JPH0478852B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はＶベルトを用いた無段変速機に関す
る。

［従来の技術］ Ｖベルト式無段変速機では、ブーリとＶベルト
との摩擦面に伝達トルクに対応した挟圧力を発生
させなければならない。このため従来のＶベルト
式無段変速機では油圧サーボにより挟圧力を発生
させていたが、伝達トルクの変化に的確に対応し
て挟圧力を発生させることが困難であり、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強大な挟
圧力が生じがちであり、この過大な挟圧力がプー
リおよびＶベルトの耐久性の低下と動力伝達効率
の低下の原因になつていた。

そこで本出願人は、プーリの可動フランジと同
軸的に伝達トルクに対応した挟圧力を発生するカ
ム機構を設けたＶベルト式無段変速機を提案した
（特開昭60−26842号公報）。

［発明が解決しようとする問題点］ かかるＶベルト式無段変速機のカム機構は、第
１図ないし第３図に示すように、可動フランジの
開閉に伴つて可動フランジのスリーブ状ハブ部４
７のカムレース部８Ｂと、回転部材７９のカムレ
ース部８Ａと、カムレース部８Ａおよび８Ｂの間
に介在するボール８０からなり、第１図および第
２図に示す如く軸方向に動きながらトルクに比例
した軸力を発生する（矢印はトルクの方向を示
す）。しかし該カム機構では、第２図に示す方向
（正方向）にトルクが作用してカムレース部８Ａ
および８Ｂ間が開いた状態にあるときに、例えば
慣性負荷等によりトルクの方向が逆転（負のトル
ク）すると、カム機構は第３図の矢印方向に回転
（バツクラツシユ）してカムレース部８Ａおよび
８Ｂのそれまでとは逆の面に当たり、この時に大
きなシヨツクが発生し、Ｖベルト式無段変速機の
動力伝達系の耐久性低下の原因となつていた。

本発明は、プーリに伝達トルクに対応した挟圧
力を発生するカム機構を設けるとともに、該カム
機構のバツクラツシユを防止し、耐久性および動
力伝達効率に優れたＶベルト式無段変速機を提供
することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明のＶベルト式無段変速機は、互いに平行
的に配設され、それぞれ固定フランジと該固定フ
ランジに対して軸方向に変位可能であると共に前
記固定フランジと一体的に回転する可動フランジ
とを有する一方のプーリおよび他方のプーリと、
これら両プーリ間を伝動するＶベルトと、前記一
方のプーリに設けられ該プーリの実効径を変化さ
せるサーボ機構と、前記他方のプーリに設けられ
該プーリの挟圧力を発生させるカム機構と、前記
他方のプーリと同軸的に配設された回転軸とを備
え、前記一方のプーリと前記回転軸との間で変速
比を無段階に変更して動力を伝動するＶベルト式
無段変速機において、前記カム機構は、前記回転
軸に連結されると共に前記他方のプーリに対して
相対回転可能に且つ同軸的に連結された回転部材
と、該回転部材と前記他方のプーリの可動フラン
ジとの間に一方向クラツチを介して連結され該一
方向クラツチを介して伝達されるトルクに比例し
た軸方向の押圧力を発生する正方向カムと、前記
回転部材と前記他方のプーリの可動フランジとの
間にクラツチを介して選択的に連結され該クラツ
チを介して伝達されるトルクに比例した軸方向の
押圧力を発生する負方向カムと、前記正方向カム
と負方向カムとの間に挿入されたトーシヨンスプ
リングとを備えることを特徴とする。

［作用及び発明の効果］ 本発明のＶベルト式無段変速機では、プーリの
挟持力を発生させるカム機構に正方向カムと負方
向カムとを設け、両カムをトーシヨンスプリング
を介して連結するとともに正方向カムを回転部材
と他方のプーリの可動フランジとの間に一方向ク
ラツチを介して連結することにより、両カムが直
ちに作動可能な状態におかれるとともに、トーシ
ヨンスプリングのトルクによつて伝達トルクが小
さい場合でのカム機構の最低限の押圧力が保証さ
れる。

そして伝達トルクが正方向の場合には、一方向
クラツチを介して正方向カムにトルクが伝達さ
れ、該正方向カムによりプーリにトルクに比例し
た押圧力が発生し、クラツチを係合すれば、トル
クの方向が逆転した時にクラツチを介して負方向
カムにトルクが伝達され、該負方向カムにより伝
達トルクに比例した押圧力が発生する。

またクラツチを解放した状態では、負方向カム
はトルク伝達経路から切り離され、可動フランジ
の軸方向の移動が可能となる。

よつて本発明のＶベルト式無段変速機は、カム
機構の正方向カムおよび負方向カムによつてプー
リに伝達トルクに対応した挟圧力を発生させるこ
とができると共に、正方向カムおよび負方向カム
は直ちに作動可能な状態におかれたカム機構のバ
ツクラツシユが防止され、優れた耐久性および動
力伝達効率を奏する。

［実施例］ 第４図は本発明にかかるＶベルト式無段変速機
の第１実施例を示す。

１はＶベルト式無段変速機の入力軸、２は入力
軸１と平行して配設されたＶベルト式無段変速機
の出力プーリ軸、３は入力軸１上に設けられた一
方のプーリである入力プーリ、４は出力プーリ軸
２上に設けられた他方のプーリである出力プー
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の実行径を
変化させるサーボ機構、８は出力プーリ４の挟圧
力を発生させるカム機構、２３は出力プーリ軸２
と同軸的に設けられた回転軸である出力軸であ
る。

入力軸１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ている。

出力プーリ軸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たベアリ
ング２１および２２によりクラツチのコア外周と
Ｖベルト式無段変速機ケース１０にそれぞれ回転
自在に支持されている。

出力軸２３はベアリング２４および２５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、後記するカム機構８の出力部材にスリー
ブ２８を介して連結されている。

入力プーリ３は、一端（図示右側）にはベアリ
ング１１を固定するためのナツト１３を螺合させ
る外周ねじ部１６が形成され、他端外周にはナツ
ト１５を螺合させる外周ねじ部１４とキー溝３２
が設けられたスリーブ状部３３および該スリーブ
状部３３と一体に形成されたフランジ部３５から
なる固定フランジ３Ａと、該固定フランジ３Ａの
スリーブ状部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３Ａのキー溝３２
と対応するキー溝３６が形成されると共に外周壁
に摩擦角より大きなリード角をもつ第１のねじ
（被動ねじ）であるボールねじ３７が設けられた
スリーブ状ハブ部３８および該ハブ部３８と一体
に形成されたフランジ部３９からなる可動フラン
ジ３Ｂと、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
変位を許容すると共に軸回りの回転を一体的に行
うためのボールキー３０とからなる。

出力プーリ４は、外周にキー溝４１、およびナ
ツト４３が螺合するねじ４２が形成され、出力プ
ーリ軸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４Ａ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４９が設けら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４９内に入れられ固定フランジ４
Ａ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からなる。

Ｖベルト５は、それぞれ入力プーリ３及び出力
プーリ４の固定フランジ３Ａ，４Ａと可動フラン
ジ３Ｂ，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が両面に
設けられている。

入力プーリ３のサーボ機構６は、前記入力プー
リの可動フランジ３Ｂのボールねじ３７にボール
６０を介して摩擦角より大きなリード角をもつ第
２のねじ（駆動ねじ）であるボールねじ６１が内
周に形成され、一端６２１はスラストベアリング
６５を介して前記ナツト１５に当接された可動フ
ランジの駆動子であるスリーブ６２、該スリーブ
６２とケース１０との間に設けられスリーブ６２
の外周スプライン６４にスプライン嵌合されたバ
ツキングプレートであるアマチユアドラム６６を
吸引することによりスリーブ６２の制動トルクを
増減する湿式多板電磁式のブレーキ６３からな
る。このとき入力プーリ３が右回転の場合には、
ねじ３７，６１は左ねじとする。

出力プーリ４のカム機構８は、クラツチプレー
トホルダー部７２およびクラツチガイド部７３と
を有し出力プーリ軸２端に装着された前記ナツト
４３にスラストベアリング７１を介して連結した
回転部材である出力部材７４と、該出力部材７４
にそれぞれスラストベアリング７５，７６を介し
て連結した正方向カム７８と負方向カム７７と正
方向カム７８と負方向カムとの間に挿入され、前
記正方向カム７８と負方向カム７７を作動方向に
押圧するトーシヨンスプリング８４と、内周側に
は前記ベアリング２１が装着され外周側はケース
に装着されたコア８５を有し、該コア８５によつ
て前記クラツチプレートホルダー部７２に装着さ
れたクラツチプレートを吸引して負方向カム７７
と出力部材７４とを一体的に回転するように連結
する湿式多板電磁式クラツチ８６と、正方向カム
７８と出力部材７４とクラツチガイド部７３との
間に設けられた正方向一方向クラツチ８７とから
なる。

正方向カム７８および負方向カム７７は、第７
図ないし第１０図に示すごとく円環状の三角波形
面である作用面８１Ａ，８２Ａを有する一方のカ
ムレース部８１，８２と、前記可動フランジ４Ｂ
の図示右端部４２１に形成され円環状の三角波形
面である作用面８３Ａを有する他方のカムレース
部８３と、該カムレース部８１，８２と他方のカ
ムレース部８３との間に介在されたテーパードロ
ーラ７９Ａ，７９Ｂとからなり、テーパードロー
ラ７９Ａ，７９Ｂはカムレース部８１，８２の作
用面８１Ａ，８２Ａと可動フランジ４Ｂ側のカム
レース部８３の作用面８３Ａとの間に挟まり、可
動フランジ４Ｂを図示左方向に押圧する伝達トル
クに比例した押圧力を発生する。

つぎにこのＶベルト式無段変速機の作用を説明
する。

第４図は出力プーリ４の可動フランジ４Ｂが広
がつており、入力プーリ３および出力プーリ４間
の減速比が最小の減速比状態であることを表わ
し、この状態のときカム機構８は、第５図および
第６図に示す如くカムレース部８１，８２と８３
の巾が最小となるように双方の作用面８１Ａ，８
２Ａおよび８３Ａの凹所にボール７９が位置して
いる。最大限速比走行時には第７図および第８図
に示す如く、一方のカムレース部８１および８２
と他方のカムレース部８３の間は広がる。トーシ
ヨンスプリング８４は第７図および第８図に矢印
で示す方向にトルクを発生するものであり、該ト
ルクによつて伝達トルクが小さい場合でのカム機
構の最低限の軸力が保証されるとともに、後述す
るように電磁式クラツチ８６および正方向一方向
クラツチ８７によつてカムレース部８１，８２が
一体回転するように連結されないかぎり、正方向
カム７８および負方向カム７７を直ちに作動可能
な状態におくことができる。

伝達トルクの方向にかかわらずトルクに比例し
た軸力を発生させるためには正方向カム７８と負
方向カム７７の両者を可動フランジ４Ｂと出力部
材７４との間に連結しなければならない。しかし
負方向カム７７を出力部材７４に連結すると、可
動フランジ４Ｂが図示右方に移動しようとすると
一方向クラツチ８７がロツクして正方向カム７８
が出力部材７４に連結されることにより正方向カ
ム７８と負方向カム７７が出力部材７４と一体と
なる。このため、カムを押し縮めることができず
可動フランジ４Ｂは図示右方に移動すること、す
なわちアツプシフトすることができない。

またトルクが正方向のときには一方向クラツチ
８７がロツクして正方向カム７８と負方向カム７
７が出力部材７４と一体となるので、可動フラン
ジ４Ｂが図示左方に移動すると負方向カム７７は
第１０図に示すように開いてしまい、トルクが逆
転した場合に負方向カム７７のバツクラツシユが
発生する。

本発明では正方向カム７８を一方向クラツチ８
７を介して連結することによりトルクの方向が逆
転した場合に一方向クラツチがフリーとなつてバ
ツクラツシユを防止でき、また負方向カム７７を
選択的に連結するクラツチ８６を設け、該クラツ
チ８６を係合することにより伝達トルクの方向に
かかわらずトルクに比例した軸力を発生させ、変
速時にクラツチ８６を解放して負方向カム７７を
トルク伝達経路から切り離し、トーシヨンスプリ
ング８４によりトルクが逆方向の場合の軸力を確
保するものである。

イ クラツチ解放時 トルクが正方向の場合には、一方向クラツチ８
７を介して正方向カム７８にトルクが伝達され、
該正方向カム７８によりトルクに比例した軸力が
発生する。クラツチ８６を解放すると負方向カム
７７はトルク伝達経路から切り離され、可動フラ
ンジ４Ｂの図示右方の移動が可能となると共に、
トルクが正方向の場合に図示左方に移動しても負
方向カム７７はトーシヨンスプリング８４のトル
クによつて追従する。トルク方向が逆転している
場合には一方向クラツチ８７がフリーとなつてト
ルク伝達が行われない。このとき可動フランジ４
Ｂにはトーシヨンスプリング８４のトルクによつ
て、正方向カム７８および負方向カム７７のカム
レース部８１，８２の作用面８１Ａ，８２Ａと可
動フランジ４Ｂ側のカムレース部８３の作用面８
３Ａの間にテーパードローラ７９Ａ，７９Ｂが挟
まり、可動フランジ４Ｂにはトーシヨンスプリン
グ８４のトルクによる軸力が発生すると共に、正
方向カム７８はトルクが正方向に反転したときに
直ちに作動可能な状態におかれる。

ロ クラツチ係合時 トルクが正方向の場合には、一方向クラツチ８
７を介して正方向カム７８にトルクが伝達され、
該正方向カム７８によりトルクに比例した軸力が
発生する。また、例えば慣性負荷等によりトルク
の方向が逆転（負のトルクが発生）すると、クラ
ツチ８６を介して負方向カム７７にトルクが伝達
され、該負方向カム７７により伝達トルクに比例
した軸力が発生する。

なおトルクが逆方向の時にダウンシフトする場
合は、一方向クラツチ８７がフリーとなり、正方
向カム７８はトーシヨンスプリング８４により常
に押し付けられた状態を保ち、バツクラツシユは
発生しないので、クラツチ８６を係合したままで
変速することが可能であり、負方向カム７７によ
り発生する伝達トルクに比例した軸力を利用でき
るので、強力なエンジンブレーキを作用させたい
ときにはクラツチ８６を係合したままダウンシフ
トさせるのが好ましい。

本実施例のＶベルト式無段変速機において、変
速比の決定はサーボ機構６のブレーキ６３により
スリーブ６２を制動するトルクを増減することに
より行われる。

入力プーリ３が回転している場合、ブレーキ６
３を作動させるとスリーブ６２を止めようとする
トルクが発生するので、ねじにより入力プーリ３
の可動フランジ３Ｂを押し縮めようとする軸力を
発生する。またカム機構８は、カム機構側の出力
プーリ４の可動フランジ４Ｂを押し縮めようとす
る軸力を発生する。よつて上記ブレーキ６３によ
る軸力がカム機構８による軸力とバランスするよ
うにブレーキ６３の制動力を調整することにより
両可動フランジ３Ｂ，４Ｂは移動せずに所定の変
速比が維持される。

ブレーキ６３の制動力を増加すると、スリーブ
６２の回転は入力プーリ３の回転よりも遅くな
り、入力プーリ３の可動フランジ３Ｂは押し縮め
られてアツプシフトが行われる。

ブレーキ６３の制動力を減少すると、カム機構
８による軸力がブレーキ６３による軸力に打ち勝
ち、入力プーリ３の可動フランジ３Ｂは押し広げ
られてダウンシフトが行われる。

そしてブレーキ６３によりスリーブ６２を完全
に固定した場合に最も早くアツプシフトし、ブレ
ーキ６３をスリーブ６２より解放した場合に最も
早くダウンシフトする。

第１１図は第２実施例を示す。

本実施例では出力部材７４とケース１０との間
にクラツチプレートホルダー７２′に挟むように
設けられた湿式多板電磁式クラツチ８６に直列に
負方向一方向クラツチ８８を設けたものである。
負方向一方向クラツチ８８は、負方向カム７７の
作動方向にロツク、逆にフリーとする。正方向カ
ム７８の作動中にダウンシフトすると、負方向一
方向クラツチがフリーとなり、負方向カム７７は
トーシヨンスプリング８４により押し付けられた
状態を保つことができるので、クラツチ８６を係
合したままでトルクの方向に関係なくダウンシフ
トすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は従来のＶベルト
式無段変速機のカム機構の作動説明図、第４図は
本発明の第１実施例にかかるＶベルト式無段変速
機の断面図、第５図、第６図、第７図、第８図、
第９図および第１０図は、本発明の第１実施例に
かかるＶベルト式無段変速機のカム機構の作動説
明図、第１１図は本発明の第２実施例にかかるＶ
ベルト式無段変速機のカム機構の断面図である。 図中、３……入力プーリ、４……出力プーリ、
５……Ｖベルト、６……サーボ機構、８……カム
機構、２３……出力軸、７４……出力部材、７７
……負方向カム、７８……正方向カム、８６……
クラツチ、８７，８８……一方向クラツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに平行的に配設され、それぞれ固定フラ
   ンジと該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を有する一方のプーリおよび
   他方のプーリと、これら両プーリ間を伝動するＶ
   ベルトと、前記一方のプーリに設けられ該プーリ
   の実効径を変化させるサーボ機構と、前記他方の
   プーリに設けられ該プーリの挟圧力を発生させる
   カム機構と、前記他方のプーリと同軸的に配設さ
   れた回転軸とを備え、前記一方のプーリと前記回
   転軸との間で変速比を無段階に変更して動力を伝
   動するＶベルト式無段変速機において、前記カム
   機構は、前記回転軸に連結されると共に前記他方
   のプーリに対して相対回転可能に且つ同軸的に連
   結された回転部材と、該回転部材と前記他方のプ
   ーリの可動フランジとの間に一方向クラツチを介
   して連結され該一方向クラツチを介して伝達され
   るトルクに比例した軸方向の押圧力を発生する正
   方向カムと、前記回転部材と前記他方のプーリの
   可動フランジとの間にクラツチを介して選択的に
   連結され該クラツチを介して伝達されるトルクに
   比例した軸方向の押圧力を発生する負方向カム
   と、前記正方向カムと負方向カムとの間に挿入さ
   れたトーシヨンスプリングとを備えることを特徴
   とするＶベルト式無段変速機。 ２ 前記負方向カムを前記回転部材と前記他方の
   プーリの可動フランジとの間に選択的に連結する
   クラツチは、前記一方向クラツチと作動方向が異
   なる負方向一方向クラツチを有することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載のＶベルト式無
   段変速機。 ３ 前記正方向カムおよび負方向カムは、夫々が
   円環状の三角波形面である作用面を有する一方の
   カムレース部および他方のカムレース部と、該一
   方のカムレース部と他方のカムレース部の作用面
   の間に介在されたテーパードローラとを有し、前
   記正方向カムおよび負方向カムの一方のカムレー
   ス部は前記可動フランジと固定部材のいずれか一
   方に一体的に連結され、前記正方向カムの他方の
   カムレース部は前記可動フランジと固定部材のい
   ずれか他方に相対回転可能に配設されるとともに
   前記一方向クラツチを介して連結され、前記負方
   向カムの他方のカムレース部は前記可動フランジ
   と固定部材のいずれか他方に相対回転可能に配設
   されるとともに前記クラツチを介して連結され、
   前記トーシヨンスプリングは前記正方向カムおよ
   び負方向カムの他方のカムレース部の間に連結さ
   れたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載のＶベルト式無段変速機。