JPWO2016035385A1 - 無段変速機 - Google Patents

Abstract

無段変速機は、プーリ面（４ａ）を有する一対のプーリ半体（４）でＶ溝（６）を形成する入力プーリ（１）と、入力プーリ（１）を軸支する入力軸（２）と、入力プーリ（１）に掛け渡される無端伝達部材（５）とを備える。入力プーリ（１）一方のプーリ半体（４）は、入力軸（２）に対して相対回転可能なピストン部（１６）と、ピストン部（１６）と無端伝達部材（５）との間でピストン部（１６）の表面を摩擦低減部（１１）を介して摺動可能なプーリ半体ディスク（１３）とを有する。プーリ半体ディスク（１３）は、入力軸（２）とスプライン結合して一体回転する。

Description

本発明は、プーリを備える無段変速機に関する。

従来、入力プーリと出力プーリとに帯状のベルトからなる無端伝達部材が巻き掛けられ、入力プーリと出力プーリとのＶ溝の幅を変更することにより変速比を変更する無段変速機が知られている（例えば、日本国実開昭６３−８９４５８号公報参照）。

日本国実開昭６３−８９４５８号公報のものでは、無端伝達部材とプーリとの間の衝突音を防止すべく円錐状ディスクを配置している。

実開昭６３−８９４５８号公報

この種の無段変速機では、動力損失を低減すべく日々研究開発が続けられている。

本発明は、従来よりも動力損失を低減できる無段変速機を提供することを目的とする。

［１］上記目的を達成するため、本発明は、
プーリ面を有する一対のプーリ半体でＶ溝を形成する入力プーリ及び出力プーリと、
前記入力プーリ又は前記出力プーリを軸支する回転軸と、
前記入力プーリと前記出力プーリとに掛け渡される無端伝達部材とを備え、
前記入力プーリ又は前記出力プーリのＶ溝幅を変更することにより変速比を変更して、前記無端伝達部材を介して前記入力プーリに伝達された駆動力を前記出力プーリに伝達する無段変速機であって、
前記入力プーリ又は前記出力プーリの少なくとも一方のプーリ半体は、前記回転軸に対して相対回転可能な第１半体要素と、前記第１半体要素と前記無端伝達部材との間で前記第１半体要素の表面を摺動可能な第２半体要素とを有し、
前記第２半体要素は、回転中心としての前記回転軸と一体回転するように構成されることを特徴とする。

本発明によれば、第２半体要素のみが回転し、第１半体要素は回転軸と一体回転しないため、回転軸と一体に回転する回転部品が少なくプーリを回転させるときのプーリの実質的な質量を低減させることができ、動力損失を抑制することができる。

［２］また、本発明においては、入力プーリのプーリ半体及び出力プーリのプーリ半体は、少なくとも軸方向に移動可能な移動半体であり、当該移動半体を、回転軸に対して軸方向に移動可能であり且つ回転が阻止される第１半体要素と、回転軸に対して軸方向に移動可能であると共に、回転軸と一体回転する第２半体要素とで構成することができる。

ここで、従来では、油圧によりプーリのＶ溝の幅を可変するように構成する場合、遠心油圧に耐えられるように油圧室の剛性を高める必要があり、また、油圧室内のオイルの遠心力をキャンセルする遠心キャンセラも必要となるため、比較的大きい動力が必要となる。

本発明においては、上記の如く構成することにより、第１半体要素が回転軸及びプーリ半体の回転（遠心力）の影響を受けない。このため、本発明によれば、油圧により変速比を変更すべくＶ溝幅を調整するときに、従来のように遠心油圧が発生しないため、少ない動力（油圧）で第１半体要素を軸方向に移動させることができ、更なる動力損失の抑制を図ることができる。

［３］また、本発明においては、第１半体要素と第２半体要素との間に、周方向に間隔を存して配置される複数の転動体を有する摩擦低減部を設けることができる。かかる構成によれば、摩擦低減部により、第１半体要素と第２半体要素との間の摩擦を低減させて、第２半体要素を回転し易くし、更なる動力損失の低減を図ることができる。また、摩擦低減部には周方向に間隔を存して複数の転動体が配置されているため、第２半体要素は安定して回転することができる。

本発明の無段変速機の実施形態を示す断面図。 本実施形態の無段変速機の摩擦低減部を示す斜視図。 本実施形態の無段変速機の第２プーリを示す斜視図。 本実施形態の無段変速機のＶ溝幅が狭くなり無端伝達部材の巻き掛け径が大きくなった状態を示す断面図。

図を参照して、本発明の無段変速機の実施形態を説明する。本実施形態の無段変速機は、入力プーリと、出力プーリと、この２つのプーリに巻き掛けられるベルト（チェーンでもよい）からなる帯状の無端伝達部材とを備える。なお、本実施形態においては、入力プーリと出力プーリとは同様に構成されるため、入力プーリを詳細に説明して、出力プーリの詳細な説明は省略する。

図１に示すように、入力プーリ１は、内燃機関や電動機からの駆動力が伝達される回転軸としての入力軸２に設けられるものである。入力軸２は、入力プーリ１を収容する変速機ケース３に回転自在に軸支されている。入力プーリ１は、一対のプーリ半体４で構成される。

プーリ半体４には、無端伝達部材５が掛け渡されるＶ溝６を形成するプーリ面４ａが夫々設けられている。

一方（図１の左側）のプーリ半体４は、軸方向に移動不能に固定された固定半体７である。他方（図１の右側）のプーリ半体４は、軸方向に移動可能な移動半体８である。

固定半体７は、変速機ケース３にボルト９で固定される固定部１０を備える。この固定部１０が本発明の第１半体要素に相当する。固定部１０には、Ｖ溝６を形成するプーリ面４ａと同一形状の円錐状のテーパー面１０ａが形成されている。

また、固定部１０のテーパー面１０ａには、テーパー面１０ａと同形状の円錐板状の摩擦低減部１１が配置されている。図２に示すように、摩擦低減部１１には、径方向に延びる長方形状の貫通孔１１ａが複数個所に設けられている。各貫通孔１１ａには、円柱状のころ１２が収容されている。

摩擦低減部１１の固定部１０とは反対側の面には、摩擦低減部１１と同形状の円錐板状のプーリ半体ディスク１３が配置されている。プーリ半体ディスク１３は、摩擦低減部１１を介して固定部１０のテーパー面１０ａ（表面）を摺動する。このプーリ半体ディスク１３が本発明の第２半体要素に相当する。プーリ半体ディスク１３は、無端伝達部材５と接触してＶ溝６を構成するプーリ面４ａを備える。

図３に示すように、プーリ半体ディスク１３の径方向内端部には、入力軸２とスプライン結合する筒状部１３ａが設けられている。これにより、プーリ半体ディスク１３は、入力軸２を回転中心として、入力軸２と一体に回転する。

移動半体８は、変速機ケース３にボルト１４で固定される固定部１５を備える。固定部１５には、軸方向に移動自在なピストン部１６が配置される。ピストン部１６は固定部１５に対して入力軸２を中心に回転不能に取り付けられている。このピストン部１６も本発明の第１半体要素に相当する。固定部１５とピストン部１６との間には、油圧室１７が画成される。ピストン部１６には、固定半体７のテーパー面１０ａと対向するテーパー面１６ａが形成されている。

ピストン部１６のテーパー面１６ａには、固定部１０のテーパー面１０ａに配置された円錐板状の摩擦低減部１１と同一形状の摩擦低減部１１が配置されている。また、ピストン部１６に配置された摩擦低減部１１のピストン部１６とは反対側の面には、固定半体７のプーリ半体ディスク１３と同一のプーリ半体ディスク１３が配置されている。プーリ半体ディスク１３は、摩擦低減部１１を介してピストン部１６のテーパー面１６ａ（表面）を摺動する。このプーリ半体ディスク１３も本発明の第２半体要素に相当する。このプーリ半体ディスク１３も、径方向内端部に入力軸２とスプライン結合する筒状部１３ａが設けられている。

図４に示すように、油圧室１７にオイルが供給されると、ピストン部１６が軸方向の一方（図１や図４の左側）に移動し、入力プーリ１のＶ溝６の幅が狭くなる。これにより、入力プーリ１に巻き掛けられた無端伝達部材５の巻き掛け半径が大きくなる。

逆に、油圧室１７からオイルを排出するとピストン部１６が軸方向の他方（図１や図４の右側）に移動し、図１に示すように、入力プーリ１のＶ溝６の幅が広くなる。これにより、入力プーリ１に巻き掛けられた無端伝達部材５の巻き掛け半径が小さくなる。

本実施形態の無段変速機は、このように無端伝達部材５の巻き掛け半径を調節することにより変速比を変更する。

本実施形態の無段変速機では、第１半体要素としての固定部１０は変速機ケース３に固定され、同じく第１半体要素としてのピストン部１６は固定部１５を介して変速機ケース３に回転不能に設けられている。このため、本実施形態の無段変速機では、第２半体要素としてのプーリ半体ディスク１３のみが回転し、第１半体要素としての固定部１０及びピストン部１６は回転しない。従って、回転軸としての入力軸２と一体に回転する回転部品が少なく、本実施形態の無段変速機によれば、プーリの質量を低減させることができ、動力損失を抑制することができる。

また、従来の無段変速機では、油圧によりプーリのＶ溝の幅を変更するように構成する場合、遠心油圧に耐えられるように油圧室の剛性を高める必要があり、また、油圧室内のオイルの遠心力をキャンセルする遠心キャンセラも必要となるため、比較的大きい動力が必要となる。

これに対し、本実施形態の無段変速機においては、入力プーリ１の移動半体８を、変速機ケース３に固定部１５を介して回転が阻止されるように設けられた第１半体要素としてのピストン部１６と、回転軸としての入力軸２に対して軸方向に移動可能であると共に、入力軸２と一体回転する第２半体要素としてのプーリ半体ディスク１３とで構成している。

このように構成することにより、Ｖ溝６の幅を変更する第１半体要素としてのピストン部１６が入力軸２及びプーリ半体ディスク１３の回転（遠心力）の影響を受けない。このため、無段変速機の変速比を変更すべくＶ溝６を幅を調整するときに、従来のように遠心油圧が発生したいため、少ない動力（油圧）でピストン部１６を軸方向に移動させることができ、更なる動力損失の抑制を図ることができる。

また、本実施形態の無段変速機においては、第１半体要素としての固定部１０と第２半体要素としてのプーリ半体ディスク１３との間、及び第１半体要素としてのピストン部１６と第２半体要素としてのプーリ半体ディスク１３との間に、周方向に間隔を存して配置される複数の転動体としてのころ１２を有する摩擦低減部１１を設けている。

これにより、摩擦低減部１１により、第１半体要素としての固定部１０又はピストン部１６と第２半体要素としてのプーリ半体ディスク１３との間の摩擦を低減させて、プーリ半体ディスク１３を回転し易くし、更なる動力損失の低減を図ることができる。また、摩擦低減部１１には転動体としてのころ１２が周方向に間隔を存して複数配置されてるため、プーリ半体ディスク１３を安定して回転させることができる。

なお、本実施形態においては、出力プーリを入力プーリ１と同様に構成したものを説明したが、本発明の出力プーリの移動半体は、これに限らず、入力プーリ１のＶ溝６の幅の増加に伴いＶ溝の幅が減少し、入力プーリ１のＶ溝６の幅の減少に伴いＶ溝の幅が増加するように構成されていればよい。従って、例えば、出力プーリの移動半体をスプリングで一方に付勢するように構成してもよい。

また、本実施形態においては、第１半体要素を変速機ケース３に回転不能に固定したものを説明したが、本発明の第１半体要素はこれに限らず、動力損失の抑制効果が低減するものの、回転軸に対して相対回転可能であればよい。これによっても、第１半体要素を入力軸や出力軸などの回転軸で回転させる必要がなく、従来よりも動力損失を抑制できるという作用効果を奏することができる。

また、本実施形態においては、移動半体を油圧で移動させるものを説明したが、本発明の移動半体の動力源はこれに限らない。例えば、電動アクチュエータによって移動半体を移動させてＶ溝の幅を変更・調節してもよい。

１ 入力プーリ
２ 入力軸（回転軸）
３ 変速機ケース
４ プーリ半体
４ａ プーリ面
５ 無端伝達部材
６ Ｖ溝
７ 固定半体
８ 移動半体
９ ボルト
１０ 固定部（第１半体要素）
１０ａ テーパー面
１１ 摩擦低減部
１１ａ 貫通孔
１２ ころ
１３ プーリ半体ディスク（第２半体要素）
１３ａ 筒状部
１４ ボルト
１５ 固定部
１６ ピストン部（第１半体要素）
１６ａ テーパー面
１７ 油圧室

Claims (4)

1. プーリ面を有する一対のプーリ半体でＶ溝を形成する入力プーリ及び出力プーリと、
   前記入力プーリ又は前記出力プーリを軸支する回転軸と、
   前記入力プーリと前記出力プーリとに掛け渡される無端伝達部材とを備え、
   前記入力プーリ又は前記出力プーリのＶ溝幅を変更することにより変速比を変更して、前記無端伝達部材を介して前記入力プーリに伝達された駆動力を前記出力プーリに伝達する無段変速機であって、
   前記入力プーリ及び前記出力プーリは一対のプーリ半体で夫々構成され、
   前記入力プーリ又は前記出力プーリの少なくとも一方のプーリ半体は、前記回転軸に対して相対回転可能な第１半体要素と、前記第１半体要素と前記無端伝達部材との間で前記第１半体要素の表面を摺動可能な第２半体要素とを有し、
   前記第２半体要素は、回転中心としての前記回転軸と一体回転するように構成されることを特徴とする無段変速機。
2. 請求項１記載の無段変速機であって、
   前記入力プーリのプーリ半体及び前記出力プーリのプーリ半体は、少なくとも軸方向に移動可能な移動半体であり、
   該移動半体が、
   前記回転軸に対して軸方向に移動可能であり且つ回転が阻止される前記第１半体要素と、
   前記回転軸に対して軸方向に移動可能であると共に、前記回転軸と一体回転する前記第２半体要素とで構成されることを特徴とする無段変速機。
3. 請求項２に記載の無段変速機であって、
   前記第１半体要素と前記第２半体要素との間には、
   周方向に間隔を存して配置される複数の転動体を有する摩擦低減部が設けられることを特徴とする無段変速機。
4. 請求項１に記載の無段変速機であって、
   前記第１半体要素と前記第２半体要素との間には、
   周方向に間隔を存して配置される複数の転動体を有する摩擦低減部が設けられることを特徴とする無段変速機。