JP3823404B2

JP3823404B2 - 無段変速機

Info

Publication number: JP3823404B2
Application number: JP34598296A
Authority: JP
Inventors: 孝雄寺嶋; 勝利清水; 春樹竹本
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1996-12-25
Filing date: 1996-12-25
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2016-12-25
Also published as: JPH10184834A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定シーブ及び可動シーブによって構成される２つのプーリと、これら２つのプーリに巻き掛けられるベルトとを備えた無段変速機に係り、特に自動車におけるトランスミッションに用いて好適であり、詳しくは固定シーブの支持構造等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、燃料消費率の向上及び運転性能の向上等の要求により、自動車のトランスミッションとしてベルト式無段変速装置を組込んだ自動無段変速機が注目されている。
【０００３】
この無段変速機は、ケースに回転自在に支持されたプライマリプーリ及びセカンダリプーリと、これらのプーリに巻き掛けられたベルトと、を備えている。また、これらのプーリは固定シーブと可動シーブとによって構成されており、可動シーブを軸方向に移動させて変速を行うようになっている。
【０００４】
また、プライマリプーリには前後進切換装置が連結されており、この前後進切換装置は、サンギヤ、ピニオンギヤ、リングギヤ並びにキャリヤからなるプラネタリギヤによって構成されて、エンジンからの出力をプライマリプーリに伝達するようになっている。
【０００５】
図１は、プライマリプーリ側の固定シーブの支持構造等を示す詳細断面図であるが、この図に明らかなように、固定シーブ２００はボス部２００ａを有しており、該ボス部２００ａは大径ベアリング２０１を介してケース２０２（正確には、その突出部２０２ａ）に回転自在に支持されている。また、ボス部２００ａの先端部にはスプライン連結部２０３が形成されており、この連結部２０３を介してキャリヤ２０５が連結されている。
【０００６】
さらに、上述したプラネタリギヤのリングギヤ２０７は、小径ベアリング２０６を介してケース突出部２０２ａに回転自在に支持されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、大径ベアリング２０１とスプライン連結部２０３とは軸方向にずらして配置されているため、軸方向寸法が大きくなってしまうという問題があった。
【０００８】
また、固定シーブ２００にはベルトが巻き掛けられて図示Ａ方向に大きな荷重が作用するが、上述のように大径ベアリング２０１とスプライン連結部２０３とを軸方向にずらして配置しているために大径ベアリング２０１を中心としたモーメントが発生し、その結果、スプライン連結部２０３には図示Ｂ方向に荷重が発生する。そのため、スプライン連結部２０３の耐久性並びに信頼性が低下するという問題があった。
【０００９】
さらに、小径ベアリング２０６と大径ベアリング２０１とが軸方向にずらして配置されているため、軸方向寸法が大きくなってしまうという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、軸方向寸法を小さくすると共に、固定シーブと伝動部材との連結部の耐久性を向上させる無段変速機を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、上述事情に鑑みなされたものであって、ケース（７）に回転自在に支持された固定シーブ（５２，５３）、該固定シーブ（５２，５３）の軸方向に移動し得ると共に該固定シーブ（５２，５３）と一体的に回転する可動シーブ（５５，５６）、及び該可動シーブ（５５，５６）を軸方向に移動させる油圧アクチュエータ（７０，９２）を有する一対のプーリ（５０，５１）と、これら一対のプーリ（５０，５１）に巻掛けられたベルト（５７）と、プラネタリギヤ（２０）を構成すると共に前記一対のプーリ（５０，５１）のいずれか一方における固定シーブ（５２）にスプライン連結されて一体的に回転するキャリヤ（１９）と、を備える無段変速機（１）において、
前記キャリヤ（１９）にスプライン連結される固定シーブ（５２）が、略厚肉円筒状のボス部（５２ａ）を有し、
前記キャリヤ（１９）にスプライン連結される固定シーブ（５２）が、前記ボス部（５２ａ）の外周部に配置された第１のベアリング（５９）を介して前記ケース（７）に回転自在に支持されると共に、
前記キャリヤ（１９）とのスプライン連結部（５８）が、前記第１のベアリング（５９）と軸方向に重なるように前記ボス部（５２ａ）の内周部に配置された、ことを特徴とする無段変速機（１）にある。
【００１３】
請求項２に係る発明は、前記キャリヤ（１９）が、サンギヤ（１５）、リングギヤ（１６）並びにピニオンギヤ（１７）と共にプラネタリギヤ（２０）を構成し、
前記リングギヤ（１６）が、前記キャリヤ（１９）にスプライン連結される固定シーブ（５２，５３）に第２のベアリング（６０）を介して回転自在に支持され、かつ、
前記第２のベアリング（６０）が、前記第１のベアリング（５９）と軸方向に重なるように前記ボス部（５２ａ）に配置された、ことを特徴とする無段変速機（１）にある。
【００１４】
［作用］
以上構成に基づき、キャリヤ（１９）を介して一方のプーリ（５０）を回転駆動すると、該プーリ（５０）の固定シーブ（５２）並びに可動シーブ（５５）は一体的に回転し、該回転はベルト（５７）を介して他方のプーリ（５１）に伝えられる。この状態で油圧アクチュエータ（７０，９２）の供給油圧により可動シーブ（５５，５６）の軸方向位置を変更すると、一方のプーリ（５０）から他方のプーリ（５１）に伝達される回転は変速される。
【００１５】
また、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、何等本発明の構成を限定するものではない。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１に係る本発明によると、キャリヤとのスプライン連結部並びに第１のベアリングを、軸方向に重なるように配置したため、軸方向寸法を小さくできる。また、固定シーブにベルトが巻き掛けられて大きな荷重が作用しても、キャリヤとのスプライン連結部には余分な荷重は作用しない。したがって、該スプライン連結部の耐久性並びに信頼性が向上する。
【００１７】
請求項２に係る本発明によると、第２のベアリングと第１のベアリングとを軸方向に重なるように配置したため、軸方向寸法を小さくできる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明に係る実施の形態について説明する。
【００１９】
車両用自動無段変速機１は、図２に示すように、流体継手（トルクコンバータ）２と、前後進切換装置３と、ベルト式無段変速装置（ＣＶＴ）５と、ディファレンシャル装置６と、を備えている。また、これらの流体継手２等は分割式のケース７に収納されている。
【００２０】
このうち、流体継手２は、エンジン出力軸９に連結されたポンプインペラ１０と、前後進切換装置３の入力軸３ａに連結されたタービンライナー１１と、入力軸３ａとエンジン出力軸９とを直結するロックアップクラッチ１２と、を有している。
【００２１】
また、前後進切換装置３は、入力軸３ａに固定されたサンギヤ１５、後述する固定シーブ５２に回転自在に支持されたリングギヤ１６、これらに噛合されるピニオンギヤ１７、及び該ピニオンギヤ１７を支持するキャリヤ（伝動部材）１９からなるプラネタリギヤ２０を備えている。
【００２２】
そして、入力軸３ａとキャリヤ１９との間には、油圧アクチュエータ２１にて操作されるダイレクトクラッチ２２が介装されており、このダイレクトクラッチ２２を係合させることに基づき入力軸３ａとキャリヤ１９とを直結状態にするようになっている。また、キャリヤ１９の他端は固定シーブ５２にスプライン連結されている（詳細は後述）。
【００２３】
さらに、リングギヤ１６には、油圧アクチュエータ２３にて操作されるリバースブレーキ２５が連結されており、リングギヤ１６の回転を停止できるように構成されている。
【００２４】
ここで、油圧アクチュエータ２３の構造、並びにその取り付け部の構造について説明する。
【００２５】
リバースブレーキ２５の側方においては、図３に詳示するように、ケース７の突出部７ａが配置されている。この突出部７ａは入力軸３ａを囲むように配置されており、この突出部７ａには、リバースブレーキ２５の側に開口するように環状のシリンダ部７ｂが形成されている。そして、このシリンダ部７ｂには環状のピストン２３ａが摺動自在に配置されていて、これらシリンダ部７ｂとピストン２３ａとによって油圧アクチュエータ２３を構成している。また、シリンダ部７ｂの底面（図示左側の面）には厚肉部７ｃが形成されており、この厚肉部７ｃによって突出部７ａが補強されている。なお、この厚肉部７ｃに対応してピストン２３ａの受圧面が凹まされている。
【００２６】
一方、ＣＶＴ５は、図２に示すように、プライマリプーリ５０とセカンダリプーリ５１とを有しており、これらのプライマリプーリ５０及びセカンダリプーリ５１は、固定シーブ５２，５３と可動シーブ５５，５６とをそれぞれ有している。また、これらのプーリ５０，５１の間には金属製のベルト５７が巻き掛けられている。
【００２７】
このうち、プライマリプーリ５０側の固定シーブ５２は、前後進切換装置３の側に延設された略厚肉円筒状の第１ボス部５２ａと、その反対側に延設された略厚肉円筒状の第２ボス部５２ｂとを有しており、第１ボス部５２ａは、その外周部に配置された大径ベアリング（第１のベアリング）５９を介して突出部７ａに回転自在に支持されている。なお、本実施の形態においては、油圧アクチュエータ２３のシリンダ部７ｂを固定シーブ５２側に深く形成することにより、油圧アクチュエータ２３を、大径ベアリング５９と同じ軸方向位置に配置している。
【００２８】
また、第１ボス部５２ａの内周部には、図３に詳示するように、大径ベアリング５９と軸方向に重なるように、キャリヤ１９とのスプライン連結部５８が形成されており、このスプライン連結部５８を介してキャリヤ１９が固定シーブ５２に連結されて一体的に回転し、前後進切換装置３からの回転がプライマリプーリ５０に伝達されるようになっている。さらに、第１ボス部５２ａの先端部には環状の凹部５２ｃが形成されており、該凹部５２ｃには、大径ベアリング５９と軸方向に重なるようになるように小径ベアリング（第２のベアリング）６０が配置されている。そして、上述したリングギヤ１６が、この小径ベアリング６０を介して固定シーブ５２に回転自在に支持されている。
【００２９】
また、第２ボス部５２ｂの端部とケース７との間にはベアリング６１が介装されており（詳細は後述）、結局、この固定シーブ５２は、各ボス部５２ａ，５２ｂとケース７との間に介装された２つのベアリング５９，６１によって回転自在に支持されている。
【００３０】
一方、可動シーブ５５は、固定シーブ５２の軸方向に移動し得ると共に該固定シーブ５２と一体的に回転するように、ボールスプライン６４を介して第２ボス部５２ｂに支持されており、可動シーブ５５は、ダブルピストンタイプの油圧アクチュエータ７０によって軸方向に移動されるように構成されている。
【００３１】
この油圧アクチュエータ７０は、図４に詳示するように、固定シーブ５２の第２ボス部５２ｂに嵌挿されて固定されたアウタシリンダ７１及びインナシリンダ７２と、可動シーブ５５の外周部にカシメ固定されたピストン部材７３と、によって構成されている。
【００３２】
すなわち、アウタシリンダ７１は、第２ボス部５２ｂを中心にして傘状に延設された部分７１ａと、該部分７１ａに連続する円筒部分７１ｂと、を有しており、インナシリンダ７２は、可動シーブ５５の背面に沿うように湾曲して形成されている。
【００３３】
また、ピストン部材７３は、アウタシリンダの円筒部分７１ｂ並びにインナシリンダ７２の端縁に摺接するようにカシメ固定部から軸方向に延設された円筒部分７３ａと、アウタシリンダ７３との間に油圧室７５を形成するように円筒部分７３ａから屈曲されたピストン部分７３ｂと、を有している。なお、可動シーブ５５の背面は、ピストン面を形成し、インナシリンダ７２と共に油圧室７７を形成している。
【００３４】
ところで、ピストン部材７３が可動シーブ５５にカシメ固定される前においては、図５(a) に詳示するように、可動シーブ５５は凹部５５ａと凸部５５ｂとをその外周部に有しており、回転軸方向と直交する方向に形成された当接面５５ｃを有している。また、ピストン部材７３の先端部には薄肉部７３ｃが形成されており、それに伴って、軸方向と直交する方向に突出する突出面７３ｄが形成されている。
【００３５】
そして、ピストン部材７３（薄肉部７３ｃの先端部）が可動シーブ５５の凹部５５ａにカシメ固定された後においては、図５(b) に詳示するように、ピストン部材側の突出面７３ｄは可動シーブ側の当接面５５ｃに突き当てられた状態となる。したがって、油圧に伴う押圧力が図示Ｆ方向に作用しても、該押圧力Ｆは当接面５５ｃにて受け止められて、カシメ固定部にはほとんど作用しないようになっている。
【００３６】
ところで、アウタシリンダ７１は、図４に詳示するように、第２ボス部５２ｂの近傍において図示左方に膨出する膨出部７１ｃを有しており、この膨出部７１ｃの背面（図示左側の面）には、上述したベアリング６１が配置されている。このベアリング６１のインナーレース６１ａは、膨出部７１ｃの背面に所定面積以上（好ましくは、膨出部７１ｃの全面）と接触するような径であり、また、インナーレース６１ａの背面側（図示左側）には凹部６１ｂが形成されている。そして、この凹部６１ｂには、第２ボス部５２ｂに螺合されるナット９０が配置されており、このナット９０によってアウタシリンダ７１、インナシリンダ７２及びベアリング６１の位置決めを行っている。つまり、本実施の形態においては、インナーレース６１ａの径はナット９０の径よりも大きく設定されている。
【００３７】
一方のセカンダリプーリ５１においても、図２に示すように、固定シーブ５３はケース７に回転自在に支持されており、可動シーブ５６は、固定シーブ５３の軸方向に移動し得ると共に該固定シーブ５３と一体的に回転するように、固定シーブ５３にボールスプライン９１を介して支持されている。そして、この可動シーブ５６は、その背面に配置された油圧アクチュエータ９２によって軸方向に移動できるようになっている。
【００３８】
さらに、固定シーブ５３のボス部５３ａには出力ギヤ９３が固定されており、この出力ギヤ９３の下方には減速ギヤ機構９５とディファレンシャル装置６とが配置されている。このうち、減速ギヤ機構９５は、一体的に回転するように同軸上に配置された大ギヤ９５ａ及び小ギヤ９５ｂを有しており、ディファレンシャル装置６は、デフケース６２と一体的に回転するように該ケース６２に固定されたリングギヤ６３と、デフケース６２内にシャフトを介して支持されている一対のデフギヤ６５，６５と、これらのデフギヤ６５，６５にそれぞれ噛合されたサンギヤ６６，６６と、を有しており、各サンギヤ６６，６６は、車両の左右前車軸９６，９６にそれぞれ連結されて差動回転を出力するようになっている。そして、固定シーブ側の出力ギヤ９３は、減速ギヤ機構９５の大ギヤ９５ａに噛合され、その小ギヤ９５ｂは、ディファレンシャル装置６のリングギヤ６３に噛合されている。
【００３９】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
【００４０】
エンジン出力軸９の回転は、流体継手２を介して入力軸３ａに伝達される。この状態でダイレクトクラッチ２２を係合させると共にリバースブレーキ２５を解放すると、入力軸３ａと固定シーブ５２とは直結状態となって、入力軸３ａの回転がキャリヤ１９を介してそのまま固定シーブ５２に伝えられる。これにより、プライマリプーリ５０が正回転駆動され、その回転はベルト５７を介してセカンダリプーリ５１に伝達される。
【００４１】
そして、セカンダリプーリ５１の回転は、出力ギヤ９３を介して減速ギヤ機構９５に伝達され、該ギヤ機構９５にて減速された上でディファレンシャル装置６に伝達される。
【００４２】
この状態で油圧アクチュエータ７０，９２の供給油圧により可動シーブ５５，５６の軸方向位置を変更すると、プライマリプーリ５０からセカンダリプーリ５１に伝達される回転は変速される。
【００４３】
一方、ダイレクトクラッチ２２を解放すると共にリバースブレーキ２５を係合させると、リングギヤ６３が停止状態となることにより固定シーブ５２には逆方向の回転が伝達される。そして、その回転は、上述と同様にベルト５７、セカンダリプーリ５１、及び出力ギヤ９３を介して減速ギヤ機構９５に伝達され、さらにディファレンシャル装置６に伝達される。
【００４４】
次に、本実施の形態の効果について説明する。
【００４５】
本実施の形態によれば、大径ベアリング５９、スプライン連結部５８並びに小径ベアリング６０を、ほぼ同じ軸方向位置に配置することにより、軸方向寸法を小さくできる。
【００４６】
また、固定シーブ５２にはベルト５７が巻き掛けられて大きな荷重（図３の符号Ａ参照）が作用するものの、大径ベアリング５９とスプライン連結部５８とを同じ軸方向位置に配置しているため、スプライン連結部５８には従来装置のような余分な荷重が作用しない。その結果、スプライン連結部５８の耐久性並びに信頼性が向上する。
【００４７】
ところで、固定シーブの支持構造には、従来より、特開昭６１−１０５３４５号公報にて開示されたもの（図６参照）や、特開平４−８３９４６号公報にて開示されたもの（図１参照）がある。
【００４８】
このうち図６においては、ケース１００には突出部１００ａが形成されており、該突出部１００ａには、固定シーブ１０２が大径ベアリング１０３を介して回転自在に支持されている。そして、この突出部１００ａにはブレーキピストン１０５が配置されている。この突出部１００ａは、大径ベアリング１０３と同等の幅に太く形成されているため、ブレーキピストン１０５は大径ベアリング１０３の位置からずらして配置されることとなり、軸方向寸法が長くなるという問題があった。
【００４９】
これに対して図１に示すものは、ケース２０２の突出部２０２ａを細く形成していることから軸方向寸法を短くできるものの、ベアリング２０１の支持が不確実になるという問題があった。なお、図中の符号２１０はブレーキピストンを示している。
【００５０】
本実施の形態によれば、シリンダ部７ｂを固定シーブ５２側に深く形成することによって、油圧アクチュエータ２３を大径ベアリング５９と同じ軸方向位置に配置でき、軸方向寸法を短くできる。また、シリンダ部７ｂの底面に厚肉部７ｃを形成することによって突出部７ａの強度を確保でき、大径ベアリング５９の支持を確実なものとできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来におけるプライマリプーリ側の固定シーブの支持構造等を示す詳細断面図。
【図２】本発明に係る無段変速機の全体構成を示す図。
【図３】前後進切換装置等の詳細構造を示す図。
【図４】プライマリプーリ等の詳細構造を示す図。
【図５】可動シーブと油圧アクチュエータとの接合部を示す詳細断面図であり、(a) は接合前の状態を示す図、(b) は接合後の状態を示す図。
【図６】従来の問題点を説明するための図。
【符号の説明】
１無段変速機
７ケース
１５サンギヤ
１６リングギヤ
１７ピニオンギヤ
１９キャリヤ（伝動部材）
２０プラネタリギヤ
５０プライマリプーリ
５１セカンダリプーリ
５２，５３固定シーブ
５２ａボス部
５５，５６可動シーブ
５７ベルト
５８スプライン連結部
５９大径ベアリング（第１のベアリング）
６０小径ベアリング（第２のベアリング）
７０，９２油圧アクチュエータ

Claims

ケースに回転自在に支持された固定シーブ、該固定シーブの軸方向に移動し得ると共に該固定シーブと一体的に回転する可動シーブ、及び該可動シーブを軸方向に移動させる油圧アクチュエータを有する一対のプーリと、これら一対のプーリに巻掛けられたベルトと、プラネタリギヤを構成すると共に前記一対のプーリのいずれか一方における固定シーブにスプライン連結されて一体的に回転するキャリヤと、を備える無段変速機において、
前記キャリヤにスプライン連結される固定シーブが、略厚肉円筒状のボス部を有し、
前記キャリヤにスプライン連結される固定シーブが、前記ボス部の外周部に配置された第１のベアリングを介して前記ケースに回転自在に支持されると共に、
前記キャリヤとのスプライン連結部が、前記第１のベアリングと軸方向に重なるように前記ボス部の内周部に配置された、
ことを特徴とする無段変速機。
前記キャリヤは、サンギヤ、リングギヤ並びにピニオンギヤと共にプラネタリギヤを構成し、
前記リングギヤが、前記キャリヤにスプライン連結される固定シーブに第２のベアリングを介して回転自在に支持され、かつ、
前記第２のベアリングが、前記第１のベアリングと軸方向に重なるように前記ボス部に配置された、
ことを特徴とする請求項１記載の無段変速機。