JPS6148657A - ベルト式無段変速装置 - 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】 技術分野 本発明はヘルド式無段変速装置に係り、特に、二次側回
転軸に伝導ベルトと可変プーリとの摩擦力を調整する油
圧シリンダが設けられたヘルド式無段変速装置の改良に
関するものである。

従来技術 互いに平行な軸心まわりに回転可能な一次側回転軸およ
び二次側回転軸と、相互間にＶ溝を形成する固定回転体
及び可動回転体を有して、前記一次側回転軸および二次
側回転軸にそれぞれ設けられ、可動回転体の移動によっ
てＶ溝幅が変更される一対の可変プーリとを備え、その
可変プーリのＶ溝幅を変更することにより、可変プーリ
に巻掛けられた伝導ヘルドの掛り径（有効径）を連続的
に変化させ、これら可変プーリと伝導ベルトとの摩擦力
に基づいて、一次側回転軸の回転を無段階に変速して二
次側回転軸に伝達するベルト式無段変速装置が、従来か
ら自動車等の変速機として用いられている。

ところで、斯るヘルド式無段変速装置において、上記伝
導ベルトと可変プーリとの摩擦力は、これが過大な場合
には動力伝達時の動力損失が増加するとともに伝導ベル
トの寿命が！シく低下するー・方、過小な場合には伝導
ヘルドと可変プーリとの間にスリップが発生する可能性
がある。そこで、斯る不都合を回避するために、上記二
次側回転軸に、可動回転体の受圧面に油圧を作用させる
ための環状空間を有してその可動回転体を駆動する油圧
シリンダを設け、その油圧を、専ら伝導ベルトと可変プ
ーリとの摩擦力が必要かつ充分となるように制御するよ
うにしたものがある。

発明が解決しようとする問題点 １　　　　　　　　　　　しかしながら、上記油圧シリ
ンダは二次側回転軸と一体的に回転させられるため、そ
の環状空間内に充たされている油に遠心力が作用し、特
に高速回転時においては、この遠心力の影響で油圧シリ
ンダの実際の油圧が増大してしまい、伝導ベルトと可変
ブーりとの摩擦力が過大になり動力損失が増大するとい
う問題があった。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記のような問題を解決するために為された
ものであり、前述したように二次側回転軸に伝導ベルト
と可変プーリとの摩擦力を調整する油圧シリンダが設け
られたヘルド式無段変速装置において、二次側回転軸に
設けられた可変プーリの可動回転体に、油圧シリンダの
油圧が作用する受圧面と反対向きであってその受圧面と
略同外径の鎖償用受正面を設けるとともに、その二次側
回転軸の回転中心付近において開放された環状空　　　
−間であって、収容した油に遠心力に基づいて生ずる油
圧を前記補償用受圧面に作用させる補償用環状空間を設
けたことを特徴とする。

−作用 以上のように構成されたベルト式無段変速装置において
は、二次側回転軸が回転するとそれに伴って油圧シリン
ダも回転させられ、その環状空間内に充たされている油
に遠心力が作用して、その分だけ可動回転体の受圧面に
作用する油圧が増大するが、同時に補償用環状空間内に
収容されている油にも遠心力に基づいて油圧が発生し、
この油圧が可動回転体に一上記受圧面と反対向きに設け
られた補償用受圧面に作用する。そして、この補償用受
圧面は油圧シリンダの油圧が作用する受圧面と略同外径
を有し、また、補償用環状空間は二次側回転軸の回転中
心付近において開放されているため、補償用受圧面に作
用する油圧は受圧面に作用する油圧の遠心力に基づく増
圧分とほぼ一致し、その遠心力による増圧分が効果的に
補償（相殺）され、可動回転体は専ら伝導ベルトと可変
プーリとの摩擦力が必要でかつ充分となるように制御さ
れた油圧のみに基づいて駆動されることとなる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は自動車等の変速機として使用されるヘルド式無
段変速装置の要部を示す断面図であるが、斯る第１図に
おいてハウジング１０には、エンジン等に連結されて回
転駆動される一次側回転軸としての入力軸１２と、その
入力軸１２の回転が無段階に変速されて伝達される二次
側回転軸としての出力軸１４とが、それぞれベアリング
１６および１８を介して互いに平行な軸心まわりに回転
可能に取り付けられている。入力軸１２の一端部はハウ
ジングＩＯに固定されたリテーナ２０を回転可能に挿通
する一方、出力軸１４の一端部はリテーナ２２内に回転
可能に収容されているが、それら入力軸１２とリテーナ
２０との間および出力軸１４とリテーナ２２との間は、
それぞれシール部材２４および２６によって油密にシー
ルされている。

入力軸１２はその段部にベアリング１６の内輪がナンド
２８によって締め付けられることにより、軸方向の位置
決めが為されているが、それら段部と内輪との間には有
底円筒形状の油圧シリンダ３０が介挿されて、入力軸１
２に対して相対回転不能と固定されている。また、入力
軸１２には、内周縁部およげ外周縁部においてそれぞれ
上記油圧シリンダ３０に向う小径円筒部３２および大径
円筒部３４が一体に設けられた可動回転体３６が、ボー
　−ルスプライン機構３８を介して軸方向の移動可能且
つ軸まわりの回転不能に取り付けられており、その大径
円筒部３４が油圧シリンダ３０内に軸方向への摺動可能
に嵌合されている。そして、これら油圧シリンダ３０と
可動回転体３６とによって環状空間を成す油圧室４０が
形成され、ポンプ４２によっ＋タンク４４から汲み上げ
られた作動油が、流量制御用のサーボ弁４６、入力軸１
２に設げられた通路４８，５０、入力軸１２と可動回転
体３６との間の環状空間５２、可動回転体３６に−−設
−けられた通路５４を経て、或いは通路−４８から通路
５６を経て供給されるようになっている。

−まだ、入力軸１２には上記可動回転体３６との間に■
溝５８を形成する固定回転体６０が一体に設けられてお
り、これら可動回転体３６および固定回転体６０によっ
て、−■溝５８の溝幅が可変な可変プーリ６２が構成さ
れている。

一方、前記出力軸１４はその段部にベアリング１８の内
輪がナツト６．４によって締め伺けられることにより、
軸方向の位置決めが為されているが、それら段部と内輪
との間には円板状の取付部材６６が介挿されて、出力軸
１４に対して相対回転不能に固定されている。辺の取付
部材６６には、有底円筒形状を成す固定回転体６８が、
その円筒部７０の開口側端部において複数のビン７１に
よって固定されている。また、出力軸１４には、内周縁
部において上記取付部材６６に向う円筒部７２が設けら
れ、且つ固定回転体６８との間に■溝７４を形成する可
動回転体７６が、ボールスプライン機構７８を介して軸
方向の移動可能且つ軸まわりの回転不能に取り付けられ
ている。これら固定回転体６８および可動回転体７６に
よって、■溝７４の溝幅が可変な可変プーリ８０が構成
されてけり、前記入力軸１２に設けられた可変プーリ６
２との間に伝導ベルト８２が巻掛けられて、入力軸１２
の回転が出力軸１４に伝達されるようになっている。な
お、第１図に示す可変プーリ８０は■溝７４の溝幅が広
い場合と狭い場合の二状態を゛併ゼで図示したものであ
るが、図において下側に示す溝幅の広い状態が入力軸１
２に設けられた可変プーリ６２と対応する。

上記可動回転体７６の円筒部７２は固定回転体６８を摺
動可能に挿通しており、その先端部には外周面が円筒部
７０の内周面に摺接する円板状の仕切板８４が固定され
て、固定回転体６８との間−に環状空間を成す油圧室８
６を形成している。この油圧室８６には、前記ポンプ４
２によって汲み上げられた作動油が出力軸１４に設けら
れた通路８８．９０、円筒部７２に設けられた環状溝９
２、　　　および通路９４を経て供給されるようになっ
てお−リ、その作動油の油圧（ライン油圧）が可動回転
体７Ｇの受圧面を成す仕切板８４の一方の端面９６に作
用させられる。すなわち、前記固定回転体６８は可動回
転体７６の受圧面を成ず端面９６に油圧を作用させる油
圧室８６を備えて、その可動回転体７Ｇを駆動する油圧
シリンダをも兼ねているのである。なお、この可動回転
体７６の受圧面積は、前記入力軸１２に設けられた可動
回転体３６の受圧面積より小さく設定されている。

また、仕切板８４と取付部材６６との間にも環状空間を
成す油圧室９８が形成されて、ライン油圧を制御する圧
カリリーフ弁１００若しくはサーボ弁４６を経てタンク
４４へ戻される作動油が、ヂエソク弁１０２の順方向の
開弁圧に基づいてリテーナ２２に設けられた開口１０４
、出力軸１４に設けられた通路１０６，１０．８を経て
積極的に導かれ、その油圧室９８内に充たされるように
なっている。そして、この油圧室９８は、第２図にも示
されているように、取付部材６６の中心側すなわち出力
軸１４の回転中心付近であって、前記ベアリング１８に
対向する位置に設けられた三つの孔１１０によって外部
に開放されており、油圧室９８内に収容された作動油は
この孔１１０からベアリング１８に向って流出する。な
お、チェアり弁１０２によって流通が制限された作動油
の一部は、伝導ヘルド８２なとヘルド式無段変速装置の
各種構成部品の潤ンｎ浦として供給されるようになって
いる。

ここで、前記入力軸１２に設けられた油圧シリンダ３０
は、油圧室４０に供給される作動油の流量に基づいて可
動回転体３６を軸方向に移動し、可変プーリ６２のＶ溝
５８の溝幅を変更することにより、伝導ヘルド８２の掛
り径（有効径）を連続的に変化させ、入力軸１２と出力
軸１４との回転速度の比すなわち速度比を無段階に変更
するもので、その油圧室４０に供給される作動油の流量
を制御する前記サーボ弁４６は、例えばアクセル開度と
車速から算出された目標のエンジン回転数と実際のエン
ジン回転数とを一致させるようにフィードハック制御さ
れるようになっている。この時、出力軸１４の油圧室８
６にも作動油が供給されて１．可変プーリ８０に巻掛け
られた伝導ヘルド８２は両回転体６８と７６との間に挟
圧されているが、入力軸１２に設けられた可変プーリ６
２の可動回転体３６の受圧面積は、前述の如（出力軸１
４に設けられた可変プーリ８０の可動回転体７６の受圧
面積よりも大きいため、可変プーリ６２のＶ溝５８の溝
幅は可変プーリ８ｏの挟圧力に抗して狭くされ、或いは
その挟圧力に従って拡開される。

また、出力軸１４に設けられた油圧シリンダすなわち仕
切板８４との間に油圧室８６を形成する固定回転体６８
は、油圧室８６に供給されるう・イン油圧に基づいて伝
導ベルト８２を可変ブー’Ｊ　８０の固定回転体６８と
可動回転体７６との間に挟圧することにより、伝導ヘル
ド８２と可変プーリ６２、’８０との間に、伝導ヘルド
８２に動力伝達が可能で且つ必要最小限の適度な張力を
発生させるのに必要かつ充分な摩擦力を生しさせるもの
で、その油圧室８Ｇに供給されるライン油圧を制御する
前記圧力リリーフ弁１００ば、例えばエンジンの出力１
−ルクと速度比上に基づいて制御され、ライン油圧を専
ら伝導ヘルド８２と可変プーリ６２゜８０との摩擦力が
上述したように必要かつ充分となるように制御する。す
なわち、伝導ベルト８２と可変プーリ６２．８０との摩
擦力は、これが過大な場合には動力伝達時の動力損失が
増加するとともに伝導ベルト８２の寿命が低下する一方
、過小な場合には伝導ヘルド８２と可変プーリ６２゜８
０との間にスリップが発生する可能性があるが、上記の
如く制御されたライン油圧が可動回転体７６に作用させ
られることにより、かかる不都合が解消するのである。

しかしながら、このように可動回転体７６に作用させら
れるライン油圧を最適な値に制御しても、油圧シリンダ
を成す固定回転体６８は出力軸１４と共に回転駆動され
るため、その油圧室８６内に充たされている作動油には
遠心力が作用し、その分だけ可動回転体７６に作用する
油圧が増圧されることとなる。これに対し、本実施例に
おいては仕切板８４を挟んで油圧室８６と反対側に油圧
室９８が形成され、その油圧室９８内にも作動油が充た
されているため、出力軸１４の回転に伴って油圧室９８
内の作動油にも遠心力が作用して油圧が発生し、仕切板
８４の他方の端面１１２に作用させられる。そして、こ
の端面１１２は油圧室８６内の油圧が作用させられる端
面９６と同一の外径寸法で、且つ同一の面積を有してい
る一方、油圧室９８はその回転中心の近傍において孔１
１０にて開放されているため、油圧室９８内の油圧が端
面１１２に作用する力は、油圧室８６内の油圧が端面９
６に作用する力のうち遠心力に基づく増圧分による力と
ほぼ一致し、その遠心力に基づく増圧分が良好に補償さ
れるのである。したがって、仕切板８４には専ら油圧室
８６内のライン油圧に基づく力が作用させられることと
なり、可動回転体７６は伝導ベルト８２と可変プーリ６
２，８０との摩擦力が必要且つ充分となるよ・うに制御
されたライン油圧のみに基づいて駆動されることとなる
。すなわち、油圧室９８は油圧室８６内の作動油に作用
する遠心力による増圧分を補償する補償用環状空間を成
しており、端面１１２は油圧室９８内の油圧が作用させ
られる補償用受圧面を成しているのである。なお、油圧
室９８内の油圧は仕切板８４の端面１１２のみならず円
筒部７２の端面にも作用するが、この部分は孔１１０に
よって開放されていて油圧は殆ど発生しないため、受圧
面として機能していない。

ここで、油圧室９８内にはチェ・ツク弁１０２の開弁圧
に基づいて作動油が積極的に供給されるようになってお
り、且つ油圧室９８は孔１１０にて外部に開放されてい
るため、変速過渡期において油圧室９８の容積が増減し
ても作動油が速やかに供給、排出され、常に効果的な補
償作用が得られるのである。また、孔１１０から排出さ
れた作動油はベアリング１８を潤滑する作用を為すため
、ヘアリング１８の寿命が向上する。

なお、上記のように油圧室９８を設けて遠心力による増
圧分を補償しても、受圧面積差等に起因してこれを充分
に相殺することが困難である場合には、油圧室８６に供
給されるライン油圧を制御する圧力リリーフ弁１００が
、上記油圧室９８内に発生する遠心力による油圧では相
殺し得ない分゛　　　だけ予め補正されたライン油圧を
発生さゼるように制御されても良いのである。この時、
油圧室９８内の油圧を出力軸１４の回転速度等から演算
する必要があるが、油圧室９８は孔１１０にて外部に開
放されているため、大気圧ヘースで演算し得て補正が容
易かつ正確に為され得る。

一方、入力軸１２に設けられた油圧シリンダ３０におい
ても、油圧室４０内に充たされている作動油に遠心力が
作用するが、この作動油の供Ｆ　ｆｆｉを制御するサー
ボ弁４６は、上述したように実際のエンジン回転数が目
標のエンジン回転数と一致−するようにフィードバンク
制御されているため、遠心力による増圧に起因して速度
比に狂いが生したり、伝導ヘルド８２と可変ブーＩＪ６
２，８０との摩擦力に影響を与えたりする虞れはないの
である。

このように、本実施例のベルト式無段変速装置によれば
、油圧室８６内の作動油に作用する遠心力に基づく油圧
の増圧分が、油圧室９８内の作動油に作用する遠心力に
基づいて発生する油圧によって補償され、可動回転体７
６は専ら圧力リリーフ弁１００によって制御されたライ
ン油圧に基づいて駆動されるため、伝導ベルト８２と可
変プーリ６２’、８０との摩擦力が必要かつ充分となる
ように、維持される。また、本実施例ではチェック弁１
０２の開弁圧に基づいて油圧室９８内に作動油が積極的
に供給されるようになっているため、変速過渡期の応答
性も速やかで、常に効果的な遠心力による増圧分の補償
作用が得られる。

また、本実施例では固定回転体６８が可動回転体７６を
駆動する油圧シリンダを兼ねていて、その油圧シリンダ
と入力軸１２に設けられた油圧シリンダ３０とが、共に
第１図において可変プーリ８０．６２の右側に設けられ
ているため、装置の軸方向の寸法が短くなってコンパク
トに構成され得る。加えて、油圧室８６に作動油を供給
する通路８８と油圧室９８に作動油を供給する通路１０
６とが、それぞれ出力軸１４の反対方向から形成されて
いるため、出力軸１４の構造が簡単となる利点をも有す
る。

以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明し
たが、本発明はその他の態様においても実施できる。

例えば、前記実施例では圧カリリーフ弁１００若しくは
サーボ弁４６からタンク４４に戻される作動油が油圧室
９８内に導かれるよ・うになっているので、油圧室８６
内の作動油を導く場合に比較して伝導ベルト８２に対す
る挟圧力または伝導ヘルド８２の張力制御に影響が生じ
ない利点がある。

なお、タンク４４に戻される作動油の代わりに他の系統
の作動油、たとえば潤滑油の漏れ油を導くように構成す
ることも可能である。

また、前記実施例では固定回転体６８が油圧シリンダを
兼ねているが、入力軸１２例の油圧シリンダ３０のよう
に、可動回転体７６側に油圧シリンダを設けても良いこ
とは勿論である。

、さらに、前記実施例では油圧室９８内の作動油が孔１
１０から流出してヘアリング１８を潤沼・するように構
成されているが、孔１１０は必ずしもベアリング１８に
対向する位置に設ける必要はなく、少なくとも油圧室９
８の回転中心付近に設けられておれば良い。なお、その
孔１１０の数や形状は適宜変更することが可能である。

加えて、前記実施例では入力軸１２に油圧シリンダ３０
が設けられて、可動回転体３６を駆動するようになって
いるが、油圧シリンダ３０の代わり番こ、またはその補
助としてスプリングや電動モーフ等にて可動回転体３６
を駆動し、速度比を変更するように構成することもでき
る。

その他−々例示はしないが、本発明はその精神を逸脱す
ることなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良
を施した態様で実施し得るものである。

発明の効果 以上詳記したように、本発明のヘルド式無段変速装置に
よれば、遠心力に基づいて補償用環状空間内の油に発生
する油圧によって、油圧シリンダの環状空間内の油圧の
遠心力による増圧分が補償されるため、可動回転体は専
ら伝導ヘルドと可変プーリとの摩擦力が必要でかつ充分
となるように１　　　　　　　　　制御された油圧のみ
に基づいて駆動されることとなり、遠心力の影響で伝導
ベルトと可変ブーりとの摩擦力が過大になることばない
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるベルト式無段変速装置
の要部を示す断面図を油圧回路と共に示す図である。第
２図は第１図のｎ−ｎ断面図である。 １２：入力軸（一次側回転軸） １４ｚ出力軸（二次側回転軸） ３Ｃ）、７６：可動回転体　５８．７４’：Ｖ溝６０：
固定回転体　　６２，８０：可変プーリ６８：固定回転
体く油圧シリンダ） ８２：伝導ベルト　　８６：油圧室（環状空間）９６：
端面（受圧面）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 互いに平行な軸心まわりに回転可能な一次側回転軸およ
   び二次側回転軸と、相互間にＶ溝を形成する固定回転体
   及び可動回転体を有して、前記一次側回転軸および二次
   側回転軸にそれぞれ設けられ、前記可動回転体の移動に
   よって前記Ｖ溝幅が変更される一対の可変プーリと、前
   記可動回転体の受圧面に油圧を作用させるための環状空
   間を有して前記二次側回転軸に設けられて、該二次側回
   転軸の可動回転体を駆動する油圧シリンダとを備え、前
   記可変プーリに巻掛けられた伝導ベルトを介して前記一
   次側回転軸の回転が無段階に変速されて前記二次側回転
   軸に伝達され、かつ前記油圧シリンダの油圧が専ら該伝
   導ベルトと前記可変プーリとの摩擦力が必要かつ充分と
   なるように制御される形式のベルト式無段変速装置にお
   いて、前記可動回転体に前記受圧面と反対向きであって
   該受圧面と略同外径の補償用受圧面を設けるとともに、
   前記二次側回転軸の中心付近において開放された環状空
   間であって、収容した油に遠心力に基づいて生ずる油圧
   を前記補償用受圧面に作用させる補償用環状空間を設け
   たことを特徴とするベルト式無段変速装置。