(57)【要約】【課題】本発明は、無段変速機の油圧室構造に関し、かしめのいらない単純な構造により低コストで、遠心油圧キャンセル室の剛性を確保しながら、可動シリンダ部の全長を短縮できるようにすることを目的とする。【解決手段】可動シーブ３の後面と、可動シーブ３に固設された筒状のシーブシリンダ６の内周面と、シーブシリンダ６の内周面に外周端を摺接するように配置された環状のピストン５の前面と、により囲繞されてなる主油圧室１０を備えるとともに、ピストン５の後面と、シーブシリンダ６の内周面と、シーブシリンダ６の内周面後端にスナップリング８によって係止された環状のバランシングキャップ７の前面と、により囲繞されてなる遠心油圧キャンセル室１１を備える無段変速機の油圧室構造において、バランシングキャップ７の外周端近傍にシャフト１の軸方向への段差形状を有するように屈曲形成された段部１５Ａを設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プライマリプーリと、セカンダリプーリと、該プライマリプーリ及び該セカンダリプーリに巻装されたベルトとを備えたベルト式無段変速機における、該セカンダリプーリ及び該プライマリプーリの少なくともいずれか一方のプーリに備えられた可動シーブの後面に設けられ、
該可動シーブを移動可能に支持するシャフトの外周に形成され、該可動シーブの後面と、該可動シーブに固設された筒状のシーブシリンダの内周面と、該シャフトの外周に固設され該シーブシリンダの内周面に外周端を摺接するように配置された環状のピストンの前面と、により囲繞されてなる主油圧室を備えるとともに、
該ピストンの後面と、該シーブシリンダの内周面と、該ピストンの後方に配置され該シーブシリンダの内周面後端にスナップリングによって係止された環状のバランシングキャップの前面と、により囲繞されてなる遠心油圧キャンセル室を備え、
該バランシングキャップの外周端近傍に該シャフトの軸方向への段差形状を有するように屈曲形成された段部が設けられる
ことを特徴とする、無段変速機の油圧室構造。
【請求項２】
該バランシングキャップは、外周端の後面を該スナップリングに係止され、該段部は、該外周端の内周側に該シャフトの軸方向後方に向けて形成される
ことを特徴とする、請求項１記載の無段変速機の油圧室構造。
【請求項３】
該段部は、該スナップリングの着脱の妨げにならない範囲で最も外周寄りに形成される
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の無段変速機の油圧室構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルト式無段変速機のプーリに備えられた可動シーブの後面に設けられ、本油圧室と遠心油圧キャンセル室とを備える無段変速機の油圧室構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プライマリプーリとセカンダリプーリと両プーリに巻装されたベルトとを備えて構成されたベルト式無段変速機において、各プーリは、回転軸となるシャフト（プライマリシャフト又はセカンダリシャフト）に一体に形成された固定シーブとシャフトの軸方向に移動可能に備えられている可動シーブとが対向配置された構造となっていて、固定シーブと可動シーブとによって形成されるＶ字状溝にベルトが圧接して動力伝達を行うようになっている。各プーリの可動シーブは、背面（後面）に形成された油圧室（主油圧室）内の油圧を調整されることにより、固定シーブに対して離接するように軸方向に移動するようになっている。そして、この可動シーブの移動によってＶ字状溝の溝幅が増減し、プーリの有効半径が調整されて、プライマリプーリからセカンダリプーリへの動力伝達比が変化するようになっている。
【０００３】
このようなベルト式無段変速機では、主油圧室はプーリと一体となって回転するため、主油圧室内の作動油に遠心力が働き、遠心油圧が発生する。この遠心油圧によって、可動シーブの背面に加えられる油圧が過剰になってしまうため、可動シーブを適正に制御できなくなるほか、変速時のレスポンス遅れ、ベルトの耐久性の低下を招くおそれがある。そのため、主油圧室に隣接して可動シーブと対向する位置に遠心油圧キャンセル室を設け、主油圧室内の遠心油圧を相殺することで上述の問題を回避するようにしている。
【０００４】
主油圧室に隣接して遠心油圧キャンセル室を構成する場合、例えば図５に示す構造のものがある（特許文献１参照。）。つまり、図５に示すように、シャフト（ここでは、セカンダリシャフト）２１には、固定シーブ２２が固設され、この固定シーブ２２に対向するように可動シーブ２３が軸方向に移動可能に備えられている。可動シーブ２３の背面（後面）側には、シャフト２１に固定されてピストン２５が備えられ、さらに、このピストン２５を覆うようにバランシングキャップ２７が備えられている。バランシングキャップ２７の可動シーブ２３側の端部（前端）は、可動シーブ２３の背面外周に密着して結合されており、ピストン２５の外周はシールリング３２を介してバランシングキャップ２７の内周面に摺接している。
【０００５】
これにより、可動シーブ２３及びバランシングキャップ２７は、内部にピストン２５を備えた可動シリンダ部３４として構成され、これらの可動シーブ２３，バランシングキャップ２７に囲繞されて（すなわち可動シリンダ部３４内には）、ピストン２５よりも可動シーブ２３側（前側）に主油圧室３０が形成され、ピストン２５を介して反対側（ピストン２５の後側）に油圧キャンセル室３１が形成される。
【０００６】
主油圧室３０内に作動油が供給され油圧が高まれば、可動シーブ２３が固定シーブ２２に接近し、逆に主油圧室３０内の作動油が排除されれば、可動シーブ２３が固定シーブ２２から離隔する。また、作動油を供給する油圧ポンプは一般にエンジン駆動であり、エンジン停止時には油圧が低下してしまうため、このような場合にも可動シーブ２３を固定シーブ２２側へ押し付けてスチールベルト２４をクランプできるように可動シーブ２３とピストン２５との間にスプリング２９が介装されている。
【０００７】
ところで、この構成では、遠心油圧キャンセル室３１の外殻を構成するバランシングキャップ２７がその一端を可動シーブ２３の背面に接するまで延長され、可動シーブ２３に設けられた切り欠き２３ａにその一端を嵌合させてかしめによって固定されている。このような構成によれば、可動シリンダ部３４の側壁から後面にかけた外壁が一つの部材（バランシングキャップ２７のみ）で構成されるため、部品数を減少させることができ、また、遠心油圧キャンセル室３１の外壁の剛性や強度の信頼性を向上させることができる。
【０００８】
一方で、従来のベルト式無段変速機の油圧室構造として、図６の断面図に示すような構成のものもある（これに類するものとして特許文献２の図２参照。）。つまり、図６に例示するように、可動シーブ２３の背面に円筒状部分（シーブシリンダ部）２６が突設されており、このシーブシリンダ部２６の後端部にはフランジ３５を設けられたバランシングキャップ２７がスナップリング２８によって係止されている。これにより、可動シーブ２３の後面，可動シーブ２３のシーブシリンダ部２６及びバランシングキャップ２７により構成される可動シリンダ部３４内に、ピストン２５により仕切られて、主油圧室３０及び遠心油圧キャンセル室３１が形成されている。
【０００９】
特に、バランシングキャップ２７の外周端部のシーブシリンダ部２６内周面と当接する部分は、シーブシリンダ部２６の内周面に沿うようなフランジ３５が屈曲形成されており、バランシングキャップ２７の外周部付近に強く加わる内圧に対してバランシングキャップ２７が十分に抵抗できるような剛性，強度が確保されている。
【００１０】
このような構成によれば、組立てが容易で剛性，強度の高い可動シリンダ部が得られ、またバランシングキャップ２７の外周端に設けられたフランジ３５によって、シーブシリンダ２６とバランシングキャップ２７の外周部のシーブシリンダ部２６の係止部近傍の剛性，強度を確保することができ、また、遠心油圧も加わるため強い油圧を受けるバランシングキャップ２７の外周端付近における変形を抑制することができる
【００１１】
【特許文献１】
特開平９−３２９２０８号公報（第３頁左欄第２３行〜第４７行、第１図）
【特許文献２】
特開平８−１４３４８号公報（第２図）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図５に示す従来構成によれば、バランシングキャップ２７と可動シーブ２３との接合部にかしめが必要であり、かしめ設備を要し設備コストの増加を招くことや、かしめ部の耐久性の確保が困難であることが課題となっており、また一般に、製造時のかしめ作業は時間が長くかかるため、生産効率が低下するといった課題もある。
【００１３】
また、図６に示す従来構成によれば、シーブシリンダ２６へのバランシングキャップ２７の係止部の強度を確保するために設けられる、バランシングキャップ２７外周端のフランジ３５の長さの分だけ、シーブシリンダ２６の全長が伸びることになり、可動シリンダ部３４の軸方向への大型化を招いてしまうという課題がある。特に、可動シリンダ部３４の後端外周は、後退時にミッションケース内に隣接して配設される、例えばカウンタギア等と干渉しないようにしなくてはならないので、フランジ３５の長さの分だけシーブシリンダ２６の後端が長くなり、これに応じて隣接する部材の配置も変更することになり、ベルト式無段変速機全体の軸方向長さを大きくしてしまうという課題がある。
【００１４】
本発明はこれらの課題に鑑み創案されたもので、かしめのいらない単純な構造により低コストで、遠心油圧キャンセル室の剛性を確保しながら、可動シリンダ部の全長を短縮できるようにした、無段変速機の油圧室構造を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明の無段変速機の油圧室構造は、プライマリプーリと、セカンダリプーリと、該プライマリプーリ及び該セカンダリプーリに巻装されたベルトとを備えたベルト式無段変速機における該セカンダリプーリ及び該プライマリプーリの少なくともいずれか一方のプーリに備えられた可動シーブの後面に設けられ、該可動シーブを移動可能に支持するシャフトの外周に形成され、該可動シーブの後面と、該可動シーブに固設された筒状のシーブシリンダの内周面と、該シャフトの外周に固設され該シーブシリンダの内周面に外周端を摺接するように配置された環状のピストンの前面と、により囲繞されてなる主油圧室を備えるとともに、該ピストンの後面と、該シーブシリンダの内周面と、該ピストンの後方に配置され該シーブシリンダの内周面後端にスナップリングによって係止された環状のバランシングキャップの前面と、により囲繞されてなる遠心油圧キャンセル室を備え、該バランシングキャップの外周端近傍に該シャフトの軸方向への段差形状を有するように屈曲形成された段部が設けられることを特徴としている。
【００１６】
また、該バランシングキャップは、外周端の後面を該スナップリングに係止され、該段部は、該外周端の内周側に該シャフトの軸方向後方に向けて形成されることも好ましく（請求項２）、該段部は、該スナップリングの着脱の妨げにならない範囲で最も外周寄りに形成されることもより好ましい（請求項３）。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について説明する。
図１，図２は、本発明の第１実施形態としてのベルト式無段変速機の油圧室構造を示す図であり、図１はプーリ及び油圧室の構造を示す断面図、図２はバランシングキャップとシーブシリンダとの係止部の拡大図であって、従来のフランジ付きバランシングキャップを用いた係止部との比較図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態としてのベルト式無段変速機のプーリ（ここでは、セカンダリプーリ）１３は、シャフト（ここでは、セカンダリシャフト）１に一体形成された固定シーブ２とシャフト１の外周にシャフト１の軸方向に移動可能に装着された可動シーブ３とから構成される。なお以下、可動シーブ３を始めとする部材の摺動方向，側面に関する記載として、前方又は前面は、固定シーブ２へ接近する方向又は固定シーブ２側を示し、後方又は後側は、固定シーブ２から離隔する方向又は固定シーブ２と反対の側を示す。
【００１９】
固定シーブ２及び可動シーブ３は、互いに対向する面がいずれも円錐面に形成され、各中心軸がシャフト１の回転軸に一致するように配設されている。また可動シーブ３は、軸心部を円筒形にくりぬいた中空円筒部を有しており、この中空円筒部をシャフト１が貫通するように装着されている。そして、固定シーブ２と可動シーブ３との互いに対向する円錐面によりＶ字状溝が形成され、このＶ字状溝内にはスチールベルト（ベルト）４が巻装されている。
【００２０】
可動シーブ３の後方には、シャフト１の外周に突設するように環状のピストン５が固設され、さらに、ピストン５の外周を覆うようにシーブシリンダ６が装着されている。シーブシリンダ６は円筒形状を有し、前端にフランジ部６ａが形成され、このフランジ部６ａを可動シーブ３の後面に密着接合するように固設される。このシーブシリンダ６は、可動シーブ３と一体となってシャフト１の軸方向に移動可能な可動シリンダ部１４を構成している。また、シーブシリンダ６の後端には内周面にバランシングキャップ７を装着するキャップ装着部１６が設けられ、このキャップ装着部１６には、切り欠き１７が形成されている。キャップ装着部１６に装着されたバランシングキャップ７は、この切り欠き１７に嵌合されるスナップリング８によってシーブシリンダ６に係止されるようになっている。
【００２１】
ピストン５は、環状の内周部をシャフト１の外周に固着されて備えられ、外周端をシーブシリンダ６の内周面に摺接させている。また、ピストン５とシーブシリンダ６との接合部にはシールリング１２が備えられており、シーブシリンダ６がピストン５に対して液密性を保ちながら滑らかに摺動しうるようになっている。
【００２２】
可動シリンダ部１４内のピストン５の前面，シーブシリンダ６の内周面及び可動シーブ３の後面で囲繞される空間は主油圧室１０であって、この主油圧室１０内部には作動油が充填される。主油圧室１０内の油圧を上昇させると作動油が可動シーブ３の後面を押圧して、可動シーブ３は固定シーブ２側へ移動し、逆に主油圧室１０内の油圧を低下させると可動シーブ３はピストン５側へ移動するようになっている。
【００２３】
また、主油圧室１０内部のピストン５と可動シーブ３との間にはスプリング９が介装されており、一般にエンジンによって駆動される作動油供給ポンプがエンジン停止とともに機能停止した場合にも、スプリング９が可動シーブ３を固定シーブ２側へ押圧して、固定シーブ２，可動シーブ３間にスチールベルト４が確実に挟持されるようになっている。
【００２４】
バランシングキャップ７はピストン５に略沿った形状の環状をなしており、前述のように外周端をシーブシリンダ６の内周面後端にスナップリング８によって係止されて固定されている。
このピストン５の後面，シーブシリンダ６の内周面及びバランシングキャップ７の前面で囲繞される空間は遠心油圧キャンセル室１１であって、遠心油圧キャンセル室１１内には作動油が常時充填される。
【００２５】
また、バランシングキャップ７の内周端とシャフト１とが接する部分には、ごく僅かに隙間が設けられ、互いに干渉しないようになっている。この遠心油圧キャンセル室１１内の作動油は常時少量ずつ漏洩するが、漏洩した作動油と同量の作動油が図示しない作動供給装置から常時供給されるようになっている。
ところで、バランシングキャップ７のシーブシリンダ６への係止部は、図２のバランシングキャップとシーブシリンダとの係止部の拡大断面図に実線で示すように形成されている。つまり、バランシングキャップ７は、外周端をシーブシリンダ６の内周面とのキャップ装着部１６に当接させ、外周後面をスナップリング８の前面に当接させるようにして係止される。この、バランシングキャップ７の外周部には、シャフト１の軸方向への段差を有するように屈曲形成された段部１５Ａが設けられている。すなわち、バランシングキャップ７の最外周部の近傍（やや中央寄り）には、最外周部よりも軸方向（ここでは後方）に屈曲形成された段差形状（段部）１５Ａが設けられている。
【００２６】
以上のような構成により、本実施形態の無段変速機の油圧室構造によれば、次のような作用及び効果が得られる。
つまり、本無段変速機が作動し、プーリ（ここではセカンダリプーリ）１３が回転を開始すると、主油圧室１０及び遠心油圧キャンセル室１１はプーリ１３と一体となって回転するため、主油圧室１０及び遠心油圧キャンセル室１１内部の作動油に遠心力が発生する。主油圧室１０内の作動油に働く遠心油圧と遠心油圧キャンセル室１１内の作動油に働く遠心油圧とは互いに相殺するように働くため、主油圧室１０及び遠心油圧キャンセル室１１で構成される可動シリンダ部全体としては、遠心油圧はキャンセルされ、遠心油圧によるシャフト軸方向への移動やズレが生じなくなる。
【００２７】
バランシングキャップ７のシーブシリンダ６への係止部において、このような遠心油圧を含めた作動油の圧力によって、バランシングキャップ７には遠心油圧キャンセル室１１側から大きな軸方向圧力が加わることになるが、バランシングキャップ７の外周部には段部１５Ａが形成されているため、この段部１５Ａによって、このような軸方向圧力に対抗しうる高い剛性が確保され、強度も確保されることになる。したがって、バランシングキャップ７の外周部に遠心油圧キャンセル室１１側から大きな圧力が加えられても、バランシングキャップ７にはほとんど変形が生じることはなく、スナップリング８による係止状態にも影響することはなくバランシングキャップ７はシーブシリンダ６に何ら支障なく保持される。しかも、バランシングキャップ７の外周端は、スナップリング８により係止される構成であるため、かしめ作業やかしめ装置を必要とせず、構成がシンプルであるため組立てが容易であり、生産効率も優れている。
【００２８】
また図２に示すように、バランシングキャップ７の外周端にフランジを設けた従来の構造（鎖線で示す）と比較して、段部１５Ａの段差長は、フランジ３５の長さより短く構成してもバランシングキャップ７の外周部の必要な剛性を確保できるため、フランジ３５の長さの分だけシーブシリンダ６の全長を短くすることができる。したがって、可動シリンダ部１４の全長を短くすることができるため、可動シリンダ部１４の可動領域を縮小することができる。
【００２９】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図３，図４は、本発明の第２実施形態としてのベルト式無段変速機の油圧室構造を示す図であり、図３はプーリ及び油圧室の構造を示す断面図、図４はバランシングキャップとシーブシリンダとの係止部の拡大図であって、従来のフランジ付きバランシングキャップを用いた係止部との比較図である。なお、図３，図４において第１実施形態と共通の構成要素については、共通の符号を付して示している。
【００３０】
上述の第１実施形態では、バランシングキャップ７は外周端の内周側にシャフト軸方向後方への段差を有するように屈曲形成された段部１５Ａが設けられているが、本実施形態では、図３，図４に示すように、バランシングキャップ７は、その外周端の近傍に形成される段部１５Ｂがシャフト軸方向前方へ向けて段差を有するように屈曲形成されている。すなわち、本実施形態の段部１５Ｂは、バランシングキャップ７がシーブシリンダ６によって係止される外周端に対して、内周側が外周側よりもシャフト１の軸方向前方に近づくように屈曲形成されている。
【００３１】
このように構成しても、バランシングキャップ７の外周部に形成される段部１５Ｂによって剛性が確保され、強度も確保される。したがって、バランシングキャップ７の変形が抑えられ、スナップリング８による係止状態に影響することなくバランシングキャップ７がシーブシリンダ６に何ら支障なく保持される。
また、図４に示すように、バランシングキャップ７の外周端にフランジを設けた従来の構造（鎖線で示す）と比較して、段部１５Ｂの段差長は、フランジ３５の長さよりも短く構成してもバランシングキャップ７の外周部の必要な剛性を確保できるため、フランジ３５の長さとシャフト軸方向の段差長との差の分だけシーブシリンダ６の全長を短くすることができる。したがって、可動シリンダ部１４の全長を短くすることができるため、可動シリンダ部１４の可動領域を縮小することができる。
【００３２】
以上、本発明の第１，第２実施形態について説明したが、本発明はかかる各実施形態に限定されたものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、バランシングキャップ７に形成される段部１５Ａを形成する径方向位置は、スナップリング８の着脱の妨げにならない範囲で最も外周寄りに設定されることが好ましい。つまり、作動油に働く遠心油圧は、シャフト回転軸から最も距離の離れたバランシングキャップ７の外周端部で最も大きくなるため、製造組立時に支障のない範囲で最も外周寄りに段部１５Ａを形成することで、バランシングキャップ７の外周端部の剛性をより効果的に高めることができ、強度を確保することができる。したがって、シーブシリンダ６とバランシングキャップ７との係止部の変形を抑えることができ、係止状態を保持することができる。
【００３３】
なお、スナップリング８の着脱に際しては、工具によってスナップリング８を縮径させて行うが、スナップリング８の着脱の妨げにならない範囲とは、このような作業時に、バランシングキャップ７の外周端に形成される段部１５Ａが、縮径したスナップリング８や工具等の妨げとならないような範囲のことである。
また、上述の各実施形態では、本発明の無段変速機の油圧室構造をセカンダリシャフトに設けられたセカンダリプーリに適用しているが、本油圧室構造はプライマリシャフトに設けられたプライマリプーリに適用することもできる。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明の無段変速機の油圧室構造によれば、バランシングキャップの外周端近傍にシャフトの軸方向への段差形状を有するように屈曲形成された段部が設けられるため、遠心油圧キャンセル室を構成する外壁の剛性，強度を高めることができ、シーブシリンダとバランシングキャップとの係止部の変形を抑えることができ、係止状態を保持することができる。また、バランシングキャップの外周端にフランジを設ける必要がないため、可動シリンダ部の全長を短縮することができる。また、構造が単純であるため、生産効率を向上させ、生産コストを低減させることができる。
【００３５】
請求項２記載の本発明の無段変速機の油圧室構造によれば、バランシングキャップは、外周端の後面をスナップリングに係止され、バランシングキャップの外周端近傍に形成される段部は、外周端の内周側にシャフトの軸方向後方に向けて形成されるため、シーブシリンダとバランシングキャップとの係止部においてバランシングキャップの転倒が効果的に防止されるとともに、可動シリンダの全長をより短縮することができる。
【００３６】
また、請求項３記載の本発明の無段変速機の油圧室構造によれば、バランシングキャップの外周端近傍に形成される段部は、スナップリングの着脱の妨げにならない範囲で最も外周寄りに形成されるため、スナップリングやピストンに干渉しない、最も効果的な位置に段差形状を設けることができ、バランシングキャップの外周端部の剛性を高めることができ、シーブシリンダとバランシングキャップとの係止部の強度を最も高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態としての無段変速機の油圧室構造を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態としての無段変速機の油圧室構造のバランシングキャップとシーブシリンダとの係止部の拡大断面図（図１におけるキャップ装着部１６拡大図）であり、従来のフランジ付きバランシングキャップを用いた係止部との比較図である。
【図３】本発明の第２実施形態としての無段変速機の油圧室構造を示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態としての無段変速機の油圧室構造のバランシングキャップとシーブシリンダとの係止部の拡大断面図（図３におけるキャップ装着部１６拡大図）であり、従来のフランジ付きバランシングキャップを用いた係止部との比較図である。
【図５】従来の無段変速機の油圧室構造を示す縦断面図であり、バランシングキャップが可動プーリへのかしめ部を持つ構成例を示す構成図である。
【図６】従来の無段変速機の油圧室構造を示す断面図であり、バランシングキャップが端部にフランジを持つ構成例を示す構成図である。
【符号の説明】
１  シャフト
２  固定シーブ
３  可動シーブ
４  スチールベルト（ベルト）
５  ピストン
６  シーブシリンダ
７  バランシングキャップ
８  スナップリング
９  スプリング
１０  主油圧室
１１  遠心油圧キャンセル室
１２  シールリング
１３  プーリ
１４  可動シリンダ部
１５Ａ，１５Ｂ  段部
１６  キャップ装着部
１７  切り欠き
【図１】
2004232751.tif 000003
【図２】
2004232751.tif 000004
【図３】
2004232751.tif 000005
【図４】
2004232751.tif 000006
【図５】
2004232751.tif 000007
【図６】
2004232751.tif 000008