(57)【要約】    【課題】小型で振動や騒音が少なく安価な可変径プーリおよび無段変速機を提供すること。    【解決手段】可変径プーリ４の一方のシーブ６を回転軸としての入力軸１と単一の部材で一体に形成する。入力軸１の外周面１ａに、転がり軸受５０のための軌道溝１ｂを直接形成する。転がり軸受５０は、ハウジング１００の保持孔１０１に嵌合保持され上記軌道溝１ｂに対向する軸受軌道輪としての軸受外輪５１と、上記軌道溝１ｂと軸受外輪５１との間に配置される転動自在な複数の転動体としての玉５２とを含む。転がり軸受５０は、入力軸１を玉５２によって直接受けて回転自在に支持する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の周囲を取り囲んで配置され軸方向に相対移動自在な一対のシーブと、一対のシーブの互いの対向面にそれぞれ形成され、巻掛け伝動節が巻き掛けられるテーパ状の伝動面と、回転軸を回転自在に支持する転がり軸受とを備える可変径プーリにおいて、
上記転がり軸受は、上記回転軸の周面に直接形成された軌道溝と対向し且つハウジングにより保持された軸受軌道輪と、上記軌道溝と軸受軌道輪との間に配置された転動自在な複数の転動体とを含み、
上記回転軸が上記転動体によって直接受けられて回転自在に支持されていることを特徴とする可変径プーリ。
【請求項２】
請求項１において、上記一対のシーブの一方は回転軸と単一の部材で一体に形成されている可変径プーリ。
【請求項３】
請求項１または２において、上記軸受軌道輪とハウジングとの間に介在する制振部材を備えることを特徴とする可変径プーリ。
【請求項４】
一対のプーリと一対のプーリ間に掛け渡された巻掛け伝動節とを備える無段変速機において、少なくとも一方のプーリが請求項１ないし３の何れかに記載の可変径プーリを含むことを特徴とする無段変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可変径プーリおよびこれを用いた無段変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一対のプーリ間に巻掛け伝動節として金属製のベルトやチェーンを掛け渡す無段変速機がある（例えば特許文献１，２参照）。
上記の無段変速機では、少なくとも一方のプーリが可変径プーリとして構成され、その可変径プーリは、回転軸の周囲を取り囲んで配置され軸方向に相対移動自在な一対のシーブと、一対のシーブの互いの対向面にそれぞれ形成されベルト等が巻き掛けられるテーパ状の伝動面と、ハウジングによって保持され且つ回転軸を回転自在に支持する転がり軸受とを備えている。
【特許文献１】特開平７−１０３３０２号公報
【特許文献２】特開平１１−１３２３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この種の無段変速機では、近年、大型化することなく伝達トルクを大きくして高出力化することが望まれている。
しかしながら、ベルト等がプーリに衝突することに起因して、ベルトやプーリが振動を起こして騒音の原因となる。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、小型で振動や騒音が少なく且つ安価な可変径プーリおよびこれを用いた無段変速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明は、回転軸の周囲を取り囲んで配置され軸方向に相対移動自在な一対のシーブと、一対のシーブの互いの対向面にそれぞれ形成され、巻掛け伝動節が巻き掛けられるテーパ状の伝動面と、回転軸を回転自在に支持する転がり軸受とを備える可変径プーリにおいて、上記転がり軸受は、上記回転軸の周面に直接形成された軌道溝と対向し且つハウジングにより保持された軸受軌道輪と、上記軌道溝と軸受軌道輪との間に配置された転動自在な複数の転動体とを含み、上記回転軸が上記転動体によって直接受けられて回転自在に支持されていることを特徴とする可変径プーリを提供する。
【０００５】
本発明では、転動体によって回転軸を直接受けるので、回転軸の支持剛性を向上することができ、その結果、振動や騒音を低減することができる。また、内輪または外輪を省略することにより、小型化および軽量化を図ることができるとともに製造コストを安くすることができる。また、転がり軸受の外径を大きくすることなく、軸受容量を大きくすることが可能であり、この点からも支持剛性を向上させて振動、騒音をより低減することができる。
【０００６】
また、上記一対のシーブの一方は回転軸と単一の部材で一体に形成されている場合には、回転軸に上記一方のシーブおよび軌道溝が単一の部材で一体に形成されることになるので、部品点数をより削減でき、製造コストをより安くすることができる。
また、上記軸受軌道輪とハウジングとの間に介在する制振部材を備える場合には、シーブから回転軸を介してハウジングに伝達される振動を格段に低減することができる。
【０００７】
また、一対のプーリと一対のプーリ間に掛け渡された巻掛け伝動節とを備える無段変速機において、少なくとも一方のプーリが上記の可変径プーリを含む場合には、小型で振動や騒音が少なく且つ安価な無段変速機を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の一実施の形態の可変径プーリを含む無段変速機の概略断面図である。
図１を参照して、本無段変速機Ａは、回転軸としての入力軸１および出力軸２に可変径プーリ３，４をそれぞれ配設している。これら可変径プーリ３，４間に、巻掛け伝動節として金属製の動力伝達チェーン５（以下では、単にチェーン５ともいう。チェーン５は模式的に示されている）が掛け渡されている。本実施形態は、無段変速機を自動車のトランスミッションに適用した例であり、入力軸１は、例えば自動車のエンジンのクランク軸であり、出力軸２は例えば前輪の車軸である。
【０００９】
入力軸１はトランスミッションのハウジング１００により保持された一対の転がり軸受５０によって回転自在に支持されている。出力軸２は上記のハウジング１００により一対の転がり軸受６０によって回転自在に支持されている。図１に示す例では、転がり軸受５０が玉軸受からなり、転がり軸受６０が円錐ころ軸受からなるが、各々について、玉軸受、円筒ころ軸受、円錐ころ軸受等の種々の転がり軸受を用いることができる。
【００１０】
入力軸１側の可変径プーリ３は、入力軸１と単一の部材で一体に形成され軸方向移動が規制された第１のシーブ６と、入力軸１に一体回転可能で且つ軸方向に移動可能に係合された第２のシーブ７と、第２のシーブ７を第１のシーブ６側へ駆動するための油圧力を発生させる油室８とを備える。
第１および第２のシーブ６，７は、相対向する伝動面９，１０をそれぞれ有し、伝動面９，１０間にチェーン５が挟持されている。伝動面９，１０は、互いに逆向きに傾斜するテーパ状をなし、互いの間に、いわゆるＶ形溝を区画している。チェーン５は、対応するシーブ６，７の伝動面９，１０にそれぞれ係合する伝動面５ａ，５ｂを有している。
【００１１】
第２のシーブ７は、上記伝動面１０を形成する環状の主体部１１を備える。この主体部１１の内周と入力軸１の外周との間はシール部材１２により封止されている。主体部１１の外周から第１のシーブ６と反対側へ筒状部１３が延設されている。筒状部１３は第２のシーブ７の主体部１１と単一の部材で一体に形成されている。
筒状部１３と入力軸１との間には環状の隔壁部材１４が介在している。隔壁部材１４は環状板１５と環状板１５の内周に形成されたボス１６を備える。環状板１５の外周は筒状部１３の内周１３ａに液密的に嵌合し、ボス１６は入力軸１の外周に液密的に嵌合している。
【００１２】
また、第２のシーブ７の筒状部１３は環状の連結部材１７を介して入力軸１と一体回転可能に連結されている。具体的には、連結部材１７は、入力軸１の外周に一体回転可能で且つ軸方向移動不能に嵌合された環状板１８と、環状板１８の外周から延設され筒状部１３の外周１３ｂにスプライン嵌合された環状フランジ１９とを備える。
隔壁部材１４のボス１６は、連結部材１７の環状板１８によって受けられ、これにより、隔壁部材１４は入力軸１の軸方向に位置決めされている。
【００１３】
油室８は、第２のシーブ７の筒状部１３の内周１３ａと入力軸１の外周との間に形成される環状の室を、第２のシーブ７の伝動面１０の背面１０ａとこれに対向する隔壁部材１４の環状板１５の壁面１５ａとによって軸方向に仕切ることにより形成されている。
入力軸１に形成される油路２０を通して油室８内に油が供給されることにより、第２のシーブ７が第１のシーブ６側へ移動し、チェーン５に関する可変径プーリ３の有効径が小さくなるようになっている。
【００１４】
一方、出力軸２側の可変径プーリ４は、入力軸１側の可変径プーリ３とほぼ同様の構成をしているが、後述する付勢ばね３６と制振部材からなる座金３７を有している点が主に異なる。具体的には、可変径プーリ４は、出力軸２と単一の部材で一体に形成され軸方向移動が規制された第１のシーブ２１と、出力軸２に一体回転可能で且つ軸方向に移動可能に係合された第２のシーブ２２と、第２のシーブ２２を第１のシーブ２１側へ駆動するための油圧力を発生させる油室２３とを備える。
【００１５】
第１および第２のシーブ２１，２２は、相対向する伝動面２４，２５をそれぞれ有し、伝動面２４，２５間にチェーン５が挟持されている。伝動面２４，２５は、互いに逆向きに傾斜するテーパ状をなし、互いの間に、いわゆるＶ形溝を区画している。
第２のシーブ２２は、上記伝動面２５を形成する環状の主体部２６を備える。この主体部２６の内周と出力軸２の外周との間はシール部材２７により封止されている。主体部２６の外周から第１のシーブ２１と反対側へ筒状部２８が延設されている。筒状部２８は第２のシーブ２２の主体部２６と単一の部材で一体に形成されている。
【００１６】
筒状部２８と出力軸２との間には環状の隔壁部材２９が介在している。隔壁部材２９は環状板３０と環状板３０の内周に形成されたボス３１を備える。環状板３０の外周は筒状部２８の内周２８ａに液密的に嵌合し、ボス３１は出力軸２の外周に液密的に嵌合している。
また、第２のシーブ２２の筒状部２８は環状の連結部材３２を介して出力軸２と一体回転可能に連結されている。具体的には、連結部材３２は、出力軸２の外周に一体回転可能で且つ軸方向移動不能に嵌合された環状板３３と、環状板３３の外周から延設され筒状部２８の外周２８ｂにスプライン嵌合された環状フランジ３４とを備える。
【００１７】
隔壁部材２９のボス３１は、連結部材３２の環状板３３によって受けられ、これにより、隔壁部材２９は出力軸２の軸方向に位置決めされている。
油室２３は、第２のシーブ２２の筒状部２８の内周２８ａと出力軸２の外周との間に形成される環状の室を、第２のシーブ２２の伝動面２５の背面２５ａとこれに対向する隔壁部材２９の環状板３０の壁面３０ａとによって軸方向に仕切ることにより形成されている。
【００１８】
出力軸２に形成される油路３５を通して油室２３内に油が供給されることにより、第２のシーブ２２が第１のシーブ２１側へ移動し、チェーン５に関する可変径プーリ４の有効径が小さくなるようになっている。
入力側の可変径プーリ３の油室８内に高圧の油が供給され且つ出力側の可変径プーリ４の油室２３内の油が排出されることで、可変径プーリ３の有効径が拡大すると共に可変径プーリ４の有効径が縮小する。その結果、入力軸１の回転数に対して出力軸２の回転数が相対的に大きくなる。
【００１９】
逆に、出力側の可変径プーリ４の油室２３内に高圧の油が供給され且つ入力側の可変径プーリ３の油室８内の油が排出される場合には、入力軸１の回転数に対して出力軸２の回転数が相対的に小さくなる。
可変径プーリ４の第２のシーブ２２の伝動面２５の背面２５ａと隔壁部材２９の環状板３０の壁面３０ａとの間に弾性部材３６が介在し、この弾性部材３６が第２のシーブ２２を第１のシーブ２１側へ付勢している。弾性部材３６は出力軸２の周囲を取り囲む圧縮コイルばねからなり、可変径プーリ４の第２のシーブ２２の油室２３内に収容されている。      
【００２０】
上記の油室８，２３に油を供給するために用いられる油圧ポンプ（図示せず）は、エンジンのアイドリング時等であって油圧供給の不要なときに停止され、必要なときのみに駆動されることが省エネ上、好ましい。上記の油圧ポンプが電動ポンプである場合には、電動ポンプ用の電動モータへの通電をオンオフすることにより、電動ポンプの駆動、停止を切り換えるようにしてもよい。また、油圧ポンプがエンジンにより駆動される場合には、エンジンから油圧ポンプへの動力伝達経路に介在する電磁クラッチを断続させることにより、油圧ポンプの駆動、停止を切り換えるようにしてもよい。
【００２１】
図１および図２を参照して、入力軸１の外周面１ａに、転がり軸受５０のための軌道溝１ｂが直接形成されており、転がり軸受５０は、ハウジング１００の保持孔１０１に嵌合保持され上記軌道溝１ｂに対向する軸受軌道輪としての軸受外輪５１と、上記軌道溝１ｂと軸受外輪５１との間に配置される転動自在な複数の転動体としての玉５２とを含む。図２に示すように、軸受外輪５１はハウジング１００の周溝１０２に嵌め入れられた止め輪５３とハウジング１００の位置決め段部１０３との間に挟持されて、軸方向移動が規制されている。
【００２２】
また、図１および図３を参照して、出力軸２の外周面２ａに、転がり軸受６０のための軌道溝２ｂが直接形成されており、転がり軸受６０は、ハウジング１００の保持孔１０５に嵌合保持され上記軌道溝２ｂに対向する軸受軌道輪としての軸受外輪６１と、上記軌道溝２ｂと軸受外輪６１との間に配置される転動自在な複数の転動体としての円錐ころ６２とを含む。図３に示すように、軸受外輪６１はハウジング１００の周溝１０６に嵌め入れられた止め輪６３とハウジング１００の位置決め段部１０７との間に挟持されて、軸方向移動が規制されている。
【００２３】
本実施の形態によれば、転がり軸受５０，６０が、回転軸としての入力軸１および出力軸２を転動体としての玉５２や円錐ころ６２によって直接受けるので、支持剛性を向上することができ、その結果、振動や騒音を低減することができる。
また、転がり軸受５０，６０の内輪を省略することにより、小型化および軽量化を図ることができるとともに製造コストを安くすることができる。また、転がり軸受５０，６０の外径を大きくすることなく、軸受容量を大きくすることが可能である。この点からも支持剛性を向上することができる。
【００２４】
特に、入力軸１に、第１のシーブ６および転がり軸受５０のための軌道溝１ｂが単一の部材で一体に形成され、同様に、出力軸２に、第１のシーブ２１および転がり軸受６０のための軌道溝２ｂが単一の部材で一体に形成されることになるので、部品点数をより削減でき、製造コストをより安くすることができる。
また、図４に示すように、転がり軸受５０の軸受外輪５２とハウジング１００の保持孔１０１との間に制振部材５４を介在させて、第１のシーブ６からハウジング１００に伝達される振動を低減し、これにより騒音を低減するようにしてもよい。制振部材５４の材料としては、鋳鉄、Ｆｅ−Ａｌ合金、Ｍｎ−Ｃｕ合金、Ｃｒ合金、Ｓｉキルド鋼、Ｍｇ−Ｚｒ合金等を例示することができる。
【００２５】
制振部材５４は、軸受外輪５２の外周面と保持孔１０１の内周面との間に介在する筒状の本体５５と、軸受外輪５２の端面とハウジング１００の位置決め段部１０３との間に介在する環状板５６とを別体に含んでいる。また、止め輪５３についても、上記と同様の制振材料で構成することが好ましい。                      
上記の本体５５は、図５に示すように、一対の断面円弧状の分割体５５１，５５２により構成されている。これら一対の分割体５５１，５５２の周長の合計が軸受外輪５２の外周長よりも短くされている。これにより、軸受外輪５２と制振部材５４の本体５５との嵌め合いを密にし、制振性を向上させて、騒音をより低減することができる。
【００２６】
転がり軸受６０とハウジング１００との間にも、上記の制振部材５４と同様の構造の制振部材を配置するようにしてもよい。
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、例えば、上記の転がり軸受５０に代えて外輪回転型の転がり軸受７０を用いるようにしてもよい。すなわち、図６に示すように、ハウジング１００に一体に形成された固定支軸１１０の周囲を取り囲むようにして入力軸１の端部に円筒部１ｃを設け、この円筒部１ｃの内周面１ｄに、直接軌道溝１ｅを形成する。
【００２７】
転がり軸受７０は、ハウジング１００の固定支軸１１０の外周面に保持された軸受軌道輪としての軸受内輪７１と、上記円筒部１ｃの内周面１ｄの軌道溝１ｅとの間に介在する転動体としての玉７２とを含む。軸受内輪７１は止め輪７３とハウジング１００の位置決め段部１１１との間に挟持されて、軸方向移動が規制されている。
本実施の形態においても、入力軸１を転がり軸受７０の玉７２によって直接受けることにより、支持剛性を向上でき、その結果、振動、騒音を低減することができる。図示していないが、この場合にも、軸受内輪７１とハウジング１００との間に制振部材を介在させてもよい。
【００２８】
また、本発明において、巻掛け伝動節として上記の動力伝達チェーンに代えて、ベルトを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態の可変径プーリを含む無段変速機の概略断面図である。
【図２】可変径プーリの要部の拡大断面図である。
【図３】可変径プーリの要部の拡大断面図である。
【図４】本発明の別の実施の形態の可変径プーリの要部の断面図である。
【図５】図４の実施の形態の転がり軸受と制振部材の断面図である。
【図６】本発明のさらに別の実施の形態の可変径プーリの要部の断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
Ａ…無段変速機、１…入力軸（回転軸）、１ａ…外周面、２…出力軸（回転軸）、２ａ…外周面、３，４…可変径プーリ（プーリ）、５…動力伝達チェーン（巻掛け伝動節）、６…第１のシーブ（一対のシーブの一方）、７…第２のシーブ、９，１０…伝動面、２１…第１のシーブ（一対のシーブの一方）、２２…第２のシーブ、２４，２５…伝動面、５０，６０，７０…転がり軸受、５１，６１…軸受外輪（軸受軌道輪）、５２…玉（転動体）、５４…制振部材、５５…本体、５５１，５５２…分割体、５６…環状板、６２…円錐ころ（転動体）、７１…軸受内輪（軸受軌道輪）、７２…玉（転動体）、１００…ハウジング
【図１】
2006226328.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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