JP6639956B2 - 無段変速機 - Google Patents

Description

本発明は、金属プッシュベルトを採用した無段変速機に関する。

車両に搭載される変速機として、ベルト式の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）が広く知られている。

ベルト式の無段変速機には、入力側のプライマリプーリ、出力側のセカンダリプーリおよびこれらに巻き掛けられた無端状のベルトを含む動力伝達機構が備えられており、無段変速機では、プライマリプーリおよびセカンダリプーリの各溝幅が変更されることにより、変速比（プーリ比）が連続的に無段階で変更される。

動力伝達機構は、トランスミッションケース内に収容されている。トランスミッションケース内には、動力伝達機構の下方に、動力伝達機構の各部への油圧（作動油または潤滑油）の供給を制御するための各種のバルブを備えるバルブボディが設けられている。トランスミッションケースの最下部には、オイルを貯留するオイルパンが取り付けられている。

また、トランスミッションケースには、コントロールシャフトが上下方向に挿入されている。コントロールシャフトの上端部は、トランスミッションケースの外部に突出しており、その上端部には、アウタレバーが取り付けられている。アウタレバーには、コントロールケーブルの一端が接続されている。車室内に配設されているシフトレバー（セレクトレバー）が操作されると、その操作がコントロールケーブルを介してアウタレバーに入力され、その入力によりコントロールシャフトが回動する。

コントロールシャフトの中間部には、ディテントプレートが取り付けられている。ディテントプレートは、シフトレバーのＰポジション（パーキングポジション）、Ｒポジション（リバースポジション）、Ｎポジション（ニュートラルポジション）およびＤポジション（ドライブポジション）などのシフトポジションを設定し、コントロールシャフトの回動時（シフト操作時）の節度感を得るためのものである。また、ディテントプレートには、パーキングロックギヤの固定／解除の切り替えを操作するパーキングロックロッドが連結されている。

コントロールシャフトの下端部には、ワイパアームが取り付けられている。ワイパアームの先端部には、円柱状のシフトピンが下方に突出して設けられている。シフトピンの下端部は、バルブボディに備えられたマニュアルバルブのスプールの溝に係合している。これにより、コントロールシャフトの回動に伴って、マニュアルバルブのスプールが移動し、シフトレバーの位置に対応したマニュアルバルブの出力ポートから油圧が出力される。

特開２００４−１７６８９０号公報

ベルトには、環状の金属板からなるフープ（無端環状体）に対して多数のエレメントをフープの周方向に連ねた状態で装着した構成の金属プッシュベルトが多く採用されている。

金属プッシュベルトを採用した無段変速機では、車両の走行中に金属プッシュベルトが破損した場合、多数のエレメントが脱落および飛散し、そのエレメントの一部がマニュアルバルブのスプールとバルブボディ本体との隙間に入り込む場合がある。この状態でシフト操作が行われると、マニュアルバルブのスプールとバルブボディ本体との間にエレメントが噛み込み、シフト操作が不能になるおそれがある。Ｐポジションでシフト操作が不能になると、パーキングロックギヤが固定され、パーキングロックが作動したままとなり、車両の移動が困難となる。ＰポジションおよびＮポジション以外のシフトポジションでシフト操作が不能になると、エンジンを始動させることができなくなり、フェイル時の安全確保が困難となる。

本発明の目的は、金属プッシュベルトの破損が生じても、シフト操作が不能になることを抑制できる、無段変速機を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る無段変速機は、車両に搭載される無段変速機であって、プライマリプーリおよびセカンダリプーリに無端状の金属プッシュベルトが巻き掛けられた構成を有する動力伝達機構と、動力伝達機構に油圧を供給するためのバルブボディと、動力伝達機構およびバルブボディを収容するトランスミッションケースと、トランスミッションケースに支持されており、上端部がトランスミッションケースから上方に突出したコントロールシャフトと、コントロールシャフトの上端部に設けられており、シフト操作が入力されるアウタレバーと、コントロールシャフトの中間部に設けられており、パーキングロックの作動／解除を切り替えるためのディテントプレートと、コントロールシャフトにおけるディテントプレートが取り付けられている取付部位よりも下側の部分に設けられ、コントロールシャフトの側面に対して延出するワイパアームと、ワイパアームに支持されて、コントロールシャフトと平行に延び、バルブボディに設けられているマニュアルバルブに連結されたシフトピンとを含み、コントロールシャフトにおける取付部位よりも下側の部分またはシフトピンの少なくとも一方に、局所的に脆弱な脆弱部が形成されている。

この構成によれば、コントロールシャフトは、トランスミッションケースに支持されて、上下方向に延び、その上端部がトランスミッションケースから上方に突出している。コントロールシャフトの上端部には、アウタレバーが設けられている。コントロールシャフトの中間部には、ディテントプレートが設けられている。また、コントロールシャフトの中間部には、ディテントプレートよりも下方の位置に、ワイパアームが設けられている。ワイパアームは、コントロールシャフトの側面に対して延出し、シフトピンを支持している。シフトピンは、バルブボディに設けられているマニュアルバルブに連結されている。

シフト操作は、たとえば、車両の車室内に配設されたシフトレバー（セレクトレバー）の操作である。シフト操作がアウタレバーに入力されると、コントロールシャフトが回動し、このコントロールシャフトの回動に伴って、ディテントプレートおよびシフトピンがコントロールシャフトの回動軸線を中心に回動する。シフトレバーがＰポジションからＰポジション以外のシフトポジションに操作されると、ディテントプレートの回動により、パーキングロックが解除される。また、シフトピンの回動により、マニュアルバルブが操作（マニュアルバルブのスプールが移動）される。

コントロールシャフトにおける取付部位よりも下側の部分またはシフトピンの少なくとも一方に、局所的に脆弱な脆弱部が形成されている。そのため、万一、金属プッシュベルトが破損して、マニュアルバルブの動作部分に金属プッシュベルトのエレメントが噛み込み、シフト操作が不能になる事態が生じても、強い力でシフト操作が行われると、脆弱部が折損し、コントロールシャフトにおける脆弱部よりも上側の部分の回動が可能となる。そのため、シフト操作によりディテントプレートを回動させて、パーキングロックを解除することができる。また、シフト操作によりシフトポジションをＰポジションまたはＮポジションに切り替えることができ、エンジンの始動を可能にすることができる。

脆弱部は、コントロールシャフトまたはシフトピンの局所において、曲げ応力に対する有効断面積を減小させることにより形成されていてもよい。

本発明によれば、金属プッシュベルトの破損が生じても、シフト操作が不能になることを抑制でき、パーキングロックの解除およびエンジンの始動が可能になる。

本発明の一実施形態に係る無段変速機の一部を示す断面図である。 シフトピンの拡大図である。 脆弱部の形状に係る第１変形例を示す図である。 脆弱部の形状に係る第２変形例を示す図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜無段変速機の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る無段変速機１の一部を示す断面図である。図１では、断面を示すハッチングの付与が省略されている。

無段変速機１は、ベルト式の無段変速機であり、たとえば、エンジンを動力源とする自動車に搭載される。

無段変速機１は、動力伝達機構２を備えている。動力伝達機構２には、入力側のプライマリプーリ１１および出力側のセカンダリプーリ１２に無端状のベルト１３が巻き掛けられた構成が含まれる。ベルト１３は、環状の金属板からなるフープ（無端環状体）１４に対して多数のエレメント１５をフープ１４の周方向に連ねた状態で装着した構成の金属プッシュベルトである。エンジンからの動力は、動力伝達機構２に入力されて、プライマリプーリ１１とセカンダリプーリ１２とのプーリ比で変速され、動力伝達機構２から出力される。プーリ比は、プライマリプーリ１１およびセカンダリプーリ１２の各溝幅が変更されることにより連続的に無段階で変更される。

動力伝達機構２は、トランスミッションケース３内に収容されている。トランスミッションケース３内には、動力伝達機構２の下方に、バルブボディ４が設けられている。バルブボディ４には、動力伝達機構２の各部への油圧（作動油または潤滑油）の供給を制御するための各種のバルブを含む油圧回路が形成されている。トランスミッションケース３の最下部には、オイルを貯留するオイルパン５が取り付けられている。

また、トランスミッションケース３には、コントロールシャフト６が上下方向に挿入されている。コントロールシャフト６の上端部は、トランスミッションケース３の外部に突出しており、その上端部には、アウタレバー７が取り付けられている。アウタレバー７には、コントロールケーブル（図示せず）の一端が接続されている。車室内に配設されているシフトレバー（セレクトレバー）が操作されると、そのシフト操作がコントロールケーブルを介してアウタレバー７に入力され、その入力によりコントロールシャフト６が回動する。

コントロールシャフト６は、その中間部の２箇所において、トランスミッションケース３に固定的に設けられた支持部２１，２２により支持されている。コントロールシャフト６の中間部には、上側の支持部２１よりも上方の位置において、ディテントプレート８が取り付けられている。ディテントプレート８は、シフトレバーのＰポジション（パーキングポジション）、Ｒポジション（リバースポジション）、Ｎポジション（ニュートラルポジション）およびＤポジション（ドライブポジション）などのシフトポジションを設定し、コントロールシャフト６の回動時（シフト操作時）に各シフトポジションで節度感を得るためのものである。また、ディテントプレート８には、パーキングロックギヤの固定／解除の切り替えを操作するパーキングロックロッド（図示せず）が連結されている。

コントロールシャフト６の下端部には、ワイパアーム９が取り付けられている。ワイパアーム９の先端部には、シフトピン１０が下方に突出して設けられている。シフトピン１０の下端部は、バルブボディ４に備えられたマニュアルバルブ３１の溝３２に嵌っている。溝３２は、マニュアルバルブ３１のスプールまたはスプールに接続された部材に形成されている。これにより、コントロールシャフト６の回動に伴って、マニュアルバルブ３１のスプールが移動し、シフトレバーの位置に対応したマニュアルバルブ３１の出力ポートから油圧が出力される。

＜シフトピン＞
図２は、シフトピン１０の拡大図である。

シフトピン１０は、ワイパアーム９から垂下した状態に設けられている。シフトピン１０は、全体として略円柱状に形成されている。シフトピン１０には、マニュアルバルブ３１の溝３２に嵌る下端部以外の部分に、図２（ａ）に示されるように、シフトピン１０の周面をその全周にわたって断面略台形状に切り欠くことにより、脆弱部４１が形成されている。脆弱部４１は、図２（ｂ）に示されるように、シフトピン１０における他の部分４２と比較して、曲げ応力に対する有効断面積が小さい。

＜作用効果＞
以上のように、コントロールシャフト６は、トランスミッションケース３に支持されて、上下方向に延び、その上端部がトランスミッションケース３から上方に突出している。コントロールシャフト６の上端部には、アウタレバー７が設けられている。コントロールシャフト６の中間部には、ディテントプレート８が設けられている。また、コントロールシャフト６の中間部には、ディテントプレート８よりも下方の位置に、ワイパアーム９が設けられている。ワイパアーム９は、コントロールシャフト６の側面に対して延出し、シフトピン１０を支持している。シフトピン１０は、バルブボディに設けられているマニュアルバルブに連結されている。

シフトレバーが操作されて、そのシフト操作がアウタレバー７に入力されると、コントロールシャフト６が回動する。コントロールシャフト６の回動に伴って、ディテントプレート８およびシフトピン１０がコントロールシャフト６の回動軸線を中心に回動する。シフトレバーがＰポジションからＰポジション以外のシフトポジションに操作されると、ディテントプレート８の回動により、パーキングロックロッドが作動し、パーキングロックギヤの固定（パーキングロック）が解除される。また、シフトピン１０の回動により、マニュアルバルブ３１が操作される。

シフトピン１０には、脆弱部４１が形成されている。そのため、万一、ベルト１３が破損して、マニュアルバルブ３１の動作部分にベルト１３のエレメント１５が噛み込み、シフト操作が不能になる事態が生じても、強い力でシフト操作が行われると、脆弱部４１が折損し、コントロールシャフト６の回動が可能となる。そのため、シフト操作によりディテントプレート８を回動させて、パーキングロックを解除することができる。また、シフト操作によりシフトポジションをＰポジションまたはＮポジションに切り替えることができ、エンジンの始動が可能となる。よって、フェイル時の安全（フェイルセーフ）を確保することができる。さらには、シフトレバーのＮポジションを検出するスイッチを正常に作動させることができる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、シフトピン１０に形成される脆弱部４１の形状は、図２に示される形状に限定されない。脆弱部４１は、たとえば、図３に示されるように、シフトピン１０の周面をその全周にわたって断面略矩形状に切り欠くことにより形成されてもよい。また、図４に示されるように、シフトピン１０の周面における１８０°回転対称をなす位置に、側面視略半円形状の溝４３がシフトピン１０の周面の弦に沿って形成されることにより、脆弱部４１が形成されてもよい。すなわち、脆弱部４１は、シフトピン１０における他の部分４２よりも曲げ応力に対する有効断面積が小さい形状であれば、如何なる形状に形成されてもよい。

また、コントロールシャフト６におけるディテントプレート８の取付位置よりも下側の部分に、その他の部分よりも曲げ応力に対する有効断面積が小さい形状の脆弱部が形成されてもよい。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１ 無段変速機
２ 動力伝達機構
３ トランスミッションケース
４ バルブボディ
６ コントロールシャフト
７ アウタレバー
８ ディテントプレート
９ ワイパアーム
１０ シフトピン
１１ プライマリプーリ
１２ セカンダリプーリ
１３ ベルト
３１ マニュアルバルブ
４１ 脆弱部

Claims (1)

1. 車両に搭載される無段変速機であって、
   プライマリプーリおよびセカンダリプーリに無端状の金属プッシュベルトが巻き掛けられた構成を有する動力伝達機構と、
   前記動力伝達機構に油圧を供給するためのバルブボディと、
   前記動力伝達機構および前記バルブボディを収容するトランスミッションケースと、
   前記トランスミッションケースに支持されており、上端部が前記トランスミッションケースから上方に突出したコントロールシャフトと、
   前記コントロールシャフトの上端部に設けられており、シフト操作が入力されるアウタレバーと、
   前記コントロールシャフトの中間部に設けられており、パーキングロックの作動／解除を切り替えるためのディテントプレートと、
   前記コントロールシャフトにおける前記ディテントプレートが取り付けられている取付部位よりも下側の部分に設けられ、前記コントロールシャフトの側面に対して延出するワイパアームと、
   ワイパアームに支持されて、前記コントロールシャフトと平行に延び、前記バルブボディに設けられているマニュアルバルブに連結されたシフトピンとを含み、
   前記コントロールシャフトにおける前記取付部位よりも下側の部分またはシフトピンの少なくとも一方に、局所的に脆弱な脆弱部が形成されている、無段変速機。

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