JP3558829B2 - Ｖベルト式無段変速機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トランスアクスル内に組み込まれているＶベルト式無段変速機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無段変速機構を組み込んだトランスアクスルとして、例えば特開平８−３３８５１１号公報に記載の装置が知られている。
【０００３】
この公報の装置は、入力軸上に配設したプライマリプーリと、出力軸上に配設したセカンダリプーリと、これらプライマリプーリ及びセカンダリプーリとを相互に繋ぐＶベルトとで構成したＶベルト式無段変速機構を備えており、エンジンの回転力がトルクコンバータ、前後進切換機構を介して入力軸に伝達され、Ｖベルト式変速機構により回転比が変更されて出力軸に伝達された後、駆動ギヤ、アイドラギヤ等の伝達ギヤ、差動装置を介して所定の変速比で左右のドライブシャフトに伝達されるようになっている。
【０００４】
ここで、図１０に示すものは、出力軸１上に配設したセカンダリプーリ２を示す示すものである（出力軸１を境として左右対象なので半分の断面のみを示している。）
セカンダリプーリ２は、出力軸１に一体形成した固定プーリ３と、出力軸１の軸心に沿って移動可能とされて固定プーリ３との間にＶ字状溝を形成している可動プーリ４と、固定プーリ３と対向しない可動プーリ４の背面側に設けたセカンダリシリンダ室５とを備えている。そして、セカンダリシリンダ室５にセカンダリ油圧の供給制御を行うと、可動プーリ４が出力軸１の軸心に沿って移動してセカンダリプーリ８とＶベルト６との接触位置半径が変化し、プライマリプーリ及びセカンダリプーリ６間の回転比が変更されるようになっている。
【０００５】
ここで、セカンダリシリンダ室５は、第１シリンダ部材７、第２シリンダ部材８及びピストン部材９により形成されている。
第１シリンダ部材７は、可動プーリ４の背面側に位置する縮径部４ａに圧入状態で外嵌した筒状の嵌合部７ａと、この嵌合部７ａの基端部から径方向外方に延びる壁部７ｂと、壁部７ｂの外周端から可動プーリ４に対して離間する方向に延びる外筒部７ｃとを備えた部材である。
【０００６】
また、ピストン部材９は略円盤形状の部材であり、中央部に形成した内径部９ａを出力軸１４の外周に固定し、外周部９ｂを第１シリンダ部材７の外筒部７ｃの内周面に液密を保持しながら摺動自在に当接している。また、第２シリンダ部材８は、ピストン部材９を外側から覆うように第１シリンダ部７の外筒部７ｃに固定されている。なお、符号Ｓは、ピストン部材９に一端側が支持された状態で可動プーリ４を固定プーリ３側に押圧するリターンスプリングである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、第１シリンダ部材７は、その壁部７ｂの外面を可動プーリ４の背面４ｂに突き当てた状態で配置されているが、背面４ｂ及び壁部７ｂの外面の両者を平坦面形状として形成していないので、背面４ｂ及び壁部７ｂの外面は局部的に当接し、しかも、部材毎に局部的に当接する位置が異なる。
【０００８】
一方、セカンダリシリンダ室５にセカンダリ油圧が供給されると、第１シリンダ部材７の内壁全域に矢印で示す作動油の圧力が作用して外筒部７ｃを内側から押し拡げようとする曲げモーメントが作用するので、外筒部７ｃ及び壁部７ｂの境界の屈曲部７ｄに曲げ応力が集中して加わる。
【０００９】
ここで、背面４ｂの外径側（外筒部７ｃ側）の近く（図１０の○印Ａで示す位置）に、前述した背面４ｂ及び壁部７ｂの外面が局部的に当接していると、その当接部分に近い前記屈曲部７ｄに大きな曲げ応力が加わる。また、外筒部７ｃに作用する曲げモーメントの反力は縮径部４ａに外嵌した嵌合部７ａが受け持っているが、局部的に当接している位置が背面４ｂの内径側（嵌合部７ａ側）の近く（図１０の○印Ｂで示す位置）であると、曲げモーメントが増大して嵌合部２６ａを引き抜こうとする外力（引き抜き力）Ｆが増大する。
【００１０】
このように、背面４ｂ及び壁部７ｂの外面の局部的に当接する位置が変化すると屈曲部７ｄの曲げ応力、嵌合部７ａの引き抜き力Ｆが増減するが、部材毎に局部的に当接する位置が異なり、その位置を予測することができないので、最大の曲げ応力に耐え得る屈曲部７ｄと、最大の引き抜き力Ｆに耐え得る嵌合部７ａとなるように第１シリンダ部材７を設計しなければならず、部材コストの高騰化を招くおそれがある。
【００１１】
そこで、この発明は上記従来技術の未解決の課題に着目してなされたものであり、可動プーリの背面及び壁部が当接する位置を特定することにより、プーリシリンダ室を構成するシリンダ部材の応力設計を高精度に行うことができるＶベルト式無段変速機構を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、軸上に一体形成した固定プーリと、前記軸の軸線方向に移動可能に配置して前記固定プーリとの間にＶ字状溝を形成した可動プーリと、前記固定プーリ及び可動プーリ間に配置したＶベルトと、前記固定プーリと対向しない前記可動プーリの背面側の前記軸と直交する径方向に連続した背面に当接するシリンダ部材を配設し、当該シリンダ部材にて流体圧供給制御により前記可動プーリを移動させて前記Ｖ字状溝の幅を変化させるプーリシリンダ室を形成したＶベルト式無段変速機構において、前記シリンダ部材は、前記可動プーリの背面側に形成した縮径部に外嵌する嵌合部と、この嵌合部から前記可動プーリの背面に対向するように前記軸と直交する径方向外方に連続に形成して前記可動プーリの背面に当接する壁部と、この壁部の外周側に形成した屈曲部を介して前記可動プーリから離間する方向に延在する外筒部とを備えているとともに、対向する前記可動プーリの背面及び前記シリンダ部材の壁部の特定位置が局部的に当接するように、前記シリンダ部材の壁部の一部に、前記可動プーリの背面に向けて環状に突出する突出部を形成した。
【００１３】
また、請求項２記載の発明は、軸上に一体形成した固定プーリと、前記軸の軸線方向に移動可能に配置して前記固定プーリとの間にＶ字状溝を形成した可動プーリと、前記固定プーリ及び可動プーリ間に配置したＶベルトと、前記固定プーリと対向しない前記可動プーリの背面側の前記軸と直交する径方向に連続した背面に当接するシリンダ部材を配設し、当該シリンダ部材にて流体圧供給制御により前記可動プーリを移動させて前記Ｖ字状溝の幅を変化させるプーリシリンダ室を形成したＶベルト式無段変速機構において、前記シリンダ部材は、前記可動プーリの背面側に形成した縮径部に外嵌する嵌合部と、この嵌合部から前記可動プーリの背面に対向するように前記軸と直交する径方向外方に連続に形成して前記可動プーリの背面に当接する壁部と、この壁部の外周側に形成した屈曲部を介して前記可動プーリから離間する方向に延在する外筒部とを備えているとともに、対向する前記可動プーリの背面及び前記シリンダ部材の壁部の特定位置が局部的に当接するように、前記可動プーリの背面の一部に、前記シリンダ部材の壁部に向けて環状に突出する突出部を形成した。
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のＶベルト式無段変速機構において、前記突出部を、前記嵌合部及び前記屈曲部間の略中間位置に設けた。
【００１４】
また、請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載のＶベルト式無段変速機構において、前記突出部を、前記嵌合部に近い位置に設けた。
さらに、請求項５記載の発明は、請求項１又は２記載のＶベルト式無段変速機構において、前記突出部を、前記屈曲部に近い位置に設けた。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１及び請求項２記載の発明によると、流体圧供給制御によってプーリシリンダ室内に流体が供給されると、シリンダ部材の外筒部及び壁部を押し拡げようとする曲げモーメントが作用するが、可動プーリの背面及び前記シリンダ部材の壁部の特定位置で局部的に当接する突出部を設けているので、壁部及び外筒部の間に設けた屈曲部に加わる曲げ応力の値と、可動プーリの縮径部が外嵌する嵌合部に加わる曲げモーメントの反力による引き抜き力の値を、局部的に当接する部分を支点とした力として正確に算出し、シリンダ部材の応力設計を高精度に行うことができる。また、屈曲部の必要な曲げ耐力と、嵌合部の必要な引き抜き耐力を算出してシリンダ部材の応力設計を行うことで、必要以上に強固な耐力構造でシリンダ部材を形成しなくてもよいので、低コストのシリンダ部材を提供することができる。
また、通常、可動プーリの背面側は砥石を使用した研削加工によって形成されているが、請求項２記載の発明のように可動プーリの背面の一部にシリンダ部材の壁部に向けて環状に突出する突出部を形成すると、可動プーリの背面側の全域が削り取られないことから、研削量を削減しながら研削時間を短縮することができ、可動プーリのコスト削減化を図ることができる。
【００１６】
また、請求項３記載の発明によると、突出部を嵌合部及び屈曲部間の略中間位置に設けたことにより、突出部と屈曲部が近接していないので屈曲部にはさほど大きな曲げ応力が加わらず、また、大きな曲げモーメンも発生しないので嵌合部に作用する引き抜き力もさほど大きな値とならない。そのため、屈曲部の曲げ耐力及び嵌合部の引き抜き耐力を小さな値に設定してシリンダ部材の応力設計を高精度に行うことができるとともに、必要以上に強固な耐力構造で屈曲部及び嵌合部を形成しなくてもよいので、低コストのシリンダ部材を提供することができる。
【００１７】
また、請求項４記載の発明によると、突出部を嵌合部に近い位置に設けたことにより、外筒部及び壁部を変形しようとする大きな曲げモーメントが作用し、曲げモーメントの反力を受ける嵌合部には大きな値の引き抜き力が作用する。ここで、外筒部及び壁部が同時に変形しようとするため、嵌合部には曲げモーメントが集中的に加わらない。このため、嵌合部の引き抜き耐力を大きな値にし、屈曲部の曲げ耐力を小さくしてシリンダ部材の応力設計を高精度に行うことができる。また、必要以上に強固な耐力構造で屈曲部を形成しなくてもよいので、低コストのシリンダ部材を提供することができる。
【００１８】
また、請求項５記載の発明によると、突出部を屈曲部に近い位置に設けたことにより、外筒部のみを押し拡げようとする小さな曲げモーメントしか作用しないので、曲げモーメントの反力を受け持つ嵌合部には小さな値の引き抜き力しか作用しない。このため、嵌合部の引き抜き耐力を小さな値にしてシリンダ部材の応力設計を高精度に行うことができるとともに、必要以上に強固な耐力構造で嵌合部を形成しなくてもよいので、低コストのシリンダ部材を提供することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、図１０に示した構成と同一構成部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００２１】
図１は、トランスアクスルに内蔵されているＶベルト式無段変速機構を示すものである。
このＶベルト式無段変速機構は、ベアリング１０、１２に回転自在に支持された入力軸１４と、入力軸１４上に配設されているプライマリプーリ１６と、ベアリング１８、２０に回転自在に支持されて入力軸１４と平行に延在する出力軸２２と、出力軸２２上に配設したセカンダリプーリ２４と、プライマリプーリ１６及びセカンダリプーリ２４の相互を繋ぐＶベルト２６とを備えた機構である。そして、入力軸１４には、図示しないエンジンからトルクコンバータ及び前後進切換え装置を介して回転駆動力が伝達される。また、出力軸２２に伝達された回転力は、駆動ギヤ２８、図示しないアイドラギヤ等の伝達ギヤを介して差動装置に伝達されて所定の変速比で左右のドライブシャフトに伝達される。
【００２２】
前記プライマリプーリ１６は、入力軸１４に一体形成した固定プーリ１６ａと、入力軸１４の軸心に沿って移動可能とされて固定プーリ１６ａとの間にＶ字状溝を形成している可動プーリ１６ｂと、固定プーリ１６ａと対向しない可動プーリ１６ｂの背面側に設けたプライマリシリンダ室３０とを備えている。
【００２３】
また、セカンダリプーリ２４は、出力軸２２に一体形成した固定プーリ２４ａと、出力軸２２の軸心に沿って移動可能とされて固定プーリ２２ａとの間にＶ字状溝を形成している可動プーリ２２ｂと、固定プーリ２２ａと対向しない可動プーリ２２ｂの背面側に設けたセカンダリシリンダ室３２とを備えている。
【００２４】
そして、セカンダリシリンダ室３２は、図２に示すように、第１シリンダ部材７、第２シリンダ部材８及びピストン部材９により形成されており、第１シリンダ部材７の筒状に形成した嵌合部７ａは、可動プーリ２４ｂの背面側に形成した縮径部２４ｃに圧入により外嵌されている。
【００２５】
ここで、可動プーリ２４ｂの背面には、第１シリンダ部材７の壁部７ｂに向けて僅かに突出する環状のプーリ側突出部２４ｄが形成されている。そして、プーリ側突出部２４ｄと第１シリンダ部材の嵌合部７ａ間の距離をｄ１ とし、プーリ側突出部２４ｄと第１シリンダ部材７の屈曲部７ｄ間の距離をｄ２ とすると、距離ｄ１ 、ｄ２ が略同一距離（ｄ１ ≒ｄ２ ）に設定し、すなわち、嵌合部７ａ及び屈曲部７ｄ間の略中間位置にプーリ側突出部２４ｄが形成されている。 上記構成の可動プーリ２４ｂを使用すると、図３に示すように、第１シリンダ部材７の壁部７ｂの外面が、嵌合部７ａ及び屈曲部７ｄ間の略中間の位置でプーリ側突出部２４ｄに局部的に当接する。そして、作動油供給によって第１シリンダ部材７の外筒部７ａを外側（図３の二点鎖線の状態から実線で示す状態）へ変形しようする曲げモーメントが作用するが、前述したように可動プーリ２４ｂ及び壁部７ｂの局部的に当接する位置が特定されているので、屈曲部７ｄに加わる曲げ応力と、曲げモーメントの反力によって嵌合部７ａに加わる引き抜き力Ｆ１ の値を正確に算出することがでる。したがって、屈曲部７ｄの曲げ耐力と、嵌合部７ａの引き抜き耐力とを最適な値に設定して第１シリンダ部材７を形成することができる。
【００２６】
また、プーリ側突出部２４ｄが、嵌合部７ａ及び屈曲部７ｄ間の略中間位置の壁部７ｂに当接すると、その当接位置と屈曲部７ｄが近接していないので屈曲部７ｄにさほど大きな曲げ応力が加わらず、また、大きな曲げモーメンも発生しないので嵌合部７ａに作用する引き抜き力Ｆ１ もさほど大きな値とならない。そのため、屈曲部７ｄ及び嵌合部７ａをさほど強固な耐力構造で形成しなくてもよいので、低コストの第１シリンダ部材７を提供することができる。
【００２７】
さらに、通常、可動プーリ２４ｂの背面側は、砥石を使用した研削加工によって成形されるが、本実施形態では背面側の全域を削り取らずにプーリ側突出部２４ｄを残した状態で成形しており、研削量を削減しながら研削時間を短縮することができるので、可動プーリ２４ｂのコスト低減化も図ることができる。
【００２８】
次に、図４に示すものは、本発明の第２実施形態を示すものである。
本実施形態では、可動プーリ２４ｂの背面の外周側に、環状のプーリ側突出部２４ｅを形成している。
【００２９】
上記構成の可動プーリ２４ｄを使用すると、屈曲部７ｄ近くの壁部７ｂの外面にプーリ側突出部２４ｅが局部的に当接するものと特定することができるので、第１実施形態と同様に、屈曲部７ｄの曲げ耐力と、嵌合部７ａの引き抜き耐力とを最適な値に設定した第１シリンダ部材７を形成することができる。
【００３０】
また、プーリ側突出部２４ｅが壁部７ｂの屈曲部７ｄ近くで当接すると屈曲部７ｄには大きな曲げ応力が加わるので、屈曲部７ｄを強固な耐力構造として形成しなければならない。しかし、作動油がセカンダリシリンダ室３２に供給されると外筒部７ａのみを外側（図４の二点鎖線の状態から実線で示す状態）へ変形しようする小さな曲げモーメントしか作用しないので、曲げモーメントの反力を受け持つ嵌合部７ａには小さな値の引き抜き力Ｆ２ しか作用しない。したがって、嵌合部７ａをさほど強固な耐力構造で形成しなくてよい。
【００３１】
次に、図５に示すものは、本発明の第３実施形態を示すものである。
本実施形態では、可動プーリ２４ｂの背面の内周側に、環状のプーリ側突出部２４ｆを形成している。
【００３２】
上記構成の可動プーリ２４ｄを使用すると、嵌合部７ａ近くの壁部７ｂの外面にプーリ側突出部２４ｆが局部的に当接するものと特定することができるので、第１及び第２実施形態と同様に、屈曲部７ｄの曲げ耐力と、嵌合部７ａの引き抜き耐力とを最適な値に設定して第１シリンダ部材７を形成することができる。
また、作動油供給によって第１シリンダ部材７に作用する曲げモーメントは、外筒部７ａ及び壁部７ｂを外側（図５の二点鎖線の状態から実線で示す状態）へ変形しようする大きな曲げモーメントが作用し、曲げモーメントの反力をうける嵌合部７ａには大きな値の引き抜き力Ｆ３ が作用するので、大きな耐力構造で嵌合部７ａを形成しなければならない。しかし、屈曲部７ｄには小さな曲げ応力しか加わらないので、小さな耐力構造の屈曲部７ｄを形成することができる。
【００３３】
次に、図６に示すものは、本発明の第４実施形態を示すものである。
本実施形態では、可動プーリ２４ｂの背面２４ｇにプーリ側突出部を形成せず、第１シリンダ部材７の壁部７ｂの一部を外側に膨出させて背面２４ｇ向けて僅かに突出する環状のシリンダ側突出部７ｅが形成されている。そして、シリンダ側突出部７ｅと嵌合部７ａ間の距離をｄ３ とし、シリンダ側突出部７ｅと屈曲部７ｄ間の距離をｄ４ とすると、距離ｄ３ 、ｄ４ が略同一距離（ｄ３ ≒ｄ４ ）に設定し、すなわち、嵌合部７ａ及び屈曲部７ｄ間の略中間位置にシリンダ側突出部７ｅが形成されている。
【００３４】
上記構成の第１シリンダ部材７を使用すると、図７に示すように、可動プーリ２４ｂの背面２４ｇとシリンダ側突出部７ｅとが局部的に当接する位置が特定されるので、上記各実施形態と同様に、屈曲部７ｄの曲げ耐力と、嵌合部７ａの引き抜き耐力とを最適な値に設定して第１シリンダ部材７を形成することができる。
【００３５】
そして、本実施形態では、シリンダ側突出部７ｅが壁部７ｂの外面に当接すると、その当接位置と屈曲部７ｄが近接していないので屈曲部７ｄにさほど大きな曲げ応力が加わらず、また、大きな曲げモーメンも発生しないので嵌合部７ａに作用する引き抜き力Ｆ１ もさほど大きな値とならない。そのため、第１実施形態と同様に、屈曲部７ｄ及び嵌合部７ａをさほど強固な耐力構造で形成しなくてもよいので、低コストの第１シリンダ部材７を提供することができる。
【００３６】
また、図８に示すものは本発明の第５実施形態を示すものであり、壁部７ｂの屈曲部７ｄの近くに環状のシリンダ側突出部７ｆを形成している。
本実施形態によると、可動プーリ２４ｄの背面２４ｇに対してシリンダ側突出部７ｆが屈曲部７ｄ近くで当接するので、第２実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３７】
さらに、図９に示すものは本発明の第６実施形態を示すものであり、壁部７ｂの嵌合部７ａの近くに環状のシリンダ側突出部７ｇを形成している。
本実施形態によると、可動プーリ２４ｄの背面２４ｇに対してシリンダ側突出部７ｇが嵌合部７ａ近くで当接するので、第３実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、セカンダリプーリ２４のセカンダリシリンダ室３２を構成する第１シリンダ部材７と可動プーリ７ｂについて説明したが、本発明の要旨がこれに限定されるものではなく、図１に示すように、プライマリプーリ１６のプライマリシリンダ室３０を構成しているピストン部材３８と可動プーリ１６ｂの背面との突き当て部分（図１の○印Ｃで示す位置）に、可動プーリ１６ｂの背面及びピストン部材３８の一方に、局部的に当接する環状の突起部を設けた構造としても、同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】トランスアクスル内に配設したＶベルト式無段変速機構を示す図である。
【図２】本発明に係わる第１実施形態のセカンダリプーリの要部を示す断面図である。
【図３】図２で示した第１実施形態の模式図である。
【図４】セカンダリプーリの第２実施形態を示す模式図である。
【図５】セカンダリプーリの第３実施形態を示す模式図である。
【図６】第４実施形態のセカンダリプーリの要部を示す断面図である。
【図７】図６で示した第４実施形態を示す模式図である。
【図８】セカンダリプーリの第５実施形態を示す模式図である。
【図９】セカンダリプーリの第６実施形態を示す模式図である。
【図１０】従来のＶベルト式無段変速機構を構成するセカンダリプーリの要部を示す断面図である。
【符号の説明】
７ 第１シリンダ部材
７ａ 嵌合部
７ｂ 壁部
７ｃ 外筒部
７ｄ 屈曲部
７ｅ、７ｆ、７ｇ シリンダ側突出部（突出部）
１６ プライマリプーリ
２２ 出力軸（軸）
２４ セカンダリプーリ
２４ｄ、２４ｅ、２４ｆ プーリ側突出部（突出部）
２４ａ 固定プーリ
２４ｂ 可動プーリ
２６ Ｖベルト
３２ セカンダリシリンダ室（プーリシリンダ室）
【発明の属する技術分野】
この発明は、トランスアクスル内に組み込まれているＶベルト式無段変速機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無段変速機構を組み込んだトランスアクスルとして、例えば特開平８−３３８５１１号公報に記載の装置が知られている。
【０００３】
この公報の装置は、入力軸上に配設したプライマリプーリと、出力軸上に配設したセカンダリプーリと、これらプライマリプーリ及びセカンダリプーリとを相互に繋ぐＶベルトとで構成したＶベルト式無段変速機構を備えており、エンジンの回転力がトルクコンバータ、前後進切換機構を介して入力軸に伝達され、Ｖベルト式変速機構により回転比が変更されて出力軸に伝達された後、駆動ギヤ、アイドラギヤ等の伝達ギヤ、差動装置を介して所定の変速比で左右のドライブシャフトに伝達されるようになっている。
【０００４】
ここで、図１０に示すものは、出力軸１上に配設したセカンダリプーリ２を示す示すものである（出力軸１を境として左右対象なので半分の断面のみを示している。）
セカンダリプーリ２は、出力軸１に一体形成した固定プーリ３と、出力軸１の軸心に沿って移動可能とされて固定プーリ３との間にＶ字状溝を形成している可動プーリ４と、固定プーリ３と対向しない可動プーリ４の背面側に設けたセカンダリシリンダ室５とを備えている。そして、セカンダリシリンダ室５にセカンダリ油圧の供給制御を行うと、可動プーリ４が出力軸１の軸心に沿って移動してセカンダリプーリ８とＶベルト６との接触位置半径が変化し、プライマリプーリ及びセカンダリプーリ６間の回転比が変更されるようになっている。
【０００５】
ここで、セカンダリシリンダ室５は、第１シリンダ部材７、第２シリンダ部材８及びピストン部材９により形成されている。
第１シリンダ部材７は、可動プーリ４の背面側に位置する縮径部４ａに圧入状態で外嵌した筒状の嵌合部７ａと、この嵌合部７ａの基端部から径方向外方に延びる壁部７ｂと、壁部７ｂの外周端から可動プーリ４に対して離間する方向に延びる外筒部７ｃとを備えた部材である。
【０００６】
また、ピストン部材９は略円盤形状の部材であり、中央部に形成した内径部９ａを出力軸１４の外周に固定し、外周部９ｂを第１シリンダ部材７の外筒部７ｃの内周面に液密を保持しながら摺動自在に当接している。また、第２シリンダ部材８は、ピストン部材９を外側から覆うように第１シリンダ部７の外筒部７ｃに固定されている。なお、符号Ｓは、ピストン部材９に一端側が支持された状態で可動プーリ４を固定プーリ３側に押圧するリターンスプリングである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、第１シリンダ部材７は、その壁部７ｂの外面を可動プーリ４の背面４ｂに突き当てた状態で配置されているが、背面４ｂ及び壁部７ｂの外面の両者を平坦面形状として形成していないので、背面４ｂ及び壁部７ｂの外面は局部的に当接し、しかも、部材毎に局部的に当接する位置が異なる。
【０００８】
一方、セカンダリシリンダ室５にセカンダリ油圧が供給されると、第１シリンダ部材７の内壁全域に矢印で示す作動油の圧力が作用して外筒部７ｃを内側から押し拡げようとする曲げモーメントが作用するので、外筒部７ｃ及び壁部７ｂの境界の屈曲部７ｄに曲げ応力が集中して加わる。
【０００９】
ここで、背面４ｂの外径側（外筒部７ｃ側）の近く（図１０の○印Ａで示す位置）に、前述した背面４ｂ及び壁部７ｂの外面が局部的に当接していると、その当接部分に近い前記屈曲部７ｄに大きな曲げ応力が加わる。また、外筒部７ｃに作用する曲げモーメントの反力は縮径部４ａに外嵌した嵌合部７ａが受け持っているが、局部的に当接している位置が背面４ｂの内径側（嵌合部７ａ側）の近く（図１０の○印Ｂで示す位置）であると、曲げモーメントが増大して嵌合部２６ａを引き抜こうとする外力（引き抜き力）Ｆが増大する。
【００１０】
このように、背面４ｂ及び壁部７ｂの外面の局部的に当接する位置が変化すると屈曲部７ｄの曲げ応力、嵌合部７ａの引き抜き力Ｆが増減するが、部材毎に局部的に当接する位置が異なり、その位置を予測することができないので、最大の曲げ応力に耐え得る屈曲部７ｄと、最大の引き抜き力Ｆに耐え得る嵌合部７ａとなるように第１シリンダ部材７を設計しなければならず、部材コストの高騰化を招くおそれがある。
【００１１】
そこで、この発明は上記従来技術の未解決の課題に着目してなされたものであり、可動プーリの背面及び壁部が当接する位置を特定することにより、プーリシリンダ室を構成するシリンダ部材の応力設計を高精度に行うことができるＶベルト式無段変速機構を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、軸上に一体形成した固定プーリと、前記軸の軸線方向に移動可能に配置して前記固定プーリとの間にＶ字状溝を形成した可動プーリと、前記固定プーリ及び可動プーリ間に配置したＶベルトと、前記固定プーリと対向しない前記可動プーリの背面側の前記軸と直交する径方向に連続した背面に当接するシリンダ部材を配設し、当該シリンダ部材にて流体圧供給制御により前記可動プーリを移動させて前記Ｖ字状溝の幅を変化させるプーリシリンダ室を形成したＶベルト式無段変速機構において、前記シリンダ部材は、前記可動プーリの背面側に形成した縮径部に外嵌する嵌合部と、この嵌合部から前記可動プーリの背面に対向するように前記軸と直交する径方向外方に連続に形成して前記可動プーリの背面に当接する壁部と、この壁部の外周側に形成した屈曲部を介して前記可動プーリから離間する方向に延在する外筒部とを備えているとともに、対向する前記可動プーリの背面及び前記シリンダ部材の壁部の特定位置が局部的に当接するように、前記シリンダ部材の壁部の一部に、前記可動プーリの背面に向けて環状に突出する突出部を形成した。
【００１３】
また、請求項２記載の発明は、軸上に一体形成した固定プーリと、前記軸の軸線方向に移動可能に配置して前記固定プーリとの間にＶ字状溝を形成した可動プーリと、前記固定プーリ及び可動プーリ間に配置したＶベルトと、前記固定プーリと対向しない前記可動プーリの背面側の前記軸と直交する径方向に連続した背面に当接するシリンダ部材を配設し、当該シリンダ部材にて流体圧供給制御により前記可動プーリを移動させて前記Ｖ字状溝の幅を変化させるプーリシリンダ室を形成したＶベルト式無段変速機構において、前記シリンダ部材は、前記可動プーリの背面側に形成した縮径部に外嵌する嵌合部と、この嵌合部から前記可動プーリの背面に対向するように前記軸と直交する径方向外方に連続に形成して前記可動プーリの背面に当接する壁部と、この壁部の外周側に形成した屈曲部を介して前記可動プーリから離間する方向に延在する外筒部とを備えているとともに、対向する前記可動プーリの背面及び前記シリンダ部材の壁部の特定位置が局部的に当接するように、前記可動プーリの背面の一部に、前記シリンダ部材の壁部に向けて環状に突出する突出部を形成した。
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のＶベルト式無段変速機構において、前記突出部を、前記嵌合部及び前記屈曲部間の略中間位置に設けた。
【００１４】
また、請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載のＶベルト式無段変速機構において、前記突出部を、前記嵌合部に近い位置に設けた。
さらに、請求項５記載の発明は、請求項１又は２記載のＶベルト式無段変速機構において、前記突出部を、前記屈曲部に近い位置に設けた。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１及び請求項２記載の発明によると、流体圧供給制御によってプーリシリンダ室内に流体が供給されると、シリンダ部材の外筒部及び壁部を押し拡げようとする曲げモーメントが作用するが、可動プーリの背面及び前記シリンダ部材の壁部の特定位置で局部的に当接する突出部を設けているので、壁部及び外筒部の間に設けた屈曲部に加わる曲げ応力の値と、可動プーリの縮径部が外嵌する嵌合部に加わる曲げモーメントの反力による引き抜き力の値を、局部的に当接する部分を支点とした力として正確に算出し、シリンダ部材の応力設計を高精度に行うことができる。また、屈曲部の必要な曲げ耐力と、嵌合部の必要な引き抜き耐力を算出してシリンダ部材の応力設計を行うことで、必要以上に強固な耐力構造でシリンダ部材を形成しなくてもよいので、低コストのシリンダ部材を提供することができる。
また、通常、可動プーリの背面側は砥石を使用した研削加工によって形成されているが、請求項２記載の発明のように可動プーリの背面の一部にシリンダ部材の壁部に向けて環状に突出する突出部を形成すると、可動プーリの背面側の全域が削り取られないことから、研削量を削減しながら研削時間を短縮することができ、可動プーリのコスト削減化を図ることができる。
【００１６】
また、請求項３記載の発明によると、突出部を嵌合部及び屈曲部間の略中間位置に設けたことにより、突出部と屈曲部が近接していないので屈曲部にはさほど大きな曲げ応力が加わらず、また、大きな曲げモーメンも発生しないので嵌合部に作用する引き抜き力もさほど大きな値とならない。そのため、屈曲部の曲げ耐力及び嵌合部の引き抜き耐力を小さな値に設定してシリンダ部材の応力設計を高精度に行うことができるとともに、必要以上に強固な耐力構造で屈曲部及び嵌合部を形成しなくてもよいので、低コストのシリンダ部材を提供することができる。
【００１７】
また、請求項４記載の発明によると、突出部を嵌合部に近い位置に設けたことにより、外筒部及び壁部を変形しようとする大きな曲げモーメントが作用し、曲げモーメントの反力を受ける嵌合部には大きな値の引き抜き力が作用する。ここで、外筒部及び壁部が同時に変形しようとするため、嵌合部には曲げモーメントが集中的に加わらない。このため、嵌合部の引き抜き耐力を大きな値にし、屈曲部の曲げ耐力を小さくしてシリンダ部材の応力設計を高精度に行うことができる。また、必要以上に強固な耐力構造で屈曲部を形成しなくてもよいので、低コストのシリンダ部材を提供することができる。
【００１８】
また、請求項５記載の発明によると、突出部を屈曲部に近い位置に設けたことにより、外筒部のみを押し拡げようとする小さな曲げモーメントしか作用しないので、曲げモーメントの反力を受け持つ嵌合部には小さな値の引き抜き力しか作用しない。このため、嵌合部の引き抜き耐力を小さな値にしてシリンダ部材の応力設計を高精度に行うことができるとともに、必要以上に強固な耐力構造で嵌合部を形成しなくてもよいので、低コストのシリンダ部材を提供することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、図１０に示した構成と同一構成部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００２１】
図１は、トランスアクスルに内蔵されているＶベルト式無段変速機構を示すものである。
このＶベルト式無段変速機構は、ベアリング１０、１２に回転自在に支持された入力軸１４と、入力軸１４上に配設されているプライマリプーリ１６と、ベアリング１８、２０に回転自在に支持されて入力軸１４と平行に延在する出力軸２２と、出力軸２２上に配設したセカンダリプーリ２４と、プライマリプーリ１６及びセカンダリプーリ２４の相互を繋ぐＶベルト２６とを備えた機構である。そして、入力軸１４には、図示しないエンジンからトルクコンバータ及び前後進切換え装置を介して回転駆動力が伝達される。また、出力軸２２に伝達された回転力は、駆動ギヤ２８、図示しないアイドラギヤ等の伝達ギヤを介して差動装置に伝達されて所定の変速比で左右のドライブシャフトに伝達される。
【００２２】
前記プライマリプーリ１６は、入力軸１４に一体形成した固定プーリ１６ａと、入力軸１４の軸心に沿って移動可能とされて固定プーリ１６ａとの間にＶ字状溝を形成している可動プーリ１６ｂと、固定プーリ１６ａと対向しない可動プーリ１６ｂの背面側に設けたプライマリシリンダ室３０とを備えている。
【００２３】
また、セカンダリプーリ２４は、出力軸２２に一体形成した固定プーリ２４ａと、出力軸２２の軸心に沿って移動可能とされて固定プーリ２２ａとの間にＶ字状溝を形成している可動プーリ２２ｂと、固定プーリ２２ａと対向しない可動プーリ２２ｂの背面側に設けたセカンダリシリンダ室３２とを備えている。
【００２４】
そして、セカンダリシリンダ室３２は、図２に示すように、第１シリンダ部材７、第２シリンダ部材８及びピストン部材９により形成されており、第１シリンダ部材７の筒状に形成した嵌合部７ａは、可動プーリ２４ｂの背面側に形成した縮径部２４ｃに圧入により外嵌されている。
【００２５】
ここで、可動プーリ２４ｂの背面には、第１シリンダ部材７の壁部７ｂに向けて僅かに突出する環状のプーリ側突出部２４ｄが形成されている。そして、プーリ側突出部２４ｄと第１シリンダ部材の嵌合部７ａ間の距離をｄ１ とし、プーリ側突出部２４ｄと第１シリンダ部材７の屈曲部７ｄ間の距離をｄ２ とすると、距離ｄ１ 、ｄ２ が略同一距離（ｄ１ ≒ｄ２ ）に設定し、すなわち、嵌合部７ａ及び屈曲部７ｄ間の略中間位置にプーリ側突出部２４ｄが形成されている。 上記構成の可動プーリ２４ｂを使用すると、図３に示すように、第１シリンダ部材７の壁部７ｂの外面が、嵌合部７ａ及び屈曲部７ｄ間の略中間の位置でプーリ側突出部２４ｄに局部的に当接する。そして、作動油供給によって第１シリンダ部材７の外筒部７ａを外側（図３の二点鎖線の状態から実線で示す状態）へ変形しようする曲げモーメントが作用するが、前述したように可動プーリ２４ｂ及び壁部７ｂの局部的に当接する位置が特定されているので、屈曲部７ｄに加わる曲げ応力と、曲げモーメントの反力によって嵌合部７ａに加わる引き抜き力Ｆ１ の値を正確に算出することがでる。したがって、屈曲部７ｄの曲げ耐力と、嵌合部７ａの引き抜き耐力とを最適な値に設定して第１シリンダ部材７を形成することができる。
【００２６】
また、プーリ側突出部２４ｄが、嵌合部７ａ及び屈曲部７ｄ間の略中間位置の壁部７ｂに当接すると、その当接位置と屈曲部７ｄが近接していないので屈曲部７ｄにさほど大きな曲げ応力が加わらず、また、大きな曲げモーメンも発生しないので嵌合部７ａに作用する引き抜き力Ｆ１ もさほど大きな値とならない。そのため、屈曲部７ｄ及び嵌合部７ａをさほど強固な耐力構造で形成しなくてもよいので、低コストの第１シリンダ部材７を提供することができる。
【００２７】
さらに、通常、可動プーリ２４ｂの背面側は、砥石を使用した研削加工によって成形されるが、本実施形態では背面側の全域を削り取らずにプーリ側突出部２４ｄを残した状態で成形しており、研削量を削減しながら研削時間を短縮することができるので、可動プーリ２４ｂのコスト低減化も図ることができる。
【００２８】
次に、図４に示すものは、本発明の第２実施形態を示すものである。
本実施形態では、可動プーリ２４ｂの背面の外周側に、環状のプーリ側突出部２４ｅを形成している。
【００２９】
上記構成の可動プーリ２４ｄを使用すると、屈曲部７ｄ近くの壁部７ｂの外面にプーリ側突出部２４ｅが局部的に当接するものと特定することができるので、第１実施形態と同様に、屈曲部７ｄの曲げ耐力と、嵌合部７ａの引き抜き耐力とを最適な値に設定した第１シリンダ部材７を形成することができる。
【００３０】
また、プーリ側突出部２４ｅが壁部７ｂの屈曲部７ｄ近くで当接すると屈曲部７ｄには大きな曲げ応力が加わるので、屈曲部７ｄを強固な耐力構造として形成しなければならない。しかし、作動油がセカンダリシリンダ室３２に供給されると外筒部７ａのみを外側（図４の二点鎖線の状態から実線で示す状態）へ変形しようする小さな曲げモーメントしか作用しないので、曲げモーメントの反力を受け持つ嵌合部７ａには小さな値の引き抜き力Ｆ２ しか作用しない。したがって、嵌合部７ａをさほど強固な耐力構造で形成しなくてよい。
【００３１】
次に、図５に示すものは、本発明の第３実施形態を示すものである。
本実施形態では、可動プーリ２４ｂの背面の内周側に、環状のプーリ側突出部２４ｆを形成している。
【００３２】
上記構成の可動プーリ２４ｄを使用すると、嵌合部７ａ近くの壁部７ｂの外面にプーリ側突出部２４ｆが局部的に当接するものと特定することができるので、第１及び第２実施形態と同様に、屈曲部７ｄの曲げ耐力と、嵌合部７ａの引き抜き耐力とを最適な値に設定して第１シリンダ部材７を形成することができる。
また、作動油供給によって第１シリンダ部材７に作用する曲げモーメントは、外筒部７ａ及び壁部７ｂを外側（図５の二点鎖線の状態から実線で示す状態）へ変形しようする大きな曲げモーメントが作用し、曲げモーメントの反力をうける嵌合部７ａには大きな値の引き抜き力Ｆ３ が作用するので、大きな耐力構造で嵌合部７ａを形成しなければならない。しかし、屈曲部７ｄには小さな曲げ応力しか加わらないので、小さな耐力構造の屈曲部７ｄを形成することができる。
【００３３】
次に、図６に示すものは、本発明の第４実施形態を示すものである。
本実施形態では、可動プーリ２４ｂの背面２４ｇにプーリ側突出部を形成せず、第１シリンダ部材７の壁部７ｂの一部を外側に膨出させて背面２４ｇ向けて僅かに突出する環状のシリンダ側突出部７ｅが形成されている。そして、シリンダ側突出部７ｅと嵌合部７ａ間の距離をｄ３ とし、シリンダ側突出部７ｅと屈曲部７ｄ間の距離をｄ４ とすると、距離ｄ３ 、ｄ４ が略同一距離（ｄ３ ≒ｄ４ ）に設定し、すなわち、嵌合部７ａ及び屈曲部７ｄ間の略中間位置にシリンダ側突出部７ｅが形成されている。
【００３４】
上記構成の第１シリンダ部材７を使用すると、図７に示すように、可動プーリ２４ｂの背面２４ｇとシリンダ側突出部７ｅとが局部的に当接する位置が特定されるので、上記各実施形態と同様に、屈曲部７ｄの曲げ耐力と、嵌合部７ａの引き抜き耐力とを最適な値に設定して第１シリンダ部材７を形成することができる。
【００３５】
そして、本実施形態では、シリンダ側突出部７ｅが壁部７ｂの外面に当接すると、その当接位置と屈曲部７ｄが近接していないので屈曲部７ｄにさほど大きな曲げ応力が加わらず、また、大きな曲げモーメンも発生しないので嵌合部７ａに作用する引き抜き力Ｆ１ もさほど大きな値とならない。そのため、第１実施形態と同様に、屈曲部７ｄ及び嵌合部７ａをさほど強固な耐力構造で形成しなくてもよいので、低コストの第１シリンダ部材７を提供することができる。
【００３６】
また、図８に示すものは本発明の第５実施形態を示すものであり、壁部７ｂの屈曲部７ｄの近くに環状のシリンダ側突出部７ｆを形成している。
本実施形態によると、可動プーリ２４ｄの背面２４ｇに対してシリンダ側突出部７ｆが屈曲部７ｄ近くで当接するので、第２実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３７】
さらに、図９に示すものは本発明の第６実施形態を示すものであり、壁部７ｂの嵌合部７ａの近くに環状のシリンダ側突出部７ｇを形成している。
本実施形態によると、可動プーリ２４ｄの背面２４ｇに対してシリンダ側突出部７ｇが嵌合部７ａ近くで当接するので、第３実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、セカンダリプーリ２４のセカンダリシリンダ室３２を構成する第１シリンダ部材７と可動プーリ７ｂについて説明したが、本発明の要旨がこれに限定されるものではなく、図１に示すように、プライマリプーリ１６のプライマリシリンダ室３０を構成しているピストン部材３８と可動プーリ１６ｂの背面との突き当て部分（図１の○印Ｃで示す位置）に、可動プーリ１６ｂの背面及びピストン部材３８の一方に、局部的に当接する環状の突起部を設けた構造としても、同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】トランスアクスル内に配設したＶベルト式無段変速機構を示す図である。
【図２】本発明に係わる第１実施形態のセカンダリプーリの要部を示す断面図である。
【図３】図２で示した第１実施形態の模式図である。
【図４】セカンダリプーリの第２実施形態を示す模式図である。
【図５】セカンダリプーリの第３実施形態を示す模式図である。
【図６】第４実施形態のセカンダリプーリの要部を示す断面図である。
【図７】図６で示した第４実施形態を示す模式図である。
【図８】セカンダリプーリの第５実施形態を示す模式図である。
【図９】セカンダリプーリの第６実施形態を示す模式図である。
【図１０】従来のＶベルト式無段変速機構を構成するセカンダリプーリの要部を示す断面図である。
【符号の説明】
７ 第１シリンダ部材
７ａ 嵌合部
７ｂ 壁部
７ｃ 外筒部
７ｄ 屈曲部
７ｅ、７ｆ、７ｇ シリンダ側突出部（突出部）
１６ プライマリプーリ
２２ 出力軸（軸）
２４ セカンダリプーリ
２４ｄ、２４ｅ、２４ｆ プーリ側突出部（突出部）
２４ａ 固定プーリ
２４ｂ 可動プーリ
２６ Ｖベルト
３２ セカンダリシリンダ室（プーリシリンダ室）
Claims (5)
- 軸上に一体形成した固定プーリと、前記軸の軸線方向に移動可能に配置して前記固定プーリとの間にＶ字状溝を形成した可動プーリと、前記固定プーリ及び可動プーリ間に配置したＶベルトと、前記固定プーリと対向しない前記可動プーリの背面側の前記軸と直交する径方向に連続した背面に当接するシリンダ部材を配設し、当該シリンダ部材にて流体圧供給制御により前記可動プーリを移動させて前記Ｖ字状溝の幅を変化させるプーリシリンダ室を形成したＶベルト式無段変速機構において、
前記シリンダ部材は、前記可動プーリの背面側に形成した縮径部に外嵌する嵌合部と、この嵌合部から前記可動プーリの背面に対向するように前記軸と直交する径方向外方に連続に形成して前記可動プーリの背面に当接する壁部と、この壁部の外周側に形成した屈曲部を介して前記可動プーリから離間する方向に延在する外筒部とを備えているとともに、対向する前記可動プーリの背面及び前記シリンダ部材の壁部の特定位置が局部的に当接するように、前記シリンダ部材の壁部の一部に、前記可動プーリの背面に向けて環状に突出する突出部を形成したことを特徴とするＶベルト式無段変速機構。 - 軸上に一体形成した固定プーリと、前記軸の軸線方向に移動可能に配置して前記固定プーリとの間にＶ字状溝を形成した可動プーリと、前記固定プーリ及び可動プーリ間に配置したＶベルトと、前記固定プーリと対向しない前記可動プーリの背面側の前記軸と直交する径方向に連続した背面に当接するシリンダ部材を配設し、当該シリンダ部材にて流体圧供給制御により前記可動プーリを移動させて前記Ｖ字状溝の幅を変化させるプーリシリンダ室を形成したＶベルト式無段変速機構において、
前記シリンダ部材は、前記可動プーリの背面側に形成した縮径部に外嵌する嵌合部と、この嵌合部から前記可動プーリの背面に対向するように前記軸と直交する径方向外方に連続に形成して前記可動プーリの背面に当接する壁部と、この壁部の外周側に形成した屈曲部を介して前記可動プーリから離間する方向に延在する外筒部とを備えているとともに、対向する前記可動プーリの背面及び前記シリンダ部材の壁部の特定位置が局部的に当接するように、前記可動プーリの背面の 一部に、前記シリンダ部材の壁部に向けて環状に突出する突出部を形成したことを特徴とするＶベルト式無段変速機構。 - 前記突出部を、前記嵌合部及び前記屈曲部間の略中間位置に設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のＶベルト式無段変速機構。
- 前記突出部を、前記嵌合部に近い位置に設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のＶベルト式無段変速機構。
- 前記突出部を、前記屈曲部に近い位置に設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のＶベルト式無段変速機構。
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