(57)【要約】    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。
2012131999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。【０００４】
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。
【発明の概要】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】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２】図１におけるII部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【図１】
2012131999.tif 000003
【図２】
2012131999.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成25年8月26日(2013.8.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項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おり、
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。
【請求項２】
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に記載のベルト式無段変速機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
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おり、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ものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2012131999.tif 000005
2012131999.tif 000006
2012131999.tif 000007
2012131999.tif 000008