JP5647212B2 - 無段変速装置 - Google Patents
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Description
一方、上記ドライブプーリには、減速機等を介して車軸に連結されたドライブプーリ軸、ドライブプーリ軸に固定された固定シーブ、ドライブプーリ軸に軸方向に移動可能となるようにスプライン結合された可動シーブ及び、可動シーブを常に固定シーブ側へ付勢する推力スプリングがそれぞれ設けられている。
また、特許文献1に記載されたような無段変速装置では、伝達トルクが大きい場合、Vベルトを高張力状態で使用し、このVベルトの張力値に応じて推力スプリングの付勢力を大きくする必要があり、推力スプリングの付勢力の増加に従って、電動モータの定格を増大する必要がある。このため、無段変速機の伝達トルク(容量)が大きい場合、電動モータとして定格が大きいものを用いることが要求され、かつ変速動作時及び非変速時の何れの時にも、電動モータの消費電力が増大する。
本発明の目的は、上記事実を考慮して、変速機の作動時に変速アクチュエータにより消費されるエネルギを低減でき、かつ変速機の容量を増大した場合でも、この変速機の容量増加に伴って、変速アクチュエータにより消費されるエネルギが増大することを効果的に抑制できる無段変速機を提供することにある。
(無段変速装置の構成)
図1は、本発明の実施形態に係る無段変速装置における駆動側プーリ及び変速アクチュエータの軸線方向に沿った側面断面図である。図2は、図1に示される無段変速装置を、カバー部材を外した状態で矢印II方向に見た図であり、ギヤ歯を省略して示している。図3は、図1に示される無段変速装置を、カバー部材を外した状態で矢印III方向に見た図である。図4は、図1に示される無段変速装置を矢印IV方向に見た図であり、この図ではハウジングを省略している。図5は、本発明の実施形態に係る無段変速装置における従動側プーリの側面図である。
図5に示されるように、従動側プーリ250では、固定シーブ253の円錐面253aと可動シーブ257の円錐面257aとの間がプーリ溝262とされており、このプーリ溝262には、Vベルト211の他端側(本実施形態では、下端側)が外周側から巻き掛けられている。
駆動側プーリ200では、座受リング266と内フランジ209cの座受面209dとのと間にカウンタスプリング18が圧縮状態とされて配置されている。このとき、カウンタスプリング18は、軸線方向一端側(図1では、左端側)の端面(座面)を座受面209dに圧接させると共に、他端側の座面を座受リング266の端面に圧接させている。
次に、無段変速装置10の動作について説明する。尚、ここでは説明を簡略化するために前進についてのみ説明し、後進については省略する。車両におけるECU(Engine Control Unit)等の制御装置は、車速、エンジン回転数、アクセル開度等に基づいて、最適な変速比を選択する。選択した選択比に基づいて、アクチュエータ100を駆動する。
無段変速装置10では、上記のように、駆動側プーリ200でプーリ溝16における巻掛領域の外径が縮小し、従動側プーリ250ではプーリ溝262における巻掛領域の外径が増大することにより、入力軸である駆動側プーリ軸201の回転速度に対して、出力軸である従動側プーリ軸251の回転速度が上昇し、増速を実現できる。
次に、上記のように構成された本実施形態に係る無段変速装置10の作用について説明する。無段変速装置10では、推力スプリング20が、可動シーブ257をVベルト211の張力TFに対応する推力DFで軸線方向に沿って固定シーブ253側へ付勢し、プーリ溝262におけるVベルト211が圧接する巻掛領域の外径を、変速アクチュエータ100による変速動作に伴うプーリ溝16における巻掛領域の外径変化に追従するように可変すると共に、カウンタスプリング18が、可動シーブ207を推力スプリング20の推力DFに対応するカウンタ力CFで軸線方向に沿って固定シーブ203側へ付勢している。
さらに、フォーク部材300を介してボールねじ機構が発生した力を可動シーブ207に伝達することにより、Vベルト211の張力TFにより可動シーブ207に駆動側プーリ軸201に対する傾きが生じた場合でも、可動シーブ207の傾きに起因してねじ軸111に傾きが生じることもないので、ボールねじ機構の疲労寿命等の低下を抑制できる。
次に、本発明の実施形態の変形例に係る無段変速装置について説明する。
図7には、本発明の実施形態の変形例1に係る無段変速装置が示されている。この変形例1に係る無段変速装置22が、図1に示される無段変速装置10と異なる点は、カウンタスプリング24がフォーク部材300とエンジンケース12との間に配置されており、このカウンタスプリング24がフォーク部材300を介して可動シーブ257にカウンタ力CFを作用させる点である。カウンタスプリング24は、その素線の一端部がエンジンケース12に連結固定されると共に、素線の他端部がフォーク部材300の上端部に連結固定されており、常に引張り変形した状態とされている。これにより、フォーク部材300はシャフトSを中心として常に時計方向へ付勢され、その下端部によりカウンタスプリング24の引張り力に対応するカウンタ力CFで可動シーブ207を固定シーブ203側へ押圧する。
なお、変形例1に係る無段変速装置22では、コイルスプリングからなるカウンタスプリング24をフォーク部材300とエンジンケース12との間に引張り変形した状態で配置していたが、コイルスプリングからなるカウンタスプリングをフォーク部材300とエンジンケース12や変速機カバー等との間に圧縮変形した状態で配置し、このカウンタスプリングの復元力(圧縮力)によりフォーク部材300を時計方向へ付勢するようにしても良い。
また無段変速装置22では、コイルスプリングに代えて、シングルトーションスプリング、ダブルトーションスプリング等の捩りコイルスプリングをカウンタスプリングとして用い、このカウンタスプリングをシャフトSの外周側に嵌挿すると共に、カウンタスプリングの素線の一端部及び他端部をそれぞれエンジンケース12及びフォーク部材300に連結し、カウンタスプリングの捩り方向に沿った復元力によりフォーク部材300を時計方向へ付勢するようにしても良い。
そして、上記のように構成された無段変速装置26によれば、変速アクチュエータ100が軸直角方向に沿って駆動側プーリ軸201及び従動側プーリ軸251の間に配置されていることにより、無段変速装置10と比較し、無段変速装置26の軸直角方向に沿った全長を短縮できるので、装置の小型化を実現できる。
12 エンジンケース
13 エンジン
14 クランク軸
16 プーリ溝
18 カウンタスプリング
20 推力スプリング
22 無段変速装置
24 カウンタスプリング
26 無段変速装置
28 無段変速装置
30 変速機ケース
32 減速機
34 車軸
59 外輪ディスク
100 アクチュエータ
100 変速アクチュエータ
101 ハウジング
101A ハウジング本体
101B カバー部材
101a モータ室
101b 軸室
101d 段部
101e 長孔
102 電動モータ
102a 回転軸
103 駆動ギヤ
103、 駆動ギヤ
104 中間軸
105a 大ギヤ
105b 小ギヤ
106 従動ギヤ
107 ナット部材(変換機構、ボール螺子機構)
107a 雌ねじ溝
108 玉軸受
109 軸受ホルダ
110 ブッシュ
111 ねじ軸(変換機構、ボール螺子機構)
111a ねじ部
111b 丸軸部
111c 雄ねじ溝
112 ボール(変換機構、ボール螺子機構)
113 センサカラー
114 止め輪
115 ブッシュ
116 シール
117 押圧部材
118 センサ
118a センサアーム
118b 回転板
119 止め輪
200 フォーク部材
200 駆動側プーリ(第1のプーリ)
201 駆動側プーリ軸(第1のプーリ軸)
201a 雄ねじ部
201b スプライン雄溝
202 玉軸受
203 固定シーブ(第1の固定シーブ)
203a 円錐面
203b スプライン雌溝
204 ワッシャ
206 スリーブ
206a スプライン雄溝
207 可動シーブ(第1の可動シーブ)
207a 中央筒部
207b 円錐面
207c スプライン雌溝
208 玉軸受
209 軸受ホルダ
209a 円筒部
209b 外フランジ
209c 内フランジ
209d 座受面
210 ストッパ
211 ベルト
215 ナット
224 カウンタスプリング
250 従動側プーリ軸
251 従動側プーリ軸(第2のプーリ軸)
252 遠心クラッチ機構
253 固定シーブ(第2の固定シーブ)
253a 円錐面
254 玉軸受
255 シーブ本体部
255a 円筒部
257 可動シーブ(第2の可動シーブ)
257a 円錐面
257b 円錐面
258 内輪ディスク
259 外輪ディスク
259a 座受面
260 摩擦部材
262 プーリ溝
262 プーリ溝
264 座受リング
264a 係合部
266 座受リング
266a 係合部
300 フォーク部材
301 アーム部(揺動部材)
301a 孔
CF カウンタ力
DF 推力
F1 分力
F2 分力
RF 反力
S シャフト
TF 張力
Claims (2)
- 第1のプーリ軸、第1のプーリ軸に固定された第1の固定シーブ、第1のプーリ軸により軸線方向に沿って移動可能に支持された第1の可動シーブを具備し、第1の固定シーブと第1の可動シーブとの間に第1のプーリ溝が形成される第1のプーリと、
第2のプーリ軸、第2のプーリ軸に固定された第2の固定シーブ、第2のプーリ軸により軸線方向に沿って移動可能に支持された第2の可動シーブを具備し、第2の固定シーブと第2の可動シーブとの間に第2のプーリ溝が形成される第2のプーリと、
一端側が前記第1のプーリ溝に巻掛けられると共に、他端側が前記第2のプーリ溝に巻掛けられる無端状のVベルトと、
前記第1の可動シーブを軸線方向に沿って進退させて、前記第1のプーリ溝における前記Vべルトが圧接する第1の巻掛領域の外径を可変する変速アクチュエータと、
前記第2の可動シーブを、前記Vベルトの張力に対応する推力で軸線方向に沿って前記第2の固定シーブ側へ付勢し、前記第2のプーリ溝における前記Vベルトが圧接する第2の巻掛領域の外径を、前記第1の巻掛領域の外径変化に追従するように可変する推力スプリングと、
前記第1の可動シーブを、前記推力スプリングの推力に対応するカウンタ力で軸線方向に沿って前記第1の固定シーブ側へ付勢するカウンタスプリングと、
を有し、
前記変速アクチュエータは、電動モータと、前記電動モータの回転力を直線的な駆動力に変換する変換機構と、前記変換機構から出力された駆動力により揺動すると共に、該駆動力を前記第1の可動シーブに伝達して該第1の可動シーブを軸線方向に進退させる揺動部材とを有し、
前記カウンタスプリングは、その一端部が前記揺動部材を支持する支持体に連結固定されると共に、その他端部が前記揺動部材に連結固定され、常に前記揺動部材のシャフトを中心に前記第1の可動シーブを拡げる回転方向へ変形した状態とされ、これにより、前記揺動部材は前記シャフトを中心に常に前記第1の可動シーブを狭める回転方向へ付勢されて前記カウンタスプリングの前記カウンタ力で前記第1の可動シーブを前記第1の固定シーブ側へ押圧し、
前記カウンタ力を、前記推力よりも小さく設定したことを特徴とする無段変速装置。 - 前記変換機構をボール螺子機構により構成したことを特徴とする請求項1記載の無段変速装置。
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