互いに擦れ合
うことによってそれらが固着する可能性があり、油圧駆
動装置の分解が困難となる事態を回避するために、この
固着を防止する対策が講じられている。

その一例として、たとえば、実開昭62−131149号公報
などに記載されたベルト式無段変速機においては、前記
アウターシリンダに隣接して回転軸を支持しているベア
リングを潤滑するために強制的に供給されている潤滑油
を再利用することに着眼し、その一端がアウターシリン
ダ内部から上記ベアリングの側面に面して開口するとと
もに他端が前記外周壁とインナーシリンダとピストン部
材とに囲まれた空間内にインナーシリンダの円筒部を通
して開口し、且つ前記可変プーリの回転に伴う遠心作用
によりその一端において生じた負圧により上記ベアリン
グから流れ出た潤滑油を導くように形成された潤滑油路
を設け、これを介して上記組合せ面に潤滑油を供給する
という手段が開示されている。

考案が解決しようとする課題 しかし、上記のような手段では、ベルト式無段変速機
の作動中、特に前記可変プーリが高速で回転している状
態においては、前記ベアリングを通過した潤滑油がベア
リングとアウターシリンダとの間の隙間から遠心作用に
よって外周側に流動し、前記潤滑油路の一端側の受油孔
付近に滞留することなく速やかに流れ出てしまうため、
その受油孔に受け入れられる潤滑油が少なくなる。この
ため、高負荷且つ高速回転であるほど前記外周壁とこれ
に固定された前記ピストン部材との組合せ面における振
動が激しくなって特に潤滑が要求されるその組合せ面に
対して、充分な量の潤滑油を確実に供給することが困難
であった。

本考案は以上の事情を背景として為されたものであ
り、その目的とするところは、可変プーリの高速回転時
においても前記可動回転体の外周壁とこれに固定された
前記ピストン部材との組合せ面を確実に潤滑するベルト
式無段変速機を供給することにある。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するためには、回転に伴って前記隙
間から外周側へ流動する潤滑油が流れ込む凹溝を形成
し、その凹溝内に開口させた受油孔が滞留させられた潤
滑油で覆われるようにすればよく、本考案の要旨とする
ところは、前記（ａ）一対の可変プーリと、（ｂ）油圧
駆動装置とを備え、前記回転軸を回転可能に支持するベ
アリングを軸方向に通過する潤滑油を、そのベアリング
に隣接する部材のベアリングの側面に対向する位置に開
口する受油孔に受けて前記外周壁とこれに固定された前
記ピストン部材との組合せ面に導く形式のベルト式無段
変速機において、前記油圧駆動装置の前記ベアリングに
隣接する部材のそのベアリングの側面に対向する位置に
おいて前記可変プーリの回転方向に沿って長手状に凹溝
を形成し、前記受油孔をその凹溝内の可変プーリ径方向
の外周側且つその可変プーリの回転方向の後端部側の位
置に開口させたことにある。

作用および考案の効果 このようにすれば、前記ベアリングを通過した潤滑油
は、前記可変プーリの高速回転中においても、そのベア
リングとそれに隣接する部材との隙間から外周側に流動
する過程において表面張力や粘性などの作用により前記
凹溝内に容易に滞留させられるので、その凹溝内の前記
受油孔の開口付近は絶えず上記潤滑油で覆われてその受
油孔内への潤滑油の流入が促される。このため、前記外
周壁とこれに固定された前記ピストン部材との組合せ面
における振動が激しく特に潤滑が要求される高負荷高速
回転時においても、充分な量の潤滑油が導かれて上記組
合せ面に供給されるとともに、上記組合せ面の相互の固
着が好適に解消されるのである。

また、上記凹溝は、好適には、プーリ回転方向に沿っ
て長手状に形成され、前記受油孔はその凹溝内のプーリ
径方向の外周側且つプーリ回転方向の後方側位置に開口
させられているので、前記可変プーリの回転に伴う遠心
力および粘性の作用により潤滑油の滞留厚みの大きくな
る部分に上記受油孔が開口させられるので、その潤滑油
を一層効率よく利用でき、より効果的な潤滑が可能とな
る。

実施例 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第２図において、図示しないエンジンの動力は流体継
手10、ベルト式無段変速機（以下、CVTという）12、副
変速機14、中間ギヤ装置16、および差動歯車装置18を経
て駆動軸20に連結された図示しない駆動輪へ伝達される
ようになっている。

流体継手10は、エンジンのクランク軸22と接続されて
いるポンプ羽根車24と、CVT12の入力軸26に固定されポ
ンプ羽根車24からのオイルにより回転させられるタービ
ン羽根車28と、ダンパ30を介して入力軸26に固定された
ロックアップクラッチ32とを備えている。ロックアップ
クラッチ32は、たとえば車速あるいはエンジン回転速度
またはタービン羽根車28の回転速度が所定値以上になっ
た場合などに作動させられて、上記クランク軸22と入力
軸26とを直結状態にするものである。

CVT12は、互いに平行な入力軸26および出力軸34と、
それら入力軸26および出力軸34にそれぞれ設けられた可
変プーリ36および38と、それら可変プーリ36および38に
巻き掛けられた伝動ベルト40とを備えている。可変プー
リ36および38は、入力軸26および出力軸34にそれぞれ固
定された固定回転体42および44と、入力軸26および出力
軸34にそれぞれ軸方向の移動可能且つ軸回りの相対回転
不能に設けられた可動回転体46および48とから成るとと
もに、伝動ベルト40が巻き掛けられるＶ溝をそれぞれ形
成している。そして、上記可動回転体46および48が本実
施例の油圧駆動装置として機能する油圧シリンダ50およ
び52によって移動させられることによりＶ溝幅すなわち
伝動ベルト40の掛り径（有効径）が変更されて、CVT12
の変速比γ（＝入力軸26の回転速度N_in／出力軸34の回
転速度N_out）が変更されるようになっている。

油圧シリンダ50は専ら変速比γを変更するために作動
させられ、油圧シリンダ52は専ら伝動ベルト40のすべり
が生じない範囲で最小の挟圧力が得られるように作動さ
せられる。なお、オイルポンプ54は上記油圧シリンダ50
および52や前記ロックアップクラッチ32などへ供給する
作動油油圧を制御する油圧制御装置の油圧源を構成する
ものであって、クランク軸22と一体に回転する前記ポン
プ羽根車24の軸部に連結されてエンジンにより常時回転
駆動される。

副変速機14は、CVT12の出力軸34と同軸的に設けられ
ており、ラビニョオ型複合遊星歯車装置を含んでいる。
この遊星歯車装置は、一対の第１サンギヤ56および第２
サンギヤ58と、第１サンギヤ56に噛み合う第１遊星ギヤ
60と、この第１遊星ギヤ60および第２サンギヤ58と噛み
合う第２遊星ギヤ62と、第１遊星ギヤ60と噛み合うリン
グギヤ64と、第１遊星ギヤ60および第２遊星ギヤ62を回
転可能に支持するキャリヤ66とを備えている。第２サン
ギヤ58は前記出力軸34と一体的に連結された軸68に固定
され、キャリヤ66は出力ギヤ70と一体的に連結されてい
る。高速段用クラッチ72は軸68と第１サンギヤ56との間
の係合を制御し、低速段用ブレーキ74は第１サンギヤ56
のハウジングに対する係合を制御し、後進用ブレーク76
はリングギヤ64のハウジングに対する係合を制御する。
第３図は副変速機14の各摩擦係合要素の作動状態および
各レンジにおける減速比を示している。

副変速機14の出力ギヤ70は中間ギヤ装置16を介して差
動歯車装置18と連結されており、エンジンの動力は差動
歯車装置18におて左右の駆動軸20へそれぞれ分配された
後、左右の駆動輪へ伝達される。

第１図に詳しく示すように、油圧シリンダ50は、可動
回転体46の外周部から入力軸26の軸心と平行に前記伝動
ベルト40側と反対側へ突設された円筒状の外周壁80と、
一端部が入力軸26に固定された円筒部82とその円筒部82
の他端部から外周側へ伸びるフランジ部84とを有し、そ
のフランジ部84の外周縁部が外周壁80の内側に摺動可能
に嵌合されたインナーシリンダ86と、インナーシリンダ
86の円筒部82の外周面と対向する内周面を備えて入力軸
26に固定された有底円筒状のアウターシリンダ88と、外
周壁80の先端部に固定され、インナーシリンダ86の円筒
部82の外周面とアウターシリンダ88の内周面との間に摺
動可能に嵌合された環状のピストン部材90とを備えて構
成されている。

可動回転体46とインナーシリンダ86とによって専ら囲
まれた第１油室104と、ピストン部材90およびアウター
シリンダ88によって専ら囲まれた第２油室106とは連通
油路78によって連通させられており、前記油圧制御装置
により予め調圧された作動油が図示しないライン油路を
介して上記第１油室104および第２油室106に供給される
ことにより、その作動油油圧に対応して可動回転体46お
よびそれと一体のピストン部材90が固定回転体42に対し
て接近または離間させられる。第１図の状態は、可動回
転体46およびピストン部材90がその移動ストロークの原
位置、すなわち油室104,106の容積が最小となる位置に
あり、可変プーリ36のベルト掛かり径が最小で変速比γ
が最大となっている状態である。上記のように構成され
たダブルピストン形式の油圧シリンダ50の場合、同径の
シングルピストン形式の油圧シリンダに比較して２倍近
くの推力が得られるようになっている。なお、100は摺
動嵌合部を油密にシールするためのシール部材である。
また、上記ピストン部材90は上記外周壁80に挿し差し込
まれた位置決めピン102によって相対的に位置決めされ
ている。

上述のように構成された可変プーリ36においては、そ
れを構成する各部材が一体となって回転するときに、前
記伝動ベルト40の張力によって可動回転体46、更には外
周壁80が繰り返し変形させられ、外周壁80とピストン部
材90との組合せ面においては、それらが押圧下で互いに
径方向へ微小に相対振動することが避けられない。特
に、変速比γが小さくて可変プーリ36のベルト掛かり径
が大きいほど、また、可変プーリ36の回転速度が速いほ
ど激しくなる。このため、外周壁80とピストン部材90と
が押圧状態にて互いに擦れ合い、両者がその組合せ面に
おいて固着するおそれがあった。

このため、上記固着が生じないように潤滑油を上記の
箇所に供給する手段が次のように構成されている。すな
わち、入力軸26を回転可能に支持するベアリング94には
ハウジング内に形成された油路96および絞り98を介して
潤滑油が強制的に供給されている。この潤滑油が上記ベ
アリング94を潤滑して軸方向に通過したあと、これを可
動回転体46の外周壁80とインナーシリンダ86とピストン
部材90とによって囲まれた空間108内に導くため、一端
においてベアリング94の側面に向かって開口する受油孔
112を有し、他端においてインナーシリンダ86の外周面
であって円筒部82とフランジ部84との間に開口していあ
る潤滑油路92がインナーシリンダ86およびアウターシリ
ンダ88内を通して設けられている。

この潤滑油路92の他端部から上記空間108内に流出し
た潤滑油は遠心作用によって外周側へ流動し、外周壁80
とピストン部材90との組合せ部分およびこの部分に設け
られた図示しない連通穴を通して外部へ排出される。図
からも判るように、上記潤滑油路92は潤滑油の流れ方向
に沿って入力軸26の軸心から離れるようにその軸心に対
して傾斜した状態に形成されていることから、可変プー
リ36の回転に伴う遠心作用によって潤滑油路92内の潤滑
油がその一端側から他端側に向かって流動することによ
り、その受油孔112において負圧が発生させられ、この
負圧によって受油孔112の開口付近の潤滑油が流れ込む
ようになっている。

また、第４図に示すように、前記アウターシリンダ88
のベアリング94の側面に対向する位置において円周方向
に等間隔な４ヵ所には、周方向に沿った長手状の凹溝11
4がそれぞれ形成されており、それら凹溝114内の外周側
であって回転方向後方側の位置に前記受油孔112がそれ
ぞれ開口させられている。前記ベアリング94を通過した
前記潤滑油は、遠心作用によって外周側に向かって流動
させられるとともに、粘性により回転方向に向かって流
動させられる。このとき、前記各凹溝114内に一旦流れ
込んだ潤滑油は、その表面張力によって凹溝114内に滞
留させられるが、潤滑油の粘性および上記遠心作用によ
って凹溝114内の外周側且つ回転方向後方側においてそ
の滞留厚みが大きくなり、前記各受油孔112の開口付近
が潤滑油により確実に覆われる状態となる。

このような凹溝114の潤滑油貯留作用により、上記可
変プーリ36が高速で回転する状態においても、凹溝114
内に滞留させられた潤滑油によって受油孔112の開口付
近が覆われることから、上記ベアリング94からの潤滑油
を受油孔112から潤滑油路92内に確実に取り込むことが
可能となり、充分な量の潤滑油がその潤滑油路92および
前記空間108を介して前記外周壁80とピストン部材90と
の組合せ部分に供給され、良好な潤滑状態が維持される
のである。

以上詳述したように、本実施例によれば、前記ベアリ
ング94を軸方向に通過した潤滑油を受け入れてそれを貯
留する凹溝114内に前記受油孔112が開口させられている
ので、前記可変プーリ36の高速回転中においても、上記
潤滑油の受油孔112への流入が確実に行われる。このた
め、前記外周壁80とこれに固定された前記ピストン部材
90との組合せ面が確実に潤滑されて、相互の固着が防止
されるのである。

また、本実施例によれば、前記受油孔112は、凹溝114
内において潤滑油の滞留厚みが最大となるプーリ径方向
の外周側且つプーリ回転方向の後方側の位置に開口させ
れているので、潤滑油を一層効率よく利用でき、より効
果的に潤滑することが可能となる。

また、本実施例の凹溝114は、前記アウターシリンダ8
8の側面にその表面のごく一部を削り取っただけの状態
に形成され得、アウターシリンダ88の強度を損ねること
がないことから、潤滑油の油量を確保するために数多く
の受油孔を設けたりする場合のように、アウターシリン
ダ88の肉厚を増やして全体の軸方向寸法を増大させてし
まうことがない。

以上、本考案の実施例を図面に基づいて説明したが、
本考案はその他の態様においても適用される。

たとえば、前述の実施例では、凹溝114が、一定の溝
幅および一定の溝深さで円周方向に沿って長手状に形成
されていたが、これに替えて、前記受油孔112から遠ざ
かるに連れて溝幅や溝深さが変化させられている凹溝が
形成されてもよい。また、必ずしも円周方向に沿って形
成されたり、或いは分割して長手状に形成されたりする
必要はなく、要するに潤滑油を貯留することが可能であ
れば任意の形状に凹溝が形成され得るのである。

また、前述の実施例では、受油孔112が前記凹溝114内
の外周側であって回転方向後方側の位置に前記受油孔11
2がそれぞれ開口させられていたが、必ずしもその必要
はなく、凹溝内で滞留させられる潤滑油によってその開
口付近が覆われさえすれば、任意の位置に受油孔を開口
させた場合においても、本考案の効果を得ることができ
る。

また、前述の実施例では、入力軸26側の油圧シリンダ
50が所謂ダブルピストン形式である場合について説明し
たが、出力軸34側の油圧シリンダ52がダブルピストン形
式である場合においても本考案が適用され得る。

なお、上述したのはあくまでも本考案の一実施例であ
り、本考案はその精神を逸脱しない範囲において当業者
の知識に基づいて種々の変更、改良が加えられた態様で
実施され得るものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は、第２図の実施例の油圧シリンダ要部を説明す
る断面図である。第２図は、本考案の一実施例のベルト
式無段変速機の構成を説明する骨子図である。第３図
は、第２図の副変速機のレンジと摩擦係合装置との関係
を説明する図である。第４図は、第１図に示す実施例の
アウターシリンダのベアリングの側面に対向する側の側
面図である。 12:CVT（ベルト式無段変速機） 26:入力軸（回転軸）、34:出力軸（回転軸） 36,38:可変プーリ、40:伝動ベルト 42,44:固定回転体 46,48:可動回転体 50,52:油圧シリンダ（油圧駆動装置） 80:外周壁、82:円筒部 84:フランジ部 86:インナーシリンダ 88:アウターシリンダ 90:ピストン部材、94:ベアリング 112:受油孔、114:凹溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 春日 慎司 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 実開 昭62−131149（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−101357（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−101356（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の回転軸にそれぞれ設けられ、該回転
   軸に固設された固定回転体と、該回転軸に軸方向の移動
   可能且つ軸まわりの回転不能に設けられた可動回転体と
   から成り、伝動ベルトが巻き掛けられる一対の可変プー
   リと、 前記可動回転体の外周部から前記回転軸の軸心と平行に
   前記伝動ベルト側と反対側へ突設された円筒状の外周壁
   と、一端部が前記回転軸に固定された円筒部と該円筒部
   の他端部から外周側へ延びるフランジ部とを有し、該フ
   ランジ部の外周縁部が前記外周壁の内側に摺動可能に嵌
   合されたインナーシリンダと、前記回転軸に固定され前
   記インナーシリンダの円筒部の外周面と対向する内周面
   を備えた有底円筒状のアウターシリンダと、前記外周壁
   の先端部に固定され、前記インナーシリンダの円筒部の
   外周面と前記アウターシリンダの内周面との間に摺動可
   能に嵌合された環状のピストン部材とを含み、前記可動
   回転体を軸方向へ駆動して前記可変プーリの有効径を変
   更する油圧駆動装置とを備え、 前記回転軸を回転可能に支持するベアリングを軸方向に
   通過する潤滑油を、該ベアリングに隣接する部材の該ベ
   アリングの側面に対向する位置に開口する受油孔に受け
   て前記外周壁とこれに固定された前記ピストン部材との
   組合せ面に導く形式のベルト式無段変速機において、 前記油圧駆動装置の前記ベアリングに隣接する部材の該
   ベアリングの側面に対向する位置において前記可変プー
   リの回転方向に沿って長手状に凹溝を形成し、前記受油
   孔を該凹溝内の該可変プーリ径方向の外周側且つ該可変
   プーリの回転方向の後端部側の位置に開口させたことを
   特徴とするベルト式無段変速機。