(57)【要約】【課題】  プーリの固定シーブに、伝動機構を一体化して設けることによって、構造を簡素化するとともに、固定シーブの変形を抑制することのできるベルト式無段変速機を提供する。【解決手段】  固定シーブ１７，１８のテーパ面１７ａ，１８ａと可動シーブ１９，２０のテーパ面１９ａ，２０ａとによってベルト巻き掛け溝１１ａ、１２ａがそれぞれ形成された駆動プーリ１１，および従動プーリ１２と、それら駆動プーリ１１と従動プーリ１２とに巻き掛けられた伝動ベルトＶとを備えたベルト式無段変速機４において、前記駆動プーリ１１と従動プーリ１２との少なくともいずれか一方を構成している前記固定シーブ１７，１８の前記テーパ面１７ａ，１８ａとは反対側の背面１７ｃ，１８ｃに、前記駆動プーリ１１および従動プーリ１２に対する入出力側の部材３，５との間で動力伝達をおこなう伝動機構が設けられている。【選択図】  図１
2006291980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定シーブのテーパ面と可動シーブのテーパ面とによってベルト巻き掛け溝がそれぞれ形成された駆動プーリおよび従動プーリと、それら駆動プーリと従動プーリとに巻き掛けられた伝動ベルトとを備えたベルト式無段変速機において、
前記駆動プーリと従動プーリとの少なくともいずれか一方を構成している前記固定シーブの前記テーパ面とは反対側の背面に、前記駆動プーリおよび従動プーリに対する入出力側の部材との間で動力伝達をおこなう伝動機構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】
前記伝動機構は、前記背面に一体に形成されたかさ歯車と、前記入出力側の部材と一体回転するかさ歯車とによって構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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動プーリと従動プーリとの間で、それらの間に巻き掛けられた伝動ベルトを介して動力伝達をおこなうとともに、変速比を制御するベルト式無段変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ベルト式無段変速機は、ベルトを巻掛けたプーリの溝幅を変更することにより、プーリの有効径すなわちベルトが巻き掛かっている半径を変更して変速比を無段階に設定することのできる変速機である。したがって駆動側（あるいは入力側）のプーリおよび従動側（あるいは出力側）のプーリを、固定シーブとその固定シーブに対して軸線方向に前後動する可動シーブとによって構成し、その可動シーブを例えば油圧などの外力で移動させることにより、各プーリの溝幅を変化させ、ベルトの巻き掛け半径を連続的に変更できるように構成されている。このような無段変速機の一例が特許文献１に記載されている。
【０００３】
この特許文献１に記載されている駆動ユニットは、機関のクランク軸の半径方向における省スペース化を目的として、無段階に調節可能な円錐プーリ巻き掛け式伝動装置を備え、駆動側の円錐プーリ対と従動側の円錐プーリ対とのそれぞれの回転軸線が、機関のクランク軸の軸線に対してあらかじめ規定可能な角度をなして位置するように円錐プーリ対が配置されている。そして、伝動装置の入力軸と駆動側の円錐プーリ対の軸との間の駆動結合が、伝動装置段、かさ歯車段を介しておこなわれ、かつ従動側の円錐プーリ対と後置の軸との駆動結合が、かさ歯車段のような伝動装置段を用いておこなわれるように構成されている。そのため、入力軸の軸線もしくは出力軸の軸線を基準とした半径方向における構成スペースを縮小することができる、とされている。
【０００４】
なお、特許文献２には、固定プーリ（固定シーブ）および可動プーリ（可動シーブ）からなり各プーリ有効径が可変とされたＶ型プーリ装置を入力軸上および出力軸上にそれぞれ有し、そのＶ型プーリ装置間に掛け渡された伝動ベルトにより入力軸側の回転を出力軸側に無段階に変速して伝達することのできるベルト式無段変速機構を、入力軸および出力軸の間に並列に２列備えた差動装置が記載されている。この差動装置に用いられているベルト式無段変速機構では、入力軸に固定された固定プーリの外周面に、エンジンからの動力を受けるためのギヤが形成されている。
【特許文献１】特開平９−１７７９１５号公報
【特許文献２】実開平２−８４０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献１に記載されている駆動ユニットに用いられている円錐プーリ巻き掛け式伝動装置（ベルト式無段変速機）では、駆動側および従動側の各プーリと、入力軸および出力軸との間の動力の伝達が、各プーリとは別体のかさ歯車対を介しておこなわれるように構成されている。そのため、各プーリの軸、あるいは入出力軸に、動力伝達のためのかさ歯車対を別途設けなければならず、その分構造が複雑になってしまうおそれがあった。
【０００６】
また、前述のように、この種のベルト式無段変速機に用いられるプーリは、固定シーブと可動シーブとによって構成され、可動シーブが各プーリの軸線方向に移動させられることにより、各プーリの溝幅を変化させてベルトの巻き掛け半径を連続的に変化させるとともに、固定シーブと可動シーブとの間でベルトを挟み付けることによってベルトに張力が付与されるようになっている。したがって、固定シーブには、ベルトを介して可動シーブを固定シーブ側へ移動させる方向の力が作用し、固定シーブのベルト巻き掛け溝面とはプーリ軸方向において反対側の背面側への変形が生じる場合がある。しかしながら、上記の特許文献１に記載されている装置では、このような固定シーブの背面側への変形については考慮されておらず、これらの点に関して、未だ改良の余地があった。
【０００７】
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、プーリの固定シーブに、伝動機構を一体化して設けることによって、構造を簡素化するとともに、固定シーブの変形を抑制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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、固定シーブのテーパ面と可動シーブのテーパ面とによってベルト巻き掛け溝がそれぞれ形成された駆動プーリおよび従動プーリと、それら駆動プーリと従動プーリとに巻き掛けられた伝動ベルトとを備えたベルト式無段変速機において、前記駆動プーリと従動プーリとの少なくともいずれか一方を構成している前記固定シーブの前記テーパ面とは反対側の背面に、前記駆動プーリおよび従動プーリに対する入出力側の部材との間で動力伝達をおこなう伝動機構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である。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記伝動機構が、前記背面に一体に形成されたかさ歯車と、前記入出力側の部材と一体回転するかさ歯車とによって構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。
【発明の効果】
【００１０】
したがって、請求項１の発明によれば、駆動プーリと従動プーリとの少なくともいずれか一方を構成している固定シーブのテーパ面とは反対側の背面、すなわち固定シーブにおける、可動シーブの移動軸方向（すなわちプーリ軸方向）でのベルト巻き掛け溝が形成されるテーパ面とは反対側の面に、駆動プーリおよび従動プーリと、それら駆動プーリおよび従動プーリに対する入力側および出力側の部材との間で動力の伝達をおこなう伝動機構が一体化されて設けられる。そのため、固定シーブとは別体の伝動機構を個別に設ける場合と比較して、装置の構造を簡素化することができ、さらに、伝動機構が設けられた動力伝達部分が、伝動ベルトを介して固定シーブに作用する固定シーブを背面側へ変形させようとする力に対する反力受けとして機能するため、固定シーブの背面側への変形を防止もしくは抑制することができる。
【００１１】
また、請求項２の発明によれば、固定シーブの背面に、駆動プーリおよび従動プーリに対する入出力部材と一体回転するかさ歯車と噛合するかさ歯車が、固定シーブと一体に形成される。そのため、固定シーブとは別体のかさ歯車対などによる伝動機構を個別に設ける場合と比較して、装置の構造を簡素化することができ、さらに、かさ歯車が形成された動力伝達部分が、伝動ベルトを介して固定シーブに作用する固定シーブを背面側へ変形させようとする力に対する反力受けとして機能するため、固定シーブの背面側への変形を防止もしくは抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
つぎに、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。まず、この発明に係るベルト式無段変速機を搭載した車両の駆動系を図１に示す。図１は、この発明のベルト式無段変速機を適用した車両Ｖｅが、例えばＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）方式の二輪駆動車両Ｖｅである例を示している。図１に示す車両Ｖｅにおいて、動力源１の出力側に、流体伝動機構２および駆動軸３を介して、ベルト式無段変速機４が配置されている。また、そのベルト式無段変速機４の出力側には、ベルト式無段変速機４から出力される駆動力を駆動輪に伝達するための駆動軸５が設けられている。そして、その駆動軸５は、デファレンシャル６を介して左右のドライブシャフト７，８に連結されていて、各ドライブシャフト７，８には、駆動輪すなわち左右の後輪９，１０が連結されている。
【００１３】
動力源１には、例えば、内燃機関または電動機の少なくとも一方を用いることができ、電動機としては、通常のモータの他に、例えば電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを有するモータ・ジェネレータを用いることが可能である。この実施例では、動力源１として、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジンあるいは天然ガスエンジンなどのエンジン１が用いられている場合について説明する。
【００１４】
また、流体伝動機構２は、例えば従来のトルクコンバータと同様の構成であって、エンジン１によって回転させられるポンプインペラとこれに対向させて配置したタービンランナと、これらの間に配置したステータとを有し、ポンプインペラで発生させたフルードの螺旋流をタービンランナに供給することによりタービンランナを回転させ、トルクを伝達するように構成されている。また流体伝動機構（トルクコンバータ）２には、ポンプインペラとタービンランナとの間における不可避的な滑りに起因する動力伝達効率の低下を防ぐため、ポンプインペラなどの入力側の部材とタービンランナなどの出力側の部材とを直接連結するロックアップクラッチ（図示せず）を併設することも可能である。
【００１５】
なお、トルクコンバータ２とベルト式無段変速機４との間の動力伝達経路には、前後進切換機構（図示せず）を配置することも可能である。この前後進切換機構は、エンジン１の回転方向が一方向に限られていることに伴って採用されるものであって、入力されたトルクをそのまま出力し、あるいは反転して出力できるように、例えば遊星歯車装置などによって構成される機構である。
【００１６】
そして、ベルト式無段変速機４は、伝動ベルトＶが巻き掛けられた駆動プーリ１１と従動プーリ１２とが、それぞれ各軸受１３，１４，１５，１６により支持されて、互いに所定の間隔を空けて平行に配置されている。それらの駆動プーリ１１および従動プーリ１２は、共に伝動ベルトＶを巻き掛けるためのＶ字型の溝であるベルト巻き掛け溝１１ａ，１２ａをそれぞれ外周部に有するものであって、その溝幅を変更できるようにするために、固定シーブ１７，１８とその固定シーブ１７，１８に対してプーリ軸線方向（図１において矢印Ｘで示す方向）に前後動する可動シーブ１９，２０とによって構成されている。
【００１７】
すなわち駆動プーリ１１における固定シーブ１７は、前記ベルト巻き掛け溝１１ａを構成するテーパ面１７ａの中心部から更に軸線方向に延びる軸部１７ｂを備えており、その軸部１７ｂに可動シーブ１９が一体回転し、かつプーリ軸線方向に前後動するように嵌合されている。その可動シーブ１９のテーパ面１９ａが、固定シーブ１７のテーパ面１７ａに対向し、その結果、これらのテーパ面１７ａ，１９ａによってベルト巻き掛け溝１１ａが形成されている。
【００１８】
また、従動プーリ１２における固定シーブ１８は、前記ベルト巻き掛け溝１２ａを構成するテーパ面１８ａの中心部から更に軸線方向に延びる軸部１８ｂを備えており、その軸部１８ｂに可動シーブ２０が一体回転し、かつプーリ軸線方向に前後動するように嵌合されている。その可動シーブ２０のテーパ面２０ａが、固定シーブ１８のテーパ面１８ａに対向し、その結果、これらのテーパ面１８ａ，２０ａによってベルト巻き掛け溝１２ａが形成されている。
【００１９】
ここで、この発明におけるベルト式無段変速機４は、ベルト式無段変速機４とベルト式無段変速機４に対する入出力側との間の動力伝達が、かさ歯車対による伝動機構を介しておこなわれるように構成されている。具体的には、図１に示す実施例において、駆動プーリ１１を構成する固定シーブ１７の背面側、すなわち固定シーブ１７のプーリ軸線方向における可動シーブ１９とは反対側、言い換えると固定シーブ１７のテーパ面１７ａとは反対側の面（背面）１７ｃに、かさ歯車１７ｄが一体に形成されている。そしてそのかさ歯車１７ｄと、ベルト式無段変速機４に対する入力側の部材である駆動軸３と一体回転するように形成されているかさ歯車１７ｅとが噛合されて、これらのかさ歯車１７ｄ，１７ｅによるかさ歯車対により、駆動軸３と固定シーブ１７すなわち駆動プーリ１１との間で動力伝達をおこなう伝動機構が構成されている。
【００２０】
また、従動プーリ１２を構成する固定シーブ１８の背面側、すなわち固定シーブ１８のプーリ軸線方向における可動シーブ２０とは反対側、言い換えると固定シーブ１８のテーパ面１８ａとは反対側の面（背面）１８ｃに、かさ歯車１８ｄが一体に形成されている。そしてそのかさ歯車１８ｄと、ベルト式無段変速機４に対する出力側の部材である駆動軸５と一体回転するように形成されているかさ歯車１８ｅとが噛合されて、これらのかさ歯車１８ｄ，１８ｅによるかさ歯車対により、駆動軸５と固定シーブ１８すなわち従動プーリ１２との間で動力伝達をおこなう伝動機構が構成されている。
【００２１】
なお、上記の駆動軸３と駆動プーリ１１との間の伝動機構、および駆動軸５と従動プーリ１２との間の伝動機構を構成するかさ歯車は、ハイポイドギヤを含むものであり、伝動機構の使用条件あるいは配置条件などによって、すくばかさ歯車、はすばかさ歯車、まがりかさ歯車、ハイポイドギヤなどの各種のかさ歯車が適宜に設定されて使用される。
【００２２】
このように、駆動軸３と駆動プーリ１１との間の伝動機構、および駆動軸５と従動プーリ１２との間の伝動機構が、固定シーブ１７の背面１７ｃおよび固定シーブ１８の背面１８ｃに一体に成形されたかさ歯車１７ｄ，１８ｄと、それらのかさ歯車１７ｄ，１８ｄに噛合する駆動軸３，５と一体回転するかさ歯車１７ｅ，１８ｅとによってそれぞれ構成されることにより、固定シーブ１７，１８の背面１７ｃ，１８ｃ側のスペースを有効に活用し、なおかつ簡単な構造で各伝動機構を構成することができる。
【００２３】
図２は、この発明の他の実施例を示すものであって、この発明のベルト式無段変速機を、例えばＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式の二輪駆動車両Ｖｅに適用した例を示している。図２に示す車両Ｖｅにおいて、エンジン１の出力側に、ベルト式無段変速機４が配置され、エンジン１とベルト式無段変速機４との間の動力伝達経路が、トルクコンバータ２を介して直接連結されている。また、ベルト式無段変速機４の出力側には、ベルト式無段変速機４から出力される駆動力を駆動輪に伝達するための駆動軸２１が設けられている。そしてその駆動軸２１は、デファレンシャル２２を介して左右のドライブシャフト２３，２４に連結されていて、各ドライブシャフト２３，２４には、駆動輪すなわち左右の前輪２５，２６が連結されている。
【００２４】
そして、駆動軸２１には、前述の図１に示す実施例における駆動軸５と同様に、固定シーブ１８の背面１８ｃに一体に成形されたかさ歯車１８ｄと噛合するかさ歯車１８ｅが、駆動軸２１と一体回転するように形成されている。したがって、この図２に示す実施例の構成は、エンジン１とベルト式無段変速機４との動力伝達経路における連結状態が異なっている他は、前述の図１に示す実施例とほぼ同じ構成であるため、前述の図１に示す実施例の構成と同様の部分には、図１に付した符号と同様の符号を付してその説明を省略する。
【００２５】
図３は、この発明の更に他の実施例を示すものであって、各かさ歯車対によって構成される駆動軸３と駆動プーリ１１との間の伝動機構、および駆動軸５と従動プーリ１２との間の伝動機構の設置位置を工夫することにより、ベルト式無段変速機４の車両Ｖｅの車幅方向（図３での左右方向）における中央付近に駆動軸５が位置するような配置として、デファレンシャル６が、車両Ｖｅの車幅方向におけるほぼ中央部に設置された例を示している。なお、この図３においては、便宜上、駆動軸３の軸線Ａ１およびその軸線Ａ１上に配置されているエンジン１、トルクコンバータ２、駆動軸３、かさ歯車１７ｅを、９０°傾けて展開した状態として示している。同様に、駆動軸５の軸線Ａ２およびその軸線Ａ２上に配置されている駆動軸５、デファレンシャル６、およびデファレンシャル６をかいして駆動軸５に連結されているドライブシャフト７，８、駆動輪９，１０を、９０°傾けて展開した状態として示している。また図２の場合と同様、前述の図１に示す実施例の構成と同じ部分には、図１に付した符号と同様の符号を付してその説明を省略する。
【００２６】
上記の図２、図３に示す実施例のように、各かさ歯車対によって構成される駆動軸３と駆動プーリ１１との間の伝動機構、および駆動軸５と従動プーリ１２との間の伝動機構の設置位置を適宜に設定することにより、レイアウトの自由度を高め、この発明に係るベルト式無段変速機をＦＲ方式あるいはＦＦ方式などの各種形態の車両に適用することができる。
【００２７】
図４および図５は、各かさ歯車対によって構成される駆動軸３と駆動プーリ１１との間の伝動機構、および駆動軸５と従動プーリ１２との間の伝動機構の設置位置を変更することによって、ベルト式無段変速機４のケースの形状を横長状態あるいは縦長状態にした例を示すものである。このうち図４は、ベルト式無段変速機４のケースの形状を、車両Ｖｅの全長方向（図４，５での左右方向）に長くしたいわば横長状態のケースＣ１とした場合の例を示している。すなわち、図４に示すように、駆動軸３の軸線Ａ１および駆動軸５の軸線Ａ２が、駆動プーリ１１の軸心１１ｆと従動プーリ１２の軸心１２ｆとを結ぶ直線Ｂに対してほぼ平行となるように、各かさ歯車対によって構成される駆動軸３と駆動プーリ１１との間の伝動機構の設置位置と、駆動軸５と従動プーリ１２との間の伝動機構の設置位置とを設定することによって、ベルト式無段変速機４のケースＣ１をいわゆる横長状態の形状にすることができる。
【００２８】
一方、図５は、ベルト式無段変速機４のケースの形状を、車両Ｖｅの高さ方向（図４，５での上下方向）に長くしたいわば縦長状態のケースＣ２とした場合の例を示している。すなわち、図５に示すように、駆動軸３の軸線Ａ１および駆動軸５の軸線Ａ２が、直線Ｂに対してほぼ直角となるように、各かさ歯車対によって構成される駆動軸３と駆動プーリ１１との間の伝動機構の設置位置と、駆動軸５と従動プーリ１２との間の伝動機構の設置位置とを設定することによって、ベルト式無段変速機４のケースＣ２をいわゆる縦長状態の形状にすることができる。
【００２９】
以上のように構成されたこの発明に係るベルト式無段変速機によれば、駆動プーリ１１と従動プーリ１２との少なくともいずれか一方を構成している固定シーブ１７，１８のテーパ面１７ａ，１８ａとは反対側の背面１７ｃ，１８ｃ、すなわち固定シーブ１７，１８における、可動シーブ１９，２０の移動軸方向（図１，２，３において矢印Ｘで示す方向）でのベルト巻き掛け溝１１ａ，１２ａが形成されるテーパ面１７ａ，１８ａとは反対側の面１７ｃ，１８ｃに、駆動プーリ１１および従動プーリ１２と、それら駆動プーリ１１および従動プーリ１２に対する入力側の部材（すなわち駆動軸３）および出力側の部材（すなわち駆動軸５）との間で動力の伝達をおこなう伝動機構が、それぞれ一体化されて設けられる。すなわち、駆動軸３および駆動軸５と一体回転するかさ歯車１７ｅ，１８ｅと噛合するかさ歯車１７ｄ，１８ｄが、固定シーブ１７，１８の背面１７ｃ，１８ｃに、それぞれ一体に形成される。
【００３０】
そのため、固定シーブ１７，１８とは別体のかさ歯車対などによる伝動機構を個別に設ける場合と比較して、装置の構造を簡素化することができ、さらに、かさ歯車１７ｄ，１８ｄが形成された動力伝達部分が、伝動ベルトＶを介して固定シーブ１７，１８に作用する固定シーブ１７，１８を背面１７ｃ，１８ｃ側へ変形させようとする力に対する反力受けとして機能するため、固定シーブ１７，１８の背面１７ｃ，１８ｃ側への変形を防止もしくは抑制することができる。
【００３１】
なお、この発明は、上記の具体例に限定されないのであって、具体例では、この発明を適用したベルト式無段変速機が、ＦＲ方式あるいはＦＦ方式の二輪駆動車両に搭載されている例を示しているが、その他の方式の車両、さらに四輪駆動車両に搭載することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明のベルト式無段変速機を搭載した車両の駆動系統の一例を示す模式図である。
【図２】この発明のベルト式無段変速機を搭載した車両の駆動系統の他の例を示す模式図である。
【図３】この発明のベルト式無段変速機を搭載した車両の駆動系統の更に他の例を示す模式図である。
【図４】この発明のベルト式無段変速機を横長状態に構成した例を示す模式図である。
【図５】この発明のベルト式無段変速機を縦長状態に構成した例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…エンジン、  ３，５…駆動軸、  ４…ベルト式無段変速機、  １１…駆動プーリ、  １２…従動プーリ、  １１ａ，１２ａ…ベルト巻き掛け溝、  １７，１８…固定シーブ、  １７ａ，１８ａ…テーパ面、  １７ｃ，１８ｃ…背面、  １７ｄ，１７ｅ，１８ｄ，１８ｅ…かさ歯車、  １９，２０…可動シーブ、  Ｖ…伝動ベルト、  Ｖｅ…車両。
【図１】
2006291980.tif 000003
【図２】
2006291980.tif 000004
【図３】
2006291980.tif 000005
【図４】
2006291980.tif 000006
【図５】
2006291980.tif 000007