JPH0416661B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＶベルトを用いた無段変速機に関す
る。従来Ｖベルト式無段変速機は、変速比（また
は減速比）の変更およびプーリとＶベルトとの挟
圧力の増減を油圧により行つていた。この油圧に
よる制御は、油圧サーボのシリンダの容積および
油圧回路の他の部所で必要とされる最低油圧によ
る制約などのため、伝達トルクの変化に適確に対
応して精密に前記挟圧力を変更することが困難で
あつた。このため伝達トルクの変動が激しい自動
車等の変速機として用いる場合、プーリとＶベル
トとの摩擦面に常に過大な挾圧力が生じがつであ
り、この過大な挾圧力がプーリおよびＶベルトと
の耐久性の低下と、動力伝達効率の低下の原因と
なつていた。また、このためこの特許出願人は、
特願昭57−234206において、入力プーリまたは出
力プーリの実効径の変更を前記可動フランジまた
は該可動フランジと連動する部材に形成した第１
のねじ、該第１のねじに螺合した第２のねじを有
し、第１のねじと第２のねじとが相対回転して可
動フランジを軸方向に変位させる駆動子、該駆動
子とＶベルト式無段変速機ケースとの間に設けら
れ駆動子を制御するブレーキ、および可動フラン
ジと駆動子の第１のねじ部材と第２のねじ部材と
の間に挿入されたトーシヨンスプリングとからな
るサーボ機構で行なうとともにプーリとＶベルト
との挾圧力を伝達トルクに比例させる手段として
カム機構を用いたＶベルト式無段変速機を提供
し、さらにトーシヨンスプリングを同心二重と
し、可動プーリと、駆動子との間に直列あるいは
並列に配置することにより軸方向寸法の短縮をは
かり、所要とするねじりトルクあるいはねじりト
ルクと反力を限られたスペース内で発生させ、軽
量、コンパクトで搭載性に優れたＶベルト式無段
変速機を提供している。しかるにトーシヨンコイ
ルスプリングに圧縮力を持たせることは設計上限
界があり、特にねじり角が大きくなるとその限界
は小さなものとなる。又、ねじ面の摩擦係数、及
びブレーキトルクのばらつきにより十分なアクシ
ヤルフオースの確保ができなかつた。

本発明の目的は、さらに大きな軸力を発生する
ために可動フランジのみに作用するようにコンプ
レツシヨンスプリングを設けることによつて、ね
じ面の摩擦係数およびブレーキトルクのバラツキ
に左右されることなくアクシヤルフオースを必要
量確保することができ、十分な軸力を確保し、Ｖ
ベルトのすべりを防止し、トーシヨンスプリング
を小型化し、サーボ機構のサーボ荷重が小さくで
きこれによりサーボ機構をコンパクト化する無段
変速機の提供にある。

本発明の無段変速機は、互いに平行的に配設さ
れた入力軸および出力軸にそれぞれ設けられ、そ
れぞれ固定フランジとこの固定フランジに対して
軸方向に変位可能であるとともに前記固定フラン
ジと一体的に回転する可動フランジとからなる入
力プーリおよび出力プーリと、これら入力プーリ
および出力プーリ間を伝動するＶベルトと、回転
運動を軸方向運動に変換して前記各可動フランジ
の少なくとも一方の可動フランジに伝えることに
より、その少なくとも一方の可動フランジとの相
対回転により軸方向に変位させる運動変換手段お
よび該運動変換手段を静止部材に係止せしめるこ
とにより該運動変換手段の回転を制限せしめ前記
可動フランジを軸方向に移動せしめる駆動手段か
らなる前記少なくとも一方の可動フランジのサー
ボ機構と、前記入力軸及び出力軸の少なくとも一
方に設けられ、前記入・出力プーリのＶベルトの
挟圧力をＶベルトの伝動トルクに応じて発生する
挟圧力発生手段とからなる車両用Ｖベルト式無段
変速機であつて、前記軸方向運動発生手段は、前
記可動フランジの少なくとも一方と共に回転しか
つ前記軸方向運動をその可動フランジに出力する
出力子と、通常時にこの出力子と共に回転すると
共に前記出力子との相対回転を生じたときにその
出力子に軸方向運動を生じせすめる駆動子とから
なり、前記駆動手段は、前記駆動子の回動を制動
するブレーキと、前記可動フランジと前記固定フ
ランジと一体的に回転する部材の間に配設された
第１のコンプレツシヨンスプリングと、前記各可
動フランジの少なくとも一方とこの可動フランジ
に対応する前記駆動子との間に配設されたトーシ
ヨンスプリングと、該トーシヨンスプリングに並
列的に配設され前記各可動フランジの少なくとも
一方とこの可動フランジに対する前記駆動子との
間に配設された第２のコンプレツシヨンスプリン
グとによつて構成されている。

この構成によりアクシヤルフオースを必要量確
保でき軸力が十分でＶベルトが滑りにくく、トー
シヨンスプリングを小型化し、サーボ機構のサー
ボ荷重が小さくできこれによりサーボ機構をコン
パクト化するという効果を奏する。

つぎに本発明を第１図に示す第１実施例に基づ
き説明する。

１はＶベルト式無段変速機の入力軸、２は入力
軸１と平行して並列されたＶベルト式無段変速機
の出力軸、３は入力軸１上に設けられた入力プー
リ、４は出力軸２上に設けられた出力プーリ、５
は入力プーリ３および出力プーリ４の間を伝動す
るＶベルト、６は入力プーリ３の実効径を変化さ
せるサーボ機構、７は出力プーリ４の実効径を変
化させるサーボ機構、８は入力プーリに設けられ
たカム機構である。

入力軸１は、ベアリング１１および１２により
Ｖベルト式無段変速機ケース１０に回転自在に支
持されるとともに、外周スプライン１４および先
端ねじ１５が形成されている。

出力軸２は、本実施例では後記する固定フラン
ジのスリーブ部と一体に形成されベアリング２１
及び２２によりＶベルト式無段変速機ケース１０
に回転自在に支持されている。

入力プーリ３は、一端（図示左端）外周には外
周スプライン３１とキー溝３２が設けられたスリ
ーブ状部３３と、スリーブ状部３３と一体に形成
されたフランジ部３５とからなる固定フランジ３
Ａ、該固定フランジ３Ａのスリーブ部３３に軸方
向に変位自在に外嵌され、内周壁に前記固定フラ
ンジのキー溝３２と対応するキー溝３６が形成さ
れるとともに外周壁に第１のねじである被動ねじ
３７が設けられたスリーブ状ハブ部３８と、該ハ
ブ部３８と一体に形成されたフランジ部３９とか
らなる可動フランジ３Ｂ、およびキー溝３２およ
び３６内に入れられ固定フランジ３Ａと可動フラ
ンジ３Ｂとの軸方向の変位を許容するとともに軸
まわりの回転を一体的に行うためのボールキー３
０とからなる。

出力プーリ４は、外周にキー溝４１、スプライ
ン４２、およびねじ４３が形成され、出力軸２と
一体に形成されたスリーブ状部４４と、該スリー
ブ状部４４と一体に形成されたフランジ部４５と
からなる固定フランジ４Ａと、該固定フランジ４
Ａのスリーブ状部４４に軸方向への変位自在に外
嵌され、内周に前記キー溝４１と対応するキー溝
４５０が設けられ、外周に第１のねじである被動
ねじ５６が形成されたスリーブ状ハブ部４７と該
ハブ部４７と一体に形成されたフランジ部４８と
からなる可動フランジ４Ｂ、およびキー溝４１お
よび４５０内に入れられ固定フランジ４Ａと可動
フランジ４Ｂとの回転を一体的に行うためのボー
ルキー４０とからなる。

Ｖベルト５は、それぞれ前記入力プーリ３およ
び出力プーリ４の固定フランジ３Ａおよび固定フ
ランジ４Ａと可動フランジ３Ｂおよび可動フラン
ジ４ＢとのなすＶ字形の作用面に当接して摩擦面
を形成する作用面５１および５２が両側に設けら
れている。

入力プーリのサーボ機構６は、前記入力プーリ
の可動フランジ３Ｂの被動ねじ３７に螺合する第
２のねじである駆動ねじ６１が外周に形成され、
一端６２１はスラストベアリング６５を介して後
記するカム機構の他方のカムレース８７に当接さ
れた可動フランジの駆動子であり、スプリングガ
イド２６２が形成されているスリーブ６２と、該
スリーブ６２とケース１０との間に設けられスリ
ーブ６２を制動する湿式多板電磁式のダウンシフ
トブレーキ６３と、前記可動フランジ３Ｂのハブ
部３８と後記するカム機構の他方のカムレース８
７との間に挿入された第１のコンプレツシヨンス
プリング６４Ａと、可動フランジ３Ｂとスリーブ
６２の外周に配された筒状のスプリングガイド２
６２との保持部材の間に両端が連結されて取り付
けられたアツプシフト用トーシヨンスプリング６
４Ｂと、可動フランジ３Ｂと前記スプリングガイ
ド２６２であるスプリング保持部材との間にベア
リングレース２０２およびローラベアリング２０
０を介して挿入された第２のコンプレツシヨンス
プリングであるアツプシフト用コンプレツシヨン
スプリング６４Ｃとからなる。本実施例では前記
第２のコンプレツシヨンスプリング６４Ｃの片端
と前記スプリングガイド２６２との間にローラベ
アリング２００を介在させたが、該スプリング６
４Ｃの両端にローラベアリング２００を設けても
よい。

出力プーリのサーボ機構７は、前記可動フラン
ジ４Ｂの被動ねじ５６に螺合する第２のねじであ
る駆動ねじ７１が内周に形成された駆動子である
スリーブ７２と、該スリーブ７２の外周に配され
た筒状のスプリングガイド２７２とケース１０と
を固定する湿式多板電磁式のアツプシフト用ブレ
ーキ７３と、前記ハブ部４７と後記するサーボ機
構の支持リング７７との間に挿入された第１のコ
ンプレツシヨンスプリング７４Ａと、スプリング
ガイド２７２と可動フランジ４Ｂとの保持部材の
間に両端が連結されて取付けられたダウンシフト
用トーシヨンスプリング７４Ｂと、可動フランジ
３Ｂと前記スプリングガイド２７２であるスプリ
ング保持部材との間に挿入された第２のコンプレ
ツシヨンスプリングであるダウンシフト用コンプ
レツシヨンスプリング７４Ｃと、出力軸のスプラ
イン４２と嵌合するスプラインが形成され、可動
フランジ４Ｂ側である一方の面はスラストベアリ
ング７５を介してスリーブ７２の端面７２１に当
接され、前記スリーブ７２を軸方向に支持する支
持リング７７とからなる。

カム機構８は、入力軸端に形成された前記ねじ
１５に螺合されたナツト１７により軸方向に固定
されると共に入力軸１のスプライン１４とスプラ
イン嵌合した内周スプライン８１が形成された一
方のカムレース８２と、前記他方のカムレース８
７と、これらカムレース間に介在されたテーパー
ドローラー８８とからなり、ローラー８８はレー
ス８２と８７の作用面８２Ａと８６との間に挟ま
り、入力軸１と固定フランジ３Ａとの回転方向に
変位に対応して可動フランジ３Ｂを図示右方向に
押圧する押圧力を変化させる。

つぎにこの無段変速機の作用を説明する。

(イ) 定速走行時はブレーキ６３および７３が全て
解放される。

トルクの伝動は、入力軸１→カム機構の一方
のレース８２→テーパードローラー８８→他方
のレース８７→入力プーリ３→Ｖベルト５→出
力プーリ４→出力軸２の順でなされる。Ｖベル
ト５による伝達トルクの大きさはＶベルト５に
加わる挾圧力に比例し、該挾圧力は可動フラン
ジ３Ｂおよび該可動フランジと螺合したスリー
ブ６２を介して他方のカムレース８７に印加さ
れ、カム機構の原理により入力プーリは回転方
向に微動し、テーパードローラー８８により軸
方向に作用する挾圧力は、伝達トルクに対して
比例して変化し、Ｖベルト５を挾む可動フラン
ジ３Ｂに加わる挾圧力を伝達トルクに対応して
変化させ、これによりＶベルト５の作用面と可
動フランジ３Ｂおよび固定フランジ３Ａの作用
面との面圧が変化して当接面の挾圧力を変化さ
せる。

(ロ) アツプシフトはブレーキ７３を係合させてな
される。

スリーブ６２および７２は可動フランジのス
リーブ状ハブ部３８および４７と相対回転し、
可動フランジ３Ｂは入力プーリ３の有効径を増
大させる方向（図示右方）に変位し、可動フラ
ンジ４Ｂは出力プーリの有効径を減少させる方
向（図示右方）に変位し、減速比の低減が行わ
れる。減速比が制御設定値になつた時点でブレ
ーキ６３および７３は解放される。

このとき出力プーリのサーボ機構のトーシヨ
ンスプリング７４Ｂは捩られてエネルギーの蓄
積がなされる。

(ハ) ダウンシフトはブレーキ６３の係合によりな
されブレーキ６３が係合するとスリーブ６２を
固定し可動フランジ３Ｂを入力プーリ３の有効
径の減少方法（図示左方）に変位させ、トーシ
ヨンスプリング７４Ｂはスリーブ７２を回転駆
動して戻り、可動フランジ４Ｂを出力プーリの
有効径の増大方向（図示左方）に変位させる。
この入力プーリ３の可動フランジ３Ｂの変位は
カム機構による可動フランジ３Ｂの押圧力に逆
らつてなされる。減速比が制御設定値になつた
ときブレーキ６３を解放する。

この無段変速機においてはトーシヨンスプリ
ング６４Ｂ，７４Ｂのみでねじ３７，５６に作
用して軸力を発生していたのに対し変速時のベ
ルトに必要なアクシヤルフオースと同等の荷重
を持つ第１のコンプレツシヨンスプリング６４
Ａ，７４Ａを可動フランジ３Ｂ，４Ｂのみに作
用するように設けたためアクシヤルフオースを
必要量確保できる。

トーシヨンスプリング６４Ｂ，７４Ｂのみの
場合はねじ３７，５６に全アクシヤルフオース
が作用しているためアクシヤルフオースを確保
することは困難であつたが、可動フランジ３
Ｂ，４Ｂがストロークしている変速過度状態に
おいて、アクシヤルフオースと第１および第２
のコンプレツシヨンスプリング６４Ａ，６４
Ｃ，７４Ａ，７４Ｃの荷重差にブレーキトルク
を作用させるため今あるブレーキトルクでブレ
ーキを作用させ、あるアクシヤルフオース以下
に低下すればねじ３７，５６に作用する軸力が
増加しこのブレーキトルクでは可動フランジ３
Ｂ，４Ｂはストロークしなくなり、アクシヤル
フオースが増加するまで作動しないことにな
る。変速時一方のブレーキトルクを作用させも
う一方のブレーキトルクを補助的に作用させる
ことにより変速機の作動が制御できる。軸力を
確保し、トーシヨンスプリングは容易な設計の
ものとなり、ブレーキトルクは従来のものより
小さくて良く、Ｖベルトをすべらせることのな
いブレーキトルク制御が容易となる。

この無段変速機においては第２のコンプレツ
シヨンスプリングの組み付けに対し、両端また
は片端にローラベアリングを取り付けることに
よつて変速時の可動フランジの相対回転に対し
て第２のコンプレツシヨンスプリングがねじり
力を受けることを防止できる。

以上の如く本発明の無段変速機は、コンプレツ
シヨンスプリングを固定フランジ又は固定フラン
ジと一体に形成された部材と可動フランジ又は可
動フランジと一体に形成された部材との間に設け
たことにより、変速時のベルトの必要アクシヤル
フオースの確保をねじ面の摩擦係数、ブレーキト
ルクのバラツキに影響させることなく、可動フラ
ンジの容量を確保することが可能となり、Ｖベル
トのすべりを防止し、トーシヨンスプリングを小
型化し、サーボ機構のサーボ荷重が小さくでき、
これによりサーボ機構のコンパクト化が可能とな
り、ブレーキトルクの制御が容易となる。また、
変速時、一方のブレーキトルクを作用させ、もう
一方のブレーキトルクを補助的に作用させること
により変速の作動制御が可能となる無段変速機で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例にかかる無段変速機の
断面図である。 図中、１……入力軸、２……出力軸、３……入
力プーリ、４……出力プーリ、５……Ｖベルト、
６，７……可動フランジのサーボ機構、８……カ
ム機構、６４Ａ，７４Ａ……第１のコンプレツシ
ヨンスプリング、６４Ｂ，７４Ｂ……トーシヨン
スプリング、６４Ｃ，７４Ｃ……第２のコンプレ
ツシヨンスプリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに平行的に配設された入力軸および出力
   軸にそれぞれ設けられ、それぞれ固定フランジと
   この固定フランジに対して軸方向に変位可能であ
   るとともに前記固定フランジと一体的に回転する
   可動フランジとからなる入力プーリおよび出力プ
   ーリと、これら入力プーリおよび出力プーリ間を
   伝動するＶベルトと、回転運動を軸方向運動に変
   換して前記各可動フランジの少なくとも一方の可
   動フランジに伝えることにより、その少なくとも
   一方の可動フランジとの相対回転により軸方向に
   変位させる運動変換手段および該運動変換手段を
   静止部材に係止せしめることにより該運動変換手
   段の回転を制限せしめ前記可動フランジを軸方向
   に移動せしめる駆動手段からなる前記少なくとも
   一方の可動フランジのサーボ機構と、前記入力軸
   及び出力軸の少なくとも一方に設けられ、前記
   入・出力プーリのＶベルトの挟圧力をＶベルトの
   伝動トルクに応じて発生する挟圧力発生手段とか
   らなる車両用Ｖベルト式無段変速機であつて、前
   記軸方向運動発生手段は、前記可動フランジの少
   なくとも一方と共に回転しかつ前記軸方向運動を
   その可動フランジに出力する出力子と、通常時に
   この出力子と共に回転すると共に前記出力子との
   相対回転を生じたときにその出力子に軸方向運動
   を生じせしめる駆動子とからなり、前記駆動手段
   は、前記駆動子の回動を制動するブレーキと、前
   記可動フランジと前記固定フランジと一体的に回
   転する部材の間に配設された第１のコンプレツシ
   ヨンスプリングと、前記各可動フランジの少なく
   とも一方とこの可動フランジに対応する前記駆動
   子との間に配設されたトーシヨンスプリングと、
   該トーシヨンスプリングに並列的に配設され前記
   各可動フランジの少なくとも一方とこの可動フラ
   ンジに対応する前記駆動子との間に配設された第
   ２のコンプレツシヨンスプリングとによつて構成
   されていることを特徴とする無段変速機。 ２ 前記出力子は、前記各可動フランジにそれぞ
   れ形成した第１のネジであり、前記駆動子は前記
   第１のネジとの間の相対回転により前記第１のネ
   ジをそれぞれ軸方向に変位させる第２のネジであ
   り、前記トーシヨンスプリング及びコンプレツシ
   ヨンスプリングは、前記可動フランジの少なくと
   も一方と該可動フランジに対応する第２のネジと
   の間に配設されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の無段変速機。 ３ 前記第２のコンプレツシヨンスプリングと前
   記駆動子との間にローラベアリングを介在させた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の無
   段変速機。