(57)【要約】【課題】流体圧応答性の悪化を防止しながら流路構造を形成する部材を軽量化する。【解決手段】流路構造１００は、内周に中空部４１が形成されるプーリシャフト４０と、プーリシャフト４０よりも密度の低い材料で構成されて中空部４１に収容される内部シャフト６０と、を備え、内部シャフト６０内に形成された中空部６１を介してプーリシャフト４０外へ作動油が供給される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に中空部が形成されるシャフトと、
前記シャフトよりも密度の低い材料で形成されて前記中空部に収容される内部部品と、を備え、
前記内部部品内に形成された内部流路を介して前記シャフト外へ流体が供給される、
ことを特徴とする流路構造。
【請求項２】
請求項１に記載の流路構造であって、
前記内部部品と前記シャフトの内壁との間には流体の進入を許容する隙間が形成される、
ことを特徴とする流路構造。
【請求項３】
請求項２に記載の流路構造であって、
前記中空部の流路断面積は、前記隙間の流路断面積よりも大きい、
ことを特徴とする流路構造。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の流路構造であって、
前記シャフトには、前記内部流路と連通する流路穴が形成され、
前記内部部品は、前記流路穴と対向する位置の外周部に溝が形成されている、
ことを特徴とする流路構造。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載の流路構造であって、
前記シャフトは、シーブ部を有するプーリシャフトであって、
前記内部流路を介して前記シャフト外の前記シーブ部へ流体が供給される、
ことを特徴とする流路構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、バルブボディから供給される油が供給される軸心油路がプーリシャフトに形成されるプーリが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−０５９５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らは、プーリの軽量化のために、プーリシャフト内部の油路を拡大することを提案している。しかしながら、プーリシャフト内部の油路を拡大すると、油路の容積が増加するので充填に必要な油量が増えて、油圧応答性が悪化するおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、流体圧応答性の悪化を防止しながら流路を形成する部材を軽量化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様によれば、流路構造は、内周に中空部が形成されるシャフトと、前記シャフトよりも密度の低い材料で形成されて前記中空部に収容される内部部品と、を備え、前記内部部品内に形成された内部流路を介して前記シャフト外へ流体が供給される。
【発明の効果】
【０００７】
上記態様によれば、シャフトの内周に中空部が形成され、その中空部にはシャフトよりも密度の低い材料で形成される内部部品が収容されるので、流路を形成する部材を軽量化することができる。また、中空部に内部部品が収容されるので、流路を形成する部材の軽量化のために中空部を大きくした場合にも、流路の容積の増加が抑制される。よって、内部部品が設けられる分、作動流体の体積を増やす必要がない。したがって、流体圧応答性の悪化を防止しながら流路を形成する部材を軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る流路構造が適用される無段変速機の構成を示す模式図である。
【図２】図２は、流路構造が適用される固定シーブの斜視図である。
【図３】図３は、固定シーブの回転中心軸に沿った断面図である。
【図４】図４は、図３の一部を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図１から図４を参照して、本発明の実施形態に係る流路構造１００について説明する。
【００１０】
まず、図１を参照して、流路構造１００が適用される無段変速機１０、及び無段変速機１０が搭載される車両１について説明する。図１は、車両１の構成を示す模式図である。
【００１１】
車両１は、駆動源として内燃エンジン（以下、単に「エンジン」と称する。）２と、エンジン２と左右の駆動輪８とをつなぐ動力伝達経路上に設けられる無段変速機１０と、を備える。エンジン２と無段変速機１０とは、トルクコンバータ３及び前後進切換機構４を介して接続される。
【００１２】
トルクコンバータ３は、ロックアップクラッチ（図示省略）を備えており、油圧によりトルクコンバータ状態とロックアップ状態とに制御される。
【００１３】
前後進切換機構４は、トルクコンバータ３の出力軸の回転を無段変速機１０に正方向（前進方向）に伝達するための前進用クラッチ（図示省略）と、逆方向（後退方向）に伝達するための後退用ブレーキ（図示省略）と、を備える遊星歯車機構である。
【００１４】
無段変速機１０は、入力軸５を介して入力された回転動力を所定の変速比で変換し、出力軸６及びディファレンシャルギア７を介して駆動輪８に出力する。無段変速機１０は、変速要素として、入力側にプライマリプーリ１２を備え、出力側にセカンダリプーリ１３を備える。これらのプライマリプーリ１２及びセカンダリプーリ１３が、プーリに該当する。
【００１５】
無段変速機１０は、プライマリプーリ１２及びセカンダリプーリ１３の間に掛け回される金属ベルト１１を備える。無段変速機１０は、プライマリプーリ１２及びセカンダリプーリ１３における金属ベルト１１の接触径の比を変化させることで、変速比を無段階に変更する。
【００１６】
プライマリプーリ１２は、固定シーブ２１と、固定シーブ２１に対して同軸に、固定シーブ２１の回転中心軸に沿って移動可能に配設される可動シーブ２２と、可動シーブ２２の背面に設けられて可動シーブ２２を軸方向に変位させる油圧シリンダ２３と、を有する。油圧シリンダ２３には、無段変速機１０の運転時には油圧が作用している。
【００１７】
セカンダリプーリ１３は、固定シーブ３１と、固定シーブ３１に対して同軸に、固定シーブ３１の回転中心軸に沿って移動可能に配設される可動シーブ３２と、可動シーブ３２の背面に設けられて可動シーブ３２を軸方向に変位させる油圧シリンダ３３と、を有する。油圧シリンダ３３には、無段変速機１０の運転時には油圧が作用している。油圧シリンダ３３は、第１圧力室３３ａと第２圧力室３３ｂとを有する。
【００１８】
無段変速機１０の入力軸５には、プライマリプーリ１２の固定シーブ２１が連結される。無段変速機１０の出力軸６には、セカンダリプーリ１３の固定シーブ３１が連結される。無段変速機１０の変速比は、プライマリプーリ１２及びセカンダリプーリ１３の可動シーブ２２，３２に作用する油圧シリンダ２３，３３内の油圧を調整し、固定シーブ２１，３１と可動シーブ２２，３２との間に形成されるＶ溝の幅を変化させることで制御される。
【００１９】
車両１では、流体として作動油が用いられる。車両１は、無段変速機１０の作動油圧の発生源として、エンジン２又は電動モータ（図示省略）を動力源とするオイルポンプ９を備える。オイルポンプ９は、作動油を所定の圧力に昇圧させ、油圧制御回路９ａを介して昇圧後の作動油を可動シーブ２２の油圧シリンダ２３と可動シーブ３２の油圧シリンダ３３とに供給する。また、オイルポンプ９は、昇圧後の作動油をトルクコンバータ３に供給する。
【００２０】
次に、図２から図４を参照して、プライマリプーリ１２における固定シーブ２１及びセカンダリプーリ１３における固定シーブ３１について説明する。
【００２１】
ここでは、セカンダリプーリ１３の固定シーブ３１を例として説明する。プライマリプーリ１２の固定シーブ２１については、セカンダリプーリ１３の固定シーブ３１と同様の構成であるため、詳細な説明を省略する。
【００２２】
図２は、固定シーブ３１の斜視図である。図３は、固定シーブ３１の回転中心軸に沿った断面図である。図４は、図３の一部を拡大して示す断面図である。
【００２３】
図２に示すように、固定シーブ３１は、シャフトとしてのプーリシャフト４０を有する。また、図３に示すように、固定シーブ３１は、内部部品としての内部シャフト６０を備える。これらのプーリシャフト４０と内部シャフト６０とが、流路構造１００を形成する。
【００２４】
プーリシャフト４０は、例えば鉄系金属材料によって形成される。プーリシャフト４０は、シーブ部５０を有する。プーリシャフト４０は、可動シーブ３２が摺動する摺動面４０ａと、内周に形成される中空部４１と、中空部４１とプーリシャフト４０の外部とを連通させる流路穴としての連通孔４２と、オイルポンプ９から供給される作動油を油圧シリンダ３３の第２圧力室３３ｂに導く油路４５と、を有する。
【００２５】
シーブ部５０は、プーリシャフト４０の外周に環状に突出して形成される。シーブ部５０は、例えば鉄系金属材料によって、プーリシャフト４０と一体に形成される。シーブ部５０は、金属ベルト１１の一方の側端面が当接するシーブ面５１を有する。
【００２６】
シーブ面５１は、金属ベルト１１の側端面と同じ角度に傾斜して形成される。シーブ面５１は、可動シーブ３２のシーブ面との間にＶ溝を形成する。
【００２７】
中空部４１は、シーブ部５０が外周に形成される側の端面からプーリシャフト４０の回転中心軸に沿って凹状に形成される。中空部４１は、円形の底面４１ａを有し、底面４１ａと同じ形状の円形の断面を有するように形成される。中空部４１は、連通孔４２と連通する。中空部４１には、挿入された内部シャフト６０を中空部４１内に留まらせる栓部材４３が設けられる。
【００２８】
栓部材４３は、中空部４１の内周に圧入や溶接によって固定される。栓部材４３の内周には、作動油が通過する連通路４３ａが形成される。栓部材４３は、中空部４１の中央に作動油の流路を形成すると共に、中空部４１の外周側に環状に設けられる。
【００２９】
連通孔４２は、プーリシャフト４０を径方向に貫通して形成される。連通孔４２は、プーリシャフト４０の回転中心軸方向における底面４１ａの近傍に設けられる。連通孔４２には、オイルポンプ９から油圧シリンダ３３の第１圧力室３３ａへ導かれる作動油が流通する。
【００３０】
内部シャフト６０は、円形の底面６０ａを有する有底円筒状に形成される。内部シャフト６０は、中空部４１に収容される。内部シャフト６０の底面６０ａは、中空部４１の底面４１ａと対向する。内部シャフト６０の底面６０ａと反対側の端面６０ｂは、栓部材４３と対向する。
【００３１】
内部シャフト６０は、プーリシャフト４０よりも密度の低い材料で形成される。ここで、材料の密度とは、単位体積あたりの質量［ｋｇ／ｍ3］である。内部シャフト６０は、プーリシャフト４０よりも熱膨張率の大きな材料によって形成される。内部シャフト６０は、例えばプラスチックなどの樹脂材料によって形成される。
【００３２】
内部シャフト６０は、内周に形成される内部流路としての中空部６１と、中空部６１と外部とを連通させる連通孔６２と、連通孔６２の周りに凹状に形成される溝としての環状溝６３と、を有する。
【００３３】
中空部６１は、端面６０ｂからプーリシャフト４０の回転中心軸に沿って凹状に形成され、作動油の油路ＰI（図４参照）を形成する。図４に示すように、中空部６１は、直径がφＤ3［ｍｍ］の円形の断面を有するように形成される。中空部６１は、連通孔６２と連通する。中空部６１には、オイルポンプ９から油圧シリンダ３３の第１圧力室３３ａへ導かれる作動油が流通する。このように、内部シャフト６０内に形成された中空部６１を介してプーリシャフト４０外へ作動油が供給される。
【００３４】
連通孔６２は、プーリシャフト４０を径方向に貫通して形成される。連通孔６２は、プーリシャフト４０の回転中心軸方向の位置がプーリシャフト４０の連通孔４２と重複するように設けられる。連通孔６２には、オイルポンプ９から油圧シリンダ３３の第１圧力室３３ａへ導かれる作動油が流通する。
【００３５】
環状溝６３は、連通孔６２の周囲に内部シャフト６０の他の部分よりも小径に形成される。環状溝６３は、プーリシャフト４０の連通孔４２と対向する位置の外周部に形成される。環状溝６３は、連通孔６２から流出した作動油をプーリシャフト４０の連通孔４２に導く。
【００３６】
環状溝６３が設けられることによって、仮に内部シャフト６０が中空部４１内で回転中心軸まわりに回転したとしても、オイルポンプ９から中空部６１を介して導かれる作動油を、連通孔４２を介して油圧シリンダ３３の第１圧力室３３ａに導くことができる。また、環状溝６３が形成されることで、中空部４１の内周と内部シャフト６０の外周との間の後述する環状隙間ＣDにスムーズに作動油を供給することができるようになる。
【００３７】
以上のように、プーリシャフト４０の内周に中空部４１が形成され、その中空部４１にはプーリシャフト４０よりも密度の低い材料で形成される内部シャフト６０が収容されるので、セカンダリプーリ１３を軽量化することができる。また、中空部４１に内部シャフト６０が収容されるので、セカンダリプーリ１３の軽量化のために中空部４１を大きくした場合にも、油路の容積の増加が抑制される。よって、内部シャフト６０が設けられる分、作動油の体積を増やす必要がない。したがって、油圧応答性の悪化を防止しながらセカンダリプーリ１３を軽量化することができる。
【００３８】
内部シャフト６０と中空部４１の内壁との間には作動油の進入を許容する隙間が形成される。この隙間は、中空部４１と栓部材４３との間と比較して大きく形成される。内部シャフト６０の外周面と中空部４１の内周壁との間の隙間は、作動油の環状流路ＰOを形成する。これにより、内部シャフト６０の外周面とプーリシャフト４０の内周壁との間が作動油で満たされるので、両者の間に作用する摩擦力を小さくできる。
【００３９】
図３に示すように、中空部４１の回転中心軸方向の長さはＬ1［ｍｍ］に形成され、内部シャフト６０の回転中心軸方向の長さはＬ2［ｍｍ］に形成される。中空部４１と内部シャフト６０との間には、回転中心軸方向にＬ1−Ｌ2［ｍｍ］の隙間ＣL（図４参照）が形成される。
【００４０】
図４に示すように、中空部４１の内径はφＤ1［ｍｍ］に形成され、内部シャフト６０の外径はφＤ1よりも小さなφＤ2［ｍｍ］に形成される。中空部４１の内周と内部シャフト６０の外周との間には、（φＤ1−φＤ2）／２［ｍｍ］の環状隙間ＣDが形成される。
【００４１】
無段変速機１０の温度が上昇すると、プーリシャフト４０及び内部シャフト６０が熱膨張する。プーリシャフト４０は鉄系金属材料で形成され、内部シャフト６０は樹脂材料で形成される。そのため、同じ温度だけ上昇した場合には、プーリシャフト４０よりも内部シャフト６０の方が熱膨張量が大きい。
【００４２】
環状隙間ＣDと隙間ＣLとは、無段変速機１０の温度が使用時の最高温度に達した場合にも、環状隙間ＣD及び隙間ＣLがなくならないように、即ち内部シャフト６０の外径φＤ2及び長さＬ2が、中空部４１の内径φＤ1及び長さＬ1を超えないような大きさに設定される。
【００４３】
そのため、無段変速機１０の運転時に温度が上昇しても、内部シャフト６０が熱膨張してプーリシャフト４０の中空部４１よりも大きくなろうとすることはなく、常に中空部４１よりも小さい。よって、内部シャフト６０に外周から大きな力が作用することが防止される。
【００４４】
また、内部シャフト６０とプーリシャフト４０の中空部４１とを接合する必要がないので、組み立てが容易である。
【００４５】
ここで、内部シャフト６０の中空部６１が形成する作動油の油路ＰIの流路断面積ＳIは、ＳI＝（φＤ3／２）2×π［ｍｍ2］である。また、内部シャフト６０の外周面とプーリシャフト４０の内周壁との間に形成される作動油の環状流路ＰOの流路断面積ＳOは、ＳO＝（φＤ1／２）2×π−（φＤ2／２）2×π［ｍｍ2］である。
【００４６】
油路ＰIの流路断面積ＳIは、環状流路ＰOの流路断面積ＳOよりも大きい。即ち、ＳI＞ＳOの関係である。中空部６１における圧力損失は、中空部４１と内部シャフト６０との隙間における圧力損失よりも小さいので、中空部４１を通過する作動油を多くできる。よって、無段変速機１０の始動時において、油圧シリンダ３３への作動油の充填を速やかに行うことができる。
【００４７】
なお、無段変速機１０では、オイルポンプ９から供給される作動油は、内部シャフト６０の中空部６１から、連通孔６２と連通孔４２とを通じて油圧シリンダ３３の第１圧力室３３ａへ導かれる。これに代えて、オイルポンプ９から供給される作動油が、連通孔４２から、内部シャフト６０の連通孔６２と中空部６１とを介して油圧シリンダへ導かれるようにしてもよい。
【００４８】
この場合、作動油供給先である油圧シリンダが背面に形成されるシーブ部５０を有するプーリシャフト４０に流路構造１００を適用することで、中空部６１から作動油供給先への距離が短くなり、総油路抵抗を抑えることができる。
【００４９】
以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
【００５０】
プライマリプーリ１２及びセカンダリプーリ１３は、内周に中空部４１が形成されるプーリシャフト４０と、プーリシャフト４０よりも密度の低い材料で形成されて中空部４１に収容される内部シャフト６０と、を備え、内部シャフト６０内に形成された中空部６１を介してプーリシャフト４０外へ作動油が供給される。
【００５１】
この構成によれば、プーリシャフト４０の内周に中空部４１が形成され、その中空部４１にはプーリシャフト４０よりも密度の低い材料で形成される内部シャフト６０が収容されるので、セカンダリプーリ１３を軽量化することができる。また、中空部４１に内部シャフト６０が収容されるので、セカンダリプーリ１３の軽量化のために中空部４１を大きくした場合にも、油路の容積の増加が抑制される。よって、内部シャフト６０が設けられる分、作動油の体積を増やす必要がない。したがって、油圧応答性の悪化を防止しながらセカンダリプーリ１３を軽量化することができる（請求項１に対応する効果）。
【００５２】
また、プライマリプーリ１２及びセカンダリプーリ１３では、内部シャフト６０とプーリシャフト４０の内壁との間には作動油の進入を許容する隙間が形成される。
【００５３】
この構成によれば、無段変速機１０の運転時に温度が上昇しても、内部シャフト６０が熱膨張してプーリシャフト４０の中空部４１よりも大きくなろうとすることはなく、常に中空部４１よりも小さい。よって、内部シャフト６０に外周から大きな力が作用することが防止される（請求項２に対応する効果）。
【００５４】
また、プライマリプーリ１２及びセカンダリプーリ１３では、中空部６１の流路断面積は、隙間の流路断面積よりも大きい。
【００５５】
この構成によれば、中空部６１における圧力損失は、中空部４１と内部シャフト６０との隙間における圧力損失よりも小さいので、中空部４１を通過する作動油を多くできる。よって、無段変速機１０の始動時において、油圧シリンダ３３への作動油の充填を速やかに行うことができる（請求項３に対応する効果）。
【００５６】
また、プーリシャフト４０には、内部シャフト６０の中空部６１と連通する連通孔４２が形成され、内部シャフト６０は、連通孔４２と対向する位置の外周部に環状溝６３が形成されている。
【００５７】
この構成によれば、環状溝６３が形成されることで、中空部４１の内周と内部シャフト６０の外周との間の環状隙間ＣDにスムーズに作動油を供給することができるようになる（請求項４に対応する効果）。
【００５８】
また、プーリシャフト４０は、シーブ部５０を有し、中空部６１を介してプーリシャフト４０外のシーブ部５０へ作動油が供給される。
【００５９】
この構成によれば、作動油供給先である油圧シリンダが背面に形成されるシーブ部５０を有するプーリシャフト４０に流路構造１００を適用することで、中空部６１から作動油供給先への距離が短くなり、総油路抵抗を抑えることができる（請求項５に対応する効果）。
【００６０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００６１】
例えば、本実施形態では、流路構造１００を無段変速機１０におけるプライマリプーリ１２及びセカンダリプーリ１３の固定シーブ２１，３１に適用したが、他のいかなる流路を形成する部材にも流路構造１００を適用可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１００    流路構造
１        車両
１０      無段変速機
１２      プライマリプーリ（プーリ）
１３      セカンダリプーリ（プーリ）
２１      固定シーブ
２２      可動シーブ
３１      固定シーブ
３２      可動シーブ
４０      プーリシャフト（シャフト）
４１      中空部
４２      連通孔（流路穴）
４３      栓部材
５０      シーブ部
６０      内部シャフト（内部部品）
６１      中空部（内部流路）
６２      連通孔
６３      環状溝（溝）
【図１】
2020197278.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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