JPS5997359A - 車両用ｖベルト式無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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Ｊる。

従来■ペル１〜式無段変速機は、変速比（また（よ減速
比）の変更およびプーリとＶベルトとの挟圧力の増減を
油圧により行っていた。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
が困難であった。このため伝）工］−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、ブーりおよびＶ
ベルトの摩擦面に常に過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−との耐久性
の低下と、動力伝達効率の低下の！星回どなっていた。

本発明の目的は、■ベルＩ一式無段変速機を、それぞれ
入力軸Ｊ３よび該入力軸に平行して配された出力軸に設
りられ、固定フランジと該固定７ランジに対し軸方向に
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
転づる可動フランジとからなる人力ブーりおよび出力プ
ーリと、これら人力ブーりおよび出力ブーり間を伝「・
力するＶベルトと、前記各可動７ランジまたは該可動７
ランジに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
ねじとを相対回転させて可動７ランジを軸方向に変位さ
せる駆動子および該駆動子の駆１ＩｉｊＩ機構からなる
各可動７ランジの９−−ボ機１ｉｉと、少なくも入力軸
または出力軸の一方に設けられ可動７ランジおよび固定
フランジとＶベルトどの摩擦力をＶベルトの伝動トルク
に比例さけるカム１幾構とで構成し、プーリとＶベルト
との挟圧力を伝達トルクに比例して精密に増減でき、こ
れににリブーリおよびＶベル１〜の耐久性の向上と、動
力伝達効率の向上とが可能となると共に、可動フランジ
の１ノ一ボ機構に故障が生じた場合にも変速比が固定で
きる■ペル１〜成魚段変速機の提供にある。

本発明の他の目的は、前記駆動子による可動７ランジの
駆動時に駆動子と該駆動子の軸方向の支持部材との間で
生じる摩擦力を低減させ、該摩擦力によるＶベルトのス
リップが確実に防止できるＶべ）Ｌｔ　ｌ一式無段変速
機の提供にある。

つきに本発明を図に示す実施例に基づき説明する。

１は■ペル１−成熱段変速機の入力軸、２は入力１１１
１と平行して並列され／；：Ｖベルト成熱段変′ｌＡ機
の出力軸、３は入力軸１上にｓＱ＜ノられた入力プーリ
、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の間を伝動づるＶベル１−１
６は入力プーリ３の実効径を変化さＵるり一−ボ１幾横
、７は出力プーリ４の実効径を変化させるサーボ機構、
８は入力ブーりに設けられたカム１幾構である。

入力軸１は、ベアリング１１および１２ににす■ペル１
−成熱段変速機ケース１０に回転自在に支持されるとと
もに、段１３、外周スプライン１４および先端ねじ１５
が形成されでいる。

出力軸２は、本実施例では後記覆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おにび２２にに
すＶベルト式無段変速機ケース１０（こ回転自在に支持
されている。

入力プーリ３は、一端（図示右端）はスラス［〜ベアリ
ング１６を介して前記入力軸の段１３に当接され、他端
外周には外周スプライン３１とキー溝３２が段重）られ
たスリーブ状部３３と、スリーブ状部３３と一体に形成
され外周に入力軸の回転速麿検出のためのスリット３４
が周設された７ランジ部３５とからなる固定７ランジ３
Ａ１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と対応づるキー溝３Ｇ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３１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ｌ〔フ
ランジ部３９とカラなルｉｉＪ動７ランシ３１３、ｊＪ
３　ヨＵ　キー　ｊｆｌｉ　３２６３よび３６内に入れ
られ固定７ランジ３△と可動７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３０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Ｊ、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４！）とかｔらなる固定フランジ
４Δと、該固定フランジ４△のスリーブ部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４５が設けられ、外周に第１のねじである被
動ねじ５Ｇ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４１３、およびキー溝４１Ｊ５よび４５内に
入れられ固定フランジ４△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。

■ベルト：）は、それぞれ前記入力プーリ３おにび出力
ブー１月の固定７ランジ３△および固定フランジ４Δと
ｉｌ動フランジ３日おにび可動７ランジ４Ｂとのな−ｔ
Ｖ宇形の作用面に当接して摩擦面を形成りる作用面５１
および５２が両側に段重ノられている。

へカブーりのサーボ機構６は、前記入力プーリの可動７
ランジ３Ｂの被動ねじ３７に螺合Ｊる第２のねじである
駆動ねじ６１が外周に形成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（Ｊられ、スリーブ６２を制動′リ−る湿式多板
電磁式のアップシフ１〜ブレーキ６３、ダウンシフ１〜
用プラネタリギアゼツ（・Ｇ４、湿式多板電磁式のダウ
ンシフトブレーキ６６どからなる。

プラネタリギアセット６４は前記スリーブ６２に連結さ
れたリングギア６４Ｒ１前記同定フランジのスプライン
３１と嵌合する内周スプライン８３が形成され、可動フ
ランジ側である一方の側面は前記スリーブ６２の端面６
２１とスラストベアリング８５を介して当接され他方の
側面は後記覆るカム機構の作用面８Ｇとされた他方のカ
ムレース８７ニ連結されているキャリヤ６４Ｃ１該他方
のカムレース８７にベアリング６５を介して回転自在に
支持された１〕−ンギア６４３、およびリングギア６４
Ｒとザンギア６４８とに歯合されるとともにキャリヤ６
４Ｃに回転自在に支持されたプラネタリギア６４１〕か
らなり、前記１Ｌン＝ｒアロ４Ｓとケース１０との間に
はダウンシフトブレーキ６６が設（）られ、→フンギア
６４３はダウンシフ１〜ブレーキ６６で制動される。な
お、スリーブ６２の駆動ねじ６１ど可動フランジ３Ｂの
被動ねじとのねじの形成方向を逆にりることでアップシ
フ１−ブレーキ６３とダウンシフ１へブレーキ６Ｇとの
作用を逆にすること゛ｂ可能である。

出力ブーりのサーボ機構７は、前記可動７ランジ４［３
の波動ねし４Ｇに螺合する第２のねじである駆動ねじ７
１が内周に形成された駆動子であるスリー）７２ど、該
スリーブ１２とケース１０とを固定する湿式多板電磁式
のアップシフ１−ブレーキ７３と、スリーブ１２と可動
７ランジ４Ｂとの間に両端が連結され（取付番）られた
ダウンシフト用トーションコイルスプリング７４と、出
力軸のスプライン４２と嵌合づるスプラインが形成され
、可動フラ：／ジ４Ｂ側Ｃ′ある一方の面はプラス１−
ベアリング７５を介しくスリーブ７２の端面７２１に当
接され仙りの面にはノット７６（゛係止され、前記スリ
ーブ１２を軸方向に支持する支持リング７１とからなる
。

カム機構８は、第２図にも示づ如く入力軸に設けられた
段１３１と入力軸端のねじ１５に螺合されたナツト１１
により軸方向に固定されると共に入力軸のスプライン１
４ど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８７
と、これら力ｌ＼レース間に介在されたテーパートロー
ラ−８８と、該ローラー８８のカバーリング８９とから
なり、ローラー８８は１ノース８２と８１の作用面８２
Ａと８Ｇとの間に挾まり、入ツノ軸１と固定フランジ３
Ａとの回転方向の変位に対応して可動７ランジ３Ｂを図
示右方向に押圧づる押圧力を変化さＵる。カム機構はア
ーパードローラー８８の代りにボールベアリングを用い
る方式のもの、第３図に示ず如く斜面８△と斜面８Ｂと
が直接当接する型式のものまたはその他の構成のもので
もよい。

本実施例では、入力軸がわはナラ１〜１７により入力軸
の軸方向に係止されたカムレース８１が駆動子Ｃ゛ある
スリーブ６２の軸方向の支持部材であり、出力軸がわけ
ナツト７Ｇで軸方向に係止された係止リング７７が駆動
子であるスリーブ７２の軸方向の支持部材である。

つぎにこのＶベルト成熱段変３１　ｆｌｕの作用を説明
りる。

（イ）定速走行時はブレーキ６３．６Ｇおよび７３が全
て解放される。

ｌ・ルクの伝動は、入力軸１→力ム機構の一方のレース
８２→テーパートローラ−８８→他方のレース８７→入
ツノプーリ３→■ベルＩ〜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１−ルクの大き
さはＶベルト５に加わる挟圧力に比例し、該挟圧力は可
動プーリ３Ｂおよび該可動プーリど螺合し１＝スリーブ
６２を介して他りのカムレース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
ートローラ−８３により軸方向に作用づる挟圧力１：Ｃ
は、伝達１〜ルクに対し第４図に示す如く比例して変化
し、Ｖベルト５を挾む可動フランジ３Ｂに加わる挟圧力
を伝達Ｉ〜シルク対応して変化させ、これにより■ベル
１−５の作用面と可動７ランジ３ＢおＪ：び固定フラン
ジ３Ａの作用面との血圧が変化して当接面の挟圧力を変
化させる。第４図において［１は最高減速比のときにＶ
ベルトがスリップしない必要挟圧力、Ｆ２は最低減速比
のときに＼ｌベルトがスリップしない必要挟圧力、ＦＯ
は従来の油圧サーボを用いたどぎの挟圧力、Ｆｓはスプ
リングににる挟圧力を示す。第４図のグラフから本発明
のカム１幾横８を用いた■ベルト成熱段変３１機では伝
達１〜ルクが５ｋｇｍ以下でも挟圧力と伝達］〜シルク
正比例し、Ｖベルトのブーりとの不必要な挟圧力の発生
が低減できることが明確となる。

（ロ）アップシフトはブレーキ６３ｃ１５Ｊ：び７３を
係合させてなされる。

スリーブ６２ｄ３よび７２は可動７ランジのスリーブ部
３８および４７と相対回転し、可動７ランジ３Ｂ４よ入
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７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ｌ１ｌｌｌ設定値になった時点でブレーキ
６３および１３は解放される。

このどき出力プーリのサーボｍ　４７４のトーションス
プリング７４は捩られて］ニネルギーの蓄積がなされる
。

（ハ）ダ「ンンシフ１〜はブレーキ６６の係合によりな
される。

ブレーキ６６が係合するとプラネタリギアセラ１〜６４
の４ノーンギア６４Ｓが固定され、リングギア６４Ｒは
スリーブ６２を入力軸の回転方向に増速させ可動７ラン
ジ３Ｂを入力プーリ３の有効径の減少方向（図示）１方
）に変位さＭｚ　トーションスプリング１４はスリーブ
１２を回転駆動して戻り、可動フランジ４Ｂを出力ブー
りの有効径の増大方向く図示左方〉に変位させる。この
人力プーリ３の可動７ランジ３１３の変位はカムＩＩ　
４Ｍによる可動フランジ３］３の押圧力に逆らってなさ
れる。減速比が制御段定植になったときブレーキ６Ｇを
解放づ゛る。

」１記の如くアップシフ］・およびダウンシフ［−を行
う際には駆動子であるスリーブ６２おＪ：び７２とカム
レース８７および係止リング１７との間には大ぎな押圧
力が生じる。このため相対回転時の摩擦による回転抵抗
は第５図に示す如くＶベルトの挟圧力による摩擦抵抗の
容ｆｆ１Ｆｖに比較し、スラストベアリング８５および
７５がない場合］：１０の如く大きくなりＶベルトのス
リップが発生する。本発明のスラストベアリング８５お
よび１５を挿入することで相対回転時の摩擦力による回
転抵抗は］：２０の如く低減でき、■ベル１〜のスリッ
プは防止できる。

第６図は本発明の第２実施例をポリ−０本実施例では入
力プーリの可動７ランジ３Ｂの駆動機構として第１実施
例に示した出ノ〕プーリの可動プーリ４Ｂのサーボ機構
と同一の構成のサーボ機構７△を用いている。サーボＩ
Ｈｒａ　７△は駆動子であり一端６２１はスラストベア
リング８５を介してノコムレース８７に当接されている
スリーブ６２、スリーブ６２とケース１０とを固定する
湿式多板電磁式のダウンシフミーブレーキ１８、一端は
可動プーリ３Ｂに固定され他端はスリーブ６２に固定さ
れたアツノ゛ジノｉ・用Ｉ・−ジョンスプリング７９と
を有する。

本実施例の■ベルト成熱段変速ｎは、定常走行時はダウ
ンシフ１〜ブレーキ７８およびアップシフ１〜ブレーギ
ア３をともに解放し、ダウンシフ１一時はプレー４：１
８のみを係合し、アップシフト時はブレーキ７３のみを
係合する。入力ブーり可動フランジ３１３の１・−ジョ
ンスプリング１９は常に所定の捩りがイ］りされており
たとえばアップシフト時にはさらに捩られ、ダウンシフ
１〜時には戻される。

第７図は本発明の第３実施例を示す。

本実施例では第２実施例におけるカム機構８を入力軸１
の入カプーリ３の図示右がわに配置している。、ＩＪム
機構８Δは、入力軸１に設けられたつｌｉｔ状部１８の
入力ブーりがわ面１９と、入力プーリ固定フランジ３△
のスリーブ部３３の端面３３Ａとを作用面どし人力軸１
を可動フランジ３Ｂと反対の方向に微動させ、入力軸１
にスプライン嵌合されナラ１〜１７で軸方向に係止され
た係止リング１０１との間で伝達１〜ルクに対応した挟
圧力をＶベルミル５に加える。

第８図は第４実施例を示１°。

本実施例ではカム機構８Ｂを出力軸２上に設けている。

カムＨＭ　８Ｂは、一方のレース８７は出力軸２に嵌着
された出力プーリの固定フランジ４Ａのスリーブ部４４
にスプライン嵌合され、スラス１〜ベアリング８５を介
してスリーブ７２の端面７２１に当接された一方のカム
レース８７と、スリーブ部４４または出力軸２上に外嵌
されスリーブ部４４にスプライン嵌合された支持リング
５８とスラストベアリング８２１とを介してスリーブ部
４４に螺合されたナツト５９により係止された他方のカ
ムレース８２と、テーパートローラ−８８とからなる。

本実施例ではカムレース８２と一体に形成された回転ド
ラム２Δが出力部材となっている。

第９図は第５実施例を示１゜ 本実施例ではへカブーりの可動フランミン；３Ｂの１ノ
ー小ｔｊ３ｔ＠７Ｂはダウンシフミーブレーキ７８と、
アップシフ１〜１〜−ジョンスプリング７９と、カムレ
ース８７の外周に形成した第１のねじである駆躬」ねじ
８７△と、スリーブ６２の内周に形成され駆！ＦＪ＋１
２じ８７Ａに螺合した第２のねじである被動ねじ６１と
、スリー１６２のＩ！Ｉ　！ＦＩＪフランジがわ端面０
２２と可動フランジ３Ｂとの間に介在させたスラストベ
アリング６２３とで構成されるとともに、スリーブ０２
とトランスミッションケース１０との間に設けｋ　？ｔ
ｆ＋　Ｒ己ダウンシフ１〜ブレーキ７８の摩擦係合７０
をケース１０（こスプライン嵌合したブレーキプレート
７８１、ス１ノープロ２に連結さＶ１外周にスプライン
７８２が形成されたハブドラム１８３および前記ブレー
キプレ−１〜７旧間に配されるとともに前記ハブドラム
７８３Ｉこスプライン１■合された一ノリクションプレ
ー１〜１８４で・構成し、スリーブ６２の軸方向への変
位をＦＦ容させている。また出力プーリの可動フランジ
４ＢのサーボｌＸｌ！ｌ　７Ｃも同様なＷＪ感を有し、
ｊ／ツブジフトブレーキ７３、ダウンシフトスプリング
７４、軸方向に変位自在であるとともに可動フランジが
わ端面７２２は弓勤フランジ４Ｂにスラス１〜ベアリン
グ１２３を介して当接したスリーブ７２、前記スリーブ
に形成された第２のねじである被動ねじ７１と螺合した
第１のねじである駆動ねじ７７１が外周に設（Ｊられて
いる支持リング１７からなる。

本実施例では、ダウンシフ１〜ブレーキ１８またはアッ
プシフトブレーキ７３が係合されＩＣとき駆動子である
スリーブ６２または１２が軸方向に変位して可動フラン
ジ３Ｂまたは４Ｂを押肚づる。

第１０図は第６実施例を示づ。

本実施例では可動７ランジのサーボ機構９は螺合した一
対のスリーブ９１．９２からなる駆動子９０およびこれ
らスリーブ９１を９２を相対回転させるり一ボモータか
らなる。スリーブ９１は、一端がカム＋虚構のレース８
７とベアリング８；）を介して当接されると共にギア９
４が設けられスリーブ９２は他端がスラストベアリング
９６を介して可動フランジ３Ｂに当接りるどともに端に
ギア９５が設（）られ、υ−ボモータ９３の出力軸には
、ギア９４と歯合した第１ドライブギ）１９７と、該ギ
ア９１と歯数が異晧すギア９５と歯合しＩこ第２ドライ
ブギア９８とが設【ノられている。

し〜夕９３の回転方向により駆動子９０の軸方向の長さ
が増減し、可動７ランジ３Ｂの押圧力を変化さｌ！（−
入力プーリ３の実効径を増大さけたり減少させたりＪる
。このように駆動子の駆動機構どしてプレー＝１−の代
りにサーボモータなどのドライブ１ｍ横を用いることも
可能である。

以上の如く本発明のＶベルト式無段変速機は、それぞれ
入力軸Ｊ３よび該人力軸に平行して配されＩこ出力軸に
ｔハノられ、固定フランジと該固定７ランジに対し軸方
向に変位可能であるとともに前記固定７ランジと一体的
に回転覆る可動７ランジとからなる入力プーリおよび出
力ブーりど、Ｃれら入力プーリＪｊ　Ｊ：び出力ブーり
間を伝動Ｊ−るＶベルト−と、ｉＷｉ記各記動可動７ラ
ンジは該可動フランジｔこ連動りる部月に形成した第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および該駆動子の駆動４ｊ、
ｊ　４Ｍからなる各可動フランジの一１ｊ−−ボ（段溝
と、少なくも入ツノ軸まＩｃは出力軸の一方に設（］ら
れ司勤フランジおよび固定フランジと■ベル１−との摩
擦力をＶベルトの伝動トルクに比例させるカム＋ｉｖ構
とからなるＶペル１〜成熱段変速機において、前記駆動
子と、該駆動子の軸ノ）向の支持部材との間にスラス１
〜ベアリングを介在させているので、プーリどＶベルト
との挟圧力を伝達トルクに比例し゛て増減でき、これに
よりプーリ、ｌ１３よびＶベルト−の耐久性の向上と動
力伝達効率の向上が可能どなると共に、前記駆動子によ
る可動フランジの駆動時に駆動子と該駆動子の軸方向の
支持部材との間で生じる摩擦力を低減でき、該摩擦力に
よるＶベルトのスリップが確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＶベルト成熱段変３Ｉ機の第１実施例
を示１１９ｉ而図、第２図はカム機構の正面図、第３図
はカム１５１４ｆｉの他の実施例の正面図、第４図はノ
ノム１幾４ｉへの（’＋：　！ＦＪＪ原理説明のための
グラフ、第５図【よＶベルトのＩｖ′ＩＩＪ抵抗の容量
を示づグラフ、第（３図は本発明の■ベル（一式無段変
速（幾の第２実施例を承り断面図、第７図は本発明の■
ペル１−成熱段変通機の第３実施例を示゛り断面図、第
８図は本発明の■ペル１−成熱段変速機の第４実施例を
示す断面図、第９図は本発明のＶベルト式無段変速１ｊ
ｌの第５実施例を示１１ｇｉ面図、第１０図は本発明の
■ヘルド式無段変速（幾の第６実施例を示り断面図であ
る。 図中　１・・・人力ｌＮｌ２・・・出力Ｉｈ１１３・・
・入力プーリ　４・・・出力プーリ　５・・・Ｖベルト
−６，７，７△、９・・１Ｊ　ＩＩＪフランジの１Ｊ−
ボ１丁１１δ　８・・・カム機構　６２．１２・・・ス
リー１７５．８５・・・スラス１−ベアリング 第２図 第４図 に９ イ云達１ｈｌｂり

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）イれイれ人力軸おＪ：び該入力軸に平行し−（配さ
   れｌこ出力軸に設けられ、固定フランジとＬ’Ａ　［Ｍ
   １定７ランジに対し軸方向に変位可能であるとともに前
   記固定７ランジと一体的に回転づる可動７ランジどから
   なる入力プーリおよび出力プーリと、これら人力ブーり
   および出力プーリ間を伝動するＶベル１−と、前記各可
   動７ランジま１こは該可動７ランジと軸方向に連動する
   部材に形成した第１のねじ、該第１のねじに螺合しｌ〔
   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−ｈ１１方向に変位さける駆動
   子および該駆動ｊ′の駆りＪ（虚構からなる各１ｉＪ動
   フランジの１〕°−月（機１１・１ど、少４１クシ人力
   軸または出力軸の一方（こ設０られ、可動７ランジおよ
   び固定フランジとＶベルトとの挟圧力をＶベルトの伝動
   １−ルクに比例させるカム機構とからなる■ペル１〜成
   魚段変迷１７３ｔにおいて、 前記駆動子と、該駆動イの軸り向の支持部月どの間にス
   ラスｌ〜ベアリングを介在させたことを特徴とづるＶベ
   ルト式無段変速機。 ２）駆動機構は駆動子を制すＩ？ｌるブレーキであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＶベルト式
   無段変速機。 ３）駆動機構は駆動子を回転駆動さＵるサーボモータで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＶベ
   ルト式無段変速１幾。 ４）駆動機構は駆動子を回転駆ｔＪ＋ざぜる１−−ジョ
   ンスプリングであることを特徴とする特許ｈ１求の範囲
   第１項記載のＶベル１一式無段変速４ｍ。