JP5030815B2 - プーリ構造およびベルト式の無段変速機 - Google Patents

Description

本発明は、ベルト式の無段変速機に用いられるプーリのプーリ構造およびこのプーリ構造を用いたプーリを備えるベルト式の無段変速機に関する。

従来、この種のプーリ構造としては、ベルト式の無段変速機が備えるプーリに用いられ、シャフト部が一体に形成された固定シーブと、同じくシャフト部が一体形成された可動シーブとを対向するよう配置してなるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このプーリ構造では、可動シーブのシャフト部を中空として固定シーブのシャフト部に軸方向に摺動可能に嵌挿し、可動シーブの背面に設けられた油圧室からの油圧を用いてシーブ間の間隔を広狭させている。
特開２００５−２９１３１７号公報

こうした無段変速機に用いられるプーリは、比較的高い加工精度が求められるから、その生産性をより向上させるためには、できる限り部品を単純化すると共に共通化することが望ましい。

本発明のプーリ構造およびベルト式の無段変速機は、プーリの構成部品をより共通化することを主目的とする。

本発明のプーリ構造およびベルト式の無段変速機は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のプーリ構造は、
ベルト式の無段変速機に用いられるプーリのプーリ構造であって、
シーブ面を有する環状部材を前記無段変速機の入力軸および／または出力軸として形成された軸状部材としての第１のシャフトに取り付け、該環状部材と同一形状の環状部材を前記第１のシャフトに対して軸方向に摺動可能な軸状部材としての第２のシャフトに取り付けて、プーリとして組み付けることを特徴とする
ことを要旨とする。

この本発明のプーリ構造では、シーブ面を有する環状部材を無段変速機の入力軸や出力軸として形成された軸状部材としての第１のシャフトに取り付け、この環状部材と同一形状の環状部材を第１のシャフトに対して軸方向に摺動可能な軸状部材としての第２のシャフトに取り付けてプーリとして組み付ける。これにより、環状部材を共通化することができる。また、プーリを構成する各部材を比較的単純な形状に形成することができ、その成形を比較的容易に行なうことができる。したがって、生産性をより向上させることができる。

こうした本発明のプーリ構造において、前記環状部材は、前記第１のシャフトが貫通可能な貫通孔が形成されると共に前記シーブ面の裏面側に該貫通孔の内周面よりも径が大きく且つ前記第２のシャフトの外周面と径が略同一の内周面の段差部が形成され、前記第２のシャフトは、前記第１のシャフトを嵌挿可能な中空の円筒部材であり、該円筒部材の円筒端面と円筒外周面とが前記環状部材の段差部に嵌合し、前記第１のシャフトは、外周面に前記第２のシャフトの前記円筒外周面と略同一の径のフランジ部が形成され、該フランジ部の外周面と側面とが前記環状部材の段差部に嵌合するものとすることもできる。こうすれば、環状部材の取り付けをより容易なものとすることができると共に取り付け強度を確保することができる。この態様の本発明のプーリ構造において、前記環状部材は、該環状部材が取り付けられた前記第２のシャフトの中空部に前記第１のシャフトが嵌挿されたときに、該環状部材の貫通孔の内周面と前記第１のシャフトの外周面との間に所定のクリアランスが設けられるよう形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、可動シーブの移動をスムーズなものとすることができる。

また、本発明のプーリ構造において、スプライン結合を用いて前記環状部材を前記シャフトに取り付けるものとすることもできる。こうすれば、環状部材の取り付けをより容易なものとすることができる。

本発明のベルト式の無段変速機は、上述した本発明のプーリ構造を用いたプーリを備えることを要旨とする。したがって、本発明のプーリ構造が奏する効果と同様の効果、例えば、環状部材を共通化することができる効果やプーリを構成する各部材を比較的単純な形状に形成することができる効果、生産性をより向上させることができる効果などを奏することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての無段変速機２０が組み込まれた動力伝達装置１０の構成の概略を示す構成図である。動力伝達装置１０は、車両に搭載されて図示しないエンジンからの動力を左右輪の車軸１９ａ，１９ｂに伝達するものとして構成されており、図示するように、エンジンの出力軸に接続されたロックアップ機構付きのトルクコンバータ１２と、トルクコンバータ１２の出力軸の回転方向を前進方向と後進方向とに切り換える前後進切換ユニット１４と、前後進切換ユニット１４の出力軸であるインプットシャフト２２と車軸１９ａ，１９ｂにデファレンシャルギヤ１８およびギヤ機構１６を介して連結されたアウトプットシャフト２６とに接続されインプットシャフト２２側の動力を無段階に変速してアウトプットシャフト２６側に出力する無段変速機２０とを備える。なお、トルクコンバータ１２と前後進切換ユニット１４との間には、エンジンからの動力を用いて図示しないオイルパンに貯留されている作動油を圧送するオイルポンプ１３が配置されている。

実施例の無段変速機２０は、図示するように、両端がベアリング２１ａ，２１ｂにより回転自在に支持されたインプットシャフト２２と、溝幅が変更可能でインプットシャフト２２に接続されたプライマリープーリー３０と、両端がベアリング２５ａ，２５ｂ，２５ｃにより回転自在に支持されたアウトプットシャフト２６と、溝幅が変更可能で駆動軸としてのアウトプットシャフト２６に接続されたセカンダリープーリー４０と、プライマリープーリー３０およびセカンダリープーリー４０の溝に架け渡されたベルト２８と、プライマリープーリー３０の溝幅を変更するための油圧シリンダー５２と、セカンダリープーリー４０の溝幅を変更するための油圧シリンダー５４と、オイルポンプ１３からの油圧を用いて油圧シリンダー５２，５４を駆動してプライマリープーリー３０およびセカンダリープーリー４０の溝幅を変更することにより、インプットシャフト２２の動力を無段階に変速してアウトプットシャフト２６に出力する。なお、インプットシャフト２２やアウトプットシャフト２６には、オイルポンプ１３によって圧送された作動油をベアリング２１ａ，２１ｂ，２５ａ，２５ｂ，２５ｃやその他の機械部分に供給するための貫通孔２２ａ，２６ａが形成されている。

プライマリープーリー３０は、インプットシャフト２２に取り付けられた固定シーブと、インプットシャフト２２にボールスプラインなどを介して軸方向に摺動自在に支持される円筒部材３６と、この円筒部材３６に取り付けられた可動シーブとにより構成されており、固定シーブと可動シーブは同一形状の環状部材３２として形成されている。図２に、環状部材３２をシーブ面側から見た外観図を示し、図３に、環状部材３２をシーブ面の裏面側から見た外観図を示す。環状部材３２は、図示するように、中央にインプットシャフト２２が貫通可能な貫通孔３３が形成されており、シーブ面の裏面側には貫通孔３３の内周面の径よりも大きな径の内周面を有する段差部３４が形成されている。この段差部３４の内周面には、インプットシャフト２２や円筒部材３６に環状部材３２を取り付けるために軸方向にスプライン３４ａが形成されている。

図４は、インプットシャフト２２に固定シーブとして機能する環状部材３２が取り付けられる様子を示す説明図である。前述したように、環状部材３２には、インプットシャフト２２が貫通可能な貫通孔３３の内周面よりも大きな径の内周面を有する段差部３４が形成されており、段差部３４の内周面には軸方向にスプライン３４ａが形成されている。インプットシャフト２２は、図４に示すように、その軸端から若干中央寄りの部位の外周には、環状部材３２の段差部３４の内周面と略同一の径の外周面を有するフランジ部２３が形成されており、このフランジ部２３の外周面にも軸方向にスプライン２３ａが形成されている。したがって、インプットシャフト２２のフランジ部２３を環状部材３２の段差部３４に嵌合してフランジ部２３の外周面と段差部３４の内周面とをスプライン結合することにより、インプットシャフト２２に環状部材３２を取り付けることができる。

図５は、円筒部材３６に可動シーブとして機能する環状部材３２が取り付けられる様子を示す説明図である。図示するように、円筒部材３６は、その軸端３８の外径が環状部材３２の段差部３４の内周面の径と略同一となるよう形成されており、軸端３８の外周面には軸方向にスプライン３８ａが形成されている。したがって、円筒部材３６の軸端３８を環状部材３２の段差部３４に嵌合して軸端３８の外周面と段差部３４の内周面とをスプライン結合することにより、円筒部材３６に環状部材３２を取り付けることができる。

こうしてインプットシャフト２２に環状部材３２を取り付けると共に円筒部材３６に環状部材３２を取り付けると、両環状部材３２のシーブ面が対向するようインプットシャフト２２を円筒部材３６に嵌挿することにより、インプットシャフト２２が接続されたプライマリープーリー３０が完成する。図６に、完成後のプライマリープーリー３０の外観図を示す。このプライマリープーリー３０では、図１の丸で囲んだ拡大領域に示すように、環状部材３２が円筒部材３６に取り付けられると共にインプットシャフト２２に取り付けられて両環状部材３２のシーブ面が対向するようインプットシャフト２２を円筒部材３６に嵌挿したときに、可動シーブとして機能する環状部材３２の貫通孔３３の内周面とインプットシャフト２２の外周面との間に若干のクリアランスが設けられるように貫通孔３３の径が設計されており、環状部材３２が可動シーブとして機能する際にインプットシャフト２２の外周面に対してスムーズに移動できるようになっている。

セカンダリープーリー４０も、プライマリープーリー３０と同様に、アウトプットシャフト２６に取り付けられた固定シーブと、アウトプットシャフト２６にボールスプラインなどを介して軸方向に摺動自在に支持される円筒部材４６と、この円筒部材４６に取り付けられた可動シーブとにより構成されており、固定シーブと可動シーブは同一の環状部材４２として形成されている。このセカンダリープーリー４０に用いられる環状部材４２と前述したプライマリープーリー３０に用いられる環状部材３２とは、無段変速機２０の仕様に応じて同一形状のものを用いてもよいし、若干の加工を施したものを用いてもよい。この環状部材４２は、前述した環状部材３２とインプットシャフト２２との取り付けと同様に、アウトプットシャフト２６に取り付けられ、前述した環状部材３２と円筒部材３６との取り付けと同様に、円筒部材４６に取り付けられて、セカンダリープーリー４０として組み付けられる。従って、これらの取り付けについての説明は重複するから省略する。

以上説明した実施例の無段変速機２０によれば、インプットシャフト２２に取り付けられる固定シーブとインプットシャフト２２に対して軸方向に摺動自在に支持される円筒部材３６に取り付けられる可動シーブとを同一形状の環状部材３２を用いて構成すると共にアウトプットシャフト２６に取り付けられる固定シーブとアウトプットシャフト２６に対して軸方向に摺動自在に支持される円筒部材４６に取り付けられる可動シーブとを同一形状の環状部材４２を用いて構成したから、固定シーブと可動シーブとを共通化することができる。また、個々の部品の形状を比較的単純なものとすることができるから、その成形を容易なものとすることができる。したがって、生産性をより向上させることができる。

また、実施例の無段変速機２０によれば、環状部材３２が円筒部材３６に取り付けられて可動シーブとしてその貫通孔３３にインプットシャフト２２を挿入したときに、環状部材３２の貫通孔３３の内周面とインプットシャフト２２の外周面との間に若干のクリアランスが設けられるよう環状部材３２の貫通孔３３の径を設計したから、環状部材３２が可動シーブとして機能する際にインプットシャフト２２の外周面に対してスムーズに移動することができる。

実施例の無段変速機２０では、プライマリープーリー３０の固定シーブと可動シーブとを同一形状の環状部材３２により構成すると共にセカンダリープーリー４０の固定シーブと可動シーブとを同一形状の環状部材４２により構成するものとしたが、プライマリープーリー３０の固定シーブと可動シーブとを同一形状の環状部材３２により構成するがセカンダリープーリー４０の固定シーブと可動シーブとを同一形状の部材としないものとしてもよいし、セカンダリープーリー４０の固定シーブと可動シーブとを同一形状の環状部材４２により構成するがプライマリープーリー３０の固定シーブと可動シーブとを同一形状の部材としないものとしてもよい。

実施例では、固定シーブと可動シーブとを同一形状の環状部材により構成してプーリとして組み付ける本発明を無段変速機２０の形態として説明したが、こうしたプーリのプーリ構造の形態とするものとしてもよい。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、無段変速機の製造産業や自動車産業などに利用可能である。

本発明の一実施例としての無段変速機２０が組み込まれた動力伝達装置１０の構成の概略を示す構成図である。 環状部材３２をシーブ面３２ａ側から見た外観を示す外観図である。 環状部材３２をシーブ面３２ａの裏面３２ｂ側から見た外観を示す外観図である。 インプットシャフト２２に固定シーブとして機能する環状部材３２が取り付けられる様子を示す説明図である。 円筒部材３６に可動シーブとして機能する環状部材３２が取り付けられる様子を示す説明図である。 プライマリープーリー３０の外観を示す外観図である。

符号の説明

１０ 動力伝達装置、１２ トルクコンバータ、１３ オイルポンプ、１４ 前後進切換ユニット、１６ ギヤ機構、１８ デファレンシャルギヤ、１９ａ，１９ｂ 車軸、２０ 無段変速機、２１ａ，２１ｂ ベアリング、２２ インプットシャフト、２２ａ 貫通孔、２３ フランジ部、２３ａ スプライン、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ ベアリング、２６ アウトプットシャフト、２６ａ 貫通孔、２８ ベルト、３０ プライマリープーリー、３２ 環状部材、３３ 貫通孔、３４ 段差部、３４ａ スプライン、３６ 円筒部材、３８ 軸端、３８ａ スプライン、４０ セカンダリープーリー、４２ 環状部材、４６ 円筒部材、５２，５４ 油圧シリンダー。

Claims (4)

1. ベルト式の無段変速機に用いられるプーリのプーリ構造であって、
   シーブ面を有する環状部材を前記無段変速機の入力軸および／または出力軸として形成された軸状部材としての第１のシャフトに取り付け、該環状部材と同一形状の環状部材を前記第１のシャフトに対して軸方向に摺動可能な軸状部材としての第２のシャフトに取り付けて、前記プーリとして組み付けられ、
   前記環状部材は、前記第１のシャフトが貫通可能な貫通孔が形成されると共に前記シーブ面の裏面側に該貫通孔の内周面よりも径が大きく且つ前記第２のシャフトの外周面と径が略同一の内周面の段差部が形成され、
   前記第２のシャフトは、前記第１のシャフトを嵌挿可能な中空の円筒部材であり、該円筒部材の円筒端面と円筒外周面とが前記環状部材の段差部に嵌合し、
   前記第１のシャフトは、外周面に前記第２のシャフトの前記円筒外周面と略同一の径のフランジ部が形成され、該フランジ部の外周面と側面とが前記環状部材の段差部に嵌合することを特徴とする
   プーリ構造。
2. 前記環状部材は、該環状部材が取り付けられた前記第２のシャフトの中空部に前記第１のシャフトが嵌挿されたときに、該環状部材の貫通孔の内周面と前記第１のシャフトの外周面との間に所定のクリアランスが設けられるよう形成されてなる請求項１記載のプーリ構造。
3. スプライン結合を用いて前記環状部材を前記シャフトに取り付ける請求項１または２に記載のプーリ構造。
4. 請求項１ないし３いずれか１項に記載のプーリ構造を用いたプーリを備えるベルト式の無段変速機。
   

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