JPS6037449A - 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Ｉ〜を用いた無段変速機に関する。

従来Ｖペル１一式ＡＩ（段変速機は、変速比（または減
速比）の変更および１−りとＶベルトとの挟圧ツノの増
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
心数とされる最低油圧にＪ、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Ｉこ。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１−どのｈ擦面に常に過大な挟圧ノｊ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１〜どの
耐久性の低下と、動力伝達効率の低下の原因となってい
た。また、このためこの特許出願人は、特願昭５７−２
３４２０６において、人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Ｉ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１一式無段変速機ケースとの間に段
ＧＪられ駆動子を制限１りるＩレーキ、および可動フラ
ンジと駆Ｏノｆ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１−−ジョンスプリングとからなるサー
ボ機構ぐ行なうとともにプーリとＶベル１〜との挟圧力
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１へ式無段変速機を提供し、さらに１−一シニｈ
ンスプリングを同心二重とし、可動プーリど、駆動子ど
の間に直列あるいは並列に配向することにＪ、り軸方向
寸法の短縮をはかり、所要どするねじりトルタあるいは
ねじり１−ルクと反力を限られたスペース内で発生させ
、ｗ量、コンパクトで搭載ｔ’Ｉに潰れたＶペル１〜成
魚段変速機を提供している。しかるに１〜−ジョンコイ
ルスプリングに圧縮力を持たせることは設計士限界があ
り、特にねじり角が人さ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：〜ルク
のばらつきにより十分なアクシャルフォースの確保がで
きなかった。

本発明の目的は、ざらに大きな軸力を発生ずるだめに可
動フランジのみに作用づるＪ：うにＴコンプレッション
スプリングを設【ノることににつて、ねじ面の摩擦係数
おにびブレーキｉ−ルクのバラツキに左右されること＜
Ｔく７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
ションスプリングを小型化し、サーボ機構の１ノ一ボ荷
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、それぞれ入力軸および該入力軸
に平行して配された出力軸に設けられ、固定フランジと
該固定フランジに対し軸り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でる可動フランジとか
らなる入力プーリおよび出力ブーりと、これら人力プー
リおよび出力プーリ間を伝動するＶベルトと、前記少な
くとも一方の可動フランジまたは該可動フランジと連動
する部月に形成した第１のねじおよび該第１のねじに螺
合した第２のねじを有し、第１のねじと第５− ２０ねじとが相λ１回転して可動フランジを軸方向に変
（１’／させる駆ｖＪ了、該駆動子と■ペル１〜成魚段
変速機クースとの間に・設けられ、駆動子の一方のねじ
部材を制動するブレーキ、および固定フランジ又は固定
フランジと一体に変位する部材と可動フランジと一体に
変位する部材との間に挿入された第１の］ンプレツショ
ンスプリング、および駆動子の第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ョンスプリングと第
２のコンプレッションスプリングを備えたサーボ機構と
、少なくも人力軸または出力軸の一方に設けられ可動フ
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［・の伝動Ｉ・ルクに比例させるカム機構とから構成
される。

この構成にＪ：す７Ｆクシヤルフオースを必要量確保で
き軸力が七分でＶベルト−が滑りにくく、トーションズ
ブリングを小型化し、サーボ機構のサーボイｄ１山が小
さくできこれによりサーボ機構をコンパクト化］るとい
う効宋を奏する。

６一 つぎに本発明を第１図に示覆第１実施例にも４づき説明
する。

１はＶベル１一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ＩＣ人力プーリ、４は出力軸２
上に設けられた出力プーリ、５は人力プーリ３および出
力プーリ４の間を伝動りる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、１は出力プーリ４の
実効径を変化させるサーボ機構、８は人力プーリに設け
られたカムｔａｔａである。

入力軸１は、ベアリング１１おＪ、び１２にＪζすＶペ
ル１〜武勲段変速機ケース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、本実施例では後記り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１一式無段変速機ケース１０に回転自在に支持さ
れている。

人力プーリ３は、一端（図示左端）外周には外周スプラ
イン３１どキー溝３２が設けられたスリーブ状部３３ど
、スリーブ状部３３ど一体に形成されたフランジ部３５
とか［翼ｉる固定フランジ３Ａ、該固定フランジ３Ａの
スリー１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ψる一ｊ−％
３６が形成されるとともに外周壁に第１のねじである被
ｌＪねじ３１が設けられたスリーブ状ハブ部３８ど、該
ハブ部３８ど一体に形成されたフランジ部３９どからな
る可動フランジ３Ｂ。

ＪＪＪ、びキー溝３２およ（ｆ３６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
づるとども１こ軸まわ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４ニー溝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ど一体に
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とからなる。

■ベル１〜５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３ＢＪ３よび可動フランジ４１３とのなず
Ｖ字形の作用面に当接して摩擦面を形成Ｊ−る作用面５
１および５２が両側に設けられている。

人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３１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９− ラ〕／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【フられスリーブ６２を制動する湿式多
板Ｎ繊成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Ｉａ構の他方の７
１ムｌノース８１との間に挿入された第１のコンブレッ
ジ」ンスプリング６４Ａと、可動フランジ３１３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２６
２どの保持部材の間に両端が連結されて取すイ）Ｈノら
れたアップシフト用トーションスプリング６４Ｂ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２００を介して挿入された第２のコ
ンプレッションスプリングであるアップシフ１〜用コン
ブレツジコンスプリング６４（Ｃとからなる。本実施例
では航記第２の］ンプレツシ１ンスプリング６４Ｃの片
端と前記スプリングガイド２６２どの間にローラベアリ
ング２００を介在させ１＝が、該スプリング６４Ｃの１
０− 両端にローラベアリング２００をＢＱ（ｊてもＪ：い。

出力１−りのリーボ機構７は、前記可動フランジ４［３
の被ｖ１ねじ５６に螺合する第２のねじである駆動ねじ
１１が内周に形成された駆動ｆ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２１２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〜用ブレーキ７３ど、前記ハブ部４７と後記
するサーボ機構の支持リング７１との間に挿入された第
１のコンプレッションスプリング７４Ａと、スプリング
ガイド２１２と可ｕ）フランジ４Ｆ３との保持部材の間
に両端が連結されて取付（）られたダウンシフ１へ用ト
ーションスプリング７４１３と、可動フランジ３［３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のコンブレッジ１ンスプリング
であるダウンシフ１へ用コンブレッジコンスプリング７
４Ｃど、出力軸のスプライン４２ど嵌合するスプライン
が形成され、可動−フランジ４Ｂ側である一方の而はス
ラストベアリング７５を介してスリーブ７２の端面７２
１に当接さｔｌ、前８１シスリーブ７２を軸方向に支持
する支１、ヘリンイノ７１とから４１：る。

カム機構８は、人力軸端に形成された前記ねじ１５１Ｊ
螺合されたノット１１により軸方向に固定されるどハに
人力軸１のスプライン１４とスプライン嵌合（〕た内周
スゲライン８１が形成された一方のカｌル−ス８２と、
前記他へのカムレース８７ど、これら７Ｊム１ノ一ス間
に介在されたテーパートローラ−８８とからなり、１１
−ラー８８はレース８２と８７の作用面８２△と８６ど
の間に挾まり、人力軸１と固定フランジ：ｌΔとの同！
ｌｌ／１．７Ｊ向の変イ◇に対応して可動フランジ３［
３を図示イー１ｊ向に押圧する押圧力を変化させる。

つぎにこのｊｌ１１段変速Ｉ幾の作用を説明する。

（イ）定速走行時はブレーキ６３および７３が全て解放
される。

１〜ルクの１ム動は、入力軸１→力ム機構の一方のレー
ス８２→チーバード［１−シー８８→他方のレース８７
−〉入力Ｊ−リ３→Ｖベル１〜５−→出力プーリ４→出
力軸２の順でなされる。■ベル１〜５にＪ、る伝達１〜
ルクの人きざはＶベル１〜５に加わる挟圧力に比例し、
該挟圧力は可動フランジ３１３および該可動フランジど
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、力１１機構の原理により入力プーリは回転方
向に微動し、デーバードローラー８８により軸方向に作
用Ｊる挟圧力は、伝達トルクに対し比例して変化（〕、
■ベＶベルト挾む可動フランジ３Ｂに加わる挾バカを伝
達１〜ルクに９４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３△
の作用面との面圧が変化して当接面の挟圧力を変化させ
る。

（ロ）アップシフトはブレー：１−７３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４１と相対回転し、可動フランジ３１３
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１３− プーリの有効径を減少ざｌる方向（図示右方）に変位ｌ
ノ、減速比の１１（減が行われる。減速比が制御設定値
になったｌ＋、’ｌ員ぐブｌノーキロ３および７３は解
放される。

このどき出力１−りのリーボ機構のトーションスプリン
グ７４１３は捩られて■−ネルギーの蓄積がなされる。

（ハ）ダウンシフ１〜はブレーキ６３の係合によりなさ
れブレーキ６３が係合４るとスリーブ６２を固定し可動
フランジ３］３を入力プーリ３の有効径の減少方向（図
示左方）に変位させ、トーションスプリング７４Ｆ１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。この人力プーリ３の可動フランジご３１３の変位は
カム機構による可動フランジ３Ｂの押圧力に逆らってな
される。減速比が制御設定値に＜７９だときブレーキ６
３を解放する。

この無段変速機においではトーションスプリング６４１
３．７４Ｂのみでねシ３１．５６ニ作用シテ軸力ヲ＝１
４− 発生【ノでいたのに対し変速時のベル１−に必要なアク
シｔ・ルノＡ−スと同等の荷車を持つ第１の＝］ンプレ
ツシミ］ンス゛シリング６４△、７４Ａを可動フランジ
３Ｂ、４Ｂのみに作用するように設【−ノたＩこめアク
シャルノＡ−スを必要品確保できる。

トーン」ンスプリング６４’Ｆ３．７４Ｂのみの場合は
ねじ３７．５６に全アクシＶルフォースが作用している
ためアクシャルフＡ−スを確保することは困難であった
が、可動フランジ３Ｆ３１４Ｂがストロークしでいる変
速過度状態において、アクシトルフォースと第１および
第２のコンプレッションスプリング６４△、６４Ｃ，７
４Ａ、７４Ｃの荷重差にブレーキトルクを作用させるた
め今あるグレー４−］〜ルクでブレーキを作用させ、あ
るアクタ１？ルフオース以下に低士り−ればねじ３７．
５６に作用ｊる軸力が増加しこのＪ１ノーキ（〜バクで
は可動フランジ３Ｂ。

４ＢはストＤ−りしなく’Ｊす、アクシャルノＡ−スが
増加するまで作ｖノシないことになる。変速時一方のブ
レーキトルクを作用さ【！もう−ｈのブレーキｌ−バク
を補助的に１１川させることにより変速機の作動が制御
ｒ−きる１、軸力を確保し、ｉ〜−ジョンスプリングは
容易＜Ｋ　ａＱ　ｎｌのものどなり、プレー１Ｎ・バク
（、■従来のものＪり小ざくで良く、■ベルｌ−をリベ
ら（」るｔＴ、、　Ｊ二の／ｆいＪ１ノー二（トルり１
ｌｉｌｌ狽（が容易どなる。

この無段変速機においでは第２のコンプレッションスプ
リングの組み４＝Ｊ（フに対し、両端または片端に［コ
ーラベアリングを取り付けることによって変速時の可動
フランジの相対回転に対して第２の、−ｌンプレッシ］
ンスノ゛リングがねじり力を受（）ることを防止できる
。

以上の如く本発明のノ１（先膜変速機は、コンブレッジ
」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。＼れた部材ど可動フランジ又は可動フランジと
一体＋；＝　Ｉｌ；成された部材との間に設置Ｊ１、：
（−どにＪ、す、変速１１，１のベルトの必要アクシャ
ルー〕Ａ−スの確保をねじ而の摩擦係数、ブレーキ１〜
ルクのバラツＸ１に影響されることなく、可動フランジ
の容顔を確保することが可能となり、■ベル１〜のＪべ
りを防止し、１〜−ジョンスプリングを小型化し、４ノ
−−ボ機構のリーボ荷重が小さくでき、これににす（Ｊ
−−ボ機構のコンバク１〜化が可能となり、ブレーキト
ルクの制御が容易となる１、また、変速時、一方のブレ
ーキ１〜バクを作用させ、もう〜方のブレーキ１〜ルク
を補助的に作用さ（！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・・・■ベルト　６．
７・・・可動フランジの１ノ一ボ機構　８・・・カム機
構　６４Δ、７４Ａ・・・第１のコンプレッションスプ
リング　６４Ｂ１７４Ｂ・・・トーションスプリング　
６４Ｇ、７４Ｇ・・・第２のコンプレッションスプリン
グ １７一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）それぞれ入力軸および該入力軸に平行して配された
   出力軸に設けられ、固定フランジと該固定フランジに対
   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、これら人力プーリＪ３よび出力プ
   ーリ間を伝動するＶベルトと、前記少なくとも・一方の
   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のねじおよび該第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ｉＪらね駆動子
   の一方のねじ部材を制動するブレー−１−１お、Ｊ、び
   固定フランジ又は固定フランジと一体に変位Ｊる部材と
   可動フランジ又は可動フランジと一体に変（＜７’Ｊる
   部Ｈどの間に挿入された第１の１ンプレツシヨンスプリ
   ング、および駆動子の第１のねじ部（４ど第２のねじ部
   材との間に挿入された１・−シ」ンスプリングと第２の
   コンプレッションスプリングを備えＩＣ＋Ｊ−ボ槻栴と
   、少なくも入力軸または出力軸の一方に設けられ可動フ
   ランジおＪ、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
   無８１変速機、。 ２）前記＃１２の丁１ンブレッションスプリングの両端
   または片切と該スプリングのスプリング保持部材との間
   に目−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。