JP5596842B2 - 無段変速機 - Google Patents

Description

この発明は無段変速機に関し、より具体的には変速機ケースの内部の配置構造に関する。

無段変速機は変速機ケースの内部に収容されると共に、入力軸から入力される内燃機関などの駆動源の出力で駆動プーリを駆動して変速するが、通例、変速機ケースの入力軸や駆動プーリ軸などの軸方向に拡張された拡張部を備え、無段変速機をその拡張部に配置している。

他方、特許文献１記載の技術のように、変速機ケースの入力軸や駆動プーリ軸などの軸方向長さを短縮して軽量化・小型化を図るために拡張部を設けない構造も知られており、その構造では変速機ケースの内部に立設された中間壁で入力軸と入力軸にギヤを介して接続される駆動プーリ軸とを支持するように構成される。

特公平３−４６６９７号公報

特許文献１記載の技術にあっては、拡張部を設けないことで変速機ケースの軸方向長さを短縮できるものの、中間壁で入力軸とそれにギヤを介して接続される駆動プーリ軸とを共に支持するように構成されるため、駆動プーリ軸上に中間壁とギヤが配置されることとなり、変速機ケースの軸方向長さの短縮が未だ十分ではなく、小型化・軽量化の点で改良の余地があった。

この発明の目的は上記した課題を解決し、変速機ケースの内部に入力軸を支持する中間壁を備えると共に、変速機ケースの軸方向の長さを一層短縮して一層の小型・軽量化を実現するようにした無段変速機を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、請求項１にあっては、変速機ケースの内部に収容されると共に、前記変速機ケースの内部に立設された中間壁で支持される入力軸から入力される駆動源の出力を無段に変速する無段変速機において、前記入力軸にアイドルギヤを介して接続されると共に、前記中間壁で支持されるアイドル軸と、前記中間壁を外れた位置に配置されて前記入力軸に前進走行ギヤと後進走行ギヤを介して接続される駆動プーリ軸と、前記入力軸に配置されて前記前進走行ギヤを軸上に固定する前進クラッチと、前記駆動プーリ軸に配置されて前記後進走行ギヤを軸上に固定する後進クラッチとを備え、前記前進クラッチを前記入力軸の軸方向において前記前進走行ギヤよりも前記駆動源側に配置し、前記前進走行ギヤを前記入力軸の軸方向において前記後進走行ギヤよりも前記駆動源側に配置し、前記後進走行ギヤを前記入力軸の軸方向において前記後進クラッチよりも前記駆動源側に配置すると共に、前記後進クラッチを前記入力軸の軸方向に直交する方向において前記中間壁とオーバーラップするように配置するように構成した。

請求項１にあっては、変速機ケースの内部に収容されると共に、変速機ケースの内部に立設された中間壁で支持される入力軸から入力される駆動源の出力を無段に変速する無段変速機において、中間壁で支持されるアイドル軸と、中間壁を外れた位置で入力軸に前進走行ギヤと後進走行ギヤを介して接続される駆動プーリ軸と、入力軸に前進走行ギヤを軸上に固定する前進クラッチと、駆動プーリ軸に後進走行ギヤを軸上に固定する後進クラッチとを備え、前進クラッチを入力軸の軸方向において前進走行ギヤよりも駆動源側に配置し、前進走行ギヤを入力軸の軸方向において後進走行ギヤよりも駆動源側に配置し、後進走行ギヤを入力軸の軸方向において後進クラッチよりも駆動源側に配置すると共に、後進クラッチを入力軸の軸方向に直交する方向において中間壁とオーバーラップするように構成、換言すれば、駆動源側から順に、前進クラッチ、前進走行ギヤ、後進走行ギヤ、後進クラッチを配置すると共に、後進クラッチと中間壁が軸方向に直行する方向から見て重なるように構成したので、その分だけ変速機ケースの軸方向長さを一層短縮でき、一層の小型化・軽量化を実現することができる。

この発明に係る無段変速機を入力軸、ＤＲプーリ軸などの軸関係を中心に示す説明側面図である。 図１に示す無段変速機を同図Ａ−Ａ線で展開したときの拡大断面図である。 図２の部分拡大図である。

以下、添付図面を参照してこの発明に係る無段変速機を実施するための形態について説明する。

図１はこの発明に係る無段変速機を入力軸、ＤＲプーリ軸などの軸関係を中心に示す説明側面図、図２は図１に示す無段変速機を同図Ａ−Ａ線で展開したときの拡大断面図、図３は図２の部分拡大図である。

図１から図３において符号１０は無段変速機（Continuously Variable Transmission。以下「ＣＶＴ」という）を示す。ＣＶＴ１０はベルト式からなり、車両（図示せず）に搭載され、駆動源、より具体的には内燃機関（以下「エンジン」という。図示せず）の出力を変速して左右の駆動輪（図示せず）に伝達する。

図示の如く、ＣＶＴ１０は、互いに平行に設けられた入力軸１２とＤＲ（ドライブ（駆動））プーリ軸（駆動プーリ軸）１４とＤＮ（ドリブン（被動））プーリ軸（被動プーリ軸）１６とアイドル軸１８を備え、エンジンの出力はトルクコンバータ２０を介して入力軸１２から入力される。

トルクコンバータ２０は、エンジンのクランクシャフト２２に直結されたドライブプレート２４に固定されるポンプインペラ２０ａと、入力軸１２に固定されるタービンランナ２０ｂと、ロックアップクラッチ２０ｃからなる。

ロックアップクラッチ２０ｃは背圧室２０ｃ１を備え、そこから排出される油圧（オイル（作動油）の圧力）に応じた係合力でエンジンの出力を入力軸１２に伝達する。

ＤＲプーリ軸１４とＤＮプーリ軸１６の間には、金属Ｖベルト機構２６が設けられる。

金属Ｖベルト機構２６は、ＤＲプーリ軸１４に配設されたＤＲ（ドライブ）プーリ３０とＤＮプーリ軸１６に配設されたＤＮ（ドリブン）プーリ３２と、その間に巻き掛けられた金属製のＶベルト３４からなる。

ＤＲプーリ３０はＤＲプーリ軸１４に相対回転不能で軸方向移動不能に設けられた固定側ＤＲプーリ半体３０ａと、ＤＲプーリ軸１４に相対回転不能で固定側ＤＲプーリ半体３０ａに対して軸方向移動自在に設けられた可動側ＤＲプーリ半体３０ｂからなる。

ＤＮプーリ３２は、ＤＮプーリ軸１６に相対回転不能で軸方向移動不能に設けられた固定側ＤＮプーリ半体３２ａと、ＤＮプーリ軸１６に相対回転不能で固定側ＤＮプーリ半体３２ａに対して軸方向移動自在に設けられた可動側ＤＮプーリ半体３２ｂからなる。

可動側ＤＲプーリ半体３０ｂと可動側ＤＮプーリ半体３２ｂにはシリンダ室３０ｂ１，３２ｂ１が設けられ、可動側ＤＲ，ＤＮプーリ半体３０ｂ，３２ｂはシリンダ室３０ｂ１，３２ｂ１に供給された油圧（側圧）に応じて固定側ＤＲプーリ半体３０ａと固定側ＤＮプーリ半体３２ａに接近あるいは離間する。

ＤＲプーリ３０とＤＮプーリ３２の間にはＶベルト３４が巻き掛けられる。Ｖベルト３４は多数のエレメントとその両側に嵌められた２本のリング（共に図示せず）からなり、エレメントに形成されたＶ字面がＤＲプーリ３０とＤＮプーリ３２のプーリ面と接触し、両側から強く押圧された状態でエンジンの動力をＤＲプーリ３０からＤＮプーリ３２に伝達する。

入力軸１２上には車両の進行方向を切り換える前後進切換機構３６が設けられる。前後進切換機構３６は前進（ＦＷＤ）走行ギヤ３８と前進（ＦＷＤ）クラッチ４０、および後進（ＲＶＳ）走行ギヤ４２と後進（ＲＶＳ）クラッチ４４からなる。

前進走行ギヤ３８は、入力軸１２に相対回転自在に設けられた前進ＤＲ（駆動）ギヤ３８ａと、ＤＲプーリ軸１４に相対回転不能でかつ前進ＤＲギヤ３８ａに噛合自在に設けられた前進ＤＮ（被動）ギヤ３８ｂとからなる。

前進ＤＲギヤ３８ａは入力軸１２にガイド４０ａ（図３）を介して固定された前進クラッチ４０に接続され、前進クラッチ４０がオイル（作動油）を供給されて係合されると、入力軸１２に固定される。

その結果、入力軸１２からトルクコンバータ２０を介して入力されるエンジンの出力は、前進ＤＲギヤ３８ａ、前進ＤＮギヤ３８ｂを介してＤＲプーリ軸１４に伝えられ、ＤＲプーリ軸１４を車両前進方向に回転させる。

後進走行ギヤ４２は、入力軸１２に相対回転不能に設けられた後進ＤＲ（駆動）ギヤ４２ａと、アイドル軸１８に相対回転可能でかつ後進ＤＲギヤ４２ａと噛合自在に設けられた後進アイドルギヤ４２ｂと、ＤＲプーリ軸１４に相対回転可能でかつ後進アイドルギヤ４２ｂに噛合自在に設けられた後進ＤＮ（被動）ギヤ４２ｃ（図２は図１のＡ−Ａ線で展開断面図のため、図２では後進アイドルギヤ４２ｂと後進ＤＮギヤ４２ｃの噛合は図示されない）とからなる。

後進ＤＮギヤ４２ｃはＤＲプーリ軸１４にガイド４４ａ（図３）を介して固定された後進クラッチ４４に接続され、後進クラッチ４４がオイル（作動油）を供給されて係合されると、駆動プーリ軸１４に固定される。

その結果、入力軸１２からトルクコンバータ２０を介して入力されるエンジンの出力は、前進クラッチ４０が係合されていないとき、後進ＤＲギヤ４２ａから後進アイドルギヤ４２ｂに伝えられて逆転された後、後進ＤＮギヤ４２ｃを介してＤＲプーリ軸１４に伝えられ、ＤＲプーリ軸１４を車両前進方向と反対の車両後進方向に回転させる。

ＤＮプーリ軸１６にはディファレンシャル機構４６が接続される。即ち、ＤＮプーリ軸１６にはファイナルＤＲギヤ５０が設けられ、ファイナルＤＲギヤ５０はディファレンシャル機構４６のケースに固定されたファイナルＤＮギヤ５２と噛合する。

ディファレンシャル機構４６には左右の車軸５４が固定されると共に、その端部には駆動輪が取り付けられる。ファイナルＤＮギヤ５２はＤＮプーリ軸１６の回転に伴ってディファレンシャル機構４６のケース全体を左右の車軸５４まわりに回転させる。

プーリ３０，３２のシリンダ室３０ｂ１，３２ｂ１に供給される油圧を制御し、Ｖベルト３４の滑りが発生することのないプーリ側圧を与えた状態で入力軸１２にエンジンの回転を入力すると、その回転は、入力軸１２→ＤＲプーリ軸１４→ＤＲプーリ３０→Ｖベルト３４→ＤＮプーリ３２→ＤＮプーリ軸１６と伝達される。

金属Ｖベルト機構２６にあっては、ＤＲプーリ３０とＤＮプーリ３２の両プーリ側圧を増減させてプーリ幅を変化させ、Ｖベルト３４の両プーリ３０，３２に対する巻き掛け半径を変化させて巻き掛け半径の比（プーリ比）に応じた所望の変速比（レシオ）を無段階で得ることができる。

上記したトルクコンバータ２０のロックアップクラッチ２０ｃの係合量、ＤＲプーリ３０などのプーリ幅、前進クラッチ４０あるいは後進クラッチ４４の係合（インギヤ）・非係合（解放。アウトギヤ）などは、それらの背圧室２０ｃ１やシリンダ室３０ｂ１，３２ｂ１などに供給される油圧を制御することで行われるが、それについての説明は省略する。

図示の如く、ＣＶＴ１０は変速機ケース６０に収容される。より具体的には、変速機ケース６０は、ＣＶＴ１０などの本体部分を収容するＭ（ミッション）ケース６０ａと、トルクコンバータ２０を収容するＴＣ（トルクコンバータ）ケース６０ｂとからなる。

変速機ケース６０は、Ｍケース６０ａとＴＣケース６０ｂの開口側を対面させつつ、多数のボルト６２で締結されることで閉じ合わされる。Ｍケース６０ａはＴＣケース６０ｂの反対側においてキャップ６０ｃで閉鎖される。

変速機ケース６０のＭケース６０ａの内部には入力軸ホルダ（中間壁）６６が立設される。尚、図１はＣＶＴ１０を入力軸１２、ＤＲプーリ軸１４などの軸関係を中心に示す説明側面図であることから、前後進切換機構３６などの図示を省略している。

図１に良く示す如く、入力軸ホルダ６６は平面視矩形状を呈し、周縁をボルト６６ａでＭケース６０ａの内壁に形成された支持部（図示せず）に締結されることで、Ｍケース６０ａに固定される。

図１と図２に示す如く、入力軸ホルダ６６には入力軸１２とアイドル軸１８とが支持されると共に、ＤＲプーリ軸１４は入力軸ホルダ６６を外れた位置、換言すれば入力軸ホルダ６６の外に配置され、入力軸１２に前進走行ギヤ３８、後進走行ギヤ４２を介して接続される。入力軸ホルダ６６の内部には油路（図示せず）が穿設される。

ＤＮプーリ軸１６とディファレンシャル機構４６のファイナルＤＮギヤ５２の付近には、オイルの流れを整流するバッフルプレート７０が配置される。

変速機ケース６０の底部は制御室７２として区画され、そこにはオイルパン７４が形成されると共に、オイルパン７４には（ガスケット７６で上下２層に区分された）バルブボディ８０が配置される。

バルブボティ８０には、トルクコンバータ２０のロックアップクラッチ２０ｃの背圧室２０ｃ１やプーリのシリンダ室３０ｂ１，３２ｂ１などへのオイルの給排を制御する種々の油圧制御バルブが収容される。

図２に示す如く、ファイナルＤＮギヤ５２の付近にはポンプ８２が設けられ、入力軸１２からチェーン駆動されて軸８２ａを中心として回転し、図２で図示されないオイルパン７４からオイルを汲み上げる。

図１において軸８２ａで示すポンプ８２はオイルパン７４からストレーナ８４を介してオイルを汲み上げ、バルブボディ８０内の種々の油圧制御バルブにオイルを圧送する。

また、ポンプ８２はオイルパン７４からオイルを汲み上げ、入力軸１２、ＤＲ軸１４、ＤＮ軸１６などの回転軸のベアリングに圧送すると共に、入力軸ホルダ６６に穿設された油路を介して入力軸１２のベアリングとアイドル軸１８の支持部分にも圧送する。

また、ファイナルＤＮギヤ５２も回転するとき、変速機ケース６０の底部に貯留するオイルを掻き揚げて周囲に飛散させる。ファイナルＤＮギヤ５２で掻き揚げられたオイルはバッフルプレート７０で整流される。

ここで入力軸１２の取り付けについてさらに敷衍すると、図３に示す如く、入力軸１２は一端において入力軸ホルダ６６にボールベアリング１２ａを介して回転自在に支承されると共に、他端までの間においてＭケース６０ａに固定されるステータシャフト６０ａ１にラジアルニードルベアリング１２ｂとスラストニードルベアリング１２ｃを介して回転自在に支承される。

即ち、入力軸１２とＤＲプーリ軸１４の間の空間は、クラッチガイド４０ａ，４４ａとボールベアリング１２ａで制約される。そこで上記のように構成することで、図３に示す如く、前進走行ギヤ３８の前進ＤＲギヤ３８ａ（あるいは後進走行ギヤ４２の後進ＤＲギヤ４２ａ）によって生じるスラスト荷重を入力軸ホルダ６６と反対の方向（ステータシャフト６０ａ１の方向）に作用させるように構成した。これにより、入力軸１２に加わる負荷を低減できて入力軸ホルダ６６を薄肉にでき、変速機ケース６０をより一層小型・軽量にすることができる。

より具体的には、図３に示す如く、前進ＤＲギヤ３８ａなどによって生じる軸方向のスラスト荷重をスラストニードルベアリング１２ｃに分担させ、ボールベアリング１２ａには径方向のラジアル荷重のみ作用する如く構成したので、ボールベアリング１２ａに加わる負荷を低減できて入力軸１２と駆動プーリ軸１４の間の距離を減少でき、変速機ケース６０をより一層小型・軽量にすることができる。

上記した如く、この実施例にあっては、変速機ケース６０の内部に収容されると共に、前記変速機ケース６０の内部に立設された入力軸ホルダ（中間壁）６６で支持される入力軸１２から入力されるエンジン（駆動源）の出力を無段に変速するＣＶＴ（無段変速機）１０において、前記入力軸１２にアイドルギヤ（後進アイドルギヤ４２ｂ）を介して接続されると共に、前記入力軸ホルダ（中間壁）６６で支持されるアイドル軸１８と、前記入力軸ホルダ（中間壁）６６を外れた位置に配置されて前記入力軸１２に前進走行ギヤ３８と後進走行ギヤ４２を介して接続されるＤＲプーリ軸（駆動プーリ軸）１４と、前記入力軸１２に配置されて前記前進走行ギヤ３８を軸上に固定する前進クラッチ４０と、前記駆動プーリ軸に配置されて前記後進走行ギヤ４２を軸上に固定する後進クラッチ４４とを備え、前記前進クラッチ４０を前記入力軸１２の軸方向において前記前進走行ギヤ３８よりも前記エンジン側に配置し、前記前進走行ギヤ３８を前記入力軸１２の軸方向において前記後進走行ギヤ４２よりも前記エンジン側に配置し、前記後進走行ギヤ４２を前記入力軸１２の軸方向において前記後進クラッチ４４よりも前記エンジン側に配置すると共に、前記後進クラッチ４４を前記入力軸１２の軸方向に直交する方向において前記入力軸ホルダ（中間壁）６６とオーバーラップするように構成、換言すれば、エンジン側から順に、前進クラッチ４０、前進走行ギヤ３８、後進走行ギヤ４２、後進クラッチ４４を配置すると共に、後進クラッチ４４と入力軸ホルダ（中間壁）６６が軸方向に直交する方向から見て重なるように構成したので、その分だけ変速機ケース６０の軸方向長さを一層短縮でき、一層の小型化・軽量化を実現することができる。

尚、上記において入力軸ホルダ（中間壁）６６の構造は図示の例に止まるものではなく、入力軸１２を支持できる限り、どのような構造であっても良い。

１０ 無段変速機（ＣＶＴ）、１２ 入力軸、１２ａ ボールベアリング、１２ｂ ラジアルニードルベアリング、１２ｃ スラストニードルベアリング、１４ 駆動プーリ軸（ＤＲプーリ軸）、１６ 被動プーリ軸（ＤＮプーリ軸）、２０ トルクコンバータ、２０ｃ ロックアップクラッチ、２０ｃ１ 背圧室、２６ 金属Ｖベルト機構、３０ ＤＲ（ドライブ）プーリ、３０ａ 固定側ＤＲプーリ半体、３０ｂ 可動側ＤＲプーリ半体、３０ｂ１ シリンダ室、３２ ＤＮ（ドリブン）プーリ、３２ａ 固定側ＤＮプーリ半体、３２ｂ 可動側ＤＮプーリ半体、３２ｂ１ シリンダ室、３４ Ｖベルト、３６ 前後進切換機構、３８ 前進走行ギヤ、３８ａ 前進ＤＲ（駆動）ギヤ、４０ 前進クラッチ、４２ 後進走行ギヤ、４２ａ 後進ＤＲ（駆動）ギヤ、４４ 後進クラッチ、４６ ディファレンシャル機構、５０ ファイナルＤＲギヤ、５２ ファイナルＤＮギヤ、６０ 変速機ケース、６０ａ１ ステータシャフト、６６ 中間壁（入力軸ホルダ）、７０ バッフルプレート、７２ 制御室、７４ オイルパン、８２ ポンプ

Claims (1)

1. 変速機ケースの内部に収容されると共に、前記変速機ケースの内部に立設された中間壁で支持される入力軸から入力される駆動源の出力を無段に変速する無段変速機において、前記入力軸にアイドルギヤを介して接続されると共に、前記中間壁で支持されるアイドル軸と、前記中間壁を外れた位置に配置されて前記入力軸に前進走行ギヤと後進走行ギヤを介して接続される駆動プーリ軸と、前記入力軸に配置されて前記前進走行ギヤを軸上に固定する前進クラッチと、前記駆動プーリ軸に配置されて前記後進走行ギヤを軸上に固定する後進クラッチとを備え、前記前進クラッチを前記入力軸の軸方向において前記前進走行ギヤよりも前記駆動源側に配置し、前記前進走行ギヤを前記入力軸の軸方向において前記後進走行ギヤよりも前記駆動源側に配置し、前記後進走行ギヤを前記入力軸の軸方向において前記後進クラッチよりも前記駆動源側に配置すると共に、前記後進クラッチを前記入力軸の軸方向に直交する方向において前記中間壁とオーバーラップするように配置することを特徴とする無段変速機。

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