(57)【要約】【課題】この発明は、一対のプーリとベルトとによって変速比が可変される無断変速機において、プーリの駆動ロスを低減することを目的とする。【解決手段】この発明は、プーリの第１シーブと第２シーブとの間に形成されるＶ字溝の溝幅を変更することでベルトの巻き掛け有効径を変化させて変速比を変更する無段変速機において、第２シーブは、プーリ軸の軸回りに配置され、径寸法が第１シーブよりも小さい内側シーブ部と、内側シーブ部の径方向外側に配置され、クラッチ機構によって内側シーブ部と連結、離脱する外側シーブ部とを有し、第２シーブが第１シーブ側と接近する方向に移動した際に、クラッチ機構によって連結されて、内側シーブ部と外側シーブ部とが回転する一方、第２シーブが第１シーブ側から離反する方向に移動した際に、クラッチ機構によって外側シーブ部が離脱し、内側シーブ部のみが回転することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のプーリ間に動力伝達用のベルトが巻き掛けられ、前記プーリはプーリ軸に固定される第１シーブと、前記プーリ軸の軸方向へ移動可能な第２シーブとを有し、前記第１シーブと前記第２シーブとの間に形成されるＶ字溝の溝幅を変更することで前記ベルトの巻き掛け有効径を変化させて変速比を変更する無段変速機において、前記第２シーブは、前記プーリ軸の軸回りに配置され、かつ径寸法が前記第１シーブの径寸法よりも小さい内側シーブ部と、該内側シーブ部の径方向外側に配置され、かつ、クラッチ機構によって前記内側シーブ部と連結、または前記内側シーブ部から離脱する外側シーブ部とを有し、前記第２シーブが前記第１シーブ側と接近する方向に移動した際に、前記クラッチ機構によって前記外側シーブ部が前記内側シーブ部に連結されて、前記内側シーブ部と外側シーブ部とが回転する一方、前記第２シーブが前記第１シーブ側から離反する方向に移動した際に、前記クラッチ機構によって前記外側シーブ部が前記内側シーブ部から離脱し、前記内側シーブ部のみが回転する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】
この発明は無段変速機に係り、特に、動力伝達用のベルトが巻き掛けられた一対のプーリの間の溝幅を変更することで、各プーリのベルトの巻き掛け有効径を変化させて変速比を変更する無段変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両などに搭載される変速機には、特許文献１に開示される無段変速機がある。特許文献１に開示される無段変速機は、プーリ軸に固定された固定シーブに対して、可動シーブをプーリ軸の軸方向へ移動させることにより、プーリのベルトが接触するプーリ面の間隔、つまりプーリのＶ字溝の溝幅を変更し、ベルトの巻き掛け有効径を変化させて変速比を無段階に変更することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２３６２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の無段変速機は、溝幅の最小時にはベルトをプーリの外周側の溝面に接触させて動力を伝達し、溝幅の最大時にはベルトをプーリの中心側の溝面に接触させて動力を伝達している。したがって、従来の無段変速機では、変速比を確保するためにプーリに一定以上の有効径が必要となる。
ところが、一定以上の有効径のプーリを用いた場合、ベルトをプーリの外周側の溝面に接触させて動力を伝達している溝幅の最小時にも、動力の伝達に関与しないプーリの中心側の部分を駆動している。また、ベルトをプーリの中心側の溝面に接触させて動力を伝達している溝幅の最大時にも、動力の伝達に関与していないプーリの外周側の部分を駆動している。
このため、一定以上の有効径のプーリを用いた従来の無段変速機は、必然的に回転部重量が増加するため、プーリの慣性モーメントが増大し、駆動ロスの増加により出力性能を低下させてしまう問題があった。
【０００５】
この発明は、一対のプーリとベルトとによって変速比が可変される無断変速機において、プーリの駆動ロスを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、一対のプーリ間に動力伝達用のベルトが巻き掛けられ、前記プーリはプーリ軸に固定される第１シーブと、前記プーリ軸の軸方向へ移動可能な第２シーブとを有し、前記第１シーブと前記第２シーブとの間に形成されるＶ字溝の溝幅を変更することで前記ベルトの巻き掛け有効径を変化させて変速比を変更する無段変速機において、前記第２シーブは、前記プーリ軸の軸回りに配置され、かつ径寸法が前記第１シーブの径寸法よりも小さい内側シーブ部と、該内側シーブ部の径方向外側に配置され、かつ、クラッチ機構によって前記内側シーブ部と連結、または前記内側シーブ部から離脱する外側シーブ部とを有し、前記第２シーブが前記第１シーブ側と接近する方向に移動した際に、前記クラッチ機構によって前記外側シーブ部が前記内側シーブ部に連結されて、前記内側シーブ部と外側シーブ部とが回転する一方、前記第２シーブが前記第１シーブ側から離反する方向に移動した際に、前記クラッチ機構によって前記外側シーブ部が前記内側シーブ部から離脱し、前記内側シーブ部のみが回転することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、第２シーブが第１シーブ側に近づく方向に移動した際に、クラッチ機構によって内側シーブ部と外側シーブ部とが連結され、内側シーブ部と外側シーブ部とがベルトによって回転する。
一方、この発明は、第２シーブが第１シーブから離れる方向に移動した際に、クラッチ機構によって外側シーブ部が内側シーブ部から切り離され、外側シーブ部への回転伝達が遮られて、内側シーブ部のみがベルトによって回転する。
これによって、この発明は、内側シーブ部と外側シーブ部とが回転する状態に比べて、内側シーブ部のみが回転する状態において慣性モーメントを低下させることができ、プーリの駆動ロスの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は無段変速機の構成図である。（実施例）
【図２】図２は最大変速比（減速比最大）の無段変速機の断面図である。（実施例）
【図３】図３は最小変速比（減速比最小）の無段変速機の断面図である。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１０】
図１〜図３は、この発明の実施例を示すものである。図１において、車両１は、搭載した内燃機関２に無段変速機３を連結している。無段変速機３は、内燃機関２のクランク軸４に対して同軸に入力軸５を配設し、入力軸５に対して平行に入力側のプーリ軸としてプライマリ軸６を配設し、プライマリ軸６と平行に出力側のプーリ軸としてセカンダリ軸７を配設し、セカンダリ軸７と同軸に出力軸８を配設している。
前記無段変速機３は、クランク軸４に連絡した入力軸５に入力駆動ギヤ９を備えている。プライマリ軸６には、入力駆動ギヤ９に噛み合う入力被動ギヤ１０を備えている。プライマリ軸６には、プライマリプーリ１１を備えている。セカンダリ軸７には、セカンダリプーリ１２を備えている。プライマリプーリ１１とセカンダリプーリ１２との間には、動力伝達用のベルト１３が巻き掛けられている。
前記プライマリプーリ１１は、プライマリ軸６に固定されるプライマリ第１シーブ１４と、プライマリ軸６の軸方向へ移動可能で回転不可能なプライマリ第２シーブ１５とを有している。プライマリ第１シーブ１４とプライマリ第２シーブ１５との間には、ベルト１３を巻き掛けるＶ字溝１６を形成している。プライマリ第２シーブ１５は、プライマリ第１シーブ１４に対して反対側の背面にプライマリ油圧室１７を備えている。
前記セカンダリプーリ１２は、セカンダリ軸７に固定されるセカンダリ第１シーブ１８と、セカンダリ軸７の軸方向へ移動可能で回転不可能なセカンダリ第２シーブ１９とを有している。セカンダリ第１シーブ１８とセカンダリ第２シーブ１９との間には、ベルト１３を巻き掛けるＶ字溝２０を形成している。セカンダリ第２シーブ１９は、セカンダリ第１シーブ１８に対して反対側の背面にセカンダリ油圧室２１を備えている。
【００１１】
前記無段変速機３は、油圧を発生するオイルポンプ２２と、オイルポンプ２２が発生した油圧を内蔵したバルブにより制御するバルブボディ２３とを備えている。バルブボディ２３は、制御した油圧をプライマリ油圧室１７に供給・排出して、プライマリ第１シーブ１４に対してプライマリ第２シーブ１５を接近・離間させる。また、バルブボディ２３は、制御した油圧をセカンダリ油圧室２１に供給・排出して、セカンダリ第１シーブ１８に対してセカンダリ第２シーブ１９を接近・離間させる。
無段変速機３は、プライマリ油圧室１７とセカンダリ油圧室２１とに油圧を供給・排出することによって、プライマリ第１シーブ１４とプライマリ第２シーブ１５との間に形成されるＶ字溝１６の溝幅と、セカンダリ第１シーブ１８とセカンダリ第２シーブ１９との間に形成されるＶ字溝２０の溝幅とを相対的に拡大・縮小するように変更することで、ベルト１３の巻き掛け有効径を変化させて、変速比を最大変速比（減速比最大）から最小変速比（減速比最小）まで無段階に変更する。
無断変速機３は、セカンダリ軸７に出力軸８を連絡している。出力軸８には、ファイナル駆動ギヤ２４を備えている。無段変速機３は、出力軸８に対して平行に配設したディファレンシャル２５を備えている。ディファレンシャル２５には、ファイナル駆動ギヤ２４に噛み合うファイナル被動ギヤ２６を備えている。ディファレンシャル２５は、内蔵するディファレンシャルギヤ２７に左右のアウトプットシャフト２８・２８の内端を連絡している。アウトプットシャフト２８・２８の外端には、左右の駆動輪２９・２９を連絡している。
【００１２】
前記プライマリプーリ１１のプライマリ第２シーブ１５は、図２に示すように、プライマリ内側シーブ部３０と、プライマリ外側シーブ部３１とを有している。プライマリ内側シーブ部３０は、プライマリ軸６の軸回りに軸方向移動可能且つ回転不可能に配置され、かつ径寸法がプライマリ第１シーブ１４の径寸法よりも小さく形成されている。プライマリ外側シーブ部３１は、プライマリ内側シーブ部３０の径方向外側に軸方向移動不可能且つ回転可能に配置されている。プライマリ内側シーブ部３０とプライマリ外側シーブ部３１とのＶ字溝１６側には、プライマリ第１シーブ１４に形成された溝面３２と対向する溝面３３を形成している。
プライマリ内側シーブ部３０とプライマリ外側シーブ部３１との間には、多板式のプライマリクラッチ機構３４を備えている。プライマリ外側シーブ部３１は、プライマリクラッチ機構３４の接続によってプライマリ内側シーブ部３０と連結し、プライマリクラッチ機構３４の解放によってプライマリ内側シーブ部３０から離脱する。
プライマリ内側シーブ部３０およびプライマリ外側シーブ部３１のＶ字溝１６と反対の背面側には、プライマリ外側延長部３５とプライマリ軸拡径部３６とによって区画される前記プライマリ油圧室１７を備えている。プライマリ油圧室１７は、プライマリ軸６に形成したプライマリ油路３７によって前記バルブボディ２３に連絡されている。プライマリ内側シーブ部３０およびプライマリ外側シーブ部３１は、プライマリ油圧室１７に油圧が供給されると、プライマリ第１シーブ１４に接近する方向に移動され、プライマリ油圧室１７から油圧が排出されると、プライマリ第１シーブ１４から離間する方向に移動される。
また、プライマリ内側シーブ部３０およびプライマリ外側シーブ部３１との間には、プライマリクラッチ機構３４を接続・解放するピストン３８によって区画されるプライマリクラッチ油圧室３９を備えている。プライマリ内側シーブ部３０には、プライマリクラッチ油圧室３９に一端側が連絡するプライマリ内側シーブ油路４０を形成している。プライマリ軸６には、図３に示すように、プライマリプーリ１１の溝幅が最小となる位置にプライマリ第２シーブ１５が移動したときに、プライマリ内側シーブ油路４０の他端側と連絡するプライマリクラッチ油路４１を形成している。プライマリ内側シーブ油路４０の他端側は、図２に示すように、プライマリプーリ１１の溝幅が最大となる位置にプライマリ第２シーブ１５が移動したときに、プライマリ油圧室１７に連絡する。
【００１３】
プライマリ内側シーブ部３０およびプライマリ外側シーブ部３１は、図３に示すように、プライマリプーリ１１の溝幅が最小となる位置にプライマリ第２シーブ１５が移動したときに、プライマリクラッチ油圧室３９にプライマリクラッチ油路４１の油圧が供給され、プライマリクラッチ機構３４が接続される。無段変速機３は、プライマリクラッチ機構３４の接続によって、プライマリ外側シーブ部３１がプライマリ内側シーブ部３０に連結され、プライマリ内側シーブ部３０とプライマリ外側シーブ部３１とが一体に回転する。
一方、プライマリ内側シーブ部３０およびプライマリ外側シーブ部３１は、図２に示すように、プライマリプーリ１１の溝幅が最大となる位置にプライマリ第２シーブ１５が移動したときに、プライマリクラッチ油圧室３９の油圧がプライマリ油圧室１７に排出され、プライマリクラッチ機構３４が解放される。無段変速機３は、プライマリクラッチ機構３４の解放によって、プライマリ外側シーブ部３１がプライマリ内側シーブ部３０から離脱され、プライマリ内側シーブ部３０のみが回転する。
【００１４】
前記セカンダリプーリ１２のセカンダリ第２シーブ１９は、図３に示すように、セカンダリ内側シーブ部４２と、セカンダリ外側シーブ部４３とを有している。セカンダリ内側シーブ部４２は、セカンダリ軸７の軸回りに軸方向移動可能且つ回転不可能に配置され、かつ径寸法がセカンダリ第１シーブ１８の径寸法よりも小さく形成されている。セカンダリ外側シーブ部４３は、セカンダリ内側シーブ部４２の径方向外側に軸方向移動不可能且つ回転可能に配置されている。セカンダリ内側シーブ部４２とセカンダリ外側シーブ部４３とのＶ字溝２０側には、セカンダリ第１シーブ１８に形成された溝面４４と対向する溝面４５を形成している。
セカンダリ内側シーブ部４２とセカンダリ外側シーブ部４３との間には、多板式のセカンダリクラッチ機構４６を備えている。セカンダリ外側シーブ部４３は、セカンダリクラッチ機構４６の接続によってセカンダリ内側シーブ部４２と連結し、セカンダリクラッチ機構４６の解放によってセカンダリ内側シーブ部４２から離脱する。
セカンダリ内側シーブ部４２およびセカンダリ外側シーブ部４３のＶ字溝２０と反対の背面側には、セカンダリ外側延長部４７とセカンダリ軸拡径部４８とによって区画される前記セカンダリ油圧室２１を備えている。セカンダリ油圧室２１は、セカンダリ軸７に形成したセカンダリ油路４９によって前記バルブボディ２３に連絡されている。セカンダリ内側シーブ部４２およびセカンダリ外側シーブ部４３は、セカンダリ油圧室２１に油圧が供給されると、セカンダリ第１シーブ１８に接近する方向に移動され、セカンダリ油圧室２１から油圧が排出されると、セカンダリ第１シーブ１８から離間する方向に移動される。
また、セカンダリ内側シーブ部４２およびセカンダリ外側シーブ部４３との間には、セカンダリクラッチ機構４６を接続・解放するピストン５０によって区画されるセカンダリクラッチ油圧室５１を備えている。セカンダリ内側シーブ部４２には、セカンダリクラッチ油圧室５１に一端側が連絡するセカンダリ内側シーブ油路５２を形成している。セカンダリ軸７には、図２に示すように、セカンダリプーリ１２の溝幅が最小となる位置にセカンダリ第２シーブ１９が移動したときに、セカンダリ内側シーブ油路５２の他端側と連絡するセカンダリクラッチ油路５３を形成している。セカンダリ内側シーブ油路５２の他端側は、図３に示すように、セカンダリプーリ１２の溝幅が最大となる位置にセカンダリ第２シーブ１９が移動したときに、セカンダリ油圧室２１に連絡する。
【００１５】
セカンダリ内側シーブ部４２およびセカンダリ外側シーブ部４３は、図２に示すように、セカンダリプーリ１２の溝幅が最小となる位置にセカンダリ第２シーブ１９が移動したときに、セカンダリクラッチ油圧室５１にセカンダリクラッチ油路５３の油圧が供給され、セカンダリクラッチ機構４６が接続される。無段変速機３は、セカンダリクラッチ機構４６の接続によって、セカンダリ外側シーブ部４３がセカンダリ内側シーブ部４２に連結され、セカンダリ内側シーブ部４２とセカンダリ外側シーブ部４３とが一体に回転する。
一方、セカンダリ内側シーブ部４２およびセカンダリ外側シーブ部４３は、図３に示すように、セカンダリプーリ１２の溝幅が最大となる位置にセカンダリ第２シーブ１９が移動したときに、セカンダリクラッチ油圧室５１の油圧がセカンダリ油圧室２１に排出され、セカンダリクラッチ機構４６が解放される。無段変速機３は、セカンダリクラッチ機構４６の解放によって、セカンダリ外側シーブ部４３がセカンダリ内側シーブ部４２から離脱され、セカンダリ内側シーブ部４２のみが回転する。
【００１６】
これにより、無段変速機３は、図３に示すように、プライマリプーリ１１の溝幅が最小、セカンダリプーリ１２の溝幅が最大となる最小変速比（減速比最小）時に、プライマリクラッチ機構３４の接続によってプライマリ内側シーブ部３０とプライマリ外側シーブ部３１とが一体に回転し、一方、セカンダリクラッチ機構４６の切断によってセカンダリ外側シーブ部４３は解放されて非回転となり、セカンダリ内側シーブ部４２のみが回転する。
また、無段変速機３は、プライマリプーリ１１の溝幅が最大、セカンダリプーリ１２の溝幅が最小となる最大変速比（減速比最大）時に、プライマリクラッチ機構３４の切断によってプライマリ外側シーブ部３１は解放されて非回転となり、プライマリ内側シーブ部３０のみが回転し、一方、セカンダリクラッチ機構４６の接続によってセカンダリ内側シーブ部４２とセカンダリ外側シーブ部４３とが一体に回転する。
【００１７】
このように、無段変速機３は、プライマリプーリ１１のプライマリ第２シーブ１５がプライマリ第１シーブ１４側に近づく方向に移動した際に、プライマリクラッチ機構３４によってプライマリ内側シーブ部３０とプライマリ外側シーブ部３１とが連結され、プライマリ内側シーブ部３０とプライマリ外側シーブ部３１とがベルト１３によって回転する。また、無段変速機３は、セカンダリプーリ１２のセカンダリ第２シーブ１９がセカンダリ第１シーブ１８側に近づく方向に移動した際に、セカンダリクラッチ機構４６によってセカンダリ内側シーブ部４２とセカンダリ外側シーブ部４３とが連結され、セカンダリ内側シーブ部４２とセカンダリ外側シーブ部４３とがベルト１３によって回転する。
一方、無段変速機３は、プライマリプーリ１１のプライマリ第２シーブ１５がプライマリ第１シーブ１４から離れる方向に移動した際に、プライマリクラッチ機構３４によってプライマリ外側シーブ部３１がプライマリ内側シーブ部３０から切り離され、プライマリ外側シーブ部３１への回転伝達が遮られて、プライマリ内側シーブ部３０のみがベルト１３によって回転する。また、無段変速機３は、セカンダリプーリ１２のセカンダリ第２シーブ１９がセカンダリ第１シーブ１８から離れる方向に移動した際に、セカンダリクラッチ機構４６によってセカンダリ外側シーブ部４３がセカンダリ内側シーブ部４２から切り離され、セカンダリ外側シーブ部４３への回転伝達が遮られて、セカンダリ内側シーブ部４２のみがベルト１３によって回転する。
【００１８】
これによって、無段変速機３は、プライマリ第２シーブ１５のプライマリ内側シーブ部３０とプライマリ外側シーブ部３１とが回転する状態に比べて、プライマリ内側シーブ部３０のみが回転する状態において慣性モーメントＩ（Ｉ＝重量×半径の２乗）を低下させることができ、プライマリプーリ１１の駆動ロスの低減を図ることができる。また、無段変速機３は、セカンダリ第２シーブ１９のセカンダリ内側シーブ部４２とセカンダリ外側シーブ部４３とが回転する状態に比べて、セカンダリ内側シーブ部４２のみが回転する状態において慣性モーメントＩ（Ｉ＝重量×半径の２乗）を低下させることができ、セカンダリプーリ１２の駆動ロスの低減を図ることができる。
この結果、無段変速機３は、一対のプライマリプーリ１１・セカンダリプーリ１２の駆動ロスを低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
この発明は、一対のプーリとベルトとによって変速比が可変される無断変速機において、プーリの駆動ロスを低減することできるものであり、内燃機関に限らず、モータなどの駆動源の駆動力を変速する変速機に適用することができる。
【符号の説明】
【００２０】
１  車両
２  内燃機関
３  無段変速機
６  プライマリ軸
７  セカンダリ軸
１１  プライマリプーリ
１２  セカンダリプーリ
１３  ベルト
１４  プライマリ第１シーブ
１５  プライマリ第２シーブ
１６  Ｖ字溝
１７  プライマリ油圧室
１８  セカンダリ第１シーブ
１９  セカンダリ第２シーブ
２０  Ｖ字溝
２１  セカンダリ油圧室
３０  プライマリ内側シーブ部
３１  プライマリ外側シーブ部
３４  プライマリクラッチ機構
３７  プライマリ油路
３９  プライマリクラッチ油圧室
４０  プライマリ内側シーブ油路
４１  プライマリクラッチ油路
４２  セカンダリ内側シーブ部
４３  セカンダリ外側シーブ部
４９  セカンダリ油路
５１  セカンダリクラッチ油圧室
５２  セカンダリ内側シーブ油路
５３  セカンダリクラッチ油路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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