JP4096370B2 - 無段変速機 - Google Patents

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おり、特開昭６３−７１４３９号公報等において開示されている。
【０００３】
図１は、その無段変速機の一例を示す図であるが、この無段変速機２００は、ケース２０１に回転自在に支持されたプライマリプーリ２０２及びセカンダリプーリ２０３と、これらのプーリ２０２，２０３に巻き掛けられたベルト２０５と、を備えている。また、これらのプーリ２０２，２０３は固定シーブ２０６，２０７と可動シーブ２０９，２１０とによって構成されており、可動シーブ２０９，２１０は油圧アクチュエータ２１１，２１２によって軸方向に移動されるようになっている。
【０００４】
このうち、プライマリプーリ側の油圧アクチュエータ２１１は、シリンダ部材２１３と、シリンダ部材２１３との間に油圧室２１５を形成するように可動シーブ２０９に取り付けられた円筒部材２１６と、を有しており、この油圧室２１５に油圧を作用させて可動シーブ２０９を移動させることにより変速を行うようになっている。
【０００５】
ところで、このシリンダ部材２１３は、固定シーブ２０６のボス部２０６ａに嵌挿されており、シリンダ部材２１３の背面には、ワッシャ２２０や、固定シーブ２０６を回転自在に支持するためのベアリング２２１や、これらを固定するためのナット２２２がボス部２０６ａに嵌挿されて配置されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した無段変速機２００においては、シリンダ部材２１３とナット２２２との間にワッシャ２２０やベアリング２２１が配置されているため、軸方向寸法が増大してしまうという問題があった。
【０００７】
ここで、軸方向寸法を短くするためにワッシャ２２０を省略することも考えられるが、油圧室２１５には高い油圧が作用し、ワッシャ２２０はシリンダ部材２１３の補強部材としての役割を果たしていることから、ワッシャ２２０を省略した場合には新たな問題が生じる。すなわち、シリンダ部材２１３の付け根部分が変形するおそれがある。
【０００８】
なお、ワッシャ２２０を省略した上でシリンダ部材２１３の変形を防止するには、
▲１▼ シリンダ部材の板厚を厚くする方法、
▲２▼ シリンダ部材の材質を向上させる方法、
▲３▼ シリンダ部材に適切な熱処理を施す方法、
等があるが、上記▲１▼の方法によっても軸方向寸法が増大してしまうという問題があり、上記▲２▼や▲３▼の方法によれば、部品コストや製造コストが増大してしまうという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、軸方向寸法の小さい無段変速機を提供することを目的とするものである。
【００１０】
また、本発明は、シリンダ部材の変形を防止す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】
さらに、本発明は、安価な無段変速機を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【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）をそれぞれ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、を備える無段変速機（１）において、
前記油圧アクチュエータ（７０）が、前記可動シーブ（５５）側に固定されたピストン部材（７３）と、該ピストン部材（７３）との間に油圧室（７５）を形成すると共に、円筒部分（７１ｂ）より連続するように形成されて該円筒部分（７１ｂ）に対して軸方向に膨出する膨出部（７１ｃ）を有するシリンダ部材（７１）と、を有し、
前記一対のプーリ（５０，５１）の少なくともいずれか一方の固定シーブ（５２）を前記ケース（７）に回転自在に支持するベアリング（６１）と、
該ベアリング（６１）の前記固定シーブ（５２）に対する位置決めを行うナット（９０）と、を備え、
前記ベアリング（６１）のインナーレース（６１ａ）の径を、前記ナット（９０）の径よりも大きくし、
前記インナーレース（６１ａ）の前記油圧アクチュエータ（７０）に対する背面側に凹部（６１ｂ）を形成し、
前記ベアリング（６１）のインナーレース（６１ａ）が前記膨出部（７１ｃ）の前記油圧アクチュエータ（７０）に対する背面に接触するように、前記ベアリング（６１）を配置し、
前記凹部（６１ｂ）に前記ナット（９０）の少なくとも一部を配置して、前記ベアリング（６１）と前記ナット（９０）とが軸方向に重なるようにし、
前記シリンダ部材（７１）を、前記ベアリング（６１）と共に前記ナット（９０）によって位置決めすることで、前記インナーレース（６１ａ）が前記シリンダ部材（７１）の軸方向強度を補強する、ことを特徴とする無段変速機にある。
【００１３】
請求項２に係る発明は、前記油圧アクチュエータ（７０）は、前記シリンダ部材がアウタシリンダ（７１）及びインナシリンダ（７２）からなる、ダブルピストンタイプで構成された、ことを特徴とする無段変速機にある。
【００１４】
請求項３に係る発明は、前記ナット（９０）によって、前記ベアリング（６１）、前記アウタシリンダ（７１）、及び前記インナシリンダ（７２）を位置決めする、ことを特徴とする無段変速機にある。
【００１６】
［作用］
以上構成に基づき、いずれか一方のプーリ（５０）を回転駆動すると、その回転はベルト（５７）を介して他方のプーリ（５１）に伝達される。ここで、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、ベルト（５７）と各プーリ（５０，５１）との接触位置が変わり、一方のプーリ（５０）から他方のプーリ（５１）に伝達される回転が変速される。また、固定シーブ（５２）を回転自在に支持するベアリング（６１）と、該ベアリング（６１）の位置決めを行うナット（９０）とは、軸方向に少なくとも一部が重なるようにされているため、軸方向寸法が小さくなる。
【００１７】
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。
【００１８】
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、インナーレースに凹部を形成すると共に、該凹部にナットの少なくとも一部を配置して、ベアリングとナットとが軸方向に少なくとも一部重なるようにしている。したがって、軸方向寸法を小さくできる。
【００２０】
さらに、シリンダ部材の軸方向強度が大きくなり、シリンダ部材の変形を防止できる。また、ベアリングのインナーレースがシリンダ部材を補強することとなるため、別途補強部材を設ける必要がない。したがって、部品点数を少なくしてコストダウンができると共に、軸方向寸法も小さくできる。また、補強のためにシリンダ部材の板厚を厚くする必要が無いため、この点からも無段変速機の軸方向寸法を小さくできる。さらに、補強のためにシリンダ部材の材質を向上させたり、シリンダ部材に適切な熱処理を施したりする必要が無く、その分、部品コストや製造コストを低減できる。
【００２１】
【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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、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１９からなるプラネタリギヤ２０を備えている。
【００２５】
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）。
【００２６】
さらに、リングギヤ１６にはリバースブレーキ２５が連結されており、このリバースブレーキ２５を油圧アクチュエータ２３にて作動させることによりリングギヤ１６の回転を停止できるように構成されている。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
このうち、プライマリプーリ５０は固定シーブ５２を有しており、この固定シーブ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とを有している。そして、この第１ボス部５２ａの外周部とケース突出部７ａとの間には大径ベアリング５９が介装されると共に、第２ボス部５２ｂとケース７との間にはベアリング６１（詳細は後述）が介装されており、結局、この固定シーブ５２は、これら２つのベアリング５９，６１によってケース７に回転自在に支持されている。
【００３２】
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。
【００３３】
一方、固定シーブ５２の第２ボス部５２ｂにはボールスプライン６４を介して可動シーブ５５が支持されており、可動シーブ５５が、該固定シーブ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なっている。
【００３４】
また、この可動シーブ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。
【００３５】
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（シリンダ部材）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（円筒部材）７３と、によって構成されている。
【００３６】
このうち、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を有しており、この部分７１ａからは円筒部分７１ｂが連続するように形成されている。また、該部分７１ａには、第２ボス部５２ｂの近傍において図示左方に軸方向に膨出する膨出部７１ｃが形成されており、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。
【００３７】
ところで、このベアリング６１のインナーレース６１ａは大径であって、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）と接触している。また、インナーレース６１ａの背面側（図示左側）には、ナット（固定手段）９０が第２ボス部５２ｂに螺合されて配置されており、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の固定シーブ５２に対する位置決めを行っている。ここで、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おり、インナーレース６１ａの背面側（図示左側）には、ナット９０よりも大径の凹部６１ｂが形成されている。そして、この凹部６１ｂにナット９０の少なくとも一部を配置して、ベアリング６１とナット９０とが軸方向に少なくとも一部重なるようにしている。
【００３８】
また、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。さらに、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。
【００３９】
他方のセカンダリプーリ５１も、プライマリプーリ５０とほぼ同様の構造であって、ケース７に回転自在に支持された固定シーブ５３を有している（図２参照）。また、この固定シーブ５３にはボールスプライン９１を介して可動シーブ５６が支持されており、可動シーブ５６が、該固定シーブ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なっている。さらに、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されるように構成されている。
【００４０】
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。
【００４１】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
【００４２】
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、セカンダリプーリ５１、出力ギヤ９３及び減速ギヤ機構９５を介してディファレンシャル装置６に伝達される。
【００４３】
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、ベルト５７と各プーリ５０，５１との接触位置が変わり、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。
【００４４】
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、出力ギヤ９３及び減速ギヤ機構９５を介してディファレンシャル装置６に伝達される。
【００４５】
次に、本実施の形態の効果について説明する。
【００４６】
本実施の形態によれば、インナーレース６１ａに凹部６１ｂを形成すると共に、この凹部６１ｂにナット９０の少なくとも一部を配置して、ベアリング６１とナット９０とが軸方向に少なくとも一部重なるようにしている。したがって、軸方向寸法を小さくできる。
【００４７】
また、ベアリング６１のインナーレース６１ａの径を大きくして、インナーレース６１ａが膨出部７１ｃの背面に所定面積以上（好ましくは、膨出部７１ｃの全面）と接触するようにしている。したがって、アウタシリンダ７１の軸方向強度が大きくなり、アウタシリンダ７１の変形を防止できる。
【００４８】
さらに、ベアリング６１のインナーレース６１ａがアウタシリンダ７１を補強することとなるため、別途補強部材を設ける必要がない。したがって、部品点数を少なくしてコストダウンできると共に、軸方向寸法も小さくできる。またさらに、補強のためにアウタシリンダ７１の板厚を厚くする必要が無いため、この点からも無段変速機の軸方向寸法を小さくできる。また、補強のためにアウタシリンダ７１の材質を向上させたり、アウタシリンダ７１に適切な熱処理を施したりする必要が無く、その分、部品コストや製造コストを低減できる。
【００４９】
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５参照）や、特開平４−８３９４６号公報にて開示されたもの（図６参照）がある。
【００５０】
このうち図５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。
【００５１】
これに対して図６に示すものは、ケース１１０の突出部１１０ａ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１１３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１１２は固定シーブを示し、符号１１５はブレーキピストンを示している。
【００５２】
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。
【００５３】
上述のように、本実施の形態に係る無段変速機１は、軸方向寸法が小さいため、設置スペースに余り余裕の無い小型車両にも搭載できる。
【００５４】
なお、上述した実施の形態においては、固定手段としてナット９０を用いたが、カシメ、溶接、圧入等の他の固定手段を用いても良い。いずれの固定手段を用いても、上述のようにインナーレース６１ａに凹部を設けると共に固定手段の少なくとも一部を該凹部に配置することにより、軸方向寸法を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の無段変速機の一例を示す図。
【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】プライマリプーリの支持構造等を示す図。
【図５】従来の問題点を説明するための図。
【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
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
６０ 小径ベアリング
６１ ベアリング
６１ａ インナーレース
６１ｂ 凹部
７０ 油圧アクチュエータ
７１ アウタシリンダ（シリンダ部材）
７１ｃ 膨出部
７３ ピストン部材（円筒部材）
７５ 油圧室
９０ ナット（固定手段）
９２ 油圧アクチュエータ

Claims (3)

1. 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それぞれ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、を備える無段変速機において、
   前記油圧アクチュエータが、前記可動シーブ側に固定されたピストン部材と、該ピストン部材との間に油圧室を形成すると共に、円筒部分より連続するように形成されて該円筒部分に対して軸方向に膨出する膨出部を有するシリンダ部材と、を有し、
   前記一対のプーリの少なくともいずれか一方の固定シーブを前記ケースに回転自在に支持するベアリングと、
   該ベアリングの前記固定シーブに対する位置決めを行うナットと、を備え、
   前記ベアリングのインナーレースの径を、前記ナットの径よりも大きくし、
   前記インナーレースの前記油圧アクチュエータに対する背面側に凹部を形成し、
   前記ベアリングのインナーレースが、前記膨出部の前記油圧アクチュエータに対する背面に接触するように、前記ベアリングを配置し、
   前記凹部に前記ナットの少なくとも一部を配置して、前記ベアリングと前記ナットとが軸方向に重なるようにし、
   前記シリンダ部材を、前記ベアリングと共に前記ナットによって位置決めすることで、前記インナーレースが前記シリンダ部材の軸方向強度を補強する、
   ことを特徴とする無段変速機。
2. 前記油圧アクチュエータは、前記シリンダ部材がアウタシリンダ及びインナシリンダからなる、ダブルピストンタイプで構成された、
   ことを特徴とする請求項１記載の無段変速機。
3. 前記ナットによって、前記ベアリング、前記アウタシリンダ、及び前記インナシリンダを位置決めする、
   ことを特徴とする請求項２記載の無段変速機。

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