WO2012131999A1 - ベルト式無段変速機 - Google Patents

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movable sheave
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continuously variable
variable transmission
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倫生 吉田
勇仁 服部
朋亮 柳田
和典 播磨
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トヨタ自動車株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H9/00Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members
    • F16H9/02Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion
    • F16H9/04Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes
    • F16H9/12Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members
    • F16H9/16Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members using two pulleys, both built-up out of adjustable conical parts
    • F16H9/18Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members using two pulleys, both built-up out of adjustable conical parts only one flange of each pulley being adjustable
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/32Friction members
    • F16H55/52Pulleys or friction discs of adjustable construction
    • F16H55/56Pulleys or friction discs of adjustable construction of which the bearing parts are relatively axially adjustable
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H9/00Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members
    • F16H9/02Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion
    • F16H9/04Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes
    • F16H9/12Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members
    • F16H9/125Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members characterised by means for controlling the geometrical interrelationship of pulleys and the endless flexible member, e.g. belt alignment or position of the resulting axial pulley force in the plane perpendicular to the pulley axis

Definitions

  • the present invention relates to a belt-type continuously variable transmission including a pair of pulleys and a belt wound around the pulleys.
  • This belt-type continuously variable transmission includes a primary pulley and a secondary pulley that are arranged in parallel to each other, and a belt that is wound around these pulleys and transmits power.
  • Each pulley is composed of a fixed sheave integrally formed with the rotating shaft and a movable sheave held so as to be movable in the axial direction of the rotating shaft.
  • the belt is in contact with the pulley surface to transmit power. That is, the power is transmitted using the frictional force between the pulley and the belt.
  • 2010-181017 describes a belt-type continuously variable transmission configured to apply thrust to the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of a movable sheave.
  • No. 170859 discloses a belt-type continuously variable transmission configured to apply thrust from the contact position between the belt and the sheave when the belt has a maximum winding radius to the outer peripheral side. Yes.
  • the belt type continuously variable transmission As described above, it is possible to suppress the deformation of the movable sheave due to the load received by the movable sheave from the belt.
  • the movable sheave is configured to be disposed on the outer peripheral side of the rotating shaft formed integrally with the fixed sheave, that is, the rotating shaft is inserted into the hollow portion formed on the inner peripheral portion of the movable sheave. Since it is configured to be assembled, there is an inevitable gap between the inner periphery of the movable sheave and the outer peripheral surface of the rotating shaft, so if the movable sheave receives a reaction force from the belt, it can move. There is a possibility that the sheave tilts and the frictional force decreases or the gear ratio changes.
  • the present invention has been made paying attention to the above technical problem, and an object of the present invention is to provide a belt type continuously variable transmission capable of suppressing or preventing tilting of the movable sheave.
  • the present invention provides a fixed sheave that rotates integrally with a rotating shaft, a movable sheave disposed on the outer peripheral side of the rotating shaft, and movable along the rotating axis of the rotating shaft.
  • a belt-type continuously variable transmission having a pair of pulleys each having a sheave and a belt wound around the pulleys to transmit power, an outer peripheral portion on a side where the belt and the movable sheave are not in contact with each other Further, a position restricting portion that restricts rotation of the movable sheave in a direction in which a width for sandwiching the belt between the movable sheave and the fixed sheave on the side in contact with the belt upon receiving a load from the belt is increased.
  • the position restricting portion is formed so as to limit a position in the axial direction of the movable sheave when the winding radius of the belt is maximized.
  • This is a belt type continuously variable transmission.
  • the present invention further comprises a hydraulic actuator provided on the opposite side of the movable sheave in the above-described invention to the surface facing the fixed sheave, and applying a load to the movable sheave along the rotational axis.
  • the movable sheave further includes a member that moves in an axial direction along an inner wall surface on the outer peripheral side of the hydraulic actuator, and the position restricting portion rotates in a direction in which a width in which the movable sheave sandwiches the belt is widened.
  • the belt-type continuously variable transmission is formed on an inner peripheral surface of the hydraulic actuator so as to come into contact with a member provided on the movable sheave.
  • the width at which the belt is sandwiched between the movable sheave and the fixed sheave on the side that receives the load from the belt and contacts the belt is widened on the outer peripheral portion on the side where the belt and the movable sheave are not in contact.
  • a position restricting portion that restricts the rotation of the movable sheave in the direction is provided.
  • the position restricting portion is provided on the outer periphery, the distance from the center of gravity of the movable sheave to the position restricting portion is longer than the distance from the center of gravity of the movable sheave to the position where the belt and the movable sheave are in contact.
  • the force for limiting the rotation that is, the reaction force of the moment can be increased. Therefore, it is possible to suppress or prevent an increase in the width of the movable sheave and the fixed sheave that sandwich the belt, and thus it is possible to suppress or prevent a decrease in the clamping pressure and a change in the gear ratio that sandwich the belt. .
  • the position restricting portion is formed so as to restrict the position of the movable sheave in the axial direction when the belt winding radius is maximized.
  • the position restricting portion is arranged along the inner wall surface on the outer peripheral side of the hydraulic actuator that applies an axial load to the movable sheave when the movable sheave rotates in a direction in which the width for sandwiching the belt increases.
  • the pulley is formed on the inner peripheral surface of the hydraulic actuator so as to be in contact with the member moving in the axial direction, so that an increase in the size of the pulley due to the attachment of the position restricting portion can be suppressed or prevented.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of a belt type continuously variable transmission 1 according to the present invention.
  • the basic configuration of the belt type continuously variable transmission 1 shown in FIG. 1 is the same as that of a conventionally known belt type continuously variable transmission, and is driven by power transmitted from a power source such as an engine or an electric motor (not shown).
  • Each pulley 2 and 3 is opposed to the fixed sheave 7 (8) formed integrally with the input shaft 5 (6) that is rotated by transmission of power from the power source, and the fixed sheave 7 (8).
  • the movable sheave 9 (10) is arranged and configured to be movable in the axial direction of the input shaft 5 (6). Since the primary pulley 2 and the secondary pulley 3 have substantially the same configuration, in the following description, the primary pulley 2 will be described as an example for convenience.
  • the fixed sheave 7 Since the fixed sheave 7 is formed integrally with the input shaft 5 as described above, it rotates at the same rotational speed as that of the input shaft 5.
  • the movable sheave 9 can move along the axial direction of the input shaft 5 and is configured to rotate at the same rotational speed as the fixed sheave 7.
  • a hollow hollow shaft 11 is formed integrally with the movable sheave 9, and the inner peripheral surface of the hollow shaft 11 and the outer peripheral surface of the input shaft 5 are connected by a spline, a key, or the like.
  • a mechanism for moving the movable sheave 9 in the axial direction is attached to the surface opposite to the surface facing the fixed sheave 7.
  • the hydraulic actuator 12 is attached to the back surface of the movable sheave 9.
  • the hydraulic actuator 12 includes an oil passage formed in an axial center portion of the input shaft 5 from an oil pump (not shown) in a portion defined by a cylinder 12 a and a movable sheave 9 integrally connected to the outer peripheral surface of the input shaft 5.
  • the pressure oil is configured to be supplied from the oil passage 5a and the oil passage 5a to the outer peripheral side of the input shaft 5 through the oil passage 5b. Therefore, the movable sheave 9 moves in response to an axial load in accordance with the amount of oil supplied to the hydraulic actuator 12 or the hydraulic pressure.
  • the primary pulley 2 configured as described above is configured to transmit power to the belt 4 in accordance with a frictional force based on a clamping pressure that clamps the belt 4 between the fixed sheave 7 and the movable sheave 9. Further, since the hollow shaft 11 is configured to move along the input shaft 5 as described above, there is a gap between the hollow shaft 11 and the input shaft 5. Therefore, when the reaction force of the clamping pressure that sandwiches the belt 4 acts on the movable sheave 9, the movable sheave 9 rotates or tilts around the center of gravity G of the movable sheave 9.
  • the belt type continuously variable transmission 1 is provided with a snap ring 13 corresponding to the position restricting portion of the present invention in order to limit the inclination or swing of the movable sheave 9.
  • a snap ring 13 corresponding to the position restricting portion of the present invention in order to limit the inclination or swing of the movable sheave 9.
  • the movable sheave 9 is integrated with the reaction force of the clamping force acting on the portion in contact with the belt 4 (hereinafter referred to as an action point A) and the distance from the center of gravity G of the movable sheave 9 to the action point A. The moment force that is determined in this way acts.
  • the force received by the movable sheave 9 in the direction orthogonal to the line connecting the center of gravity G and the point of action A, that is, the direction of the arrow C shown in the figure, and the distance from the center of gravity G to the point of action A are integrated.
  • a snap ring 13 is disposed on the inner peripheral surface of the cylinder 12a, and a convex portion 14 that contacts the snap ring 13 is formed on the movable sheave 9.
  • the arm 15 is formed by extending in the axial direction on the back surface on the outer peripheral side of the movable sheave 9, and the convex portion 14 is formed on the outer peripheral side of the arm 15 so as to contact the snap ring 13. Yes.
  • the snap ring 13 and the convex portion 14 are arranged so as to come into contact with the movable sheave 9 most moved to the fixed sheave 7 side.
  • a sealing material S such as an O-ring is disposed between the inner wall surface of the cylinder 12a and the outer peripheral surface of the convex portion 14, and the sealing material S suppresses leakage of pressure oil from the hydraulic actuator 12. It is configured. With this configuration, the distance from the center of gravity G to the point B where the snap ring 13 and the convex portion 14 contact can be made longer than the distance from the center of gravity G to the action point A. As a result, the movable sheave 9 Can increase the moment force in the direction opposite to the moment force based on the load received from the belt 4, that is, in the direction of the arrow D shown in the figure. Therefore, the inclination angle of the movable sheave 9 can be reduced.
  • This belt-type continuously variable transmission 1 changes the gear ratio so that the power source can be driven with good fuel efficiency, and changes the interval between the sheaves 7 and 9 of the primary pulley 2.
  • the speed ratio is changed.
  • the secondary pulley 3 applies a clamping pressure at the winding radius of the belt 4 according to the gear ratio.
  • the position of the movable sheave 9 is controlled to change the gear ratio, and the hydraulic pressure of the hydraulic actuator 16 of the secondary pulley 3 is controlled. Accordingly, the thrust in the axial direction of the movable sheave 10 is changed to change the clamping pressure.
  • the gear ratio can be reduced to improve fuel efficiency. Therefore, when the vehicle is traveling steadily, the gear ratio is controlled to be minimized based on the large output rotational speed. Therefore, the winding radius of the belt 4 in the primary pulley 2 is maximized, that is, the belt 4 is located on the outermost periphery of the movable sheave 9, and the moment force acting on the movable sheave 9 is increased.
  • the snap ring 13 and the convex portion 14 provided on the movable sheave 9 are arranged so as to come into contact with each other when the speed ratio is minimum, a moment is applied to the movable sheave 9 when the speed ratio is minimum.
  • the place where the snap ring 13 is arranged is arranged at a position away from the center of gravity G from the action point A. Therefore, the rigidity of the position restricting portion is greater when the position restricting portion is provided on the outer peripheral side than when the position restricting portion is provided on the inner peripheral side, so that the snap ring 13 receives the moment force of the movable sheave 9. Can be reduced.
  • the snap ring 13 is moved even when the movable sheave 9 is moved to a position where the gear ratio is minimized.
  • the movable sheave 9 rotates or tilts until the snap ring 13 comes into contact with the convex portion 14, but the position where the snap ring 13 and the convex portion 14 come into contact with the outer peripheral side.
  • the ratio that the gap between the snap ring 13 and the convex portion 14 contributes to the rotation angle at which the movable sheave 9 rotates is arranged. Can be made smaller. That is, the inevitable rotation of the movable sheave 9 can be reduced.
  • the object for providing the snap ring corresponding to the position restricting portion of the present invention is not limited to the primary pulley 2 but may be provided on the secondary pulley 3. That is, since the vehicle configured as described above needs to output a large torque at the start of traveling to maximize the gear ratio, in that case, a large moment is applied to the movable sheave 10 of the secondary pulley 3. Force acts. Therefore, in order to suppress a decrease in pinching force due to the inclination of the movable sheave 10 of the secondary pulley 3, the snap ring 17 may be disposed on the secondary pulley 3 to suppress the rotation of the movable sheave 10. .
  • the belt type continuously variable transmission 1 is basically configured such that the position where the rotation of the movable sheave 9 is restricted is away from the distance from the center of gravity G to the position where the reaction force of the belt 4 is received. Therefore, the position restricting member may not have a function of restricting the movement of the movable sheave 9 in the axial direction. Therefore, for example, the snap ring 13 is provided on the inner peripheral side of the side wall surface of the cylinder 12a without providing the snap ring 13 on the inner peripheral wall surface of the cylinder 12a as described above, and the winding radius of the belt 4 is maximized.
  • the movable sheave 9 may be provided with a member that contacts the snap ring 13 when the movable sheave 9 rotates.
  • the position restricting portion is not limited to the inside of the cylinder 12a.
  • the position restricting portion is formed on a member configured not to rotate, and the movable sheave 9 is not rotated by the position restricting portion. It only has to be configured.
  • the belt-type continuously variable transmission 1 only needs to be configured so that the belt 4 is sandwiched between the fixed sheave 7 and the movable sheave 9 and power is transmitted by friction between them.
  • 7 and 9 and the belt 4 may be a belt type continuously variable transmission in which oil is supplied to lubricate them, and a resin material is provided on the contact surface between the sheaves 7 and 9 and the belt 4.
  • a belt type continuously variable transmission coated with as a mechanism for driving the movable sheave 9, a mechanism using an electric motor and a ball screw driven by the electric motor may be used instead of the hydraulic actuator 12 described above.

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Abstract

 高温時にシーブが傾くことを抑制もしくは防止することのできるベルト式無段変速機を提供する。 回転軸と一体に回転する固定シーブと、前記回転軸の外周側に配置され、該回転軸の回転軸線に沿って移動可能に配置された可動シーブとをそれぞれ備えた一対のプーリと、それらプーリに巻き掛けられて動力を伝達するベルトとを有するベルト式無段変速機において、前記ベルトと前記可動シーブとが接触していない側の外周部に、前記ベルトから荷重を受けて前記ベルトが接触している側の前記可動シーブと前記固定シーブとで前記ベルトを挟み付ける幅が広がる方向へ前記可動シーブが回転することを制限する位置規制部が設けられている。

Description

ベルト式無段変速機
 この発明は、一対のプーリと、それらのプーリに巻き掛けられたベルトとで構成されたベルト式無段変速機に関するものである。
 従来、伝動ベルトを利用して変速比を連続的に変化させることのできるベルト式無段変速機が知られている。このベルト式無段変速機は、互いに平行に配置されたプライマリープーリとセカンダリープーリと、それらプーリに巻き掛けられて動力を伝達するベルトとで構成されている。また、各プーリは、回転軸と一体に形成された固定シーブと、回転軸の軸線方向に移動可能に保持された可動シーブとで構成されており、各シーブが互いに対向する面(以下、プーリ面と記す。)が円錐状に形成され、そのプーリ面にベルトが接触して動力が伝達されるように構成されている。つまり、プーリとベルトとの摩擦力を利用して動力が伝達されるように構成されている。
 一方、プーリとベルトとの摩擦力を生じさせると、その摩擦力を発生させるために付与する推力に対向してベルトから反力を受ける。特に高トルクを伝達するために摩擦力を増加させようとすると反力が増加する。そのため、その反力によって、各シーブにたわみ変形が生じて、摩擦力が低下したり変速比が変化したりしてしまう可能性がある。特開2010-181017号公報および特開2000-170859号公報には、可動シーブのたわみ変形を抑制することのできるベルト式無段変速機が記載されている。具体的には、特開2010-181017号公報には、可動シーブの外周部と内周部とに推力を付与するように構成されたベルト式無段変速機が記載されており、特開2000-170859号公報には、ベルトの巻き掛け半径が最大となるときのベルトとシーブとの接触位置より外周側に亘って推力を付与するように構成されたベルト式無段変速機が記載されている。
 上記のようにベルト式無段変速機を構成することによって、ベルトから可動シーブが受ける荷重によって可動シーブのたわみ変形を抑制することができる。しかしながら、可動シーブは、固定シーブと一体に形成された回転軸の外周側に配置するように構成されているため、すなわち可動シーブの内周部分に形成された中空部に回転軸を挿入して組み付けるように構成されているため、可動シーブの内周部と回転軸の外周面とには、不可避的な隙間が空いてしまうので、ベルトから可動シーブが反力を受けた場合には、可動シーブが傾いてしまい摩擦力が低下したり変速比が変化したりしてしまう可能性がある。
 この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、可動シーブが傾くことを抑制もしくは防止することのできるベルト式無段変速機を提供することを目的とするものである。
 上記の目的を達成するために、この発明は、回転軸と一体に回転する固定シーブと、前記回転軸の外周側に配置され、該回転軸の回転軸線に沿って移動可能に配置された可動シーブとをそれぞれ備えた一対のプーリと、それらプーリに巻き掛けられて動力を伝達するベルトとを有するベルト式無段変速機において、前記ベルトと前記可動シーブとが接触していない側の外周部に、前記ベルトから荷重を受けて前記ベルトが接触している側の前記可動シーブと前記固定シーブとで前記ベルトを挟み付ける幅が広がる方向へ前記可動シーブが回転することを制限する位置規制部が設けられていることを特徴とするものである。
 また、この発明は、上記の発明において、前記位置規制部は、前記ベルトの巻き掛け半径が最大となるときの可動シーブの軸線方向の位置を制限するように形成されていることを特徴とするベルト式無段変速機である。
 さらに、この発明は、上記の発明において、前記可動シーブにおける前記固定シーブと対向した面とは反対側に設けられ、前記回転軸線に沿って前記可動シーブに荷重を作用させる油圧アクチュエータを更に備え、前記可動シーブは、前記油圧アクチュエータの外周側の内壁面に沿って軸線方向に移動する部材を更に備え、前記位置規制部は、前記可動シーブが前記ベルトを挟み付ける幅が広がる方向へ回転した場合に、前記可動シーブに設けられた部材と接触するように前記油圧アクチュエータの内周面に形成されていることを特徴とするベルト式無段変速機である。
 この発明によれば、ベルトと可動シーブとが接触していない側の外周部に、ベルトから荷重を受けてベルトが接触している側の可動シーブと固定シーブとでベルトを挟み付ける幅が広がる方向へ可動シーブが回転することを制限する位置規制部が設けられている。また、位置規制部が外周に設けられているので、可動シーブの重心からベルトと可動シーブとが接触している位置までの距離より、可動シーブの重心から位置規制部までの距離を長くすることができ、その結果、回転を制限するための力、すなわちモーメントの反力を大きくすることができる。そのため、可動シーブと固定シーブとがベルトを挟み付けている幅が広がることを抑制もしくは防止することができるので、ベルトを挟み付ける挟圧力の低下や変速比の変化を抑制もしくは防止することができる。
 また、この発明によれば、位置規制部は、ベルトの巻き掛け半径が最大となるときの可動シーブの軸線方向の位置を制限するように形成されているので、位置規制部が、回転量を制限する効果と軸線方向の移動を制限する効果とを奏することができる。
 さらに、この発明によれば、位置規制部は、可動シーブがベルトを挟み付ける幅が広がる方向へ回転した場合に、可動シーブに軸線方向の荷重を作用させる油圧アクチュエータの外周側の内壁面に沿って軸線方向に移動する部材と接触するように油圧アクチュエータの内周面に形成されているので、位置規制部を取り付けることによるプーリの大型化を抑制もしくは防止することができる。
この発明に係るベルト式無段変速機の構成例を説明するための模式図である。 図1におけるII部の拡大図である。
 つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。図1は、この発明に係るベルト式無段変速機1の断面を示す模式図である。図1に示すベルト式無段変速機1の基礎となる構成は従来知られたベルト式無段変速機と同様であって、図示しないエンジンや電動機などの動力源から動力が伝達されて駆動するプライマリープーリ2と、そのプライマリープーリ2から動力が伝達されて駆動するセカンダリープーリ3と、それらのプーリ2,3に巻き掛けられて各プーリ2,3に動力を伝達するベルト4とで構成されている。また、各プーリ2,3は、動力源から動力が伝達されて回転する入力軸5(6)と一体に形成された固定シーブ7(8)と、その固定シーブ7(8)と対向して配置され入力軸5(6)の軸線方向に移動できるように構成された可動シーブ9(10)とによって構成されている。なお、プライマリープーリ2とセカンダリープーリ3とは略同一の構成であるので、以下の説明では、便宜上、プライマリープーリ2を例に挙げて説明する。
 固定シーブ7は、上述したように入力軸5と一体に形成されているので、その入力軸5の回転数と同一の回転数で回転する。一方、可動シーブ9は、入力軸5の軸線方向に沿って移動することができ、固定シーブ7と同じ回転数で回転するように構成されている。具体的には、可動シーブ9には、中空状の中空軸11が一体に形成され、その中空軸11の内周面と入力軸5の外周面とがスプラインやキーなどによって連結されている。このように構成することによって、入力軸5の回転方向の動力がスプラインやキーによって可動シーブ9に伝達されて同一の回転数で回転することができるとともに、そのスプラインやキーなどの溝に沿って入力軸5と中空軸11とが相対的に移動することができる。
 また、可動シーブ9を軸線方向に移動させるための機構が、固定シーブ7と対向する面とは反対側の面に付設されている。図に示す例では、油圧アクチュエータ12が可動シーブ9の背面に付設されている。この油圧アクチュエータ12は、入力軸5の外周面に一体に連結されたシリンダ12aと可動シーブ9とによって区画された部分に、図示しないオイルポンプから入力軸5の軸心部分に形成された油路5aおよび油路5aから入力軸5の外周側に連通した油路5bを介して圧油が供給されるように構成されている。そのため、油圧アクチュエータ12に供給される油量もしくは油圧に応じて可動シーブ9が軸線方向の荷重を受けて移動する。
 上記のように構成されたプライマリープーリ2は、固定シーブ7と可動シーブ9とでベルト4を挟み付ける挟圧力に基づく摩擦力に応じてベルト4に動力を伝達するように構成されている。また、上記のように中空軸11は入力軸5に沿って移動することができるように構成されているので、中空軸11と入力軸5とには隙間が空いている。そのため、ベルト4を挟み付ける挟圧力の反力が可動シーブ9に作用すると、可動シーブ9の重心Gを中心として可動シーブ9が回転もしくは傾いてしまう。
 この発明に係るベルト式無段変速機1は、可動シーブ9の傾きもしくは揺動することを制限するために、この発明の位置規制部に相当するスナップリング13が設けられている。以下に、図1および図2を参照しつつ可動シーブ9の傾きを抑制する構成について具体的に説明する。まず、可動シーブ9に作用するモーメント力について説明する。可動シーブ9には、ベルト4と接触している箇所(以下、作用点Aと記す。)に作用する挟圧力の反力と、可動シーブ9の重心Gから作用点Aまでの距離とを積算して求まるモーメント力が作用する。より具体的には、重心Gと作用点Aとを結ぶ線に直交する方向、すなわち図に示す矢印Cの方向に可動シーブ9が受ける力と重心Gから作用点Aまでの距離とを積算したモーメント力が可動シーブ9に作用する。したがって、ベルト4が可動シーブ9の外周側で接触しているときのモーメント力が大きくなる。
 このモーメント力によって可動シーブ9が傾くことを制限するために、シリンダ12aの内周面にスナップリング13を配置し、そのスナップリング13と接触する凸部14が可動シーブ9に形成されている。具体的には、可動シーブ9の外周側の背面に軸線方向に向けて延出してアーム15を形成し、そのアーム15の外周側にスナップリング13と接触するように凸部14が形成されている。また、可動シーブ9が固定シーブ7側に最も移動している状態で、スナップリング13と凸部14とが接触するように配置されている。なお、シリンダ12aの内壁面と凸部14の外周面との間にはOリングなどのシール材Sが配置され、そのシール材Sによって、油圧アクチュエータ12からの圧油の漏洩を抑制するように構成されている。このように構成することによって、重心Gから作用点Aまでの距離より重心Gからスナップリング13と凸部14とが接触する点Bまでの距離を長くすることができ、その結果、可動シーブ9がベルト4から受ける荷重に基づくモーメント力に対向する方向、すなわち、図に示す矢印Dの方向のモーメント力を大きくすることができる。したがって、可動シーブ9の傾き角度を少なくすることができる。
 つぎに、上述したベルト式無段変速機1を車両に搭載したときの作用について説明する。このベルト式無段変速機1は、燃費が良好な状態で動力源を駆動させることができるように変速比を変化させるものであって、プライマリープーリ2の各シーブ7,9同士の間隔を変化させてベルト4の巻き掛け半径を変化させることによって、変速比が変化させられる。また、その変速比に応じたベルト4の巻き掛け半径での挟圧力をセカンダリープーリ3によって付与している。具体的には、プライマリープーリ2の油圧アクチュエータ12に供給する油量を制御することによって、可動シーブ9の位置を制御して変速比を変化させ、セカンダリープーリ3の油圧アクチュエータ16の油圧を制御することによって可動シーブ10の軸線方向の推力を変化させて挟圧力を変化させている。
 このように構成されたベルト式無段変速機1では、変速比を小さくして燃費を向上させることができる。したがって、車両が定常走行している場合には、出力回転数が大きいことに基づいて変速比が最小となるように制御される。そのため、プライマリープーリ2におけるベルト4の巻き掛け半径は最大となり、すなわちベルト4が可動シーブ9の最外周に位置するので、可動シーブ9に作用するモーメント力が大きくなる。一方、スナップリング13と可動シーブ9に設けられた凸部14とは、変速比が最小となるときに接触するように配置されているので、変速比が最小であるときに可動シーブ9にモーメント力が作用すると、スナップリング13によってその可動シーブ9のモーメント力に抗する方向の荷重が可動シーブ9に作用する。また、スナップリング13が配置されている箇所が重心Gから作用点Aより離れた位置に配置されている。したがって、スナップリング13が可動シーブ9のモーメント力を受けるための力を、内周側に位置規制部を設ける場合よりも外周側に位置規制部を設けた場合の方が、位置規制部の剛性を低下させることができる。
 さらに、スナップリング13と可動シーブ9に設けられた凸部14とには少なからず寸法の誤差があるので、可動シーブ9が変速比が最小となる位置に移動した場合であってもスナップリング13と凸部14とには隙間が空く可能性がある。そのため、可動シーブ9にモーメント力が作用すると、スナップリング13が凸部14に接触するまで可動シーブ9が回転もしくは傾いてしまうが、スナップリング13と凸部14とが接触する位置を外周側に配置していることから、スナップリング13と凸部14との隙間が可動シーブ9が回転する回動角度へ寄与する割合を、可動シーブ9の回転を制限する部材を内周側に配置したときよりも小さくすることができる。つまり、可動シーブ9の不可避的な回動を小さくすることができる。
 なお、この発明の位置規制部に相当するスナップリングを設ける対象はプライマリープーリ2に限らず、セカンダリープーリ3に設けてもよい。すなわち、上述したように構成された車両は、走行開始時に大きなトルクを出力する必要があることに伴って変速比を最大にするため、その場合には、セカンダリープーリ3の可動シーブ10に大きなモーメント力が作用する。そのため、セカンダリープーリ3の可動シーブ10が傾くことによる挟圧力の低下を抑制するために、セカンダリープーリ3にスナップリング17を配置して可動シーブ10の回動を抑制するように構成してもよい。
 なお、この発明に係るベルト式無段変速機1は、要は、可動シーブ9の回転を制限する箇所が重心Gからベルト4の反力を受ける位置までの距離より離れた位置に構成されていればよいので、その位置規制部材が可動シーブ9の軸線方向への移動を制限する機能を備えてなくともよい。したがって、上述したようにシリンダ12aの外周側の内壁面にスナップリング13を設けずに、例えば、シリンダ12aの側壁面の内周側にスナップリング13を設け、ベルト4の巻き掛け半径が最大となって可動シーブ9が回転するときにスナップリング13と接触する部材を可動シーブ9に設けて構成してもよい。
 また、位置規制部を形成する箇所をシリンダ12aの内部に限らず、要は、回転しないように構成された部材に位置規制部を形成して、その位置規制部によって可動シーブ9が回転しないように構成してあればよい。
 そして、この発明に係るベルト式無段変速機1は、固定シーブ7と可動シーブ9とでベルト4を挟み、それらの摩擦によって動力が伝達されるように構成されていればよいので、各シーブ7,9およびベルト4を金属材料で形成し、それらを潤滑させるためにオイルを供給したベルト式無段変速機であってもよく、各シーブ7,9とベルト4との接触面に樹脂材料を被覆したベルト式無段変速機であってもよい。また、可動シーブ9を駆動する機構として、上述した油圧アクチュエータ12に代えて、電動機とその電動機によって駆動するボールネジとを利用した機構であってもよい。

Claims (3)

  1.  回転軸と一体に回転する固定シーブと、前記回転軸の外周側に配置され、該回転軸の回転軸線に沿って移動可能に配置された可動シーブとをそれぞれ備えた一対のプーリと、それらプーリに巻き掛けられて動力を伝達するベルトとを有するベルト式無段変速機において、
     前記ベルトと前記可動シーブとが接触していない側の外周部に、前記ベルトから荷重を受けて前記ベルトが接触している側の前記可動シーブと前記固定シーブとで前記ベルトを挟み付ける幅が広がる方向へ前記可動シーブが回転することを制限する位置規制部が設けられていることを特徴とするベルト式無段変速機。
  2.  前記位置規制部は、前記ベルトの巻き掛け半径が最大となるときの可動シーブの軸線方向の位置を制限するように形成されていることを特徴とする請求項1に記載のベルト式無段変速機。
  3.  前記可動シーブにおける前記固定シーブと対向した面とは反対側に設けられ、前記回転軸線に沿って前記可動シーブに荷重を作用させる油圧アクチュエータを更に備え、
     前記可動シーブは、前記油圧アクチュエータの外周側の内壁面に沿って軸線方向に移動する部材を更に備え、
     前記位置規制部は、前記可動シーブが前記ベルトを挟み付ける幅が広がる方向へ回転した場合に、前記可動シーブに設けられた部材と接触するように前記油圧アクチュエータの内周面に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のベルト式無段変速機。
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